CN107187205A - 喷嘴板及其制备方法及喷墨打印机 - Google Patents

喷嘴板及其制备方法及喷墨打印机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种喷嘴板的制备方法，包括：提供基板；所述基板包括第一面和与所述第一面相对设置的第二面；利用激光对所述基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段；所述喷嘴入口段沿所述第一面垂直指向所述第二面的方向呈渐缩状；利用激光对所述基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段；所述喷嘴出口段沿所述第二面垂直指向所述第一面的方向呈渐缩状；所述喷嘴出口段与所述喷嘴入口段相通，并在交汇处形成喷嘴口。上述喷嘴板的制备方法的加工工艺简单且能够提高喷嘴的尺寸精度。

Description

喷嘴板及其制备方法及喷墨打印机
技术领域
本发明涉及喷墨印刷技术领域，特别是涉及一种喷嘴板及其制备方法，还涉及一种喷墨打印机。
背景技术
传统的喷墨打印机的喷嘴板上的喷嘴是利用激光从墨水入口朝墨水出口的方向对喷嘴板进行加工，形成沿墨水入口向墨水出口渐缩的锥形喷嘴，如图1所示。其中，90表示基板，80表示喷嘴。当基板90的平整度较差时，采用这种制备方法制备得到的喷嘴80的尺寸精度变差，如图2所示。图2中，实线表示实际的喷嘴形状，虚线表示理想或者设计时的喷嘴形状。基板90为曲面，从而导致最终加工得到的喷嘴80的出口直径d1大于理想直径d0，喷嘴80的尺寸增加，降低了喷嘴80的精度。
发明内容
基于此，有必要提供一种加工工艺简单且能够提高喷嘴的尺寸精度的喷嘴板的制备方法，还提供一种喷墨打印机及其喷嘴板。
一种喷嘴板的制备方法，包括：提供基板；所述基板包括第一面和与所述第一面相对设置的第二面；利用激光对所述基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段；所述喷嘴入口段沿所述第一面垂直指向所述第二面的方向呈渐缩状；利用激光对所述基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段；所述喷嘴出口段沿所述第二面垂直指向所述第一面的方向呈渐缩状；所述喷嘴出口段与所述喷嘴入口段相通，并在交汇处形成喷嘴口。
上述喷嘴板的制备方法，利用激光对基板的第一面和第二面进行烧蚀，分别形成激光入口段和激光出口段。喷嘴入口段沿第一面垂直指向第二面的方向呈渐缩状。喷嘴出口段沿第二面垂直指向第一面的方向呈渐缩状。喷嘴出口段与喷嘴入口段相通，并在交汇处形成喷嘴口，进而制备得到喷嘴板。当基板处于不平整状态时，形成的喷嘴口会随之发生移动，但是并不会改变喷嘴口的尺寸大小，从而可以有效提高喷嘴的尺寸精度。并且，上述制备方法通过两次激光烧蚀即可实现，加工工艺简单，便于提高生产效率并降低生产成本。
在其中一个实施例中，所述利用激光对所述基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段的步骤中，会形成贯穿所述第一面和所述第二面的锥形孔；所述喷嘴入口段位于所述锥形孔上靠近所述第一面的一端；所述利用激光对所述基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段的步骤中，预设位置是根据所述锥形孔在所述第二面上的位置确定的。
在其中一个实施例中，所述利用激光对所述基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段的步骤中，采用的激光束的直径为第一预设值且能量为第三预设值；所述利用激光对所述基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段的步骤中，采用的激光束的直径为第二预设值且能量为第四预设值。
在其中一个实施例中，所述第一预设值等于所述第二预设值，且所述第三预设值等于所述第四预设值；所述喷嘴口位于所述第一面和所述第二面的中间位置，且所述喷嘴入口段的斜面倾斜角度等于所述喷嘴出口段的斜面倾斜角度。
在其中一个实施例中，所述第三预设值等于所述第四预设值；所述第一预设值大于所述第二预设值，所述喷嘴口靠近所述第二面；或者所述第一预设值小于所述第二预设值，所述喷嘴口靠近所述第一面。
在其中一个实施例中，所述第三预设值小于所述第四预设值，所述喷嘴入口段的斜面倾斜角度小于所述喷嘴出口段的斜面倾斜角度；或者所述第三预设值大于所述第四预设值，所述喷嘴入口段的斜面倾斜角度大于所述喷嘴出口段的斜面倾斜角度。
在其中一个实施例中，所述利用激光对所述基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段的步骤之后、所述利用激光对所述基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段之前，还包括将所述基板翻转180度的步骤。
一种喷嘴板，包括基板，所述基板包括第一面和与所述第一面相对设置的第二面；所述基板的预设位置处开设喷嘴；所述喷嘴包括沿所述第一面垂直指向所述第二面的方向依次设置的喷嘴入口段、喷嘴口以及喷嘴出口段；所述喷嘴口位于所述喷嘴入口段和所述喷嘴出口段的交汇处；所述喷嘴入口段沿所述第一面向所述喷嘴口呈渐缩状；所述喷嘴出口段沿所述第二面向所述喷嘴口呈渐缩状。
在其中一个实施例中，所述喷嘴口位于所述第一面和所述第二面的中间位置。
一种喷墨打印机，包括打印机本体和喷墨打印头，所述喷墨打印头固定在所述打印机本体上，还包括如前述任一实施例所述的喷嘴板；所述喷嘴板设置在所述喷墨打印头上。
附图说明
图1为传统的喷嘴板的制备示意图；
图2为传统的喷嘴板在基板不平整时加工的示意图；
图3为一实施例中的喷嘴板的制备方法的流程图；
图4为图3中S110中提供的基板的结构示意图；
图5为图3中执行S120后的结构示意图；
图6为图3中执行S130后的结构示意图；
图7为图3所示实施例的方法制备得到的喷嘴板的结构示意图；
图8为基板不平整时采用图3所示实施例的方法制备得到的喷嘴板的结构示意图；
图9为第二实施例中的喷嘴板的制备方法制备得到的喷嘴板的结构示意图；
图10为第三实施例中的喷嘴板的制备方法制备得到的喷嘴板的结构示意图；
图11为第四实施例中的喷嘴板的制备方法制备得到的喷嘴板的结构示意图；
图12为第五实施例中的喷嘴板的制备方法制备得到的喷嘴板的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图3为一实施例中的喷嘴板的制备方法的流程图。该制备方法包括以下步骤：
S110，提供基板。
基板为聚合物材料、金属材料或者无机非金属材料制备而成。聚合物材料可以为环氧树脂、聚酰亚胺、聚对亚苯基二甲基或者热塑性塑料中的一种。聚合物材料包括但不限于上述材料。提供的基板包括第一面和与第一面相对设置的第二面，如图4所示。图4中，90表示基板，92表示第一面，94表示第二面。在本实施例中，第一面92为墨水进入喷嘴板时的表面，第二面94则为墨水离开喷嘴板时的表面。在其他的实施例中，也可以相反设置。
S120，利用激光对基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段。
需要开设喷嘴位置为预设位置。激光烧蚀形成的喷嘴入口段为渐缩状，且沿第一面垂直指向第二面的方向渐缩，也即喷嘴入口段在第一面上的尺寸最大，越靠近第二面尺寸越小。在本实施例中，在进行激光烧蚀过程中，形成喷嘴入口段的同时还会进一步进行烧蚀，以形成贯穿基板第一面和第二面的锥形孔，如图5所示。喷嘴入口段位82于锥形孔上靠近第一面92的一端，锥形孔的另一端则作为喷嘴入口段的延伸段84。在其他的实施例中，可以仅仅烧蚀形成喷嘴入口段82。
S130，利用激光对基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段。
第二面的预设位置应与第一面的预设位置对应，从而确保喷嘴出口段的中心轴与喷嘴入口段的中心轴为同一中心轴。在本实施例中，形成喷嘴出口段的预设位置是根据锥形孔(也即喷嘴入口段的延伸段)在第二面上的位置来进行确定的。具体的，以锥形孔在第二面上的中心轴作为激光束的中心轴。根据锥形孔在第二面上的位置确定喷嘴出口段的位置，可以确保喷嘴入口段和喷嘴出口段之间进行准确对位，避免最终制备得到的喷嘴发生倾斜，进而导致喷出墨滴也是倾斜的。形成的喷嘴出口段为渐缩的锥形结构，其沿第二面垂直指向第一面的方向渐缩。也即喷嘴出口段在第二面的尺寸最大，越靠近第一面尺寸越小。
喷嘴出口段和喷嘴入口段相通且二者交汇处形成喷嘴，如图6所示。其中，86表示喷嘴出口段，88表示喷嘴口。喷嘴口88的尺寸为需要制备的喷嘴孔的尺寸。最终制备得到的喷嘴板的结构如图7所示。喷嘴板中的喷嘴呈哑铃状，也即沿墨滴的进入方向喷嘴先呈渐缩状，在喷嘴口处最窄，之后再呈渐扩状。因此，喷墨过程中，墨滴在最窄处已经形成，不会碰到渐扩的喷嘴出口段，不会对喷墨过程产生干扰。并且，由于喷嘴出口段的存在，当基板发生变形时，窄处形成墨滴可以保证墨滴的一致性。再者，喷嘴口位于喷嘴板的内部，可以对喷嘴起到柔性保护的作用，防止外界污染物直接粘附在喷嘴处且可以很好的防止机械磨损和人为擦拭造成的损伤。
S120中采用的激光束的直径为第一预设值，能量为第三预设值。S130中采用的激光束的直径为第二预设值，能量为第三预设值。在本实施例中，第一预设值与第二预设值相同，且第三预设值等于第四预设值，从而使得喷嘴入口段和喷嘴出口段具有相同的斜面倾斜度，且二者对称设置于喷嘴口的两侧，喷嘴口位于基板的中间位置。此时，喷嘴板的厚度(也即基板的厚度)可以达到传统的制备方法的喷嘴板厚度的2倍，从而提高了喷嘴板的刚度，减轻了喷嘴板的变形。
当基板表面不平整时，采用上述制备方法制备得到的喷嘴板的结构示意图如图8所示。参见图8，实线表示实际的喷嘴结构，d1为实际的喷嘴口尺寸；虚线表示平整情况(也即理想或者设计状态)下的喷嘴结构，d0为理想的喷嘴口尺寸。从图中可以明显的看出，当基板表面不平整时，喷嘴口的尺寸d1与设计尺寸d0相等，从而提高了喷嘴的尺寸精度。同时，由于喷嘴口仅仅是位置发生了偏移，而墨滴的形成与喷嘴口的尺寸有关而与其位置并无关，因此不会对最终的喷墨过程产生影响或者干扰。
上述喷嘴板的制备方法，利用激光对基板的第一面和第二面进行烧蚀，分别形成激光入口段和激光出口段。喷嘴入口段沿第一面垂直指向第二面的方向呈渐缩状。喷嘴出口段沿第二面垂直指向第一面的方向呈渐缩状。喷嘴出口段与喷嘴入口段相通，并在交汇处形成喷嘴口，进而制备得到喷嘴板。当基板处于不平整状态时，形成的喷嘴口会随之发生移动，但是并不会改变喷嘴口的尺寸大小，从而可以有效提高喷嘴的尺寸精度。并且，上述制备方法通过两次激光烧蚀即可实现，加工工艺简单，便于提高生产效率并降低生产成本。
图9为第二实施例中的喷嘴板的制备方法制备得到的喷嘴板的结构示意图。在本实施例中，第一预设值小于第二预设值，第三预设值等于第四预设值，也即S120中采用的激光束的直径小于S130中采用的激光束的直径，而S120和S130中采用的激光束的能量相同。此时，喷嘴出口段和喷嘴入口段的交汇位置靠近第一面，也即喷嘴口靠近第一面。喷嘴入口段和喷嘴出口段的倾斜面具有相同的倾斜角度。喷嘴入口段的长度等于传统的制备方法得到的喷嘴总长，而喷嘴出口端则为增加的喷嘴长度。因此，采用这种方式，可以通过调整激光束大小对喷嘴板的厚度进行调整，使得其厚度相对于传统的喷嘴板厚度增加一至数倍。喷嘴板的厚度越大，其刚度越大，也即有利于增加喷嘴板刚度，同时喷嘴口的位置也被设置在喷嘴板上靠近第一面的位置(也即靠近墨滴入口的位置)，对喷嘴板的机械损伤保护作用较好。
图10为第三实施例中的喷嘴板的制备方法制备得到的喷嘴板的结构示意图。在本实施例中，第一预设值大于第二预设值，第三预设值等于第四预设值，也即S120中采用的激光束的直径大于S130中采用的激光束的直径，而S120和S130中采用的激光束的能量相同。此时，喷嘴出口段和喷嘴入口段的交汇位置靠近第二面，也即喷嘴口靠近第二面。此时，喷嘴入口段的长度等于传统的制备方法得到的喷嘴总长，而喷嘴出口端则为增加的喷嘴长度。在本实施例中，喷嘴长度是指沿喷射方向的长度。因此，通过调整激光束大小可以对喷嘴板的厚度进行调整，使得喷嘴板厚度增加小于1倍。
图11为第四实施例中的喷嘴板的制备方法制备得到的喷嘴板的结构示意图。在本实施例中，第一预设值小于第二预设值，第三预设值大于第四预设值，也即S120中采用的激光束的直径小于S130中采用的激光束的直径，而S120采用的激光束的能量大于S130中采用的激光束的能量。此时，喷嘴口靠近第一面，且喷嘴入口段的斜面的倾斜角度a大于喷嘴出口段的斜面的倾斜角度b。此时形成的喷嘴口的位置仍然被制作在基板的内部。
图12为第五实施例中的喷嘴板的制备方法制备得到的喷嘴板的结构示意图。在本实施例中，第一预设值大于第二预设值，第三预设值小于第四预设值，也即S120中采用的激光束的直径大于S130中采用的激光束的直径，而S120采用的激光束的能量小于S130中采用的激光束的能量。此时，喷嘴口靠近第二面，且喷嘴入口段的斜面的倾斜角度a小于喷嘴出口段的斜面的倾斜角度b。此时形成的喷嘴口的位置仍然被制作在基板的内部。
本发明还提供一种喷嘴板，采用上述任一实施例中的制备方法制备得到。其结构如图7～12所示。上述喷嘴板中的喷嘴呈哑铃状，也即沿墨滴的进入方向，喷嘴先呈渐缩状，在喷嘴口处最窄，之后再呈渐扩状。因此，喷墨过程中，墨滴在最窄处已经形成，不会碰到渐扩的喷嘴出口段，不会对喷墨过程产生干扰。并且，由于喷嘴出口段的存在，当喷嘴板发生变形时，窄处形成墨滴可以保证墨滴的一致性。再者，喷嘴口位于喷嘴板的内部，可以对喷嘴起到柔性保护的作用，防止外界污染物直接粘附在喷嘴处且可以很好的防止机械磨损和人为擦拭造成的损伤。同时，喷嘴板厚度增加，可以提高喷嘴板的刚度，减少喷嘴板的变形。
本发明还提供一种喷墨打印机，包括打印机本体、喷墨打印头以及上述任一实施例中的喷嘴板。喷墨打印头固定在打印机本体上，喷嘴板固定设置在喷墨打印头上。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种喷嘴板的制备方法，包括：
提供基板；所述基板包括第一面和与所述第一面相对设置的第二面；
利用激光对所述基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段；所述喷嘴入口段沿所述第一面垂直指向所述第二面的方向呈渐缩状；
利用激光对所述基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段；所述喷嘴出口段沿所述第二面垂直指向所述第一面的方向呈渐缩状；所述喷嘴出口段与所述喷嘴入口段相通，并在交汇处形成喷嘴口。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用激光对所述基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段的步骤中，会形成贯穿所述第一面和所述第二面的锥形孔；所述喷嘴入口段位于所述锥形孔上靠近所述第一面的一端；
所述利用激光对所述基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段的步骤中，预设位置是根据所述锥形孔在所述第二面上的位置确定的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用激光对所述基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段的步骤中，采用的激光束的直径为第一预设值且能量为第三预设值；所述利用激光对所述基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段的步骤中，采用的激光束的直径为第二预设值且能量为第四预设值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设值等于所述第二预设值，且所述第三预设值等于所述第四预设值；所述喷嘴口位于所述第一面和所述第二面的中间位置，且所述喷嘴入口段的斜面倾斜角度等于所述喷嘴出口段的斜面倾斜角度。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三预设值等于所述第四预设值；所述第一预设值大于所述第二预设值，所述喷嘴口靠近所述第二面；或者所述第一预设值小于所述第二预设值，所述喷嘴口靠近所述第一面。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三预设值小于所述第四预设值，所述喷嘴入口段的斜面倾斜角度小于所述喷嘴出口段的斜面倾斜角度；或者所述第三预设值大于所述第四预设值，所述喷嘴入口段的斜面倾斜角度大于所述喷嘴出口段的斜面倾斜角度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用激光对所述基板的第一面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴入口段的步骤之后、所述利用激光对所述基板的第二面的预设位置进行烧蚀形成喷嘴出口段之前，还包括将所述基板翻转180度的步骤。
8.一种喷嘴板，包括基板，所述基板包括第一面和与所述第一面相对设置的第二面；其特征在于，所述基板的预设位置处开设喷嘴；所述喷嘴包括沿所述第一面垂直指向所述第二面的方向依次设置的喷嘴入口段、喷嘴口以及喷嘴出口段；所述喷嘴口位于所述喷嘴入口段和所述喷嘴出口段的交汇处；所述喷嘴入口段沿所述第一面向所述喷嘴口呈渐缩状；所述喷嘴出口段沿所述第二面向所述喷嘴口呈渐缩状。
9.根据权利要求8所述的喷嘴板，其特征在于，所述喷嘴口位于所述第一面和所述第二面的中间位置。
10.一种喷墨打印机，包括打印机本体和喷墨打印头，所述喷墨打印头固定在所述打印机本体上，其特征在于，还包括如权利要求8或9所述的喷嘴板；所述喷嘴板设置在所述喷墨打印头上。
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