專利名稱：噴墨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)在打印機(jī)等設(shè)備中的噴墨頭，特別涉及包括排出元件組的噴墨頭，在排出元件組中設(shè)置多個排墨的排出元件。
背景技術(shù)：
用于打印機(jī)、傳真機(jī)等設(shè)備中的噴墨頭由多層薄板形成，這些薄板利用粘結(jié)劑粘結(jié)在一起并且層壓在一起。在每個薄板上設(shè)有通孔，利用這些通孔形成排出元件組，在排出元件組中設(shè)置具有多個墨流動通道的排出元件。
每個排出元件包括一個用于排墨的噴嘴，并且壓力室與噴嘴連通。提供供墨的集管與壓力室連通。限制墨流量的孔形成在集管和壓力室之間。一個如壓電元件這樣的促動器固定到壓力室上，通過驅(qū)動促動器墨受壓并且從壓力室中排出。這樣從每個噴嘴中排出預(yù)定量的墨。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭，當(dāng)各個層彼此粘結(jié)在一起時，施加到排出元件組周圍的粘結(jié)劑流入設(shè)置在排出元件組外圍的排出元件的墨流動通道中。因此可能會引起墨流動通道被粘結(jié)劑堵塞的問題，并且噴墨頭的排出精度會降低。
日本專利申請No.2002-280581披露了一種噴墨頭，其中在壓力室周圍設(shè)有開口部分。這樣，施加到排出元件組周圍的粘結(jié)劑流入開口部分，并且能夠避免壓力室堵塞。
但是，在日本專利申請No.2002-280581中所披露的噴墨頭中，當(dāng)由于層壓從排出元件組的外部擠到內(nèi)部的粘結(jié)劑量較大時，粘結(jié)劑有可能越過開口部分并且流入形成壓力室的通孔。
另外，即使能夠避免粘結(jié)劑流入壓力室，還可能引起其它問題，即粘結(jié)劑流入形成墨流動通道的另一層的通孔并且堵塞墨流動通道。特別是由于需要形成使流動通道變窄的孔，從而它的橫截面較小，自身形成孔的孔板較薄，并且形成在其中的開口部分的體積一定較小。因此，在設(shè)置在排出元件組外圍的排出元件的孔中，即使在其周圍設(shè)有開口部分，粘結(jié)劑也很容易流入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種噴墨頭，它能夠避免墨流動通道堵塞并且能夠提高排出精度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種噴墨頭包括一個排出元件組，它具有以特定間隔設(shè)置的排出元件，每個排出元件包括；一個排墨的噴嘴；和一個壓力室，它對集管提供的墨施加排出壓力；其中集管和多個排出元件由包括至少一個開口部分的多塊板形成，該多塊板利用粘結(jié)劑粘結(jié)并且層壓在一起，利用層壓的多塊板的至少一個開口部分形成多個虛設(shè)通道以彼此連通，和多個虛設(shè)通道位于排出元件組周圍。
根據(jù)這個結(jié)構(gòu)，設(shè)有通孔的薄板利用粘結(jié)劑層壓在一起，并且通孔彼此連通從而形成每個都包括噴嘴和壓力室的排出元件和集管。在多個層中彼此連通的開口部分形成在排出元件組的周圍，在排出元件中以特定間隔設(shè)置排出元件。施加到排出元件組外圍的部分粘結(jié)劑通過層壓從排出元件組的外側(cè)被擠向排出元件組，并且流入開口部分所形成的虛設(shè)通道中。每個虛設(shè)通道由不與集管連通的開口部分和與集管連通但不與噴嘴連通的開口部分形成，并且在排墨時不起作用。開口部分可以是貫通部分，或者可以是由半蝕刻等形成、一個表面被封閉的開口。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，在虛設(shè)通道中堵塞了與集管的連通。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，避免了墨從集管流入虛設(shè)通道。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，多塊板包括噴嘴層，它形成有噴嘴；壓力室層，它形成有壓力室；集管層，它形成有集管；和孔層，它設(shè)置在集管層和壓力室層之間，它設(shè)有孔，從而把墨從集管送到壓力室，并且每個虛設(shè)通道包括形成在孔層、與該孔具有同樣形狀的開口部分。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，形成的虛設(shè)通道包括形成在孔層中、具有相同形狀的開口部分。因此，由于可能流入孔層的孔中的粘結(jié)劑流入形成在孔層的開口部分，所以最大可能地避免了粘結(jié)劑流入孔中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，集管層包括通孔，它形成連通壓力室和噴嘴的連通孔，每個虛設(shè)通道包括與集管層的通孔具有相同形狀的開口部分并且構(gòu)成了連通孔。
根據(jù)這個結(jié)構(gòu)，所形成的虛設(shè)通道包括開口部分，它與通孔具有相同的形狀，用來構(gòu)成連通孔，連通孔連通形成在集管層中的壓力室和噴嘴。因此，由于可能流入形成在集管層中的連通孔中的粘結(jié)劑流入形成在集管層中的開口部分，能夠最大可能地避免粘結(jié)劑流入連通孔。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，形成虛設(shè)通道的每個開口部分與形成在相同層中的通孔具有相同的形狀。
根據(jù)這個結(jié)構(gòu)，形成虛設(shè)通道的開口部分具有和形成在相同層中的通孔同樣的形狀。因此，能夠很容易地形成構(gòu)成虛設(shè)通道的開口部分和形成在相同層中的通孔。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，以特定的間隔設(shè)置虛設(shè)通道和構(gòu)成排出元件組的多個排出元件。
根據(jù)這個結(jié)構(gòu)，虛設(shè)通道和構(gòu)成排出元件組的多個排出元件以特定的間隔設(shè)置。因此，能夠很容易地形成虛設(shè)通道和排出元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所形成的開口部分是穿過它們形成在其中的層的通孔，并且虛設(shè)通道形成為連通孔，其中通孔彼此連通。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，噴嘴和壓力室布置為陣列形式以構(gòu)成排出元件組。


通過下面的描述并且參考附圖，本發(fā)明的這些和其它的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中圖1是本發(fā)明一個實(shí)施例的噴墨頭的透視圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的噴墨頭的頭單元的平面圖；圖3是圖2的III部分的詳細(xì)視圖；圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的噴墨頭的排出元件的剖視圖；圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的噴墨頭的促動器單元的剖視圖；圖6是平面圖，示出了本發(fā)明的實(shí)施例的噴墨頭的促動器單元的單獨(dú)電極；圖7是剖面圖，示出了本發(fā)明的實(shí)施例的噴墨頭的虛設(shè)通道；圖8是剖面圖，示出了本發(fā)明另一個實(shí)施例的噴墨頭的虛設(shè)通道；和圖9是剖面圖，示出了本發(fā)明再一個實(shí)施例的噴墨頭的虛設(shè)通道。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是一個實(shí)施例的噴墨頭的透視圖。在噴墨頭1中，基底部分71固定與記錄紙張相對設(shè)置的頭單元70。在X方向(主掃描方向)掃描噴墨頭1，在Y方向(次掃描方向)傳送記錄紙張，所以能夠在記錄紙張上執(zhí)行記錄。
頭單元70包括流動通道單元2，其中形成了包括壓力室10、噴嘴8等的流動通道，頭單元70還包括促動器單元4，它壓縮壓力室10中的墨(見圖2和4)，并且頭單元70把墨排出到記錄紙張的特定位置上?；撞糠?1包括貯存器75和固定器72。貯存器75固定在頭單元70的后側(cè)，并且支撐較薄的頭單元70和加強(qiáng)它的強(qiáng)度。
固定器72包括主體部分73和支撐部分74。主體部分73固定基底塊75。所提供的支撐部分74在與頭單元70相反的方向從主體部分73延伸出來，并且支撐部分74支撐噴墨頭1。
在基底部分71的外圍上通過海綿等彈性件83設(shè)置與形成促動器的單獨(dú)電極6(見圖5)連接的FPC 50。驅(qū)動促動器的驅(qū)動器IC80和控制驅(qū)動器IC80的控制板81連接到FPC50上。散熱的散熱器82固定到驅(qū)動器IC80上。
圖2是頭單元70的平面圖。頭單元70包括形成墨流動通道的流動通道單元2。流動通道單元2形成為長方形，并且包括多個排出元件組9，排出元件組9排成兩排，在較長一側(cè)的方向上并排設(shè)置，同時在較短一側(cè)的方向上交疊。
包括促動器的促動器單元4固定到每個排出元件組9上，促動器單元由壓電元件制成。另外，墨從與設(shè)在基底塊75(見圖1)中的墨池(未示出)連通的集管5經(jīng)過開口部分3a、3b提供給每個排出元件組9。
圖3是示出圖2部分III細(xì)節(jié)的平面圖。每個排出元件組9由很多排墨的排出元件11構(gòu)成，它們排列成與記錄圖像的各個像素對應(yīng)的陣列，并且它的外部形狀為梯形。每個排出元件11包括一個與集管5連通的孔13，壓力室10，噴嘴8(見圖4)等部件。另外，與排出元件11同時在每個排出元件組9的整個外圍形成了虛設(shè)通道20。
圖4示出了排出元件11的截面形狀。通過把Ni等薄片層壓在一起構(gòu)成流動通道單元2。從促動器側(cè)開始，依次設(shè)置空腔板21，基板22，孔板23，供應(yīng)板24，集管板25、26和27，蓋板28，和噴嘴板29。
壓力室10形成在空腔板21中。通過驅(qū)動后面描述的促動器，壓力室10利用壓力把從集管5中吸入的墨饋送到噴嘴8。構(gòu)成墨輸送通道7的孔13和通孔15形成在孔板23中?？?3把從集管5流入壓力室10的墨流動通道變窄。在基板22上形成了連通孔13和壓力室10的通孔16a和構(gòu)成墨輸送通道7的通孔16b。
把集管板25、26和27層壓在一起形成集管5，并且形成了構(gòu)成墨輸送通道7的通孔17a、17b和17c。連通孔13和集管5的通孔18a和構(gòu)成墨輸送通道7的通孔18b形成在供應(yīng)板24中。
用來把經(jīng)過墨輸送通道7送來的墨排出的噴嘴8形成在噴嘴板29中。構(gòu)成墨輸送通道7并且給噴嘴8提供墨的開口部分19形成在蓋板28中。順便提及用參考標(biāo)號14表示凹槽，它釋放把各個層粘在一起的粘結(jié)劑。
圖5示出了圖4的IV部分，它是示出促動器單元4詳細(xì)結(jié)構(gòu)的剖面圖。在促動器單元4中，多個壓電片41到44穿過內(nèi)部電極45層壓在一起。在離開流動通道單元2側(cè)的一側(cè)，設(shè)有與每個排出元件10對應(yīng)的單獨(dú)電極6。
如圖6所示，單獨(dú)電極6包括焊盤部分62和電極部分61，并且所形成的電極部分61具有與壓力室10類似的平面形狀。這樣就構(gòu)成了由與每個排出元件11對應(yīng)的壓電元件形成的促動器，并且當(dāng)電壓施加到單獨(dú)電極6上時，壓力室10的容積改變(見圖4)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對墨的吸入和壓力饋送。
圖7示出了虛設(shè)通道20的截面形狀。虛設(shè)通道20由形成在各個層壓薄板中的開口部分構(gòu)成，并且與排出元件11具有類似的形狀(見圖4)。具有與壓力室10相同形狀的開口部分10`形成在空腔板21中。
在孔板23中形成了與孔13具有相同形狀的開口部分13`和與通孔15具有相同形狀的開口部分15`，其中孔13和通孔15構(gòu)成了墨輸送通道7。開口部分16a`和16b`形成在基板22中。開口部分16b`具有與形成墨輸送通道7的通孔16b相同的形狀。開口部分16a`具有與連通了孔13和壓力室10的通孔16a相同的形狀。
具有與通孔18b相同形狀的開口部分18b`形成在供應(yīng)板24中。具有與形成墨流動通道的通孔17a、17b和17c相同形狀的開口部分17a`、17b`和17c`形成在集管板25、26和27中。開口部分17a`、17b`和17c`構(gòu)成了具有和墨輸送通道7相同形狀的連通孔7`。與通孔19具有相同形狀的開口部分19`形成在蓋板28中。具有與噴嘴8相同形狀的開口部分8`形成在噴嘴板29中。
另外，在供應(yīng)板24上不設(shè)連通開口部分13`和集管5的孔，并且堵塞了虛設(shè)通道20和集管5之間的連通。這樣，墨不會從開口部分8`排出，并且能夠避免由于墨留在虛設(shè)通道20中所造成的墨質(zhì)量改變。另外，一部分虛設(shè)通道20和集管5彼此連通并且無需提供另一層的開口部分(如開口部分8`和15`)就能夠停止墨排出。
圖8是剖面圖，示出了本發(fā)明另一個實(shí)施例的噴墨頭的虛設(shè)通道。
在圖8所示的實(shí)施例中，對除了形成在壓力室10中的開口部分10`之外的每個板中形成虛設(shè)通道的開口部分進(jìn)行填充。因此，開口部分16a`、16b`，孔板23的開口部分13`，供應(yīng)板24的開口部分18b`，集管板25、26、27的開口部分17a`、17b`、17c`，蓋板的開口部分19`和噴嘴板的開口部分8`是封閉的。
在具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭1中，當(dāng)各個層的薄板利用粘結(jié)劑粘結(jié)在一起時，盡管把施加到排出元件組9外部的部分粘結(jié)劑推出朝向排出元件組9的內(nèi)部，但是在粘結(jié)劑到達(dá)排出元件組9之前，粘結(jié)劑流入到設(shè)置在其周圍的虛設(shè)通道20中，因此防止了粘結(jié)劑流入到排出元件組9的內(nèi)部。
圖9是剖面圖，示出了本發(fā)明再一個實(shí)施例的噴墨頭的虛設(shè)通道。
在圖9所示的實(shí)施例中，對除了形成在壓力室10中的開口部分10`和孔板23的開口部分13`之外的每個板中形成虛設(shè)通道的開口部分進(jìn)行填充。因此，開口部分16a`、16b`，供應(yīng)板24的開口部分18b`，集管板25、26、27的開口部分17a`、17b`、17c`，蓋板的開口部分19`和噴嘴板的開口部分8`是封閉的。
在具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭1中，當(dāng)各個層的薄板利用粘結(jié)劑粘結(jié)在一起時，盡管把施加到排出元件組9外部的部分粘結(jié)劑推出朝向排出元件組9的內(nèi)部，但是在粘結(jié)劑到達(dá)排出元件組9之前，粘結(jié)劑流入到設(shè)置在其周圍的虛設(shè)通道20中，因此防止了粘結(jié)劑流入到排出元件組9的內(nèi)部。
順便提及，如圖7至9所示，前述的開口部分形成為穿過各個板的孔并且虛設(shè)通道20形成為連通孔，其中各個開口部分彼此連通。但是，本發(fā)明不限于此，并且每個開口部分都可以是這樣一種開口，即它由半蝕刻形成并且它的一個表面是封閉的。
在具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭1中，當(dāng)各個層的薄板利用粘結(jié)劑粘結(jié)在一起時，盡管施加到排出元件組9外部的那部分粘結(jié)劑被擠向排出元件組9的內(nèi)部，在粘結(jié)劑進(jìn)入排出元件組9之前，它流進(jìn)設(shè)在附近的虛設(shè)通道20中，從而能夠避免粘結(jié)劑流入排出元件組9的內(nèi)部。
這時，由于各個層中彼此連通的開口部分構(gòu)成了虛設(shè)通道20，即時粘結(jié)劑的量較大，它也會流入下層或上層的開口部分，并且能夠避免粘結(jié)劑流入排出元件組9。例如，即時大量的粘結(jié)劑在與壓力室10對應(yīng)的位置流入開口部分10`，形成在下層的基板22中的開口部分16a`和16b`能夠保存它們。
另外，在使得從集管5到壓力室10之間的流動通道變窄并且向壓力室10送墨的孔13中，為了減少橫截面積，孔板23的厚度較薄。因此，即使與孔13對應(yīng)的開口部分13`和開口部分15`不足以容納粘結(jié)孔板23的粘結(jié)劑，設(shè)在上層的基板22和下層的供應(yīng)板24中的開口部分16a`、16b`和18b`也能夠容納它們。
另外，由于為了存儲墨并且將墨送到排出元件11，需要形成較大容積的集管5，因此由集管板25、26和27形成的集管5較厚。當(dāng)所形成的孔板23的開口部分15`通過供應(yīng)板24的開口部分18b`與形成在集管板25、26和27中的開口部分17a`、17b`和17c`連通時，開口部分15`不足以容納的大量粘結(jié)劑能夠被與開口部分15`連通的其它開口部分容納，并且能夠避免粘結(jié)劑流入排出元件組9。
另外，形成虛設(shè)通道20的各個開口部分(開口部分8`、10`等)與形成排出元件的通孔(墨輸送通道7、噴嘴8和壓力室10等)具有相同的形狀。因此，在噴墨頭1的各個層中，設(shè)置在排出元件組9最外圍的排出元件11的外圍與排出元件和虛設(shè)通道20之間的粘結(jié)劑粘結(jié)在一起。因此，由于它們與設(shè)置在排出元件組9內(nèi)部的排出元件11在一樣的條件下被粘結(jié)，就能夠減少粘結(jié)狀態(tài)的變化并且得到均勻的強(qiáng)度。
在這個實(shí)施例中，盡管虛設(shè)通道20由在多個層中彼此連通的貫通的開口部分所形成，可以用半蝕刻等方法形成開口部分，從而它的一個表面被封閉。這樣在薄層中形成貫通的開口部分，而半蝕刻開口部分位于該薄層的上層或下層。從而能夠容納大量的粘結(jié)劑并且能夠避免粘結(jié)劑流入排出元件組9的內(nèi)部。
例如，在形成在孔板23中的孔13中，孔板23的自身厚度較薄，并且為了具有預(yù)定的流動通道阻力，它的寬度也較窄。因此，可能發(fā)生不能夠充分避免粘結(jié)孔板23的粘結(jié)劑從排出元件組9的外部流入最外圍。
為了更有效地避免不需要的粘結(jié)劑的流入，除了形成在孔板23中和設(shè)在與排出元件11對應(yīng)位置處的開口部分以外，可以在層壓作為孔板23的上層或下層的基板22或供應(yīng)板24中、與孔板23的開口部分一樣的位置處設(shè)有半蝕刻開口部分。
根據(jù)本發(fā)明，排出元件組由層壓的薄板中形成的通孔構(gòu)成，在排出元件組周圍設(shè)置虛設(shè)通道，虛設(shè)通道由在多個薄板中彼此連通的開口部分所形成，因此，從排出元件組的外側(cè)被擠向排出元件組的粘結(jié)劑流入虛設(shè)通道，這樣就避免了粘結(jié)劑流入排出元件組的內(nèi)部，從而避免了堵塞墨流動通道。另外，由于開口部分在多個層中彼此連通，即使粘結(jié)劑的量較大，粘結(jié)劑也會流入下層或上層的開口部分，并且能夠避免粘結(jié)劑流入排出元件組。
前面對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述是為了說明和描述本發(fā)明。不意圖列舉所有的可能或把本發(fā)明限制在所披露的精確形式中，利用上述所描述的內(nèi)容或者從實(shí)踐中能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行改進(jìn)或改變。這里所選擇和所描述的實(shí)施例是為了解釋本發(fā)明的原理和它的實(shí)際應(yīng)用，從而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)特定需要以不同的實(shí)施例和多種改進(jìn)來使用本發(fā)明。本發(fā)明的范圍意圖在所附權(quán)利要求和它們的等效體中限定。
權(quán)利要求
1.一種噴墨頭，它包括一個排出元件組，它具有以特定間隔設(shè)置的排出元件，每個排出元件包括一個排墨的噴嘴；和一個壓力室，它對集管提供的墨施加排出壓力；其中集管和多個排出元件由包括至少一個開口部分的多塊板形成，這些板利用粘結(jié)劑粘結(jié)并且層壓在一起，其中利用層壓的多塊板的至少一個開口部分形成多個虛設(shè)通道以彼此連通，和多個虛設(shè)通道位于排出元件組周圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中在虛設(shè)通道中堵塞與集管的連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴墨頭，其中，多塊板包括噴嘴層，它形成有噴嘴；壓力室層，它形成有壓力室；集管層，它形成有集管；和孔層，它設(shè)置在集管層和壓力室層之間，它設(shè)有孔，從而把墨從集管送到壓力室，和每個虛設(shè)通道包括形成在孔層、與該孔具有同樣形狀的開口部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴墨頭，其中，集管層包括通孔，它形成連通壓力室和噴嘴的連通孔，和每個虛設(shè)通道包括形成為與集管層的通孔具有相同形狀的開口部分并且構(gòu)成了連通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，形成虛設(shè)通道的每個開口部分與形成在相同層中的通孔具有相同的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，以特定的間隔設(shè)置虛設(shè)通道和構(gòu)成排出元件組的多個排出元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，所形成的開口部分是穿過它們形成在其中的層的通孔，并且虛設(shè)通道形成為連通孔，其中通孔彼此連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中噴嘴和壓力室布置為陣列形式以構(gòu)成排出元件組。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中多塊板進(jìn)一步包括至少一個釋放粘結(jié)劑的凹槽。
全文摘要
一種噴墨頭，包括一個排出元件組，它具有以特定間隔設(shè)置的排出元件，每個排出元件包括一個排墨的噴嘴和一個壓力室，壓力室對集管提供的墨施加排出壓力，集管和多個排出元件由設(shè)在多個薄板中的通孔形成，這些板利用粘結(jié)劑粘結(jié)并且層壓在一起，和多個位于排出元件組周圍的虛設(shè)通道由開口部分形成，這些開口部分在多塊薄板中彼此連通。
文檔編號B41J2/045GK1575998SQ20041006198
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)明者近本忠信 申請人:兄弟工業(yè)株式會社