CN102729631A - 液体喷射头和液体喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液体喷射头和液体喷射装置，其抑制了振动板的绝缘破坏，从而抑制了驱动电路的损伤。在绝缘性的喷嘴板(31)上积蓄的电荷从喷嘴开(310)流入充满于压力产生室(320)内的油墨中，并到达振动板(33)。由于振动板(33)由导电性陶瓷构成，且振动板(33)被接地，因此到达振动板(33)的电荷将通过振动板(33)而释放。因此，抑制了因振动板(33)上积蓄的电荷而导致的振动板(33)的绝缘破坏，从而能够获得抑制了驱动电路(370)的损伤的喷墨式记录头(100)。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体喷射头和使用了该液体喷射头的液体喷射装置。
背景技术
从喷嘴开口喷射液体的液体喷射头例如可以应用于，作为打印机等液体喷射装置的图像记录装置、和在液晶显示装置的滤色器的制造等中所使用的液体喷射装置等。
作为液体喷射头的一种，存在如下的液体喷射头，其根据来自驱动电路的驱动信号，对被形成在振动板的表面上的压电元件施加电压以使其发生挠曲变形，从而喷射液滴。该液体喷射头具有头单元，该头单元具备：振动板、一部分由振动板构成的压力产生室、喷嘴开口和歧管。头单元通过将振动板、流道形成基板、以及形成有喷嘴开口的喷嘴板等进行层叠而被制造出。
例如，已知一种将由陶瓷构成的板部件一体地烧成并连接的、作为液体喷射头的喷墨记录头(例如，参照专利文献1)。
当作为振动板、流道形成基板和喷嘴板使用作为绝缘体的陶瓷而一体烧成时，可能会出现如下情况，即，在该作为绝缘体的陶瓷上产生因压电元件而引起的带电或因静电而引起的带电，从而导致在振动板上发生绝缘破坏、或通过压电元件的电极而使驱动电路受到损伤。
专利文献1：日本特开平10-286956号公报
发明内容
本发明是为了解决上述的课题而被实施的，其能够作为以下的方式或应用例而实现。
应用例1
一种液体喷射头，其特征在于，具备：流道形成基板，其由陶瓷构成，且其上形成有压力产生室和液体流道的隔壁；振动板，其由导电性陶瓷构成，并被配置在所述流道形成基板的一侧的面上，且构成所述压力产生室和所述液体流道的一部分；压电元件，其隔着所述振动板而被形成在与所述压力产生室对置的所述振动板上，并具备一对电极；驱动电路，其与所述电极相连接；喷嘴板，其由绝缘性陶瓷构成，并形成有与所述压力产生室连通的喷嘴开口。
根据该应用例，在绝缘性的喷嘴板上积蓄的电荷，从喷嘴开口流经充满于压力产生室内的液体而到达振动板。由于振动板由导电性陶瓷构成，且振动板被接地，因此到达了振动板的电荷将通过振动板而释放。因此，能够得到抑制了因积蓄的电荷的流入而导致的驱动电路的损伤的液体喷射头。
应用例2
本应用例的液体喷射头的特征在于，在上述液体喷射头中，将所述振动板作为所述一对电极中的接地的一侧、即作为接地侧而使用。
在该应用例中，由于将振动板作为接地侧的电极而使用，因此无需再重新形成电极，从而能够获得构造简单、且制造容易的液体喷射头。
应用例3
本应用例的液体喷射头的特征在于，在上述液体喷射头中，所述流道形成基板、所述振动板和所述喷嘴板被一体烧成。
在该应用例中，由于由陶瓷构成的流道形成基板、振动板和喷嘴板被一体烧成，因此能够减少因热收缩而导致的流道形成基板、振动板和喷嘴板之间的位置偏移，从而获得易于进行组装的液体喷射头。
应用例4
一种液体喷射装置，其特征在于，具备上文所述的液体喷射头。
根据该应用例，能够得到具有上述效果的液体喷射装置。
附图说明
图1为表示实施方式中的打印机的概要立体图。
图2为喷墨式记录头的概要分解立体图。
图3为头单元的概要分解立体图。
图4为头单元和罩壳的主要部分剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图对实施方式进行详细说明。另外，在附图中，为了使说明易于理解，以省略一部分或者对各个结构等进行夸张的方式而进行了图示。
以下的说明是以如下情况为例而进行的，即，以作为液体喷射头的喷墨式记录头100被搭载在作为液体喷射装置即图像记录装置的打印机1000中的情况为例。
图1为表示打印机1000的概要结构的图。在图1中，X方向表示滑架104进行移动的主扫描方向，Y方向表示记录介质P被移送的副扫描方向。Z方向为与X方向和Y方向正交的方向。
如图1所示，打印机1000具备：喷墨式记录头100、滑架104、滑架移动机构105、压纸辊106、墨盒107。
喷墨式记录头100被安装在滑架104的记录介质P侧(图1中为Z方向上的下表面)，并将油墨作为液滴而喷射在记录介质P的表面上。滑架移动机构105具备正时皮带108、驱动滑轮111、从动滑轮112和电机109。滑架104被卡止在正时皮带108上，且正时皮带108被张紧设置在驱动滑轮111和从动滑轮112上。驱动滑轮111与电机109的输出轴连接。
因此，当电机109工作时，滑架104被架设在打印机1000上的导杆110所引导，从而在作为主扫描方向的X方向上进行往复移动。
压纸辊106从电机103接受驱动力，从而在作为副扫描方向的Y方向上移送记录介质P。墨盒107贮存油墨，并以可拆装的方式被安装在滑架104上。墨盒107向喷墨式记录头100供给油墨。
以此方式构成的打印机1000能够通过如下方式而在记录纸张等记录介质P上实施图像等的记录，即，通过滑架移动机构105而使滑架104在X方向上进行往复移动，并通过压纸辊106在Y方向上移送记录介质P的同时，从被安装在滑架104上的喷墨式记录头100将油墨作为液滴而进行喷射。
图2为喷墨式记录头100的概要分解立体图。图2中也图示了主扫描方向的X方向、副扫描方向的Y方向、以及与X方向和Y方向正交的Z方向。
在图2中，喷墨式记录头100具有安装板10、外壳头20、头单元30和罩壳40。在外壳头20的底部配置有头单元30，并且头单元30被收纳在罩壳40中。虽然头单元30和罩壳40仅各绘制了一个，但也可以采用组合了多个的结构。
安装板10具有：针11，其从图1中所示的墨盒107导入油墨；过滤器12，其对油墨进行过滤。此外，外壳头20具有用于连接后文叙述的柔性基板37的外壳头侧基板13等。
图3为表示头单元30的概要分解立体图，图4为用于对头单元30和罩壳40进行说明的主要部分剖视图。在图3和图4中，也图示了主扫描方向的X方向、副扫描方向的Y方向、以及与X方向和Y方向正交的Z方向。在图3和图4中，头单元30在与图1中所示的记录介质P对置的位置处具有喷嘴板31。在喷嘴板31上形成有用于喷射油墨的喷嘴开口310。喷嘴开口310以与点形成密度相对应的间距而被开口设置。
在喷嘴板31上层叠有：用于向喷嘴板31供给油墨的流道形成基板32、振动板33、贮存板34和可塑性基板35。
流道形成基板32上开口设置有：成为压力产生室320的通孔、与压力产生室320连通的油墨供给通道321以及连通部322。
压力产生室320在与喷墨式记录头100的长度方向即Y方向正交的、宽度方向即X方向上的剖面形状为矩形形状，压力产生室320在喷墨式记录头100的宽度方向即X方向上被形成得较长。将该方向设定为压力产生室320的长度方向。剖面形状并不限定于矩形形状，例如，还可以为梯形形状。
此外，在流道形成基板32中的压力产生室320的长度方向外侧的区域内形成有连通部322，而且，连通部322和各个压力产生室320经由被设置在各个压力产生室320上的作为液体供给通道的油墨供给通道321而被连通。油墨供给通道321以窄于压力产生室320的宽度而形成，并且使从连通部322流入压力产生室320内的油墨的流道阻力保持固定。
振动板33被层叠在流道形成基板32上，并构成压力产生室320的一部分。
振动板33上形成有在施加电压时进行挠曲振动的压电元件36。在图3中，压电元件36具备：作为共用电极并被接地的下电极360、压电体361、和作为独立电极的上电极362。
压电元件36以隔着振动板33并遮盖压力产生室320的方式而被形成在振动板33的与压力产生室320相反侧的表面上，且对应于各个压力产生室320而在喷嘴列方向上成列设置。
作为下电极360，可以使用例如铂、铱等金属、或镍酸镧(LNO)、钌酸锶(SrRuO)等金属氧化物。此外，作为上电极362，可以使用例如铂、铱等金属。这些电极能够通过阴极真空喷镀、蒸镀等方法而形成。
作为压电体361，可以使用锆钛酸铅。
作为压电体361的膜的制造方法，可以使用所谓的溶胶-凝胶法，该溶胶-凝胶法为，对将金属有机物在催化剂中溶解并分散而获得的所谓的溶胶进行涂敷干燥而使其凝胶化，再以高温进行烧成，从而得到由金属氧化物构成的压电体361的膜。
此外，并不限定于溶胶-凝胶法，还可以使用例如MOD(Metal-OrganicDecomposition：金属有机分解法)法等。另外，并不限定于通过这些液相法而实施的压电体361的膜的制造方法，还可以采用使用了阴极真空喷镀等蒸镀法的压电体361的膜的制造方法。
喷嘴板31、流道形成基板32和振动板33由氧化铝或氧化锆等的陶瓷板构成，且其通过一体烧成而被连接在一起。在此，振动板33中使用导电性陶瓷，喷嘴板31和流道形成基板32中使用绝缘性陶瓷。此外，振动板33被接地。接地能够经由打印机1000而实施。在此，由于振动板33具有导电性且被接地，因此能够用作压电元件36的共用电极。在实施方式中，能够用作下电极360。
导电性陶瓷可以使用使导电性的粒子分散在氧化铝或氧化锆等绝缘性陶瓷中而获得的制品。例如，作为导电性粒子，可以使用硅的粒子。
一体烧成可以通过以下的方法来实施。
例如，对生片(未烧成的片材)实施切削和打孔等加工而形成所需要的通孔等，从而形成喷嘴板31、流道形成基板32和振动板33的各个薄片状前体物。
然后，通过将各个薄片状前体物层叠并烧成，从而使各个薄片状前体物被一体化而形成一张陶瓷片。此时，由于各个薄片状前体物被一体烧成，因此无需进行特别的粘合处理。此外，还可以在各个薄片状前体物的接合面上得到较高的密封性。
在图4中，在贮存板34上形成有，用于保护压电元件36的压电元件保持部340、和成为与连通部322连通的贮存部341的通孔，并且贮存板34被粘合在振动板33上。将连通部322和贮存部341总称为歧管。在贮存板34的与振动板33粘合的面的相反侧的面上，粘合有可塑性基板35。可塑性基板35的与贮存部341对应的区域由具有挠性的膜352构成，从而对歧管中产生的压力变动进行吸收。
在图3中，柔性基板37贯穿贮存板34和可塑性基板35，并与压电元件36的下电极360和上电极362相连接。
柔性基板37可以使用COF(Chip On film：覆晶薄膜)基板。
柔性基板37被构成为，与图2所示的被配置在外壳头20上的外壳头侧基板13连接，并从外壳头侧基板13接受电力的供给。柔性基板37上安装有驱动电路370，该驱动电路370实施如下的控制，即，将来自在图2所示的外壳头侧基板13的驱动信号选择性地对压电元件36进行供给。
在喷墨式记录头100中，构成了如下结构，即，当在压电振子上施加电压时压电元件36将进行挠曲振动，并通过该振动而使油墨从喷嘴板31的喷嘴开口310喷射。
根据以上所述的实施方式，能够得到以下的效果。
(1)在绝缘性的喷嘴板31上积蓄的电荷，从喷嘴开口310流入充满于压力产生室320内的油墨中，并到达振动板33。由于振动板33由导电性陶瓷构成，且振动板33被接地，因此到达了振动板33上的电荷通过振动板33而释放。因此，能够得到抑制了因积蓄的电荷的流入而导致的驱动电路370的损伤的喷墨式记录头100。
(2)由于将振动板33作为接地侧的下电极360而使用，因此无需重新形成电极，从而能够获得构造简单、且制造容易的喷墨式记录头100。
(3)由于由陶瓷构成的流道形成基板32、振动板33和喷嘴板31被一体烧成，因此能够减少因热收缩而导致的流道形成基板32、振动板33和喷嘴板31之间的位置偏移，从而能够获得易于实施组装的喷墨式记录头100。
(4)能够得到具有上述效果的打印机1000。
除上述的实施方式以外，还可以进行各种改变。
例如，流道形成基板32也可以由导电性陶瓷形成。在该种情况下，也可以将下电极360和振动板33用作共用电极。
另外，在上述的示例中，对液体喷射头为喷墨式记录头100的情况进行了说明。但是，本发明的液体喷射头还可以用作如下的喷射头，例如，液晶显示器等的滤色器的制造中所使用的颜色材料喷射头、有机EL显示器、和FED(面发光显示器)等的电极形成中所使用的电极材料喷射头、生物芯片(biochip)制造中所使用的生物有机物喷射头等。
以上，虽然作为本发明所涉及的液体喷射装置的一个示例，对打印机1000进行了说明，但是，本发明所涉及的液体喷射装置，还可以进行工业性利用。这种情况下，作为被喷出的液体(液状材料)，可以使用通过溶剂或分散介质而将各种功能性材料调节为适当粘度的液体等。本发明的液体喷射装置除例示的打印机等图像记录装置以外，还可以作为如下装置而适当地使用，即，液晶显示器等的滤色器的制造中所使用的颜色材料喷射装置、有机EL显示器、FED(面发光显示器)、电泳显示器等的电极或滤色器的形成中所使用的液体材料喷射装置、和生物芯片制造中使用的生物有机材料喷射装置。
符号说明
10…安装板；11…针；12…过滤器；13…外壳头侧基板；20…安装板；
30…头单元；31···喷嘴板；32…流道形成基板；33…振动板；34…贮存板；35···可塑性基板；36···压电元件；37…柔性基板；40…罩壳；100…喷墨式记录头；103…电机；104…滑架；105···滑架移动机构；106···压纸辊；107…墨盒；108···正时皮带；109…电机；110…被架设的导杆；111···驱动滑轮；112…从动滑轮；310…喷嘴开口；320…压力产生室；321···油墨供给通道；322…连通部；340…压电元件保持部；341···贮存部，352…膜；360…下电极；361…压电体；362…上电极；370…驱动电路；1000…打印机。
Claims (4)
1.一种液体喷射头，其特征在于，具备：
流道形成基板，其由陶瓷构成，且其上形成有压力产生室和液体流道的隔壁；
振动板，其由导电性陶瓷构成，且被配置在所述流道形成基板的一侧的面上，并构成所述压力产生室和所述液体流道的一部分；
压电元件，其隔着所述振动板而被形成在与所述压力产生室对置的所述振动板上，并具备一对电极；
驱动电路，其与所述电极相连接；
喷嘴板，其由绝缘性陶瓷构成，且其上形成有与所述压力产生室连通的喷嘴开口。
2.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
将所述振动板作为所述一对电极中的接地的一侧、即作为接地侧而使用。
3.如权利要求1或权利要求2所述的液体喷射头，其特征在于，
所述流道形成基板、所述振动板和所述喷嘴板被一体烧成。
4.一种液体喷射装置，其特征在于，
具备权利要求1～权利要求3中任一项所述的液体喷射头。
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