CN2789023Y - 喷墨头 - Google Patents
喷墨头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2789023Y CN2789023Y CNU2004200771519U CN200420077151U CN2789023Y CN 2789023 Y CN2789023 Y CN 2789023Y CN U2004200771519 U CNU2004200771519 U CN U2004200771519U CN 200420077151 U CN200420077151 U CN 200420077151U CN 2789023 Y CN2789023 Y CN 2789023Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure chamber
- extension
- zone
- electrode zone
- along
- 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 - Lifetime
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
- B41J2/14—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
- B41J2/14—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
- B41J2002/14217—Multi layer finger type piezoelectric element
-
- 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
- B41J2002/14225—Finger type piezoelectric element on only one side of the chamber
-
- 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
- B41J2002/14306—Flow passage between manifold and chamber
-
- 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
- B41J2002/14459—Matrix arrangement of the pressure chambers
-
- 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
- B41J2002/14491—Electrical connection
-
- 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
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/20—Modules
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
一喷墨头,它包括一促动器单元和一流动通道单元。单独电极形成在促动器单元的压电板上。压力腔室形成在流动通道单元的空腔板中。每个单独电极具有设置在与相应压力腔室相对的位置中的主电极区域和与该主电极区域连接的焊盘部分。沿着空腔板表面在一方向上伸出的伸出部分形成在每个压力腔室的侧壁中。每个焊盘部分至少与位于空腔板和促动器单元的接触表面的高度(顶部高度)处的相应伸出部分部分地重叠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用在喷墨记录设备中将墨水喷射到记录介质上以进行打印的喷墨头。
背景技术
在JP-A-11-34323中所披露的喷墨头中(第3页,图1),分别根据压力腔室(加压腔室)单独形成的每个单独电极(上电极)具有沿着与压电板(压电薄膜)平行的平面方向形成从而小于相应压力腔室的主电极和从主电极区域延伸至压力腔室区域外面的延伸部分。用作与另一个部件的接触点的焊盘部分设在位于压力腔室区域的外侧上的延伸部分的位置中。另一个部件例如接线通过焊接或压粘触点部件与焊盘部分连接。这样,焊盘部分设在与压力腔室相对的压电板区域的外侧上,从而与压力腔室相对的压电板区域的扭曲变形不会受到焊盘部分的抑制。
但是当将多个压力腔室相邻地布置以在JP-A-11-34323中所述的喷墨头中实现高密度打印时,因为每个焊盘部分设在与相应压力腔室相对的压电板区域的外侧上,所以每个焊盘部分相对设在靠近相邻单独电极的主电极区域的位置处。另一方面,用作共用电极的隔膜具有分别与焊盘部分相对的区域,并且布置成铺设在多个压力腔室上。因此,当在这两个电极之间施加电压时,在靠近焊盘部分的压电板区域中出现了基于压电装置的横向压电效应而产生出的变形。该变形在与相邻单独电极的主电极区域相对的区域处对压电板的扭曲变形产生了影响,从而出现了对从所要求的压力腔室中进行喷射具有坏影响的串扰。
发明内容
本实用新型的一个目的在于提供一种喷墨头,其中在可以实现压力腔室的高密度布置的同时可以抑制串扰。
根据本实用新型的一个方面,该喷墨头设有一流动通道单元,它包括沿着一平面布置并且分别与喷嘴连接的压力腔室;以及一促动器单元,它固定在流动通道单元的表面上,用来改变每个压力腔室的容积。促动器单元包括:单独电极,每个都具有设置在与相应一个压力腔室相对的位置中的主电极区域以及与主电极区域邻接并且与信号线连接的副电极区域;设置成铺设在压力腔室上面的一共用电极或保持在共同电位处的一共用电极;以及设置在共用电极和单独电极之间的压电板,或设在共用电极和单独电极之间以便铺设在压力腔室上面的压电板。该流动通道单元包括按照这样的方式设在压力腔室中的伸出部分,从而每个压力腔室的每个侧壁沿着位于作为离促动器单元最近的高度的顶部高度处的平面在一个方向上的伸出量至少大于每个压力腔室侧壁沿着位于与顶部高度不同的任意高度处的平面在该方向上的伸出量,假设该高度实际上沿着从压力腔室到促动器单元的方向设置。每个副电极区域设置在其中副电极区域的中心与位于顶部高度处的相应伸出部分面对着压力腔室一侧的外边缘重叠的位置和其中副电极区域没有与在顶部高度处的相应的伸出部分重叠但是副电极区域的外边缘与相应伸出部分的没有面对压力腔室一侧的外边缘重叠的位置之间。
根据这个结构,因为每个副电极区域设置在相对靠近与副电极区域连接的主电极区域并且相对远离相邻单独电极的位置中,所以即使在喷墨头设置成具有密集布置的压力腔室的小型喷墨头的情况下,也能够抑制由与副电极区域相对的压电板的位移而引起的串扰。因此,即使在同时从与相邻压力腔室连接的喷嘴中喷射出墨水的情况中,也可以按照与在单独从喷嘴中喷射墨水的情况相同的方式喷射墨水。因此,提高了打印速度。而且,因为至少一部分副电极区域与伸出部分重叠,所以副电极区域和信号线可以通过足够的压力彼此压粘在一起。而且,因为每个副电极区域如此设置,从而副电极区域的中心没有处于在顶部高度处的伸出部分的面对压力腔室的一侧的外边缘上的压力腔室内部中,所以可以防止压电板在用于将副电极区域和信号线相互粘接的压力作用下破裂。如上所述,根据本实用新型,获得一种小型喷墨头,其中可以抑制串扰,同时可以实现高速打印,并且具有密集布置的压力腔室。
根据本实用新型的另一个方面,每个副电极区域的中心与在顶部高度处的相应伸出部分重叠。根据这个结构,可以更大地抑制串扰。
在该情况下,每个副电极区域可以全部与在顶部高度处的相应伸出部分重叠。根据这个结构,可以更加有效地抑制串扰。
根据本实用新型的另一个方面,每个压力腔室在平面图中成形为具有两个锐角部分的一平行四边形或带圆角的平行四边形,从而每个副电极区域与设在相应压力腔室的其中一个锐角部分中的伸出部分重叠。根据这个结构,可以在使压力腔室密集地布置的同时降低串扰。
根据本实用新型的另一个方面,单独电极和压力腔室以矩阵的形式布置,从而每个单独电极的副电极区域位于其它两个单独电极的主电极区域之间。根据这个结构,即使在压力腔室密集布置的情况中也能够获得优异的降低串扰效果。
根据本实用新型的另一个方面,每个伸出部分具有这样一个区域,在该区域中沿着该平面在该方向上的伸出量随着高度变得离顶部高度更远时减小。根据这个结构,气泡难以留在每个压力腔室中,从而可以很容易从喷嘴中排出在每个压力腔室中的气泡。
根据本实用新型的另一个方面,流动通道单元包括多个相互层叠的板构件;并且伸出部分按照这样的方式形成,从而用于形成压力腔室的至少一部分空间的其中一个板构件从与这些喷嘴相对的一个表面蚀刻。根据这个结构,在每个压力腔室中的气泡可以很容易从喷嘴中排出,因为与伸出部分相对应的压力腔室的每个侧壁形状象一弯曲表面。
根据本实用新型的另一个方面,该流动通道单元包括多个彼此层叠的板构件;并且伸出部分按照这样一种方式形成,从而用于形成压力腔室的至少一部分空间的其中一块板构件从其相对两表面蚀刻。根据该结构,因为通过蚀刻形成的孔的端部可以精确定位,所以可以提高每个压力腔室的位置精确度。
根据本实用新型的另一个方面,流动通道单元包括多块彼此层叠的板构件;并且伸出部分按照这样一种方式形成,从而至少两块具有孔的板构件彼此层叠在一起,从而面对着这些孔的外边缘的位置相互不同。根据这个结构,可以高度自由地确定与伸出部分相对应的压力腔室的侧壁形状。
附图说明
图1为一透视图,显示出根据本实用新型一实施方案的喷墨头的外观;
图2为沿着在图1中的II-II线剖开的剖视图;
图3为包括在图2中所示的喷墨头中的头主体的平面图;
图4为由在图3中的点划线包围的区域的放大图;
图5为由在图4中的点划线包围的区域的放大图;
图6为沿着在图5中的VI-VI线剖开的剖视图;
图7为在图6中所示的头主体的局部分解透视图;
图8为由在图6中的点划线包围的部分的放大图;
图9显示出多个单独电极分别与压力腔室重叠的布置状态,同时显示出由在图5中的点划线所包围的区域A;
图10为一剖视图,显示出形成在空腔板中的每个压力腔室的伸出部分的变化实施例;
图11为一剖视图,显示出在空腔板由两块板构件构成的情况中每个压力腔室的伸出部分的另一个变化实施例;
图12为一剖视图,显示出在空腔板由三块板构件构成的情况中每个压力腔室的伸出部分的另一个变化实施例;
图13A为一平面图,显示出在与伸出部分重叠的每个单独电极的整个焊盘部分中在单独电极和压力腔室之间的位置关系;
图13B为一剖视图,显示出在与伸出部分重叠的每个单独电极的整个焊盘部分中在单独电极和压力腔室之间的位置关系;
图14A为一平面图,显示出在每个单独电极的焊盘部分布置成使得焊盘部分的中央与在面对着压力腔室的一侧上的伸出部分的外边缘重叠的状态中在单独电极和压力腔室之间的位置关系;并且
图14B为一剖视图,显示出在每个单独电极的焊盘部分布置成使得焊盘部分的中央与在面对着压力腔室的一侧上的伸出部分的外边缘重叠的状态中在单独电极和压力腔室之间的位置关系。
具体实施方式
下面将参照这些附图对本实用新型的实施方案进行说明。
图1为一透视图,显示出根据本实用新型一实施方案的喷墨头的外观。图2为沿着在图1中的II-II线剖开的剖视图。喷墨头1具有一头主体70和一基座71。头主体70沿着主扫描方向延伸从而在平面图中其形状象一矩形,用来将墨水喷射到一张纸上。基座71设置在头主体70上方,并且包括作为被提供给头主体70的墨水的流动通道的墨水储存器3。
头主体70包括一流动通道单元4和多个促动器单元21。在流动通道单元4中形成有墨水流动通道。多个促动器单元21粘接到流动通道单元4的上表面上。流动通道单元4和促动器单元21按照使多块板构件彼此层叠并且粘接在一起这样一种方式形成。作为馈电电路构件的柔性印刷电路板50(下面称为FPC)粘接在促动器单元21的上表面上。FPC(信号线)50向上引出同时如图2中所示一样弯曲。基座71由金属材料例如不锈钢制成。在基座71中的每个墨水储存器3为沿着基座71的长度方向形成的近似长方体的中空区域。
基座71的下表面73在开口3b的邻近区域从其周围部分向下伸出。该基座71只在靠近下表面73的开口3b的邻近区域73a处与流动通道单元4接触。因此,除了基座71的下表面73的开口3b的邻近区域73a之外的其它区域与头主体70隔绝,从而促动器单元21设置在这些隔绝部分中。
基座71粘接固定到形成在支架72的夹持部分72a的下表面中的空腔中。支架72包括一夹持部分72a和一对平板状伸出部72b,这对伸出部沿着与夹持部分72a的上表面垂直的方向从夹持部分72a的上表面延伸出从而彼此之间形成预定间距。粘接在促动器单元21上的FPC50设置成分别通过弹性部件83例如海绵沿着支架72的伸出部72b的表面延伸。驱动器IC80布置在设在支架72的伸出部72b的表面上的FPC50上。FPC50通过焊接与驱动器IC80和促动器单元21(这将在下面进行说明)电连接,从而将从驱动器IC80输出的驱动信号传送给头主体70的促动器单元21。
近似长方体的散热器82紧贴设置在驱动器IC80的外表面上,从而可以有效地将在驱动器IC80中产生出的热量散发出。板81设置在驱动器IC80和散热器82上方,并且位于FPC50外面。在每个散热器82的上表面和相应板81之间以及在每个散热器82的下表面和相应FPC50之间分别设有密封件84。也就是说,散热器82、板81和FPC50通过密封件84相互粘接在一起。
图3为包括在图2中所示的喷墨头中的头主体的平面图。在图3中,形成在基座71中的墨水储存器3由虚线假想地表示出。这两个墨水储存器3沿着头主体70的长度方向相互平行地延伸,从而在这两个墨水储存器3之间形成预定的距离。这两个墨水储存器3的每一个在其一个端部处具有一开口3a。这两个墨水储存器3通过这些开口3a与墨水槽(未示出)连接,从而这两个墨水储存器3总是填充有墨水。在每个墨水储存器3中沿着头主体70的长度方向设有大量开口3b。如上所述,这些墨水储存器3通过这些开口3b与流动通道单元4连接。这许多开口3b按照这样一种方式形成,从而每对开口3b沿着头主体70的长度方向紧密地设置。与一个墨水储存器3连接的成对开口3b和与另一个墨水储存器3连接的成对开口3b成之字形布置。
在没有设置开口3b的区域中设有每个在平面图中成梯形形状的多个促动器单元21。这些促动器单元21以与成对开口3b相反的图案成之字形布置。每个促动器单元21的平行相对侧边(上侧边和下侧边)与头主体70的长度方向平行。相邻促动器单元21的斜边沿着头主体70的宽度方向相互部分地重叠。
图4为由在图3中的点划线围绕的区域的放大图。如图4所示,设置在每个墨水储存器3中的开口3b分别与作为共用墨水腔室的集管5连通。每个集管5的端部分叉成两个子集管5a。在平面图中,与相邻开口3b分开的每两个子集管5a从每个促动器单元21的两个斜边延伸出。也就是说,总共四个子集管5设在每个促动器单元21下面并且彼此分开地沿着促动器单元21的平行相对侧边延伸。
喷墨区域形成在与促动器单元21的粘接区域相对应的流动通道单元4的下表面中。如将在后面所述一样,大量喷嘴8以矩阵的形式设置在每个喷墨区域的表面中。虽然为简化起见图4显示出几个喷嘴8,但是实际上喷嘴8设置在整个喷墨区域上。
图5为由在图4中所示的点划线围绕的区域的放大图。图4和5显示出这样一种状态,其中从与喷墨表面垂直的方向观看到以矩阵形式设置在流动通道单元4中的许多压力腔室10的平面。每个压力腔室10在平面图中基本上成形为具有圆角的菱形。该菱形的长对角线与流动通道单元4的宽度方向平行。该菱形具有两个锐角部分。每个压力腔室10具有与这两个锐角部分对应的两个端部。压力腔室10的一个端部与相应的喷嘴8连接。该压力腔室10的另一个端部通过孔隙12与作为共用墨水通道的相应子集管5a连接。具有与每个压力腔室10类似的平面形状但尺寸较小的单独电极35形成在促动器单元21上,从而设置在其中单独电极35在平面图中与压力腔室10重叠的位置中。为了简化起见,在图5中显示出大量单独电极35中的一些。顺便说一下,在促动器单元21或在流动通道单元4中必须由虚线表示的压力腔室10、孔隙12等在图4和图5中由实线表示以使之容易理解这些附图。
在图5中,其中分别存放着压力腔室10的多个虚拟菱形区域10x沿着布置方向A(第一方向)并且沿着布置方向B(第二方向)以矩阵的形式相邻地设置,从而相邻的虚拟菱形区域10x具有没有相互重叠的共同侧边。布置方向A为喷墨头1的长度方向,即每个子集管5a的延伸方向。布置方向A与每个菱形区域10x的短对角线平行。布置方向B是每个菱形区域的一个斜边的方向,其中在布置方向B和布置方向A之间形成一钝角。每个压力腔室10的中央位置与相应菱形区域10x的中央位置一致,但是每个压力腔室10的轮廓线在平面图中与相应菱形区域10x的轮廓线分开。
以矩阵形式沿着两个布置方向A和B相邻设置的压力腔室10沿着布置方向A以对应于37.5dpi的间距形成。压力腔室10如此形成,从而在一个喷墨区域中沿着布置方向B布置有十六个压力腔室。沿着布置方向B位于相对端部处的压力腔室为不进行喷墨的伪腔室。
以矩阵形式设置的多个压力腔室10沿着在图5中所示的布置方向A形成多个压力腔室列。这些压力腔室列根据从与图5的纸面垂直的方向(第三方向)看相对于子集管5a的位置分成第一压力腔室列11a、第二压力腔室列11b、第三压力腔室列11c和第四压力腔室列11d。第一至第四压力腔室列11a至11d从促动器单元21的上边向其下边按照11c→11d→11a→11b→11c→11d→...→11b的顺序循环布置。
在形成第一压力腔室列11a的压力腔室10a和形成第二压力腔室列11b的压力腔室10b中,从第三方向看,喷嘴8沿着与布置方向A垂直的方向(第四方向)不均匀地布置在图5的纸面下边上。这些喷嘴8分别设置在相应菱形区域10x的下端部分中。另一方面,在形成第三压力腔室列11c的压力腔室10c和形成第四压力腔室列11d的压力腔室10d中,这些喷嘴8沿着第四方向不均匀地分布在图5的纸面的上边上。这些喷嘴8分别设置在相应菱形区域10x的上端部分中。在第一和第四压力腔室列11a和11d中,当从第三方向看时,不小于压力腔室10a和10d的一半的区域与子集管5a重叠。在第二和第三压力腔室列11b和11c中,在从第三方向看时,压力腔室10b和10c的区域根本没有与子集管5a重叠。因此,属于任意压力腔室列的压力腔室10可以如此形成,从而尽可能将这些子集管5a的宽度加宽,同时在与这些压力腔室10连接的喷嘴8没有与子集管5a重叠。因此,可以平稳地将墨水提供给相应的压力腔室10。
接下来,将进一步参照图6和7对头主体70的剖面结构作进一步说明。图6为沿着在图5中的VI-VI线剖开的剖视图。在图6中显示出属于第一压力腔室列11a的其中一个压力腔室10a。从图6可以看出,每个喷嘴8通过压力腔室10(10a)和孔隙12与子集管5a连通。这样,根据压力腔室10在头主体70中形成单独墨水通道32,从而每个单独墨水流动通道32从子集管5a的出口经过孔隙12和压力腔室10延伸至喷嘴8。
如图6所示,压力腔室10和孔隙12设置在彼此不同的高度处。因此,如图5所示,在与促动器单元21下面的喷墨区域相对应的流动通道单元4中,与一个压力腔室10连通的孔隙12在平面图中可以设置在与这个压力腔室10相邻的另一个压力腔室10相同的位置处。因此,由于压力腔室10可以彼此紧贴在一起地密集布置,所以可以通过占用面积相对较小的喷墨头1来实现高分辨率图像打印。
在图7中,头主体70具有这样一种层叠结构,其中通过粘接剂按照下降顺序层叠有总共十块板构件,即促动器单元21、空腔板22、基板23、孔隙板24、供应板25、集管板26、27和28、盖板29和喷嘴板30。也就是说,除了促动器单元21之外的九块板构件形成流动通道单元4。
如后面所述一样,促动器单元21包括作为四层的四块压电板41至44(参见图8)和电极的层叠体,它们如此设置,从而只有其最上面层设置作为具有在施加电场时用作能够根据压电效应变形的活性层的部分的层(下面称为“包括活性层的层”),而剩下三层设置作为不能自发变形的非活性层。空腔板22为一金属板,它具有许多与压力腔室10相对应的许多近似平行四边形的开口。基板23为一金属板,它具有每个都用于使空腔板22的一个压力腔室10与相应的孔隙12连接的孔和每个都用于使压力腔室10与相应的喷嘴8连接的孔。孔隙板24为一金属板,它具有孔隙12和每个都用于使该空腔板22的一个压力腔室10与相应喷嘴8连接的孔。供应板25为一金属板,它具有每个都用于使用于空腔板22的一个压力腔室10的孔隙12与相应的子集管5a连接的孔和每个都用于使压力腔室10与相应的喷嘴8连接的孔。集管板26、27和28为金属板,它们具有子集管5a和每个都用于使空腔板22的一个压力腔室10与相应的喷嘴8连接的孔。盖板29为一金属板,它具有每个都用于使空腔板22的一个压力腔室10与相应的喷嘴8连接的孔。喷嘴板30为一金属板,它具有每个都设置用于空腔板22的一个压力腔室10的喷嘴8。
这十块板21至30如此层叠同时如此设置,从而如图6中所示一样形成单独墨水流动通道32。每个单独墨水流动通道32首先从子集管5a向上走,在孔隙12中水平延伸,然后从该孔隙12进一步向上走,在压力腔室10中再次水平延伸,沿着远离孔隙12的方向向下倾斜地延伸一段,并且垂直向下延伸至喷嘴8。顺便说一下,如图5所示,用于使孔隙12和喷嘴8彼此连接的所有孔在压力腔室10的锐角部分处彼此连接。
图8为一放大图,显示出由在图6中的点划线包围的区域。图9为一放大图,显示出由在图5中的点划线包围的区域A。图8和9显示出单独电极分别与压力腔室重叠的布置状态。如图8和9中所示,采用每个压力腔室10的截面形状作为伸出形状的伸出部分51形成在与其形状象具有圆角的菱形的压力腔室10的两个锐角部分的附近部分相对应的空腔板22的部分中。考虑到在图8中所示的剖视图,每个伸出部分51的伸出量在稍低于在流动通道单元4和促动器单元21之间的接触表面的高度(顶部高度)的高度处取最大值,并且每个伸出部分51在低于最大值的高度处的伸出量随着伸出部分51离促动器单元21越远并且更靠近基板23(即随着高度降低)而减少。在该实施方案中,每个压力腔室10的侧壁51a在位于流动通道单元4和促动器单元21之间的边界表面附近处沿着与边界表面平行的方向伸出,由此形成伸出部分51。也就是说,每个伸出部分51为由压力腔室10的侧壁51a和作为在压力腔室10的侧壁51a和基板23之间沿着空腔板22的厚度方向的相交线的延伸部分的弯曲表面51b包围的空腔板22的区域。因此,从图9中还可以看出,在顶部高度处的每个伸出部分51由作为在侧壁51a和促动器单元21之间的相交线的外边缘51a1和作为弯曲表面51b和促动器单元21之间的相交线的外边缘51b1包围。
具有伸出部分51的压力腔室10的侧壁形状按照这样一种方式形成,从而在使用两块掩模即具有与外边缘51a1相对应的相对较小的孔的掩模和具有与外边缘51b1相对应的相对较大的孔的掩模的同时从基板23侧表面对空腔板22蚀刻两次。当通过蚀刻形成压力腔室10时,压力腔室10的每个侧壁51a可以很容易成形为上述弯曲表面,从而在连接孔侧将压力腔室10加宽。当压力腔室10的每个侧壁51a如上所述成形时,可以抑制气泡留在压力腔室10中。因此,在压力腔室10中的气泡很容易从喷嘴中排出。也就是说,当在具有与孔隙12和喷嘴8连接的孔的每个压力腔室10的锐角部分处形成伸出部分51同时每个伸出部分51的下表面成形为朝连接孔侧加宽的弯曲表面时,形成了平滑的流动通道。为此,在墨水中的气泡难以留在压力腔室10中,从而在墨水中的气泡沿着压力腔室10的侧壁平稳地向压力腔室10外面运动,并且从喷嘴中排出。
在图8中所示的促动器单元21包括四块形成为具有大约为15μm的等同厚度的压电板41至44。这些压电板41至44设置作为层状平板(连续的平板层),它们相互邻接从而布置在形成在头主体70中的一个喷墨区域中的许多压力腔室10上面。因为压电板41至44在许多压力腔室10上布置成连续的平板层,所以当例如采用丝网印刷技术时可以将这些单独电极35密集地设置在压电板41上。因此,形成在与单独电极35相对应的位置中的压力腔室10也可以密集地设置,从而可以打印出高分辨率图像。每块压电板41至44由具有铁电性的钛酸锆酸铅(PZT)型陶瓷材料制成。
单独电极35形成在作为最上面层的压电板41上。厚度大约为2μm的共用电极34介于作为最上面层的压电板41和位于该压电板41下面的压电板42之间从而共用电极34形成在压电板42的整个表面上。顺便说一下,在压电板42和压电板43之间以及在压电板43和和压电板44之间没有设置任何电极。单独电极35和共用电极34两者都由金属材料例如Ag-Pd制成。
如图9所示,在每个单独电极34中设有一主电极区域36,该区域具有大约为1μm的厚度并且具有与压力腔室10的形状近似的平行四边形平面形状。该单独电极35的近似平行四边形的主电极区域36具有两个锐角部分。在该主电极区域36的其中一个锐角部分处形成有沿着主电极区域36的长度方向延伸的延伸部分38。直径大约为160μm的圆形焊盘部分(副电极区域)37设在延伸部分38的一个端部处,从而与主电极区域36电连接。例如,焊盘部分37由包含玻璃粉的金制成。焊盘部分37粘接在单独电极35中的延伸部分38的表面上。顺便说一下,形成在FPC50中的信号线压粘在焊盘部分37上,从而可以外面接收驱动信号。
如图9所示,单独电极35整体上以矩阵的形式布置,同时一个单独电极35的焊盘部分37在平面图中位于其它相邻单独电极35的主电极区域36之间。另一方面,每个单独电极35如此布置,从而焊盘部分37铺设在外边缘51b1上,即一部分焊盘部分37与在顶部高度处的相应伸出部分51重叠,同时包括中心部分37a的焊盘部分37的其它部分没有与由作为在侧壁51a和促动器单元21之间的相交线的外边缘51a1隔开的压力腔室10的开口部分重叠。因为焊盘部分37以上述方式布置,所以可以降低串扰,同时可以实现具有密集布置的压力腔室10a的小型喷墨头。也就是说,因为每个焊盘部分37靠近主电极区域36设置,从而一部分焊盘部分37与在顶部高度处的相应的伸出部分51重叠,所以在焊盘部分37和另一个相邻单独电极35的主电极区域36之间的距离变得相对较大。为此,当向在特定压力腔室10中的墨水施加压力以从与该特定压力腔室10连接的喷嘴8中喷射出墨水时,与现有技术相比,可以降低与特定压力腔室10的焊盘部分37相对的压电板41至44的位移对与位于特定压力腔室10附近的压力腔室10相对的压电板41至44的位移的影响。因此,即使在同时从与相邻压力腔室连接的喷嘴中喷射出墨水的情况中也可以降低串扰的影响。因此,可以将从每个喷嘴8喷射出的墨水量和速度设定在所要求的数值处,从而可以提高打印数量。
而且,因为一部分焊盘部分37与在顶部高度处的伸出部分51重叠,所以可以通过足够的压力将焊盘部分37和FPC50相互粘接在一起。也就是说,如果简单地将每个焊盘部分37布置在主电极区域36附近以便实现压力腔室10的高密度布置和降低串扰,则在焊盘部分37和压力腔室10之间只设有四块压电板41至44。在该情况下,必须降低用于将焊盘部分37和FPC50彼此粘接在一起的压力以防止由陶瓷材料形成的易碎压电板41至44在压力作用下破裂。为此,不可能在焊盘部分37和FPC50之间保持可靠的电连接和高粘接强度。另一方面,在该实施方案中,在焊盘部分37和压力腔室10之间除了四块压电板41至44之外还设有伸出部分51。因此,可以通过伸出部分51的厚度来提高刚度,由此防止压电板41至44破裂。因此,可以通过足够的压力将焊盘部分37和FPC50相互粘接,从而可以大大改善在这两者之间的连接的可靠性和耐久性。而且,在该实施方案中,每个焊盘部分37如此布置,从而焊盘部分37的中心没有处于在位于外边缘51a1上面的压力腔室10的内部。因此,这些压电板41至44难以在用于将焊盘部分37和FPC50相互粘接的压力作用下破裂。
另外,在该实施方案中,因为焊盘部分37没有处于在外边缘51a1上面的压力腔室10内部,所以即使在其中FPC50与焊盘部分37连接的情况中,压电板41至44相对于主电极区域36的位移也很少受到干扰。
在图8中所示的共用电极34在未示出的区域处接地。因此,该共用电极34在与所有压力腔室10相对应的区域中同等地保持在接地电位处。单独电极35通过包括与单独电极35对应的单独导线的FPC50与驱动器IC80连接,从而可以根据每一个压力腔室10来控制电位(参见图1和2)。
接下来,将对促动器单元21的驱动方法进行说明。促动器单元21的压电板41的极化方向为其厚度方向。也就是说,促动器单元21具有所谓的单形态式结构,其中上面(即,远离压力腔室10)一块压电板41用作包括活性层的层,下面(即,靠近压力腔室10)三块压电板42至44用作非活性层。因此,例如如果电场方向与极化方向相同,则当将单独电极35的电位设定在预定的正或负数值处时,设置在电极之间的压电板41的电场施加部分用作活性层(压力产生部分)并且在横向压电效应的作用下沿着与极化方向垂直的方向收缩。另一方面,压电板42至44没有受到电场的影响,从而这些压电板42至44没有自发改变。因此,在位于上侧上的压电板41和位于下侧上的压电板42至44之间产生出沿着与极化方向垂直的方向的变形差异,从而整个压电板41至44变形,从而在非活性侧上凸形弯曲(单形态变形)。在该情况下,如图8所示,整个压电板41至44的下表面固定在将这些压力腔室分隔开的隔壁(空腔板)22的上表面上。因此,这些压电板41至44变形从而在压力腔室侧上凸形弯曲。为此,压力腔室10的容积降低以提高墨水的压力,由此从与压力腔室10连接的喷嘴8中喷射出墨水。然后,当单独电极35的电位回到与共用电极34的电位相同的数值时,这些压电板41至44恢复到原始形状,从而压力腔室10的容积回到初始数值。因此,从集管5侧吸出墨水。
顺便说一下,可以如下采用另一种驱动方法。提前将每个单独电极35的电位设定在与共用电极34的电位不同的数值处。只要存在喷射要求,则单独电极34的电位就立即改变至与共用电极34的电位相同的数值。然后,单独电极35的电位以预定的定时回到与共用电极34的电位不同的初始数值处。在该情况中,压电板41至44在单独电极35的电位变得与共用电极34的电位相等时恢复至初始形状。因此,与初始状态(其中这两个电极在电位方面彼此不同)相比该压力腔室10的容积增加,从而从集管5侧将墨水吸入到压力腔室10中。然后,这些压电板41至44变形,从而在再次将单独电极的电位设定在与共用电极34的电位不同的初始数值处时在压力腔室10侧上凸形弯曲。因此,该压力腔室10的容积降低,从而提高了墨水压力,由此喷射出墨水。
回过来参照图5,将考察沿着布置方向A具有与37.5dpi对应的宽度(678.0μm)并且沿着布置方向B延伸的带状区域R。在带状区域R中在十六个压力腔室列11a至11d中的任一个中只存在一个喷嘴8。也就是说,当在与一个促动器单元21相对应的喷墨区域的任选位置中形成这种带状区域R时,在该带状区域R中总是分布有十六个喷嘴8。通过将十六个喷嘴8投射到沿着布置方向A延伸的直线上而获得的点位置以与在打印时的分辨率为600dpi的间距布置。
当属于一个带状区域R的十六个喷嘴8按照通过将十六个喷嘴8投射到沿着布置方向A延伸的直线上所获得的点位置的向右顺序依次编号为(1)至(16)时,这十六个喷嘴8沿着(1)、(9)、(5)、(13)、(2)、(10)、(6)、(14)、(3)、(11)、(7)、(15)、(4)、(12)、(8)和(16)的上升顺序布置。当根据打印介质在促动器单元21中的输送适当地驱动如上所述构成的喷墨头1时,可以画出分辨率为600dpi的字符、图形等。
例如,下面将在其中以600dpi的分辨率打印沿着布置方向A延伸的直线的情况下进行说明。首先,对其中每个喷嘴8与在压力腔室10的相同侧上的锐角部分连接的参考实施例的情况进行简要说明。在该情况中,在位于图5中的最下面位置中的压力腔室列的喷嘴8开始根据打印介质的输送喷射墨水。顺序选择属于在上侧上的相邻压力腔室列的喷嘴8来喷射墨水。因此,这些墨点形成为沿着布置方向A以与600dpi的间距彼此相邻。最后,整体上以600dpi的分辨率画出沿着布置方向A延伸的直线。
另一方面,在该实施方案中,在位于图5中的最下面位置中的压力腔室列11b中的喷嘴8开始喷射墨水。在输送打印介质时,依次选择与在上侧上的相邻压力腔室连接的喷嘴8喷射墨水。在该情况下,根据一个压力腔室列从下边到上边的位置增加而导致的喷嘴8位置沿着布置方向A的位移不是恒定的。因此,根据打印介质的输送沿着布置方向A依次形成的墨点不是以600dpi的规则间距布置。
也就是说,如图5所示,首先根据打印介质的输送从与位于图5中的最下面位置中的压力腔室列11b连接的喷嘴(1)喷射出墨水。在打印介质上以对应于37.5dpi的间隔形成一列点。然后,当行形成位置随着打印介质的输送到达与第二最下面压力腔室列11a连接的喷嘴(9)的位置时,从喷嘴(9)喷射出墨水。因此,第二墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移八倍于与600dpi对位的距离的位置中。
然后,当行形成位置随着打印介质输送而到达与第三最下面的压力腔室列11d连接的喷嘴(5)的位置时,从喷嘴(5)喷射出墨水。因此,第三墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移四倍于与600dpi对应的距离的位置中。当行形成位置随着打印介质输送而到达与第四最下面压力腔室列11c连接的喷嘴(13)的位置时,从喷嘴(13)喷射出墨水。因此,第四墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移十二倍于与600dpi对应的距离的位置中。当行形成位置随着打印介质输送而到达与第五最下面压力腔室列11b连接的喷嘴(2)的位置时,从喷嘴(2)喷射出墨水。因此,第五墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移对应于600dpi的距离的位置中。
然后,在沿着如图5中所示的上升顺序依次选择位于上边的与压力腔室10连接的喷嘴8的同时,按照与上述相同的方式形成墨点。当在该情况下N为在图5中所示的喷嘴8的数量时,墨点形成在从初始点位置沿着布置方向A偏移与(比例n=N-1)×(与600dpi对应的距离)对应的数值的位置中。最后,当完成对十六个喷嘴8的选择时,以对应于600dpi的间距形成的十五个点插入在由在图5中的最下面压力腔室列11b中的喷嘴(1)以对应于37.5dpi的间距形成的墨点之间。因此,整体上可以以600dpi的分辨率画出沿着布置方向A延伸的直线。
顺便说一下,喷墨区域沿着布置方向A的相对端部(一个促动器单元21的斜边)的附近部分与这样一个喷墨区域沿着布置方向A的相对端部的附近部分互补,该喷墨区域是与沿着头主体70的宽度方向相反的另一个促动器单元21对应的喷墨区域,从而可以采用600dpi的分辨率进行打印。
在该实施方案中,每个伸出部分的形状不限于在图8和9中所示的伸出部分51的形状。例如,可以采用具有如图10至12中所示的形状的伸出部分55和57。图10为一剖视图,显示出形成在空腔板中的伸出部分的改进实施例。图11为一剖视图,显示出在空腔板由两块板构件构成的情况中伸出部分的另一个改进实施例。图12为一剖视图,显示出在空腔板由三块板构件构成的情况中的伸出部分的另一个改进实施例。顺便说一下,为了省略重复的说明,相同的标号指的是相同的部件。
在图10中所示的改进实施例中,伸出部分55形成空腔板22中,从而位于与每个压力腔室10′的两个锐角部分的附近部分对应的部分中。压力腔室10′的平面形状与上述压力腔室10的形状相同。当考察在图10中所示的剖视图时,每个伸出部分55的伸出量在稍低于顶部高度的高度处取最大值。压力腔室10′的每个侧壁55a沿着与在流动通道单元4和促动器单元21之间的边界表面平行的方向伸出,从而伸出量随着下面的高度变得远离促动器单元21而减小。这样,形成每个伸出部分55。也就是说,每个伸出部分55为由压力腔室10′的侧壁55a和作为在压力腔室10′的侧壁55a和基板23之间的相交线沿着空腔板22的厚度方向的延伸部分的弯曲表面55b包围的空腔板22的区域。因此,在顶部高度处的每个伸出部分55由作为在侧壁55a和促动器单元21之间的相交线和作为在弯曲表面55b和促动器单元21之间的相交线的外边缘55b1包围。
伸出部分55按照这样的方式形成,当在空腔板22中形成与压力腔室10′对应的孔时从其相对表面蚀刻该空腔板22。也就是说,形成在空腔板22中的每个孔如此成形,从而该孔的尺寸覆盖着与子集管5a连接的连接孔和与喷嘴8连接的连接孔,也就是说,通过从空腔板22的下表面侧蚀刻形成的孔54a与通过从空腔板22的上表面侧蚀刻形成的孔54b连接,从而孔54b小于孔54a,但是类似于孔54a。按照上述方式成形的伸出部分55根据孔54a和54b之间的尺寸差异形成在空腔板22中。
当通过按照上述方式从空腔板22的相对表面进行蚀刻形成压力腔室10′时,可以在空腔板22的准确位置中形成压力腔室10′。也就是说,用于形成每个压力腔室10′的两个孔54a和54b可以在分别从空腔板22的相对表面定位的同时形成。因此,可以生产出具有以高位置精确度形成的压力腔室10的喷墨头。
在图11中所示的改进实施例中,每个伸出部分55的形状与在图10中所示的伸出部分55的形状相同。在图11中所示的压力腔室10′与在图10中所示的压力腔室10′相同,但是在图11中所示的空腔板22′由两个板构件22a和22b构成。也就是说,如图11所示,通过蚀刻在板构件22a中形成孔54a,同时通过蚀刻在板构件22b中形成孔54b。其中分别形成有孔54a和54b的板构件22a和22b通过粘合剂彼此粘接,从而孔54a和54b结合为一个孔。按照这种方式,形成空腔板22′。当其中形成有压力腔室10′的空腔板22′由两个板构件22a和22b按照前述方式构成时,相对于前面所述的通过从空腔板的一个表面侧进行蚀刻而形成的每个压力腔室10的侧壁的情况,可以更高的自由度来确定与伸出部分55相对应的每个压力腔室10′的侧壁形状。因此,可以容易地形成除图11所示的压力腔室10′之外的其它侧壁形状。
在图12所示的改进实施例中,在由三个板构件22a′、22b′和22c′构成的空腔板22″中形成压力腔室10″。分别在板构件22a′至22c′中形成的孔56a至56c彼此重叠,以由此形成每个压力腔室10″。在每个压力腔室10″的侧壁中形成伸出部分57。形成孔56a至56c,从而在板构件22a′中形成的孔56a比在板构件22b′中形成的孔56b小,但是与孔56b类似,并比在板构件22c′中形成的孔56c大,但是与孔56c类似。顺便提一句,使得每个孔56a至56c的形状等于图9所示的压力腔室10的平面形状。
在图12中,每个伸出部分57仅由板构件22a′形成。这是因为在板构件22a′和22c′之间的间隙防止板构件22c′会帮助提高用于将焊盘部分37和FPC50通过板构件22c′而彼此粘接的压力,其中板构件22c′沿着与板构件22a′同样的方向伸出。也就是,每个伸出部分57是空腔板22″的板构件22a′的由面对压力腔室10″的壁表面57a以及弯曲表面57b所环绕的区域,所述弯曲表面57b作为面对压力腔室10″的壁表面57a和板构件22b′之间沿着空腔板22″厚度方向的交线的延伸部分。因此,在顶部高度水平处的每个伸出部分57由作为壁表面57a和促动器单元21的交线的外边缘57a1以及作为弯曲表面57b和促动器单元21之间的交线的外边缘57b1所环绕。
如上所述,在形状如图10-12所示的伸出部分55和57中,单独电极35的焊盘部分37被设置成与伸出部分55或者57重叠。因此,即使在密集设置压力腔室10′或10″的情况下也可以获得降低串扰的效果。另外,当用于将焊盘部分37和FPC50彼此粘接的压力提高时,可以大大提高在这两者之间的连接方面的可靠性和耐用性。尽管图12显示了连接至孔隙12和喷嘴8的连接孔被形成为能够避开板构件22c′的伸出部分的情况,但是连接孔可以被形成为能穿过板构件22c′的伸出部分。在这种情况下,包括每个压力腔室10的流动通道可以变平滑。
每个单独电极35的焊盘部分37的位置不限于前述位置。例如,焊盘部分37可以布置在如图13A和13B以及图14A和图14B所示一样的位置中。图13A和13B显示出其中每个单独电极的焊盘部分与伸出部分重叠的状态。图13A为一平面图,显示出在单独电极和压力腔室之间的位置关系。图13B为一剖视图,显示出在单独电极和压力腔室之间的位置关系。图14A和14B显示出这样一种状态,其中每个单独电极的焊盘部分如此布置,从而焊盘部分的中央部分与伸出部分的面对着压力腔室的外边缘重叠。图14A为一平面图,显示出在单独电极和压力腔室之间的位置关系。图14B为一剖视图,显示出在单独电极和压力腔室之间的位置关系。顺便说一下,为了省略重复的说明,相同的标号表示相同的部件。
在图13A和13B中所示的改进实施例中,每个单独电极35的整个焊盘部分37与在顶部高度处的伸出部分51重叠。也就是说,从主电极区域36的其中一个锐角部分延伸出的延伸部分38′形成为比在图8和9中所示的延伸部分38短。焊盘部分37设在延伸部分38′的端部处。当每个单独电极35的焊盘部分37设置在位于顶部高度处的伸出部分51中,也就是说如图13A和13B中所示一样按照上述方式在由外边缘51a1和外边缘51b1包围的伸出部分51的区域中时,与在图8和9中所示的情况相比焊盘部分37变得更加远离另一个单独电极35。为此,使得由单独电极35引起的串扰各向同性,从而可以更大地抑制串扰本身。因此,可以极大提高最终获得的打印质量。
在图14A和14B中所示的改进实施例中,每个单独电极35的焊盘部分37如此设置,从而焊盘部分37的中央部分37a与位于顶部高度处的伸出部分51的面对着压力腔室10的外边缘51a1重叠。也就是说,从主电极区域36的其中一个锐角部分延伸出的延伸部分38″形成为比在图13A和13B中所示的延伸部分38′短。焊盘部分37设在延伸部分38″的一个端部处。当按照上述方式每个单独电极35的焊盘部分37设置成使得焊盘37的中央部分37a与位于顶部高度处的伸出部分51面对着的压力腔室的外边缘51a1重叠时,与在图13A和13B中所示的情况相比,焊盘部分37变得更加远离另一个单独电极35。为此,可以更加有效地抑制串扰。
虽然上面已经对本实用新型的优选实施方案进行了说明,但是本实用新型并不限于上述实施方案并且在不脱离权利要求的范围的情况下可以作出各种变化。例如,在上述实施方案中,每个焊盘部分37可以设置在任意位置中,只要该焊盘部分37可以位于其中焊盘部分37的中央部分37a与位于顶部高度处的伸出部分面对着压力腔室10的外边缘51a1重叠的位置和其中焊盘部分37没有与位于顶部高度处的伸出部分51重叠但是焊盘部分37的外边缘与位于顶部高度处的伸出部分51没有面对着压力腔室的外边缘51b1重叠的位置之间。伸出部分的形状不限于上述形状,而是也可以任意改变。例如,伸出部分可以设置成一梁状伸出部分,它形成为从下面支撑促动器单元并且桥接在每个压力腔室的相对壁部分之间。在本实用新型中,伸出部分可以设在位于顶部高度和其中压力腔室的每个侧壁没有伸出的高度之间的压力腔室中,只要在顶部高度处的压力腔室的每个侧壁的伸出量大于在与顶部高度不同的任意高度处的压力腔室的每个侧壁的伸出量。
虽然上述实施方案已经显示出其中促动器单元21的底面形成每个压力腔室10的顶面的情况,但是也可以在压力腔室10和促动器单元21之间设置另一块板构件。
其中每个伸出部分设在压力腔室中的位置不必靠近压力腔室的锐角部分。多个压力腔室不必如在上述实施方案中所述一样以矩阵的形式布置。每个伸出部分可以设置在任意位置中,只要该位置至少与其中设有相应单独电极的副电极区域的位置相对应。
虽然在上述实施方案中的喷墨头1为行式喷墨头,但是本实用新型也可以应用串行式喷墨头。压力腔室10的每个侧壁不必成形为具有随着离伸出部分51越远而降低的区域的弯曲表面。压力腔室10以矩阵形式沿着流动通道单元4的表面的布置方向不限于在上述实施方案中在图5中所示的布置方向A和B。可以采用各种方向,只要该方向可以沿着流动通道单元4的表面设置。其中包含有每个压力腔室10的区域的形状不必为菱形。可以采用任意形状例如平行四边形作为该区域的形状。包含在该区域中的压力腔室10本身的平面形状可以适当地改变成另一种形状。压力腔室10和子集管5a可以直接相互连接,而不用在中间设置孔隙12。流动通道单元4不必设置成由多块板构件形成的层叠体。
在促动器单元21中的压电板和电极的材料不限于上述材料。例如,可以采用任意已知的材料。可以采用作为压电板之外的另一块板的绝缘板作为每个非活性层。包含活性层的层的数量和非活性层的数量等可以适当变化。可以根据层叠压电板的数量来适当地改变单独电极的数量和共用电极的数量。虽然上述实施方案已经显示出这样一种情况,其中共用电极的电位保持在接地电位处,但是共用电极的电位并不限于此,只要该电位为压力腔室10所共用。
虽然这些实施方案已经显示出其中促动器单元21设置成使得非活性层布置在包含活性层的层的压力腔室侧上的情况,但是包含活性层的层也可以设置在非活性层的压力腔室10侧上,或者不设置任何非活性层。顺便说一下,当使非活性层布置在包含活性层的层的压力腔室侧上时,可以期待更好地提高促动器单元21位移的有效性。
虽然这些实施方案已经显示出其中如图3中所示将每个形状为梯形的多个促动器单元以之字形布置成两排,但是每个促动器单元不必为梯形。多个促动器单元可以沿着流动通道单元的长度方向简单地布置成一排。或者可以将多个促动器单元成之字形布置成三排或多排。一个促动器单元21不必布置成铺设在多个压力腔室10上。可以为每个压力腔室10布置一个促动器单元21。
可以根据每个压力腔室10形成许多共用电极34,从而在层叠方向上的伸出区域包含压力腔室区域,或者在压力腔室区域中包含有保护区域。该共用电极34不必设置成在设在促动器单元21中的接近整个区域上的导电板。顺便说一下,在该情况下,必须使这些共用电极相互电连接,从而与压力腔室10对应的所有部分具有相同的电位。
上述实施方案共同的方面是,促动器单元如此形成,从而共用电极设置成铺设在多个压力腔室上,并且共用电极相对于与压力腔室对应的单独电极的副电极区域设置。在这些实施方案中,设在压力腔室中的伸出部分用作设置单独电极的副电极区域并且尤其用作粘接在FPC上的位置的地方。主要原因在于,因为每个副电极区域设置成离相邻的压力腔室相对较远,所以可以有效抑制串扰,并且因为副电极区域可以在结构上由伸出部分从下面支撑,所以可以防止促动器单元在将副电极区域和FPC彼此压粘在一起时破裂。考虑到每个原因源于在形成在压力腔室中的伸出部分和单独电极的副电极区域之间的位置关系这个事实,共用电极不必形成为铺设在多个压力腔室上。也就是说,可以按照与单独电极相同的方式分别为压力腔室形成共用电极。该共用电极不必设置成与每个副电极区域相对,只要该共用电极可以靠近副电极区域设置。例如,还有当共用电极没有设置成与副电极区域相对而是靠近副电极区域设置,则与其中共用电极与副电极区域相对设置的情况相比,虽然串扰相对较低,但是与设置副电极区域的位置相对应的串扰通过电压施加而出现。因此,每个副电极区域设置在其中副电极区域的中央部分与在面对着压力腔室的一侧上的伸出部分的外边缘重叠的位置和其中副电极区域与在没有面对着压力腔室的一侧上的伸出部分的外边缘重叠的位置之间。这样,可以获得与上述实施方案相同的效果。
Claims (11)
1.一种喷墨头,它包括:
一流动通道单元,它包括沿着一平面布置并且分别与喷嘴连接的压力腔室;以及
一促动器单元,它固定在流动通道单元的表面上,用来改变每个压力腔室的容积,该促动器单元包括:
单独电极,每个都具有设置在与相应压力腔室相对的位置中的主电极区域以及与主电极区域邻接并且与信号线连接的副电极区域;
铺设在这些压力腔室上面的一共用电极;以及
设置在共用电极和单独电极之间的压电板,其特征在于
所述流动通道单元包括按照这样的方式形成并且设在压力腔室中的至少一个伸出部分,从而每个压力腔室的每个侧壁沿着顶部高度处的平面在一个方向上的伸出量至少大于每个压力腔室的每个侧壁沿着位于与顶部高度不同的任意高度处的平面在该方向上的伸出量,其中所述顶部高度作为最靠近促动器单元的高度,并且假设该高度沿着从压力腔室到促动器单元的方向虚拟地设置,并且
每个副电极区域设置在其中副电极区域的中心与位于顶部高度处的相应伸出部分的面对着压力腔室一侧的外边缘至少部分地重叠的位置和其中副电极区域没有与在顶部高度处的相应伸出部分重叠但是该副电极区域的外边缘与相应伸出部分的没有面对压力腔室一侧的外边缘重叠的位置之间。
2.如权利要求1所述的喷墨头,其特征在于每个副电极区域的中心与在顶部高度处的相应伸出部分重叠。
3.如权利要求2所述的喷墨头,其特征在于每个副电极区域整个都与位于顶部高度处的相应伸出部分重叠。
4.如权利要求1所述的喷墨头,其特征在于每个压力腔室在平面图中形成为具有两个锐角部分的平行四边形和具有两个锐角部分的带圆角平行四边形中的至少一个,从而每个副电极区域与设在相应压力腔室的两个锐角部分的一个中的伸出部分至少部分地重叠。
5.如权利要求1所述的喷墨头,其特征在于单独电极和压力腔室以矩阵的形式设置,从而每个单独电极的副电极区域位于其它两个单独电极的主电极区域之间。
6.如权利要求1所述的喷墨头,其特征在于每个伸出部分具有这样一个区域,其中沿着所述平面在所述方向上的伸出量随着高度离顶部高度越远而降低。
7.如权利要求1所述的喷墨头,其特征在于
所述流动通道单元包括彼此层叠在一起的多块板构件;并且
伸出部分按照这样一种方式形成,从而用于形成压力腔室的至少一部分空间的其中一块板构件从与喷嘴相对的表面受到蚀刻。
8.如权利要求1所述的喷墨头,其特征在于
所述流动通道单元包括彼此层叠在一起的多块板构件;并且
伸出部分按照这样一种方式形成,从而用于形成压力腔室的至少一部分空间的其中一块板构件从与该其中一块板构件的相对两表面受到蚀刻。
9.如权利要求1所述的喷墨头,其特征在于
所述流动通道单元包括彼此层叠在一起的多块板构件;并且
伸出部分按照这样一种方式形成,即具有孔的至少两块板构件如此相互层叠在一起,从而面对着孔的外边缘的位置彼此不同。
10.如权利要求2所述的喷墨头,其特征在于所述主电极包括在由伸出部分的面对着压力腔室一侧的外边缘和每个压力腔室的外边缘限定的每个压力腔室的中央区域中。
11.一种喷墨头,它包括:
一流动通道单元,它包括沿着一平面布置并且分别与喷嘴连接的压力腔室;以及
一促动器单元,它固定在流动通道单元的表面上,用来改变每个压力腔室的容积,该促动器单元包括:
单独电极,每个都具有设置在与相应的一个压力腔室相对的位置中的主电极区域以及与主电极区域邻接并且与信号线连接的副电极区域;
保持在共用电位处的一共用电极;以及
设置在共用电极和单独电极之间以便铺设在压力腔室上面的压电板,其特征在于
所述流动通道单元包括按照这样的方式形成并且设在压力腔室中的至少一个伸出部分,从而每个压力腔室的每个侧壁沿着顶部高度处的平面在一个方向上的伸出量至少大于每个压力腔室的每个侧壁沿着位于与顶部高度不同的任意高度处的平面在该方向上的伸出量,其中所述顶部高度作为最靠近促动器单元的高度,并且假设该高度沿着从压力腔室到促动器单元的方向虚拟地设置,并且
每个副电极区域设置在其中副电极区域的中心与位于顶部高度处的相应伸出部分的面对着压力腔室一侧的外边缘至少部分地重叠的位置和其中副电极区域没有与在顶部高度处的相应伸出部分重叠但是该副电极区域的外边缘与相应伸出部分的没有面对压力腔室一侧的外边缘重叠的位置之间。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP291096/2003 | 2003-08-11 | ||
JP2003291096A JP3991952B2 (ja) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN2789023Y true CN2789023Y (zh) | 2006-06-21 |
Family
ID=33562761
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNU2004200771519U Expired - Lifetime CN2789023Y (zh) | 2003-08-11 | 2004-08-11 | 喷墨头 |
CNB2004100577195A Expired - Fee Related CN100333910C (zh) | 2003-08-11 | 2004-08-11 | 喷墨头 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2004100577195A Expired - Fee Related CN100333910C (zh) | 2003-08-11 | 2004-08-11 | 喷墨头 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7150518B2 (zh) |
EP (1) | EP1506864B1 (zh) |
JP (1) | JP3991952B2 (zh) |
CN (2) | CN2789023Y (zh) |
DE (1) | DE602004007857T2 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100333910C (zh) * | 2003-08-11 | 2007-08-29 | 兄弟工业株式会社 | 喷墨头 |
CN111923600A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-11-13 | 苏州锐发打印技术有限公司 | 带有内表面电极层的压电喷墨打印器件 |
CN112440561A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷射头以及液体喷射装置 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE602006012908D1 (de) | 2005-08-31 | 2010-04-29 | Brother Ind Ltd | Flüssigkeitstropfenausstossgerät und Flüssigkeitstransportgerät |
JP4761036B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2011-08-31 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
JP2008036978A (ja) | 2006-08-07 | 2008-02-21 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド |
JP2008238776A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Brother Ind Ltd | 液体吐出ヘッド及びその製造方法 |
EP2447073B1 (en) * | 2009-06-25 | 2018-08-08 | Kyocera Corporation | Liquid discharge head and recording device using same |
JP5818481B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2015-11-18 | 京セラ株式会社 | 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置 |
US20140374503A1 (en) * | 2011-12-27 | 2014-12-25 | Kyocera Corporation | Liquid discharge head, recording device using same, and piezoelectric actuator substrate for use therein |
JP6083986B2 (ja) * | 2012-04-27 | 2017-02-22 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
WO2014083971A1 (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-05 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド |
JP6264902B2 (ja) * | 2013-06-10 | 2018-01-24 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置 |
JP6176443B2 (ja) * | 2013-08-20 | 2017-08-09 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP6443087B2 (ja) * | 2015-01-29 | 2018-12-26 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
US10105965B2 (en) * | 2015-04-23 | 2018-10-23 | Seiko Epson Corporation | Ink jet printing method and ink jet printing apparatus |
JP6704323B2 (ja) * | 2016-09-23 | 2020-06-03 | 京セラ株式会社 | 液体吐出ヘッド、および記録装置 |
US10479075B2 (en) * | 2017-05-09 | 2019-11-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Print head substrate and method of manufacturing the same, and semiconductor substrate |
IT201700082961A1 (it) * | 2017-07-20 | 2019-01-20 | St Microelectronics Srl | Dispositivo microfluidico mems per la stampa a getto di inchiostro ad attuazione piezoelettrica e relativo metodo di fabbricazione |
JP7218571B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2023-02-07 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、インクジェット記録方法及び顔料捺染インク組成物 |
JP2020179579A (ja) * | 2019-04-25 | 2020-11-05 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5818482A (en) * | 1994-08-22 | 1998-10-06 | Ricoh Company, Ltd. | Ink jet printing head |
JP3290897B2 (ja) * | 1996-08-19 | 2002-06-10 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッド |
JPH1134323A (ja) | 1997-07-17 | 1999-02-09 | Mita Ind Co Ltd | インクジェットヘッド |
JP3241334B2 (ja) * | 1998-11-16 | 2001-12-25 | 松下電器産業株式会社 | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
JP2002086725A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-03-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インクジェットヘッド、その製造方法及びインクジェット式記録装置 |
US20020122902A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-09-05 | Tetsuji Ueda | Blank for an optical member as well as vessel and method of producing the same |
US6953241B2 (en) | 2001-11-30 | 2005-10-11 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head having passage unit and actuator units attached to the passage unit, and ink-jet printer having the ink-jet head |
JP3922004B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2007-05-30 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットプリンタヘッド |
JP3991952B2 (ja) * | 2003-08-11 | 2007-10-17 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッド |
-
2003
- 2003-08-11 JP JP2003291096A patent/JP3991952B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-08-06 US US10/912,388 patent/US7150518B2/en active Active
- 2004-08-10 EP EP04018946A patent/EP1506864B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-08-10 DE DE602004007857T patent/DE602004007857T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-08-11 CN CNU2004200771519U patent/CN2789023Y/zh not_active Expired - Lifetime
- 2004-08-11 CN CNB2004100577195A patent/CN100333910C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100333910C (zh) * | 2003-08-11 | 2007-08-29 | 兄弟工业株式会社 | 喷墨头 |
CN112440561A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷射头以及液体喷射装置 |
CN112440561B (zh) * | 2019-08-30 | 2023-06-06 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷射头以及液体喷射装置 |
CN111923600A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-11-13 | 苏州锐发打印技术有限公司 | 带有内表面电极层的压电喷墨打印器件 |
CN111923600B (zh) * | 2020-05-13 | 2021-10-22 | 苏州锐发打印技术有限公司 | 带有内表面电极层的压电喷墨打印器件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1506864B1 (en) | 2007-08-01 |
US20050036011A1 (en) | 2005-02-17 |
CN100333910C (zh) | 2007-08-29 |
DE602004007857D1 (de) | 2007-09-13 |
JP2005059328A (ja) | 2005-03-10 |
CN1579773A (zh) | 2005-02-16 |
US7150518B2 (en) | 2006-12-19 |
JP3991952B2 (ja) | 2007-10-17 |
DE602004007857T2 (de) | 2008-04-30 |
EP1506864A1 (en) | 2005-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN2789023Y (zh) | 喷墨头 | |
CN2753584Y (zh) | 喷墨打印头 | |
CN2837075Y (zh) | 喷墨头单元 | |
CN1273301C (zh) | 喷墨头 | |
CN1121946C (zh) | 喷墨记录头 | |
CN2797038Y (zh) | 喷墨头 | |
CN2787442Y (zh) | 薄板件的层压粘结结构 | |
CN2810981Y (zh) | 喷墨头 | |
CN2789024Y (zh) | 喷墨头 | |
CN2772821Y (zh) | 喷墨打印头 | |
CN1579772A (zh) | 喷墨头 | |
CN2799240Y (zh) | 喷墨打印头和打印机 | |
CN2784188Y (zh) | 喷墨头 | |
US7290865B2 (en) | Inkjet head | |
US7159970B2 (en) | Ink-jet head | |
CN2732483Y (zh) | 喷墨打印头以及有喷墨打印头的喷墨打印机 | |
CN2789022Y (zh) | 喷墨打印头 | |
CN1273297C (zh) | 喷墨记录头及其生产方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
AV01 | Patent right actively abandoned |
Effective date of abandoning: 20040811 |
|
AV01 | Patent right actively abandoned |
Effective date of abandoning: 20040811 |
|
C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |