CN101444999B - 液滴喷射装置 - Google Patents

Abstract

液滴喷射装置，包括：第一头，该第一头中形成有第一喷嘴；第二头，该第二头中形成有位于比所述第一喷嘴高的位置处的第二喷嘴；以及墨盒，该墨盒位于比所述第一喷嘴和第二喷嘴低的位置处。而且，所述第一头经由管连接到所述墨盒，且所述第二头经由管连接到所述第一头。因此，所述第二头经由所述第一头连接到所述墨盒。可通过串连所述墨盒以及所述两个喷射头缩短管，并可防止位于不同高度位置的两个喷射头的喷嘴内的弯液面同时破裂。

Description

液滴喷射装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年11月30日提交的日本专利申请No.2007-309964的优先权，这里通过引用结合该专利申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及一种液滴喷射装置，该液滴喷射装置包括两个液滴喷射头，每一液滴喷射头都具有多个供喷射液滴的喷嘴，一个喷射头内喷嘴的高度位置不同于另一喷射头内喷嘴的高度位置。

背景技术

在诸如打印纸张的记录介质上记录图像和文字的喷墨打印机通常包括喷墨头(液滴喷射头)和墨盒(液体容器，液体存储容器)，所述喷墨头具有供墨的液滴喷射出的喷嘴，而墨盒存储着将要在喷墨头内使用的墨。喷墨头以及墨盒通常由树脂制成的管连接，且存储在墨盒内的墨经由该管而被供应到喷墨头。

顺便提及，近年来，为了实现提高记录速度和同时双面打印的目的，已经考虑到设置多个喷射同类墨(相同颜色的墨)的喷墨头。这里，在对应于所述多个喷墨头而分别设置多个墨盒的情况下，墨盒的数量要增加。因此，打印机的成本和尺寸增加。因此，优选的是能同时从一个墨盒向多个喷墨头供应墨。

在日本专利申请特开No.H10-95129中公开了设有两个供墨口的墨盒。而且，该墨盒内的所述两个供墨端口通过两根供应管而并连到两个喷墨头上。因此，可同时从一个墨盒向两个喷墨头供应墨。

发明内容

顺便提及，在通过多根管单独连接(并连)一个墨盒和多个喷墨头的情况下，管的总长度变长，从而导致成本增加。而且，在管由树脂(材料)制成从而具有一定透气性的情况下，存在墨逐渐变干的问题，这导致粘性增加(墨变浓)。或者，存在着气泡从外部进入管的问题。这里，管的总长度越长，则在管内变浓的墨越多，且进入管的气泡的量也越大。因此，如果将包括变浓了的墨和气泡的这种墨供应到喷墨头，则有可能在喷嘴中产生喷射故障。有鉴于此，本专利申请的发明人考虑到将一个墨盒和两个或更多个喷墨头串连，从而缩短管的总长。

然而，在能同时于记录介质的两个表面上打印图像等的打印机中，用于喷射液滴的喷嘴的高度位置(液滴喷射表面的高度)在所述两个喷墨头中是不同的。在这样的情况下，如果要串连(串式连接)这两个喷墨头，则可能带来以下的问题。

通常，在所述喷射头处于不喷墨的待用位置时，喷嘴内由于墨的表面张力而形成弯液面。喷嘴内的墨与大气之间的压力平衡通过该弯液面维持。然而，考虑这样的情形，即，在串连的所述两个喷墨头中的液滴喷射表面处于较高位置的喷墨头中，喷嘴内的弯液面会由于诸如扰动等的因素而破裂。在这样的情况下，大气压力直接作用在该喷墨头内的墨上，从而墨向着液滴喷射表面处于较低位置的喷墨头回流(在相反的方向上)，该喷墨头经由管连接到液滴喷射表面处于较高位置的喷墨头。因此，液滴喷射表面处于较低位置的喷墨头内的墨的压力上升，从而喷嘴内的弯液面破裂。结果，会从两个喷墨头泄漏大量的墨。

本发明的目的在于提供一种液滴喷射装置，在该液滴喷射装置中，可通过串连所述两个喷射头和液体容器而缩短管的长度，并可防止喷嘴位于不同高度位置的两个喷射头的喷嘴内的弯液面同时破裂。

根据本发明的一方面，提供一种液滴喷射装置，该液滴喷射装置将液滴喷射到物体上，该液滴喷射装置包括：

第一头，在该第一头中形成有第一喷嘴，通过该第一喷嘴喷射液滴；

第二头，在该第二头中形成有第二喷嘴，通过该第二喷嘴喷射液滴，并且该第二喷嘴位于比所述第一喷嘴高的位置处；

液体容器，该液体容器将液体供应到所述第一头和所述第二头，并且该液体容器位于比所述第一喷嘴和第二喷嘴低的位置处；以及

多根管，所述第一头、所述第二头以及所述液体容器通过所述多根管连接，

其中，所述第一头连接到所述多根管中的一根管的一端，而所述液体容器连接到所述一根管的另一端，而且

所述第二头经由所述多根管中的另一根管连接到所述第一头，使得所述第二头经由所述第一头连接到所述液体容器。

根据本发明的这一方面，所述第二头经由所述第一头连接到所述液体容器。换言之，所述液体容器与所述第一头和第二头串连。因此，与其中所述液体容器和所述两个喷射头通过两根管并连的情况相比，可缩短管的总长度。因此，可降低管的成本，而且还可抑制管内的液体变浓，并抑制气泡进入管内。

在串连至所述液体容器的所述两个喷射头中，其中用于喷射液滴的喷嘴形成在较低位置的所述第一头布置在所述液体容器的一侧。而且，所述液体容器定位在低于所述第一头的喷嘴(第一喷嘴)的位置处。在此情况下，当处于较高位置的所述第二头内的喷嘴中的弯液面破裂时，所述第二头内的液体在相反方向上流动，从而流到处于较低位置的所述第一头。然而，因为已经从所述第二头流到所述第一头的液体还逸出到位于比所述第一头低的位置处的所述液体容器，从而没有显著的压力作用在所述第一头的所述第一喷嘴内的液体上，因而防止了所述第一喷嘴内的弯液面破裂。

在本发明的液滴喷射装置中，所述液体容器可连接到所述第一头的一个端部，且所述第二头可连接到所述第一头的另一个端部。

在此情形下，液体被从所述液体容器供应到所述第一头的所述一个端部，且液体被从所述第一头的所述另一个端部供应到所述第二头。因此，在所述第一头内产生从所述一个端部向所述另一个端部流动的液体流，从而气泡几乎不在所述第一头内积累。

在本发明的该液滴喷射装置中，第一喷嘴和第二喷嘴中的每个头可包括多个喷嘴，且第一头和第二头中的每个头都是其中形成有喷嘴排的固定型行式头，该喷嘴排包括沿着预定方向布置的所述多个喷嘴，且所述固定型行式头在定位和固定在预定位置时喷射液滴。

在此情况下，在该行式头定位和固定在预定位置时从喷嘴喷射液滴的该固定型行式头中，因为该喷射头不移动，从而不能在发生喷射故障时用其它正常的喷嘴补充喷嘴，从而需要执行对喷嘴的清洗，以排除喷射故障。然而，一般而言，因为该固定型行式头中喷嘴的数量与串行头内的喷嘴数量相比很大，从而在进行清洗来排除喷射故障时，排出的液体量远大于串行头中排出的液体的量。这样，与串行头相比，可以说该固定型行式头在液体变浓或混有气泡时具有显著的影响。因此，对于具有固定型行式头的结构而言，可通过缩短管的总长而抑制液体变浓和进入气泡，从而本发明的应用极其有效。

本发明的液滴喷射装置还可包括在所述第一头和所述第二头之间运送物体的运送机构，其中，穿过所述第一头的液滴以及穿过所述第二头的液滴分别被喷射到所述运送机构运送的物体的前表面和后表面上。

在本发明的液滴喷射装置，所述第一头可布置成使得所述第一喷嘴向上开口，而所述第二头布置成使得所述第二喷嘴向下开口，而且

所述液滴喷射装置还可包括运送机构，该运送机构沿着运送路径运送物体，该运送路径位于所述第一头上方的位置和所述第二头下方的位置处。而且，所述第一头和所述第二头可布置成彼此面对。

在这样的任何一种情况下，因为所述第一头的所述第一喷嘴以及所述第二头的所述第二喷嘴在竖直方向上处于不同的位置，从而可从所述第一喷嘴和所述第二喷嘴将液滴喷射到由所述运送机构在所述第一头和所述第二头之间运送的物体的两个表面(面向所述第一喷嘴的前表面和面向所述第二喷嘴的后表面)上。例如，在所述物体呈诸如记录纸张之类的片材的形式时，可进行双面打印。而且，在所述第一头和所述第二头布置成彼此面对时，可使所述液滴喷射装置内容纳所述喷射头的空间较小，从而使液滴喷射装置较小。

本发明的液滴喷射装置还可包括清洗机构，该清洗机构包括：覆盖所述第一头的第一喷嘴的第一帽；覆盖所述第二头的第二喷嘴的第二帽；帽驱动机构，其驱动所述第一帽和所述第二帽以使所述第一帽和所述第二帽分别可拆卸地朝向其内形成所述第一喷嘴的第一喷嘴表面和其内形成有所述第二喷嘴的第二喷嘴表面移动；以及抽吸机构，其连接至所述第一帽和所述第二帽，并对由所述第一帽和所述第一喷嘴表面限定的空间以及由所述第二帽和所述第二喷嘴表面限定的空间进行抽吸。在此情况下，可对其中由于变浓的墨或气泡而已经发生喷射故障的喷嘴进行清洗，从而可恢复喷嘴的喷射特性。

在本发明的液滴喷射装置中，所述抽吸机构可包括抽吸泵和切换器，该切换器将所述抽吸泵的连接点在由所述第一帽和所述第一喷嘴表面限定的空间与由所述第二帽和所述第二喷嘴表面限定的空间之间切换。在此情形下，例如在所述第一头和所述第二头中的一个中发生喷射故障时，可仅对一个喷射头进行清洗处理，从而可防止浪费液滴。而且，在该情形下，因为可通过在所述两个喷射头之间进行切换而使用一个抽吸泵，从而无需备有数量与喷射头的数量相同的抽吸泵，从而可使液滴喷射装置较小。

在本发明的液滴喷射装置中，所述第一头和所述第二头可布置成使得所述第一喷嘴和所述第二喷嘴向下开口，而且

所述液滴喷射装置还可包括运送机构，该运送机构沿着运送路径运送物体，该运送路径从位于所述第一头下方的位置向着位于所述第二头下方的另一位置倾斜。在该情形下，可将本发明应用到将液滴喷射到物体一个表面上的液滴喷射装置。例如，可将本发明应用到通过利用两个喷射头而以高速进行打印的单面打印的喷墨打印机。

在本发明的液滴喷射装置中，所述液体容器可包括主容器和副容器，该主容器储存待供应到所述第一头和所述第二头的液体，该副容器布置在所述主容器和所述第一头之间，且暂时储存待供应到所述第一头和所述第二头的液体。在此情形下，因为所述副容器设置在所述主容器与所述第一头之间，从而可防止在更换主容器时混入的气泡等到达喷射头。

在本发明的液滴喷射装置中，所述副容器可布置在比所述主容器高的位置处。在此情形下，因为没有来自主容器液体的水头压力作用在副容器的液体上，从而在液体已经从所述第一头和所述第二头回流到所述副容器时，可使已回流的液体逸出至主容器。

在本发明的液滴喷射装置中，所述第一头和所述第二头中的一个可以为在沿着预定方向往复移动时将液体喷射到物体上的串行头。

在该情形下，因为所述第一头和所述第二头中的至少一个为在沿着预定扫描方向往复移动时将液体喷射到物体上的所谓串行头，从而在某一喷嘴中由于管内液体变浓或气泡进入管内而产生喷射故障时，可通过控制没有喷射故障的其他喷嘴的喷射正时，或通过控制喷射头的扫描速度而补充其中已经发生喷射故障的喷嘴。而且，因为还可使所述串行头的喷嘴的数量相对较少，从而即使在执行排出变浓的墨或气泡的清洗处理以排除喷射故障时，在清洗时从喷嘴排出的少量墨也可达到目的。

在本发明的液滴喷射装置中，所述液体可以为墨，所述第一头和第二头中的每个头为将墨滴喷射到物体上的压电型喷墨头。

根据本发明，因为所述液体容器和所述两个喷射头串连，从而与其中液体容器和所述两个喷射头中的每个头通过两根管连接(并连)的情况相比，可缩短管的总长度。因此，可降低管的成本，并可抑制管内液体变浓和气泡进入管内。

此外，在其中喷嘴定位成高于第一头内喷嘴的第二头内，在所述喷嘴内的弯液面破裂时，因为可使已经从所述第二头回流的液体逸出至所述液体容器，从而没有显著的压力作用在所述第一头的第一喷嘴内的液体上，从而防止了第一喷嘴内的弯液面破裂。

附图说明

图1为示出了根据本发明的一实施例的打印机的示意结构的侧视图；

图2为图1中的打印机的前视图；

图3为打印机在抽吸清洗时的前视图；

图4为第一头的前视图；

图5为图4中的第一头的垂直剖视图；

图6为第二头的前视图；

图7为图6中的第二头的竖直剖视图；

图8为喷射头主体的俯视图；

图9为点划线所包围区域的放大视图；

图10为沿着图9中所示的线X-X的局部剖视图；

图11A为致动器单元的放大剖视图，而图11B为图11A所示单独电极的平面图；

图12为示意性示出了打印机电结构的框图；

图13为示出了根据第一变型实施例的打印机的示意结构的侧视图；以及

图14为示出了根据第二变型实施例的打印机的示意结构的侧视图。

具体实施方式

以下将描述本发明的实施例。以下描述的实施例为将本发明应用到同时进行双面打印的打印机的示例，该打印机能同时在打印纸张的两个表面上打印图像等。

图1为该实施例的打印机1的示意性侧视图，而图2为图1中的打印机1的前视图(从纸张运送方向的下游侧(图1的左侧)观察所见的图)。在图2中，省略了图1所示的正齿辊15。

如图1和图2所示，本实施例的打印机1(液滴喷射装置)包括：四个第一头2a、2b、2c和2d(第一液滴喷射头)；布置在所述四个第一头2a至2d上侧的四个第二头3a、3b、3c和3d(第二液滴喷射头)；四个墨盒4a、4b、4c和4d(液体存储容器，液体容器)，这四个墨盒分别存储着四种墨(四种颜色的墨)；纸张运送机构5(运送机构)，该纸张运送机构沿着纸张运送路径8(在图1中由点划线示出)在第一头2和第二头3之间运送打印纸张P(记录介质)；维护机构6，该维护机构6进行对第一头2和第二头3的维护；以及控制单元7(参见图7)，该控制单元从整体上控制打印机1。在总体上标记四个墨盒4a至4d、而不作出区分时，将这些墨盒标记为墨盒4。同样，分别将四个第一头2a至2d、四个第二头3a至3d标记为第一头2和第二头3。

第一头2和第二头3都为固定的行式头。换言之，第一头2中的每一个和第二头3中的每一个具有喷嘴排，该喷嘴排包括沿着纸张的宽度方向(主扫描方向：图1中垂直于纸张表面的方向，以及图2中的左右方向)布置的多个喷嘴55(第一喷嘴55a和第二喷嘴55b：参见图9和图10)。该宽度方向垂直于打印纸张P的运送方向。在第一头2和第二头3被定位并固定在预定位置后，从喷嘴55喷射出液滴。而且，四个第一头2a至2d以及四个第二头3a至3d沿着纸张的运送方向(副扫描方向：图1中左右方向)对齐。而且，四个第一头2a至2d以及四个第二头3a至3d从相应的喷嘴55分别喷射出四种颜色的墨，即，黄色、洋红、青色和黑色的墨。

在第一头2的上表面(液滴喷射表面、第一喷嘴表面)布置有喷嘴55(第一喷嘴55a)的喷射口。而在第二头3的下表面(液滴喷射表面、第二喷嘴表面)上布置有喷嘴55(第二喷嘴55b)的喷射口。液滴从第一头2的第一喷嘴55a和第二头3的第二喷嘴55b喷射到沿着设置于两个喷射头2、3之间的纸张运送路径8运送来的打印纸张P的两个表面上。因此，打印机1能同时在打印纸张P的两个表面上打印图像等，即，打印机1为同时进行双面打印的打印机。

四种颜色、即黄色、洋红、青色和黑色的墨存储在四个墨盒4a至4d中，而且这四个墨盒4a至4d可拆卸地安装在保持器10上。而且，保持器10固定在打印机体部的底表面1a上，并被布置在四个第一头2和四个第二头3的下侧。换言之，当将墨盒4安装在保持器10上时，墨盒4总是处在第一喷嘴55a的布置于第一头2的上表面(液滴喷射表面)的喷射口以及第二喷嘴55b的布置于第二头3的下表面(液滴喷射表面)的喷射口的下侧。

而且，所述四个墨盒4a至4d以及定位成高于墨盒4的所述四个第一头2a至2d分别通过合成树脂材料制成的四个柔性管11a至11d直接相连。而且，四个第一头2a至2d和布置成高于第一头2a至2d的四个第二头3a至3d分别通过合成树脂材料制成的四个柔性管12a至12d相连。换言之，位于上侧的第二头3经由位于下侧的第一头2而连接到墨盒4上。而且，换言之，就一种墨而言，墨盒4中的存储着该墨的一个、第一头2中使用该墨的一个以及第二头3中使用该墨的一个从下至上以墨盒4、第一头2和第二头3的次序顺序相连。

沿着纸张运送路径8运送记录纸张P的纸张运送机构5包括馈纸辊13、主辊14、正齿辊15以及分别驱动馈纸辊13、主辊14、正齿辊15的驱动电机82、83和84(参照图12)。换言之，馈纸辊13从堆叠的多张打印纸张P中拾取一种打印纸张，而主辊14和挤压辊16将该打印纸张P运送到第一头2和第二头3之间的间隙中。进而，第一头2和第二头3在运送来的打印纸张P的两侧打印图像，并通过正齿辊15将两面都具有图像等的打印纸张P排出。

维护机构6能执行抽吸清洗，在抽吸清洗中，用墨从喷嘴55排出变浓的墨、气泡、灰尘等，以用于恢复第一头2和第二头3的液滴喷射功能。图3为示出了在维护机构6执行抽吸清洗时的打印机1的图。如图2和图3所示，维护机构6包括对应于第一头2的第一帽17、对应于第二头3的第二帽18、以及与第一帽17和第二帽18中的每个帽都相连的抽吸泵19。

第一帽17以及第二帽18在纸张宽度方向(主扫描方向)上较长。在不进行对第一头2和第二头3的抽吸清洗时，第一帽17和第二帽18处于待用状态，其中，第一帽17和第二帽18沿宽度方向(主扫描方向)定位在纸张运送路径8外侧处的区域内，如图2所示。

而且，在图12中所示的升降机构(帽升降机构220)的作用下，第一头2和第二头3在喷射墨的喷射位置(图2中的位置)和维护位置(图3中的位置)之间被驱动，该维护位置偏离纸张运送路径8，相对于喷射位置在垂直方向上分隔开。而且，在进行对第一头2和第二头3的抽吸清洗时，第一头2和第二头3被头升降机构221(参见图12)从喷射位置驱动到维护位置。之后，如图3所示，第一帽17和第二帽18被帽驱动机构217(参见图12)从图2中的待用位置一直驱动到纸张运送路径8的位置。因此，第一头2的作为液滴喷射表面的上表面被第一帽17覆盖，而第二头3的作为液滴喷射表面的下表面被第二帽18覆盖。

第一帽17和第二帽18通过两根管21和22连接到切换单元20，而且该切换单元20连接到抽吸泵19。而且，抽吸泵19的连接点(接入点)在切换单元20的作用下在第一帽17和第二帽18之间切换。因此，在抽吸泵19连接到第一帽17时，来自第一头2的喷嘴(第一喷嘴55a)的墨被抽吸泵19抽吸，从而对第一头2进行抽吸清洗。另一方面，在抽吸泵连接到第二帽18时，来自第二头3的喷嘴((第二喷嘴55b))的墨被抽吸泵19抽吸，从而对第二头3进行抽吸清洗。

接着将详细描述第一头2和第二头3的结构。四个第一头2a至2d的结构是相同的，四个第一头3a至3d的结构也是相同的。以下将描述第一头2中的一个和第二头3中的一个。图4为其中一个第一头2的前视图，图5为图4中的该其中一个第一头2的垂直剖视图，图6为其中一个第二头3的前视图，图7为图6中的该其中一个第二头3的垂直剖视图。

如图4和图5所示，每个第一头2都包括：第一贮存单元30a，该第一贮存单元具有墨进口部分32a和墨出口部分33a；以及其内形成喷嘴55(第一喷嘴55a：参见图9和图10)的喷射头体部31a。喷射头体部31a连接到第一贮存单元30a的上表面。另一方面，如图6和图7所示，每个第二头3包括：第二贮存单元30b，该第二贮存单元具有墨进口部分32b；以及其内形成喷嘴55(第二喷嘴55a：参见图9和图10)的喷射头体部31b。喷射头体部31b连接到第二贮存单元30b的下表面。

第一贮存单元30a的结构以及第二贮存单元30b的结构在其是否包括墨出口部分33a的方面稍有不同。然而，第一头2的喷射头体部31a和第二头3的喷射头体部31b在竖直方向上朝向相反的方向，但是喷射头体部31a和31b的结构是相同的。

首先，以下将描述第一贮存单元30a和第二贮存单元30b。如图4和图5所示，第一头2的第一贮存单元30a为四块板34a、35a、36a和37a的层叠体，其中每块板在纸张的宽度方向(主扫描方向)上较长。墨进口部分32a和墨出口部分33a设置在最低板34a沿着纵向方向的两个端部处。墨进口部分32a经由管11连接到其中一个墨盒4上(参见图1至图3)。而且，墨出口部分33a经由管12连接到其中一个第二头3上(参见图1至图3)。

如图5所示，在板34a内形成有分别与墨进口部分32a和墨出口部分33a连通的通孔40a和41a。而且，在第二最低板35a内形成有经由通孔40a与墨进口部分32a连通的过滤器容纳空间43a和经由通孔41a与墨出口部分33a连通的墨出口通道44。用于除去墨中的灰尘和气泡的过滤器42容纳在该过滤器容纳空间43a内。墨出口通道44由凹部以及与该凹部连通的孔形成，该凹部是通过在板34a内进行半蚀刻而形成的。而且，在第三最低板36a中形成有几乎在纵向方向(主扫描方向)上的整个区域的范围内延伸的墨贮存器45a。该墨贮存器45a与形成在第三最低板36a紧下方的板35a内的墨出口通道44和过滤器容纳空间43a都连通。在最上面的板37a内形成有与墨贮存器45a和喷射头体部31a连通的多个供墨孔46a。

因此，从每个墨盒4经由管11向其中一个第一头2供应的墨被经由通孔40a和过滤器容纳空间43a而从墨进口部分32a注入到墨贮存器45a内。进而，墨贮存器45a内的墨通过供墨孔46a被供应到喷射头体部31a。另一方面，墨贮存器45a内的一部分墨经由墨出口通道44从墨出口部分33a向其中一个第二头3导出。

将墨从墨盒4供应到其中的墨进口部分32a以及将墨供应到第二头3的墨出口部分33a设置在每个第一头2的第一贮存单元30a沿纵向方向的两个端部处。供应到第一头2的一个端部的墨被从第一头2的另一个端部供应到第二头3。因此，在第一头2内产生从墨进口部分32a向着墨出口部分33a的墨流动，因而混合在墨内的气泡基本上不会累积在第一头2内。

如图6和图7所示，每个第二头3的第二贮存单元30b为四块板34b、35b、36b和37b的层叠体，其中与第一贮存单元30a类似，每块板在纸张的宽度方向(主扫描方向)上较长。然而，来自外部的墨(来自第一头2的第一贮存单元30a的墨)被注入到第二贮存单元30b，但是不必将一部分被注入墨导出到外部。因此，第二贮存单元30b的结构与第一贮存单元30a的结构有些不同。

在第二贮存单元30b的最上面板34b的沿纵向方向的一个端部处设置有墨入口部分32b，但是在其另一个端部上不设置墨出口部分。墨入口部分32b经由管12(参见图1至图3)连接到第一贮存单元30a(参见图4、图5)的墨出口部分33a。第一贮存单元30a的墨出口部分33a以及第二贮存单元30b的墨入口部分32b设置在其沿纵向方向(主扫描方向)相同一侧的端部上。换言之，墨出口部分33a和墨入口部分32b分别形成在第一贮存单元30a和第二贮存单元30b在图2的左侧端部处。因此，如图2所示，可缩短连接第一头2(第一贮存单元30a)和第二头3(第二贮存单元30b)的管12的长度。

如图7所示，除了没有设置墨出口通道44(参见图5)之外，第二贮存单元30b的内部结构与第一贮存单元30a的内部结构相同。因此，从每个第一头2的第一贮存单元30a经由管12供应到第二头3的墨从墨入口部分32b经由通孔40b和过滤器容纳空间43b被注入到墨贮存器45b。进而，墨贮存器45b内的墨通过供墨孔46b而被供应到喷射头体部31b。

接着将描述喷射头体部。第一头2的喷射头体部31a的结构与第二头3的喷射头体部31b的结构相同，从而在以下描述中，在不区分喷射头体部31a和喷射头体部31b时，将喷射头体部31a和喷射头体部31b称为喷射头体部31。图8为喷射头体部31的平面图。图9为图8中由点划线包围的区域的放大图。为了便于描述，在图9中，由实线表示本应由虚线示出的元件。具体而言，以实线表示位于致动器单元51下方的喷嘴55、孔隙57和压力室56。图10为沿着图9所示的线X-X的局部剖视图。图11A为致动器单元51的放大剖视图，而图11B为图11A所示的单独电极73的平面图。

如图8所示，喷射头体部31包括：通道单元50，在该通道单元50内形成有包括喷嘴55和压力室56的墨通道；以及四个致动器单元51，这四个致动器单元51固定到通道单元50的上表面50a(图8中纸面的前侧)，并向压力室56内的墨施加压力。

通道单元50的形状为直平行六面体，而且在平面图中，通道单元50的形状几乎与贮存单元30a(30b)的形状相同。在一个表面50a(图8中纸面的前侧)形成有与贮存单元30a(30b)的供墨孔46a(46b)(参见图5和图7)相对应的多个供墨口52(在本实施例中为十个口)。在该通道单元50内形成有与供墨口52连通的歧管通道53以及从该歧管通道53分支出来的副(次)歧管通道54。而且，在通道单元50的位于上表面50a的相对侧上的后表面(图8中纸面的后侧，液滴喷射表面)内，所述多个喷嘴55沿着两个方向、即主扫描方向和与该主扫描方向交叉的方向布置成阵列形式，如图9和图10所示。而且，与喷嘴55类似，所述多个压力室56也以阵列的形式布置在通道单元50的每个致动器单元51的固定表面上。

如图10所示，通道单元50包括九个金属板，诸如不锈钢板，即，空腔板60、基板61、孔隙板62、供应板63、歧管板64、65和66、盖板67、以及喷嘴板68，这些板从上至下按照上述次序层叠。

在空腔板60内形成有与供墨口52(参见图8)对应的多个通孔和与压力室56对应、每个都形成为菱形的多个通孔。对于每个压力室56而言，在基板61内形成有与其中一个压力室56和其中一个孔隙57连通的连通孔，以及与其中一个压力室56和其中一个喷嘴55连通的连通孔。而且，在基板61内形成有均与其中一个供墨口52和其中一个歧管通道53连通的连通孔(图中未示出)。

对于每个压力室56而言，在孔隙板62内形成有将要作为其中一个孔隙57的通孔以及与其中一个压力室56和其中一个喷嘴55连通的连通孔。而且，在孔隙板62内形成有均与其中一个供墨口52和其中一个歧管通道53连通的连通孔(图中未示出)。对于每个压力室56而言，在供应板63内形成有与其中一个孔隙57和其中一个副(次)歧管通道54连通的连通孔以及与其中一个压力室56和其中一个喷嘴55连通的连通孔。而且，在供应板63内形成有每个均与其中一个供墨口52和其中一个歧管通道53连通的多个连通孔(图中未示出)。

对于每个压力室56而言，在歧管板64、65和66内形成有与其中一个压力室56和其中一个喷嘴55连通的连通孔，以及将要成为其中一个歧管通道53和其中一个副(次)歧管通道54的通孔。在歧管板64至66被层叠从而使得形成在板内的通孔彼此连接时，形成歧管通道53和副歧管通道54。在盖板67内形成有每个都与其中一个压力室56和其中一个喷嘴55连通的多个连通孔。对于每个压力室56而言，在喷嘴板68内形成有与其中一个喷嘴55(第一头2内的第一喷嘴55a，以及第二头3内的第二喷嘴55b)对应的孔。

在板60至68相互定位时将它们层叠。此时，形成歧管通道53、副歧管通道54以及多个单独墨通道58，这些单独墨通道中的每个单独墨通道从副歧管通道54的出口经由其中一个压力室56延伸到其中一个喷嘴55。

因此，从贮存单元30(第一贮存单元30a和第二贮存单元30b)经由供墨口52供应到通道单元50内的墨从歧管通道53分布到副(次)歧管通道54。进而，副歧管通道54内的墨流向每一单独墨通道58，而且在每一单独墨通道58内，墨经由起到节流通道作用的孔隙57和压力室56而到达喷嘴55(第一喷嘴55a或第二喷嘴55b)。

接着将描述致动器单元51。如图8所示，四个致动器单元51在平面图中呈梯形，并且布置成Z字形，从而不与供墨口52重叠。而且，在每个致动器单元51的四个侧边中，两个相互面对的平行侧边布置成沿着通道单元50的纵向方向。两个相邻致动器单元51的倾斜侧边在通道单元50的宽度的方向(副扫描方向)上相互重叠。

如图11A所示，每个致动器单元51包括三个由铁电锆钛酸铅(PZT)陶瓷材料制成的压电片材70、71、和72。单独电极73形成在最上面的压电片材70的上表面上，分别位于与压力室56重叠的位置处。完全覆盖压电片材70、71的表面的公共电极75布置在最上面的压电片材70和层叠在该最上面的压电片材70下方的压电片材71之间。如图11B所示，每个单独电极73在平面图中大致呈菱形，与压力室56类似。该菱形单独电极73的一个锐角角部向外延伸，并且在其前端部设置有电连接到一个单独电极73上的圆形焊盘74。

覆盖所有压力室56的公共电极75保持在零电位。然而，因为每个焊盘74的端子与驱动器IC76(参见图12)通过图中未示出的柔性印刷电路(FPC)相连接，从而驱动器IC76能有选择地控制每个单独电极73的电势。

这里，将描述驱动致动器单元51的方法。压电片材70沿着其厚度方向被极化。在向其中一个压电片材70施加与公共电极75的电势不同的电势时，在压电片材70内产生沿着其极化方向的电场。此时，压电片材70的其内产生电场的一部分起到了活性部分的作用，而且该活性部分由于压电效应而变形。而且，如图11A所示，压电片材70、71和72固定到空腔板60的梁部的表面上，该梁部将压力室56分隔开。因为压电片材70的被施加有电场的部分与位于压电片材70下方的压电片材71和72的另一部分之间在平面方向上的变形有所不同，从而所有的压电片材70、71和72变形为形成朝向压力室56的突起(单态变形)。因此，向压力室56内的墨施加压力(喷射能量)，从而从喷嘴55喷射出墨滴。

接着，以下将参照图12中的框图描述打印机1的电结构，描述将集中于控制单元7。图12所示的控制单元7包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)以及随机存储器(RAM)，在该只读存储器中储存有用于控制打印机1的整体运行的各种计算机程序和数据，而该随机存储器暂时储存将要由CPU进行处理的数据等。

而且，如图12所示，控制单元7包括打印控制部80以及维护控制部81，该打印控制部控制在打印纸张P上的打印，而该维护控制部对用来恢复第一喷嘴55a和第二喷嘴55b的喷射功能的维护处理进行控制。在CPU执行储存在ROM中的各种控制程序(用于控制的各种计算机程序)时，实现打印控制部80和维护控制部81的功能。

打印控制部80控制第一头2和第二头3的驱动器IC76以及驱动电机82、83和84，以基于从例如PC(个人计算机)的输入单元(输入装置)90输入的数据而在打印纸张P上执行图像等的打印。驱动电机82、83和84分别控制馈纸辊13、主辊14、正齿辊15，这些辊对打印纸张进行运送，并包括在纸张运送机构5内。

维护控制部81控制抽吸泵19和帽驱动机构217(参见图12)，帽驱动机构217驱动第一帽17和第二帽18(参见图2和图3)，从而通过第一帽17和第二帽18从第一头2和第二头3的喷嘴55a和55b抽吸和排出墨(抽吸清洗)。这里，维护控制部81能进行控制，以同时对第一头2和第二头3进行抽吸清洗。而且，还可进行控制，以对第一头2和第二头3中任何一个进行抽吸清洗。在以下情况下，仅仅针对一个喷射头进行抽吸清洗，但是可能不对另一喷射头进行抽吸清洗。例如，其中仅仅在所述一个喷射头的喷嘴55内出现喷射故障的情形，以及其中通过所述一个喷射头在打印纸张的表面上进行单面打印、而另一喷射头在某些时间内不使用的情形中。

通过具有上述结构的实施例的这一打印机1能实现以下效果。如图1和图2所示，第二头3通过第一头2连接到墨盒4，在该第一头2内喷嘴55的位置(液滴喷射表面)较低，而且墨经由第一头2被供应到第二头3。这样，在一个墨盒和两个喷射头(即，第一头2和第二头3)串联时，与其中墨盒4和两个喷射头(即，第一头2和第二头3)通过单独的管相连(并联)的情况相比，串联能缩短管的总长度(管11和12的总长度)。因此，可降低管的成本，而且，可抑制管内的墨变浓，并可抑制气泡进入管内。

而且，该实施例的第一头2和第二头3都为固定的行式头。换言之，第一头2(第二头3)具有这样的喷嘴排，该喷嘴排均包括沿着一个方向(主扫描方向)布置的多个喷嘴55，并且在第一头2(第二头3)被定位和固定在预定位置时喷射墨滴。与在沿着纸张的宽度方向往复移动的同时喷射液滴的串行头相比，在管内的墨变浓和气泡进入管内的时候可极大地影响这样的固定行式头。

换言之，与可在纸张宽度方向上移动的串行头不同，在固定的行式头内，当某些喷嘴55内由于管内墨变浓或者气泡进入到管内而产生喷射障碍时，不能用其他正常的喷嘴55补充已经产生喷射故障的喷嘴55。因此，为了排除喷嘴55的喷射故障，维护单元6执行抽吸清洗。然而，因为与串行头中的喷嘴数量相比，行式头中的喷嘴数量非常大，从而在抽吸清洗时从喷嘴55排出的墨的量将极大。因此，在具有固定的行式头的打印机1中，就降低抽吸清洗时排出的墨量而言，通过缩短管的总长度而抑制墨变浓和抑制气泡进入具有相当的重要性。

在喷嘴55的高度位置不同的所述两个喷射头，即，第一头2和第二头3串连时，有可能产生以下的问题。当在其中喷嘴位置高于第一头的第二头3中，第二喷嘴55b内的弯液面由于扰动等而破裂时，大气压力就作用在第二头3内的墨上，从而墨经由管2从第二头3回流到其中喷嘴位置较低的第一头2。

然而，在该实施例的打印机1内，其中喷嘴位置低于第二头3的喷嘴位置的第一头2定位在靠近墨盒4的一侧(墨供给方向的上游侧)，而且，墨盒4处在比第一头2的第一喷嘴55a还要低的位置。因此，已经从第二头3回流到第一头2的墨通过图5所示的第一贮存单元30a的墨贮存器45a，并通过墨注入部分32a而逸出到墨盒4。因此，没有显著的压力施加在第一头2的第一喷嘴55a内的墨上，从而防止了第一喷嘴55a内的弯液面的破裂。换言之，不用担心从第一头2和第二头3泄漏大量的墨。

接着，以下将描述其中对实施例作出了各种变型的变型实施例。用相同的附图标记表示与本实施例中相同的部件，并省略对这些部件的重复描述。

第一变型实施例

在所述实施例中，第一头2和可拆卸地安装在保持器10内的墨盒4通过管11而连接(参见图1)。然而，与图13中所示的打印机1A一样，可在第一头2和可拆卸的墨盒4之间，在低于第一头2的上表面(其上布置有第一喷嘴55a的液滴喷射表面)的位置处设置四个副容器91(缓冲容器)。每个副容器91都通过管11连接到其中一个墨盒4上，并通过管11连接到第一头2上。换言之，副容器91一旦储存从墨盒4供应的墨就将墨供应到第一头2。在此情形下，副容器91对应于本发明的储存要供应到第一头2和第二头3的墨的液体储存容器的一部分。在该情形下，因为副容器91设置在墨盒(主容器)4和第一头2之间，从而可避免更换墨盒4时混入的气泡等到达第一头2。

在图13中，副容器91和墨盒4布置在相同高度位置(打印机体部的底面1a)处。然而，墨盒4可布置在比副容器91低的位置处。墨盒4可布置在比副容器91高的位置处。在该情形下，当墨始终能在墨盒4和副容器91之间流动时，而且在墨盒4的水头压力始终作用(施加)在副容器91上时，从第二头3回流的墨几乎不能逸出到副容器91。

因此，在将墨盒4布置在高于副容器91的位置的情况下，在待用状态下优选的是，中断(切断)墨在墨盒4和副容器91之间的流动，从而使得墨盒4的水头压力不作用在副容器91上。而且，优选的是，仅仅在副容器91内的墨量变得较少时，才从墨盒4将墨供应到副容器91。可采用本专利申请的发明人在美国专利No.178908(日本专利申请特开公报No.2005-103758)中提出的墨盒和缓冲容器的结构作为这样的结构。在该变型实施例中，能够独立地确定墨盒的容积和副容器的容积。例如，墨盒的容积可以大于副容器的容积。

第二变型实施例

所述实施例的打印机1包括布置在将纸张运送路径8夹在中间的两侧的第一头2和第二头3，从而可同时在打印纸张P的两面上进行打印。然而，本发明还可应用到用于单面打印(单侧打印)的打印机。在该情形下，可利用两个喷射头执行高速打印。

换言之，如图14所示，在第二变型实施例的打印机1B中，由主辊14和正齿辊15加以运送的打印纸张P的纸张运送路径8倾斜为向下指向运送方向的下游侧。第一头2和第二头3从下侧开始按照此顺序布置在倾斜的纸张运送路径8的上侧。在打印机1B中，第一头2的下表面以及第二头3的下表面为其上布置着喷嘴55的液滴喷射表面。

而且，第一头2经由管11连接至布置在第一头2和第二头3的下表面(其上布置有喷嘴的液滴喷射表面)下侧处的墨盒4。而且，第一头2和第二头3还通过管12相连。换言之，布置在纸张运送路径8上侧处的第二头3经由布置在纸张运送路径8下侧处的第一头2连接到墨盒4。

在打印机1B中，从沿着纸张运送方向布置的两个喷射头、即第一头2和第二头3喷出液滴。此时，仅在运送来的打印纸张P的上表面上打印图像等。即使在该用于单面打印的打印机1B中，在串连具有高度位置不同的喷嘴55的所述两个喷射头、即第一头2和第二头3时，与并连第一头2和第二头3的情形相比，可缩短管11和管12的总长度。而且，从第二头3回流到第一头2的墨从第一头2逸出到墨盒4，此时定位在上侧的第二头3内的喷嘴55b的弯液面破裂。因此，防止了第一头2的第一喷嘴55a中的弯液面破裂。

在所述实施例中，具有不同喷嘴位置的第一头2和第二头3为固定的行式头。然而，即使在其中第一头2和/或第二头3为串行头的情况下，也可在沿着一个方向往复移动的同时将液滴喷射到打印纸张上。换言之，根据本发明的打印机可包括其上安装喷射头的喷射头保持器，以及使该喷射头保持器在预定方向(主扫描方向，与纸张运送方向垂直的方向)上往复移动的喷射头驱动机构。即使在这样的情形下，也可通过应用本发明而实现类似的效果。

在所述实施例中，一个墨盒的所述两个喷射头是串连的。然而，可将其中喷嘴的高度位置彼此不同的三个或更多个喷射头串连到一个墨盒上。在此情形下，所述多个喷射头以这样的方式串连，即，使得喷嘴的高度位置较低的喷射头布置在朝向墨盒的一侧(供墨方向上的上游侧)。

上述实施例和变型实施例是本发明被应用到通过将墨喷射到记录纸张上而记录图像等的喷墨打印机的示例。然而，本发明的应用不限于这样的打印机。换言之，本发明可应用到根据需要将墨之外的各种液体喷射到物体上的各种液滴喷射装置。例如，本发明也可应用于通过将其内散布有金属微粒的导电液体传送到基片上而形成布线图案的装置，可应用于通过利用其内散布有DNA的溶液而制造DNA芯片的装置，可应用于通过利用其内散布有电致发光材料(诸如有机化合物)的溶液而制造显示屏的装置，并可应用于通过利用其内散布有滤色镜用颜料的液体而制造液晶显示器的滤色镜的装置。

Claims (13)

1.一种液滴喷射装置，所述液滴喷射装置将液滴喷射到物体上，所述液滴喷射装置包括：

第一头，在所述第一头中形成有第一喷嘴，通过所述第一喷嘴喷射液滴；

第二头，在所述第二头中形成有第二喷嘴，通过所述第二喷嘴喷射液滴，并且所述第二喷嘴位于比所述第一喷嘴高的位置处；

液体容器，所述液体容器将液体供应到所述第一头和所述第二头，并且所述液体容器位于比所述第一喷嘴和所述第二喷嘴低的位置处；以及

多根管，所述第一头、所述第二头以及所述液体容器通过所述多根管连接，

其中所述第一头连接到所述多根管中的一根管的一端，而所述液体容器连接到所述一根管的另一端，而且

所述第二头经由所述多根管中的另一根管连接到所述第一头，使得所述第二头经由所述第一头连接到所述液体容器。

2.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，其中所述液体容器连接到所述第一头的一个端部，而且

所述第二头连接到所述第一头的另一个端部。

3.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，其中所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的每一个包括多个喷嘴，且所述第一头和所述第二头中的每一个是固定型行式头，在所述固定型行式头中形成有喷嘴排，所述喷嘴排包括沿着预定方向布置的所述多个喷嘴，并且在所述固定型行式头位于且被固定在预定位置处的同时，所述固定型行式头喷射液滴。

4.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，还包括在所述第一头和所述第二头之间运送所述物体的运送机构，其中通过所述第一头的液滴和通过所述第二头的液滴分别被喷射到所述运送机构运送的所述物体的前表面和后表面上。

5.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，其中所述第一头布置成使得所述第一喷嘴向上开口，而所述第二头布置成使得所述第二喷嘴向下开口，而且

所述液滴喷射装置还包括运送机构，所述运送机构沿着运送路径运送所述物体，所述运送路径位于所述第一头上方的位置处和所述第二头下方的位置处。

6.根据权利要求5所述的液滴喷射装置，其中所述第一头和所述第二头布置成彼此面对。

7.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，还包括清洗机构，所述清洗机构包括：覆盖所述第一头的第一喷嘴的第一帽；覆盖所述第二头的第二喷嘴的第二帽；帽驱动机构，所述帽驱动机构驱动所述第一帽和所述第二帽，以使所述第一帽和所述第二帽可拆卸地分别朝向形成有所述第一喷嘴的第一喷嘴表面和形成有所述第二喷嘴的第二喷嘴表面移动；以及抽吸机构，所述抽吸机构连接至所述第一帽和所述第二帽，并对由所述第一帽和所述第一喷嘴表面限定的空间以及由所述第二帽和所述第二喷嘴表面限定的空间进行抽吸。

8.根据权利要求7所述的液滴喷射装置，其中所述抽吸机构包括抽吸泵和切换器，所述切换器将所述抽吸泵的连接点在由所述第一帽和所述第一喷嘴表面限定的空间以及由所述第二帽和所述第二喷嘴表面限定的空间之间切换。

9.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，其中所述第一头和所述第二头布置成使得所述第一喷嘴和所述第二喷嘴向下开口，而且

所述液滴喷射装置还包括运送机构，所述运送机构沿着运送路径运送所述物体，所述运送路径从位于所述第一头下方的位置到位于所述第二头下方的另一位置倾斜。

10.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，其中所述液体容器包括主容器和副容器，所述主容器储存待供应到所述第一头和所述第二头的液体，所述副容器布置在所述主容器和所述第一头之间，且暂时储存待供应到所述第一头和所述第二头的液体。

11.根据权利要求10所述的液滴喷射装置，其中所述副容器布置在比所述主容器高的位置处。

12.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，其中所述第一头和所述第二头中的一个是串行头，所述串行头在沿着预定方向往复移动的同时将液滴喷射到所述物体上。

13.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，其中所述液体是墨，并且所述第一头和所述第二头中的每一个是将墨滴喷射到所述物体上的压电型喷墨头。

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