液滴喷出装置.pdf

本发明提供一种防止喷墨头的功能液的温度下降的液滴喷出装置。液滴喷出装置具备：喷墨头，其具有喷嘴板和由所述喷嘴板限定了开口的喷嘴，且被取向成使从所述喷嘴喷出的功能液的液滴配置于目标表面上；加热器，其加热所述喷墨头的所述功能液；绝热部件，其具有与所述喷嘴对应的开口，且设在所述目标和所述喷嘴板之间，以防止热从所述喷墨头向所述目标的传导。

1.  一种液滴喷出装置，其具备：
工作台，其安装目标；
喷墨头，其具有喷嘴板和由所述喷嘴板限定了开口的喷嘴，且被取向成使从所述喷嘴喷出的功能液的液滴配置于所述目标的表面上；
加热器，其加热所述喷墨头的所述功能液；
绝热单元，其防止所述喷墨头的热传导，并覆盖所述喷墨头。

2.  根据权利要求1所述的液滴喷出装置，其中，
还具备使所述绝热单元和所述喷墨头中的至少一方移动以使所述喷嘴板露出的机构。

液滴喷出装置
技术领域
本发明涉及液滴喷出装置，尤其涉及适合喷出粘度具有温度依存性的功能液的液滴喷出装置。
背景技术
为了使具有高粘度的流体从喷墨头喷出，公知的是加热喷墨头或墨水(专利文献1)。
【专利文献1】日本国特开2003-19790号公报(图4)
根据以往的技术可知，即使加热喷墨头，喷墨头的热也由于自喷嘴板的辐射而被目标吸取，因而，有时导致喷墨头内的流体的温度下降。若发生这样的情况，则由于功能液的粘度在从喷嘴喷出前上升，因此，从喷嘴一次喷出的功能液的液滴的体积可能减少。
发明内容
本发明鉴于所述问题而做成，其目的之一在于防止喷墨头的功能液的温度下降。
本发明的液滴喷出装置，其具备：喷墨头，其具有喷嘴板和由所述喷嘴板限定了开口的喷嘴，且被取向成使从所述喷嘴喷出的功能液的液滴配置于目标表面上；加热器，其加热所述喷墨头的所述功能液；绝热部件，其具有与所述喷嘴对应的开口，且设在所述目标和所述喷嘴板之间，以防止热从所述喷墨头向所述目标的传导。
根据所述特征可知，由于绝热部件位于喷嘴板和目标之间，因此，喷墨头的热不易从喷嘴板的表面辐射。
在本发明的某个方式中，还具备使所述绝热部件和所述喷墨头中的至少一方相对另一方相对移动以使所述喷嘴板露出的机构。
根据所述特征可知，由于喷嘴板露出，因此，得到能够执行喷墨头的回复动作的液滴喷出装置。
附图说明
图1是本实施方式的液滴喷出装置的示意图。
图2是本实施方式的液滴喷出装置的示意图。
图3是卸下了绝热部件和绝热单元的状态的液滴喷出装置的示意图。
图中，1-液滴喷出装置；2-喷墨头；2ap-喷嘴板；3-承载器(carriage)；4-工作台；5-接地工作台；6-第-位置控制装置；6a-支撑部；6b-导轨；6c-滑块；7-第二位置控制装置；7a-导轨；7b-滑块；8-绝热单元；9-接合部；9a-导轨；9b-滑块；10-绝热部件；11-目标。
具体实施方式
图1所示的液滴喷出装置1具备：喷墨头2、保持喷墨头2的承载器3、加热器3a、工作台4、接地工作台5、第一位置控制装置6、第二位置控制装置7、绝热单元8、接合部9、绝热部件10。在此，第一位置控制装置6具有：支撑部6a、设在支撑部6a上的导轨6b、沿该导轨6b在X轴方向的正负方向上移动的滑块6c。还有，第二位置控制装置7具有：设在接地工作台5上的导轨7a、沿该导轨在Y轴方向的正负方向上移动的滑块7b。
承载器3经由连结装置固定在第一位置控制装置6的滑块6c上。因而，承载器3能够与第一位置控制装置6的滑块6c一同在X轴方向的正负方向上移动。如后述，承载器3具备将喷墨头2定位的开口部。进而，用于加热喷墨头2内部的功能液的加热器3a位于承载器3的内部。
工作台4固定在第二位置控制装置7的滑块7b上。因而，工作台4能够与第二位置控制装置7的滑块7b一同在Y轴方向的正负方向上移动。还有，工作台4具有载置目标11的表面，该目标11用于配置液滴。还有，在该表面上，设置有通过吸引力使目标11固定的孔。
喷墨头2具有：衬底部2a、从衬底部2a突出的凸部2b。凸部2b的底面由喷嘴板2ap构成。另外，凸部2b具备与喷嘴板2ap的表面实质上垂直的外侧面。在此，所谓外侧面由限定凸部2b的侧面的四个平面构成。
喷嘴板2ap限定了多个喷嘴的各自的开口。分别从这多个喷嘴喷出功能液作为液滴。在此，喷墨头2在承载器3上定位，使得从多个喷嘴喷出的液滴配置在工作台4上的目标11的表面。具体来说，对喷墨头2进行取向使得多个喷嘴与目标11对置。更具体来说，凸部2b贯通了承载器3的开口部，使得喷嘴板2ap朝向工作台4侧。之后进而由胶粘剂相互结合衬底部2a的周边部、和承载器3的开口部的周边部。
加热器3a埋入在承载器3中。还有，加热器3a起到对喷墨头2的内部功能液施加热的功能。加热器3a产生的热主要从凸部2b的外侧面传入喷墨头2内。
绝热单元8防止热从喷墨头2辐射。在本实施方式中，绝热单元8呈将保持了喷墨头2的承载器3覆盖的形状。其中，X轴方向的一端开口，使得能够进行后述的回复动作。这样的绝热单元8经由后述的接合部9与第一位置控制装置6的滑块6c结合。因而，绝热单元8与喷墨头2一同在X轴方向上移动。
绝热部件10固定在绝热单元8的底部。还有，绝热部件10位于喷墨头2和目标11之间，以防止热从喷墨头2向目标11传导。具体来说，绝热部件10覆盖了喷嘴板2ap，除了多个喷嘴的每一个。这样一来，由于多个喷嘴中的任一个都未被绝热部件10覆盖，因此，从这多个喷嘴喷出液滴的操作不受绝热部件10的存在的影响。还有，所述的绝热单元8和绝热部件10由含有二氧化硅和氧化铝的无机纤维构成。不过，绝热单元8和绝热部件10也可以不由这样的无机纤维构成，而由玻璃纤维构成，也可以由泡沫塑料构成，也可以由陶瓷构成。另外，绝热单元8和绝热部件10也可以由互不相同的材料构成。
接合部9具备：位置相对于承载器3固定的导轨9a、沿导轨9a在X轴方向的正负方向上移动的滑块9b。在此，所述的绝热单元8与接合部9的滑块9b连结，因此，绝热单元8能够与滑块9b一同在X轴方向的正负方向上移动。还有，由于这样的接合部9的功能的存在，绝热单元8能够相对于喷墨头2在X轴方向上相对移动。
为了比较，图3表示从液滴喷出装置1卸下了绝热单元8和绝热部件10的状态。液滴喷出装置1的喷嘴板2ap的表面和目标11的表面之间的距离约为300μm。在此，喷嘴板2ap为铝制，因而，喷嘴板2ap的热传导性比较良好。另外，由于喷嘴板2ap和目标11的表面之间的距离比较小，因此，目标11容易从喷嘴板2ap的表面经由大气吸取喷墨头2的热。从而，在没有绝热部件10的情况下，即便用加热器3a加热喷墨头2，喷墨头2的内部的温度也下降，因而，喷墨头2的内部的功能液的温度下降。而且，在目标11由线膨胀系数比较大的物质构成的情况下，因来自喷墨头2的热传递，导致目标11产生局部的热膨胀，其结果是，目标11有时挠曲。
然而，如图1所示，在本实施方式中，绝热部件10位于喷嘴板2ap和目标11之间。因此，喷墨头2的热不辐射，故喷墨头2的温度被保持。其结果是，能够防止喷出前的功能液的粘度的上升。另外，由于热不传递到目标11，因此，能够避免目标11的局部热膨胀，其结果是，能够避免目标11挠曲。
在此，功能液是指能够从喷墨头作为液滴喷出的流动体。还有，喷出时的功能液的粘度优选在1mPa·s以上25mPa·s以下。在粘度为1mPa·s以上的情况下，在喷出功能液的液滴时，喷嘴的周边部不易被功能液污染。另一方面，在粘度为25mPa·s以下的情况下，喷嘴的堵塞频度小，因此，能够实现液滴的顺畅的喷出。还有，功能液为水性或油性均可。另外，只要功能液作为整体为流动体，功能液中混有固体物质也无妨。
本实施方式的功能液含有液晶材料。液晶材料的粘度具有随着从低温达到高温而下降的温度特性，因此，功能液的粘度也表现相同的温度特性。例如，本实施方式的功能液的粘度在常温25℃时为50mPa·s，在70℃时为15mPa·s。
在本实施方式中，通过加热器3a来加热，由此，暖化喷墨头2的腔内的功能液。而且，由于绝热部件10位于喷嘴板2ap和目标11之间，因此，热不易从喷墨头2辐射，因此，腔内的液滴的温度不易下降。在本实施方式中，维持腔内的功能液的温度，使得维持喷出功能液作为液滴所适合的粘度。
还有，若从喷嘴持续喷出液滴，则有时在喷嘴内，微量的功能液丧失流动性，由此导致功能液与喷嘴的内面粘合。另外，喷嘴的附近还可能被功能液污染。这些现象引起液滴喷出的不良情况。具体来说，从喷嘴喷出后的液滴的飞翔路径偏离所容许的误差以上，或一滴液滴的体积偏离设计值。为了消除这样的不良情况，进行喷墨头2的“回复动作”。
回复动作之一为从喷嘴喷出的液滴的急骤蒸发处理。这也被称为“舍弃喷出”。另外，回复动作的另一种为喷嘴板2ap的擦拭处理(wipng处理)。擦拭处理使用如图2所示的擦拭装置15。图2的擦拭装置15具备：带状的无纺布16、在一方放卷无纺布16同时在另一方卷绕的一对卷轴17、确定在一对卷轴17之间的无纺布16的路径的一对辊18。一对辊18在一对辊18之间支撑无纺布16，使无纺布16能够与喷嘴板2ap面对。
在进行回复动作的情况下，使绝热单元8和喷墨头2中的至少一方相对另一方移动，以使喷嘴板2ap完全从绝热部件10露出。具体来说，通过经由接合部9使绝热单元8在X轴方向上移动，使喷嘴板2ap的表面从绝热部件10露出。还有，通过第一位置控制装置6使喷墨头2在X轴方向上移动，使喷嘴板2ap和擦拭装置15相对或面对。还有，调节了擦拭装置15的高度使喷嘴板2ap和无纺布16接触后，将无纺布16从一对卷轴17之间的一方向另一方送出，由此擦拭整个喷嘴板2ap。通过这样的构成，能够除去附着在喷嘴附近的功能液，因此，能够消除液滴从喷嘴喷出时的不良情况。
如上所述，本实施方式的功能液含有作为功能性材料的液晶材料。不过，功能液也可以不含有液晶材料，而含有其他功能性材料。具体来说，功能液也可以含有有机场致发光材料，也可以含有滤色镜用的树脂材料，也可以含有微透镜用的树脂材料。总之，即使是不适合在常温时从喷墨头喷出的功能液，只要是粘度通过温度上升而下降到能够从喷墨头喷出的功能液，就能够使用液滴喷出装置1配置在目标11的表面。
另外，若使用液滴喷出装置1，则也可以将用于在功能液中对功能性材料赋予流动性的溶剂的浓度降低。进而，在使用液滴喷出装置1的情况下，也可以将配置在目标上的功能性材料(例如液晶材料)自身作为功能液。