本發(fā)明的實施方式涉及噴墨頭及噴墨記錄裝置。

背景技術(shù)：

作為使用壓電體的噴墨頭，已知一種使用由壓電性材料形成的噴嘴基板的結(jié)構(gòu)。專利文獻1公開了在壓力室的一端具有包括噴嘴的壓電致動器的噴墨頭。

在現(xiàn)有技術(shù)的噴墨頭中，致動器包括：設(shè)置于振動板上的壓電體、電連接于壓電體的公共電極、電連接于壓電體的同時與公共電極協(xié)作并夾住壓電體的單獨電極。連接于單獨電極的布線圖案和連接于公共電極的布線圖案在振動板上不相互重疊，而是分離。

并且，已知通過采用高密度化噴嘴，能夠提高打印品質(zhì)。在此，為了布線從致動器的公共電極及單獨電極引出的多個導(dǎo)體圖案，因此在相鄰的致動器之間設(shè)置電連接的布線圖案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

上述現(xiàn)有構(gòu)成的裝置中，如果與公共電極連接的布線處發(fā)生斷線或電破損時，則會導(dǎo)致局部的致動器與公共電極斷線。

實施方式的技術(shù)問題在于提供一種噴墨頭及噴墨記錄裝置，即使高密度化噴嘴中的某一公共電極斷線也能夠可靠地維持電連接。

解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

根據(jù)實施方式，噴墨頭具有：多個噴嘴，保持間隔而排列；以及多個致動器，設(shè)于各個所述噴嘴，通過對墨加壓而使墨從所述噴嘴吐出，所述致動器包括：壓電體，設(shè)于振動板之上；公共電極，與所述壓電體電連接；單獨電極，與所述壓電體電連接并與所述公共電極協(xié)作夾住所述壓電體，所述單獨電極與設(shè)于所述振動板的第一布線圖案單獨地電連接，全部所述致動器的所述公共電極連接于經(jīng)由跨所述壓電體的外周部之間的布線部而電連接的共用的第二布線圖案、和與所述第二布線圖案電連接的第三布線圖案，所述第二布線圖案設(shè)于所述振動板之上與所述第一布線圖案不重疊的位置，所述第三布線圖案在與所述第二布線圖案不同的方向上延伸設(shè)置，所述第一布線圖案及所述第三布線圖案彼此以非電連接的狀態(tài)交叉。

根據(jù)實施方式，一種噴墨記錄裝置，具有上述的噴墨頭。

附圖說明

圖1是示出第一實施方式的噴墨頭的立體圖。

圖2是示出第一實施方式中的流路基板上的主要部分構(gòu)成的俯視圖。

圖3是示出圖3的局部放大圖和致動器的詳情的俯視圖。

圖4是圖3的iv-iv線截面圖。

圖5的(a)和(b)是強電介質(zhì)的滯后和蝴蝶位移曲線。

圖6是示出第二實施方式中的布線圖案的俯視圖。

圖7是示出第三實施方式中的布線圖案的局部放大圖和致動器的詳情的俯視圖。

圖8是作為第一實施方式的噴墨記錄裝置的概略圖。

具體實施方式

以下，參照圖1至圖5說明第一實施方式。此外，有時對于能夠有多個表現(xiàn)的各成分上附加一個以上的其它表現(xiàn)的示例。但是，這既不否定對于未附加其它表現(xiàn)的成分以不同的方式表現(xiàn)，也不限制未例示的其它表現(xiàn)。并且，各附圖為概略性示出實施方式的圖，圖示各成分的尺寸有時會與實施方式的說明不同。

以下，對于本實施方式的噴墨頭1的布線圖案進行說明。此外，各圖為實施方式及為了幫助其理解的示意圖，存在形狀、尺寸、比例等與實際不同之處，能夠進行適當?shù)卦O(shè)計變更。

圖1是示出第一實施方式的噴墨頭1的外觀立體圖。該噴墨頭1由流路基板2、墨供給部3、柔性布線板4和驅(qū)動電路5構(gòu)成。

在流路基板2上陣列狀地配置有致動器6，該致動器6設(shè)有吐出墨的噴嘴17(如后述的圖3、圖4中所示)。在此，將多個噴嘴17在與作為記錄介質(zhì)的記錄紙p的搬送方向即y方向具有一定角度的傾斜方向上直線狀地規(guī)則排列。此外，圖1中，箭頭x示出噴墨頭1的長度方向。所謂噴墨頭1的長度方向是指與箭頭y所示的記錄紙p的搬送方向正交的方向，與記錄紙p的寬度方向一致。

各噴嘴17相對于印刷方向彼此不重疊，相對于與印刷方向正交的方向等間隔地配置。各個致動器6經(jīng)由柔性布線板4而與驅(qū)動電路5電連接。驅(qū)動電路5與進行打印控制的控制電路(未圖示)電連接。流路基板2和柔性布線板4通過各向異性導(dǎo)電膜(acf(anisotropicconductivefilm))而以電連接的狀態(tài)接合。柔性布線板4和驅(qū)動電路5通過例如cof(chiponflex：覆晶薄膜)而以電連接的狀態(tài)接合。

墨供給部3具有連接于軟管等的墨供給口(未圖示)，將供給至墨供給口的墨向流路基板2供給。流路基板2和墨供給部3例如通過環(huán)氧樹脂類粘接劑接合。

當從墨供給口供給墨、驅(qū)動電路5將電信號(也稱為驅(qū)動信號)發(fā)送至致動器6時，致動器6使填充于流路基板2的內(nèi)部的壓力室18(后述圖4所示)的墨產(chǎn)生振動，墨從設(shè)置于致動器6的噴嘴17向相對于流路基板2的表面垂直的方向吐出。也就是說，驅(qū)動電路5向致動器6供給電信號。致動器6根據(jù)電信號使壓力室18的容積發(fā)生變化，使墨產(chǎn)生壓力振動。因此，噴嘴17吐出壓力室18內(nèi)的墨。供給至墨供給口的墨的壓力，優(yōu)選相對于大氣壓為大致1000pa左右的較低的值。

圖2示出第一實施方式中的流路基板2上的布線圖案的俯視圖。省略與布線圖案相同的圖案的重復(fù)部分。流路基板2上形成有多個致動器6、多個單獨電極7、公共電極8a、8b、以及多個安裝墊9。此外，也將公共電極8a或8b僅稱為公共電極8。

安裝墊9經(jīng)由形成于柔性布線板4的多個布線圖案而與驅(qū)動電路5電連接?？梢栽诎惭b墊9和柔性布線板4的連接中使用各向異性導(dǎo)電膜(acf)。此外，安裝墊9也可以通過引線接合法等的方法與驅(qū)動電路5連接。

單獨電極7在各致動器6上分別獨立地設(shè)置。第一布線圖案19由分別獨立設(shè)置的多個單獨電極7形成。

第二布線圖案20由多個公共電極8a及8b形成。公共電極8b電連接于端部的安裝墊9。公共電極8a從公共電極8b分支，與多個相鄰的致動器6電連接。公共電極8a、8b在多個致動器6彼此間被電共享。

圖3是擴大示出流路基板2中的致動器6附近的布線圖案的俯視圖。圖4是沿圖3的iv-iv線處的流路基板2的縱截面圖。

如圖4所示，致動器6由振動板10、下部電極11、壓電體12、上部電極13、第一絕緣層14、公共電極8、保護層16和噴嘴17構(gòu)成。

流路基板2作為一例由厚度500μm的單晶硅晶片形成。在流路基板2的內(nèi)部形成有填充有墨的壓力室18。壓力室18的直徑作為一例為200μm。壓力室18通過從流路基板2的下表面通過干式蝕刻開孔而形成。

振動板10以覆蓋壓力室18的上表面的方式與流路基板2一體地形成。振動板10在壓力室18形成前，通過高溫加熱流路基板2的單晶硅晶片，由通過熱氧化而形成的硅氧化膜即二氧化硅形成。大于噴嘴17的貫通孔與噴嘴17同心圓狀地形成于振動板10。振動板10的厚度作為一例為4μm。

在振動板10上，以噴嘴17為中心圓圈狀地形成有下部電極11、壓電體12、上部電極13的層疊體。層疊體的內(nèi)徑作為一例為30μm，外徑作為一例為140μm。下部電極11、壓電體12、上部電極13，作為一例分別通過濺鍍法成膜鉑、pzt(鋯鈦酸鉛(leadzirconatetitanate))以及鉑。上部電極13和下部電極11的厚度作為一例為0.1μm～0.2μm。pzt的厚度作為一例為2μm。此外，pzt也可以通過濺鍍法等成膜。

壓電體12在成膜的時刻具有確定的取向方向(極化方向)，在厚度方向上發(fā)生極化。在本實施方式中，由于通過濺鍍法在下部電極11上成膜壓電體12，因此，該壓電體膜的極化方向為從下部電極11朝向上部電極13的方向。

圖5的(a)和(b)示出強電介質(zhì)即壓電體12的被稱為滯后的特性(a)和被稱為蝴蝶位移曲線的特性(b)。如圖5所示，在向壓電體12施加與極化方向相反方向的電場的情況下(a→b→c)，從a向b隨著增強電場的強度而位移下降，在b的位置極化變?yōu)橄喾捶较?，從b向c隨著增強電場的強度而位移上升，因此，致動器6的動作特性變得復(fù)雜而難以控制。另一方面，在向壓電體12施加與極化方向相同方向的電場的情況下(a→e)，隨著增強電場的強度而位移單調(diào)地上升，因此，易于控制。因此，與以(a→b→c)的方式施加與極化方向相反方向的電場相比，以(a→e)的方式施加與極化方向相同方向的電場的情況下，由于位移幾乎與電場成正比，因此優(yōu)選。

并且，已知負電壓用的驅(qū)動ic或電源裝置與正電壓用的裝置相比成本更高(約為數(shù)倍～數(shù)十倍)。因此，為了通過施加與壓電體12的極化方向相同方向的電場并驅(qū)動而使液體從噴嘴17吐出，優(yōu)選下述兩個方法：將上部電極13作為地址電極、使下部電極11接地電極，從驅(qū)動源向上部電極13施加正電壓的第一方法；或者，使上部電極13接地、將下部電極11作為地址電極，從驅(qū)動源向下部電極11施加正電壓的第二方法。不過，由于在第一方法中壓電體12的極化方向需要進行從上部電極13朝向下部電極11的極化翻轉(zhuǎn)處理，因此，優(yōu)選使用第二方法。

此外，僅施加實質(zhì)上與極化方向相同方向的電場，通過施加電場，壓電體12在膜厚方向上伸長，在相對于膜厚正交的方向(面內(nèi)方向)上收縮。

如圖4所示，在上部電極13之上形成第一絕緣層14。兩個接觸孔(第一接觸孔15a、第二接觸孔15b)形成于第一絕緣層14。第一接觸孔15a為圓圈狀的開口，上部電極13和公共電極8通過該第一接觸孔15a電連接。第二接觸孔15b為形成于流路基板2的與壓力室18的周壁部分相對應(yīng)的位置的圓形的開口，下部電極11和單獨電極7電連接。

第一絕緣層14作為一例通過teos(tetraethoxysilane：四乙氧基甲硅烷)-cvd(chemicalvapordeposition：化學(xué)氣相沉積)法成膜二氧化硅而形成。第一絕緣層14的厚度作為一例為0.5μm。第一絕緣層14，在壓電體12的外周部防止公共電極8和下部電極11電連接。

在第一絕緣層14上形成有單獨電極7、公共電極8以及安裝墊9。單獨電極7經(jīng)由第二接觸孔15b而連接于下部電極11。公共電極8經(jīng)由第一接觸孔15a而連接于上部電極13。單獨電極7、公共電極8和安裝墊9作為一例通過濺鍍法成膜金而形成。厚度作為一例為0.1μm～0.5μm。

在單獨電極7和公共電極8及第一絕緣層14上形成有保護層16。與壓力室18連通的圓形的噴嘴17開口于保護層16。保護層16的厚度作為一例為4μm，噴嘴17的直徑作為一例而20μm。保護層16作為一例通過旋轉(zhuǎn)涂布法成膜感光性聚酰亞胺材料。噴嘴17，作為一例通過曝光顯像成為保護層16的感光性聚酰亞胺材料而形成。

第一布線圖案19和第二布線圖案20在振動板10上彼此非電連接而相互分離。

在本實施方式中，進一步形成有第三布線圖案21。第三布線圖案21在公共電極8上交叉并與第二布線圖案20電連接。為了防止第三布線圖案21與第一布線圖案19電短路，在第一布線圖案19和第三布線圖案21的交叉處作為一例而夾住有第二絕緣層22。

接著，對于上述構(gòu)成的作用效果進行說明。在此，以圖3的多個致動器6中的一個致動器6a為例進行說明。致動器6a中，電流路徑從單獨電極7和第二接觸孔15b通過壓電體12而流向第一接觸孔15a和公共電極8a。來自第一接觸孔15a的電流，其能夠流動的主路徑在圖3中有沿致動器6a的上方向延伸的公共電極8a1和沿下方向延伸的公共電極8a2這兩條(m和n)。并且，通過第二布線圖案20和第三布線圖案21的連接，從一條主路徑m側(cè)進一步具有三條(m1和m2和m3)子路徑。從另一條主路徑n進一步具有兩條(n1和n2)子路徑。因此，來自一個致動器6a的電流路徑合計共有五條子路徑。

因此，在本實施方式中，致動器6的上部電極13連接于經(jīng)由作為接地而跨壓電體12的外周部之間的布線部而電連接的第二布線圖案20的公共電極8a、與第二布線圖案20電連接的第三布線圖案21的公共電極8。第一布線圖案19及第三布線圖案21通過夾住第二絕緣層22來彼此非電連接地交叉。因此，多個致動器6，由于分別在公共電極8上形成有多個電流路徑(子路徑)，因此，即使多個電流路徑(子路徑)中的某個公共電極8斷線，也能夠經(jīng)由未斷線的其它公共電極8而維持電連接。因此，即使在多個電流路徑(子路徑)的某個路徑中發(fā)生斷線或電破損，也能夠確保致動器6與公共電極8的連接。

接著，參照圖6說明第二實施方式。本實施方式中使第一實施方式的第三布線圖案21如下變形。也就是說構(gòu)成為，在圖6中，與第一實施方式相比減少沿x方向設(shè)置的第三布線圖案21的個數(shù)，對于y方向上鄰接的兩個致動器6分別配置一根第三布線圖案21的公共電極8。這種情況下，與第一實施方式同樣地，多個致動器6均能夠分別在公共電極8上形成多個電流路徑(子路徑)。因此，即使在多個電流路徑(子路徑)的某個路徑中發(fā)生斷線或電破損，也能夠確保致動器6與公共電極8的連接。

并且，圖7是示出第三實施方式中的布線圖案的局部放大圖和致動器的詳情的俯視圖。本實施方式與第一實施方式同樣地，第一布線圖案19由多個單獨電極7形成。

另一方面，第二布線圖案20與第一實施方式不同，除了公共電極8a、8b之外，還形成有從公共電極8a分支并在振動板10上延伸的公共電極8c。第二布線圖案20由多個公共電極8a、8b及8c形成，不與第一布線圖案19電連接而分離。進一步，由公共電極8c形成第三布線圖案21，經(jīng)由公共電極8c端而與第二布線圖案20電連接。

在本實施方式中，與第一實施方式同樣地，在各致動器6中確保兩條以上的路徑的電流路徑，即使在某個路徑中發(fā)生斷線或電破損，也能夠確保與公共電極8的連接。

進一步，在本實施方式中，通過公共電極8c，第一實施方式中的布線圖案的一部分與第二布線圖案20一體化。因此，在本實施方式中，與如第一實施方式那樣地第三布線圖案21與公共電極8a分體地形成的情況相比較，第三布線圖案21越過公共電極8a和第二絕緣層22的階梯的數(shù)量變?yōu)橐话?。因此，能夠降低第三布線圖案21和公共電極8的斷線或高電阻化的風(fēng)險。

接著，參照圖8說明包括上述的噴墨頭1的噴墨記錄裝置100。圖8是用于說明噴墨記錄裝置100的一例的概略圖。噴墨記錄裝置100也可以稱為噴墨打印機。此外，噴墨記錄裝置100不限于此，也可以為例如復(fù)印機等的裝置。

噴墨記錄裝置100例如在搬送作為記錄介質(zhì)的記錄紙p的同時進行圖像形成等的各種處理。噴墨記錄裝置100包括：框體101、送紙盒102、排紙盤103、保持輥(鼓)104、搬送裝置105、保持裝置106、圖像形成裝置107、除電剝離裝置108、翻轉(zhuǎn)裝置109以及清潔裝置110。

框體101收容構(gòu)成噴墨記錄裝置100的各部分。送紙盒102收容多張記錄紙p，配置于框體101內(nèi)。排紙盤103位于框體101的上部。通過噴墨記錄裝置100而形成圖像的記錄紙p被排出至排紙盤103。

保持輥104具有由導(dǎo)體形成的圓筒狀的框和形成于該框的表面的薄的絕緣層。所述框接地(接地連接)。保持輥104通過以將記錄紙p保持于其表面上的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)而搬送記錄紙p。

搬送裝置105具有沿記錄紙p被搬送的路徑而配置的多個導(dǎo)向件及多個搬送輥。該搬送輥被電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。搬送裝置105將附著有從噴墨頭1吐出的墨的記錄紙p從送紙盒102搬送至排紙盤103。

保持裝置106，使被搬送裝置105從送紙盒102搬出的記錄紙p，吸附于保持輥104的表面(外周面)并保持。保持裝置106在將記錄紙p按壓于保持輥104之后，通過帶電產(chǎn)生的靜電力使記錄紙p吸附于保持輥104。

圖像形成裝置107在被保持裝置106保持于保持輥104的外表面的記錄紙p上形成圖像。圖像形成裝置107具有面對保持輥104的表面的多個噴墨頭1。多個噴墨頭1例如通過將藍、品紅、黃、黑四色的墨分別吐出至記錄紙p而形成像。

除電剝離裝置108通過對于形成有圖像的記錄紙p除電，將記錄紙p從保持輥104剝離。除電剝離裝置108供給電荷對于記錄紙p進行除電，在記錄紙p和保持輥104之間插入爪。因此，記錄紙p被從保持輥104剝離。被從保持輥104剝離的記錄紙p被搬送裝置105搬送至排紙盤103或者翻轉(zhuǎn)裝置109。

翻轉(zhuǎn)裝置109使被從保持輥104剝離的記錄紙p的正反面翻轉(zhuǎn)，將該記錄紙p再次供給至保持輥104的表面上。翻轉(zhuǎn)裝置109例如通過使記錄紙p沿前后方向翻轉(zhuǎn)地切換的規(guī)定的翻轉(zhuǎn)路徑搬送記錄紙p，使記錄紙p翻轉(zhuǎn)。

清潔裝置110清洗保持輥104。清潔裝置110在保持輥104的旋轉(zhuǎn)方向上位于除電剝離裝置108的下游。清潔裝置110使清潔部件110a抵接于旋轉(zhuǎn)的保持輥104的表面，清洗旋轉(zhuǎn)的保持輥104的表面。

根據(jù)上述實施方式，能夠提供一種噴墨頭及噴墨記錄裝置，即使高密度化噴嘴中的某一公共電極斷線也能夠可靠地維持電連接。

雖然說明了幾個實施方式，但這些實施方式只是作為示例而提出的，并非旨在限定發(fā)明的范圍。這些實施方式能夠以其它各種方式進行實施，能夠在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及其變形被包括在發(fā)明的范圍和宗旨中，同樣地被包括在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。

附圖標記說明

1…噴墨頭、2…流路基板、3…墨供給部、4…柔性布線板、5…驅(qū)動電路、6…致動器、6a…致動器、7…單獨電極、8…公共電極、8a…公共電極、8a1…公共電極、8a2…公共電極、8b…公共電極、8c…公共電極、9…安裝墊、10…振動板、11…下部電極、12…壓電體、13…上部電極、14…絕緣層、15a…接觸孔、15b…接觸孔、16…保護層、17…噴嘴、18…圧力室、19…第一布線圖案、20…第二布線圖案、21…第三布線圖案、22…絕緣層、100…噴墨記錄裝置、101…框體、102…送紙盒、103…排紙盤、104…保持輥、105…搬送裝置、106…保持裝置、107…圖像形成裝置、108…除電剝離裝置、109…翻轉(zhuǎn)裝置、110…清潔裝置、110a…清潔部件。