專利名稱：噴墨頭及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種設在諸如打印機或類似裝置中的噴墨頭和它的一種制造方法。
背景技術：
用于諸如打印機、傳真機或類似裝置中的噴墨頭包含一個作為流道單元的前端，在流道單元中層壓了薄板并且形成了墨水流道。在前端的一個表面上粘結著一個噴嘴板，噴嘴板上排列著多個用于排出墨水的噴嘴。在前端的另一表面設有一個儲存器，此儲存器支撐并加固該薄前端。
JP-A-8-174825(第2到4頁，圖7)揭示了一種將前端和噴嘴板粘結在一起的方法。通孔在構成前端和噴嘴板的多個薄板中形成。一個定位銷裝配在通孔中，各層利用粘結劑層壓在一起，因而使前端和噴嘴板定位并將它們粘結在一起。通過這樣做，將噴嘴配置在一個相對于墨水流道的特定位置。
噴嘴相對于墨水流道的位置精度對排出特性有很大影響，為了確保高的排出精度，必須對前端和噴嘴板進行高精度定位。因此，設計出這樣一種方法，在這個方法中，在把前端的各層預先互相粘結在一起之后，將前端和噴嘴板定位并粘結在一起。
截面圖13和14顯示了一種噴墨頭的制造過程。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與第二定位孔76c同軸設置，但它的直徑要大于第二定位孔76c的直徑。
噴嘴定位孔29a和通孔29b在噴嘴板29中形成。通孔29b的直徑大于第二定位孔76c的直徑。在前端76中，一個定位銷(未示出)裝配在通孔76a中，使得將各薄板定位，進而使各薄板預先粘結在一起。
一個定位銷91裝配在第一定位孔76b和噴嘴定位孔29a中，將前端76和噴嘴板29定位，并將它們粘結在一起。由此，形成一個流道單元2，并且相對于墨水流道(未示出)對噴嘴(未示出)進行高精度定位。
接下來，如圖14所示，通過層壓厚板形成一個儲存器75、一個通孔75a和一個儲存器定位孔75b。在儲存器75中，一個定位銷(未示出)裝配在通孔75a中，將各厚板定位，進而使各厚板預先粘結在一起。
一個定位銷92a穿過通孔29b和76d，裝配在第二定位孔76c和儲存器定位孔75b中，從而對前端76和儲存器75進行定位，并將它們粘結在一起。由此，噴嘴板29、前端76和儲存器75作為一體形成了。

發(fā)明內容
然而，依照上述的傳統(tǒng)噴墨頭，第一定位孔76b和第二定位孔76c在前端76上沿徑向并排形成。因此產(chǎn)生一個問題噴墨頭在長度方向上變長(圖14中的水平方向)并且噴墨頭的整體變大。
本發(fā)明提供一種可以小型化的噴墨頭。除此之外，本發(fā)明還提供一種可以小型化的噴墨頭的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種制造噴墨頭的方法，噴墨頭是通過將噴嘴板、前端和儲存器進行層壓制成，噴嘴板具有用于排出墨水的噴嘴，前端設有用于向噴嘴提供墨水的流道，儲存器用于加固前端。此方法包括以下步驟形成具有噴嘴定位孔的噴嘴板；通過對包含第一薄板和第二薄板在內的多個薄板的定位和層壓形成前端(第一薄板上具有第一定位孔，第二薄板上具有與第一定位孔相通卻小于第一定位孔的第二定位孔)，從而第一薄板和第二薄板分別定位在層壓方向的端部；通過對包含儲存器定位板(具有儲存器定位孔)在內的多個薄板的定位和層壓形成儲存器，從而儲存器定位板定位在層壓方向的一個端部；在噴嘴板和第一薄板彼此相互面對的第一狀態(tài)下，通過從噴嘴板的一側插入第一定位銷使之穿過噴嘴定位孔和第一定位孔，對噴嘴板和前端進行定位；在第一狀態(tài)下將噴嘴板和前端結合在一起；在第二薄板和儲存器定位板彼此相互面對的第二狀態(tài)下，通過從噴嘴板側插入第二定位銷，使之穿過噴嘴定位孔和第一定位孔，再穿過第二定位孔和儲存器定位孔，對前端和儲存器進行定位；并在第二狀態(tài)將前端和儲存器粘結在一起。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一個噴墨頭包括一具有排出墨水的噴嘴和噴嘴定位孔的噴嘴板；一設有向噴嘴供應墨水的流道的前端，前端包含多個薄的層壓板，該層壓板具有；在層壓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)；和在層壓方向上定位在前端的另一端的第二薄板(與第一定位孔連通的第二定位孔在第二薄板上形成)；以及加固前端的儲存器，儲存器包含一個或多個厚板，上面形成一個儲存器定位孔，其中噴嘴板，前端和儲存器被順序地定位并加以層壓，將對噴嘴板和前端定位的第一定位銷插入噴嘴定位孔和第一定位孔，將對前端和儲存器定位的第二定位銷插入第二定位孔和儲存器定位孔。
根據(jù)以上方面，第一定位銷裝配在噴嘴定位孔和第一定位孔中，將噴嘴板和前端定位并粘結在一起。此外，穿過與第二定位孔連通的第一定位孔和噴嘴定位孔的第二定位銷，裝配在第二定位孔和儲存器定位孔中，將前端和儲存器定位并粘結在一起。相應地，噴嘴定位孔和第一定位孔用于對噴嘴板和前端定位，第二定位孔和儲存器定位孔用于對前端和儲存器定位，這四個孔可以配置成在噴嘴板、前端和儲存器的層壓方向上彼此連通，以便這四個用于層壓定位的孔可以集中配置，通過這樣做，能夠使噴墨頭小型化。
此外，在上述結構的噴墨頭中，將通過噴嘴定位孔和第一定位孔的第二定位銷插入第二定位孔和儲存器定位孔。
此外，在上述結構的噴墨頭中，第一定位孔的直徑大于第二定位孔的直徑。
根據(jù)此結構，插入穿過第一定位孔的第二定位銷裝配在第二定位孔時，防止了第一薄板和第二定位銷之間的干涉，從而使第二定位銷可以平滑插入。
此外，位于前端的第一薄板和第二薄板之間的多個層壓薄板中的每個薄板均具有一個通孔，此通孔將第一定位孔和第二定位孔連通。每個薄板的直徑均大于第一和第二定位孔的直徑。
根據(jù)此結構，插入穿過第一定位孔的第二定位銷裝配在第二定位孔中時，防止了配置于第一薄板和第二薄板之間的每個層壓薄板和第二定位銷之間的干涉，從而使第二定位銷可以平滑插入。此外，第一定位銷裝配在第一定位孔中時，防止了第一薄板的相鄰薄板與第一定位銷之間的干涉。相應地，可以防止定位精度的下降。
此外，在前端上固定有壓電元件。儲存器上具有一用于避免和壓電元件發(fā)生干涉的凹槽。
根據(jù)此結構，壓電元件配置在儲存器凹槽和前端之間的位置上，而且前端和儲存器可以很容易地結合在一起。
此外，前端包含第三定位孔，插入穿過多個薄層壓板中的每一薄板，其位置與第一和第二定位孔不同。
根據(jù)此結構，在前端上，定位銷裝配在第三定位孔中，各薄板進行層壓并相互粘結。由此，前端很容易預先形成，并且前端和噴嘴板可以以高定位精度的進行粘結。
此外，儲存器包含多個層壓厚板。


本發(fā)明的這些及其它的目的和優(yōu)點從下面隨附圖給出的詳細描述中，將表現(xiàn)得到更加清晰。其中圖1是本發(fā)明一個實施例的噴墨頭透視圖；圖2是本發(fā)明實施例的噴墨頭的頭單元平面圖；圖3是圖2中E部分的詳圖；圖4是一張截面圖，顯示本發(fā)明實施例的噴墨頭的一個排出元件；圖5是一張截面圖，顯示組成本發(fā)明實施例的噴墨頭的致動器單元的一個致動器；圖6是一張平面圖，顯示本發(fā)明實施例的噴墨頭的致動器單元的一個單獨電極；圖7是一張過程圖，顯示本發(fā)明實施例的噴墨頭的制造過程；圖8是一張截面圖，顯示本發(fā)明實施例的噴墨頭的一個前端的形成過程；圖9是一張截面圖，顯示本發(fā)明實施例的噴墨頭的一個儲存器的形成過程；圖10是一張截面圖，顯示本發(fā)明實施例的噴墨頭的第一結合過程；圖11是一張截面圖，顯示本發(fā)明實施例的噴墨頭的第二結合過程；圖12是一張平面圖，顯示本發(fā)明實施例的噴墨頭的儲存器定位板；圖13是一張截面圖，顯示傳統(tǒng)噴墨頭的制造過程；以及圖14是一張截面圖，顯示傳統(tǒng)噴墨頭的制造過程。
具體實施例方式
以下參考附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。
圖1是一張顯示一個實施例的噴墨頭的透視圖。在噴墨頭1上，與記錄紙相對放置的頭單元70由基座部分71支撐。噴墨頭1在X方向(主掃描方向)上掃描，記錄紙在Y方向(副掃描方向)上輸送，從而在記錄紙上實現(xiàn)記錄。
如后面詳細說明那樣，頭單元70包含一個流道單元2和一個致動器單元4，在流道單元中構成含有壓力室10和噴嘴8等部件的流道，致動器單元4用于對壓力室10(參見圖2和4)中的墨水施壓，并將墨水排出到記錄紙上的特定位置?；糠?1包含一個儲存器75和一個固定器72。儲存器75固定在頭單元70的背面，對薄的頭單元70進行支撐并提高其強度。
固定器72包括一個主體部分73和一個支撐部分74。主體部分73支撐儲存器75。支撐部分74設置成從主體部分73沿與頭單元70相反的方向伸展，從而實現(xiàn)支撐部分74對噴墨頭1的支撐。
通過使用諸如海綿之類的彈性元件83，將與形成致動器的單獨電極6(參見圖5)相連的FPC50配置在基座部分71的外部周邊上。在FPC50上安裝有一個用于驅動致動器的驅動器集成電路80和一個用于控制驅動器集成電路80的控制板81。用于散熱的散熱片82安裝在驅動器集成電路80上。
圖2是顯示頭單元70的平面圖。頭單元70包括用于形成墨水流道的流道單元2。流道單元2是矩形的，包含多個排出元件組9，它們在較長一側的方向上并排設置為兩排，而在較短一側的方向上重疊配置。
每一排出元件組9上均固定有包含由壓電元件制成的致動器的致動器單元4。此外，從集管5向每一排出元件組9提供墨水，此集管5通過開口部分3a，3b與儲存器75(參見圖1)中提供的墨水池(未示出)相通。
圖3是顯示圖2中E部分的細節(jié)的平面圖。每一排出元件組9的構成為使用于排出墨水的多個排出元件11相應于記錄圖像的不同像素以陣列方式排列，并且它的外形是梯形的。每一排出元件11均包含一個與集管5相通的孔13、一個壓力室10和一個噴嘴8(參見圖4)等。
圖4顯示排出元件11的截面形狀。通過層壓由鎳等制成的薄板構成流道單元2，它的形成使得前端76和噴嘴板29互相粘結在一起。前端76從致動器單元4側按順序包含空腔板21，基板22，孔板23，供應板24，集管板25、26和27以及蓋板28，并通過將它們按此順序層壓而制成。此前端76組成了用于向噴嘴8提供墨水的流道單元。
壓力室10在空腔板21中形成。通過驅動后面將提到的致動器，壓力室10對從集管5吸來的墨水進行加壓并送至噴嘴8。組成墨水傳輸通道7的孔13和一個通孔在孔板23中形成。通過孔13使從集管5流入壓力室10的墨水流道變窄。連通孔13和壓力室10的通孔以及組成墨水傳輸通道7的一個通孔均在基板22中形成。
集管板25、26和27層壓形成了集管5，并形成了一個組成墨水傳輸通道7的通孔。一個連通孔13和集管5的通孔以及一個組成墨水傳輸通道7的通孔在供應板24上形成。
用于將通過墨水傳輸通道7送來的墨水排出的噴嘴8在噴嘴板29上形成。組成墨水傳輸通道7并用于向噴嘴8提供墨水的一個開口部分在蓋板28上形成。各板(21至29)層壓形成流道單元2，其中包括多個排出元件11，每個排出元件均通過壓力室10從作為公共墨水室的集管5的出口與噴嘴8相通。順便提一句，參考標號14表示用于釋放使各層粘結在一起的粘結劑的釋放凹槽。
圖5表示圖4中的F部分，而且是顯示組成致動器單元4的一個單一致動器細節(jié)的截面圖。多個壓電片41至44和一個內部電極45在致動器單元4中層壓。在遠離流道單元2側的那一側，設有單獨電極6，與每一排出元件11上的壓力室10相對。
如圖6所示，單獨電極6包括一焊盤部分62和一電極部分61，其中電極部分61具有菱形平面形狀，與壓力室10的形狀大致相同。由此，構成了與每一排出元件11對應的、由壓電元件形成的致動器。對單獨電極6施加電壓時，致動器變形，導致壓力室(參見圖4)10中的容積變化，進而對墨水進行吸入和壓出。
圖7是顯示使噴墨頭1的頭單元70和儲存器75成為一體的制造過程的過程圖。在噴嘴板形成過程中，通過蝕刻和沖壓加工，形成包含一個噴嘴定位孔29a(參見圖10)和噴嘴8的噴嘴板29。
在薄板形成過程中，通過蝕刻技術形成前端76的各薄板，各薄板上具有用于墨水流道和定位的各個通孔。如圖8所示，在前端形成加工中，對前端76的各薄板進行層壓。通過薄板形成過程，在各薄板中形成具有相同直徑的通孔76a(第三定位孔)。一個定位銷93裝配在通孔76a中，將各薄板定位，并互相粘結在一起。
在厚板形成過程中，通過蝕刻和沖壓技術，形成具有一墨水池(未示出)等的儲存器75的各個厚板。如圖9所示，在儲存器形成加工中，對儲存器75的各厚板進行層壓。通過厚板形成過程，在各厚板中形成具有相同直徑的定位孔75a。一個定位銷94裝配在通孔75a中，將各厚板定位，并互相粘結在一起。
如圖10所示，在第一結合過程中，噴嘴板29和前端76粘結在一起，形成流道單元2。通過噴嘴板形成過程，在噴嘴板29中形成噴嘴定位孔29a。通過薄板形成過程，與噴嘴定位孔29a具有相同直徑的第一定位孔28a在蓋板28中形成，蓋板28配置在前端76層壓方向上的一端。
順便提一句，通過薄板形成過程，直徑比噴嘴定位孔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層壓方向上的另一端。通過薄板形成過程，直徑大于噴嘴定位孔29a的通孔76e在每一個薄板中形成，這些薄板配置在蓋板28和空腔板21之間。
一個定位銷91(第一定位銷)裝配在噴嘴定位孔29a和定位孔28a中，將前端76和噴嘴板29定位并粘結在一起。由此，相對于前端上形成的墨水流道，對噴嘴8進行高精度配置，進而獲得高的排出精度。
順便提一句，由于通孔76e的直徑大于定位孔28a的直徑，無需發(fā)生通孔76e和定位銷91之間的干涉，即可對前端76和噴嘴板29進行定位。
在致動器粘結過程中，致動器單元4粘結在流道單元2上從而形成頭單元70。如圖2所示，相應于各排出元件組9設有多個致動器單元4。
如圖11所示，在第二結合過程中，頭單元70的前端76與儲存器75粘結在一起。通過厚板形成過程，與空腔板21的第二定位孔21a具有相同直徑的儲存器定位孔77a在儲存器定位板77中形成，儲存器定位板77配置在儲存器75層壓方向上的一端。此外，通過厚板形成過程，直徑大于儲存器定位孔77a的通孔78a在厚板78中形成，厚板78與儲存器定位板77相鄰。
一個定位銷92(第二定位銷)裝配在儲存器定位孔77a和第二定位孔21a中，將儲存器75和前端76定位并粘結在一起。圖12顯示了作為儲存器75在前端76側的下層的儲存器定位板77的一個表面。如圖中所示，在儲存器定位板77上，相應于致動器單元4的位置，形成一凹槽77b。由于此凹槽77b的存在，使得儲存器75與致動器單元4之間的干涉得到避免，并且儲存器75和前端76可以互相壓向彼此。
由于噴嘴定位孔28a、第一定位孔29a和通孔76e的直徑大于第二定位孔21a的直徑，定位銷92可以通過這些孔，裝配在儲存器定位孔77a和定位孔21a中。因此，定位銷91和92插入穿過的通孔不必并排提供。
相應地，噴墨頭1可以在長度方向(圖11中的水平方向)上制作的短些，并且能夠使噴墨頭1小型化。只要定位銷92可以插入穿過噴嘴定位孔28a、第一定位孔29a和通孔76e，它們就不需要與第二定位孔21a同軸。
順便提一句，由于凹槽77b(參見圖12)的形成，儲存器定位板77有一部分制作得較薄，組裝后，外力并不直接作用在壓電元件上。因此，在組裝過程中，在將前端76(固定有壓電元件)壓到儲存器75上的狀態(tài)下，當進行定位的同時進行粘結時，由于前端76的剛度較差，在粘結過程中，壓電元件和儲存器75接觸，不必要的外力作用在壓電元件上。
然而，在本實施例中，如上所述，是在將儲存器75壓到前端76上的狀態(tài)下進行粘結的，而此裝配通過噴嘴定位孔28a和第一定位孔29a以高定位精度進行。此儲存器75本身具有很高的剛度，不會因為擠壓變形。另外，先進行前端76和噴嘴板29之間的粘結，然后才進行前端76與儲存器75間的粘結，這樣使得將壓力作用在壓電元件上的次數(shù)達到最少。
根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭制造方法包括第一結合步驟，在噴嘴板同第一薄板相互面對的狀態(tài)下，通過從噴嘴板側插入第一定位銷使之穿過噴嘴定位孔和第一定位孔，對噴嘴板和前端進行定位，并在這個狀態(tài)下將噴嘴板和前端結合在一起，第二結合步驟，在第二薄板同儲存器定位板相互面對的狀態(tài)下，通過從噴嘴板側插入第二定位銷使之穿過噴嘴定位孔和第一定位孔，再穿過第二定位孔和儲存器定位孔，對前端和儲存器進行定位，并在這個狀態(tài)下將前端和儲存器粘結在一起。相應地，可以先將噴嘴板和前端結合在一起，然后完成前端與儲存器之間的結合，從而可以對噴墨頭進行小型化。
此外，根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭，用于將噴嘴板和前端定位的噴嘴定位孔和第一定位孔分別設在噴嘴板和前端中，用于將前端和儲存器定位的第二定位孔和儲存器定位孔分別設在前端和儲存器中，并且第一和第二定位孔相互連通，因此這些孔可以沿長度方向集中的配置在噴嘴板、前端和儲存器的局部。相應地，噴嘴板、前端和儲存器板在長度方向上的長度可以制作的短些，從而使噴墨頭小型化。
權利要求
1.一種制造噴墨頭的方法，通過將噴嘴板、前端和儲存器進行層壓制成噴墨頭，噴嘴板具有用于排出墨水的噴嘴，前端設有用于向噴嘴提供墨水的流道，儲存器用于加固前端，該方法包括以下步驟形成具有噴嘴定位孔的噴嘴板；通過對包含第一薄板和第二薄板在內的多個薄板的定位和層壓形成前端，第一薄板具有第一定位孔，第二薄板具有與第一定位孔連通但小于第一定位孔的第二定位孔，使得第一薄板和第二薄板分別定位在層壓方向的端部；通過對包含具有儲存器定位孔的儲存器定位板在內的多個薄板的定位和層壓形成儲存器，使得儲存器定位板定位在層壓方向的一個端部；在噴嘴板與第一薄板相互面對的第一狀態(tài)下，通過從噴嘴板側插入第一定位銷使之穿過噴嘴定位孔和第一定位孔，對噴嘴板和前端進行定位；在第一狀態(tài)下將噴嘴板和前端結合在一起；在第二薄板和儲存器定位板彼此相互面對的第二狀態(tài)下，通過從噴嘴板側插入第二定位銷，使之穿過噴嘴定位孔和第一定位孔，再穿過第二定位孔和儲存器定位孔，對前端和儲存器進行定位；并且在第二狀態(tài)下將前端和儲存器結合在一起。
2.一個噴墨頭，它包括一包含排出墨水的噴嘴和噴嘴定位孔的噴嘴板；一設有向噴嘴供應墨水的流道的前端，前端包含多個薄的層壓板，該層壓板具有在層壓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；和在層壓方向上定位在前端的另一端的第二薄板，與第一定位孔連通的第二定位孔在第二薄板上形成；以及加固前端的儲存器，儲存器包含一個或多個厚板，其上形成一個儲存器定位孔，其中，噴嘴板、前端和儲存器被順序地定位并加以層壓，對噴嘴板和前端定位的第一定位銷插入噴嘴定位孔和第一定位孔，對前端和儲存器定位的第二定位銷插入第二定位孔和儲存器定位孔。
3.根據(jù)權利要求2所述的噴墨頭，其中，穿過噴嘴定位孔和第一定位孔的第二定位銷插入第二定位孔和儲存器定位孔。
4.根據(jù)權利要求3所述的噴墨頭，其中，第一定位孔的直徑大于第二定位孔的直徑。
5.根據(jù)權利要求2所述的噴墨頭，其中，位于前端的第一薄板和第二薄板之間的多個層壓薄板中的每個薄板均具有一個通孔，此通孔將第一定位孔和第二定位孔連通，和每個薄板的直徑均大于第一和第二定位孔的直徑。
6.根據(jù)權利要求2所述的噴墨頭，其中，在前端上固定有壓電元件，并且儲存器具有一用于避免和壓電元件發(fā)生干涉的凹槽。
7.根據(jù)權利要求2所述的噴墨頭，其中，前端包含第三定位孔，多個薄層壓板中的每一薄板插入穿過第三定位孔，第三定位孔的位置與第一和第二定位孔不同。
8.根據(jù)權利要求2所述的噴墨頭，其中，儲存器包含多個層壓厚板。
9.根據(jù)權利要求1所述的制造噴墨頭的方法，其中，在前端和儲存器在第二狀態(tài)下相互結合之前，噴嘴板和前端在第一狀態(tài)下相互結合。
全文摘要
一個噴墨頭，包括一個噴嘴板，一個前端和一個儲存器，噴嘴板上形成噴嘴定位孔，在前端的兩端分別配置設有第一和第二定位孔的蓋板和空腔板，在儲存器的一端配置設有儲存器定位孔的儲存器定位板。在噴墨頭的制造方法中，第一定位銷裝配在噴嘴定位孔和第一定位孔中。將噴嘴板和前端定位并粘結在一起。然后，將插入穿過第一定位孔和噴嘴定位孔的第二定位銷裝配在第二定位孔和儲存器定位孔中，將前端76和儲存器75定位并粘結在一起。
文檔編號B41J2/055GK1576010SQ20041006199
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權日2003年6月30日
發(fā)明者近本忠信 申請人:兄弟工業(yè)株式會社