專利名稱：噴液頭及噴液裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及從噴嘴噴射液體的噴液頭及噴液裝置，尤其涉及作為液體噴射墨液的噴墨式記錄頭及噴墨式記錄裝置。
背景技術：
作為噴射液滴的噴液頭的代表例的噴墨式記錄頭，例如有下述噴墨式記錄頭具備連通于噴嘴的壓カ產生室和對置于壓カ產生室而設置的壓電致動器，并通過由于該壓電致動器的移位而使壓カ產生室內產生壓カ變化，從噴嘴噴射墨液滴。如此的噴墨式記錄頭的結構雖然提出各種方案，但是一般地，多個構件通過粘接劑等而固定(例如，參照專利文獻I)。 專利文獻I :特許3402349號公報。如此ー來，噴墨式記錄頭中的墨液的流路一般通過多個構件而形成。墨液流路因為其形狀嚴重影響墨液的噴射特性，所以優選比較高精度地形成。并且用于使印刷質量提升，優選提高噴嘴的密度。因此在近年來，例如采用硅基板作為構成噴液頭的構件的材料，通過對該硅基板進行蝕刻而形成流路和/或噴嘴。通過如此地采用硅基板，能夠比較高精度、高密度地形成流路和/或噴嘴。但是因為硅基板為比較昂貴的材料，所以存在成本上升的問題。還有，如此的問題不僅在噴射墨液的噴墨式記錄頭中，在噴射墨液以外的液體的噴液頭中也同樣存在。
發明內容
本發明鑒于如此的情形所作出，目的在于提供能夠提高液滴的噴射特性并對成本的上升進行抑制的噴液頭及噴液裝置。解決上述問題的本發明為ー種噴液頭，其特征在于具備包括硅而構成的流路形成構件、包括硅而構成的噴嘴板、集流腔構件和蓋構件，所述流路形成構件具備連通于噴射液體的噴嘴的多個壓カ產生室，所述噴嘴板接合于前述流路形成構件且形成有前述噴嘴，所述集流腔構件固定于前述流路形成構件的與前述噴嘴板相反側的面并與前述流路形成構件一起劃分出連通于多個前述壓カ產生室的集流腔的一部分，所述蓋構件接合于前述流路形成構件的接合有前述噴嘴板的面及前述集流腔構件并對前述集流腔進行密封；前述蓋構件由與前述噴嘴板不同的材料形成，并與前述噴嘴板離開地固定。在如此的本發明中，能夠提高液滴的噴射特性，并通過減少硅的使用量而對成本的上升進行抑制。在此，優選前述蓋構件具備具有撓性的柔性部。若要在包括硅而構成的流路形成基板形成柔性部，則制造成本會升高。可是，通過在蓋構件設置柔性部，硅的加工變得容易而進ー步削減制造成本。并且優選前述蓋構件與前述噴嘴板的前述液體的噴射方向上的厚度基本相同。不在蓋構件與噴嘴板間形成臺階，能夠良好地擦拭(wiping)噴液頭的噴嘴面。并且例如前述流路形成構件具備形成有前述壓カ產生室的流路形成基板和連通板，該連通板接合于前述流路形成基板的與前述集流腔構件相反側的面并形成有連通于前述壓カ產生室的連通孔；前述噴嘴板接合于前述連通板，前述噴嘴與前述壓カ產生室介由前述連通孔相連通。在如此的構成中，相比于噴嘴直接連通于壓カ產生室的構成，即使是比較高粘度的液體也能夠從噴嘴良好地噴射。并且該情況下，優選前述連通孔的內徑比前述噴嘴的內徑大。由此，能夠更加良好地噴射比較高粘度的液體。并且，本發明的噴液裝置特征為具備如此的噴液頭。在如此的本發明中，能夠比較廉價地實現具有良好的噴射特性的噴液裝置。
圖I是表示一個實施方式涉及的記錄頭的分解立體圖。圖2是表示一個實施方式涉及的記錄頭的剖視圖。圖3是表示一個實施方式涉及的記錄頭的變形例的剖視圖。圖4是表示一個實施方式涉及的記錄裝置的概要構成的圖。符號的說明I噴墨式記錄頭(噴液頭)，2噴墨式記錄頭單元，3裝置主體，4滾筒，5液體貯留単元，6基體板，7框架構件，8供給管，10流路形成基板，11噴液頭主體，12壓カ產生室，14墨液供給流路，15連通板，16連通孔，20噴嘴板，21噴嘴，30保護基板，31保持部，32貫通孔，40殼體構件，41凹部，43導入流路，48連接ロ，49壁部，50彈性膜，55絕緣體膜，60第I電極，70壓電體層，80第2電極，90引線電極，100集流腔，110蓋構件，120驅動電路，121布線基板，122連接基板，123連接器，300壓電致動器，I噴墨式記錄裝置(噴液裝置)，S記錄片
具體實施例方式在以下對本發明基于實施方式詳細地進行說明。圖I是表示本發明的一個實施方式涉及的噴液頭之一例的噴墨式記錄頭的分解立體圖，圖2是噴墨式記錄頭的壓カ產生室的長度較長方向的剖視圖。如示于圖I及圖2地，噴墨式記錄頭I具備噴液頭主體11和在內部收置噴液頭主體11的殼體構件40。在本實施方式中，噴液頭主體11包括作為流路形成構件的流路形成基板10及連通板15、噴嘴板20和保護基板30。在流路形成基板10，多個壓カ產生室12形成2列并排設置于其寬度方向的列。并且在流路形成基板10的壓カ產生室12的長度較長方向的一端側設置墨液供給流路14。該流路形成基板10包括硅、在本實施方式中包括面方位(110)的硅單晶基板而構成。而且在流路形成基板10的一方的面形成包括ニ氧化硅而構成的弾性膜50。該彈性膜50通過由擴散爐等對流路形成基板10進行加熱使其表面熱氧化而形成。并且壓力產生室12及墨液供給流路14通過對作為硅基板的流路形成基板10進行各向異性蝕刻而比較高精度地形成。而且這些壓カ產生室12及墨液供給流路14的一方的面通過彈性膜50而構成。在流路形成基板10的開ロ面側(與弾性膜50相反側)，接合有連通板15。在連通板15，接合有噴嘴板20，該噴嘴板20貫穿設置有連通于各壓カ產生室12的多個噴嘴21。在連通板15，設置使壓カ產生室12與噴嘴21相連的連通孔16。這些連通板15及噴嘴板20與流路形成基板10同樣地也以硅基板形成，連通孔16及噴嘴21也通過各向異性蝕刻而高精度地形成。并且，連通板15及噴嘴板20與流路形成基板10基本相同程度地形成得比較小。通過使如上述地由硅基板構成的流路形成基板10、連通板15及噴嘴板20的面積變得比較小，能夠減少所使用的硅基板的量，能夠謀求材料成本的削減。在形成于流路形成基板10的弾性膜50上，進ー步形成由與弾性膜50不同的材料的氧化膜構成的絕緣體膜55。在該絕緣體膜55上 ，設置包括第I電極60與壓電體層70與第2電極80的壓電致動器(壓カ產生單元)300。在本實施方式中，第I電極60作為共用于多個壓電致動器300的共用電極而起作用，并且第2電極80作為在各壓電致動器300獨立的單個電極而起作用。并且在第2電極80，分別連接引線電極90的一端。在引線電極90的另一端，連接設置有驅動電路120的布線基板121。在流路形成基板10的壓電致動器300側的面，接合有具有與流路形成基板10基本相同大小的保護基板30。保護基板30具有作為用于對壓電致動器300進行保護的空間的保持部31。并且在保護基板30設置貫通孔32。引線電極90的另一端側以在該貫通孔32內露出的方式延伸設置，引線電極90與布線基板121在貫通孔32內電連接。并且，在如此的構成的噴液頭主體11，固定對噴液頭主體11進行收置的殼體構件40。并且該殼體構件40兼作與噴液頭主體11 一起劃分出連通于多個壓カ產生室12的集流腔的集流腔構件。殼體構件40具有收置具備流路形成基板10、連通板15、噴嘴板20及保護基板30的噴液頭主體11的凹部41。該凹部41具有比流路形成基板10寬廣的開ロ面積，并在壓カ產生室12的長度較長方向上的流路形成基板10的兩外側，通過殼體構件40與噴液頭主體11而劃分出集流腔100。而且，該集流腔100的開ロ面通過蓋構件110所密封。即，蓋構件110接合于連通板15及殼體構件40的外周部，密封集流腔100的開ロ部。在此蓋構件110包括與由硅基板構成的噴嘴板20不同的材料、例如不銹鋼(SUS)和/或聚酰亞胺膜等而構成，與噴嘴板20離開地設置。S卩，以噴液頭主體11與殼體構件40劃分出的集流腔100通過由與噴嘴板20不同的材料構成的蓋構件110所密封。如此地在本發明中，以硅基板形成構成形成有流路的噴液頭主體11的各構件，并通過由與硅基板不同的材料構成的蓋構件110對集流腔100進行密封。由此，能夠高精度地形成壓カ廣生室12等的流路和/或噴嘴21而提聞墨液的噴射特性，并能夠謀求成本的削減。即，能夠減少噴墨式記錄頭I的整體中的硅基板的使用量，謀求材料成本的削減。并且因為伴隨于硅基板的使用量的減少，硅基板的加工量也會減少，所以還能夠謀求加工成本的削減和/或設備投資費用的削減。并且在本實施方式中，介由設置于連通板15的連通孔16而使壓力產生室12與噴嘴21相連通。通過如上述地在壓カ產生室12與噴嘴21之間存在連通孔16，可抑制墨液的增粘，即使是比較高粘度的墨液也能夠使之良好地噴射。尤其優選連通孔16的內徑比噴嘴21的內徑大。由此，能夠進一步有效地對墨液的增粘進行抑制。
但是連通板15因為由硅基板構成，所以其成本因設置連通板15而相應地増加。可是如上述地，通過對集流腔100以上述的蓋構件110進行密封，即使在設置有連通板15的情況下，也能夠抑制作為噴液頭整體的硅基板的使用量，謀求作為噴墨式記錄頭整體的成本的抑制。并且蓋構件110的厚度雖然并不特別限定，但是在本實施方式中與噴嘴板20基本相同程度地形成得比較薄。而且蓋構件110作為具有由于集流腔100內的壓カ變化而可以變形的程度的撓性的柔性部而起作用。由此，能夠極其容易地形成柔性部，在該點上也能夠謀求制造成本的削減。還有雖然在本實施方式中，蓋構件110的整體作為柔性部而起作用，但是當然也可以使蓋構件Iio的一部分作為柔性部而起作用。并且蓋構件110的厚度雖然并不特別限定，但是通過如本實施方式地形成為與噴嘴板20基本相同程度的厚度，能夠通過擦拭良好地清除附著于噴嘴面的墨液。例如，若蓋構件110的厚度與噴嘴板20的厚度不同而在兩者的邊界形成臺階，則有可能無法良好地擦拭噴嘴面。也就是說優選蓋構件110與噴嘴板20的墨液滴的噴射方向上的厚度為，按能 夠良好地擦拭噴嘴面的程度地基本相同。還有在殼體構件40，設置連通于集流腔100而用于將墨液供給于集流腔100的導入流路43 (參照圖I)。并且在殼體構件40，設置連通于保護基板30的貫通孔32而插通布線基板121的連接ロ 48。而且殼體構件40在連接ロ 48的開ロ緣部具備壁部49。在該壁部49，固定布線基板121和連接于布線基板121的連接基板122。連接基板122例如由設置有連接外部布線的連接器123的剛性基板構成。而且，在如此的構成的噴墨式記錄頭I中，當噴射墨液時，首先從墨盒等介由導入流路43取入墨液，從集流腔100直至噴嘴21以墨液充滿流路內部。然后，按照來自驅動電路120的信號，通過在對應于壓力產生室12的各壓電致動器300施加電壓，使彈性膜50及絕緣體膜55與壓電致動器300 —起撓曲變形。由此，壓カ產生室12內的壓カ升高而從預定的噴嘴21噴射墨液滴。以上，雖然對本發明的一個實施方式進行了說明，但是本發明并非限定于上述的實施方式。雖然在上述的實施方式中，僅在殼體構件40的凹部41的開ロ面設置蓋構件110，但是例如也可以如示于圖3地，從殼體構件40的凹部41的開ロ面直至殼體構件40的側面上連續地設置由不銹鋼(SUS)等構成的蓋構件110。即，也可以覆蓋噴液頭主體11的噴嘴21所開ロ的噴嘴面側而設置蓋構件110。由此通過蓋構件110還能夠對噴液頭主體11的噴嘴面進行保護。并且雖然在上述的實施方式中，作為使壓力產生室產生壓カ變化的壓カ產生單元，對薄膜型的壓電致動器進行了例示，但是壓力產生單元的構成并非特別限定。壓カ產生単元例如也可以為，縱向振動型壓電致動器和/或通過貼附印刷電路基板(green sheet)等的方法所形成的厚膜型的壓電致動器等。進而壓力產生單元例如也可以為，通過因配設于壓カ產生室內的發熱元件的發熱而產生的氣泡而使液滴從噴嘴噴射的単元和/或通過產生于振動板與電極之間的靜電カ使振動板變形而使液滴從噴嘴噴射的単元等。還有上述的噴墨式記錄頭構成噴墨式記錄頭単元的一部分，搭載于噴墨式記錄裝置。圖4是表示該噴墨式記錄裝置之一例的概要圖。本實施方式的噴墨式記錄裝置為所謂的行式裝置。如示于圖4地，噴墨式記錄裝置I具備具備噴墨式記錄頭I的噴墨式記錄頭単元2 (以下，稱為噴液頭單元2);裝置主體3 ;供給作為被記錄介質的記錄片S的滾筒4 ;和液體貯留單元5。噴液頭單元2具備多個噴墨式記錄頭I和對這些多個噴墨式記錄頭I進行保持的板狀的基體板6。該噴液頭單元2介由安裝于基體板6的框架構件7而固定于裝置主體3。滾筒4設置于裝置主體3，對供給于裝置主體3并通過噴墨式記錄頭I的噴嘴面側的紙張等的記錄片S進行輸送使之排出到裝置外部。并且貯留墨液的液體貯留單元5固定于裝置主體3，介由柔性軟管等的供給管8而連接于各噴墨式記錄頭I。在如此的噴墨式記錄裝置I中，墨液從液體貯留單元5介由供給管8供給于各噴墨式記錄頭I，若通過滾筒4輸送記錄片S，則從噴液頭單元2的噴墨式記錄頭I噴射墨液而在記錄片S印刷圖像等。
還有雖然在該例中，在噴墨式記錄裝置I僅搭載一個噴液頭單元2，但是搭載于噴墨式記錄裝置I的噴液頭単元2的個數并不特別限定，也可以搭載多個噴液頭單元2。并且作為噴墨式記錄裝置，雖然對所謂的行式的噴墨式記錄裝置進行了例示，但是噴墨式記錄裝置當然并非限定于此。例如，在一邊使搭載于滑架的噴墨式記錄頭移動ー邊進行印刷的所謂串行型的噴墨式記錄裝置也能夠應用本發明。該情況下，液體貯留單元也可以與噴墨式記錄頭一起搭載于滑架。而且雖然在上述的實施方式中，作為噴液頭之一例舉出噴墨式記錄頭而關于本發明進行了說明，但是本發明廣泛地以噴液頭及具備其的噴液裝置全體為對象，當然也能夠應用于噴射墨液以外的液體的噴液頭及具備其的噴液裝置。作為噴液頭，例如可舉出用于打印機等的圖像記錄裝置的各種記錄頭、用于液晶顯示器等的濾色器的制造的顔色材料噴射頭、用于有機EL顯示器、FED (場致發射顯示器)等的電極形成的電極材料噴射頭、用于生物芯片制造的生物體有機物噴射頭等。
權利要求
1.ー種噴液頭，其特征在于，具備 包括硅而構成的流路形成構件，其具備多個壓カ產生室，該多個壓カ產生室連通于噴射液體的噴嘴， 包括硅而構成的噴嘴板，其接合于前述流路形成構件且形成有前述噴嘴， 集流腔構件，其固定于前述流路形成構件的與前述噴嘴板相反側的面，與前述流路形成構件一起劃分出連通于多個前述壓カ產生室的集流腔的一部分，和 蓋構件，其接合于前述流路形成構件的接合有前述噴嘴板的面及前述集流腔構件，對前述集流腔進行密封； 前述蓋構件由與前述噴嘴板不同的材料形成，與前述噴嘴板離開地固定。
2.根據權利要求I所述的噴液頭，其特征在于 前述蓋構件具備具有撓性的柔性部。
3.根據權利要求I或2所述的噴液頭，其特征在于 前述蓋構件與前述噴嘴板的前述液體的噴射方向上的厚度基本相同。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的噴液頭，其特征在于 前述流路形成構件具備形成有前述壓カ產生室的流路形成基板和連通板，該連通板接合于前述流路形成基板的與前述集流腔構件相反側的面并形成有連通于前述壓カ產生室的連通孔； 前述噴嘴板接合于前述連通板，前述噴嘴與前述壓カ產生室介由前述連通孔相連通。
5.根據權利要求4所述的噴液頭，其特征在干 前述連通孔的內徑比前述噴嘴的內徑大。
6.一種噴液裝置，其特征在干 具備權利要求I 5中任ー項所述的噴液頭。
全文摘要
本發明涉及噴液頭及噴液裝置。提供能夠提高液滴的噴射特性并對成本的上升進行抑制的噴液頭及噴液裝置。具備包括硅而構成的流路形成構件(10、15)、包括硅而構成的噴嘴板(20)、與流路形成構件(10、15)一起劃分出連通于多個壓力產生室的集流腔(100)的集流腔構件(40)和蓋構件(110)，該蓋構件(110)接合于流路形成構件(10、15)的接合有噴嘴板(20)的面及集流腔構件(40)，對集流腔(100)進行密封；以與噴嘴板(20)不同的材料形成蓋構件(110)，并與噴嘴板(20)離開地固定。
文檔編號B41J2/14GK102689515SQ201210074600
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月20日 優先權日2011年3月22日
發明者赤羽富士男 申請人:精工愛普生株式會社