CN110171205B - 喷墨头和喷墨打印机 - Google Patents
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Abstract
一种喷墨头和喷墨打印机,避免安装了驱动IC的柔性基板中的共用布线的复杂化和微细化,从而能够防止喷出特性的恶化的喷墨头。喷墨头(3)具备配置有多个元件(7)的头基板(10)、配置有驱动IC(8)的柔性基板(20)以及铺设有供给基准电位的第一基准电位布线(34)的打印基板(30)。头基板(10)具有铺设到边缘部(10b)的公共布线(16)。柔性基板(20)具有连接于公共布线(16)和第一基准电位布线(34)的公共连接布线(26)以及从公共连接布线(26)分开铺设且连接于驱动IC(8)和第一基准电位布线(34)的第二基准电位布线(24)。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及喷墨头以及喷墨打印机。
背景技术
喷墨头具备头基板,将形成有多个墨室的流路形成部件、形成有与各墨室连通的多个喷嘴的喷嘴板、与墨室对应的多个致动器等元件配置在头基板。
头基板经由柔性基板、中继基板、电缆等与打印控制部连接。驱动多个元件的驱动IC有时安装在柔性基板上。
基于来自打印控制部的指令,将驱动电力从驱动IC输出并供给至各元件。由此,多个元件发生变形、发热等而压力室内的墨水压力升高,墨水从喷嘴喷出。
供给驱动信号的单独布线和供给基准电位(接地电位)的公共布线(共用布线)连接到各元件。
公共布线以不经由柔性基板的方式通过其他路径进行铺设,或者通过柔性基板的驱动IC进行铺设。
当通过与柔性基板不同的路径铺设公共布线时,布线变得冗长且复杂。因此,容易受到噪声的影响,或者导致压降引起的喷出特性的变差。另外,布线连接作业变得繁杂。
当通过柔性基板的驱动IC铺设公共布线时,由于在公共布线中传播的噪声而发生驱动IC的故障。另外,公共布线变细,导致压降引起的喷出特性的变差。当将公共布线加粗时,驱动IC的安装面积变大,并且装置的小型化受到妨碍。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供喷墨头和喷墨打印机,避免安装有驱动多个元件的驱动IC的柔性基板中的共用布线的复杂化和微细化,能够防止喷出特性的恶化。
实施方式的喷墨头具备:头基板,配置有使墨水从喷嘴喷出的多个元件;柔性基板,配置有驱动所述元件的驱动IC,并且接合于所述头基板;以及打印基板,铺设有向所述元件和所述驱动IC供给基准电位的第一基准电位布线,并且接合于所述柔性基板,所述头基板具有从所述元件的每一个铺设到与所述柔性基板接合的边缘部的公共布线,所述柔性基板具有:公共连接布线,从与所述头基板接合的边缘部铺设到与所述打印基板接合的边缘部,并与所述公共布线和所述第一基准电位布线连接;以及第二基准电位布线,与所述公共连接布线分开铺设,并与所述驱动IC和所述第一基准电位布线连接。
实施方式的喷墨打印机具备上述喷墨头;墨水供给部,向所述喷墨头供给墨水;以及介质输送部,向所述喷墨头输送存储介质。
附图说明
图1是示出实施方式的喷墨头的电气电路的概要结构的图,其中图1的(a)是一般示例,图1的(b)是变形例。
图2是示出第一实施方式的喷墨头的图,其中图2的(a)示出接合前的状态,图2的(b)示出接合后的状态。
图3是示出第一实施方式的喷墨头的图,其中图3的(a)是图2的(b)的A-A剖视图,图3的(b)是图2的(b)的B-B剖视图,图3的(c)是图2的(b)的C部放大图,图3的(d)是图2的(b)的D部放大图,图3的(e)是图2的(b)的E部放大图。
图4是示出形成于链轮薄膜的柔性基板的图。
图5是示出第二实施方式的喷墨头的图,其中图5的(a)示出接合前的状态,图5的(b)示出接合后的状态。
图6是示出形成于链轮薄膜的柔性基板的图。
图7是示出第三实施方式的喷墨头的图。
图8是示出形成于链轮薄膜的柔性基板的图。
图9是示出第四实施方式的喷墨头的图。
附图标记说明
1:喷墨打印机;3、4、5、6:喷墨头;7:致动器(元件);8:驱动
IC;8T:输出晶体管;10:头基板;10a、10b、10c、10d:边缘部;11:单独布线;16:公共布线;20、20L、20R:柔性基板;20a、20b、20c、20d:边缘部;21:输出布线;22:输入布线;23:电源布线;24:接地布线(第二基准电位布线);25:输出监控布线;26、26L、26R:公共连接布线;30:中继基板(打印基板);30a:边缘部;32:输入布线;33:电源布线;34、34L、34R:接地布线(第一基准电位布线);35:输出监控布线;37:监控销;40、40L、40R:柔性基板;F:链轮薄膜;GND:基准电位;V1:驱动电位;V2:负电位。
具体实施方式
下面,参照附图,对实施方式的喷墨头和喷墨打印机进行说明。在各附图中,对相同的结构标注相同的附图标记。
〔第一实施方式〕
(喷墨头3)
图1是示出实施方式的喷墨头3的电气电路的概要结构的图,其中图1的(a)是一般示例,图1的(b)是变形例。
喷墨打印机1具备多个喷墨头3。另外,喷墨打印机1具备向喷墨头3供给墨水的墨水供给部、向喷墨头3输送存储介质的介质输送部、打印控制部等(均未图示)。
各喷墨头3具备多个致动器7、驱动IC8等。驱动IC8具备包括输出晶体管8T的驱动电路。
多个致动器(元件)7的一端连接到单独布线11,另一端连接到公共布线16。
单独布线11是单独与每个致动器7连接的布线,并连接到驱动IC8。公共布线16是与所有致动器7连接的共用布线,并且接地。即,各致动器7经由各自的单独布线11连接到驱动IC8的驱动电路,并且经由共用的公共布线16连接到基准电位GND(0V)。
驱动IC8的驱动电路选择性地将输出晶体管8T导通控制为驱动电位V1和基准电位GND。当驱动IC8的驱动电路将输出晶体管8T导通控制为驱动电位V1时,致动器7以驱动电位V1充电。当驱动IC8的驱动电路将输出晶体管8T导通控制为基准电位GND时,致动器7以基准电位GND放电。
图2是示出第一实施方式的喷墨头3的图,其中图2的(a)示出接合前的状态,图2的(b)示出接合后的状态。为了便于说明,对于柔性基板20和中继基板30,透过各基板将布线等进行图示。
图3是示出第一实施方式的喷墨头的图,其中图3的(a)是图2的(b)的A-A剖视图,图3的(b)是图2的(b)的B-B剖视图,图3的(c)是图2的(b)的C部放大图,图3的(d)是图2的(b)的D部放大图,图3的(e)是图2的(b)的E部放大图。为了便于说明,图3的(c)~图3的(e)仅将各布线进行图示。
喷墨头3具备头基板10、柔性基板20以及中继基板30。
头基板10配置有与墨室(未图示)对应的多个致动器7。柔性基板20和中继基板30接合到头基板10。
在下面的说明中,将头基板10的长边方向称为X方向或左右方向。将+X方向称为右侧,-X方向称为左侧。将-X方向上的端部(第一端)和+X方向上的端部(第二端)合称为两端。
将头基板10的短边方向称为Y方向或上下方向。将+Y方向称为上侧或输出侧,-Y方向称为下侧或输入侧。
将头基板10的厚度方向称为Z方向。将+Z方向称为正面,-Z方向称为背面。
另外,将电连接表示为连接,并将物理连接表示为接合。
头基板10、柔性基板20以及中继基板30在Y方向上依次接合。头基板10配置在+Y方向上,中继基板30配置在-Y方向上,并且在头基板10与中继基板30之间,并列地架设两个柔性基板20。
柔性基板20的输出侧的边缘部20a叠加在头基板10的输入侧的边缘部10b上。柔性基板20的输入侧的边缘部20b叠加在中继基板30的输出侧的边缘部30a上。
(头基板10)
头基板10是由硅或玻璃构成的硬质单面基板,并且平面形状为矩形。该头基板10具有多个致动器7。致动器7是压电元件(Piezoelectric element)。多个致动器7由MEMS(Micro Electro Mechanical Systems;微机电系统)形成,并配置于头基板10的表面10s。致动器7例如为1000个。
多个致动器7从左下侧向右上侧形成一列。沿左右方向并列配置有多列这种致动器7。形成一列的致动器7的数量例如为20个。致动器7的列数例如为50列。
另外,头基板10具有单独布线11和公共布线16。单独布线11和公共布线16与各致动器7连接。
单独布线11是在表面10s上从各致动器7并列铺设至输入侧的边缘部10b的多根布线。向单独布线11供给驱动电位V1或基准电位GND。
单独布线11的根数与致动器7的个数相同。单独布线11例如为1000根。
公共布线16在表面10s上,从各致动器7向输出侧的边缘部10a并列铺设。而且,与致动器7连接的各公共布线16在边缘部10a处一体地连接,并沿边缘部10a朝向左右两端铺设。进而,公共布线16从边缘部10a的左右两端沿左右侧的边缘部10c、10d铺设至边缘部10b。也就是说,公共布线16是一根布线,沿着除边缘部10b以外的边缘部10a、10c、10d铺设,进而从边缘部10a分支而铺设至各致动器7。
向公共布线16供给基准电位GND。
在头基板10的边缘部10b,公共布线16L、16R分别配置于左右两端。在该公共布线16L、16R彼此之间配置多根单独布线11。单独布线11沿边缘部10b分割为左右两侧部分而进行配置。例如,在边缘部10b的左侧和右侧各配置500根。
单独布线11沿边缘部10b分割为左右两侧部分而进行配置,因此在致动器7与边缘部10b之间,以相对于X方向倾斜的方式铺设。
单独布线11和公共布线16由镍、铝、金或它们的合金等形成。这些布线通过半导体工艺形成,因此导体的膜厚较薄。具体而言,单独布线11和公共布线16的线厚为0.4μm(参照图3的(a)、图3的(b))。
在边缘部10b处,单独布线11的线宽为20μm,布线间隔为20μm,配置间隔(间距)为40μm。公共布线16L、16R的线宽为0.8mm(参照图3的(c)、图3的(d))。
(柔性基板20)
柔性基板20是由聚酰亚胺等合成树脂膜构成的软质单面基板,并且平面形状为矩形。柔性基板20也被称为可挠性膜基板或柔性膜基板(FPD、Flexible Printed Circuit;挠性印刷电路)。左侧的柔性基板20L和右侧的柔性基板20R具有相同的形状和结构。
各柔性基板20具有一个驱动IC8。驱动IC8安装于柔性基板20的背面20t。驱动IC8在柔性基板20的中央部沿左右方向配置,并且各端子被树脂密封。
柔性基板20可以被认为是驱动IC8的封装,因此在将驱动IC8搭载于柔性基板20的密封状态下,也被称为TCP(带载体封装)或COF(覆晶薄膜)封装。
另外,各柔性基板20具有输出布线21、输入布线22、电源布线23、接地布线24、输出监控布线25以及公共连接布线26。
除公共连接布线26以外的布线与驱动IC8连接。即,输出布线21、输入布线22、电源布线23、接地布线24以及输出监控布线25与驱动IC8连接。
另一方面,公共连接布线26独立地铺设,而不与驱动IC8或其他布线连接。
输出布线21是在背面20t上从驱动IC8并列铺设至输出侧的边缘部20a的多根布线。输出布线21分别与设置在驱动IC8的背面的多个输出端子(未图示)连接。向输出布线21供给驱动电位V1或基准电位GND。
输出布线21的根数是单独布线11的根数的一半。输出布线21例如为500根。
输入布线22是在背面20t上从驱动IC8并列铺设至输入侧的边缘部20b的多根布线。输入布线22分别与设置在驱动IC8的背面的多个输入端子(未图示)连接。向输入布线22供给控制信号。
输入布线22的根数比输出布线21的根数少。输入布线22例如为50根。
电源布线23和接地布线24是在背面20t上沿左右方向横切驱动IC8的安装区域、且在左右两端侧以大致直角弯曲而并列铺设至边缘部20b的布线。即,电源布线23和接地布线24以包围输入布线22的输出侧和左右两侧的方式进行铺设。
电源布线23与设置在驱动IC8的背面的多个电源端子(未图示)连接。电源布线23被供给驱动电位V1。
接地布线(第二基准电位布线)24与设置在驱动IC8的背面的多个接地端子(未图示)连接。向接地布线24供给基准电位GND。
电源布线23和接地布线24分别为一根,电源布线23配置在输出侧、左右外侧,接地布线24配置在输入侧、左右内侧。
输出监控布线25是从驱动IC8铺设至输入侧的边缘部20b的两根布线。输出监控布线25与设置在驱动IC8的背面的多个输出端子(未图示)中的任意一个连接。也就是说,输出监控布线25与多根输出布线21中的任意一根连接。向输出监控布线25,供给由于驱动IC8而在驱动电位V1和基准电位GND之间变化的驱动波形。
输出监控布线25分别在左右侧各配置一根。各输出监控布线25从输出布线21的端部向输入侧引出,并从驱动IC8的安装区域朝向左右两端,进而以直角弯曲而铺设至边缘部20b。输出监控布线25配置在电源布线23的输出侧、左右外侧,并且相对于电源布线23并列铺设。
公共连接布线26是在背面20t上沿左右边缘部20c、20d在上下方向上铺设的两根布线。即,公共连接布线26L配置在最左边缘,公共连接布线26R配置在最右边缘。而且,公共连接布线26L、26R铺设成直接连接边缘部20b和边缘部20a而不与驱动IC8等连接。向公共连接布线26供给基准电位GND。
接地布线24和公共连接布线26彼此间隔开。换言之,接地布线24和公共连接布线26分别独立地连接到中继基板30,并在中继基板30处连接。
在柔性基板20的边缘部20b排列有多根输入布线22,在多根输入布线22的外侧进一步铺设接地布线24,进而在接地布线24的外侧铺设电源布线23。柔性基板20是单面基板,因此柔性基板上的布线不能跨越其他布线。
然而,在柔性基板20中,公共连接布线26和驱动IC8分离,因此输出监控布线25的路径可以铺设成以输出布线21中的任意一根为起点,通过公共连接布线26与电源布线23之间,并以不跨越其他布线的方式到达边缘部20b。
需要说明的是,不限于在接地布线24的外侧铺设电源布线23的情况,也可以是在电源布线23的外侧铺设接地布线24的情况。
输出布线21、输入布线22、电源布线23、接地布线24、输出监控布线25以及公共连接布线26由铜形成。这些布线通过在聚酰亚胺薄膜上使用粘接剂,或者通过电解层压之后进行图案化而形成。因此,与头基板10的各布线(单独布线11、公共布线16)相比,导体厚度较厚。输出布线21至公共连接布线26的各布线的线厚为8μm(参照图3的(a)、图3的(b))。
在边缘部20a处,输出布线21的配置间隔(间距)为40μm,与单独布线11的配置间隔(间距)相同。另外,输出布线21的线宽为18μm,比单独布线11的线宽小,并且布线间隔为22μm,比单独布线11的布线间隔大(参照图3的(d))。
柔性基板20的导体(各布线)具有的厚度约为头基板10的导体厚度的20倍,因此与头基板10的导体相比薄层电阻非常低。若减小薄层电阻高的头基板10的导体宽度(线宽),则布线电阻大幅增加,与此相对,即使减小薄层电阻低的柔性基板20的导体宽度(线宽),对电阻增加的影响也较小。通过将即使导体的宽度变窄对电阻增加的影响也较小的聚酰亚胺薄膜侧的输出布线21的导体宽度变窄至18μm,其布线间隔扩大至22μm,从而抑制电阻增加,同时即使连接时产生偏差也不易引起绝缘不良。
公共连接布线26的线宽为0.4mm,是公共布线16L、16R的线宽的一半(参照图3的(c))。
柔性基板20的导体(各布线)具有的厚度约为头基板10的导体厚度的20倍,因此与头基板10的导体相比薄层电阻非常低。若减小薄层电阻高的头基板10的导体宽度(线宽),则布线电阻大幅增加,与此相对,即使减小薄层电阻低的柔性基板20的导体宽度(线宽),对电阻增加的影响也较小。通过将即使导体的宽度变窄对电阻增加的影响也较小的聚酰亚胺薄膜侧的公共连接布线26的导体宽度设为0.4mm,能够抑制电阻增加,同时抑制聚酰亚胺薄膜在X方向上的长度。由此,能够提高柔性基板20和头基板10的接合作业性,抑制制造成本,且抑制薄膜的成本。
在边缘部20b处,输入布线22的线宽为0.15mm,布线间隔为0.15mm,配置间隔(间距)为0.3mm。输出监控布线25的线宽为100μm。电源布线23、接地布线24、公共连接布线26的线宽为0.4mm(参照图3的(e))。
在柔性基板20的边缘部20a,公共连接布线26L、26R配置在左右两端。在边缘部20a的中央部配置多根输出布线21。
由此,当柔性基板20L与头基板10的边缘部10b的左侧接合时,公共连接布线26L与公共布线16L连接,输出布线21分别与单独布线11连接(连接部位)。
另外,当柔性基板20R与头基板10的边缘部10b的右侧接合时,公共连接布线26R与公共布线16R连接,输出布线21分别与单独布线11连接(连接部位)。
柔性基板20和头基板10经由各向异性导电膜(ACF、Anisotropic ConductiveFilm)连接。ACF配置在柔性基板20的背面20t的边缘部20a与头基板10的表面10s的边缘部10b之间。
当将ACF夹在柔性基板20与头基板10之间并用加热器等进行热压接时,柔性基板20和头基板10接合,进而,各布线彼此电连接。例如,公共布线16L、16R和公共连接布线26L、26R电连接。
在不能忽略热压接时柔性基板20的延伸的情况下,也可以在连接前的状态下将配置间隔(间距)形成为比40μm窄,并在连接后使配置间隔(间距)成为40μm。
在柔性基板20的边缘部20b,公共连接布线26L、26R配置在左右两端。在边缘部20b的中央部配置多根输入布线22。进而,在公共连接布线26L与输入布线22之间,配置输出监控布线25、电源布线23、接地布线24。同样地,在公共连接布线26R与输入布线22之间配置输出监控布线25、电源布线23、接地布线24。
(中继基板30)
中继基板(打印基板)30是由含玻璃纤维的环氧树脂层和铜布线层层压多层而成的硬质通孔基板,并且平面形状为矩形。
中继基板30具有电子部件和连接器(均未图示)。另外,中继基板30具有输入布线32、电源布线33、接地布线34、输出监控布线35。
输入布线32、电源布线33以及接地布线34与连接器连接。
输出监控布线35与竖立设置在中继基板30的表面30s上的监控销37连接。
输入布线32是从输出侧的边缘部30a向连接器并列铺设的多根布线。输入布线32在边缘部30a处露出到表面30s,并在除边缘部30a以外的位置处配置于内层。
输入布线32的根数与输入布线22的根数(例如50根×2)相同。单独布线11例如为100根。
针对驱动IC8的控制信号从打印控制部通过串行通信输入(供给)到输入布线32。也就是说,用于控制致动器7的控制信号经由连接器等从打印控制部输入(供给)到输入布线32。
电源布线33和接地布线34是从边缘部30a向连接器并列铺设的布线。电源布线33在边缘部30a处露出到表面30s,并在除边缘部30a以外的位置处配置于内层。接地布线(第一基准电位布线)34在边缘部30a处露出到表面30s。
电源布线33在边缘部30a处分支为四根。电源布线33在边缘部30a的左侧和右侧各配置两根。
用于驱动致动器7的驱动电位V1经由连接器等从电源部(参照图2的(b))供给至电源布线33。
接地布线34在边缘部30a处分支为六根。接地布线34在边缘部30a的左侧和右侧各配置两根。进而,接地布线34分别在边缘部30a的左右两端各配置一根(接地布线34L、34R)。
在边缘部30a的左右侧,两根接地布线34并列铺设在两根电源布线33的内侧。在边缘部30a的左右两端,接地布线34L、34R并列铺设在电源布线33的外侧。
使致动器7放电的基准电位GND经由连接器从电源部供给至接地布线34。
输出监控布线35是从边缘部30a铺设至四个监控销37的四根布线。四个监控销37配置在中继基板30的表面30s的任意位置。在喷墨头3中,有时需要根据墨水的特性调整驱动波形。此时,可以通过将示波器等测量仪器(未图示)连接到四个监控销37来确认驱动波形。
输出监控布线35在边缘部30a处露出到表面30s,并在除边缘部30a以外的位置处配置于内层。
在边缘部30a,输出监控布线35铺设在电源布线33的外侧。在边缘部30a的中央,并列配置两根输出监控布线35。在边缘部30a的左右两端,输出监控布线35并列铺设在接地布线34L、34R与电源布线33之间。
输入布线32、电源布线33、接地布线34、输出监控布线35由铜形成。输入布线32至输出监控布线35的各布线的线厚为35μm(参照图3的(a)、图3的(b))。与柔性基板20的导体相比,中继基板30的导体(各布线)的线厚较厚。
在边缘部30a,输入布线32的配置间隔(间距)为0.3mm,与单独布线11的配置间隔(间距)相同。输入布线32的线宽为0.1mm,比输入布线22的线宽小,并且布线间隔为0.2mm,比输入布线22的布线间隔大(参照图3的(e))。
中继基板30的导体(各布线)具有的厚度约为柔性基板20的导体厚度的4倍,因此与头基板10的布线相比薄层电阻非常低。因此,即使减小中继基板30的导体宽度(线宽),对电阻增加的影响也较小。
将即使导体宽度变窄对电阻增加的影响也较小的中继基板侧的输入布线32的导体宽度设为0.1mm,比输入布线22的导体宽度0.15mm窄。通过将输入布线32的布线间隔扩大至0.2mm,从而抑制电阻增加,同时即使连接时产生偏差也不易引起绝缘不良。
也就是说,与上述头基板10的单独布线11和柔性基板20的输出布线21的关系相同。
在连接薄层电阻不同的两个布线基板时,将薄层电阻大的一侧的基板(第一布线基板)上的布线(第一布线)的线宽和布线间隔设定为1∶1,并且即使薄层电阻较小一侧的基板(第二布线基板)上的布线(第二布线)具有与第一布线相同的间距,也将线宽设定为比布线间隔窄。通过这种方式,可以抑制电阻增加,同时可以得到即使连接时产生偏差也不易引起绝缘不良的连接。
在边缘部30a,电源布线33、接地布线34的线宽为0.4mm。输出监控布线35的线宽为100μm。
在中继基板30的边缘部30a中,从左侧朝向中央依次配置有接地布线34L、输出监控布线35、电源布线33、接地布线34、多根输入布线32、接地布线34、电源布线33、输出监控布线35。
另外,在中继基板30的边缘部30a中,从右侧朝向中央依次配置有接地布线34R、输出监控布线35、电源布线33、接地布线34、多根输入布线32、接地布线34、电源布线33、输出监控布线35。
由此,当柔性基板20L与中继基板30的边缘部30a的左侧接合时,各布线彼此连接。即,输入布线32与输入布线22连接,电源布线33与电源布线23连接,接地布线34与接地布线24连接,输出监控布线35与输出监控布线25连接。接地布线34L分别与柔性基板20L的公共连接布线26L连接(连接部位)。
另外,当柔性基板20R与中继基板30的边缘部30a的右侧接合时,各布线彼此连接。即,输入布线32与输入布线22连接,电源布线33与电源布线23连接,接地布线34与接地布线24连接,输出监控布线35与输出监控布线25连接。接地布线34R分别与柔性基板20R的公共连接布线26R连接(连接部位)。
中继基板30和两块柔性基板20经由ACF连接。ACF设置在中继基板30的表面30s的边缘部30a与柔性基板20的背面20t的边缘部20b之间。
当将ACF夹在中继基板30的边缘部30a与柔性基板20的边缘部20b之间并用加热器等进行热压接时,中继基板30和两块柔性基板20接合,进而,各布线彼此电连接。例如,公共连接布线26L、26R与接地布线34L、34R电连接。
图4是示出形成于链轮薄膜F的柔性基板20的图。为了便于说明,将柔性基板20透过合成树脂膜进行图示。
柔性基板20与由聚酰亚胺等合成树脂构成的链轮薄膜F相连而形成。多个柔性基板20在形成于链轮薄膜F的状态下,被供给(输送)到喷墨头3的组装工位等。
在从链轮薄膜F切取各个柔性基板20时,切割柔性基板20的外周(图4的虚线)。由此,作为柔性基板20(20L、20R),能够与头基板10等接合。
如此,喷墨头3能够避免在安装有驱动致动器7的驱动IC8的柔性基板20上的共用布线(接地布线24、公共连接布线26)的复杂化和细线化。因此,能够实现不易受噪声影响、能够防止喷出特性变差的喷墨打印机1。
另外,如上所述,形成于喷墨头3的头基板10的公共布线16的线厚(导体厚度)为0.4μm、极薄。公共布线16与单独布线11不同,聚集了所有致动器7的驱动电流,因此流过较大的电流。因此,公共布线16的线宽(导体宽度)需要是单独布线11的线宽(导体宽度)的80倍。因此,在边缘部10b配置有两根线宽为0.8mm的公共布线16。
形成于柔性基板20的公共连接布线26的线厚为8μm,并且具有的厚度是公共布线16的厚度的20倍。因此,关于公共连接布线26,即使线宽是公共布线16的线宽(0.8m)的一半(0.4m),由于导体截面积大,因此也具有足够低的电阻。
当头基板10和柔性基板20的接合在左右方向上发生位置偏移时,公共布线16和公共连接布线26的一部分彼此连接,该连接部位的电阻有可能变高。
当公共布线16和公共连接布线26的连接部位的电阻较大时,致动器7的驱动电压降低、墨水喷出的稳定性受损,或者公共布线16发热、耐久性受损。
在喷墨头3中,线宽小的公共连接布线26重叠并连接到线宽大的公共布线16。因此,公共连接布线26可靠地配置在公共布线16的线宽范围内。导体截面积大、电阻低的公共连接布线26,与导体截面积小、电阻高(或相等)的公共布线16完全连接,因此能够避免连接部位的电阻上升。
因此,头基板10和柔性基板20接合时的对位精度没有变高,从而能够容易地进行接合。
在喷墨头3中,在中继基板30上铺设仅向致动器7供给基准电位GND的接地布线34L、34R。因此,在接地布线34L、34R上设置开关等,能够任意控制向致动器7供给的基准电位。
例如,如图1的(b)所示,可以切换开关,向致动器7供给负电位V2。由此,能够对致动器7进行极化处理。
另外,也可以通过使电位V2可变,调节向致动器7施加的偏置电压。
在喷墨头3中,在柔性基板20上,分别独立地设置向致动器7供给基准电位的公共连接布线26和向驱动IC8供给基准电位的接地布线24。由此,能够在驱动IC8的输出布线21与公共连接布线26之间铺设输出监控布线25。输出监控布线25与驱动IC8的多个输出端子中的任意一个连接,并与中继基板30的输出监控布线35连接。
由此,能够在中继基板30上确认驱动IC8的输出波形。换言之,不需要像以往那样在柔性基板20上确认驱动IC8的输出波形。
因此,在喷墨头3的开发时或故障分析时,能够容易地确认驱动IC8的输出波形。
〔第二实施方式〕
(喷墨头4)
图5是示出第二实施方式的喷墨头4的图,其中图5的(a)示出接合前的状态,图5的(b)示出接合后的状态。为了便于说明,对于柔性基板40和中继基板30,透过基板将布线等进行图示。
对与第一实施方式的喷墨头3相同的部件等,标注相同的附图标记,并省略其说明。
喷墨头4具备头基板10、柔性基板40以及中继基板30。在头基板10与中继基板30之间,并列地架设两个柔性基板40。
(柔性基板40)
柔性基板40具有与柔性基板20大致相同的结构。
左侧的柔性基板40L不具有公共连接布线26R,右侧的柔性基板40R不具有公共连接布线26L。即,从柔性基板20切取公共连接布线26R后得到的是柔性基板40L,从柔性基板20切取公共连接布线26L后得到的是柔性基板40R。
图6是示出形成于链轮薄膜F的柔性基板40的图。为了便于说明,将柔性基板40透过合成树脂膜进行图示。
柔性基板40与由聚酰亚胺等合成树脂构成的链轮薄膜F相连而形成。多个柔性基板40在形成于链轮薄膜F的状态下,被供给(输送)到喷墨头4的组装工位等。
形成于链轮薄膜F的柔性基板40具有与第一实施方式的柔性基板20相同的结构。也就是说,形成于链轮薄膜F的柔性基板40具有两根公共连接布线26。
当从链轮薄膜F切取各个柔性基板40R时,将公共连接布线26L切割残留在链轮薄膜F上(图6的虚线)。也就是说,从柔性基板40去除公共连接布线26L。由此,作为柔性基板40R,能够与头基板10等接合。
另外,当从链轮薄膜F切取各个柔性基板40L时,将公共连接布线26R切割残留在链轮薄膜F上(图6的虚线)。也就是说,从柔性基板40去除公共连接布线26R。由此,作为柔性基板40L,能够与头基板10等接合。
喷墨头4起到与喷墨头3相同的作用效果。即,能够避免在安装有驱动致动器7的驱动IC8的柔性基板40上的共用布线(接地布线24、公共连接布线26)的复杂化和细线化。因此,能够实现能够防止喷出特性变差的喷墨打印机1。
进而,喷墨头4可以实现制造效率的提高。即,当从链轮薄膜F切取各个柔性基板40时,使切割线不同。由此,能够从形成有多个相同结构的柔性基板40的链轮薄膜F切割出柔性基板40L、40R。
因为仅使切割线不同,所以制造效率提高。不需要制造多种基板,因此可以降低成本。
如上所述,在喷墨头4中,柔性基板40L不具有公共连接布线26R,右侧的柔性基板40R不具有公共连接布线26L。因此,与第一实施方式相比,两块柔性基板40的宽度变小。
由此,在头基板10中,能够将分割为左右两部分的多根单独布线11靠近中央部而配置。即,能够形成为使得单独布线11进一步沿上下方向进行铺设。
当将单独布线11相对于X方向倾斜地铺设时,各单独布线11的电阻变得不均匀,或者绝缘可靠性降低。进而,这也成为头基板10的成品率下降的原因。
在喷墨头4中,通过在左右方向上使两块柔性基板40接近地配置,能够将单独布线11形成为直线状。可以将单独布线11以沿X方向的方式形成。由此,各单独布线11的电阻变得均匀,绝缘可靠性提高,并且能够提高头基板10的成品率。
〔第三实施方式〕
(喷墨头5)
图7是示出第三实施方式的喷墨头5的图。为了便于说明,对于柔性基板40和中继基板30,透过基板将布线等进行图示。
对与第一、第二实施方式的喷墨头3、4相同的部件等,标注相同的附图标记,并省略其说明。
喷墨头5具备头基板10、柔性基板40以及中继基板30。在头基板10与中继基板30之间,并列地架设三个柔性基板40L、40C、40R。
(柔性基板40)
左侧的柔性基板40L不具有公共连接布线26R,右侧的柔性基板40R不具有公共连接布线26L。中央的柔性基板40C不具有公共连接布线26。即,从柔性基板20切取两块公共连接布线26后得到的是柔性基板40C。
图8是示出形成于链轮薄膜F的柔性基板40的图。为了便于说明,将柔性基板40透过合成树脂膜进行图示。
柔性基板40与链轮薄膜F相连而形成。形成于链轮薄膜F的柔性基板40具有两根公共连接布线26。
当从链轮薄膜F切取各个柔性基板40R时,将公共连接布线26L切割残留在链轮薄膜F上(图8的虚线)。从柔性基板40去除公共连接布线26L。由此,作为柔性基板40R,能够与头基板10等接合。
当从链轮薄膜F切取各个柔性基板40C时,将公共连接布线26L、26R切割残留在链轮薄膜F上(图8的虚线)。从柔性基板40去除公共连接布线26L、26R。由此,作为柔性基板40C,能够与头基板10等接合。
喷墨头5起到与喷墨头3、4相同的作用效果。即,能够避免在安装有驱动致动器7的驱动IC8的柔性基板40上的共用布线(接地布线24、公共连接布线26)的复杂化和细线化。因此,能够实现不易受噪声影响、能够防止喷出特性变差的喷墨打印机1。
进而,喷墨头5可以与喷墨头4同样地实现制造效率的提高。即,当从链轮薄膜F切取各个柔性基板40时,使切割线不同。由此,能够从形成有多个相同结构的柔性基板40的链轮薄膜F切割出柔性基板40L、40C、40R。
因为仅使切割线不同,所以制造效率提高。不需要制造多种基板,因此可以降低成本。
在喷墨头5中,柔性基板40L不具有公共连接布线26R,右侧的柔性基板40R不具有公共连接布线26L,柔性基板40C不具有公共连接布线26。
由此,喷墨头5与喷墨头4同样地,能够形成为使得单独布线11进一步沿上下方向进行铺设。因此,各单独布线11的电阻变得均匀,绝缘可靠性提高,并且能够提高头基板10的成品率。
〔第四实施方式〕
(喷墨头6)
图9是示出第四实施方式的喷墨头6的图。为了便于说明,对于柔性基板20和中继基板30,透过基板将布线等进行图示。
对与第一~第三实施方式的喷墨头3~5相同的部件等,标注相同的附图标记,并省略其说明。
喷墨头6具备头基板10、柔性基板20以及中继基板30。在头基板10与中继基板30之间,架设一个柔性基板20。
喷墨头6起到与喷墨头3~5相同的作用效果。即,能够避免在安装有驱动致动器7的驱动IC8的柔性基板20上的共用布线(接地布线24、公共连接布线26)的复杂化和细线化。因此,能够实现不易受噪声影响、能够防止喷出特性变差的喷墨打印机1。
在上述各实施方式中,不限于在一块柔性基板上安装一个驱动IC8的情况。在一块柔性基板上也可以安装两个以上的驱动IC8。此时,两个以上的驱动IC8沿左右方向串联配置。
使墨水从喷嘴喷出的元件不限于由压电元件(Piezoelectric element)构成的致动器7。元件也可以是加热器(热方式)或电磁线圈(阀门方式)。
各基板不限于长方形的情况,也可以是平行四边形或梯形等。各布线不限于以直线状铺设或平行地铺设的情况,可以根据需要进行各种变更。
本发明的实施方式是作为示例而提出的,并非旨在限定发明的范围。这些新实施方式能够以其他各种方式实施,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包函在发明的范围和宗旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。
Claims (9)
1.一种喷墨头,具有:
头基板,配置有使墨水从喷嘴喷出的多个元件;
柔性基板,配置有驱动所述元件的驱动IC,并且接合于所述头基板;以及
打印基板,铺设有向所述元件和所述驱动IC供给基准电位的第一基准电位布线,并且接合于所述柔性基板,
所述头基板具有从所述元件的每一个铺设到与所述柔性基板接合的边缘部的公共布线,
所述柔性基板具有:
公共连接布线,从与所述头基板接合的边缘部铺设到与所述打印基板接合的边缘部,并与所述公共布线和所述第一基准电位布线连接;以及
第二基准电位布线,与所述公共连接布线分开铺设,并与所述驱动IC和所述第一基准电位布线连接,
所述公共布线配置在与所述柔性基板接合的边缘部的两端,
所述公共连接布线配置在与所述头基板接合的边缘部和与所述打印基板接合的边缘部各自的两端侧。
2.根据权利要求1所述的喷墨头,其中,
多个所述柔性基板并列接合于所述头基板和所述打印基板,
所述公共连接布线中配置在最靠近两端侧的公共连接布线与所述公共布线和所述第一基准电位布线连接。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨头,其特征在于,
所述打印基板是硬质通孔基板,并且所述打印基板的平面形状为矩形。
4.根据权利要求1或2所述的喷墨头,其特征在于,
所述打印基板具有电子部件和连接器。
5.根据权利要求1或2所述的喷墨头,其特征在于,
所述柔性基板和所述头基板经由各向异性导电膜连接。
6.根据权利要求1或2所述的喷墨头,其特征在于,
在所述头基板与所述打印基板之间,并列地架设两个柔性基板。
7.根据权利要求1或2所述的喷墨头,其特征在于,
在所述头基板与所述打印基板之间,并列地架设三个柔性基板。
8.一种喷墨打印机,具备:
权利要求1至7中任一项所述的喷墨头;
墨水供给部,向所述喷墨头供给墨水;以及
介质输送部,向所述喷墨头输送记录介质。
9.根据权利要求8所述的喷墨打印机,其特征在于,
所述喷墨打印机还具备打印控制部。
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