CN1100673C - 喷墨打印头及其制造方法 - Google Patents

喷墨打印头及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1100673C
CN1100673C CN98800922A CN98800922A CN1100673C CN 1100673 C CN1100673 C CN 1100673C CN 98800922 A CN98800922 A CN 98800922A CN 98800922 A CN98800922 A CN 98800922A CN 1100673 C CN1100673 C CN 1100673C
Authority
CN
China
Prior art keywords
ink
printing ink
spare
ink jet
print head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN98800922A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1230921A (zh
Inventor
三浦真芳
立川雅一郎
杉山吉幸
桥本雅彦
雨宫清英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1230921A publication Critical patent/CN1230921A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1100673C publication Critical patent/CN1100673C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/1623—Manufacturing processes bonding and adhesion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14209—Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1607—Production of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/1609—Production of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/1626—Manufacturing processes etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/1632—Manufacturing processes machining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
    • B41J2/1643—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by plating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14379—Edge shooter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

一种喷墨打印头，包括连接于一油墨供给源并沿一预定方向排列的多个油墨液腔(压力腔)13和分别连接诸油墨液腔13并沿一预定方向排列的多个喷嘴11a。位于诸油墨液腔13之间并具有一能够排出油墨液腔中油墨的压电板件的板形件14、15、17和18是通过沿喷嘴11a排列方向层压而设置的。利用该结构，可实现一具有高喷嘴排列密度的多喷嘴喷墨打印头。

Description

喷墨打印头及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种喷墨打印头及其制造方法，更具体地是涉及一种能够适用于在记录媒体上记录和形成例如字符、图形、图象等的打印机的打印头及其制造方法。
背景技术
近年来，个人计算机已广泛地用于多媒体信息社会，因此打印机的需求已有所上升。
尤其是，喷墨打印机价格低廉，能进行高质量彩色打印，因而它们的市场迅速增长。
喷墨打印机可以在如下不同的系统中获得：使用压电元件将机械振动力转换成油墨压力波、从而排出油墨滴的系统，骤然使油墨加热而产生气泡、从而通过气泡压力波排出油墨滴的系统以及吸取油墨并通过一静电力使其飞扬的系统等等。在这些系统中，使用压电元件的系统已受到关注，因为压电元件的制造方法已经得到了发展。
以下是对使用压电元件的一传统喷墨打印头的描述。
图12示出了使用压电元件的一传统喷墨打印头的结构，该打印头揭示于日本专利申请公开No.6-40030。
图12(a)是剖视图，图12(b)是俯视图。在这些附图中，标号101表示喷嘴板，102表示流动通路板，103表示通孔板。这些元件用粘结剂连接在一起而形成油墨喷嘴部分110。
还有，标号104表示连接板，105表示隔板，106表示封闭板。这些元件通过对在未烧结片状态下加工的三层材料进行一体烧制而形成一油墨泵压部分111。
在油墨泵压部分111的顶部，通过印刷和烧制而形成一具有电极107和109的压电/电致伸缩材料108。
在如此结构的喷墨打印头中，使油墨通过一油墨供给通路113流动，一油墨供给流动通路114和一压力腔115充满油墨，而油墨滴利用由预定电信号所造成的压电/电致伸缩元件108的振动而通过喷嘴116排放。
然而，对于这种传统结构，在高密度地配置喷嘴116时，在隔板105的微细加工以及通过印刷等方法对压电/电致伸缩元件108和电极107和109的微细形成方面存在着技术上的限制。因此，传统的结构存在一个问题，即很难形成具有诸如8喷嘴/毫米或16喷嘴/毫米的高分辨率喷嘴结构的多喷嘴打印头。
而且，还必须加工、形成和层压许多带不同图案的平板件，也就是带不同图案的、含有电极的9层件，从而造成制造复杂的问题。
发明揭示
本发明旨在解决以上问题，因此，本发明的一个目的在于提供一种具有高喷嘴排列密度且制造方便的多喷嘴喷墨打印头以及一种低成本、高产量地制造该打印头的方法。
本发明提供了一种喷墨打印头，它包括多个连接于一油墨供给源并沿一预定方向排列的油墨液腔和多个分别连接于这些油墨液腔并沿该预定方向排列的喷嘴，位于油墨液腔之间并具有能排出所有或某些油墨液腔中的油墨的驱动功能的板形件是通过沿喷嘴的排列方向进行层压而布置的，其特点在于，其板形件包括：一板形压电/电致伸缩件；相邻地设置在压电/电致伸缩件的相对侧上的第一和第二电极件；以及在第二电极件的侧部邻接于该第二电极件而设置的一板形规准板件，油墨液腔由在第一电极件的侧部邻接于该第一电极件而设置的一板形压力腔件的一孔部所形成，通过在第一和第二电极件上施加一电压而允许压电/电致伸缩件上发生伸缩变形，规准板件规准压电/电致伸缩件的伸缩变形，因而油墨液腔中的油墨受压，油墨滴通过与油墨液腔相应的喷嘴排放。
利用该结构，板形件中所形成的电极图案可以相对较为简单，其尺寸与喷嘴排列密度相比为大些，因而加工简单，制造方便，从而可实现具有高喷嘴排列密度且制造方便的多喷嘴喷墨打印头。
而且，通过使第一电极成为一共用电极，不会产生油墨的化学变化等。
本发明还提供了一种喷墨打印头的制造方法，它包括：一层压步骤，交替地层压具有多个与连接于一油墨供给源的油墨液腔相应的孔部的一压力腔件基材和能够使所有或某些油墨液腔变形的一驱动用板形件基材，该板形件基材具有一板形压电/电致伸缩件基材、相邻于压电/电致伸缩件基材的相对侧而设置的第一和第二电极件图案和一在第二电极件的侧部相邻于所述第二电极件图案而设置的板形规准板件基材，这样，该层压步骤便是一个将形成有第二电极件图案的规准板件基材、形成有第一电极件图案的压电/电致伸缩件基材和压力腔件基材顺序层压的步骤；以及一切割步骤，沿层压方向切割在层压步骤中被层压的压力腔件基材和板形件基材，从而在保持层压状态的同时与诸孔部相应。
这样，如果在层压之后进行切割和分离，可以一次制造大量的喷墨打印头，因而可以提供产量非常高的喷墨打印头。
本发明还提供了一种喷墨打印头的制造方法，它在层压步骤之后和切割步骤之前还包括一接合步骤，用于接合具有能够连接于油墨液腔的多个喷嘴的一喷嘴板基材，因而使喷嘴与油墨液腔相对应。
利用这种结构，喷嘴可以准确而方便地定位。
附图简述
图1是本发明第一实施例的喷墨打印头的立体图；
图2表示图1所示喷墨打印头的工作情况；
图3表示图1所示喷墨打印头的工作情况；
图4表示本发明第二实施例的喷墨打印头的制造；
图5表示图4所示喷墨打印头基材在层压之前的通常结构；
图6表示图4所示喷墨打印头的制造；
图7是本发明第三实施例的喷墨打印头的剖视图；
图8表示本发明第四实施例的喷墨打印头的结构；
图9表示本发明第五实施例的喷墨打印头的结构；
图10是图9所示喷墨打印头的前视图；
图11是表示图9所示喷墨打印头的制造方法的立体图；以及
图12(a)是一传统喷墨打印头的剖视图，图12(b)是其俯视图。
(标号说明)
10  油墨液腔结构
11  喷嘴板
12  油墨流入口
13  油墨压力腔
14  规准板件
14’  规准板件基材
15  压电/电致伸缩件
15’  压电/电致伸缩件基材
16  压力腔件
16’  压力腔件基材
17  个别电极
18  共用电极
19  电极图案
20   电极图案
21   孔部
30   油墨液腔结构
31   喷嘴板
35   分隔件
36   隔壁件
37   空隙部分
40   油墨液腔结构
41   喷嘴板
42   油墨流入口
43   油墨液腔
44   电极件
45   液体腔件
46   控制电极
47   信号电压
48   偏压发生器
49   背面电极
50   记录纸
110  油墨喷嘴部分
111  油墨泵压部分
112  驱动部分
201  压电元件
202  规准板
203  液体腔板
204  隔壁板
207  压力腔
208  喷嘴板
实施本发明的最佳方式
下面将详细描述本发明的实施例。
(第一实施例)
下面将参照附图来描述本发明的第一实施例。
图1是第一实施例的喷墨打印头的立体图。在图1中，标号10表示一油墨液腔结构，11表示一喷嘴板，其中多个喷嘴11a沿一固定方向排列，12表示一油墨流入口，13表示一油墨压力腔，其中油墨上施加有一压力(与本发明的油墨液腔对应)，该腔是一与油墨流入口12相通的、长方体形的油墨液腔，14表示一规准板件，15表示一压电/电致伸缩件，16表示一压力腔件，17表示一个别电极，18表示一共用电极。压电件15、电极17和18以及规准板件14的集合形成了本发明的驱动用板形件。
油墨液腔结构10规准板件14、压电/电致伸缩件15和压力腔件16顺序层压形成。然后，喷嘴板11连接于油墨液腔结构10，使排放喷嘴相应于油墨压力腔13的诸开口而排列。这样，便构成了一喷墨打印头。
个别电极17和共用电极18相对而设，从而将压电/电致伸缩件15以这样一种方式保持于它们之间，即共用电极18位于油墨压力腔13的侧部上，相对部分设定为油墨压力腔在图中的竖直方向上的宽度。个别电极17和共用电极18的相对部分的宽度最好设定为小于油墨压力腔13在图中的竖直方向上的宽度，如图7所示(后面描述)。
下面将参照图2和3的示意图来描述这种结构的喷墨打印头的工作情况。这些附图是沿平行于图1所示喷嘴板11的方向剖开的剖视图。
首先，在图2中，规准板件14、压电/电致伸缩件15和压力腔件16顺序层压。在该图中，第n个层压元件由规准板件14-n、压电/电致伸缩件15-n和压力腔件16-n表示。
在压电/电致伸缩件15-n的每一侧分别设置有个别电极17-n和共用电极18-n。当在这些电极之间施加电压时，压电/电致伸缩件15-n膨胀并接触。更具体地说，共用电极18设定在0伏，在个别电极17上施加一信号电压，以控制油墨滴的排放。
假定电压是沿使压电/电致伸缩件15-n如图2所示膨胀的方向施加，由于规准板件14-n不移动，因而规准板件14-n和压电/电致伸缩件15-n偏移到右侧，如图2中所示，因而油墨压力腔13-n的容积变小。结果，产生诸如使油墨压力腔13-n中的油墨压缩的振动，因而油墨滴通过喷嘴排放。
当油墨压力腔13-n中的油墨被压缩时，左侧相邻的油墨压力腔13-(n-1)膨胀而具有一负压。因此，所有喷嘴的油墨滴排放控制不同时进行，但油墨至少是通过交替的喷嘴排放。
此外，如图3中所示，在右侧相邻于压电/电致伸缩件15-n的压电/电致伸缩件15-(n+1)同时被收缩，因而它被沿相反于压电/电致伸缩件15-n的方向弯曲，造成油墨压力腔13-n的容积减小。
在这种情况下，油墨压力腔13-n中的油墨可受进一步压缩，因而油墨滴受更大的压缩而排放。
在上述结构中，共用电极18设置在油墨压力腔13的侧部上。这是因为考虑到如果电极与油墨相接触，当在油墨上施加电压并有电流时，会发生电解，从而造成电极损耗、颜料淀积等情况。在该实施例中，与油墨接触的电极是共用电极18，其电势始终设定为零，因而不会发生这种电解。
由于该实施例的喷墨打印头使用一压电/电致伸缩件15，因而至少压电/电致伸缩件15本身必须由压电/电致伸缩材料制成，但规准板件14和油墨压力腔件16不需要由压电/电致伸缩材料制成，这两个元件可通过考虑机械振动特性、破裂强度等进行设计，而采用金属、塑料、陶瓷等材料。
然而，作为一更简单和更方便的结构，对这两个元件也可采用压电/电致伸缩材料。
更具体地说，在未烧结的状态下，叠层并压缩：一压电/电致伸缩件，其中与一第一电极相应的一预定图案的电极形成于一未烧结的压电/电致伸缩材料片上；一规准板件，其中与一第二电极相应的一预定图案的电极形成于一未烧结的压电/电致伸缩材料片上；以及一压力腔件，其中与油墨压力腔相应的诸孔部形成于一未烧结的压电/电致伸缩材料片上，然后以这种状态进行烧制，由此可完成一油墨液腔结构10。
按照以上描述的制造方法，由于层压和烧制是使用相同的材料进行，因而可制造出一种具有很少的热膨胀效应和高精度的结构。
在这种情况下，由于油墨压力腔之间的隔壁部分系由压电/电致伸缩材料制成，因而第二电极设置在相邻油墨液腔的侧部，并且在第一和第二电极之间施加一电压，以使电极彼此相对的一部分的压电/电致伸缩材料定向，由此油墨压力腔之间的隔壁部分本身可形成一振荡器。
(第二实施例)
在第二实施例中，将详细描述第一实施例中所说明的喷墨打印头的制造方法。
图4表示同时制造多个在第一实施例中所描述的喷墨打印头的情况。
参见图4，首先，顺序层压规准板件14基材14’、压电/电致伸缩件15基材15’和压力腔件16基材16’。这些基材设置成ABC面平行于XY平面，并沿X方向被层压。
通过增加沿X方向层压的基材数量，可制造出具有大量喷嘴的喷墨打印头，通过降低各基材的厚度，可制造出高密度地排列有喷嘴的喷墨打印头。
沿Z方向，形成与各喷墨打印头相应的、预定的电极图案和孔部。这些图案等可以相同，但需要的话也可以不同。Y方向也相同。
在层压操作后，为了形成例如三个喷墨打印头，在平行于ABC面的A0B0C0面和A1B1C1面切割基材。
接下来，图5中示出了在层压操作之前各基材的通常结构。
图5(a)表示规准板件基材14’，其中分别沿Z和Y方向形成五个和二个电极图案19。
图5(b)表示压电/电致伸缩件基材15’，其中分别沿Z和Y方向形成五个和二个电极图案20。
图5(c)表示压力腔件基材16’，其中分别沿Z和Y方向形成五个和二个孔部21，每个孔部形成油墨压力腔和油墨流入口。
这三种基材被顺序反复层压，然后如以上所述被切割和分离，因而可制造出总共十个喷墨打印头层压体。
由于喷嘴板11的宽度(垂直于喷嘴11a排列方向的长度)通常非常小，例如接近0.3到3毫米，因此，在该状态下将喷嘴板接合到油墨液腔结构10时很难对喷嘴板11进行处理。
因此，如图6中所示，将用于多个喷墨打印头的一油墨液腔结构30和一喷嘴板31彼此接合，然后将该油墨液腔结构30切割和分离，它们在接合后被分离，因而可避免上述困难。
利用这种结构，如果油墨液腔结构30和喷嘴板31的诸喷嘴31a被准确地排列，则操作可非常方便，一次可准确地制造出多个喷墨打印头。
不用说，在某些情况下，喷嘴板基材可不接合，而将一小喷嘴板接合于各切割和分离的油墨液腔结构30。
在制造彩色喷墨打印头时，图4中，油墨液腔结构不分离成三层，但彩色喷墨打印结构可以在不被分离的情况下制造，因而ABCC0B0A0所示层的打印头用于颜色C，A0B0C0C1B1A1所示层的打印头用于颜色M，A1B1C1C2B2A2所示层的打印头用于颜色Y。此外，一用于黑色的层可加在油墨液腔结构的周围。
(第三实施例)
接下来将参照附图来描述本发明第三实施例的喷墨打印头。
图7(a)是沿平行于该实施例喷墨打印头的喷嘴板的方向剖开的剖视图。
在该实施例中，与第一实施例的结构相比，提供了一分隔件35和一隔壁件36。
更具体地说，规准板件14、压电/电致伸缩件15、压力腔件16、隔壁件36和分隔件35这五个板形件被顺序层压而形成喷墨打印头。
因此，压电/电致伸缩件15、分隔件35和隔壁件36可形成一空隙部分37。
提供该空隙部分37的原因是，即使压电/电致伸缩件15因伸长而朝图中右侧的油墨压力腔13弯曲变形，也仅有空隙部分37膨胀，而不会干扰左侧的油墨压力腔13。为此，隔壁件36由硬质材料制成。这样，相邻油墨压力腔13的容积变化之间不会有干扰。
具体可参照附图7(a)来进行说明，压电/电致伸缩件15的振动仅导致位于右侧的油墨压力腔13的容积变化，因而结构制成每个油墨压力腔13单独提供有一压电/电致伸缩件15。
相反，在图7(b)所示的喷墨打印头中，隔壁件36和分隔件35的位置不同于图7(a)所示的位置。
具体地说，顺序层压规准板件14、压电/电致伸缩件15、分隔件35、隔壁件36和压力腔件16这五个板形件，从而形成喷墨打印头。即使压电/电致伸缩件15朝隔壁件36弯曲变形，空隙部分37的设置也可防止隔壁件36的干扰。由于隔壁件36是一个始终固定、不振动的部件，因而相邻油墨压力腔13的容积变化相互间不会有干扰。
因此，在该实施例中，不象第一实施例，喷嘴的排放控制不是交替地进行，而是所有喷嘴的排放控制同时完成。
不用说，还可以用其它的结构来防止振动传播到一侧的油墨压力腔。例如，可设置一隔振材料代替该空隙部分，以吸收振动而防止其传播。电极的相对部分最好应短于空隙部分或隔振材料，如图中所示。
(第四实施例)
在第四实施例中描述了一个实例，其中将板形件的层压结构用于一操作原理与上述打印头不同的喷墨打印头。
图8表示一用于静电吸引型喷墨打印机的通常结构。
图8(a)是一静电吸引型喷墨打印头的立体图，图8(b)是沿图8(a)的XY平面剖开的剖视图。
在图8中，标号40表示由诸板形件层压而成的油墨液腔结构，41表示具有多个喷嘴41a的喷嘴板，42表示油墨流入口，43表示油墨液腔，44表示板形电极件，45表示具有与油墨流入口42和油墨液腔43相应的孔部的板形液体腔件，46表示控制电极，47表示信号电压，48表示偏压发生器，49表示背面电极，50表示记录纸。
通过沿喷嘴排列方向、也就是沿图中的X轴方向顺序层压电极件44和液体腔件45而装配油墨液腔结构40。
然后，将喷嘴板41接合于这种结构的油墨液腔结构40，从而制造出喷墨打印头。
在该结构中，油墨流过油墨流入口42，充满油墨液腔13，并以油墨滴的形式通过喷嘴41a排放。
更具体地说，当在通过记录纸50与背面电极49相对、并设置在各油墨液腔43中的控制电极46和背面电极49之间施加足够的电场时，油墨滴通过喷嘴41a排放。
偏压发生器48将一预定的偏压电场施加于一放电电场，以降低信号电压47。
层压诸板形件的结构不仅可用于这种静电吸引型系统，而且可用于诸如热喷墨电压头之类的、油墨由加热器加热沸腾并通过压力波排放的其它系统。
例如，可通过提供一发热电阻(加热装置)代替图8中靠近控制电极46的喷嘴附近的控制电极46，并在其上施加一信号电压，从而构成一热喷墨打印头。不用说，在这种情况下，就无需背面电极49。
(第五实施例)
图9表示第五实施例的喷墨打印头的结构。在图9中，将接合有一压电元件201的规准板202、形成有一压力腔207的液体腔板203和形成有一凹槽以不妨碍压电元件201移动的隔壁板204顺序反复层压，从而形成喷墨头结构。
如图10所示，油墨通过一油墨流入口209而充满压力腔207，油墨滴通过喷嘴板208中形成的一喷嘴排出。
图11是表示图9所示结构的装配方式的立体图。将接合有压电元件201的规制板202、形成有压力腔207的液体腔板203和形成有凹槽205以防止与压电元件201直接接触的隔壁板204如图9所示那样叠置，从而形成该结构。液体腔板203通过一支承部分206而形成一体，以防止部件的分离。该支承部分206在结构制成后被去掉。
在图9所示结构的喷墨头中，喷嘴沿诸板材的层压方向排列，因而形成一多喷嘴打印头。也就是说，规制板202、液体腔板203和隔壁板204的厚度总和等于喷嘴间距。因此，为提供一具有高喷嘴排列密度的喷墨头，仅需要将薄板材用于层压，而无需降低压力腔的宽度。因此，可实现更大的喷嘴密度，而不会降低性能。
图9所示结构采用诸如不锈钢之类的金属。液体腔板203中的压力腔207和隔壁板204中的凹槽205可通过金属蚀刻法很容易地形成。为层压这些板件，可将它们用粘结剂粘合，也可以在它们之间夹设一片形粘结剂而进行热压接合。此外，还可以采用一种对板件镀金并层压，然后通过金的扩散接合直接接合的方法。
在试生产中，将一种厚度约为30微米的不锈钢用作规制板202，并用一种环氧粘结剂将一厚度为40微米的压电/电致伸缩件粘接于该规制板。由厚度为200微米的不锈钢制成的液体腔板203通过蚀刻法形成1毫米宽、4毫米长的液体腔1。由厚度为150微米的不锈钢制成的隔壁板204通过半蚀刻法形成厚度约为70微米的凹槽。用一环氧粘结剂将包括压电/电致伸缩元件在内的这三个片件顺序层压，因而粘结层变为约20微米厚，并制成每毫米约有两个喷嘴的多喷嘴打印头。利用该打印头，通过5伏的低压脉冲驱动，可观察到令人满意的油墨滴排放。通过降低液体板203和隔壁板204的厚度，可制造出具有高喷嘴排列密度的打印头。
工业实用性
如以上所描述的，按照本发明，通过沿喷嘴排列方向层压诸板形件，可制成具有多个喷嘴的多喷嘴喷墨打印头。通过采用薄板形件，可将深度较浅的液体腔以高密度排列，因而可很容易地实现与高喷嘴排列密度相应的喷墨打印头。
此外，板形件中所形成的图案还可相对较为简单，其尺寸与喷嘴排列密度相比大些，因而加工简单，制造方便。如果切割和分离在层压后进行，则可一次制造出多个喷墨打印头，因而可以提供产量非常高的喷墨打印头。

Claims (15)

1.一种喷墨打印头，它包括多个连接于一油墨供给源并沿一预定方向排列的油墨液腔和多个分别连接于所述油墨液腔并沿该预定方向排列的喷嘴，位于所述油墨液腔之间并具有能排出所有或某些油墨液腔中的油墨的驱动功能的板形件是通过沿所述喷嘴的排列方向进行层压而布置的，其特征在于，所述板形件包括：
一板形压电/电致伸缩件；
相邻地设置在所述压电/电致伸缩件的相对侧上的第一和第二电极件；以及
在所述第二电极件的侧部邻接于所述第二电极件而设置的一板形规准板件，
所述油墨液腔由在所述第一电极件的侧部邻接于所述第一电极件而设置的一板形压力腔件的一孔部所形成，
通过在所述第一和第二电极件上施加一电压而允许所述压电/电致伸缩件上发生伸缩变形，所述规准板件规准压电/电致伸缩件的伸缩变形，因而所述油墨液腔中的油墨受压，油墨滴通过与所述油墨液腔相应的喷嘴排放。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，在交替的所述压电/电致伸缩件上允许产生伸长变形，因而油墨滴通过与邻接于发生伸长变形的压电/电致伸缩件的、中间没有所述规准板件的油墨液腔相应的喷嘴排放到外侧，油墨滴不通过其余喷嘴排放。
3.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，在交替的所述压电/电致伸缩件上允许产生伸长变形，在除所述发生伸长变形的压电/电致伸缩件以外的压电/电致伸缩件上允许产生收缩变形，因而油墨滴通过与邻接于发生伸长变形的压电/电致伸缩件的、中间没有所述规准板件的油墨液腔相应的喷嘴排放到外侧，油墨滴不通过其余喷嘴排放。
4.根据权利要求1到3的任一项所述的喷墨打印头，其特征在于，所述第一电极是共用电极。
5.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，在所述压电/电致伸缩件和邻接于所述压电/电致伸缩件的、中间没有所述规准板件的油墨液腔之间，或在所述规准板件和邻接于所述规准板件的油墨液腔之间，设置防止所述压电/电致伸缩件的伸缩变形传播到未驱动的油墨液腔用的伸/缩动作传播防止装置，因而油墨可通过所有的喷嘴排出。
6.根据权利要求5所述的喷墨打印头，其特征在于，将一空隙部分用作所述伸/缩动作传播防止装置。
7.根据权利要求5所述的喷墨打印头，其特征在于，所述伸/缩动作传播防止装置是一隔振件。
8.根据权利要求6所述的喷墨打印头，其特征在于，所述第一和第二电极件彼此相对的宽度小于所述空隙部分的宽度。
9.根据权利要求1到3和5到8的任一项所述的喷墨打印头，其特征在于，所述压电/电致伸缩件、所述规准板件和所述压力腔件由具有相同特性的压电陶瓷形成。
10.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，所述板形件具有一静电式喷墨机的电极和一邻接于所述电极而设置的电极件。
11.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，所述板形件具有加热式喷墨机的加热装置。
12.一种喷墨打印头的制造方法，它包括：一层压步骤，交替地层压具有多个与连接于一油墨供给源的油墨液腔相应的孔部的一压力腔件基材和能够使所有或某些所述油墨液腔变形的一驱动用板形件基材，所述板形件基材具有一板形压电/电致伸缩件基材、相邻于所述压电/电致伸缩件基材的相对侧而设置的第一和第二电极件图案和一在所述第二电极件的侧部相邻于所述第二电极件图案而设置的板形规准板件基材，这样，所述层压步骤便是一个将形成有所述第二电极件图案的所述规准板件基材、形成有所述第一电极件图案的所述压电/电致伸缩件基材和所述压力腔件基材顺序层压的步骤；以及一切割步骤，沿层压方向切割在所述层压步骤中被层压的所述压力腔件基材和所述板形件基材，从而在保持层压状态的同时与所述诸孔部相应。
13.根据权利要求12所述的喷墨打印头的制造方法，其特征在于，在所述层压步骤之后和所述切割步骤之前进一步包括一接合步骤，用于接合具有能够连接于所述油墨液腔的多个喷嘴的一喷嘴板基材，因而使所述喷嘴与所述油墨液腔相对应。
14.根据权利要求12所述的喷墨打印头的制造方法，其特征在于，在所述切割步骤之后还包括一接合步骤，用于接合具有能够连接于所述油墨液腔的多个喷嘴的一喷嘴板基材，因而使所述喷嘴与所述油墨液腔相对应。
15.根据权利要求12到14的任一项所述的喷墨打印头的制造方法，其特征在于，使所述压电/电致伸缩件基材和所述规准板件基材在未烧结片的状态下形成有一电极图案，然后对其进行烧制，并使所述压力腔件在未烧结片的状态下形成有诸孔部，然后对其进行烧制。
CN98800922A 1997-07-03 1998-06-26 喷墨打印头及其制造方法 Expired - Fee Related CN1100673C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP177949/1997 1997-07-03
JP17794997 1997-07-03
JP177949/97 1997-07-03
JP160132/98 1998-06-09
JP16013298 1998-06-09
JP160132/1998 1998-06-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1230921A CN1230921A (zh) 1999-10-06
CN1100673C true CN1100673C (zh) 2003-02-05

Family

ID=26486718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN98800922A Expired - Fee Related CN1100673C (zh) 1997-07-03 1998-06-26 喷墨打印头及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6299295B1 (zh)
EP (1) EP0928688A4 (zh)
CN (1) CN1100673C (zh)
WO (1) WO1999001283A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6254223B1 (en) * 1998-10-21 2001-07-03 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd Ink jet printer head actuator and manufacturing method thereof
JP3328609B2 (ja) * 1998-12-30 2002-09-30 三星電子株式会社 インクジェットプリンタヘッドアクチュエータ及びその製造方法
EP2278023A1 (en) 2000-04-28 2011-01-26 Mannkind Corporation Epitope cluster from Melan-A/MART-1 for the induction of anti-tumor immunogenicity
JP2002178509A (ja) * 2000-12-12 2002-06-26 Olympus Optical Co Ltd 液滴噴射装置
US7422309B2 (en) * 2003-09-24 2008-09-09 Fujifilm Corporation Droplet discharging head
CN105128532B (zh) * 2015-08-11 2017-01-18 北京派和科技股份有限公司 压电阵列喷头以及包括该喷头的喷涂设备
DE102016212293A1 (de) * 2016-07-06 2018-01-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Kathode, Kathode und Batteriezelle
CN108705864B (zh) * 2018-07-26 2024-04-05 南京沃航智能科技有限公司 高效低压驱动压电喷头
US11912041B2 (en) 2021-12-17 2024-02-27 Ricoh Company, Ltd. Printhead with internal pump at fluid manifold

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6238894B2 (zh) * 1975-03-21 1987-08-20 Analog Devices Inc
JPH04126258A (ja) * 1990-09-18 1992-04-27 Fuji Electric Co Ltd インクジェット記録ヘッド
JPH04279354A (ja) * 1991-03-08 1992-10-05 Brother Ind Ltd パルス滴付着装置用圧電アクチュエータ素子の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588998A (en) * 1983-07-27 1986-05-13 Ricoh Company, Ltd. Ink jet head having curved ink
JP3041952B2 (ja) * 1990-02-23 2000-05-15 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式記録ヘッド、圧電振動体、及びこれらの製造方法
US5477249A (en) * 1991-10-17 1995-12-19 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Apparatus and method for forming images by jetting recording liquid onto an image carrier by applying both vibrational energy and electrostatic energy
JP3144948B2 (ja) 1992-05-27 2001-03-12 日本碍子株式会社 インクジェットプリントヘッド
JP3178945B2 (ja) * 1992-08-25 2001-06-25 日本碍子株式会社 インクジェットプリントヘッド
JPH06238894A (ja) 1993-02-16 1994-08-30 Brother Ind Ltd 液滴噴射装置
JP3183010B2 (ja) * 1993-12-24 2001-07-03 ブラザー工業株式会社 インク噴射装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6238894B2 (zh) * 1975-03-21 1987-08-20 Analog Devices Inc
JPH04126258A (ja) * 1990-09-18 1992-04-27 Fuji Electric Co Ltd インクジェット記録ヘッド
JPH04279354A (ja) * 1991-03-08 1992-10-05 Brother Ind Ltd パルス滴付着装置用圧電アクチュエータ素子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999001283A1 (fr) 1999-01-14
EP0928688A1 (en) 1999-07-14
CN1230921A (zh) 1999-10-06
EP0928688A4 (en) 2000-10-18
US6299295B1 (en) 2001-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1186195C (zh) 线型喷墨头及具有该线型喷墨头的喷墨式记录装置
CN1240542C (zh) 液体喷头及液体喷射装置
CN1169670C (zh) 喷墨头及喷墨式记录装置
CN1590099A (zh) 液体喷头单元及其制造方法、以及液体喷射装置
CN1100673C (zh) 喷墨打印头及其制造方法
CN1189325C (zh) 液滴喷射头和喷墨记录装置
CN1794423A (zh) 通过硅件的阳极接合法制造喷墨头的方法
CN1442303A (zh) 喷墨头、喷墨头的制造方法以及具有喷墨头的喷墨打印机
CN1219645C (zh) 液体喷射头及其制造方法
JP2006051685A (ja) 液体噴射ヘッドユニット並びに液体噴射装置
CN1592975A (zh) 实现高质量图像记录所需的稳定操作特性的层状压电元件
CN1636719A (zh) 液体喷射头以及液体喷射装置
US11633952B2 (en) Liquid discharge head and liquid discharge apparatus
US6783211B2 (en) Ink-jet recording head
JPH10264390A (ja) インクジェットプリンタヘッド
JPH0664168A (ja) インクジェットプリンタヘッド及びその製作方法
US11145803B2 (en) Piezoelectric element substrate, bonded substrate, liquid discharge head, liquid discharge unit, and liquid discharge apparatus
US11104132B2 (en) Liquid discharge head, head module, and liquid discharge apparatus
CN101065250A (zh) 液体排放头、液体排放装置和成像设备
JP3537700B2 (ja) 印刷装置
CN1830669A (zh) 具有静电致动器的喷墨头及其制造方法
JP2008149588A (ja) 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド、画像形成装置
JP2003246061A (ja) インクジェット記録ヘッド及びその製造方法
JP2006082342A (ja) インクジェットヘッドおよびその製造方法
US20230398779A1 (en) Liquid discharge head, liquid discharge device, and liquid discharge apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee