液体喷射装置制造方法及图纸

一种用于将带电的液体溶液的液滴喷射到基材上的液体喷射装置（２０），包括：喷嘴（２１），其中该喷嘴的边缘部分被配设成面对基材Ｋ，该基材具有用于接收喷射液滴的接收表面，液滴被从其中喷射的边缘部分的内径不大于３０μｍ；一液体溶液供给部（２９），用于将液体溶液供给到喷嘴（２１）中；一喷射电压施加部（２５），用于对喷嘴（２１）中的液体溶液施加喷射电压；和一凸状弯液面形成部（４０），用于形成一种状态，其中，喷嘴（２１）中的液体溶液从喷嘴边缘部分凸出。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于向基材喷射液体的液体喷射装置。
技术介绍
用于通过根据压电元件的振动改变墨水通道的形状来喷射墨滴的压电方法，以及用于使设置在墨水通道中的热发生器加热以产生气泡并且根据墨水通道中的气泡的压力变化而喷射墨滴的热方法，以及用于对墨水通道中的墨水充电以便通过墨水的静电吸引力来喷射墨滴的静电吸引方法，这些传统的喷墨记录方法都是公知的。被引用的Tokukaihei的JP-11-277747中所记载的喷墨打印机是一种传统的静电吸引型喷墨打印机。该喷墨打印机包括多个用于从其边缘部分喷射墨水的凸状墨水导向件，被配设成面对每个墨水导向件的边缘且被接地的对向电极，和对于每个墨水导向件用于对墨水施加喷射电压的喷射电极。配备具有不同狭缝宽度的两种类型的用于引导墨水的凸状墨水导向件，以便具有这样一种特性，即，能够通过适当地使用它们来喷射具有两种尺寸的墨滴。传统的喷墨打印机通过将脉冲电压施加到喷射电极上，来喷射墨滴并借助在喷射电极和对向电极之间形成的电场将墨滴引导到对向电极侧。然而，上述喷墨记录方法存在以下问题。(1)微小液滴形成的限制性和稳定性因为喷嘴直径较大，所以从喷嘴喷射的液滴的形状不稳定，并且在使液滴微小化这方面受到了限制。(2)较高的施加电压对于喷射微小液滴而言，喷嘴的喷射口的小型化是一个重要的因素。在传统的静电吸引方法的原理中，因为喷嘴直径较大，喷嘴边缘部分的电场强度较弱，并且因此为了获得喷射液滴所需的电场强度，就需要施加较高的喷射电压(例如2000左右的极高电压)。因此，为了施加高压，电压的驱动控制就变得非常昂贵。然而，在作为传统例子的专利文献1中，仅通过对墨水施加脉冲电压来执行墨水的喷射，因此需要将高压施加给被施加脉冲电压的电极。这样，缺点是加剧了上述的问题(2)和(3)。因此，本专利技术的首要目的是提供一种能够喷射微小液滴的液体喷射装置。同时，第二目的是提供一种能够喷射稳定液滴的液体喷射装置。另外，第三个目的是提供一种能够降低施加电压并且廉价的液体喷射装置。
技术实现思路
本专利技术具有一种结构，其中用于将带电的液体溶液的液滴喷射到基材上的液体喷射装置包括一液体喷射头，该喷射头包括从边缘部分喷射液滴的喷嘴，该喷嘴的边缘部分的内径不大于30；一液体溶液供给部，该供给部将液体溶液供给到喷嘴中；一喷射电压施加部，该喷射电压施加部对喷嘴中的液体溶液施加喷射电压；和一凸状弯液面形成部，该凸状弯液面形成部形成一种状态，其中，喷嘴中的液体溶液从喷嘴边缘部分凸出。在下文中，喷嘴直径是指在边缘部分处的喷嘴的内径(喷嘴边缘部分处的内径)，从该边缘处喷射液滴。喷嘴中的液体喷射孔的截面形状并不限于圆形。例如，在液体喷射孔的截面形状为多边形形状、星形形状或其它形状时，喷嘴直径是指截面形状的外接圆的直径不大于30。在下文中，考虑到喷嘴直径或喷嘴边缘部分处的内径，即使是当给定其它数值限制时也是相同的。喷嘴半径是指喷嘴直径(喷嘴的边缘部分的内径)的1/2长度。在本专利技术中，“基材”是指用于接收被喷射的液体溶液的液滴的着陆的地象，其材料没有特殊限制。因此，例如，当将上述结构应用于喷墨打印机时，记录介质例如纸、片材等相当于所述基材，且当使用导电胶形成一电路时，其上形成电路的基底就相当于所述基材。在上面的结构中，喷嘴或基材布置成使液滴着陆的接收表面朝向喷嘴的边缘部分。用于实现彼此的位置关系的配设操作可以通过移动喷嘴或者基材来执行。然后，液体溶液通过液体溶液供给部供给液体喷射头的内部。喷嘴中的液体溶液需要处于便于执行喷射的带电状态。可以配备专门用于充电的电极来施加使液体溶液充电所需的电压。凸状弯液面形成部形成一种状态，其中液体溶液在喷嘴边缘处凸出(凸状弯液面)。为了形成凸状弯液面，例如，采用一种方法，即在液滴不从喷嘴边缘部分滴落的范围内增加喷嘴中的压力。然后，在喷嘴边缘部分处形成凸状弯液面之前或与其同时，位于凸状弯液面的位置处的喷射电压在液体喷射头中被喷射电压施加部施加给液体溶液。该喷射电压被设定在这样的范围内，即不单独执行液滴的喷射，但是可以与由凸状弯液面形成部形成弯液面配合地执行。因此，当凸状弯液面借助用于形成凸状弯液面的驱动电压而形成在喷嘴边缘处时，来自凸状弯液面的凸出边缘部分的液体溶液液滴沿着垂直于基材的接收表面的方向飞行，从而在基材的接收表面上形成液体溶液的一个点。在本专利技术中，由于设置了凸状弯液面形成部，因此能够将喷射液滴的点集中在凸状弯液面的顶部，且液滴能够以较液面是平面或凹面的情况下的喷射力更小的喷射力来喷射。从而，通过有效地利用喷射电压的降低，平滑地喷射液滴，以及取决于弯液面的位置的喷射电压差，喷射电压可以被进一步降低。通常，凸状弯液面的形成和液滴的喷射均通过对液体溶液施加电压来执行，因此，同时执行上述操作需要较高的高电压。然而，在本专利技术中，凸状弯液面的形成由凸状弯液面形成部执行，该部分与用于施加电压给液体溶液的喷射电压施加部不同，且液滴的喷射通过喷射电压施加部施加的电压来执行，因此，在喷射时施加给液体溶液的电压值可以被降低。另外，在本专利技术中，由于使用传统上没被发现的具有超微小直径的喷嘴而发生在喷嘴边缘部分处的电场集中，因此电场强度会变高，此时，由于在感生的镜像电荷或位于基材侧上的镜像电荷的距离之间所产生静电力的作用，导致液滴飞行。因此，液滴的喷射可以以较通常更低的电压而被执行，即使在使用微小喷嘴的情况下，且即使当基材由导电性材料或绝缘材料制成时，也能顺利地进行。在这种情况下，即使在没有面对喷嘴边缘部分的对向电极的情况下，也能够执行液滴的喷射。例如，在基材被布置成面对喷嘴边缘部分的情况下，在没有对向电极的状态下，当基材为导体时，具有相反极性的镜像电荷被感应在相对于作为标准的基材的接收表面与喷嘴边缘部分成平面对称的位置处，且当基材为绝缘体时，具有相反极性的镜像电荷被感应在相对于作为标准的基材的接收表面由基材的介电常数所限定的对称位置处。液滴的飞行由在喷嘴边缘部分处的感应电荷和镜像电荷之间的静电力来执行。因此，装置的结构中使用的部件的数量可以被减少。因此，当将本专利技术应用于商业喷墨打印系统中时，能够提高整个系统的生产率，并且能够降低成本。然而，虽然本专利技术的结构可以不使用对向电极，但同时也可以使用对向电极。当同时使用对向电极时，优选的是，基材被沿着对向电极的对向表面布置，且对向电极的对向表面被设置成垂直于从喷嘴喷射液滴的方向，因而能够使用喷嘴和对向电极之间的电场所产生的静电力，引起液滴的飞行电极。另外，除了将电荷释放到空气中之外，通过使对向电极接地，带电液滴的电荷可经由对向电极被释放，因此也能获得减少电荷存蓄的效果。因而同时使用对向电极可以作为一种优选的结构。除了上述结构之外，可设置一操作控制部，用于分别控制驱动凸状弯液面形成部的驱动电压的施加以及喷射电压施加部的喷射电压的施加，且该操作控制部可以具有一种结构，该结构包括第一喷射控制单元，用于在喷射液滴时控制凸状弯液面形成部的驱动电压的施加，同时控制喷射电压施加部的喷射电压的施加。在该结构中，在喷射电压被第一控制单元预先施加在液体溶液上的情况下，通过按照喷射需求形成凸状弯液面，就能够获得从喷嘴的边缘部分喷射液滴所需的静电力，以便执行液滴的喷射。除了上述结构之外，可以设置一操作控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将带电的液体溶液的液滴喷射到基材上的液体喷射装置，包括：　　　　一液体喷射头，该喷射头包括从边缘部分喷射液滴的喷嘴，该喷嘴的边缘部分的内径不大于３０［μｍ］；　　　　一液体溶液供给部，该供给部将液体溶液供给到喷嘴中；　　　　一喷射电压施加部，该喷射电压施加部对喷嘴中的液体溶液施加喷射电压；和　　　　一凸状弯液面形成部，该凸状弯液面形成部形成一种状态，其中，喷嘴中的液体溶液从喷嘴边缘部分凸出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西泰男，樋口馨，村田和广，横山浩，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达控股株式会社，夏普株式会社，独立行政法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]