CN102211456A - 液体喷射头及液体喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够防止接合于流路形成基板的喷嘴板剥离的液体喷射头及液体喷射装置。该液体喷射头具备多个头主体和固定板，该头主体具有：喷嘴板，其贯穿设置有多个喷嘴；流路形成基板，其形成有与喷嘴连通的多个压力发生室及与该多个压力发生室连通的岐管；以及压力发生单元，其赋予用于向压力发生室喷射液滴的压力，该固定板具有供喷嘴露出的露出口，并对各头主体进行定位固定，形成于固定板的露出口的缘部位于与岐管对置的区域，在固定板的喷嘴板侧的面，设置有使与岐管对置的露出口的缘部下陷的凹部。
Description
技术领域
本发明涉及具备多个喷射液滴的头主体，并将该多个头主体定位固定于固定板而构成的液体喷射头及具备液体喷射头的液体喷射装置。
背景技术
一直以来，公知有通过压电元件或者发热元件等压力发生单元给予液体压力，由此，从喷嘴喷射液滴的液体喷射头，作为其代表例子举出喷射墨滴的喷墨式记录头。
作为喷墨式记录头(单元)，例如有如下结构：具备多个头主体，该多个头主体定位固定于固定板。所述头主体具有：供喷射墨滴的喷嘴开口贯穿设置的喷嘴板；形成有与喷嘴开口连通的压力发生室和与多个压力发生室连通的贮存器(连通部)等流路的流路形成基板。(例如参照专利文献1)
在该结构，在固定板设置有用于露出各头主体的喷嘴开口的露出开口部。露出开口部是通过将由平板状的金属材料形成的固定板冲裁加工形成的。因此，在露出开口部的缘部形成有朝固定板的一面侧突出的突出部(所谓的“毛边”)。通常，该突出部会朝喷嘴板侧突出。这是由于如果突出部突出到记录用纸等被喷射介质侧，担心会产生成为摩擦接触喷嘴板表面时的障碍等问题。
另外，使该固定板的突出部咬入金属制的喷嘴板而使两者导通，由此，还经由固定板进行除去喷嘴板的静电。
专利文献1：日本特开2005-096419号公报
可是，从摩擦接触喷嘴板的观点来看，优选尽可能大地形成露出开口部。具体地说，优选露出开口部的缘部位于在流路形成基板形成的岐管(贮存器)的外侧。
另一方面，从将固定板和头主体牢固地接合在一起的观点来看，优选尽可能减小露出开口部，从而充分地确保固定板与头主体的接合面积。具体地说，优选露出开口部的缘部位于在流路形成基板形成的岐管(贮存器)的内侧。
考虑该平衡的话，产生了将露出开口部的缘部设置于与岐管(贮存器)对置的位置的必要性。也就是将露出开口部的缘部设置于与岐管对置的位置，由此能够良好地摩擦接触喷嘴板表面，并且也能够充分确保固定板和各头主体的接合强度。
然而，担心如此构成会产生在制造过程中喷嘴板从流路形成基板剥离的问题。设置于流路形成基板的岐管(连通部)是多个压力发生室所连通的比较广阔的空间，喷嘴板构成该空间的一个面。因此，当如上所述在固定板上形成有突出部时，在将头主体与固定板接合时等，突出部会在喷嘴板的与连通部对置的部分作用朝向岐管的内侧按压的力，随之在岐管的周围的喷嘴板作用相反方向的力。也就是，在喷嘴板的与岐管对置的区域的外侧，作用有将喷嘴板从流路形成基板剥离的方向的力。据此，担心喷嘴板从流路形成基板剥离。
另外，在制造过程中，即便喷嘴板没有从流路形成基板剥离，如果由突出部下压喷嘴板的与岐管对置的部分的状态持续，则担心在产品完成后喷嘴板会逐渐从流路形成基板剥离。
此外，该问题不止存在于喷射墨滴的喷墨式记录头，当然在喷射墨水以外的液滴的其他的液体喷射头中也同样存在。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而形成的，其目的在于提供一种能够抑制与流路形成基板接合的喷嘴板剥离的液体喷射头及液体喷射装置。
解决上述课题的本发明提供一种液体喷射头，其特征在于，该液体喷射头具备多个头主体和固定板，该头主体具有：喷嘴板，其贯穿设置有多个喷嘴；流路形成基板，其形成有与所述喷嘴连通的多个压力发生室及与该多个压力发生室连通的岐管；以及压力发生单元，其赋予用于向所述压力发生室喷射液滴的压力，该固定板具有供所述喷嘴露出的露出口，并对各头主体进行定位固定，形成于所述固定板的所述露出口的缘部位于与所述岐管对置的区域，在所述固定板的所述喷嘴板侧的面，设置有使与所述岐管对置的所述露出口的缘部下陷的凹部。
该发明中，不会由通过固定板押压与岐管对置的部分的喷嘴板。因此，能够防止随之发生的喷嘴板的剥离。
此处，优选为，所述喷嘴板由金属材料形成，所述凹部只设置在所述露出口的缘部的与所述岐管对置的部分。由此，能够利用露出口的缘部的凹部以外的部分比较容易地使喷嘴板和固定板导通。
另外，优选为，在所述固定板的与所述喷嘴板相反一侧的面，设置有将所述露出口的缘部倒角了的倒角部。由此，在清洗动作时，不会产生用于擦拭喷嘴板表面的清洗刮片在固定板卡住的问题。
另外，在所述凹部内，优选填充有用于接合所述头主体和所述固定板的粘合剂，或者设置有防水膜。由此，从喷嘴喷射的液体不会在凹部内积聚，能够防止积聚的液体污染被喷射介质这样的问题发生。
进一步，本发明提供一种液体喷射装置，其特征在于具备该液体喷射头。该发明中，能够实现提高耐久性和信赖性的液体喷射装置。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的记录头的分解立体图。
图2是本发明的一个实施方式所涉及的记录头的组装立体图。
图3是本发明的一个实施方式所涉及的记录头主要部分的剖面图。
图4是本发明的一个实施方式所涉及的记录头主体的分解立体图。
图5是本发明的一个实施方式所涉及的记录头主体的剖面图。
图6是本发明的一个实施方式所涉及的固定板的俯视图。
图7是本发明的一个实施方式所涉及的记录头的剖面图。
图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的记录头的变形例的剖面图。
图9是本发明的一个实施方式所涉及的记录头的概要性的立体图。
标号说明：
1：喷墨式记录头；100：盒壳体；101：盒安装部；102：墨水连通路；103：墨水供给针；200：喷墨式记录头主体；201：流路形成基板；202：压力发生室；203：连通部；205：岐管；206：喷嘴；207：喷嘴板；208：弹性膜；209：压电元件；210：保护基板；215：柔性基板；219：头壳体；300：固定板；301：露出口；302：梁部；303：侧壁部；304：空间部；305：凹部；306：突出部；307：倒角部；310：防水膜；350：粘合剂。
具体实施方式
以下，基于实施方式对本发明进行详细的说明。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的记录头的分解立体图，图2是喷墨式记录头的组装立体图，图3是其主要部分的剖面图。
如图所示，作为液体喷射头的一个例子的喷墨式记录头1(以下，简称为“记录头”)有如下结构：盒壳体100；喷墨式记录头主体200(以下，简称为“记录头主体”)；定位固定多个记录头主体200的固定板300。
盒壳体100，例如由树脂材料形成，具有分别安装储存有各色墨水的墨盒(未图示)的盒安装部101。并且，在盒壳体100的底面侧设置有一端朝各盒安装部101开口、另一端朝记录头主体200侧开口的多个墨水连通路102。进一步，在盒安装部101的墨水连通路102的开口部分固定有被插入到墨盒中的墨水供给针103。
在盒壳体100的底面固定有根据规定间隔定位的多个(例如4个)记录头主体200。各记录头主体200对应各色的墨水分别设置，通过粘结固定于固定板300，以相互定位的状态固定于盒壳体100的底面。
此处，关于记录头主体200的结构进行说明。图4是记录头主体的分解立体图，图5是记录头主体的剖面图。
如图4及图5所示，在构成记录头主体200的流路形成基板201设置有在厚度方向贯通流路形成基板201的多个压力发生室202。例如，本实施方式中，在流路形成基板201形成有两列压力发生室202在宽度方向被排列设置的列。并且，在各列的压力发生室202的长度方向(与压力发生室的排列设置方向正交的方向)外侧形成有连通部203。该连通部203连续设置于与构成各列的多个压力发生室202对应的区域。各压力发生室202经由与各压力发生室202对应设置的墨水供应路204与连通部203连通。该连通部203与设置于后述的保护基板的岐管部连通，构成成为各压力发生室202的通用的墨水室的岐管205。
贯穿设置有与各压力发生室202连通的多个喷嘴206的喷嘴板207与流路形成基板201的一面侧接合。喷嘴板207的材料没有特别的限定，例如，本实施方式中使用不锈钢(SUS)。在流路形成基板201的另一面侧形成有弹性膜208。本实施方式中，流路形成基板201由硅基板构成，弹性膜208由氧化硅构成。在该弹性膜208上设置有赋予用于从喷嘴206向压力发生室202内喷射墨滴压力的作为压力发生单元的压电元件209。压电元件209由设置于弹性膜208上的下电极、压电体层和上电极构成，对此省略图示。
在形成有该压电元件209的流路形成基板201上，接合具有用于保护压电元件209的压电元件保持部210的保护基板211。在该保护基板211形成有岐管部212，该岐管部212如上所述与流路形成基板201的连通部203连通，构成成为各压力发生室202的通用的墨水室的岐管205。
在保护基板211上安装有用于驱动各压电元件209的驱动IC213。该驱动IC213的各端子，通过焊丝等连接从各压电元件209的个别电极引出的引线电极。并且，在驱动IC213的各端子，连接有图4所示的、柔性印制线路(FPC)等的外部配线214，通过该外部配线214供给打印信号等各种信号。
另外，在保护基板211上的与岐管205对应的区域接合有柔性基板215。在该柔性基板215上，在与岐管205对应的区域，设置有厚度比其他区域更薄的挠性部216，岐管205内的压力变化可通过该挠性部216的变形而被吸收。并且，在柔性基板215形成有与岐管205连通的墨水导入口217。
在柔性基板215上接合有头壳体219，该头壳体219设置有与该墨水导入口217连通并且与盒壳体100的墨水连通路102连通的墨水供给连通路218。于是，墨水经由该墨水连通路102、墨水供给连通路218及墨水导入口217被供给至岐管205内。并且，在该头壳体219上，在与驱动IC213对置的区域，设置有沿厚度方向贯通的驱动IC保持部220，且在该驱动IC保持部220内填充有覆盖各驱动IC213的胶粘剂。
该结构的记录头主体200中，在从岐管205直到喷嘴206为止以墨水充满内部后，按照来自驱动IC 213的记录信号，向分别与压力发生室202对应的压电元件209施加电压，通过使弹性膜208及压电元件209挠度变形来对各压力发生室202内的墨水赋予压力，由此墨滴从喷嘴206喷射。
之后，将该多个(本实施方式中为4个)记录头主体200以相互空余规定间隔而定位的状态固定于固定板300，由此形成记录头1。在固定板300，对应于各记录头主体200设置有露出喷嘴206的露出口301。即固定板300在对应于各记录头主体200间的部分具有梁部302，露出口301与各记录头主体200对应形成(参照图2)。通过粘合剂，各记录头主体200的喷嘴板207侧的面接合于具有该梁部302的固定板300。此外，固定板300的梁部302起到用于防止墨水侵入记录头主体200间的作用。并且通过梁部302，在各记录头主体200的喷嘴板207的周围确保了粘结的区域，因此各记录头主体200牢固地固定于固定板300。
另外在固定板300的周缘部设置有侧壁部303。即本实施方式所涉及的固定板300形成为一面侧开口的大致的箱形，具有通过侧壁部303划分形成的空间部304(参照图1)。并且，各记录头主体200的喷嘴板207粘结固定于固定板300的空间部304的底面。
图6是固定板的俯视图，图7是对应图6的A-A′线及B-B′线部分的记录头的剖面图。
此处，形成于固定板300的露出口301的缘部，如图6及图7所示，位于与形成于流路形成基板201的连通部(岐管)对置的区域。并且，在固定板300的喷嘴板207侧的面设置有使与岐管205对置的露出口301的缘部下陷的凹部305。本实施方式中，该凹部305不设置在露出口的缘部的全周，只设置在与岐管205对置的部分。
另外，在固定板300的露出口301的缘部，且在除去与凹部305对应的部分，形成有向喷嘴板207侧突出的突出部306。例如，本实施方式中，突出部306设置于喷嘴的列方向的露出口301的缘部。固定板300的露出口301，例如，是通过冲压加工打穿固定板300形成的。此时产生的所谓的“毛边”作为突出部306存在于露出口301的缘部。
在通过冲裁加工形成露出口301后，进一步对固定板300进行冲压加工，由此形成凹部305。此时由于突出部306被压扁，所以在凹部305内不存在突出部306。并且，通过冲裁加工形成露出口301，由此在与喷嘴板207相反侧的面设置对露出口301缘部倒角后的倒角部307。也就是，在通过冲裁加工形成露出口301时，通过该角部塌边形成倒角部307。
另外，通过粘合剂350将记录头主体200的喷嘴板207与固定板300接合时，固定板300的突出部306会咬入喷嘴板207的岐管(连通部)。据此，喷嘴板207与固定板300以电气的方式连接。因此，能通过固定板300良好地除去在喷嘴板207积存的静电。
对此，由于在与岐管205对置的露出口301的缘部设置有凹部305，故突出部306未抵接在喷嘴板207的与岐管205对置的部分。因此，不会通过固定板300对喷嘴板207的与岐管205对置的部分作用朝向岐管205按压的力，在喷嘴板207的与岐管205对置的部分的外侧区域，也不作用反方向的力。因此，能够防止喷嘴板207从流路形成基板201剥离。
另外，在固定板300的凹部305内，如图8(a)所示，也可以填充用于接合记录头主体200与固定板300的粘合剂350。或者，如图8(b)所示，还可在凹部305内的表面设置由具有防液性(防墨水性)材料构成的防水膜310。通过形成该结构，能够防止从喷嘴喷射墨滴时发生的墨雾在该凹部305内积存。
另外，该结构的记录头1搭载于喷墨式记录装置。图9是示出喷墨式记录装置的一个例子的概略图。如图9所示，构成墨水供给单元的盒2设置为可相对具有记录头主体的记录头1装卸并搭载于滑架3。搭载记录头1的滑架3在轴方向自由移动地设置于在装置主体4安装的滑架轴5。并且，驱动电机6的驱动力通过未图示的多个齿轮及同步带7传递给滑架3，由此，搭载有记录头1的滑架3沿着滑架轴5移动。另一方面，沿着滑架轴5在装置主体4设置有压板8，通过未图示的进纸辊等被送入的纸等作为记录介质的记录薄片S在压板8上被输送。
另外，在与滑架3的起始点对应的位置，即在滑架轴5的一方的端部的附近设置有密封开口记录头1的开设喷嘴的喷嘴面的帽部件9。此外，在帽部件9连接有抽吸其内部的抽吸单元(未图示)。本实施方式中，帽部件9对应所述各记录头主体200设置有多个(4个)。该帽部件9有如下功能：通过密封各记录头主体200的喷嘴面，防止记录头1的喷嘴附近的墨水的干燥，并且，例如从喷嘴喷射墨滴的冲洗动作，或者在规定的时间通过抽吸单元抽吸帽部件9的内部而从喷嘴强制地喷出墨水等抽吸动作时等的接受墨水的功能。
如果欲通过该帽部件9密封构成记录头1的各记录头主体200的喷嘴面，则需要在各记录头主体200之间确保用于供帽部件9抵接的空间。本实施方式的结构中，由于连接帽部件9抵接在记录头主体200的喷嘴面所含的固定板300的梁部302，故需要较宽地确保梁部302的宽度。本发明中，如上所述，形成于固定板300的露出口301的缘部位于与岐管205对置的位置，由于较宽地确保梁部302的宽度，即便对应于各记录头主体200设置帽部件9，也能够良好地密封各记录头主体200的喷嘴面。
进一步，与该帽部件9相邻地设置有用于清洗(摩擦接触)记录头1的喷嘴面的清洗刮片10。并且，通过使滑架3在规定的时间移动，来执行使清洗刮片10的顶端部与记录头1的喷嘴面滑动接触，擦拭喷嘴面(喷嘴板207的表面)的清洗动作。此时，如果固定板300的露出口301小，则担心无法通过清洗刮片10良好地擦拭喷嘴板207的表面。然而本发明中，如上所述，形成于固定板300的露出口301的缘部位于与岐管205对置的位置，较宽地确保露出口301。因此，能够通过清洗刮片10良好地擦拭喷嘴板207的表面。进一步，如上所述本实施方式中，在露出口301的缘部设置有倒角部307，由此清洗刮片10不会卡住于固定板300，能够良好地实施清洗动作。
以上，对本发明的各实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述说明。例如，上述的实施方式中，虽然示例了在固定板的露出口的缘部的一部分设置有凹部，在此外的部分设置突出部的结构，但固定板的结构并不局限于此。例如，亦可不一定必须设置突出部，还可在露出口的全周设置凹部。此外，在如此构成的情况下，为了除去喷嘴板的静电，优选在其他部分使喷嘴板和固定板电连接。例如，在喷嘴板的外周部形成面向固定板侧突出的突出部(所谓的“毛边”)，也可以用该突出部使喷嘴板和固定板电连接。
进一步，上述的实施方式中，由于固定板的凹部通过冲压加工形成，故凹部内不存在突出部，但只要是不与喷嘴板接触的程度的高度，凹部内也可以存在突出部。
另外，上述实施方式中，作为对压力发生室内的液体施加压力的压力发生单元，示例了挠性振动型的压电元件，压力发生单元没有特别的限定，例如，也可以是压电材料和电极形成材料交替层叠，在轴向方向伸缩的纵向振动型的压电元件，也可以是发热元件等。
此外，上述实施方式中，示例喷射墨滴的喷墨式记录头对本发明进行说明，本发明广泛地以全体的液体喷射头为对象。作为液体喷射头，例如，能够举出：用于打印机等的画像记录装置的记录头，用于液晶显示器等彩色滤光器的制造的色材喷射头，用于有机EL显示器、FED(场致发射显示器)等电极形成的电极材料喷射头，用于生物芯片制造的生物有机物喷射头等。
Claims (6)
1.一种液体喷射头，其特征在于，
该液体喷射头具备多个头主体和固定板，
该头主体具有：
喷嘴板，其贯穿设置有多个喷嘴；
流路形成基板，其形成有与所述喷嘴连通的多个压力发生室及与该多个压力发生室连通的岐管；以及
压力发生单元，其赋予用于向所述压力发生室喷射液滴的压力，
该固定板具有供所述喷嘴露出的露出口，并对各头主体进行定位固定，
形成于所述固定板的所述露出口的缘部位于与所述岐管对置的区域，
在所述固定板的所述喷嘴板侧的面，设置有使与所述岐管对置的所述露出口的缘部下陷的凹部。
2.根据权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
所述喷嘴板由金属材料形成，
所述凹部只设置于所述露出口的缘部的与所述岐管对置的部分。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述固定板的与所述喷嘴板相反一侧的面，设置有将所述露出口的缘部倒角了的倒角部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述凹部内填充有用于接合所述头主体和所述固定板的粘合剂。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的液体喷射头，其特征在于，
在所述凹部内设置有防水膜。
6.一种液体喷射装置，其特征在于，
具备权利要求1～5中任一项所述的液体喷射头。
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