液体喷射构造,喷墨式记录头和打印机制造技术

本发明专利技术涉及具有喷射液体（６）的喷嘴（１１）的液体喷射构造。这种液体喷射构造的喷嘴内部的流道，具有在沿着液体的流动方向上对于所喷出的液体（６）的亲和性的大小不相同的特征。借助于控制这种亲和性，能改进液滴前进的直线性，使液滴的直径稳定。这种液体喷射构造很适合于喷墨式记录头。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,喷墨式记录头和打印机的制作方法
本专利技术涉及喷墨式记录头在工业上的应用，特别是涉及在墨水之类的液体从喷嘴中喷出时，能够提高所喷出的液滴的直线前进性和液滴的均匀程度之类的飞行特性的的改进。喷墨式记录头的性能受到喷嘴是否具有与墨水滴的亲和性的极大影响。例如，如果墨水滴的喷射面(喷嘴开口处的喷射侧表面)与墨水有很高的亲和性，那么，就会吸引要向残留在喷射面上的墨水和纸粉等等附着物喷出去的墨水滴，使它不是向预定的方向，而是向转一个弯的方向喷出去。以往，作为使墨水滴的喷出方向稳定的方法，是选择形成喷嘴的喷出面的材料，并采用使该喷出面对于墨水的亲和性小的加工方法。例如，美国专利文献5,598,193中所公开的，在喷嘴的表面上形成一层本身集合化的单分子膜。借助于这种加工方法，由于喷出面对于墨水呈疏水性，所以喷出来的墨水滴不会转弯。可是，上述那种以往的改良技术虽然能改进液滴前进的直线性，却仍不能使从喷嘴喷出的液体量稳定下来。正由于墨水滴的量不稳定，每一滴液滴中所含的墨水的量互相不同，所以不可能打印出高质量的字迹来。特别是，当把这种喷墨式记录头用于工业上时，喷出了的液滴的量不稳定是致命的问题。喷墨式记录头在工业上的应用，是为了代替墨水，把能够使用在工业上的液体从喷墨式记录头的喷嘴喷射出来，以形成各种图形或花样。作为在工上的应用，例如，在喷墨式记录头上使用，以形成图形时，由于要形成的图形每一个节距的宽度很小，如果喷出的液滴的直径不稳定，每一滴液滴中的液体量是变化的，就不能形成宽度稳定的图形。因此，为了解决上述问题，本专利技术的第一个任务是提供一种能提高喷出液滴前进的直线性，使液滴的直径稳定的液体喷出构造。本专利技术的第二个任务是提供一种借助于提高喷出液滴前进的直线性，使液滴的直径稳定，从而能适用于供液用途的喷墨式记录头。本专利技术的第三个任务是提供一种借助于提高喷出液滴前进的直线性，从而能打印出高品质的字迹来的打印机。有鉴于以上各种问题，本申请的专利技术人对墨水之类的液体在喷嘴中的运动过程，一直到成为液滴从喷嘴中喷出来为止的行为规律进行了分析。结果发现，在液体在喷嘴的流道中移动的过程中，当相对于液体的亲和性急剧下降时，液体便在其不连续的点上离开构成流道的壁面。离开壁面的液体在进一步向下游前进的过程中就会产生缩颈。然后，由于表面张力而产生缩颈处的液体成为特征点而分离出来，其前端部分成为液滴，从开口部分喷射出来。如果此时液体的行进速度相同，则产生特征点的位置是一定的，所喷射出来的液滴的直径也一定不变。因此，本专利技术人就想到了利用这种液体的行为规律，改变形成喷嘴的流道上的亲和性的大小，用以稳定地产生液滴的构造。即，本专利技术解决上述第一个任务的方案是提出一种具有喷射液体用的喷嘴的喷射液体的构造，其特征在于，这种构造中的喷嘴具有这样的流道，该流道在沿着这种液体的流动方向上对于要喷射的液体的亲和性的大小是变化的。当流道中对于液体的亲和性大小发生变化时，液体便在这种变化点上产生从流道表面离开的特征点，产生大小均匀的液滴。这种液体喷射机构，除了喷墨式记录头的喷嘴部分之外，还可以应用于工业制造设备，注射器之类的医疗器械，燃料喷射装置，以及需要前进的直线性好，液滴均匀的其他用途。此处，所谓“液体”，不仅是指墨水，也包括能用于工业的，具有能从喷嘴中喷射出来的粘度的所有流体，不管这种液体是水性的还是油性的。此外，这种液体也可以是在胶体状物质中加入规定的混合物。所谓“亲和性的大小”能用与液体的接触角的大小来决定。对液体的亲和性可以相对地用在各个区域中对于液体的接触角来确定。例如，在流道中对于液滴的接触角小的区域是相对的亲和性较大的区域，而对于液滴的接触角大的区域则是亲和性相对较小的区域。对于液体是否有亲和性决定于液体的分子结构与流道表面的分子结构之间的关系。即，液体不同，亲和性的高低也不同。例如，液体中包含水之类的极性分子时，如果构成流道表面的分子也具有极性结构时，亲和性就较高，即，显示出亲水性。如果构成流道表面的分子为非极性结构，则亲和性较低，即，显示出排水性。相反，如果液体是以有机溶剂的非极性分子为基础而构成的，那么，在构成流道表面的分子具有极性结构时，就显示比较低的亲和性；而在构成流道表面的分子具有非极性结构时，就显示比较高的亲和性。因此，对于某种液体显示出比较高的亲和性的流道表面，对于其他液体可能会显示出比较低的亲和性。此处，具体的说，流道是以作为在金属表面上凝聚了一定的含硫的化合物的烃硫基金属而存在的分子膜所形成的。例如，上述含硫的化合物可以是以R-SH这样的化学结构式所代表的硫代羟基化合物所构成的，其中R是烃基。具体的说，当n、m、p和q为任意的自然数，X、Y为预定的元素时，上述R可以代表下列结构式中的任何一种CnH2n+1-，CnF2n+1-，CnF2n+1-CmH2m-，CnF2n+1-(CH2)m-X-C≡C-C≡C-C-Y-(CH2)p-HO2C(CH2)n-，HO(CH2)n-，NC(CH2)n-，H2n+1Cn-O2C-(CH2)m-，H3CO(CH2)n-，X(CH2)n-(其中X是一种卤族元素，如Br，Cl或I等)H2C＝CH(CH2)n-H3C(CH2)n-，CnF2n+1-(CH2)m-(NHCO-CH2)p-(CH2)q-。又例如，上述含硫的化合物也可以是由以R1-SH和R2-SH这两种互相不同的化学结构式为代表的硫代羟基分子混合物所构成，其中的R1和R2可代表下列结构式中的任何一种CnF2n+1- or CnF2n+1-CmH2m-或者，上述含硫的化合物也可以是由以HS-R3-SH这种化学结构式为代表的硫代羟基化合物所构成，具体的说，其中的R3可代表下列结构式中的任何一种 又例如，上述含硫的化合物也可以部分或全体是由以R4-S-S-R4这种化学结构式为代表的硫代羟基化合物所构成，其中的R4是烃基。具体的说，当n、m、p和q为任意自然数，X、Y为预定的元素时，上述R4可以代表下列结构式中的任何一种CnH2n+1-，CnF2n+1-，CnF2n+1-CmH2m-，CnF2n+1-(CH2)m-X-C≡C-C≡C-Y-(CH2)p-HO2C(CH2)n-，HO(CH2)n-，NC(CH2)n-，H2n+1Cn-O2C-(CH2)m-，H3CO(CH2)n-，X(CH2)n-(其中X是一种卤族元素，如Br，Cl或I等)H2C＝CH(CH2)n-H3C(CH2)n-，CnF2n+1-(CH2)m-(NHCO-CH2)p-(CH2)q-。此处，上述流道在从上游到下游的过程中，具有对于这种液体的亲和性急剧下降的不连续点。例如，上述流道在其下游一侧具有长度为1μm到100μm的对于该液体的亲和性比较低的区域。此外，上述流道在从上游到下游的过程中，可以设定为对于这种液体的亲和性逐渐上升。此外，上述流道也可以在该流道的下游具有对于这种液体的亲和性能随着热或者电场的强度，或者磁场的强度中任何一种物理量的变化而改变的区域。此时，还要具备使上述区域中的热或者电场的强度，或者磁场的强度中任何一种物理量产生变化的装置。例如，可以把上述喷出液体的流道的喷射面设定为对于该液体的亲和性比较低的状态。又例如，向上述流道供应液体的储藏部分的内表面可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有将液体喷射出去的喷嘴的液体喷射构造，其特征在于，它所具有的喷嘴中的流道，在沿着该液体的流动方向上对于要喷射的液体的亲和性程度是变化的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：福岛均，
申请(专利权)人：精工爱普生股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]