液体喷射头、液体喷射装置及液体喷射头的制造方法.pdf

本发明提供液体喷射头、液体喷射装置及液体喷射头的制造方法，能够可靠地吸收贮存器内产生的压力。具有多个液体喷射用的喷嘴口的液体喷射头具备：由被轧制的金属构成且形成有向多个所述喷嘴口连通的贮存器的液体贮存器板；由被轧制的金属构成且与所述金属器板相接而层叠，并且在对应于所述液体贮存器的位置形成有吸收所述液体贮存器的压力的柔性部的柔性板，其中，所述柔性板沿与所述柔性部的长度方向大致平行的方向轧制，所述贮存器板沿与所述柔性板的轧制方向大致垂直的方向轧制。

1、  一种液体喷射头，其具有多个液体喷射用的喷嘴口，
所述液体喷射头的特征在于，具备：
由被轧制的金属构成且形成有向多个所述喷嘴口连通的液体贮存器的贮存器板；
由被轧制的金属构成且层叠于所述贮存器板上，并且在成为所述液体贮存器的壁面的位置形成有吸收所述液体贮存器的压力的柔性部的柔性板，
其中，
所述柔性板沿与所述柔性部的长度方向平行的方向轧制，
所述贮存器板沿与所述柔性板的轧制方向垂直的方向轧制。

2、  如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
所述液体贮存器贯穿所述贮存器板而形成，
所述液体喷射头具备由被轧制的金属构成且以覆盖所述液体贮存器中与所述柔性板相反侧的面的方式层叠的贮存器邻接板，
该贮存器邻接板沿与所述柔性板的轧制方向平行的方向轧制。

3、  如权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于，
具备由被轧制的金属构成且层叠于所述柔性板中与所述贮存器板侧的相反侧的柔性邻接板，
该柔性邻接板沿与所述贮存器板的轧制方向平行的方向轧制。

4、  一种液体喷射装置，其能够从多个喷射口喷射液体，其特征在于，
具有液体喷射头部，该液体喷射头部具备：
由被轧制的金属构成且形成有向多个所述喷嘴口连通的液体贮存器的贮存器板；
由被轧制的金属构成且层叠于所述贮存器板上，并且在成为所述液体贮存器的壁面的位置形成有吸收所述液体贮存器的压力的柔性部的柔性板，
其中，
所述柔性板沿与所述柔性部的长度方向平行的方向轧制，
所述贮存器板沿与所述柔性板的轧制方向垂直的方向轧制。

5、  一种液体喷射头的制造方法，该液体喷射头具备多个液体喷射用的喷嘴口，
所述液体喷射头的制造方法的特征在于，
在层叠由被轧制的金属构成且形成有向多个所述喷嘴口连通的液体贮存器的贮存器板和由被轧制的金属构成且在成为所述液体贮存器的壁面的位置形成有吸收所述液体贮存器的压力的柔性部的柔性板时，使用沿与所述柔性部的长度方向平行的方向轧制的所述柔性板和沿与所述柔性板的轧制方向垂直的方向轧制的所述贮存器板。

液体喷射头、液体喷射装置及液体喷射头的制造方法
技术领域
本发明涉及一种液体喷射头、液体喷射装置及液体喷射头的制造方法。
背景技术
作为具备多个油墨喷出用的喷嘴口的喷墨式的记录头，公知的是按照压力室形成板、柔性板、喷嘴板的顺序将它们层叠而成的记录头。喷嘴板是将多个喷嘴口沿规定方向排列而形成的，压力室形成板形成有与多个喷嘴分别连通的多个压力室。另外，在压力室形成板中，分别经由油墨供给路与各压力室连通的称为贮存器的空间以柔性板侧开口的状态(通过柔性板将该开口堵塞的状态)形成。从墨盒等供给向贮存器的油墨，通过向各压力室的油墨供给路被供给到各压力室。另外，在各压力室的外侧分别设有压电元件。在对压电元件施加规定的驱动电压而使压电元件变形(拉伸)时，对应于该变形了的压电元件的压力室也变形(紧缩)，其结果是，压力室内的油墨被从喷嘴口压出，作为油墨滴(墨点)喷出。
从墨盒等供给的油墨在被供给向各压力室之前，暂时贮留于上述贮存器。此时，当向贮存器大量供给油墨时，在贮存器内作用了过剩的压力，其结果是，可能油墨对压力室过剩供给而喷出不需要的墨点(误喷出)。于是，上述柔性板在对应于贮存器的范围内，在喷嘴板侧形成凹部，由此，使板厚比其他范围的板厚薄。该薄片状的部分(称为柔性部)在将油墨供给于贮存器而贮存器内的压力上升的情况下，被贮存器内油墨挤压而向喷嘴板侧挠曲，由此吸收贮存器内的压力，防止上述那样的误喷出的发生。
在此，公知的为由金属制轧制板件形成具有压力室的基板，且使其轧制方向与压力室的长度方向平行的喷墨打印头。(参照专利文献1)。
另外，作为具有油墨喷出用喷嘴的喷嘴板，公知的为使用平面形状的长的外形尺寸的方向与轧制方向大致垂直的金属轧制板的喷墨记录头(参照专利文献2)
专利文献1：日本特开2005-41047号公报
专利文献2：日本特开2001-105595号公报
当前，在上述那样的记录头中，通过喷嘴数量的增加推进高密度化及制品的小型化。为了制品的小型化，构成记录头的各板的尺寸需要比目前更小，在将各板的尺寸小型化时，上述柔性部的面积也不得不小。然而，在其另一方面，通过上述的高密度化，造成供给于贮存器的油墨量自身存在增加的倾向。因此，通过现有那样的柔性部的挠曲很难充分吸收贮存器内的压力，从而上述的误喷出等那样的危险性提高。
另外，构成上述记录头的各板分别通过轧制金属而形成，但这样轧制成的板具有与其轧制方向关联而容易在规定方向上翘曲这样的性质。这样的板的翘曲引起记录头整体的翘曲。由于记录头的翘曲，使得例如喷嘴板和成为墨点喷出对象的记录介质的距离对于每个喷嘴位置产生偏差，因此作为制品不合适。这也是喷出油墨的喷墨式的记录头以外的各种液体喷射头共通的课题。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而构成的，其目的在于，提供可以防止基于贮存器发生的压力的增加引起的各种弊害例如上述的误喷出，并且可以防止制品翘曲的发生的液体喷射头、液体喷射装置及液体喷射头的制造方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种液体喷射头，其具备多个液体喷射用的喷嘴口，其特征在于，具备：由被轧制的金属构成且形成有向上述多个喷嘴口连通的液体贮存器的贮存器板；由被轧制的金属构成且层叠于上述贮存器板上，并且在成为上述液体贮存器的壁面的位置形成有吸收上述液体贮存器的压力的柔性部的柔性板，其中，上述柔性板沿与上述柔性部的长度方向平行的方向轧制，上述贮存器板沿与上述柔性板的轧制方向垂直的方向轧制。
根据本发明，由于上述柔性板沿与上述柔性部的长度方向平行的方向轧制，所以在上述柔性部的表面，轧制金属时产生的细微纹理以沿着上述长度方向的状态形成。其结果是，上述柔性部容易挠曲，可以有效地吸收液体贮存器的压力。另外，由于柔性板的轧制方向和贮存器板的轧制方向处于垂直的关系，所以各板的翘曲被抑制，液体喷射头整体难以翘曲。
上述液体喷射头中，也可以是，上述液体贮存器贯穿上述贮存器板而形成，上述液体喷射头具备由被轧制的金属构成且以覆盖上述液体贮存器中与上述柔性板相反侧的面的方式层叠的贮存器邻接板，该贮存器邻接板沿与上述柔性板的轧制方向平行的方向轧制。
根据该构成，由于将液体贮存器从两侧堵塞的柔性板及贮存器邻接板的轧制方向分别为与上述柔性部的长度方向平行的方向，所以液体贮存器内的液体的流动阻力降低，且液体喷射头整体的翘曲被强力地抑制。
上述液体喷射头中，也可以是，具备由被轧制的金属构成且层叠于上述柔性板中与上述贮存器板侧的相反侧的柔性邻接板，该柔性邻接板沿与上述贮存器板的轧制方向平行的方向轧制。该柔性邻接板例如相应的是喷嘴板。
根据该构成，由于将柔性板从两侧夹持的贮存器板及柔性邻接板的轧制方向处于分别与柔性板的轧制方向垂直的关系，所以柔性板(除去柔性部)的翘曲被更强地抑制，液体喷射头整体更难以翘曲。
另外，本发明技术思想不只用于液体喷射头，也可以作为液体喷射装置掌握。在该情况下，提供一种液体喷射装置，其能够将液体从多个喷射口喷射，其中，具有液体喷射头部，该液体喷射头部具备：由被轧制的金属构成且形成有向多个上述喷嘴口连通的液体贮存器的贮存器板；由被轧制的金属构成且层叠于上述贮存器板上，并且在成为上述液体贮存器的壁面的位置形成有吸收上述液体贮存器的压力的柔性部的柔性板，其中，上述柔性板沿与上述柔性部的长度方向平行的方向轧制，上述贮存器板沿与上述柔性板的轧制方向垂直的方向轧制。
作为上述液体喷射头的制造方法也可以掌握一种发明。在该情况下，也可以提供一种液体喷射头的制造方法，该液体喷射头具备多个液体喷射用的喷嘴口，其中，在层叠由被轧制的金属构成且形成有向多个上述喷嘴口连通的液体贮存器的贮存器板和由被轧制的金属构成且在成为上述液体贮存器的壁面的位置形成有吸收上述液体贮存器的压力的柔性部的柔性板时，使用沿与上述柔性部的长度方向平行的方向轧制的上述柔性板和沿与上述柔性板的轧制方向垂直的方向轧制的上述贮存器板。但在本申请中，“平行”及“垂直”为分别容许偏差，不能说是数学严格意义上的“平行”及“垂直”。另外，在本申请中，所谓“层叠”及“邻接”不限定于直接连接，也包含之间夹有粘合剂的情况。
附图说明
图1是对液体喷射装置之一例表示概略构成的方框图；
图2是记录头的局部分解立体图；
图3是记录头的局部剖面图；
图4是表示柔性部的表面的图；
图5是记录头的局部剖面图。
附图标号说明
10液体喷射装置
11控制部
12头驱动部
13记录头组件
14、14a、14b、14c、14d记录头
15墨盒
16记录头
30压力室形成板(贮存器板)
31压力室
32油墨供给路
33贮存器
40柔性板
42凹部
43柔性部
50喷嘴板
51喷嘴口
60压电元件
61、62电极
70压力室形成板
71压力室
80供给路形成板
82油墨供给路
90贮存器板
92贮存器
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行说明。
图1中通过方框图表示本实施方式的液体喷射装置10的概略构成。
本实施方式中，液体喷射装置10为油墨喷射式打印机，其具备：具备CPU(Central processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等的控制部11，头驱动部12，记录头组件13等，控制部11中，CPU根据写入ROM的程序对各部进行控制。
记录头组件13为分别对应于多种油墨颜色(例如：青色(C)、品红(M)、黄色(Y)、黑色(K))的记录头14(14a、14b、14c、14d)的集合体。构成记录头组件13的记录头14的个数及记录头14所对应的油墨(液体)的种类没有特别限定。在记录头组件13上搭载有与多个油墨颜色对应的墨盒15。在各记录头14上设有多个油墨喷射喷嘴(简称作喷嘴)，并且与各喷嘴对应而设有压电元件(piezoelectric element)。记录头组件13及记录头14与本发明的液体喷射头相当。
控制部11生成与显示作为印刷对象的图像的光栅数据对应的施加电压数据，并将该施加电压数据输出向头驱动部12。施加电压数据为规定每个像素的墨点的开关的数据。头驱动部12根据施加电压数据而生成对内置于各记录头14的各压电元件的驱动电压，并且通过将该生成的驱动电压供给向记录头14，由此从记录头14的喷嘴喷出墨点。其结果是，墨点命中记录介质，印刷对应于上述光栅数据的图像。另外，液体喷射装置10具备作为打印机必需公知的各种以下构成，即，使搭载了记录头组件13的滑架沿导轨往复动作的滑架机构、通过送纸辊将记录介质向与滑架的往复动作方向(主扫描方向)大致垂直的方向(送纸方向)以规定的速度输送的送纸机构、从外部的PC等所具备的打印机驱动器接受上述光栅数据的送信的通信接口等(均未图示)。
图2通过分解立体图表示一个记录头14的局部，图3表示记录头14的局部剖面图。下面说明为对记录头的说明，并且为对记录头的制造方法的说明。
记录头14通过将多个的板状构件用粘合剂粘合并层叠而形成，从上依次为弹性板20、压力室形成板30、柔性板40、喷嘴板50。喷嘴板50对应记录头14的下面，多个的喷嘴口51以规定间隔在规定的方向上排列，由此，形成对应某种颜色的油墨的喷嘴列。喷嘴口51排列的方向(喷嘴排列方向)为相对于上述主扫描方向大致垂直的方向。喷嘴板50相当于本发明的柔性邻接板。
柔性板40在对应于多个喷嘴口51的各位置形成多个连通孔41，并且形成向喷嘴板50侧开口的纵剖面大致呈矩形的凹部42。
压力室形成板30在对应于多个连通孔41的各位置形成有多个压力室31。各压力室31为在压力室形成板30的上下开口的空间。各压力室31以规定间距沿喷嘴排列方向排列而形成。另外，在压力室形成板30上形成有贮存器33，贮存器33通过对应每个压力室31的油墨供给路32而与各压力室31分别连通。油墨供给路32为在柔性板40侧开口的凹部，并将喷嘴排列方向设为长度方向，将与喷嘴排列方向垂直的方向设为宽度方向。
油墨供给路32朝向贮存器33的宽度方向而将贮存器33和压力室31连接。各压力室31除了对应于连通孔41的部位，均由柔性板40堵塞。另外，各油墨供给路32及贮存器33由柔性板40堵塞。这样，在形成贮存器33这一点，压力室形成板30相当于本发明的贮存器板的一种。
在将各压力室31的上侧的开口堵塞的弹性板20的上侧，在对应于各压力室31的各规定位置设有多个上下被电极61、62夹持的压电元件60。在这样的构成中，相对于贮存器33从上述墨盒15经由未图示的供给路供给油墨，其结果是，向各压力室31供给油墨。在压电元件60的电极61、62上施加上述驱动电压，从而压电元件60变形，对应于该变形了的压电元件60的压力室31也变形，且从对应的喷嘴口51向记录头14的下方喷出墨点。
凹部42在贮存器33的下方位置，形成在与贮存器33的面积(水平剖面积)大致一致的范围内。因此，隔开贮存器33和凹部42(堵塞贮存器33)的柔性板40的薄壁状的范围(称为柔性部43)的长度方向、宽度方向与贮存器33的长度方向、宽度方向一致。另外，凹部42的长度方向、宽度方向也与贮存器33的长度方向、宽度方向一致。柔性部43如上所述，在将油墨向贮存器33供给而使贮存器33内的压力上升的情况下，以向喷嘴板50侧膨胀的方式挠曲(参照图3中的虚线)，由此吸收贮存器33内的压力。
在本实施方式中，构成记录头14的各构件中的至少压力室形成板30、柔性板40、喷嘴板50，使用轧制金属而生成的金属板形成。另外，上述各种的凹部及贯通孔均通过蚀刻法等形成。在此，将金属向一个方向轧制时，在生成的金属板的表面沿轧制方向产生轧制痕。该轧制痕显示为微细纹理，该纹理为沿轧制方向延伸的状态。即，在观察垂直于轧制方向的方向上的金属板的剖面时，在被轧制的表面上形成因上述纹理而产生细微凹凸的状态。这样，产生于金属板的表面的纹理起到梁架(beam)的作用。因此，被轧制的金属板具有难以在轧制方向上挠曲(难以翘曲)而在与轧制方向垂直的方向上容易挠曲(容易翘曲)的性质。
因此，在本实施方式中，如图2所示，使柔性板40的轧制方向与凹部42的长度方向(与柔性部43的长度方向同意)大致平行。换言之，在生成柔性板40时，以与其金属板的轧制方向大致平行的方向为凹部42的长度方向(喷嘴排列方向)的方式形成凹部42及连通孔41。其结果是，在包含柔性部43的柔性板40的表面呈现为沿凹部42的长度方向形成上述纹理的状态。
图4表示柔性部43的表面。同图中，示出了从柔性板40只切除对应于柔性部43的大致矩形的范围的状态。在柔性部43的表面，沿柔性部43的长度方向(凹部42的长度方向)形成有若干条纹理S。另外，实际上，纹理S多数情况为肉眼不能确认的细微痕迹。
另外，在本实施方式中，也如图2所示，使压力室形成板30的轧制方向为与柔性板40的轧制方向大致垂直的方向。换言之，在生成压力室形成板30时，以与其金属板的轧制方向大致垂直的方向为贮存器33的长度方向的方式形成贮存器33、压力室31及油墨供给路32。其结果是，在压力室形成板30的表面呈现为沿与贮存器33的长度方向大致垂直的方向形成上述纹理的状态。
这样，根据本实施方式，在柔性部43上形成沿着凹部42的长度方向的多条纹理(梁架)。因此，柔性部43在凹部42的宽度方向非常容易挠曲，另外，虽然在凹部42的长度方向受到梁架的影响的程度的挠曲被抑制，但其挠曲被抑制的程度也减小了柔性部43上的梁架长(柔性部43上的梁架比朝向凹部42的宽度方向的情况长)的量，其结果是，作为柔性部43整体与目前相比，挠曲的容易度增加。因此，在记录头14的喷嘴的高密度化及小型化的影响下，即使在进行向贮存器33的油墨供给量增加及柔性部43的狭小化的情况下，通过柔性部43充分的挠曲，也能够可靠地吸收贮存器33内的压力，可以防止墨点的误喷出等因贮存器33中产生的压力的增加带来的弊害。
另外，接合的柔性板40与压力室形成板30的各轧制方向大致垂直。因此，抑制了柔性板40和压力室形成板30之间的相互翘曲，作为记录头14整体，难以在制品产生翘曲。其结果是，记录头14的翘曲引起的、喷嘴板50和记录介质的距离的每个喷嘴口51的位置偏差等减少，从而可以提供高品质的制品。
规定轧制方向的对象不只限于柔性板40和压力室形成板30。例如也可以对喷嘴板50限定轧制方向，该情况下，使喷嘴板50的轧制方向为相对于喷嘴排列方向大致垂直的方向。换言之，在生成喷嘴板50的情况下，以与其金属板的轧制方向大致垂直的方向为喷嘴排列方向的方式形成多个喷嘴口51。其结果是，夹着柔性板40的压力室形成板30及喷嘴板50的轧制方向大致一致，柔性部43以外的柔性板40的翘曲被强固地抑制，其结果是，可防止记录头14的翘曲。
图5表示另一实施例的记录头16的局部剖面图。液体喷射装置10也可以搭载记录头16而代替记录头14。
图5中，对于与图3所示的记录头14共通的部位标注与图3的符号相同的符号。在记录头16上，在弹性板20和柔性板40之间，自上依次层叠压力室形成板70、供给路形成板80、贮存器板90。压力室形成板70、供给路形成板80及贮存器板90也为轧制金属而成的板状构件。
贮存器板90在对应于柔性板40的连通孔41的位置形成有连通孔91，并且在对应于凹部42的范围内形成有贮存器92。贮存器92为将贮存器板90上下贯穿的空间。贮存器板90上的供给路形成板80在对应于贮存器92的范围的局部形成有油墨供给路82，同时将贮存器92覆盖。另外，供给路形成板80在对应于连通孔91的位置形成有连通孔81。供给路形成板80上的压力室形成板70上，在连通油墨供给路82及连通孔81的位置形成有压力室71。
在记录头16上，也与记录头14同样，压力室71以规定的间距沿喷嘴排列方向(相对于图5的纸面的垂直方向)排列形成多个，另外，贮存器92以喷嘴排列方向为长度方向，相对于各压力室71而经由油墨供给路82供给油墨。在记录头16上，夹着贮存器板90的柔性板40与供给路形成板80的轧制方向大致平行。由于柔性板40的轧制方向为凹部42的长度方向(贮存器92的长度方向)，所以供给路形成板80的轧制方向也成为凹部42的长度方向(贮存器92的长度方向)。供给路形成板80相当于本发明的贮存器邻接板。当然，形成贮存器92的贮存器板90的轧制方向为与柔性板40及供给路形成板80的轧制方向大致垂直的方向。
通过这样的构成，不仅得到柔性部43的挠曲量的增加及记录头16的翘曲发生的效果，而且还得到贮存器92内的油墨的流动阻力减少的效果。即，在堵塞贮存器92的上下开口并朝向贮存器92内的供给路形成板80及柔性板40的各表面，产生朝向贮存器92的长度方向的轧制痕(纹理)，因此，油墨容易沿着该纹理在贮存器92内沿长度方向流动。其结果是，油墨被完全地对在贮存器92的长度方向上排列的多个压力室71供给。而且，在记录头16上，也可以限定压力室形成板70及喷嘴板50的轧制方向。该情况下，对于从压力室形成板70到喷嘴板50依次层叠的各板，以接合板的轧制方向为相互垂直的方式来决定轧制方向。根据这样的构成，可以有力地防止记录头16的翘曲。
另外，在上述记载中，柔性板40在大致对应于贮存器的范围内，在朝向贮存器侧的面的相反侧的面上形成有凹部42，从而形成柔性部43。但是，柔性部43只要是可以吸收贮存器内产生的压力的结构即可，例如通过不形成凹部42而将柔性板40整体进一步制成薄片状，也可以在对应于贮存器的位置形成柔性部43。另外，在上述记载中，将液体喷射头及液体喷射装置作为用于将油墨向记录装置喷射来进行印刷的装置进行了说明。但是，本发明的构成不限于油墨，只要是用于将液体向任意对象喷射的装置，则可以适用于滤色片的制造中所使用的色材喷射装置及制造生物芯片所使用的有机物质喷射装置等所有的装置。另外，在上述记载中，液体喷射头使用了压电元件(压电元件60)进行液体喷出，但除了压电元件以外，还可以使用发热元件等相对于液体的各种压力发生机构。