專利名稱：液體輸送裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及液體輸送裝置及其制造方法。特別地，本發(fā)明涉及利用壓電材料的液體輸送裝置及制造這種裝置的方法。
背景技術(shù)：
諸如噴墨記錄頭的液體輸送裝置是已知的，其包括其中形成有多個壓力室的流動通道單元；構(gòu)成每個壓力室的壁的一部分的振動板；以及疊放在振動板上的壓電材料層，以便振動該振動板，以使壓力室中的液體從分別與壓力室連通的噴嘴中噴出。電極疊放在該壓電材料層上面以向該壓電材料層施加電場。每個電極經(jīng)諸如FBC(柔性印刷電路)或引線端子的接線部件連接于(驅(qū)動IC)，該驅(qū)動電路與流動通道單元分開設置并具有產(chǎn)生用于致動該壓電材料層的致動信號的功能。這樣的液體輸送裝置公開在例如與日本專利JP-A-8-258274相應的美國專利6,471,341中。
發(fā)明內(nèi)容
然而，在如上所述的諸如FBC或引線端子的接線部件設置在形成于該壓電材料層的電極和外部驅(qū)動電路之間的情況下，元件的成本和元件連接過程所需要的成本增加，因此不可避免地增加裝置的制造成本。而且，常規(guī)的裝置需要空間用來放置使電極和驅(qū)動電路相互連接的諸如FBC或引線端子的接線部件，因此這種裝置往往具有較大的尺寸。
因此，本發(fā)明的第一個目的是提供一種液體輸送裝置，其確保簡化在壓電材料層和驅(qū)動電路之間的接線結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第二個目的是提供制造該液體輸送裝置的方法。
至少上面指出的第一目的可以根據(jù)本發(fā)明的第一方面實現(xiàn)，其提供一種液體輸送裝置，包括流動通道單元，該流動通道單元包括開口和容納液體并與該開口連通的壓力室；部分地構(gòu)成該壓力室的振動板；直接或間接地疊放在該振動板上的壓電材料層，并且當對其施加電場時其變形，以便振動該振動板，以通過該開口從壓力室輸送液體；以及向壓電材料層施加電場的電極圖形和驅(qū)動電路。該驅(qū)動電路和電極圖形直接或間接地設置在該振動板上。
在如上所述構(gòu)造的液體輸送裝置中，向壓電材料層施加電場的驅(qū)動電路和電極圖形直接或間接地設置在該振動板上，該電極圖形和驅(qū)動電路之間的接線結(jié)構(gòu)可以簡化。換句話說，本裝置取消了常規(guī)用來連接形成在該壓電材料層上的電極和驅(qū)動電路的諸如FPC或引線端子的接線部件，由此例如降低元件成本和元件連接過程所需要的成本。此外，本裝置不需要放置用來連接電極和驅(qū)動電路的諸如FPC或引線端子的接線部件的空間，因此可以減小裝置的尺寸。
上述的第二個目的可以根據(jù)本發(fā)明的第二方面實現(xiàn)，其提供制造液體輸送裝置的方法，該裝置包括流動通道單元，該流動通道單元包括開口和容納液體并與該開口連通的壓力室；結(jié)合于該流體通道單元并部分地構(gòu)成該壓力室的振動板；直接或間接地形成在該振動板上的壓電材料層，當對其施加電場時其變形，從而振動該振動板，以通過該開口從壓力室輸送液體。該方法包括利用沖切法形成多個加工成形板件，在沖切法中金屬板件經(jīng)受沖切加工，該多個加工成形板件中的每一個包括框架部件、流動通道單元形成板，其部分地構(gòu)成該流動通道單元并單獨地結(jié)合于該框架部件、以及散熱部件形成板，其部分地形成散熱部件并單獨地結(jié)合于該框架部件；形成一體的主體，其中至少一部分流動通道單元和散熱部件結(jié)合于該振動板的相對表面之一，該一體的主體通過將該多個加工成形板件和振動板相互疊放而形成；在該振動板的相對表面中的另一個上以預定的順序形成至少一個電極圖形和壓電材料層；在該振動板的相對表面中的該另一個上安裝驅(qū)動電路；以及從各個框架部件上分離該流動通道單元形成板和散熱部件形成板。
根據(jù)上述方法，構(gòu)成該流動通道單元至少一部分的流動通道單元形成板和構(gòu)成該散熱部件的散熱部件形成板可以同時結(jié)合在振動板上，從而減少制造該裝置所需要的加工步驟。
通過結(jié)合附圖閱讀下面本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述，將會更好地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)應用的顯著性，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例構(gòu)造的液體輸送裝置的沿壓力室縱向截取的剖面圖；圖2是沿壓力室縱向截取的圖1的液體輸送裝置的部分放大的剖面圖；圖3是沿平行于壓力室的行的方向截取的圖1的液體輸送裝置的部分放大的剖面圖；圖4是圖1的液體輸送裝置的展開平面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例構(gòu)造的液體輸送裝置的沿壓力室的縱向截取的剖面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施例構(gòu)造的液體輸送裝置的沿壓力室的縱向截取的剖面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實施例構(gòu)造的液體輸送裝置的沿壓力室的縱向截取的剖面圖；圖8是包括圖7的液體輸送裝置的噴墨記錄頭的沿壓力室的縱向截取的剖面圖；圖9是構(gòu)成振動板的板件的俯視圖；圖10是構(gòu)成壓力室板和第一散熱部件的板件的俯視圖；圖11是構(gòu)成流動通道板和第二散熱板的板件的俯視圖；圖12是構(gòu)成集流腔板和第三散熱板的板件的俯視圖；圖13是噴嘴板的俯視圖；圖14示意示出圖7的液體輸送裝置在制造該裝置過程的各步驟中的狀態(tài)，其中，圖14A是剖面圖，示出流動通道單元的金屬板件和散熱部件的金屬板件同時結(jié)合于振動板的狀態(tài)，圖14B是剖面圖，示出形成絕緣層的狀態(tài)，圖14C是剖面圖，示出形成電極圖形和外部電極的狀態(tài)；圖15示意示出圖7的液體輸送裝置在制造該裝置過程的各步驟中的狀態(tài)，其中，圖15A是剖面圖，示出形成壓電材料層的狀態(tài)，圖15B是剖面圖，示出結(jié)合噴嘴板的狀態(tài)，圖15C是剖面圖，示出安裝驅(qū)動電路的狀態(tài)，圖15D是剖面圖，示出框架件被拆掉的狀態(tài)圖16是根據(jù)本發(fā)明第五實施例構(gòu)造的液體輸送裝置的沿壓力室的縱向截取的剖面圖；以及圖17是根據(jù)本發(fā)明第六實施例構(gòu)造的液體輸送裝置的沿壓力室的縱向截取的剖面圖。
具體實施例方式
第一實施例參考圖1-4描述本發(fā)明的第一實施例。圖1示出應用本發(fā)明的液體輸送裝置10。該液體輸送裝置10用作噴墨打印機(未示出)的噴墨記錄頭10。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明第一實施例構(gòu)造的該噴墨記錄頭10包括流動通道單元13，該流動通道單元包括多個壓力室12，其中容納有油墨11(對應于本發(fā)明中的“液體”)；以及致動板14，該致動板14疊放在流動通道單元13上并結(jié)合于流動通道單元13，以便封閉壓力室12。
流動通道單元13具有大體為長方形的平面形狀并包括四個板，即噴嘴板16、集流腔板17、流動通道板18和壓力室板19。這四個板16、17、18、19以這樣的順序疊放并用環(huán)氧樹脂型熱固粘接劑相互粘接。
壓力室板19由諸如不銹鋼的金屬材構(gòu)成并具有兩行多個壓力室12。該兩行壓力室12沿流動通道單元13的縱向(即沿垂直于圖1和圖2的紙面的方向)以交錯或鋸齒形方式設置。每個壓力室12具有沿流動通道單元13的寬度方向(即從圖1和圖2看到的橫向)延伸的細長形狀。流動通道板18也由諸如不銹鋼的金屬材料構(gòu)成并具有穿過其厚度形成的集流腔通道20和壓力通道21。每個集流腔通道20和每個壓力通道21分別與相應的細長壓力室12的縱向相對端部中的一個和另一個連通。集流腔板17也由諸如不銹鋼的金屬材料構(gòu)成并具有集流腔22，集流腔22與油墨容器(未示出)和噴嘴通道23連通，該噴嘴通道23連接于相應的壓力通道21。噴嘴板16由聚酰亞胺型合成樹脂材料構(gòu)成并具有噴墨噴嘴24(對應于本發(fā)明中的“開口”)，其連接于相應的噴嘴通道23并且油墨11從其噴出。噴嘴24沿流動通道單元13的縱向設置成兩行。從油墨容器供給到集流腔22的油墨經(jīng)集流腔通道20分配給壓力室12，并經(jīng)壓力通道21和噴嘴通道23輸送到噴嘴24。這樣，在液體輸送裝置10的流動通道單元13中形成油墨流動通道。
致動板14包括部分地形成每個壓力室12的振動板26，換句話說，它構(gòu)成每個壓力室12的壁的一部分，致動板14還包括壓電材料層27，它直接疊放在遠離壓力室12的振動板26的相對表面中的一個(上表面)上。(在本說明書中，“直接”意味著在被安裝的物體和安裝該物體的表面之間有限的區(qū)域內(nèi)沒有間隔層或任何間隔材料)。振動板具有大體為長方形的形狀并由諸如不銹鋼的導電金屬材料構(gòu)成。該振動板26的短邊的長度基本等于流動通道單元13的平行于噴嘴24的行的長邊的長度，同時該振動板26的長邊的長度基本上是該流動通道13短邊的兩倍。正如在其縱向所見，振動板26的大約一半由環(huán)氧型熱固粘接劑粘接在壓力室板19的上表面，從而覆蓋流動通道單元13的整個上表面。正如在其縱向所見，振動板26的另一半從該流動通道單元13的相對長邊中的一個延伸，換句話說，從該流動通道單元13的平行于壓力室12的行的一個長邊延伸，從而起延伸部分28的作用。振動板26連接于將在下面描述的驅(qū)動電路(IC)100的接地線并起下電極的作用。
壓電材料層27由諸如鉛鋯鈦(PZT)的鐵電壓電陶瓷材料構(gòu)成并且直接疊放在具有均勻厚度的振動板26的整個表面上。壓電材料層27可以通過例如浮質(zhì)沉積(aerosol deposition)(AD)法直接形成在振動板26上?？蛇x地，由坯料片材制成的壓電材料層可以由導電粘接劑直接粘接在振動板26上。還有，可以采用壓電層形成工藝或方法(即，溶膠-凝膠法)，該方法包括將用于形成壓電材料層27的原料溶液涂敷于作為基板的振動板26上并加熱所涂敷的溶液。
振動板26具有電極圖形30和驅(qū)動電路(IC)100，用于向該壓電材料層27施加電場。驅(qū)動電路(IC)100是集成電路，具有產(chǎn)生用于致動壓電材料層27的致動信號的功能。驅(qū)動電路(IC)100具有大體為長方形的平面形狀并且如下文所述經(jīng)壓電材料層27上的電極圖形30在振動板26的延伸部分28的遠端部分附近通過焊接結(jié)合于振動板26。
電極圖形30通過印刷預定形狀的薄膜型導體形成在壓電材料層27上，并且包括多個上電極30A和多個連接部分30B。詳細地說，電極圖形30包括多個電極片，其分別對應于多個壓力室12。每個電極片包括一個上電極30A和一個連接部分30B。如圖4所示，上電極30A在其相應于各自壓力室12的相應位置疊放在壓電材料層27上。每個上電極30A具有細長的橢圓形形狀，其尺寸在其俯視圖上稍稍地或多少有點小于每個壓力室12的尺寸。每個連接部分30B從相應的上電極30A的相對縱向端中的一個朝著振動板26的延伸部分28的遠端部分延伸。該連接部分30B沿流動通道單元13的縱向設置成以預定的間距相互間隔開。每個連接部分30B在其遠離相應的上電極30A的相對端中的一個處通過焊接連接于驅(qū)動電路(IC)100。
多個外部電極31形成在振動板26的延伸部分28的遠端部分，即驅(qū)動電路(IC)100的相對邊中的遠離該電極圖形30的一個上。外部電極31通過印刷薄膜型導體形成在壓電材料層27上，并沿流動通道單元13的縱向設置成以預定的間距相互間隔開。每個外部電極31在其相對端部之一處通過焊接連接于驅(qū)動電路(IC)100。外部電極31的數(shù)目少于電極圖形30的電極片的數(shù)目(等于壓力室12的數(shù)目)。在圖4中，示出五個外部電極31。外部電極31經(jīng)FPC等連接于打印機的控制電路(未示出)。
形成在振動板26上的壓電材料層27受到壓電處理以便在其厚度方向被極化。當驅(qū)動電路(IC)100使得任意一個上電極30A(和相應的連接部分30B)的電勢高于作為下電極的振動板26的電勢時，電場沿極化方向(即，沿壓電材料層27的厚度方向)施加在壓電材料層27的對應于該任意的上電極30A的部分上。因此，壓電材料層27的上述部分沿壓電材料層27的厚度方向膨脹并沿平行于壓電材料層27的表面的方向收縮。這樣，如圖3的左部所示，壓電材料層27和振動板26的對應于上電極30A的部分(即致動板14的一部分)變形成向著相應的壓力室12突出的凸形形狀。也就是，致動板14經(jīng)受局部變形(即，單一形態(tài)變形)。因此，壓力室12的容積減小并且該壓力室12中的油墨11的壓力相應增大，從而油墨11從與該壓力室12連通的相應噴嘴24噴出。然后，當上電極30A的電勢等于作為下電極的振動板26的電勢時，壓電材料層27和振動板26的變形部分回復到初始的或原來的扁平形狀，并且壓力室12的容積回復到初始的或原來的大小，從而油墨11從集流腔22被吸入到壓力室12中。
如圖1所示，振動板26的延伸部分28在鄰近于流動通道單元13的折疊部分28A處折疊，從而該折疊部分28A彎曲成截面為大體“U”形形狀，并且從而延伸部分28的遠端部分與流動通道單元13相對。按照這種設置，間接地設置在振動板26的延伸部分28的遠端部分上而壓電材料層27在其之間的驅(qū)動電路(IC)100位于在流動通道單元13上方，從而與流動通道單元13相對。(為了詳細描述，“間接”定義為覆蓋或設置在層表面之上，但是在該層表面和該“間接在上面的”物體之間有一個或多個完整的或基本完整的材料層)。在這種設置中，液體輸送裝置10在其俯視圖中(沿著垂直于流動通道單元13的平面的方向看)的總體尺寸(面積)和流動通道單元13在其俯視圖中的尺寸(面積)沒有大的差別。準確地說，液體輸送裝置10在其俯視圖中的總體尺寸(面積)比流動通道單元13在其俯視圖中的的尺寸(面積)大一個對應于從該流動通道單元13的一個長邊伸出的折疊部分28的尺寸的量。
下面將說明制造根據(jù)第一實施例的液體輸送裝置10的方法。
首先，壓電材料層27通過(1)浮質(zhì)沉積(AD)法；(2)壓電層形成工藝或方法(溶膠-凝膠法)；或者(3)粘接工藝或方法形成在振動板26上。
在壓電材料層27用浮質(zhì)沉積法形成的情況下，浮質(zhì)室充滿諸如鉛鋯鈦(PZT)微粒的壓電材料，并且該微粒被攪動或搖動。隨后，諸如氮氣或氦氣的運載氣體被引入浮質(zhì)室中，以便微粒在氣體中流動，以產(chǎn)生浮質(zhì)。這樣產(chǎn)生的浮質(zhì)以高速從噴嘴噴射到例如由不銹鋼構(gòu)成的振動板26上并且沉積在該振動板26的表面上以提供壓電材料薄膜。
在壓電材料層27用壓電層形成法(溶膠-凝膠法)形成的情況下，壓電材料的金屬醇鹽在溶液系統(tǒng)中進行水解和縮聚處理。在壓電材料層27是由鉛鋯鈦(PZT)形成的情況下，采用例如溶解在甲氧乙醇中的乙酸鉛三水合物、鋯丙氧化物和鈦異丙氧化物的溶液作為原料溶液。該溶液通過旋轉(zhuǎn)噴涂而涂敷在作為基板的振動板26上，以在其上形成薄層，并且所涂敷的溶液被干燥和加熱。通過反復涂敷溶液并干燥和加熱所涂敷的溶液，具有希望厚度的壓電材料層27形成在振動板26上。
在壓電材料層27用粘結(jié)法形成的情況下，例如用鋁形成的基質(zhì)或基板被漿狀溶液涂敷，在該漿狀溶液中諸如PZT的陶瓷粉末與粘合劑樹脂混合并分散在該膠合劑樹脂中，從而提供坯料薄片。在坯料薄片經(jīng)燒制之后，該燒制的薄片用切割器分成具有一定形狀的小片。其后，該壓電材料的小薄片的相對表面之一用導電粘結(jié)劑涂敷，并且作為基板的振動板26被壓緊在該小薄片的涂敷有粘結(jié)劑的表面上。此后，壓電材料的小薄片附著于其上的振動板26與該基質(zhì)分開，從而結(jié)合在振動板26上的壓電材料的小薄片從該基質(zhì)上拆下。這樣壓電材料層27形成在振動板26上。
在上述方法中，利用PZT作為壓電材料形成壓電材料層27。形成壓電材料層27的壓電材料不限于PZT，而是可以用任何其他壓電材料，例如鈦酸鋇、鈦酸鉛以及四水酒石碳酸鈉。
之后，電極圖形30形成在如此形成的壓電材料層27上。在電極圖形30用光刻蝕法形成的情況下，首先導體層形成在該壓電材料層27的上表面上。然后，由光敏樹脂形成的保護膜形成在該導體層的上表面。然后紫外線(UV射線)通過形成有規(guī)定圖形的光掩膜施加于該保護膜，從而圖形印刷在該保護膜上。經(jīng)過對紫外線暴光后，保護膜的沒有暴露于紫外線并保持可溶的部分用顯影液溶解。通過使用這樣形成的保護膜圖形作為蝕刻掩膜，導體層的沒有用保護膜覆蓋的部分被蝕刻掉，從而在壓電材料層27上形成與電極圖形30對應的所希望的圖形。電極圖形30可以以別的方式形成。例如，電極圖形30可以直接印刷壓電材料層27上?？蛇x地，在導體層形成在壓電材料層27上之后，該導體層可以用激光分成或形成相應于電極圖形30的所希望的圖形。
在如上所述形成電極圖形30之后，在上電極30A和作為下電極的振動板26之間施加電場，該電場比進行通常的噴墨操作時所施加的電場強，從而設置在上下電極之間的壓電材料層27在其厚度方向被極化。
然后，驅(qū)動電路(IC)100連接于振動板26，壓電材料層27在它們之間。驅(qū)動電路(IC)100例如通過回流焊接固定于例如電極圖形30的連接部分30B以及壓電材料層27上的電極31B。
同時，噴嘴板16、集流腔板17、流動通道板18和壓力室板19相互疊放并相互結(jié)合并且這些板16-19相互定位。在板16-19中，具有通過蝕刻預先形成的對應于噴嘴24、集流腔22等的孔。
然后，致動板14和流動通道單元13相互疊放并相互結(jié)合，同時致動板14的振動板26相對于流動通道單元13的壓力室板19定位。其后，從流動通道單元13延伸或伸出的振動板26的延伸部分28被折疊以與流動通道單元13相對，因而經(jīng)壓電材料層27固定于延伸部分28的驅(qū)動電路(IC)100位于流動通道單元13的上方。這樣，制成液體輸送裝置10。
在根據(jù)所示第一實施例構(gòu)造的該液體輸送裝置10中，驅(qū)動電路(IC)100間接安裝在振動板26的延伸部分28上，而壓電材料層27位于它們之間，延伸部分28從流動通道單元13延伸，并且延伸部分28被折疊以與流動通道單元13相對。按照這種設置，整個裝置10在其俯視圖中的面積可以做得比較小，這能夠減小其內(nèi)設置該裝置10的打印機殼體或框架(未示出)的尺寸。
由于延伸部分28從長方形流動通道單元13的平行于壓力室12的行的長邊延伸，因此能夠增加電極圖形30的連接部分30B的間距，該連接部分在該流動通道單元13上面的驅(qū)動電路(IC)100和上電極30A之間延伸。
在根據(jù)所示第一實施例的該液體輸送裝置10中，振動板26由導電材料制造，并且電場施加在該振動板26和疊放在該壓電材料層27上的電極圖形30之間。根據(jù)這種設置，振動板26起電極的作用，由所有的壓力室12共享。在本實施例中，具體說，壓電材料層27形成為位于電極圖形30和振動板26之間，從而壓電材料層27起電絕緣層的作用，它使電極圖形30和振動板26相互電絕緣。
在通過壓電材料層27的變形來致動壓力室12的情況下，需要在振動板26的至少一部分區(qū)域上形成壓電材料層，該區(qū)域?qū)趬毫κ?2。(在下文中，振動板26的上述區(qū)域稱之為“壓電材料層必要部分”)。在本實施例中，該液體輸送裝置10包括多個壓力室12，需要至少在分別對應于該多個壓力室12的區(qū)域的每個部分上形成壓電材料層，也就是至少在分別對應于多個壓力室12的多個壓電材料層必要部分的每個上形成壓電材料層。有鑒于此，在本實施例中，單個壓電材料層27作為包括多個壓電材料層必要部分的連續(xù)區(qū)域形成在振動板26的整個上表面上。
壓電材料層可以以別的方式形成。例如，壓電材料層可以只形成在單個區(qū)域(一個區(qū)域)上，該區(qū)域構(gòu)成振動板26的整個上表面的一部分，這一部分包括上述的多個壓電材料層必要部分。可選地，多個壓電材料層可以分別形成在多個區(qū)域，其中每個區(qū)域包括多個必要部分的每個。壓電材料層可以按照不同于上述的設置形成。
具體地說，可以形成單個的壓電材料層從而提供在該整個電極圖形30和振動板26之間?？蛇x地，可以形成多個壓電材料層從而多個壓電材料層的每個只出現(xiàn)在電極圖形30的多個電極片的每個和振動板26之間。在這種設置中，防止電極圖形30的電極片的任何部分與振動板26直接接觸從而避免該電極片和振動板26之間電短路。
在壓電材料層27由浮質(zhì)沉積法形成在振動板26上的情況下，壓電材料層27能夠在較短的時間周期內(nèi)形成。
在壓電材料層27由壓電層形成工藝或方法(溶膠-凝膠法)形成在振動板26上的情況下，其中原料溶液被涂敷在振動板26上并對所涂敷的溶液加熱，該壓電材料層27能夠均勻地形成在振動板26上。
在壓電材料層27由粘接法形成的情況下，其中燒制的坯料片材粘接在振動板26上，防止振動板26由于其上的壓電材料層27的變形而損壞。
第二實施例下面參考圖5描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例構(gòu)造的液體輸送裝置40。在這個第二實施例中，在第一實施例中所用的同樣的附圖標記用于標記相應的零部件并且其詳細說明將被省去。
在根據(jù)第二實施例構(gòu)造的液體輸送裝置40中，壓電材料層42形成在對應于流動通道單元13的振動板26的上表面的第一個半?yún)^(qū)域中，同時由合成樹脂制成的絕緣層43例如形成在對應于延伸部分28的振動板26的上表面的第二個半?yún)^(qū)域。電極圖形44形成為在其上形成有壓電材料層27的振動板26的第一區(qū)域和其上形成有絕緣層43的振動板26的第二區(qū)域的上方延伸。電極圖形44的結(jié)構(gòu)類似于第一實施例中的電極圖形30的結(jié)構(gòu)。
在本液體輸送裝置40中，振動板26由導電材料制造，并且電極圖形44設置成在形成于振動板26上的壓電材料層42和絕緣層43兩者的上方延伸。根據(jù)這種設置，夾在電極圖形44和振動板26之間的壓電材料層42(其為鐵電材料)的區(qū)域可以減小，以便減小電極圖形44和振動板26之間的電容。
在本實施例中，壓電材料層42可以形成為疊放在振動板26的分別對應于每個壓力室12的區(qū)域的至少每個部分上，也就是，至少在多個壓電材料層必要部分的每個上。具體地說，壓電材料層可以形成在，例如，包括多個必要部分的單個區(qū)域上?？蛇x地，多個壓電材料層可以分別形成在多個區(qū)域，其中每個區(qū)域包括多個壓電材料層必要部分的每個。在如上所述形成壓電材料層的情況下，絕緣層43可以形成在其上沒有形成壓電材料層的振動板26的區(qū)域的至少一部分上(以下該區(qū)域稱之為“無壓電材料層形成區(qū)”)。換句話說，絕緣層43可以形成在無壓電材料層形成區(qū)的至少一部分上，這部分對應于電極圖形44。具體的說，單個的絕緣層可以形成在覆蓋無壓電材料層形成區(qū)的多個部分的單個區(qū)域，這些部分分別對應于電極圖形44的多個電極片?？蛇x地，多個壓電材料層可以分別形成在無壓電材料層形成區(qū)的多個部分，這些部分分別對應多個電極圖形44的電極片。在這種設置中，防止電極圖形44所有的電極片的任何部分直接接觸振動板26，因而避免電極便和振動板26之間電短路。
第三實施例下面參考圖6說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例構(gòu)造的液體輸送裝置。在這個第三實施例中，在第一實施例中所用的同樣的附圖標記用于標記相應的零部件并且其詳細說明將被省去。
在該液體輸送裝置中，致動板51的振動板52由諸如聚酰亞胺的合成樹脂的絕緣材料制造。在振動板52的上表面上形成有下電極53。具體地說，下電極53是至少形成在振動板52的區(qū)域的單個連續(xù)層的形式，該區(qū)域包括其對應于各自的壓力室12的壓電材料層必要部分。
下電極經(jīng)形成在振動板26上的連接部分(未示出)連接于驅(qū)動電路(IC)100的接地線，驅(qū)動電路(IC)100直接安裝在延伸部分28(如前面提到的，在這個裝置中所用的直接是指與安裝在其上的層接觸)。壓電材料層54間接形成在對應于流動通道單元13的振動板26上表面的大致半個區(qū)域，使得壓電材料層54與3振動板52結(jié)合而將下電極53夾在其中，盡管在這個例子中，該壓電材料層可以以同樣的周邊區(qū)域直接在振動板52的上方并與振動板52接觸。在這樣形成的壓電材料層44上，形成有電極圖形，其包括多個上電極55A和多個連接部分55B。更具體地說，電極圖形55包括多個對應于各自的壓力室12的電極片，并且每個電極片包括一個形成在壓電材料層54對應于相應的壓力室12的位置的上電極55A和從該上電極55A延伸以便在振動板52的延伸部分28的上方延伸并連接于驅(qū)動電路(IC)100。
在本液體輸送裝置50中，其中振動板52由絕緣材料形成，其不必在電極圖形55的連接部分55B和振動板52的延伸部分28之間提供任何絕緣結(jié)構(gòu)。
在本實施例中，壓電材料層54可以形成為間接地至少被支撐在振動板26的區(qū)域的每個部分，這些區(qū)域分別對應于多個壓力室12。其細節(jié)在第一和第二個實施例解釋。為了防止電極圖形55的所有的電極片和下電極53之間的電短路，希望多個壓電材料層分別形成在至少多個區(qū)域上，在每個區(qū)域，電極圖形55的多個電極片的每個與下電極531相互重疊，或者希望單個的壓電材料層形成在包括上述多個重疊區(qū)域的至少單個的區(qū)域上，在壓電材料層沒有形成在多個重疊區(qū)域的任何區(qū)域的情況下，絕緣層可以形成在該區(qū)域，以便避免相應的電極片和下電極53之間的電短路。
第四實施例下面參考圖7-15描述根據(jù)本發(fā)明第四實施例構(gòu)造的液體輸送裝置。這個第四實施例的液體輸送裝置60也是用于噴墨打印機(未示出)的噴墨記錄頭。在下面的描述中，在第一實施例中所用的同樣的附圖標記用于標記相應的零部件并且其詳細說明將被省去。
如圖7所示，該液體輸送裝置60包括由諸如不銹鋼的導電金屬材料形成的大體為長方形的振動板62。流動通道單元13粘接在該振動板62的相對表面之一(即振動板62的下表面)。振動板62包括從流動通道單元13的長邊延伸的延伸部分63，其平行于噴嘴24的行。延伸部分63折疊成大致U形的形狀，從而其遠端部分與流動通道單元13相對。絕緣層64形成為疊放在該振動板62的相對表面中的另一個整個表面(即振動板62的上表面)上，該表面與其上粘接有流動通道單元13的上述一個表面相對。該絕緣層64由諸如礬土的陶瓷材料形成，具有電絕緣性能和極好的熱傳導性。壓電材料層65形成為疊放在絕緣層64的上表面的基本整個部分上，這個部分對應于流動通道單元13，使得壓電材料層65與絕緣層64結(jié)合將電極圖形67(在下面描述)夾在其之間。而且，驅(qū)動電路(IC)100經(jīng)形成在延伸部分63的絕緣層64用絕緣的粘接劑66粘接在該振動板62的延伸部分63的遠端部分。
在絕緣層64的上表面，形成有電極圖形67，其包括多個單個的下電極67A和多個連接部分67B，更具體的說，電極圖形67包括多個對應與各自壓力室12的電極片，并且每個電極片包括單個的下電極67A和一個連接部分67B，該下電極67A形成在絕緣層64對應于相應的壓力室12的位置，連接部分67B從單個的下電極67A延伸使得它在振動板62的延伸部分63的上方延伸并用焊接連接于驅(qū)動電路(IC)100。在壓電材料層65的幾乎整個上表面上，形成有上公用電極68(相應于本發(fā)明的“上電極”)。連接部分(未示出)形成在絕緣層64的上表面從而上公用電極68在振動板62的延伸部分63的上方延伸，以便用焊接連接于驅(qū)動電路(IC)100的接地線。而且，連接于驅(qū)動電路(IC)100的多個外部電極69形成在延伸部分的遠端。如圖8所示，F(xiàn)PC(柔性印刷電路板)70通過焊接連接于多個外部電極69，用于使驅(qū)動電路(IC)100和打印機的控制電路(未示出)相互連接。
在延伸部分63的遠端，散熱部件72形成在振動板62的上述一個相對的表面上，這個表面位于振動板62的相對側(cè)之一上，靠近流動通道單元13并且與其上安裝有驅(qū)動電路(IC)100的振動板62的另一個表面相對，而絕緣層64夾在其之間。散熱部件72設置成使得從驅(qū)動電路(IC)100產(chǎn)生的熱能夠散去。散熱件72包括疊放在振動板62上的三個金屬板，以便相互粘接并且其中每個具有長方形形狀，其尺寸稍稍地或多少有點大于驅(qū)動電路(IC)100的尺寸。在本實施利中，構(gòu)成散熱部件72的三個金屬板是依次疊放在振動板62上的第一散熱板73A、第二散熱板73B、和第三散熱板73C。散熱部件72具有類似于包括板19、18、17并構(gòu)成流動通道單元13的層疊結(jié)構(gòu)的層疊結(jié)構(gòu)。換句話說，第一散熱板73A由與壓力室板19的金屬板相同金屬材料制成的金屬板形成，并且與壓力室板19的金屬板具有同樣的厚度。第二散熱板73B由與流動通道板18的金屬板相同金屬材料制成的金屬板形成，并且與流動通道板18的金屬板具有同樣的厚度。第三散熱板73C由與集流腔板17的金屬板相同金屬材料制成的金屬板形成，并且與集流腔板17的金屬板具有同樣的厚度。形成散熱部件72的最外面第三散熱板73C具有多個散熱凹槽74，每個具有槽形，以便沿平行于噴嘴24的行的流動通道單元13的長邊方向延伸。
如此構(gòu)造的液體輸送裝置60容納在殼體75中，如圖8所示。殼體75由合成樹脂形成，例如，包括相互結(jié)合的外部件76和內(nèi)部件77。外部件76是向上開口和向下開口的框架裝形狀。流動通道單元13安裝在具有長方形形狀下開口78內(nèi)并形成該外部件76的下表面，由此液體輸送裝置60由外部件76固定，而噴嘴板16露出在殼體75的外表面。內(nèi)部件77大體為板件并安裝在外部件76內(nèi)以便覆蓋外部件76的上開口。內(nèi)部件77在其內(nèi)表面具有凸起部分79，其伸向流動通道單元13使得其遠端鄰靠在上公用電極68的上表面。外部件76具有形成下開口周邊以便向內(nèi)伸出的支撐部分80。噴嘴板16以與支撐部分80鄰靠接觸的方式固定。流動通道單元13被夾在凸起部分79和支撐部分80之間相對于殼體75沿垂直方向定位。在外部件76和內(nèi)部件77之間形成一個在垂直方向延伸的插入孔81。振動板62的延伸部分63的折疊部分通過該插入孔81插入，從而延伸部分63的遠端部分位于在流動通道單元13之上。內(nèi)部件77具有形成在其上表面的階梯式安裝凹槽82。振動板62的延伸部分63的遠端部分由粘接劑83結(jié)合于該安裝凹槽82，其中驅(qū)動電路IC(100)與該安裝凹槽82的上表面鄰靠接觸的方式被固定，同時散熱部件72暴露于殼體75的外部。
下面將參考圖9-圖15詳細說明制造該液體輸送裝置60的方法。
首先，通過由蝕刻在金屬板上進行的沖切操作，形成一個圖9所示的板件85作為振動板62的預加工件。該板件85包括長方形的振動板62和圍繞該振動板62的長方形的框架件85A。振動板62和框架件85A由多個連接部分85B相互連接。振動板62具有油墨供給孔86，通過油墨供給孔86油墨從外部油墨容器(未示出)供給集流腔22。
類似地，通過由蝕刻在金屬板上進行的沖切操作，形成一個圖10所示的板件87作為壓力室板19的預加工件。該板件87包括壓力室板19、第一散熱板73A和長方形框架件87A，其通過多個連接部分87B、87C相互整體地連接。在板件87中，在其與框架件87A形成為整體的壓力室板19和第一散熱板73A之間的位置關(guān)系處于平面姿態(tài)而不被折疊。壓力室板19具有設置成之字形的或交錯形式的多個壓力室12和油墨供給孔88，通過油墨供給孔88，油墨從外部引進集流腔22。
類似地，通過由蝕刻在金屬板上進行的沖切操作，形成一個圖11所示的板件90作為流動通道板18的預加工件。該板件90包括流動通道板18、第二散熱板73B和長方形框架件90A，其通過多個連接部分90B和90C相互整體地連接。在板件90中，流動通道板18和第二散熱板73B之間的位置關(guān)系與當液體輸送裝置60處于振動板62處于平面姿態(tài)而沒有折疊時的狀態(tài)時同樣的。流動通道板18具有集流腔通道20和對應于相應的壓力室12的壓力通道21，以及與集流腔22連通的于沒供給孔91。
類似地，通過由蝕刻在金屬板上進行的沖切操作，形成一個圖12所示的板件92作為集流腔板17的預加工件。該板件92包括集流腔板17和第三散熱板73C以及長方形的框架件92A，其通過多個連接部分92B和92C相互整體地連接。在板件92中，集流腔板17和第三散熱板73C之間的位置關(guān)系與當液體輸送裝置60處于振動板62處于平面姿態(tài)而沒有折疊時的狀態(tài)時同樣的。集流腔板17具有集流腔22，其經(jīng)油墨供給孔86、88、91和與相應的壓力通道21連接噴嘴通道23與外部油墨容器連通。第三散熱板73C具有多個散熱凹槽74。板件97、90、92對應于本發(fā)明中“加工成形板件”，集流腔板17、流動通道板18和壓力通道板19對應與本發(fā)明中的“流動通道單元形成板”，并且第一、第二和第三散熱板73A、73B、73C對應于本發(fā)明中的“散熱部件形成板”。
噴嘴板16由通過受激準分子激光器在聚酰亞胺樹脂材料上進行的沖切操作形成，使噴嘴24形成在相應的位置以便對應于相應的噴嘴通道23，如圖13所示。
在各板件85、87、90、92的結(jié)合表面用環(huán)氧型熱固性粘接劑涂敷之后，這些板85、87、90、92一個重疊在另一個上面，同時它們相互定位，如圖14A所示。這樣重疊的板85、87、90、92夾在夾緊裝置94A和94B之間并被緊緊地壓緊，并且被加熱以便固化粘接劑。因此，位于在圖14A左側(cè)部分的振動板62、壓力室板19、流動通道板18和集流腔板17的疊放和粘接(在流動通道單元13側(cè)面上的振動板62的一個縱向相對部分)，和位于在圖14A右側(cè)部分的振動板62、第一至第三散熱板73A-73C的疊放和粘接(在散熱部件72側(cè)面上的振動板62另一個縱向相對部分)可以同時進行。因此，流動通道單元13和散熱部件72形成并粘接在振動板62的一個相對表面上，從而形成一個一體的主體。
其次，如圖14B所示，例如，按照浮質(zhì)沉積(AD)法、溶膠-凝膠法、濺射法、或CVD(化學氣相沉積)法，通過將諸如礬土的絕緣材料堆積在包括振動板62的板件85上形成絕緣層64。
然后，如圖14C所示，例如，通過上述光刻蝕法在絕緣層64的上表面形成電極圖形67和外部電極69。
接著，如圖15A所示，按照浮質(zhì)沉積(AD)法、溶膠-凝膠法、濺射法、或CVD(化學氣相沉積)法，通過將諸如鉛鋯鈦(PZT)的壓電材料堆疊積在絕緣層64和電極圖形67上上形成壓電材料層65。
還有，例如，通過上述光刻蝕法在絕緣材料層65和絕緣層64的上表面形成公用的上電極68和從上電極68延伸的連接部分。
其后，如圖15B所示，用熱固性粘結(jié)劑將噴嘴板16粘結(jié)在集流腔板17的下表面。
隨后，如圖15C所示，用絕緣的粘結(jié)劑66將驅(qū)動電路(IC)100粘結(jié)在振動板62的延伸部分63的遠端部分，而絕緣層在其之間。而且，驅(qū)動電路(IC)100用，例如，回流焊接連接于電極圖形67的連接部分67B，公用上電極68和外部電極69的連接部分。
然后，如圖15D所示，拆開板件85的連接部分85B，板件87的連接部分87B、87C，板件90的連接部分90B、90C，板件92的連接部分92B、92C，以便分離框架件85A、87A、90A、92A?？蚣芗?5A、87A、90A、92A的分離是，例如，用具有對應于切割線的邊緣模具施加剪切力進行的。因此，制成本實施例的液體輸送裝置60。
在所示的第四個實施例中，散熱部件設置在驅(qū)動電路(IC)100附近，驅(qū)動電路(IC)100間接安裝在振動板62的延伸部分63上，而絕緣粘結(jié)劑66和絕緣層64在其之間，因此驅(qū)動電路(IC)100產(chǎn)生的熱從散熱部件散去。
在根據(jù)所示的第四實施例構(gòu)造的液體輸送裝置60中，由陶瓷材料形成的絕緣部件64疊放在由金屬材料形成的振動板62上，而驅(qū)動電路(IC)100經(jīng)粘結(jié)劑66安裝在結(jié)緣層64上，同時散熱部件72粘接在振動板62的上述一個相對的表面，該相對的表面與驅(qū)動電路(IC)100間接安裝在其上的振動板62的上述另一個表面相對。按照這種設置，驅(qū)動電路(IC)100產(chǎn)生的熱通過金屬的振動板62和具有良好的熱傳導性的陶瓷絕緣層64有效地傳輸?shù)缴岵考?2。
在根據(jù)所示的第四實施例構(gòu)造的液體輸送裝置60中，由具有絕緣性質(zhì)的陶瓷材料形成的絕緣層64形成在由金屬材料形成的振動板62上，而壓電材料層65和用于對壓電材料層65施加電場的電極圖形67形成在絕緣層64上。按照這種設置，電極圖形67和振動板62能夠高度可靠地相互絕緣。
由于散熱部件72和流體通道單元13用同樣的金屬材料形成，散熱部件72的預加工件和流體通道單元13的預加工件可以共同相互制造，這導致該裝置60的制造成本減少。
通過堆疊多個金屬板件87、90、92形成流體通道單元13，并且通過堆疊多個金屬板件87、90、92也形成散熱部件72，因此流體通道單元13的形成和散熱部件72的形成可以同時進行，從而可以減少制造該裝置60所需要的步驟。
形成在散熱部件表面的多個散熱凹槽74能夠有效增加散熱部件72的表面積，因此散熱部件72具有高散熱效率。
還有，散熱部件72由殼體75固定，以便暴露于殼體的外表面，確保良好的散熱。
由于金屬板87、90、92提供給流動通道單元13的各板19、18、17和散熱部件72的各板73A、73B、73C，因此板19、18、17粘接于振動板62和板73A、73B、73C粘接于振動板62可以在一個步驟中同時進行，有效地減少了制造該裝置60所需要的步驟。在所示的第四個實施例中，在公用上電極68已經(jīng)形成在壓電材料層65上之后噴嘴板16粘接于集流腔板17的下表面。然而，當板件85、87、90、92在圖14A所示的步驟中相互疊放并相互粘接時，噴嘴板16可以粘接于供給板件92的集流腔板17。在這種情況下，希望噴嘴板16的預加工件是金屬板，噴嘴24通過蝕刻形成在其上。上述制造根據(jù)第四實施例的液體輸送裝置60的方法可以分別應用于制造根據(jù)第一、第二和第三實施例所示的液體輸送裝置10、40和50。
第五實施例下面將參考圖16描述根據(jù)本發(fā)明第五實施例構(gòu)造的液體輸送裝置60A。在這個第五實施例中，與第一和第四實施例所用的同樣的附圖標記用來標記相應的零部件，并且其詳細說明被省去。
在液體輸送裝置60A中，振動板62的延伸部分63以近似90度的角度折疊，如圖16所示。液體輸送裝置60A容納在噴墨記錄頭的殼體(未示出)內(nèi)，其中延伸部分63如上所述被折疊。這種設置如在該俯視圖中所見能夠有效減少該裝置60A的面積，因而減小該裝置60A的尺寸。第五實施例的液體輸送裝置60A的散熱部件72沒有形成在圖7的裝置的散熱部件上的散熱凹槽74。
第六實施例下面將參考圖17描述根據(jù)本發(fā)明第六實施例構(gòu)造的液體輸送裝置60B。在這個第六實施例中，與第一和第四實施例所用的同樣的附圖標記用來標記相應的零部件，并且其詳細說明被省去。
第六實施例的液體輸送裝置60B具有由第一散熱板96以及第二和第三散熱板73B、73C構(gòu)成的散熱部件95。第二和第三散熱板73B、73C只設置在延伸部分63的遠端部分，同時第三散熱板96設置成在這整個延伸部分63上延伸并且在其一端連接于流動通道單元13的壓力室板19。槽形的多個散熱凹槽97形成在位于流動通道單元13和第二散熱板73B之間的第一散熱板96的外表面，以便散熱凹槽97沿平行于噴嘴24的行的方向延伸。散熱凹槽97不僅有效地增加散熱效率，而且使延伸部分63能夠彎曲成具有穩(wěn)定的曲率。如上所述，散熱部件和散熱凹槽的構(gòu)形或結(jié)構(gòu)可以適當?shù)馗淖儭?br>
雖然為了說明的目的上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應當明白，本發(fā)明不限于所示實施例的細節(jié)，而是可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所做的各種變換和修改來實施，而不脫離本發(fā)明的由權(quán)利要求所限定的實質(zhì)和范圍。
在每個所示的實施例中，已經(jīng)描述了噴墨記錄頭形式的液體輸送裝置。本發(fā)明的原理同樣可以用于通過利用壓電陶瓷輸送液體的微型泵。
根據(jù)本發(fā)明的液體輸送裝置從與相應的壓力室連通的噴嘴(開口)輸送各種狀態(tài)的油墨，例如，滴狀的或霧狀的。而且該裝置通過噴射、發(fā)射、噴流、噴發(fā)等方式輸送液體。
權(quán)利要求
1.一種液體輸送裝置，包括流動通道單元(13)，其包括開口(24)和容納液體并與開口連通的壓力室(12)；部分地構(gòu)成壓力室的振動板(26、52、62)；直接或間接疊放在振動板上的壓電材料層(27、42、54、65)，并且當向壓電材料層施加電場時壓電材料層變形，從而振動振動板，以通過開口從壓力室輸送液體；以及向壓電材料層施加電場的電極圖形(30、30A、30B；44、44A、44B；55、55A、55B；67、67A、67B)和驅(qū)動電路(100)，液體輸送裝置的特征在于，驅(qū)動電路和電極圖形直接或間接地設置在振動板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的液體輸送裝置，其特征在于，電極圖形(30、44、55、67)包括尺寸小于壓力室的電極(30A、44A、55A、67A)和從電極的一端延伸并連接于驅(qū)動電路的連接部分(30B、44B、55B、67B)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的液體輸送裝置，其特征在于，流動通道單元具有大體為平面的形狀，并且振動板包括從流動通道單元一側(cè)邊延伸的延伸部分(28、63)，驅(qū)動電路直接或間接地安裝在該延伸部分上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的液體輸送裝置，其特征在于，延伸部分折疊成與流動通道單元相對。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的液體輸送裝置，其特征在于，流動通道單元具有大體為長方形的形狀，并且振動板的延伸部分從流動通道單元的相對長邊之一延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4的液體輸送裝置，包括多個壓力室，該多個壓力室包括設置成行的壓力室，流動通道單元具有大體為長方形的形狀，振動板的延伸部分從流動通道單元的平行于該多個壓力室的行的一側(cè)邊延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4的液體輸送裝置，還包括設置在驅(qū)動電路附近的散熱部件(60、72、95)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的液體輸送裝置，其特征在于，散熱部件結(jié)合于振動板的相對表面之一，該表面與其上直接或間接地安裝有驅(qū)動電路的相對表面中的另一個相對。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的液體輸送裝置，其特征在于，散熱部件由金屬材料構(gòu)成，該金屬材料與構(gòu)成流動通道單元的至少一部分的金屬材料相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的液體輸送裝置，其特征在于，該流動通道單元由多個金屬板構(gòu)成，該多個金屬板一個疊放在另一個上，并且每個金屬板具有用于形成至少一個流動通道的至少一個孔，并且散熱部件由多個金屬板構(gòu)成，該多個金屬板一個疊放在另一個上，并且該多個金屬板與用于形成流動通道單元的多個金屬板相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的液體輸送裝置，其特征在于，散熱部件具有形成在其表面上的多個散熱凹槽(74、97)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的液體輸送裝置，還包括殼體(75、76、77)，流動通道單元和振動板容納在該殼體中并且該殼體固定散熱部件以將其暴露于殼體的外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項的液體輸送裝置，其特征在于，振動板由導電材料形成，并且壓電材料層形成為疊放在振動板的一個區(qū)域的至少一部分上，該區(qū)域?qū)趬毫κ?，電極圖形疊放在壓電材料層上，液體輸送裝置設置成使得電場施加在電極圖形和振動板之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的液體輸送裝置，其特征在于，壓電材料層至少形成在振動板的對應于電極圖形的區(qū)域上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項的液體輸送裝置，其特征在于，振動板由導電材料形成，并且壓電材料層形成為疊放在振動板的一個區(qū)域的至少一部分上，該區(qū)域?qū)趬毫κ?，該液體輸送裝置還包括電絕緣層(43)，其形成在振動板的沒有形成壓電材料層的區(qū)域的至少一部分上，電極圖形形成為在壓電材料層和電絕緣層上延伸，液體輸送裝置設置成使得電場施加在電極圖形和振動板之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的液體輸送裝置，其特征在于，壓電材料層形成在振動板的一個區(qū)域的至少一部分上，該區(qū)域?qū)陔姌O圖形，并且電絕緣層形成在該區(qū)域的至少另一部分上。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項的液體輸送裝置，其特征在于，振動板由導電材料形成，并且壓電材料層形成為疊放在振動板的一個區(qū)域的至少一部分上，該區(qū)域?qū)趬毫κ?，下電極(53)設置在壓電材料層和振動板之間，電極圖形疊放在壓電材料層上，液體輸送裝置設置成使得電場被施加在電極圖形和下電極之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的液體輸送裝置，其特征在于，壓電材料層至少形成在振動板的一個區(qū)域上，其中在該區(qū)域內(nèi)電極圖形和下電極相互重疊。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項的液體輸送裝置，還包括電絕緣層(64)，其用具有電絕緣性質(zhì)的陶瓷材料形成在振動板上，驅(qū)動電路安裝在振動板的延伸部分上，在驅(qū)動電路和振動板之間具有電絕緣層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的液體輸送裝置，其特征在于，電極圖形(67A、67B)形成在電絕緣層上，而壓電材料層(65)形成在電絕緣層的對應于壓力室的區(qū)域的至少一部分上，其間設置有電極圖形，該液體輸送裝置還包括上電極(68)，上電極形成為疊放在壓電材料層上并設置成使得電場施加在上電極和電極圖形之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項的液體輸送裝置，其特征在于，壓電材料層用浮質(zhì)沉積法形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項的液體輸送裝置，其特征在于，壓電材料層用壓電層形成法形成，該方法包括將用于形成壓電材料層的原料溶液涂敷在將要在其上形成壓電材料層的基板上并加熱所涂敷的溶液。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項的液體輸送裝置，其特征在于，壓電材料層用粘接法形成，該方法包括燒制用于形成壓電材料層的坯料片材，并將該燒制的坯料片材粘接在將要在其上形成壓電材料層的基板上。
24.一種由根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項的液體輸送裝置構(gòu)成的噴墨記錄頭，其特征在于，儲存在壓力室的液體是油墨，其通過與壓力室連通的開口輸送到該裝置的外部。
25.一種制造液體輸送裝置的方法，該液體輸送裝置包括流動通道單元(13)，該流動通道單元包括開口(24)和容納液體并與該開口連通的壓力室(12)；粘接于該流體通道單元并部分地構(gòu)成該壓力室的振動板(62)；直接或間接地形成在該振動板上的壓電材料層(65)，當向其施加電場時該壓電材料層變形，從而振動該振動板，以通過該開口從壓力室輸送液體，該方法包括利用沖切法形成多個加工成形板件(87、90、92)，在沖切中金屬板件經(jīng)受沖切操作，該多個加工成形板件中每個包括框架部件(87A、90A、92A)、流動通道單元形成板(17、18、19)，其部分地構(gòu)成該流動通道單元并單獨結(jié)合于該框架部件、以及散熱部件形成板(73A、73B、73C；96、73B、73C)，其部分地形成散熱部件并單獨結(jié)合于該框架部件；形成一體的主體，其中至少一部分流動通道單元和散熱部件粘接于振動板的相對表面之一，通過將該多個加工成形板件和該振動板一個疊放在另一個上來形成一體的主體；在振動板的相對表面中的另一個上以預定的順序形成至少一個電極圖形(67、67A、67B)和壓電材料層；在振動板的相對表面中的該另一個上直接或間接地安裝驅(qū)動電路(100)；以及從相應的框架部件上分離該流動通道單元形成板和散熱部件形成板。
全文摘要
一種液體輸送裝置，包括流動通道單元(13)，其包括開口(24)和容納液體并與該開口連通的壓力室(12)；部分地構(gòu)成該壓力室的振動板(26、52、62)；直接或間接疊放在該振動板上的壓電材料層(27、42、54、65)，并且當向壓電材料層施加電場時其變形從而振動該振動板，以通過該開口從壓力室輸送液體；以及向該壓電材料層施加電場的電極圖形(30、30A、30B；44、44A、44B；55、55A、55B；67、67A、67B)和驅(qū)動電路(100)，該液體輸送裝置的特征在于該驅(qū)動電路和電極圖形直接或間接地設置在該振動板上。
文檔編號B41J2/045GK1603112SQ2004100120
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者菅原宏人 申請人:兄弟工業(yè)株式會社