CN1258600A - 喷墨打印机头和打印机设备 - Google Patents
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Abstract
在薄的振动铬膜上形成包围压力发生部件的压电的增强部件。增强部件相对于包围压力发生部件的薄膜区域不是分立的,而是连续的。在该膜中引起热应力以及由于压电部件和铬膜不同的晶体结构而产生的应力。增强部件本身的机械强度可以抑制由内应力引起的振动膜的收缩,因而可防止在振动膜上出现裂纹。同样,压力发生部件以及单独的电极的端部被成形为使得应力很难于聚集在该端部上,由此也可以防止在振动膜上出现裂纹。
Description
本发明一般涉及喷墨打印机头和打印机设备,具体涉及利用双压电晶片结构的压力发生元件使配置为充满油墨压力室一个壁的振动膜产生振动而喷墨的喷墨打印机头和打印机设备。
图1示出常规喷墨打印机设备10。喷墨打印机头11定位在传送辊13和牵引辊14之间,对着压板15。滑架12具有油墨槽,该滑架装配成可在垂直于纸表面的方向上移动。纸17被夹压在压紧辊18和传送辊13之间和压紧辊19和牵引辊14之间,并沿图中箭头A的方向被传送。起动喷墨打印机头11,滑架12便可在垂直于纸17表面的方向上滑动,因而喷墨打字印头便可以在纸17上印刷。印刷后的纸随后收集在堆集架20上。
近年来随着对个人计算机能效越来越高的要求,对其外围设备的能效包括喷墨打印机设备的能效同样提出了高要求。在外围设备例如喷墨打印机的情况下,这种设备可以确定为其中半导体驱动电压等于或小于20V的设备。然而这种喷墨打印机设备还必需同时提供高分辨率的印刷。因此从喷墨打印头11喷出的油墨粒子的直径已被快速地微细化。另外,喷墨打印头11不仅必须满足上述要求,而且还必须具有可以以高度可靠性大规模生产的结构。
图2是常规喷墨打印机头的部分倾斜横截面图。如图所示,喷墨打印机头30包括金属的或塑料的主组件36,该主组件具有多个用于喷墨(在下文称压力发生部件)的压力发生部件31、多个配置在喷射板33上的喷嘴32、振动膜34和多个压力室35,该压力室被形成为一个压力室35对着一个喷嘴32。
压力发生部件31装在各个压力室35上,并包括长而细的压电压力发生部件主组件37、位于压力发生部件主组件37下面的一部分振动膜以及配置在压力发生部件主组件37上的特殊电极38。各别压力发生部件31被作成为形成双压电晶片构件,该构件由压力发生部件主组件37和位于压力发生部件主组件37下面的那部分振动膜34组成,使得在图中未画出的控制器将驱动信号加在各个电极上时,该压电压力发生部件主组件37弯曲而造成收缩,使压力发生部件31变形,凸入到图2中压力室35的用虚线表示的内部,由此使压力室35中的油墨粒子从喷嘴32喷出。当驱动信号不再加于压力发生部件31上时,振动膜34的弹力将使振动膜返回其正常的平面状状态。由此阻油墨粒子从压力室35经喷嘴32喷出。
应当注意到,压电压力发生部件主组件与作为振动件的薄振动膜34相结合使用使得既可达到较大的能效,又可达到比常规振动板构件高的分辨率,即使常规振动板采用在压电部件内产生大量能量的高电场强度。
本发明人先前已提出一种制造上述喷墨打印机头30的方法。该方法示于图3,用一种流程生产喷墨打印机头30A,该流程的步骤在图中示为A~G。步骤H和I表示已完成的喷墨打印机头30A,该打印机头被固定就位后,将柔性电缆端子连接于其上。
开始用溅射法在氧化镁底衬上形成铂膜。在步骤A和B中使该薄膜作成图案,形成各别的电极38,此后用溅射法形成压电部件38,在步骤C中使压电部件作成一定图案,形成压力发生部件主组件37。随后在氧化镁底衬的顶表面上形成聚酰亚胺层41,并使其表面展平,如步骤D所示。然后在步骤E中于顶表面上形成铬的溅射膜,该溅射铬膜构成振动膜34。随后在振动膜34的表面上涂上感光胶膜42,并在感光胶膜上在对应于定位压力发生部件主组件37的位置形成压力室35,如步骤F所示。最后在步骤G中腐蚀去掉氧化镁底衬40,由此形成喷墨打印机头30A。
在已除去氧化镁底衬时,在振动膜34上可能发生裂纹45。当振动膜34上发生裂纹45时,便从外部释放作用在压力室35内的压力,因而该压力不能通到压力室的内部。油墨不仅不能从压力室经喷嘴排出,而且还可能从裂缝中渗出,因为油墨是导电的,所以渗漏的油墨可能使电路短路。
可以认为振动膜34上的裂纹45是由于下列原因产生的。
铬是金属,而压电部件是陶瓷。因此铬的热膨胀系数显著大于压电部件的热膨胀系数。这样当在如图3的F步骤中在振动膜34上形成压力室时,便在振动膜34上形成因铬和压电部件的热膨胀系数之间的巨大差别所产生的热应力以及因铬和压电部件晶体结构之间的差别所产生的应力。在振动膜34上的应力主要是沿侧向方向X的应力,该侧向方向与并排配置的压力发生部件的排列方向一致。在此阶段,氧化膜底衬40复盖和约束振动膜34的整个表面。
感光胶膜42是保护层,其机械强度低于金属的铬膜。因此只利用感光胶膜很难约束振动膜上的应力。因而一旦腐蚀除去氧化镁底衬,振动膜34便脱离约束,因而在上述应力造成的拉力方向上受到力的作用,这种力造成在振动膜34上出现裂纹。
因此本发明的目的是提供一种可以解决上述问题的喷墨打印机头和打印机设备。
提供这样一种喷墨打印机头便可达到本发明的上述目的,这种打印机头包括:
多个压力室,这些压力室包含油墨,并排配置在主组件中,使得各个压力室对着喷墨的喷嘴;
振动膜,具有相当于主组件的尺寸,并配置成使该膜的一部分复盖其压力室,一部分膜对着各个压力室并形成各个压力室的一个壁;
多个压力发生部件,该部件并排配置在振动膜上,并包括压电的压力发生部件主组件和形成在压力发生部件主组件上的单独的电极;
增强部件,用于增强振动膜,由配置在振动膜一个区域上的压电部件组成,该区域不是振动膜的并排配置多个压力发生部件的区域。
提供这样一种如上所述的喷墨打印机头也可以达到本发明的上述目的,即其中增强部件在对应于配置多个压力发生部件的区域内不是分立的,而是连续的。
由于在振动膜上对应于在预定形成压力发生部件的位置的区域内形成连续的不间断的如上所述的压电增强部件,所以可以在整个压力发生部件区域上抑制由应力造成的振动膜的收缩,由此可防止振动膜上出现裂纹。
提供这样一种喷墨打印机头也可以达到本发明的上述目的,这种喷墨打印机头包括:
多个包含油墨的压力室,并排配置在主组件中,使得各个压力室对着喷墨的喷嘴;
振动膜,其尺寸相当于主组件尺寸,配置成使部分膜复盖其压力室,一部分膜对着各个压力室并形成各个压力室的一个壁;
多个压力发生部件,该部件并排配置在振动膜上,包含压电压力发生部件主组件和形成在压力发生部件主组件上的单独的电极;
其中,各个压力发生部件主组件的端部分被成形为应力难于在其端部分上集中。
由于提供其中压力发生部件主组件按上述方式成形的喷墨打印机头,所以能够防止出现从压力发生部件的端部分伸出的裂纹;
另外,提供这样一种喷墨打印机头也可以达到本发明的上述目的,该打印机头包括:
多个包含油墨的压力室,并排配置在主组件内,使得各个压力室对着喷墨的喷嘴;
振动膜,其大致相当于主组件的大小,使该膜的一部分复盖其压力室,该部分膜对着各个压力室并形成各个压力室的一个壁;
多个压力发生部件,并排配置在振动膜上,并包括压电压力发生部件主组件和配置在压力发生部件主组件上的单独的电极;
其中,单独的电极的端部分被成形为应力很难于聚集在该端部分。
由于提供其电极按上述方式成形的喷墨打印机头,所以可防止出现从电极端部分伸出的裂纹。
另外,提供这样一种喷墨打印机头的驱动元件也可以达到本发明的上述目的,该驱动元件通过使压力室的体积发生变化而使油墨从装满油墨的压力室中喷出,该驱动元件包括:
压电部件和振动膜,采用薄膜形成技术在目标底衬上形成压电部件和振动膜。
其中压电部件包括:
产生压力的压力发生部件,利用该压力可使压力室的体积发生变化。
连续的增强部件,包围压力发生部件的区域。
由于提供如上所述的喷墨打印机头的驱动元件,其中连续增强部件又包围压力发生部件的区域,所以能够增强包围压力发生部件的振动膜的整个边缘。
另外,提供这样一种喷墨打印机头的驱动元件也可以达到本发明的上述目的,该驱动元件通过使压力室的体积发生改变而使油墨从装满油墨的压力室中喷出,该驱动元件包括:
压电部件和振动膜,采用薄膜形成技术在目标底衬上沉积压电部件和振动膜;
其中压电膜包括:
产生压力的压力发生部件,通过该压力可以改变压力室的体积,压力发生部件的端部分形成大体方形,方形的顶角被形成为在顶角上消散应力。
由于提供这样一种大体方形的压力发生部件的端部分,使方形的顶角成形为可以在该顶角分散应力,所以可防止在方形的顶角部分发生裂纹和从该顶角部分伸出裂纹。
下面结合附图进行详细说明,由此可以更明显看出本发明的其它目的、特征和优点。
图1是典型常规喷墨打印机主要部分的示意图;
图2是常规喷墨打印机头的部分倾斜横截面图;
图3是示意图,说明本发明人先前提出的制造喷墨打印机头的方法;
图4是本发明第一实施例的喷墨打印机头的示意图;
图5是配置本发明喷墨打印机头第一实施例的打印机设备的示意图;
图6A是本发明喷墨打印机头第一实施例的示意顶视图;
图6B是沿图6A的B-B线截取的横截面图;
图6C是沿图6A的C-C线截取的横截面图;
图7是示意图,示出制造本发明喷墨打印机头第一实施例的步骤;
图8是图7的继续;
图9A是完成的喷墨打印机头的平面图;
图9B是沿图9A的B-B线截取的横截面图;
图10示出在制造喷墨打印机头期间生产的喷墨打印机头块的相邻喷墨打印机头的切开线;
图11A是本发明第二实施例喷墨打印机头的示意图;
图11B是沿图11A的B-B线截取的横截面图;
图11C是沿图11A的C-C线截取的横截面图;
图12是本发明第三实施例喷墨打印机头的示意图;
图13是本发明第四实施例喷墨打印机头的示意图;
图14是本发明第五实施例喷墨打印机头的示意图;
下面首先参考图4至6A详细说明本发明的第一实施例。
图4是本发明喷墨打印机头第一实施例的示意图。该喷墨打印机头50具有多个分别装满油墨的压力室51,该压力室沿侧向方向X1、X2配置,该喷墨打印机头50还包括:由感光胶膜构成的主组件52,在该感光胶膜上形成沿侧向方向X1、X2延伸的油墨道59;喷嘴板54,该板上形成喷墨的喷嘴53;由铬膜构成的振动膜55;多个压力发生部件56;增强框架部件57;聚酰亚胺层58。
如下面将要说明,铬膜振动膜55利用溅射法形成,其厚度t1极薄,仅2μm。铬膜振动膜55固定形成于主组件52的顶表面上,使其能够复盖各个压力室51。面向压力室51的那部分铬膜振动膜55形成压力室51的一个壁。
在振动膜上单独地形成压力发生部件56,该部件构成压电部件。如下面说明的,压力发生部件用溅射法形成,形为细长形,沿Y1和Y2方向纵向延伸。压力发生部件56包括:压力发生部件主组件60,其厚度很薄,约为3μm;在压力发生部件60底表面上的那部分振动膜55a;各别的薄铂膜电极61。压力发生部件主组件60和形成于压力发生部件60底表面的那部分振动膜55a共同形成双压电晶片构件。
如图4的放大图所示,压力发生部件主组件60在其两端具有弧形的端部分60a和60b。单独的电极61的两端同样具有弧形端部分61a和61b.这些弧形端部分60a、60b、61a和61b的作用是使得内应力在振动膜内很难于集中。
图6是本发明喷墨打印机头第一实施例的示意顶视图,图6B是沿图6A的B-B线截取的横截面图,而图6C是沿图6A的C-C线截取的横截面图。如图所示,存在振动膜的区域62,在该区域内形成压力发生部件,多个压力发生部件沿纵方向Y1、Y2是细长形的,而沿横向方向X1、X2并排配置。
增强框架部件57是压电部件,如下面将说明,用溅射法形成。增强框架部件57包括四个连续相接的条,该条形成于振动膜55上,从而包围大体方形的压力发生部件区域,如图6A所示,该条包括:第一条57-1,在横向方向X1-X2延伸,沿着其上形成压力发生部件的振动膜区域62的Y2边缘;第二条57-2,在横方向X1-X2延伸,沿着其上形成压力发生部件的振动膜区域62的Y1边缘;第三条57-3,在方向Y1-Y2延伸,沿着其上形成压力发生部件的振动膜区域62的X1边缘;第四条57-4,在Y1-Y2方向延伸,沿着其上配置压力发生部件的振动膜区域62的X边缘。其上形成压力发生部件的振动膜区域62的边缘和增强框架部件57之间的间隔64的宽度a为200m。
构成增强框架部件57的四个条57-1至57-4中的第一和第二条57-1和57-2沿着其中沿横方向X1、X2形成压力发生部件的振动膜区域的整个长度L1是不间断的,而是连续的。同样,构成增强框架部件57的四个条中的第三和第四条57-3和57-4沿着其中沿纵方向Y1、Y2形成压力发生部件的振动膜区域的整个长度L2是不间断的,而是连续的。第一和第二条57-1和57-2以及第三和第四条57-3和57-4被连接,形成连续的增强的大体为方形的框架部件57。
由于其机械强度,增强框架部件57的作用是制止由振动膜55内的应力引起的振动膜55的缩回。第一和第二条57-1和57-2防止振动膜在横方向X1、X2的收缩,由此可以防止在纵方向Y1、Y2出现裂纹。第三和第四条制止振动膜在纵方向Y1、Y2的收缩,由此可以防止在横方向X1、X2出现裂纹。
如前所述,铂膜63形成于增强部件57的顶表面上。在增强部件57包围的内侧部分形成聚酰亚胺层58。如下面将说明,形成该聚酰亚胺层58是为了在用溅射法形成薄铬膜振动膜55时提供内衬层,在以后保留该层。
除构成连续增强件57的四个条外,弧形端部分60a、60b、61a和61b也用于防止出现裂纹。
图5是配置本发明第一实施例喷墨打印机头的打印机设备的示意图。喷墨打印机头设备70包括上述打印机头50,该打印机头装在底座71顶表面的前部分,而具有半导体组件72a的驱动线路板72则装在底座71的后部分上。柔形导线72连接于喷墨打印机头50和驱动线路板72。
如图6A、6B和6C所示,柔性导线73包括多个单独的电极线75和形成在基膜74底表面上的共同电极线76,单独的电极线和共同的电极线由复盖膜77复盖,但不复盖侧边缘部分。共同电极线76配置在横方向X1、X2的两侧边缘,共同电极线76的Y1端部连接于接地极。柔性电缆的Y1端部连接于驱动线路板72。如图6A所示,柔性电缆72的其余端部这样连接,使得各别的端子线75连接于单独的电极61的边缘,而共同电极线76经聚酰亚胺层58上的开口58a连接于振动膜。
在喷墨打印机头设备70即上面已详细说明其结构的喷墨打印机头50中,当驱动信号从驱动电路板72输入单独的电极61时,压电的压力发生部件主组件60便在纵方向Y1、Y2上收缩,从而使双压电晶片的压力发生部件发生形变,使压力发生部件56伸入到压力室51的内部,伸入到图4虚线所示的位置,由此使油墨粒子从压力室51经喷嘴53喷出。当停止输入驱动信号时,振动膜55的弹性将使压力发生部件56返回到其正常的平面状态。
应当注意到,振动膜55和压力发生部件主组件60均很薄,因而可以降低打印期间的能耗,还可以达到较高的分辨率,因为从喷嘴53喷出的墨粒的粒度减小到约2p1,而采用先有技术其颗粒度通常为8p1。
如图6A所示,共同电极线76在位置78电连接于增强框架部件57顶表面上的铂膜63。因此,其间配置绝缘增强框架部件57的振动膜55和铂膜63具有相同的电位,这样可以避免在增强框架部件57上聚集电荷。所以喷墨打印机头装置70即上述的喷墨打印头50不会受到由于在增强框架部件57上的电荷聚集而形成电干扰。
下面参考图7和图8详细说明制造图4所示喷墨打印机头的方法。
如图7的步骤A和B所示,厚度为2μm的铂薄膜用溅射法形成在透明的无色氧化镁底衬80上,即目标底衬80上。然后掩蔽该铂膜并用光蚀刻法在其上蚀刻图案,形成单独的的电极61以及大体为矩形的铂膜63。适当调节掩模图案便可使单独的电极的两个端部成形为如图7的步骤B中用放大部分示出的弧形部分61a、61b。
接着如图7的步骤C所示,利用喷溅法使压电部件形成为压电膜,使该膜的厚度约为3μm。然后掩蔽该膜,用光蚀刻法在其上刻出图案,形成压力发生部件主组件60和增强框架部件57。适当控制掩模图案便可以使压力发生部件主组件60的两个端部形成如图7步骤C中的放大部分所示的弧形部分60a、60b。
应当注意到,在上述工艺中,增强框架部件57和压力发生部件主组件60可以同时形成,因而不需要分开的步骤单独形成增强部件。因此不需要增加喷墨打印机头50的制造方法的步骤数目,其制造步骤与常规方法相同。
随后,如图7的步骤D所示,使掩模图案留置其位,随后在一部分中充入光敏的聚酰亚胺树脂,形成平的聚酰亚胺层58,该层的深度与压力发生部件主组件60和增强框架部件57的厚度完全相同,充入光敏聚酰亚胺的那部分是已除去压电部件膜的部分,即相邻压电发生部件主组件60之间的部分和压力发生部件主组件60和增强部件57之间的部分。
然后除去掩模图案,并如图7的步骤E所示,在表面上溅射铬,形成振动膜55,该铬膜的厚度为3μm。因为如上所述铺设的内涂层是平的,所以振动膜55也是平的。应当注意到,在图7的步骤E中,除氧化镁底衬80即目标底衬外的树脂部分包括传动元件100。
随后,如图8的步骤A所示,将感光胶膜在352、速度为1m/min和压力为2.5千克力/cm2的条件下层压在振动膜55上。随后掩蔽层压感光胶膜,并曝光、显影,在对应于压力发生部件主组件60的位置形成压力室51,随后在150℃烘烤14小时形成上部主组件52a。
在此阶段,振动膜受到由于铬和压电部件热膨胀系统之间差别而产生的热应力和由于铬和压电部件晶体结构之间差别而产生的应力的作用。这种应力主要沿横向X轴线方向作用,此方向完全与并列配置的压力发生部件主组件60的排列方向一致。
然后用酸性腐蚀流体除去氧化镁底衬80,如图8所示,得到如图9A和9B示出的已完成的喷墨打印机头81。
氧化镁底衬80从图7的步骤B到图8的步骤A起着底衬的作用,用于约束相对于振动膜55的整体表面的移动。由于除去该氧化镁底衬80,振动膜55便失去这种约束,从而受到在应力方向作用的力的作用。
然而,这种在振动膜55上沿上述应力方向作用的力其影响因为增强框架部件57作用在振动膜55边缘部分的约束力而可以减小到最小。另外,由于压力发生部件主组件60具有弧形的端部分60a、60b,所以应力很难集中于压力发生部件56的端部分。再则,由于单独的电极61具有弧形的端部分,所以应力很难聚集在压力发生部件56的端部分。因而在振动膜55上不会出现裂纹。
最后,如图8的步骤C所示,将下部主组件52b固定在部分完成的喷墨打印机头81的上部主组件52a上,由此完成喷墨打印机头50。
应当注意到,在大批量生产期间生产喷墨打印机头50的方法是,首先生产出喷墨打印机头块90,在该块上将多个喷墨打印机头50配置在一个单一底衬上,然后将底衬切成片,分成多个单个的喷墨打印机头。如图10所示,增强框架部件57这样成形,使得在相邻增强框架部件57之间留出切分的条形区域91。可以在切分的条形区域91上沿虚线92进行切割。即打印头之间的切分位置位于任何增强框架部件57的外边缘的外面。
如果在增强件上进行切分,则切割的振动可能使增强框架部件57破裂。也可能造成在振动膜55上出现裂纹。然而由于在离开增强框架部件57的位置进行切分,所以可以避免增强框架部件57的任何破裂,因而也可避免在振动膜55上造成裂纹的可能性。
应当注意到,本发明不限于上述实施例。即本发明不限于具有增强框架部件57以及端部为圆形的压力发生部件主组件60和单独的电极61。
为防止在振动膜55上出现裂纹,只有配置增强框架部件57才有效。同样,为防止在振动膜55上出现裂纹,只有使压力发生部件60具有圆形端部60a、60b才有效,正如只有使单独的电极61具有圆形端部61a、61b才有效一样。
另外,对于增强框架部件57,为防止在振动膜上出现裂纹,仅应用第一和第二条57-1和57-2是有效的,正如只应用第三和第四条57-3和57-4是有效的以及只应用第一、第三和第四条57-1、57-3和57-4是有效的一样。
现在说明本发明的第二实施例,该实施例涉及增强框架部件的变型。
图11A是本发明喷墨打印机头第二实施例的示意图,图11B是沿图11A的B-B线截取的横截面图,而图11C是沿图11A的C-C线截取的横截面图。该喷墨打印机头50A不同于图4和6A所示喷墨打印机头50之处仅在于增强部件57A。
即图11A、11B和11C所示的增强部件57A是一种已去掉第二条57-2的增强部件。因此增强部件57A包括第一、第三和第四条57-1、57-3和57-4。去掉第二条57-2消除了由增强部件57顶表面上的铂膜63引起的柔性电缆短路的可能性。
应用定位夹具施加压力而连接柔性电缆73。所加压力作用在不存增强部件的位置,因而在压电增强部件上不会出现任何裂纹。结果可以避免在增强部件57上出现裂纹的可能性,从而可避免在振动膜55上造成裂纹。
现在说明本发明的第三实施例,该实施例涉及压力发生部件主组件60以及单独的电极61的弧形端部分的变型。
图12是本发明第三实施例的喷墨打印机头50B的示意图。如图所示,该喷墨打印机头50B具有压力发生部件56B。该压力发生部件56B包括压力发生部件主组件60B和单独的的电极61B。该压力发生部件主组件60B的端部分被成形为多角形部分60Ba、60Bb,而单独的电极的端部分成形为61Ba、61Bb。由于压力发生部件主组件60B的端部分60Ba、60Bb和单独的电极61B的端部分61Ba、61Bb为多角形形状,所以应力很难集中于压力发生部件56B的端部分,因而在振动膜55上不会出现裂纹。
下面说明本发明的第四实施例,该实施例涉及压力发生部件主组件60以及单独的电极61的弧形端部分的变型。
图13是本发明第四实施例的喷墨打印机头50C的示意图。如图所示,该喷墨打印机头50C具有压力发生部件56C。该压力发生部件56C包括压力发生部件主组件60C和单独的电极61C。该压力发生部件主组件60的端部分60Ca、60Cb具有多阶梯形状,而单独的电极61C的端部分61Ca、61Cb也同样具有这种形状。由于压力发生部件主组件60C的端部分60Ca、60Cb以及单独的电极61C的端部分61Ca、61Cb具有多阶梯形状,所以应力很难聚集在压力发生部件56C的端部分上,因而在振动膜55不会出现裂纹。
现在说明本发明的第五实施例,该实施例涉及压力发生部件主组件60以单独的电极61的弧形端部分的变型。
图14是本发明第五实施例的喷墨打印机头的示意图。如图所示,喷墨打印机头50D包括压力发生部件56D。该压力发生部件56D包括压力发生部件主组件60D和单独的电极61D。该压力发生部件主组件60D具有方形端部分,而单独的电极61D的端部分61Da、61Db为圆弧形。由于单独的电极61D的端部分61Da、16Db为弧形,所以应力很难聚集在压力发生部件56C的端部分上,因而在振动膜55上不会出现裂纹。
为使任何一个本领域的技术人员能制作和利用本发明进行了上述说明,并提供了实施本发明的发明人研究的最好模式。
本发明不限于具体公开的实施例和变型,可以改型而不超出本发明的范围。
本发明是基于1998年12月25日提出的日本先有申请No.10-371033,该申请的整个内容已作为参考包含在本文中。
Claims (15)
1.一种喷墨打印机头,包括:
多个装有油墨的压力室,并排配置在主组件中,使得各个压力室对着喷墨的喷嘴;
振动膜,其尺寸等于主组件尺寸,被配置成可以复盖其压力室,该膜的一部分对着各个压力室并构成每个压力室的一个壁;
多个压力发生部件,并排配置在振动膜上,包括压力发生部件主组件和形成于该压力发生部件主组件上的单独的电极;
增强部件,用于增强振动膜,由形成于振动膜一个区域上的压电部件构成,该区域不是振动膜的并排配置多个压力发生部件的区域。
2.如权利要求1所述的喷墨打印机头,其特征在于,压电增强部件的区域具有与并排配置的压力发生部件同时形成的部分。
3.如权利要求1所述的喷墨打印机头,其特征在于,增强部件包括在一个方向连续延伸的条,该方向与并排配置的压力发生部件的排列方向完全相同,该压力发生部件并排配置在振动膜的对应于压力发生部件位置的区域内。
4.如权利要求1所述的喷墨打印机头,其特征在于,增强部件包括沿一个方向连续延伸的两个条,该方向与并排配置的压力发生部件的排列方向完全相同,该条沿着振动膜的对应于压力发生部件位置的区域的两个相对侧边中的各个侧边。
5.如权利要求1所述的喷墨打印机头,其特征在于,培强部件包括一个条,该条沿压力发生部件纵方向连续延伸,该压力发生部件位于振动膜的对应于压力发生部件位置的区域内。
6.如权利要求1所述的喷墨打印机头,其特征在于,增强部件包括:
在一个方向连续延伸的两个条,该方向与并排配置的压力发生部件的排列方向完全相同,该条沿着振动膜的对应于压力发生部件位置的区域的两个相对侧边中的各个侧边;
在一个方向连续延伸的两个条,该方向与压力发生部件中各个部件的配置方向相同,该条沿着振动膜的相当于压力发生部件位置的区域的两个相对端部中的各个端部;
沿并排配置的压力发生部件排列方向配置的两个条和沿各别压力发生部件方向配置的两个条被连接起来,使其包围一个大体方形区域,该区域中包括振动膜的相当于压力发生部件位置的区域。
7.如权利要求1所述的喷墨打印机头,其特征在于,增强部件在对应于多个压力发生部件位置的区域中不是分立的,而是连续的。
8.一种喷墨打印机头,包括:
多个包含油墨的压力室,并排配置在主组件中,使得各个压力室对着喷墨的喷嘴;
振动膜,具有对应于主组件的尺寸,被配置成可以复盖其压力室,一部分膜对着各个压力室并形成各个压力室的一个壁;
多个压力发生部件,并排配置在振动膜上,包括压力发生部件主组件和形成在该压力发生部件主组件上的单独的电极;
其特征在于,各个压力发生部件主组件的端部分被形成为使应力难于聚集在该端部分上。
9.一种喷墨打印机头,包括:
多个包含油墨的压力室,并排配置在主组件内,使得各个压力室对着喷墨的喷嘴;
振动膜,具有对应于主组件的尺寸,配置成可以复盖其压力室,一部分膜对着各个压力室并形成各个压力室的一个壁;
多个压力发生部件,该部件并排配置在振动膜上,包括压电的压力发生部件主组件和形成在该压力发生部件主组件上的单独的电极;
其特征在于,各个单独的电极的端部分被成形为使应力难于聚集在该端部上。
10.一种打印机设备,包括:
记录介质输送机构;
一种成像单元,具有喷墨打印机头,该喷墨打印机头包括:
多个包含油墨的压力室,并排配置在主组件内,使得各个压力室对着喷墨的喷嘴;
振动膜,具有对应于主组件的尺寸,配置成可以复盖其压力室,一部分膜对着各个压力室并形成每个压力室的一个壁;
多个压力发生部件,并排配置在振动膜上,包括压电的压力发生部件主组件和形成在该压力发生部件主组件上的单独的电极;
用于增强振动膜的增强部件,由压电部件构成,该压电部件形成在振动膜的一个区域上,该区域不是振动膜的并排配置多个压力发生部件的区域。
11.一种打印机设备,包括:
记录介质传送机构;
一种成像单元,具有喷墨打印机头,该打印机头包括:
多个压力室,该压力室包含油墨,并排配置在主组件中,使得各个压力室对着喷墨的喷嘴;
振动膜,具有对应于主组件的尺寸,并配置成可以复盖其压力室,一部分膜对着各个压力室,并形成各个压力室的一个壁;
多个压力发生部件,该部件并排配置在振动膜上,包括压电的压力发生部件主组件和配置在该压力发生部件主组件上的单独的电极;
其特征在于,各压力发生部件主组件的端部分被成形为使应力难于聚集在该端部分上。
12.一种打印机设备,包括:
记录介质传送机构;
一种成像单元,具有喷墨打印机头,该打印机头包括:
多个包括油墨的压力室,并排配置在主组件内,使得各个压力室对着喷墨的喷嘴;
振动膜,具有对应于主组件的尺寸,配置成可以复盖其压力室,一部分膜对着各个压力室并形成各个压力室的一个壁;
多个压力发生部件,并排配置在振动膜上,包括压电的压力发生部件主组件和形成在该压力发生部件主组件上的单独的电极;
其特征在于,各个单独的电极的端部分被成形为使得应力很难于聚集在该端部分上。
13.一种喷墨打印机头的驱动元件,用于通过使压力室的体积发生变化而使油墨从装满油墨的压力室喷出,该驱动元件包括:
压电部件和振动膜,该压电部件和振动膜用薄膜成形法沉积在目标底衬上;
其特征在于,该压电部件包括:
用于产生压力的压力发生部件,该压力可使压力室的体积发生变化;
连续的增强部件,该部件包围压力发生部件的区域。
14.一种喷墨打印机头的驱动元件,用于通过使压力室的体积发生变化而使油墨从装满油墨的压力室中喷出,该驱动元件包括:
压电部件和振动膜,该压电部件和振动膜用薄膜成形法沉积在目标底衬上;
其特征在于,该压电膜包括:
用于产生压力的压力产生部件,该压力可以改变压力室的体积,该压力发生部件的端部分被成形为大体方形,该方形的顶角被成形为使应力可以在该端部分上消散。
15.如权利要求14所述的喷墨打印机头的驱动元件,其特征在于,使应力消散的形状或者为圆锥形、弧形,或者为阶梯形,或者为这些形状的任何复合形状。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1660691B (zh) * | 2004-02-25 | 2010-05-26 | 索尼株式会社 | 流体驱动装置、静电驱动流体排出装置及其制造方法 |
CN101246948B (zh) * | 2002-06-24 | 2010-10-13 | 精工爱普生株式会社 | 压电元件及液体喷头 |
CN102180013A (zh) * | 2010-01-13 | 2011-09-14 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷射头及液体喷射装置 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1258353B1 (en) | 1999-12-24 | 2004-06-16 | Fujitsu Limited | Ink-jet record head and method of manufacture thereof |
EP1258357B1 (en) | 1999-12-24 | 2005-08-17 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method of manufacturing ink-jet record head |
US7914125B2 (en) * | 2006-09-14 | 2011-03-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device with deflective flexible membrane |
US8042913B2 (en) * | 2006-09-14 | 2011-10-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device with deflective flexible membrane |
US7651204B2 (en) * | 2006-09-14 | 2010-01-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5424769A (en) * | 1992-06-05 | 1995-06-13 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head |
JP3144115B2 (ja) * | 1993-01-27 | 2001-03-12 | ブラザー工業株式会社 | インク噴射装置 |
JPH1095112A (ja) * | 1996-09-25 | 1998-04-14 | Seiko Epson Corp | インクジェットプリンタ用アクチュエータ |
JP3414227B2 (ja) * | 1997-01-24 | 2003-06-09 | 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 |
DE69811333T2 (de) * | 1997-07-25 | 2003-07-10 | Seiko Epson Corp | Tintenstrahlaufzeichnungskopf und tintenstrahlaufzeichnungsgerät |
DE69804724T2 (de) * | 1997-07-25 | 2002-08-14 | Seiko Epson Corp | Tintenstrahldruckkopf und sein Herstellungsverfahren |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP37103398A patent/JP4300610B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
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- 1999-08-31 CN CN99118344A patent/CN1258600A/zh active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101246948B (zh) * | 2002-06-24 | 2010-10-13 | 精工爱普生株式会社 | 压电元件及液体喷头 |
CN1660691B (zh) * | 2004-02-25 | 2010-05-26 | 索尼株式会社 | 流体驱动装置、静电驱动流体排出装置及其制造方法 |
CN102180013A (zh) * | 2010-01-13 | 2011-09-14 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷射头及液体喷射装置 |
CN102180013B (zh) * | 2010-01-13 | 2015-04-01 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷射头及液体喷射装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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EP1013429A2 (en) | 2000-06-28 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |