CN117360080A - 液体喷出头及喷墨记录装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够抑制印字质量降低的液体喷出头及喷墨记录装置。实施方式的液体喷出头具备基板、致动器、歧管、共用电极、独立电极和涂层。基板形成有供液体通过的开口。致动器设于所述基板的一侧的主面,并且具有多个压力室和形成于多个压力室之间的多个空气室。歧管配置于所述基板的另一侧。共用电极具有形成于所述致动器的表面、所述基板的一侧的主面、所述基板的另一侧的主面、所述开口的内表面以及所述基板的侧面的电极部。独立电极具有形成于所述致动器的表面和所述基板的一侧的主面的电极部。涂层覆盖所述基板的一侧的主面上的至少一部分。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及液体喷出头。
背景技术
在液体喷出头中,已知有如下的液体喷出头:具备致动器,而该致动器以预定的间隔形成多个分隔壁,并在各分隔壁之间形成压力室。作为液体喷出头,还已知下述的液体喷出头:为了使液体的喷出高速化,使用独立驱动构造,而该独立驱动构造具有从喷嘴喷出液体的压力室和不喷出液体的空气室。
在独立驱动构造的液体喷出头中,存在下述的例子:将压力室的电极捆扎在基板中央侧而进行共用电极化,并将空气室的电极作为独立电极而向相反侧引出。例如,共用电极形成在基板的表面、供给孔的内表面以及基板的背面,在基板的表面上形成涂层。
在这种液体喷出头中,当使用例如包含使电极溶解这样的成分的油墨时,有时基板的背面的共用电极消失,导致表面与背面的电极分离。在该情况下,共用电极电阻增加,在喷出了液体时,在列内的端部和中央部之间驱动波形产生差异,点径、直线性等印字质量变差。
发明内容
本发明所要解决的课题在于,提供一种能够确保较高的印字质量的液体喷出头。
实施方式的液体喷出头具备基板、致动器、歧管、共用电极、独立电极和涂层。基板形成有供液体通过的开口。致动器设于所述基板的一侧的主面,并且具有多个压力室和形成于多个压力室之间的多个空气室。歧管配置于所述基板的另一侧。共用电极具有形成于所述致动器的表面、所述基板的一侧的主面、所述基板的另一侧的主面、所述开口的内表面以及所述基板的侧面的电极部。独立电极具有形成于所述致动器的表面和所述基板的一侧的主面的电极部。涂层覆盖所述基板的一侧的主面上的至少一部分。
附图说明
图1是示出第一实施方式所涉及的液体喷出头的结构的立体图。
图2是示出第一实施方式所涉及的液体喷出头的结构的仰视图。
图3是将第一实施方式所涉及的液体喷出头的结构省略一部分而示出的仰视图。
图4是示出第一实施方式所涉及的液体喷出头的喷头主体的结构的立体图。
图5是示出第一实施方式所涉及的喷头主体的结构的剖视图。
图6是示出第一实施方式所涉及的喷头主体的结构的俯视图。
图7是将第一实施方式所涉及的喷头主体的结构省略一部分而示出的剖视图。
图8是将第一实施方式所涉及的喷头主体的结构省略一部分而示出的剖视图。
图9是将第一实施方式所涉及的喷头主体的结构省略一部分而示出的剖视图。
图10是示出第一实施方式所涉及的液体喷出装置的结构的说明图。
符号说明
1、液体喷出头(喷墨头);2、液体喷出装置(喷墨记录装置);11、喷头主体;12、歧管单元;13、冷却流路单元;14、电路基板;15、罩;111、基板;112、框体;113、致动器;114、喷嘴板;115、表面;116、共用液室;117、背面;118、独立电极;1181、第一电极部;1182、第二电极部;1183、第三电极部;119、共用电极;1191、第一电极部;1192、第二电极部;1193、第三电极部;1194、第四电极部;1195、第五电极部;1196、第六电极部;1197、第七电极部;1198、第八电极部;121、歧管;1213、第一冷却流路;122、顶板;123、油墨供给管;124、油墨排出管;125、冷却水供给管;126、冷却水排出管;142、驱动器IC;143、印刷布线基板;151、外轮廓体;152、掩模板;1111、供给口;1112、排出口;1113、通孔;1114、端面;1116、连接部;1131、压力室;1132、空气室;1133、压电体(驱动元件);1134、倾斜面;1135、防液壁;1141、喷嘴;1142、喷嘴列;1161、第一共用液室;1162、第二共用液室;1211、供给流路;1312、第二冷却流路;133、第二冷却水供给管;134、第二冷却水排出管;2001、输送路径;2111、壳体;2112、介质供给部;2113、图像形成部;2114、介质排出部;2115、输送装置;2116、冷却装置;2117、维护装置;2118、控制部;2120、支承部;2130、喷头单元;2132、供给罐;2134、泵;2135、连接流路;21121、供纸盒;21141、排纸托盘;21181、CPU;21201、输送带;21202、支承板;21203、带辊;21211~21218、导向板对;21221~21228、输送用辊;P、纸张。
具体实施方式
下面,参照图1至图9来对第一实施方式所涉及的液体喷出头1以及使用了液体喷出头1的液体喷出装置2进行说明。图1是示出第一实施方式所涉及的液体喷出头1的结构的立体图,图2是示出液体喷出头1的结构的仰视图。图3是省略喷嘴板114而示出液体喷出头1的结构的仰视图。图4是示出液体喷出头1的喷头主体11的结构的立体图,图5是示出喷头主体11的结构的剖视图。图6是示出喷头主体11的基板111、致动器113、多个独立电极118以及共用电极119的结构的俯视图。图7是示出喷头主体11的基板111、致动器113、多个独立电极118以及共用电极119的结构的剖视图。图8是示出喷头主体11的基板111、致动器113、共用电极119的结构的剖视图。图9是示出喷头主体11的致动器113、多个独立电极118以及共用电极119的结构的剖视图。图10是示出使用了液体喷出头1的液体喷出装置2的结构的说明图。需要说明的是,在各图中,为了进行说明,将结构适当放大、缩小或省略地进行了示出。图中X、Y、Z分别表示相互正交的第一方向、第二方向以及第三方向。需要说明的是,在本实施方式中,以液体喷出头1的喷嘴1141或压力室1131的并列方向沿着X轴、压力室1131的延伸方向沿着Y轴、液体的喷出方向沿着Z轴的姿势为基准而记载了方向的说明,但并不限于此。
液体喷出头1例如是设于图10所示的喷墨记录装置等液体喷出装置2的剪切模式的喷墨头。液体喷出头1例如是交替地具备压力室1131和空气室1132的独立驱动构造。液体喷出头1设置于喷头单元2130,该喷头单元2130包括设置于液体喷出装置2的作为液体收容部的供给罐2132。
液体喷出头1被供给作为存积在供给罐2132中的液体的油墨。需要说明的是,液体喷出头1可以是不使油墨循环的非循环式的喷头,另外,也可以是使油墨循环的循环式的喷头。在本实施方式中,对液体喷出头1使用非循环式的喷头的例子进行说明。另外,液体喷出头1与设置于液体喷出装置2的冷却装置2116连接,被供给进行油墨的温度控制的冷却用液体(冷却水)。
如图1至图4所示,液体喷出头1具备喷头主体11、歧管单元12、冷却流路单元13、电路基板14以及罩15。例如,液体喷出头1是具有两组喷头主体11而该喷头主体11具有一对致动器113的侧射式的四列一体构造头。
喷头主体11喷出液体。如图3至图9所示,喷头主体11具备基板111、框体112、具有多个压力室1131和多个空气室1132的致动器113、以及喷嘴板114。
喷头主体11具有与致动器113的多个压力室1131连通的共用液室116。多个压力室1131的一次侧是指多个压力室1131的液体流动方向上的上游侧。多个压力室1131的二次侧是指多个压力室1131的液体流动方向上的下游侧。
另外,喷头主体11在基板111和致动器113上具有分别驱动致动器113的多个压力室1131的多个独立电极118、以及同时驱动多个压力室1131的单个或多个共用电极119。
在本实施方式的例子中,使用喷头主体11具有两个致动器113、共用液室116具有一个第一共用液室1161和两个第二共用液室1162的例子进行说明。共用液室116例如具有第一共用液室1161和第二共用液室1162,该第一共用液室1161与致动器113的多个压力室1131的一次侧的开口(压力室1131的入口)连通,该第二共用液室1162与致动器113的多个压力室1131的二次侧的开口(压力室1131的出口)连通。
基板111由例如氧化铝等陶瓷材料形成为矩形板状。基板111具有作为构成研磨面的一个主面的表面115和作为另一个主面的背面117。基板111形成为例如在一个方向(X方向)上长的矩形形状。在作为基板111的一侧的主面的、构成研磨面的表面115上,形成有成为多个独立电极118的一部分的第三电极部1183、以及成为单个共用电极119的一部分的第三电极部1193。在基板111的表面115上沿基板111的短边方向(Y方向)排列设置一对致动器113。基板111具有单个供给口1111、多个排出口1112以及多个通孔1113。供给口1111、排出口1112以及通孔1113是贯通基板111的两个主面之间的贯通孔。供给口1111是供油墨通过的开口,形成于基板111。
另外,在基板111的长度方向的端面1114形成有成为单个共用电极119的一部分的第五电极部1195。端面1114沿基板111的厚度方向(Z方向)延伸,形成与作为基板111的一侧的主面的表面115和作为另一侧的主面的背面117连续的侧面部。
供给口1111是向第一共用液室1161供给油墨的入口。供给口1111是形成于基板111的短边方向的中央的贯通孔。供给口1111沿基板111的长度方向延伸。换言之,供给口1111例如是沿着致动器113的长度方向和第一共用液室1161的长度方向而在一方向上长的长孔。供给口1111设置在一对致动器113之间,并在与第一共用液室1161相对的位置开口。
在供给口1111的内壁面形成有成为共用电极119的一部分的第四电极部1194。
排出口1112是排出油墨的出口。排出口1112设置有多个例如四个。各排出口1112例如位于第一共用液室1161与各第二共用液室1162之间,且分别与一对致动器113的长度方向的两端部相邻。需要说明的是,多个排出口1112也可设置于第二共用液室1162。在排出口1112的内壁面形成有成为共用电极119的一部分的第八电极部1198。
通孔1113是形成于基板111的长度方向的两端部且比排出口1112靠外侧的位置的贯通孔。通孔1113设置在框体112的外侧,并在不与第一共用液室1161和第二共用液室1162相对的、不与油墨接触的位置开口。在通孔1113的内壁面形成有成为共用电极119的一部分的第七电极部1197。
在基板111上设有致动器113和框体112。基板111的框体112的内侧成为配置油墨的接液区域,框体112的外侧成为能够连接各种电子零部件的安装区域。
框体112通过粘接剂等而固定于基板111的一个主面。框体112包围设置于基板111的供给口1111、多个排出口1112以及致动器113。
例如,框体112形成为矩形框状,由此沿着框体112的长度方向而形成在一个方向上较长的开口。框体112也可以具有表面的一部分凹陷的台阶构造。在框体112的开口配置有一对致动器113、供给口1111以及四个排出口1112。框体112构成为,在喷嘴板114与基板111之间包围致动器113的周围,并能够在内部保持液体。
一对致动器113粘接于基板111的表面115。一对致动器113隔着供给口1111排成两列而设置于基板111。致动器113形成为在一个方向上较长的板状。致动器113配置在框体112的开口内,与基板111的表面115粘接。
如图5至图9所示,致动器113在长度方向的中央侧具有:多个压力室1131,在长度方向上等间隔配置;以及空气室1132,在长度方向上等间隔配置,并且配置在相邻的压力室1131之间。换言之,在致动器113上,沿着长度方向交替地配置有多个压力室1131和空气室1132。多个压力室1131和多个空气室1132在与排列方向交叉的方向例如致动器113的短边方向上延伸。
致动器113的作为与基板111相反的一侧的面的顶面部粘接于喷嘴板114。致动器113形成有在长度方向上等间隔地排列配置、并沿着与长度方向正交的方向的多个槽。多个槽形成多个压力室1131和多个空气室1132。换言之,致动器113具有多个压电体1133,该多个压电体1133在长度方向上等间隔地排列配置,且是构成在其间形成槽的壁的驱动元件。多个压电体1133在相邻的压电体1133之间形成多个压力室1131和多个空气室1132,通过施加驱动电压而使压力室1131的容积变化。
致动器113例如在短边方向上的宽度从顶部侧朝向基板111侧逐渐变大。致动器113的沿着与长度方向正交的方向(短边方向)的截面的截面形状形成为梯形形状。即,致动器113具有向短边方向的侧面部倾斜的倾斜面1134。侧面部(倾斜面1134)与第一共用液室1161以及第二共用液室1162相对配置。在倾斜面1134形成有成为多个独立电极118的一部分的第二电极部1182和成为单个或多个共用电极119的一部分的第二电极部1192。
作为具体例,致动器113由将在一个方向上较长的矩形板状的两张压电材料以彼此的极化方向为相反方向的方式相对并粘接而成的层叠压电部件形成。在此,压电材料例如是PZT(锆钛酸铅)。致动器113通过例如具有热固化性的环氧系粘接剂而粘接于基板111的表面115。并且,致动器113例如通过切削加工等而构成倾斜面1134。另外,同时地,基板111和致动器113例如通过研磨加工而对多个独立电极118和共用电极119被图案化的表面115进行研磨,形成研磨面。另外,致动器113例如通过切削加工而形成有多个槽,并形成有作为将相邻的槽之间隔开的侧壁的压电体(驱动元件)1133,该多个槽形成多个压力室1131和多个空气室1132。
另外,在致动器113形成有:成为多个独立电极118的一部分的第一电极部1181、第二电极部1182、成为单个或多个共用电极119的一部分的第一电极部1191以及第二电极部1192。
压力室1131在利用液体喷出头1进行的印字等动作时通过变形而使油墨从喷嘴1141喷射。压力室1131的入口向第一共用液室1161开口,出口向第二共用液室1162开口。压力室1131从入口流入油墨,从出口流出油墨。需要说明的是,压力室1131也可以是油墨从作为入口和出口说明的两个开口流入的结构。在构成压力室1131的槽内分别形成有成为多个独立电极118的一部分的第一电极部1181。
如图9所示,空气室1132通过入口侧和出口侧利用由感光性树脂等形成的防液壁1135封堵而与第一共用液室1161和第二共用液室1162隔开。作为具体例,空气室1132的防液壁1135通过如下过程来形成:在形成空气室1132的槽内注入了紫外线固化树脂之后,使用曝光掩模等来对必要的部分、例如作为槽的入口侧和出口侧的两端部照射紫外线。这样的防液壁1135防止油墨向空气室1132的侵入。另外,空气室1132被喷嘴板114封堵,不配置喷嘴1141。因此,油墨不流入空气室1132。在空气室1132内形成有成为单个或多个共用电极119的一部分的第一电极部1191。
喷嘴板114形成为板状。喷嘴板114通过粘接剂等而固定于框体112的与基板111相反的一侧的主面。喷嘴板114具有在与多个压力室1131相对的位置形成的多个喷嘴1141。在本实施方式中,喷嘴板114具有两列多个喷嘴1141在一个方向上排列的喷嘴列1142。
第一共用液室1161形成在一对致动器113的除了两端部以外的中央侧之间,构成从供给口1111向各致动器113的多个压力室1131的一次侧的开口(入口)流动的油墨的流路。第一共用液室1161沿着致动器113的长度方向延伸。
第二共用液室1162分别形成在各致动器113与框体112之间。第二共用液室1162形成从多个压力室1131的二次侧的开口(出口)向排出口1112流动的油墨的流路。第二共用液室1162沿着致动器113的长度方向延伸。
多个独立电极118向作为压电体的多个压电体1133单独地施加驱动电压。多个独立电极118使各压力室1131单独地变形。独立电极118由形成于基板111的布线图案和形成于致动器113的布线图案形成。独立电极118从压力室1131和空气室1132中的任一个向延伸方向的一侧引出。在本实施方式中,从压力室1131引出到一对致动器113的外侧的区域。
作为具体例,如图7至图9所示,多个独立电极118在各压力室1131的内表面、致动器113的倾斜面1134以及基板111上成膜。具体而言,独立电极118形成于形成压力室1131的压电体1133的侧面、以及构成压力室1131的底部的压电部件的一部分。另外,独立电极118例如形成于倾斜面1134和基板111的表面115。独立电极118从压力室1131内向基板111的短边方向的端部延伸,独立电极118的端部配置于基板111的与电路基板14连接的连接部1116。即,独立电极118分别具有第一电极部1181、第二电极部1182以及第三电极部1183,其中,该第一电极部1181形成于构成致动器113的压力室1131的槽内,该第二电极部1182形成于致动器113的倾斜面1134,该第三电极部1183形成于基板111的表面115。独立电极118设置为与压力室1131的底部和形成压电体1133的压电部件的表面紧贴。独立电极118例如由镍薄膜形成。需要说明的是,独立电极118也可以由例如金或铜的薄膜形成,不限于镍薄膜。独立电极118的厚度例如为0.5μm~5μm。
共用电极119对多个压电体1133的全部施加相同的驱动电压。共用电极119使多个压力室1131同时变形。共用电极119由形成于基板111的布线图案和形成于致动器113的布线图案形成。共用电极119是从基板111的供给口1111的内周面一直设置到形成多个空气室1132的压电体1133的布线图案。共用电极119与电路基板14连接。共用电极119从压力室1131和空气室1132中的另一个向延伸方向的另一侧引出。在本实施方式中,共用电极119从空气室1132引出到一对致动器113之间的区域。即,将多个空气室1132的电极在基板中央侧捆扎起来作为共用电极119。
作为具体例,如图7至图9所示,共用电极119在各空气室1132的内表面、致动器113的倾斜面1134以及基板111上的避开了独立电极118的区域上成膜。即,共用电极119形成于形成各空气室1132的压电体1133的侧面、以及构成空气室1132的底部的压电部件的一部分。另外,共用电极119从各空气室1132内朝向基板111的中央部而设置于倾斜面1134上、并形成于一对致动器113之间的基板111的表面115上以及供给口1111的内周面。另外,共用电极119向基板111的长度方向的端部延伸,还形成于基板111的长度方向(Y方向)的端面1114、以及基板111的作为与表面115相反的一侧的主面的背面117。例如共用电极119向基板111的短边方向的端部延伸,共用电极119的端部配置在基板111的与电路基板14连接的连接部1116。
换言之,共用电极119设置在基板111的短边方向的中央侧,该中央侧位于从形成于基板111的短边方向的端部上的连接部1116到一对致动器113之间。并且,如图7所示,设置于基板111的短边方向的中央侧的共用电极119的一部分在基板111的短边方向中央侧以在基板111的厚度方向上延伸的方式设置于供给口1111的内周面。另外,共用电极119的一部分从基板111的短边方向中央侧设置于形成各空气室1132的压电部件的表面。而且,共用电极119的一部分还设置于基板111的长度方向的端面1114和背面117。
即,共用电极119具有:第一电极部1191,其形成于构成致动器113的空气室1132的槽内;第二电极部1192,其形成于致动器113的倾斜面1134;第三电极部1193,其形成于基板111的表面115;第四电极部1194,其形成于供给口1111的内周面;第五电极部1195,其形成于基板111的长度方向的端面1114;第六电极部1196,其形成于基板111的背面117;第七电极部1197,其形成于通孔1113的内周面;以及第八电极部1198,其形成于排出口1112的内周面。共用电极119的各电极部1191~1198避开独立电极118、其他的搭载零部件等而形成。共用电极119的各电极部1191~1198也可以部分地形成在基板111、致动器113的表面上。
在共用电极119中,基板111的表面115的第三电极部1193和背面117的第六电极部1196通过供给口1111内的第四电极部1194、端面1114的第五电极部1195、通孔1113的第七电极部1197、以及排出口1112内的第八电极部1198而连接。
共用电极119设置为与空气室1132的底部和形成压电体1133的压电部件的表面紧贴。共用电极119例如由镍薄膜形成。需要说明的是,共用电极119也可以由例如金或铜的薄膜形成,不限于镍薄膜。共用电极119的厚度例如为0.5μm~5μm。
例如,独立电极118和共用电极119在框体112的内部由涂层120覆盖。另外,独立电极118也可以在框体112的下表面由使框体112与基板111粘接的粘接剂覆盖。
涂层120在框体112内的区域中形成于致动器113的表面以及基板111的表面115。涂层120覆盖包含形成有独立电极118和共用电极119的至少一部分的区域的基板111的表面115。涂层120例如是通过喷雾法形成的膜,例如由热固化型的环氧系粘接剂构成。例如,涂层120的厚度为5~30μm。涂层120覆盖致动器113的倾斜面1134和基板111的表面115上的一部分。作为一例,涂层120在基板111的表面115上至少形成于被框体112包围的区域。例如,涂层120形成于框体112的内周侧的区域和框体112的正下方的区域。换言之,涂层120未形成于表面115中的框体112外侧的安装区域和背面117。
涂层120例如通过在基板111上设置致动器113而形成了电极之后利用喷雾法涂布涂层剂而形成。
如图1、图4及图5所示,歧管单元12具备歧管121、顶板122、油墨供给管123、油墨排出管124、以及作为一对调温用管的冷却水供给管125和冷却水排出管126。需要说明的是,油墨供给管123、油墨排出管124、冷却水供给管125以及冷却水排出管126的数量可以适当设定。
歧管121形成为板状或块状。如图5所示,歧管121具备:供给流路1211,其与基板111的供给口1111连续,形成液体供给流路;排出流路,其与基板111的排出口1112连续,形成液体排出流路;以及第一冷却流路1213,其形成冷却用的流体的流路。需要说明的是,歧管121由于与一对喷头主体11连接,因此具有一对供给流路1211和一对排出路。
歧管121例如通过将多个歧管部件组装为一体而形成,形成供给流路1211、排出流路以及第一冷却流路1213。
歧管121的一个主面固定于基板111的作为另一侧的主面的背面117。另外,歧管121在与固定有基板111的主面相反的主面固定有顶板122。另外,在歧管121经由顶板122而固定有例如油墨供给管123、油墨排出管124、冷却水供给管125以及冷却水排出管126。
供给流路1211是由孔、槽形成于歧管121的流路。供给流路1211将油墨供给管123和基板111的供给口1111流体连接。
排出流路是由孔、槽形成于歧管121的流路。排出流路将油墨排出管124和基板111的排出口1112流体连接。
第一冷却流路1213是由孔、槽形成于歧管121的流路。第一冷却流路1213将冷却水供给管125和冷却水排出管126流体连接。
第一冷却流路1213的两端是与设于歧管121的一个主面的冷却水供给管125以及冷却水排出管126连接的开口。另外,第一冷却流路1213形成为能够与固定于歧管121的基板111进行热交换。
顶板122设于歧管121的与设有基板111的面相反的面。顶板122通过覆盖歧管121而密封供给流路1211、排出流路以及第一冷却流路1213。
另外,顶板122具有连接各管123、124、125并使各管123、124、125以及各流路1211、1213连通的开口。
油墨供给管123与供给流路1211连接。油墨排出管124与排出流路连接。冷却水供给管125及冷却水排出管126与第一冷却流路1213的一次侧及二次侧连接。
在本实施方式中,在歧管121的长度方向上的一端侧配置有一对油墨供给管123和第一冷却水排出管126,在歧管121的长度方向上的另一端侧配置有一对油墨排出管124和第一冷却水供给管125。
冷却流路单元13具有多个第二冷却流路1312、第二冷却水供给管133和第二冷却水排出管134。在冷却流路单元13中,在多个第二冷却流路1312之间形成有多个开口1314。冷却流路单元13与液体喷出装置2的冷却装置2116连接。第二冷却流路1312在一个方向(第一方向X)上较长,并在与第二冷却流路1312的长度方向正交的方向(第二方向Y)上排列配置。
作为具体例,在本实施方式中,喷嘴列1142为4列,致动器113为4个(4列),并且,驱动器IC142设置有4个(4列)。因此,冷却流路单元13具有三个第二冷却流路1312,在第二冷却流路1312之间形成有两个开口1314。
多个第二冷却流路1312与第二冷却水供给管133及第二冷却水排出管134连接。
冷却流路单元13在多个开口1314配置有电路基板14的后述的驱动器IC142的一部分以及印刷布线基板143,多个第二冷却流路1312与作为发热体的驱动器IC142相对配置,由此对驱动器IC142进行冷却。
如图4所示,电路基板14具备一端与基板111的连接部1116连接的驱动器IC142、以及印刷布线基板143。
电路基板14通过利用驱动器IC142向致动器113的布线图案施加驱动电压来驱动致动器113,使压力室1131的容积增减,从而使液滴从喷嘴1141喷出。
驱动器IC142经由通过热压接等固定于基板111的连接部的ACF(各向异性导电性膜)与多个独立电极118和共用电极119连接。需要说明的是,驱动器IC142也可以通过ACP(各向异性导电膏)、NCF(非导电性膜)以及NCP(非导电性膏)这样的其他手段而与多个独立电极118以及共用电极119连接。所连接的驱动器IC142例如针对一个喷头主体11设置多个。在本实施方式中,两个驱动器IC142与一个致动器113连接。驱动器IC142例如是安装有驱动器IC芯片的COF(ChiponFilm:覆晶薄膜)。
驱动器IC142的表面与第二冷却流路1312的外表面接触。
印刷布线基板143是搭载有各种电子零部件、连接器的PWA(PrintingWiringAssembly:印刷线路组件)。
罩15例如具备外轮廓体151和掩模板152,该外轮廓体151覆盖一对喷头主体11的侧面、歧管单元12及电路基板14,该掩模板152覆盖一对喷头主体11的喷嘴板114侧的一部分。
外轮廓体151使例如歧管单元12中的油墨供给管123、油墨排出管124、冷却水供给管125和冷却水排出管126、以及电路基板14的端部露出到外部。
掩模板152覆盖一对喷头主体11中的除了多个喷嘴1141和喷嘴板114的多个喷嘴1141的周围以外的部位。
这样构成的液体喷出头1在喷头主体11具有能够对各压电体1133分别单独地施加驱动电压的多个独立电极118、以及能够对所有的压电体1133施加驱动电压的共用电极119。
因此,液体喷出头1能够选择性地、单独地或者共同地驱动多个压力室1131。并且,当压力室1131被驱动时,压力室1131进行剪切模式变形,供给至压力室1131内的油墨被加压。因此,液体喷出头1能够从与压力室1131相对的喷嘴1141选择性地喷出被加压后的油墨。
另外,共用电极119除了形成在基板111的致动器113的表面115、致动器113的倾斜面1134以及空气室1132的内表面以外,还形成在形成于基板111的供给口1111的内周面。
下面,参照图10对具有液体喷出头1的喷墨记录装置2进行说明。喷墨记录装置2具备壳体2111、介质供给部2112、图像形成部2113、介质排出部2114、作为支承装置的输送装置2115、维护装置2117和控制部2118。另外,喷墨记录装置2具备对向液体喷出头1供给的油墨的温度进行调整的冷却装置。
喷墨记录装置2是下述的喷墨打印机:沿着从介质供给部2112通过图像形成部2113到达介质排出部2114的预定的输送路径2001,一边输送例如纸张P作为是喷出对象物的记录介质,一边喷出油墨等液体,从而在纸张P上进行图像形成处理。
介质供给部2112具备多个供纸盒21121。图像形成部2113具备支承纸张的支承部2120和在支承部2120的上方相对配置的多个喷头单元2130。介质排出部2114具备排纸托盘21141。
支承部2120具备:输送带21201,以环形形状设置在进行图像形成的预定区域;支承板21202,从背侧支承输送带21201;以及多个带辊21203,设置在输送带21201的背侧。
喷头单元2130具备:多个作为喷墨头的液体喷出头1;分别搭载于各液体喷出头1上的作为液体罐的多个供给罐2132;供给油墨的泵2134;以及连接液体喷出头1与供给罐2132的连接流路2135。
在本实施方式中,具备青色、品红色、黄色、黑色这四种颜色的液体喷出头1作为液体喷出头1、以及分别收容这些各种颜色的油墨的四种颜色的供给罐2132。供给罐2132通过连接流路2135与液体喷出头1连接。
泵2134是例如由压电泵构成的送液泵。泵2134与控制部2118连接,由控制部2118进行驱动控制。
连接流路2135具备与液体喷出头1的油墨供给管123连接的供给流路。另外,连接流路2135具备与液体喷出头1的油墨排出管124连接的回收流路。例如,在液体喷出头1为非循环式的情况下回收流路与维护装置2117连接,在液体喷出头1为循环式的情况下回收流路与供给罐2132连接。
输送装置2115沿着从介质供给部2112的供纸盒21121通过图像形成部2113到达介质排出部2114的排纸托盘21141的输送路径2001输送纸张P。输送装置2115具备:沿着输送路径2001配置的多个导向板对21211~21218、以及多个输送用辊21221~21228。输送装置2115将纸张P支承为能够相对于液体喷出头1相对移动。
冷却装置2116具有冷却水罐21161、供给冷却水的配管或管等冷却用回路21162、供给冷却水的泵以及调整冷却水的温度的冷却器等。冷却装置2116通过泵的送水而将由冷却器调整为预定温度的冷却水罐21161的冷却水经由冷却用回路21162供给到第二冷却水供给管133。另外,冷却装置2116将通过第一冷却流路1213和第二冷却流路1312并从第二冷却水排出管134排出的水经由冷却用回路21162回收到冷却水罐21161。需要说明的是,冷却器例如是冷却装置(cooler)。
维护装置2117例如在维护时吸引并回收残留于喷嘴板114的外表面的油墨。另外,在液体喷出头1为非循环式的情况下,维护装置2117在维护时回收喷头主体11内的油墨。这样的维护装置2117具有贮存所回收的油墨的托盘或罐等。
控制部2118具备:作为处理器的一例的CPU21181;存储各种程序等的ROM(ReadOnlyMemory:只读存储器)、临时存储各种可变数据和图像数据等的RAM(RandomAccessMemory:随机存取存储器)等存储器;以及接口部,进行来自外部的数据的输入和向外部的数据的输出。
根据这样构成的液体喷出头1和喷墨记录装置2,由于在基板111的端面1114也形成有共用电极119,因此能够确保较高的印字质量。即,在液体喷出头1中,基板111的表面115侧和背面117侧的电极部1193、1196通过端面1114的电极部1195而连接,因此,即使在使用了含有使电极溶解这样的成分的油墨的情况下电极被油墨部分溶解,也能够确保共用电极119的面积。例如,在基板111的背面117没有形成涂层120的情况下,即使在供给口1111的周边处基板111的背面117的共用电极119的一部分消失,通过在设置于配置油墨的区域的外侧的端面1114上形成的电极部1195而确保了表面115与背面117的共用电极119的连接,从而也能够抑制共用电极119的电阻的增加。因此,能够抑制当喷出了液体时在列内的端部和中央部间驱动波形产生差异的情况,能够良好地保持点径、直线性等印字质量。
另外,液体喷出头1在供给口1111的内周面也设置共用电极119,由此能够确保共用电极119的电极表面积,能够降低共用电极119的电阻。因此,即使在致动器113的压电体1133的列间变窄的情况下,也能够抑制在喷头主体11的喷嘴1141的排列方向上的中央侧和端部侧之间喷出性能产生差异的情况。
另外,在上述实施方式中,在框体112的外侧且不与油墨接触的部位形成的通孔1113中也设置有共用电极119,能够经由通孔1113确保表面115与背面117的共用电极119的连接,因此能够降低共用电极119的电阻。
需要说明的是,本发明的实施方式并不限定于上述的结构。下面,示出几个实施方式的例子。另外,在以下的说明中说明的实施方式中,对与上述的第一实施方式同样的结构标注相同的符号,并省略其详细的说明。
例如,在上述例子中,示出了下述的例子:在一对致动器113之间配置作为长孔的供给口1111,并在一对致动器113的长度方向的两端分别配置排出口1112,在更外侧的端部配置通孔1113,但并不限于此,能够适当设定供给口1111、排出口1112和通孔1113的形状、数量以及配置。例如,也可以是在排出口1112的内周面未形成共用电极119的结构。或者,也可以是不具备通孔1113的结构。即使在这样的方式中,通过在端面1114形成有电极,也能够维持共用电极119的连接状态。
例如,在上述的例子中,示出了在压力室1131形成有独立电极118、在空气室1132形成有共用电极119的例子,但并不限于此。例如,也可以是在压力室1131形成有共用电极119、在空气室1132形成有独立电极118的结构。
例如,在上述的例子中,对于液体喷出头1,说明了设置一对喷头主体11的结构,但并不限定于此,也可以设为具有一个喷头主体11的结构。另外,对于喷头主体11,说明了设置一对致动器113的结构,但并不限定于此。例如,喷头主体11也可以设为具有一个致动器113的结构。
另外,也可以是在压力室1131的出入口具备节流部的结构。例如,在作为其他实施方式的液体喷出头中,压力室1131也可以在向第一共用液室1161开口的入口和/或向第二共用液室1162开口的出口处形成有使开口变小而使流路变窄的节流部。节流部例如是由紫外线固化树脂形成并堵塞出入口的一部分的突起或壁状部件,增大压力室1131的出入口的流路阻力。
另外,在上述的例子中,说明了液体喷出头1为非循环式的例子,但液体喷出头1也可以为循环式。
另外,在上述实施方式中,作为一例,例示了压力室1131的一侧为供给侧而另一侧为排出侧、且油墨从压力室1131的一侧流入并从另一侧流出的喷墨头,但并不限于此。例如,也可以为压力室1131的两侧的共用室为供给侧且油墨从两侧流入的结构。另外,供给侧和排出侧可以颠倒过来,或者也可以构成为能够切换。
另外,在上述实施方式中,例示了侧射式的喷墨头,但并不限于此,也可以是端射式。
另外,例如,喷出的液体并不限于印字用的油墨,例如也可以是喷出包含用于形成印刷布线基板的布线图案的导电性粒子的液体的装置等。
另外,在上述实施方式中,示出了喷墨头用于喷墨打印机等液体喷出装置的例子,但并不限于此,也能够用于例如3D打印机、产业用的制造机械、医疗用途,能够实现小型轻量化和低成本化。
根据以上说明的至少一个实施方式,由于在基板的端面形成有共用电极,因此能够确保较高的印字质量。
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。
Claims (10)
1.一种液体喷出头,其特征在于,具备:
基板,形成有供液体通过的开口;
致动器,设置于所述基板的一侧的主面,并且具有多个压力室和形成于多个压力室之间的多个空气室;
歧管,配置在所述基板的另一侧;
共用电极,具有形成于所述致动器的表面、所述基板的一侧的主面、所述基板的另一侧的主面、所述开口的内表面以及所述基板的侧面的电极部;
独立电极,具有形成于所述致动器的表面和所述基板的一侧的主面的电极部;以及
涂层,覆盖所述基板的一侧的主面上的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的液体喷出头,其特征在于,还具备:
框体,在所述基板的一侧的主面上配置于所述致动器的周围;以及
喷嘴板,配置于所述框体的一侧,并且具有与所述压力室连通的喷嘴,
多个所述压力室和多个所述空气室在一个方向上交替排列,并且分别向与排列方向交叉的方向延伸,
所述基板的侧面是所述基板的所述一个方向上的端面,所述基板的侧面配置在所述框体的外侧。
3.根据权利要求1所述的液体喷出头,其特征在于,
所述开口是沿一个方向延伸的长孔,贯通所述基板,并且具有与所述一侧的主面和所述另一侧的主面连续的内周面,所述开口是从所述基板的另一侧向所述基板的一侧供给液体的供给口,
所述歧管形成与所述开口连通的流路。
4.根据权利要求2所述的液体喷出头,其特征在于,
所述基板还具备贯通所述基板的排出口,
在所述基板的比所述框体更靠外侧的位置形成有贯通所述基板的通孔,
所述共用电极具有形成在所述通孔的内壁上的电极部和形成在所述排出口的内壁上的电极部的至少任一个。
5.根据权利要求3所述的液体喷出头,其特征在于,
在所述基板上设置有一对所述致动器,
在一对所述致动器之间的区域设置有所述供给口,
所述共用电极从一对所述致动器引出到一对所述致动器之间的区域,
所述独立电极从一对所述致动器引出到一对所述致动器的外侧的区域。
6.一种喷墨记录装置,其特征在于,利用了如下的液体喷出头,所述液体喷出头具备:
基板,形成有供液体通过的开口;
致动器,设置于所述基板的一侧的主面,并且具有多个压力室和形成于多个压力室之间的多个空气室;
歧管,配置在所述基板的另一侧;
共用电极,具有形成于所述致动器的表面、所述基板的一侧的主面、所述基板的另一侧的主面、所述开口的内表面以及所述基板的侧面的电极部;
独立电极,具有形成于所述致动器的表面和所述基板的一侧的主面的电极部;以及
涂层,覆盖所述基板的一侧的主面上的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的喷墨记录装置,其特征在于,所述液体喷出头还具备:
框体,在所述基板的一侧的主面上配置于所述致动器的周围;以及
喷嘴板,配置于所述框体的一侧,并且具有与所述压力室连通的喷嘴,
多个所述压力室和多个所述空气室在一个方向上交替排列,并且分别向与排列方向交叉的方向延伸,
所述基板的侧面是所述基板的所述一个方向上的端面,所述基板的侧面配置在所述框体的外侧。
8.根据权利要求6所述的喷墨记录装置,其特征在于,
所述开口是沿一个方向延伸的长孔,贯通所述基板,并且具有与所述一侧的主面和所述另一侧的主面连续的内周面,所述开口是从所述基板的另一侧向所述基板的一侧供给液体的供给口,
所述歧管形成与所述开口连通的流路。
9.根据权利要求7所述的喷墨记录装置,其特征在于,
所述基板还具备贯通所述基板的排出口,
在所述基板的比所述框体更靠外侧的位置形成有贯通所述基板的通孔,
所述共用电极具有形成在所述通孔的内壁上的电极部和形成在所述排出口的内壁上的电极部的至少任一个。
10.根据权利要求8所述的喷墨记录装置,其特征在于,
在所述基板上设置有一对所述致动器,
在一对所述致动器之间的区域设置有所述供给口,
所述共用电极从一对所述致动器引出到一对所述致动器之间的区域,
所述独立电极从一对所述致动器引出到一对所述致动器的外侧的区域。
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