CN101503028B - 喷墨头 - Google Patents

Abstract

一种喷墨头包括：流道单元，包括流入口表面和多个喷嘴，流入口表面形成有多个墨水流入口，这些喷嘴与这些墨水流入口连通；对流道单元中的墨水施加喷射能量从而通过喷嘴喷射墨水的促动器单元，促动器单元与流道单元的流入口表面连接；多个过滤器，这些过滤器与流道单元的流入口表面连接从而覆盖墨水流入口；和储存器单元，储存器单元形成有存储墨水的墨水储存器，储存器单元包括多个供墨口，储存器单元通过这些供墨口、过滤器和墨水流入口将墨水供应给流道单元，储存器单元的供墨口和流道单元的墨水流入口将过滤器夹在它们之间。该喷墨头能通过简单的结构抑制灰尘等进入单独墨水流道。

Description

喷墨头

本申请是申请日为2006年3月24日、发明名称为“喷墨头”且申请号为200610068056.6的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种将墨水喷射到记录介质上的喷墨头。

背景技术

US2005/0083379A1披露了一种将墨水从喷嘴喷射到记录介质例如打印纸张上的喷墨头。该喷墨头具有流道单元、储存器单元和促动器单元。该流道单元形成有共同墨水腔室和多个单独墨水流道，这些单独墨水流道在经由相应的压力腔室到达喷嘴的同时与该共同墨水腔室连通。该储存器单元具有用于将所存储的墨水供应给共同墨水腔室的储存器。该储存器单元与流道单元连接。该促动器单元对流道单元中的墨水施加喷射能量。在储存器中还设置用于清除驻留在墨水中的灰尘等的过滤器。

发明内容

但是，穿过设置在储存器中的过滤器的灰尘等可能进入作为微小流道的单独墨水流道。在流道单元中形成有复杂且微小的流道。因此，把用于防止灰尘进入单独墨水流道的过滤器设置在流道单元中相对困难。

本发明提供一种喷墨头，其中能够通过简单的结构抑制灰尘等进入单独墨水流道。

根据本发明的一个实施方案，喷墨头包括流道单元、促动器单元、储存器单元、扁平柔性电缆和盖构件。该流道单元包括多个墨水流入口、共同墨水腔室和多个单独墨水流道。流进这些墨水流入口的墨水供应给该共同墨水腔室。这些单独流道中的每个单独流道从共同墨水腔室的出口穿过压力腔室延伸至喷嘴。该促动器单元对压力腔室中的墨水施加喷射能量。促动器单元与形成墨水流入口的流道单元的流入口表面连接。该储存器单元形成有存储墨水的墨水储存器。该储存器单元包括第一表面、与该第一表面对置的第二表面、以及连接第一表面和第二表面的侧面。第二表面包括第一区域，该第一区域至少部分地面对促动器单元，在第一区域与促动器单元之间具有间隙。该侧面形成有第一凹槽，该第一凹槽到达第二表面的第一区域。扁平柔性电缆包括固定部分和延伸部分。该固定部分固定到促动器单元上。该延伸部分从固定部分抽出，并且沿着远离流道单元的方向延伸。该盖构件包括端面和容纳区域。该端面抵靠在储存器单元的第一表面上。该容纳区域容纳在第一凹槽中。扁平柔性电缆的延伸部分介于第一凹槽和容纳区域之间。该喷墨头还包括多个与流道单元的流入口表面连接的过滤器。这些过滤器覆盖墨水流入口。储存器单元的第二表面还包括第二区域，该第二区域至少部分地抵靠在这些过滤器上。储存器单元通过这些过滤器将墨水储存器中的墨水供应进流道单元。储存器单元的侧面还在相邻的两个过滤器之间形成第二凹槽，该第二凹槽到达第二表面的第二区域。密封剂涂敷到位于流道单元的流入口表面上的两个相邻过滤器的侧面之间的间隙中，并且涂敷到第二凹槽上。

根据该结构，能够通过在流道单元和储存器单元之间设置过滤器的简单结构抑制灰尘等进入单独墨水流道。由于形成第二凹槽，所以能够很容易将用于防止墨水经过在两个相邻过滤器之间的间隙并到达促动器单元的密封剂涂敷到位于两个过滤器的侧面之间的间隙中。由此，能够防止墨雾即微小的墨滴通过在两个相邻过滤器之间的间隙进入喷墨头从而损坏促动器单元。由于盖构件部分地覆盖储存器单元的侧面，所以能够使喷墨头小型化。

每个过滤器可以在沿着与流入口表面垂直的方向的厚度方面比促动器单元小。根据该结构，即使在促动器单元和过滤器固定到流道单元的流入口表面上之后，也能够很容易在促动器单元上形成焊盘。

此外，储存器单元的第二区域和流道单元的流入口表面中的至少一个可以包括(i)形成格栅状沟槽的沟槽区域和(ii)没有形成格栅状沟槽的平坦非沟槽区域。过滤器的外缘可以在该非沟槽区域中。根据该结构，过滤器和非沟槽区域相互紧密接触。因此，能够防止进入流道单元和储存器单元之间的墨雾通过格栅状沟槽到达促动器单元。

此外，非沟槽区域可以具有环形形状。过滤器的外缘的整个周边可以在非沟槽区域中。根据该结构，过滤器的所有外缘和非沟槽区域相互紧密接触。因此，能够进一步防止进入流道单元和储存器单元之间的墨雾通过格栅状沟槽到达促动器单元。

根据本发明的另一个实施方案，一种喷墨头包括：流道单元，包括流入口表面和多个喷嘴，流入口表面形成有多个墨水流入口，这些喷嘴与这些墨水流入口连通；对流道单元中的墨水施加喷射能量从而通过喷嘴喷射墨水的促动器单元，促动器单元与流道单元的流入口表面连接；多个过滤器，这些过滤器与流道单元的流入口表面连接从而覆盖墨水流入口；和储存器单元，储存器单元形成有存储墨水的墨水储存器，储存器单元包括多个供墨口，储存器单元通过这些供墨口、过滤器和墨水流入口将墨水供应给流道单元，储存器单元的供墨口和流道单元的墨水流入口将过滤器夹在它们之间，并且流过所述墨水储存器的墨水分别流过所述存储器单元的所述多个供墨口。

附图说明

图1为透视图，显示出根据本发明一个实施方案的喷墨头。

图2为沿着图1的Ⅱ-Ⅱ线剖开的喷墨头的剖视图。

图3为沿着主扫描方向剖开的在图1中所示的储存器单元和头主体的剖视图。

图4A至4H为在图3中所示的储存器单元的分解平面图。

图5为在图4H中所示的板的下表面的局部平面图。

图6为在图1中所示的头主体的平面图。

图7为由在图6中的单点划线包围的区域的放大图。

图8为沿着在图7中的Ⅷ-Ⅷ线剖开的局部剖视图。

图9为在图1中所示的头主体的局部分解透视图。

图10A为在图9中所示的促动器单元的放大剖视图，并且图10B为平面图，显示出在图10A中设置在促动器单元的表面上的单独电极。

图11为在图1中所示的喷墨头的局部侧视图。

图12为根据另一个实施方案的头主体的平面图，并且与图6对应。

图13为根据所述另一个实施方案的喷墨头的局部侧视图，并且与图11对应。

具体实施方式

以下将参照这些附图对本发明的实施方案进行说明。

图1为用在喷墨打印机中的喷墨头1的外部透视图。图2为沿着图1中示出的Ⅱ-Ⅱ线剖开的剖视图。

如图1和2所示，喷墨头1具有沿着主扫描方向伸长的形状。该喷墨头1按照从其底部起的顺序依次具有头主体1a、储存器单元70、两个薄膜过滤器54a和四个薄膜过滤器54b、以及用于控制该头主体1a的驱动的控制部分80。以下将对喷墨头1的组成部件进行说明。

该控制部分80具有：主板82；副板81，这些副板81设置在该主板82的两侧上；以及驱动器IC83，这些驱动器IC83固定到副板81的与主板82对置的侧面上。驱动器IC83产生出用于驱动包括在头主体1a中的促动器单元21的信号。

主板82和副板81具有沿着主扫描方向伸长的矩形平面，并且彼此平行地竖立。主板82固定到储存器单元70的上表面上。这些副板81位于储存器单元70上方，并且与主板82分开相同距离地设置在主板82的两侧上。主板82和副板81相互电连接。散热器84固定到驱动器IC83的与副板81对置的表面上。具体地说，散热器84形成在副板81的两个侧面上，并且驱动器IC83通过热传导片85热连接到散热器84上。

各个FPC(柔性印刷电路)50用作供电构件。每个FPC50的用作固定部分的一端沿着流道单元4的平面水平延伸。这些固定部分固定且连接到促动器单元21上。从FPC50的固定部分抽出的延伸部分弯曲并沿着远离头主体1a的方向(在图2中的向上方向)延伸。这时，这些延伸部分的一部分容纳在形成于储存器单元70的侧面中的凹槽53(用作第一凹槽)中。FPC50的另一端连接到副板81上。FPC50也在从促动器单元21到副板81的路径上连接到驱动器IC83上。也就是说，FPC50电连接到副板81和驱动器IC83上以将从副板81输出的信号传送给驱动器IC83，并且将从驱动器IC83输出的驱动信号供应给促动器单元21。

喷墨头1还设有覆盖控制部分80的上盖51和覆盖喷墨头1的下部的下盖52(用作盖构件)。盖51、52防止在打印过程中散射的墨水附着到控制部分80等上。在图1中省略上盖51，从而能够看到控制部分80。

如图2所示，上盖51具有拱形顶部，并且覆盖控制部分80。下盖52具有大致方格圆柱形的形状，它向上且向下打开。下盖52覆盖主板82的下部。在下盖52的上部中，形成从下盖52的侧壁的上端向内伸出的上壁52b。上盖51的下端设置在上壁52b连接侧壁的部分上。下盖52和上盖51具有与头主体1a的宽度大致相同的宽度。

在下盖52的两个侧壁(在图1中只显示出其中一个侧壁)中的每个侧壁的下端中，沿着下盖的纵向方向布置两个向下伸出的凸起52a(用作容纳区域)。这些凸起52a设置在凹槽53中，同时覆盖着FPC50的容纳在凹槽53中的延伸部分。也就是说，凸起52a面对储存器单元70的侧面，在凸起52a与储存器单元70的侧面之间具有间隙。这些侧壁的除了凸起52a之外的下端面抵靠在储存器单元70的上表面(用作储存器单元70的第一表面)上。凸起52a的顶端面面对头主体1a的流道单元4，同时在该顶端面与流道单元4之间形成间隙用于吸收制造误差。在(i)下盖52的所有端面和(ii)储存器单元70及流道单元4之间涂敷密封剂(未示出)。在该实施方案中，采用由柔软材料制成的密封剂，并且尤其采用硅树脂进行密封。

接着，将进一步参照图3和4对储存器单元70进行说明。图3为沿着主扫描方向剖开的储存器单元70和头主体1a的剖视图。图4为储存器单元70的分解平面图。在图3中，为了方便说明，沿着垂直方向的比例扩大，并且适宜地显示出通常在沿着同一线剖开的剖面中不示出的储存器单元70的墨水流道。

储存器单元70暂时存储墨水，并且将所存储的墨水供应给头主体1a的流道单元4。如图4所示，储存器单元70具有叠层结构，其中层叠具有沿着主扫描方向伸长的矩形平面(参见图1)的七块板71、73、74、75、76、77和78以及一个阻尼片72。这七块板71、73至78为由金属例如不锈钢制成的板。

在最上层的第一板71中，如图3和4A中所示，在第一板71的沿着纵向方向的一端和另一端附近分别形成圆孔71a、71b。这些圆孔71a、71b设置在从第一板71的沿着宽度方向的中心朝向所述一个和另一个宽度端偏移的位置中。在第一板71的下表面(在阻尼片72侧上的表面)中形成沿着第一板71的纵向方向伸长的椭圆形凹槽71c。该椭圆形凹槽71c设置在第一板71的沿着纵向方向的中心和圆孔71b之间。圆孔71d形成在椭圆形凹槽71c的底部中央。将在下面描述的椭圆形凹槽71c和阻尼片72构成阻尼腔室。

作为从顶部起第二层的阻尼片72由柔性薄膜构件制成。如图3和4B所示，在阻尼片72中形成与形成在第一板71中的圆孔71a、71b对应的圆孔72a、72b。柔性薄膜构件的材料可以是金属、树脂等，并且不限于那些示例，只要它能够容易根据在墨水中的压力变化而弯曲。在该实施方案中，采用复合树脂膜，其中将阻气膜加入到原来就具有优异阻气特性的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)上。根据该结构，很好地抑制空气或水蒸气透过柔性薄膜构件，并且该构件还用作抵抗在墨水中压力变化的优良阻尼器。

如图3和4C中所示，与形成在第一板71中的圆孔71a、71b对应的圆孔73a、73b、以及与形成在第一板71中的椭圆形凹槽71c对应的椭圆孔73c贯穿作为从顶部起第三层的第三板73。

如图3和4D中所示，在作为从顶部起第四层的第四板74中，按照从与形成在第一板71中的圆孔71a、71b对应的区域朝向第四板74的沿着短边方向的中央倾斜伸长的方式形成薄凹槽74a、74b。此外，在第四板74中形成椭圆孔74c，该椭圆孔74c在与薄凹槽74a连通的同时伸长至第四板74的中央。在椭圆孔74c的周缘部分中形成具有不同高度的两个台阶面74d、74e。用于清除在墨水中的灰尘等的储存器过滤器74g设置在比台阶面74d低的台阶面74e上。此外，在第四板74中形成椭圆形凹槽74f，该椭圆形凹槽74f在与薄凹槽74b连通的同时伸长至第四板74的中央。凹入的椭圆形凹槽74f的形状及尺寸与第三板73的椭圆孔73c的形状及尺寸大致相同。椭圆形凹槽74f在第三板73侧上打开。薄凹槽74a、74b的底面、台阶面74d的那些面、以及椭圆形凹槽74f形成在同一平面上。在第四板74的中央附近的侧壁中形成阻尼连通口74h。椭圆孔74c和椭圆形凹槽74f通过该阻尼连通口74h相互连通。薄凹槽74a、以及椭圆孔74c的相对于台阶面74e位于板73侧上的那部分形成上游墨水储存器61a。椭圆形凹槽74f和薄凹槽74b形成阻尼流道62。

如图3和4E中所示，在作为从顶部起第五层的第五板75的中央形成圆孔75a。该圆孔75a形成下落流道63。该第五板75从下侧层叠，从而圆孔75a与第四板74的通孔74c连通。该圆孔75a与通孔74c的位于第四板74的中央侧上的锐角部分面对。

如图3和4F所示，在作为从顶部起第六层的第六板76中形成通孔76a。该通孔76a的平面形状按照沿着主扫描方向弯曲且变细的方式伸长，并且关于其中心对称。具体地说，通孔76a包括沿着主扫描方向伸长的主流道76b和从该主流道76b分叉开的分支流道76c。这些分支流道76c的流道宽度小于主流道76b的流道宽度。沿着相同方向伸长的每两个分支流道76c成对。沿着不同方向伸长的两对分支流道76c在沿着主流道76b的纵向方向相互分开的同时从主流道76b的沿着宽度方向的每一端伸长。以交错的图案布置四对分支流道76c。第四板74的椭圆孔74c的位于相对于台阶面74e的板75侧上的那部分、第五板75的圆孔75a、以及通孔76a形成下游墨水储存器61b。主流道76b的沿着纵向方向的两端相对于第六板76的宽度方向朝向与对应于第一板71的圆孔71a、71b相反的那侧偏移。根据该结构，整个储存器单元70的刚性的强度不偏离。

如图3和4G中所示，在作为从顶部起第七层的第七板77中，在与形成在第六板76中的主流道76b的沿着纵向方向的两端以及分支流道76c的顶端部分对应的位置中形成总共十个圆孔77a。在第七板77的沿着宽度方向的每一端附近沿着纵向方向布置其中五个圆孔77a。具体地说，一个、两个和两个孔77a按照从沿着纵向方向的一个端侧(图4G的左侧)起的顺序布置在所述一个宽度端中，并且一个、两个和两个孔77a按照从沿着纵向方向的另一个端侧(图4G的右侧)起的顺序布置在所述另一个宽度端中，从而按照交错的方式相互分开以避开将在后面描述的刻槽53f。这些圆孔77a关于板77的中心对称地布置。

在作为最下层的第八板78中，如图3和4H中所示，形成与形成在第七板77中的圆孔77a对应的圆孔78a。在第八板78的下表面(较靠近头主体1a的表面)中，圆孔78a的周缘部分(由在图中的虚线包围的部分)向下伸出。在第八板78的下表面中的圆孔78a的开口用作用于将墨水供应给流道单元4的供墨口59。

下面将参照图5对第八板78的下表面(用作储存器单元70的第二表面)进行说明。图5为第八板78的下表面的局部平面图。在图5中，与薄膜过滤器54a、54b相抵靠的区域由单点划线表示。如图5所示，在第八板78的下表面中，向下凸起部分的表面用作第二区域57，这些第二区域57中的至少一部分与薄膜过滤器54a、54b相抵靠并且通过粘接剂连接。除了这些向下凸起部分之外的表面用作第一区域58，该第一区域58至少部分地面对促动器单元21，在该第一区域58与促动器单元21之间具有间隙(参见图2和7)。这些第二区域57中的每个第二区域57包括形成格栅状沟槽的沟槽区域57a和没有形成格栅状沟槽的平坦非沟槽区域57b。圆孔78a的下表面开口(供墨口59)形成在该沟槽区域57a中。这些薄膜过滤器54a、54b按照在覆盖着供墨口59的同时抵靠在沟槽区域57a上的方式设置。这时，这些薄膜过滤器54a、54b的外缘的整个周边抵靠在非沟槽区域57b上。也就是说，非沟槽区域57b具有沿着薄膜过滤器54a、54b的外缘的环形形状。

如图3所示，该实施方案的储存器单元70如下构成，从而七块板71、73至78和一个阻尼片72在定位的同时相互层叠并固定。储存器单元70的侧面连接其上表面(第一表面)与其下表面(第二表面)。如从图4所见，三块板71、73、74沿着纵向方向比其余板75至78长。采用三块板71、73、74的两个端部，即与板75至78相比更朝向沿着纵向方向的两侧延伸的部分，能够将喷墨头1固定到打印机的固定部分(未示出)上。

在这些板71、73至78中的每块板的宽度方向的两端中，如图4A至4H所示，按照交错图案沿着纵向方向形成两个和两个或总共四个矩形刻槽53a至53g。由于使这些板71、73至78和阻尼片72相互垂直定位，所以从储存器单元70的上表面伸长至第一区域58从而沿着层叠方向贯穿储存器单元70的凹槽53由这些刻槽53a至53g形成(参见图1、2和7)。储存器单元70的除了形成凹槽53的区域之外的宽度大致与流道单元4的宽度相同。在第八板78的第二区域57中，为了防止墨水从供墨口59中泄漏出，在供墨口59周围需要具有预定面积的区域。该区域是确定流道单元4的宽度的一个因素。另一方面，从促动器单元21抽出的FPC50和覆盖FPC50的下盖52的凸起区域52a容纳在凹槽53中。因此，能够将喷墨头1的宽度降低至流道单元4的宽度。也就是说，凹槽53的形成使得喷墨头1能够小型化。此外如从图5中所见，由第一区域58形成的凹槽与凹槽53(刻槽53g)相连续。在该实施方案中，凹槽53的正面宽度(这些开口的沿着纵向方向的长度)比由第一区域58形成的开口的正面宽度宽。由于这些凹槽53的开口等于或大于第一区域58的开口，所以FPC50的从第一区域58的侧面抽出的延伸部分能够很容易向上延伸穿过凹槽53。

如图4F至4H中所示，在板76至78的端部中的每个端部中，矩形刻槽55a至55c中的每个矩形刻槽形成在与在薄膜过滤器54a和最靠近过滤器54a的薄膜过滤器54b之间的区域对应的区域中。当这些板76至78在垂直方向上相互定位时，这些刻槽55a至55c形成凹槽55(用作第二凹槽)，该凹槽55从板75的下表面延伸出从而到达板78的第二区域57(参见图1和7)。

接着将对在供墨时在储存器单元70中的墨流进行说明。

如图3所示，供应接头91和排出接头92固定到第一板71上表面的形成圆孔71a、71b的位置上。这些接头91、92为圆柱形构件，它们具有外径稍大的基端91b、92b。在基端91b、92b的下表面中的圆柱形空间91a、92a的开口设置在第一板71的上表面上，从而分别与第一板71的圆孔71a、71b的开口一致。以下将对通过供应接头91供应进储存器单元70的墨水的流动(由在图3中的实线箭头表示)进行说明。

如由在图3中的实线箭头所示，已经通过供应接头91的圆柱形空间91a流进圆孔71a中的墨水通过圆孔72a、73a流进上游墨水储存器61a。已经流进上游墨水储存器61a中的墨水通过阻尼连通口74h流进阻尼流道62，并且穿过储存器过滤器74g并流进下游墨水储存器61b。在下游墨水储存器61b中，通过第五板75的圆孔75a使流入的墨水落到第六板76的主流道76b的大致中央上。如由图4F中的箭头所示，此后，墨水从主流道76b的大致中央引导到主流道76b的沿着纵向方向的两端，并且还引导到分支流道76c的顶端。已经到达主流道76b的沿着纵向方向的两端和分支流道76c的顶端的墨水通过圆孔77a、78a从供墨口59流进在流道单元4的上表面中打开的墨水流入口5b(参见图6)。这样，墨水暂时存储在上游墨水储存器61a和下游墨水储存器61b中。在导入墨水的初始过程中，流入阻尼流道62中的墨水从排出接头92排出到外部，由此能够很容易将存在于上游墨水储存器61a和阻尼流道62中的气泡排出。也就是说，在储存器过滤器74g的上游侧上的空间在没有任何残留气泡的状态中充满墨水。

如图3所示，第三板73用作限定阻尼流道62的流道壁。形成在该流道壁中的椭圆孔73c的开口由阻尼片72覆盖。阻尼片72的覆盖椭圆孔73c的开口的区域面对第一板71的椭圆形凹槽71c。由阻尼片72和椭圆形凹槽71c限定的空间形成阻尼腔室。该阻尼腔室通过圆孔71d与大气连通。也就是说，阻尼片72介于在阻尼流道62中的墨水和大气之间。因此，即使在充满储存器单元70的墨水中出现压力变化时，也能够通过阻尼片72的振动来衰减该压力变化。此外，通过椭圆形凹槽71c的底部限制阻尼片72的朝向椭圆形凹槽71c的过度移位。因此，防止了阻尼片72受损。椭圆形凹槽71c的底部防止可能破坏该阻尼片72的外力施加到该片上。

接着将参照图6对薄膜过滤器54a、54b和头主体1a进行说明。图6为与薄膜过滤器54a、54b连接的头主体1a的平面图。如图6所示，头主体1a包括流道单元4和四个固定到流道单元4的上表面上的促动器单元21。该流道单元4具有大致长方体的外形，其具有与储存器单元70近似相同的宽度，并且其沿着主扫描方向的长度与由储存器单元70的第五至第八板75至78形成的层叠结构的长度大致相等。如后面所述，流道单元4形成有集管流道5和许多单独墨水流道32，这些单独墨水流道32与该集管流道5连通，并且这些单独墨水流道32中的每个单独墨水流道32都包括压力腔室10和喷嘴8(参见图8)。流道单元4的上表面用作流入口表面4a，其中形成与集管流道5连通的十个墨水流入口5b。这些墨水流入口5b设置成与形成在第八板78中的圆孔78a的供墨口59对应。也就是说，五个墨水流入口5b沿着纵向方向布置在流道单元4的宽度端中的每个宽度端附近。具体地说，一个、两个和两个墨水流入口5b按照从沿着纵向方向的一个端侧(图6的上侧)起的顺序布置在所述一个宽度端中，并且一个、两个和两个墨水流入口5b按照从沿着纵向方向的另一个端侧(图6的下侧)起的顺序布置在所述另一个宽度端中，从而按照交错的方式彼此分开。

促动器单元21具有选择性地向形成在流道单元4中的压力腔室10中的墨水施加喷射能量的功能，并且具有梯形平面形状。在流道单元4的流入口表面4a中，四个促动器单元21按照交错图案设置以便避开墨水流入口5b。在各个促动器单元21中，平行的对边沿着流道单元4的纵向方向延伸。相邻促动器单元21的斜边相对于流道单元4的宽度方向相互重叠。四个促动器单元21具有如下相对位置关系，其中这些促动器单元21从与流道单元4的沿着宽度方向的中央朝向相反侧间隔相同的距离。这些促动器单元21设置在与储存器单元70的第一区域58面对的区域中。与促动器单元21连接的FPC50从促动器单元21的平行对边中的较长边抽出。

薄膜过滤器54a、54b为如下的薄膜，这些薄膜具有：墨水不通过区域，该墨水不通过区域不允许墨水从中通过；以及墨水通过区域，该墨水通过区域将在墨水中的灰尘等过滤掉的同时允许墨水从中通过。这些薄膜过滤器54a、54b通过粘接剂连接到储存器单元70的第二区域57上并连接到流道单元的流入口表面4a上。这时，薄膜过滤器54a、54b的墨水通过区域夹在在第二区域57中打开的供墨口59和在流道单元4的流入口表面4a中打开的对应墨水流入口5b之间。

这些薄膜过滤器54a设置成与分别形成在流道单元4的沿着纵向方向的端部附近的墨水流入口5b对应。薄膜过滤器54a按照带状方式在流道单元4的沿着短边方向的整个区域上延伸。这些薄膜过滤器54b中的每个薄膜过滤器54b设置在薄膜过滤器54a之间以便覆盖按照交错图案布置的墨水流入口5b中的两个墨水流入口5b。这时，在某个薄膜过滤器54a和离所述某个薄膜过滤器54a最近的薄膜过滤器54b之间没有放置任何促动器单元21。促动器单元21存在于某个薄膜过滤器54a和除了离所述某个薄膜过滤器54a最近的薄膜过滤器54b之外的薄膜过滤器54b之间。促动器单元21存在于薄膜过滤器54b之间。

接着，将进一步参照图7至10对流道单元4和促动器单元21进行详细说明。图7为由在图6中的单点划线包围的区域的放大图。在图7中，为了便于说明，设置在促动器单元21下方且应由虚线画出的喷嘴8、压力腔室10和孔隙12由实线画出。图8为沿着在图7中所示的Ⅷ-Ⅷ线剖开的局部剖视图。图9为头主体1a的局部分解透视图。图10A为促动器单元21的放大剖视图。图10B为平面图，显示出在图10A中设置在促动器单元21的表面上的单独电极35。

如图7和8所示，在流道单元4的下表面上形成喷墨表面，在该喷墨表面中成矩阵布置许多喷嘴8。在与喷墨表面对应的区域中，压力腔室10也按照与喷嘴8类似的方式成矩阵大量布置。也就是说，在该实施方案中，喷嘴8成矩阵打开的喷墨表面和压力腔室10成矩阵布置的表面构成流道单元4的一对对置表面。将在后面描述的多个单独墨水流道32形成在流道单元4中从而夹在那对表面之间。促动器单元21与薄膜过滤器54a、54b一起固定到布置压力腔室10的表面上。

如图9所示，流道单元4由九块金属板形成，它们从流道单元4的顶部起依次分别为空腔板22、基板23、孔隙板24、供应板25、集管板26、27、28、盖板29和喷嘴板30。

在空腔板22中，大量形成与墨水流入口5b(参见图6)对应的通孔和与压力腔室10对应并具有大致菱形形状的通孔。在基板23中，对于每个压力腔室10而言，形成在压力腔室10和孔隙12之间的连通孔、以及在压力腔室10和喷嘴8之间的连通孔，并且形成在墨水流入口5b和集管流道5之间的连通孔。在孔隙板24中，对于每个压力腔室10而言，形成与孔隙12对应的通孔、和在压力腔室10与喷嘴8之间的连通孔，并且形成在墨水流入口5b和集管流道5之间的连通孔。在供应板25中，对于每个压力腔室10而言，形成在孔隙12与副集管流道5a之间的连通孔、和在压力腔室10与喷嘴8之间的连通孔，并且形成在墨水流入口5b和集管流道5之间的连通孔。在集管板26、27、28中，对于每个压力腔室10，形成有在孔隙12和副集管流道5a之间的连通孔和在压力腔室10和喷嘴8之间的连通孔，并且形成有在墨水流入口5b和集管流道5之间的连通孔。在集管板26、27、28中，对于每个压力腔室10而言，形成在压力腔室10和喷嘴8之间的连通孔、和在这些板层叠时相互连通从而形成为集管流道5和副集管流道5a的通孔。在盖板29中，对于每个压力腔室10而言，形成在压力腔室10和喷嘴8之间的连通孔。在喷嘴板30中，对于每个压力腔室10而言，形成与喷嘴8对应的孔。

九块板22至30在定位的同时相互层叠并固定，从而如在图8中所示的单独墨水流道32形成在流道单元4中。

在流道单元4内部，形成与墨水流入口5b连通的集管流道5、和从集管流道5分支出的副集管流道5a。对于每个喷嘴8而言，形成例如在图8中所示的单独墨水流道32，该单独墨水流道32从集管流道5穿过副集管流道5a和压力腔室10到达喷嘴8。从储存器单元70通过墨水流入口5b供应进流道单元4的墨水从集管流道5分支到副集管流道5a，并且穿过用作喷口的孔隙12和压力腔室10到达喷嘴8。

每个促动器单元21由四个压电片41、42、43、44构成，它们由锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷材料制成，并且其厚度大约为15μm(参见图10A)。这些促动器单元21的沿着与流道单元4的流入口表面4a垂直的方向的厚度大于薄膜过滤器54a、54b的厚度(参见图11)。这些压电片41至44设置在形成为与一个喷墨表面对应的许多压力腔室10上。

单独电极35形成在位于最上层的压电片41上且与压力腔室10对应的位置中。位于整个片上且厚度大约为2μm的共同电极34夹在最上层的压电片41和位于压电片41下方的压电片42之间。单独电极35和共同电极34由金属材料例如Ag-Pd制成。在压电片42、43之间并且在压电片43、44之间没有设置任何电极。

每个单独电极35的厚度大约为1μm。如图10B所示，每个单独电极35具有大致为菱形的平面形状，其形状与压力腔室10的平面形状类似。具有大致为菱形形状的单独电极35的其中一个锐角部分是伸长的。与单独电极35电连接并且直径大约为160μm的圆形焊盘36设置在该伸长部分的顶端处。该焊盘36由例如含有玻璃粉的金制成。如图10A所示，焊盘36形成在如下位置上，该位置位于单独电极35的伸长部分上并且相对于压电片41至44的厚度方向而言与空腔板22的限定压力腔室10的壁对置，即不与压力腔室10重叠的位置。焊盘36与设置在FPC50上的触点电连接(参见图2)。

共同电极34在未示出的区域中接地。因此，该共同电极34在与所有压力腔室10对应的区域中相等地保持为地电位。相反，单独电极35(焊盘36)通过包括独立用于单独电极35的其它引线在内的FPC50连接到驱动器IC83上，以便使得这些单独电极35的电位能够被选择性地控制(参见图2)。

以下将对驱动促动器单元21的方法进行说明。

压电片41沿着厚度方向极化。当其中一个单独电极35设置成与共同电极34的电位不同的电位并且沿着极化方向对压电片41施加电场时，压电片41的施加有电场的部分用作工作部分，该工作部分在压电效应作用下变形。也就是说，压电片41沿着厚度方向伸展或收缩，并且在压电横向效应作用下沿着平面方向收缩或伸展。相反，其余三个压电片42至44为非工作层，它们不具有任何夹在单独电极35和共同电极34之间的区域，因此不能自发变形。

也就是说，每个促动器单元21为所谓单压电晶片型，其中与压力腔室10分开的上面一个压电片41形成为包括工作层的层，并且靠近压力腔室10的下面三个压电片42至44形成为非工作层。如图10A所示，压电片41至44固定到限定压力腔室10的空腔板22的上表面上。因此，当在压电片41的电场施加部分和下面的压电片42至44之间产生出在沿着平面方向的变形差异时，整个压电片41至44变形从而朝向压力腔室10凸出(单压电晶片变形)。因此，压力腔室10的体积减小从而增大了在压力腔室10中的压力，墨水从压力腔室10中被推出到喷嘴8中，并且从喷嘴8中将墨水喷射出。

当单独电极35之后返回到与共同电极34相同的电位时，使压电片41至44具有初始平坦形状，并且压力腔室10的体积返回到初始值。因此，墨水从集管流道5导入进压力腔室10，并且墨水重新存储在压力腔室10中。

接着将参照图11对在储存器单元70、薄膜过滤器54a、54b和头主体1a之中的位置关系进行说明。图11为喷墨头1的局部放大侧视图。在图11中，为了便于说明，下盖52由单点划线表示，并且省略FPC50的图示。如图11所示，储存器单元70和流道单元4通过薄膜过滤器54a、54b连接在一起，由此在储存器单元70的第一区域58和流道单元4的流入口表面4a之间形成安放促动器单元21的空间S(参见图2)。这时，在薄膜过滤器54a和薄膜过滤器54b之间并且在薄膜过滤器54b之间形成与该空间S连通的多个间隙。在这些间隙之中，促动器单元21的较长平行对边暴露出的在薄膜过滤器54a和薄膜过滤器54b之间以及在薄膜过滤器54b之间的间隙由设置在凹槽53中的下盖52的凸起52a覆盖，并且由涂敷在凸起52a的下端面和流道单元4之间的密封剂密封。在促动器单元21的较短平行对边侧上，通过将由柔软材料制成的密封剂56涂敷到凹槽55中来密封在薄膜过滤器54a和离薄膜过滤器54a最近的薄膜过滤器54b之间的间隙。在该实施方案中，在薄膜过滤器54a和薄膜过滤器54b之间朝向凹槽55打开的间隙、在薄膜过滤器54b之间的间隙、以及在(i)下盖52的下端面和(ii)储存器单元70及流道单元4之间的部分(更具体地说，沿着表示在图11中的下盖52的单点划线的那部分)由密封剂密封。具体地说，在薄膜过滤器54a和薄膜过滤器54b之间趋向于加宽的所有间隙以及在薄膜过滤器54b之间的间隙都被密封。因此，墨雾不会通过这些间隙进入空间S。根据这种结构，能够防止促动器单元21被墨雾损坏。

如上所述，根据该实施方案的喷墨头1，能够用在流道单元4和储存器单元70之间设置薄膜过滤器54a、54b的简单结构来抑制灰尘等进入单独墨水流道32中。由于凹槽55形成在储存器单元70的侧面上，所以能够很容易涂敷用于密封在薄膜过滤器54a和离薄膜过滤器54a最近的薄膜过滤器54b之间的间隙的密封剂56。这时，可以将密封剂56只涂敷到限定部分即凹槽55上。因此，不出现密封剂56流进或伸入另一个部分中的情况。由于在薄膜过滤器54a和离薄膜过滤器54a最近的薄膜过滤器54b之间的间隙由密封剂56密封，所以下盖52不必覆盖在薄膜过滤器54a和离薄膜过滤器54a最近的薄膜过滤器54b之间的间隙。因此，下盖52的宽度不加宽至比流道单元4的宽度大，并且能够使该喷墨头1小型化。此外，从下盖52的凸起52a中消除了容易断裂的部分。因此，改善了产出率。

促动器单元21的沿着与流道单元4的流入口表面4a垂直的方向的厚度大于薄膜过滤器54a、54b的厚度。因此，即使在促动器单元21和薄膜过滤器54a、54b固定到流道单元4的流入口表面4a上之后，也能够很容易在促动器单元21上形成单独电极35和焊盘36。不考虑在促动器单元21和薄膜过滤器54a、54b之间的这种厚度关系，设置在流入口表面4a上的薄膜过滤器54a、54b能够防止当将单独电极35和焊盘36形成在促动器单元21上时可能产生的灰尘、污垢、异物等进入流道单元4。

在储存器单元70的第二区域57中，覆盖着圆孔78a的供墨口59的薄膜过滤器54a、54b的外缘的整个周边抵靠在非沟槽区域57b上。因此，这些薄膜过滤器54a、54b的外缘与非沟槽区域57b紧密接触。根据该结构，进入流道单元4和储存器单元70之间的墨雾不会通过沟槽区域57a的格栅状沟槽到达促动器单元21。

在上面已经对本发明的一个实施方案进行了说明。但是，本发明并不限于上述实施方案，并且可以在权利要求书的范围内对设计方案进行各种改进。例如，上面的实施方案构成为使得促动器单元21的沿着与流道单元4的流入口表面4a垂直的方向的厚度大于薄膜过滤器54a、54b的厚度。可选的是，促动器单元21的厚度可以等于薄膜过滤器54a、54b的厚度，或者小于薄膜过滤器54a、54b的厚度。

在上述实施方案中，在储存器单元70的第二区域57中，薄膜过滤器54a、54b的外缘的整个周边抵靠在非沟槽区域57b上。可选的是，薄膜过滤器54a、54b的外缘可以只有一部分抵靠在非沟槽区域57b上。从防止出现墨水溅射物或雾从外部进入方面看，薄膜过滤器54a、54b的外缘可以在流道单元4的宽度端附近抵靠在非沟槽区域57b上。从防止来自外部的墨水和来自墨水流入口5b或供墨口59的墨水进入存在电连接部分的促动器单元21的另一个方面看，薄膜过滤器54a、54b的外缘可以按照如下方式抵靠在非沟槽区域57b上，从而具有近似C形形状，该C形形状从与流道单元4的宽度端邻近的部分包围墨水流入口5b或供墨口59。

薄膜过滤器54a、54b的外缘的整个周边可以不抵靠在非沟槽区域57b上。根据该结构，提高了安放薄膜过滤器54a、54b的区域的自由度，并且能够很容易安放这些薄膜过滤器54a、54b。

在上述实施方案中，凹槽55形成在储存器单元70的侧面中，并且用密封剂56密封(i)在每个过滤器54a和离每个过滤器54a最近的过滤器54b之间的间隙以及(ii)凹槽55。但是，本发明并不限于该结构。在另一个实施方案中，代替每个过滤器54a和离每个过滤器54a最近的过滤器54b，如图12所示可以采用整体过滤器54c。如图12所示，这些促动器单元21沿着流道单元4的纵向方向成排布置在流道单元4的流入口表面4a上。这些过滤器54b设置在促动器单元21之间。过滤器54c设置在这排促动器单元21外侧。具体地说，每个过滤器54c沿着位于这排促动器单元(21)的对应端部处的促动器单元21的两个相邻侧边延伸。

虽然在上述实施方案中过滤器54a和离该过滤器54a最近的过滤器54b彼此分开并且在它们之间形成间隙，但是在所述另一个实施方案中每个过滤器54c为单个部件。因此，如图13所示，该实施方案的储存器单元70没有形成凹槽55。

在盖构件52的凸起52a的端部和流道单元4的流入口表面4a之间的间隙由密封剂密封。因此，过滤器54b、54c和密封剂的组合包围这排促动器单元21(即，一组四个促动器单元21的周边)。

由于每个整体过滤器54c为单个部件，所以不必用密封剂密封在每个过滤器54a和离该过滤器54a最近的对应过滤器54b之间的间隙。此外，不必在储存器单元70的侧面中形成凹槽55。

根据所述另一个实施方案，具有更简单结构(即没有任何凹槽55)的储存器单元70能够防止墨雾进入空间S。因此，能够防止促动器单元21被墨雾损坏。

本发明的喷墨头不限于具有促动器单元21的压电型喷墨头，而是可以为热式喷墨头或静电式喷墨头。

本发明的喷墨头的应用不限于打印机，该喷墨头可以应用于喷墨传真设备或复印机。

Claims (2)

1.一种喷墨头，该喷墨头包括：

流道单元(4)，该流道单元(4)包括：

流入口表面(4a)，该流入口表面(4a)形成有多个墨水流入口(5b)；以及

多个喷嘴(8)，所述多个喷嘴(8)与所述多个墨水流入口(5b)连通；

对流道单元(4)中的墨水施加喷射能量从而通过喷嘴(8)喷射墨水的促动器单元(21)，该促动器单元(21)与流道单元(4)的流入口表面(4a)连接；

多个过滤器(54a、54b、54c)，所述多个过滤器(54a、54b、54c)与流道单元(4)的流入口表面(4a)连接从而覆盖墨水流入口(5b)；以及

储存器单元(70)，该储存器单元(70)形成有存储墨水的墨水储存器(61a、61b)，该储存器单元(70)包括多个供墨口(59)，该储存器单元(70)通过所述多个供墨口(59)、过滤器(54a、54b、54c)和墨水流入口(5b)将墨水供应给流道单元(4)，其中：

储存器单元(70)的供墨口(59)和流道单元(4)的墨水流入口(5b)将过滤器(54a、54b、54c)夹在它们之间；

流过所述墨水储存器(61a、61b)的墨水分别流过所述储存器单元的所述多个供墨口(59)；

所述促动器单元(21)包括多个促动器单元(21)；

所述多个促动器单元(21)成排布置；并且

所述多个过滤器(54b、54c)包括第一过滤器(54b)和第二过滤器(54c)，该第一过滤器(54b)设置在促动器单元(21)之间，该第二过滤器(54c)沿着位于该排促动器单元(21)的端部处的促动器单元(21)的两个相邻侧边延伸。

2.如权利要求1所述的喷墨头，还包括：

盖构件(52)，该盖构件(52)面对储存器单元(70)的侧面，在盖构件(52)与该侧面之间具有间隙，其中：

在盖构件(52)的端部和流道单元(4)的流入口表面(4a)之间的间隙由密封剂密封；并且

过滤器(54b、54c)和密封剂的组合包围该排促动器单元(21)。

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