CN107310271B - 喷墨头及喷墨记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能缩短公共电极的连接端子与驱动元件之间的最长距离，通过稳定地驱动各驱动元件而提高稳定性的喷墨头及喷墨记录装置。喷墨头包括喷嘴板、公共电极和单独电极。喷嘴板形成有多个喷嘴。公共电极与多个致动器连接，并向致动器施加电压。单独电极向各个致动器施加电压。将多个致动器分成多个组，并对各个组分别配设单独电极和公共电极。在喷嘴板的端部设置有并排设置部，与单独电极连接的多个单独电极的连接端子并排设置于并排设置部。公共电极的连接端子分别配置在单独电极的连接端子之间、和单独电极的连接端子的并排设置部的外侧部分。

Description

喷墨头及喷墨记录装置

技术领域

本发明涉及喷墨头及喷墨记录装置。

背景技术

按需型喷墨记录方式是根据图像信号从喷嘴吐出墨滴，并由墨滴在记录纸上形成图像的方式。按需型喷墨记录方式包括发热元件型和压电元件型。

在发热元件型中，油墨的流路中的发热体使油墨中产生气泡。被气泡按压的墨滴从喷嘴吐出。另一方面，在压电元件型中，通过作为致动器的压电元件(Piezoelectricelement)变形，使收容在油墨室内的油墨产生压力变化。由此，被加压的墨滴从喷嘴吐出。

作为压电元件型的一例的喷墨头具备多个喷嘴、和对应于喷嘴的各自的多个致动器。致动器具有压电元件、和对压电元件施加电压的公共电极及单独电极。公共电极和单独电极经由各个导体图案而与驱动电路电连接。若从驱动电路经由公共电极和单独电极而对压电元件施加驱动电压，则压电元件变形。由此，供给到油墨压力室的油墨被加压。被加压的油墨的一部分成为墨滴而从喷嘴吐出。

发明内容

发明要解决的技术问题

在具有多个驱动元件的喷墨头中，在是具有公共电极的构造情况下，该公共电极与用于施加电压的外部元件的连接端子仅配置在喷墨头主体的端部。根据这种构成，随着喷墨头主体的尺寸变大，使公共电极的连接端子与驱动元件之间的最长距离变长。因此，可能因布线电阻而产生电压变动，导致对各驱动元件的驱动造成影响。

另外，由于公共电极的连接端子与驱动元件之间的最长距离与最短距离之差较大，可能使各驱动元件之间的电压变动之差增大、各驱动元件的驱动的稳定性降低。此外，在公共电极的连接端子仅配置在喷墨头主体的端部的情况下，由于发生电流集中，而担忧引起短路、布线破损等不良情况。

本实施方式提供一种能够缩短公共电极的连接端子与驱动元件之间的最长距离，并能够通过稳定地驱动各驱动元件来提高稳定性的喷墨头及喷墨记录装置。

用于解决技术问题的技术方案

一实施方式涉及的喷墨头，包括：喷嘴板，形成有多个喷嘴；以及多个致动器，与所述喷嘴各自对应，所述喷嘴板具有与多个所述致动器连接并向所述致动器施加电压的公共电极、和用于向各个所述致动器施加电压的单独电极，多个所述致动器被分成多个组，对各个所述组分别配设所述单独电极和所述公共电极，在所述喷嘴板的端部设置有并排设置部，与所述单独电极连接的多个所述单独电极的连接端子并排设置于所述并排设置部，所述公共电极的连接端子分别配置在所述单独电极的连接端子之间、和所述单独电极的连接端子的并排设置部的外侧部分。

一实施方式涉及的一种喷墨记录装置，具有所述的喷墨头。

附图说明

图1是示出第一实施方式涉及的喷墨打印机的整体的概要结构的纵截面图。

图2是示出第一实施方式涉及的喷墨头的主要部分构成的俯视图。

图3是示出第一实施方式涉及的喷墨头的单独电极与单独电极的连接端子的连接状态的主要部分的纵截面图。

图4是示出第一实施方式涉及的喷墨头的公共电极与公共电极的连接端子的连接状态的主要部分的纵截面图。

具体实施方式

(构成)

以下，参照图1至图4，对第一实施方式进行说明。另外，在能够进行多种描述的各个成分上有时会附加一种以上的其它描述实例。但是，这并非否定对未附加其它描述的成分采用不同的描述，也并非限制未例示的其它描述。此外，各附图概要地示出了实施方式，附图示出的各成分的尺寸有时与实施方式的说明不同。

图1是示出第一实施方式涉及的喷墨打印机1的整体的概要结构的纵截面图。喷墨打印机1是喷墨记录装置的一个例子。另外，喷墨记录装置并非限于此，也可以是复印机这样的其它装置。

如图1所示，喷墨打印机1例如边输送作为记录介质的记录纸P边进行图像形成等各种处理。喷墨打印机1具备壳体10、供纸盒11、排纸托盘12、保持辊(鼓)13、输送装置14、保持装置15、图像形成装置16、除电剥离装置17、翻转装置18、和清洁装置19。

供纸盒11配置在壳体10内，收容多张记录纸P。排纸托盘12位于壳体10的上部。通过喷墨打印机1而被形成了图像的记录纸P排出到排纸托盘12。

输送装置14具有沿着输送记录纸P的路径而配置的多个引导器和多个输送辊。该输送辊被电机驱动而旋转，将记录纸P从供纸盒11输送到排纸托盘12。

保持辊13具有由导体形成的圆筒状的框架、和形成于该框架的表面的薄的绝缘层。上述框架接地(接地线)。保持辊13通过以在其表面上保持记录纸P的状态而旋转，输送记录纸P。

保持装置15使通过输送装置14从供纸盒11输送出的记录纸P吸附于保持辊13的表面(外周面)而保持。保持装置15向保持辊13按压记录纸P之后，通过带电的静电力使记录纸P吸附在保持辊13上。

图像形成装置16在被保持装置15保持在保持辊13的外表面的记录纸P上形成图像。图像形成装置16具有面向保持辊13的表面的多个喷墨头21。多个喷墨头21通过例如分别向记录纸P吐出青色、品红色、黄色、黑色这四色油墨来形成图像。

除电剥离装置17通过对形成有图像的记录纸P除电，使其从保持辊13剥离。除电剥离装置17供给电荷而对记录纸P除电，并在记录纸P与保持辊13之间插入爪。由此，记录纸P从保持辊13剥离。从保持辊13剥离的记录纸P通过输送装置14被输送到排纸托盘12或翻转装置18。

清洁装置19清洁保持辊13。清洁装置19位于在保持辊13的旋转方向上比除电剥离装置17更靠下游。清洁装置19使清洁部件19a抵接于旋转的保持辊13的表面，从而将旋转的保持辊13的表面洗净。

翻转装置18使从保持辊13剥离的记录纸P的正反面翻转，并将该记录纸P再次供给保持辊13的表面上。翻转装置18通过例如使记录纸P沿着前后逆向转回的规定的翻转路径来输送记录纸P，从而使记录纸P翻转。

图2是示出喷墨头21的主要部分构成的俯视图。图3是示出喷墨头21的单独电极(下部电极部106c)与单独电极的连接端子的连接状态的主要部分的纵截面图。图4是示出喷墨头21的公共电极(上部电极部107c)与公共电极的连接端子的连接状态的主要部分的纵截面图。另外，图2、图3和图4为了方便说明，以实线示出原本隐藏的各种成分。

喷墨打印机1具备与多个喷墨头21连接的未图示的多个油墨罐及多个控制部。喷墨头21与收容对应于颜色的油墨的油墨罐连接。

喷墨头21通过向被保持辊13保持的记录纸P吐出墨滴来形成文字和图像。如图3、图4所示，喷墨头21具备喷嘴板100、压力室构造体200、油墨流路构造体400。压力室构造体200是基体的一个例子。

喷嘴板100形成矩形的板状。喷嘴板100在压力室构造体200上以一体构造的方式而形成。喷嘴板100具有多个喷嘴(喷孔、油墨吐出孔)101、多个驱动元件(压电元件、致动器)102。

多个喷嘴101是圆形的孔。喷嘴101的直径是例如20μm。如图2所示，多个喷嘴101分别沿喷嘴板100的长度方向(图2中是上下方向)及宽度方向(图2中是左右方向)排成多列。一列的喷嘴101与另一列的喷嘴101在喷嘴板100的长度方向上以具有一定的间隔的方式而配置。由此，能够更高密度地配置多个驱动元件102。

在喷嘴板100的长度方向上，相邻的喷嘴101的中心距离是例如340μm。在喷嘴板100的宽度方向(图2中是左右方向)上，喷嘴101的两列之间的距离是例如240μm。

多个驱动元件102对应于多个喷嘴101而配置。换言之，驱动元件102与对应的喷嘴101位于同一个轴上。驱动元件102形成呈圆环状，包围对应的喷嘴101。驱动元件102并不限于此，例如，也可以是一部分开放的圆环状(C字状)。

压力室构造体200利用硅晶片而形成矩形的板状。另外，压力室构造体200并不限于此，例如，也可以是碳化硅(SiC)、锗基板这样的其它的半导体。此外，基体并不限于此，也可以利用陶瓷、玻璃、石英、树脂、或金属这样的其它材料形成。利用的陶瓷是例如氧化铝陶瓷、氧化锆、碳化硅、氮化硅、或钛酸钡这样的氮化物、碳化物、或氧化物。利用的树脂是例如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、或聚醚砜这样的塑料材料。利用的金属是例如铝或钛。压力室构造体200的厚度是例如725μm。压力室构造体200的厚度在例如100μm～775μm的范围内。

如图3和图4所示，压力室构造体200具有第一面200a、第二面200b和多个压力室(油墨室)201。第一面200a和第二面200b被平坦化。第二面200b位于第一面200a的相反侧。喷嘴板100粘着在第一面200a上。

多个压力室201具有圆形的孔。压力室201的直径是例如190μm。另外，压力室201的形状未限于此。压力室201在压力室构造体200的厚度方向上贯通压力室构造体200，并分别向第一面200a和第二面200b开口。向第一面200a开口的多个压力室201被喷嘴板100封闭。

多个压力室201对应于多个喷嘴101而配置。换言之，压力室201与对应的喷嘴101位于同一个轴上。因此，压力室201与对应的喷嘴101连通。压力室201经由喷嘴101而与喷墨头21的外部接通。

油墨流路构造体400例如利用不锈钢使而形成呈矩形的板状。油墨流路构造体400的厚度是例如4mm。另外，油墨流路构造体400的材料不限于不锈钢。例如，也可以利用陶瓷或树脂这样的其它材料形成。使用的陶瓷是例如氧化铝陶瓷、氧化锆、碳化硅、氮化硅这样的氮化物、碳化物、或氧化物。使用的树脂是例如ABS、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、或聚醚砜这样的塑料材料。油墨流路构造体400的材料是考虑到与喷嘴板100之间的膨胀系数的差而选择的，使得对用于吐出油墨的压力的产生不会发生影响。

油墨流路构造体400通过例如环氧系粘着剂而与压力室构造体200粘着。油墨流路构造体400具有油墨流路401、未图示的油墨供给口、和油墨排出口。

油墨流路401是在油墨流路构造体400的表面形成的槽。油墨流路401的深度是例如2mm。油墨供给口向油墨流路的一个端部开口。油墨供给口例如经由管与油墨罐连接。油墨罐经由油墨流路401与多个压力室201连接。

油墨罐的油墨通过油墨供给口流入油墨流路401。供给到油墨流路401的油墨被供给多个压力室201。填充在压力室201的油墨也流入向压力室201开口的喷嘴101内。喷墨打印机1通过将油墨的压力保持在适当的负压而使油墨留在喷嘴101内。油墨在使喷嘴101内产生弯月面的同时，被保持着以免从喷嘴101漏出。

油墨排出口向油墨流路401的另一个端部开口。油墨排出口例如通过管与油墨罐连接。未流入压力室201的油墨流路401的油墨通过油墨排出口被排出至油墨罐。如此，油墨在油墨罐与油墨流路401之间循环。通过油墨的循环，喷墨头21和油墨的温度保持恒定，可以抑制例如由于热而导致的油墨的变质。

接下来，对喷嘴板100进行详细说明。如图3和图4所示，喷嘴板100具有上述喷嘴101及驱动元件102、振动板104、绝缘膜105、下部电极106、上部电极107、保护膜108、排斥油墨膜109。绝缘膜105及保护膜108是绝缘部的一个例子。

振动板104通过例如在压力室构造体200的第一面200a上成膜的SiO₂(二氧化硅)而形成的呈矩形的板状。换言之，振动板104是作为硅晶片的压力室构造体200的氧化膜。振动板104也可以由单结晶Si(硅)、Al₂O₃(氧化铝)、HfO₂(氧化铪)、ZrO₂(氧化锆)、或DLC(Diamond Like Carbon)这样的其它材料形成。振动板104的厚度是例如4μm。振动板104的厚度大约在1μm～50μm的范围内。

振动板104具有第一面104a、和第二面104b。第一面104a粘着在压力室构造体200上，封闭多个压力室201。第二面104b位于第一面104a的相反侧。

下部电极106形成在振动板104的第二面104b上。如图2和图3所示，下部电极106分别具有布线部106a、单独连接端子部106b、与压电膜111连接的下部电极部(单独电极)106c。下部电极106的端子部106b位于振动板104的宽度方向的一个端部，具有沿振动板104的长度方向排列的并排设置部106f。

如图2和图4所示，上部电极107具有布线部107a、共同连接端子部107b、与压电膜111连接的上部电极(公共电极)107c。端子部107b位于振动板104的宽度方向的一个端部，并位于沿振动板104的长度方向配置的端子部106b的并排设置部106f之间以及两个端部。

下部电极106是例如Pt(铂)及Al(铝)的薄膜。上部电极107的布线部107a及端子部107b是例如Ti(钛)及Al(铝)的薄膜。另外，下部电极106和上部电极107也可以由Ni(镍)、Cu(铜)、Al(铝)、Ag(银)、Ti(钛)、W(钨)、Mo(钼)、Au(铜)这样的其它材料形成。

下部电极106和上部电极107的厚度例如是0.5μm。下部电极106和上部电极107的膜厚在大约0.01μm～1μm的范围内。下部电极106的布线部106a及上部电极107的布线部107a的宽度例如是10μm。

如图3和图4所示，驱动元件102由与压电膜111连接的下部电极部106c、压电膜111、与压电膜111连接的上部电极107c构成，位于振动板104的第二面104b。驱动元件102使用于从对应的喷嘴101吐出油墨滴的压力发生在对应的压力室201的油墨上。

与下部电极106的压电膜111连接的电极部106c位于振动板104的第二面104b。电极部106c形成包围喷嘴101的圆环状。电极部106c与喷嘴101位于同一轴上。电极部106c的外径例如是133μm。电极部106c的内径例如是30μm。因此，电极部106c中，从喷嘴101分开的电极部106c中的一部分具有与压电膜111不连接的部分106d，通过与布线部106a的连接确保导通。

下部电极106的布线部106a与对应的驱动元件102的电极部106c和端子部106b连接。布线部106a通过在喷嘴板100的宽度方向、喷嘴板100的长度方向上相邻的驱动元件102之间并延伸。

如图3和图4所示，压电膜111在包围喷嘴101的同时，并形成与下部电极106的电极部106c大小大致相同的圆环状。压电膜111形成为比下部电极106的电极部106c略小，但也可以比电极部106c大。压电膜111与喷嘴101位于同一个轴上。压电膜111覆盖下部电极106的电极部106c。

压电膜111是作为压电性材料的钛酸锆石酸铅(PZT)的膜。另外，压电膜111并不限于此，例如，也可以利用PTO(PbTiO₃：钛酸铅)、PMNT(Pb(Mg₁/₃Nb₂/₃)O₃-PbTiO₃)、PZNT(Pb(Zn₁/₃Nb₂/₃)O₃-PbTiO₃)、ZnO、以及AlN这样的各种的压电性材料而形成。

压电膜111的厚度例如是2μm。压电膜的厚度例如由压电特性及绝缘破坏电压决定。压电膜的厚度在大约0.1μm至5μm的范围内。

压电膜111在其厚度方向上产生极化。当与该极化的方向相同方向的电场施加到压电膜111时，压电膜111在与该电场的方向垂直的方向上伸缩。换言之，压电膜111在相对于膜厚垂直的方向(面内方向)上收缩或伸长。

另外，作为压电膜111，在使用PZT这种强电介质的情况下，通过施加与极化方向相反的电场而产生极化翻转。因此，实质上能够仅在与极化方向相同的方向上施加电场，通过施加电场，从而压电膜111在膜厚方向上伸长，并在垂直于膜厚方向(面内方向)上收缩。

上部电极107的电极部107c在包围喷嘴101的同时，并形成与下部电极106的电极部106c及压电膜111大小大致相同的圆环状。上部电极107的电极部107c形成为比压电膜111略小，但也可以比压电膜111大。电极部107c与喷嘴101位于同一个轴上。电极部107c覆盖压电膜111。换言之，电极部107c设置在压电膜111的吐出一侧(朝向喷墨头21的外部的一侧)。

压电膜111介于下部电极106的电极部106c、上部电极107的电极部107c之间。换言之，下部电极106的电极部106c及上部电极107的电极部107c重叠在压电膜111上。压电膜111在两个电极部106c、107c之间绝缘。上部电极107的电极部107c经由压电膜111与下部电极106的电极部106c相对。

上部电极107的电极部107c形成驱动电极102的外表面102a。外表面102a是朝向振动板104的相反一侧的驱动元件102的一个面。换言之，外表面102a朝向驱动元件102的吐出一侧。外表面102a是与振动板104的第二面104b大致平行的一个面。

绝缘膜105覆盖振动板104的第二面104b、驱动元件102的表面和下部电极106的布线部106a。绝缘膜105具有使下部电极106的端子部106b露出的多个孔105b。

绝缘膜105例如由SiO2形成。绝缘膜105也可以由例如SiN(氮化硅)这样的其它材料形成。绝缘膜105在振动板104的第二面104b、驱动元件102的表面、下部电极106的下部电极部106c的上面，具有大致均匀的厚度。绝缘膜105的厚度是1μm。绝缘膜105的厚度优选大致在0.1μm至5μm的范围内。另外，绝缘膜105的厚度可以部分的不同。

绝缘膜105具有多个触点部113。触点部113是设置在位于对应的驱动元件102的外表面102a上的绝缘膜105的一部分上的孔105c。触点部113形成例如直径20μm的圆形。触点部113的孔105b使不与压电膜111接触的部分107d的一部分露出。另外，触点部113的孔105c使上部电极107的电极部107c的一部分露出。触点部113的孔105c配置为比圆环状的电极部107c的内周和外周之间的中心更靠近电极部107c的外周。

如图4所示，上部电极107的共同连接端子部107b和布线部107a在绝缘膜105的表面105a。换言之，上部电极107的端子部107b和布线部107a在绝缘膜105上。绝缘膜105的表面105a朝向振动板104的相反方向。

如图3和图4所示，上部电极107的布线部107a将对应的驱动元件102的电极部107c与共同连接端子部107b相连。布线部107a在喷嘴板100的宽度方向上延伸。

如图2所示，布线部107a在喷嘴板100的宽度方向的中心附近合为一体，沿喷嘴板100的长度方向形成延伸部分。因此，共同连接端子部107b与8个电极部107c通过布线部107a而连接。另一方面，将与在宽度方向端部的驱动元件102连接，并周期性地被从喷嘴板100的端部侧拉出的布线部107a配置为与共同连接端子部107b相连，以使各驱动元件102与共同连接端子部107b的距离变短。

如图4所示，上部电极107的布线部107a通过覆盖驱动元件102的绝缘膜105的表面105a。布线部107a的一个端部通过触点部113与上部电极107的电极部107c连接。换言之，由于布线部107a与电极部107c连接，因此，触点部113是绝缘膜105被部分去除的部分。

绝缘膜105将上部电极107的布线部107a和下部电极106的电极部106c之间隔开。绝缘膜105防止下部电极106与上部电极107电连接。

保护膜108在振动板104的第二面104b上。保护膜108例如由东丽株式会社的Photoneece(注册商标)这样的感光性聚酰亚胺形成。即，保护膜108与绝缘膜105不同，且由具有绝缘性的材料形成。保护膜108并不限于此，也可以由树脂或陶瓷这样的其它绝缘性材料形成。利用的树脂例如是其它种类的聚酰亚胺、ABS、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜这样的塑料材料。利用的陶瓷例如是氧化锆、碳化硅、氮化硅、钛酸钡等氮化物、或氧化物。而且，如果保护膜108具有与驱动元件102和上部电极107的绝缘性也可以由金属材料形成。该金属材料例如是铝、SUS、或钛。

保护膜108的材料需考虑耐热性、绝缘性、热膨胀系数、平滑性、对油墨的润湿性来选择。在喷墨打印机1使用导电率高的油墨的情况下，该材料的绝缘性能够影响驱动元件102驱动时的油墨的变质程度。

保护膜108覆盖振动板104的第二面104b、绝缘膜105的表面105a、和上部电极107的布线部107a。换言之，保护膜108从绝缘膜105的上方覆盖驱动元件102及下部电极106的布线部106a。保护膜108保护驱动元件102、下部电极106及上部电极107免于接触油墨及空气中的水分。保护膜108具有使下部电极106及上部电极107的多个端子部106b、107b分别露出的多个孔。

保护膜108的材料与振动板104的材料杨氏模量不同。形成振动板104的SiO₂的杨氏模量是80.6GPa。另一方面，形成保护膜108的聚酰亚胺的杨氏模量是4GPa。即，保护膜108的杨氏模量比振动板104的杨氏模量小。

保护膜108形成大致平滑的表面108a，但具有微小的凹凸。例如，在设置有驱动元件102的部分，保护膜108的表面108a比其它部分隆起。保护膜108的表面108a位于粘着于振动板104的面的相反侧。

除了具有驱动元件102、下部电极106及上部电极107的部分以外的保护膜108，其厚度大约是4μm。保护膜108的膜厚在大约1μm至50μm的范围内。该保护膜108的厚度是从振动板104的第二面104b至保护膜108的表面108a为止的距离。驱动元件102上形成的保护膜108的厚度大约是2.5μm。该保护膜108的厚度是从在驱动元件102上的绝缘膜105的表面105a至保护膜108的表面108a为止的距离。

排斥油墨膜109覆盖保护膜108、和绝缘膜105的一部分。排斥油墨膜109由例如旭硝子株式会社的cytop(注册商标)这样的具有排液性的硅类排液材料或含氟类有机材料形成。另外，排斥油墨膜109也可以由其他材料形成。

在下部电极106的端子部106b和上部电极107的端子部107b的周边，排斥油墨膜109不覆盖保护膜108而使其露出。排斥油墨膜109的表面109a形成喷嘴板100的表面。排斥油墨膜109的表面109a位于与保护膜108粘着的面的相反侧。

具有驱动元件102、上部电极107及下部电极106的部分以外的排斥油墨膜109的厚度例如是1μm。排斥油墨膜109的厚度优选为例如在0.01μm至10μm的范围内。设置有驱动元件102的部分的排斥油墨膜109的厚度比其它部分薄。另外，排斥油墨膜109的厚度也可以是一定的。

当喷嘴101吐出的油墨滴附着在喷嘴101附近时，就有可能降低油墨吐出的稳定性。排斥油墨膜109抑制油墨滴附着在喷嘴板100的表面。

喷嘴101贯穿振动板104、保护膜108和排斥油墨膜109。换言之，喷嘴101由振动板104、保护膜108、和排斥油墨膜109形成。振动板104和保护膜108具有亲油墨性(亲液性)，因此，收容在压力室201中的油墨的弯月面被保持在喷嘴101内。保护膜108的一部分介于喷嘴101和驱动元件102的内周面之间。

未图示的控制部通过例如柔性电缆与下部电极106的端子部106c连接。控制部是例如控制喷墨头21的IC、控制喷墨打印机1的微型计算机。另一方面，上部电极107的端子部107b例如与GND(接地＝0V)连接。

控制部对下部电极106传送用于驱动对应的驱动元件102的信号。下部电极106作为使多个驱动元件102独立地动作的单独电极使用。

上述喷墨头21例如进行如下所示的打印(图像形成)。通过用户的操作，打印指示信号被输入控制部。控制部基于该打印指示，对多个驱动元件102施加信号。换言之，控制部对下部电极106的电极部106c施加驱动电压。

信号被施加到下部电极106的电极部106c后，在下部电极106的电极部106c、上部电极107的电极部107c之间产生电位差。由此，压电膜111被施加与极化方向同方向的电场，驱动元件102在与电场方向垂直的方向上伸缩。

在这种喷嘴板100上，当驱动元件102在与电场方向垂直的方向延伸的情况下,振动板104以使压力室201的容积缩小的方式弯曲。相反，当驱动元件102在与电场方向垂直的方向收缩的情况下，振动板104以使压力室201的容积扩大的方式弯曲。这时，绝缘膜105及保护膜108阻碍该弯曲。

详细而言，如图3和图4所示，驱动元件102被夹在振动板104与绝缘膜105及保护膜108之间。因此，当驱动元件102在与电场方向垂直的方向伸长的情况下，振动板104受到对压力室201一侧使其变形而成凹形状的力。换言之，振动板104会在使压力室201的容积增大的方向上弯曲。相反，绝缘膜105及保护膜108受到一种对压力室201一侧使其变形而成凸形状的力。换言之，绝缘膜105及保护膜108会在使压力室201的容积减少的方向上弯曲。

另一方面，当驱动元件102在与电场方向垂直的方向收缩时，振动板104受到一种对压力室201一侧使其变形而成凸形状的力。换言之，振动板104会在使压力室201的容积减小的方向上弯曲。而且，绝缘膜105及保护膜108受到一种对压力室201一侧使其变形而成凹形状的力。换言之，绝缘膜105及保护膜108会在使压力室201的容积增大的方向上弯曲。

如上所述，振动板104与绝缘膜105及保护膜108会在彼此相反的方向上弯曲。即，由绝缘膜105及保护膜108形成的绝缘部会使驱动元件102产生阻碍振动板104的变形的力(膜应力)。

部件的变形量会影响杨氏模量及该部件的厚度。形成保护膜108的聚酰亚胺的杨氏模量比形成振动板104的SiO₂的小。因此，相比振动板104，保护膜108相对于相同的力的变形量更大。而且，绝缘膜105比振动板104更薄。因此，相比振动板104，绝缘膜105相对于相同的力的变形量更大。

如上所述，驱动元件102通过弯曲模式(弯曲振动)而动作。驱动元件102被施加电压时，通过使振动板104变形，而使压力室201的容积变化。

首先，驱动元件102通过使振动板104变形而使压力室201的容积增大。由此，对收容在压力室201中的油墨产生负压，油墨从油墨流路401流入压力室201中。

接下来，驱动元件102通过使振动板104变形而使压力室201的容积减小。由此，压力室201的油墨被加压。施加在该油墨上的正的压力不会释放到油墨流路401，而被封闭在压力室201中。由此，从喷嘴101中吐出被加压的油墨。

振动板104与保护膜108的杨氏模量的差越大，使油墨吐出成为可能的电压就越低，从而喷墨头21能够更有效地吐出油墨。而且，由绝缘膜105及保护膜108所形成的绝缘部与振动板104的厚度的差越大，可使油墨吐出的电压就越低，从而喷墨头21能够更有效地吐出油墨。

接下来，对喷墨头21的制造方法的一个例子进行说明。首先，对压力室201形成前的压力室构造体200(硅晶片)的第一面200a的整个区域形成SiO₂膜作为振动板104。该SiO₂膜通过例如热氧化膜法而成膜。另外，SiO₂膜也可以通过CVD法这样的其它方法而成膜。

形成压力室构造体200的硅晶片是一块大的圆板。之后，可以从该硅晶片切取多个压力室构造体200。另外，并不限于此，也可以由一块矩形的硅晶片形成一个压力室构造体200。

在喷墨头21的制造过程中，上述硅晶片被进行反复加热及薄膜的成膜。因此，上述硅晶片具有耐热性，符合SEMI(Semiconductor Equipmentand Materials International)标准，且通过镜面研磨而被平滑化。

接下来，在振动板104的第二面104b，对形成下部电极106的金属膜进行成膜。首先，使用溅射法，按顺序对Ti的膜和Pt的膜进行成膜。Pt的膜厚例如是0.45μm，Ti的膜厚例如是0.05μm。另外，该金属膜也可以通过蒸镀及镀金这样的其它方法形成。

接下来，在形成下部电极106的金属膜上形成压电膜111。压电膜111通过例如RF磁控管溅射法来成膜。这时，上述硅晶片的温度被加热至例如350℃。压电膜111成膜后，为了赋予其压电性，在650℃下对压电膜111进行3小时的热处理。由此，压电膜111可得到良好的结晶性，同时，还能得到良好的压电性能。压电膜111也可以通过例如CVD(化学气相沉积法)、溶胶凝胶法、AD法(气溶胶沉积法)、水热合成法这样的其它制法来形成。

接下来，在压电膜111上，对形成上部电极107的电极部107c的Pt的金属膜进行成膜。该金属膜通过例如溅射法成膜。该金属膜也可以通过真空蒸镀及镀金这样的其它制法来形成。

接下来，通过蚀刻上述金属膜及压电膜111，对上部电极107的电极部107c和压电膜111进行图案化。图案化是通过在上述金属膜上制作蚀刻掩膜，并通过蚀刻除去该蚀刻掩膜以外的上述金属膜及压电膜111进行。上述金属膜及压电膜111暂时被图案化。另外，上述金属膜及压电膜111也可以被单独图案化。蚀刻掩膜通过感光性抗蚀剂的涂敷、预烘、使用形成了所需图案的掩膜的曝光、显影、以及后烘烤而形成。

接下来，通过图案化形成下部电极106。图案化是通过在压电膜111及上部电极107的电极部107c、和压电膜111下的上述金属膜(Pt/Ti)上制作蚀刻掩膜，并通过蚀刻除去该蚀刻掩膜以外的上述金属膜进行。蚀刻掩膜通过感光性抗蚀剂的涂敷、预烘、使用形成了所需图案的掩膜的曝光、显影、以及后烘烤而形成。

在下部电极106及上部电极107的电极部106c、107c和压电膜111的中心形成有喷嘴101。因此，会形成不具有与电极部106c、107c及压电膜111的中心同心圆的金属膜及压电膜111的部分。如上所述，在振动板104的第二面的面104b上形成有驱动元件102。通过图案化，振动板104从下部电极106的布线部106a、下部电极部106c、及驱动元件102以外露出。

接下来，在振动板104的第二面的面104b、和驱动元件102上形成绝缘膜105。绝缘膜105通过能以低温成膜的方式实现良好的绝缘性的CVD法形成。绝缘膜105并不限于此，也可以利用溅射法、或蒸镀这样的其它方法形成。

绝缘膜105在成膜后被图案化。为了形成喷嘴101，而形成不具有与驱动元件102的中心为同心圆的绝缘膜105的部分。同时，形成触点部113。不具有该绝缘膜105的部分，其直径例如是10μm。图案化是通过利用蚀刻除去蚀刻掩膜以外的绝缘膜105而进行。蚀刻掩膜通过感光性抗蚀剂的涂敷、预烘、使用形成了所希望图案的掩膜的曝光、显影、定影以及后烘烤而形成。

接下来，在绝缘膜105上，对形成下部电极的布线部106a及端子部106b、上部电极107的布线部107a及端子部107b的金属膜进行成膜。该金属膜是例如通过溅射法成膜的Ti(钛)/Al(铝)薄膜。Ti的膜厚例如是0.1μm，Al的膜厚例如是0.4μm。该金属膜也可以通过真空蒸镀及镀金这样的其它制法来形成。该金属膜通过触点部113与下部电极106的电极部106c、上部电极107的电极部107c中的任一个连接。

通过对上述金属膜进行图案化，形成下部电极的布线部106a及端子部106b、上部电极107的布线部107a及端子部107b。图案化是通过在上述金属膜上制作蚀刻掩膜，并通过蚀刻除去该蚀刻掩膜以外的上述金属膜而进行。蚀刻掩膜通过感光性抗蚀剂的涂敷、预烘、使用形成了所需图案的掩膜的曝光、显影、以及后烘烤而形成。

接下来，对形成振动板104的SiO₂膜进行图案化，从而形成喷嘴101的一部分。图案化是通过在SiO₂膜上制作蚀刻掩膜，并通过蚀刻除去蚀刻掩膜以外的SiO₂膜进行。蚀刻掩膜通过对振动板104上进行感光性抗蚀剂的涂敷、预烘、使用形成了所需图案的掩膜的曝光、显影、以及后烘烤而形成。

接下来，通过旋转涂层法(旋转涂敷)在振动板104、绝缘膜105、下部电极的布线部106a及端子部106b、上部电极107的布线部107a及端子部107b上形成保护膜108。即，形成覆盖绝缘膜105的保护膜108。首先，使用含有聚酰亚胺前驱体的溶液覆盖振动板104的第二面104b及绝缘膜105。接下来，上述硅晶片被旋转，从而溶液表面变得平滑。通过烘烤进行热聚合和溶剂去除，形成保护膜108。

保护膜108的形成方法不仅限于旋转涂层法。保护膜108也可以通过CVD、真空蒸镀、或镀金这种其它方法来形成。

通过对保护膜108进行图案化，形成喷嘴101，并使下部电极106的端子部106b、上部电极107的端子部107b露出。图案化根据保护膜108的材料按顺序进行。

对通过例如东丽株式会社的Semicofine(注册商标)这种非感光性聚酰亚胺而形成保护膜108的情况进行说明。首先，通过旋转涂层法将含有聚酰亚胺的溶液成膜，并通过烘烤进行热聚合及溶剂去除，并烧成成形。然后，在非感光性聚酰亚胺膜上制作蚀刻掩膜，通过蚀刻除去蚀刻掩膜以外的聚酰亚胺膜，进行图案化。蚀刻掩膜通过对非感光性聚酰亚胺膜上的进行感光性抗蚀剂的涂敷、预烘、使用形成了所需图案的掩膜的曝光、显影、以及后烘烤而形成。

对通过例如东丽株式会社的Photoneece(注册商标)这种感光性聚酰亚胺形成保护膜108的情况进行说明。首先，通过旋转涂层法将溶液成膜后，进行预烘。然后，经过使用掩膜的曝光、显影工序后，进行图案化。在正型感光性聚酰亚胺的情况下，上述掩膜中的对应于喷嘴101、开口部115、下部电极106的端子部106b及上部电极107的端子部107b的部分开口(光透过)。在负型感光性聚酰亚胺的情况下，上述掩膜中的对应于喷嘴101、开口部(未图示)、下部电极106的端子部106b及上部电极107的端子部107b的部分被遮光。然后，进行后烘烤，保护膜108即烧成成形。

接下来，在保护膜108上粘贴覆盖带。覆盖带是例如硅晶片的化学机械研磨(Chemical Mecanical Polishing：CMP)用的背面保护胶带。使粘贴有覆盖带的压力室构造体200上下翻转，在压力室构造体200形成多个压力室201。压力室201通过图案化形成。

图3和图4是示出了形成第一实施方式的绝缘性的保护膜的喷墨头的截面图。进行硅基板专用的被称为Deep-RIE的垂直深掘干蚀刻(例如，参照国际公开第2003/030239号)，对压力室构造体200进行蚀刻，形成压力室201。这时，在硅晶片的压力室构造体200上制作形成有所需图案的抗蚀剂掩膜，通过这种方式，上述压力室201被形成所需的图案。抗蚀剂掩膜是通过感光性抗蚀剂的涂敷、预烘、使用形成了所需图案的掩膜的曝光、显影、以及后烘烤而形成。

用于上述蚀刻的SF6气体对振动板104的SiO₂及保护膜108的聚酰亚胺不具有蚀刻作用。因此，形成压力室201的上述硅晶片的干蚀刻，在振动板104停止进行。换言之，振动板104作为上述蚀刻的停止层而起作用。

另外，上述蚀刻也可以采用使用药液的湿蚀刻法、使用等离子的干蚀刻法这样的各种方法。而且，根据材料不同，也可以改变蚀刻方法和蚀刻条件。

如上所述，从在振动板104上形成驱动元件102及喷嘴101的工序，到在压力室构造体200形成压力室201的工序，均通过成膜技术、光刻和蚀刻技术、以及旋转涂层法进行。因此，可以在一个硅晶片上形成精密且简便的喷嘴101、驱动元件102、及压力室201。

接下来，对压力室构造体200的第二面200b粘着油墨流路构造体400。即，使用环氧类粘着剂将油墨流路构造体400与压力室构造体200粘着。

接下来，将覆盖带粘贴在保护膜108的一部分上，使得覆盖下部电极106的端子部106b、和上部电极107的端子部107b。该覆盖带由树脂形成，可容易地从保护膜108脱离。上述覆盖带防止污物及排斥油墨膜109附着在下部电极106的端子部106b及上部电极107的端子部107b上。

接下来，在保护膜108上形成排斥油墨膜109。排斥油墨膜109通过旋转涂层法在保护膜108上使液状的排斥油墨膜材料而成膜。此时，通过油墨供给口注入正压式空气。由此，从与油墨流路401连通的喷嘴101排出正压式空气。在此状态下，涂敷液体的排斥油墨膜材料后，可以抑制排斥油墨膜材料附着在喷嘴101的内周面上。形成排斥油墨膜109后，将保护膜108从上述覆盖带剥离。

接下来，分割上述硅晶片，形成多个喷墨头21。喷墨头21装载在喷墨打印机1的内部。控制部经由例如柔性电缆与下部电极106的端子部106b连接。此外，油墨流路构造体400的油墨供给口及油墨排出口例如通过管子与油墨罐连接。

如上所述，本实施方式，是在压力室构造体200上制作喷嘴板100。然而，也可以不在压力室构造体200上制作喷嘴板100，而是将压力室构造体200的一部分作为振动板104。例如，在压力室构造体200的一个面形成驱动元件102，从其它面一侧形成相当于压力室201的孔。该孔不贯穿压力室构造体200。在压力室构造体200的一个面的一侧残留下薄层，该部分作为振动板104而动作。

(作用/效果)

接下来，参照图2，对上述构成的第一实施方式的作用效果进行说明。根据第一实施方式的喷墨打印机1的喷墨头21，具备形成有多个喷嘴101的喷嘴板100、和对应于每个喷嘴101的多个驱动元件102。喷嘴板100具有：与多个驱动元件102连接，并对驱动元件102施加电压的公共电极即上部电极部107c、和用于对每个驱动元件102施加电压的单独电极即下部电极106c。而且，在喷嘴板100的端部设置有并排设置部106f，其并排设置有与单独电极的下部电极部106c连接的多个单独电极的连接端子即端子部106b。作为上部电极部107c这一公共电极的连接端子，端子部107b位于沿振动板104的长度方向配置的端子部106b的并排设置部106f之间以及两个端部上。通过这种方式，能够高频度地将上部电极107的连接端子部107b向喷嘴板100的端部拉出。因此，相比仅在喷墨头主体的端部配置上部电极部107c和作为用于施加电压的外部元件的连接端子的端子部107b的情况，能够缩短各驱动元件102的上部电极部107c与连接端子部107b的距离。因此，能够缩短各驱动元件102与上部电极部107c的连接端子部107b的距离，从而能减小布线电阻导致的电压变动。而且，能够减小各驱动元件102的上部电极部107c与连接端子部107b之间的最长距离和最短距离的差。由此，各驱动元件102之间的电压变动差变小，保持驱动的稳定性成为可能。此外，由于连接端子部107b被设置为高频度，因而能避免电流集中，从而可以抑制因短路及布线破损等的发生而导致的成品率降低。

而且，在本实施方式中，将多个驱动元件102分成多个组，对每个组分别配设了作为单独电极的下部电极部106c及作为公共电极的上部电极部107c。在这里，如图2所示，将8个驱动元件102作为一个组，在各驱动元件102的大致中心位置之间配置了上部电极107的布线部107a。在与布线部107a的配置方向垂直的方向上延伸出下部电极106的布线部106a。此处，下部电极106的布线部106a针对下部电极106的端子部106b的并排设置部106f的并排设置方向而配置在各下部电极106的两侧。而且，下部电极106的布线部106a通过与喷嘴板100的长度方向相邻的另一列驱动元件102之间，被引向端子部106b。通过这种方式，能够以相同形状规则地形成各组驱动元件102，从而能够简化喷墨头21的制造。

另外，在上述实施方式中，示出了将8个驱动元件102作为一个组，使所有组包含的驱动元件102的数目相同的例子，但各组包含的驱动元件102的个数不必一定是相同数，可以改变各组中包含的驱动元件102的数目。这种情况也能够减小各驱动元件102的上部电极部107c与连接端子部107b之间的最长距离与最短距离的差。因此，通过高频度地形成上部电极部107c的连接端子部107b，能够在缩短上部电极部107c的连接端子部107b与驱动元件102之间的最长距离的同时，减小最长距离与最短距离的差，从而能够减轻对驱动造成的影响。

根据这些实施方式，可以提供一种能缩短公共电极的连接端子与驱动元件之间的最长距离，通过稳定地驱动各驱动元件而提高稳定性的喷墨头及喷墨记录装置。虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式仅是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

符号说明

1…喷墨打印机、21…喷墨头、100…喷嘴板、101…喷嘴、102…驱动元件(致动器)、104…振动板、105…绝缘膜、106…下部电极(单独电极)、106a…布线部、106b…单独连接端子部、106c…下部电极部、106f…并排设置部、107…上部电极(公共电极)、107a…布线部、107b…共同连接端子部、107c…上部电极部、108…保护膜、109…排斥油墨膜、111…压电膜、200…压力室构造体、201…压力室。

Claims (10)

1.一种喷墨头，包括：

喷嘴板，形成有多个喷嘴；以及

多个致动器，与所述喷嘴各自对应，

所述喷嘴板具有与多个所述致动器连接并向所述致动器施加电压的公共电极、和用于向各个所述致动器施加电压的单独电极，

多个所述致动器被分成多个组，对各个所述组分别配设所述单独电极和所述公共电极，

在所述喷嘴板的端部设置有并排设置部，与所述单独电极连接的多个所述单独电极的连接端子并排设置于所述并排设置部，

所述公共电极的连接端子分别配置在所述单独电极的连接端子之间、和所述单独电极的连接端子的并排设置部的外侧部分。

2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

所述单独电极的布线部通过所述致动器之间，并被引向所述连接端子。

3.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

所述喷嘴板的各所述组中的所述单独电极的数目分别相同。

4.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

所述喷嘴板的各所述组中的所述单独电极的数目分别不相同。

5.根据权利要求2所述的喷墨头，其中，

所述单独电极的布线部在所述单独电极的连接端子的并排设置方向上配置在所述单独电极的两侧。

6.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

各所述致动器的中心位置之间配置有所述公共电极的布线部。

7.根据权利要求6所述的喷墨头，其中，

在与所述公共电极的布线部的配置方向正交的方向上延伸有所述单独电极的布线部。

8.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

所述单独电极是铝薄膜。

9.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

所述公共电极是铝薄膜。

10.一种喷墨记录装置，具有根据权利要求1至9中任一项所述的喷墨头。