CN107310275A - 喷墨头及喷墨记录装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种防止气泡滞留压力室的内部，并能够防止产生油墨吐出不良的喷墨头及喷墨记录装置。实施方式的喷墨头具有基板、喷嘴板和油墨供给部件。基板在厚度方向上从一个端面到另一个端面形成有多个压力室。喷嘴板具有致动器和喷嘴。而且，基板具有流动限制路径和狭缝。流动限制路径以夹着各个所述压力室的方式与所述压力室各自对应地在所述厚度方向上从所述基板的所述一个端面到所述另一个端面形成于所述压力室的两侧，用于限制所述压力室内的油墨的流动。狭缝分别与所述压力室和所述流动限制路径连通，并具有窄于所述压力室的宽度的宽度。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及喷墨头及喷墨记录装置。
背景技术
例如，按需型的喷墨头通过使墨滴向记录纸吐出，在记录纸上形成图像。这种喷墨头具备多个喷嘴以及与各个喷嘴对应的多个致动器。
在基板的表面形成压电式的致动器，对应该致动器形成有喷嘴口。与该致动器对应，从基板的背面到达致动器而形成压力室。然后，将从基板的背面充填到压力室的油墨通过致动器加压而从喷嘴口吐出油墨。
发明内容
发明要解决的技术问题
在喷墨头中，有可能产生在印字动作中，来自喷嘴或油墨供给路径的气泡进入压力室的现象。此时，致动器无法对油墨加压而产生油墨的吐出不良。当发生这样油墨的吐出不良时，若不停止印字动作、从喷嘴吸出油墨则不能恢复。
鉴于这种情况，实施方式的技术问题是提供能够防止气泡滞留压力室内部并能够防止油墨吐出不良产生的喷墨头及喷墨记录装置。
解决技术问题的技术手段
实施方式的喷墨头包括：基板，在厚度方向上从一个端面到另一个端面形成有多个压力室；喷嘴板，形成在所述基板的所述一个端面，覆盖各个所述压力室，并具有根据驱动信号而在所述基板的厚度方向上变形的致动器、和形成在各个所述致动器并与所述压力室连通的喷嘴；以及油墨供给部件，与所述基板的所述另一个端面接合，具有与所述压力室连通的油墨供给路径，并密封所述基板的所述压力室的开口，所述基板具有：流动限制路径，以夹着各个所述压力室的方式与所述压力室各自对应地在所述厚度方向上从所述基板的所述一个端面到所述另一个端面形成于所述压力室的两侧，用于限制所述压力室内的油墨的流动；以及狭缝，分别与所述压力室和所述流动限制路径连通，并具有窄于所述压力室的宽度的宽度。
实施方式的一种喷墨记录装置，具有所述的喷墨头。
附图说明
图1是概要性地示出第一实施方式的喷墨记录装置的纵截面图。
图2是示出第一实施方式的喷墨打印机的油墨供给系统的概要构成图。
图3是示出在第一实施方式的喷墨头的基板上形成的多个压力室的配置状态的俯视图。
图4是示出第一实施方式的喷墨头的一个喷嘴的周围的截面构造的主要部分的纵截面图。
图5是示出第一实施方式的喷墨头的油墨供给部件的主要部分的横截面图。
图6是图4的F6-F6线截面图。
图7是示出在第二实施方式的喷墨头的基板上形成的多个压力室的配置状态的俯视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
(构成)
图1至图6显示第一实施方式。此外，对于可多种表现的各成分存在付与一个以上的其他表现的示例的情况。但是，这并不否定对未付与其他表现的成分付与不同的表现，不限制未有例示的其他表现。
图1是示出第一实施方式的喷墨打印机1的截面图。喷墨打印机1是喷墨记录装置的一例。另外，喷墨记录装置不限定于此，也可是复印机等其他装置。
如图1所示，喷墨打印机1例如在输送作为记录介质的记录纸P的同时，进行图像形成等各种处理。喷墨打印机1包括壳体10、供纸盒11、排纸托盘12、保持辊(鼓)13、输送装置14、保持装置15、图像形成装置16、除电剥离装置17、翻转装置18以及清洁装置19。
供纸盒11容纳多张记录纸P，配置在壳体10内。排纸托盘12在壳体10的上部。通过喷墨打印机1形成图像的记录纸P排出到排纸托盘12。
输送装置14具有沿着记录纸P输送的路径配置的多个导引和多个输送辊。该输送辊被电机驱动而旋转，将记录纸P从供纸盒11输送到排纸托盘12。
保持辊13具有由导体形成的圆筒状的框架及形成在该框架的表面的薄的绝缘层。上述框架接地(接地线)。保持辊13在其表面上保持着记录纸P的状态旋转，输送记录纸P。
保持装置15使通过输送装置14从供纸盒11输出的记录纸P吸附保持在保持辊13的表面(外周面)。保持装置15将记录纸P对保持辊13按压后，通过带电的静电力使记录纸P吸附于保持辊13。
图像形成装置16在通过保持装置15保持于保持辊13的外周面的记录纸P上形成图像。图像形成装置16具有面向保持辊13的表面的多个喷墨头21。多个喷墨头21通过向记录纸P分别吐出例如青、品红、黄、黑四色的油墨形成图像。
除电剥离装置17通过将形成图像的记录纸P除电，从保持辊13剥离。除电剥离装置17供给电荷，将记录纸P除静电，在记录纸P和保持辊13之间插入爪。由此，记录纸P从保持辊13剥离。从保持辊13剥离的记录纸P由输送装置14输送到排纸托盘12或翻转装置18。
清洁装置19清洁保持辊13。清洁装置19在保持辊13的旋转方向上的比除电剥离装置17的更下游侧。清洁装置19使清洁部件19a抵接旋转的保持辊13的表面，清洁旋转的保持辊13的表面。
翻转装置18使从保持辊13剥离的记录纸P的正反面翻转，再次将该记录纸P供给到保持辊13的表面上。翻转装置18通过例如沿着使记录纸P的前后方向颠倒地转向的规定的翻转路径输送记录纸P，使记录纸P翻转。
图2示出喷墨打印机1的油墨供给系统。喷墨打印机1包括与多个喷墨头21连接的多个油墨罐501、502、多个压力控制泵503、504及油墨循环泵505。喷墨头21与容纳对应颜色的油墨的油墨罐501、502连接。
喷墨头21具有未图示的油墨供给口和同样未图示的油墨排出口，油墨供给口和油墨排出口分别与各油墨罐501、502连接。并且，与油墨供给口连接的油墨罐501和与油墨排出口连接的油墨罐502通过油墨循环泵505连接，油墨排出口侧的油墨罐502积存的油墨通过油墨循环泵505回流到油墨供给口侧的油墨罐501。
图3是示出图像形成装置16所包含的一个油墨循环式喷墨头21的内部的概要构成的说明图。此外，图3为了说明而将原本隐藏的多种成分以实线显示。并且，附图概要显示实施方式的喷墨打印机1，图中的各尺寸或与该实施方式的说明有差异。
喷墨头21通过向保持辊13保持的记录纸P吐出油墨滴形成文字或图像。喷墨头21包括图4所示的喷嘴板100、压力室结构体200及油墨流路结构体300。压力室结构体200是基板的一例。
喷嘴板100形成为矩形板状。喷嘴板100在压力室结构体200的上面形成为一体结构。喷嘴板100具有多个喷嘴(流口、油墨吐出孔)101和多个致动器102。
多个喷嘴101是圆形的孔。喷嘴101的直径例如为20μm。图3所示的多个喷嘴101沿着喷嘴板100的长度方向(图3中左右方向)及宽度方向(图3中上下方向)各多列并列。即，多个喷嘴101配置成矩阵状。一侧的列的喷嘴101和另一侧的列的喷嘴101在喷嘴板100的长度方向上具有一定间隔地配置。由此，更高密度地配置多个致动器102。
在喷嘴板100的长度方向，相邻的喷嘴101的中心间距离例如为340μm。在喷嘴板100的宽度方向，喷嘴101的两列间的距离例如为240μm。
多个致动器102对应多个喷嘴101配置。换言之，致动器102位于和对应的喷嘴101的同一轴上。致动器102形成圆环状，围着对应的喷嘴101。致动器102不限于此，例如，也可为一部分开放的圆环状(C字状)。
压力室结构体200由硅片形成为矩形板状。此外，压力室结构体200不限于此，例如，也可为碳化硅(SiC)或锗基板等其他半导体。并且，基板不局限于此，例如，也可由陶瓷、玻璃、石英、树脂或金属等其他材料形成。所利用的陶瓷，例如是氧化铝陶瓷、氧化锆、碳化硅、氮化硅，或钛酸钡等氮化物、碳化物及氧化物。所利用的树脂，例如是ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯或聚醚砜等塑料材料。所利用的金属例如是铝或钛。压力室结构体200的厚度例如为725μm。压力室结构体200的厚度优选例如为100～775μm的范围。
如图4所示，压力室结构体200具有第一端面200a、第二端面200b及多个压力室(油墨室)201。对第一及第二端面200a、200b进行平坦化。第二端面200b位于第一端面200a的相反侧。喷嘴板100固定在第一端面200a。
多个压力室201是圆形的孔。压力室201的直径例如是190μm。此外，压力室201的形状不限于此。压力室201在其厚度方向贯通压力室结构体200，第一及第二端面200a、200b分别开口。在第一端面200a开口的多个压力室201由喷嘴板100堵塞。
多个压力室201对应多个喷嘴101配置。换言之，压力室201位于和对应的喷嘴101的同一轴上。因此，压力室201和对应的喷嘴101连通。压力室201经由喷嘴101，与喷墨头21的外部连接。
接着，说明喷嘴板100。如图3及图4所示，喷嘴板100具有上述多个喷嘴101、多个致动器102、公共电极106、多个布线电极108、振动板109、保护膜(绝缘膜)113、排斥油墨膜116。公共电极106是第一电极(公共电极)的一例。布线电极108是第二电极(个别电极)的一例。喷嘴101贯通重合的振动板109及保护膜113。
振动板109在压力室结构体200的第一端面200a上形成为矩形板状。振动板109的厚度例如为2μm。优选振动板109的厚度大致在1μm到50μm的范围内。保护膜113是绝缘部的一例。
振动板109例如通过在压力室结构体200的第一端面200a成膜的SiO2(二氧化硅)形成为矩形板状。换言之，振动板109是作为硅片的压力室结构体200的氧化膜。振动板109可由单晶Si(硅)、Al2O3(氧化铝)、HfO2(氧化铬)、ZrO2(氧化锆)，或DLC(Diamond Like Carbon：类金刚石)等其他材料形成。
振动板109具有第一面109a和第二面109b。第一面109a固定压力室结构体200的第一端面200a，堵塞多个压力室201。第二面109b位于第一面109a的相反侧。致动器102、公共电极106及布线电极108在振动板109的第二面109b上。
如图4所示，致动器102分别具有压电体膜111、公共电极106的电极部分106a、布线电极108的电极部分108a及绝缘膜112。压电体膜111是压电体的一例。
压电体膜111是由锆钛酸铅(PZT：Pb铅，Zr锆，Ti钛)形成的膜。此外，压电体膜111不限于此，例如，也可由PTO(PbTiO3：钛酸铅)、PMNT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)、PZNT(Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)、ZnO、或AlN等各种材料形成。
压电体膜111形成圆环状。压电体膜111在与喷嘴101及压力室201的同一轴上。压电体膜111围着喷嘴101。压力体膜111的外径例如是144μm。压力体膜111的内径例如是30μm。
压电体膜111的厚度例如是2μm。压电体膜111的厚度由压电特性和绝缘破坏电压等决定。压电体膜111的厚度优选大致在0.1μm至5μm的范围。
压电体膜111在布线电极108的电极部分108a和公共电极106的电极部分106a之间。换言之，压电体膜111与布线电极108的电极部分108a、公共电极106的电极部分106a重合。
成膜的压电体膜111使其厚度方向(Z方向)产生分极。布线电极108及公共电极106的电极部分106a、108a向压电体膜111施加与该分极方向同方向(Z方向)的电场。此时，致动器102在与电场方向正交的方向(X、Y方向)伸缩。通过致动器102的伸缩，振动板109在喷嘴板100的厚度方向(Z方向)变形。由此，压力室201内的油墨产生压力变化。
布线电极108的电极部分108a是与压电体膜111连接的两个电极的一个。布线电极108的电极部分108a在压电体膜111的吐出侧(面向喷墨头21的外部侧)形成比压电体膜111大的圆环状。电极部分108a的外径例如是148μm。电极部分108a的内径例如是26μm。因此，电极部分108a的内周部分与喷嘴101分离。
公共电极106的电极部分106a是与压电体膜111连接的两个电极的一个。公共电极106的电极部分106a在振动板109的第二面109b形成比压电体膜111小的圆环状。电极部分106a的外径例如是140μm。电极部分106a的内径例如是34μm。
绝缘膜112在形成压电体膜111的区域的外侧，介于公共电极106和布线电极108之间。因此，公共电极106和布线电极108之间由压电体膜111或绝缘膜112隔开。绝缘膜112由例如SiO2形成。绝缘膜112的材料可为其他绝缘性材料。绝缘膜112的厚度例如为0.2μm。
在布线电极108的端部配置未图示的布线电极端子部。布线电极端子部经由例如挠性电缆与未图示的控制部连接，输送用于使致动器102驱动的信号。
在振动板109的第二面109b配置未图示的公共电极端子部。公共电极端子部在公共电极106的端部，与例如GND(接地＝0V)连接。
布线电极108与对应的致动器102的压电体膜111个别连接，输送用于驱动致动器102的信号。布线电极108是使压电体膜111独立动作的个别电极。多个布线电极108分别具有上述电极部分108a、布线部及上述布线电极端子部。
布线电极108的布线部从电极部分108a向着布线电极端子部延伸。布线电极108的电极部分108a位于和喷嘴101同心轴上的位置。电极部分108a的内周部分稍稍从喷嘴101分离。
多个布线电极108由Pt(铂)薄膜形成。此外，布线电极108也可由Ni(镍)、Cu(铜)、Al(铝)、Ag(银)、Ti(钛)、W(钽)、Mo(钼)、Au(金)等其他材料形成。布线电极108的厚度例如为0.5μm。优选多个布线电极108的膜厚大致在0.01μm至1μm的范围。
公共电极106与多个压电体膜111连接。公共电极106具有上述多个电极部分106a、多个布线部及两个公共电极端子部。公共电极106的布线部从电极部分106a向着布线电极108的布线部的相反侧延伸。公共电极106的布线部在喷嘴板100的Y方向端部汇合，沿着喷嘴板100的X方向两端部延伸。电极部分106a在和喷嘴101的同一轴上。公共电极端子部分别在喷嘴板100的X方向两端。
公共电极106由Pt(铂)/Ti(钛)薄膜形成。公共电极106也可由Ni、Cu、Al、Ti、W、Mo、Au等其他材料形成。公共电极106的厚度例如为0.5μm。优选公共电极106的厚度大致在0.01至1μm的范围。
布线电极108及公共电极106的各个布线部的宽度例如为80μm。几个布线电极108的布线部穿过并列的两个致动器102之间。
如图4所示，保护膜113在振动板109的第二面109b上。保护膜113例如由具有绝缘性的聚酰亚胺形成。保护膜113不局限于此，也可由树脂、陶瓷、金属(合金)等其他材料形成。所利用的树脂，例如是ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯或聚醚砜等塑料材料。所利用的陶瓷，例如是氧化锆、碳化硅、氮化硅，或钛酸钡等氮化物或氧化物。所利用的金属例如是铝、SUS或钛。
保护膜113的材料和振动板109的材料的杨氏模量差距很大。材料的杨氏模量和板厚影响板状部件的变形量。当施加一定的力时，杨氏模量越小，且板厚越薄，变形量越大。形成振动板109的SiO2的杨氏模量为80.6GPa，形成保护膜113的聚酰亚胺的杨氏模量是4GPa。振动板109和保护膜113的杨氏模量的差为76.6GPa。
保护膜113的厚度例如是4μm。优选保护膜113的厚度大致在1μm到50μm的范围内。保护膜113覆盖振动板109的第二面109b、公共电极106、布线电极108及压电体膜111。
排斥油墨膜116覆盖保护膜113的表面113a。排斥油墨膜116由具有斥液性的硅元素的斥液材料形成。此外，排斥油墨膜116也可由含氟有机材料等其他材料形成。排斥油墨膜116的厚度例如是1μm。排斥油墨膜116不覆盖公共电极端子部及布线电极端子部周围的保护膜113而使其露出。
如图4所示，油墨流路结构体300具有固定面301、油墨供给流路304和油墨回收流路305。油墨流路结构体300例如由不锈钢形成为矩形板状。油墨流路结构体300的厚度例如为4mm。油墨流路结构体300的固定面301例如以环氧连接剂与压力室结构体200的第二端面200b连接。
油墨流路结构体300的材料不限于不锈钢。油墨流路结构体300在考虑和喷墨板100的膨胀系数差且不影响油墨吐出压力产生的范围内，也可由陶瓷、树脂或金属(合金)等其他材料形成。所利用的陶瓷，例如是氧化铝陶瓷、氧化锆、碳化硅、氮化硅，或钛酸钡等氮化物或氧化物。所利用的树脂，例如是ABS、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯或聚醚砜等塑料材料。所利用的金属例如是铝或钛。
在油墨流路结构体300的一个端部有未图示的油墨供给口。油墨供给口例如通过导管那样的路径，与油墨罐501连接。油墨罐501容纳的油墨例如通过压力控制泵504向油墨供给口供给。
在油墨流路结构体300的另一个端部有未图示的油墨回收口。油墨供给口及油墨回收口的配置不限于油墨流路结构体300的两端。油墨供给口及油墨回收口例如可一起位于油墨流路结构体300的一个端部，也可位于油墨流路结构体300的中央部。
油墨回收口例如通过导管那样的路径，与油墨罐502连接。流入油墨回收口的油墨例如通过压力控制泵503向油墨罐502回收。
如图5所示，多个油油墨供给流路304是设置在固定面301的槽。油墨供给流路304沿着X方向平行延伸。油墨供给流路304的深度例如为1mm。油墨供给流路304一个端部与油墨供给口连接。因此，从油墨罐501供给到油墨供给口的油墨流入多个油墨供给流路304。
油墨回收流路305是设置在固定面301的槽。油墨回收流路305设置在各油墨供给流路304之间。油墨回收流路305沿着X方向与油墨供给流路304平行延伸。油墨回收流路305的深度例如为1mm。油墨回收流路305一个端部与油墨回收口连接。因此，流入油墨回收流路305的油墨通过回收口，被油墨罐502回收。
在本实施方式中，如图3、图4及图6所示，压力室结构体200具有夹着各个压力室201并在压力室201的两侧限制压力室201内的油墨流动的流动限制路径202、203及狭缝204、205。流动限制路径202、203与各压力室201对应，是从压力室结构体200的第一端面200a到第二端面200b在厚度方向形成的大致矩形的长孔。
在压力室201一侧面侧的流动限制路径202和压力室201之间形成狭缝204。同样，在压力室201另一侧面侧的流动限制路径203和压力室201之间形成狭缝205。狭缝204、205是从压力室结构体200的第一端面200a到第二端面200b在厚度方向上所形成的细槽。狭缝204、205将压力室201和流动限制路径202、203分别连通，具有窄于压力室201宽度的宽度。优选狭缝204、205的宽度设定为和喷嘴101的宽度大小相同。
如图4所示，油墨流路结构体300具有多个第一连接口307和多个第二连接口308。多个第一连接口307与油油墨供给流路304连通。多个第二连接口308与油墨回收流路305连通。第一及第二连接口307、308通过使压力室结构体200和油墨流路结构体300粘合而成。如图4所示，流动限制路径202的边和油墨供给流路304的边形成第一连接口307。并且，流动限制路径203的边和油墨回收流路305的边形成第二连接口308。形成第一连接口307的油墨供给流路304的边和形成第二连接口308的油墨回收流路305的边平行。
并且，该多个第一连接口307和多个第二连接口308分别与压力室结构体200的各流动限制路径202、203连通。在此，多个第一连接口307与压力室结构体200的各流动限制路径202连通。同样，多个第二连接口308与压力室结构体200的各流动限制路径203连通。
因此，流入油墨供给流路304的油墨通过第一连接口307，流入压力室结构体200的各流动限制路径202。并且，从各流动限制路径202通过狭缝204，流入压力室201。然后，压力室201的油墨穿过狭缝205，在各流动限制路径203侧流出，通过第二连接口308流出到油墨回收流路305。
接着，对致动器102所包含的压电体膜111的动作进一步说明。压电体膜111在相对于膜厚度正交的方向(面内方向，X、Y方向)上收缩或伸展。
若压电体膜111收缩，结合了压电体膜111的振动板109向使压力室201的容积增大的方向弯曲。伸展该压力室201的振动板109的弯曲促使压力室201内存积的油墨产生负压力。油墨通过产生的负压，从油墨流路结构体300流入压力室结构体200的各流动限制路径202。进一步，从各流动限制路径202通过狭缝204，供给到压力室201内。
若压电体膜111伸展，与压电体膜111结合的振动板109向使压力室201的容积减小的方向弯曲。该振动板109的向压力室201方向的弯曲促使压力室201内存积的油墨产生正压力。墨滴通过产生的正压，从喷嘴101吐出。墨滴的吐出方向为Z方向。当压力室201的容积增大或缩小时，喷嘴101附近的振动板109的一部分由于压电体膜111的变形而向油墨的吐出方向变形。换言之，使油墨吐出的致动器102以弯曲模式动作。
例如，上述喷墨头21例如进行如下印字(形成图像)。从油墨罐501向油墨流路结构体300的油墨供给口供给油墨。油墨穿过油墨供给流路304及第一连接口307，流入压力室结构体200的各流动限制路径202。进一步，从各流动限制路径202通过狭缝204，供给到压力室201。压力室201所供给的油墨供给到对应的喷嘴101内，在喷嘴101形成弯液面。通过压力控制泵503、504，喷墨打印机1对由油墨供给口所供给的油墨进行适当的负压，不使喷嘴101内的油墨漏出地保持在喷嘴101内部。
例如，通过使用者的操作，向控制部输入印字指示信号。接收印字指示的控制部经由布线电极108，向致动器102输出信号。换言之，控制部向布线电极108的电极部分108a施加驱动电压。由此，向压电体膜111施加与分极方向同方向(Z方向)的电场，致动器102在与电场方向正交的方向(X、Y方向)上伸缩。
致动器102夹着振动板109和保护膜113。因此，当致动器102在X、Y方向伸展时，对振动板109的压力室201侧施加凹形变形的力。相反，对保护膜113的压力室201侧施加凸形变形的力。
当致动器102在X、Y方向收缩时，对振动板109的压力室201侧施加凸形变形的力。并且，对保护膜113的压力室201侧施加凹形变形的力。
形成保护膜113的聚酰亚胺膜比形成振动板109的SiO2膜的杨氏模量小。因此，对相同的力，保护膜113的变形量大。当致动器102在X、Y方向伸展时，对喷嘴板100的压力室201侧凸形变形。由此，压力室201的容积缩小(对保护膜113的压力室201侧凸形变形的量大的原因)。
相反，当致动器102在X、Y方向收缩时，对喷嘴板100的压力室201侧凹形变形。由此，压力室201的容积扩大(对保护膜113的压力室201侧凹形变形的量大的原因)。
若振动板109变形，压力室201的容积增减，则压力室201的油墨产生压力变化。通过该压力变化，喷嘴101内的油墨吐出。
此时，狭缝403、404限制在压力室201被加压的油墨向流动限制路径401、402流出，从而防止从喷嘴101吐出的油墨的体积或吐出速度的降低。
振动板109和保护膜113的杨氏模量的差越大，向致动器102施加一定电压时的振动板109的变形量变大。因此，振动板109和保护膜113的杨氏模量的差越大，以更低的电压吐出油墨成为可能。
当振动板109和保护膜113的膜厚及杨氏模量相同时，即使向驱动电极102施加电压，振动板109和保护膜113施加向正相反方向相同变形量的力。因此，振动板109不变形。
此外，如上所述，不仅材料的杨氏模量，板厚度也影响板材的变形量。因此，当对振动板109和保护膜113的变形量付与差值时，不仅材料的杨氏模量，也要考虑各膜厚。即便振动板109和保护膜113的材料的杨氏模量相同，如果膜厚度不同，使驱动的电压变高，但能够吐出油墨。
油墨排出口在油墨回收流路305的端部开口。油墨排出口例如通过导管与油墨罐502连接。从喷嘴101未吐出的油墨从压力室201穿过狭缝205、流动限制路径203、第二连接口308及油墨回收流路305，通过油墨排出口排出到油墨罐502。这样，油墨在油墨罐501、油墨供给流路304、流动限制路径202、压力室201、流动限制路径203、油墨回收流路305、油墨罐502及油墨循环泵505之间循环。通过循环油墨，可保持喷墨头21和油墨的温度一定，从而抑制例如起因于热的油墨变质。
接着，说明喷墨头21的制造方法的一例。首先，在压力室201，流动限制路径202、203，狭缝204、205形成之前的压力室结构体200(硅片)的第一端面200a的全部区域形成作为振动板109的SiO2膜。该SiO2膜例如通过热氧化膜法成膜。此外，SiO2膜也可通过CVD法等其他方法成膜。
形成压力室结构体200的硅片是一枚大圆板。从该硅片在后切取多个压力室结构体200。此外，不限于此，也可由一枚矩形硅片形成一个压力室结构体200。
在喷墨头21的制造过程中，所述硅片进行反复加热及薄膜的成膜。因此，所述硅片具有耐热性，按照SEMI(Semiconductor Equipment andMaterials International：半导体制程设备)准则，并且通过镜面研磨进行平滑化。
接着，对振动板109的第二面109b进行形成公共电极106的金属膜的成膜。首先，使用溅射法依次形成Ti、Pt膜。Ti膜的厚度例如为0.45μm，Pt膜的厚度例如为0.05μm。此外，金属膜也可由蒸镀或镀金等其他制法形成。
在上述金属膜成膜后，通过图案化形成公共电极106。图案化通过在电极膜上制作蚀刻掩膜，并通过蚀刻除去蚀刻掩膜以外的电极材料来进行。
由于在公共电极106的电极部分106a的中心形成喷嘴101，因此，形成和电极部分106a的中心的同心圆的无电极膜的部分。通过图案化公共电极106，公共电极106的电极部分106a、布线部以及公共电极端子部之外，振动板109露出。
接着，在公共电极106上形成压电体膜111。压电体膜111例如通过RF(Radio-Frequency：射频)磁控溅射法，以350℃基板温度进行成膜。为了付与压电体膜111压电性，压电体膜111在成膜后进行500℃下三小时的热处理。由此，压电体膜111获得良好的压电性能。压电体膜111也可例如通过CVD(化学气相沉积法)、溶胶-凝胶法、AD法(气溶胶沉积法)、水热合成法等其他制法形成。压电体膜111通过蚀刻图案化。
由于在压电体膜111的中心形成喷嘴101，因此，形成和压电体膜111的同心圆的无压电体膜的部分。在无压电体膜111的部分，振动板109露出。压电体膜111覆盖公共电极106的电极部分106a。
接着，在压电体膜111的一部分和公共电极106的一部分上形成绝缘膜112。绝缘膜112可通过在低温成膜中能够实现良好绝缘性的CVD法形成。绝缘膜112在成膜后进行图案化。为了抑制由于图案加工的波动的不良状况，绝缘膜112仅覆盖压电体膜111的一部分。绝缘膜112覆盖压电体膜111以使不阻碍压电体膜111的变形量。
接着，在振动板109、压电体膜111及绝缘膜112上形成布线电极108的金属膜的成膜。该金属膜通过溅射法成膜。金属膜也可通过真空蒸镀或镀金等其他制法形成。
通过图案化上述金属膜，形成布线电极108。图案化通过在电极膜上制作蚀刻掩膜，并通过蚀刻除去蚀刻掩膜以外的电极材料来进行。
由于在布线电极108的电极部分108a的中心形成喷嘴101，因此，形成和布线电极108的电极部分108a的中心的同心圆的无电极膜的部分。布线电极108的电极部分108a覆盖压电体膜111。
接着，图案化振动板109的SiO2膜，形成喷嘴101的一部分。图案化通过在SiO2膜上制作蚀刻掩膜，并通过蚀刻除去蚀刻掩膜以外的SiO2膜来进行。
将感光性抗蚀剂涂敷在振动板109上后，蚀刻掩膜进行预烘，使用形成所希望的图案的掩膜露光、显像，进行后烘烤而成。
接着，在振动板109的第二面109b上通过旋转涂布法形成保护膜113。保护膜113也可通过例如CVD、真空蒸镀或镀金等其他制法形成。
接着，通过图案化保护膜113，形成喷嘴101。通过在保护膜113上设置连通振动板109上所设置的多个喷嘴101的一部分的多个孔，形成喷嘴101。进一步，通过图案化使公共电极端子部和布线电极端子部露出。
例如，通过旋转涂布法将含有聚酰亚胺前体的溶液成膜。通过烘烤进行热重合及溶剂除去来烧成成形该溶液。其后，在聚酰亚胺膜上制作蚀刻掩膜，通过将蚀刻掩膜以外的聚酰亚胺通过蚀刻除去，进行图案化。将感光性抗蚀剂涂敷在聚酰亚胺膜上后，蚀刻掩膜进行预烘，使用形成所希望的图案的掩膜露光、显像，进行后烘烤而成。
接着，在保护膜113上贴付盖带。盖带例如可为硅片的化学机械研磨(Chemical Mecanical Polishing：CMP)用的背面保护带。将贴付了盖带的压力室结构体200上下翻转，在压力室结构体200形成多个压力室201，流动限制路径202、203，狭缝204、205。通过图案化形成压力室201，流动限制路径202、203，狭缝204、205。
在作为硅片的压力室结构体200上制作蚀刻掩膜，使用硅基板专用的所谓垂直深掘干蚀刻，除去蚀刻掩膜以外的硅片。由此，形成压力室201，流动限制路径202、203，狭缝204、205。
上述蚀刻所用的SF6气体对振动板109的SiO2膜或保护膜113的聚酰亚胺膜不产生蚀刻作用。因此，形成压力室201的硅片的干式蚀刻的进行在振动板109终止。
此外，上述蚀刻也可通过使用药液的湿蚀刻法、或使用离子的干式蚀刻法等各种方法。可通过绝缘膜、电极膜、压电体膜等材料变化蚀刻方法或蚀刻条件。在各感光性抗蚀剂膜的蚀刻加工完成后，剩余的感光性抗蚀剂膜通过溶解液除去。
接着，在压力室结构体200连接油墨流路结构体300。通过在压力室结构体200贴付油墨流路结构体300，形成多个第一及第二连接口307、308。
接着，在保护膜113贴付盖带，覆盖公共电极端子部和布线电极端子部。盖带由树脂形成，并能够容易地从保护膜113装卸。盖带防止灰尘、后述的排斥油墨膜116附着在公共电极端子部及布线电极端子部。
接着，在保护膜113上形成排斥油墨膜116。排斥油墨膜116通过在保护膜113上旋转涂布液状的排斥油墨膜材料成膜。此时，从油墨供给口及油墨回收口注入正压空气。由此，从与油油墨供给流路304连接的喷嘴101排出正压空气。在这种状态下，若涂敷液体的排斥油墨膜材料，可抑制排斥油墨膜材料附着在喷嘴101内壁。形成排斥油墨膜116后，将盖带从保护膜113剥下。
通过上述工序制造喷墨头21。喷墨头21搭载在喷墨打印机1的内部。布线电极端子部例如经由挠性电缆连接控制部。进一步，将油墨流路结构体300的油墨供给口及油墨回收口与油墨罐501、502连接。
(作用/效果)
根据第一实施方式的喷墨打印机1，压力室结构体200具有夹着各个压力室201并在压力室201的两侧限制压力室201内的油墨流动的流动限制路径202、203及狭缝204、205。通过这种方式，在喷墨打印机1的动作时，流入油墨供给流路304的油墨通过第一连接口307，流入压力室结构体200的各流动限制路径202。进一步，从流动限制路径202穿过狭缝204，流入压力室201。然后，压力室201的油墨穿过狭缝205，在流动限制路径203侧流出，通过第二连接口308流出到油油墨回收流路305。因此，压力室201的油墨可经常流入替换。由此，即便在压力室201内产生气泡，气泡随着油墨从第二连接口308排出，因此，能够抑制气泡导致的油墨吐出不良。
另外，当致动器102对压力室201内的油墨加压并从喷嘴101吐出油墨时，狭缝204和狭缝205限制油墨从压力室201流出到流动限制路径202或流动限制路径203，以使致动器102挤出的油墨高效地从喷嘴101吐出。
进一步，通过油墨在压力室201内不停留地流动，喷嘴101附近的油墨也不绝地流入替换。通过这种方式，能够抑制由于喷嘴101内的油墨溶剂干燥而颜料凝结，颜料凝结物闭塞喷嘴101。
这样，由于气泡以及凝结的颜料导致的油墨不吐出被抑制，不再需要流入替换压力室201内的油墨的维护。因此，能够提高喷墨打印机1的运转效率，降低维护费用。
另外，通过向压力室201供给常新的油墨，能够保持压力室201内的油墨温度一定。即，喷墨头21抑制由于喷嘴板100的变形发热导致的温度上升。通过这种方式，能够抑制温度变化导致的油墨特性的变化。
[第二实施方式]
(构成)
图7显示第二实施方式。本实施方式是将第一实施方式(参照图1至图6)的喷墨头21的构成进行如下变更后的变形例。
即，本实施方式的喷墨头21设置使压力室结构体200的多个压力室201的油墨入口侧的多个流动限制路径202连通的油墨入口侧流动限制路径401。油墨入口侧流动限制路径401在每个压力室201分别形成狭缝403。然后，通过各狭缝403将油油墨入口侧流动限制路径401和各压力室201之间连通。
同样，设置使压力室结构体200的多个压力室201的油墨出口侧的多个流动限制路径203连通的油墨出口侧流动限制路径402。油墨出口侧流动限制路径402在每个压力室201分别形成狭缝404。然后，通过各狭缝404将油墨出口侧流动限制路径402和各压力室201之间连通。
(作用/效果)
本实施方式的喷墨头21设置使多个压力室201的油墨入口侧的多个流动限制路径202连通的油墨入口侧流动限制路径401，和使油墨出口侧的多个流动限制路径203连通的油墨出口侧流动限制路径402。通过这样的方式，能够简化压力室结构体200的构成，并能够使压力室结构体200的制造容易。
通过这种实施方式，能够提供防止气泡滞留压力室内部，并能够防止油墨吐出不良产生的喷墨头及喷墨记录装置。
虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
附图标记说明
1喷墨打印机、21喷墨头、100喷嘴板、101喷嘴、102致动器、106公共电极、106a电极部分、108布线电极、108a电极部分、109振动板、111压电体膜、112绝缘膜、113保护膜、116排斥油墨膜、200压力室结构体、201压力室、202流动限制路径、203流动限制路径、204狭缝、205狭缝、300油墨流路结构体、304油墨供给流路、305油墨回收流路、307连接口、308连接口、401油墨入口侧流动限制路径、402油墨出口侧流动限制路径、403狭缝、404狭缝、501油墨罐、502油墨罐、503、压力控制泵、504压力控制泵、505油墨循环泵。
Claims (10)
1.一种喷墨头，包括：
基板，在厚度方向上从一个端面到另一个端面形成有多个压力室；
喷嘴板，形成在所述基板的所述一个端面，覆盖各个所述压力室，并具有根据驱动信号而在所述基板的厚度方向上变形的致动器、和形成在各个所述致动器并与所述压力室连通的喷嘴；以及
油墨供给部件，与所述基板的所述另一个端面接合，具有与所述压力室连通的油墨供给路径，并密封所述基板的所述压力室的开口，
所述基板具有：
流动限制路径，以夹着各个所述压力室的方式与所述压力室各自对应地在所述厚度方向上从所述基板的所述一个端面到所述另一个端面形成于所述压力室的两侧，用于限制所述压力室内的油墨的流动；以及
狭缝，分别与所述压力室和所述流动限制路径连通，并具有窄于所述压力室的宽度的宽度。
2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述油墨供给部件还具有：与所述压力室的一侧面侧的所述流动限制路径连通的油墨流入部、和与所述压力室的另一侧面侧的所述流动限制路径连通的油墨流出部。
3.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述狭缝设定为与所述喷嘴的宽度相同大小的宽度。
4.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述狭缝分别与多个所述压力室的所述流动限制路径连通。
5.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述狭缝是在所述厚度方向上从所述基板的所述一个端面形成到所述另一个端面的槽。
6.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述流动限制路径是呈矩形的孔。
7.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述油墨供给部件还具有与多个所述压力室的一侧面侧的多个所述流动限制路径连通的油墨流入部。
8.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述油墨供给部件还具有与多个所述压力室的另一侧面侧的多个所述流动限制路径连通的油墨流出部。
9.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述压力室是圆形的孔。
10.一种喷墨记录装置，具有根据权利要求1至9中任一项所述的喷墨头。
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