CN102673146A

CN102673146A - 喷墨头

Info

Publication number: CN102673146A
Application number: CN2012100275946A
Authority: CN
Inventors: 大杉之弘
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: CN102673146B; US20120229571A1; JP2012187717A; US8733899B2

Abstract

本发明提供一种喷墨头，能够抑制在喷嘴板的表面形成凸起。本发明的一个实施方式的喷墨头具备基材、喷嘴板、框体和粘接剂。所述喷嘴板与所述基材相对。所述框体存在于所述基材与所述喷嘴板之间，并具有粘接所述喷嘴板的粘接面和设置于所述粘接面的槽。所述粘接剂存在于所述粘接面与所述喷嘴板之间。

Description

喷墨头

技术领域

本发明的实施方式涉及喷墨头。

背景技术

所谓侧喷型的喷墨头具有基板、框体和喷嘴板。框体粘接于安装有压电元件的基板。喷嘴板粘接于该框体。

从油墨罐(tank)向由基板、框体及喷嘴板围成的油墨室供给油墨。将所供给的油墨供给至压电元件的压力室，并利用压电元件从设置于喷嘴板的喷嘴中吐出。

日本专利文献1：特开2005-125768号公报

喷嘴板通过热固性的粘接剂安装于框体。在使粘接剂固化时，由化学反应产生的气体有可能使喷嘴板与框体之间产生气泡。这样的气泡会使喷嘴板隆起，在喷嘴板表面上形成凸起。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制在喷嘴板的表面形成凸起的喷墨头。

根据本发明的一个实施方式，提供一种喷墨头，其特征在于，具备：基材；喷嘴板，与所述基材相对；框体，存在于所述基材与所述喷嘴板之间，并具有粘接所述喷嘴板的粘接面和设置于所述粘接面的槽；以及粘接剂，存在于所述粘接面与所述喷嘴板之间。

附图说明

图1是分解示出第一实施方式的喷墨头的立体图。

图2是沿着图1中的F2-F2线示出第一实施方式的喷墨头的剖面图。

图3是分解示出第一实施方式的框体的立体图。

图4是示出第二实施方式的框体的俯视图。

图5是示出第三实施方式的框体的俯视图。

图6是第三实施方式的喷墨头的剖视图。

图7是示出第四实施方式的框体的俯视图。

图8是示出第五实施方式的喷墨头的立体图。

图9是沿着图8中的F9-F9线示出第五实施方式的喷墨头的剖面图。

具体实施方式

一个实施方式的喷墨头具备基材、喷嘴板、框体和粘接剂。上述喷嘴板与上述基材相对。上述框体具有存在于上述基材与上述喷嘴板之间且粘接有上述喷嘴板的粘接面、以及设置于上述粘接面的槽。上述粘接剂存在于上述粘接面与上述喷嘴板之间。

以下，参照图1至图3对第一实施方式进行说明。图1是分解示出第一实施方式的喷墨头1的立体图。图2是沿着图1中的F2-F2线示出喷墨头1的剖面图。

如图1所示，喷墨头1为所谓侧喷型的喷墨头。喷墨头1具有基板10、一对驱动元件11、喷嘴板12和框体13。基板10是基材的一个例子。

如图2所示，在喷墨头1内部设置有油墨室15。油墨室15由基板10、喷嘴板12和框体13围成，并被供给印字用的油墨。

基板10例如由氧化铝那样的陶瓷形成为矩形的板状。基板10具有平坦的表面21。如图1所示，在基板10的表面21设置有多个供给口22、多个排出口23和多个配线图案24。

在基板10的中央部，沿着基板10的长度方向排列有多个供给口22。供给口22开口于油墨室15并且经由歧管(manifold)连接到油墨罐。油墨罐的油墨从供给口22向油墨室15供给。

多个排出口23以隔着排成一列的供给口22的方式，沿着基板10的长度方向排成二列。排出口23开口于油墨室15并且经由歧管连接到油墨罐。将油墨室15的油墨从排出口23回收至油墨罐。

配线图案24例如通过利用非电解电镀形成的镍薄膜形成。配线图案24从基板10的侧边缘10a分别向基板10的中央部延伸。配线图案24电连接到用于控制驱动元件11的IC。

一对驱动元件11是例如由钛酸锆酸铅(PZT)形成为棒状的压电元件。驱动元件11分别粘接于基板10的表面21。一对驱动元件11平行排列地配置在油墨室15中。

驱动元件11设置有用于吐出油墨的多个压力室27。压力室27是设置于驱动元件11的槽。各压力室27的宽例如为80μm。如图2所示，压力室27被电极28覆盖。电极28分别与配线图案24电连接。

上述IC根据从喷墨打印机的控制部输入的信号，经由配线图案24对电极25施加电压。基于此，驱动元件11进行共享模式(Share mode)改变，以对供给至压力室27的油墨进行加压。

喷嘴板12由聚酰亚胺制的矩形膜形成。此外，喷嘴板12不限于此，也可以由可激光加工的其他树脂材料形成。喷嘴板12经由框体13安装于基板10，并与基板10相对。喷嘴板12的厚度例如为20～50μm。

喷嘴板12设置有多个喷嘴31。喷嘴31是形成于喷嘴板12的孔，并分别开口于油墨室15。多个喷嘴31分别与多个压力室27相对应地配置。经压力室27加压后的油墨从对应的喷嘴31吐出。

如图1所示，框体13形成为矩形的框状。图3是分解示出框体13的立体图。如图3所示，框体13由镍合金制的第一板35和两个第二板36形成。

如图2所示，框体13粘接于基板10的表面21。框体13存在于基板10与喷嘴板12之间，并在基板10与喷嘴板12之间形成间隙。

框体13具有平坦的粘接面41、多个槽42以及由框体13内边缘限定的开口部43。粘接面41位于与粘接于基板10的面相反一侧。在该粘接面41上，利用粘接剂45粘接喷嘴板12。

粘接剂45是例如一种液型环氧系粘接剂。粘接剂45涂布于框体13的粘接面41和驱动元件11的顶部。粘接剂45存在于粘接面41与喷嘴板12之间，粘接喷嘴板12与框体13。进而，粘接剂45存在于驱动元件11的顶部与喷嘴板12之间，粘接驱动元件11与喷嘴板12。

如图1所示，多个槽42分别设置在粘接面41上。多个槽42沿着粘接面41的边缘形成。多个槽42间断地排成3列地配置。槽42未开口于油墨室15，而是与油墨室15有距离地设置。换而言之，将槽42与油墨室15之间隔开。另外，槽42不在喷墨头1的外部开口。换而言之，将槽42与大气之间隔开。多个槽42仅仅开口于粘接面41。

槽42的深度例如为0.1mm。槽42的宽度例如为30μm～100μm。槽42的尺寸不受限于此，取决于例如彼此相邻的两个槽42之间的距离那样的条件。

以下，例示出喷墨头1的制造工序一部分。首先，在由烧制前的陶瓷片(陶瓷坯片)构成的基板10上，通过冲压成形形成排出口23和供给口22。接着，烧制该基板10。

接下来，在基板10上粘接一对驱动元件11。此时，一对驱动元件11通过未图示的夹具固定地维持彼此间的距离。另外，一对驱动元件11经由该夹具进行定位，并粘接在基板10上。

接下来，对于粘接到基板10的一对驱动元件11，进行对其角部进行磨削加工或切削加工的所谓锥度加工。在该一对驱动元件11中，分别形成多个作为压力室27的槽。该加工使用了例如IC晶片切断等用的切割机(划片机，dicing saw)的金钢石轮。

接下来，在该多个槽的内表面分别形成有电极28并且在基板10的表面21形成多个配线图案24。配线图案24和电极28通过利用非电解电镀形成的例如镍薄膜构成。接着，利用激光照射进行图案成形，从配线图案24和电极28以外的部位除去镍薄膜。

然后，形成框体13。首先，通过对镍合金制的板材进行蚀刻，来形成第一板35和两个第二板36。

如图3所示，在第一板35上设置有框体13的粘接面41。第一板35具有框体13的开口部43的一部分和多条缝隙48。

开口部43的一部分和多个缝隙48分别开口于粘接面41，并贯通第一板35。开口部43的一部分和多个缝隙48通过例如蚀刻同时形成。此外，用于形成缝隙48的方法并不局限于蚀刻，也可以使用例如冲压那样的其他方法。

两个第二板36分别具有开口部43的一部分。开口部43的一部分例如通过蚀刻来形成。此外，第二板36的厚度和宽度也可以与第一板35不同。

接下来，第一板35和第二板36利用粘接剂暂时固定。使暂时固定后的第一板35和第二板36接合，以形成框体13。该接合例如通过扩散接合来进行。此外，接合并不局限于扩散接合，也可以使用如阳极接合或其他真空接合那样的其他接合方法。

通过使第一板35与第二板36接合，第二板36从单侧堵住多个缝隙48。利用从单侧封闭的多个缝隙48形成多个槽42。由此，形成了框体13。

此外，形成框体13的方法不受限于此。例如，也可以不在第一板35设置缝隙48，而在第一板35与第二板36接合后通过蚀刻形成多个槽42。形成槽42的方法并不局限于蚀刻，例如也可以使用冲压、研磨纸以及喷砂那样的其他方法。进而，槽42的深度也可以比第一板35的厚度浅。

接着，将形成的框体13粘接在基板10上。接下来，在框体13的粘接面41上，例如利用分配器涂布粘接剂45。粘接剂45可以存在框体13的槽42的外部，也可以浸入槽42中。利用该粘接剂45，在框体13上粘接喷嘴板12。

接下来，使粘接剂45热固化。此外，粘接剂45并不局限于热固化，也可以通过紫外线或随时间而固化。粘接剂45在热固化时通过化学反应产生气体。该气体在喷嘴板12与框体13之间不成为气泡，而直接进入多个槽42中。

在粘接剂45固化后，对喷嘴板18照射激光，以分别形成多个喷嘴31。利用以上的操作，形成了图1所示的喷墨头1。

根据上述构成的喷墨头1，在涂布有粘接剂45的粘接面41上设置有多个槽42。因此，从粘接剂45产生的气体逸散到多个槽42中。因此，能够抑制因气泡导致喷嘴板12隆起而在喷嘴板12的表面形成凸起的发生。

进而，即使涂布粘接剂45时在喷嘴板12与粘接面41之间存在细小的尘埃，该尘埃也会进入多个槽42中。基于此，能够抑制因尘埃导致喷嘴板12隆起而在喷嘴板12的表面形成凸起的发生。

喷嘴板12由薄的聚酰亚胺膜形成。因此，与如框体13那样由金属形成的构件、以及基板10那样由陶瓷形成的构件相比，喷嘴板12更容易受因气泡或尘埃产生凸起等的影响。因此，通过在安装有喷嘴板12的粘接面41设置槽42，从而抑制了气泡或尘埃所产生的影响。

为了清洗喷墨头1，有时喷墨打印机利用擦拭器(wiper)来擦拭喷嘴板12的表面。若在喷嘴板12的表面形成有凸起，则该擦拭器会破损，在喷嘴板12的表面残留有油墨，这样有可能降低油墨吐出性能。因此，通过可抑制凸起发生的喷墨头1，能够抑制擦拭器的破损以及油墨吐出性能的降低。

框体13的槽42被设置成从油墨室15离开。因此，油墨室15的油墨流入槽42，这样能够防止油墨残留或者使油墨的流动特性发生变化。

框体13的槽42由设置于第一板35的缝隙48形成。基于此，缝隙48易于与同缝隙48一样贯通第一板35的开口部43的一部分同时制成。因此，能够抑制喷墨头1制造时作业工序的增加，并能够防止喷墨头1的制造成本的增加。

接下来，参照图4，对喷墨头的第二实施方式进行说明。此外，在如下公开的多种实施方式中，对具有与第一实施方式的喷墨头1同样功能的构成部分标注同一参照附图标记，并省略了其说明。

图4是表示第二实施方式的框体13A的俯视图。如图4所示，框体13A的粘接面41设置有多个槽42A。多个槽42A沿着框体13A的边缘，排列设置成五列。槽42A与间断排列的第一实施方式的槽42不同，其从框体13A的边一端连续延伸到另一端。这样的结构的框体13A也具有与第一实施方式的框体13相同的功能。

接下来，参照图5以及图6，对喷墨头的第三实施方式进行说明。图5是第二实施方式的框体13B的俯视图。图6是第二实施方式的喷墨头1的剖视图。

如图5所示，在框体13B的粘接面41设置有多个槽42B。槽42B分别从框体13B的外边缘向框体13B的内边缘延伸。如图6所示，槽42B开口于框体13B的外周51。另一方面，槽42B未开口于油墨室15，而是从油墨室15离开。换而言之，槽42B与油墨室15间被隔开。

通过上述构成的喷墨头1，在粘接剂45固化时，利用化学反应产生的气体逸散到槽42B内。由于槽42B开口于框体13B的外周51，因此，该气体被放出到大气中。由此，能够更加抑制气泡在喷嘴板12的表面形成凸起。

接着，参照图7，对喷墨头的第四实施方式进行说明。图7是第四实施方式的框体13C的俯视图。如图7所示，在框体13C的粘接面41设置有多个槽42C。多个槽42C延伸成与框体13C的边缘倾斜地交叉。多个槽42C开口于框体13C的外周51。这样的结构的框体13C也具有与第三实施方式的框体13C同样的功能。

接下来，参照图8以及图9，对喷墨头的第五实施方式进行说明。图8是分解示出第五实施方式的喷墨头1A的立体图。图9是沿着图8中的F9-F9线示出喷墨头1A的剖视图。

如图8所示，第五实施方式的喷墨头1A是所谓端喷(end shooter)型的喷墨头。喷墨头1A具有喷嘴板12和基部60。

基部60具有驱动元件61和盖62。驱动元件61例如由相互贴合的二个PZT(压电换能器)形成为块状。在驱动元件61上，设置有多个配线图案24、多个压力室27和多个槽42D。

盖件62安装于驱动元件61上。盖件62具有多个槽42D以及设置于该盖件62内部的通路。该通路与油墨罐以及压力室27相连接。油墨罐的油墨通过盖62的通路供给至压力室27。

通过在驱动元件61上安装盖件62而形成的基部60具有粘接面41。驱动元件61的槽42D和盖62的槽42D分别设置在粘接面41。如图9所示，各槽42D分别开口于基部60的外周51。另一方面，槽42D未开口于压力室27，而是从压力室27离开。换而言之，槽42D与压力室27间被隔开。

上述构成的喷墨头1A具有与第三实施方式的喷墨头1同样的功能。即，固化时从粘接剂45产生的气体逸散到槽42D中。进而，槽42D开口于基部60的外周51，因而该气体被放出到大气中。因此，能够抑制在喷嘴板12的表面形成凸起。这样，所谓端喷型的喷墨头1A也起到与侧喷型的喷墨头1相同的效果。

另外，基部60的槽42D被设置成从压力室27离开。因此，能够使压力室27的油墨流入槽42D中，能够防止油墨残留或造成油墨的吐出性能变化。

虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是，这些实施方式仅是为了说明本发明的实例，并不是用于限定本发明的范围。这里描述的新的实施方式可以通过多种其他方式来体现。而且，在不超出本发明宗旨的范围内，所述实施方式当然可以进行一些省略、替代或变形。权利要求书及其等同范围涵盖落入本发明的范围和宗旨的这些方式或变形。

符号说明

1、1A喷墨头，10基板，12喷嘴板，13、13A、13B、13C框体，

27压力室，31喷嘴，35第一板，36第二板，41粘接面，

42、42A、42B、42C槽，45粘接剂，48缝隙，60基部

Claims

1.一种喷墨头，其特征在于，具备：

基材；

喷嘴板，与所述基材相对；

框体，存在于所述基材与所述喷嘴板之间，并具有粘接所述喷嘴板的粘接面和设置于所述粘接面的槽；以及

粘接剂，存在于所述粘接面与所述喷嘴板之间。

2.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，所述喷嘴板由树脂形成。

3.根据权利要求2所述的喷墨头，其特征在于，所述框体包围被供给油墨的油墨室，并且，所述槽与所述油墨室之间被隔开。

4.根据权利要求2所述的喷墨头，其特征在于，

所述框体包括：具有所述粘接面和开口于所述粘接面的缝隙的第一板；以及与所述第一板接合的第二板，

所述槽由所述第一板的所述缝隙形成。

5.根据权利要求2所述的喷墨头，其特征在于，所述槽开口于所述框体的外周。

6.一种喷墨头，其特征在于，具备：

喷嘴板，具有多个喷嘴孔；

基部，具有：与所述喷嘴孔对应且被供给油墨的多个压力室；粘接所述喷嘴板的粘接面；以及设置于所述粘接面的槽；以及

粘接剂，存在于所述粘接面与所述喷嘴板之间。

7.根据权利要求6所述的喷墨头，其特征在于，所述喷嘴板由树脂形成。

8.根据权利要求7所述的喷墨头，其特征在于，所述槽与所述压力室之间被隔开。

9.根据权利要求7所述的喷墨头，其特征在于，所述槽在所述基部的外部开口。