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CN111204127B - 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 PDF

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CN111204127B CN201910770028.6A CN201910770028A CN111204127B CN 111204127 B CN111204127 B CN 111204127B CN 201910770028 A CN201910770028 A CN 201910770028A CN 111204127 B CN111204127 B CN 111204127B
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Abstract

本申请提供使喷出面的处理变得容易的液体喷出头以及液体喷出装置。实施方式涉及的液体喷出头具备驱动基体、安装部以及遮盖板。驱动基体具有多个喷嘴。安装部配置在所述驱动基体的表面。遮盖板覆盖所述驱动基体的表面的至少局部，并在与所述驱动基体相对的相对面上具有与所述安装部相对的凹部。

Description

液体喷出头以及液体喷出装置
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
在喷出液体的液体喷出头中，已知一种在具有喷嘴的驱动基体的喷出面上配置有电极等安装部的结构。例如，形成在喷出面上的电极借由ACF(Anisotropic ConductiveFilm：各向异性导电膜)与搭载有驱动IC的COF(Chip on Film：覆晶薄膜)连接。在该种液体喷出头中，为了防止液体附着在喷嘴周围的安装部上，设置有覆盖喷出面上的安装部的遮盖板。遮盖板例如为具有规定厚度的板状部件，例如通过粘接层被粘接在喷出面上。由于遮盖板的表面在喷出方向上比喷出面更为突出，因此在液体喷出头的喷出侧的表面上会形成阶梯差。因此，在保养时的擦拭处理中擦拭部件会难以与喷出面接触等，可能会妨碍喷出面的处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供容易进行喷出面的处理的液体喷出头以及液体喷出装置。
实施方式涉及的液体喷出头具备驱动基体、安装部以及遮盖板。驱动基体具有多个喷嘴。安装部配置在所述驱动基体的表面。遮盖板覆盖所述驱动基体的表面的至少局部，并在与所述驱动基体相对的相对面上具有与所述安装部相对的凹部。
实施方式涉及的液体喷出装置具备上述液体喷出头以及保养装置，所述保养装置具备与所述驱动基体的所述表面抵接的擦拭部件。
附图说明
图1为一实施方式涉及的喷墨头的立体图。
图2为该喷墨头的立体图。
图3为示出该喷墨头的局部的立体图。
图4为示出该喷墨头的局部的剖视图。
图5为放大示出该喷墨头的局部的说明图。
图6为示出该喷墨头的驱动基体的局部构成的剖视图。
图7为示出该驱动基体的局部构成的剖视图。
图8为该喷墨头的遮盖板的立体图。
图9为示出该喷墨头的遮盖板以及驱动基体的构成的说明图。
图10为一实施方式涉及的喷墨装置的说明图。
图11为示出其它实施方式涉及的喷墨头的局部的剖视图。
图12为示出该喷墨头的局部的立体图。
附图标记说明
1(1C，1M，1Y，1B)，1A…喷墨头，10…驱动基体，10a…喷出面，11…基体层，11a…压力室，12…压电振动板，12a…喷嘴，13…振动板，14…致动器，14a…压电体，14b…第一电极，14c…第二电极，14d…单独布线，14e…公共布线，14f…绝缘层，14g…接触孔，16…安装部，16a…电极，17…保护层，20…流路基体，23…公共腔室，27…供给管，28…回收管，30…遮盖板，31…顶板部，31a…相对面，32…侧板部，33…凹部，50…电路基板，51…柔性电缆，52…COF，53…ACF，54…驱动IC，55…粘合层，100…喷墨装置，111…壳体，112…介质供给部，112a…供纸盒，113…图像形成部，114…介质排出部，114a…排纸托盘，115…输送装置，116…保养装置，116a…擦拭装置，116b…吸引装置，116c…移动装置，116d…擦拭部件，117…控制部，117a…处理器，118…支承部，118a…输送带，118b…支承板，118c…带辊，121a～121h…导板对，122a～122h…输送用辊，130…头单元，132…供给罐，132B…供给罐，132C…供给罐，132M…供给罐，132，Y…供给罐，133…连接流路，133a…供给流路，133b…回收流路，134…循环泵，A1…输送路径。
具体实施方式
以下，关于第一实施方式涉及的喷墨头(液体喷出头)1以及喷墨装置(液体喷出装置)100，参照图1至图10进行说明。图1以及图2为一实施方式涉及的喷墨头1的立体图。图3以及图4为示出喷墨头1的局部的立体图以及剖视图。图5是放大示出喷墨头1的局部的说明图。图6以及图7为示出驱动基体的局部构成的剖视图。图8为遮盖板30的立体图。图9为分解示出喷墨头1的局部的立体图，其示出了遮盖板30以及驱动基体10。
图1至图9中所示的喷墨头1例如为弯曲模式的MEMS方式的喷墨头。喷墨头1例如在图10所示的喷墨装置100等液体喷出装置中以喷嘴12a朝向下方的姿势进行配置。喷墨头1通过喷出作为液体的例如墨水，从而在相对配置的记录介质上形成希望的图像。
需要说明的是，不限于弯曲模式的MEMS方式的喷墨头，也可以为共享模式共壁方式的喷墨头。
如图1至图9所示，喷墨头1具备：具有多个喷嘴12a的驱动基体10、形成规定的流路的流路基体20以及保护驱动基体10的喷出侧的喷出面10a的遮盖板30。
驱动基体10例如是构成为矩形的板状的MEMS芯片，通过形成有与压力室11a连通的多个喷嘴12a的压电振动板12与具有多个压力室11a的基体层11设置成一体而构成。
基体层11例如由单晶硅薄片构成并形成有多个压力室11a。各压力室11a构成保持墨水的例如圆柱状的空间。多个压力室11a互相隔离。
压电振动板12具备振动板13、致动器14、安装部16以及保护层17。在压电振动板12上形成有作为贯通孔的多个喷嘴12a。例如在本实施方式中，配置有两列由多个喷嘴12a沿规定的第一方向排列形成的喷嘴列。需要说明的是，喷嘴12a在列方向和行方向上呈二维排列，在行方向上排列的喷嘴12a也可以斜地排列成在行方向的轴线上喷嘴12a不重叠。另外，喷嘴列不限于两列，例如也可以为八列。
振动板13是在基体层11上成膜的层，例如由SiO2膜(二氧化硅)构成。
致动器14具备层叠的压电体14a和夹着压电体14a的一对电极14b，14c。
压电体14a例如由PZT(锆钛酸铅)等压电陶瓷材料等构成。压电体14a例如制作于驱动基体10的内部，形成为包围喷嘴12a周围的圆形图案。
第一电极14b是连接于压电体14a的两个电极中的一方，在压电体14a的压力室11a侧成膜。第一电极14b连接于单独布线14d。
第二电极14c是连接于压电体14a的两个电极中的另一方，在压电体14a的喷出面侧成膜。第二电极14c连接于公共布线14e。
单独布线14d和公共布线14e是以规定图案形成的布线，形成至安装部16或者与安装部16电连接。在保护层17与振动板13的边界上设置有防止单独布线14d与公共布线14e短路的绝缘层14f。绝缘层14f形成有接触孔14g，通过接触孔14g使第二电极14c与公共布线14e电连接。
因此，致动器14通过安装部16、ACF(各向异性导电膜)53以及COF52的布线图案电连接于驱动IC54。
安装部16例如具有电极16a。安装部16例如形成于喷出面10a上的喷嘴列的侧部。安装部16的电极16a连接至单独布线14d、公共布线14e，并通过ACF53连接至COF52。
流路基体20组装在驱动基体10的与墨水喷出侧相反的一侧，并与驱动基体10接合。流路基体20构成为矩形状，构成喷墨头1的外轮廓，并且是在内部具有规定的墨水流路的多歧管。
墨水流路具有分别与多个压力室11a连通的公共腔室23。在流路基体20的与驱动基体10相反一侧的端部连接有构成与公共腔室23连通的流路的供给管27和回收管28。
供给管27为管状部件，其形成与墨水流路的上游侧连通的规定流路。回收管28为管状部件，其形成与墨水流路的下游侧连通的规定流路。
如图2至图5所示，遮盖板30构成喷墨头1的一部分外轮廓。遮盖板30是通过将由例如SUS材料等金属材料构成的板部件弯曲而成的，并一体地具有覆盖喷出面10a的规定区域的顶板部31和配置于驱动基体10的外周的侧板部32而构成为截面L字状。
在顶板部31的与驱动基体10相对的相对面31a上形成有规定深度的凹部33。例如凹部33的深度小于遮盖板30的板厚的4/5。在本实施方式中，遮盖板30的板厚为0.1mm，凹部33的深度为0.05～0.08mm。例如，通过刻蚀处理剜掉顶板部31与侧板部32成平面状连续齐平的板材部件的规定部位而形成凹部33后折弯成L字状而制得遮盖板30。
COF52为膜状的布线基板，在其表面上例如安装有驱动IC54等安装部件。COF52的一端侧通过ACF53连接于安装部16的电极16a。COF52的另一端侧连接于安装有各种电子部件的电路基板50。电路基板50例如通过柔性电缆51而电连接至外部的电子设备。
ACF53由各向异性导电材料构成，例如通过介于电极16a与COF52之间被压接而将电极16a和COF52机械地接合并电连接。
驱动IC54通过COF52的布线图案而连接至电路基板50上的安装部件、布线图案。另外，驱动IC54通过COF52的布线图案以及安装部16的电极16a而电连接至压力室11a内的致动器14。
粘合层55由环氧类等的粘合剂构成。粘合层55配置在COF52与遮盖板30之间以及喷出面10a与遮盖板30之间，将COF52、遮盖板30和喷出面10a粘结。粘合层55的局部收容在遮盖板30的凹部33内。
即，在接合部分处，COF52的局部隔着ACF53层叠配置在喷出面10a上的安装部16的电极16a的喷出侧，进一步地，遮盖板30隔着粘合层55层叠配置在COF52的喷出侧，通过将它们在层叠方向上压接，从而将喷出面10a、电极16a、COF52和遮盖板30接合。
以上述方式构成的喷墨头1通过由驱动IC54施加驱动电压，从而使致动器14变形而使压力室11a的容积增减，使得从与压力室11a相对的喷嘴12a中喷出液滴。
以下，关于具有喷墨头1的喷墨装置100，参照图10进行说明。图10是示出作为喷墨装置100的喷墨打印机的结构的说明图。如图10所示，喷墨装置100具备壳体111、介质供给部112、图像形成部113、介质排出部114、作为支承装置的输送装置115、保养装置116以及控制部117。
喷墨装置100是沿着从介质供给部112通过图像形成部113到达介质排出部114的规定的输送路径A1边输送作为喷出对象物即记录介质的例如纸张P边喷出墨水等液体而在纸张P上进行图像形成处理的喷墨打印机。
介质供给部112具备多个供纸盒112a。介质排出部114具备排纸托盘114a。图像形成部113具备支承纸张的支承部118以及在支承部118上方相对配置的多个头单元130。
支承部118具备在进行图像形成的规定区域呈环状配备的输送带118a、从里侧对输送带118a进行支承的支承板118b、以及配备在输送带118a的里侧的多个带辊118c。
头单元130具备多个喷墨头1、分别搭载于各个喷墨头1上的作为液体罐的多个供给罐132、连接喷墨头1与供给罐132的连接流路133、以及作为循环部的循环泵134。头单元130是使液体循环的循环型头单元。
在本实施方式中，具备作为喷墨头1的青色、品红色、黄色、黑色这四色的喷墨头1C，1M，1Y，1B、以及作为分别收容以上各种颜色墨水的供给罐132的供给罐132C，132M，132Y，132B。供给罐132通过连接流路133与喷墨头1连接。连接流路133具备与喷墨头1的供给管27连接的供给流路133a、以及与喷墨头1的回收管28连接的回收流路133b。
另外，在供给罐132上连结有未图示的泵等负压控制装置。于是，通过对应于喷墨头1与供给罐132的水头值，由负压控制装置对供给罐132内进行负压控制，从而使供给到喷墨头1的各喷嘴的墨水形成规定形状的弯月面。
循环泵134例如为由压电泵构成的送液泵。循环泵134设置于供给流路133a。循环泵134通过布线连接至控制部117，并构成为通过CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)117a的控制而可以得到控制。循环泵134使液体在包括喷墨头1与供给罐132的循环流路中进行循环。
输送装置115沿着从介质供给部112的供纸盒112a通过图像形成部113到达介质排出部114的排纸托盘114a的输送路径A1输送纸张P。输送装置115具备沿着输送路径A1配置的多个导板对121a～121h以及多个输送辊122a～122h。输送装置115将纸张P支承为可以相对于喷墨头1相对移动。
保养装置116具备：擦拭装置116a，其具有例如与喷出面10a抵接并移动而擦掉喷出面10a的液滴的刀片状的擦拭部件116d；吸引装置116b，吸引喷出面10a的液滴；以及移动装置116c。保养装置116构成为可以在相对地配置于喷墨头1下方的喷出面10a之下的保养位置与从喷墨头1正下方避让的待机位置间往复移动。
控制部117具备处理器117a、存储各种程序等的存储器、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。例如，在存储器中存储有各种控制程序、动作条件作为墨水的循环动作、墨水的供给动作、压力调整、温度管理、墨水的液面管理等的控制所需的信息。
输送装置115使记录介质相对于喷墨头1相对地移动。例如，输送装置115具备保持及输送记录介质的记录介质移动机构。另外，输送装置115具备根据各种印刷条件在规定的时机使喷墨头1移动的头移动机构。
对如上所述构成的喷墨装置100的动作进行说明。处理器117a例如在接口处检测到印刷指示时，驱动输送装置115来输送纸张P，并在规定的时机对喷墨头1输出印字信号而驱动喷墨头1。作为喷出动作，喷墨头1根据与图像数据相应的图像信号，选择性地驱动压电元件而从喷嘴12a喷出墨水，在保持在相对位置上的记录介质上形成图像。此时，墨水从供给罐132通过供给管27经过流路基体20内的墨水流路到达多个压力室11a，并从与压力室11a相对配置的喷嘴12a中喷出。另一方面，墨水从压力室11a通过公共腔室23、回收管28而回收、循环到供给罐132。
另外，处理器117a在规定的时机驱动保养装置116的移动装置116c，使保养装置116移动到保养位置，并驱动擦拭装置116a、吸引装置116b进行清洁处理。具体而言，例如在使擦拭装置116a的刀片状的擦拭部件116d与喷出面10a抵接的状态下使其沿喷出面10a的面方向移动而去除喷出面10a上附着的液滴。另外，使吸引装置116b的吸引喷嘴与喷出面10a相对而进行吸引处理。
根据本实施方式涉及的喷墨头1以及喷墨装置100，由于在遮盖板30上形成有凹部33，所以通过收容安装部16以及粘合层55的一部分，从而能够减小因遮盖板30引起的表面凹凸、阶梯差而实现平坦化。因此，接合部分的层叠方向上的阶梯差的尺寸t1被抑制得较小。因此，例如擦拭装置116a的擦拭部件116d容易与喷出面10a抵接，能够有效地进行擦拭保养处理。
另外，由于喷出面10a与遮盖板30之间的间隙变窄，所以能够使粘合层55变薄，减少粘合剂的量。
另外，能够通过凹部33的阶梯差确保粘合层55的粘合面积，从而提高密封性。进一步地，由于一部分粘合层55收容在凹部33内，所以粘合层55不易溢出。
根据上述实施方式，可容易地进行喷出面10a的处理。
需要说明的是，本发明不限于上述实施方式的构成。
例如，在上述实施方式中，示出了遮盖板30配置在喷出面10a单侧的遍及第一方向的全长的区域中的例子，但不限于此。例如，既可以在两侧设置遮盖板30，也可以在整周进行设置。或者，也可以仅设置于第一方向中的局部。作为其它实施方式，图11以及图12所示的喷墨头1A在喷出面10a的整周形成有遮盖板30。遮盖板30具有包围喷出面10a的整周的顶板部31以及配置于两侧部的侧板部32，并在中央部分具有露出喷嘴12a的开口。喷墨头1A在喷嘴12a的列的两侧分别设置有形成有电极16a的安装部16，并在两侧的安装部16上的顶板部31上形成有凹部33。在本实施方式中，也可以获得与上述第一实施方式同样的效果。
在上述实施方式中，例示了遮盖板30弯曲形成为L字状的结构，但并不限定于此。例如，也可以没有侧板部32而只由与喷出面10a相对的平板状的顶板部31构成。另外，凹部33的区域也不限于上述内容，可根据安装部、粘合部的形状等条件适当设定，例如在安装部16配置于多处的情况等下，也可以形成多个凹部33。需要说明的是，在喷出面10a上也可以还形成有疏墨层等覆盖层。
另外，喷出的液体不限于墨水，也能够喷出墨水以外的液体。作为喷出墨水以外的液体的液体喷出装置，例如也可以是喷出用于形成印刷布线基板的布线图案的含有导电性粒子的液体的装置等。
除上述以外，喷墨头1例如也可以是通过静电使振动板变形而喷出墨滴的构造、或者利用加热器等的热能从喷嘴喷出墨滴的构造等。
另外，虽然在上述实施方式中示出了液体喷出装置用于喷墨装置的例子，但不限定于此。例如在3D打印，工业用制造机械，医疗用途中也可以得到应用，可以实现小型轻量化以及低成本化。
根据以上所述的至少一个实施方式，喷嘴面的处理容易。
虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (9)

1.一种液体喷出头，具备：
驱动基体，具有多个喷嘴；
安装部，配置在所述驱动基体的表面；以及
遮盖板，覆盖所述驱动基体的所述表面的至少局部，并在与所述驱动基体相对的相对面上具有与所述安装部相对的凹部；
其中，
所述驱动基体具备压力室和致动器，所述压力室是分别与多个所述喷嘴连通的空间，所述致动器驱动所述压力室，
所述安装部具有电极，所述电极形成于所述驱动基体的所述表面，并与所述致动器连接，
所述凹部的深度小于所述遮盖板的板厚的4/5。
2.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，
在所述遮盖板与所述驱动基体的所述表面之间配置有所述安装部和粘合层，
所述安装部和所述粘合层的至少局部收容在所述凹部内。
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：
流路基体，配置在所述驱动基体的与墨水喷出侧相反的一侧，并构成与所述压力室连通的墨水流路；以及
覆晶薄膜，通过各向异性导电材料与所述安装部连接，并且驱动IC搭载于所述覆晶薄膜，
所述遮盖板由金属材料构成，并一体地具有与所述驱动基体的所述表面相对配置的顶板和配置于所述驱动基体的外周的侧板。
4.根据权利要求3所述的液体喷出头，其中，
所述遮盖板的截面为L字状。
5.根据权利要求3所述的液体喷出头，其中，
所述遮盖板是通过将板部件弯曲而形成的。
6.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，
所述遮盖板配置于所述驱动基体的所述表面的单侧。
7.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，
所述液体喷出头为喷墨头。
8.一种液体喷出装置，具备：
权利要求1至7中任一项所述的液体喷出头；以及
保养装置，所述保养装置具备与所述驱动基体的所述表面抵接的擦拭部件。
9.根据权利要求8所述的液体喷出装置，其中，
所述液体喷出装置还具备吸引所述驱动基体的所述表面的液滴的吸引装置。
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