液體噴射頭、液體噴射裝置以及液體噴射頭的制造方法
【專利說明】液體噴射頭、液體噴射裝置以及液體噴射頭的制造方法
[0001]本申請主張2014年3月31日提交的日本專利申請第2014-072629號的優先權。并在此引用該日本專利申請2014-072629號的所有內容。
技術領域
[0002]本發明涉及一種液體噴射頭、液體噴射裝置以及液體噴射頭的制造方法，尤其涉及一種噴射作為液體的油墨的噴墨式記錄頭、噴墨式記錄裝置以及噴墨式記錄頭的制造方法。
【背景技術】
[0003]以噴墨式打印機或繪圖儀等的噴墨式記錄裝置為代表的液體噴射裝置，具備可以噴射被存積于墨盒或容器等中的油墨等液體的液體噴射頭。這種液體噴射頭為具備噴射液體的多個頭主體、和對該頭主體進行保持并具有向頭主體供給油墨的流道的流道部件(與本發明的保持架部件對應的部件)的噴射頭(例如參照專利文獻I)。
[0004]在流道部件上形成有插穿孔，與被保持于該流道部件上的頭主體連接的COF基板等柔性電纜貫穿插入于所述插穿孔中。這種流道部件通過利用樹脂材料而成型，從而實現成本的降低。此外，插穿孔中設置有用于引導COF基板的引導部。
[0005]該引導部被形成于插穿孔的內面上，并且被形成為向插穿孔的中心側突出的肋狀。通過設置這種引導部，從而同時實現流道部件的成本的降低和剛性的提高。
[0006]然而，由樹脂材料所形成的流道部件在制造時或加熱時可能會發生扭曲等的變形。如使用像這樣發生扭曲的流道部件，則被保持于該流道部件上的頭主體的液體噴射面無法集對齊為同一平面，從而可能會發生向記錄薄片等的被記錄介質的油墨的噴落位置偏移。此外，如單純地配置用于對這種扭曲進行矯正的材料，則會使噴墨式記錄頭大型化。
[0007]另外，這種問題不只存在于噴出油墨的噴墨式記錄頭中，在噴射油墨以外的液體的液體噴射頭、液體噴射裝置以及液體噴射頭的制造方法中也同樣存在。
[0008]專利文獻1:日本特開2011-056920號公報
【發明內容】
[0009]本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種抑制大型化，且對保持頭主體的保持架部件的變形進行抑制從而提高液體的噴射品質的液體噴射頭、液體噴射裝置以及液體噴射頭的制造方法。
[0010]方式I
[0011]解決上述課題的本發明的方式為一種液體噴射頭，其特征在于，具備:頭主體，其從液體噴射面噴射液滴；配線基板，其與所述頭主體電連接；保持架部件，其上固定有多個所述頭主體，并具有朝向所述頭主體的流道和供配線基板穿過的配線插穿孔；電路基板，其具有與所述配線基板電連接的連接部、和在兩面上配置有所述連接部的基板，所述基板為沿著與所述頭主體的液體噴射面垂直的方向的基板；一組第一矯正板，其分別相對于所述電路基板的所述基板的兩面，且為相對置的平面形狀，所述第一矯正板用于對所述保持架部件進行矯正；罩部件，其與所述保持架部件固定在一起，并對所述電路基板和所述第一矯正板進行收容。
[0012]在所涉及的方式中，通過在保持架部件上設置第一矯正板，從而能夠對保持架部件向與液體噴射面垂直的方向的扭曲進行矯正。換句話說，即使在保持架部件的制造時或加熱時發生了扭曲的情況下，但通過以矯正了保持架部件的扭曲的狀態將第一矯正板接合于保持架部件上，從而也能夠以矯正了保持架部件的扭曲的狀態而維持。由此，被保持于保持架部件上的頭主體的液體噴射面將對齊在同一平面上，使向被記錄介質的液體的噴落位置精度提高，從而獲得噴射品質提高了的液體噴射頭。此外，罩部件對電路基板及第一矯正板這二者進行收容。與通過罩部件而僅收容電路基板的情況相比，可以使液體噴射頭小型化。另外，由于使電路基板相對于液體噴射面而垂直地豎起，因此，在液體噴射面的面方向上，能夠減小電路基板所占據的區域。由此，可以使液體噴射頭在液體噴射面的面方向上小型化。
[0013]方式2
[0014]在此，在方式I所述的液體噴射頭中，優選為，在與所述液體噴射面垂直的方向上，所述第一矯正板具有跨越所述連接部的矯正主體部、和被設置于所述矯正主體部上以供所述配線基板穿過的開口部。由此，能夠使保持架部件的矯正更堅固。
[0015]方式3
[0016]此外，在方式I?方式2所述的液體噴射頭中，優選為，各個所述頭主體具有沿著所述液體噴射面上的第一方向的噴嘴列，多個所述頭主體采用如下配置，即:在所述第一方向上隔開第一間隔而配置成的第一頭主體組、和在所述第一方向上隔開第二間隔而配置成的第二頭主體組被配置于，所述液體噴射面上與所述第一方向正交的第二方向上的不同位置處，并且，所述第一頭主體組中的任意一個的頭主體被配置于，所述第一方向上的設置所述第二間隔的位置處；所述第二頭主體組中的任意一個的頭主體被配置于，所述第一方向上的設置所述第一間隔的位置處，所述第一矯正板具有支腳部，所述支腳部在所述第一方向上被配置于所述開口部的兩側，并且與所述保持架部件固定在一起，所述連接部包括，與構成所述第一頭主體組的頭主體連接的第一連接部、以及與構成所述第二頭主體組的頭主體連接的第二連接部，一組所述第一矯正板之中的一個第一矯正板的所述支腳部被配置于，在所述第一方向上與所述第二連接部重疊、且不與所述第一連接部重疊的位置處，一組所述第一矯正板之中的另一個第一矯正板的所述支腳部被配置于，在所述第一方向上與所述第一連接部重疊、且不與所述第二連接部重疊的位置處。由此，由于能夠使第一矯正板在第一方向上的大小小型化，因此，能夠使液體噴射頭在第一方向上小型化。
[0017]方式4
[0018]此外，在方式3所述的液體噴射頭中，優選為，在俯視觀察所述電路基板時，所述第一連接部和所述第二連接部相互重疊，并且第一方向上的所述支腳部的寬度與第一方向上的所述開口部的寬度相比而較窄。由此，在俯視觀察電路基板時，被并排設置在電路基板的第一方向上的第一連接部和第二連接部相互重疊，因此，能夠以此程度使電路基板在第一方向的大小小型化，從而使液體噴射頭在第一方向上的大小小型化。
[0019]方式5
[0020]此外，在方式I?方式4所述的液體噴射頭中，優選為，具備第二矯正板，所述第二矯正板為與液體噴射面平行的平面形狀，且與所述保持架部件相比剛性較高，并被粘合于所述保持架上，所述第二矯正板在與液體噴射面平行的面上具有覆蓋所有的所述頭主體的液體噴射面的大小。由此，由于第二矯正板被粘合于對所有的頭主體進行保持的保持架部件上，因此，能夠更可靠地對制造時等的歪斜或扭曲進行矯正。進而，能夠通過第二矯正板來提高液體噴射頭的剛性。
[0021]方式6
[0022]此外，在方式5所述的液體噴射頭中，優選為，具備固定板，所述固定板上粘合有多個所述頭主體，且所述固定板被粘合于所述保持架部件上，所述頭主體與所述第二矯正板是分離的。由此，由于能夠使與液體噴射面垂直的方向上的尺寸公差減少掉如下量，即將作為直接接觸于保持架部件與固定板之間的部件的第二矯正板減掉所對應的量，因此，能夠實現在液體噴射頭在該方向上的小型化。
[0023]方式7
[0024]此外，在方式5?方式6所述的液體噴射頭中，優選為，所述頭主體具有被配置于第二方向上相互不同的位置處的液體的導入口，所述保持架部件具有，與所述導入口連通的、相對于所述液體噴射面而交叉的第一連接流道和在與所述液體噴射面垂直的方向上延伸的第二連接流道，所述第二矯正板具有分別供所述第一連接流道和所述第二連接流道穿過的開口，且所述開口貫穿于與所述液體噴射面垂直的方向。由此，由于只要在第二矯正板上形成開口以作為沿著與液體噴射面垂直的方向的貫穿孔即可，因此，第二矯正板的加工較為容易。
[0025]方式8
[0026]此外，在方式7所述的液體噴射頭中，優選為，所述第一矯正板和所述電路基板以沿著所述第一連接流道的方式而被固定于所述保持架部件上。由此，能夠在不與第一連接流道發生干涉的條件下，相對于保持架部件而更深地插入電路基板并進行固定。由此，由于可以使電路基板的連接部接近頭主體側，因此，能夠縮短與該連接部連接的配線基板。
[0027]方式9
[0028]此外，在方式5所述的液體噴射頭中，優選為，所述第二矯正板構成流道，液體經由所述第二矯正板而接地。由此，能夠使液體經由第二矯正板而接地。此外，由于能夠利用第二矯正板來實現液體噴射頭的保持架部件的矯正和液體的除電，因此，能夠減少部件個數從而實現成本降低。
[0029]方式10
[0030]此外，在方式I?方式9所述的液體噴射頭中，優選為，所述電路基板在與一組所述第一矯正板相對置的方向上，具有與所述電路基板和所述第一矯正板之間的間隔相比而尺寸較大的電子部件，所述電子部件被配置在所述電路基板之中不與所述第一矯正板相對置的位置處。由此，能夠不與電子部件發生干涉而接近電路基板和第一矯正板。由此，能夠使液體噴射頭在第二方向上小型化。
[0031]方式11
[0032]本發明的另一種方式為液體噴射裝置，其特征在于，具備上述方式I?方式10所述的液體噴射頭。
[0033]在所涉及的方式中，提供一種液體噴射裝置，該液體噴射裝置具備抑制了大型化、且對保持頭主體的保持架部件的變形進行抑制從而提高了液體的噴射品質的液體噴射頭。
[0034]方式12
[0035]本發明的另一種方式為一種液體噴射頭的制造方法，其特征在于，所述液體噴射頭具備:頭主體，其從液體噴射面噴射液滴；配線基板，其與所述頭主體電連接；保持架部件，其上固定有多個所述頭主體，并具有朝向所述頭主體的流道和供配線基板穿過的配線插穿孔；電路基板，其具有與所述配線基板電連接的連接部、和在兩面上配置有所述連接部的基板，所述基板為沿著與所述頭主體的液體噴射面垂直的方向的基板；一組第一矯正板，其分別相對于所述電路基板的所述基板的兩面，且為相對置的平面形狀，所述第一矯正板用于對所述保持架部件進行矯正；罩部件，其與所述保持架部件固定在一起，并對所述電路基板和所述第一矯正板進行收容，在所述液體噴射頭的制造方法中，將所述第一矯正板按壓在所述保持架部件上而進行固定。
[0036]在所涉及的方法中，能夠提供一種抑制大型化，且對保持頭主體的保持架部件的變形進彳丁抑制從而提尚液體的喂'射品質的液體喂'射頭。
【附圖說明】
[0037]圖1為噴墨式記錄裝置的俯視圖。
[0038]圖2為噴墨式記錄裝置的側視圖以及該裝置的放大圖。
[0039]圖3為實施方式一所涉及的記錄頭的立體圖。
[0040]圖4為實施方式一所涉及的記錄頭的分解立體圖。
[0041]圖5為實施方式一所涉及的記錄頭的分解立體圖。
[0042]圖6為實施方式一所涉及的記錄頭的分解立體圖。
[0043]圖7為實施方式一所涉及的記錄頭的俯視圖。
[0044]圖8為實施方式一所涉及的記錄頭的仰視圖。
[0045]圖9為拆下記錄頭的罩部件后的俯視圖。
[0046]圖10為拆下記錄頭的罩部件及流道部件后的俯視圖。
[0047]圖11為沿圖9及圖10的B — 線的剖視圖。
[0048]圖12為沿圖7至圖9的C 一 C'線的剖視圖。
[0049]圖13為沿圖7至圖9的D — D'線的剖視圖。
[0050]圖14為保持架部件的仰視圖。
[0051]圖15為罩部件的仰視圖。
[0052]圖16為沿圖7至圖9及圖15的E — Er線的剖視圖。
[0053]圖17為表示罩部件的剛性部分的主要部分剖視圖。
[0054]圖18為改變例所涉及的記錄頭的俯視圖。
[0055]圖19為沿圖18的F — Fr線的剖視圖。
[0056]圖20為改變例所涉及的記錄頭的概要側視圖及概要俯視圖。
[0057]圖21為表示被固定于保持架部件上的第一矯正板和電路基板的配置的側視圖及平視圖。
[0058]圖22為記錄頭及輥單元的立體圖。
[0059]圖23為從記錄頭及輥單元的液體噴射面側觀察的平面圖。
[0060]圖24為沿圖22的G — 線的剖視圖。
[0061]圖25為沿圖22 ? H — ^線的剖視圖。
[0062]圖26為頭主體的分解立體圖。
[0063]圖27為頭主體的液體噴射面側的平面圖。
[0064]圖28為沿圖26的I 一 V線的剖視圖。
[0065]圖29為將實施方式二所涉及的頭主體、第二矯正板以及保持架部件的主要部分放大的剖視圖。
【具體實施方式】
[0066]實施方式一
[0067]以下，基于實施方式對本發明進行詳細說明。噴墨式記錄頭為液體噴射頭的一個示例，簡稱為記錄頭。噴墨式記錄裝置為液體噴射裝置的一個示例。圖1為模式化地表示本實施方式一所涉及的噴墨式記錄裝置的俯視圖，圖2為噴墨式記錄裝置的側視圖以及該裝置的放大圖。
[0068]噴墨式記錄裝置I為，僅通過輸送作為被噴射媒體的記錄薄片S來實施印刷的所謂的行式噴墨式記錄裝置I。
[0069]將記錄薄片S的輸送方向稱為第二方向Y，并且將在記錄薄片S的油墨噴落的噴落面SI的面內方向上，與第二方向Y正交的方向稱為第一方向X。此外，將與第一方向X及第二方向Y 二者正交的方向、即與記錄薄片S的噴落面SI正交的方向稱為第三方向Z。雖然在本實施方式中，例示了各個方向(χ，γ，ζ)相互正交的示例，但是并非必須限定于此。
[0070]噴墨式記錄裝置I具備:記錄頭2、搭載了記錄頭2的滑架3、存積了油墨的墨罐等液體存積單元4、第一輸送單元5、第二輸送單元6、裝置主體7、和維護單元400。
[0071]記錄頭2沿著第一方向X而延伸。在本實施方式中，詳細內容將在后文敘述，在記錄頭2中，由多個頭主體200 (參照圖8)沿著第一方向X而并排設置成的頭主體組202在第二方向Y上設置成多列，且在本實施方式中為2列。當然，頭主體200的頭主體組202的個數，并非特別限定于此，也可以是3列以上。這種頭主體200被配置為，噴射油墨的液體噴射面20a成為Zl側。
[0072]液體存積單元4為用于向記錄頭2供給油墨的部件，在本實施方式中，其被固定于裝置主體7上。來自被固定于裝置主體7上的液體存積單元4的油墨經由管等的供給管8而被供給至記錄頭2。另外，對于記錄頭2具備液體存積單元4的方式例如也可以設置為，記錄頭2在記錄頭2的第三方向Z的上方、即與記錄薄片S相反的一側上搭載有液體存積單元4。
[0073]第一輸送單元5被設置于記錄頭2的第二方向Y的一側，在本實施方式中，被設置于Yl側。另外，在本實施方式中，將在第二方向Y上相對于記錄頭2而言的一側稱為Yl側、另一側稱為Y2側。
[0074]第一輸送單兀5具備第一輸送棍501、和從動于第一輸送棍501的第一從動棍502。第一輸送輥501被設置在記錄薄片S的與噴落面SI相反的一側的背面S2側，并且通過第一驅動電機503的驅動力而被驅動。此外，第一從動輥502被設置在記錄薄片S的噴落面SI側，并且在第一從動輥502與第一輸送輥501之間對記錄薄片S進行夾持。這種第一從動輥502通過未圖示的彈簧等的施力部件而對記錄薄片S朝向第一輸送輥501側進行按壓。
[0075]第二輸送單元6具備輸送帶601、第二驅動電機602、第二輸送輥603、第二從動輥604、張緊輥605及輥單元610。
[0076]第二輸送輥603通過第二驅動電機602的驅動力而被驅動。輸送帶601由無接頭帶構成，并被掛繞在第二輸送輥603和第二從動輥604的外周上。這種輸送帶601被設置在記錄薄片S的背面S2側。張緊輥605被設置在第二輸送輥603與第二從動輥604之間，并與輸送帶601的內周面抵接，通過彈簧等的施力部件606的施力而向輸送帶601施加張力。由此，輸送帶601與頭單元2相對置的面平坦地配置在第二輸送輥603與第二從動輥604之間。
[0077]輥單元610為被設置在記錄薄片S的噴落面SI側的部件，并在記錄薄片S噴落面SI側上具有多個頭內輥及頭外輥。該輥單元610在頭內輥及頭外輥與輸送帶601之間，對記錄薄片S進行夾持。另外，對于輥單元610的詳細內容將在后文敘述。
[0078]在這種噴墨式記錄裝置I中，實施如下所謂的印刷，即，通過第一輸送單元5及第二輸送單元6，對記錄薄片S相對于記錄頭2而在第二方向Y上從Π朝向Y2側進行輸送，并從記錄頭2的各個噴墨式記錄頭噴射油墨，且使噴射出的油墨在記錄薄片S的噴落面SI上噴落。
[0079]另外，噴墨式記錄裝置I的滑架3搭載有多個記錄頭2，并以能夠沿著滑架軸9的軸向移動的方式而被設置于滑架軸9上。滑架軸9以使軸向與第一方向X—致的方式而被配置，并通過未圖示的驅動電機的驅動力經由齒輪或帶被傳遞至滑架3，從而使滑架3沿著滑架軸9的軸向移動。此外，滑架3或滑架軸9被設置為，通過未圖示的升降單元而能夠在相對于裝置主體7而與噴落面SI正交的方向、S卩、第三方向Z上移動。在本實施方式中，將記錄頭2向與印刷時的記錄薄片S的噴落面SI正交的方向的移動稱為升降。即，在第三方向Z上，將記錄頭2從印刷時的記錄薄片S側亦即Zl側向遠離記錄薄片S的Z2側的移動稱為上升，而將記錄頭2從遠離印刷時的記錄薄片S的Z2側向記錄薄片S側亦即Zl側的移動稱為下降。
[0080]使這種滑架3通過從記錄頭2與輸送帶601相對置而噴射油墨并使油墨向記錄薄片S噴落的噴落位置起，利用未圖示的升降單元而上升至第三方向Z的Z2側之后，向滑架軸9的軸向亦即第一方向X移動，從而向頭單元2不與記錄薄片S或輸送帶601相對置的維護位置移動。而且，在維護位置上，設置有對記錄頭2進行維護的維護單元400。另外，在本實施方式中，在第一方向X上，將設置有裝置主體7的內部的輸送帶601等第二輸送單元6的一側稱為Xl側，將設置有維護單元400的維護位置側稱為X2偵U。
[0081]在本實施方式中，維護單元400具備:具有對液體噴射面進行擦拭的刮板的擦拭單元410、和具有對液體噴射面進行覆蓋密封的密封單元420。
[0082]擦拭單元410為對記錄頭2的各個頭主體200的液體噴射面20a進行擦拭的部件，并以能夠沿著第二方向Y相對移動的方式而被設置于裝置主體7上。相對于移動至維護位置的記錄頭2，而使擦拭單兀410與頭主體200的液體噴射面20a發生接觸，并通過使該擦拭單元410在第二方向Y上移動，從而能夠對頭主體200的液體噴射面20a進行擦拭。
[0083]密封單元420具備被設置于每個頭主體200上的由橡膠等而形成的蓋和對該蓋進行保持的蓋保持部。蓋與各頭主體200的液體噴射面20a抵接，并被設置為覆蓋多個噴嘴開口的整體大小。當蓋覆蓋液體噴射面20a時，在它們之間形成密封空間。在蓋保持部的內部設置有未圖示的吸引流道。該吸引流道的一端與所述密封空間連通，另一端他端與吸引泵等吸引裝置連通。這種密封單元420在由蓋來覆蓋頭主體200的液體噴射面20a的狀態下，在抽吸裝置上實施抽吸動作。通過這種抽吸動作，從而使由蓋所形成的密封空間的內部成為負壓，并從噴嘴開口 21對流道內的油墨和氣泡等異物進行抽吸。此外，通過在非印刷時由蓋來覆蓋液體噴射面20a，也可以對噴嘴開口 21附近的油墨的干燥進行抑制。
[0084]另外，在維護位置上，也可以作為維護單元400而僅設置擦拭單元410或者僅設置密封單元420。并且，也可以在噴墨式記錄裝置I上不設置使記錄頭2向維護位置移動的機構，或者維護位置本身。
[0085]圖3為本實施方式所涉及的記錄頭的立體圖，圖4為記錄頭的分解立體圖，圖5為記錄頭的分解立體圖，圖6為記錄頭的分解立體圖。
[0086]如圖所示，上述的記錄頭2具備:多個頭主體200 ;在第三方向Z的一面側亦即Zl側對多個頭主體200進行保持的保持架部件210 ;被固定于保持架部件210的第三方向Z的Z2側的面上的電路基板220 ;被固定于保持架部件210的Z2側的面上的第一矯正板230 ;被固定于保持架部件210的Zl側的面上的第二矯正板280 ;被固定于保持架部件210的Z2側的面上的流道部件240 ;被固定于保持架部件210的Z2側的面上、并在內部對頭主體200、電路基板220、第一矯正板230及流道部件240進行收容的罩部件250 ;對多個頭主體200進行固定的固定板260。
[0087]首先，參照圖26至圖28，對噴射作為液滴的一個示例的油墨滴的頭主體200進行說明。圖26為頭主體的分解立體圖，圖27為頭主體的液體噴射面側的平面圖，圖28為沿圖27的I 一 V線剖視圖。
[0088]頭主體200由流道形成基板10、連通板15、噴嘴板20、保護基板30，可塑性基板45及殼體部件40等多個部件構成。
[0089]在流道形成基板10上并排設置有由多個隔板劃分成的壓力產生室12。記錄頭2以頭主體200的壓力產生室12的并排設置方向成為第一方向X的方式而搭載噴墨式記錄裝置I。之后，也將壓力產生室12的并排設置方向稱為第一方向X。此外，在流道形成基板10上，壓力產生室12在第一方向X上所并排設置的列為多個列，而在本實施方式中兩列，并被并排設置在與第一方向X正交的的第二方向Y上。
[0090]流道形成基板10可以使用不銹鋼或NI等金屬、以21<)2或Al 203為代表的陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、MGO、LaAlO3這樣的氧化物等。在本實施方式中，流道形成基板10由單晶硅基板構成。在該流道形成基板10上，通過從一面側進行各向異性蝕刻，從而使由多個隔板劃分成的壓力產生室12沿著噴出油墨的多個噴嘴開口 21并排設置的方向而被并排設置。
[0091]在流道形成基板10的第三方向Z的Zl側，依次層疊有連通板15和噴嘴板20。即，具備被設置于流道形成基板10的第三方向Z的Zl側的面上的連通板15，和被設置在連通板15的與流道形成基板10相反面側，即，連通板15的Zl側的面上的、具有噴嘴開口 21的噴嘴板20。
[0092]在連通板15上設置有連通壓力產生室12和噴嘴開口 21的噴嘴連通通道16。連通板15具有大于流道形成基板10的面積，噴嘴板20具有小于流道形成基板10的面積。由于通過以這種方式設置的連通板15，使噴嘴板20的噴嘴開口 21與壓力產生室12分離，因此，位于壓力產生室12之中的油墨不易受到因噴嘴開口 21