专利名称：喷墨头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将墨水喷在记录介质上进行印刷的喷墨头。
背景技术：
喷墨头，在喷墨打印机等中，将由墨水容器供应的墨水分配给多个压力室，通过有选择性地将脉冲状的压力付与各压力室由喷嘴喷出墨水。作为用于有选择性地付与各压力室压力的一种装置，常采用层叠由压电性陶瓷构成的多个压电片的执行单元。
作为此喷墨头的一例公知的是，具有通过横跨多个压力室所形成的共用电极，以及由与各个压力室相对配置的主电极部和从外部附加电压的辅助电极部所构成的多个单个电极夹入连续平板状的压电片的多个执行单元的喷墨头(参照专利文献1)。被单个电极和共用电极夹住并且沿层叠方向极化了的压电片的部分，当通过由软性印刷电路(FPCFlexible Print Circuit)供应驱动电压，使单个电极形成不同于共用电极的电位时，则通过所谓的纵向压电效应向层叠方向伸缩。由此，压力室内的容积发生变动，可以由与压力室连通的喷嘴向记录介质喷出墨水。此外，在一个执行单元上，所有的单个电极处于辅助电极部相对于主电极部都形成在相同一侧并且沿一个方向进行排列的状态。另一方面，在与辅助电极部连接的FPC上，与各辅助电极部的配置状态对应地形成多个连接衬垫(端子)。
专利文献1特开2003-311953号公报发明内容但是，在上述专利文献1所述的喷墨头中，由于执行单元的多个单个电极的辅助电极部被配置为都朝向相同方向，所以为适应图像的高析像度和高速印字的要求，随着高密度地配置压力室，辅助电极部彼此之间的间隔变小，与各辅助电极部对应的FPC的各连接衬垫彼此之间的间隔变小。伴随与此，由FPC的各连接衬垫引出的布线的宽度或间隔也变窄而超过制造极限。因此，成为相对于所要求的图像的高析像度和压力室的高密度化的妨碍因素，并且导致使喷墨头尺寸大型化的问题。
在此，本实用新型的目的在于提供一种可以扩大FPC等扁形软性电缆上所形成的布线间隔而不扩大单个电极的间隔的喷墨头。
本实用新型的喷墨头，包括流路单元，沿着平面排列分别与喷嘴连通的多个压力室，内部具有由供墨口经过所述压力室而到达所述喷嘴的墨水流路；执行单元，具有分别具有与所述压力室对应形成的主电极区域和与所述主电极区域相连的辅助电极区域的多个单个电极，同时，固定在所述流路单元的所述平面上并对所述压力室内的墨水付与喷出能量；和扁形软性电缆，具有分别与所述辅助电极区域电连接的多个端子，并且分别连接在所述多个端子上的多条布线沿一个方向延伸并由所述端子引出。而且，在所述执行单元上，互相平行地排列多个单个电极列，其沿与所述一个方向交叉的方向排列多个所述单个电极；所述多个单个电极列中，至少在沿引出所述布线的方向最远离所述扁形软性电缆的前端的所述单个电极列上，混合存在所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的前端侧的所述单个电极，和所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的基端侧的所述单个电极。
因此，可以使扁形软性电缆上所形成的布线的宽度或间隔比较大而不扩大单个电极的间隔。即，由于在最接近扁形软性电缆的基端的单个电极列上，混合存在辅助电极区域位于扁形软性电缆的前端侧的单个电极和辅助电极区域位于扁形软性电缆的基端侧的单个电极，所以在比主电极区域靠近扁形软性电缆的基端侧的两个辅助电极区域之间，不会存在其他的辅助电极区域。可以在这样的两个辅助电极区域之间形成布线的宽度或布线间隔比较大的多条布线。因此，便于制作扁形软性电缆。此外，可以适应图像的高析像度和压力室的高密度化，并可以防止随之带来的喷墨头的大型化。
在本实用新型中，优选所述多个单个电极列中，至少在沿引出所述布线的方向最远离所述扁形软性电缆的前端的所述单个电极列上，交替配置所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的前端侧的所述单个电极，和所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的基端侧的所述单个电极。因此，可以在整个区域上均匀地扩大与最接近扁形软性电缆的基端侧的单个电极对应所形成的端子的间隔。因此，更易于制作扁形软性电缆。此外，易于适应图像的高析像度化和压力室的高密度化。
此外，在本实用新型中，优选在所有的所述单个电极列中，混合存在所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的前端侧的所述单个电极，和所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的基端侧的所述单个电极。由此，可以扩大连接在与所有的单个电极列对应形成的各个端子上的布线的宽度或间隔。因此，更易于制作扁形软性电缆。此外，易于适应图像的高密度化和压力室的高密度化。
此外，在本实用新型中，优选在所有的所述单个电极列上，交替配置所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的前端侧的所述单个电极，和所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的基端侧的所述单个电极。由此，可以在整个区域上均匀地扩大与所有的单个电极列对应形成的端子的间隔。因此，更易于制作扁形软性电缆。此外，更易于适应图像的高析像度化和压力室的高密度化。
此外，在本实用新型中，将所述主电极区域配置在与所述压力室相对的位置上，优选所述压力室的平面形状为具有两个锐角部的平行四边形形状，所述交叉方向与所述压力室的短对角线平行。由此，形成高密度地排列压力室的喷墨头。
此外，这时，还可以将多个所述压力室和多个所述单个电极配置成交替状模型。由此，由于有规律地排列单个电极，所以易于设计。
此外，本实用新型的喷墨头，在另一方案中，包括流路单元，沿着平面排列分别与喷嘴连通的多个压力室，内部具有由供墨口经过所述压力室而到达所述喷嘴的墨水流路；执行单元，具有分别具有主电极区域和与所述主电极区域相连的辅助电极区域的多个单个电极，同时，固定在所述流路单元的所述平面上并使所述压力室的容积发生变化；和扁形软性电缆，具有分别与所述辅助电极区域电连接的多个端子，并且分别与所述多个端子连接的多条布线沿一个方向延伸。而且，在所述流路单元上，互相平行地排列多个压力室列，其沿着与所述一个方向交叉的方向排列多个平面形状为具有两个锐角部的平行四边形形状的所述压力室，在所述执行单元上，与所述压力室相对地配置所述主电极区域的所述单个电极构成互相平行的多个单个电极列，在所有的所述单个电极列上，交替配置所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的前端侧的所述单个电极，和所述辅助电极区域比所述主电极区域靠近所述扁形软性电缆的基端侧的所述单个电极。由此，可以在整个区域上均匀地扩大连接在与所有的单个电极列对应形成的各个端子上的布线的宽度或间隔。因此，更易于制作扁形软性电缆。与此对应，还可以高密度地排列压力室。
图1是根据本实用新型一实施方式的喷墨头的外观透视图。
图2是图1的沿II-II线的剖面图。
图3是表示在图2所示的打印头主体上接合有加强板的状态的透视图。
图4是打印头主体的俯视图。
图5是图4中被单点划线包围的区域的放大图。
图6是图5的沿VI-VI线的剖面图。
图7表示根据本实用新型一实施方式的喷墨头的执行单元，(a)是被图6中的单点划线包围的部分的放大图，(b)是单个电极的俯视图。
图8是表示被图4所示的双点划线包围的区域的放大图。
图9是表示根据本实用新型一实施方式的喷墨头的打印头主体的变形例的俯视图。
图10是图4中被单点划线包围的区域的放大图，表示根据本实用新型一实施方式的由多个单个电极35所构成的多个单个电极列的一个矩阵模型。
图11是图5中被单点划线包围的区域的放大图，表示根据本实用新型另一实施方式的由多个单个电极35所构成的多个单个电极列的一个矩阵模型。
具体实施方式
下面，参照附图对本实用新型的优选实施方式进行说明。
图1是根据本实用新型一实施方式的喷墨头的外观透视图。图2是图1中的沿II-II线的剖面图，表示在用于构成喷墨头的支架上组装有喷墨头主体的状态。图3是表示在图2所示的打印头主体上接合有加强板的状态的透视图。喷墨头1，用于串行型的喷墨打印机(省略图示)，对沿副扫描方向平行传送出来的纸张喷出深红、黄、蓝绿和黑等四色墨水进行记录。如图1和图2所示，喷墨头1具有形成有分别用于贮存四色墨水的4个墨水室3的墨水容71，和配置在该墨水容器71下方的打印头主体70。
在墨水容器71的内部，沿主扫描方向并排形成4个墨水室3，从图2中左方的墨水室3依次贮存深红、黄、蓝绿和黑色的墨水。这4个墨水室3分别通过管40(参照图1)与对应的墨盒(未图示)相连，从而由墨盒对墨水室3供应各色墨水。此外，如图2和图3所示，将墨水容器71组装在平面矩形形状的加强板41上。该加强板41通过紫外线型硬化剂43固定在大致具有长方体形状的支架72上。另外，如图3所示，在该加强板41上形成平面形状为长方形形状的开口部42，在该开口部42内接合固定打印头主体70以配置后述的执行单元21。在墨水容器71的下端部上，形成分别与4个墨水室3连通的4个墨水导出口3a。另一方面，如图3所示，在加强板41上形成分别与4个墨水导出口3a相连的平面形状为椭圆形状的4个贯通孔41a。
打印头主体70包括分别在每个颜色上形成多个墨水流路的流路单元4，和通过环氧类热硬化性粘接剂而接合在流路单元4的上表面的执行单元21。流路单元4和执行单元21，是层叠多块薄板并互相接合而成的结构，将这些流路单元4和执行单元21配置在墨水容器71的下方。在流路单元4的上表面上，形成平面形状为椭圆形状的4个供墨口4a(参照图4)。此外，如图3所示，在加强板41上接合有流路单元4使得分别与加强板41上所形成的贯通孔41a和流路单元4上所形成的供墨口4a相连。通过这种结构，墨水容器71内的四种墨水，通过墨水容器71上所形成的4个墨水导出口3a和加强板41上所形成的4个贯通孔41a，由各自对应的流路单元4的4个供墨口4a供应到流路单元4内。
此外，打印头主体70，在流路单元4的墨水喷出面70a露出在外的状态下，将加强板41安装在支架72的下表面所形成的阶梯状的开口部72a上，通过密封剂73来密封支架72和流路单元4之间。此外，打印头主体70的底面形成排列有多个直径微小的喷嘴8(参照图6)的墨水喷出面70a。此外，在执行单元21的上表面上，接合作为供电部件的软性印刷电路(FPC)50并沿主扫描方向的一侧引出，同时弯曲着从上方引出。在与FPC50的执行单元21相对的部分的上表面上，粘贴用于保护FPC50和执行单元21的保护板44。
通过海绵等弹性部件74沿墨水容器71的侧面引出的接合在执行单元21上的FPC50，在该FPC50上设置驱动器IC75。另一方面，FPC50是通过锡焊电接合的，使得将由驱动器75输出的驱动信号传递给打印头主体70的执行单元21(后面进行详述)。
在图2中，在与支架72的驱动器IC75相对的侧壁上，形成用于向外部扩散驱动器IC75的热量的开口部72b。另外，在驱动器IC75和支架72的开口部72b之间，紧靠着驱动器IC75配置由略呈长方体形状的铝板构成的散热片76。可以通过这些散热片76和开口部72b，使驱动器IC75所产生的热量高效散失。此外，在开口部72b内，配置用于充塞支架72的侧壁和散热片76之间的间隙的密封剂77，防止灰尘或墨水等侵入到喷墨头1的主体内。
图4是打印头主体70的俯视图。如图4所示，打印头主体70具有沿流路单元4的一个方向(副扫描方向)延伸的矩形平面形状。在图4中，在流路单元4内，形成沿流路单元4的长度方向(一个方向)互相平行地延伸的4个歧管流路5。在这些歧管流路5上，分别通过流路单元4的4个供墨口4a由墨水容器71的墨水室3供应墨水。在本实施方式中，由图4上方所示的歧管流路5向下依次形成与深红、黄、蓝绿和黑对应的歧管流路5M、5Y、5C和5K。此外，在流路单元4的上表面、覆盖4个供墨口4a的位置上，配置过滤器部件45。过滤器部件45，具有在与各供墨口4a重叠的位置上形成多个微小孔的过滤器45a。于是，可以通过过滤器部件45的过滤器45a来过滤掉由墨水容器71在流路单元4内流通的墨水内的灰尘等。
在流路单元4的上表面上，将平面形状为长方形形状的执行单元21接合在基本避开供墨口4a的中央部分。与执行单元21和流路单元4的接合区域对应的流路单元4的下表面，形成配列有多个喷嘴8(参照图6)的喷墨区域。在与执行单元21相对的流路单元4的接合区域，形成排列成矩阵状的多个压力室10(参照图6)。换言之，执行单元21具有横跨所有压力室10的尺寸。
图5是图4内的被单点划线包围的区域的放大图。流路单元4上所形成的压力室10，具有角部做成圆角的略呈菱形的平面形状，其长对角线与流路单元4的宽度方向(主扫描方向)平行。各压力室10的一端与喷嘴8连通，另一端通过缝隙13与歧管流路5连通，在各歧管流路5上，连接有与喷嘴8连通并在各个压力室10上所形成的多个单个墨水流路7(参照图6)。在图5中，为便于理解，在流路单元4内以实线来描述本应以虚线描述的压力室10、缝隙13和喷嘴8等。
图6是表示单个墨水流路的剖面图，是沿图5所示的VI-VI线的剖面图。缝隙13与压力室10的一个锐角部连通，用于喷出墨水的喷嘴8与另一个锐角部连通。由图6可知，各喷嘴8通过压力室10和缝隙(即，节流孔)13与歧管流路5连通而构成与压力室10对应的流路。这样，在打印头主体70上，形成作为每个压力室10的流路的多个单个墨水流路7。
如图6所示，打印头主体70具有从上方层叠执行单元21、空腔板22、底板23、缝隙板24、供给板25、歧管板26～29以及喷嘴板30等共计10块板材的叠层结构。其中，由除去执行单元21以外的9块平板构成流路单元4。
如后面所详述的那样，执行单元21将四块压电片41～44(参照图7)层叠起来并且仅将其中的最上层做成具有当外加电场时成为活性部的部分的层(以下，简记为“具有活性部的层”)，剩余的三层做成不具有活性部的非活性层。空腔板22，是在执行单元21的粘贴范围内设有多个用于构成压力室10的空隙的大致为菱形的孔的金属板。底板23，是对于每个空腔板22的压力室10，分别设有压力室10与缝隙13的连接孔和由压力室10向喷嘴8的连接孔的金属板。
缝隙板24，是对于空腔板22的每个压力室10，除了作为缝隙13的孔之外，还分别设有由压力室10向喷嘴8的连接孔的金属板。供给板25，是对于空腔板22的每个压力室10，分别设有缝隙13与歧管流路5的连接孔和由压力室10向喷嘴8的连接孔的金属板。歧管板26～29，是除了歧管流路5之外，还对空腔板22的每个压力室10，分别设有由压力室10向喷嘴8的连接孔的金属板。喷嘴板30，是对于空腔板22的每个压力室10分别设有喷嘴8的金属板。
将这10块薄板21～30互相对位地层叠起来，以形成图6所示的单个墨水流路7。该单个墨水流路7，由歧管流路5首先向上，在缝隙13上沿水平延伸，之后再向上，再次在压力室10上沿水平延伸，之后不久，沿着远离缝隙13的方向朝斜下方再沿正下方朝向喷嘴8。
由图6可知，在各平板的层叠方向上，在不同的水平面上设置压力室10和缝隙13。由此，如图5所示，在与执行单元21相对的流路单元4内，可以将与每个压力室10连通的缝隙13配置在俯视图中和与该压力室邻接的其他压力室10相同的位置上。其结果是，由于压力室10彼此之间靠紧而高密度地排列起来，所以可以通过占有面积比较小的喷墨头1来实现高析像度的图像印刷。
返回图5，多个各压力室10，其长对角线的一端与喷嘴8连通，并且长对角线的另一端通过缝隙13与歧管流路5连通。如后述，在执行单元21上，呈矩阵状排列平面形状大致为菱形并比压力室10小一圈的单个电极35(参照图7)，使其与压力室10相对。另外，在图5中，为简化附图，仅描述多个单个电极35中的几个。
压力室10，在排列方向A(第1方向)和排列方向B(第2方向)的两个方向上被邻接配置为矩阵状，同时沿着排列方向A以交替状排列模型形成多个压力室10。排列方向A，是喷墨头1的长度方向，即流路单元4的延伸方向，与压力室10的短对角线平行。排列方向B，是与排列方向A成钝角的压力室10的一斜边方向。并且，压力室10的两个锐角部，位于邻接的另外两个压力室之间。
沿着排列方向A通过与析像度对应的间隙配置，在排列方向A和排列方向B两个方向上被邻接配置成矩阵状的压力室10。例如，在本实施方式中，为能够以150dpi的析像度进行印字，邻接的压力室10沿着排列方向A每隔相当于37.5dpi的距离进行隔离。此外，在执行单元21内，在排列方向B上排列有16个压力室10，同时，从与图5的纸面垂直的方向(第3方向)看，沿着与排列方向A垂直相交的方向(第4方向)排列有8个。
呈矩阵状配置的多个压力室10，沿着图5所示的排列方向A形成多个压力室列11。从第3方向看，根据与各歧管流路5的相对位置，将多个压力室列11划分为第1压力室列11a、第2压力室列11b、第3压力室列11c和第4压力室列11d。这些第1～第4压力室列11a～11d，从执行单元21的宽度方向上的一侧向另一侧(图5中为从下向上)，按照11c→11a→11d→11b→11c→11a→…11b这样的顺序周期性地各配置4个。另外，在每个周期性各配置4个的第1～第4压力室列上形成4个压力室群12，各压力室群12的压力室10分别通过缝隙13与各歧管流路5连通。即，由于在各个歧管流路5上形成各压力室群12，所以与四色墨水对应地划分成压力室群12M、12Y、12C和12K。通过执行单元21使分别属于这4个压力室群12M、12Y、12C和12K的压力室10的容积发生变化，从而可以从与各压力室群12连通的喷嘴8喷出四色墨水。
在用于构成第1压力室列11a的压力室10a和用于构成第3压力室列11c的压力室10c中，从第3方向看，关于与排列方向A垂直相交的方向(第4方向)，喷嘴8不均匀地分布在图5的纸面下侧。并且，在图5的俯视图中，喷嘴8与各自对应的压力室10的下端部的左侧附近邻接。另一方面，在用于构成第2压力室列11b的压力室10b和用于构成第4压力室列11d的压力室10d中，关于第4方向，喷嘴8不均匀地分布在图4的纸面上侧。并且，在图5的俯视图中，喷嘴8与各自对应的压力室10的上端部的右侧附近邻接。在第1和第4压力室列11a、11d中，从第3方向看，压力室10a、10d的一半以上的区域与歧管流路5重叠。在第2和第3压力室列11b、11c中，从第3方向看，压力室10b、10c的整个区域基本上未与歧管流路5a重叠。因此，对于属于任意压力室列的压力室10，都能够使与其连通的喷嘴8不和歧管流路5a重叠，并能够尽可能地扩大歧管流路5的宽度而将墨水顺畅地供应给各压力室10。
另外，在流路单元4的空腔板22上，在与歧管流路5C和歧管流路5K之间的区域重叠的位置上，形成多个空隙60。与压力室10相同，沿着排列方向A和排列方向B两个方向邻接配置多个空隙60。沿排列方向A的多个空隙60，形成互相平行的4列空隙列61，由这4列空隙列61构成空隙群62。通过执行单元21和底板23来堵塞形状和大小与空腔板22上所形成的压力室10相同的孔，从而划定空隙群62的多个空隙60。即，由于空隙60上未连接墨水流路，所以多个空隙60不会充满墨水。此外，在流路单元4的墨水喷出面70a上，由于未在与空隙群62相对的位置上形成与空隙60相连的喷嘴，所以将墨水喷出面70a上所形成的喷墨区域划分成喷出黑色墨水的黑色区域和喷出深红、黄和蓝绿色墨水的彩色区域。这样通过将喷没区域划分成彩色区域和黑色区域，便于配置用于仅清除黑色墨水的盖。另外，在空腔板22上形成空隙群62是为了通过相对于喷出墨水的压力室10的刚性的均匀化来改善喷墨特性。
接着，对执行单元21的结构进行说明。在执行单元21上，以与压力室10相同的排列模型将单个电极35排列成矩阵状。各单个电极35，在俯视图中被配置在与压力室10相对的位置上。通过这样有规律地配置多个压力室10和单个电极35，使设计变得容易。
图7表示执行单元，(a)是图6中的被单点划线包围的部分的扩大图，(b)是单个电极的俯视图。图8是表示图4所示的被双点划线包围的区域的扩大图。另外，在图7(a)中，以双点划线描述与各单个电极35电连接起来的FPC50。此外，为便于理解图8，以实线描述本应以虚线描述的执行单元21的单个电极35、FPC50的端子46和布线48。如图7(a)、(b)所示，单个电极35由配置在与压力室10相对的位置上并且在俯视图中在压力室10的平面区域内所形成的主电极区域35a，和与主电极区域35a相连并在压力室10的平面区域外所形成的辅助电极区域35b构成。
如图7(a)所示，执行单元21包括分别以15.m左右的相同厚度所形成的4块压电片41、42、43、44。这些压电片41～44，形成连续的层状平板(连续平板层)，以横跨打印头主体70内的喷墨区域内所形成的多个压力室10进行配置。通过作为连续平板层横跨多个压力室10配置压电片41～44，可以利用例如网板印刷技术将单个电极35高密度地配置在压电片41上。因此，还可以高密度地配置在与单个电极35对应的位置上所形成的压力室10，从而可以印刷出高析像度的图像。压电片41～44是由具有强介电性的钛锆酸铅(PZT)类的陶瓷材料构成的。
如图7(b)所示，在最上层的压电片41上所形成的单个电极35的主电极区域35a，具有基本类似于压力室10的略呈菱形的平面形状。略呈菱形的主电极区域35a的一个锐角部延伸出来，与辅助电极区35b相连。在辅助电极区域35b的前端，设有与单个电极35电连接起来的圆形的焊盘部36。如图7(b)所示，焊盘部36与空腔板22上未形成压力室10的区域相对。焊盘部36，例如由含有玻璃粉的金属构成，如图7(a)所示，在辅助电极区域35b的表面上形成。
如图8所示，多个单个电极35与压力室列11相同，形成沿着排列方向A互相平行排列的多个单个电极列37。将多个单个电极37划分成与压力室列11a～11d对应的单个电极列37a～37d。将这些单个电极列37a～37d作为一群，构成与4个压力室群12对应的4个单个电极群38。各单个电极列37，包括相对于主电极区域35a在FPC50的基端侧(图8的下侧)形成辅助电极区域35b的单个电极35，和相对于主电极区域35a在FPC50的前端侧(图8的上侧)形成辅助电极区域35b的单个电极35；沿排列方向A交替配置，使得这些单个电极35的辅助电极区域35b朝向FPC50的基端侧或前端侧。此外，在单个电极群38中，交替配置使得沿着排列方向B的单个电极35的辅助电极区域35b朝向FPC50的基端侧或前端侧。
返回图7，使外形与压电片41相同并且厚度约为2.m的共用电极34介于最上层的压电片41及其下侧的压电片42之间。单个电极35和共用电极34都是由例如Ag-Pd类等金属材料构成的。
共用电极34，在未图示的区域进行接地。由此，共用电极34在与所有的压力室10对应的区域内同为相等的规定电位，在本实施方式中，保持为接地电位。
如图7(a)所示，FPC50包括带基膜49、在其下表面所形成的多条布线48以及基本覆盖带基膜49的整个下表面的覆膜52。带基膜49、布线48和覆膜52的厚度分别大约为25.m、9.m、20.m。在覆膜52上，与执行单元21上所形成的焊盘部36对应形成多个面积小于布线48的贯通孔53。将带基膜49、布线48以及覆膜52互相对位层叠起来，使得各贯通孔53的中心和布线48的中心线对应，布线48的外周边部分被覆膜52覆盖。FPC50的端子46通过贯通孔53与布线48连接。
带基膜49和覆膜52都是有绝缘性的板材。在本实施方式中，带基膜49由聚酰亚胺树脂构成，覆膜52由感光性材料构成。通过这样由感光性材料构成覆膜52，易于形成多个贯通孔53。
布线48由铜箔形成。布线48是与驱动器IC相连的布线，在带基膜49的下表面上，形成规定的模型。
端子46，例如由镍等导电性材料构成。端子46堵塞贯通孔53，同时，覆盖贯通孔53的外侧周边，由覆膜52的下表面突出而形成。端子46的直径大约为50.m，从覆膜52的下表面突出的厚度大约为30.m。
如图8所示，在与单个电极35的焊盘部36相对的位置上设置FPC50的多个端子46，各端子可以分别与一个焊盘部36接合而构成。此外，各端子46，朝向FPC50的基端侧和前端侧沿一个方向(在流路单元4的宽度方向上为主扫描方向)引出布线48，各端子46通过沿FPC50的基端侧引出的布线48独立地与驱动器IC75连接起来。由此，可以在每个压力室10上控制电位。另外，在本实施方式的FPC50中，为了以电镀方式施行用于连接FPC50的端子46和焊盘部36的焊接镀，由端子46向FPC50的基端侧和前端侧引出布线48。此外，对FPC50的各端子46施行焊接镀之后，留有与FPC50的执行单元21相对的部分(形成FPC50的多个端子46的区域)而切断FPC50的前端侧部分，成为图4所示的FPC50的形式。
此外，由FPC50的各端子46引出的多条布线48中，除由该端子46引出的布线48以外的其他布线48弯曲，以避开该端子46的周边区域而形成布线非形成区域39。此外，在被端子46周边区域夹住的区域内，大致以相等间隔设置由FPC50的各端子46引出的布线48。
接着，对执行单元21的驱动方法进行叙述。执行单元21上的压电片41的极化方向是其厚度方向。即，执行单元21，将上侧(即，远离压力室10)的一块压电片41做成存在活性部的层并且将下侧(即，靠近压力室10)的三块压电片42～44做成非活性层，形成所谓的单一形态类型的结构。因此，将单个电极35作为正的或负的规定电位时，例如如果电场方向和极化方向相同，则压电片41中的被电极夹住的外加电场部分作为活性部(压力产生部)工作，因横向压电效应而向与极化方向成直角的方向收缩。
在本实施方式中，当外加电场时，在压电片41上被单个电极35和共用电极34夹住的部分，作为因压电效应而产生变形的活性部工作。另一方面，压电片41下方的3块压电片42～44，并未从外部附加电场，因此基本上不作为活性部发挥作用。因此，在压电片41上被主电极区域35a和共用电极34夹住的部分，因横向压电效应而向与极化方向成直角的方向收缩。
另一方面，由于压电片42～44不受电场影响而不会自动变位，所以在上层的压电片41和下层的压电片42～44之间，向与极化方向垂直的方向的变形产生差值，使压电片41～44整体向非活性侧凸出地变形(单一形态变形)。这时，如图7(a)所示，由压电片41～44所构成的执行单元21的下表面，由于固定在划分压力室的隔板(空腔板)22的上表面上，所以，结果是，压电片41～44向压力室一侧突出地变形。因此，压力室10的容积下降，墨水的压力上升，由喷嘴8喷出墨水。之后，使单个电极35返回到与共用电极34相等的电位时，由于压电片41～44变成原来的形状而使压力室10的容积恢复为原来的容积，所以由歧管流路5一侧吸入墨水。
另外，作为其他的驱动方法，预先将单个电极35设定为不同于共用电极34的电位，每次有喷出要求时，暂时使单个电极35和共用电极34的电位相同，之后，可以以规定的计时使单个电极35的电位不同于共用电极34。这时，在单个电极35和共用电极34电位相同的计时内，压电片41～44恢复原来的形状，从而使压力室10的容积与初始状态(两电极的电位不同的状态)相比增加，墨水由歧管流路5一侧吸入到压力室10内。之后，在再次使单个电极35的电位不同于共用电极34的计时内，压电片41～44向压力室10一侧凸出地变形，压力室10的容积下降而使对墨水的压力上升，从而喷出墨水。于是，由喷嘴8喷出墨水，并且喷墨头1在沿主扫描方向适当移动的纸张上印刷出预期的图像。
根据上述的喷墨头1，可以使由与执行单元21的多个单个电极35电连接起来的FPC50的端子46引出的多条布线48的间隔形成比较大的间隔。即，如图8所示，在最接近FPC50的基端侧的执行单元21的单个电极列37c上，交替存在辅助电极区域35b相对于主电极区域35a位于FPC50的前端侧的单个电极35，和辅助电极区域35b相对于主电极区域35a位于FPC50的基端侧的单个电极35。因此，如上述公报所述，与朝相同方向配置邻接的单个电极35的辅助电极区域35b的情形相比，邻接的辅助电极区域35b之间的距离变成原来2倍长。即，在单个电极列37c中，当考虑到互相邻接的3个单个电极35时，由于被相对于主电极区域35a辅助电极区域35b位于FPC50的基端侧的两个单个电极35夹住的单个电极35的辅助电极区域35b位于FPC50的前端侧，所以在与排列方向A平行的方向上，邻接的辅助电极区域35b之间的距离变长。因此，可以使连接在与最接近FPC50的基端侧的单个电极35对应形成的FPC50的各个端子46上的布线48的宽度或间隔变宽。因此，制作FPC50时，由于FPC50的布线48的间隔变宽，所以便于制作。并且，执行单元的尺寸变大，单个电极35的焊盘部36的间隔变宽，连接在焊盘部36上的FPC50的端子46的间隔变宽，同时，不必扩大布线48的间隔，所以可以防止喷墨头尺寸的大型化。此外，可以易于适应图像的高析像度化和压力室的高密度化。
此外，在喷墨头1的执行单元21上所形成的所有单个电极列37上，由于交替存在辅助电极区域35b相对于主电极区域35a位于FPC50的前端侧的单个电极35，和辅助电极区域相对于主电极区域位于FPC50的基端侧的单个电极35，所以可以在整个区域上均匀地扩大连接在与所有的单个电极列对应所形成的各个端子46上的布线48的宽度或间隔。因此，更便于制作FPC50。此外，增加了由多个压力室10所构成的压力室群12的平面形状的自由度。即，由于无论分别与多个单个电极35相对的多个压力室10所构成的压力室群形成何种平面形状，在单个电极35所构成的任意单个电极列上，如果沿着排列方向A交替配置辅助电极区域35b，则辅助电极区域35b的焊盘部36的间隔都变宽，所以FPC50的端子46的间隔也变宽并且由端子46引出的布线48的宽度或间隔也变宽。另外，在本实施方式中，相对于单个电极列的延伸方向基本垂直地引出布线48。这是为了有助于，即使为相同焊盘部36的相同宽度，也可以设置更多的布线48而不缩短布线宽度和布线间隔。
另外，在本实施方式的喷墨头1中，执行单元21上所形成的多个单个电极35所构成的多个单个电极列37，交替配置辅助电极区域35b相对于主电极区域35a位于FPC50的前端侧的单个电极35，和辅助电极区域35b相对于主电极区域35a位于FPC50的基端侧的单个电极35。由此，可以扩大焊盘部36的相同宽度，从而得到高密度高析像度的喷墨头1。在其他的实施方式中也可以实现相同的效果。图9表示另一实施方式。在此，两个压力室群101a、101b形成阶梯状，并且被配置成在流路单元105的宽度方向上互相重叠。在与压力室群101a、101b相对的位置上配置形状与压力室群形状相同的执行单元102a、102b而构成打印头主体100。由各执行单元102a、102b的短边一侧向长边一侧沿相反方向引出分别连接在两个执行单元102a、102b上的两个FPC103a、103b。在此，如果沿着流路单元105的长度方向交替配置，使得处于在流路单元105的宽度方向上互相重叠的位置上的单个电极的辅助电极区域都朝向相同方向，处于在流路单元105的宽度方向上互相不重叠的位置上的单个电极的辅助电极区域，朝向FPC103a、103b的前端侧或基端侧，则辅助电极区域的间隔扩大，FPC103a、103b的端子的间隔也扩大。即，如果执行单元102a、102b上所形成的多个单个电极列中，至少在最接近各FPC103a、103b的基端侧的单个电极列上，混合存在辅助电极区域分别位于FPC103A、103b的前端侧的单个电极35和位于基端侧的单个电极35，则虽然对各压力室群101a、101b的平面形状产生限制(即，成为在流路单元105的宽度方向上压力室群101a、101b互相重叠的平面形状的限制)，但是可以得到上述效果。此外，在所有单个电极列中，如果混合存在辅助电极区域位于FPC103a、103b的前端侧的单个电极和辅助电极区域位于FPC103a、103b的基端侧的单个电极，则如上所述，可以在整个区域上均匀地扩大连接在与所有的单个电极列对应形成的各个端子上的布线的宽度或间隔。因此，更便于制作FPC103a、103b。另外，可以易于适应高析像度化和高密度化，同时可以兼具同样的效果并适应喷墨头的长尺寸化。
下面参照图10更为详细地说明根据第一实施方式的多个单个电极列37的一个矩阵模型。
图10是图4中被单点划线包围的区域的放大图，表示根据本实用新型第一实施方式的由单个电极35所构成的多个单个电极列的一个矩阵模型。
如图10所示，多个单个电极35形成多个沿着排列方向A按照类似于压力室列11的方式互相平行地排列起来的单个电极列37。该多个单个电极列37被划分为与该压力室列11a～11d对应的单个电极列37a～37d。该单个电极列37a～37d形成一群，由此形成与上述4个压力室群12对应的4个单个电极群38。上述各单个电极列37包括，与上述主电极区域35a相比在FPC50的基端侧(在FPC50上形成驱动器IC75的图8中的底侧)形成上述辅助电极区域35b的单个电极35，和与上述主电极区域35a相比在FPC50的前端侧(图8中的顶侧)形成上述辅助电极区域35b的单个电极35。
上述单个电极列37a、37b上的相对于各歧管流路沿主扫描方向排列的成对的两个单个电极35，具有沿副扫描方向交替形成的两个矩阵模型。
在第一矩阵模型中，构成一对的两个单个电极35的上述辅助电极区域被沿主扫描方向排列为各自指向FPC50的外侧。换言之，使上述单个电极列37b上的其中一个单个电极35(上述一对电极的其中之一)的上述辅助电极区域各自指向FPC50的前端侧。使单个电极列37a上的另一个单个电极35(上述一对电极中的另一个)的上述辅助电极区域指向FPC50的基端侧。
在第二矩阵模型中，构成一对的两个单个电极35的上述辅助电极区域被沿主扫描方向排列为各自指向FPC50的内侧。换言之，使单个电极列37b上的其中一个单个电极35(上述一对电极的其中之一)的上述辅助电极区域各自指向FPC50的基端侧。使单个电极列37a上的另一个单个电极35(上述一对电极中的另一个)的上述辅助电极区域指向FPC50的前端侧。
单个电极列37c、37d上的相对于各歧管流路沿主扫描方向排列的成对的两个单个电极35，具有与上述单个电极列37a和37b上的两个单个电极35相同的两个矩阵模型。
第二实施方式下面参照图11说明根据本实用新型第二实施方式的多个单个电极列37的一个矩阵模型。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于上述多个单个电极列37的矩阵模型。在其他方面，第三实施方式与第一实施方式相同。
在以下说明中，对与第一实施方式所述的元件具有相同结构的元件标注相同标号。图11是图4中被单点划线包围的部分的放大图，表示根据本实用新型第二实施方式的由单个电极35构成的多个单个电极列的一个矩阵模型。
如图11所示，多个单个电极35形成多个沿着排列方向A按照类似于压力室列11的方式互相平行地排列起来的单个电极列37。该多个单个电极列37被划分为与该压力室列11a～11d对应的单个电极列37a～37d。该单个电极列37a～37d形成一群，由此形成与上述4个压力室群12对应的4个单个电极群38。上述各单个电极列37包括，与上述主电极区域35a相比在FPC50的基端侧(在FPC50上形成驱动器IC75的图8中的底侧)形成上述辅助电极区域35b的单个电极35，和与上述主电极区域35a相比在FPC50的前端侧(图8中的顶侧)形成上述辅助电极区域35b的单个电极35。
上述单个电极列37a、37b上的相对于各歧管流路沿主扫描方向排列的成对的两个单个电极35，具有沿副扫描方向交替形成的两个矩阵模型。
在第一矩阵模型中，构成一对的两个单个电极35的上述辅助电极区域被排列为指向相同方向。换言之，使单个电极列37a上的其中一个单个电极35(上述一对电极的其中之一)的上述辅助电极区域指向与单个电极列37b上的另一个单个电极35(上述一对电极中的另一个)的上述辅助电极区域相同的方向。在本实用新型的第三实施方式中，上述相同方向可以沿主扫描方向指向FPC50的前端侧或沿主扫描方向指向FPC50的基端侧。
在第二矩阵模型中，虽然构成一对的两个单个电极35的上述辅助电极区域被排列为指向相同的方向，但是与上述第一矩阵模型中构成一对的两个单个电极35的上述辅助电极区域所指向的方向相反。
单个电极列37c、37d上的相对于各歧管流路沿主扫描方向排列的成对的两个单个电极35，具有与上述单个电极列37a和37b上的两个单个电极35相同的两个矩阵模型。
以上，虽然对本实用新型的优选实施方式进行了说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，可以在本实用新型技术方案的范围内进行各种设计变更。例如，上述实施方式中的喷墨头1，虽然适用于串行型喷墨打印机，但是也可以用于适用于线型喷墨打印机的喷墨头。此外，喷墨头1虽然通过压电方式的执行单元进行驱动，由喷嘴喷出墨水，但是根据由FPC50发送的信号加热各压力室内的墨水，付与压力室内的墨水喷出能量的方式的喷墨头也可以适用。即，与FPC50的端子46连接的单个电极35的焊盘部36形成相同的结构，在各压力室上设置加热体，连接与各压力室对应的单个电极和加热体时，则可以根据来自FPC的信号加热加热体，也可以适用于这样的喷墨头。
权利要求1.一种喷墨头，包括流路单元，在一个平面上排列分别与喷嘴连通的多个压力室，具有分别经由压力室将供墨口和喷嘴连接起来的墨水流路；执行单元，包括各具有与所述压力室对应的主电极区域和与所述主电极区域相连的辅助电极区域的多个单个电极，固定在所述流路单元的所述平面上，对压力室内的墨水付与喷出能量；以及扁形软性电缆，具有分别与所述辅助电极区域电连接起来的多个端子，和分别与所述端子相连并由端子向一个方向延伸的多条布线；其特征在于，在所述执行单元上，互相平行地排列多个单个电极列，其沿与所述一个方向交叉的方向排列有多个单个电极，并且至少在沿布线延伸的方向最远离所述扁形软性电缆的前端侧的一个单个电极列上，混合存在所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近扁形软性电缆的前端侧的单个电极，和所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近扁形软性电缆的基端侧的单个电极。
2.如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，至少在沿布线延伸的方向最远离所述扁形软性电缆的前端侧的一个单个电极列上，交替配置所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近扁形软性电缆的前端侧的单个电极，和所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近平行软性电缆的基端侧的单个电极。
3.如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，在每个所述单个电极列上，混合存在所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近扁形软性电缆的前端侧的单个电极，和所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近平行软性电缆的基端侧的单个电极。
4.如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，在每个所述单个电极列上，交替配置所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近扁形软性电缆的前端侧的单个电极，和所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近平行软性电缆的基端侧的单个电极。
5.如权利要求1～4的任意一项所述的喷墨头，其特征在于，将所述主电极区域配置在与所述压力室相对的位置上；所述压力室在俯视图中的形状大致为具有两个锐角部的平行四边形；并且与所述一个方向交叉的所述方向与所述压力室的短对角线平行。
6.如权利要求5所述的喷墨头，其特征在于，以交替排列方式配置所述多个压力室和所述多个单个电极。
7.一种喷墨头，包括流路单元，在一个平面上排列分别与喷嘴连通的多个压力室，具有分别经由压力室将供墨口和喷嘴连接起来的墨水流路；执行单元，包括各具有主电极区域和与所述主电极区域相连的辅助电极区域的多个单个电极，固定在所述流路单元的所述平面上，并改变所述压力室的容积；扁形软性电缆，具有与所述各辅助电极区域电连接起来的多个端子，和与所述各端子相连并由端子向一个方向延伸的多条布线；其特征在于，在所述流路单元上互相平行地排列多个压力室列，该压力室列沿与所述一个方向交叉的方向排列多个在俯视图中形状大致为具有两个锐角部的平行四边形的所述压力室；在所述执行单元上，与所述压力室相对地排列的所述单个电极形成互相平行的多个单个电极列；并且在所有的单个电极列上，交替配置所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近扁形软性电缆的前端侧的单个电极，和所述辅助电极区域与所述主电极区域相比更接近平行软性电缆的基端侧的单个电极。
8.如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，所述执行单元是通过层叠多块压电片而构成的；其中，所述多块压电片包括至少一块活性压电片和至少一块非活性压电片，所述至少一块活性压电片具有活性部，所述各活性部被一个所述单个电极和在压力室上延伸的一个共用电极夹住，所述至少一块非活性压电片不具有活性部；并且其中，所述多块压电片中最远离所述流路单元的一块是所述活性压电片，并且所述多块压电片中最接近所述流路单元的一块是非活性压电片。
9.如权利要求77所述的喷墨头，其特征在于，所述执行单元是通过层叠多块压电片而构成的；其中，所述多块压电片包括至少一块活性压电片和至少一块非活性压电片，所述至少一块活性压电片具有活性部，所述各活性部被一个所述单个电极和在压力室上延伸的一个共用电极夹住，所述至少一块非活性压电片不具有活性部；并且其中，所述多块压电片中最远离所述流路单元的一块是所述活性压电片，并且所述多块压电片中最接近所述流路单元的一块是非活性压电片。
10.如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，至少所述两个单个电极列中的一对具有两个单个电极中的第一对和两个单个电极中的第二对；沿与所述一个方向交叉的方向排列所述两个单个电极中的第一对和所述两个单个电极中的第二对；使所有各所述两个单个电极中的第一对的辅助电极区域各自指向所述扁形软性电缆的外侧；并且使各所述两个单个电极中的第二对的辅助电极区域各自指向所述扁形软性电缆的内侧。
11.如权利要求10所述的喷墨头，其特征在于，相对于各歧管流路沿与所述一个方向交叉的方向交替排列所述两个单个电极中的第一对和所述两个单个电极中的第二对。
12.如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，所述单个电极列中至少一对具有沿与所述一个方向交叉的方向排列的成对的两个单个电极；所述各对的其中一个单个电极的辅助电极区域与所述各对的另一个单个电极的辅助电极区域指向相同的方向。
13.如权利要求12所述的喷墨头，其特征在于，所述对包括第一对和第二对；使所述各第一对的辅助电极区域指向所述扁形软性电缆的所述前端侧；并且使所述各第二对的辅助电极区域指向所述扁形软性电缆的所述基端侧。
14.如权利要求12所述的喷墨头，其特征在于，沿与所述一个方向交叉的方向交替排列所述第一对和所述第二对。
15.如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，所述执行单元包括沿所述流路单元的纵向排列的多个执行单元；所述各执行单元的形状在俯视图中大致为具有短边、与所述短边平行的长边和斜边的梯形；所述各执行单元的所述短边和所述长边基本上与所述流路单元的所述纵向平行；邻接的执行单元的所述斜边在所述流路单元的横向上一部分互相重叠；所述扁形软性电缆包括分别与所述多个执行单元相连的多个扁形软性电缆；并且与邻接的执行单元相连的所述扁形软性电缆沿相对方向由所述各执行单元的所述短边向所述各执行单元的所述长边延伸。
专利摘要扩大FPC上所形成的布线间隔。喷墨头包括内部形成有单个墨水流路的流路单元和接合在流路单元的上表面上的执行单元而成。在执行单元的上表面上，在与压力室(10)相对的位置上形成设有多个单个电极(35)的多个单个电极列(37)。单个电极(35)具有主电极区域(35a)和辅助电极区域(35b)。在执行单元的单个电极列(37)中，在最接近FPC的基端侧的单个电极列(37)上，混合存在辅助电极区域(35b)比主电极区域(35a)靠近FPC的基端侧的单个电极(35)，和辅助电极区域(35b)比主电极区域(35a)靠近FPC的前端侧的单个电极(35)。
文档编号B41J2/135GK2797038SQ200520002708
公开日2006年7月19日 申请日期2005年1月31日 优先权日2004年1月29日
发明者片山直树 申请人:兄弟工业株式会社