CN102310644A

CN102310644A - 液体喷射头及液体喷射装置

Info

Publication number: CN102310644A
Application number: CN2011101855840A
Authority: CN
Inventors: 大胁宽成; 铃木繁树; 小林宽之
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: US20110316943A1; JP2012011604A; CN102310644B

Abstract

提供能抑制液体附着在电路基板、大幅提高设计自由度的液体喷射头及液体喷射装置。液体喷射头具备：头主体(20)；固定有头主体(20)的壳体部件(60)；设有连接液体供给针(100)和壳体部件(60)的液体流路(85)的流路部件(80)；以及设在壳体部件(60)和流路部件(80)之间的电路基板(90)，流路部件(80)由流路部件主体(81)和罩部件(82)构成，流路部件主体(81)在上表面侧固定有液体供给针(100)，在下表面侧突出设置有形成液体流路(85)的流路形成部(84)该罩部件(82)固定于流路部件主体(81)，且具有包围流路形成部(84)设置、具有达到壳体部件(60)高度的壁面部(87)。

Description

液体喷射头及液体喷射装置

技术领域

本发明涉及从喷嘴喷射液体的液体喷射头及具备该喷射头的液体喷射装置，其中所述液体从液体储存单元经由液体供给路而被供给于头主体。

背景技术

作为液体喷射头代表例的喷墨式记录头一般构成为，从填充有墨水的墨盒(液体储存构件)经由墨水流路(液体流路)朝喷头主体的压力产生室供给墨水。进而，利用压电元件等压力产生构件对压力发生室内赋予压力，从而从与压力产生室连通的喷嘴喷射墨水滴。

作为喷墨式记录头的具体构成，例如，具备头主体；头部壳体，多个头主体固定于该头部壳体；以及墨盒壳体，头部壳体固定于该墨盒壳体，在头部壳体和墨盒壳体之间固定有电路基板，所述电路基板提供用于驱动压电元件的信号。(例如参照专利文件1)。

专利文献1：日本特开2003-11383号公报

在如上所述的在墨盒壳体和头部壳体之间设置有电路基板的构成中，优选利用墨盒壳体(的侧壁面)遍及整周包围电路基板的周围。这是因为，由此可以抑制墨雾附着于电路基板，能够防止产生伴随与此的动作不良。

但是，在如上述构成的喷墨式记录头中，有可能无法在墨雾中来充分保护电路基板。详细来说，在墨盒(流路部件)下表面侧突出设置有多个形成有墨水连通路的流路形成部。其中有几个流路形成部相对于流路部件的表面倾斜设置。为充分确保以这种方式倾斜的流路形成部的刚性，例如，如图7(a)所示，优选在流路形成部840与流路部件800的下表面830之间设置有从流路形成部840连续的支承部890。

但是，由于流路部件800通常通过对树脂材料进行注塑成型而形成，因此，若设置上述那样的支承部890，则有可能在该部位会产生所谓的缩痕，由此会在形成于流路形成部840的墨水供给孔850内产生由缩痕所导致的凹陷。

因此，如图7(b)所示，优选在倾斜的流路形成部840和支承部890之间(流路形成部840与流路部件800的下表面830之间)预先形成出所谓的减薄(底切(undercut))。由此能够抑制产生伴随着所谓的缩痕的凹陷。

但是，在形成这种减薄(底切)的情况下，需要使减薄部分的模具(例如，滑动型芯)滑动而将其抽出。因此，当在流路部件800周围存在侧壁的情况下，则需要在侧壁形成用于使模具滑动的开口部。进而，存在从该开口部进入到流路部件内侧的墨雾附着于电路基板的危险。这些问题虽然能够通过例如利用其他部件封堵开口部来解决，但制造工序变得烦琐复杂，且提高了制造成本。

此外，即便在流路部件形成有开口部，最好使得开口部尽可能小。因此，也就存在有流路形成部的配置等的设计自由度在某种程度上受限的缺陷。

另外，此类问题不仅仅存在于喷墨式记录头，也存在于喷射墨水以外的液体的液体喷射头。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制液体附着于电路基板，同时能够大幅提高设计自由度的液体喷射头及液体喷射装置。

为了解决上述课题，本发明的液体喷射头的特征在于，具备：头主体，其喷射液滴；壳体部件，该头主体固定于该壳体部件；流路部件，液体供给针被固定于该流路部件的上游侧、且所述壳体部件固定于该流路部件的下游侧，在该流路部件设有液体流路，该液体流路连接上述的液体供给针和壳体部件；以及电路基板，其设置在所述壳体部件和所述流路部件之间，且与构成所述头主体的压力产生元件连接，所述流路部件具备：流路部件主体，所述液体供给针固定在所述流路部件主体的上游侧，且在所述流路部件主体的下面侧突出设置有流路形成部，所述液体流路形成于所述流路形成部；以及罩部件，该罩部件固定于所述流路部件主体，且具备壁面部，该壁面部包围所述流路形成部设置，且具有达到所述壳体部件的高度。

在上述的本发明中，电路基板的周围由罩部件覆盖，从而有效抑制液体侵入流路部件的内部。即，能够有效抑制液体附着于电路基板。并且，构成流路部件的流路部件主体作为单体在周围不存在侧壁，因此即便是在形成所谓的减薄的情况下，模具的滑动方向也不会受到限制。因此，流路部件的设计自由度大幅提高。

在此，优选为，所述罩部件的壁面部在与所述壳体部件的抵接部实际性抵接的状态下被固定，所述壁面部的前端面形成为在该壁面部的厚度方向上呈现高度不同的第一阶梯面，并且，所述壳体部件的抵接部的前端面形成与第一阶梯面卡合的第二阶梯面。

由此，无需使用粘结剂对壁面部与抵接部进行接合就能够更可靠地抑制液体侵入流路部件的内部。

并且，优选为，所述罩部件具有底面部，所述底面部具备与所述流路部件主体的上游侧对置且供所述液体供给针露出的开口部，所述罩部件在从所述液体供给针侧覆盖所述流路部件主体的状态下被固定于该流路部件主体。

并且，在所述流路部件主体的位于所述液体供给针侧的面的外周部设置有向所述罩部件的底面部突起的凸条部，并且在所述罩部件的底面部设置有与所述凸条部卡合的卡合凹部。

通过具备这种结构的罩部件，能够有效抑制液体侵入流路部件的内部，亦即能够有效抑制液体附着于电路基板。

并且，本发明还涉及一种以具备上述液体喷射头为特征的液体喷射装置。由此能够得到可靠性、耐久性得以提高的液体喷射装置。

附图说明

图1是本发明实施方式1所涉及的记录头的分解立体图。

图2是本发明实施方式1所涉及的记录头的剖视图。

图3是本发明实施方式1所涉及的头主体的分解立体图。

图4是本发明实施方式1所涉及的头主体的剖视图。

图5是示出本发明实施方式1所涉及的记录头主要部分的剖视图。

图6是本发明的一个实施方式所涉及的记录装置的概略图。

图7是示出现有技术所涉及的流路部件的剖视图。

标号说明

10：记录头；20：头主体；60：壳体部件；61：贯通孔；62：供给路；63：抵接部；70：罩头；71：窗；80：流路部件；81：流路部件主体；82：罩部件；83：固定部；84：流路形成部；85：墨水供给孔；86：底面部；87：开口部；88：壁面部；89：支承壁；90：电路基板；91：连接孔；95：密封部件；96：供给连通路；100：墨水供给针；101：贯通路；110：过滤器；120：连结部件；121：内螺纹孔；130：凸条部；131：卡合凹部。

发明的实施方式

以下对本发明的实施方式详细说明。

实施方式1

图1是本发明实施方式1所涉及的液体喷射头的一例亦即喷墨式记录头的分解立体图，图2是其组装剖视图。

如图1及图2所示，喷墨式记录头(以下仅称为“记录头”)10具备：多个头主体20，其喷射墨水滴；壳体部件60，头主体20固定于该壳体部件60；流路部件80，其设置在壳体部件60的与头主体20相反面一侧；以及电路基板90，其设置在壳体部件60与流路部件80之间。

首先，参照图3及图4，对头主体20的构成的一例进行说明。另外，图3是实施方式1所涉及的头主体的分解立体图，图4是头主体的压力产生室的长度方向上的剖视图。

如图3及图4所示，在构成头主体20的流路形成基板21设有2列多个压力产生室22沿宽度方向并排设置而成的列。并且，在各列的压力产生室22的长度方向外侧的区域形成有连通部23，连通部23经由设置在每个压力产生室22的墨水供给路24及连通路25而与各压力产生室22连通。

在流路形成基板21的一侧的面接合有喷嘴板27，在该喷嘴板27穿设有喷嘴26，该喷嘴26连通于各压力产生室22的与墨水供给路24相反一侧的端部附近。

另一方面，在流路形成基板21的与喷嘴板27相反一侧的面，隔着弹性膜28及绝缘体膜29形成有压电元件30。压电元件30由第一电极31、压电体层32和第二电极33构成。构成各压电原件30的第二电极33与引线电极34连接，所述引线电极34延伸设置至绝缘体膜29上。引线电极34的一端部与第二电极33连接，并且另一端部侧与驱动配线35连接，其中所述驱动配线35为柔性配线部件(COF基板)，且安装有用于驱动压电元件30的驱动IC 35a。这样，驱动配线35的一端侧与引线电极34连接，驱动配线35的另一端侧被固定在电路基板90(参照图2)。

在形成有该压电元件30的流路形成基板21上，利用粘结剂38接合有保护基板37，其中该保护基板37在与压电元件30对置的区域具备压电元件保持部36，该压电元件保持部36是用于保护压电元件30的空间。另外，在保护基板37设置有岐管部39。在本实施方式中，该岐管部39与流路形成基板21的连通部23连通而构成作为各压力产生室22的共用墨水室的岐管40。

另外，在保护基板37设置有在厚度方向上贯通保护基板37的贯通孔41。在本实施方式中，贯通孔41设置在两个压电元件保持部36之间。并且从各压电元件30引出的引线电极34的端部附近被设置成在贯通孔41内露出。

此外，在保护基板37上接合有由密封膜44及固定板45构成的柔性基板46。在此，密封膜44由刚性较低且具有挠性的材料构成，利用该密封膜44对岐管部39的一端面进行密封。另外，固定板45由金属等硬质材料形成。由于在该固定板45的与岐管40对置的区域形成出在厚度方向上完全被清除了的开口部47，因此岐管40的一端面仅仅被具有挠性的密封膜44密封。此外，柔性基板46设置有用于向岐管40内导入墨水的墨水导入口48。

在柔性基板46上固定有头部壳体49。在头部壳体49设置有与墨水导入口48连通的墨水导入路50，且该墨水导入路50用于将来自墨盒等储存单元的墨水供给岐管40。进一步，在头部壳体49设置有配线部件保护孔51，所述配线部件保护孔51与设置在保护基板37的贯通孔41连通，驱动配线35在插通于配线部件保护孔51内的状态下其一端侧与引线电极34连接。

上述这种结构的各头主体20被固定于壳体部件60。如图1及图2所示，在壳体部件60的底面侧固定有多个(本实施方式为4个)头主体20。

在壳体部件60，与各头主体20对应地设置有贯通孔61，所述贯通孔61在厚度方向上贯通壳体部件60。在壳体部件60的贯通孔61的外侧设置有供给路62，所述供给路62与设置在头主体20的头部壳体49上的墨水导入路50连通。并且，各头主体20的驱动配线35被***该贯通孔61，在墨水导入路50和供给路62连通的状态下，各头主体20的头部壳体49与贯通孔61的周缘部接合。

另外，在固定于壳体部件60的各头主体20的喷嘴板27一侧的面上固定有罩头70，所述罩头70具备供喷嘴26露出的窗71。

流路部件80经由电路基板90及密封部件95而被固定在壳体部件60的与头主体20相反一侧的面，所述密封部件95由橡胶材料等构成。

如所前述，电路基板90安装有用于驱动压电元件30的电子部件、各种配线。另外，在电路基板90设置有在厚度方向上贯通该电路基板90的连接孔91。并且，头主体20的驱动配线35插通于该连接孔91内，且末端部与电路基板90的各种配线等电连接。

流路部件80具备流路部件主体81和罩部件82。上述电路基板90及密封部件95被保持在构成流路部件80的流路部件主体81与壳体部件60之间。

另外，流路部件主体81由固定部83和突出设置在该固定部83下表面的流路形成部84构成，其中***于墨盒的多个墨水供给针100被固定在所述固定部83的一面侧。在流路形成部84分别形成有一端侧与墨水供给针100对置而开口的墨水供给孔85。并且，墨水供给孔85的另一端侧经由设置在密封部件95的供给连通路96而与壳体部件60的供给路62连接。

另外，墨水供给孔85的一端侧的开口部设置有用于去除墨水内气泡或异物的过滤器110。即，墨水供给针100经由该过滤器110而被固定在流路部件主体81的固定部83。

各墨水供给针100分别在各自的内部具备贯通路101，所述贯通路101与墨水供给孔85连通。并且，通过墨水供给针100被***于墨盒(未图示)，从而墨盒内的墨水经由墨水供给针100的贯通路101、墨水供给孔85、供给路62等被供给头主体20的岐管40。

罩部件82具有下表面侧(头主体20侧)呈开口的大致箱体状，所述罩部件82在从墨水供给针100一侧重叠于流路部件主体81的状态下与流路部件主体81一体化。具体来说，罩部件82具备底面部(上表面部)86和壁面部88，所述底面部(上表面部)86具备供墨水供给针100露出的开口部87，所述壁面部88被设置成包围流路形成部84的周围，且具有达到壳体部件60的高度。

在使该罩部件82从墨水供给针101侧重合于流路部件主体81，在流路部件主体81和壳体部件60之间夹着电路基板90及密封部件95的状态下，如图5所示，利用例如螺钉等连结部件120对罩部件82和壳体部件60进行固定。由此，流路部件主体81与罩部件82被一体化，从而形成流路部件80，同时流路部件80与壳体部件60也被一体化。在本实施方式中，流路部件80和壳体部件60利用分别设置在各自四边的四个连结部件120进行固定(参照图1)。即，在具有大致矩形形状的流路部件主体81的四边分别形成内螺纹孔121，各连结部件120从壳体部件60侧***该螺纹孔121并被拧紧，从而流路部件80与壳体部件60被一体化。

在本发明所涉及的记录头10的构成中，通过流路部件80及壳体部件60来覆盖电路基板90周围，其中所述电路基板90搭载有用于驱动压电元件30的电子部件等。即，电路基板90被收纳于在罩部件82和壳体部件60之间形成的空间内。由此，能够有效抑制从头主体20的喷嘴26喷射墨水滴时等所产生的墨雾附着于电路基板90的问题。

在此，如图2所示，罩部件82的壁面部88在其前端面与壳体部件60的抵接部63实质性抵接的状态下被固定。此处的“实质性抵接的状态”不仅仅包括壁面部88与壳体部件60的抵接部63实际抵接的状态，还包含壁面部88与壳体部件60的抵接部63接近的状态。即，在壁面部88与壳体部件60的抵接部63之间也可存在少许缝隙。在本实施方式中，壳体部件60的抵接部63被设置在壳体部件60外周部并朝向罩部件82侧突出。并且，在壁面部88的前端面与抵接部63的前端面抵接的状态下，对罩部件82和壳体部件60进行固定。

另外，壁面部88的前端面形成为在壁面部88厚度方向上具有高度差的第一阶梯面88a，并且壳体部件60抵接部63的前端面形成为与第一阶梯面88a卡合的第二阶梯面63a。在本实施方式中，第一阶梯面88a形成为：在壁面部88厚度方向上，从中央部朝内侧的部分比外侧部分向底面部86侧凹陷的形状。第二阶梯面63a与第一阶梯面88a相匹配地形成为内侧部分向罩部件侧突出的形状。

这样，将壁面部88及抵接部63的前端面形成阶梯面并使两前端面实质性抵接，从而能够有效抑制墨雾侵入流路部件80的内侧的问题。例如，通过利用粘结剂等对该壁面部88的前端面与抵接部63的前端面之间进行密封，当然也能够防止墨雾侵入流路部件80的内侧。但是，这样会存在制造工序烦杂、成本增加的问题。对此，如上所述，通过在壁面部88及抵接部63的前端面设置阶梯面，使两者进行实质性抵接而无需使用粘结剂等进行密封，从而能够抑制墨雾侵入流路部件80的内侧的问题。即，能够实质性地抑制墨雾附着于电路基板90。

此外，在本实施方式中，在流路部件主体81的墨水供给针100侧的面的外周部，且在整周上连续地设置有向罩部件82的底面部86侧突出的凸条部130。另外，在罩部件82的底面部86设置有供凸条部130卡合的卡合凹部131。即，在凸条部130卡合于卡合凹部131的状态下，对流路部件主体81和罩部件82进行固定。由此，能够有效抑制墨雾从开口部87侵入流路部件80的内侧。即，能够更加可靠地抑制墨雾附着于电路基板90。

另外，也可在凸条部130前端面涂覆粘结剂的状态下，使凸条部130与卡合凹部131卡合，从而利用粘结剂对凸条部130与底面部86之间进行密封。由此，更加能够更加可靠地抑制墨雾侵入流路部件80的内侧。此外，也能够抑制墨水供给针100部分的墨水向外部流出。

另外，构成流路部件80的流路部件主体81及罩部件82例如通过对树脂材料进行注塑成型来形成。在利用成型来形成流路部件主体81的情况下，需要在从固定部83突出设置的流路形成部84与固定部83之间形成所谓的减薄。例如，如图1所示，虽然从固定部83倾斜突出的流路形成部84由竖立设置于固定部83的支承壁89支承，但是需要在流路形成部84与支承壁89(或固定部83)之间形成出所谓的减薄。这是为了防止在树脂成型时产生所谓的缩痕而导致在形成于流路形成部84的墨水供给孔85内产生凹陷的现象。

对于用于形成所谓减薄的模具，在成型后务必使其滑动而抽出。本发明涉及的流路部件80由流路部件主体81与罩部件82构成，在具备流路形成部84的流路部件主体81外周部没有外壁。因此，能够使形成所谓减薄的模具沿所希望的方向滑动而抽出。因此，能够比较容易地在流路部件主体81形成减薄，并且流路部件主体81的设计自由度大幅扩大。另外，随之能够实现记录头10的小型化，也能够实现成本的削减。另一方面，在罩部件82不需要设置用于抽出模具的开口部，遍及整周存在有壁面部88，因此罩部件82的刚性得以提高。因此，作为流路部件主体81和罩部件82一体化的流路部件80，其刚性也得以提高。

如上所述，根据本发明所涉及的记录头10的构成，流路部件80由具备流路形成部84的流路部件主体81与具备包围其周围的壁面部88的罩部件82构成，由此能够抑制墨水附着于电路基板，能够防止产生电气不良，同时能够大幅提高设计自由度。

其他的实施方式

以上，关于本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式。

例如，在上述实施方式中，虽然例举了流路部件由流路部件主体和具备底面部和壁面部的罩部件构成的情形，但是，流路部件的构成并不局限于此。例如，罩部件不一定要具备底面部。即，也可以是，罩部件仅仅由壁面部构成，流路部件的墨水供给针侧的面由流路部件主体封堵。

另外，例如，上述实施方式所说明的头主体结构仅仅为一例而已，并不局限于此。在上述实施方式中，作为压力产生元件，虽然例举了薄膜型压电元件，但是压力产生元件的构成并没有特别限定，例如，也可以是通过粘贴绿带(green sheet)等方法形成的厚膜型的压电元件、或者是使压电材料与电极形成材料交替层叠而成的沿轴向伸缩的纵向振动型压电元件。另外，作为压力产生元件，也可以使用下述的机构，即，在压力产生室内配置发热元件，通过利用发热元件发热产生的气泡，而从喷嘴喷射液滴的装置，或者使用下述的所谓的静电式致动器等，即，使振动板与电极之间产生静电，利用静电力使振动板变形，从而从喷嘴喷射液滴。

另外，上述实施方式的记录头构成喷墨式记录头头单元的一部分，被搭载在喷墨式记录装置，其中所述喷墨式记录头头单元具备与墨盒等连通的墨水流路。图6为表示该喷墨式记录装置的一例的示意图。

如图6所示，具备记录头的记录头单元1A及1B设置有构成墨水供给构件的墨盒2A及2B，并且墨盒2A及2B可装拆地设置，搭载有该记录头单元1A及1B上的滑架3以在轴向移动自如的方式被设置于滑动轴5，且所述滑动轴5安装于装置主体4。该记录头单元1A及1B分别喷射例如黑色墨水组成物及彩色墨水组成物。

另外，驱动电机6的驱动力经由未图示的多个齿轮及同步带7传送至滑架3，从而搭载有记录头单元1A及1B的滑架3沿滑动轴5移动。另一方面，在装置主体4上沿滑动轴5设置有压纸卷轴8，由未图示的送纸辊等送入的纸等记录介质亦即记录片S被卷挂在压纸卷轴8上进行输送。

另外，在上述实施方式中，虽然作为液体喷射头的一例，对喷墨式记录头进行了说明，但是，本发明是广泛地以液体喷射头及具备该液体喷射头的液体喷射装置的全部为对象的，例如，也能够适用于：在打印机等图像记录装置中使用的各种记录头、在液晶显示器等的彩色滤光片的制造中使用的颜色材料喷射头、在有机EL显示器、FED(场致发射显示器)等的电极形成中使用的电极材料喷射头、在生物芯片的制造中使用的活体有机物喷射头等。

Claims

1.一种液体喷射头，其特征在于，

所述液体喷射头具备：

头主体，其喷射液滴；

壳体部件，该头主体固定于该壳体部件；

流路部件，液体供给针被固定于该流路部件的上游侧、且所述壳体部件固定于该流路部件的下游侧，在该流路部件设有液体流路，该液体流路连接上述的液体供给针和壳体部件；以及

电路基板，其设置在所述壳体部件与所述流路部件之间，且与构成所述头主体的压力产生元件连接，

所述流路部件具备：

流路部件主体，所述液体供给针固定在所述流路部件主体的上游侧，且在所述流路部件主体的下面侧突出设置有流路形成部，所述液体流路形成于所述流路形成部，以及

罩部件，该罩部件固定于所述流路部件主体，且具备壁面部，该壁面部包围所述流路形成部设置，且具有达到所述壳体部件的高度。

2.根据权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，

所述罩部件的壁面部在与所述壳体部件的抵接部实质性抵接的状态下被固定，

所述壁面部的前端面形成为在该壁面部的厚度方向上呈现高度不同的第一阶梯面，并且，所述壳体部件的抵接部的前端面形成为与所述第一阶梯面卡合的第二阶梯面。

3.根据权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于，

所述罩部件具备底面部，

所述底面部具备与所述流路部件主体的上游侧对置、且供所述液体供给针露出的开口部，

所述罩部件以从所述液体供给针侧覆盖所述流路部件主体的状态被固定于该流路部件主体。

4.根据权利要求3所述的液体喷射头，其特征在于，

在所述流路部件主体的位于所述液体供给针侧的面的外周部设置有向所述罩部件的底面部突出的凸条部，并且，在所述罩部件的底面部设置有与所述凸条部卡合的卡合凹部。

5.一种液体喷射装置，其特征在于，

具备权利要求1～4任意一项中所述的液体喷射头。