CN107264032B

CN107264032B - 喷墨头记录装置

Info

Publication number: CN107264032B
Application number: CN201710045173.9A
Authority: CN
Inventors: 关雅志
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2019-03-08
Anticipated expiration: 2037-01-19
Also published as: CN107264032A; US20170291416A1; EP3228459A1; JP2017185705A

Abstract

实施方式的技术问题在于提供一种喷墨头记录装置，能够防止因擦拭器的擦拭动作而使疏液层的疏液性发生劣化。实施方式的喷墨头记录装置具有喷嘴板、压力室、压力生成单元、墨供给单元以及涂敷膜层叠体。喷嘴板形成有使墨喷出的多个喷嘴。压力室分别连通于所述喷嘴。压力生成单元使所述压力室内的墨从所述喷嘴喷出。墨供给单元向所述压力室供给墨。涂敷膜层叠体形成于所述喷嘴板的液滴喷出方向一面，并在厚度方向上层叠有多层涂敷膜，所述涂敷膜是在使显示疏液性的疏液区域与显示亲液性的亲液区域分散配置的状态下涂敷而成的。

Description

喷墨头记录装置

技术领域

本发明的实施方式涉及喷墨头记录装置。

背景技术

在喷出墨滴而进行图像形成的喷墨头记录装置中，由于使墨作为液滴从喷嘴喷出，因此，喷嘴表面的表面特性对墨滴的喷出特性具有较大的影响。若喷嘴的周边部附着墨，则除了液滴的喷出方向不稳定之外，产生喷嘴直径缩小而液滴的喷出量(液滴的大小)减少、或者液滴喷出速度变得不稳定等的不良状况。因此，通常在喷嘴表面形成疏液层，通过防止喷嘴周边部的墨附着来进行提高液滴的喷出特性。在疏液层中，使用氟系树脂、类金刚石碳以及无氟树脂等。在这些疏液层中，具有在表面示出疏液性的构造(疏液构造)。

发明内容

发明要解决的技术问题

在喷墨头记录装置中，通过刮板等的擦拭器的擦拭动作来擦拭并去除附着于喷嘴板表面的墨。在上述现有构成的装置中使用的疏液层的疏液构造有可能因擦拭器的擦拭动作而剥离。例如，疏液性优异的氟系树脂抗划伤性弱，并且难以使喷墨头的喷嘴所需的疏液层的疏液性与抗划伤性共存。因此，在长期使用时，有可能因擦拭器的擦拭动作而导致疏液层的疏液性劣化。

实施方式的技术问题为了改善以往技术的技术问题，提供能够防止因擦拭器的擦拭动作而导致疏液层的疏液性劣化的喷墨头记录装置。

解决技术问题的技术方案

实施方式的喷墨头记录装置具有喷嘴板，形成有喷出墨的多个喷嘴；多个压力室，分别连通于所述喷嘴；压力生成单元，使所述压力室内的墨从所述喷嘴喷出；墨供给单元，向所述压力室供给墨；以及涂敷膜层叠体，形成于所述喷嘴板的液滴喷出方向一面，并在厚度方向上层叠有多层涂敷膜，所述涂敷膜是在使显示疏液性的疏液区域与显示亲液性的亲液区域分散配置的状态下涂敷而成的。

附图说明

图1是示出第一实施方式的喷墨头记录装置中使用的喷墨头的概略构成的立体图。

图2是喷墨头的分解立体图。

图3是图1的F3-F3线截面图。

图4是示出喷墨头的主要部分构成的立体图。

图5是示出喷墨头的喷嘴板的俯视图。

图6是示出在喷墨头的喷嘴板上涂敷的涂敷膜层叠体的主要部分的纵截面图。

图7是示出涂敷膜层叠体的作用的图，图7的(A)是示出维持疏液性的涂敷膜层叠体的状态的主要部分的纵截面图，图7的(B)是示出疏液性发生了劣化的涂敷膜层叠体的状态的主要部分的纵截面图，图7的(C)是示出将疏液性发生了劣化的涂敷膜剥离而恢复了疏液性的涂敷膜层叠体的状态的主要部分的纵截面图。

图8是示出洗净喷墨头的喷嘴板的表面的洗净装置的概略构成的框图。

图9是示出喷墨头的喷嘴板的变形例的俯视图。

具体实施方式

下面，将参照图1至图7对一实施方式进行说明。图1是示出在一实施方式的喷墨头记录装置中使用的喷墨头10的立体图。图2是喷墨头10的分解立体图。图3是图1的F3-F3线截面图。图4是示出喷墨头的主要部分构成的立体图。

如图1所示，喷墨头10是所谓的侧面喷射(サイドシュータ)型的喷墨头。喷墨头10搭载于喷墨印刷机，并通过导管等部件连接于墨罐。这种喷墨头10包括头主体11、单元部12以及一对电路基板13。

头主体11是用于喷出墨的装置。头主体11安装于单元部12。单元部12包括形成头主体11与所述墨罐之间的路径的一部分的支管(マニホールド)、用于安装在所述喷墨印刷机的内部的部件。一对电路基板13分别安装在头主体11。

如图3所示，头主体11包括基板15、喷嘴板16、框部件17以及一对驱动元件18(图3仅示出一个)。基板15是基材的一例。在头主体11的内部形成供给墨的墨室19。

如图2所示，基板15通过例如氧化铝那样的陶瓷来形成矩形的板状。基板15具有平坦的安装面21。多个供给孔22和多个排出孔23在安装面21开口。

在基板15的中央部，供给孔22在基板15的长度方向排列设置。如图3所示，供给孔22连通于单元部12的所述支管的墨供给部12a。供给孔22经由墨供给部12a而与所述墨罐连接。所述墨罐的墨从供给孔22向墨室19供给。

如图2所示，排出孔23设置为以隔着供给孔22的方式呈两列排列。如图3所示，排出孔23连通于单元部12的所述支管的墨排出部12b。排出孔23经由墨排出部12b而连接于所述墨罐。墨室19的墨从排出孔23回收到所述墨罐。这样，墨在所述墨罐和所述墨室19之间循环。

如图3所示，喷嘴板16例如在表面通过赋予后述的疏液性功能的聚酰亚胺制的矩形状的薄膜而形成。喷嘴板16与基板15的安装面21相对。在喷嘴板16设置有多个喷嘴25。多个喷嘴25沿着喷嘴板16的长度方向以两列排列。

框部件17例如通过镍合金以矩形的框状而形成。框部件17例如介于基板15的安装面21和喷嘴板16之间。框部件17分别粘接于安装面21和喷嘴板16。即，喷嘴板16经由框部件17安装于基板15。墨室19被基板15、喷嘴板16、框部件17包围而形成。

驱动元件18通过例如由锆钛酸铅(PZT)形成的板状的两个压电体形成。所述两个压电体以极化方向在其厚度方向上彼此相反的方式而被贴合。

一对驱动元件18粘接于基板15的安装面21。一对驱动元件18对应于以两列排列的喷嘴25，在墨室19中平行地配置。如图3所示，驱动元件18形成为梯形形状。驱动元件18的顶部粘接于喷嘴板16。

在驱动元件18设置有多个槽27。槽27在与驱动元件18的长度方向交叉的方向分别延伸，沿驱动元件18的长度方向排列。如图5所示，多个槽27与喷嘴板16的多个喷嘴25相对。本实施方式的驱动元件18如图4所示在槽27配置有作为喷出墨的驱动流路的多个压力室51。

在多个槽27分别设置电极28。电极28通过例如光致抗蚀剂蚀刻加工镍薄膜而形成。电极28覆盖槽27的内面。

如图2所示，从基板15的安装面21在驱动元件18设置多个布线图案35。这些布线图案35通过例如光致抗蚀剂蚀刻加工镍薄膜而形成。

布线图案35分别从安装面21的一个侧端部21a和另一侧端部21b分别延伸。此外，侧端部21a、21b不仅包括安装面21的边缘，还包括其周边的区域。因此，布线图案35也可以设置在安装面21的边缘的内侧。

在下文中，以从一侧端部21a延伸的布线图案35为代表进行说明。此外，另一侧端部21b的布线图案35的基本构成与一侧端部21a的布线图案35相同。

布线图案35具有第一部分35a以及第二部分35b。如图3所示，布线图案35的第一部分35a是从安装面21的侧端部21a向驱动元件18以直线状延伸的部分。第一部分35a彼此平行地延伸。布线图案35的第二部分35b是跨第一部分35a的端部与电极28的部分。第二部分35b分别电连接于电极28。

在一个驱动元件18中，多个电极28中几个电极28构成第一电机组31。多个电极28中其它几个电极28构成第二电极组32。

第一电机组31和第二电极组32以驱动元件18的长度方向的中央部为边界而划分。第二电极组32与第一电机组31相邻。第一以及第二电极组31、32例如分别包含159个电极28。

如图1所示，一对电路基板13分别具有基板主体44、一对薄膜载体封装(FCP)45。此外，FCP也可以称为带载封装(TCP)。

基板主体44是形成矩形状的具有刚性的印刷布线板。在基板本体44安装有各种电子部件、连接器。另外，在基板本体44分别安装由一对FCP45。

一对FCP45分别具有形成多个布线并且具有柔软性的树脂制的膜46，以及连接于所述多条布线的IC47。膜46是带式自动接合(TAB)。IC47是用于向电极28施加电压的部件。IC47通过树脂固定于膜46。

如图3所示，一方的FCP45的端部通过各向异性导电膜(ACF)48而以热压接的方式连接于第一布线图案35的第一部分35a。另一方的FCP45的端部通过ACF48而以热压接的方式连接于第二布线图案36的第一部分36a。由此，FCP45的所述多个布线电连接于第一以及第二布线图案35、36。

通过FCP45连接于第一以及第二布线图案35、36，IC47经由FCP45的所述布线而与电极28电连接。IC47经由膜46的所述布线而向电极28施加电压。

若IC47向电极28施加电压，则通过驱动元件18共享模式变形而增减设于该电极28的槽27的容积。由此，槽27中的墨的压力变化，从而该墨从喷嘴25中喷出。

另外，在本实施方式中，如图3所示，在喷嘴板16的液滴喷出方向面(图3中喷嘴板16的表面)形成有实现疏液性功能的涂敷膜层叠体52。该涂敷膜层叠体52是如图6所示使涂敷膜55沿厚度方向以多层(在本实施方式中为6层)层叠而成，所述涂敷膜55是在使显示疏液性的疏液区域53与显示亲液性的亲液区域54在一个平面内分散配置的状态下涂敷而成的。

接着，说明上述构成的涂敷膜层叠体52。涂敷膜层叠体52例如将日本特开2015-44983号公报公开的“疏水疏油材料”用作涂敷膜55。该涂敷膜55通过亲液区域54在疏液区域53的最表面分散而形成。疏水疏油材料使亲液区域54分散于疏液区域53而成。该疏水疏油材料能够通过对于疏水性组合物以适当的比例混合亲水性组合物而生产。亲水性组合物的混合比例相对于疏水性组合物在50％以下即可，但至少在疏水疏油材料的表面，需要混合成亲液区域54的面积在2％以上。

在本实施方式中，通过将疏水疏油材料的涂敷膜55涂敷于喷嘴板16的表面，从而形成亲液区域54和疏液区域53在最表面分散而存在的一层的涂敷膜55。通过多次重复涂敷该涂敷膜55的工作，如图6所示形成层叠有多层上述涂敷膜55的涂敷层叠体52。

另外，在本实施方式的喷墨头记录装置中，如图8所示具有洗净喷嘴板16的表面的洗净装置56。图8是示出洗净喷墨头10的喷嘴板16的表面的洗净装置56的概略构成的框图。该洗净装置56具备擦拭机构57、疏液性劣化检测部58、控制部59以及驱动开关60。

在此，擦拭机构57具有例如以能够接触以及分离的方式抵接于喷嘴板16的表面的刮板等的擦拭器61(参照图7的(B))。疏液性劣化检测部58检测喷嘴板16的表面的污垢情况。该疏液性劣化检测部58能够利用例如对通过喷墨头记录装置印刷的纸张介质等的使用张数进行计数的计数器、测量使用后的经过时间的定时器等的数据。并且，在例如纸张介质等的使用张数的计数、或使用后所经过的时间的计测值超过预定的设定值的情况下，判断为喷嘴板16的表面是有污垢的状态，并检测喷嘴板16的疏液性劣化。

控制部59连接有驱动擦拭机构57的驱动开关60和疏液性劣化检测部58。并且，当驱动开关60被操作为打开的情况下、或通过疏液性劣化检测部58检测出喷嘴板16的表面有污垢情况时，控制部59驱动擦拭机构57。在此，在喷墨头记录装置的通常使用时，该擦拭机构57在非动作状态下保持在待机位置。

另外，在擦拭机构57的驱动时，根据来自控制部59的控制信号，擦拭器61从待机位置向使用位置移动。此时，如图7的(B)所示，擦拭器61抵接于喷嘴板16上的涂敷膜层叠体52的最表面的涂敷膜55。在该状态下，根据来自控制部59的控制信号，使擦拭器61沿着喷嘴板16的涂敷膜55的表面滑动。此时，通过擦拭器61的擦拭动作(擦去动作)，剥离涂敷膜层叠体52的最表面的涂敷膜55。通过擦拭器61的擦拭动作剥离这种疏液性劣化的涂敷膜层叠体52的最表面的涂敷膜55，如图7的(C)所示的第二层的新的涂敷膜55在涂敷膜层叠体52的最表面露出。由此，去除喷嘴板16的上表面的污垢。

接着，参照图7的(A)～(C)说明具有涂敷上述构成的涂敷膜层叠体52的喷嘴板16的喷墨头记录装置的作用的一例。喷嘴板16在喷墨头记录装置的使用开始的初期，通过涂敷膜层叠体52的最表面的涂敷膜55来防止墨62附着于喷嘴52的周边部。图7的(A)示出飞散到喷嘴25的周边部的墨62被涂敷膜55疏液的状态。

在喷墨头记录装置的使用开始之后，若经过了很久的时间，则涂敷膜层叠体52的最表面的涂敷膜55的疏液性会逐渐降低。图7的(B)示出该涂敷膜55的疏液性降低的状态。并且，在疏液性劣化检测部58检测出喷嘴板16的表面有污垢的情况时，如上所述地驱动擦拭机构57。此时，使擦拭器61沿着喷嘴板16的涂敷膜55的表面滑动，通过擦拭器61的擦拭动作来剥离涂敷膜层叠体52的最表面的涂敷膜55。

由此，如图7的(C)所示，第二层的新涂敷膜55露出至涂敷膜层叠体52的最表面。由此，通过涂敷膜层叠体52的最表面的涂敷膜55(第二层的新的涂敷膜55)，从而飞散到喷嘴25的周边部的墨62的疏液性恢复。

此外，根据需要通过手动，通过操作驱动开关60为打开，可以驱动擦拭机构57来剥离涂敷膜层叠体52的最表面的涂敷膜55。此时，能够使新的涂敷膜55在涂敷膜层叠体52的最表面露出，能够使飞散到喷嘴25的周边部的墨62的疏液性恢复。

在本实施方式中，如图6所示，将在厚度方向上层叠多层(在本实施方式中为6层)涂敷膜55的涂敷膜层叠体52设于喷嘴板16的液滴喷出方向一面，所述涂敷膜55是在使疏液区域53和亲液区域54在一个平面内分散配置的状态下涂敷而成的。由此，当涂敷膜层叠体52的最表面的涂敷膜55的疏液性发生劣化时，通过驱动擦拭机构57，从而能够剥离最表面发生劣化的涂敷膜55。此时，能够使疏液性未劣化的涂敷膜55在涂敷膜层叠体52的最表面露出，因此能够使飞散到喷嘴25的周边部的墨62的疏液性恢复。其结果，通过擦拭器61的擦拭动作，能够防止疏液层的疏液性劣化，并能够高品质地维持喷墨头记录装置的使用时的液滴喷出特性。

图9是示出喷墨头10的喷嘴板16的变形例的俯视图。本变形例与驱动元件18的多个槽27相对地并隔一个地配置与喷嘴板16的喷嘴25对应而形成的部分和未形成喷嘴板16的喷嘴25的部分(没有喷嘴的部分)。此外，多个喷嘴25可以配置成交替排列。在本变形例的喷嘴板16的液滴喷出方向一面也形成与第一实施方式同样的构成的实现疏液性功能的涂敷膜层叠体52。

根据本变形例的构成，驱动擦拭机构57来剥离喷嘴板16的表面的涂敷膜层叠体52的最表面的发生劣化的涂敷膜55，新的疏液构造的涂敷膜55露出。由此，即便去除附着在喷嘴板16的表面的墨62，喷嘴板16的最表面的涂敷膜55的疏液性也不会劣化，因此，能够防止从喷嘴25喷出的液滴的弧形飞行等喷出不良的情况。

根据该实施方式，能够提供能够防止因擦拭导致疏液层的疏液性劣化的喷墨头记录装置。

虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其它各种方式进行实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和主旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

附图标记说明

10…喷墨头；11…头主体；12…单元部；12a…墨供给部；12b…墨排出部；13…电路基板；15…基板；16…喷嘴板；17…框部件；18…驱动元件；19…墨室；21…安装面；21a…侧端部；21b…侧端部；22…供给孔；23…排出孔；25…喷嘴；27…槽；28…电极；31…电极组；32…电极组；35…布线图案；35a…第一部分；35b…第二部分；36…布线图案；36a…第一部分；44…基板主体；45…薄膜载体封装；46…膜；48…各向异性导电膜；51…压力室；52…涂敷膜层叠体；53…疏液区域；54…亲液区域；55…涂敷膜；56…洗净装置；57…擦拭机构；58…疏液性劣化检测部；59…控制部；60…驱动开关；61…擦拭器；62…墨。

Claims

1.一种喷墨头记录装置，具有：

喷嘴板，形成有喷出墨的多个喷嘴；

多个压力室，分别连通于所述喷嘴；

压力生成单元，使所述压力室内的墨从所述喷嘴喷出；

墨供给单元，向所述压力室供给墨；以及

涂敷膜层叠体，形成于所述喷嘴板的液滴喷出方向一面，并在厚度方向上层叠有多层涂敷膜，所述涂敷膜是在使显示疏液性的疏液区域与显示亲液性的亲液区域分散配置的状态下涂敷而成的，

在所述涂敷膜层叠体中，当表面的所述涂敷膜的疏液性发生了劣化时，通过擦拭所述涂敷膜层叠体的表面来去除最外层的所述涂敷膜，并通过使第二层的所述涂敷膜露出而恢复所述涂敷膜层叠体的疏液性。

2.根据权利要求1所述的喷墨头记录装置，其中，

所述喷墨头记录装置还具有：

擦拭机构，擦拭所述喷嘴板；

疏液性劣化检测部，检测所述涂敷膜层叠体的疏液性的劣化；以及

控制部，当通过所述疏液性劣化检测部检测出所述涂敷膜层叠体的劣化时，驱动所述擦拭机构。

3.根据权利要求2所述的喷墨头记录装置，其中，

所述控制部具有驱动所述擦拭机构的驱动开关。

4.根据权利要求3所述的喷墨头记录装置，其中，

当驱动开关被操作为打开状态时，所述控制部驱动所述擦拭机构。

5.根据权利要求2所述的喷墨头记录装置，其中，

所述擦拭机构具有以能够接触和分离的方式抵接于所述喷嘴板的表面的擦拭器。

6.根据权利要求2所述的喷墨头记录装置，其中，

所述擦拭机构在非动作状态下保持在待机位置。

7.根据权利要求5所述的喷墨头记录装置，其中，

所述擦拭器根据来自所述控制部的控制信号，沿着所述喷嘴板的所述涂敷膜的表面滑动。

8.根据权利要求2所述的喷墨头记录装置，其中，

当纸张使用张数的计数或所述喷墨头记录装置使用后经过时间的计测值超过预定的设定值时，所述疏液性劣化检测部判断为所述喷嘴板的表面有污垢，并检测所述涂敷膜层叠体的疏液性的劣化。

9.根据权利要求1所述的喷墨头记录装置，其中，

在所述涂敷膜的表面，所述亲液区域的面积在2％以上。