CN104908429A - 液体喷射头的制造方法、液体喷射头及液体喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供不仅能够谋求部件件数的缩减及结构的简化,而且能够谋求高密度记录的液体喷射头的制造方法、液体喷射头及液体喷射装置。本发明的特征在于,具有:在底板(41、81)形成贯通孔(84、91)的贯通孔形成工序;在各底板(41、81)分别粘合各致动板(42、82)的致动板接合工序;以及在各底板(41、81)及各致动板(42、82)的接合体形成电极的电极形成工序,贯通孔形成工序在底板(41、81)形成贯通孔(84、91),并且对贯通孔(84、91)的内表面进行粗糙面化,在电极形成工序中,将第2引出电极(80、90)通过贯通孔(84、91)迂回直到第1底板(41)中的一个主面(41a)上。

Description

液体喷射头的制造方法、液体喷射头及液体喷射装置
技术领域
本发明涉及液体喷射头的制造方法、液体喷射头及液体喷射装置。
背景技术
以往,作为向被记录介质吐出液滴状的墨(以下,简称为墨滴。)从而记载图像、字符的装置,存在着具备从多个喷嘴孔向被记录介质吐出墨滴的喷墨头(液体喷射头)的喷墨打印机(液体喷射装置)。
上述的喷墨头具备头片。例如,如下述专利文献1所示的头片,具备:由玻璃等构成的底板、以及在底板上排列的由压电材料构成的多个隔壁,并且在各隔壁间划分容纳墨的通道。在隔壁的侧面形成驱动电极,并与在底板上形成的引出电极电连接。而且,在引出电极的相对隔壁的外侧处连接柔性基板。
依据该结构,在经由柔性基板及引出电极向驱动电极施加电压时,由于隔壁变形,通道内的压力增高,在通道内容纳的墨通过喷嘴孔吐出。
另外,最近,为了提高记录在被记录介质的字符、图像的密度,提出增大喷嘴孔的数量的各种技术。例如,在下述专利文献1中,研究了将第1头片及第2头片的底板彼此接合,谋求高密度记录的结构。
专利文献1:日本特开2001-341298号公报。
发明内容
然而,在上述的专利文献1的结构中,在各头片的底板上形成引出电极,所以需要分别将第1头片的引出电极及第2头片的引出电极连接至柔性印刷基板。因此,存在着不仅部件件数增加,而且与结构复杂化相关的担忧。
另外,如专利文献1的结构那样,在将墨容纳于各通道内、从各通道依次吐出墨的所谓的3循环方式的喷墨头中,在使用水性墨等具有导电性的墨时,各驱动电极间经由墨而短路。因此,在专利文献1的结构中,不能够应对多样的墨,在提高便利性这方面存在改善的余地。
本发明考虑这样的情况而作成,其目的在于,提供不仅能够谋求部件件数的缩减及结构的简化,而且能够谋求高密度记录的液体喷射头的制造方法、液体喷射头及液体喷射装置。
为了解决上述课题,本发明提供以下方案。
本发明所涉及的液体喷射头的制造方法的特征在于,具有:贯通孔形成工序,在底板形成贯通孔;致动部配设工序,在所述底板的厚度方向上的两侧,在避开所述贯通孔的位置分别配设喷射液体的第1致动部及第2致动部;以及镀敷工序,对所述底板、所述第1致动部及所述第2致动部进行镀敷处理,形成驱动所述第1致动部的第1电极及驱动所述第2致动部的第2电极,其中,所述贯通孔形成工序具有:穿孔工序,在所述底板形成所述贯通孔;以及处理工序,对在所述穿孔工序中形成的所述贯通孔的内表面进行粗糙面化,其中,在所述镀敷工序中,将所述第2电极通过所述贯通孔迂回直到所述底板中的所述第1致动部侧的主面。
依据该结构,由于第2电极通过贯通孔而迂回到底板的第1致动部侧,所以仅通过仅在底板的第1致动部侧连接柔性印刷基板等外部布线,就能够确保各致动部与外部布线的电导通。因此,相对于现有的各致动部,与将不同的外部布线分别与底板的两主面连接的结构相比,不仅能够谋求部件件数的缩减及结构的简化,而且能够实现高密度记录。
特别地,依据本发明的结构,在贯通孔形成工序中,通过对贯通孔的内表面进行粗糙面化,能够使贯通孔的内表面具有固着效果(anchor effect)。由此,在镀敷工序中,能够在第1电极与包含贯通孔的内表面的第2电极成批形成镀敷覆膜。因此,能够谋求制造工序的效率化、简化。
另外,上述本发明所涉及的液体喷射头的制造方法中,也可以是在所述贯通孔形成工序中、所述穿孔工序及所述处理工序成批进行。
依据该结构,能够在形成贯通孔的同时对贯通孔的内表面进行粗糙面化,所以能够谋求制造工序的效率化。
另外,上述本发明所涉及的液体喷射头的制造方法中,也可以是,所述穿孔工序使用喷砂法。
依据该结构,通过使用喷砂法,能够更简单地进行贯通孔的内表面的粗糙面化。由此,能够谋求制造工序的进一步效率化。
另外,上述本发明所涉及的液体喷射头的制造方法中,也可以是,所述底板的原料是玻璃材料。
依据该结构,由于底板由玻璃材料构成,所以能够将表面粗糙度抑制得较小。在该情况下,在例如镀敷工序中,能够仅使底板之中的、在处理工序中被粗糙面化的部分选择性地具有固着效果。即,能够设定为:底板之中、仅在粗糙面化的部分析出镀敷覆膜,在粗糙面化的部分以外的部分不析出镀敷覆膜。其结果是,不需要镀敷覆膜形成后的构图工序,能够谋求制造工序的效率化,并且能够谋求低成本化。
另外,在上述本发明所涉及的液体喷射头中,其特征在于,使用上述本发明的液体喷射头的制造方法来制造。
依据该结构,通过使用上述本发明的液体喷射头的制造方法来制造,所以不仅能够谋求部件件数的缩减及结构的简化,而且能够提供高密度记录的液体喷射头。
在上述本发明所涉及的液体喷射装置中,其特征在于,具备:上述本发明的液体喷射头;以及使所述液体喷射头与被记录介质相对移动的移动机构。
依据该结构,由于具备上述本发明的液体喷射头,所以能够应对高密度记录,并且能够提供可靠性优异的液体喷射装置。
依据本发明,不仅能够谋求部件件数的缩减及结构的简化,而且能够谋求高密度记录。
附图说明
图1是实施方式中的喷墨打印机的立体图。
图2是喷墨头的立体图。
图3是从Z方向的一侧观察吐出部的分解立体图。
图4是从第1头片侧观察吐出部的立体图。
图5是从第2头片侧观察吐出部的立体图。
图6是相当于图3的A-A线的截面图。
图7是相当于图4的B-B线的截面图。
图8是用于说明喷墨头的制造方法的流程图。
图9是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(截面图)。
图10是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(截面图)。
图11是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(截面图),(a)示出第1头片侧,(b)示出第2头片侧。
图12是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(截面图),(a)示出第1头片侧,(b)示出第2头片侧。
图13是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(截面图),(a)示出第1头片侧,(b)示出第2头片侧。
图14是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(截面图),(a)示出第1头片侧,(b)示出第2头片侧。
图15是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(截面图)。
图16是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(截面图)。
图17是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(截面图)。
图18是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(立体图),(a)示出第1头片侧,(b)示出第2头片侧。
图19是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(立体图),(a)示出第1头片侧,(b)示出第2头片侧。
图20是用于说明喷墨头的制造方法的说明图(立体图),(a)示出第1头片侧,(b)示出第2头片侧。
图21是示出吐出部的其他结构的从第1头片侧观察的平面图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明所涉及的实施方式进行说明。在以下的实施方式中,作为具备本发明的液体喷射头的液体喷射装置的一个例子,举出利用墨(液体)向记录纸等被记录介质进行记录的喷墨打印机(以下,简称为打印机)为例而进行说明。此外,在以下的说明所使用的附图中,为了设为能识别各部件的大小,对各部件的比例尺进行了适当变更。
[打印机]
图1是打印机1的立体图。
如图1所示,打印机1具备:输送纸等被记录介质S的一对输送机构2、3(移动机构);向被记录介质S喷射墨滴的喷墨头(液体喷射头)4;向喷墨头4供给墨的墨供给单元5;以及使喷墨头4在与被记录介质S的输送方向(主扫掠方向)正交的方向(副扫掠方向)进行扫掠的扫掠单元6。
此外,在以下的说明中,以副扫掠方向为X方向,以主扫掠方向为Y方向,而且以与X方向及Y方向正交的方向为Z方向进行说明。在此,打印机1按照以X方向、Y方向为水平方向、且以Z方向为上下方向的方式进行承载并使用。
一对输送机构2、3具备:分别沿X方向延伸的栅格辊2a、3a;分别与栅格辊2a、3a平行地延伸的压紧辊2b、3b;以及使栅格辊2a、3a绕其轴旋转地进行旋转动作的马达等未图示的驱动机构。
墨供给单元5具备:容纳墨的墨罐10、以及连接墨罐10和喷墨头4的墨管道11。设置多个墨罐10,例如,沿着Y方向排列有容纳黄色、品红、青色、黑色这4种墨的墨罐10Y、10M、10C、10B。墨管道11例如是具有挠性的柔性软管,能跟随支撑喷墨头4的滑架16的动作(移动)。此外,墨罐10并不限于容纳黄色、品红、青色、黑色这4种墨的墨罐10Y、10M、10C、10B,也可以具备容纳更多颜色的墨的墨罐。
扫掠单元6具备:沿X方向延伸、并且在Y方向隔开间隔而互相平行地配置的一对导轨14、15;以能沿着这一对导轨14、15移动的方式配置的滑架16;以及使该滑架16在X方向移动的驱动机构17。
驱动机构17配置于一对导轨14、15之间,具备:在X方向隔开间隔而配置的一对滑轮18;在这一对滑轮18之间缠绕并在X方向移动的无接头带19;以及使一个滑轮18旋转驱动的驱动马达20。
滑架16与无接头带19连结,能够随着因一个滑轮18的旋转驱动而导致的无接头带19的移动而在X方向移动。另外,在滑架16中,以在X方向并列的状态搭载多个喷墨头4。在图示的例子中,将分别吐出黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(B)的各个墨的4个喷墨头4、即喷墨头4Y、4M、4C、4B搭载于滑架16。此外,利用上述的输送机构2、3及扫掠单元6,构成为喷墨头4和被记录介质S相对移动的移动机构。
(喷墨头)
接着,详述上述喷墨头4。图2是喷墨头4的立体图。此外,上述的各喷墨头4是由除了所供给的墨的颜色以外所有均相同的结构构成,所以在以下的说明中仅对一个喷墨头4进行说明。
如图2所示,喷墨头4具备:固定于滑架16的固定板21;固定在该固定板21上的吐出部22;将从墨供给单元5供给的墨进一步供给至吐出部22的后述的共同墨室63的墨供给部23;以及向吐出部22施加驱动电压的头驱动部24。
喷墨头4通过施加驱动电压而以既定吐出量吐出各色的墨。此时,由于喷墨头4利用扫掠单元6而在X方向移动,所以能够在被记录介质S中的既定范围进行记录,通过边利用输送机构2、3在Y方向输送被记录介质S边反复进行该扫掠,能够在被记录介质S整体进行记录。
在固定板21,以沿着Z方向立起的状态固定铝等金属制的支撑板25,并固定向吐出部22供给墨的流路部件26。在流路部件26的上方,以被支撑板25支撑的状态配置在内部具有存积墨的存积室的压力缓冲器27。而且,流路部件26和压力缓冲器27经由墨连结管28而连结,在压力缓冲器27连接有墨供给单元5的上述墨管道11。
而且,在经由墨管道11供给墨时,在将墨在内部的存积室内暂时存积后,压力缓冲器27将既定量的墨经由墨连结管28及流路部件26而供给至吐出部22。
此外,通过这些流路部件26、压力缓冲器27及墨连结管28,构成上述的墨供给部23。
另外,在支撑板25,安装有搭载用于驱动吐出部22的集成电路等控制电路(驱动电路)31的IC基板32。该控制电路31,经由印刷布线了未图示的布线图案的柔性印刷基板33,与吐出部22的后述的驱动电极(共同电极55、共同端子56、个别电极57及个别端子58)电连接。由此,控制电路31能够经由柔性印刷基板33向驱动电极55~58施加驱动电压
而且,通过搭载了这些控制电路31的IC基板32、以及柔性印刷基板33,构成上述的头驱动部24。
(吐出部)
接着,详细说明吐出部22。图3是从Z方向的一侧观察吐出部22的分解立体图。图4是从第1头片40A侧观察吐出部22的立体图。图5是从第2头片40B侧观察吐出部22的立体图。图6是相当于图3的A-A线的截面图。图7是沿着图4的B-B线的截面图。
如图3~图7所示,本实施方式的吐出部22是将由多个喷嘴孔(第1喷嘴孔95a及第2喷嘴孔96a)构成的喷嘴列95、96遍及两列而形成的两列型吐出部22。具体而言,吐出部22具备:在X方向上层叠的第1头片40A及第2头片40B;以及在第1头片40A及第2头片40B全体固定的喷嘴板44。此外,在以下的说明中,在Z方向上,将喷嘴板44侧称为前侧,将与喷嘴板44相反的侧称为后侧。另外,各头片40A,40B是从后述的吐出通道51a吐出墨的、所谓的边缘射出型。
(第1头片)
第1头片40A具备:第1底板(底板)41、第1致动板(第1致动部)42以及第1盖板43。
第1底板41例如由玻璃等电介质构成。
第1致动板42是将极化方向在厚度方向(X方向)不同的2块板进行层叠的层叠板(所谓的人字纹方式)。这2块板都是在厚度方向(X方向)进行了极化处理的压电基板,例如PZT(钛锆酸铅)陶瓷基板,互相的极化方向朝向相反的状态进行接合。
第1致动板42,以前端面与第1底板41的前端面共面地配置的状态,通过粘接等固定于上述的第1底板41上的避开后述的贯通孔84、91的位置。在从X方向观察的俯视中,第1致动板42比第1底板41的外形小。因此,第1底板41中的Y方向的两侧及后端部,比第1致动板42向外侧突出。
在第1致动板42,将在X方向凹进的多个通道51a、51b沿Y方向隔开既定间隔而并列设置。这些多个通道51a、51b,在第1致动板42中的一个主面42a侧开口,并且沿着Z方向呈直线状延伸。
具体而言,多个通道51a、51b大致区分为填充墨的吐出通道51a和未填充墨的伪通道51b。而且,这些吐出通道51a和伪通道51b在Y方向交替且并排地配置。
伪通道51b在X方向及Z方向贯通第1致动板42,将第1致动板42在Y方向上分开。此外,第1致动板42之中,在Y方向上位于邻接的伪通道51b间的部分构成中央块53,在Y方向上相比最外端的伪通道51b位于更靠Y方向的外侧的部分构成一对外侧块54。此外,在图示的例子中,一对外侧块54之中,仅示出一个外侧块54。
另一方面,吐出通道51a分别形成于中央块53,以在第1致动板42的X、Z方向开口的状态形成。因此,各中央块53之中,在相对于吐出通道51a的Y方向的两侧,形成划分吐出通道51a的驱动壁。该驱动壁以截面矩形状沿Z方向延伸,并且利用该驱动壁分别区分吐出通道51a及伪通道51b。此外,在图示的例子中,吐出通道51a中的后端部,随着面向后侧而逐渐变浅。
在吐出通道51a的内表面、即在Y方向相向的一对侧壁面及底壁面中,形成共同电极55。该共同电极55,沿着吐出通道51a在Z方向延伸,与在中央块53的一个主面42a上形成的共同端子56导通。此外,各共同端子56以分别电独立的方式进行图案形成
另一方面,在中央块53的外侧面(伪通道51b的内表面之中、在Y方向相向的一对侧壁面),分别遍及其整个面形成个别电极57。这些个别电极57,在中央块53的后端部与在中央块53的一个主面42a及后端面上形成的个别端子58(参照图4)连接。因此,在一个中央块53的外侧面形成的一对个别电极57,经由个别端子58而连接。此外,在伪通道51b的内表面,个别电极57未在底壁面(底板41上)形成,被在Y方向相向的一对外侧面间割断。另外,通过共同电极55、共同端子56、个别电极57及个别端子58,构成第1头片40A的驱动电极55~58。
另外,在外侧块54的外表面形成接地端子61。此外,在图示的例子中,接地端子61在外侧块54中的一个主面42a、外侧面及后端面上形成,但是在至少一个主面42a及后端面上形成也无妨。
而且,在第1致动板42(中央块53及外侧块54)的一个主面42a上,在位于共同端子56及个别端子58间的部分,形成沿着Y方向延伸的槽部62。槽部62在Z方向凹进,并且将共同端子56及个别端子58间分开。
如图3、图6所示,第1盖板43的一个主面43a与第1致动板42的一个主面42a接合。此外,如果第1致动板42的后端侧露出,则在第1头片40A与制造上的夹具等出错而冲撞时,存在着在第1致动板42的后端侧产生裂缝、缺损,个别端子58会断线的担忧。为了防止该问题,在ZY平面中,第1盖板43是与第1致动板42共面的形状,第1盖板43的从X方向观察的俯视外形与第1致动板42整体(中央块53及外侧块54)的从X方向观察的俯视外形一致。即,在ZY平面中,第1盖板43覆盖第1致动板42的后端侧。另外,第1盖板43具有:在另一个主面43b侧形成的凹状共同墨室63、以及使共同墨室63及吐出通道51a分别连通的多个狭缝64。
共同墨室63位于第1盖板43的后端部,是在沿着X方向的第1致动板42侧凹进,并且沿着Y方向延伸的长方形的开口。共同墨室63与上述的流路部件26(参照图2)内连通,构成为使流路部件26内的墨流通。
在共同墨室63之中、在与吐出通道51a对应的位置形成狭缝64。具体而言,狭缝64在Z方向具有既定长度,在Z方向上,狭缝64的后端缘与吐出通道51a的后端缘(吐出通道51a的包络(envelop)形状的终点)一致(参照图6)。由此,构成为使共同墨室63内的墨引入至吐出通道51a内,且限制向伪通道51b内的引入。此外,利用上述的具体的狭缝64的配置,由于在吐出通道51a的后端侧墨不沉淀,所以能够防止气泡滞留在吐出通道51a的内部。
如图3、图4所示,在第1盖板43的一个主面43a上,形成连接在上述的各共同端子56和接地端子61之间的连接布线65。具体而言,连接布线65具有:将各共同端子56分别连接的共同连接部66、将接地端子61分别连接的接地连接部67、以及连接在这些共同连接部66及接地连接部67间的主布线68。
在第1盖板43中,主布线68是形成于在X方向与第1致动板42的槽部62重叠的部分、并沿着Y方向延伸的带状。此外,主布线68以桥接第1致动板42中的一对外侧块54间的方式,跨第1盖板43的Y方向上的大致整体而形成。另外,连接布线65的宽度(Z方向上的宽度)比例如槽部62的宽度窄,并从第1致动板42离开。
各共同连接部66,在Y方向隔开间隔而排列,并且在Z方向互相平行地延伸。在该情况下,各共同连接部66的Y方向上的排列间距,与吐出通道51a的排列间距相等。而且,关于各共同连接部66,其前端部与对应的共同端子56分别连接,另一方面,后端部与主布线68全体连接。
接地连接部67,从主布线68中的Y方向的两端部向着后侧延伸,该后端部在外侧块54的一个主面42a上与对应的接地端子61分别连接。
在此,如图3~图7所示,在上述的第1底板41的一个主面41a上,在相比第1致动板42位于靠后侧的部分,形成与各个别端子58及接地端子61分别连接的第1引出电极(第1个别引出电极71及第1接地引出电极72)。
第1个别引出电极71在Y方向上隔开间隔排列,并且在Z方向上互相平行地延伸。在该情况下,各第1个别引出电极71的Y方向上的排列间距,与中央块53的排列间距相等。而且,关于第1个别引出电极71,其前端部与对应的个别端子58分别连接,后端部引出直到第1底板41中的与后端缘接近的位置。
关于第1接地引出电极72,其前端部与对应的接地端子61分别连接,后端部引出直到底板41中的与后端缘接近的位置。此外,在图示的例子中,第1个别引出电极71的Y方向上的宽度,比中央块53的宽度窄,接地引出电极72的Y方向上的宽度与外侧块54相等。
此外,第1接地引出电极72的面积比第1个别引出电极71的面积大,例如如图4所示,在Z方向上,第1接地引出电极72与第1个别引出电极71的长度相等,在Y方向上,第1接地引出电极72的长度比第1个别引出电极71的长度更长。
另外,上述的驱动电极55~58、接地端子61、第1引出电极71、72通过由Ni/Au等构成的镀敷覆膜120(参照图16)而一体形成。在此,在第1底板41的一个主面41a中,形成有第1引出电极71、72的电极形成区域与电极形成区域以外的区域(非形成区域)相比表面粗糙度Ra较大。在该情况下,电极形成区域的表面粗糙度Ra是能形成镀敷覆膜120的大小,优选为400Å以上。另一方面,非形成区域的表面粗糙度Ra是不能形成镀敷覆膜的大小,优选为不到100Å。即,在本实施方式中,电极形成区域的表面粗糙度Ra优选为相对于非形成区域的表面粗糙度Ra为4倍以上。此外,在本实施方式中,表面粗糙度Ra是指由JIS B0601标准化的算术平均粗糙度Ra的数值。另外,驱动电极55~58、61、第1引出电极71、72构成驱动第1致动板42的第1电极。
(第2头片)
第2头片40B具备:第2底板81、第2致动板(第2致动部)82以及第2盖板83。此外,在第2头片40B中,对与上述第1头片40A同样的结构赋予同一标号并省略说明。
通过将第1头片40A及第2头片40B的各底板41、81的另一个主面41b、81b彼此接合,并在X方向层叠。即,本实施方式的吐出部22,对于第1底板41及第2底板81,在X方向的两侧分别配设第1致动板42及第2致动板82。
第2致动板82的中央块53及外侧块54,相对于上述的第1致动板42的中央块53及外侧块54的排列间距偏离半间距而排列。因此,关于第2头片40B的吐出通道51a、伪通道51b,也相对于第1头片40A的吐出通道51a及伪通道51b的排列间距偏离半间距而排列。即,在本实施方式的吐出部22中,第1致动板42的吐出通道51a和第2致动板82的吐出通道51a交错(千鳥状)配置。此外,在第2致动板82中,形成有由与第1致动板42同样的图案构成的驱动电极55~58、接地端子61。
在此,如图5~图7所示,第2头片40B的第2个别引出电极80通过贯通第1底板41及第2底板81的个别用贯通孔(贯通孔)84而迂回至第1底板41的一个主面41a上。具体而言,第2个别引出电极80具有:在第2底板81的一个主面81a上形成的引出部85、在个别用贯通孔84内形成的贯通部86、以及在第1底板41的一个主面41a上形成的连接盘(land)部87。
首先,个别用贯通孔84呈以Y方向为短轴方向的椭圆形,在第1底板41上,在伪通道51b的后侧(Y方向上的各第1个别引出电极71间)开口,在第2底板81上,在中央块53的后侧开口。具体而言,个别用贯通孔84具有:贯通第1底板41的第1贯通孔(贯通孔)84a、贯通第2底板81、并且形成为Y方向上的排列间距与第1贯通孔84a相等的第2贯通孔(贯通孔)84b。而且,通过在Y方向对应的第1贯通孔84a及第2贯通孔84b在X方向上重合,形成在X方向上贯通两底板41、81的个别用贯通孔84。此外,个别用贯通孔84的Y方向上的宽度形成为与伪通道51b的宽度相等。
而且,在各个别用贯通孔84的内表面,通过镀敷覆膜120形成在X方向贯通底板41、81的贯通部86。
关于引出部85,在第2底板81的一个主面81a上在Y方向上隔开间隔而排列,并且在Z方向上互相平行地延伸。具体而言,引出部85的前端部与对应的个别端子58分别连接。另外,引出部85包围上述的个别用贯通孔84(第2贯通孔84b)的周围,并与贯通部86连接。此外。各引出部85的Y方向上的排列间距与中央块53的排列间距相等。
连接盘部87,在第1底板41的一个主面41a上,位于在Y方向上邻接的第1个别引出电极71间,并从贯通部86向后侧延伸。因此,在第1底板的一个主面41a上,第1个别引出电极71与第2个别引出电极80的连接盘部87交替排列。
另外,如图5、图7所示,第2头片40B的第2接地引出电极90通过贯通第1底板41及第2底板81的接地用贯通孔(贯通孔)91而迂回至第1底板41的一个主面41a上。具体而言,第2接地引出电极90具有:在第2底板81的一个主面81a上形成的引出部92、以及在接地用贯通孔91内形成的贯通部93。
接地用贯通孔91呈以Y方向为长轴方向的椭圆形状,在第1底板41上,在外侧块54的后侧(与Y方向上的各接地引出电极72等同的位置)开口,在第2底板81上的一部分以比外侧块54更向Y方向偏差的状态开口。具体而言,接地用贯通孔91具有:贯通第1底板41的第1贯通孔(贯通孔)91a、贯通第2底板81并且Y方向上的排列间距形成为与第1贯通孔91a相等的第2贯通孔(贯通孔)91b。而且,通过将在Y方向对应的第1贯通孔91a及第2贯通孔91b在X方向重合,形成在X方向贯通两底板41、81的接地用贯通孔91。
在各接地用贯通孔91的内表面,通过镀敷覆膜120形成在X方向贯通底板41、81的贯通部93。贯通部93的X方向上的一个端部在第1底板41的一个主面41a上与第1接地引出电极72连接,其另一端部在第2底板81的一个主面81a上与引出部92连接。
在第2底板81的一个主面81a上,引出部92的一个端部与对应的接地端子61分别连接,其另一端部与贯通部93连接。
而且,如图6所示,在第1底板41的后端部,连接有上述的柔性印刷基板33。在柔性印刷基板33中形成有未图示的布线图案,该布线图案在第1底板41的一个主面41a上与第1个别引出电极71、第1接地引出电极72及第2个别引出电极80的连接盘部87连接。在该情况下,经由第1接地引出电极72将柔性印刷基板33与第2接地引出电极90导通。另外,驱动电极55~58、61、第2引出电极80、90构成驱动第2致动板82的第2电极。
喷嘴板44为由聚酰亚胺等树脂材料构成的膜状,通过粘接等固定于第1头片40A及第2头片40B的前端面。在喷嘴板44中,将由在Y方向隔开间隔并列设置多个喷嘴孔(第1喷嘴孔95a及第2喷嘴孔96a)构成的喷嘴列(第1喷嘴列95及第2喷嘴列96)配设两列。
第1喷嘴列95具有在Z方向贯通喷嘴板44的多个第1喷嘴孔95a,将这些第1喷嘴孔95a在Y方向上隔开间隔沿一条直线上并排地构成。第1喷嘴孔95a与上述的第1致动板42的吐出通道51a内连通。
第2喷嘴列96具有在Z方向贯通喷嘴板44的多个第2喷嘴孔96a,与上述的第1喷嘴列95平行地配设。各第2喷嘴孔96a与上述的第2致动板82的吐出通道51a内连通。因此,各伪通道51b不与喷嘴孔95a、96a连通,而是通过喷嘴板44从前侧覆盖。
<喷墨头的动作方法>
接着,对上述的喷墨头4的动作方法进行说明。
在喷墨头4中,通过经由柔性印刷基板33向驱动电极55~58施加驱动电压,划分吐出通道51a的两个驱动壁利用压电滑移效应而以向伪通道51b侧突出的方式变形。即,由于本实施方式的致动板42、82层叠有在厚度方向(X方向)进行极化处理的2块板,所以通过施加驱动电压,以驱动壁的X方向中间位置为中心呈V字状弯曲变形。由此,吐出通道51a恰好以膨胀的方式变形。
通过两个驱动壁的变形,吐出通道51a的容积增大,此时共同墨室63内的墨通过狭缝64而引导到吐出通道51a内。而且,引导到吐出通道51a的内部的墨,成为压力波并在吐出通道51a的内部传播,在该压力波到达喷嘴孔95a、96a的时机,施加在驱动电极55~58的驱动电压为零。
由此,驱动壁复原,暂时增大的吐出通道51a的容积回归到原来的容积。通过该动作,吐出通道51a的内部的压力增加,对墨加压。其结果是,能够使墨从喷嘴孔95a、96a吐出。此时,在墨通过喷嘴孔95a、96a时,成为液滴状的墨滴并被吐出。
此外,喷墨头4的动作方法不限于上述内容。例如,通常状态的驱动壁向吐出通道51a的内侧变形,构成为吐出通道51a恰好向内侧凹进也无妨。在该情况下,能够通过将向驱动电极55~58施加的电压设为与上述的电压正负相反的电压,或者在电压的正负不变的情况下、将致动板42、82的压电元件的极化方向设为相反而实现。另外,在吐出通道51a以向外侧膨胀的方式变形后,使吐出通道51a以向内侧凹进的方式变形,从而提高吐出时的墨的加压力也无妨。
另外,本实施方式的喷墨头4在各吐出通道51a之间配置有未填充墨的伪通道51b,所以从全部吐出通道51a同时吐出墨(所谓的1循环方式)。另外,由于配置有伪通道51b,所以各驱动电极55~58不会经由墨短路。由此,能够利用包含水性墨等具有导电性的墨的多样的墨,具有便利性优异这一效果。
<喷墨头的制造方法>
接着,对上述的喷墨头4的制造方法进行说明。图8是用于说明喷墨头4的制造方法的流程图。图9~图20是用于说明喷墨头4的制造方法的说明图,图9~图17是截面图,图18~图20是立体图。此外,在图11~图14及图18~图20中,(a)示出第1头片40A侧,(b)示出第2头片40B侧。另外,在图11~图17所示的截面图,方便起见,将底板41、81中通过贯通孔84、91的截面与致动板42、82中通过吐出通道51a的截面全体示出。
如图8所示,本实施方式中的喷墨头4的制造方法具有第1工序(S1)、第2工序(S2)及第3工序(S3)。
(第1工序)
在第1工序(S1)中,对于底板41、81、致动板42、82及盖板43、83,进行接合前的预备。此外,在第1工序(S1)中,能够并行进行底板41、81、致动板42、82及盖板43、83各自的工序。另外,在以下的说明中,对于在第1头片40A侧及第2头片40B侧相同的工序,进行总括说明。
首先,作为各底板41、81的预备,在各底板41、81的一个主面41a、81a上对电极形成区域进行粗糙面化(S11:粗糙面化工序)。具体而言,在第1底板41的一个主面41a上,对于成为第1引出电极71、72及第2个别引出电极80的连接盘部87的区域使用喷砂法等,设为能形成镀敷覆膜120的表面粗糙度Ra。同样如此,在第2底板81的一个主面81a上,将电极形成区域(成为第2个别引出电极80、90的引出部85、92的区域),设为能形成镀敷覆膜120的表面粗糙度Ra。此外,在粗糙面化工序(S11)中,不限于喷砂法,使用蚀刻、激光等来对底板41、81进行粗糙面化也无妨。
接着,如图9所示,使用喷砂法等对于各底板41、81形成贯通孔84、91(S12:贯通孔形成工序(穿孔工序及处理工序))。具体而言,在各底板41、81之中、对于贯通孔84a、84b、91a、91b的形成区域,从另一个主面41b、81b侧形成沿着Y方向延伸的连通槽部102,并从一个主面41a、81a侧形成与这些连通槽部102分别连通的贯通孔84a、84b、91a、91b。此外,通过利用喷砂法进行贯通孔形成工序(S12),从而对各底板41、81之中的、贯通孔84a、84b、91a、91b内表面、另一个主面41b、81b上的贯通孔84、91周边进行粗糙面化直到能形成镀敷覆膜120的表面粗糙度Ra。此外,贯通孔形成工序(S12)除了喷砂法以外通过蚀刻、钻孔加工等进行也无妨。
另外,如10所示,作为致动板42、82的预备,对于致动板42、82的另一个主面42b、82b侧形成成为伪通道51b的凹部103(S13:凹部形成工序)。具体而言,通过使用切割的切削加工等,在Y方向上隔开间隔而形成沿着Z方向直线状地延伸的凹部103。此外,凹部103,形成为在致动板42、82的Z方向上的两端面开放。另外,凹部103的X方向上的深度,相当于上述的中央块53及外侧块54的X方向上的高度。
而且,如图8所示,作为盖板43、83的预备,通过在盖板43、83的一个主面43a、83a上经由未图示的掩模而进行蒸镀、镀敷等成膜法,形成连接布线65(参照图4)(S14:连接配线形成工序)。
接着,通过对于盖板43、83实施喷砂法等,在盖板43、83形成共同墨室63及狭缝64(S15:共同墨室形成工序)。
(第2工序)
如图11、图18所示,在第2工序(S2)中,首先将各底板41、81及各致动板42、82彼此分别粘合(S21:致动板接合工序(致动部配设工序))。此时,以致动板42、82的后端面和底板41、81中的驱动电极55~58的形成区域(图18中的点区域)的前端缘在Z方向一致的方式将两板41、42及81、82分别对位后,使用粘接剂等将两板41、42及81、82贴合。此外,两板41、42及81、82的对位中,致动板42、82的后端面和底板41、81中的驱动电极55~58的形成区域的前端缘不从Z方向离开也无妨。即,以致动板42、82的后端面和底板41、81中的驱动电极55~58的形成区域的前端缘在Z方向重叠的方式将两板41、42及81、82对位也无妨。另外,此时,如图11(a)、图18(a)所示的,第1底板41及第1致动板42在Y方向上以凹部103与贯通孔84a、91a成为相同的位置的方式对位。另一方面,如图11(b)、图18(b)所示,第2底板81及第2致动板82在Y方向上,以贯通孔84b、91b位于凹部103间的方式对位。
接着,如图12、图19所示,利用砂轮机等磨削致动板42、82的一个主面42a、82a,使凹部103贯通(S22:磨削工序)。由此,将致动板42、82在中央块53及外侧块54分别割断,并且在各中央块53间、中央块53及外侧块54间形成伪通道51b。此外,在本实施方式中,致动板42、82的主面之中位于与底板41、81相反侧的主面,在任何状态下都是一个主面42a、82a。
接着,如图13所示,在致动板42、82(中央块53及外侧块54)的表面之中,形成覆盖驱动电极55~58及接地端子61的形成区域以外的区域的掩模108(S23:掩模形成工序)。具体而言,首先在致动板42、82的一个主面42a、82a上,粘贴由感光性干蚀刻膜等构成的掩模材料。接着,通过利用光刻技术构图掩模材料,除去掩模材料之中的相当于各端子56、58的形成区域的部分的掩模材料。
接着,如图14所示,对于中央块53的一个主面42a、82a进行切割加工等切削加工,形成吐出通道51a(S24:吐出通道形成工序)。此外,在本实施方式中,对在掩模形成工序(S23)后进行吐出通道形成工序(S24)的方法进行说明,但不限于此,在吐出通道形成工序(S24)后进行掩模形成工序(S23)也无妨。但是,在先进行掩模形成工序(S23)的情况下,在吐出通道形成工序(S24)时所使用的对准标记等能够相对于掩模108成批进行等方面是优选的。
接着,使用砂轮机等磨削加工底板41、81中的另一个主面41b、81b整体,除去连通槽部102(S25:底板磨削工序)。由此,形成遍及底板41、81的X方向整体贯通的贯通孔84a、84b、91a、91b。此外,底板磨削工序(S25)只要是在上述的贯通孔形成工序(S12)之后,就可以在任何的时机进行。但是,在即将进行后述的粘合工序(S31)之前进行从确保底板41、81的强度方面是优选的。
(第3工序)
如图15所示,在第3工序中,首先,将第1底板41及第1致动板42的第1接合体110A和第2底板81及第2致动板82的第2接合体110B的底板41、81彼此粘合(S31:粘合工序)。具体而言,以在各底板41、81间将对应的贯通孔84a、84b、91a、91b彼此连通的方式,粘合各底板41、81。由此,在各接合体110A、110B间,以吐出通道51a彼此交错配置的状态,贴合各接合体110A、110B。
接着,对于各接合体110A、110B,成批形成驱动电极55~58、接地端子61及引出电极71、72、80、90(S32:电极形成工序(镀敷工序))。在本实施方式中,利用非电解镀敷进行电极形成工序(S32)。
在电极形成工序(S32)中,首先对于接合体110A、110B之中的、形成驱动电极55~58、接地端子61及引出电极71、72、80、90的电极形成区域赋予催化剂。具体而言,首先进行将接合体110A、110B浸渍在氯化亚锡水溶液中,在接合体110A、110B的表面吸附氯化亚锡的敏化(sensitizing)处理。
接着,通过水洗等轻轻清洗接合体110A、110B。随后,使接合体110A、110B浸渍于氯化钯水溶液,使接合体110A、110B的表面吸附氯化钯。于是,通过在接合体110A、110B的表面所吸附的氯化钯与在上述的敏化处理中吸附的氯化亚锡之间发生氧化还原反应,作为催化剂析出金属钯(激活(activating)处理)。
在此,在本实施方式中,接合体110A、110B之中、不仅致动板42、82中的表面整体、而且底板41、81的电极形成区域(一个主面41a、81a上及贯通孔84、91的内表面)也由于固着效果而被赋予催化剂。另一方面,底板41、81之中、电极形成区域以外的区域(非形成区域)由于表面粗糙度Ra较小所以未被赋予催化剂。
接着,如图16所示,通过将被赋予催化剂(金属钯)的接合体110A、110B浸渍于镀敷液,在接合体110A、110B之中、在被赋予催化剂的部分析出镀敷覆膜120。此外,在本实施方式中,非形成区域包含底板41、81的一个主面41a、81a上的位于中央块53间的部分,所以在底板41、81之中构成伪通道51b的底面的部分,未赋予催化剂。因此,在通过镀敷形成个别电极57的情况下,能够设定为:在伪通道51b的内表面之中仅在侧壁面(中央块53的对置面)析出镀敷覆膜120,在底面不析出镀敷覆膜120。由此,由于不需要通过激光等后加工而除去例如在伪通道51b的底面析出的镀敷覆膜120,所以能够缩减制造成本、缩减在后工序中产生的垃圾,并且能够可靠地抑制在伪通道51b的侧壁面形成的个别电极57经由底面而短路。
接着,如图17、图20所示,除去形成于各致动板42、82的一个主面42a、82a上的掩模108(S33:剥离工序)。由此,在接合体110A、110B上成批形成驱动电极55~58、接地端子61及引出电极71、72、80、90。
然后,如图4、图5所示,在各致动板42、82的一个主面42a、82a上形成槽部62(S34:槽部形成工序)。具体而言,利用切割加工等切削加工,在致动板42、82的一个主面42a、82a上,以将共同端子56及个别端子58间分开的方式形成沿着Y方向延伸的槽部62。此外,在上述实施方式中,对致动板42、82的Y方向整体(中央块53及外侧块54)形成于槽部62的情况进行了说明,但仅形成于至少中央块53也无妨。
接着,在致动板42、82的一个主面42a、82a上,接合盖板43、83(S35:盖板接合工序)。具体而言,以致动板42、82的吐出通道51a和盖板43、83的狭缝64连通的方式将两板42、43及82、83彼此对位。而且,在本实施方式中,以连接布线65之中、主布线68与槽部62在X方向重叠、且共同连接部66及接地连接部67与对应的共同端子56及接地端子61分别连接的方式,将两板42、43及82、83对位。而且,对位后,将两板42、43及82、83用粘接剂等接合。
此外,在本实施方式中,如上所述那样从盖板43、83的X方向观察的俯视外形与致动板42、82整体的从X方向观察的俯视外形一致,所以仅使各板42、43及82、83的端面彼此以共面方式对位,就能自动完成上述的各种对位。
随后,在各头片40A、40B的前端面,接合喷嘴板44(S36:喷嘴板接合工序)。
最后,在第1底板41的一个主面41a上连接柔性印刷基板33。由此,柔性印刷基板33的布线图案与在底板41的一个主面41a上形成的第1引出电极71、72及第2个别引出电极80的连接盘部87电连接。
然后,通过将这样构成的吐出部22搭载于滑架16,完成本实施方式的喷墨头4。
这样,在本实施方式中,构成为:在贯通孔形成工序(S12)中,对贯通孔84a、84b、91a、91b的内表面进行粗糙面化,并且在电极形成工序(S32)中,将第2引出电极80、90通过贯通孔84a、84b、91a、91b迂回至底板41的一个主面41a上。
依据该结构,通过仅在第1底板41的一个主面41a上连接柔性印刷基板33,能够确保各头片40A、40B与柔性印刷基板33的电导通。因此,与现有的在各头片40A、40B连接不同的柔性印刷基板33的结构相比,不仅能够谋求部件件数的缩减及结构的简化,而且能够实现高密度记录。
尤其是,在本实施方式中,通过在贯通孔形成工序(S12)中,对贯通孔84a、84b、91a、91b的内表面进行粗糙面化,能够使贯通孔84a、84b、91a、91b的内表面具有固着效果。由此,在电极形成工序(S32)中,能够在驱动电极55~58、61、贯通孔84a、84b、91a、91b的内表面成批形成镀敷覆膜120。因此,能够谋求制造工序的效率化、简化。
另外,在本实施方式中,通过使用喷砂法进行贯通孔形成工序(S12),能够在形成贯通孔84a、84b、91a、91b的同时,对贯通孔84a、84b、91a、91b的内表面进行粗糙面化。由此,能够谋求制造工序的进一步效率化。
而且,由于底板41、81利用玻璃材料构成,所以能够将非形成区域的表面粗糙度Ra抑制得较小。在该情况下,能够抑制在非形成区域形成镀敷覆膜120,所以不需要镀敷覆膜120形成后的构图工序,能够谋求制造工序的效率化,并且能够谋求低成本化。
而且,在本实施方式的打印机1中,由于具备上述的喷墨头4,所以能够应对高密度记录,并且能够提供可靠性优异的打印机1。
例如,在上述实施方式中,作为液体喷射装置的一个例子,举出喷墨打印机1为例进行说明,但并不限于打印机。例如,传真、按需印刷机等也无妨。
例如,在上述实施方式中,作为液体喷射装置的一个例子,举出喷墨打印机1为例进行说明,但并不限于打印机。例如,传真、按需印刷机等也无妨。
另外,在上述实施方式中,对搭载多个喷墨头4的多色用打印机1进行说明,但不限于此。例如,喷墨头4作为一个单色用打印机1也无妨。
另外,作为本发明的实施方式中所使用的墨,能够使用水性墨、油性墨、UV墨、细微金属粒子墨、碳素墨(碳黑、碳纳米管、富勒烯、石墨烯)等各种材料。此外,在上述的墨中,水性墨、油性墨、UV墨适合用于多色用打印机1,细微金属粒子墨、碳墨适合用于单色用打印机1。
另外,在上述实施方式中,对利用玻璃构成底板41、81的情况进行说明,但不限于此。底板41、81只要是非形成区域的表面粗糙度Ra被抑制为不能形成镀敷覆膜120的程度的大小(例如,100Å程度)的材料,就能适当设计变更为陶瓷材料等。
而且,在上述实施方式中,说明了将接合致动板42、82的底板41、81彼此接合而构成两列型吐出部22的情况,但并不限于此。例如,对于一块底板,采用在厚度方向的两侧分别配设致动板而成的吐出部也无妨。
另外,在上述实施方式中,对第1引出电极71、72及第2引出电极80的连接盘部87沿着Z方向呈直线状形成的情况进行了说明,但不限于此。例如,如图21所示,将第1引出电极71、72及第2引出电极80的连接盘部87以随着朝向后侧而向Y方向的外侧延伸的方式形成也无妨。在该情况下,第1引出电极71、72及第2引出电极80的连接盘部87的具体的形状为扇形也无妨,为梯形也无妨。即,只要是随着沿Z方向前进Y方向的宽度变宽的末端较宽的形状,则能包含任何形状。
依据该结构,由于各第1引出电极71、72及第2引出电极80的连接盘部87间的间隔随着朝向后侧而变宽,所以能够抑制各第1引出电极71、72及第2引出电极80的连接盘部87间的短路,确保电可靠性。另外,能够抑制电极图案的复杂化。
此外,还可以通过使第1引出电极71、72及第2引出电极80的连接盘部87随着朝向后侧而向Y方向的外侧延伸,从而使各第1引出电极71、72及第2引出电极80的连接盘部87的宽度增大。
另外,在上述实施方式中,对在邻接的第1引出电极71间形成个别用贯通孔84的情况进行了说明,但不限于此。将第1引出电极71和个别用贯通孔84在Z方向上偏离配置也无妨。
而且,在各底板41、81间,对应的个别用贯通孔84a、84b彼此及接地用贯通孔91a、91b彼此在至少一部分连通也无妨。即,在本实施方式中,在贯通孔形成工序(S12)中,通过磨削对另一个主面41b、81b进行粗糙面化,从而能形成镀敷覆膜120。因此,如果在对应的个别用贯通孔84a、84b彼此及接地用贯通孔91a、91b彼此中使至少一部分连通,则通过在底板41、81的另一个主面41b、81b上形成的镀敷覆膜120形成贯通部86、93。
另外,在上述实施方式中,对于在贯通孔形成工序(S12)中、与贯通孔84a、84b、91a、91b的形成同时、使用喷砂法对贯通孔84a、84b、91a、91b的内表面进行粗糙面化的结构进行了说明,但不限于此。即,首先分别进行贯通孔84a、84b、91a、91b的形成(穿孔工序)与贯通孔84a、84b、91a、91b的内表面的粗糙面化(粗糙面化工序)也无妨。
另外,在不脱离本发明的宗旨的范围,能够适当将上述的实施方式中的构成要素替换为众所周知的结构要素,另外,将上述的各变形例适当组合也无妨。
[附图标记说明]
1…喷墨打印机(打印机)
2、3…输送机构(移动机构)
4、4Y、4M、4C、4B…喷墨头(液体喷射头)
41…第1底板(底板)
42…第1致动板(第1致动部)
55…共同电极(第1电极、第2电极)
56…共同端子(第1电极、第2电极)
57…个别电极(第1电极、第2电极)
58…个别端子(第1电极、第2电极)
61…接地端子(第1电极、第2电极)
71…第1个别引出电极(第1电极)
72…第1接地引出电极(第1电极)
80…第2个别引出电极(第2电极)
81…第2底板(底板)
82…第2致动板(第2致动部)
84…个别用贯通孔(贯通孔)
84a…第1贯通孔(贯通孔)
84b…第2贯通孔(贯通孔)
90…第2接地引出电极(第2电极)
91…接地用贯通孔(贯通孔)
91a…第1贯通孔(贯通孔)
91b…第2贯通孔(贯通孔)
S…被记录介质。

Claims (6)

1. 一种液体喷射头的制造方法,其特征在于,具有:
贯通孔形成工序,在底板形成贯通孔;
致动部配设工序,在所述底板的厚度方向上的两侧,在避开所述贯通孔的位置分别配设喷射液体的第1致动部及第2致动部;以及
镀敷工序,对所述底板、所述第1致动部及所述第2致动部进行镀敷处理,形成驱动所述第1致动部的第1电极及驱动所述第2致动部的第2电极,
所述贯通孔形成工序具有:
  穿孔工序,在所述底板形成所述贯通孔;以及
  处理工序,对在所述穿孔工序中形成的所述贯通孔的内表面进行粗糙面化,
在所述镀敷工序中,将所述第2电极通过所述贯通孔迂回直到所述底板中的所述第1致动部侧的主面。
2. 如权利要求1所述的液体喷射头的制造方法,其特征在于,在所述贯通孔形成工序中,所述穿孔工序及所述处理工序成批进行。
3. 如权利要求2所述的液体喷射头的制造方法,其特征在于,所述穿孔工序使用喷砂法。
4. 如权利要求1所述的液体喷射头的制造方法,其特征在于,所述底板的原料是玻璃材料。
5. 一种液体喷射头,其特征在于,使用如权利要求1所述的液体喷射头的制造方法而制造。
6. 一种液体喷射装置,其特征在于,具备:
如权利要求5所述的液体喷射头;
使所述液体喷射头与被记录介质相对移动的移动机构。
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