CN1796139A - 喷墨打印机 - Google Patents

Abstract

一种喷墨打印机配备有喷墨头。所述喷墨头包括墨水流路体和执行机构。该墨水流路体包括喷嘴、与喷嘴相连的墨水室以及位于所述喷嘴与所述墨水室之间的压力室。所述执行机构包括与压力室相对的压电元件。该压电元件包括压电层、与所述压电层的前表面相连的第1电极、与压电层的后表面相连的第2电极以及位于所述第2电极与墨水流路体之间的第1绝缘体。所述喷墨打印机还包括用于维持墨水流路体的电位和所述第2电极的电位的装置，从而使所述墨水流路体的电位等于或小于所述第2电极的电位。

Description

喷墨打印机

本申请要求申请日为2004年12月14日、申请号为No.2004-361308号的日本专利申请的优先权，该篇专利申请的内容被结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及一种喷墨打印机。本发明的喷墨打印机包含通过向打印介质喷出墨水而进行印字或绘图等打印的所有装置。例如复印机、传真机、复合机等也包含在本发明的喷墨打印机中。

背景技术

喷墨打印机具有喷墨头。一般的喷墨头具有墨水流路体和执行机构。墨水流路体具有喷嘴、墨水室和压力室。喷嘴向打印介质喷出墨水。墨水室贮存墨水。墨水室与喷嘴连通。压力室设置在喷嘴和墨水室之间。执行机构具有与压力室相对的压电元件。压电元件中具有下述类型的元件。即，具有压电层、连接在压电层前表面上的第1电极、连接在压电层后表面上的第2电极以及位于第2电极与墨水流路体之间的中间层。该压电元件，一旦在第1电极和第2电极之间产生电位差，则压电层在表面方向上收缩。第1电极、第2电极和中间层不可以在表面方向上收缩。因而，压电层在表面方向上收缩的力变换成使整个压电元件在厚度方向上挠曲的力。通过使第1电极与第2电极之间产生电位差，而使压电元件向压力室侧突出。一旦压电元件向压力室侧突出，则压力室的容积减小。一旦压力室的容积减小，则压力室内的墨水被加压，于是从喷嘴喷出墨水。一旦消除第1电极与第2电极之间的电位差，则可以解除压电元件向压力室侧突出的状态。由此，使压力室的容积增大，将墨水从墨水室导入到压力室内。

一旦在第2电极与墨水流路体之间存在中间层，则整个压电元件的厚度方向的变形量增大。通常情况下，该中间层可以采用绝缘体。一旦采用这种结构，则能够有效地对压力室内进行加压或减压。在美国专利文献US6672715中公开了具有上述结构的喷墨打印机。

例如，如果打印介质(例如打印用纸)带电，则电荷从打印介质移动到墨水流路体中。因而使墨水流路体带电，墨水流路体的电位有时比第2电极的电位高。此时，墨水流路体内的墨水成份(主要为氢离子)被向执行机构(第2电极)的方向吸引。墨水成分有时会侵入到执行机构内。一旦氢离子侵入到执行机构内，则在执行机构内产生氢气。一旦在执行机构内产生氢气，则出现执行机构内的各层(例如压电层和第2电极)剥离的现象。

本发明提供一种能够抑制墨水流路体内的墨水成分侵入到执行机构内的技术。

发明内容

本说明书所公开的喷墨打印机，具有维持墨水流路体和第2电极的电位的装置，以使墨水流路体的电位等于或小于第2电极的电位。

采用这种结构，可以将墨水流路体的电位维持在等于或小于第2电极的电位。因此，墨水流路体内的墨水成分(主要为氢离子)不会侵入到压电片内。

位于第2电极与墨水流路体之间的绝缘体也可以由压电材料形成。

于是，压电层和绝缘体可以由相同材料构成。

墨水流路体可以具有多个喷嘴和多个压力室。每个喷嘴可以对应于不同的1个压力室。执行机构可以具有多个压电元件。每个压电元件可以与不同的1个压力室相对。多个压电元件可以共用压电层和第2电极。每个压电元件可以具有固有(独立)的第1电极。

此时，所述装置可以具有配线电路板。配线电路板可以具有电路板、在该电路板上形成的第1配线以及在该电路板上形成的第2配线。第1配线可以与第2电极相连。第2配线可以与墨水流路体相连。

在该结构中，在同一个电路板上形成有用于对执行机构的第2电极的电位进行控制的第1配线和用于对墨水流路体的电位进行控制的第2配线。仅安装一个配线电路板即可实现用于对各个部件的电位进行控制的结构。

上述配线电路板也可以具有分成第1配线和第2配线的第1主配线，此时，墨水流路体的电位等于第2电极的电位。

采用这种结构，无需分别对墨水流路体的电位和第2电极的电位进行控制。

配线电路板也可以具有在电路板上形成的多个第2主配线。每个第2主配线可以与不同的1个第1电极相连。

安装一个配线电路板即可实现用于对各个部件的电位进行控制的结构。

上述电路板也可以具有基部和从该基部突出的突出部。第1主配线、第1配线和第2主配线群也可以在该基部上形成。第2配线也可以在该突出部上形成。

通过设置突出部，可以将第2配线连接在墨水流路体的任意位置上。

上述装置也可以具有多个配线电路板，喷墨头也可以具有多个执行机构，每个配线电路板可以对应于不同的1个执行机构。

各个配线电路板的第2配线可以连接在墨水流路体的不同位置上。因而，能够均匀地维持墨水流路体的各个位置的电位。

各个执行机构可以沿墨水流路体的长度方向排列。墨水流路体可以具有多个接触部。每个接触部可以对应于不同的1个配线电路板。每个接触部也可以与对应的配线电路板的第2配线相连。所述多个接触部可以至少具有沿与墨水流路体的长度方向垂直相交的方向偏移的2个接触部。

如果采用该结构，则能够均匀地维持墨水流路体的长度方向和宽度方向的各个位置的电位。

上述装置也可以维持墨水流路体的电位和第2电极的电位，使得墨水流路体的电位等于第2电极的电位。

此时，能够容易地进行电位控制。

执行机构可以具有位于第1绝缘体与墨水流路体之间的导体。此时，当导体的电位低于墨水流路体的电位时，则墨水流路体内的墨水成分有可能侵入到执行机构内。为了避免这种情况，上述装置最好可以维持墨水流路体的电位和所述导体的电位，使得墨水流路体的电位等于或小于该导体的电位。

于是，能够抑制墨水流路体内的墨水成分侵入到执行机构内。

而且，在此情况下，执行机构也可以具有位于该导体与墨水流路体之间的第2绝缘体。

上述装置维持所述导体的电位和第2电极的电位，使得该导体的电位等于或小于第2电极的电位。此时，上述装置可以维持所述导体的电位和第2电极的电位，使得该导体的电位等于第2电极的电位。为了实现该目的，上述装置也可以具有对所述导体和第2电极进行电连接的连接器。这样，无需分别对导体和第2电极的电位进行控制。

上述装置也可以维持墨水流路体、导体以及第2电极的电位，使得墨水流路体、导体以及第2电极的电位相等。

这样一来，能够容易地进行电位控制。

附图说明

图1表示喷墨打印机的简略结构图。

图2表示喷墨打印机的俯视图。

图3表示图2的区域D的放大图。在图3中，以实线表示压力室、狭孔部和喷嘴。

图4表示图3的IV-IV线的剖视图。

图5表示对执行单元的局部进行放大的俯视图。

图6表示执行单元和墨水流路体的局部的剖视图。

图7表示配线电路板的局部的俯视图。

图8表示喷墨头上连接有两个配线电路板的状态。

图9表示控制器及其***的电路结构；

图10(a)表示1个喷出脉冲信号和1个消除脉冲信号。图10(b)表示2个喷出脉冲信号和1个消除脉冲信号。图10(c)表示3个喷出脉冲信号和1个消除脉冲信号。图10(d)表示高电位信号。图10(e)表示低电位信号。

具体实施方式

下文将参照附图对第1实施例的喷墨打印机1进行说明。在下文中，将喷墨打印机1简称为打印机1。图1是打印机1的简略结构图。

打印机1具有控制器101。控制器101对打印机1的动作进行统一控制。

打印机1具有给纸装置114。给纸装置114具有纸张收容部115、给纸辊145、一对辊118a、118b、一对辊119a、119b等。纸张收容部115能够以层叠状态收容多张打印用纸P。打印用纸P，具有在图1的左右方向上较长的长方形形状。给纸辊145将纸张收容部115内的处于最上方的打印用纸P沿箭头P1方向送出。沿箭头P1方向送出的打印用纸P，由一对辊118a、118b和一对辊119a、119b沿着箭头P2方向进行输送。

打印机具有输送单元120。输送单元120将沿着箭头P2方向输送来的打印用纸P沿着箭头P3方向输送。输送单元120具有皮带111和皮带辊106、107等。皮带111架设在皮带辊106、107上。调整皮带111的长度，以便在架设到皮带辊106、107上时产生规定的张力。在皮带111上形成有位于皮带辊106、107上侧的上表面111a和位于下侧的下表面111b。一侧的皮带辊106与输送电动机147相连。输送电动机147由控制器101驱动而进行转动。如果皮带辊106转动，则另一侧的皮带辊107从动地进行转动。当皮带辊106、107转动时，放置在皮带111的上表面111a上的打印用纸P被沿着箭头P3方向输送。

在皮带轮107附近设置了一对夹持辊138、139。上侧的夹持辊138设置在皮带111的外周侧。下侧的夹持辊139设置在皮带111的内周侧。由一对夹持辊138、139夹持皮带111。通过省略图示的弹簧向下方对夹持辊138施加弹力。夹持辊138将打印用纸P压在皮带111的上表面111a上。在本实施例中，皮带111的外周面由具有粘附性的硅酮橡胶构成。因而，将打印用纸P可靠地粘附在皮带111的上表面111a上。

将传感器133设置在夹持辊138的左方。传感器133是由发光元件和受光元件构成的光学传感器。传感器133对打印用纸P的前端位置进行检测。传感器133的检测信号被输送到控制器101中。控制器101可以通过传感器133的检测信号的输入，确认打印用纸P已到达检测位置。

打印机1具有头部单元2。头部单元2设置在输送单元120的上方。头部单元具有4个喷墨头2a、2b、2c、2d。各个喷墨头2a～2d固定在未图示的打印机本体上。喷墨头2a～2d分别具有喷墨面13a～13d。喷墨面13a～13d形成在喷墨头2a～2d的下表面上。各个喷墨头2a～2d从喷墨面13a～13d向下方喷出墨水。各个喷墨头2a～2d具有沿垂直于图1纸面的方向延伸的大致呈长方体的形状。从喷墨头2a喷出品红色(M)的墨水。从喷墨头2b喷出黄色(Y)墨水。从喷墨头2c喷出深蓝色(C)墨水。从喷墨头2d喷出黑色(K)墨水。在本实施例中，利用4色墨水在打印用纸P上进行彩色打印。在下文将对各个喷墨头2a～2d的结构进行详细说明。各个喷墨头2a～2d的动作由控制器101进行控制。

在各个喷墨头2a～2d的喷墨面13a～13d与皮带111的上表面111a之间形成间隙。打印用纸P被通过该间隙向左方(箭头P3)输送。在沿箭头P3输送打印用纸P的过程中，各个喷墨头2a～2d向打印用纸P喷出墨水。由此在打印用纸P上进行彩色的印字或绘图。在本实施例中，各个喷墨头2a～2d被固定。即，本实施例的打印机1是所谓的行式打印机。

在输送单元120的左方设置有板140。当打印用纸P被沿着箭头P3方向进行输送时，板140的右端进入到打印用纸P与皮带111之间。由此使打印用纸P与皮带111分离。

在板140的左方设置了一对辊121a、121b。而且，在一对辊121a、121b的上方设置了一对辊122a、122b。沿箭头P3方向输送的打印用纸P由一对辊121a、121b和一对辊122a、122b沿着箭头P4方向进行输送。在一对辊122a、122b的右方设置了排纸部116。沿箭头P4方向输送的打印用纸P被排纸部116挡住。排纸部116能够以层叠状态保持打印后的多张打印用纸P。

接下来，对喷墨头2a的结构进行说明。由于其它喷墨头2b～2d与喷墨头2a的结构相同，所以省略了详细说明。

图2是表示从图1上方观察时的喷墨头2a的俯视图。喷墨头2a具有1个墨水流路体4和4个执行单元21a、21b、21c、21d。

在墨水流路体4的内部形成有墨水流路5。在图2中，以影线表示了墨水流路体4内的主要的墨水流路5。在墨水流路体4的上表面(垂直于图2的纸面靠近面前一侧的表面)上形成有多个开口5a。这些开口5a与未图示的墨水罐相连。喷墨头2a与收容有品红色墨水的墨水罐相连。墨水罐的墨水通过各个开口5a而导入到墨水流路体4的内部。在墨水流路体4的下表面(垂直于图2的纸面向内一侧的表面)上形成有喷墨面13a。

墨水流路体4的墨水流路5具有墨水室E1～E4。墨水室E1～E4形成在与执行单元21a～21d相对的区域上。在图2中，仅对与执行单元21b相对的墨水室E1～E4标注了标号。实际上，在与执行单元21a相对的区域内也形成有4个墨水室。而且，在与执行单元21c、21d相对的区域内也分别形成有4个墨水室。4个墨水室E1～E4分别沿图2的上下方向延伸。各个墨水室E1～E4沿图2的左右方向平行地排列。通过开口5a从墨水罐所导入的墨水充满各个墨水室E1～E4。

4个执行单元21a～21d固定在墨水流路体4的上表面(垂直于图2的纸面靠近面前一侧的表面)上。各个执行单元21a～21d从俯视看具有梯形形状。从图2的上侧开始依次排列着21a、21b、21c、21d。执行单元21a和21c的短边设置在右侧，而长边设置在左侧。执行单元21b和21d的短边设置在左侧，而长边设置在右侧。执行单元21a和21b还在图2的上下方向上重叠地进行设置。同样地，执行单元21b和21c也在左右方向和上下方向上重叠地进行设置。各个执行单元21设置成交错状。

未图示的FPC50(柔性印制电路：参照图4等)连接在执行单元21a～21d上。FPC50相对于执行单元21a～21d供应后述的喷出脉冲信号。执行单元21a～21d对应于脉冲信号，对墨水流路体4的后述压力室10(参照图3等)内的墨水进行加压或减压。

在下文中，只要没有特殊必要，统一用标号21表示执行单元21a～21d。

图3是对图2的区域D放大后的俯视图。在图3中，以实线表示实际上看不见的喷嘴8、压力室10和狭孔部12。

如图3所示，在墨水流路体4上形成有多个喷嘴8、多个压力室10和多个狭孔部12等。喷嘴8的个数、压力室10的个数和狭孔部12的个数一致。在图3中，没有对全部的喷嘴8、压力室10和狭孔部12标注标号。

执行单元21具有多个单个电极36。1个单个电极36与1个压力室10相对。单个电极36的个数与压力室10的个数相同。

下文将参照图4对墨水流路体4和执行单元21的结构进行详细说明。图4表示图3的IV-IV线剖视图。

墨水流路体4具有叠置9个金属板22～30的结构。在喷嘴板30上形成有贯通喷嘴板30的喷嘴8。在图4中虽然仅表示了1个喷嘴8，但是实际上形成有多个喷嘴8(参照图3)。

罩板29层叠在喷嘴板30的上表面。在罩板29上形成有通孔29a。通孔29a形成在与喷嘴板30的喷嘴8对应的位置上。

在罩板29的上表面上层叠有3个歧管板26、27、28。在歧管板26上形成有通孔26a。在歧管板27上形成有通孔27a。在歧管板28上形成有通孔28a。通孔26a、27a、28a形成在与喷嘴板29的通孔29a对应的位置上。歧管板26、27、28也分别具有长孔26b、27b、28b。各个长孔26b、27b、28b具有图2和3所示的墨水流路5的形状。长孔26b、27b、28b形成在相同的位置上。由各个长孔26b、27b、28b所形成的空间为墨水流路5。在图4中表示了墨水流路5的一部分也就是墨水室E1。

在歧管板26的上表面上层叠有供给板25。在供给板25上形成有通孔25a。通孔25a形成在与歧管板26的通孔26a对应的位置上。而且，在供给板25上形成有通孔25b。通孔25b形成在与歧管板26的长孔26b对应的位置上。

在供给板25的上表面上层叠有狭孔板24。在狭孔板24上形成有通孔24a。通孔24a形成在与供给板25的通孔25a对应的位置上。而且，在狭孔板24上形成有长孔24b。长孔24b的右端形成在与供给板25的通孔25b对应的位置上。长孔24b作为狭孔部12而发挥功能。

在狭孔板24的上表面上层叠有基板23。在基板23上形成有通孔23a。通孔23a形成在与狭孔板24的通孔24a对应的位置上。而且，在基板23上形成有通孔23b。通孔23b形成在与狭孔板24的长孔24b的左端对应的位置上。

在基板23的上表面上层叠有空腔板22。在空腔板22上形成有长孔22a。长孔22a的左端形成在与基板23的通孔23a对应的位置上。长孔22a的右端形成在与基板23的通孔23b对应的位置上。长孔22a作为压力室10而发挥功能。压力室10通过通孔23b、狭孔部12和通孔25b与墨水室E1连通。而且，压力室10通过通孔23a、通孔24a、通孔25a、通孔26a、通孔27a、通孔28a、通孔29a与喷嘴8连通。

如图3所示，压力室10从俯视看大致具有菱形形状。多个压力室10以交错状排列。多个压力室10在与P3垂直相交的方向(图3的左右方向)上排列，从而形成1个压力室列。在与1个执行单元21对应的区域中，在P3方向上排列16个压力室列。各个压力室10与墨水室E1～E4中的任一墨水室连通。

多个喷嘴8在与P3垂直相交的方向上排列，从而形成1个喷嘴列。在与1个执行单元21对应的区域中，在P3方向上排列16个喷嘴列。1个喷嘴8与1个压力室10连通。如图3所示，在从俯视观察喷墨头2时，所有喷嘴8均不与墨水室E1～E4重叠。

各个喷嘴8在与P3垂直相交的方向上偏移。即，使各个喷嘴8从P3方向投影到沿着与P3垂直相交的方向延伸的直线(投影线)上时，各个喷嘴8在投影线上处于不同的位置上。在投影线上，各个喷嘴8在投影线上的投影等间距设置。该间距相当于于600dpi。该600dpi为与P3垂直相交的方向上的分辨率。

返回图4对执行单元21的结构进行说明。执行单元21连接在空腔板22的上表面上。实际上，4个执行单元21a～21d连接在空腔板22的上表面上。

执行单元21由4个压电片41、42、43、44、共用电极37、内部电极38和单个电极36等构成。各个压电片41～44的厚度大约是15微米。执行单元21的厚度大约为60微米。各个压电片41～44具有与图2和3所示的1个执行单元21基本相同的大小。即，各个压电片41～44从俯视看具有梯形形状。各个压电片41～44跨越多个压力室10。各个压电片41～44由具有强介电性的钛酸锆酸铅(PZT)系的陶瓷材料构成。

将共用电极37设置在最上方的压电片41和其下方的压电片42之间。共用电极37具有与各个压电片41～44基本相同的大小，从俯视看具有梯形形状。共用电极37的厚度大约是2微米。共用电极37由Ag-Pd系等金属材料构成。在压电片42和压电片43之间没有设置电极。在压电片43和压电片44之间设置了内部电极38。内部电极38具有与各个压电片41～44基本相同的大小，从俯视看具有梯形形状。内部电极38的厚度大约是2微米。内部电极38由与共用电极37相同的材料构成。在压电片44和空腔板22之间没有设置电极。在该实施例中，执行单元21具有内部电极38。内部电极38，不能作为用于获得压电效应的电极而发挥功能。通过***内部电极38，而上下对应地设置压电片41～44与共用电极37和内部电极38。因而，在高温烧结时，不易产生翘曲或挠曲。

在最上方的压电片41的上表面上设置有多个厚度为1微米左右的单个电极36。各个单个电极36设置在与各个压力室10对应的位置上。单个电极36由Ag-Pd系等金属材料制成。在单个电极36的一端形成有触盘36a。触盘36a的厚度大约是15微米。触盘36a从俯视看大致呈圆形，其直径大约为160微米。单个电极36和触盘36a可以进行接合而电导通。触盘36a例如可以由包含玻璃料的金属构成。触盘36a在单个电极36和FPC50之间进行电连接。各个单个电极36通过FPC50与后述的驱动器IC80(参照图9)电连接。驱动器IC80由控制器101控制。控制器101能够分别对各个单个电极36的电位进行控制。

图5是对执行单元21的局部进行放大表示的俯视图。如图5所示，从俯视看，单个电极36大致具有菱形形状。1个单个电极36与1个压力室10相对。单个电极36比压力室10小。单个电极36的大部分与压力室10重叠。在单个电极36上设置了突出部35a。该突出部35a从菱形下侧(图5的下侧)的锐角向下方延伸。突出部35a延伸到未形成压力室10的区域41a。触盘36a形成在该区域41a上。

1个单个电极36与1个压力室10相对。因此，各个单个电极36以与各个压力室10的排列图形相同的图形进行排列。即，由多个单个电极36形成电极列，其中所述多个单个电极36排列在与P3方向垂直相交的方向上。在1个执行单元21上，沿P3方向排列有16个电极列。

在本实施例中，仅在执行单元21的最上表面形成有单个电极36。将在下文进行详细说明，仅由共用电极37和单个电极36之间的压电片41形成压电片的活性部。这样一来，执行单元21中的单一形态(ユニモルフ)变形的变形效率优良。

当在共用电极37和单个电极36之间产生电位差时，则压电片41的施加了电场的区域因压电效果而发生变形。该变形部分变成活性部。压电片41可以在厚度方向(执行单元21的层叠方向)上伸缩，并且可以在其所在的平面上伸缩。其它压电片42～44是并未夹持在共用电极37和单个电极36之间的非活性层。因此，即使在共用电极37和单个电极36之间产生电位差，也不能自发变形。在该执行单元21上，与压力室10分离的上侧压电片41变为活性部，靠近压力室10的下侧压电片42～44变为非活性部。将这种类型的执行机构21称作单一形态类型。

当使电场方向与极化方向为同一方向地在共用电极37和单个电极36之间产生电位差时，则压电片41的活性部在其所在的平面上收缩。另一方面，压电片42～44不收缩。压电片41和压电片42～44之间的收缩率产生差别。因而，压电片41～44(包含共用电极37和内部电极38)向压力室10一侧突出地变形。由此对压力室10内的墨水进行加压，从喷嘴8将墨水喷出。另外，当使共用电极37和单个电极36之间的电位差为0时，则消除了压电片41～44向压力室10一侧突出的变形。由此对压力室10进行减压，从墨水室E1将墨水导入到压力室10内。

分别控制单个电极36的电位。压电片41～44在与电压变化后的单个电极36相对的部分发生变形。由1个单个电极36和与该单个电极36相对的“压电片41～44(共用电极37、内部电极38)的区域”形成1个压电元件20(参照图4)。在图4中虽然仅表示了1个压电元件20，但是存在与单个电极36个数相同(与压力室10的个数相同)的压电元件20。各个压电元件20以与每个单个电极36的排列图形相同的图形进行设置。即，由在P3方向上排列的多个压电元件20形成元件列。在1个执行单元21上，在P3方向上排列有16个元件列。各个压电元件20与不同的1个压力室10相对。各个压电元件20的电位由控制器101分别控制。

下文将参照图6对执行单元21和FPC50的结构进行详细说明。图6是表示执行单元21***的剖视图。在图6中，仅表示了墨水流路体4的2个板22、23。

在最上层的压电片41的上表面形成有表面电极39。在表面电极39的上表面形成有触盘39a。在压电片41～43上，在与触盘39a相对的位置上形成有通孔60。将导体61***到该通孔60内。导体61对表面电极39、共用电极37和内部电极38进行电连接。各个电极36、37、38、39连接到下述的FPC50上。

接着对FPC50的结构进行说明。在执行单元21的上方设置了FPC50。FPC50具有基薄膜51、几乎覆盖整个该基薄膜51的覆膜54等。在基薄膜51上形成有多个配线52、57等。

图7是表示FPC 50的局部的俯视图。在图7中省略了覆膜54。基薄膜51具有基部51b和突出部51a。在基部51b上形成有第1主配线53和多个第2主配线52。在图7中仅表示了3个第2主配线52。但是实际上，1个执行单元21所包含的单个电极36的个数与第2主配线52的个数相同。第1主配线53分叉为第1配线57和第2配线56。第1配线57形成在基部51b上。第2配线56形成在突出部56b上。各个配线52、53、56、57由铜箔形成。

如图6所示，第2主配线52通过通孔52b连接在FPC50的端子52a上。端子52a由镍等导电材料构成。端子52a堵塞通孔52b，并且从基薄膜51的下表面向下方突出。端子52a通过焊锡58与触盘36a电连接。采用这种结构，将单个电极36连接在第2主配线52的一端上。图6中未表示的其它单个电极36也连接在不同的1个第2主配线52的一端上。各个第2主配线52的另一端连接在后述的驱动器IC80(参照图9)上。

第1配线57(从第1主配线53(参照图7)分叉的2个配线之一)经由通孔53b连接到FPC50的端子53a上。与端子52a相同地，端子53a也由镍等导电材料构成。端子53a堵塞通孔53b，并且从基薄膜51的下表面向下方突出。端子53a通过焊锡58与触盘39a电连接。采用这种结构，将表面电极39连接在第1配线57的一端上。即，共用电极37和内部电极38连接在第1配线57上。如图7所示，第1配线57连接在第1主配线53的一端上。第1主配线53的另一端连接在驱动器IC80(参照图9)上。

如上所述，在图7所示的突出部51a上形成有第2配线56。第2配线56连接在墨水流路体4上。如图6所示，第2配线56经由通孔56b连接在端子56a上。在墨水流路体4的上表面形成有端子4a。端子56a通过焊锡58电连接到端子4a上。采用这种结构，将第2配线56的一端连接到墨水流路体4上。第2配线56的另一端连接到图7的第1主配线53上。第1主配线53的另一端连接在驱动器IC80(参照图9)上。

在下文进行详细说明，在本实施例中，第1主配线53接地。因此，共用电极37、内部电极38和墨水流路体4的各个电位维持在接地电位上。

图8表示喷墨头2a上连接有2个FPC50的状态。1个执行单元21上连接有1个FPC50。因此，1个喷墨头2a上连接有4个FPC50。在图8中仅表示了2个FPC50。

4个执行单元21沿着墨水流路体4的长度方向以交错状排列设置。在本实施例中，从执行单元21的短边朝向长边引出FPC50。即，邻接的2个FPC50沿相反方向引出。面向该引出方向在右侧形成FPC50的突出部51a。在墨水流路体4上形成有多个墨水开口5a。各个突出部51a避开墨水开口5a地延伸。

在墨水流路体4上形成有与4个FPC50相连的4个端子4a(参照图6)。在墨水流路体4的长度方向邻接的2个端子4a在墨水流路体4的宽度方向上偏移。最下侧的端子4a和其上方的端子4a在墨水流路体4的宽度方向上设置在相同位置上。最上侧的端子4a和其下方的端子4a在墨水流路体4宽度方向上设置在相同位置上。端子组4a以交错状图形进行设置。而且，墨水流路体4的长度方向两端的2个端子4a设置在两端的执行单元21的外侧。4个端子4a分散地设置在墨水流路体4的大范围内。因此，能够在墨水流路体4的整个区域内形成无偏差的等电位。在本实施例中，整个墨水流路体4处于无偏差的接地电位。

接下来，对打印机1的控制结构进行说明。图9是表示打印机1的控制结构的框图。如图9所示，在打印机1的内部设置了控制部101。控制部101包括CPU(中央处理器)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等。CPU是运算处理装置。ROM对CPU所执行的程序和程序中所使用的数据进行存储。RAM在执行程序时对数据进行临时存储。通过上述部件可以实现下述各种功能。

控制器101根据从PC100输出的打印数据进行动作。控制部101包括通信部152、动作控制部153、打印控制部154等。通信部152与PC100进行通信。在从PC100输出的打印数据中包含图像数据和动作数据。通信部152将动作数据输出到动作控制部153内，将图像数据输出到打印控制部154内。

将电源108连接到控制部101中。电源108从交流电源生成打印机1所使用的各信号所需的电压，并供给到控制部101中。例如生成下述电压：保持为待命电位的高电位信号所需的电压、保持为接地电位的基准信号所需的电压、保持为比待命电位低的正电位的低电位信号所需的电压。在本实施例中，生成高电位信号用的20V电压，而且生成低电位信号用的3.3V电压。而且，电源108生成接地电位。此外，也可以在高电位信号和低电位信号上分别设置1个基准信号用的配线。

动作控制部153根据来自PC100和打印控制部154的指示，对给纸装置114和输送单元120等(参照图1)进行控制。

打印控制部154包括图像数据存储部155、波型存储部156、打印信号生成部157等。在图像数据存储部155中存储从PC 100输出的图像数据(位映像数据)。图像数据包含多个座标和色(CMYK)的色阶值(8位(256个色彩等级))的组合值。波型存储部156对供给到单个电极36的喷出信号的3种波型161～163(参照图10)进行存储。打印信号生成部157根据图像数据存储部155所存储的数据生成打印信号。打印信号是2进制的串行信号。

图10(a)～(c)表示了3种喷出信号的波型161～163。图10(d)表示了高电位信号164(相当于后述的备用信号)。图10(e)表示了基准信号165。另外，在图10(a)～10(e)的各个附图中，纵轴表示电位，横轴表示时间。

图10(a)所示的波型信号161，用于由1个墨滴在打印用纸P上形成1个点。将该信号161施加给压电元件20时，则压电元件20的电位按照高电位、低电位、高电位的顺序变化。处于高电位时，压电元件20向压力室10一侧突出。如果从高电位向低电位变化，则压电元件20恢复为原来的形状(图4的形状)。此时，将墨水从墨水室导入到压力室10内。然后，如果从低电位向高电位变化，则压电元件20向压力室10一侧突出。由此对压力室10内的墨水进行加压，从喷嘴8喷出1滴墨滴。在图10(a)中，最后的脉冲是用于去除残留在墨水流路内(从喷嘴8至墨水室的流路)的压力的消除脉冲。消除脉冲产生与残留压力的压力波反向的新压力波。从而抵消残留压力。

图10(b)所示的波型信号162，用于由2个墨滴在打印用纸P上形成1个点。当将信号162施加给压电元件20时，则反复2次进行上述变形。此时从喷嘴8连续喷出2滴墨滴，在图10(b)中，最后的脉冲为消除脉冲。

图10(c)所示的波型信号163，用于由3个墨滴在打印用纸P上形成1个点。当将信号163施加给压电元件20时，则反复3次进行上述变形。此时从喷嘴8连续喷3滴墨滴，在图10(c)中，最后的脉冲为消除脉冲。

在图10(a)～10(c)所示的波型信号161～163中，高电平电位例如是3.3V。如下文所述，波型信号161～163由驱动器IC80放大至高电平电位20V。

在波型信号161～163中，将除消除脉冲之外的脉冲宽度设定为AL。而且，在波型信号162、163中，除消除脉冲之外的邻接的2个脉冲之间的时间也设定为AL。AL是将压力室10内产生的压力波从喷嘴8传播到墨水室的时间。

如图9所示，打印控制部154与形成在FPC50上的驱动器IC80相连。打印控制部154将打印信号生成部157所生成的打印信号、存储在波型存储部156上的3种波型信号、高电位信号164和基准信号(接地电位)165供给到驱动器IC80。

驱动器IC80具有波型选择部141、脉冲信号生成部142和接地电位供给部143。波型选择部141根据打印信号从3种波型信号161～163和高电位信号164中选择应该供给到各个单个电极36上的波型。脉冲信号生成部142将由波型选择部141所选择的信号放大至20V的高电位。驱动器IC80通过FPC50的第2主配线52将放大后的信号供给到各个单个电极36。由此，在与图像数据对应的时刻，将脉冲信号(161～163之一)供给到各个单个电极36。另外，在将喷出信号供给到各个单个电极36之前，对所有单个电极36供给备用信号(高电位信号164)。

FPC50的第1主配线53连接到接地电位供给部143上。在墨水流路体4上，总是通过第1主配线53和第2配线56供给基准信号165(接地电位)。而且，总是通过第1主配线53和第1配线57将基准信号165(接地电位)供给到共用电极37和内部电极38。因此，墨水流路体4、共用电极37和内部电极38总是维持为接地电位。

由于墨水流路体4接地，所以即使带电的打印用纸P与墨水流路体4接触，墨水流路体4也不会变为正电位或负电位。而且，共用电极37和内部电极38也接地。因此，在墨水流路体4和内部电极38(共用电极37)之间不会产生电位差。

本发明的发明者发现，如果墨水流路体4的电位高于执行单元21的内部电极38(或共用电极37)的电位，则有时会对执行单元21造成损坏。该事实是通过引起下述情况的原因而推理得出的。由于墨水流路体4和执行单元21的内部电极38之间存在电位差，墨水成分(主要为氢离子)侵入到执行单元21内。执行单元21虽然烧结，但是结构上仍极有可能使氢离子可以进行移动。而且，如果对压力室内的水分施加电压，则水被电解而生成氢离子。执行单元21内的氢离子有时到达电极36～38。电极36～38由Ag-Pd系金属形成，Pd具有吸留氢离子的性质。在氢离子吸留在电极36～38中时，有时会产生氢气。一旦产生氢气，则执行单元21的各个板37、38、41～44存在剥离的可能性。由此对执行单元21造成损坏。在本实施例中，由于墨水流路体4、共用电极37和内部电极38总是维持为接地电位，所以能够抑制墨水成分侵入到执行单元21内。本实施例的喷墨打印机1的寿命长，并且墨水的喷出性能稳定。进而，只要墨水流路体4的电位不高于执行单元21的内部电极38(或共用电极37)的电位，即可抑制氢离子朝向电极36，38移动，由此可以使执行单元21免于上述那样的损坏。

此外，如上所述，各个端子4a(参照图6)均匀分散在墨水流路体4上。因此，即使电荷在墨水流路体4上移动，墨水流路体4也可以迅速返回至接地电位。能够防止因放电对控制电路造成损坏。

下面列举上述实施例的变形例。

(1)上述实施例适用于喷墨头移动的串行式打印机。

(2)墨水流路体4、内部电极38和共用电极37可以不进行电连接。可以分别对它们的电位进行控制，使得墨水流路体4的电位等于或小于内部电极38的电位，并且使内部电极38的电位等于或小于共用电极37的电位。

(3)可以省略内部电极38。此时，墨水流路体4和共用电极37可以进行电连接。而且，墨水流路体4和共用电极37也可以不进行电连接。此时，可以分别对它们的电位进行控制，使得墨水流路体4的电位等于或小于共用电极37的电位。

(4)而且，执行单元21从俯视看也可以不是梯形形状。也可以是平行四边形或五边形以上的多边形。各个执行单元21也可以不沿着墨水流路体4的长度方向以交错状设置。例如多个执行单元21也可以排列设置成1列。

(5)在上述实施例中，1个FPC50具有1个突出部51a。但是，1个FPC50也可以具有多个突出部51a。此时，可以在FPC50的两侧形成突出部51a。在各个突出部51a上形成第2配线56。各个第2配线56与墨水流路体4相连。这样一来，可以将第2配线56稳定地连接在墨水流路体4上。另外，墨水流路体4的端子4a也可以设置在比本实施例的情况靠近周缘的一侧。

(6)在上述实施例中，通过对金属板进行层叠而构成墨水流路体4。但是作为喷嘴板30，也可以利用聚酰亚胺等树脂薄膜。虽然喷嘴板30容易带电，但是由于其它板22～29维持在接地电位，因而能够抑制墨水的带电。

(7)向压电元件20供给电压的方法并不局限于上述实施例中说明的方法。例如在上述实施例中，在喷出墨滴时，压电元件20的电位按照高电位、低电位、高电位的顺序变化。但是也可以按照低电位、高电位、低电位的顺序变化。

(8)为了将墨水流路体4、内部电极38和共用电极37维持在接地电位，也可以将接地电位供给部143连接在打印机1的壳体(省略图示)上。

Claims (17)

1.一种喷墨打印机，包括：

具有墨水流路体和执行机构的喷墨头，其中，该墨水流路体具有喷嘴、与所述喷嘴相连的墨水室以及位于所述喷嘴与所述墨水室之间的压力室，该执行机构具有与所述压力室相对的压电元件，该压电元件具有压电层、与压电层的前表面相连的第1电极、与压电层的后表面相连的第2电极以及位于该第2电极与该墨水流路体之间的第1绝缘体；和

维持所述墨水流路体和所述第2电极的电位的装置，使得所述墨水流路体的电位等于或小于所述第2电极的电位。

2.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述第1绝缘体由压电材料形成。

3.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述墨水流路体具有多个喷嘴和多个压力室；

每个喷嘴对应于不同的一个压力室；

所述执行机构具有多个压电元件；

每个压电元件与不同的一个压力室相对；

所述压电元件共用所述压电层和所述第2电极；

每个压电元件具有固有的第1电极。

4.如权利要求3所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述装置具有配线电路板；

该配线电路板具有电路板、在该电路板上形成的第1配线以及在该电路板上形成的第2配线；

所述第1配线与所述第2电极相连，所述第2配线与所述墨水流路体相连。

5.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述配线电路板具有第1主配线；

该第1主配线分成所述第1配线和所述第2配线。

6.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述配线电路板具有在所述电路板上形成的多个第2主配线；

每个第2主配线与不同的一个第1电极相连。

7.如权利要求6所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述电路板具有基部和从该基部突出的突出部；

所述第1主配线、第1配线和多个第2主配线形成在该基部上；并且

所述第2配线形成在该突出部上。

8.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述装置具有多个配线电路板；

所述喷墨头具有多个执行机构；并且

每个配线电路板对应于不同的一个执行机构。

9.如权利要求8所述的喷墨打印机，其特征在于：

每个执行机构沿着所述墨水流路体的长度方向排列；

所述墨水流路体具有多个接触部；

每个接触部对应于不同的一个配线电路板；

每个接触部与相应的配线电路板的第2配线相连；并且

所述多个接触部具有至少两个接触部，该至少两个接触部在沿着与墨水流路体的长度方向垂直相交的方向上相互偏置。

10.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述装置维持所述墨水流路体的电位和所述第2电极的电位，使得所述墨水流路体的电位等于所述第2电极的电位。

11.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述执行机构具有位于所述第1绝缘体与所述墨水流路体之间的导体；

所述装置维持所述墨水流路体的电位和所述导体的电位，使得该墨水流路体的电位等于或小于该导体的电位。

12.如权利要求11所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述执行机构具有位于该导体和该墨水流路体之间的第2绝缘体。

13.如权利要求12所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述第2绝缘体由压电材料形成。

14.如权利要求11所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述装置维持所述导体的电位和所述第2电极的电位，使得该导体的电位等于或小于该第2电极的电位。

15.如权利要求14所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述装置维持所述导体的电位和所述第2电极的电位，使得该导体的电位等于所述第2电极的电位。

16.如权利要求15所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述装置具有对所述导体和所述第2电极进行电连接的连接器。

17.如权利要求15所述的喷墨打印机，其特征在于：

所述装置维持所述墨水流路体、所述导体以及所述第2电极的电位，使得该墨水流路体、该导体以及该第2电极的电位相等。

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