專利名稱：液體噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨式記錄裝置等的液體噴射裝置，尤其涉及一種通過壓カ產(chǎn)生単元的驅(qū)動而從噴嘴噴射壓力室內(nèi)的液體的液體噴射裝置。
背景技術(shù)：
液體噴射裝置為，具備液體噴射頭并從該噴射頭噴射各種液體的裝置。作為該液體噴射裝置，例如，雖然存在噴墨式打印機或噴墨式繪圖儀等圖像記錄裝置，但最近充分發(fā)揮能夠?qū)O少量的液體準確地噴落在預(yù)定位置上的特長，從而也被應(yīng)用于各種制造裝置。例如，被用于制造液晶顯示器等的彩色過濾片的顯示器制造裝置、形成有機EL(電致發(fā)光)顯示器或FED (面發(fā)光顯示器)等的電極的電極形成裝置、制造生物芯片(bio chip)的芯片制造裝置。而且，在圖像記錄裝置用的記錄頭中噴射液狀的油墨，在顯示器制造裝置用的 彩色材料噴射頭中噴射R(紅色)、G(緑色)、B(藍色)的各種彩色材料的溶液。而且，在電極形成裝置用的電極噴射頭中噴射液狀的電極材料，在芯片制造裝置用的生體有機物噴射頭中噴射生體有機物的溶液。在上述的打印機等所使用的記錄頭中，近幾年，為了響應(yīng)提高圖像質(zhì)量等的要求，存在減少從噴嘴被噴射出的油墨的液量的傾向。為了使這種微量的液滴可靠地噴落在記錄介質(zhì)上，而將液滴的初始速度設(shè)定得比較高。由此，從噴嘴被噴射出的液滴，在飛射過程中被拉伸，從而被分離成前端的主液滴(main液滴)和其后的衛(wèi)星液滴(副液滴)。該衛(wèi)星液滴的一部分或全部由于空氣的粘性阻カ而使速度急劇降低，從而有時不會到達記錄介質(zhì)而導(dǎo)致煙霧化。由此，存在如下問題，即，煙霧化的衛(wèi)星液滴(油墨煙霧)污染裝置內(nèi)部，或由于向記錄頭和電氣電路等容易帶電的部件的附著而發(fā)生動作不良。為了防止這種不良情況，從而進行了如下的嘗試，即，通過使從噴嘴被噴射出的液滴帶電，且在記錄頭的噴嘴形成面和對記錄時的記錄介質(zhì)進行支承的支承部件(或者壓印板或基材)之間形成電場，從而主動地向支承部件吸引液滴而使其噴落在記錄介質(zhì)上(例如，參照專利文獻I或?qū)＠墨I2)。另外，如圖9 (a)中的模式圖所示，在從記錄頭的噴嘴64被噴射出的油墨朝向記錄介質(zhì)P以及支承部件65而延伸的過程中，由于來自帶正電的支承部件65的靜電感應(yīng)，從而接近支承部件65側(cè)的前端部分(成為主液滴Md的部分)上感應(yīng)有負電荷,而在與該前端部分相反的接近噴嘴64側(cè)的后端部分上感應(yīng)有正電荷。而且，如圖9(b)所示，當從噴嘴被噴射出的油墨分離成例如主液滴Md、第一衛(wèi)星液滴Sdl、第二衛(wèi)星液滴(煙霧)Sd2時，成為如下情況，即，主液滴Md帶負電，第二衛(wèi)星液滴Sd2帶正電，第一衛(wèi)星液滴Sdl不帶電。此吋，即使主液滴Md和第一衛(wèi)星液滴Sdl噴落在記錄介質(zhì)P上吋，第二衛(wèi)星液滴Sd2也與帶正電的支承部件65相排斥從而在記錄介質(zhì)的噴嘴形成面的附近煙霧化并漂浮。該煙霧的一部分附著在噴嘴形成面上。當煙霧附著在噴嘴形成面上時，產(chǎn)生了通過擦拭部件而定期地對噴嘴形成面進行擦拭的必要性。而且，未附著在噴嘴形成面上的煙霧，有可能附著在極性與該煙霧不同的打印機結(jié)構(gòu)部件上而導(dǎo)致污染。
根據(jù)上述的情況，提出了如下的結(jié)構(gòu)，S卩，通過在噴嘴的附近設(shè)置電極，并在從噴嘴開始油墨的噴射時，該電極的極性例如從正極性被切換至負極性，并在從噴嘴噴射出的油墨分離成主液滴和衛(wèi)星液滴的時刻，實施將電極的極性再次切換至正極性的控制，從而使帶正電的衛(wèi)星液滴遠離噴嘴形成面(使其朝向記錄介質(zhì))(參照專利文獻3)。而且，還提出有如下的結(jié)構(gòu)，即，在支承部件(基材)例如帶負電的狀態(tài)下從噴嘴噴射油墨，并在分離成主液滴和衛(wèi)星液滴的時刻，使支承部件的極性切換為正極性，并使主液滴通過慣性カ而噴落在記錄介質(zhì)上，而通過使衛(wèi)星液滴或煙霧向支承部件被吸引，從而噴落在記錄介質(zhì)上，其中，所述支承部件帶電為與該衛(wèi)星液滴或煙霧相反的極性(例如，參照專利文獻4)。
然而，近幾年，在此類的打印機中，具有噴射油墨的驅(qū)動頻率變得更高的傾向，從而存在衛(wèi)星液滴噴落至記錄介質(zhì)之前從噴嘴噴射下一個油墨的情況。因此，如上文所述這種在油墨的噴射時刻或油墨分離的時刻對電極的極性進行切換的結(jié)構(gòu)中，存在如下的可能性，即，難以使衛(wèi)星液滴可靠地噴落在記錄介質(zhì)上，除此之外，還產(chǎn)生對主液滴的飛射的影響，從而噴落變得不穩(wěn)定。而且，雖然考慮到為了防止油墨的帶電，而使噴嘴形成面和支承部件之間不形成電場的結(jié)構(gòu)，但判斷出，即使在該結(jié)構(gòu)中當從噴嘴噴射了油墨時，所噴射出的油墨也帶電。SP,例如,如圖10中的模式圖所示，通過向記錄頭的壓電振子68的驅(qū)動電極69施加驅(qū)動電壓，從而使壓カ室70內(nèi)的油墨發(fā)生壓カ變動，并利用該壓カ變動而從噴嘴71向記錄介質(zhì)P噴射油墨，在上述結(jié)構(gòu)中，當向壓電振子68的驅(qū)動電極69輸入正電壓吋，由于壓電振子68和壓カ室70之間絕緣，因此由于靜電感應(yīng)而在壓カ室70內(nèi)的油墨的壓電振子68的附近感應(yīng)有負電荷。而且，在該部分的相反側(cè)的噴嘴71附近的油墨中，感應(yīng)有正電荷。雖然由于在一般的記錄頭中噴嘴形成面72被接地，因此油墨的正電荷向噴嘴形成面72側(cè)移動，但如上文所述，在以更高的驅(qū)動頻率來噴射油墨的結(jié)構(gòu)中，油墨在正電荷稍有殘留的狀態(tài)下從噴嘴71被噴射。其結(jié)果為，從噴嘴71被噴射出的油墨帶正電。而且，從噴嘴71被噴射出的油墨在朝向記錄介質(zhì)P而飛射的期間，具有由于勒納德效應(yīng)(Lenard effect)而使正電增強(在帶負電的狀態(tài)下被噴射時，負電衰弱)的傾向。即，當油墨帶電時，正電荷在液滴的中心部分聚集，而負電荷在表層部分聚集。而且，液滴由于飛射中的表層部分的蒸發(fā)或分裂而逐漸向正電偏置。如上文所述，即使在使噴嘴形成面和支承部件之間不形成電場的結(jié)構(gòu)中，也由于從噴嘴噴射出的油墨帶電，因而產(chǎn)生煙霧附著在噴嘴形成面或打印機的結(jié)構(gòu)部件上的不良情況。上文所述的這種現(xiàn)象，并不限定于壓電振子，在發(fā)熱元件等的、通過驅(qū)動電壓的施加而工作的其他壓カ產(chǎn)生單元中也同樣產(chǎn)生。專利文獻I :日本特開平10-278252號公報專利文獻2 :日本特開2004-202867號公報專利文獻3 :日本特開2010-214652號公報專利文獻4 :日本特開2010-214880號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上文所述的情況而實施的，其目的在于，提供一種能夠抑制從噴嘴噴射出的液體的帶電，從而防止裝置內(nèi)部的污染的液體噴射裝置。本發(fā)明的液體噴射裝置是為了完成上述的目的而提出的，其特征在于，具備液體噴射頭，其具有形成有噴射液體的噴嘴的噴嘴形成面、和通過驅(qū)動信號的施加而驅(qū)動，從而使與所述噴嘴連通的壓カ室內(nèi)的液體產(chǎn)生壓力變動的壓カ產(chǎn)生単元，并且，所述液體噴射頭通過該壓カ產(chǎn)生單元的驅(qū)動而使液體從所述噴嘴朝向噴落對象被噴射；驅(qū)動信號生成単元，其生成對所述壓カ產(chǎn)生單元進行驅(qū)動的驅(qū)動信號；支承単元，其以相對于實施噴射動作時的所述液體噴射頭的噴嘴形成面而隔開間隔的方式被配置，并對所述噴落對象進行支承；電場形成単元，其在所述噴嘴形成面和所述支承単元之間形成電場，所述電場的方向與被形成在施加所述驅(qū)動信號的所述壓カ產(chǎn)生單元的驅(qū)動電極和所述噴嘴之間的電場互不相同，并且，通過所述電場形成單元而形成的電場的強度被設(shè)定在，所述驅(qū)動電極和所述噴嘴之間的最大電場強度和最小電場強度之間。根據(jù)本發(fā)明，通過將利用電場形成單元而被形成在噴嘴形成面和支承単元之間的電場的強度被設(shè)定在，驅(qū)動電極以及噴嘴之間的最大電場強度和最小電場強度之間，從而 通過向壓力產(chǎn)生單元的驅(qū)動電極施加電壓而使在噴嘴附近的液體中所感應(yīng)的正電荷被抵銷，由此抑制了從噴嘴被噴射出的液滴的帶電。通過以此種方式而盡可能地使從噴嘴被噴射出的液滴無帶電化，從而即使液滴在朝向記錄介質(zhì)等噴落對象而飛射的期間內(nèi)發(fā)生分離，而產(chǎn)生衛(wèi)星液滴、或與該衛(wèi)星液滴相比更微小的煙霧，也由于抑制了這些煙霧等的帶電，因此減少了這些煙霧等附著在裝置內(nèi)的結(jié)構(gòu)部件(例如，驅(qū)動電機、驅(qū)動帶、線性標尺等)上的情況。其結(jié)果為，防止了由于煙霧的附著而導(dǎo)致的故障，從而提高了液體噴射裝置的耐久性以及可靠性。在上述結(jié)構(gòu)中，能夠采用如下的結(jié)構(gòu)，即，所述支承單元的至少一部分由導(dǎo)電性部件構(gòu)成，且所述噴嘴形成面被接地，所述電場形成単元通過向所述支承単元施加電壓，從而使所述支承単元帶電為與所述壓カ產(chǎn)生單元的驅(qū)動時的所述驅(qū)動電極相同的極性。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在噴嘴形成面由硅單結(jié)晶基板或樹脂板等非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的情況下，也可獲得對從噴嘴被噴射出的液滴的帶電抑制效果。而且，也能夠采用如下的結(jié)構(gòu)，S卩，所述噴嘴形成面由導(dǎo)電性部件構(gòu)成，且所述支承単元被接地，所述電場形成単元通過向所述噴嘴形成面施加負電壓，從而使所述噴嘴形成面帶電為與所述壓カ產(chǎn)生單元的驅(qū)動時的所述驅(qū)動電極相反的極性。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠降低圍繞液體噴射頭的周圍的電場的影響，從而更加可靠地抵銷在噴嘴的附近被感應(yīng)的電荷。


圖I為對打印機的結(jié)構(gòu)進行說明的立體圖。圖2為記錄頭的主要部分剖視圖。圖3為對壓電振子的結(jié)構(gòu)進行說明的剖視圖。圖4為對記錄頭的電結(jié)構(gòu)進行說明的框圖。圖5為對噴射驅(qū)動脈沖以及微振動驅(qū)動脈沖的結(jié)構(gòu)進行說明的波形圖。圖6為對油墨噴射時的油墨的無帶電化進行說明的模式圖。圖7為對壓印板施加電壓和煙霧帶電抑制效果之間的關(guān)系進行表示的表格。
圖8為對第二實施方式中的結(jié)構(gòu)進行說明的模式圖。圖9為對在噴嘴和支承部件之間形成了電場的結(jié)構(gòu)中從噴嘴噴射出的油墨帶電的狀態(tài)進行說明的模式圖。圖10為對在噴嘴和支承部件之間未形成電場的結(jié)構(gòu)中從噴嘴噴射出的油墨帶電的狀態(tài)進行說明的模式圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對用于實施本發(fā)明的方式進行說明。另外，雖然在以下所敘述的實施方式中，作為本發(fā)明的優(yōu)選的具體示例而被進行了各種的限定，但本發(fā)明的范圍只要在以下的說明中沒有特別地對本發(fā)明進行限定的記載，則并不限定于這些實施方式。而且，在以下，作為本發(fā)明的液體噴射裝置，列舉出噴墨式記錄裝置(以下，為打印機)為示例而進行說明。圖I為表示打印機I的結(jié)構(gòu)的立體圖。該打印機I具備滑架4，在其上安裝有作為液體噴射頭中的ー種的記錄頭2，且以可拆卸的方式安裝有作為液體供給源中的ー種的油墨盒3 ;壓印板5，其被配置在記錄動作時的記錄頭2的下方；滑架移動機構(gòu)7，其使滑架4在記錄紙6(記錄介質(zhì)以及噴落對象的ー種)的紙寬方向、即主掃描方向上進行往復(fù)移動；輸送機構(gòu)8,其在與主掃描方向正交的副掃描方向上對記錄紙6進行輸送?；?以被軸支承在架設(shè)于主掃描方向上的導(dǎo)桿9上的狀態(tài)被安裝，并被構(gòu)成為，通過滑架移動機構(gòu)7的工作而沿著導(dǎo)桿9在主掃描方向上移動。滑架4在主掃描方向上的位置通過線性編碼器10而被檢測出，并且該檢測信號、即編碼器脈沖(位置信息的ー種)向打印機控制器51 (參照圖4)被發(fā)送。線性編碼器10為位置信息輸出單元的ー種，并將與記錄頭2的掃描位置對應(yīng)的編碼器脈沖EP作為主掃描方向上的位置信息而輸出。在滑架4的移動范圍內(nèi)的記錄區(qū)域的外側(cè)的端部區(qū)域上，設(shè)定有成為滑架的掃描的基點的初始位置。在本實施方式中的初始位置處配置有對記錄頭2的噴嘴形成面(噴嘴板24，參照圖2)進行密封的壓蓋部件11、和用于擦拭噴嘴形成面的擦拭器部件12。而且，打印機I被構(gòu)成為能夠?qū)崿F(xiàn)如下所謂的雙方向記錄，即，在滑架4從該初始位置起朝向相反側(cè)的端部進行移動的前進動作時、和滑架4從相反側(cè)的端部起向初始位置側(cè)返回的返回動作時的雙方向上，在記錄紙6上記錄文字或圖像等。壓印板5為，以主掃描方向上為長度方向的板狀的部件,在其表面上沿著長邊方向而以預(yù)定的間隔突出設(shè)置有多個支承突起5a。與壓印板5表面相比，各個支承突起5a更向上方(記錄動作時的記錄頭2側(cè))突出。各個支承突起5a的上表面成為對記錄紙6進行支承的抵接面，并對記錄紙6的背面(油墨噴落的記錄面的相反側(cè)的面)進行局部支承。而且，在壓印板5的表面、且除各個支承突起5a以外的部分上，配置有油墨吸收材料5b。該油墨吸收材料5b由用例如無紡布(felt)或海綿等制成的具有吸液性的多孔質(zhì)部件構(gòu)成。本實施方式中的壓印板5的至少一部分由具有導(dǎo)電性的材料構(gòu)成。例如，通過使壓印板5主體的材料中含有碳等導(dǎo)電性材料，從而使壓印板5具備導(dǎo)電性?；蛘撸梢酝ㄟ^使油墨吸收材料5b的材料含有導(dǎo)電性材料，從而使油墨吸收材料5b具有導(dǎo)電性。而且，被構(gòu)成為，在壓印板5 (當將油墨吸收材料5b設(shè)定為具有導(dǎo)電性吋，為該油墨吸收材料5b)上，施加有來自后文敘述的壓印板施加電壓生成部58的電壓。關(guān)于對該點在后文中進行詳細說明。
圖2為，對記錄頭2的結(jié)構(gòu)進行說明的主要部分剖視圖。該記錄頭2具備殼體15、被收納在該殼體15內(nèi)的振子組件16、與殼體15的底面(頂端部)相接合的流道組件17、罩部件45等。上述的殼體15例如由環(huán)氧類樹脂而制成，并且在其內(nèi)部形成有用于收納振子組件16的收 納空間18。振子組件16具備壓電振子20，其作為壓カ產(chǎn)生單元的ー種而發(fā)揮作用；固定板21，其與該壓電振子20接合；軟性電纜22，其向壓電振子20供給驅(qū)動信號。圖3為，對振子組件16的結(jié)構(gòu)進行說明的、元件長邊方向上的剖視圖。如該圖所示，該壓電振子20為，由共用內(nèi)部電極39和個別內(nèi)部電極40隔著壓電體41交替地層疊而形成的層疊型的壓電振子。在此，共用內(nèi)部電極39為，所有的壓電振子20共用的電極，并被設(shè)定為接地電位。而且，個別內(nèi)部電極40為，電位根據(jù)所施加的驅(qū)動信號的噴射驅(qū)動脈沖DP(參照圖5)而發(fā)生變動的電極。而且，本實施方式中，壓電振子20中的從振子頂端起至振子長邊方向(與層疊方向正交的方向)的一半程度為止或者至三分之ニ程度為止的部分成為自由端部20a。而且，壓電振子20中的剰余部分、即從自由端部20a的基端起至振子基端為止的部分成為基端部20b。在自由端部20a上形成有，共用內(nèi)部電極39和個別內(nèi)部電極40重合的活性區(qū)域(重合部分)A。當向這些內(nèi)部電極39、40賦予電位差時，活性區(qū)域A內(nèi)的壓電體41將工作并發(fā)生變形，從而自由端部20a在振子長邊方向上進行位移并伸縮。而且，共用內(nèi)部電極39的基端在壓電振子20的基端面部與共用外部電極42導(dǎo)通。另ー方面，個別內(nèi)部電極40的頂端在壓電振子20的頂端面部與個別外部電極43導(dǎo)通。另外，與壓電振子20的頂端面部相比，共用內(nèi)部電極39的頂端位于稍靠近前側(cè)(基端面?zhèn)?的位置處，并且個別內(nèi)部電極40的基端位于自由端部20a和基端部20b的邊界處。 個別外部電極43 (相當于本發(fā)明中的驅(qū)動電極)為，在壓電振子20的頂端面部、和壓電振子20中的層疊方向上的一側(cè)面即配線連接面(圖3中的上側(cè)的面)上連續(xù)形成的電極，并將作為配線部件的軟性電纜22的布線和各個個別內(nèi)部電極40導(dǎo)通。而且，該個別外部電極43的配線連接面?zhèn)鹊牟糠謴幕瞬?0b上朝向頂端側(cè)而連續(xù)地形成。共用外部電極42為，在壓電振子20的基端面部、上述的配線連接面、以及壓電振子20中的層疊方向上的另ー側(cè)面即固定板安裝面(圖3中的下側(cè)的面)上連續(xù)形成的電極，并且將軟性電纜22的布線和各個共用內(nèi)部電極39之間導(dǎo)通。而且，該共用外部電極42中的配線連接面?zhèn)鹊牟糠謴呐c個別外部電極43的端部相比稍靠近前的位置起朝向基端面部側(cè)而連續(xù)地形成，而固定板安裝面?zhèn)鹊牟糠謴呐c振子的頂端面部相比稍靠近前側(cè)的位置起朝向基端側(cè)而連續(xù)地形成。上述的基端部20b為，即使在活性區(qū)域A中的壓電體41工作時也不進行伸縮的非工作部。在該基端部20b的配線連接面?zhèn)扰渲糜熊浶噪娎|22，并且在基端部20b上與個別外部電極43、共用外部電極42、以及軟性電纜22被電連接。而且，驅(qū)動信號通過該軟性電纜22而被施加于各個個別外部電極43。流道組件17通過使流道形成基板23的一個面與噴嘴板24接合，且使流道形成基板23的另ー個面與振動板25接合而構(gòu)成。在該流道組件17上設(shè)置有貯留部26 (共用液室)、油墨供給ロ 27、壓カ室28、噴嘴連通ロ 29、噴嘴30。而且，從油墨供給ロ 27起經(jīng)由壓力室28以及噴嘴連通ロ 29至噴嘴30的一連串的油墨流道，對應(yīng)于各個噴嘴30而形成。
上述噴嘴板24為，多個噴嘴30在其上以與點形成密度對應(yīng)的間距(例如180dpi)貫穿設(shè)置成列狀的、不銹鋼等金屬制的薄板。在該噴嘴板24上設(shè)置有多個將噴嘴30排列設(shè)置而成的噴嘴列(噴嘴組)，并且ー個噴嘴列由例如180個噴嘴30構(gòu)成。該噴嘴板24中的從噴嘴30噴射出油墨的ー側(cè)的面，相當于本發(fā)明中的噴嘴形成面。上述振動板25為，在支承板31的表面上層疊了弾性體膜32的雙重結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，使用復(fù)合材料來制成振動板25，所述復(fù)合材料將作為金屬板的一種的不銹鋼作為支承板31，并在該支承板31的表面上覆蓋樹脂薄膜以作為弾性體膜32。在該振動板25上設(shè)置有使壓カ室28的容積發(fā)生變化的隔膜部33。而且，在該振動板25上設(shè)置有對貯留部26的一部分進行密封的可塑性部34。上述的隔膜部33通過用蝕刻加工等對支承板31進行局部去除而制成。即，該隔膜部33由島部35和薄壁弾性部構(gòu)成，所述島部35與壓電振子20的自由端部20a的頂端面接合，所述薄壁弾性部36圍繞該島部35。上述的可塑性部34與隔膜部33同樣通過用蝕 刻加工等而去除與貯留部26的開ロ面對置的區(qū)域內(nèi)的支承板31，從而被制成，并且作為吸 收被貯留在貯留部26中的液體的壓カ變動的緩沖器而發(fā)揮作用。而且，由于上述的島部35與壓電振子20的頂端面接合，因此能夠通過使該壓電振子20的自由端部20a進行伸縮從而使壓カ室28的容積發(fā)生變動。隨著該容積的變動，壓力室28內(nèi)的油墨將產(chǎn)生壓カ變動。而且，記錄頭2構(gòu)成為，利用該壓カ變動而使油墨從噴嘴30被噴射。罩部件45為對流道組件17的側(cè)面和頭殼體15的側(cè)面進行保護的部件，并且由不銹鋼等具有導(dǎo)電性的板材制成。本實施方式中的罩部件45的一部分以使噴嘴板24的噴嘴30露出的狀態(tài)與噴嘴形成面的邊緣部抵接，并且與該噴嘴板24電導(dǎo)通。由于罩部件45被接地，且與噴嘴板24接觸并導(dǎo)通，從而防止了例如由于在記錄紙6等中所產(chǎn)生的靜電經(jīng)由噴嘴板24而傳遞所導(dǎo)致的、驅(qū)動IC等的損壞或噴嘴板24的帶電。接下來，對打印機I的電結(jié)構(gòu)進行說明。圖4為對打印機I的電結(jié)構(gòu)進行說明的框圖。外部裝置50為，例如對計算機或數(shù)碼相機等的圖像進行處理的電子設(shè)備。該外部裝置50以可通信的方式連接于打印機1，并為了在打印機I中使圖像或文本印刷在記錄紙等記錄介質(zhì)上，而向打印機I發(fā)送與該圖像等對應(yīng)的印刷數(shù)據(jù)。本實施方式中的打印機I具有輸送機構(gòu)8、滑架移動機構(gòu)7、線性編碼器10、記錄頭2、以及打印機控制器51。打印機控制器51為用于實施對打印機的各個部件的控制的控制組件。打印機控制器51具有接ロ(I/F)部54、CPU55、存儲部56、驅(qū)動信號生成部57、壓印板施加電壓生成部58。接ロ部54實施從外部裝置50向打印機I發(fā)送印刷數(shù)據(jù)或印刷命令、或者由外部裝置50接收打印機I的狀態(tài)信息等的打印機的狀態(tài)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。CPU55為用于實施對打印機整體的控制的運算處理裝置。存儲部56為對CPU55的程序或各種控制所使用的數(shù)據(jù)進行存儲的元件，并包括ROM、RAM、NVRAM(非易失性存儲元件)。CPU55根據(jù)被存儲在存儲部56中的程序，而對各個組件進行控制。CPU55作為時鐘脈沖生成単元而發(fā)揮作用，所述時鐘脈沖生成単元根據(jù)由線性編碼器10輸出的編碼器脈沖EP而生成時鐘脈沖PTS。而且，CPU55與該時鐘脈沖PTS同步而對印刷數(shù)據(jù)的輸送或由驅(qū)動信號生成部57實施的驅(qū)動信號COM的生成等進行控制。另外，CPU55根據(jù)時鐘脈沖PTS，而生成鎖存信號LAT等時鐘信號井向記錄頭2的頭控制部53輸出。頭控制部53根據(jù)來自打印機控制器51的頭控制信號(印刷數(shù)據(jù)以及時鐘信號)，而實施驅(qū)動信號COM的噴射驅(qū)動脈沖DP(參照圖5)向記錄頭2的壓電振子20的施加控制等。壓印板施加電壓生成部58 (相當于本發(fā)明中的電場形成単元)，作為生成施加于壓印板5的電壓的電源而發(fā)揮作用。而且，被構(gòu)成為，通過向壓印板5施加與驅(qū)動信號的極性為同極性的電壓， 從而使該壓印板5帶正電、即帶電為與對壓電振子20進行驅(qū)動時的個別外部電極43的極性相同的極性。而且，如上文所述，由于噴嘴板24被接地，因此在壓印板5和噴嘴板24之間形成有,與對壓印板5的施加電壓、和該壓印板5以及噴嘴板24之間的距離(后文敘述的d2)對應(yīng)的電場。并且，關(guān)于該點在后文中進行詳細敘述。驅(qū)動信號生成部57根據(jù)與驅(qū)動信號的波形相關(guān)的波形數(shù)據(jù)，而生成模擬的電壓信號。而且，驅(qū)動信號生成部57對上述的電壓信號進行增幅從而生成驅(qū)動信號COM。該驅(qū)動信號COM為，在對記錄介質(zhì)實施印刷處理(記錄處理或噴射處理)時被施加于記錄頭2的壓カ產(chǎn)生部、即壓電振子20的信號，并為在作為重復(fù)周期的単位時間內(nèi)，至少包含ー個以上例如圖5中所示的噴射驅(qū)動脈沖DP的一系列的信號。在此，噴射驅(qū)動脈沖DP是指，為了使液滴狀的油墨從記錄頭2的噴嘴30被噴射，而使壓電振子20實施預(yù)定的動作的脈沖。圖5為，表示在驅(qū)動信號COM中所含有的噴射驅(qū)動脈沖DP的結(jié)構(gòu)的一個示例的波形圖。并且，在圖5中，縱軸為電位，橫軸為時間。而且，噴射驅(qū)動脈沖DP包括電位向正電位側(cè)從基準電位(中間電位)Vb變化至最大電位(最大電壓)Vmax,從而使壓カ室28膨脹的膨脹要素Pl ;將最大電位Vmax維持固定時間的膨脹維持要素p2 ;電位向負電位側(cè)從最大電位Vmax變化至最小電位(最小電壓)Vmin，從而使壓カ室28急劇地收縮的收縮要素p3 ;將最小電位Vmin維持固定時間的收縮維持(制振保持)要素p4 ;電位從最小電位Vmin恢復(fù)至基準電位Vb的恢復(fù)要素p5。當向壓電振子20施加噴射驅(qū)動脈沖DP時，壓電振子20以如下方式發(fā)揮作用。首先，壓電振子20通過膨脹要素pi而收縮，與此同時，壓カ室28從與基準電位Vb對應(yīng)的基準容積膨脹至與最大電位Vmax對應(yīng)的最大容積。由此,在噴嘴30內(nèi)露出的彎液面向壓カ室側(cè)被吸入。該壓カ室28的膨脹狀態(tài)，在膨脹維持要素p2的整個施加期間內(nèi)被維持為固定。當在膨脹維持要素P2之后接著向壓電振子20施加收縮要素p3吋，該壓電振子20將伸長，由此，壓カ室28從上述最大容積急劇地收縮至與最小電位Vmin對應(yīng)的最小容積。通過該壓カ室28的急劇的收縮，從而壓力室28內(nèi)的油墨被加壓，由此，從噴嘴30噴射出幾pi 幾十Pl的油墨。該壓カ室28的收縮狀態(tài)，在收縮維持要素p4的整個施加期間內(nèi)被維持較短時間，之后，恢復(fù)要素p5被施加于壓電振子20,從而壓力室28從與最小電位Vmin對應(yīng)的容積恢復(fù)至與基準電位Vb對應(yīng)的基準容積。在本發(fā)明所涉及的打印機I中，具有如下特征，即，通過由壓印板施加電壓生成部58向壓印板5施加電壓，而使壓印板5帶電為與對壓電振子20進行驅(qū)動時的個別外部電極43的極性相同的極性，從而使從記錄頭2的噴嘴30噴射出的油墨無帶電化。圖6為對油墨噴射時的油墨的無帶電化進行說明的模式圖。如上文所述，由于噴嘴板24通過罩部件45而被接地，因此通過使壓印板5帶正電，從而在壓印板5和噴嘴板24之間產(chǎn)生電位差而形成電場。該電場的方向為，與如下電場的方向不同(反向)，所述電場為，被形成在實施從噴嘴30噴射油墨的動作時的、壓電振子20的個別外部電極43和噴嘴30之間的電場。而且，通過對該電場強度進行調(diào)節(jié)，從而能夠抑制從噴嘴30噴射出的油墨的帶電。具體而言，壓印板5和噴嘴板24之間的電場強度被設(shè)定為，形成于個別外部電極43和噴嘴30之間的電場的最大電場強度和最小電場強度之間的值。在此，當將壓電振子20的個別外部電極43和噴嘴30之間的距離設(shè)為dl，將從噴嘴30至壓印板5的上表面(支承突起5a)為止的距離設(shè)為d2，將施加于個別外部電極43的電壓設(shè)為Vd,將施加于壓印板3的電壓設(shè)為Vp時,個別外部電極43和噴嘴30之間的最大電場強度El被表示為，El = Vd/dl，壓印板5和噴嘴板24之間的電場強度E2被表示為，E2 = Vp/d2。由于在壓電振子20的個別外部電極43上施加有上述的噴射驅(qū)動脈沖DP，因此被形成在油墨噴射動作中的個別外部電極43和噴嘴30之間的電場強度的平均強度成 為，大致在噴射驅(qū)動脈沖DP的最大電壓Vmax時的電場強度Elmax ( = Vmax/dl)、和噴射驅(qū)動脈沖DP的最小電壓Vmin時的電場強度Elmin( = Vmin/dl)之間。因此,通過設(shè)定對壓印板5的施加電壓Vp ( = d2 X (Elmax+Elmin) /2)，以使壓印板5和噴嘴板24之間的電場強度E2成為(Elmax+Elmin)/2，從而在壓印板5和噴嘴板24之間形成了，抵消個別外部電極43和噴嘴30之間的電場的這種電場。例如，當Vmax = +30 (V)、Vmin = +3 (V)、dl = 300 ( μ m)、d2 = 2 (mm)時，則 Elmax = 30/0. 3 = 100 (V/mm)、Elmin = 3/0. 3 = 10 (V/mm)。由此，施力卩電壓 Vp=d2X (Elmax+Elmin) /2 = +82. 5 (V)。并且，施加電壓Vp并不一定要滿足E2 =(Elmax+Elmin) /2,例如，當設(shè)定為 Vpmin = d2 XElmin、Vpmax = d2 XElmax 時，且將施加電壓Vp設(shè)定為Vpmin Vpmax之間的值時,則可獲得抑制個別外部電極43和噴嘴30之間的電場的效果。即，在上述的示例中，由于Vpmin = +15 (V)、Vpmax = +50 (V),因此作為Vp,只需采用+15 (V)至+150 (V)的范圍內(nèi)的值即可。由于采用如上文所述的結(jié)構(gòu)，從而通過向個別外部電極43施加電壓而使在噴嘴30的附近所感應(yīng)的正電荷被抵銷，因此抑制了從噴嘴30被噴射出的油墨的帶電。通過以此種方式盡可能地使從噴嘴30被噴射出的油墨無帶電化，從而即使在油墨朝向記錄紙6等的記錄介質(zhì)飛射的期間內(nèi)發(fā)生分離而產(chǎn)生衛(wèi)星液滴、或與該衛(wèi)星液滴相比更微小的煙霧吋，由于抑制了這些煙霧等的帶電，因此降低了這些煙霧等附著在打印機內(nèi)的結(jié)構(gòu)部件(例如，驅(qū)動電扱、驅(qū)動帶、線性標尺等易于帶電的部件)上。其結(jié)果為，防止了由于煙霧的附著而導(dǎo)致的故障，從而提高了打印機I的耐久性以及可靠性。而且，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，并不限定于所例示的金屬制的部件，例如，即使在噴嘴板24由硅單結(jié)晶基板或樹脂板等非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的情況下，也可獲得對從噴嘴30噴射出的油墨的帶電抑制效果。圖7為，表示壓印板的施加電壓Vp和煙霧帶電抑制效果之間的對應(yīng)關(guān)系的表格。如該圖所示，當將Vp設(shè)定為O (V)時(即，未施加電壓的狀態(tài))，由于個別外部電極43和噴嘴30之間的電場無法抵銷，因此無法獲得煙霧的帶電抑制效果(X)。同樣地，當將Vp設(shè)定為200(V)時，即，設(shè)定為大于等于Vpmax時，將會引起煙霧的帶電(X)。與此相對，在將Vp設(shè)定為+15 (V) +150 (V)的范圍內(nèi)的值時(在該示例中，為50 (V)、100 (V)、以及150 (V))，均獲得了對煙霧的帶電抑制效果(〇)。另外，本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，可根據(jù)權(quán)利要求書中的記載而進行各種的改變。圖8為，對本發(fā)明的第二實施方式進行說明的模式圖。雖然在上述的第一實施方式中，例示了噴嘴板24被接地，并且向壓印板5施加電壓而使其帶電為與個別外部電極43的極性相同的極性的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此。在圖8所示的第二實施方式中，通過將壓印板5接地，而向噴嘴板24施加與驅(qū)動信號的極性為反極性(在該示例中為負極性)的電壓，從而使噴嘴板24帶電為與個別外部電極43的極性相反的極性，該點與上述第一實施方式不同。即使在該結(jié)構(gòu)中，通過設(shè)定對噴嘴板24的施加電壓Vn( = -d2X (Elmax+Elmin)/2)以使壓印板5和噴嘴板24之間的電場強度E2成為(Elmax+Elmin)/2,從而在壓印板5和噴嘴板24之間形成,抵銷個別外部電極43和噴嘴30之間的電場的這種電場。例如，當Vmax = +30 (V)、Vmin = +3 (V)、dl = 300 ( μ m)、d2 =I. 5 (mm)時,施加電壓Vn =-d2 X (Elmax+Elmin)/2 =-82. 5 (V)。并且,與上述的對壓印板5的施加電壓Vp同樣地，當設(shè)定為Vnmax = -d2 X Elmin, Vnmin = -d2 X Elmax,且將施加電壓Vn設(shè)定為Vnmin Vnmax之間的值時,則可獲得抑制個別外部電極43和噴嘴30之間的電場的效果。S卩，在上述的示例中，由于Vnmin = -150 (V) >Vnmax = -15 (V),因此,作為Vn,只需采用-150 (V) -15 (V)的范圍內(nèi)的值即可。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與上述第一實施方式的結(jié)構(gòu)相比較，能夠降低圍繞記錄頭2的周圍的電場的影響，從而更加可靠地抵銷在噴嘴30的附近被感應(yīng)的電荷。另外，雖然在上述的各個實施方式中，作為壓カ產(chǎn)生單元而例示了所謂的縱振動型的壓電振子20，但并不限定于此，例如，也可以采用所謂的撓曲振動型的壓電振子。此時，在圖5中所示例的驅(qū)動信號(噴射驅(qū)動脈沖DP)的波形成為，電位的變化方向、即上下反轉(zhuǎn)了的波形。除此之外，作為壓カ產(chǎn)生單元，即使在采用發(fā)熱元件、或靜電致動器等通過電壓的施加而被驅(qū)動的壓力產(chǎn)生單元的結(jié)構(gòu)中也能夠應(yīng)用本發(fā)明，所述發(fā)熱元件通過發(fā)熱而使油墨崩沸從而產(chǎn)生壓カ變動，所述靜電致動器通過利用靜電カ而使壓力室的隔壁位移從而產(chǎn)生壓力變動。而且，本發(fā)明只要為利用壓カ產(chǎn)生単元而能夠?qū)崿F(xiàn)對液體的噴射控制的液體噴射裝置，則并不限定于打印機，也能夠應(yīng)用于如下的裝置，即，繪圖儀、傳真裝置、復(fù)印機等各種噴墨式記錄裝置，或記錄裝置以外的液體噴射裝置，例如，顯示器制造裝置、電極制造裝置、芯片制造裝置等。而且，在顯示器制造裝置中，從彩色材料噴射頭噴射R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)的各種彩色材料的溶液。而且，在電極制造裝置中，從電極材料噴射頭噴射液狀的電極材料。在芯片制造裝置中，從生體有機物噴射頭噴射生體有機物的溶液。符號說明I…打印機；2…記錄頭；5…壓印板；6…記錄紙；20…壓電振子；24···噴嘴板；28…壓カ室；30…噴嘴；42…共用外部電極；43…個別外部電極；57…驅(qū)動信號生成部；58…壓印板施加電壓生成部。權(quán)利要求
1.ー種液體噴射裝置，其特征在于，具備 液體噴射頭，其具有噴嘴形成面，所述噴嘴形成面形成有噴射液體的噴嘴；壓カ產(chǎn)生単元，所述壓カ產(chǎn)生單元通過驅(qū)動信號的施加而驅(qū)動，從而使與所述噴嘴連通的壓カ室內(nèi)的液體產(chǎn)生壓カ變動，并且，所述液體噴射頭通過該壓力產(chǎn)生單元的驅(qū)動而使液體從所述噴嘴朝向噴落對象被噴射； 驅(qū)動信號生成単元，其生成對所述壓カ產(chǎn)生單元進行驅(qū)動的驅(qū)動信號； 支承単元，其以相對于實施噴射動作時的所述液體噴射頭的噴嘴形成面而隔開間隔的方式被配置，并對所述噴落對象進行支承； 電場形成単元，其在所述噴嘴形成面和所述支承単元之間形成電場，所述電場的方向與被形成在施加有所述驅(qū)動信號的所述壓カ產(chǎn)生單元的驅(qū)動電極和所述噴嘴之間的電場互不相同， 通過所述電場形成單元而形成的電場的強度被設(shè)定在，所述驅(qū)動電極和所述噴嘴之間的最大電場強度和最小電場強度之間。
2.如權(quán)利要求I所述的液體噴射裝置，其特征在干， 所述支承単元的至少一部分由導(dǎo)電性部件構(gòu)成，且所述噴嘴形成面被接地， 所述電場形成単元通過向所述支承単元施加電壓，從而使所述支承単元帶電為與所述壓カ產(chǎn)生単元的驅(qū)動時的所述驅(qū)動電極相同的極性。
3.如權(quán)利要求I所述的液體噴射裝置，其特征在干， 所述噴嘴形成面由導(dǎo)電性部件構(gòu)成，且所述支承単元被接地， 所述電場形成単元通過向所述噴嘴形成面施加電壓，從而使所述噴嘴形成面帶電為與所述壓カ產(chǎn)生單元的驅(qū)動時的所述驅(qū)動電極相反的極性。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液體噴射裝置，其能夠抑制從噴嘴被噴射出的液體的帶電，從而防止裝置內(nèi)部的污染。所述液體噴射裝置具備壓印板(5)，其以相對于實施噴射動作時的記錄頭(2)的噴嘴板(24)而隔開間隔的方式被配置，并對記錄介質(zhì)進行支承；壓印板施加電壓生成部，其在噴嘴板和壓印板之間形成電場，所述電場的方向與被形成在壓電振子(20)的個別外部電極(43)和噴嘴(30)之間的電場互不相同，并且，通過該壓印板施加電壓生成部而形成的電場的強度被設(shè)定在，個別外部電極和噴嘴之間的最大電場強度和最小電場強度之間。
文檔編號B41J2/045GK102649351SQ2012100414
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者岡田俊哉, 小橋勝, 山田陽一 申請人:精工愛普生株式會社