CN117922164A - 液体喷出头以及液体喷出装置 - Google Patents
液体喷出头以及液体喷出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117922164A CN117922164A CN202310869057.4A CN202310869057A CN117922164A CN 117922164 A CN117922164 A CN 117922164A CN 202310869057 A CN202310869057 A CN 202310869057A CN 117922164 A CN117922164 A CN 117922164A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric
- piezoelectric elements
- driving
- liquid ejection
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 55
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 10
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 6
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 3
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14274—Structure of print heads with piezoelectric elements of stacked structure type, deformed by compression/extension and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1632—Manufacturing processes machining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14491—Electrical connection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
本发明提供容易电极形成的液体喷出头以及液体喷出装置。一实施方式涉及的液体喷出头具备压电部件、单独电极以及公共电极。压电部件由压电材料构成,形成有在一个方向上形成的多个槽,具有经由所述槽配置的多个压电元件和连结多个所述压电元件的连结部。单独电极以及公共电极在所述压电部件的所述一个方向上的一侧和另一侧的侧面分别形成。所述槽构成为单独电极侧的端部的深度比公共电极侧的端部深。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及液体喷出头以及液体喷出装置。
背景技术
作为喷墨打印头等的液体喷出装置的驱动源,使用使用了PZT等的压电体的压电致动器。例如,已知在作为致动器部件的压电体形成多个槽,将分割的柱状的元件作为致动器的构成。在这样的致动器中,将一方的外部电极作为单独施加驱动电压的单独电极,将另一方的外部电极作为始终施加相同的电压(包含0)的公共电极,在多个致动器之间分离单独电极,连接公共电极。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供容易电极形成的液体喷出头以及液体喷出装置。
一实施方式涉及的液体喷出头具备压电部件、单独电极以及公共电极。压电部件由压电材料构成,形成有在一个方向上形成的多个槽,具有经由所述槽配置的多个压电元件和连结多个所述压电元件的连结部。单独电极以及公共电极在所述压电部件的所述一个方向上的一侧和另一侧的侧面分别形成。所述槽构成为单独电极侧的端部的深度比公共电极侧的端部深。
附图说明
图1是示出实施方式涉及的喷墨头的构成的截面图。
图2是示出该喷墨头的构成的截面图。
图3是示出该喷墨头的一部分构成的立体图。
图4是示出该喷墨头的制造方法的说明图。
图5是该喷墨头的致动器部的一侧的侧面图。
图6是该致动器部的另一侧的侧面图。
图7是示出实施方式涉及的喷墨记录装置的概略构成的说明图。
图8是另一实施方式涉及的喷墨头的构成以及制造方法的说明图。
附图标记说明
1…喷墨头;10…基座;20…致动器部;201…层叠压电部件;21…驱动压电元件;22…非驱动压电元件;23…槽;26…连结部;30…振动板;31…压力室;32…公共室;33…连通部;40…流路部件;42…隔壁部;50…喷嘴板;51…喷嘴;60…框架部;70…驱动电路;71…FPC;72…驱动IC;73…印刷布线基板;731…头控制电路;100…喷墨记录装置;111…框体;112…介质供给部;113…图像形成部;114…介质排出部;115…输送装置;117…支承部;118…输送带;119…支承板;120…带辊;121…引导板对;122…输送用辊;130…头单元;132…油墨罐;133…连接流路;134…供给泵;116…控制部;1161…控制电路;211…压电体层;212…虚设层;221…内部电极;222…内部电极;223…外部电极;224…外部电极;301…振动区域;302…支承区域;405…流路基板。
具体实施方式
以下,参照图1至图7对实施方式涉及的液体喷出头即喷墨头1以及液体喷出装置即喷墨记录装置100进行说明。图1以及图2是示出喷墨头1的概略构成的截面图。图3是示出喷墨头的一部分构成的立体图。图4是示出喷墨头的制造方法的说明图。图5是单独电极侧的侧面图,图6是公共电极侧的侧面图。图7是示出喷墨记录装置100的概略构成的说明图。图中箭头X、Y、Z分别示出相互正交的三方向。为了在各图中进行说明,适当扩大、缩小或者省略并示出构成。
如图1以及图2所示,喷墨头1具备:基座10、一对致动器部20、流路部件40、具有多个喷嘴51的喷嘴板50、作为构造部的框架部60、以及驱动电路70。
作为一例,喷墨头1具备两个致动器部20,分别具有两列多个喷嘴51沿列方向(X方向)排列的喷嘴列、多个压力室31沿列方向排列的压力室列、以及多个压电元件21、22沿列方向排列的元件列。在本实施方式中,多个压电体层211的层叠方向、压电元件21的振动方向、以及振动板30的振动方向分别示出沿Z方向的例子。
基座10是支承一对致动器部20的支承部件。基座10例如构成为块状或者板状。在基座10的搭载有致动器部20的表层部中,延出方向上的一侧的区域形成有沿延出方向的多个槽101。多个槽101在并列方向上排列,并且与致动器部20的后述的槽23连续地形成。
如图1至图3所示,致动器部20与基座10的一侧接合。致动器部20例如设置在基座10上。例如,在Y方向上排列配置两个致动器部20。
致动器部20例如具备:由压电部件构成,成为沿列方向交替配列的致动器的多个驱动压电元件21、以及多个非驱动压电元件22、以及将这些多个压电元件21、22在基座10侧一体连结的连结部26。压电部件是层叠有多个压电体层211和多个内部电极221、222的层叠压电部件201。
在致动器部20中,多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22以一定的间隔在一个方向上排列。
作为一例,多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22都构成为外形为相同形状的长方体的柱状。致动器部20通过多个槽23被分割为多个,多个驱动压电元件21、非驱动压电元件22全部通过相同宽度的槽23以相同间距在列方向上排列。
槽23构成为单独电极侧的端部的深度比公共电极侧的端部深。例如,在从层叠压电部件201的Z方向的一侧形成槽23时,槽23的深度设定为延出方向的一侧比另一侧深。即,通过形成比形成单独电极的外部电极223的基座10侧的端部深的槽23,一端侧的外部电极223被分割为多个,形成有多个单独电极。另外,在层叠压电部件201的另一侧的侧面部中,通过使槽23构成为比外部电极224的基座10侧的端部浅,在基座10侧连结有外部电极224。换句话说,槽23在单独电极侧的端部具有到达基座10的深度,在公共电极侧的端部形成为未到达基座10的深度。
另外,槽23在至少一侧的预定量域中,构成为到达基座10的深度。换句话说,形成于一对致动器部20的槽23与形成于基座10的表层部的多个槽101连续。例如,通过对槽23、层叠压电部件201和基座10同时使用公共的工具进行槽加工,同时形成致动器部20的槽23和基座10的槽101。
例如,多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22分别构成为,在从Z方向观察的俯视中,短边方向沿元件列的列方向且长边方向沿相对于列方向以及Z方向正交的延出方向的矩形状。
驱动压电元件21在Z方向上配列在与形成于流路部件40的多个压力室31分别对置的位置。作为一例,驱动压电元件21的列方向以及延出方向的中心位置、压力室31的列方向以及延出方向的中心位置在Z方向上排列配列。
非驱动压电元件22在Z方向上配列在与形成于流路部件40的多个隔壁部42分别对置的位置。作为一例,非驱动压电元件22的列方向以及延出方向的中心位置、隔壁部42的列方向以及延出方向的中心位置在Z方向上排列配列。
例如,对于致动器部20而言,通过从与基座10侧相反侧的端面对预先与基座10接合的层叠压电部件201进行切割加工来形成槽23,从而以预定的间隔形成形成为矩形的柱状的多个压电元件。而且,在形成的多个柱状的元件设置电极等,形成有交替配置的多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22。多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22在列方向上隔着槽23交替地并列配置。
例如,构成致动器部20的层叠压电部件201通过层叠并烧结片状的压电材料形成。
构成驱动压电元件21、非驱动压电元件22的压电部件例如是层叠压电部件201。驱动压电元件21、非驱动压电元件22具备层叠的多个压电体层211、形成于各压电体层211的主面的内部电极221、222。需要说明的是,作为一例,驱动压电元件21、非驱动压电元件22是相同的层叠构造。而且,驱动压电元件21以及非驱动压电元件22具备形成于表面的外部电极223、224。
压电体层211例如由PZT(锆钛酸铅)系、或者无铅的KNN(铌酸钾钠)系等的压电陶瓷材料构成为薄板状。多个压电体层211的厚度方向沿层叠方向层叠,相互粘合。例如,在本实施方式中,压电体层211的厚度方向以及层叠方向沿振动方向(Z方向)配置。
内部电极221、222是由银钯等的可烧成的导电性材料构成为预定形状的导电膜。内部电极221、222形成于各压电体层211的主面的预定区域。内部电极221、222是相互不同的极。例如,一方的内部电极221在与多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22的排列方向即列方向(X方向)、振动方向(Z方向)的双方正交的方向即延出方向(Y方向)上,形成在到达压电体层211的一方的端部且未到达压电体层211的另一方的端部的区域。另一方的内部电极222在延出方向上,形成在未到达压电体层211的一方的端部且到达压电体层211的另一方的端部的区域。内部电极221、222与形成于压电元件21、22的侧面的外部电极223、224分别连接。
另外,构成驱动压电元件21、非驱动压电元件22的层叠压电部件201在基座10侧和喷嘴板50侧的端部的任一方或者两方,还具备虚设层212。虚设层212例如由与压电体层211相同的材料构成,仅在一侧具有电极,不施加电场所以不变形。例如,虚设层212不作为压电体发挥功能,成为将致动器部20固定于基座10的基座,或者成为为了提高组装期间、组装后的精度而进行的研磨的研磨余量。
外部电极223、224形成在多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22的表面,集合内部电极221、222的端部而构成。例如,外部电极223形成在压电体层211的延出方向上的一方的端面。外部电极224形成在压电体层211的延出方向上的另一方的端面。另外,外部电极224也可以向压电体层211的基座10侧的端面延出。例如,外部电极224连续地具有形成在压电体层211的另一方的侧面的电极部2241和形成在与基座10对置的底面的一部分的电极部2242。
外部电极223、224以电镀法、溅射法等已知的方法通过Ni、Cr、Au等成膜。外部电极223和外部电极224是不同的极。外部电极223和外部电极224分别配置在多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22的不同的侧面部。需要说明的是,外部电极224的底面的电极部2241例如不形成在底面的延出方向的外部电极223侧的端部,外部电极224和外部电极223相互以预定距离隔开并配置。
在本实施方式中,作为一例的外部电极223是单独电极,外部电极224是公共电极。成为多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22的单独电极的外部电极223,形成在层叠压电部件201的一方的侧面的电极层被槽23分割,相互独立地配置。即,一侧的外部电极223通过构成为槽23比电极层的基座10侧的端部深,电极层在并列方向上相互隔开并且独立,构成多个单独电极。
外部电极223例如在一方的侧面部中,经由作为布线基板的一例即柔性基板的FPC71与驱动电路70连接。例如,各个外部电极223通过FPC71经由驱动电路70的驱动IC72与作为驱动部的控制部116连接,构成为能够通过控制电路1161的控制驱动控制。需要说明的是,外部电极224也可以绕到外部电极223侧的侧面,经由FPC71与驱动电路70连接。
另一侧的外部电极224通过构成为槽23比电极层的基座10侧的端部浅,构成在比槽23的底部更靠基座10侧的区域中电极层连续的公共电极。外部电极224的电极层例如在层叠压电部件201的另一方的侧面相互连结,例如接地。
即,层叠压电部件201的一侧的多个单独电极通过槽23相互分离,层叠压电部件201的另一侧的公共电极相互连接。
虚设层212是与压电体层211相同的材料。虚设层212仅在一侧具有电极,不施加电场所以不变形。即,虚设层212不作为压电体发挥功能,成为固定时的基座,或者成为为了提高组装期间、组装后的精度而进行的研磨的研磨余量。
另外,各压电元件21、22的振动方向沿层叠方向,通过施加电场,向d33方向变位。
作为一例,各压电元件21、22为3层以上且50层以下,各层的厚度为10μm以上且40μm以下,厚度和总层叠数的积小于1000μm。
驱动压电元件21通过经由外部电极223、224对内部电极221、222施加电压而振动。在本实施方式中,驱动压电元件21沿压电体层211的层叠方向纵向振动。此处说的纵向振动是指例如“由压电常数d33定义的厚度方向的振动”。驱动压电元件21通过纵向振动使振动板30变位,使压力室31变形。
流路部件40具备在变形方向上的与致动器部20的一侧对置配置的振动板30和层叠在振动板30的一侧的流路基板405。
振动板30在振动方向上设置于流路基板405与致动器部20之间。振动板30与流路基板405一起构成流路部件40。振动板30在相对于形成层叠压电部件201的单独电极以及公共电极的侧面交叉的方向上延伸。
振动板30沿与振动方向即Z方向正交的面延伸,与多个压电元件21、22的压电体层211的振动方向的一侧,即,喷嘴板50侧的面接合。振动板30例如构成为可变形。振动板30与致动器部20的驱动压电元件21以及非驱动压电元件22、框架部60接合。振动板30例如具有:与压电元件21、22对置的振动区域301、与框架部60对置的支承区域302。
振动区域301例如是以厚度方向成为压电体层211的振动方向的方式配置的平板状。振动板30的平面方向在多个驱动压电元件21以及多个非驱动压电元件22的排列方向上延伸。振动板30例如是金属板。振动板30具有与各压力室31对置的并且能单独变位的多个振动部位。振动板30由多个振动部位一体地相连形成。
作为一例,振动板30由镍、SUS板构成,构成为沿振动方向的厚度尺寸为5μm~15μm左右。需要说明的是,振动区域301为了使多个振动部位容易变位,也可以在振动部位与邻接的部位或者相互邻接的振动部位之间,形成折痕、台阶。振动区域301通过驱动压电元件21的伸长和压缩,通过变位与该驱动压电元件21对置配置的部位而变形。例如,由于振动板30需要非常薄且复杂的形状,因此通过电铸法等形成。振动板30通过与致动器部20的上端面粘合等接合。
支承区域302是配置在框架部60与流路基板405之间的板状部件。支承区域302具有连通部33,连通部33具有与公共室32连通的通孔。
例如,连通部33具备过滤部件,过滤部件具有液体能够通过的多数的细孔作为通孔。
流路基板405在振动方向上配置于喷嘴板50与振动板30之间。流路基板405与振动板30的振动方向的一侧接合。
流路基板405具备引导壁部41、隔壁部42等的壁部件,形成具有相互隔开的多个压力室31、连通相互隔开的压力室31与公共室32的多个单独流路的预定的油墨流路。
在流路基板405内,多个压力室31通过隔壁部42隔开。即,压力室31的并列方向的两侧通过隔壁部42构成。各压力室31与在配置于一侧的喷嘴板50上形成的喷嘴51连通。另外,压力室31的喷嘴板50的相反侧由振动板30堵塞。
多个压力室31是在振动板30的振动区域301的一侧形成的空间,经由单独流路、连通部33与公共室32连通。多个压力室31与形成于喷嘴板50的喷嘴51连通。另外,压力室31的喷嘴板50的相反侧由振动板30堵塞。
多个压力室31保有从公共室32供给的液体,通过形成压力室31的一部分的振动板30的振动变形,由此从喷嘴51喷出液体。
隔壁部42是将在并列方向上排列的多个压力室31之间隔开,并且构成压力室31以及其两侧部的壁部件。隔壁部42经由振动板30,与非驱动压电元件22对置配置,由非驱动压电元件22支承。隔壁部42以与多个压力室31排列间距相同的间距设置多个。
喷嘴板50例如由SUS、Ni等的金属、聚酰亚胺等的树脂材料构成厚度10μm~100μm左右的方形的板状。喷嘴板50以覆盖压力室31的一侧的开口的方式配置在流路基板405的一侧。
喷嘴51在与压力室31的排列方向相同的第一个方向上排列多个,形成喷嘴列。例如,喷嘴51设置两列,各喷嘴51分别设置在与配列为两列的多个压力室31对应的位置。在本实施方式中,喷嘴51分别设置在压力室31的延出方向上的端部的位置。
框架部60是与压电元件21、22一起与振动板30接合的构造体。框架部60设置在与压电元件21、22的、与振动板30的、与流路基板405的相反侧,例如,在本实施方式中与致动器部20邻接配置。框架部60构成喷墨头1的外轮廓。另外,框架部60也可以在内部形成液体的流路。在本实施方式中,框架部60与振动板30的另一侧接合,并且在与振动板30之间形成公共室32。
公共室32形成在框架部60的内侧,通过设置于振动板30的连通部33、以及单独流路,与压力室31连通。
驱动电路70具备:一端与外部电极223、224连接的FPC71(Flexible printedcircuits:柔性印刷电路基板)、搭载于FPC71的驱动IC72、以及安装于FPC71的另一端的印刷布线基板73。
驱动电路70通过由驱动IC72对外部电极223、224施加驱动电压,驱动驱动压电元件21,使压力室31的容积增减,从喷嘴51喷出液滴。
FPC71与层叠压电部件201的一方的侧面连接,与多个外部电极223、224连接。作为FPC71,使用安装有驱动IC72的COF(Chip on Film:膜上芯片)作为电子零件。
驱动IC72经由FPC71与外部电极223、224连接。驱动IC72是用于喷出控制的电子零件。
驱动IC72生成用于使各驱动压电元件21动作的控制信号以及驱动信号。驱动IC72根据从搭载有喷墨头1的喷墨记录装置100的控制部116输入的图像信号,生成用于选择喷出油墨的定时以及喷出油墨的驱动压电元件21等的控制的控制信号。另外,驱动IC72根据来自控制部116的控制信号生成对驱动压电元件21施加的电压,即驱动信号。当驱动IC72对驱动压电元件21施加驱动信号时,驱动压电元件21以使振动板30变位而使压力室31的容积变化的方式驱动。由此,填充在压力室31的油墨产生压力振动。通过压力振动,从与压力室31连通的喷嘴51喷出油墨。需要说明的是,喷墨头1也可以通过改变滴落到1像素的油墨滴的量来实现灰度表现。另外,喷墨头1也可以通过改变油墨的喷出次数,改变滴落到1像素的油墨滴的量。这样,驱动IC72是对驱动压电元件21施加驱动信号的施加部的一例。
例如,驱动IC72具备数据缓冲器、解码器、以及驱动器。数据缓冲器对每个驱动压电元件21按时间顺序保存打印数据。解码器对每个驱动压电元件21,基于保存于数据缓冲器的打印数据,控制驱动器。驱动器基于解码器的控制,输出使各驱动压电元件21动作的驱动信号。驱动信号例如是对各驱动压电元件21施加的电压。
印刷布线基板73是搭载了各种电子零件、连接器的PWA(Printing WiringAssembly:印刷线路组件),具有头控制电路731。印刷布线基板73连接至喷墨记录装置100的控制部116。
在如上所述构成的喷墨头1中,通过喷嘴板50、框架部60、流路基板405、以及振动板30形成具有与喷嘴51连通的多个压力室31和与多个压力室31分别连通的公共室32的油墨流路。例如,公共室32与墨盒连通,油墨通过公共室32向各压力室31供给。全部驱动压电元件21通过布线可施加电压地连接。喷墨头1例如当喷墨记录装置100的控制部116通过驱动IC72对电极221、222施加驱动电压时,驱动对象的驱动压电元件21例如在层叠方向,即各压电体层211的厚度方向上振动。也就是说,驱动压电元件21纵向振动。
具体而言,控制部116对驱动对象的驱动压电元件21的内部电极221、222施加驱动电压,选择性地驱动驱动对象的驱动压电元件21。而且,根据驱动对象的驱动压电元件21,通过组合拉伸方向的变形与压缩方向的变形,使振动板30变形,使压力室31的容积变化,由此从公共室32导出液体,从喷嘴51喷出。
对本实施方式涉及的喷墨头1的制造方法的一例进行说明。首先,在形成为片状的压电材料通过印刷处理形成内部电极221、222。然后,层叠具有内部电极221、222的多片压电体层211,进行烧成处理、以及极化处理,构成层叠压电部件201。
然后,在基座10上配置预先形成内部电极221、222的层叠压电部件201。例如,在构成两个致动器部20的情况下,在将一体构成的层叠压电部件201接合至基座10后,可以通过槽加工等分割为两个,或者也可以分别准备构成两个致动器部20的两个层叠压电部件201。
接着,在层叠压电部件201中的一方和另一方的端面,通过印刷处理形成外部电极223、224。然后,进行压电元件21的极化处理,用粘合剂等粘贴于基座10。
接着,通过利用金刚石刀具等的工具进行加工,形成多个槽23。作为一例,在本实施方式中,如图4所示,通过使用刀刃从延出方向的一侧向另一侧逐渐变浅的弯曲的工具28形成槽23,槽23的底面231构成为从延出方向的一侧向另一侧逐渐变浅的弯曲形状。即,如图5所示,通过槽23在一侧的端部中为到达电极层的深度方向的全长的深度,构成将电极层分离为多个且相互隔开的独立的单独电极,如图6所示在另一方的端部中,作为未到达电极层的全长的深度而残留一部分,由此在比槽23的底部更靠基座10侧的区域中,构成电极层连续的公共电极。此时,在基座10的表层部,在单独电极侧的区域也同时形成槽101。
如上,一端侧的电极层被分割为多个,形成另一端侧的电极层在基座10侧相互连结的层叠压电部件201。此时,通过以预定的间距同时形成多个槽23,将层叠压电部件201分割为多个,形成以相同间距排列的成为多个压电元件21、22的多个柱状元件。如上,形成以相同间距排列的多个驱动压电元件21和非驱动压电元件22。
在成形为预定形状的外部电极223、224上,例如通过焊接安装等连接安装有作为控制零件的驱动IC72等的电子零件的FPC71。在FPC71上还连接具有头控制电路731的印刷布线基板73。
然后,在致动器部20上经由接合材料进行层叠定位振动板30、流路基板405、以及喷嘴板50,在致动器部20的外周配置框架部60,通过将这些多个部件接合,完成喷墨头1。
以下,参照图7对具备喷墨头1的喷墨记录装置100的一例进行说明。喷墨记录装置100具备:框体111、介质供给部112、图像形成部113、介质排出部114、输送装置115、以及控制部116。
喷墨记录装置100是通过沿着从介质供给部112通过图像形成部113到达介质排出部114的预定的输送路R,一边输送作为喷出对象物即印刷介质例如纸张P,一边喷出油墨等的液体,在纸张P进行图像形成处理的液体喷出装置。
框体111构成喷墨记录装置100的外轮廓。在框体111的预定部位具备将纸张P向外部排出的排出口。
介质供给部112具备多个供纸盒,构成为能够多片层叠并保持各种大小的纸张P。
介质排出部114具备构成为能够保持从排出口排出的纸张P的排纸托盘。
图像形成部113具备支承纸张P的支承部117、与支承部117的上方对置配置的多个头单元130。
支承部117具备:在进行图像形成的预定区域具备的呈环状的输送带118、从背面支承输送带118的支承板119、以及在输送带118的里侧具备的多个带辊120。
支承部117在图像形成时,在输送带118的上面即保持面支承纸张P,并且通过带辊120的旋转以预定的定时发送输送带118,由此向下游侧输送纸张P。
头单元130具备:多个(四种颜色)喷墨头1、分别搭载在各喷墨头1上的作为液体罐的油墨罐132、连接喷墨头1和油墨罐132的连接流路133、以及供给泵134。
在本实施方式中,具备青色、品红色、黄色、黑色四种颜色的喷墨头1和分别收纳这些各种颜色的油墨的油墨罐132。油墨罐132通过连接流路133与喷墨头1连接。
另外,在油墨罐132连结有未图示的泵等的负压控制装置。然后,通过与喷墨头1和油墨罐132的水头值对应,通过负压控制装置负压控制油墨罐132内,使供给至喷墨头1的各喷嘴51的油墨形成为预定形状的弯月面。
供给泵134例如是由压电泵构成的送液泵。供给泵134设置于供给流路。供给泵134通过布线与控制部116的控制电路1161连接,构成为能够由控制部116控制。供给泵134向喷墨头1供给液体。
输送装置115沿从介质供给部112通过图像形成部113到达介质排出部114的输送路R,输送纸张P。输送装置115具备沿输送路R配置的多个引导板对121和多个输送用辊122。
多个引导板对121分别具备以夹着被输送的纸张P而对置配置的一对板部件,沿输送路R引导纸张P。
输送用辊122通过由控制部116的控制驱动旋转,沿输送路R向下游侧发送纸张P。需要说明的是,在输送路R中在各处配置检测纸张的输送状况的传感器。
控制部116具备:控制器即CPU(Central Processing Unit:中央处理器)等的控制电路1161、存储各种程序等的ROM(Read Only Memory:只读存储器)、临时存储各种可变数据、图像数据等的RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、以及进行来自外部的数据的输入以及向外部的数据的输出的接口部。
在如上所述构成的喷墨记录装置100中,控制部116例如在接口中用户检测到通过操作输入部的操作的印刷指示时,驱动输送装置115并输送纸张P,并且通过以预定的定时对头单元130输出打印信号,驱动喷墨头1。作为喷出动作,喷墨头1通过与图像数据对应的图像信号,向驱动IC72发送驱动信号,对内部电极221、222施加驱动电压并选择性地驱动喷出对象的驱动压电元件21,例如,在层叠方向上纵向振动,通过使压力室31的容积变化,从喷嘴51喷出油墨,在保持在输送带118上的纸张P上形成图像。另外,作为液体喷出动作,控制部116通过驱动供给泵134,从油墨罐132向喷墨头1的公共室32供给油墨。
此处,对驱动喷墨头1的驱动动作进行说明。本实施方式涉及的喷墨头1具备与压力室31对置配置的驱动压电元件21,这些驱动压电元件21通过布线可施加电压地连接。控制部116通过与图像数据对应的图像信号,向驱动IC72发送驱动信号,对驱动对象的驱动压电元件21的内部电极221、222施加驱动电压,选择性地使驱动对象的驱动压电元件21变形。然后,通过组合振动板30的拉伸方向的变形与压缩方向的变形,使压力室31的容积变化,使液体喷出。
例如,控制部116交替地进行拉伸动作和压缩动作。在喷墨头1中,在使对象的压力室31的内容积增加的拉伸时,收缩驱动对象的驱动压电元件21,驱动对象外的驱动压电元件21不变形。另外,在喷墨头1中,在使对象的压力室31的内容积减少的压缩时,伸长对象的驱动压电元件21。需要说明的是,非驱动压电元件22不变形。
根据上述实施方式涉及的喷墨头1以及喷墨记录装置100,仅调整槽的深度,能够容易地形成相互隔开的多个单独电极和连续的公共电极。即,与为了使单独电极隔开而进行切口加工侧面的一部分的情况相比,能够减少处理工序。另外,由于容易确保公共电极的面积,能够抑制公共电极的电阻的增加,能够确保高的打印品质。
需要说明的是,本发明不限于上述实施方式那样,在实施阶段可以在不脱离其主旨的范围内变形构成要素并具体化。
在上述实施方式中,示出了外部电极224的一部分形成在与基座10对置的表面的例子,但不限于此。如图8所示作为其他的实施方式,也可以不在致动器部20与基座10的对置面形成电极层。另外,在上述实施方式中,示出了外部电极223、224在将致动器部20接合到基座10前的形成的例子,但不限于此。例如,也可以在将致动器部20接合到基座10后形成外部电极223、224。在这种情况下,在致动器部20与基座10的对置面不形成电极层。例如,如图8所示作为其他的实施方式,也可以在一对致动器部20之间的基座10的表面连续地形成构成构成公共电极的外部电极224的一部分的电极部2243。
另外,如图8所示作为其他的实施方式,在构成压电元件21、22的层叠压电部件201的、单独电极侧的侧面的基座10侧的端部,也可以形成具有相对于层叠方向倾斜的倾斜面的除去部27。例如,除去部27为了使压电元件21的基座10侧的端部的区域向远离FPC71的方向退避,是角部被切为锥状构成的倒角部。
除去部27沿层叠方向即第一个方向和成为压力室的排列方向的第三方向在平面方向上延出。例如,除去部27设置于虚设层212。即,压电元件21中,不作为压电体发挥功能而不变形的部位被切下一部分构成为倾斜面状。需要说明的是,除去部27也可以位于压电体层211,在这种情况下配置于避开内部电极221、222以及外部电极223、224的位置。
上述实施方式的压电元件21、22的具体的材料、构成不限于上述,可以适当改变。
另外,在上述实施方式中,构成为层叠多层压电体层211,使用层叠方向的纵向振动(d33)驱动驱动压电元件21,但不限于此。例如,也可以应用于驱动压电元件21由单层的压电部件构成的方式,也可以应用于通过向d31方向变位的横向振动来驱动的方式。
喷嘴51、压力室31的配列也不限于上述实施方式。例如,也可以配列两列以上的喷嘴51。另外,在多个压力室31之间,也可以形成成为虚设室的空气室。不限于循环式,也可以是非循环型的喷墨头,或者也可以不限于端盖,也可以应用于侧盖型的喷墨头。
另外,示出了压电元件21、22在层叠方向的两端具有虚设层212的例子,但不限于此,也可以仅在压电元件21、22的一侧具有虚设层212,或者也可以是压电元件21、22不具备虚设层212的构成。此外,包含流路部件40、喷嘴板50、框架部60的各种零件的构成、位置关系不限于上述例子,也可以适当改变。
另外,在上述实施方式中示出了在基座10上并列配置两个致动器部20的例子,但不限于此,致动器部20也可以是单数。
另外,喷出的液体不限于打印用的油墨,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1用于喷墨记录装置等的液体喷出装置的例子,但不限于此,例如也可以用于3D打印机、产业用的制造机械、医疗用途,可以达成小型轻量化以及低成本化。
根据以上说明的至少一个实施方式,能够容易地形成电极。
此外,虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子提示的,不旨在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式实施,在不脱离发明的主旨的范围,能够进行各种各样的省略、置换、改变。这些实施方式、其变形包含在发明的范围、主旨中,并且包含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,具备:
压电部件,所述压电部件由压电材料构成,形成有在一个方向上形成的多个槽,具有经由所述槽配置的多个压电元件和连结多个所述压电元件的连结部;以及
在所述压电部件的所述一个方向上的一侧和另一侧的侧面分别形成的单独电极以及公共电极,
所述槽构成为单独电极侧的端部的深度比公共电极侧的端部深。
2.根据权利要求1所述的液体喷出头,其中,
所述液体喷出头具备振动板,所述振动板与所述压电部件的多个所述压电元件对置配置,所述振动板在相对于形成有所述单独电极以及所述公共电极的所述侧面交叉的方向上延伸,
所述压电部件的一侧的多个所述单独电极通过所述槽相互分离,
所述压电部件的另一侧的所述公共电极相互连接。
3.根据权利要求2所述的液体喷出头,其中,
所述液体喷出头具备与所述压电部件的所述连结部接合的支承部件,
所述槽在所述单独电极侧的端部具有到达所述支承部件的深度,在所述公共电极侧的端部形成为未到达所述支承部件的深度。
4.根据权利要求1所述的液体喷出头,其中,
所述压电部件是层叠有多个压电体层与多个内部电极的层叠压电部件。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液体喷出头,其中,
所述多个压电元件是驱动压电元件和非驱动压电元件。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的液体喷出头,其中,
所述多个压电元件是相同的层叠构造。
7.根据权利要求5所述的液体喷出头,其中,
所述多个压电元件是相同的层叠构造。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的液体喷出头,其中,
所述多个压电元件具备形成于表面的外部电极。
9.根据权利要求5所述的液体喷出头,其中,
所述多个压电元件具备形成于表面的外部电极。
10.一种液体喷出装置,具备权利要求1至9中任一项所述的液体喷出头。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022171780A JP2024063654A (ja) | 2022-10-26 | 2022-10-26 | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 |
JP2022-171780 | 2022-10-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117922164A true CN117922164A (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=87556357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310869057.4A Pending CN117922164A (zh) | 2022-10-26 | 2023-07-14 | 液体喷出头以及液体喷出装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240140092A1 (zh) |
EP (1) | EP4360888A1 (zh) |
JP (1) | JP2024063654A (zh) |
CN (1) | CN117922164A (zh) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6336717B1 (en) * | 1998-06-08 | 2002-01-08 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head and ink jet recording apparatus |
US6502928B1 (en) * | 1998-07-29 | 2003-01-07 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head and ink jet recording apparatus comprising the same |
JP3850298B2 (ja) * | 2002-01-18 | 2006-11-29 | シャープ株式会社 | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
-
2022
- 2022-10-26 JP JP2022171780A patent/JP2024063654A/ja active Pending
-
2023
- 2023-06-26 US US18/341,441 patent/US20240140092A1/en active Pending
- 2023-07-14 CN CN202310869057.4A patent/CN117922164A/zh active Pending
- 2023-08-03 EP EP23189615.0A patent/EP4360888A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20240140092A1 (en) | 2024-05-02 |
JP2024063654A (ja) | 2024-05-13 |
EP4360888A1 (en) | 2024-05-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN117922164A (zh) | 液体喷出头以及液体喷出装置 | |
EP4434749A1 (en) | Liquid ejection head and liquid ejection device | |
US20240140091A1 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
EP4253054A1 (en) | Liquid ejection head | |
CN114953742B (zh) | 液体喷出头及液体喷出装置 | |
US11845275B2 (en) | Liquid discharge head | |
JP2023117884A (ja) | 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 | |
EP4324653A1 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP2023161220A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP2023117886A (ja) | 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 | |
JP2024139336A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP2023046800A (ja) | 圧電アクチュエータ及び液体吐出ヘッド | |
JP2022126443A (ja) | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 | |
CN117621656A (zh) | 液体喷出头 | |
CN118358260A (zh) | 液体喷出头 | |
CN116552120A (zh) | 液体喷头 | |
JP2023109063A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP2023042968A (ja) | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 | |
JP2023121528A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP2023043014A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP2023170460A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP2023042965A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP2023032319A (ja) | 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 | |
JP2023109057A (ja) | 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 | |
JP2023032323A (ja) | 液体吐出ヘッド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240814 Address after: Tokyo, Japan Applicant after: Ideal Science and Technology Co.,Ltd. Country or region after: Japan Address before: Tokyo, Japan Applicant before: TOSHIBA TEC Kabushiki Kaisha Country or region before: Japan |