CN100509403C - 喷墨记录设备 - Google Patents

Abstract

一种通过喷墨进行记录的喷墨记录设备，包括：其中填充有墨液的压力腔室；喷嘴孔(116)，形成为与压力腔室相通；压电元件(113)，形成在所述压力腔室上，并通过机械膨胀和收缩而使所述压力腔室变形，据此在压力腔室中产生压力，并从所述喷嘴孔(116)中喷墨；以及露点控制单元(123)，它将所述压电元件(113)及其附近的气氛中的露点保持在比设置所述喷墨记录设备之处的环境中的露点更低的水平上。该露点控制单元(123)包括一压缩机(123a)以及使来自该压缩机(123a)的压缩气体干燥并且将它输送给压电元件(113)的空气干燥器(123b)。

Description

喷墨记录设备

技术领域

本发明涉及一种可以控制设备中的空气露点的喷墨记录设备。

背景技术

喷墨记录设备通过利用多个直径为几十μm的喷嘴孔将几十微微升的墨喷射在记录介质例如纸张上来进行打印。喷墨部分包括其中设置许多喷嘴孔的喷嘴板、与每个喷嘴孔相通的压力腔室、用于向压力腔室提供墨的共用液体腔室以及在压力腔室中产生压力的单元。

关于在压力腔室中产生压力的类型，有两种类型。一种是通过焦耳热在压力腔室中产生空气泡的类型，另一种是通过压电元件使压力腔室变形的压电类型。在压电类型中，与空气泡类型相比，由于更容易控制所要喷射的墨的量和墨喷射速度，所以预期可以进行更精确的打印。

在压电类型中，为了实现精细打印，必须提高喷嘴孔、压力腔室和设置在压力腔室上的压电元件的面内密度(in-plane density)。因此必须减少压电元件的面积。为了形成具有预定面积的压电元件，采用一种包括如下步骤的方法：首先在整个基底材料上形成压电薄膜；然后，通过光刻方法形成抗蚀剂图案以通过蚀刻除去非抗蚀剂部分的压电薄膜。通过这种方法，不能使得压电元件的面积比压电薄膜的厚度小。因此为了形成具有较小面积的压电元件，必须使用较薄的压电薄膜。

对于在喷墨记录设备中所使用的压电元件，必须具有高的压电常数。作为其材料，通常已知有钛酸铅氧化物(lead tititanate oxide)(PT)；钛酸铅锆氧化物(lead tititanate zirconium oxide)(PZT)；以及对PZT的镁添加剂、锰添加剂、钴添加剂、铁添加剂、镍添加剂、铌添加剂、钪添加剂、钽添加剂和铋添加剂。为了在压力腔室中产生压力，通常必须向压电元件施加几个KV/cm或更大的电场，借此此使该元件产生应变。

这里已知的是，在压电元件中存在许多缺陷，例如微小裂纹和孔。在潮气的存在下，通常在向包括铅的压电元件施加高电场的情况下，大电流流过在缺陷部分处及其周围的铅化合物，这些部分因为焦耳热而破裂，因此可以形成大孔。

为了防止因为焦耳热而形成孔，例如考虑两种方法。第一种方法是加厚压电元件。在压电元件薄的情况下，穿过元件的大的缺陷是因为缺陷的破裂而产生的，因此产生上电极和下电极短路的缺点，或者位移性质改变。相反，在元件具有一定厚度的情况下，即使缺陷破裂，也不会形成穿过元件的孔而对压电性能造成大的影响。第二种方法是将压电元件和干燥剂密封在一个容器中，从而除去湿气。例如如JP-A-4-349675所述。

但是，根据第一种方法，在压电元件的厚度大的情况下，即使在高湿度的情况下也不导致破裂。但是，必须施加大的电压，以使得位移大，这提高了消耗功率。另外，在膜厚度大的情况下，难以提高元件的面内密度。

根据第二种方法，在压电元件密封的情况下，必须在湿气小的低湿度环境中进行密封工作，在工厂大批量生产的情况下，这需要大的劳动量，并增加了成本。另外由于压电元件覆盖有用于密封元件的外壳，必须严格防止从外壳和元件之间的接触表面进入湿气，这需要大的劳动量，并同样增加了制造成本。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种喷墨记录设备，它可以减少压电元件的薄膜厚度，并可以容易地防止因为施加在该压电元件上的电压造成的元件破裂。

为了解决这些问题，一种通过喷墨进行打印的喷墨记录设备，包括：一压力腔室，在所述压力腔室中填充墨液；一喷嘴孔，所述喷嘴孔形成为与所述压力腔室连通；一压电元件，所述压电元件形成在所述压力腔室上，并通过机械膨胀和收缩而使所述压力腔室变形，借此在所述压力腔室中产生压力，并从所述喷嘴孔中喷墨；以及壳体，容纳所述压电元件并具有将干燥气体引入所述壳体的入口；一露点控制单元，所述露点控制单元在所述压电元件被施加电压的状态下使干燥气体通过所述入口引入所述壳体，并将所述压电元件以及压电元件附近的一气氛中的一露点保持在比设置所述喷墨记录设备的一环境中的一露点更低的一值的水平上。

本发明还提供一种通过喷墨进行打印的喷墨记录设备，包括：一压力腔室，在所述压力腔室中填充墨液；一喷嘴孔，所述喷嘴孔形成为与所述压力腔室连通；一喷墨单元，所述喷墨单元从所述喷嘴孔中对所述压力腔室中填充的墨液进行喷射；设置在所述喷墨单元中的壳体，具有将干燥空气引入所述壳体的入口；以及一露点控制单元，所述露点控制单元在喷墨单元喷射墨液的状态下将干燥空气通过入口引入壳体，从而将所述喷墨单元的周围气氛中的一露点保持在比设置所述喷墨记录设备的环境中的一露点更低的一值的水平上。

本发明又提供一种通过喷墨进行打印的喷墨记录设备，包括：一压力腔室，在所述压力腔室中填充墨液；一喷嘴孔，所述喷嘴孔形成为与所述压力腔室连通；一压电元件，所述压电元件形成在所述压力腔室上，并通过机械膨胀和收缩而使所述压力腔室变形，借此在所述压力腔室中产生压力，并从所述喷嘴孔中喷墨；以及壳体，容纳所述压电元件并具有将干燥气体引入所述壳体的入口；一露点控制单元，所述露点控制单元使干燥气体通过所述入口引入所述壳体，并将所述压电元件以及压电元件附近的一气氛中的一露点保持在比设置所述喷墨记录设备的一环境中的一露点更低的一值的水平上，其中所述壳体包括排出所述干燥气体的一出口，并且所述干燥气体以每立方厘米的体积10mL/min或者更大的速度从所述入口引入到所述壳体中，所述壳体的所述内部压力保持为比其外部压力高。

因此，由于在压电元件附近的露点因为干燥空气而降低，所以可以防止因为施加电压而损坏压电元件，从而可以减少压电元件的厚度，并可以容易地防止因为向该压电元件施加电压造成的元件破裂。

附图说明

图1是示意性显示根据本发明一个实施方案的喷墨记录设备的透视图；

图2是图1的喷墨记录设备中所使用的喷墨头的截面图；

图3是显示根据本发明一个实施方案的喷墨记录设备的主要部分的概念图；

图4是显示根据本发明另一个实施方案的喷墨记录设备的主要部分的概念图；

图5是显示干燥气体至被连接至头基底的喷墨头的引入形式的透视图；

图6是显示干燥气体至通过床基底被连接至框架的喷墨头的引入形式的透视图；

图7A和7B是显示在温度为60℃并且湿度为80％的气氛中已经在预定时间中施加了35V的直流电压之后的PZT特征评定的视图；

图8是显示在温度为25℃并且湿度为50％的气氛中在对PZT的电压施加时间以及黑点数量之间的关系的视图；

图9是显示在温度为25℃并且湿度为50％的气氛中在对作为促动器的压电元件的电压施加时间以及黑点数量之间的关系的视图；

图10A至10C是喷墨头的解释视图；

图11是显示根据本发明一个实施方案的喷墨记录设备的示意图；

图12是显示安装在图11的喷墨记录设备上的行头的透视图；

图13是显示使用根据本发明的一个实施方案的喷嘴头的行头的解释视图；

图14是显示图13的主要部分的解释视图；

图15是根据实施方案1的喷墨头的透视图；

图16是图15的前视图；

图17是图15的侧视图；

图18是显示在其中使用根据本发明的另一个实施方案的行头的解释视图；

图19是显示在其中使用根据本发明的另一个实施方案的行头的解释视图；

图20是显示在其中使用根据本发明的另一个实施方案的行头的解释视图；

图21是显示在其中使用根据本发明的另一个实施方案的行头的解释视图；

图22是显示在其中使用根据本发明的另一个实施方案的行头的解释视图；

图23是显示在其中使用根据本发明的另一个实施方案的行头的解释视图；

图24是显示根据本发明一个实施方案的喷墨记录设备的示意图；

图25是显示在图24的喷墨记录设备上安装行头的对准过程的一部分的透视图；

图26是图25的截面图；

图27是在图25的行头的对准中的解释视图，显示了在喷嘴头上形成的喷嘴标记以及在板上形成的对准标记的一个示例；

图28是显示喷嘴头的对准方法的一个示例的解释视图；

图29是显示喷嘴头对准方法的另一个示例的解释视图；

图30是显示喷嘴头对准方法的另一个示例的解释视图；

图31是显示喷嘴头对准方法的另一个示例的解释视图；

图32是显示喷嘴头对准方法的另一个示例的解释视图；

图33是显示喷嘴头对准方法的另一个示例的解释视图；

图34是显示喷嘴头对准方法的另一个示例的解释视图；

图35A和35B是是显示喷嘴头对准方法的另一个示例的解释视图；

图36是显示喷嘴头对准方法的另一个示例的解释视图；

图37是显示本发明一个实施方案的喷墨头单元的透视图；

图38是图37的喷墨头单元的侧视图；

图39是图37的喷墨记录单元的透视图，其中显示了头和扁平电缆被取出的状态；

图40是显示图39的主要部分的侧视图；

图41是显示传统的喷墨头单元的透视图；

图42是图41的喷墨头单元中的头和扁平电缆的前视图。

具体实施方式

第一实施方案

以下参考图1-10描述本发明的实施方案。在这些图中，同样的部件用同样的附图标记表示，省略对它们的重复描述。

图1显示的喷墨记录设备140设有本发明的喷墨头141，它通过利用作促动器(actuator)的压电元件的压电效应进行记录并且将从该喷墨头141中喷射的墨滴冲击在记录介质142(例如纸)上，从而完成在记录介质142上的记录。喷墨头141安装在沿着主扫描方向X设置的滑架轴143所设置的滑架144上，并根据滑架144沿着滑架轴143的往复移动而沿着主扫描方向X往复移动。另外，喷墨记录设备140具有多个辊(移动单元)145，它们将记录介质142沿着与喷墨头141的宽度方向(也就是主扫描方向X)几乎垂直的副扫描方向Y移动。

在图1中，尽管喷墨头141的数量是一个，但是它可以是两个或更多。在增加头数量的情况下，当在记录介质上形成图像的时候，可以减小喷墨头141沿着X轴方向移动的距离。因此，提高了成像速度。

以下参考图2描述喷墨头141的结构。

图2是喷墨头的截面图。喷墨头141具有压力腔室板112，其中形成内部填充墨液的压力腔室111，并且在压力腔室111上还形成压电元件113例如PZT薄膜作为促动器。

共用液体腔室板118被连接到压力腔室板112上，其中，共用液体腔室114向在墨液供应方向上设置的压力腔室111提供墨液，墨流入口115连通共用液体腔室114与压力腔室111，连通孔117连通后面描述的喷嘴孔116与压力腔室111。喷嘴板119被连接到共用液体腔室板118上，其中形成与压力腔室111连通并且喷射墨滴的喷嘴孔116。

在压力腔室111上，形成压电元件113，以及与压力腔室111相对应的上部单独电极120和向压电元件113施加电压借此使得该压电元件113发生机械位移(收缩和膨胀)的下部共用电极121；在共用电极121和压力腔室板112之间形成振动板122。

压电元件113因为施加在共用电极121和与压力腔室111相对应的单独电极120上的电压的压电效应而产生位移，跟随该位移而振动的振动板122改变了压力腔室111的体积，从而压力腔室111内的墨液从喷嘴孔116中喷射出来。

在该实施方案中，共用电极121和振动板122分开形成。但是它们也可以一体的形成。

在喷墨头中，利用上述结构作为一个单元，一些同样结构的单元周期性地沿着与图2的纸面垂直的方向设置。结果，可以从许多喷嘴孔116中喷墨。共用液体腔室为每个单元共用，同样颜色的墨从许多喷嘴中喷出。由于必须喷射四色墨以进行彩色打印，因此必须有至少四个共用液体腔室。通常，在喷墨头中，用于喷射一种颜色的墨的喷嘴孔116按照相等的间隔线性设置在喷嘴板119上。为了从喷墨头中喷射四色墨，设置用于喷射每种颜色墨的至少四个喷嘴阵列。关于单独电极120、压电元件113、共用电极121以及振动板122的形成方法，可以适当地采用已知的各种成膜方法，例如厚膜成膜方法例如丝网印刷，涂布方法例如浸涂、溅射、CVD方法、真空蒸发方法、溶胶-凝胶方法以及薄膜成膜方法例如镀覆。但是成膜方法不限于这些方法。

如图3所示，在喷墨记录设备140中，设置露点控制单元123，它将压电元件113以及该压电元件113附近的气氛中的露点保持在低于设置喷墨记录设备140的环境中的露点的数值。

露点控制单元123通过向压电元件113以及压电元件113的附近引入低湿度(例如露点-60℃)的气体例如干燥空气、氮气或者氩气降低露点。也就是，露点控制单元123使气体从压缩机123a通向空气干燥器123b，因此除去湿气，并将该气体从壳体124的入口124a提供给压电元件113和该压电元件113附近。引入到壳体124中的干燥气体从在壳体124中形成的出口124b中排出到外部。但是，在没有设置壳体124的情况下，干燥气体可以吹到压电元件113上。

另外，作为气体干燥器123b，可以使用降低温度从而除去在气体中的湿气的冷冻型空气干燥器、使气体通过过滤器从而除去气体中的湿气的过滤型空气干燥器以及使气体通过吸收物质例如硅胶从而除去气体中的湿气的吸收型空气干燥器。

另外，作为露点控制单元，如图4所示，可以使用其中密封了干燥气体的气体缸瓶(cylinder)123，以提供缸瓶中的干燥气体。

另外，作为提供干燥气体的露点控制单元，使用安装在建筑物例如工厂中的干燥气体管线，也可以提供干燥气体。

另外，具体的说，如图5所示，壳体124可以连接至已经连接了喷墨头141的头基底131，因此提供干燥气体。入口124a和出口124b在同一个平面上形成。

另外，在有多个喷墨头的情况下，如图6所示，用于固定各喷墨头的多个头基底131可以设置并固定在框架132上，壳体124可以连接至该框架132，从而提供干燥空气。

本发明人为了获得压电元件113在干燥气氛中的特征，已经制造了具有如下结构的简单元件，并对其进行了评估。

也就是，在直径为3英寸并且厚度为0.5mm的二氧化硅基底上，已经通过溅射蒸发了100nm的铂作为下部电极，然后已经蒸发了3μm的PbZr_0.5Ti_0.5O₃(以下称之为PZT)作为压电元件，然后蒸发100nm的铂作为上部电极。然后将二氧化硅基底切割为20mm×20mm，通过使用金属掩模在PZT上蒸发5mm×7.5mm的面积的铂。

另外，作为空气干燥器，使用CKD公司的超级干燥器单元SU3015B7。该空气干燥器包括用于除去空气中的灰尘的空气过滤器，用于除去空气中的油性成分的油雾过滤器，用于除去空气中的湿气的干燥器主体，和用于调整压力的调整器。干燥器主体由特殊树脂制成的许多中空的纤维构成，压缩空气通过过这种中空纤维。构成该中空纤维的树脂具有如下性质：仅使湿气选择性地穿过中空纤维的外侧，包括湿气的空气通过中空纤维，因此除去空气中的湿气。在该实施方案中，为了产生干燥空气，从空气过滤器一侧通过压缩机23a引入大约0.5Mpa的压缩空气。引入的压缩空气经过空气过滤器和油雾过滤器，因此除去灰尘和油性成分。另外，压缩空气经过干燥器主体，因此除去湿气，干燥空气从出口出来。

作为评估系统，前述样品设置在丙烯酸树脂类(acryl)物质制成的尺寸为40mm×40mm×50mm的壳体中，从而可以在上部电极和下部电极之间施加电压。另外，该系统被构成为使得由空气干燥器123b所产生的干燥空气可以被引入到该壳体中。利用压缩机123a将0.5Mpa的压缩空气引入到空气干燥器123b，调整流量调节阀从而按照2L/min的流动速率将干燥空气引入壳体中。在已经引入干燥空气的情况下，壳体中的露点已经为-50℃。壳体已经设定在恒定湿度和温度的浴中。

将干燥空气的引入速度设定在2L/min的原因如下：也就是在该实施方案中，干燥空气的产生使用了干燥空气系统，并且包括湿气的干燥空气通过干燥空气系统中的中空纤维，因此除去湿气并产生干燥空气。由于通过中空纤维每次除去的湿气的量是有限的，因此在引入流动速率超过预定水平的情况下，干燥空气的干燥程度降低，露点提高。在该实施方案的干燥空气系统中，在引入流动速率为2-10L/min的范围内的时候，露点为-50℃；在流动速率超过该值的时候，露点提高。因此，使得干燥空气按照2L/min的速度流动。由于干燥空气流动可以采用的最大流动速率由该系统的规格所确定，因此引入速度不限于2L/min，但是干燥空气可以按照所产生的干燥空气的露点为-50℃的流动速率引入。另外，根据本发明人的试验，已经证明当引入到壳体中的干燥空气的流动速率是每立方厘米的体积为10mL/min或者更大情况下，壳体124中的露点保持在-50℃或更低。

另外，在已经引入干燥空气时壳体124内的压力通常高于外界空气压力，该外界空气压力是1个空气压力或更大。但是根据使用该设备之处的纬度和天气，壳体内的压力可以低于外界空气压力。

另外，在壳体124内部密封的情况下，因为引入干燥空气使得内部压力提高，附着在促动器上的湿气不会被排放到壳体124的外部。因此，对于如该实施方案一样的情况，必须给壳体124提供出口124b。

以下描述样品的评估项目。

第一评估项目是在温度为60℃并且湿度为80％的气氛下的PZT的特征评估。在恒定温度和湿度的浴中的温度和湿度已经被设置在60℃和80％。在干燥空气引入到壳体的状态下，在样品的上部电极和下部电极之间施加35V的直流16个小时，从而下部电极的极性变为正，然后样品的表面用显微镜观察。以下采用相同的样品，在没有引入干燥空气的状态下，施加35V的直流3小时，然后用显微镜观察样品的表面。

第二评估项目是在温度为25℃并且湿度为50％的气氛下的PZT的特征评估。在恒定温度和湿度的浴中的温度和湿度已经被设置在25℃和50％。在干燥空气引入到壳体的状态下，在样品的上部电极和下部电极之间施加35V的直流150个小时，从而下部电极的极性变为正，然后样品的表面用显微镜观察。以下采用相同的样品，在没有引入干燥空气的状态下，施加35V的直流1小时，然后用显微镜观察样品的表面。

以下描述关于上述评估项目的结果。

关于第一评估项目，测试之后的显微镜照片示于图7中。在引入干燥空气的状态下施加电压之后，在样品中可以观察到显著的改变(图7A)。另一方面，在不引入干燥空气的状态下，在样品表面观察到大量黑点(图7B)。该黑点是其中上部电极和下部电极已经熔融的部分。电极熔融的原因如下。即据推测，当在高湿度环境下向PZT施加电压的时候，在PZT中存在的缺陷中流过漏电流，并产生焦耳热，电极因为该热量而熔融。

关于第二个评估项目，如图8所示，在引入干燥空气的情况下，即使在已经施加电压150小时之后，仍没产生黑点。另一方面，在没有引入干燥空气的情况下，因为施加一小时电压而产生六个黑点。

如上所述，通过引入干燥空气，即使在已经向PZT施加电压的情况下，没有产生破裂。另外，据推测，第一评估项目中黑点数量大于第二评估项目中的数量的原因在于：在第一评估项目中的恒定温度浴中的空气温度较高，所包括的湿气的绝对量大于在第二评估项目中的量，使得更助长了(haveadvanced more)PZT的破裂。

以下与第二评估项目类似，对引入到喷墨头中的PZT进行评估(图2)。在该喷墨头中，形成两百个压力腔室以及相应的由PZ形成的促动器。

图10A-图10C是该评估中使用的喷墨头的示意图，其中更详细的显示了图2的截面图。图10A是喷嘴孔116和其附近的解释视图。喷嘴孔116与压力腔室111相通，振动板122和作为压电元件113的PZT在压力腔室111上形成。在该图中，省略了其间设置压电元件的共用电极和单独电极。压力腔室填充有墨，墨从共用液体腔室114通过墨流入口115提供。当向压电元件113施加电压的时候，压电元件113和振动板122弯曲，压力腔室111中的压力升高，从而从喷嘴116中喷出墨。另外，喷嘴板119的表面受到拒水处理(water repellent treatment)，从而墨可以从喷嘴孔116中沿着固定方向喷射。

压电元件113基本与在第一和第二评估中使用的PZT相同，它厚度为3μm，面积为100μm×1200μm。振动板122为3μm厚。

图10B是显示沿着图10A的虚线的截面的解释图。此处，尽管仅显示了关于两个喷嘴孔116的附近的结构，但是实际上，成排设置与图10所示结构具有相同结构的许多部分。该图显示了左侧压电元件113和振动板122弯曲并且从喷嘴孔116中喷墨的状态。从该图可以看出，为每个喷嘴孔116指定一个压力腔室111和一个压电元件113。但是提供墨的共用液体腔室114为许多喷嘴孔116所共有，从共用墨腔室114通过为每个压力腔室111设置的墨流入口115供应墨(图中，在左侧压力腔室111上的墨流入口115由分割两个压力腔室111的壁所覆盖，因此不能看见)

图10C是解释视图，是从喷嘴板119的上部看的。在该实施例中，有上下两个喷嘴阵列，每一个包括按照340μm的间隔左右设置的四十个喷嘴孔116。在该图中，围绕每个喷嘴孔116的虚线表示在喷嘴板119上相对一侧上的压电元件113，基本矩形的虚线表示共用液体腔室114。由于从一个共用液体腔室114向左右设置的四十个喷嘴孔116提供墨，因此从左右设置的四十个喷嘴孔116中喷射同样颜色的墨。在该实施方案中，使用具有两百个喷嘴孔116的喷墨头。因此总共有5个喷嘴孔阵列。

将该喷墨头如此设置在丙烯酸树脂类材料制的外壳中，从而可以将由空气干燥器产生出的干燥空气引入到该外壳中，并且该外壳已经被设置在其中温度为25℃并且湿度为50％的恒定温度和湿度的浴室中。在引入了干燥空气的状态下，施加电压，使得共用电极的极性变为正，并且单独电极的极性变为负。另外，同样在没有引入干燥空气的状态下，已经类似地施加电压。在图9中显示出评估结果。在已经引入干燥空气的情况下，即使在已经施加了电压200小时或更久之后，也没有产生黑点。另一方面，在没有引入干燥空气的情况下，在作为促动器的PZT中在五十个小时中产生出六十个或更多的黑点。

如上所述，同样在用于促动器的PZT中，通过引入干燥气体例如干燥空气，即使在施加电压的情况下也不会在PZT中出现任何断裂。

在该实施方案中，由于通过溅射法来制造压电元件，所以可以按照可再现性良好的方式获得在晶体取向方面良好的薄压电元件。因此，同样在施加在该压电元件上的电压较小的情况下，产生出很大的位移。因此，可以在低压下喷墨，从而可以减少打印机的能耗。另外，虽然所使用的压电元件的面积为100μm×1200μm，但是可以使该面积降低大约3μm，它为压电元件的膜厚。在压电元件的面积降低时，可以进一步提高喷嘴的面内密度，从而可以进行更精确的打印。

如上所述，根据该实施方案，由于干燥气体使在压点元件附近中的露点降低，所以防止了压电元件由于电压施加而性能变差。因此，通过实现压电元件的膜厚降低，可以很容易地防止由于对该压电元件施加电压而引起的元件断裂。

在上面的说明中，已经向压电元件施加35V的直流电压以检查其特征。但是，一般来说，不必施加这种高压以便喷墨，并且施加矩形波形电压。同时在该施加电压的状态下，不用说通过引入干燥气体，可以防止压电元件的性能变差。

另外，在该实施方案中，采用PZT作为压电元件。但是，本发明并不限于此，还可以采用包含铅的另一种压电元件，因为可以获得类似的效果。另外，虽然在该实施方案中通过溅射来形成压电元件，但是本发明并不限于此，可以采用通过烧结或溶胶凝胶加工而制出的压电元件，因为可以获得类似的效果。

如上所述，根据本发明，由于干燥气体降低了在压电元件附近的露点，所以防止了压电元件由于施加电压而性能变差。因此，可以获得这样的有效优点，即可以很容易防止由于向该压电元件施加电压而导致的该元件断裂，从而实现了该压电元件的膜厚降低。

第二实施方案

下面将参照图11至图23对本发明的实施方案进行说明。在这些附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并省略重复的叙述。

在图11中所示的喷墨记录设备240具有一喷墨头241，它通过利用介电薄膜元件的压电效应和气泡的膨胀能量来进行记录并且将从该喷墨头的241喷射出的墨滴击打在记录介质242例如纸张上，据此在该记录介质242上进行记录。

在该行头(line head)由多个喷嘴头的组合构成的情况下，由于喷嘴头之间的特有的不均匀性以及对于喷嘴头保持框架的对准精确度，在打印中在喷嘴头之间的连接部分处出现条纹，从而打印质量降低。另外，在行头由多个喷嘴头的组合构成的情况下，必须以高精度使这些喷嘴头对准。但是，根据部件的精度，难以实现对准精度。

在可以进行彩色打印的该实施方案的喷墨记录设备240中，在该喷墨头241上，安装有一行头243，它具有从中喷射出黄色墨的喷墨头、从中喷射出品红色墨的喷墨头、从中喷射出青色墨的喷墨头以及从中喷射出黑色墨的喷墨头；并且在每个喷墨头中在记录介质242的整个宽度上布置有多个喷嘴孔。

该喷墨记录设备240具有多个辊子(运动部件)245，它们使记录介质242沿着与喷墨头241的宽度方向几乎垂直的输送方向移动。

虽然在该实施方案中显示出彩色喷墨记录设备240，但是本发明也可以应用于其中只能进行一种颜色打印的单色喷墨记录设备。

如图12所示，行头243包括一保持框架246和布置并且固定在该保持框架246上的多个喷嘴头247。在每个喷嘴头247中，形成有多个从中喷墨的喷嘴孔(参照图13以及下文)。在保持框架246上布置有多个喷嘴头247，从而这些喷嘴孔247a被布置在记录介质242的整个宽度上。

在喷墨头241中，形成有多个其中填充有墨液的压力腔室。通过利用能量产生源例如压电元件或气泡使压力腔室变形，从而从与压力腔室连通的喷嘴孔247a中喷射出墨。

这里，为了同时实现喷嘴头247的尺寸减小以及打印分辨率的提高，重要的是要将喷嘴孔247a高效地布置在喷嘴表面上。在该实施方案中，如下那样，喷嘴头的喷嘴孔247a按照高密度布置。

也就是说，如图13所示，在喷嘴头中，每个都包括多个喷嘴孔247a的多个喷嘴阵列(在该实施方案中为两个阵列)沿着主扫描方向倾斜地布置。设置这些喷嘴，使得在位于相邻喷嘴阵列之间的喷嘴之间的距离不相同。也就是说，这些喷嘴孔不是以在其中在相邻喷嘴阵列之间的距离相同的完全十字形排列(cross-stitch arrangement)布置，而是以其中该距离是不同的十字形结构布置。

更具体地说，在图14中，在第一任意喷嘴孔247a-1和第二喷嘴孔247a-2之间的距离L1和在该第一喷嘴孔247a-1和第三喷嘴孔247a-3之间的距离L2相互不同；所述第二喷嘴孔247a-2位于第一喷嘴孔247a-1所属的阵列即喷嘴阵列B附近的喷嘴阵列A中，与第一喷嘴孔247a-1靠近；所述第三喷嘴孔247a-3位于第二喷嘴孔247a-2所属的喷嘴阵列A中，更靠近第一喷嘴孔247a-1。

根据这种布置，如图13所示，沿着主扫描方向，以比副扫描方向上的喷嘴宽度W2窄的喷嘴宽度W1，扫描喷嘴头，并且可以以良好的空间利用率将这些喷嘴布置在多个阵列结构中。因此，可以实现打印分辨率的提高，从而使喷嘴头247小型化。另外，与在喷嘴头中只形成一个喷嘴阵列的情况相比，至成为清洗帽(purge cap)(未示出)和安装部件的收容区域(retreatregion)的喷嘴端部的距离可以由多个喷嘴阵列共用。

图15为其上装配有在图12中所示的行头243的喷墨头241的透视图。图16和图17为图15的前视图和侧视图。如图12和图15至图17所示一样，喷嘴头247从保持框架246的表面伸出大约4mm。附着在喷嘴头247的底面上的多余墨借助于由橡胶制成并且以预定的定时沿着副扫描方向运动的清洁刮板250清除。喷嘴头247伸出大约4mm的原因如下。当伸出量太小时，在墨聚集在清洁刮板250的两个端部处的情况下，该多余墨会与保持框架246的表面接触。相反，当伸出量太大时，清洁刮板250会被喷嘴头247的角部损坏。如果可以解决这两个问题，则不必限于4mm伸出量。

由清洁刮板250清除的多余墨在其重力作用下收集到刮板保持部分252上。刮板保持部分252可滑动地由轴254和256保持着，并且在未示出的马达作用下沿着副扫描方向驱动。

根据该实施方案，因为喷嘴头247从保持框架246的表面伸出，所以即使在清洁刮板250挤压附着在喷嘴头247的底面上的多余的墨时墨被收集在清洁刮板250的两个端部处，多余的墨也不会接触保持框架246的表面。因此，可以防止由于附着在保持框架的表面上的墨粘附到打印介质242上而引起的打印质量变差。

例2

这里，为了以更好的空间利用率布置这些喷嘴孔247a并且防止出现上述喷嘴板挠曲的问题，如图18所示，形成偶数个例如四个或更多个喷嘴阵列，使得在彼此相邻的一组喷嘴阵列之间的距离变得紧密，也就是说这些喷嘴阵列两个接着两个地彼此靠近。例如，如图18所示，在存在四个喷嘴阵列A至D的情况下，它们如此布置，使得在A阵列和B阵列之间的距离或者在C阵列和D阵列之间的距离比在B阵列和C阵列之间的距离更接近。

例3

另外，还存在如图19中所示的另一种布置。即，在形成在喷嘴阵列C中的第一任意喷嘴孔247a-1和在作为与该第一喷嘴孔247a-1所属的喷嘴阵列即喷嘴阵列C邻近的阵列中的一个的喷嘴阵列B中的与第一任意喷嘴孔247a-1邻近的第二喷嘴孔247a-2之间的距离L1a和在该第一喷嘴孔247a-1和在第二喷嘴孔247a-2所属的喷嘴阵列B中并且更邻近第一喷嘴孔247a-1的第三喷嘴孔247a-3之间的距离L2a相互不同。另外，在形成在喷嘴阵列C中的第四任意喷嘴孔247a-4和在作为与该第四喷嘴孔247a-4所属的喷嘴阵列即喷嘴阵列C邻近的阵列中的另一个的喷嘴阵列D中的与第四任意喷嘴孔247a-1邻近的第五喷嘴孔247a-5之间的距离L1b和在该第四喷嘴孔247a-4和在该第五喷嘴孔247a-6所属的喷嘴阵列D中的并且更邻近第四喷嘴孔247a-4的第六喷嘴孔247a-6之间的距离L2b相互不同。

因此，喷嘴孔247a密集地形成在喷嘴表面上的狭窄区域中，从而可以进一步提高空间利用率。另外，由于其上没有形成喷嘴孔的区域的面积变大，所以改善了喷嘴板的刚度并且防止出现挠曲。

例4

假设喷嘴阵列的数目为多个例如四个，则在这些喷嘴阵列沿着副扫描方向以A+B和C+D的顺序布置的情况下，在阵列A+B和阵列C+D之间的连接部分会出现问题。也就是说，由于喷嘴板和头的安装轴(旋转轴)的加工精度，在由在阵列A+B中的喷嘴形成的打印区域和由在阵列C+D中的喷嘴形成的打印区域之间沿着主扫描方向会形成间隙。另外，通常在一个喷嘴阵列中，因为灰尘和气泡漂移并且附着在其喷嘴孔247a上，所以在位于端部处的喷嘴孔247a中容易产生出异常(喷墨不良)。

因此，如图20所示一样，这些喷嘴孔如此布置，使得位于喷嘴阵列(这里，指的是A阵列和B阵列)的一个端部处的喷嘴孔247a与位于副扫描方向上的其它阵列(这里，指的是C阵列和D阵列)的另一个端部处的喷嘴孔247a重叠。

通过这种布置，由于可以用从多个喷嘴孔247a喷射出的墨打印相同的行，所以进行了多次伪扫描(pseudo-scanning)，从而可以使容易出现连接的部分变得不明显，并且可以使从中还没有喷墨的喷嘴孔247a恢复原状。

在这里，虽然这些喷嘴孔如此布置，使得位于喷嘴阵列的一个端部处的喷嘴孔247a与位于副扫描方向上的另一个阵列的另一个端部处的喷嘴孔247a重叠，但是位于两个端部处的喷嘴孔247a也可以如此布置。另外，这些喷嘴孔可以如此布置，使得不仅位于该端部处的喷嘴孔247a而且还有除了其喷嘴孔之外的这些喷嘴孔247a的一部分或全部与在副扫描方向上的另一个阵列中的喷嘴孔247a重叠。

在喷嘴孔247a如此布置的情况下，可以从沿着副扫描方向相互重叠的喷嘴孔247a交替地或不规则地进行沿副扫描方向的喷墨。因此，由于可以用从多个喷嘴孔喷射出的墨打印同一行或在该行附近的多行，所以可以使容易出现连接的部分变得不明显，并且可以使还没有从中喷射出墨的喷嘴孔247a恢复原状。

这里，如前面所述一样，在其中每个喷嘴头只形成有一个喷嘴阵列的边缘喷射型中，喷嘴孔247a不能高密度地布置，从而空间利用率不好。因此，在上述多个喷嘴头如此布置并且固定在保持框架使得这些喷嘴阵列在主扫描方向上倾斜从而制造出行头的情况下，可以很容易提高在副扫描方向上的分辨率，这对于行头特别重要。

例5

在行头包括多个喷嘴头的情况下，假设喷嘴阵列的数目为例如四个，则在设置处在一个喷嘴头中的C+D喷嘴阵列和处在位于该喷嘴头附近的喷嘴头中的其次的A+B喷嘴阵列的情况下，在阵列C+D和阵列A+B之间的连接会出现问题。也就是说，由于喷嘴板和头的安装轴(旋转轴)的加工精度，在由在阵列A+B中的喷嘴形成的打印区域和由在阵列C+D中的喷嘴形成的打印区域之间沿着主扫描方向会形成间隙。另外，通常在一个喷嘴阵列中，因为灰尘和气泡漂移并且附着在其喷嘴孔247a上，所以在位于端部处的喷嘴孔247a中容易产生异常(喷墨不良)。

因此，如图21所示，这些喷嘴孔如此布置，使得位于一个喷嘴头247的喷嘴阵列(这里，指的是C阵列和D阵列)的一个端部处的喷嘴孔247a与位于副扫描方向上的靠近该喷嘴头247的喷嘴头的喷嘴阵列(这里，指的是A阵列和B阵列)的另一个端部处的喷嘴孔247a重叠。

通过这种布置，由于可以用从多个喷嘴孔247a喷射出的墨打印同一行行，所以进行了多次伪扫描，使得可以使容易出现连接的部分变得不明显，并且可以使从其中还没有喷墨的喷嘴孔247a恢复原状。

在这里，虽然这些喷嘴孔如此布置，使得位于一个喷嘴头247的喷嘴阵列的一个端部处的喷嘴孔247a与位于副扫描方向上的另一个喷嘴头的喷嘴阵列的端部处的喷嘴孔247a重叠，但是位于两个端部处的喷嘴孔247a也可以如此布置。另外，这些喷嘴孔可以如此布置，使得不仅位于该端部处的喷嘴孔247a而且还有除了其喷嘴孔之外的这些喷嘴孔247a的一部分或全部与在副扫描方向上的另一个阵列中的喷嘴孔247a重叠。

这里，在喷嘴头247的精度不好的情况下，当彼此相邻的喷嘴头247紧密靠近时，喷嘴孔247a的位置不同，使得对准精度不好。因此，如图22所示，在相邻喷嘴头247之间形成有间隙的情况下，可以对喷嘴头247的头位置进行细微调节，从而可以获得其中喷嘴头247以高精度对准的行头。

由于墨在打印头或清洗或刮板操作中散射，所以墨进入到在喷嘴头247之间的间隙中，使得可以用薄膜覆盖这些头之间的间隙，也就是说可以用薄膜跨接该间隙。在该墨量增大的情况下，较大的墨滴滴落在记录介质上，并且该记录介质会被该墨滴弄脏。

因此，如图23所示，通过利用喷嘴头247如此形成该间隙使得其宽度从一侧向另一侧变窄，从而可以防止已经进入到在喷嘴头247之间的间隙中的墨滴落在记录介质上。

第三实施方案

下面将参照图24至图36对本发明的实施方案进行说明。在这些附图中，相同的构件由相同的附图标记表示，并且省去了重复说明。

在图24中所示的喷墨记录设备340包括一喷墨头341，它利用介电薄膜元件的压电效应和气泡的膨胀能量来进行记录，并且使从该喷墨头341中喷射出的墨滴击打在记录介质342例如纸张上，因此，在记录介质342上进行记录。

在能够进行彩色打印的该实施方案的喷墨记录设备340中，在该喷墨头341上，安装有一行头343，它具有从中喷射出黄色墨的墨头(ink head)、从中喷射出品红色墨的墨头、从中喷射出青色墨的墨头以及从中喷射出黑色墨的墨头；并且在每个墨头中在记录介质342的整个宽度上布置有多个喷嘴孔。

该喷墨记录设备340具有多个辊子(运动部件)345，它们使记录介质342沿着与喷墨头341的宽度方向几乎垂直的输送方向运动。

虽然在该实施方案中显示出彩色喷墨记录设备340，但是本发明也可以应用于其中只能进行一种颜色打印的单色喷墨记录设备。

如图25所示，该行头343包括一保持框架346和布置并且固定在该保持框架346上的多个喷嘴头347。在每个喷嘴头347中，形成有多个从中喷墨的喷嘴孔(未示出)。这多个喷嘴头布置在保持框架346上，从而这些喷嘴孔347a布置在记录介质242的整个宽度上。

在该实施方案中，通过下面的方法使这多个喷嘴头347高精度对准并且固定在保持框架346上，因此，使在这些喷嘴头347之中的喷墨方向一致，并且可以实现高质量打印。

也就是说，在图25和图26中，保持框架346由框架保持单元348保持在其两个侧面处，并且在它们之间的位置关系是固定的。通过这种框架保持单元348，沿着该保持框架360保持着其上形成有对准标记350a的透明板350。

其中设有许多喷嘴孔347a的喷嘴头347由可以沿着水平方向并且沿着垂直方向移动该喷嘴头347的头保持单元349保持着。板350和喷嘴头347彼此相对以通过摄像机装置351透过透明板350观察该喷嘴头，并且根据对准标记350a在板350的对准标记350a和喷嘴头347的预定位置(例如形成用于对准的喷嘴孔347a或喷嘴标记347b)之间进行对准，借此进行喷嘴头347的对准。在对准之后，将喷嘴头347固定到保持框架346上。

在图25中，虽然喷嘴头347倾斜地固定到保持框架346上，但是它也可以平行地固定。

这里，作为这些标记的示例，在图27中显示出喷嘴头347的喷嘴标记的形状和板350的对准标记350a。如图27所示，喷嘴标记和对准标记350a相互重叠。所示的形状只是一个示例，本发明并不限于这些形状。在图27中，尽管板350的标记大于喷嘴头347的标记，但是它们也可以具有相同的尺寸，或者喷嘴头347的标记可以更大。

通过顺序进行这种对准，从而可以很容易并且以高精度使这些喷嘴头347对准。

优选的是，板350不是由树脂例如塑料而是由玻璃制成的。也就是说，用作板350的材料必须能够用作量具(gauge)，也就是说，其相对于温度的膨胀系数必须较小。玻璃满足这种条件。另外，由于自身具有高光滑度的玻璃不是特殊材料而是廉价的材料，所以不会增加成本。

存在其中在透明板350上需要许多对准标记350a的情况。尽管该对准标记350a可以通过在板350上进行任意加工来形成，但是为了自由地形成这许多标记，该成形在精度和工时方面是困难的。在这种情况下，通过溅射铬(Cr)来形成对准标记50a，借此可以很容易形成许多对准标记350a，因为它们可以通过使用光掩模的通常方法来形成。另外，由于光掩模的精度如此精确以致于在具有500mm×500mm的大面积的玻璃上的标记的位置精度为±2μm，所以可以廉价并且高精度地形成对准标记50a。

另外，如图26所示，最好将对准标记350a形成在喷嘴板350的与喷嘴头347相对的表面上。这样做的原因在于：由于板350的折射率不为1，所以在对准标记350a存在于与和喷嘴头347相对的表面相反的侧面上的情况下，该对准标记350a可以直接看到，而喷嘴头347是透过板350看到，从而产生出偏差。另一方面，在对准标记350a位于与喷嘴头347相对的表面上时，对准标记350a和喷嘴头347都可以透过板350看到。因此，受到板350的折射率影响小，并且对准标记350a和喷嘴头347之间的距离变短，从而可以改善对准精度。

这里，令人满意的是在喷嘴头347上形成至少两个即多个对准标记350a。这样做的原因在于：在只通过一个对准标记350a来进行对准的情况下，担心会产生旋转偏差，但是在通过多个对准标记350a进行对准的情况下，如图28所示，可以很容易进行高精度定位。

另外，令人满意的是，通过喷嘴头347的喷嘴孔347a和对准标记350a来进行定位。作为准备形成在喷嘴头347自身上的标记，可以使用通过在喷嘴头347上进行任意前述的加工而获得的标记。但是，不能总是确保在其所被加工部分和喷嘴孔347a之间的位置关系方面的精度。另外，尽管想到在喷嘴头347的边缘部分处进行该对准，但是不能总是确保在边缘部分和喷嘴孔347a之间的位置关系方面的精度。另一方面，在通过喷嘴孔347a和对准标记350a进行对准的情况下，即使形成在喷嘴头347中的喷嘴孔347a偏离如图29所示的其自然位置，也可以在正确的喷嘴位置进行对准，从而可以使墨滴击打在正确位置上。

这里，令人满意的是，在多个对准标记350a的中心进行在板350和喷嘴头347之间的定位。由于喷嘴孔347a需要复杂的锥形形状，所以在加工喷嘴孔347a时的位置精度不可避免地低于具有高精度的对准标记的位置精度。因此，需要在其位置处不能完全相一致的构件之间进行对准的工作。另外，在只有一个对准标记350a的位置与喷嘴孔347a的位置一致的情况下，很容易产生在另一个对准标记350a和紧接着的喷嘴头347的喷嘴孔347a之间的对准误差。另一方面，在多个对准标记350a的中心进行在板350和喷嘴头347之间的对准的情况下，如图30所示，在对准标记350a和喷嘴孔347a之间的偏差沿着两个方向分散，使得在打印头中的击打偏差变得不明显。

理想的是，在位于喷嘴头347的两个端部处的喷嘴孔347a和对准标记350a之间进行对准。在相邻多个喷嘴孔347a处进行对准的情况下，即使相对于对准标记350a的偏差量相同，整个偏差量也变大。但是，在如图31所示位于两个端部处的喷嘴孔347a处进行对准的情况下，由于对准标记350a彼此远离，所以对准精度变好。另外，由于对准精度在尾销(end-pin)部分处变好，所以在相邻喷嘴头之间的条纹变得不明显。

另外，可以通过对准标记350a和在与喷嘴孔347a相同的过程中形成在喷嘴头347上的喷嘴标记347b来进行对准。也就是说，在对准过程之前，在单个喷嘴头347中进行墨液的填充检查和喷射检查的情况下，喷嘴孔347a的前端在对准中被墨润湿，并且喷嘴边缘会变模糊。在该情况下，如图32所示，不使用用于喷墨的喷嘴孔347a而是使用在与喷嘴孔347a相同的过程中加工出的伪喷嘴孔(dummy nozzle hole)即喷嘴标记347b来进行对准。因此，由于喷嘴标记347b在与喷嘴孔347a相同的过程中形成，所以形状精度和位置精度与在喷嘴孔347a中的那些相同。因此，可以进行高精度对准。另外，由于喷嘴标记347b没有被墨润湿，所以喷嘴边缘清晰，从而容易进行对准。即使喷嘴标记347b被润湿，由于它没有用于喷墨，所以可以将墨擦掉以消除该润湿。

另外，可以通过对准标记350a和形成在连接位于喷嘴头347的两个端部处的两个喷嘴孔347a的直线上的喷嘴标记347b来进行对准。因此，可以按照与在位于最末端处的喷嘴孔347a处进行对准的情况下的精度相同的精度或者按照比在喷嘴标记347b之间的距离比在位于最末端处的喷嘴孔347a之间的距离更远的情况下更高的精度进行对准。这种对准在将喷嘴头347倾斜地布置在保持框架46上时尤为有效。这里，位于喷嘴头347的两个端部处的两个喷嘴孔347a，如图33所示一样，可以为在一个喷嘴阵列中位于两个端部处的两个喷嘴孔347a；或者可以是，如图34所示一样，在相邻或最远的喷嘴阵列中位于相互不同的端部处的两个喷嘴孔347a。

即使这样进行对准，在喷嘴头347的加工精度较差或者在粘接喷嘴板时粘接剂的厚度不均匀的情况下，多个喷嘴头347的喷嘴表面所处的平面(in plane)相互不同。也就是说，在沿着Z方向产生偏差的情况下，在喷嘴表面和记录介质342之间的距离在每个喷嘴头347中不同，或者其距离沿着Z方向具有倾斜，从而墨滴的击打位置在每个喷嘴头347中不同，从而不可能进行高品质打印。在这种情况下，如图35所示一样，可以在保持框架346和喷嘴头347之间布置间隔件352以使多个喷嘴头347的喷嘴表面保持在相同平面上。因此，可以很容易确保多个喷嘴头347的喷嘴表面的表面精度。

为了对喷嘴头347进行调节以便使多个喷嘴头347的喷嘴表面位于相同的表面上，如图36所示一样，将喷嘴头347紧密地装到喷嘴板350上，因此，可以很容易进行这种调节。

第四实施方案

下面将对用在传统喷墨记录设备中的喷墨头单元进行说明。

图41为一透视图，显示出一传统的喷墨头单元，而图42为一前视图，显示出在图41的喷墨头单元中的喷墨头和扁平电缆。

如图41和图42所示一样，传统喷墨头单元包括从中喷墨的头20、其上安装着该头20的头基座21和装在头20上并且从头20沿着两个不同方向引出的两根扁平电缆22a、22b。在这些扁平电缆22a、22b的中间位置中，分别设有用于产生用于驱动头20的喷墨信号的装置23a、23b。用于将在操作期间产生出的热量有效散发出的散热板24a、24b安装在驱动装置23a、23b上。在头20中形成有每个都包括许多喷嘴孔的两个喷嘴阵列20a、20b，并且从这些喷嘴孔中将墨喷出。

通常，在这种喷墨头单元中，所安装的部件25a、25b形成在喷嘴阵列20a、20b和头的侧部之间，并且这些扁平电缆22a、22b在安装部件25a、25b处被固定到头20上。

这里，头20由构成喷嘴孔、压力腔室、墨流动通道和促动器的薄膜的层压体构成。这些薄膜其紧密附着力(close attachment power)在侧面部分附近较弱。因此，必须不能将安装部件25a、25b形成在头的侧面部分附近，而是形成在远离侧部的部分处，也就是说形成在侧面部分的内侧上。

根据该传统结构，安装部件必须形成在头的内侧上。因此，在安装部件和头的侧面部分之间形成死区，使得头的尺寸变大。

这里，在从头中拉出的扁平电缆以较小的曲率被弯曲的情况下，由于担心导线断裂，所以它必须以一定的曲率弯曲。在该情况下，在其中安装部件形成在喷嘴阵列和头的侧面部分之间的传统喷墨头单元中，扁平电缆伸出与扁平电缆的表面垂直的头的宽度W。

在该传统结构中，不仅头自身做得较大，而且在宽度方向需要与该头连接的扁平电缆的周围牵拉空间(the pull-around space)。因此，喷墨头单元自身变大，这与微型化的市场要求相悖。

因此，本发明的目的在于提供一种喷墨头单元，其中可以使具有与扁平电缆连接的安装部件的头小型化。另外，本发明的另一个目的在于提供一种喷墨头单元，其中与头连接的扁平电缆可以紧凑地周围牵拉。

以下参考图37-图40描述本发明的一个实施方案。在这些图中，同样的部件用同样的附图标记表示，省略对其重复说明。

图37是显示本发明一个实施方案的喷墨头单元的透视图，图38是图37的喷墨头单元的侧视图，图39是图37的喷墨头单元的透视图，其中示出头和取出的扁平电缆，图40是图39的主要部分的侧视图。

图37和图38所示的喷墨头单元1安装在喷墨记录设备(未显示)上，该设备利用介电薄膜元件的压电效应从头2喷射墨滴，并将该墨滴击打在例如纸张的记录介质上，从而进行记录。头2由构成喷嘴孔、压力腔室、墨流动通道和促动器的薄膜的层叠件构成。

喷墨头单元1包括从其中喷出墨的头2、其上安装头2的头基底3、以及连接至头2的两个柔性扁平电缆4a和4b。扁平电缆4a和4b是通过用绝缘薄膜覆盖多个传输线构成的，在多个扁平电缆的中间位置分别设置用于产生驱动头2的喷墨信号的驱动器5a和5b。，将用于有效的辐射在操作过程中产生的热量的散热板6a和6b连接到驱动器5a和5b上。

如图39所示，形成四个喷嘴阵列2a、2b、2c和2d，它们每一个包括多个喷嘴孔，并从这些喷嘴孔中喷墨。喷嘴阵列彼此两两靠近，也就是喷嘴阵列2a和2b构成一对，喷嘴阵列2c和2d构成一对。在喷嘴阵列2a，2b和喷嘴阵列2c，2d之间形成两个安装部件7a和7b。

其中暴露出扁平电缆4a的传输线的一端侧在安装部件7a中被固定在头2上，暴露出扁平电缆4b的传输线的一端侧在安装部件7b中被固定在头2上。另外，如图40所示，扁平电缆4a和4b分别从处于头的固定部分中的安装部件7a和7b沿着相同方向延伸。另外，扁平电缆4a和4b可以固定在头2上以便而沿着不同方向延伸。

驱动器5a和5b所产生的喷墨信号传输至扁平电缆4a和4b，并从扁平电缆4a和4b提供给头2。借此，绝缘薄膜元件产生位移，喷射墨滴。

在该实施方案中，尽管形成四个喷嘴阵列，但是也可以是两个或者更多，也就是多个喷嘴阵列是足够的，本发明不限于四个阵列。另外，尽管使用两个扁平电缆，但是也可以使用一个或者三个或者更多的扁平电缆。

由于安装部件7a和7b如此形成在喷嘴阵列2a，2b和喷嘴阵列2c，2d之间的位置中，所以可以在头的侧部形成比较难以受到构成头2的薄膜的弱紧密连接力造成的影响的喷嘴孔。因此，由于安装部件7a和7b以及喷嘴阵列2a、2b、2c和2d可以有效地设置在头2上，因此消除了死角，可以使得头2小型化。

另外，由于安装部件7a和7b在喷嘴阵列2a，2b和喷嘴阵列2c，2d之间的位置中形成，因此即使在扁平电缆4a和4b设置在沿着与扁平电缆的表面正交的方向的头2的宽度W之内的情况下，沿着头基底3(图40)，扁平电缆可以以防止线破裂的较大的曲率弯曲，从而扁平电缆4a和4b可以被紧凑地周围牵拉。

在头基底3的侧面上，形成槽口部分3a，其中装有如此周围牵拉的扁平电缆4a和4b。因此，扁平电缆4a和4b可以紧凑的容纳在头2的沿着与扁平电缆表面正交的方向的宽度之内。

在扁平电缆4a和4b之间，设置金属的防止干扰的部件8或者其中形成金属层的非金属的防止干扰的部件8。因此，减少了扁平电缆4a和4b之间的电磁相互干扰。也可以不设置防止干扰部件。另外尽管防止干扰部件8设置在图中扁平电缆4a和4b之间的部分处，但是它也可以设置在扁平电缆4a和4b之间的整个部分处。

另外，作为用于减少这种电磁相互干扰的另一种方式，可以将扁平电缆4a和4b被设置成使得形成在这些扁平电缆4a和4b中的传输线彼此不平行。

如图38所示，设置其上连接了散热板6a和6b的驱动器5a和5b，以便在扁平电缆4a和4b的长度方向上彼此移动。因此，由于具有操作过程中的热量的驱动器5a和5b彼此远离，可以防止各散热板的热辐射效率因为散热板6a和6b之间的靠近而降低。另外如上所述，由于扁平电缆4a固定在安装部件7a上，扁平电缆4b固定在与安装部件7a处于不同位置的安装部件7b上，所以即使在不使得驱动器5a和5b与扁平电缆4a和4b的连接位置不同的情况下，也可以容易地进行移动设置。

扁平电缆4a和4b在它们的从头基底3延伸的部分处分别具有至少两个在各扁平电缆4a和4b的长度方向弯曲的弯曲部分9。因此，可以为扁平电缆4a和4b提供特大的长度，使得通过调整弯曲部分9的形成位置可以改善设备组件中的工作性能。

如上所述，根据该实施方案的喷墨头单元，由于安装部件7a和7b形成在喷嘴阵列2a，2b和喷嘴阵列2c，2d之间的位置，因此，比较难以受到构成头2的薄膜的弱紧密连接力造成的影响的喷嘴孔可以形成在头的侧部，使得由于安装部件7a和7b以及喷嘴阵列2a、2b、2c和2d可以有效地设置在头2上。因此，消除了死角，可以使得头2小型化。

另外，由于安装部件7a和7b形成在喷嘴阵列2a，2b和喷嘴阵列2c，2d之间的位置，所以即使在扁平电缆4a和4b被设置在沿着与扁平电缆的表面正交的方向的头2的宽度W之内的情况下，沿着头基底3，扁平电缆可以以防止线破裂的较大的曲率弯曲，使得扁平电缆4a和4b可以被紧凑地周围牵拉。

从上面描述中可以理解，上述各实施方案可以彼此结合，以获得其功能。

工业实用性

如上所述，根据本发明，由于通过干燥气体降低在喷墨单元附近的露点，因此可以防止喷墨单元因为电压施加而损坏。因此可以获得有效的优势，也就是可以防止因为向该喷墨单元施加电压造成破裂和损坏，可以减少喷墨单元的膜厚度。

根据本发明的第一方面，一种喷墨记录设备，它通过喷墨进行记录，包括：填充有墨液的压力腔室；形成为与压力腔室相通的喷嘴孔，；压电元件，形成在压力腔室上，并通过机械膨胀和收缩而使压力腔室变形，因此在压力腔室中产生压力，并从喷嘴孔中喷墨；以及露点控制单元，它将压电元件以及压电元件附近的气氛中的露点保持在比设置喷墨记录设备之处的环境中的露点更低的水平上。因此，可以减少压电元件的薄膜厚度，可以很容易地防止因为向该压电元件施加电压造成的元件破裂。

根据本发明的第二个方面，在根据本发明第一方面的喷墨记录设备中，露点控制单元向压电元件和压电元件附近引入干燥气体。因此，可以减少压电元件的薄膜厚度，可以很容易地防止因为向该压电元件施加电压造成的元件破裂。

根据本发明第三方面，在根据本发明第二方面的喷墨记录设备中，露点控制单元利用空气干燥器提供干燥气体。因此，可以减少压电元件的薄膜厚度，可以很容易地防止因为向该压电元件施加电压造成的元件破裂。

根据本发明的第四方面，在根据本发明第二方面的喷墨记录设备中，露点控制单元从一缸瓶提供干燥气体。因此可以减少压电元件的薄膜厚度，可以很容易地防止因为向该压电元件施加电压造成的元件破裂。

根据本发明第五方面，在根据本发明第二至第四方面任一种的喷墨记录设备中，干燥气体的露点在-50℃或更低。因此，可以减少压电元件的薄膜厚度，可以很容易地防止因为向该压电元件施加电压造成的元件破裂。

根据本发明的第六方面，在根据本发明第一至第六方面任一种的喷墨记录设备中，提供一个壳体，它包括从其中引入干燥气体的入口，以及从其中排出干燥气体的出口，该壳体环绕压电元件；干燥气体以每立方厘米的体积10mL/sec或者更大的速度从入口引入到壳体中，壳体的内部压力保持在比其外部压力高。因此，可以减少压电元件的薄膜厚度，可以很容易地防止因为向该压电元件施加电压造成的元件破裂。

根据本发明的第七方面，在根据本发明第一至第六方面任一种的喷墨记录设备中，压电元件包括铅化合物。因此，可以减少压电元件的薄膜厚度，可以很容易地防止因为向该压电元件施加电压造成的元件破裂。

根据本发明第八方面，在根据本发明第一至第七方面任一种的喷墨记录设备中，压电元件的薄膜厚度为100μm或更小。因此，可以减少压电元件的薄膜厚度，可以很容易地防止因为向该压电元件施加电压造成的元件破裂。

根据本发明第九方面，一种喷墨记录设备，它通过喷墨进行记录，包括：填充有墨液的压力腔室；形成为与压力腔室相通的喷嘴孔，；喷墨单元，它从喷嘴孔中对压力腔室中填充的墨液进行喷射；以及露点控制单元，它将喷墨单元的周围气氛中的露点保持在比设置喷墨记录设备之处的环境中的露点更低的水平上。因此，可以抑制喷墨单元的破裂和损坏。

Claims (11)

1.一种通过喷墨进行打印的喷墨记录设备，包括：

一压力腔室，在所述压力腔室中填充墨液；

一喷嘴孔，所述喷嘴孔形成为与所述压力腔室连通；

一压电元件，所述压电元件形成在所述压力腔室上，并通过机械膨胀和收缩而使所述压力腔室变形，其中在所述压力腔室中产生压力，并从所述喷嘴孔中喷墨；以及

壳体，容纳所述压电元件并具有将干燥气体引入所述壳体的入口；

一露点控制单元，所述露点控制单元在所述压电元件被施加电压的状态下使干燥气体通过所述入口引入所述壳体，并将所述压电元件以及压电元件附近的一气氛中的一露点保持在比设置所述喷墨记录设备的一环境中的一露点更低的一值的水平上。

2.如权利要求1的喷墨记录设备，其中所述露点控制单元将干燥气体引导至所述压电元件和所述压电元件附近。

3.如权利要求2的喷墨记录设备，其中所述露点控制单元利用一空气干燥器提供所述干燥气体。

4.如权利要求2的喷墨记录设备，其中所述露点控制单元从一缸瓶提供所述干燥气体。

5.如权利要求2的喷墨记录设备，其中所述干燥气体的露点为-50℃或更低。

6.如权利要求1的喷墨记录设备，其中所述压电元件包括铅化合物。

7.如权利要求1的喷墨记录设备，其中所述压电元件的薄膜厚度为100μm或更低。

8.如权利要求3的喷墨记录设备，其中，空气干燥器包括冷冻型空气干燥器、过滤型空气干燥器以及吸收型空气干燥器。

9.一种通过喷墨进行打印的喷墨记录设备，包括：

一压力腔室，在所述压力腔室中填充墨液；

一喷嘴孔，所述喷嘴孔形成为与所述压力腔室连通；

一喷墨单元，所述喷墨单元从所述喷嘴孔中对所述压力腔室中填充的墨液进行喷射；

设置在所述喷墨单元中的壳体，具有将干燥空气引入所述壳体的入口；以及

一露点控制单元，所述露点控制单元在喷墨单元喷射墨液的状态下将干燥空气通过入口引入壳体，从而将所述喷墨单元的周围气氛中的一露点保持在比设置所述喷墨记录设备的环境中的一露点更低的一值的水平上。

10.如权利要求9的喷墨记录设备，其中，露点控制单元包括压缩机和空气干燥器。

11.一种通过喷墨进行打印的喷墨记录设备，包括：

一压力腔室，在所述压力腔室中填充墨液；

一喷嘴孔，所述喷嘴孔形成为与所述压力腔室连通；

一压电元件，所述压电元件形成在所述压力腔室上，并通过机械膨胀和收缩而使所述压力腔室变形，借此在所述压力腔室中产生压力，并从所述喷嘴孔中喷墨；以及

壳体，容纳所述压电元件并具有将干燥气体引入所述壳体的入口；

一露点控制单元，所述露点控制单元使干燥气体通过所述入口引入所述壳体，并将所述压电元件以及压电元件附近的一气氛中的一露点保持在比设置所述喷墨记录设备的一环境中的一露点更低的一值的水平上，

其中所述壳体包括排出所述干燥气体的一出口，并且

所述干燥气体以每立方厘米的体积10mL/min或者更大的速度从所述入口引入到所述壳体中，所述壳体的所述内部压力保持为比其外部压力高。

Images