專利名稱：噴墨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將墨排出到記錄介質(zhì)上的噴墨頭。
技術(shù)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(jié)的五塊板形成；和粘結(jié)到空腔板上的壓電促動(dòng)器。在用粘合劑將 基板和與該基板相鄰的間隔板粘結(jié)時(shí)，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(chǎn)生出比具有大橫截面 積的部分大的毛細(xì)管力。近年來，試圖以更高密度布置多個(gè)壓力腔室以便滿足打印質(zhì)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(shí)，在壓力腔室之間、在遠(yuǎn)端流動(dòng)通道之間、 和在其它端部流動(dòng)通道之間的距離減小。當(dāng)在其它端部流動(dòng)通道之間 的距離減小時(shí)，難以在留下用于將其它端部流動(dòng)通道和穿過間隔板形 成的通孔連接的粘結(jié)余量的同時(shí)將形成在其它端部流動(dòng)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(shí)，在用 粘合劑將基板和間隔板粘結(jié)時(shí)，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(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種噴墨頭，其中粘合劑幾乎不能 流進(jìn)孔隙中。
根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭包括流動(dòng)通道單元，該流動(dòng)通道單元具有多 塊層疊板、共同墨腔室、和從共同墨腔室經(jīng)由壓力腔室延伸至噴嘴的 多個(gè)單獨(dú)墨流動(dòng)通道，所述多塊板中包括的第一板包括多個(gè)孔隙，用于使共同墨腔室 和壓力腔室連通，并且每個(gè)孔隙形成在墨流經(jīng)的單獨(dú)墨流動(dòng)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(gè)表面上 打開且與大氣連通以便釋放用于將與所述一個(gè)表面相鄰的第二板和第 一板粘結(jié)的粘合劑；和第二凹槽，這些第二凹槽在所述一個(gè)表面上打 開以便將用于粘結(jié)第二板和第一板的粘合劑釋放，同時(shí)由所述多個(gè)孔 隙包圍，并且與第一板的位于與所述一個(gè)表面相反側(cè)的另一個(gè)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(cè)的 表面上打開以便將用于粘結(jié)第一板和第三板的粘合劑釋放，同時(shí)分別 與第一和第二凹槽的一部分相對(duì)。第一板分別在第一凹槽和第三凹槽 相對(duì)的區(qū)域、以及第二凹槽和第三凹槽相對(duì)的區(qū)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(jìn)相應(yīng)凹槽中，因此與這些凹槽不與大氣連 通的狀態(tài)相比，粘合劑幾乎不能流進(jìn)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(nèi) 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(gè)單 獨(dú)墨流動(dòng)通道(孔隙)的一部分可以以高密度形成在第一板上。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，第三板包括用于分別使壓力腔室和孔隙連 通的多個(gè)第一流動(dòng)通道孔、以及用于分別使噴嘴和壓力腔室連通的多 個(gè)第二流動(dòng)通道孔，所述多個(gè)第一和第二流動(dòng)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(gè)第一流動(dòng)通道孔 沿著一個(gè)方向布置；第二排，在該第二排中，所述多個(gè)第一和第二流 動(dòng)通道孔在插入第一排的位置處沿著所述一個(gè)方向交替布置；和第三 排，在該第三排中，所述多個(gè)第二流動(dòng)通道孔在插入第一和第二排的 位置處沿著所述一個(gè)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(gè)單獨(dú)墨流動(dòng)通道(所述多個(gè)第一和第二流動(dòng)通道孔)的一部分同 樣可以以高密度形成在第三板上。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面， 一種噴墨頭包括流動(dòng)通道單元，該流 動(dòng)通道單元具有多塊層疊板、共同墨腔室、和從共同墨腔室經(jīng)由壓力 腔室延伸至噴嘴的多個(gè)單獨(dú)墨流動(dòng)通道，所述多塊板中所包括的第一板包括多個(gè)孔隙，分別用于使共同墨腔室和壓力腔室連通，并且每個(gè)孔 隙形成在墨流經(jīng)的單獨(dú)墨流動(dòng)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(gè)表面上打開且與大氣連 通以便釋放用于將與所述一個(gè)表面相鄰的第二板和第一板粘結(jié)的粘合 劑；和第二凹槽，這些第二凹槽在所述一個(gè)表面上打開以便釋放用于 粘結(jié)第二板和第一板的粘合劑，同時(shí)由所述多個(gè)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(cè)的表面上 打開，并且分別與第一及第二凹槽的一部分相對(duì)，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(jìn)第一和第二凹槽，并且粘合劑幾乎不能流進(jìn)這些孔隙中。優(yōu)選地，在本發(fā)明中，各個(gè)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(gè)凹槽。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)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(diǎn)劃線包圍的區(qū)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(diǎn)劃線包圍的區(qū)域S2中的孔隙板的局部放大圖；圖6為在由圖2所示的點(diǎn)劃線包圍的區(qū)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(diǎn)劃線所包圍的區(qū)域； 圖7B為局部放大圖，示出由圖6所示的點(diǎn)劃線所包圍的區(qū)域； 圖8為局部剖視圖，示出基板和孔隙板層疊的狀態(tài)； 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(dòng)器單元和壓力腔室的局部放大剖視圖； 圖10B為粘結(jié)到促動(dòng)器單元的表面上的單獨(dú)電極的形狀的平面 圖；并且圖11為局部剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的噴墨頭的孔 隙板和供應(yīng)板層疊的狀態(tài)。具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照這些附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行說明。如圖1所示，噴墨頭1的實(shí)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(chǔ)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(dòng)通道單元4和 促動(dòng)器單元21，該流動(dòng)通道單元4在其內(nèi)部形成有墨流動(dòng)通道。FPC50 可以設(shè)有用于供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器IC52。該驅(qū)動(dòng)器IC52可以大致安 裝在FPC50的中部，并且可以連接到促動(dòng)器21的上表面。頭本體70可以具有如下的構(gòu)造，其中促動(dòng)器單元21可以布置在 流動(dòng)通道單元4的上表面上。如圖2所示，十個(gè)供墨口5b可以與在其 內(nèi)部的墨流動(dòng)通道流體連通，并且可以形成在流動(dòng)通道單元4的上表 面上。如在這里更詳細(xì)說明的一樣，墨流動(dòng)通道可以包括形成在流動(dòng) 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(chǔ)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(qū)動(dòng)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(hào)線給促動(dòng)器單元 21供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。儲(chǔ)存器單元71可以包括儲(chǔ)墨器71a，該儲(chǔ)墨器71a用于在其中存 儲(chǔ)墨。儲(chǔ)墨器71a可以與流動(dòng)通道單元4的供墨口 5b流體連通。儲(chǔ)墨 器71a中的墨可以通過供墨口 5b供應(yīng)到流動(dòng)通道單元4中的墨流動(dòng)通 道。促動(dòng)器單元21、儲(chǔ)存器單元71、控制板54、和FPC50可以由蓋 構(gòu)件58覆蓋。蓋構(gòu)件58可以包括側(cè)蓋53和頭蓋55，它們可以防止在 蓋構(gòu)件58的外部周圍存在的墨或墨霧進(jìn)入蓋構(gòu)件58的內(nèi)部。蓋構(gòu)件 58可以由金屬材料形成。儲(chǔ)存器單元71可以在其側(cè)面上設(shè)有具有彈性 的海綿51。 FPC50上的驅(qū)動(dòng)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(cè)蓋53的內(nèi)表面上。因此，在驅(qū)動(dòng)器 IC52中產(chǎn)生出的熱可以通過側(cè)蓋53傳遞給頭蓋55,并且可以通過蓋 構(gòu)件58迅速排出到外部大氣。這里，蓋構(gòu)件58可以用作熱輻射構(gòu)件。在圖2和圖3中示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的頭本體70的詳細(xì)說 明。頭本體70的流動(dòng)通道單元4可以具有多個(gè)壓力腔室10、以及與多 個(gè)壓力腔室10流體連通的多個(gè)噴嘴8。如圖3所示，各個(gè)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(gè)縱向端部處有銳角的部分、和在兩個(gè)橫向端部處成鈍角的部分。 多個(gè)壓力腔室10可以沿著兩個(gè)方向與流動(dòng)通道4的上表面相鄰。具體 地說，所述多個(gè)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(gè)實(shí)施方案中，布置方向A可以為流動(dòng)通道單元 4的縱向方向，從而與壓力腔室10的短對(duì)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?qū)?yīng)。布置方向B可以相對(duì)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(yù)定距離。在一實(shí)施方 案中，該預(yù)定距離設(shè)定為與每英寸37.5點(diǎn)(dpi)的打印分辨率對(duì)應(yīng)的值。 在排墨區(qū)域中沿著布置方向B可以布置預(yù)定數(shù)量例如16個(gè)壓力腔室 10。再次參照?qǐng)D2，壓力腔室10可以構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)壓力腔室組9。 多個(gè)例如四個(gè)促動(dòng)器單元21可以粘結(jié)到流動(dòng)通道單元4的上表面上， 并可以與壓力腔室組9對(duì)應(yīng)地按照之字形圖案布置成兩排。壓力腔室 組9和促動(dòng)器單元21每一個(gè)都可以具有梯形輪廓形狀，如圖2所示。與促動(dòng)器單元21的粘結(jié)區(qū)域相對(duì)的流動(dòng)通道單元4的下表面對(duì)應(yīng) 于排墨區(qū)域，該排墨區(qū)域包括多個(gè)布置在其中的噴嘴8。噴嘴8也按照 矩陣圖案布置，并構(gòu)成多個(gè)噴嘴排。在該實(shí)施方案中，如圖3所示，沿著流動(dòng)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(dòng)通道單元4的橫向方向相 互平行地布置。每個(gè)壓力腔室排中包括的壓力腔室10的數(shù)量與促動(dòng)器 單元21的輪廓形狀對(duì)應(yīng)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(shí)現(xiàn)分辨率為600dpi的成像。如圖2和圖3所示，延續(xù)至供墨口 5b的集管流動(dòng)通道5和從該集 管流動(dòng)通道5分叉出的副集管流動(dòng)通道(共同墨腔室)5a形成在流動(dòng)通 道單元4中。集管流動(dòng)通道5沿著促動(dòng)器單元21的斜邊延伸。在介于 兩個(gè)促動(dòng)器單元21之間的區(qū)域中，相鄰促動(dòng)器單元21共同使用一個(gè) 集管流動(dòng)通道5，并且副集管流動(dòng)通道5a從集管流動(dòng)通道5的兩側(cè)分 叉出。副集管流動(dòng)通道5a沿著流動(dòng)通道單元4的縱向方向延伸。
多個(gè)噴嘴8如圖3所示沿著流動(dòng)通道單元4的縱向方向布置。各 個(gè)噴嘴8通過作為受擠壓流動(dòng)通道的孔隙(受擠壓孔)12將壓力腔室10 和副集管流動(dòng)通道5a連通。為了容易理解這些附圖，在圖3中用雙點(diǎn) 劃線畫出促動(dòng)器單元21,并且用實(shí)線畫出由于位于促動(dòng)器單元21下方 而應(yīng)該用虛線畫出的壓力腔室IO和孔隙12。隨后，將對(duì)頭本體70的剖面結(jié)構(gòu)進(jìn)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(dòng)通道單元4和促動(dòng)器單元 21粘結(jié)來形成頭本體70。流動(dòng)通道單元4具有層疊結(jié)構(gòu)，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(yīng)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?？涨话?2為金屬板，它具有與壓力腔室IO對(duì)應(yīng)的大致為菱形的 多個(gè)開口?；?3為金屬板，分別與空腔板22的一個(gè)壓力腔室IO對(duì) 應(yīng)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(dòng)通 道孔)23a、以及從壓力腔室IO到噴嘴8的連通孔(第二流動(dòng)通道孔)23b?？紫栋?4為金屬板，分別與空腔板22的一個(gè)壓力腔室IO對(duì)應(yīng)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(dòng)通道5a側(cè)上的墨入口 12a及壓力腔室IO側(cè)上的墨出口 12b連通，且 形成為較窄。供應(yīng)板25為金屬板，分別與空腔板22的一個(gè)壓力腔室 10對(duì)應(yīng)地，供應(yīng)板25具有在孔隙12和副集管流動(dòng)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(dòng)通道 5a之外還包括分別與空腔板22的一個(gè)壓力腔室10對(duì)應(yīng)的從壓力腔室 10到噴嘴8的連通孔。蓋板29為金屬板，它設(shè)有與空腔板22的一個(gè) 壓力腔室10對(duì)應(yīng)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(shè)有與空腔板22的一個(gè)壓力腔室10對(duì)應(yīng)的噴嘴8。基板23、孔隙板24和供應(yīng)板25每個(gè)都形成有用于使供墨口 5b 和集管流動(dòng)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(duì)準(zhǔn)且層疊，從而如圖4所示形成單獨(dú)墨流 動(dòng)通道32。單獨(dú)墨流動(dòng)通道22首先從副集管流動(dòng)通道5a的出口向上 延伸，在孔隙12中水平延伸，然后進(jìn)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(duì) 應(yīng)的孔如圖4所示部分地被基板23封閉，從而在流動(dòng)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(dòng)器單元 21粘結(jié)到流動(dòng)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(shè)置在不同的高度 處。因此，如圖3所示，與位于促動(dòng)器單元21下方的排墨區(qū)域?qū)?yīng)地， 在流動(dòng)通道單元4中，與一個(gè)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(duì)較小 占據(jù)面積的噴墨頭1實(shí)現(xiàn)了高分辨率圖像打印。圖5為在由圖2所示的點(diǎn)劃線包圍的區(qū)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(diǎn)劃線所包圍的區(qū)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(diǎn)劃線所包圍 的區(qū)域，并且圖7B為局部放大圖，示出由圖6所示的點(diǎn)劃線所包圍的 區(qū)域。圖8為局部剖視圖，示出基板23和孔隙板24層疊的狀態(tài)。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(shí)際上應(yīng)該用虛 線畫出的溝槽用實(shí)線畫出。同樣，在圖7中，用實(shí)線畫出應(yīng)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(shí)別。雖然在 流動(dòng)通道單元4中基板23實(shí)際上布置在上側(cè)、并且孔隙板24布置在 基板23的下側(cè)上，但是在圖8和圖9中基板23和孔隙板24以顛倒的 狀態(tài)示出。如圖5所示，與多個(gè)壓力腔室IO相同，多個(gè)孔隙12和連通孔12d 形成在與促動(dòng)器單元21重疊的區(qū)域中。這些孔隙12與壓力腔室10 — 樣沿著兩個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)連通孔12d。 每排都包括八個(gè)連通孔12d的一組兩排與沿著布置方向B布置的十六 個(gè)壓力腔室IO對(duì)應(yīng)。如圖5所示，所述多個(gè)孔隙12被分成沿著布置方向A布置的四個(gè) 孔隙排112a至112d?？紫杜?12a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(fù)布 置?？紫?2的墨出口 12b在孔隙排112b禾B 112d中布置在圖7A中的 右側(cè)上，并且在孔隙排112a和112c中布置在圖7A中的左側(cè)上?？紫?12的墨入口 12a在相應(yīng)孔隙排112a至112d中位于孔隙12的墨出口 12b 的相反側(cè)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(dú)墨流動(dòng)通道32中用于墨通過的橫截面 積最小，從而調(diào)節(jié)了在副集管流動(dòng)通道5a到壓力腔室10之間的墨流 動(dòng)通道的阻力。如圖5所示，沿著在孔隙板24的位于供應(yīng)板25側(cè)上的表面上包 括多個(gè)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(duì)應(yīng)的形狀。在孔隙板24的每個(gè)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(jīng)由預(yù)定寬度的粘結(jié)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(kuò)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(nèi)側(cè)的區(qū) 域之外，在孔隙板24的位于供應(yīng)板25側(cè)的整個(gè)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(shí)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(nèi)側(cè)形成有內(nèi)部溝槽65。 內(nèi)部溝槽65包括溝槽65a，該溝槽65a具有沿著相應(yīng)連通孔12d的 外周形狀延伸且使這些外周形狀相對(duì)于彼此連接的形狀；溝槽65b，該 溝槽65b具有包圍著所述多個(gè)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(gòu)成四個(gè)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(gòu)成四個(gè)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(gè)連 通孔12d的那些排的最外位置處的連通孔12d外側(cè)；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(gè)連通孔12d的那些排的最外位置處的連通孔12d外側(cè)。 這樣，就孔隙板24自身而言，內(nèi)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(yīng)板25打開(即，在孔隙板24的位于供應(yīng)板25側(cè)上的表面(其中 一個(gè)表面)上打開)的凹槽，用于釋放在孔隙板24和供應(yīng)板25粘結(jié)時(shí)產(chǎn) 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(gè)孔隙12 相同的方式如圖6所示沿著兩個(gè)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(gè)連通孔23a和23b被分 成多個(gè)排(第一排)123a，排123a包括多個(gè)沿著布置方向A布置的所 述多個(gè)連通孔23a;多個(gè)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(gè)連通孔23a和 連通孔23b;多個(gè)排(第三排)123c和123d，排123c和123d布置在插入 三個(gè)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(gè)連通孔23b。位于沿著流動(dòng)通道單元4的橫向方向的最外位置處的兩 個(gè)排123d具有與以下排構(gòu)造相同的構(gòu)造，其中構(gòu)成其它排123a至123c 的所述多個(gè)孔沿著布置方向A交替布置，并且孔的數(shù)量約為其它排 123a至123c的一半。在基板25的位于孔隙板24側(cè)上的表面上，如圖6所示在包括所 述多個(gè)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(gè)開口 5c的外周上經(jīng)由預(yù)定寬度的粘結(jié)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(kuò)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(nèi)側(cè)的區(qū) 域之外，在基板23的位于孔隙板24側(cè)的整個(gè)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(nèi)側(cè)形成有內(nèi)部溝槽75。 內(nèi)部溝槽75包括溝槽75a，該溝槽75a具有沿著屬于排123d的相應(yīng) 連通孔23b的外周形狀延伸且使這些外周形狀相對(duì)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(gè)連通孔23b 的形狀；溝槽75c，該溝槽75c具有包圍屬于三個(gè)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(gè)連通孔23b的那些排的最外位置處的 連通孔23b外側(cè)；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(gè)連通孔23b的那些排的 最外位置處的連通孔23b外側(cè)。這樣，就基板23自身而言，內(nèi)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(cè)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(jié)時(shí)產(chǎn)生出的過量粘合劑。多個(gè)溝槽75e在圖7B中的排123a的左側(cè)上沿著布置方向A布置。 多個(gè)溝槽75f在圖7B中的排123a的右側(cè)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(shè)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(jié)余量不可避免地減小。在粘結(jié) 余量太窄時(shí)，單獨(dú)墨流動(dòng)通道32和溝槽相互連通，因此墨會(huì)由于在層 疊和粘結(jié)時(shí)的移動(dòng)等而從溝槽泄漏。因此，結(jié)果必須增大在連通孔23a 和23b之間的距離。然后，必須對(duì)應(yīng)地增大在所述多個(gè)壓力腔室10和 孔隙12之間的距離，因此流動(dòng)通道單元4的尺寸會(huì)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(huì)發(fā)生這種情況。在基板23和孔隙板24如圖7A和8所示層疊時(shí)，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(duì)?？紫栋?4形成有 在溝槽65e的與溝槽75e及75f相對(duì)的區(qū)域中的通孔67、以及在溝槽 65c的與溝槽75e及75f相對(duì)的區(qū)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(dòng)通道單元4的最上層的空腔板22上的 促動(dòng)器單元21的構(gòu)造。圖10A為促動(dòng)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(jié)到促動(dòng)器單元21的表面上的單獨(dú)電極 的形狀的平面圖。如圖10A所示，促動(dòng)器單元21包括三個(gè)壓電片41至43,這三個(gè) 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(gòu)成一個(gè)壓力腔室組9的所有壓力腔室10的 方式延續(xù)的層疊平板(連續(xù)平板層)。由于壓電片41至43形成為連續(xù)平 板層，所以可以例如通過采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在壓電片41上布置高密度 布置的單獨(dú)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(dú)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(dú)電極35的銳角部分中的一個(gè)銳角部分延伸出，并且在單獨(dú)電 極35的遠(yuǎn)端處設(shè)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(gè)上表面 上，并且在未示出的區(qū)域中接地。因此，可以根據(jù)單獨(dú)電極35來控制電位。促動(dòng)器單元21具有所謂的單壓電晶片型構(gòu)造，并且與單獨(dú)電極 35對(duì)應(yīng)地形成多個(gè)單獨(dú)促動(dòng)器。隨后將對(duì)促動(dòng)器單元21的操作進(jìn)行說明。促動(dòng)器單元21在接收 到來自外部的排出請(qǐng)求時(shí)從驅(qū)動(dòng)器IC52接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)。在收到驅(qū) 動(dòng)信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的促動(dòng)器變形以朝著壓力腔室IO凸起。這時(shí)，壓力腔 室10中的墨的壓力增大，因此從噴嘴8排出墨。根據(jù)在如上所述的該實(shí)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(duì)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(yīng)板25 粘結(jié)且層疊時(shí)，存在于由溝槽65e和供應(yīng)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(jìn)溝槽 65e、 75e和75f中，并且過量粘合劑幾乎不能流進(jìn)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(nèi)延伸的溝槽(通道)，并 且孔隙12(單獨(dú)墨流動(dòng)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(gè)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(gè)連通孔23a和23b(單獨(dú)墨流動(dòng)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?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D11對(duì)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的噴墨頭進(jìn)行說明。 圖ll為局部剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的噴墨頭的孔隙板 和供應(yīng)板層疊的狀態(tài)。除了在孔隙板24上不形成通孔67和68、并且 通過供應(yīng)板25的凹槽226和227使溝槽65c和65e相互連通這一點(diǎn)之 外，根據(jù)該實(shí)施方案的噴墨頭與根據(jù)第一實(shí)施方案的噴墨頭1大致相 同。與第一實(shí)施方案中相同的部分由相同的附圖標(biāo)記表示，并且將省 略說明。如圖11所示，供應(yīng)板25通過半蝕刻方法形成有在孔隙板24側(cè)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(yīng)板25層疊時(shí)與形成在孔隙板24上的溝槽65c及65e的 一部分相對(duì)。這樣，通過在供應(yīng)板25上形成凹槽226和227，從而在 將孔隙板24和供應(yīng)板25層疊時(shí)溝槽65e和溝槽65c相互連通，因此， 存在于由溝槽65e和供應(yīng)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(jìn)溝槽65e中，從而 過量粘合劑難以流入孔隙12中。
權(quán)利要求
1.一種噴墨頭，包括流動(dòng)通道單元，該流動(dòng)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(gòu)造成穿過所述多塊層疊板形成有共同墨腔室、多個(gè)噴嘴、和多個(gè)壓力腔室；和多個(gè)單獨(dú)墨流動(dòng)通道，每個(gè)單獨(dú)墨流動(dòng)通道構(gòu)造成從該共同墨腔室經(jīng)由所述多個(gè)壓力腔室中的一個(gè)壓力腔室延伸至所述多個(gè)噴嘴中的一個(gè)噴嘴，其中該第一板包括構(gòu)造成使共同墨腔室和壓力腔室流體連通的多個(gè)孔隙，并且其中第一板的與第二板相鄰的表面具有多個(gè)第一凹槽和多個(gè)第二凹槽，所述多個(gè)第一凹槽延伸離開第二板，所述第一凹槽構(gòu)造成與大氣流體連通，所述多個(gè)第二凹槽朝著第三板延伸且由所述多個(gè)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(gè)第三凹槽，并且第一板的相對(duì)表面具有穿過第一板的多個(gè)開口，所述多個(gè)開口構(gòu)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(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中所述第一凹槽和第二凹槽構(gòu) 造成釋放用于將所述第二板粘結(jié)到所述第一板的所述表面上的粘合 劑。
3. 如權(quán)利要求l所述的噴墨頭，其中所述第三凹槽構(gòu)造成釋放用 于將所述第三板粘結(jié)到所述第一板的所述相對(duì)表面上的粘合劑。
4. 如權(quán)利要求l所述的噴墨頭，其中所述多個(gè)開口構(gòu)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(duì)的區(qū) 域中流體連通，并且其中所述多個(gè)開口構(gòu)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(duì)的區(qū)域中流體連通。
5. 如權(quán)利要求l所述的噴墨頭，其中所述第三板還包括多個(gè)第一 流動(dòng)通道和多個(gè)第二流動(dòng)通道，所述多個(gè)第一流動(dòng)通道構(gòu)造成使得所 述多個(gè)壓力腔室和所述多個(gè)孔隙中的每一個(gè)流體連通，所述多個(gè)第二 流動(dòng)通道構(gòu)造成使得所述多個(gè)壓力腔室和所述多個(gè)噴嘴中的每一個(gè)流 體連通，并且其中所述多個(gè)第一和第二流動(dòng)通道以矩陣圖案布置。
6. 如權(quán)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(gè)第一流動(dòng)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(gè)第一和 第二流動(dòng)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(gè)第二流動(dòng)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(quán)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(quán)利要求l所述的噴墨頭，其中所述多個(gè)孔隙中的每個(gè)孔隙 構(gòu)造成形成所述單獨(dú)墨流動(dòng)通道的窄部，該窄部比墨流經(jīng)的所述單獨(dú) 墨流動(dòng)通道的周圍部分窄，并且其中所述多個(gè)第二凹槽由所述單獨(dú)墨 流動(dòng)通道的所述窄部包圍。
9. 如權(quán)利要求1所述的噴墨頭，其中所述各個(gè)凹槽構(gòu)造成通過蝕 刻形成。
10. —種噴墨頭，包括 流動(dòng)通道單元，該流動(dòng)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(gòu)造成穿過所述多塊層疊板形成有共同墨腔室、多 個(gè)噴嘴、和多個(gè)壓力腔室；和多個(gè)單獨(dú)墨流動(dòng)通道，每個(gè)單獨(dú)墨流動(dòng)通道構(gòu)造成從該共同 墨腔室經(jīng)由所述多個(gè)壓力腔室中的一個(gè)壓力腔室延伸至所述多個(gè) 噴嘴中的一個(gè)噴嘴，其中該第一板包括構(gòu)造成使共同墨腔室和壓力腔室流體連通的多 個(gè)孔隙，并且其中第一板的與第二板相鄰的表面包括多個(gè)第一凹槽和多個(gè)第二 凹槽，所述多個(gè)第一凹槽延伸離開第二板，所述第一凹槽構(gòu)造成與大 氣流體連通，所述多個(gè)第二凹槽延伸離開第二板且由所述多個(gè)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(gè)第三凹 槽，所述多個(gè)第三凹槽中的每個(gè)第三凹槽與所述多個(gè)第一凹槽中的一 個(gè)第一凹槽的一部分及所述多個(gè)第四凹槽中的一個(gè)第四凹槽的一部分相對(duì)，并且其中第三凹槽構(gòu)造成與所述多個(gè)第一及第二凹槽中的每一 個(gè)的相應(yīng)部分流體連通。
11. 如權(quán)利要求IO所述的噴墨頭，其中所述第一凹槽和第二凹槽 構(gòu)造成釋放用于將所述第二板粘結(jié)到所述第一板的所述表面上的粘合 劑。
12. 如權(quán)利要求IO所述的噴墨頭，其中所述多個(gè)孔隙中的每個(gè)孔 隙構(gòu)造成形成所述單獨(dú)墨流動(dòng)通道的窄部，該窄部比墨流經(jīng)的所述單 獨(dú)墨流動(dòng)通道的周圍部分窄，并且其中所述多個(gè)第二凹槽由所述單獨(dú) 墨流動(dòng)通道的所述窄部包圍。
13. 如權(quán)利要求IO所述的噴墨頭，其中所述各個(gè)凹槽構(gòu)造成通過 蝕刻形成。
全文摘要
一種噴墨頭具有流動(dòng)通道單元，該流動(dòng)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(duì)表面具有多個(gè)開口，所述多個(gè)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(gòu)造成與第一板上的凹槽流體連通。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101152787SQ20071015328
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者近本忠信 申請(qǐng)人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社