專利名稱：液體噴射頭和液體噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種液體噴射頭和液體噴射裝置，其特別是在應(yīng)用于按照液體的溫度而對(duì)該液體噴射頭的驅(qū)動(dòng)波形適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇，以對(duì)噴出特性進(jìn)行控制的情況時(shí)較為有用。
背景技術(shù)：
作為噴射液滴的液體噴射頭的代表例的噴墨式記錄頭，例如存在如下的記錄頭，即，具備流道形成基板，其形成有壓カ產(chǎn)生室；壓電致動(dòng)器，其以對(duì)應(yīng)于所述壓カ產(chǎn)生室的方式而被設(shè)置在流道形成基板的一面?zhèn)?，通過利用壓電致動(dòng)器的位移而對(duì)壓カ產(chǎn)生室內(nèi)施加壓力，從而使油墨滴從在噴嘴板的厚度方向上貫穿噴嘴板而形成的噴嘴被噴射。
這種噴墨式記錄頭的油墨的噴出特性依存于其粘度，而粘度依存于其溫度。因此，實(shí)施如下的控制，即，對(duì)對(duì)應(yīng)于由熱敏電阻計(jì)測出的溫度而驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)波形適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇或變更。但是，現(xiàn)有的熱敏電阻作為ー個(gè)電子部件而被配置在電路基板上。因此，在這種情況下，熱敏電阻是對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行計(jì)測，從而與從噴嘴被噴出的油墨的實(shí)際溫度之間產(chǎn)生了較大的溫度差。為了油墨的噴出特性的提高，更加準(zhǔn)確地計(jì)測被噴出的油墨的溫度較為重要。因此，作為用于對(duì)經(jīng)由噴嘴而被噴出的油墨的溫度更加準(zhǔn)確地進(jìn)行計(jì)測的方法，提出了專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2所公開的結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)I中，該記錄頭通過將放熱基板和流道基板接合而形成，且溫度傳感器被埋設(shè)于放熱基板中。此外，專利文獻(xiàn)2中，作為溫度檢測傳感器的熱敏電阻在形成于流道形成基板上的下部電極上通過絕緣膜而確保了與下部電極之間的相互絕緣的基礎(chǔ)上，被配置于所述絕緣膜的上表面上。由于在如上文所述的專利文獻(xiàn)I中，溫度傳感器以與油墨接觸的這種狀態(tài)被埋設(shè)于放熱基板中，因此認(rèn)為在其電極等的絕緣性的確保上存在問題。此外，在專利文獻(xiàn)2中，由于在形成于流道形成基板上的下部電極上通過絕緣膜而確保了與下部電極之間的相互絕緣的基礎(chǔ)上，將溫度檢測傳感器配置在所述絕緣膜的上表面上，因此存在如下問題，即，不僅該部分的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，而且是對(duì)隔著下電極膜和絕緣膜的油墨溫度進(jìn)行計(jì)測，因此與此相對(duì)應(yīng)，精度也將下降。另外，這種問題不僅存在于噴出油墨的噴墨式記錄頭中，也同樣存在于噴射油墨以外的液體的液體噴射頭中。專利文獻(xiàn)I :日本特開2004-345109號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2006-205735號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于，提供ー種液體噴射頭和液體噴射裝置，其具備能夠準(zhǔn)確地計(jì)測被噴出的液體的溫度的溫度傳感器，從而以對(duì)應(yīng)于液體粘度的適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)波形來使液體被噴出。解決上述課題的本發(fā)明的方式涉及ー種液體噴射頭，其特征在于，具備流道形成基板，其設(shè)置有與噴射液體的噴嘴連通的壓カ產(chǎn)生室，且由硅構(gòu)成；壓力產(chǎn)生構(gòu)件，其以與所述壓カ產(chǎn)生室對(duì)置的方式被設(shè)置在所述流道形成基板上，并使所述壓カ產(chǎn)生室內(nèi)的所述液體產(chǎn)生壓カ變化；流道部件，其具有收納所述壓カ產(chǎn)生構(gòu)件的保持部，并與所述流道形成基板的設(shè)置有所述壓カ產(chǎn)生構(gòu)件的面相接合，并且，所述流道部件由硅構(gòu)成，在所述流道部件的所述流道形成基板相反側(cè)的面上設(shè)置有溫度傳感器。在所涉及的方式中，表示從噴嘴噴出的液體的溫度的熱量經(jīng)由具有良好的熱傳導(dǎo)率的硅基板，而向同樣由硅基板形成的流道部件被傳遞，從而由溫度傳感器檢測出。其結(jié)果為，能夠高精度地對(duì)所述液體的溫度進(jìn)行計(jì)測。此處，優(yōu)選為，在所述溫度傳感器上設(shè)置有與之電連接的引線，所述引線與設(shè)置有 驅(qū)動(dòng)上述壓カ產(chǎn)生構(gòu)件的電路的基板相連接。其原因在于，在該情況下，能夠利用基板的配線而向預(yù)定的基板等良好地送出溫度傳感器計(jì)測出的溫度信息。而且，本發(fā)明的其他方式涉及ー種液體噴射裝置，其特征在于，具有上述液體噴射頭，且被構(gòu)成為，根據(jù)所述溫度傳感器檢測出的溫度來切換驅(qū)動(dòng)所述壓カ產(chǎn)生構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)波形。在所涉及的方式中，由于能夠高精度地對(duì)表示從液體噴射頭噴出的液體的溫度的溫度信息進(jìn)行檢測，因此能夠以與之對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)波形來驅(qū)動(dòng)液體噴射頭。其結(jié)果為，能夠?qū)崿F(xiàn)可通過液體的噴出特性的提高而使印刷物等的質(zhì)量提高的液體噴射裝置。


圖I為實(shí)施方式所涉及的記錄頭的分解立體圖。圖2為實(shí)施方式所涉及的記錄頭的壓カ產(chǎn)生室的長度方向上的剖視圖。圖3為將圖2中的熱敏電阻部分抽出表示的放大圖。圖4為表示包含熱敏電阻的部分的等效電路的電路圖。圖5為表示實(shí)施方式所涉及的噴墨式記錄裝置的一個(gè)示例的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖I為，本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的液體噴射頭的ー個(gè)示例、即噴墨式記錄頭(以下，也簡稱為記錄頭)的分解立體圖。圖2為，記錄頭的壓力產(chǎn)生室的長度方向上的剖視圖。如兩圖所示，在構(gòu)成記錄頭20的流道形成基板21上，設(shè)置有兩列由多個(gè)壓カ產(chǎn)生室22在流道形成基板21的寬度方向上并排設(shè)置而成的列。此外，在各個(gè)列的壓カ產(chǎn)生室22的長度方向外側(cè)的區(qū)域內(nèi)形成有連通部23，連通部23和各個(gè)壓カ產(chǎn)生室22通過對(duì)應(yīng)于每個(gè)壓力產(chǎn)生室22而設(shè)置的油墨供給通道24和連通通道25而被連通。本實(shí)施方式中的流道形成基板21為，通過蝕刻而在硅基板上形成了壓カ產(chǎn)生室22等的部件。在流道形成基板21的一個(gè)面上接合有噴嘴板27，所述噴嘴板27上貫穿設(shè)置有與各個(gè)壓カ產(chǎn)生室22的油墨供給通道24的相反側(cè)的端部附近相連通的噴嘴26。另ー方面，在流道形成基板21的噴嘴板27相反側(cè)的面上，經(jīng)由彈性膜28和絕緣體膜29而形成有壓電元件30。壓電元件30由第一電極31、壓電體層32、第二電極33構(gòu)成。在構(gòu)成各個(gè)壓電元件30的第二電極33上，連接有延伸至絕緣體膜29上的引線電極34。引線電極34的一端部與第二電極33相連接，且另一端部側(cè)與安裝有用于驅(qū)動(dòng)壓電元件30的驅(qū)動(dòng)IC35a的COF基板35相連接。以此種方式，COF基板35的一端側(cè)與引線電極34相連接，而COF基板35的另一端側(cè)與被固定在該記錄頭20的上方的外殼部件(未圖示)上的電路基板(未圖示)相連接。在形成有這種壓電元件30的流道形成基板21上，干與壓電元件30對(duì)置的區(qū)域內(nèi)，通過粘合劑38而接合有保護(hù)基板37，所述保護(hù)基板37具備，作為用于保護(hù)壓電元件30的空間的壓電元件保持部36。此外，在保護(hù)基板37上設(shè)置有歧管部39。在本實(shí)施方式中，該歧管部39與流道形成基板21的連通部23相連通，從而構(gòu)成了成為各個(gè)壓カ產(chǎn)生室22的共用的油墨室的歧管40。 此外，在保護(hù)基板37上設(shè)置有在厚度方向上貫穿保護(hù)基板37的貫穿孔41。本實(shí)施方式中，貫穿孔41被設(shè)置于兩個(gè)壓電元件保持部36之間。而且，從各個(gè)壓電元件30引出的引線電極34的端部附近被設(shè)置為，在貫穿孔41內(nèi)露出。所涉及的保護(hù)基板37由硅基板形成，且為通過對(duì)該硅基板的蝕刻而形成了壓電元件保持部36和歧管部39等的部件，并且在該流道形成基板21相反側(cè)(在圖2中為上側(cè))的面上，配置有作為溫度傳感器的熱敏電阻52。由此來計(jì)測保護(hù)基板37的上表面的溫度。另外，該部分的連接結(jié)構(gòu)等詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，將在后文中進(jìn)行詳細(xì)敘述。而且，在保護(hù)基板37上，接合有由密封膜44以及固定板45構(gòu)成的可塑性基板46。此處，密封膜44由剛性較低并具有撓性的材料構(gòu)成，通過該密封膜44，從而使歧管部39的一個(gè)面被密封。此外，固定板45由金屬等的硬質(zhì)材料而形成。由于該固定板45的與歧管40對(duì)置的區(qū)域成為在厚度方向上完全被去除的開ロ部47，因此歧管40的一個(gè)面僅通過具有撓性的密封膜44而被密封。而且，在可塑性基板46上設(shè)置有用于向歧管40內(nèi)導(dǎo)入油墨的油墨導(dǎo)入口 48。在可塑性基板46上固定有頭外殼49。在頭外殼49上設(shè)置有油墨導(dǎo)入通道50,所述油墨導(dǎo)入通道50與油墨導(dǎo)入ロ 48連通從而向歧管40供給來自墨盒等貯留構(gòu)件的油墨。而且，在頭外殼49上設(shè)置有與被設(shè)置在保護(hù)基板37上的貫穿孔41連通的配線部件保持孔51，C0F基板35以被插穿于配線部件保持孔51內(nèi)的狀態(tài)下而使其一端側(cè)與引線電極34相連接。圖3為將圖2中的熱敏電阻部分抽出表示的放大圖。如該圖所示，熱敏電阻52的兩條引線53A、53B均與COF基板35相連接。即，引線53A、53B沿著保護(hù)基板37的面向貫穿孔41的壁面而從保護(hù)基板37的上表面朝向下方配置，且在絕緣體膜29的上表面處與引線電極34同樣地與COF基板35的兩條配線分別連接從而與電路基板(未圖示)相連接，進(jìn)而與外部的預(yù)定的電路相連接。在此，引線53B被接地。因此，當(dāng)然也可以僅使引線53A與COF基板35的配線相連接，而使引線53B另行與接地電位的部分相連接。圖4為此時(shí)的溫度測量部分的等效電路的ー個(gè)示例。如該圖所示，在電阻值根據(jù)溫度而發(fā)生變化的可變電阻Rt、即熱敏電阻52上串聯(lián)有固定電阻R1。因此，通過由電壓計(jì)V對(duì)固定電阻Rl的兩端的電壓進(jìn)行計(jì)測，從而能夠通過可變電阻Rt的電阻值而檢測出需要計(jì)測的溫度。其原因在于，由電壓計(jì)V計(jì)測出的電壓作為下述的值而被施加，S卩，通過由固定電阻Rl和可變電阻Rt的電阻值決定的分壓比而將電源電壓Vcc分壓后的值。在所涉及的記錄頭20中，壓電元件30通過預(yù)定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果為，通過壓カ產(chǎn)生室22中產(chǎn)生的壓力，從而使油墨滴從壓カ產(chǎn)生室22經(jīng)由噴嘴26而被噴出。在此，由于通過被配置在保護(hù)基板37上的熱敏電阻52來檢測反映出油墨溫度的溫度信息，因此能夠根據(jù)該溫度信息而選擇適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)，從而利用所選擇的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)壓電元件30。在此，由于對(duì)由硅基板形成且具有良好的熱傳導(dǎo)性的保護(hù)基板37的溫度進(jìn)行計(jì)測，因此由熱敏電阻52檢測出的溫度高精度地反映了實(shí)際的油墨的溫度。即，流道形成基板2良好地傳導(dǎo)壓力產(chǎn)生室22和連通部23的油墨的溫度，且保護(hù)基板37良好地傳導(dǎo)歧管部39的溫度。因此，也能夠?qū)⒒谒婕暗臏囟刃畔⒌尿?qū)動(dòng)信號(hào)設(shè)定為考慮到該油墨溫度的理想的波形。 (其他的實(shí)施方式)以上，雖然對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)并不限定于上述內(nèi)容。例如，雖然在上述的實(shí)施方式中，采取了使熱敏電阻52的引線53A、53B與COF基板35相連接而向外部引出的結(jié)構(gòu)，但顯然并不限定于此。只要熱敏電阻52的配置位置在作為流道部件的保護(hù)基板37的上表面上，則并無其他限制。因此，例如在通過引線接合而對(duì)保護(hù)基板上的IC和引線電極進(jìn)行連接的形式的裝置中，可以構(gòu)成為，利用一端部與保護(hù)基板的上表面相連接的FPC而將熱敏電阻52的信號(hào)向外部取出。雖然在上述實(shí)施方式中，作為使壓力產(chǎn)生室22產(chǎn)生壓カ變化的壓カ產(chǎn)生構(gòu)件，利用薄膜型的壓電元件30而進(jìn)行了說明，但并不特別限定于此，例如，可以使用如下元件，即，通過粘貼印刷電路基板等方法而形成的厚膜型的壓電致動(dòng)器、或使壓電材料和電極形成材料交替層疊并在軸向上進(jìn)行伸縮的縱振動(dòng)型壓電致動(dòng)器等。此外，作為壓カ產(chǎn)生構(gòu)件，可以使用如下兩種構(gòu)件，即，將發(fā)熱元件配置在壓カ產(chǎn)生室內(nèi)，通過因發(fā)熱元件的發(fā)熱而產(chǎn)生的氣泡，從而使液滴從噴嘴噴出的構(gòu)件，或使振動(dòng)板和電極之間產(chǎn)生靜電，通過靜電カ而使振動(dòng)板發(fā)生變形，從而使液滴從噴嘴噴出的、所謂的靜電式致動(dòng)器等。上述實(shí)施方式所涉及的噴墨式記錄頭構(gòu)成具備與墨盒等連通的油墨流道的記錄頭單元的一部分，并被搭載于噴墨式記錄裝置中。圖5為，表示該噴墨式記錄裝置的ー個(gè)示例的示意圖。如該圖所示，在具有上述實(shí)施方式所涉及的噴墨式記錄頭的記錄頭単元1A、IB中，以可拆卸的方式而設(shè)置有構(gòu)成油墨供給構(gòu)件的墨盒2A、2B，搭載有該記錄頭單元IA和IB的滑架3以在軸向上移動(dòng)自如的方式而被設(shè)置在安裝于裝置主體4上的滑架軸5上。該記錄頭單元IA和IB例如分別被設(shè)定為，噴出黑色油墨組成物和彩色油墨組成物的単元。而且，通過使驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)カ經(jīng)由未圖示的多個(gè)齒輪和正時(shí)帶7而向滑架3傳遞，從而使搭載有記錄頭単元IA和IB的滑架3沿著滑架軸5而進(jìn)行移動(dòng)。另ー方面，在裝置主體4上沿著滑架軸5而設(shè)置有滾筒8，通過未圖示的供紙輥等而被供紙的紙等的、作為記錄介質(zhì)的記錄薄片S被卷繞在滾筒8上而輸送。另外，雖然在上述的示例中采取了如下的記錄裝置，即，將記錄頭單元1A、1B搭載于在與記錄紙S的輸送方向交叉的方向(主掃描方向)上移動(dòng)的滑架3上，并在使記錄頭単元1A、1B在主掃描方向上移動(dòng)的同時(shí)實(shí)施印刷的、所謂的串行式噴墨式記錄裝置，但并不限定于此。顯然也可以采取記錄頭被固定而僅通過輸送記錄紙S來實(shí)施印刷的、所謂的行式噴墨記錄裝置。而且，雖然在上述實(shí)施方式中，作為液體噴射裝置的ー個(gè)示例，列舉噴墨式記錄裝置而進(jìn)行了說明，但本發(fā)明為廣泛地以具備液體噴射頭的液體噴射裝置整體為對(duì)象的發(fā)明，其顯然也適用于具備噴射油墨以外的液體的液體噴射頭的液體噴射裝置。作為其他的液體噴射頭，例如，可列舉出打印機(jī)等的圖像記錄裝置中所使用的各種記錄頭、液晶顯示器等的濾色器的制造中所使用的顏色材料噴射頭、有機(jī)EL(Electro Luminescence,電致發(fā)光)顯示器和FED (面發(fā)光顯示器)等的電極形成中所使用的電極材料噴射頭、生物芯片(chip)制造中所使用的生體有機(jī)物噴射頭等。
符號(hào)說明20噴墨式記錄頭(記錄頭)，21流道形成基板，22壓カ產(chǎn)生室，23連通部，26 噴嘴，27噴嘴板，28彈性膜，29絕緣體膜，30壓電元件，34引線電極，35 COF 基板，37保護(hù)基板，40 歧管，52熱敏電阻，53A、53B 引線。
權(quán)利要求
1.ー種液體噴射頭，其特征在于，具有 流道形成基板，其設(shè)置有與噴射液體的噴嘴連通的壓カ產(chǎn)生室，且由硅構(gòu)成； 壓カ產(chǎn)生構(gòu)件，其以與所述壓カ產(chǎn)生室對(duì)置的方式被設(shè)置在所述流道形成基板上，并使所述壓カ產(chǎn)生室內(nèi)的所述液體產(chǎn)生壓カ變化； 流道部件，其具有收納所述壓カ產(chǎn)生構(gòu)件的保持部，并與所述流道形成基板的設(shè)置有所述壓カ產(chǎn)生構(gòu)件的面相接合， 所述流道部件由硅構(gòu)成，在所述流道部件的所述流道形成基板相反側(cè)的面上設(shè)置有溫度傳感器。
2.如權(quán)利要求I所述的液體噴射頭，其特征在干， 在所述溫度傳感器上設(shè)置有與之電連接的引線， 所述引線與設(shè)置有驅(qū)動(dòng)所述壓カ產(chǎn)生構(gòu)件的電路的基板相連接。
3.ー種液體噴射裝置，其特征在干， 具有權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的液體噴射頭，且被構(gòu)成為，根據(jù)所述溫度傳感器檢測出的溫度來切換驅(qū)動(dòng)所述壓カ產(chǎn)生構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)波形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液體噴射頭和液體噴射裝置，該液體噴射頭具備能夠準(zhǔn)確地計(jì)測被噴出的液體的溫度的溫度傳感器，從而以對(duì)應(yīng)于液體粘度的適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)波形而使液體噴出。所述液體噴射頭具備流道形成基板(21)，其設(shè)置有與噴射液體的噴嘴(26)連通的壓力產(chǎn)生室(22)，且由硅構(gòu)成；壓電元件(30)，其以與所述壓力產(chǎn)生室對(duì)置的方式被設(shè)置在所述流道形成基板上，并使所述壓力產(chǎn)生室內(nèi)的所述液體產(chǎn)生壓力變化；保護(hù)基板(37)，其具有收納所述壓力產(chǎn)生構(gòu)件的保持部(36)，并與所述流道形成基板的設(shè)置有所述壓力產(chǎn)生構(gòu)件的面相接合，并且，所述流道部件由硅構(gòu)成，在所述流道部件的所述流道形成基板相反側(cè)的面上設(shè)置有熱敏電阻(52)。
文檔編號(hào)B41J2/01GK102689516SQ201210074878
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者大脅寬成 申請人:精工愛普生株式會(huì)社