JP2009220446A - Liquid droplet discharge head, method for manufacturing liquid droplet discharge head, liquid cartridge, and image forming device - Google Patents

Liquid droplet discharge head, method for manufacturing liquid droplet discharge head, liquid cartridge, and image forming device Download PDF

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Kunihiro Miura
邦博 三浦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid droplet discharge head in which components used as flow path members can be highly precisely connected and stable discharge property can be obtained. <P>SOLUTION: The liquid droplet discharge head has a nozzle for discharging liquid droplets and a plurality of flow path members. At least two layers of the flow path members are formed of metal plates, and positioning holes formed in the metal plates are machined to reduce the rigidity in the peripheral portion. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、液体カートリッジ及び画像形成装置に関し、詳しくは、液滴吐出ヘッドの流路部材を構成する金属もしくは樹脂材料の加工技術および加工形状に関する。本発明における金属もしくは樹脂材の加工技術および加工形状は、液滴吐出技術を用いたカラーフィルタ製造装置や、金属配線製造装置、染色装置、DNAチップ製造装置などの工業用製造装置にも適用可能である。   The present invention relates to a droplet discharge head, a method of manufacturing a droplet discharge head, a liquid cartridge, and an image forming apparatus, and more particularly to a processing technique and a processing shape of a metal or resin material that constitutes a flow path member of the droplet discharge head. The processing technology and processing shape of metal or resin material in the present invention can also be applied to industrial manufacturing equipment such as color filter manufacturing equipment using droplet discharge technology, metal wiring manufacturing equipment, dyeing equipment, DNA chip manufacturing equipment, etc. It is.

液滴吐出ヘッドとしては、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、DNAの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、インクを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド等がある。この中で、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、プリンタ/ファックス/複写機複合機等の各種画像形成装置としては、記録液(例えばインク)の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッド(印字ヘッド)をキャリッジに搭載して、このキャリッジを被記録媒体(以下「用紙」というが、材質を紙に限定するものではなく、また、記録媒体、記録紙、転写材などとも称される。)の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、被記録媒体を記録幅に応じて間歇的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体に画像を形成(記録、印刷、印字、印写も同義で使用する。)するシリアル型画像形成装置、或いは、ライン型の記録ヘッドを搭載したライン型画像形成装置がある。このような画像形成装置において大きな技術課題として高速化と高画質化があり、高画質化においては画像解像度の高解像化に伴い液滴の小滴化やノズルの高密度化する方法、高速化には液滴吐出の駆動周波数を上げる方法や1ヘッド当たりのノズル数を増やしたライン型の記録ヘッドに代表される記録ヘッドを長尺化する方法がある。   Examples of the droplet discharge head include a droplet discharge head that discharges liquid resist as droplets, a droplet discharge head that discharges DNA samples as droplets, and a droplet discharge head that discharges ink as droplets. . Among these, as various image forming apparatuses such as printers, facsimiles, copying machines, plotters, printer / fax / copier multifunction machines, etc., a recording composed of a droplet discharge head for discharging droplets of a recording liquid (for example, ink) is used. A head (printing head) is mounted on a carriage, and the carriage is referred to as a recording medium (hereinafter referred to as “paper”, but the material is not limited to paper, and is also referred to as recording medium, recording paper, transfer material, etc.) (2) is serially scanned in a direction orthogonal to the conveyance direction, and the recording medium is intermittently conveyed according to the recording width, and an image is formed on the recording medium by repeating conveyance and recording alternately ( Recording, printing, printing, and printing are also used synonymously.) There are serial type image forming apparatuses that perform recording, and line type image forming apparatuses that are equipped with line type recording heads. High speed and high image quality are major technical issues in such an image forming apparatus. For high image quality, there is a method of reducing droplets and increasing the density of nozzles as the image resolution increases. There are a method of increasing the driving frequency of droplet discharge and a method of elongating a recording head represented by a line type recording head in which the number of nozzles per head is increased.

近年、液滴吐出型プリンタにおいては高速化が進み、液滴吐出ヘッドとしては長尺化に伴いノズル数の増加が求められている。長尺化対応や、流路部材の複雑な液流路形状を形成する流路板等に関しては、低コスト化が望まれるため金属プレートや樹脂プレートが選定され、特にシリコン材に関しては長尺化の対応が困難であり、またコストが高いため、ステンレス材が比較的有利であり選定されやすい。   In recent years, the speed of droplet discharge printers has increased, and the number of nozzles has been required to increase as the droplet discharge head becomes longer. Metal plates and resin plates are selected for low-cost applications, such as flow channel plates that form complicated liquid flow channel shapes for flow channel members, and especially for silicon materials. Therefore, stainless steel is relatively advantageous and easy to select.

一般的に、液滴吐出ヘッドは、数十ミクロンの大きさで形成したノズル孔及び液室(ノズルとそのノズルを含む流路部材)とにより構成されており、複数枚のプレートにて形成される流路ユニットとしては難接着材料とされるステンレス材を、接合プロセスが必要とされる多層構成としたくなく、その場合には、金属板と樹脂板との積層材料(複合板)を用いることが広く知られている。また、こうした金属板と樹脂板との複合板を加工する場合、ウエットエッチング加工や、打ち抜きによるプレス加工がよく使われている。   In general, a droplet discharge head is composed of a nozzle hole and a liquid chamber (nozzle and a flow path member including the nozzle) formed with a size of several tens of microns, and is formed by a plurality of plates. As a flow path unit, stainless steel, which is difficult to bond, is not desired to have a multilayer structure that requires a joining process. In that case, a laminated material (composite plate) of a metal plate and a resin plate should be used. Is widely known. Further, when processing such a composite plate of a metal plate and a resin plate, wet etching processing or press processing by punching is often used.

加工した流路部材は液滴吐出ヘッドとなるまでに少なくとも1回以上の接合プロセスを経て流路ユニットを形成することとなる。また流路ユニットは流路ユニットを支えるハウジングと接合を行うこととなる。   The processed flow path member forms a flow path unit through at least one joining process before becoming a droplet discharge head. The flow path unit is joined to the housing that supports the flow path unit.

従来より、その接合工程では高精度な接合技術が要求され、また部品単位でのアライメントに用いる形状寸法にも高い精度が要求される。
そこで、特許文献1には、位置合わせに使用するアライメント穴がプレス加工で形成加工され、それにより、バリ・カエリが発生して接合品質に問題が出ていたことに対して、位置合わせ用の穴を接合する界面より1段下がった段差を設けたところに形成することで、バリ・カエリの影響を回避することが記載されている。しかしながら、この方法ではヘッドサイズが大きくなり現実的ではない。また、接合に用いるアライメント穴形状に関しては、特別な工法が示されておらずプレス加工にて形成すると示されているだけであり、これでは高精度な形状を確保することが困難である。
Conventionally, a high-precision joining technique is required in the joining process, and a high accuracy is also required for a shape dimension used for alignment in units of parts.
Therefore, in Patent Document 1, an alignment hole used for alignment is formed by press processing, which causes burrs and burrs, resulting in problems in bonding quality. It describes that the effect of burrs and burrs can be avoided by forming a step that is one step lower than the interface where the holes are joined. However, this method increases the head size and is not realistic. Moreover, regarding the alignment hole shape used for joining, a special method is not shown, and it is merely shown that it is formed by press working. With this, it is difficult to ensure a highly accurate shape.

特許文献2には、回路基盤のサポートピンを垂直保持するために、弾性板に穴を形成して、そこにピンを立てることにより、垂直性を確保させることが記載されている。しかしながら、この方法は液滴吐出ヘッドを構成する流路部材に使用する金属プレートでは高い剛性を必要とするため、不向きである。   Patent Document 2 describes that in order to hold a support pin on a circuit board vertically, a hole is formed in an elastic plate, and the pin is set up to secure verticality. However, this method is not suitable because a metal plate used for a flow path member constituting the droplet discharge head requires high rigidity.

また、特許文献3には、一般的なアライメント手法として光学アライメントがあることが記載されているが、この光学アライメントは有効な手段ではあるが、設備に大きなコストを必要としたり複数の工程を要し製造コストが高くつく問題がある。   Further, Patent Document 3 describes that there is optical alignment as a general alignment technique. However, although this optical alignment is an effective means, it requires a large cost for the equipment or requires a plurality of steps. However, there is a problem that the manufacturing cost is high.

特許第2558116号公報Japanese Patent No. 2558116 特開2007−019218号公報JP 2007-019218 A 特許第2977872号公報Japanese Patent No. 2977772

本発明は、上記の従来技術にみられる問題点等を解消し、流路部材の高精度な接合が可能で安定した吐出特性が得られる液滴吐出ヘッド、前記液滴吐出ヘッドの製造方法、前記液滴吐出ヘッドを搭載した液体カートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention eliminates the problems and the like found in the above-mentioned prior art, enables a highly accurate joining of the flow path member and obtains stable discharge characteristics, a method for manufacturing the droplet discharge head, It is an object of the present invention to provide a liquid cartridge and an image forming apparatus on which the droplet discharge head is mounted.

本発明は、上記の従来技術に鑑みてなされたものである。即ち、本発明者は、液滴吐出ヘッドについて多くの研究・検討を行った結果、流路部材の接合工程では高精度な接合技術が要求され、また部材単位でのアライメントに用いる形状寸法にも高い精度が要求されるが、流路部材でのアライメントに用いる穴に特徴を持たせることにより、具体的には複数の金属プレートからなる少なくとも2層以上で形成される液滴吐出ヘッドの流路部材において、前記金属層に加工された位置合わせ用の穴は、周辺部が低剛性となるよう加工されていることを特徴とする流路部材を用いた部品を接合して組み立てることにより、接合工程で高精度な接合がなされ、その結果、安定した吐出特性が得られる液滴吐出ヘッドが作製できることを確認した。本発明は、こうしたことに基づいてなされたものである。
したがって、本発明によれば、前記課題は下記(1)〜(10)によって解決される。
The present invention has been made in view of the above prior art. That is, as a result of many studies and examinations on the droplet discharge head, the present inventor requires a highly accurate joining technique in the joining process of the flow path member, and the shape dimension used for the alignment for each member is also required. Although high accuracy is required, the flow path of the droplet discharge head formed by at least two or more layers composed of a plurality of metal plates by providing the holes used for alignment in the flow path member. In the member, the hole for alignment processed in the metal layer is joined by assembling the parts using the flow path member characterized in that the peripheral portion is processed so as to have low rigidity. It was confirmed that highly accurate bonding was performed in the process, and as a result, a droplet discharge head capable of obtaining stable discharge characteristics could be produced. The present invention has been made based on these matters.
Therefore, according to this invention, the said subject is solved by following (1)-(10).

(1)請求項1の発明は、液滴を吐出するノズルと、複数の流路部材とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記複数の流路部材の少なくとも2層は金属プレートで形成され、かつ前記金属プレートに加工された位置合わせ用の穴は周辺部が低剛性となるよう加工されていることを特徴とする。
(2)請求項2の発明は、請求項1に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記金属プレートに加工された位置合わせ用の穴はエッチング加工により形成された穴であることを特徴とする。
(3)請求項3の発明は、請求項1または2に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記金属プレートに加工された位置合わせ用の穴は、その周辺部が低剛性となるようスリット形状に加工されていることを特徴とする。
(4)請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記流路部材の1つが金属プレートと樹脂層をもつ複合材料であることを特徴とする。
(5)請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記金属プレートと樹脂層をもつ複合材料から加工された流路部材が振動板であり、かつ前記複合材料はステンレスとポリイミドの積層材であることを特徴とする。
(6)請求項6の発明は、請求項4または5に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記複合材料はステンレス板にポリイミドを塗布コートして積層されていることを特徴とする。
(7)請求項7の発明は、液滴吐出ヘッドが請求項1〜6のいずれかに記載の金属プレートまたは複合材料を貼り合わせることにより形成されることを特徴とする。
(8)請求項8の発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法において、請求項1〜6のいずれかに記載の金属プレートまたは複合材料がピンアライメント技術を用いて接合されることで流路部材を形成し、かつ前記流路部材と、前記流路部材を支持するフレームと、液滴吐出のための圧力を発生させる機能を備えた圧電素子ユニットとを接合することで形成されることを特徴とする。
(9)請求項9の発明は、液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドに液体を供給するタンクとを一体化した液体カートリッジにおいて、前記液滴吐出ヘッドが請求項1〜7のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする。
(10)請求項10の発明は、請求項1〜7のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置であることを特徴とする。
(1) The invention of claim 1 is a droplet discharge head comprising a nozzle for discharging droplets and a plurality of flow path members, wherein at least two layers of the plurality of flow path members are formed of a metal plate, In addition, the positioning hole processed in the metal plate is processed so that the peripheral portion has low rigidity.
(2) The invention according to claim 2 is the liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the alignment hole processed in the metal plate is a hole formed by etching.
(3) A third aspect of the present invention is the droplet discharge head according to the first or second aspect, wherein the hole for alignment processed in the metal plate is formed in a slit shape so that the periphery thereof has low rigidity. It is processed.
(4) The invention of claim 4 is the liquid droplet ejection head according to any one of claims 1 to 3, wherein one of the flow path members is a composite material having a metal plate and a resin layer. .
(5) The invention of claim 5 is the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 4, wherein the flow path member processed from the composite material having the metal plate and the resin layer is a diaphragm, The composite material is a laminate of stainless steel and polyimide.
(6) The invention according to claim 6 is the droplet discharge head according to claim 4 or 5, wherein the composite material is laminated by applying a polyimide coating to a stainless steel plate.
(7) The invention according to claim 7 is characterized in that the droplet discharge head is formed by bonding the metal plate or the composite material according to any one of claims 1 to 6.
(8) According to an eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a droplet discharge head, the flow path member is formed by joining the metal plate or the composite material according to any one of the first to sixth aspects using a pin alignment technique. And a flow path member, a frame that supports the flow path member, and a piezoelectric element unit that has a function of generating a pressure for droplet discharge are joined together. And
(9) The invention of claim 9 is a liquid cartridge in which a droplet discharge head and a tank for supplying liquid to the droplet discharge head are integrated, and the droplet discharge head is any one of claims 1 to 7. It is the droplet discharge head described in 1.
(10) The invention of claim 10 is an image forming apparatus equipped with the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 7.

(1)請求項1に記載の発明によれば、流路部材の少なくとも2層以上が金属プレートで形成され、かつ前記金属プレートに加工された位置合わせ用の穴は周辺部が低剛性となるよう加工されていることで、高精度に位置合わせが行え、安定した接合が可能となる流路部材を有する液滴吐出ヘッドを提供することできる。
(2)請求項2に記載の発明によれば、流路部材の少なくとも2層以上が金属プレートで形成され、かつ前記金属プレート設けられた位置合わせ用の穴はエッチング加工にて形成された穴であることで、安価に高精度な加工穴が形成可能な流路部材を有する液滴吐出ヘッドを提供することできる。
(3)請求項3に記載の発明によれば、流路部材の少なくとも2層以上が金属プレートで形成され、かつ前記金属プレートに加工された位置合わせ用の穴は周辺部が低剛性となるようにスリット形状に加工されていることで、位置合わせ用の穴は同心円状に変形することで高精度なピンアライメントが可能となる液滴吐出ヘッドを提供することできる。
(4)請求項4に記載の発明によれば、流路部材の1つが金属層と樹脂層をもつ複合材料であることで、液流路部へのゴミ混入を防ぐことが出来、かつ流路部材との接合工程を削減でき、製造コストが安価な積層流路材料を用いた液滴吐出ヘッドを提供することができる。
(5)請求項5に記載の発明によれば、金属層と樹脂層をもつ複合材料から加工された流路部材が振動板であり、前記複合材料はステンレスとポリイミドの積層材であることで高周波振動にも耐久性のある安定した吐出特性を持った振動板を加工可能な積層流路材料を用いた液滴吐出ヘッドを提供することができる。
(6)請求項6に記載の発明によれば、前記複合材料がステンレス板にポリイミドを塗布コートして積層されていることで接着材を要さない安価な積層材料を用いた液滴吐出ヘッドを提供することができる。
(7)請求項7に記載の発明によれば、液流路部が金属プレートまたは複合材料を貼り合わせることにより形成され、冶具レベルによる接合が可能となり設備投資を抑えた積層流路材料を用いた液滴吐出ヘッドを提供することができる。
(8)請求項8に記載の発明によれば、液滴吐出ヘッドが、前記金属プレートまたは複合材料はピンアライメント技術を用いて接合することで流路部材を形成し、前記流路部材と、前記流路部材を支持するフレームと、液滴吐出のための圧力を発生させる機能を備えた圧電素子ユニットとを接合することで形成されることで、低コストで接合精度が高い液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。
(9)請求項9に記載の発明によれば、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、信頼性の高い液体カートリッジを提供することができる。
(10)請求項9に記載の発明によれば、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、安定した滴吐出を行うことができ、高画質画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
(1) According to the invention described in claim 1, at least two or more layers of the flow path member are formed of the metal plate, and the alignment hole processed in the metal plate has a low rigidity at the periphery. By being processed in such a manner, it is possible to provide a droplet discharge head having a flow path member that can be positioned with high accuracy and can be stably joined.
(2) According to the invention described in claim 2, at least two layers of the flow path member are formed of a metal plate, and the alignment hole provided in the metal plate is a hole formed by etching. Thus, it is possible to provide a droplet discharge head having a flow path member capable of forming a highly accurate processed hole at low cost.
(3) According to the invention described in claim 3, at least two or more layers of the flow path member are formed of the metal plate, and the positioning hole processed in the metal plate has a low rigidity in the peripheral portion. As described above, by processing the slit into the shape of the slit, it is possible to provide a droplet discharge head that enables highly accurate pin alignment by deforming the alignment holes into concentric circles.
(4) According to the invention described in claim 4, since one of the flow path members is a composite material having a metal layer and a resin layer, contamination of the liquid flow path portion can be prevented, and It is possible to provide a liquid droplet ejection head using a laminated flow path material that can reduce the joining step with the path member and is inexpensive to manufacture.
(5) According to invention of Claim 5, the flow-path member processed from the composite material which has a metal layer and a resin layer is a diaphragm, and the said composite material is a laminated material of stainless steel and a polyimide. It is possible to provide a droplet discharge head using a laminated flow path material capable of processing a diaphragm having a stable discharge characteristic that is durable against high-frequency vibrations.
(6) According to the invention described in claim 6, a droplet discharge head using an inexpensive laminated material that does not require an adhesive because the composite material is laminated by applying and coating polyimide on a stainless steel plate. Can be provided.
(7) According to the invention described in claim 7, the liquid flow path portion is formed by bonding a metal plate or a composite material, and a laminated flow path material that can be joined at a jig level and suppresses capital investment is used. A liquid droplet discharge head can be provided.
(8) According to the invention described in claim 8, the droplet discharge head forms the flow path member by joining the metal plate or the composite material using a pin alignment technique, and the flow path member; A droplet discharge head that is formed by bonding a frame that supports the flow path member and a piezoelectric element unit that has a function of generating pressure for droplet discharge, and has high bonding accuracy at a low cost. The manufacturing method of can be provided.
(9) According to the invention described in claim 9, since the liquid droplet ejection head according to the present invention is provided, a highly reliable liquid cartridge can be provided.
(10) According to the invention described in claim 9, since the liquid droplet ejection head according to the present invention is provided, an image forming apparatus capable of performing stable liquid droplet ejection and obtaining a high-quality image is provided. be able to.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施形態について図1ないし図3を参照して説明する。なお、図1は同液滴吐出ヘッドの分解斜視説明図、図2は同じく液室長手方向(ノズル並び方向と直交する方向)に沿う断面説明図、図3は同じく液室短手方向(ノズル並び方向)に沿う断面説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of a liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an exploded perspective view of the liquid droplet ejection head, FIG. 2 is a sectional explanatory view along the liquid chamber longitudinal direction (direction perpendicular to the nozzle arrangement direction), and FIG. 3 is also a liquid chamber short direction (nozzle). FIG.

この液滴吐出ヘッドは、プレス加工法とウエットエッチング加工法により形成した流路板1と、流路板1と接合されるプレス加工法により形成したノズル板3と、その反対側に接合される積層材料を使ってウエットエッチング加工法により形成した振動板2とを有し、これらによってインク滴を吐出するノズル4とインク流路である加圧液室6と、加圧液室6にインクを供給するためのインク供給口9と、それを介して連通する共通液室8とから形成されている。   The droplet discharge head is bonded to the flow path plate 1 formed by a press working method and a wet etching process, the nozzle plate 3 formed by a press working method to be bonded to the flow path plate 1, and the opposite side. It has a diaphragm 2 formed by a wet etching method using a laminated material, and by these, a nozzle 4 that discharges ink droplets, a pressurized liquid chamber 6 that is an ink flow path, and ink in the pressurized liquid chamber 6. It is formed of an ink supply port 9 for supply and a common liquid chamber 8 communicating therewith.

そして、振動板2の外面側(加圧液室と反対面側)に各加圧液室6に対応して加圧液室6内のインクを加圧するための圧力発生手段(アクチュエータ手段)である電気機械変換素子としての積層型圧電素子12を接合し、この圧電素子12を金属あるいはセラミックスなどの高剛性材料で形成したベース基板13に接合している。   Then, pressure generating means (actuator means) for pressurizing the ink in the pressurizing liquid chamber 6 corresponding to each pressurizing liquid chamber 6 on the outer surface side (opposite side of the pressurizing liquid chamber) of the diaphragm 2. A laminated piezoelectric element 12 as an electromechanical conversion element is joined, and the piezoelectric element 12 is joined to a base substrate 13 formed of a highly rigid material such as metal or ceramics.

また、圧電素子12、12間には加圧液室6、6間の隔壁部1aに対応して支柱部14を設けている。ここでは、圧電素子部材にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施すことで櫛歯状に分割して、1つ毎に圧電素子12と支柱部14とを形成している。支柱部14も構成は圧電素子と同じであるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。   Further, between the piezoelectric elements 12, 12, support columns 14 are provided corresponding to the partition walls 1 a between the pressurized liquid chambers 6, 6. Here, the piezoelectric element member is divided into comb teeth by performing slit processing by half-cut dicing, and the piezoelectric element 12 and the column portion 14 are formed one by one. The structure of the column 14 is the same as that of the piezoelectric element. However, since the drive voltage is not applied, the column 14 is merely a column.

さらに、振動板2の外周部はフレーム部材15に接着剤にて接合している。このフレーム部材15には、共通液室8となる凹部、この共通液室8に外部からインクを供給するためのインク供給穴16を形成している。このフレーム部材15は、例えばエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。   Furthermore, the outer peripheral part of the diaphragm 2 is joined to the frame member 15 with an adhesive. The frame member 15 is formed with a concave portion that becomes the common liquid chamber 8 and an ink supply hole 16 for supplying ink to the common liquid chamber 8 from the outside. The frame member 15 is formed of, for example, an epoxy resin or polyphenylene sulfite by injection molding.

ここで、流路板1は、例えばステンレス鋼材をプレート状に成形したもので、例えばプレス加工法にて、加圧液室6、インク供給路7、ダンパ室50を形成し、ウエットエッチング加工法にてインク供給部を形成したものである。   Here, the flow path plate 1 is made of, for example, a stainless steel material formed into a plate shape. The pressurizing liquid chamber 6, the ink supply path 7, and the damper chamber 50 are formed by a press working method, for example, and a wet etching processing method is performed. The ink supply part is formed by.

振動板2は、2層構造の金属プレートに樹脂をコートして形成した積層材料から加工したもので、例えば金属プレートにはステンレス鋼と樹脂にはポリイミドを使って積層材料としている。また、金属プレートには電鋳によって作製したニッケルプレートを適用することもできる。加工方法は、ウエットエッチング加工法で作製している。   The diaphragm 2 is processed from a laminated material formed by coating a resin on a metal plate having a two-layer structure. For example, the metal plate is made of stainless steel and the resin is made of polyimide. Moreover, the nickel plate produced by electroforming can also be applied to the metal plate. The processing method is a wet etching processing method.

ノズル板3は各加圧液室6に対応して直径10〜35μmのノズル4を形成している。このノズル板3としては、ステンレス鋼などの金属、金属とポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂との組み合せからなるものを用いてもよい。ここでは、ステンレス鋼にプレス加工法によりノズル4を形成している。第1実施形態では、ノズル4の穴径はインク滴出口側の直径で約18〜35μmとしている。さらに、各列のノズルピッチは150dpiとした。   The nozzle plate 3 forms nozzles 4 having a diameter of 10 to 35 μm corresponding to the pressurized liquid chambers 6. The nozzle plate 3 may be made of a metal such as stainless steel or a combination of a metal and a resin such as a polyimide resin film. Here, the nozzle 4 is formed on stainless steel by a press working method. In the first embodiment, the nozzle 4 has a hole diameter of about 18 to 35 μm on the ink droplet outlet side. Furthermore, the nozzle pitch of each row was 150 dpi.

また、ノズル板3のノズル面(吐出方向の表面:吐出面)には、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。撥水処理層としては、例えば、PTFE−Ni共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂(例えばフッ化ピッチなど)を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。   Further, a water repellent treatment layer having a water repellent surface treatment (not shown) is provided on the nozzle surface (surface in the ejection direction: ejection surface) of the nozzle plate 3. Examples of the water-repellent treatment layer include PTFE-Ni eutectoid plating, fluororesin electrodeposition coating, vapor-deposited fluororesin (e.g., fluorinated pitch), silicon resin / fluorine resin A water-repellent treatment film selected according to the ink physical properties such as baking after solvent application is provided to stabilize the ink droplet shape and flying characteristics so that high-quality image quality can be obtained.

圧電素子12は、厚さ10〜50μm/1層のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の圧電層と、厚さ数μm/1層の銀・パラジューム(AgPd)からなる内部電極層とを交互に積層したものであり、内部電極を交互に端面の端面電極(外部電極)である個別電極、共通電極に電気的に接続し、これらの電極にFPCケーブル17を介して駆動信号を供給するようにしている。この圧電常数がd23である圧電素子12の伸縮により加圧液室6を収縮、膨張させるようになっている。圧電素子12に駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子12に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮するようになっている。   The piezoelectric element 12 is composed of a lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric layer having a thickness of 10 to 50 μm / layer and an internal electrode layer made of silver / palladium (AgPd) having a thickness of several μm / layer alternately. The internal electrodes are alternately connected to the individual electrodes and the common electrodes, which are end electrodes (external electrodes) on the end faces, and a drive signal is supplied to these electrodes via the FPC cable 17. ing. The pressurized liquid chamber 6 is contracted and expanded by expansion and contraction of the piezoelectric element 12 whose piezoelectric constant is d23. The piezoelectric element 12 expands when a drive signal is applied and is charged, and contracts in the opposite direction when the charge charged in the piezoelectric element 12 is discharged.

上記の金属プレートには、それぞれピンによるアライメント手法を用いて位置合わせを行い、それぞれを接合して流路ユニットを形成している。そのため、それぞれの金属プレートにはピンアライメント用の位置合わせ穴61、62,63が加工されている。位置合わせ用の穴径(L)は、アライメント用冶具ピンのピン径(K)より小さく加工され位置合わせ用の穴と冶具ピンとが締り勘合となるよう設計されている。   The metal plates are aligned using pins, respectively, and joined to form a flow path unit. Therefore, alignment holes 61, 62, and 63 for pin alignment are processed in each metal plate. The alignment hole diameter (L) is smaller than the pin diameter (K) of the alignment jig pin, and is designed so that the alignment hole and the jig pin are tightly fitted.

図4に位置合わせ用の穴の概略図を示し、図4(a)〜(d)は金属プレートに設けられた位置合わせ穴61が冶具ピン121で固定されるまでの過程を示している。なお、図4(a1)は金属プレートに位置合わせ穴61が設けられた状態に平面図であり、図4(b)は図4(a1)のB−B線断面図である。   FIG. 4 shows a schematic view of the alignment holes, and FIGS. 4A to 4D show a process until the alignment holes 61 provided in the metal plate are fixed by the jig pins 121. 4A1 is a plan view in a state where the alignment hole 61 is provided in the metal plate, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4A1.

ここでは、ノズルプレート3を例に説明する。
位置合わせ用の穴61は周辺部が低剛性となるように加工されているが、その具体例の1つとして、位置合わせ用の穴61の周辺に低剛性となるよう加工されたスリット66が形成されている。この形状は図4に示すように、位置合わせ用の穴61が同心円形状に変形するような形状であれば、スリット66の数や形状は図に示す限りではない。なお、図4において、符号120は、治具台である。
Here, the nozzle plate 3 will be described as an example.
The alignment hole 61 is processed so that the peripheral portion has low rigidity. As one specific example, a slit 66 processed to have low rigidity is provided around the alignment hole 61. Is formed. As shown in FIG. 4, the number and shape of the slits 66 are not limited to those shown in the figure as long as the hole 61 for alignment is deformed into a concentric shape. In FIG. 4, reference numeral 120 denotes a jig base.

位置合わせ用の穴61は、冶具ピン121によるピンアライメントに用いる。位置合わせ用の穴径Lは冶具ピン径Kより小さく、L<K の関係である。位置合わせ用の穴61は、冶具ピン121に挿入される際、同心円状に変形して冶具ピン121に挿入されるようスリット611を設計している。このため、冶具ピン121にはノズルプレート3が締り勘合され冶具ピン121の中心と位置合わせ用の穴61の中心が精度良く合うことになり、残りのプレート(流路板1、振動板2)に対しても同様に冶具ピンに挿入することにより、高精度に位置合わせを行いながら金属プレートの接合を行うことができる。   The alignment holes 61 are used for pin alignment by the jig pins 121. The hole diameter L for alignment is smaller than the jig pin diameter K, and L <K. When the alignment hole 61 is inserted into the jig pin 121, the slit 611 is designed to be concentrically deformed and inserted into the jig pin 121. For this reason, the nozzle plate 3 is tightly fitted to the jig pin 121 so that the center of the jig pin 121 and the center of the alignment hole 61 are accurately aligned, and the remaining plates (channel plate 1, diaphragm 2). Similarly, by inserting the metal plate into the jig pin, the metal plates can be joined while aligning with high accuracy.

本発明に係る液体吐出ヘッドの第2実施形態について図5を参照して説明する。
図5は、本発明を適用した積層材料で加工した液滴吐出ヘッドの振動板2の概略図を示している。なお、図5(a)は振動板2の平面図、図5(b)は図5(a)B−B線断面図である。
振動板2は、第1層膜として薄膜層2Aと、第2層膜とする厚膜層2Bとの2層膜で構成されており、第1層膜2Aは1〜5μm程度の膜厚(好ましくは3μm程度の膜厚)で、第2層膜2Bは10〜30μm程度の膜厚であり、振動板2の全体としては10〜40μm程度の板として形成される。
A second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a schematic view of the diaphragm 2 of the droplet discharge head processed with the laminated material to which the present invention is applied. 5A is a plan view of the diaphragm 2, and FIG. 5B is a sectional view taken along line BB in FIG. 5A.
The diaphragm 2 includes a two-layer film of a thin film layer 2A as a first layer film and a thick film layer 2B as a second layer film. The first layer film 2A has a thickness of about 1 to 5 μm ( The second layer film 2B preferably has a thickness of about 10 to 30 μm, and the diaphragm 2 as a whole is formed as a plate of about 10 to 40 μm.

圧電素子12が接合される凸部202と、圧電素子12からの圧力を加圧液室に伝播させるためのダイアフラム部201と、圧電素子12が振動板2に干渉しないように形成された凹部203と振動板側液供給部204とで構成されている。振動板側液供給部204は、ヘッドの流体抵抗を可能な限り小さくする必要があるために、比較的大きな穴形状となっており、第1層膜と第2層膜の貫通形状に形成させる。
第2層膜には、圧電素子12を接合するための凸部202と、圧電素子12が振動板2へ干渉しないように形成した凹部203と振動板2の剛性を確保するための柱等が形成される。
A convex portion 202 to which the piezoelectric element 12 is bonded, a diaphragm portion 201 for propagating the pressure from the piezoelectric element 12 to the pressurized liquid chamber, and a concave portion 203 formed so that the piezoelectric element 12 does not interfere with the diaphragm 2. And the diaphragm-side liquid supply unit 204. The diaphragm-side liquid supply unit 204 has a relatively large hole shape because it is necessary to reduce the fluid resistance of the head as much as possible, and is formed so as to penetrate the first layer film and the second layer film. .
The second layer film has a convex portion 202 for joining the piezoelectric element 12, a concave portion 203 formed so that the piezoelectric element 12 does not interfere with the diaphragm 2, and a column for ensuring the rigidity of the diaphragm 2. It is formed.

この実施形態では、第1層膜はポリイミド樹脂で形成され、第2層膜はステンレス鋼で形成されている。
第1層膜は、リソグラフィ技術を使ったウエットエッチング加工法で振動板側液供給部204を形成し、第2層膜の圧電素子12が接合される凸部202と圧電素子12が振動板2に干渉しないように形成された凹部203も同じくリソグラフィ技術を使ったウエットエッチング加工法で加工している。第2層膜の振動板側液供給部204は、SUS材料とポリイミド材料をウエットエッチング加工法により貫通加工を行っている。この加工はプレス加工により、2層ごと打ち抜き加工をしてもかまわない。
In this embodiment, the first layer film is formed of polyimide resin, and the second layer film is formed of stainless steel.
The first layer film forms the diaphragm side liquid supply unit 204 by a wet etching method using a lithography technique, and the convex part 202 to which the piezoelectric element 12 of the second layer film is joined and the piezoelectric element 12 are the diaphragm 2. The recess 203 formed so as not to interfere with the substrate is also processed by a wet etching method using a lithography technique. The diaphragm-side liquid supply unit 204 of the second layer film performs a penetrating process using a SUS material and a polyimide material by a wet etching process. This process may be performed by punching every two layers by pressing.

図6に、本発明を適用する積層材料で形成された液滴吐出ヘッドの振動板2の全体概要図を示す。流路を形成させることから他の流路形成部材と接合を行うために、振動板2には位置合わせ用の穴63が形成されており、これらはウエットエッチング加工法で加工された穴となっている。   FIG. 6 shows an overall schematic diagram of the diaphragm 2 of the droplet discharge head formed of a laminated material to which the present invention is applied. In order to join the other flow path forming member because the flow path is formed, the diaphragm 2 is formed with alignment holes 63, which are holes processed by the wet etching method. ing.

図7は、積層材料に図6における位置合わせ用の穴63や振動板側液供給部204を穴をウエットエッチング加工法にて加工するプロセスフローの概要図を示す。金属プレート(ここではステンレス板を使用)610の上に樹脂膜(ここではポリイミド膜を用いる)611が塗布された積層材料を使用した(図6(a))。次に、フォトリソグラフィー技術を用いて、ポリイミド膜611上にレジスト膜612を塗布(図6(b))した後、必要とする穴径615より大きな穴径613をパターニングし、ウエットエッチングにてポリイミド膜611を穴径613のように開口する(図6(c))。レジスト膜612を剥離させ、再度フォトリソグラフィー技術を用いて、ポリイミド膜611上およびステンレス板610上に両面レジスト膜617を塗布して、必要とする穴径615より大きな穴径616を両面パターニングし(図6(d))、ウエットエッチングにてステンレス板610を穴径615のようにウエットエッチング加工法にて形成させる(図6(e))。   FIG. 7 shows a schematic diagram of a process flow for processing the holes for the alignment hole 63 and the diaphragm side liquid supply unit 204 in FIG. 6 by the wet etching method in the laminated material. A laminated material in which a resin film (here, using a polyimide film) 611 was applied on a metal plate (here, using a stainless steel plate) 610 was used (FIG. 6A). Next, a resist film 612 is applied onto the polyimide film 611 using a photolithography technique (FIG. 6B), and then a hole diameter 613 larger than the required hole diameter 615 is patterned, and polyimide is formed by wet etching. The film 611 is opened like a hole diameter 613 (FIG. 6C). The resist film 612 is peeled off, and a double-sided resist film 617 is applied onto the polyimide film 611 and the stainless steel plate 610 again by using a photolithography technique, and the hole diameter 616 larger than the required hole diameter 615 is patterned on both sides ( In FIG. 6D, a stainless steel plate 610 is formed by wet etching so as to have a hole diameter 615 (FIG. 6E).

なお、上記第1及び第2の実施形態で示したノズル板3、流路板1、振動板2、圧電素子12、フレーム15はそれぞれ接合され、液滴吐出ヘッドとして組み立てられるが、本発明における積層材を金属層に打ち抜き加工にて形成された穴径よりも前記樹脂層に形成された穴径が大きくなるアライメント穴を用いて組み立て接合することにより、高精度な組立てが行える。これにより、安定した吐出特性を持った液滴吐出ヘッドを製造することが可能となる。また、積層材で使用したポリイミド膜611は、塗布以外に、貼り合わせにて積層させてもかまわない。   The nozzle plate 3, the flow path plate 1, the vibration plate 2, the piezoelectric element 12, and the frame 15 shown in the first and second embodiments are joined and assembled as a droplet discharge head. By assembling and bonding the laminated material using the alignment hole having a hole diameter formed in the resin layer larger than the hole diameter formed in the metal layer by punching, high-precision assembly can be performed. As a result, a droplet discharge head having stable discharge characteristics can be manufactured. Further, the polyimide film 611 used in the laminated material may be laminated by bonding in addition to the application.

本発明に係る液体吐出ヘッドの第3実施形態について図8を参照して説明する。
図8はフレーム部材の斜視説明図である。この例では、共通液室8は長手方向の端部8a、8aで短手方向の幅が狭くなり深さが浅くなる形状となっている。共通液室8をこのような形状とすることにより記録液の流れ性と気泡排出性を高めることができる。
A third embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a perspective view of the frame member. In this example, the common liquid chamber 8 has a shape in which the width in the short side direction becomes narrow and the depth becomes shallow at the end portions 8a and 8a in the longitudinal direction. By forming the common liquid chamber 8 in such a shape, it is possible to improve the flowability and bubble discharge performance of the recording liquid.

本発明に係る液体吐出ヘッドの第4実施形態について図9を参照して説明する。
図9に示すインクカートリッジについての説明を行う。
このインクカートリッジは、ノズル80等を有する上記各実施形態のいずれかの液滴吐出ヘッド81と、この液滴吐出ヘッド81に対してインクを供給するインクタンク82とを一体化したものである。
このようにインクタンク一体型のヘッドの場合、ヘッドの歩留まり不良は直ちにインクカートリッジ全体の不良につながるので、上述したように液滴吐出特性の向上は、ヘッド一体型インクカートリッジの信頼性向上化を図れる。
A fourth embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG.
The ink cartridge shown in FIG. 9 will be described.
This ink cartridge is obtained by integrating the droplet discharge head 81 according to any of the above embodiments having the nozzle 80 and the like, and the ink tank 82 for supplying ink to the droplet discharge head 81.
In this way, in the case of an ink tank integrated head, a defective head yield immediately leads to a defect of the entire ink cartridge. Therefore, as described above, the improvement in droplet ejection characteristics improves the reliability of the head integrated ink cartridge. I can plan.

次に、第5実施形態として本発明に係る液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出記録装置の一例について図10及び図11を参照して説明する。なお、図10は同記録装置の斜視説明図、図11は同記録装置の機構部の側面説明図である。   Next, as a fifth embodiment, an example of a droplet discharge recording apparatus equipped with a droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 10 is a perspective explanatory view of the recording apparatus, and FIG. 11 is a side explanatory view of a mechanism portion of the recording apparatus.

この液滴吐出記録装置は、記録装置本体81の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明を実施した液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部82等を収納し、装置本体81の下方部には前方側から多数枚の用紙83を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい。)84を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙83を手差しで給紙するための手差しトレイ85を開倒することができ、給紙カセット84或いは手差しトレイ85から給送される用紙83を取り込み、印字機構部82によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ86に排紙する。   The droplet discharge recording apparatus includes a carriage that can move in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 81, a recording head that includes the droplet discharge head that implements the present invention mounted on the carriage, and ink that supplies ink to the recording head. A paper feed cassette (or a paper feed tray) 84 in which a large number of sheets 83 can be stacked from the front side is inserted into and removed from the lower portion of the apparatus main body 81. It can be freely mounted, and the manual feed tray 85 for manually feeding the paper 83 can be opened, and the paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in and printed. After a required image is recorded by the mechanism unit 82, the image is discharged onto a discharge tray 86 mounted on the rear side.

印字機構部82は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド91と従ガイドロッド92とでキャリッジ93を主走査方向(図9で紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、このキャリッジ93にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドからなるヘッド94を複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ93にはヘッド94に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ95を交換可能に装着している。   The printing mechanism 82 holds the carriage 93 slidably in the main scanning direction (the direction perpendicular to the paper in FIG. 9) with a main guide rod 91 and a sub guide rod 92 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). The carriage 93 is provided with a head 94 comprising a droplet discharge head according to the present invention for discharging ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). The ejection ports (nozzles) are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. In addition, each ink cartridge 95 for supplying ink of each color to the head 94 is replaceably mounted on the carriage 93.

インクカートリッジ95は上方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出ヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液滴吐出ヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド94を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドでもよい。   The ink cartridge 95 has an air port that communicates with the atmosphere above, a supply port that supplies ink to the droplet discharge head below, and a porous body filled with ink inside. The ink supplied to the droplet discharge head is maintained at a slight negative pressure by capillary force. Further, although the heads 94 of the respective colors are used here as the recording heads, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used.

ここで、キャリッジ93は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド91に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド92に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ93を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ87で回転駆動される駆動プーリ98と従動プーリ99との間にタイミングベルト100を張装し、このタイミングベルト100をキャリッジ93に固定しており、主走査モーター87の正逆回転によりキャリッジ93が往復駆動される。   Here, the carriage 93 is slidably fitted to the main guide rod 91 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and is slidably mounted on the sub guide rod 92 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). is doing. In order to move and scan the carriage 93 in the main scanning direction, a timing belt 100 is stretched between a driving pulley 98 and a driven pulley 99 that are rotationally driven by a main scanning motor 87, and the timing belt 100 is moved to the carriage 93. The carriage 93 is reciprocally driven by forward and reverse rotation of the main scanning motor 87.

一方、給紙カセット84にセットした用紙83をヘッド94の下方側に搬送するために、給紙カセット84から用紙83を分離給装する給紙ローラ101及びフリクションパッド102と、用紙83を案内するガイド部材103と、給紙された用紙83を反転させて搬送する搬送ローラ104と、この搬送ローラ104の周面に押し付けられる搬送コロ105及び搬送ローラ104からの用紙83の送り出し角度を規定する先端コロ106とを設けている。搬送ローラ104は副走査モータ107によってギヤ列を介して回転駆動される。   On the other hand, in order to convey the paper 83 set in the paper feed cassette 84 to the lower side of the head 94, the paper feed roller 101 and the friction pad 102 for separating and feeding the paper 83 from the paper feed cassette 84 and the paper 83 are guided. A guide member 103, a transport roller 104 that reverses and transports the fed paper 83, a transport roller 105 that is pressed against the peripheral surface of the transport roller 104, and a leading end that defines a feed angle of the paper 83 from the transport roller 104 A roller 106 is provided. The transport roller 104 is rotationally driven by a sub-scanning motor 107 through a gear train.

そして、キャリッジ93の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ104から送り出された用紙83を記録ヘッド94の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材109を設けている。この印写受け部材109の用紙搬送方向下流側には、用紙83を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ111、拍車112を設け、さらに用紙83を排紙トレイ86に送り出す排紙ローラ113及び拍車114と、排紙経路を形成するガイド部材115,116とを配設している。   A printing receiving member 109 is provided as a paper guide member that guides the paper 83 sent from the transport roller 104 below the recording head 94 in accordance with the movement range of the carriage 93 in the main scanning direction. A conveyance roller 111 and a spur 112 that are rotationally driven to send the paper 83 in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the printing receiving member 109 in the paper conveyance direction, and the paper 83 is further delivered to the paper discharge tray 86. A roller 113 and a spur 114, and guide members 115 and 116 that form a paper discharge path are disposed.

記録時には、キャリッジ93を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド94を駆動することにより、停止している用紙83にインクを吐出して1行分を記録し、用紙83を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙83の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙83を排紙する。   At the time of recording, the recording head 94 is driven according to the image signal while moving the carriage 93, thereby ejecting ink onto the stopped sheet 83 to record one line. Record the line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 83 has reached the recording area, the recording operation is terminated and the paper 83 is discharged.

また、キャリッジ93の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド94の吐出不良を回復するための回復装置117を配置している。回復装置117はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ93は印字待機中にはこの回復装置117側に移動されてキャッピング手段でヘッド94をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   Further, a recovery device 117 for recovering defective ejection of the head 94 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 93. The recovery device 117 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 93 is moved to the recovery device 117 side during printing standby and the head 94 is capped by the capping means, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink that is not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant and stable ejection performance is maintained.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド94の吐出口(ノズル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When a discharge failure occurs, the discharge port (nozzle) of the head 94 is sealed with a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the discharge port with the suction unit through the tube. Is removed by the cleaning means to recover the ejection failure. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

上記は、液滴吐出記録装置としてインクジェットプリンタを例として説明したが、既述のように、インクジェットコピー、インクジェットファックス、あるいはそれらの複合型記録装置にも適用できる。また、インクジェット記録装置以外にも、インクジェット技術を用いたカラーフィルタ製造装置、金属配線製造装置、捺染装置、DNAチップ製造装置などの工業用製造装置にも適用できる。   In the above description, an ink jet printer has been described as an example of a droplet discharge recording apparatus. However, as described above, the present invention can also be applied to an ink jet copy, an ink jet fax, or a composite recording apparatus thereof. In addition to inkjet recording apparatuses, the present invention can also be applied to industrial manufacturing apparatuses such as color filter manufacturing apparatuses, metal wiring manufacturing apparatuses, textile printing apparatuses, and DNA chip manufacturing apparatuses using inkjet technology.

本発明における液体吐出ヘッドの分解斜視説明図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of a liquid discharge head in the present invention. 同液体吐出ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図である。FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view along the longitudinal direction of the liquid chamber of the liquid discharge head. 同じく液室短手方向に沿う断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory drawing along a liquid chamber short direction similarly. 本発明における位置合わせ用穴の位置及び径と、冶具ピンの位置及び径との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position and diameter of the hole for alignment in this invention, and the position and diameter of a jig pin. 本発明における積層材料で加工された液体吐出ヘッドの振動板の一部の概略を示しており、(a)は平面図、(b)は図5(a)のb−b線断面図である。4A and 4B schematically show part of a diaphragm of a liquid discharge head processed with a laminated material according to the present invention, where FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. . 本発明における積層材料で加工された液体吐出ヘッドの振動板の全体概要図である。It is a whole schematic diagram of the diaphragm of the liquid discharge head processed with the lamination material in the present invention. 図6における積層材料に位置合わせ用穴を加工するプロセスを示す図である。It is a figure which shows the process which processes the hole for alignment in the laminated material in FIG. 本発明における液体吐出ヘッドのフレーム部材の斜視説明図である。It is a perspective explanatory view of a frame member of a liquid discharge head in the present invention. 本発明に係るインクカートリッジを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the ink cartridge which concerns on this invention. 本発明に係る液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of an image forming apparatus equipped with a droplet discharge head according to the present invention. 図10における画像形成装置の機構部分を説明する側面図である。It is a side view explaining the mechanism part of the image forming apparatus in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

(図1、図2、図3において)
1 流路板
2 振動板
3 ノズル板
4 ノズル
15 フレーム部材
51 大気開放口(連通路)
61、62、63 位置合わせ穴
(図4において)
3 ノズルプレート
61 位置合わせ穴
66 スリット
121 冶具ピン
610 金属プレート
(図5、図6において)
2 振動板
2A 薄膜層
2B 厚膜層
63 位置合わせ穴
201 ダイアフラム部
202 凸部
203 凹部
204 振動板側液供給部
(図7において)
610 金属プレート
611 樹脂膜
612 レジスト膜
615 両面レジスト膜
(図8において)
8 共通液室
15 フレーム部材
16 インク供給穴
(図9において)
80 ノズル
81 液滴吐出ヘッド
82 インクタンク
(図10、図11において)
81 記録装置本体キャリッジ
93 キャリッジ
95 インクカートリッジ
(In FIGS. 1, 2 and 3)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow path plate 2 Diaphragm 3 Nozzle plate 4 Nozzle 15 Frame member 51 Atmospheric release port (communication path)
61, 62, 63 Alignment hole (in Fig. 4)
3 Nozzle plate 61 Alignment hole 66 Slit 121 Jig pin 610 Metal plate (in FIGS. 5 and 6)
2 Diaphragm 2A Thin film layer 2B Thick film layer 63 Positioning hole 201 Diaphragm part 202 Convex part 203 Concave part 204 Diaphragm side liquid supply part (in FIG. 7)
610 Metal plate 611 Resin film 612 Resist film 615 Double-sided resist film (in FIG. 8)
8 Common liquid chamber 15 Frame member 16 Ink supply hole (in FIG. 9)
80 nozzles 81 droplet discharge head 82 ink tank (in FIGS. 10 and 11)
81 Recording device body carriage 93 Carriage 95 Ink cartridge

Claims (10)

液滴を吐出するノズルと、複数の流路部材とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記複数の流路部材の少なくとも2層は金属プレートで形成され、かつ前記金属プレートに加工された位置合わせ用の穴は周辺部が低剛性となるよう加工されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。   In a liquid droplet ejection head comprising a nozzle for ejecting liquid droplets and a plurality of flow path members, at least two layers of the plurality of flow path members are formed of a metal plate and are processed into the metal plate. The droplet discharge head is characterized in that the peripheral hole is processed so that the peripheral portion has low rigidity. 前記金属プレートに加工された位置合わせ用の穴は、エッチング加工により形成された穴であることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 1, wherein the alignment hole processed in the metal plate is a hole formed by etching. 前記金属プレートに加工された位置合わせ用の穴は、その周辺部が低剛性となるようスリット形状に加工されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液滴吐出ヘッド。   3. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the positioning hole processed in the metal plate is processed into a slit shape so that a peripheral portion thereof has low rigidity. 4. 前記流路部材の1つが金属プレートと樹脂層をもつ複合材料であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 1, wherein one of the flow path members is a composite material having a metal plate and a resin layer. 前記金属プレートと樹脂層をもつ複合材料から加工された流路部材が振動板であり、かつ前記複合材料はステンレスとポリイミドの積層材であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。   The flow path member processed from the composite material having the metal plate and the resin layer is a diaphragm, and the composite material is a laminate of stainless steel and polyimide. The droplet discharge head described. 前記複合材料はステンレス板にポリイミドを塗布コートして積層されていることを特徴とする請求項4または5に記載の液滴吐出ヘッド。   6. The liquid droplet ejection head according to claim 4, wherein the composite material is laminated by applying and coating polyimide on a stainless steel plate. 請求項1〜6のいずれかに記載の金属プレートまたは複合材料を貼り合わせることにより形成されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。   A droplet discharge head formed by bonding the metal plate or the composite material according to claim 1. 請求項1〜6のいずれかに記載の金属プレートまたは複合材料はピンアライメント技術を用いて接合することで流路部材を形成し、かつ前記流路部材と、前記流路部材を支持するフレームと、液滴吐出のための圧力を発生させる機能を備えた圧電素子ユニットとを接合することで形成されることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   The metal plate or the composite material according to any one of claims 1 to 6 is formed using a pin alignment technique to form a flow path member, and the flow path member and a frame that supports the flow path member A method of manufacturing a droplet discharge head, characterized in that the droplet discharge head is formed by bonding a piezoelectric element unit having a function of generating pressure for droplet discharge. 液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドに液体を供給するタンクとを一体化した液体カートリッジにおいて、前記液滴吐出ヘッドが請求項1〜7のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする液体カートリッジ。   A liquid cartridge in which a droplet discharge head and a tank for supplying a liquid to the droplet discharge head are integrated, wherein the droplet discharge head is the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 7. A liquid cartridge characterized by. 請求項1〜7のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 1.
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