專利名稱：噴墨打印機、噴墨頭和制造噴墨頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨頭、使用噴墨頭的噴墨打印機和制造噴墨頭的方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的、已知的噴墨頭中，一個壓電元件被驅(qū)動，從而擠壓壓電元件附近的壓力室中的墨，并且墨從與壓力室連通的噴嘴中噴出到紙張等記錄介質(zhì)上，從而在記錄介質(zhì)上形成圖像。在這種類型的噴墨頭中，為了得到優(yōu)異的圖像質(zhì)量，有必要從每個噴嘴中均勻地噴墨，并且為了提高噴墨性能，已經(jīng)發(fā)展出了各種技術(shù)。
例如，JP-A-1-178451中所披露的一經(jīng)請求即噴墨類型的噴墨頭中，為了避免由于墨存儲器阻尼效應的減少而引起的墨滴的噴出變得不穩(wěn)定并且為了避免噴嘴之間的相互影響，除了原來的噴嘴外還在噴墨頭中設(shè)有虛擬噴嘴，并且使用虛擬噴嘴吸收噴墨時在墨壓力室中產(chǎn)生的、并且傳輸?shù)焦材鎯ζ髦械膲毫Σā?br> 另外，近年來，已知一種噴墨頭，其中在空腔板中形成多行壓力室，并且一個壓電片連接到空腔板上，在壓力片層中給空腔板的每個壓力室形成一個驅(qū)動電極(所謂的單獨電極)。
在這種類型的噴墨頭中，電壓施加到壓電片的各個驅(qū)動電極上，并且從噴嘴中把與各個電極對應的壓力室中的墨噴出。因此，當施加到各個驅(qū)動電極的電壓驅(qū)動壓電片的各個區(qū)域時，很難從各個噴嘴中均勻地噴出墨滴并且得到優(yōu)異的圖像質(zhì)量。
在近年，為了提高圖像的分辨率，需要使得各個壓力室和驅(qū)動電極的布置間隔變窄。但是，壓電片的每個區(qū)域的特性受到其周圍結(jié)構(gòu)的很大影響。因此，當各個壓力室和驅(qū)動電極的布置間隔變窄時，由于受到這種影響，很難使得各個區(qū)域的特性均勻。

發(fā)明內(nèi)容
特別是在壓電片的驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域之間的邊界上，在那里驅(qū)動電極的布置中斷，由于在其周圍結(jié)構(gòu)中沒有連續(xù)性，在與位于驅(qū)動區(qū)域端部的驅(qū)動電極對應的噴嘴和與位于驅(qū)動區(qū)域中心的驅(qū)動電極對應的噴嘴之間產(chǎn)生噴墨特性的很大差別。順便提及，當把制造驅(qū)動電極的導電漿料涂在未經(jīng)燒結(jié)的壓電陶瓷材料上然后燒結(jié)它從而形成壓電片時，很容易發(fā)生上述的特性之間的差別。
本發(fā)明考慮了這些問題。本發(fā)明的一個目的是提供一種噴墨頭，其中壓電片的各個區(qū)域的特性均勻，并且墨能夠均勻地從各個噴嘴中噴出，還提供一種使用這種噴墨頭的噴墨打印機以及制造這種噴墨頭的方法。
為了實現(xiàn)這個目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，噴墨頭包括一個壓電片，它具有多個單獨電極和一個內(nèi)部電極，和一個驅(qū)動壓電片的板，利用該板驅(qū)動壓電片，并且從噴嘴中排出墨。
壓電片包括一個電極形成區(qū)域，在一個表面上電極形成區(qū)域包括驅(qū)動區(qū)域和環(huán)繞驅(qū)動區(qū)域的非驅(qū)動區(qū)域，在電極形成區(qū)域的整個區(qū)域上還包括多個單獨電極。具體地說，優(yōu)選以相等的間隔在電極形成區(qū)域的整個區(qū)域內(nèi)布置單獨電極。另外，在壓電片的內(nèi)部與電極形成區(qū)域的單獨電極相對形成有內(nèi)部電極。
在壓電片的驅(qū)動區(qū)域中，該板電連接單獨電極，在壓電片的非驅(qū)動區(qū)域中，該板處于不與單獨電極電連接的狀態(tài)，壓電片電連接至驅(qū)動電路，并且驅(qū)動電壓施加到驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極上以驅(qū)動壓電片。
在這種噴墨頭中，由于單獨電極也形成在非驅(qū)動區(qū)域中，在整個驅(qū)動區(qū)域上各個單獨電極的周圍結(jié)構(gòu)基本相同。因此，根據(jù)第一個方面的噴墨頭，能夠限制在驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域之間的邊界區(qū)域上產(chǎn)生周圍結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，并且限制在壓電片中產(chǎn)生不均勻變形。因此，能夠限制在與位于驅(qū)動區(qū)域端部的單獨電極對應的噴嘴和與位于驅(qū)動區(qū)域中心的單獨電極對應的噴嘴之間產(chǎn)生噴墨特性差別。
能夠使得噴墨頭的各個噴嘴的噴墨特性一致，并且墨能夠從各個噴嘴均勻地噴出。因此提高了噴墨打印機的成像質(zhì)量。
順便提及，通常利用燒結(jié)壓電材料(壓電陶瓷材料)來形成壓電片，并且在燒結(jié)的時候周圍結(jié)構(gòu)很大地改變壓電材料的收縮率。當收縮率發(fā)生變化時，由于壓電片各個部分收縮率的變化，發(fā)生其特性的變化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，優(yōu)選形成壓電片使得在包括內(nèi)部電極的片層狀壓電材料的表面上以相等間隔在驅(qū)動區(qū)域中和環(huán)繞驅(qū)動區(qū)域形成多個單獨電極，并且燒結(jié)具有單獨電極的壓電材料。
當這樣形成壓電片時，能夠在燒結(jié)時限制在驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域的邊界上發(fā)生收縮率的變化，并且限制壓電片的特性在邊界區(qū)域的變化。因此，當使用第二個方面的噴墨頭時，能夠提高了噴墨打印機的成像質(zhì)量。
順便提及，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，噴墨頭可以包括一種壓電片，其中多個單獨電極布置在一行中，更希望把本發(fā)明應用到一種包括壓電片的噴墨頭中，在壓電片中多個單獨電極設(shè)置成矩陣形式(即兩維)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，噴墨頭使得多個單獨電極在壓電片的電極形成區(qū)域中布置為矩陣形式。
當單獨電極排列成一行時，盡管在排列方向的兩端周圍結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不連續(xù)，當單獨電極排列成矩陣形式時，在周圍結(jié)構(gòu)中發(fā)生不連續(xù)的區(qū)域變大，并且易于發(fā)生噴墨特性的變化。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，單獨電極可以布置為矩陣形式，進一步運用上述效果。
順便提及，在打印密度變高時，就更能運用本發(fā)明的效果。這是由于隨著打印密度變高，周圍結(jié)構(gòu)的差別對噴墨特性的變化的影響程度變大。因此，當打印密度高時，這是一個非常有效的技術(shù)。
具體地說，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，噴墨頭可以包括連接部分(也稱為公共電極)，它通過壓電片的表面上的通孔電連接內(nèi)部電極。然后，優(yōu)選壓電片的連接部分通過至少兩個或更多個通孔電連接內(nèi)部電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，把兩個或更多個連接系統(tǒng)制備為連接部分和內(nèi)部電極的連接系統(tǒng)，即使中斷了經(jīng)過一個通孔的電連接，連接部分和內(nèi)部電極之間的電連接可以通過另一個通孔得到保持。也就是說，根據(jù)第五個方面的噴墨頭，能夠提高產(chǎn)品的耐用性和可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，優(yōu)選把連接部分設(shè)在壓電片的表面上遠離電極形成區(qū)域的位置。由于內(nèi)部電極起到單獨電極相反極的作用，當通孔和電連接到內(nèi)部電極上的連接部分靠近驅(qū)動區(qū)域時，在壓電片中由于通孔和連接部分的影響可能發(fā)生不均勻變形。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，連接部分設(shè)在遠離電極形成區(qū)域的位置，由于非驅(qū)動區(qū)域介入驅(qū)動區(qū)域和連接部分，能夠把由于連接部分的影響所造成的壓電片的不均勻變形減小到最小。因此，能夠使得各個噴嘴的排墨特性一致。
另外，在噴墨頭中，該板連接驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極和連接部分，并且電連接它們，而且固定到壓電片上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，連接部分設(shè)在壓電片的表面上并且位于板延伸的那一側(cè)的端部。
當提供板使得它相對于壓電片延伸時，很可能從板的延伸側(cè)對壓電片施加剝離板的力，并且當剝離方向上的力施加到壓電片上時，會損壞板和單獨電極之間的接合部分和連接板和連接部分的接合部分，并且改變板和單獨電極或內(nèi)部電極之間的電特性，或者中斷電連接。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，連接部分設(shè)在壓電片的表面上并且位于它在板延伸方向一側(cè)的端部，而且提高了壓電片和板的結(jié)合強度。因此，即使對壓電片施加剝離板的力，也能夠避免由此損壞接合部分。因此，根據(jù)第七個方面的噴墨頭，提高了產(chǎn)品的耐用性和可靠性。
另外，作為本發(fā)明的第八個方面，當壓電片是正方形時，連接部分優(yōu)選設(shè)在壓電片的表面上的角部。然后，連接部分和驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極結(jié)合到板上，并且板固定到壓電片上。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭，由于壓電片的角部結(jié)合到板上，能夠提高壓電片和板的連接強度。另外，連接部分設(shè)在角部，所以能夠把連接部分所造成的壓電片的不均勻變形減少到最小，因此，能夠提供具有優(yōu)異耐用性和優(yōu)異噴墨特性的噴墨頭。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，連接到電極上的凸起接觸部分設(shè)在板上，優(yōu)選將它們設(shè)在驅(qū)動部分的各個單獨電極處和壓電片的連接部分。
在具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭中，當在角部設(shè)有凸起接觸部分時，當壓電片和板彼此面對并且結(jié)合在一起時，在壓電片和板之間形成一個微小間隙。因此，即使細微的灰塵等粘在壓電片上，也能夠防止在連接時灰塵損壞壓電片和板。因此，能夠提高產(chǎn)品的可靠性，并且提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。
順便提及，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，優(yōu)選在壓電片的連接部分處形成兩個或更多凸起接觸部分。當設(shè)有兩個或更多凸起接觸部分時，即使板的電極和內(nèi)部電極通過一個接觸部分的電連接中斷，板的電極和內(nèi)部電極之間的電連接可以通過另一個接觸部分得到保持。因此，提高了噴墨頭的耐用性。
另外，優(yōu)選連接部分的接觸部分和驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極的接觸部分具有相同的高度。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，板能夠均勻地連接連接部分的接觸部分和單獨電極的接觸部分。這樣就能夠避免在裝配時局部載荷施加到板和壓電片上，并且能夠防止產(chǎn)生引起不良接觸的接觸部分。另外，由于各個接觸部分的高度相同，各個接觸部分和板的電極之間的電特性一致，并且墨能夠均勻地從各個噴嘴中噴出。
另外，當壓電片的連接部分的接觸部分和驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極的接觸部分利用焊接連接到設(shè)在板上的電極上時，優(yōu)選接觸部分的表面面積彼此相等。
當利用焊接連接接觸部分和板的電極時，當各個接觸部分的表面面積不同時，附著在接觸部分上的焊料量不同。這時，有一些接觸部分處存在大量焊料，以致不是所有的焊料都能熔化掉并且導致不完全結(jié)合，在另外一些接觸部分處焊料很少，以致焊料蒸發(fā)掉并且導致不完全結(jié)合。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，當表面面積彼此大致相同時，各個接觸部分處的焊料量均勻，這樣就能夠避免出現(xiàn)接觸部分處的不完全結(jié)合。因此，能夠提供具有很高可靠性的噴墨頭。順便提及，當各個接觸部分的表面面積之間的差別程度不大，即面積的差別使得焊料量的均勻程度不會導致接觸部分處的不完全結(jié)合，這種面積差別是允許的，并且表面面積彼此基本相等。
在前面的噴墨頭中，空腔板包括壓力室，壓力室在與驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極對應的位置處朝壓電片一側(cè)敞開，并且空腔板連接到壓電片的后表面。優(yōu)選驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極的接觸部分和壓電片的連接部分的接觸部分相對于空腔板設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極的接觸部分和壓電片的連接部分的接觸部分設(shè)置在壓電片一部分表面上，該表面與連接到壓電片的后表面上的空腔板的結(jié)合表面相對。
空腔板的表面上沒有形成壓力室的那部分區(qū)域(即壓力室的周邊區(qū)域)構(gòu)成了壓電片和空腔室的結(jié)合表面，并且當驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極的接觸部分和壓電片的連接部分的接觸部分設(shè)置在壓電片與壓力室相對的表面上(即在壓力室上方)時，當把板放到壓電片上并且連接板時，這時會產(chǎn)生一個問題，即壓力通過接觸部分施加到壓電片上，并且壓電片沒有被空腔板支撐的區(qū)域會變形和損壞。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，當驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極的接觸部分和壓電片的連接部分的接觸部分形成在空腔板的結(jié)合表面上方的壓電片的表面上時，當把板放到壓電片上并且連接了板時，能夠防止損壞壓電片。因此，能夠提高產(chǎn)量。
另外，在空腔板中，優(yōu)選在與驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極對應的位置上設(shè)置壓力室。在與驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極對應的位置上設(shè)有壓力室的空腔板連接到壓電片的后表面上。
至于設(shè)置在非驅(qū)動區(qū)域、并不起到原始單獨電極作用的虛擬單獨電極，不必在空腔板中初始提供與之對應的壓力室。但是，當不提供壓力室時，由于空腔板與壓電片在非驅(qū)動區(qū)域側(cè)的結(jié)合區(qū)域變寬，在驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域之間的邊界處會發(fā)生壓電片的不均勻變形。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，當對應于非驅(qū)動區(qū)域的單獨電極也設(shè)有虛擬壓力室時，空腔板和壓電片在非驅(qū)動區(qū)域的連接模式變得與在驅(qū)動區(qū)域中的連接模式基本一樣。因此，在驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域之間的邊界處能夠避免產(chǎn)生在壓電片中的不均勻變形。
盡管在上面已經(jīng)描述了噴墨頭的結(jié)構(gòu)，當使用第一到第十四個方面的噴墨頭來構(gòu)造第十五個方面的噴墨打印機時，能夠制造出具有優(yōu)異成像質(zhì)量和非常好的耐用性的噴墨打印機。另外，由于提高了噴墨頭的產(chǎn)量，可以更便宜地提供噴墨打印機。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，在根據(jù)第十六個方面的制造噴墨頭的方法中，在包括內(nèi)部電極的、片層狀壓電材料的表面上的驅(qū)動區(qū)域中和環(huán)繞驅(qū)動區(qū)域以等間隔形成多個單獨電極，然后，燒結(jié)其中形成了單獨電極的壓電材料，從而形成了壓電片，它包括在驅(qū)動區(qū)域中和環(huán)繞驅(qū)動區(qū)域以等間隔設(shè)置的多個單獨電極，并且其中包括與各個單獨電極相對的內(nèi)部電極。然后，電連接壓電片的驅(qū)動區(qū)域中的各個單獨電極和形成在板上用以施加驅(qū)動電壓來驅(qū)動壓電片的單獨電極，并且制造了噴墨頭。
當利用燒結(jié)制造壓電片時，在存在單獨電極的區(qū)域和不存在單獨電極的區(qū)域之間會發(fā)生壓電材料的收縮率的變化，并且在壓電片的各個部分會發(fā)生特性的變化。但是，當在非驅(qū)動區(qū)域中也形成單獨電極時，然后再燒結(jié)壓電材料，那么燒結(jié)時驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域的條件變得基本相同。因此，在燒結(jié)后的壓電片中，在驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域之間的邊界中不會發(fā)生特性變化，并且在驅(qū)動區(qū)域能夠得到一致的排墨特性。因此，能夠制造具有高性能的噴墨頭。


通過下面的詳細描述并且結(jié)合附圖，本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點將變得非常明顯，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印機1的大致結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是分解透視圖，示出了噴墨頭9的大致結(jié)構(gòu)；圖3是分解透視圖，示出了噴墨頭9的層壓結(jié)構(gòu)；圖4是示意性剖面視圖，示出了噴墨頭9的層壓結(jié)構(gòu)；圖5是示出噴嘴板100結(jié)構(gòu)的平面圖；圖6是示出第一集管板300的表面的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖7是示出第二集管板400的表面的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖8是示出第三集管板500的表面的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖9A是示出設(shè)在供應板600中的、用來供墨的通孔612的結(jié)構(gòu)的放大平面圖；圖9B是示出通孔612的結(jié)構(gòu)的放大剖視圖；圖10是示出設(shè)在供應板600中的供墨口601的結(jié)構(gòu)的放大平面圖；圖11是示出設(shè)在孔板700中用來把墨引入的壓擠部分712結(jié)構(gòu)的平面圖；圖12是示出空腔板900表面的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖13是示出壓電片10的表面的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖14A是壓電片10的表面的右側(cè)頂端部分的放大平面圖；圖14B是右側(cè)尾端部分的放大平面圖；圖15A是形成在壓電片10上的單獨電極11、12a的放大平面圖；圖15B是單獨電極12b的放大平面圖；圖16A是壓電片10的單獨電極11、12a的放大剖視圖；
圖16B是單獨電極12b的放大剖視圖；圖17是示出形成在壓電片10上的公共電極31的結(jié)構(gòu)的放大剖視圖；圖18是壓電片10的部分透明平面圖，示出了設(shè)在空腔板900中的墨壓力室911、虛擬墨壓力室912相對于設(shè)在壓電片10上的各個電極之間的位置關(guān)系；圖19是剖視圖，示出了設(shè)置FPC板50前的噴墨頭9的結(jié)構(gòu)；圖20是FPC板50的平面圖，示出了墊52和53的布置；圖21A是FPC板50表面的右側(cè)頂端部分的放大平面圖；圖21B是它的右側(cè)尾端部分的放大平面圖；圖22是FPC板50的放大剖視圖，示出了墊52、53的大致結(jié)構(gòu)；圖23A是剖視圖，示出了FPC板50的墊52和壓電片10的單獨電極11的連接模式；圖23B是剖視圖，示出了FPC板50的墊53和壓電片10的公共電極32的連接模式；和圖24是框圖，示意性地示出了FPC板50的電結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的實施例。圖1是示出噴墨打印機1結(jié)構(gòu)的框圖，噴墨打印機1包括噴墨頭9，本發(fā)明將應用到噴墨頭9上。
這個實施例的噴墨打印機1包括由微型計算機等組成的控制部分3，PC接口5(USB接口是一個典型例子)，由輸送輥等組成的紙張輸送部分6，配備有用戶操作噴墨打印機1所需要的各種鍵的操作部分7，充滿墨的墨箱8，連接墨箱8的噴墨頭9等，噴墨頭9用墨箱8提供的墨形成墨滴，并且將它們從噴嘴111噴出。
個人計算機(PC)等通過PC接口5與噴墨打印機1連接。當通過PC接口5從外部(PC)接收到圖像數(shù)據(jù)時，對噴墨打印機1執(zhí)行控制的控制部分3控制紙張輸送部分6，從而從未示出的饋紙盤中抽出紙張，并且向噴墨頭9輸送紙張。另一方面，控制部分3使得噴墨頭9在主掃描方向上掃描，并且根據(jù)從外部(PC)得到的圖像數(shù)據(jù)控制噴墨頭9，從而墨滴從噴墨頭9的噴嘴111中噴出，并且根據(jù)從外部(PC)得到的圖像數(shù)據(jù)利用墨滴在紙張上形成圖像。這時，在操作噴墨頭9的同時在副掃描方向上紙張輸送部分6輸送紙張。另外，在成像后，控制部分3把其上形成了圖像的紙張排出到未示出的紙張輸出盤上，并且結(jié)束打印操作。
圖2是分解透視圖，示出了噴墨打印機1的噴墨頭9的大致結(jié)構(gòu)。圖3是分解透視圖，示出了噴墨頭9的層壓結(jié)構(gòu)，圖4是示意性剖面視圖，示出了噴墨頭9的層壓結(jié)構(gòu)。
這個實施例的噴墨頭9具有這樣一種結(jié)構(gòu)，即多個大致為長方形的薄金屬板層壓在一起。具體地說，噴墨頭9是一個9層結(jié)構(gòu)，其中9個大致長方形的薄金屬板層壓在一起，并且如圖2到4所示，從下面的層開始，噴嘴板100，蓋板200，第一集管板300，第二集管板400，第三集管板500，供應板600，孔板700，基板800和空腔板900按順序?qū)訅涸谝黄稹?br> 四個大致為梯形的板型壓電片10分別層壓在空腔板900的表面(即上表面)上，它們彼此不重疊。柔性印刷電路板(下面稱之為“FPC”板)50的頂端部分51設(shè)在每個壓電片10的上側(cè)，并且與壓電片10電連接。順便提及，在空腔板900中繞著各個層壓的壓電片10設(shè)有與墨箱8連通的供墨口901。
下面描述各個板。圖5是示出噴嘴板100結(jié)構(gòu)的平面圖，圖6是示出第一集管板300的表面的結(jié)構(gòu)的平面圖。另外，圖7是示出第二集管板400的表面的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖8是示出第三集管板500的表面的結(jié)構(gòu)的平面圖。
如圖3到5所示，在噴嘴板100中，四個近似梯形區(qū)域110中的每個區(qū)域成為一組，并且與所需的打印密度一致地設(shè)有很多具有微小直徑的噴墨噴嘴111。另外，在蓋板200的表面上，四個近似梯形區(qū)域210中的每個區(qū)域成為一組，并且設(shè)有很多起到墨通道作用、具有微小直徑的通孔211。蓋板200的各個通孔211所設(shè)置的位置與噴嘴板100的各個噴嘴111相對，并且當蓋板200和噴嘴板100層壓在一起時，各個通孔211與噴嘴板100的各個噴嘴111連通。
另外，如圖6所示，在第一集管板300中，設(shè)有很多起到墨通道作用、具有微小直徑的通孔311。各個通孔311所設(shè)置的位置與蓋板200的各個通孔211相對(見圖4)，并且當?shù)谝患馨?00和蓋板200層壓在一起時，各個通孔311與蓋板200的各個通孔211連通。
另外，在長度方向上，在第一集管板300中形成了構(gòu)成墨集管流動通道2(見圖4)的凹槽貫通部分312。順便提及，前述的通孔311設(shè)置在凹槽貫通部分312的外周和凹槽貫通部分312所環(huán)繞的多個浮島部分313中。
另外，構(gòu)造多個浮島部分313使得它們的下側(cè)由多個半蝕刻連接件314所支撐。順便提及，每個形成的連接件314的厚度是第一集管板300的厚度的一半。另外，設(shè)有多個在凹槽貫通部分312中延伸的供墨部分315。
另一方面，如圖7所示，在第二集管板400中的長度方向上形成了兩個構(gòu)成墨集管流動通道2的凹槽貫通部分412。第二集管板400的各個凹槽貫通部分412所設(shè)置的位置與第一集管板300的凹槽貫通部分312相對，并且當?shù)诙馨?00和第一集管板300層壓在一起時，凹槽貫通部分412和第一集管板300的凹槽貫通部分312連通(見圖4)。
另外，在凹槽貫通部分412的外周和凹槽貫通部分412所圍繞的多個浮島部分413中設(shè)有很多作為墨通道的、直徑很微小的通孔411。第二集管板400的各個通孔411所設(shè)置的位置與第一集管板300的各個通孔311相對，并且當?shù)诙馨?00和第一集管板300層壓在一起時各個通孔411和第一集管板300的各個通孔311連通。
另外，多個浮島部分413由其上側(cè)為半蝕刻的多個連接件414支撐。順便提及，所形成的每個連接件414的厚度是第二集管板400的厚度的一半。
另外，所提供的多個供墨部分415在凹槽貫通部分412中延伸。第二集管板400的供墨部分415所處的位置與第一集管板300的供墨部分315相對，并且當?shù)诙馨?00和第一集管板300層壓在一起時，供墨部分415與第一集管板300的供墨部分315連通。
另外，如圖8所示，在第三集管板500中的長度方向上形成了兩個構(gòu)成墨集管流動通道2的凹槽貫通部分512。第三集管板500的各個凹槽貫通部分512所設(shè)置的位置與第二集管板400的各個凹槽貫通部分412相對，并且當?shù)谌馨?00和第二集管板400層壓在一起時，凹槽貫通部分512和第二集管板400的凹槽貫通部分412連通。
另外，在凹槽貫通部分512的外周和凹槽貫通部分512所圍繞的多個浮島部分513中設(shè)有很多作為墨通道的、直徑很微小的通孔511。第三集管板500的各個通孔511所設(shè)置的位置基本與第二集管板400的各個通孔411相對，并且當?shù)谌馨?00和第二集管板400層壓在一起時各個通孔511和第二集管板400的各個通孔411連通。
另外，多個浮島部分513的結(jié)構(gòu)為它們由其上側(cè)為半蝕刻的多個連接件514支撐。順便提及，所形成的每個連接件514的厚度是第三集管板500的厚度的一半。
另外，所提供的多個供墨部分515在凹槽貫通部分512中延伸。第三集管板500的各個供墨部分515所處的位置與第二集管板400的供墨部分415相對，并且當?shù)谌馨?00和第二集管板400層壓在一起時，供墨部分515與第二集管板400的供墨部分415連通。
下面描述供應板600、孔板700、基板800和空腔板900。順便提及，圖9A是設(shè)在供應板600中的通孔612的放大平面圖，圖9B是它的放大剖視圖。圖10是設(shè)在供應板600中的供墨口601的放大平面圖。圖11是示出設(shè)在孔板700中用來把墨引入的壓擠部分712結(jié)構(gòu)的平面圖。另外，圖12是示出空腔板900一個表面的結(jié)構(gòu)的平面圖。
在供應板600中，四個近似梯形的區(qū)域610(見圖3)中的每個區(qū)域構(gòu)成一組，并且設(shè)有很多用作墨通道的、具有微小直徑的通孔611和許多用來把墨引入的、具有微小直徑的通孔612(見圖4)。如圖9所示，在供應板600的每個通孔612中，設(shè)有很多防止灰塵進入墨中的過濾器孔613。
供應板600的各個通孔611所設(shè)置的位置與第三集管板500的通孔511相對，并且當供應板600和第三集管板500層壓在一起時，通孔611與第三集管板500的通孔511連通。
另一方面，供應板600的各個通孔612所設(shè)置的位置與第三集管板500的兩個凹槽貫通部分512相對，并且當供應板600和第三集管板500層壓在一起時，通孔612與第三集管板500的兩個凹槽貫通部分512中的一個連通。
另外，在供應板600中，在四個近似梯形的區(qū)域610的外側(cè)設(shè)有多個直徑較小的、用來供墨的供墨口601(見圖3)。供應板600的各個供墨口601所設(shè)置的位置與第三集管板500的各個供墨部分515相對，并且當供應板600和第三集管板500層壓在一起時，各個供墨口601與第三集管板500的各個供墨部分515連通。另外，在供應板600的每個供墨口601中，設(shè)有很多防止灰塵進入墨中的過濾器孔602。
另外，在孔板700中，如圖4所示，四個近似梯形的區(qū)域710中的每個區(qū)域構(gòu)成一組，并且設(shè)有很多用作墨通道的、具有微小直徑的通孔711和很多用來把墨引入的壓擠部分712。孔板700的各個通孔711所設(shè)置的位置與供應板600的各個通孔611相對，并且當孔板700和供應板600層壓在一起時，各個通孔711與供應板600的各個通孔611連通。
另一方面，如圖11所示，孔板700的每個壓擠部分712由進墨口713、出墨口714與連接進墨口713和出墨口714的凹槽貫通部分715構(gòu)成。每個壓擠部分712的進墨口713所設(shè)置的位置與供應板600的每個通孔612大致相對，并且當孔板700和供應板600層壓在一起時，進墨口713與供應板600的每個通孔612連通。
另外，在孔板700中，在四個近似梯形的區(qū)域710的外側(cè)設(shè)有多個用來供墨的供墨口701(見圖3)?？装?00的各個供墨口701所設(shè)置的位置與供應板600的各個供墨口601相對，并且當孔板700和供應板600層壓在一起時，各個供墨口701與供應板600的各個供墨口601連通。
另外，在基板800中，四個近似梯形的區(qū)域810中的每個區(qū)域構(gòu)成一組，并且設(shè)有很多用作墨通道的、具有微小直徑的通孔811和用來把墨引入的、具有微小直徑的通孔812?；?00的各個通孔811所設(shè)置的位置與孔板700的各個通孔711相對，并且當基板800和孔板700層壓在一起時，各個通孔811與孔板700的各個通孔711連通。
另一方面，基板800的各個通孔812所設(shè)置的位置與孔板700的各個壓擠部分712的出墨口714相對，并且當基板800和孔板700層壓在一起時，各個通孔812與孔板700的各個壓擠部分712的出墨口714連通。
另外，在基板800中，在四個近似梯形的區(qū)域810的外側(cè)設(shè)有多個用來供墨的供墨口801(見圖3)。各個供墨口801所設(shè)置的位置與各個供墨口701相對，并且當基板800和孔板700層壓在一起時，各個供墨口801與孔板700的各個供墨口701連通。
另外，在空腔板900中，四個近似梯形的區(qū)域910中的每個區(qū)域構(gòu)成一組，并且設(shè)有很多與所需打印密度對應的、排列成矩陣形式的墨壓力室911和912，它們在壓電片10側(cè)和基板800側(cè)具有開口端(見圖12)。也就是說，空腔板900的各個墨壓力室911和912在長度方向上和水平方向上以等間隔布置。
墨壓力室912是所謂的虛擬墨壓力室，它與充滿墨的真正的墨壓力室911類似并且和墨壓力室911具有基本相同的形狀，墨壓力室912形成在設(shè)置墨壓力室的注墨區(qū)域913的外周上。
除了虛擬墨壓力室912以外的各個墨壓力室911的頂端部分所設(shè)置的位置基本與基板800的各個通孔811相對，并且當空腔板900和基板800層壓在一起時，頂端部分與基板800的各個通孔811連通(見圖4)。也就是說，墨壓力室911的數(shù)目等于基板800的通孔811的數(shù)目。
另一方面，各個墨壓力室911的尾端部分所設(shè)置的位置與基板800的各個通孔812相對，并且當空腔板900和基板800層壓在一起時，尾端部分與基板800的各個通孔812連通。
另外，在空腔板900中，在四個近似梯形的區(qū)域910的外側(cè)設(shè)有多個用來供墨的供墨口901?？涨话?00的各個供墨口901所設(shè)置的位置與基板800的各個供墨口801相對，并且當空腔板900和基板800層壓在一起時，各個供墨口901與基板800的各個供墨口801連通。順便提及，正方形壓電片10的后表面連接到空腔板900的表面上。
下面將描述壓電片10。順便提及，圖13是示出壓電片10的表面的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖14A是壓電片10的表面的右頂端部分的放大平面圖，和圖14B是右尾端部分的放大平面圖。另外，圖15A是形成在壓電片10上的單獨電極11、12a的放大平面圖，圖15B是單獨電極12b的放大平面圖。圖16A是形成在壓電片10上的單獨電極11、12a的放大剖視圖，圖16B是單獨電極12b的放大剖視圖。
另外，圖17是示出形成在壓電片10上的公共電極31的結(jié)構(gòu)的放大剖視圖，圖18是壓電片10的部分透明平面圖，示出了設(shè)在空腔板900中的墨壓力室911、虛擬墨壓力室912以及設(shè)在壓電片10上的各個電極之間的位置關(guān)系。另外，圖19是剖視圖，示出了設(shè)置FPC板50前的噴墨頭9的結(jié)構(gòu)。
如圖13所示，在這個實施例的壓電片10中，許多單獨電極11、12a和12b形成與所需打印密度對應的矩陣形式。壓電片10的各個單獨電極11所設(shè)置的位置與空腔板900的各個墨壓力室911相對，并且當壓電片10層壓在空腔板900上時，壓電片10把空腔板900的各個墨壓力室911和912的上部堵住，各個單獨電極11設(shè)置在空腔板900的各個墨壓力室911的上部(見圖18和19)。另外，各個單獨電極12a和12b所設(shè)置的位置與空腔板900的各個墨壓力室912相對，并且當壓電片10層壓在空腔板900上時，各個單獨電極12a和12b設(shè)置在空腔板900的各個墨壓力室912的上部。
順便提及，單獨電極12a和12b是所謂的虛擬單獨電極，它們與單獨電極11具有基本相同的形狀。與在施加驅(qū)動電壓時把墨壓入墨壓力室911的真實單獨電極11類似，單獨電極12a和12b形成在定位于驅(qū)動區(qū)域13a外周的非驅(qū)動區(qū)域13b中，而單獨電極11則位于驅(qū)動區(qū)域13a中。也就是說，單獨電極11、12a和12b以同樣的圖案、相等的間隔設(shè)置在單獨電極形成區(qū)域13中，而單獨電極形成區(qū)域13則由設(shè)在壓電片10中間部分的驅(qū)動區(qū)域13a和非驅(qū)動區(qū)域13b組成。順便提及，單獨電極形成區(qū)域13的外部是不形成單獨電極11、12a和12b的區(qū)域，并且在單獨電極形成區(qū)域13的邊界上，一部分單獨電極12a和12b形成為槽形。
另外，在不包括位于壓電片10下底部的單獨電極12b的每個虛擬單獨電極12a中和壓電片10的每個單獨電極11中，在延伸部分16的一端形成了凸起接觸焊盤部分17，延伸部分16從形成了與墨壓力室911、912相對的表面的單獨電極11、12a的相對部分15延伸出來(見圖15和16)。
另外，盡管位于梯形壓電片10下底部的單獨電極12b由與單獨電極11、12a具有相同形狀的相對部分15和延伸部分16構(gòu)成，延伸部分16沒有接觸焊盤部分17。
順便提及，單獨電極11、12a的接觸焊盤部分17設(shè)在空腔板900的每個墨壓力室911和912的周邊區(qū)域的壓電片10和空腔板900之間的連接表面SS上。也就是說，接觸焊盤部分17形成的位置在與每個墨壓力室911和912相對的壓電片10的區(qū)域外部。
另外，如圖16所示，這個實施例的壓電片10所具有的結(jié)構(gòu)使得第一壓電層21和第二壓電層23、24層壓在一起，并且在第一壓電層21和第二壓電層23之間包括與單獨電極11、12a、12b相對的內(nèi)部電極22。內(nèi)部電極22經(jīng)過多個通孔33電連接形成在壓電片10表面的、作為導體圖案的公共電極31和32，其中通孔33位于梯形的四個角部并且充滿導電材料。
另外，各個公共電極31和32設(shè)在壓電片10的角部區(qū)域中，單獨電極形成區(qū)域13沒有包括這些角部區(qū)域，而單獨電極11、12a和12b則在單獨電極形成區(qū)域13中形成在壓電片10的表面上。
角部區(qū)域是沒有形成單獨電極11、12a和12b的非單獨電極形成區(qū)域，公共電極31分別設(shè)在梯形壓電片10下底側(cè)(即板50延伸方向的后端一側(cè))角部，并且公共電極32設(shè)在壓電片10上底側(cè)(即頂端側(cè))角部。
公共電極31形成為由板側(cè)連接部分34和內(nèi)部電極側(cè)連接部分35構(gòu)成的L型，在板側(cè)連接部分34中形成多個凸起接觸焊盤部分37，而內(nèi)部電極側(cè)連接部分35則從板側(cè)連接部分34延直線延伸出來，并且設(shè)有三個通孔33從內(nèi)部電極側(cè)連接部分35延伸到內(nèi)部電極22。具體地說，設(shè)置三個接觸焊盤部分37形成三角形(即位于一個三角形的頂點)。
另一方面，公共電極32為直線型，并且它所具有的結(jié)構(gòu)使得多個凸起接觸焊盤部分37設(shè)置在壓電片10的角部一側(cè)并且沿著壓電片10的頂端邊沿(上底側(cè)一側(cè))。另外，公共電極32在與壓電片10角部相對一側(cè)連接多個(具體說是3個)通孔33，并且經(jīng)過通孔33電連接到壓電片10的內(nèi)部電極22。順便提及，公共電極31和32的接觸焊盤部分37設(shè)在環(huán)繞墨壓力室911和912的空腔板900和壓電片10之間的連接表面SS(即墨壓力室911和912外部的位置)上。
另外，在壓電片10中，通過把壓力傳遞給空腔板900和壓電片10之間的連接表面而實現(xiàn)空腔板900和壓電片10之間均勻連接的突出部分18設(shè)在接觸焊盤部分17中。順便提及，在這個實施例中，突出部分18與接觸焊盤部分17和37制造成具有相同的形狀和相同的高度。
下面描述FPC板50的大致結(jié)構(gòu)。順便提及，圖20是FPC板50的平面圖，示出了墊52和53的布置。圖21A是FPC板50表面的右側(cè)頂端部分的放大平面圖，圖21B是右側(cè)尾端部分的放大平面圖(在圖21中，以透明的形式示出了下層的單獨電極)。另外，圖22是FPC板50的放大剖視圖，示出了設(shè)在FPC板50上的墊52、53的大致結(jié)構(gòu)和接線層54。
另外，圖23A是剖視圖，示出了作為FPC板50的單獨電極的墊52和壓電片10的單獨電極11的連接模式，圖23B是剖視圖，示出了FPC板50的墊53和壓電片10的公共電極31、32的連接模式。另外，圖24是框圖，示出了FPC板50的電結(jié)構(gòu)。
FPC板50中包括接線層54，并且頂端部分51包括墊52和53，它們通過使得構(gòu)成接線層54的導體部分地暴露出來而形成。設(shè)置墊52和53使其圖案與壓電片10的接觸焊盤部分17和37一樣。
也就是說，各個墊52所設(shè)置的位置與壓電片10的單獨電極11的接觸焊盤部分17(換言之，不是單獨電極12a的接觸焊盤部分的接觸焊盤部分17)相對，并且每個墊52設(shè)有鍍鎳層55和焊接層56，其中鍍鎳層55連接到形成在壓電片10的單獨電極11中的接觸焊盤部分17上。
另一方面，各個墊53所設(shè)置的位置與公共電極31和32的接觸焊盤部分37相對。與墊52類似，每個墊53設(shè)有鍍鎳層55和焊接層56，其中鍍鎳層55連接到形成在壓電片10的公共電極31和32中的接觸焊盤部分37上。
具有上述結(jié)構(gòu)的FPC板50設(shè)置在壓電片10上，并且當利用熱壓粘接進行焊接時，F(xiàn)PC板50的各個墊52通過焊接層56連接到壓電片10的各個單獨電極11的接觸焊盤部分17上，并且電連接相對的單獨電極11。另一方面，各個墊53通過焊接層56連接到壓電片10的各個公共電極31和32的接觸焊盤部分37上，并且電連接相對的公共電極31和32。另外，利用這種焊接，F(xiàn)PC板50固定到壓電片10上。
順便提及，這時壓電片10的各個單獨電極11和墊52的每個連接部分的周邊覆蓋有作為施加到單獨電極11上的絕緣樹脂的N.C.P19。類似地，壓電片10的各個公共電極31和32和墊53的每個連接部分的周邊覆蓋有作為施加到各個公共電極31和32上的絕緣樹脂的N.C.P19。另外，單獨電極12a和12b沒有連接FPC板50，而是利用板50的接線層54處于非電連接狀態(tài)。
如圖24所示，這樣連接到壓電片10上的FPC板50包括驅(qū)動電路60，并且墊53接地。另外，通過控制部分3的控制，F(xiàn)PC板通過墊52給壓電片10的單獨電極11施加正驅(qū)動電壓，并且驅(qū)動壓電片10。
當使用FPC板50給單獨電極11施加驅(qū)動電壓時，位于施加了驅(qū)動電壓的單獨電極11正下方的壓電片10的第一壓電層21和第二壓電層23和24在朝向墨壓力室911的方向上變形，并且擠壓墨壓力室911中的墨。這樣，墨滴從與墨壓力室911連通的噴嘴111中排出。
下面描述墨在噴墨頭9中的流動。
如圖1所示，從下面的層開始，當噴嘴板100，蓋板200，第一集管板300，第二集管板400，第三集管板500，供應板600，孔板700，基板800，空腔板900和壓電片10按順序?qū)訅涸谝黄饡r，從噴嘴板100的噴嘴111噴出的墨的流動通道在圖19的剖視圖中示出。
首先從墨箱8把要從噴嘴板100的噴嘴111中噴出的墨提供給墨集管流動通道2。順便提及，從墨箱8向墨集管流動通道2的供墨通過供墨通道進行，其中空腔板900的供墨口901、基板800的供墨口801、孔板700的供墨口701、供應板600的供墨口601、第三集管板500的供墨部分515、第二集管板400的供墨部分415、第一集管板300的供墨部分315彼此連通。這時，在供應板600的供墨口601中，過濾器孔602把墨中的灰塵去掉。
墨集管流動通道2由第三集管板500的凹槽貫通部分512、第二集管板400的凹槽貫通部分412和第一集管板300的凹槽貫通部分312形成。流經(jīng)墨集管流動通道2的墨通過供應板600的通孔612、孔板700的壓擠部分712的進墨口713、凹槽貫通部分715、出墨口714和基板800的通孔812進入空腔板900的墨壓力室911。這時，在供應板600的通孔612中，過濾器孔613把墨中的灰塵去掉。
當在上述狀態(tài)通過FPC板50把驅(qū)動電壓施加到壓電片10的單獨電極11上時，壓電片10向空腔板900的墨壓力室911一側(cè)變形。然后這時空腔板900的墨壓力室911中的墨壓出到基板800的通孔811。
壓出到基板800的通孔811的墨通過基板800的通孔811、孔板700的通孔711、供應板600的通孔611、第三集管板500的通孔511、第二集管板400的通孔411、第一集管板300的通孔311和蓋板200的通孔211從噴嘴板100的噴嘴111中排出。
下面描述一種制造具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭9的方法。順便提及，制造噴嘴板100，蓋板200，第一集管板300，第二集管板400，第三集管板500，供應板600，孔板700，基板800，空腔板900的方法是已知的，在這里略去制造它們的詳細過程，下面將詳細描述壓電片10的制造過程，壓電片10和空腔板900的粘結(jié)過程，以及FPC板50的連接過程。
在壓電片10的制造過程中，首先混合具有鐵電性的鋯酸鈦酸鉛(PZT)陶瓷粉末和樹脂，然后形成兩個梯形的基片，它們將成為第一壓電層21與第二壓電層23和24。
然后針對一個基片(下面稱之為第一基片)，在角部區(qū)域形成通孔33，并且把導電填充劑注入通孔33。隨后，把掩模放在第一基片上，其中在與單獨電極11、12a、12b對應的位置上設(shè)有與前述單獨電極具有相同形狀外沿的孔，在與公共電極31對應的位置上設(shè)有與前述公共電極31具有相同形狀外沿的孔，在與公共電極32對應的位置上設(shè)有與公共電極32具有相同形狀外沿的孔。然后，在掩模上涂上導電漿料，這樣就在第一基片上形成了單獨電極11、12a、12b和公共電極31和32的電極圖案。
另外，針對另一個基片(下面稱之為第二基片)，在基片的整個表面上印制導電漿料，這樣就形成了內(nèi)部電極22的電極圖案。
隨后，第一和第二基片彼此疊放，并且燒結(jié)疊放層，從而制備出壓電片10。順便提及，可以在第二基片上形成內(nèi)部電極22的電極圖案之后，并且把第一基片層壓在第二基片上之后，再形成與單獨電極11、12a、12b和公共電極31和32對應的電極圖案。
隨后，把壓電片10設(shè)置在空腔板900表面上的預定位置處，然后粘結(jié)并且固定。順便提及，在進行這個過程的同時，基板800、孔板700、供應板600、第三集管板500、第二集管板400、第一集管板300、蓋板200和噴嘴板100連接到空腔板900的下層上。
另一方面，利用已知的方法制備FPC板50。在設(shè)在FPC板50上的每個墊52和53中形成鍍鎳層55和焊接層56。隨后，F(xiàn)PC板50設(shè)置在壓電片10上。
然后，利用熱壓粘接把FPC板50焊接到壓電片10上。這時，墊52連接單獨電極11(不包括單獨電極12a、12b)的接觸焊盤部分17，墊53連接公共電極31和32的接觸焊盤部分37。通過這樣的連接，板50的墊52和53電連接接觸焊盤部分17和37，并且完成了這個實施例的噴墨頭9。
上面已經(jīng)描述了噴墨打印機1、噴墨頭9和制造噴墨頭9的方法。在噴墨頭9中，由于在真正單獨電極11的外周設(shè)有虛擬單獨電極12a、12b，在驅(qū)動區(qū)域13a中不會發(fā)生壓電片10的不均勻變形，并且墨能夠從各個噴嘴111中均勻排出。
另外在這個實施例中，在與虛擬單獨電極12a、12b對應的位置上設(shè)有虛擬墨壓力室912，所以在驅(qū)動區(qū)域13a和非驅(qū)動區(qū)域13b之間的邊界上不會發(fā)生周圍結(jié)構(gòu)的差異，并且在各個噴嘴中墨排出特性變得均勻。
當不存在虛擬墨壓力室912時，由于空腔板900和壓電片10在非驅(qū)動區(qū)域13b一側(cè)的連接區(qū)域變寬，驅(qū)動區(qū)域13a和非驅(qū)動區(qū)域13b之間邊界的影響會導致壓電片10的不均勻變形。但是，當象這個實施例那樣設(shè)有虛擬墨壓力室912時，由于空腔板900和壓電片10的連接模式在非驅(qū)動區(qū)域13b一側(cè)和驅(qū)動區(qū)域13a一側(cè)基本相同，墨可以從各個噴嘴11中均勻排出。
另外，在這個實施例中，在壓電片10的表面上設(shè)有公共電極31和32，從而內(nèi)部電極22通過通孔33引到壓電片10的表面?zhèn)?。這時，由于內(nèi)部電極22和公共電極31、32通過多個通孔33電連接，即使一個通孔33由于損壞等原因斷裂，內(nèi)部電極22和公共電極31和32之間的電連接能夠通過其它通孔33保持。因此，根據(jù)這個實施例，能夠提供具有很高耐用性和可靠性的噴墨頭9。
另外在這個實施例中，在壓電片10的表面上的單獨電極形成區(qū)域13外部的位置設(shè)有公共電極31和32，所以在靠近公共電極31和32的驅(qū)動區(qū)域13a中不會發(fā)生壓電片10的不均勻變形。
由于公共電極31和32設(shè)在單獨電極11附近時，公共電極31和32成為單獨電極11的相反極，在與離開公共電極31和32的單獨電極11對應的區(qū)域和與靠近公共電極31和32的單獨電極11對應的區(qū)域之間發(fā)生壓電片10的變形模式的差別。但是，在這個實施例中，由于在離驅(qū)動區(qū)域13a的單獨電極11最遠的位置設(shè)有公共電極31和32，所以能夠避免壓電片10中的不均勻變形，并且能夠避免發(fā)生墨排放特性的不均勻情況。
順便提及，在這個實施例中，由于利用焊接把墊52和53與接觸焊盤部分17和37連接在一起而實現(xiàn)把FPC板50固定到壓電片10上，這樣即使在剝離方向上的力施加到FPC板50上，負載施加到墊52、53和單獨電極11/公共電極31、32之間的連接部分上，最壞的情況是存在該部分斷裂的可能。
另一方面，在這個實施例中，在壓電片10的表面上、FPC板50后端側(cè)處的一端設(shè)有公共電極32，并且接觸焊盤部分37在該端設(shè)置成三角形，所以加強了FPC板50和壓電片10之間的連接。
在公共電極32中，由于所設(shè)置的接觸焊盤部分37形成三角形，這樣即使在各個不同方向施加力，也很難使得公共電極32和墊53之間的連接斷裂。因此，根據(jù)這個實施例，能夠提供具有很好耐用性的噴墨頭9。
另外，在這個實施例中，除了公共電極32外，還在壓電片10的上底側(cè)的角部設(shè)有公共電極31，并且壓電片10固定到FPC板50上。這樣，即使剝離方向上的力施加到FPC板50上，公共電極31和32與墊53之間的連接仍然能保持得很好。
另外在這個實施例中，由于接觸焊盤部分17和37從外周伸出，在利用壓力粘結(jié)FPC板50和壓電片10時，能夠防止損壞壓電片10。當相對于周邊形成平坦的接觸焊盤部分17和37時，如果在熱壓粘結(jié)時有微小的灰塵粘結(jié)在壓電片10的表面上，壓力有可能施加到與空腔板900的墨壓力室911和912相對的壓電片10的區(qū)域上。
這時，由于在墨壓力室911和912上部的壓電片10沒有得到空腔板900的支撐，當施加了壓力時，很可能發(fā)生損壞。在這個實施例中，由于凸出的接觸焊盤部分17和37能夠防止這種狀態(tài)，所以能夠制造具有很高可靠性的噴墨頭9。
順便提及，接觸焊盤部分17和37形成在壓電片上與壓電片10和空腔板900的連接表面相對的那部分表面上(即與墨壓力室911和912相對的表面的外部的位置)，所以壓接觸焊盤部分17和37不會損壞壓電片10。
另外在這個實施例中，由于在壓電片10上設(shè)有突出部分18，當壓電片10粘結(jié)到空腔板900上時，就防止了在空腔板900和壓電片10的連接表面上發(fā)生不均勻粘結(jié)。當從壓電片10的上部施加壓力時，這個力通過接觸焊盤部分17和37傳遞到壓電片10和空腔板900的連接表面上，并且如果這時不存在突出部分18，施加到連接表面上的壓力在每個接觸焊盤部分17和37的外周與其它區(qū)域之間變得不均勻，并且這樣會發(fā)生不均勻粘結(jié)。另一方面，當象這個實施例這樣設(shè)有突出部分18時，由于在施壓的時候力通過接觸焊盤部分17、37和突出部分18均勻地傳遞到壓電片10和空腔板900的連接表面上，壓電片10的后表面能夠均勻地粘結(jié)到空腔板900上。當?shù)玫缴鲜龅木鶆蛘辰Y(jié)時，各個噴嘴111的墨排放特性變得均勻，并且提高了噴墨頭9的性能。
另外在這個實施例中，單獨電極11的接觸焊盤部分17的高度與公共電極31和32的接觸焊盤部分37的高度(從壓電片10的第一層2 1的表面算起的高度)相同，所以板50的墊52和53能夠均勻地連接接觸焊盤部分17和37。因此，根據(jù)這個實施例，可以避免在裝配時局部載荷施加到板50或壓電片10上，并且能夠避免出現(xiàn)導致不良接觸發(fā)生的接觸焊盤部分17和37。
另外在這個實施例中，各個接觸焊盤部分17和37具有相同的尺寸和形狀，并且所焊接的各個接觸焊盤部分17和37的表面區(qū)域基本一樣。
當接觸焊盤部分17和37與墊52和53通過焊接連接時，如果各個接觸焊盤部分17和37的表面區(qū)域不同，附著到接觸焊盤部分17和37上的焊料量會有變化。于是在這種情況下，對于接觸焊盤部分17和37來說，可能發(fā)生在焊料量很大的地方不是所有的焊料都溶化了，從而連接變得不完全，而且在焊料量過少的地方焊料都蒸發(fā)掉了，從而連接也變得不完全。
另一方面，在這個實施例中，由于接觸焊盤部分17和37的表面區(qū)域基本一樣，就能夠使得接觸焊盤部分17和37中的焊料量很均勻，并且能夠防止發(fā)生接觸焊盤部分17和37的不完全連接。因此，根據(jù)這個實施例，能夠提供具有很高可靠性的噴墨頭9。
順便提及，根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭、噴墨打印機和制造噴墨頭的方法不限于上述實施例，能夠采用各種變化形式。
在上述實施例中，盡管已經(jīng)說明了一種噴墨頭9，其中在所包括的壓電片10中單獨電極11、12a和12b布置為二維矩陣形式，本發(fā)明也可以用于其它的噴墨頭中，例如其中只在一個方向布置單獨電極。
另外，在上述實施例中，盡管驅(qū)動電路60設(shè)在FPC板50中，也可以與FPC板50分開設(shè)置驅(qū)動電路60。這時FPC板50只是一個接線板，它起到連接線的作用，即把單獨電極11和公共電極31和32連接到驅(qū)動電路上。
另外，多個單獨電極11、12a和12b的布置不限于矩陣形式，并且只要能保證其規(guī)則性就可以采用任何的布置形式。
出于說明和描述的目的已經(jīng)給出了對本發(fā)明優(yōu)選實施例的前述描述。這并不意味著上面給出了所有可能的實施例或者把本發(fā)明限制在所披露的具體形式中，通過學習上面對本發(fā)明的描述并加以實踐能夠得到本發(fā)明的各種改進和變化。這里所選擇和描述的實施例是為了解釋本發(fā)明的原理和實際應用，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)實際需要以不同的實施例和不同的改進來應用本發(fā)明。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等效體來限定。
權(quán)利要求
1.一種噴墨頭，包括一個壓電片，包括一個電極形成區(qū)域，它在壓電片的一個表面上具有驅(qū)動區(qū)域和環(huán)繞驅(qū)動區(qū)域的非驅(qū)動區(qū)域；多個單獨電極，它們在電極形成區(qū)域上形成；一個內(nèi)部電極，它形成在壓電片的內(nèi)部，并且與電極形成區(qū)域的各個單獨電極對應；和一個板，它電連接壓電片的驅(qū)動區(qū)域中的各個單獨電極，在壓電片的非驅(qū)動區(qū)域中，板處于不與各個單獨電極電連接的狀態(tài)，并且把驅(qū)動電壓施加到形成在壓電片的驅(qū)動區(qū)域中的各個單獨電極上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，通過在包括內(nèi)部電極的片層狀壓電材料的表面上以相等間隔在驅(qū)動區(qū)域中和環(huán)繞驅(qū)動區(qū)域形成多個單獨電極，并且燒結(jié)其中形成了單獨電極的壓電材料來制備壓電片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，在壓電片的電極形成區(qū)域中多個單獨電極布置為矩陣形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，通過通孔電連接內(nèi)部電極的連接部分形成在壓電片的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴墨頭，其中，連接部分通過至少兩個或更多個通孔電連接內(nèi)部電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴墨頭，其中，連接部分設(shè)在遠離壓電片的表面上形成的電極形成區(qū)域的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴墨頭，其中，連接部分形成在壓電片的表面上，并且位于板延伸的那一側(cè)的端部，板連接驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極和與驅(qū)動區(qū)域以及連接部分的各個單獨電極電連接的連接部分，和板固定到壓電片上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴墨頭，其中，壓電片形成為正方形，連接部分設(shè)在壓電片的表面上的角部，和板連接驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極和連接部分，并且與之電連接，而且固定到壓電片上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴墨頭，其中設(shè)在板上的、連接到電極上的凸起接觸部分形成在驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極和壓電片的連接部分上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴墨頭，其中，兩個或更多個凸起接觸部分形成在壓電片的連接部分上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴墨頭，其中，形成在驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極上的凸起接觸部分的高度與形成在壓電片的連接部分的凸起接觸部分的高度基本相等。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴墨頭，其中，壓電片的連接部分的凸起接觸部分和驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極上的凸起接觸部分焊接到設(shè)在板上的電極上，并且凸起接觸部分的表面面積彼此基本相等。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴墨頭，其中，噴墨頭進一步包括空腔板，空腔板包括壓力室，壓力室在與驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極對應的位置處朝壓電片一側(cè)敞開，并且空腔板連接到壓電片的后表面，和驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極的接觸部分和壓電片的連接部分的接觸部分設(shè)置在壓電片的一部分表面上，這部分表面與連接到壓電片的后表面上的空腔板的結(jié)合表面相對。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，空腔板包括位于與驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域的各個單獨電極對應的位置處的壓力室，空腔板連接到壓電片的后表面。
15.一種噴墨打印機，包括一個噴墨頭，包括一個壓電片，包括一個電極形成區(qū)域，它在壓電片的一個表面上具有驅(qū)動區(qū)域和環(huán)繞驅(qū)動區(qū)域的非驅(qū)動區(qū)域；多個單獨電極，它們在電極形成區(qū)域上形成；一個內(nèi)部電極，它形成在壓電片的內(nèi)部并且與電極形成區(qū)域的各個單獨電極對應；和一個板，它電連接壓電片的驅(qū)動區(qū)域中的各個單獨電極，在壓電片的非驅(qū)動區(qū)域中，板處于不與各個單獨電極電連接的狀態(tài)，并且把驅(qū)動電壓施加到形成在壓電片的驅(qū)動區(qū)域中的各個單獨電極上。
16.一種制造噴墨頭的方法，包括制備包括內(nèi)部電極的片層狀壓電材料；在片層狀壓電材料的表面的驅(qū)動區(qū)域中和環(huán)繞驅(qū)動區(qū)域以等間隔形成多個單獨電極；燒結(jié)其中形成了單獨電極的壓電材料，從而形成了壓電片，它包括在驅(qū)動區(qū)域中和環(huán)繞驅(qū)動區(qū)域以等間隔形成多個單獨電極，并且包括在壓電片中與各個單獨電極相對的內(nèi)部電極；和電連接壓電片的驅(qū)動區(qū)域中的各個單獨電極和形成在板上用以施加驅(qū)動電壓來驅(qū)動壓電片的單獨電極。
全文摘要
一種噴墨頭的壓電片，除了包括與各個噴嘴對應的單獨電極外，還包括虛擬單獨電極。虛擬單獨電極位于單獨電極的外周上。FPC板把驅(qū)動電壓施加到驅(qū)動區(qū)域中的單獨電極上，并且在一個墨壓力室的方向上使壓電片中的區(qū)域變形，同時驅(qū)動電壓不施加到非驅(qū)動區(qū)域中的單獨電極上。當虛擬單獨電極形成在非驅(qū)動區(qū)域中時，在制造壓電片時能夠均勻一致地燒結(jié)驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域的邊界區(qū)域。在驅(qū)動區(qū)域中，由于各個單獨電極的周圍結(jié)構(gòu)彼此相同，在驅(qū)動區(qū)域和非驅(qū)動區(qū)域的邊界區(qū)域噴墨特性基本一致。
文檔編號B41J2/045GK1575996SQ20041006198
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者渡邊英年, 廣田淳 申請人:兄弟工業(yè)株式會社