液體噴出頭以及液體噴出裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液體噴出頭以及液體噴出裝置，其能夠使壓力室的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提高。液體噴出頭(1)至少層疊有流道基板(30)和壓力室基板(10)，且具備作動(dòng)器(2)，其中，所述流道基板(30)具有與噴嘴(81)相連通的連通孔(31)，所述壓力室基板(10)具有成為壓力室(12)的空間，所述作動(dòng)器(2)具有被電極(21、22)夾持并向壓力室(12)施加壓力的有源部(4)。壓力室基板(10)具有所述空間中位于與有源部(4)相對應(yīng)的區(qū)域的第一空間(S1)，和位于與第一空間相比而靠近噴嘴(81)的位置處且與第一空間(S1)相連通的第二空間(S2)。連通孔(31)在所述層疊方向上不與第一空間(S1)重疊，而至少有一部分與第二空間(S2)重疊。
【專利說明】液體噴出頭以及液體噴出裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液體噴出頭以及液體噴出裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]作為液體噴出頭(液體噴射頭)，已知一種如下的噴墨頭，其具備:流道單元，其通過使由隔壁隔開的各個(gè)壓力室在長度方向上并行而形成；壓電作動(dòng)器，其用于向各個(gè)壓力室內(nèi)的油墨施加壓力(參照專利文獻(xiàn)I)。在該流道單元中相互層疊有壓力室板、底板、歧管板以及噴嘴板。底板及歧管板中與噴嘴相連通的貫穿孔被形成于壓力室的正下方。此外，底板中與歧管相連通的貫穿孔也被形成于壓力室的正下方。
[0003]在謀求印刷物等輸出物的高畫質(zhì)化的近幾年，噴嘴的高密度化不斷推進(jìn)。但是，噴嘴的密度越高，則分隔壓力室彼此的隔壁等變得越薄，從而考慮到形成壓力室的結(jié)構(gòu)的剛性降低的情況。當(dāng)該剛性降低時(shí)，有可能會產(chǎn)生對自相鄰的噴嘴的液體噴出造成影響的被稱為串?dāng)_的現(xiàn)象，從而有可能因墨滴的噴落位置難以控制而使印字品質(zhì)降低。此外，這樣的問題并不僅限于噴墨頭，還同樣存在于各種液體噴出頭以及液體噴出裝置(液體噴射裝置)中。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-213123號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠使壓力室的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提高的技術(shù)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的之一，本發(fā)明提供一種液體噴出頭，其至少層疊有流道基板和壓力室基板，且具備作動(dòng)器，其中，所述流道基板具有與噴嘴相連通的連通孔，所述壓力室基板具有成為壓力室的空間，所述作動(dòng)器具有被電極夾持且向上述壓力室施加壓力的有源部，所述液體噴出頭具有如下方式，即，所述壓力室基板具有所述空間中位于與所述有源部相對應(yīng)的區(qū)域的第一空間，和位于與第一空間相比而靠近噴嘴的位置處且與第一空間相連通的第二空間，所述連通孔在所述層疊方向上不與所述第一空間重疊，而至少有一部分與所述第二空間重疊。
[0007]此外，具有具備所述液體噴出頭的噴墨打印機(jī)等液體噴出裝置的方式。
[0008]由于上述流道基板的連通孔與位于與作動(dòng)器的有源部相對應(yīng)的區(qū)域的第一空間在層疊方向上不重疊，因此能夠提高流道基板中與第一空間重疊的部位的剛性，且能夠提高易于受到來自作動(dòng)器的有源部的力的壓力室隔壁等的剛性。因此，上述方式能夠提供一種使壓力室的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提高的液體噴出頭以及液體噴出裝置。
[0009]在此，流道基板與壓力室基板既可以以相接的狀態(tài)層疊，也可以經(jīng)由其他部件而層置。
[0010]也可以采用如下方式，S卩，所述流道基板具有第二連通孔，所述第二連通孔與貯存向所述壓力室供給的液體的共用液室相連通。也可以采用如下方式，即，所述壓力室基板具有第三空間，所述第三空間位于與所述第一空間相比而遠(yuǎn)離所述噴嘴的位置處且與所述第一空間相連通。也可以采用如下方式，即，所述第二連通孔在所述層疊方向上不與所述第一空間重疊，而至少有一部分與所述第三空間重疊。
[0011]上述流道基板的第二連通孔與位于與作動(dòng)器的有源部相對應(yīng)的區(qū)域的第一空間在層疊方向上不重疊，因此能夠提高流道基板中與第一空間重疊的部位的剛性，且能夠提高易于受到來自作動(dòng)器的有源部的力的壓力室隔壁等的剛性。因此，上述方式能夠提供一種使壓力室的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度進(jìn)一步提高的液體噴出頭。
[0012]雖然所述第三空間可以不隔著所述第一空間而位于與所述第二空間相反的一側(cè)，但是也可以位于隔著所述第一空間而位于與所述第二空間相反的一側(cè)。該方式能夠提供一種使壓力室的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度進(jìn)一步提高的液體噴出頭。
[0013]也可以采用如下方式，S卩，所述第三空間中與所述第二連通孔相對置的流道面的至少一部分傾斜成，越遠(yuǎn)離所述第一空間則越接近所述第二連通孔。該方式能夠提供一種使壓力室的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提高的優(yōu)選的液體噴出頭。
[0014]此外，也可以采用如下方式，S卩，所述第二空間中與所述連通孔相對置的流道面的至少一部分傾斜成，越遠(yuǎn)離所述第一空間則越接近所述連通孔。該方式能夠提供一種使壓力室的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提高的優(yōu)選的液體噴出頭。
[0015]雖然所述壓力室可以被形成為在俯視觀察時(shí)呈大致矩形狀，但也可以被形成為在俯視觀察時(shí)呈大致橢圓狀。該方式能夠抑制壓力室的長大化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為例示記錄頭I的剖視圖。
[0017]圖2為例示記錄頭I的主要部分的剖視圖。
[0018]圖3為例示流道基板30的主要部分的立體圖。
[0019]圖4為例示壓力室基板10的主要部分的俯視圖。
[0020]圖5(a)為例示圖2的線Al的位置處的記錄頭I的主要部分的剖視圖，(b)、(c)為例示作動(dòng)器2的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0021]圖6(a)為例示圖2的線A2的位置處的記錄頭I的主要部分的剖視圖，(b)為例示圖2的線A3的位置處的記錄頭I的主要部分的剖視圖。
[0022]圖7為例示記錄裝置200的結(jié)構(gòu)的概要的立體圖。
[0023]圖8為表示形成大致橢圓狀的壓力室12A的改變例的壓力室基板10的主要部分的俯視圖。
[0024]圖9為例示比較例的記錄頭901的主要部分的剖視圖。
[0025]圖10(a)為例示圖9的線A92的位置處的記錄頭901的主要部分的剖視圖，(b)為例示圖9的線A93的位置處的記錄頭901的主要部分的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。當(dāng)然，以下的實(shí)施方式僅為例示本發(fā)明的方式，實(shí)施方式所示的全部特征并不一定均是發(fā)明的解決方法所必須的。
[0027](I)液體噴出頭的結(jié)構(gòu)示例:
[0028]圖1為通過相對于壓力室12的寬度方向D3 (參照圖4)的垂直面來剖視觀察作為液體噴出頭(液體噴射頭)的一個(gè)示例的噴墨式記錄頭I時(shí)的圖，圖2為將圖1的B部分放大了的圖，圖3為例示流道基板30的噴嘴板側(cè)的面30b的主要部分的立體圖，圖4為為了便于說明而以從壓力室基板10的振動(dòng)板側(cè)的面1a上剝離振動(dòng)板16的方式來例示壓力室基板10的主要部分的俯視圖，圖5(a)?(c)為在圖2的線Al的位置處通過相對于壓力室12的長度方向D2的垂直面來剖視觀察記錄頭I的主要部分時(shí)的圖，圖6(a)、(b)為在圖2的線A2、A3的位置處通過相對于壓力室12的長度方向D2的垂直面來剖視觀察記錄頭I的主要部分時(shí)的圖。在圖3中，省略了寬度方向D3中央側(cè)的獨(dú)立流道壁34的圖示。在圖4中，由雙點(diǎn)劃線來表示作動(dòng)器2的有源部4的位置。
[0029]在上述圖中，符號Dl表示壓電元件3、基板10、30、50、殼體蓋(case head)70以及噴嘴板80的厚度方向。符號D2表示壓力室12的長度方向，例如被設(shè)為流道基板30的獨(dú)立流道35的方向。符號D3表示壓力室12的寬度方向，例如被設(shè)為壓力室12的并排設(shè)置方向。雖然各方向D1、D2、D3米種互相正交的方式,但是只要相互交叉則也可以不正交。為了便于理解而存在如下情況，即，各個(gè)方向Dl、D2、D3的放大率不同，且各個(gè)附圖未進(jìn)行整八口 ο
[0030]另外，本說明書中進(jìn)行說明的位置關(guān)系僅為用于對發(fā)明進(jìn)行說明的例示，而不對發(fā)明進(jìn)行限定。因此，在壓力室的下方以外的位置，例如在壓力室的上、左、右等處配置有流道基板的情況也包含在本發(fā)明中。此外，方向或位置等的相同、正交等并非僅指精確的相同、正交等，還有包括在制造時(shí)等產(chǎn)生的誤差等的含義。而且，相接以及接合包括在兩者間存在粘合劑等部件的情況和在兩者間不存在部件的情況這兩種情況。
[0031]被例示記錄頭I的本技術(shù)的液體噴出頭至少層疊有流道基板30和壓力室基板10，且具備作動(dòng)器2，其中，所述流道基板30具有與噴嘴81相連通的連通孔31，所述壓力室基板10具有成為壓力室12的空間，所述作動(dòng)器2被電極21、22夾持并向壓力室12施加壓力的有源部4。壓力室基板10具有所述空間中位于與有源部4相對應(yīng)的區(qū)域的第一空間SI，和位于與第一空間SI相比而靠近噴嘴81的位置處且與第一空間SI相連的第二空間S2。連通孔31在上述層疊方向上不與第一空間SI重疊，而至少有一部分與第二空間S2重疊。本液體噴出頭通過使連通孔31與有源部4以不重疊的方式偏置，從而確保了壓力室隔壁11等的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。
[0032]圖7所示的被例示為記錄裝置200的液體噴出裝置(液體噴射裝置)具有如上所述的液體噴出頭。
[0033]在此，流道基板30與壓力室基板10被層疊的情況包括，兩基板30、10在相接的狀態(tài)下互相接合的情況，以及兩基板30、10隔著與兩基板30、10不同的間隔部件而配置的情況。至少層疊有兩基板30、10的情況包括，僅層疊有兩基板30、10的情況，和層疊有噴嘴板80等一個(gè)以上的其他部件以及兩基板30、10的情況。
[0034]連通孔31與第二空間S2在所述層疊方向上重疊的情況還包括如下情況中的任意一種，即，連通孔31與第二空間S2直接相接的情況，連通孔31和第二空間S2隔著間隔部件而配置的情況。
[0035]在作動(dòng)器2中包括壓電元件、因發(fā)熱而使壓力室內(nèi)產(chǎn)生氣泡的發(fā)熱元件等。
[0036]圖1、2所示的記錄頭I具備壓力室基板10、流道基板30、保護(hù)基板50、殼體蓋70、噴嘴板80等，其中，在所述壓力室基板10上設(shè)置有壓電作動(dòng)器2。
[0037]在圖2等所示的壓力室基板10中，形成與各個(gè)噴嘴81相對應(yīng)的獨(dú)立的壓力室12，且在振動(dòng)板側(cè)的面1a上設(shè)置有振動(dòng)板16，并且在流道基板側(cè)的面1b上接合有流道基板
30。圖2等所示的壓力室基板10具有成為壓力室12的空間S1、S2、S3。壓力室基板10與流道基板30通過例如粘合劑而被接合。振動(dòng)板16構(gòu)成壓力室12的壓電元件3側(cè)的壁，且流道基板30的壓力室基板側(cè)的面30a構(gòu)成了壓力室12的流道基板30側(cè)的壁。圖4等所示的壓力室12被形成為，在俯視觀察壓力室基板10時(shí)呈長條的大致四邊形，且隔著隔壁11而在寬度方向D3上排列。在謀求噴嘴的高密度化的近幾年，將壓力室12彼此分隔的隔壁11逐漸變薄。當(dāng)隔壁11變薄時(shí)，壓力室12的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度將有可能降低。
[0038]壓力室基板10的材料可以使用硅基板、不銹鋼(SUS)之類的金屬、陶瓷、玻璃、合成樹脂等。若舉出一個(gè)示例，雖然壓力室基板10沒有被特別地限定，但能夠由膜厚厚達(dá)例如數(shù)百μ m左右從而剛性較高的單晶硅基板等形成。由多個(gè)隔壁11劃分的壓力室12可通過例如使用了 KOH水溶液等堿性溶液的各向異性蝕刻(濕式蝕刻)等來形成。
[0039]圖2等所示的作動(dòng)器2包括振動(dòng)板16和壓電元件3。
[0040]振動(dòng)板16的材料可以使用氧化硅(S1x)、金屬氧化物、陶瓷、合成樹脂等。振動(dòng)板既可以通過對未被分離的壓力室基板的表面進(jìn)行改性等而與壓力室基板一體形成，也可以通過與壓力室基板相接合而被層疊。此外振動(dòng)板也可以由多個(gè)膜構(gòu)成。若舉出一個(gè)示例，則在硅制的壓力室基板上形成氧化硅膜之類的彈性膜，并在該彈性膜上形成氧化鋯(ZrOx)之類的絕緣膜，雖然沒有被特別地限定，但例如可以由含有彈性膜與絕緣膜的層疊膜構(gòu)成厚度為例如數(shù)百nm?數(shù)μ m左右的振動(dòng)板。彈性膜例如能夠通過在1000?1200°C左右的擴(kuò)散爐中對壓力室基板用的硅晶片進(jìn)行熱氧化等從而形成于壓力室基板上。絕緣膜例如能夠通過在利用濺射法之類的氣相法等將鋯(Zr)層形成于彈性膜上之后，在500?1200°C左右的擴(kuò)散爐中對鋯層進(jìn)行熱氧化等的方式來形成。
[0041]圖2所示的壓電元件3具有:壓電體層23 ;下電極(第一電極)21，其被設(shè)置于壓電體層23的壓力室12側(cè)；上電極(第二電極)22，其被設(shè)置于壓電體層23的另一側(cè)，并且所述壓電元件3被設(shè)置于振動(dòng)板16上。電極21、22中的一個(gè)可以被設(shè)為共用電極。圖2中圖示了下電極21例如作為獨(dú)立電極而與柔性基板等連接配線66相連接，且上電極22例如作為共用電極而被接地。兩個(gè)電極可以使用Pt (鉬)、Au (金)、Ir (銥)、Ti (鈦)、這些金屬的導(dǎo)電性氧化物等的一種以上的材料，雖然沒有被特別地限定，但是可以將厚度設(shè)為例如數(shù)nm?數(shù)百nm左右。也可采用如下方式，即，下電極和上電極中的至少一方連接有金屬等的導(dǎo)電性材料的引線電極。壓電體層23可以使用PZT(鋯鈦酸鉛，由化學(xué)計(jì)量比Pb(Zrx，Ti1JO3表示)之類的鉛類鈣鈦礦型氧化物、非鉛系鈣鈦礦型氧化物之類的鐵電體材料等，雖然沒有被特別地限定，但是可以將厚度設(shè)為例如數(shù)百nm?數(shù)μ m左右。
[0042]下電極21、上電極22或引線電極例如可以通過利用濺射法之類的氣相法等在振動(dòng)板上形成電極膜并進(jìn)行圖案形成等而形成。壓電體層23可以通過利用旋涂法之類的液相法或氣相法等在下電極上形成壓電體前驅(qū)體膜并通過燒成等而使之結(jié)晶化且進(jìn)行圖案形成等而形成。
[0043]壓電元件3中作為進(jìn)行動(dòng)作的部分的有源部4成為，壓電體層23被兩個(gè)電極21、22而夾持的區(qū)域。在圖2的示例中，位于在長度方向D2上與壓力室12的兩端部相比而成為內(nèi)側(cè)的長度方向有源端4a、4b之間的部分的壓電元件3為有源部4，且該有源部4的外側(cè)為無源部。長度方向D2上的有源部4的右側(cè)(噴嘴81側(cè))的有源端4a為上電極22以及壓電體層23的端部，下電極21從有源端4a起進(jìn)一步向右側(cè)延伸。長度方向D2上的有源部4的左側(cè)(共用液室37側(cè))的有源端4b為兩電極21、22以及壓電體層23的端部。
[0044]圖5(a)為圖示了于在寬度方向D3上與壓力室12的兩端部相比而成為內(nèi)側(cè)的寬度方向有源端4c、4d之間的振動(dòng)板16上設(shè)置了有源部4的示例。
[0045]在圖5(b)、(C)的示例中，位于在寬度方向D3上與壓力室12的兩端部相比而成為內(nèi)側(cè)的寬度方向有源端4c、4d之間的部分的壓電元件3為有源部4，且該有源部4的外側(cè)為無源部。在圖5(b)中圖示了寬度方向有源端4c、4d為上電極22以及壓電體層23的端部，下電極21從有源端4c、4d起進(jìn)一步向外側(cè)延伸的示例。雖然未圖示，但在上電極于寬度方向D3上連接的共用上電極結(jié)構(gòu)的壓電元件的情況下，在寬度方向D3上壓電體層所存在的范圍內(nèi)，下電極的端部成為寬度方向有源端。
[0046]圖5(c)圖示了寬度方向有源端4c、4d為上電極22的端部，下電極21以及壓電體層23從有源端4c、4d進(jìn)一步向外側(cè)延伸的示例。在共用上電極結(jié)構(gòu)的情況下，下電極的端部成為寬度方向有源端。
[0047]如圖2、4、5(a)等所示，將壓力室基板10中位于與有源部4相對應(yīng)的區(qū)域的空間設(shè)為第一空間SI。該第一空間SI為，被形成于壓力室基板10的空間中的在俯視觀察時(shí)與有源部4重疊的部分，且為處于相對于壓力室基板10而對有源部4在厚度方向Dl上進(jìn)行投影的部分的空間。來自有源部4的壓力被直接施加于第一空間SI。
[0048]壓力室基板10中從長度方向有源端4a向長度方向D2的噴嘴81側(cè)，形成有與第一空間SI相連的第二空間S2。該第二空間S2與第一空間SI相比而位于噴嘴81的附近，且與流道基板30的第一連通孔31鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)至少有一部分與第一連通孔31重疊。第二空間S2中與連通孔31相對置的對置流道面的至少一部分(第二空間傾斜面13a)傾斜成，越遠(yuǎn)離第一空間SI則越接近連通孔31。圖2圖示了在所述對置流道面中形成未傾斜的第二空間非傾斜面13b的情況。該非傾斜面13b可以不存在，從而可以使所述對置流道面均由傾斜面13a構(gòu)成。傾斜面13a不僅可以為平面，還可為曲面。圖2所示的傾斜面13a的流道基板30側(cè)的邊緣部13al與連通孔31中位于第一空間SI的相反側(cè)的邊緣部31a相比而位于第一空間SI的附近。
[0049]壓力室基板10中從長度方向有源端4b向長度方向D2的共用液室37側(cè)，形成有與第一空間SI相連的第三空間S3。第三空間S3隔著第一空間SI而位于與第二空間S2相反的一側(cè)，且與第二空間S2分離。該第三空間S3與第一空間SI相比而位于共用液室37的附近，且與流道基板30的第二連通孔32鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)至少有一部分與第二連通孔32重疊。連通孔32與第三空間S3在俯視觀察時(shí)至少有一部分重疊的情況還包括如下情況中的任意一種，即，連通孔32與第三空間S3相接的情況，連通孔32和第三空間S3隔著間接部件而配置的情況。第三空間S3中與連通孔32相對置的對置流道面的至少一部分(第三空間傾斜面14a)傾斜成，越遠(yuǎn)離第一空間SI則越接近連通孔32。圖2圖示了在上述對置流道面中形成有未傾斜的第三空間非傾斜面14b的情況。該非傾斜面14b可以不存在，從而可以使上述對置流道面均由傾斜面14a構(gòu)成。傾斜面14a不僅可以為平面，還可為曲面。圖2所示的傾斜面14a的流道基板30側(cè)的邊緣部14al與連通孔32中位于第一空間SI的相反側(cè)的邊緣部32a相比而位于遠(yuǎn)離第一空間SI的位置處。
[0050]另外，從第一空間SI到第一連通孔31，液體Fl在壓力室12的長度方向D2上流動(dòng)與第二空間S2相對應(yīng)的量。因此，若不存在第二空間傾斜面13a，且第二空間S2為大致長方體形狀，則液體Fl容易滯留于第二空間S2內(nèi)，從而在第二空間S2內(nèi)使液體Fl的流動(dòng)受阻或者容易滯留氣泡。此外，從第二連通孔32到第一空間SI，液體Fl在壓力室12的長度方向D2上流動(dòng)與第三空間S3相對應(yīng)的量。因此，若不存在第三空間傾斜面14a，且第三空間S3為大致立方體形狀，則液體Fl容易滯留于第三空間S3內(nèi)，從而在第三空間S3內(nèi)使液體Fl的流動(dòng)受阻或者容易滯留氣泡。
[0051]由此可見，當(dāng)在第二空間S2中設(shè)置傾斜面13a，且在第三空間S3中設(shè)置傾斜面14a時(shí)，能夠抑制上述的問題。
[0052]但是，在通過不銹鋼之類的金屬板的沖壓加工來形成壓力室基板的情況下，不易形成傾斜面13a、14a。若由娃基板形成壓力室基板10,則能夠通過各向異性蝕刻而容易地形成傾斜面13a、14a。
[0053]圖2、3等所示的流道基板30具有與各個(gè)噴嘴81相對應(yīng)的獨(dú)立的連通孔31、32、共用液室37等液體流道，所述共用液室37貯存向壓力室12供給的油墨之類的液體F1。在流道基板30的壓力室基板側(cè)的面30a上接合有壓力室基板10以及殼體蓋70。流道基板30和殼體蓋70通過例如粘合劑而被接合。在流道基板30的噴嘴板側(cè)的面30b上接合有噴嘴板80。流道基板30和噴嘴板80通過例如粘合劑而被接合。
[0054]流道基板30的材料可以使用硅基板、不銹鋼之類的金屬、陶瓷、玻璃、合成樹脂等。若舉出一個(gè)示例，流道基板30沒有被特別地限定，但是能夠由厚度較厚從而剛性較高的單晶硅基板等形成。連通孔31、32、共用液室37等液體流道例如能夠通過使用KOH水溶液等堿性溶液的各向異性蝕刻(濕式蝕刻)等來形成。
[0055]第一連通孔31位于壓力室基板10的第二空間S2與噴嘴板80的噴嘴81之間，且與第二空間S2鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)至少有一部分與第二空間S2重疊，從而使該第二空間S2與噴嘴81連通。另一方面，連通孔31不與第一空間SI鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)不與第一空間SI重疊。由于連通孔31與第一空間SI不鄰接，因此第一空間SI的液體Fl不會直接流入連通孔31，而是在流入第二空間S2之后再向連通孔31流動(dòng)。圖6(a)圖示了圖2的線A2的位置處的相對于長度方向D2的垂直剖面的示例，如圖6(a)所示，在與長度方向有源端4a相對應(yīng)的位置處位于壓力室12的正下方的流道基板30為實(shí)心，連通孔31位于從有源端4a向長度方向D2的噴嘴81側(cè)的位置處。
[0056]第二連通孔32位于壓力室基板10的第三空間S3與流道基板30的共用液室37之間，且與第三空間S3鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)至少有一部分與第三空間S3重疊，從而使該第三空間S3與共用液室37連通。另一方面，連通孔32不與第一空間SI鄰接。換言之，在俯視觀察時(shí)不與第一空間SI重疊。由于連通孔32與第一空間SI不鄰接，因此連通孔32的液體Fl不會直接流入第一空間SI，而是在流入第三空間S3之后再向第一空間SI流動(dòng)。圖6(b)圖示了圖2的線A3的位置處的相對于長度方向D2的垂直剖面的示例，如圖6(b)所示，在與長度方向有源端4b相對應(yīng)的位置處位于壓力室12的正下方的流道基板30為實(shí)心，連通孔32位于從有源端4b向長度方向D2的共用液室37側(cè)的位置處。
[0057]使液體Fl向共用液室37流入的流入孔38為與被形成在殼體蓋70上的共用液室72相連的共用流道，并使共用液室72、37連通。共用液室72、37也被稱為貯液器。流入孔38的形狀包括圖3所示的狹縫狀、圓形、橢圓形、多邊形等。流入孔38的數(shù)目既可以為一個(gè)，也可以為兩個(gè)以上。在壓力室的長度方向D2上從流入孔38向第二連通孔32側(cè)，形成有從噴嘴板側(cè)的面30b凹陷的半蝕刻部33，流道壁34從半蝕刻部33向噴嘴板80側(cè)延伸，其中，所述流道壁34形成使液體Fl在壓力室的長度方向D2上流動(dòng)的獨(dú)立流道35。從流入孔38流入共用液室37內(nèi)的液體Fl從獨(dú)立的供給口 36流入到流道35中，并經(jīng)由連通孔32而流入到壓力室基板10的第三空間S3內(nèi)。
[0058]圖2等所示的保護(hù)基板50在與有源部4相對置的區(qū)域內(nèi)具有空間形成部52，且被接合于形成有壓電元件3的壓力室基板10上。保護(hù)基板50和設(shè)置有壓電元件3的壓力室基板10通過例如粘合劑而被接合?？臻g形成部52具有不阻礙有源部4的運(yùn)動(dòng)的程度的空間。保護(hù)基板50的材料可以使用硅基板、不銹鋼之類的金屬、陶瓷、玻璃、合成樹脂等。若舉出一個(gè)示例，雖然保護(hù)基板50沒有被特別地限定，但是可以由膜厚厚達(dá)例如數(shù)百μπι左右從而剛性較聞的單晶娃基板等形成。
[0059]圖1等所示的殼體蓋70具有位于與保護(hù)基板50相對置的區(qū)域內(nèi)的空間形成部71、供連接配線66通過的間隙74等，并且所述殼體蓋70形成貯存向壓力室12供給的液體Fl的共用液室72，且與流道基板30相接合?？臻g形成部71具有放入保護(hù)基板50的空間。共用液室72貯存從液體導(dǎo)入部73流入的液體Fl。流道基板30的壓力室基板側(cè)的面30a構(gòu)成壓力室12的壁的一部分，并且還構(gòu)成共用液室72的壁的一部分。殼體蓋70的材料可以使用玻璃、陶瓷、不銹鋼之類的金屬、合成樹脂、硅基板等。
[0060]圖1所示的驅(qū)動(dòng)電路65經(jīng)由連接配線66而對壓電元件3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電路65可以使用電路基板、半導(dǎo)體集成電路(IC)等。連接配線66可以使用柔性基板等。
[0061]圖2等所示的噴嘴板80具有多個(gè)在厚度方向Dl上貫穿的噴嘴81，且與流道基板
30相接合。噴嘴板80的材料可以使用不銹鋼之類的金屬、玻璃、陶瓷、合成樹脂、硅基板等。若舉出一個(gè)示例，雖然噴嘴板80沒有特別地限定，但是可以由厚度例如為0.01?Imm左右的玻璃陶瓷等形成。
[0062]本記錄頭I從與未圖示的外部液體供給單元相連接的液體導(dǎo)入部73導(dǎo)入油墨之類的液體Fl，并通過液體Fl填滿從共用液室72起經(jīng)由流入孔38、共用液室37、獨(dú)立流道
35、第二連通孔32、第三空間S3、第一空間S1、第二空間S2以及第一連通孔31直至噴嘴開口(噴嘴81)的內(nèi)部。當(dāng)根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)電路65的記錄信號而針對每個(gè)壓力室12向下電極21與上電極22之間施加電壓時(shí)，因處于有源部4的壓電體層23、下電極21以及振動(dòng)板16的變形而使壓力被施加于壓力室12內(nèi)，從而使油墨滴之類的液滴從噴嘴開口(噴嘴81)噴出。
[0063](2)液體噴出頭的作用以及效果:
[0064]接下來，對記錄頭I的作用以及效果進(jìn)行說明。
[0065]圖9為通過相對于壓力室12的寬度方向D3的垂直面來剖視觀察比較例所涉及的記錄頭901的主要部分時(shí)的圖。圖10(a)、(b)為在圖9的線A92、A93的位置處通過相對于壓力室12的長度方向D2的垂直面來剖視觀察記錄頭901的主要部分時(shí)的圖。在圖9、10所示的結(jié)構(gòu)要素中標(biāo)注與圖1?6所示的結(jié)構(gòu)要素相對應(yīng)的符號。在記錄頭901中，第一連通孔31位于長度方向有源端4a的正下方，且與對應(yīng)于有源部4的區(qū)域的空間S91鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)至少有一部分與空間S91重疊，從而使該空間S91與噴嘴81連通。如圖10(a)所示，由于在與長度方向有源端4a相對應(yīng)的位置處流道基板30的連通孔31的壁對隔壁11進(jìn)行支承，因此在有源部4向壓力室12側(cè)鼓出而對壓力室12施加壓力時(shí)，如圖10(a)的雙點(diǎn)劃線所示，隔壁11容易發(fā)生變形。當(dāng)隔壁11發(fā)生變形時(shí)，在寬度方向D3上相鄰的壓力室12產(chǎn)生將壓力變動(dòng)，從而有有可能產(chǎn)生對自相鄰的噴嘴的液體噴出造成影響的被稱作串?dāng)_的現(xiàn)象，且有可能因液滴的噴落位置難以控制而使印字品質(zhì)下降。
[0066]另外，記錄頭901的第二連通孔32位于長度方向有源端4b的正下方，且與對應(yīng)于有源部4的區(qū)域的空間S91鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)至少有一部分與空間S91重疊，從而使該空間S91與共用液室37連通。如圖10(b)所示，由于在與長度方向有源端4b相對應(yīng)的位置處流道基板30的連通孔32的壁對隔壁11進(jìn)行支承，因此在有源部4向壓力室12側(cè)鼓出而對壓力室12施加壓力時(shí)，如圖10(b)的雙點(diǎn)劃線所示，隔壁11將容易發(fā)生變形。由此，也有可能產(chǎn)生串?dāng)_現(xiàn)象，且有可能使印字品質(zhì)下降。
[0067]另一方面，圖2所示的記錄頭I的第一連通孔31位于從長度方向有源端4a向長度方向D2上的噴嘴81側(cè)的位置處。如圖6(a)所示，由于在與長度方向有源端4a相對應(yīng)的位置處流道基板30的實(shí)心部分能夠?qū)Ω舯?1進(jìn)行支承，因此在有源部4向壓力室12側(cè)鼓出而對壓力室12施加壓力時(shí)，隔壁11不易發(fā)生變形，從而不易產(chǎn)生串?dāng)_現(xiàn)象。由此，本技術(shù)能夠提聞流道基板30中與第一空間SI在層置方向上重置的部位的剛性，且能夠提聞易于受到來自有源部4的力的壓力室隔壁11等的剛性，從而有可能提高壓力室12的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，進(jìn)而提聞?dòng)∽制焚|(zhì)。
[0068]此外，記錄頭I的第二連通孔32位于從長度方向有源端4b向長度方向D2上的共用液室37側(cè)的位置處。如圖6(b)所示，由于能夠在與長度方向有源端4b相對應(yīng)的位置處由流道基板30的實(shí)心部分對隔壁11進(jìn)行支承，因此在有源部4向壓力室12側(cè)鼓出而對壓力室12施加壓力時(shí)，隔壁11不易發(fā)生變形，從而不易產(chǎn)生串?dāng)_現(xiàn)象。由此，本技術(shù)也能夠提聞流道基板30中與第一空間SI在層置方向上重置的部位的剛性,從而有可能提聞壓力室12的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，進(jìn)而提聞?dòng)∽制焚|(zhì)。
[0069]此外，當(dāng)如圖9所示的記錄頭901這樣，壓力室12中與第一連通孔31相連的端部913為大致長方體形狀時(shí)，容易在端部913處產(chǎn)生液體的滯留，從而在端部913處會妨礙液體的流動(dòng)，或者變得容易滯留氣泡。另外，當(dāng)如圖9所示這樣，壓力室12中與第二連通孔32相連的端部914為大致長方體形狀時(shí)，各易在端部914處廣生液體的滯留，從而在端部914處會妨礙液體的流動(dòng)，或者變得容易滯留氣泡。
[0070]另一方面，由于圖2所示的記錄頭I在第二空間S2中與第一連通孔31相對置的流道面中具有第二空間傾斜面13a，因此在第二空間S2內(nèi)不易產(chǎn)生液體的滯留，從而在第二空間S2液體會順暢地流動(dòng)，并且氣泡不易滯留于第二空間S2內(nèi)。此外，如圖2所示，由于在第三空間S3中與第二連通孔32相對置的流道面中具有第三空間傾斜面14a，因此在第三空間S3內(nèi)不易產(chǎn)生液體的滯留，從而在第三空間S3液體會順暢地流動(dòng)，并且使氣泡不易滯留于第三空間S3內(nèi)。
[0071]而且，由于第二空間傾斜面13a的流道基板30側(cè)的邊緣部13al位于第一連通孔
31的內(nèi)側(cè)，因此從這一點(diǎn)出發(fā)，也不易在第二空間S2內(nèi)產(chǎn)生液體甚至氣泡滯留。此外，由于第三空間傾斜面14a的流道基板30側(cè)的邊緣部14al位于第二連通孔32的外側(cè)，因此從這一點(diǎn)出發(fā)，也不易在第三空間S3內(nèi)產(chǎn)生氣泡的滯留。
[0072](3)液體噴出裝置:
[0073]圖7圖示了具有上述的記錄頭I的噴墨式的記錄裝置(液體噴出裝置)200的外觀。當(dāng)將記錄頭I組裝于記錄頭單元211、212中時(shí)，能夠制造出記錄裝置200。在圖7所示的記錄裝置200中，在記錄頭單元211、212中分別設(shè)置有記錄頭1，且以能夠裝卸的方式而設(shè)置有作為外部油墨供給單元的墨盒221、222。搭載了記錄頭單元211、212的滑架203以能夠沿著被安裝于裝置主體204上的滑架軸205往復(fù)移動(dòng)的方式而被設(shè)置。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)206的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由未圖示的多個(gè)齒輪以及同步齒形帶207而被傳遞至滑架203時(shí)，滑架203將沿著滑架軸205進(jìn)行移動(dòng)。通過未圖示的供紙輥等而被供給的記錄薄片290被輸送至壓印板208上，且通過從墨盒221、222而被供給并從記錄頭I噴出的油墨(液體)而被實(shí)施印刷。
[0074](4)改變例:
[0075]本發(fā)明可考慮各種改變例。
[0076]例如，從流體噴出頭而被噴出的液體包括染料等溶解于溶劑而形成的溶液、顏料或金屬粒子之類的固體粒子分散于分散介質(zhì)中而形成的凝膠等流體。這樣的流體包括油墨、液晶等。液體噴出頭除了可搭載于打印機(jī)之類的圖像記錄裝置中之外，還可以搭載于液晶顯示器等的濾色器的制造裝置、有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示器等的電極的制造裝置、生物芯片制造裝置等中。
[0077]向壓力室供給液體的共用液室既可以不被設(shè)置于殼體蓋這樣的其他部件上而僅被設(shè)置于流道基板上，也可以不被設(shè)置于流道基板上而僅被設(shè)置于殼體蓋這樣的其他部件上。該其他部件還包括壓力室基板等。
[0078]保護(hù)基板既可以省略，也可以與殼體蓋一體化。
[0079]噴嘴板也可以與流道基板一體化。
[0080]第二空間S2與第三空間S3可以同時(shí)被設(shè)置在成為從第一空間SI向壓力室的寬度方向D3上的外側(cè)的同一側(cè)的位置處等的、不隔著第一空間SI的位置處。
[0081]此外，即使壓力室基板10不存在傾斜面13a、14a，也會起到本發(fā)明的基本的作用以及效果。另外，即使壓力室基板10不存在第三空間S3，也會起到本發(fā)明的基本的作用以及效果。
[0082]壓力室的形狀不僅可以為在俯視觀察時(shí)呈大致四邊形，也可以為在俯視觀察時(shí)呈大致橢圓狀、大致多邊形狀等。大致橢圓包括含正圓在內(nèi)的橢圓、卵形、具有直線部分的長圓、與這些類似的形狀等。
[0083]圖8為表示形成了被形成為在俯視觀察時(shí)呈大致橢圓狀的壓力室12A的改變例的壓力室基板10的主要部分的俯視圖。在形成該壓力室12A的壓力室基板10的流道基板側(cè)的面上接合有具有連通孔31、32等的流道基板。第一連通孔31與第二空間S2鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)至少有一部分與第二空間S2重疊，從而使該第二空間S2與噴嘴連通，并且第一連通孔31不與第一空間SI鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)不與第一空間SI重疊。第二連通孔32與第三空間S3鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)至少有一部分與第三空間S3重疊，從而使該第三空間S3與流道基板的共用液室連通，并且第二連通孔32不與第一空間SI鄰接，換言之，在俯視觀察時(shí)不與第一空間SI重疊。來自共用液室的液體從第二連通孔32起經(jīng)由第三空間S3、第一空間S1、第二空間S2以及第一連通孔31而向噴嘴流動(dòng)。
[0084]在壓力室的寬度方向D3上，圖8所示的壓力室12A的最大寬度W2被設(shè)為寬于圖4所示的俯視觀察時(shí)呈大致四邊形狀的壓力室12的寬度W1。在壓力室的長度方向D2上，大致橢圓狀的壓力室12A的長度L2被設(shè)為短于呈大致四邊形狀的壓力室12的長度LI。由此，可抑制壓力室在長度方向上長大化的情況。
[0085]另外，由于大致橢圓形狀的壓力室12A的最大寬度W2寬于呈大致四邊形狀的壓力室12的寬度W1，因此能夠通過更少的面積的有源部4而得到同等的移位，從而能夠通過更少的面積的有源部4而向壓力室施加同等的壓力。其結(jié)果為，可抑制壓力室的長大化。
[0086]而且，通過在相鄰的四個(gè)壓力室12A之間配置壓力室12A，從而相對于壓力室基板10能夠增加每個(gè)單位面積的壓力室12A的數(shù)目(使壓力室12A高密度化)。此外，分隔這種配置的壓力室12A的隔壁11的厚度T2能夠厚于分隔圖4所示的呈大致四邊形狀的壓力室12的隔壁11的厚度Tl。其結(jié)果為，本改變例能夠進(jìn)一步提高容易受到來自有源部4的力的壓力室隔壁11等的剛性，從而能夠提聞壓力室12的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，進(jìn)而提聞?dòng)∽制焚|(zhì)。
[0087](5)總結(jié):
[0088]如上文所進(jìn)行的說明，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可通過各種方式來使壓力室的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提高的液體噴出頭的技術(shù)等。當(dāng)然，不具有從屬權(quán)利要求所涉及的結(jié)構(gòu)要件而僅由獨(dú)立權(quán)利要求所涉及的結(jié)構(gòu)要件形成的技術(shù)等也可得到上述的基本的作用及效果。
[0089]此外，將上述的實(shí)施方式以及改變例中所公開的各個(gè)結(jié)構(gòu)互相更換或變更組合而成的結(jié)構(gòu)、將現(xiàn)有技術(shù)和上述的實(shí)施方式以及改變例中所公開的結(jié)構(gòu)互相更換或變更組合而成的結(jié)構(gòu)等也能夠?qū)嵤１景l(fā)明也包括這些結(jié)構(gòu)等。
[0090]符號說明
[0091]L...記錄頭(液體噴出頭);2…作動(dòng)器；3…壓電元件；4…有源部；4a、4b…長度方向有源端；4c、4d…寬度方向有源端;10…壓力室基板;11…隔壁;12、12A…壓力室；13a…第二空間傾斜面；13b…第二空間非傾斜面；14a…第三空間傾斜面；14b…第三空間非傾斜面；16...振動(dòng)板；21...下電極(第一電極)；22...上電極(第二電極)；23...壓電體層；30...流道基板；31...連通孔；32...第二連通孔；33...半蝕刻部；34...流道壁；35...流道；36...供給口 ；37…共用液室；38...流入孔；50…保護(hù)基板；65...驅(qū)動(dòng)電路；66…連接配線；70...殼體蓋；72…共用液室；80...噴嘴板；81...噴嘴；200…記錄裝置(液體噴出裝置)；D1...厚度方向、D2…壓力室的長度方向；D3…壓力室的寬度方向；FL...液體；SL...第一空間；S2…第二空間；S3…第三空間。
【權(quán)利要求】
1.一種液體噴出頭，其特征在于，至少層疊有流道基板和壓力室基板，且具備作動(dòng)器，其中，所述流道基板具有與噴嘴相連通的連通孔，所述壓力室基板具有成為壓力室的空間，所述作動(dòng)器具有被電極夾持并向所述壓力室施加壓力的有源部， 所述壓力室基板具有所述空間中位于與所述有源部相對應(yīng)的區(qū)域的第一空間，和位于與第一空間相比而靠近所述噴嘴的位置處且與第一空間相連通的第二空間， 所述連通孔在所述層疊方向上不與所述第一空間重疊，而至少有一部分與所述第二空間重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴出頭，其特征在于， 所述流道基板具有第二連通孔，所述第二連通孔與貯存向所述壓力室供給的液體的共用液室相連通， 所述壓力室基板具有第三空間，所述第三空間位于與所述第一空間相比而遠(yuǎn)離所述噴嘴的位置處且與所述第一空間相連通， 所述第二連通孔在所述層疊方向上不與所述第一空間重疊，而至少有一部分與所述第三空間重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體噴出頭，其特征在于， 所述第三空間隔著所述第一空間而位于與所述第二空間相反的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的液體噴出頭，其特征在于， 所述第三空間中與所述第二連通孔相對置的流道面的至少一部分傾斜成，越遠(yuǎn)離所述第一空間則越接近所述第二連通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的液體噴出頭，其特征在于， 所述第二空間中與所述連通孔相對置的流道面的至少一部分傾斜成，越遠(yuǎn)離所述第一空間則越接近所述連通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液體噴出頭，其特征在于， 所述壓力室被形成為，在俯視觀察時(shí)呈大致橢圓狀。
7.一種液體噴出裝置，其具備權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的液體噴出頭。
【文檔編號】B41J2/045GK104339863SQ201410364028
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】福田俊也 申請人:精工愛普生株式會社