壓電噴墨頭制造技術

本發明專利技術提供一種壓電噴墨頭，為了防止各個驅動區域或獨立壓電元件的驅動狀態受其周圍其他數個驅動區域或壓電元件驅動狀態的影響而使形成圖象點直徑和點形狀產生偏差，在作為加壓室的鄰接凹部間間隔的隔壁所形成的剖面形狀中，在基板的疊層有驅動部的面側的上端部在面方向的寬度Ｗ１和基板厚度方向的高度Ｈ滿足式（１）：Ｗ１≥Ｈ（１）并且，上述寬度Ｗ１與基板的凹部底側下端部的在面方向寬度Ｗ２滿足式（２）：Ｗ１≤Ｗ２（２）。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種壓電噴墨頭，尤其涉及一種能適用于打印機、復印機、傳真機以及它們的組合機等的壓電噴墨頭。
技術介紹
用于按需型噴墨打印機等并以壓電元件的電致伸縮效應為驅動源的壓電噴墨頭，例如，日本國專利公開公報JP-H05-318731-A2(1993)中說明所示，充填油墨的加壓室沿板狀基板的一側面的方向配置數個，并且把噴吐油墨的噴嘴與各加壓室的每一個都連通，同時在各加壓室上都配置有帶壓電元件的驅動部，這是廣泛運用的類型。在上述壓電噴墨頭中，與各個加壓室對應的壓電元件中，給任意一個或兩個以上的壓電元件分別附加驅動電壓而使其變形，從而與該壓電元件對應的加壓室容積減小，加壓室的油墨從連通著的噴嘴作為墨滴噴出，以在紙面上形成點。更詳細來說，驅動部包括壓電元件和支撐壓電元件的振動板，該驅動部的作用為，作為通過把壓電元件產生的力作為壓力傳遞給加壓室內的油墨，以用于從連通該加壓室的噴嘴噴出墨滴的驅動源。即，驅動部在壓電元件附加驅動電壓所致變形作用下，使振動板能向加壓室的方向伸出撓曲，使加壓室的容積減小，從而給加壓室內的油墨加壓，并作為墨滴從噴嘴先端噴出。與此同時，驅動部因承受加壓室內油墨的壓力而使振動板向上述的反向撓曲，所以，相對噴墨頭內油墨振動能具有作為彈性體的作用。一旦在壓電元件上附加驅動電壓以產生力，噴墨頭內的油墨利用振動板在驅動部承受的壓力作用下引起振動。該振動使驅動部、加壓部產生彈性，在加壓室上供給油墨的供給口以及連通加壓室和噴嘴的噴嘴流路及噴嘴產生慣性。在這種振動中，噴墨頭內油墨體積速度的固有振動周期取決于上述各部件的尺寸和油墨的物理參數以及驅動部的大小和物理參數。壓電噴墨頭中，利用這種油墨振動所致噴嘴內油墨機械振動產生墨滴，以在紙面上形成點。為了提高壓電噴墨頭的分辨率，并且使壓電噴墨頭小型化，必須要盡可能地縮小噴嘴間距。若提高噴墨頭的分辨率且增加噴嘴的數目，難以給每個加壓室分別配置獨立的壓電元件。因此，最近壓電噴頭的主流類型是，把橫振動式薄板狀壓電元件以夾持該壓電元件方式進行配置，壓電元件上附加驅動電壓的一對電極中的下側(振動板側)電極(共用電極)和振動板一起，按覆蓋多個加壓室的大小形成一體(元件共用型)。另外，一對電極中配置在壓電元件上側的電極(獨立電極)，由于把驅動電壓分別附加在各個壓電元件上，能分離形成對應于各個加壓室的規定形狀。在元件共用型壓電噴墨頭中，由壓電元件平面內的獨立電極和共用電極夾持的區域(成為“驅動區域”)，一旦從獨立電極附加驅動電壓產生電場，正好與獨立的壓電元件同樣，使該驅動區域驅動，能給相應加壓室內的油墨加壓?？墒?，或相鄰加壓室間快接近時，對應于特定加壓室的壓電元件(元件共用型情況下的驅動區域)受驅動時，與此相鄰接的周圍加壓室對應的壓電元件(或驅動區域)容易產生受到上述壓電元件驅動影響的問題。特別是在元件共用型壓電噴墨頭中，該問題顯著。即，元件共用型壓電噴墨頭中，如圖6所示，橫振動式薄板狀壓電元件9，利用共用電極8和振動板7，固定在基板1上隔開鄰接的加壓室2間的隔壁1e之上端面，從而壓電元件9構造成由獨立電極10平面形狀規定的驅動區域周圍，由上述隔壁1e上端面上固定的非驅動區域限定。例如，給圖中距左側第二個獨立電極10附加驅動電壓，使壓電元件9中對應于上述獨立電極10的驅動區域驅動，從而，該驅動區域與其正下方共用電極8、振動板7在圖7空心箭頭所示方向(正方向)變形，使加壓室2的容積減小，噴出油墨，進行這種操作時，雖只圖示一方，但兩側的加壓室2上的振動板7、共用電極8以及壓電元件9的驅動區域，與圖中黑箭頭所示方向相反，向加壓室2內的容積增加的方向(負方向)變形。所以，從如圖7的狀態開始，對負向變形產生的鄰接加壓室2上的獨立電極10附加驅動電壓而使壓電元件9中對應于該獨立電極10的驅動區域驅動的話，在相鄰兩側驅動區域都不受驅動的狀態下，其正向變形量是從該驅動區域單獨驅動時的正向變形量減去上述負向變形量的差值。所以，通過振動板7附加在其正下方加壓室2內油墨上用于噴出的壓力只會下降這些，從噴嘴噴出的墨滴會變小，或者噴出速度會變低，結果，點的直徑變小且點的形狀變形。這種現象重復發生在薄板狀壓電元件9中面方向排列的多個驅動區域間。例如，壓電元件9中夾持一個驅動區域的兩側驅動區域都驅動的狀態下，使其間夾持的驅動區域驅動時，該驅動區域的正向變形量比上述情況下還要小。雖然遠比鄰接驅動區域的影響小，但即使在如再隔一個進而鄰接的驅動區域的驅動狀態和/或鄰接列的接近的驅動區域的驅動狀態等，也會影響到特定驅動區域的驅動狀態。所以，若對于特定的一個驅動區域進行考察，相應于其周圍數個驅動區域的驅動狀態，即相應于形成的圖象的點圖，因該驅動區域的正向變形量變化，點直徑或點形狀就會有偏差。上述現象在各加壓室分別分離形成壓電元件的現有型(元件分離型)中同樣發生。在這種情況下，振動板和其上共用電極的變形影響鄰接加壓室上的壓電元件。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種壓電噴墨頭，因各個驅動區域或獨立壓電元件的驅動狀態不受其周圍其他數個驅動區域或壓電元件的驅動狀態影響，所以相應于形成圖形的點圖的點直徑或點形狀沒有偏差。為了解決上述技術問題，專利技術者對壓電噴墨頭的結構再次進行研究。結果表明，現有壓電噴墨頭中，如前述由于加壓室過于接近，隔開相鄰加壓室間的隔壁面方向寬度比基板厚度方向的高度小，所以，產生前述現象。即，以元件共用型壓電噴墨頭為例進行說明，如圖6所示，因隔壁1e的面方向的寬度w比基板厚度方向的高度h小，所以，如圖7所示，在特定區域驅動時，隨著該驅動區域的面方向收縮，圍繞該驅動區域構成非驅動區域的隔壁1e之上端部被拉向加壓室2的方向。并且在這種拉引力的作用下，隔壁1e以向加壓室2歪斜方式變形，結果，對相鄰驅動區域有影響。因此，專利技術者對防止歪斜變形的措施研究表明，隔壁所形成剖面形狀應當采用的方式如下，基板中疊層有驅動部面側的上端部在面方向寬W1和基板厚度方向高度H滿足式(1)W1≥H (1)并且，上述寬度W1和基板中凹部底側下端部在面方向的寬度W2滿足式(2)W1≤W2(2)結果發現，可以防止各個驅動區域的驅動狀態受到其周圍驅動區域驅動狀態的影響。對于元件分離型壓電噴墨頭也是如此。因此，本專利技術之一的壓電噴墨頭，具有板狀基板，在該基板的單側面上，以基板的一部分為間隔隔壁，沿基板面方向排列配置多個作為填充有油墨的加壓室的凹部，同時，在基板內部，通過噴嘴流路連通噴嘴和各個凹部，該噴嘴用于把充填在加壓室中的油墨作為墨滴噴出，并且通過供給口連通共用供給路和各凹部，該共用供給路給各加壓室供給油墨，在該基板中形成凹部的面上配置驅動部，該驅動部具有橫振動模式的薄板狀壓電元件、振動板、從上下夾持壓電元件的上部及下部電極，該振動板能密閉凹部而構成加壓室，并且由壓電元件的變形振動以使任意加壓室的容積減小，通過噴嘴使該加壓室內的油墨作為墨滴噴出，該壓電噴墨頭的特征在于，鄰接凹部間的間隔隔壁所形成的剖面形狀中，在基板的疊層有驅動部的面側的上端部在面方向寬度W1和基板厚度方向的高度H滿足式(1)W1≥H (1)并且，上述寬度W1與基板中凹部底側下端部在面方向寬度W2滿足式(2)W1≤W2 (2)。另外，本專利技術的壓電噴墨頭中，為了可靠本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種壓電噴墨頭，具有板狀基板，在該基板的單側面上，以基板的一部分為間隔隔壁，沿基板面方向排列配置多個作為填充有油墨的加壓室的凹部，同時，在基板內部，通過噴嘴流路連通噴嘴和各個凹部，該噴嘴用于把充填在加壓室中的油墨作為墨滴噴出，并且通過供給口連通用于給各加壓室供給油墨的共用供給路和各凹部，在該基板的形成凹部的面上配置驅動部，該驅動部具有橫振動模式的薄板狀壓電元件、振動板、從上下夾持壓電元件的上部及下部電極，該振動板密閉凹部而構成加壓室，并且由壓電元件的變形而振動使任意加壓室的容積減小，通過噴嘴使該加壓室內的油墨作為墨滴噴出，其特征在于，鄰接凹部間的間隔隔壁所形成的剖面形狀中，在基板的疊層有驅動部的面側的上端部的、在面方向寬度Ｗ１和基板厚度方向的高度Ｈ滿足式（１）：Ｗ１≥Ｈ（１）并且，上 述寬度Ｗ１與基板的凹部底側的下端部在面方向寬度Ｗ２滿足式（２）：Ｗ１≤Ｗ２（２）。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：佐武健一，吉村健一，
申請(專利權)人：京瓷株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]