喷墨头制造技术

本发明专利技术的目的是保持喷出的墨滴量，且实现墨室的占用面积小和喷嘴的高密度化。即使形成为高密度喷嘴也可保持大的喷墨量。设加压板的平面形状的外接圆直径与内接圆直径之比为Ａ，例如，配置了使加压板的平面形状满足１≤Ａ≤２的关系的墨室的加压板，其平面形状是大致正方形或大致菱形，将其墨室的布局配置在棋盘状格子上。以各行及各列以单元将执行元件一次地同步加工。将墨室内的墨流动的方向形成为墨室的长对角线方向。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可以高密度地配置多个喷出墨滴的喷墨头，更具体地说涉及的是在将墨滴飞散在记录介质上以进行图像记录的的喷墨记录装置中的喷墨头，其具有多个喷嘴、和对应于各喷嘴配置的墨室、在各墨室的一个面上形成的加压板、以及驱动该加压板的执行元件，通过执行元件的驱动使加压板上产生变形，压缩墨室内的墨，从喷嘴喷出墨滴。参照附图说明图11说明以往的技术。图11是表示特开平4-148936号公报所公开的现有喷墨头的一个例子。其结构是多个喷嘴101排成一列，其细长的平面状的墨室102关于喷嘴列而相向地朝向两侧排列，以便使其一端处于与喷嘴对应的位置。另外，墨室的另一端配置着供给孔103。进而，在与配置了墨室层的不同的层中，配置着所有墨室共用的墨池104，通过供给孔103与各墨室连接着。另外在构成各墨室一面的加压板上分别安装着执行元件。以下对由压电元件构成的压电执行元件进行说明。此喷墨头的动作是通过驱动执行元件使得加压板向减小墨室102的体积的方向弯曲，其结果是墨室内的墨被压缩，从喷嘴101喷出墨滴。喷出墨滴后，随着加压板的变形复原，通过供给孔从墨池104将墨再充填到墨室内，准备下次的喷出。在上述的现有技术的喷墨头中，通过将喷嘴间的间距变小，随之排列多个宽度小的墨室，具有可实现高密度地配置喷嘴的优点。可是，随着高密度化的发展，必须将墨室的宽度变小，则加压板随之变为难以弯曲的形状，因此不能得到大的墨室体积变化量。而对于高速打印需要至少30pl(pico-1itre皮升)的体积变化量，即存在着只能喷出微小的墨滴，从而使打印速度变慢的问题。或者，为了将墨室的体积变化量加大，必须采取将其纵向的长度变大的对策，其结果是存在墨室的占用面积变大而不能提高喷嘴的面密度的问题。本专利技术就是在这样的背景下提出的，其目的在于，通过使用加压板容易弯曲的平面形状的墨室，提供既可维持喷出的墨滴量，又可使墨室的占用面积减小、且能实现喷嘴的高密度化的喷墨头。本专利技术之目的在于，提供即使把喷嘴形成高密度化配置，也能维持大的墨滴喷出量，且可进行稳定的驱动的可靠性高的喷墨头。本专利技术之目的还在于，提供制造工艺简单及加工精度高的喷墨头的制造方法。根据本专利技术的喷墨头，其具有在由对喷墨头主扫描方向有一定倾斜角度的多个行和对该喷墨头主扫描方向正交的多个列构成的格子上设置的多个喷嘴、对应于上述多个喷嘴分别设置的多个墨室、在上述多个墨室的各个墨室的一面上形成的加压板、在上述多个加压板上分别设置的用于通过使上述加压板变形而对上述墨室内的墨加压的执行元件、对应上述多个行或列所配置的，向上述多个墨室供墨的多个墨池支流、以及由至少两个以上的上述墨池支流合流而形成的墨池主流，其特征在于，设上述加压板的平面形状的外接圆直径与内接圆直径之比(外接圆直径/内接圆直径)为A，上述加压板的平面形状满足1≤A≤2的关系。例如，上述加压板的平面形状是大致正方形。或者，上述加压板的平面形状是具有与上述各行及上述各列平行的边的大致菱形。由于在驱动执行元件时加压板是容易弯曲的形状，所以可以得到即使墨室的占用面积小也能维持驱动时所必需的体积变化量的、高效率的墨室。因此，可以高密度地配置喷嘴而不会降低墨滴喷出量。进而，在上述加压板的平面形状是具有与上述各行及上述各列平行的边的大致菱形的情况下，上述执行元件的平面形状，优选的是具有与上述各行及各列平行的边的大致菱形。由此，可以按照各行及各列单位统一地冲模加工执行元件。因此，可实现制造工艺简化和执行元件的尺寸及位置的高精度化。上述墨室内的墨流路最好是在上述墨室的纵向的对角线的方向上形成。由此，由于是平滑地形成墨室内的墨流路，所以可防止气泡停留从而提高执行元件的可靠性。设上述各行和喷墨头主扫描方向的倾斜角为θ、设配置在上述各行的多个喷嘴在对于相邻的间隔喷墨头主扫描方向成正交的方向上的距离为d(mm)时，θ和d的关系最好满足0＜tan θ≤5d。由此，各墨室的喷墨头主扫描方向的宽度可作成约0.2mm以上，可得到产生体积变化量的墨室尺寸，该体积变化量只喷出所希望大小的墨滴。设配置在上述各行的喷嘴数为n时，上述n和上述d的关系最好是n×d≥0.2。由此，可以将与各墨室的喷墨头主扫描方向正交的方向的宽度作成约0.2mm以上，可得到产生体积变化量的墨室尺寸，该体积变化量只喷出所希望大小的墨滴。上述n和上述θ的关系优选是0.5≤n×tanθ≤2。由此，在各墨室尺寸容许范围内，可将喷墨头主扫描方向和与喷墨头主扫描方向正交的方向形成为大致相同。按照此布局，可将墨室以矩阵形式配置而不会浪费空间，可实现高密度化。例如，在n×tanθ值比1小时，在各墨室尺寸容许范围内，可取喷墨头主扫描方向比与其正交方向大的值。另外，在比1大时，可取与喷墨头主扫描方向正交的方向比喷墨头主扫描方向大的值。因此，在使用大致正方形或大致菱形的墨室时，由于可有效地将其空的间隔作为上述墨池支流的间隔使用，所以可实现包括墨室和上述墨池的高密度化。优选上述墨池主流的断面积形成得比上述墨池支流的断面积大。由此，即使流动在各墨池支流的全部墨流量全部在墨池主流中流动，也可形成稳定的流动。此时，流路的阻力小，所以单位时间的墨供给量可以加大，可以加快喷出的频度。进而，可减少各支流间的墨供给量之差，抑制喷嘴间的喷出特性的差异。上述墨池支流和/或上述墨池主流的断面积最好形成得越到下游就越小。对于墨池主流来说，由于向下游的墨池支流的供给，或对于墨池支流来说，由于向下游墨室的供给，上述任何一种方式都可降低墨流量，但此时却不使流速降低。由此，即使在下游部分也可稳定地供墨，从而可以抑制喷嘴间的喷出特性的差异。另外，可抑制由于流速降低引起的气泡停留，提高喷墨头的可靠性。图1(a)是体积变化量对于四边形的长宽比的关系图；图1(b)是体积变化量与各种形状墨室的(外接圆直径)/(内接圆直径)值的关系图。图2是本专利技术实施例1的喷墨头的全体透视图。图3是本专利技术实施例1的喷墨头的放大透视图。图4是表示本专利技术实施例1的喷墨头的立体构成图。图5是表示为了说明决定矩阵配置所必要的参数图。图6是表示制造本专利技术实施例1的喷墨头的执行元件部分的工序图。图7是表示制造本专利技术实施例1的喷墨头的执行元件部分的工序图。图8是表示制造本专利技术实施例1的喷墨头的工序图。图9是表示本专利技术实施例1的喷墨头的驱动电压波形图。图10是本专利技术实施例2的喷墨头的放大透视图。图11是表示现有技术的喷墨头图。在叙述本专利技术的实施例之前，对于占用面积小，但是驱动时的体积变化量大的高效率墨室的形状事先进行了研究，在此加以说明。图1(a)是关于配置有加压板的四方形墨室面的平面形状，对于其面积相同而长宽比不同的各形状，利用数值分析研究了施加相同压力时的排除体积(体积变化量)的图。另外，墨室的加压面的面积是0.608mm2、执行元件的加压板的材料是Ni，其弹性系数是200Gpa、其厚度是20μm、施加压力是0.1MPa。若按照此结果表明，墨室平面形状的长宽比越接近1，即越接近正方形，就越容易弯曲，体积变化量可变大。即，使用接近正方形的平面形状的墨室，即使是更小的占用面积也可得到大的体积变化量。另外，在本研究中，对于四方形进行了研究，但在除此以外的多边形或圆形中也得到相同的效果。更详细地，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
喷墨头，具有： 对于喷墨头主扫描方向倾斜一定角度的多个行和与该喷墨头主扫描方向正交的多个列构成的格子上设置的多个喷嘴； 对应于上述多个喷嘴分别设置的多个墨室； 在上述多个墨室的各个墨室的一面上形成的加压板； 在上述多个加压板上分别设置的用于通过使上述加压板变形而对上述墨室内的墨加压的执行元件； 对应于上述多个行或列配置的多个墨池支流，用于向上述多个墨室中供墨；以及 由至少两个以上的上述墨池支流合流而形成的墨池主流，其特征在于， 设上述加压板的平面形状的外接圆直径与内接圆直径之比（外接圆直径／内接圆直径）为Ａ，上述加压板的平面形状满足１≤Ａ≤２的关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村洋文，神田虎彦，
申请(专利权)人：富士施乐株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]