CN100404255C - 喷墨打印头和打印机 - Google Patents

Abstract

一种喷墨打印头，它包括：一流动通道单元，它具有多个沿着平面布置并且与喷嘴连接的压力腔室；以及一促动器单元，它固定在流动通道单元的表面上并且用来改变每个压力腔室的体积，该促动器单元包括：多个单独电极，它们布置在分别与压力腔室相对的位置中；一共同电极，它设置成在多个压力腔室上延伸并且具有每个都至少形成在与单独电极相对的一部分区域处的孔道；以及一压电片，它夹在共同电极和单独电极之间。

Description

喷墨打印头和打印机

技术领域

本发明涉及一种用于将墨水喷射到记录介质上来进行打印的喷墨打印头。

背景技术

在JP-A-2002-292860中披露了喷墨打印头的一个示例。在该文献中所披露的喷墨打印头按照这样一种方式形成，即将大量压力腔室以矩阵的形式彼此相邻地布置在流动通道单元中，并且将压电器件和一个电极(共同电极)形成作为在多个压力腔室上的一块板同时将其它电极(单独电极)布置在分别与压力腔室相对的位置中，从而这些压电器件夹在共同电极和单独电极之间。在该喷墨打印头中，使每个单独电极的电位与共同电极的电位不同，由此从连接在与该单独电极相对应的压力腔室上的喷嘴中喷射出墨水。

发明内容

在该喷墨打印头中，单独电极和压力腔室密集地布置。为此，当从与某个压力腔室连接的喷嘴中喷射出墨水时，由于设在与该压力腔室相对应的位置中的压电片的振动使与该压力腔室附近的压力腔室连接的喷嘴的喷墨特性变差，所以容易出现串扰现象。当出现串扰时，打印图像的质量降低。因此，降低在喷墨打印头中的压力腔室之间的串扰是一个重要的问题。

因此，本发明的一个目的在于提供一种喷墨打印头，其中可以降低在压力腔室之间的串扰，还提供一种包括至少一个如上所述的喷墨打印头的打印机。

根据本发明第一方面，提供一种喷墨打印头，它包括：一流动通道单元，它具有多个沿着平面布置并且与喷嘴连接的压力腔室；以及一促动器单元，它固定在流动通道单元的表面上并且用来改变每个压力腔室的体积，该促动器单元包括：多个单独电极，它们布置在分别与压力腔室相对的位置中；一共同电极，它设置成在多个压力腔室上延伸并且具有每个都至少形成在与单独电极相对的一部分区域处的孔道；以及一压电片，它夹在共同电极和单独电极之间。

根据本发明的第二方面，提供一种打印机，它包括：一输送机构，用来输送记录介质；以及一喷墨打印头，用来将墨水喷射在记录介质上并且在其上形成图像，该喷墨打印头包括：一流动通道单元，它具有多个沿着平面布置并且与喷嘴连接的压力腔室；以及一促动器单元，它固定在流动通道单元的表面上并且用来改变每个压力腔室的体积，该促动器单元包括：多个单独电极，它们布置在分别与压力腔室相对的位置中；一共同电极，它设置成在多个压力腔室上延伸并且具有每个都至少形成在与单独电极相对的一部分区域处的孔道；以及一压电片，它夹在共同电极和单独电极之间。

附图说明

从下面的详细说明中并且结合附图将更加全面地了解本发明的这些和其它目的和优点，其中：

图1为包括有根据本发明第一实施方案的喷墨打印头的一喷墨打印机的示意图；

图2为在图1中所示的每个喷墨打印头的透视图；

图3为沿着在图2中的III-III线剖开的剖视图；

图4为在图3中所示的喷墨打印头的头主体的平面图；

图5为由在图4中的虚线包围的区域的放大图；

图6为由在图5中的虚线包围的区域的放大图；

图7为沿着在图6中的VII-VII线剖开的剖视图，用于显示出在图3中所示的头主体；

图8为在图7中所示的头主体的局部分解透视图；

图9为在图7中所示的促动器单元的平面图；

图10为形成在图7中所示的促动器单元上的每个单独电极的平面图；

图11为沿着在图10中的XI-XI线剖开的剖视图；

图12A为形成在图7中所示的促动器单元中的共同电极的平面图，而图12B为一放大图，显示出该共同电极的一部分；

图13A为一虚拟平面图，显示出这样一种状态，其中单独电极图案和共同电极图案在图7中所示的促动器单元中相互重叠，而图13B为一放大图，显示出图13A的一部分；

图14为与图11相对应的剖视图，显示出在本发明第二实施方案中的头主体；

图15A为在图14中所示的共同电极的平面图，而图15B为一放大图，显示出该共同电极的一部分；并且

图16A为一虚拟平面图，显示出这样一种状态，其中单独电极图案和共同电极图案在图14中所示的促动器单元中相互重叠，而图16B为一放大图，显示出图16A的一部分；

具体实施方式

现在将参照这些附图对本发明的优选实施方案进行详细说明。

图1为根据本发明第一实施方案的喷墨打印机的示意图。在图1中所示的喷墨打印机101为具有四个喷墨打印头1的彩色喷墨打印机。在该打印机101中，供纸部分111形成在图1中的左边，而输纸部分112形成在图1中的右边。

从供纸部分111将纸张输送给输纸部分112所经过的纸张输送路径形成在打印机1的内部。用于输送作为图像记录介质的纸张同时将这张纸夹在它们之间的一对送纸辊105a和105b布置在紧挨着供纸部分111下游的一侧上。通过这对送纸辊105a和105b将纸张从图1中的左边向右边输送。两个皮带辊106和107以及缠绕在这两个辊子106和107之间的一环形输送皮带108布置在纸张输送路径的中部中。外圆周表面即输送皮带108的输送表面经过硅酮处理，从而可以通过皮带辊106的顺时针(沿着在图1中的箭头104的方向)驱动可以将由这对送纸辊105a和105b送入的纸张进一步送给下游侧(右边)，同时通过硅酮的粘附力将纸张保持在输送皮带108的输送表面上。

加压部件109a和109b分别布置在将纸张插入进皮带辊106的位置和从皮带辊106将纸张输送出的位置中。加压部件109a和109b设置用来将纸张压在输送皮带108的输送表面上，从而该纸张肯定附着在输送表面上以防止在输送皮带108上的纸张从输送表面飘起来。

松开机构110沿着纸张输送路径设置并且正好设在输送皮带108的下游侧上。该松开机构110如此形成，从而使附着到输送皮带108的输送表面上的纸张与输送表面脱离并且将它输送给右边的输纸部分112。

四个喷墨打印头1的每一个在其下端处具有一头主体70。每个头主体70具有矩形截面。各个头主体70布置成相互靠近，从而每个头主体70的纵向方向与纸张输送方向垂直(即，与图1的纸面垂直)。也就是说，该打印机101为一行式打印机。四个头主体70的相应底面面对着纸张输送路径。在每个底面中设有许多直径非常小的喷嘴8(参见图7)。从这四个头主体70中分别喷射出四种墨水，即品红色、黄色、青色和黑色墨水。

每个头主体70如此布置，从而在头主体70的下表面和输送皮带108的输送表面之间形成有一小间隙。纸张输送路径形成在该间隙部分中。在该结构中，当在输送皮带108上输送的纸张连续穿过四个头主体70的正下方时，从这些喷嘴朝着纸张的上表面即打印表面喷射相应类型的墨水。这样，可以在纸张上形成所要求的彩色图像。

该喷墨打印机101具有用于自动对喷墨打印头1进行维护的维护单元117。在该维护单元117中设有用于盖着四个头主体70的下表面的四个盖帽116和未示出的清洗机构。

在该喷墨打印机101进行打印机期间，该维护单元117位于供纸部分111正下方的位置(回缩位置)中。当在打印结束之后满足了预定条件时(例如，当没有进行任何打印操作的状态持续了预定时间时或在将打印机101关闭时)，维护单元117移动到四个头主体70正下方的位置，从而在该位置(封盖位置)中分别用这些盖帽116盖着这些头主体70的下表面以防止头主体70的喷嘴部分中的墨水变干。

皮带辊106和107以及输送皮带108由底盘113支撑。该底盘113安置在设在底盘113下面的圆柱形部件115上。圆柱形部件115可以绕着安装在偏离圆柱形部件115的中心的位置上的轴114转动。为此，当圆柱形部件115的上端的高度随着轴114的转动而变化时，底盘113随着高度变化而上下运动。为了使维护单元117从回缩位置移动到封盖位置，该圆柱形部件115必须提前转动适当的角度以使底盘113、输送皮带108以及皮带辊106和107从在图1中所示的位置向下运动适当的距离，由此保持用于使该维护单元117运动所必须的空间。

基本上形成为长方体(其宽度几乎等于输送皮带108的宽度)的导向件121如此设置在由输送皮带108包围的区域中，从而该导向件121与位于面对着喷墨打印头1的位置中、即位于上侧的输送皮带108的下表面接触，由此从内周边侧支撑输送皮带108的下表面。

图2为一透视图，显示出在图1中所示的喷墨打印头1的外观。图3为沿着图2中的III-III线剖开的剖视图。该喷墨打印头1具有一头主体70和一基座71。该头主体70形成为沿着主扫描方向延伸的扁平矩形形状以便将墨水喷射到纸张上。基座71设在头主体70上方，并且包括形成作为被提供给头主体70的墨流通道的墨水储存器3。

该头主体70包括一流动通道单元4和多个促动器单元21。在该流动通道单元4中形成有一墨流通道。多个促动器单元21粘接到流动通道单元4的上表面上。该流动通道单元4和促动器单元21按照这样一种方式形成，从而多个薄板构件相互层压并且粘接在一起。作为馈电电路构件的柔性印刷电路板(下面被称为FPC)50粘接到促动器单元21的上表面上，并且沿着左右方向拔出。FPC50如图2所示向上引导同时弯曲。基座71由金属材料例如不锈钢制成。在基座71中的每个墨水储存器3是沿着基座71的长度方向形成的近似立方体形状的中空区域。

基座71的下表面73从孔道3b附近区域向下伸出。该底座71只在下表面73的孔道3b附近区域73a处接触流动通道单元4。为此，除了基座71下表面73的孔道3b的附近区域73a之外的所有其它区域都与头主体隔离，从而这些促动器单元21设置在隔离部分中。

基座71粘接固定在形成在夹持件72的夹爪72a的下表面中。该夹持件72包括一夹爪72a和一对平板状伸出部分72b，这对伸出部分沿着与夹爪72a的上表面垂直的方向从夹爪72a的上表面延伸出以便在它们之间形成预定的距离。粘接在促动器单元21上的FPC50设置成分别沿着夹持件72的伸出部分72b的表面穿过弹性部件83例如海绵。驱动器IC80设置在设在夹持件72的伸出部分72b的表面上的FPC50上。这些FPC50通过焊接与驱动器IC80和促动器单元21电连接，从而将从驱动器IC80输出的驱动信号传送给头主体70的促动器单元21。

近似长方体形状的散热器82密集地设置在驱动器IC80的外表面上，从而可以有效地将在驱动器IC80中所产生出的热量散发出。板81设置在驱动器IC80和散热器82上方并且位于FPC50外面。密封件84分别设置在每个散热器82的上表面和相应板81之间以及在每个散热器82的下表面和相应FPC50之间。也就是说，散热器82、板81和FPC50通过密封件84相互粘接在一起。

图4为包括在图2中所示的喷墨打印头中的头主体的平面图。在图4中，形成在基座71中的墨水储存器3实际上由用虚线画出。两个墨水储存器3沿着头主体70的长度方向相互平行地延伸，从而在这两个墨水储存器3之间形成预定的距离。这两个墨水储存器3中的每一个在其一个端部处具有一孔道3a。这两个墨水储存器3通过这些孔道3a与墨水容器(未示出)连通，从而总是填充有墨水。在每个墨水储存器3中沿着头主体70的长度方向设有许多孔道3b。如上所述，墨水储存器3通过孔道3b与流动通道单元4连接。这些孔道3b按照这样一种方式形成，从而每对孔道3b沿着头主体70的长度方向密集地设置。与一个墨水储存器3连接的这些孔道对3b和与另一个墨水储存器3连接的孔道对3b以交错的布置方式布置。

每一个都具有一梯形扁平形状的多个促动器单元21设置在没有形成孔道3b的区域中。这多个促动器单元21以交错的布置方式布置，从而具有与孔道对3b的图案相反的图案。每个促动器单元21的平行相对的侧面(上下侧面)与头主体70的长度方向平行。相邻促动器单元21的倾斜侧面沿着头主体70的宽度方向相互部分重叠。

图5为由在图4中的虚线包围的区域的放大图。如图5所示，设在每个墨水储存器3中的孔道3b分别与作为共同墨室3的集管5连通。每个集管5的端部分成两个子集管5a。在平面图中，与相邻孔道3b分开的每两个子接管5a从每个促动器单元21的两个倾斜侧面延伸出。也就是说，总共四个子集管5a设置在每个促动器单元21下面并且沿着促动器单元21的平行相对侧面延伸以便相互分开。

喷墨区域形成在与促动器单元21的粘接区域相对应的流动通道单元4的下表面中。如将在下面所述一样，在每个喷墨区域的表面中以矩阵的形式设有许多喷嘴8。虽然为了简化起见图5显示出几个喷嘴8，但是实际上在整个喷墨区域上都布置有喷嘴8。

图6为由在图5中的虚线所包围的区域的放大图。图5和6显示出这样一种状态，其中以矩阵形式设置在流动通道单元4中的许多压力腔室4的平面是从与喷墨表面垂直的方向看的。每个压力腔室10的形状基本上为在平面图中具有圆角的菱形。菱形的长对角线与流动通道单元4的宽度方向平行。每个压力腔室10的一个端部与相应的喷嘴8连接，并且另一个端部通过孔12与作为共同墨流通道的相应子集管5a连接(参见图7)。具有与每个压力腔室10类似的平面形状但其尺寸更小的单独电极35在促动器单元21上形成为在平面图中与压力腔室10相邻。为了简化起见，在图6中显示出许多单独电极35中的一些。顺便说一下，在促动器单元21中或在流动通道单元4中必须由虚线表示的压力腔室10和孔12在图5和6中由实线表示以使得容易理解这些图。

在图6中，其中分别存放有压力腔室10的多个虚拟菱形区域10沿着布置方向A(第一方向)并且沿着布置方向B(第二方向)以矩阵的形式相邻地布置，从而相邻的虚拟菱形区域10x具有不相互重叠的共同侧边。布置方向A为打印头1的长度方向，即每个子集管5a的延伸方向。布置方向A与每个菱形区域10x的短对角线平行。布置方向B为每个菱形区域10x的一个倾斜侧边的方向，其中在布置方向B和布置方向A之间形成一钝角θ。每个压力腔室10的中央位置与相应菱形区域10x的中央位置相同，但是每个压力腔室10的轮廓线在平面图中与相应的菱形区域10x的轮廓线分开。

沿着两个布置方向A和B以矩阵的形式相邻布置的压力腔室10沿着布置方向A以与37.5dpi相对应的间距形成。这些压力腔室10如此形成，从而在一个喷墨区域中沿着布置方向B布置有十八个压力腔室10。位于沿着布置方向B的相对端部处的压力腔室为对喷墨没有贡献的伪腔室。

以矩阵形式设置的多个压力腔室10沿着在图5中所示的布置方向A形成多个压力腔室列。这些压力腔室列根据从与图5的纸面垂直的方向(第三方向)看的相对于子集管5a的位置分成第一压力腔室列11a、第二压力腔室列11b、第三压力腔室列11c和第四压力腔室列11d。第一至第四压力腔室列11a至11d从每个促动器单元21的上侧到下侧以11c-＞11d-＞11a-＞11b-＞11c-＞11d-＞…-＞11b的顺序循环布置。

在形成第一压力腔室列11a的压力腔室10a和形成第二压力腔室列11b的压力腔室10b中，在从第三方向看时喷嘴8沿着与布置方向A垂直的方向(第四方向)不均匀地分布在图6的纸面的下侧上。喷嘴8分别位于相应菱形区域10x的下端部分中。另一方面，在形成第三压力腔室列11c的压力腔室10c和形成第四压力腔室列11d的压力腔室10d中，喷嘴8沿着第四方向不均匀地分布在图6的纸面上侧上。喷嘴8分别位于相应菱形区域10x的上端部分中。在第一和第四压力腔室列11a和11d中，不小于压力腔室10a和10d一半的区域在从第三方向看时与子集管5a重叠。在第二和第三压力腔室列11b和11c中，压力腔室10b和10c的区域在从第三方向看时根本没有与子集管5a重叠。为此，属于任意压力腔室列的压力腔室10可以如此形成，从而尽可能地将子集管5a加宽，同时与压力腔室10连接的喷嘴8没有与子集管5a重叠。因此，可以平稳地将墨水提供给相应的压力腔室10。

接下来将参照图7和8对头主体70的断面结构作进一步说明。图7为沿着在图6中的VII-VII线剖开的剖视图。图7显示出属于第一压力腔室列11a的压力腔室10a。从图7中可以看出，每个喷嘴8通过压力腔室10a和孔12与子集管5a连接。这样，根据压力腔室10在头主体70中形成从子集管5a的出口穿过孔12和压力腔室10延伸到喷嘴8的单独墨流通道。

从图7中可以看出，压力腔室10和孔12设在不同的水平面中。因此，如图6所示，在与促动器单元21下面的喷墨区域相对应的流动通道单元4中，可以将与一个压力腔室10连接的孔12设置成在平面图中与相邻于该压力腔室的压力腔室10的位置相重叠。因此，这些压力腔室10相互附着以便密集地布置。因此，可以通过具有相对较小的必须区域的喷墨打印头1来实现高分辨率图像的打印。

从图8中还可以看出，头主体70具有一种层压结构，其中总共层压有十片片材，即促动器单元21、空腔单元22、基板23、孔板24、供应板25、集管板26、27和28、盖板29和喷嘴板30以下行顺序连续布置。这十片片材除了促动器单元21之外，即九片片材形成一流动通道单元4。

如将在下面详细说明的一样，促动器单元21包括由作为四层的四个压电片41至44(参见图11)构成的层压件和多个电极，这些电极如此设置，从而只有最上面的层形成作为具有在施加电场时的活性层(下面被称为“包含活性层的层”)，而剩余三层形成作为非活性层。空腔板22为具有与压力腔室10相对应的许多大致为菱形的孔道的金属板。基板23为一金属板，它具有每个都用于将空腔板22的一个压力腔室10连接在相应孔12上的孔道和每个都用于将压力腔室10连接在相应喷嘴8上的孔道。孔板24为一金属板，它具有孔12和每个都用于将空腔板22的一个压力腔室10连接在相应喷嘴8上的孔道12d。每个孔12具有位于子集管5a侧上的一进墨口12a、位于压力腔室10侧上的一出墨口12b以及与进墨口和出墨口12a和12b连接的细长连通部分12c。供应板25为一金属板，它具有每个都用于将空腔板22的一个压力腔室10的孔12连接在相应的子集管5a上的孔道、和每个都用于将压力腔室10连接在喷嘴8上的孔道。集管板26、27和28为金属板，它们具有子集管5a和每个都用于将空腔板22的一个压力腔室10连接在相应喷嘴8上的孔道。盖板29为一金属板，它具有每个都用于将空腔板22的一个压力腔室10连接在相应喷嘴8上的孔道。喷嘴板30为一金属板，它具有每个都设置用于空腔板22的一个压力腔室10的喷嘴。

这十张片材21至30如此层压设置，从而如图7所示一样形成单独墨流通道32。每条墨流通道32首先从子集管5a向上走，在孔12中水平延伸，从孔12进一步向上，在压力腔室10中再次水平延伸，沿着与孔12分开的方向暂时倾斜地向下并且垂直向下延伸至喷嘴8。

接下来将对促动器单元21的结构进行说明。图9为促动器单元21的平面图。在该促动器单元21上，许多单独电极35以矩阵的形式布置，从而具有与压力腔室10相同的图案。单独电极35布置在在平面图中分别与压力腔室10相对的位置中。根据其中以矩阵形式布置多个单独电极35的结构，包括压力腔室10和单独电极25的每个排墨单元变成以轴对称的形式布置。因此，在每个排墨单元之间的串扰在该喷墨打印头1中变得均匀。

图10为每个单独电极35的平面图。如图10所示，每个单独电极35具有设置在与相应压力腔室10相对的位置中并且在平面图中容纳在压力腔室10中的主电极区域35a，以及与主电极区域35a连接并且设置在与压力腔室10的外侧相对的位置中的副电极区域35b。换句话说，每个主电极区域35设置在与形成有压力腔室10的区域相对应的区域处，而副电极区域35b为其中以从主电极区域35a伸出的方式设置的单独电极35的一部分。

图11为沿着在图10中的XI-XI线剖开的剖视图。如图11所示，促动器单元21包括四个压电片41、42、43和44，它们形成为具有大约为15μm的相等厚度。这些压电片41至44层状平板(连续的平板层)相互连续以便布置在形成在头主体70中的一个喷墨区域中的许多压力腔室10上。因为压电片41至44布置成在许多压力腔室10的连续平板层，所以在采用例如丝网印刷技术时可以在压电片41上密集地设置单独电极35。因此，形成在与单独电极35相对的位置中的压力腔室10也可以密集地设置，从而可以打印出高分辨率图像。每个压电片41至44由具有铁电性的锆钛酸铅(PZT)类型的陶瓷材料制成。

如图10所示，作为最上面层形成在压电片41上的单独电极35的主电极区域35a在平面图中具有与压力腔室10的形状大致类似的大致菱形形状。大致为菱形的主电极区域35a的下锐角部分延伸成连接在与压力腔室10的外侧相对的副电极区域35b上。与单独电极35电连接的圆形焊盘部分36设在副电极区域35b的端部处。如图11所示，焊盘部分36面对着其中没有形成压力腔室10的空腔板22的区域。例如，焊盘部分36由含有玻璃粉的金制成。如图10所示，焊盘部分36粘接在副电极区域35b的延伸部分的表面上。虽然在图11中没有显示出FPC50，但是该焊盘部分36与设在FPC50上的触点电连接。为了实现该连接，FPC50上的触点必须压在焊盘部分36上。因为在与焊盘部分36相对的空腔板22的区域中没有形成任何压力腔室10，所以可以通过充分的挤压来实现可靠的连接。

其外形与压电片41相同并且其厚度大约为2μm的共同电极34插入在作为最上面层的压电片41和位于压电片41下面的压电片42之间。图12A为共同电极34的平面图。图12B为一放大图，显示出一部分共同电极34。从图12A和12B中可以看出，在共同电极34中形成有许多与焊盘部分36相对并且其直径稍微大于焊盘部分36的圆形孔道37，这些孔道具有与单独电极35相同的图案。每个孔道37为形成在共同电极34中的孔道。单独电极35和共同电极34由金属材料例如Ag-Pd制成。

共同电极34在未示出的区域接地。因此，使共同电极34在与所有压力腔室10相对应的区域中同等地保持在接地电位处。单独电极35通过包括单独导线(相应于单独电极35)的FPC50并且通过焊盘部分36与驱动器IC80连接，从而可以根据每个压力腔室10来控制电位(参见图2和图3)。

图13A为一虚拟平面图，显示出这样一种状态，其中单独电极35的图案和共同电极34的图案相互重叠。图13B为一放大图，显示出图13A的一部分。在图13B中，单独电极35和共同电极34的重叠区域由阴影部分显示。从图13B中可以看出，在第一实施方案中，几乎所有副电极区域35b位于形成在共同电极34的孔道37中，而几乎所有主电极区域35a都重叠着共同电极34。

接下来将对促动器单元21的驱动方法进行说明。在促动器单元21中的压电片41的极化方向为压电片41的厚度方向。也就是说，促动器单元21具有一种所谓的单形态式结构，其中在上侧(即，远离压力腔室10)上的压电片41用作包括活性层的层，而在下侧(即，靠近压力腔室10)上的三个压电片42至44用作非活性层。因此，当将单独电极35的电位设定在预定正值或负值下时，安放在电极之间的压电片41的电场施加部分用作活性层(压力产生部分)并且在横向压电作用下沿着与极化方向垂直的方向收缩。

在第一实施方案中，安放在主电极区域35a和共同电极34之间的压电片41的部分用作活性层，因为在这些部分上施加有电场。另一方面，在副电极区域35b下面的压电片41的部分几乎不用作活性层，因为在共同电极34中设有孔道37，从而电场强度大大降低。因此，只有安放在主电极区域35a和共同电极34之间的压电片41的部分在横向压电作用下沿着与极化方向垂直的方向收缩。

另一方面，压电片42至44没有自发地偏移，因为它们没有受到电场作用。因此，在作为上层的压电片41和作为下层的每个压电片42至44之间产生出在沿着与极化方向垂直的方向的变形上的差异。因此，整个压电片41至44将要变形，从而在非活性侧上凸形弯曲(单形态变形)。在该情况下，如图11所示，整个压电片41至44的下表面固定在用于分隔成压力腔室的隔壁(空腔板)22的上表面上。因此，压电片41至44变形从而在压力腔室侧上凸形弯曲。为此，降低了每个压力腔室10的体积，从而增加了墨水压力，由此从相应的喷嘴8中喷射出墨水。当之后使每个单独电极35的电位回到与共同电极34相同的电位时，墨水从集管5被吸进压力腔室10，因为压电片41至44恢复至原始形状从而使压力腔室10的体积回到初始数值。

如上所述，在该第一实施方案中，共同电极34没有设在促动器单元21的整个区域上，但是设有孔道37以在共同电极34中形成孔道。因为在与单独电极35的副电极区域35b相对的部分中设有孔道37，所以即使在每个单独电极35的电位设定为与共同电极34的电位不同的情况下，与副电极区域35b相对的压电片41的部分也几乎不用作活性层。为此，在孔道37和其附近中的压电片41至44的变形量小于在共同电极34中没有形成孔道37的情况中的变形量。

顺便说一下，可以如下采用另一种驱动方法。也就是说，提前将每个单独电极35的电位设定成与共同电极34的电位不同。无论何时存在喷射请求，将单独电极35的电位改变一次成与共同电极34的电位相同的电位。然后，以预定的定时将单独电极35的电位恢复至与共同电极34的电位不同的初始数值。在该情况中，因为压电片41至44在将单独电极35的电位改变至与共同电极34的电位相同的数值时恢复到原始形状，所以与初始状态(其中单独电极35和共同电极34在电位上彼此不同)相比该压力腔室10的体积增加。这样，墨水从集管5侧吸进压力腔室10。然后，在使单独电极35的电位回到与共同电极34的电位不同的初始数值时压电片41至44变形从而在压力腔室10侧上凸形弯曲。因此，压力腔室10的体积降低以提高墨水压力，由此喷射出墨水。还有在采用该驱动方法的情况中，在共同电极34中形成有孔道37。因此，在孔道37和其附近中的压电片41至44的变形量小于孔道37没有形成在共同电极34中的情况中的变形量。

回到图6，下面将考虑说明一带状区域R，它沿着布置方向A具有与37.5dpi相对应的宽度(678.0μm)并且沿着布置方向B延伸。在该带状区域R中在16个压力腔室列11a至11d的任一个中只有一个喷嘴8。也就是说，当在与一个促动器单元21相对应的喷墨区域的可选位置中形成有这样一个带状区域R时，16个喷嘴8总是分布在带状区域R中。通过使16个喷嘴8投射到沿着布置方向A延伸的线上而获得的点位置以对应子600dpi的间距布置，这是打印时的分辨率。

当属于一个带状区域R的16个喷嘴8按照通过将这16个喷嘴8投射到沿着布置方向A延伸的线上而获得的点位置的向右顺序编上(1)至(16)的号码时，这16个喷嘴8按照(1)、(9)、(5)、(13)、(2)、(10)、(6)、(14)、(3)、(11)、(7)、(15)、(4)、(12)、(8)和(16)的上升顺序布置。当在促动器单元21中根据打印介质的输送适当地驱动如上所述构成的喷墨打印头1时，可以画出分辨率为600dpi的字符、图形等。

例如，下面将对其中以600dpi的分辨率打印沿着布置方向A延伸的直线的情况进行说明。首先，将对其中每个喷嘴8与在压力腔室10的相同侧上的锐角部分连接的参考实施例的情况进行将要简要说明。在该情况中，在位于图6中的最下面位置中的压力腔室列中的喷嘴8根据打印介质的输送开始喷墨。连续地选择属于在上侧上的相邻压力腔室列的喷嘴8来喷墨。因此，墨点形成为沿着布置方向A以与600dpi相对应的间距彼此相邻。最后，整体上以600dpi的分辨率画出沿着布置方向A延伸的直线。

另一方面，在第一实施方案中，在位于图6中的最下面位置中的压力腔室列11b中的喷嘴8开始喷墨。在打印介质输送时，连续选择与在上侧的相邻压力腔室连接的喷嘴8来喷墨。在该情况下，喷嘴8位置沿着布置方向A的偏移根据一个压力腔室列从下侧到上侧的位置增加而不是恒定的。因此，根据打印介质的输送而连续地沿着布置方向A形成的墨点没有以600dpi的规则间距布置。

也就是说，如图6所示，墨水首先根据打印介质的输送从与位于图5中的最下面位置中的压力腔室列11b连接的喷嘴(1)中喷射出。以与37.5dpi的间距在打印介质上形成一排点。然后，当行形成位置在打印介质输送时到达与第二最下面的压力腔室列连接的喷嘴(9)的位置时，从该喷嘴(9)中喷射出墨水。因此，第二墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移八倍于与600dpi相对应的距离的位置中。

然后，当行形成位置在输送打印介质时到达与第三最下面的压力腔室列11d连接的喷嘴(5)的位置时，从喷嘴(5)喷射出墨水。因此，第三墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移四倍于与600dpi相对应的距离的位置中。当行形成位置在打印介质进一步输送时到达与第四最下面的压力腔室列11c连接的喷嘴(13)的位置时，从喷嘴(13)中喷射出墨水。因此，第四墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移十二倍于与600dpi相对应的距离的位置中。当行形成位置在打印介质进一步输送时到达与第五最下面的压力腔室列11b连接的喷嘴(2)的位置时，从喷嘴(2)中喷射出墨水。因此，第五墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移与600dpi相对应的距离的位置中。

然后，在连续地从图6中下侧到上侧连续选择与压力腔室10连接的喷嘴8的同时，按照与上述相同的方式形成墨点。当N在该情况下为在图5中所示的喷嘴8的数目时，墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移与(系数n＝N-1)×(与600dpi相对应的距离)相对应的数值的位置中。最后，当选择16个喷嘴8结束时，以对应于600dpi的间距形成的15个点插入在通过在图5中位于最下面的压力腔室列11b中的喷嘴(1)以对应于37.5dpi的间距形成的墨点之间。因此，可以总体上以600dpi的分辨率画出沿着布置方向A延伸的线。

顺便说一下，在每个喷墨区域(每个促动器单元21的倾斜边)沿着布置方向A的相对端部的邻接部分与相应喷墨区域沿着布置方向A的相对端部与沿着头主体70的宽度方向相对于促动器单元21的另一个促动器单元的邻接部分相配时，可以实现以600dpi的分辨率进行打印。

如上所述，在第一实施方案中，共同电极34没有设在促动器单元21的整个区域上，但是设有孔道37以在共同电极34中形成孔道。为此，与单独电极35的副电极区域35b相对的压电片41的部分几乎不用作活性层，从而压电片41至44在这些孔道37和其附近部分中的变形量变得比在共同电极34中没有形成孔道37的情况中的变形量更小。因此，当与某个压力腔室10连接的喷嘴开始喷墨时，降低了由于压电片41至44的振动而使与位于该某个压力腔室10附近的压力腔室10连接的喷嘴的喷墨特性变差的串扰。而且，孔道37形成在共同电极34中以便只与没有与主电极区域35a相对并且几乎对喷墨无贡献的压电片41的部分相对。因此，可以保持喷墨特性，因为与单独电极35的主电极区域35a相对的压电片41至44的偏移量由于设有孔道37而几乎不改变。而且，与在FPC50中的触点连接的焊盘部分36设在其中压电片41至44的变形量较小的副电极区域35b中。因此，可以降低焊盘部分36可能根据促动器单元21的促动而与FPC50的触点分开的可能性。

在该第一实施方案中，压力腔室10和单独电极35以矩阵形式密集地布置，从而与在另一列上的单独电极35连接的焊盘部分36位于沿着布置方向A彼此相邻的两个单独电极35的主电极区域35a之间。也就是说，当沿着布置方向A看时，两个主电极区域35a设在每个焊盘部分36的相对侧面上，而作为开口的孔道37设在与每个焊盘部分36相对的一部分共同电极34中。为此，作为串扰的起因的振动很少传递给沿着布置方向A彼此相邻的两个单独电极35上，因为与焊盘部分36相对的这部分共同电极34即使在向焊盘部分36施加电压以进行喷墨操作的情况下也不会用作活性层。因此，在根据该第一实施方案的喷墨打印头中也可以获得优异的串扰降低效果。

在该第一实施方案中，几乎所有副电极区域35b都位于形成在共同电极34中的圆形孔道37中，从而保持这样一种关系(孔道的面积)＞(副电极区域的面积)。但是如果形状和尺寸变化对压力腔室10的变形没有任何负面影响的话，则可以改变每个孔道37的形状和尺寸。例如，在一改进实施方案中，在共同电极34中可以形成在形状上与副电极区域35b近似相同的孔道。在该情况中，保持这样的关系(孔道的面积)＝(副电极区域的面积)，从而可以获得与第一实施方案等同的串扰降低效果。在另一个改进实施方案中，可以在共同电极34中形成小于副电极区域35b的孔道。在该情况，保持这样一种关系(孔道的面积)＜(副电极区域的面积)，从而与第一实施方案相比其串扰降低效果下降。另外，每个孔道37的形状可以为圆形形状之外的任意其它形状。

接下来将对本发明的第二实施方案进行说明。根据该第二实施方案的喷墨打印头与根据第一实施方案的喷墨打印头的不同之处在于形成在共同电极中的每个孔道的形状。也就是说，根据第二实施方案的喷墨打印头在图1至10中所示的结构上与根据第一实施方案的喷墨打印头相同，但是在在图11、12A、12B、13A和13B中所示的结构上与根据第一实施方案的喷墨打印头不同。因此，下面将主要对不同之处进行说明，同时与在第一实施方案中相同的那些部件由与第一实施方案中相同的参考标号表示，以便省去重复的说明。

图14为在第二实施方案中的头主体的剖视图。图14对应于图11。如图14所示，共同电极34c插入在作为最上面层的压电片41和位于压电片41下面的压电片42之间。图15A为共同电极34c的平面图。图15B为一放大图，显示出一部分共同电极34c。从图15A和15B中可以看出，共同电极34c具有这样一种形状，从而许多形状与单独电极35的主电极区域35a类似并且其尺寸大于主电极区域35a的岛部分38通过电桥39相互连接。共同电极34c的形状在平面图中总体上基本上等于促动器单元21的形状。电桥39如此布置，从而四个电桥与每个岛部分38的右上部分、右下部分、左上部分和左下部分连接。因为岛部分38和电桥39这样连接，所以在共同电极34c中形成有孔道40，也就是说，在共同电极34c中形成有没有设置岛部分38或电桥39的孔道。顺便说一下，因为相对于单独电极35的主电极区域35a布置的所有岛部分38通过电桥39相互电连接，所以共同电极34c在与压力腔室10相对应的所有区域中一齐保持在接地电位。

图16A为一虚拟平面图，显示出这样一种状态，其中单独电极35的图案和共同电极34c的图案相互重叠。图16B为一放大图，显示出图16A的一部分。在图16B中，其中单独电极35与共同电极34c重叠的区域表示为阴影部分。从图16B中可以看出，在第二实施方案中，几乎所有副电极区域35b位于形成在共同电极34c中的孔道40中，同时几乎所有主电极区域35a与共同电极34c的岛部分38重叠。沿着上/下和左/右方向彼此相邻的主电极区域35a由孔道40阻挡。

当驱动根据如上所述构成的第二实施方案的喷墨打印头时，安放在主电极区域35a和共同电极34c的岛部分38之间的压电片41的部分用作活性层，因为在这些部分上施加有电场。另一方面，位于副电极区域35b下面的压电片41的部分几乎不用作活性层，因为由于设在共同电极34c中的孔道40导致电场强度大大降低。因此，只有安放在主电极区域35a和共同电极34c的岛部分38之间的压电片41的部分在横向压电作用下沿着与极化方向垂直的方向收缩。因此，压电片41至44在孔道40及其附近中的变形量变得小于在共同电极34c中没有形成孔道40的情况中的变形量。因此，虽然在与某个压力腔室10连接的喷嘴开始喷墨时压电片41至44振动，振动在与位于这个压力腔室10附近的压力腔室10连接的喷嘴的喷墨特性的影响受到抑制，从而降低了串扰。而且，孔道40形成在共同电极34c中，从而只与没有对着主电极区域35a并且对喷墨没有贡献的压电片41的部分相对。因此，可以保持喷墨特性，因为与单独电极35的主电极区域35a相对的压电片41至44的偏移量由于设有孔道40而改变很少。

从图16B中可以看出，在该第二实施方案中，共同电极34c如此形成，从而共同电极34c没有被孔道40分开并且孔道40分别沿着几乎所有方向包围着主电极区域35a。为此，与其中孔道37设置成与副电极区域35b相对的第一实施方案中相比可以大大改善串扰降低效果。尤其在该第二实施方案中，因为岛部分38通过细长电桥39相互连接，所以可以更大地改善串扰降低效果。

与另一个单独电极35连接的焊盘部分36位于在沿着布置方向A彼此相邻的两个单独电极35的主电极区域35a之间。但是与焊盘部分36相对的一部分共同电极34c几乎不用作由于压电效应而产生偏移的活性层。因此，在根据其中压力腔室10以矩阵形式密集布置的第二实施方案的喷墨打印头中也可以获得优异的串扰降低效果。

虽然上面已经对本发明的优选实施方案进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方案，在不脱离权利要求的范围的情况下可以在设计上作出各种改变。例如，在这些实施方案中，孔道可以与部分主电极区域35a相对地形成在共同电极中。在该情况中，这些孔道可以与副电极区域35b相对，或者可以不与副电极区域35b相对。在不论什么情况中都可以实现串扰降低。

在第二实施方案中，共同电极34c可以设置成与部分或所有副电极区域35b相对。在该情况中，形成在共同电极34c中的孔道可以包围着部分副电极区域35b。

在该第二实施方案中，虽然孔道40沿着除了电桥39的方向之外的几乎所有方向围绕着主电极区域35a，但是形成在共同电极34c中的孔道可以沿着部分方向围绕着主电极区域35a。

在这些实施方案中，单独电极35和压力腔室10以矩阵的形式布置，从而一个单独电极35的副电极区域35b位于另外两个单独电极35的主电极区域35a之间。但是在本发明中，压力腔室10和单独电极35不必如在这些实施方案中所述一样以矩阵的形式布置。例如，压力腔室和单独电极可以沿着一个方向布置。在无论什么情况中，都可以形成这样一种结构，从而单独电极和共同电极设在与进行喷墨所必须的压力腔室10相对的促动器单元部分中，但是在其它部分的每一个中都没有形成单独电极或共同电极。

如上所述，该喷墨打印头包括：一流动通道单元，它包括多个沿着平面布置并且与喷嘴连接的压力腔室；以及一促动器单元，它固定在流动通道单元的表面上用于改变每个压力腔室的体积。该促动器单元包括：布置在分别与压力腔室相对的位置中的多个单独电极；一共同电极，它设置成在多个压力腔室上延伸并且具有与部分单独电极相对地形成的孔道；以及一压电片，它夹在共同电极和单独电极之间。

根据这种结构，因为在共同电极中形成有孔道，所以与这些孔道相对的压电片几乎不移动，从而可以降低在压力腔室之间的串扰。

当每个单独电极具有设置在与相应一个压力腔室相对的位置中的主电极区域以及设置在与压力腔室的外侧相对并且与主电极区域连接的位置中的副电极区域时，该共同电极可以如此形成，从而每个孔道包括与相应的单独电极的副电极区域的至少一部分相对的部分。根据这种结构，因为这些孔道与设置在与压力腔室的外侧相对的位置中的副电极区域相对，也就是说，因为这些孔道与对喷墨几乎无贡献的压电片的部分相对，所以可以降低与单独电极的主电极区域相对的压电片的偏移量。

在该情况中，共同电极可以如此形成，从而每个孔道包括与相应单独电极的副电极区域相对的部分。根据这种结构，可以大大降低与单独电极的主电极区域相对的压电片的偏移量。

优选的是，在该情况中，副电极区域可以包括用于实现与促动器单元外侧电连接的连接端子。根据这种结构，用于实现与促动器单元外侧电连接的连接端子可以设置成与对驱动无贡献的这些孔道相对应，从而可以降低这些连接端子的触点可能在由驱动引起的振动作用下剥离的可能性。

在该情况中，从改善串扰降低效果的观点看优选的是，共同电极可以如此形成，从而共同电极没有被这些孔道分开，并且这些孔道包围着单独电极的主电极区域的至少一部分。在该情况中，从更大地改善串扰降低效果的观点看更有选的是，共同电极可以具有这样一种形状，从而与单独电极的主电极区域相对的区域通过细长的电桥区域相互连接。

在本发明中，单独电极和压力腔室可以以矩阵的形式布置，从而一个单独电极的副电极区域位于另两个单独电极的主电极区域之间。根据这种结构，即使在压力腔室密集地布置的情况中也能够过得优良的串扰降低效果。

在另一方面，该喷墨打印头包括：一流动通道单元，它包括多个沿着平面布置并且与喷嘴连接的压力腔室；以及一促动器单元，它固定在流动通道单元的表面上用于改变每个压力腔室的体积。该促动器单元包括：布置在分别与压力腔室相对的部分中的多个单独电极；一共同电极，它设置成在多个压力腔室上延伸并且具有分别与单独电极的周边相对地形成的孔道；以及一压电片，它夹在共同电极和单独电极之间。

根据这种结构，因为在共同电极中形成有孔道，所以与孔道相对的压电片几乎不移动，从而可以降低在压力腔室之间的串扰。而且，因为孔隙区域与单独电极的周边相对，所以这些孔道可以差不多抑制喷墨特性的变差。

当每个单独电极具有设置在与相应一个压力腔室相对的位置中的主电极区域、和设置在与压力腔室外侧相对的位置中并且与主电极区域相连的副电极区域时，共同电极可以如此形成，从而这些孔道与主电极区域外面的区域相对。根据这种结构，因为这些孔道与设置在与压力腔室的外侧相对的位置中的副电极区域相对，也就是说因为这些孔道与对喷墨几乎无贡献的压电片的部分相对，所以可以降低与单独电极的副电极区域相对的压电片的偏移量。

根据本发明的打印机具有至少一个如上所述的喷墨打印头。

本发明优选实施方案的以上说明是用来进行举例说明。它不是进行穷举或者将本发明限制在所披露的明确形式上，在上面教导的启示下或者从本发明的实践中可以得出许多改变和变化。选择这些实施方案进行说明是为了说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域普通技术人员能够将本发明用在各种实施方案中并且可以作出适用于所期望的特定用途的各种变化。本发明的范围打算由所附权利要求及其等同方案来限定。

Claims (16)

1.一种喷墨打印头，它包括：

一流动通道单元，它具有多个沿着平面布置并且与喷嘴连接的压力腔室；以及

一促动器单元，它固定在流动通道单元的表面上并且用来改变每个压力腔室的体积，该促动器单元包括：

多个单独电极，它们布置在分别与压力腔室相对的位置中；

一共同电极，它设置成在多个压力腔室上延伸并且具有孔道，每个孔道都至少形成在与单独电极相对的一部分区域处；以及

一压电片，它夹在共同电极和单独电极之间。

2.如权利要求1所述的喷墨打印头，其中每个单独电极具有设置在与相应一个压力腔室相对的位置中的主电极区域，和与该主电极区域相连并且设置在不与压力腔室相对的位置中的副电极区域，并且

其中每个孔道至少形成在与副电极区域相对的一部分区域中。

3.如权利要求2所述的喷墨打印头，其中在副电极区域上形成有与外部端子电连接的连接端子。

4.如权利要求2所述的喷墨打印头，其中每个孔道形成为包围着至少一部分主电极区域。

5.如权利要求2所述的喷墨打印头，其中共同电极连续地形成并且没有被这些孔道分开。

6.如权利要求5所述的喷墨打印头，其中每个孔道形成为包围着至少一部分主电极区域。

7.如权利要求5所述的喷墨打印头，其中共同电极形成为这样一种形状，从而与相应的主电极区域相对的每个区域通过细长的电桥区域相互连接。

8.如权利要求2所述的喷墨打印头，其中压力腔室和单独电极以矩阵的形式布置，并且

其中单独电极的每一个副电极区域设置在位于相邻单独电极的每个主电极区域之间的位置中。

9.一种打印机，它包括：

一输送机构，用来输送记录介质；以及

一喷墨打印头，用来将墨水喷射在记录介质上并且在其上形成图像，该喷墨打印头包括：

一流动通道单元，它具有多个沿着平面布置并且与喷嘴连接的压力腔室；以及

一促动器单元，它固定在流动通道单元的表面上并且用来改变每个压力腔室的体积，该促动器单元包括：

多个单独电极，它们布置在分别与压力腔室相对的位置中；

一共同电极，它设置成在多个压力腔室上延伸并且具有孔道，每个孔道都至少形成在与单独电极相对的一部分区域处；以及

一压电片，它夹在共同电极和单独电极之间。

10.如权利要求9所述的打印机，其中每个单独电极具有设置在与相应一个压力腔室相对的位置中的主电极区域，和与该主电极区域相连并且设置在不与压力腔室相对的位置中的副电极区域，并且

其中每个孔道至少形成在与副电极区域相对的一部分区域处。

11.如权利要求10所述的打印机，其中在副电极区域上形成有与外部端子电连接的连接端子。

12.如权利要求10所述的打印机，其中每个孔道形成为包围着至少一部分主电极区域。

13.如权利要求10所述的打印机，其中共同电极连续地形成并且没有被这些孔道分开。

14.如权利要求13所述的打印机，其中每个孔道形成为包围着至少一部分主电极区域。

15.如权利要求13所述的打印机，其中共同电极形成为这样一种形状，从而与相应的主电极区域相对的每个区域通过细长的电桥区域相互连接。

16.如权利要求10所述的打印机，其中压力腔室和单独电极以矩阵的形式布置，并且

其中单独电极的每一个副电极区域设置在位于相邻单独电极的每个主电极区域之间的位置中。

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