CN114643783A - 头芯片、液体喷射头和液体喷射记录装置 - Google Patents
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Abstract
提供能够确保电可靠性并提高耐久性的头芯片、液体喷射头和液体喷射记录装置。本公开的一个形态所涉及的头芯片(50)具备沿Z方向延伸的吐出通道(61)和非吐出通道(62)沿X方向交替地排列的促动器板(53)和具有与吐出通道(61)内连通的喷嘴孔并与促动器板(53)相向的喷嘴板。非吐出通道(62)终止于相对于促动器板(53)的下端面分离的位置处。吐出通道(61)在促动器板(53)的下端面上开口。
Description
技术领域
本公开涉及头芯片、液体喷射头和液体喷射记录装置。
背景技术
搭载于喷墨打印机的喷墨头通过搭载于喷墨头的头芯片将墨水吐出至被记录介质。头芯片具备:促动器板,其形成有吐出通道和非吐出通道;和喷嘴板,其具有与吐出通道连通的喷嘴孔。吐出通道和非吐出通道隔着驱动壁而交替地排列(例如,参照下述专利文献1)。
在头芯片中,为了使墨水吐出,将电压施加至形成于驱动壁的电极之间,使驱动壁发生厚度滑动变形。由此,吐出通道内的容积变化,从而吐出通道内的墨水通过喷嘴孔吐出。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-122553号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,关于头芯片,存在由于促动器板和喷嘴板的表面性状偏差或贴合不良等,微小间隙无意地形成于促动器板与喷嘴板之间的可能性。假设如果吐出通道内的墨水通过微小间隙流入至非吐出通道内,则存在形成于非吐出通道的内表面的电极由于墨水而腐蚀或短路的可能性。
本公开提供能够确保电可靠性并提高耐久性的头芯片、液体喷射头和液体喷射记录装置。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本发明采用以下的形态。
(1)本发明的一个形态所涉及的头芯片具备沿第一方向延伸的喷射通道和非喷射通道沿与前述第一方向交叉的第二方向交替地排列的促动器板和具有与前述喷射通道内连通的喷射孔并与前述促动器板相向的喷射孔板,前述非喷射通道终止于相对于前述促动器板中的与前述喷射孔板的对置面分离的位置处,前述喷射通道在前述对置面上开口。
依据本形态,非喷射通道不在对置面上开放,因而能够抑制喷射通道内的液体通过无意地形成于促动器板的对置面与喷射孔板之间的微小间隙进入至非喷射通道内。
因此,能够提供抑制在非喷射通道的内表面形成的电极腐蚀或短路、电可靠性优异、谋求耐久性的提高的头芯片。另外,能够缓和促动器板的对置面所要求的表面性状,因而能够谋求制造效率的提高或成品率的提高。
(2)在上述(1)的形态所涉及的头芯片中,优选的是,在前述促动器板与前述喷射孔板之间配置有形成有使前述喷射通道内和前述喷射孔内分别连通的连通路的中间板。
依据本形态,非喷射通道不在对置面上开放,因而能够较大地确保第二方向上的连通路的尺寸。因此,容易容许例如在喷射孔和连通路之间或在喷射通道和连通路之间的在第二方向上的位置偏移。因此,能够确保在喷射孔和连通路之间或在喷射通道和连通路之间的连通部分的流路截面面积。
(3)在上述(2)的形态所涉及的头芯片中,优选的是,具备与前述促动器板中的除了前述对置面以外的面相向的流路部件,前述流路部件具备与多个前述喷射通道连通的入口流路和与多个前述连通路统一地连通的出口流路。
依据本形态,能够较大地确保第二方向上的连通路的尺寸,因而容易确保连通路的流路截面面积。在此情况下,能够使流动于连通路的液体的流量增加,因而能够谋求抑制在喷射孔处的气泡堵塞或增加通过喷射孔的液体的喷射量。另外,容易使例如在液体喷射时在一个喷射通道内产生的压力变动在连通路内散逸。因此,即使是多个喷射通道通过出口流路连通的情况,也能够抑制在一个喷射通道内产生的压力变动通过连通路和出口流路传播至其它喷射通道的所谓的串扰。
另一方面,能够较大地确保第二方向上的连通路的尺寸,因而能够确保连通路的流路截面面积并同时抑制中间板的厚度(第一方向的尺寸)。因此能够使在液体喷射时在喷射通道内产生的压力变动有效地传播直至喷射孔。
其结果是,能够使喷射性能提高。
(4)在上述(1)的形态所涉及的头芯片中,优选的是,前述对置面是前述促动器板中的朝向前述第一方向的面,具备沿前述促动器板中的从前述第一方向观察与前述第二方向交叉的厚度方向叠合的流路部件,前述流路部件具备:循环路,其形成于在前述第一方向上位于前述非喷射通道与前述对置面之间的部分,与前述喷射通道内分别连通;入口流路,其形成于相对于前述循环路在前述第一方向上位于与前述对置面侧相反的一侧的部分,与前述喷射通道内连通;以及出口流路,其与多个前述循环路统一地连通。
依据本形态,非喷射通道不在对置面上开放,因而能够较大地确保第二方向上的循环路的尺寸,容易确保循环路的流路截面面积。在此情况下,能够使流动于循环路的液体的流量增加,因而能够谋求抑制在喷射孔处的气泡堵塞或增加通过喷射孔的液体的喷射量。另外,容易使例如在液体喷射时在一个喷射通道内产生的压力变动在循环路内散逸。因此,即使是多个喷射通道通过出口流路连通的情况,也能够抑制在一个喷射通道内产生的压力变动通过循环路和出口流路传播至其它喷射通道的所谓的串扰。
另一方面,能够较大地确保第二方向上的循环路的尺寸,因而能够确保循环路的流路截面面积并同时抑制中间板的厚度(第一方向的尺寸)。因此,能够使在液体喷射时在喷射通道内产生的压力变动有效地传播直至喷射孔。
其结果是,能够使喷射性能提高。
(5)在上述(4)的形态所涉及的头芯片中,优选的是,前述循环路的流路截面面积随着从前述喷射通道离开而增加。
依据本形态,能够缓缓地增大循环路的流路截面面积,因而能够谋求抑制在喷射孔处的气泡堵塞或增加通过喷射孔的液体的喷射量。
另外,容易使例如在液体喷射时在一个喷射通道内产生的压力变动在循环路内散逸,因而能够抑制串扰。
(6)在上述(4)或(5)的形态所涉及的头芯片中,优选的是,前述非喷射通道中的前述对置面侧的端面形成为沿随着在前述第一方向上朝向前述对置面而在前述厚度方向上从前述流路部件离开的方向延伸的倾斜面。
依据本形态,容易确保在促动器板中的叠合于流路部件的面上位于非喷射通道的端面与对置面之间的部分的面积。因此,能够较大地确保循环路的流路截面面积。由此,能够使液体在头芯片内的循环流量增加,因而能够谋求抑制在喷射孔处的气泡堵塞或增加通过喷射孔的液体的喷射量。
另外,容易使例如在液体喷射时在一个喷射通道内产生的压力变动在循环路内散逸,因而能够抑制串扰。
(7)在上述(4)至(6)的任一个形态所涉及的头芯片中,优选的是,前述循环路在前述流路部件中的位于前述第一方向上的前述非喷射通道与前述对置面之间的部分中设置于从前述对置面离开的位置。
依据本形态,在流路部件中的朝向第一方向的端面上,循环路不开放,因而流路部件的端面的整体成为平坦的连续面。因此,变得容易确保流路部件的端面中的与喷射孔板接合的面积,能够确保接合强度。其结果是,容易确保头芯片的耐久性。
(8)在上述(1)至(7)的任一个形态所涉及的头芯片中,优选的是,前述非喷射通道中的前述对置面侧的端面具备:第一倾斜面,其沿随着从前述促动器板中的朝向从前述第一方向观察与前述第二方向交叉的厚度方向的第一面离开而在前述第一方向上从前述对置面离开的方向延伸;和第二倾斜面,其随着从前述促动器板中的在前述厚度方向上位于与前述第一面相反的位置的第二面离开而在前述第一方向上从前述对置面离开,并且连结至前述第一倾斜面。
依据本形态,与例如使切割机(dicer)相对于促动器板仅从一个面进入而形成非喷射通道的情况相比,能够抑制非喷射通道的端面与对置面之间的最大尺寸。其结果是,能够确保喷射通道和非喷射通道的在第二方向上的对置区域。因此,能够确保分别形成于喷射通道和非喷射通道的内表面的电极彼此的对置面积,因而能够确保泵冲程,增加在液体喷射时的驱动壁的变形体积。通过驱动壁的变形体积增加,从而能够降低用于进行同一喷射的施加电压。另外,在同一施加电压的情况下能够期望喷射速度的提高等喷射性能的提高。
(9)本公开的一个形态所涉及的液体喷射头具备上述(1)至(8)的任一个形态所涉及的头芯片。
依据本形态,具备上述形态所涉及的头芯片,因而能够提供可靠性优异的液体喷射头。
(10)本公开的一个形态所涉及的液体喷射记录装置具备上述(9)的形态所涉及的液体喷射头。
依据本形态,具备上述形态所涉及的头芯片,因而能够提供可靠性优异的液体喷射记录装置。
发明的效果
依据本公开的一个形态,能够提供能够确保电可靠性并提高耐久性的头芯片、液体喷射头和液体喷射记录装置。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的喷墨打印机的概略构成图。
图2是第一实施方式所涉及的头芯片的分解立体图。
图3是与图2的III-III线对应的截面图。
图4是沿着图2的IV-IV线的截面图。
图5是与图2的V向视对应的主视图。
图6是与图3的VI-VI线对应的截面图。
图7是用于说明第一实施方式所涉及的头芯片的制造方法的流程图。
图8是用于说明第一实施方式所涉及的头芯片的制造方法的工序图。
图9是用于说明第一实施方式所涉及的头芯片的制造方法的工序图。
图10是用于说明第一实施方式所涉及的头芯片的制造方法的工序图。
图11是用于说明第一实施方式所涉及的头芯片的制造方法的工序图。
图12是示出在变形例所涉及的头芯片中沿着非吐出通道的截面的截面图。
图13是示出在变形例所涉及的头芯片中沿着非吐出通道的截面的截面图。
图14是示出在第二实施方式所涉及的头芯片中沿着吐出通道的截面的截面图。
图15是在第二实施方式所涉及的头芯片中在透过返回板的状态下示出的与图14的XV-XV线对应的截面图。
图16是在第二实施方式所涉及的头芯片中与图5对应的主视图。
图17是示出在第三实施方式所涉及的头芯片中沿着吐出通道的截面的截面图。
图18是示出在变形例所涉及的头芯片中沿着吐出通道的截面的截面图。
图19是示出在变形例所涉及的头芯片中沿着非吐出通道的截面的截面图。
图20是示出在第四实施方式所涉及的头芯片中沿着吐出通道的截面的截面图。
图21是示出在第四实施方式所涉及的头芯片中沿着非吐出通道的截面的截面图。
图22是示出在变形例所涉及的头芯片中沿着吐出通道的截面的截面图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本公开所涉及的实施方式进行说明。在以下所说明的实施方式或变形例中,有时对于对应的构成附以同一符号并省略说明。此外,在以下的说明中,示出例如“平行”或“正交”、“中心”、“同轴”等相对或绝对配置的表达不仅表示严格地那样的配置,而且还表示以公差或可得到相同功能的程度的角度或距离相对地位移的状态。在以下的实施方式中,举例说明利用墨水(液体)来在被记录介质进行记录的喷墨打印机(以下,仅称为打印机)。此外,在以下的说明中所使用的附图中,为了成为能够识别各部件的大小,适当变更各部件的比例尺。
(第一实施方式)
[打印机1]
图1是打印机1的概略构成图。
如图1所示,第一实施方式的打印机(液体喷射记录装置)1具备一对搬送机构2、3、墨水供给机构4、喷墨头(液体喷射头)5以及扫描机构6。
在以下的说明中,根据需要而使用X、Y、Z正交坐标系来说明。在此情况下,X方向与被记录介质P(例如,纸等)的搬送方向(副扫描方向)一致。Y方向与扫描机构6的扫描方向(主扫描方向)一致。Z方向示出与X方向和Y方向正交的高度方向(重力方向)。在以下的说明中,以X方向、Y方向和Z方向中的图中箭头侧为正(+)侧并以与箭头相反的一侧为负(-)侧而说明。在本说明书中,+Z侧相当于重力方向的上方,-Z侧相当于重力方向的下方。
搬送机构2、3将被记录介质P向+X侧搬送。搬送机构2、3分别包括例如沿Y方向延伸的一对辊11、12。
墨水供给机构4具备容纳有墨水的墨水罐15以及连接墨水罐15和喷墨头5的墨水配管16。在墨水罐15分别容纳有例如黄色、品红色、青色、黑色四种颜色的墨水。各喷墨头5以能够根据所连接的墨水罐15而分别吐出黄色、品红色、青色、黑色四种颜色的墨水的方式构成。此外,作为墨水,还能够使用将水使用为溶剂的水性墨水。
扫描机构6使喷墨头5沿Y方向往复扫描。扫描机构6具备导轨22和以能够沿Y方向移动的方式被导轨22支撑的滑架23。在对被记录介质P进行印字动作时,喷墨头5以搭载于滑架23的状态沿Y方向往复移动。
<喷墨头5>
如图1所示,喷墨头5沿Y方向并排地搭载于一个滑架23。喷墨头5具备:头芯片50(参照图2);墨水供给部(未图示),其连接墨水罐15和头芯片50之间;以及控制部(未图示),其将驱动电压施加至头芯片50。
<头芯片50>
图2是头芯片50的分解立体图。
图2所示的头芯片50是从后述的吐出通道61中的延展方向(Z方向)的端部吐出墨水的所谓的边射(edge shoot)型头芯片50。头芯片50具备喷嘴板51(参照图4等)、促动器板53以及盖板(流路部件)54。
促动器板53是驱动板55和背板56沿Y方向叠合的构成。驱动板55和背板56由PZT(钛酸锆酸铅)等压电材料形成。驱动板55是例如层叠有极化方向在Y方向上不同的两块压电板的构成(所谓的V形型)。此外,关于促动器板53,如果至少驱动板55由压电材料形成,则背板56也可以由除了压电材料以外的材料形成。另外,促动器板53也可以由极化方向在Y方向(厚度方向)的整个区域上为一个方向的一块压电板形成(所谓的单极型)。
在促动器板53形成有填充墨水的吐出通道(喷射通道)61和不填充墨水的非吐出通道(非喷射通道)62。各通道61、62使例如圆板状切割机相对于促动器板53沿Y方向进入而形成。各通道61、62在促动器板53中以沿X方向(第二方向)隔开间隔的状态交替地排列。此外,在本实施方式中,对通道延展方向与Z方向(第一方向)一致的构成进行说明,但通道延展方向也可以与Z方向交叉。
图3是与图2的III-III线对应的截面图。在以下的说明中,以+Y侧为表面侧、以-Y侧为背面侧,以+Z侧为上侧、以-Z侧为下侧而说明。
如图3所示,吐出通道61在促动器板53的表面上开口,并且沿Z方向延伸。吐出通道61具备延展部61a和上切部61b。
延展部61a是Y方向的深度一样的部分。延展部61a的下端在促动器板53的下端面开放。此外,在本实施方式中,延展部61a沿Y方向贯通驱动板55。因此,延展部61a的底面由背板56的表面形成。
上切部61b连结至延展部61a的上端。关于上切部61b,随着朝向上方,Y方向的深度逐渐变浅。具体而言,上切部61b的底面形成为随着朝向上方而朝向表面侧弯曲并同时延伸的倾斜面。
图4是沿着图2的IV-IV线的截面图。
如图4所示,非吐出通道62在促动器板53的表面上开口,并且沿Z方向延伸。非吐出通道62具备延展部62a和上切部62b。
延展部62a是Y方向的深度一样的部分。延展部62a的上端在促动器板53的上端面开放。在本实施方式中,延展部62a沿Y方向贯通驱动板55。因此,延展部62a的底面由背板56的表面形成。
上切部62b连结至延展部62a的下端。关于上切部62b,随着朝向下方,Y方向的深度逐渐变浅。上切部62b的底面(非喷射通道中的对置面侧的端面)形成为随着朝向下方而朝向表面侧弯曲并同时延伸的倾斜面。
图5是与图2的V向视对应的主视图。
如图2、图5所示,促动器板53中的位于吐出通道61和非吐出通道62之间的部分分别构成驱动壁65。因此,关于吐出通道61,X方向的两侧被一对驱动壁65包围。
如图4所示,促动器板53中的位于促动器板53的下端面(与喷嘴板51对置的面)与非吐出通道62(底面)之间的部分构成闭塞部67。闭塞部67沿Z方向截断非吐出通道62内外的连通。因此,非吐出通道62终止于相对于促动器板53的下端面向上方离开的位置处,不在促动器板53的下端面开放。
闭塞部67中的暴露于非吐出通道62内的面(以下,称为闭塞内表面部67a。)构成上切部62b的底面。另一方面,闭塞部67中的朝向与非吐出通道62相反的一侧的面(以下,闭塞外表面部67b)构成促动器板53的下端面。因此,在本实施方式中,闭塞部67的Z方向的尺寸从表面侧到背面侧逐渐增大。此外,闭塞外表面部67b不限于与促动器板53的下端面共面的情况。闭塞外表面部67b也可以例如相对于促动器板53的下端面向上方凹陷。
图6是促动器板53的俯视图。
如图6所示,在促动器板53形成有公共布线71和单独布线72。公共布线71具备公共电极75和公共端子76。
公共电极75分别形成于吐出通道61的内表面。公共电极75在吐出通道61的内表面遍及在X方向上相向的内侧面和上切部61b的底面的整个区域形成。
公共端子76形成于促动器板53中的相对于吐出通道61位于上方的部分(以下,称为尾部78。)的表面上。公共端子76在尾部78的表面上以沿Z方向延伸的带状形成。公共端子76在吐出通道61的表面侧开口缘处连接至公共电极75。
单独布线72具备单独电极81和单独端子82。
单独电极81形成于驱动壁65中的面向非吐出通道62的内侧面。单独电极81在各非吐出通道62的内侧面遍及Y方向的整个区域形成。此外,形成于非吐出通道62的内表面中的相向的内侧面的单独电极81彼此由非吐出通道62的底面分离。
单独端子82形成于在尾部78的表面位于比公共端子76更靠上方的部分。单独端子82为沿X方向延伸的带状。单独端子82在将吐出通道61夹在之间而在X方向上对置的非吐出通道62的表面侧开口缘处连接将吐出通道61夹在之间而在X方向上对置的单独电极81彼此。此外,在作为促动器板53使用单极型的情况下,公共电极75或单独电极81需要在对应的通道61、62的内侧面以自表面侧起Y方向的一半以上且未到达通道61、62的底面的程度的深度形成。
在尾部78处,在位于公共端子76与单独端子82之间的部分,形成有划分槽83。划分槽83在尾部78的表面上开口并且沿X方向延伸。划分槽83分别将公共端子76与单独端子82之间分离。
如图4-图6所示,柔性印刷基板85压接于尾部78的表面。柔性印刷基板85在尾部78的表面连接至公共端子76和单独端子82。柔性印刷基板85向上方伸出。
<盖板54>
如图2-图4所示,盖板54通过粘接等来固定于促动器板53的表面(除了对置面以外的面)。具体而言,盖板54以Y方向为厚度方向而配置。盖板54在使尾部78的表面露出的状态下将各通道61、62的表面侧开口部闭塞。在Z方向上,盖板54的下端面与促动器板53的下端面共面地配置。
在盖板54中,在从Y方向观察与吐出通道61的上端部叠合的位置,形成有入口公共墨水室(入口流路)90。入口公共墨水室90以例如跨越各通道61、62的长度沿X方向延伸,并且在盖板54的表面上开口。
在入口公共墨水室90中,在从Y方向观察与吐出通道61叠合的位置,形成有入口狭缝(入口流路)91。入口狭缝91将各吐出通道61的上端部与入口公共墨水室90内之间分别连通。入口狭缝91沿Y方向与上切部61b相向。因此,入口狭缝91分别与各吐出通道61连通,另一方面,不与各非吐出通道62连通。
如图4所示,喷嘴板51通过粘接等来固定于促动器板53的下端面。喷嘴板51以Z方向为厚度方向并以X方向为长度方向而配置。在本实施方式中,喷嘴板51由聚酰亚胺等树脂材料厚度为50 μm地左右形成。但是,喷嘴板51除了树脂材料以外,也可以是利用金属材料(SUS或Ni-Pd等)、玻璃、硅等的单层构造或层叠构造。
在喷嘴板(喷射孔板)51形成有沿Z方向贯通喷嘴板51的上述的喷嘴孔(喷射孔)93。喷嘴孔93分别形成于喷嘴板51中的在Z方向上与吐出通道61对置的位置。此外,各喷嘴孔93以随着从上方朝向下方逐渐尖细的渐缩状形成。
[打印机1的动作方法]
接着,在以下对利用如上所述地构成的打印机1来在被记录介质P记录文字或图形等的情况进行说明。
此外,作为初始状态,设为在图1所示的四个墨水罐15充分地封入各自不同颜色的墨水。另外,墨水罐15内的墨水通过墨水配管16成为填充至喷墨头5内的状态。
在这样的初始状态下,如果使打印机1工作,则被记录介质P被搬送机构2、3的辊11、12夹入并同时向+X侧搬送。另外,与此同时,滑架23沿Y方向移动,从而搭载于滑架23的喷墨头5沿Y方向往复移动。
在喷墨头5往复移动期间,使墨水从各喷墨头5适当吐出至被记录介质P。由此,能够对被记录介质P进行文字或图像等的记录。
如果通过滑架23(参照图1)的移动来开始进行喷墨头5的往复移动,则驱动电压经由柔性印刷基板85施加至公共电极75和单独电极81之间。此时,使单独电极81成为驱动电位Vdd并使公共电极75成为基准电位GND来将驱动电压施加至各电极之间。于是,驱动壁65由于所谓的逆压电效应而发生厚度滑动变形,从而以Y方向的中央部为起点而以V字状弯折变形。即,驱动壁65以吐出通道61的容积扩大的方式变形。
在各吐出通道61的容积增大之后,使施加至公共电极75和单独电极81之间的电压成为零。于是,驱动壁65复原,暂且增大了的吐出通道61的容积回到原容积。由此,吐出通道61的内部的压力增加,墨水被加压。然后,由于吐出通道61内的压力增加而产生的压力波朝向喷嘴孔93传播。其结果是,吐出通道61内的墨水通过喷嘴孔93以液滴状吐出。从喷嘴孔93吐出的墨水命中于被记录介质P上,从而能够在被记录介质P记录文字或图像等。
<头芯片50的制造方法>
接着,对上述的头芯片50的制造方法简单地进行说明。图7是用于说明头芯片50的制造方法的流程图。图8-图11是用于说明头芯片50的制造方法的工序图。在本实施方式中,对以晶圆级一并制造多个头芯片50的方法进行说明。
如图7所示,头芯片50经过例如第一切割(dicing)工序、第二切割工序、布线形成工序、第三切割工序、叠合工序、单片化工序以及喷嘴板接合工序制造。
如图8所示,第一切割工序针对在之后成为驱动板55的驱动晶圆100形成在之后成为吐出通道61的第一切割线110。具体而言,使切割机相对于驱动晶圆100从表面侧进入,使切割机行驶既定量。第一切割线110的沿着延展方向L1的长度(切割机的行驶量)设定成两个吐出通道61的量左右的长度。因此,在第一切割线110中,延展方向L1的两端部成为作为吐出通道61的上切部61b起作用的部分,延展方向L1的中央部成为作为延展部61a起作用的部分。在第一切割工序中,针对驱动晶圆100沿延展方向L1和与延展方向L1交叉的交叉方向(以下,称为交叉方向L2。)隔开间隔而重复地进行上述的动作。
如图9所示,在第二切割工序中,形成在之后成为非吐出通道62的第二切割线111。具体而言,使切割机进入至相对于驱动晶圆100中的第一切割线110位于X方向的两侧的部分,使切割机行驶既定量。第二切割线111的沿着延展方向L1的长度(切割机的行驶量)设定成两个非吐出通道61的量左右的长度。因此,在第二切割线111中,延展方向L1的两端部成为作为非吐出通道62的上切部62b起作用的部分,延展方向L1的中央部成为作为延展部62a起作用的部分。另外,第二切割线111以相对于第一切割线110偏移半间距的状态形成。即,以第二切割线111中的延展方向L1的端部和第一切割线110中的延展方向L1的中央部在延展方向L1上配置于相同位置的方式形成第二切割线111。
在布线形成工序中,针对驱动晶圆100形成公共布线71和单独布线72。具体而言,通过斜向蒸镀等来从驱动晶圆100的表面侧和背面侧将电极材料成膜。由此,通过未图示的掩模图案在驱动晶圆100的表面或各切割线110、111的内表面形成布线71、72。
如图10所示,在第三切割工序中,形成在之后成为划分槽83的第三切割线113。具体而言,在驱动晶圆100中,使切割机相对于位于延伸方向L1上相邻的第一切片线110之间的部分从表面侧进入驱动晶圆100,使切割机沿交叉方向L2行驶。
在叠合工序中,将在之后成为背板56的背部晶圆(未图示)层叠于驱动晶圆100的背面侧。另外,将在之后成为盖板54的盖晶圆(未图示)层叠于驱动晶圆100的表面侧。由此,形成层叠有驱动晶圆100、背部晶圆和盖晶圆的晶圆接合体。
如图11所示,在单片化工序中,将晶圆接合体分割成每个头芯片50。具体而言,使切割机对于晶圆接合体中的在第一切割线110中的延展方向L1的中央部(参照图10中的Q1)、位于延展方向L1上相邻的第一切割线110之间的部分(参照图10中的Q2),沿交叉方向L2行驶,将晶圆接合体切断。由此,形成以芯片单位切取了上述的促动器板53和盖板54的多个芯片接合体109。
在喷嘴板接合工序中,使喷嘴板51贴合于在单片化工序中切取的芯片接合体109。
通过以上来制造头芯片50。
照此,本实施方式的头芯片50为如下的构成:非吐出通道62终止于相对于促动器板53的下端面分离的位置处,吐出通道61在促动器板53的下端面上开口。
依据该构成,非吐出通道62不在促动器板53的下端面上开放,因而能够抑制吐出通道61内的墨水通过无意地形成于促动器板53与喷嘴板51之间的微小间隙等进入至非吐出通道62内。
因此,能够提供抑制在非吐出通道62的内表面形成的电极腐蚀或短路、电可靠性优异、谋求耐久性的提高的头芯片50。
而且,能够缓和促动器板53的下端面所要求的表面性状,因而能够谋求制造效率的提高或成品率的提高。特别地,关于边射型,促动器板53的下端面(吐出通道61的开口面)由切割机等的切断面形成,因而存在着在下端面产生凹凸或起伏等的可能性,表面性状高精度化困难。即使是这样的情况,也能够不仅减轻在喷嘴板51的接合工序施加的负担,而且抑制墨水向非吐出通道62内流入。
在本实施方式的喷墨头5和打印机1中,具备上述的头芯片50,因而能够提供可靠性优异的喷墨头5和打印机1。
(变形例)
在上述的实施方式中,对闭塞部67的Z方向的尺寸从驱动板55的表面侧到背面侧逐渐增大的构成进行了说明,但不限于该构成。也可以是例如如图12所示,闭塞部67的Z方向的尺寸随着从驱动板55的背面侧朝向表面侧逐渐增大的构成。即,在本变形例中,闭塞内表面部67a形成为随着从背面侧朝向表面侧而朝向上方延伸的倾斜面。
另外,也可以是如图13所示,闭塞部67的Z方向的尺寸随着从驱动板55的表面侧和背面侧朝向Y方向的中央部逐渐增大的构成。具体而言,闭塞内表面部67a具备:第一倾斜面130a,其随着从驱动板55的表面侧朝向Y方向的中央部而向上方延伸;和第二倾斜面130b,其随着从驱动板55的背面侧朝向Y方向的中央部而向上方延伸,连结至第一倾斜面130a。关于本变形例的闭塞部67,能够在上述的第二切割工序中使切割机从驱动晶圆100的两面进入从而形成。
在本变形例中,与例如使切割机相对于促动器板53从一个面进入而形成非吐出通道62的情况相比,能够抑制闭塞部67中的Z方向的最大尺寸(闭塞内表面部67a和闭塞外表面部67b之间的最大距离)。其结果是,能够确保吐出通道61和非吐出通道62的在X方向上的对置区域(驱动壁65中的Z方向的尺寸)。因此,能够确保公共电极75和单独电极81的对置面积,因而能够确保泵冲程,增加在墨水吐出时的驱动壁65的变形体积。通过驱动壁65的变形体积增加,从而能够降低用于进行同一吐出的施加电压。另外,在同一施加电压的情况下能够期望吐出速度的提高等吐出性能的提高。
(第二实施方式)
在本实施方式中,在采用循环型头芯片150这点上与上述的实施方式不同。图14是示出在第二实施方式所涉及的头芯片150中沿着吐出通道61的截面的截面图。
除了喷嘴板51、促动器板53和盖板(流路部件)54之外,图14所示的头芯片150具备流路板(流路部件)151和返回板(中间板)152。
流路板151叠合于盖板54的表面。在流路板151形成有入口歧管(入口流路)155和出口歧管(出口流路)156。入口歧管155形成于流路板151中的从Y方向观察与入口公共墨水室90叠合的部分。具体而言,入口歧管155在流路板151的背面上开口,并且沿X方向延伸。入口歧管155通过背面侧开口部与入口公共墨水室90连通。另一方面,入口歧管155通过例如设置于流路板151中的在X方向上的一个端部的入口端口(未图示)等连接至墨水罐15。
出口歧管156在流路板151的下端面上开口,并且沿X方向延伸。出口歧管156通过例如设置于流路板151中的在X方向上的另一个端部的出口端口(未图示)等连接至墨水罐15。
图15是在透过返回板152的状态下示出的与图14的XV-XV线对应的截面图。
如图14、图15所示,返回板152配置于促动器板53与喷嘴板51之间。具体而言,返回板152的上端面与促动器板53,盖板54和流路板151的下端面统一地接合。在返回板152的下端面接合有喷嘴板51。
在返回板152中,在从Z方向观察至少与吐出通道61叠合的位置,分别形成有循环路(连通路)157。循环路157使对应的吐出通道61和喷嘴孔93彼此以及吐出通道61和出口歧管156彼此连通。循环路157沿Z方向贯通返回板152,并且沿Y方向延伸。各循环路157在-Y侧端部与对应的吐出通道61分别连通。各循环路157在+Y侧端部处与出口歧管156统一地连通。此外,优选的是,循环路157中的X方向的宽度比吐出通道61中的X方向的宽度更大。
在本实施方式的头芯片150中,流动于入口歧管155的墨水在通过入口公共墨水室90之后经过各入口狭缝91流入至吐出通道61内。流动于吐出通道61内的墨水流入至循环路157内。流动于各循环路157内的墨水中的一部分墨水由于伴随着上述的驱动壁65的厚度滑动变形的吐出通道61内的压力增加而从喷嘴孔93吐出。另一方面,流动于各循环路157内的墨水中的剩余墨水流入至出口歧管156内。流入至出口歧管156内的墨水经过出口端口回到墨水罐15。此后,已回到墨水罐15的墨水再次供给至头芯片150。
在本实施方式的头芯片150中,为在促动器板53与喷嘴板51之间配置有具有循环路157的返回板152的构成。
依据该构成,非吐出通道62不在促动器板53的下端面上开放,因而能够较大地确保X方向上的循环路157的尺寸。因此,容易容许例如在喷嘴孔93和循环路157之间或在吐出通道61和循环路157之间的在X方向上的位置偏移。因此,能够确保在喷嘴孔93和循环路157之间或在吐出通道61和循环路157之间的连通部分的流路截面面积。
在本实施方式的头芯片150中,能够较大地确保X方向上的循环路157的尺寸,因而容易确保循环路157的流路截面面积。在此情况下,能够使流动于循环路157的墨水的流量增加,因而能够谋求抑制在喷嘴孔93处的气泡堵塞或增加通过喷嘴孔93的墨水的吐出量。另外,容易使例如在墨水吐出时在一个吐出通道61内产生的压力变动在循环路157内散逸。因此,即使是多个吐出通道61通过出口歧管156连通的情况,也能够抑制在一个吐出通道61内产生的压力变动通过出口歧管156和循环路157传播至其它吐出通道61的所谓的串扰。
另一方面,能够较大地确保X方向上的循环路157的尺寸,因而能够确保循环路157的流路截面面积并同时抑制返回板152的厚度(Z方向的尺寸)。因此,能够使在墨水吐出时在吐出通道61内产生的压力变动有效地传播直至喷嘴孔93。
其结果是,能够使吐出性能提高。
此外,如果循环路157是使一个吐出通道61内和出口歧管156内分别连通的构成,则也可以例如沿相对于Y方向交叉的方向延伸。另外,在上述的实施方式中,对入口歧管155和出口歧管156形成于一块流路板151的构成进行了说明,但不限于该构成。例如,也可以在盖板54的表面侧设置具有入口歧管155的流路板151并在背板56的背面侧设置具有出口歧管156的流路板。
(第三实施方式)
本实施方式所涉及的头芯片200在将循环路201形成于盖板54这点上与上述的实施方式不同。图16是示出在第三实施方式所涉及的头芯片200中沿着吐出通道61的截面的截面图。
在图16所示的头芯片200中,在盖板54的下端部形成有循环路201。循环路201与各吐出通道61对应地沿X方向隔开间隔而设置多个。循环路201沿Y方向贯通盖板54,并且在盖板54的下端面上开放。在图示的示例中,关于循环路201,流路截面面积(与Y方向正交的面积)遍及全长一样地形成,并且沿Y方向以直线状延伸。
各循环路201中的-Y侧端部与吐出通道61内分别连通。另一方面,各循环路201中的+Y侧端部与出口歧管156内统一地连通。此外,如果循环路201是使一个吐出通道61内和出口歧管156内分别连通的构成,则也可以例如沿相对于Y方向交叉的方向延伸。
依据该构成,与上述的第二实施方式同样地,非吐出通道62不在促动器板53的下端面上开放,因而容易确保循环路201的流路截面面积。因此,能够谋求抑制在喷嘴孔93处的气泡堵塞或增加通过喷嘴孔93的墨水的吐出量。
另外,容易使例如在墨水吐出时在一个吐出通道61内产生的压力变动在循环路201内散逸,因而能够抑制串扰。
(变形例)
在上述的实施方式中,对循环路201的流路截面面积遍及全长一样地形成的构成进行了说明,但不限于该构成。例如,也可以是如图17所示,循环路201的流路截面面积朝向出口歧管156逐渐扩大的构成。
依据该构成,能够缓缓地增大循环路201的流路截面面积,因而能够谋求抑制在喷嘴孔93处的气泡堵塞或增加通过喷嘴孔93的墨水的吐出量。
另外,容易使例如在墨水吐出时在一个吐出通道61内产生的压力变动在循环路201内散逸,因而能够抑制串扰。
在上述的实施方式中,对循环路201在盖板54的下端面开放的构成进行了说明,但不限于该构成。例如,也可以如图18所示,循环路201沿Y方向贯通盖板54中的自下端面起位于上方的部分。在此情况下,在盖板54的下端面上,循环路201不开放,因而盖板54的下端面的整体成为平坦的连续面。因此,变得容易确保盖板54的下端面中的与喷嘴板51接合的面积,能够确保接合强度。其结果是,容易确保头芯片200的耐久性。
图19所示的头芯片200与图12所示的构成同样地为闭塞部67的Z方向的尺寸随着从驱动板55的背面侧朝向表面侧逐渐增大的构成。
依据该构成,容易确保在促动器板53的表面上位于闭塞内表面部67a与促动器板53的下端面之间的部分的面积。因此,能够较大地确保循环路201的流路截面面积。由此,能够使墨水在头芯片200内的循环流量增加,因而能够谋求抑制在喷嘴孔93处的气泡堵塞或增加通过喷嘴孔93的墨水的吐出量。
另外,容易使例如在墨水吐出时在一个吐出通道61内产生的压力变动在循环路201内散逸,因而能够抑制串扰。
此外,在上述的实施方式中,对入口歧管155和出口歧管156形成于一块流路板151的构成进行了说明,但不限于该构成。例如,也可以在盖板54的表面侧设置具有入口歧管155的流路板151并在背板56的背面侧设置具有出口歧管156的流路板。在此情况下,循环路201变成形成于背板56。
(第四实施方式)
在本实施方式中,在所谓的侧射型头芯片300采用本公开所涉及的构成这点上与第一实施方式不同。图20是示出在第四实施方式所涉及的头芯片300中沿着吐出通道301的截面的截面图。
在图20所示的头芯片300中,吐出通道301以从X方向观察朝向下方(-Z侧)凸出的弯曲形状形成。吐出通道301通过例如使圆板状切割机从促动器板53的下方(+Z侧)进入来形成。具体而言,吐出通道301具有位于Y方向的两端部的上切部301a和位于各上切部301a之间的贯通部301b。
上切部301a是从X方向观察例如仿形于切割机的曲率半径而延伸的圆弧状。上切部301a随着在Y方向上从贯通部301b离开而朝向背面侧弯曲并同时延伸。
贯通部301b沿Z方向贯通促动器板53。
图21是示出在第四实施方式所涉及的头芯片300中沿着非吐出通道302的截面的截面图。
如图21所示,非吐出通道302隔着驱动壁65而在X方向上与吐出通道301相邻。非吐出通道302在促动器板53中沿Y方向以直线状延伸。非吐出通道302具备深槽部302a和浅槽部302b。
深槽部302a形成于促动器板53中的-Y侧端部(相对于吐出通道301位于-Y侧的部分)。深槽部302a沿Z方向贯通促动器板53。
浅槽部302b从深槽部302a连结至+Y侧。浅槽部302b在促动器板53的上表面开放,并且终止于相对于促动器板53的下表面向上方离开的位置处。即,浅槽部302b不在促动器板53的下表面开放。在促动器板53中,位于浅槽部302b的底面与促动器板53的下表面之间的部分构成闭塞部303。闭塞部303沿Z方向截断非吐出通道302内外。
在本实施方式中,闭塞部303从X方向观察与吐出通道301叠合。此外,闭塞部303形成于至少与贯通部301b叠合的区域即可。
在盖板54分别形成有入口公共墨水室310和出口公共墨水室311。
入口公共墨水室310形成于例如与吐出通道301的-Y侧端部在俯视观察下重叠的位置。入口公共墨水室310以例如跨越通道301、302的长度沿X方向延伸,并且在盖板54的上表面开口。
出口公共墨水室311形成于例如与吐出通道301的+Y侧端部在俯视观察下重叠的位置。出口公共墨水室311以跨越通道301、302的长度沿X方向延伸,并且在盖板54的上表面上开口。
在入口公共墨水室310中,在与吐出通道301在俯视观察下叠合的位置,形成有入口狭缝315。入口狭缝315将各吐出通道301的-Y侧端部与入口公共墨水室310内之间分别连通。
在出口公共墨水室311中,在与吐出通道301对应的位置,形成有出口狭缝316。出口狭缝316将各吐出通道301的+Y侧端部与出口公共墨水室311内之间分别连通。因此,入口狭缝315和出口狭缝316分别与各吐出通道301连通,另一方面,不与非吐出通道302连通。
在本实施方式中,非吐出通道302也不在促动器板53的下表面上开放,因而能够抑制吐出通道301内的墨水通过无意地形成于促动器板53与喷嘴板51之间的微小间隙等进入至非吐出通道302内。
因此,能够提供抑制在非吐出通道302的内表面形成的电极腐蚀或短路、电可靠性优异、谋求耐久性的提高的头芯片300。
此外,在上述的实施方式中,对喷嘴板51与促动器板53的下表面直接接合的构成进行了说明,但不限于该构成。也可以如图22所示,在促动器板53与喷嘴板51之间配置有中间板320。中间板320通过粘接等来固定于促动器板53的下表面。中间板320与促动器板53同样地由PZT等压电材料形成。但是,中间板320也可以由除了压电材料以外的材料(例如,聚酰亚胺或氧化铝等非导电材料)形成。
在中间板320中,在与各吐出通道301的贯通部301b在俯视观察下叠合的部分,形成有连通孔321。连通孔321在促动器板53的下表面侧与对应的吐出通道301的贯通部301b内分别连通。连通孔321中的Y方向的尺寸比贯通部301b更短。另一方面,连通孔321中的X方向的尺寸比贯通部301b更大,变得与喷嘴孔93的最大内径同等。
在本实施方式中,非吐出通道302b也不在促动器板53的下表面上开放,因而能够较大地确保X方向上的连通孔321的尺寸。因此,容易容许例如在喷嘴孔93和连通孔321之间或在吐出通道301和连通孔321之间的在X方向上的位置偏移。因此,能够确保在喷嘴孔93和连通孔321之间或在吐出通道301和连通孔321之间的连通部分的流路截面面积。
(其它变形例)
此外,本公开的技术范围不限定于上述的实施方式,在不脱离本公开的宗旨的范围内,能够添加各种变更。
例如,在上述的实施方式中,作为液体喷射记录装置的一个示例,举例说明了喷墨打印机1,但不限于打印机。例如,也可以是传真或按需印刷机等。
在上述的实施方式中,以在印刷时喷墨头相对于被记录介质移动的构成(所谓的往返机(シャトル機))作为示例而进行了说明,但不限于该构成。本公开所涉及的构成也可以在将喷墨头固定的状态下使被记录介质相对于喷墨头移动的构成(所谓的固定头机)中采用。
在上述的实施方式中,对被记录介质P为纸的情况进行了说明,但不限于该构成。被记录介质P不限于纸,也可以是金属材料或树脂材料,也可以是食品等。
在上述的实施方式中,对液体喷射头搭载于液体喷射记录装置的构成进行了说明,但不限于该构成。即,从液体喷射头喷射的液体不限于命中于被记录介质的液体,也可以是例如在调剂中配合的药液或添加至食品的调料或香料等食品添加物、喷射至空气中的芳香剂等。
在上述的实施方式中,对Z方向与重力方向一致的构成进行了说明,但不仅限于该构成,也可以使Z方向沿着水平方向。
在上述的实施方式中,对第一方向与Z方向一致且第二方向与X方向一致的构成进行了说明,但不限于该构成。第一方向和第二方向也可以不同于X方向和Z方向而确定。
此外,在不脱离本公开的宗旨的范围内,能够适当将上述的实施方式中的构成元件置换成众所周知的构成元件,另外,也可以使上述的各变形例适当组合。
符号说明
1……喷墨打印机(液体喷射记录装置)
5……喷墨头(液体喷射头)
50……头芯片
51……喷嘴板(喷射孔板)
53……促动器板
51……喷嘴板(喷射孔板)
54……盖板(流路部件)
61……吐出通道(喷射通道)
62……非吐出通道(非喷射通道)
90……入口公共墨水室(入口流路)
91……入口狭缝(入口流路)
93……喷嘴孔(喷射孔)
130a……第一倾斜面
130b……第二倾斜面
150……头芯片
151……流路板(流路部件)
152……返回板(中间板)
155……入口歧管(入口流路)
156……出口歧管(出口流路)
157……循环路(连通路)
200……头芯片
201……循环路(连通路)
300……头芯片
301……吐出通道(喷射通道)
302……非吐出通道(喷射通道)
310……入口公共墨水室(入口流路)
311……出口公共墨水室(出口流路)
315……入口狭缝(入口流路)
316……出口狭缝(出口流路)
320……中间板
321……连通孔(连通路)。
Claims (10)
1.一种头芯片,具备:
沿第一方向延伸的喷射通道和非喷射通道沿与所述第一方向交叉的第二方向交替地排列的促动器板;和
具有与所述喷射通道内连通的喷射孔并与所述促动器板相向的喷射孔板,
所述非喷射通道终止于相对于所述促动器板中的与所述喷射孔板的对置面分离的位置处,
所述喷射通道在所述对置面上开口。
2.根据权利要求1所述的头芯片,其中,在所述促动器板与所述喷射孔板之间配置有形成有使所述喷射通道内和所述喷射孔内分别连通的连通路的中间板。
3.根据权利要求2所述的头芯片,其中,
具备与所述促动器板中的除了所述对置面以外的面相向的流路部件,
所述流路部件具备:
与多个所述喷射通道连通的入口流路;和
与多个所述连通路统一地连通的出口流路。
4.根据权利要求1所述的头芯片,其中,
所述对置面是所述促动器板中的朝向所述第一方向的面,
具备沿所述促动器板中的从所述第一方向观察与所述第二方向交叉的厚度方向叠合的流路部件,
所述流路部件具备:
循环路,其形成于在所述第一方向上位于所述非喷射通道与所述对置面之间的部分,与所述喷射通道内分别连通;
入口流路,其形成于相对于所述循环路在所述第一方向上位于与所述对置面侧相反的一侧的部分,与所述喷射通道内连通;以及
出口流路,其与多个所述循环路统一地连通。
5.根据权利要求4所述的头芯片,其中,所述循环路的流路截面面积随着从所述喷射通道离开而增加。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的头芯片,其中,所述非喷射通道中的所述对置面侧的端面形成为沿随着在所述第一方向上朝向所述对置面而在所述厚度方向上从所述流路部件离开的方向延伸的倾斜面。
7.根据权利要求4或权利要求5所述的头芯片,其中,所述循环路在所述流路部件中的位于所述第一方向上的所述非喷射通道与所述对置面之间的部分中设置于从所述对置面离开的位置。
8.根据权利要求1至权利要求5中的任一项所述的头芯片,其中,
所述非喷射通道中的所述对置面侧的端面具备:
第一倾斜面,其沿随着从所述促动器板中的朝向从所述第一方向观察与所述第二方向交叉的厚度方向的第一面离开而在所述第一方向上从所述对置面离开的方向延伸;和
第二倾斜面,其随着从所述促动器板中的在所述厚度方向上位于与所述第一面相反的位置的第二面离开而在所述第一方向上从所述对置面离开,并且连结至所述第一倾斜面。
9.一种液体喷射头,具备根据权利要求1至权利要求8中的任一项所述的头芯片。
10.一种液体喷射记录装置,具备根据权利要求9所述的液体喷射头。
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