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头芯片、液体喷射头、液体喷射记录装置和头芯片的制造方法

文献发布时间:2023-06-19 15:24:30



技术领域

本公开涉及头芯片、液体喷射头、液体喷射记录装置和头芯片的制造方法。

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喷出至被记录介质。头芯片具备交替地形成有喷出通道和非喷出通道的致动器板以及与致动器板接合的喷嘴板。在致动器板中,在喷出通道和非喷出通道的内表面分别形成有电极。

在头芯片中,施加至电极的电压引起喷出通道内的容积变化,从而喷出通道内的墨水通过形成于喷嘴板的喷嘴孔喷出。

例如,在下述专利文献1、2中,公开了在喷出通道的内表面形成有覆盖电极的具有绝缘性的保护膜的构成。还考虑到依据该构成,即使在使用导电性墨水的情况下,也能够抑制在喷出通道内电极经由墨水短路。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-131175号公报;

专利文献2:日本特开2017-136724号公报。

发明内容

发明要解决的课题

可是,在头芯片中,存在导电性墨水通过致动器板的空隙或致动器板与另外的部件的接合部分等从喷出通道内流入至非喷出通道内的可能性。

然而,在现有的构成中,在非喷出通道的内表面积极地形成保护膜这一点上仍有改善的余地。在假定墨水流入至非喷出通道内的情况下,存在形成于非喷出通道的内表面的电极经由墨水短路的可能性。

本公开提供能够抑制墨水导致的电极的短路并且在长期内维持优异的喷出性能的头芯片、液体喷射头、液体喷射记录装置和头芯片的制造方法。

用于解决课题的方案

为了上述解决课题,本公开采用以下的样式。

(1)本公开的一个样式所涉及的头芯片具备:致动器板,其沿第一方向并排地设有沿与前述第一方向交叉的第二方向排列有沿前述第一方向延伸的第一喷射通道和第一非喷射通道的第一通道区域、以及沿前述第二方向排列有沿前述第一方向延伸的第二喷射通道和第二非喷射通道的第二通道区域;盖板,其具有与前述第一喷射通道连通的第一液体流路和与前述第二喷射通道连通的第二液体流路,并与前述致动器板重合;以及连通板,其具有与前述第一喷射通道在前述第一方向的中央部处连通的第一连通孔和与前述第二喷射通道在前述第一方向的中央部处连通的第二连通孔,相对于前述致动器板在与前述盖板相反的一侧重合,在前述第一喷射通道的内表面、前述第一非喷射通道的内表面、前述第二喷射通道的内表面和前述第二非喷射通道的内表面,分别形成有保护膜,在前述致动器板中,在前述第一非喷射通道中的前述第一方向的两端部,形成有使前述第一非喷射通道内外连通的第一开放口,在前述致动器板中,在前述第二非喷射通道中的前述第一方向的两端部,形成有使前述第二非喷射通道内外连通的第二开放口。

依据本样式,通过形成于第一非喷射通道的两端部的第一开放口将保护膜的形成材料导入至第一非喷射通道内,从而能够在第一非喷射通道的内表面有效地形成保护膜。通过形成于第二非喷射通道的两端部的第二开放口将保护膜的形成材料导入至第二非喷射通道内,从而能够在第二非喷射通道的内表面有效地形成保护膜。

其结果是,能够抑制由于例如进入至非喷射通道内的液体等而导致形成于非喷射通道的内表面的电极短路等。

(2)在上述(1)的样式的头芯片中,优选的是,前述第一开放口包括位于前述第一非喷射通道中的在前述第一方向上的前述第二通道区域侧的端部的第一内侧开放口和位于前述第一非喷射通道中的在前述第一方向上的与前述第二通道区域侧相反的一侧的端部的第一外侧开放口,前述第二开放口包括位于前述第二非喷射通道中的在前述第一方向上的前述第一通道区域侧的端部的第二内侧开放口和位于前述第二非喷射通道中的在前述第一方向上的与前述第一通道区域侧相反的一侧的端部的第二外侧开放口,在前述致动器板和前述连通板中的位于前述第一方向上的前述第一通道区域与前述第二通道区域之间的边界部分,形成有使多个前述第一非喷射通道中的前述第一内侧开放口和多个前述第二非喷射通道的前述第二内侧开放口连通并且沿前述第二方向延伸的公共槽。

依据本样式,保护膜的形成材料从公共槽经过各内侧开放口导入至各非喷射通道内。由此,与通过各内侧开放口将保护膜的形成材料单独地导入至各非喷射通道内的情况相比,能够高效地形成保护膜。

(3)在上述(2)的样式的头芯片中,优选的是,在前述盖板,形成有与前述公共槽连通的连通槽。

依据本样式,能够减小到达各开放口的空间的压力损失,因而能够通过各内侧开放口将保护膜的形成材料高效地导入至非喷射通道内。

(4)在上述(3)的样式的头芯片中,优选的是,前述连通槽中的前述第一方向的宽度比前述公共槽更宽,前述连通槽相对于前述致动器板从与前述连通板相反的一侧与前述第一内侧开放口和前述第二内侧开放口连通。

依据本样式,通过公共槽进入至连通槽内的保护膜的形成材料相对于致动器板从与连通板相反的一侧经过各内侧开放口导入至各非喷射通道内。由此,保护膜的形成材料通过公共槽直接地、或通过连通槽间接地导入至各非喷射通道内。其结果是,能够在非喷射通道的内表面高效地形成保护膜。

(5)在上述(3)或(4)的样式的头芯片中,优选的是,前述盖板具备与多个前述第一液体流路一并连通的第一公共流路和与多个前述第二液体流路一并连通的第二公共流路,前述盖板中的位于前述第一液体流路与前述第二公共流路之间的部分构成在前述第一公共流路与前述第二公共流路之间分隔并且沿前述第二方向延伸的梁部。

依据本样式,通过梁部变得容易确保盖板的强度。因此,在使致动器板与盖板粘合时,能够在致动器板与盖板之间有效地赋予粘合载荷。其结果是,能够将致动器板与盖板可靠地接合,抑制通过致动器板与盖板之间的墨水的泄漏等。

(6)在上述(5)的样式的头芯片中,优选的是,前述连通槽形成于前述梁部,前述连通槽中的前述第一方向的宽度比前述梁部中的前述第一方向的宽度更窄。

依据本样式,通过在梁部形成连通槽,变得容易确保连通槽的深度。因此,能够通过各开放口将保护膜的原料气体高效地导入至非喷射通道内。

而且,由于连通槽中的第一方向的宽度比梁部中的第一方向的宽度更窄,因而梁部中的相对于连通槽位于外侧的部分构成承压区域。承压区域作为在使致动器板与盖板粘合时承受作用于致动器板与盖板之间的载荷的承压面起作用。由此,能够在致动器板与盖板之间有效地赋予粘合载荷。其结果是,能够抑制通过致动器板与盖板之间的墨水的泄漏等。

(7)在上述(6)的样式的头芯片中,优选的是,前述连通槽与前述第一公共流路和前述第二公共流路沿前述致动器板与前述盖板重合的重合方向重合。

依据本样式,变得容易确保连通槽的深度,因而能够通过各开放口将保护膜的原料气体高效地导入至非喷射通道内。

(8)在上述(2)至(7)中的任一样式的头芯片中,优选的是,前述第一非喷射通道具备沿前述第一方向延伸的第一延展部和随着从前述第一延展部朝向前述第一方向上的前述第二通道区域侧而槽深逐渐变浅的第一上切部,前述第二非喷射通道具备沿前述第一方向延伸的第二延展部和随着从前述第二延展部朝向前述第一方向的前述第一通道区域侧而槽深逐渐变浅的第二上切部,前述第一上切部沿前述第一方向横越前述公共槽,并且与前述公共槽的连通部分构成前述第一内侧开放口,前述第二上切部沿前述第一方向横越前述公共槽,并且与前述公共槽的连通部分构成前述第二内侧开放口。

依据本样式,与公共槽在上切部的端部处连通的情况相比,容易确保内侧开放口的开口面积。由此,能够通过各内侧开放口将保护膜的形成材料高效地导入至非喷射通道内。

(9)本样式所涉及的液体喷射头具备上述(1)至(7)中的任一样式所涉及的头芯片。

依据本样式,具备上述任一样式所涉及的头芯片,因而能够抑制液体导致的电极的短路等,在长期内维持优异的喷射性能。

(10)本样式所涉及的液体喷射记录装置具备上述(9)的样式所涉及的液体喷射头。

依据本样式,具备上述样式所涉及的液体喷射头,因而能够抑制液体导致的电极的短路等,在长期内维持优异的喷射性能。

(11)本公开的一个样式所涉及的头芯片的制造方法是通过前述开放口将前述保护膜的形成材料导入至前述非喷射通道内的头芯片的制造方法,是具备下者的头芯片的制造方法:致动器板,其沿与第一方向交叉的第二方向排列有沿前述第一方向延伸的喷射通道和非喷射通道;盖板,其具有与前述喷射通道连通的液体流路并与前述致动器板重合;以及连通板,其具有与前述喷射通道在前述第一方向的中央部处连通的连通孔,相对于前述致动器板在与前述盖板相反的一侧重合,在前述致动器板中,在前述非喷射通道中的前述第一方向的两端部,形成有使前述非喷射通道内外连通的开放口,具有在前述喷射通道的内表面和前述非喷射通道的内表面形成保护膜的保护膜形成工序,前述保护膜形成工序通过前述液体流路和前述连通孔将前述保护膜的形成材料导入至前述喷射通道内,通过前述开放口将前述保护膜的形成材料导入至前述非喷射通道内。

依据本样式,通过液体流路和连通孔将保护膜的形成材料导入至喷射通道内,通过开放口将保护膜的形成材料导入至非喷射通道内,从而能够在喷射通道的内表面和非喷射通道的内表面有效地形成保护膜。

其结果是,能够抑制由于例如进入至喷射通道或非喷射通道内的液体等而导致形成于喷射通道或非喷射通道的内表面的电极短路等。

发明的效果

依据本公开的一个样式,能够抑制液体导致的电极的短路,在长期内维持优异的喷射性能。

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喷墨头和墨水循环机构的概略构成图。

图3是从-Z侧观察已将第一实施方式所涉及的喷嘴板拆卸的状态下的头芯片的立体图。

图4是第一实施方式所涉及的头芯片的分解立体图。

图5是第一实施方式所涉及的致动器板的仰视图。

图6是相当于图5的VI-VI线的剖面图。

图7是相当于图5的VII-VII线的剖面图。

图8是图7的VIII部放大图。

图9是沿着图4的IX-IX线的剖面图。

图10是第一实施方式所涉及的板接合体的放大剖面图。

图11是第二实施方式所涉及的头芯片的放大剖面图。

图12是第二实施方式的另外的构成所涉及的头芯片的放大剖面图。

图13是变形例所涉及的头芯片的放大剖面图。

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。在以下说明的实施方式或变形例中,有时对于对应的构成附以相同符号并省略说明。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为不仅表示严格如此的配置、而且还表示带有公差或可得到相同功能的程度的角度或距离而相对地位移的状态的表达。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所示那样,本实施方式的打印机(液体喷射记录装置)1具备一对搬送机构2、3、墨水罐4、喷墨头(液体喷射头)5、墨水循环机构6以及扫描机构7。

在以下的说明中,对应需要而使用X、Y、Z的正交坐标系来说明。在此情况下,X方向(第二方向)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(第一方向)与扫描机构7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,X方向、Y方向和Z方向中以图中箭头侧作为正(+)侧并以与箭头相反的一侧作为负(-)侧而说明。在本实施方式中,+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。

墨水罐4各别地容纳例如黄色、品红色、青色、黑色四种颜色的墨水。各喷墨头5能够对应于所连接的墨水罐4分别喷出黄色、品红色、青色、黑色四种颜色的墨水地构成。此外,容纳于墨水罐4的墨水可以是导电性墨水,也可以是非导电性墨水。

图2是喷墨头5和墨水循环机构6的概略构成图。

如图1、图2所示那样,墨水循环机构6使墨水在墨水罐4与喷墨头5之间循环。具体而言,墨水循环机构6具备:循环流路23,其具有墨水供给管21和墨水排出管22;加压泵24,其连接至墨水供给管21;以及吸引泵25,其连接至墨水排出管22。

加压泵24对墨水供给管21内进行加压,通过墨水供给管21将墨水送出至喷墨头5。由此,墨水供给管21侧相对于喷墨头5成为正压。

吸引泵25对墨水排出管22内进行减压,从喷墨头5通过墨水排出管22内吸引墨水。由此,墨水排出管22侧相对于喷墨头5成为负压。墨水能够通过加压泵24和吸引泵25的驱动来在喷墨头5与墨水罐4之间通过循环流路23循环。

扫描机构7使喷墨头5沿Y方向往复扫描。扫描机构7具备沿Y方向延伸的导轨28和能够移动地支撑于导轨28的滑架29。

<喷墨头5>

如图1所示那样,喷墨头5搭载于滑架29。在图示的示例中,多个喷墨头5沿Y方向并排地搭载于一个滑架29。喷墨头5具备头芯片50(参照图3)、将墨水循环机构6与头芯片50之间连接的墨水供给部(未图示)以及将驱动电压施加至头芯片50的控制部(未图示)。

<头芯片50>

图3是从-Z侧观察已将喷嘴板51拆卸的状态下的头芯片50的立体图。图4是头芯片50的分解立体图。

图3、图4所示的头芯片50是使墨水在与墨水罐4之间循环并且从后述的喷出通道75中的延展方向(Y方向)的中央部喷出墨水的所谓的循环式侧射型头芯片50。头芯片50具备喷嘴板51(参照图4)、中间板(连通板)52、致动器板53以及盖板54。头芯片50是喷嘴板51、中间板52、致动器板53和盖板54按该次序沿Z方向层叠的构成。在以下的说明中,有时Z方向中以从喷嘴板51朝向盖板54的方向(+Z侧)作为背侧并以从盖板54朝向喷嘴板51的方向(-Z侧)作为表侧而说明。

致动器板53由PZT(钛酸锆酸铅)等压电材料形成。致动器板53是例如将极化方向在Z方向上不同的2块压电板层叠而成的所谓的V形基板。但是,致动器板53也可以是极化方向在Z方向的整个区域上为单向的所谓的单极基板。

图5是致动器板53的仰视图。

如图4、图5所示那样,在致动器板53,形成有多个(例如4列)通道列61-64。各通道列61-64沿X方向延伸并沿Y方向隔开间隔而排列。在本实施方式中,通道列61-64是第一通道A列(第一通道区域)61、第一通道B列(第二通道区域)62、第二通道A列(第一通道区域)63和第二通道B列(第二通道区域)64。第一通道A列61和第一通道B列62构成第一通道组66。第二通道A列63和第二通道B列64构成第二通道组67。

如图5所示那样,在致动器板53中,在位于各通道组66、67之间的部分,形成有组分离槽71。组分离槽71沿Z方向贯通致动器板53并且沿X方向延伸。组分离槽71将各通道组66、67之间分离。此外,头芯片50相对于组分离槽71分别在Y方向的两侧成各自同样的构成。因此,在以下的说明中,主要对相对于组分离槽71-Y侧的构成进行说明,对于+Y侧的构成适当省略说明。

在致动器板53中,在位于第一通道A列61与第一通道B列62之间的部分、以及位于第二通道A列63与第二通道B列64之间的部分,分别形成有列分离槽72。列分离槽72沿Z方向贯通致动器板53并且沿X方向延伸。列分离槽72的Y方向的宽度比组分离槽71更窄。此外,各分离槽71、72在X方向上不贯通致动器板53。

在以下,对于通道列61-64的构成,以第一通道A列61为例而说明。在以下的说明中,对各通道列61-64中的与A列有关的构成在符号末尾附以A,对与B列有关的构成在符号末尾附以B,有时对于A列和B列中相同或对应的构成省略说明。另外,在各通道列61-64中,在不需要区分A列和B列的情况下,省略符号末尾的A或B。

第一通道A列61形成于致动器板53中的相对于列分离槽72与组分离槽71相反的一侧(-Y侧)。第一通道A列61具有填充墨水的喷出通道(第一喷射通道)75A和不填充墨水的非喷出通道(第一非喷射通道)76A。各通道75A、76A在从Z方向观察的俯视观察中分别沿Y方向以直线状延伸,并且沿X方向隔开间隔而交替地并排。致动器板53中的位于喷出通道75A与非喷出通道76A之间的部分构成将喷出通道75A与非喷出通道76A之间在X方向上分隔的驱动壁70(参照图4)。此外,在本实施方式中,对通道延展方向与Y方向一致的构成进行说明,但通道延展方向也可以与Y方向交叉。

图6是相当于图5的VI-VI线的剖面图。

如图6所示那样,喷出通道75A在从X方向观察的侧视观察中以朝向表面侧凸出的弯曲形状形成。喷出通道75例如通过使圆板状切块机从致动器板53的背面侧(+Z侧)进入来形成。具体而言,喷出通道75A具有位于Y方向的两端部的上切部75a和位于各上切部75a之间的贯通部75b。

上切部75a是从X方向观察例如仿效切块机的曲率半径而延伸的曲率半径一样的圆弧状。上切部75a随着在Y方向上从贯通部75b离开而朝向背侧弯曲并同时延伸。

贯通部75b沿Z方向贯通致动器板53。

图7是相当于图5的VII-VII线的剖面图。

如图7所示那样,非喷出通道76A将驱动壁70夹在中间而与喷出通道75A在X方向上相邻。非喷出通道76A例如通过使圆板状切块机从致动器板53的背面侧(+Z侧)进入来形成。非喷出通道76A具备贯通部(第一延展部)76a和上切部(第一上切部)76b。

贯通部76a沿Z方向贯通致动器板53。即,关于贯通部76a,Z方向上的槽深一样地形成。贯通部76a构成非喷出通道76中的除了+Y侧端部以外的部分。

上切部76b构成非喷出通道76中的+Y侧端部。上切部76b是从X方向观察例如仿效切块机的曲率半径而延伸的曲率半径一样的圆弧状。上切部76b随着在Y方向上从贯通部76a离开而朝向背侧弯曲并同时延伸。

如图6、图7所示那样,非喷出通道76A的Y方向的尺寸比喷出通道75A更长。具体而言,非喷出通道76A中的贯通部76a的-Y侧端部位于比喷出通道75A更靠-Y侧,上切部76b的+Y侧端部位于比喷出通道75A更靠+Y侧。

如图5所示那样,第一通道B列62在致动器板53中设于组分离槽71与列分离槽72之间。第一通道B列62是如下的构成:与上述的第一通道A列61同样地,喷出通道(第二喷射通道)75B和非喷出通道(第二非喷射通道)76B沿X方向交替地并排。具体而言,喷出通道75B和非喷出通道76B相对于喷出通道75A和非喷出通道76A的排列间距偏离半间距而排列。因此,在本实施方式的喷墨头5中,第一通道A列61和第一通道B列62的喷出通道75彼此以及第一通道A列61和第一通道B列62的非喷出通道76彼此以交错状(互不相同)配置。即,在相邻的通道列61、62之间,喷出通道75和非喷出通道76彼此在Y方向上相向。但是,在各通道列61、62之间,也可以喷出通道75彼此和非喷出通道76彼此在Y方向上相向而配置。此外,各通道列61-64也可以相对于第一通道A列61的喷出通道75A和非喷出通道76A的排列间距分别各偏离1/4间距而排列。

在各通道列61、62中,喷出通道75相对于通过列分离槽72中的Y方向的中心的XZ平面面对称地形成。

在各通道列61、62中,非喷出通道76相对于通过列分离槽72中的Y方向的中心的XZ平面面对称地形成。

致动器板53中的相对于第一通道A列61的喷出通道75A(贯通部75b)位于-Y侧的部分构成第一外侧区域81。致动器板53中的位于相对于第一通道A列61的喷出通道75A位于+Y侧的部分与列分离槽72之间的部分构成第一内侧区域82。

致动器板53中的位于相对于第一通道B列62的喷出通道75B位于-Y侧的部分与列分离槽72之间的部分构成第二内侧区域85。致动器板53中的位于相对于第一通道B列62的喷出通道75B位于+Y侧的部分与组分离槽71之间的部分构成第二外侧区域86。

如图7所示那样,在第一通道A列61中,非喷出通道76A的贯通部76a沿Y方向和Z方向贯通第一外侧区域81。贯通部76a中的在第一外侧区域81的外表面上的开口部构成使非喷出通道76A内外连通的开放口(第一外侧开放口)53a。

图8是图7的VIII部放大图。

如图8所示那样,在第一通道A列61中,非喷出通道76A的上切部76b沿Y方向横越列分离槽72。因此,上切部76b的一部分(+Y侧端部)到达第一通道B列62的第二内侧区域85。具体而言,非喷出通道76A的上切部76b中的位于第一内侧区域82的部分构成使贯通部76a与列分离槽72连通的连通部90A。连通部90A通过开放口(第一内侧开放口)90aA在列分离槽72内开放。非喷出通道76A的上切部76b中的到达第二内侧区域85的部分构成由列分离槽72分开的分开部91A。

如图6所示那样,在第一通道B列62中,非喷出通道76B的贯通部76a沿Y方向和Z方向贯通第二外侧区域86。贯通部76a中的在第二外侧区域86的外表面上的开口部构成使非喷出通道76B内外连通的开放口(第二外侧开放口)53b。

如图8所示那样,在第一通道B列62中,非喷出通道76B的上切部(第二上切部)76b沿Y方向横越列分离槽72。因此,上切部76b的一部分(-Y侧端部)到达第一通道A列61的第一内侧区域82。具体而言,构成第一通道B列62的上切部76b中的位于第二内侧区域85的部分构成使贯通部(第二延展部)76a与列分离槽72连通的连通部90B。连通部90B通过开放口90aB在列分离槽72内开放。非喷出通道76B的上切部76b中的到达第一内侧区域82的部分构成由列分离槽72分开的分开部91B。此外,只要上切部76b是至少在列分离槽72内连通的构成,就也可以不横越列分离槽72。即,上切部76b也可以是不具有分开部91的构成。

图9是沿着图4的IX-IX线的剖面图。

如图9所示那样,在致动器板53的驱动壁70中的面向各喷出通道75的内侧面(喷出通道75的内表面中的在X方向上对置的面),分别形成有公共电极95。公共电极95在喷出通道75的内侧面遍及Z方向的整个区域形成。公共电极95的Y方向上的长度与喷出通道75的贯通部75b等同(与致动器板53的表面处的喷出通道75的开口长度等同)。

如图5所示那样,在致动器板53的表面,形成有多个公共端子96。公共端子96为沿着Y方向互相平行地延展的带状。各公共端子96在对应的喷出通道75的开口缘处分别连接至一对公共电极95。各公共端子96终止于对应的外侧区域81、86内。

如图9所示那样,在致动器板53的驱动壁70中的面向各非喷出通道76的内侧面(非喷出通道76中的在X方向上对置的面),形成有单独电极97。单独电极97在非喷出通道76的内侧面遍及Z方向的整个区域形成。

如图5所示那样,在外侧区域81、86的表面,在位于比公共端子96更靠Y方向的外侧的部分,形成有单独端子98。单独端子98为沿X方向延展的带状。单独端子98在将喷出通道75夹在中间而在X方向上对置的非喷出通道76的开口缘处对将喷出通道75夹在中间而在X方向上对置的单独电极97彼此进行连接。此外,在外侧区域81、86中,在位于公共端子96与单独端子98之间的部分,形成有划分槽99。划分槽99在各外侧区域81、86中沿X方向延伸。划分槽99将公共端子96和单独端子98分离。此外,对于图3、图4等,各电极95、97和各端子96、98仅示出一部分。

如图6所示那样,在第一外侧区域81的表面,压接有第一柔性印刷基板100。第一柔性印刷基板100在第一外侧区域81的表面连接至与第一通道A列61对应的公共端子96和单独端子98。第一柔性印刷基板100通过致动器板53的外侧向+Z侧拉伸出。

在第二外侧区域86的表面,压接有第二柔性印刷基板101。第二柔性印刷基板101在第二外侧区域86的表面连接至与第一通道B列62对应的公共端子96和单独端子98。第二柔性印刷基板101通过组分离槽71内向+Z侧拉伸出。

如图9所示那样,在喷出通道75的内表面,形成有第一保护膜110。第一保护膜110遍及喷出通道75的内表面整体而形成。第一保护膜110覆盖公共电极95。第一保护膜110抑制例如公共电极95与墨水的接触。此外,第一保护膜110在喷出通道75的内侧面至少覆盖公共电极95即可。

在非喷出通道76的内表面,形成有第二保护膜111。第二保护膜111遍及非喷出通道76的内表面整体而形成。第二保护膜111覆盖单独电极97。第二保护膜111抑制例如单独电极97与墨水的接触等。此外,第二保护膜111在非喷出通道76的内侧面至少覆盖单独电极97即可。

保护膜110、111包括例如对二甲苯类树脂材料(例如帕利灵(注册商标))等有机绝缘材料。保护膜110、111也可以由氧化钽(Ta2O5)、氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、氧化硅(SiO2)或类金刚石碳(Diamond-like carbon)等构成,也可以包括这些的至少任一个。

<盖板54>

如图3、图4所示那样,盖板54粘接于致动器板53的背面,以便将各通道组66、67闭塞。在盖板54中,在与各通道列61-64对应的位置,分别形成有入口公共墨水室120和出口公共墨水室121。

入口公共墨水室120形成于例如在第一通道A列61中在俯视观察中与喷出通道75A的+Y侧端部重叠的位置。入口公共墨水室120例如以跨越第一通道A列61的长度沿X方向延伸,并且在盖板54的背面上开口。

出口公共墨水室121形成于例如在第一通道A列61中在俯视观察中与喷出通道75A的-Y侧端部重叠的位置。出口公共墨水室121以跨越通道A列61的长度沿X方向延伸,并且在盖板54的背面上开口。

在入口公共墨水室120中,在第一通道A列61的与喷出通道75A对应的位置,形成有入口狭缝(第一液体流路、第二液体流路)125。入口狭缝125将各喷出通道75A的+Y侧端部与入口公共墨水室120内之间各别地连通。

在出口公共墨水室121中,在第一通道A列61的与喷出通道75A对应的位置,形成有出口狭缝(第一液体流路、第二液体流路)126。出口狭缝126将各喷出通道75A的-Y侧端部与出口公共墨水室121内之间各别地连通。因此,入口狭缝125和出口狭缝126分别与各喷出通道75A连通,另一方面,不与非喷出通道76A连通。

在盖板54中,相邻的入口公共墨水室(第一公共流路、第二公共流路)120之间构成梁部128。梁部128沿着X方向以直线状延伸。梁部128在相邻的入口公共墨水室120之间分隔。

如图8所示那样,在盖板54(梁部128)的表面,在与列分离槽72在俯视观察中重叠的位置,形成有连通槽127。连通槽127在盖板54的表面上开口,在列分离槽72内连通。连通槽127以横越通道列61-64的长度沿X方向延伸。连通槽127的Y方向上的尺寸比列分离槽72更长。因此,连通槽127在致动器板53的背面上与非喷出通道76的连通部90连通。

<中间板52>

中间板52粘接于致动器板53的表面,以便将各通道组66、67闭塞。中间板52与致动器板53同样地由PZT等压电材料形成。中间板52的Z方向上的厚度比致动器板53更薄。中间板52的Y方向的尺寸比致动器板53更短。因此,相对于中间板52,在Y方向的两侧,致动器板53中的Y方向的两端部(例如第一外侧区域81)露出。在致动器板53中的Y方向的两端部处,从中间板52露出的部分作为柔性印刷基板100、101的压接区域起作用。

在中间板52中,在与各喷出通道75的贯通部75b在俯视观察中重合的部分,形成有连通孔130。连通孔130是与喷出通道75A连通的A列连通孔130A和与喷出通道75B连通的B列连通孔130B。连通孔130在致动器板53的表面侧处与对应的喷出通道75的贯通部75b内各别地连通。连通孔130以将Y方向作为长度方向的长圆形状形成。连通孔130中的Y方向的尺寸比贯通部75b更短。另一方面,连通孔130中的X方向的尺寸比贯通部75b更宽。但是,连通孔130中的X方向的尺寸也可以比贯通部75b更短。

在中间板52中,在与组分离槽71在俯视观察中重叠的位置,形成有第一开放槽131。第一开放槽131使组分离槽71开放,并且使第一通道B列62的第二外侧区域86和第二通道A列63的第一外侧区域81露出。第一开放槽131以具有与组分离槽71等同的长度的沿X方向延伸的带状形成。

在中间板52中,在与列分离槽72在俯视观察中重叠的位置,形成有第二开放槽132。第二开放槽132至少使列分离槽72开放。第二开放槽132以具有与列分离槽72等同的长度的沿X方向延伸的带状形成。此外,只要是列分离槽72的至少一部分通过第二开放槽132开放的构成,第二开放槽132的Y方向的长度就可以比列分离槽72更窄、也可以更宽。在本实施方式中,第二开放槽132和列分离槽72的Y方向的长度分别等同。

如图4所示那样,喷嘴板51通过粘接等来固定于中间板52的表面。喷嘴板51的Y方向上的宽度与中间板52等同。在本实施方式中,喷嘴板51由聚酰亚胺等树脂材料以厚度50μm左右形成。但是,喷嘴板51除了树脂材料之外,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51,沿X方向延伸的喷嘴列(第一喷嘴A列141、第一喷嘴B列142、第二喷嘴A列143和第二喷嘴B列144)沿Y方向隔开间隔而形成有4列。

各喷嘴列141-144具有沿Z方向贯通喷嘴板51的多个喷嘴孔(第一喷嘴A孔145、第一喷嘴B孔146、第二喷嘴A孔147和第二喷嘴B孔148)。各喷嘴孔145-148分别沿X方向隔开间隔而配置。各喷嘴孔145-148以例如随着从背侧朝向表侧内径逐渐缩小的渐缩状形成。各喷嘴孔145-148的最大内径与喷出通道75的Y方向的宽度等同。

如图6、图9所示那样,第一喷嘴A孔145通过A列连通孔(第一连通孔)130A与第一通道A列61的喷出通道75A中的Y方向的中央部各别地连通。第一喷嘴B孔146通过B列连通孔(第二连通孔)130B与第一通道B列62的喷出通道75B中的Y方向的中央部各别地连通。第二喷嘴A孔147通过A列连通孔130A与第二通道A列63的喷出通道75A中的Y方向的中央部各别地连通。第二喷嘴B孔148通过B列连通孔130B与第二通道B列64的喷出通道75B中的Y方向的中央部各别地连通。因此,各非喷出通道76不与喷嘴孔145-148连通,而是被喷嘴板51从表面侧覆盖。

[打印机1的动作方法]

接着,在以下对利用如上述那样地构成的打印机1来将文字或图形等记录于被记录介质P的情况进行说明。

此外,作为初始状态,在图1所示的四个墨水罐4分别充分地封入不同颜色的墨水。另外,墨水罐4内的墨水经由墨水循环机构6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29沿Y方向移动,从而搭载于滑架29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适当喷出至被记录介质P。由此,能够对被记录介质P进行文字或图像等的记录。

在此,在以下,对各喷墨头5的活动详细地进行说明。

在如本实施方式那样的循环式侧射型喷墨头5中,首先,使图2所示的加压泵24和吸引泵25工作,从而使墨水流通于循环流路23内。在此情况下,流通于墨水供给管21的墨水通过入口公共墨水室120和入口狭缝125供给至各喷出通道75内。供给至各喷出通道75内的墨水沿Y方向流通于各喷出通道75。此后,墨水在通过出口狭缝126排出至出口公共墨水室121之后,通过墨水排出管22返回至墨水罐4。由此,能够使墨水在喷墨头5与墨水罐4之间循环。

然后,如果通过滑架29(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100、101施加至电极95、97。此时,使单独电极97成为驱动电位Vdd,使公共电极95成为基准电位GND,在各电极95、97之间施加驱动电压。于是,在划设喷出通道75的两个驱动壁70中发生厚度滑动变形,这两个驱动壁70以向非喷出通道76侧突出的方式变形。即,在各电极95、97之间施加电压,从而驱动壁70以Z方向的中间部分为中心以V字状弯曲变形。由此,喷出通道75的容积增大。然后,喷出通道75的容积增大,从而存积于入口公共墨水室120内的墨水通过入口狭缝125被引导至喷出通道75内。被引导至喷出通道75的内部的墨水成为压力波并在喷出通道75的内部传播。在压力波到达喷嘴孔145-148之时,使在电极95、97之间施加的电压为零。由此,驱动壁70复原,暂且增大了的喷出通道75的容积返回至原来的容积。通过该动作,喷出通道75的内部的压力增加,墨水被加压。其结果是,液滴状墨水通过连通孔130和喷嘴孔145-148向外部喷出,从而能够如上述那样地将文字或图像等记录于被记录介质P。

<头芯片50的制造方法>

接着,对上述的头芯片50的制造方法进行说明。在以下的说明中,为了方便起见,将以芯片级制造头芯片50的情况作为示例而说明。图10是板接合体200的放大侧视图。

头芯片50的制造方法具备重合工序、保护膜形成工序以及喷嘴板贴附工序。此外,在各板51-54已经施行在重合工序以前所需要的加工。

在重合工序中,通过粘接剂等使致动器板53、盖板54以及中间板52粘合。此时,使致动器板53与盖板54以各通道列61-64的喷出通道75与对应的狭缝125、126连通的方式粘合。另外,使致动器板53与中间板52以各通道列61-64的喷出通道75与对应的连通孔130连通的方式粘合。致动器板53、盖板54以及中间板52粘合,从而形成板接合体200。在该状态下,喷出通道75通过狭缝125、126和连通孔130与喷出通道75的外部连通。关于非喷出通道76,在外侧区域81、86中,贯通部76a与非喷出通道76的外部连通,开放口90a通过列分离槽72和第二开放槽132与非喷出通道76的外部连通。

在保护膜形成工序中,在喷出通道75形成第一保护膜110,并且在非喷出通道76的内表面形成第二保护膜111。保护膜110、111通过使用例如化学蒸镀法(CVD)等将对二甲苯类树脂材料成膜从而进行。具体而言,在将板接合体200设定于箱体(未图示)的状态下,导入成为保护膜110、111的形成材料的原料气体。此时,原料气体通过狭缝125、126或连通孔130导入至喷出通道75。即,原料气体通过公共墨水室120、121和狭缝125、126从喷出通道75的Y方向的两端部导入(参照箭头Q1a)。原料气体通过连通孔130从喷出通道75的Y方向的中央部导入(参照箭头Q1b)。导入至喷出通道75内的原料气体附着于喷出通道75的内表面,从而第一保护膜110堆积于喷出通道75的内表面上。

原料气体通过贯通部76a或连通部90导入至非喷出通道76。即,原料气体通过贯通部76a中的在外侧区域81、86处开放的部分(开放口53a、53b)导入至非喷出通道76内(参照箭头Q2a)。原料气体在进入至第二开放槽132和列分离槽72内之后通过开放口90a导入至非喷出通道76内(参照箭头Q2b)。另外,进入至列分离槽72内的原料气体在进入至连通槽127内之后从致动器板53的背面侧通过开放口90a导入至非喷出通道76内。导入至非喷出通道76内的原料气体附着于非喷出通道76的内表面,从而堆积第二保护膜111。此外,在保护膜形成工序中,如果至少在通道75、76的内表面形成保护膜110、111,则保护膜也可以堆积于通道75、76的除了内表面以外的部分。

此后,在喷嘴板贴附工序中,以喷嘴孔145-148通过连通孔130与对应的通道列61-64的喷出通道75连通的方式使喷嘴板51与致动器板53粘合。

通过以上,制造头芯片50。

此外,头芯片50也可以以晶圆级制造。在以晶圆级制造的情况下,首先,将多个致动器板53连结的致动器晶圆、多个盖板54连结的盖晶圆以及多个中间板52连结的中间晶圆接合并形成晶圆接合体。此后,在对晶圆接合体形成保护膜110、111之后,将晶圆接合体切断,从而形成多个头芯片50。

照此,在本实施方式中,作为如下的构成:在同一通道组(例如第一通道组66)中,在第一通道A列61的喷出通道75和非喷出通道76的内表面、第一通道B列62的喷出通道75和非喷出通道76的内表面,分别形成有保护膜110、111。

依据该构成,在喷出通道75和非喷出通道76的内表面形成有保护膜110、111,从而能够抑制形成于喷出通道75和非喷出通道76的内表面的电极95、97与墨水的接触。由此,能够抑制各电极95、97由于墨水而短路,在长期内维持优异的喷出性能。

特别地,在本实施方式中,在致动器板53中,在第一通道A列61的非喷出通道76A中的Y方向的两端部,形成有使非喷出通道76A内外连通、并且能够将第二保护膜111的形成材料导入至非喷出通道76A内的开放口53a、90aA。另一方面,作为如下的构成:在致动器板53中,在第一通道B列62的非喷出通道76B中的Y方向的两端部,形成有使非喷出通道76B内外连通、并且能够将第二保护膜111的形成材料导入至非喷出通道76B内的开放口53b、90aB。

依据该构成,将第二保护膜111的形成材料通过开放口53a、90aA和开放口53b、90aB导入至非喷出通道76内,从而还能够在非喷出通道76的内表面有效地形成第二保护膜111。

其结果是,能够抑制由于例如进入至非喷出通道76内的墨水等而导致形成于非喷出通道76的内表面的电极短路等。

而且,在本实施方式中,通过狭缝125、126和连通孔130将第一保护膜110的形成材料导入至喷出通道75内,通过开放口53a、53b、90a将第二保护膜111的形成材料导入至非喷出通道76内。由此,能够在喷出通道75的内表面和非喷出通道76的内表面有效地形成保护膜110、111。

在本实施方式中,作为如下的构成:在致动器板53和中间板52,形成有使第一通道A列61中的非喷出通道76A的开放口90aA与第一通道B列62中的非喷出通道76B的开放口90aB连通的列分离槽72和第二开放槽132。

依据该构成,第二保护膜111的原料气体从列分离槽72和第二开放槽132经过开放口90a导入至各非喷出通道76内。由此,与通过各开放口90a将保护膜的形成材料单独地导入至各非喷出通道76内的情况相比,能够高效地形成第二保护膜111。

在本实施方式中,作为在盖板54形成有与列分离槽72连通的连通槽127的构成。

依据该构成,在板接合体200中,能够减小到达各开放口90a的空间的压力损失,因而能够通过各开放口90a将第二保护膜111的原料气体高效地导入至非喷出通道76内。

在本实施方式中,连通槽127中的X方向的宽度比列分离槽72更宽,连通槽127从致动器板53的背面侧与开放口90a连通。

依据该构成,通过列分离槽72进入至连通槽127内的第二保护膜111的原料气体从致动器板53的背面侧经过开放口90a导入至各非喷出通道76内。由此,第二保护膜111的原料气体通过列分离槽72直接地、或通过连通槽127间接地导入至各非喷出通道76内。其结果是,能够在非喷出通道76的内表面高效地形成第二保护膜111。

在本实施方式中,作为如下的构成:在盖板54中,在相邻的入口公共墨水室120之间设有梁部128。

依据该构成,通过梁部128变得容易确保盖板54的强度。因此,在使致动器板53与盖板54粘合时,能够在致动器板53与盖板54之间有效地赋予粘合载荷。其结果是,能够将致动器板53与盖板54可靠地接合,抑制通过致动器板53与盖板54之间的墨水的泄漏等。

另外,通过在梁部128形成连通槽127,变得容易确保连通槽127的深度。因此,能够通过各开放口90a将第二保护膜111的原料气体高效地导入至非喷出通道76内。

在本实施方式中,第一通道A列61的上切部76b沿Y方向横越列分离槽72,并且,与列分离槽72的连通部分构成开放口90aA,第一通道B列62的上切部76b沿Y方向横越列分离槽72,并且,与列分离槽72的连通部分构成开放口90aB。

依据该构成,与列分离槽72在上切部76b的端部处连通的情况相比,容易确保开放口的开口面积。由此,能够通过各开放口90a将第二保护膜111的原料气体高效地导入至非喷出通道76内。

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,因而能够抑制墨水导致的电极的短路,在长期内维持优异的喷出性能。

(第二实施方式)

在图11所示的头芯片50中,连通槽127设于梁部128的Y方向的中央部。连通槽127中的Y方向的宽度D1比梁部128中的Y方向的宽度D2更窄。因此,在梁部128的表面,相对于连通槽127位于外侧的部分作为与致动器板53接合的承压区域T1起作用。此外,入口公共墨水室120的底面位于比连通槽127的顶面更靠背面侧。因此,入口公共墨水室120和连通槽127沿Z方向偏离而配置(不重合。)。

在本实施方式中,在梁部128中的相对于连通槽127位于外侧的部分设有承压区域T1。承压区域T1作为在使致动器板53与盖板54粘合时承受作用于致动器板53与盖板54之间的载荷的承压面起作用。由此,能够在致动器板53与盖板54之间有效地赋予粘合载荷。其结果是,能够更可靠地将致动器板与盖板接合。

如图12所示那样,入口公共墨水室120和连通槽127也可以沿Z方向重合。由此,变得容易确保连通槽127的深度,因而能够通过各开放口90a将第二保护膜111的原料气体高效地导入至非喷出通道76内。

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))为例而进行了说明,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,作为如下的构成:在第一通道A列61和第一通道B列62(或第二通道A列63和第二通道B列64)中,第一通道A列61的非喷出通道76和第一通道B列62的非喷出通道76在公共列分离槽72处开口。但是,第一通道A列61的非喷出通道76和第一通道B列62的非喷出通道76也可以分别通过不同槽使非喷出通道76内外连通。

在上述的实施方式中,对在盖板54中连通槽127的宽度比列分离槽72更宽的构成进行了说明,但连通槽127的宽度可以比列分离槽72更宽,也可以比列分离槽72更窄。另外,盖板54也可以是不具有连通槽127的构成。

在上述的实施方式中,只要非喷出通道76在两端部处与外部连通,就也可以通过除了开放口53a、90a以外的部分连通。

在上述的实施方式中,以电极保护用保护膜为例而进行了说明,但不论有无电极,都可以形成保护膜。

在上述的实施方式中,对于针对每个通道列设有入口公共墨水室120的构成进行了说明,但不限于该构成。例如,如图13所示那样,也可以对相邻的通道列61、62共用一个入口公共墨水室120。在此情况下,在入口公共墨水室120,与一个通道列61的喷出通道75A连通的入口狭缝125和与另外的通道列62的喷出通道75B连通的入口狭缝125开口。在这样的构成中,也能够在盖板54的表面在与列分离槽72在俯视观察中重叠的位置(相对于入口公共墨水室120位于-Z侧的部分)形成连通槽127。

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

52……中间板(连通板)

53……致动器板

53a……开放口(第一开放口、第一外侧开放口、开放口)

53b……开放口(第二开放口、第二外侧开放口、开放口)

54……盖板

61……第一通道A列(第一通道区域)

62……第一通道B列(第二通道区域)

63……第二通道A列(第一通道区域)

64……第二通道B列(第二通道区域)

72……列分离槽(公共槽)

75……喷出通道(第一喷射通道、第二喷射通道、喷射通道)

75A……喷出通道(第一喷射通道、喷射通道)

75B……喷出通道(第二喷射通道、喷射通道)

76……非喷出通道(第一非喷射通道、第二非喷射通道、非喷射通道)

76A……非喷出通道(第一非喷射通道、喷射通道)

76B……非喷出通道(第二非喷射通道、喷射通道)

76a……贯通部(第一延展部、第二延展部)

76b……上切部(第一上切部、第二上切部)

90a……开放口(开放口、第一内侧开放口、第二内侧开放口)

90aA……开放口(第一开放口、第一内侧开放口、开放口)

90aB……开放口(第二开放口、第二内侧开放口、开放口)

110……第一保护膜(保护膜)

111……第二保护膜(保护膜)

120……入口公共墨水室(第一公共流路、第二公共流路)

125……入口狭缝(第一液体流路、第二液体流路、液体流路)

126……出口狭缝(第一液体流路、第二液体流路、液体流路)

127……连通槽

128……梁部

130A……连通孔(第一连通孔、连通孔)

130B……连通孔(第二连通孔、连通孔)。

技术分类

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