专利名称：喷墨头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设在诸如打印机或类似装置中的喷墨头。
背景技术：
用于诸如打印机、传真机或类似装置中的喷墨头包含一个作为流道单元的前端，在流道单元中层压了薄板并且形成了墨水流道。在前端的一个表面上粘结着一个喷嘴板，喷嘴板上排列着多个用于排出墨水的喷嘴。在前端的另一表面设有一个储存器，此储存器支撑并加固该薄前端。
JP-A-8-174825(第2到4页，图7)揭示了一种将前端和喷嘴板粘结在一起的方法。通孔在构成前端和喷嘴板的多个薄板中形成。一个定位销装配在通孔中，各层利用粘结剂层压在一起，因而使前端和喷嘴板定位并将它们粘结在一起。通过这样做，将喷嘴配置在一个相对于墨水流道的特定位置。
喷嘴相对于墨水流道的位置精度对排出特性有很大影响，为了确保高的排出精度，必须对前端和喷嘴板进行高精度定位。因此，设计出这样一种方法，在这个方法中，在把前端的各层预先互相粘结在一起之后，将前端和喷嘴板定位并粘结在一起。
截面图13和14显示了一种喷墨头的制造过程。第一、第二定位孔76b和76c以及通孔76a和76d在前端76中形成。通孔76d与第二定位孔76c同轴设置，但它的直径要大于第二定位孔76c的直径。
喷嘴定位孔29a和通孔29b在喷嘴板29中形成。通孔29b的直径大于第二定位孔76c的直径。在前端76中，一个定位销(未示出)装配在通孔76a中，使得将各薄板定位，进而使各薄板预先粘结在一起。
一个定位销91装配在第一定位孔76b和喷嘴定位孔29a中，将前端76和喷嘴板29定位，并将它们粘结在一起。由此，形成一个流道单元2，并且相对于墨水流道(未示出)对喷嘴(未示出)进行高精度定位。
接下来，如图14所示，通过层压厚板形成一个储存器75、一个通孔75a和一个储存器定位孔75b。在储存器75中，一个定位销(未示出)装配在通孔75a中，将各厚板定位，进而使各厚板预先粘结在一起。
一个定位销92a穿过通孔29b和76d，装配在第二定位孔76c和储存器定位孔75b中，从而对前端76和储存器75进行定位，并将它们粘结在一起。由此，喷嘴板29、前端76和储存器75作为一体形成了。
发明内容
然而，依照上述的传统喷墨头，第一定位孔76b和第二定位孔76c在前端76上沿径向并排形成。因此产生一个问题喷墨头在长度方向上变长(图14中的水平方向)并且喷墨头的整体变大。
本发明提供一种可以小型化的喷墨头。除此之外，本发明还提供一种可以小型化的喷墨头的制造方法。
根据本发明的第一方面，提供一种制造喷墨头的方法，喷墨头是通过将喷嘴板、前端和储存器进行层压制成，喷嘴板具有用于排出墨水的喷嘴，前端设有用于向喷嘴提供墨水的流道，储存器用于加固前端。此方法包括以下步骤形成具有喷嘴定位孔的喷嘴板；通过对包含第一薄板和第二薄板在内的多个薄板的定位和层压形成前端(第一薄板上具有第一定位孔，第二薄板上具有与第一定位孔相通却小于第一定位孔的第二定位孔)，从而第一薄板和第二薄板分别定位在层压方向的端部；通过对包含储存器定位板(具有储存器定位孔)在内的多个薄板的定位和层压形成储存器，从而储存器定位板定位在层压方向的一个端部；在喷嘴板和第一薄板彼此相互面对的第一状态下，通过从喷嘴板的一侧插入第一定位销使之穿过喷嘴定位孔和第一定位孔，对喷嘴板和前端进行定位；在第一状态下将喷嘴板和前端结合在一起；在第二薄板和储存器定位板彼此相互面对的第二状态下，通过从喷嘴板侧插入第二定位销，使之穿过喷嘴定位孔和第一定位孔，再穿过第二定位孔和储存器定位孔，对前端和储存器进行定位；并在第二状态将前端和储存器粘结在一起。
根据本发明的第二方面，一个喷墨头包括一具有排出墨水的喷嘴和喷嘴定位孔的喷嘴板；一设有向喷嘴供应墨水的流道的前端，前端包含多个薄的层压板，该层压板具有；在层压方向上定位在前端的一端的第一薄板(第一定位孔在第一薄板上形成)；和在层压方向上定位在前端的另一端的第二薄板(与第一定位孔连通的第二定位孔在第二薄板上形成)；以及加固前端的储存器，储存器包含一个或多个厚板，上面形成一个储存器定位孔，其中喷嘴板，前端和储存器被顺序地定位并加以层压，将对喷嘴板和前端定位的第一定位销插入喷嘴定位孔和第一定位孔，将对前端和储存器定位的第二定位销插入第二定位孔和储存器定位孔。
根据以上方面，第一定位销装配在喷嘴定位孔和第一定位孔中，将喷嘴板和前端定位并粘结在一起。此外，穿过与第二定位孔连通的第一定位孔和喷嘴定位孔的第二定位销，装配在第二定位孔和储存器定位孔中，将前端和储存器定位并粘结在一起。相应地，喷嘴定位孔和第一定位孔用于对喷嘴板和前端定位，第二定位孔和储存器定位孔用于对前端和储存器定位，这四个孔可以配置成在喷嘴板、前端和储存器的层压方向上彼此连通，以便这四个用于层压定位的孔可以集中配置，通过这样做，能够使喷墨头小型化。
此外，在上述结构的喷墨头中，将通过喷嘴定位孔和第一定位孔的第二定位销插入第二定位孔和储存器定位孔。
此外，在上述结构的喷墨头中，第一定位孔的直径大于第二定位孔的直径。
根据此结构，插入穿过第一定位孔的第二定位销装配在第二定位孔时，防止了第一薄板和第二定位销之间的干涉，从而使第二定位销可以平滑插入。
此外，位于前端的第一薄板和第二薄板之间的多个层压薄板中的每个薄板均具有一个通孔，此通孔将第一定位孔和第二定位孔连通。每个薄板的直径均大于第一和第二定位孔的直径。
根据此结构，插入穿过第一定位孔的第二定位销装配在第二定位孔中时，防止了配置于第一薄板和第二薄板之间的每个层压薄板和第二定位销之间的干涉，从而使第二定位销可以平滑插入。此外，第一定位销装配在第一定位孔中时，防止了第一薄板的相邻薄板与第一定位销之间的干涉。相应地，可以防止定位精度的下降。
此外，在前端上固定有压电元件。储存器上具有一用于避免和压电元件发生干涉的凹槽。
根据此结构，压电元件配置在储存器凹槽和前端之间的位置上，而且前端和储存器可以很容易地结合在一起。
此外，前端包含第三定位孔，插入穿过多个薄层压板中的每一薄板，其位置与第一和第二定位孔不同。
根据此结构，在前端上，定位销装配在第三定位孔中，各薄板进行层压并相互粘结。由此，前端很容易预先形成，并且前端和喷嘴板可以以高定位精度的进行粘结。
此外，储存器包含多个层压厚板。
本发明的这些及其它的目的和优点从下面随附图给出的详细描述中，将表现得到更加清晰。其中图1是本发明一个实施例的喷墨头透视图；图2是本发明实施例的喷墨头的头单元平面图；图3是图2中E部分的详图；图4是一张截面图，显示本发明实施例的喷墨头的一个排出元件；图5是一张截面图，显示组成本发明实施例的喷墨头的致动器单元的一个致动器；图6是一张平面图，显示本发明实施例的喷墨头的致动器单元的一个单独电极；图7是一张过程图，显示本发明实施例的喷墨头的制造过程；图8是一张截面图，显示本发明实施例的喷墨头的一个前端的形成过程；图9是一张截面图，显示本发明实施例的喷墨头的一个储存器的形成过程；图10是一张截面图，显示本发明实施例的喷墨头的第一结合过程；
图11是一张截面图，显示本发明实施例的喷墨头的第二结合过程；图12是一张平面图，显示本发明实施例的喷墨头的储存器定位板；图13是一张截面图，显示传统喷墨头的制造过程；以及图14是一张截面图，显示传统喷墨头的制造过程。
具体实施例方式
以下参考附图对本发明的实施例进行描述。
图1是一张显示一个实施例的喷墨头的透视图。在喷墨头1上，与记录纸相对放置的头单元70由基座部分71支撑。喷墨头1在X方向(主扫描方向)上扫描，记录纸在Y方向(副扫描方向)上输送，从而在记录纸上实现记录。
如后面详细说明那样，头单元70包含一个流道单元2和一个致动器单元4，在流道单元中构成含有压力室10和喷嘴8等部件的流道，致动器单元4用于对压力室10(参见图2和4)中的墨水施压，并将墨水排出到记录纸上的特定位置。基座部分71包含一个储存器75和一个固定器72。储存器75固定在头单元70的背面，对薄的头单元70进行支撑并提高其强度。
固定器72包括一个主体部分73和一个支撑部分74。主体部分73支撑储存器75。支撑部分74设置成从主体部分73沿与头单元70相反的方向伸展，从而实现支撑部分74对喷墨头1的支撑。
通过使用诸如海绵之类的弹性元件83，将与形成致动器的单独电极6(参见图5)相连的FPC50配置在基座部分71的外部周边上。在FPC50上安装有一个用于驱动致动器的驱动器集成电路80和一个用于控制驱动器集成电路80的控制板81。用于散热的散热片82安装在驱动器集成电路80上。
图2是显示头单元70的平面图。头单元70包括用于形成墨水流道的流道单元2。流道单元2是矩形的，包含多个排出元件组9，它们在较长一侧的方向上并排设置为两排，而在较短一侧的方向上重叠配置。
每一排出元件组9上均固定有包含由压电元件制成的致动器的致动器单元4。此外，从集管5向每一排出元件组9提供墨水，此集管5通过开口部分3a，3b与储存器75(参见图1)中提供的墨水池(未示出)相通。
图3是显示图2中E部分的细节的平面图。每一排出元件组9的构成为使用于排出墨水的多个排出元件11相应于记录图像的不同像素以阵列方式排列，并且它的外形是梯形的。每一排出元件11均包含一个与集管5相通的孔13、一个压力室10和一个喷嘴8(参见图4)等。
图4显示排出元件11的截面形状。通过层压由镍等制成的薄板构成流道单元2，它的形成使得前端76和喷嘴板29互相粘结在一起。前端76从致动器单元4侧按顺序包含空腔板21，基板22，孔板23，供应板24，集管板25、26和27以及盖板28，并通过将它们按此顺序层压而制成。此前端76组成了用于向喷嘴8提供墨水的流道单元。
压力室10在空腔板21中形成。通过驱动后面将提到的致动器，压力室10对从集管5吸来的墨水进行加压并送至喷嘴8。组成墨水传输通道7的孔13和一个通孔在孔板23中形成。通过孔13使从集管5流入压力室10的墨水流道变窄。连通孔13和压力室10的通孔以及组成墨水传输通道7的一个通孔均在基板22中形成。
集管板25、26和27层压形成了集管5，并形成了一个组成墨水传输通道7的通孔。一个连通孔13和集管5的通孔以及一个组成墨水传输通道7的通孔在供应板24上形成。
用于将通过墨水传输通道7送来的墨水排出的喷嘴8在喷嘴板29上形成。组成墨水传输通道7并用于向喷嘴8提供墨水的一个开口部分在盖板28上形成。各板(21至29)层压形成流道单元2，其中包括多个排出元件11，每个排出元件均通过压力室10从作为公共墨水室的集管5的出口与喷嘴8相通。顺便提一句，参考标号14表示用于释放使各层粘结在一起的粘结剂的释放凹槽。
图5表示图4中的F部分，而且是显示组成致动器单元4的一个单一致动器细节的截面图。多个压电片41至44和一个内部电极45在致动器单元4中层压。在远离流道单元2侧的那一侧，设有单独电极6，与每一排出元件11上的压力室10相对。
如图6所示，单独电极6包括一焊盘部分62和一电极部分61，其中电极部分61具有菱形平面形状，与压力室10的形状大致相同。由此，构成了与每一排出元件11对应的、由压电元件形成的致动器。对单独电极6施加电压时，致动器变形，导致压力室(参见图4)10中的容积变化，进而对墨水进行吸入和压出。
图7是显示使喷墨头1的头单元70和储存器75成为一体的制造过程的过程图。在喷嘴板形成过程中，通过蚀刻和冲压加工，形成包含一个喷嘴定位孔29a(参见图10)和喷嘴8的喷嘴板29。
在薄板形成过程中，通过蚀刻技术形成前端76的各薄板，各薄板上具有用于墨水流道和定位的各个通孔。如图8所示，在前端形成加工中，对前端76的各薄板进行层压。通过薄板形成过程，在各薄板中形成具有相同直径的通孔76a(第三定位孔)。一个定位销93装配在通孔76a中，将各薄板定位，并互相粘结在一起。
在厚板形成过程中，通过蚀刻和冲压技术，形成具有一墨水池(未示出)等的储存器75的各个厚板。如图9所示，在储存器形成加工中，对储存器75的各厚板进行层压。通过厚板形成过程，在各厚板中形成具有相同直径的定位孔75a。一个定位销94装配在通孔75a中，将各厚板定位，并互相粘结在一起。
如图10所示，在第一结合过程中，喷嘴板29和前端76粘结在一起，形成流道单元2。通过喷嘴板形成过程，在喷嘴板29中形成喷嘴定位孔29a。通过薄板形成过程，与喷嘴定位孔29a具有相同直径的第一定位孔28a在盖板28中形成，盖板28配置在前端76层压方向上的一端。
顺便提一句，通过薄板形成过程，直径比喷嘴定位孔29a小的第二定位孔21a在空腔板21中形成，空腔板21配置在前端76层压方向上的另一端。通过薄板形成过程，直径大于喷嘴定位孔29a的通孔76e在每一个薄板中形成，这些薄板配置在盖板28和空腔板21之间。
一个定位销91(第一定位销)装配在喷嘴定位孔29a和定位孔28a中，将前端76和喷嘴板29定位并粘结在一起。由此，相对于前端上形成的墨水流道，对喷嘴8进行高精度配置，进而获得高的排出精度。
顺便提一句，由于通孔76e的直径大于定位孔28a的直径，无需发生通孔76e和定位销91之间的干涉，即可对前端76和喷嘴板29进行定位。
在致动器粘结过程中，致动器单元4粘结在流道单元2上从而形成头单元70。如图2所示，相应于各排出元件组9设有多个致动器单元4。
如图11所示，在第二结合过程中，头单元70的前端76与储存器75粘结在一起。通过厚板形成过程，与空腔板21的第二定位孔21a具有相同直径的储存器定位孔77a在储存器定位板77中形成，储存器定位板77配置在储存器75层压方向上的一端。此外，通过厚板形成过程，直径大于储存器定位孔77a的通孔78a在厚板78中形成，厚板78与储存器定位板77相邻。
一个定位销92(第二定位销)装配在储存器定位孔77a和第二定位孔21a中，将储存器75和前端76定位并粘结在一起。图12显示了作为储存器75在前端76侧的下层的储存器定位板77的一个表面。如图中所示，在储存器定位板77上，相应于致动器单元4的位置，形成一凹槽77b。由于此凹槽77b的存在，使得储存器75与致动器单元4之间的干涉得到避免，并且储存器75和前端76可以互相压向彼此。
由于喷嘴定位孔28a、第一定位孔29a和通孔76e的直径大于第二定位孔21a的直径，定位销92可以通过这些孔，装配在储存器定位孔77a和定位孔21a中。因此，定位销91和92插入穿过的通孔不必并排提供。
相应地，喷墨头1可以在长度方向(图11中的水平方向)上制作的短些，并且能够使喷墨头1小型化。只要定位销92可以插入穿过喷嘴定位孔28a、第一定位孔29a和通孔76e，它们就不需要与第二定位孔21a同轴。
顺便提一句，由于凹槽77b(参见图12)的形成，储存器定位板77有一部分制作得较薄，组装后，外力并不直接作用在压电元件上。因此，在组装过程中，在将前端76(固定有压电元件)压到储存器75上的状态下，当进行定位的同时进行粘结时，由于前端76的刚度较差，在粘结过程中，压电元件和储存器75接触，不必要的外力作用在压电元件上。
然而，在本实施例中，如上所述，是在将储存器75压到前端76上的状态下进行粘结的，而此装配通过喷嘴定位孔28a和第一定位孔29a以高定位精度进行。此储存器75本身具有很高的刚度，不会因为挤压变形。另外，先进行前端76和喷嘴板29之间的粘结，然后才进行前端76与储存器75间的粘结，这样使得将压力作用在压电元件上的次数达到最少。
根据本发明的喷墨头制造方法包括第一结合步骤，在喷嘴板同第一薄板相互面对的状态下，通过从喷嘴板侧插入第一定位销使之穿过喷嘴定位孔和第一定位孔，对喷嘴板和前端进行定位，并在这个状态下将喷嘴板和前端结合在一起，第二结合步骤，在第二薄板同储存器定位板相互面对的状态下，通过从喷嘴板侧插入第二定位销使之穿过喷嘴定位孔和第一定位孔，再穿过第二定位孔和储存器定位孔，对前端和储存器进行定位，并在这个状态下将前端和储存器粘结在一起。相应地，可以先将喷嘴板和前端结合在一起，然后完成前端与储存器之间的结合，从而可以对喷墨头进行小型化。
此外，根据本发明的喷墨头，用于将喷嘴板和前端定位的喷嘴定位孔和第一定位孔分别设在喷嘴板和前端中，用于将前端和储存器定位的第二定位孔和储存器定位孔分别设在前端和储存器中，并且第一和第二定位孔相互连通，因此这些孔可以沿长度方向集中的配置在喷嘴板、前端和储存器的局部。相应地，喷嘴板、前端和储存器板在长度方向上的长度可以制作的短些，从而使喷墨头小型化。
权利要求
1.一种喷墨头，它包括包含排出墨水的喷嘴和喷嘴定位孔的喷嘴板；设有向喷嘴供应墨水的流道的前端，前端包含多个薄的层压板，该层压板具有在层压方向上定位在前端的一端的第一薄板，第一定位孔在第一薄板上形成；和在层压方向上定位在前端的另一端的第二薄板，与第一定位孔连通的第二定位孔在第二薄板上形成；以及加固前端的储存器，储存器包含一个或多个厚板，其上形成储存器定位孔，其中，喷嘴板、前端和储存器被顺序地定位并加以层压。
2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，第一定位孔的直径大于第二定位孔的直径。
3.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，位于前端的第一薄板和第二薄板之间的多个层压薄板中的每个薄板均具有通孔，所述通孔使第一定位孔和第二定位孔连通，并且，每个薄板的直径均大于第一和第二定位孔的直径。
4.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，在前端上固定有压电元件，并且储存器具有用于避免和压电元件发生干涉的凹槽。
5.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，前端包含第三定位孔，所述第三定位孔形成为穿过多个层压薄板中的每一薄板，第三定位孔的位置与第一和第二定位孔不同。
6.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，储存器包含多个层压厚板。
全文摘要
本发明公开一种喷墨头，它包括包含排出墨水的喷嘴和喷嘴定位孔的喷嘴板；设有向喷嘴供应墨水的流道的前端，前端包含多个薄的层压板，该层压板具有在层压方向上定位在前端的一端的第一薄板，第一定位孔在第一薄板上形成；和在层压方向上定位在前端的另一端的第二薄板，与第一定位孔连通的第二定位孔在第二薄板上形成；以及加固前端的储存器，储存器包含一个或多个厚板，其上形成储存器定位孔，其中，喷嘴板、前端和储存器被顺序地定位并加以层压。
文档编号B41J2/16GK101003210SQ20071008540
公开日2007年7月25日 申请日期2004年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者近本忠信 申请人:兄弟工业株式会社