專利名稱：噴墨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在印刷介質(zhì)上噴射墨墨進(jìn)行印刷的噴墨頭及其制造方法，以及噴墨打印機(jī)和執(zhí)行單元的制造方法。
背景技術(shù)：
在噴墨打印機(jī)中，噴墨頭把墨盒中供給的墨水分配在多個(gè)壓力室中，通過給各個(gè)壓力室施加選擇壓力從噴嘴噴出墨水。用于向壓力室施加選擇壓力的一種方法是使用由陶瓷制成的多個(gè)壓電片層疊形成的執(zhí)行單元。
已知這種噴墨頭的一個(gè)例子是把跨過多個(gè)壓力室的多個(gè)連續(xù)平板狀的壓電片層疊，具有一個(gè)執(zhí)行單元，通過多個(gè)壓力室共用的保持接地電位的共用電極和設(shè)置在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室位置上的多個(gè)獨(dú)立電極即驅(qū)動(dòng)電極夾持其中的至少一個(gè)壓電片(參照特開平4-341852號(hào)公報(bào))。如果位于它的兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)電極與共用電極的電位不同，被驅(qū)動(dòng)電極和共用電極夾持而且在層疊方向極化的部分壓電片的活性層由于所謂壓電縱效果在層疊方向伸縮。因此壓力室內(nèi)的容積變動(dòng)，能夠從與壓力室連通的噴嘴向印刷介質(zhì)噴射墨水。
因此，在這樣的噴墨頭中為了確保良好的墨水噴出性能，必須確保從平面上看各個(gè)獨(dú)立電極的位置與壓力室重合，使執(zhí)行單元與流路單元正確定位。
在這樣的噴墨頭中，通過把由共用電極和獨(dú)立電極的構(gòu)成導(dǎo)電膏以所定的圖形印刷在壓電片上之后，加熱形成共用電極和獨(dú)立電極。一般，在通過印刷導(dǎo)線膏形成共用電極和獨(dú)立電極的情況下，由于在超過粘合劑的耐熱溫度下對(duì)導(dǎo)電膏進(jìn)行加熱處理，因此在分別制造了包括壓力室等的墨水流路形成的流路單元和執(zhí)行單元之后，必須使用粘合劑把壓力室作為內(nèi)側(cè)粘合。
可是，與一般流路單元是多個(gè)金屬板的層疊體相比，壓電片是經(jīng)過燒結(jié)工藝制造，因此隨著執(zhí)行單元中的壓電片的尺寸變大，獨(dú)立電極的位置精度降低。因此，伴隨著噴墨頭變長(zhǎng)，流路單元內(nèi)的壓力室和執(zhí)行單元內(nèi)的獨(dú)立電極之間的位置校合困難，噴墨頭的制造成品率下降。
而且，為了把獨(dú)立電極和驅(qū)動(dòng)器IC連接到執(zhí)行單元上，貼合柔性印刷電路板等的外部連接部件。因此，外部連接部件必須強(qiáng)固地粘貼在執(zhí)行單元上。
而且，在上述公報(bào)中記載的噴墨頭是在多個(gè)壓電片上形成獨(dú)立電極。因此，制造所述噴墨頭時(shí)形成在平面上看重合的位置上的獨(dú)立電極互相連接的通孔，然后在內(nèi)部添入導(dǎo)電材料等，因此必須完成非常復(fù)雜的工藝。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種噴墨頭，所述噴墨頭中位于流路單元的各個(gè)壓力室與位于執(zhí)行單元內(nèi)的獨(dú)立電極能夠以高精度互相位置校合。
而且，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種噴墨頭，所述噴墨頭的粘貼在執(zhí)行單元上的FPC等外部連接部件不容易從執(zhí)行單元?jiǎng)冸x，可靠性高。
而且，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種噴墨頭，不需要在壓電片上形成用于給獨(dú)立電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的通孔，能夠比較容易地制造。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種噴墨頭、以及包括這種噴墨頭的噴墨打印機(jī)。所述噴墨頭具有流路單元，包括一端連接在噴嘴、另一端連接在墨水供給源的多個(gè)壓力室，上述多個(gè)壓力室沿著平面互相鄰接排列；多個(gè)執(zhí)行單元，固定在上述流路單元的一個(gè)表面上，每個(gè)執(zhí)行單元包括保持一定電位的共用電極、設(shè)置在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室的位置上的多個(gè)獨(dú)立電極以及由上述共用電極和上述獨(dú)立電極夾持的壓電片，多個(gè)獨(dú)立電極形成在執(zhí)行單元的與固定在流路單元的面相反一側(cè)的表面上，其特征在于，流路單元包括在固定執(zhí)行單元的表面上形成的標(biāo)記。
這樣，由于從構(gòu)成執(zhí)行單元的壓電片含有體與流路單元粘接開始，根據(jù)在流路單元上形成的標(biāo)記在壓電片含有體上形成獨(dú)立電極，因此與預(yù)先形成獨(dú)立電極的執(zhí)行單元接合在流路單元上的情況比較，能夠獲得執(zhí)行單元上的獨(dú)立電極相對(duì)于壓力室的位置精度提高的噴墨頭。
在本發(fā)明中，可以適當(dāng)變換各個(gè)工序的順序，例如，標(biāo)記形成工序也可以在制備壓電片含有體的工序之后進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種噴墨頭，該噴墨頭具有流路單元，包括一端連接在噴嘴、另一端連接在墨水供給源的多個(gè)壓力室，上述多個(gè)壓力室沿著平面互相鄰接排列；多個(gè)執(zhí)行單元，固定在上述流路單元的一個(gè)表面上，每個(gè)執(zhí)行單元包括保持一定電位的共用電極、設(shè)置在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室的位置上的多個(gè)獨(dú)立電極以及由上述共用電極和上述獨(dú)立電極夾持的壓電片，多個(gè)獨(dú)立電極形成在執(zhí)行單元的與固定在流路單元的面相反一側(cè)的表面上，其特征在于，上述流路單元包括在固定上述執(zhí)行單元的表面上形成的第一標(biāo)記，每個(gè)執(zhí)行單元包括在形成獨(dú)立電極的表面上形成的第二標(biāo)記。
這樣，由于從構(gòu)成執(zhí)行單元的壓電片含有體與流路單元粘接，使二者上形成的標(biāo)記成所定位置關(guān)系后，根據(jù)在壓電片含有體上或者流路單元上形成的標(biāo)記在壓電片含有體上形成獨(dú)立電極，因此使與把預(yù)先形成獨(dú)立電極的執(zhí)行單元接合在流路單元上的情況比較，能夠獲得執(zhí)行單元上的獨(dú)立電極相對(duì)于壓力室的位置精度提高的噴墨頭。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種噴墨頭，該噴墨頭具有流路單元，包括一端連接在噴嘴、另一端連接在墨水供給源的多個(gè)壓力室，上述多個(gè)壓力室沿著平面互相鄰接排列；多個(gè)執(zhí)行單元，固定在上述流路單元的一個(gè)表面上，每個(gè)執(zhí)行單元包括保持一定電位的共用電極、設(shè)置在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室的位置上的多個(gè)獨(dú)立電極以及通過上述共用電極和上述獨(dú)立電極夾持的壓電片；在上述執(zhí)行單元與上述流路單元粘接面相反一側(cè)的面上，形成有導(dǎo)電膜，與上述獨(dú)立電極保持間隔，而且與上述獨(dú)立電極實(shí)質(zhì)上厚度相同。
這樣，在由于FPC等外部連接部件與執(zhí)行單元之間粘接力強(qiáng)，把外部連接部件不只粘貼在執(zhí)行單元的獨(dú)立電極上而是包括其他區(qū)域的情況下，由于形成獨(dú)立電極的區(qū)域與其他區(qū)域幾乎沒有高度差，外部連接部件與執(zhí)行單元不容易剝離。因此，提高噴墨頭的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種執(zhí)行單元的制造方法，該執(zhí)行單元是包括壓電片的執(zhí)行單元，一種執(zhí)行單元的制造方法，層疊在多個(gè)壓力室形成的流路單元上，該制造方法包括如下工序制備壓電片含有體工序，該壓電片含有體包括支撐上述多個(gè)壓力室中共同設(shè)計(jì)的共用電極的上述壓電片，上述共用電極從它的一個(gè)側(cè)面露出；形成表面電極工序，覆蓋在上述壓電片含有體與上述流路單元的粘接面相反的面上，同時(shí)在上述壓電片含有體的側(cè)面上與上述共用電極接觸；部分去掉上述表面電極工序，使在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室的位置上形成獨(dú)立電極。
這樣，由于獨(dú)立電極與表面電極之間幾乎沒有高度差，粘貼在執(zhí)行單元上的外部連接部件不容易從執(zhí)行單元上剝離。因此，提高噴墨頭的可靠性。而且，由于即使不進(jìn)行在壓電片上形成通孔的復(fù)雜工藝也能夠使共用電極與表面電極導(dǎo)通，因此能夠降低制造成本。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種噴墨頭，具有流路單元，包括一端連接在噴嘴、另一端連接在墨水供給源的多個(gè)壓力室，上述多個(gè)壓力室沿著平面互相鄰接排列；多個(gè)為了改變上述每個(gè)壓力室的容積，在上述流路單元的一個(gè)表面上粘接的執(zhí)行單元，其特征在于，上述執(zhí)行單元包括保持一定電位的共用電極；多個(gè)獨(dú)立電極，設(shè)置在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室的位置上，只形成在上述執(zhí)行單元與上述流路單元粘接面相反一側(cè)的面上；通過上述共用電極和上述獨(dú)立電極夾持的壓電片。
這樣，由于在執(zhí)行單元內(nèi)部不存在獨(dú)立電極，不經(jīng)過使平面視圖中互相重疊的多個(gè)獨(dú)立電極互相連接的通孔形成工藝，能夠容易地制造噴墨頭。


本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過
以下結(jié)合附圖的描述將變得更為清楚。
圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例噴墨頭的噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)要視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例噴墨頭的透視圖；圖3是沿著圖2中的III-III線剖開的截面圖；圖4是包括圖2中所示的噴墨頭的噴墨頭本體的平面圖；圖5是圖4中所示的單點(diǎn)劃線所包圍范圍的放大圖；圖6是圖5中所示的單點(diǎn)劃線所包圍范圍的放大圖；圖7是圖4中所示的噴墨頭本體的局部截面圖；圖8是圖5中所示的雙點(diǎn)劃線所包圍范圍的放大圖；
圖9是圖4中所示的噴墨頭本體的局部分解透視圖；圖10是圖6中所示范圍內(nèi)的執(zhí)行單元的放大平面圖；圖11是沿著圖10中的XI-XI線剖開的圖4中所示的噴墨頭本體的部分截面圖；圖12是示出在根據(jù)第一種方法制造圖4所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中，形成標(biāo)記的空腔的平面圖；圖13(A)和13(B)分別是根據(jù)第一種方法制造圖4所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝的局部截面圖；圖14(A)和14(B)分別是根據(jù)第一種方法制造圖4所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中執(zhí)行單元的局部放大截面圖；圖15是用于說明根據(jù)第一種方法制造圖4所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中進(jìn)行印刷區(qū)域的平面圖；圖16(A)和16(B)分別是根據(jù)第二種方法制造圖4所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝的局部截面圖；圖17(A)和17(B)分別是根據(jù)第二種方法制造圖4所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中執(zhí)行單元的局部放大截面圖；圖18是用于說明根據(jù)第2種方法制造圖4所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝設(shè)置金屬膜區(qū)域的平面圖；圖19(A)和19(B)分別是根據(jù)第三種方法制造圖4所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝的局部截面圖；圖20是用于說明根據(jù)第三種方法制造圖4所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中設(shè)置光致抗蝕膜區(qū)域的平面圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例噴墨頭的執(zhí)行單元的放大平面圖；圖22是沿著圖21中的XXII-XXII線剖開的噴墨頭的局部截面圖；圖23是示出在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中，形成標(biāo)記的空腔的平面圖；圖24是示出在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中執(zhí)行單元的局部放大截面圖；
圖25是示出在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中局部放大截面圖；圖26是對(duì)應(yīng)于圖25的部分的放大截面圖；圖27是用于說明在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中激光照射區(qū)域的平面圖；圖28是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的噴墨頭的分解透視圖；圖29是圖28所示的噴墨頭中的流路單元和執(zhí)行單元的主要部分的分解透視圖；圖30(A)是圖28所示噴墨頭中的壓力室和獨(dú)立電極的平面圖；圖30(B)是示出圖28所示噴墨頭中的局部縱向截面圖；圖31是圖28所示的噴墨頭中的執(zhí)行單元的放大部分平面圖；圖32是沿著圖31中的XXXII-XXXII線剖開的噴墨頭的局部截面圖；圖33是圖28所示的噴墨頭中的制造工藝中的一個(gè)工藝中執(zhí)行單元的分解透視圖；圖34(A)、圖34(B)和圖34(C)分別是構(gòu)成執(zhí)行單元的層疊體的平面圖、主視圖和底視圖；圖35(A)和圖35(B)分別是圖28所示的噴墨頭中的制造工藝中的一個(gè)工藝中的局部截面圖；圖36(A)和圖36(B)分別是圖28所示的噴墨頭中的制造工藝中的一個(gè)工藝中執(zhí)行單元的局部放大截面圖；圖37是示出在圖28所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝定位標(biāo)記的一個(gè)例子的平面圖；圖38是示出在圖28所示的噴墨頭的制造工藝中的一個(gè)工藝中執(zhí)行單元粘結(jié)在流路單元上的狀態(tài)的平面圖；圖39(A)和圖39(B)分別是圖28所示的噴墨頭的變形例的制造工藝中的一個(gè)工藝的局部放大截面圖。
具體實(shí)施方式
圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例噴墨頭的噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)要視圖。圖1所示的噴墨打印機(jī)101是具有4個(gè)噴墨頭1的彩色噴墨打印機(jī)。在該打印機(jī)101中圖中的左方和圖中的右方分別構(gòu)成給紙部111和排紙部112。
在打印機(jī)101內(nèi)部形成有從給紙部111向排紙部112方向運(yùn)動(dòng)的紙張運(yùn)送路徑。給紙部111的后下方設(shè)置有一對(duì)運(yùn)送輥105a、105b，用于夾持運(yùn)送圖象記錄介質(zhì)用紙。通過一對(duì)運(yùn)送輥105a、105b紙張從圖中的左側(cè)運(yùn)送到右側(cè)。在紙張運(yùn)送路徑中間設(shè)置有兩個(gè)皮帶輪106、107、和跨越在兩輪106、107之間的卷繞循環(huán)的傳送帶108。在傳送帶108的外周面即傳送面上進(jìn)行硅處理，通過一對(duì)運(yùn)送輥105a、105b運(yùn)送的紙張通過傳送面的粘合力保持在傳送帶108的傳送面上，同時(shí)能夠通過一個(gè)運(yùn)送輥106在圖中順時(shí)針(箭頭104所示方向)上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)被運(yùn)送到下方(右方)。
紙張相對(duì)于傳送帶106的插入和排出位置上分別設(shè)置有按壓部件109a、109b。按壓部件109a、109b是用于使傳送帶108上的紙張不從傳送面上浮起，把紙張按壓在傳送帶108的傳送面上，確保粘在傳送面上。
沿著紙張運(yùn)送路徑在傳送帶108的正后方設(shè)置有剝離機(jī)構(gòu)110。剝離機(jī)構(gòu)110構(gòu)成為把粘在傳送帶108的傳送面上的紙張從傳送面上剝離，朝右方的排紙部112運(yùn)送。
4個(gè)噴墨頭1在下端具有噴墨頭本體1a。噴墨頭本體1a分別具有矩形截面，它的縱向方向互相接近設(shè)置，使紙張運(yùn)送方向?yàn)榇怪狈较?圖1中的紙面垂直方向)。即，所述打印機(jī)101是線式打印機(jī)。4個(gè)噴墨頭本體1a的各個(gè)底面對(duì)著紙張運(yùn)送路徑，在所述底面上設(shè)置有多個(gè)微小直徑的墨水噴出口形成的噴嘴。從4個(gè)噴墨頭本體1a分別噴出紅色、黃色、紫色和黑色油墨。
噴墨頭本體1a設(shè)置成它的下面與傳送帶18的傳送面之間形成少量間隙，紙張運(yùn)送路徑形成在所述間隙部分。利用這種構(gòu)成，在傳送帶108上運(yùn)送的紙張順次通過4個(gè)噴墨頭本體1的正下方時(shí)，各種顏色的墨水從朝向所述紙張的上面即印刷面的噴嘴噴射，能夠在紙張上形成所希望的彩色圖象。
噴墨打印機(jī)101具有維護(hù)單元117，用于自動(dòng)對(duì)噴墨頭1進(jìn)行維護(hù)。所述維護(hù)單元117上設(shè)置有用于覆蓋4個(gè)噴墨頭本體1a的下面的4個(gè)蓋或者圖中未示出的清洗機(jī)構(gòu)等。
在用噴墨打印機(jī)101進(jìn)行印刷時(shí)，維護(hù)單元117位于給紙部111的正下方位置(退避位置)。然后，在印刷完成后滿足所定的條件時(shí)(例如只有不進(jìn)行印刷動(dòng)作的狀態(tài)繼續(xù)了所定時(shí)間時(shí)或者進(jìn)行斷開打印機(jī)101的電源操作時(shí))，移動(dòng)到4個(gè)噴墨頭本體1a的正下方位置處，在該位置(蓋所在位置)用蓋116分別覆蓋噴墨頭本體1a的下面，防止噴墨頭本體1a的噴嘴部分干燥。
皮帶輪106、107和傳送帶108通過底盤113支撐。底盤113裝載在設(shè)置在它的下面的圓筒形元件115上。圓筒形元件115以安裝在偏離它的中心位置上的軸114為中心可以自由旋轉(zhuǎn)。因此，隨著軸114旋轉(zhuǎn)圓筒形元件115的上端高度變化，與之配合，底盤113升降。在使維護(hù)單元117從退避位置移動(dòng)到蓋位置時(shí)，圓筒形元件115預(yù)先旋轉(zhuǎn)適當(dāng)?shù)慕嵌龋皇沟妆P113、傳送帶108、以及皮帶輪106、107從圖1所示位置下降適當(dāng)?shù)木嚯x，必須確保維護(hù)單元117移動(dòng)所需要的空間。
在傳送帶108包圍的區(qū)域內(nèi)，在與噴墨頭1相對(duì)的位置設(shè)置有大致呈長(zhǎng)方形體形狀(寬度與傳送帶108的寬度相同)導(dǎo)軌121，通過與上側(cè)的傳送帶108的下面接觸從內(nèi)周面支撐傳送帶。
下面，對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的說明。圖2是噴墨頭1的透視圖。圖3是沿著圖2中的III-III剖開的截面圖。如圖2和圖3所示，根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭1具有在一個(gè)方向(主掃描方向)上延伸的矩形平面形狀的噴墨頭本體1a和用于支撐所述噴墨頭本體1a的基部131?；?31除了支撐噴墨頭本體1a之外，還支撐向獨(dú)立電極35(參照?qǐng)D6)等提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器IC 132以及基板133。
如圖2所示，基部131由底座138和支架139構(gòu)成，底座138通過與噴墨頭本體1a的上面部分粘合支撐噴墨頭本體1a，支架139通過與底座138的上面粘合支撐底座138。底盤138是略呈正方體形狀的元件，長(zhǎng)度與噴墨頭本體1a的長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度大致相同。由不銹鋼等金屬材料制成的底盤138具有補(bǔ)強(qiáng)支架139的輕型結(jié)構(gòu)體的功能。支架139由支架本體141和一對(duì)支架支撐部142構(gòu)成，支架本體141設(shè)置在噴墨頭本體1a一側(cè)，一對(duì)支架支撐部142從支架本體141向與噴墨頭本體相反的一側(cè)延伸。一對(duì)支架支撐部142中的任何一個(gè)都是平板狀元件，沿著支架本體141的長(zhǎng)度方向相隔所定間隔互相平行設(shè)置。
在支架本體141的副掃描方向(與主掃描方向垂直的方向)的兩端設(shè)置有向下方突出的一對(duì)側(cè)緣部141a。這里，由于一對(duì)側(cè)緣部141a中的每一個(gè)形成為跨越噴墨頭本體141的長(zhǎng)度方向的全部，因此在噴墨頭本體141的下面通過一對(duì)側(cè)緣部141a形成大致呈長(zhǎng)方體形狀的槽部141b。底座138放置在所述槽部141b內(nèi)。利用粘合劑把底座138的上面與噴墨頭本體141的槽部141b的底面沾接。由于底座138的厚度比噴墨頭本體141的槽部141b的深度大一些，底座138的下端部從側(cè)緣部141a的下方突出。
底座138的內(nèi)部形成有墨水池3，作為向噴墨頭本體1a提供墨水的流路，是在它的長(zhǎng)度方向上延伸的大致呈正方體形狀的間隙(中空區(qū)域)。底座138的下面145形成有與墨水蓄留室3連通的開口3b(參照?qǐng)D4)。而且，墨水蓄留室3通過圖中未示出的供給管與打印機(jī)本體內(nèi)的未示出的主墨盒(墨水供給源)連接。因此，從主墨盒向墨水蓄留室3補(bǔ)充適量的墨水。
底座138的下面145比開口3b的附近范圍向下突出。因此，底座138只與位于下面145的開口3b附近部分145a的噴墨頭本體1a的流路單元4(參照?qǐng)D3)接觸。因此，在底座138的下面145的開口3b附近部分145a以外的區(qū)域與噴墨頭本體1a分離開，在所述分離部分設(shè)置執(zhí)行單元21。
支架139的支架支撐部142的外側(cè)面通過海綿等彈性元件137固定有驅(qū)動(dòng)器IC 132。驅(qū)動(dòng)器IC 132的外側(cè)面緊密設(shè)置有散熱器134。散熱器134是大致呈長(zhǎng)方體形狀的部件，有效散發(fā)驅(qū)動(dòng)IC 132產(chǎn)生的熱量。作為供電部件的柔性印刷電路板FPC 136連接到驅(qū)動(dòng)器IC 132。連接在驅(qū)動(dòng)IC 132上的FPC 136通過安裝夾頭與基板133和噴墨頭本體1a電連接。驅(qū)動(dòng)IC 132和散熱器134上方FPC 136的外側(cè)設(shè)置有基板133。散熱器134的上面與基板133之間、以及散熱器134的下面與FPC 136之間分別利用密封元件149接合。
在噴墨頭本體141的側(cè)緣部141a的下面和流路單元4的上面之間設(shè)置有密封元件150，以便夾持FPC 136。即FPC 136通過密封元件150相對(duì)于流路單元4和噴墨頭本體141固定。這樣，可以防止在噴墨頭本體1a變長(zhǎng)的情況下發(fā)生撓曲，防止對(duì)執(zhí)行單元21與FPC 136之間的連接部施加應(yīng)力，并確實(shí)支撐FPC 136。
如圖2所示，在沿著噴墨頭1的主掃描方向的下方角部附近沿著噴墨頭1的側(cè)壁等間隔設(shè)置有6個(gè)突出部30a。這些突出部30a是設(shè)置在噴墨頭本體1a的最下層的噴嘴層30(參照?qǐng)D7)的副掃描方向兩端的部分。即，噴嘴層30沿著突出部30a和其他部分的邊界彎曲大約90度。突出部30a設(shè)置在打印機(jī)101中對(duì)應(yīng)于印刷使用的各種尺寸紙張的兩端附近的位置。由于噴嘴板30的彎曲部分部分不是形成為帶有直角而是帶有圓形的形狀，因此不容易由于在與噴墨頭1接近的方向上運(yùn)送的紙張的前端與噴墨頭1的側(cè)面接觸導(dǎo)致紙張卡住即卡紙現(xiàn)象。
圖4是噴墨頭本體1a的模式平面圖。在圖4中，形成在底座138內(nèi)的墨水蓄留室3用假想的虛線描述。如圖4所示，噴墨頭本體1a形成在一個(gè)方向上(主掃描方向)延伸的矩形平面形狀。噴墨頭本體1a具有后述的多個(gè)壓力室10和噴嘴前端的墨水噴出口8(同時(shí)參照?qǐng)D5、圖6和圖7)形成的流路單元4，交錯(cuò)排列成2列的多個(gè)梯形執(zhí)行單元21連接在它的上面。各個(gè)執(zhí)行單元21的平行對(duì)邊(上邊和下邊)設(shè)置成沿著流路單元4的長(zhǎng)度方向。因此，相鄰的執(zhí)行單元21的斜邊在流路單元4的寬度方向上相互覆蓋。
與執(zhí)行單元21的接合區(qū)域?qū)?yīng)的流路單元4的下面形成墨水噴射區(qū)域。如后面所述，多個(gè)墨水噴出口8呈陣列形式設(shè)置在墨水噴射區(qū)域的表面。而且，在設(shè)置在流路單元4的上方的底座138內(nèi)沿著它的長(zhǎng)度方向形成墨水蓄留室3。墨水蓄留室3通過設(shè)置在它的一端的開口3a與墨盒(圖中未示出)連通，通常充滿墨水。墨水蓄留室3中沿著它的延伸方向每?jī)蓚€(gè)開口3b相對(duì)，交錯(cuò)設(shè)置在沒有設(shè)置執(zhí)行單元21的區(qū)域內(nèi)。
圖5是圖4中所示的單點(diǎn)劃線所包圍范圍的放大圖。如圖4和5所示，墨水蓄留室3通過開口3b與位于它的下層的流路單元4內(nèi)的歧管5連通。開3b上設(shè)置有濾除墨水內(nèi)含有的塵埃等的過濾器(圖中未示出)。歧管5的前端部分形成為兩個(gè)分開的副歧管5a。所述2個(gè)副歧管5a分別從兩個(gè)開口3b進(jìn)入一個(gè)執(zhí)行單元21的下部，所述兩個(gè)開口3b在與所述執(zhí)行單元21相對(duì)的噴墨頭1的長(zhǎng)度方向兩端。即，在一個(gè)執(zhí)行單元21的下部共計(jì)有4個(gè)副歧管5a在噴墨頭1的長(zhǎng)度方向上延伸。各個(gè)副歧管5a充滿從墨水蓄留室3供給的墨水。
圖6是圖5中所示的單點(diǎn)劃線所包圍范圍的放大圖。如圖5和圖6所示，平面形狀大致呈菱形的獨(dú)立電極35以陣列形式規(guī)則地設(shè)置在執(zhí)行單元21的上面。而且，在對(duì)應(yīng)于流路單元4的執(zhí)行單元21的墨水噴出區(qū)域的表面上以陣列形式規(guī)則地設(shè)置有多個(gè)墨水噴出口8。流路單元4內(nèi)分別以陣列形式規(guī)則地設(shè)置有壓力室10(空腔)10和通孔12，所述壓力室10同時(shí)與各個(gè)墨水噴出口8連通，平面形狀比獨(dú)立電極35大一周，大致呈菱形。壓力室10形成在與獨(dú)立電極35對(duì)應(yīng)的位置上，在平面上看獨(dú)立電極35a包含在壓力室10的區(qū)域內(nèi)。而且，在圖5和圖6中，為了容易看清圖面，位于執(zhí)行單元21內(nèi)或者流路單元4內(nèi)的用虛線表示的壓力室10和通孔12等用實(shí)線表示。
圖7是沿著圖4中所示的噴墨頭本體1a的壓力室長(zhǎng)度方向的局部截面圖。如同從圖7中所看到的一樣，各個(gè)墨水噴出口8的前端形成細(xì)的噴嘴形狀。各個(gè)墨水噴出口8通過壓力室10(長(zhǎng)為900μm，寬為350μm)和通孔12與副歧管5a連通。這樣，噴墨頭1形成從墨盒開始經(jīng)過墨水蓄留室3、副歧管5a、通孔12和壓力室10到達(dá)墨水噴出口8的墨水流路32。
而且，如同在7中所看到的一樣，壓力室10與通孔12設(shè)計(jì)在不同的高度上。這樣，如圖6所示，在對(duì)應(yīng)于位于執(zhí)行單元21的下方的墨水噴出區(qū)域的流路單元4內(nèi)，可以把與一個(gè)壓力室10連通的通孔12和鄰近所述壓力室的壓力室設(shè)置成在平面上看處于同一位置上。結(jié)果，由于壓力室10之間能夠互相緊密接合而且高密度排列，因此能夠利用占用較小面積的噴墨頭1實(shí)現(xiàn)更高解象度的圖像印刷。
在圖5和圖6所示的平面內(nèi)，壓力室10在噴墨頭1的長(zhǎng)度方向(第一排列方向)和從噴墨頭1的寬度方向稍微傾斜的方向(第二排列方向)兩個(gè)方向上在墨水噴出區(qū)域內(nèi)排列。第一排列方向和第二排列方向形成稍微小于直角的角度θ。墨水噴出口8在第一排列方向上以50dpi排列。一方面，壓力室10在第二方向上排列，使對(duì)應(yīng)一個(gè)執(zhí)行單元21的墨水噴出區(qū)域內(nèi)含有12個(gè)壓力室，因此，通過在第二排列方向上排列12個(gè)壓力室10，使第一排列方向上的變位相當(dāng)于一個(gè)壓力室10的程度。因此，噴墨頭1的整個(gè)寬度內(nèi)相隔第一排列方向上相鄰的兩個(gè)墨水噴出口8之間距離的范圍內(nèi)存在12個(gè)墨水噴出口8。而且，各個(gè)墨水噴出區(qū)域的第一排列方向的兩端(相對(duì)于執(zhí)行單元21的斜邊)，通過使與對(duì)應(yīng)于對(duì)著噴墨頭1的寬度方向上的其他執(zhí)行單元21的墨水噴出區(qū)域構(gòu)成互補(bǔ)關(guān)系，滿足上述條件。因此，根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭1中，伴隨著相對(duì)于噴墨頭1的寬度方向紙張的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從第一和第二方向上排列的多個(gè)墨水噴出口8順次把墨水噴出，能夠在主掃描方向上以600dpi進(jìn)行印刷。
下面，參考圖8詳細(xì)說明流路單元8的結(jié)構(gòu)。圖8是示出壓力室10、墨水噴出口8和通孔(限制流路)12三者之間的位置關(guān)系的模式圖。如圖8所示，壓力室10在第一排列方向上以所定間隔以500dpi排列成一列。這樣的壓力室10的列在第二排列方向上排列12列，在所有壓力室10在對(duì)應(yīng)于一個(gè)執(zhí)行單元21的墨水噴出區(qū)域內(nèi)呈二維排列。
壓力室10有噴嘴與圖8中上側(cè)的銳角部連接的壓力室10a和下側(cè)的銳角部連接的壓力室10b兩種。多個(gè)壓力室10a和多個(gè)壓力室10b分別形成共同在第一排列方向上排列的壓力室列11a、11b。如圖8所示，在對(duì)應(yīng)于一個(gè)執(zhí)行單元21的墨水噴出區(qū)域內(nèi)，兩列壓力室列11a從圖8的下側(cè)順次排列，在鄰近它的上側(cè)排列兩個(gè)壓力室列11b。這樣兩列壓力室列11a和兩列壓力室列11b共同組成的4列壓力室列組成的一組壓力室列組在對(duì)應(yīng)于一個(gè)執(zhí)行單元21的墨水噴出區(qū)域內(nèi)從下側(cè)開始3次往復(fù)排列。連接各個(gè)壓力室列11a、11b中的各個(gè)壓力室的上側(cè)銳角部的直線與所述壓力室列從上側(cè)開始的相鄰壓力室列中的各個(gè)壓力室的下側(cè)斜邊交叉。
如上所述，對(duì)著圖8紙面從垂直方向看，與壓力室10連接的噴嘴的設(shè)置位置設(shè)置成與每?jī)蓚€(gè)不同的第一壓力室列11a和第二壓力室列11b相鄰，所有壓力室10規(guī)則而且整齊排列。一方面，噴嘴集中排列在所述4列壓力室列所組成的一組壓力室列組的中央?yún)^(qū)域內(nèi)。因此，如上所述，4列壓力室列組成一組，從下側(cè)開始往復(fù)3次排列成壓力室列組的情況下，在壓力室列組與組的邊界附近區(qū)域內(nèi)，即在這樣的4列壓力室列組成的組的兩側(cè)，形成沒有噴嘴的區(qū)域。因此，在此處延伸設(shè)置用于向各個(gè)壓力室10提供墨水的粗副歧管5a。在本實(shí)施例中，在對(duì)應(yīng)于一個(gè)執(zhí)行單元21的墨水噴出區(qū)域內(nèi)，沿著第一排列方向在圖中的下側(cè)設(shè)置1根、在最下側(cè)的壓力室列組和第二個(gè)壓力室列組之間設(shè)置1根、在最上側(cè)的壓力室列組的兩側(cè)設(shè)置兩根，總共設(shè)置4根粗的副歧管5a。
如圖8所示，與噴出墨水的墨水噴出口8連通的噴嘴在第一排列方向上對(duì)應(yīng)于在所述方向上規(guī)則而且整齊排列的壓力室10以50dpi的等間距排列。而且，與第一排列方向成θ角的第二排列方向上12個(gè)壓力室10規(guī)則而且整齊排列不同，與這12個(gè)壓力室10對(duì)應(yīng)的12噴嘴如上所述有與壓力室10的上側(cè)銳角部連通的和與下側(cè)的銳角部連通的，在第二排列方向上不是規(guī)則地以一定間距排列。
另一方面，在噴嘴通常與壓力室10的相同側(cè)的銳角部連通的情況下，噴嘴也在第二排列方向上規(guī)則地以一定間隔排列。即，在這種情況下，噴嘴排列成圖中開始向上側(cè)每提高一個(gè)壓力室列，相當(dāng)于在第一排列方向印刷時(shí)的解象度600dpi的每個(gè)間隔變位。與此相不同，在本實(shí)施例中，2列壓力室列11a和2列壓力室列11b組合的4列壓力室列組成一組，該壓力室列組從下側(cè)往返3次排列，因此圖中下側(cè)開始到上側(cè)每提高一個(gè)壓力室列噴嘴位置在第一排列方向上的變位通常不同。
在根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭1中，在第一排列方向上的寬度相當(dāng)于50dpi(大約508.0μm)，考慮與所述第一排列方向垂直的方向上延伸的帶狀區(qū)域R。在所述帶狀區(qū)域R內(nèi)，對(duì)于12列壓力室列中的任何一列都只存在一個(gè)噴嘴。即，在對(duì)應(yīng)于一個(gè)執(zhí)行單元21的墨水噴出區(qū)域內(nèi)的任意位置，在劃分這樣的帶狀區(qū)域R的情況下，在該帶狀區(qū)域R內(nèi)通常分布12個(gè)噴嘴。因此，所述12個(gè)噴嘴中各個(gè)在第一排列方向上延伸的直線上投影點(diǎn)的位置每個(gè)間隔相當(dāng)于印刷時(shí)的解像度600dpi的間隔。
屬于一個(gè)帶狀區(qū)域R的12個(gè)噴嘴在第一排列方向上延伸的直線上投影點(diǎn)的位置從左面的開始順次把這12個(gè)噴嘴標(biāo)記為(1)至(12)時(shí)，這12個(gè)噴嘴從下面開始按照(1)、(7)、(2)、(8)、(5)、(11)、(6)、(12)、(9)、(3)、(10)、(4)的順序排列。
在這樣構(gòu)成的根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭1中，如果適當(dāng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行單元21內(nèi)的活性層，能夠描繪解象度為600dpi的文字和圖象等。即，通過在運(yùn)送印刷介質(zhì)的同時(shí)順序選擇驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)于12列的壓力室列的活性層，能夠在印刷介質(zhì)上印刷特定的文字和圖形。
例如，對(duì)以600dpi解象度印刷在第一排列方向上延伸的直線的情況進(jìn)行說明。首先，簡(jiǎn)單地對(duì)噴嘴與壓力室10的同一側(cè)的銳角部連通的情況進(jìn)行說明。在這種情況下，對(duì)應(yīng)于運(yùn)送印刷介質(zhì)，從位于圖8中最下方位置的壓力室列中的噴嘴開始噴出墨水，順次選擇屬于臨近上側(cè)的壓力室列的噴嘴噴出墨水。這樣，墨點(diǎn)在第一排列方向上以600dpi的間隔相鄰形成。最后，整體以600dpi解象度描繪在第一排列方向上延伸的直線。
一方面，在本實(shí)施例中，從位于圖8中最下方位置的壓力室列11a中的噴嘴開始噴出墨水，伴隨著運(yùn)送印刷介質(zhì)順次選擇與臨近上側(cè)的壓力室連通的噴嘴噴出墨水。此時(shí)，由于從下側(cè)到上側(cè)每提高1個(gè)壓力室列的噴嘴位置在第一排列方向上的變位通常不同，因此伴隨著運(yùn)送印刷介質(zhì)，沿著第一排列方向順次形成的墨點(diǎn)不是以600dpi間隔等間距排列。
即，如圖8所示，對(duì)應(yīng)于運(yùn)送印刷介質(zhì)，首先與從圖中最下方的壓力室列11a連通的噴嘴(1)噴出墨水，在印刷介質(zhì)上以相當(dāng)于500dpi的間隔(大約508.0μm)形成墨點(diǎn)列。然后，伴隨著運(yùn)送印刷介質(zhì)，如果直線形成位置到達(dá)與從下數(shù)第二個(gè)壓力室列11a連通的噴嘴(7)的位置，從該噴嘴(7)噴出墨水。這樣，在距離開始形成的墨點(diǎn)位置相當(dāng)于600dpi間隔(大約42.3μm)的6倍的第一排列方向上的變位位置上(大約42.3μm×6＝大約254.0μm)形成第二個(gè)墨點(diǎn)。
然后，伴隨著印刷介質(zhì)運(yùn)送，如果直線形成位置到達(dá)與從下數(shù)第三個(gè)壓力室列11b連通的噴嘴(2)的位置，從該噴嘴(2)噴出墨水。這樣，在距離開始形成的墨點(diǎn)位置相當(dāng)于600dpi間隔(大約42.3μm)的第一排列方向上的變位位置上形成第三個(gè)墨點(diǎn)。然后，伴隨著印刷介質(zhì)運(yùn)送，如果直線形成位置到達(dá)與從下數(shù)第四個(gè)壓力室列11b連通的噴嘴(8)的位置，從該噴嘴(8)噴出墨水。這樣，在距離開始形成的墨點(diǎn)位置相當(dāng)于600dpi間隔(大約42.3μm)的7倍的第一排列方向上的變位位置上(大約42.3μm×7＝大約296.3μm)形成第四個(gè)墨點(diǎn)。進(jìn)一步，伴隨著運(yùn)送印刷介質(zhì)，如果直線形成位置到達(dá)與從下數(shù)第五個(gè)壓力室列11a連通的噴嘴(5)的位置，從該噴嘴(5)噴出墨水。這樣，在距離開始形成的墨點(diǎn)位置相當(dāng)于600dpi間隔(大約42.3μm)的4倍的第一排列方向上的變位位置上(大約42.3μm×4＝大約169.3μm)形成第五個(gè)墨點(diǎn)。
以下相同，順次選擇從圖中下側(cè)開始到上側(cè)位置的壓力室10連通的噴嘴，同時(shí)形成墨點(diǎn)。此時(shí)，如果圖8中所示的噴嘴的序號(hào)為N，只在相當(dāng)于(倍率n＝N-1)×(相當(dāng)于600dpi間隔)的部分，從開始形成墨點(diǎn)開始在第一排列方向上變位的位置上形成墨點(diǎn)。最后選擇完12個(gè)噴嘴之后，由圖中最下面的壓力室列11a中的噴嘴(1)以相當(dāng)于50dpi的間隔(大約508.0μm)形成的墨點(diǎn)之間每個(gè)相隔相當(dāng)于600dpi的間隔(大約42.3μm)，形成的12個(gè)墨點(diǎn)連接，全體可以600dpi的解象度描繪在第一排列方向上延伸的直線。
下面，說明根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭1的截面構(gòu)造。圖9是圖4中所示的噴墨頭本體1a的局部分解透視圖。如圖7和9所示，噴墨頭1的底部的主要部分具有層疊結(jié)構(gòu)，從上開始由執(zhí)行單元21、空腔板22、基板23、通孔板24、供給板25、歧管板26、27、28、蓋板29、以及噴嘴板30共計(jì)10塊板材層疊而成。其中，除了執(zhí)行單元21之外的9塊板構(gòu)成流路單元4。
如后面所詳細(xì)描述的一樣，執(zhí)行單元21由4塊壓電板41～44(參照?qǐng)D11)層疊形成，而且通過設(shè)置電極，其中只有最上層具有加電場(chǎng)時(shí)變成活性層的部分(下面，簡(jiǎn)單地記載為“具有活性層的層”)，其余3層由非活性層(非活性層)構(gòu)成。空腔板22是設(shè)置有多個(gè)對(duì)應(yīng)于壓力室10的大致呈菱形開口的金屬板?；?3是對(duì)于空腔板22的一個(gè)壓力室10，分別設(shè)置壓力室10和通孔12的連通孔以及從壓力室10到墨水噴出口8的流通孔的金屬板。通孔板24是對(duì)于空腔板22的一個(gè)壓力室10，分別設(shè)置從通孔12之外的壓力室10到墨水噴出口8的流通孔的金屬板。供給板25是對(duì)于空腔板22的一個(gè)壓力室10，分別設(shè)置通孔12和副歧管5a的連通孔以及從壓力室10到墨水噴出口8的流通孔的金屬板。歧管板26、27、28是在副歧管5a之外，對(duì)于空腔板22的一個(gè)壓力室10，分別設(shè)置從壓力室10到墨水噴出口8的流通孔的金屬板。蓋板29是對(duì)于空腔板22的一個(gè)壓力室10，分別設(shè)置從壓力室10到墨水噴出口8的流通孔的金屬板。噴嘴板30是對(duì)于空腔板22的一個(gè)壓力室10，分別設(shè)置起噴嘴功能的前端細(xì)的墨水噴出口8。
為了形成如圖7所示的墨水流路32，這些10塊板21～30互相位對(duì)準(zhǔn)置層疊。所述墨水流路32是從副歧管5a開始首先向上方向，在通孔12內(nèi)在水平方向上延伸，而后對(duì)著上方，在壓力室10內(nèi)再次在水平方向上延伸，而后對(duì)著稍離開通孔12方向的斜下方，在垂直向下對(duì)著噴嘴8的方向。
下面，詳細(xì)說明執(zhí)行單元21的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖10是執(zhí)行單元21的放大平面圖。圖11是沿著圖10中的XI-XI線剖開的噴墨頭1的部分截面圖。
如圖10所示，在執(zhí)行單元21的上面從平面上看與各個(gè)壓力室10實(shí)質(zhì)上重合的位置上分別設(shè)置有厚度為1.1μm水平的獨(dú)立電極35。獨(dú)立電極35由大致呈菱形的主電極部35a和從主電極部35a的一個(gè)銳角部連續(xù)形成的比主電極部35a小的大致呈菱形的輔助電極35b構(gòu)成。主電極部35a比壓力室10小一周，與之有大致相似的形狀，設(shè)置成在平面視圖中容納在壓力室內(nèi)。而且，輔助電極35b在平面視圖中它的大部分區(qū)域從壓力室10中突出。后面所述的壓電板41從執(zhí)行單元21的上面獨(dú)立電極25之外的區(qū)域露出。
如圖11所示，執(zhí)行單元21包括4個(gè)厚度均為15μm、以相同形式形成的壓電板41、42、43、44。而且，用于供給控制獨(dú)立電極35以及共用電極34的電位的信號(hào)的FPC 136貼在執(zhí)行單元21上。壓電板41～44由連續(xù)的層狀平板(連續(xù)平板層)構(gòu)成，所述層狀平板設(shè)置成跨越在噴墨頭1內(nèi)的一個(gè)墨水噴出區(qū)域內(nèi)形成的多個(gè)壓力室10。由于壓電板41～44作為連續(xù)平板層，設(shè)置成跨越多個(gè)壓力室10，因此例如能夠利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)高密度排列獨(dú)立電極35。因此，也能夠在與獨(dú)立電極35對(duì)應(yīng)的位置上高密度排列壓力室10，能夠?qū)崿F(xiàn)高解象度圖像印刷。本實(shí)施例中，壓電片41～44是由強(qiáng)電磁感應(yīng)性的鈦酸鈷酸鉛(PZT)系陶瓷材料構(gòu)成。而且，在圖11中，雖然描述為FPC 136與壓電片41～4441之間在整個(gè)面上粘接，但是實(shí)際中兩者可以只在獨(dú)立電極35的輔助電極35b處沾接。這在圖22和圖32中也是相同的。在位于最上層的壓電片41與它的下面相鄰的壓電片42之間夾有形成在整個(gè)片上的厚度為2μm的共用電極34。而且，如上所述，在執(zhí)行單元21的上面即壓電片41的上面，對(duì)每個(gè)壓力室10形成獨(dú)立電極35，所述獨(dú)立電極35的平面形狀與壓力室相似(長(zhǎng)為850μm，寬為250μm)，而且由在疊層方向上的投影區(qū)域包括在壓力室內(nèi)的主電極部35a和比主電極部35a小的大致呈菱形的輔助電極35b構(gòu)成。而且，在壓電片43與壓電片44之間以及壓電片42與壓電片43之間分別夾有用于補(bǔ)強(qiáng)執(zhí)行單元21的補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a、36b。補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a、36b與共用電極34具有大致相同厚度。在本實(shí)施例中，獨(dú)立電極35是由在襯底上形成Ni膜(膜厚為大約1μm)、在表層上形成Au膜(膜厚為大約0.1μm)的層疊金屬材料構(gòu)成的，共用電極34和補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a、36b是由Ag-Pd系金屬材料構(gòu)成的。由于補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a、36b不是起電極作用，因此不是必須設(shè)計(jì)的，但是通過具有補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a、36b，能夠補(bǔ)充壓電片41～44的脆性，具有壓電片41～44容易操作的優(yōu)點(diǎn)。
共用電極34通過圖中未示出區(qū)域內(nèi)的FPC 136接地。這樣，共用電極34對(duì)應(yīng)于所有壓力室10的區(qū)域內(nèi)一律保持接地電位。而且，為了能夠控制對(duì)應(yīng)于每個(gè)壓力室10的電位，獨(dú)立電極35在大致呈菱形的輔助電極部35b處與每個(gè)獨(dú)立電極35獨(dú)立的FPC 136內(nèi)布置的導(dǎo)線(圖中未示出)接觸，通過所述導(dǎo)線連接在驅(qū)動(dòng)IC 132上。因此，在本實(shí)施例中，通過位于平面視圖中壓力室10的外側(cè)的輔助電極35b中獨(dú)立電極35與FPC 136連接，減少對(duì)執(zhí)行單元21在層疊方向上伸縮的阻礙，能夠使壓力室10的容積變化量變大。而且，共用電極34也可以對(duì)于每個(gè)壓力室10形成為多個(gè)比壓力室10大的共用電極，使在層疊方向上的投影區(qū)域含有壓力室區(qū)域，或者對(duì)于每個(gè)壓力室10形成為多個(gè)比壓力室10稍微小的共用電極，使投影區(qū)域包含在壓力室區(qū)域內(nèi)，不必是在整個(gè)板上形成的1個(gè)導(dǎo)電板。只是此時(shí)，為了使對(duì)應(yīng)于壓力室10的部分全部是同一電位，因此無(wú)論如何必須與共用電極電連接。
本實(shí)施例的噴墨頭1中，壓電片41～44的極化方向?yàn)樗暮穸确较颉＜?，?zhí)行單元21由最上層(即距離壓力室10最遠(yuǎn)側(cè))的作為具有活性層的壓電片41和下側(cè)的(即距離壓力室10近的一側(cè))的3塊作為非活性層的壓電片42～44構(gòu)成所謂單一組織型。因此，如果獨(dú)立電極35為所定的正或者負(fù)電位，例如電場(chǎng)和極化在同一方向上，壓電片41～43中被電極夾持的部分起活性層的作用，由于壓電橫效應(yīng)在與極化方向垂直的方向上收縮。一方面，由于壓電片42～44不受電場(chǎng)的影響，不自發(fā)收縮，在最上層的壓電片41和下層的壓電片42～44之間在與極化方向垂直的方向上產(chǎn)生變形誤差，全部壓電片41～44向非活性層一側(cè)凸起變形(表面變形)。此時(shí)，如圖11所示，由于壓電片41～44下面固定在劃分壓力室的隔壁(空腔板)22的上面，結(jié)果壓電片41～44向壓力室一側(cè)凸起變形。因此，壓力室10的容積減小，墨水壓力提高，從墨水噴出口8噴出墨水。然后，如果獨(dú)立電極35返回到與共用電極34相同的電位，壓電片41～44變?yōu)樵瓉?lái)的形狀，壓力室10的容積返回原來(lái)的容積，從歧管5一側(cè)吸入墨水。
而且，作為其他驅(qū)動(dòng)方法，預(yù)先使獨(dú)立電極35與共用電極34電位不同，每次要求噴出墨水時(shí)一旦使獨(dú)立電極35與共用電極34變?yōu)橄嗤娢唬缓缶湍軌蛞运ǖ臅r(shí)間再次使獨(dú)立電極35與共用電極34變?yōu)椴煌娢?。在這種情況通過獨(dú)立電極35與共用電極34變?yōu)橄嗤娢粫r(shí)，壓電片41～44返回原來(lái)的形狀，壓力室10的容積與初期狀態(tài)(兩個(gè)電極的電位不同)比較增加，把墨水從歧管5一側(cè)吸入壓力室10內(nèi)。然后，再次使獨(dú)立電極35與共用電極34變?yōu)椴煌娢粫r(shí)，壓電片41～44向壓力室10一側(cè)凸出變形，通過減小壓力室10的容積墨水壓力提高，噴出墨水。
而且，如果施加在壓電片41～44上的電場(chǎng)方向與它的極化方向相反，由于壓電橫效應(yīng)，夾持獨(dú)立電極35和共用電極34的壓電片41內(nèi)的活性層在與極化方向垂直的方向上伸長(zhǎng)。因此，壓電片41～44向壓力室一側(cè)凹陷變形。因此，壓力室10的容積增大，從歧管5一側(cè)吸入墨水。然后，如果獨(dú)立電極35的電位返回原來(lái)電位，壓電片41～44變成平板形狀，由于壓力室10的容積返回原來(lái)的容積，從墨水噴出口8噴出墨水。
這樣，在根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭1中，只有距離執(zhí)行單元21的最外層上的壓力室最遠(yuǎn)的壓電片44上含有活性層，只在它的外面(上面)上形成獨(dú)立電極35。因此，在制作執(zhí)行單元21時(shí)，不必形成用于在平面視圖上重疊設(shè)計(jì)的獨(dú)立電極相互之間連接的通孔，能夠容易地制造。
而且，根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭1在距離壓力室10最遠(yuǎn)的含有活性層的壓電片41和流路單元4之間設(shè)置有3塊不是活性層的壓電片42、43、44。因此，與含有一層活性層的壓電片相對(duì)應(yīng)，非活性層由3層構(gòu)成，因此能夠使壓力室10的容積變化量比較大，因此本發(fā)明人證實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)使獨(dú)立電極35的驅(qū)動(dòng)電壓低壓化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力室10的小型化和高度集成化。
由于噴墨頭1的具有活性層的壓電片41和作為非活性層的壓電片42～44是利用相同材料形成的，因此不需要花費(fèi)變換材料的時(shí)間，能夠利用比較簡(jiǎn)單的制造工藝制造。因此，期待能夠降低制造成本。而且，由于具有活性層的壓電片41和作為非活性層的壓電片42～44實(shí)際上全部具有相同厚度，因此能夠?qū)崿F(xiàn)制造工藝簡(jiǎn)化，降低制造成本。因此，能夠在涂敷層疊構(gòu)成壓電片的陶瓷材料時(shí)簡(jiǎn)單地完成調(diào)整厚度工藝。
而且，噴墨頭1通過壓電片41夾持在共用電極34和獨(dú)立電極35之間，能夠容易地通過壓電效應(yīng)改變壓力室10的容積。而且，由于具有活性層的壓電片41是連續(xù)的平板層，能夠容易地制造。
而且，根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭1具有平面結(jié)構(gòu)的執(zhí)行單元21，所述平面結(jié)構(gòu)由在壓力室10附近的壓電片42～44作為非活性層，遠(yuǎn)離壓力室10的壓電片41作為含有活性層的單結(jié)構(gòu)層。因此，能夠通過壓電橫效應(yīng)使壓力室10的容積變化量增大，與在壓力室10一側(cè)含有活性層、另一側(cè)是非活性層的噴墨頭比較，能夠?qū)崿F(xiàn)施加在獨(dú)立電極35上的電壓低壓化和/或者壓力室10高度集成化。通過實(shí)現(xiàn)施加電壓的低壓化，能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)獨(dú)立電極35的驅(qū)動(dòng)器小型化，降低成本，能夠減小壓力室10，實(shí)現(xiàn)壓力室10高度集成化，能夠噴出充分量的墨水，實(shí)現(xiàn)噴墨頭1的小型化和抑制點(diǎn)高密度排列。
下面，進(jìn)一步參照?qǐng)D12～圖15說明圖4所示的噴墨頭1的第一種制造方法。
在制造噴墨頭1時(shí)，首先分別單獨(dú)制造流路單元4和執(zhí)行單元21，然后把二者接合。在制造流路單元4時(shí)，在構(gòu)成流路單元4的各個(gè)板22～30上以圖形印刷的光致抗蝕膜作為掩膜進(jìn)行異向性蝕刻，分別各個(gè)板22～30上形成如圖7和圖9所示的開口部和凹部。特別是，如圖12所示，利用本制造方法在空腔板22上形成壓力室10時(shí)，通過與此同時(shí)的蝕刻工藝形成圓形標(biāo)記(空腔位置識(shí)別標(biāo)記)55。即，以在相當(dāng)于壓力室10以及標(biāo)記55的部分具有開口的光致抗蝕膜作為掩膜在空腔板22上進(jìn)行蝕刻。標(biāo)記55是為了確定后述的獨(dú)立電極35的印刷位置而設(shè)計(jì)的，例如，在墨水噴出區(qū)域之外，沿著空腔板22的長(zhǎng)度方向上每隔所定間隔，在空腔板22的寬度方向上的兩個(gè)分開位置上形成。標(biāo)記55可以是開口，也可以是凹部。而且，在圖12中，只圖示出多個(gè)壓力室10中的一部分壓力室10。
作為變形例，標(biāo)記55可以通過與形成壓力室10的蝕刻不同的工藝，即以其他的光致抗蝕膜作為掩膜進(jìn)行?？墒?，由于用于形成標(biāo)記55的蝕刻與用于形成壓力室10的蝕刻是同時(shí)進(jìn)行的工藝，因此能夠相對(duì)于壓力室10提高標(biāo)記55的位置精度，如后面所述獲得提高獨(dú)立電極35與壓力室之間的位置精度的效果。
而且，對(duì)于空腔板22以外的8塊板23～30也通過蝕刻形成開口。然后，為了形成墨水流路32，使9塊板22～30重合并利用粘合劑粘接，制作流路單元4。
一方面，在制作執(zhí)行單元21時(shí)，首先在構(gòu)成壓電片44的陶瓷材料的原料板上圖形印刷構(gòu)成補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a的導(dǎo)電膏。與此同時(shí)，在構(gòu)成壓電片43的陶瓷材料的原料板上圖形印刷構(gòu)成補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a的導(dǎo)電膏，同時(shí)在構(gòu)成壓電片42的陶瓷材料的原料板上圖形印刷構(gòu)成共用電極34的導(dǎo)電膏。然后，利用夾具使4塊壓電片41～44彼此定位并重合，在所定溫度下燒成所獲得的層疊物。這樣，在位于最上層的壓電片41的下面形成共用電極34，形成沒有獨(dú)立電極的層疊物(壓電片含有體)。
然后，利用粘合劑把如上所述制作的構(gòu)成執(zhí)行單元21的層疊物粘接在流路單元4上，使壓電片44與空腔板22接觸。此時(shí)，根據(jù)流路單元4的空腔板22的表面上以及壓電片41的表面上分別形成的用于定位的標(biāo)記55、55a(參照?qǐng)D15)把二者粘接。而且，由于在構(gòu)成執(zhí)行單元21的層疊物上還沒有形成獨(dú)立電極，因此所述定位不要求高精度。此時(shí)噴墨頭的相當(dāng)于圖11的主要部分截面圖和它的用單點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域的局部放大圖分別在圖13(A)中和圖14(A)中示出。
然后，如圖13(B)和圖15所示，用光學(xué)方法識(shí)別在空腔板22上形成的標(biāo)記55，以所識(shí)別的標(biāo)記55的位置為基準(zhǔn)，在壓電片41的上述位置上分別圖形印刷構(gòu)成獨(dú)立電極35的導(dǎo)電膏39。此時(shí)，圖13(B)中的單點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域的局部放大圖在圖14(B)中示出。
然后，進(jìn)行燒成工藝使導(dǎo)電膏39燒結(jié)。這樣，在壓電片41上形成獨(dú)立電極35，制作執(zhí)行單元21。而且，在此時(shí)進(jìn)行的燒成工藝中，粘接流路單元4和構(gòu)成執(zhí)行單元21的層疊物的粘合劑必須使用耐熱溫度在燒成溫度以上的溫度，所述燒成溫度是指燒成獨(dú)立電極35的圖形印刷導(dǎo)電膏時(shí)的溫度，或者導(dǎo)電膏30的材料必須使用燒成溫度在粘接流路單元4和執(zhí)行單元21的粘合劑的耐熱溫度以下的導(dǎo)電膏。
然后，通過安裝錫焊使向獨(dú)立電極35提供電信號(hào)的FPC 136與執(zhí)行單元21電連接，進(jìn)一步經(jīng)過所定的工藝完成噴墨頭的制造。而且，雖然這里沒有詳細(xì)描述，通過使FPC 136內(nèi)的布線與共用電極34連接，使共用電極34維持接地電位。
在上面所說明的噴墨頭的制造方法中，由于根據(jù)在壓力室10所在的流路單元4一側(cè)形成的標(biāo)記55，通過燒成圖形印刷形成的導(dǎo)電膏39形成獨(dú)立電極35的圖形，因此與預(yù)先形成獨(dú)立電極、使執(zhí)行單元接合在流路單元上的情況比較，提高壓電片41上形成的獨(dú)立電極相對(duì)于壓力室10的位置精度。因此，墨水噴出性能的均一性提高了，容易使噴墨頭1變長(zhǎng)。即，不是象本實(shí)施例的噴墨頭1一樣，設(shè)置多個(gè)執(zhí)行單元21，它們?cè)诹髀穯卧?的長(zhǎng)度方向上排列，也可以只使用一個(gè)長(zhǎng)度與流路單元相同的執(zhí)行單元21。
而且，在本制造方法中，如上所述，從粘接壓電片41～44和流路單元4接合后進(jìn)行導(dǎo)電膏39的印刷及燒成印刷和燒成導(dǎo)電膏39，因此執(zhí)行單元21非常容易操作。而且，由于能夠使用形成共用電極34時(shí)使用的印刷機(jī)印刷獨(dú)立電極35，因此能夠降低制造成本。
而且，在本制造方法中，在層疊壓電片41～44時(shí)不在相鄰的壓電片之間形成獨(dú)立電極，即，由于只有離壓力室10最遠(yuǎn)的壓電片41含有活性層，因此不需要在壓電片41～44上形成通孔，用于平面視圖上重疊設(shè)置的獨(dú)立電極相互之間連接。因此，如上所述，根據(jù)本制造方法，能夠通過比較簡(jiǎn)單的工藝以低成本制造噴墨頭1。
而且，在本制造方法中，層疊4塊壓電片41～44，其中只有最上層的壓電片41含有活性層，其余3塊壓電片42～44構(gòu)成非活性層。根據(jù)這樣制造的噴墨頭1，如上所述，壓力室10的容積變化量能夠變得比較大，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立電極35的驅(qū)動(dòng)電壓低壓化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力室10小型化和高度集成化。
作為變形例，將含有壓電片41～44的迭層物燒成后，壓電片41形成標(biāo)記55a及獨(dú)立電極，而后，貼合執(zhí)行單元21和流路單元4也可以。該標(biāo)記55a及獨(dú)立電極35是通過導(dǎo)電性膏的圖形印刷后進(jìn)行燒成形成的。此外，如果，預(yù)先在壓電片上形成標(biāo)記55a時(shí)，根據(jù)該標(biāo)記55a也可以形成獨(dú)立電極35。不管怎樣，燒成后的迭層物(壓電片41～44)的尺寸，與燒成獨(dú)立電極35沒有任何變化。為此，如果將流路單元4上的標(biāo)記55a和壓電片41上的標(biāo)記55a按照設(shè)定位置關(guān)系將兩者位置對(duì)準(zhǔn)，則在執(zhí)行單元21全體上，可以使獨(dú)立電極35和流路單元4上形成的壓力室10高精度地對(duì)準(zhǔn)位置。另外，通過該變形例，執(zhí)行單元21和流路單元4貼合后，不需要進(jìn)行燒成獨(dú)立電極35的加熱處理，由于執(zhí)行單元21和流路單元4貼合，所以增加了粘結(jié)劑的選擇自由度。
另外，如上所述，通過設(shè)置增補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a、36b可以增加壓電片41～44的脆度，可以提供壓電片41～44的操作性，但是未必一定要使用屬膜36a、36b。例如，執(zhí)行單元21的尺寸是1英寸時(shí)，不用設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a、36b也可以，也不會(huì)由于脆度而影響壓電片41～44的操作性。進(jìn)而，本發(fā)明的方式，只是在壓電片上形成獨(dú)立電極35。另一方面，壓電片41以外的壓電片42～44上形成獨(dú)立電極35時(shí)，這樣的獨(dú)立電極，必須在壓電片41～44的迭層及燒成前的壓電片41～44上印刷。因此，由于燒成時(shí)壓電片41～44產(chǎn)生收縮，所以，壓電片42～44上獨(dú)立電極位置精度和、壓電片41上獨(dú)立電極位置精度產(chǎn)生誤差。可是本發(fā)明的實(shí)施方式中只是在壓電片41上形成獨(dú)立電極35，所以沒有這樣的精度差，獨(dú)立電極35可以與對(duì)應(yīng)的壓力室10對(duì)準(zhǔn)位置。
下面，進(jìn)一步參照?qǐng)D16～圖18說明噴墨頭1的第二種制造方法。而且，由于圖13(A)所示的粘接工藝之前的工藝都相同，因此這里省略說明。
首先，從進(jìn)行了粘接工藝的圖13(A)所示的狀態(tài)開始，用光學(xué)方法識(shí)別在空腔板22上形成的標(biāo)記55，以所識(shí)別的標(biāo)記55的位置為基準(zhǔn)，在壓電片41的上方設(shè)置金屬掩膜61。如圖18所示，所述金屬掩膜61是多個(gè)與獨(dú)立電極35相同形狀的開口61a以與獨(dú)立電極35相同的陣列排列形成。金屬掩膜61根據(jù)標(biāo)記55利用夾具定位，使開口61a的位置與形成獨(dú)立電極35的位置一致。金屬掩膜61的開口61a也可以預(yù)先以光致抗蝕膜作為掩膜通過蝕刻形成，此時(shí)噴墨頭1的相當(dāng)于圖11的主要部分截面圖和它的用單點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域的局部放大圖分別在圖16(A)中和圖17(A)中示出。
然后，如圖16(B)和它的用單點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域的局部放大圖圖17(B)所示，通過PVD(物理蒸鍍)工藝，通過金屬掩膜61的開口61a在露出的壓電片41上圖形形成作為獨(dú)立電極35的導(dǎo)電膜。而且，代替PVD，進(jìn)行CVD(化學(xué)蒸鍍)圖形形成獨(dú)立電極35也可以。而且，構(gòu)成獨(dú)立電極35的導(dǎo)電膜的襯底Ni和表層Au同時(shí)利用PVD形成也可以，襯底Ni用PVD形成，表層Au利用電鍍方法形成也可以。
然后，使金屬掩膜61從流路單元4上移動(dòng)之后，用于向獨(dú)立電極35提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的FPC 136貼在執(zhí)行單元21上，進(jìn)一步通過所定工藝完成噴墨頭1的制造。
這樣，在本制造方法中，由于利用根據(jù)在壓力室10所在的流路單元4一側(cè)形成的標(biāo)記55設(shè)置的金屬掩膜61，通過PVD工藝形成獨(dú)立電極35的圖形，因此與預(yù)先形成獨(dú)立電極、使執(zhí)行單元接合在流路單元上的情況比較，提高壓電片41上形成的獨(dú)立電極35相對(duì)于壓力室10的位置精度。因此，墨水噴出性能的均一性提高了，容易使噴墨頭1變長(zhǎng)。
而且，由于通過PVD工藝形成獨(dú)立電極35，與印刷導(dǎo)電膏的情況不同，不需要高溫處理，如上所述，由于能夠從粘接壓電片41～44和流路單元4開始形成獨(dú)立電極35和印刷圖形。因此，執(zhí)行單元21非常容易操作。
而且，根據(jù)本制造方法，與利用第一種制造方法進(jìn)行印刷的情況不同，由于不需要考慮粘合劑的耐熱溫度或者導(dǎo)電膏的燒成溫度，因此粘合劑和導(dǎo)電膏的材料選擇范圍廣泛。
而且，在本制造方法中，只有獨(dú)立電極35用PVD方法形成。即，獨(dú)立電極35與共用電極34和補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a、36b不同，不是與構(gòu)成壓電片41～44的陶瓷材料一起燒成。因此，不必?fù)?dān)心露出在外部的獨(dú)立電極35由于燒成時(shí)高溫加熱而蒸發(fā)。而且，由于利用PVD方法形成獨(dú)立電極35，因此能夠把它的膜厚形成得比較薄。因此，噴墨頭1中由于位于最上層獨(dú)立電極35變薄，活性層所在的壓電片41的變位變得難以通過獨(dú)立電極35控制，因此提高噴墨頭1中壓力室10的容積變化量。
在本制造方法中，例如代替PVD方法，利用電鍍方法也能夠形成獨(dú)立電極35。在這種情況下，代替金屬掩膜61，在壓電片41上涂敷光致抗蝕膜之后，用光學(xué)方法識(shí)別在空腔板22上形成的標(biāo)記55，以所識(shí)別的標(biāo)記55的位置為基準(zhǔn)，用光照射對(duì)應(yīng)于壓力室10的內(nèi)壁稍微內(nèi)側(cè)的區(qū)域內(nèi)的光致抗蝕膜。然后，利用顯影液去掉光照射的區(qū)域內(nèi)的光致抗蝕膜。這樣，光致抗蝕膜具有與金屬掩膜61相同圖形的開口。而且，以設(shè)置有如上所述開口的光致抗蝕膜作為掩膜，利用PVD方法圖形形成獨(dú)立電極35也可以。只是，使用金屬掩膜與使用可以再利用的能夠簡(jiǎn)化工藝等的光致抗蝕膜的情況比較效果更好。而且，形成獨(dú)立電極時(shí)使用的掩膜也可以使用金屬掩膜和光致抗蝕膜以外的掩膜，光致抗蝕膜可以使用正型以外的負(fù)型。
下面，進(jìn)一步參照?qǐng)D19～圖20說明噴墨頭1的第三種制造方法。而且，由于圖13(A)所示的粘接工藝之前的工藝都相同，因此這里省略說明。
首先，從進(jìn)行了粘接工藝的圖13(A)所示的狀態(tài)開始，利用PVD工藝在與流路單元4粘接的執(zhí)行單元21上全面地形成導(dǎo)電膜64。而且，也可以進(jìn)行CVD工藝、電鍍或者印刷導(dǎo)電膏并燒成形成導(dǎo)電膜64，代替PVD工藝也可以。而且，在印刷導(dǎo)電膏并進(jìn)行燒成的情況下，如上所述必須留意粘合劑的耐熱溫度等。此時(shí)噴墨頭1的相當(dāng)于圖11的主要部分截面圖在圖19(A)中示出。
然后，在導(dǎo)電膜64的整個(gè)面上涂敷正型光致抗蝕膜65。然后，用光學(xué)方法識(shí)別在空腔板22上形成的標(biāo)記55，以所識(shí)別的標(biāo)記55的位置為基準(zhǔn)，用光照射對(duì)應(yīng)于壓力室10的內(nèi)壁稍微內(nèi)側(cè)的區(qū)域內(nèi)的光致抗蝕膜65。然后，利用顯影液去掉光照射的區(qū)域內(nèi)的光致抗蝕膜65。這樣，如圖20所示，只在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室10的位置上以獨(dú)立電極35的圖形殘留光致抗蝕膜65。
然后，以殘留的光致抗蝕膜65作為蝕刻掩膜，通過蝕刻去掉沒有被光致抗蝕膜65覆蓋的區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電膜64。這樣，在壓電片41上圖形形成獨(dú)立電極35。此時(shí)噴墨頭的主要部分截面圖在圖19(B)中示出。
然后，從去掉殘留的光致抗蝕膜65開始，用于向獨(dú)立電極35提供電信號(hào)的FPC 136貼在執(zhí)行單元21上，進(jìn)一步通過所定工藝完成噴墨頭1的制造。
根據(jù)所述第三種方法也能夠獲得與第一種和第二種相同的效果。
下面，對(duì)第三種制造方法的變形例進(jìn)行說明。在本變形例中，在制作執(zhí)行單元21時(shí)疊層壓電片41～44的工藝中，在構(gòu)成壓電片44的陶瓷材料的原料板上圖形印刷構(gòu)成補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36a的導(dǎo)電膏。與此同時(shí)，在構(gòu)成壓電片43的陶瓷材料的原料板上圖形印刷構(gòu)成補(bǔ)強(qiáng)金屬膜36b的導(dǎo)電膏，同時(shí)在構(gòu)成壓電片42的陶瓷材料的原料板上圖形印刷構(gòu)成共用電極34的導(dǎo)電膏，進(jìn)一步在構(gòu)成壓電片41的陶瓷材料的原料板的整個(gè)面上通過PVD方法或者電鍍形成構(gòu)成獨(dú)立電極35的導(dǎo)電膜64。代替利用PVD方法或者電鍍方法形成導(dǎo)電膜，也可以在整個(gè)面上印刷導(dǎo)電膏之后燒成。
然后，利用夾具使4塊壓電片41～44彼此定位并重合，在所定溫度下燒成所獲得的層疊物。這樣，在位于最上層的壓電片41的下面形成共用電極34，而且在壓電片41的上面導(dǎo)電膜64形成的層疊物。然后，把所述層疊物與流路單元4接合。此時(shí)噴墨頭1的相當(dāng)于圖11的主要部分截面圖與圖19(A)相同。然后，通過與第三種方法相同的工藝完成噴墨頭1。
利用該變形例也能夠獲得與上述第一種和第二種制造方法相同的效果。
下面，參照?qǐng)D21和圖22說明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的噴墨頭。根據(jù)該實(shí)施例的噴墨頭只是執(zhí)行單元的最上層所在的壓電片和封閉它的周邊的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例不同。因此，根據(jù)圖1～圖9說明的結(jié)構(gòu)在根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭中也大致是相同的。而且，在本實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相同的元件使用相同的符號(hào)，并省略其說明。
圖21是根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭中的執(zhí)行單元的放大平面圖。圖22是沿著圖21中的XII-XII線剖開的噴墨頭1的局部截面圖。根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭中包括的流路單元的構(gòu)成與第一實(shí)施例相同。而且，根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭中包括的執(zhí)行單元221在層疊的4塊壓電片241～244的內(nèi)部支撐共用電極234以及補(bǔ)強(qiáng)電極236a、236b方面與根據(jù)第一實(shí)施例的噴墨頭1的執(zhí)行單元21相同。但是，在壓電片241的外側(cè)面(與壓力室10一側(cè)的面相對(duì)的側(cè)面)上沿著(由主電極部235a和輔助電極部235b構(gòu)成)獨(dú)立電極235的外緣形成槽部253，包圍所述獨(dú)立電極部，而且，壓電片241上面的獨(dú)立電極235以及槽部253以外的大致整個(gè)區(qū)域被導(dǎo)電膜238覆蓋，上述方面與根據(jù)第一實(shí)施例的噴墨頭1的執(zhí)行單元21不同。
導(dǎo)電膜238與獨(dú)立電極235使用相同的材料形成為相同的厚度。把獨(dú)立電極235和導(dǎo)電膜238之間絕緣的槽部253形成為寬度大約為30μm，深度大約為5～10μm。如后面所述，通過槽部253，由對(duì)應(yīng)于某個(gè)壓力室10的壓電片變形產(chǎn)生的影響不容易傳播到臨近的壓力室10上的壓電片，能夠減少相鄰的壓力室10之間發(fā)生干擾。
這樣，在根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭中，由于距離執(zhí)行單元221的壓力室10最遠(yuǎn)的壓電片241含有活性層，在執(zhí)行單元221的外側(cè)形成獨(dú)立電極235，同時(shí)在壓電片241的上面獨(dú)立電極235互相之間保持間隔，而且導(dǎo)電膜238形成為與獨(dú)立電極235的厚度相同。因此，形成獨(dú)立電極235的區(qū)域與其他區(qū)域幾乎沒有高度差。因此，即使在由于粘合力強(qiáng)，不只利用粘合劑把FPC 136粘接在獨(dú)立電極235上而是粘貼在壓電片241的整個(gè)面上的情況下，在這里施加剝離FPC 136的外力的情況下，F(xiàn)PC 136與執(zhí)行單元221不容易剝離，提高噴墨頭的可靠性。此外，根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭能夠獲得與第一實(shí)施例的噴墨頭相同的效果。
下面，進(jìn)一步參照?qǐng)D23～圖27說明根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
在制造噴墨頭時(shí)，首先分別單獨(dú)制造流路單元4和執(zhí)行單元221，然后把二者接合。流路單元4以與第一實(shí)施例中說明的相同方法制作。此時(shí)，如圖23所示，通過與形成壓力室10同時(shí)的蝕刻工藝，在空腔板22上形成圓形標(biāo)記(空腔位置識(shí)別標(biāo)記)55。。即，以在相當(dāng)于壓力室10以及標(biāo)記55的部分具有開口的光致抗蝕膜作為掩膜在空腔板22上進(jìn)行蝕刻。標(biāo)記55是為了確定和修正后述的激光加工跟蹤位置而設(shè)計(jì)的，例如，在墨水噴出區(qū)域之外，沿著空腔板22的長(zhǎng)度方向上每隔所定間隔，在空腔板22的寬度方向上的兩個(gè)分開位置上形成。標(biāo)記55可以是開口，也可以是凹陷部。而且，在圖23中，只圖示出多個(gè)壓力室10中的一部分壓力室10。作為變形例，標(biāo)記55可以通過與形成壓力室10的蝕刻不同的工藝，即以其他的光致抗蝕膜作為掩膜進(jìn)行。
一方面，在制作執(zhí)行單元221時(shí)，首先在構(gòu)成壓電片244的陶瓷材料的原料板上圖形印刷構(gòu)成補(bǔ)強(qiáng)金屬膜236a的導(dǎo)電膏。與此同時(shí)，在構(gòu)成壓電片243的陶瓷材料的原料板上圖形印刷構(gòu)成補(bǔ)強(qiáng)金屬膜236b的導(dǎo)電膏，同時(shí)在構(gòu)成壓電片242的陶瓷材料的原料板上圖形印刷構(gòu)成共用電極234的導(dǎo)電膏。然后，利用夾具使4塊壓電片241～244彼此定位并重合，在所定溫度下燒成所獲得的層疊物。這樣，在位于最上層的壓電片241的下面形成共用電極234，形成沒有獨(dú)立電極的層疊物。此時(shí)構(gòu)成執(zhí)行單元221的層疊物的局部放大圖在圖24中示出。
然后，利用粘合劑把如上所述制作的構(gòu)成執(zhí)行單元221的層疊物粘接在流路單元4上，使壓電片244與空腔板22接觸。此時(shí)，根據(jù)流路單元4的空腔板22的表面上以及壓電片241的表面上分別形成的用于定位的標(biāo)記55、55a(參照?qǐng)D27)把二者粘接。而且，由于在構(gòu)成執(zhí)行單元221的層疊物上還沒有形成獨(dú)立電極，因此所述定位不要求高精度。
然后，在壓電片241上的整個(gè)面上利用PVD、印刷或者電鍍方法形成導(dǎo)電膜238。此時(shí)，噴墨頭1的相當(dāng)于圖2的截面圖和它的用單點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域的局部放大圖分別在圖25(A)和圖26(A)中示出。
然后，如圖25(B)和圖27所示，以在空腔板22上形成的標(biāo)記55為基準(zhǔn)，一邊控制激光的出射方向，使激光照射在平面視圖上壓力室10的外緣的稍微內(nèi)側(cè)，一邊利用例如YAG激光器進(jìn)行激光加工，只去掉壓電片241上對(duì)應(yīng)于導(dǎo)電膜238的圖21所示槽部253的區(qū)域257(圖27中用粗線示出)。通過這樣部分去掉導(dǎo)電膜238，形成與導(dǎo)電膜238絕緣的獨(dú)立電極235的圖形。圖26(B)中示出此時(shí)圖25(B)的單點(diǎn)劃線所包圍的區(qū)域部分的放大圖。
然后，把向獨(dú)立電極235提供電信號(hào)的FPC 136貼在執(zhí)行單元221上，進(jìn)一步經(jīng)過所定的工藝完成噴墨頭1的制造。
這樣，在本實(shí)施例中，由于根據(jù)在壓力室10所在的流路單元4一側(cè)形成的標(biāo)記55，通過激光加工形成獨(dú)立電極235的圖形，因此與預(yù)先形成獨(dú)立電極等的執(zhí)行單元接合在流路單元上的情況比較，提高壓電片241上形成的獨(dú)立電極235相對(duì)于壓力室10的位置精度。因此，墨水噴出性能的均一性提高了，容易使噴墨頭1變長(zhǎng)。即，不是象本實(shí)施例一樣，設(shè)置多個(gè)執(zhí)行單元221，它們?cè)诹髀穯卧?的長(zhǎng)度方向上排列，可以只使用一個(gè)長(zhǎng)度與流路單元相同的執(zhí)行單元221。
而且，通過PVD等工藝形成導(dǎo)電膜238的情況與印刷導(dǎo)電膏的情況不同，不需要高溫處理，如上所述，由于能夠從粘接壓電片241～244和流路單元4開始形成導(dǎo)電膜238和印刷圖形。因此，執(zhí)行單元221非常容易處理。
在上面說明的根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭制造方法中，在層疊壓電片241～244時(shí)不在相鄰的壓電片之間形成獨(dú)立電極，即，由于只有離壓力室10最遠(yuǎn)的壓電片241含有活性層，因此不需要在壓電片241～244上形成通孔，用于平面視圖上重疊設(shè)置的獨(dú)立電極相互之間連接。因此，如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭能夠通過比較簡(jiǎn)單的工藝以低成本制造。
進(jìn)而，在本制造方法中，層疊4塊壓電片241～244，其中只有最上層的壓電片241含有活性層，其余3塊壓電片242～244構(gòu)成非活性層。根據(jù)這樣制造的噴墨頭1，如上所述，壓力室10的容積變化量能夠變得比較大，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立電極235的驅(qū)動(dòng)電壓低壓化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力室10小型化和高度集成化。
而且，在本實(shí)施例中，通過在去掉導(dǎo)電膜238后繼續(xù)進(jìn)行激光加工，在壓電片241上形成深度為壓電片241的厚度的1/3～2/3的槽部253。這樣，通過在獨(dú)立電極235和導(dǎo)電膜238之間沿著獨(dú)立電極235的外緣形成槽部253，由對(duì)應(yīng)于某個(gè)壓力室10的壓電片變形產(chǎn)生的影響不容易傳播到臨近的壓力室10上的壓電片，能夠減少相鄰的壓力室10之間發(fā)生干擾。
而且，在本實(shí)施例中，不去掉對(duì)應(yīng)于槽部部分之外的導(dǎo)電膜238。因此，如上所述，即使在由于粘合力強(qiáng)，不只利用粘合劑把FPC 136粘接在獨(dú)立電極235上而是粘貼在壓電片241的整個(gè)面上的情況下，由于在獨(dú)立電極235以外的區(qū)域內(nèi)存在厚度大致與獨(dú)立電極235相同的導(dǎo)電膜238，因此在形成獨(dú)立電極235的區(qū)域與其他區(qū)域之間幾乎不產(chǎn)生高度差。因此，即使在施加剝離FPC 136的外力的情況下，F(xiàn)PC136與執(zhí)行單元221不容易剝離，取得提高噴墨頭的可靠性的效果。
只是擔(dān)心如果FPC 136貼在主電極部235a上，會(huì)阻礙執(zhí)行單元221以及壓力室10變形，因此FPC 136不粘接在主各個(gè)獨(dú)立電極235的主電極部235a上。而且，雖然在本實(shí)施例中，進(jìn)行激光加工時(shí)殘留構(gòu)成獨(dú)立電極235之外的導(dǎo)電膜238，但是作為變形例，也可以完全去掉構(gòu)成獨(dú)立電極235之外的導(dǎo)電膜238，只是不容易獲得如上所述的效果，而且增加了加工時(shí)間，提高成本，因此不必特別去掉構(gòu)成獨(dú)立電極235區(qū)域之外的導(dǎo)電膜238。
而且，在本實(shí)施例中，雖然在去掉導(dǎo)電膜238之后，繼續(xù)去掉一部分最上層的壓電片241，形成槽部253，但是也可以不必形成槽部253。而且，槽部253并不只限于在共用電極234上，也可以到達(dá)從上數(shù)的第二層壓電片242以下，槽部253形成得越深干擾抑制效果越好。
而且，在本實(shí)施例中，雖然通過執(zhí)行單元221和流路單元4接合，形成導(dǎo)電膜238，但是也可以在執(zhí)行單元221上通過PVD等工藝形成導(dǎo)電膜238，使流路單元4接合。
下面，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的噴墨頭進(jìn)行說明。首先，根據(jù)圖28～圖30說明根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭301的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)。
如圖28～圖30所示，噴墨頭301是在形成為大致呈長(zhǎng)方形的薄金屬板的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的流路單元302上，4個(gè)如后所述形成的平面視圖大致呈梯形的板形的執(zhí)行單元320(參照?qǐng)D31～圖36)交錯(cuò)呈2列層疊構(gòu)成。而且，在所述各個(gè)執(zhí)行單元320的各個(gè)上側(cè)設(shè)置有形成在FPC 303前端的電極圖形部303a，通過錫焊電連接。所述電極圖形部303a形成為與所述執(zhí)行單元320的形狀大致相同，平面視圖大致呈梯形。
各個(gè)執(zhí)行單元320設(shè)置成它的平行對(duì)邊(上邊和下邊)沿著流路單元302的長(zhǎng)度方向。因此，相鄰的執(zhí)行單元320的斜邊在流路單元302的寬度方向上相互覆蓋。執(zhí)行單元320在層疊的流路單元302的表面上對(duì)應(yīng)于大致呈菱形形狀形成的壓力室10所要求的印刷密度呈陣列方式排列。而且，所述多列各個(gè)壓力室310高密度排列，使所述壓力室310的銳角部彼此進(jìn)入其他壓力室310之間。
而且，流路單元302是層疊9塊大致呈長(zhǎng)方形的金屬板板材形成的9層結(jié)構(gòu)。具體地，如圖30(B)所示，流路單元302由下層開始，由噴嘴板311、蓋板312、3塊歧管板313、314、315、供給板316、通孔板317、間隔板318、以及空腔板319共計(jì)9塊薄金屬板疊層而成。
如圖28所示，在沒有設(shè)計(jì)執(zhí)行單元320的流路單元302的各個(gè)區(qū)域內(nèi)，供給墨水的各個(gè)墨水導(dǎo)入口319a每?jī)蓚€(gè)相對(duì)，沿著長(zhǎng)度方向上交錯(cuò)設(shè)置，使對(duì)著各個(gè)執(zhí)行單元320的上邊。而且，左右兩端部的各個(gè)執(zhí)行單元320的下邊外側(cè)附近位置也各設(shè)置一個(gè)墨水導(dǎo)入口319a。各個(gè)墨水導(dǎo)入口319a的位于空腔板391內(nèi)的下端設(shè)計(jì)有多個(gè)微細(xì)貫通孔形成的過濾器，圖中沒有示出，用于防止墨水內(nèi)的塵埃進(jìn)入。因此各個(gè)墨水導(dǎo)入口319a通過各個(gè)歧管板313、314、315形成的后述墨水歧管通路連通，向所述墨水歧管通路提供墨水。
如圖30(B)所示，噴嘴板311上貫通設(shè)計(jì)有多個(gè)微小直徑的墨水噴出口311a。而且，蓋板312上在與各個(gè)墨水噴出口311a相對(duì)的位置上貫通設(shè)計(jì)有多個(gè)作為微小直徑墨水通路的貫通孔312a，與墨水噴出口311a連通，同時(shí)構(gòu)成通過各個(gè)歧管板313、314、315形成的后述墨水歧管通路的一個(gè)壁面。
歧管板313上在與各個(gè)貫通孔312a相對(duì)的位置上貫通設(shè)計(jì)有多個(gè)作為微小直徑墨水通路的貫通孔313a，與貫通孔312a連通，同時(shí)沿著各個(gè)壓力室310的各列形成多列，使構(gòu)成墨水歧管通路一部分的槽狀孔部313b沿著長(zhǎng)度方向延伸。
歧管板314上在與各個(gè)貫通孔313a相對(duì)的位置上貫通設(shè)計(jì)有多個(gè)作為微小直徑墨水通路的貫通孔314a，與貫通孔313a連通，同時(shí)沿著各個(gè)壓力室310的各列形成多列，使構(gòu)成墨水歧管通路一部分的槽狀孔部314b沿著長(zhǎng)度方向延伸。
歧管板315上在與各個(gè)貫通孔314a相對(duì)的位置上貫通設(shè)計(jì)有多個(gè)作為微小直徑墨水通路的貫通孔315a，與貫通孔314a連通，同時(shí)沿著各個(gè)壓力室310的各列形成多列，使構(gòu)成墨水歧管通路一部分的槽狀孔部315b沿著長(zhǎng)度方向延伸。
供給板316上在與各個(gè)貫通孔315a相對(duì)的位置上貫通設(shè)計(jì)有多個(gè)作為微小直徑墨水通路的貫通孔316a，與貫通孔315a連通。而且，對(duì)著所述供給板316的貫通孔316a與壓力室310的銳角部相反的對(duì)角線方向上，而且在孔部315b的側(cè)端緣部附近位置(圖20(B)中的右側(cè)端緣部附近)，設(shè)置有多個(gè)與墨水歧管通路連通的形成墨水供給通路貫通孔316b。
這樣，在蓋板312的上面，在長(zhǎng)度方向上形成多列由各個(gè)槽狀孔部313b、314b、315b以及蓋板316的底面構(gòu)成的墨水歧管通路，起向各個(gè)壓力室310提供墨水的共用墨水室的作用。
在通孔板317上貫通設(shè)計(jì)有多個(gè)作為微小直徑墨水通路的貫通孔317a，與貫通孔316a連通。而且，在所述蓋板317上，在各個(gè)壓力室310的墨水供給側(cè)的銳角部的下側(cè)位置貫通設(shè)置貫通孔317b，而且在底面部形成作為從貫通孔317b的下端開始到對(duì)著貫通孔316b的位置的槽狀凹陷部的通孔317c。所述通孔317c的深度大約為通孔板317的厚度的一半。
在間隔板318上貫通設(shè)計(jì)有多個(gè)與各個(gè)貫通孔317a連通的貫通孔318a。而且，在間隔板318上貫通設(shè)計(jì)有多個(gè)與各個(gè)貫通孔317b連通的貫通孔318b。
在空腔板319上形成有多個(gè)大致呈菱形形狀的壓力室10。而且，在間隔板318上貫通設(shè)置的各個(gè)貫通孔318a、318b設(shè)置成與壓力室10的各個(gè)銳角部相對(duì)。因此，所述各個(gè)壓力室10的上面被上側(cè)層疊的各個(gè)執(zhí)行單元320堵塞。
如圖29所示，在執(zhí)行單元320的上面形成有獨(dú)立電極325。獨(dú)立電極325由主電極部325a和輔助電極部325b構(gòu)成。主電極部325a位于對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室310的位置，形狀比菱形壓力室310的投影形狀略小，具有大致相似的形狀，大致呈菱形。而且，如圖30(A)所示，輔助電極部325b從對(duì)應(yīng)于壓力室310的墨水供給側(cè)的銳角部的主電極部325a的銳角部連續(xù)伸出到對(duì)應(yīng)于壓力室310外側(cè)的位置，大致呈菱形形狀。而且，為了容易看清圖面，在圖29中省略了后述導(dǎo)電膜328的上部328a和槽330。
下面，根據(jù)圖31和圖32說明執(zhí)行單元320的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。如圖31所示，在執(zhí)行單元320的上面設(shè)置厚度大約為1.1μm的主電極部325a和輔助電極部325b，與各個(gè)壓力室310相對(duì)。而且，各個(gè)輔助電極部324b在平面視圖中它的大部分區(qū)域形成在壓力室310的外側(cè)。
執(zhí)行單元320上面主電極部325a和輔助電極部325b構(gòu)成的獨(dú)立電極325以外的區(qū)域的大部分被與所述各個(gè)獨(dú)立電極325相同厚度而且相同材料構(gòu)成的導(dǎo)電膜328的上部328a(起表面電極的作用)覆蓋。而且，各個(gè)獨(dú)立電極325和328的上部328a之間通過槽330絕緣，所述槽330沿著所述獨(dú)立電極325的外緣形成在執(zhí)行單元320的表面上，寬度大約為30μm，深度大約為5～10μm。由于通過所述槽330減少相鄰活性層之間的相互干擾，因此能夠抑制發(fā)生干擾。
如圖32所示，執(zhí)行單元320形成為層疊4塊壓電片321、322、323、324的結(jié)構(gòu)，所述4塊壓電片形成為各個(gè)厚度大約為15μm的平面視圖為梯形，并相同。如上所述，在壓電片321上面形成有由主電極部325a和輔助電極部325b構(gòu)成的獨(dú)立電極325。主電極部325a位于對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室310的位置，形狀比壓力室310的投影形狀略小，具有大致相似的形狀，大致呈菱形。輔助電極部325b從主電極部325a的銳角部連續(xù)伸出到對(duì)應(yīng)于壓力室310外側(cè)的位置，大致呈菱形形狀。
在壓電片322的上面形成幾乎橫跨它的整個(gè)面的厚度大約為2μm的共用電極326。共用電極326延伸到壓電片322的左右兩側(cè)面(相當(dāng)于執(zhí)行單元320的兩個(gè)斜邊的側(cè)面)，從執(zhí)行單元320的側(cè)面露出。在壓電片320上面不形成電極。
在壓電片323的上面形成幾乎橫跨它的整個(gè)面的厚度大約為2μm的補(bǔ)強(qiáng)電極327。補(bǔ)強(qiáng)電極327延伸到壓電片324的左右兩側(cè)面(相當(dāng)于執(zhí)行單元320的兩個(gè)斜邊的側(cè)面)，從執(zhí)行單元320的側(cè)面露出。在補(bǔ)強(qiáng)電極327也可以不必露出在外部。
如圖32和圖34所示，執(zhí)行單元320的左右兩個(gè)側(cè)面(相當(dāng)于兩個(gè)斜邊的側(cè)面)被從執(zhí)行單元320的上面延伸到左右側(cè)面的導(dǎo)電膜328的側(cè)面328b覆蓋。因此，共用電極326和補(bǔ)強(qiáng)電極327與導(dǎo)電膜328接觸，與之電連接。通過導(dǎo)電膜328進(jìn)一步延伸到執(zhí)行單元320的下面，具有下部328c，下部328c覆蓋不臨近執(zhí)行單元320的壓力室310的區(qū)域。只是，如圖32所示，下部328c最靠近壓力室310的端部稍微離開壓力室310。這是為了防止導(dǎo)電膜328被墨水腐蝕。
執(zhí)行單元320的上面設(shè)置有從驅(qū)動(dòng)器IC延伸的FPC 303。從FPC303通過各個(gè)輔助電極部325b和導(dǎo)電膜328分別向主電極部325a和共用電極326提供驅(qū)動(dòng)電壓。通過向主電極部325a和共用電極326提供驅(qū)動(dòng)電壓，執(zhí)行單元320的壓電片321～324變形，能夠給對(duì)應(yīng)于流路單元302的壓力室310內(nèi)的墨水施加壓力。
通過各個(gè)墨水導(dǎo)入口319a，從蓋板312的上面、各個(gè)槽狀孔部313b～315b、以及供給板316的底面構(gòu)成的墨水歧管通路供給的墨水經(jīng)過貫通孔316b、通孔317c、貫通孔317b以及貫通孔318b流入壓力室310。因此，如果通過FPC 303在輔助電極部325b和共用電極326之間施加驅(qū)動(dòng)電壓，執(zhí)行單元320向壓力室310一側(cè)變形，擠出壓力室310內(nèi)的墨水，經(jīng)過各個(gè)貫通孔318a～312a從墨水噴出口311a噴出墨水。
下面，根據(jù)圖33～圖36說明執(zhí)行單元320的制造方法。首先，如圖33所示，在構(gòu)成執(zhí)行單元320的壓電片322的陶瓷材料的原料板和構(gòu)成壓電片324的陶瓷材料的原料板的上面整個(gè)面上涂敷Ag-Pb系金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)電膏并干燥，分別形成共用電極326和補(bǔ)強(qiáng)電極327。然后，按照構(gòu)成壓電片221、222、223、224的陶瓷材料的原料板的順序?qū)盈B后，加壓燒成。這樣，形成含有平面視圖大致呈梯形形狀的4個(gè)壓電片321～324的層疊體325。共用電極326和補(bǔ)強(qiáng)電極327從相當(dāng)于層疊體325的左右斜邊的側(cè)面露出。
接著，如圖35(A)所示，在燒成后的層疊體335的上面(圖34(B)中的上面)、4個(gè)側(cè)面中的2個(gè)側(cè)面(對(duì)應(yīng)于圖34(A)中的左右斜邊的側(cè)面)以及下面上距離與上述兩個(gè)側(cè)面的連接部一定距離的區(qū)域內(nèi)形成Ni層(膜厚大約為1μm)。所述的一定距離設(shè)定為Ni層不臨近流路單元302的壓力室310的距離。因此，在作為所述襯底的Ni層的上側(cè)形成作為表層Au層(膜厚大約為0.1μm)。Ni層、Au層可以通過PVD工藝、印刷或者電鍍形成。這樣，在層疊體335的上面、兩個(gè)側(cè)面、以及下面上距離與上述兩個(gè)側(cè)面的連接部一定距離的區(qū)域內(nèi)，形成Ni層和Au層層疊的導(dǎo)電膜328(328a、328b、328c)。導(dǎo)電膜328與從相當(dāng)于層疊體325的左右斜邊的側(cè)面露出的共用電極326和補(bǔ)強(qiáng)電極327電連接。此時(shí)圖35(A)中的單點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域的局部放大圖在圖36(A)中示出。
然后，在層疊體335的上面的4個(gè)角通過蝕刻形成圓形的定位標(biāo)記336。這樣制成層疊體338。
而且，在上述工藝中，在下面臨近壓力室310的區(qū)域和定位標(biāo)記336同時(shí)屏蔽之后，形成Ni層和Au層，然后能夠置換到去掉掩膜的工藝。這樣，能夠在形成導(dǎo)電膜328的同時(shí)形成定位標(biāo)記336，能夠減少制造工時(shí)。
然后，如圖35(B)所示，以層疊體338上形成的定位標(biāo)記336為基準(zhǔn)，一邊控制激光的出射方向，使激光照射在平面視圖上壓力室10的外緣的稍微內(nèi)側(cè)，一邊利用例如YAG激光器進(jìn)行激光加工，只去掉對(duì)應(yīng)于圖31所示槽部330的區(qū)域的導(dǎo)電膜328。通過這樣部分去掉導(dǎo)電膜238，形成與導(dǎo)電膜238絕緣的主電極部325a和輔助電極部325b構(gòu)成的獨(dú)立電極325的圖形，制成執(zhí)行單元320。圖36(B)中示出此時(shí)圖35(B)的單點(diǎn)劃線所包圍的區(qū)域部分的放大圖。
然后，根據(jù)圖37和圖38說明在流路單元302上設(shè)置執(zhí)行單元320的方法。如圖37所示，流路單元302的空腔板319上沒有被執(zhí)行單元320覆蓋的表面區(qū)域的所定位置上形成有作為定位標(biāo)記的多個(gè)定位標(biāo)記340。定位標(biāo)記340在形成壓力室310時(shí)同時(shí)。因此，定位標(biāo)記340相對(duì)于壓力室310的精度精度高。
接著，如圖38所示，利用粘合劑把如上所述制成的執(zhí)行單元320與流路單元302粘接，使導(dǎo)電膜238的下面328c與空腔板319上面壓力室310以外的部分接觸。此時(shí)，在流路單元302的表面上形成的定位標(biāo)記340與執(zhí)行單元320的上面形成的定位標(biāo)記336接合，使二者之間成所定位置關(guān)系(例如，在流路單元302的長(zhǎng)度方向兩者距離所定距離的關(guān)系)。這樣，導(dǎo)電膜328與流路單元302電連接。而且，能夠使形成在執(zhí)行單元320上的獨(dú)立電極325相對(duì)于壓力室310的位置精度為高精度。因此，墨水噴出性能的均一性優(yōu)良，能夠容易地實(shí)現(xiàn)噴墨頭301變長(zhǎng)。
然后，為了向執(zhí)行單元320的各個(gè)輔助電極部325b和導(dǎo)電膜328的上面328a提供驅(qū)動(dòng)電壓，通過熱壓接等把FPC303的電極布線部303a錫焊接在執(zhí)行單元320上。然后，進(jìn)一步經(jīng)過所定的完成噴墨頭301的制造。
如上所詳細(xì)說明的一樣，在本實(shí)施例的噴墨頭301中，流路單元302是層疊9塊薄金屬板311～319構(gòu)成的。而且，在空腔板319中，大致呈菱形的壓力室310呈陣列排列并形成多個(gè)，同時(shí)多個(gè)定位標(biāo)記340在沒有被執(zhí)行單元320覆蓋的表面區(qū)域的所定位置上形成。一方面，形成導(dǎo)電膜328，覆蓋執(zhí)行單元320上面、兩個(gè)側(cè)面、以及下面一部分不與壓力室310臨近的區(qū)域。因此，設(shè)置在層疊壓電片321～324的執(zhí)行單元320內(nèi)部的共用電極326和補(bǔ)強(qiáng)電極327從相當(dāng)于執(zhí)行單元320的左右上下的側(cè)面露出，與導(dǎo)電膜328的側(cè)面接觸，與此電連接。因此，通過把FPC 303的電極布線部303a的導(dǎo)體圖形重疊電連接在獨(dú)立電極325的輔助電極部325b和導(dǎo)電膜328的上面328a，能夠控制獨(dú)立電極325和共用電極326的電位，因此能夠?qū)崿F(xiàn)減少組裝噴墨頭301的工藝。而且，導(dǎo)電膜328的側(cè)面328b在執(zhí)行單元320兩個(gè)側(cè)面與共用電極326電連接，因此不必要形成用于執(zhí)行單元320上形成的接地電極與共用電極326互相電連接的通孔。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)降低噴墨頭301的制造成本。而且，露出共用電極326的執(zhí)行單元320的兩個(gè)側(cè)面的幾乎整個(gè)面被導(dǎo)電膜328的側(cè)面部328b覆蓋，因此能夠確實(shí)實(shí)現(xiàn)共用電極326與導(dǎo)電膜328之間電連接。
在制造本實(shí)施例的噴墨頭301時(shí)，根據(jù)執(zhí)行單元320的上面形成的定位標(biāo)記336通過激光加工形成獨(dú)立電極325的圖形。然后，粘接二者，使流路單元302上形成的定位標(biāo)記340與執(zhí)行單元320上形成的定位標(biāo)記336之間成所定的位置關(guān)系。因此，獨(dú)立電極325與壓力室310之間能夠以高位置精度定位。
而且，通過把執(zhí)行單元320層疊在流路單元302上，共用電極326與流路單元302通過導(dǎo)電膜328電連接，因此不增加元件數(shù)目和組裝工時(shí)就能夠使共用電極326和流路單元302之間變成等電位。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)降低制造成本，同時(shí)能夠防止由于墨水帶電腐蝕流路單元302或者壓電片324。
而且，設(shè)置在執(zhí)行單元320內(nèi)的共用電極326確實(shí)與覆蓋執(zhí)行單元320上面的導(dǎo)電膜328導(dǎo)通，同時(shí)獨(dú)立電極325與導(dǎo)電膜328確實(shí)電絕緣，因此能夠容易地在執(zhí)行單元320上面形成與共用電極326導(dǎo)通的作為接地電極的導(dǎo)電膜328和各個(gè)獨(dú)立電極325，同時(shí)由于不需要形成通孔等，因此能夠降低執(zhí)行單元320的制造成本。
下面，對(duì)本實(shí)施例的變形例進(jìn)行說明。在本實(shí)施例中，如圖39(A)和圖39(B)所示，根據(jù)層疊體338上形成的定位標(biāo)記336和流路單元302上形成的定位標(biāo)記340粘接二者之后，根據(jù)定位標(biāo)記340通過激光加工在層疊體338的上面形成獨(dú)立電極325的圖形，形成執(zhí)行單元320也可以，這樣，能夠進(jìn)一步提高執(zhí)行單元320上形成的獨(dú)立電極325相對(duì)于壓力室310的位置精度。因此，能夠提高墨水噴出性能的均一性，能夠更容易地實(shí)現(xiàn)噴墨頭301變長(zhǎng)。而且，在圖39(A)和圖39(B)中，與根據(jù)本實(shí)施例的噴墨頭301相同的符號(hào)表示與噴墨頭301相同或者相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 而且，在該實(shí)施例中，雖然在相當(dāng)于執(zhí)行單元320的左右斜邊的兩個(gè)側(cè)面上的整個(gè)范圍內(nèi)形成導(dǎo)電膜328，但是只在相當(dāng)于執(zhí)行單元320的左右斜邊的兩個(gè)側(cè)面中任何一個(gè)的一部分上形成導(dǎo)電膜328也可以。而且，在本實(shí)施例中，雖然在執(zhí)行單元320的下面跨越不與壓力室310臨近的大致整個(gè)區(qū)域形成導(dǎo)電膜328，但是只在下面更小的范圍內(nèi)形成導(dǎo)電膜328也可以。這樣，能夠減少形成導(dǎo)電膜328所需要的材料用量。
進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，雖然在相當(dāng)于執(zhí)行單元320的左右斜邊的兩個(gè)側(cè)面上形成導(dǎo)電膜328，但是在相當(dāng)于執(zhí)行單元320的上邊和下邊的側(cè)面上形成導(dǎo)電膜328也可以。而且，此時(shí)在相當(dāng)于執(zhí)行單元320的上邊和下邊的側(cè)面附近的下面不臨近壓力室310的幾乎整個(gè)區(qū)域內(nèi)形成導(dǎo)電膜328也可以。這樣，能夠確實(shí)通過導(dǎo)電膜328更確實(shí)地使共用電極326與流路單元302之間電連接。
而且，上述3個(gè)實(shí)施例中使用的壓電片或者電極材料并不限于上面所述的，也可以變換為其他公知的材料。而且，壓力室的平面形狀或者截面形狀、排列狀態(tài)、以及含有活性層的壓電片數(shù)目、非活性層的數(shù)目等也可以適當(dāng)變換。而且，含有活性層的壓電片和非活性層的層厚形成不同厚度也可以。
而且，在上述實(shí)施例中，雖然通過在壓電片上設(shè)置獨(dú)立電極和共用電極形成執(zhí)行單元，但是并不一定把執(zhí)行單元粘接在流路單元上，只要執(zhí)行單元能夠單獨(dú)變化各個(gè)壓力室的容積，也可以使用其他形式。而且，在上述實(shí)施例中，雖然說明了壓力室呈陣列狀排列的情況，但是壓力室設(shè)置成一列或者多列的情況也可以適用于本發(fā)明。
在上述實(shí)施例中，雖然只有距離壓力室最遠(yuǎn)的最上層壓電片形成有活性層，但是最上層的壓電片不一定含有活性層，而且，除了最上層的壓電片之外，其他壓電片中形成活性層也可以。即使在這種情況下，也能夠獲得充分抑制干擾的效果。而且，上述實(shí)施例的噴墨頭具有利用橫壓電效應(yīng)的表面單結(jié)構(gòu)，但是與此不同，本發(fā)明也可以適用于活性層從非活性層開始設(shè)置在壓力室一側(cè)的利用壓電縱效應(yīng)的噴墨頭。
而且，在上述實(shí)施例中，雖然通過蝕刻構(gòu)成流路單元的各個(gè)板上形成開口或者標(biāo)記，但是利用蝕刻以外的其他方法在各個(gè)板上形成開口或者標(biāo)記也可以。
進(jìn)而，雖然上述實(shí)施例中非活性層全部是壓電片，但是作為非活性層也可以使用壓電片以外的絕緣板。而且，在本實(shí)施例中，執(zhí)行單元不跨越多個(gè)壓力室連續(xù)設(shè)置也可以。即，執(zhí)行單元對(duì)每個(gè)壓力室是獨(dú)立的，每幾個(gè)壓力室貼在流路單元上也可以。
而且，在本發(fā)明中，如上述實(shí)施例，壓電片含有體也可以只含有一層具有活性層的壓電片，所述活性層通過共用電極和獨(dú)立電極夾持，除了具有活性層的一層或者多層壓電片之外，也可以含有層疊在所述壓電片上面的作為非活性層的片狀材料。
雖然結(jié)合上述具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是顯然對(duì)于本區(qū)域的普通技術(shù)人員來(lái)說可以進(jìn)行許多中變形、改進(jìn)和變化。因此，如前面所述本發(fā)明的最佳實(shí)施例是說明性的，不是限制性的。不脫離權(quán)利要求書多限定的本發(fā)明的精神和范圍可以進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求1.一種噴墨頭，具有流路單元，包括一端連接在噴嘴、另一端連接在墨水供給源的多個(gè)壓力室，上述多個(gè)壓力室沿著平面互相鄰接排列；多個(gè)執(zhí)行單元，固定在上述流路單元的一個(gè)表面上，每個(gè)執(zhí)行單元包括保持一定電位的共用電極、設(shè)置在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室的位置上的多個(gè)獨(dú)立電極以及由上述共用電極和上述獨(dú)立電極夾持的壓電片，其特征在于在上述執(zhí)行單元與上述流路單元固定面相反一側(cè)的面上，形成有導(dǎo)電膜，與上述獨(dú)立電極保持間隔，而且與上述獨(dú)立電極實(shí)質(zhì)上厚度相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其特征在于，通過使上述共用電極從上述執(zhí)行單元的側(cè)面露出，并且上述導(dǎo)電膜延伸到上述執(zhí)行單元的側(cè)面上，與上述共用電極接觸，使上述導(dǎo)電膜與上述共用電極電導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其特征在于，上述導(dǎo)電膜在上述執(zhí)行單元的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面上，實(shí)質(zhì)上覆蓋上述共用電極露出的整個(gè)側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其特征在于，上述流路單元是由導(dǎo)電材料制成的，并且上述導(dǎo)電膜延伸到上述執(zhí)行單元與上述流路單元固定的面上，覆蓋不鄰近上述壓力室的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其特征在于，上述執(zhí)行單元跨越上述多個(gè)壓力室連續(xù)設(shè)置，并且上述導(dǎo)電膜形成為與多個(gè)上述獨(dú)立電極保持間隔。
6.一種噴墨頭，具有流路單元，包括一端連接在噴嘴、另一端連接在墨水供給源的多個(gè)壓力室，上述多個(gè)壓力室沿著平面互相鄰接排列；多個(gè)執(zhí)行單元，是為了改變上述每個(gè)壓力室的容積，在上述流路單元的一個(gè)表面上固定，其特征在于，上述執(zhí)行單元包括保持一定電位的共用電極；多個(gè)獨(dú)立電極，設(shè)置在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室的位置上，只形成在上述執(zhí)行單元與上述流路單元固定面相反一側(cè)的面上；用上述共用電極和上述獨(dú)立電極夾持的壓電片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴墨頭，其特征在于，上述執(zhí)行單元，由構(gòu)成上述執(zhí)行單元的最外層而且形成上述共用電極的上述壓電片和設(shè)置在上述壓電片與上述流路單元之間的3個(gè)非活性層構(gòu)成。
專利摘要一種噴墨頭，具有流路單元，包括一端連接在噴嘴、另一端連接在墨水供給源的多個(gè)壓力室，上述多個(gè)壓力室沿著平面互相鄰接排列；以及多個(gè)執(zhí)行單元，固定在流路單元的一個(gè)表面上，每個(gè)執(zhí)行單元包括保持一定電位的共用電極、設(shè)置在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室的位置上的多個(gè)獨(dú)立電極以及由上述共用電極和上述獨(dú)立電極夾持的壓電片，多個(gè)獨(dú)立電極形成在執(zhí)行單元的與固定在流路單元的面相反一側(cè)的表面上，其特征在于，上述流路單元包括在固定執(zhí)行單元的表面上形成的標(biāo)記。
文檔編號(hào)B41J2/16GK2806141SQ0320340
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者坂井田惇夫, 新海祐次, 淺野武志, 廣田淳 申請(qǐng)人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社