专利名称：压电促动器、喷墨头和喷墨打印机及其生产方法
技术领域：
本发明涉及生产具有压电促动器的喷墨头的技术。
背景技术：
一些从喷嘴喷墨的喷墨头包括压电促动器，它由诸如钛锆酸铅(PZT)等铁电、压电陶瓷材料制成，作为向墨水施加压力的促动器。一般用于喷墨头的压电促动器包括衬底(也叫振动板)，覆盖着装有墨水的压力室；压电材料层，在衬底的一个表面上以薄膜形式形成；以及电极，在压电材料层的厚度方向上生成电场；并且在当生成电场时，促动器通过利用压电材料层的变形来使衬底变形，从而对这些压力室中的墨水施压。
作为在衬底的扁平表面上形成薄膜的一个方法，已知有气胶淀积方法(下面称之为AD方法)，它是将包含有精细颗粒形式的薄膜材料和载气的气胶从成膜喷嘴喷射到衬底上，并且通过此时产生的撞击能量来使颗粒淀积到衬底的表面上以形成薄膜的方法。日本专利申请未决公开第2004-122341号中公开了通过使用AD方法来在衬底表面上形成薄膜形式的压电促动器等类的压电材料层的方法。根据该方法，在相对于衬底来移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，将包含有压电材料颗粒和载气的气胶从狭缝喷射(喷溅、吹溅)到衬底表面上，以便将压电材料的颗粒淀积到衬底上，从而在衬底上形成薄膜形式的压电材料层。
通过使用AD方法来在衬底上形成薄膜层的一般方法，是通过在预定方向上相对于衬底移动成膜喷嘴的同时喷射气胶。在这种情况下，在衬底上形成的薄膜层在成膜喷嘴被移动的移动方向上具有基本上均匀的厚度。不过，在与成膜喷嘴的移动方向相垂直的方向(宽度方向)上，在薄膜层容易出现厚度分布(参见日本专利申请特开第2004-122341号)。其中一个原因是由于从狭缝中喷射的气胶以不均匀的方式分布，从而使颗粒的淀积速度在所形成的带状薄膜层的宽度方向上有变化。另一个原因是以预定角度从狭缝喷射的气胶剃去了之前在衬底上形成的薄膜的部分，从而导致这些颗粒在带有被剃去部分的区域上的淀积被延迟。
在喷墨头的压电促动器中，如果压电材料层具有厚度分布，则在压电材料层中生成的电场强度和压电材料层的硬度各处并不相同。这会使施加到墨水的压力不同，从而使喷射液滴的多个喷嘴之间的液滴喷射特性(液滴速度、液滴体积等类)也不相同，这在有些情况下会大大降低记录在记录媒介上的图像等的质量(打印质量)。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种压电促动器，包括有该压电促动器的喷墨头，以及喷墨打印机，其中，即使通过AD方法在衬底上形成的薄膜层具有厚度分布，它们也能尽可能地控制可能由厚度分布所引起的打印质量的恶化。
根据本发明的第一个方面，提出了一种生产喷墨头的方法，其中的喷墨头包括沟道单元，具有沿平面分布的多个压力室，其中每一个在预定方向上延伸，以及多个喷嘴，分别与这些压力室连通，并且将墨水喷射到记录媒介上；以及压电促动器，具有位于沟道单元的表面上以覆盖这些压力室的衬底，以及多个薄膜层，位于衬底的一个表面上，这些薄膜层包括有压电材料层。该方法包括在衬底上形成压电促动器的各个薄膜层的步骤；以及将沟道单元贴装在衬底上的步骤；其中在形成薄膜层的步骤中，这些薄膜层中的至少一个薄膜层是通过在狭缝的宽度方向也就是与预定方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶而形成的。
当使用具有在一定方向上延伸的狭缝的成膜喷嘴来喷射气胶时，当成膜喷嘴在喷嘴的狭缝的宽度方向(它垂直于该一定方向)上相对于衬底移动的同时喷射气胶时，则在与喷嘴的相对移动方向相垂直的方向上，也就是喷嘴的宽度方向上，在衬底上所形成的薄膜层容易具有厚度分布。不过，在该生产方法中，当气胶被喷射时成膜喷嘴的相对移动方向与其中压力室延伸的预定方向(也就是在记录时记录媒介相对于喷墨头的移动放向)相交。因此，通过喷嘴在记录媒介上形成的多个点的分布方向与其中在薄膜层中出现厚度分布的方向不相同。因此，薄膜层的厚度分布对在记录媒介上形成的点的大小变化的影响较小，并且由于点的大小变化而引起的带化(banding)呈现就不会很显著。也就是说，防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，与预定方向相交的方向可以是与预定方向相垂直的方向。可选情况下，成膜喷嘴的狭缝的狭缝长度可以使得由从狭缝喷射到衬底的气胶所形成的喷射区域覆盖住至少一个压力室。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，与预定方向相交的方向可以是与其中在使用喷墨头进行记录时记录媒介相对于喷墨头进行移动的该相对移动方向相垂直的方向。在这种情况下，由于成膜喷嘴的相对移动方向垂直于其中所制造的喷墨头相对于记录媒介进行移动的相对移动方向，因此，薄膜层的厚度分布对在记录媒介上形成的点的大小变化的影响进一步减小，并且更加能防止因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，喷嘴可以在记录媒介上形成以相等间距分布在分布方向上的多个点；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向可以是这些点的分布方向。在这种情况下，由于其中在薄膜层中出现厚度分布的方向与通过喷嘴在记录媒介上形成的点的分布方向不相同，因此防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，喷嘴可以至少分布在分布方向上；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向可以是其中分布有喷嘴的分布方向。在这种情况下，由于薄膜层的厚度分布的方向与通过喷嘴在记录媒介上形成的点的分布方向不相同，因此防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，喷嘴可以以矩阵形式分布在第一分布方向和与第一分布方向相交的第二分布方向上；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向可以是与第一和第二分布方向的其中一个相同的分布方向，其中分布的这些喷嘴的数量大于在第一和第二分布方向中的另一个方向上分布的喷嘴的数量。在其中将喷嘴分布在两个不同的方向上的情况下，其中在一个方向上分布的喷嘴的数量大于在另一个方向上分布的喷嘴的数量的该一个分布方向对应于在记录媒介上形成的点的分布方向。因此，通过相对于与其中分布有更多喷嘴的分布方向相平行的衬底来形成成膜喷嘴相对移动方向，防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，在气胶喷射中，可以在使成膜喷嘴相对于每一个喷射区域进行移动的同时，将气胶喷射到衬底的多个喷射区域，这些喷射区域以记录媒介相对于喷墨头进行移动的相对移动方向分布。有了这种结构，由于将气胶从成膜喷嘴喷射到多个喷射区域的每一个，因此可以在衬底的较宽区域上形成薄膜层。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，在气胶喷射中，压电材料层可以通过将包含有压电材料颗粒和载气的气胶从薄膜喷嘴的狭缝喷射到衬底上来形成。当压电材料层具有厚度分布时，其厚度差异将引起施加到压力室中的墨水上的压力在各压力室之间有不同，从而也将改变由对应于各个压力室的喷嘴在记录媒介上形成的点的大小。不过，根据该生产方法，由于其中在压电材料层出现的厚度分布的方向不同于由喷嘴在记录媒介上形成的点的分布方向，因此尽可能地防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，压电材料层可以在与沟道单元相对一侧的衬底的另一表面上形成。根据该生产方法，由于压电材料层位于与沟道单元的压力室相对的位置，因此可以获得其结构中压电材料层不与墨水相接触的压电促动器。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，喷墨头可以是串联型喷墨头，它在沿扫描方向移动的同时，将墨水从喷嘴喷射到沿着与预定扫描方向的相垂直的传送方向所传送的记录媒介上；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向可以是其中记录媒介被传送的传送方向。当喷墨头是串联型喷墨头时，在喷墨头进行扫描时由喷嘴在记录媒介上形成的点的分布方向与其中传送记录媒介的馈送(传送)方向相同(平行)。进而，根据该生产方法，由于成膜喷嘴的相对移动方向是记录媒介的传送方向，因此其中在薄膜层中出现厚度分布的方向与点的分布方向不相同，因此有效地防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的用于制造喷墨头的方法，喷墨头可以是以等间距将喷嘴分布在与其中传送记录媒介的传送方向相垂直的分布方向上的线型喷墨头；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向可以是喷嘴的分布方向。当喷墨头是线型喷墨头时，由喷嘴在记录媒介上形成的点的分布方向经常平行于喷嘴的分布方向。根据该生产方法，由于成膜喷嘴的相对移动方向平行于喷嘴的分布方向，因此其中在薄膜层中出现厚度分布的方向与点的分布方向不相同，因此有效防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的第二个方面，提出了一种生产喷墨打印机的方法，其中喷墨打印机包括喷墨头；以及移动单元，在相对移动方向上相对于记录媒介移动喷墨头。其中喷墨头设置有具有多个压力室的沟道单元，以及分别与这些压力室连通并且将墨水喷射到记录媒介上的多个喷嘴；以及压电促动器，具有位于沟道单元上以覆盖这些压力室的衬底，以及位于衬底的一个表面上的多个薄膜层，这些薄膜层包括有压电材料层。该方法包括通过在衬底上形成压电促动器的各个薄膜层并且将沟道单元贴装在衬底上以生产喷墨头的步骤；以及提供移动单元的步骤；其中在形成薄膜层中，这些薄膜层中的至少一个薄膜层是通过在狭缝的宽度方向也就是与相对移动方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶而形成的。
根据该喷墨打印机的生产方法，在气胶喷射之时成膜喷嘴的相对移动方向与其中相对于记录媒介移动喷墨头的方向是不相同(或平行)的，并且这两个方向彼此相交。结果，通过喷嘴在记录媒介上所形成的点的分布方向与其中在薄膜层中发生厚度分布的方向不相同。因此，可以尽可能地防止因带化而引起的打印质量的恶化。
在用于生产本发明的喷墨打印机的方法中，喷墨头可以包括用于分别喷射多种不同颜色墨水的多个喷墨头。根据该生产方法，多个喷墨头的压电促动器的所有薄膜层都是以相同的处理形成的。因此，在各喷墨头中点大小的变化程度是相等的，因此在彩色墨水中点的大小不会改变。
根据本发明的第三个方面，提出了用于生产具有衬底和位于衬底上的多个薄膜层的压电促动器的方法，薄膜层包括有压电材料层，并且其中在预定方向上延伸的多个活性部分被限定在压电材料层中，该方法包括用于在衬底上形成压电材料层的步骤；以及用于在衬底上形成除了压电材料层之外的另一薄膜层的步骤；其中这些薄膜层中的至少一个薄膜层是通过在狭缝的宽度方向也就是与预定方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶而形成的。
根据该压电促动器的生产方法，由于在气胶喷射时成膜喷嘴的相对移动方向与其中活性部分延伸的方向(也就是其中包括有压电促动器的喷墨头相对于记录媒介移动的相对移动方向)相交，因此通过多个喷嘴在记录媒介上所形成的点的分布方向与其中在薄膜层中发生厚度分布的方向不相同。因此，当在喷墨头中使用压电促动器时，尽可能地防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
在用于生产本发明的压电促动器的方法中，该至少一个薄膜层可以是压电材料层。因此，可以解决因活性部分所喷射的液滴量的差别而引起的任何问题，这种差别是因活性部分中的厚度分布而引起的。薄膜层可以包括金属板和绝缘层；并且该至少一个薄膜层可以是绝缘层。活性部分可以是压电材料层中被夹在电极之间的部分。
根据本发明的第四个方面，提出了用于喷墨的喷墨头，它包括沟道单元，具有其中每一个都在预定方向上延伸并且沿着一个平面分布的多个压力室，以及分别与压力室相通并且用于喷墨的多个喷嘴；以及压电促动器，具有位于沟道单元的一个表面上以覆盖压力室的衬底，以及位于衬底的一个表面上的多个薄膜层，这些薄膜层包括有压电材料层；其中在这些薄膜层中的至少一个薄膜层中，薄膜层在与预定方向相交的方向上的厚度均匀度要高于在与相交方向相垂直的方向上的薄膜层的厚度均匀度。
根据本发明的喷墨头，由于在这些薄膜层中的至少一个薄膜层中，薄膜层在与预定方向相交的方向(也就是其中记录媒介相对于喷墨头移动的相对移动方向，例如在串联型喷墨头情况下的扫描方向，以及在线型喷墨头情况下的纸馈送方向)上的厚度均匀度要高于薄膜层在与相交方向相垂直的方向上的厚度均匀度。因此，防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
在本发明的喷墨头中，至少一个薄膜层可以通过在狭缝的宽度方向也就是与预定方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶来形成。如果以这种方式来生产薄膜层，则通过喷嘴在记录媒介上所形成的点的分布方向与其中在薄膜层中发生厚度分布的方向不相同。因此，防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的第五个方面，提出了喷墨打印机，它包括喷墨头；以及移动单元，用于在相对移动方向上相对于记录媒介移动喷墨头。喷墨头包括沟道单元，具有多个压力室，以及分别与压力室相通并且用于将墨喷射到记录媒介上的多个喷嘴；以及压电促动器，具有位于沟道单元上以覆盖压力室的衬底，以及位于衬底的一个表面上的多个薄膜层，这些薄膜层包括有压电材料层。其中在这些薄膜层中的至少一个薄膜层中，薄膜层在与相对移动方向相交的方向上的厚度均匀度要高于薄膜层在与相交方向相垂直的方向上的厚度均匀度。
根据本发明的喷墨打印机，在这些薄膜层中的至少一个薄膜层中，薄膜层在相对移动方向上也就是例如串联型喷墨头情况下的扫描方向和线型喷墨打印机情况下的纸馈送方向上的厚度均匀度要高于薄膜层在与相交方向相垂直的方向上的厚度均匀度。因此，防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
在本发明的喷墨打印机中，该至少一个薄膜层可以通过在狭缝的宽度方向也就是与相对移动方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶来形成。因此，通过喷嘴在记录媒介上所形成的点的分布方向与其中在薄膜层中发生厚度分布的方向不相同。因此，防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
根据本发明的第六个方面，提出了用于喷射液体的压电促动器，它包括衬底；以及包括了压电材料层并且位于衬底上的多个薄膜层；其中在预定方向上延伸的多个活性部分被限定在压电材料层中；并且在这些薄膜层中的至少一个薄膜层中，薄膜层在与预定方向相交的方向上的厚度均匀度要高于薄膜层在与相交方向相垂直的方向上的厚度均匀度。
根据本发明的压电促动器，在这些薄膜层中的至少一个薄膜层中，薄膜层在与其中活性部分延伸的方向相交的方向上，也就是例如在其中在串联型喷墨头中使用了压电促动器的情况下的扫描方向和在其中在线型喷墨头中使用了压电促动器的情况下的纸馈送方向上的厚度均匀度要高于薄膜层在与相交方向相垂直的方向上的厚度均匀度。因此，防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
在本发明的压电促动器中，该至少一个薄膜层可以通过在狭缝的宽度方向也就是与预定方向相交的方向特别是与预定方向相垂直的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶来形成。通过以这种方式来形成薄膜层，通过喷嘴在记录媒介上所形成的点的分布方向与其中在薄膜层中发生厚度分布的方向不相同。因此，尽可能防止了因带化而引起的打印质量的恶化。
图1是根据本发明实施例的喷墨打印机的示意性结构图；图2是喷墨头的平面图；图3是图2的局部放大图；图4是沿着图3中的线IV-IV看的截面图；图5是沿着图3中的线V-V看的截面图；图6A至6C是喷墨头的生产步骤的解释图；图7是成膜装置的示意性结构图；图8A示出了当形成压电材料层时在振动板的特定区域中振动板与成膜喷嘴之间的位置关系，图8B示出了当形成压电材料层时在振动板的另一个区域中振动板与成膜喷嘴之间的位置关系，以及图8C示出了喷射区域和活性部分之间的位置关系；图9A至9C示出了当成膜喷嘴在与扫描方向相平行的方向上相对移动时压电材料层的成膜状态，图9A是喷墨头的平面图，图9B是从扫描方向看的压电促动器的侧面图，以及图9C是从纸馈送方向看的压电促动器的侧面图；图10是具有通过图9A至9C中的成膜步骤所形成的压电材料层的喷墨头的平面图，并且示出了通过喷墨头在记录纸上所形成的点；图11A至11C示出了当成膜喷嘴在与纸馈送方向相平行的方向上相对移动时压电材料层的成膜状态，图11A是喷墨头的平面图，图11B是从扫描方向看的压电促动器的侧面图，以及图11C是从纸馈送方向看的压电促动器的侧面图；图12A是具有通过图11A至11C中的成膜步骤所形成的压电材料层的喷墨头的平面图，并且示出了通过喷墨头在记录纸上所形成的点；以及图12B是从纸馈送方向看的压电促动器的侧面图；
图13A至13C示出了第一改进的压电材料层的成膜状态，图13A是喷墨头的平面图，图13B是从扫描方向看的压电促动器的侧面图，以及图13C是从纸馈送方向看的压电促动器的侧面图；图14是第二改进的喷墨头的平面图；图15A至15C示出了第三改进的压电材料层的成膜状态，图15A是压电促动器(喷墨头)的平面图，图15B是从扫描方向看的压电促动器的侧面图，以及图15C是从纸馈送方向看的压电促动器的侧面图；图16是第四改进的喷墨头的平面图；图17是第五改进的喷墨头的平面图；图18是与图4相对应的第六改进的喷墨头的截面图；图19是与图4相对应的第七改进的喷墨头的截面图；图20是第八改进的线型喷墨头的平面图；以及图21A是具有通过成膜喷嘴在平行于扫描方向的方向上相对移动而形成的压电材料层的喷墨头的平面图，以及图21B是从扫描方向看的压电促动器的侧面图。
具体实施例方式接下来说明本发明的实施例。本实施例是将本发明应用到串联型喷墨头的例子，该串联型喷墨头用于在一个方向上移动的同时将墨喷射到记录纸上来记录图像等。
首先来简要说明包括有串联型喷墨头的喷墨打印机的结构。如图1所示，喷墨打印机100包括托架4(移动单元)，可在图1中的向左和向右方向移动；串联型喷墨头1，位于托架4中以将液滴喷射到记录纸7上；传输滚筒5，在图1中的向前方向上输送(馈送)记录纸7；以及其他部件。注意，图1只示出了一个喷墨头1，但是实际上在托架4中带有用于分别喷射四种颜色(青色、洋红、黄色、黑色)的墨水的四个喷墨头1。也就是说，喷墨打印机100是能够在记录纸上记录彩色图像的彩色喷墨打印机。
喷墨打印机100通过交替执行其中在四个喷墨头1与托架4一起整体向右和向左(扫描方向)移动的同时从在托架4的下表面上所形成的喷嘴20(参见图2至图5)将四种彩色墨水喷射到记录纸7上的操作和其中传输滚筒5向前馈送预定量的记录纸7的纸传输操作，能够在记录纸7上记录期望字符、彩色图像等。
接下来参照图2至图5来说明喷墨头1。喷墨头1包括沟道单元2，其中形成了包括有喷嘴20的墨水沟道和压力室14；以及压电促动器3，位于沟道单元2的上表面上，以将喷压施加到压力室14中的墨水。
首先来说明沟道单元2。如图4和5所示，沟道单元2包括空腔板10、基底板11、歧管板12和喷嘴板13，并且这四个板10至13是以堆积状态相接的。在这些板中，空腔板10、基底板11和歧管板12是不锈钢板，并且通过蚀刻可以很容易地在这三个板10至12中形成诸如歧管17(稍后进行说明)的墨水沟道和压力室14。进而，喷嘴板13是由诸如例如聚酰亚胺等高分子合成树脂材料来形成，并且与歧管板12的下表面相接合。可选情况下，该喷嘴板13还可以与板10至12相类似，由诸如不锈钢等金属材料来形成。
如图2至5所示，在四个板10至13中最上层的空腔板10中，其中每一个都在扫描方向(预定方向)上延伸并且沿着水平面分布的压力室14是由穿透板10的孔形成的，并且分别从上侧和下侧看，这些压力室14由振动板30(稍后进行说明)和基底板11进行覆盖。进而，压力室14在纸馈送的方向上(图2中的向上和向下方向)进行分布并排成四行。进而，在平面图中，每一个压力室14具有在扫描方向上(图2中的向左和向右方向)长的近似椭圆形。
如图3所示，在基底板11中，连通孔15、16分别形成于在平面图中与每一个压力室14的两个终端部分相重叠的位置上。进而，在歧管板12中，所形成的在纸馈送方向上(图2中的向上和向下方向)延伸的四个歧管17在平面图中与在纸馈送方向上所分布的压力室14的部分相重叠，其中每一个部分都位于连通孔15的一侧上。这四个歧管17与在振动板30(稍后待说明)中所形成的供墨端口18相通，并且经由供墨端口18从墨盒(图中未示出)将墨供应给歧管17。在歧管板12中，分别与连通孔16相通的多个连通孔19也形成于在平面图中与压力室14中位于歧管17相对一侧上的终端部分相重叠的位置上。
进而，在喷嘴板13中，多个喷嘴20分别形成于在平面图中与连通孔19相重叠的位置上。如图2所示，在歧管17的相对一侧上，喷嘴20的每一个与分布于四行中的压力室14之一的终端部分相重叠，并且在与歧管17不重叠的区域中以等间距在纸馈送方向上(图2中的向上和向下方向)进行分布，以形成在扫描方向上进行分布的四个喷嘴行21a、21b、21c和21d。这四个喷嘴行21a至21d是由相同数量的喷嘴20构成的，并且在这些喷嘴行21a至21d中，在分布方向上喷嘴20之间的间距(间隔P)都是相等的。进而，四个喷嘴行21a至21d依次以P/4朝着纸馈送方向的下游(图2中的向下方向)进行移动。因此，通过四个喷嘴行21a至21d，在记录纸7上可以形成在纸馈送方向上以间距P/4进行分布的多个点。
注意，如图2所示，喷嘴20和与喷嘴20相对应的压力室14不仅分布在纸馈送方向(第一分布方向)上，而且分布在与纸馈送方向呈θ角的方向(第二分布方向)上，并且结果在这两个方向上以矩阵形式进行分布。不过，注意，在第一分布方向上分布的喷嘴10和压力室14的数量(10)大于在第二分布方向上所分布的数量(4)，并且第一分布方向中的间距比第二分布方向中的要小(分布密度较高)。也就是说，第一分布方向与其中以较高(精细)的清晰度在记录纸7上形成点行的方向相对应。
如图4所示，歧管17的每一个经由连通孔15之一与压力室14之一相通；并且压力室14的每一个经由连通孔16、19与喷嘴20之一相通。以这种方式，在沟道单元2中，形成了多个独立墨水沟道25，其中每一个都经由压力室14之一从歧管17之一延伸到喷嘴20之一。
接下来说明压电促动器3。如图2至5所示，压电促动器3具有金属振动板30(衬底)，设置于沟道单元2的上表面上；压电材料层31(压电材料层)，连续形成于振动板30的上表面上，以覆盖压力室14；以及多个单个电极32(驱动电极)，形成于压电材料层31的上表面上，以分别与压力室14相对应。压电材料层31和单个电极32都是其厚度约为几μm到约十几μm的薄膜形式的层(薄膜层)。
振动板30是由金属材料制成的导电板，并且在平面图中具有接近矩形的形状。振动板30是由例如诸如不锈钢等铁合金、铜合金、镍合金和钛合金等制成。振动板30分布于空腔板10的上表面上，以覆盖压力室14，并且与空腔板10相接。振动板30一直被保持在地电势上，并且朝向单个电极32，以便振动板30还可以作为共用电极，用于在压电材料层31的厚度方向上引发电场，以作用于被夹在单个电极32和振动板30之间的压电材料层31。
在振动板30的上表面上，形成了主要由钛锆酸铅(PZT)组成的压电材料层31，该钛锆酸铅是一种钛酸铅和锆酸铅的固体溶剂并且是一种铁电体。连续形成压电材料层31，以覆盖压力室14。由于压电材料层31置于振动板30的上表面(与沟道单元2(压力室14)相对的表面)上，因此压电材料层31不与压力室14中的墨水相接触。压电材料层31是通过其中将由超精细颗粒和载气所制成的气胶被喷(吹)到衬底上以在衬底上淀积颗粒的AD方法而形成的。稍后将对其进行详细说明。
在压电材料层31的上表面上，形成了其每一个都具有略小于压力室14之一的接近椭圆平面形状的单个电极32。这些单个电极32形成于在平面图中分别与相应的压力室14的中心部分相重叠的位置上。单个电极32是由诸如金、铜、银、钯、铂、钛等导电材料制成的。进而，多个接触部分35分别从单个电极32的图2中的左端部分导出。诸如柔性印刷电路(FPC)等柔性布线组件(图中未示出)的接触点分别与接触部分35相接，并且接触部分35经由布线组件电气连接到用于将驱动电压有选择地供应到单个电极32的驱动器IC(图中未示出)。在压电材料层31中，分别与单个电极32相重叠的区域31a为通过稍后所述的驱动电压进行变形的区域，并且区域31a被称为“活性部分”(active portion)。图3示出了在该例子中所使用的喷墨头中压力室14的尺寸(长度为0.6mm，宽度为0.25mm)以及活性部分14a和单个电极32的尺寸(长度为0.5mm，宽度为0.16mm)的例子。
接下来说明在当喷墨时压电促动器3的操作。当驱动器IC将驱动电压有选择地施加到单个电极32时，这些单个电极32中被施加了驱动电压并且置于压电材料层31之上的某个单个电极32的电势变得与作为被保持在地电势上并且置于压电材料层31之下的共用电极的振动板30的电势不相同。结果，在压电材料层31中，特别是在被夹在单个电极32和振动板30之间的活性部分31a中生成了厚度方向上的电场。这里，在其中压电材料层31的极化方向和电场的方向是相同的情况下，压电材料层31特别是其活性部分31a在作为极化方向的厚度方向上进行扩张，并且在水平方向上进行收缩。然后，伴随着压电材料层31的收缩变形，由于振动板30变形以向压力室14突出，因此降低了与单个电极32相对应的压力室14的内部容量，并且结果将压力施加到压力室14中的墨水，以让与压力室14相通的喷嘴20喷射墨滴。
接下来说明用于生产喷墨打印机的方法，其中主要说明喷墨头1的生产步骤。图6A至6C示意性地示出了喷墨头1的生产步骤。首先，如图6A所示，用于形成沟道单元2的四个板10至13和压电促动器3的振动板30通过粘合剂接合和金属扩散接合等来接合在一起(用于附着沟道单元的步骤)。
接下来，通过以下步骤来生产压电促动器3。如图6B所示，压电材料层31通过AD方法形成于振动板30的上表面(振动板30与沟道单元2相接的另一个表面相对的表面)上。也就是说，包含有压电材料的超精细颗粒和载气的气胶被喷射到振动板30，以使颗粒以较高的速度与振动板30相撞，以便这些颗粒稠密地淀积在振动板30的上表面上，从而形成薄膜形状的压电材料层31(用于形成薄膜层的步骤)。之后，如图6C所示，单个电极32和接触部分35通过丝网印刷、溅射方法、淀积方法等方法形成于压电材料层31的上表面上。
这样，生产了用于分别喷射四种颜色墨水的四个喷墨头1，提供了托架4(移动单元)，并且在托架4中组装这四个喷墨头1(参见图1)。然后，在打印机的帧(图中未示出)中组装诸如托架4和传输滚筒5等各种组件，从而组装了喷墨打印机100。
下面来更加详细地说明上述喷墨头1的生产步骤中用于通过AD方法来形成压电材料层31的步骤。图7为用于形成压电材料层31的成膜装置50的示意性结构图。成膜装置50包括成膜室51；成膜喷嘴52，经由气胶供应管64被连接到气胶生成器60并且设置于成膜室51中；以及平台53，用于在成膜室51中在预定方向上移动振动板30。
气胶生成器60生成作为超精细颗粒形式的压电材料(例如，颗粒大小不大于1μm)和载气的混合物的气胶Z。该气胶生成器60包括气胶室61，能够将颗粒材料(材料颗粒)M存储其中；以及振动单元62，被附着到气胶室61以使气胶室61振动。用于供应载气的气筒G经由进气管63被连接到气胶室61。使用干燥空气、氮气、氩气、氧气和氦气等来作为载气。在成膜室51中，分布了成膜喷嘴52和平台53，并且成膜室51进一步经由排气管54被连接到真空泵P。成膜喷嘴52在其顶端部分上具有狭缝55(见图8A、8B)，其开口朝向平台53上的振动板30并且始终在一个方向上具有矩形。进而，平台53在成膜喷嘴52的狭缝55的宽度方向(图7中的水平方向)上移动振动板30。
在成膜装置50中，通过真空泵P来降低成膜室51中的压力，并且在将气胶生成器60中所生成的气胶从成膜喷嘴52的狭缝55朝着振动板30的上表面进行喷射的同时(气胶喷射步骤)，相对于成膜喷嘴52来移动平台53上的振动板30，从而在振动板30的预定区域上形成压电材料层31。
下面来进一步详细说明当形成压电材料层31时振动板30和成膜喷嘴52的相对移动。图8A和8B示出了在形成膜之时振动板30和成膜喷嘴52之间的位置关系。如上所述，实际上，振动板30与平台53一起相对于成膜喷嘴52进行移动。不过，在以下说明中，出于方便，假设成膜喷嘴52相对于振动板30进行移动。
如图8A所示，成膜喷嘴52在相对于振动板30的上表面的特定区域在狭缝55的宽度方向上移动的同时，将气胶喷射到振动板30，从而在该区域上形成压电材料层31。在其中压电材料层31需要形成于该区域之外的区域上的情况下，如图8B所示，成膜喷嘴52在类似地在狭缝55的宽度方向上进行移动的同时，还将气胶喷射到另一个区域，从而也在另一个区域上形成压电材料层31。注意，可以暂停或者停止喷射直到在成膜喷嘴52到达该另一个区域之上的位置时为止，并且当成膜喷嘴52到达用于该另一个区域的喷射起始位置时，可以恢复喷射。图8C示出了衬底上由处于暂停状态的成膜喷嘴52喷射的气胶所覆盖的区域30a(下面将其称为“喷射区域”)。在该例子中，喷射区域30a为矩形，宽度为约0.4mm，并且长度完全囊括了在压电材料层31中以扫描方向上进行分布的两个活性部分31a。注意，也可以使用用于形成具有长度为可囊括一个活性部分31a或者不少于三个活性部分31a的喷射区域30a的成膜喷嘴52。以这种方式，通过在相对于这些区域的每一个来移动成膜喷嘴52的同时将气胶喷射到位于振动板30的上表面上的多个区域，可以在振动板30的上表面的较宽区域之上形成压电材料层31。
进而，在形成压电材料层31的过程中，成膜喷嘴52可以相对于振动板30的一个区域进行一次移动，或者成膜喷嘴52可以相对于一个区域进行多次移动，以将压电材料颗粒淀积在多个层中。
当在如图8A和8B所示的狭缝55的宽度方向上相对于振动板30来移动用于喷射气胶的成膜喷嘴52，以形成带状压电材料层31时，带状压电材料层31在其纵向方向上也就是在成膜喷嘴52的移动方向(图8A和8B中的向前和向后方向)上具有基本均匀的厚度。另一方面，在带状压电材料层31的宽度方向(与成膜喷嘴52的移动方向相垂直的方向图8A中的向左和向右方向)上，由于诸如从狭缝55喷射出的气胶的速度分布不均匀等原因，在压电材料层31中容易发生厚度分布。如果在压电材料层31中存在这种厚度分布，则在压电材料层31中所生成的电场强度和硬度会根据地点而变化，这导致压电材料层31和振动板30的变形量的差异。也就是说，诸如从喷嘴20喷射的液滴的速度和量等液滴喷射特征在各喷嘴20之间是不同的。
这里，压电材料层31的厚度分布对打印质量的影响根据其中成膜喷嘴52相对于振动板30移动的方向而有很大差异。例如，假设在形成压电材料层31时成膜喷嘴52的移动方向为与喷嘴20(压力室14)的分布方向相垂直的方向，也就是与如图9A中的虚线箭头所示的喷墨头1的扫描方向相平行的方向。在图9A中，省略了位于压电材料层31的上表面上的单个电极32。在这种情况下，如图9C所示，在与成膜喷嘴52的移动方向相平行的喷墨头1的扫描方向上，压电材料层31的厚度基本是均匀的。另一方面，如图9B所示，在与成膜喷嘴52的移动方向相垂直的喷嘴20(压力室14)的分布方向上，压电材料层31具有一定的厚度分布(t1至t6)。
此时，如果将相同的驱动电压施加到单个电极32，则作用于压电材料层31的较薄部分上的电场要比作用于较厚部分上的电场大一些。进而，较薄部分的硬度要低于较厚部分。结果，较薄部分的变形量要大于较厚部分，并且将较高的压力施加到与较薄部分相对应的压力室14中的墨水。因此，从与压电材料层31的较薄部分相对应的喷嘴20喷射相对较大的液滴。
例如，假设t0＝15μm(t0为振动板30的厚度)，并且在振动板30的上表面上所形成的压电材料层31的厚度分布为t1＝11μm、t2＝13μm、t3＝14μm、t4＝12μm、t5＝9μm且t6＝10μm，如图9B所示。在这种情况下，被施加到压力室14中的墨水的压力和被喷射的墨滴的量是通过数据分析获取的。分析结果如表1所示。
表1
表1中的喷嘴A至P为在图10中的纸馈送方向上以间距P/4依次排列的16个喷嘴20。因此，通过这16个喷嘴20，在记录纸7上形成了在纸馈送方向上以间距P/4分布的16个点。注意，t1为位于纸馈送方向的上游侧上的压力室的端点上的喷嘴A的位置，并且t1至t6表示以间距0.25μm相互分开的位置。如表1所示，从16个喷嘴A至P喷射的液滴量根据压电材料层31的厚度分布而变化，并且与较薄部分相对应的从喷嘴I至P喷射的液滴量要大于与较厚部分相对应的从喷嘴A至H喷射的液滴量。
进而，压电材料层31的厚度在纸馈送方向上连续变化，并且根据连续的厚度分布，通过喷嘴A至P在记录纸7上所形成的点的尺寸也连续变化。进而，通过由喷嘴A至H组成的喷嘴组所形成的一组较小的点和通过由喷嘴I至P组成的喷嘴组所形成的一组较大的点在纸馈送方向上交替分布。因此，在记录纸7上所形成的点的尺寸在纸馈送方向上在较长的跨度(喷嘴A至P之间的间距)上连续变化。当大量点行分布于扫描方向时，点尺寸的这种变化会导致能由肉眼清晰识别的不均匀阴影(带化)，这导致了打印质量的急剧恶化。
考虑到上述情况，在本实施例中，如图11A中的虚线箭头所示，其中在形成压电材料层31时成膜喷嘴52移动的方向为与喷嘴20(压力室14)的分布方向相平行的方向，并且为与喷墨头1的扫描方向(其中在执行记录时(在通过托架来执行扫描时)记录纸7相对于喷墨头1移动的方向)相垂直的方向。更为具体地说，相对于在振动板30的扫描方向中分布的两个区域的每一个也就是与位于扫描方向中的一侧(图11A中的左侧)上的两个压力室行相对应的区域A1和与位于扫描方向中的另一侧(图11A中的右侧)上的两个压力室行相对应的区域A2，在压力室14的分布方向上移动成膜喷嘴52，从而分别在两个区域A1、A2上形成压电材料层31。分别在两个区域A1、A2上所形成的压电材料层31之间的边界位于从图11A中的左边起第二和第三压力室行之间，并且边界与压力室14的任一个不重叠。
在这种情况下，如图11B所示，压电材料层31在作为与成膜喷嘴52的移动方向相平行的方向的纸馈送方向上厚度基本上是均匀的。因此，从用于形成喷嘴行21a至21d的喷嘴20喷射带有基本相同尺寸的墨滴。
另一方面，如图11C所示，在作为与成膜喷嘴52的移动方向相垂直的方向的喷墨头1的扫描方向上，压电材料层31具有一定厚度分布(t1至t6)。该厚度分布与之前说明的图9B中的厚度分布基本是相同的。这里，如果当在振动板30的两个区域A1、A2上形成压电材料层31时，诸如成膜喷嘴52的移动速度(也就是平台53的移动速度)和从狭缝55喷射的气胶的量等成膜条件是相同的，则这两个区域A1、A2具有基本相同的厚度分布。
因此，与从图11A的左边起第一个压力室行21a相对应的区域中的压电材料层31的厚度虽然和与第二个压力室行21b相对应的区域的厚度不相同，但是和与第三个压力室行21c相对应的区域的厚度基本相等。类似地，与从左起第二个压力室行21b相对应的区域中的压电材料层31的厚度和与第四个压力室行21d相对应的区域的厚度基本相等。因此，如图12A所示，通过第一喷嘴行21a形成的点在尺寸上与通过第三喷嘴行21c形成的点基本相等，并且通过第二喷嘴行21b形成的点在尺寸上与通过第四喷嘴行21d形成的点也基本相等。进而，由于属于四个喷嘴行21a至21d的每一个的喷嘴20在如上所述的纸馈送方向上以间距P/4依次分布，因此通过这四个喷嘴行21a至21d在纸馈送方向上交替在记录纸7上形成其两个尺寸相互不同的点Da、Db。
在如图12A所示的纸馈送方向上分布的多个点以较短的跨度(间距)P/4在尺寸上交替变化。也就是说，与图10相比，点尺寸在很短的间距中变化，并且点尺寸的这种变化不容易被肉眼所识别。因此，因点尺寸的变化而引起的在所记录的图像等中发生不均匀阴影(带化)的情况不明显。因此，即使压电材料层31具有厚度分布，仍然防止了因厚度分布而引起的打印质量的恶化。
如上所述，在本实施例中，其中当形成压电材料层31时成膜喷嘴52相对于振动板30移动的方向与扫描方向(其中在记录时记录纸7相对于喷墨头1移动的方向)相垂直，并且与喷嘴20的分布方向(喷嘴行21a至21d的方向)相平行。因此，降低了在压电材料层31中发生厚度分布对于在纸馈送方向上在记录纸7上所形成的点的尺寸变化的影响，并且因此，因点的尺寸变化而带化的情况变得较不明显。也就是说，可以防止因带化而引起的打印质量的恶化。
本实施例的喷墨打印机100为包括有用于分别喷射四种彩色墨水的四个喷墨头1的彩色喷墨打印机。这四个喷墨头1的压电材料层31都是通过相同步骤形成的。因此，通过四个喷墨头1在记录纸7上所形成的点的尺寸变化程度在各喷墨头之间是相同的，并且在各种颜色的点之间也不存在尺寸上的差别，从而抑制了彩色打印的质量恶化。
接下来说明其中对上述实施例进行了各种改变的各个改进。与上述实施例具有相同结构的部件或组件用相同的附图标记表示，并且适当情况下省略了对其的说明。
第一改进 在用于形成上述实施例的压电材料层31的步骤中，分别在振动板30的两个区域A1、A2上所形成的压电材料层31之间的边界与如图11A所示的压力室14不重叠。也就是说，区域A1、A2分别完全容纳了在压电材料层31上所形成的活性部分31a，并且压电材料层31之间的边界与活性部分31a的任一个不交叉(参见8C)。不过，允许分别在振动板30的多个区域上单独形成的压电材料层31的边界与压力室14相重叠。
例如，如图13A所示，通过成膜喷嘴52相对于如虚线箭头所示的振动板30在纸馈送方向上移动，压电材料层31形成于在扫描方向(图13A中的向左和向右方向)上在振动板30的上表面上所分布的三个区域B1、B2、B3上。这里，中间区域B2与四个压力室行中的两个中间压力室行部分重叠。也就是说，左区域B1和中间区域B2之间的边界以及中间区域B2和右区域B3之间的边界与压力室14(和活性部分)相重叠。另外在这样生产的喷墨头1A中，降低了在压电材料层31中发生厚度分布对于在纸馈送方向上所形成的点的尺寸变化的影响，从而使得带化不太明显。
更详细地说，如图13B所示，压电材料层31在纸馈送方向上具有基本均匀的厚度。另一方面，分别在三个区域B1、B2、B3上所形成的压电材料层31的每一个在扫描方向上具有预定厚度分布。在第一改进中，由于区域B1、B2、B3之间的边界与压力室14相重叠，因此与四个压力室行相对应的压电材料层31在厚度上不相同，并且因此分别从四个喷嘴行21a至21d喷射的墨滴在量上不相同。结果，带有四种不同尺寸的点在纸馈送方向上依次分布于记录纸7上，这导致了某种程度的点尺寸的变化。不过，与其中成膜喷嘴52在喷墨头1的扫描方向上移动以形成压电材料层31(见图10)的情况相比，其中点尺寸变化的跨度(间距)足够短，因此由于点尺寸的变化而引起的带化变得不明显。
第二改进 喷嘴20的结构并不限于在上述实施例中所述的形式。也可以例如如图14所示，四个喷嘴行21a至21d的分布方式使得以间距P/4(P为在喷嘴行21a至21d的每一个分布喷嘴20的间距)从左边将第一喷嘴行21a、第三喷嘴行21c、第二喷嘴行21b和第四喷嘴行21d依次移向纸馈送方向上的下游(图14中的向下方向)。在生产带有这种结构的喷墨头1B时，成膜喷嘴52在纸馈送方向(喷嘴20的分布方向)上相对移动，以形成压电材料层31。结果，压电材料层31的每一个在与以间距P/4在记录纸7上所形成的点的分布方向相垂直的扫描方向上具有厚度分布。因此，减少了厚度分布对于点的尺寸变化的影响，从而使得由于点尺寸的变化而引起的带化不太明显。
第三改进 在该例子中，如图15A所示，分布于纸馈送方向上的喷嘴20和与喷嘴20相对应的压力室14分别排列成一行。在生产带有这种结构的喷墨头1C时，如图15A中的虚线箭头所示，成膜喷嘴52在纸馈送方向(喷嘴20(压力室14)的分布方向)上相对于振动板30移动，以形成压电材料层31。结果，如图15B所示，压电材料层31在排成一行的喷嘴20的分布方向上具有基本均匀的厚度，并且因此在从这些喷嘴20喷射的液滴在量上不存在差异。也就是说，由于通过一行喷嘴20形成的点在尺寸上基本相等，因此带化本身不会发生。注意，压电材料层31在如图15C所示的扫描方向上具有厚度分布，但是在其中喷嘴20的行数为1的情况下，该厚度分布不会影响从喷嘴20喷射的液滴在量上(在点的尺寸上)的差异。
下面参照图21A和21B来说明第三改进的比较例子。如图21A所示的喷墨头201为在图21A的左右方向(扫描方向)上移动的同时将墨水喷射到记录纸(图中未示出)的串联型喷墨头。在与扫描方向相垂直的图21A中的上下方向(纸馈送方向)上馈送(传输)记录纸。进而，在喷墨头201中，与图15A的情况类似，假设多个喷嘴220和与喷嘴220相通的多个压力室214分别在纸馈送方向上排成一行。进而，分布振动板230(衬底)，以覆盖压力室214，并且压电材料层231分布于振动板230的上表面上。进而，在压电材料层231的每一个的上表面上，用于在压电材料层231中生成电场的多个电极232分别位于与压力室214相对应的区域上。
在如图21A、21B所示的喷墨头201中，如果当形成了待被分布以覆盖压力室213的压电材料层231时，成膜喷嘴的相对移动方向(由虚线箭头所示的方向)与扫描方向相平行，则压电材料层231的每一个在与喷嘴220(压力室214)的分布方向相平行的方向上都具有厚度分布，如图21B所示，并且由于该厚度分布，分别被施加到压力室214中的墨水上的压力在各压力室214之间差异很大。也就是说，压电材料层231的厚度分布直接体现为在纸馈送方向(图21A中的上下方向)上所分布的多个点之间的尺寸差异，并且当大量这种点行分布于扫描方向时，存在通过扫视就可识别的不均匀阴影(带化)。
第四改进 在该例子中，如图16所示，分布成行的喷嘴20(压力室14)，以使其与扫描方向以预定角度倾斜。在这种喷墨头1D中，在与扫描方向成一定角度倾斜的方向上所分布的喷嘴形成了在纸馈送方向上以等间距分布的点。在生产该喷墨头1D时，如图16中的虚线箭头所示，成膜喷嘴52在纸馈送方向上相对于振动板30进行移动，以形成压电材料层31。结果，由于压电材料层31的每一个在与在记录纸7上所形成的点的分布方向相垂直的扫描方向上都具有厚度分布，因此减少了厚度分布对于点的尺寸变化的影响。
第五改进 如图17所示，在该例子中，在生产其结构中成行的喷嘴20(压力室14)与扫描方向以预定角度倾斜的喷墨头1E时，成膜喷嘴52在喷嘴20(压力室14)的分布方向(也就是与作为记录纸7在记录时相对于喷墨头1E的移动方向的扫描方向相交的方向)上相对于振动板30进行移动。在这种情况下，压电材料层31的每一个在与喷嘴20(压力室14)的分布方向相垂直的方向上都具有厚度分布，但是其中发生厚度分布的方向与在记录纸7上所形成的点的分布方向(纸馈送方向)不相同。因此，减少了压电材料层31的厚度分布对于点的尺寸变化的影响。
第六改进 压电材料层31形成于位于沟道单元相对一侧上的振动板的表面上并不是必需的。压电材料层31形成于位于作为如图18所示的喷墨头1F的沟道单元2的侧面上的振动板30的表面上也是可以的。
第七改进 在上述实施例中，作为用于形成压电促动器3的薄膜层之一的压电材料层31是通过AD方法形成的，不过除了压电材料层31之外的薄膜层也可以通过AD方法来形成。例如，也可以采用如图19所示的喷墨头1G的结构，其中单个电极32分布于振动板30的上表面(压电材料层31的下表面)上，并且共用电极34分布于压电材料层31的上表面上，以共同面对单个电极。该结构的优势在于用于将驱动电压供应给单个电极32的布线容易在振动板30的上表面上进行分布和绘制。不过，在其中振动板30为金属板的情况下，需要提供用于将振动板30和单个电极32相互绝缘的绝缘层36。与振动板30相类似，该绝缘层36需要具有一定硬度，以确保将压电材料层31的变形传送给压力室中的墨水，并且绝缘层36是由诸如矾土和氧化锆等绝缘陶瓷材料形成的。
与前面所述的用于形成压电材料层31的步骤一样，由诸如矾土等陶瓷材料制成的绝缘层36可以通过AD方法来形成。也就是说，在预定方向上相对于振动板30移动具有狭缝55的成膜喷嘴52的同时，将包含有用于形成绝缘层36的陶瓷材料精细颗粒和载气的气胶从成膜喷嘴52的狭缝55喷到振动板30(参见图8A和8B)。此时，与形成压电材料层31的情况一样，在与成膜喷嘴52的移动方向相垂直的方向上在绝缘层36中也容易发生厚度分布。厚度分布导致了绝缘层36中的硬度不均匀，从而影响了液滴喷射特征。
因此，成膜喷嘴52在纸馈送方向(或者与上述第五改进(参见图17)中的一样，在与纸馈送方向成预定角度倾斜的方向上)上相对于振动板30进行移动。结果，其中在绝缘层36中形成了较厚部分的方向与记录纸7上的点的分布方向不相同，因此减少了厚度分布对于点的尺寸变化的影响，从而使得由于点的尺寸不均匀所引发的带化不太明显。
在第七改进中，绝缘层36和压电材料层31都可以通过使用AD方法的上述成膜步骤来形成，或者压电材料层31可以通过除了AD方法之外的其他方法来形成。
第八改进 上述实施例和其改进实施例为其中将本发明应用到串联型喷墨头的生产方法的例子，但是本发明也适用于线型喷墨头。
如图20所示，根据第八改进的线型喷墨头1H被固定在打印机的框(图中未示出)上。在线型喷墨头1H中，与串联型喷墨头不同，它不是通过托架来移动的。因此，在线型喷墨头的情况下，其中记录纸在记录时相对于喷墨头移动的相对移动方向为其中通过传输滚筒(移动单元见图1)等馈送纸张的纸馈送方向(在串联型喷墨头中，记录纸相对于喷墨头的相对移动方向为扫描方向)。该喷墨头1H包括其中形成了墨水沟道的沟道单元2H和分布于沟道单元2H上的压电促动器3H。
沟道单元2H具有多个喷嘴20，在与其中记录纸7被馈送的纸馈送方向(图20的左右方向)相垂直的头的纵向方向(图20的上下方向)上以等间距分布成四行；以及多个压力室14，分别分布在与喷嘴20相对应的四行中。经由歧管17从供墨端口18将墨水供应给压力室14。经由压力室14从歧管到喷嘴20的单个墨水沟道的结构基本上与上述实施例的相同，因此省略了对其的详细说明。
压电促动器3H包括振动板30，用于覆盖压力室14；压电材料层31，分布在振动板30的上表面上；以及多个单个电极32，分别分布在与压力室14相对应的压电材料层31的上表面上。压电促动器3H具有与上述实施例相类似的结构，因此省略了对其的详细说明。
线型喷墨头1H从喷嘴20将墨水喷射到在图20中的右和左方向进行馈送的记录纸7上，以在记录纸7上形成平行于喷嘴20的分布方向进行分布的点。在线型喷墨头1H的生产步骤中，在振动板30的上表面上形成压电促动器3H的压电材料层31时，在成膜喷嘴52在与如图20中的虚线箭头所示的喷嘴20的分布方向相平行的方向(与纸馈送方向相垂直的方向)上相对于振动板30进行移动的同时，将气胶从成膜喷嘴52喷射到振动板30。此时，形成于振动板30上的压电材料层31在作为与成膜喷嘴52的移动方向相垂直的方向的纸馈送方向上具有厚度分布。
不过，由于其中发生厚度分布的方向与在记录纸7上所形成的点的分布方向(喷嘴20的分布方向)相垂直，因此压电材料层31的厚度分布对于点的尺寸变化的影响很小，因此由于变化而引起的带化不明显。
虽然基于上述实施例及其改进具体地说明了本发明，但是本发明并不限于此，而是可以包括本领域的一般专业人员所提出的任何更改和修订。喷墨头的结构、尺寸和材料并不限于上述形式，也可以采用各种其他类型。虽然说明了其中将压电促动器应用到喷墨头的情况，但是本发明并不限于此，而是可适用于各种类型的液体喷射或者传输装置。
权利要求
1.一种生产喷墨头的方法，其中喷墨头包括沟道单元，具有沿平面分布的多个压力室，其中每一个在预定方向上延伸，以及多个喷嘴，分别与这些压力室连通，并且将墨水喷射到记录媒介上；以及压电促动器，具有衬底，位于沟道单元的表面上以覆盖这些压力室，以及多个薄膜层，位于衬底的一个表面上，这些薄膜层包括有压电材料层，该方法包括用于在衬底上形成压电促动器的各个薄膜层的步骤；以及用于将沟道单元贴装在衬底上的步骤，其中在形成薄膜层的步骤中，这些薄膜层中的至少一个薄膜层是通过在狭缝的宽度方向也就是与预定方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶而形成的。
2.如权利要求1所述的生产喷墨头的方法，其中与预定方向相交的方向为与预定方向相垂直的方向。
3.如权利要求1所述的生产喷墨头的方法，其中成膜喷嘴的狭缝的狭缝长度可以使由从狭缝喷射到衬底的气胶所形成的喷射区域覆盖住至少一个压力室。
4.如权利要求1所述的生产喷墨头的方法，其中与预定方向相交的方向是与其中在使用喷墨头进行记录时记录媒介相对于喷墨头进行移动的相对移动方向相垂直的方向。
5.如权利要求1所述的生产喷墨头的方法，其中分布喷嘴，以在记录媒介上形成以等间距分布在分布方向上的多个点；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向是这些点的分布方向。
6.如权利要求1所述的生产喷墨头的方法，其中至少在分布方向上分布该喷嘴；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向是其中分布喷嘴的分布方向。
7.如权利要求6所述的生产喷墨头的方法，其中在第一分布方向和与第一分布方向相交的第二分布方向上，以矩阵形式分布喷嘴；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向是与第一分布方向和第二分布方向之一相同的分布方向，在该方向分布的这些喷嘴的数量大于在第一和第二分布方向中的另一个方向上分布的喷嘴的数量。
8.如权利要求1所述的生产喷墨头的方法，其中在气胶喷射中，在使成膜喷嘴相对于每一个喷射区域进行移动的同时，将气胶喷射到衬底中的以其中相对于喷墨头移动记录媒介的该相对移动方向所分布的多个喷射区域。
9.如权利要求1所述的生产喷墨头的方法，其中在气胶喷射中，压电材料层是通过将包含有压电材料颗粒和载气的气胶从成膜喷嘴的狭缝喷射到衬底上来形成的。
10.如权利要求9所述的生产喷墨头的方法，其中在衬底的与沟道单元相对一侧的另一表面上形成该压电材料层。
11.如权利要求1所述的生产喷墨头的方法，其中喷墨头是串联型喷墨头，它在扫描方向上移动的同时，将墨水从喷嘴喷射到与预定扫描方向相垂直的传送方向上所传送的记录媒介上；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向是传送记录媒介的传送方向。
12.如权利要求1所述的生产喷墨头的方法，其中喷墨头是以等间距将喷嘴分布在与其中传送记录媒介的传送方向相垂直的分布方向上的线型喷墨头；并且其中成膜喷嘴相对于衬底进行移动的相对移动方向是喷嘴的分布方向。
13.一种生产喷墨打印机的方法，其中喷墨打印机包括喷墨头以及移动单元，该移动单元在相对移动方向上相对于记录媒介移动喷墨头，其中喷墨头包括沟道单元，该沟道单元具有多个压力室，以及分别与这些压力室连通并且将墨水喷射到记录媒介上的多个喷嘴；以及压电促动器，该压电促动器具有位于沟道单元上以覆盖这些压力室的衬底，以及位于衬底的一个表面上的多个薄膜层，这些薄膜层包括有压电材料层，该方法包括通过在衬底上形成压电促动器的各个薄膜层并且将沟道单元贴装在衬底上以生产喷墨头的步骤；以及提供移动单元的步骤；其中在形成薄膜层中，这些薄膜层中的至少一个薄膜层是通过在狭缝的宽度方向也就是与相对移动方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶而形成的。
14.如权利要求13所述的生产喷墨打印机的方法，其中喷墨头包括用于分别喷射多种不同颜色墨水的多个头。
15.一种生产压电促动器的方法，该压电促动器具有衬底和位于衬底上的多个薄膜层，薄膜层包括有压电材料层，并且其中在预定方向上延伸的多个活性部分被限定在压电材料层中，该方法包括用于在衬底上形成压电材料层的步骤；以及用于在衬底上形成除了压电材料层之外的另一薄膜层的步骤；其中这些薄膜层中的至少一个薄膜层是通过在狭缝的宽度方向也就是与预定方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶而形成的。
16.如权利要求15所述的生产压电促动器的方法，其中该至少一个薄膜层是压电材料层。
17.如权利要求15所述的生产压电促动器的方法，其中薄膜层包括金属板和绝缘层；并且该至少一个薄膜层是绝缘层。
18.如权利要求15所述的生产压电促动器的方法，其中活性部分是压电材料层中被夹在电极之间的部分。
19.一种用于喷墨的喷墨头，它包括沟道单元，具有其中每一个都在预定方向上延伸并且沿着一个平面分布的多个压力室，以及分别与压力室相通并且用于喷墨的多个喷嘴；以及压电促动器，具有位于沟道单元的一个表面上以覆盖压力室的衬底，以及位于衬底的一个表面上的多个薄膜层，这些薄膜层包括有压电材料层；其中在这些薄膜层中的至少一个薄膜层中，在与预定方向相交的方向上的薄膜层的厚度均匀度高于在与相交方向相垂直的方向上的薄膜层的厚度均匀度。
20.如权利要求19所述的喷墨头，其中至少一个薄膜层是通过在狭缝的宽度方向也就是与预定方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶来形成的。
21.一种喷墨打印机，它包括喷墨头，它包括沟道单元，该沟道单元具有多个压力室，以及分别与压力室相通并且用于将墨喷射到记录媒介上的多个喷嘴；以及压电促动器，该压电促动器具有位于沟道单元上以覆盖压力室的衬底，以及位于衬底的一个表面上的多个薄膜层，这些薄膜层包括有压电材料层；以及移动单元，用于在相对移动方向上相对于记录媒介移动喷墨头，其中在这些薄膜层中的至少一个薄膜层中，在与相对移动方向相交的方向上的薄膜层的厚度均匀度高于在与相交方向相垂直的方向上的薄膜层的厚度均匀度。
22.如权利要求21所述的喷墨打印机，其中该至少一个薄膜层是通过在狭缝的宽度方向也就是与相对移动方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶来形成的。
23.一种用于喷射液体的压电促动器，它包括衬底；以及包括有压电材料层并且位于衬底上的多个薄膜层，其中在预定方向上延伸的多个活性部分被限定在压电材料层中；并且在这些薄膜层中的至少一个薄膜层中，在与预定方向相交的方向上的薄膜层的厚度均匀度高于在与相交方向相垂直的方向上的薄膜层的厚度均匀度。
24.如权利要求23所述的压电促动器，其中该至少一个薄膜层是通过在狭缝的宽度方向也就是与预定方向相交的方向上相对于衬底移动具有狭缝的成膜喷嘴的同时，从在成膜喷嘴中形成的狭缝喷射包含有形成薄膜层的颗粒和载气的气胶来形成的。
25.如权利要求24所述的压电促动器，其中与预定方向相交的方向为与预定方向相垂直的方向。
全文摘要
在生产用于喷墨头的压电促动器的方法中，在薄膜层中所包括的压电材料层是通过在与喷墨头的扫描方向相垂直的方向上相对于振动板移动成膜喷嘴的同时从成膜喷嘴向振动板喷射包含有压电材料颗粒和载气的气胶的AD方法在振动板上形成的。因此，即使当在通过AD方法所形成的薄膜层中发生厚度分布时，也可以尽可能地抑制因厚度分布引起的任何打印质量退化。
文档编号B05D1/02GK101041292SQ20071008814
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者菅原宏人, 安井基博 申请人:兄弟工业株式会社