專利名稱：噴墨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種噴墨頭，并且更特別涉及這樣一種噴墨頭，其設有一個壓電片，該壓電片具有以高密度形成在其上的多個驅(qū)動電極。
背景技術(shù)：
例如在日本專利申請臨時公開文獻平11-34323中披露了一種設有一塊壓電片的噴墨頭。圖1A為剖面圖，其顯示了在上述公開文獻中披露的噴墨頭的一部分。如圖1A所示，所述噴墨頭具有一塊基板1010，在該基板中形成有多個壓力腔室1001。噴墨頭還具有一塊導電板1012，一個壓電層1003以及多個驅(qū)動電極1002，它們以此順序?qū)盈B在基板1010上。驅(qū)動電極1002在對應于相應的壓力腔室1001的位置處形成在壓電層1003上。
在上述的噴墨頭中，在驅(qū)動電極1002和導電板1012之間施加驅(qū)動電壓，以便壓電層1003限定在該處之間的部分由于壓電效果而變形。壓電層1003的變形部分會對填充在壓力腔室1001中的墨水施加壓力，以使墨水從噴墨頭的噴嘴(未示出)中噴射出。
圖1B為圖1中所示噴墨頭的驅(qū)動電極1002的頂視圖。驅(qū)動電極1002具有一個主體1004以及一個延伸部分1005。主體1004略小于壓力腔室1001，并且位于對應的壓力腔室1001的正上方。延伸部分1005的端部1006位于在壓力腔室1001上方區(qū)域的外側(cè)。延伸部分1005的端部1006起到了一個接觸部分的作用，該接觸部分與一根電源線相連，以便對驅(qū)動電極1002施加驅(qū)動電壓。
通常，使一塊柔性印刷板與一具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭相連，以便對每一驅(qū)動電極1002施加驅(qū)動電壓。所述柔性印刷板在其一個邊緣附近包括多個成直線設置的接觸點。通過使這些接觸點與驅(qū)動電極1002的接觸部分(端部1006)相連，從而使柔性印刷板與噴墨頭電連接。由于接觸點成直線布置，因此，噴墨頭的驅(qū)動電極1002的形成和布置應確保其接觸部分(端部1006)在壓電層1003的一個邊緣附近也成直線布置。
但是，端部1006的這種布置要求驅(qū)動電極1002的延伸部分1005從其主體1004伸出很大的長度，這本身又會限制形成在壓電層1003上的驅(qū)動電極1002的密度，形成在驅(qū)動電極1002正下方的壓力腔室1001的密度以及噴墨頭所能實現(xiàn)的印刷分辨率。
因此，需要這樣一種噴墨頭，其設有一個壓電片，該壓電片具有以高密度形成在其上的多個驅(qū)動電極。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種能夠滿足上述需求的噴墨頭。
本實用新型一個方面的噴墨頭，其包括一塊空腔板，其具有布置成矩陣形式的多個壓力腔室；一塊層疊在所述空腔板上的壓電片；以及一塊供電板。在對應于壓力腔室的位置處，在壓電片上形成多個驅(qū)動電極。
多個第一接觸焊盤從相應的驅(qū)動電極伸出。每一第一接觸焊盤均位于對應的一個驅(qū)動電極附近。
供電板具有多個第二接觸焊盤，這些第二接觸焊盤形成在對應于所述第一接觸焊盤的位置處。因此，雖然第一接觸焊盤形成在相應的驅(qū)動電極附近，但是，第二接觸焊盤可以與相應的第一接觸焊盤相連，以便進行供電。
另外，由于驅(qū)動電極形成在對應于設置成矩陣形式的壓力腔室的位置處，因此，驅(qū)動電極及其第一接觸焊盤也設置成矩陣形式。因此，驅(qū)動電極可以以高密度形成在壓電片上。
作為可選擇的方案，第一接觸焊盤可從壓電片凸出。作為可選擇的方案或可添加的方案，第二接觸焊盤可從供電板凸出。如上述那樣形成的第一接觸焊盤和/第二接觸焊盤在壓電片以及固定在其上的供電板之間形成間隙，從而防止供電板在驅(qū)動電極上施加預料不到的力。
作為可選擇的方案，每一第一接觸焊盤均以大于兩排的數(shù)量形成。例如，每一第一接觸焊盤均可包括一個高于驅(qū)動電極的第一水平部分，以及一個高于第一水平部分的第二水平部分。第一水平部分形成在第二水平部分和驅(qū)動電極之間。
在某些情況下，第一接觸焊盤在限定于所述壓力腔室正上方的所述壓電片的區(qū)域以外形成，以便第一和第二接觸焊盤之間的機械連接不會嚴重影響在相應壓力腔室正上方的部分處的壓電片的變形特性。
在某些情況下，每一驅(qū)動電極均具有大致菱形的形狀，其具有一對銳角角部和一對鈍角角部。驅(qū)動電極的布置形式為，一個驅(qū)動電極的所述銳角角部位于與該驅(qū)動電極相鄰的其它驅(qū)動電極的銳角角部之間。
在以上情況下，每一第一接觸焊盤均可從驅(qū)動電極中的一個銳角角部伸出。更特別的是，驅(qū)動電極的布置形式為，使從一個驅(qū)動電極伸出的第一接觸焊盤位于與該驅(qū)動電極相鄰的兩個驅(qū)動電極之間。
在某些情況下，壓電片具有至少一個定位標記，所述定位標記有助于供電板在所述壓電片上的定位，以便多個第一接觸焊盤與多個第二接觸焊盤接觸。
作為可選擇的方案或可添加的方案，供電板可具有至少一個定位標記，所述定位標記助于供電板在壓電片上的定位，以便多個第一接觸焊盤與多個第二接觸焊盤接觸。
本實用新型另一個方面的噴墨頭包括一個主體，其具有多個布置成矩陣形式的壓力腔室；一塊固定在主體上的壓電片；多個驅(qū)動電極，這些驅(qū)動電極在對應于壓力腔室的位置處形成在壓電片上；多個從相應的驅(qū)動電極伸出的第一接觸焊盤。每一第一接觸焊盤均位于對應于一個驅(qū)動電極附近。這些第一接觸焊盤與一塊印刷板上的相應第二接觸焊盤相連接，以便進行供電。
以下將參照附圖對本實用新型進行描述，其中圖1A為剖面圖，其顯示了現(xiàn)有技術(shù)的一種噴墨頭的一部分；圖1B為圖1A中所示的噴墨頭的驅(qū)動電極的頂視圖；圖2為本實用新型一個實施例的噴墨頭的分解透視圖；圖3為圖2中所示的噴墨頭主體的分解透視圖；圖4為平面圖，其顯示了圖2中所示噴墨頭中的一塊噴嘴板的一部分；圖5為平面圖，其顯示了圖2中所示噴墨頭中的一塊蓋板的一部分；圖6顯示了圖5中所示的蓋板的上表面的一部分；圖7，8和9為平面圖，其顯示了圖2中所示噴墨頭中的第一，第二和第三集流板的一部分；圖10為平面圖，其顯示了圖2中所示噴墨頭中的一塊供給板的一部分；圖11顯示了圖10中所示的供給板的過濾部分的頂視圖；
圖12為剖面圖，其顯示了包括圖11中所示過濾部分的供給板的一部分；圖13為頂視圖，其顯示了圖2中所示噴墨頭的供給板的一個供墨孔；圖14為頂視圖，其顯示了圖2中所示的噴墨頭的一塊孔板的一部分；圖15為頂視圖，其顯示了圖14中所示的孔板的節(jié)流部分；圖16為頂視圖，其顯示了圖2中所示噴墨頭中的一塊基板的一部分；圖17為頂視圖，其顯示了圖2中所示的噴墨頭的一塊空腔板的一部分；圖18為噴墨頭的壓電片的頂視圖；圖19為頂視圖，其顯示了形成在圖18所示的壓電片上的驅(qū)動電極；圖20為剖面圖，其顯示了沿圖19中A-A線所示的壓電片的一部分；圖21為剖面圖，其顯示了在包括第一公共電極的部分處的壓電片；圖22為剖面圖，其顯示了在包括第二公共電極的部分處的壓電片；圖23為剖面圖，其顯示了在包括一虛設電極的部分處的壓電片；圖24為平面圖，其顯示了圖2中所示噴墨頭的柔性印刷板(FPC板)的延伸部分；圖25為放大視圖，其顯示了圖24中所示的FPC板的延伸部分的一部分；圖26為剖面圖，其顯示了在包括一接觸焊盤的部分處的FPC板；圖27為剖面圖，其顯示了在彼此相連的接觸焊盤處的FPC板以及壓電片；圖28為一部分噴墨頭的剖面圖，其顯示了從一個噴嘴伸出的墨水通道的一部分；
圖29為圖28中所示的墨水通道的透視圖；圖30為平面圖，其顯示了從噴嘴側(cè)觀察的圖29中所示的墨水通道；圖31為頂視圖，其顯示了圖2中所示的噴墨頭的兩個集流通道；圖32和33分別顯示了圖31中所示的一個集流通道的頂視圖；以及圖34為一部分集流通道的透視圖。
具體實施方式
下面，參照附圖對本實用新型一個實施例的噴墨頭進行說明。
圖2為本實用新型實施例的噴墨頭1的分解透視圖。噴墨頭1包括一個主體2和四塊梯形板型壓電片10，這些壓電片固定在主體2的頂面上。噴墨頭1還包括四塊柔性印刷板50，在后文中將這些印刷板稱為FPC板50。每一FPC板50均具有一個延伸部分51，該延伸部分固定在對應的壓電片10的頂面上，以便與壓電片10形成電連接。
圖3為圖2所示的噴墨頭1的主體2的分解透視圖。主體2具有由多塊大致矩形薄金屬片構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。在本實施例中，主體2由九塊金屬片構(gòu)成，這些金屬片是一塊噴嘴板100，一塊蓋板200，第一集流板300，第二集流板400，和第三集流板500，一塊供給板600，一塊孔板700，一塊基板800，以及一塊空腔板900。
噴嘴板100其上具有四個大致梯形區(qū)100。如圖4所示，每一梯形區(qū)110均設有多個具有微小直徑的噴嘴111，這些噴嘴用于噴射穿過噴嘴板100形成的墨水。噴嘴111的數(shù)量和結(jié)構(gòu)根據(jù)噴墨頭1所需的印刷分辨率確定。
參見圖3，在蓋板200的頂側(cè)上限定出多個大致梯形的區(qū)域210。如圖5所示，每一梯形區(qū)域210均設有多個具有微小直徑的通孔211，這些通孔起到了墨水通道的作用。通孔211形成在對應于噴嘴板100的相應噴嘴111的位置處。因此，當將蓋板200放置在噴嘴板100的頂部上時，會在每一通孔211和對應的噴嘴111之間建立流體連通(參見圖28)。
圖6顯示了一部分蓋板200的下表面。蓋板200的下表面設有兩個槽212。每一個槽212均沿蓋板200的縱向縱向地形成。在每一槽212內(nèi)均限定有多個凸臺部分213，每一凸臺部分均沿蓋板200的縱向延伸。通孔211沿槽212的外周形成在槽212的外側(cè)并且也在每一凸臺部分213內(nèi)。
圖7顯示了一部分第一集流板300的平面圖。第一集流板300形成有多個起到墨水通道作用的通孔311。第一集流板300的通孔311形成在對應于蓋板200的相應通孔211的位置處。因此，當將第一集流板300放置在蓋板200的頂部上時，第一集流板300的通孔311與蓋板200的通孔211形成了流體連通(參見圖28)。
另外，穿過第一集流板300設有兩個孔312，并且這些孔312沿縱向穿過第一集流板300形成?？?12構(gòu)成了一對集流通道20的一部分，這些集流通將在后文說明(參見圖28)。每一孔312均包括多個細長的凸臺部分313。凸臺部分313由多根連接梁314支承，這些連接梁通過從第一集流板300下側(cè)進行半蝕刻形成。每一連接梁34的厚度大致為第一集流板300厚度的一半。
應強調(diào)的是通孔311沿孔312的外周形成并形成在凸臺部分313上。還應強調(diào)的是多個供墨部分315是從每一孔312伸出形成的。
圖8為一部分第二集流板400的平面圖。第二集流板400形成有多個起到墨水通道作用的通孔411。第二集流板400的通孔411形成在對應于第一集流板300的相應通孔311的位置處。因此，當將第二集流板400放置在第一集流板300的頂部上時，第二集流板400的通孔411與第一集流板300的通孔311形成流體連通(參見圖28)。
另外，穿過第二集流板400設有兩個孔412，并且這些孔412沿縱向穿過第二集流板400形成。孔412構(gòu)成了集流通道20的一部分(參見圖28)。第二集流板400的孔412形成在對應于第一集流板300的相應孔312的位置處。因此，當將第二集流板400放置在第一集流板300的頂部上時，第二集流板400的孔412與第一集流板300的孔312形成流體連通(參見圖28)。
每一孔412均包括多個細長的凸臺部分413。凸臺部分413由多根連接梁414支承，這些連接梁通過從第二集流板400的上側(cè)進行半蝕刻形成。每一連接梁414的厚度大致為第二集流板400厚度的一半。
應強調(diào)的是通孔411沿孔412的外周形成并形成在凸臺部分413上。
還應強調(diào)的是多個供墨部分415是在對應于第一集流板300的相應供墨部分315的位置處、從孔412伸出形成的。因此，當將第二集流板400放置在第一集流板300的頂部上時，第二集流板400的供墨部分415與第二集流板400的供墨部分415形成流體連通(參見圖28)。
圖9為一部分第三集流板500的平面圖。第三集流板500形成有多個起到墨水通道作用的通孔511。第三集流板500的通孔511形成在對應于第二集流板400的相應通孔411的位置處。因此，當將第三集流板500放置在第二集流板400的頂部上時，第三集流板500的通孔511與第二集流板400的通孔411形成流體連通(參見圖28)。
另外，穿過第三集流板500設有兩個孔512，并且這些孔512沿縱向穿過第三集流板500形成?？?12構(gòu)成了集流通道20的一部分(參見圖28)。第三集流板500的孔512形成在對應于第二集流板400的相應孔412的位置處。因此，當將第三集流板500放置在第二集流板400的頂部上時，第三集流板500的孔512與第二集流板400的孔412形成流體連通(參見圖28)。
每一孔512均包括多個細長的凸臺部分513。凸臺部分513由多根連接梁514支承，這些連接梁通過從第三集流板500的上側(cè)進行半蝕刻形成。每一連接梁514的厚度大致為第三集流板500厚度的一半。
應強調(diào)的是通孔511沿孔512的外周形成并形成在凸臺部分513上。
還應強調(diào)的是多個供墨部分515是在對應于第二集流板400的相應供墨部分415的位置處、從孔512伸出形成的。因此，當將第三集流板500放置在第二集流板400的頂部上時，第三集流板500的供墨部分515與第二集流板400的供墨部分415形成流體連通(參見圖28)。
參見圖3，在供給板600上限定出多個大致梯形區(qū)域610。如圖10所示，每一梯形區(qū)域610均設有多個起到墨水通道作用的具有微小直徑的通孔611，以及多個也起到墨水通道作用的過濾部分612。
通孔611形成在對應于第三集流板500的通孔511的位置處。因此，當將供給板600放置在第三集流板500的頂部上時，供給板600的通孔611與第三集流板500的通孔511形成流體連通(參見圖28)。
當將供給板600放置在第三集流板500的頂部上時，使供給板600的過濾部分612與兩個孔512中的任意一個形成流體連通(參見圖28)。
圖11為供給板600中過濾部分612的頂視圖，圖12為剖面圖，其顯示了包括一個過濾部分612的供給板600的一部分。如圖11和12所示，過濾部分612為形成在供給板600上的凹槽，該凹槽設有多個穿過其底部形成的過濾孔613。過濾孔613能夠從通過過濾部分612的墨水中除去雜質(zhì)。
參見圖3和10，供給板600還設有在大致梯形區(qū)域601外側(cè)的位置處、穿過供給板600形成的10個小尺寸的供墨孔601。當將供給板600放置在第三集流板500的頂部時，供墨孔601面向第三集流板500中相應的供墨部分515且與這些供墨部分形成流體連通(參見圖28)。
圖13為供墨孔601的頂視圖。如圖13所示，供墨孔601設有多個過濾孔602，這些過濾孔能夠阻止將墨水中的雜質(zhì)(如灰塵)引入集流通道20中。
參見圖3，孔板700上具有四個大致梯形的區(qū)域710。如顯示了一部分孔板700的頂視圖的圖14所示，每一梯形區(qū)域710均設有多個具有微小直徑的通孔711以及多個節(jié)流部分712。在將孔板700放置在供給板600的頂部上時，通孔601面向供給板600上的相應通孔611，因此，這些通孔711與供給板600上相應的通孔611形成流體連通(參見圖28)。
圖15為節(jié)流部分712的頂視圖。節(jié)流部分712為通過加壓加工形成在孔板700中的通孔。節(jié)流部分712具有一個入口部分713，一個出口部分714以及一個通道部分715，該通道部分在入口部分713和出口部分714之間延伸，以使它們彼此形成流體連通。
節(jié)流部分712的設置方式為在將孔板700放置在供給板600的頂部上時，入口部分713通常朝向供給板600上的相應過濾部分612，因此，入口部分713與供給板600上的相應過濾部分612形成流體連通(參見圖28)。
參見圖3和14，孔板700在四個大致梯形區(qū)域710外側(cè)的位置處，還設有10個穿過該處形成的尺寸較小的供墨孔701。在將孔板700放置在供給板600的頂部上時，供墨孔701朝向供給板600上的相應供墨孔601，因此，供墨孔701與供給板600上的供墨孔601形成流體連通(參見圖28)。
參見圖3，基板800上具有多個大致梯形的區(qū)域810。如顯示了一部分基板800的圖16所示，每一梯形區(qū)域810均設有多個具有微小直徑的通孔811以及多個具有微小直徑的通孔812，這些通孔均起到了墨水通道的作用。在將基板800放置在孔板700的頂部上時，通孔811朝向孔板700上的通孔711，因此，通孔811與孔板700上的通孔711形成流體連通(參見圖28)。在將基板800放置在孔板700的頂部上時，通孔812通常朝向孔板700上的節(jié)流部分712，因此，通孔812與孔板700上的節(jié)流部分712形成流體連通(參見圖28)。
基板800在四個大致梯形區(qū)域810外側(cè)的位置處還設有穿過該基板形成的10個尺寸較小的供墨孔801。在將基板800放置在孔板700的頂部上時，供墨孔801朝向孔板700上的供墨孔711形成，因此，供墨孔801與孔板700上的供墨孔701形成流體連通(參見圖28)。
參見圖3，空腔板900其上具有四個大致梯形區(qū)910。如顯示了一部分空腔板900的頂視圖的圖17所示，空腔板900設有一個由多個大致菱形的孔或墨水腔室911形成的矩陣，這些孔或墨水腔室以與噴墨頭1所需的印刷分辨率對應的密度穿過空腔板900形成。
每一墨水腔911均具有一對銳角角部和一對鈍角角部。墨水腔911的設置應使每一墨水腔911的銳角角部設置在相鄰墨水腔911的銳角角部之間，以便以高密度布置墨水腔。
在將空腔板900布置在基板800的頂部上時，墨水腔911的設置應使每一墨水腔911的一個銳角角部朝向基板800的一個通孔811并且與該通孔形成流體連通，同時另一銳角角部朝向基板800的一個通孔812并與該通孔形成流體連通(參見圖28)。
空腔板900還設有10個尺寸較小的供墨孔901，這些供墨孔形成在位于大致梯形區(qū)域910外側(cè)的位置處。在將空腔板900放置在基板800的頂部上時供墨孔901朝向基板800的相應供墨孔801，且供墨孔901與基板800上的相應供墨孔801形成流體連通(參見圖28)。
還應強調(diào)的是在每一區(qū)域910的每一斜邊附近形成定位孔903。這些定位孔有助于壓電片10在空腔板900上的定位。
下面，將對壓電片10和FPC板50的大致結(jié)構(gòu)以及它們之間的電連接進行說明。
首先，將說明壓電片10的大致結(jié)構(gòu)。圖18顯示了壓電片10的頂視圖。壓電片10設有多個大致菱形的驅(qū)動電極11，這些電極以對應于噴墨頭1所需的印刷分辨率的密度以矩陣形式布置在壓電片上。驅(qū)動電極11形成在對應于空腔板900上的相應墨水腔911的位置處。因此，在將壓電片10放置在空腔板900的頂部上以封閉每一墨水腔911的上側(cè)時，驅(qū)動電極11位于相應的墨水腔911上方。
圖19顯示了驅(qū)動電極11的頂視圖，圖20為剖面圖，其顯示了沿圖19中線A-A所示的壓電片10的一部分。
如圖19所示，該大致菱形的驅(qū)動電極11設置有圓角。但是，這對驅(qū)動電極11的形狀來說并不是重要的，驅(qū)動電極11也可設置尖角。一接觸焊盤14從驅(qū)動電極11的一個銳角角部伸出，以便使其位于驅(qū)動電極11的附近。接觸焊盤部分14以雙層結(jié)構(gòu)形成，其具有一個高于驅(qū)動電極11的第一水平部分12，以及一個高于第一水平部分12的第二水平部分13。第一水平部分12形成在第二水平部分13和驅(qū)動電極11之間。應注意該第二水平部分13通過焊接連接到FPC板50上，以便傳輸能量。接觸焊盤部分14在相應墨水腔911正上方所限定區(qū)域的外側(cè)形成，這將在下文中結(jié)合圖28和30進行描述，因此第二水平部分13就與驅(qū)動電極11充分間隔開，以便在將第二水平部分13連接到FPC板50上時，防止焊料流到驅(qū)動電極11上。
如圖20所示，壓電片10具有疊層結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，將第一壓電層21，第二壓電層23，第三壓電層24以及第四壓電層26層疊在一起。在第一壓電層21和第二壓電層23之間形成一個內(nèi)部電極22，并且在第三壓電層24和第四壓電層26之間形成一個內(nèi)部電極25。內(nèi)部電極22和25的端部在壓電片10的傾斜側(cè)表面上露出。應強調(diào)的是將多種壓電片10固定在空腔板900上，以便使它們在其傾斜側(cè)表面處彼此接觸。因此，多種壓電片10的內(nèi)部電極22和25彼此形成電連接。
參見圖18，沿壓電片10的傾斜側(cè)，在每一壓電片10的頂部表面上交替形成多個第一公共電極31和多個第二公共電極36。
圖21為剖面圖，其顯示了在包括一個第一公共電極31的部分處的壓電片10。如圖21所示，第一公共電極31經(jīng)一個通孔32，與形成在第三壓電層24和第四壓電層26之間的內(nèi)部電極25形成電連接。另外，第一公共電極31設有一個起到接觸焊盤作用的凸起33。
圖22為剖面圖，其顯示了在包括一個第二公共電極36的部分處的壓電片10。如圖22所示，第二公共電極36經(jīng)一個通孔37，與形成在第一壓電層21和第二壓電層23之間的內(nèi)部電極22形成電連接。另外，第二公共電極36設有一個起到接觸焊盤作用的凸起38。
參見圖18，每一壓電片10均在每一傾斜側(cè)附近設有定位標記46，這些定位標記形成在壓電片10的頂部表面上。另外，每一壓電片10均設有多個形成于其頂部表面上的圓形虛設電極41。這些虛設電極41沿平行于上側(cè)和下側(cè)延伸的虛線L1和L2設置在梯形壓電片10的上側(cè)和下側(cè)或平行側(cè)附近。
圖23為剖面圖，其顯示了在包括一個虛設電極41的部分處的壓電片10。如圖23所示，虛設電極41未與內(nèi)部電極22或25中的任意一個相連。
下面，將說明FPC板50的大致結(jié)構(gòu)。
圖24為FPC板50的延伸部分51的平面圖，圖25為放大圖，其顯示了一部分FPC板50的延伸部分51。
如圖24所示，F(xiàn)PC板50設有多個形成在其延伸部分51上的接觸焊盤52。這些接觸焊盤52形成在對應于壓電片10上的驅(qū)動電極11的第二水平部分13的位置處。因此，在將FPC板50固定在壓電片10上時，接觸焊盤52在驅(qū)動電極11的第二水平部分13處與驅(qū)動電極11接觸。如圖25所示，每一接觸焊盤52均與一由銅箔制成的導電圖案53相連。應強調(diào)的是為了簡化，在圖24中省略了導電圖案53。
如圖24所示，沿其末端以及兩個傾斜側(cè)，在FPC板50的延伸部分51上形成多個接觸焊盤54。沿延伸部分51的末端布置的接觸焊盤54位于與沿虛線L1(參見圖18)形成在壓電片10上的虛設電極41相對應的位置處，以便在將FPC板50固定在壓電片10上時，在該處使它們形成接觸。沿FPC板50的延伸部分51的傾斜側(cè)布置的接觸焊盤54位于與相應的公共電極31和36對應的位置處，這些電極是沿壓電片10的傾斜側(cè)交替形成的，以便在將FPC板50固定在壓電片10上時，在該處使它們形成接觸。
應強調(diào)的是如圖25所示，使每一接觸焊盤54均電連接至一由銅箔制成的導電圖案55。
圖26為剖面圖，其顯示了在包括一個接觸焊盤52的部分處的FPC板50。FPC板50包括一個如聚酰亞胺膜這樣的底膜61，形成在底膜61上的上述導電圖案53以及一個在底膜61和導電圖案53上面延伸的覆蓋層62。所述覆蓋層在導電圖案53端部上方的位置處設有多個穿過該處的孔。這些孔填裝有通過電鍍形成的鎳材63。鎳材63從孔凸出的部分由焊料64覆蓋。鎳材63和焊料64構(gòu)成了FPC板50的接觸焊盤52。
應強調(diào)的是沿FPC板50的延伸部分51的端部和傾斜側(cè)形成的接觸焊盤54以及與其相連的導電圖案55具有與接觸焊盤52和導電圖案53大致相同的結(jié)構(gòu)。
參見圖24，F(xiàn)PC板50的延伸部分51設有形成在其每一傾斜側(cè)附近的定位標記56，以便有助于延伸部分51在壓電片10上的定位。即，如果FPC板50的延伸部分51位于壓電片10上，以使其上的定位標記56與壓電片10上的定位標記46對準，那么FPC板50上的每一接觸焊盤52則位于壓電片10中對應驅(qū)動電極11的第二水平部分13或接觸焊盤14上。因此，例如，通過熱壓可以將FPC板50的每一接觸焊盤52(或鎳材部分63和焊料64)固定在壓電片10上的對應驅(qū)動電極11(或第二水平部分13)上，以便在它們之間建立電連接，如圖27所示。
當如上面所述那樣，使FPC板50的接觸焊盤52與壓電片10中驅(qū)動電極11的接觸焊盤14彼此相連時，接觸焊盤52(鎳材部分63和焊料64)以及接觸焊盤14的第二水平部分13由絕緣膏(N.C.P)15覆蓋。通過對接觸焊盤52加熱而熔化的N.C.P15會部分流至接觸焊盤14的第一水平部分12上。焊料64也熔化，并部分地朝向驅(qū)動電極11流動。第一水平部分12防止焊料向下流到驅(qū)動電極11上，因此防止驅(qū)動電極11被焊料64所腐蝕。但是，應注意朝向驅(qū)動電極11流動的焊料的量可視情況不同而變化。提供N.C.P15以可靠地防止焊料64流到驅(qū)動電極11上，即便是在大量的焊料64朝向驅(qū)動電極11流動的情況下。而且，N.C.P15還起到粘結(jié)劑的作用，以便加強PFC板50與壓電片10之間的接合力。
另外，在使FPC板50的延伸部分51位于壓電片10上以便使FPC板50上的定位標記56與壓電片10上的定位標記46對準時，F(xiàn)PC板50的接觸焊盤54與沿虛線L1形成的虛設電極41接觸，并且還與沿壓電片10的每一傾斜側(cè)交替形成的公共電極31和36的凸起33和38接觸。因此，例如，通過熱壓，可以使接觸焊盤54與虛設電極41以及公共電極31和36形成電連接。
在如上所述，使FPC板50與壓電片10相連后，可通過FPC板50，在驅(qū)動電極11以及內(nèi)部電極22和25之間施加驅(qū)動電壓，以便在每一驅(qū)動電極11正下方的部分處，使第一，第二，第三和第四壓電層21，23，24和26變形。
限定在緊鄰每一驅(qū)動電極11下方的第一壓電層21的每一部分均作為一個在向?qū)尿?qū)動電極11施加電壓時會彎曲的工作部分。
應強調(diào)的是由于收縮率在第一至第四壓電層(21，23，24以及26)的壓電材料和內(nèi)部電極(22，25)的金屬材料之間是不同的，因此，在其燒結(jié)過程期間，壓電片10可以彎曲或變形為波狀。內(nèi)部電極25設置在第三和第四壓電層24和26之間，以便起到能防止第一至第四壓電層(21，23，24，26)彎曲或變形為波狀(其會降低壓電片10的平面度)的約束層的作用。另外，第二，第三以及第四壓電層(23，24，26)能夠起到迫使第一壓電層21的工作部分僅向下彎曲(朝空腔板900)的約束層的作用。
下面，將對墨水在具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭1內(nèi)的流動進行說明。
圖28為一部分噴墨頭1的剖面圖，其顯示了從一個噴嘴111伸出的一部分墨水通道。圖29為圖28中所示的墨水通道的透視圖，而圖30為平面圖，其顯示了從噴嘴側(cè)觀察的圖29中所示的墨水通道。參見圖3，28，29和30，首先從儲墨罐(未示出)，通過墨水供給通道把將從噴墨頭1噴出的墨水供給至集流通道20內(nèi)，其中，每一墨水供給通道均由供墨孔901，801，801，701和601(參見圖3)構(gòu)成。應注意當墨水流過供給板600的供墨孔601時，通過過濾孔602能避免所供給的墨水中的異物進入集流通道20內(nèi)(仍參見圖13)。
參見圖28，集流通道20的側(cè)壁由第一集流板300的孔312的側(cè)壁，第二集流板400的孔412的側(cè)壁和第三集流板500的孔512的側(cè)壁構(gòu)成。另外，由供給板600限定集流通道20的上表面，同時由蓋板200限定所述下表面。
圖31為形成在噴墨頭1中的兩個集流通道20的頂視圖。如圖31所示，兩個集流通道20形成在噴墨頭1中，一個形成在噴墨頭1的右半部，如圖32所示，另一個形成在噴墨頭1的左半部，如圖33所示。每一集流通道20均具有五個墨水供給部分，每一部分均由第三集流板500中的孔512的供墨部分515(參見圖9)，第二集流板400中的孔412的供墨部分415(參見圖8)以及第一集流板300中的孔312的供墨部分315(參見圖7)構(gòu)成。
另外，在每一集流通道20中，使第一，第二和第三集流板300，400和500的凸臺部分313，413和513彼此對準，如圖32和33所示，同時如圖34所示，使分別支承凸臺部分313，413和513的連接梁314，414和514彼此不對準。
因此，每一集流通道20在其中均具有四組凸臺部分(313，413，513)。換句話說，在集流通道20中形成封閉的環(huán)路，每一環(huán)路均環(huán)繞一組凸臺部分(313，413，513)。因此，在集流通道20中的墨水可繞凸臺部分(313，413，513)組流動。
應強調(diào)的是由于連接梁(314，414，514)未彼此對準，如圖34所示，并且由于通過半蝕刻使連接梁形成得較薄，因此，支承所述凸臺部分(313，413，513)的連接梁(314，414，514)允許墨水繞凸臺部分(313，413，513)組順利流動。
參見圖28，隨后，通過供給板600的過濾部分612，孔板700的節(jié)流部分712以及基板800的通孔812，將在集流通道20內(nèi)流動的墨水導入空腔板900的墨水腔911內(nèi)。應強調(diào)的是當墨水通過其過濾孔613流過過濾部分612時，異物從墨水中除去，從而防止這些異物進入墨水腔911內(nèi)(參見圖11和12)。
通過固定在空腔板900上的壓電片10封閉墨水腔911的上側(cè)。將壓電片10設置在空腔板900上，以便使驅(qū)動電極11位于相應的墨水腔911的正上方。以略小于墨水腔911的尺寸形成驅(qū)動電極。因此，如圖30所示，如果從墨水腔911的底側(cè)觀察，將每一大致菱形驅(qū)動電極11設置在對應墨水腔911正上方的大致菱形區(qū)內(nèi)。另外，還如圖30所示，形成在從其一個銳角角部伸出的驅(qū)動電極11的部分上的接觸焊盤14位于在墨水腔911正上方的大致菱形區(qū)的外側(cè)。
當在驅(qū)動電極11和壓電片10的內(nèi)部電極22和25之間施加驅(qū)動電壓時，壓電片10會朝空腔板900變形(彎曲)，從而將墨水壓入墨水腔911中。被加壓的墨水流過基板800，孔板700，供給板600，第三集流板500、第二集流板400以及第一集流板300以及蓋板200的通孔(811，711，611，511，411，311，211)，并且使其從噴嘴板100的噴嘴111中噴出。
應強調(diào)的是如圖32和33所示，以寬度方向，在噴墨頭1的右半部分形成一個集流通道20，同時在左半部分形成另一個集流通道20。通過形成在供給板600右半部分上的通孔612，在噴墨頭1右半部分中的集流通道20與形成空腔板900的右半部分上的所有壓力腔室911保持流體連通。另外，通過形成在供給板600左半部分上的通孔612，使在噴墨頭1左半部分中的集流通道20與形成在空腔板900左半部分上的所有墨水腔911保持流體連通。因此，能將供給至集流通道20內(nèi)的墨水分布至所有的墨水腔911，以便能夠從任意的噴嘴111中噴出墨水。
如上所述，在本實用新型實施例的噴墨頭1中，使FPC板50的接觸焊盤52電連接至壓電片10的驅(qū)動電極11的接觸焊盤14(參見圖27)。FPC板50由外部設備向驅(qū)動電極11提供能量，以便壓電片10向墨水腔911中的墨水施加壓力，這些壓力腔室限定在位于驅(qū)動電極11正下方的空腔板900中(參見圖28)。
如圖17所示，將墨水腔911設置成矩陣形式，以實現(xiàn)它們的高密度分布。因此，如圖18所示，也將形成在相應的墨水腔911正上方的驅(qū)動電極11設置成矩陣形式。如圖18和19所示，每一驅(qū)動電極11的接觸焊盤14均形成在驅(qū)動電極11附近，并位于相鄰的其它驅(qū)動電極11之間。結(jié)果，也將驅(qū)動電極的接觸焊盤14設置成如上所述的矩陣形式。應強調(diào)的是上述設置成矩陣形式的接觸焊盤14不會阻止驅(qū)動電極11以及墨水腔911以高密度設置。
也將FPC板50的接觸焊盤52設置成矩陣形式并且使其位于與壓電片10的相應接觸焊盤14對應的位置處。因此，雖然壓電片10的接觸焊盤14位于以高密度設置成矩陣形式的驅(qū)動電極11附近，但是仍可以使FPC板50的接觸焊盤52與壓電片10的接觸焊盤14電連接。
應強調(diào)的是壓電片10的每一接觸焊盤14均為一個包括第一水平部分12和第二水平部分13的凸起，其中，所述第一水平部分高于驅(qū)動電極11，第二水平部分仍高于第一水平部分12(參見圖20)。因此，當在接觸焊盤52和接觸焊盤14處、使FPC板50與壓電片10相連時，在FPC板50和壓電片10之間形成一定間隙，其能夠防止FPC板50與驅(qū)動電極11接觸(參見圖27)并防止在其上施加意外的力。
還應強調(diào)的是形成較小凸起的壓電片10的接觸焊盤14能夠減小FPC板50和壓電片10之間的接觸區(qū)。因此，例如，由于可通過輕微地將FPC板50壓在壓電片10上就能在接觸焊盤14和接觸焊盤52之間產(chǎn)生較大的壓力，所以，通過熱壓可容易地使FPC板50與壓電片10相連。
雖然已根據(jù)本實用新型的特定實施例說明了本實用新型，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解在不脫離本實用新型思想的情況下，可作出不同的改變和改進，本實用新型的范圍應由權(quán)利要求限定。
例如，代替如圖20所示，使驅(qū)動電極11的每一接觸焊盤14形成具有第一和第二水平部分12和13的兩排，可使驅(qū)動電極11的每一接觸焊盤14形成三排。
權(quán)利要求1.一種噴墨頭，其包括一塊空腔板，其具有布置成矩陣形式的多個壓力腔室；一塊層疊在所述空腔板上的壓電片；多個驅(qū)動電極，這些驅(qū)動電極在對應于所述壓力腔室的位置處形成在所述壓電片上；多個從相應的所述驅(qū)動電極伸出的第一接觸焊盤，每一所述第一接觸焊盤均位于對應的一個所述驅(qū)動電極附近；以及一塊供電板，其具有多個第二接觸焊盤，所述第二接觸焊盤形成在對應于所述第一接觸焊盤的位置處，所述第二接觸焊盤與相應的所述第一接觸焊盤相連，以便進行供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中所述第一接觸焊盤從所述壓電片凸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中所述第二接觸焊盤從所述供電板凸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨頭，其中每一所述第一接觸焊盤均以大于兩排的數(shù)量形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨頭，其中每一所述第一接觸焊盤均包括一個高于所述驅(qū)動電極的第一水平部分，以及一個高于所述第一水平部分的第二水平部分，所述第一水平部分形成在所述第二水平部分和所述驅(qū)動電極之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴墨頭，其中所述第二水平部分在限定于所述壓力腔室正上方的所述壓電片以外的區(qū)域形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中每一所述驅(qū)動電極均具有大致菱形的形狀，其具有一對銳角角部和一對鈍角角部，以及所述驅(qū)動電極的布置形式為，一個驅(qū)動電極的所述銳角角部位于與該驅(qū)動電極相鄰的其它驅(qū)動電極的所述銳角角部之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴墨頭，其中每一所述第一接觸焊盤均從所述驅(qū)動電極中的一個所述銳角角部伸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴墨頭，其中所述驅(qū)動電極的布置形式為，使從一個驅(qū)動電極伸出的所述第一接觸焊盤位于與該驅(qū)動電極相鄰的兩個驅(qū)動電極之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中所述壓電片具有至少一個定位標記，該定位標記有助于所述供電板在所述壓電片上的定位，以便所述多個第一接觸焊盤與所述多個第二接觸焊盤接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中所述供電板具有至少一個定位標記，該定位標記有助于所述供電板在所述壓電片上的定位，以便所述多個第一接觸焊盤與所述多個第二接觸焊盤接觸。
12.一種噴墨頭，其包括一個主體，其具有多個布置成矩陣形式的壓力腔室；一塊固定在所述主體上的壓電片；多個驅(qū)動電極，這些驅(qū)動電極在對應于所述壓力腔室的位置處形成在所述壓電片上；多個從相應的所述驅(qū)動電極伸出的第一接觸焊盤，每一所述第一接觸焊盤均位于對應的一個所述驅(qū)動電極附近，所述第一接觸焊盤與一塊印刷板上的相應第二接觸焊盤連接，以便進行供電。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的噴墨頭，其中所述第一接觸焊盤從所述壓電片凸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴墨頭，其中每一所述第一接觸焊盤均以大于兩排的數(shù)量形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴墨頭，其中每一所述第一接觸焊盤均包括一個高于所述驅(qū)動電極的第一水平部分，以及一個高于所述第一水平部分的第二水平部分，所述第一水平部分形成在所述第二水平部分和所述驅(qū)動電極之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的噴墨頭，其中所述第一接觸焊盤在限定于所述壓力腔室正上方的所述壓電片的區(qū)域以外形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的噴墨頭，其中每一所述驅(qū)動電極均具有大致菱形的形狀，其具有一對銳角角部和一對鈍角角部，以及所述驅(qū)動電極的布置形式為，一個驅(qū)動電極的所述銳角角部位于與該驅(qū)動電極相鄰的其它驅(qū)動電極的所述銳角角部之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的噴墨頭，其中每一所述第一接觸焊盤均從所述驅(qū)動電極中的一個所述銳角角部伸出。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的噴墨頭，其中所述驅(qū)動電極的布置形式為，使從一個驅(qū)動電極伸出的所述第一接觸焊盤位于與該驅(qū)動電極相鄰的兩個驅(qū)動電極之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的噴墨頭，其中所述壓電片具有至少一個定位標記，所述定位標記有助于所述印刷板在所述壓電片上的定位，以便所述多個第一接觸焊盤與所述多個第二接觸焊盤接觸。
專利摘要一種噴墨頭包括一塊空腔板，其具有布置成矩陣形式的多個壓力腔室；一塊層疊在所述空腔板上的壓電片；以及一塊供電板。在對應于壓力腔室的位置處，以矩陣形式在所述壓電片上形成多個大致菱形的驅(qū)動電極。一個第一接觸焊盤從每一驅(qū)動電極的一個銳角角部伸出。驅(qū)動電極的布置形式為，使從一個驅(qū)動電極伸出的第一接觸焊盤位于與該驅(qū)動電極相鄰的兩個驅(qū)動電極之間。供電板具有多個形成在與第一接觸焊盤對應的位置處的第二接觸焊盤。第二接觸焊盤與相應的第一接觸焊盤相連，以便進行供電。
文檔編號B41J2/055GK2678901SQ0328011
公開日2005年2月16日 申請日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月24日
發(fā)明者渡邊英年, 坂井田惇夫, 廣田淳, 山本隆行 申請人:兄弟工業(yè)株式會社, 京瓷株式會社