液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法

液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法
【专利说明】液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法
[0001]本申请主张2014年3月31日提交的日本专利申请第2014-072629号的优先权。并在此引用该日本专利申请2014-072629号的所有内容。
技术领域
[0002]本发明涉及一种液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法，尤其涉及一种喷射作为液体的油墨的喷墨式记录头、喷墨式记录装置以及喷墨式记录头的制造方法。
【背景技术】
[0003]以喷墨式打印机或绘图仪等的喷墨式记录装置为代表的液体喷射装置，具备可以喷射被存积于墨盒或容器等中的油墨等液体的液体喷射头。这种液体喷射头为具备喷射液体的多个头主体、和对该头主体进行保持并具有向头主体供给油墨的流道的流道部件(与本发明的保持架部件对应的部件)的喷射头(例如参照专利文献I)。
[0004]在流道部件上形成有插穿孔，与被保持于该流道部件上的头主体连接的COF基板等柔性电缆贯穿插入于所述插穿孔中。这种流道部件通过利用树脂材料而成型，从而实现成本的降低。此外，插穿孔中设置有用于引导COF基板的引导部。
[0005]该引导部被形成于插穿孔的内面上，并且被形成为向插穿孔的中心侧突出的肋状。通过设置这种引导部，从而同时实现流道部件的成本的降低和刚性的提高。
[0006]然而，由树脂材料所形成的流道部件在制造时或加热时可能会发生扭曲等的变形。如使用像这样发生扭曲的流道部件，则被保持于该流道部件上的头主体的液体喷射面无法集对齐为同一平面，从而可能会发生向记录薄片等的被记录介质的油墨的喷落位置偏移。此外，如单纯地配置用于对这种扭曲进行矫正的材料，则会使喷墨式记录头大型化。
[0007]另外，这种问题不只存在于喷出油墨的喷墨式记录头中，在喷射油墨以外的液体的液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法中也同样存在。
[0008]专利文献1:日本特开2011-056920号公报

【发明内容】

[0009]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种抑制大型化，且对保持头主体的保持架部件的变形进行抑制从而提高液体的喷射品质的液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法。
[0010]方式I
[0011]解决上述课题的本发明的方式为一种液体喷射头，其特征在于，具备:头主体，其从液体喷射面喷射液滴；配线基板，其与所述头主体电连接；保持架部件，其上固定有多个所述头主体，并具有朝向所述头主体的流道和供配线基板穿过的配线插穿孔；电路基板，其具有与所述配线基板电连接的连接部、和在两面上配置有所述连接部的基板，所述基板为沿着与所述头主体的液体喷射面垂直的方向的基板；一组第一矫正板，其分别相对于所述电路基板的所述基板的两面，且为相对置的平面形状，所述第一矫正板用于对所述保持架部件进行矫正；罩部件，其与所述保持架部件固定在一起，并对所述电路基板和所述第一矫正板进行收容。
[0012]在所涉及的方式中，通过在保持架部件上设置第一矫正板，从而能够对保持架部件向与液体喷射面垂直的方向的扭曲进行矫正。换句话说，即使在保持架部件的制造时或加热时发生了扭曲的情况下，但通过以矫正了保持架部件的扭曲的状态将第一矫正板接合于保持架部件上，从而也能够以矫正了保持架部件的扭曲的状态而维持。由此，被保持于保持架部件上的头主体的液体喷射面将对齐在同一平面上，使向被记录介质的液体的喷落位置精度提高，从而获得喷射品质提高了的液体喷射头。此外，罩部件对电路基板及第一矫正板这二者进行收容。与通过罩部件而仅收容电路基板的情况相比，可以使液体喷射头小型化。另外，由于使电路基板相对于液体喷射面而垂直地竖起，因此，在液体喷射面的面方向上，能够减小电路基板所占据的区域。由此，可以使液体喷射头在液体喷射面的面方向上小型化。
[0013]方式2
[0014]在此，在方式I所述的液体喷射头中，优选为，在与所述液体喷射面垂直的方向上，所述第一矫正板具有跨越所述连接部的矫正主体部、和被设置于所述矫正主体部上以供所述配线基板穿过的开口部。由此，能够使保持架部件的矫正更坚固。
[0015]方式3
[0016]此外，在方式I?方式2所述的液体喷射头中，优选为，各个所述头主体具有沿着所述液体喷射面上的第一方向的喷嘴列，多个所述头主体采用如下配置，即:在所述第一方向上隔开第一间隔而配置成的第一头主体组、和在所述第一方向上隔开第二间隔而配置成的第二头主体组被配置于，所述液体喷射面上与所述第一方向正交的第二方向上的不同位置处，并且，所述第一头主体组中的任意一个的头主体被配置于，所述第一方向上的设置所述第二间隔的位置处；所述第二头主体组中的任意一个的头主体被配置于，所述第一方向上的设置所述第一间隔的位置处，所述第一矫正板具有支脚部，所述支脚部在所述第一方向上被配置于所述开口部的两侧，并且与所述保持架部件固定在一起，所述连接部包括，与构成所述第一头主体组的头主体连接的第一连接部、以及与构成所述第二头主体组的头主体连接的第二连接部，一组所述第一矫正板之中的一个第一矫正板的所述支脚部被配置于，在所述第一方向上与所述第二连接部重叠、且不与所述第一连接部重叠的位置处，一组所述第一矫正板之中的另一个第一矫正板的所述支脚部被配置于，在所述第一方向上与所述第一连接部重叠、且不与所述第二连接部重叠的位置处。由此，由于能够使第一矫正板在第一方向上的大小小型化，因此，能够使液体喷射头在第一方向上小型化。
[0017]方式4
[0018]此外，在方式3所述的液体喷射头中，优选为，在俯视观察所述电路基板时，所述第一连接部和所述第二连接部相互重叠，并且第一方向上的所述支脚部的宽度与第一方向上的所述开口部的宽度相比而较窄。由此，在俯视观察电路基板时，被并排设置在电路基板的第一方向上的第一连接部和第二连接部相互重叠，因此，能够以此程度使电路基板在第一方向的大小小型化，从而使液体喷射头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所述的液体喷射头中，优选为，具备第二矫正板，所述第二矫正板为与液体喷射面平行的平面形状，且与所述保持架部件相比刚性较高，并被粘合于所述保持架上，所述第二矫正板在与液体喷射面平行的面上具有覆盖所有的所述头主体的液体喷射面的大小。由此，由于第二矫正板被粘合于对所有的头主体进行保持的保持架部件上，因此，能够更可靠地对制造时等的歪斜或扭曲进行矫正。进而，能够通过第二矫正板来提高液体喷射头的刚性。
[0021]方式6
[0022]此外，在方式5所述的液体喷射头中，优选为，具备固定板，所述固定板上粘合有多个所述头主体，且所述固定板被粘合于所述保持架部件上，所述头主体与所述第二矫正板是分离的。由此，由于能够使与液体喷射面垂直的方向上的尺寸公差减少掉如下量，即将作为直接接触于保持架部件与固定板之间的部件的第二矫正板减掉所对应的量，因此，能够实现在液体喷射头在该方向上的小型化。
[0023]方式7
[0024]此外，在方式5?方式6所述的液体喷射头中，优选为，所述头主体具有被配置于第二方向上相互不同的位置处的液体的导入口，所述保持架部件具有，与所述导入口连通的、相对于所述液体喷射面而交叉的第一连接流道和在与所述液体喷射面垂直的方向上延伸的第二连接流道，所述第二矫正板具有分别供所述第一连接流道和所述第二连接流道穿过的开口，且所述开口贯穿于与所述液体喷射面垂直的方向。由此，由于只要在第二矫正板上形成开口以作为沿着与液体喷射面垂直的方向的贯穿孔即可，因此，第二矫正板的加工较为容易。
[0025]方式8
[0026]此外，在方式7所述的液体喷射头中，优选为，所述第一矫正板和所述电路基板以沿着所述第一连接流道的方式而被固定于所述保持架部件上。由此，能够在不与第一连接流道发生干涉的条件下，相对于保持架部件而更深地插入电路基板并进行固定。由此，由于可以使电路基板的连接部接近头主体侧，因此，能够缩短与该连接部连接的配线基板。
[0027]方式9
[0028]此外，在方式5所述的液体喷射头中，优选为，所述第二矫正板构成流道，液体经由所述第二矫正板而接地。由此，能够使液体经由第二矫正板而接地。此外，由于能够利用第二矫正板来实现液体喷射头的保持架部件的矫正和液体的除电，因此，能够减少部件个数从而实现成本降低。
[0029]方式10
[0030]此外，在方式I?方式9所述的液体喷射头中，优选为，所述电路基板在与一组所述第一矫正板相对置的方向上，具有与所述电路基板和所述第一矫正板之间的间隔相比而尺寸较大的电子部件，所述电子部件被配置在所述电路基板之中不与所述第一矫正板相对置的位置处。由此，能够不与电子部件发生干涉而接近电路基板和第一矫正板。由此，能够使液体喷射头在第二方向上小型化。
[0031]方式11
[0032]本发明的另一种方式为液体喷射装置，其特征在于，具备上述方式I?方式10所述的液体喷射头。
[0033]在所涉及的方式中，提供一种液体喷射装置，该液体喷射装置具备抑制了大型化、且对保持头主体的保持架部件的变形进行抑制从而提高了液体的喷射品质的液体喷射头。
[0034]方式12
[0035]本发明的另一种方式为一种液体喷射头的制造方法，其特征在于，所述液体喷射头具备:头主体，其从液体喷射面喷射液滴；配线基板，其与所述头主体电连接；保持架部件，其上固定有多个所述头主体，并具有朝向所述头主体的流道和供配线基板穿过的配线插穿孔；电路基板，其具有与所述配线基板电连接的连接部、和在两面上配置有所述连接部的基板，所述基板为沿着与所述头主体的液体喷射面垂直的方向的基板；一组第一矫正板，其分别相对于所述电路基板的所述基板的两面，且为相对置的平面形状，所述第一矫正板用于对所述保持架部件进行矫正；罩部件，其与所述保持架部件固定在一起，并对所述电路基板和所述第一矫正板进行收容，在所述液体喷射头的制造方法中，将所述第一矫正板按压在所述保持架部件上而进行固定。
[0036]在所涉及的方法中，能够提供一种抑制大型化，且对保持头主体的保持架部件的变形进彳丁抑制从而提尚液体的喂'射品质的液体喂'射头。
【附图说明】
[0037]图1为喷墨式记录装置的俯视图。
[0038]图2为喷墨式记录装置的侧视图以及该装置的放大图。
[0039]图3为实施方式一所涉及的记录头的立体图。
[0040]图4为实施方式一所涉及的记录头的分解立体图。
[0041]图5为实施方式一所涉及的记录头的分解立体图。
[0042]图6为实施方式一所涉及的记录头的分解立体图。
[0043]图7为实施方式一所涉及的记录头的俯视图。
[0044]图8为实施方式一所涉及的记录头的仰视图。
[0045]图9为拆下记录头的罩部件后的俯视图。
[0046]图10为拆下记录头的罩部件及流道部件后的俯视图。
[0047]图11为沿图9及图10的B — 线的剖视图。
[0048]图12为沿图7至图9的C 一 C'线的剖视图。
[0049]图13为沿图7至图9的D — D'线的剖视图。
[0050]图14为保持架部件的仰视图。
[0051]图15为罩部件的仰视图。
[0052]图16为沿图7至图9及图15的E — Er线的剖视图。
[0053]图17为表示罩部件的刚性部分的主要部分剖视图。
[0054]图18为改变例所涉及的记录头的俯视图。
[0055]图19为沿图18的F — Fr线的剖视图。
[0056]图20为改变例所涉及的记录头的概要侧视图及概要俯视图。
[0057]图21为表示被固定于保持架部件上的第一矫正板和电路基板的配置的侧视图及平视图。
[0058]图22为记录头及辊单元的立体图。
[0059]图23为从记录头及辊单元的液体喷射面侧观察的平面图。
[0060]图24为沿图22的G — 线的剖视图。
[0061]图25为沿图22 ? H — ^线的剖视图。
[0062]图26为头主体的分解立体图。
[0063]图27为头主体的液体喷射面侧的平面图。
[0064]图28为沿图26的I 一 V线的剖视图。
[0065]图29为将实施方式二所涉及的头主体、第二矫正板以及保持架部件的主要部分放大的剖视图。
【具体实施方式】
[0066]实施方式一
[0067]以下，基于实施方式对本发明进行详细说明。喷墨式记录头为液体喷射头的一个示例，简称为记录头。喷墨式记录装置为液体喷射装置的一个示例。图1为模式化地表示本实施方式一所涉及的喷墨式记录装置的俯视图，图2为喷墨式记录装置的侧视图以及该装置的放大图。
[0068]喷墨式记录装置I为，仅通过输送作为被喷射媒体的记录薄片S来实施印刷的所谓的行式喷墨式记录装置I。
[0069]将记录薄片S的输送方向称为第二方向Y，并且将在记录薄片S的油墨喷落的喷落面SI的面内方向上，与第二方向Y正交的方向称为第一方向X。此外，将与第一方向X及第二方向Y 二者正交的方向、即与记录薄片S的喷落面SI正交的方向称为第三方向Z。虽然在本实施方式中，例示了各个方向(χ，γ，ζ)相互正交的示例，但是并非必须限定于此。
[0070]喷墨式记录装置I具备:记录头2、搭载了记录头2的滑架3、存积了油墨的墨罐等液体存积单元4、第一输送单元5、第二输送单元6、装置主体7、和维护单元400。
[0071]记录头2沿着第一方向X而延伸。在本实施方式中，详细内容将在后文叙述，在记录头2中，由多个头主体200 (参照图8)沿着第一方向X而并排设置成的头主体组202在第二方向Y上设置成多列，且在本实施方式中为2列。当然，头主体200的头主体组202的个数，并非特别限定于此，也可以是3列以上。这种头主体200被配置为，喷射油墨的液体喷射面20a成为Zl侧。
[0072]液体存积单元4为用于向记录头2供给油墨的部件，在本实施方式中，其被固定于装置主体7上。来自被固定于装置主体7上的液体存积单元4的油墨经由管等的供给管8而被供给至记录头2。另外，对于记录头2具备液体存积单元4的方式例如也可以设置为，记录头2在记录头2的第三方向Z的上方、即与记录薄片S相反的一侧上搭载有液体存积单元4。
[0073]第一输送单元5被设置于记录头2的第二方向Y的一侧，在本实施方式中，被设置于Yl侧。另外，在本实施方式中，将在第二方向Y上相对于记录头2而言的一侧称为Yl侧、另一侧称为Y2侧。
[0074]第一输送单兀5具备第一输送棍501、和从动于第一输送棍501的第一从动棍502。第一输送辊501被设置在记录薄片S的与喷落面SI相反的一侧的背面S2侧，并且通过第一驱动电机503的驱动力而被驱动。此外，第一从动辊502被设置在记录薄片S的喷落面SI侧，并且在第一从动辊502与第一输送辊501之间对记录薄片S进行夹持。这种第一从动辊502通过未图示的弹簧等的施力部件而对记录薄片S朝向第一输送辊501侧进行按压。
[0075]第二输送单元6具备输送带601、第二驱动电机602、第二输送辊603、第二从动辊604、张紧辊605及辊单元610。
[0076]第二输送辊603通过第二驱动电机602的驱动力而被驱动。输送带601由无接头带构成，并被挂绕在第二输送辊603和第二从动辊604的外周上。这种输送带601被设置在记录薄片S的背面S2侧。张紧辊605被设置在第二输送辊603与第二从动辊604之间，并与输送带601的内周面抵接，通过弹簧等的施力部件606的施力而向输送带601施加张力。由此，输送带601与头单元2相对置的面平坦地配置在第二输送辊603与第二从动辊604之间。
[0077]辊单元610为被设置在记录薄片S的喷落面SI侧的部件，并在记录薄片S喷落面SI侧上具有多个头内辊及头外辊。该辊单元610在头内辊及头外辊与输送带601之间，对记录薄片S进行夹持。另外，对于辊单元610的详细内容将在后文叙述。
[0078]在这种喷墨式记录装置I中，实施如下所谓的印刷，即，通过第一输送单元5及第二输送单元6，对记录薄片S相对于记录头2而在第二方向Y上从Π朝向Y2侧进行输送，并从记录头2的各个喷墨式记录头喷射油墨，且使喷射出的油墨在记录薄片S的喷落面SI上喷落。
[0079]另外，喷墨式记录装置I的滑架3搭载有多个记录头2，并以能够沿着滑架轴9的轴向移动的方式而被设置于滑架轴9上。滑架轴9以使轴向与第一方向X—致的方式而被配置，并通过未图示的驱动电机的驱动力经由齿轮或带被传递至滑架3，从而使滑架3沿着滑架轴9的轴向移动。此外，滑架3或滑架轴9被设置为，通过未图示的升降单元而能够在相对于装置主体7而与喷落面SI正交的方向、S卩、第三方向Z上移动。在本实施方式中，将记录头2向与印刷时的记录薄片S的喷落面SI正交的方向的移动称为升降。即，在第三方向Z上，将记录头2从印刷时的记录薄片S侧亦即Zl侧向远离记录薄片S的Z2侧的移动称为上升，而将记录头2从远离印刷时的记录薄片S的Z2侧向记录薄片S侧亦即Zl侧的移动称为下降。
[0080]使这种滑架3通过从记录头2与输送带601相对置而喷射油墨并使油墨向记录薄片S喷落的喷落位置起，利用未图示的升降单元而上升至第三方向Z的Z2侧之后，向滑架轴9的轴向亦即第一方向X移动，从而向头单元2不与记录薄片S或输送带601相对置的维护位置移动。而且，在维护位置上，设置有对记录头2进行维护的维护单元400。另外，在本实施方式中，在第一方向X上，将设置有装置主体7的内部的输送带601等第二输送单元6的一侧称为Xl侧，将设置有维护单元400的维护位置侧称为X2侦U。
[0081]在本实施方式中，维护单元400具备:具有对液体喷射面进行擦拭的刮板的擦拭单元410、和具有对液体喷射面进行覆盖密封的密封单元420。
[0082]擦拭单元410为对记录头2的各个头主体200的液体喷射面20a进行擦拭的部件，并以能够沿着第二方向Y相对移动的方式而被设置于装置主体7上。相对于移动至维护位置的记录头2，而使擦拭单兀410与头主体200的液体喷射面20a发生接触，并通过使该擦拭单元410在第二方向Y上移动，从而能够对头主体200的液体喷射面20a进行擦拭。
[0083]密封单元420具备被设置于每个头主体200上的由橡胶等而形成的盖和对该盖进行保持的盖保持部。盖与各头主体200的液体喷射面20a抵接，并被设置为覆盖多个喷嘴开口的整体大小。当盖覆盖液体喷射面20a时，在它们之间形成密封空间。在盖保持部的内部设置有未图示的吸引流道。该吸引流道的一端与所述密封空间连通，另一端他端与吸引泵等吸引装置连通。这种密封单元420在由盖来覆盖头主体200的液体喷射面20a的状态下，在抽吸装置上实施抽吸动作。通过这种抽吸动作，从而使由盖所形成的密封空间的内部成为负压，并从喷嘴开口 21对流道内的油墨和气泡等异物进行抽吸。此外，通过在非印刷时由盖来覆盖液体喷射面20a，也可以对喷嘴开口 21附近的油墨的干燥进行抑制。
[0084]另外，在维护位置上，也可以作为维护单元400而仅设置擦拭单元410或者仅设置密封单元420。并且，也可以在喷墨式记录装置I上不设置使记录头2向维护位置移动的机构，或者维护位置本身。
[0085]图3为本实施方式所涉及的记录头的立体图，图4为记录头的分解立体图，图5为记录头的分解立体图，图6为记录头的分解立体图。
[0086]如图所示，上述的记录头2具备:多个头主体200 ;在第三方向Z的一面侧亦即Zl侧对多个头主体200进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侧的面上的电路基板220 ;被固定于保持架部件210的Z2侧的面上的第一矫正板230 ;被固定于保持架部件210的Zl侧的面上的第二矫正板280 ;被固定于保持架部件210的Z2侧的面上的流道部件240 ;被固定于保持架部件210的Z2侧的面上、并在内部对头主体200、电路基板220、第一矫正板230及流道部件240进行收容的罩部件250 ;对多个头主体200进行固定的固定板260。
[0087]首先，参照图26至图28，对喷射作为液滴的一个示例的油墨滴的头主体200进行说明。图26为头主体的分解立体图，图27为头主体的液体喷射面侧的平面图，图28为沿图27的I 一 V线剖视图。
[0088]头主体200由流道形成基板10、连通板15、喷嘴板20、保护基板30，可塑性基板45及壳体部件40等多个部件构成。
[0089]在流道形成基板10上并排设置有由多个隔板划分成的压力产生室12。记录头2以头主体200的压力产生室12的并排设置方向成为第一方向X的方式而搭载喷墨式记录装置I。之后，也将压力产生室12的并排设置方向称为第一方向X。此外，在流道形成基板10上，压力产生室12在第一方向X上所并排设置的列为多个列，而在本实施方式中两列，并被并排设置在与第一方向X正交的的第二方向Y上。
[0090]流道形成基板10可以使用不锈钢或NI等金属、以21<)2或Al 203为代表的陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、MGO、LaAlO3这样的氧化物等。在本实施方式中，流道形成基板10由单晶硅基板构成。在该流道形成基板10上，通过从一面侧进行各向异性蚀刻，从而使由多个隔板划分成的压力产生室12沿着喷出油墨的多个喷嘴开口 21并排设置的方向而被并排设置。
[0091]在流道形成基板10的第三方向Z的Zl侧，依次层叠有连通板15和喷嘴板20。即，具备被设置于流道形成基板10的第三方向Z的Zl侧的面上的连通板15，和被设置在连通板15的与流道形成基板10相反面侧，即，连通板15的Zl侧的面上的、具有喷嘴开口 21的喷嘴板20。
[0092]在连通板15上设置有连通压力产生室12和喷嘴开口 21的喷嘴连通通道16。连通板15具有大于流道形成基板10的面积，喷嘴板20具有小于流道形成基板10的面积。由于通过以这种方式设置的连通板15，使喷嘴板20的喷嘴开口 21与压力产生室12分离，因此，位于压力产生室12之中的油墨不易受到因喷嘴开口 21