液体喷射表面的防水涂层及其形成方法

专利名称：液体喷射表面的防水涂层及其形成方法
技术领域：
本发明关于液体喷射喷嘴表面上、特别是喷墨印刷机喷嘴板上的防水涂层的组成。
在喷墨头中采用压电件，由于它们的能效高，故近来使用得越来越普遍了。这种喷墨头通常包括一个压电件、一个具有并储存从外部供给的墨水的共用的墨水腔，多个连到压电件上的压力腔和连到压力腔上从而使喷嘴连到每个压力腔上的喷嘴板。通过相应墨水输送通道连到共用墨水腔中的每个压力腔接收来自共同墨水腔的墨水、利用压电件的变形增大内部压力，从而从喷嘴喷出墨水。
在喷嘴板(压力腔对面)的表面上，在喷嘴周围通常形成一层防水涂层。该防水涂层具有下列典型效果首先，防水涂层用来稳定来自喷嘴的喷出的墨水的飞行方向。若没有防水涂层，从压力腔喷出的墨水粘到喷嘴板表面上，粘到喷嘴板上的墨又连续地加上下一层墨水，使墨水的方向弯曲，使墨水不能按要求的方向飞行。其次，防水涂层能使刮擦加工顺利进行。在印刷操作完成后，通常将喷墨头进行备用处理，以除去喷嘴上的污物。在备用处理时，吸泵与喷嘴接触，吸出其中的污物，同时也吸出粘到喷嘴板表面上的墨水。因此如橡胶刮板一类的刮擦器刮擦喷嘴表面，这样，若没有防水涂层，在备用处理以后附着在喷嘴板上的墨水将不能刮掉而留在喷嘴板表面上。因此以后的墨水飞行方向会弯曲，如果留在其中的墨水的颜色与要喷出的颜色不同，则由于颜色不纯或混合而使印刷质量出问题。
鉴于上述情况，有必要在喷墨头上形成防水涂层。此外，传统的防水涂层具有作为主要成分的高防水性能的氟化物聚合物。
然而，这种氟化物聚合物是软的并难于粘到基板上，因此而破裂、不抗摩擦(即低抗刮擦性能)，因此不能保持预计的防水性能。所以需要有一种防水涂层，它采用氟化物聚合物作为主要成分，并能使用10万次左右。
因此有人建议涂覆氟化物聚合物、按加热熔化，使它粘到涂敷面上以形成涂层，从而改进它的抗刮擦能力。然而这种方法涉及到一个问题，即使形成涂层了，多次摩擦后很短时间就会磨损，从而降低了防水能力。另一方面，还有人建议在凹口形液体喷射口周围形成一个构件，避免由于摩擦力擦掉喷嘴周围的氟化物涂层，然而，这种加工成不平的方法增大了加工时间和成本。
因此，本发明的总的目的在于提供一种新款而有利的防水涂层和除去上述缺点、形成防水涂层的方法。
尤其是，本发明的示例性的目的是提供一种防水涂层，它具有高的耐刮擦器刮擦的性能，并用比以前形成这种防水涂层简单的方法形成。
为了达到上述目的，按照权利要求1的印刷头包括具有喷墨喷嘴的喷嘴板，在喷嘴周围作为基板的喷嘴板上形成的防水涂层，该防水涂层包括刚硬体和电镀形成的氟化物聚合物。按照权利要求1的印刷头，氟化物聚合物的防水性能防从喷嘴喷出的墨水类的液体，刚硬体增强了氟化物聚合物的抗刮擦性能。
如从属于权利要求1的权利要求2中设定的印刷头包括含扁平形状刚硬体的防水涂层。按照权利要求2的印刷头，扁平刚硬体与球形刚硬体相比不易脱落，能长期保持抗刮擦性能。如从属于权利要求1的权利要求3设定的印刷头包括一防水涂层，它包括颗粒直径的主轴为1μm或更小的刚硬体。按照权利要求3的印刷头，具有大颗粒直径的刚硬体决不会妨碍顺利刮擦喷嘴板。如从属于权利要求1的权利要求4和5设定的印刷头，包括具有刚硬体的防水涂层，刚硬体包括氮化硼或碳化硼单晶体。因此，按照权利要求4和5的印刷头，氮化硼或碳化硼单晶体本身具有扁平形状而不必进行将刚硬体加工成扁平形状的优点。如从属于权利要求1的权利要求6和7包括用电镀或无电涂敷作为涂层方法的防水涂层。因此权利要求6和7中的印刷头具有不要求特殊涂层方法的优点。
如权利要求8设定的记录装置，包括一个印刷头和一个驱动印刷头的驱动装置，其中印刷头包括具有喷墨喷嘴的喷嘴板，和形成在作为基板的喷嘴板上喷嘴周围的防水涂层，该涂层包括刚硬体和由涂敷方法形成的氟化物聚化物。按照权利要求8的记录装置，氟化物聚合物的防水性能能防从喷嘴喷出的墨水类的液体，刚硬体增强氟化物聚合物的抗刮擦能力。
如权利要求9设定的形成防水涂层的方法，包括下列步骤在喷嘴板上形成第一抗蚀剂，它仅在喷嘴板的喷嘴周围是敞开的，借助于第一抗蚀剂用第一涂敷方法形成第一层涂敷的氟化物聚合物；形成第二抗蚀剂，由第二涂敷加工将刚硬体加到第一层上，清除第一和第二抗蚀剂。按照该权利要求的形成防水涂层的方法，由于防水涂层成形在作为基板的喷嘴板上，可允许刚硬体从防水涂层表面上凸出。从属于权利要求9的权利要求10中的方法，还包括加热防水涂层的步骤，该加热步骤一直加热到使它的防水性能足以使含10％酒精的墨水的接触角成为60°或更大。通过热处理，氟化物聚合物熔化进入添加的刚硬体。
通过下面参照附图的描述，可进一步清楚本发明的其它目的和特征。


图1是说明本发明防水涂层的组成的剖面图，图2是一个剖面图，它说明了图1所示防水涂层的变化或经过了一定使用时间后的状态，图3是图2的圆圈部分的放大视图，图4是一个剖面图，它说明了具有相对于图1所示的扁平刚硬体的防水涂层来说，球形刚硬体的防水涂层的组成，图5是一个剖面图，它说明了图4所示的球形刚硬体落下的状态，图6是一个流程图，它说明了形成图1所示防水涂层的方法的一个例子，图7是一个流程图，它说明了形成图1所示防水涂层的方法的另一个例子，
图8是一个完整的喷墨头300的分解透视图，图9是喷墨头300的部分放大的侧视图，图10是本发明记录装置的透视图。
现参见图1～3来描述本发明的防水涂层100。图1是一个剖面图，它说明了本发明防水涂层100的组成。图2是防水涂层100a的剖面图，它示例性地表示变化情况或使用一段时间后的状态。图3是图2圆圈部分的放大图。在每个图中，同样的构件用同样的参照数字表示，重复的描述将省略。用同样参照数字加其它字母表示的相同零件表示相互之间的区别，还有用单个参照数字表示。
作为一个例子，厚度为1～2μm的防水涂层100围绕着喷嘴12成形在喷嘴板10的表面上。图1是可用于印刷头300上的喷嘴(孔)12周围的放大剖视图，印刷头以后将进行描述(如压电型喷墨头和双喷射型喷黑头)。喷嘴板10包括每个均具有直线部分14和倾斜部分16的喷嘴12，喷嘴12不必都包括直线部分14和倾斜部分16，可以仅包括它们中的一个。由直线部分14限定的部分是喷嘴12的开口部分18，在此形成墨水的月牙形20。喷嘴板10连到压力腔板30上，压力腔板30具有墨水腔32，这在下面将要描述。
防水涂层100和100a包括一层氟塑料涂层102，氟塑料颗粒104，镍基板106和扁平刚硬体108。图1所示的防水涂层100不同于图2所示的防水涂层，其区别在于在氟塑料涂层102上是否部分凸出扁平的刚硬体108。
防水涂层100和100a作为一个基板特别地成形在喷嘴板10上。因此，本发明不宜采用一种方法，例如逐步在一块板上形成防水层和喷嘴板10、然后将板取下的方法，因为该方法使刚硬体108不能如图2所示从氟塑料涂层102凸出。图2所示的刚硬体108的凸出结构宜用于防止氟塑料涂层102被刮板摩擦擦掉，从而能长期保持其防水性。
对氟塑料涂层102和氟塑料颗粒104而言，四氟乙烯树脂、四氟乙烯-六氟丙烯共聚树脂、三氟乙烯氯化物树脂、氟代亚乙烯基树脂、氟代乙烯基树脂、PTFE、FEP、ETFE、PFA、PCTFE和PVDF的单种材料或它们中两种或多种的混合物均适用。它们平均的颗粒直径最好小于150μm，特殊范围是0.05～20μm。除了上述氟塑料颗粒外，在需要的情况下，可以一起制成其它无机和有机的沉积聚合物颗粒。
为改进胶接性能加上了作为一种涂敷层的镍基板106，除了用镍以外，还可采用铜、银、锌、锡、钴和镍的合金、镍磷合金和镍硼合金等。可以采用如电解溶液或悬浮PFA的无电解涂敷溶液来形成涂敷层。按照将要沉积的各种金属电镀层的电解溶液可从电解镍溶液中选出，该电解溶液如Watts电解液、富氯化物电解液、氨基磺酸镍电解液、氟硼酸镍电解液等；还可从电解钴溶液中选出，该电解液如硫酸钴电解液和氯化钴电解液等；还有如硫酸铜、氟硼酸铜电解液的电解铜溶液；如硫酸铅、硫酸锡、氟硼酸铅电解液等的铅/锡类电解溶液等。最好采用具氨基磺酸离子的氨基磺酸电解液，氨基磺酸离子含量大于0.5mol，最好大于0.8mol，从而使溶液能具有形成较多沉淀和抗搅拌的特性。无电解涂敷溶液可从下列溶液中选出无电解涂敷镍溶液、无电解涂敷钴溶液和无电解涂敷铜溶液等，采用如连二磷酸盐和二甲基氮化硼(dimethyl borazon)等的硼化合物作还原剂。
刚硬体108具有比氟化物聚合物高的硬度和扁平的形状。它最好能防水、耐擦洗并尽可能光滑。即使刚硬体108防水性能较低，在以后将描述的热处理中与氟化物聚合物融化在一起，氟化物聚合物覆盖刚硬体108，从而使它保持防水。加入刚硬体108增进了氟化物聚合物耐擦洗器擦洗的能力。它的扁平形状有助于增强它在平的涂层中的固定效果。现专门描述增强的固定效果，为说明起见，假设如图4所示，球形刚性体208(如直径大于1μm)置于防水涂层200(如约1μm厚)中。如果用擦洗器5擦洗防水涂层200的表面，在防水涂层200中大于一半直径的球形刚硬体208如图5所示脱落，从而使防水涂层的耐擦洗性能降低到与没有刚硬体208的防水涂层那样的水平。在图5中，由刚硬体208留下的地方用209表示。
可用作刚硬体108的材料可以是氮化硼、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化钨、氟化石墨、氧化铝、玻璃和陶瓷等等。氮化硼和碳化硼很适合作为本发明的防水涂层，其中它们呈单晶体，该单晶体在晶体结构上不是球形的(氮化硼是扁平的)。尤其是常用于减小轴承摩擦的氮化硼，宜用于改进无电解涂敷镍涂层的滑动性能，并能增加氟塑料涂层108的强度。当采用氧化铝、玻璃、陶瓷时，应将它们加工成扁平形状。所加入的氮化硼可以是5g/l或10g/l，最好是20g/l。
由于添加的刚硬体108的防水性能低于氟化物聚合物，防水表面应尽可能宽地用氟化物聚合物覆盖。因此在涂层已接受添加物后必须用加热和融化氟化物聚合物的方法来增大液体接触面的防水部分。
现参见图6来描述制造带有图1和2所示的防水涂层的喷嘴板的方法。图6是一个流程图，用以说明图1所示防水涂层100和图2所示防水涂层100a的示例性的方法。首先如图6(A)所示，采用冲压、腐蚀、放电加工或激光加工等方法加工出厚度为100μm到300μm的不锈钢(SUS316)板的喷嘴板基板10，基板上具有喷嘴12。为说明起见，假定锥形喷嘴由冲压而成，直线部分14厚40μm，长度为20μm，倾斜部分16的倾角为20°。喷嘴板表面22粗略地研磨以除去加工留下的毛刺，不过毛刺还未完全除去。
下一步如图6(B)所示，在加工出的喷嘴12中注入抗磨蚀的聚合树脂作为抗蚀剂。光敏液态抗蚀剂在它以后的清除和可加工性上能作为一种树脂件，本例采用了固化聚丙烯树脂的干膜抗蚀剂(DFR)24，它在加到足够的温度时成为粘性液体，很容易注入喷嘴12。另外在清除时，水溶性的DFR可以很容易地用碱性水溶液来清除。
正如图6(C)所示，喷嘴板表面22浸在不锈钢腐蚀溶液中腐蚀。在喷嘴板表面22上还有加工时或粗制喷嘴12时留下的毛刺，它们可以通过腐蚀很容易地被除去。这就可省掉在加工喷嘴板10时的最终抛光研磨步骤，从而降低了成本。另外，如果采用化学研磨方法可减少加到喷嘴基板10上的机械应力，并可改进加工精度。腐蚀深度是10μm，直线部分14的长度是10μm。
此后，进行水洗、电解脱脂、水洗、酸洗和大电流快速镀镍，具有如图6(D)所示的Ni沉积层的防水涂层100形成在喷嘴板表面22上。该防水涂层100的厚度不超过凸出的DFR24的高度。然后将该喷嘴板10沉浸在碱性水溶液中，DFR24清除掉，如图6(E)所示，具有防水涂层100的喷嘴板10就完成了。当采用腐蚀有困难的材料时，如陶瓷、玻璃等作为喷嘴板10时，可采用喷砂的物理手段来代替图6(C)的研磨。在此情况下，可采用抗喷砂的DFR24，它包括聚氨基甲酸乙酯树脂而不是丙烯树脂作为混合物的成分(如由东京Ohka Kogyo有限公司制造的BF系列)。物理研磨方法也可用于金属制造的喷嘴板的基板10上。
同样，由镍沉积层沉积在喷嘴板表面22上的防水涂层100沿着DFR24的凸出部分形成，不能落入喷嘴12，保证了喷嘴12和防水涂层100的尺寸精度。例如在图1中，防水涂层100成形为使它的直径φ2与开口18的直径φ1之差落入直径φ1的3％的范围内。3％的差异用以布置防水涂层100的开口和差不多在同一侧上的喷嘴板的开口18。这种布置能防止墨滴偏移、稳定平行中的墨的方向并提供高质量的图像。
下面参见图7来描述制造具有防水涂层100的另一种方法。图7所示的方法是图6(C)和后面示图所示方法的变形，也就是说图7(A)接着图6(B)。正如图7(A)所示，在喷嘴板表面22上形成一层液体的抗蚀剂或DFR涂层26，它们能被碱性溶液冲洗和清除，然后用面罩形消除涂层围绕喷嘴板表面22上的开口18来进行暴露和冲洗。下一步如图7(B)所示，将喷嘴板基板10在腐蚀溶液中浸蚀，开口涂层26的表面是磨光的。腐蚀深度可通过改变腐蚀条件来调节，通过调节深度，可调节直线部分14的长度和DFR24的凸出量。
正如图7(C)所示，涂层26被强碱溶液清除。在此情况下，并未去掉抗碱的抗蚀剂DFR24，它被保留了下来。此后再进行水洗、酸洗、电解脱脂、水洗和大电流快速镀镍。接着如图7(D)所示，镍沉积层形成在喷嘴板表面22上，并形成了防水涂层100。涂层厚度调节成不超过DFR24的凸出量。此后正如图7(E)所示，用溶液冲洗型抗蚀剂清除溶液清除和除去DFR24。
上述制造方法还能如图6所示一样提供具有精确尺寸的防水涂层100的喷嘴板10。这种方法、尤其是用DFR24作为抗蚀剂，仅需要一个加热过程而省掉曝光过程，因此可在喷嘴板基板10的背面采用一个步骤，由此能降低制造成本。
下面将描述制造如图1所示的防水涂层100或如图2所示的防水涂层100a的方法。首先为了仅在喷嘴板10的表面上形成防水涂层，其它罩住不粘上涂层，在该步骤中，作为基板的喷嘴板10在形成压力腔30的一侧，在120℃、2.5kgf/cm，0.5m/min的条件下覆盖一层碱性冲洗型干膜(该示例性的实施例采用Tokyo Ohka Kogyo公司制造的α-450)。这使干膜进入喷嘴12的倾斜部分16和直线部分14。另外，抗蚀剂流出喷嘴的喷墨开口，盖住1μm宽的喷嘴开口的边缘周围部分，然后，该抗蚀剂由双侧曝光而硬化。
另一方面，为了形成带单晶体氮化硼的防水涂层，制备一种含镀镍溶液的氟塑料(由HiKifune有限公司制造)，具有1μm或更小一些的长颗粒尺寸的氮化硼(大于1μm的颗粒破碎到该尺寸)以比率为20g/l加入其中，将防水层涂覆到喷嘴板10上，如上所述罩住喷嘴板10。
将不锈钢(SUS430)制的喷嘴板10浸入10％的盐酸中三分钟，水洗除去氧化层，快速镀镍以改进它的电镀附着性能。
快速镀镍的技术条件如下(1)电镀液成份氯化镍(NiCl2.6H2O 220g/l盐酸(HCl 35％) 45g/l(2)温度 室温(3)电极钛篮(150×30×250mm)电解镍(φ1B×10mm)(4)电流密度 2A/dm2用这种快速镀镍溶液电镀1分钟后，将喷嘴基板浸在水洗槽中并立即开始防水涂层的加工。防水涂层的技术条件如下(1)溶液成份氨基磺酸镍 420～480g/l氯化镍 40～50g/l硼酸30～40g/lPTFE40～50g/l氮化硼 20g/lPH 4.0～4.4(2)温度42℃(3)电极钛篮(150×30×250mm)电解镍(φ1B×10mm)隔膜(4)电流密度2A/dm2喷嘴基板用这种防水电镀溶液电镀3分钟，水洗后再浸入NaOH(3％重量)溶液中，清除掉抗蚀剂，然后在水洗后干燥，通过在350°下加热30分钟使PTFE进入涂层。该电镀涂层如所附照片所示具有扩散开的氮化硼颗粒，因此可防止氮化硼颗粒的凸起部分即使用磨擦件磨擦和用刮擦器(橡胶片)刮擦，最外的氟涂层也不会被擦掉，从而能保持它的防水效果。
现参见图8和9来描述本发明的喷墨头300。图8是完整的喷墨头300的分解视图，图9是喷墨头300的部分放大的侧视图。正如图8所示，本发明的喷墨头300包括压力腔板310，压电件320，喷嘴板330，树脂膜340和保护层350。喷嘴板330相当于图1所示的喷嘴板10，压力腔板310相当于图1的压力腔板30。压力腔板310、树脂膜340和保护层350在喷嘴板330的连接面330a连接的一个表面、即喷嘴连接面360上相互对齐。换言之，压力腔板310的前面310a、树脂膜340的前面340a和保护层350的前面350a形成平坦的喷嘴连接面360。
压力腔板310具有符合需要数量的(为说明目的图8中有4个)压力腔312、墨水吸入通道314和共用的墨水腔316；墨水腔316呈大致为长方形的平行六面体的玻璃板制成。每个压力腔312接收和容纳墨水，在其内部压力增大时，墨水从连到开口312a上的喷嘴332上喷出。内部压力按位于压力腔312正下方的压电块321的变形而变化，这将在下面描述。压力腔312做成由压力腔板310上的凹槽和弹性变形的树脂膜340形成大约为长方形平行六面体空间。共用的墨水腔316通过相应的墨水引入通道314将墨水供到每个压力腔312。公用墨水腔316的底部由树脂膜限定，从而吸收内部压力的突变，墨水腔316在压力腔板310的侧面310b上连到墨水输送装置(未示出)上。在压力腔312受压、接受压力并喷墨后回到初始状态时共用的墨水腔316将需要数量的墨水通过墨水腔引入通道314供到压力腔312。
树脂膜340构成每个压力腔、共用的墨水腔316和每个墨水引入通道314的一个表面，它用作传输下面将描述的压电块321的对相应压力腔312的变形，并能防止压力腔312中的墨水透入压电件320的槽323中。树脂膜340可以做成约16μm厚的Gpa胶的量级。形成压力腔312一个面的构件的树脂膜340可用弹性金属薄片代替。
压电件320具有带多个(图1中为4个，用作说明目的)压电块321的层状结构，压电块321由从前面320a延伸到后面320b的平行的槽323分开。在压电块321的各层之间装有内电极322和324，内电极322连到外电极326上，内电极324连到外电极328上。图8仅示出一个说明用的外电极328。正如图9所示，作用区325是内电极322和324在方向A上相互重迭的区域，每个压电块321在作用区325变形。每个作用区325的长度可按加到压力腔312上的压力进行调节。由于作用区325离喷嘴连接面360有一预定距离，即使压电块321变形，该变形不会影响压电件320和保护层350之间在喷嘴连接面360上的胶接。
外电极326是蒸发到压电件320前面320a的整个面上的电极层，外电极对压电块321而言是共用的。外电极326是接地的。相反地提供在压电件320后表面320b上的外电极328不是蒸发在后表面320b整个面上的电极层，它为每个相应的压电块321的一部分上单独提供。外电极328在不通电时无电位，但可将正电压加到内电极324上。
由于采用这样的结构，每个压电件320的压电块321在没有电压加到外电极328上时不发生变形，这是因为内电极322和324的电位为零。另一方面，当电压加到外电极328上时，每个压电块321可独立于其它压电块321在图8所示的方向A(纵向)变形。换言之，方向A是压电块321的极化方向。当停止给外电极328供电时、亦即压电件320放电时，相应的压电块321返回到初始状态。
本实施例的压电件由多块未经处理的板327制成，每块未经处理的板327与搅拌成膏状的陶瓷粉之类的溶剂混合，然后由刮片成形为厚度约50μm的薄膜。
在这些未经处理的板中，在三块板的每一块的一个表面上印上内电极322的图形，内电极324的图形印在另三块板的每一块的一个表面上，在其余的板上则没有内电极。每个内电极322和324均由银和钯的合金粉与溶剂混合成膏状从而做成它的图形而印上的。
然后将三块包括内电极322的板和三块包括内电极324的板交替地堆放在一起，形成六块板堆在一起，从而形成如图9所示的压电件320的层状结构。不含有内电极322和324的未处理的板堆放在压电件320的下部(图9)形成底部。烧结这些层状板，然后用金刚石切刀从前面320a到后面320b部分切割出至少6块板，从而形成由槽323分割的多块压电块321。最后在前面320a和后面320b上用真空蒸发法成形外电极326和328。可在烧结前形成槽323。将完成的压电件320送去进行特性试验，在外电极326和328上加上电压，去掉不正常的制品。
图8所示的喷墨头300还包括保护层350，它具有一些有益的效果，这将在下面叙述，是否提供保护层，这是一种选择。
保护层350是一种热固性的环氧胶构件，形状为长方形平行六面体，厚度约为50μm，它通过表面350b连到压电件320(外电极326)的前面320a上。然而保护层的材料不仅限于上述材料。例如环氧填料构件、丙烯酸树脂、聚乙烯树脂或类似物均可用作保护层350。在实际的喷墨头300中的保护层350不具有严格意义上的长方形平行六面体的形状，保护层350和压电件320之间的界面不清楚、或不象图8和9所示的外电极326和表面350b那样简单。保护层350在热固化之前部分通过槽323凸入压电件320内。因此，保护层350最好由绝缘体制成，从而可防止内电极322和324短路。本实施例的保护层350在整个前表面320a上加到压电件320(外电极326)上，如果需要也可仅部分加上保护层。
保护层350使压电件320离开喷嘴连接面360约50μm。如果墨水从压力腔12漏出进入压电件320，墨水主要沿喷嘴连接面360渗入压电件320。然而保护层隔离了喷嘴连接面360和按通常方式放置在喷嘴连接面360上的压电件，因此防止墨水渗入压电件320使内电极322和324短路。
另外，保护层350遮住了槽323。如果有墨水漏出并渗入压电件320，墨水主要从压力腔312的开口312a渗出、沿着喷嘴连接面360穿过槽323进入压电件320。然而保护层350遮住槽323使它与喷嘴连接面360隔开，因此能防止墨水从压电件320前面320a的附近的某处渗入槽323而引起的内电极322和324短路。
此外，保护层350还具有在制造喷墨头的各个步骤中为形成喷嘴连接面320a而进行抛光时，防止该抛光损坏压电件320的作用，因此该抛光过程决不会使压电件320引起剥落、裂开或破碎，外电极决不会被切掉。另外由玻璃制成的压力腔板310相当强的，因此可采用较高的抛光速度，使抛光时间与传统的制造方法相比缩短到它的五分之一。
喷嘴板330可采用不锈钢类金属制造。每个喷嘴332可成形为参照图6所描述的形状，用一个冲头冲孔，最好冲成从前表面330b到后表面330a扩展的锥形孔(或如图所示的倾斜部分)。将压力腔板310和喷嘴板330不做成整体而是将喷嘴板330胶接到压力腔板310上的一个理由是为了得到这样的锥形喷嘴332。在本实施例中，喷嘴332在背面330a上的直径约80μm，在前表面330b的直径约25～35μm。本发明还能用于这样的喷墨头上，它的喷嘴不象喷墨头300那样，是成形在图8所示的压力腔板310的上方。
在喷嘴板330的面(前面)330b上，至少在喷嘴332的周围具有防水涂层100。当然可以在整个前面330b上涂上防水涂层100。防水涂层用以稳定刮擦操作，这一点下面将描述，从而提供高质量的图像。应该看到，防水涂层的位置将随着喷墨头的喷嘴形成的位置的不同而不同，例如喷嘴成形在图8所示压力腔310上方的情况。
在喷墨头300中，每个外电极328单独地将一个电压加到压电块321的内电极324上，每个压电块321在图8的A向上变形，使树脂膜340在A向上弯曲、压迫相应的压力腔312。该压迫使墨水通过相应的喷嘴332从压力腔321喷出。当外电极328停止供电时，树脂膜340和压电块321由于放电而回到原来的状态。此时压力腔312的内压降低，墨水从共用的墨水腔316通过墨水吸入通道314供到压力腔312。
虽然本实施例中采用了纵向变形的压电件320，在其它实施例中也可采用横向变形的压电件。另外，本发明不仅限于采用压电件的压致型喷墨头，还能用到气囊型喷墨头上。
下面参见图10来描述具有本发明喷墨头300的喷墨印刷机400。在每个附图中，同样的数字代表相同的零件，将省略重复的描述。图10概略示出彩色喷墨印刷机(记录装置)400的实施例，本发明的喷墨头300装在其上。在记录装置400的罩410中，装有一个可转动的压印滚筒412。
在记录操作时，由驱动电机414驱动压印滚筒412使之及时转动，将记录纸P在预定的输送轨迹上以箭头W的方向送出。在记录装置的罩410中，导向杆416装成平行于上述压印滚筒412并位于其上方。
支架418装在环形驱动带420上，它由驱动电机422驱动沿滚筒412往复扫描。
支架418与黑色记录头424和彩色记录头426装在一起。彩色记录头426可包括三部分。黑色记录头424可拆卸地与黑色墨水盒428装在一起，彩色记录头426也是可拆卸地与彩色墨水盒430、432和434装在一起。本发明的喷墨头300就用在这种记录头424和426中。
不用说，黑色墨水盒428接纳黑色墨水，彩色墨水盒430、432和434分别接纳黄、蓝绿色和深红色墨水。
当支架418沿着滚筒412往返移动时，黑色记录头424和彩色记录头426按照从文件处理器和个人电脑等接收的图像数据来驱动，预定的字母、图像等记录在记录纸P上。当暂不进行记录操作时，支架418返回到它的原位，该原位上装有喷嘴维护机构(或备份装置)436。
喷嘴维护机构436上装有可移动的吸盖(未示出)和与吸盖相连的抽吸泵(未示出)。当记录头224和226置于其原位时，吸盖吸住每个记录头的喷嘴板以抽吸该喷嘴板。该机构能防止喷嘴被堵住。此后用刮擦器(未示出)刮擦喷嘴板330b。在此情况下，防水涂层100使喷嘴板表面330b上的墨水全被刮掉，而防水涂层100中的刚硬体108能防止防水涂层受到破坏。
虽然上面已描述了本发明的优选实施例，应该看到，在不超出本发明的精神和范围的情况下可作出各种修改和变化。
按照权利要求1中设定的防水涂层，它的氟聚合物的防水性能提供高质量的图像，它的刚硬体增强了氟聚合物的抗刮擦能力，从而保证能连续提供高质量的图像。按照权利要求2中设定的防水涂层，它的扁平的刚硬体与球形刚硬体相比不大会受摩擦而损坏、并且不易脱落，因此扁平刚硬体能保持其长期的抗磨性。按照权利要求3设定的防水涂层，它的具有大颗粒直径的扁平体决不会使喷嘴板表面不能顺利擦洗。按照权利要求4和5中设定的防水涂层，可用于权利要求1的扁平刚硬体是容易得到的。不必采用任何特殊的电镀工艺就可形成权利要求6和7中设定的防水涂层。权利要求8中设定的记录装置包括如权利要求1～7的防水涂层，并且有如这些权利要求相同的效果。
权利要求9中设定的形成防水涂层的方法使刚硬体能从防水涂层表面凸出，因此有利地增强了防水涂层的抗擦洗性能。按照权利要求10中设定的形成防水涂层的方法，通过热处理，熔化氟化物聚合物，加入附加的刚硬体，因此即使在内部防水刚硬体较少的表面上，也可具有足够的防水性能。
权利要求
1.一种印刷头，包括一个具有喷墨喷嘴的喷嘴板，一层防水涂层成形在上述喷嘴板上作为上述喷嘴周围的基板，上述涂层包括刚硬体和由涂敷方法形成的氟化物聚合物。
2.按照权利要求1的印刷头，其中上述刚硬体具有扁平的形状。
3.按照权利要求1的印刷头，其中上述刚硬体颗粒直径的主轴不超过1μm。
4.按照权利要求1的印刷头，其中上述刚硬体包括氮化硼单晶体。
5.按照权利要求1的印刷头，其中上述刚硬体包括碳化硼单晶体。
6.按照权利要求1的印刷头，其中电镀方法可用作上述涂敷方法。
7.按照权利要求1的印刷头，其中无电涂敷方法可用作上述涂敷方法。
8.一种记录装置，包括一个印刷头；和一个驱动上述印刷头的驱动装置，其中上述印刷头包括一个具有喷墨喷嘴的喷嘴板，和一层防水涂层成形在上述喷嘴板上作为上述喷嘴周围的基板，上述涂层包括刚硬体和由涂敷方法形成的氟化物聚合物。
9.一种形成防水涂层的方法，包括以下步骤在喷嘴板上形成一层抗蚀剂，同时该抗蚀剂从喷嘴向外部分凸出；借助于该抗蚀剂进行电解沉积；进行防水涂层，该防水涂层包括电镀涂层、刚硬体和借助于抗蚀剂的氟化物聚合物；和除去上述抗蚀剂。
10.按照权利要求9的形成防水涂层的方法，还包括加热上述防水涂层，一直到使它的防水性能能足以使含10％的酒精的墨水的接触角成为60°或更大一些。
全文摘要
本发明提供一种具有高抗刮擦器刮擦的防水涂层,该涂层能由比以前形成防水涂层方法简单的方法形成。为达此目的,该防水涂层包括扁平刚硬体和电镀加工的氟化物聚合物,它成形在喷嘴周围,并在作为基板的具有喷嘴的喷嘴板上。
文档编号B41J2/16GK1267599SQ00103688
公开日2000年9月27日 申请日期2000年3月2日 优先权日1999年3月17日
发明者小池修司, 赤星知幸, 佐佐木正幸 申请人:富士通株式会社