CN107107618A - 喷墨头以及喷墨记录装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于将通过设置循环流路而导致的墨的喷射性能的降低抑制为最小限度、且不对装置施加负荷地将喷嘴附近的气泡等有效地排出。本发明的喷墨头(1)的特征在于，具备：多个喷嘴(211)，喷射墨；压力室(231)，与喷嘴(211)单独地连通，在压力室(231)的内部填充有墨；压力产生单元(压电元件24)，是用于通过对压力室(231)施加压力而喷出墨的驱动源；入口(232)，具有流路比压力室(231)窄的缩颈部，对压力室(231)供给墨；以及循环流路(213)，能够从喷嘴(211)的附近排出压力室(231)内的墨，循环流路(213)的粘性阻力比喷嘴(211)的粘性阻力小、且循环流路(213)的阻抗为入口(232)的阻抗的0.5倍以上。

Description

喷墨头以及喷墨记录装置
技术领域
本发明涉及喷墨头以及喷墨记录装置。
背景技术
以往，已知如下喷墨记录装置：从喷墨头具备的多个喷嘴喷射墨的液滴，将图像形成于记录介质。
在以往的喷墨头中，有时由于在喷墨头内产生的气泡或者混入的异物等而产生喷嘴堵塞、喷射不良等问题。
另外，根据墨的种类，在长时间不使用时，由于墨粒子的沉积等在喷嘴附近的墨粘度增高，存在难以得到稳定的墨的喷射性能的情况。
因此，已知如下喷墨记录装置(例如，参照专利文献1以及2)：通过将墨的循环流路设置于喷墨头的头芯片，能够使头内的气泡等随着墨一起在循环流路中流过。
专利文献1：日本专利5385975号公报
专利文献2：日本特开2005－119287号公报
发明内容
但是，专利文献1的循环流路被形成为循环流路的阻抗比喷嘴的阻抗高2～10倍，能够以墨的循环流速为最大喷射时的1/100左右(针对喷射量150000(pL/s)，循环量为1500(pL/s))的流速使墨循环，但这样的流速慢，所以有时难以将气泡、异物等有效地排出。
另外，专利文献2的循环流路设置有利用气压进行开闭的阀，在非印刷过程中打开阀而对供给流路进行加压、且对循环流路进行减压，从而能够将压力室内的气泡向循环流路有效地排出，但是在印刷过程中(墨喷射时)需要关闭阀，无法使墨循环，所以无法排出在墨喷射时突发产生的气泡。
另外，在使用了以往的亥姆霍兹共振模式(Helmholtz resonancemode)的方式(弯曲方式、推压方式)中，当在通道内构成循环路径的情况下，压力泄漏到循环流路，所以存在压力效率下降、喷射性能降低的问题。
此处，为了抑制该喷射性能的降低，还考虑形成仅使循环流路变窄而使压力不易泄漏到循环流路的结构，但当使循环流路变窄时，循环流速下降，所以难以将气泡、异物等有效地排出。
另外，还能够不改变循环流路而例如使用泵等来提高循环流路的压力从而使循环速度变快，但有可能对装置侧施加负荷，并且使喷嘴的弯月面分开，墨从喷嘴漏出等。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，提供能够将由于设置循环流路而导致的墨的喷射性能的降低抑制为最小限度、且不对装置施加负荷地将喷嘴附近的气泡等有效地排出的喷墨头以及喷墨记录装置。
为了解决上述课题，技术方案1所记载的发明是一种喷墨头，其特征在于，具备：
多个喷嘴，喷射墨；
压力室，与所述喷嘴单独地连通，在所述压力室的内部填充有墨；
压力产生单元，是用于通过对所述压力室施加压力来喷出墨的驱动源；
入口，具有流路比所述压力室窄的缩颈部，向所述压力室供给墨；以及
循环流路，能够从所述喷嘴的附近排出所述压力室内的墨，
所述循环流路的粘性阻力比所述喷嘴的粘性阻力小、且所述循环流路的阻抗为所述入口的阻抗的0.5倍以上。
关于技术方案2所记载的发明，其特征在于，在技术方案1所记载的喷墨头中，
所述入口与所述循环流路的合计粘性阻力比所述喷嘴的粘性阻力小。
关于技术方案3所记载的发明，其特征在于，在技术方案1或者2所记载的喷墨头中，具备：
喷嘴层，形成有所述多个喷嘴；以及
喷嘴支承层，层叠于所述喷嘴层的上表面，并形成有连通来自所述压力室的墨的孔径比所述喷嘴大的喷嘴连通路径和所述循环流路。
关于技术方案4所记载的发明，其特征在于，在技术方案3所记载的喷墨头中，
具备喷嘴板，该喷嘴板具有所述喷嘴层和所述喷嘴支承层。
关于技术方案5所记载的发明，其特征在于，在技术方案4所记载的喷墨头中，
所述喷嘴板在所述喷嘴层与所述喷嘴支承层之间具备蚀刻速率比所述喷嘴支承层低的结合层，
所述喷嘴支承层具有空隙部，该空隙部面向所述结合层或者所述喷嘴层，
所述循环流路由所述空隙部形成。
关于技术方案6所记载的发明，其特征在于，在技术方案5所记载的喷墨头中，
所述结合层由SiO2基板构成。
关于技术方案7所记载的发明，其特征在于，在技术方案3～6中的任意一项所记载的喷墨头中，
所述喷嘴层由Si基板构成。
关于技术方案8所记载的发明，其特征在于，在技术方案3～7中的任意一项所记载的喷墨头中，
所述喷嘴支承层由Si基板构成。
关于技术方案9所记载的发明，其特征在于，在技术方案3～8中的任意一项所记载的喷墨头中，具备：
主体层，形成有所述压力室；以及
中间层，形成有中间连通路径，该中间连通路径连通所述压力室和所述喷嘴连通路径，
在所述主体层以及所述中间层中的至少一方形成有共用循环流路，该共用循环流路连结有与所述多个喷嘴中的各个喷嘴对应的所述循环流路。
技术方案10所记载的发明是一种喷墨记录装置，其特征在于，
所述喷墨记录装置具备技术方案1～9中的任意一项所记载的喷墨头。
关于技术方案11所记载的发明，其特征在于，在技术方案10所记载的喷墨记录装置中，
具备墨的循环单元，该墨的循环单元用于产生从所述入口向所述压力室以及所述循环流路的循环流。
关于技术方案12所记载的发明，其特征在于，在技术方案10或者11所记载的喷墨记录装置中，
具备循环用副罐，该循环用副罐积存从所述循环流路排出的墨。
关于技术方案13所记载的发明，其特征在于，在技术方案12所记载的喷墨记录装置中，
具备供给用副罐，该供给用副罐积存用于对所述入口进行墨供给的墨。
关于技术方案14所记载的发明，其特征在于，在技术方案13所记载的喷墨记录装置中，
所述循环用副罐与所述供给用副罐由墨流路连接。
根据本发明，能够将由于设置循环流路而导致的墨的喷射性能的降低抑制为最小限度、且不对装置施加负荷地将喷嘴附近的气泡等有效地排出。
附图说明
图1是示出喷墨记录装置的概略结构的立体图。
图2是喷墨头的分解立体图。
图3是在沿着图2中的(III)－(III)线的部分切断的剖面图。
图4是头芯片的俯视图。
图5是在沿着图4中的(V)－(V)线的部分切断的剖面图。
图6是在沿着图2中的(VI)－(VI)线的部分切断的剖面图。
图7是说明墨的循环机构的结构的示意图。
图8A是表示在设墨的液滴的喷射液滴量为3.5pL且喷射速度为7m/s的情况下致动器的驱动电压(V)相对循环流路与入口的阻抗的比例(Zc/Zi)的关系的图。
图8B是表示在设墨的液滴的喷射液滴量为3.5pL且喷射速度为7m/s的情况下喷射负压(kPa)相对循环流路与入口的阻抗的比例(Zc/Zi)的关系的图。
图9A是表示在设墨的液滴的喷射液滴量为1.0pL且喷射速度为7m/s的情况下致动器的驱动电压(V)相对循环流路与入口的阻抗的比例(Zc/Zi)的关系的图。
图9B是表示在设墨的液滴的喷射液滴量为1.0pL且喷射速度为7m/s的情况下喷射负压(kPa)相对循环流路与入口的阻抗的比例(Zc/Zi)的关系的图。
图10是变形例的头芯片的俯视图。
图11是在沿着图10中的(XI)－(XI)线的部分切断的剖面图。
符号说明
1：喷墨头；21：喷嘴板；21a：喷嘴层；21b：结合层；21c：喷嘴支承层；211：喷嘴；212：大径部(喷嘴连通路径)；213：循环流路；22：中间板(中间层)；221：连通孔(中间连通路径)；23：主体板(主体层)；231：压力室；232：入口；24：压电元件(压力产生单元)；25：共用供给流路；26：共用循环流路；100：喷墨记录装置。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的优选实施方式。但是，发明的范围不限定于图示例子。另外，在以下的说明中，对具有相同的功能以及结构的装置附加相同的符号，省略其说明。
此外，在以下的说明中，以仅通过搬送使用线型头的记录介质来进行描绘的ONEPASS(单程)描绘方式下的实施方式为例进行说明，但也可以应用于适当的描绘方式，例如，也可以采用使用扫描方式、鼓式方式的描绘方式。
另外，在以下的说明中，将记录介质K的搬送方向设为前后方向，将在记录介质K的搬送面中与该搬送方向正交的方向设为左右方向，将与前后方向以及左右方向垂直的方向设为上下方向进行说明。
[喷墨记录装置的概略]
喷墨记录装置100具备压印盘101、搬送辊102、线型头103、104、105、106以及墨的循环机构等(参照图1以及图7)。
在压印盘101的上表面支承有记录介质K，当搬送辊102被驱动时，将记录介质K在搬送方向(前后方向)上搬送。
从记录介质K的搬送方向(前后方向)的上游侧至下游侧，并排地设置线型头103、104、105、106，所述线型头103、104、105、106被设置在与搬送方向正交的宽度方向(左右方向)。而且，在线型头103、104、105、106的内部至少设置有一个后述喷墨头1，例如将青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)、黑色(K)的墨朝向记录介质K喷出。
此外，以后叙述墨的循环机构，(参照图7)。
[喷墨头的概略结构]
喷墨头1具备头芯片2、保持板3、连接部件4、墨流路部件5等(参照图2以及图3等)。
头芯片2是层叠多个基板而构成的，在最下层设置有喷射墨的喷嘴211。另外，在头芯片2的上表面设置有作为压力产生单元的压电元件24，利用压电元件24的位移来对填充于头芯片2的内部的压力室231的墨进行加压，从喷嘴211喷射墨的液滴。
保持板3为了保持头芯片2的强度而使用粘接剂被接合于头芯片2上表面。另外，在保持板3的中央部具有开口部31，构成为将头芯片2的上表面的压电元件24保存于开口部31的内部。
连接部件4例如是由FPC等构成的布线部件，其宽度方向沿着保持板3的左右方向，并且上述连接部件4粘接在保持板3的上表面的后侧附近，通过设置于保持板3的中央的开口部31，利用键合线41来与压电元件24电连接。另外，连接部件4连接于驱动部(省略图示)，能够从该驱动部通过连接部件4和键合线41供电到压电元件24。
在保持板3上表面的左右方向的两端部分别接合有1个墨流路部件5。另外，墨流路部件5分别各具备1个墨供给流路501、502和墨循环流路503、504，上述墨供给流路501、502用于将墨供给到头芯片2的内部，上述墨循环流路503、504用于从头芯片2的内部排出墨。
以下，详细地说明头芯片2、保持板3以及墨流路部件5。
此外，为了便于说明，图4用虚线示出头芯片2内部的结构。另外，用圆点示出从共用供给流路25至连通孔(中间连通路径)221、…的墨流路。
[头芯片]
在头芯片2的上表面具备沿左右方向排成一列地设置的压电元件24、用于将墨从墨流路部件5供给到头芯片2的内部的墨供给口201、202、以及用于将墨从头芯片2的内部排出到墨流路部件5的墨循环口203、204等(参照图4等)。
另外，以下示出使循环流路213形成于喷嘴板21的实施例，但循环流路213只要配置在比形成压力室231的主体板23更靠喷嘴侧即可，例如也可以设置于中间板22。因此，所谓喷嘴附近是表示比形成压力室231的主体板23更靠喷嘴侧的意思。此外，如上所述，在喷嘴附近设置循环流路213，从而能够抑制气泡、异物所致的喷出不良等问题，但从去除更容易导致喷出不良的接近喷嘴211的位置的气泡、异物的观点来看，循环流路213优选为设置于喷嘴板21。因此，以下详细叙述将循环流路213设置于喷嘴板21的情况。
通过在头芯片2的内部从下侧起依次将喷嘴板21、中间板22、主体板23这3张基板层叠一体化来构成(图5)。
喷嘴板21是位于头芯片2的最下层的基板，例如，由包括喷嘴层21a、结合层21b、喷嘴支承层21c这3层的SOI晶片构成。
喷嘴层21a是形成有用于喷射墨的液滴的喷嘴211的层，例如由厚度为10～20μm的Si基板构成。在喷嘴层21a的下表面即喷嘴面214形成有防墨膜(省略图示)。
结合层21b例如由厚度0.3～1.0μm的SiO2基板构成。
喷嘴支承层21c形成有与喷嘴211连通且直径比喷嘴211大的大径部(喷嘴连通路径)212、和与大径部212连通且用于墨的循环的循环流路213，例如由厚度100～300μm的Si基板构成。
此处，喷嘴层21a以及喷嘴支承层21c分别由Si基板构成，所以喷嘴层21a和喷嘴支承层21c能够通过干蚀刻或湿蚀刻容易地加工。另外，结合层21b是比Si基板薄且蚀刻速率非常低的SiO2基板，所以在将喷嘴层21a和喷嘴支承层21c分别向结合层21b加工时，例如即便在喷嘴层21a和喷嘴支承层21c存在加工不均匀的情况下，也能够利用结合层21b控制加工。
此处，循环流路213由面向结合层21b的空隙部形成，所以能高精度地加工制造。此外，也可以在形成有面向结合层21b的空隙部之后，通过使用了缓冲氢氟酸(BHF，bufferedhydrofluoric acid)等的湿蚀刻处理去除结合层21b，从而利用面向喷嘴层21a的空隙部来形成循环流路213。
中间板22例如由100～300μm左右的玻璃基板构成，在与喷嘴板21的大径部212对应的位置贯通中间板22，形成有在喷射墨时成为墨流路的连通孔(中间连通路径)221。
连通孔221调整墨的流路的形状，形成为缩小墨通过的路径的直径的形状等，从而调整在喷射墨过程中被施加给墨的运动能量。
另外，作为中间板22的玻璃基板，优选使用硼硅酸玻璃(例如，TEMPAX玻璃)。
主体板23包括压力室层23a和振动层23b。
压力室层23a例如由100～300μm左右的Si基板构成，形成有：多个压力室231，与中间板22的连通孔221连通，在俯视时为大致圆形状；共用供给流路25，用于对多个压力室231共用地供给墨；以及入口232，用于将共用供给流路25与各压力室231单独地连通，将共用供给流路25内的墨供给到压力室231。入口232具有流路比压力室231窄的缩颈部，被施加到压力室231的压力不易从入口232侧泄漏。此外，缩颈部只要是比压力室231窄的流路即可，能够适当地变更形状。
振动层23b例如是能够进行20～30μm左右的薄的弹性变形的Si基板，层叠于压力室层23a的上表面。另外，关于振动层23b，压力室231的上表面作为振动板233发挥功能，振动板233与设置于振动板233的上表面的压电元件24的动作相应地来振动，能够对压力室231内的墨施加压力。
另外，共用循环流路26被设置于中间板22以及压力室层23a，该共用循环流路26使从形成于喷嘴支承层21c的多个循环流路213流来的墨合流。
另外，振动层23b具有：减振器234，形成于共用供给流路25的上表面；以及减振器235，形成于共用循环流路26的上表面。例如在对压力室231一口气地施加压力，在共用循环流路26中一下子地流过墨的情况下，减振器234、235能够进行些微弹性变形，能够防止墨流路中的急剧的压力变化。
接下来，说明墨的循环路径。墨首先从墨供给口201、202供给到共用供给流路25。接下来，墨从共用供给流路25分支，在与各喷嘴211、…对应的入口232、…、压力室231、…、连通孔221、…、大径部212、…、以及循环流路213、…中依次流过。接下来，来自各循环流路213、…的墨在共用循环流路26合流，从墨循环口203、204排出墨，通过墨循环流路504而返回到循环用副罐63(参照图4、图5以及图7等)。
[保持板]
保持板3通过粘接剂被接合在头芯片2的上表面，例如是由厚度为0.5～3.0mm左右的Si基板或者玻璃基板构成的基板。另外，使用Si基板或者玻璃基板作为保持板3，从而与构成头芯片2的基板的线膨胀率接近，所以即使在使用了对作为粘接剂的热固化性粘接剂等加热的接合方法的情况下，也能抑制保持板3与头芯片2之间的翘曲。
保持板3的俯视时的形状被形成为在前后方向以及左右方向的任意方向上都比头芯片2大。特别是保持板3的左右方向的两端部比头芯片2大地伸出。
在保持板3的中央部贯通形成有开口部31，该开口部31具有能够在与头芯片2接合时包围排列在该头芯片2的上表面的全部压电元件24的大小。
开口部31被形成为沿左右方向延伸的矩形形状，开口部31的内部被形成为如下大小：能够包围头芯片2上表面的全部压电元件24但达不到设置于头芯片2的上表面的两端部的墨供给口201、202以及墨循环口203、204的位置。另外，在俯视保持板3的情况下，形成于喷嘴板21的各喷嘴211配置在设置有开口部31的前后左右方向的区域内。
保持板3的开口部31的下侧的空间被形成为比上侧的空间大，被构成为开口部31的区域向上凸。而且，开口部31的下侧被形成为如下大小：能够在保持板3与头芯片2接合时将压电元件24以及设置于压电元件24的前后方向的共用供给流路25以及共用循环流路26包括在内。
在保持板3的左右方向的两端部附近形成有贯通孔301、302、303、304，该贯通孔301、302、303、304具有能够将设置于头芯片2的上表面的墨供给口201、202以及墨循环口203、204分别各包围1个的大小。贯通孔301、302、303、304分别被用作将墨流路部件5与头芯片2之间进行连通的墨流路。
[墨流路部件]
墨流路部件5例如利用PPS(聚苯硫醚树脂)等合成树脂形成为下表面开口的箱状形状，在保持板3上表面的左右方向的两端部各配置1个。
以下，设置于左右的墨流路部件5是同样的结构，所以仅说明右侧的墨流路部件5的概略结构，省略左侧的墨流路部件5的说明。
墨流路部件5设置有作为墨供给用的流路发挥功能的墨供给流路501、和作为排出墨用的流路发挥功能的墨循环流路504。
在墨流路部件5的内部，分别针对墨供给流路501以及墨循环流路504设置有过滤器51，该过滤器51用于除掉在墨流路部件5的内部通过的墨中的废物、气泡等杂质。过滤器51例如使用不锈钢等金属制网，粘接于墨流路部件5内的树脂。
[墨循环机构]
说明作为墨的循环单元的墨循环机构。利用墨流路72将墨流路部件5的墨供给流路501连接于供给用副罐62，将墨从供给用副罐62供给到墨流路部件5的内部，通过贯通孔301以及墨供给口201而将墨供给到头芯片2的内部(参照图6以及7等)。
另外，利用墨流路73将墨流路部件5的墨循环流路504连接于循环用副罐63，能够将从头芯片2的墨供给口201通过贯通孔304而排出到墨流路部件5内部的墨排出到循环用副罐63。
供给用副罐62以及循环用副罐63设置在相对于设置有头芯片2内部的共用供给流路25以及共用循环流路26的位置基准面在上下方向(重力方向)不同的位置。而且，相对该位置基准面，能够利用取决于与供给用副罐62的水位差的压力P1以及取决于与循环用副罐63的水位差的压力P2来使头芯片2的内部的墨循环。
另外，供给用副罐62能够利用墨流路74来与循环用副罐63连接，利用泵82使墨从循环用副罐63返回到供给用副罐62。
另外，供给用副罐62能够利用墨流路71来与主罐61连接，利用泵81将墨从主罐61供给到供给用副罐62。
因此，通过适当地调整供给用副罐62以及循环用副罐63的水位差、以及各副罐的上下方向(重力方向)的位置，能够调整压力P1以及压力P2，以适当的循环流速使头芯片2内部的墨循环。
[墨向头芯片内部的填充]
可以在左侧设置与上述右侧的墨流路部件5同样的结构，但通过将左侧的墨流路部件5设为如下结构，在向头芯片2的内部填充墨时，对各喷嘴211施加均等的压力，能够进行稳定的墨填充。
在左侧的墨流路部件5中，墨供给流路502以及墨循环流路503经由阀门用管连接(省略图示)。而且，在将墨填充到头芯片2的内部时，打开该阀门，从右侧的墨流路部件5的墨供给流路501向墨循环流路504加压，从而能够将墨填充到头芯片2的共用供给流路25。
接下来，关闭墨供给流路502以及墨循环流路503间的阀门，从墨供给流路501进一步加压，从而能够将填充于共用供给流路25的墨从各入口232、…填充至各喷嘴211、…附近，进而，使墨从各循环流路213、…流入到共用循环流路26。
另外，循环流路213的粘性阻力比喷嘴211的粘性阻力充分低。因此，喷嘴211的弯月面不会分开，能够不吐掉墨地将墨填充到喷嘴。
然后，在填充墨后，对上述压力P1以及压力P2适当地进行调整，以使喷嘴211附近的压力和循环流速的速度成为规定值，从而能够使墨循环。
[墨的喷射性能]
如上所述，关于墨的喷射，被构成为由于压电元件24向压力室231的加压而能够从喷嘴211喷射。此处，压力室231从入口232被供给墨，在喷嘴211的附近设置有墨的循环流路213。
因此，墨的喷射性能能够根据喷嘴211的阻抗Zn、入口232的阻抗Zi以及循环流路213的阻抗Zc来决定。
各阻抗Z是能够根据流路的粘性阻力R和惯量M决定的值，能够如接下来说明那样作为电气等效电路常数来计算，能够通过电路仿真来计算压力室的共振频率、液滴速度、喷射负压、驱动电压等各喷射特性。
具体而言，在入口232以及循环流路213中，设为流路形状为长方体，当将流路宽度(前后方向)设为w(μm)，将流路的高度(上下方向)设为h(μm)，将流路的长度(左右方向)设为l(μm)，将墨的流体粘度设为η(Pa/s)，将墨密度设为ρ(kg/m3)，将驱动脉冲频率(驱动脉冲长度的倒数)设为f(Hz)时，能够计算出惯量为M＝ρl/hw，粘性阻力为R＝8ηl(h+w)2/(hw)3，阻抗为Z＝(R2+2πfM2)1/2。
另外，关于喷嘴211，设为喷嘴211为圆柱形状，当将流路的直径设为d(μm)，将流路的高度(上下方向)设为l(μm)，将墨的流体粘度设为η(Pa/s)，将墨密度设为ρ(kg/m3)，将驱动脉冲频率(驱动脉冲长度的倒数)设为f(Hz)时，能够计算出惯量为M＝4ρl/πd2，粘性阻力为R＝128ηl/πd4，阻抗为Z＝(R2+2πfM2)1/2。
此外，进行了关于长方体形状和圆柱形状的说明，但为其它形状时、例如为锥形形状时，能够通过在锥形形状的长度方向上细化为长方体并进行积分来计算。
使用图8A、图8B、图9A以及图9B的实验值来说明本发明中的循环流路213的阻抗Zc的设定值，。
在图8A以及图8B中，在将墨的液滴的喷射液滴量设为3.5pL且将喷射速度设为7m/s时，图8A示出以循环流路213的阻抗Zc与入口232的阻抗Zi的比例(Zc/Zi)为横轴而以压电元件24的驱动电压(V)为纵轴时的关系，图8B示出以循环流路213的阻抗Zc与入口232的阻抗Zi的比例(Zc/Zi)为横轴而以墨的喷射负压(kPa)为纵轴时的值的关系。此处，喷射负压是指在喷射时产生的喷嘴附近的压力，当该值变得过低时，由于气蚀而产生气泡，所以需要设为规定值以上。
另外，在图9A以及图9B中，当将墨的液滴的喷射液滴量设为1.0pL且将喷射速度设为7m/s时，与图8A以及图8B同样地，图9A示出以阻抗比例(Zc/Zi)为横轴而以压电元件24的驱动电压(V)为纵轴时的值的关系，图9B示出以阻抗比例(Zc/Zi)为横轴而以墨的喷射负压(kPa)为纵轴时的值的关系。
从图8A、图8B、图9A以及图9B可知，不论是在喷射液滴量为3.5pL的情况(图8A以及图8B)下，还是在喷射液滴量为1.0pL的情况(图9A以及图9B)下，压电元件24的驱动电压(V)在Zc/Zi为0.5以上时都大致为恒定，喷射负压(kPa)也是在Zc/Zi为0.5以上时增加的倾斜度变平缓。
如上所述，在循环流路213的阻抗Zc与入口232的阻抗Zi的比例(Zc/Zi)为0.5以上时，能够抑制压电元件24的驱动电压(V)的上升、且抑制喷射负压，从而抑制气泡的产生，所以可以说墨的喷射性能高。此外，阻抗Zi的比例(Zc/Zi)在喷射性能上能够无上限地设计，但当阻抗Zi的比例(Zc/Zi)上升时，粘性阻力也同时上升，所以设计于0.5以上且比喷嘴的粘性阻力低的范围。
另外，当循环流路213的粘性阻力Rc比喷嘴211的粘性阻力Rn大时，有可能在墨填充时、墨循环时喷嘴211的弯月面分开，所以需要使循环流路213的粘性阻力Rc比喷嘴211的粘性阻力Rn小。
另外，在本发明的结构中，根据电路仿真的结果，能够将墨的循环流速设为与最大喷射时(喷射液滴量(pL)×喷射频率(Hz))同等或之上的速度，能够有效地去除气泡等异物。此外，与上述喷射特性的情况同样地，电路仿真将流路置换为电气等效电路，根据进和出的压力求出。
另外，为了使循环流速进一步变快，优选为使入口232的粘性阻力Ri与循环流路213的粘性阻力Rc的合计粘性阻力即Rs(Rs＝Ri+Rc)比喷嘴211的粘性阻力Rn小。
此外，循环流路213的阻抗Zc和入口232的阻抗Zi的值能够适当地进行设定，当增大循环流路213的阻抗Zc时，向循环流路213的压力损耗变少，所以喷射性能接近没有循环流路213的情况。
[变形例]
使用图10以及图11说明设置有循环流路213的头芯片2的变形例。
此外，为了便于说明，图10用虚线示出头芯片2内部的结构。另外，用圆点示出从共用供给流路25至连通孔221、…的墨流路。
另外，关于与本实施方式同样的结构，省略说明。
在头芯片2的上表面具备沿左右方向以交错排列的方式并排地排成两列而设置的压电元件24、用于将墨从墨流路部件5供给到头芯片2的内部的墨供给口201、202、以及将墨从头芯片2的内部排出到墨流路部件5的墨循环口203、204等(图10)。
通过在头芯片2的内部从下侧起依次将喷嘴板21、中间板22、主体板23这3张基板层叠一体化来构成(图11)。而且，在以交错排列的方式排成两列地设置的压电元件24的下侧的压力室层23a中与各个压电元件24对应地形成有压力室231。
共用供给流路25仅形成于主体板23的压力室层23a，隔着排列有压电元件24的位置地沿左右方向设置在头芯片2的前侧附近和后侧附近这两列。
另外，在压力室层23a的上表面形成有能够进行些微弹性变形的振动层23b，共用供给流路25的上表面的振动层23b作为减振器234发挥功能。
共用循环流路26以配置在形成有共用供给流路25的主体板23的下侧的方式仅形成于中间板22的中间板层22a。
另外，在中间板22的中间板层22a的上表面形成有能够进行些微弹性变形的振动层22b，共用循环流路26的上表面的振动层22b作为减振器236发挥功能。
墨的循环路径首先从墨供给口201、202供给到在头芯片2的前侧附近以及后侧附近并排地形成的共用供给流路25。接下来，针对设置在以交错排列的方式排列的压电元件24的下侧的各个压力室231、…，从距离短的前侧或者后侧的共用供给流路25经由入口232、···供给。接下来，在连通孔221、…、大径部212、…、以及循环流路213、…中依次流过。接下来，来自各循环流路213、…的墨在前侧或者后侧的共用循环流路26合流，从墨循环口203、204排出墨，通过墨循环流路504而返回到循环用副罐63(参照图7、图10以及图11)。
[本发明的技术的效果]
如以上所述，本发明的喷墨头1通过使循环流路213的粘性阻力Rc比喷嘴211的粘性阻力Rn小、且使循环流路213的阻抗Zc为入口的阻抗Zi的0.5倍以上，能够将墨的喷射性能的降低抑制为最小限度、且不对装置施加负荷地将喷嘴附近的气泡等有效地排出。
具体而言，在形成有循环流路213时，压力泄漏到循环流路213，所以容易产生压力损耗，而在本发明的结构中，能够将压力损耗抑制为最低限度，使得能够以更低的电压驱动。
另外，能够抑制喷射负压，所以能够抑制气泡的产生。
另外，能够将墨的循环流速设为与最大喷射时(喷射液滴量(pL)×喷射频率(Hz))同等或之上的速度，能够有效地去除气泡等异物。
另外，在喷嘴211的附近形成有循环流路213，所以能够去除喷嘴附近的气泡等异物。
另外，由于是具有使入口232的流路比压力室231窄的缩颈部的结构，所以能够有效地提高压力室231的压力。
另外，通过使入口232与循环流路213的合计粘性阻力比喷嘴211的粘性阻力小，能够使循环流速进一步变快。
另外，通过在层叠于形成有喷嘴211的喷嘴层21a的上表面的喷嘴支承层21c形成使来自压力室231的墨连通的孔径比喷嘴211大的喷嘴连通路径(大径部212)、和循环流路213，能够在喷嘴的正上方形成循环流路213，所以能够将喷嘴附近的气泡等有效地去除，防止喷嘴211堵塞。
另外，在喷嘴层21a与喷嘴支承层21c之间具备蚀刻速率比喷嘴支承层21c低的结合层21b，喷嘴支承层21c具有面向结合层21b或者喷嘴层21a的空隙部，循环流路213通过形成为由该空隙部形成的结构，能够极大地减少制造误差来制造循环流路213。
另外，在主体板(主体层)23以及中间板(中间层)22中的至少一方形成连结与多个喷嘴211中的每一个对应的循环流路213的共用循环流路26，从而能够稳定地设置共用循环流路26，能够极大地减少制造误差来进行制造。
另外，本发明的喷墨头1通过另行设置用于产生循环流的墨的循环单元(墨循环机构)，能够搭载于喷墨记录装置100来进行利用。
[其它]
本发明的本次公开的实施方式在全部点上应被认为是例示，并非限制性的。本发明的范围并不限定于上述详细的说明，而是通过权利要求书示出，意图包括与权利要求书等同的意义以及范围内的全部变更。
例如，本发明的墨流路部件5设为将具备墨供给流路以及墨循环流路的墨流路部件5在左右方向上各设置1个的结构，但只要是能够进行墨的循环的结构即可，结构可适当地变更，也可以设为在单侧设置1个的结构。另外，例如也可以设为在左侧的墨流路部件5仅设置墨供给流路，在右侧的墨流路部件5仅设置墨循环流路的结构。
另外，作为用于产生循环流的墨的循环单元，说明了利用基于水位差的压力进行控制的方法，但只要是如本发明那样能够产生循环流的结构即可，当然能够适当地进行变更。
另外，喷墨头1设为使用压电元件来喷出墨等液滴的结构，但只要具备能够喷出液滴的机构即可，例如，也可以使用热敏部件(电热变换元件)。
进而，本发明的范围并不限于上述内容，也可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良及设计的变更。
工业上的可利用性
本发明能够用于喷墨头、以及具备喷墨头和用于产生循环流的墨的循环单元等的喷墨记录装置。

Claims (14)

1.一种喷墨头，其特征在于，具备：
多个喷嘴，喷射墨；
压力室，与所述喷嘴单独地连通，在所述压力室的内部填充有墨；
压力产生单元，是用于通过对所述压力室施加压力来喷出墨的驱动源；
入口，具有流路比所述压力室窄的缩颈部，向所述压力室供给墨；以及
循环流路，能够从所述喷嘴的附近排出所述压力室内的墨，
所述循环流路的粘性阻力比所述喷嘴的粘性阻力小、且所述循环流路的阻抗为所述入口的阻抗的0.5倍以上。
2.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，
所述入口与所述循环流路的合计粘性阻力比所述喷嘴的粘性阻力小。
3.根据权利要求1或者2所述的喷墨头，其特征在于，具备：
喷嘴层，形成有所述多个喷嘴；以及
喷嘴支承层，层叠于所述喷嘴层的上表面，并形成有连通来自所述压力室的墨的孔径比所述喷嘴大的喷嘴连通路径和所述循环流路。
4.根据权利要求3所述的喷墨头，其特征在于，
具备喷嘴板，该喷嘴板具有所述喷嘴层和所述喷嘴支承层。
5.根据权利要求4所述的喷墨头，其特征在于，
所述喷嘴板在所述喷嘴层与所述喷嘴支承层之间具备蚀刻速率比所述喷嘴支承层低的结合层，
所述喷嘴支承层具有空隙部，该空隙部面向所述结合层或者所述喷嘴层，
所述循环流路由所述空隙部形成。
6.根据权利要求5所述的喷墨头，其特征在于，
所述结合层由SiO2基板构成。
7.根据权利要求3～6中的任意一项所述的喷墨头，其特征在于，
所述喷嘴层由Si基板构成。
8.根据权利要求3～7中的任意一项所述的喷墨头，其特征在于，
所述喷嘴支承层由Si基板构成。
9.根据权利要求3～8中的任意一项所述的喷墨头，其特征在于，具备：
主体层，形成有所述压力室；以及
中间层，形成有中间连通路径，该中间连通路径连通所述压力室和所述喷嘴连通路径，
在所述主体层以及所述中间层中的至少一方形成有共用循环流路，该共用循环流路连结有与所述多个喷嘴中的各个喷嘴对应的所述循环流路。
10.一种喷墨记录装置，其特征在于，
所述喷墨记录装置具备权利要求1～9中的任意一项所述的喷墨头。
11.根据权利要求10所述的喷墨记录装置，其特征在于，
具备墨的循环单元，该墨的循环单元用于产生从所述入口向所述压力室以及所述循环流路的循环流。
12.根据权利要求10或者11所述的喷墨记录装置，其特征在于，
具备循环用副罐，该循环用副罐积存从所述循环流路排出的墨。
13.根据权利要求12所述的喷墨记录装置，其特征在于，
具备供给用副罐，该供给用副罐积存用于对所述入口进行墨供给的墨。
14.根据权利要求13所述的喷墨记录装置，其特征在于，
所述循环用副罐与所述供给用副罐由墨流路连接。
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