专利名称：带有陶瓷墨泵部件以及金属喷嘴部件的喷墨打印头的制作方法
技术领域：
本发明在总体上涉及到一种喷墨打印头，具体地说，本发明涉及到喷墨打印头的改进型结构，所说的喷墨打印头在由上部和下部电极以及压电和/或电致伸缩层构成的并设置在墨室壁面上的相应压电和/或电致伸缩元件或部件产生移动时可以改变各墨室的容积。而所说的墨室则形成在由陶瓷材料制成的墨泵内，因此，墨室内油墨的压力会升高，从而能将墨滴喷出或射出。
举例来说，在目前将打印机用作计算机输出设备的市场上，对能以较低成本无噪音地进行操作的喷墨式打印机有着日益增长的需求。喷墨打印机带有一喷墨打印头，该打印头可使充满有大量油墨的适当墨室内的压力水平升高，从而使得油墨滴或油墨颗粒从相应的喷嘴中喷出或射出，以便进行预定的打印操作。
作为上述喷墨打印头的一种类型，本发明的代理人在JP-A-6-40030(该专利对应于共同未决的美国专利第08/066 193号)中提出了一种喷墨打印头，其中，墨泵部件使用了具有三层结构的陶瓷基层。更具体地说，上述墨泵部件包括一挡板；一隔板，它带有多个供各墨室使用的窗口；以及，一连接板，它带有多对第一和第二通连孔，每对通连孔均与相应的墨室相通连。上述隔板、挡板和连接板彼此相叠置并被烧制成前述成整体的三层陶瓷结构。就墨泵部件按上述方式构成的整体陶瓷基层结构而言，用适当的粘合剂来粘接一喷嘴部件，该喷嘴部件例如包括用不锈钢(SUS)之类的适当材料构成的孔板、通道板以及喷嘴盖板。
在具有上述结构的喷墨打印头中，由陶瓷板或陶瓷片构成的按整体烧制结构形成的墨泵部件在不使用任何粘接剂的情况下都能在相邻的陶瓷板之间提供更好的密封。但是，为了能将墨泵部件粘接于油墨喷嘴部件并且将油墨喷嘴部件的各个组成板片粘接到一起，仍然需要用粘合剂。因此，通常的喷墨打印头不一定能确保完全的流体密封以防在所述板片的接合处有油墨泄漏。特别是，通常的结构会难以粘接墨泵部件与孔板，而所说的孔板则带有止回阀或开孔，这些止回阀或开孔呈微孔的形式以便将油墨材料引导至相应的墨室。如果粘合剂因所述板片的尺寸及定位误差而流至或扩散至这些板片的预定粘接区之外，那么，孔板的微孔就会因粘合剂扩散至预定粘接区之外而受到不良的影响，从而，会显著地破坏喷墨打印头(其中，将油墨材料传送给墨室)的供墨特性。如果粘合剂的扩散很严重，则经过打印头的油墨流动通道甚至可能会被粘合剂堵塞。
为了避免上述问题，代替形成在孔板上的开孔按较小的尺寸来形成与相应墨室相通连的通连孔以便起到可使油墨材料流向墨室的开孔或止回阀的作用，而所说的墨室则形成在由三层陶瓷结构构成的墨泵部件内。但是，为了形成可用作上述开孔的微型通连孔，在烧制具有上述微型通连孔的陶瓷板之后给出的半成品薄板应具有较小的厚度以提高冲孔操作的效率，从而形成所说的那些微孔。所以，在这种情况下，上述半成品薄板并不具有高度的刚性，因而，所说的微孔可能会变形，或者，在对半成品薄板进行处理时即在该薄板上进行冲孔操作时或在层压上述构成墨泵部件相应板片的半成品薄板时，会降低所述微孔的定位精确度。在极个别的情况下，上述半成品薄板可能会发生断裂。因此，上述尝试在实践上是行不通的。
鉴于上述情况，提出了本发明。所以，本发明的目的是提供一种喷墨打印头，它可确保在微孔周围有良好的流体密封性，而所说的微孔则起一开孔或止回阀的作用以便将油墨材料从供墨通道引导至墨室。本发明的另一目的是提供这样一种喷墨打印头，它能够按较高的尺寸稳定性和定位精确度来形成所说的微孔，同时能确保在生产该喷墨打印头的过程中有较好的操作简便性。
依照本发明的原理，可以达到上述目的，本发明提供了一种喷墨打印头，它包括；一陶瓷墨泵部件，此部件带有一墨室及一用于使部分限定墨室的壁面产生变形的压电和/或电致伸缩部件，从而能将油墨从墨室中喷出；以及，一金属油墨喷嘴部件，此部件带有一喷嘴，从墨室中喷出的油墨可经由该喷嘴射出，上述墨泵部件重叠于喷嘴部件并通过一通道板与该喷嘴部件粘接成整体，而通道板则带有一供墨通道，它用于将油墨提供给墨室；以及，一油墨出孔，它用于将油墨填加给喷嘴；所述喷墨打印头的特征在于将墨泵部件形成为一整体烧制的分层结构，该结构包括；一隔板，它带有一窗口，此窗口部分地限定了墨室；一薄挡板，它重叠于隔板相反主表面中远离油墨喷嘴部件的那个主表面从而封住了前述窗口的相反开口中的一个；以及，由薄孔板和厚加强板构成的分层结构，该分层结构重叠于隔板的另一个主表面从而封住了窗口的另一个开口，并且，该分层结构与前述隔板及挡板相配合从而形成了所说的墨室，上述孔板带有一个从中穿过的微孔，而加强板则带有一油墨入孔，该入孔穿过加强板并且直径要大于前述微孔的直径，因此，通道板的供墨通道会通过上述微孔和油墨入孔与墨室相通连，所说的孔板还带有一从中穿过的第一通连孔，加强板则带有一从中穿过并与第一通连孔相对齐的第二通连孔，因此，墨室会通过孔板的第一通连孔和加强板的第二通连孔与通道板的油墨出孔相通连；所说的压电和/或电致伸缩部件以与前述窗口相对齐的方式形成在挡板的一部分上，该压电和/或电致伸缩部件包括一压电和/或电致伸缩元件，此元件包括一对电极以及一压电和/或电致伸缩层；以及所说的油墨通道板和油墨喷嘴部件重叠于墨泵部件的分层结构并用粘合剂成整体地粘接于该分层结构。
在按本发明构成的喷墨打印头中，将墨泵部件形成为一成整体的烧制陶瓷分层结构，该结构包括所说的孔板，而孔板则以一开孔为微孔。这一墨泵部件在尺寸容差不是很严格的通道板处粘接于油墨喷嘴部件，以便形成喷墨打印头的整体结构。在这种结构中，通常不需要用粘合剂来粘接孔板。换句话说，本发明的结构中不存在这样的可能性，即孔板微孔周围的粘合剂会进入微孔或在相邻板片接合面之间流动或扩散从而降低所获得的喷墨打印头的质量及喷墨特性。依照上述结构，可很容易地以高度耐久性的方式在所述微孔周围形成流体密封。由于不必考虑粘合剂的流动或扩散，所以，本发明的结构不需要喷墨打印头的各个组件有高度的尺寸和定位精确度，从而，能够确保很容易地组装和生产出喷墨打印头。
在本发明的打印头中，所说的孔板以与相对较厚的加强板成整体的方式重叠于前述隔板。也就是说，由相对较薄的孔板与相对较厚的加强板所构成的分层结构可粘接于上述隔板。依照这种结构，可以将孔板的厚度做很较薄以便能很容易地形成从中穿过的微孔。也就是说，用构成加强板的较厚的半成品薄板可以有效地强化构成孔板的较薄的半成品薄板，从而，在生产喷墨打印头的过程中可以很容易地处理用于孔板的半成品薄板。因此，本发明的结构能够以较高的稳定性和较高的尺寸及定位精确度在孔板上形成微孔，同时能确保在生产喷墨打印头的过程中可很容易地处理孔板。
依照本发明的第一种最佳形式，由上述孔板与加强板构成的分层结构重叠于前述隔板，因此，孔板位于与隔板相邻的位置处。
在本发明的第一种最佳形式中，孔板与加强板重叠于隔板，因此，该孔板会与隔板保持接触，从而形成了墨泵部件的整体结构。在这种结构中，加强板位于孔板的外侧，因此，在生产打印头的过程中，孔板不会因与其它物体的碰撞而受到任何损害。所以，能够有效地使孔板的微孔免遭在相反情况下可能遇到的损坏，从而确保在生产过程中能更方便地处置墨泵部件。
依照本发明的第二种最佳形式，所说的隔板带有一突出部分，它从所述窗口相反端部中沿油墨流动方向来看位于窗口下游侧的那个端部处延伸进油墨流入形成在孔板上相应第一通连孔及形成在加强板上相应第二通连孔的区域内。
在本发明的第二种最佳形式中，所说的隔板带有一突出部分，它形成在前述窗口相反端部中沿油墨流动方向来看位于下游侧的那个端部上，因此，在沿与油墨流经墨室的方向相平行的平面来看时，上述突出部分的端部位于相应第一和第二通连孔的内侧。这种结构能够以最佳的方式确保来自墨室的油墨会经由通连孔平稳地流至喷嘴部件的喷嘴。即便在油墨中含有气泡，本发明的结构也能将气泡排出到墨室之外，从而能够有效地避免存留在墨室内的气泡所引起的各种问题。
通过参照附图阅读以下对本发明最佳实施例的详细说明，可以更好地理解本发明的上述及附加的目的，特征及优点，在附图中
图1是本发明喷墨打印头的一个实施例的垂直剖面的正视图；图2是说明图1中喷墨打印头结构的分解透视图；图3是与图1相对应的垂直剖面的正视图，它显示了本发明之喷墨打印头的另一个实施例；图4(a)是本发明的喷墨打印头的局部平面图，它显示了将压电和/或电致伸缩元件连接到喷墨打印头的墨泵部件上的一个实例(其中，未示出上部电极)；图4(b)是沿图4(a)中A-A线的局部侧视图；以及图5是与图4(a)相对应的平面图，它显示了将多个压电和/或电致伸缩元件连接到喷墨打印头的墨泵部件的一个实例。
首先参照图1，它概略地显示了按本发明的一个最佳实施例所构成的喷墨打印头10，其中，由陶瓷材料制成的墨泵部件12与由金属制成的油墨喷嘴部件16彼此相叠置并粘接成喷墨打印头10的整体结构，而由金属或树脂制成的通道板14则放置在上述两个部件之间。
更具体地说，陶瓷墨泵部件12包括一薄挡板18、一厚隔板20、一薄孔板22以及一厚加强板24，这些板片彼此层叠在一起并被烧制成一成整体的陶瓷体。在这样构成的墨泵部件12的一个外表面上，具体地说，在挡板18的外表面上，存在有与相应墨室30相对齐的成整体的压电和/或电致伸缩部件26。
墨泵部件12的隔板20带有多个矩形窗口28(本实施例中有三个窗口)，这些窗口贯穿隔板的厚度并且彼此按等距间隔的方式排成一排，如图2所示。挡板18和孔板22在窗口的相反开口处封住了这些窗口28，从而形成了多个与相应窗口28相对应的墨室30。挡板18局部限定相应墨室30的那部分起一挡板部分32的作用。一旦启动了适当的压电和/或电致伸缩部件26(以下称之为P/E部件)，相应的挡板部分32就会移动或者变形。因此，相应墨室30内的压力会上升，从而将油墨材料的液滴从墨室30中喷出或射出。
墨泵部件12的孔板22上形成有多个微孔34，每个微孔均起一开孔的作用，以便和相应的墨室30作流体通连。微孔34将油墨材料从供墨通道50引导至相应的墨室30并起止回阀的作用以便在从墨室30中喷出油墨时基本上防止油墨沿相反方向流动。微孔34通过直径远大于微孔34直径的相应油墨入孔36与供墨通道50相通连。油墨入孔36贯穿加强板24的厚度，而加强板24则成整体地重叠于孔板22相反主表面中远离隔板20的那个主表面。在沿垂直于板片22、24厚度方向的平面来看时，油墨入孔36与孔板22的相应微孔34相对齐。
孔板22还带有从中穿过的第一通连孔38，而加强板24则带有与孔板22的相应第一通连孔38相对齐的第二通连孔40。第一和第二通连孔38、40均与相应的墨室30相通连，并且，这些通连孔的直径要远大于孔板22的微孔34的直径。经由开孔36、34供给墨室30的油墨材料经过第一和第二通连孔38、40并且从将要予以说明的喷嘴部件16的相应喷嘴54中向外喷出。在本实施例中，隔板20带有一突出部分42，它从各个窗口28相反端部中沿油墨流经墨室室30方向(如图1中箭头所示)来看位于下游侧的那个端部处按适当的距离延伸进油墨流入孔板22和加强板24的相应第一和第二通连孔38、40的区域内。
在具有上述结构的墨泵部件12中，挡板18通常具有50μm或更小的厚度，较佳的是具有20μm或更小的厚度，更佳的是具有在约3μm或至约12μm范围内的厚度。隔板20通常具有至少为10μm的厚度，较佳的是具有至少为30μm的厚度，更佳的是具有至少为50μm的厚度。孔板22和加强板24的整个厚度通常至少为100μm，较佳的是至少为150μm。应该注意，应确定孔板22的厚度以便稳定精确地形成贯穿孔板22厚度的微孔34。有鉴于此，孔板22通常具有100μm或更小的厚度，较佳的是具有50μm或更小的厚度，更佳的是具有约5μm至约20μm范围内的厚度。
在如上所述按包括有四个板片18、20、22、24的成整体的陶瓷结构来形成的墨泵部件12中，挡板18和隔板20构成了一上部陶瓷空腔结构，而孔板22和加强板24则构成了一下部陶瓷空腔结构。
本实施例中的墨泵部件12被形成为一整体烧制的陶瓷结构。具体地说，用于板片18、20、22、24的半成品薄板开始时是借助诸如刮片装置、反转辊压敷涂器或网板印刷装置之类的通常所使用的装置用由陶瓷材料、粘合剂、溶剂以及其它所需添加剂制成的灰浆或糊状物形成的，从而具有相应的厚度值。为了能在上述半成品薄板彼此层叠时于这些半成品薄板的接触面处形成稳定且牢固的密封，可以将含有较多数量粘合剂的灰浆适当地印制到半成品薄板的接触面上。然后，按需对半成品薄板进行诸如激光切割、切削或冲孔之类的适当机械成型操作以形成窗口28、微孔34、油墨入孔36以及第一和第二通连孔38、40。这样，就可以获得用于板片18、20、22、24的母体。在对半成品薄板进行激光切削操作时，激光束的波长一般保持在约200nm至约1000nm的范围内。上述每个板片均可以由多个半成品薄板构成。例如，可以用多个半成品薄板来形成用于加强板24的母体。
按这样方式获得的用于板片18、20、22、24的母体彼此相重叠以形成如图2所示的墨泵部件12的半成品分层结构并被共同烧制成墨泵部件12的整体烧制结构。可以按需用两个或更多的步骤将用于板片18、20、22、24的母体层叠起来。
例如，在图1所示的墨泵部件12中，由于带有窗口28的隔板20叠放在薄孔板22上，所以，如果用一个步骤来同时层叠所有的半成品薄板以形成墨泵部件12的分层结构，那么，由于存在有窗口28，因此在足够的压力下无法叠置相对较软的半成品薄板20。相反这会导致墨泵部件12的组成板片不完全地重叠和密封。此外，孔板22的一部分可能会进入窗口28，并且，可能会使微孔34变形，从而降低了该微孔的尺寸精度。为了避免上述缺陷，最好首先通过加压和加热使得用于孔板22和加强板24的母体(半成品薄板)彼此相层叠，从而形成一第一初始分层结构。在这种情况下，将用于隔板20和挡板18的母体(半成品薄板)叠置于按上述方式形成的初始分层结构，并且，将这一组件烧制成墨泵部件12的整体烧制结构。另外，可通过加压和加热使得用于隔板20和挡板18的母体彼此相层叠，从而形成一第二初始分层结构，然后将该结构叠置于上述第一初始分层结构，并且，将这一组件烧制成墨泵部件12的整体烧制结构。尽管微孔34是通过冲压用于孔板22的母体(半成品薄板)的适当部分而形成的，但是，也可以按其它方式形成微孔34。例如，可以通过对上述第一初始分层结构或者对墨泵部件12的整体烧制分层结构进行冲压或激光切削操作来形成微孔34。
在如上所述获得的墨泵部件12上，具体地说，在挡板18的外表面上，以与相应墨室30相对齐的方式形成有所说的P/E部件，从而形成了预定的墨泵部件12，该墨泵部件是一压电和/或电致伸缩薄膜式启动器。每个P/E部件26均是一个压电和/或电致伸缩元件(以下称之为P/E元件)，它包括下部和上部电极44、48以及设置在这两个电极之间的压电和/或电致伸缩层(以下称之为P/E层)46。通过将相应的周知P/E元件的坯件条粘接于挡板18的适当部分而将P/E部件26设置到挡板18的外表面上。另外，通过任何一种周知的成膜法使下部电极44、P/E层46以及上部电极48以层叠的方式依次形成在挡板18的外表面上以便形成预定的P/E元件。用于电极44、48和P/E层46的材料是以适当的方式从多种周知材料中挑选出来的。例如，可按适当的方式使用如前述专利文件所提出的材料以便形成电极44、48和P/E层46。前述专利文件还公开了适于形成墨泵部件12的陶瓷材料。在本发明中最好使用这种陶瓷材料以形成挡板18、隔板20、孔板22以及加强板24。
就按上述方式形成的墨泵部件12而言，利用适当的粘合剂如本技术中所周知的那样层叠及粘接通道板14和油墨喷嘴部件16，以便形成预定的喷墨打印头10。
叠置并粘合在墨泵部件12上的通道板14带有一代墨通道50，该通道通过通孔56与外部蓄墨器相连，而通孔56则在墨泵部件12的预定部分处贯穿该墨泵部件的整个厚度。从蓄墨器中供给供墨通道50的油墨可经由分别形成在加强板24和孔板22上的相应油墨入孔36以及微孔34提供给适当的墨室30。通道板14还带有油墨出孔52，这些油墨出孔在沿垂直于板片14、22、24厚度方向的平面来看时与孔板22和加强板24的相应第一和第二通连孔38、40相对齐。油墨出孔52具有与第一和第二通连孔38、40相同的直径。油墨喷嘴部件16带有多个从中穿过的喷嘴54，它们与通道板14的油墨出孔52相对齐。供给适当墨室30的油墨可经过相应的第一和第二通连孔38、40以及油墨出孔52并从相应的喷嘴54向外喷射。
用已知的粘合剂按本技术中所周知的方式将通道板14与喷嘴部件16粘接到一起。例如，依照前述专利文件中所提出的任何一种方法用适当的粘合剂将通道板14与油墨喷嘴部件16处此粘接起来。根据供墨通道50和油墨出孔52的可成形性以及喷墨打印头的生产成本，可用诸如镍或不锈钢之类的金属或者树脂来构成通道板14，而油墨喷嘴部件16则由诸如镍或不锈钢之类能使喷嘴54具有高尺寸精度的金属构成。
在喷墨打印头10中，油墨喷嘴部件16成整体地粘接于陶瓷墨泵部件12，而通道板14则设置在油墨喷嘴部件与墨泵部件之间，在这种喷墨打印头中，油墨能从供墨通道50中有效地供给墨室30从而确保了在设计油墨流动通道时有较高的自由度。在如图2所示的具有多个墨室30的本发明喷墨打印头10中，当油墨经由按适当形状形成在通道板14上的供墨通道50供给各个墨室30时，可由因适当地控制各个墨室30内的压力水平而喷射的油墨来形成预定的图像。
具有上述结构的本发明之喷墨打印头10带有墨泵部件12，该部件被形成为整体烧制的陶瓷分层结构，此结构包括带有微孔34的孔板34，而每个微孔均起一开孔的作用。在按这种方式形成的喷墨打印头10中，可以在不使用任何粘合剂的情况下将彼此相层叠的板片18、20、22、24烧制成墨泵部件12的整体结构，同时又能确保相邻板片之间的整个接触面上有足够的密封。因此，本发明的喷墨打印头10不存在通常所具有的问题，即用于将所述板片粘接到一起的粘合剂会流进微孔34并且对微孔34作为开孔的功能产生不利的影响从而堵塞或封住形成在喷墨打印头内的油墨流动通道。由于本发明的结构不使用任何用来将所述板片粘接到一起的粘合剂，所以，不存在这样的可能性，即粘合剂进入或者扩散到相邻板片的接触面之间从而在相邻板片的接触面之间形成空隙。因此，本发明的喷墨打印头10不具有流径喷墨打印头10内的油墨流动通道的油墨会发生紊流现象这样的缺陷，所说的紊流现象起因于相邻板片之间形成有空隙。因此，本发明的喷墨打印头10可以完全地避免油墨压力的下降，而油墨压力的下降则是由存留在所述空隙内的空气引起的。所以，依照本发明所构成的喷墨打印头能够消除该打印头因使用粘合剂而使质量或喷墨特性下降等问题。
将本发明的墨泵部件12形成为如前所述的整体烧制的陶瓷分层结构，该墨泵部件包括带微孔34的孔板22。这种结构能很容易地确保在每个形成在孔板22上的微孔34周围存在着流体密封。此外，在确定打印头10的尺寸及定位容差时不必考虑粘合剂的流动、扩散和位移。换句话说，本发明的结构在制造和装配喷墨打印头的组件时不要求有高度的尺寸及定位精度，从而能较容易地生产出喷墨打印头10。
在本实施例中，由于存在有加强板24，该加强板固定在孔板24远离隔板20的那个主表面上，所以，可将孔板22的厚度做得很小。依照这种结构，具有较大厚度及硬度的加强板24可在生产打印头过程中对孔板22进行处理时以最佳的方式保护该孔板。这样，本发明的喷墨打印头10可以使得微孔34以具有高主稳定性和高度定位精确性的方式形成在孔板22上，同时还确保能安全且方便地处理孔板22。此外，由于提供有突出部分42，该突出部分形成在各个窗口28相反端部中沿油墨流动方向来看位于下游侧的那个端部上从而延伸进油墨流入第一和第二通连孔38、40的区域内，所以，可使得从墨室30中出来的油墨喷射流很平稳，并且，如果在油墨材料中包含有气泡，则可以很容易地从墨室30中除掉这些气泡。
在本发明的墨泵部件12中，加强板24以整体方式支撑的孔板22重叠于隔板20，在这种墨泵部件中，可以增加加强板24的厚度以便减小孔板22的厚度，从而能够更容易地通过冲孔操作在孔板22上形成微孔或开孔34。这样，可以有效地提高形成微孔34的效率及精度。加强板24的存在能够以最佳的方式增加由孔板22所形成的各个墨室30底壁的机械强度，从而，能够在整个生产喷墨打印头10的过程中有效地使孔板22免遭在其它情况下可能遇到的损害，这种损害是由在处理墨泵部件12的整体结构以及在用成膜法将P/E元件形成到前述整体结构上时所产生的应力引起的，上述生产喷墨打印头的过程则包括下列步骤层叠半成品薄板；烧制层叠的半成品薄板；以及，在墨泵部件12的整体烧制结构上形成P/E元件。此外，加强板24增加了由孔板22所局部限定的各个墨室30的底壁厚度，从而增加了该底壁的硬度。因此，在将启动器(墨泵部件12)粘接于通道板14时，如果将墨泵部件12挤压到通道板14上以便将墨泵部件12与通道板14粘接到一起，那么，厚度因加强板24而有所增加的墨室30的底壁就会接收到作用于墨泵部件12的足够的力，从而，可以在加强板24与通道板14的粘接表面处获得显著改善了的密封。在墨室30的底壁厚度相对较小的情况下，该底壁会很容易弯曲，因此，上述压力不会适当地传递至墨泵部件12与通道板14之间的接触面，从而会导致两者粘合面处有不完全的密封。
在本实施例中，墨泵部件12是这样形成的，即上部陶瓷空腔结构的隔板20叠置在下部陶瓷空腔结构的孔板22上，因此，由于存在有支撑孔板22的加强板24，所以能有效地防止形成在孔板22上的微孔34受损或变形。
应该注意，相对图1和图2而言，可以象图3所示那样改变孔板22与加强板24的相对位置。也就是说，在图3的喷墨打印头10中，墨泵部件12的整体烧制结构是这样形成的，即上部陶瓷空腔结构的隔板20叠置在下部陶瓷空腔结构的加强板24上。在这种情况下，通道板14粘接于墨泵部件12的孔板22从而构成了图3中的喷墨打印头10。
以下参照图4(a)和图4(b)，它们显示了将P/E元件连接到喷墨打印头10的墨泵部件12上的一个实例。具体地说，在开始时通过适当的成膜法在墨泵部件12的挡板18外表面上用铂来形成下部电板44。下部电板44通过接头电极60与外部导线相连。接头电极60是由银构成的。银比焊料有更大的吸湿性并且比铂有更高的焊接强度。举例来说，接头电极60具有约10-40μm的厚度。下部电板44与接头电极60相连，因此，接头电极60的端部搭接于下部电极44的相应端部，如图4(b)所示。通过成膜法以周知的方式在下部电极44上形成P/E层46和上部电极48(未显示)。
参照图5，它显示了将多个P/E元件连接到喷墨打印头10的墨泵部件上的一个实例。具体地说，在图5的打印头10中，墨泵部件上设置有两排部件(图5中的左侧和右侧)，每排部件均包括三个P/E元件。同图4中的实例一样，利用成膜法在墨泵部件的外表面上用铂制成的各个下部电极44通过由银制成的相应接头电极60与外部导线相连。每个下部电极44均与相应的接头电极60相连，因此，接头电极60的端部会搭接于下部电极44的端部。在左侧一排下部电极44与右侧一排下部电极44之间设置有一辅助电极62，它是由铂制成的并且沿垂直于图5的方向以与上述两排下部电极44相平行的方式延伸。形成在相应下部电极44上的P/E层46具有一共用部分，该部分使上部电极48与将予以说明的接头电极64连接起来。通过把一定形状的由金和树脂构成的印刷糊状物涂敷到P/E层48上并进行烧制，可以在P/E层48上形成上部电极48。将上部电极48形成为一单体的共用电极，该共用电极可用于所有的P/E元件，因此，可以减少与外部导线相连的接头的数量。使上部电极48与外部导线相连的接头电极64是由银制成的。
尽管通过最佳实施例比较详细地说明了本发明，但是，应该认识到，本发明并不局限于所述实施例的内容，在不脱离后附权利要求所述的本发明精神和范围的情况下，可以按本技术的专家所能想到的变化形式、改变形式以及改进形式来实施本发明。
权利要求
1.一种喷墨打印头，它包括一陶瓷墨泵部件，此部件带有一墨室，及一用于使部分限定墨室的壁面产生变形的压电和/或电致伸缩部件，以使油墨从墨室排出；以及，一金属油墨喷嘴部件，此部件带有一喷嘴，从墨室中喷出的油墨可经由该喷嘴射出，上述墨泵部件叠放在叶嘴部件上并通过一通道板与该喷嘴部件粘接成整体，而通道板则带有一供墨通道，它用于将油墨提供给墨室；以及，一油墨出孔，它用于将油墨添加给喷嘴；所述喷打印头的特征在于将所说的墨泵部件(12)形成为一整体烧制的分层结构，该结构包括一隔板(20)，它带有一窗口(28)，此窗口部分地限定了墨室(30)；一薄挡板(18)，它重叠于隔板相反主表面中远离油墨喷嘴部件(16)的那个主表面，从而封住前述窗口的相反开口中的一个；以及，由薄孔板(22)和厚加强板(24)构成的分层结构，该分层结构重叠于隔板的另一个主表面，从而封住了窗口的另一个开口，并且，该分层结构与前述隔板和挡板相配合从而形成了所说的墨室，上述孔板带有一从中穿过的微孔(34)，而加强板则带有一油墨入孔(36)，该入孔穿过加强板并且直径要大于前述微孔的直径，因此，通道板(14)的供墨通道(50)会通过上述微孔和油墨入孔与墨室相通连，所说的孔板还带有一从中穿过的第一通连孔(38)，加强板则带有一从中穿过并与第一通连孔相对齐的第二通连孔(40)，因此，所说的墨室会通过孔板的第一通连孔和加强板的第二通连孔与通道板的油墨出孔(52)相通连；所说的压电和/或电致伸缩部件26以与前述窗口相对齐的方式形成在档板的一部分上，该压电和/或电致伸缩部件包括一压电和/或电致伸缩元件，此元件包括一对电极(44，48)以及一压电和/或电致伸缩层46；以及所说的油墨通道板和油墨喷嘴部件重叠于墨泵部件的分层结构(22、24)并用粘合剂成整体地粘接于该分层结构。
2.如权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，由孔板(22)和加强板(24)构成的分层结构重叠于所说的隔板(20)，因此，孔板位于与隔板相邻的位置处。
3.如权利要求1或2所述的喷墨打印头，其特征在于，所说的隔板(20)带有一突出部分(42)，它从所述窗口(26)相反端部中沿油墨流动方向来看位于窗口下游侧的那个端部处延伸进油墨流入形成在孔板与相应第一通连孔(38)及形成在加强板(24)上相应第二通连孔(40)的区域内。
4.如权利要求1或3所述的喷墨打印头，其特征在于，由孔板(22)和加强板(24)构成的分层结构重叠于所说的隔板(20)，因此，加强板会位于与隔板相邻的位置处。
5.如权利要求1至4任何一个所述的喷墨打印头，其特征在于，所说的墨泵部件还包括一通孔(56)，该通也贯穿于墨泵部件的整个厚度，形成在通道板(14)上的供墨通道(50)通过上述通孔与一外部蓄墨器相连。
6.如权利要求1至5任何一个所述的喷墨打印头，其特征在于，形成在孔板上的微孔(34)的直径要小于形成在加强板(24)上的油墨入孔(36)的直径，所说的微孔起一止回阀的作用，该止回阀可基本上控制油墨沿从墨室(30)到供墨通道(50)的方向流动。
7.如权利要求1至6任何一个所述的喷墨打印头，其特征在于，所说的墨泵部件的挡板具有不大于50μm的厚度。
8.如权利要求1至7任何一个所述的喷墨打印头，其特征在于，所说的墨泵部件的隔板具有不小于10μm的厚度。
9.如权利要求1至8任何一个所述的喷墨打印头，其特征在于，所说的墨泵部件的孔板与加强板具有至少为100μm的整体厚度。
10.如权利要求1至9任何一个所述的喷墨打印头，其特征在于，所说的墨泵部件的孔板具有不大于100μm的厚度。
11.如权利要求1至10任何一个所述的喷墨打印头，其特征在于，所说的墨泵部件的通道板是由金属制成的。
12.如权利要求11所述的喷墨打印头，其特征在于，所说的金属是镍或不锈钢。
13.如权利要求1至12任何一个所述的喷墨打印头，其特征在于，所说的墨泵部件的通道板是由树脂制成的。
全文摘要
一种喷墨打印头，它包括一陶瓷墨泵部件以及一通过通道板粘接于上述墨泵部件的金属喷嘴部件，其中，墨泵部件带有一挡板，它带有压电和/或电致伸缩部件；一隔板，它带有窗口；以及，由孔板和加强板构成的分层结构，该结构与挡板和隔板相配合以限定一墨室，此墨室通过形成在加强板上的油墨入孔以及形成在孔板上的微孔与形成在通道板上的供墨通道相通连并且通过形成在孔板和加强板上的通连孔与一喷嘴相通连。
文档编号B41J2/16GK1149018SQ96103919
公开日1997年5月7日 申请日期1996年3月5日 优先权日1995年3月6日
发明者碓井稔, 片仓孝浩, 武内幸久, 高桥伸夫 申请人:日本碍子株式会社, 精工爱普生株式会社