喷墨打印头以及具有该喷墨打印头的喷墨打印机 技术区域
本发明涉及向印刷媒体喷出墨水并进行印刷的喷墨打印头(ink-jethead)以及具有该喷墨打印头的喷墨打印机。背景技术
在喷墨打印机中，喷墨打印头将由墨水槽供给的墨水分配到多个压力室(pressure chamber)中，向各压力室中有选择地付与压力，从而从喷嘴(nozzle)喷出墨水。作为向压力室有选择地付与压力的一个机构，有的采用层叠着由陶瓷构成的多枚压电板的执行单元。
作为喷墨打印头的一例，设有由共用电极(common electrode)和驱动电极(individual electrode or driving electrode)夹住地一个执行单元(actuator unit)的喷墨打印头是大家知道的(请参照特开平4-341852号专利公报)，所述共用电极(common electrode)层叠横跨多张连续的平板状压电板(piezoelectric sheet)，并且将其中至少一张压电板保持在多个压力室公共的接地电位上，所述驱动电极(individual electrode ordriving electrode)是配置于与各压力室对应的位置上的多个独立电极。被独立电极和共用电极夹住并且在层叠方向上被极化的压电板的一部分，在位于其两侧的独立电极变为与共用电极不同的电位时，作为活性层，通过所谓的纵向压电效应(longitudinal piezoelectric effect)向层叠方向伸缩。从而压力室内的容积发生变动，可以从与压力室连通的喷嘴向印刷媒体喷射墨水。
这样的喷墨打印头中，必须将独立电极和向独立电极传送驱动信号的供电部件直接地或者通过其他部件间接地连接起来。提高连接的可靠性在防止喷墨打印头和具有该喷墨打印头的喷墨打印机发生故障方面是非常重要的。发明内容
本发明的主要目的是提供能够提高执行单元的独立电极和供电部件之间电气连接的可靠性的喷墨打印头和具有该喷墨打印头的喷墨打印机。
本发明第一方面提供具有以下特征的喷墨打印头和装有该喷墨打印头的喷墨打印机，所述喷墨打印头具备流道单元、执行单元和供电部件，其中：流道单元包括将其一端与喷嘴、另一端与墨水供给源分别连接的多个压力室，并且将前述多个压力室沿着平面相互邻接配置；执行单元固定在前述流道单元的一个表面上以使前述压力室的容积发生变化；供电部件设有将驱动信号传送给前述执行单元的供电端子，并且，前述执行单元包括共用电极、多个独立电极和多张压电板，其中：共用电极保持在一定的电位上；多个独立电极配置于与各压力室对应的位置上；多张压电板是相互层叠的，而且，至少离前述压力室最远的前述压电板通过前述共用电极和至少一个前述独立电极被夹住，同时，位于与离前述压力室最远的前述压电板的前述压力室一侧的面相反一侧的面上的各个独立电极，在(位于其独立电极上的)多个电触点的各点上与前述供电端子进行电连接。
本发明第二方面提供具有以下特征的喷墨打印头，所述喷墨打印头具备流道单元、执行单元和供电部件，其中：流道单元包括将其一端与喷嘴、另一端与墨水供给源分别连接的多个压力室，并且将前述多个压力室沿着平面相互邻接配置；执行单元固定在前述流道单元的一个表面上以使前述压力室的容积发生变化；供电部件设有将驱动信号传送给前述执行单元的供电端子，并且，前述执行单元包括共用电极、多个独立电极、多张压电板和多个表面电极，其中：共用电极保持在一定的电位上；多个独立电极配置于与各压力室对应的位置上；多张压电板是相互层叠的，而且，除了离前述压力室最远的前述压电板之外的至少一张前述压电板通过前述共用电极和至少一个前述独立电极被夹住；多个表面电极配置于与离前述压力室最远的前述压电板的前述压力室一侧的面相反一侧的面的各个独立电极相对应的位置上，而且，各表面电极通过设置在将一张或多张前述压电板贯通的通孔内的导电材料与对应的前述独立电极连接并且在(位于表面电极上的)多个电触点的各点上与前述供电端子进行电连接。
这样，由于将独立电极与设置于供电部件上的供电端子直接或通过表面电极间接地连接起来，独立电极或表面电极和供电部件在多个电触点上进行电连接，所以，即使比方在其中的一部分电触点上独立电极或表面电极与供电部件没有进行电连接，或在一部分电触点上将电连接解除，也可确保两者间的电连接。因此，提高了独立电极与供电部件之间电连接的可靠性，喷墨打印头以及装有该喷墨打印头的喷墨打印机不易发生故障。
而且，将独立电极或表面电极配置在与离压力室最远的压电板的压力室一侧的面的各压力室对应的位置上，将设置在这样的独立电极或表面电极与供电部件上的供电端子进行电连接，从而，无需沿着压电板上部至其端部另行设置将独立电极或表面电极与供电部件进行电连接的导电部件。这样另行设置的导电部件是避开了位于最上层的压电板上的独立电极或表面电极而形成的，所以要确保充分的电绝缘性，就必须充分保证独立电极彼此或表面电极彼此的空间，结果使压力室的配置密度降低。而且，这样另行设置的导电部件有时阻碍向压电板的层叠方向进行变形。本发明中，如上所述不另行设置导电部件，能够将独立电极或表面电极与供电部件进行电连接，从而可以提高压力室的配置密度，而且加大向压电板的层叠方向的变形量。
本发明第三方面提供具有以下特征的喷墨打印头和装有该喷墨打印头的喷墨打印机，所述喷墨打印头具备流道单元、执行单元和供电部件，其中：流道单元包括将其一端与喷嘴、另一端与墨水供给源分别连接的多个压力室，并且将前述多个压力室沿着平面相互邻接配置；执行单元固定在前述流道单元的一个表面上以使前述压力室的容积发生变化；供电部件设有将驱动信号传送给前述执行单元的供电端子，并且，前述执行单元包括共用电极、多个独立电极、多张压电板和多个周围电极，其中：共用电极保持在一定的电位上；多个独立电极配置于与各压力室对应的位置上；多张压电板是相互层叠的，而且，至少离前述压力室最远的前述压电板通过前述共用电极和至少一个前述独立电极被夹住，同时，位于与离前述压力室最远的前述压电板的前述压力室一侧的面相反一侧的面上的各个独立电极，与前述供电端子进行电连接；多个周围电极配置在与离前述压力室最远的前述压电板的前述压力室一侧的面相反一侧的面的前述多个独立电极存在的区域周围，至少有一个与前述共用电极进行电连接并且与前述供电端子进行电连接。
本发明第四方面提供具有以下特征的喷墨打印头，所述喷墨打印头具备流道单元、执行单元和供电部件，其中：流道单元包括将其一端与喷嘴、另一端与墨水供给源分别连接的多个压力室，并且将前述多个压力室沿着平面相互邻接配置；执行单元固定在前述流道单元的一个表面上以使前述压力室的容积发生变化；供电部件设有将驱动信号传送给前述执行单元的供电端子，并且，前述执行单元包括共用电极、多个独立电极、多张压电板、多个表面电极和多个周围电极，其中：共用电极保持在一定的电位上；多个独立电极配置于与各压力室对应的位置上；多张压电板是相互层叠的，而且，离前述压力室最远的前述压电板之外的至少一个前述压电板通过前述共用电极和至少一个前述独立电极被夹住；多个表面电极配置于与离前述压力室最远的前述压电板的前述压力室一侧的面相反一侧的面的各个独立电极相对应的位置上，而且，各表面电极通过设置在将一张或多张前述压电板贯通的通孔内的导电材料与对应的前述独立电极连接并且与前述供电端子进行电连接；多个周围电极配置在与离前述压力室最远的前述压电板的前述压力室一侧的面相反一侧的面的前述多个表面电极存在的区域周围，至少有一个与前述共用电极进行电连接并且与前述供电端子进行电连接。
这样，通过将配置在与离压力室最远的压电板的压力室一侧的面相反一侧的面上的独立电极或表面电极存在的区域周围的多个周围电极中的至少一个与供电部件的供电端子进行电连接，当从外部向供电部件施与将其剥离的力时，首先要将供电部件与周围电极的电连接解除之后，方可将独立电极或表面电极与供电端子的电连接解除。因此，必须施与较大的力才能解除独立电极或表面电极与供电端子的电连接，提高了这些电连接的可靠性，喷墨打印头以及装有该喷墨打印头的喷墨打印机不易发生故障。
而且，将至少一个周围电极与共用电极进行电连接并且与供电端子进行电连接，从而不用供电部件之外的另外的部件就可以将共用电极保持在一定的电位。也就是说，供电部件兼有向独立电极提供驱动信号和将共用电极保持一定的电位的作用，因此可以简化喷墨打印头的结构。
另外，将独立电极或表面电极配置在与离压力室最远的压电板的压力室一侧的面的各压力室对应的位置上，将设置在这样的独立电极或表面电极与供电部件上的供电端子进行电连接，从而无需在压电板上另行设置将独立电极或表面电极与供电部件进行电连接的导电部件。因此可以提高压力室的配置密度，并且加大向压电板的层叠方向的变形量。
本发明第五方面提供具有以下特征的喷墨打印头，所述喷墨打印头具备流道单元、执行单元和供电部件，其中：流道单元包括将其一端与喷嘴、另一端与墨水供给源分别连接的多个压力室，并且将前述多个压力室沿着平面相互邻接配置；执行单元固定在前述流道单元的一个表面上以使前述压力室的容积发生变化；供电部件设有将驱动信号传送给前述执行单元的供电端子，并且，前述执行单元包括共用电极、多个独立电极和多张压电板，其中：共用电极保持在一定的电位上；多个独立电极配置于与各压力室对应的位置上；多张压电板是相互层叠的，而且，至少离前述压力室最远的前述压电板通过前述共用电极和至少一个前述独立电极被夹住，同时，位于与离前述压力室最远的前述压电板的前述压力室一侧的面相反一侧的面上的各个独立电极，在(位于其独立电极上的)两个电触点的各点上与前述供电端子进行电连接，前述独立电极设有第一电极区域、第二电极区域和第三电极区域，其中：第一电极区域有与前述压力室相似的平面形状；第二电极区域与前述第一电极区域的一端连接并设置一个前述电触点；第三电极区域为了与前述第二电极区域相对与前述第一电极区域的另一端连接并且设置一个前述电触点，而且，前述第一电极区域与前述第二电极区域的连接部，涉及实质上与将前述第二电极区域与前述第三电极区域进行连结的方向相互正交的方向，设有比前述第一电极区域与前述第二电极区域短的长度，前述第一电极区域与前述第三电极区域的连接部，涉及实质上与将前述第二电极区域和前述第三电极区域进行连结的方向相互正交的方向，设有比前述第一电极区域与前述第三电极区域短的长度。
这样，如上所述的发明，不仅提高了执行单元的独立电极与供电部件之间电连接的可靠性，而且缩小了与第一电极区域与第二电极区域的连接部以及第一电极区域与第三电极区域的连接部相对应的活性层的范围，于是加大了与邻接的压力室对应的活性层彼此之间的距离，从而在邻接的压力室之间产生的交叉干扰(cross talk)得到控制。附图说明
图1是本发明的第一实施例的装有喷墨打印头的喷墨打印机的概略图。
图2是本发明的第一实施例的喷墨打印头的轴测图。
图3是沿着图2的-的截面图。
图4是包含在图2描绘的喷墨打印头中的打印头主体的平面图。
图5是用图4中描绘的点化线围成的区域的放大图。
图6是用图5中描绘的点划线围成的区域的放大图。
图7是图4描绘的打印头主体以及粘贴在打印头主体上的柔性印刷配线板的局部截面图。
图8是图4描绘的打印头主体以及粘贴在打印头主体上的柔性印刷配线板的局部分解立体图。
图9(a)是将沿着图6描绘的A-A的柔性印刷配线板进行粘贴的执行单元的截面图，并且是图7中描绘的用点划线围成的区域的放大图。
图9(b)是将沿着图6描绘的B-B的柔性印刷配线板进行粘贴的执行单元的截面图。
图9(c)是图9(a)的点划线描绘的圆框内的放大图。
图9(d)是图9(b)的点划线描绘的圆框内的放大图。
图10是图6模式的部分放大的平面图。
图11(a)是本发明第二实施例的喷墨打印头与图9(a)对应的截面图。
图11(b)是本发明第二实施例的喷墨打印头与图9(b)对应的截面图。
图11(c)是图11(a)的点划线描绘的圆框内的放大图。
图11(d)是图11(b)的点划线描绘的圆框内的放大图。具体实施方式
图1是本发明的第一实施例的装有喷墨打印头的喷墨打印机的概略图。图1所示的喷墨打印机101是装有4个喷墨打印头1的彩色喷墨打印机。在该打印机101中，分别于图中左边形成送纸部111，于图中右边形成排纸部112。
在打印机101内部形成从送纸部111向排纸部112传输的用纸输送路径。在紧邻送纸部111的输出侧上配置夹持作为图像记录媒体的用纸并进行输送的一对输送辊105a、105b。通过一对输送辊105a、105b，将用纸从图中左边输送到右边。在用纸输送路径的中间部位配置二个皮带轮106、107以及为了架设在两个皮带轮106、107之间而被回卷的无接头环形输送带108。在输送带108的外圆周面即输送面上实施硅酮处理，由于粘附力使通过一对输送辊105a、105b被输送的用纸保持在输送带108的输送面上，同时，由于皮带轮106向图中顺时针方向(箭头104的方向)的旋转驱动，可以向输出侧(右边)输送。
在相对用纸的皮带轮106的插入及输出位置上，分别配置镇纸部件109a、109b。镇纸部件109a、109b是为了输送带108上的用纸不从输送面上浮起而将用纸向输送带108的输送面上推压使之确实地粘合到输送面上的部件。
沿着输送通路，在紧邻输送带108的输出侧上，设置剥离装置110。剥离装置110形成的结构将粘附在输送带108的输送面上的用纸从输送面上剥离，并向右边的排纸部112传输。
四个喷墨打印头1，在其下端设有打印头主体12a。打印头主体1a，各自设有矩形的截面，互相紧邻配置以使其长度方向处于与用纸输送方向垂直的方向(图1的纸面垂直方向)。也就是说，该打印机101是行式打印机。四个打印头主体1a的各底面对着用纸输送路径，在这些底面上设置形成具有微小直径的多个喷墨口的喷嘴。从四个打印头主体1a各自喷出红色、黄色、蓝色、黑色的墨水。
配置打印头主体1a使其下表面和输送带108的输送面之间形成少量的间隙，该间隙部分形成用纸输送路径。此结构中，在被输送到输送带108上的用纸依次通过紧邻四个打印头主体1a的下边一侧时，从喷嘴将各色墨水喷射到该用纸的上表面即印刷面上，从而，在用纸上形成所希望的彩色图像。
喷墨打印机101设有对喷墨打印头1自动进行维护保养的维护单元117。于该维护单元117上设置将四个打印头主体1a的下表面覆盖的四个护罩116和未图示的清洗装置等等。
维护单元117在用喷墨打印机101进行印刷时，位于送纸部111的正下方的位置上(退避位置)。而且，印刷完了后满足了所定条件的时候(例如：不进行印刷动作的状态持续所定的时间时，或将打印机101的电源关闭时)，移动到四个打印头主体1a的正下方的位置上，在该位置(护罩位置)上，用护罩116分别将打印头主体1a的下表面覆盖，从而可以防止打印头主体1a的喷嘴部分的墨水干燥。
皮带轮106、107或输送带108由基座113支撑。将基座113载置位于其下方的圆筒部件115上。圆筒部件115可以以安装于从其中心偏离的位置上的轴114为中心进行旋转。因此，随着轴114的旋转，圆筒部件115的上端高度变化时，与此相匹配，基座113进行升降。使维护单元117从保存位置向护罩位置移动时，必须预先使圆筒部件115旋转适当的角度，使基座113、输送带108以及皮带轮106、107从图1所示的位置下降适当的距离，确保维护单元117移动的空间。
在被输送带108包围的区域范围内，配置通过与位于和喷墨打印头1相对的位置即上侧的输送带108的下表面接触而从内圆周侧将其支撑的大致呈长方体形状(宽度与输送带108大致相同)的导向件121。
接下来，更详细地介绍本实施例的喷墨打印头1的构造。图2是喷墨打印头1的轴测图。图3是沿着图2的III-III的截面图。如图2和图3所示，本实施例的喷墨打印头1设有打印头主体1a和基部131，其中：打印头主体1a具备在一个方向(主扫描方向)上延伸的矩形平面形状；基部131支撑打印头主体1a。基部131除了打印头主体1a之外，还支撑向独立电极35a、35b(参照图9(a))等传送驱动信号的驱动器IC132和底板133。
如图2所示，基部131由基块138和保持夹139构成，其中：基块138是通过与打印头主体1a的上表面部分结合而支撑打印头主体1a；保持夹139是通过与基块138的上表面结合而将基块138进行保持的。基块138是具有与打印头主体1a的长度方向大致相同的长度的大致长方体形状的部件。由不锈钢等金属材料构成的基块138具有作为将保持夹139进行加固的重量较轻的构造体的机能。保持夹139由配置于打印头主体1a一侧的保持夹主体141和从保持夹主体141向与打印头主体1a相反一侧延伸的一对保持夹支持部142构成。一对保持夹支持部142都是平板状的部件，是沿着保持夹主体141的长度方向相隔所定的间隔平行设置的。
在保持夹主体141的副扫描方向(与主扫描方向垂直的方向)的两端部设置向下边凸起的一对挡裙部141a。这里，由于一对挡裙部141a都是在保持夹主体141的长度方向的整个宽度上形成的，所以，在保持夹主体141的下表面，通过一对挡裙部141a，形成大致呈长方体形状的沟槽部141b。在该沟槽部141b内收容基块138。基块138的上表面和保持夹主体141的沟槽部141b的底面，通过粘接剂被粘合。由于基块138的厚度比保持夹主体141的沟槽部141b的深度略大，所以，基块138的下端部比挡裙部141a更向下方凸出。
在基块138的内部，作为向打印头主体1a提供墨水的流路，形成在其长度方向延伸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，与打印机主体内未图示的主墨水槽连接。因此，适量的墨水可以从主墨槽向墨水池3补充。
基块138的下表面145在开口3b的附近，比周围更向下方凸出。于是，基块138只在下表面145的开口3b附近的部分145a上与打印头主体1a的流道单元4(参照图3)接触。因此，基块138的下表面145的开口3b附近的部分145a以外的区域与打印头主体1a隔离，并在该隔离部分配置执行单元21。
在保持夹139的保持夹支持部142的外侧面上，通过海绵等弹性部件137将驱动器IC132固定。将散热装置134紧密配置到驱动器IC132的外侧面上。散热装置134是大致长方体形状的部件，高效地使在驱动器IC132中产生的热散发出去。驱动器IC132上连接供电部件即柔性印刷配线板(FPC：Flexible Printed Circuit)136。连接在驱动器IC132上的FPC136通过焊锡与底板133及打印头主体1a进行电连接。在驱动器IC132以及散热装置134的上边即FPC136的外侧配置底板133。将散热装置134的上表面与基板133之间，以及散热装置134的下表面与FPC136之间分别用密封部件149结合。
在保持夹主体141的挡裙部141a的下表面与流道单元4的上表面之间，配置密封部件150，以夹住FPC136。也就是说，FPC136相对流道单元4以及保持夹主体141通过密封部件150被固定。从而，能够防止打印头主体1a在加长时产生弯曲，防止向执行单元21与FPC136的连接部加载应力以及确实保持FPC136。
如图2所示，在沿着喷墨打印头1的主扫描方向的下方角部附近，沿着喷墨打印头1的侧壁相隔均等的距离配置六个凸起部30a。这些凸起部30a是设置在位于打印头主体1a的最下层的喷嘴板30(参照图7)的副扫描方向的两端部上的部分。也就是说，将喷嘴板30沿着凸起部30a和其以外的部分的边界线弯曲成约90度。将凸起部30a设置在打印机101中与用于印刷的各尺寸的用纸的两端部附近相对应的位置上。由于喷嘴板30的弯曲部分不是直角，而是成带有圆角的形状，所以，不易发生由于向接近喷头1的方向输送的用纸的前端部与喷头1的侧面接触而导致用纸堵塞即卡纸现象。
图4是打印头主体1a模式平面图。图4中，假想地将在基块138内形成的墨水池3用虚线描绘。如图4所示，打印头主体1a作成在一个方向上(主扫描方向)延伸的矩形平面形状。打印头主体1a设有形成后面将要述及的多个压力室10或喷嘴前端的喷墨口8(参照图5、图6、图7)的流道单元4，并在其上表面接合呈格子形状排成2列的多个梯形的执行单元21。配置各执行单元21，使其平行对置的边(上边及下边)沿着流道单元4的长度方向。并且，邻接的执行单元21的斜边彼此在流道单元4的宽度方向上重叠。
与执行单元21的接合区域对应的流道单元4的下表面成为墨水喷出区域。在墨水喷出区域的表面，如后面所述，将多个喷墨口8排列成矩阵形状。而且，于配置在流道单元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通过设置在其一端上的开口3a与墨水槽(未图示)连通，通常情况下充满墨水。在墨水池3上，沿着其延伸的方向，每两个开口3b成一对，在没有设置执行单元21的区域上将其作成格子形状。
图5是用图4中描绘的点划线围成的区域的放大图。如图4和图5所示，墨水池3，通过开口3b与位于其下层的流道单元4内的岐管5(manifold channel)连通。在开口3b上设置将墨水内包含的尘埃等捕获的过滤器(未图示)。岐管5其端部分成两支，形成副岐管5a。在一个执行单元21的下部，相对该执行单元21从位于喷墨打印头1的长度方向上双邻的二个开口3b分别引入二个副岐管5a。也就是说，在一个执行单元21的下部，沿着喷墨打印头1的长度方向上共计延伸设有四个副岐管5a。各副岐管5a充满着由墨水池3提供的墨水。
图6是用图5中描绘的点划线围成的区域的放大图。如图5及图6所示，在执行单元21的上表面，将平面形状大致为菱形的独立电极35a有规则地排列成矩阵形状，同时，在执行单元21的内部与各独立电极35a在上下方向上重叠的位置上配置与独立电极35a相同形状的独立电极35b。并且，在与流道单元4的执行单元21对应的墨水喷射区域的表面，有规则地将多个喷墨口8排成矩阵形状。在流道单元4内，将与各喷墨口8都连通的、平面形状是比独立电极35a、35b大一圈的大致为菱形的压力室空腔10和狭孔12分别有规则地排列成矩阵形状。压力室10形成在与独立电极35a、35b对应的位置上，俯视时，独立电极35a、35b大部分包含在压力室10的区域内。并且，在图5及图6中，为了容易理解，将在执行单元21内或流道单元4内应用虚线描绘的压力室10及狭孔12等用实线描绘出。图6中，为了方便，将设置于贴附在执行单元21上表面的FPC136一侧的配电盘55a、55b、55c描绘出来。
如图5及图6所示，在执行单元21的上表面外缘附近，分别作为周围电极形成有圆形的多个接地电极38。将多个接地用电极38隔离成其彼此相邻的间隔大致为等距离间隔。因此，形成执行单元21上表面的独立电极35a的区域，在其整个圆周上通过多个接地电极38被包围。
图7是图4描绘的打印头主体以及粘贴在打印头主体上的柔性印刷配线板的局部截面图。从图7看出，在端部较细形状的喷嘴的尖端上形成各喷墨口8。各喷墨口8通过压力室10(长度900μm、宽度350μm)和狭孔12与副岐管5a连通。这样，在喷墨打印头1上形成从墨水槽经墨水池3、岐管5、副岐管5a、狭孔12以及压力室10到达喷墨口8的墨水通道(ink passage)32。
从图7清楚地看到，压力室10与狭孔12设置在不同的高度上。从而，如图6所示，在与位于执行单元21的下方的墨水喷射区域对应的流道单元4内，可以将与一个压力室10连通的狭孔12配置在从俯视看与该压力室邻接的压力室10相同的位置上。结果，由于压力室10彼此被高密度地排列，所以通过较小占有面积的喷墨打印头能够实现高清晰度的图像印刷。
在图5及图6描绘的平面内，于喷墨打印头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)这两个方向将压力室10排列在墨水喷射的区域内。第一排列方向和第二排列方向形成比直角稍小的角度θ。将喷墨口8以50dpi排列在第一排列方向上。另一方面，将压力室10排列在第二排列方向上，以使与一个执行单元21对应的墨水喷射区域内含有12个压力室，因此，由于在第二排列方向上排列12个压力室而引起向第一排列方向的位移相当于一个压力室的部分。从而，在喷墨打印头1的整个宽度上，于仅相隔在第一排列方向上邻接的两个喷墨口8之间的距离的范围内，存在12个喷墨口8。并且，在各墨水喷射区域的第一排列方向的两端部(相当于执行单元21的斜边)上，通过与和喷墨打印头1的宽度方向对置的另一个执行单元21对应的墨水喷射区域形成互补关系，满足上述条件。因此，本实施例的喷墨打印头1，随着用纸向喷墨打印头1的宽度方向的相对移动，依次从排列在第一及第二排列方向的多个喷墨口8喷出墨水，从而，可以在主扫描方向上以600dpi进行印刷。
图8是图4描绘的打印头主体以及粘贴在打印头主体上的FPC136的局部分解立体图。如图7和图8所示，喷墨打印头1的底部一侧的关键部分具有层叠结构，所述层叠结构自上而下层叠FPC136、执行单元21、空腔板(cavity plate)22、底板(base plate)23、狭孔板(apertureplate)24、供给板(supple plate)25、岐管板(manifold plate)26、27、28、盖板(cover plate)29以及喷嘴板(nozzle plate)30共计11枚平板。其中，除了FPC136以及执行单元21的其他9枚平板构成了流道单元4。
如后面将要述及的那样，执行单元21层叠5板压电板并且配置电极，其中的3层作为在加载电场时具有成为活性层的部分的层(以下只写成“具有活性层的层”)，其余的2层作为非活性层(non-activelayer)。空腔板22是设置多个与压力室10对应的大致菱形的开口的金属板。底板23是对于空腔板22的一个压力室10，分别设有压力室10与狭孔12的联络孔以及从压力室10到喷墨口8的联络孔的金属板。狭孔板24是对于空腔板22的一个压力室10，在狭孔12之外分别设有从压力室10到喷墨口8的联络孔的金属板。供给板25是对于空腔板22的一个压力室10，分别设有狭孔12与副岐管5a的联络孔以及从压力室10到喷墨口8的联络孔的金属板。岐管板26、27、28是除了副岐管5a，对于空腔板22的一个压力室10，分别设有从压力室10到喷墨口8的联络孔的金属板。盖板29是对于空腔板22的一个压力室10，分别设有从压力室10到喷墨口8的联络孔的金属板。喷嘴板30是对于空腔板22的一个压力室10，分别设有作为喷嘴起作用的尖端较细的喷墨口8的金属板。
上述10枚平板21～30，相互对位层叠，形成如图7所示的墨水流路32。该墨水流路32从副岐管5a首先朝向上方，在狭孔12上于水平方向延伸，然后再朝向上方，在压力室10中再于水平方向延伸，向稍偏离狭孔12的方向倾斜，朝向下方，然后在垂直下方朝向喷墨口8。
接下来，介绍执行单元21的构造以及与FPC136的连接。图9(a)是沿着图6描绘的IVA-IVA线的、贴附有FPC136的执行单元的截面图，并且是图7中描绘的用点划线围成的区域的放大图。图9(b)是沿着图6描绘的IVB-IVB的、贴附有FPC136的执行单元的截面图。图9(c)是图9(a)的点划线描绘的圆框内的放大图。图9(d)是图9(b)的点划线描绘的圆框内的放大图。
如图9(a)及图9(b)所示，执行单元21包括分别将厚度作成大致相同的15μm左右的5枚压电板41、42、43、44、45。这些压电板41～45形成连续的层状平板(连续平板层)，以将其横跨配置在于喷墨打印头1内的一个墨水喷射区域内形成的多个压力室10上。通过将压电板41～45作为连续平板层横跨多个压力室10进行配置，采用例如丝网印刷技术，可以高密度地配置独立电极35a、35b。因此，亦可高密度地配置在与独立电极35a、35b对应的位置上形成的压力室，从而能够印刷高析像度的图像。本实施例中，压电板41～45由具有强电介性的钛酸锆酸铅(PZT)类陶瓷材料构成。图7及图9(a)中，将FPC136与压电板41描绘成相互间整个表面进行接合，而实际上两者在独立电极35a的主电极部60上没有接合。这是为了防止贴附在主电极部60上的FPC136阻碍执行单元221对压力室10的变形。图11(a)也一样。
在位于执行单元21的最上层的压电板41与和其下方邻接的压电板42之间，加入厚度为2μm程度的共用电极34a。共用电极34a是在一个执行单元21内的几乎整个区域上延伸的一板导电板。同样，在和压电板42的下方邻接的压电板43与和其下方邻接的压电板44之间，也加入具有与共用电极34a相同形状的厚度为2μm左右的共用电极34b。
要使共用电极34a、34b其向层叠方向的投影区域包含压力室区域，可以在每个压力室上形成多个比压力室10大的共用电极，或着，要使投影区域包含在压力室区域内，可在每个压力室10上形成多个比压力室10稍小的共用电极，而不必在整个板面上形成的一枚导电板。但是，此时共用电极彼此必须进行电连接，以使与压力室10对应的部分全部变为相同的电位。
如图9(a)所示，在与压电板41的上表面即与压力室10对应的位置上，形成厚度为1μm左右的独立电极35a。如图6的模式的部分放大平面图即图10所示，独立电极35a设有主电极部60和两个辅助电极部61a、61b，其中：主电极部60的平面形状是近似菱形，与压力室10形状大致相似(长度850μm，宽度250μm)；两个辅助电极部61a、61b的形状比主电极部60小，并且从其两端的锐角部连续形成大致为菱形的形状。主电极部60其向层叠方向的投影区域包含在压力室区域(图10中，用虚线所围的区域)。另一方面，辅助电极部61a、61b的大部分，其向层叠方向的投影区域没有包含在压力室区域中。
从图10中清楚看出，独立电极35a中，主电极部60与辅助电极61a的连接部63a的宽度(与连结两个辅助电极部61a、61b的方向垂直的方向相关的长度)比主电极部60的宽度和辅助电极部61a的宽度小。同样地，主电极部60与辅助电极部61b的连接部63b的宽度比主电极部60的宽度和辅助电极部61b的宽度小。也就是说，独立电极35a中，主电极部60与辅助电极部61a、61b的连结部63a、63b成为缩颈形状。
象这样，由于连结部63a、63b形成缩颈形状，所以与连结部63a、63b没有形成这样缩颈形状，将主电极部60与辅助电极部61a、61b以较宽的宽度进行连接的情况相比较，则与连结部63a、63b对应的活性层的范围变小了。如此，邻接的压力室10的距离变大，从而控制了邻接的压力室10之间产生交叉干扰(cross talk)。
在与压电板42与压电板43之间即与独立电极35a对应的位置上，加入与独立电极35a相同形状厚度为2μm左右的独立电极35b。由于独立电极35b与独立电极35a同样具有缩颈的形状，这一点上也可得到控制产生交叉干扰现象的效果。在压电板44和与其下方邻接的压电板45之间，以及在压电板45的下方不配置电极。
如图9(a)所示，在位于与独立电极35a和独立电极35b的辅助电极部61a对应的位置之间的压电板41、42上，形成通孔41a、42a。如图9(c)所示，在通孔41a、42a上，填充导电材料(钯银合金等)48，通过导电材料48，将独立电极35a和独立电极35b与各压力室10对应起来相互连接。
如图9(b)所示，在接地电极38的下方，形成将压电板41、42、43贯通的通孔41b、42b、43b。在通孔41b、42b、43b上，如图9(d)所示，填充导电材料(钯银合金等)49，通过该导电材料49，将接地电极38连接到共用电极34a和共用电极34b上。本实施例中，电极34a、34b、35a、35b、38由Ag-Pd类等金属材料构成。
FPC136是将执行单元21的独立电极35a、35b以及共用电极34a、34b和驱动器IC132进行连接的部件，如图9(a)及图9(b)所示，在下表面设有通过焊锡将配置于执行单元21上表面的独立电极35a及接地电极38进行电连接的多个配电盘55a、55b、55c(feeding pad)。
如图9(a)及图9(b)所示，FPC136设有基膜51、贴合到基膜51上的罩膜52和在两膜51、52之间形成模型的印刷配线53。印刷配线53对每个压力室10分别与驱动器IC132连接。基膜51及罩膜52都是具有绝缘性的板状部件。将FPC136配置成罩膜与位于执行单元21的最上层的压电板41的上表面抵接。
在罩膜52上，有选择地形成通孔52a、52b、52c，在通孔52a、52b、52c内，分别配置由与罩膜52大致厚度相同的导电材料构成的配电盘55a、55b、55c。配电盘55a、55b、55c在由通孔52a、52b、52c构成的凹形底部上与印刷配线53接触。
如图9(a)所示，将配电盘55a、55b设置在压力室10的长度方向稍外侧，即与辅助电极部61a、61b对应的位置上。并且，配电盘55a、55b通过焊锡分别与辅助电极61a、61b进行电连接。也就是说，本实施例中，一个独立电极35a在两个电触点上(处于分别与各配电盘55a、55b对应的位置上)与FPC136进行电连接。这样，通过配电盘55a、55b与独立电极35a的辅助电极部61a、61b的电连接，经印刷配线53以及通孔41a、42a内的导电材料，在每个压力室10上独立地控制独立电极35a、35b的电位。
另一方面，如图9(b)所示，将配电盘55c设置在与接地电极38相对应的位置上，其中接地电极38形成于执行单元21的外缘附近。并且，配电盘55c通过焊锡与接地电极38进行电连接。从而，经印刷配线53以及通孔41b、42b、43b内的导电材料49，可以将共用电极34a、34b的电位维持在接地电位。
本实施例中，多个接地电极38的全部通过焊锡与配电盘55c进行电连接并且通过导电材料49连接到共用电极34a、34b上。然而，接地电极38的一部分也可不与配电盘55c进行电连接，接地电极38的一部分也可不与共用电极34a、34b连接。原因是，共用电极34a、34b是作为横跨所有的压力室10的一张连续的平板形成的，只要至少一个接地电极38与配电盘55c进行电连接并且与共用电极34a、34b连接，就能够在与所有的压力室10对应的区域上，将共用电极34a、34b的电位维持在接地电位。
本实施例的喷墨打印头1中，压电板41～43在其厚度方向被极化。因此，当将独立电极35a、35b变为与共用电极34a、34b不同的电位，在其极化方向向压电板41～43中加载电场时，被加载该电场的部分作为活性层发挥作用，在其厚度方向即层叠方向上进行伸长或收缩，其结果，由于横向压电效应，在与层叠方向垂直的方向即面方向上要进行收缩或伸长。另一方面，由于其余的2枚压电板44、45是不具备由独立电极35a、35b和共用电极34a、34b所夹持的区域的非活性层，所以不能自发地进行变形。也就是说，执行单元21形成所谓的单表面型的结构，即将其上侧(就是与压力室10分离的)3枚压电板41～43作为活性层存在的层并且将下侧(就是距离压力室10较近的)2枚压电板44、45作为非活性层。
因此，当控制驱动器IC132使电场与极化变为同一方向，将独立电极35a、35b变为正或负的所定电位时，压电板41～43的由独立电极35a、35b和共用电极34a、34b所夹持的非活性层在面方向上进行收缩，而压电板44、45不自发地进行收缩。此时，如图9(a)所示，由于将压电板41～45的下表面固定安装在将形成在空腔板22上的压力室进行分隔的隔板的上表面，因此，基于横向压电效应，结果压电板41～45产生变形(单表面变形)向压力室10侧凸出。于是，压力室10的容积降低，墨水的压力上升，从喷墨口8喷出墨水。然后，独立电极35a、35b的电位返回原位，压电板41～45变成原来的平板形状，压力室10的容积回复到原来的容积，从而，从岐管5侧将墨水吸入。
作为其他的驱动方法，预先将独立电极35a、35b置于与共用电极34a、34b不同的电位，每有喷射请求就将独立电极35a、35b变为与共用电极34a、34b相同的电位，然后，在所定的时刻，再将独立电极35a、35b变为与共用电极34a、34b不同的电位。此时，在独立电极35a、35b与共用电极34a、34b变为同一电位的时刻，压电板41～45回复原状，压力室10的容积与初期状态(两电极的电位不同的状态)相比增加，从岐管5侧将墨水吸入压力室10中。然后，再在独立电极35a、35b变为与共用电极34a、34b不同电位的时刻，将压电板41～45进行变形向压力室10侧凸出，由于压力室10的容积降低，对墨水的压力上升，将墨水喷出。
如果在压电板41～43上加载的电场方向与其极化的方向相反，则由于横向压电效应，由独立电极35a、35b和共用电极34a、34b所夹持的压电板41～43中的活性层要在与极化方向或直角方向上伸长。因此，压电板41～45，基于横向压电效应，向压力室10凹下变形。从而，压力室10的容积增加，从岐管5侧吸入墨水。然后，独立电极35a、35b的电位复原，压电板41～45变为原来的平板形状，压力室10的容积复原，将墨水从喷墨口8射出。
如上所述，在本实施例的喷墨打印头1中，位于离压力室10最远的压电板41上的独立电极35a和FPC136，在辅助电极部61a和配电盘55a之间的电触点以及辅助电极部61b与配电盘55b之间的电触点共2个电触点上，通过焊锡电连接，被直接连接起来。另外的电触点中即使独立电极35a与FPC136没有进行电连接，或另外的电触点上将电连接解除，也可确保两者间的电连接。从而，提高了独立电极35a与FPC136之间电连接的可靠性，喷墨打印头1以及具有该喷墨打印头的喷墨打印机101不易发生故障。
在与离压力室10最远的压电板41的压力室10一侧的面相反一侧的面的各压力室10对应的位置上配置独立电极35a，设置在独立电极35a与FPC136上的配电盘55a、55b通过焊锡直接进行电连接，因此，没有必要使在执行单元21侧面上与FPC136进行电连接的、与独立电极35a相连的导电部件沿着压电板41上延伸到其端部。由于另外的导电部件是避开了位于压电板41上的独立电极35a而形成的，所以要确保充分的电绝缘性，必须充分地确保独立电极35a彼此的空间，结果使压力室10的配置密度降低。而且，另外的导电部件有时阻碍压电板41～45的向层叠方向进行变形。应用本实施例，如上所述，不设置另外的导电部件就可以将独立电极35a和FPC136进行电连接，使压力室10的配置密度得以提高，而且可以加大压电板41～45的向层叠方向的变形量。
本实施例的喷墨打印头1中，所设辅助电极部61a和配电盘55a之间以及辅助电极部61b与配电盘55b之间共计2处的电触点都与压力室10外区域对应，所以，几乎不妨碍独立电极35a的压力室10内区域的主电极部60在层叠方向的变形。因此，独立电极35a的主电极部60在抵抗压力室10内的内压的同时，在层叠方向可以进行较大的位移。从而，压力室10的容积变化量加大，将压力室10变小进一步实现高集成化，还可喷射出足够量的墨水。
由于配置在形成压电板41上的独立电极35a的区域周围的接地电极38通过焊锡与具有和独立电极35a电连接的配电盘55a、55b的FPC136进行电连接，所以从外部加入使其从FPC136上剥离的力时，将最初FPC136与接地电极38的电连接解除后，独立电极35a与配电盘55a、55b的电连接即可解除。因此，如果不加入较大的力，就无法解除独立电极35a与配电盘55a、55b的电连接，提高了这些电连接的可靠性，喷墨打印头1以及具有该喷墨打印头的喷墨打印机101不易发生故障。
本实施例的喷墨打印头1中，将防止独立电极35a和配电盘55a、55b的电连接解除的结构与将共用电极34a、34b保持在接地电位的供电结构一部分兼用，从而喷墨打印头1的构造简化。
由于形成压电板41上的独立电极35a的区域由多个接地电极38被包围，所以将FPC136剥离的力无论是哪个方向的力都很难解除两者的电连接，从而，提高了独立电极35a和配电盘55a、55b的电连接的可靠性。
作为供电部件由于采用FPC136，打印头主体1a与驱动器IC132之间容易进行电连接。另一方面，FPC136，容易加入将其剥离的力，如上所述在各压力室10的两个电触点上与独立电极35a进行电连接并且在多个接地电极38上与执行单元21进行电连接，从而增加了强度，提高了可靠性。
本实施例中，将独立电极35a与FPC135之间的电触点设置在与各压力室10的两端附近对应的2处，然而，也可以将电触点在各独立电极35a上设置3处以上。而且，对于各电触点的位置还可任意地进行变更。但是，与邻接配置相比，优选本实施例所示的分离进行设置。
本实施例中，也可不在独立电极35a存在的区域周围配置接地电极38。于压电板41上形成的独立电极35a可以在一个电触点上(配电盘55a、55b的任一个)与FPC136进行电连接，所述压电板41在独立电极35a存在的区域周围配置多个接地电极38并且接地电极38与FPC136进行电连接。
也可在独立电极形成的区域周围配置2个以上的接地电极38，接地电极38的数量以及配置可以任意地进行变更。因此，不必将墨水喷射区域在整个圆周上用接地电极38包围起来。
本实施例中，接地电极38通过设置在通孔41b内的导电材料49与共用电极34a连接，但相对接地电极及共用电极的各处形成引到压电板端部的导电部件，这些导电部件在压电板的端部也可与FPC136连接。
接着，参照图11(a)和图11(d)进一步说明本发明的第二实施例。图11(a)及图11(b)是本发明实施例的喷墨打印头与图9(a)和图9(b)对应的截面图。图11(c)是图11(a)的点划线描绘的圆框内的放大图。图11(d)是图11(b)的点划线描绘的圆框内的放大图。本实施例中，与第一实施例相同的部件标有相同的符号，该部分的说明省略。
本实施例的喷墨打印头，与第一实施例的喷墨打印头1的不同点是，在第一实施例中，是在与包含离压力室10最远的活性层的压电板41的压力室10一侧的面相反一侧的面上配置独立电极35a，与此相反，本实施例中，如图11(a)所示，是在与包含于执行单元80中的6枚压电板81～86中离压力室10最远的压电板81的压力室10一侧的面相反一侧的面上，代替独立电极而设置表面电极76。
以下，详细地讲述本实施例的喷墨打印头中执行单元80的结构。如图11(a)及图11(b)所示，执行单元80包含6枚压电板81、82、83、84、85、86。这些压电板81～86是连续的平板层，将压电板81～86横跨多个压力室10进行配置，所述多个压力室10形成于与喷墨打印头内的一个执行单元80对应的墨水喷射区域内。
在从执行单元80的最上层开始的第二层上的压电板与和其下方邻接的压电板83之间，加入厚度为2μm左右的共用电极74a。共用电极74a是在一个执行单元80内的几乎整个区域上延伸的一枚导电板。同样，在与压电板83的下层邻接的压电板84和与其下层邻接的压电板85之间也加入与共用电极74a具有相同形状的厚度为2μm左右的共用电极74b。
如图11(a)所示，在压电板83与压电板84之间与压力室10对应的位置上，加入与具有如图10所示的主电极部60和其两侧的2个辅助电极61a、61b的独立电极35a相同形状的厚度为2μm左右的独立电极75a。另外，在压电板85和压电板86之间与独立电极75a对应的位置上加入具有和独立电极75a相同形状的厚度为2μm左右的独立电极75b。
而且，在最上层的压电板81的上表面与压力室10对应的位置上，形成具有与独立电极75a相同形状的厚度为1μm左右的表面电极76。在压电板81和与其下方邻接的压电板82之间以及压电板86的下方不配置电极。
如图11(a)所示，在位于与独立电极75a和独立电极75b的其中一方的辅助电极部对应的位置之间的压电板81～85上，形成通孔81a、82a、83a、84a、85a。在通孔81a、82a、83a、84a、85a上，如图11(c)所示，填充导电材料(钯银合金等)98，通过导电材料98，将表面电 极76和独立电极75a和独立电极75b与各压力室10对应起来相互连接。
在压电板81的上表面，执行单元80的上表面外缘部附近形成与图5及图6所示的接地电极38一样分别具有圆形的多个接地电极78。将多个接地电极78隔离使彼此邻接的间隔大致相等。因此，形成执行单元80上表面的表面电极76的区域在其整个圆周上通过多个接地电极78被包围。
如图11(b)所示，在接地电极78的下方，形成将压电板81、82、83、84贯通的通孔81b、82b、83b、84b。在通孔81b、82b、83b、84b上，如图11(d)所示，充满导电材料(钯银合金等)99，通过该导电材料99，将接地电极78连接到共用电极74a和共用电极74b上。本实施例中，电极74a、74b、75a、75b、78由Ag-Pd类等金属材料构成。
本实施例中，一个表面电极76在2个电触点(位于分别与各配电盘55a、55b对应的位置上)上与FPC136进行电连接。这样，通过印刷配线53以及通孔81a～85a内的导电材料98，在每个压力室10上独立地控制独立电极75a、75b的电位。
另一方面，接地电极78与FPC136的配电盘55c进行电连接。从而，通过印刷配线53以及通孔81b～84b内的导电材料99，将共用电极74a、74b的电位维持在接地电位。
本实施例中，执行单元80形成的结构是将3枚压电板83～85作为活性层存在的层并且将夹住压电板83～85配置的3枚压电板81、82、86作为非活性层。并且，通过控制驱动器IC132，经表面电极76，将独立电极75a、75b置于正或负的所定电位，压电板83～85的由独立电极和共用电极所夹的部分作为活性层发挥作用。由于纵向压电效应，活性层在压电板的厚度方向伸长或收缩，压力室10的容积发生变化，从喷口喷射墨水。
本实施例的喷墨打印头中，在设置在离压力室10最远的压电板81上的表面电极76和FPC136，在如上所述的2处电触点上，通过焊锡进行电连接而直接被连接。因此，即使其中一个电触点的电连接被解除，也可确保两者之间的电连接。从而，提高了独立电极35a、35b与FPC136的电连接的可靠性，喷墨打印头1以及具有该喷墨打印头的喷墨打印机不易发生故障。
在与离压力室10最远的压电板81的压力室10一侧的面相反一侧的面的各压力室对应的位置上设置表面电极76，与设置在表面电极76与FPC136上的配电盘55a、55b通过焊锡直接进行电连接，因此，不必沿着压电板81上另行设置将表面电极76与FPC136进行电连接地导电部件。应用本实施例，不用设置另外的导电部件就能将表面电极76和FPC136进行电连接，从而使压力室的配置密度得以提高，并且，加大了向压电板81～86的层叠方向的变形量。
其他，应用本实施例可以得到与第一实施例相同的效果。
另外，压电板或电极的材料等，不限于上述所述，也可采用其他公认的材料。压力室的平面形状、截面形状及配置形式等亦可改变。含有活性层的压电板的数量以及不含活性层的压电板的数量也可适当地变更。含有活性层的压电板以及不含活性层的压电板的各自厚度可以相同也可不同。