CN1836906A - 喷墨头 - Google Patents

Abstract

一种喷墨头，其包括流道单元和储墨器单元。该储墨器单元存储墨水，并包括墨水流道、储墨器流道和墨滴流道。该储墨器流道包括形成有多个支路连通口的主流道；和多个支路流道。所述主流道沿储墨器单元的宽度方向所得到的截面面积大于各支路流道沿与墨水流动方向垂直的方向所得到的截面面积。当在平面图上观察时，所述墨滴流道将墨水滴落到主流道的大致中心处。所述支路连通口在开口面积上基本彼此相等。

Description

喷墨头

发明领域

本发明涉及一种将墨水喷在记录介质上的喷墨头。

背景技术

US 2005/0083379A1公开了一种喷墨头，该喷墨头从喷嘴中将墨水喷在诸如打印纸的记录介质上。具体而言，US 2005/0083379A1公开了一种喷墨头，其具有：流道单元、储墨器单元和致动单元。该流道单元由公共墨室及多个独立墨水流道形成，各独立墨水流道与公共墨室相通，并且通过压力室延伸到喷嘴。储墨器单元由用于将存储的墨水供应到公共墨室的储墨器形成。该储墨器单元被连接在流道单元上。致动单元向流道单元中的墨水施加喷出能量。在该流道单元中形成有多个供墨口。在储墨器中形成有多个支路流道，它们通过相应的供墨口与公共墨室相通。储存在储墨器中的墨水通过相应的支路流道及对应的供墨口被供应到公共墨室，该供墨口与相应的支路流道相通(参见US 2005/0083379A1的图4和5)。

发明内容

在US 2005/0083379A1的喷墨头中，在开始将墨水引入喷墨头的过程中，已经流入一个支路流道的墨水通过相对应的供墨口流入了公共墨室中，且已经流入公共墨室的墨水有时会到达另一个供墨口，从另一个支路流道来的墨水还未到达该另一个供墨口。此时，公共墨室中的墨水挡住了另一个供墨口，且因此在与该另一个供墨口相通的支路流道中形成了空气积聚。当支路流道中形成了空气积聚时，将影响支路流道中的墨水流动。为了将所积聚的空气从支路流道中排出，必须向储墨器供应大量的墨水。

本发明提供了一种喷墨头，在该喷墨头中，在开始引入墨水的过程中，支路流道中几乎不会形成空气积聚。

根据本发明的一个方面，喷墨头包括流道单元和储墨器单元。流道单元包括多个供墨口、公共墨室和多个独立墨水流道。从供墨口流过来的墨水被供应到公共墨室。各独立墨水流道从公共墨室的出口通过压力室延伸到喷嘴。储墨器单元存储墨水。该储墨器单元被连接在流道单元上，以便于使存储在储墨器中的墨水通过供墨口供应到流道单元的公共墨室。储墨器单元包括墨水流入通道、储墨器流道和墨滴流道。墨水流入通道形成有供墨水流入的墨水流入口。储墨器流道包括与供墨口相通的多个墨水流出口。墨滴流道被设置在墨水流入通道和储墨器流道之间。储墨器流道包括主流道和多个支路流道。主流道沿储墨器单元的纵向延伸。该主流道形成有多个支路连通口。各支路流道在相应的支路连通口和相应的墨水流出口之间形成。主流道沿储墨器单元的宽度方向所得到的截面面积大于各支路流道沿与墨水流动方向垂直的方向所得到的截面面积。当在平面图上观察时，墨滴流道将从墨水流入通道流来的墨水滴落到主流道的大致中心处。支路连通口在开口面积上基本彼此相等。

根据这种构造，在开始引入墨水的过程中，墨水从墨滴流道滴落在主流道的中心处，形成墨水流动，墨水从主流道的中心朝两端流动，并接着通过支路连通口流入支路流道中。此时，由于支路连通口具有相同的开口面积，因而大致相同量的墨水以基本相同的速度通过支路连通口而流入所有的支路流道中。因此，在所有的支路流道中，减小了当已经流入支路流道的墨水通过相应的供墨口到达公共墨室时的时间差。从而，在支路流道中几乎不会形成空气积聚。

而且，支路连通口可以朝储墨器单元的纵向敞开。根据这种构造，由于支路连通口朝墨水流动方向敞开，因而相同量的墨水以相同的速度更均匀地通过支路连通口而流入所有的支路流道。

而且，各支路流道沿与墨水流动方向垂直的方向所得到的截面面积在从相应的支路连通口到相应的墨水流出口的范围上是近似不变的。支路流道的截面面积可以基本上彼此相等。根据这种构造，相同量的墨水以基本相同的速度从墨水流出口流出。因此，在所有的支路流道中，进一步减小了当已经流入支路流道的墨水通过相应的供墨口到达公共墨室时的时间差。

而且，支路流道的长度可以基本上彼此相等。根据这种构造，在所有的支路流道中，进一步减小了当已经流入支路流道的墨水通过相应的供墨口到达公共墨室时的时间差。

而且，支路连通口的数量与墨水流出口的数量可以是相等的。各支路流道与单个相对应的支路连通口和单个相对应的墨水流出口连通。根据这种构造，在所有的支路流道中，又进一步减小了当已经流入支路流道的墨水通过相应的供墨口到达公共墨室时的时间差。

而且，在穿过主流道的中心且与储墨器单元的纵向垂直的假想线的一侧上形成的支路连通口的数量与在该假想线的另一侧上形成的支路连通口的数量可以相等。根据这种构造，相同量的墨水以基本相同的速度通过支路连通口流入所有的支路流道。在所有的支路流道中，更进一步减小了当已经流入支路流道的墨水通过相应的供墨口到达公共墨室时的时间差。

而且，在平面图中观察时，储墨器流道可以点对称。根据这种构造，在所有的支路流道中，更进一步减小了当已经流入支路流道的墨水通过相应的供墨口到达公共墨室时的时间差。

而且，从主流道在平面图中观察时的大致中心处通过其中一个支路流道延伸到公共墨室的流道的阻力与从主流道在平面图中观察时的大致中心处通过支路流道中的另一个延伸到公共墨室的另一个流道的阻力可以基本上相等。根据这种构造，墨水以基本相同的时间间隔从支路流道流入公共墨室。从而，可以确保防止在开始引入墨水的过程中在支路流道中形成空气积聚。

附图说明

图1是显示根据本发明的一个实施例的喷墨头的透视图；

图2是沿图1所示的线II-II所得到的喷墨头的截面图；

图3是沿主扫描方向所得到的图1中所示的储墨器单元和喷墨头主体的截面图；

图4是图3中所示的储墨器单元的分解平面图；

图5是图4F所示的储墨器流道的一端附近的部分放大视图；

图6是沿图5中的虚线VI-VI所得到的图4中所示的片的部分截面图；

图7是图1所示的喷墨头主体的平面图；

图8是图7中的点划线所环绕区域的放大视图；

图9是沿图6中的线IX-IX所得到的部分截面图；

图10是图1所示的喷墨头主体的部分分解透视图；

图11A是图9所示的致动单元的放大截面图，而图11B是显示放置在图11A所示的致动单元表面上的单独电极的平面图；

图12是构成根据本发明另一实施例的喷墨头的一部分的第六片的平面图；

图13是图12所示的该第六片的放大平面图；

图14是沿图13中的虚线XIV-XIV所得到的图12中所示的第六片的部分截面图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的实施例。

图1是喷墨头1的外侧透视图。图2是沿图1中所示的线II-II所得到的截面图。

如图1和2所示，喷墨头1沿主扫描方向延伸，且沿从喷墨头1的底部的顺序，其具有喷墨头主体1a、储墨器单元70和控制驱动喷墨头主体1a的控制部分80。下面将以从喷墨头1的顶部的顺序继续描述喷墨头1的组件。

控制部分80具有主板82、若干副板81和若干驱动IC 83。副板81被放在主板82的两侧。驱动IC 83被固定在副板81的与主板82相对的侧面上。驱动IC 83生成用于驱动包括在喷墨头主体1a中的致动单元21的信号。

主板82和副板81具有沿主扫描方向延伸的矩形平面，且彼此平行竖立。主板82被固定在储墨器单元70的上表面上。副板81被放置在主板82的两侧，同时与主板82间隔开相同的距离并向上与储墨器单元70间隔开。主板82和副板81彼此电连接。与副板81相对的驱动IC的表面固定有散热器84。

FPC(柔性印刷电路)50作为供电部件使用，它们从喷墨头1的下部向上缩。各FPC 50的一端与致动单元21相连，而各FPC 50中的另一端则与其中一个副板81连接。在从致动单元21到副板81的线路上，FPC 50还与驱动IC 83相连。也就是，FPC 50与副板81和驱动IC83电连接，用以将来自副板81的信号输出传递到驱动IC 83，并将来自驱动IC 83的驱动信号提供给致动单元21。

此外，喷墨头1具有上盖51，其盖住控制部件80；和下盖52，其盖住喷墨头1的下部。盖51、52防止了在打印过程中喷溅出的墨水附着到控制部分80等的上面。在图1中，略去了上盖51，以便于能够看到控制部件80。

如图2所示，上盖51具有拱顶，并且盖住控制部件80。下盖52具有上下开放的大致矩形的圆筒形，并且盖住主板82的下部。下盖52的上部具有上壁52b，其从侧壁的上端向内凸起。上盖51的下端被放置在上壁52b与侧壁相连的部分上。下盖52和上盖51具有与喷墨头主体1a的宽度基本相同的宽度。

在下盖52的各侧壁的下端上(图1中只显示了其中一个侧壁)，向下凸起的两个凸出52a的形成以致于它们被沿下盖52的纵向布置。凸出52a被容纳在储墨器单元70的凹槽53中。而且，这些凸出52a覆盖了FPC 50放置在凹槽53中的那部分。也就是，当凸出52a被容纳在凹槽53中时，凸出52a之间形成有可供FPC 50穿过的间隙。下盖52而不是凸出52a的侧壁的下端与储墨器单元70的上表面接触。凸出52a的尖端与喷墨头主体1a的流道单元4相对，它们之间有一间隙，用于吸收制造误差。

与致动单元21相连的FPC 50的一端附近沿着流道单元4的表面水平延伸。FPC 50穿过储墨器单元70的凹槽53，并向上缩回，同时形成弯曲部分。

接着，还将参照图3和4描述储墨器单元70。图3是沿主扫描方向所得到的储墨器70和喷墨头主体1a的截面图。图4是储墨器单元70的分解平面图。在图3中，为了描述方便，扩大了竖直方向上的比例，并且示意性显示了储墨器单元70中的墨水流道，该墨水流道通常并不显示在沿同样的线所得到的截面图里。

储墨器单元70临时存储墨水，并将墨水供应到喷墨头主体1a的流道单元4中。如图4所示，储墨器单元70具有叠层结构，在叠层结构中，堆叠了具有沿主扫描方向(参见图1)延伸的矩形平面的七个片71、73、74、75、76、77和78以及一个减震片72。这七个片71、73到78由诸如不锈钢的金属制成。

如图3和4A所示，在最上面的第一片71中，在沿第一片71的纵向的一端和其余端附近分别形成有圆形孔71a、71b。该圆形孔71a、71b被放置在朝宽度方向的一端和其余端的、偏离第一片7 1的宽度方向中心的位置上。在第一片71的下表面(减震片72侧上的表面)上形成有沿第一片71的纵向延伸的椭圆凹槽71c。该椭圆凹槽71c定位在沿第一片71的纵向中心和圆形孔71b之间。而且，在该椭圆凹槽71c的底部中心处形成有圆形孔71d。椭圆凹槽71c与减震片72(将在下面描述)协作，用以构成减震室。

从顶部算起为第二层的减震片72由柔性薄膜部件制成。如图3和4B所示，在减震片72中形成有与在第一片71中形成的圆形孔71a、71b对应的圆形孔72a、72b。柔性薄膜部件的材料可以是金属、树脂或者类似物，且不限于此，只要它能够容易地随着墨水中的压力变化而弯曲就行。在本实施例中，所使用的是合成树脂膜，在该合成树脂膜中，向本身具有优异的阻气特性的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)树脂中添加阻气膜。根据这种构造，极大抑制了通过柔性薄膜部件的空气或者气流的传递，且该柔性薄膜部件还起到了优异的、抵抗墨水中的压力变化的减震作用。

如图3和图4C所示，与在第一片71中形成的圆形孔71a、71b对应的圆形孔73a、73b和与在第一片71中形成的椭圆凹槽71c对应的椭圆孔73c穿过从顶部算起是第三层的第三片73。椭圆凹槽71c和椭圆孔73c在平面图上具有基本相同的形状，并且具有基本相同的尺寸。

如图3和4D所示，在从顶部算起是第四层的第四片74中，形成有浅凹槽74a、74b，从在第一片71中形成的圆形孔71a、71b对应的区域朝第四片74的短边方向(宽度方向)的中心延伸。而且，在第四片74中形成有椭圆孔74c，其延伸到第四片74的中心处，同时与浅凹槽74a相通。在椭圆孔74c的周围部分中形成有具有不同高度的两个台阶面74d、74e。在该台阶面74e上放置有除去墨水中的灰尘等的过滤器74g。而且，在第四片74中形成有椭圆凹槽74f，其延伸到第四片74的中心处，同时与浅凹槽74b连通。凸出形成的椭圆凹槽74f具有的形状和尺寸基本上与第三片73的椭圆孔73c的相同，并且在第三片73侧上开放。浅凹槽74a、74b的底面以及台阶面74d和椭圆凹槽74f的底面形成在相同的平面上。在第四片74的中心处附近的侧壁上形成有减震连通口74h。椭圆孔74c和椭圆凹槽74f通过该减震连通口74h彼此连通。浅凹槽74a和椭圆孔74c位于片73相对于台阶面74e的那侧上的那部分形成了上游储墨器61a。椭圆凹槽74f和浅凹槽74b形成了减震流道62。

如图3和4E所示，在第五片75的中心形成有圆形孔75a，第五片75从顶部算起是第五层。该圆形孔75a形成了墨滴流道63。第五片75从第四片74的下侧处堆叠，使得圆形孔75a与第四片74的通孔74c连通。圆形孔75a与通孔74c的位于第四片74中心的那侧的锐角部分相对。

如图3和4F所示，在第六片76中形成有通孔76a，第六片76从顶部算起是第六层。该通孔76a形成储墨器流道94，其包括主流道76b和六个支路流道76c，这些支路流道76c与主流道76b相通。储墨器流道94的平面形状关于主流道76a的中心P(通孔76a的重心)对称。主流道76b沿第六片76的纵向伸长，并在从第六片76的中心P沿纵向朝两端前进时略微倾斜。主流道76的中心在平面图上与第五片75的圆形孔75a相对应。在主流道76b沿纵向的两端的附近处各形成有三个支路连通口94a。换句话说，在假想线A-A的两侧上各设有三个支路连通口94，其中假想线A-A穿过主流道76b的中心P并与储墨器单元70的纵向垂直。支路流道76c分别经由支路连通口94a而与主流道76b相通。

将参照图5和6详细描述主流道76b和支路流道76c。图5为储墨器流道94的一端附近的部分放大视图。图6为沿图5中的虚线VI-VI所得到的第六片76的部分截面图。图6显示了第六片76被剖开时的状态，使得截面表面垂直于在各支路连通口94a中的墨水流动方向，并使得在储墨流道94的一端附近形成的三个支路连通口94a显现在截面图中。如图5和6所示，所有的支路连通口94a在沿垂直于各支路连通口94a中的墨水流动方向所得到的截面上都具有相同的开口面积S1。在各支路流道76c的端部形成有墨水流出口94b。各支路流道76c沿垂直于墨水流动方向的方向的截面面积在从对应的支路连通口94a到相应的墨水流出口94b的范围上大致不变。在所有的支路流道76c中，沿墨水流动方向的长度和截面面积基本上相等。因此，支路流道76c的构造使得它们的流道阻力具有基本相同的值。

在片75相对于台阶面74e的那侧上的第四片74的椭圆孔74c、第五片75的圆形孔75a以及通孔76a的区域形成了下游储墨器61b。

如图3和图4G所示，在从顶部算起是第七层的第七片77中，在与形成于第六片76中的支路流道76c的墨水流出口94b相对应的位置上形成有总共十个椭圆孔77a。五个椭圆孔77a沿纵向被布置在第七片77的宽度端部的每一个的附近。具体地说，在一个宽度端部上，以从沿纵向的一端侧(图4G的左侧)的顺序布置一个、两个和两个孔；且在另一个宽度端部上，以从沿纵向的另一端侧(图4G的右侧)的顺序布置一个、两个和两个孔，以致于这些孔以交错图案彼此分开，从而避开凹口53f，凹口53f将在下面描述。如上所述的、以交错方式布置的一个或者两个椭圆孔77a对应于一个墨水流出口94b。这些椭圆孔77a被布置得关于第七片77的中心对称。

如图3和4H所示，在最下面一层的第八片78中，形成了对应于在第七片77中形成的椭圆孔77a的椭圆孔78a。在第八片78的下表面上，椭圆孔78a的周围部分(被图中的破折线环绕的部分)向下凸出。仅是凸出的部分被固定在流道单元4的上表面上，而该凸出部分以外的部分则与流道单元4分离开(见图2)。

如图3所示，这七个片71、73到78和一个减震片72相互堆叠并固定，同时定位，从而构成了根据本实施例的储墨器单元70。如从图4所见到的，这四个片71到74在纵向上比其余的片75到78要长。喷墨头1可以用片71到74的两端部分固定在打印机的固定部分(未示出)上。

在片71、73到78中的每一片沿宽度方向的两端上，如图4A到4H所示，沿纵向以交错方式布置有两个、和两个凹口、也就是总共四个矩形凹口53a到53g。片71、73到78和减震片72相互垂直定位，从而在堆叠方向上穿过储墨器单元79的凹槽53(见图1)由这些凹口53a到53g形成。储墨器单元70除了凹槽53之外的宽度基本上与流道单元4的宽度相等。

下面，将描述供墨时储墨器单元70中的墨水流。

如图3所示，在形成有圆形孔71a、71b的第一片71的上表面的位置上固定着供墨接头91和排墨接头92。接头91、92是圆柱形部件，它们包括具有略大外径的基底段91b、92b。在基底端91b、92b的下表面上的圆柱形垫片91a、92a的开口被布置在第一片71的上表面上，以便于分别与第一片71的圆形孔71a、71b的开口符合。下面将描述通过供墨接头91供应的墨水在储墨器单元70中的流动。

如图3中的实心箭头所示，已通过供墨接头91的圆柱形垫片91a流入圆形孔71a的墨水通过圆形孔72a、73a流入上游储墨器61a中。已流入该上游储墨器61a的墨水通过减震连通孔74h流入减震流道62，并且还穿过过滤器74g流入了下游储墨器61b。在该下游储墨器61b中，流入的墨滴通过第五片75的墨滴流道63进入第六片76的储墨器流道94的主流道76b的中心P。随后，如图4F中的箭头所示，墨水在引导下从主流道76b的大致中心流到了主流道76b的纵向两端。如图5中的箭头所示，已到达主流道76b的纵向两端附近的墨水通过支路连通口94a流入支路流道76c中。此时，由于所有的支路连通口94a在墨水流动方向上都开放，并且具有相同的开口面积S1，因而相同量的墨水以相同的速度均匀地通过支路连通口94a而流到所有的支路流道76c中。已经流入支路连通口94a的墨水通过墨水流出口94b和椭圆孔77a、78a流入供墨口5b(参见图7)中，其中供墨口5b在流道单元4的上表面处敞开。此时，无论什么时候墨水穿过其中任何一个支路流道76c，在平面图上从主流道76b的大致中心处延伸到歧管流道5的流道的阻力基本上是相等的。如下文所述，已流入流道4中的墨水被分配到多个独立的墨水流道32中，这些流道32与歧管流道5相通，并且接着达到喷嘴8，从而被排到外面，其中喷嘴8是独立墨水流道32的末端。也就是，在将墨水注入从供墨接头91到喷嘴8的流道的过程中，在流道的路线上不会留有空气积聚。这借助于以下构造而产生：在这种构造中，从主流道76b的大致中心处延伸到歧管流道5的流道的阻力基本上相等。

以此方式，墨水被暂时存储在上游储墨器61a和下游储墨器61b中。第一片71上表面处的圆形孔71a的开口用作上游储墨器61a的墨水流入口，而圆形孔71a、72a、73a则用作墨水流入通道。

下面将描述在反向冲洗下通过排墨接头92流出的墨水的流动(由图3中的箭头所示)。反向冲洗是在压力作用下将墨水或者清洗液从喷嘴8注入、顺着沿与正常打印操作中的墨水流道相反的方向的流道供应、然后从喷墨头1中流出的过程。借助于这种反向冲洗，能够清洗喷墨头1的内部(也就是说，能够除去诸如灰尘、气泡等留在喷墨头1中的异物)。

在反向冲洗中，清洗液通过流道4的供墨口5b流入储墨器单元70。流入储墨器单元70的清洗液通过椭圆孔78a、77a到达下游储墨器61b，穿过过滤器74g，并流入上游储墨器61a中。如图中的空心箭头所示，流入上游储墨器61a中的清洗液通过减震流道62和圆形孔73b、72b、71b从排墨接头92被排出。此时，留在流道4和储墨器单元70中的墨水被清洗液推动，并与清洗液一起被排出。而且，被过滤器74g挡住的异物被排出，因此实现了对流道的清洗，并且恢复了过滤器的性能。

如图3所示，第三片73作为流道壁，它限定出了减震流道62和在该流道壁中形成的椭圆孔73c的开口，第三片73被减震片72所覆盖。减震片72的区域盖住了椭圆孔73c的开口，其与第一片71的椭圆凹槽71c相对。由减震片72和椭圆凹槽71c所限定的空间形成减震室，且该减震室经由圆形孔71d而与大气相通。也就是，减震片72被插入到减震流道62中的墨水和大气之间。因此，即便是在注入储墨器单元70中的墨水里出现压力波动时，借助于减震片72的震动，也可以减弱压力波动。而且，借助于椭圆凹槽71c的底部，限制了减震片72朝该椭圆凹槽71c的过量移动，并因此防止减震片72受到破坏。椭圆凹槽71c的底部防止了外力作用在该减震片72上，外力可能会破坏减震片72。

下面将参照图7到11描述喷墨头主体1a。图7是喷墨头主体1a的平面图。图8是图7所示的点划线所环绕的区域的放大视图。在图8中，为了便于描述，应当以破折线画出的压力室10和位于致动单元21下方的孔12以实线画出。图9是沿图8所示的线IX-IX所得到的部分截面图。图10是喷墨头主体1a的部分分解透视图。图11A是致动单元21的放大截面图，而图11B是显示设置在图11A所示的致动单元21表面上的独立电极的平面图。

如图7所示，喷墨头主体1a包括所述的流道单元4和固定在该流道单元4上的四个致动单元21。这些致动单元21具有选择性地将喷墨能量作用在处于压力室10中的墨水上的作用，其中压力室10在流道单元4中形成。

流道单元4具有大致矩形平行六面体的外形，其宽度大约与储墨器单元70的宽度相同，且其沿主扫描方向的长度略短于该储墨器单元70的长度。在流道单元4的下表面上，如图8和9所示，形成了若干喷墨表面，在每个喷墨表面中都以矩阵形式布置了多个喷嘴8。在流道4和致动单元21之间的固定表面中的每个表面里，以类似于布置喷嘴8的方式，压力室10也被以矩阵形式布置了较大的数量。

如图10所示，流道单元4由九个金属片构造成，这九个金属片从顶部起的顺序是：空腔片22、基底片23、孔片24、供墨片25、歧管片26、27、28、盖片29和喷嘴片30。这些片22到30具有矩形平面，它们沿主扫描方向延伸(见图1)。

在空腔片22中，形成了大量与供墨口5b(见图7)相对应的通孔，和与压力室10相对应的菱形通孔。在基底片23中，对于每个压力室10，压力室10和孔12之间都形成有连通孔，且在压力室10和喷嘴8之间形成有连通孔；并且在供墨口5b和歧管流道5之间形成有若干连通孔。在孔片24中，对于每个压力室10，都形成有与孔12相对应的通孔，且压力室10和喷嘴之间形成有连通孔；并且在供墨口5b和歧管流道5之间形成有若干连通孔。在供墨片25中，对于每个压力室10，孔12和支路歧管流道5a之间都形成有连通孔，且压力室10和喷嘴之间形成有连通孔；并且在供墨口5b和歧管流道5之间形成有若干连通孔。在歧管片26、27、28中，对于每个压力室10，压力室10和喷嘴之间都形成有若干连通孔，且形成有若干通孔，在所述片被堆叠起来时，这些通孔相互连通，从而形成为歧管流道5和支路歧管流道5a。在盖片29中，对于每个压力室10，压力室10和喷嘴8之间都形成有连通孔。在喷嘴片30中，对于每个压力室10，都形成有与喷嘴8对应的孔。

将这九个片22到30相互堆叠并固定起来，同时进行定位，从而在流道4中形成了如图9所示的若干独立墨水流道32。

如图7所示，在与位于流道单元4的上表面处的储墨器单元70的椭圆孔78a(见图4H)相对应的位置上敞开了总共十个供墨口5b。在流道单元4内部，形成了与供墨口5b连通的歧管流道5和从该歧管流道5分支出来的支路歧管流道5a。对于每个喷嘴8，都形成有诸如图8中所示的独立墨水流道32，该墨水流道32从歧管流道5穿过支路歧管流道5a、支路歧管流道5a的出口以及压力室10，到达喷嘴8。从储墨器单元70供应来的、经过供墨口5b进入流道4中的墨水从歧管流道5被分支到支路歧管流道5a，并经由孔12和压力室10到达喷嘴8，其中孔12作为管口使用。

如图7所示，四个致动单元21具有梯形的平面形状，并以交错图案放置，以便于避开在流道4的上表面处开放的供墨口5b。上述喷墨表面对应于流道单元4的下表面的区域，这些区域与致动单元21的粘接区相对应。在本实施例中，也就是以矩阵方式开放的喷嘴8所在的喷墨表面、以及以矩阵方式布置的压力室10所在的表面组成了流道单元4的一对相对面。这些独立墨水流道32形成于流道单元4中，从而被插入该对相对面之间。每个致动单元21的平行相对边缘都沿着流道单元4的纵向延伸。相邻致动单元21的倾斜边缘在流道单元4的宽度方向上相互重叠。这四个致动单元21具有这样的相对定位关系，其中致动单元21朝着相对两边与流道单元4沿宽度方向的中心被分隔开相同的距离。

致动单元21被固定在流道单元4的上表面与储墨器单元70的下表面相对并分隔开的部分上(见图2)。FPC 50被固定在致动单元21上，但是不与储墨器单元70的下表面接触。

每个致动单元21都由四个压电片41、42、43、44构成，它们由锆钛酸铅的铁电性的陶瓷材料制成，且它们的厚度大约为15微米(见图11A)。压电片41到44被布置在所述的多个压力室10上，这些压力室10对应地形成有一个喷墨表面。

在最上面的压电片41上、与压力室10对应的位置上形成有若干独立电极35。在最上面压电片41和位于压电片41下方的压电片42之间插入了共用电极34，该共用电极34在整个片上形成，且其厚度约为2微米。独立电极35和共用电极34由诸如Ag-Pd的金属材料制成。压电片42、43以及压电片43、44之间没有放置电极。

各独立电极35的厚度约为1微米，且如图11B所示，各独立电极35具有大致菱形的平面形状，与压力室10的平面形状类似。具有大致菱形的独立电极35的其中一个锐角部分伸长。各独立电极35的该伸长的尖端与直径约为160微米的圆形连接区36电连接。该连接区36由含有例如玻璃釉料的金制成。如图11A所示，该连接区36在独立电极35的伸长部分上的位置上形成，且该位置关于压电片41到44的厚度方向与限定出压力室10的空腔片22的壁相对，即在不与压力室10重叠的位置上。连接区36与设置在FPC 50(见图2)上的触点电连接。

共用电极34在未示出的区域中接地。因此，在与所有的压力室10对应的区域中，该共用电极34被同样保持在地电位上。相反地，独立电极35(连接区36)通过具有用于该独立电极35的独立引线的连接区36和FPC 50而与驱动IC相连，从而使它们的电位能够被选择性地控制。

下面将描述驱动致动单元21的方法。

压电片41在厚度方向上被极化。当其中一个独立电极35被设定在与共用电极34的电位不同的电位上、且沿极化方向有电场施加在压电片41上时，施加了电场的压电片41的一部分作为致动部分工作，该部分在压电效应的作用下变形。也就是说，压电片41沿厚度方向伸长或者收缩，且在压电横向效应的作用下沿平面方向收缩或者伸长。相反地，其余三层压电片42到44是非致动层，它们不具有插入独立电极35和共用电极34之间的区域，而且不能够自发地变形。

也就是说，每个致动单元21都是所谓的单压电晶片型(unimorphtype)，在这种类型里，远离压力室10的一个压电片41形成为包括致动层的一层，而靠近压力室10的下面三个压电片42到44则形成为非致动层。如图11A所示，压电片41到44被固定在限定出压力室10的空腔片22的上表面上。因此，当压电片41的电场施加的部分和下面的压电片42到44之间沿平面方向的变形出现不同时，整体压电片41到44变形，以致于朝压力室10凸出(一体变形)。这样，减小了压力室10的容积，从而增大了压力室10中的压力，使墨水从压力室10被排出，进入喷嘴8，并且使墨水从喷嘴8被喷出。

此后，当独立电极35回到与共用电极34相同的电位时，压电片41到44恢复到具有原来的扁平形状，且压力室10的容积回到了原来的值。据此，墨水从歧管流道5被引入压力室10中，且墨水又被存储在压力室10中。

如上所述，根据本实施例的喷墨头1，在初始引入墨水的过程中，已从墨滴流道63滴落到主流道76b的中心P处的墨水形成了墨水流，其中墨水从主流道76b的中心P朝向其两端流动，然后流到主流道76b的两端附近，通过支路连通口94a流入支路流道76c中。此时，由于支路连通口94a具有相同的开口面积S1，因而基本相同量的墨水以基本相同的速度通过支路连通口94a而流入所有的支路流道76c中。而且，支路连通口94a在墨水流动方向上开放。因此，墨水更均匀地流入所有的支路流道76c中。从而，减小了在已流入支路流道76c的墨水通过相应的供墨口5b到达歧管流道5时的时间间隔上的差异。这样，在支路流道76c中几乎不会形成空气积聚。

各支路流道76c沿与墨水流动方向垂直的方向的截面面积在从对应的支路连通口94a到对应的墨水流出口94b之间的范围上近似不变。而且，所有支路流道76c的截面面积基本上相等，且因此相同量的墨水以基本相同的速度从墨水流出口94b流出。因此，在所有的支路流道76c中，还减小了当已流入支路流道76c中的墨水通过相应的供墨口5b到达歧管流道5时的时间间隔上的差异。

此外，在穿过主流道76b的中心P且垂直于储墨器单元70纵向的假想线的一侧上形成的支路连通口94a的数量与在该假想线的另一侧上形成的支路连通口94a的数量相等，所有的支路流道76c都具有基本相同的长度，且储墨器流道94在平面图上点对称。因此，相同量的墨水以基本相同的速度通过支路连通口94a流入所有的支路流道76c，且在所有的支路流道76c当中，大致消除了当已流入支路流道76c中的墨水通过相应的供墨口5b到达歧管流道5时的时间间隔上的差异。

在任何时候，当墨水通过其中任何一个支路流道76c时，从主流道76b在平面图上的大致中心处延伸到歧管流道5的流道的阻力基本上相等。因此，在初始引入墨水的过程中，墨水从支路流道76c以基本相同的时间流到歧管流道5中。从而，可以确保防止空气积聚在支路流道76中形成。

接着，将参照图12到14描述根据另一实施例的喷墨头。图12是构成根据本发明的另一个实施例的喷墨头的第六片176的一部分的平面图。在根据该实施例的喷墨头中，用图12中所示的第六片176来代替上述的第六片76，而其余组件则与上述的那些组件相同。因此，与上述实施里的组件相同的组件以相同的附图标记表示，并且将略去对它们的描述。

如图12所示，在第六片176中形成有通孔176a，其中第六片176从构成储墨器单元70的多个片的顶部算起是第六层。该通孔176a形成了储墨器流道194，该流道194包括主流道176b、以及与该主流道176b相连通的十个支路流道176c。储墨器流道194的平面形状关于主流道176b的中心P’(通孔176a的重心)对称。该主流道176b沿第六片176的纵向延伸。在与上述主流道76b相同的方式下，主流道176b在平面图上的中心P’与第五片75的圆形孔75a相对应。在主流道176b沿伸长方向的两端中的每一端的附近均形成有五个支路连通口194a。换句话说，在如图12所示的假想线B-B的两侧中的每一侧上均设置有五个支路连通口194a，其中假想线B-B穿过主流道176b的中心P’并与储墨器单元70的纵向垂直。支路流道176c通过支路连通口194a而分别与主流道176b相连通。

接着将参照图13和14描述主流道176b和支路流道176c。图13是图12所示的第六片176的放大平面图。图14是图12所示的第六片176沿图13所示的点划线XIV-XIV所得到的部分截面图。图14显示了第六片176被剖开时的状态，使得截面表面垂直于各支路连通口194a中的墨水流动方向，并且使在主流道176b的一端附近形成的五个支路连通口194a显现出来。如图13和14所示，所有的支路连通口194a在沿与各支路连通口194a中的墨水流动方向垂直的方向所得到的截面上具有相同的开口面积S1’。在支路流道176c的其它端部上形成有若干墨水流出口194b，其中支路流道176c分别与支路连通口194a相连。第六片176形成有四个墨水流出口194b，墨水流出口194b在数量上与四个支路连通口194a相等。这些墨水流出口194b对应地形成于与在上述第七片77中形成的四个椭圆孔77a连通的位置上。在各支路流道176c中，支路流道176c沿垂直于墨水流动方向的方向的截面面积在从支路连通口194a到墨水流出口194b的范围上近似不变。在所有的支路流道176c中，沿墨水流动方向的长度也基本相等。因此，支路流道176c的构造使得它们的流道阻力具有基本相同的值。

以下将描述已流入第六片176中的墨水的流动。墨水从在第五片75中形成的墨滴流道63流入第六片176的储墨器流道194的主流道176b的中心P’。如图12所示的箭头所指，流入的墨水形成了墨水的流动，从主流道176b的大致中心处向沿纵向的两端流动。如图13所示，已到达主流道176b沿纵向的两端附近的墨水通过支路连通口194a流入了支路流道176c中。此时，由于所有的支路连通口194a都具有相同的开口面积，因此基本相同量的墨水以基本相同的速度通过支路连通口194a流入了支路流道176c中。已流入支路连通口194a的墨水通过墨水流出口194b和上述的椭圆孔77a、78a而流到在流道单元4的上表面上开放的供墨口5b中。

如上所述，根据该实施例的喷墨头，数量与供墨口5b的数量相等的支路连通口194a形成在构成储墨器单元70一部分的第六片176中，且已通过支路连通口194a的墨水流入相对应的供墨口5b中。因此，墨水一旦流入一个支路连通口194a，则它仅会流入一个供墨口5b中。支路连通口194a以集中的方式被放置在主流道176b沿纵向的两侧上的末端部分上，并且使所有的支路连通口194a都指向主流道176b的末端部分。因此，无论何时穿过其中任何一个支路流道176c，沿着通孔176a的重心、主流道176b的末端部分以及墨水流出口194b的流动路线的长度都基本相等。而且，支路流道176c的流道阻力基本彼此一致。因此，在所有的支路流道176c中，大致消除了当已流入支路流道176c中的墨水通过相应的供墨口5b到达歧管流道5时的时间间隔上的差异。

支路连通口194a集中在两个端部。因此，在开始引入墨水的过程中，当墨水流入支路流道176c中时，在支路流道176c当中几乎不会出现时间上的差异。气泡可以短时间地从喷墨头中排出。

以上已经描述了本发明的实施例。不过，本发明并不限定于上述实施例。在权利要求的范围内可以对设计进行不同的修改。例如，实施例的构造使得支路流道76c沿与主流道76b中的墨水流动方向垂直的方向的截面面积在从支路连通口94a到墨水流出口94b的范围上近似不变，且所有支路流道76c的截面面积基本相等。或者，各支路流道的截面面积可以在途中改变，或者支路流道可以具有不同的截面面积，只要在开始引入墨水的过程中、空气积聚不会留在流道中即可。

在上述实施例中，从相似的观点来看，所有支路流道76c的长度基本相等。或者，支路流道可以具有不同的长度。

在上述实施例中，三个支路连通孔94a在主流道76b沿纵向的两端中的每一端附近形成。每一端的支路连通孔的数量可以是除了三以外的数字。在主流道76b沿纵向的一端附近形成的支路连通口94a的数量可以与在其另一端附近形成的支路连通口94a的数量不同。储墨器流道94在平面图上点对称。或者，储墨器流道可以不是点对称。

词语“大致相同”、“近似不变”以及类似的词语并不严格地要求相同和不变。这些词语可以有尺寸公差，例如，±5％。具体而言，支路连通口94a的开口面积可以在从平均开口面积的95％到平均开口面积的105％之间的范围内。支路流道76c的截面面积可以在从平均截面面积的95％到平均截面面积的105％之间的范围内。支路流道76c的长度可以在平均长度的95％到平均长度的105％之间的范围内。从主流通道76b在平面图上的大致中心处延伸通过相应的支路流道76c到共用墨室5a的流道的长度的阻力可以在平均阻力的95％到平均阻力的105％之间的范围内。各支路流道76c沿垂直于墨水流动方向所得到的截面面积可以在平均截面面积的95％到平均截面面积的105％之间的范围内波动。

在上述实施例中，无论何时墨水通过其中任何一个支路流道76c，从主流道76b在平面图上的大致中心处延伸到流道单元4的流道的阻力基本相等。或者，从主流道76b在平面图上的大致中心处延伸到流道单元4的相应流道的阻力可以是不同的，只要在开始引入墨水的过程中，空气积聚不会留在流道中即可。

而且，例如图5所示，支路连通口94a的下面两个朝着储墨器单元70的纵向敞开，但是最上面的支路连通口94a并不朝着储墨器单元70的纵向敞开。或者，所有的支路连通口94a(194a)都可以朝着储墨器单元70的纵向敞开。

根据本发明的喷墨头并不限于具有致动单元21的压电式喷墨头，也可以是热泡式(thermal type)喷墨头，或者是静电式喷墨头。

根据本发明的喷墨头的应用并不限于打印机，且所述喷墨头可以应用于喷墨传真设备或者复印机。

Claims (12)

1.一种喷墨头，包括：

流道单元(4)，该流道单元包括：

多个供墨口(5b)；

公共墨室(5a)，从供墨口(5b)流来的墨水被供应到该

公共墨室(5a)中；和

多个独立墨水流道(32)，各独立墨水流道(32)从公共

墨室(5a)的出口穿过压力室(10)延伸到喷嘴(8)；以及

储墨器单元(70)，其用于存储墨水，该储墨器单元(70)与流道单元(4)连接，以便于将存储在该储墨器单元(70)中的墨水通过供墨口(5b)供应到流道单元(4)的公共墨室(5a)，其中：

该储墨器单元(70)包括：

墨水流入通道(71a、72a、73a)，其形成有供墨水流入的

墨水流入口(71a)；

储墨器流道(94、194)，其包括与供墨口(5b)相通的多

个墨水流出口(94b、194b)；和

墨滴流道(63)，其设置在墨水流入通道(71a、72a、73a)

和储墨器流道(94、194)之间，

该储墨器流道(94、194)包括：

主流道(76b、176b)，其在储墨器单元(70)的纵向上延伸，该主流道(76b、176b)形成有多个支路连通口(94a、194a)；和

多个支路流道(76c、176c)，各支路流道形成在相对应的支路连通口(94a、194a)和相对应的墨水流出口(94b、194b)之间，

沿储墨器单元(70)的宽度方向所得到的主流道(76b、176b)的截面面积大于沿与墨水流动方向垂直的方向所得到的支路流道(76c、176c)的各截面面积，

当在平面图上观察时，墨滴流道(63)将从墨水流入通道(71a、72a、73a)流来的墨水滴落在主流道(76b、176b)的大致中心处，且

该支路连通口(94a、194a)在开口面积上基本彼此相等。

2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，主流道(76b、176b)沿储墨器单元(70)的纵向形成有位于主流道(76b、176b)的两个端部附近的多个支路连通口(94a、194a)。

3.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，支路连通口(94a、194a)朝着储墨器单元(70)的纵向开放。

4.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

沿与墨水流动方向垂直的方向所得到的各支路流道(76c、176c)的截面面积在从相对应的支路连通口(94a、194a)到相对应的墨水流出口(94b、194b)的范围上近似不变，以及

该支路流道(76c、176c)的截面面积基本彼此相等。

5.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，支路流道(94a、194a)的长度基本彼此相等。

6.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

支路连通口(194a)的数量与墨水流出口(194b)的数量相等，且

各支路流道(176c)与单个相对应的支路连通口(194a)和单个相对应的墨水流出口(194b)连通。

7.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，在穿过主流道的中心且与储墨器单元(70)的纵向相垂直的假想线的一侧上形成的支路连通口(94a、194a)的数量与在该假想线的另一侧上形成的支路连通口(94a、194a)的数量相等。

8.根据权利要求7所述的喷墨头，其中，在平面图中观察时，储墨器流道(94、194)点对称。

9.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，在平面图中观察时，主流道(76b、176b)关于主流道(76b、176b)的中心点对称。

10.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，主流道(76b、176b)的中心为主流道(76b、176b)和支路流道(76c、176c)的组合的重心。

11.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，从主流道(76b、176b)在平面图中观察时的大致中心处通过支路流道(76c、176c)之一延伸到公共墨室(5a)的流道的阻力基本等于从主流道(76b、176b)的大致中心处通过另一个支路流道(76c、176c)延伸到公共墨室(5a)的另一个流道的阻力。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的喷墨头，其中，从墨水流入口(71a)到墨水流出口(94b、194b)的各路径的总容积大于公共墨室(5a)的总容积。

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