JP2010221451A - Method for manufacturing nozzle plate, and liquid jetting head - Google Patents

Method for manufacturing nozzle plate, and liquid jetting head Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a nozzle plate capable of suppressing generation of rising of a punch driving face. <P>SOLUTION: In the method for manufacturing the nozzle plate in which a nozzle opening is opened by driving a punch 26 into a metal plate 25, the nozzle plate is manufactured through a rough face process in which a rough face part 27 whose surface roughness is rougher than the surface roughness at the time of manufacturing the metal plate is formed on the surface of the metal plate into which the punch is driven, a bottomed lower hole forming process in which the punch is driven into the rough face part of the metal plate to form a bottomed lower hole 28 and to form a rising part 48 on the back face, and a penetrated hole opening process in which the rising part is removed by grinding to penetrate through the bottomed lower hole and to open the nozzle opening. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノズルプレートの製造方法及びこのノズルプレートを備えた液体噴射ヘッドに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle plate and a liquid jet head including the nozzle plate.

圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液滴として吐出させる液体噴射ヘッドのノズルプレートは、一般的には、ノズルプレートとなる薄い金属板の一方の面からパンチを押し込んで有底下穴を形成し、反対側に隆出した隆出部をその後の研磨工程で除去し、これにより有底下穴を貫通させてノズル開口を開設する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。   In general, a nozzle plate of a liquid ejecting head that discharges liquid droplets from a nozzle opening by causing a pressure fluctuation in a liquid in a pressure chamber is generally formed by pressing a punch from one surface of a thin metal plate that serves as a nozzle plate. A method has been proposed in which a bottom bottom hole is formed, and a protruding portion that protrudes on the opposite side is removed in a subsequent polishing step, thereby opening a nozzle opening through the bottomed bottom hole (for example, Patent Document 1). ).

特開2007−137039号公報JP 2007-137039 A

前記した従来の金属板の製造方法により、薄い金属板に小さな有底下穴を形成すると、下穴の開口周縁に環状の隆起が形成されることがあった。
これは、パンチの金属板への押し込みにより、パンチによって押し退かれて移動した金属が下穴の周縁に押し寄せて(いわゆる肉の逃げ)しまうことに起因して生じていたと推測されている。そして、この隆起を除去するために、その部分を研削して除去し、平坦面になるようにする工程が必要となっていた。しかしながら、下穴の周縁の隆起は研削除去することができても、それまでに隆起がストリッパ平端部で押し潰されてしまっているので、下穴の真円度が低下しており、この真円度の低下が当該ノズル開口からの液滴の吐出特性を低下させる原因になっていた。
When a small bottomed pilot hole is formed in a thin metal plate by the above-described conventional metal plate manufacturing method, an annular ridge may be formed at the opening periphery of the pilot hole.
It is speculated that this was caused by the fact that the metal moved by being pushed away by the punch pressed against the peripheral edge of the pilot hole (so-called flesh escape) due to the pressing of the punch into the metal plate. And in order to remove this protrusion, the process of grinding and removing the part and making it a flat surface was needed. However, even if the ridge at the periphery of the pilot hole can be removed by grinding, the roundness of the pilot hole has decreased since the bulge has been crushed by the stripper flat end so far. The reduction in circularity has caused the discharge characteristics of the droplets from the nozzle openings to deteriorate.

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、その目的は、パンチ打ち込み面の隆起の発生を抑制することが可能なノズルプレートの製造方法、及びこのノズルプレートを備えた液体噴射ヘッドを提供しようとするものである。   The present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a nozzle plate capable of suppressing the occurrence of bulging of a punch driving surface, and a liquid jet head including the nozzle plate. It is what.

上記目的を達成するため、本発明のノズルプレートの製造方法は、金属板にパンチを打ち込んでノズル開口を開設するノズルプレートの製造方法であって、
前記金属板の表面のうち、前記パンチを打ち込む表面に、当該金属板が製造された時点における表面粗さよりも表面粗さを粗くした粗面部を形成する粗面工程と、
前記金属板の粗面部に当該パンチを打ち込んでパンチで前記粗面部を板厚内部に引き込みながら有底下穴を形成するとともに、前記粗面部とは反対側の面に前記有底下穴の底部に対応した部位に隆出部を形成する有底下穴形成工程と、
前記隆出部を研磨除去して前記有底下穴を貫通させてノズル開口を開口する貫通開口工程と、
を経て製造することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention is a method for manufacturing a nozzle plate that opens a nozzle opening by punching a metal plate,
Of the surface of the metal plate, a rough surface step of forming a rough surface portion with a rougher surface roughness than the surface roughness at the time of manufacturing the metal plate on the surface where the punch is to be punched;
The punch is driven into the rough surface portion of the metal plate, and a bottomed pilot hole is formed while the rough surface portion is pulled into the plate thickness by the punch, and the bottom surface of the bottomed lower hole is supported on the surface opposite to the rough surface portion. A bottomed pilot hole forming step for forming a raised portion at the site,
A through-opening step of polishing and removing the raised portion to penetrate the bottomed prepared hole and opening a nozzle opening;
It is characterized by manufacturing through.

前記した様に、予め表面を荒らした粗面部にパンチを打ち込んで有底下穴を形成すると、パンチを金属板に打ち込む際に、パンチと金属板の粗面部との摩擦力が高められ、その結果、金属板にパンチが打ち込まれるのに伴って、パンチが金属板の金属(肉)を板厚内部に引き込みながら有底下穴を形成するので、金属板の表面側の有底下穴の周縁に隆起が発生することを抑制することができる。したがって、隆起を除去する手間を省くことができ、また、隆起が金型などで押し潰されることで、有底下穴の真円度が低下することを防止することができる。このため、ノズル開口から液体を吐出した時に、吐出特性を安定させることができる。   As described above, when a punch is punched into a rough surface portion whose surface has been roughened in advance to form a bottomed prepared hole, when the punch is driven into a metal plate, the frictional force between the punch and the rough surface portion of the metal plate is increased. As the punch is driven into the metal plate, the punch forms a bottomed pilot hole while drawing the metal (meat) of the metal plate into the thickness of the metal plate, so that it rises at the periphery of the bottomed pilot hole on the surface side of the metal plate Can be prevented from occurring. Therefore, it is possible to save the trouble of removing the bulge, and it is possible to prevent the roundness of the bottomed prepared hole from being lowered by the bulge being crushed by a mold or the like. For this reason, when the liquid is discharged from the nozzle opening, the discharge characteristics can be stabilized.

そして、前記粗面工程は、金属板の表面のうち、前記パンチを打ち込む表面にのみ粗面部を形成し、反対側の面は円滑面のままにすることが望ましい。   In the rough surface step, it is desirable that a rough surface portion is formed only on a surface of the metal plate on which the punch is to be driven, and the opposite surface remains a smooth surface.

また、前記粗面部は梨地加工により形成してもよい。   The rough surface portion may be formed by a satin finish.

そして、前記金属板は42アロイであることが望ましい。   The metal plate is preferably 42 alloy.

また、本発明に係る液体噴射ヘッドは、圧力室を形成した流路ユニットに、請求項1から4のいずれかの製造方法により製造したノズルプレートを、前記粗面部を流路形成基板に対向させた状態で重ね合わせて両者を接着剤により接合する。   In the liquid jet head according to the present invention, the nozzle plate manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 4 is disposed in the flow path unit in which the pressure chamber is formed, and the rough surface portion is opposed to the flow path forming substrate. The two are overlapped and joined together with an adhesive.

この様に、前記粗面部を流路形成基板に対向させた状態で重ね合わせて両者を接着剤により接合すると、接着剤が粗面部の微細な凹凸に入り込んでアンカー効果を期待することができるので、高い接合力を期待することができ、ノズルプレートが剥離するトラブルを抑制することができる。   In this way, when the rough surface portion is overlapped with the flow path forming substrate facing each other and bonded together by an adhesive, the adhesive enters the fine irregularities of the rough surface portion, so that an anchor effect can be expected. High bonding strength can be expected, and troubles that the nozzle plate peels off can be suppressed.

記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part illustrating the configuration of a recording head. 流路ユニットの構成を説明する分解斜視図である。It is a disassembled perspective view explaining the structure of a flow path unit. プレス機を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining a press machine. 図3に示したプレス機による有底下穴形成工程を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the bottomed pilot hole formation process by the press shown in FIG. 金属板の隆出部を除去した状態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the state which removed the protruding part of the metal plate.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明では、本発明において被加工材である金属板として、インクジェット式記録装置に搭載されるインクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッドの一種。以下、単に記録ヘッド1という。)に用いられるノズルプレートを例示する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following description, the metal plate which is a workpiece in the present invention is used for an ink jet recording head (a type of liquid ejecting head; hereinafter simply referred to as a recording head 1) mounted on an ink jet recording apparatus. A nozzle plate is illustrated.

まず、記録ヘッド1の構成について説明する。
図1は、記録ヘッド1の構成を説明する要部の断面図である。この記録ヘッド1は、インク導入針2、フィルタ3、及び導入針ユニット4等からなるフィルタアッセンブリ5と、ヘッドケース6、その内部に収納した振動子ユニット7、及び、流路ユニット8等からなるヘッドユニット9とを備えて概略構成されている。そして、記録ヘッド1の内部には、液体供給源の一種であるインクカートリッジから流路ユニット8のノズル開口10に至るまでの一連のインク流路(液体流路の一種)が形成されている。
First, the configuration of the recording head 1 will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part for explaining the configuration of the recording head 1. The recording head 1 includes a filter assembly 5 including an ink introduction needle 2, a filter 3, an introduction needle unit 4 and the like, a head case 6, a vibrator unit 7 housed therein, a flow path unit 8 and the like. The head unit 9 is schematically configured. A series of ink flow paths (a type of liquid flow path) from an ink cartridge, which is a type of liquid supply source, to the nozzle opening 10 of the flow path unit 8 is formed inside the recording head 1.

流路ユニット8は、図2に示すように、振動板11、流路形成基板12、及びノズルプレート13を順次積層した状態でケースヘッド6の先端面に接合されている。   As shown in FIG. 2, the flow path unit 8 is joined to the front end surface of the case head 6 in a state in which the vibration plate 11, the flow path forming substrate 12, and the nozzle plate 13 are sequentially stacked.

流路ユニット8の底部に配置されるノズルプレート13は、ドット形成密度に対応したピッチ(例えば、180dpi)で複数のノズル開口10を列状に開設した薄い金属板である。本実施形態のノズルプレート13は、42Alloy製の板材(本発明の金属板の一種)によって作製され、ノズル開口10の列(ノズル列)が記録ヘッド1の走査方向に複数並べて設けられている。そして、1つのノズル列は、例えば、180個のノズル開口10によって構成されている。このノズルプレート13の製造方法については、後で詳説する。   The nozzle plate 13 disposed at the bottom of the flow path unit 8 is a thin metal plate in which a plurality of nozzle openings 10 are opened in a row at a pitch (for example, 180 dpi) corresponding to the dot formation density. The nozzle plate 13 of this embodiment is made of a plate material made of 42 Alloy (a kind of metal plate of the present invention), and a plurality of rows of nozzle openings 10 (nozzle rows) are arranged in the scanning direction of the recording head 1. One nozzle row is composed of, for example, 180 nozzle openings 10. The method for manufacturing the nozzle plate 13 will be described in detail later.

流路形成基板12は、ノズルプレート13と振動板11との間に配置される部材であり、共通液体室の一種である共通インク室15、インク供給口(液体供給口)16、圧力室17等のインク流路となる空部が区画形成されている。流路形成基板12は、例えば、シリコンウェハーをエッチング処理することによって作製される。そして、前記した空部は、ノズルプレート13及び振動板11によりそれぞれ開口面が封止される。   The flow path forming substrate 12 is a member disposed between the nozzle plate 13 and the vibration plate 11, and is a common ink chamber 15, an ink supply port (liquid supply port) 16, and a pressure chamber 17 that are a kind of common liquid chamber. An empty portion serving as an ink flow path is partitioned. The flow path forming substrate 12 is produced, for example, by etching a silicon wafer. The opening portions of the empty portions are sealed by the nozzle plate 13 and the vibration plate 11, respectively.

振動板11は、流路形成基板12とヘッドケース6との間に配置される板材であり、ステンレス鋼等の金属製の支持板21上に弾性フィルム22をラミネート加工した二重構造の複合板である。この振動板11の圧力室17に対応する部分には、エッチングなどによって支持板21を環状に除去することで、圧電振動子18の自由端の先端面を接合するための島部19が形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板11は、圧電振動子18の作動に応じて島部19の周囲の弾性フィルム22が弾性変形するように構成されている。また、この振動板11は、流路形成基板12の共通インク室15の開口面を封止してコンプライアンス部20としても機能する。このコンプライアンス部20に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板21を除去して弾性フィルム22だけにしている。   The vibration plate 11 is a plate material disposed between the flow path forming substrate 12 and the head case 6, and is a composite plate having a double structure in which an elastic film 22 is laminated on a metal support plate 21 such as stainless steel. It is. In the portion corresponding to the pressure chamber 17 of the vibration plate 11, an island portion 19 for joining the free end of the piezoelectric vibrator 18 is formed by removing the support plate 21 in an annular shape by etching or the like. This part functions as a diaphragm part. That is, the diaphragm 11 is configured such that the elastic film 22 around the island portion 19 is elastically deformed in accordance with the operation of the piezoelectric vibrator 18. The diaphragm 11 also functions as a compliance unit 20 by sealing the opening surface of the common ink chamber 15 of the flow path forming substrate 12. As for the portion corresponding to the compliance portion 20, the support plate 21 is removed by etching or the like as in the diaphragm portion so that only the elastic film 22 is obtained.

前記した構成からなる記録ヘッド1は、圧電振動子18の作動により圧力室17内に圧力変動を与えると、インクカートリッジからインク流路を介して圧力室17内に導入したインクをノズル開口10からインク滴として吐出することができ、このインク滴を記録媒体である記録紙等に着弾することにより画像等を記録することができる。   When the recording head 1 having the above-described configuration gives a pressure fluctuation in the pressure chamber 17 by the operation of the piezoelectric vibrator 18, the ink introduced from the ink cartridge into the pressure chamber 17 through the ink flow path is discharged from the nozzle opening 10. It can be ejected as ink droplets, and an image or the like can be recorded by landing the ink droplets on recording paper or the like as a recording medium.

次に、本発明に係る金属板の製造方法によりノズルプレート13を作製する加工方法を、図3〜図5に基づいて説明する。
まず、被加工材である金属板25の一方の面(本発明のパンチ打ち込み面に相当。以下、表面25aという)に、当該金属板25が製造された時点における表面粗さよりも粗い粗面部27を形成する(粗面工程)。
なお、本発明における金属板が製造された時点における表面粗さとは、例えば、金属板25の製造工程で最終圧延工程を終了した時点における表面粗さであり、この時点では表裏両面の粗さは同じである。
Next, the processing method which produces the nozzle plate 13 with the manufacturing method of the metal plate which concerns on this invention is demonstrated based on FIGS.
First, on one surface of the metal plate 25 that is a workpiece (corresponding to the punching surface of the present invention, hereinafter referred to as the surface 25a), a rough surface portion 27 that is rougher than the surface roughness at the time when the metal plate 25 was manufactured. Is formed (rough surface process).
In addition, the surface roughness at the time when the metal plate in the present invention is manufactured is, for example, the surface roughness at the time when the final rolling process is finished in the manufacturing process of the metal plate 25, and the roughness of both the front and back surfaces at this time is The same.

また、前記粗面工程は、金属板25の表面のうち、前記パンチを打ち込む表面にのみ粗面部27を形成し、反対側の面は円滑面のままにする。この様にすると、流路形成基板12に接合して記録ヘッド1とした場合に、後述するように、アンカー効果により高い接合力を期待することができるとともに、ノズルプレート13の表面を払拭するワイピング時に、インクや紙カス等が除去し易くなる。   Further, in the rough surface process, the rough surface portion 27 is formed only on the surface of the metal plate 25 where the punch is to be driven, and the opposite surface remains a smooth surface. In this way, when the recording head 1 is bonded to the flow path forming substrate 12, a high bonding force can be expected due to the anchor effect and the wiping for wiping the surface of the nozzle plate 13 as described later. Sometimes it becomes easier to remove ink, paper residue, and the like.

金属板25は、例えば、厚みが30〜100μm程度であって、42Alloy(42アロイ)などの前述した流路形成基板12と略線膨張係数の等しいインバー型合金からなり、ニッケル含有量を変化させることで、線膨張係数が流路形成基板12に近づくように設定されている。これにより、流路形成基板12と金属板25とを、熱硬化性樹脂等を用いて200℃〜300℃で加熱して接合した後に室温に戻るときに、ノズルプレート13が反ることを防止され、ノズルプレート13が流路形成基板12から剥離することを抑制することができる。   The metal plate 25 is made of, for example, an invar type alloy having a thickness of about 30 to 100 μm and having substantially the same linear expansion coefficient as the above-described flow path forming substrate 12 such as 42 Alloy, and changes the nickel content. Thus, the linear expansion coefficient is set so as to approach the flow path forming substrate 12. This prevents the nozzle plate 13 from warping when returning to room temperature after joining the flow path forming substrate 12 and the metal plate 25 by heating at 200 ° C. to 300 ° C. using a thermosetting resin or the like. Thus, it is possible to prevent the nozzle plate 13 from being separated from the flow path forming substrate 12.

粗面部27の表面粗さRaは、例えば0.6μm以上となっており、摩擦係数が高められるように設定されている。粗面部27は、パンチ26に対する摩擦力を高めるために敢えて表面の粗さを荒らして形成したものであり、この目的を達成することができればどのような処理を施しても良いが、本実施形態では、サンドブラストやショットピーニングにより微細な凹凸を付ける加工を施して、表面をいわゆる梨地肌としてある。   The surface roughness Ra of the rough surface portion 27 is, for example, 0.6 μm or more, and is set to increase the friction coefficient. The rough surface portion 27 is formed by roughening the roughness of the surface in order to increase the frictional force with respect to the punch 26, and any processing may be performed as long as this purpose can be achieved. Then, the surface is made a so-called satin surface by applying fine irregularities by sandblasting or shot peening.

なお、粗面部27はパンチ26を打ち込む方の面だけに形成して反対側の表面粗さは金属板製造時のままである。したがって、金属板25は、パンチ26を打ち込む面(表面)の粗さが粗く、反対側の面(裏面)の粗さが表面よりも滑らか(即ち、円滑面)である。また、粗面部27の面積は、流路ユニットとの接合面の全域に形成されていることが望ましいので、接合面となる部分だけを選択して形成してもよいが、パンチ26を打ち込む前の工程で、金属板25の全面に亘って形成することが望ましい。   The rough surface portion 27 is formed only on the surface on which the punch 26 is to be driven, and the surface roughness on the opposite side remains as it is when the metal plate is manufactured. Therefore, the metal plate 25 has a rough surface (front surface) on which the punch 26 is driven, and the opposite surface (back surface) has a smoother surface than the surface (that is, a smooth surface). Moreover, since it is desirable that the surface area of the rough surface portion 27 is formed over the entire area of the bonding surface with the flow path unit, only the portion that becomes the bonding surface may be selected and formed, but before the punch 26 is driven In this process, it is desirable to form the entire surface of the metal plate 25.

粗面工程が終了したならば、ノズルプレート13の材料である金属板25をプレス機30にセットして、粗面部27にパンチ26を押し込んでノズル開口となる有底下穴28を形成する(有底下穴形成工程)。
このプレス機30は、金属板25を載せるダイ32と、ラム(図示せず)の下面に取り付けるベース33と、このベース33の下にスプリングやエラストマ等の弾性材34を介してベース33に対して上下動可能な状態で設けた押圧盤35と、ベース33に基端を固定して下向きに設けられたパンチ26と、から概略構成されている。なお、図3乃至図5中、金属板25の表面25a側に付した点は、前記粗面部27の微細な凹凸を表わしたものである。
When the rough surface process is completed, the metal plate 25 which is the material of the nozzle plate 13 is set in the press machine 30 and the punch 26 is pushed into the rough surface portion 27 to form the bottomed prepared hole 28 serving as the nozzle opening (present). Bottom bottom hole forming step).
The press machine 30 includes a die 32 on which a metal plate 25 is placed, a base 33 attached to a lower surface of a ram (not shown), and an elastic material 34 such as a spring or an elastomer below the base 33 with respect to the base 33. The press plate 35 provided in a vertically movable state and a punch 26 provided with the base end fixed to the base 33 and facing downward. 3 to 5, the points attached to the surface 25 a side of the metal plate 25 represent fine irregularities of the rough surface portion 27.

ダイ32は、金属板25に形成しようとする有底下穴(パンチ孔)28の径よりも大きいパンチ挿入孔41を開設しており、雄型のパンチ26に対する雌型として機能する。押圧盤35は、パンチ26の径よりも大きい貫通ガイド孔42が形成されており、その貫通ガイド孔42内に、パンチ26の途中から先端までの部分を挿通させる。   The die 32 has a punch insertion hole 41 larger than the diameter of the bottomed prepared hole (punch hole) 28 to be formed in the metal plate 25, and functions as a female mold for the male punch 26. The pressing plate 35 has a through guide hole 42 larger than the diameter of the punch 26, and a portion from the middle of the punch 26 to the tip is inserted into the through guide hole 42.

パンチ26は、ベース33(基端)側のストレート部45と、ストレート部45の先端から連続するテーパ部46と、を備えた柱状体である。ストレート部45は、外径が20〜30μmで、パンチ26の打ち込み方向(図3中に矢印Kで示す)に沿った円柱形に形成されている。テーパ部46は、先端側に向かうに従って徐々に外径が細くなった略円錐形に形成され、先端部分は先端面が平坦な小径ストレート部43となっている。   The punch 26 is a columnar body including a straight portion 45 on the base 33 (base end) side and a tapered portion 46 continuous from the tip of the straight portion 45. The straight portion 45 has an outer diameter of 20 to 30 μm and is formed in a cylindrical shape along the direction in which the punch 26 is driven (indicated by an arrow K in FIG. 3). The taper portion 46 is formed in a substantially conical shape whose outer diameter gradually decreases toward the distal end side, and the distal end portion is a small-diameter straight portion 43 having a flat distal end surface.

そして、前記した構成からなるプレス機30を使用してパンチング加工(工程)を行う場合について説明する。なお、ダイ32はプレス機30の図示しないボルスタ等の支持盤上に固定され、ベース33はラムの下面に固定され、ダイ32とベース33(パンチ26)との相対位置やパンチ26の下死点調整などの型調整はすべて終了していることとする。   And the case where punching process (process) is performed using the press machine 30 which consists of an above-described structure is demonstrated. The die 32 is fixed on a support plate such as a bolster (not shown) of the press machine 30, and the base 33 is fixed to the lower surface of the ram, and the relative position between the die 32 and the base 33 (punch 26) or the bottom death of the punch 26. All mold adjustments such as point adjustment have been completed.

まず、ダイ32の上に42Alloyなどの金属板25を所定位置に載せ、図3に示すように、パンチ26の先端が金属板25に向かった状態でベース33を下降させる。すると、押圧盤35の下面が、金属板25の表面に当接する。その後、弾性材34の付勢力に抗しながらベース33をさらに下方に押し下げると、押圧盤35の貫通ガイド孔42に案内されて、図4に示すように、パンチ26の先端部分が金属板25に押し込まれ、これにより金属板25に有底下穴28が形成される。この際に、パンチ26の進入により先方に向けて押し退けられた肉は主として矢印K方向(板圧方向)に移動して(寄せられて)、その大部分が金属板25の(表面25aとは反対側の)裏面25bに隆出して隆出部48を形成する。なお、パンチ26を打ち込んだ金属板25の表面25aには、金属板25が42Alloyなどのように柔らかくても、従来の(表面が粗くない)パンチを打ち込んだ際に形成される隆起が発生しない。   First, a metal plate 25 such as 42 Alloy is placed on a predetermined position on the die 32, and the base 33 is lowered with the tip of the punch 26 facing the metal plate 25 as shown in FIG. Then, the lower surface of the pressing plate 35 comes into contact with the surface of the metal plate 25. After that, when the base 33 is further pushed down while resisting the urging force of the elastic material 34, it is guided by the through guide hole 42 of the pressing plate 35, and the tip portion of the punch 26 is moved to the metal plate 25 as shown in FIG. As a result, a bottomed prepared hole 28 is formed in the metal plate 25. At this time, the meat pushed away by the approach of the punch 26 is moved (approached) mainly in the direction of the arrow K (plate pressure direction), and most of the meat is the metal plate 25 (what is the surface 25a). A raised portion 48 is formed by protruding from the back surface 25b (on the opposite side). In addition, even if the metal plate 25 is soft, such as 42 Alloy, the bumps formed when the conventional (non-rough surface) punch is driven do not occur on the surface 25a of the metal plate 25 on which the punch 26 is driven. .

具体的に説明すると、パンチ26が金属板25の表面25aに形成された粗面部27から次第に深く進入すると、パンチ26が進入するに従って粗面部27近傍の肉が、パンチ26と粗面部27との摩擦力により、引っ張られることによって矢印K方向に移動する。即ち、粗面部27が金属板25の肉を矢印K方向に引き込みながら進入する。このため、パンチ打ち込み表面25aのパンチ周囲に盛り上がりを発生させることなく、裏面25bの有底下穴底部に対応した部位に隆出部48のみを形成する。こうして、金属板25には、パンチ26の外形と同形の有底下穴28が形成される。なお、図4における金属板25に形成される有底下穴28は、未貫通であり、後述する貫通開口工程によって隆出部48を除去することで、貫通されてノズル開口10となる。   More specifically, when the punch 26 gradually enters deeper from the rough surface portion 27 formed on the surface 25 a of the metal plate 25, the meat near the rough surface portion 27 becomes closer to the punch 26 and the rough surface portion 27 as the punch 26 enters. It moves in the direction of arrow K by being pulled by the frictional force. That is, the rough surface portion 27 enters while pulling the meat of the metal plate 25 in the arrow K direction. For this reason, only the raised part 48 is formed in the site | part corresponding to the bottomed bottom hole bottom part of the back surface 25b, without generating a swell around the punch of the punching surface 25a. Thus, a bottomed prepared hole 28 having the same shape as the outer shape of the punch 26 is formed in the metal plate 25. In addition, the bottomed pilot hole 28 formed in the metal plate 25 in FIG. 4 is not penetrating, and the protruding portion 48 is removed by the penetrating opening process described later, thereby forming the nozzle opening 10.

なお、パンチ26が下死点まで下降して金属板25にロート状の有底下穴28を形成すると、その後は上昇に転じる。そして、ラムの上昇に伴ってベース33が上昇すると、弾性材34の復元により押圧盤35がベース33よりも少し遅れて上昇を開始し、金属板25の表面25aから離隔して上死点まで上昇する。これで有底下穴形成工程を終了する。   When the punch 26 is lowered to the bottom dead center and the funnel-shaped bottom hole 28 is formed in the metal plate 25, the punch 26 starts to rise thereafter. Then, when the base 33 rises as the ram rises, the pressing plate 35 starts to rise slightly later than the base 33 due to the restoration of the elastic material 34, and is separated from the surface 25a of the metal plate 25 to the top dead center. To rise. This completes the bottomed pilot hole forming step.

そして、次の工程のために金属板25をフィーダーにより所定のピッチだけ移動する。この移動が終了したならば、前記した有底下穴形成工程を再度繰り返すことにより金属板25に次の有底下穴28を所定のピッチで開設することができ、これらの操作を繰り返すと、金属板25に有底下穴28を所定のピッチで順次開設することができる。   Then, the metal plate 25 is moved by a predetermined pitch by the feeder for the next step. When this movement is completed, the bottomed pilot hole forming process described above can be repeated to open the next bottomed pilot hole 28 in the metal plate 25 at a predetermined pitch. When these operations are repeated, 25, bottomed pilot holes 28 can be sequentially opened at a predetermined pitch.

有底下穴形成工程が終了したならば、金属板25をプレス機30から外して、次の隆出部除去工程(即ち、貫通開口工程)を行う研磨装置(図示せず)に搬送する。この隆出部除去工程では有底下穴形成工程で金属板25の裏面25bに隆出した隆出部48を研磨して除去することで、図5に示すように、有底下穴28を貫通させてノズル開口10にすると共に、金属板25の厚さを所定の厚さになるように研磨する。こうして、ノズル開口10が開設されたノズルプレート13が作製される。   When the bottomed prepared hole forming step is completed, the metal plate 25 is removed from the press machine 30 and conveyed to a polishing device (not shown) that performs the next raised portion removing step (ie, through opening step). In the raised portion removing step, the raised portion 48 raised on the back surface 25b of the metal plate 25 in the bottomed prepared hole forming step is polished and removed, so that the bottomed prepared hole 28 is penetrated as shown in FIG. Then, the nozzle opening 10 is made and the metal plate 25 is polished to a predetermined thickness. Thus, the nozzle plate 13 in which the nozzle openings 10 are opened is manufactured.

このように本発明の金属板の製造方法は、金属板25のパンチ26打ち込み予定位置に、金属板25が製造された時点における表面粗さよりも表面粗さが粗い粗面部27を形成する粗面工程と、金属板25の粗面部27にパンチ26を打ち込む有底下穴形成工程と、を経て金属板25に有底下穴28を形成するので、パンチ26を金属板25に打ち込む際に、パンチ26と金属板25の粗面部27との摩擦力が高められ、その結果、金属板25にパンチ26が打ち込まれるのに伴って、パンチ26が金属板25の金属(肉)を板厚内部に引き込みながら、換言すると金属(肉)を押し退きながら矢印Kに移動させて(寄らせて)、逃がすことができる。そのため、金属板25の表面25a側の有底下穴28の周縁に隆起が発生することを抑制することができ、隆起を除去する手間を省くことができる。また、隆起が下降してきた押圧盤35などで押し潰されることで、微細な有底下穴28の真円度が低下することを防止することができる。   As described above, the metal plate manufacturing method of the present invention is a rough surface in which the rough surface portion 27 having a rougher surface roughness than the surface roughness at the time when the metal plate 25 is manufactured is formed at the punch 26 planned position of the metal plate 25. The bottomed bottom hole 28 is formed in the metal plate 25 through the process and the bottomed bottom hole forming step in which the punch 26 is driven into the rough surface portion 27 of the metal plate 25. Therefore, when the punch 26 is driven into the metal plate 25, the punch 26 As a result, as the punch 26 is driven into the metal plate 25, the punch 26 pulls the metal (meat) of the metal plate 25 into the plate thickness. In other words, the metal (meat) can be moved (closed) to the arrow K while pushing away the metal (meat) and escaped. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of ridges at the periphery of the bottomed bottom hole 28 on the surface 25a side of the metal plate 25, and it is possible to save the trouble of removing the ridges. Moreover, it can prevent that the roundness of the fine bottomed bottom hole 28 falls by being crushed by the press board 35 etc. from which the protrusion fell.

また、有底下穴形成工程の後に、金属板25の裏面25bに隆出した隆出部48を除去する貫通開口工程(隆出部除去工程)を含むので、隆出した隆出部48を除去するだけで、真円度の高い貫通有底下穴28を金属板25に形成することがでる。この結果、金属板25をノズルプレート13として記録ヘッド1に装備すると、ノズル開口10の真円度が高いので、ノズル開口10から噴射する液滴の飛翔特性の向上が期待できる。   Moreover, since the through hole opening process (protrusion part removal process) which removes the protruding part 48 which protruded on the back surface 25b of the metal plate 25 is included after the bottomed pilot hole forming process, the protruding protrusion part 48 is removed. By simply doing this, the through-bottomed bottom hole 28 with high roundness can be formed in the metal plate 25. As a result, when the recording plate 1 is equipped with the metal plate 25 as the nozzle plate 13, the roundness of the nozzle opening 10 is high, so that it is possible to improve the flight characteristics of the droplets ejected from the nozzle opening 10.

そして、ノズルプレート13を記録ヘッド1に装着する場合、具体的には、ノズルプレート13を流路ユニット8の流路形成基板12に接合する場合に、ノズルプレート13の粗面部27を流路形成基板12側に対向させた状態で流路形成基板12に重ね合わせ、両者の間に接着剤層を介して接合する。この場合、本発明により製造したノズルプレート13は、接合面となる表面25aに微細な凹凸からなる粗面部27が形成されているので、接着剤層の接着剤が前記微細凹凸に入り込んで接合力を高める効果(アンカー効果)を発揮するので、滑らかな表面のノズルプレートを接合する従来に比較して、高い接合力を期待することができる。したがって、使用中に紙ジャムが発生するなどしてノズルプレート13に異常な力が作用したとしても、ノズルプレート13が流路形成基板12から剥離するなどのトラブルを防止できる。   When the nozzle plate 13 is attached to the recording head 1, specifically, when the nozzle plate 13 is bonded to the flow path forming substrate 12 of the flow path unit 8, the rough surface portion 27 of the nozzle plate 13 is formed as the flow path. In a state of being opposed to the substrate 12 side, they are superposed on the flow path forming substrate 12 and bonded together via an adhesive layer. In this case, since the nozzle plate 13 manufactured according to the present invention has the rough surface portion 27 formed of fine irregularities on the surface 25a serving as the bonding surface, the adhesive of the adhesive layer enters the fine irregularities and has a bonding force. Since the effect (anchor effect) is enhanced, a higher joining force can be expected as compared with the conventional case of joining a nozzle plate having a smooth surface. Therefore, even if an abnormal force acts on the nozzle plate 13 due to a paper jam during use, troubles such as the nozzle plate 13 peeling off from the flow path forming substrate 12 can be prevented.

ところで、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。   By the way, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.

前述した実施形態では、有底下穴28を形成した金属板25として、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド1に用いられるノズルプレート13を例に挙げて説明したが、他の用途に用いられる金属板25にも適用することができる。   In the above-described embodiment, the nozzle plate 13 used in the recording head 1 which is a kind of liquid ejecting head is described as an example of the metal plate 25 having the bottomed prepared hole 28. However, the metal used in other applications is described. It can also be applied to the plate 25.

25…金属板、25a…表面、25b…裏面、26…パンチ、27…粗面部、28…有底下穴、30…プレス機   25 ... Metal plate, 25a ... Front surface, 25b ... Back surface, 26 ... Punch, 27 ... Rough surface part, 28 ... Bottomed bottom hole, 30 ... Press

Claims (5)

金属板にパンチを打ち込んでノズル開口を開設するノズルプレートの製造方法であって、
前記金属板の表面のうち、前記パンチを打ち込む表面に、当該金属板が製造された時点における表面粗さよりも表面粗さを粗くした粗面部を形成する粗面工程と、
前記金属板の粗面部に当該パンチを打ち込んでパンチで前記粗面部を板厚内部に引き込みながら有底下穴を形成するとともに、前記粗面部とは反対側の面に前記有底下穴の底部に対応した部位に隆出部を形成する有底下穴形成工程と、
前記隆出部を研磨除去して前記有底下穴を貫通させてノズル開口を開口する貫通開口工程と、
を経て製造することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
A nozzle plate manufacturing method for opening a nozzle opening by punching a metal plate,
Of the surface of the metal plate, a rough surface step of forming a rough surface portion with a rougher surface roughness than the surface roughness at the time of manufacturing the metal plate on the surface where the punch is to be punched;
The punch is driven into the rough surface portion of the metal plate, and a bottomed pilot hole is formed while the rough surface portion is pulled into the plate thickness by the punch, and the bottom surface of the bottomed lower hole is supported on the surface opposite to the rough surface portion. A bottomed pilot hole forming step for forming a raised portion at the site,
A through-opening step of polishing and removing the raised portion to penetrate the bottomed prepared hole and opening a nozzle opening;
Manufacturing method of nozzle plate characterized by the above-mentioned.
前記粗面工程は、金属板の表面のうち、前記パンチを打ち込む表面にのみ粗面部を形成し、反対側の面は円滑面のままにすることを特徴とする請求項1に記載のノズルプレートの製造方法。   2. The nozzle plate according to claim 1, wherein the rough surface step forms a rough surface portion only on a surface of the metal plate on which the punch is to be punched, and a surface on the opposite side remains a smooth surface. Manufacturing method. 前記粗面部を梨地加工により形成することを特徴とする請求項1に記載のノズルプレートの製造方法。   The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein the rough surface portion is formed by a satin finish. 前記金属板が42アロイであることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のノズルプレートの製造方法。   The said metal plate is 42 alloys, The manufacturing method of the nozzle plate as described in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. 圧力室を形成した流路ユニットに、請求項1から4のいずれかの製造方法により製造したノズルプレートを、前記粗面部を流路ユニットに対向させた状態で重ね合わせて両者を接着剤により接合したことを特徴とする液体噴射ヘッド。   The nozzle plate manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 4 is overlapped on the flow path unit in which the pressure chamber is formed, and the two rough surfaces are opposed to the flow path unit, and both are bonded by an adhesive. A liquid ejecting head characterized by that.
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