CN102673147A

CN102673147A - 喷墨头

Info

Publication number: CN102673147A
Application number: CN2012100344575A
Authority: CN
Inventors: 大石直树; 栉田博之; 古谷田实; 关雅志
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2012-09-19
Also published as: US8807709B2; US20120229577A1; JP5372054B2; JP2012187865A

Abstract

一种可以保护导电性部分的喷墨头，该喷墨头包括基板、压电部件、多个电极、多个导电部、框部件、绝缘膜、喷嘴板、电子部件及保护剂。上述压电部件被安装在基板上且具有多个压力室。上述多个电极被设置在多个压力室。上述多个导电部被设置在基板上且分别与多个电极连接。上述框部件从多个导电部的上面被安装在基板上。上述绝缘膜覆盖压电部件、电极、框部件以及导电部的一部分。上述喷嘴板被安装在框部件上且具有分别朝向多个压力室开口的多个喷嘴。上述电子部件与多个导电部连接。上述保护剂覆盖位于框部件与电子部件之间的绝缘膜的端部、以及绝缘膜的端部与电子部件之间的导电部。

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

所谓的侧面喷射(side shooter)式喷墨头具有基板、安装在该基板上的压电部件、框部件以及喷嘴板。基板、框部件和喷嘴板被重叠粘合。在框部件的内侧设置有供给油墨的油墨室，压电部件被配置在油墨室内。

压电部件具有用于供给油墨的多个槽形压力室。在压力室分别设置有电极，且该电极分别与设置在基板上的多个配线图案连接。在该配线图案上连接有用于控制喷墨头的驱动IC。一旦驱动IC通过配线图案向压力室的电极施加电压，则压电部件发生剪力式(share mode)变形，以排出压力室内的油墨。

为了防止导电性部分的腐蚀或短路，在压力室的电极或基板的配线图案上形成有绝缘膜。在形成绝缘膜时，例如用润滑油遮蔽与驱动IC连接的部分。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-202473号公报

在形成了绝缘膜之后，清除形成在润滑油上的绝缘膜。在通过遮蔽露出的配线图案上连接驱动IC。另一方面，在绝缘膜的端部和驱动IC之间配线图案依然露出。因此，担心配线图案的露出部分会发生劣化。

发明内容

本发明的目的在于提供可以保护导电性部分的喷墨头。

本发明第一方面的喷墨头包括：基板；压电部件，被安装在所述基板上，所述压电部件具有多个压力室；多个电极，分别被设置在多个所述压力室；多个导电部，被设置在所述基板上，多个所述导电部分别与多个所述电极连接；框部件，在所述框部件的内侧配置了油墨室，且在所述油墨室设置有所述压电部件，所述框部件从多个所述导电部的上面被安装在所述基板上；绝缘膜，覆盖所述压电部件、所述电极、所述框部件以及所述导电部的一部分；喷嘴板，从所述绝缘膜的上面被安装在所述框部件上以封住所述油墨室，所述喷嘴板具有分别朝向多个所述压力室开口的多个喷嘴；电子部件，与多个所述导电部连接；保护剂，覆盖位于所述框部件与所述电子部件之间的所述绝缘膜的端部、以及所述绝缘膜的端部与所述电子部件之间的所述导电部。

附图说明

图1是第一实施方式涉及的喷墨头的分解立体图。

图2是沿着图1的F2-F2线示出第一实施方式的喷墨头的截面图。

图3是沿着图1的F3-F3线示出第一实施方式的喷墨头的截面图。

具体实施方式

以下，参考图1至图3就第一实施方式进行说明。图1是分解喷墨头的同时切掉一部分的立体图。图2是沿着图1的F2-F2线的喷墨头1的一部分的截面图。图3是沿着图1的F3-F3线的喷墨头1的一部分的截面图。

如图1所示，喷墨头1是所谓的侧面喷射式喷墨头。喷墨头1具备基板10、一对压电部件11、框部件12、喷嘴板13、多个驱动IC 14、连通器(manifold)15、掩模(mask)16以及盖17。驱动IC 14是电子部件的一个例子。

如图3所示，在框部件12的内侧设置有用于供给油墨的油墨室19。油墨室19被基板10和喷嘴板13封住。一对压电部件11配置在油墨室19的内部。

基板10例如由氧化铝这样的陶瓷形成为矩形的板状。基板10具有平坦的第一面10a和位于第一面10a的相反侧的第二面10b。第二面10b安装在连通器15上。如图1所示，在基板10上设置有多个油墨供给口21和多个油墨排出口22。

多个油墨供给口21被设置在基板10的中央部。多个油墨供给口21沿基板10的长度方向排列。油墨供给口21分别朝向油墨室19开口。当基板10被安装在连通器15上时，油墨供给口21就通过连通器15与油墨容器连接。从油墨供给口21向油墨室19供给油墨容器(ink tank)中的油墨。

将多个油墨排出口22排列设置成两列，以使多个油墨供给口21夹在中间。油墨排出口22分别朝向油墨室19开口。当基板10被安装在连通器15上时，油墨排出口22就通过连通器15分别与油墨容器连接。将油墨室19内的油墨从排出口22回收到油墨容器。

一对压电部件11分别被安装在基板10的第一面10a上，与基板10的长度方向相互平行地延伸。压电部件11分别被配置在油墨供给口21和油墨排出口22之间。

一对压电部件11通过例如分别使锆钛酸铅(PZT)制的两张压电板彼此的极化方向相反地粘合而形成。一对压电部件11分别形成为具有梯形截面的棒状。

如图2所示，一对压电部件11分别具有与油墨室19连通的多个压力室25。多个压力室25分别形成与压电部件11的延伸的方向交叉的槽形。

从油墨容器通过油墨供给口21向油墨室19供给的油墨分别被提供给多个压力室25。通过了压力室25的油墨通过油墨排出口22被回收到油墨容器。

在多个压力室25之间分别形成有柱部26。多个柱部26将多个压力室25之间隔开的同时形成各压力室25的侧面。

在多个压力室25分别设置有电极28。电极28覆盖压力室25的侧面和底面。电极28例如由镍薄膜形成，但并不仅限于此，也可以由金或铜形成。电极28的厚度例如为2μm～5μm。通过在柱部26的两个侧面形成有电极28，从而将柱部26用作驱动元件。

如图3所示，在基板10的第一面10a上设置有多个配线图案31。配线图案31是导电部的一个例子。例如通过将形成于基板10的第一面10a的镍薄膜形成激光图案，从而形成多个配线图案31。配线图案31的厚度例如为2μm～5μm。多个配线图案31从基板10的侧边缘10c跨越压电部件11地设置，其分别与多个电极28连接。

框部件12通过粘结剂33从配线图案31的上面被安装在基板10的第一面10a上。框部件12包围一对压电部件11、多个油墨供给口21以及多个油墨排出口22。

粘结剂33介于基板10和框部件12之间。粘结剂33的厚度例如为30μm。粘结剂33是例如具有耐油墨性和热固性的环氧类粘结剂。此外，粘结剂33并不仅限于此，例如也可以是硅类粘结剂、丙烯酸类粘结剂。另外，所谓具有耐油墨性是指预计使用时间为6个月至12个月，在此期间即使浸渍在油墨中，粘结强度也保持在50kg/cm²以上。

在基板10、压电部件11以及框部件12上设置有具有绝缘性和耐油墨性的绝缘膜35。此外，在图1中省略了绝缘膜35。绝缘膜35也可以覆盖电极28、配线图案31的一部分、基板10的第一面10a的一部分、基板10的第二面10b的一部分、框部件12以及压电部件11。另外，绝缘膜35还可以覆盖其他部位。绝缘膜35的厚度例如为3μm～10μm。通过绝缘膜35保护电极28不与向压力室25供给的油墨接触。而且，通过绝缘膜35保护配线图案31不与向油墨室19供给的油墨接触。

绝缘膜35在基板10的侧边缘10c的周边中断。因此，配线图案31具有未被绝缘膜35覆盖而露出的露出部31a。此外，露出部31a定义了未被绝缘膜35覆盖的配线图案31的一部分，且也可以被绝缘膜35以外的部件覆盖。

绝缘膜35例如由对二甲苯类聚合物形成。具体例示，可以适用所谓的聚对二甲苯C(聚一氯对二甲苯)、聚对二甲苯N(聚对二甲苯)以及聚对二甲苯D(聚二氯对二甲苯)这样的对二甲苯类聚合物。另外，绝缘膜35并不仅限于此，也可以由例如聚酰亚胺这样的其他物质形成。

喷嘴板13由聚酰亚胺制的矩形薄膜形成。此外，喷嘴板13并不仅限于聚酰亚胺，也可以由可通过激光进行细微加工的其他材料形成。

喷嘴板13从覆盖了框部件12的绝缘膜35的上面被安装在框部件12上。喷嘴板13与压电部件11的顶部粘结，以封住多个压力室25。

在喷嘴板13上设置有多个喷嘴41。多个喷嘴41与多个压力室25对应地在喷嘴板13的长度方向上排列设置。多个喷嘴41朝向多个压力室25开口。

驱动IC 14在绝缘膜35的端部35a附近与多个配线图案31的露出部31a连接。驱动IC 14是用于控制喷墨头1的柔性印刷电路板。此外，驱动IC 14的位置不仅限于在绝缘膜35的端部35a附近。

驱动IC 14通过各向异性导电膜(ACF)44与配线图案31热压连接。驱动IC 14并不仅限于ACF 44，也可通过例如各向异性导电胶(ACP)、非导电薄膜(NCF)以及非导电胶(NCP)等其他方式与配线图案31连接。驱动IC 14的厚度例如为35μm。ACF 44的厚度例如与驱动IC 14相同为35μm。

驱动IC 14基于从喷墨打印机的控制部输入的信号，通过配线图案31向电极28施加电压。通过电极28被施加了电压的柱部26由于发生剪力式变形，从而对向压力室25供给的油墨加压。被加压的油墨从对应的喷嘴41喷出。

如图3所示，绝缘膜35的端部35a位于框部件12的外面。换句话说，绝缘膜35的端部35a位于框部件12与驱动IC 14之间。绝缘膜35从基板10的第一面10a的中央部分开始通过框部件12上面形成到基板10的侧边缘10c的周边。并且，绝缘膜35从基板10的第一面10a的中央部分开始不仅形成到一个侧边缘10c的周边，还形成到另一个侧边缘10c的周边。

从框部件12开始跨越驱动IC 14地设置有保护剂46。保护剂46覆盖绝缘膜35的端部35a。通过该保护剂46密封绝缘膜35的端部35a。保护剂46在绝缘膜35的端部35a与驱动IC 14之间覆盖配线图案31的露出部31a。

保护剂46例如与粘结剂33同样地是具有耐油墨性和热固性的环氧类粘结剂。保护剂46并不仅限于此，也可以是硅类粘结剂、丙烯酸类粘结剂。另外，保护剂46也可以是与粘结剂33不同种类的粘结剂。

保护剂46附着在框部件12的侧面。另外，保护剂46附着在驱动IC14上且覆盖驱动IC 14的一部分。因此，保护剂46将驱动IC 14与ACF 44一起固定在基板10上。

如图1所示，掩模16形成为框状。掩模16具有框部件12和喷嘴板13嵌入的开口部49。如图3所示，喷嘴板13从开口部49向外部突出。

掩模16覆盖配线图案31的露出部31a和与露出部31a连接的驱动IC14。掩模16通过粘结剂即保护剂46被安装在基板10的第一面10a上。通过保护剂46堵塞框部件12与掩模16之间的间隙。

如图1所示，盖17形成为端部开口的箱状。盖17收容像连通器15和驱动IC 14这样的各种部件。通过安装盖17，从而形成喷墨头1的框体。

以下，就上述结构的喷墨头1的制造方法的一个例子进行说明。首先，在锻烧前的陶瓷片(陶瓷绿带)构成的基板10上形成冲压形成的油墨供给口21和油墨排出口22。然后锻烧基板10。

然后，通过例如热固性粘结剂粘合两张压电板，并形成一对压电部件11。例如通过热固性粘结剂将该压电部件11安装在基板10上。利用夹具(jig)将一对压电部件11定位在基板10上，并安装在基板10上。然后，对一对压电部件11的各个角部进行所谓的锥形加工。据此，一对压电部件11的各个截面被形成为梯形。

接着，在一对压电部件11上形成多个压力室25。例如通过IC晶圆切割用的旋转砂轮式切割机(dicing saw)的金刚石砂轮切削压电部件11来形成多个压力室25。

然后，在多个压力室25上形成电极28的同时，在基板10的第一面10a上形成多个配线图案31。利用无电解电镀法通过例如镍薄膜形成电极28和配线图案31。然后，通过激光照射形成图案，从电极28和配线图案31以外部位除去镍薄膜。

然后，利用粘结剂33将框部件12安装在基板10上。例如通过丝网印刷将粘结剂33涂敷在框部件12上。框部件12从配线图案31上与粘结基板10粘结。

接着，利用化学气相沉积法(CVD)形成绝缘膜35。此时，利用诸如聚酰亚胺胶带这样的遮蔽胶带保护基板10的第一面10a的侧边缘10c的周边或未设置其他绝缘膜35的部分。在形成了绝缘膜35之后除去遮蔽胶带。通过这样形成未覆盖绝缘膜35而露出的配线图案31的露出部31a。

然后，通过热固性粘结剂将形成喷嘴41之前的喷嘴板13粘附在压电部件11的顶部和框部件12上。从绝缘膜35上将喷嘴板13粘结于压电部件11和框部件12。在喷嘴板13上例如通过涂布机形成防油墨膜。向安装在框部件12上的喷嘴板13照射激元激光器的激光，以形成多个喷嘴41。

然后，通过ACF 44将驱动IC 14热压连接于配线图案31的露出部31a。驱动IC 14通过ACF 44与配线图案31电连接。

接下来，利用例如调合器(ディスペンサ)将保护剂46涂敷在框部件12和驱动IC 14之间。保护剂46被涂敷在绝缘膜35的端部35a上，以密封端部35a。利用保护剂46覆盖绝缘膜35的端部35a与驱动IC 14之间的配线图案31的露出部31a。

然后，以将框部件12和喷嘴板13嵌入开口部49的方式将掩模16安装在基板10上。通过从框部件12涂敷到驱动IC 14的保护剂46，将掩模16固定在基板10上。

然后，将基板10的第二面10b安装在连通器15上。最后将盖17盖上并安装在连通器15和驱动IC 14的外侧，从而结束图4所示的喷墨头1的制造工序。此外，喷墨头1的制造工序中使用的热固性粘结剂可以在每次安装各部件时都进行热固化，也可以在某个工序统一进行热固化。

根据上述结构的喷墨头1，用保护剂46覆盖绝缘膜35的端部35a。通过这样可以防止绝缘膜35从端部35a剥离或油墨从端部35a侵入绝缘膜35与配线图案31之间。而且，由于保护剂46密封绝缘膜35的端部35a，从而可以防止油墨附着于端部35a。

保护剂46覆盖位于框部件12外的绝缘膜35的端部35a与驱动IC 14之间的配线图案31的露出部31a。通过这样，即使由于例如从供给油墨的软管有油墨泄漏或在维护时吸上来油墨，从而导致油墨进入了驱动IC 14附近，也可以防止油墨附着于露出部31a。因此，可以防止由于油墨腐蚀配线图案31或发生短路。如上所述，可以保护导电性的配线图案31。

在将框部件12安装在基板10上之后，形成绝缘膜35以覆盖框部件12。这样，由于在喷墨头1的制造工序中形成绝缘膜35的工序位于后面，因此可以防止粘结剂热固化时的热使绝缘膜35劣化。因此，可以抑制因绝缘膜35的劣化导致油墨与电极28和配线图案31接触。

保护剂46是耐油墨性的粘结剂。因此，通过用调合器涂敷保护剂46，从而可以容易地覆盖绝缘膜35的端部35a与驱动IC 14之间的配线图案31的露出部31a。而且，由于保护剂46是与粘结剂33相同种类的粘结剂，因此可以抑制喷墨头1的制造成本的提高。

掩模16通过保护剂46被安装在基板10上。换句话说，作为将掩模16安装在基板10上的粘结剂，可以使用保护剂46。由此，可以防止喷墨头1的制造成本的提高。

保护剂46附着于驱动IC 14。因此，保护剂46将驱动IC 14与ACF 44一起固定在基板10上，从而可以防止驱动IC 14与配线图案31剥离。

已经对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例示，没有限定本发明的范围。这些新的实施方式可以用其他各种方式实施，在不超出发明宗旨的范围内可以进行各种省略、替换、更改。这些实施方式及其变形包含在发明范围和宗旨内，并且包含在权利要求范围所述的发明及其均等范围内。

符号说明

1喷墨头 10基板

11压电部件 12框部件

13喷嘴板 14驱动IC

16掩模 25压力室

28电极 31配线图案

33粘结剂 35绝缘膜

35a端部 41喷嘴

46保护剂

Claims

1.一种喷墨头，其特征在于，包括：

基板；

压电部件，被安装在所述基板上，所述压电部件具有多个压力室；

多个电极，分别被设置在多个所述压力室；

多个导电部，被设置在所述基板上，多个所述导电部分别与多个所述电极连接；

框部件，在所述框部件的内侧配置有油墨室，且在所述油墨室设置有所述压电部件，所述框部件从多个所述导电部的上面被安装在所述基板上；

绝缘膜，覆盖所述压电部件、所述电极、所述框部件以及所述导电部的一部分；

喷嘴板，从所述绝缘膜的上面被安装在所述框部件上以封住所述油墨室，所述喷嘴板具有分别朝向多个所述压力室开口的多个喷嘴；

电子部件，与多个所述导电部连接；以及

保护剂，覆盖位于所述框部件与所述电子部件之间的所述绝缘膜的端部、以及所述绝缘膜的端部与所述电子部件之间的所述导电部。

2.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，

所述绝缘膜的端部被所述保护剂密封。

3.根据权利要求2所述的喷墨头，其特征在于，

所述保护剂是耐油墨性的粘结剂。

4.根据权利要求3所述的喷墨头，其特征在于，

所述喷墨头还包括：掩模，所述掩模通过所述保护剂被安装在所述基板上，从而覆盖所述电子部件。

5.根据权利要求4所述的喷墨头，其特征在于，

所述保护剂附着于所述电子部件。

6.根据权利要求4所述的喷墨头，其特征在于，

所述框部件通过粘结剂被安装在所述基板上，

所述保护剂是与所述粘结剂相同种类的粘结剂。