專利名稱：用于液滴噴射頭的噴嘴板、制造噴嘴板的方法以及沖孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于如墨水噴射記錄頭的液滴噴射頭的噴嘴板，所述墨水噴射記錄頭用于將氣壓生成室增壓的墨水作為例如適于打印的墨滴的液滴噴射到目標(biāo)記錄介質(zhì)上，更具體地說，涉及一種噴嘴開口的結(jié)構(gòu)、制造這種噴嘴開口的方法以及適于形成這種噴嘴開口的沖孔器。
背景技術(shù)：
用于液滴噴射裝置的液滴噴射頭，例如，打印領(lǐng)域中的墨水噴射記錄頭具有與氣壓生成室相通的噴嘴開口。氣壓生成室接收壓電振動器或加熱元件的能量以及用于記錄的增壓液體，從而使用于記錄的液體作為液滴噴射出來。各個噴嘴開口具有能有效地將氣壓生成室中增壓的墨水轉(zhuǎn)換成液體流動的錐形部分，以及用于使墨滴按預(yù)定方向噴射出的平直部分。特別是，影響液滴噴射特性的噴嘴開口不僅需要極小的幾十個微米開口直徑，而且還需要在同一噴嘴板上保持一致，以便確保液滴量和噴射速度。
此種噴嘴板是通過這種方法形成，即在如不銹鋼薄板一樣的可用于壓力加工的金屬表面上形成用沖孔器沖出的具有錐形部分的通孔、研磨并且去除相反面上的毛刺。
如JP-B-1-26837所公開，采用的是通過沖孔器，在一個表面上形成凹面，而在其相反的表面上形成凸面，并且通過研磨去除凸面的方法。
在這種沖孔器中，考慮到其可加工性，成為噴嘴開口細(xì)孔部分的區(qū)域作為具有很小錐度的頂部的前錐形部分，因此，噴嘴開口A的細(xì)孔部分B同樣形成有如圖4所示的具有錐度角θ1的前錐形部分。
換句話說，采用在頂部具有錐度的沖孔器在一個表面上形成凹面，而在其相反的表面上形成凸面，或沖壓一個通孔，并通過磨削去除凸出部分，或采用研磨的步驟以用于去除通孔中的毛刺。由于凹面部分或通孔具有大約兩度的錐度角，如果磨削量以10微米的量變化，噴嘴頂部的孔直徑φ(通常為30微米)的變化為0.7微米，這主要影響墨滴的噴射特性，特別是噴射速度。這很成一個問題。
JP-UM-A-6-29724公開了一種通過在頂部形成有倒錐形部分的沖孔器形成通孔的方法。但公報中所描述的發(fā)明的目的是為了減少在沖孔器的沖孔過程中工件的接觸壓力，而不是為了將通孔的形狀矯直。具體地說，設(shè)置特別大的倒錐角，從而當(dāng)工件的通孔在沖壓過程中和沖壓后發(fā)生彈性變形時不與沖孔器接觸。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種適于用于液滴噴射設(shè)備的液滴噴射頭的噴嘴板。所述液體噴射設(shè)備包括噴嘴開口，每個噴嘴開口具有約定直徑的細(xì)孔部分，而與沖孔后的磨削量無關(guān)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造噴嘴板的方法。
本發(fā)明的再一目的是提供一種適用于制造噴嘴板的沖孔器。
根據(jù)本發(fā)明，其提供一種用于液滴噴射頭的噴嘴板，該液滴噴射頭包括噴嘴開口，所述噴嘴開口各自具有用于引導(dǎo)壓力生成室中的液體的錐形部分和與錐形部分相連的細(xì)孔部分，其中細(xì)孔部分形成為平直形狀。
由于細(xì)孔部分為平直形狀，噴嘴開口的細(xì)孔部分的頂部直徑可以是常數(shù)，而與沖孔后研磨過程中的磨削量無關(guān)。


圖1是顯示本發(fā)明中具體實施方式

的液滴噴射設(shè)備的噴嘴板的一個實例的簡圖，其中噴嘴開口周圍部分予以放大顯示。
圖2中的I至IV是顯示制造噴嘴板方法的簡圖；圖3(a)與3(b)是顯示用于制造噴嘴板的沖孔器的具體實施方式

的截面圖，以及顯示打孔器頂部的倒錐形部分的示意圖；圖4是顯示用于作為相關(guān)技術(shù)的作為液滴噴射裝置的墨水噴射記錄設(shè)備的噴嘴開口的一個實例的簡圖，其中噴嘴開口周圍部分予以放大顯示。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的噴嘴板的一個具體實施方式

。噴嘴板1的各噴嘴開口包括用于引導(dǎo)壓力生成室中液體的錐形部分2和用于控制噴射量和液滴噴射方向的細(xì)孔部分3。由于細(xì)孔部分3形成為包括與噴嘴表面垂直的側(cè)壁面3a的通孔形狀，所以噴嘴開口的噴射部分的直徑φ是常數(shù)，而與厚度無關(guān)，該厚度最大值與細(xì)孔部分3的最大深度D大致相等。
圖2顯示制造噴嘴板方法的一個具體實施方式

。如果將成為噴嘴板成形材料4的彈性板材，例如不銹鋼板材通過沖孔器5沖孔，那么，由入口方向大直徑前錐形部分6和與前錐形部分相連的小直徑倒錐形部分7組成的通孔就形成了。
如圖3(a)所示，沖孔器5具有用于形成在主體面上的噴嘴開口的錐形部分2的前錐形部分5a，以及從入口方向C的頂部(在圖中的下部)的前錐形部分5a的相反方向延展，從而與前錐形部分相連的倒錐形部分5b。如圖3(b)所示，雖然倒錐形部分的錐度角θ會因為噴嘴板形成材料的彈性而發(fā)生稍微的變化，但相對于沖孔器5的入口方向，倒錐形部分5b的錐度角θ的范圍優(yōu)選為0＜θ≤1.0。具體地說，如果倒錐度角θ小于0度，細(xì)孔部分3逐漸變細(xì)，并且如果倒錐度角θ大于1.0度，將會很難將沖孔器5拔出。在圖中，標(biāo)號5C表示形成于沖孔器5的表面上的鈦氮層。
如果通孔形成后，將沖孔器5拔出，由于噴嘴板成形材料4的彈性，對應(yīng)于沖孔器5的小直徑的倒錐形部分7變成具有平直形狀的通孔7′，即，壁面7’a垂直于噴嘴板成形材料4(參見II)，接下來，將在通孔7′的頂部的毛刺8通過研磨去除，從而制造出細(xì)孔部分3(參見III，IV)。
具有垂直于噴嘴板成形材料4的壁面7’a的通孔7′在深度方向上具有相同的直徑φ，所以盡可能地保持相同的尺寸，以克服由于磨削量的一些波動而引起細(xì)孔部分3的深度D的波動，由此噴嘴開口的端部直徑相同。
表1列出了磨削量、噴嘴開口細(xì)孔部分3的直徑和液滴噴射速度相對于細(xì)孔部分3的錐度角之間的關(guān)系。從表中可明顯地看出，在本發(fā)明中，如果磨削量的波動量為10微米，液滴噴射速度的變化最大可達(dá)0.2米/秒，但如果將相關(guān)技術(shù)中前錐度角的變形定為2度，那么液滴噴射速度將達(dá)到原來的五倍，為1.0米/秒。
表1

如上所述，在本發(fā)明的噴嘴板中，噴嘴開口的端部直徑為常數(shù)，而與磨削量無關(guān)，所以液滴噴射速度能夠盡可能地保持為常數(shù)，從而使液滴高精度地噴在目標(biāo)預(yù)定的位置上。
相應(yīng)地，在紡織印花領(lǐng)域中，能夠?qū)⑷疽菏┯糜谀繕?biāo)織物中，以及在印刷板制造領(lǐng)域中，將液體導(dǎo)電材料、粘合劑、成膜劑等應(yīng)用于與電路圖案對應(yīng)的電路基片上。
此外，本發(fā)明還能應(yīng)用于用于施加或噴射液晶顯示器中濾色鏡的著色劑或有機(jī)電致發(fā)光顯示器或平面光發(fā)射顯示器中的電極形成劑的導(dǎo)電膠的液滴噴射頭等，以及化學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域中，應(yīng)用于在生物芯片上精確地提供和滴加預(yù)定量的試樣或試劑的精密球管的液滴噴射頭。
權(quán)利要求
1.一種用于液滴噴射頭的噴射板，其包括噴嘴開口，其包括用于引導(dǎo)壓力生成室中液體的錐形部分；以及與錐形部分相連的細(xì)孔部分，其中細(xì)孔部分的形狀形成為平直形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液滴噴射頭的噴射板，其特征在于細(xì)孔部分通過具有倒錐形的沖孔器成形，以及其中通孔的表面經(jīng)過磨削處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液滴噴射頭的噴射板，其特征在于倒錐形部分的錐度角為0＜θ≤1.0。
4.一種制造用于液滴噴射頭的噴射板的方法，其包括步驟通過具有大直徑的前錐形部分和與前錐形部分相連的小直徑倒錐形部分的沖孔器在噴嘴板成形材料上沖孔；以及在沖孔器拔出后，磨削成為所形成的通孔的噴嘴開口頂部的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造用于液滴噴射頭的噴射板的方法，其特征在于形成于倒錐形部分的錐度角為0＜θ≤1.0。
6.一種用于制造液滴噴射頭的噴射板的沖孔器，其包括對應(yīng)于噴嘴開口的液體導(dǎo)向部分的大直徑錐形部分；以及與大直徑錐形部分形成倒錐度的小直徑錐形部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制造液滴噴射頭的噴射板的沖孔器，其特征在于至少在大直徑錐形部分和小直徑錐形部分的表面形成有鈦氮層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制造液滴噴射頭的噴射板的沖孔器，其特征在于形成于倒錐形部分的錐度角為0＜θ≤1.0。
全文摘要
本發(fā)明的噴嘴板具有噴嘴開口，所述噴嘴開口包括用于引導(dǎo)壓力生成室中液體的錐形部分以及與錐形部分相連的細(xì)孔部分。
文檔編號B41J2/16GK1525915SQ0280
公開日2004年9月1日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者高島永光, 藤田誠, 北原強(qiáng), 片倉孝浩, 浩 申請人:精工愛普生株式會社