專利名稱：噴墨頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及將墨排出到記錄介質上的噴墨頭。
技術背景已知噴墨頭包括空腔板，該空腔板由相互層疊并用粘合劑相互 粘結的五塊板形成；和粘結到空腔板上的壓電促動器。在用粘合劑將 基板和與該基板相鄰的間隔板粘結時，過量的粘合劑朝著釋放溝槽收 縮，這些釋放溝槽具有很小的橫截面積，因此產生出比具有大橫截面 積的部分大的毛細管力。近年來，試圖以更高密度布置多個壓力腔室以便滿足打印質量的 改善和噴墨頭的小型化。在JP-A-2002-96477中所公開的噴墨頭中，在 壓力腔室以更高密度布置時，在壓力腔室之間、在遠端流動通道之間、 和在其它端部流動通道之間的距離減小。當在其它端部流動通道之間 的距離減小時，難以在留下用于將其它端部流動通道和穿過間隔板形 成的通孔連接的粘結余量的同時將形成在其它端部流動通道之間的釋 放溝槽擱置在基板上。然后，形成在受擠壓部分之間的釋放溝槽不連 接到弧形釋放溝槽，因此被隔離。這樣，在釋放溝槽被隔離時，在用 粘合劑將基板和間隔板粘結時，釋放溝槽中的空氣被捕捉，并且過量 的粘合劑被吸向空氣趨向于被釋放的受擠壓部分，從而受擠壓部分被 過量粘合劑堵塞。發明內容因此，本發明的目的在于提供一種噴墨頭，其中粘合劑幾乎不能 流進孔隙中。
根據本發明的噴墨頭包括流動通道單元，該流動通道單元具有多 塊層疊板、共同墨腔室、和從共同墨腔室經由壓力腔室延伸至噴嘴的 多個單獨墨流動通道，所述多塊板中包括的第一板包括多個孔隙，用于使共同墨腔室 和壓力腔室連通，并且每個孔隙形成在墨流經的單獨墨流動通道中橫 截面積最小的部分；第一凹槽，這些第一凹槽在第一板的一個表面上 打開且與大氣連通以便釋放用于將與所述一個表面相鄰的第二板和第 一板粘結的粘合劑；和第二凹槽，這些第二凹槽在所述一個表面上打 開以便將用于粘結第二板和第一板的粘合劑釋放，同時由所述多個孔 隙包圍，并且與第一板的位于與所述一個表面相反側的另一個表面相 鄰的第三板包括第三凹槽，這些第三凹槽在第三板的位于第一板側的 表面上打開以便將用于粘結第一板和第三板的粘合劑釋放，同時分別 與第一和第二凹槽的一部分相對。第一板分別在第一凹槽和第三凹槽 相對的區域、以及第二凹槽和第三凹槽相對的區域中形成有用于使第 一凹槽和第三凹槽連通的通孔、以及使第二凹槽和第三凹槽連通的通 孔。因此，由于第一至第三凹槽相互連通，所有凹槽與大氣連通。因 此，粘合劑能夠很容易流進相應凹槽中，因此與這些凹槽不與大氣連 通的狀態相比，粘合劑幾乎不能流進孔隙中。由于第一和第二凹槽通 過第三凹槽及所述通孔相互連通，所以不再需要形成從所述表面向內 延伸用于使第一板上的第一和第二凹槽連通的通道，并且所述多個單 獨墨流動通道(孔隙)的一部分可以以高密度形成在第一板上。在本發明中，優選地，第三板包括用于分別使壓力腔室和孔隙連 通的多個第一流動通道孔、以及用于分別使噴嘴和壓力腔室連通的多 個第二流動通道孔，所述多個第一和第二流動通道孔以矩陣圖案布置， 該矩陣圖案包括第一排，在該第一排中，所述多個第一流動通道孔 沿著一個方向布置；第二排，在該第二排中，所述多個第一和第二流 動通道孔在插入第一排的位置處沿著所述一個方向交替布置；和第三 排，在該第三排中，所述多個第二流動通道孔在插入第一和第二排的 位置處沿著所述一個方向布置，并且第三凹槽布置在第一排和第二排 之間。因此，布置在第一排和第二排之間的第三凹槽與第一凹槽連通， 不再需要在第三板上形成用于使第三凹槽與大氣連通的通道，因此所 述多個單獨墨流動通道(所述多個第一和第二流動通道孔)的一部分同 樣可以以高密度形成在第三板上。根據本發明的另一個方面， 一種噴墨頭包括流動通道單元，該流 動通道單元具有多塊層疊板、共同墨腔室、和從共同墨腔室經由壓力 腔室延伸至噴嘴的多個單獨墨流動通道，所述多塊板中所包括的第一板包括多個孔隙，分別用于使共同墨腔室和壓力腔室連通，并且每個孔 隙形成在墨流經的單獨墨流動通道中橫截面積最小的部分；和第一凹槽，這些第一凹槽在第一板的一個表面上打開且與大氣連 通以便釋放用于將與所述一個表面相鄰的第二板和第一板粘結的粘合 劑；和第二凹槽，這些第二凹槽在所述一個表面上打開以便釋放用于 粘結第二板和第一板的粘合劑，同時由所述多個孔隙包圍。然后，第 二板包括第四凹槽，這些第四凹槽在第二板的位于第一板側的表面上 打開，并且分別與第一及第二凹槽的一部分相對，以便使第一凹槽和 第二凹槽連通。因此，由于第一和第二凹槽通過第四凹槽連通，所以粘合劑能夠 很容易流進第一和第二凹槽，并且粘合劑幾乎不能流進這些孔隙中。優選地，在本發明中，各個凹槽通過蝕刻過程形成。因此，可以 很容易通過蝕刻過程來形成各個凹槽。


圖1為根據本發明第一實施方案的噴墨頭的垂直剖視圖； 圖2為圖1中的頭主體的平面圖； 圖3為由圖2中的點劃線包圍的區域Sl的放大圖； 圖4為沿著圖3中的IV-IV線的剖視圖；圖5為在由圖2所示的點劃線包圍的區域S2中的孔隙板的局部放大圖；圖6為在由圖2所示的點劃線包圍的區域S2中的基板的局部放大圖；圖7A為局部放大圖，示出由圖5所示的點劃線所包圍的區域； 圖7B為局部放大圖，示出由圖6所示的點劃線所包圍的區域； 圖8為局部剖視圖，示出基板和孔隙板層疊的狀態； 圖9為圖8中所示的基板和孔隙板的分解透視圖； 圖IOA為促動器單元和壓力腔室的局部放大剖視圖； 圖10B為粘結到促動器單元的表面上的單獨電極的形狀的平面 圖；并且圖11為局部剖視圖，示出根據本發明第二實施方案的噴墨頭的孔 隙板和供應板層疊的狀態。具體實施方式

現在將參照這些附圖對本發明的優選實施方案進行說明。如圖1所示，噴墨頭1的實施方案可以包括用于排墨的頭本體 70;布置在頭本體70的上表面上的儲存器單元71;柔性印刷電路(FPC)50，該柔性印刷電路(FPC)50電連接到該頭本體70;和控制板54， 該控制板54電連接到FPC50。頭本體70可以包括流動通道單元4和 促動器單元21，該流動通道單元4在其內部形成有墨流動通道。FPC50 可以設有用于供應驅動信號的驅動器IC52。該驅動器IC52可以大致安 裝在FPC50的中部，并且可以連接到促動器21的上表面。頭本體70可以具有如下的構造，其中促動器單元21可以布置在 流動通道單元4的上表面上。如圖2所示，十個供墨口5b可以與在其 內部的墨流動通道流體連通，并且可以形成在流動通道單元4的上表 面上。如在這里更詳細說明的一樣，墨流動通道可以包括形成在流動 通道單元4的上表面上的壓力腔室10，并且還可以包括與壓力腔室10流體連通的排墨噴嘴8。控制板54可以大致水平布置在儲存器單元71上方，并且FPC50 的另一端通過連接器54a連接到該控制板54。驅動器IC52可以適于基 于來自控制板54的命令通過FPC50的布線例如信號線給促動器單元 21供應驅動信號。儲存器單元71可以包括儲墨器71a，該儲墨器71a用于在其中存 儲墨。儲墨器71a可以與流動通道單元4的供墨口 5b流體連通。儲墨 器71a中的墨可以通過供墨口 5b供應到流動通道單元4中的墨流動通 道。促動器單元21、儲存器單元71、控制板54、和FPC50可以由蓋 構件58覆蓋。蓋構件58可以包括側蓋53和頭蓋55，它們可以防止在 蓋構件58的外部周圍存在的墨或墨霧進入蓋構件58的內部。蓋構件 58可以由金屬材料形成。儲存器單元71可以在其側面上設有具有彈性 的海綿51。 FPC50上的驅動器IC52可以與海綿51相反地安裝，如圖 l所示，并且可以被海綿51壓在側蓋53的內表面上。因此，在驅動器 IC52中產生出的熱可以通過側蓋53傳遞給頭蓋55,并且可以通過蓋 構件58迅速排出到外部大氣。這里，蓋構件58可以用作熱輻射構件。在圖2和圖3中示出根據本發明實施方案的頭本體70的詳細說 明。頭本體70的流動通道單元4可以具有多個壓力腔室10、以及與多 個壓力腔室10流體連通的多個噴嘴8。如圖3所示，各個壓力腔室IO 可以具有大致菱形形狀，或者帶有圓角的平行四邊形形狀，即具有在 兩個縱向端部處有銳角的部分、和在兩個橫向端部處成鈍角的部分。 多個壓力腔室10可以沿著兩個方向與流動通道4的上表面相鄰。具體 地說，所述多個壓力腔室IO可以沿著布置方向A和沿著布置方向B以
矩陣圖案布置。在一個實施方案中，布置方向A可以為流動通道單元 4的縱向方向，從而與壓力腔室10的短對角線平行地延伸。布置方向B可以與壓力腔室10的一條斜線的方向對應。布置方向B可以相對于 布置方向A形成鈍角6。壓力腔室IO可以沿著布置方向A相互間隔預定距離。在一實施方 案中，該預定距離設定為與每英寸37.5點(dpi)的打印分辨率對應的值。 在排墨區域中沿著布置方向B可以布置預定數量例如16個壓力腔室 10。再次參照圖2，壓力腔室10可以構成一個或多個壓力腔室組9。 多個例如四個促動器單元21可以粘結到流動通道單元4的上表面上， 并可以與壓力腔室組9對應地按照之字形圖案布置成兩排。壓力腔室 組9和促動器單元21每一個都可以具有梯形輪廓形狀，如圖2所示。與促動器單元21的粘結區域相對的流動通道單元4的下表面對應 于排墨區域，該排墨區域包括多個布置在其中的噴嘴8。噴嘴8也按照 矩陣圖案布置，并構成多個噴嘴排。在該實施方案中，如圖3所示，沿著流動通道單元4的縱向方向 以等間距布置的十六排壓力腔室10沿著流動通道單元4的橫向方向相 互平行地布置。每個壓力腔室排中包括的壓力腔室10的數量與促動器 單元21的輪廓形狀對應地從長邊向短邊逐漸減少。噴嘴8按照與壓力 腔室10相同的方式布置。因此，整體上實現分辨率為600dpi的成像。如圖2和圖3所示，延續至供墨口 5b的集管流動通道5和從該集 管流動通道5分叉出的副集管流動通道(共同墨腔室)5a形成在流動通 道單元4中。集管流動通道5沿著促動器單元21的斜邊延伸。在介于 兩個促動器單元21之間的區域中，相鄰促動器單元21共同使用一個 集管流動通道5，并且副集管流動通道5a從集管流動通道5的兩側分 叉出。副集管流動通道5a沿著流動通道單元4的縱向方向延伸。
多個噴嘴8如圖3所示沿著流動通道單元4的縱向方向布置。各 個噴嘴8通過作為受擠壓流動通道的孔隙(受擠壓孔)12將壓力腔室10 和副集管流動通道5a連通。為了容易理解這些附圖，在圖3中用雙點 劃線畫出促動器單元21,并且用實線畫出由于位于促動器單元21下方 而應該用虛線畫出的壓力腔室IO和孔隙12。隨后，將對頭本體70的剖面結構進行說明。圖4為沿著圖3中的 IV-IV線的剖視圖。如圖4所示，通過將流動通道單元4和促動器單元 21粘結來形成頭本體70。流動通道單元4具有層疊結構，其中從頂部 開始包括空腔板22、基板(第三板)23、孔隙板(第一板)24、供應板(第 二板)25、集管板26、 27和28、蓋板29、和噴嘴板30的九塊金屬板彼 此層疊。空腔板22為金屬板，它具有與壓力腔室IO對應的大致為菱形的 多個開口。基板23為金屬板，分別與空腔板22的一個壓力腔室IO對 應地，基板23具有在壓力腔室10和孔隙12之間的連通孔(第一流動通 道孔)23a、以及從壓力腔室IO到噴嘴8的連通孔(第二流動通道孔)23b。孔隙板24為金屬板，分別與空腔板22的一個壓力腔室IO對應地， 孔隙板24包括孔隙12(參見圖3和圖7)以及從壓力腔室10到噴嘴8的 連通孔12d，該孔隙12具有連通部分12c，該連通部分12c與副集管流 動通道5a側上的墨入口 12a及壓力腔室IO側上的墨出口 12b連通，且 形成為較窄。供應板25為金屬板，分別與空腔板22的一個壓力腔室 10對應地，供應板25具有在孔隙12和副集管流動通道5a之間的連通 孔25a、以及從壓力腔室10到噴嘴8的連通孔25b。集管板26、 27和28為金屬板，每塊金屬板除了副集管流動通道 5a之外還包括分別與空腔板22的一個壓力腔室10對應的從壓力腔室 10到噴嘴8的連通孔。蓋板29為金屬板，它設有與空腔板22的一個 壓力腔室10對應的從壓力腔室10到噴嘴8的連通孔。噴嘴板30為金
屬板，它設有與空腔板22的一個壓力腔室10對應的噴嘴8。基板23、孔隙板24和供應板25每個都形成有用于使供墨口 5b 和集管流動通道5連通的孔5c和5d(參見圖5和圖6)。九塊板22至30相互對準且層疊，從而如圖4所示形成單獨墨流 動通道32。單獨墨流動通道22首先從副集管流動通道5a的出口向上 延伸，在孔隙12中水平延伸，然后進一步向上延伸，在壓力腔室10 中再次水平延伸，在離開孔隙12的方向上向下傾斜延伸一定距離，然 后垂直向下朝著噴嘴8延伸。與形成在空腔板22上的壓力腔室10對 應的孔如圖4所示部分地被基板23封閉，從而在流動通道單元4的上 表面上形成有形成為凹槽的壓力腔室IO的開口。然后，將促動器單元 21粘結到流動通道單元21的上表面上，以便封閉壓力腔室IO的開口。如在圖4中清楚看出，壓力腔室IO和孔隙12設置在不同的高度 處。因此，如圖3所示，與位于促動器單元21下方的排墨區域對應地， 在流動通道單元4中，與一個壓力腔室10連通的孔隙12可以在平面 圖中布置在與所討論的壓力腔室相鄰的壓力腔室IO相同的位置處。因 此，由于壓力腔室10以高密度相互緊密布置，所以通過具有相對較小 占據面積的噴墨頭1實現了高分辨率圖像打印。圖5為在由圖2所示的點劃線包圍的區域S2中的孔隙板24的局 部放大圖。圖6為在由圖2所示的點劃線所包圍的區域S2中的基板23 的局部放大圖。圖7A為局部放大圖，示出由圖5所示的點劃線所包圍 的區域，并且圖7B為局部放大圖，示出由圖6所示的點劃線所包圍的 區域。圖8為局部剖視圖，示出基板23和孔隙板24層疊的狀態。圖9 為圖8中所示的基板23和孔隙板24的分解透視圖。在圖5和圖6中， 由于分別形成在孔隙板24和基板23的下表面上所以實際上應該用虛 線畫出的溝槽用實線畫出。同樣，在圖7中，用實線畫出應該用虛線 畫出的溝槽，并且這些溝槽部分用陰影線表示以便容易識別。雖然在 流動通道單元4中基板23實際上布置在上側、并且孔隙板24布置在 基板23的下側上，但是在圖8和圖9中基板23和孔隙板24以顛倒的 狀態示出。如圖5所示，與多個壓力腔室IO相同，多個孔隙12和連通孔12d 形成在與促動器單元21重疊的區域中。這些孔隙12與壓力腔室10 — 樣沿著兩個方向即布置方向A和布置方向B成矩陣圖案彼此相鄰布置， 并且在布置方向B上包括有十六個孔隙12。相反，連通孔12d的布置 稍微不同。雖然連通孔12d沿著兩個方向即布置方向A和布置方向B 成矩陣圖案彼此相鄰布置，但是在布置方向B上包括八個連通孔12d。 每排都包括八個連通孔12d的一組兩排與沿著布置方向B布置的十六 個壓力腔室IO對應。如圖5所示，所述多個孔隙12被分成沿著布置方向A布置的四個 孔隙排112a至112d。孔隙排112a至112d在與孔隙板24的布置方向A 垂直的方向上從一端到另一端或者從所述另一端到所述一端反復布 置。孔隙12的墨出口 12b在孔隙排112b禾B 112d中布置在圖7A中的 右側上，并且在孔隙排112a和112c中布置在圖7A中的左側上。孔隙 12的墨入口 12a在相應孔隙排112a至112d中位于孔隙12的墨出口 12b 的相反側上。在孔隙12的墨入口 12a和墨出口 12b之間的連通部分12c 在平面圖中在連通部分12c的短邊的寬度上小于墨入口 12a和墨出口 12b的寬度，并且形成為在單獨墨流動通道32中用于墨通過的橫截面 積最小，從而調節了在副集管流動通道5a到壓力腔室10之間的墨流 動通道的阻力。如圖5所示，沿著在孔隙板24的位于供應板25側上的表面上包 括多個孔隙12和連通孔12d的孔組的最外周，形成有包圍溝槽61，該 包圍溝槽61具有與該最外周對應的形狀。在孔隙板24的每個開口 5d的外周上形成有開口包圍溝槽62，該
開口包圍溝槽62具有沿著開口 5d的外周形狀經由預定寬度的粘結余量的形狀。開口包圍溝槽62包括在最靠近開口 5d的位置處的開口包 圍溝槽62a、以及從開口包圍溝槽62a開始以類似形狀順序擴大的開口 包圍溝槽62b和62c。除了在包圍溝槽61和開口包圍溝槽62內側的區 域之外，在孔隙板24的位于供應板25側的整個表面上形成連接溝槽 63，該連接溝槽63形成為格柵圖案，且連接到包圍溝槽61和開口包 圍溝槽62c。孔隙板24在圖5中的左下位置處形成有通孔59，并且通 孔59和連接溝槽63相互連通。在空腔板22和基板23上在類似的位 置處形成有相同的通孔57和58,從而這些通孔在相互層疊時相互連通。 因此，包圍溝槽61、開口包圍溝槽62c和連接溝槽63與大氣連通。如圖5和圖7A中所示，在包圍溝槽61內側形成有內部溝槽65。 內部溝槽65包括溝槽65a，該溝槽65a具有沿著相應連通孔12d的 外周形狀延伸且使這些外周形狀相對于彼此連接的形狀；溝槽65b，該 溝槽65b具有包圍著所述多個相鄰連通孔12d的形狀；溝槽(第一凹 槽)65c，該溝槽(第一凹槽)65c具有包圍著構成四個相鄰孔隙排112a至 112d的孔隙12以及與這些孔隙12相鄰的連通孔12d的形狀；用于連 接溝槽65a、溝槽65b和溝槽65c的溝槽65d;溝槽(第二凹槽)65e，該 溝槽(第二凹槽)65e形成在由構成四個孔隙排112a至112d的孔隙12包 圍的位置處；由溝槽65e包圍的溝槽65f;用于將包圍溝槽61和溝槽 65a連通的連接溝槽65g，該連接溝槽65g形成在位于包括所述多個連 通孔12d的那些排的最外位置處的連通孔12d外側；以及用于將包圍 溝槽61和溝槽65b連接的連接溝槽65h，該連接溝槽65h形成在位于 包括所述多個連通孔12d的那些排的最外位置處的連通孔12d外側。 這樣，就孔隙板24自身而言，內部溝槽65的除了溝槽65e和65f之外 的溝槽65a至65d連接到包圍溝槽61，并通過通孔59與大氣連通。形 成在孔隙板24上的所有溝槽61至63和65通過半蝕刻過程形成為朝 著供應板25打開(即，在孔隙板24的位于供應板25側上的表面(其中 一個表面)上打開)的凹槽，用于釋放在孔隙板24和供應板25粘結時產 生出的過量粘合劑。
在基板23上，連通孔23a和連通孔23b按照與所述多個孔隙12 相同的方式如圖6所示沿著兩個方向即沿著布置方向A和布置方向B 成矩陣圖案布置。成矩陣圖案布置的所述多個連通孔23a和23b被分 成多個排(第一排)123a，排123a包括多個沿著布置方向A布置的所 述多個連通孔23a;多個排(第二排)123b，排123b布置在插入排123a 的位置處，且包括沿著布置方向A交替布置的所述多個連通孔23a和 連通孔23b;多個排(第三排)123c和123d，排123c和123d布置在插入 三個排123a和123b的位置處，且包括沿著布置方向A布置的所述多 個連通孔23b。位于沿著流動通道單元4的橫向方向的最外位置處的兩 個排123d具有與以下排構造相同的構造，其中構成其它排123a至123c 的所述多個孔沿著布置方向A交替布置，并且孔的數量約為其它排 123a至123c的一半。在基板25的位于孔隙板24側上的表面上，如圖6所示在包括所 述多個連通孔23a和23b的孔組的最外周上以沿著該最外周的形狀的 形狀形成有包圍溝槽71。在基板23的每個開口 5c的外周上經由預定寬度的粘結余量形成 有開口包圍溝槽72，該開口包圍溝槽72具有沿著開口 5c的外周形狀 的形狀。該開口包圍溝槽72包括在最靠近開口 5c的位置處的開口包 圍溝槽72a、以及從開口包圍溝槽72a開始以類似形狀順序擴大的開口 包圍溝槽72b和72c。除了在包圍溝槽71和開口包圍溝槽72內側的區 域之外，在基板23的位于孔隙板24側的整個表面上形成連接溝槽73， 該連接溝槽73形成為格柵圖案，且連接到包圍溝槽71和開口包圍溝 槽72c。連接溝槽23與形成于基板23的在圖6中的左下部分處的通孔 58連通。因此，包圍溝槽71、開口包圍溝槽72c及連接溝槽73與大 氣連通。如圖6和圖7B中所示，在包圍溝槽71內側形成有內部溝槽75。 內部溝槽75包括溝槽75a，該溝槽75a具有沿著屬于排123d的相應 連通孔23b的外周形狀延伸且使這些外周形狀相對于彼此連接的形狀； 溝槽75b，該溝槽75b具有包圍著屬于排123c的所述多個連通孔23b 的形狀；溝槽75c，該溝槽75c具有包圍屬于三個相鄰排123a和123b 的連通孔23a和23b的形狀；用于連接溝槽75a、溝槽75b和溝槽75c 的溝槽75d;形成在相鄰三排123a和123b之間的溝槽(第三凹槽)75e 和75f;用于將包圍溝槽71和溝槽75a連通的連接溝槽75g，該連接溝 槽75g形成在位于包括所述多個連通孔23b的那些排的最外位置處的 連通孔23b外側；以及用于將包圍溝槽71和溝槽75b連接的連接溝槽 75h，該連接溝槽75h形成在位于包括所述多個連通孔23b的那些排的 最外位置處的連通孔23b外側。這樣，就基板23自身而言，內部溝槽 75的除了溝槽75e和75f之外的溝槽75a至75d連接到包圍溝槽71， 并通過通孔58與大氣連通。形成在基板23上的所有溝槽71至73和 75通過半蝕刻過程形成為朝著孔隙板24打開(g卩，在基板25的位于孔 隙板24側上的表面上打開)的凹槽，用于釋放在將基板25和孔隙板24 粘結時產生出的過量粘合劑。多個溝槽75e在圖7B中的排123a的左側上沿著布置方向A布置。 多個溝槽75f在圖7B中的排123a的右側上沿著布置方向A布置。這 些溝槽75e和75f不與基板23上的其它溝槽連通。假設在用于使溝槽 75e及75f與相鄰溝槽75c連通的連通孔23a和23b之間形成有溝槽(通 道)，則在連通孔23a和23b周圍的粘結余量不可避免地減小。在粘結 余量太窄時，單獨墨流動通道32和溝槽相互連通，因此墨會由于在層 疊和粘結時的移動等而從溝槽泄漏。因此，結果必須增大在連通孔23a 和23b之間的距離。然后，必須對應地增大在所述多個壓力腔室10和 孔隙12之間的距離，因此流動通道單元4的尺寸會增大。在孔隙板24 上形成用于將孔隙板24的溝槽65e和溝槽65c連通的溝槽的情況下， 也會發生這種情況。在基板23和孔隙板24如圖7A和8所示層疊時，溝槽75e和75f
分別與溝槽65e的一部分和溝槽65c的一部分相對。孔隙板24形成有 在溝槽65e的與溝槽75e及75f相對的區域中的通孔67、以及在溝槽 65c的與溝槽75e及75f相對的區域中的通孔68。這樣，由于孔隙板24形成有這些通孔67和通孔68，如圖9所示， 所以孔隙板24的溝槽65e通過通孔67與基板23的溝槽75e及75f連 通，并且溝槽75e和75f通過通孔68與孔隙板24的溝槽65c連通。由 于溝槽65c與大氣連通，所以溝槽65e以及溝槽75e和75f與大氣連通。隨后將描述層疊在作為流動通道單元4的最上層的空腔板22上的 促動器單元21的構造。圖10A為促動器單元21和壓力腔室10的局部 放大剖視圖，并且圖10B為粘結到促動器單元21的表面上的單獨電極 的形狀的平面圖。如圖10A所示，促動器單元21包括三個壓電片41至43,這三個 壓電片41至43形成為具有大致相同的約15pm的厚度。這些壓電片 41至43是按照延伸越過構成一個壓力腔室組9的所有壓力腔室10的 方式延續的層疊平板(連續平板層)。由于壓電片41至43形成為連續平 板層，所以可以例如通過采用絲網印刷技術在壓電片41上布置高密度 布置的單獨電極35。壓電片41至43由具有鐵電性的鋯鈦酸鉛(PZT) 基陶瓷材料形成。單獨電極35具有大約為lpm的厚度，并且具有大致菱形形狀的 平板形狀，如圖IOB所示該形狀與壓力腔室IO幾乎相似。大致菱形形 狀的單獨電極35的銳角部分中的一個銳角部分延伸出，并且在單獨電 極35的遠端處設有直徑約為160pm的圓形焊盤36。在作為最上層的壓電片41和位于下面一層處的壓電片42之間布 置有共同電極34。該共同電極34大致形成在壓電片42的整個上表面 上，并且在未示出的區域中接地。因此，可以根據單獨電極35來控制電位。促動器單元21具有所謂的單壓電晶片型構造，并且與單獨電極 35對應地形成多個單獨促動器。隨后將對促動器單元21的操作進行說明。促動器單元21在接收 到來自外部的排出請求時從驅動器IC52接收驅動信號供應。在收到驅 動信號時，相應的促動器變形以朝著壓力腔室IO凸起。這時，壓力腔 室10中的墨的壓力增大，因此從噴嘴8排出墨。根據在如上所述的該實施方案中的噴墨頭1，溝槽65e、溝槽75e 和75f、以及溝槽65c通過通孔67及68相對于彼此連通，并且所有這 些溝槽65c、 65e、 75e和75f與大氣連通。因此在將粘合劑涂敷在基板 23的形成有溝槽71至73和75的表面、以及孔隙板24的形成有溝槽 61至63和65的表面上，并且然后將基板23、孔隙板24和供應板25 粘結且層疊時，存在于由溝槽65e和供應板25包圍的空間和由溝槽75e 和75f以及孔隙板24包圍的空間中的空氣試圖逸出到大氣中，因此在 溝槽65e周圍以及在溝槽75e和75f周圍的過量粘合劑趨向于流進溝槽 65e、 75e和75f中，并且過量粘合劑幾乎不能流進孔隙12中。由于孔 隙板24的溝槽65e通過貫穿厚度方向的通孔67及68、和不是形成在 孔隙板24自身上而是形成在相鄰基板23上的溝槽75e及75f與大氣連 通，所以不再需要形成從孔隙板24的表面向內延伸的溝槽(通道)，并 且孔隙12(單獨墨流動通道32的一部分)可以以高密度形成在孔隙板24 上。由于布置在由所述多個連通孔23a和23b形成的排123a和排123b 之間的溝槽75e及75f通過通孔67和68與孔隙板24的溝槽65c及65e 連通，所以不再需要形成用于使溝槽75e及75f與基板23上的大氣連 通的溝槽(通道)，因此所述多個連通孔23a和23b(單獨墨流動通填32 的一部分)同樣可以以高密度形成在基板23上。由于形成在孔隙板24
上的所有溝槽61至63和65、以及形成在基板23上的所有溝槽71至 73和75通過半蝕刻過程形成，所以它們可以容易地形成。現在將參照圖11對根據本發明第二實施方案的噴墨頭進行說明。 圖ll為局部剖視圖，示出根據本發明第二實施方案的噴墨頭的孔隙板 和供應板層疊的狀態。除了在孔隙板24上不形成通孔67和68、并且 通過供應板25的凹槽226和227使溝槽65c和65e相互連通這一點之 外，根據該實施方案的噴墨頭與根據第一實施方案的噴墨頭1大致相 同。與第一實施方案中相同的部分由相同的附圖標記表示，并且將省 略說明。如圖11所示，供應板25通過半蝕刻方法形成有在孔隙板24側上 打開的凹槽(板凹槽)226和227。這些板凹槽226和227形成為在將孔 隙板24和供應板25層疊時與形成在孔隙板24上的溝槽65c及65e的 一部分相對。這樣，通過在供應板25上形成凹槽226和227，從而在 將孔隙板24和供應板25層疊時溝槽65e和溝槽65c相互連通，因此， 存在于由溝槽65e和供應板25包圍的空間中的氣體試圖逸出到大氣 中。因此，在溝槽65e周圍的過量粘合劑趨向于流進溝槽65e中，從而 過量粘合劑難以流入孔隙12中。
權利要求
1.一種噴墨頭，包括流動通道單元，該流動通道單元包括多塊層疊板，所述多塊層疊板包括第一板、第二板和第三板，其中所述多塊層疊板構造成穿過所述多塊層疊板形成有共同墨腔室、多個噴嘴、和多個壓力腔室；和多個單獨墨流動通道，每個單獨墨流動通道構造成從該共同墨腔室經由所述多個壓力腔室中的一個壓力腔室延伸至所述多個噴嘴中的一個噴嘴，其中該第一板包括構造成使共同墨腔室和壓力腔室流體連通的多個孔隙，并且其中第一板的與第二板相鄰的表面具有多個第一凹槽和多個第二凹槽，所述多個第一凹槽延伸離開第二板，所述第一凹槽構造成與大氣流體連通，所述多個第二凹槽朝著第三板延伸且由所述多個孔隙包圍，并且其中第三板的表面具有延伸離開第一板的多個第三凹槽，并且第一板的相對表面具有穿過第一板的多個開口，所述多個開口構造成使得第一及第二凹槽與第三板的第三凹槽流體連通。
2. 如權利要求1所述的噴墨頭，其中所述第一凹槽和第二凹槽構 造成釋放用于將所述第二板粘結到所述第一板的所述表面上的粘合 劑。
3. 如權利要求l所述的噴墨頭，其中所述第三凹槽構造成釋放用 于將所述第三板粘結到所述第一板的所述相對表面上的粘合劑。
4. 如權利要求l所述的噴墨頭，其中所述多個開口構造成使得所 述第一凹槽和所述第三凹槽在所述第一凹槽和所述第三凹槽相對的區 域中流體連通，并且其中所述多個開口構造成使得所述第二凹槽和所 述第三凹槽在所述第二凹槽和所述第三凹槽相對的區域中流體連通。
5. 如權利要求l所述的噴墨頭，其中所述第三板還包括多個第一 流動通道和多個第二流動通道，所述多個第一流動通道構造成使得所 述多個壓力腔室和所述多個孔隙中的每一個流體連通，所述多個第二 流動通道構造成使得所述多個壓力腔室和所述多個噴嘴中的每一個流 體連通，并且其中所述多個第一和第二流動通道以矩陣圖案布置。
6. 如權利要求5所述的噴墨頭，其中布置在所述矩陣圖案的第一排中的所述多個第一流動通道沿著第 一方向布置，并且布置在所述矩陣圖案的第二排中的所述多個第一和 第二流動通道在插入第一排的位置處沿著該第一方向交替布置，并且 布置在所述矩陣圖案的第三排中的所述多個第二流動通道在插入第一 和第二排的位置處沿著第一方向布置。
7. 如權利要求6所述的噴墨頭，其中所述第三凹槽布置在所述矩 陣圖案的第一排和所述矩陣圖案的第二排之間。
8. 如權利要求l所述的噴墨頭，其中所述多個孔隙中的每個孔隙 構造成形成所述單獨墨流動通道的窄部，該窄部比墨流經的所述單獨 墨流動通道的周圍部分窄，并且其中所述多個第二凹槽由所述單獨墨 流動通道的所述窄部包圍。
9. 如權利要求1所述的噴墨頭，其中所述各個凹槽構造成通過蝕 刻形成。
10. —種噴墨頭，包括 流動通道單元，該流動通道單元包括多塊層疊板，所述多塊層疊板包括第一板和第二板，其中所 述多塊層疊板構造成穿過所述多塊層疊板形成有共同墨腔室、多 個噴嘴、和多個壓力腔室；和多個單獨墨流動通道，每個單獨墨流動通道構造成從該共同 墨腔室經由所述多個壓力腔室中的一個壓力腔室延伸至所述多個 噴嘴中的一個噴嘴，其中該第一板包括構造成使共同墨腔室和壓力腔室流體連通的多 個孔隙，并且其中第一板的與第二板相鄰的表面包括多個第一凹槽和多個第二 凹槽，所述多個第一凹槽延伸離開第二板，所述第一凹槽構造成與大 氣流體連通，所述多個第二凹槽延伸離開第二板且由所述多個孔隙包 圍，并且其中所述第二板的表面包括延伸離開第一板的多個第三凹 槽，所述多個第三凹槽中的每個第三凹槽與所述多個第一凹槽中的一 個第一凹槽的一部分及所述多個第四凹槽中的一個第四凹槽的一部分相對，并且其中第三凹槽構造成與所述多個第一及第二凹槽中的每一 個的相應部分流體連通。
11. 如權利要求IO所述的噴墨頭，其中所述第一凹槽和第二凹槽 構造成釋放用于將所述第二板粘結到所述第一板的所述表面上的粘合 劑。
12. 如權利要求IO所述的噴墨頭，其中所述多個孔隙中的每個孔 隙構造成形成所述單獨墨流動通道的窄部，該窄部比墨流經的所述單 獨墨流動通道的周圍部分窄，并且其中所述多個第二凹槽由所述單獨 墨流動通道的所述窄部包圍。
13. 如權利要求IO所述的噴墨頭，其中所述各個凹槽構造成通過 蝕刻形成。
全文摘要
一種噴墨頭具有流動通道單元，該流動通道單元具有多塊層疊板，所述多塊層疊板包括第一、第二和第三板，這些板一起形成共同墨腔室、噴嘴和壓力腔室。第一板具有使得共同墨腔室與壓力腔室流體連通的孔隙，且還具有延伸離開第二板的第一凹槽、和朝著第三板延伸的第二凹槽。第三板的表面具有延伸離開第一板的凹槽。第一板的相對表面具有多個開口，所述多個開口使得第一及第二凹槽與第三板的第三凹槽流體連通。在另一種噴墨頭中，第二板的表面具有延伸離開第一板的凹槽，這些凹槽的一部分構造成與第一板上的凹槽流體連通。
文檔編號B41J2/14GK101152787SQ20071015328
公開日2008年4月2日 申請日期2007年9月29日 優先權日2006年9月29日
發明者近本忠信 申請人:兄弟工業株式會社