專(zhuān)利名稱(chēng)：噴墨印刷頭及其使用的噴嘴板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在印刷機(jī)、傳真裝置、繪圖機(jī)等印刷部位所使用的噴墨印刷頭。本發(fā)明還涉及在這種印刷頭上所使用的噴嘴板。
背景技術(shù)：
這種噴墨印刷頭已有例如

圖17所示的眾所周知的噴墨印刷頭。這種先有的噴墨印刷頭的結(jié)構(gòu)是在作為印刷頭基板的玻璃板70的下面通過(guò)蝕刻處理而形成有凹槽狀的多個(gè)墨水流道71(因?yàn)閳D示原因，僅表示一個(gè))并由振動(dòng)板80閉塞住各流道71下方的開(kāi)口71a。振動(dòng)板80由具有撓性的薄壁玻璃板81構(gòu)成，其下面形成有ITO膜(含有微量添加劑的氧化錫膜，或是含有氧化錫的氧化銦膜)等導(dǎo)電膜82，在該導(dǎo)電膜上安裝有壓電元件83。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)向壓電元件83施加電壓時(shí)，如圖17中箭頭a所示，上述薄壁玻璃板81向墨水流道71內(nèi)產(chǎn)生凹狀彎曲變形。結(jié)果使墨水流道71的容積瞬間減少，從而可以使墨水流道71內(nèi)的墨水從噴嘴孔84排出。
但是，在上述先有的噴墨印刷頭中，與振動(dòng)板80相同，因?yàn)橛∷㈩^基板70是由玻璃板70構(gòu)成的，而且通過(guò)蝕刻處理而形成凹槽狀的墨水流道71，所以，該蝕刻處理會(huì)成為非常復(fù)雜的工序。而且，為了把玻璃板70加工成所要求的外型尺寸，有需要在后續(xù)工序中進(jìn)行需清除的噴砂處理等的情況。另外，玻璃板70容易發(fā)生裂紋損傷，在操作時(shí)還必須慎重。因此，上述先有的噴墨印刷頭基本上存在著制造工序復(fù)雜、生產(chǎn)效率低以及成本昂貴的問(wèn)題另外，在噴墨印刷頭方面還要求印刷的高密度化。在圖17所示的先有的噴墨印刷頭中，為了實(shí)現(xiàn)這種印刷的高密度化，必須要提高噴墨流道71的配置密度，與此對(duì)應(yīng)還必須要高密度地配置設(shè)在振動(dòng)板80上的壓電元件83。這樣使得用于向上述高密度配置的各壓電元件分別供給電力的配線非常困難。即除了對(duì)多個(gè)壓電元件的每個(gè)元件進(jìn)行配線連接的作業(yè)非常復(fù)雜之外，另外還由于為使多個(gè)壓電元件的配線不會(huì)相互干擾，所以為了進(jìn)行配線連接還必須確保足夠大的空間。結(jié)果，在先有的噴墨印刷頭中，配線連接的困難會(huì)成為障礙，為了解決上述問(wèn)題，除了要使印刷頭整體大型化，此外還會(huì)產(chǎn)生制造工序復(fù)雜、成本昂貴的問(wèn)題。
特別是在彩色噴墨印刷頭里，排列有多個(gè)用于分別排出青綠色、深紅色、黃色、黑色等各種顏色墨水的噴墨印刷頭。在這種印刷頭的情況下，采用上述先有印刷頭的結(jié)構(gòu)使得各印刷頭的配線結(jié)構(gòu)如上述那樣復(fù)雜，而且這些各印刷頭的各個(gè)配線還必須集中在一處并連接在所要求的控制回路中，因而存在著其配線結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化的難點(diǎn)。
發(fā)明的公開(kāi)因此，本發(fā)明的目的是提供一種噴墨印刷頭，該噴墨印刷頭不需要蝕刻處理等復(fù)雜作業(yè)工序且通過(guò)簡(jiǎn)單的制作方法即可高效率并低成本地加以制造。
本發(fā)明的另一目的是提供即使在要求印刷進(jìn)一步高密度化的情況下也不需要很大的空間就可以容易地對(duì)各壓電元件進(jìn)行配線連接并且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化且制造工序簡(jiǎn)單的噴墨印刷頭。
本發(fā)明的再一目的是提供可在上述噴墨印刷頭上順利使用的噴嘴板。
根據(jù)本發(fā)明的第1個(gè)方面，提供了噴墨印刷頭，其特征在于，該噴墨印刷頭具備各自具有多個(gè)墨水排出孔的多個(gè)印刷頭元件；與各個(gè)印刷頭元件作電氣連接的扁平狀的柔性帶；向前述各印刷頭元件供給墨水的墨水供給裝置；在上述噴墨印刷頭中，前述各印刷頭元件具有樹(shù)脂制的印刷頭元件主體，在該印刷頭元件主體的前壁設(shè)有前述多個(gè)墨水排出孔，在前述印刷頭元件主體的至少一個(gè)側(cè)面上形成有連通前述各噴嘴排出孔的多個(gè)凹槽狀的墨水流道，在前述印刷頭元件主體的前述側(cè)面上結(jié)合有振動(dòng)板，該振動(dòng)板具有與前述墨水流道相對(duì)應(yīng)的多個(gè)壓電元件，前述多個(gè)印刷頭元件的各個(gè)前壁向同一方向?qū)盈B，前述柔性帶穿入鄰接的印刷頭元件之間并配備有導(dǎo)電配線線路，該導(dǎo)電配線線路具有導(dǎo)通前述各印刷頭元件的壓電元件的輸出端子。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，因?yàn)楦饔∷㈩^元件主體是樹(shù)脂制成的，所以能夠利用金屬模同時(shí)形成墨水排出孔以及墨水流道。因此不需要蝕刻加工等復(fù)雜工序，從而極大地簡(jiǎn)化了印刷頭的制造工序，而且也降低了成本。另外，與用玻璃制成印刷頭元件主體的情況不同，不會(huì)有因撞擊造成的損壞，從而提高了制造過(guò)程中的加工性能，而且在整修外型尺寸時(shí)，也不必進(jìn)行噴砂等復(fù)雜的工程作業(yè)，對(duì)簡(jiǎn)化印刷頭的制造以及降低成本非常有利。
而且，因?yàn)橛∷㈩^是層疊多個(gè)印刷頭元件而構(gòu)成的，所以墨水排出孔(即圖像點(diǎn))的總數(shù)多，可以實(shí)現(xiàn)印刷的高密度化。這種情況下，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各印刷頭元件的墨水排出孔的數(shù)目以及墨水流道和壓電元件的排列間距。因此，在由樹(shù)脂整體成形而制成印刷頭元件主體時(shí)，即使其成形精度有限，也能使這種影響達(dá)到最小限度，從而能夠順利地實(shí)現(xiàn)作為印刷頭整體的印刷密度的高密度化。
另外，在鄰接的印刷頭元件之間夾入扁平狀的柔性帶，可以對(duì)各印刷頭元件上的壓電元件順利地進(jìn)行配線連接。因此，能夠以緊湊的方式把上述柔性帶放入各印刷頭元件之間，可以實(shí)現(xiàn)印刷頭的小型化。
依照本發(fā)明的最佳實(shí)施例，前述柔性帶沿相反方向交替反復(fù)折疊，每隔一個(gè)折疊部均插入鄰接的印刷頭元件之間。由于有這種結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)一個(gè)柔性帶對(duì)多個(gè)印刷頭元件進(jìn)行電氣配線連接。因此，容易增加印刷頭元件的數(shù)目，即使在圖像點(diǎn)數(shù)多的情況下，也不必為了配置柔性帶而需要大的空間，而且也不會(huì)出現(xiàn)多個(gè)柔性帶相互錯(cuò)雜的問(wèn)題。這特別在用印刷頭進(jìn)行彩色印刷的情況下是非常有利的。
也可以在前述印刷頭主體的各個(gè)墨水流道的前端形成比所述各墨水流道深的落坎，前述各墨水流道可通過(guò)該落坎與相對(duì)應(yīng)的墨水排出孔相連通。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，用金屬模樹(shù)脂成型印刷頭元件主體時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)形成在印刷頭元件主體側(cè)面的墨水流道與形成在印刷頭主體的前壁的墨水排出孔之間的適當(dāng)連通，而且這些能很容易同時(shí)形成。
理想的情況是，在前述印刷頭元件主體的各個(gè)墨水流道的后端處，形成使所述各墨水流道局部變狹窄的突起。利用這種結(jié)構(gòu)可以抑制氣泡的發(fā)生。
也可以在前述印刷頭元件主體的后壁處形成與各墨水流道相連通的墨水流入孔。該墨水流入孔也可以和印刷頭元件主體側(cè)面的墨水流道以及前壁的墨水排出孔同時(shí)形成。
前述墨水供給裝置也可以安裝在前述印刷頭元件主體后壁上并最好呈墨水分配器具的形式，而所說(shuō)的墨水分配器具具有與前述各墨水流道相連通的墨水供給通路。利用這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴恍枰獙?duì)每個(gè)印刷頭元件分別供給墨水，而是用單一的墨水分配器具集中地供給墨水，所以，可以實(shí)現(xiàn)噴墨印刷頭整體結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。
前述墨水排出孔在前述各印刷頭元件上至少要形成一列，在前述各印刷頭元件中的墨水排出孔的列相對(duì)于在相鄰的印刷頭元件中的墨水排出孔的列沿墨水排出孔的列的方向錯(cuò)開(kāi)預(yù)定的間距，這是非常有利的。利用這樣的結(jié)構(gòu)，使印刷點(diǎn)數(shù)密度細(xì)微化并能夠得到質(zhì)量良好的圖像。而且，通過(guò)在前述各印刷頭元件上形成兩列前述墨水排出孔并且使前述各印刷頭元件中的2列墨水排出孔相互沿墨水排出孔的列的方向錯(cuò)開(kāi)預(yù)定的間距，也可以得到同樣的效果。
而且，對(duì)于前述各印刷頭元件來(lái)說(shuō)，按隔開(kāi)的最小間距分開(kāi)形成第1列的墨水排出孔和第2列的墨水排出孔而形成前述墨水排出孔，前述各印刷頭元件中的第2列的墨水排出孔和相鄰的印刷頭元件中的第1列墨水排出孔之間的間距設(shè)為前述最小間距的整數(shù)倍，這是非常有利的。利用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠使得多個(gè)印刷頭元件的橫向印刷點(diǎn)位置具有規(guī)則性。結(jié)果，容易在印刷輸出所要求的圖像時(shí)進(jìn)行控制，通過(guò)進(jìn)行與通常的僅由1個(gè)印刷頭元件所形成的噴墨印刷頭元件相同的控制，能夠容易地得到所要求的圖像輸出。
進(jìn)而，理想的情況是，在前述多個(gè)印刷頭元件的前部安裝噴嘴板，在該噴嘴板上按對(duì)應(yīng)于前述墨水排出孔的排列來(lái)形成微小的噴嘴孔。依照這種結(jié)構(gòu)，即使在各印刷頭元件主體上形成的墨水排出孔的孔徑以及位置的精度不那么高，但如果精密地設(shè)定了形成在噴嘴板上的各噴嘴孔的孔徑以及位置，也能夠得到所要求的印刷質(zhì)量。結(jié)果，可以允許樹(shù)脂整體成形制作的印刷頭元件上的墨水排出孔的大小以及位置的精度有稍許偏差，從而使成形作業(yè)容易，對(duì)降低制造成本非常有利。
根據(jù)本發(fā)明的第2個(gè)方面，提供了噴墨印刷頭用的噴嘴板，其特征在于它是這樣的噴嘴板，該噴嘴板安裝在噴墨印刷頭的前壁上，而所述噴墨印刷頭則是由前述前壁上具有多個(gè)墨水排出孔的多個(gè)印刷頭元件層疊而成的，所述噴嘴板帶有臺(tái)階差消除裝置，該裝置將所述噴嘴板劃分為與前述各印刷頭元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)區(qū)域，并且上述各劃分區(qū)域相互獨(dú)立，并且在前述噴嘴板平面的垂直方向上位移。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，在層疊多個(gè)印刷頭元件時(shí)，即使各前壁沒(méi)有嚴(yán)密地形成齊平面，從而相對(duì)噴嘴板的平面在垂直方向產(chǎn)生若干臺(tái)階差，也可以通過(guò)在噴嘴板的各劃分區(qū)域的位移而消除該臺(tái)階差。因此，容易進(jìn)行多個(gè)印刷頭元件的組裝作業(yè)，而且，因?yàn)楦饔∷㈩^元件的前壁與對(duì)應(yīng)的噴嘴板的劃分區(qū)域緊密相連，所以能夠使所有的印刷頭元件均勻地噴墨。
前述臺(tái)階差消除裝置可以是不連續(xù)地圍繞各劃分區(qū)域的狹縫，或者也可以是實(shí)質(zhì)上圍繞前述噴嘴板的各劃分區(qū)域的槽。
從參照附圖所說(shuō)明的理想實(shí)施例中明了本發(fā)明的其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1是顯示本發(fā)明第1實(shí)施例的噴墨印刷頭的立體圖。
圖2是圖1所示噴墨印刷頭的分解立體圖。
圖3是沿圖1III-III線的剖面圖。
圖4是顯示構(gòu)成圖1中所示噴墨印刷頭中所使用的印刷頭元件的印刷頭元件主體的側(cè)面圖。
圖5是沿圖4V-V線的剖面圖。
圖6是圖4所示印刷頭元件主體的正面圖。
圖7是顯示圖4所示印刷頭元件主體成型工序一個(gè)實(shí)例的說(shuō)明圖。
圖8是顯示安裝在圖4所示印刷頭元件主體上的振動(dòng)板的側(cè)面圖。
圖9是沿圖8I-I線的擴(kuò)大剖面圖。
圖10是顯示在圖1所示的噴墨印刷頭上所使用的柔性帶的平面圖。
圖11是顯示圖4所示的噴墨印刷頭與圖10所示的柔性帶的連接狀態(tài)的平面圖。
圖12是顯示將圖1所示的噴墨印刷頭取去了噴嘴板的狀態(tài)的正面圖。
圖13是顯示噴嘴板一個(gè)實(shí)例的正面圖。
圖14是顯示將圖1所示的噴嘴印刷頭取去了墨水分配器具的狀態(tài)的背面圖。
圖15是顯示噴嘴板其它例子的正面圖。
圖16a是沿圖15XVI-XVI線的剖面圖。
圖16b是顯示噴嘴板的其它例子的與圖16a相同的剖面圖。
圖17是先有噴墨印刷頭結(jié)構(gòu)的剖面圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳形式下面參照附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖1～3是示出了本發(fā)明第1實(shí)施例的噴墨印刷頭的整體。這些圖中，圖1是該印刷頭的立體圖，圖2是該印刷頭的分解立體圖。圖3是沿圖1的III-III線的剖面圖。
圖1～3所示的噴墨印刷頭主要包括多個(gè)印刷頭元件1、夾在這些各印刷頭元件1之間的扁平狀的柔性帶2、把全部印刷頭元件1結(jié)合在一起的一對(duì)夾板3a、3b、噴嘴板4和墨水分配器具5。下面對(duì)這些構(gòu)件予以說(shuō)明。
如圖2所示，上述各印刷頭元件1具有例如由聚砜等耐化學(xué)藥品性能良好的合成樹(shù)脂制作的印刷頭元件主體11，該印刷頭元件主體11具有前壁1a和后壁1b。在印刷頭元件主體11的前壁1a上形成有用于排出墨水的多個(gè)墨水排出孔10。而且，在印刷頭元件主體11的兩個(gè)側(cè)面11a上安裝有振動(dòng)板12，在各振動(dòng)板12上安裝有多個(gè)壓電元件13。
如圖4～6所示，印刷頭元件主體11在兩個(gè)側(cè)面11a上形成有多條凹槽狀的一個(gè)個(gè)分開(kāi)的墨水流道14。各墨水流道14的前端與形成在各自側(cè)面11a上的凹部16a相連通，該凹部16a通過(guò)橫穿孔16b與設(shè)在印刷頭主體11的后壁1b上的墨水流入口15相連通。而且，在各墨水流道14的后端上形成有比各墨水流道14更深的凹狀的落坎17，該落坎17與相應(yīng)的墨水排出孔10相連通。結(jié)果，從墨水流入口15進(jìn)入的墨水可流到各墨水流道14，并從相應(yīng)的墨水排出孔10排出。
如圖4所示，本實(shí)施例中，在各墨水流道14的后端形成有小的凸起部18，該小的凸起部18突出至印刷頭元件主體11的對(duì)應(yīng)側(cè)面11a的水平面。結(jié)果，各墨水流道14具有被分成兩股的一對(duì)狹窄部14a。當(dāng)在各墨水流道14的后端產(chǎn)生氣泡時(shí)，由于氣泡被強(qiáng)制地流過(guò)這些狹窄部14a而被消除。
如圖4及圖5所示，在各印刷頭元件主體11的兩個(gè)側(cè)面11a的適當(dāng)位置處設(shè)有凸?fàn)畈?9a、19b、19c。結(jié)果，當(dāng)并列組裝多個(gè)印刷頭元件1時(shí)，相鄰的印刷頭元件主體11的凸?fàn)畈?9a、19b、19c彼此接觸，在這些相鄰的印刷頭元件主體11的側(cè)面11a之間形成有預(yù)定的間隙。
可以使用例如圖7所示的能夠在四個(gè)方向起模的金屬模來(lái)成型各印刷頭元件主體11，此時(shí)，能夠以相互連通的狀態(tài)同時(shí)形成墨水排出口10、各墨水流道14以及墨水流入孔15。即圖示的金屬模有上金屬模構(gòu)件6a，一對(duì)側(cè)面金屬模構(gòu)件6b和下金屬模構(gòu)件6c；上金屬模構(gòu)件6a具有用于形成墨水流入口15的銷(xiāo)桿60；一對(duì)側(cè)面金屬模構(gòu)件6b各自具有用于形成在印刷頭元件主體11的兩個(gè)側(cè)面11a、11b上的各墨水流道14、凹部16a、橫穿孔16b以及落坎17的凸?fàn)畈?1、62、62a；下金屬模構(gòu)件6c具有用于形成墨水排出孔10的多根銷(xiāo)桿63。
在利用上述結(jié)構(gòu)的金屬模進(jìn)行樹(shù)脂成形時(shí)，通過(guò)把下金屬模構(gòu)件6c的銷(xiāo)桿63與用于形成落坎17的側(cè)面金屬模構(gòu)件6b上的凸?fàn)畈?2相對(duì)接，可以形成與各墨水流道14相連通的墨水排出孔10。而且，通過(guò)把上金屬模構(gòu)件6a的銷(xiāo)桿60與側(cè)面金屬模構(gòu)件6b的凸?fàn)畈?2a相對(duì)接，可以形成與各墨水流道14相連通的墨水流入口15。因此，在印刷頭元件主體11的成形加工以后，不再需要其它工序來(lái)穿孔形成墨水排出用的噴嘴導(dǎo)孔10以及墨水流入口15，從而簡(jiǎn)化了印刷頭元件主體11的制造過(guò)程。
如圖8以及圖9所示，各振動(dòng)板12在薄壁形狀的富有撓性的合成樹(shù)脂制板12a的表面上形成有例如含有微量添加劑的氧化錫膜、或者含有氧化錫的氧化銦膜(ITO膜)等透明導(dǎo)電膜12b，在該導(dǎo)電膜12b的表面上安裝有多個(gè)壓電元件13。這些多個(gè)壓電元件13在施加電壓時(shí)可以變形，隨著此變形使安裝有壓電元件13的振動(dòng)板12的一部分局部彎曲變形為凹狀。
另外，振動(dòng)板12的材料也可以使用合成樹(shù)脂以外的薄玻璃板。而且，通過(guò)導(dǎo)電膜12b安裝在振動(dòng)板12表面上的壓電元件13的配置要和上述印刷頭元件主體11的兩個(gè)側(cè)面11a、11b上形成的各墨水流道14的配置相對(duì)應(yīng)。
利用粘接劑或者超聲波結(jié)合裝置等把具有上述壓電元件13的振動(dòng)板12連接在圖4以及圖5所示的印刷頭元件主體11的相應(yīng)側(cè)面11a、11b上。結(jié)果會(huì)擋住各墨水流道14、凹部16a、橫穿孔16b以及落坎17，從而形成了印刷頭元件1。因此，各印刷頭元件1中，在各墨水流道14內(nèi)充滿(mǎn)墨水的狀態(tài)下，當(dāng)振動(dòng)板12向各墨水流道14的內(nèi)側(cè)彎曲變形時(shí)，各墨水流道14內(nèi)的容積就會(huì)減少，從而能從墨水排出孔10排出墨水。
另外，在將振動(dòng)板12接合到印刷頭元件主體11的相應(yīng)側(cè)面11a、11b上以后，也可以通過(guò)例如和小片焊接相同的方法，將壓電元件13安裝在振動(dòng)板12的導(dǎo)電膜12a上。
圖10是展開(kāi)狀態(tài)的柔性帶2的平面圖。該柔性帶2是在薄壁扁平的聚酰亞胺等合成樹(shù)脂制成的柔性片材20的一面上形成有導(dǎo)電配線線路22的柔性帶。該導(dǎo)電配線線路22在柔性導(dǎo)電片材20上設(shè)置銅等導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層可以通過(guò)蝕刻加工形成。而且，在該導(dǎo)電配線線路22的表面，留下用于電氣連接的部分并形成絕緣膜(未圖示)。
柔性帶2的作用是對(duì)各印刷頭元件1的多個(gè)壓電元件13供給驅(qū)動(dòng)用電。為此，在柔性帶2的縱向的一端上設(shè)置有供給各種輸入信號(hào)的輸入端子23以及與這些端子相連接的驅(qū)動(dòng)IC24。而且，導(dǎo)電配線線路22具有劃分為多組的輸出端子25，各組輸出端子25與各印刷頭元件1上的壓電元件13相接觸。
在印刷頭的組裝狀態(tài)中，如圖2以及圖3所示，柔性帶2沿其縱向交替形成有下凹部26a和上凸部26b，導(dǎo)電配線線路22上的各組輸出端子25位于相應(yīng)的上凸部26b兩側(cè)并位于相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)元件23的對(duì)面。而且，如圖3所示，柔性帶2的下凹部26a外嵌在各印刷頭元件1的底部，而且各上凸部26b的折疊部分被夾在多個(gè)印刷頭元件1之間。
夾住柔性帶2的各印刷頭元件1對(duì)齊重疊成使各自的前壁部1a實(shí)際上形成齊平面。而且，這樣重疊的印刷頭元件1通過(guò)兩側(cè)的一對(duì)夾板3a、3b組合成單個(gè)部件。在夾板3a、3b之間，例如可以用螺栓(圖略)相互連接。但是，本發(fā)明也可以由粘接劑等將各印刷頭元件1相互彼此連接起來(lái)。
如上述這樣，被夾在各印刷頭元件1之間的柔性帶2的導(dǎo)電配線線路22上的各組的端子25與各印刷頭元件1的各側(cè)面11a上的壓電元件13相對(duì)。這樣，如圖11所示，各端子25與相應(yīng)的壓電元件13連接。而且，導(dǎo)電配線線路22含有共用的接地電極28，該共用的接地電極28與各振動(dòng)板12的導(dǎo)電膜12b相連。
本發(fā)明并沒(méi)有限制各印刷頭元件1夾入柔性帶2的具體方法。例如，也可以是柔性帶2在平坦?fàn)顟B(tài)時(shí)把各印刷頭元件1的單個(gè)面連接在柔性帶2以后，再折疊柔性帶2。或者也可以將預(yù)先折疊成預(yù)定狀態(tài)的柔性帶2夾入安裝在以一定間隔相隔并列的4個(gè)印刷頭元件1之間。
如圖2以及圖10所示，本實(shí)施例中，在柔性帶2上以適當(dāng)?shù)拈g隔設(shè)置有開(kāi)口27，該開(kāi)口27與形成在各印刷頭元件1上的凸?fàn)畈?9b相配合。由于這種結(jié)構(gòu)，能夠使柔性帶2在印刷頭元件1的外部不致不美觀地增大體積。而且，如圖11所示，若把柔性帶2放入印刷頭元件1的前后的凸起部19a、19c之間，則可以避免通過(guò)并列配置各印刷頭元件1而組成的噴墨印刷頭的整體尺寸僅因柔性帶2的折疊厚度而增大的不良情況。
如圖1以及圖3所示，把形成柔性帶2的驅(qū)動(dòng)IC24以及輸入端子23的位置設(shè)置在例如一側(cè)的夾板3b的外面，這樣容易對(duì)端子23進(jìn)行電氣配線連接。
在如上述組裝的印刷頭A中，如圖12所示，在各印刷頭元件1的前面1a按8×2的排列(每列8個(gè))設(shè)置有墨水排出孔10，總共具有8×8個(gè)墨水排出孔10。但是，在各印刷頭元件1中，第1列n1的墨水排出孔10和第2列n2的墨水排出孔10在上下方向位置錯(cuò)開(kāi)預(yù)定的最小間距P。而且，在相互鄰接的每?jī)蓚€(gè)印刷頭元件1之間，墨水排出孔10的高度位置也錯(cuò)開(kāi)上述相同的最小間距P。結(jié)果，合計(jì)8列的墨水排出孔10的所有列都被設(shè)置成其高度位置按預(yù)定的最小間距P依次錯(cuò)開(kāi)。
如圖所示的實(shí)施例，印刷頭A中的各印刷頭元件1的列狀的墨水排出孔10的高度是不同的。但是，也可以將其取代為在各印刷頭1上按同一高度形成第1列的n1的墨水排出孔10和第2列的n2墨水排出孔，在排列這些印刷頭元件1時(shí)，可以將這些高度錯(cuò)開(kāi)。
而且，在圖示實(shí)施例的印刷頭A中，例如在最右端的印刷頭元件1(1A)中的第2列n2的墨水排出孔10和與其相鄰的印刷頭元件1(1B)中的第1列n1a的墨水排出孔10之間的橫向間距Pa被設(shè)定為是各印刷頭元件1中的兩列墨水排出孔10之間的水平方向上的最小間距P1的整數(shù)倍(例如兩倍)?？梢酝ㄟ^(guò)分析上述最小間距P1的尺寸來(lái)確定各印刷頭元件1的厚度尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)這種設(shè)定。
如圖13所示，噴嘴板4用薄壁的合成樹(shù)脂或者金屬板等制成，并且精密地形成有貫穿的多個(gè)噴嘴孔40。這些噴嘴孔40和印刷頭A上的8×8(每列8個(gè))的墨水排出孔10的配置相同，但是，其口徑設(shè)置得比墨水排出孔10的口徑要小。即由金屬模成形的墨水排出孔10的口徑例如為0.2mm，噴嘴板4的噴嘴孔40是例如由激光加工等形成比其更小的口徑。把噴嘴板4通過(guò)粘結(jié)等安裝在上述印刷頭A的前面并使該噴嘴板4的各噴嘴孔40與印刷頭A的各墨水排出孔10的位置相一致。
而且，如圖1以及圖2所示，在上述印刷頭A的后部上安裝有墨水分配器具5，該墨水分配器具5用于向各印刷頭元件1的后壁1b中的墨水流入口15(如圖14所示合計(jì)有4處)供給墨水。上述墨水分配器具5具有墨水供給流道51，該墨水供給流道51與凸起設(shè)置在墨水分配器具后部的墨水供給導(dǎo)管50相連通，墨水供給流道51具有分支的墨水分配孔52。上述墨水供給導(dǎo)管50插入在圖外的墨水盒或者墨水槽內(nèi)。墨水分配器具5安裝在印刷頭A的后部，從而可以把從墨水供給導(dǎo)管50吸入并到達(dá)墨水分配孔52的墨水供給到各印刷頭元件1的墨水流入口15內(nèi)，由此，形成了圖1所示的噴墨印刷頭。另外，所述墨水分配器具5不必具有主動(dòng)吸入墨水的功能。
在使用時(shí)，上述結(jié)構(gòu)的噴墨印刷頭被安裝在例如噴墨印刷機(jī)的壓紙滾筒等的對(duì)面。此時(shí)，因?yàn)閮H需在柔性帶2的輸入端子23上連接預(yù)定的配線端子即可進(jìn)行電氣配線連接，而不必對(duì)各印刷頭元件1分別進(jìn)行連接作業(yè)，所以其配線作業(yè)非常簡(jiǎn)單。而且，因?yàn)榭梢杂靡桓B接柔性帶2的輸入端子23的配線帶，所以在該噴墨印刷頭的周?chē)粫?huì)出現(xiàn)以混亂狀態(tài)配置多根配線帶的現(xiàn)象。
因?yàn)樯鲜鰢娔∷㈩^由并列多個(gè)印刷頭元件1所構(gòu)成，所以其圖像點(diǎn)數(shù)目多，例如，一次輸出可同時(shí)印刷2個(gè)字或者兩行字，從而能夠擴(kuò)大一次就加以復(fù)蓋的范圍。另外，因?yàn)樵诟饔∷㈩^元件1之間折疊夾著柔性帶2，所以能確實(shí)避免噴墨印刷頭整體寬度過(guò)大的問(wèn)題，不會(huì)妨礙裝置的小型化。
而且，在驅(qū)動(dòng)上述噴墨印刷頭時(shí)，從各印刷頭元件1的墨水排出孔10排出的墨水通過(guò)設(shè)置在其前面的噴嘴板4的噴嘴孔40而噴射到所要求的記載介質(zhì)上。因此，即使墨水排出孔10形成有較大的口徑，實(shí)質(zhì)上可以由噴嘴板4的噴嘴孔40的口徑進(jìn)行墨水噴射，從而能以要求的微小尺寸設(shè)定圖像點(diǎn)。而且，即使墨水排出孔10的排列稍有誤差，也可以通過(guò)噴嘴板4的噴嘴孔40的排列來(lái)消除該誤差，從而可正確地設(shè)定各圖像點(diǎn)的排列位置。
上述多個(gè)墨水排出用噴嘴導(dǎo)孔10以及噴嘴孔40，如圖12以及圖13所說(shuō)明的那樣，這些孔的高度以預(yù)定的最小間距P依次地錯(cuò)開(kāi)位置。因此，該噴墨印刷頭的上下方向的圖像點(diǎn)的密度可以非常小，能夠進(jìn)行微細(xì)的圖像輸出。而且，因?yàn)槭箼M向的間距與預(yù)定的最小間距P1或者該間距P1的整數(shù)倍的間距Pa一致，所以也很容易進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，該驅(qū)動(dòng)控制可用于在用所有的墨水排出孔10成像時(shí)作圖像調(diào)整。
在上述實(shí)施例中，因?yàn)槟軌虬褟哪峙淦骶?吸入的墨水分配供給到各個(gè)印刷頭元件1，所以同分別對(duì)各印刷頭元件1分配供給墨水的情況相比，優(yōu)點(diǎn)是可以簡(jiǎn)化整體的結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)小型化。但是，本發(fā)明并不僅限于此，例如，不論如何形成彩色噴墨印刷頭，這種情況下也可以對(duì)多個(gè)印刷頭元件1分別供給青綠色、深紅色、黃色、黑色等各種顏色的墨水。而且，各多個(gè)印刷頭元件1的墨水顏色變化時(shí)，也不必使各印刷頭元件1的墨水排出孔10的高度不同。
在本發(fā)明中，組裝在一個(gè)噴墨印刷頭中的印刷頭元件1的具體數(shù)目也并不限于如上述實(shí)施例的4個(gè)，各印刷頭元件1的具體形狀也不限于上述實(shí)施例的形狀。而且，也不限制形成在各印刷頭元件1的前壁1a上的墨水排出孔10的具體數(shù)目以及排列。進(jìn)而，也并非必須在印刷頭元件1的兩個(gè)側(cè)面上設(shè)置壓電元件13，例如也可以只在其中一個(gè)側(cè)面上設(shè)置壓電元件13。
而且，在上述實(shí)施例中，將單個(gè)的柔性帶2折疊并插入在并排設(shè)置的多個(gè)印刷頭元件1之間。但是，也可以把在兩面上形成輸出端子的多個(gè)扁平狀的柔性帶分別夾在各印刷頭元件1之間來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣的連接。
圖15以及圖16a示出了本發(fā)明第2實(shí)施例的噴墨印刷頭中所使用的噴嘴板4’。其特征在于該噴嘴板4’形成有作為臺(tái)階差消除裝置的多個(gè)狹縫30’。這些狹縫30’包含把噴嘴板4’的中間部分劃分成4個(gè)區(qū)域的5個(gè)狹縫30a’～30e’，在各狹縫之間形成有不連續(xù)部分31a’～31d’。因?yàn)閲娮彀?’呈薄板形狀，所以，這樣劃分的各區(qū)域，可通過(guò)上述不連續(xù)部分31a’～31d’而在噴嘴板4’平面的垂直方向上產(chǎn)生若干彎曲變形。而且，在各劃分區(qū)域中形成有2列噴嘴孔40’。參照符號(hào)1’表示的是相互層疊的4個(gè)印刷頭元件，這些印刷頭元件1’對(duì)應(yīng)于各自的劃分區(qū)域。
作為上述第2實(shí)施例中的臺(tái)階差消除裝置的狹縫30’具有下述的技術(shù)意義。即在并列層疊各印刷頭元件1’時(shí)，雖然最好是使各自的前壁部(參照?qǐng)D2的元件1a)相互成為齊平面，但不容易嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)。因此，也可以預(yù)想到，在組裝時(shí)各印刷頭元件1’的前壁在垂直噴嘴板4’的平面的方向上會(huì)產(chǎn)生若干臺(tái)階差。本實(shí)施例中，在噴嘴板4’上形成狹縫30’，因?yàn)樵趯?duì)應(yīng)于各印刷頭元件1’的噴嘴板4’的劃分區(qū)域通過(guò)不連續(xù)部31a’～31d’能夠相互獨(dú)立地彎曲變形，所以消除了上述臺(tái)階差，從而能夠使全部印刷頭元件1’的前壁緊密接合于對(duì)應(yīng)的劃分區(qū)域。結(jié)果，在層疊各印刷頭元件1’時(shí)，不需要嚴(yán)格地調(diào)整位置，從而可以簡(jiǎn)化組裝作業(yè)。
作為臺(tái)階差消除裝置的狹縫30’的形狀并不是只限于圖15所示的形狀。總之，通過(guò)形成狹縫30’，使噴嘴板4’的各劃分區(qū)域能夠在噴嘴板4’平面的垂直方向上彎曲移動(dòng)就可以了。因此，狹縫30’的形狀與寬度以及不連續(xù)部分31a’～31d’的寬度可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)刈儎?dòng)。而且，與組裝在噴墨印刷頭中的印刷頭元件1’的數(shù)目相對(duì)應(yīng)，狹縫30’的數(shù)目當(dāng)然也可以變動(dòng)。
進(jìn)而，如圖16b所示，可以使用代替狹縫而形成槽30a”～30e”的噴嘴板4”。這種情況下，可以通過(guò)在噴嘴板4”的預(yù)定部分進(jìn)行例如半蝕刻加工而形成各槽。而且，因?yàn)楦鞑鄄回灤﹪娮彀?”，所以也可以形成連續(xù)地圍繞對(duì)應(yīng)的劃分區(qū)域。
當(dāng)使用槽30a”～30e”(圖16b)來(lái)取代狹縫30a’～30e’(圖15以及圖16a)時(shí)，例如在從噴嘴孔噴射的墨水的一部分附著在噴嘴孔周?chē)e存下來(lái)時(shí)，可以防止積存的墨水繞回到印刷頭元件一側(cè)。但是，由于形成了槽30a”～30e”而得到臺(tái)階差消除性能要比通過(guò)形成狹縫30a’～30e’而得到的臺(tái)階差消除性能要差，所以使用哪種方法要根據(jù)噴墨印刷頭的類(lèi)型以及用途來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇。
權(quán)利要求
1.一種噴墨印刷頭，其特征在于，該噴墨印刷頭具備分別具有多個(gè)墨水排出孔的多個(gè)印刷頭元件；與各印刷頭元件作電氣連接的扁平狀的柔性帶；以及，向前述各印刷頭元件供給墨水的墨水供給裝置，在上述噴墨印刷頭中，前述各印刷頭元件具有樹(shù)脂制作的印刷頭元件主體，在該印刷頭元件主體的前壁設(shè)有前述多個(gè)墨水排出孔，在前述印刷頭元件主體的至少一個(gè)側(cè)面上形成有與前述各噴嘴排出孔相連通的多個(gè)凹槽狀的墨水流道，在前述印刷頭元件主體的前述側(cè)面結(jié)合有振動(dòng)板，該振動(dòng)板具有與前述墨水流道相對(duì)應(yīng)的多個(gè)壓電元件，前述多個(gè)印刷頭元件的各個(gè)前壁向同一方向?qū)盈B，前述柔性帶插入相鄰的印刷頭元件之間而且具備導(dǎo)電配線線路，該導(dǎo)電配線線路具有與前述各印刷頭元件的壓電元件導(dǎo)通的輸出端子。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨印刷頭，其特征在于，前述柔性帶沿相反方向相互反復(fù)折疊，各個(gè)折疊部每隔一個(gè)插在相鄰的印刷頭元件之間。
3.如權(quán)利要求1所述的噴墨印刷頭，其特征在于，在前述印刷頭元件主體的各墨水流道的前端上形成有比該各墨水流道深的落坎，前述各墨水流道通過(guò)該落坎與相對(duì)應(yīng)的墨水排出孔相連通。
4.如權(quán)利要求1所述的噴墨印刷頭，其特征在于，在前述印刷頭元件主體的各墨水流道的后端上，形成有使各墨水流道局部變狹窄的凸起。
5.如權(quán)利要求1所述的噴墨印刷頭，其特征在于，在前述印刷頭元件主體的后壁上形成有與各墨水流道相連通的墨水流入孔。
6.如權(quán)利要求1所述的噴墨印刷頭，其特征在于，前述墨水供給裝置是安裝在前述印刷頭元件主體后壁的墨水分配器具，該墨水分配器具有與前述各墨水流道相連通的墨水供給流道。
7.如權(quán)利要求1所述的噴墨印刷頭，其特征在于，前述各印刷頭元件至少形成有一列前述墨水排出孔，前述各印刷頭元件中的墨水排出孔的列相對(duì)于相鄰的印刷頭元件中墨水排出孔的列，在墨水排出孔的列的方向上錯(cuò)開(kāi)預(yù)定的間距。
8.如權(quán)利要求1所述的噴墨印刷頭，其特征在于，前述各印刷頭元件形成有兩列前述墨水排出孔，前述各印刷頭元件中的2列墨水排出孔，相互在墨水排出孔的列的方向上錯(cuò)開(kāi)預(yù)定的間距。
9.如權(quán)利要求1所述的噴墨印刷頭，其特征在于，前述各印刷頭元件中以按隔開(kāi)最小的間距將前述墨水排出孔分開(kāi)成第1列墨水排出孔和第2列墨水排出孔，前述各印刷頭元件中的第2列墨水排出孔和相鄰印刷頭元件中的第1列墨水排出孔之間的間距被設(shè)定為前述最小間距的整數(shù)倍。
10.如權(quán)利要求1所述的噴墨印刷頭，其特征在于，在前述多個(gè)印刷頭元件的前部上安裝有噴嘴板，該噴嘴板以對(duì)應(yīng)前述墨水排出孔的排列方式形成微細(xì)的噴嘴孔。
11.如權(quán)利要求10所述的噴墨印刷頭，其特征在于，前述噴嘴板具有臺(tái)階差消除裝置，該臺(tái)階差消除裝置把前述噴嘴板劃分為與前述各印刷頭元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)區(qū)域，而且各劃分區(qū)域相互獨(dú)立，并且，可以在前述噴嘴板平面的垂直方向上移動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的噴墨印刷頭，其特征在于，前述臺(tái)階差消除裝置是不連續(xù)地圍繞前述噴嘴板的各劃分區(qū)域的狹縫。
13.如權(quán)利要求11所述的噴墨印刷頭，其特征在于，前述臺(tái)階差消除裝置是實(shí)質(zhì)上圍繞前述噴嘴板各劃分區(qū)域的槽。
14.一種噴墨印刷頭用的噴嘴板，其特征在于，該噴嘴板安裝在噴墨印刷頭的前壁上，而所述噴墨印刷頭則是由前述前壁上具有多個(gè)墨水排出孔的多個(gè)印刷頭元件層疊而成的，所說(shuō)噴嘴板具有臺(tái)階差消除裝置，該臺(tái)階差消除裝置把該噴嘴板劃分為與前述各印刷頭元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)區(qū)域，而且該各劃分區(qū)域相互獨(dú)立，并且，可以在前述噴嘴板平面的垂直方向上移動(dòng)。
15.如權(quán)利要求14所述的噴嘴板，其特征在于，前述臺(tái)階差消除裝置是不連續(xù)地圍繞前述噴嘴板各劃分區(qū)域的狹縫。
16.如權(quán)利要求14所述的噴嘴板，其特征在于，前述臺(tái)階差消除裝置是實(shí)質(zhì)上圍繞前述噴嘴板各劃分區(qū)域的槽。
全文摘要
本發(fā)明的噴墨印刷頭具備各自具有多個(gè)墨水排出孔(10)的多個(gè)印刷頭元件(1)；電氣連接各印刷頭元件(1)的扁平狀的柔性帶(2)；供給前述各印刷頭元件(1)墨水的墨水分配器具(5)。前述各印刷頭元件(1)具有樹(shù)脂制作的印刷頭元件主體(11)，該印刷頭元件主體(11)在前壁(1a)上具有前述多個(gè)墨水排出孔(10)。而且，在前述各印刷頭元件主體(11)的兩個(gè)側(cè)面(11a)具有與前述各噴嘴排出孔(10)相連通的多個(gè)墨水流道并且與振動(dòng)板(12)相接合，該振動(dòng)板(12)具有與前述墨水流道對(duì)應(yīng)的多個(gè)壓電元件(13)。前述柔性帶(2)插入相鄰的印刷頭元件(1)之間而且具有導(dǎo)電配線線路(22)，該導(dǎo)電配線線路(22)具有導(dǎo)通前述各印刷頭元件(1)的壓電元件(13)的輸出端子(25)。
文檔編號(hào)B41J2/14GK1162288SQ95195948
公開(kāi)日1997年10月15日 申請(qǐng)日期1995年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月28日
發(fā)明者藤本久義 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司