CN1824509A - 喷墨头及喷墨头的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可提高打印画质的喷墨头。喷墨头具有喷嘴板,该喷嘴板具有用于喷出墨水的喷嘴。在作为与打印介质相对面的喷嘴板的外表面上,设有从其表面突出的隆起部。喷嘴板具有贯通喷嘴板的外表面和内表面的喷嘴。喷嘴的外表面侧开口部配置在隆起部的顶部平坦面内。这种喷墨头,在使喷嘴的外表面侧开口部的周围平坦化时,无需磨削喷嘴板外表面的整个面,只要磨削隆起部的顶部平坦面就可使喷嘴的外表面侧开口部的周围平坦化,可缩短使喷嘴的外表面侧开口部的周围平坦化的加工时间。在使喷嘴的外表面侧开口部的周围平坦化时,不会使喷嘴的外表面侧开口部的外周边缘被无端过多研磨。因此可使喷嘴的外表面侧开口部的外周成为尖锐的边缘。具有尖锐的边缘的喷嘴的外表面侧开口部可稳定地喷出墨水。可实现提高了打印画质的喷墨头。
Description
本申请主张2005年2月21日提出的日本专利申请No.2005-044299的优先权,其内容组合在本申请中。
技术领域
本发明涉及到一种喷墨头及喷墨头的制造方法。
背景技术
具有形成了喷嘴的喷嘴板,从喷嘴喷出墨水打印到打印介质的喷墨头是公知的。喷嘴板配置在喷墨头与打印介质相对的面上。喷嘴板的一侧表面是与打印介质相对的表面。在本说明书中,将与打印介质相对的一侧的喷嘴板的表面称为外表面。将另一侧的喷嘴板的表面称为内表面。
喷嘴在从内表面到外表面之间贯通大致平板状的喷嘴板。在现有的喷墨头中,设置在喷嘴板上的喷嘴的外表面侧开口部在与喷嘴板的外表面相同的平面上开口。喷嘴的外表面侧开口部是喷出墨水的开口部。
在特开2004-160786号公报中公开了如下所示的喷墨头的制造方法的一例。在所公开的技术中,从喷嘴板的内表面冲压冲头。冲头的前端被冲压至超过喷嘴板的外表面。其结果,在喷嘴板的内表面上,形成凹部,该凹部具有以内表面为基准到达超过外表面的位置的底部。在喷嘴板的外表面侧,形成覆盖凹部的底部的中空状的突起。使喷嘴板的外表面整体平坦化而去除突起。当去除突起后,凹部的底部也被去除,形成贯通喷嘴板的喷嘴。在形成了喷嘴的喷嘴板上,对形成用于向喷嘴供给墨水的墨水流路的其他板、及控制墨水喷出的致动器单元进行组合,制造喷墨头。
喷嘴板的外表面例如通过公知的研磨抛光加工等机械性的磨削加工来去除突起而平坦化。机械性的磨削加工例如使用磨床等磨削工具。在对喷嘴板的外表面进行研磨抛光加工的情况下,一边供给研磨材料,一边使喷嘴板的外表面在旋转的研磨盘上滑动,以研磨其表面。通过磨削加工,突起被去除,形成在和外表面相同的面上具有喷嘴的外表面侧开口部的喷嘴板。
为了使喷嘴板的外表面整体磨削得平坦,需要较长的时间。在磨削加工进行中,当突起被磨削而开始形成喷嘴的外表面侧开口部时,磨削工具同时在外表面和开口部上滑动。当研磨盘长时间地在外表面和开口部上滑动时,因研磨盘的变形、及从开口部侵入的研磨材料等原因,造成开口部的外周的被无故磨削。开口部的外周的边缘变钝。当喷出墨水的喷嘴的外表面侧开口部的外周的边缘变钝时,产生喷出的墨滴的尾部被变钝的边缘拖拽而弯曲的现象。无法稳定地喷出墨滴。结果造成打印的图像画质下降。在和喷嘴板的外表面相同的面上具有喷嘴的外表面侧开口部的喷墨头中,难以使喷嘴的外表面侧开口部的外周的边缘形成得较尖锐。换言之,在现有的喷墨头中,难以提高打印的图像的画质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在喷墨头中可提高打印的图像画质的技术。为此,提供一种喷墨头,其具有可使贯通喷嘴板的喷嘴的外表面侧开口部的外周的边缘形成得尖锐的形状。并提供一种喷嘴的外表面侧开口部的外周的边缘尖锐的喷墨头的制造方法。
本发明提供一种具有喷嘴板的喷墨头,喷嘴板具有外表面、内表面、隆起部和喷嘴,外表面与打印介质相对;隆起部形成在外表面上,具有顶部平坦面;喷嘴从外表面到内表面贯通喷嘴板,并且喷嘴在外表面上的开口配置在隆起部的顶部平坦面内。
喷嘴板上形成的喷嘴个数不限为一个。也可在喷嘴板上形成多个喷嘴。
根据上述构造,用于喷出墨水的喷嘴的外表面侧开口部配置在喷嘴板的外表面上形成的隆起部的顶部表面内。贯通喷嘴板的内表面和外表面的喷嘴例如可如下形成。如上所述,从喷嘴板的内表面打入冲头,在喷嘴板的内表面上形成凹部。在喷嘴板的外表面侧形成具有中空部的突起。残留该突起的下摆部而去除突起的顶部直至中空部露出。在下摆部上形成顶部平坦面。通过直至中空部露出为止去除突起的顶部,使用于喷出墨水的喷嘴的外表面侧开口部形成在下摆部的顶部平坦面内。残留在喷嘴板外表面侧的下摆部相当于上述隆起部。或者,为了在通过冲压加工等在喷嘴板的外表面上形成的隆起部的顶部平坦面上形成喷嘴的外表面侧开口部,在喷嘴板上通过一个工序形成贯通孔(相当于喷嘴)。之后,为了去除在形成贯通孔时生成的喷嘴的外表面侧开口部的锯齿状部分,磨削隆起部的顶部平坦面。在任意一种情况下,在使喷嘴的外表面侧开口部的周边平坦化时,仅磨削隆起部的顶部平坦面即可。无需磨削喷嘴板的外表面整体。可缩短磨削所需时间。其结果,不会过度磨削用于喷出墨水的喷嘴的外表面侧开口部的周围。可尖锐地形成喷嘴外表面侧开口部的周围的边缘。当用于喷出墨水的喷嘴的外表面侧开口部的周围的边缘变得尖锐时,可稳定地喷出墨滴。从而可提高打印的图像画质。通过在喷嘴板的外表面上形成的隆起部的顶部平坦平面内设置用于喷出墨水的喷嘴的外表面侧开口部,可实现提高了打印图像的画质的喷墨头。
本发明提供一种具有喷嘴板的喷墨头的制造方法,具有以下步骤:将冲头冲压入喷嘴板以在喷嘴板的外表面上形成突起的步骤;和去除突起的顶部以形成喷嘴的步骤。在冲压冲头的步骤中,使冲头从喷嘴板的内表面到喷嘴板的外表面侧冲压入喷嘴板,直到冲头的前端超过原外表面,从而在外表面上形成具有中空部的突起。在去除突起的顶部的步骤中,去除突起的顶部直到中空部露出,以使突起的下摆部残留,并形成具有开口的顶部平坦面。通过去除突起的顶部的步骤,形成贯通喷嘴板且在顶部平坦面内形成开口的喷嘴。
喷嘴板上形成的突起的个数不限为一个。也可在喷嘴板上形成多个突起。
根据上述方法,通过将冲头冲压入喷嘴板的步骤,在喷嘴板的外表面上形成具有中空部的突起。通过去除突起的顶部的步骤,残留突起的下摆部,去除突起的顶部直至中空部露出。通过该步骤,中空部成为贯通喷嘴板的外表面和内表面的喷嘴。喷嘴的外表面侧开口部形成在下摆部的顶部平面内。下摆部相当于上述隆起部。即,形成贯通喷嘴板的内表面和外表面且在外表面侧形成的隆起部的顶部平面内具有外表面侧开口部的喷嘴。
在去除突起顶部时,突起的下摆部残留在喷嘴板的外表面上。因此无需磨削喷嘴板的外表面全体。由于磨削的部分限于突起的顶部,因此可在短时间内进行磨削。可在短时间内在喷嘴板的外表面侧形成用于喷出墨水的喷嘴的外表面侧开口部。由于磨削在短时间内进行,因此不会无端地过度磨削突起的下摆部的顶部平面。可使喷嘴的外表面侧开口部的外周的边缘形成得较尖锐。从外周的边缘的尖锐的外表面侧开口部中,喷出形状整齐的墨滴。从而可制造出提高了打印时的画质的喷墨头。
附图说明
图1表示第一实施例的喷墨头的外观透视图。
图2表示与图1所示II-II线对应的喷墨头的剖视图。
图3表示从上面观察喷墨头主体的俯视图。
图4是图3中用单点划线包围的区域的放大俯视图。
图5是与图4所示的V-V线对应的喷墨头主体的剖视图。
图6表示第一实施例的喷嘴板的俯视图。
图7表示图6所示的喷嘴板的喷嘴附近的部分放大剖视图。
图8a是图5中用单点划线包围的区域的放大剖视图。
图8b是单个电极的俯视图。
图9是表示第一实施例的喷墨头的制造工序的流程图。
图10(a)至(c)是用于说明实施例的喷嘴板的制造工序的图,图10(a)是表示形成喷嘴前的喷嘴板的状态的图,图10(b)是表示喷嘴板上形成突起的状态的图,图10(c)是表示喷嘴板上形成喷嘴的状态的图。
图11(a)至(d)是用于说明在喷嘴板上形成防浸润膜的工序的图,图11(a)是在喷嘴板的外表面上附着光硬化性树脂的图,图11(b)是在喷嘴的喷嘴板外表面侧的部分形成柱状硬化部的图,图11(c)是在喷嘴板的外表面上形成防浸润膜的图,图11(d)是去除柱状硬化部的图。
图12a是第一实施例的喷嘴的外表面侧开口部的附近的放大俯视图。
图12b是现有技术的喷嘴的外表面侧开口部的附近的放大俯视图。
图13表示第二实施例的喷嘴板的喷嘴附近的部分放大剖视图。
图14表示第三实施例的喷嘴板的喷嘴附近的部分放大剖视图。
图15表示第四实施例的喷嘴板的喷嘴附近的部分放大剖视图。
具体实施方式
本发明的优选技术特征如下所示。
优选的是,隆起部通过从喷嘴板的内表面朝外表面向喷嘴板冲压入冲头而形成。
通过从喷嘴板的内表面向外表面打入冲头,可容易地形成隆起部。从而可廉价地提供提高了打印画质的喷墨头。
优选的是,隆起部在顶部平坦面的周围逐渐改变距喷嘴板外表面的高度。
根据上述技术特征,用擦拭器等擦拭附着到喷嘴板外表面上的墨水等时,擦拭器可在从外表面到隆起部的顶部平面高度逐渐变化的面上顺利地移动。擦拭器可不被喷嘴板的外表面上形成的隆起部牵拉而顺利地移动。可减小擦拭器的损耗。并且,可切实地擦拭附着到喷出墨水的喷嘴的外表面侧开口部周围的墨水。
优选的是,包含喷嘴的中心线的截面中的喷嘴的轮廓线与喷嘴板的内表面,其间没有棱边地连接。
墨水从喷嘴板的内表面侧开口部流入到喷嘴并从外表面侧开口部喷出。根据上述技术特征,可使墨水顺利地从喷嘴板的内表面侧流入到喷嘴内。
优选的是,喷嘴在内表面上的开口的直径D1比喷嘴在外表面上的开口的直径D2大。
根据上述技术特征,可从喷嘴的内表面侧开口部流入直到从外表面侧开口部喷出为止使墨水流速增加,可使墨水的喷出速度高速化。当墨水的喷出速度高速化时,可进一步稳定地喷出墨水。
当使墨水的内表面侧开口部的直径形成得大于外表面侧开口部的直径时,具体而言,喷嘴可如下构成。
(a)包含喷嘴中心线的截面中的喷嘴的轮廓线具有:第一曲线、第一直线、第二曲线、第二直线。第一曲线从喷嘴板的内表面延伸;第一直线从第一曲线延伸;第二曲线从第一直线延伸;第二直线从第二曲线延伸。第一直线在靠近喷嘴中心线的同时向喷嘴板的外表面延伸,第二直线与喷嘴板的外表面垂直;第一曲线、第一直线、第二曲线、及第二直线在边界上没有棱边地平滑延伸。
(b)包含喷嘴的中心线的截面中的喷嘴的轮廓线具有:第一曲线、直线、第二曲线,第一曲线从喷嘴板的内表面延伸;直线从第一曲线延伸;第二曲线从直线延伸。直线在靠近喷嘴中心线的同时向喷嘴板的外表面延伸。第二曲线在靠近喷嘴中心线的同时向喷嘴板的外表面延伸。第一曲线、直线、及第二曲线在边界上没有棱边地平滑延伸。
(c)包含喷嘴的中心线的截面中的喷嘴的轮廓线具有:第一曲线、第一直线、第二曲线、第二直线,第一曲线从喷嘴板的内表面延伸;第一直线从第一曲线延伸;第二曲线从第一直线延伸;第二直线从第二曲线延伸。第一直线在靠近喷嘴中心线的同时向喷嘴板的外表面延伸。第二直线在靠近喷嘴中心线的同时,向喷嘴板的外表面延伸,第一曲线、第一直线、第二曲线、及第二直线在边界上没有棱边地平滑延伸。
(d)包含喷嘴的中心线的截面中的喷嘴的轮廓线具有:曲线、第一直线、第二直线,曲线从喷嘴板的内表面延伸;第一直线从曲线延伸;第二直线从第一直线延伸。第一直线在靠近喷嘴中心线的同时,向喷嘴板的外表面延伸,第二直线与喷嘴板的外表面垂直,曲线、第一直线在边界上没有棱边地平滑延伸。
上述任意一种喷嘴中,喷嘴的内表面侧开口部的直径均形成得大于外表面侧开口部的直径。
上述任意一种情况下,喷嘴的轮廓在包含喷嘴的中心线的截面中,具有从喷嘴板的内表面延伸的第一曲线(在(d)中“曲线”相当于第一曲线)。通过第一曲线,墨水可以顺利地从喷嘴板的内表面侧流入到喷嘴内。
上述任意一种情况下,喷嘴的轮廓在包含喷嘴的中心线的截面中,具有第一直线(在(b)中“直线”相当于第一直线)。第一直线在靠近喷嘴的中心线的同时向喷嘴板的外表面延伸。喷嘴的第一直线部分形成朝向喷嘴板的外表面前端渐细的锥形的孔部。通过该锥形孔部的墨水其流速增大。可使从喷嘴的外表面侧开口部喷出的墨水的喷出速度高速化。从而可提供较稳定地喷出墨水的喷墨头。
在上述(a)、(b)、(c)的情况下,喷嘴的轮廓在包含喷嘴的中心线的截面中,形成喷嘴轮廓的各直线及各曲线没有棱边地(相切)平滑连接。从而可使墨水的流动不会紊乱,而在喷嘴内顺利流动。
在上述(a)和(d)的情况下,喷嘴的轮廓在包含喷嘴的中心线的截面中具有第二直线。第二直线与喷嘴板的外表面垂直。喷嘴的第二直线部分形成柱状的孔部。墨水通过该柱状的孔部,其流动变得稳定。可喷出流动稳定的墨水。
在上述(b)的情况下,喷嘴的轮廓在包含喷嘴的中心线的截面中具有第二曲线。喷嘴的第二曲线部分形成朝向喷嘴板的外表面前端渐细的曲面状的孔部。通过该曲面状孔部的墨水流速进一步增大。可进一步使从喷嘴的外表面侧开口部喷出的墨水的喷出速度高速化。
在上述(c)的情况下,喷嘴的轮廓在包含喷嘴的中心线的截面中具有第二直线。喷嘴的第二直线部分形成朝向喷嘴板的外表面前端渐细的锥形的孔部。通过该锥形孔部的墨水流速进一步增大。可进一步使从喷嘴的外表面侧开口部喷出的墨水的喷出速度高速化。
在上述(d)的情况下,喷嘴的轮廓在包含喷嘴的中心线的截面中,第一直线和第二直线可以具有棱边地连接。可以不是平滑连接。包含喷嘴的中心线的截面中的喷嘴的轮廓变得简单。这种喷嘴易于制造。
上述喷嘴的形状,例如可通过使具有与上述直线、曲线对应的截面形状的冲头从喷嘴板的内表面冲压而形成。
可通过进行研磨抛光工序去除突起的顶部。
通过研磨抛光加工,可不磨削喷嘴板的外表面,在短时间内仅磨削去除突起的顶部。
优选在喷嘴板的外表面上形成防浸润膜。特别地,为了形成防浸润膜,在上述制造方法中可以进一步包括以下步骤:涂敷光硬化性树脂的步骤、照射光的步骤、去除未硬化的光硬化性树脂的步骤、形成防浸润膜的步骤、和去除柱状硬化树脂的步骤。在涂敷光硬化性树脂的步骤中,使光硬化性树脂涂敷到喷嘴板的外表面,以用光硬化性树脂填充喷嘴的外表面侧部分;在照射光的步骤中,向喷嘴板的内表面照射光,以形成填充喷嘴的外表面侧部分的柱状硬化树脂,其中,柱状硬化部形成为延伸越过外表面;在去除未硬化的光硬化性树脂的步骤中,去除外表面上没有通过照射光步骤硬化的未硬化的光硬化性树脂;在形成防浸润膜的步骤中,在外表面上形成防浸润膜。
防浸润膜优选通过电镀工序来形成。
根据上述技术特征,利用光硬化性树脂,可在喷嘴的外表面侧部分形成与喷嘴的外表面侧开口部的内径同样直径的柱状硬化部。柱状硬化部形成为,从其开口部相对于外表面的平面向外侧延伸。在喷嘴板的外表面上,在柱状硬化部的周围形成防浸润膜。由于在喷嘴的外表面侧部分形成向外侧超出外表面的平面而延伸的柱状硬化部,因此防浸润膜不形成在喷嘴的外表面侧部分。之后去除柱状硬化部。在喷嘴板的外表面上,可形成具有与喷嘴的外表面侧开口部位置相同、形状相同的孔的防浸润膜。可使墨水难以附着在作为墨水的喷出口的喷嘴的外表面侧开口部的周边。进一步,防浸润膜的孔在其膜厚方向上也和喷嘴的外表面侧开口部为同样的形状。因此,从喷嘴的外表面侧开口部喷出的墨滴不会与防浸润膜干涉而喷出。可形成不妨碍墨水喷出的防浸润膜。防浸润膜例如可通过电镀法形成。
对本发明的优选实施例参照附图进行说明。
(第一实施例)
首先对喷墨头的概要进行说明。图1是本实施例的喷墨头1的外观透视图。图2是与图1的II-II线对应的喷墨头1的剖视图。喷墨头1具有:喷墨头主体70、底座(base block)71、支架72、驱动IC80、基板81、散热片82。
喷墨头主体70如图1所示,底面大致形成为矩形。为了方便,如图1所示,将喷墨头主体70的长边方向称为主扫描方向,将短边方向称为副扫描方向。喷墨头主体70的下表面如下所述配置有喷墨板(图1中未图示)。喷墨板中设有用于喷出墨水的多个喷嘴(图1中未图示)。
喷墨头1相对于纸等打印介质(未图示)在主扫描方向或副扫描方向上相对移动,同时从喷嘴喷出墨水来打印文字、图像等。
如图2所示,喷墨头主体70包括:形成有墨水流路的流路单元4、在流路单元4的上面通过环氧类的热硬化粘接剂粘接的多个致动器单元21。图2是剖视图,仅描绘了一个致动器单元21。流路单元4的下面是配置有喷出墨水的多个喷嘴(未图示)的喷墨面70a。对喷嘴在后详述。
在致动器单元21的上面,接合软性印刷布线板(FPC:软性印刷电路)50。在图2中,FPC50从致动器单元21的左侧或右侧引出,一边弯曲一边向上延伸。
底座71例如由不锈钢等金属材料构成。底座71配置在喷墨头主体70的上方。底座71的内部形成二个墨室3。底座71内的墨室3是向底座71的主扫描方向延伸的大致立方体的中空区域。墨室3通过设置在其一端的开口(未图示),从设置在外部的墨盒(未图示)被供给墨水,总是充满墨水。墨室3中,用于将墨水供给到喷墨头主体70的墨室开口部3b如下所述,在主扫描方向上设有二列共10个。
底座71的下表面73在墨室开口部3b的附近部分73a中比周围向下突出。底座71仅在下表面73的墨室开口部3b的附近部分73a中,与流路单元4的上表面接触。因此,在底座71和喷墨头主体70之间,在附近部分73a以外的区域中存在空间。在该空间内,致动器单元21及FPC50留出规定的间隙而配置。
支架72包括:把持底座71的把持部72a;在副扫描方向上空开间隔地设置,并从把持部72a的上表面向上延伸的一对支架壁72b。底座71固定在支架72的把持部72a的下表面上形成的凹部内。与致动器单元21电连接的PFC50从底座71和致动器单元21之间的间隙引出,通过海绵等弹性部件83沿着支架壁72b表面分别配置。在支架壁72b的表面上配置的PFC50上,配置有驱动IC80。FPC50的上端与驱动IC80电连接。FPC50用于将从驱动IC80输出的驱动信号传送到喷墨头主体70的致动器单元21,致动器单元21及驱动IC80通过焊接而电接合。
在驱动IC80的外侧表面上,紧贴配置大致立方体状的散热片82。由此,可高效地使驱动IC80产生的热量散逸。在驱动IC80及散热片82的上方,配置有与PFC50的外侧连接的基板81。在散热片82的上端部(上表面)和基板81之间,以及在散热片82的下端部(下表面)和FPC50之间,分别填充密封部件84,防止杂质等进入喷墨头1的主体内部。
图3是从上面观察喷墨头主体70的俯视图。如图3所示,流路单元4具有在主扫描方向上延伸的矩形平面形状。流路单元4中,流路单元开口部3a在主扫描方向上设有二列共10个。配置在各个列上的流路单元开口部3a在主扫描线方向上错开位置而配置,并在副扫描线方向上不排列成一条直线。
这10个流路单元开口部3a分别与对应的墨室开口部3b连接。即,10个流路单元开口部3a和与各流路单元开口部3a对应的墨室开口部3b在平面视图中处于相同的位置关系。
图3中,流路单元4内设置的歧管流路5用虚线表示。贮存在底座71的墨室3中的墨水经过墨室开口部3b和流路单元开口部3a供给到歧管流路5。歧管流路5分支为与流路单元4的主扫描方向平行地延伸的多个副歧管流路5a。
在流路单元4的上面,粘接平面形状为梯形的四个致动器单元21。各致动器单元21,配置成使梯形的平行边与流路单元4的主扫描方向平行。并且,如图3所示,相邻的致动器单元21之间,使梯形的朝向交替配置,以使梯形的斜线彼此平行。相邻的致动器单元21之间还使其副扫描线方向的位置交替错开配置,以便不和流路单元开口部3a重叠。换言之,相邻的致动器单元21配置成使其梯形的斜边彼此在流路单元4的副扫描方向上部分重叠。通过上述配置,可与流路单元开口部3a不重叠地将面积较大的致动器单元21配置在流路单元4的上面。
在作为喷墨头主体70的底面的喷墨面70a(参照图2)中,将与各致动器21的梯形区域对应的区域称为喷墨区域。如下所述,在各个喷墨区域中,配置有大量的用于喷出墨水的微小直径的喷嘴(图3中未图示)。在与致动器单元21相对的流路单元4的上面,配置着大量的与各个喷嘴对应的微小的压力室10(在图5中说明)。由于喷嘴及压力室是微小的,因此在图3中省略了图示。以下参照图5进行详细说明。通过与各个喷墨区域中配置的喷嘴对应的压力室10,形成压力室组9。换言之,各个致动单元21的平面形状具有覆盖构成各压力室组9的多个压力室10的尺寸。并且,各个致动器单元21、与各致动器单元21对应的压力室组9、及喷墨区域互相具有相似的外形形状。即,在图3的俯视图中,各致动器单元21所形成的梯形的区域基本表示所对应的压力室组9的形状,且基本表示对应的喷墨区域。
图4是图3中描绘的单点划线所包围的区域的放大俯视图。如图4所示,在流路单元4内的与致动器单元21相对的区域中,四条副歧管流路5a与流路单元4的主扫描方向平行地延伸。在流路单元4的上面,形成多个平面形状大致为菱形(角变圆的菱形)的压力室10。该压力室10的一个锐角部与喷嘴8连通,另一个锐角部通过孔12与副歧管流路5a连通。这样,在各副歧管流路5a上,连接有通到各喷嘴8的多个单个墨水流路7(参照图5)。并且在图4中,为了便于理解附图,在致动器单元21下方的应用虚线描绘的压力室10(压力室组9)、孔12、及喷嘴8用实线描绘。
接着对喷墨头主体70的截面构造进行说明。图5是图4所示的V-V线上的喷墨头主体70的剖视图,表示单个墨水流路7。单个墨水流路7是用于将副歧管流路5a内的墨水引导到喷嘴8的流路。在本实施例中,单个墨水流路7从副歧管流路5a朝向上方,到达形成在流路单元4上面的压力室10的一端部。并且,单个墨水流路7从水平延伸的压力室10的另一端部朝向斜下方,与形成在流路单元4下面的喷嘴8连接。整体上,各单个墨水流路7具有以压力室10为顶部的弓形形状。由此,可高密度配置单个墨水流路7,实现墨水的顺利流动。
喷墨头主体70如图5所示,是由上侧的致动器单元21和下侧的流路单元4构成的层叠构造体。两个单元4、21也通过层叠多个薄板构成。其中,致动器单元21如下所述,层叠有四张压电片41-44(在图8中说明),且配置有电极。在图5中,为易于理解附图,将由四张压电片构成的致动器单元21作为一个部件显示。
流路单元4由以下共9张片材层叠构成:空腔板22、基板23、节流孔板24、供给板25、歧管板26~28、盖板29、及喷嘴板30。
空腔板22是金属板,在粘贴有致动器单元21的区域内(即形成压力室组9的区域内)设置多个构成压力室10的大致菱形的孔。
基板23是金属板,分别设有:空腔板22的各压力室10与分别对应的孔12之间的连接孔、及从各压力室10到对应的喷嘴8的连接孔。
节流孔板24是金属板,分别设有:成为与空腔板22的各压力室10分别对应的孔12的孔、及从各压力室10到对应的喷嘴8的连接孔。
供给板25是连接孔,分别设有:与空腔板22的各压力室10对应的孔12和与各个孔12对应的副歧管流路5a之间的连接孔、及从各压力室10到对应的喷嘴8的连接孔。
歧管板26~28是金属板,除了设有副歧管流路5a外,对于空腔板22的各压力室10分别设有从各压力室10到对应的喷嘴8的连接孔。
盖板29是金属板,对于空腔板22的各压力室10,分别设置从各压力室10到对应的喷嘴8的连接孔29a。
喷嘴板30是金属板,对于空腔板22的各压力室10,分别设置对应的喷嘴8。
9张板22~30互相对齐位置而层叠,以形成如图5所示的单个墨水流路7。构成流路单元4的9张板在本实施例中由同一金属材料制成。具体而言,是由SUS430制成的,但也可以由SUS316、42合金等金属材料制成。各板22~30的一部分或全部也可分别由不同的金属材料制成。
从图5可知,在各个板的层叠方向上,压力室10和孔12设定在不同的水平。这样一来,如图4所示,在流路单元4中,可使与一个压力室10对应的孔12从层叠方向上察看时和与该压力室相邻的其他压力室10位于相同位置。其结果,可将压力室10高密度地配置在空腔板20上。由于喷嘴仅设置与压力室相同的个数,因此可以以较小的面积实现可进行高析像度图像打印的喷墨头1。
接着,对本实施例的喷嘴板30进行说明。图6是喷嘴板30的俯视图。图7是图6所示的喷嘴板的一个喷嘴附近的放大剖视图。如图6所示,喷嘴板30与流路单元4上面粘接的致动器单元21(参照图3)相对应,具有呈格子状配置多个喷嘴8的喷墨区域51。在本实施例中,四个喷墨区域51a~51d沿着喷嘴板30的主扫描方向配置。如上所述,各喷墨区域51配置为,从流路单元4的层叠方向观察时与对应的致动器单元21及压力室组9重叠。喷墨区域51形成与致动器单元21大致相同的梯形。四个喷墨区域51a~51d与图3所示的四个致动器单元21的配置相同,使梯形的朝向交替配置,以使相邻的喷墨区域51的梯形的斜线彼此平行。相邻的喷墨区域51之间进一步交替地错开副扫描线方向的位置而配置。换言之,相邻的喷墨区域51配置成使其梯形的斜边彼此在流路单元4的副扫描方向上部分重叠。
如上所述,在喷嘴板30中形成多个喷嘴8,以下对一个喷嘴的构造进行说明。其他喷嘴的构造也是相同的。
如图7所示,在喷嘴板30中,形成贯通内表面31和外表面33的喷嘴8。喷嘴板的外表面33是与打印介质(未图示)相对的面,形成喷嘴8的外表面开口部8a。与喷嘴板的外表面33相反一侧的面是内表面31。墨水从喷嘴8的内表面侧开口部流入到喷嘴8,并从外表面侧开口部喷出。在本实施例中,喷嘴8的外表面侧开口部8a的直径约为20μm。
喷嘴8的轮廓在包含喷嘴的中心线Q的截面中,具有第一曲线102a、第一直线102、第二曲线103、第二直线101。
第一曲线102a从喷嘴板30的内表面31划出平滑的曲线向喷嘴8内延伸。即,喷嘴板30的内表面31和第一曲线102a不形成棱角(相切)而连接。
第一直线102从第一曲线102a向喷嘴板30的外表面33延伸。第一直线102在靠近喷嘴8的中心线Q的同时向外表面33延伸。
第二曲线103从第一直线102向喷嘴板30的外表面33延伸。第二曲线103在靠近喷嘴8的中心线Q的同时向外表面33延伸。第一直线102和第二曲线103在点A连接。第二曲线103在点A与将第一直线102延长的直线L1相切。即,第二曲线103和第一直线102不形成棱角(相切)而平滑地连接。
第二直线101从第二曲线103向喷嘴板30的外表面33延伸。第二直线101与喷嘴板30的外表面33垂直。第二直线101和第二曲线103在点B连接。第二曲线103在点B与将第二直线101延长的直线L2相切。即,第二曲线103和第二直线101不形成棱角(相切)而平滑地连接。
使喷嘴板30的内表面31和喷嘴8的第一曲线102a的连接点在喷嘴8的圆周方向上连接的曲线,是喷嘴8的内表面侧开口部102b。使喷嘴板30的外表面33和喷嘴8的第二直线101的连接点在喷嘴8的圆周方向上连接的曲线,是喷嘴8的外表面侧开口8a。在包含喷嘴8的中心线Q的截面中,喷嘴板30的内表面31、第一曲线102a、第一直线102、第二曲线103、及第二直线101不形成棱角(相切)而平滑地连接。因此,从喷嘴8的内表面侧开口部102b流入的墨水可顺利地在喷嘴8内流动。可以减小喷嘴8内墨水流动的紊乱。特别是,由于喷嘴板30的内表面31和喷嘴8的第一曲线102a平滑地连接,因而当墨水流入到喷嘴8时,可有效地减小墨水流动的紊乱。
喷嘴8的内表面侧开口部102b的直径D1大于喷嘴8的外表面侧开口部8b的直径D2。因此,从内表面侧开口部102b流入的墨水的流速增大,并从外表面侧开口部8b喷出。可使墨水的喷出速度高速化。流入到喷嘴8的墨水的速度在通过喷嘴8的内径逐渐减小的第一曲线102a、第一直线102、第二曲线103的部分期间高速化。高速化后的墨水的流动在通过喷嘴8的内径为喷嘴8的外表面侧开口部8a的直径D2的、保持一定的第二直线101的部分期间变得稳定。可使喷出速度高速化,且可稳定地喷出墨水。可提高喷墨头的打印精度。
此外,与第一直线102相当的喷嘴8的部分形成朝向喷嘴板30的外表面33前端渐细的锥形的孔部。与第二曲线103相当的喷嘴8的部分形成朝向喷嘴板30的外表面33前端渐细、且在包含喷嘴8的中心线Q的截面上描绘曲线的曲面状的中间孔部。与第二直线101相当的喷嘴8的部分形成柱状的孔部。
在喷嘴板30的外表面33上,形成从外表面33的平面向喷嘴板30的外侧隆起的隆起部105。
喷嘴8的外表面侧开口部8a位于隆起部105的顶部平面105b内。隆起部105如以下图10中所说明,通过以下方式形成:在形成喷嘴8之前的喷嘴板130上,从内表面31一侧冲压预先确定了形状的冲头151,去除外表面33上形成的突起141(在图10中说明)的顶部。
如图7所示,隆起部105的顶部平面105b比喷嘴板30的外表面33的平面突出。因此通过磨削加工等使喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围平坦化时,仅磨削隆起部105的顶部平面105b即可。无需磨削喷嘴板30的外表面33整体。因此可以在短时间内使喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围平坦化。可防止因磨削时例如研磨盘等的磨削工具的变形、或进入到外表面侧开口部8a内的研磨材料,造成喷嘴8的外表面侧开口部8a的外周的边缘被无故磨削。即使使喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围平坦化,也可使外表面侧开口部8a的外周的边缘保持尖锐。
隆起部105,在顶部平面的周围的下摆部105a中,其高度从外表面33开始逐渐变高(越靠近开口部中心线越高)。换言之,下摆部105a大致与外表面33相切。
在由隆起部105的下摆部105a和顶部平面105b及喷嘴板30的外表面33构成的喷嘴板30的整体表面32(除了喷嘴8的外表面侧开口部8a)中,形成例如含有聚四氟乙烯等氟类高分子材料的镍镀层等防浸润膜106。该防浸润膜106的表面成为喷墨面70a。当喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围未形成防浸润膜106时,墨水、杂质等易于附着到喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围。因此,从喷嘴8的外表面侧开口部8a喷出的墨水的喷出方向有可能因这些附着物而紊乱。在本实施例中,通过形成防浸润膜106,可使墨水、杂质等难以附着到喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围。可使从喷嘴8的外表面侧开口部8a喷出的墨水的喷出方向保持均匀。
防浸润膜106在喷嘴板30的整体表面32上以基本相同的厚度形成。防浸润膜106也具有沿隆起部105的形状的弯曲形状。在隆起部105的下摆部105a中,从喷嘴板30的外表面33开始向顶部平面105b高度逐渐变高。与下摆部105a对应的防浸润膜106的部分106a也逐渐变高。因此,从喷嘴板30的长边方向的一端部到长边方向的另一端部,用擦拭器(未图示)等擦拭附着到喷嘴板30的喷墨面70a上的墨水等时,擦拭器可在包括隆起部105的喷墨面70a上顺利地移动。当擦拭器在包含隆起部105的喷墨面70a上移动时,擦拭器不会被覆盖防浸润膜106的隆起部105的部分牵拉。因此,可减小擦拭器的损耗,并且可切实地擦拭附着到喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围的墨水、杂质。并且,在喷嘴板30的整体表面32上即使未形成防浸润膜106,由于隆起部105的下摆部105a形成逐渐变高的形状,因此擦拭器可以从喷嘴板30的外表面33开始顺利地向隆起部105的下摆部105a、顶部平面105b移动。因此,与上述同样,可减小擦拭器的损耗,并且可切实地擦拭附着到喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围的墨水等。
接着对致动器单元21进行说明。图8a是图5所示的致动器单元21的用单点划线包围的部分的放大剖视图,图8b是致动器单元21中配置的单个电极35的俯视图。如图8a、图8b所示,单个电极35配置在与压力室10相对的位置。单个电极35由以下区域构成:从压电片41~44的层叠方向观察形成在压力室10的平面区域内的主电极区域35a、与主电极区域35a连接并且形成在压力室10的平面区域外的辅助电极区域35b。
如图8a所示,致动器单元21分别含有厚度约为15μm的4张压电片41~44。这些压电片41~44层叠形成一张平板。该层叠的一张平板覆盖喷墨头主体70内的喷墨区域内形成的多个压力室10而配置。层叠了压电片41~44的一张平板覆盖形成于喷墨头主体70内的喷墨区域内的多个压力室10而配置,通过形成层叠了压电片41~44的一张平板覆盖多个压力室10而配置的构造,例如可通过使用丝网印刷技术在压电片41上高密度地配置单个电极35。因此,在与单个电极35对应的位置上形成的压力室10也可高密度地配置。其结果,可实现可进行高析像度图像打印的喷墨头。压电片41~44例如由具有高介电性的钛酸锆酸铅(PZT)类的陶瓷材料制成。
致动器单元21的最上层的压电片41上所形成的单个电极35的主电极区域35a如图8b所示,具有与压力室基本相似的大致菱形的平面形状。即,菱形的角部由平滑的曲线(例如圆弧)形成。大致菱形的主电极区域35a中的一个锐角部与辅助电极区域35b连接。辅助电极区域35b的前端设有与单个电极35电连接的圆形的焊盘36。如图8b所示,焊盘36相对空腔板22配置在未形成压力室10的区域中。焊盘36例如由含有玻璃粉的金属构成,如图8a所示,形成在辅助电极区域35b的表面上。
如图8a所示,在最上层的压电片41和其下侧的压电片42之间,介入与压电片41同样外形的厚度约为2μm的共同电极34。单个电极35及共同电极34例如都由Ag-Pd类等金属材料构成。
共同电极34在未图示的区域中与接地端子连接。因此共同电极34在所有与压力室10对应的区域中,相等地保持一定的电位,在本实施例中保持为接地电位。
接着对致动器单元21的驱动方法进行说明。在4张压电片41~44中,仅最上位的压电片41在其两个面上具有电极(单个电极35及共同电极34),当施加电场时,在厚度方向上伸缩。其他3张压电片在其两个面上不具有电极。在层叠了4张压电片41~44的致动器单元21中,将两个面上具有电极,当向该电极施加电压时在厚度方向上伸缩的压电片41称为活性层。将两个面不具有电极的其他3个压电片称为非活性层。致动器单元21中的压电片41的极化方向是其厚度方向。致动器单元21,将上侧(即离压力室10远的一侧)的1张压电片41作为活性层,并将下侧(即离压力室10近的一侧)的3张压电片42~44作为非活性层。成为所谓的单层压电梁(unimorph)式的构造。因此,使单个电极35为正或负的规定电位时,例如电场和极化方向相同,则被压电片41中的电极夹持的电场施加部分作为活性部(压力生成部)发挥作用,由于横向压电效果(transversal piezoelectric effect)而在与极化方向垂直的方向上收缩。
在本实施例中,在压电片41中被单个电极35和共同电极34夹持的部分,在被施加电场时,由于压电效果而作为产生变形的活性部发挥作用。另一方面,位于压电片41的下方的3张压电片42~44不会受到来自外部的电场,因此几乎不作为活性部发挥作用。因此,在压电片41中主要是被主电极区域35a和共同电极34夹持的部分由于横向压电效果在与极化方向垂直的方向上收缩。
另一方面,压电片42~44由于不受到电场的影响,因此不会自动产生位移。因此在上层的压电片41和下层的压电片42~44之间,向与极化方向垂直的方向的变形产生差异,压电片41~44整体向非活性层一侧突出而变形(unimorph变形)。此时,如图8a所示,由压电片41~44构成的致动器单元21的下表面固定在划分压力室的隔板(空腔板22)的上表面上,结果压电片41~44向压力室一侧突出而变形。因此,压力室10的容积下降,压力室10内的墨水压力上升。其结果,从压力室10挤压出的墨水从喷嘴8喷出。之后,使单个电极35恢复到和共同电极34相同的电位,则压电片41~44变为原来的形状,压力室10的容积返回到原来的容积。墨水从歧管流路5一侧吸入到压力室10。
作为其他驱动方法,也可预先将单个电极35设定为与共同电极34不同的电位。此时,每当从喷墨头的控制器(未图示)得到墨水喷出要求时,使单个电极35暂时与共同电极34为相同的电位。之后在规定的时序下再次使单个电极35为和共同电极34不同的电位。这种情况下,在单个电极35和共同电极34为同一电位的时序下,压电片41~44恢复到原来的形状,从而压力室10的容积与初始状态(两个电极的电位不同的状态)相比增大,墨水从歧管流路5一侧吸入到压力室10内。之后在再次使单个电极35和共同电极34为不同电位的时序下,压电片41~44向压力室10一侧突出而变形。由于压力室10的容积下降,墨水的压力上升,墨水喷出。这样,在墨水从喷嘴8喷出的同时,喷墨头1适当地在主扫描方向上移动,将所需的图像打印到纸张上。
对上述喷墨头1的制造方法参照图9进行说明。图9是表示喷墨头1的制造工序的流程图。
在制造喷墨头1时,分别制造流路单元4及致动器单元21等部件。之后组装这些部件。首先,在步骤S1中,制作流路单元4。制作流路单元4时,在构成流路单元4的各个板22~30中,向除喷嘴板30以外的各板22~29实施以形成图案的光敏抗蚀剂为掩模的蚀刻,将图5所示的各个孔形成在各板22~29上。并且,如下所述,通过冲头151将多个喷嘴8形成在成为喷嘴板30的金属板130上。在形成了喷嘴8的金属板130的整体表面32上形成防浸润膜106。这样形成喷嘴板30。为了形成单个墨水流路7,使对齐位置的9张板22~30通过环氧类的热硬化性粘接剂层叠。而后将9张板22~30加热到热硬化性粘接剂的硬化温度以上的温度并同时加压。由此,热硬化性粘接剂硬化,9张板22~30互相粘固。可获得如图5所示的流路单元4。此时,由于各板22~30由相同的金属材料形成,因此各板22~30的线膨胀系数相同,流路单元4不会向一侧翘曲。
另一方面,在制造致动器单元21时,首先在步骤S2中,准备多张压电陶瓷制的印刷电路基板。印刷电路基板预先估计烧结引起的收缩而形成。在其中的一部分印刷电路基板上,将导电性膏丝网印刷形成共同电极34的图案。并且,用夹具使印刷电路基板彼此对齐位置,同时在未印刷导电性膏的印刷电路基板下面,重叠以共同电极34的图案印刷有导电性膏的印刷电路基板。进一步在其下面重叠未印刷导电性膏的印刷电路基板2张。
并且在步骤S3中,将步骤S2中所获得的层叠体和公知的陶瓷一样进行脱脂,并以规定的温度进行烧结。由此,4张印刷电路基板成为压电片41~44,导电性膏成为共同电极34。之后在位于最上层的压电片41上,将导电性膏丝网印刷形成单个电极35的图案。而后,通过对层叠体加热处理而烧结导电性膏,在压电片41上形成单个电极35。之后将含有玻璃粉的金属印刷到单个电极35上,形成焊盘36。由此,可制造如图8所示的致动器单元21。
由于步骤S1的流路单元的制造工序和步骤S2、S3的致动器单元制造工序是独立进行的,因此先进行哪一个都可以,也可同时进行。
接着,在步骤S4中,在步骤1中获得的流路单元4的形成有多个与压力室相当的凹部的面上,将热硬化温度为80℃左右的环氧类热硬化性粘接剂用刮棒涂布机进行涂敷。热硬化性粘接剂例如使用二液混合型的粘接剂。
接着,在步骤S5中,在流路单元4上涂敷的热硬化性粘接剂层上,放置致动器单元21。此时,各致动器单元21,以使活性部和压力室10相对的方式,相对于流路单元4进行定位。该定位根据在预先制造工序(步骤S1~步骤S3)中在流路单元4及致动器单元21中形成的定位标记(未图示)来进行。
接着,在步骤S6中,对流路单元4、流路单元4和致动器单元21之间的热硬化性粘接剂、及致动器单元21的层叠体用未图示的加热·加压装置加热到热硬化性粘接剂的硬化温度以上,同时进行加压。并且,在步骤S7中,使从加热·加压装置中取出的层叠体自然冷却。这样,制造出由流路单元4和致动器单元21构成的喷墨头主体70。
之后,在进行完FPC50的粘接工序后,通过进行底座71的粘接工序等完成喷墨头1。
接着,对构成上述流路单元4的一部分的喷嘴板30的制造方法进行说明。图10表示本实施例的喷嘴板30的制造工序。图10(a)是表示在喷嘴板上形成喷嘴前的状态的图。图10(b)是表示在喷嘴板上形成了在后成为喷嘴的凹部的状态的图。图10(c)是表示加工凹部而在喷嘴板上形成喷嘴的状态的图。
开始,如图10(a)所示,将安装在金属模具(未图示)上的冲头151冲压入由SUS430构成的长方形平板状的金属板130的上表面31(相当于喷嘴板30的内表面31)。该工序是冲头冲压步骤。这里的金属板130是在后成为喷嘴板30的板。换言之,金属板130是喷嘴形成前的喷嘴板。冲头151从其前端向后具有:圆柱部153、曲面部154、及锥形肩部152。锥形肩部152形成朝向冲头151前端渐细的形状。在冲头151的截面中,圆柱部153和曲面部154以平滑的曲线连接。在冲头151的截面中,曲面部154和锥部152也以平滑的曲线连接。
在冲头冲压步骤中,打入冲头151,使其前端超过金属板130的下表面33(相当于喷嘴板30的外表面33)而前进,但并不使下表面33破裂。当拔出打入的冲头151后,如图10(b)所示,在金属板130的上表面31形成凹部140。在凹部140的截面的轮廓中,形成与冲头151的锥形肩部152对应的第一曲线102a及第一直线102。凹部140中,在其截面中形成与圆柱部153对应的第二直线101、与曲面部154对应的第二曲线103。
凹部140的底140a比金属板130的下表面33靠下。换言之,凹部140的底140a位于从金属板130的上表面31开始超过下表面33的位置。
另一方面,在金属板130的下表面33一侧,形成覆盖凹部140的底140a并从下表面33的平面向下方突出的突起141。换言之,突起141具有中空部141a。
在冲头冲压步骤中将冲头151冲压入金属板130时,适当地调整冲头151的形状、冲压速度及冲压力,以使凹部140的截面中的第二曲线从金属板130的上表面31开始,没有棱边地(相切)平滑地连接。同时,在冲头冲压步骤中将冲头151冲压入金属板130时,适当地调整冲头151的形状、冲压速度及冲压力,以使突起141的下摆部105a距金属板130的下表面33的高度逐渐变高。
接着如图10(c)所示,留下金属板130的下表面33上形成的突起141的下摆部105a,去除包括凹部140的底140a在内的突起141的顶部141b。换言之,去除突起141的顶部141b,直至突起141的中空部141a露出到金属板130的下表面33一侧。突起141的顶部141b通过机械加工(例如磨削加工)去除。
通过去除凹部140的底140a,凹部140变为贯通金属板130的孔,即喷嘴8。换言之,通过直至突起141的中空部141a露出到金属板130的下表面33一侧而去除突起141的顶部141b,凹部140成为贯通金属板130的孔,即喷嘴8。这样形成喷嘴8。形成突起141的下摆105a的隆起部105相当于图7所示的隆起部105。
去除突起141的顶部141b的加工通过研磨抛光加工来进行。即,将金属板130安装在支承板(未图示)上,以使金属板130的突起141与可旋转的磨床(未图示)的磨削面相对。在使支承板和磨床向同一方向旋转的状态下,在金属板130和磨床的磨削面之间,供给含有研磨材料的浆液。并且,使支承板向靠近磨床的方向移动,相对磨床对金属板130加压。由此,金属板130的突起141通过含有研磨材料的浆液逐渐从其顶部开始被磨削。通过直至突起141的中空部141a露出到金属板130的下表面33一侧而去除突起141的顶部141b,中空部141a露出到金属板130的下表面33一侧。即,凹部140的底140a在金属板130的下表面33一侧开口。这样,在金属板130上形成了上述突起141的下摆部105a、以及在下摆部105a内形成有开口部8a(喷嘴8的外表面侧开口部8a)的喷嘴8。
并且,本实施例中的支承板具有比磨床的半径小的直径。并且,支承板在磨削突起141时,一边自转一边沿着磨床的旋转方向公转。
这样,在金属板130上形成突起141,通过残留突起141的下摆部105a而去除突起141的顶部141b,可在短时间内形成喷嘴8。即,可缩短研磨抛光加工所需的时间。
与之相反,不残留下摆部105a,去除突起141的全部而形成喷嘴8时,由于磨床上的研磨布是软质的,因此会磨削金属板130的整体表面32的几乎整个表面。加工时间格外长。在磨削金属板130的整体表面32期间,研磨布变形,并进入到开始开口的中空部141a中。并且,含有研磨材料的浆液也进入到开始开口的中空部141a中。其结果,喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围被削除。喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围的边缘较钝(形成较大的倒角)地形成。并且,由于自转的支承板相对于磨床公转的同时进行加工,因此根据金属板130上的喷嘴8的位置不同,各个喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围的磨削方式产生差异。该差异取决于金属板130上的支承板的安装位置、公转半径、磨削速度等,在金属板130的长边方向上,磨削状态具有特定的方向性及分布。喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围被不均匀地磨削。当喷出墨水的喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围被不均匀地磨削时,喷出墨水时的墨水的喷出方向偏移,打印精度下降。
另一方面,在本实施例中,通过残留下摆部105a而仅去除突起141的顶部141b,无需磨削金属板130的突起141以外的整体表面32。这样一来,磨削时间变短。抑制了长时间磨削造成的喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围的无故磨削,由于不会因长时间磨削而使喷嘴8的外表面侧开口部8a的周围被无故磨削,因此可形成具有轮廓尖锐的外周的外表面侧开口部8a。可形成可稳定地喷出墨水的外表面侧开口部8a。
接着,对在形成喷嘴8的金属板130(相当于喷嘴板30)的整体表面32上形成防浸润膜106的工序进行如下说明。图11是表示本实施例的防浸润膜106的形成工序。图11(a)是表示将光硬化性树脂压附到金属板130的整体表面32的状态的图。图11(b)是表示在金属板130上形成的喷嘴8的下表面33侧部分上形成柱状硬化部162的状态的图。图11(c)是表示在金属板的表面33上形成防浸润膜106的状态的图。图11(d)是表示去除了柱状硬化部162的状态的图。
在金属板130的整体表面32上形成防浸润膜106时,首先如图11(a)所示,对作为保护层的薄膜状的光硬化性树脂161进行加热,同时通过辊等压附在金属板130的整体表面32上。此时,调整加热温度、压力及辊速等,使规定量的光硬化性树脂161填充到喷嘴8的下表面33侧部分。该工序是涂敷光硬化性树脂的步骤。其中,当压附该薄膜时的加热温度过高时,例如当大幅超过玻璃转移点时,光硬化性树脂161显示出流动性,无法以所需的膜厚在金属板130的整体表面32上涂敷光硬化性树脂161。相反,当加热温度过低时,薄膜不会软化,无法将需要量的光硬化性树脂161填充到喷嘴8的下表面33侧部分。因此,在本实施例中,将该加热温度设定为80℃~100℃的范围。该温度范围是光硬化性树脂161显示出软质的橡胶状的性质的玻璃转移状态的温度范围。为了在喷嘴8的下表面33侧部分上填充用于形成柱状硬化部162所需的量的光硬化性树脂161,薄膜状的光硬化性树脂161的厚度应为喷嘴8的外表面侧开口部8a的直径以下。
接着如图11(b)所示,从金属板130的上表面31一侧(喷嘴板的内表面侧),通过喷嘴8向整体表面32侧的光硬化性树脂161照射紫外线、激光等。使填充到喷嘴8的下表面33侧部分的光硬化性树脂161硬化。该工序是照射光的步骤。其中,通过调整光线的曝光量使光硬化性树脂161仅在喷嘴8延伸的方向上硬化,从而在光硬化性树脂161中形成柱状硬化部162,该柱状硬化部162从金属板130的整体表面32部分突出,且其直径与喷嘴8的外表面侧开口部8a的直径相等。此时,象现有技术一样,磨削金属板130的下表面33的整体并形成喷嘴8的外表面侧开口部8b时,外表面侧开口部8a的外周的边缘被磨圆。由此,照射的光线在被磨圆的外表面侧开口部8a的外周附近发生漫反射。在填充到喷嘴8的外表面33侧部分的光硬化性树脂161的周围无法均匀地照射光线。其结果,形成侧面形状紊乱的柱状硬化部。但在本实施例中,由于喷嘴8的外表面侧开口部8a的外周的边缘形成得尖锐,因此可形成与外表面侧开口部8a的直径相等、侧面形状整齐的柱状硬化部162。即使喷嘴8的外表面侧开口部8a的外周被磨削,其磨削量也是微小的,在隆起部105的顶部平面上基本均匀。因此,金属板130的整体表面32的平面内的柱状硬化部162的形状、尺寸与喷嘴8的外表面侧开口部8a的形状、尺寸基本一致。并且,柱状硬化部162在保持与喷嘴8的外表面侧开口部8a的平面形状基本同一形状和尺寸的状态下,变为从金属板130突出的形状。
并且如图11(b)所示,在金属板130的整体表面32的光硬化性树脂161中,将柱状硬化部162以外的未硬化部分通过显影液溶解并去除。使柱状硬化部162在从金属板130的整体表面32突出的状态下残留。该工序是去除未硬化的未硬化的光硬化性树脂的步骤。此时,柱状硬化部162的一端在堵塞喷嘴8的外表面侧开口部8a的状态下残留。在该状态下,如图11(c)所示,在金属板130的整体表面32上,实施含有聚四氟乙烯等氟类高分子材料的镍镀层等的墨水的防浸润镀层,形成具有基本均匀的厚度的防浸润膜106。该工序是形成防浸润膜的步骤。并且,如图11(d)所示,在形成防浸润膜106后,将柱状硬化部162通过剥离液溶解去除。该工序是去除柱状硬化部的步骤。由此,制造出形成有防浸润膜106的喷嘴板30。
其中,柱状硬化部162从金属板130的整体表面32部分突出,且形成与喷嘴8的外表面侧开口部8a的直径相等的直径。因此,在形成防浸润膜106后去除喷嘴8的外表面33侧部分上形成的柱状硬化部162时,防浸润膜106中,在喷嘴8的位置处,形成与喷嘴8的外表面侧开口部8a相等形状的开口。即,防浸润膜106沿着喷嘴8的外表面侧开口部8a的外周形成。进一步,柱状硬化部162在保持与喷嘴8的外表面侧开口部8a的平面形状基本同一形状和尺寸的状态下,变为从金属板130突出的形状。因此,防浸润膜106上形成的开口的形状和尺寸在其膜厚方向上是一定的。因此,作为墨水喷出口的喷嘴8的外表面侧开口部8a的外周附近的墨水的防浸润性提高,可切实防止墨水的润湿。并且,防浸润膜106上形成的开口的形状在膜厚方向上是一定的。因此,从喷嘴8的外表面侧开口部8a喷出的墨水不会撞到防浸润膜106。其结果,墨水的喷出方向变得稳定,可提高打印到打印介质上的图像的画质。
接着对本实施例的形成了隆起部105的喷嘴板30、及现有技术的未形成隆起部的喷嘴板179的比较例进行说明。图12a是表示本实施例的喷嘴8的外表面侧开口部8a的附近形状的部分放大俯视图。图12b是表示现有技术的外表面侧开口部的附近形状的部分放大俯视图。并且在图12a和图12b中,为了便于理解附图,省略了防浸润膜的图示。图12a所示的喷嘴8的外表面侧开口部8a形成在喷嘴板30的隆起部105内,以点P为中心大致呈正圆形状。图12b所示的喷嘴的外表面侧开口部171形成在未形成隆起部的喷嘴板170上,以点P为中心大致呈正圆形状。但是,在图12b所示的外表面侧开口部171的周边附近,当以喷嘴板170的外表面173为高度水平的基准时,形成高度水平不同的三个区域T1~T3。区域T1相对外表面173的高度水平为-0.2μm。区域T2相对外表面173的高度水平为-0.4μm。区域T3相对外表面173的高度水平为-0.8μm。即,在外表面侧开口部171的周围,形成随着靠近外表面侧开口部171其水平逐渐变低的区域。并且,区域T1~T3的形状大致呈圆形,但各区域T1~T3的中心从外表面侧开口部171的中心P开始在图12b中形成在向左斜下方略微错位的位置上。整体上,水平低的区域偏向倾斜方向(图12b中箭头W所示的方向)而形成。当墨水从这样的喷嘴板170的外表面侧开口部171喷出时,作为墨滴后端的尾部偏向三个区域T1~T3的轮廓间距最狭窄的部分一侧,即在图12b中,偏向外表面侧开口部171的右斜上侧。在这三个区域T1~T3的轮廓间隔狭小和宽大的部分中,在包含外表面侧开口部171的中心P的喷嘴板170的截面中,与墨滴的尾部的距离产生或大或小的差,墨滴的尾部被拉向该距离小的一侧。因此,墨水的喷出方向不是所需的墨水喷出方向。进一步,这三个区域T1~T3根据喷嘴板170内的喷嘴位置不同,其形态各异,因此从各喷嘴喷出的墨水的喷出方向按各喷嘴而不同。与之相对,在图12a所示的外表面侧开口部8a的周围,未形成相当于图12b所示的区域T1~T3的区域。这样,通过形成隆起部105,可防止从喷嘴板30的外表面33向喷嘴的外表面侧开口部8a的周围水平逐渐变低的区域形成。这是因为,在形成外表面侧开口部8a时,喷嘴板30的外表面33没有被含有研磨材料的浆液磨削。或者是因为,如图10中所说明的,为形成外表面侧开口部8a而磨削的部分仅是突起141的顶部141b即可,因此可缩短在成为喷嘴板30的金属板130上形成喷嘴8的外表面侧开口部8a的时间。由于形成外表面侧开口部8a的时间较短,因此磨床的表面和隆起部105的顶部平面105b(参照图7)接触的时间变短,隆起部105的顶部表面105b被磨削的量也变少。并且如图12b的T1~T3所示,在喷嘴板170的外表面173中,从其平面向外表面侧开口部8a水平逐渐变低的形状产生在离喷嘴8的外表面侧开口部8a的外周非常近的地方。即,在喷嘴板30的外表面33中从其平面向喷嘴8的外表面侧开口部8a水平逐渐变低意味着,喷嘴8的外表面侧开口部8a的外周的边缘较钝地形成。
根据本实施例的喷墨头,从喷嘴8的外表面侧开口部8a喷出墨水时,从墨滴的前端到后端为直线状的墨滴,尾部不会弯曲。因此,各喷嘴8的墨水喷出方向保持稳定,可防止因墨水喷出方向偏差引起的图像画质下降。
如上所述,在本实施例的喷墨头的制造方法中,不全部去除由冲头151形成的在喷嘴板30上的突起141。残留具有中空部141a的下摆部105a,直至中空部141a露出外表面33而去除突起141的顶部141b。由此,不形成从喷嘴板30的外表面33的水平开始向喷嘴8的外表面侧开口部8a的外周方向水平逐渐降低的区域。可形成使喷嘴8的外表面侧开口部8a的外周的轮廓尖锐的喷嘴板。
而通过研磨抛光加工,不残留下摆部地全部去除较长的金属板的多个突起时,存在如下缺点。在金属板的长边方向两端和中央,由于金属板和磨床的相对旋转的圆周速度不同,因此根据喷嘴在金属板上的位置的不同,喷嘴的外表面侧开口部的周围的水平低的区域的形状产生偏差。即,根据喷嘴板上的喷嘴的位置不同,外表面侧开口部的外周的边缘的形状不同。这样,各喷嘴的墨水喷出方向产生偏差。无法进行高画质的打印。但在本实施例中,形成隆起部105,也就是仅磨削通过冲头151形成的突起141的顶部141b,因此磨削加工所需的时间变短。因此,即使圆周速度产生差异,也可抑制含有研磨材料的浆液进入到喷嘴8内而磨削外表面侧开口部8a的周围。可使分散在喷嘴板上的喷嘴8的外表面侧开口部的周围的形状均匀地形成。
(第二实施例)
对第二实施例的喷墨头的喷嘴板230进行如下说明。图13是本发明的第二实施例的喷嘴板230的喷嘴附近的部分放大剖视图。如图13所示,在喷嘴板230中形成贯通其内表面231和外表面233的喷嘴208。包含喷嘴208的中心线Q的截面中的喷嘴208的轮廓具有和图7所示的喷嘴8的第一曲线102a相同的第一曲线202a。并且,具有和图7所示的喷嘴8的第一直线102相同的直线202。并且,包含喷嘴208的中心线Q的截面中的喷嘴208的轮廓具有第二曲线203。
第一曲线202a从喷嘴板230的内表面231开始平滑地描绘曲线而延伸到喷嘴208内。即,喷嘴板230的内表面231和第一曲线202a不形成棱角(相切)而连接。
直线202从第一曲线202a开始向喷嘴板230的外表面233延伸。直线202在靠近喷嘴208的中心线Q的同时向外表面233延伸。
第二曲线203从直线202开始向喷嘴板230的外表面233延伸。第二曲线203在靠近喷嘴208的中心线Q的同时向外表面233延伸。直线202和第二曲线203在点C连接。第二曲线203在点C和延长了直线202的直线L3相切。即,第二曲线203和直线202不形成棱角(相切)而平滑地连接。
使喷嘴板230的内表面231和喷嘴208的第一曲线202a的连接点在喷嘴208的圆周方向上连接的曲线是喷嘴208的内表面侧开口部202b。使喷嘴板230的外表面233和喷嘴208的第二曲线203的连接点在喷嘴208的圆周方向上连接的曲线是喷嘴208的外表面侧开口208a。在包含喷嘴208的中心线Q的截面中,喷嘴板230的内表面231、第一曲线202a、曲线202、及第二曲线203不形成棱角(相切)而平滑地连接。从喷嘴208的内表面侧开口部202b朝向外表面侧开口部208a,喷嘴208的内径不会急剧变化。因此,从喷嘴208的内表面侧开口部202b流入的墨水可顺利地在喷嘴208内流动。可降低喷嘴208内墨水流动的紊乱。
喷嘴208的内表面侧开口部202b的直径D1大于喷嘴208的外表面侧开口部208a的直径D2。因此,从内表面侧开口部202b流入的墨水的流速增大,并从外表面侧开口部208a喷出。可使墨水的喷出速度高速化。流入到喷嘴208的墨水的速度在通过喷嘴208的内径逐渐减小的第一曲线202a、直线102、第二曲线203的部分期间高速化。可使喷出速度高速化而喷出墨水。可提高喷墨头的打印精度。
此外,与直线202相当的喷嘴208的部分形成朝向喷嘴板230的外表面233前端渐细的锥形的孔部。与第二曲线203相当的喷嘴208的部分形成朝向喷嘴板230的外表面233前端渐细,且在包含喷嘴208的中心线Q的截面上描绘曲线203的曲面状的孔部。
在喷嘴板230的外表面233上,形成从外表面233向下方突出的隆起部205。隆起部205的顶部形成顶部平面205b。喷嘴208的外表面侧开口部208a配置在隆起部205的顶部平面205b内。隆起部205的下摆部205a的高度形成为,在隆起部205的周围,从喷嘴板230的外表面233开始逐渐变高。
在由隆起部205的下摆部205a和顶部平面205b、及喷嘴板230的外表面233构成的喷嘴板的整体表面232(除了喷嘴208的外表面侧开口部208a)上,形成与上述防浸润膜106相同的防浸润膜206。该防浸润膜206的表面成为喷墨面270a。并且,防浸润膜206在其形成区域内以大致相同的厚度形成,具有沿隆起部205的下摆部205a的面206a。与第一实施例一样,墨水、杂质等难以附着到喷墨面270a上。从喷嘴208的外表面侧开口部208a喷出的墨水的喷出方向不易紊乱。此外,与第一实施例一样,可减小擦拭器的损耗,并且可切实擦拭附着到外表面侧开口部208a的周围的墨水等。
喷嘴板230的制造方法可以和第一实施例一样来制造。即,将具有未形成与图10(a)所示的冲头151的圆柱部153对应的部分的冲头的金属模具,冲压入作为喷嘴板230的金属板。之后可以用和第一实施例所示制造方法相同的方法制造喷嘴板230。并且在制造喷嘴板230时,也可使用具有圆柱部153的冲头。这种情况下,将冲头冲压入金属板,在去除突起的顶部时,使与圆柱部153对应形成的圆柱孔部也被去除。利用图7进行说明,就是以使图7中的第二直线101和第二曲线103的连接点B位于喷嘴板的外表面的外侧的方式来冲压冲头。但冲压冲头时需要使喷嘴板的外表面不破裂。
如上所述,在第二实施例的喷嘴板230中,与第一实施例一样,在喷嘴208的前端附近形成隆起部205。可减少喷嘴板230的外表面233的磨削时间。可使喷嘴208的外表面侧开口部208a的外周的边缘形成得尖锐。因此,当墨水从外表面侧开口部208a喷出时,从墨滴的前端到后端为直线状的墨滴,尾部不会弯曲。因此,各喷嘴208的墨水喷出方向稳定,可提高打印画质。并且,喷嘴208形成为在包含喷嘴208的中心线Q的截面中使直线部202和第二曲线203平滑地连接。从喷嘴板230的内表面231朝向外表面233,喷嘴208的内径逐渐变化。可使墨水顺利地喷嘴208内流动。使墨水的喷出方向较为稳定。
(第三实施例)
对第三实施例中的喷嘴板330进行如下说明。图14是本发明的第三实施例的喷嘴板330的部分放大剖视图。如图14所示,喷嘴板330具有贯通其内表面331和外表面333的喷嘴308。
包含喷嘴308的中心线Q的截面中的喷嘴308的轮廓具有和图7所示的喷嘴8的第一曲线102a相同的第一曲线302a。具有和图7所示的喷嘴8的第一直线102相同的第一直线302。具有和图7所示的喷嘴8的第二曲线103相同的第二曲线303。并且,包含喷嘴208的中心线Q的截面中的喷嘴208的轮廓具有第二直线301。
第一曲线302a从喷嘴板330的内表面331开始平滑地描绘曲线而延伸到喷嘴308内。即,喷嘴板330的内表面331和第一曲线302a不形成棱角(相切)而连接。
第一直线302从第一曲线302a开始向喷嘴板330的外表面333延伸。第一直线302在靠近喷嘴308的中心线Q的同时,向外表面333延伸。
第二曲线303从第一直线302开始向喷嘴板330的外表面333延伸。第二曲线303在靠近喷嘴308的中心线Q的同时,向外表面333延伸。第一直线302和第二曲线303在点E连接。第二曲线303在点E和延长了第一直线302的直线L5相切。即,第二曲线303和第一直线302不形成棱角(相切)而平滑地连接。
第二直线301从第二曲线303开始向喷嘴板330的外表面333延伸。第二直线301在靠近喷嘴308的中心线Q的同时,向外表面333延伸。第二直线301和第二曲线303在点F连接。第二曲线303在点F和延长了第二直线301的直线L6相切。即,第二曲线303和第二直线301不形成棱角(相切)而平滑地连接。
使喷嘴板330的内表面331和喷嘴308的第一曲线302a的连接点在喷嘴308的圆周方向上连接的曲线是喷嘴308的内表面侧开口部302b。使喷嘴板330的外表面333和喷嘴308的第二直线301的连接点在喷嘴308的圆周方向上连接的曲线是喷嘴308的外表面侧开口308a。在包含喷嘴308的中心线Q的截面中,喷嘴板330的内表面331、第一曲线302a、第二曲线303、及第二直线301不形成棱角(相切)而平滑地连接。从喷嘴308的内表面侧开口部302b朝向外表面侧开口部308a,喷嘴308的内径不会急剧变化。因此,从喷嘴308的内表面侧开口部302b流入的墨水可顺利地在喷嘴308内流动。可降低喷嘴308内墨水流动的紊乱。
喷嘴308的内表面侧开口部302b的直径D1大于喷嘴308的外表面侧开口部308a的直径D2。因此,从内表面侧开口部302b流入的墨水的流速增大,并从外表面侧开口部308a喷出。可使墨水的喷出速度高速化。流入到喷嘴308的墨水的速度在通过喷嘴308的内径逐渐减小的第一曲线302a、第一直线302、第二曲线303、及第二直线301的部分期间高速化。可使喷出速度高速化地喷出墨水。可提高喷墨头的打印精度。特别是在第三实施例中,从喷嘴308的内表面侧开口部302b到外表面侧开口部308a,其直径逐渐变小。可进一步使从喷嘴308的内表面侧开口部302b流入的墨水的流速提高。
与第一直线302相当的喷嘴308的部分形成朝向喷嘴板330的外表面333前端渐细的锥形的孔部。与第二曲线303相当的喷嘴308的部分形成朝向喷嘴板330的外表面333前端渐细,且在包含喷嘴308的中心线Q的截面上描绘曲线303的曲面状的中间孔部。与第二直线301相当的喷嘴308的部分形成朝向喷嘴板330的外表面333前端渐细的锥形的第二孔部。
在喷嘴板330的外表面333上,形成从外表面333向下方突出的隆起部305。隆起部305的顶部形成顶部平面305b。喷嘴308的外表面侧开口部308a配置在隆起部305的顶部平面305b内。隆起部305的下摆部305a的高度形成为,在隆起部305的周围从喷嘴板330的外表面333开始逐渐变高。隆起部305与第一实施例的隆起部105同样地形成。因此,隆起部305具有和第一实施例相同的效果。
在由隆起部305的下摆部305a和顶部平面305b、及喷嘴板330的外表面333构成的喷嘴板330的整体表面332(除了喷嘴308的外表面侧开口部308a)中,形成与图7所示的防浸润膜106相同的防浸润膜306,该防浸润膜306的表面成为喷墨面370a。防浸润膜306和第一实施例一样地形成。因此,防浸润膜306具有和第一实施例相同的效果。
喷嘴板330的制造方法可以和第一实施例大致同样来制造。即,将与图10(a)所示的冲头151的圆柱部153对应的部分形成为朝向前端渐细的锥形即可。利用这种冲头,通过与第一实施例相同的方法,可制造出喷嘴板330。
如上所述,在第三实施例的喷嘴板330中,与第一实施例一样,在隆起部305的顶部平面305b内,配置喷嘴308的外表面侧开口部308a。用于去除喷嘴板330上形成的突起的顶部的磨削时间变短。即使进行磨削加工,喷嘴308的外表面侧开口部308a的外周的边缘也形成得尖锐。因此,当墨水从外表面侧开口部308a喷出时,墨滴从前端到后端为直线状的墨滴,尾部不会弯曲。各喷嘴308的墨水喷出方向稳定。可实现提高了打印画质的喷墨头。
(第四实施例)
对第四实施例中的喷嘴板430进行如下说明。图15是本发明的第四实施例的喷嘴板430的部分放大剖视图。如图15所示,在喷嘴板430中形成贯通其内表面431和外表面433的喷嘴408。包含喷嘴408的中心线Q的截面中的喷嘴408的轮廓具有和图7所示的喷嘴8的第一曲线102a相同的第一曲线402a,并具有和图7所示的喷嘴8的第一直线102相同的第一直线402,还具有和图7所示的喷嘴8的第二直线101相同的第二直线401。
第一曲线402a从喷嘴板430的内表面431开始平滑地描绘曲线而延伸到喷嘴408内。即,喷嘴板430的内表面431和第一曲线402a不形成棱角(相切)而连接。
第一直线402从第一曲线402a开始向喷嘴板430的外表面433延伸。第一直线402在靠近喷嘴408的中心线Q的同时,向外表面433延伸。
第二直线401从第一直线402开始向喷嘴板430的外表面433延伸。第二直线401与喷嘴板430的外表面433垂直。
使喷嘴板430的内表面431和喷嘴408的第一曲线402a的连接点在喷嘴408的圆周方向上连接的曲线是喷嘴408的内表面侧开口部402b。使喷嘴板430的外表面433和喷嘴408的第二直线401的连接点在喷嘴408的圆周方向上连接的曲线是喷嘴408的外表面侧开口408a。在包含喷嘴408的中心线Q的截面中,喷嘴板430的内表面431、第一曲线402a、及第一直线402不形成棱角(相切)而平滑地连接。从喷嘴408的内表面侧开口部402b到在第一直线402上的喷嘴板430的外表面侧端部,喷嘴408的直径逐渐变小。通过该部分,可使从喷嘴408的内表面侧开口部402b流入的墨水的流速高速化。在与喷嘴408的第二直线401相当的部分,喷嘴408的直径D2是一定的。通过该部分,使高速化的墨水的流动变得稳定。可以喷出使流速高速化且变得稳定的墨水。喷墨头的打印精度提高。
如图15所示,在第四实施例中,包含喷嘴408的中心线Q的截面上的喷嘴408的轮廓是简单的。由于截面的轮廓简单,因此易于形成喷嘴408。
并且,与第一直线402相当的喷嘴408的部分形成朝向喷嘴板430的外表面433前端渐细的锥形的孔部。与第二直线401相当的喷嘴408的部分形成柱状的孔部。
在喷嘴板430的外表面433上,形成从外表面433向下方突出的隆起部405。隆起部405的顶部形成顶部平面405b。喷嘴408的外表面侧开口部408a配置在隆起部405的顶部平面405b内。隆起部405的下摆部405a的高度形成为,在隆起部405的周围从喷嘴板430的外表面433开始逐渐变高。隆起部405与第一实施例的隆起部105一样地形成。因此,隆起部405具有和第一实施例相同的效果。
在由隆起部405的下摆部405a和顶部平面405b、及喷嘴板430的外表面433构成的喷嘴板430的整体表面432(除了喷嘴408的外表面侧开口部408a)上,形成与图7所示的防浸润膜106相同的防浸润膜406,该防浸润膜406的表面变为喷墨面470a。防浸润膜406和第一实施例一样地形成。因此,防浸润膜406具有和第一实施例相同的效果。
喷嘴板430的制造方法可以和第一实施例一样来制造。即,预备如下形状的冲头:在图10(a)所示的冲头151中,不形成与曲面部154对应的部分,而圆柱部153和锥形肩部152连接。利用这种形状的冲头,通过与第一实施例相同的方法,可制造出喷嘴板430。
如上所述,在第四实施例的喷嘴板430中,与第一实施例一样,在隆起部405的顶部平面405b内,配置喷嘴408的外表面侧开口部408a。用于去除喷嘴板430中形成的突起的顶部的磨削时间变短。即使进行磨削加工,喷嘴408的外表面侧开口部408a的外周的边缘也形成得尖锐。因此,当墨水从外表面侧开口部408a喷出时,墨滴从前端到后端为直线状的墨滴,尾部不会弯曲。各喷嘴408的墨水喷出方向较稳定。可实现提高了打印画质的喷墨头。
第四实施例的喷嘴408,包含喷嘴408的中心线Q的截面的轮廓是简单的。因此易于制造。
以上对本发明的优选实施例进行了说明,但本发明不限于上述实施例,在发明内容范围内可进行各种变更。并且,本说明书或附图中所说明的技术要素可单独或进行各种组合来发挥技术上的作用,不限于申请时发明内容所述的组合。并且,本说明书或附图所例示的技术可同时实现多种目的,而实现其中的一个目的本身即可发挥其技术上的作用。
例如,实施例1中所说明的喷墨头是行式的,但也可以是串式的喷墨头。并且,各喷嘴板30、230、330、430中也可不形成防浸润膜。并且,喷嘴也可以是包含中心线的截面的轮廓仅具有与喷嘴板的外表面垂直的直线的形状。或者喷嘴也可以是包含中心线的截面的轮廓仅具有与喷嘴板的外表面不垂直的直线的形状。喷嘴板的平面中的喷嘴的孔的形状可以不是正圆,而是椭圆形。并且,隆起部105、205、305、405的外周侧面可以不是曲面。
并且,在上述实施例中,成为喷嘴板的金属板不使冲头贯通地被冲压,但冲头的前端也可贯通金属板。这种情况下,通过冲头在金属板上形成贯通孔。当使冲头贯通金属板时,在冲头的前端突出的一方的金属板的面上,在贯通孔的周围形成隆起部。残留该隆起部的下摆部并将隆起部的顶部平面磨平。通过上述制造方法也可制造出形成有在隆起部内具有开口的喷嘴的喷嘴板。由于仅使隆起部的顶部平面磨平即可,因此可使隆起部内的开口的周围的边缘形成得尖锐。
并且,为了磨削喷嘴板上形成的突起,在上述各实施例中,使用了研磨抛光加工,但不限于该加工方法,只要是可对平面进行精密加工的方法即可。例如包括可进行镜面精加工的磨削加工。该方法是利用高速旋转的磨石逐渐将喷嘴板切削成平面的方法,适用于大量生产。使磨石和其圆周速度、进给速度、切削量等条件与成为喷嘴板的金属板的性质适当对应而进行磨削。其他方法包括加工后的表面粗糙度、尺寸的精度较高的切削加工。该加工可以用刀具将喷嘴板不要的部分(突起的顶部)作为切屑而去除。使刀具及其形状、刀具的进给量、切削速度等条件与成为喷嘴板的金属板的性质适当对应而进行切削。此外也可适用放电加工。使用任意一种方法均可获得本发明的效果。并且,通过本发明所获得的效果不受喷墨头所具有的致动器单元的动作方式影响。具有压电式、热式、静电式等致动器单元的喷墨头也可获得本发明的效果。
Claims (18)
1.一种具有喷嘴板(30、230、330、430)的喷墨头,该喷嘴板(30、230、330、430)具有:
外表面(33、233、333、433),其在工作时与打印介质相对;
内表面(31、231、331、431),其为相对于外表面(33、233、333、433)的另一面;
隆起部(105、205、305、405),形成在外表面(33、233、333、433)上,具有顶部平坦面(105b、205b、305b、405b);
喷嘴(8、208、308、408),从外表面(33、233、333、433)到内表面(31、231、331、431)贯通喷嘴板(30、230、330、430),并且喷嘴(8、208、308、408)在外表面(33、233、333、433)上的开口部(8a、208a、308a、408a)配置在隆起部(105、205、305、405)的顶部平坦面(105b、205b、305b、405b)内。
2.根据权利要求1所述的喷墨头,其中,
隆起部(105、205、305、405)通过从内表面(31、231、331、431)朝外表面(33、233、333、433)向喷嘴板(30、230、330、430)冲压入冲头(151)而形成。
3.根据权利要求1所述的喷墨头,其中,
隆起部(105、205、305、405)在顶部平坦面(105b、205b、305b、405b)的周围逐渐改变距喷嘴板(30、230、330、430)的外表面(33、233、333、433)的高度。
4.根据权利要求1所述的喷墨头,其中,
包含喷嘴中心线(Q)的截面中的喷嘴(8、208、308、408)的轮廓线与喷嘴板(30、230、330、430)的内表面(31、231、331、431)以其间没有棱边的方式相连接。
5.根据权利要求1所述的喷墨头,其中,
喷嘴(8、208、308、408)在内表面(31、231、331、431)上的开口部的直径(D1)比喷嘴(8、208、308、408)在外表面(33、233、333、433)上的开口部(8a、208a、308a、408a)的直径(D2)大。
6.根据权利要求5所述的喷墨头,其中,
包含喷嘴中心线(Q)的截面中的喷嘴(8)的轮廓线具有:
第一曲线(102a),从喷嘴板(30)的内表面(31)延伸;
第一直线(102),从第一曲线(102a)延伸;
第二曲线(103),从第一直线(102)延伸;
第二直线(101),从第二曲线(103)延伸,
其中,第一直线(102)在靠近喷嘴中心线(Q)的同时向喷嘴板(30)的外表面(33)延伸,
第二直线(101)与喷嘴板(30)的外表面(33)垂直;
第一曲线(102a)、第一直线(102)、第二曲线(103)、及第二直线(101)以在各连接边界上没有棱边的方式相连接。
7.根据权利要求5所述的喷墨头,其中,
包含喷嘴中心线(Q)的截面中的喷嘴(208)的轮廓线具有:
第一曲线(202a),从喷嘴板(230)的内表面(231)延伸;
直线(202),从第一曲线(202a)延伸,
第二曲线(203),从直线(202)延伸,
其中,直线(202)在靠近喷嘴中心线(Q)的同时向喷嘴板(230)的外表面(233)延伸,
第二曲线(203)在靠近喷嘴中心线(Q)的同时向喷嘴板(230)的外表面(233)延伸,
第一曲线(202a)、直线(202)、及第二曲线(203)以在各连接边界上没有棱边的方式相连接。
8.根据权利要求5所述的喷墨头,其中,
包含喷嘴中心线(Q)的截面中的喷嘴(308)的轮廓线具有:
第一曲线(302a),从喷嘴板(330)的内表面(331)延伸;
第一直线(302),从第一曲线(302a)延伸;
第二曲线(303),从第一直线(302)延伸;
第二直线(301),从第二曲线(303)延伸,
其中,第一直线(302)在靠近喷嘴中心线(Q)的同时向喷嘴板(330)的外表面(333)延伸,
第二直线(301)在靠近喷嘴中心线(Q)的同时向喷嘴板(330)的外表面(333)延伸,
第一曲线(302a)、第一直线(302)、第二曲线(303)、及第二直线(301)以在各连接边界上没有棱边的方式相连接。
9.根据权利要求5所述的喷墨头,其中,
包含喷嘴中心线(Q)的截面中的喷嘴(408)的轮廓线具有:
曲线(402a),从喷嘴板(430)的内表面(431)延伸;
第一直线(402),从曲线(402a)延伸,
第二直线(401),从第一直线(402)延伸,
其中,第一直线(402)在靠近喷嘴中心线(Q)的同时向喷嘴板(430)的外表面(433)延伸,
第二直线(401)与喷嘴板(430)的外表面(433)垂直,
曲线(402a)、第一直线(402)以在边界上没有棱边的方式相连接。
10.根据权利要求1所述的喷墨头,其中,
在喷嘴板的外表面(33、233、333、433)上形成墨水的防浸润膜(106、206、306、406)。
11.一种具有喷嘴板的喷墨头的制造方法,其中,喷嘴板具有内表面和相对于内表面的外表面,该制造方法具有以下工序:
从喷嘴板(30、230、330、430)的内表面(31、231、331、431)到喷嘴板(30、230、330、430)的外表面(33、233、333、433)将冲头(151)冲压入喷嘴板(30、230、330、430),直到冲头(151)的前端(153)超过原外表面(33、233、333、433),从而在外表面(33、233、333、433)上形成具有中空部(141a)的突起(141)的工序;和
去除突起(141)的顶部(141b)直到中空部(141a)露出,并使突起(141)的下摆部(105a、205a、305a、405a)的至少一部分残留,并形成具有开口部(8a、208a、308a、408a)的顶部平坦面(105b、205b、305b、405b),从而形成贯通喷嘴板(30、230、330、430)且在顶部平坦面(105b、205b、305b、405b)内形成开口部(8a、208a、308a、408a)的喷嘴(8、208、308、408)。
12.根据权利要求11所述的喷墨头的制造方法,其中,
突起(141)形成为其下摆部(105a、205a、305a、405a)逐渐改变距外表面(33、233、333、433)的高度的形状。
13.根据权利要求11所述的喷墨头的制造方法,其中,
冲头(151)具有呈锥形的肩部(152),以使包含喷嘴中心线(Q)的截面中的喷嘴(8、208、308、408)的轮廓线与喷嘴板(30、230、330、430)的内表面(31、231、331、431)以其间没有棱边的方式相连接。
14.根据权利要求11所述的喷墨头的制造方法,其中,
喷嘴(8、208、308、408)在内表面(31、231、331、431)上的开口部的直径(D1)比喷嘴(8、208、308、408)的在外表面(33、233、333、433)上的开口部(8a、208a、308a、408a)的直径(D2)大。
15.根据权利要求11所述的喷墨头的制造方法,其中,
突起(141)的顶部(141b)通过研磨或/和抛光加工被去除。
16.根据权利要求11所述的喷墨头的制造方法,其中进一步具有以下工序:
使光硬化性树脂涂敷到喷嘴板的外表面(33、233、333、433),以用光硬化性树脂填充喷嘴(8、208、308、408)的外表面(33、233、333、433)侧部分的工序;
向喷嘴板的内表面(31、231、331、431)照射光,以形成填充喷嘴(8、208、308、408)的外表面(33、233、333、433)侧部分且延伸越过外表面(33、233、333、433)的柱状硬化树脂的工序;
去除外表面(33、233、333、433)上的未硬化的光硬化性树脂的工序;
在外表面(33、233、333、433)上形成墨水的防浸润膜(106、206、306、406)的工序;和
去除柱状硬化树脂的工序。
17.根据权利要求16所述的喷墨头的制造方法,其中,
涂敷在外表面上的光硬化树脂的厚度小于或等于外表面侧的开口部(8a、208a、308a、408a)的直径。
18.根据权利要求16所述的喷墨头的制造方法,其中,
防浸润膜(106、206、306、406)通过电镀法形成。
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