專利名稱：液體輸送裝置和噴墨記錄設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型大體上涉及一種液體輸送裝置。具體地說，本實用新型涉及在利用壓電元件的變形在其上加壓來輸送液體的裝置中在用于在壓電元件中產(chǎn)生電場的電極和驅(qū)動電路之間的電連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
已知這樣一種液體輸送裝置，該裝置通過利用壓電元件的變形向液體施壓來將裝在液體腔室中的液體輸送給裝置外面的液體輸送裝置。在這種裝置中，向電極提供驅(qū)動電壓以在壓電元件中產(chǎn)生電場，從而使該壓電元件變形，由此向液體腔室中的液體施加壓力。作為這種液體輸送裝置的一個實施例，JP-A-2002-240278或其相應(yīng)的美國專利No.6595628披露了一種安裝在噴墨打印機上的壓電式噴墨記錄頭。在該出版物中所披露的噴墨記錄頭包括一空腔單元，該單元包括多個用于從中噴射出墨水的噴墨噴嘴以及多個與各個噴嘴相對應(yīng)的壓力腔室；一壓電促動器，其中設(shè)置用于相應(yīng)壓力腔室的多個內(nèi)電極和多塊壓電板如此布置，從而每個內(nèi)電極介于相鄰兩塊壓電板之間；以及一柔性扁平電纜，其上印刷有用于從驅(qū)動電路向內(nèi)電極提供驅(qū)動電壓的多根導(dǎo)線，所述空腔單元、壓電促動器和柔性扁平電纜按照這個順序相互疊置。
在與柔性扁平電纜相對的壓電促動器的最上面的表面上形成有與柔性扁平電纜的導(dǎo)線連接的表面電極。這些表面電極通過填充在沿著其層疊方向形成穿過多塊壓電板的通孔中的導(dǎo)電材料與沿著層疊方向與表面電極對準(zhǔn)的相應(yīng)內(nèi)電極連接。柔性扁平電纜如此疊置或?qū)盈B在壓電促動器的最上面的表面上，從而這些表面電極與柔性扁平電纜的導(dǎo)線連接，由此通過柔性扁平電纜的導(dǎo)線使這些內(nèi)電極電連接。在這樣構(gòu)成的噴墨記錄頭中，在通過導(dǎo)線從驅(qū)動電路向內(nèi)電極施加驅(qū)動電壓時，介于內(nèi)電極之間的壓電板變形，由此給這些壓力腔室中的墨水施加該壓力，從而從這些噴嘴中將墨水噴射出。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足最近對提高打印圖像的分辨率和減小噴墨記錄頭尺寸的要求，大體趨勢是減小噴嘴的尺寸(直徑)，并且將這些噴嘴形成為具有較高的密度。另外，設(shè)置成與相應(yīng)噴嘴對準(zhǔn)的壓力腔室、內(nèi)電極和表面電極也形成為具有較高的密度。因此，相當(dāng)難以如常規(guī)方式一樣將形成在壓電促動器的最上面表面上的表面電極和形成在柔性扁平電纜上的導(dǎo)線連接在一起。因此，該噴墨記錄頭會由于表面電極和導(dǎo)線之間的連接較差而出現(xiàn)故障。
因此本實用新型的一個目的在于提供一種液體輸送裝置，該裝置即使這些電極以高密度形成的情況下也能確保在電極和驅(qū)動電路之間實現(xiàn)可靠的電連接，并且可以非?？煽康夭僮鳌?br> 上述目的可以根據(jù)本實用新型的原理來實現(xiàn)，本實用新型提供了一種液體輸送裝置，它包括至少一個壓電元件；多個電極，用來產(chǎn)生出使至少一個壓電元件變形的電場；一驅(qū)動電路，用來給多個電極提供驅(qū)動電壓；多個用來存儲液體的液體腔室，通過至少一個壓電元件的變形向液體施壓，從而從多個液體腔室向該裝置外面輸送液體；以及一絕緣板和多條導(dǎo)線，這些導(dǎo)線分別將多個電極與驅(qū)動電路連接。在絕緣板上形成有多個電極和多條導(dǎo)線。
在如上所述構(gòu)成的液體輸送裝置中，通過也是形成在該絕緣板上的多條導(dǎo)線從驅(qū)動電路向形成在絕緣板上的多個電極提供驅(qū)動電壓。在通過這些導(dǎo)線從驅(qū)動電路向電極提供驅(qū)動電壓時，這些電極在至少一個壓電元件中產(chǎn)生出電場，并且該壓電元件由于該電場而變形，從而向在液體腔室中的液體施加壓力。因此，將在這些液體腔室中的液體向該裝置外面輸送。在如此構(gòu)成的裝置中，其中在單個共同絕緣板上形成有用來產(chǎn)生使壓電元件變形的電場的電極和使這些電極與驅(qū)動電路連接的導(dǎo)線，不必進(jìn)行通常所需要的將其上分別形成有電極和導(dǎo)線的單獨的兩塊板疊置從而使這些電極和導(dǎo)線相互連接的步驟。因此，即使在以高密度布置多個電極的情況下，也可以非?？煽康貙Ⅱ?qū)動信號提供給電極，從而導(dǎo)致該裝置具有相當(dāng)高的操作可靠性。
根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供一種噴墨記錄設(shè)備，它包括上述液體輸送裝置；一記錄介質(zhì)支撐部件，它支撐著一記錄介質(zhì)，液體輸送裝置朝著該記錄介質(zhì)輸送液體；一支撐部件，用來支撐所述液體輸送裝置；以及一運動裝置，用來使記錄介質(zhì)和由支撐部件支撐的液體輸送裝置彼此相對運動。


通過結(jié)合以下附圖閱讀本實用新型優(yōu)選實施方案的以下詳細(xì)說明將可以更好地理解本實用新型的上面和其它目的、特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)顯著性，其中圖1為包括其上應(yīng)用了本實用新型的壓電式噴墨記錄頭的噴墨記錄設(shè)備的透視圖；圖2為該噴墨記錄頭的透視圖；圖3為圖2的噴墨記錄頭的分解透視圖；圖4為圖2的噴墨記錄頭的空腔單元的分解透視圖；圖5A和5B為沿著圖2的5-5線剖開的放大剖視圖，示意性地顯示出圖2的壓電式噴墨記錄頭，其中圖5A顯示出其中沒有向內(nèi)電極施加電壓的狀態(tài)，而圖5B顯示出其中向內(nèi)電極施加了電壓的狀態(tài)；并且圖6為一剖視圖，示意性地顯示出根據(jù)本實用新型另一個實施方案構(gòu)成的壓電式噴墨記錄頭。
具體實施方式
下面將參照這些附圖對本實用新型的優(yōu)選實施方案進(jìn)行說明。
圖1顯示出一噴墨記錄設(shè)備100，它包括其上應(yīng)用了本實用新型并且根據(jù)本實用新型第一實施方案構(gòu)成的壓電式噴墨記錄頭6。下面將對該噴墨記錄設(shè)備100作簡要說明。該壓電噴墨記錄頭6布置成從噴墨噴嘴54(圖4)朝著記錄介質(zhì)例如一張紙62噴射墨水。該噴墨記錄頭6設(shè)置在其上安裝有墨盒61的滑架64的下表面上。下面將對噴墨記錄頭6的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
其上安裝有噴墨記錄頭6的滑架64固定在環(huán)形帶75上，并且在通過電動機使皮帶輪73向前和向后運動時沿著導(dǎo)桿71和導(dǎo)板72往復(fù)運動。在滑架64的往復(fù)運動期間，從壓電噴墨記錄頭6的噴墨噴嘴54朝著紙張62噴射墨滴。從設(shè)在噴墨記錄設(shè)備100中的供紙盒(未示出)將紙張62朝著位于噴墨記錄頭6和壓紙輥66之間的位置輸送。在噴墨記錄頭6在紙張62上記錄圖像之后，將紙張62排出。沒有顯示出分別用于輸送和排出紙張62的供紙裝置和排紙裝置。
在壓紙輥66的一側(cè)上設(shè)有清洗裝置67。該清洗裝置67用來清除留在噴墨記錄頭6中的不期望有的低質(zhì)墨水。詳細(xì)地說，當(dāng)將滑架64設(shè)置在恢復(fù)位置處時，清洗裝置67的清洗帽81覆蓋著其中形成有噴嘴的記錄頭6的表面，以便形成一氣密空間。然后，通過與清洗帽81連通并且由凸輪83操縱的氣泵82將氣密空間減壓。因此，將留在噴墨記錄頭6中的不期望有的低質(zhì)墨水清除。
該噴墨記錄設(shè)備100在其中包括有控制電路(未示出)，這些電路包括CPU、ROM、RAM等，并且用來根據(jù)與設(shè)備100的操作相關(guān)的控制程序來控制該設(shè)備100。通過這些控制電路來控制由清洗裝置67進(jìn)行的噴墨操作和清洗操作。
下面將參照圖2至圖5A對壓電噴墨記錄頭6的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如在圖2和3的透視圖中所示一樣，壓電噴墨記錄頭6包括一空腔單元10，它具有多個向上打開的液體腔室16以及用粘接劑固定在其中液體腔室16向上打開的空腔單元10的上表面上的壓電促動器20，從而該壓電促動器20封閉了液體腔室16的相應(yīng)上開口。
空腔單元10具有一層疊結(jié)構(gòu)，它包括多個相互層疊的板構(gòu)件。參照圖4更詳細(xì)地說，該實施方案的空腔單元10具有由五塊板構(gòu)件構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，即一噴嘴板43、兩塊集管板11、12、一隔板13和一空腔板14。這些板11、12、13、14、43中的每一個的厚度大約為50μm至大約150μm。在當(dāng)前實施方案中，除了噴嘴板43之外的四塊板11、12、13、14由通過對金屬例如不銹鋼、鈦、鈦合金、銅、銅合金、工具鋼、低合金鋼、鎳、鎳合金、鈷合金、鋁或鋁合金進(jìn)行軋制而獲得的金屬板構(gòu)件形成。這些板構(gòu)件可以由玻璃、陶瓷或合成樹脂形成。
作為空腔單元10的最下層的噴嘴板43是由合成樹脂形成的細(xì)長板構(gòu)件。噴嘴板43形成有多個噴墨噴嘴54，每個噴嘴具有非常小的直徑。這些噴嘴54在沿著噴嘴板43的第一方向(即，沿著縱向方向)延伸的兩個直排中穿過噴嘴板43的厚度形成，從而每排噴嘴54以相對較小的間距“P”(圖4)相互等距離間隔開，并且這兩排中的一排的每個噴嘴54沿著噴嘴板54的縱向方向介于另一排的相鄰兩個噴嘴54之間。因此，這些噴嘴54按照之字形或交錯的方式形成在兩排中。
集管板12具有一對細(xì)長集管孔道12a、12a，每個都作為墨水通道的一部分。這兩個集管孔道12a穿過集管板12的厚度形成，從而這兩個集管孔道12a分別在兩個直排噴嘴54的相對兩側(cè)上延伸。每個集管孔道12a在其平面圖中與形成在下述空腔板14中的兩排液體腔室16中的相應(yīng)一排對準(zhǔn)，從而每個集管孔道12a沿著空腔單元10的縱向方向在相應(yīng)一排液體腔室16上延伸。設(shè)在集管板12下面的集管板11在其上表面中具有一對集管凹槽11、11，這些凹槽向上打開，分別與兩個集管孔道12a、12a對準(zhǔn)，并且在其平面圖中具有與集管孔道12a基本上相同的形狀。這兩個集管孔道12a、12a中的每一個與兩個集管凹槽11a、11a中的相應(yīng)一個協(xié)作以形成一集管腔室。
位于集管板12上方并且隔板13介于它們之間的空腔板14是用作空腔單元10的最上面層的細(xì)長板構(gòu)件。該空腔板14具有兩排穿過其厚度形成的液體腔室16，從而這兩排液體腔室16沿著與空腔板14的第一方向(即，縱向方向)平行的空腔板14的中心線延伸。在其中這些板11、12、13、14相互層疊在一起的狀態(tài)中，遠(yuǎn)離隔板13的每個液體腔室16的上部處于打開狀態(tài)。
這兩排液體腔室16位于空腔板14的中心線的相應(yīng)相對兩側(cè)上。兩排中的一排的每個液體腔室16沿著這些排的延伸方向介于另一排的相鄰液體腔室16之間。每個液體腔室16具有沿著與上述其中心線垂直的空腔板14的第二方向(即，橫向方向)延伸的細(xì)長形狀。
液體腔室16的各自內(nèi)端16a通過各自的小直徑通孔17與噴嘴板43的相應(yīng)噴嘴54連通，這些通孔以之字形方式成兩排形成穿過隔板13和兩塊集管板11、12中的每一塊的厚度。另一方面，兩排中的一排的液體腔室16的各自外端16b通過兩排通孔18中的相應(yīng)一排與集管板11、12的兩個集管腔室中的相應(yīng)一個連通，這些通孔形成穿過隔板13的厚度，從而這些排通孔18分別位于隔板13的相對長側(cè)邊附近；并且另一排液體腔室16的各自外端部分通過隔板13的另一排通孔18與另一個集管腔室連通。如在圖4中用圓圈包圍的放大視圖中所示一樣，兩排液體腔室16的各自外端16b形成在空腔板14的下表面中，從而這些外端16b只向下打開。
在空腔單元10中，形成有供應(yīng)孔19。具體地說，空腔板14在其縱向相對端部中的一個處具有兩個供應(yīng)孔19a、19a，它們穿過其厚度形成，并且分別與集管板12的兩個集管孔道12a連通；并且隔板13在其縱向相對端部中的一個處具有兩個供應(yīng)孔19b、19b，它們穿過其厚度形成并且與集管板12的兩個集管孔道12a連通?？涨话?4的供應(yīng)孔19a、19a和隔板13的供應(yīng)孔19b、19b沿著這些板的層疊方向相互對準(zhǔn)。
在如上所述構(gòu)成的空腔單元10中，從墨盒61通過供應(yīng)孔19a、19b提供給兩個集管腔室11a、12a；11a、12a的墨水通過各個通孔18分配給這些液體腔室16，然后經(jīng)由通孔17到達(dá)與這些液體腔室16對應(yīng)的噴嘴54，并且從中噴射出。
層疊在空腔單元10上的壓電促動器20相對于液體腔室16變形，從而改變了液體腔室16的體積。如圖3所示，該實施方案的壓電促動器20包括電絕緣板21、形成在該絕緣板21上的單獨電極26、壓電元件22以及一導(dǎo)電板23，它們?nèi)缪刂鴮盈B方向遠(yuǎn)離空腔單元10看一樣按照這個順序布置。
絕緣板21用作一振動板，它在壓電元件22的作用下振動或變形并且由具有絕緣特性和柔性并且其主要成分為聚酰亞胺的合成樹脂形成。該絕緣板21的厚度大約為50μm。該絕緣板21為一細(xì)長部件，它沿著空腔單元10的縱向方向延伸并且其長度比空腔單元10長。換句話說，該絕緣板21具有一第一部分21a和從第一部分21a沿著其縱向方向連續(xù)延伸到空腔單元10之外的第二或延伸部分21b，如在圖3和4中所示一樣。絕緣板21通過粘接劑在其第一部分21上固定在空腔板14上，該第一部分在多個液體腔室16上延伸并且覆蓋著這些液體腔室16。絕緣板21的第二或延伸部分21b在遠(yuǎn)離第一部分21a的其中一個縱向相對端部處設(shè)有多個將與設(shè)在滑架64上的接口板50連接的端子部分24。該接口板60為一繼電器板，用來將從噴墨記錄設(shè)備100的控制電路提供出的數(shù)據(jù)信號傳送給安裝在絕緣板21上的驅(qū)動電路25上。
安裝在絕緣板21上的驅(qū)動電路25將通過接口板50從控制電路傳送出的串行數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)變成與噴嘴54的數(shù)量相對應(yīng)的并行信號，并且產(chǎn)生出用來驅(qū)動壓電元件22的驅(qū)動電壓。
在遠(yuǎn)離空腔單元10的絕緣板21的第一部分21a的相對表面中的一個上，設(shè)有多個單獨電極26，它們與形成在空腔單元10中的各個液體腔室16對準(zhǔn)；用于各個單獨電極26的多條導(dǎo)線27(下面簡稱為“單獨電極導(dǎo)線27”)，它們使單獨電極26與驅(qū)動電路25連接；以及一對接地電極28，用來使導(dǎo)電板23(下面描述)接地。在絕緣板21的第二部分21b上，設(shè)有驅(qū)動電路25和用來使接地電極28接地的用于接地電極28的導(dǎo)線29(下面簡稱為“接地電極導(dǎo)線29”)。形成在絕緣板的第一部分21a上的這些單獨電極導(dǎo)線27在其第二部分21b上連續(xù)延伸，從而單獨電極26和驅(qū)動電路25通過各條單獨電極導(dǎo)線27連接。在圖3中，只顯示出多條單獨電極導(dǎo)線27中的一些。
單獨電極26成兩排形成在絕緣板21的第一部分21a上，從而這兩排沿著第一部分21a的相應(yīng)相對長側(cè)邊在絕緣板21的第一方向(即，縱向方向)上延伸。每個單獨電極26是沿著與上述第一方向垂直的絕緣板21的第二方向延伸的細(xì)長條帶形式，并且在其平面圖中其寬度稍小于每個液體腔室16的寬度。單獨電極26通過相應(yīng)的單獨電極導(dǎo)線27與驅(qū)動電路25連接。通過相應(yīng)的導(dǎo)線27將從驅(qū)動電路25的相應(yīng)驅(qū)動器的輸出端子輸出的驅(qū)動電壓提供給這些單獨電極26。在當(dāng)前實施方案中，導(dǎo)線27沿著上述第一方向在這兩排單獨電極26之間延伸。
在當(dāng)前布置中，其中單獨電極26和單獨電極導(dǎo)線27形成在單塊絕緣板21的相同平面上，與其中單獨電極和用于這些單獨電極的導(dǎo)線形成在相應(yīng)不同的板構(gòu)件上并且這些板構(gòu)件相互疊置從而使這些單獨電極和導(dǎo)線相互連接的傳統(tǒng)布置相比，可以更加簡化在這些單獨電極26和單獨電極導(dǎo)線27之間的電連接。
壓電元件22用來使絕緣板21變形，并且以板狀形式設(shè)在絕緣板21的第一部分21a上，從而壓電元件22至少在所有液體腔室16上延伸。在當(dāng)前實施方案中，壓電元件22為所有液體腔室16所共有。該壓電元件22可以為相應(yīng)液體腔室16單獨設(shè)置。
通過采用鋯酸鈦酸鉛作為主要成分來形成壓電元件，鋯酸鈦酸鉛是鈦酸鉛和鋯酸鉛的固溶體并且具有鐵電性。如果壓電元件22的厚度減小，則可以降低施加在其上的驅(qū)動電壓。但是在該情況中，降低了壓電元件22的變形量，因此降低了絕緣板21的變形量。因此，在壓電元件22的厚度減小的情況下，絕緣板22的剛度也就是說其厚度需要減小。
在當(dāng)前實施方案中，絕緣板21的厚度相當(dāng)小，即大約為30μm至大約50μm，而壓電元件22的厚度大約為幾個微米(μm)，例如大約為10μm。作為形成其厚度為大約幾個微米(μm)至約10μm的的壓電元件22的方法，采用了一種氣溶膠沉積方法，其中使構(gòu)成壓電元件22的細(xì)小顆粒材料以高速撞擊到絕緣板21上，從而使顆粒材料沉積在其上以形成壓電元件22。作為細(xì)小顆粒材料，可以采用任意壓電材料例如鋯酸鈦酸鉛(PZT)。用于構(gòu)成壓電元件22的細(xì)小顆粒材料的平均粒徑不大于1μm。作為形成具有上述厚度的壓電元件22的另一種方法，可以采用溶膠凝膠方法。
導(dǎo)電板23用作與單獨電極26相對或相對應(yīng)的共用電極，并且固定在遠(yuǎn)離絕緣板21的壓電元件22的相對表面中的一個上，從而該導(dǎo)電板23在多個液體腔室16上延伸。
導(dǎo)電板23由金(Au)形成并且其厚度大約為1μm。導(dǎo)電板23通過填充在穿過壓電元件22的厚度形成的通孔30中的導(dǎo)電材料與形成在絕緣板21上的接地電極28電連接。因此，導(dǎo)電板23通過接地電極28和接地電極導(dǎo)線29與地面連接。通過氣溶膠沉積方法來分別在絕緣板21和壓電元件22上形成單獨電極26和導(dǎo)電板23，其中使具有導(dǎo)電性并且其平均粒徑不大于1μm的適當(dāng)細(xì)小顆粒材料例如金(Au)分別以高速撞擊并且沉積到絕緣板21和壓電元件22上?；蛘呖梢酝ㄟ^本領(lǐng)域所公知的印刷或汽相沉積方法來形成單獨電極26和導(dǎo)電板23?？梢酝ㄟ^采用根據(jù)相應(yīng)不同方法的相應(yīng)不同材料來形成單獨電極26和導(dǎo)電板23。
通過在其上施加高電壓使具有鐵電性的壓電元件22沿著一個特定方向極化，并且在停止施加電壓之后使之保持在極化狀態(tài)中。在當(dāng)前實施方案中，通過提前在單獨電極26和導(dǎo)電板23之間施加高于正常或通常驅(qū)動電壓的電壓，從而如由在圖5A和5B中的箭頭“P”所示一樣，使壓電元件22沿著從單獨電極26朝著導(dǎo)電板23的方向極化。具體地說，在壓電元件22中介于單獨電極26和導(dǎo)電板23之間的相應(yīng)部分被極化，由此形成工作部分，這些工作部分在將用于通常噴墨操作的電壓施加在其上時承受應(yīng)變。在如當(dāng)前實施方案中一樣壓電元件22形成在至少與所有液體腔室16對應(yīng)的區(qū)域上并且為所有液體腔室16所共用的情況下，壓電元件22包括多個工作部分。在為每個液體腔室16形成壓電元件22的情況下，該壓電元件22b構(gòu)成工作部分。作為振動板的絕緣板21的與相應(yīng)工作部分對應(yīng)的相應(yīng)部分用作通過工作部分的變形而振動的振動部分。
接下來參照圖5B對由如上所述構(gòu)成的壓電式噴墨記錄頭6進(jìn)行的噴墨操作進(jìn)行說明，該圖與圖5A對應(yīng)并且顯示出其中將驅(qū)動電壓施加在任意單獨電極26上的狀態(tài)。
在當(dāng)前實施方案中，在通過相應(yīng)的單獨電極導(dǎo)線27從安裝在絕緣板21上的驅(qū)動電路25向任意單獨電極26施加驅(qū)動電壓時，沿著從單獨電極26朝著與地面連接的導(dǎo)電板23的方向，即沿著與極化方向“P”相同的方向產(chǎn)生出電場，從而正好位于其上施加有驅(qū)動電壓的單獨電極26上方的一部分壓電元件22(工作部分)沿著與極化方向“P”垂直的方向(即，沿著由在圖5B中的箭頭“X1”和“X2”表示的相反的兩個方向)收縮。在該情況中，由于絕緣板21沒有收縮，所以壓電元件22的工作部分和振動板(絕緣板21)的相應(yīng)振動部分彎曲或變形，從而工作部分和振動部分朝著相應(yīng)的液體腔室16凸起。
因此，與其上已經(jīng)施加有驅(qū)動電壓的任意單獨電極26相對應(yīng)的液體腔室16的體積減小，并且在那個液體腔室16中的墨水受到擠壓，從而通過相應(yīng)的噴嘴54從液體腔室16噴射出墨水。
下面將參照圖6對本實用新型第二實施方案進(jìn)行說明。在該第二實施方案中，與在所示第一實施方案中相同的參考標(biāo)號用來表示相應(yīng)的部件，并且不再對它進(jìn)行詳細(xì)說明。在圖6的這個第二實施方案中，與在第一實施方案中所示的狀態(tài)相比，促動器單元20在垂直反轉(zhuǎn)狀態(tài)中固定在空腔板10上。具體地說，促動器單元20的結(jié)構(gòu)與在第一實施方案中的結(jié)構(gòu)相同。也就是說，壓電元件22形成在其上形成有電極26、28和導(dǎo)線27、29的絕緣板21的表面上，并且用作共用電極的導(dǎo)電板23疊置在壓電元件22上。但是在該第二實施方案中，促動器單元20如此固定在空腔單元10上，從而導(dǎo)電板23位于液體腔室16附近，并且絕緣板21位于遠(yuǎn)離液體腔室16的位置處。在該情況中，導(dǎo)電板23優(yōu)選由不會在液體腔室16中的液體作用下生銹或腐蝕的材料形成。或者，例如可以在導(dǎo)電板23和其中形成有液體腔室16的空腔板14之間插入一層合成樹脂，用來防止導(dǎo)電板23在液體的作用下生銹或腐蝕。
在圖6的實施方案中，當(dāng)沿著與極化方向平行的從單獨電極26朝著導(dǎo)電板23的方向產(chǎn)生出電場時，該壓電元件22沿著其表面方向收縮。在該情況中，由于絕緣板21沒有收縮，所以壓電促動器20彎曲或變形成向上凸起的形狀，也就是說沿著使液體腔室16膨脹的方向。在停止產(chǎn)生電場時，壓電元件20回到其初始狀態(tài)或位置，由此從相應(yīng)的噴嘴54中將液體腔室16中的墨水噴射出。
在根據(jù)所示的上述第一和第二實施方案構(gòu)成的噴墨記錄頭6中，其上疊置有壓電元件22的絕緣板21的第一部分21a和其上形成有單獨電極導(dǎo)線27以便從第一部分21a連續(xù)延伸出的其第二部分21b由單塊共用絕緣板21給出。因此，當(dāng)前的布置能夠減少所需要的零部件數(shù)量，從而導(dǎo)致噴墨記錄頭6的制造成本降低。
單獨電極26與相應(yīng)的液體腔室16對準(zhǔn)地形成在絕緣板21上，從而在設(shè)置成與所有液體腔室16對應(yīng)的壓電元件22如在所示第一和第二實施方案中一樣以板狀形式形成在絕緣板21上的情況中和壓電元件22單獨形成在絕緣板21上以便與相應(yīng)的液體腔室16對應(yīng)的情況中，都可以單獨驅(qū)動液體腔室16或使之變形。在壓電元件22以板狀形式形成在絕緣板21上的情況下，可以使該壓電元件22為所有液體腔室16所共用。在該情況中，與為相應(yīng)的液體腔室16單獨設(shè)置壓電元件22的情況相比，進(jìn)一步簡化了壓電元件22的結(jié)構(gòu)，并且可以降低設(shè)備的制造成本。
在所示的第一實施方案中，絕緣板21介于液體腔室16和壓電元件22之間，并且用作通過壓電元件22的變形振動的振動板。與其中振動板與其上形成有導(dǎo)線的絕緣板分開提供的布置相比，這種布置能夠有效地減少所需要的零部件數(shù)量以及設(shè)備的制造成本。
根據(jù)所示第一和第二實施方案的液體輸送裝置不需要安裝驅(qū)動電路25的專門安裝空間，從而導(dǎo)致驅(qū)動電路25所需要的安裝空間和設(shè)備尺寸的減小，在上述第一和第二實施方案的液體輸送裝置中，將驅(qū)動電壓提供給單獨電極26的驅(qū)動電路25安裝在絕緣板21上。
在所示的第一和第二實施方案中，導(dǎo)電板23形成在遠(yuǎn)離絕緣板21的壓電元件22的相對表面中的一個上，從而導(dǎo)電板23在多個液體腔室16上面延伸，并且這樣形成的導(dǎo)電板23用作為多個液體腔室16所共用的共用電極。與其中多個電極設(shè)置成與設(shè)置用于相應(yīng)液體腔室16的單獨電極26分別對應(yīng)的布置相比，這種布置有效地簡化了與單獨電極26相對或?qū)?yīng)的電極結(jié)構(gòu)，并且降低了設(shè)備的制造成本。
在所示的第一實施方案中，其中絕緣板21位于液體腔室16和壓電元件22之間，壓電元件22、電極26、28、導(dǎo)線27、29和導(dǎo)電板23由于如上所述定位的絕緣板21所以沒有保持與液體腔室16中的液體接觸，由此有效地防止了可能由液體引起的短路、腐蝕等。
在所示的第一實施方案中，其中絕緣板21固定在空腔板14上，從而絕緣板21覆蓋著穿過空腔板14的厚度形成并且提供了相應(yīng)液體腔室16的孔道，可以通過使位于相應(yīng)液體腔室16上方的一部分絕緣板21的變形來改變在任意液體腔室16中的壓力。由于空腔板14由板狀構(gòu)件形成，所以可以使該設(shè)備緊湊或纖薄。
通過沉積構(gòu)成該壓電元件22的細(xì)小顆粒材料來在絕緣板21上形成在所示的第一和第二實施方案中的壓電元件22。該布置使得能夠在相對較薄的絕緣板21上形成具有所期望厚度的壓電元件22，由此即使在壓電元件22由相對較低的驅(qū)動電壓驅(qū)動的情況下也確保了壓電元件22能夠進(jìn)行相對較大的變形，從而導(dǎo)致設(shè)備的運行成本降低。
在所示的第一和第二實施方案中，通過沉積具有導(dǎo)電性并且其平均粒徑不大于1μm的細(xì)小顆粒材料例如金(Au)來在絕緣板21上形成單獨電極26和接地電極28，同時通過沉積具有導(dǎo)電性的細(xì)小顆粒材料來在壓電元件22上形成導(dǎo)電板23。在這些布置中，電極26、28和導(dǎo)電板23形成有相應(yīng)合適的厚度數(shù)值，從而可以高效地使壓電元件26變形。根據(jù)相應(yīng)的不同方法可以通過采用相應(yīng)不同的材料來形成單獨電極26和接地電極28。
雖然上面僅僅以舉例說明的目的對本實用新型的優(yōu)選實施方案進(jìn)行了說明，但是要理解的是，本實用新型并不限于所示實施方案的這些細(xì)節(jié)，而是可以在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況以對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的各種改變和變化來實施。
在所示的第一和第二實施方案中，導(dǎo)電板23通過在形成于壓電元件22中的通孔30中的導(dǎo)電材料與形成在絕緣板21上的接地電極28電連接，從而使該導(dǎo)電板23接地。導(dǎo)電板23接地的方式不限于在所示實施方案中的那種方式。例如，可以將導(dǎo)電材料形成在與其相對主表面垂直的壓電元件22的側(cè)表面上。在該情況中，導(dǎo)電板23和接地電極28通過形成在壓電元件22的側(cè)表面上的導(dǎo)電材料相互電連接。
在所示的第一和第二實施方案中，導(dǎo)電板23用作與單獨電極26相對或相對應(yīng)的共用電極。該共用電極可以采用其它方式形成。例如，可以用由合成樹脂形成的絕緣板來代替導(dǎo)電板23，并且可以在與壓電元件22相對的絕緣板的相對主表面中的一個上形成共用電極。在該情況中，可以通過采用比導(dǎo)電板23便宜的合成樹脂形成的絕緣板來以較低的成本生產(chǎn)出該壓電噴墨記錄頭6。
雖然上面已經(jīng)針對本實用新型的優(yōu)選實施方案對以噴墨記錄頭6形式的液體輸送裝置進(jìn)行了說明，但是本實用新型的原理同樣適用于各種類型的設(shè)備，只要該設(shè)備布置成通過利用壓電元件的變形向液體施壓來輸送液體。
權(quán)利要求1.一種液體輸送裝置，它包括至少一個壓電元件(22)；多個電極(26，28)，用來產(chǎn)生出使所述至少一個壓電元件變形的電場；一驅(qū)動電路(25)，用來給多個電極提供驅(qū)動電壓；多個用來存儲液體的液體腔室(16)，通過所述至少一個壓電元件的變形向液體施壓，從而從多個液體腔室向該裝置外面輸送液體，其特征在于該裝置還包括一絕緣板(21)和多條導(dǎo)線(27)，這些導(dǎo)線分別將多個電極與驅(qū)動電路連接，在該絕緣板上形成該多個電極和該多條導(dǎo)線。
2.如權(quán)利要求1所述的液體輸送裝置，其特征在于所述至少一個壓電元件形成在絕緣板上以便疊置在多個電極上，該絕緣板包括其上形成有所述至少一個壓電元件和該多條導(dǎo)線的第一部分(21a)，和從第一部分向外延伸并且其上形成有多條從第一部分連續(xù)延伸出的導(dǎo)線的第二部分(21b)。
3.如權(quán)利要求2所述的液體輸送裝置，其特征在于多個液體腔室相互并排布置在一個平面上，并且絕緣板在多個液體腔室上延伸，所述至少一個壓電元件按照至少在多個液體腔室的每一個上延伸的方式形成在絕緣板的第一部分上。
4.如權(quán)利要求3所述的液體輸送裝置，其特征在于所述至少一個壓電元件以板狀形式設(shè)置在絕緣板的第一部分上，并且在多個液體腔室上延伸。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的液體輸送裝置，其特征在于絕緣板介于多個液體腔室和所述至少一個壓電元件之間，并且用作一振動板，該振動板通過所述至少一個壓電元件的變形而振動以便給在多個液體腔室中的液體施壓。
6.如權(quán)利要求5所述的液體輸送裝置，其特征在于多個電極包括多個單獨電極(26)，所述至少一個壓電元件的介于多個單獨電極和導(dǎo)電板(23)之間的部分被極化，以便形成相對于多個液體腔室變形的工作部分，該導(dǎo)電板(23)形成在所述至少一個壓電元件的相對側(cè)面中遠(yuǎn)離絕緣板的一個側(cè)面上，該振動板具有通過工作部分變形而振動的振動部分。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的液體輸送裝置，其特征在于驅(qū)動電路安裝在絕緣板上。
8.如權(quán)利要求3所述的液體輸送裝置，其特征在于還包括一導(dǎo)電板(23)，它按照在多個液體腔室上延伸的方式形成在所述至少一個壓電元件的相對側(cè)面中遠(yuǎn)離絕緣板的一個側(cè)面上并且用作與多個電極相對的電極。
9.如權(quán)利要求8所述的液體輸送裝置，其特征在于多個電極包括至少一個接地電極(28)，并且多條導(dǎo)線包括至少一條接地電極導(dǎo)線(29)，所述至少一個接地電極通過設(shè)置在所述至少一個壓電元件上的導(dǎo)電材料與導(dǎo)電板電連接，該導(dǎo)電材料用于將所述至少一個接地電極與所述導(dǎo)電板連接。
10.如權(quán)利要求8或9所述的液體輸送裝置，其特征在于絕緣板介于多個液體腔室和所述至少一個壓電元件之間，并且所述至少一個壓電元件按照在多個液體腔室上延伸的方式以板的形式形成在絕緣板的第一部分上，該導(dǎo)電板沿著以板的形式形成的所述至少一個壓電元件的相對表面中遠(yuǎn)離絕緣板的一個表面在多個液體腔室上延伸。
11.如權(quán)利要求8或9所述的液體輸送裝置，其特征在于還包括一板狀空腔板(14)，它具有多個孔道，這些孔道分別形成多個液體腔室，絕緣板疊置并且固定在該板狀空腔板上以便封閉該多個孔道。
12.如權(quán)利要求8或9所述的液體輸送裝置，其特征在于通過沉積具有導(dǎo)電性的細(xì)小顆粒材料來在所述至少一個壓電元件上形成導(dǎo)電板。
13.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的液體輸送裝置，其特征在于通過沉積形成所述至少一個壓電元件的細(xì)小顆粒材料來在絕緣板上形成所述至少一個壓電元件。
14.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的液體輸送裝置，其特征在于通過沉積具有導(dǎo)電性的細(xì)小顆粒材料在絕緣板和所述至少一個壓電元件的至少一個上形成多個電極。
15.如權(quán)利要求2至4中任一項所述的液體輸送裝置，其特征在于多個電極以沿著絕緣板的縱向方向延伸的至少一排布置在絕緣板的第一部分上，并且多條導(dǎo)線分別與多個電極連接并且在縱向方向上沿著多個電極的所述至少一排延伸。
16.如權(quán)利要求2至4中任一項所述的液體輸送裝置，其特征在于以至少兩排將多個電極布置在絕緣板的第一部分上，每一排沿著絕緣板的縱向方向延伸，并且多條導(dǎo)線分別與多個電極連接并且沿著縱向方向在多個電極的所述至少兩排之間延伸。
17.如權(quán)利要求2至4中任一項所述的液體輸送裝置，其特征在于還包括至少一個端子部分(24)，它與外部接口板(50)連接，并且設(shè)在絕緣板第二部分的縱向相對端部中遠(yuǎn)離絕緣板的第一部分的一個端部處。
18.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的液體輸送裝置，其特征在于多個電極包括至少一個接地電極(28)，并且多條導(dǎo)線包括至少一條使所述至少一個接地電極接地的接地電極導(dǎo)線(29)，所述至少一個接地電極和所述至少一條接地電極導(dǎo)線形成在絕緣板上。
19.如權(quán)利要求18所述的液體輸送裝置，其特征在于所述至少一個接地電極形成在絕緣板第一部分的縱向相對端部中更靠近第二部分的一個端部處，并且所述至少一條接地電極導(dǎo)線形成為在絕緣板的第二部分上延伸。
20.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的液體輸送裝置，其特征在于存儲在多個液體腔室中的液體為墨水，并且該液體輸送裝置還包括多個噴嘴(54)，它們分別與多個液體腔室連通并且從中將墨水噴射到該裝置外面，該液體輸送裝置構(gòu)成噴墨記錄頭(6)。
21.一種噴墨記錄設(shè)備，其特征在于它包括在權(quán)利要求20中所限定的液體輸送裝置；一記錄介質(zhì)支撐部件(66)，它支撐著一記錄介質(zhì)(62)，液體輸送裝置朝著該記錄介質(zhì)輸送液體；一支撐部件(64)，用來支撐所述液體輸送裝置；以及一運動裝置(71、72、73、75)，用來使記錄介質(zhì)和由支撐部件支撐的液體輸送裝置彼此相對運動。
專利摘要一種液體輸送裝置和噴墨記錄設(shè)備，該液體輸送裝置包括至少一個壓電元件(22)；多個電極(26，28)，用來產(chǎn)生出使所述至少一個壓電元件變形的電場；一驅(qū)動電路(25)，用來給該多個電極提供驅(qū)動電壓；多個用來存儲液體的液體腔室(16)，通過所述至少一個壓電元件的變形向液體施壓，從而從多個液體腔室向該裝置外面輸送液體，該液體輸送裝置的特征在于該裝置還包括一絕緣板(21)和多條導(dǎo)線(27)，這些導(dǎo)線分別將該多個電極與驅(qū)動電路連接，在絕緣板上形成該多個電極和該多條導(dǎo)線。
文檔編號B41J2/175GK2799239SQ20042000684
公開日2006年7月26日 申請日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者小林和夫, 服部親將 申請人:兄弟工業(yè)株式會社