CN105984238A - 液体喷出头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

液体喷出头及其制造方法。所述液体喷出头具有用于喷出液体的多个喷出口和设置有向对应的喷出口供给液体的一对液室的壳体。所述液体喷出头的制造方法包括：将宽度逐渐减小的一对模件在所述宽度沿相反方向减小的情况下配置成在所述一对模件的宽度方向上相邻；成型壳体；以及通过沿所述宽度增大的方向从已成型的所述壳体中拔出所述一对模件来形成所述一对液室。

Description

液体喷出头及其制造方法
技术领域
本发明涉及安装于液体喷出设备的液体喷出头的制造方法以及液体喷出头的构造。
背景技术
一般的液体喷出设备设置有安装于滑架的液体喷出头、滑架驱动部件、记录介质输送部件以及用于控制这些组成部件的控制部件。在移动滑架的同时进行的记录操作称作串行扫描法(serial scanning method)。日本特许第3801003号公开了一种串行扫描液体喷出头。所公开的液体喷出头具有壳体，该壳体设置有向喷出口供给液体的液室。液体喷出头具有在扫描方向上相邻的六个液室以及分别与各液室对应的多个喷出口。
为了提高串行扫描液体喷出头的记录速度，增加与液体喷出头的扫描方向交叉的方向(以下称为“交叉方向”)上的喷出口的数量(喷出口列的长度)是有效的。这能够增大单次扫描事件中交叉方向上的可记录宽度。
在液体喷出头中，通常要进行用于移除液体喷出头内的诸如墨等的液体中的增粘物(thickened matter)或积聚的气泡的恢复操作，以维持高的记录品质。为了可靠地排出增粘物或积聚的气泡，收纳在液室中的液体也会被排出。随着喷出口的数量的增加，待排出的液体的量也会增大。因此，需要增大液室的容积，以降低进行恢复操作的频率。随着喷出口的数量的增加，在记录操作期间产生的气泡也会不可避免地增多。由于气泡会局部地积聚在液室中，所以需要增大液室的容积，以便在液室中收容气泡。
关于液体喷出头的壳体，为了降低成本和形成通向打印元件板的流路，多个液室通常形成为其扫描方向上的宽度朝向喷出口逐渐减小。如上所述，期望液室具有较大的容积，以收纳液体和收容气泡。因此，液室的形状趋向于在交叉方向上细长。这能够使在喷出口附近产生的气泡顺利地移向液室。
通常通过模具成型来制造构成液室的壳体。在日本特许第3801003号公开的液体喷出头中，为了形成液室，使用了将要沿相同方向拔出的六个模件。从成型期间的脱模性的观点出发，模件具有脱模斜度(draft)。具体地，模件的扫描方向上的宽度从基部朝向端部逐渐减小，并且在成型之后将模件从基部拔出。在扫描方向上相邻的液室之间的分隔壁由模件的间隙形成。然而，在具有脱模斜度的情况下，分隔壁的扫描方向上的厚度在模件的端部处较大，而在基部处较小，由此交叉方向会变得不均匀。如上所述，由于液室趋向于在交叉方向上是细长的，所以模件也是细长的，从而使分隔壁的交叉方向上的厚度的不均匀变得更明显。在成型时，如果成型品的壁的厚度不均匀，则可能容易发生例如收缩(sink)和短路等的问题。
发明内容
本发明提供一种液体喷出头的制造方法，一种液体喷出头的制造方法，所述液体喷出头具有用于喷出液体的多个喷出口和设置有向对应的喷出口供给液体的一对液室的壳体。所述方法包括：将宽度逐渐减小的一对模件在所述宽度沿相反方向减小的情况下配置成在所述一对模件的宽度方向上相邻；成型壳体；以及通过沿所述宽度增大的方向从已成型的所述壳体中拔出所述一对模件来形成所述一对液室。
根据本发明的液体喷出头包括：用于喷出液体的多个喷出口，以及用于向对应的喷出口供给液体的一对液室，其中所述液室均具有逐渐减小的宽度，所述液室在所述宽度沿相反方向减小的情况下在所述液室的宽度方向上相邻。
本发明还提供另一种液体喷出头的制造方法，所述液体喷出头设置有壳体，所述壳体包括用于保持待向打印元件板供给的液体的相邻的第一液室和第二液室，所述打印元件板具有产生用于喷出液体的能量的能量产生元件，所述方法包括：将用于成型所述第一液室的一个模件和用于成型所述第二液室的另一个模件配置成彼此相邻；将树脂注射到所述一个模件和所述另一个模件的周围，以成型所述第一液室和所述第二液室；沿第一方向从所述第一液室中拔出所述一个模件；以及沿与所述第一方向相反的第二方向从所述第二液室中拔出所述另一个模件。
通过以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是本发明第一实施方式中的液体喷出头的分解立体图。
图2是本发明第一实施方式中的液体喷出头的平面图。
图3是本发明第一实施方式中的液体喷出头的平面图。
图4是本发明第一实施方式中的液体喷出头的截面图。
图5是本发明第一实施方式中的液体喷出头的截面图。
图6是示出本发明第一实施方式中的模件的配置的立体图。
图7是本发明第一实施方式中的液体喷出头的截面图。
图8是本发明第二实施方式中的液体喷出头的分解立体图。
图9是本发明第二实施方式中的液体喷出头的平面图。
图10是本发明第二实施方式中的液体喷出头的平面图。
图11是本发明第二实施方式中的液体喷出头的平面图。
图12是示出本发明第二实施方式中的模件的配置的立体图。
图13是示出本发明第二实施方式中的模件的配置的细节立体图。
图14是示出本发明第二实施方式中的模件的配置的细节立体图。
图15是本发明第二实施方式中的液体喷出头的局部立体图。
图16是本发明第二实施方式中的液体喷出头的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。以下实施方式是参照将墨喷出到记录介质处的喷墨头来进行说明的，但是本发明不限于此，本发明可广泛地应用于喷出液体的液体喷出头。
第一实施方式
图1是示出第一实施方式的液体喷出头100的分解立体图。图2是在盖构件112a被移除的情况下从图1的箭头II的方向观察到的液体喷出头100的平面图。图3是在盖构件112b被移除的情况下从图1的箭头III的方向观察到的液体喷出头100的平面图。
液体喷出头100由墨供给单元110和记录元件单元150构成，当墨作为记录液体被从墨供给单元110供给时，记录元件单元150将墨喷出到记录介质处。液体喷出头100通过定位部件由设置在液体喷出设备(未图示出)中的滑架固定地支撑在滑架的电触点(electric contact)处。液体喷出头100可拆装地安装于滑架。
液体喷出设备设置有与储墨器(未图示出)连接的墨供给管(未图示出)。液体连接器设置在墨供给管的端部。当安装好液体喷出头100时，液体连接器与液体连接器插入口气密地连接，并且向液体喷出头供给储墨器中的墨。本实施方式为能够安装六种墨的液体喷出头。为每根墨供给管均对应地设置液体连接器插入口113a至113f，以形成单独的供给路径。
图4是示出从液体连接器插入口113c至记录元件单元150的墨供给路径的沿着图2的线IV-IV的截面图。盖构件112a未在图2中示出，而是在图4中示出。以下，第一液室121a至121f可以统称为第一液室121，第二液室122a至122f可以统称为第二液室122，第三液室123a至123f可以统称为第三液室123。从液体连接器插入口113c供给的墨穿过用于防止异物进入记录元件板155a的过滤器114c，并且通过第一液室121c、第二液室122c和第三液室123c供给至记录元件单元150。供给至记录元件单元150的墨从设置于记录元件单元150的喷出口(未图示出)喷出。如图4所示，第二液室122c由壳体111和盖构件112a构成。第二液室122c沿与液体喷出头的扫描方向S交叉的交叉方向C延伸。过滤器114c限定第一液室121c的边界的一部分，并且与第二液室122c和第三液室123c连通。过滤器114c沿交叉方向C延伸。交叉方向C通常与液体喷出头的扫描方向S垂直地交叉，但是也可以与扫描方向S倾斜地交叉。在本实施方式中，扫描方向S与第二液室和第二模件的宽度方向一致。交叉方向C与第二液室和第二模件的扫描方向S上的宽度增大或减小的方向一致。稍后说明的壳体111和盖构件112由模制成型品(molded product)形成。
记录元件单元150由两个记录元件板155a和155b(可以统称为打印元件板155)、第一支撑构件151、第二支撑构件152、电配线构件(电配线带)153以及电接触板154构成。记录元件单元150的打印元件板155设置有：厚度为0.5mm至1mm的基板(以下称为“硅基板”)，其由硅制成；以及能量产生元件，其设置在硅基板的一侧并产生用于喷出液体的能量。在本实施方式中，将多个发热电阻元件(加热器)用作能量产生元件，用于向各发热电阻元件供给电能的电配线通过膜形成方式(film formation)形成于硅基板。在硅基板中，通过光刻法形成与发热电阻元件对应的多条墨流路以及用于喷出墨的多个喷出口。用于向多条墨流路供给墨的墨供给口形成为在硅基板的背侧开口。
打印元件板155通过粘接剂固定于设置有墨供给口156a至156f的第一支撑构件151。第一支撑构件151设置有六个墨供给口156a至156f，并且与第三墨室123a至123f中的每个墨室连接。具有开口的第二支撑构件152通过粘接剂固定于第一支撑构件151。电配线构件153经由第二支撑构件152与打印元件板155电连接。电配线构件153向用于喷出墨的打印元件板155施加电信号。打印元件板155与电配线构件153的电连接部分被密封剂密封，从而保护电连接部分不受由墨产生的腐蚀和外部冲击的影响。使用各向异性导电膜(未图示出)通过热压缩使电接触板154电连接至电配线构件153的端部。电接触板154具有用于从液体喷出设备接收电信号的外部信号输入端子。
与图4所示类似，图5是示出从液体连接器插入口113d至记录元件单元150的墨供给路径的沿着图2的线V-V的截面图。以与图4所示类似的方式将从液体连接器插入口113d供给的墨供给至记录元件单元150，但是第二液室122d在结构上与第二液室122c不同。如上所述，图4所示的第二液室122c由壳体111和盖构件112a构成，而图5所示的第二液室122d由壳体111和盖构件112b构成。如图2和图3所示，第二液室122a、122c和122e的开口由盖构件112a封闭，而第二液室122b、122d和122f的开口由盖构件112b封闭。如图4和图5所示，第二液室122c与第一液室121c之间的边界以及第二液室122d与第一液室121d之间的边界为不同倾斜方向的斜面、即脱模斜度(draft)。第二液室122与第三液室123之间的边界的斜面与上述相同。
接下来，说明用于制造形成于壳体111的第一液室121、第二液室122和第三液室123的方法。本实施方式的制造方法为将树脂注射至用于成型的模具内的注射成型法。图6是示出如下状态的立体图：在作为成型构件的壳体111的制造过程中，已经将树脂注射至模具内部(模件的周缘)，然后拔出了模件。在以下说明中，第一模件141a至141f可以统称为第一模件141，第二模件142a至142f可以统称为第二模件142，第三模件143a至143f可以统称为第三模件143。分别使用第一模件141a至141f成型第一液室121a至121f。第一模件141a至141f通过模件144结合成一体，并且沿图6所示的方向E拔出。分别使用第三模件143a至143f成型第三液室123a至123f。以与第一模件类似的方式，第三模件143a至143f通过模件147结合成一体，并且沿图6所示的方向H拔出。
关于第二液室122，分别使用第二模件142a、142c和142e(模件中的一方)成型液室122a、122c和122e。这三个第二模件142a、142c和142e通过模件145结合成一体，并且沿图6所示的方向F(第一方向)拔出。分别使用第二模件142b、142d和142f(模件中的另一方)成型第二液室122b、122d和122f。这三个第二模件142b、142d和142f通过模件146结合成一体，并且沿图6所示的方向G(第二方向)拔出。方向F和方向G平行于交叉方向C，并且相对于交叉方向C彼此大致相反。方向E和方向H与方向F和方向G交叉。方向E和方向H为相互不同的方向。具体地，方向E和方向H平行于与扫描方向S和交叉方向C垂直交叉的方向，并且相对于与扫描方向S和交叉方向C垂直交叉的方向彼此大致相反。如图6所示，用于成型第二液室122的模件由模件145和模件146相对于扫描方向S交替地构成，并且为沿相对于交叉方向C大致相反的方向拔出的相邻件。
所有模件141、142和143中的每一者均具有脱模斜度(即，宽度或截面沿与模件拔出的方向相反的方向逐渐减小的形状)，以增强成型期间的脱模性。在模件的宽度减小的方向上，模件在端部和基部处具有不同的厚度，端部薄，而基部厚。例如，第二模件142d的扫描方向S上的宽度从基部149朝向端部148逐渐减小，第二模件142d的基部149的扫描方向S上的宽度w2大于端部148的扫描方向S上的宽度w1。与第二模件142d形状不同但是模件长度和脱模斜度均相同的其它第二模件142a至142c、142e和142f具有与第二模件142d相同的关系。第二模件142a至142f在其被拔出的方向(交叉方向C)上是细长的，宽度差(w2-w1)特别大。模件142在与扫描方向S和交叉方向C垂直交叉的方向上也具有脱模斜度。
模件141和143也具有类似的脱模斜度。
用于生产壳体111的程序如下。首先，分别配置与第一液室121、第二液室122和第三液室123对应的模件141、142和143。沿相对于交叉方向C的相反方向配置用于成型第二液室122a、122c和122e的第二模件142a、142c和142e，以及用于成型第二液室122b、122d和122f的第二模件142b、142d和142f。即，将第二模件142a、142c和142e和第二模件142b、142d和142f配置成它们的宽度沿相反的方向减小。沿扫描方向S彼此相邻地配置这些第二模件142。在配置好模件141、142和143之后，将树脂注入模具，以通过成型形成壳体111。从如此成型的壳体111中在模件141、142和143的基部处拔出模件141、142和143。沿第二模件142的扫描方向S上的宽度增大的方向拔出第二模件142。以这种方式，液室的在扫描方向S上具有较大宽度的端部的开口124a至124f形成于壳体111的位于相对于交叉方向C的两相反侧的壁面111f和111g。然后，通过盖构件112a和112b覆盖端部处的开口124a至124f。可以大致同时地拔出或可以分别地拔出模件141、142和143。
图7是示出彼此相邻配置的第二液室112a至112f的沿着图2的线VII-VII的截面图。在第二液室122d中，设置盖构件112b的一侧为模件142d的基部。因此，第二液室122d的开口侧(盖构件112b侧)的宽度w2大于端部侧的宽度w1，第二液室122d的扫描方向S上的宽度沿交叉方向C逐渐变窄。另外，在第二液室122c中，基部的宽度w4大于端部的宽度w3，扫描方向S上的宽度沿交叉方向C逐渐变窄。然而，由于第二模件142c相对于扫描方向S与第二模件142d相邻，所以基部相对于交叉方向位于相反两侧，并且端部相对于交叉方向位于相反两侧。即，将在扫描方向S上相邻的一对第二液室122c和122d布置在其宽度面对相反方向减小的方向上。由于第二液室122c和第二液室122d如上所述地具有相同的脱模斜度，所以如图7所示，布置在第二液室122c与第二液室122d之间的分隔壁117的侧表面彼此平行，并且分隔壁117的厚度、即分隔壁117的扫描方向S上的宽度在交叉方向C上恒定。如图7所示，由第二液室形成的其它分隔壁的扫描方向S上的厚度在交叉方向C上也恒定。
利用上述构造和制造方法，能够防止例如在成型期间由分隔壁的交叉方向C上的不均匀厚度引起的收缩和短路等的问题。在本实施方式中，关于模件长度、即模件的拔出长度最长的第二模件142，将相邻的模件布置成面对相反方向。因此，能够获得更显著的效果。
第二实施方式
在第二实施方式中，说明与第一实施方式不同的构造和制造方法，并省略其它说明。图8是示出第二实施方式的液体喷出头200的分解立体图。图9是当从图8中的箭头IX的方向观察壳体211时的液体喷出头200的平面图。图10是从图8中的箭头X的方向观察到的液体喷出头200的平面图。图11是从图8中的箭头XI观察到的液体喷出头200的平面图。
第二实施方式的液体喷出头200能够独立地供给12种墨。如图9所示，过滤器214a至214l配置成两纵向(交叉方向C)列，各纵向列均由水平方向(扫描方向S)上的六个过滤器构成。
图12是示出如下状态的立体图：在作为模制成型品的壳体211的制造过程中，模件已经拔出。图13是示出用于对与过滤器214a和214b对应的第一液室、第二液室和第三液室进行成型的模件在成型期间的配置的立体图。图14是示出图13所示的模件被拔出的状态的立体图。图15是示出第二液室222a、222c和222e以及第三液室223a、223c和223e的细节立体图。这里，以与第一实施方式相同的方式说明一对相邻的第一液室、一对相邻的第二液室和一对相邻的第三液室。液室的构造和制造方法与所述示例的相同。
使用第一模件241a和241b成型第一液室221a和221b，并且沿图14的方向N拔出。使用第三模件243a和243b成型第三液室223a和223b，并且沿图14的方向R拔出。使用第二模件242a成型第二液室222a，并且沿图14的方向P拔出。使用第二模件242b成型第二液室222b，并且沿图14的方向Q拔出。如图14所示，第二模件242a和242b是沿相反方向拔出的。第一液室221a和221b沿与第二模件242a和242b被拔出的方向平行的方向延伸。第一模件241、第二模件242和第三模件243均具有用于增强成型期间的脱模性的脱模斜度。模件在端部和基部处具有不同的厚度：端部薄，而基部厚。通过切除第二模件242a和242b的端部，在第二模件242a和242b的端部处形成斜面262a和262b。宽部272a和272b设置在基端。如图13所示，当模件在成型期间彼此接触时，宽部272a被布置成定位在由斜面262b形成的空间中。即，第二模件242a的宽部272a与第二模件242b的斜面262b在扫描方向S上重叠，其中第二模件242b在扫描方向S上与第二模件242a相邻。类似地，宽部272b布置在与斜面262a对应的位置处。
图16是沿着图10的线XVI-XVI的截面图。由于第二模件242a和242b是沿相反方向拔出的，所以壳体211的由第二液室222a和222b形成的分隔壁217在交叉方向C上具有恒定的厚度。其它分隔壁与上述相同。在图16中，分隔壁被示出成具有不同的厚度，这是因为分隔壁是沿着线XVI-XVI在该线的不同位置处截取的并以不同的角度示出，但实际上，所有分隔壁均具有相同的厚度。
利用上述构造和制造方法，能够防止例如在成型期间由分隔壁的交叉方向C上的不均匀厚度引起的收缩和短路等的问题。在本实施方式中，关于模件长度、即模件的拔出长度最长的第二模件242，将相邻的模件布置成面对相反的方向。因此，能够获得更显著的效果。
为了在串行扫描液体喷出设备中改善颜色再现性并改善记录品质，增加待安装的墨的种类(以下称为“多色化”)是有效的。在液室沿扫描方向S彼此相邻地配置的构造中，液体喷出头的扫描方向S上的外宽度(outer width)会因多色化而增大。随着液体喷出头的扫描方向S上的外宽度增大，液体喷出设备的扫描方向S上的宽度也会增大。为了减小液体喷出头的扫描方向S上的宽度，减小液室的扫描方向S上的宽度是有效的。当模件的厚度小且模件在拔出方向上细长时，模件的强度通常低。因此，模件在成型期间会受树脂的压力而振动，并且树脂容易进入模件的接合部。结果，模件的接合状态容易变得不稳定。如果模件的接合状态变得不稳定，则模件的接合部处容易产生毛刺。毛刺容易产生在例如图15中的作为第二液室与第三液室的边界的边缘部281a、281c和281e处。毛刺可能会由于液室截面积的减小、记录期间产生的气泡朝向过滤器的移动受阻、喷出口被记录期间脱落的毛刺堵塞等情况而导致墨的供给不良，并且可能会对墨的供给产生不利影响。
然而，在本实施方式中，宽部272设置在基部，同时在拔出方向上细长的第二模件242中，通过特别地切除端部形成斜面来减小模件的模件体积。因此，能够改善模件强度、能够改善在成型期间对树脂压力的耐受力、并且能够减少毛刺的产生。结果，能够减轻如上所述的对墨供给的影响。
虽然已经在各实施方式中说明了串行扫描液体喷出头，但是本发明不限于此。本发明还可以应用于设置有长度与记录介质的宽度对应的喷出口列的全幅液体喷出头(full line liquid ejection head)。
根据本发明，可以提供能够减小液室之间的分隔壁的厚度的变化的液体喷出头的制造方法及液体喷出头。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。

Claims (13)

1.一种液体喷出头的制造方法，所述液体喷出头具有用于喷出液体的多个喷出口和设置有向对应的喷出口供给液体的一对液室的壳体，所述方法的特征在于包括：
将宽度逐渐减小的一对模件在所述宽度沿相反方向减小的情况下配置成在所述一对模件的宽度方向上相邻；
成型壳体；以及
通过沿所述宽度增大的方向从已成型的所述壳体中拔出所述一对模件来形成所述一对液室。
2.根据权利要求1所述的液体喷出头的制造方法，其中，使用作为所述一对模件的第二模件来成型所述一对液室，沿与所述第二模件被拔出的方向不同的方向从所述壳体中拔出第一模件和第三模件。
3.根据权利要求1所述的液体喷出头的制造方法，其中，所述液体喷出头具有与所述液室连通的过滤器，所述过滤器沿所述模件的宽度减小的方向延伸。
4.根据权利要求2所述的液体喷出头的制造方法，其中，所述第二模件具有斜面和宽部，所述斜面位于所述宽度减小的方向上的端部处，所述宽部沿所述宽度方向延伸并且位于所述宽度减小的方向上的基部处。
5.根据权利要求4所述的液体喷出头的制造方法，其中，所述第二模件的宽部与在所述宽度方向上相邻的第二模件的斜面在所述宽度方向上重叠。
6.根据权利要求1所述的液体喷出头的制造方法，其中，位于所述一对液室之间的分隔壁的宽度在所述模件的宽度减小的方向上恒定。
7.一种液体喷出头，其包括：
用于喷出液体的多个喷出口，以及用于向对应的喷出口供给液体的一对液室，其特征在于，
所述一对液室均具有逐渐减小的宽度，所述一对液室在所述宽度沿相反方向减小的情况下在所述一对液室的宽度方向上相邻。
8.根据权利要求7所述的液体喷出头，其中，位于所述一对液室之间的分隔壁的宽度在所述液室的宽度减小的方向上恒定。
9.根据权利要求7所述的液体喷出头，其中，所述液体喷出头还包括壳体和盖构件，在所述壳体中，所述液室的具有较大宽度的端部被形成为在位于相对于所述宽度减小的方向的两相反侧的壁面上开口，所述盖构件用于覆盖各所述端部。
10.一种液体喷出头的制造方法，所述液体喷出头设置有壳体，所述壳体包括用于保持待向打印元件板供给的液体的相邻的第一液室和第二液室，所述打印元件板具有产生用于喷出液体的能量的能量产生元件，所述方法包括：
将用于成型所述第一液室的一个模件和用于成型所述第二液室的另一个模件配置成彼此相邻；以及
将树脂注射到所述一个模件和所述另一个模件的周围，以成型所述第一液室和所述第二液室，
所述方法的特征在于还包括：
沿第一方向从所述第一液室中拔出所述一个模件；以及
沿与所述第一方向相反的第二方向从所述第二液室中拔出所述另一个模件。
11.根据权利要求10所述的液体喷出头的制造方法，其中，所述一个模件的位于所述第一方向侧的端部的宽度大于所述一个模件的位于所述第二方向侧的端部的宽度。
12.根据权利要求10所述的液体喷出头的制造方法，其中，所述另一个模件的位于所述第二方向侧的端部的宽度大于所述另一个模件的位于所述第一方向侧的端部的宽度。
13.根据权利要求10所述的液体喷出头的制造方法，其中，同时执行所述一个模件的拔出和所述另一个模件的拔出。
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