專利名稱：噴墨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將墨水噴在記錄介質(zhì)上的噴墨頭。
背景技術(shù)：
到目前為止，噴墨頭一直適用作將墨水從噴嘴噴出的噴墨頭，其中容納有若干墨水流道的流道單元由多個堆疊片形成。例如，在美國專利申請2004/119790A1的內(nèi)容中所描述的噴墨頭具有包括岐管和多個單獨(dú)墨水流道的流道單元，各單獨(dú)墨水流道從岐管穿過壓力室延伸到噴嘴，該申請其全部作為參考在此引入。此外，該流道單元由多個堆疊金屬片形成。用粘合劑將這些金屬片粘結(jié)在一起。當(dāng)這些金屬片被粘結(jié)在一起時(shí)，有點(diǎn)過多的粘合劑流入單獨(dú)墨水流道中。為了使流入墨水流道中的粘合劑的量減到最小，在多個金屬片的各配合面上圍繞形成單獨(dú)墨水流道的孔形成有用于使過多粘合劑排出的逃逸槽。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在所述多個逃逸槽的粘合劑排出量相互不同時(shí)，從與所述逃逸槽相對應(yīng)的孔流入單獨(dú)墨水流道中的粘合劑量從一個單獨(dú)墨水流道到另一個單獨(dú)墨水流道變化。結(jié)果，墨水流道的面積(流道的流阻)從一個墨水流道到另一個變化。具體而言，當(dāng)流道位于噴嘴附近的面積出現(xiàn)變化時(shí)，多個噴嘴中的從噴嘴噴出的墨滴速度、噴墨性能等出現(xiàn)變化，從而降低了打印質(zhì)量。
本發(fā)明旨在控制流入單獨(dú)墨水流道中的粘合劑量的變化，從而使噴墨性能一致。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，噴墨頭包括墨水流道單元。該墨水流道單元包括公共墨室和多個單獨(dú)墨水流道。各單獨(dú)墨水流道從公共墨室通過壓力室延伸到噴嘴。墨水流道單元包括多個堆疊片，該堆疊片包括第一和第二片。多個單獨(dú)墨水流道中的至少一部分在多個堆疊片中形成。第一片形成有多個孔，這些孔形成了多個單獨(dú)墨水流道的上述部分。第一片的一個表面形成有分別圍繞多個孔的多個環(huán)形逃逸槽。所有的多個環(huán)形逃逸槽都與大氣相通。多個環(huán)形逃逸槽可以允許將第一片粘結(jié)于第二片所用的粘合劑排到其中。
在該噴墨頭中，第一片形成有形成多個單獨(dú)墨水流道的上述部分的多個孔，第一片的一個表面形成有多個環(huán)形逃逸槽，所述環(huán)形逃逸槽允許將第一片粘結(jié)于第二片所用的粘合劑排到其中并分別圍繞所述多個孔。當(dāng)用粘合劑將第二片粘結(jié)在第一片的這一表面上時(shí)，允許過多的粘合劑排入所述環(huán)形逃逸槽中。從而，減小了流入孔中的粘合劑的量。而且，所有的環(huán)形逃逸槽都與大氣相通。從而，在第一片和第二片粘結(jié)在一起時(shí)粘合劑流入環(huán)形逃逸槽的情況對于所有的環(huán)形逃逸槽都一樣。因此，使流入多個流道形成孔中的粘合劑的量一致，從而可以抑制從多個噴嘴噴出的墨水的噴出性能的變化。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，噴墨頭包括墨水流道單元。該墨水流道單元包括公共墨室和多個單獨(dú)墨水流道。各單獨(dú)墨水流道從公共墨室穿過壓力室延伸到噴嘴。該墨水流道單元包括多個堆疊片，該堆疊片包括第一和第二片。多個單獨(dú)墨水流道中的至少一部分在多個堆疊片中形成。第一片形成有多個孔，這些孔形成了多個單獨(dú)墨水流道的上述部分。所述多個孔被布置分為多組孔。第一片的一個表面形成有分別圍繞多個孔的多個環(huán)形逃逸槽。所述環(huán)形逃逸槽被布置分為多組槽。每組槽對應(yīng)于所述多組孔中的一組孔。屬于每一組槽的環(huán)形逃逸槽相互連通。所述環(huán)形逃逸槽中的每一組槽都是封閉的。該多個環(huán)形逃逸槽可以允許將第一片粘接于第二片所用的粘合劑排到其中。
如上所述，對于所有的孔組，所述環(huán)形逃逸槽被布置分為多組槽，每一組槽對應(yīng)于一組孔，而且屬于每一組槽的環(huán)形逃逸槽相互連通。所述環(huán)形逃逸槽中的每一組槽都是封閉的。從而，所有的環(huán)形逃逸槽中的粘合劑流入環(huán)形逃逸槽中的情況基本上一樣。從而使得流入多個孔的粘合劑的量一致，從而可以抑制從多個噴嘴噴出的墨水的噴出性能的變化。
參見說明書第29段和第30段(第8頁第3、4自然段)。
參見說明書第47段(第14頁第3自然段)。
參見說明書第36段(第10頁第4自然段)。
參見說明書第37段(第11頁第2自然段)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的噴墨頭的透視圖；圖2是圖1中沿線II-II所得到的截面圖；圖3是噴墨頭主體的平面圖；圖4是圖3中交替的長短虛線所環(huán)繞區(qū)域的放大視圖；圖5是圖4中沿線V-V所得到的截面圖；圖6是蓋片的平面圖；圖7是圖6所示的、被點(diǎn)劃線環(huán)繞的蓋片區(qū)域從后面觀察時(shí)的視圖；圖8是圖7中點(diǎn)劃線所環(huán)繞區(qū)域的放大視圖；圖9是圖8所示的、包括環(huán)形逃逸槽的區(qū)域的放大視圖；圖10是圖9中沿線X-X所得到的截面圖；圖11A是致動單元的部分放大截面圖，而圖11B是單獨(dú)電極及盤部(land portion)的平面圖；圖12是一修改實(shí)施例的視圖，該視圖與圖8所示的相似。
具體實(shí)施例方式
將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是噴墨頭的透視圖。圖2是沿圖1所示的線II-II所得到的截面圖。該實(shí)施例的噴墨頭被設(shè)在噴墨打印機(jī)中(圖中省去了)，其用于將墨水噴在所輸送的紙上，從而將圖像記錄在紙張上。如圖1和2所示，噴墨頭1包括噴墨頭主體70，基底塊71和保持器72。該噴墨頭主體70具有矩形平面形狀，沿主掃描方向延伸，以便將墨水噴在紙張上?；讐K71位于噴墨頭主體70的上部?；讐K71形成有兩個儲墨器3，其作為用于要供應(yīng)到噴墨頭主體70的墨水的流道。保持器72保持噴墨頭主體70和基底塊71。
噴墨頭主體70包括流道單元4，其中形成有多個單獨(dú)墨水流道32(參見圖5)；和粘結(jié)在流道單元4的上表面上的多個致動單元21。流道單元4和致動單元21由疊層體的薄片形成，它們通過將多個疊層的薄片粘結(jié)在一起而形成。如圖2所示，柔性印刷電路板(FPC柔性印刷電路)50被粘結(jié)在致動單元21的上表面上，且FPC 50的兩側(cè)都在側(cè)面縮進(jìn)?；讐K71由諸如不銹鋼的金屬材料制成，而該基底塊71中的儲墨器3是沿基底塊71縱向形成的實(shí)質(zhì)上矩形平行六面體的中空區(qū)域。
基底塊71的下表面73位于開口3b附近的一部分相對于其鄰近區(qū)域向下突出。基底塊71僅在下表面73靠近開口3b的近端部分73a處與流道單元4相接觸。從而，基底塊71的下表面73除了靠近開口3a的近端部分73a之外的部分與噴墨頭主體70分開。致動單元21被設(shè)在這個分開的空間中。具體而言，基底塊71下表面73位于開口3b周圍的部分突出，從而與流道單元4相接觸。在除了該突出部分之外的部分中，致動單元21和FPC 50被設(shè)在所述分開的空間中，該分開空間被限定在流道單元4和基底塊71下表面73之間，其具有預(yù)定的間隙空間。
保持器72包括把手部分72a和一對突出部分72b，突出部分的形狀類似于從把手部分72a的上表面沿豎直方向延伸的平板?；讐K71被用粘合劑固定于在保持器72的把手部分72a的下表面中形成的凹槽上。粘結(jié)在致動單元21上的FPC 50被布置成在諸如海綿的彈性部件83的作用下沿保持器72的突出部分72b的表面運(yùn)動。驅(qū)動IC 80被設(shè)在FPC 50上。FPC 50通過焊接而與驅(qū)動IC 80電連接，使得從驅(qū)動IC80輸出的驅(qū)動信號被傳送到噴墨頭主體70的致動單元21(將在下文詳細(xì)描述)。
在各驅(qū)動IC 80的外表面上設(shè)有基本矩形平行六面體形的散熱器82，其與所述外表面緊密接觸。由驅(qū)動IC 80產(chǎn)生的熱量通過該散熱器82被散發(fā)到外面。通過FPC 50與驅(qū)動IC 80電連接的襯底81被設(shè)在驅(qū)動IC 80和散熱器82上方的位置上，并且位于FPC 50的外側(cè)。散熱器82的上表面和襯底81之間的空間以及散熱器82下表面和FPC 50之間的空間都填滿了密封部件84，用于防止灰塵或者墨水通過上述空間侵入噴墨頭1中。
圖3是噴墨頭主體70的平面圖。如圖3所示，流道單元4具有沿一個方向(即主掃描方向)延伸的矩形平面的形狀。在基底塊71中形成的開口3b(見圖2)通過在流道單元4中形成的開口3a與岐管5相通。每個岐管5的末端都分支，而副歧管5a(用作公共墨室)從分支位置沿流道單元4的縱向延伸。
流道單元4具有四個梯形區(qū)，在各梯形區(qū)中布置有多個壓力室10和多個噴嘴8(見圖4)。四個致動單元21被粘結(jié)在流道單元4的與各自梯形區(qū)域相對應(yīng)的上表面上。致動單元21被布置成交錯排列方式的兩排，以便于避開開口3a。各致動單元21具有梯形平面的形狀。各梯形的一對平行邊(即上邊和下邊)被布置成沿流道單元4的縱向延伸。此外，從流道單元4的寬度方向(副掃描方向)觀察時(shí)，相鄰致動單元21的傾斜邊部分重疊。同時(shí)，所述多個開口3a也被布置成沿流道單元4縱向的兩排。每排有5個開口3a，即總共有10個開口3a形成在使開口3a不妨礙致動單元21的位置上。具體而言，各排開口3a靠近流道單元4的長邊。所述兩排開口總體上被布置成與致動單元21一樣的交錯排列方式。與開口3a相連通的總共4個副歧管5a在相互鄰近的同時(shí)在相應(yīng)的致動單元21下方(即在流道單元4內(nèi))延伸。
圖4是圖3中交替長短虛線所環(huán)繞的區(qū)域的放大視圖。出于便于闡述的緣故，并未示出通常以實(shí)線標(biāo)示的致動單元21的外形。相反的是，設(shè)在流道單元4中且通常應(yīng)當(dāng)以虛線標(biāo)示的諸如噴嘴8和孔12的墨水流道以實(shí)線標(biāo)出。如圖4所示，多個壓力室10被以矩陣圖樣布置在流道單元4的上表面(前表面)上。流道單元4的下表面(背部表面)構(gòu)成了噴墨區(qū)，其中與多個壓力室10相連通的多個噴嘴8被布置成矩陣圖樣。
如圖4所示，多個壓力室10被布置成沿兩個方向的矩陣圖樣，也就是副歧管5a的延伸方向(主掃描方向)和相對該延伸方向傾斜一預(yù)定角度的方向。各壓力室10具有基本菱形形狀，其邊角被圓整。菱形較長的對角線與流道單元4的寬度方向相平行。每個壓力室10的一端與噴嘴8之一相通，而其另一端則通過相應(yīng)的孔12與起公共墨室作用的副歧管5a之一相通。此外，致動單元21的單獨(dú)電極35被設(shè)在從上面觀察時(shí)與壓力室10相重疊的位置上，各電極35具有與壓力室10的形狀類似但小于其形狀的形狀。出于簡潔的緣故，圖4僅顯示了多個單獨(dú)電極35中的一些。
現(xiàn)在將參照圖5描述噴墨頭主體70的截面結(jié)構(gòu)。圖5是圖4中沿線V-V所得到的截面圖。如圖5所示，噴嘴8通過壓力室10和孔12與副歧管5a相通。具體而言，單獨(dú)墨水流道32形成在噴墨頭主體70中，各單獨(dú)墨水流道32從副歧管5a通過孔12延伸到噴嘴8。在本實(shí)施例中，單獨(dú)墨水流道32向在流道單元4中形成的壓力室10的一端延伸，并通過壓力室10的另一端與流道單元4背部表面上形成的噴嘴8相通?？傮w而言，各單獨(dú)墨水流道32具有弓形形狀，壓力室作為頂端。從而實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)的墨水流動。
噴墨頭主體70具有致動單元21和流道單元4。在它們當(dāng)中，各致動單元21具有四個堆疊的壓電片41-44(見圖11)。這些壓電片41-44中的每一個都由具有鐵電性的鉛鋅鈦(PZT)基的陶瓷材料制成。如下文將描述的，最上層的壓電片41具有一個在施加電場時(shí)作為激勵層(下文簡單稱為“具有激勵層的層”)的部分，而其余三層壓電片42-44則是非激勵層。同時(shí)，流道單元4具有堆疊的結(jié)構(gòu)，其中，十個片，即腔片22、基片23、孔片24、供墨片25、岐管片26、27、28、29、蓋片30以及噴嘴片31堆疊。這十個片22-31分別是由不銹鋼或者類似材料制成的金屬片。
多個壓力室10以矩陣圖樣在腔片22中形成。在基片23中形成有各自從壓力室10延伸到孔12的連通孔和各自從壓力室10延伸到噴嘴8的其它連通孔。借助于半蝕法形成的孔12和各自從壓力室10延伸到噴嘴8的孔在孔片24中形成。各自從孔12延伸到副歧管5a的連通孔和各自從壓力室10延伸到噴嘴8的其它連通孔在供墨片25中形成。而且，岐管5(見圖3和4)、從岐管5分支出來的副歧管5a以及各自從壓力室10延伸到噴嘴8的連通孔在四個岐管片26-29中形成。各自從壓力室10延伸到噴嘴8的連通孔60在蓋片30中形成。以矩陣圖樣布置的多個噴嘴8在噴嘴片31中形成。
這十個金屬片22-31堆疊，同時(shí)相互對齊，使得形成了諸如圖5所示的單獨(dú)墨水流道32。供應(yīng)到岐管5的墨水從岐管5分支出的副歧管5a向上，并水平地流動通過孔12。墨水進(jìn)一步向上，再水平地流進(jìn)壓力室10中。墨水進(jìn)一步沿傾斜向下的方向從孔12流出，從而朝向位于豎直向下方向的噴嘴8流動。
如圖6所示，將變成減震室65的凹槽部分61在蓋片30的下表面對應(yīng)于岐管5與開口3a(見圖3)相通的部分的位置上形成。在該圖示中，凹槽部分61通常應(yīng)當(dāng)以虛線標(biāo)出，但是出于便于闡述的緣故，將其以實(shí)線標(biāo)出。凹槽部分61借助于半蝕法形成，并用噴嘴片31密封，從而構(gòu)成減震室65。減震室65吸收了在壓力室10中的墨水被下文要描述的致動單元21加壓時(shí)從壓力室10傳播到岐管5的壓力波動。減震室65通過槽62、大氣連通孔63與大氣相通，而大氣連通孔(圖中省去了)則在位于蓋片30上面的各自八個片22-29中形成。從而，減震室65能夠更有效地吸收岐管5中的墨水壓力的波動。
借助于將十個片22-31在粘合劑涂敷在各片的每個配合面上的狀態(tài)下堆疊起來而使這十個片22-31粘結(jié)。在堆疊片22-31受壓時(shí)，粘合劑流入構(gòu)成單獨(dú)流道32(即連接噴嘴8到孔12的連通孔，連接噴嘴8到壓力室10的連通孔等)的部分孔中。在一些情況中，可能會出現(xiàn)單獨(dú)墨水流道32被部分堵塞的情況。如圖5所示，多個逃逸槽，諸如環(huán)形逃逸槽23a、23b、24a、24b、25a、25b、27a、27a、29a、29a、30a等，它們圍繞連通孔和孔12形成在片23-30的下表面上。從而，過多的粘合劑可以排到這些逃逸槽中。
然而，如果形成在各片中的多個環(huán)形逃逸槽中排到槽中的粘合劑的量出現(xiàn)變化，則流入在片中形成的孔的粘合劑的量也會出現(xiàn)變化。結(jié)果，多個單獨(dú)墨水流道32的流阻互不相同。特別是，噴墨的噴嘴8具有非常小的直徑(例如約20微米左右)。從而，如果在形成有噴嘴8的噴嘴片31(作為第二片)和設(shè)在上面的蓋片30(作為第二片)用粘合劑粘結(jié)在一起時(shí)，流入連通孔60或者流入與連通孔60相通的噴嘴8(見圖5)的粘合劑的量出現(xiàn)變化，則墨滴速度和從噴嘴8噴出的墨水的噴出性能出現(xiàn)變化，而降低了打印質(zhì)量。
為了減小流入在蓋片30中形成的連通孔60或者流入噴嘴片31的噴嘴8的粘合劑量中出現(xiàn)的變化，本實(shí)施例的噴墨頭1被構(gòu)造成使基本等量的粘合劑流入圍繞多個連通孔60的多個環(huán)形逃逸槽30a。下面將詳細(xì)描述具體的構(gòu)造。
圖7是從背面(從噴嘴片31的這側(cè))觀察時(shí)，圖6中所示的虛線所環(huán)繞區(qū)域的視圖。圖8是圖7中所示的虛線所環(huán)繞區(qū)域的放大視圖。如圖6-8所示，多個連通孔60(作為孔或者流道形成孔)形成在蓋片30中，以便對應(yīng)于多個壓力室10和以矩陣圖樣布置的多個噴嘴8(見圖4)。具體而言，連通孔60沿蓋片30的縱向被布置成多排。布置成多排的連通孔60被分為5組60a、60b、60c、60d和60e，它們沿蓋片30的側(cè)面方向相互間隔開。從圖7的頂部(即梯形區(qū)域的下面)依次往下，這五組60a、60b、60c、60d和60e包括分別兩排、四排、四排、四排和兩排連通孔60。
如圖6和7所示，圍繞多個連通孔60的多個相應(yīng)環(huán)形逃逸槽30a被布置在沿蓋片30的縱向要粘結(jié)在噴嘴片31上的蓋片30的表面(下表面)上。分配到屬于連通孔組60a-60e中一組的多個連通孔60的多個相應(yīng)環(huán)形逃逸槽30a通過聯(lián)接槽30b與相鄰的環(huán)形逃逸槽30a相通。在蓋片30的下表面中還形成有用于環(huán)繞分配到五組連通孔60a-60e中每一組的整組環(huán)形逃逸槽30a的逃逸槽(環(huán)繞槽30c)。環(huán)繞槽30c通過網(wǎng)格狀逃逸槽(網(wǎng)格槽30d)相互連通。具體而言，不同形狀的槽從相應(yīng)連通孔60以環(huán)形逃逸槽30a、聯(lián)接槽30b、環(huán)繞槽30c以及網(wǎng)格槽30d的順序布置到外部，以便于環(huán)繞孔及位于孔內(nèi)的槽。所有的槽在允許過多粘合劑排出的方面彼此都是共同的。然而，靠近連通孔60的環(huán)形逃逸槽30a調(diào)節(jié)流入連通孔60的粘合劑的量，從而使流入的粘合劑量一致。借助于將較寬的結(jié)區(qū)分成預(yù)定面積的網(wǎng)格區(qū)，最外面的網(wǎng)格槽30d防止氣泡殘留在要粘結(jié)的表面上，從而保證可靠粘結(jié)。位于中間的環(huán)繞槽30c調(diào)節(jié)流入其內(nèi)部區(qū)域的過多合劑的量，以便于保證環(huán)形逃逸槽30a的作用。環(huán)形逃逸槽30a、聯(lián)接槽30b、環(huán)繞槽30c以及網(wǎng)格槽30d分別借助于半蝕法形成。
在十個片22-31堆疊的情形中，連通孔組60a-60e之間的區(qū)域朝向由位于蓋片30上方的四個岐管片26-29組成的副歧管5a。因此，當(dāng)十個片22-31在其相應(yīng)配合表面涂有粘合劑的情況下堆疊并向這十個片22-31加壓而借助單步操作粘結(jié)時(shí)，朝向副歧管5a的區(qū)域變得減小加壓。這樣，副歧管5a側(cè)面上的環(huán)形逃逸槽30a的邊緣和副歧管5a的邊緣形成得在平面圖上相互平行，使得環(huán)形逃逸槽30a和副歧管5a相互不重疊。能夠保證從上方觀察時(shí)位于連通孔60附近和副歧管5a剛好外面的較寬的粘結(jié)區(qū)，從而防止墨水從該區(qū)域泄漏。
如圖8所示，在沿蓋片30縱向布置的多個環(huán)形逃逸槽30a中，位于最外端位置上的環(huán)形逃逸槽30a(圖8中的左端)與環(huán)形槽30a外側(cè)的環(huán)繞槽30c相通。如圖7和8所示，該環(huán)繞槽30c還與圍繞形成減震室65的凹槽部分61的逃逸槽30e相通，并且與在凹槽部分61外面縱向區(qū)域形成的網(wǎng)格狀的逃逸槽30f相通。而且，該網(wǎng)格狀的逃逸槽30f與在蓋片30一端附近形成的大氣連通孔30g相通，其中蓋片30與形成多個連通孔60的區(qū)域分開。該大氣連通孔30g還通過位于在蓋片30上方的相應(yīng)其余片22-29中形成的大氣連通孔(圖中略去了)與大氣相通。具體而言，分配到多個相應(yīng)連通孔60的所有環(huán)形逃逸槽30a都通過逃逸槽30c、30e、30f和大氣連通孔30g與大氣相通。因此，當(dāng)蓋片30和噴嘴片31粘結(jié)在一起時(shí)，粘合劑應(yīng)當(dāng)流入相應(yīng)環(huán)形逃逸槽30a的情況在所有的環(huán)形逃逸槽30a中是一樣的。從而，流入多個相應(yīng)連通孔60中的粘合劑量變得基本一致，且從多個噴嘴8中噴出的墨水的噴出性能的變化變得較小。
如圖7所示，大氣連通孔30g在與墨水流動所通過的連通孔60分開的蓋片30一端附近形成。從而，與墨水從蓋片30和噴嘴片31之間的空間泄漏出的情況不同，泄漏的墨水較小可能會通過諸如環(huán)形逃逸槽30a的逃逸槽從大氣連通孔30g排到外面。
如圖8和9所示，位于連通孔60周圍且涂有粘合劑的蓋片30的粘結(jié)區(qū)64為環(huán)形區(qū)，該環(huán)形區(qū)由連通孔60的開放邊緣和分配給這些連通孔60的環(huán)形槽30a的開放邊緣的內(nèi)圍限定出。對于多個連通孔60，所有環(huán)形粘結(jié)區(qū)64具有相同的寬度。由于用于涂敷的粘合劑的量在環(huán)繞多個連通孔60的多個粘結(jié)區(qū)64中變得基本一樣，因而還可以使流入連通孔60的粘合劑的量一致。由于所有的這些環(huán)形粘結(jié)區(qū)64都具有相同的寬度，因而即使在環(huán)形逃逸槽30a不與大氣相通時(shí)，也能獲得使流入連通孔60的粘合劑的量一致的優(yōu)點(diǎn)。與環(huán)形逃逸槽30a與大氣相通的情況相比，流入的粘合劑量趨向于變得稍大些。
如圖10所示，環(huán)形逃逸槽30a的寬度B1大于環(huán)形粘結(jié)區(qū)64的寬度B2。環(huán)形逃逸槽30a的內(nèi)部容積大于用來涂在粘結(jié)區(qū)64上的粘合劑66的量。因此，能夠充分保證當(dāng)片22-31受壓時(shí)將會流出粘結(jié)區(qū)64的過多粘合劑66所排到的位置。不能排到環(huán)形逃逸槽30a中的粘合劑66不會流入通孔60中。換句話說，即使在粘合劑流入連通孔60時(shí)，流入粘合劑的量由粘結(jié)區(qū)64的寬度和涂敷在粘結(jié)區(qū)上表面上的粘合劑的量(厚度)確定，并且能夠可靠地使流入的粘合劑66的量更一致。
現(xiàn)在將參照圖11A和11B描述致動單元21的結(jié)構(gòu)。如圖11A和11B所示，致動單元21包括四個壓電片41-44、多個單獨(dú)電極35和公共電極34。四個壓電片41-44延伸跨過多個壓力室10。多個單獨(dú)電極35被設(shè)置在最上面的壓電片41與多個相應(yīng)壓力室10對應(yīng)的位置上。公共電極34朝向多個單獨(dú)電極35，最上層的壓電片41被夾在它們之間。
壓電片41-44具有基本相同的厚度(例如，15微米或者15微米以上)；它們跨過多個壓力室10連續(xù)布置；且被粘結(jié)在腔片22上。多個單獨(dú)電極35借助于使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)或者類似的技術(shù)而在壓電片41上高密度地形成。壓電片41-44由具有鐵電性的壓電材料制成，諸如鉛鋅鈦(PZT)基的陶瓷材料。
如圖11A和11B所示，單獨(dú)電極35具有菱形形狀，其基本類似于壓力室10的形狀且小于壓力室10的形狀。各單獨(dú)電極35在最上層的壓電片41上表面上的區(qū)域中形成，從上方觀察時(shí)，該區(qū)域落在壓力室10內(nèi)。單獨(dú)電極35被布置成矩陣形式，與壓力室10一樣。對于所有的單獨(dú)電極35，各單獨(dú)電極35的銳角部分之一沿單一方向延伸。如圖11B所示，在該銳角部分上設(shè)有盤部36。該盤部36具有圓形形狀，其直徑約為160微米，并由含有例如玻璃粉的金制成。該盤部36被電連接到設(shè)在FPC 50(見圖1和圖2)上的接觸點(diǎn)上。改變壓力室10容積所用到的驅(qū)動信號從驅(qū)動IC 80(見圖1和2)通過該盤部36被輸入單獨(dú)電極35。
公共電極34形成于最上層的壓電片41和最下層的壓電片42之間的整個空間。公共電極34的厚度為約2微米左右。公共電極34在未示出的區(qū)域中接地，并在朝向所有壓力室10的區(qū)域中保持接地電位。
單獨(dú)電極35和公共電極34由例如銀鈀基的金屬材料制成。
現(xiàn)在將描述用于驅(qū)動致動單元21的方法。致動單元21中的壓電片41的極化方向與壓電片41的厚度方向一致。具體而言，致動單元21具有所謂一致變形式的構(gòu)造，其中上部單個壓電片41(即與壓力室10分開的壓電片)被用作激勵層，而下面三層壓電片42-44(即靠近壓力室10的壓電片)被共同地用作非激勵層。假定單獨(dú)電極35處于預(yù)定的正電位或者負(fù)電位。當(dāng)電場和極化朝向同一方向時(shí)，夾在單獨(dú)電極35和公共電極34之間的壓電片41被施加電場的部分作為激勵層，由于橫向壓電效應(yīng)，因而沿垂直于極化方向的方向縮短。另一方面，壓電片42-44并未受到電場影響，使得壓電片42-44不會自發(fā)縮短。從而，最上層壓電片41和最下層壓電片42-44之間引起了沿垂直于極化方向的方向變形的差異，使得壓電片41-44整體試圖向未激勵一側(cè)凸起變形(一致變形)。此時(shí)，如圖11A所示，壓電片41-44的下表面被固定在限定壓力室10的腔片22的上表面上。從而，壓電片41-44朝壓力室10凸起變形。這減小了壓力室的容積，繼而增加了墨水壓力，于是墨水從噴嘴8中噴出。隨后，當(dāng)單獨(dú)電極35帶有與公共電極34相同的電位時(shí)，壓電片41-44恢復(fù)到它們原來的形狀，于是壓力室10的容積恢復(fù)到它原來的容積。從而將墨水從岐管5中吸出。
根據(jù)另一種驅(qū)動方法，單獨(dú)電極35可預(yù)先帶有與公共電極34電位不同的電位，且每次要求噴墨時(shí)單獨(dú)電極35可暫時(shí)帶有與公共電極34電位相同的電位。隨后，單獨(dú)電極35可以以預(yù)定的時(shí)間間隔帶有與公共電極34電位不同的電位。在此情形中，壓電片41-44在單獨(dú)電極35具有與公共電極34電位相同電位時(shí)的時(shí)刻恢復(fù)它們原來的形狀。壓力室10的容積相對于初始狀態(tài)增大(單獨(dú)電極35和公共電極34在電位上相互不同時(shí)的狀態(tài))，使得墨水從岐管5被吸入壓力室10中。隨后，壓電片41-44變形成使得在單獨(dú)電極35帶有與公共電極34電位不同的電位時(shí)的時(shí)刻變得向壓力室10凸起，且由于壓力室10容積減小，因而墨水壓力增加，從而噴出墨水。
在上述噴墨頭1中，被設(shè)成與多個連通孔60相對應(yīng)的蓋片30的所有環(huán)形逃逸槽30a都與大氣相通。從而，當(dāng)蓋片30和噴嘴片31粘結(jié)在一起時(shí)，粘合劑流入相應(yīng)環(huán)形逃逸槽30a的情況在所有環(huán)形逃逸槽30a中是一樣的。從而，流入多個相應(yīng)連通孔60中的粘合劑的量基本一致，而且可以抑制從多個噴嘴8中噴出的墨水的噴出性能的變化。
現(xiàn)在將描述通過對實(shí)施例進(jìn)行各種修改而得到的修改實(shí)施例。具有與上述實(shí)施例構(gòu)造相同的構(gòu)造的元件被分配相同的附圖標(biāo)記，并且將略去對這些元件的闡述。
1)如圖12所示，對于在蓋片30中形成的所有五組連通孔60a-60e，分配給屬于各組連通孔60a-60e的多個連通孔60的多個環(huán)形逃逸槽30a可以通過連通槽30b相互連通，但是可以不與環(huán)繞環(huán)形逃逸槽30a外面的環(huán)繞槽30c相通。在此情形中，多個環(huán)形逃逸槽30a中的各組槽可以在其多個環(huán)形逃逸槽30a相互連通時(shí)封閉。甚至在此情形中，當(dāng)蓋片30和噴嘴片31粘結(jié)在一起時(shí)，粘合劑流入環(huán)形逃逸槽30a的情況在所有環(huán)形逃逸槽30a中是一樣的。從而，流入多個相應(yīng)連通孔60的粘合劑的量基本一致，且可以抑制從多個噴嘴8中噴出的墨水的噴出性能的變化。
2)實(shí)施例(見圖8)和上述修改(見圖12)是適用本發(fā)明的圍繞在蓋片30中形成的連通孔60的環(huán)形逃逸槽30a的實(shí)例?；蛘撸景l(fā)明還可以適用于圍繞在構(gòu)成流道單元4的另一個片中形成的孔的環(huán)形逃逸槽23a-29a(見圖5)。例如，本發(fā)明可以適用于圍繞在岐管片29(見圖5)中形成的連通孔的環(huán)形逃逸槽29a，其中岐管片29被粘結(jié)在蓋片30的上表面上。如果所有環(huán)形逃逸槽29a與大氣相通，或者每組環(huán)形逃逸槽29a在其環(huán)形逃逸槽29a相互連通時(shí)封閉，則流入連通孔的粘合劑的量呈現(xiàn)一致，且能夠抑制從噴嘴8噴出的墨水的噴出性能的變化。
使副歧管5a與壓力室10相通的孔12使流道變窄，使得在壓力室10中的墨水被致動單元21加壓時(shí)已在壓力室10中產(chǎn)生的壓力波較弱地傳播到副歧管5a。相比之下，孔12的流道面積小于單獨(dú)墨水流道的其余部分。然而，當(dāng)孔片24和供墨片25被粘結(jié)在一起、流入孔12的粘合劑的量出現(xiàn)變化時(shí)，由于孔12的流道面積較小，因而導(dǎo)致孔12的流阻出現(xiàn)較大變化。因此，本發(fā)明可適用于圍繞這種小流道面積的孔12的環(huán)形逃逸槽24b。從而，圍繞多個孔12的所有環(huán)形逃逸槽24b都與大氣相通，或者多個環(huán)形逃逸槽24a中的每一組都封閉，同時(shí)多個環(huán)形逃逸槽24a相互連通。在此情形中，可以使流入多個孔12的粘合劑的量一致，且能夠抑制孔12的流阻的變化。
權(quán)利要求
1.一種噴墨頭，包括墨水流道單元，其包括公共墨室；和多個單獨(dú)墨水流道，各單獨(dú)墨水流道從公共墨室通過壓力室延伸到噴嘴，其中，所述墨水流道單元包括多個堆疊片，該堆疊片包括第一和第二片，所述多個單獨(dú)墨水流道的至少一部分形成在所述多個堆疊片中，所述第一片形成有多個孔，所述孔形成了多個單獨(dú)墨水流道的上述部分，所述第一片的一個表面形成有分別圍繞所述多個孔的多個環(huán)形逃逸槽，且所有的多個環(huán)形逃逸槽都與大氣相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，所述多個環(huán)形逃逸槽允許將第一片粘結(jié)于第二片所用的粘合劑排到其中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，在第一片中形成的所述孔分別與在第二片中形成的所述噴嘴相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，在第一片中形成的所述孔使公共墨室分別與所述壓力室相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的噴墨頭，其中，涂有粘合劑的粘結(jié)區(qū)域被限定在每個孔的開口邊緣和分配給該孔的環(huán)形逃逸槽的內(nèi)圍之間，該粘結(jié)區(qū)域具有圍繞該孔的環(huán)形形狀，且所有環(huán)形粘結(jié)區(qū)域都具有相同的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴墨頭，其中，各環(huán)形逃逸槽的寬度大于所述環(huán)形粘結(jié)區(qū)域的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴墨頭，其中，所述多個孔被布置分為多組孔，所述環(huán)形逃逸槽被布置分為多組槽，每組槽對應(yīng)于所述多組孔中的一組孔，屬于每一組槽的環(huán)形逃逸槽相互連通，且環(huán)形逃逸槽中的每一組槽都具有在俯視圖中部分平行于公共墨室邊緣的邊緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中，所述多個孔被布置分為多組孔，所述環(huán)形逃逸槽被布置分為多組槽，每組槽對應(yīng)于所述多組孔中的一組孔，屬于每一組槽的環(huán)形逃逸槽相互連通，每一組逃逸槽中的逃逸槽被布置成至少一排，第一片的一個表面形成有若干第二槽，每組逃逸槽中位于每排一端的一個逃逸槽與所述第二槽中的一個相通，所述第二槽與在所述片中形成的一大氣孔相通，且所述大氣孔與大氣相通。
9.一種噴墨頭，包括墨水流道單元，其包括公共墨室；和多個單獨(dú)墨水流道，各單獨(dú)墨水流道從公共墨室通過壓力室延伸到噴嘴，其中，所述墨水流道單元包括多個堆疊片，該堆疊片包括第一和第二片，所述多個單獨(dú)墨水流道的至少一部分形成在所述多個堆疊片中，所述第一片形成有多個孔，所述孔形成了多個單獨(dú)墨水流道的上述部分，所述多個孔被布置分為多組孔，所述第一片的一個表面形成有分別圍繞所述多個孔的多個環(huán)形逃逸槽，該環(huán)形逃逸槽被布置分為多組槽，每組槽對應(yīng)于所述多組孔中的一組孔，屬于每一組槽的環(huán)形逃逸槽相互連通，且所述環(huán)形逃逸槽中的每一組槽都是封閉的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴墨頭，其中，所述多個環(huán)形逃逸槽允許將第一片粘接于第二片所用的粘合劑排到其中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴墨頭，其中，在第一片中形成的所述孔分別與在第二片中形成的所述噴嘴相通。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴墨頭，其中，在第一片中形成的所述孔分別使公共墨室與所述壓力室相通。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的噴墨頭，其中，涂有粘合劑的粘結(jié)區(qū)域被限定在每個孔的開口邊緣和分配給該孔的環(huán)形逃逸槽的內(nèi)圍之間，該粘結(jié)區(qū)域具有圍繞所述孔的環(huán)形形狀，且所有環(huán)形粘結(jié)區(qū)域都具有相同的寬度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴墨頭，其中，每個環(huán)形逃逸槽的寬度都大于所述環(huán)形粘結(jié)區(qū)域的寬度。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噴墨頭，其中，所述環(huán)形逃逸槽中的每一組槽都具有一邊緣，在俯視圖中部分平行于公共墨室邊緣的邊緣。
全文摘要
噴墨頭包括墨水流道單元。該墨水流道單元包括公共墨室和多個單獨(dú)墨水流道。各單獨(dú)墨水流道從公共墨室通過壓力室延伸到噴嘴。所述墨水流道單元包括多個堆疊片，該堆疊片包括第一和第二片。至少一部分的所述單獨(dú)墨水流道形成在這種堆疊片中。第一片形成有多個孔，所述孔形成了單獨(dú)墨水流道的上述部分。第一片的一個表面形成有分別圍繞所述孔的多個環(huán)形逃逸槽。所有的環(huán)形逃逸槽都與大氣相通。
文檔編號B41J2/16GK1799844SQ200610005749
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者近本忠信 申請人:兄弟工業(yè)株式會社