喷墨打印头和具有该喷墨打印头的喷墨打印机的制作方法

专利名称：喷墨打印头和具有该喷墨打印头的喷墨打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及向被记录介质喷墨来进行印刷的喷墨打印头(ink-jethead)以及具有喷墨打印头的喷墨打印机。
背景技术：
在喷墨打印机中，喷墨打印头把从墨水槽所供给的墨水分配给多个压力室(pressure chamber)，通过有选择地给各压力室施加脉冲状的压力，而从喷嘴(nozzle)喷出墨水。作为用于有选择地给压力室施加压力的一个装置，使用层叠了由压电陶瓷组成的多个压电板的执行单元。
作为相应的喷墨打印头的一例，这样的方案(参照日本专利公开公报特开平4-341852号)是公知的具有一个执行单元(actuator unit)，层叠跨在多个压力室上的多枚连续平板状的压电板(piezoelectricsheet)，用使多个压力室共同保持在接地电压上的共用电极和配置在与各压力室相对应的位置上的多个独立电极即驱动电极(individualelectrode or driving electrode)夹着至少一枚压电板。被驱动电极和共用电极夹着并且在层叠方向上极化的压电板的部分，当该夹着的部分的两侧的驱动电极成为与共用电极不同的电位时，通过在压电板的极化方向上施加外部电场，由所谓的长度方向压电效应(longitudinalpiezoelectric effect)而在层叠方向上伸缩。在此情况下，当由独立电极和共用电极夹着的压电板的部分被施加外部电场时，作为在压电效应下变形的活性层而动作。由此，压力室内的容积变动，从与压力室连通的喷嘴向被记录介质喷出墨水。
在上述这样的喷墨打印头中，近年来，为了适应于图像的高析像度和高速打印的要求，由于压力室被高密度配置，导致由与某个压力室相对应的活性层变形而引起的与相邻的压力室相对应的压电板变形，发生从本来不应喷出墨水的墨水喷出口喷出墨水，或者，墨水喷出量比本来的量增加或者减少的交叉干扰问题。当交叉干扰发生时，所打印的图像的画质变差，因此，为了提高喷墨打印机的品质，抑制交叉干扰成为重要的问题。

发明内容
本发明的主要目的是提供能够抑制交叉干扰发生的喷墨打印头以及具有该喷墨打印头的喷墨打印机。
根据本发明，提供一种喷墨打印头以及具有该喷墨打印头的喷墨打印机，该喷墨打印头，设有包含一端与喷嘴相连而另一端与墨水供给源相连的多个压力室，上述多个压力室矩阵状地相邻配置的流路单元(单数)和为了使上述压力室的容积变化而固定在上述流路单元的一个表面上的执行单元(单数)，上述执行单元包括跨在多个上述压力室上而连续配置的压电板；配置在上述压电板的一侧而保持一定电位的共用电极(单数)；配置在上述压电板的另一侧，配置在与各压力室相对应的位置上的多个独立电极；形成在与上述压电板的上述压力室之间相对应的区域上的凹部。
由此，执行单元在与相邻的压力室之间相对应的区域中形成凹部，因此，能够抑制由压电效应所产生的活性层的变形对相邻的压力室产生影响的交叉干扰。


图1是包含本发明的第一实施例的喷墨打印头的喷墨打印机的简图；图2是本发明的第一实施例的喷墨打印头的透视图；图3是沿着图2的III-III线的截面图；
图4是在图2描绘的喷墨打印头中包含的打印头主体的平面图；图5是由图4内描绘的点划线围绕的区域的放大图；图6是由图5内描绘的点划线围绕的区域的放大图；图7是在图4内描绘的打印头主体的部分截面图；图8是由图5内描绘的两点划线围绕的区域的放大图；图9是在图4内描绘的打印头主体的部分分解透视图；图10是执行单元的放大平面图；图11是沿着图4所示的打印头主体的图10的X-X线的部分截面图；图12是图4所示的打印头主体的制造过程中的一个过程中的与图11相对应的部分截面图；图13是在本发明的第二实施例的喷墨打印头中包含的执行单元的放大平面图；图14是本发明的第二实施例的喷墨打印头的打印头主体的部分截面图；图15是在本发明的第三实施例的喷墨打印头中包含的执行单元的放大平面图；图16是在本发明的第四实施例的喷墨打印头中包含的执行单元的放大平面图；图17是在本发明的第五实施例的喷墨打印头中包含的执行单元的放大平面图；图18是在本发明的第六实施例的喷墨打印头中包含的执行单元的放大平面图。
具体实施方式
图1是包含本发明的第一实施例的喷墨打印头的喷墨打印机的简图。图1所示的喷墨打印机101是具有4个喷墨打印头1的彩色喷墨打印机。在该喷墨打印机101中，在图中左方构成送纸部111，在图中右方构成排纸部112。
在喷墨打印机101的内部，形成从送纸部111向排纸部112输送打印纸的打印纸输送路径。在紧邻送纸部111下游侧配置夹持输送作为图像记录介质的打印纸的一对送纸辊105a、105b。通过一对送纸辊105a、105b，打印纸从图中左方向右方输送。在打印纸输送路径的中间部配置两个皮带轮106，107和卷绕成架在两个皮带轮106，107之间的环形的输送皮带108。对输送皮带108的外周面即输送面施加硅酮处理，把通过一对送纸辊105a，105b所输送的打印纸通过该附着力而保持在输送皮带108的输送面上，同时，通过一方的皮带轮106的图中的顺时针(箭头104的方向)的旋转驱动，能够向下游方(右方)输送。
在打印纸的与皮带轮106相对应的插入及排出位置上，分别配置压紧部件109a，109b。压紧部件109a，109b用于把打印纸压到输送皮带108的输送面上而确实地附着到输送面上，以免输送皮带108上的打印纸从输送面浮起。
沿着打印纸输送路径，在紧邻输送皮带108下游侧设置剥离机构110。剥离机构110把附着在输送皮带108的输送面上的打印纸从输送面上剥离下来，向右方的排纸部112输送。
4个喷墨打印头1在其下端具有打印头主体1a。打印头主体1a分别具有矩形截面，彼此接近配置成其长度方向成为与打印纸输送方向垂直的方向(图1的纸面垂直方向)。即，该喷墨打印机101是行式打印机。4个打印头主体1a的各自底面与打印纸输送路径相对，在这些底面上设置形成具有多个微小直径的多个喷墨口的喷嘴。从4个打印头主体1a分别喷出品红、黄色、蓝绿色、黑色的墨水。
打印头主体1a配置成在其下表面与输送皮带108的输送面之间形成少量的间隙，在该间隙部分中形成打印纸输送路径。在该构成中，当在输送皮带108上所输送的打印纸依次通过4个打印头主体1a的正下方时，从喷嘴向该打印纸的上表面即打印面喷射各色的墨水，由此，能够在打印纸上形成所希望的彩色图像。
喷墨打印机101具有用于自动地对喷墨打印头1进行维护的维护单元117。在该维护单元117中设置用于覆盖4个打印头主体1a的下表面的4个护罩116和未图示的清洁机构等。
维护单元117在喷墨打印机101进行打印时，位于送纸部111的正下方的位置(退避位置)上。接着，当在打印结束后而满足预定的条件时(例如，当打印动作未进行的状态持续了预定时间时或喷墨打印机101的电源OFF操作被进行时)，移动到4个打印头主体1a的正下方的位置上，在该位置(护罩位置)上，通过护罩116分别覆盖打印头主体1a的下表面，来防止打印头主体1a的喷嘴部分的墨水的干燥。
皮带轮106，107和输送皮带108由底架113支撑。底架113承载在配置在其下方的圆筒部件115上。圆筒部件115能够以安装在从其中心偏离的位置上的轴114为中心而旋转。因此，随着轴114的旋转，圆筒部件115的上端高度变化时，底架113随之升降。当使维护单元117从退避位置移动到护罩位置上时，需要使圆筒部件115预先进行适当角度的旋转，使底架113、输送皮带108和皮带轮106，107从图1所示的位置下降适当的距离，而确保用于维护单元117的移动的空间。
在由输送皮带108围绕的区域内，通过与位于与喷墨打印头1相对的位置即上侧的输送皮带108的下表面相接触，来配置从内周侧支撑其的大致长方体形状(具有与输送皮带108相同程度的宽度)的导向件121。
下面对本实施例的喷墨打印头1的构造进行更详细的说明。图2是喷墨打印头1的透视图。图3是沿着图2的III-III线的截面图。如图2和图3所示的那样，本实施例的喷墨打印头1包括具有在一个方向(主扫描方向)延伸的矩形平面形状的打印头主体1a和用于支撑打印头主体1a的基部131。基部131除了打印头主体1a之外还支撑向独立电极35(参照图6)等供给驱动信号的驱动器IC 132和基板133。
基部131，如图2所示的那样，由以下部分构成通过与打印头主体1a的上表面部分接合，支撑打印头主体1a的基块138和通过接合到基块138的上表面而保持基块138的支架139。基块138是具有与打印头主体1a的长度方向长度大致相同的近似长方体形状的部件。由不锈钢等金属材料构成的基块138具有作为加强支架139的重量轻的构造体的作用。支架139由以下部分构成配置在打印头主体1a侧的支架主体141和从支架主体141延伸到与打印头主体1a相对侧的一对支架支撑部142所构成。一对支架支撑部142都是平板状的部件，沿着支架主体141的长度方向，隔开预定间隔而平行设置。
在支架主体141的副扫描方向(与主扫描方向正交的方向)两端部，设置向下方突出的一对挡裙部141a。在此，一对挡裙部141a都形成在支架主体141的长度方向整个宽度上，因此，在支架主体141的下表面通过一对挡裙部141a而形成大致长方体形状的槽部141b。在该槽部141b内容纳基块138。基块138的上表面与支架主体141的槽部141b的底面通过粘接剂等进行粘接。基块138的厚度比支架主体141的槽部141b的深度稍大，因此，基块138的下端部从挡裙部141a向下方伸出。
在基块138的内部，作为向打印头主体1a供给的墨水的流路，形成在其长度方向延伸的大致长方体形状的空隙(中空区域)的墨水池3。在基块138的下表面145上形成与墨水池3连通的开口3b(参照图4)。而且，墨水池3通过未图示的供给管而与打印机主体内的未图示的主墨水槽(墨水供给源)相连接。因此，从主墨水槽向墨水池3补充适量的墨水。
基块138的下表面145在开口3b的附近从周围向下方伸出。而且，基块138仅在下表面145的开口3b附近部分145a，固定在打印头主体1a的流路单元4(参照图3)上。因此，基块138的下表面145的开口3b附近部分145a之外的区域与打印头主体1a相隔离，在该隔离部分中配置执行单元21。
在支架139的支架支撑部142的外侧面上用海绵等弹性部件137来固定驱动器IC 132。在驱动器IC 132的外侧面上紧密接合配置散热片134。散热片134为大致长方体形状的部件，使由驱动器IC 132产生的热被有效地散发。在驱动器IC 132上连接作为供电部件的柔性印刷电路板(FPCflexible printed circuit)136。与驱动器IC 132相连接的FPC 136通过锡焊而与基板133和打印头主体1a电接合。在驱动器IC 132和散热片134的上方，在FPC 136的外侧配置基板133。在散热片134的上表面与基板133之间以及散热片134的下表面与FPC136之间分别用密封部件149接合。
在支架主体141的挡裙部141a的下表面与流路单元4的上表面之间配置密封部件150以便于夹住FPC 136。即，FPC 136通过密封部件150而固定到流路单元4和支架主体141上。由此，能够防止打印头主体1a为细长时的挠曲，能够防止对执行单元21和FPC 136的连接部的应力施加，以及能够实现FPC 136的确实保持。
如图2所示的那样，在沿着喷墨打印头1的主扫描方向的下方拐角部附近，沿着喷墨打印头1的侧壁均匀地间隔配置6个凸起部30a。这些凸起部30a是设在处于打印头主体1a的最下层的喷嘴板30(参照图7)的副扫描方向两端部的部分。即，喷嘴板30沿着凸起部30a和其之外的部分的边界线弯折90度。凸起部30a在打印机101中设置在与打印使用的各种尺寸的打印纸的两端部附近相对应的位置上。喷嘴板30的弯折部分不是直角的，而是成为带园角的形状，因此，不易引起因在接近于喷墨打印头1的方向上所输送的打印纸的顶端部与喷墨打印头1的侧面相接触而产生的打印纸的拥塞即卡纸。
图4是打印头主体1a的模式的平面图。在图4中，形成在基块138内的墨水池3假想地用虚线描绘。如图4所示的那样，打印头主体1a成为在一个方向(主扫描方向)上延伸的矩形平面形状。打印头主体1a具有形成后述的多个压力室10和喷嘴顶端的喷墨口8(同时参照图5、图6、图7)流路单元4。在其上表面上接合成为锯齿状而排列成两列的多个梯形的执行单元21。各个执行单元21配置成其平行相对边(上边和下边)沿着流路单元4的长度方向。而且，相邻的执行单元21的斜边相互之间在流路单元4的宽度方向上重叠。
与执行单元21的接合区域相对应的流路单元4的下表面成为喷墨区域。在喷墨区域的表面上，如后述那样，多个喷墨口8排列成矩阵状。而且，在配置在流路单元4的上方的基块138内，沿着其长度方向形成墨水池3。墨水池3经过设在其一端的开口3a而与墨水槽(未图示)相连通，始终充满墨水。在墨水池3中，沿着其延伸方向，开口3b每两个成为一对，在未设置执行单元21的区域中设置成交错状。
图5是由图4内描绘的点划线围绕的区域的放大图。如图4和图5所示的那样，墨水池3经过开口3b与处于其下层的流路单元4内的歧管(manifold channel)5相连通。在开口3b中设置用于捕获在墨水中含有的尘埃等的过滤器(未图示)。歧管5的顶端部分成两支，成为副歧管5a。在一个执行单元21的下部，两个副歧管5a分别从处于喷墨打印头1的长度方向两侧的两个开口3b进入到对应的执行单元21中。即，在一个执行单元21的下部，共计4个副歧管5a沿着喷墨打印头1的长度方向延伸。各个副歧管5a被从墨水池3所供给的墨水充满。
图6是由图5内描绘的点划线围绕的区域的放大图。如图5和图6所示的那样，在执行单元21的上表面上，平面形状为大致菱形的独立电极35规则地排列成矩阵状。而且，在流路单元4的与执行单元21相对应的喷墨区域的表面上，多个喷墨口8排列成矩阵状。在流路单元4内，同时与喷墨口8相连通的，平面形状比独立电极35大一圈的菱形的压力室(空腔)10和狭孔12分别规则地排列成矩阵状。压力室10形成在与独立电极35相对应的位置上，从平面看，独立电极35的大部分包含在压力室10中。而且，在图5和图6中，为了容易看清楚附图，在执行单元21内或流路单元4内，用实线描绘应当用虚线描绘的压力室10和狭孔12等。而且，在图5和图6中，省略了后述的槽部61的图示。
图7是沿着图4描绘的打印头主体1a的压力室的长度方向的部分截面图。各个喷墨口8，如从图7看到的那样，形成在纤细形状的喷嘴的顶端上。各个喷墨口8经过压力室10(长度900μm，宽度350μm)和狭孔12而与副歧管5a相连通。这样，在喷墨打印头1中，形成从墨水槽经过墨水池3、歧管5、副歧管5a、狭孔12和压力室10而到达喷墨口8的墨水流路(ink passage)32。
而且，如从图7看到的那样，压力室10和狭孔12设置在不同的高度上。由此，如图6所示的那样，在与处于执行单元21下方的喷墨区域相对应的流路单元4内，把与一个压力室10相连通的狭孔12配置在从平面看与同该压力室相邻的压力室10相同的位置上。其结果，压力室10相互紧挨着而高密度地排列，因此，通过比较小的占有面积的喷墨打印头1来实现高析像度的图像印刷。
压力室10，在图5和图6中描绘的平面内，在喷墨打印头1的长度方向(第一排列方向)和从喷墨打印头1的宽度方向稍稍倾斜的方向(第二排列方向)的两个方向上排列在喷墨区域内。第一排列方向和第二排列方向成为比直角稍小的角度θ。其中，第二排列方向相当于沿着图6中描绘的压力室10的左下或右上的一个斜边的方向。喷墨口8在第一排列方向上以50dpi排列。另一方面，压力室10在第二排列方向上排列成在与一个执行单元21相对应的喷墨区域内包含12个。由此，在喷墨打印头1的整个宽度内，在隔开在第一排列方向上相邻的2个喷墨口8之间的距离的范围内，存在12个喷墨口8。而且，在各个喷墨区域的第一排列方向上的两端部(相当于执行单元21的斜边)，与在喷墨打印头1的宽度方向上相对的另一个执行单元21相对应的喷墨区域成为互补关系，由此，满足上述条件。因此，在本实施例的喷墨打印头1中，从在第一和第二排列方向上排列的多个喷墨口8，伴随着向喷墨打印头1在宽度方向上的相对于打印纸的相对移动，而依次喷出墨滴，由此，能够在主扫描方向上以600dpi进行打印。
下面，参照图8来更详细地说明流路单元4的构造。图8是表示压力室10、喷墨口8和狭孔(限制通路)12三者的位置关系的模式图。如图8所示的那样，压力室10在第一排列方向上以作为预定间隔的50dpi而排列成列状。这样的压力室10的列在第二排列方向上排列12列，作为整体，压力室10在与一个执行单元21相对应的喷墨区域中进行二维排列。
在压力室10中，具有喷嘴连接在图8中上侧的锐角部上的压力室10a和连接在下侧锐角部上的压力室10b这两种。多个压力室10a和多个压力室10b都排列在第一排列方向上，分别形成压力室列11a、11b。如图8所示的那样，在与一个执行单元21相对应的喷墨区域内，从图8中下侧依次排列两列压力室列11a，与其上侧相邻，排列两列压力室列11b。这样的两列压力室列11a和两列压力室列11b共4列压力室列成为一组压力室列，在与一个执行单元21相对应的喷墨区域内，从下侧重复三次来排列。连接各个压力室列11a、11b中的各个压力室的上侧锐角部的直线，在该压力室列中从上侧与相邻的压力室列中的各个压力室的下侧斜边相交叉。
如上述那样，从图8的与打印纸垂直的方向上看，把与压力室10相连接的喷嘴的配置位置不同的第一压力室列11a和第二压力室列11b每两列相邻地进行排列，由此，作为整体，压力室10规则地排列。另一方面，喷嘴在把这些4列压力室列作为一组的压力室列的组中，集中在中央区域中排列。由此，如上述那样，当把4列压力室列作为一组，从下侧重复三次来配置压力室列的组时，在压力室列的组与组的边界附近区域即由这样的4列的压力室列组成的组的两侧，形成不存在喷嘴的区域。而且，用于向各个压力室10供给墨水的宽度较宽的副歧管5a延伸到此。在本实施例中，在与一个执行单元21相对应的喷墨区域中，把在图中下侧的一条、在最下侧的压力室列的组和第二个压力室列的组之间的一条、在最上侧的压力室列的组的两侧的两条共4条宽度较宽的副歧管5a在第一排列方向上延伸。
如图8所示的那样，与喷出墨水的喷墨口8相连通的喷嘴，在第一排列方向上与在该方向上规则排列的压力室10相对应，以50dpi的等间隔排列。而且，在与第一排列方向成角度θ的第二排列方向上，与12个压力室10规则排列的情况不同，与这12个压力室10相对应的12个喷嘴，如上述那样，存在与压力室10的上侧的锐角部相连通的和与下侧的锐角部相连通的，在第二排列方向上不是规则地以一定间隔来排列。
另一方面，在喷嘴始终与压力室10的相同侧的锐角部相连通的情况下，喷嘴在第二排列方向的方向上也规则地以一定间隔进行排列。即，在此情况下，喷嘴排列成每当从图中下侧向上侧上升一个压力室列时，在第一排列方向上错开相当于作为打印时的析像度的600dpi的间隔来位移。与此相对，在本实施例中，把两列的压力室列11a和两列的压力室列11b共4列的压力室列作为一组，其从下侧重复三次进行排列，因此，每当从图中下侧向上侧上升一个压力室列时的喷嘴位置向第一排列方向的位移不是始终相同的。
在本实施例的喷墨打印头1中，对在第一排列方向上具有相当于50dpi的宽度(约508.0μm)，在与该第一排列方向正交的方向上延伸的带状区域R进行研究。在该带状区域R中，对于12列的压力室列中的任意列，只存在一个喷嘴。即，在与一个执行单元21相对应的喷墨区域内的任意位置上，当划分这样的带状区域R时，在该带状区域R内始终分布12个喷嘴。而且，使这12个喷嘴在第一排列方向上延伸的直线上投影的点的位置隔开相当于作为打印时的析像度的600dpi的间隔。
使属于一个带状区域R的12个喷嘴在第一排列方向上延伸的直线上投影的点的位置，从处于左边的开始，把这12个喷嘴依次标记为(1)～(12)，这12个喷嘴从下开始以这样的顺序排列(1)、(7)、(2)、(8)、(5)、(11)、(6)、(12)、(9)、(3)、(10)、(4)。
在这样构成的本实施例的喷墨打印头1中，当适当地驱动执行单元21内的活性层时，能够描绘出具有600dpi析像度的文字和图形等。即，通过与打印介质的输送相配合，依次有选择地驱动与12列的压力室列相对应的活性层，就能把特定的文字和图形打印到打印介质上。
例如，对以600dpi的析像度而打印在第一排列方向上延伸的直线的情况进行说明。首先，对喷嘴与压力室10的相同侧的锐角部相连通的情况进行简单说明。在此情况下，与打印介质被输送相对应，从位于图8中的最下方的压力室列中的喷嘴开始进行喷墨，依次选择属于与上侧相邻的压力室列的喷嘴来喷墨。由此，墨点向着第一排列方向以600dpi的间隔相邻而形成。最终，作为整体，以600dpi的析像度描绘出在第一排列方向上延伸的直线。
另一方面，在本实施例中，从位于图8中最下方的压力室列11a中的喷嘴开始进行喷墨，随着打印介质被输送，依次选择与上侧相邻的压力室相连通的喷嘴来进行喷墨。此时，由于每当从下侧向上侧上升一个压力室列时的喷嘴位置向第一排列方向的位移不是始终相同，因此，伴随着打印介质被输送，沿着第一排列方向而依次形成的墨点不是以600dpi的间隔成为等间隔。
即，如图8所示的那样，对应于打印介质被输送，首先，从与图中最下方的压力室列11a相连通的喷嘴(1)喷出墨水，在打印介质上以相当于50dpi的间隔(约508.0μm)来形成点列。然后，伴随着打印介质的输送，当直线形成位置从下面到达与第二个压力室列11a相连通的喷嘴(7)时，从该喷嘴(7)喷出墨水。由此，在从开始形成的点位置在第一排列方向上位移相当于600dpi的间隔(约42.3μm)的6倍的位置(约42.3μm×6＝约254.0μm)上，形成第二个墨水点。
接着，伴随着打印介质的输送，当直线形成位置从下面到达与第三个压力室列11b相连通的喷嘴(2)时，从该喷嘴(2)喷出墨水。由此，在从开始形成的点位置在第一排列方向上位移相当于600dpi的间隔(约42.3μm)的位置上，形成第三个墨水点。伴随着打印介质的输送，当直线形成位置从下面到达与第四个压力室列11b相连通的喷嘴(8)时，从该喷嘴(8)喷出墨水。由此，在从开始形成的点位置在第一排列方向上位移相当于600dpi的间隔(约42.3μm)的7倍的位置(约42.3μm×7＝约296.3μm)上，形成第四个墨水点。接着，伴随着打印介质的输送，当直线形成位置从下面到达与第五个压力室列11a相连通的喷嘴(5)时，从该喷嘴(5)喷出墨水。由此，在从开始形成的点位置在第一排列方向上位移相当于600dpi的间隔(约42.3μm)的4倍的位置(约42.3μm×4＝约169.3μm)上，形成第五个墨水点。
以下相同，依次从图中下侧选择与位于上侧的压力室10相连通的喷嘴来形成墨点。此时，当图8中所示的喷嘴的编号为N时，在从开始形成的点位置沿第一排列方向位移相当于(倍率n＝N-1)×(相当于600dpi的间隔)的位置上，形成墨点。最终，当完全选择了12个喷嘴时，在从图中最下方的压力室列11a中的喷嘴(1)开始相当于50dpi的间隔(约508.0μm)内形成的墨点之间，以相当于600dpi的间隔(约42.3μm)形成的12个点进行连接，作为整体，能够以600dpi的析像度来描绘在第一排列方向上延伸的直线。
下面，对本实施例的喷墨打印头1的截面构造进行说明。图9是图4中所描绘的打印头主体1a的部分分解透视图。如图7和图9所示的那样，喷墨打印头1的底部侧的主要部分具有从上向下层叠了以下共计10个板材的层叠构造执行单元21、空腔板(cauity plate)22、基板(base plate)23、狭孔板(aperture plate)24、供应板(supply plate)25、歧管板(manifold plate)26，27，28、盖板(cover plate)29和喷嘴板(nozle plate)30。其中，由除执行单元21之外的9个板构成流路单元4。
执行单元21，如后述那样，通过层叠4个压电板41～44(参照图11)并且配置电极，其中的最上层成为具有在电场施加时成为活性层的部分的层(以下简单地称为「具有活性层的层」)，其余的3层成为非活性层。空腔板22是设置多个与压力室10相对应的大致菱形的开口的金属板。基板23是对于空腔板22的一个压力室10分别设置压力室10与狭孔12的连通孔以及从压力室10向喷墨口8的连通孔的金属板。狭孔板24是对于空腔板22的一个压力室10分别设置除狭孔12之外的从压力室10向喷墨口8的连通孔的金属板。供应板25是对于空腔板22的一个压力室10分别设置狭孔12与副歧管5a的连通孔以及从压力室10向喷墨口8的连通孔的金属板。歧管板26，27，28是除了副歧管5a之外，对于空腔板22的一个压力室10分别设置从压力室10向喷墨口8的连通孔的金属板。盖板29是对于空腔板22的一个压力室10分别设置从压力室10向喷墨口8的连通孔的金属板。喷嘴板30是对于空腔板22的一个压力室10分别设置起喷嘴作用的纤细的喷墨口8的金属板。
这10个板21～30相互进行位置配合而层叠，以便于形成图7所示的墨水流路32。该墨水流路32首先从副歧管5a向上方，在狭孔12中水平延伸，从此接着向上方，在压力室10中再次水平延伸，从此，在稍远离狭孔12的方向上，向着斜下方然后向垂直下方而到达喷墨口8。
接着，对执行单元21的详细构造进行说明。图10是执行单元21的放大平面图。图11是图4所示的打印头主体1a的沿着图10的X-X线的部分截面图。
如图10所示的那样，在执行单元21的上表面上，从平面看在与各个压力室10实质上重合的位置上，分别设置厚度1.1μm的独立电极35。独立电极35由大致菱形的主电极部35a和从主电极部35a的一方的锐角部连续形成的比主电极部35a小的大致菱形的辅助电极部35b所构成。辅助电极部35b与主电极部35a的锐角部相连接，该连接部具有缩颈形状。主电极部35a比压力室10小一圈而具有与其大致相似的形状，从平面看，配置成容纳在压力室10中。而且，辅助电极部35b，从平面看，其大部分区域从压力室10露出。在执行单元21的上表面的除独立电极35之外的区域中，后述的压电板41露出。
在本实施例的喷墨打印头1中，除了各个独立电极35的主电极部35a的锐角部附近之外的部分被宽30μm、深度20～25μm的槽部61所包围。该槽部61，在作为喷墨打印头1的长度方向的第一排列方向上，由配置在压力室10的一侧的槽部61a和配置在另一侧的槽部61b所构成。槽部61a、61b都具有从主电极部35a的外缘大致隔开的「V字形」，从平面看，形成在与压力室10的内壁大致相同的位置上。在此，两个槽部61a、61b，在从喷墨打印头1的宽度方向大致倾斜的第二排列方向上，从稍远离主电极部35a的锐角顶端(锐角部)的位置上，从平面看，沿着压力室10的内壁延伸，延伸到连接主电极部35a和辅助电极部35b的缩颈部附近。槽部61a、61b，如图11所示的那样，贯通包含活性层的压电板41，其底部到达压电板42的一半程度的厚度位置上。
如图11所示的那样，执行单元21分别包含厚度都以15μm程度形成的4个压电板41、42、43、44。而且，在执行单元21上粘贴用于供给控制独立电极35和共用电极34的电位的信号的FPC 136。FPC136通过软钎焊而固定到独立电极35的辅助电极部35b上，进行电连接。压电板41～44成为跨越喷墨打印头1内的一个喷墨区域内所形成的多个压力室10而配置的连续的层状平板(连续平板层)。压电板41～44作为连续平板层而跨在多个压力室10上，由此，通过使用丝网印刷技术，而能够高密度地配置独立电极35。因此，能够高密度地配置形成在与独立电极35相对应的位置上的压力室10，能够进行高析像度图像的印刷。在本实施例中，压电板41～44有具有强介电性的钛酸锆酸铅(PZT)类的陶瓷材料所构成。
在位于最上层的压电板41和与其下方相邻的压电板42之间，插入形成在平板的整个表面上的厚度2μm的共用电极34。而且，如上述那样，在执行单元21的上表面即压电板41的上表面上，在每个压力室10上形成独立电极35，该独立电极35由平面形状具有与压力室10相似形状(长度850μm、宽度250μm)并且向层叠方向的投影区域包含在压力室区域中的主电极部35a和比主电极部35a小的大致菱形的辅助电极部35b所构成。而且，在压电板43与压电板44之间，以及，压电板42与压电板43之间，分别插入用于加强执行单元21的加强用金属膜36a，36b。加强用金属膜36a，36b与共用电极34同样在整个板面上形成并具有与共用电极34大致相同的厚度。在本实施例中，独立电极35由在底层形成Ni(膜厚1μm程度)、在表层形成Au(膜厚0.1μm程度)的层叠金属材料所构成，共用电极34和加强用金属膜36a，36b由Ag-Pd类的金属材料所构成。加强用金属膜36a，36b不需要一定作为电极来设置，但是，通过具有加强用金属膜36a，36b，能够弥补烧结后的压电板41～44的畸变和脆度，据有压电板41～44容易进行处理的优点。
共用电极34在未图示的区域中经过FPC 136而接地。由此，共用电极34在与所有的压力室10相对应的区域中，保持在相等的接地电位上。而且，独立电极35能够对应于每个压力室10来控制电位，为此，在大致菱形的辅助电极部35b上，每个独立电极35独立地与在FPC 136内所布线的引线(未图示)相接触，经过该引线而与驱动器IC 132相连接。这样，在本实施例中，从平面看，在处于压力室10的外侧的辅助电极部35b上，通过连接独立电极35和FPC 136，执行单元21向层叠方向的伸缩被较少地阻碍，能够加大压力室10的容积变化量。而且，共用电极34在每个压力室10上形成多个比压力室10大的，以便于向层叠方向的投影区域包含压力室区域，或者，在每个压力室10中形成多个比压力室10稍小的，以便于投影区域包含在压力室区域中，并不一定是在片的整个表面上形成1个导电片。但是，此时，需要把共用电极相互进行电连接，以使与压力室10相对应的部分都成为同一电位。
在本实施例的喷墨打印头1中，压电板41～44的极化方向成为其厚度方向。即，执行单元21成为所谓的单面型的构成，所谓的单面型的构成是把最上侧(即，距压力室10最远侧)的压电板41作为通过外部电压的施加而发生变形的活性层存在的层，并且，把下侧(即，接近于压力室10侧)的三个压电板42～44作为通过活性层的变形而变形的非活性层。这样，当使独立电极35成为相对于共用电极34的正或负的预定电位时，如果电场和极化是相同方向，则夹在压电板41～43的电极中的电场施加部分作为活性层而工作，通过横向压电效应(transversal piezoelectric effect)，在与极化方向垂直的方向上收缩。另一方面，压电板42～44因不受电场的影响，而不会自发地收缩，因此，在最上层的压电板41与下层的压电板42～44之间，在与极化方向垂直的方向上产生变形差，而进行这样的变形压电板41～44全体向非活性侧凸出(单面变形)。此时，如图11所示的那样，压电板41～44的下表面固定在分隔压力室的隔壁(空腔板)22的上表面上，因此，结果，压电板41～44变形为向压力室侧凸起。因此，压力室10的容积变小，墨水的压力上升，从喷墨口8喷出墨水。然后，当使独立电极35恢复为与共用电极34相同的电位时，压电板41～44成为原来的形状，压力室10的容积恢复为原来的容积，因此，从歧管5侧吸入墨水。
作为另一种驱动方法，预先使独立电极35成为与共用电极34不同的电位，每当有喷墨请求时，使独立电极35暂时成为与共用电极34相同的电位，然后，在预定的时刻，再次使独立电极35成为与共用电极34不同的电位。在此情况下，在独立电极35和共用电极34成为相同电位时刻，压电板41～44恢复为原来的形状，由此，压力室10的容积与初始状态(两电极的电位不同的状态)相比而增加了，墨水从歧管5侧吸入压力室10内。然后，在再次使独立电极35成为与共用电极34不同电位的时刻，压电板41～44变形为向压力室10侧凸出，由于压力室10的容积变小，对墨水的压力上升，墨水被喷出。
而且，如果施加在压电板41～44上的电场方向与其极化方向相反，通过横向压电效应(transversal piezoelectric effect)，由独立电极35和共用电极34夹着的压电板41内的活性层在与极化方向垂直的方向上伸长。这样，压电板41～44变形为向压力室10侧凹进。因此，压力室10的容积增加，从歧管5侧吸入墨水。然后，如果独立电极35的电位恢复原状，则压电板41～44成为原来的平板形状，压力室10的容积恢复为原来的容积，因此，从喷墨口8喷出墨水。
如上述那样，本实施例中的喷墨打印头1这样构成执行单元21的非活性层侧被固定在分隔压力室的隔壁22的上表面上，仅最上层的压电板41包含发生由压电效应引起的自发位移的活性层。未被固定的最上层的压电板41中包含活性层，因此，在其原样的情况下，随着外部电场的施加的活性层的位移被传递到相邻的区域中。但是，在各个独立电极35除了主电极部35a的锐角部附近外的部分上，形成到达压电板42的槽部61a，61b。这两个槽部61a，61b在压力室10的第二排列方向上，从稍远离主电极部35a的锐角部的位置从平面看沿着压力室10而延伸到连接主电极部35a和辅助电极部35b的缩颈部附近。因此，当给独立电极35施加电压时，在从产生较大位移的主电极部35a的中心部向压电板41的表面方向环视时，至少在表面内的大部分方向上存在一个槽部61。因此，与未形成槽部61的情况相比，即使与某个压力室10相对应的部分的活性层变形，与相邻的其他压力室10相对应的部分的压电板41的变形量变小。即，来抑制从本来不应当喷墨的喷墨口喷出墨水，或者，抑制喷墨量比本来的量增加或减少的所谓交叉干扰的发生。这样，能够打印良好画质的图像，提高喷墨打印机的品质，同时，能够进一步高密度配置压力室10，能够形成更高析像度的图像。
当活性层被驱动时，离与流路单元4的固定部最远的压电板41的变形量大于其他的压电板42，43，44。因此，通过在压电板41的上表面即执行单元21中与压力室10的相对面相对的表面上形成槽部61a，61b，由此，能够有效地消减传递到相邻的压力室10侧的变形以及由此而产生的交叉干扰。而且，由于在压电板41的上表面形成槽部61a、61b，则制造工序简化，能够以高的位置精度形成槽部61a、61b。
在本实施例的喷墨打印头1中，穿过共用电极34而到达压电板42的槽部61a、61b不是形成为完全围绕主电极部35a的环形。因此，与主电极部35a内相对应的部分的共用电极34不会从其他部分分离，共用电极34成为一体连续的。这样，容易进行向共用电极34的布线。
执行单元21成为单面构造，在远离包含活性层的压力室10的压电板41与流路单元4之间配置作为三个非活性层的压电板42～44。因此，能够通过具有活性层的横向压电效应，来加大压力室10的容积变化量，与压力室10侧是包含活性层的层而其相对侧是非活性侧的喷墨打印头相比，能够实现施加到独立电极35上的电压的低电压化和/或压力室10的高集成化。通过实现施加电压的低电压化，能够实现驱动独立电极35的驱动器的小型化，而降低成本，当减小压力室10而实现高集成化时，也能喷出足够量的墨水，而实现喷墨打印头1的小型化和打印点的高密度配置。而且，通过使包含活性层的层为一层，能够使压力室10的容积变化量比较大，这样，能够在得到独立电极35的驱动电压的低电压化的同时，实现压力室10的小型化和高集成化，这已由本发明人所确认。
而且，在本实施例的喷墨打印头1中，构成为距压力室10最远的压电板41成为包含活性层的层，由此，限制活性层的变形的其他层不会在活性层上。由此，与距压力室10最远的压电板是非活性层的情况相比，能够进一步加大由活性层具有的横向压电效应产生的压力室10的容积变化量。而且，通过与活性层相邻而形成槽部61a、61b，能够得到显著的抑制交叉干扰的效果。
喷墨打印头1是仅执行单元21距压力室的最远的压电板41是包含活性层的层，仅在与处于该压力室侧的表面相对表面(上表面)上形成独立电极35。因此，在制造执行单元21时，从平面看，不需要重复形成用于与设在执行单元21的内部的独立电极进行电连接的通孔，则制造变得容易。
喷墨打印头1是存在活性层的压电板41与作为非活性侧的压电板42～44用相同材料形成，因此，不需要更换材料的工序，能够通过比较简单的制造工序来制造。因此，能够降低制造成本。而且，由于包含活性层的压电板41与作为非活性层的压电板42～44都具有实质上相同的厚度，则能够实现由制造工序的简化而产生的成本削减。能够简单地进行涂布层叠成为压电板的陶瓷材料时的厚度的调整工序。
如上述那样，通过共用电极34和独立电极35夹着的压电板41的部分，在给两电极34，35之间施加电压时，通过压电效应而变形。例如，当压电板41通过电压施加而在其厚度方向上伸长时，在面方向上收缩。此时，在压电板41与压力室10之间，其他的压电板42、43、44作为非活性层而存在，因此，执行单元21的活性层部分作为整体而变形为向压力室10侧凸出。此时的执行单元21的位移量依赖于与压力室10相对位置而在每处是不同的。即，通过隔壁22来限制位移的执行单元21的位移量在隔壁22之间的宽度较大的压力室10的中央部较大，而在隔壁22之间的宽度较窄的压力室10的锐角部附近最小。
其中，在向厚度方向的位移量较大的压力室10的中央部附近区域中，形成在压电板41中的活性层的面方向的位移与厚度方向的位移被合成后的位移向周围传递。当与该压力室10的中央部相邻而配置其他的压力室10时，传递的位移相对于其他的压力室10成为交叉干扰，而对喷墨产生不良影响。在本实施例中，如上述那样，除了独立电极35的主电极部35a的锐角部附近之外的部分由到达压电板42的一半程度的厚度位置上的槽部61所包围。由此，有效地防止了压力室10的中央部附近区域中不必要的位移的传递。
另一方面，在压力室10的锐角部附近，即使在两电极34、35之间施加电压而发生面方向的位移，厚度方向的位移量非常小或者几乎没有。由于执行单元21被固定在流路单元4的隔壁22上，活性层向面方向的位移难于传递。因此，几乎没有向与该压力室10的锐角部相邻的其他的压力室10传递面方向的位移，以及不会因传递的位移成为交叉干扰而对喷墨产生不良影响。因此，如图10所示的那样，在压力室10的锐角部附近，不形成槽部61。而且，通过在压力室10的锐角部附近不设置槽部61，就确保了形成为夹着压电板41的共用电极34的连续性。
下面参照图12来对本实施例的喷墨打印头1的制造方法进行说明。
为了制造喷墨打印头1，首先，分别并行地单独制造流路单元4和执行单元21，然后，连接两者。为了制造流路单元4，进行对构成其的各板22～30把刻图的抗蚀剂作为掩模的腐蚀，在各板22～30上分别形成图7和图9所示的开孔及凹部。然后，经过粘接剂来层叠9个板22～30，以便于形成墨水流路32，通过接合来制造流路单元4。
如果考虑上述烧结时的蒸发，可以在压电板41～44烧结之后，图形印刷由金属涂料构成的独立电极35，进而烧结独立电极35。在这种情况下，在压电板41～44烧结时，由于压电板41～44已经充分收缩，所以独立电极在烧结时的收缩几乎不会使压电板41～44的尺寸变化。因此，与使用电镀法和蒸镀法形成的情况相同，可以高精度地与对应于独立电极35的压力室10位置配合。
此外，如上所述，通过设置加强用金属膜36a、36b，可以加强压电板41～44的脆度，提高压电板41～44的处理性，但是不一定非要设置加强用金属膜36a、36b。例如，如果执行单元21的尺寸为1英寸左右，则即使不设置加强用金属膜36a、36b，其脆度也不会对压电板41～44的处理性造成不良影响。
在本实施方式中，如上所述，仅在压电板41上形成独立电极35。另一方面，当在压电板41以外的压电板42～44上也形成独立电极时，必须在压电板41～44层叠和烧结前将对应的独立电极印刷在所希望的压电板41～44上。因此，由于烧结时产生的压电板41～44的收缩，压电板42～44上的独立电极的位置精度和压电板41上的独立电极35的位置精度产生差别。但是，在本实施方式中，由于仅在压电板41上形成独立电极35，所以不会产生位置精度的差别，独立电极35可以与对应的压力室10高精度地进行位置配合。
另一方面，为了制造执行单元21，首先，在成为压电板44的陶瓷材料的基板(green sheet)上，印刷作为加强用金属膜36a的导电性的浆料的图形。与此并行，在成为压电板43的陶瓷材料的基板上，印刷作为加强用金属膜36b的导电性的浆料的图形，同时，在成为压电板42的陶瓷材料的基板上，印刷作为共用电极34的导电性的浆料的图形。然后，使用夹具来使成为压电板41～44的4个基板一边进行位置对准一边进行层叠，以预定的温度烧结由此得到的层叠物。然后，在烧结的层叠物的压电板41上形成独立电极35。独立电极35可以这样形成在压电板41的整个表面上镀导电膜，通过激光刻图来除去不需要部分，或者，使用在与独立电极35相对应的部分具有开口的掩模，通过PVD(物理蒸镀)等来在压电板41上蒸镀导电膜。通过到此为止的工序，执行单元21的制造结束。
接着，上述那样制造的执行单元21通过粘接剂与流路单元4进行接合，以便于压电板44和空腔板22进行接触。此时，根据在流路单元4的空腔板22的表面以及压电板41的表面上分别形成的用于位置对准的标记，两者被接合。
接着，如图12所示的那样，把独立电极35的主电极部35a分别作为基准，从平面看，一边控制出射方向，一边使用例如YAG激光器进行激光加工，以便于使激光束照射到压力室10的外缘和外侧。通过该激光加工，在各个主电极部35a的两侧形成到达压电板42的一半的「V字形」的槽部61a，61b。
然后，通过软钎焊而把用于向独立电极35供给电信号的FPC 136电接合到执行单元21上，接着，通过预定的工序，喷墨打印头1的制造完成。
在以上说明的制造方法中，在层叠压电板41～44时，不在相邻的压电板之间形成独立电极，即，仅在距压力室10最远的压电板41上包含活性层，因此，不需要在压电板41～44上形成用于相互连接设置成从平面看重合的独立电极的通孔。因此，如上述那样，本实施例的喷墨打印头1能够通过比较简单的工序，以低成本制造。
而且，在上述制造方法中，仅独立电极35与共用电极34和加强用金属膜36a，36b不同，不是与成为压电板41～44的陶瓷材料一起烧结。这是因为由于独立电极35露出，由于烧结时的高温加热，易于蒸发，则与被覆在陶瓷材料上的共用电极34等相比，厚度的控制是困难的。但是，由于共用电极34等在烧结时厚度减少了若干，但考虑到维持烧结后的连续性时，难于减薄其厚度。另一方面，独立电极35，由于是在烧结后以上述方法形成，则能够形成为比共用电极34等薄。这样，在本实施例的喷墨打印头1中，通过使处于最上层的独立电极35比共用电极34薄，作为活性层的压电板41的位移难以被独立电极35限制，而提高了喷墨打印头1中的压力室10的容积变形量。
在本实施例中，槽部61a，61b形成为到达从上边数的第二压电板42，但是，槽部形成为仅容纳在最上层的压电板41内，即不会到达从上边数的第二压电板42。或者，槽部可以形成为到达从上边数的第三个或第四个压电板43，44。而且，当使槽部形成为到达从上边数的第二以下的压电板时，不使槽部成为将共用电极34分割为多个的不状，至少在一部分中与其他区域相连接。但是，如果设置用于各个共用电极的布线，可以用槽部把共用电极分割成多个。
在本实施例中，形成细长的槽部61a，61b作为凹部，但是，凹部的形状不一定为细长的槽，也可以在与相邻的压力室10之间相对应的区域中，形成一个或者多个平面形状为圆形的凹部。但是，成为细长的槽部在能够进一步提高交叉干扰的抑制效果上。
在本实施例中，形成从平面看与压力室10的外缘相对应的细长槽部61a，61b来作为凹部，但是，也可以在压力室的每个外缘上并列设置两条以上细长槽部。而且，槽部的宽度可以在不阻碍压电板的动作的范围内任意进行变更。
在本实施例中，通过激光加工形成槽部61a，61b，但是，槽部除了激光加工之外，可以通过把刻图的抗蚀剂作为掩模的腐蚀等各种方法来形成。
而且，凹部可以在接合执行单元21与流路单元4之前形成，也可以如上述那样，在接合之后形成。而且，当在最上层的压电板41上形成独立电极35时，在该压电板41上的整个表面上形成导电膜之后，通过激光加工来除去成为独立电极35的区域之外的导电膜，在该导电膜除去的同时，在压电板41中形成凹部。
而且，在上述实施例中，仅在距压力室10最远的最上层的压电板41上形成活性层，但是，最上层的压电板41并不一定包含活性层，而且，可以除最上层的压电板41之外还在其他的压电板上形成活性层。在这些情况下，能够得到充分的交叉干扰的抑制效果。而且，上述实施例的喷墨打印头具有利用横向压电效应的单面型构造，但是，也可以与其不同，在利用把活性层配置在比非活性层更靠压力室侧的长度方向压电效应的喷墨打印头中，也可以使用本发明。而且，在上述实施例中，非活性层都是压电板，但是，也可以使用除压电板之外的绝缘板作为非活性层。
下面对本发明的第二～第六实施例的喷墨打印头进行说明。这些实施例中的喷墨打印头，仅在形成在执行单元中的槽部的位置及形状上与第一实施例不同。因此，在这些实施例所涉及的附图中，对与第一实施例相同的部件使用相同的标号，而省略其说明。
图13是本发明的第二实施例的喷墨打印头中的执行单元的放大平面图。图14是沿着图13的XIII-XIII线的截面图。
如图13所示的那样，在本实施例的喷墨打印头中，在执行单元21’的上表面，在第一排列方向上相邻的2个独立电极35之间，与除了主电极部35a的锐角部附近之外的部分相对应，与主电极部35a的长的对角线相平行来设置大致直线状的槽部61c。槽部61c，如图14所示的那样，贯通执行单元21’，其底部到达空腔板22的上表面。
具有这样形态的执行单元21′，如上述那样，在构成执行单元21′的各个压电板上印刷成为加强用金属膜36b和共用电极34的导电性浆料的图形，并进行重合，以预定的温度进行烧结，接着，在所烧结的层叠物中，在压电板41上形成独立电极35。成为槽部61c的直线状的通孔，在通过粘接剂把执行单元21′固定到流路单元4上之后，通过一边调整YAG激光器的输出和照射次数、出射方向一边进行激光加工，来进行穿设。然后，如图14所示的那样，把用于向独立电极35供给电信号的FPC 136粘贴到执行单元21′上，完成喷墨打印头1的制造。
在以上说明的槽部61c的形态中，槽部61c形成为从执行单元21′的表面到达其相对侧的表面的通孔，因此，不存在使通过在独立电极35与共用电极34之间施加电压而产生的活性层的位移传递到相邻的压力室侧的陶瓷材料主体。由此，能够更有效地抑制向相邻的压力室侧的位移的传递即交叉干扰。而且，如图14所示的那样，作为通孔的槽部61c，对应于流路单元4的相邻的压力室之间的部分，残留尽可能确实地固定执行单元21′的壁厚，来形成在执行单元21′上，因此，能够把作为压电元件的机械强度保持得较高，能够提高喷墨打印头1中的喷墨性能的响应性。
而且，槽部61c内埋入硅橡胶71，以便于防止露出到槽部61c内的电极的腐蚀。硅橡胶71与压电板41～44相比，是难于传递变形的材料。
通过槽部61c这样贯通执行单元21’，能够有效地削减当与某个压力室10相对应的活性层被驱动时，传递到相邻的压力室10侧的变形而产生的交叉干扰。
而且，这样贯通执行单元的槽部不仅可以用于本实施例中，也可以用于上述第一实施例以及后述的第三～第五实施例。而且，在本实施例中，可以不使槽部61c贯通执行单元21’。在此情况下，由于在相邻的独立电极35之间所形成的槽仅为一条，则与第一实施例相比，能够简化制造工序。
接着，对本发明的第三实施例的喷墨打印头进行说明。图15是本实施例的喷墨打印头中的执行单元的放大平面图。
如图14所示的那样，在本实施例的喷墨打印头中，在执行单元的上表面上这样设置大致直线状的槽部61d从与各个独立电极35的主电极部35a的右下侧边稍稍隔开并从平面看与压力室10的内壁大致相同的位置(除了主电极部35a的锐角部附近之外)，向着与相对于该独立电极35而同第一排列方向右侧相邻的独立电极35的主电极部35a的左上侧边稍稍隔开并从平面看与压力室10的内壁大致相同的位置(除了主电极部35a的锐角部附近之外)。槽部61d贯通压电板41，其底部到达压电板42的一半。在本实施例中，通过设置槽部61d，与第一实施例相同，能够削减当与某个压力室10相对应的活性层被驱动时传递到相邻的压力室10侧的变形以及有其所产生产生的交叉干扰。
下面对本发明的第四实施例的喷墨打印头进行说明。图16是本实施例的喷墨打印头中的执行单元的放大平面图。
如图16所示的那样，在本实施例的喷墨打印头中，在执行单元的上表面上，在与各个独立电极35的主电极部35a的左上侧边稍稍隔开并从平面看与压力室10的内壁大致相同的位置(除了主电极部35a的锐角部附近之外)，设置大致直线状的槽部61e，同时，在与各个独立电极35的主电极部35a的右下侧边稍稍隔开并从平面看与压力室10的内壁大致相同的位置(除了主电极部35a的锐角部附近之外)，设置大致直线状的槽部61f。槽部61e、61f贯通压电板41，其底部到达压电板42的一半。
槽部61e的下方端部位于主电极部35a的左上侧边与左下侧边的连接部的稍稍下方。另一方面，槽部61f的上方端部位于主电极部35a的右上侧边与右下侧边的连接部的稍稍上方。即，两个槽部61e和61f在主电极部35a的长对角线方向上进行若干重叠。这样，设置槽部61e、61f，以便于分别在比较短的主电极部35a的长对角线方向上进行若干重叠，由此，与第一实施例相同，能够削减当与某个压力室10相对应的活性层被驱动时传递到相邻的压力室10侧的变形以及有其所产生产生的交叉干扰。而且，即使槽部61e的下方端部和槽部61f的上方端部在主电极部35a的长度的对角线方向上不重叠，两者在主电极部35a的长对角线方向上处于大致相同的位置上，也能得到同样的效果。
下面对本发明的第五实施例的喷墨打印头进行说明。图17是本实施例的喷墨打印头中的执行单元的放大平面图。
如图17所示的那样，在本实施例的喷墨打印头中，在执行单元的上表面上，在与各个独立电极35的主电极部35a的左上侧边稍稍隔开并从平面看与压力室10的内壁大致相同的位置(除了主电极部35a的锐角部附近之外)，设置「V字形」的槽部61g。槽部61g贯通压电板41，其底部到达压电板42的一半。通过设置槽部61g，与第一实施例相同，能够削减当与某个压力室10相对应的活性层被驱动时传递到相邻的压力室10侧的变形以及其所产生的交叉干扰。
下面对本发明的第六实施例的喷墨打印头进行说明。图18是本实施例的喷墨打印头中的执行单元的放大平面图。
如图18所示的那样，本实施例的喷墨打印头具有比第一实施例中所形成的槽部61a、61b长并且延伸到进一步接近压力室10的锐角部的位置上的槽部61h、61i。此时，在图18中，当从在中央描绘的压力室10的中心位置看与图18中描绘的对应压力室10相对应的6个压力室10方向时，在任一个方向上存在至少一个槽部61，因此，能够得到极高的交叉干扰抑制效果。
此外，如上所述，在本实施方式中，从产生较大位移的主电极部35a的中心位置看第2排列方向，在某一压力室10的中心位置和在第2排列方向上相邻的另一个压力室10之间，至少有一个槽部61。因此，当与某一压力室10对应的活性层变形时，与在第2排列方向上相邻的另一个压力室10对应的部分的压电板41的变形量，比没有形成上述槽部61的情况相比小。在第2排列方向上相邻的压力室10，在进行印刷时大多被同时驱动，所以如本实施方式所述，与在第2排列方向上相邻的压力室10间对应形成至少一个槽部61，由此可以大大地抑制对画质产生不良影响的交叉干扰的产生。
如从上述第一～第六实施例所看到的那样，在本实施例中，形成在执行单元中的槽部的位置和形状可以进行各种变更。例如，可以在执行单元中形成在第一实施例中说明的槽部61a、61b和在第二实施例中说明的槽部61c两方。
在上述实施例中，压电板和电极的材料并不仅限于上述那样，可以变更为其他公知的材料。而且，可以适当变更压力室的平面形状和截面形状、配置形态、包含活性层的压电板的数量、非活性层的数量等。例如，可以把细长形成的喷墨打印头1的一个接合到流体流路单元上。而且，在包含活性层的压电板和非活性层中，层厚可以不同。
虽然本发明的优选实施例已经进行了表示和说明，但是，应当知道，本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神的条件下进行变化和变型，本发明的范围由权利要求书限定。
权利要求1.一种喷墨打印头，其特征在于，设有包含一端与喷嘴相连而另一端与墨水供给源相连的多个压力室，上述多个压力室矩阵状地相邻配置的一个流路单元；以及为了使上述压力室的容积变化而固定在上述流路单元的一个表面上的一个执行单元，上述执行单元包括跨在多个上述压力室上而连续配置的压电板；配置在上述压电板的一侧而保持一定电位的一个共用电极；配置在上述压电板的另一侧，配置在与各压力室相对应的位置上的多个独立电极；以及形成在与上述压电板的上述压力室之间相对应的区域上的凹部。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，上述压力室形成为平行四边形，各压力室的边相互平行而排列成矩阵状，上述独立电极形成为与上述压力室相似的形状，上述凹部形成为实质上围住上述压力室。
3.根据权利要求2所述的喷墨打印头，其特征在于，上述凹部沿着上述压力室的外缘形成。
4.根据权利要求3所述的喷墨打印头，其特征在于，上述凹部对应于除了上述压力室的锐角部之外的区域而形成。
5.根据权利要求3所述的喷墨打印头，其特征在于，上述流路单元设置多个上述多个压力室配置成一列的列，在某一个上述列内的一个压力室与该列内同该压力室相邻的其他压力室之间的区域上形成凹部，当从上述一个压力室的中心来看上述其他压力室方向时，在上述区域中至少形成一个凹部。
6.根据权利要求3所述的喷墨打印头，其特征在于，在某一个压力室与同该压力室相邻的至少6个压力室之间的区域上形成上述凹部，当从上述一个压力室来看上述相邻的多个压力室方向时，在多个上述区域上至少形成一个凹部。
7.根据权利要求3所述的喷墨打印头，其特征在于，上述凹部形成在与固定在上述流路单元的上述一个表面上的面相对的表面上。
8.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，上述凹部贯通上述执行单元。
9.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，在上述执行单元内，上述共用电极作为一个连续体而形成。
10.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，在上述共用电极和上述独立电极所夹的上述压电板与上述流路单元之间，配置由压电板构成的一个或者多个非活性层。
11.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，在距上述压力室最远的上述压电板由上述共用电极和上述独立电极所夹。
12.一种喷墨打印机，设有喷墨打印头，其特征在于，该喷墨打印头具有包含一端与喷嘴相连而另一端与墨水供给源相连的多个压力室，上述多个压力室矩阵状地相邻配置的一个流路单元；以及为了使上述压力室的容积变化而固定在上述流路单元的一个表面上的一个执行单元，上述执行单元包括跨在多个上述压力室上而连续配置的压电板；配置在上述压电板的一侧而保持一定电位的一个共用电极；配置在上述压电板的另一侧，配置在与各压力室相对应的位置上的多个独立电极；以及形成在与上述压电板的上述压力室之间相对应的区域上的凹部。
专利摘要本实用新型的喷墨打印头，设有包含一端与喷嘴相连而另一端与墨水供给源相连的多个压力室，多个压力室矩阵状地相邻配置的流路单元和为了使压力室的容积变化而固定在流路单元的一个表面上的执行单元。而且，执行单元包括跨在多个压力室上而连续配置的压电板；配置在压电板的一侧而保持一定电位的共用电极；配置在压电板的另一侧，配置在与各压力室相对应的位置上的多个独立电极；形成在与压电板的上述压力室之间相对应的区域上的凹部。
文档编号B41J2/14GK2741772SQ03203408
公开日2005年11月23日 申请日期2003年2月19日 优先权日2002年2月19日
发明者坂井口惇夫 申请人:兄弟工业株式会社