流道部件、液体喷射装置以及流道部件的制造方法 |
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| 申请号 | CN201410042821.1 | 申请日 | 2014-01-29 | 公开(公告)号 | CN103963464B | 公开(公告)日 | 2017-07-25 |
| 申请人 | 精工爱普生株式会社; | 发明人 | 中尾元; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供防止包覆流道的包覆层的端部的剥离的流道部件、液体喷射装置以及流道部件的制造方法。流道部件具有：具有第一流道的第一流道部件、具有与所述第一流道连通的第二流道的第二流道部件、包覆所述第一流道的壁面的包覆层、将所述第一流道部件与所述第二流道部件粘合在一起并 覆盖 所述包覆层的端部的至少一部分的粘合层。另外，在所述第一流道部件中，所述第一流道的至少一部分构成为对被供给的液体施加压 力 的压力室。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种流道部件，其特征在于，具备： |
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| 说明书全文 | 流道部件、液体喷射装置以及流道部件的制造方法技术领域[0001] 本发明涉及流道部件、液体喷射装置以及流道部件的制造方法。 背景技术[0002] 对于在内部形成有供液体通过的液体流道的由陶瓷构成的流道部件、亦即形成有作为液体流道的一个端部的使液体流道内的液体向流道部件的外部流出的流出开口的流道部件，已知有构成液体流道的流道壁面由对二甲苯系的聚合物的保护膜覆盖了的结构（参照专利文献1）。在该流道部件的形成流出开口的外壁面上，接合有该流道部件之外的其他的部件，即具有与该流出开口相连通的连通孔的部件。 [0003] 上述保护膜出于提高流道壁面的耐水性、耐药品性、绝缘性、耐热性以及强度等（统一表现为耐老化性。）的目的而设置。在此，上述流出开口的附近的保护膜的末端曝露于液体流道内的液体流中，因此可能出现其一部分从流道壁面剥离的情况。这样剥离的保护膜的一部分会妨碍液体、液体中的气泡的流动。另外，如果剥离的保护膜的一部分脱落（被撕碎）而在液体流道内或上述连通孔内漂浮、被异物化，则会进一步妨碍液体和液体中的气泡的流动，妨碍稳定的液体喷射。 [0004] 专利文献1：日本特开2012‐201025号公报 发明内容[0005] 本发明是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于提供一种防止流道内的预定层（膜）的剥离和脱落从而能够实现液体的稳定的流动的流道部件、液体喷射装置以及这样的流道部件的制造方法。 [0006] 本发明的方式之一构成一种流道部件，具备：第一流道部件，其具有第一流道；第二流道部件，其具有与所述第一流道连通的第二流道；包覆层，其包覆所述第一流道的壁面；粘合层，其将所述第一流道部件与所述第二流道部件粘合在一起，并覆盖所述包覆层的端部的至少一部分。 [0007] 根据该结构，包覆第一流道的壁面的包覆层的端部通过将第一流道部件与第二流道部件粘合在一起的粘合层而被覆盖。因此，消除了以往的该端部容易剥离的状态，能够实现流道部件中的液体的稳定的流动。 [0008] 本发明的方式之一也可以采用如下方式，即，在所述第一流道部件中，所述第一流道的至少一部分作为对被供给的液体施加压力的压力室。 [0009] 由于压力室被要求其壁面具有耐老化性，因此优选为通过包覆层进行保护。根据该结构，能够防止包覆着包括压力室在内的流道（第一流道）的包覆层的端部的剥离。 [0011] 根据这样的结构，能使从第一流道向喷嘴流动的液体流、以及从喷嘴进行的液体的喷射稳定。 [0012] 本发明的方式之一，也可以采用如下方式，即，所述粘合层覆盖所述包覆层的端部的从所述第一流道的壁面剥离的剥离部。 [0013] 在流道部件的制造工序中，有时包覆层的端部的一部分会出现断裂等，进而该端部的一部分会从第一流道的壁面剥离。即便存在这样的剥离的剥离部的情况下，但由于根据上述结构，剥离部被粘合层覆盖，因此也能够防止该剥离部在第一流道内摆动或脱落的情况，从而能够实现流道部件中的液体的稳定的流动。 [0014] 此外上述包覆层的材料存在多种，例如上述包覆层可以为由对二甲苯系的聚合物形成的保护膜。 [0015] 本发明所涉及的技术的思想并非只以流道部件这样的方式来实现，也可以通过其他结构来实现。例如，能够取装载有流道部件的装置（液体喷射头或液体喷射装置）作为一个发明，或者取流道部件的一部分作为一个发明。另外，还能够取制造上述的流道部件的制造方法的发明，例如，想到一种流道部件的制造方法，该流道部件具有第一流道部件和第二流道部件，所述第一流道部件具有第一流道，所述第二流道部件具有与该第一流道连通的第二流道且相对于该第一流道部件而被粘合，所述流道部件的制造方法具有下述工序：对包覆所述第一流道的壁面的包覆层进行成膜的工序；使粘合剂涂覆或附着于所述第一流道部件的与所述第二流道部件粘合的一侧的面以及所述第二流道部件的与所述第一流道部件粘合的一侧的面中的至少一方的面上的工序；通过所述粘合剂而将所述第二流道部件与所述第一流道部件粘合在一起，由此使所述粘合剂的一部分从所述第一流道的开口进入到所述述第一流道，并利用该进入的粘合剂来覆盖所述包覆层的端部的至少一部分的工序。附图说明 [0016] 图1为例示液体喷射头的主要结构的一部分的分解立体图。 [0017] 图2为表示经过喷嘴的剖面的剖视图。 [0018] 图3为连通孔附近的立体剖视图。 [0019] 图4为例示液体喷射头的制造方法的一部分的图。 [0020] 图5为例示液体喷射头的制造方法的一部分图。 具体实施方式[0022] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。 [0023] 图1通过分解立体图例示了本实施方式所涉及的液体喷射头10的主要结构的一部分。在此，液体喷射头10采用喷射（喷出）油墨的喷墨式记录头来进行说明。液体喷射头10被构成为，包括：振动板20、流道基板30，密封板40、贮存基板50、喷嘴板60等的各个部件。流道基板30相当于技术方案中的第一流道部件的一个示例。上述各个部件可以分别单独地生成并层叠在一起，也可以将它们（或其中的一部分）一体生成。另外，液体喷射头10可以是包括图1中图示的部件以外的部件的结构，也可以是不具有图1中图示的部件的一部分的结构。 [0024] 振动板20对流道基板30的一个面进行密封，在与流道基板30接触的面的相反侧的面上搭载压电元件70（参照图2）。振动板20例如由陶瓷生成。或者振动板20例如包括：与流道基板30接触的由氧化膜构成的弹性膜、以及由与该弹性膜不同的材料的氧化膜构成且被层叠于该弹性膜的绝缘体膜。在本申请中，物与物“接触”的含义中既包括在物与物之间夹有粘合剂等的状态，也包括二者间不存在物体的状态。 [0025] 流道基板30具有多条液体的流道31。流道31相当于技术方案中的第一流道的一个示例。流道31以其长边方向与第一方向平行的状态在与第一方向正交的第二方向上并排设置。在流道31与流道31之间设置有隔壁36。此外，在本说明书中，关于液体喷射头10的各结构的方向、位置等，当表现为平行、正交或相同等的情况下，并非仅指它们严格平行、正交或相同，而是还包括产品性能上允许的程度的误差、产品制造时可能产生的程度的误差的含义。 [0026] 各个流道31包括供给孔32、压力室33、连通孔34。压力室33在流道基板30的上述一个面上开口，供给孔32以及连通孔34在流道基板30的另一个面上开口。供给孔32在压力室33的长边方向的一端侧附近与压力室33连通。连通孔34在压力室33的长边方向的另一端侧附近与压力室33连通。 [0027] 喷嘴板60具有多个用于喷射油墨的作为贯穿孔的喷嘴61。在图1的示例中，喷嘴板60具有沿第二方向以规定间隔形成多个喷嘴61而构成的喷嘴列62。另外，喷嘴板60可以采用将沿第二方向形成多个喷嘴61而构成的多个喷嘴列在第一方向上并排设置，并使一个的喷嘴列与另一个的喷嘴列在第二方向上错开配置（所谓的交错配置）的结构。 [0028] 每条流道31的各连通孔34使各个压力室33与各个喷嘴61一对一地连通。其中在图1的示例中，在流道基板30的上述另一个面与喷嘴板60之间夹有密封板40与贮存基板50。密封板40的一个面相对于流道基板30的上述另一个面接触。贮存基板50的一个面相对于密封板40的另一个面接触。另外，贮存基板50的另一个面相对于喷嘴板60的与向外部露出的面（喷嘴开口面）相反一侧的面接触。流道基板30、密封板40、贮存基板50以及喷嘴板60例如分别由陶瓷、硅单结晶基板、不锈钢等生成。 [0029] 贮存基板50具有多个第二连通孔51、贮液器52。贮液器52也被称为共用油墨室。第二连通孔51与贮液器52均贯通贮存基板50。各个第二连通孔51被配置在与各个喷嘴61一对一对应的位置处。贮液器52以与喷嘴列62的第二方向上的长度大致对应的方式被确保在第二方向上的长度。密封板40具有多个第一连通孔41和共用供给孔42。第一连通孔41与共用供给孔42均贯穿密封板40。各个第一连通孔41以与各个第二连通孔51相同的方式被配置在与各个喷嘴61一对一对应的位置处。另外，各个第一连通孔41与各个连通孔34均一对一地连通。共用供给孔42与贮液器52相同，以与喷嘴列62的第二方向上的长度大致对应的方式被确保在第二方向上的长度。另外，共用供给孔42与各个供给孔32连通。贮液器52（除去后述的来自外部的油墨供给路径外，）在与喷嘴板60接触的一侧由喷嘴板60密封，在与密封板40接触的一侧除去与共用供给孔42相对的部位外由密封板40密封。 [0030] 在这样的结构中，密封板40相当于技术方案中的、具有与第一流道（流道31）连通的第二流道的第二流道部件的一个示例。当密封板40为第二流道部件的情况下，第一连通孔41相当于技术方案书中的第二流道。另外，当密封板40为第二流道部件的情况下，包括流道基板30和密封板40的结构相当于技术方案中的“流道部件”的一个示例。换句话说，液体喷射头10为在其结构中含有流道部件的喷射头。 [0031] 图2利用朝向第二方向的视角示出了液体喷射头10的图1所示的剖面。图2所示的剖面为从属于喷嘴列62的喷嘴61中通过的剖面。如图2所示，压力室33经由连通孔34、第一连通孔41以及第二连通孔51与喷嘴61连通。在振动板20的与流道基板30接触的面的相反一侧的面上搭载有压电元件70。如现有技术那样，压电元件70与压力室33的位置对应地针对每个压力室33而设置。在压电元件70上连接有未图示的个别电极以及共用电极，经由电缆类（柔性基板等）90对这些电极施加从用于驱动液体喷射头10的电路基板100供给的电压，由此使压电元件70变形。此外，可以将搭载了压电元件70、上述各电极的振动板20与流道基板30统一称为致动基板11。 [0032] 油墨从外部经由未图示的油墨供给路径向贮液器52供给。供给至贮液器52的油墨通过共用供给孔42从各个供给孔32向各个压力室33供给。振动板20伴随于上述这样的压电元件70的变形而弯曲，由此在压力室33内压力升高，与该压力的升高相应地压力室33内的油墨从喷嘴61喷射。 [0033] 在此，流道基板30为接受伴随于振动板20的上述弯曲而产生的压力变化的部件，因此可以说为在流道31的壁面上容易产生裂缝等的损伤的部件。另外，如果在流道31的壁面产生损伤，则会产生油墨泄漏至外部等的弊端。因此在本实施方式中，如图2所示，通过用保护膜35（包覆层）来包覆流道31的壁面（供给孔32、压力室33、连通孔34以及紧临压力室33内的振动板20的面），来提高这些壁面的耐老化性。作为保护膜35，可以采用有机膜、金属膜等，而在本实施方式中，采用对二甲苯系的聚合物。另外，当用保护膜35覆盖流道31的壁面的情况下，保护膜35的端部可能会因曝露于流道内的油墨流动中而致使其一部分从壁面剥离。另外，当在流道31的壁面上使保护膜35成膜的过程中，也存在该端部从壁面剥离的情况。因此，在本实施方式中，采用如下结构，即，利用将第一流道部件（流道基板30）与第二流道部件（例如，密封板40）粘合在一起的粘合剂的层（粘合层80）来覆盖保护膜35的端部的至少一部分的结构。 [0034] 图3为用于详细示出保护膜35的端部35a被粘合层80覆盖的情形的斜视剖视图。图3图示出作为流道基板30上所设置的流道31的一部分的连通孔34附近。如上所述，流道31（图3中图示压力室33以及连通孔34）的壁面由保护膜35覆盖。另外，连通孔34具有与喷嘴61侧（密封板40侧）连通的开口34a（适当地参照图2），覆盖开口34a附近的壁面的保护膜35的部分相当于保护膜35的端部35a。端部35a通过部分从开口34a进入连通孔34内的粘合层80覆盖。 [0035] 通过采用这样的结构，能够防止当油墨沿流道31、与流道31连接的喷嘴61侧的流道（第一连通孔41等）流动时，端部35a直接曝露于该油墨流中的情况。其结果为，能够避免端部35a从流道31的壁面剥离、或剥离加剧进而脱落的情况，另外，能够消除因剥离或脱落的端部35a而妨碍油墨以及油墨中的气泡的流动、或异物化的端部35a堵塞喷嘴61之类的各种弊端。换句话说根据本实施方式，通过用粘合层80覆盖保护膜35的端部35a，能够实现稳定的液体喷射。此外，在流道基板30上所设置的供给孔32的与密封板40侧连通的开口32a（参照图2）附近也同样，由粘合层80覆盖紧临开口32a的保护膜35的端部。 [0036] 接下来，对于包括本实施方式的流道部件的液体喷射头10的制造方法进行说明。 [0037] 图4以及图5通过与图2相同的剖面而例示了液体喷射头10的制造方法所含的一部分工序。在图4的上部，示出了在第一流道部件（流道基板30）的与第二流道部件（例如，密封板40）粘合的一侧的面（以下，为对象面）上粘贴密封件110的工序。密封件110在用于在流道基板30内的流道31上使保护膜35成膜的准备工序中被粘贴于对象面上。由于当在对象面上附着有保护膜35的成分时，有可能会使粘合对象面与第二流道部件时的粘合力降低，因此为了避免保护膜35的成分附着于对象面上，而粘贴密封件110。密封件110在与形成于对象面上的各个开口32a、34a中的各个开口32a对置的各个位置处具有成膜气体注入用的孔110a。孔110a的开口面积比开口32a的开口面积小。 [0038] 在图4的中部，示出了将包覆流道基板30内的流道31的壁面的保护膜35成膜的工序。具体地说，通过从密封件110的孔110a注入具有保护膜35的成分的成膜气体，从而在流道31的壁面上形成保护膜35。在本实施方式中，如上所述将密封件110的孔110a形成在开口32a对应的位置处而非与开口34a对应的位置处，其理由如下。由于第二方向（参照图1）上的连通孔34的间距与第二方向上的喷嘴61的间距相等，因此伴随着当今的喷嘴61的高密度化，连通孔34也趋于高密度化。这样为使孔110a逐个对准以狭小的间隔沿第二方向排列的连通孔34的开口34a，而要求高精度的作业，假设各个开口34a与各个孔110a出现位置偏差，则不仅成膜气体无法充分地遍布于流道31内，还可能出现成膜气体与对象面的一部分接触的情况。 [0039] 另一方面，供给孔32为用于将来自贮液器52侧的油墨向压力室33供给的路径。因此，供给孔32只要最终能够平等地将油墨供给至各压力室33便可，并不局限于图1例示的对应于一个压力室33而存在一个供给孔32的结构，例如能够利用一个供给孔32向多个压力室33供给油墨。换言之，在第二方向上不必像连通孔34、喷嘴61那样对供给孔32要求高密度化，因此可以说将密封件110的各孔110a与各个开口32a间的对位作业有时比与各个开口 34a间的对位的作业更易进行。基于这样的理由将密封件110的孔110a形成在与开口32a对应的位置。 [0040] 在图4的下部示出了在保护膜35的成膜后将密封件110从对象面剥离的状态。当将密封件110从对象面剥离时，在开口32a、34a附近存在覆盖流道31的壁面的保护膜35被附着于密封件110的朝向流道31内的面上的保护膜35拉拽而部分破损或剥离的情况。在图4的下部，作为一个示例，在用虚线示出的大圆中，提取开口34a附近的保护膜35的端部35a等并放大显示。在该放大显示中，示出伴随着剥离密封件110的作业而从流道31的壁面剥离了的状态的端部35a（剥离部35a1）。这样的、在流道部件的制造工序中形成的剥离部35a1如果放置不管将妨碍油墨的流动等，从而成为妨碍油墨的稳定的喷射的重要因素。因此在本实施方式中，如后文所述用粘合层80覆盖包括该剥离部35a1在内的保护膜35的端部35a。 [0041] 在图5的上部，示出了对流道31的除开口32a、34a的至少一部分范围以外的对象面涂覆或附着粘合剂的工序。具体地说，在对象面上粘贴片状的热压用粘合剂（粘合片）。粘合片为粘合层80的一个示例。 [0042] 在粘合片（80）上预先挖开形成有与各个开口32a以及各个开口34a的位置对应的大致圆形的孔81。孔81的开口面积小于开口32a、34a中任何开口的开口面积。因此，当从粘合片（80）侧观察图5的上部所示的结构时，各孔81以进入对应的各个开口32a、34a的内侧的状态被配置。 [0043] 如上所述在对象面上粘贴了粘合片（80）后，接着如图5的下段的工序所示，将致动基板11以对象面朝向铅垂方向上侧的方式配置，使与对象面接触的部件（在图1、2、5的示例中，为密封板40）向粘合片（80）按压，并且对粘合片（80）加热。由此，对对象面与该部件进行热压。此时，因热而暂时软化了的粘合片（80）的一部分亦即上述孔81的缘部分，因受到该部件的按压而产生的压力以及重力，而从开口32a、34a进入流道31（共用孔32、连通孔34）内。该进入的粘合片（80）的一部分覆盖已经成膜的保护膜35的端部35a并且沿保护膜35的外侧行进并冷却固化。其结果为，如图5的下部、图2、3例示那样，保护膜35的端部35a被凝固的粘合层80覆盖。此外，当粘合剂不是热压用的粘合剂的情况下，也可以不加热，而用与该粘合剂相应的方法进行粘合。 [0044] 在图5的下部，作为一个示例，在用虚线示出的大圆中，提取开口34a附近的保护膜35的端部35a等（上下方向颠倒）并放大显示。如该放大显示那样，由于作为剥离部35a1的端部35a也被粘合层80覆盖，因此随后剥离部35a1不会曝露于油墨流中，剥离部35a1不会阻碍油墨流从而不会妨碍油墨的稳定的喷射。此外，也可以使将致动基板11以对象面朝向铅垂方向上侧配置的时刻为，与向对象面粘贴粘合片（80）的工序相比而较早的时刻。另外，也可以不将粘合片（80）粘贴于对象面上，而粘贴于与对象面接触的部件（图1、2、5的示例中，为密封板40）的流道基板30侧的面（以下，为第2对象面）上。而且还可以在对象面与第2对象面双方的面上粘贴粘合片（80）。在这样的情况下，也优选为将致动基板11以对象面朝向铅垂方向上侧的方式进行配置，并以此来进行粘合。随后安装贮存基板50、喷嘴板60，进而进行与电路基板100的连接等，由此制造液体喷射头10。根据这样的制造方法，能够利用粘合剂之类原本就为必要的材料容易且切实地覆盖保护膜35的端部35a。 [0045] 其他的实施方式： [0046] 本发明并不局限于上述的实施方式，可以在不脱离其主旨的范围内以各种的方式来实施，例如可以是以下的实施方式。 [0047] 液体喷射头10不一定需要具有密封板40以及贮存基板50，可以具有所谓的可塑性板等其他的板。而且这些板可以由多个板构成，也可以集多个板的功能于一张板。另外，还可以通过粘合层80对上述对象面粘合喷嘴板60、所谓的可塑性板进行粘合。例如，在经由粘合层80向对象面粘合喷嘴板60的结构中，喷嘴板60相当于第二流道部件，喷嘴61相当于第二流道。另外，当喷嘴板60为第二流道部件的情况下，包括流道基板30与喷嘴板60的结构相当于技术方案中的“流道部件”的一个示例。在这样的情况下，例如，流道基板30只要采用包括用于向各压力室33供给油墨的贮液器的一部分的结构便可。 [0048] 另外，使压力室33产生压力变化的压力发生单元并不局限于图2、4、5所示那样的薄膜型的压电元件，例如，可以采用将压电材料与电极材料交替层叠而成的层叠型的压电致动器、实施纵振动而对各压力室33施加压力变化的纵振动型的压力发生单元。另外，作为压力发生单元，还可以使用在压力室内配置发热元件从而利用因发热元件的发热产生的气泡从喷嘴喷射液滴的致动器、以及在振动板与电极之间产生静电并利用静电使振动板发生变形从而从喷嘴喷射液滴的所谓静电式致动器等。 [0049] 另外，液体喷射头10构成具有与墨盒等连通的油墨供给路径的喷墨式记录头单元的一部分，并被搭载于喷墨式打印机200上。喷墨式打印机200为液体喷射装置的一个示例。 [0050] 图6为表示喷墨式打印机200的一个示例的概略图。在图6中，附图标记1表示收纳液体喷射头10并使其喷嘴开口面向外部露出的框体（头罩）的一部分。在喷墨式打印机200中，在具有多个液体喷射头10的喷墨式记录头单元（以下，为头单元202）例如可装卸地设置有墨盒202A、202B等。搭载了头单元202的滑架203以能够沿轴向移动自如的方式被设置在安装于装置主体204的滑架轴205上。而且，驱动电机206的驱动力经由未图示的多个齿轮以及正时带207被传递至滑架203，由此滑架203沿滑架轴205进行移动。 [0051] 在装置主体204上，沿滑架轴205而设置有压印板208，由未图示的辊等供给的印刷介质S在压印板208上被输送。而且，从液体喷射头10的喷嘴61对被输送的印刷介质S喷射油墨，并在印刷介质S上印刷任意的图像。此外，喷墨式打印机200不仅可以是头单元202以如上所述的方式进行移动的结构，例如也可以是液体喷射头10被固定，仅通过移动印刷介质S来进行印刷的所谓的行式头型的打印机。 [0052] 另外，本发明可以应用于喷射油墨以外的液体的液体喷射头或液体喷射装置。例如，作为液体喷射头，可以举出在液晶显示器等的彩色滤光器的制造中使用的彩色材料喷射头、在有机EL显示器、FED（面发光显示器）等的电极形成中使用的电极材料喷射头、在生物芯片制造中使用的生物体有机物喷射头等，可以在搭载有这样的液体喷射头的液体喷射装置中应用本发明。 [0053] 其中，附图标记说明如下： [0054] 10…液体喷射头，11…致动基板，20…振动板、30…流道基板、31…流道、32…供给孔、32a、34a…开口、33…压力室、34…连通孔、35…保护膜、35a…端部、35a1…剥离部，40…密封板，50…贮存基板，60…喷嘴板，61…喷嘴，62…喷嘴列，70…压电元件，80…粘合层（粘合片），81…孔，100…电路基板，110…密封件，110a…孔，200…喷墨式打印机。 |
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