專利名稱：液體噴射頭及液體噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從噴嘴噴出液體后在被記錄介質(zhì)上形成圖像、文字或薄膜材料的液體噴射頭及使用它的液體噴射裝置。
背景技術(shù)：
近幾年來，向記錄紙等噴出墨滴從而描繪文字、圖形或者向元件基板的表面噴出液體材料而形成功能性薄膜的圖案的噴墨方式的液體噴射頭被廣泛利用。該方式通過供給管，從液體罐向液體噴射頭供給油墨或液體材料，將該油墨填充到形成在液體噴射頭的微小空間，響應(yīng)驅(qū)動信號瞬間縮小微小空間的容積，從與槽連通的噴嘴噴出液滴。圖12是這種噴墨頭50的分解斜視圖，圖13(a)是噴墨頭50的俯視圖，(b)是部分YY的剖視圖，(C)是為了講述柔性基板61的布線電極64和引出電極62之間的連接結(jié)構(gòu)的說明圖。噴墨頭50包括表面形成多個細長的槽55的壓電體基板51、形成有向槽55 供給油墨的集流腔57及凹部58的蓋板56、穿孔了用于噴出油墨的噴嘴60的噴嘴板59、以及向壓電體基板51供給驅(qū)動信號的柔性基板61等。槽55從前端52形成到后端53的中途。多個槽55被側(cè)壁54隔離。噴嘴板59的噴嘴60與由槽55和蓋板56構(gòu)成的通道連通。側(cè)壁54由壓電體材料構(gòu)成，預(yù)先朝著垂直方向?qū)嵤┝藰O化處理。在側(cè)壁54的壁面上形成側(cè)壁電極63，與在壓電體基板51的后端53 側(cè)的表面形成的引出電極62電連接。在壓電體基板51的后端53側(cè)的上表面，粘接著柔性基板61。這樣，用未圖示的外部電路生成的驅(qū)動信號就經(jīng)由在柔性基板61上形成的布線電極64及引出電極62，傳遞給在側(cè)壁54的壁面上形成的側(cè)壁電極63。從而能夠使側(cè)壁54 剪切變形。噴墨頭50被如下所述地驅(qū)動。首先，向集流腔57供給油墨。油墨從集流腔57及凹部58供給各槽55，填充到由蓋板56和槽55構(gòu)成的通道中。若將用外部電路生成的驅(qū)動信號經(jīng)由柔性基板61的布線電極64、引出電極62傳遞給側(cè)壁電極63，則側(cè)壁54剪切變形，通道的容積收縮，使填充的油墨從噴嘴60噴出。專利文獻1公布了與上述噴墨頭50類似的噴墨頭。在壓電陶瓷基板的表面，從其前端部到后端部的中途為止地形成多個細長的槽，以覆蓋這些槽的方式粘接著蓋。在該蓋上形成有用于向多個槽供給油墨的油墨腔。在分離劃分各槽的壓電側(cè)壁上，從側(cè)壁的上邊遍及槽的底面地形成有導(dǎo)電層。該導(dǎo)電層被從壓電陶瓷基板的噴出側(cè)即前端部迂回到壓電陶瓷基板的背面?zhèn)?，與背面形成的引出電極連接。背面的多個引出電極的間距從壓電陶瓷基板的前端部到后端部扇狀地變大。這樣，易于使引出電極和外部電路連接。專利文獻2公布的噴墨頭，在由壓電體構(gòu)成的促動器基板的表面并列形成多個凹槽，其上表面被蓋板堵塞，在促動器基板的前端粘接著噴嘴板，在后端設(shè)置著用于供給油墨的板和集流腔部件。由促動器基板的多個凹槽和堵塞各槽的上表面的蓋板構(gòu)成通道，各通道從促動器基板的前端部形成到后端部。多個通道中，從噴嘴板的噴嘴噴射液滴的噴射通道和不供給油墨的偽通道被交替地配置。在分離各槽的壓電側(cè)壁的壁面上形成驅(qū)動用的導(dǎo)電圖案，各導(dǎo)電圖案經(jīng)由促動器基板的的側(cè)面被迂回到背面?zhèn)?。這樣，就能夠不必在偽通道的后方形成具有既定的長度的立起部，使偽通道變短，從而降低促動器基板的成本，進而縮短油墨的噴射周期。專利文獻3公布了在頭芯片的周圍配置油墨集流腔的噴墨頭。頭芯片中，由壓電元件構(gòu)成的側(cè)壁被下部基板和上部基板夾住而構(gòu)成通道，在通道的一端設(shè)置噴嘴板，在另一端設(shè)置形成了用于將油墨導(dǎo)入通道的油墨導(dǎo)入孔的背板。在背板的背面，設(shè)置有形成了油墨腔及油墨流路的油墨集流腔部件。該油墨集流腔部件具備向構(gòu)成頭芯片的上部基板的上方露出的上表面保持部。在構(gòu)成通道的側(cè)壁的壁面上形成有驅(qū)動電極，該驅(qū)動電極延伸到側(cè)壁的上表面。 另外，在與上部基板的通道對應(yīng)的位置形成有貫通上部基板并露出上部基板的表面的電極。進而，在油墨集流腔部件的上表面保持部的與上述上部基板形成的電極對應(yīng)的位置，形成朝著其厚度方向貫通的電極，與上表面保持部的上表面形成的布線電極連接，而且被迂回到油墨集流腔部件的外部背面。其結(jié)果，為了驅(qū)動通道而在側(cè)壁上形成的驅(qū)動電極，就經(jīng)由側(cè)壁上表面的驅(qū)動電極延伸部、在上部基板形成的貫通電極及貫通上表面保持部的貫通電極，與上表面保持部中形成的布線電極連接，引出到油墨集流腔部件的背面?zhèn)?。這樣，因為能夠從油墨集流腔部件的背面?zhèn)认蝌?qū)動電極供給驅(qū)動信號，所以容易實現(xiàn)堆棧(stack) 結(jié)構(gòu)，使其和打印機主體的連接結(jié)構(gòu)簡單。專利文獻1 日本特開平9-29977號公報專利文獻2 日本特開2000-168094號公報專利文獻3 日本特開2002-210955號公報圖12及專利文獻1所示的噴墨頭中，構(gòu)成通道的槽55從前端形成到后端跟前。之所以將槽55形成到后端跟前，是為了避免油墨漏到后端側(cè)的緣故。該槽55是使外周部埋入磨料的切割刀高速旋轉(zhuǎn)并從壓電體基板51的表面下降到既定深度，沿著壓電體基板51 的表面一邊移動一邊磨削而形成的。因此，槽55的端部形狀與切割刀的圓弧形狀一模一樣。如果切割刀的直徑為2英寸、形成的槽55的深度為360 μ m,那么槽55的端部的底面傾斜的傾斜部的長度Xl就成為4mm以上。因為壓電體基板51的槽55方向的寬度X2大約為10mm，所以該傾斜部就占整個寬度的大約40%。進而，在壓電體基板51中作為用于噴出油墨而被驅(qū)動的促動器發(fā)揮作用的部分，主要是槽55的底面平坦位置的側(cè)壁54，位于上述傾斜部的側(cè)壁54隨著槽55的深度逐漸變淺而幾乎不能作為促動器發(fā)揮作用。因此，該傾斜部盡管幾乎不能作為促動器發(fā)揮作用卻占整個寬度的相當大的部分，所以妨礙噴墨頭50 的小型化，并且妨礙從1個晶片取出的壓電體基板的取得個數(shù)的增加和成本的下降。另一方面，如專利文獻2及專利文獻3所示，如果從壓電體基板或促動器基板的表面的前端到后端筆直地形成凹槽，就能夠不復(fù)制切割刀的圓弧形狀而防止槽底面傾斜的傾斜部導(dǎo)致的頭寬度的增大?？墒牵喾吹?，用于將形成在側(cè)壁的驅(qū)動電極向外部引出的引出電極的形成卻變得極其復(fù)雜。例如在專利文獻2中，在形成偽通道及噴射通道用的凹槽之外，在促動器基板的前端面及背面形成與偽通道連通的縱槽或分割槽。然后采用鍍敷法等在促動器基板的整個面上形成導(dǎo)電層，然后使用受激準分子激光對偽通道內(nèi)的電極層、促動器基板的前端面、后端面及背面的電極層進行構(gòu)圖而形成引出電極。因此制造方法非常復(fù)雜。
另外在專利文獻3中，在頭芯片的上部基板上與各通道對應(yīng)地形成貫通電極，與在壓電元件的側(cè)壁面形成的驅(qū)動電極電連接，進而在位于其上部的上表面保持部中也與各通道對應(yīng)地形成貫通電極。因此制造工序非常復(fù)雜。另外，在由壓電元件構(gòu)成的側(cè)壁的上表面形成的電極和上部基板形成電極之間的接點及上部基板形成的電極和上表面保持部形成的電極之間的接點是必不可少的，因為需要許多接點部，所以很難確保接點部的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本 發(fā)明就是針對上述情況研制的，提供能夠用簡單的制造方法構(gòu)成且容易小型化的液體噴射頭。依據(jù)本發(fā)明液體噴射頭，其中具備壓電體基板，從基板表面的前端到后端具有被由壓電體構(gòu)成的側(cè)壁隔離的多個細長的槽，在所述側(cè)壁的壁面上具有驅(qū)動用的側(cè)壁電極， 在所述側(cè)壁的后端附近的上表面具有與所述側(cè)壁電極電連接的引出電極；蓋板，具有與所述細長的槽連通、向所述槽供給液體的集流腔，覆蓋從前端到所述引出電極的跟前為止的表面區(qū)域而與所述壓電體基板接合；密封部件，堵塞由所述蓋板和所述細長的槽構(gòu)成的通道中與所述集流腔連通、在所述集流腔的后端側(cè)構(gòu)成的后方通道的開口。另外，所述密封部件設(shè)置在開口于所述后方通道的所述集流腔一側(cè)的開口部。另外，所述密封部件設(shè)置在開口于所述后方通道的后端側(cè)的開口部。另外，所述壓電體基板，在低介電率的基板上，立設(shè)有由高介電率的壓電體構(gòu)成的側(cè)壁。另外，還具備柔性基板，與所述壓電體基板的后端附近接合，具有與所述引出電極電連接的布線電極；所述引出電極包含在構(gòu)成所述通道的兩個側(cè)壁中的一個側(cè)壁的上表面設(shè)置的第1引出電極和在另一個側(cè)壁的上表面設(shè)置的第2引出電極，所述第1引出電極與設(shè)置在所述一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接，所述第2引出電極與設(shè)置在所述另一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接；所述柔性基板的布線電極電連接所述第1引出電極和第2引出電極。另外，所述細長的槽的與所述集流腔連通并噴出液滴的噴出通道和不與所述集流腔連通的偽通道被交替地并列配置；所述引出電極包含在構(gòu)成所述偽通道的兩個側(cè)壁中的一個側(cè)壁的上表面設(shè)置的第3引出電極和在另一個側(cè)壁的上表面設(shè)置的第4引出電極，所述第3引出電極與設(shè)置在所述一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接，所述第4引出電極與設(shè)置在所述另一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接；所述布線電極具有第2布線電極，該第2 布線電極電連接設(shè)置在與所述噴出通道的一側(cè)鄰接的偽通道的另一個側(cè)壁的上表面的第4 引出電極和設(shè)置在與另一側(cè)鄰接的偽通道的一個側(cè)壁的上表面的第3引出電極。另外，所述布線電極包含共同布線電極，該共同布線電極電連接設(shè)置在所述噴出通道的兩側(cè)壁的上表面的第1及第2引出電極和形成在其它的噴出通道的兩側(cè)壁的上表面的其它的第1及第2引出電極。本發(fā)明的液體噴射頭，具備上述任一項所述的液體噴射頭；使所述液體噴射頭往復(fù)移動的移動機構(gòu)；向所述液體噴射頭供給液體的液體供給管；以及向所述液體供給管供給所述液體的液體罐。(發(fā)明效果)
本發(fā)明的液體噴射頭，其中具備壓電體基板，從基板表面的前端到后端具有被由壓電體構(gòu)成的側(cè)壁隔離的多個細長的槽，在該側(cè)壁的壁面上具有驅(qū)動用的側(cè)壁電極，在該側(cè)壁的后端附近的上表面具有與側(cè)壁電極電連接的引出電極；蓋板，具有與細長的槽連通、 向該槽供給液體的集流腔，覆蓋從前端到引出電極的跟前為止的表面區(qū)域而與壓電體基板接合；密封部件，堵塞由蓋板和細長的槽構(gòu)成的通道中與集流腔連通、在集流腔的后端側(cè)構(gòu)成的后方通道的開口。就是說，因為后方通道被密封部件(材料)密封，所以不必形成轉(zhuǎn)印切割刀的外形的傾斜部，能夠縮小壓電體基板的細長的槽方向的寬度。另外，因為在后端附近的側(cè)壁上表面形成引出電極，所以使電極取出結(jié)構(gòu)簡單，不必通過復(fù)雜的工序形成布線圖案。


圖1是本發(fā)明的第1實施方式涉及的液體噴射頭的分解斜視圖。圖2是本發(fā)明的第1實施方式涉及的液體噴射頭的說明圖。圖3是本發(fā)明的第1實施方式涉及的液體噴射頭的引出電極結(jié)構(gòu)的說明圖。圖4是本發(fā)明的第2實施方式涉及的液體噴射頭的縱剖視圖。圖5是本發(fā)明的第3實施方式涉及的液體噴射頭的分解斜視圖。圖6是本發(fā)明的第3實施方式涉及的液體噴射頭的說明圖。圖7是本發(fā)明的第3實施方式涉及的液體噴射頭的集流腔部的縱剖視圖。圖8是本發(fā)明的第3實施方式涉及的液體噴射頭的電極結(jié)構(gòu)的說明圖。圖9是本發(fā)明的第4實施方式涉及的液體噴射頭的分解斜視圖。圖10是本發(fā)明的第4實施方式涉及的液體噴射頭的引出電極結(jié)構(gòu)的說明圖。圖11是本發(fā)明的第5實施方式涉及的液體噴射裝置的示意性的斜視圖。圖12是以往眾所周知的噴墨頭的分解斜視圖。圖13是以往眾所周知的噴墨頭的說明圖。
具體實施例方式本發(fā)明的液體噴射頭，其中具備壓電體基板，從基板表面的前端遍及后端地并列形成多個細長的槽；蓋板，具有向細長的槽供給液體的集流腔，以覆蓋從壓電體基板的前端到后端的跟前為止的表面區(qū)域的方式接合；密封部件，堵塞由蓋板和細長的槽構(gòu)成的通道中在集流腔的后端側(cè)構(gòu)成的后方通道的開口。在這里，在基板表面形成的多個槽被由壓電體構(gòu)成的側(cè)壁隔離。在側(cè)壁的壁面，設(shè)置用于變形驅(qū)動側(cè)壁的側(cè)壁電極，進而在該側(cè)壁的后端附近的上表面設(shè)置與上述側(cè)壁電極電連接的引出電極。蓋板以覆蓋從基板表面的前端直到引出電極的跟前為止的表面區(qū)域的方式與壓電體基板接合而構(gòu)成通道。這樣，因為從壓電體基板的表面的前端到后端筆直地形成細長的槽，所以不必在槽中設(shè)置傾斜部，能夠縮小壓電體基板的通道方向的寬度。另外，因為用密封部件堵塞噴出通道的后端側(cè)，所以噴出用液體也不會漏到后端側(cè)。還有，因為采用在后端側(cè)的側(cè)壁上表面形成從外部電路輸入驅(qū)動信號的引出電極，并與形成在側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接的結(jié)構(gòu)，所以能夠容易地形成電極圖案。
此外，能夠在后方通道的集流腔側(cè)開口的開口部及在和集流腔相反側(cè)的后端側(cè)開口的開口部或這些開口部的中間部設(shè)置密封部件。特別是如果堵塞在集流腔側(cè)開口的開口部，就能夠消除后方通道內(nèi)的積液，使流路的清潔變得容易。
另外，能夠使柔性基板與壓電體基板的后端附近接合，從外部供給驅(qū)動信號。將在柔性基板的表面形成的布線電極和在側(cè)壁上表面形成的引出電極電連接。在這里，可以采用下述結(jié)構(gòu)引出電極包含設(shè)置在構(gòu)成通道的兩個側(cè)壁中的一個側(cè)壁的上表面的第1引出電極和設(shè)置在另一個側(cè)壁的上表面的第2引出電極，第1引出電極與設(shè)置在該一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接，第2引出電極與設(shè)置在該另一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接。 而且，柔性基板的布線電極可以包含將上述第1引出電極和第2引出電極電連接的第1布線電極地構(gòu)成。這樣，不必在壓電體基板上連接構(gòu)成槽的一個側(cè)壁的壁面和另一個側(cè)壁的壁面分別形成的側(cè)壁電極，能夠使電極或電極圖案的形成工序簡單。另外，能夠構(gòu)成為在細長的槽中，使與集流腔連通噴出液滴的噴出通道和不與集流腔連通的偽通道交替并列配放。而且，還能夠使引出電極包含設(shè)置在構(gòu)成偽通道的兩個側(cè)壁中的一個側(cè)壁的上表面的第3引出電極和設(shè)置在另一個側(cè)壁的上表面的第4引出電極地構(gòu)成。在這里，第3及第4引出電極分別與在一個及另一個側(cè)壁的壁面上設(shè)置的側(cè)壁電極電連接。另外，還能夠使布線電極包含將設(shè)置在與噴出通道的一側(cè)鄰接的偽通道的另一個側(cè)壁的上表面的第4引出電極和設(shè)置在與另一側(cè)鄰接的偽通道的一個側(cè)壁的上表面的第3 引出電極電連接的第2布線電極地構(gòu)成。另外，作為布線電極，可以包含將設(shè)置在噴出通道的兩側(cè)壁的上表面的第1及第2引出電極和形成在其它的噴出通道的兩側(cè)壁的上表面的其它的第1及第2引出電極電連接的共同布線電極地構(gòu)成。這樣，即使噴出通道和偽通道交替排列時，也不必在壓電體基板上將位于噴出通道的兩側(cè)的在偽通道的噴出通道側(cè)的側(cè)壁的壁面形成的側(cè)壁電極彼此連接，能夠使電極形成工序及電極圖案形成工序更加簡單。下面，參照附圖，具體講述本發(fā)明的液體噴射頭。(第1實施方式)圖1是本發(fā)明的第1實施方式涉及的液體噴射頭1的分解斜視圖，圖2(a)是該液體噴射頭1的俯視圖，(b)是其側(cè)視圖，(c)是部分AA的縱剖視圖。如圖1所示，液體噴射頭1具備由基板2和在其表面形成的側(cè)壁3構(gòu)成的壓電體基板4 ；與壓電體基板4的表面接合的蓋板11 ；在壓電體基板4的前端FE上設(shè)置的噴嘴板20 ；在壓電體基板4的后端RE 附近的上表面設(shè)置的柔性基板15 ；以及在蓋板11的后端RE側(cè)的端面和壓電體基板4的角部設(shè)置的密封部件14(在圖1中沒有繪出)。壓電體基板4從其表面的前端FE到后端RE具有被由壓電體構(gòu)成的側(cè)壁3隔離的多個細長的槽5。在各側(cè)壁3的壁面上，形成有用于變形驅(qū)動側(cè)壁3的側(cè)壁電極6。在各側(cè)壁3的后端RE附近的上表面形成兩個引出電極8a、Sb。各引出電極8a、8b在側(cè)壁3上表面中央部中被電性分離，側(cè)壁3的上表面的一個引出電極8a與在一個壁面上形成的側(cè)壁電極 6電連接，上表面的另一個引出電極8b與在另一壁面上形成的側(cè)壁電極6電連接。壓電體基板4的基板2和側(cè)壁3可以用相同的壓電體材料例如PZT陶瓷形成。另夕卜，如在后文的第4實施方式講述的那樣，作為基板2可以使用介電率比壓電體小的低介電率材料例如玻璃材料或其它的絕緣體材料，作為側(cè)壁3可以使用壓電體材料。這樣，因為從前端FE到后端RE以筆直的形狀形成槽5，所以能夠不轉(zhuǎn)印切割刀的外形而縮小壓電體基板4的槽5方向的寬度。 使用粘接劑覆蓋從前端FE到引出電極8的跟前為止的區(qū)域地使蓋板11與壓電體基板4的上表面接合。此外，在圖1中只繪出蓋板11的一部分。蓋板11具備用于保持噴出用的液體、并向槽5供給液體的集流腔9及凹部16。由蓋板11的下表面和槽5構(gòu)成液體的流路即通道。使該通道中位于集流腔9之前的為噴出通道12，之后的為后方通道10。作為蓋板11可以使用和壓電體基板4相同的材料。如果使用相同的材料，就能夠防止對于溫度變化而言的翹曲或剝落。另外，還可以使用玻璃、陶瓷、高分子材料等絕緣材料。這時，最好使用具有和壓電體基板4相同程度的熱膨脹系數(shù)的材料。使用分配器將密封部件14涂敷在后方通道10的后端側(cè)的開口部。從而能夠防止液體經(jīng)由后方通道10向外部泄漏。作為密封部件14，可以使用高分子材料或橡膠類材料的粘接劑。密封部件14最好使用具有彈性的材料，例如可以使用氟類的彈性體。具有彈性的材料，對于溫度變化等環(huán)境變化而言，能夠維持可靠性。噴嘴板20與壓電體基板4的前端FE和跟該前端FE拉平地形成的蓋板11的前端面接合。噴嘴板20在與由槽5構(gòu)成的噴出通道12對應(yīng)的位置具備噴嘴21。作為噴嘴板， 例如可以使用聚酰亞胺樹脂等高分子材料。柔性基板15通過未圖示的各向異性導(dǎo)電材料 (部件)而與壓電體基板4的后端RE的上表面粘接。柔性基板15由在可撓性基板17的表面具備布線電極18、在其上具備保護膜22的多層膜構(gòu)成，將布線電極18和引出電極8a、8b 電連接。圖3是圖2(a)所示的俯視圖的部分BB的局部縱剖視圖。在壓電體基板4的表面形成多個槽5a 5d，槽5a 5d的各槽被側(cè)壁3a 3c隔離。在側(cè)壁3a的一個側(cè)面上形成側(cè)壁電極6a，在另一壁面上形成側(cè)壁電極6b，在其上表面形成與側(cè)壁電極6a電連接的第 1引出電極8a和與側(cè)壁電極6b電連接的第2引出電極Sb。同樣，在側(cè)壁3b的一個側(cè)面形成側(cè)壁電極6c，在另一壁面形成側(cè)壁電極6d，在其上表面形成與側(cè)壁電極6c電連接的第1 引出電極8c和與側(cè)壁電極6d電連接的第2引出電極8d。側(cè)壁3c及其它的側(cè)壁也具有同樣的電極結(jié)構(gòu)。此外，這些槽5a 5d的各槽分別與下文講述的噴出通道12a 12d對應(yīng)。采用斜向蒸鍍法蒸鍍金屬材料，可以同時形成側(cè)壁3a 3c上的側(cè)壁電極6a 6f、第1及第2引出電極8a 8f。首先，在各側(cè)壁3a 3c的上表面形成抗蝕劑膜的必需的圖案。接著，從圖3的左斜下方例如蒸鍍Al，在側(cè)壁3a 3c的一個壁面和上表面形成Al 膜。再接著，從圖3的左斜上方同樣蒸鍍Al，在側(cè)壁3a 3c的另一壁面和上表面形成Al 膜。此外，因為采用斜向蒸鍍法沉積Al，所以不會在各槽5a 5d的底面沉積，側(cè)壁電極6b 和6c及側(cè)壁電極6d和6e因此被電性分離。接著，除去抗蝕劑膜，采用提離(liftoff)法在上表面形成Al膜的圖案。這樣，可以采用金屬的蒸鍍及提離法更加簡便地形成各電極。在柔性基板15的壓電體基板4側(cè)，形成了被互相電性分離的第1布線電極18a ISd0第1布線電極18b將在槽5b的兩側(cè)壁3a、3b的上表面形成的第1及第2引出電極 8c,8b電連接，第1布線電極18c將在槽5c的兩側(cè)壁3b、3c的上表面形成的第1及第2引出電極8e、8d電連接，其它的第1布線電極也同樣將鄰接的側(cè)壁3上的第1及第2引出電極電連接。該液體噴射頭1如下驅(qū)動。首先，作為液體例如將油墨填充到集流腔9中，經(jīng)由凹部16，使噴出通道12a 12d中充滿油墨。然后，由柔性基板15向壓電體基板4供給驅(qū)動信號。例如驅(qū)動構(gòu)成在槽5b的噴出通道12b時，將第1布線電極18a和18c作為GND，向第 1布線電極18b施加驅(qū)動信號的正的電壓。這樣，側(cè)壁3a就暫時向槽5a側(cè)膨脹地變形，側(cè)壁3b就暫時向槽5c側(cè)膨脹地變形。該變形是由于壓電體基板4的極化方向和施加電壓的方向正交而產(chǎn)生的剪切變形，因兩側(cè)壁3a、3b變形而槽5b的容積暫時擴大。隨著該容積擴大，槽5b內(nèi)的壓力成為負壓狀態(tài)，所以經(jīng)由集流腔9及凹部16向槽5b內(nèi)供給油墨，以便消除負壓狀態(tài)。供給的油墨的壓力成為壓力波，在槽5b中行進，隨后就到達噴嘴21。在該時亥IJ，使剛才施加給兩側(cè)壁3a、3b的電極的電壓的極性反轉(zhuǎn)，從而使兩側(cè)壁3a、3b朝著槽5b 側(cè)膨脹地變形。就是說，向第1布線電極18a和18c施加驅(qū)動信號的正電壓，將第1布線電極18b作為GND，從而暫時縮小槽5b內(nèi)的容積。經(jīng)過該動作，除了到達噴嘴21的油墨的壓力波作用以外，使兩側(cè)壁3a、3b變形而按壓槽5b內(nèi)的油墨，從而將填充在槽5b的內(nèi)部的油墨從噴嘴21噴射出來。按照槽5(、5(1、513...的順序，反復(fù)執(zhí)行該動作(稱作“3循環(huán)驅(qū)動”)。從而能夠使油墨從所有的噴出通道噴出。(第2實施方式) 圖4是本發(fā)明的第2實施方式涉及的液體噴射頭1的縱剖視圖。與第1實施方式所示的圖2(c)不同的部分，是將密封部件14設(shè)置在集流腔9開口的后方通道10的開口部這一點。其它的結(jié)構(gòu)和第1實施方式相同，所以不再贅述。用密封部件14密封與集流腔9及凹部16連通的后方通道10在集流腔9 一側(cè)開口的開口部。這樣，因為液體不會流入后方通道10，所以液體不會在后方通道10的內(nèi)部滯留。杜絕后方通道10內(nèi)的積液，從而使噴出通道12或集流腔9內(nèi)的液體的置換變得容易， 并且能夠迅速地除去混入液體內(nèi)的氣泡或灰塵。此外，本發(fā)明的密封部件14的設(shè)置部位并不局限于第1實施方式那樣在后方通道10的后端側(cè)或第2實施方式那樣在后方通道10的集流腔9側(cè)，可以在后方通道10的任意位置或整個后方通道10上設(shè)置。(第3實施方式)圖5是本發(fā)明的第3實施方式涉及的液體噴射頭1的分解斜視圖，圖6(a)是該液體噴射頭1的俯視圖，(b)是表示電極的連接狀態(tài)的俯視示意圖，(c)是部分CC的縱剖視圖，圖7是圖6(a)所示的部分DD的局部縱剖視圖。對于相同的部分或具有相同的功能的部分，賦予相同的符號。如圖5及圖6所示，液體噴射頭1具備由基板2和在其表面形成的側(cè)壁3構(gòu)成的壓電體基板4、與壓電體基板4的表面接合的蓋板11、在壓電體基板4前端FE上設(shè)置的噴嘴板20、與壓電體基板4的后端RE附近的上表面粘接的柔性基板15、以及在蓋板11的后端RE側(cè)的端面和壓電體基板4的角部設(shè)置的密封部件14。壓電體基板4具備基板2和側(cè)壁3，在基板2的表面構(gòu)成被側(cè)壁3隔離的多個細長的槽5，從基板2的前端FE直到后端RE為止筆直地形成多個槽5。在隔離多個槽5的側(cè)壁 3的后端RE側(cè)的上表面，形成多個引出電極8。蓋板11具備向槽5供給液體的集流腔9，以覆蓋從壓電體基板4的前端FE到引出電極8的跟前為止的表面區(qū)域的方式被用粘接劑與壓電體基板4接合。在圖5中，只繪出一部分蓋板11。將被蓋板11和壓電體基板4的槽5 包圍的區(qū)域作為通道，使用于噴出液體的噴出通道12和未填充液體的偽通道13交替并列地構(gòu)成。噴嘴板20和與基板2的前端FE拉平地接合的蓋板11的前端粘接固定。噴嘴板20在與噴出通道12對應(yīng)的位置具備噴嘴21。在壓電體基板4的后端RE附近的上表面，粘接著與外部電路連接、用于向壓電體基板4供給驅(qū)動信號的柔性基板15?；?、側(cè)壁3、蓋板11、噴嘴板20的材料等，和第1實施方式同樣，所以不再贅述。在蓋板11中形成的集流腔9，經(jīng)過連通孔23與噴出通道12連通，不與偽通道13 連通。因此，液體流入噴出通道而不流入偽通道13。另外，在比集流腔9的位置靠后的后端 RE側(cè)，構(gòu)成后方通道10，密封部件14堵塞后方通道10的后端RE側(cè)的開口部。這樣，能夠防止液體經(jīng)由后方通道10泄漏到外部或偽通道13中。此外，雖然噴嘴21與上述的噴出通道12連通，但是在與偽通道13對應(yīng)的位置沒有設(shè)置噴嘴21。接著，參照圖6(a)、(b)及圖7，具體講述電極結(jié)構(gòu)。在構(gòu)成噴出通道12a的兩個側(cè)壁3a、3b中的一個側(cè)壁3b的上表面形成第1引出電極8a，在另一個側(cè)壁3a的上表面形成第2引出電極Sb。另外，在一個側(cè)壁3b的另一壁面上形成側(cè)壁電極6b，與第1引出電極8a 電連接；在另一個側(cè)壁3a的一個壁面上形成側(cè)壁電極6a，與第2引出電極8b電連接。其它的噴出通道12b 12d也采用同樣的電極結(jié)構(gòu)。此外，在離開壓電體基板4的后端RE的位置，設(shè)置了第1及第2引出電極8a、8b。而且，在柔性基板15中形成的第1布線電極18a 與上述第1及第2引出電極8a、8b電連接，從而將第1引出電極8a和第2引出電極8b電連接。在其它的噴出通道12b、12c...中，這種電連接也同樣。進而，與噴出通道12a對應(yīng)的第1布線電極18a，經(jīng)由共同布線電極24，和與其它的噴出通道12b、12c...的每一個對應(yīng)的第1布線電極18a電連接。進而，在構(gòu)成偽通道13a的兩個側(cè)壁中的一個側(cè)壁3a的上表面形成第3引出電極 8r，在構(gòu)成偽通道13b的兩個側(cè)壁中的另一個側(cè)壁3b的上表面形成第4引出電極8s。另夕卜，在一個側(cè)壁3a的另一壁面形成側(cè)壁電極6b，與第3引出電極Sr電連接；在另一個側(cè)壁 3b的一個壁面形成側(cè)壁電極6a，與第4引出電極8s電連接。其它的偽通道13b 13d也采用同樣的電極結(jié)構(gòu)。橫跨噴出通道12a地配置的第3及第4引出電極8r、8s靠近壓電體基板4的后端RE地形成。而且，在柔性基板15中形成的第2布線電極18b與上述橫跨噴出通道12a的第3及第4引出電極8r、8s電連接，從而將第3引出電極Sr和第4引出電極 8s電連接。在其它的偽通道13b、13c...中，也具備同樣電極結(jié)構(gòu)。各第2布線電極18b與各個別布線電極25連接。如圖6(a)及(b)所示，柔性基板15具備沿著其外周構(gòu)圖后的共同布線電極24和在其內(nèi)側(cè)互相電性分離的多個個別布線電極25。在噴出通道12的兩側(cè)壁形成的側(cè)壁電極 6a、6b，經(jīng)由第1及第2引出電極8a、8b而用第1布線電極18a短路，與共同布線電極24電連 接。另外，還在噴出通道12的兩側(cè)配置偽通道13，在兩個偽通道13的噴出通道12側(cè)的側(cè)壁3上形成的兩個側(cè)壁電極，經(jīng)由第3引出電極Sr和第4引出電極8s被第2布線電極 18b短路，與個別布線電極25電連接地構(gòu)成。如圖6 (c)所示，隔著未圖示的各向異性導(dǎo)電膜而將柔性基板15與后端RE的上表面粘接。柔性基板15具有可撓性基板17、布線電極18等及保護膜22的層疊結(jié)構(gòu)，在蓋板 11側(cè)端部具有第1布線電極18a，在其外周側(cè)具有共同布線電極24。使在柔性基板15的蓋板11側(cè)端部形成的共同布線電極24，從側(cè)壁3的上表面浮起地粘接。使共同布線電極24 從側(cè)壁3的上表面浮起，從而側(cè)壁3的側(cè)面特別是構(gòu)成偽通道13的側(cè)壁3的側(cè)壁電極6就不會和共同布線電極24短路。布線電極18和引出電極8的連接部在除去保護膜22后，使第1及第2布線電極18a、18b露出，將第1布線電極18a與第1及第2引出電極8a、8b電連接，還將第2布線電極18b與第3及第4引出電極8r、8s電連接。此外，在后方通道10的后端RE側(cè)的開口部設(shè)置密封部件14。也可以如第2實施方式所示，在后方通道10的集流腔9側(cè)開口的開口部設(shè)置它?；蛘哌€可以在后方通道10 的集流腔9側(cè)的開口部和后端RE側(cè)的開口部的中間部設(shè)置。另外，既可以只在與噴出通道 12對應(yīng)的后方通道10中設(shè)置密封部件14，還可以在此基礎(chǔ)上再在與偽通道13對應(yīng)的后方通道10中設(shè)置密封部件14。接著，使用圖8， 講述本第3實施方式的驅(qū)動。圖8示出被側(cè)壁3a 3g和蓋板11 包圍的噴出通道12a 12d及偽通道13a 13d的側(cè)壁電極的電路圖。各噴出通道12a 12d保持液體，各偽通道13a 13d則是空的狀態(tài)。在噴出通道12的兩個側(cè)壁3上設(shè)置的側(cè)壁電極6，經(jīng)過第1布線電極18a及共同布線電極24，與GND連接。與噴出通道12鄰接的兩個偽通道13的噴出通道12側(cè)的側(cè)壁3形成的兩個側(cè)壁電極6，經(jīng)由第2布線電極18b 及個別布線電極25，與端子T連接。例如驅(qū)動噴出通道12a時，給予端子Ta驅(qū)動信號。這樣，側(cè)壁3a暫時向偽通道 13a側(cè)膨脹地變形，側(cè)壁3b暫時向偽通道13b側(cè)膨脹地變形。該變形和前文所述的剪切變形同樣，兩側(cè)壁3a、3b變形，從而噴出通道12a的容積暫時擴大。隨著該容積擴大，噴出通道12a內(nèi)的壓力成為負壓狀態(tài)，所以經(jīng)由集流腔9及連通孔23向噴出通道12a內(nèi)供給油墨， 以便消除負壓狀態(tài)。供給的液體的壓力成為壓力波，在噴出通道12a中傳播，隨后就到達噴嘴21。在該時刻，使施加到兩側(cè)壁3a、3b的電極的電壓為GND，從而使兩側(cè)壁3a、3b從膨脹的狀態(tài)返回沒有施加電壓的平坦的狀態(tài)。就是說，使膨脹狀態(tài)的噴出通道12a返回原來的狀態(tài)，從而暫時縮小槽5b內(nèi)的容積。經(jīng)過該動作，除了到達噴嘴21的液體的壓力波之外， 還通過兩側(cè)壁3a、3b恢復(fù)原狀的變形，按壓噴出通道12a內(nèi)的液體，將填充在噴出通道12a 的內(nèi)部的液體從噴嘴噴射出來。另外，驅(qū)動噴出通道12b時，向端子Tb提供驅(qū)動信號。例如驅(qū)動噴出通道12c不驅(qū)動噴出通道12d時，即使對形成在偽通道13d的噴出通道12c側(cè)的側(cè)壁的側(cè)壁電極6提供驅(qū)動信號、不對形成在噴出通道12d側(cè)的側(cè)壁的側(cè)壁電極6提供驅(qū)動信號，在此情況下， 也因為偽通道13d中沒有填充液體，所以在兩個側(cè)壁電極6之間不會產(chǎn)生驅(qū)動信號的泄漏。 就是說，能夠獨立地同時驅(qū)動噴出通道12a 12d(l循環(huán)驅(qū)動)。另外，因為所有的噴出通道12a 12d都與GND電位的側(cè)壁電極6連接，所以噴出通道12a 12d內(nèi)的液體即使具有導(dǎo)電性，也不會產(chǎn)生電流的泄漏。(第4實施方式)圖9是本發(fā)明的第4實施方式涉及的液體噴射頭1的分解斜視圖，圖10是部分EE 的引出電極結(jié)構(gòu)的說明圖。與第1實施方式不同的部分，是基板2和側(cè)壁3的材料不同這一點。其它的結(jié)構(gòu)和第1實施方式相同，所以不再贅述。對于相同的部分或具有相同的功能的部分，賦予相同的符號。如圖10所示，在基板2的上表面立設(shè)由壓電體構(gòu)成的側(cè)壁3a、3b、3c、3d，柔性基板 15與其上部接合(在圖中為了便于講述而分離)。各槽5a 5d的兩側(cè)壁具有側(cè)壁電極6， 各側(cè)壁3a 3d在其上表面具有互相電性分離的第1及第2引出電極8a、Sb。將柔性基板 15與側(cè)壁3a 3d的上表面接合時，例如在槽5a的兩側(cè)壁的上表面形成的第1及第2引出電極8a、8b就與第1布線電極18a電連接。其它的槽5b 5d也具有同樣的連接結(jié)構(gòu)。側(cè)壁3使用壓電體，基板2使用介電率比壓電體小的低介電率材料。利用粘接劑， 將高介電率的壓電體層和低介電率的基板2接合。然后，使用切割刀等，比壓電體層的厚度稍微深一點地磨削而形成槽5a 5d。這樣，能夠完全除去在鄰接的側(cè)壁3a、3b之間的壓電體材料。作為壓電體材料可以使用PZT等高介電率材料，作為基板2可以使用玻璃等低介電率材料?；?在槽5的底面露出。這樣，例如能夠防止向槽5a的兩側(cè)壁3a、3b的側(cè)壁電極6施加的電壓，因在電容耦合而經(jīng)由基板2傳遞給側(cè)壁3c或3d，使側(cè)壁3c或3d變形，使槽5b或5c的內(nèi)容積變化的誤動作。此外，雖然根據(jù)第1實施方式的結(jié)構(gòu)講述了本第4實施方式。但是毫無疑問，第2 及第3實施方式時也同樣可以在基板2中使用低介電率材料、在側(cè)壁3中使用高介電率的壓電體材料。(第5實施方式)圖11是本發(fā)明的第5實施方式涉及的液體噴射裝置30的示意性的斜視圖。液體噴射裝置30具備使上述本發(fā)明涉及的液體噴射頭1、1’往復(fù)移動的移動機構(gòu)43 ；向液體噴射頭1、1’供給液體的液體供給管33、33’ ；以及向液體供給管33、33’供給液體的液體罐31、31’。各液體噴射頭1、1’由本發(fā)明涉及的液體噴射頭1構(gòu)成。就是說，具備壓電體基板4，從基板表面的前端FE到后端RE并列地形成多個細長的槽5 ；蓋板11，具有向細長的槽5供給液體的集流腔9，以覆蓋從壓電體基板4的前端FE到后端RE的跟前為止的表面區(qū)域的方式接合；密封部件14，堵塞由蓋板11和細長的槽5構(gòu)成的通道中在集流腔9的后端RE側(cè)構(gòu)成的后方通道10的開口。具體地說，液體噴射裝置30具備朝著主掃描方向輸送紙等被記錄介質(zhì)34的一對輸送單元41、42 ；向被記錄介質(zhì)34噴出液體的液體噴射頭1、1’;按壓貯存于液體罐31、31’ 的液體而向液體供給管33、33’供給的泵32、32’ ；以及使液體噴射頭1、1’朝著與主掃描方向正交的副掃描方向掃描的移動機構(gòu)43等。一對輸送單元41、42具備沿副掃描方向延伸、邊使輥面接觸邊旋轉(zhuǎn)的方格壓印輥和夾送輥。通過未圖示的電機，使方格壓印輥和夾送輥轉(zhuǎn)移到軸周圍，將夾入輥間的被記錄介質(zhì)34沿主掃描方向輸送。移動機構(gòu)43具備沿副掃描方向延伸的一對導(dǎo)軌36、37 ；能沿著一對導(dǎo)軌36、37滑動的滑架單元38 ；連接滑架單元38并使之沿著副掃描方向移動的無接頭帶39 ；使該無接頭帶39經(jīng)由未圖示的滑輪回轉(zhuǎn)的電機40?；軉卧?8承載多個液體噴射頭1、1’，例如噴出黃色、深紅色、青色、黑色這4種液滴。液體罐31、31’存積對應(yīng)顏色的液體，經(jīng)由泵32、32’、液體供給管33、33’而供給至液體噴射頭1、1’。各液體噴射頭1、1’響應(yīng)驅(qū)動信號噴出各色液滴。通過控制從液體噴射頭 1、1’噴出液體的定時、驅(qū)動滑架單元38的電機40的旋轉(zhuǎn)及被記錄介質(zhì)34的輸送速度，能夠在被記錄介質(zhì)34上記錄任意圖案。通過該結(jié)構(gòu)，因為能夠縮小液體噴射頭1的細長的槽方向的寬度，所以能夠緊湊地構(gòu)成滑架單元38。另外，無需通過復(fù)雜的工序制造液體噴射頭1，使制造工藝簡單，有利于裝置的低成本化。附圖標記說明1液體噴射頭；2基板；3側(cè)壁；4壓電體基板；5槽；6側(cè)壁電極；8引出電極；9集流腔；10后方通道；11蓋板；12噴出通道；13偽通道；14密封部件；15柔性基板；18布線電極；20噴嘴板；21噴嘴；22保護膜；23連通孔；24共同布線電極；25個別布線電極；30液體
噴射裝置。
權(quán)利要求
1.一種液體噴射頭，其中具備壓電體基板，從基板表面的前端到后端具有被由壓電體構(gòu)成的側(cè)壁隔離的多個細長的槽，在所述側(cè)壁的壁面上具有驅(qū)動用的側(cè)壁電極，在所述側(cè)壁的后端附近的上表面具有與所述側(cè)壁電極電連接的引出電極；蓋板，具有與所述細長的槽連通、向所述槽供給液體的集流腔，覆蓋從前端到所述引出電極的跟前為止的表面區(qū)域而與所述壓電體基板接合；密封部件，堵塞由所述蓋板和所述細長的槽構(gòu)成的通道中與所述集流腔連通、在所述集流腔的后端側(cè)構(gòu)成的后方通道的開口。
2.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中所述密封部件設(shè)置在開口于所述后方通道的所述集流腔一側(cè)的開口部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的液體噴射頭，其中所述密封部件設(shè)置在開口于所述后方通道的后端側(cè)的開口部。
4.如權(quán)利要求1 3任一項所述的液體噴射頭，其中所述壓電體基板，在低介電率的基板上，立設(shè)有由高介電率的壓電體構(gòu)成的側(cè)壁。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的液體噴射頭，其中，還具備柔性基板，與所述壓電體基板的后端附近接合，具有與所述引出電極電連接的布線電極；所述引出電極包含在構(gòu)成所述通道的兩個側(cè)壁中的一個側(cè)壁的上表面設(shè)置的第1引出電極和在另一個側(cè)壁的上表面設(shè)置的第2引出電極，所述第1引出電極與設(shè)置在所述一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接，所述第2引出電極與設(shè)置在所述另一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接；所述柔性基板的布線電極具有與所述第1引出電極和第2引出電極電連接的第1布線電極。
6.如權(quán)利要求5所述的液體噴射頭，其中，所述細長的槽的與所述集流腔連通并噴出液滴的噴出通道和不與所述集流腔連通的偽通道被交替地并列配置；所述引出電極包含在構(gòu)成所述偽通道的兩個側(cè)壁中的一個側(cè)壁的上表面設(shè)置的第3 引出電極和在另一個側(cè)壁的上表面設(shè)置的第4引出電極，所述第3引出電極與設(shè)置在所述一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接，所述第4引出電極與設(shè)置在所述另一個側(cè)壁的壁面的側(cè)壁電極電連接；所述布線電極具有第2布線電極，該第2布線電極電連接設(shè)置在與所述噴出通道的一側(cè)鄰接的偽通道的另一個側(cè)壁的上表面的第4引出電極和設(shè)置在與另一側(cè)鄰接的偽通道的一個側(cè)壁的上表面的第3引出電極。
7.如權(quán)利要求6所述的液體噴射頭，其中所述布線電極包含共同布線電極，該共同布線電極電連接設(shè)置在所述噴出通道的兩側(cè)壁的上表面的第1及第2引出電極和形成在其它的噴出通道的兩側(cè)壁的上表面的其它的第1及第2引出電極。
8.一種液體噴射裝置，其中具備權(quán)利要求1 7中任一項所述的液體噴射頭；使所述液體噴射頭往復(fù)移動的移動機構(gòu)；向所述液體噴射頭供給液體的液體供給管；以及向所述液體供給管供給所述液體的液體罐。
全文摘要
本發(fā)明涉及液體噴射頭及液體噴射裝置，實現(xiàn)縮小液體噴射頭(1)的噴出通道(12)方向的寬度，而且不需要復(fù)雜的制造工序的簡單的電極取出結(jié)構(gòu)。具備壓電體基板(4)，從基板表面的前端(FE)到后端(RE)具有被側(cè)壁(3)隔離的多個槽(5)，在該側(cè)壁(3)的上表面形成引出電極(8)；蓋板(11)，具有集流腔(9)，并且與壓電體基板(4)的表面接合；以及密封部件(14)，堵塞由蓋板(11)和槽(5)構(gòu)成的通道中在集流腔(9)的后端(RE)側(cè)的后方通道(10)的開口。
文檔編號B41J2/045GK102218922SQ201110090058
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者小關(guān)修 申請人:精工電子打印科技有限公司