专利名称：喷墨头的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及喷墨头。该喷墨头用在通过向打印介质排出墨水来打印文字、图像等的装置中。该喷墨头用在例如喷墨打印机、复印机、传真机、多功能产品等中。
背景技术：
一般的喷墨头包括通道单元和促动器单元。该通道单元包括喷嘴和压力腔室。该喷嘴向打印介质排出墨水。该压力腔室填充有墨水。压力腔室与喷嘴连通。
该促动器单元可以堆叠在通道单元上。促动器单元可以为具有压电元件的类型。该压电元件可以包括压电层、与该压电层的正面连接的第一电极、与压电层的背面连接的第二电极、以及位于第二电极和通道单元之间的中间层。当将电位差施加在第一电极和第二电极之间时，压电层沿着平面方向收缩。第一电极、第二电极和中间层不能沿着平面方向收缩。因此，用于使压电层沿着平面方向收缩的力转变成用于使整个压电元件沿着厚度方向变形的力。通过将电位差施加在第一电极和第二电极之间使压电元件朝向压力腔室变形。在压电元件朝向压力腔室变形时，压力腔室的体积减小。压力腔室内的墨水压力增大，并且从喷嘴排出墨水。当取消在第一电极和第二电极之间的电位差时，压电元件朝向压力腔室变形的状态被解除。压力腔室的体积因此增大，并且从墨水腔室将墨水抽入压力腔室。
当中间层存在于第二电极和通道单元之间时，整个压电元件沿着厚度方向变形更大的量。在该中间层中通常采用绝缘层。通过采用这种结构，能够有效地增大和减小压力腔室内的压力。在例如美国专利No.6672715中教导了具有以上结构的喷墨头。
当例如给打印介质(例如打印纸)充电时，电荷可以从打印介质运动到通道单元。因此给通道单元充电，并且通道单元的电位可能变得大于第二电极的电位。在该情况中，通道单元内的墨水的组分(例如氢离子)可能被吸向促动器单元(第二电极)，并且可能透入促动器单元。在例如氢离子已经透入促动器单元时，在促动器内可能形成氢气。当在促动器单元内形成氢气时，促动器单元内的层(例如压电层和第二电极)可能剥离。
在传统的技术(美国专利No.6672715)中，第二电极在促动器单元的侧面处暴露出。从第二电极的暴露部分将导电粘合剂施加在通道单元的正面上。因此第二电极和通道单元电连接，并且第二电极和通道单元因此保持大致相同的电位。因此能够防止通道单元内的墨水的组分透入促动器单元。
发明内容
在本说明书中，通过采用与传统技术完全不同的结构使第二电极和通道单元电连接。当采用这种结构时，第二电极和通道单元之间的电连接可以比在采用传统技术的情况中更可靠。
本发明的喷墨头包括通道单元和促动器单元。该促动器单元包括位于第二电极和通道单元之间的第一绝缘层。该第一绝缘层包括第一通孔。促动器单元还包括第一导电构件。该第一导电构件的至少一部分位于第一通孔中。通道单元包括位于面对着第一通孔的位置处的凹入部分和从该凹入部分的内表面突出的突出部分。第一导电构件的一个端部与第二电极电连接。第一导电构件的另一个端部与该突出部分接触。
本发明人通过研究确定，采用该结构，第一导电构件和通道单元具有稳定的电连接。在该结构中，第二电极和通道单元之间的电连接应该比在采用传统技术的情况中更可靠。
可以采用柔性的第一导电构件。在该情况中，可以通过使第一导电构件与该突出部分强有力地接触来使第一导电构件沿着突出部分的正面变形。在本实施方案中，已经采用了具有凹入部分和突出部分的通道单元，并且因此第一导电构件能够很容易沿着突出部分变形。
在第一导电构件沿着突出部分变形时，能够增大第一导电构件和突出部分之间的接触面积。第一导电构件和通道单元之间的电连接因此更加稳定。
优选的是，在促动器单元内部形成有从第一导电构件的一个端部到第二电极的导电通路。
采用该结构，从通道单元到第二电极的整个通路形成在促动器单元内部。能够防止外力直接施加到导电通路上。因此，第二电极和通道单元之间的电连接非常稳定。
优选的是，第一导电构件从第一通孔向通道单元突出。
在该情况中，能够使第一导电构件和通道单元的突出部分相互强有力地接触。因此，第一导电构件和通道单元之间的电连接更加稳定。
突出部分可以从凹入部分的底面突出。可选的是，突出部分可以从凹入部分的内侧表面突出。在这两种情况中，优选的是，突出部分的顶端向促动器单元延伸。
可以采用其中凹入部分的深度与突出部分的高度不同的结构。凹入部分的深度可以大于突出部分的高度，或者可以小于突出部分的高度。可选的是，凹入部分的深度可以与突出部分的高度大致相等。
从喷墨头的俯视图中看，凹入部分可以具有环形形状。
采用该结构，能够使第一导电构件与突出部分的侧面接触。例如，当通道单元和促动器单元粘结在一起时，可以将粘合剂涂敷到通道单元的正面上。在该连接部分处，粘合剂可以粘附到突出部分的上表面上。在第一导电构件与突出部分的侧面接触的结构中，第一导电构件不一定要与突出部分的上表面接触。因此，如果粘合剂已经粘附到突出部分的上表面上，则不必进行从突出部分清除该粘合剂的任务。
该突出部分可以前进到第一导电构件中。
采用该结构，第一导电构件和突出部分相互强有力地接触。因此，这两者之间的电连接得到加强。
另外，采用该结构，优选的是第一导电构件与突出部分的侧面的所有周边接触。
采用该结构，增大了第一导电构件和通道单元之间的接触面积。
凹入部分的直径可以大于第一通孔的直径。采用该结构，即使在第一导电构件变形的情况下，第一导电构件也保持在凹入部分内。第一导电构件不会扩展超过凹入部分。第一导电构件能够沿着突出部分的侧面变形。
另外，采用上述结构，第一通孔的直径可以大于突出部分的直径。采用该结构，突出部分比第一导电构件窄。因此，突出部分能够前进到第一导电构件中。
可以增加粘性层。该粘性层粘附到通道单元的正面和第一绝缘层的背面上。
粘性层可以为导电粘性层，或者可以为绝缘粘性层。在前者的情况中，优选的是，第一导电构件与突出部分及粘性层接触。
采用该结构，使第一导电构件和通道单元之间的电连接更稳定。
促动器单元可以包括多个第一导电构件。第一绝缘层可以包括多个第一通孔。每个第一导电构件可以位于不同的第一通孔中。通道单元可以包括多个凹入部分和多个突出部分。每个凹入部分可以位于与这些第一通孔中的不同的一个第一通孔面对的位置处。每个突出部分可以从这些凹入部分中的不同的一个凹入部分的内表面突出。每个第一导电构件的一个端部可以与第二电极电连接。每个第一导电构件的另一个端部可以与这些突出部分中的不同的一个突出部分接触。
采用该结构，所述多个第一导电构件与通道单元接触。因此，使第一导电构件和通道单元之间的电连接更稳定。
通道单元可以包括多个喷嘴和多个压力腔室。每个压力腔室可以与这些喷嘴中的不同的一个喷嘴连通。在该情况中，从喷墨头的俯视图看，这些压力腔室可以被第一导电构件包围。
采用该结构，凹入部分不必形成在压力腔室之间。这些压力腔室能够以高密度设置。
促动器单元还可以包括第二绝缘层和第二导电构件，该第二绝缘层位于第二电极和第一绝缘层之间。第二绝缘层可以包括第二通孔。第二导电构件的至少一部分可以位于第二通孔中。第二导电构件的一个端部可以与第二电极电连接。第二导电构件的另一个端部可以与第一导电构件的所述一个端部电连接。
采用该结构，整个绝缘层变得更厚。因此，整个绝缘层的变形量增大。能够有效地增大或减小压力腔室内的压力。
促动器单元还可以包括位于第一绝缘层和第二绝缘层之间的导电层。第二导电构件的所述一个端部可以与第二电极接触。第二导电构件的所述另一个端部可以与该导电层接触。第一导电构件的所述一个端部可以与导电层接触。
采用该结构，从第二电极到通道单元的导电通路的整个通路能够形成在喷墨头内部。能够防止外力直接施加到导电通路上。采用该结构，能够使第二电极和通道单元之间的电连接更稳定。
促动器单元还可以包括与压电层的正面连接的第一表面构件。第一表面构件可以是导电的。第一表面构件可以与第二电极电连接。
采用该结构，如果第一表面构件与例如接地电位连接，则也能够使第二电极和通道单元两者都保持在接地电位处。
促动器单元可以包括多个第一表面构件。每个第一表面构件可以与第二电极电连接。
采用该结构，所述多个第一表面构件与第二电极连接。能够使第一表面构件和第二电极之间的电连接更稳定。
促动器单元还可以包括第三导电构件。压电层可以包括第三通孔。第三导电构件的至少一部分可以位于第三通孔中。第三导电构件的一个端部可以与第一表面构件电连接。第三导电构件的另一个端部可以与第二电极电连接。
采用上述结构，第一表面构件可以位于面对着第三通孔的位置处。第三导电构件的所述一个端部可以与第一表面构件接触。第三导电构件的所述另一个端部可以与第二电极接触。
采用该结构，从第二电极到第一表面构件的导电通路形成在喷墨头内部。能够防止外力直接施加到导电通路上。
促动器单元还可以包括与压电层的正面连接的第二表面构件。在该情况中，从喷墨头的俯视图看，优选的是第二表面构件位于与第一导电构件对应的位置处。
采用该结构，在促动器单元将要与通道单元连接时，可以对第二表面构件施加力。由于第一导电构件位于与第二表面构件对应的位置处，所以施加到第二表面构件上的力有效地影响了第一导电构件。能够将第一导电构件强有力地推到通道单元的突出部分上。
促动器单元还可以包括与第一电极的正面连接的触点。第二表面构件的高度可以与第一电极的高度及触点的高度的总和大致相等。
例如，在促动器单元将要连接到通道单元上时，可以通过宽板形构件将促动器单元压向通道单元。在第二表面构件和触点处于相同高度处时，该宽板形构件在相同的高度处与第二表面构件和触点接触。因此能够对第二表面构件和触点施加大致相同量的力。由于能够对促动器单元的每个部分施加均匀的力，所以能够按照令人满意的方式将促动器单元连接到通道单元上。
第二表面构件的高度可以小于第一电极和触点的组合高度，或者可以大于第一电极和触点的组合高度。在后者的情况中，能够对第二表面构件施加较大量的力，因此能够将第一导电构件强有力地压到通道单元上。
促动器单元还可以包括与压电层的正面连接的第三表面构件。第三表面构件可以是导电的。第三表面构件可以与第一电极电连接。
第一导电体的一个端部能够与第一电极连接。第一导电体的另一个端部能够与用于控制第一电极的电位的装置连接。第二导电体的一个端部能够与第三表面构件连接。第二导电体的另一个端部能够与电位控制装置连接。采用该结构，能够通过采用第一导电体和/或第二导电体来控制第一电极的电位。如果这些导电体中的一个导电体和第一电极之间的电连接中断，则仍然能够通过采用另一个导电体来控制第一电极的电位。在采用该结构时，在第一电极和电位控制装置之间存在稳定的电连接。
图1显示出第一实施方案的喷墨头的透视图。
图2显示出沿着图1的II-II线的剖视图。
图3显示出头主体的俯视图。
图4显示出图3的区域IV的放大图。
图5显示出一个促动器单元的俯视图。
图6显示出沿着图4的VI-VI线的剖视图。
图7显示出凹入部分的俯视图。
图8(a)显示出图6的区域VIII的放大图。图8(b)显示出促动器单元的一部分的俯视图。
图9显示出图8(a)的区域IX的放大图。
图10显示出用于说明第一实施方案的变型的视图。
图11显示出第二实施方案的促动器单元的一部分的俯视图。
图12显示出沿着图11的XII-XII线的剖视图。
图13显示出图12的区域XIII的放大图。
图14显示出第三实施方案的头主体的一部分的剖视图。
具体实施例方式
第一实施方案现在将参照这些附图对本发明的实施方案进行说明。图1显示出喷墨头1的透视图。该喷墨头1在安装在喷墨打印机上期间被使用。
喷墨头1包括头主体70、基块71、保持器72等。头主体70具有沿着主扫描方向延伸的矩形形状。基块71设置在头主体70的上表面上。墨水储存器3(待说明参见图2)形成在基块71中。保持器72支撑着头主体70和基块71。
图2显示出沿着图1的II-II线的剖视图。头主体70包括通道单元4和堆叠在通道单元4上的促动器单元21。通道单元4具有其中堆叠多块薄板的结构。在通道单元4中形成有墨水通道。具有非常小直径的多个喷嘴8(参见图6)设置在通道单元4的底面70a中。墨水从通道单元4的底面70a向下排出。
促动器单元21也具有其中堆叠多块薄板的结构。促动器单元21通过导电粘性层6(待说明参见图6)与通道单元4的上表面连接。在本实施方案中，多个促动器单元21与通道单元4连接。柔性印刷电路(FPC)50焊接到促动器单元21的上表面上。将FPC50引导到喷墨头1的一侧(图2中的左边或右边)。
图3显示出头主体70的俯视图(从与底面70a相反的那一侧看)。通道单元4具有沿着主扫描方向延伸的矩形形状。在通道单元4内形成有集管通道5。该集管通道5由虚线显示出。集管通道5用作共用墨水腔室。集管通道5具有沿着通道单元4的主扫描方向按照平行的方式延伸的多个副集管通道5a。
在通道单元4的上表面(与促动器单元21连接的表面)中形成有十个开口3a。这些开口3a中的五个开口3a沿着通道单元4的右边缘在主扫描方向上排列。这些开口3a中的其它五个开口3a沿着通道单元4的左边缘在主扫描方向上排列。基块71的墨水储存器3的墨水通过开口3a被引导进集管通道5中。
四个促动器单元21按照交错的图案设置在不与通道单元4的开口3a干涉的位置中。这些促动器单元21中的每个促动器单元21在从俯视图中看时具有梯形形状。这些促动器单元21设置成使得其长边和短边沿着主扫描方向延伸。两个相邻促动器单元21沿着主扫描方向和副扫描方向重叠。
后面将对头主体70的结构进行更详细的说明。
回到图2，将对基块71的结构进行说明。该基块71由金属形成。该基块71由例如不锈钢形成。在基块71内的墨水储存器3沿着主扫描方向(与图2的页面垂直的方向)延伸。在储存器3的一个端部中形成有入口孔(未示出)。该入口孔与墨水容器(未示出例如墨盒)连接。通过入口孔将墨水容器的墨水引导进墨水储存器3中。
墨水储存器3具有出口孔3b。虽然在图2中只显示出一个出口孔3b，但是实际上形成有十个出口孔3b。出口孔3b形成在与通道单元4的开口3a对应的位置中。墨水储存器3的墨水通过出口孔3b和通道单元4的开口3a引导进集管通道5中。
在基块71中，出口孔3b的邻近部分73a向下突出。只有这些突出部分73a与通道单元4的上表面接触。也就是说，在通道单元4的上表面和基块71的除了突出部分73a之外的部分之间存在空间。促动器单元21设置在该空间中。
接下来将对保持器72的结构进行说明。该保持器72包括夹持基块71的夹持部分72a以及从夹持部分72a的上表面向上突出的一对突出部分72b。
该夹持部分72a具有向下打开的凹入部分。基块71通过粘合剂固定在该凹入部分内。
那对突出部分72b沿着副扫描方向(图2的左右方向)排列，并且在它们之间具有空间。与促动器单元21连接的FPC50沿着突出部分72b向上延伸。弹性构件83(例如海绵)设置在FPC50的一个表面和突出部分72b之间。驱动器IC80与FPC50的另一个表面连接。促动器单元21和驱动器IC80通过FPC50电连接。FPC50将从驱动器IC80输出的驱动信号传送给促动器单元21。
具有大致为长方体形状的散热器82与驱动器IC80接触。散热器82使得驱动器IC80所产生的热散逸。基底81设置在散热器82上方，并且固定到FPC50的一个端部上。密封构件84设置在基底81和散热器82的上端之间。密封构件84也设置在散热器82的下端和FPC50之间。这些密封构件84能够防止废物或墨水进入喷墨头1内。
接下来将参照图4对头主体70的结构进行详细说明。图4显示出图3的区域IV的放大图。在图4中，实际上不能看到的喷嘴8、压力腔室10和孔隙13由实线显示出。
如上所述，多个副集管通道5a形成在通道单元4中。四个副集管通道5a与一个促动器单元21对应。四个副集管通道5a沿着主扫描方向按照平行的方式延伸。与多个喷嘴8连通的多个墨水通道7(参见图6)与副集管通道5a连接。
通道单元4具有多个压力腔室10和多个喷嘴8。压力腔室10以矩阵形状设置。从俯视图看，每个压力腔室10大致为菱形。每个压力腔室10的长对角线的一端与一个喷嘴8连通。每个压力腔室10的长对角线的另一端与一个孔隙13连通。孔隙13与副集管通道5a连通。下面，与一个促动器单元21对应的多个压力腔室10将被称为压力腔室组9。一个促动器单元21与压力腔室组9的所有压力腔室10重叠。
多个喷嘴8通到通道单元4的底面70a中(参见图2)。与压力腔室组9一样，喷嘴8按照矩阵形状设置。
图5显示出一个促动器单元21的俯视图。在图5中这些压力腔室10中的每个压力腔室10都不显示出，并且形成有压力腔室组9的区域由虚线显示出。
在通道单元4的上表面中形成有多个凹入部分30(参见图6)，但是这将在后面详细说明。这些凹入部分30以近似相等的间隔形成。压力腔室组9被这些凹入部分30包围。从俯视图看，每个凹入部分30为圆形(更详细地说环形)。
另外，多个表面电极61形成在促动器单元21的上表面处。每个表面电极61与一个凹入部分30对应。这些表面电极61从凹入部分30向外形成。也就是说，从俯视图看，表面电极61和凹入部分30偏置。
图6显示出沿着图4的VI-VI线的剖视图。通道单元4具有空腔板22、基板23、孔隙板24、供应板25、两块集管板26和27、以及喷嘴板28。这些板22至28由金属形成(例如，由不锈钢形成)。但是，喷嘴板28可以由树脂形成。
空腔板22具有长孔22a。该长孔22a用作压力腔室10。另外，凹入部分30形成在空腔板22的上表面中。凹入部分30向上(向促动器单元21)打开。向上延伸的突出部分30a形成在凹入部分30的底面处。在图6中，只显示出一个长孔22a和一个凹入部分30。但是，在空腔板22中形成有多个长孔22a和多个凹入部分30。突出部分30a形成在每个凹入部分30处。
基板23具有孔23a和孔23b。每个孔23a与不同的一个压力腔室10对应。每个孔23b与不同的一个压力腔室10对应。每个孔23a形成在与相应压力腔室10的一个边缘面对的位置处。每个孔23b形成在与相应压力腔室10的另一个边缘面对的位置处。
孔隙板24具有长孔24a和孔24b。长孔24a用作孔隙13。每个长孔24a与基板23的不同的一个孔23a对应。每个孔24b与基板23的不同的一个孔23b对应。每个长孔24a的一个端部设置在与基板23的相应孔23a面对的位置处。每个孔24b设置在与基板23的相应孔23b面对的位置处。
供应板25具有孔25a和25b。每个孔25a与孔隙板24的不同的一个长孔24a对应。每个孔25b与孔隙板24的不同的一个孔24b对应。每个孔25a设置在与孔隙板24的相应长孔24a的另一个端部面对的位置处。每个孔25b设置在与孔隙板24的相应孔24b面对的位置处。
第一集管板26具有长孔26a和孔26b。长孔26a用作副集管通道5a。供应板25的孔25a与长孔26a连通。每个孔26b与供应板的不同的一个孔25b对应。每个孔26b设置在与供应板25的相应孔25b面对的位置处。
另一个集管板27也具有长孔27a和孔27b。长孔27a具有与集管板26的长孔26a相同的形状。长孔27a用作副集管通道5a。每个孔27b与集管板26的不同的一个孔26b对应。每个孔27b设置在与集管板26的相应孔26b面对的位置处。
喷嘴板28具有喷嘴8。每个喷嘴8与集管板27的不同的一个孔27b对应。每个喷嘴8设置在与集管板27的相应孔27b面对的位置处。
副集管通道5a通过孔隙13及压力腔室10与喷嘴8连通。也就是说，从副集管通道5a经由孔隙13和压力腔室10延伸至喷嘴8的墨水通道7形成在通道单元4中。为这些压力腔室10中的每个压力腔室10形成一个墨水通道7。
一个墨水通道7设有两个通道，这两个通道在其中央具有压力腔室10。第一通道从副集管通道5a的上端经由孔隙13延伸至压力腔室10的一个边缘(在图6中的左侧处)。另一个通道从压力腔室10的另一个边缘(在图6中的右侧处)延伸至喷嘴8。
在图6中的附图标记6指的是导电粘性层。该导电粘性层6形成在通道单元4的空腔板22的正面(图6中的上表面)和促动器单元21的背面(图6中的下表面)之间。通道单元4和促动器单元21通过导电粘性层6粘结在一起。
图7显示出一个凹入部分30的俯视图。在凹入部分30的底面处形成有突出部分30a，并且凹入部分30形成为环形。从俯视图看，凹入部分30的中央处于与突出部分30a的中央相同的位置。另外，凹入部分30的深度与突出部分30a的高度相等。也就是说，突出部分30a的上表面和通道单元4的上表面位于同一平面上。这可以在图6中清楚地看到。
图7中的附图标记49a指的是形成在压电片43(待说明)中的通孔。从图7清楚地看出，凹入部分30的直径大于通孔49a的直径。另外，突出部分30a的直径小于通孔49a的直径。
接下来将对促动器单元21的结构进行说明。图8(a)显示出图6的区域VIII的放大图。图8(b)显示出图6的区域VIII的俯视图。
促动器单元21具有三个压电片41、42和43。这些压电片41、42和43由锆钛酸铅(PZT)陶瓷材料(一种绝缘材料)形成，并且为铁电体。这些压电片41、42和43中的每个压电片的厚度大约为15μm。
最上面的压电片41用作活性部分，它在电场施加到其上时显示出压电效应。其余两个压电片42和43没有用作活性部分。这些压电片41、42和43设置成覆盖压力腔室组9(参见图4或图5)。
在本实施方案中，这三个压电片41、42和43具有层叠结构。通过例如采用丝网印刷技术，能够将单独电极35(待说明)或表面电极61高密度地设置在压电片41的上表面上。在能够以高密度设置这些单独电极35时，压力腔室10也能够以高密度设置在与单独电极35对应的位置中。因此能够实现高分辨率打印。
促动器单元21具有多个电极33、34、35和61。单独电极35和表面电极61设置在最上面的压电片41的上表面上。在图8(a)中，只显示出一个单独电极35。但是，实际上设置多个单独电极35。每个单独电极35设置在与不同的一个压力腔室10面对的位置处。另外，如图5等所示，多个表面电极61设置在压电片41的上表面上。
如图8(b)所示，每个单独电极35具有主区域35a和辅助区域35b。主区域35a设置在面对着压力腔室10的位置处。主区域35a具有与压力腔室10大致类似的平面形状(大致为菱形)。主区域35a小于压力腔室10。
辅助区域35b与主区域35a的锐角部分连接。辅助区域35b设置在没有面对着压力腔室10的位置处。在辅助区域35b的前缘处形成有圆形触点36。触点36由例如含有玻璃粉的金属形成。触点36与辅助区域35b电连接。
虽然未示出，但是在FPC50中形成有多个触点(参见图2)。每个单独电极35的触点36与FPC50的相应触点电连接。FPC50的这些触点与驱动器IC80电连接(参见图2)。采用这种结构，驱动器IC80能够单独控制这些单独电极35中的每个单独电极35的电位。
如图8(a)所示，作为共用电极的电极34设置在最上面的压电片41和压电片41下方形成的压电片42之间。共用电极34具有大约2μm的厚度。该共用电极34具有与压电片41等大致相同的平面形状。共用电极34的正面(图8(a)中的上表面)与压电片41的背面(图8(a)中的下表面)接触。共用电极34的背面与压电片42的正面接触。
作为加强电极的电极33设置在压电片42和最下面的压电片43之间。加强电极33也具有大约2μm的厚度，并且具有与压电片41等大致相同的平面形状。加强电极33的正面与压电片42的背面接触。加强电极33的背面与压电片43的正面接触。
这些电极33、34、35和61由金属材料例如Ag-Pd制成。
下面将参照图9对促动器单元21的结构进行更详细说明。图9显示出图8(a)的区域IX的放大图。
压电片41具有通孔47a。通孔47a设置在面对着表面电极61的位置处。表面电极61的直径大于通孔47a的开口的直径。虽然在图9中只显示出一个通孔47a，但实际上形成有多个通孔47a。通孔47a的数量与表面电极61的数量(即，通道单元4的凹入部分30的数量(参见图5))相同。
压电片42具有通孔48a。通孔48a的数量与通孔47a的数量相同。这些通孔48a形成在与通孔47a偏置的位置中。
压电片43具有通孔49a。通孔49a的数量与通孔47a的数量相同。通孔49a形成在与通孔47a及48a偏置的位置中。也就是说，在从俯视图看喷墨头1时，通孔47a、48a和49a相互偏置。每个通孔49a形成在面对着不同的凹入部分30的位置处。通孔49a的开口中央处于与凹入部分30的开口中央(突出部分30a的中央)大致相同的位置中。
在通孔47a内设置管状导电构件62a(管状构件62a)。管状构件62a的上端与表面电极61接触。管状构件62a的下端与共用电极34的正面(图9中的上表面)接触。在管状构件62a内设置柱形导电构件47b(柱状构件47b)。该柱状构件47b与管状构件62a的内表面接触。柱状构件47b的上端与表面电极61接触，并且柱状构件47b的下端与共用电极34的正面接触。
在通孔48a内设置管状导电构件62b(管状构件62b)。管状构件62b的上端与共用电极34的背面(图9中的下表面)接触。管状构件62b的下端与加强电极33的正面接触。在管状构件62b内设置柱形导电构件48b(柱状构件48b)。该柱状构件48b与管状构件62b的内表面接触。柱状构件48b的上端与共用电极34的背面接触，并且柱状构件48b的下端与加强电极33的正面接触。
在通孔49a内设置管状导电构件62c(管状构件62c)。管状构件62c的上端与加强电极33的背面接触。管状构件62c的下端与柱状构件49b(待说明)接触。柱形导电构件49b(柱状构件49b)设置在管状构件62c内。柱状构件49b与管状构件62c的内表面接触。柱状构件49b的上端与加强电极33的背面接触。柱状构件49b向下突出超过通孔49a。该突出部分被称为端子46。柱状构件49b的端子46与突出部分30a接触。另外，端子46与导电粘性层6接触。
每个柱状构件49b的端子46的中央具有向下突出的形状。端子46位于与通道单元4的凹入部分30面对的位置处。端子46的外缘比通孔49a的外缘进一步向外设置。也就是说，从俯视图看，端子46的直径大于通孔49a的直径。另外，端子46的直径小于凹入部分30的直径，并且大于突出部分30a的直径。端子46的一部分配合到凹入部分30中。本实施方案的端子46由Ag-Pd导电材料形成。该导电材料相对柔软。因此，在要将促动器单元21粘结到通道单元4上时，突出部分30a的顶端很容易进入端子46。也就是说，端子46沿着突出部分30a的正面变形。端子46沿着突出部分30a的侧面30b的整个周边接触。由于端子46和突出部分30a接触，所以端子46和通道单元4电接触。
导电粘性层6的网格状花边90形成在端子46和凹入部分30的内表面之间。在将促动器单元21的背面(压电片43的背面)粘结到通道单元4上时形成导电粘性层6的网格状花边90。下面，将对形成网格状花边90的方式进行说明。
将导电粘合剂涂敷在通道单元4的大致整个正面(空腔板22的上表面)上。然后，将促动器单元21的背面压到通道单元4的正面上。该导电粘合剂在通道单元4和促动器单元21之间扩散。凹入部分30附近的导电粘合剂散开，从而它进入凹入部分30。该导电粘合剂因此粘附到端子46上，并且在端子46和凹入部分30的内表面之间形成网格状花边90。
用管状构件62a、62b及62c构成的第一内布线和用柱状构件47b、48b及49b构成的第二内布线排列在促动器单元21内。共用电极34和加强电极33被包括在第一内布线的导电通路的一部分中。共用电极34和加强电极33也被包括在第二内布线的导电通路的一部分中。
用第一内布线和第二内布线构成的导电通路的一个端部与表面电极61连接。FPC50(参见图2)具有接地电位触点50a。表面电极61焊接到触点50a上。导电通路(端子46)的另一个端部与通道单元4的突出部分30a接触。该端子46也与导电粘性层6接触。该导电粘性层6与通道单元4连接。因此，表面电极61、共用电极34、加强电极33和通道单元4都保持在接地电位处。
接下来将参照图8(a)对驱动促动器单元21的方法进行说明。最上面的压电片41用作活性层，并且其余压电片42和43没有用作活性层。也就是说，在本实施方案的促动器单元21中，远离压力腔室10的压电片41为活性层，并且靠近压力腔室10的两个压电片42和43为非活性层。这种结构被称为单压电晶片型。
压电片41的极化方向为它的厚度方向。在为单独电极35设定预定的正电位或负电位时，压电片41的与单独电极35相对的那部分由于压电效应而沿着平面方向(图8(a)中的左右方向)收缩。相反，压电片42和43不受电场影响，因此不自发收缩。因此，用于使压电片41沿着平面方向收缩的力转变成用于使压电片42和43沿着它们的厚度方向弯曲的力。压电片41、42和43因此按照向下突出的方式变形。该变形被称为单压电晶片变形。
在压电片41、42和43按照向下突出的方式变形时，压力腔室10的体积减小。压力腔室10内的墨水压力增大，并且该墨水从喷嘴8排出。在单独电极35的电位回到与共用电极34相同的电位时，压电片41、42和43回到它们的原始形状(图8(a)中的形状)。压力腔室10的体积因此增大，并且从副集管通道5a将墨水抽入压力腔室10。
采用第一实施方案，端子46和突出部分30a在由促动器单元21和通道单元4密封的空间内接触。在端子46和突出部分30a之间的触点与外界隔绝，并且不能将外力直接施加到这些触点上。因此，在端子46和突出部分30a之间的电连接不容易断开。
在本实施方案中，采用了柔性柱状构件49b。在突出部分30a与柱状构件49b的端子46接触时，这些端子46沿着突出部分30a的正面变形。这些端子46因此沿着突出部分30a的整个侧面30b接触。由于在端子46和突出部分30a之间存在更大的接触面积，所以使得在这些端子46和突出部分30a之间的电连接更加可靠。
另外，凹入部分30的深度与突出部分30a的高度相同。因此，这些端子46和突出部分30a可靠地接触。
例如，在将粘合剂涂敷到通道单元4的上表面上的情况中，粘合剂可以粘附到突出部分30a的上表面上。在本实施方案中，端子46与突出部分30a的侧面30b接触。在该情况中，端子46不一定要与突出部分30a的上表面接触。因此，如果粘合剂已经粘附到突出部分30a的上表面上，则不必进行从突出部分30a清除粘合剂的任务。清除粘合剂产生出非常少的会堵塞喷嘴8的碎片。由于在本实施方案中不必进行清除粘合剂的任务，所以能够防止喷嘴8堵塞。
另外，每个凹入部分30由于突出部分30a而具有环形形状。因此，在端子46与突出部分30a接触时，端子46很容易在凹入部分30内扩散。而且，通孔49a的直径小于凹入部分30的直径。因此，即使端子46沿着突出部分30a的正面变形，也能够防止端子46延伸超出凹入部分30。另外，通孔49a的直径大于突出部分30a的直径。因此，突出部分30a能够很容易进入端子46。
所述多个端子46(所述多个凹入部分30)按照包围压力腔室组9的方式设置。由于不必将端子46或凹入部分30设置在压力腔室10之间，所以能够高密度地设置压力腔室10。
在本实施方案中，多个表面电极61分布在多个位置处，并且每个表面电极61与共用电极34电连接。由于所述多个表面电极61与共用电极34电连接，所以能够可靠地使共用电极34保持在接地电位处。
另外，设置多个端子46，并且每个端子46与突出部分30a和导电粘性层6中的一个连接。因此，在端子46和通道单元4之间存在可靠的电连接。
通孔47a、48a和49a相互偏置。因此，能够防止容纳在通孔47a、48a和49a中的构件相互干涉。例如，如果通孔47a、48a和49a形成在相同位置处并且在FPC50正与表面电极61连接时对表面电极61施加力，则该力能够借助柱状构件47b和48b施加到柱状构件49b上。在该情况中，柱状构件49b可能离开通孔49a。如在本实施方案中那样，在通孔47a、48a和49a偏置时，能够防止这种现象。
在本实施方案中，从表面电极61到共用电极34的导电通路形成在促动器单元21内。另外，从共用电极34到加强电极33的导电通路形成在促动器单元21内。从共用电极34到通道单元4的导电通路形成在喷墨头1内。也就是说，在本实施方案中，从表面电极61到通道单元4的导电通路的整个通路形成在喷墨头1内。因此，能够防止外力直接施加到导电通路上。在表面电极61、共用电极34、加强电极33和通道单元4之间的电连接非常稳定。
第一实施方案的变型现在将对第一实施方案的变型进行说明。图10显示出用于说明本变型的视图。促动器单元由21′表示。压电片由41′、42′和43′表示。通孔由47a′、48a′和49a′表示。柱状构件由47b′、48b′和49b′表示。管状构件由62a′、62b′和62c′表示。
从俯视图看，通孔48a′与通孔47a′及49a′偏置。因此，施加到表面电极61′上的力没有传递给柱状构件49b′。另外，通孔47a′和49a′形成在相同位置处。因此，由通孔47a′、48a′和49a′占据的平面区域(沿着左右方向的宽度)能够比在图9的结构中小。另外，在已经进行使通道单元4与促动器单元21连接的操作之后，当执行使FPC50连接到表面电极61′上的操作时，施加到表面电极61′上的力传递给位于表面电极61′正下方的凹入部分30的周边。在该情况中，能够很容易在导电粘性层6处形成网格状花边。通过使表面电极61′的至少一部分与凹入部分30重叠(从俯视图看)能够实现该结果。
第二实施方案现在将对第二实施方案的喷墨头进行说明。图11显示出第二实施方案的头主体170的一部分的俯视图。在图11中，压力腔室10由虚线所示。图12显示出沿着图11的XII-XII线的剖视图。
如图12所示，头主体170包括形成有墨水通道的通道单元104和堆叠在通道单元104上的促动器单元121。通道单元104的正面和促动器单元121的背面通过导电粘性层6粘结在一起。
如图11所示，促动器单元121具有多个大致为菱形的单独电极35。这些单独电极35以矩阵形状排列。每个单独电极35设置在与这些压力腔室10中的不同的一个压力腔室10面对的位置处。一个单独电极35小于一个压力腔室10。在单独电极35的辅助区域35b处形成有触点36。
在本实施方案中，不存在第一实施方案的表面电极61。促动器单元121包括多个表面构件161。这些表面构件161形成在最上面的压电片141的上表面处。为每个单独电极35形成一个表面构件161。在沿着图11的左右方向相邻的两个单独电极35的辅助区域35b之间设置一个表面构件161。表面构件161可以由导电材料形成，或者可以由绝缘材料形成。每个表面构件161具有圆形形状。
在观看一个压力腔室10时，一个触点36形成在菱形形状的一个锐角的顶点附近，并且在该菱形形状的另一个锐角的顶点附近形成有表面构件161。在本实施方案中，一个压力腔室10可以被认为由六边形包围，在该六边形中三个触点36和三个表面构件161形成顶点。另外，一个压力腔室10可以被认为由三角形包围，在该三角形中三个表面构件161形成顶点。
如图12所示，通道单元104具有与第一实施方案的通道单元4大致相同的结构。但是，空腔板122的结构与第一实施方案的空腔板22的结构稍微不同。在本实施方案中，空腔板122的凹入部分130的位置与第一实施方案不同。每个凹入部分130形成在与这些表面构件161中的一个表面构件161的位置对应的位置中。
在每个凹入部分130的底面处形成有向促动器单元121延伸的突出部分130a。从俯视图看，凹入部分130是环形的。另外，凹入部分130的深度与突出部分130a的高度相等。突出部分130a的上表面和通道单元104的上表面位于同一平面中。
本实施方案的促动器单元121也具有三个压电片141、142和143。所述多个单独电极35和所述多个表面构件161设置在最上面的压电片141的正面(图12中的上表面)处。共用电极34设置在最上面的压电片141和压电片141下方设置的压电片142之间。另外，加强电极33设置在压电片142和最下面的压电片143之间。
在本实施方案中，在压电片141中没有形成通孔。表面构件161和共用电极34没有电连接。
而且，表面构件161的高度h1与作为单独电极35的高度和触点36的高度的总和的总高度h2大致相等。
图13显示出图12的区域XIII的放大图。压电片142具有通孔148a。通孔148a的数量与表面构件161的数量(凹入部分130的数量)相同。压电片143具有通孔149a。通孔149a的数量与通孔148a的数量相同。通孔148a和通孔149a相互偏置。一个凹入部分130位于与一个通孔149a相对处。每个通孔149a的中央形成在与每个凹入部分130的中央相同的位置中。另外，凹入部分130的直径大于通孔149a的直径。突出部分130a的直径小于通孔149a的直径。
在通孔148a内设置导电管状构件162b。管状构件162b的上端与共用电极34的背面接触。管状构件162b的下端与加强电极33的正面接触。在管状构件162b内设置导电柱状构件148b。该柱状构件148b的上端与共用电极34的背面接触，并且柱状构件148b的下端与加强电极33的正面接触。
在通孔149a内设置导电管状构件162c。管状构件162c的上端与加强电极33的背面接触。管状构件162c的下端与柱状构件149b(待说明)接触。导电柱状构件149b设置在管状构件162c内。柱状构件149b的上端与加强电极33的背面接触。柱状构件149b向下突出超过通孔149a。该突出部分被称为端子146。柱状构件149b的端子146与突出部分130a接触。另外，端子146与导电粘性层6接触。
从俯视图看，表面构件161和端子146设置在相同位置处。因此，三个端子146包围着一个压力腔室10。表面构件161为与端子146相对的端子。
用管状构件162b及162c构成的第三内布线和用柱状构件148b及149b构成的第四内布线排列在促动器单元21内。共用电极34和加强电极33被包括在第三内布线的导电通路的一部分中。共用电极34和加强电极33也被包括在第四内布线的导电通路的一部分中。
共用电极34在没有显示出的位置处接地。例如，共用电极34在促动器单元121的侧面处暴露出。该暴露部分与接地电位连接。共用电极34、加强电极33和通道单元104都保持在接地电位处。也就是说，形成了在通道单元104和共用电极34(加强电极33)之间没有任何电位差的结构。
表面构件161与导电通路及单独电极35电绝缘。
在本实施方案中，表面构件161、端子146和突出部分130a从俯视图看具有相同的位置关系。因此，如果在通道单元104和促动器单元121粘结在一起时对表面构件161施加向下的推力，则该力有效地传递给端子146。因此能够使端子146和突出部分130a相互强有力地接触。另外，容易形成导电粘性层6的网格状花边90。
另外，由于表面构件161的高度与触点36的高度大致相等，所以实现了以下效果。当通道单元104和促动器单元121粘结在一起时，可以通过板形构件将促动器单元121压向通道单元104。在表面构件161和触点36具有相同高度时，能够对表面构件161和触点36施加均匀的力。因此，能够对促动器单元121的所有部分施加均匀的力。因此通道单元104和促动器单元121能够良好地粘结在一起。
第三实施方案图14显示出第三实施方案的头主体170的一部分的俯视图。在本实施方案中，将对与第二实施方案不同的要点进行说明。
表面构件261是导电的。每个表面构件261通过布线261a与不同的单独电极35电连接。
FPC50具有多组第一触点和第二触点(未示出)。这些触点组的数量与单独电极35的数量相同。一组中的第一触点与这些单独电极35中的一个单独电极35电连接。该组中的第二触点与相同单独电极35的表面构件261电连接。
采用本实施方案的结构，在一个单独电极35和FPC50之间存在两个连接通路。因此在单独电极35和FPC50之间的电连接是稳定的。另外，由于促动器单元121和FPC50之间的连接通路的增加，所以能够增大这两者之间的机械连接强度。
现在将给出以上实施方案的变型。
(1)在上述实施方案中，突出部分30a(130a)的高度等于凹入部分30(130)的深度。但是，突出部分30a(130a)的高度可以小于凹入部分30(130)的深度。在该情况中，优选的是，突出部分30a(130a)具有允许它与端子46(146)接触的高度。
另外，突出部分30a(130a)的高度可以大于凹入部分30(130)的深度。
(2)凹入部分30(130)和突出部分30a(130a)的形状不限于当前实施方案中的形状。例如，凹入部分30(130)和突出部分30a(130a)中的任一个可以或两者都可以具有角形柱的形状。另外，突出部分30a(130a)可以从凹入部分30(130)的侧面突出。在该情况中，还优选的是突出部分30a(130a)向促动器单元21(121)延伸。
(3)在第一实施方案中，压力腔室组9被所述多个端子46包围。但是，压力腔室组9同样可以不被所述多个端子46包围。可以只利用一个端子46而不是所述多个端子46。也就是说，同样可以只有一个从通道单元4到表面电极61形成的导电通路。
(4)可以采用以下方法作为用于驱动促动器单元21的方法。当不在排出墨水时，单独电极35和共用电极34具有不同的电位。在该情况中，压电片41、42和43向下突出，并且压力腔室10的体积更小。在要排出墨水时，使单独电极35具有与共用电极34相同的电位。压电片41、42和43向下突出的状态因此被解除，并且压力腔室10的体积增大。墨水被抽入压力腔室10。然后，以预定的定时，使单独电极35具有与共用电极34不同的电位。压电片41、42和43向下突出，并且压力腔室10内的墨水压力增大。因此从喷嘴8中排出墨水。
(5)在上面的实施方案中，柱状构件47b、48b、49b、148b和149b沿着压电片41、42和43的厚度方向延伸。但是，柱状构件47b、48b、49b、148b和149b中的至少一个同样可以沿着除了压电片41、42和43的厚度方向之外的方向延伸。
(6)端子46(146)同样可以没有其中央向下突出的结构。例如，端子46(146)的中央部分可以具有凹入形状。
另外，端子46(146)的整个外缘比通孔49a进一步向外设置。但是，同样可以不采用这种结构。例如，端子46(146)可以具有其中仅外缘的一部分比通孔49a进一步向外设置的结构。作为另一个实施例，端子46(146)可以具有其中端子46(146)的整个外缘从通孔49a向内设置的结构。
(7)在上面的实施方案中，管状构件(例如62a)和柱状构件(例如47b)设置在通孔(例如47a)内。但是，不一定要设置管状构件，并且可以只设置柱状构件。
(8)在第二实施方案中，表面构件161可以与单独电极35电绝缘，并且可以与端子146电连接。在该情况中，FPC50和促动器单元121连接的位置增加，因此能够增大两者之间的机械连接强度。
(9)在第一实施方案中，同样可以不设置表面电极61。在该情况中，共用电极34同样可以通过另一个通路接地。另外，在第二实施方案中，同样可以不设置表面构件161。
(10)对于柱状构件47b、48b、49b、148b和149b可以采用在进行除了加热过程之外的过程时硬化的材料。另外，同样可以采用在进行加热过程等的情况下不硬化的材料。
(11)端子46(146)可以仅与突出部分30a(130a)的上表面接触。也就是说，端子46(146)同样可以不与突出部分30a(130a)的侧面30b接触。
另外，在端子46(146)与突出部分30a(130a)的侧面接触的情况中，端子46(146)同样可以不与突出部分30a(130a)的整个侧面接触。
权利要求
1.一种喷墨头，包括通道单元，该通道单元包括喷嘴和与该喷嘴连通的压力腔室；以及促动器单元，该促动器单元包括压电层、与该压电层的正面连接的第一电极、与压电层的背面连接的第二电极、位于该第二电极和通道单元之间的第一绝缘层、以及第一导电构件，该第一绝缘层包括第一通孔，该第一导电构件的至少一部分位于第一通孔中；其中通道单元包括位于面对着第一通孔的位置处的凹入部分和从该凹入部分的内表面突出的突出部分，第一导电构件的一个端部与第二电极电连接，并且第一导电构件的另一个端部与该突出部分接触。
2.如权利要求1所述的喷墨头，其中第一导电构件从第一通孔向通道单元突出。
3.如权利要求1所述的喷墨头，其中所述突出部分从所述凹入部分的底面突出。
4.如权利要求3所述的喷墨头，其中凹入部分的深度与突出部分的高度大致相等。
5.如权利要求3所述的喷墨头，其中从喷墨头的俯视图看，凹入部分具有环形形状。
6.如权利要求5所述的喷墨头，其中第一导电构件与突出部分的侧面接触。
7.如权利要求6所述的喷墨头，其中突出部分前进到第一导电构件中；并且第一导电构件与突出部分的侧面的所有周边接触。
8.如权利要求7所述的喷墨头，其中凹入部分的直径大于第一通孔的直径；并且第一通孔的直径大于突出部分的直径。
9.如权利要求1所述的喷墨头，还包括粘附到通道单元的正面和第一绝缘层的背面上的粘性层。
10.如权利要求9所述的喷墨头，其中所述粘性层为导电粘性层；并且第一导电构件与突出部分及粘性层接触。
11.如权利要求1所述的喷墨头，其中促动器单元包括多个第一导电构件；第一绝缘层包括多个第一通孔；每个第一导电构件位于这些第一通孔中的不同的一个第一通孔中；通道单元包括多个凹入部分和多个突出部分；每个凹入部分位于与这些第一通孔中的不同的一个第一通孔面对的位置处；每个突出部分从这些凹入部分中的不同的一个凹入部分的内表面突出；每个第一导电构件的一个端部与第二电极电连接；并且每个第一导电构件的另一个端部与这些突出部分中的不同的一个突出部分接触。
12.如权利要求11所述的喷墨头，其中通道单元包括多个喷嘴和多个压力腔室；每个压力腔室与这些喷嘴中的不同的一个喷嘴连通；并且从喷墨头的俯视图看，这些压力腔室被第一导电构件包围。
13.如权利要求1所述的喷墨头，其中促动器单元还包括第二绝缘层和第二导电构件，该第二绝缘层位于第二电极和第一绝缘层之间；第二绝缘层包括第二通孔；第二导电构件的至少一部分位于第二通孔中；第二导电构件的一个端部与第二电极电连接；并且第二导电构件的另一个端部与第一导电构件的所述一个端部电连接。
14.如权利要求13所述的喷墨头，其中促动器单元还包括位于第一绝缘层和第二绝缘层之间的导电层；第二导电构件的所述一个端部与第二电极接触；第二导电构件的所述另一个端部与该导电层接触；并且第一导电构件的所述一个端部与导电层接触。
15.如权利要求1所述的喷墨头，其中促动器单元还包括与压电层的正面连接的第一表面构件；第一表面构件是导电的；并且第一表面构件与第二电极电连接。
16.如权利要求15所述的喷墨头，其中促动器单元包括多个第一表面构件；并且每个第一表面构件与第二电极电连接。
17.如权利要求15所述的喷墨头，其中促动器单元还包括第三导电构件；压电层包括第三通孔；第三导电构件的至少一部分位于第三通孔中；第三导电构件的一个端部与第一表面构件电连接；并且第三导电构件的另一个端部与第二电极电连接。
18.如权利要求17所述的喷墨头，其中第一表面构件位于面对着第三通孔的位置处；第三导电构件的所述一个端部与第一表面构件接触；并且第三导电构件的所述另一个端部与第二电极接触。
19.如权利要求1所述的喷墨头，其中促动器单元还包括与压电层的正面连接的第二表面构件；并且从喷墨头的俯视图看，第二表面构件位于与第一导电构件对应的位置处。
20.如权利要求19所述的喷墨头，其中促动器单元还包括与第一电极的正面连接的触点；并且第二表面构件的高度与第一电极的高度及触点的高度的总和大致相等。
21.如权利要求1所述的喷墨头，其中促动器单元还包括与压电层的正面连接的第三表面构件；第三表面构件是导电的；并且第三表面构件与第一电极电连接。
全文摘要
一种喷墨头设有通道单元和促动器单元。通道单元包括喷嘴和与该喷嘴连通的压力腔室。促动器单元包括压电层、与该压电层的正面连接的第一电极、与压电层的背面连接的第二电极、位于该第二电极和通道单元之间的第一绝缘层、以及第一导电构件。该第一绝缘层包括第一通孔。该第一导电构件的至少一部分位于第一通孔中。通道单元包括位于面对着第一通孔的位置处的凹入部分以及从该凹入部分的内表面突出的突出部分。第一导电构件的一个端部与第二电极电连接。第一导电构件的另一个端部与该突出部分接触。
文档编号B41J2/045GK1883949SQ2006100938
公开日2006年12月27日 申请日期2006年6月20日 优先权日2005年6月20日
发明者片山直树 申请人:兄弟工业株式会社