专利名称：喷墨记录头的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有叠置板(superposed plate)结构的喷墨记录头。
背景技术：
本领域中众所周知的一种记录头由用于喷射墨滴的喷嘴、与所述喷嘴流体连通的压力室、密封所述压力室的振动板、以及用于使所述振动板变形从而使所述压力室膨胀和收缩和从所述喷嘴喷射墨滴的压电元件配置而成。近年来，为了实现更快和更高质量的打印，日益需要使用这些类型的具有较密喷嘴结构的记录头的记录装置。
为此，日本专利公开物No.SHO-62-111758提出这样一种记录头，其包括纵向彼此面对的窄而细长的压力室、和以均匀间距形成在一行中的喷嘴。在日本专利公开物No.HEI-7-195685中披露的另一记录头试图利用其中形成压力室、喷嘴、和从压力室到喷嘴逐渐变小的连接通道的多个叠置板提高喷嘴密度。
日本专利公开物No.2002-205394中披露的另一记录头包括多个细长的压力室，每个压力室都具有一个纵向端，所述纵向端形成为比所述压力室的主要部分窄。所述压力室形成在两个相邻行中，同时一行中的压力室的窄端与另一行中的压力室的窄端并列，以形成交错布置，从而能够以高密度布置喷嘴。进而，日本专利公开物No.2004-181798中披露的另一记录头包括用于使用具有窄端的压力室提高喷嘴密度的装置。
发明内容
由于上述传统的喷墨记录头由多个叠置板形成，所以所述板的相对位置的偏移可能发生在所述板叠置和结合在一起时，造成不同体积的墨水在各个压力室中流动，从而，造成从每个喷嘴喷射的墨滴的喷射性质的改变。并且，当所述板利用粘合剂结合在一起时，随着粘合剂伸进墨水通道的趋势的增大，正在叠置的板的数量就变大。这种伸进的粘合剂妨碍墨水在通道部分中流动。所述妨碍引起气穴现象(cavitation)，造成可能阻碍喷墨的气泡的产生。
并且，尽管通过以交错布置形式使喷嘴附近的压力室的末端交叉移动，可提高喷嘴密度，但是也必须以交错布置形成对应于压力室的压电元件。换言之，分成单独的压电元件的压电元件组必须以它们之间的间距的二分之一彼此偏移，并且必须以高精度对准。在另一技术中，大体积(bulk)压电元件设置在压力室上，并且用切割锯机械加工，形成对应于压电室的每个的单独的压电元件。然而，随着压力室数量的增多，这项技术要求更多的机械加工时间，随着压力室间距的变细，要求更高的机械加工精度。
并且，压力室的窄部越窄，喷嘴密度就越大。喷嘴作为与压力室分离的部件形成在喷嘴板中，并且叠置在压力室的所述窄部上。因此，在利用喷嘴定位压力室的窄部中存在小的误差幅度，这要求非常高的精度。在利用预定延迟驱动相邻的喷嘴室以防止在同时驱动相邻喷嘴时发生的串扰(cross talk)时发生另一问题。由于有必要移动喷嘴的位置来提供这种延迟，所以必须根据所述移动量来制造喷嘴板和室板。
鉴于上述，本发明的一个目的是提供一种喷墨记录头，所述结构便于构成记录头的部件的处理和装配，并且获得高密度喷嘴布置和高质量打印。
本发明的所述和其它目的将通过包括第一板、第二板、第三板、和压力产生件的喷墨记录头获得。
第一板形成有排列成行用于喷射墨滴的多个喷嘴和具有与所述喷嘴流体连通的一端和另一端的多个连接通道。所述多个连接通道在从正交于所述喷嘴的行的方向有角度地移动的相对方向上交替地从所述一端延伸到所述另一端。第二板成有多个压力室，所述压力室以与所述喷嘴一一对应的方式与所述连接通道的所述另一端流体连通。所述压力室在平行于喷嘴行的两行中形成。所述压力室的一行在所述喷嘴行的一侧上，压力室的另一行在喷嘴的另一侧上。在一行中的每个压力室的至少一个区域在正交于喷嘴行的方向上与在另一行中的压力室的一个的另一区域对准。第三板具有用于密封压力室的振动板。压力产生件具有接触与所述压力室的区域相对的所述振动板的部分的多个驱动件。
在本发明的另一方面中，提供了一种包括第一板、第二板、第三板、和压力产生件的喷墨记录头。
第一板形成有排列成行用于喷射墨滴的多个喷嘴，且多个连接通道具有与所述喷嘴流体连通的一端和另一端，并且在正交于所述喷嘴行的方向的相反方向上交替地从所述一端延伸到所述另一端。所述多个连接通道沿其中心线在正交于所述喷嘴行的方向上延伸。第二板形成有多个压力室。所述压力室在平行于喷嘴行的两行中形成。所述喷嘴行位于所述压力室的两行之间。每个压力室都具有与所述相应的连接通道的另一端流体连通的一个部分和与所述一个部分流体连通的另一部分。每个压力室的所述一个部分关于正交于所述喷嘴行的方向倾斜。每个压力室的所述另一部分沿其中心线在正交于所述喷嘴行的方向上延伸。每个压力室的中心线都与相邻的连接通道的中心线隔开预定距离。一行中的每个压力室的所述另一部分在正交于所述喷嘴行的方向上与在所述另一行中的所述压力室的一个的所述另一部分对准。第三板具有用于密封压力室的振动板。压力产生件具有接触与所述压力室的所述另一部分相对的所述振动板的多个驱动件。
在本发明的另一方面中，提供了一种包括第一板、第二板、第三板、和压力产生件的喷墨记录头。
第一板形成有排列成行用于喷射墨滴的多个喷嘴，且多个连接通道具有与所述喷嘴流体连通的一端和另一端。并且所述多个连接通道在正交于所述喷嘴行的方向的相反方向上交替地从所述一端延伸到所述另一端。第二板形成有多个压力室。每个压力室都具有与所述连接通道的所述另一端流体连通的一个端部和另一端部。所述压力室在平行于喷嘴行的两行中形成，所述喷嘴行位于所述压力室的两行之间。一行中的每个压力室都在正交于所述喷嘴行的方向上与在所述另一行中的所述压力室的一个对准。在平行于所述喷嘴行的方向上的所述压力室的每一个端部的宽度都在从所述另一端部到所述一个端部限定的方向上逐渐减小。第三板具有用于密封压力室的振动板。所述压力产生件具有接触与所述压力室相对的所述振动板的部分的多个驱动件。
在本发明的另一方面中，提供了一种包括第一板、第二板、第三板、和压力产生件的喷墨记录头。
第一板形成有排列成行用于喷射墨滴的多个喷嘴和多个连接通道，所述多个连接通道具有与所述喷嘴流体连通的一端和另一端，并且交替地从所述一端延伸到所述另一端，所述第一板具有限定所述连接通道的每个的第一壁。第二板形成有多个压力室。所述第二板具有限定所述压力室的每个的第二壁。所述压力室在平行于喷嘴行的两行中形成。所述喷嘴行位于压力室的两行之间。每个压力室都具有与所述相应的连接通道的所述另一端流体连通的一个部分和与所述一个部分流体连通的另一部分。所述第一壁的至少任一个限定所述连接通道的每个，所述第二壁限定关于正交于喷嘴行的方向倾斜的所述压力室的每个的所述一个部分。一行中的每个压力室的至少所述另一部分在正交于所述喷嘴行的方向上与所述另一行中的所述压力室的一个的所述另一部分相对。所述第三板具有用于密封压力室的振动板。压力产生件具有接触与所述压力室的所述另一部分相对的所述振动板的多个驱动件。
在附图中图1是根据本发明的第一实施例的喷墨记录头的部件分解透视图；图2是根据第一实施例的喷墨记录头中的墨水通道部分的部分截面图；图3示出根据第一实施例的喷嘴、连接通道、通孔、压力室、限流器、和公共墨水室的位置关系的平面图；图4A-4F示出产生根据第一实施例的喷嘴板的方法的说明图；图5A-5C是根据第一实施例的喷墨记录头的一系列透视图，示出制造用于喷墨记录头的致动器的方法；图6示出根据第二实施例的喷嘴、连接通道、通孔、压力室、限流器、和公共墨水室的位置关系的平面图；图7示出根据第三实施例的喷嘴、连接通道、通孔、压力室、限流器、和公共墨水室的位置关系的平面图；图8示出在执行具有(110)晶体取向的硅单晶基板的各项异性湿蚀刻时呈现的平面的说明图；以及图9示出根据第一实施例的喷墨记录头中的压电致动器的改变的透视图。
具体实施例方式
将参看图1至5C描述根据本发明的第一实施例的喷墨记录头。
如图1中所示，记录头1包括通道基板3、压电致动器40、和壳体50。
通道基板3包括叠置和固定在一起的喷嘴板10、室板20、和膜板30。
喷嘴板10包括用于喷射墨滴的多个喷嘴11(参看图3)、与喷嘴11和稍后描述的压力室21流体连通的多个连接通道12(参看图3)、和在其纵向上形成喷嘴板10的每个侧的定位孔10a。
喷嘴板10由具有(110)平面的硅单晶基板配置而成。喷嘴11、连接通道12、和定位孔10a通过干蚀刻形成在喷嘴板10中。如图2中所示，梯级形成在喷嘴11中，使得墨水通道逐渐变窄。如图3中所示，喷嘴11以均匀间距形成在一行中。在此优选实施例中，喷嘴11以1/200英寸的间距形成。连接通道12是细长的，其一个纵向端与相应喷嘴1连通，另一端经由稍后描述的通孔24与相应的压力室21连通。连接通道12在交错形成中在相反的方向上交替从喷嘴11延伸，并且偏移预定角度到正交于喷嘴11的行的方向。连接通道12比压力室21的通道宽度窄。
室板20包括形成在其中的压力室21、限流器22、公共墨水室23、通孔24、和定位孔20a。室板20由具有(110)平面的硅单晶基板配置而成。在此优选实施例中，室板20具有约为300μm的厚度。每个通孔24的一端与相应的连接通道12连通，同时另一端与相应的压力室21连通。压力室21的深度不大于室板20的厚度的三分之一。每个压力室21都具有在正交于喷嘴11的行的方向上延伸的细长形状，同时一端与相应的连接通道12的末端相对。压力室21形成在行中，一行在喷嘴11的行的任一侧上，从而在一行中的压力室21与另一行中的相应压力室21相对。压力室21必须具有较大体积，因此以为喷嘴11的间距的两倍的间距布置，从而便于压力室21的处理和提高精度。并且，每个限制器22的一端都与相应压力室21连通，同时另一端与公共墨水室23的一个连通。限制器22在内部墨水通道中配置有比压力室21更小的截面积。
膜板30包括结合在一起的振动板31和支撑板32以及穿过板31和32的定位孔30a。振动板31由聚酰亚胺形成，呈5-20μm厚的薄板形。支撑板32由不锈钢形成，呈20-30μm厚的薄板形。因此，支撑板32充分厚，具有较高硬度，用于维持限流器22上的充当墨水通道的密封物。凹陷33和35形成在支撑板32的部分中，分别通过振动板31与压力室21和公共墨水室23相对。因此，振动板31暴露在凹陷33和35中。凹陷33和35通过蚀刻支撑板32形成。多个孔形成在振动板31中相应于凹陷35的区域中，这些孔一起用作过滤器34。过滤器34中的孔的直径优选小于喷嘴11的直径。例如，如果喷嘴11的直径为30μm，则过滤器34中的孔具有不大于约20μm的直径。
如上所述，通过将喷嘴板10、室板20、和膜板30叠置和固定在一起，形成通道基板3。粘合剂可用作结合这些板的方法。然而，由于喷嘴板10和室板20由硅单晶基板配置而成，所以这些板也可通过阳极结合连接。如果膜板30也由相同材料形成，则喷嘴板10、室板20、和膜板30可以全部通过阳极结合一体形成。
压电致动器40结合至膜板30，用于经由振动板31使压力室21的体积膨胀和收缩。如图5C中所示，压电致动器40包括支撑基板41、公共电极42、多个单独电极43、柔性电缆45、多个压电元件66、和外部电极64A和64B。支撑基板41成形为长方体，具有形成在其侧表面上的槽42。公共电极42形成在支撑基板41的任一纵向端上。单独的电极43以规则间隔形成在公共电极42之间。压电元件66设置在支撑基板41的一个侧表面上。压电元件66为杆形，且通过使导电材料62与压电材料63交替叠置形成。如图2中所示，压电元件66的一端通过粘合剂结合到振动板31。
如图5C中所示，外部电极64A和64B形成在压电元件66的侧表面上，并且电连接至导电材料62。外部电极64B也通过导电胶65a电连接至公共电极42。外部电极64A也经由导电胶65b电连接至单独的电极43。柔性电缆45连接至公共电极42和单独的电极43。
壳体50包括开口51，其中压电致动器40可插入开口51，所述开口51、公共内部通道52、和定位孔50a形成在所述壳体中。壳体50结合至通道基板3。公共内部通道52经由过滤器34与相应的公共墨水室23连通。墨水经由供应通道(未示出)从墨水储存器(未示出)供给公共内部通道52。如图2中所示，壳体50将定位孔10a、20a、30a、和50a用作定位基准层叠在通道基板3上和结合至通道基板3。
利用这种构造，来自墨水储存器(未示出)的墨水经由公共墨水通道52、过滤器34、公共墨水室23、限流器22、压力室21、通孔24、和连接通道12供给喷嘴11。振动板31基于施加给压电元件66的信号振动。所述振动压缩压力室31，使得墨滴通过喷嘴11喷射。
上述记录头可简化喷嘴记录头的处理和装配，并且提高喷射性质，同时获得高喷嘴密度。通过在其中形成有喷嘴的喷嘴板中形成具有交错布置的连接通道，易于获得这种高喷嘴密度。
本发明的喷墨记录头也可获得具有高喷嘴密度的紧凑记录头结构。因此，喷墨记录头可以高速打印，并且可喷射能获得高分辨率打印质量的墨水微滴。因此，喷墨记录头可用在大范围的应用中，从办公用打印装置到工业打印应用。
并且，喷嘴11中的墨水通道逐渐变窄，防止由于墨水流中的空穴现象造成气泡产生和聚集。并且确保以较高稳定性喷射墨滴。并且，无论制造工艺如何精确，在制造中总存在一些误差。在具有传统结构的室板20中设置等同于连接通道12的通道时，定位连接通道12和喷嘴11(这是通道部分的最精细部分)所要求的精度是严格的。然而，在本发明中，要求最精确的精度的喷嘴11和连接通道12都形成在喷嘴板10中，且其中形成压力室21的室板20结合至喷嘴板10。由于连接通道12和压力室21是定位在此结构中的部件，所以定位中误差的不利效果被消除，并且较大误差幅度是可能的。
例如，喷嘴板10可具有50-100μm的厚度，同时喷嘴11以200dpi(每英寸的点数)的密度布置。如果在墨水从其喷射的表面的喷嘴11的直径为25μm，则在邻接连接通道12的末端处的喷嘴11的直径被设定为50-70μm，即，至少为在喷射表面处的直径的两倍。因此，可将连接通道12限制为50-70μm的宽度，约与连接通道12末端上的喷嘴11的直径相同。然而，由于压力室21被以100dpi(约为喷嘴11的间距的两倍)的密度布置，所以可以至少0.15mm的宽度形成压力室21，从而提高相对于连接通道12的横向偏移的公差。换言之，所述构造放松了对装配精度的限制。
并且，当考虑串联的喷嘴11和连接通道12中的惯性和流体阻力时，可允许连接通道12具有较大尺寸。因此，通过将每个相应喷嘴11和连接通道12认为是一系列(series)，连接通道12可被表示成Helmholtz方程，用于找到震荡周期和阻尼。由于时间恒定参数的数量作为结果增加，所以在设计结构和记录头的驱动波形中有较大自由度，这可用于精细调整喷墨特征。
并且，尽管具有稍长的墨水通道，但连接通道12具有比压力室21小的纵横比，并且可被以较高精度处理。并且，限流器22的墨水通道部分的横截面面积比压力室21的小，这使得可能在压力室21的体积膨胀时使从公共墨水室23流入压力室21的墨水量最优，在压力室21的体积收缩以喷射墨滴时使从压力室21反向到公共墨水室23的墨水量最优。并且，振动板31由薄板配置而成，其可通过压电元件66的膨胀和收缩而充分移位。
过滤器34也捕获从墨水通道52等流入的杂质，从而防止杂质堵塞导向喷嘴11的微通道，提高喷墨的可靠性。
上述记录头1允许非常密集地布置喷嘴11。并且，通过以为喷嘴11间距的两倍的间距构造压力室21和压电元件66，简化了记录头1的制造工艺。
由于压力室21独立于连接通道13设置，且不受连接通道12的构造的较大影响，所以在设计连接通道12的形状(包括深度、宽度、和长度)中具有更大的自由度。由喷嘴板10、室板20、和膜板30配置而成的通道基板3要求总硬度，因为在压电致动器40膨胀和压缩时的移位产生的压力可使通道基板3变形。因此，构成通道基板3的部分的室板20应较厚。在此优选实施例中，室板20的厚度增加，限流器22和压力室21的深度被设定为板厚度的约三分之一，且压力室21经由窄通孔24和连接通道12与喷嘴11流体连通。这种构造防止通道基板3的硬度下降和结构串话的发生。尽管喷嘴板10和室板20的结构复杂，但通过执行硅单晶基板的干蚀刻容易使这些板形成有高精度。
接着，将参看图4A至4E描述制造喷嘴板10的方法。如图4A中所示，热氧化方法等用于在为单晶基板的硅晶片10A的表面上形成氧化硅层15。使用光刻对预定区域执行图样化，并且通过蚀刻完全去除预定区域中的氧化硅层15。利用氟和氟化铵混合液体执行蚀刻。在蚀刻时，除了预定区域外的氧化硅层15的整个表面用抗蚀剂覆盖，以保护将成为喷嘴11的表面的侧上的氧化硅层15。接着，通过干蚀刻将通过上述蚀刻工艺暴露的硅基板10A的部分去除到要求的深度。
随后，如图4B中所示，去除用于将成为连接通道12的区域的氧化层。接着，如图4C中所示，通过干蚀刻将硅基板10A的此部分去除到要求的深度。之后，如图4D中所示，在被蚀刻的表面上形成氧化物掩模。在相应于将成为喷嘴11的区域中完全去除与在上面执行上述蚀刻的侧相对的表面上形成的氧化硅层。接着，如图4E中所示，执行蚀刻以形成喷嘴11，并且如图4F中所示，完全去除剩余的氧化物膜，以暴露完成的喷嘴板10。墨滴从其喷射的完成的喷嘴板10的表面也可经受拒墨处理，以提高墨湿性(inkwettability)。
根据类似的干蚀刻方法制造室板20。这样，可根据类似方法执行高精度处理，以形成构成墨水通道的部件。并且，通过减少叠置板的数量，可能减少墨水通道中的累积误差。
接着，将参看图5A-5C描述制造压电致动器40的方法。如图5A中所示，通过使导电材料62和压电材料63的叠置层交替形成的两个杆状压电件60彼此平行地固定在支撑基板41的一个表面上。外部电极64A和64B形成在压电件60的侧表面上，以便电连接至压电件60中的导电材料62的层。具体而言，外部电极64A形成在两个压电件60的外侧表面上，同时外部电极64B形成在压电件60的内侧表面(相对表面)上(每个电极64A和64B中仅有一个在图5A中示出)。槽48形成在支撑基板41的中心区域中。公共电极42经由导电胶65a和外部电极64B连接至压电件60，同时单独的电极43经由导电胶65b和外部电极64A连接至压电件60。在此优选实施例中，已经使用屏幕印刷技术等预印刷公共电极42和单独的电极43。
如图5B中所示，用切割锯、线锯等切割这两个压电件60，以形成以预定间距具有梳形齿的梳状结构，从而压电件60被分成在单独电极43上的离散部分。公共电极42经由形成在支撑基板41的槽48中的导电胶65a连接在一起。这种工艺产生能充当单独的致动器的分离的压电元件66。所述分离的压电元件66成形为具有对应于压力室21的间距的均匀间距的梳齿。如图5C中所示，单独的电极43和公共电极42连接至柔性电缆45，从而完成压电致动器40。
接着，将参看图6描述根据本发明的第二实施例的喷墨记录头，其中相同部分和部件用相同参考标号表示，以避免重复描述。图6对应于第一实施例的图3，并且是示出根据第二实施例的喷嘴、连接通道、通孔、压力室、限流器、和公共墨水室的位置关系的平面图。
根据第二实施例的喷墨记录头包括形成在喷嘴板10中的多个连接通道12a。连接通道12a交替地在相反的方向上延伸，并且平行于正交于喷嘴11的行的方向。每个连接通道12a都沿第一中心线L1延伸，所述第一中心线L1穿过每个连接通道12a在其宽度方向上的中心，并且在每个连接通道12a的纵向上延伸。每个连接通道12a的一端均与相应喷嘴11连通。
根据第二实施例的喷墨记录头也包括多个通孔24a和形成在室板20中的多个压力室21a。每个通孔24a都与相应的连接通道12a连通。压力室21a布置在两行中，一行在喷嘴11的行的任一侧上。一行的压力室21a被定位为与另一行中的相应压力室21a相对。并且，每个压力室21a都沿第二中心线L2延伸，所述第二中心线L2穿过每个连接通道21a在其宽度方向上的中心，并且在每个连接通道21a的纵向上延伸。压力室21a的第二中心线L2从邻近的连接通道12a的第一中心线L1偏移喷嘴11的间距的约二分之一。连接通道12a侧(与通孔24a连通的部分)上的压力室21a的末端向着相应的连接通道12a弯曲。以此方式弯曲压力室21a使得压力室21a与连接通道12a流体连通。通过以此方式向着连接通道12a轻轻地弯曲压力室21a，可能确保墨水流畅地流到这里。这里，压力室21a中的通道宽度优选等于或大于连接通道12a中的通道宽度，以在连接通道12a充满墨水时便于去除气泡。根据上述第二实施例的结构可获得与根据第一实施例的喷墨记录头相同的效果。
并且，与连接通道12a连通的压力室21a形成有向着连接通道12a变窄的墨水通道，从而提高了从墨水去除气泡的能力。
接着，将参看图7描述根据本发明的第三实施例的喷墨记录头，其中相同部分和部件用相同的参考标号表示，以避免重复描述。图7对应于第一实施例的图3，并且是示出根据第三实施例的喷嘴、连接通道、通孔、压力室、限流器、和公共墨水室的位置关系的平面图。
通过具有(110)表面的硅单晶基板的各向异性湿蚀刻形成根据第三实施例的室板20。如图8中所示，在执行具有(110)表面的硅单晶基板的各向异性湿蚀刻时平面A、B、和C显露。这里，各向异性湿蚀刻用于形成正交于(110)平面(图8中的平面A和B)的(111)平面，和产生呈平行四边形形状的凹陷区(压力室21b和通孔24b)，其中平面A对应于侧16和17，且平面B对应于图7中的侧18和19。这项技术实现模制工艺期间非常高的精度。
形成在室板20中的压力室21b经由在平行四边形中形成锐角的通孔24b的拐角部分与连接通道12a连通。通过以此方式利用干蚀刻形成喷嘴板10和利用各向异性湿蚀刻形成室板20，可提高这两个板之间的相对定位。并且，由于通孔24b中的墨水通道向着连接通道12a变窄，这种结构可便于去除气泡，从而提高记录头喷射墨滴的可靠性。
尽管已经参看本发明的具体实施例描述了本发明，但对本领域的技术人员来说显然的是，可对其作出许多修改和改变，而不偏离本发明的精神，其中本发明的范围由所附权利要求书限定。例如，限流器22可由两个或更多个窄通道配置而成，以获得最优流阻。并且，过滤器34不必与膜板30一体形成，而是可作为设置在膜板30和壳体50之间的过滤器板分离地制备。并且，尽管上述实施例中的膜板30由结合的振动板31和支撑板32配置而成，但是这些部分也可分离地设置。例如，振动板31可用厚度不大于10μm的不锈钢薄板或通过镍电成形形成的薄板替换。由于膜板30没有限定墨水通道，所以在将振动板31和支撑板32作为分离的部件时可获得与上述相同的效果。类似于喷嘴板10和室板20，也可通过蚀刻硅基板形成膜板30。
图9示出作为根据上述优选实施例的压电致动器单元40的修改的压电致动器单元40A。尽管在上述优选实施例中通过将两个压电件60安装在单个支撑基板41上制造压电致动器40A，但是所述压电致动器40A由通过中间支撑件49连接的两个单独的压电致动器40A配置而成，其中中间支撑件49介于这两个单独的压电致动器之间。每个压电致动器40A都具有支撑基板41a和杆形压电件60。由于压力室21在越过喷嘴行的相应位置处彼此相对，而不是交错，所以通过用切割锯同时机械加工这两个压电件60可形成相应于每个压力室21的压电元件66，从而提供不昂贵的压电致动器40A。
尽管喷嘴板10和室板20由硅基板形成，但假如可在其中形成微结构，则这些板也可由模制陶瓷或模制树脂形成。也可能通过蚀刻不锈钢板形成喷嘴板10和室板20。然而，由于在这些方法的每个中难以实现充分高的精度，所以硅基板是优选的。并且，上述优选实施例的致动器由叠置型压电本体配置而成。这里，所述压电本体可被配置为在平行于形成在其中的电极的平面的方向上或在正交于电极的平面的方向上膨胀和收缩。
权利要求
1.一种喷墨记录头，包括第一板，形成有排列成行用于喷射墨滴的多个喷嘴和具有与所述喷嘴流体连通的一端和另一端的多个连接通道，所述多个连接通道在从正交于所述喷嘴的行的方向有角度地移动的相对方向上交替地从所述一端延伸到所述另一端；以及第二板，形成有多个压力室，所述压力室以与所述喷嘴一一对应的方式与所述连接通道的所述另一端流体连通，所述压力室在平行于喷嘴行的两行中形成，所述压力室的一行在所述喷嘴行的一侧上，压力室的另一行在喷嘴的另一侧上，在一行中的每个压力室的至少一个区域在正交于喷嘴行的方向上与在另一行中的压力室的一个对准；第三板，具有用于密封压力室的振动板；以及压力产生件，具有接触与所述压力室的区域相对的所述振动板的部分的多个驱动件。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录头，进一步包括用于支撑所述第一板、第二板、和第三板的支撑件，其中所述第二板形成有多个节流器和两个公共墨水室，所述节流器分别与所述压力室和公共墨水室流体连通，每个公共室都通过所述相应的节流器与所述压力室的两行中的一行流体连通。
3.根据权利要求2所述的喷墨记录头，其中所述第二板由硅单晶基板形成；以及所述压力室、限流器、和公共墨水室通过干蚀刻形成在所述第二板中。
4.根据权利要求1所述的喷墨记录头，其中所述连接通道在平行于所述喷嘴行的方向上比所述压力室具有较窄宽度。
5.根据权利要求1所述的喷墨记录头，其中所述第二板在层叠的方向上安装在所述第一板上，且所述第三板在所述层叠的方向上安装在所述第二板上，其中所述第二板形成有通孔，所述压力室和所述连接通道通过所述通孔彼此流体连通，所述层叠方向正交于这两个喷嘴行和正交于喷嘴行的方向；以及其中在经由所述第三板与所述驱动件相对的区域处限定在所述层叠方向上的每个压力室的深度小于或等于限定在所述层叠方向上的所述第二板的厚度的三分之一。
6.根据权利要求1所述的喷墨记录头，其中所述第一板由硅单晶基板形成；以及所述喷嘴和连接通道通过干蚀刻工艺形成在硅单晶基板中。
7.一种喷墨记录头，包括第一板，形成有排列成行用于喷射墨滴的多个喷嘴和具有与所述喷嘴流体连通的一端和另一端的多个连接通道，所述多个连接通道在正交于所述喷嘴行的相反方向上交替地从所述一端延伸到所述另一端，所述多个连接通道沿其中心线在正交于所述喷嘴行的方向上延伸；第二板，形成有多个压力室，所述压力室形成在平行于喷嘴行的两行中，所述喷嘴行位于所述压力室的两行之间，每个压力室都具有与所述相应的连接通道的所述另一端流体连通的一个部分和与所述一个部分流体连通的另一部分，每个压力室的所述一个部分关于正交于所述喷嘴行的方向倾斜，每个压力室的所述另一部分沿其中心线在正交于所述喷嘴行的方向上延伸，每个压力室的中心线都与相邻的连接通道的中心线隔开预定距离，一行中的每个压力室的所述另一部分在正交于所述喷嘴行的方向上与在所述另一行中的所述压力室的一个的所述另一部分对准；第三板，具有用于密封压力室的振动板；以及压力产生件，具有接触与所述压力室的所述另一部分相对的所述振动板的多个驱动件。
8.根据权利要求3所述的喷墨记录头，进一步包括用于支撑所述第一板、第二板、和第三板的支撑件，其中所述第二板形成有多个节流器和两个公共墨水室，所述节流器分别与所述压力室和公共墨水室流体连通，每个公共室都通过所述相应的节流器与所述压力室的两行中的一行流体连通。
9.根据权利要求8所述的喷墨记录头，其中所述第二板由硅单晶基板形成；以及所述压力室、限流器、和公共墨水室通过干蚀刻形成在所述第二板中。
10.根据权利要求7所述的喷墨记录头，其中所述连接通道在平行于所述喷嘴行的方向上比所述压力室具有较窄宽度。
11.根据权利要求7所述的喷墨记录头，其中所述第二板在层叠的方向上安装在所述第一板上，且所述第三板在所述层叠的方向上安装在所述第二板上，其中所述第二板形成有通孔，所述压力室和所述连接通道通过所述通孔彼此流体连通，所述层叠方向正交于这两个喷嘴行和正交于喷嘴行的方向；以及其中在经由所述第三板与所述驱动件相对的区域处限定在所述层叠方向上的每个压力室的深度小于或等于限定在所述层叠方向上的所述第二板的厚度的三分之一。
12.根据权利要求7所述的喷墨记录头，其中所述第一板由硅单晶基板形成；以及所述喷嘴和连接通道通过干蚀刻工艺形成在硅单晶基板中。
13.一种喷墨记录头，包括第一板，形成有排列成行用于喷射墨滴的多个喷嘴和具有与所述喷嘴流体连通的一端和另一端的多个连接通道，所述多个连接通道在正交于所述喷嘴行的方向的相反方向上交替地从所述一端延伸到所述另一端；第二板，形成有多个压力室，每个压力室都具有与所述连接通道的所述另一端流体连通的一个端部和另一端部，所述压力室形成在平行于喷嘴行的两行中，所述喷嘴行位于所述压力室的两行之间，一行中的每个压力室都在正交于所述喷嘴行的方向上与在所述另一行中的所述压力室的一个对准，在平行于所述喷嘴行的方向上的所述压力室的每一个端部的宽度都在从所述另一端部到所述一个端部限定的方向上逐渐减小；第三板，具有用于密封压力室的振动板；以及压力产生件，具有接触与所述压力室相对的所述振动板的部分的多个驱动件。
14.根据权利要求13所述的喷墨记录头，进一步包括用于支撑所述第一板、第二板、和第三板的支撑件，其中所述第二板形成有多个节流器和两个公共墨水室，所述节流器分别与所述压力室和公共墨水室流体连通，每个公共室都通过所述相应的节流器与所述压力室的两行中的一行流体连通。
15.根据权利要求14所述的喷墨记录头，其中所述第二板由硅单晶基板形成；以及所述压力室、限流器、和公共墨水室通过干蚀刻形成在所述第二板中。
16.根据权利要求13所述的喷墨记录头，其中所述连接通道在平行于所述喷嘴行的方向上比所述压力室具有较窄宽度。
17.根据权利要求13所述的喷墨记录头，其中所述第二板在层叠的方向上安装在所述第一板上，且所述第三板在所述层叠的方向上安装在所述第二板上，其中所述第二板形成有通孔，所述压力室和所述连接通道通过所述通孔彼此流体连通，所述层叠方向正交于这两个喷嘴行和正交于喷嘴行的方向；以及其中在经由所述第三板与所述驱动件相对的区域处限定在所述层叠方向上的每个压力室的深度小于或等于限定在所述层叠方向上的所述第二板的厚度的三分之一。
18.根据权利要求13所述的喷墨记录头，其中所述第一板由硅单晶基板形成；以及所述喷嘴和连接通道通过干蚀刻工艺形成在硅单晶基板中。
19.根据权利要求13所述的喷墨记录头，其中所述呈硅单晶基板形式的第二板具有(110)表面，所述压力室通过所述硅单晶基板的各向异性湿蚀刻形成在所述第二板中，所述压力室限定在具有垂直于所述硅单晶的(110)平面的(111)平面的两个不同表面之间。
20.一种喷墨记录头，包括第一板，形成有排列成行用于喷射墨滴的多个喷嘴和具有与所述喷嘴流体连通的一端和另一端的多个连接通道，所述多个连接通道交替地从所述一端延伸到所述另一端，所述第一板具有限定所述连接通道的每个的第一壁；第二板，形成有多个压力室，所述第二板具有限定所述压力室的每个的第二壁，所述压力室形成在平行于喷嘴行的两行中，所述喷嘴行位于压力室的两行之间，每个压力室都具有与所述相应的连接通道的所述另一端流体连通的一个部分和与所述一个部分流体连通的另一部分，所述第一壁的至少任一个限定所述连接通道的每个，所述第二壁限定关于正交于喷嘴行的方向倾斜的所述压力室的每个的所述一个部分，一行中的每个压力室的至少所述另一部分在正交于所述喷嘴行的方向上与所述另一行中的所述压力室的一个的所述另一部分相对；第三板，具有用于密封压力室的振动板；以及压力产生件，具有接触与所述压力室的所述另一部分相对的所述振动板的多个驱动件。
全文摘要
一种喷墨记录头，包括喷嘴板、室板、和膜板。喷嘴板包括用于喷射墨滴的多个喷嘴、与喷嘴连通的多个连接通道、和压力室。所述喷嘴以均匀间距形成在一行中。所述连接通道在交错形成中相反的方向上交替地从喷嘴延伸，并且偏移预定角度到正交于喷嘴行的方向。所述室板包括形成在其中的压力室、限流器、和公共墨水室。每个压力室都具有在正交于喷嘴行的方向上延伸的细长形状。所述压力室形成在行中，一个在喷嘴行的任一侧上，从而一行中的压力室与另一行中的相应压力室相对。所述膜板是用于密封所述压力室的振动板。
文档编号B41J2/045GK1827375SQ2006100515
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月6日 优先权日2005年3月4日
发明者飞田悟, 松藤良太, 甲田智彦 申请人:理光打印系统有限公司