專利名稱：液體噴射頭和液體噴射裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種液體噴射頭和液體噴射裝置，其特別是在應用于按照液體的溫度而對該液體噴射頭的驅動波形適當地進行選擇，以對噴出特性進行控制的情況時較為有用。
背景技術：
作為噴射液滴的液體噴射頭的代表例的噴墨式記錄頭，例如存在如下的記錄頭，即，具備流道形成基板，其形成有壓カ產生室；壓電致動器，其以對應于所述壓カ產生室的方式而被設置在流道形成基板的一面側，通過利用壓電致動器的位移而對壓カ產生室內施加壓力，從而使油墨滴從在噴嘴板的厚度方向上貫穿噴嘴板而形成的噴嘴被噴射。
這種噴墨式記錄頭的油墨的噴出特性依存于其粘度，而粘度依存于其溫度。因此，實施如下的控制，即，對對應于由熱敏電阻計測出的溫度而驅動壓電致動器的驅動波形適當地進行選擇或變更。但是，現有的熱敏電阻作為ー個電子部件而被配置在電路基板上。因此，在這種情況下，熱敏電阻是對環境溫度進行計測，從而與從噴嘴被噴出的油墨的實際溫度之間產生了較大的溫度差。為了油墨的噴出特性的提高，更加準確地計測被噴出的油墨的溫度較為重要。因此，作為用于對經由噴嘴而被噴出的油墨的溫度更加準確地進行計測的方法，提出了專利文獻I和專利文獻2所公開的結構。專利文獻I中，該記錄頭通過將放熱基板和流道基板接合而形成，且溫度傳感器被埋設于放熱基板中。此外，專利文獻2中，作為溫度檢測傳感器的熱敏電阻在形成于流道形成基板上的下部電極上通過絕緣膜而確保了與下部電極之間的相互絕緣的基礎上，被配置于所述絕緣膜的上表面上。由于在如上文所述的專利文獻I中，溫度傳感器以與油墨接觸的這種狀態被埋設于放熱基板中，因此認為在其電極等的絕緣性的確保上存在問題。此外，在專利文獻2中，由于在形成于流道形成基板上的下部電極上通過絕緣膜而確保了與下部電極之間的相互絕緣的基礎上，將溫度檢測傳感器配置在所述絕緣膜的上表面上，因此存在如下問題，即，不僅該部分的結構變得復雜，而且是對隔著下電極膜和絕緣膜的油墨溫度進行計測，因此與此相對應，精度也將下降。另外，這種問題不僅存在于噴出油墨的噴墨式記錄頭中，也同樣存在于噴射油墨以外的液體的液體噴射頭中。專利文獻I :日本特開2004-345109號公報專利文獻2 :日本特開2006-205735號公報
發明內容
鑒于上述情況，本發明的目的在于，提供ー種液體噴射頭和液體噴射裝置，其具備能夠準確地計測被噴出的液體的溫度的溫度傳感器，從而以對應于液體粘度的適當的驅動波形來使液體被噴出。解決上述課題的本發明的方式涉及ー種液體噴射頭，其特征在于，具備流道形成基板，其設置有與噴射液體的噴嘴連通的壓カ產生室，且由硅構成；壓力產生構件，其以與所述壓カ產生室對置的方式被設置在所述流道形成基板上，并使所述壓カ產生室內的所述液體產生壓カ變化；流道部件，其具有收納所述壓カ產生構件的保持部，并與所述流道形成基板的設置有所述壓カ產生構件的面相接合，并且，所述流道部件由硅構成，在所述流道部件的所述流道形成基板相反側的面上設置有溫度傳感器。在所涉及的方式中，表示從噴嘴噴出的液體的溫度的熱量經由具有良好的熱傳導率的硅基板，而向同樣由硅基板形成的流道部件被傳遞，從而由溫度傳感器檢測出。其結果為，能夠高精度地對所述液體的溫度進行計測。此處，優選為，在所述溫度傳感器上設置有與之電連接的引線，所述引線與設置有 驅動上述壓カ產生構件的電路的基板相連接。其原因在于，在該情況下，能夠利用基板的配線而向預定的基板等良好地送出溫度傳感器計測出的溫度信息。而且，本發明的其他方式涉及ー種液體噴射裝置，其特征在于，具有上述液體噴射頭，且被構成為，根據所述溫度傳感器檢測出的溫度來切換驅動所述壓カ產生構件的驅動波形。在所涉及的方式中，由于能夠高精度地對表示從液體噴射頭噴出的液體的溫度的溫度信息進行檢測，因此能夠以與之對應的適當的驅動波形來驅動液體噴射頭。其結果為，能夠實現可通過液體的噴出特性的提高而使印刷物等的質量提高的液體噴射裝置。
圖I為實施方式所涉及的記錄頭的分解立體圖。圖2為實施方式所涉及的記錄頭的壓カ產生室的長度方向上的剖視圖。圖3為將圖2中的熱敏電阻部分抽出表示的放大圖。圖4為表示包含熱敏電阻的部分的等效電路的電路圖。圖5為表示實施方式所涉及的噴墨式記錄裝置的一個示例的示意圖。
具體實施例方式以下，根據實施方式對本發明進行詳細說明。圖I為，本發明的實施方式所涉及的液體噴射頭的ー個示例、即噴墨式記錄頭(以下，也簡稱為記錄頭)的分解立體圖。圖2為，記錄頭的壓力產生室的長度方向上的剖視圖。如兩圖所示，在構成記錄頭20的流道形成基板21上，設置有兩列由多個壓カ產生室22在流道形成基板21的寬度方向上并排設置而成的列。此外，在各個列的壓カ產生室22的長度方向外側的區域內形成有連通部23，連通部23和各個壓カ產生室22通過對應于每個壓力產生室22而設置的油墨供給通道24和連通通道25而被連通。本實施方式中的流道形成基板21為，通過蝕刻而在硅基板上形成了壓カ產生室22等的部件。在流道形成基板21的一個面上接合有噴嘴板27，所述噴嘴板27上貫穿設置有與各個壓カ產生室22的油墨供給通道24的相反側的端部附近相連通的噴嘴26。另ー方面，在流道形成基板21的噴嘴板27相反側的面上，經由彈性膜28和絕緣體膜29而形成有壓電元件30。壓電元件30由第一電極31、壓電體層32、第二電極33構成。在構成各個壓電元件30的第二電極33上，連接有延伸至絕緣體膜29上的引線電極34。引線電極34的一端部與第二電極33相連接，且另一端部側與安裝有用于驅動壓電元件30的驅動IC35a的COF基板35相連接。以此種方式，COF基板35的一端側與引線電極34相連接，而COF基板35的另一端側與被固定在該記錄頭20的上方的外殼部件(未圖示)上的電路基板(未圖示)相連接。在形成有這種壓電元件30的流道形成基板21上，干與壓電元件30對置的區域內，通過粘合劑38而接合有保護基板37，所述保護基板37具備，作為用于保護壓電元件30的空間的壓電元件保持部36。此外，在保護基板37上設置有歧管部39。在本實施方式中，該歧管部39與流道形成基板21的連通部23相連通，從而構成了成為各個壓カ產生室22的共用的油墨室的歧管40。 此外，在保護基板37上設置有在厚度方向上貫穿保護基板37的貫穿孔41。本實施方式中，貫穿孔41被設置于兩個壓電元件保持部36之間。而且，從各個壓電元件30引出的引線電極34的端部附近被設置為，在貫穿孔41內露出。所涉及的保護基板37由硅基板形成，且為通過對該硅基板的蝕刻而形成了壓電元件保持部36和歧管部39等的部件，并且在該流道形成基板21相反側(在圖2中為上側)的面上，配置有作為溫度傳感器的熱敏電阻52。由此來計測保護基板37的上表面的溫度。另外，該部分的連接結構等詳細的結構，將在后文中進行詳細敘述。而且，在保護基板37上，接合有由密封膜44以及固定板45構成的可塑性基板46。此處，密封膜44由剛性較低并具有撓性的材料構成，通過該密封膜44，從而使歧管部39的一個面被密封。此外，固定板45由金屬等的硬質材料而形成。由于該固定板45的與歧管40對置的區域成為在厚度方向上完全被去除的開ロ部47，因此歧管40的一個面僅通過具有撓性的密封膜44而被密封。而且，在可塑性基板46上設置有用于向歧管40內導入油墨的油墨導入口 48。在可塑性基板46上固定有頭外殼49。在頭外殼49上設置有油墨導入通道50,所述油墨導入通道50與油墨導入ロ 48連通從而向歧管40供給來自墨盒等貯留構件的油墨。而且，在頭外殼49上設置有與被設置在保護基板37上的貫穿孔41連通的配線部件保持孔51，C0F基板35以被插穿于配線部件保持孔51內的狀態下而使其一端側與引線電極34相連接。圖3為將圖2中的熱敏電阻部分抽出表示的放大圖。如該圖所示，熱敏電阻52的兩條引線53A、53B均與COF基板35相連接。即，引線53A、53B沿著保護基板37的面向貫穿孔41的壁面而從保護基板37的上表面朝向下方配置，且在絕緣體膜29的上表面處與引線電極34同樣地與COF基板35的兩條配線分別連接從而與電路基板(未圖示)相連接，進而與外部的預定的電路相連接。在此，引線53B被接地。因此，當然也可以僅使引線53A與COF基板35的配線相連接，而使引線53B另行與接地電位的部分相連接。圖4為此時的溫度測量部分的等效電路的ー個示例。如該圖所示，在電阻值根據溫度而發生變化的可變電阻Rt、即熱敏電阻52上串聯有固定電阻R1。因此，通過由電壓計V對固定電阻Rl的兩端的電壓進行計測，從而能夠通過可變電阻Rt的電阻值而檢測出需要計測的溫度。其原因在于，由電壓計V計測出的電壓作為下述的值而被施加，S卩，通過由固定電阻Rl和可變電阻Rt的電阻值決定的分壓比而將電源電壓Vcc分壓后的值。在所涉及的記錄頭20中，壓電元件30通過預定的驅動信號而被驅動。其結果為，通過壓カ產生室22中產生的壓力，從而使油墨滴從壓カ產生室22經由噴嘴26而被噴出。在此，由于通過被配置在保護基板37上的熱敏電阻52來檢測反映出油墨溫度的溫度信息，因此能夠根據該溫度信息而選擇適當的驅動信號，從而利用所選擇的驅動信號來驅動壓電元件30。在此，由于對由硅基板形成且具有良好的熱傳導性的保護基板37的溫度進行計測，因此由熱敏電阻52檢測出的溫度高精度地反映了實際的油墨的溫度。即，流道形成基板2良好地傳導壓力產生室22和連通部23的油墨的溫度，且保護基板37良好地傳導歧管部39的溫度。因此，也能夠將基于所涉及的溫度信息的驅動信號設定為考慮到該油墨溫度的理想的波形。 (其他的實施方式)以上，雖然對本發明的一個實施方式進行了說明，但本發明的基本結構并不限定于上述內容。例如，雖然在上述的實施方式中，采取了使熱敏電阻52的引線53A、53B與COF基板35相連接而向外部引出的結構，但顯然并不限定于此。只要熱敏電阻52的配置位置在作為流道部件的保護基板37的上表面上，則并無其他限制。因此，例如在通過引線接合而對保護基板上的IC和引線電極進行連接的形式的裝置中，可以構成為，利用一端部與保護基板的上表面相連接的FPC而將熱敏電阻52的信號向外部取出。雖然在上述實施方式中，作為使壓力產生室22產生壓カ變化的壓カ產生構件，利用薄膜型的壓電元件30而進行了說明，但并不特別限定于此，例如，可以使用如下元件，即，通過粘貼印刷電路基板等方法而形成的厚膜型的壓電致動器、或使壓電材料和電極形成材料交替層疊并在軸向上進行伸縮的縱振動型壓電致動器等。此外，作為壓カ產生構件，可以使用如下兩種構件，即，將發熱元件配置在壓カ產生室內，通過因發熱元件的發熱而產生的氣泡，從而使液滴從噴嘴噴出的構件，或使振動板和電極之間產生靜電，通過靜電カ而使振動板發生變形，從而使液滴從噴嘴噴出的、所謂的靜電式致動器等。上述實施方式所涉及的噴墨式記錄頭構成具備與墨盒等連通的油墨流道的記錄頭單元的一部分，并被搭載于噴墨式記錄裝置中。圖5為，表示該噴墨式記錄裝置的ー個示例的示意圖。如該圖所示，在具有上述實施方式所涉及的噴墨式記錄頭的記錄頭単元1A、IB中，以可拆卸的方式而設置有構成油墨供給構件的墨盒2A、2B，搭載有該記錄頭單元IA和IB的滑架3以在軸向上移動自如的方式而被設置在安裝于裝置主體4上的滑架軸5上。該記錄頭單元IA和IB例如分別被設定為，噴出黑色油墨組成物和彩色油墨組成物的単元。而且，通過使驅動電機6的驅動カ經由未圖示的多個齒輪和正時帶7而向滑架3傳遞，從而使搭載有記錄頭単元IA和IB的滑架3沿著滑架軸5而進行移動。另ー方面，在裝置主體4上沿著滑架軸5而設置有滾筒8，通過未圖示的供紙輥等而被供紙的紙等的、作為記錄介質的記錄薄片S被卷繞在滾筒8上而輸送。另外，雖然在上述的示例中采取了如下的記錄裝置，即，將記錄頭單元1A、1B搭載于在與記錄紙S的輸送方向交叉的方向(主掃描方向)上移動的滑架3上，并在使記錄頭単元1A、1B在主掃描方向上移動的同時實施印刷的、所謂的串行式噴墨式記錄裝置，但并不限定于此。顯然也可以采取記錄頭被固定而僅通過輸送記錄紙S來實施印刷的、所謂的行式噴墨記錄裝置。而且，雖然在上述實施方式中，作為液體噴射裝置的ー個示例，列舉噴墨式記錄裝置而進行了說明，但本發明為廣泛地以具備液體噴射頭的液體噴射裝置整體為對象的發明，其顯然也適用于具備噴射油墨以外的液體的液體噴射頭的液體噴射裝置。作為其他的液體噴射頭，例如，可列舉出打印機等的圖像記錄裝置中所使用的各種記錄頭、液晶顯示器等的濾色器的制造中所使用的顏色材料噴射頭、有機EL(Electro Luminescence,電致發光)顯示器和FED (面發光顯示器)等的電極形成中所使用的電極材料噴射頭、生物芯片(chip)制造中所使用的生體有機物噴射頭等。
符號說明20噴墨式記錄頭(記錄頭)，21流道形成基板，22壓カ產生室，23連通部，26 噴嘴，27噴嘴板，28彈性膜，29絕緣體膜，30壓電元件，34引線電極，35 COF 基板，37保護基板，40 歧管，52熱敏電阻，53A、53B 引線。
權利要求
1.ー種液體噴射頭，其特征在于，具有 流道形成基板，其設置有與噴射液體的噴嘴連通的壓カ產生室，且由硅構成； 壓カ產生構件，其以與所述壓カ產生室對置的方式被設置在所述流道形成基板上，并使所述壓カ產生室內的所述液體產生壓カ變化； 流道部件，其具有收納所述壓カ產生構件的保持部，并與所述流道形成基板的設置有所述壓カ產生構件的面相接合， 所述流道部件由硅構成，在所述流道部件的所述流道形成基板相反側的面上設置有溫度傳感器。
2.如權利要求I所述的液體噴射頭，其特征在干， 在所述溫度傳感器上設置有與之電連接的引線， 所述引線與設置有驅動所述壓カ產生構件的電路的基板相連接。
3.ー種液體噴射裝置，其特征在干， 具有權利要求I或權利要求2所述的液體噴射頭，且被構成為，根據所述溫度傳感器檢測出的溫度來切換驅動所述壓カ產生構件的驅動波形。
全文摘要
本發明提供一種液體噴射頭和液體噴射裝置，該液體噴射頭具備能夠準確地計測被噴出的液體的溫度的溫度傳感器，從而以對應于液體粘度的適當的驅動波形而使液體噴出。所述液體噴射頭具備流道形成基板(21)，其設置有與噴射液體的噴嘴(26)連通的壓力產生室(22)，且由硅構成；壓電元件(30)，其以與所述壓力產生室對置的方式被設置在所述流道形成基板上，并使所述壓力產生室內的所述液體產生壓力變化；保護基板(37)，其具有收納所述壓力產生構件的保持部(36)，并與所述流道形成基板的設置有所述壓力產生構件的面相接合，并且，所述流道部件由硅構成，在所述流道部件的所述流道形成基板相反側的面上設置有熱敏電阻(52)。
文檔編號B41J2/01GK102689516SQ201210074878
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23日
發明者大脅寬成 申請人:精工愛普生株式會社