專利名稱：噴墨打印頭的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種噴墨打印頭，其用于將墨水噴射至一種記錄介質(zhì)上，以實現(xiàn)打印。
背景技術(shù)：
在JP-A-9-314836(參見圖1和2)中已披露了一種噴墨打印頭。在這種噴墨打印頭中，將來自公共墨水腔室的墨水分布至多個壓力腔室內(nèi)，即，沿某一方向分布的壓力產(chǎn)生腔室。在所述噴墨打印頭中，將包括一塊壓電振動板的致動器單元固定在一流動路徑單元上，在這種流動路徑單元中，形成有公共墨水腔室和噴嘴。在將由壓電振動板產(chǎn)生的壓力施加在從多個壓力腔室中選擇的任意壓力腔室的墨水上時，從與所選擇的壓力腔室相連的一個噴嘴噴射墨水。在流動路徑單元中的公共墨水腔室和壓力腔室之間的部分中設置內(nèi)腔，以便內(nèi)腔能夠抑止在壓力腔室中產(chǎn)生的振動傳遞至公共墨水腔室而引起其它壓力腔室中壓力變化的干擾。在JP-A-9-314836中所描述的噴墨打印頭中，所有的壓力腔室均是與公共墨水腔室相對設置的，以便公共墨水腔室和每一壓力腔室之間的位置關(guān)系對于所有的壓力腔室而言，均是一樣的。另外，每一個內(nèi)腔的形狀對于所有的壓力腔室而言，也是一樣的。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)對打印分辨率和打印速度的改進，目前，設法沿一個平面中，以矩陣的形式設置壓力腔室，即，沿兩個方向以二維形式布置這些壓力腔室。在這種情況下，由于必須將噴嘴設置成以與所述平面(沿該平面布置有壓力腔室)垂直的方向噴射墨水，因此，公共墨水腔室不能與所有的壓力腔室相對設置。因此，不可避免地將壓力腔室分為兩種，即，與公共墨水腔室相對的一種以及不與公共墨水腔室相對的一種。在這兩種壓力腔室中，與公共墨水腔室相對的一種壓力腔室在噴墨操作中，能夠表現(xiàn)出較大的流動慣量(剛性的倒數(shù))，而不與公共墨水腔室相對的一種壓力腔室在噴墨操作中，能夠表現(xiàn)出較小的流動慣量。將流動慣量中的差異表示為噴墨速度的差異并且會引發(fā)圖像質(zhì)量的惡化。
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種噴墨打印頭，在這種噴墨打印頭中，能夠補償由于壓力腔室和以公共墨水腔室之間的位置差異所引起的壓力腔室之間流動慣量的差異，以便能夠使由噴嘴噴出的墨水的速度達到均勻。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，一種噴墨打印頭包括一個致動器單元；以及一個流動路徑單元，其表面上固定有所述致動器單元，所述流動路徑單元包括一個具有多個出口的公共墨水腔室；多個單獨墨水流動路徑，這些路徑具有多個容積通過致動器單元改變的壓力腔室，所述單獨墨水流動路徑用于將墨水從公共墨水腔室的相應出口、經(jīng)相應的壓力腔室導引至相應的噴嘴，壓力腔室以矩陣形式沿一個平面設置并且每一壓力腔室均與相應的噴嘴相連；以及多個調(diào)節(jié)部分，這些部分相對于壓力腔室，設置在與致動器單元相對的一個側(cè)面處并且用于調(diào)節(jié)每一壓力腔室的流動慣量達到均等。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，一種噴墨打印頭，其包括一個致動器單元；以及一個流動路徑單元，其表面上固定有所述致動器單元，所述流動路徑單元包括多個用于噴射墨水的噴嘴，這些噴嘴被分為四組第一至第四噴嘴；一個具有多個出口的公共墨水腔室；多個單獨墨水流動路徑，這些路徑具有多個容積通過致動器單元改變的壓力腔室，所述單獨墨水流動路徑用于將墨水從公共墨水腔室的相應出口、經(jīng)相應的壓力腔室導引至相應的噴嘴，壓力腔室以矩陣形式沿平面設置并且每一壓力腔室均與相應的噴嘴相連；以及多個調(diào)節(jié)部分，這些部分相對于壓力腔室設置在與致動器單元相對的一個側(cè)面處并且用于調(diào)節(jié)每一壓力腔室的流動慣量達到均等，其中，每一壓力腔室均以在對角線上具有銳角部分的大致四邊形扁平形狀形成，其中的一個與所述噴嘴中的一個相連，所述壓力腔室以彼此平行延伸的第一至第四壓力腔室列的多個列排列，公共墨水腔室包括第一和第二公共墨水流動路徑，這些墨水流動路徑沿平行于壓力腔室列的方向彼此平行延伸，在包括在第一壓力腔室列中的所述壓力腔室中，銳角部分中的一個與第一公共墨水流動路徑相連，而銳角部分中的另一個與第一噴嘴中的一個相連，在包括在第二壓力腔室列中的所述壓力腔室中，與第一壓力腔室列中的一個銳角部分相鄰并且與第一壓力腔室列的壓力腔室相對的一個銳角部分與第一公共墨水流動路徑相連，而銳角部分中的另一個與第二噴嘴中的一個相連，在包括在第三壓力腔室列中的所述壓力腔室中，與第二壓力腔室列中的另一個銳角部分相鄰并且與第二壓力腔室列的壓力腔室相對的一個銳角部分與第三噴嘴中的一個噴嘴相連，而銳角部分中的另一個與第二公共墨水流動路徑相連，在包括在第四壓力腔室列中的所述壓力腔室中，與第三壓力腔室列中的另一個銳角部分相鄰并且與第三壓力腔室列的壓力腔室相對的一個銳角部分與第四噴嘴中的一個噴嘴相連，而銳角部分中的另一個與第二公共墨水流動路徑相連，所述調(diào)節(jié)部分分別沿第一，第二，第三和第四壓力腔室列中的每一個設置。


通過以下結(jié)合附圖所作的詳細說明，將能更清楚地理解本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點，其中圖1為本發(fā)明第一實施例的噴墨打印頭的透視圖；圖2為沿圖1中線II-II所示的剖面圖；圖3為在圖2中所示的噴墨打印頭中包含的頭主體的平面圖；圖4為由圖3中點劃線所包圍的區(qū)域的放大圖；圖5為由圖4中點劃線所包圍的區(qū)域的放大圖；圖6A為沿圖5中線VIA-VIA所示的剖面圖，而圖6B為沿圖5中線VIB-VIB所示的剖面圖；
圖7為圖6A，6B中所示的頭主體的局部分解透視圖；圖8為圖6A，6B中所示的基板的平面圖；圖9A，9B為圖6A，6B中所示的致動器單元的局部放大視圖；圖10A，10B為剖面圖，其顯示了本發(fā)明第二實施例的噴墨打印頭的頭主體；圖11為圖10A，10B中所示的基板的平面圖；圖12A，12B為剖面圖，其顯示了本發(fā)明第三實施例的噴墨打印頭的頭主體；圖13為圖12A，12B中所示基板的平面圖；圖14為第四實施例的基板的平面圖；圖15為第五實施例的基板的平面圖；圖16A，16B為剖面圖，其顯示了本發(fā)明第六實施例的噴墨打印頭的頭主體；圖17A，17B為剖面圖，其顯示了本發(fā)明第七實施例的噴墨打印頭的頭主體。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。
圖1為透視圖，其顯示了第一實施例的噴墨打印頭的外觀。圖2為沿圖1中線II-II所示的剖面圖。噴墨打印頭1具有一個頭主體70，以及一個基座71。頭主體70的形狀類似于沿主掃描方向延伸的扁平矩形，以便將墨水噴射至紙張上。基座70設置在頭主體70的上方并且包括形成供給至頭主體70的墨水的流動路徑的儲墨容器3。
頭主體70包括一個流動路徑單元4以及多個致動器單元21。在流動路徑單元4中形成墨水流動路徑。將多個致動器單元21固定至流動路徑單元4的上表面。流動路徑單元4和致動器單元21的形成方式為層壓多個薄板件并使它們彼此固定。將作為饋電電路元件的柔性印刷電路板(后面稱為FPC)50固定至致動器單元21的上表面并且沿左右方向?qū)⑺鼈兂槌?。如圖2所示，向上導引FPC50同時使它們彎曲。所述基座71由如不銹鋼這樣的金屬材料制成。在基座71中的每一儲墨容器3為沿基座71的長度方向形成的近似長方體的空心區(qū)域。
基座71的下表面73從其在孔3b附近的周圍部分向下突出?；?1僅在下表面73的孔3b的相鄰部分73a處接觸流動路徑單元4(如圖3所示)。因此，除基座71的下表面73的孔3b的相鄰部分73a以外的其它所有區(qū)域均與頭主體70隔離，以便使致動器單元21設置在所述隔離部分。
將基座71粘接固定至形成于支架72中夾持件72a的下表面中的一個孔腔內(nèi)。支架72包括一個夾持件72a，以及一對扁平板狀凸起72b，這對凸起沿與夾持件72a上表面垂直的方向、從夾持件72a的上表面延伸，以便彼此之間形成預定間距。粘接至致動器單元21上的FPC50分別沿支架72的凸起72b的表面延伸通過如海綿這樣的彈性件83。驅(qū)動器IC80設置在支架72的凸起72b的表面上的FPC50上。通過釬焊，使FPC50以電形式與驅(qū)動器IC80以及致動器單元21相連(后面將作詳細說明)，以便將從驅(qū)動器IC80輸出的驅(qū)動信號傳遞至頭主體70的致動器單元21。
在驅(qū)動器IC80的外表面上，緊密設置近似長方體狀的散熱器82，以便能夠有效地輻射出在驅(qū)動器IC80中產(chǎn)生的熱量。在驅(qū)動器IC80和散熱器82的上方以及FPC50的外側(cè)設置板81。分別在每一散熱器82的上表面和對應的板81之間以及在每一散熱器82的下表面和對應的FPC50之間設置密封件84。即，通過密封件84使散熱器82，板81和FPC50彼此結(jié)合。
圖3為在圖1中所示的噴墨打印頭中所包括的頭主體的平面圖。在圖3中，形成于基座71中的儲墨容器3實際上由虛線示出。兩個儲墨容器3沿頭主體70的長度方向彼此平行延伸，以便在兩個儲墨容器3之間形成預定間距。兩個儲墨容器3中的每一儲墨容器在其一端均具有一個孔3a。兩個儲墨容器3經(jīng)孔3a與一個儲墨槽(未示出)連通，以便始終填滿墨水。沿頭主體70的長度方向，在每一儲墨容器3中設置大量孔3b。如上所述，通過孔3b使儲墨容器3與流動路徑單元4相連。所述大量的孔3b的形成方式為沿頭主體70的長度方向緊密設置每一對孔3b。與一個儲墨容器3相連的成對孔3b以及與另一個儲墨容器3相連的成對孔3b交錯設置。
每一個均具有梯形扁平形狀的多個致動器單元21設置在未設置孔3b的區(qū)域中。多個致動器單元21交錯設置，以便具有與成對孔3b相反的圖形。每一致動器單元21的平行相對側(cè)(上側(cè)和下側(cè))平行于頭主體70的長度方向。相鄰致動器單元21的傾斜側(cè)沿頭主體70的寬度方向彼此部分重疊。
圖4為由圖3中點劃線所包圍的區(qū)域的放大視圖。如圖4所示，設置在每一儲墨容器3中的孔3b分別與位于公共墨水腔室中的集管5連通。每一集管5的一個端部分為兩根子集管5a。在平面圖中，與相鄰孔3b分離的每兩根集管5a均從每一致動器單元21的傾斜側(cè)面伸出。即，在每一致動器單元21的下方設置總共4根子集管5a，并且這4根子集管5a沿致動器單元的平行相對側(cè)延伸以便彼此分離。
在對應于致動器單元21的結(jié)合區(qū)域的流動路徑單元4的下表面形成噴墨區(qū)。如將在后面說明的那樣，在每一噴墨區(qū)的表面，以矩陣形式設置大量噴嘴8。雖然為了簡化，圖4顯示了幾個噴嘴8，但是，實際上噴嘴8是設置在整個噴墨區(qū)中的。
圖5為由圖4中點劃線包圍的區(qū)域的放大視圖。圖4和5顯示的狀態(tài)為從垂直于噴墨表面的方向觀察以矩陣形式設置在流動路徑單元4中的大量壓力腔室10的平面。每一壓力腔室10的形狀均類似于在平面視圖中具有圓角的菱形。菱形的較長對角線平行于流動路徑單元4的寬度方向。每一壓力腔室10的一端與一個對應的噴嘴8相連，而另一端與經(jīng)一個孔12與一作為公共墨水流動路徑的對應的子集管5a相連。在致動器單元21上形成一個具有與每一壓力腔室10相似的平面形狀但尺寸小于所述壓力腔室的單獨電極，以使其在平面視圖中與壓力腔室10相鄰。為了簡化，在圖5中顯示了大量單獨電極35中的一些電極。順便說一下，為易于理解附圖，在圖4和5中由實線表示了在致動器單元21或者在流動路徑單元4中必須由虛線所示的壓力腔室10和孔12。
在圖5中，其中分別存儲有壓力腔室10的大量虛擬菱形區(qū)域10(10a，10b，10c以及10d)以矩陣形式、既沿布置方向A(第一方向)又沿布置方向B(第二方向)相鄰設置，以便相鄰的虛擬菱形區(qū)域10x具有彼此不重疊的公共側(cè)面。布置方向A為噴墨打印頭1的長度方向，即每一子集管5a的延伸方向。布置方向A平行于每一菱形區(qū)域10x的較短對角線。布置方向B為每一菱形區(qū)域10x的一個傾斜側(cè)的方向，其中，在布置方向A和布置方向B之間形成了鈍角θ。每一壓力腔室10的中心位置均為對應菱形區(qū)域10x的中心位置，但是，在平面視圖中，每一壓力腔室10的輪廓線均與對應菱形區(qū)域10x的輪廓線分離。
沿兩個布置方向A和B、以矩陣形式相鄰設置的壓力腔室10沿布置方向A以對應于37.5dpi的距離間隔形成。壓力腔室10的形成方式為在一個噴墨區(qū)域中，沿布置方向B設置16個壓力腔室10。沿布置方向B、設置在相對端的壓力腔室為不參與噴墨的虛設腔室。
以矩陣形式設置的多個壓力腔室10沿圖5所示的布置方向A形成多個壓力腔室列。根據(jù)從垂直于圖5的紙面的方向(第三方向)所示的相對于子集管5a的位置，將壓力腔室列分為第一壓力腔室列11a，第二壓力腔室列11b，第三壓力腔室列11c以及第四壓力腔室列11d。從每一致動器單元21的上側(cè)向下側(cè)、以11c-＞11d-＞11a-＞11b-＞11c-＞11d-＞…-＞11b的順序循環(huán)布置第一至第四壓力腔室列11a～11d。
在形成第一壓力腔室列11a的壓力腔室10a和形成第二壓力腔室列11b的壓力腔室10b中，當從第三方向所示時，沿垂直于布置方向A的方向(第四方向)，使噴嘴8不均勻地分布在圖5紙張表面的下側(cè)上。分別使噴嘴8位于對應的菱形區(qū)域10x的下端部。另一方面，在形成第三壓力腔室列11c的壓力腔室10c和形成第四壓力腔室列11d的壓力腔室10d中，沿第四方向，將噴嘴8不均勻地分布在圖5的紙張表面的上側(cè)上。分別使噴嘴8位于對應的菱形區(qū)域10x的上端部分上。在第一和第四壓力腔室列11a和11d中，當從第三方向所示時，小于壓力腔室10a和10d的一半的區(qū)域與子集管5a重疊。在第二和第三壓力腔室列11b和11c中，當從第三方向所示時，壓力腔室10b和10c的區(qū)域根本不與子集管5a重疊。因此，屬于任意壓力腔室列的壓力腔室10的形成方式應確保當與壓力腔室10相連的噴嘴8不與子集管5a重疊時，盡可能充分地加寬子集管5a。因此，能夠順利地將墨水供給至相應的壓力腔室10。
下面，將參照圖6A，6B和7進一步說明頭主體70的剖面結(jié)構(gòu)。圖6A為沿圖5中線VIA-VIA所示的剖面圖。圖6A顯示了屬于第一壓力腔室列11a的壓力腔室10a。圖6B為沿圖5中線VIB-VIB所示的剖面圖。圖6B顯示了屬于第二壓力腔室列11b的壓力腔室10b。如圖6A和6B所示，每一噴嘴8均經(jīng)壓力腔室10(10a或10b)以及一個孔12與子集管5a相連。以此方式，相對于壓力腔室10，在頭主體70中形成經(jīng)孔12和壓力腔室10、從子集管5a的出口延伸至噴嘴8的一條單獨墨水流動路徑(由圖6A中參考標號32a或圖6B中參考標號32b所示)。
如圖6A和6B所示，沿多塊薄板的層壓方向，以不同的深度設置壓力腔室10和孔12。因此，如圖5所示，在與致動器單元21下方的噴墨區(qū)對應的流動路徑單元4中，可以設置一個與壓力腔室10相連的孔12，以便在平面視圖中，重疊與所述壓力腔室相鄰的壓力腔室10的位置。結(jié)果，壓力腔室10彼此附著以便實現(xiàn)緊密布置。因此，通過具有較小要求面積的噴墨打印頭1能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率圖像的打印。
如圖7所示，頭主體70具有一種疊層結(jié)構(gòu)，其中，總共層壓有十種片材，即，按遞降順序連續(xù)層壓形成一個致動器單元21，一塊空腔板22，一塊基板23，一塊孔板24，一塊供給板25，集管板26，27和28，一塊蓋板29以及一塊噴嘴板30。十種片材除致動器單元21以外，即九塊板形成流動路徑單元4。
如將在后面詳細說明的那樣，致動器單元21包括四層四個壓電片41～44(參見圖9A)的疊層體，以及多個電極，它們的設置方式為僅將最上側(cè)層設置作為一個具有在作用電場時能起到活性層作用的部分的層(后文稱為“含有活性層的層”)，同時將剩余的三個層設置作為非活性層。空腔板22為一塊金屬板，其具有與壓力腔室10對應的大量近似菱形的開口。基板23為一塊金屬板，其具有每一孔均用于使空腔板22的一個壓力腔室10與一個對應的孔12相連的多個孔，以及每一個均用于使壓力腔室10與一個對應噴嘴8相連的多個孔?？装?4為一塊金屬板，其具有孔12(參見圖9)，以及每一個均用于使空腔板22的一個壓力腔室10與一個對應噴嘴8相連的多個孔12d。每一個孔12均具有一個在子集管5a側(cè)上的墨水輸入口12a，一個在壓力腔室10側(cè)上的墨水輸出口12b，以及一個以細長形狀形成同時連接至墨水輸入口12a和輸出口12b的連通部分12c。供給板25為一塊金屬板，其具有每一個均用于使空腔板22的一個壓力腔室10的一個孔12與一個對應子集管5a相連的多個孔，以及每一個均用于使壓力腔室10與噴嘴8相連的多個孔。集管板26，27和28均為金屬板，它們具有子集管5a，以及每一個均用于使空腔板22的一個壓力腔室10與一個對應噴嘴8相連的多個孔。蓋板29為一塊具有多個孔的金屬板，其中，每一孔均用于使空腔板22的一個壓力腔室10與一個對應噴嘴8相連。噴嘴板30為一塊金屬板，其具有多個噴嘴8，每一個噴嘴均是為空腔板22的一個壓力腔室10而設置的。
層壓十個片材21～30，同時對這些片材進行定位，以便如6A和6B所示，形成單獨墨水流動路徑32。每一單獨墨水流動路徑32均首先從子集管5a向上延伸，在孔12中水平延伸，并從孔12進一步向上延伸，在壓力腔室10中再次水平延伸，沿離開孔12的方向、向下暫時傾斜延伸并豎直向下朝噴嘴8延伸。
如圖6A和6B所示，第一壓力腔室列11a的單獨墨水流動路徑32a和第二壓力腔室列11b的單獨墨水流動路徑32b在壓力腔室10和子集管5a之間的位置關(guān)系是彼此不同的。特別是，圖6A所示的壓力腔室10a沿片材21～30的層壓方向與子集管5a相對。另一方面，圖6B所示的壓力腔室10b沿上述方向不與子集管5a相對。同樣，如能夠從圖5中理解但未以剖面圖示出的那樣，第三壓力腔室列11c的單獨墨水流動路徑32b和第四壓力腔室列11d的單獨墨水流動路徑32a在壓力腔室10和子集管5a之間的位置關(guān)系也是彼此不同的。壓力腔室10d沿上述方向與子集管5a相對，而壓力腔室10c沿上述方向不與子集管5a相對。壓力腔室10a和子集管5a之間的位置關(guān)系與壓力腔室10d和子集管5a之間的位置關(guān)系是大致相同的，其不同之處在于這些位置關(guān)系沿第四方向彼此顛倒。壓力腔室10b和子集管5a之間的位置關(guān)系與壓力腔室10c和子集管5a之間的位置關(guān)系是大致相同的，其不同之處在于這些位置關(guān)系沿第四方向彼此顛倒。
因此，如果未采取措施，在噴墨操作期間產(chǎn)生的壓力腔室10a和10d的流動慣量大于壓力腔室10b和10c的流動慣量。結(jié)果，即使在對兩種壓力腔室提供相同的驅(qū)動脈沖的情況下，在與兩種壓力腔室相連的噴嘴8之間仍會產(chǎn)生噴墨速度的差異。因此，在該實施例中，通過預先進行半蝕刻，在對應于壓力腔室10b和10c的基板23的部分下表面上形成菱形空腔。因此，如圖6B所示，分別在壓力腔室10b和10c下方形成由基板23和孔板24包圍的菱形空間6a。相對于壓力腔室10b和10c，菱形空間6a設置在與致動器單元21相對的一側(cè)上。致動器單元21，壓力腔室10b和10c以及菱形空間6a沿片材21～30的層壓方向彼此重疊。另一方面，在壓力腔室10a和10b的下方?jīng)]有菱形空間。每一菱形空間6a的形成材料均不同于形成包圍菱形空間6a的片材的金屬。每一菱形空間6a本身的剛性低于周圍部分的剛性。因此，每一菱形空間6a均具有增大流動路徑單元4中的流動慣量的效果。即，菱形空間6a形成用于調(diào)節(jié)壓力腔室10b和10c的流動慣量的調(diào)節(jié)部分。結(jié)果，使壓力腔室10b和10c的流動慣量等于壓力腔室10a和10d的流動慣量。
此處，在所述實施例中，“流動慣量”為剛性的倒數(shù)，在表示“壓力腔室的變形(容積變化)的情況”中使用了術(shù)語“壓力腔室的流動慣量”。壓力腔室的流動慣量取決于包圍壓力腔室的結(jié)構(gòu)，并且在該實施例中由壓力腔室上下的層壓結(jié)構(gòu)控制。
圖8為從孔板24側(cè)所示的基板23的平面圖。如圖8所示，在該實施例中，菱形空間6a的形狀與壓力腔室10b和10c的形狀相似，但尺寸小于壓力腔室10b和10c。因此，能夠容易地調(diào)節(jié)流動慣量。分別通過類似細長槽的空間7a，使位于壓力腔室10b和10c下方的菱形空間6a分別與在相應的壓力腔室列11b和11c中與壓力腔室10b和10c相鄰的、位于壓力腔室10b和10c下方的菱形空間6a相連。即，對應于壓力腔室列11b和11c的菱形空間6a分別形成空間列。在每一空間列中，使菱形空間6a彼此相連。在每一空間列中彼此相連的菱形空間6a經(jīng)一個在空間列一端與流動路徑單元4外側(cè)相連的孔6b與大氣連通。順便說一下，本發(fā)明中所用的句子“菱形空間6a的形狀與壓力腔室10b和10c的形狀相似”不應局限于菱形空間6a的尺寸不同于壓力腔室10但形狀與壓力腔室10相似的情況，即，該句子的含義包括例如，如圖11所示，菱形空間6a的形狀類似于壓力腔室10b和10c。
下面，將對作為流動路徑單元4的最上層的層壓在空腔板24上的致動器單元21的結(jié)構(gòu)進行說明。圖9A為顯示致動器單元21和壓力腔室10的局部放大剖面圖。圖9B為平面圖，其顯示了固定至致動器單元21表面上的一個單獨電極的形狀。
如圖9A所示，致動器單元21包括具有相同的大約15μm厚度的四個壓電片41，42，43以及44。將壓電片41～44設置成層狀板(連續(xù)的扁平板層)，這些板彼此相連，以便將它們設置在形成于頭主體70中的一個噴墨區(qū)中的大量壓力腔室10的上方。由于將壓電片41～44設置成在大量壓力腔室10上方的連續(xù)扁平板層，因此，當例如使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)時，可以將單獨電極35緊密地設置在壓電片41上。所以，也可以緊密地設置在與單獨電極35對應的位置處形成的壓力腔室10，以便能夠打印出高分辨率的圖像。每一壓電片41～44均由具有鐵電性的鋯酸鈦酸鉛(PZT)的陶瓷材料制成。
所述單獨電極35形成于作為最上層的壓電片41上。使一個厚度為大約2μm的公共電極34設置在作為最上層的壓電片41和位于壓電片41下方的壓電片42之間，以便在壓電片42的整個表面上形成公共電極34。所述單獨電極35和公共電極34由如Ag-Pd這樣的金屬材料制成。
如圖9B所示，每一單獨電極35均具有大約1μm的厚度，并且大體具有與圖5所示的壓力腔室10的形狀近似的菱形形狀。每一大致菱形的單獨電極35的銳角部分伸出。在所述單獨電極35的銳角部分的延伸部分的一端設置直徑為大約160μm的圓形焊盤部分36，以便電連接至單獨電極35上。例如，焊盤部分由含有玻璃粉的金制成。如圖9A所示，將焊盤部分36結(jié)合至單獨電極35的延伸部分的表面上。
將公共電極34接地至未示出的區(qū)域。因此，在對應于所有壓力腔室10的區(qū)域中，將公共電極34保持在地電勢。根據(jù)單獨電極35，通過包括獨立導線的FPC50，使單獨電極35與驅(qū)動器IC80相連，以便能夠根據(jù)每一壓力腔室10控制電勢(參見圖1和2)。
下面，將對致動器單元21的驅(qū)動方法進行說明。致動器單元21中壓電片41的極化方向為壓電片41的厚度方向。即，致動器單元21具有所謂單一形態(tài)型結(jié)構(gòu)，其中，將在上側(cè)(即，遠離壓力腔室10)上的一個壓電片41用作一個包括活性層的層，而在下側(cè)(即，在靠近壓力腔室10)上的三個壓電片42～44被作為非活性層使用。因此，當將單獨電極35的電勢設定為預定的正或負值時，例如，如果電場的方向與極化方向相同，則位于電極之間的壓電片41的電場作用的部分起到一個活性層(壓力產(chǎn)生部分)的功能，并且通過橫向壓電效果，沿垂直于極化方向的方向縮減。另一方面，壓電片42～44不受電場影響，使得壓電片42～44不會自發(fā)移動。因此，在上側(cè)的壓電片41和在下側(cè)的壓電片42～44之間產(chǎn)生了在垂直于極化方向的方向上的變形差異，以便使整個壓電片41～44變形，從而使它們在非活性側(cè)上以凸起狀彎曲(單一形態(tài)變形)。在這個時候，如圖10A所示，將整個壓電片41～44的下表面固定至分隔壓力腔室的隔壁(空腔板)22的上表面。結(jié)果，使壓電片41～44變形，以便使它們在壓力腔室側(cè)上以凸起形狀彎曲。因此，減小了壓力腔室10的容積，以增大墨水的壓力，從而從一個與壓力腔室10相連的噴嘴8噴射出墨水。隨后，當單獨電極35的電勢返回至與公共電極34的電勢相等時，壓電片41～44恢復其原始形狀，以便使壓力腔室10的容器返回至原始值。結(jié)果，從集管5側(cè)抽吸墨水。
順便說一下，可以按以下方式，使用另一種驅(qū)動方法。預先以與公共電極34的電勢不同的值設定每一單獨電極35的電勢。每當要求噴射時，單獨電極35的電勢便一下變?yōu)榕c公共電極34的電勢相同的值。隨后，以預定的定時，使單獨電極35的電勢返回至與公共電極34的電勢不同的原始值。在這種情況下，當單獨電極35的電勢等于公共電極34的電勢時，壓電片41～44在所述定時恢復至原始形狀。因此，與初始狀態(tài)(在該狀態(tài)下，兩個電極的電勢彼此互不相同)相比，壓力腔室10的容積增大，以便從集管5側(cè)將墨水吸入壓力腔室10內(nèi)。隨后，使壓電片41～44變形，以便在以不同于公共電極34的電勢的原始值再次設定單獨電極35的電勢時，使這些壓電片在壓力腔室10上以凸起的形狀彎曲。結(jié)果，壓力腔室的容積減小，以增大墨水的壓力，從而噴射出墨水。
再次參見圖5，帶狀區(qū)域R沿布置方向A具有對應于37.5dpi的寬度(678.0μm)并且沿布置方向B延伸。在帶狀區(qū)域R中，在16個壓力腔室列11a～11d中的任意一個中僅出現(xiàn)了一個噴嘴8。即，當這一帶狀區(qū)域R形成在與一個致動器單元21對應的噴墨區(qū)域的任意位置時，16個噴嘴8始終分布在帶狀區(qū)域R中。以對應于600dpi(其為打印時的分辨率)的距離間隔設置通過使16個噴嘴8投影至沿布置方向A延伸的行上而獲得的點的位置。
在沿把16個噴嘴8投影至沿布置方向A延伸的線上而獲得的點的位置的向右順序，將屬于一個帶狀區(qū)域R的16個噴嘴8標為(1)～(16)時，以(1)，(9)，(5)，(13)，(2)，(10)，(6)，(14)，(3)，(11)，(7)，(15)，(4)，(12)，(8)的上升順序布置16個噴嘴8。當根據(jù)致動器單元21中的打印介質(zhì)的輸送，適當驅(qū)動具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨打印頭1時，能夠繪制出具有600dpi的分辨率的字符、圖表等。
例如，將以600dpi分辨率打印沿布置方向A延伸的線的情況進行說明。首先，對一個參考例的情況進行簡要說明，在該例子中，每一噴嘴8均與壓力腔室10中相同側(cè)上的銳角部分相連。在這種情況下，位于圖5中最下側(cè)位置處的壓力腔室列中的一個噴嘴8開始根據(jù)打印介質(zhì)的輸送噴射墨水。連續(xù)選擇屬于在所述上側(cè)上的相鄰壓力腔室列的噴嘴8來噴射墨水。因此，所形成的墨點沿布置方向A，以對應于600dpi的距離間隔彼此相鄰。最后，作為整體，以600dpi的分辨率繪制出沿布置方向A延伸的線。
另一方面，在該實施例中，在位于圖5中最下側(cè)位置處的壓力腔室列11b中的一個噴嘴8開始噴射墨水。當輸送打印介質(zhì)時，連續(xù)選擇與上側(cè)上的相鄰壓力腔室相連的噴嘴8來噴射墨水。此時，根據(jù)一個壓力腔室列從下側(cè)至上側(cè)的位置的升高，噴嘴8沿布置方向A的位置的位移不是恒定的。因此，根據(jù)打印介質(zhì)的輸送而沿布置方向A連續(xù)形成的墨點不是以600dpi的規(guī)則間隔布置。
即，如圖5所示，首先，根據(jù)打印介質(zhì)的輸送，從與位于圖5中最下側(cè)位置處的壓力腔室列11b相連的噴嘴(1)噴射墨水。以對應于37.5dpi的間隔距離，在打印介質(zhì)上形成一行點。隨后，隨著輸送打印介質(zhì)，線的形成位置到達與第二最下側(cè)壓力腔室列11a相連的噴嘴(9)的位置處時，從噴嘴(9)噴射墨水。結(jié)果，使第二墨點形成在由起始點位置、沿布置方向A以8倍于與600dpi對應的距離產(chǎn)生位移而形成的位置處。
隨后，隨著輸送打印介質(zhì)，當線形成位置到達與第三最下側(cè)壓力腔室列11d相連的噴嘴(5)的位置處時，從噴嘴(5)噴射墨水。結(jié)果，第三墨點形成在由起始點位置、沿布置方向A以4倍于與600dpi對應的距離產(chǎn)生位移而形成的位置處。隨著輸送打印介質(zhì)，當線的形成位置到達與第四最下側(cè)壓力腔室列11c相連的噴嘴(13)的位置處時，從噴嘴(13)噴射墨水。結(jié)果，第四墨點形成在通過由起始點位置、沿布置方向A以12倍于與600dpi對應的距離產(chǎn)生位移而形成的位置處。隨著進一步輸送打印介質(zhì)，當線的形成位置到達與第五最下側(cè)壓力腔室11b相連的噴嘴(2)的位置時，從噴嘴(2)噴射出墨水。結(jié)果，第五墨點形成在由起始點位置、沿布置方向A以對應于600dpi的距離產(chǎn)生位移而形成的位置處。
隨后，在從圖5中的下側(cè)向上側(cè)連續(xù)選擇與壓力腔室10相連的噴嘴8時，以與上述相同的方式形成墨點。在此時從圖5所示的噴嘴8的數(shù)量為N時，一個墨點形成在由起始點位置、沿布置方向A以對應于(比率n＝N-1)×(對應于600dpi的距離)的值作位移而形成的位置處。最后，當完成16個噴嘴8的選擇時，通過在圖5中的最下側(cè)壓力腔室列11b中的噴嘴(1)，以對應于37.5dpi的間隔距離形成的墨點之間添加以對應于600dpi的距離間隔形成的15個點。結(jié)果，作為整體，能夠以600dpi的分辨率繪制出一條沿布置方向A延伸的線。
順便說一下，當沿布置方向A的每一噴墨區(qū)(每一致動器單元21的傾斜側(cè))的相對端部的相鄰區(qū)域，在沿頭主體70的寬度方向與該致動器單元21相對的另一致動器21的布置方向A上對應噴墨區(qū)的相對端的相鄰區(qū)域互補時，能夠?qū)崿F(xiàn)以600dpi的分辨率進行的打印。
如上所述，在該實施例中，由于沿壓力腔室列11b和11c設有菱形空間6c，因此，當驅(qū)動致動器單元21時，屬于壓力腔室列11a～11d中任意一個的壓力腔室10的流動慣量均彼此相等。因此，能夠使由噴嘴8噴射出的墨水速度充分均勻，以提高打印圖像的質(zhì)量。另外，由于將菱形空間6a設置成僅對應于壓力腔室列11b和11c，即，將菱形空間6a設置成不對應于壓力腔室列11a和11d，因此，能夠?qū)⒘庑慰臻g6a的數(shù)量減小至較小的值，以便簡化結(jié)構(gòu)。另外，由于菱形空間6a的形狀與壓力腔室10相似，因此，在無需將流動路徑單元的整體剛性減小至低于要求的值的情況下，便能夠較容易地調(diào)節(jié)流動慣量。另外，由于菱形空間6a與壓力腔室10相對并分別形成于離壓力腔室10較近的位置處，因此，在使每一菱形空間6a的尺寸減小至最小值時，能夠有效地調(diào)節(jié)流動慣量。
另外，由于將菱形空間6a中的空氣用作流動慣量的調(diào)節(jié)物質(zhì)，因此，不必在菱形空間6a中容納另一種物質(zhì)。因此，能夠容易地進行制造。另外，由于菱形空間6a與大氣相連，因此，當通過在壓力腔室10中產(chǎn)生的振動壓縮菱形空間6a時，在菱形空間6a中的空氣流向外側(cè)。所以，能夠降低因過量的氣體壓力而破壞菱形空間6a的可能性。另外，能夠避免因菱形空間6a的破壞所產(chǎn)生的墨水泄漏。另外，由于使與每一壓力腔室列對應的菱形空間6a彼此相連，因此，不必使菱形空間6a逐一與外界大氣相連，所以，能夠簡化結(jié)構(gòu)。另外，由于通過槽狀空間7a使菱形空間6a彼此相連，因此，在不會大大降低菱形空間6a與壓力腔室10的相似性的情況下，能夠容易地調(diào)節(jié)流動慣量。另外，由于根據(jù)空氣和用于形成板22～30(這些板用于形成流動路徑單元4)的材料之間的物理特性的差異，菱形空間6a具有增大流動慣量的效果，因此，在與子集管5a相對的壓力腔室10的流動慣量較大時，能夠容易地調(diào)節(jié)不與子集管5a相對的壓力腔室10的流動慣量。
下面，將對本發(fā)明的第二實施例進行說明。該實施例的噴墨打印頭與第一實施例的不同之處僅在于與為調(diào)節(jié)流動慣量而設置的空間相關(guān)的結(jié)構(gòu)。即，在圖1～5，圖7和圖9A和9B所示的結(jié)構(gòu)方面，該實施例的噴墨打印頭與第一實施例相同，但在圖6A和6B以及圖8所示的結(jié)構(gòu)方面，則該實施例的噴墨打印頭與第一實施例不同。因此，主要對不同之處進行說明，同時，為了省略重復說明，與第一實施例相同的部件采用了與第一實施例相同的參考標號。
圖10A和10B為顯示該實施例的噴墨打印頭的剖面圖。圖10A和10B對應于第一實施例的圖6A和6B。圖11為顯示該實施例的噴墨打印頭的平面圖。圖11對應于涉及第一實施例的圖8。如圖10A和10B和圖11所示，在該實施例中，在基板23中形成腔室，以便在壓力腔室10a和10d的下方形成菱形空間6a，同時在壓力腔室10b和10c的下方形成菱形空間6d。菱形空間6c具有與菱形空間6d相同的高度。如圖11所示，菱形空間6c和6d的形狀與壓力腔室10的形狀相似，但是尺寸小于壓力腔室10。大于菱形空間6c的菱形空間6d具有大于菱形空間6c的增大流動慣量的效果。結(jié)果，可以使壓力腔室10b和10c等于壓力腔室10a和10d的流動慣量。
如圖11所示，分別通過細長槽狀空間7b，使設置在壓力腔室10a～10d下方的菱形空間6c和6d與位于在壓力腔室列11a～11d中的相鄰壓力腔室10a～10d下方的菱形空間6c和6d相連。即，分別對應于壓力腔室列11a～11d的菱形空間6c和6d分別形成了空間列。在每一空間列中，使菱形空間彼此相連。在每一空間列中彼此相連的菱形空間6c或6d經(jīng)一個在所述空間列的一個端部處與流動路徑單元4的外側(cè)相連的孔6b與外界大氣連通。
在該實施例中，菱形空間6c和6d均設置在所有壓力腔室列11a～11d中，同時，菱形空間6d在平面視圖中，大于菱形空間6c。因此，當驅(qū)動致動器單元21時，使屬于壓力腔室列11a～11d中任意一個的壓力腔室10的流動慣量均等。因此，能夠使由噴嘴8噴射出的墨水的速度達到充分均勻，以便提高打印圖像的質(zhì)量。另外，當使用該實施例的噴墨打印頭時，能夠獲得與第一實施例相同的優(yōu)點。
下面，將對本發(fā)明的第三實施例進行說明。該實施例的噴墨打印頭與第一實施例的不同之處僅在于涉及為調(diào)節(jié)流動慣量而設置的結(jié)構(gòu)。即，在圖1～5，圖7和圖9A和9B所示的結(jié)構(gòu)方面，該實施例的噴墨打印頭與第一實施例相同，但在圖6A，6B和圖8所示的結(jié)構(gòu)方面，該實施例的噴墨打印頭則與第一實施例不同。因此，主要對不同點進行說明，同時，為了省略重復說明，與第一實施例相同的部件采用了與第一實施例相同的參考標號。
圖12A和12B為顯示該實施例的噴墨打印頭的剖面圖。圖12A和12B對應于涉及第一實施例的圖6A和6B。圖13為顯示該實施例的噴墨打印頭的平面圖。圖13對應于涉及第一實施例的圖8。如圖12A和12B以及圖13所示，在該實施例中，在基板23中形成多個腔室，以便菱形空間6e形成于壓力腔室10a和10d的下方，而菱形空間6f形成在壓力腔室10b和10c的下方。菱形空間6f的高度為菱形空間6c高度的大約1.5倍。如圖13所示，菱形空間6e和6f的形狀與壓力腔室10相似，但尺寸小于壓力腔室10。另外，菱形空間6e和6f具有相同的平面形狀。高于菱形空間6e的菱形空間6f具有高于菱形空間6e的流動慣量增大效果。結(jié)果，可以使壓力腔室10b和10c的流動慣量等于壓力腔室10a和10d的流動慣量。
如圖13所示，分別通過細長槽狀空間7c，使設置在壓力腔室10a～10d下方的菱形空間6e和6f與設置在壓力腔室列11a～11d中的相鄰壓力腔室10a～10d下方的菱形空間6e和6f相連。即，分別對應于壓力腔室列11a～11d的菱形空間6e和6f分別形成了空間列。在每一空間列中，使菱形空間彼此相連。在每一空間列中彼此相連的菱形空間6e或6f經(jīng)一個在所述空間列一個端部與流動路徑單元4的外側(cè)相連的孔6b與外界大氣連通。
在該實施例中，菱形空間6e和6f均設置在所有壓力腔室列11a～11d中，同時，菱形空間6f的高度大于菱形空間6e的高度。因此，當驅(qū)動致動器單元21時，使屬于壓力腔室列11a～11d中任意一個的壓力腔室10的流動慣量均等。因此，能夠使由噴嘴8噴射出的墨水的速度達到充分均勻，以提高打印圖像的質(zhì)量。另外，當使用該實施例的噴墨打印頭時，能夠獲得與第一實施例相同的優(yōu)點。
雖然上面已對本發(fā)明的最佳實施例進行了說明，但本發(fā)明不應局限于這些實施例中，在不脫離權(quán)利要求保護范圍的情況下，可以在設計上作出各種改進。例如，可以使空間的形狀不與壓力腔室類似?？赏ㄟ^在基板之外的另一塊板上設置多個腔室形成所述空間，或可以在兩塊或多塊板的上面形成所述空間?？梢砸允苟鄠€空間沿上/下和左/右方向分離的方式形成所述空間。
即使在將所述空間設置在不與壓力腔室相對的位置處，所述空間仍可具有流動慣量調(diào)節(jié)效果。在這種情況下，可以使所述空間形成在不與壓力腔室相對的位置處。所述空間無需與外界大氣連通。相鄰的空間無需彼此相連。
雖然已根據(jù)將所述空間設置為調(diào)節(jié)部分的情況對所述實施例進行了說明，但是，調(diào)節(jié)部分可以由流動慣量調(diào)節(jié)效果與形成流動路徑單元的每一板材不同的材料制成。例如，所述空間可填充金屬，液體，樹脂或類似物，以便作為調(diào)節(jié)部分。
雖然已根據(jù)使屬于任意一個壓力腔室列11a～11d的壓力腔室10的流動慣量均等的情況對所述實施例進行了說明，但是，本發(fā)明不應局限于這種情況。與根本未設置菱形空間的情況相比，如果通過設置菱形空間6a～6f，可以將壓力腔室之間的流量慣量差異減小至實際使用中可接受的程度，則可以改進本發(fā)明。
壓力腔室和公共墨水腔室的布置不應局限于所述實施例。在設計上可作出各種改進。
如上所述，所述實施例的噴墨打印頭包括一個流動路徑單元，其包括一個公共墨水腔室，以及多個單獨墨水流動路徑，這些單獨墨水流動路徑用于分別經(jīng)多個壓力腔室、從公共墨水腔室的出口將墨水導引至噴嘴，所述多個壓力腔室以沿一平面的材料形式形成，應確保多個單獨墨水流動路徑在公共墨水腔室和壓力腔室之間的位置關(guān)系是不同的；一個致動器單元，其被固定至流動路徑單元的表面上，以改變每一壓力腔室的容積。相對于壓力腔室，在與致動器單元相對一側(cè)，在流動路徑單元中設置具有調(diào)節(jié)壓力腔室的流動慣量效果的調(diào)節(jié)部分，以便使對應于位置關(guān)系不同的多個單獨墨水流動路徑的多個壓力腔室的流動慣量達到均等。
在另一方面，所述實施例的噴墨打印頭包括一個流動路徑單元，其包括一個公共墨水腔室，以及多個單獨墨水流動路徑，這些單獨墨水流動路徑用于分別經(jīng)多個壓力腔室、從公共墨水腔室的出口將墨水導引至噴嘴，所述多個壓力腔室沿一個平面設置，從而將多個單獨墨水流動路徑分為第一單獨墨水流動路徑(其中，公共墨水腔室與壓力腔室相對)和第二單獨墨水流動路徑(其中，公共墨水腔室不與壓力腔室相對)；以及一個致動器單元，其被固定至流動路徑單元的表面上，以改變每一壓力腔室的容積。相對于壓力腔室，在與致動器單元相對一側(cè)，在流動路徑單元中設置具有調(diào)節(jié)壓力腔室的流動慣量效果的調(diào)節(jié)部分，以便使與第一單獨墨水流動路徑對應的壓力腔室的流動性量等于與第二單獨墨水流動路徑對應的壓力腔室的流動慣量。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以均衡因每一壓力腔室和公共墨水腔室之間的位置關(guān)系上的差異造成的壓力腔室之間的流動慣量差，以便能夠使由噴嘴噴射出的墨水的速度均勻。
在所述實施例中，將位置關(guān)系不同的多個單獨墨水流動路徑分為2種，即，公共墨水腔室與壓力腔室相對的一種以及公共墨水腔室不與壓力腔室相對的一種，并且可以將調(diào)節(jié)部分設置成僅對應于公共墨水腔室不與壓力腔室相對的單獨墨水流動通道。或者，在該實施例中，可以將調(diào)節(jié)部分設置成僅對應于第一和第二單獨墨水流動路徑中的第二單獨墨水流動路徑。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以簡化所述結(jié)構(gòu)。
在所述實施例中，將位置關(guān)系不同的多個單獨墨水流動路徑分為2種，即，公共墨水腔室與壓力腔室相對的一種以及公共墨水腔室不與壓力腔室相對的一種，并且可以將調(diào)節(jié)部分設置成對應于這兩種單獨墨水流動通道?；蛘?，在該實施例中，可以將調(diào)節(jié)部分設置成對應于第一和第二單獨墨水流動路徑。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以適當?shù)卦O定調(diào)節(jié)部分的流動慣量調(diào)節(jié)效果。
在這種情況下，從準確地調(diào)節(jié)每一壓力腔室的流動慣量來考慮，最好與單獨墨水流動路徑(在這種單獨墨水流動路徑中，公共墨水腔室不與壓力腔室相對)對應的調(diào)節(jié)部分的尺寸大于與單獨墨水流動路徑(在這種墨水流動路徑中，公共墨水腔室與壓力腔室相對)的調(diào)節(jié)部分的尺寸。
在所述實施例中，調(diào)節(jié)部分的形狀可以與壓力腔室相似。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，不必將流動路徑單元的總體剛性減小至低于要求的值，就能夠調(diào)節(jié)每一壓力腔室的流動慣量。
在所述實施例中，調(diào)節(jié)部分可以增大壓力腔室的流動慣量。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以容易地調(diào)節(jié)每一壓力腔室的流動慣量。
在這種情況下，從有助于制造的觀點來考慮，調(diào)節(jié)部分最好為空隙。在這種情況下，調(diào)節(jié)部分最好還與外界大氣連通。其原因在于當壓縮空隙時，空隙中的空氣向外側(cè)流出，即其原因在于能夠減小由在壓力腔室中產(chǎn)生的振動破壞空隙的可能性。當調(diào)節(jié)部分與外界大氣連通時，從簡化結(jié)構(gòu)的觀點來看最好調(diào)節(jié)部分彼此相連。
在所述實施例中，調(diào)節(jié)部分最好與壓力腔室相對設置。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠有效地調(diào)節(jié)流動慣量。
在另一方面，該實施例的噴墨打印頭包括一個流動路徑單元，其包括多個分別具有壓力腔室的單獨墨水流動路徑；以及一個致動器單元，其被固定至流動路徑單元的一個表面上，以改變每一壓力腔室的容積。流動路徑單元還包括多個用于噴射墨水的噴嘴；多個壓力腔室列，這些壓力腔室列彼此平行延伸并且每一壓力腔室列的形成方式為使每個都具有大致四邊形扁平形狀(該形狀在對角線上具有兩個銳角部分)的多個壓力腔室彼此相鄰布置，同時使它們分別與噴嘴相連；以及第一和第二公共墨水流動路徑，這些路徑沿與多個壓力腔室列平行的方向，彼此平行延伸。多個壓力腔室列具有第一壓力腔室列，其中的每一個壓力腔室列均由多個第一壓力腔室構(gòu)成，每一個第一壓力腔室均具有一個與第一公共墨水流動路徑相連的銳角部分，另一個銳角部分與一個第一噴嘴連接；第二壓力腔室列，其中的每一個壓力腔室列均由多個第二壓力腔室構(gòu)成，每一壓力腔室均具有一個與第一壓力腔室的另一銳角部分相鄰并與第一壓力腔室相對且與第一墨水流動路徑相連的銳角部分，并且所述另一銳角部分與一個第二噴嘴相連；第三壓力腔室列，其中的每一個壓力腔室列均由多個第三壓力腔室構(gòu)成，每一壓力腔室均具有一個與第二壓力腔室的另一銳角部分相鄰并與第二壓力腔室相對且與一個第三噴嘴相連的銳角部分，所述另一銳角部分與第二墨水流動路徑相連；以及第四壓力腔室列，其中的每一個壓力腔室列均由多個第四壓力腔室構(gòu)成，每一壓力腔室均具有一個與第三壓力腔室的另一銳角部分相鄰且與第三壓力腔室相對且與一個第四噴嘴相連的銳角部分，所述另一銳角部分與第二墨水流動路徑相連。具有調(diào)節(jié)壓力腔室的流動慣量的效果的調(diào)節(jié)部分相對于壓力腔室、設置在與致動器單元相對的一側(cè)的流動路徑單元中，以便分別沿第二和第三壓力腔室列布置，從而使第一～第四壓力腔室的流動慣量達到均等。
在噴墨打印頭中，可以分別沿第一，第二，第三和第四壓力腔室列設置調(diào)節(jié)部分。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠適當?shù)卦O定調(diào)節(jié)部分的流動慣量調(diào)節(jié)效果。
在所述實施例中，如圖14所示，調(diào)節(jié)部分的剖面面積沿公共墨水流動路徑延伸的方向可以是恒定的。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以容易地形成調(diào)節(jié)部分。
在圖14中，顯示了將調(diào)節(jié)部分設置成沿平行于公共墨水腔室的延伸方向延伸的結(jié)構(gòu)。在圖14所示的結(jié)構(gòu)中，每一調(diào)節(jié)部分均可以是具有恒定剖面形狀和尺寸的空隙。
在所述實施例中，如圖15所示，可單獨設置每一調(diào)節(jié)部分。
在所述實施例中，將多個單獨墨水流動路徑分為2類。但是，在所述噴墨打印頭中，根據(jù)壓力腔室和公共墨水腔室之間的相對面積，可以將所述單獨墨水流動路徑分為多種。在這種情況下，相對于包括相應的壓力腔室的每一種單獨墨水流動路徑，對于每一相應的壓力腔室而言，應以不同的剖面結(jié)構(gòu)設置調(diào)節(jié)部分。
在上面描述的實施例中，將單獨墨水流動路徑分為“公共墨水腔室與壓力腔室相對”以及“公共墨水腔室不與壓力腔室相對”的兩種。但是，如圖16A和16B所示，可以將單獨墨水流動路徑分為在壓力腔室和公共墨水腔室之間具有不同相對面積的多種。
在圖16A和16B所示的結(jié)構(gòu)中，為了調(diào)節(jié)設置在每一種單獨墨水流動路徑中的每一壓力腔室的流動慣量，一種單獨墨水流動路徑的調(diào)節(jié)部分的面積小于其它種類的單獨墨水流動路徑(具有更小相對面積)的調(diào)節(jié)部分的面積。
在圖16A和16B所示的結(jié)構(gòu)中，為了調(diào)節(jié)設置在每一種單獨墨水流動路徑中的每一壓力腔室的流動慣量，可以為具有最小相對面積的單獨墨水流動路徑專門設置調(diào)節(jié)部分。
在圖16A和16B所示的結(jié)構(gòu)中，為了調(diào)節(jié)設置在每一種單獨墨水流動路徑中的每一壓力腔室的流動慣量，可以使為每一種單獨墨水流動路徑而設置的調(diào)節(jié)部分的面積小于為具有更大相對面積的單獨墨水流動路徑而設置的調(diào)節(jié)部分的面積。
在圖16A和16B所示的結(jié)構(gòu)中，為了調(diào)節(jié)設置在每一種單獨墨水流動路徑中的每一壓力腔室的流動慣量，可以使壓力腔室的中心與公共墨水腔室重疊的單獨墨水流動路徑的調(diào)節(jié)部分的面積小于其它種類的單獨墨水流動路徑的調(diào)節(jié)部分的面積。
在圖16A和16B所示的結(jié)構(gòu)中，為了調(diào)節(jié)設置在每一種單獨墨水流動路徑中的每一壓力腔室的流動慣量，可以為壓力腔室的中心與公共墨水腔室重疊的單獨墨水流動路徑專門設置調(diào)節(jié)部分。
作為用于調(diào)節(jié)噴墨打印頭中每一壓力腔室的流動慣量的另一種結(jié)構(gòu)，其中，所述噴墨打印頭具有單獨墨水流動路徑，這些單獨墨水流動路徑被分為在其壓力腔室和公共墨水腔室之間具有不同相對面積的多種墨水流動路徑，如圖17A和17B所示，根據(jù)相對面積的尺寸，可以加厚調(diào)節(jié)部分和相應的壓力腔室之間的流動路徑單元的厚度。
為了說明和描述，已經(jīng)對本發(fā)明的最佳實施例作出了以上的說明。但這些說明并不是詳盡的或不應使本發(fā)明局限于所披露的具體形式，并且根據(jù)上述技術(shù)啟示可作出多種改進和變型，或從本發(fā)明的實施中可獲得這些改進和變型。選擇并且描述上述實施例的目的在于解釋本發(fā)明的原理以及其實際應用，以使本領域技術(shù)人員能夠以適于設想的特定用途的各種方案和各種變型實現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明的范圍意圖由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印頭，其包括一個致動器單元；以及一個流動路徑單元，其表面上固定有所述致動器單元，所述流動路徑單元包括一個具有多個出口的公共墨水腔室；多個單獨墨水流動路徑，這些路徑具有多個容積通過致動器單元改變的壓力腔室，所述單獨墨水流動路徑用于將墨水從公共墨水腔室的相應出口、經(jīng)相應的壓力腔室導引至相應的噴嘴，壓力腔室以矩陣形式沿平面設置并且每一壓力腔室均與相應的噴嘴相連；以及多個調(diào)節(jié)部分，這些調(diào)節(jié)部分相對于壓力腔室設置在與致動器單元相對的一側(cè)處，并且用于調(diào)節(jié)每一壓力腔室的流動慣量達到均等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中所述單獨墨水流動路徑根據(jù)其壓力腔室和公共墨水腔室之間的相對面積被分為多種類型，并且相對于包括相應的壓力腔室的每一種單獨墨水流動路徑，以不同的剖面結(jié)構(gòu)為每一相應的壓力腔室設置所述調(diào)節(jié)部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中將所述單獨墨水流動路徑分為兩種，其中的第一種為其壓力腔室設置在與公共墨水腔室相對的位置處，其中的第二種為其壓力腔室設置在離開與公共墨水腔室相對的位置處的位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴墨打印頭，其中在對應于第二種單獨墨水流動路徑的位置處，專門設置所述調(diào)節(jié)部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分設置在對應于第一和第二種單獨墨水流動路徑的位置處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴墨打印頭，其中設置在對應于第二種單獨墨水流動路徑的位置處的所述調(diào)節(jié)部分構(gòu)造成其尺寸大于設置在對應于第一種單獨墨水流動路徑的位置處的調(diào)節(jié)部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分的形狀與壓力腔室的形狀相似。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分的結(jié)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)第一種單獨墨水流動路徑中壓力腔室的流動慣量等于第二種單獨墨水流動路徑中壓力腔室的流動慣量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分專門設置在對應于第二種單獨墨水流動路徑的位置處。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分設置在對應于第一和第二種單獨墨水流動路徑的位置處。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分通過增大具有低流動慣量的壓力腔室的流動慣量來調(diào)節(jié)壓力腔室的流動慣量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分為空隙。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的噴墨打印頭，其中調(diào)節(jié)部分與外界大氣連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴墨打印頭，其中調(diào)節(jié)部分彼此相連。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴墨打印頭，其中調(diào)節(jié)部分的剖面圖積沿公共墨水流動路徑延伸的方向恒定。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中調(diào)節(jié)部分設置在與壓力腔室相對的位置處。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中所述流動路徑單元還包括多個用于噴射墨水的噴嘴，這些噴嘴被分為四組第一至第四噴嘴，其中，每一壓力腔室均以在對角線上具有銳角部分的大致四邊形扁平形狀形成，其中的一個與所述噴嘴中的一個相連，所述壓力腔室以成彼此平行延伸的第一至第四壓力腔室列的多個列排列，公共墨水腔室包括第一和第二公共墨水流動路徑，這些公共墨水流動路徑沿平行于壓力腔室列的方向彼此平行延伸，在包括在第一壓力腔室列中的所述壓力腔室中，銳角部分中的一個與第一公共墨水流動路徑相連，而銳角部分中的另一個與第一噴嘴中的一個相連，在包括在第二壓力腔室列中的所述壓力腔室中，與第一壓力腔室列中的一個銳角部分相鄰并且與第一壓力腔室列的壓力腔室相對的一個銳角部分中的一個與第一公共墨水流動路徑相連，而銳角部分中的另一個與第二噴嘴中的一個相連，在包括在第三壓力腔室列中的所述壓力腔室中，與第二壓力腔室列中的另一個銳角部分相鄰并且與第二壓力腔室列的壓力腔室相對的銳角部分中的一個與第三噴嘴中的一個相連，而銳角部分中的另一個與第二公共墨水流動路徑相連，在包括在第四壓力腔室列中的所述壓力腔室中，與第三壓力腔室列中的另一個銳角部分相鄰并且與第三壓力腔室列的壓力腔室相對的銳角部分中的一個與第四噴嘴中的一個相連，而銳角部分中的另一個與第二公共墨水流動路徑相連，分別沿第二和第三壓力腔室列中的每一個設置所述調(diào)節(jié)部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分分別沿第一，第二，第三和第四壓力腔室列中的每一個設置。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中調(diào)節(jié)部分的剖面圖積沿公共墨水流動路徑延伸的方向恒定。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中每一調(diào)節(jié)部分均是單獨設置的。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中所述流動路徑單元還包括多個用于噴射墨水的噴嘴，每一壓力腔室均以在對角線上具有銳角部分的大致四邊形扁平形狀形成，其中的一個與所述噴嘴中的一個相連，所述壓力腔室排列成彼此平行延伸的多個列，公共墨水腔室包括多個公共墨水流動路徑，這些公共墨水流動路徑沿平行于壓力腔室列的方向彼此平行延伸，調(diào)節(jié)部分沿壓力腔室列設置。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分沿平行于公共墨水腔室的延伸方向的方向延伸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的噴墨打印頭，其中每一調(diào)節(jié)部分均為具有恒定剖面形狀和尺寸的空隙。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其中所述流動路徑單元包括多塊彼此層壓的板，并且所述調(diào)節(jié)部分由所述多塊板中的一塊或多塊形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分由多塊板形成，這些板中包括一塊抵靠至所述壓力腔室的板。
26.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨打印頭，其中單獨墨水流動路徑中一種的調(diào)節(jié)部分的面積小于具有更小相對面積的其它類型的單獨墨水流動路徑的調(diào)節(jié)部分的面積。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分是為具有最小相對面積的單獨墨水流動路徑而專門設置的。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的噴墨打印頭，其中為每一種單獨墨水流動路徑設置的調(diào)節(jié)部分的面積小于為具有較大相對面積的單獨墨水流動路徑而設置的調(diào)節(jié)部分的面積。
29.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨打印頭，其中其壓力腔室的中心與公共墨水腔室重疊的那種單獨墨水流動路徑的調(diào)節(jié)部分的面積小于其它類型單獨墨水流動路徑的調(diào)節(jié)部分的面積。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的噴墨打印頭，其中所述調(diào)節(jié)部分是為壓力腔室的中心與公共墨水腔室重疊的那種單獨墨水流動路徑而專門設置的。
31.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨打印頭，其中根據(jù)相對面積的尺寸，加厚調(diào)節(jié)部分和相應的壓力腔室之間的所述流動路徑單元的厚度。
32.一種噴墨打印頭，其包括一個致動器單元；以及一個流動路徑單元，其表面上固定有所述致動器單元，所述流動路徑單元包括多個用于噴射墨水的噴嘴，這些噴嘴被分為四組第一至第四噴嘴；一個具有多個出口的公共墨水腔室；多個單獨墨水流動路徑，這些路徑具有多個容積通過致動器單元改變的壓力腔室，所述單獨墨水流動路徑用于將墨水從公共墨水腔室的相應出口、經(jīng)相應的壓力腔室導引至相應的噴嘴，壓力腔室以矩陣形式沿平面設置并且每一壓力腔室均與相應的噴嘴相連；以及多個調(diào)節(jié)部分，這些調(diào)節(jié)部分相對于壓力腔室設置在與致動器單元相對的一側(cè)處，并且用于調(diào)節(jié)每一壓力腔室的流動慣量達到均等，其中，每一壓力腔室均以在對角線上具有銳角部分的大致四邊形扁平形狀形成，其中的一個與所述噴嘴中的一個相連，所述壓力腔室以彼此平行延伸的第一至第四壓力腔室列的多個列排列，公共墨水腔室包括第一和第二公共墨水流動路徑，這些公共墨水流動路徑沿平行于壓力腔室列的方向彼此平行延伸，在包括在第一壓力腔室列中的所述壓力腔室中，銳角部分中的一個與第一公共墨水流動路徑相連，而銳角部分中的另一個與第一噴嘴中的一個相連，在包括在第二壓力腔室列中的所述壓力腔室中，與第一壓力腔室列中的一個銳角部分相鄰并且與第一壓力腔室列的壓力腔室相對的銳角部分中的一個與第一公共墨水流動路徑相連，而銳角部分中的另一個與第二噴嘴中的一個相連，在包括在第三壓力腔室列中的所述壓力腔室中，與第二壓力腔室列中的另一個銳角部分相鄰并且與第二壓力腔室列的壓力腔室相對的銳角部分中的一個與第三噴嘴中的一個相連，而銳角部分中的另一個與第二公共墨水流動路徑相連，在包括在第四壓力腔室列中的所述壓力腔室中，與第三壓力腔室列中的另一個銳角部分相鄰并且與第三壓力腔室列的壓力腔室相對的銳角部分中的一個與第四噴嘴中的一個相連，而銳角部分中的另一個與第二公共墨水流動路徑相連，所述調(diào)節(jié)部分分別沿第一，第二，第三和第四壓力腔室列中的每一個設置。
全文摘要
一種噴墨打印頭，其包括一個致動器單元；以及一個流動路徑單元，其表面上固定有所述致動器單元，所述流動路徑單元包括一個具有多個出口的公共墨水腔室；多個單獨墨水流動路徑，這些路徑具有多個容積可通過致動器單元改變的壓力腔室，所述單獨墨水流動路徑用于將墨水從公共墨水腔室的相應出口、經(jīng)相應的壓力腔室導引至相應的噴嘴，壓力腔室以矩陣形式沿平面設置并且每一壓力腔室均與相應的噴嘴相連；以及多個調(diào)節(jié)部分，這些調(diào)節(jié)部分相對于壓力腔室設置在與致動器單元相對的一側(cè)處并且用于調(diào)節(jié)每一壓力腔室的流動慣量達到均等。
文檔編號B41J2/145GK1576001SQ20041006320
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)明者廣田淳 申請人:兄弟工業(yè)株式會社