JP2011084061A - Liquid ejection head, manufacturing method thereof, and image forming apparatus - Google Patents

Liquid ejection head, manufacturing method thereof, and image forming apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To overcome such a problem that, when a through-hole serving as a pressure generating chamber or a fluid resistance section is formed by a press processing method, a partition shape for dividing the pressure generating chamber is turned into a boat form-shape to become uneven in joining with other member and ejection characteristics vary for each nozzle. <P>SOLUTION: The liquid ejection head includes a flow channel plate 1 on which a plurality of pressure generating chambers 12, a fluid resistance section 13 for supplying a liquid to the pressure generating chamber 12 and a nozzle hole 11 corresponding to the pressure generating chamber 12 are formed from one thin plate. The flow channel plate 1, made of a metal material, includes: the pressure generating chamber 12 formed of a groove-shaped indentation 15; the nozzle hole 11 formed at one end in a longitudinal direction of the groove-shaped indentation 15; and the fluid resistance section 13 formed at the other end in the longitudinal direction of the groove-shaped indentation 15. The pressure generating chamber 12, the nozzle hole 11 and the fluid resistance section 13 are formed by deforming the thin plate in a thickness direction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は液体吐出ヘッド及びその製造方法、画像形成装置に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head, a manufacturing method thereof, and an image forming apparatus.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。   As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. As an apparatus, an ink jet recording apparatus or the like is known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected onto a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). And a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type head that forms images by ejecting liquid droplets without moving the recording head There are line type image forming apparatuses using

なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的画像(2次元画像)に限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を3次元的に造形して形成された像も含まれる。   In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. The “image” is not limited to a planar image (two-dimensional image) but also includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a three-dimensional image itself. .

液体吐出ヘッドとしては、複数のノズル穴(ノズル、ノズル開口、オリフィス、吐出口などとも称される。)を有するノズル板と、各ノズルに連通する圧力発生室(圧力室、液室、加圧液室、個別液室などとも称される。)及び各圧力発生室へインクを供給する流体抵抗部とからなる流路板(チャンバープレートなどとも称される。)と、圧力発生室及び流体抵抗部などの壁面を形成する振動板部材とを接着接合して、圧力発生室の壁面を形成する振動板を圧電素子などの圧力発生手段で変形させて圧力発生室内の容積(体積)を変化させることによってノズル穴から液滴を吐出させるようにしたものなどが知られている(特許文献1)。   The liquid discharge head includes a nozzle plate having a plurality of nozzle holes (also referred to as nozzles, nozzle openings, orifices, discharge ports, etc.) and a pressure generation chamber (pressure chamber, liquid chamber, pressurization) communicating with each nozzle. A liquid chamber, an individual liquid chamber, etc.) and a fluid resistance portion for supplying ink to each pressure generating chamber (also referred to as a chamber plate), a pressure generating chamber and a fluid resistance. A diaphragm member forming a wall surface such as a part is adhesively bonded, and the diaphragm forming the wall surface of the pressure generating chamber is deformed by pressure generating means such as a piezoelectric element to change the volume (volume) in the pressure generating chamber. A device that discharges liquid droplets from a nozzle hole is known (Patent Document 1).

このような液体吐出ヘッドのノズル穴は、印刷解像度のピッチ、あるいは、その1/2から1/3のピッチで形成され、より高品質な画質を得るために吐出される液滴を安定させる必要があることから、その位置精度や形状精度を高精度にする必要がある。   The nozzle holes of such a liquid discharge head are formed at a pitch of the printing resolution or a pitch of 1/2 to 1/3 thereof, and it is necessary to stabilize the discharged liquid droplets in order to obtain higher quality image quality. Therefore, it is necessary to increase the position accuracy and shape accuracy.

従来、例えばノズル板の製造方法として、薄板の金属板にパンチによる転造によってテーパ状の断面形状を形成した後に、ノズル穴となる先端部を研磨して形成する方法が知られている(特許文献2)。   Conventionally, for example, as a method of manufacturing a nozzle plate, there is known a method of forming a tapered cross-sectional shape by rolling with a punch on a thin metal plate and then polishing and forming a tip portion to become a nozzle hole (patent) Reference 2).

また、流路板の製造方法としては、シリコン単結晶を用いた異方性エッチングにより圧力発生室を高精度に加工する方法がある(特許文献3)。しかしながら、ヘッドの大きさが1インチを超えてくると、材料コストが上昇するという不都合があり、また、例えば上述した加工法で形成されたノズル板とシリコン材料で形成された流路板を接合する場合、短時間で硬化させるために高温で硬化すると、材料の線膨張係数が異なるためにそれぞれの対向位置がずれたり、ソリが発生し、場合によってはシリコン材料が割れたりする問題が発生することから、常温で硬化する接着剤を用いざるを得ず、ヘッド製造工程に時間が係るという問題もある。   Moreover, as a manufacturing method of a flow-path board, there exists a method of processing a pressure generation chamber with high precision by anisotropic etching using a silicon single crystal (patent document 3). However, when the size of the head exceeds 1 inch, there is a disadvantage that the material cost increases, and for example, a nozzle plate formed by the above-described processing method and a flow channel plate formed by a silicon material are joined. When curing at a high temperature in order to cure in a short time, the linear expansion coefficients of the materials differ, so that the respective opposing positions shift, warp, and in some cases the silicon material breaks. For this reason, there is a problem that an adhesive that cures at room temperature must be used, and the head manufacturing process takes time.

そこで、流路板は、金属製の薄板をエッチング法によって貫通穴を形成し(特許文献4)、あるいは、プレス加工法によって圧力発生室を細長い溝にて形成し(特許文献5)、プレス加工法を用いて圧力発生室となるインクの流路穴を形成する(特許文献6)ことなどが知られている。これらの製造方法によれば、ノズル板、流路板、振動板部材をすべて同じ材料、例えばステンレス製の薄板にて形成することができる。   Therefore, the flow path plate is formed by forming a through hole in a metal thin plate by an etching method (Patent Document 4) or by forming a pressure generating chamber in an elongated groove by a pressing method (Patent Document 5). It is known to form an ink flow path hole that becomes a pressure generating chamber using a method (Patent Document 6). According to these manufacturing methods, the nozzle plate, the flow path plate, and the diaphragm member can all be formed of the same material, for example, a thin plate made of stainless steel.

また、ヘッド内に液体を充填ないし供給するときに、ノズル、個別液室、複数の個別液室に液体を供給する共通液室(共通流路)内に気泡が残留すると、安定した液滴吐出を行うことができなくなる。また、液滴を吐出するノズル数が増加するに伴って共通液室から個別液室に対して速やかに液体を補充供給しなければならなくなり、供給が追いつかないと滴吐出不良が発生しまうことになる。   Also, when filling or supplying liquid into the head, if bubbles remain in the nozzle, individual liquid chamber, or common liquid chamber (common flow path) that supplies liquid to a plurality of individual liquid chambers, stable liquid droplet ejection Can no longer do. Further, as the number of nozzles for discharging droplets increases, it is necessary to quickly replenish and supply liquids from the common liquid chamber to the individual liquid chambers. If supply cannot catch up, droplet discharge defects will occur. Become.

従来、液体吐出ヘッドにおける気泡排出性を向上するために、例えば、特許文献7には、液流路を構成する天井部は、液流路を構成する底面部からの高さに応じて吐出口側から順に領域I、領域IIおよび領域IIIから構成され、領域IおよびIIIは液流路を構成する底面部と平行であり、領域Iは領域IIIよりも液流路高さが高く、領域IIは領域IIIから領域Iに向けて液流路高さが増大する傾斜を有し、領域IIは天井部と吐出口形成面との交点である基準点からの距離L1〜L2の範囲に形成され、底面部は、この底面部への基準点の投影点からの距離LH1〜LH2の範囲に吐出圧力発生手段を有し、天井部と底面部との関係が所定の関係式を満たすようにすることが開示されている。   Conventionally, in order to improve the bubble discharge performance in the liquid discharge head, for example, in Patent Document 7, the ceiling part constituting the liquid flow path has a discharge port according to the height from the bottom part constituting the liquid flow path. The region I, the region II, and the region III are formed in this order from the side, the regions I and III are parallel to the bottom surface portion that constitutes the liquid channel, and the region I has a higher liquid channel height than the region III. Has a slope in which the liquid flow path height increases from the region III to the region I, and the region II is formed in a range of distances L1 to L2 from a reference point that is an intersection of the ceiling portion and the discharge port forming surface. The bottom surface portion has discharge pressure generating means in a range of distances LH1 to LH2 from the projection point of the reference point to the bottom surface portion so that the relationship between the ceiling portion and the bottom surface portion satisfies a predetermined relational expression. It is disclosed.

また、特許文献8には、圧電素子を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、圧力室のインク流入口とインク流出口の縁の近傍にその長手方向に沿って内側へ延在する凸部をそれぞれ設けることによりインクの流速を高め気泡が排出されやすくなるようにしたものが開示されている。   Further, in Patent Document 8, in a droplet discharge head provided with a piezoelectric element, convex portions extending inward along the longitudinal direction are provided in the vicinity of the edges of the ink inlet and the ink outlet of the pressure chamber. Accordingly, there has been disclosed an apparatus in which the flow rate of ink is increased so that bubbles are easily discharged.

また、特許文献9には、流路に発生する段差部に硬化材を充填し、流路内壁を滑らかにすることで段差部での圧力波の減衰や気泡の残留を防ぐことが開示されている。   Further, Patent Document 9 discloses that the stepped portion generated in the flow path is filled with a hardening material and the inner wall of the flow path is smoothed to prevent pressure wave attenuation at the stepped portion and residual bubbles. Yes.

特開平7−156387号公報JP-A-7-156387 特開2002−113529号公報JP 2002-113529 A 特開2007−144706号公報JP 2007-144706 A 特開2004−153478号公報JP 2004-153478 A 特開2000−263799号公報JP 2000-263799 A 特開2007−152663号公報JP 2007-152663 A 特許第3495863号Japanese Patent No. 3495863 特開2006−205621号JP 2006-205621 A 特開2008−74034号JP 2008-74034 A

上述した流路板及びその製造方法に関して、上述した特許文献4に開示の技術によれば、圧力発生室となる貫通穴のピッチが印刷解像度の4〜5倍と粗くなるため、ヘッドが大きくなり、画像形成装置も大型化するという課題がある。   Regarding the above-described flow path plate and the manufacturing method thereof, according to the technique disclosed in Patent Document 4 described above, the pitch of the through holes serving as the pressure generating chamber is roughened to 4 to 5 times the printing resolution, so the head becomes large. However, there is a problem that the image forming apparatus is also increased in size.

また、特許文献5に開示の技術は、圧力発生室及びインク供給口となる凹部に相当する凸部を複数備えた第1金型と、圧力発生室間の隔壁対応した凸部を複数備えた第2金型とを金属製の薄板を挟み込み形成するいわゆる鍛造工法によるものである。この場合、第1金型及び第2金型に必要とするノズル数の数だけの凹凸部を形成する必要がある。つまり、インク滴の吐出量を安定させるために必要な圧力発生室のピッチ及び形状を全ての凹凸部に要求される。さらには、圧力発生室を区画する隔壁部を形成するためには、第1金型に形成された凸部間に隆起させて形成する構造となっているので、プレス加工する際の押圧力として大きな力が必要となり、それに耐え得る金型構造にする必要があるなど、金型のコストアップとなり、ヘッドのコストが高くなるという課題がある。   In addition, the technique disclosed in Patent Document 5 includes a first mold having a plurality of convex portions corresponding to the pressure generating chambers and the concave portions serving as ink supply ports, and a plurality of convex portions corresponding to the partition walls between the pressure generating chambers. This is by a so-called forging method in which the second mold is formed by sandwiching a metal thin plate. In this case, it is necessary to form as many uneven portions as the number of nozzles required for the first mold and the second mold. That is, the pitches and shapes of the pressure generating chambers necessary for stabilizing the ejection amount of ink droplets are required for all the uneven portions. Furthermore, in order to form the partition part which divides the pressure generating chamber, it has a structure in which it is raised between the convex parts formed in the first mold, so as a pressing force during press working There is a problem that the cost of the die is increased and the cost of the head is increased.

また、インクジェット記録ヘッドを用いた画像形成装置は、高速化を図るために、複数個のヘッドを千鳥状に配列したライン型の記録ヘッドモジュールを使用するようになっている。このようなヘッドモジュールを構成する場合のヘッド数を極力少なくするためには、より高集積ノズルでかつ長尺なヘッドが求められている。   An image forming apparatus using an ink jet recording head uses a line type recording head module in which a plurality of heads are arranged in a staggered manner in order to increase the speed. In order to reduce the number of heads when configuring such a head module as much as possible, there is a demand for a highly integrated nozzle and a long head.

しかしながら、前記特許文献4の開示のプレス加工法による方法では、ヘッドを長尺することは、前記第1及び第2金型をヘッドの長さに相当する金型の大きさにする必要があり、金型コストも大幅にアップすることになる。また、プレス加工によって形成された流路板はノズル板や振動板部材と接合する前に接合面を研磨する工程を入れる必要があり、部品コストのアップとなる。   However, in the method using the press working method disclosed in Patent Document 4, in order to lengthen the head, it is necessary to make the first and second molds have the same size as that of the head. This will greatly increase the mold cost. Further, the flow path plate formed by press working needs to include a step of polishing the joint surface before joining the nozzle plate and the vibration plate member, which increases the cost of parts.

そのため、特許文献6に開示されるようにプレス加工法によって圧力発生室となる貫通穴を形成する方法がある。同文献には具体的な加工方法については開示されていないが、ブランクプレートにプレス加工によって位置決め穴を形成した後、その穴を基準に圧力発生及び流体抵抗部となる貫通穴を開けていくことになる。   Therefore, as disclosed in Patent Document 6, there is a method of forming a through hole serving as a pressure generating chamber by a press working method. Although the specific processing method is not disclosed in the same document, a positioning hole is formed in the blank plate by press processing, and then a through hole that serves as a pressure generating and fluid resistance portion is formed based on the hole. become.

この特許文献6に開示の技術では、貫通穴を開けるための形状をした少なくとも1つのパンチを持つ第1金型と、前記パンチに対応した穴を持った第2金型とからなった金型構成となっている。第1金型の凸なるパンチによって押し出されたチップは、第2金型の穴部に押し込まれる。第2金型に設けられた穴部の奥は、第1金型のパンチの長さとほぼ同じかそれより僅かに短い位置から穴部が広くなっている。これにより、押し込まれたチップが、第2金型の穴を通して、廃棄されることになる。   In the technique disclosed in Patent Document 6, a mold including a first mold having at least one punch shaped to open a through hole and a second mold having a hole corresponding to the punch. It has a configuration. The chip pushed out by the convex punch of the first mold is pushed into the hole of the second mold. In the back of the hole provided in the second mold, the hole is widened from a position substantially the same as or slightly shorter than the length of the punch of the first mold. Thereby, the pushed-in chip | tip will be discarded through the hole of a 2nd metal mold | die.

しかしながら、このような加工方法で形成された圧力発生室を区画する隔壁の形状は、舟形形状となる。このような舟形形状の状態でノズル板や振動板部材と接着接合する場合、舟形部にて捩れが発生することがある。特に、振動板部材のように数μmの薄板の場合、接合するときに前記船形の形状の影響を受けやすく、均一に接合できない。結果的に、圧力発生手段を接合するときに不均一に接合され、個々のノズル毎に滴吐出特性がばらつくという課題が発生することになる。   However, the shape of the partition partitioning the pressure generating chamber formed by such a processing method is a boat shape. In the case where the nozzle plate and the diaphragm member are bonded and joined in such a boat-shaped state, twisting may occur in the boat-shaped portion. In particular, in the case of a thin plate having a thickness of several μm such as a diaphragm member, it is easily affected by the shape of the ship shape when being joined, and cannot be joined uniformly. As a result, when the pressure generating means are joined, they are joined non-uniformly, and there arises a problem that the droplet discharge characteristics vary for each nozzle.

次に、流路板の流路形状に関し、上述した特許文献7に開示の構成にあってはノズルプレートと流路の接合部で形成される鋭角部分、特許文献8に開示の構成にあっては液室壁面と凸部によって形成される凹部など、その構造上、流路の一部に狭小部が発生し、かえって気泡の滞留を招くおそれがある。また、特許文献9に開示の構成にあっては流路部の組立後に硬化材を充填する必要があり、工程の複雑さによるコストアップや製造バラツキの原因となる課題がある。   Next, regarding the flow path shape of the flow path plate, in the configuration disclosed in Patent Document 7 described above, an acute angle portion formed by the joint portion of the nozzle plate and the flow path, in the structure disclosed in Patent Document 8 There is a possibility that a narrow portion is generated in a part of the flow path due to its structure, such as a concave portion formed by the liquid chamber wall surface and the convex portion, and on the contrary, there is a possibility that bubbles are retained. Further, in the configuration disclosed in Patent Document 9, it is necessary to fill the curing material after the assembly of the flow path portion, and there is a problem that causes cost increase and manufacturing variation due to process complexity.

また、液体吐出方式の画像形成装置としては、高速印刷、高精細画像、大判連続印刷が要求され、かつ、装置の小型化、低コスト化、さらには低ランニングコスト、印字への高信頼性等も高いものが求められている。このような要求の1つ以上に応えるためには、ヘッド自体のノズル密度の高密度化(例えば600〜1200dpi)、駆動周波数の高周波数化が挙げられるが、従前は気泡排出性以外の対策が考慮されていない。   In addition, high-speed printing, high-definition images, and large-format continuous printing are required for the liquid ejection type image forming apparatus, and the size and cost of the apparatus are reduced, and the running cost is low. Higher ones are demanded. In order to meet one or more of these requirements, the nozzle density of the head itself can be increased (for example, 600 to 1200 dpi) and the drive frequency can be increased. Not considered.

特に、300dpi以上の高密度ヘッドでは液室自体の容量を確保することが困難であり、排除体積(振動板の変位や泡の膨張によって液室内から液体を排除できる体積)が非常に小さい。このため、液室内で付着し動かず、メニスカス形成に影響を及ぼさない気泡であっても排除体積の変化に作用し、吐出性能のばらつき原因となる。また、300dpi以上の高密度ヘッドでは、その排除体積の小ささから、高密度ながらも印字速度自体は比例的に速くできない問題があることから、液室内でのエネルギー損失を抑え、より高効率な吐出性能を持たせる必要がある。   In particular, with a high-density head of 300 dpi or more, it is difficult to ensure the capacity of the liquid chamber itself, and the excluded volume (volume that can exclude liquid from the liquid chamber by displacement of the diaphragm or expansion of bubbles) is very small. For this reason, even bubbles that do not adhere and move in the liquid chamber and do not affect meniscus formation will affect the change in the excluded volume, causing variations in ejection performance. In addition, with a high-density head of 300 dpi or more, there is a problem that the printing speed itself cannot be proportionally increased due to the small excluded volume, so energy loss in the liquid chamber is suppressed, and higher efficiency is achieved. It is necessary to have discharge performance.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、低コストでヘッドの長尺化を図れるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable the head to be elongated at low cost.

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
1枚の薄板から、複数の圧力発生室と、前記圧力発生室に液体を供給する流体抵抗部と、前記圧力発生室に対応するノズル穴が形成された流路板を備え、
前記流路板は、金属材料からなり、
溝状窪みで形成された前記圧力発生室と、
前記溝状窪みの長手方向の一端に形成された前記ノズル穴と、
前記溝状窪みの長手方向の他端に形成された前記流体抵抗部と、を有し、
前記圧力発生室、前記ノズル穴及び前記流体抵抗部は前記薄板を厚み方向に変形させて形成されている
構成とした。
In order to solve the above-described problem, a liquid discharge head according to the present invention includes:
From a single thin plate, a plurality of pressure generating chambers, a fluid resistance portion for supplying a liquid to the pressure generating chamber, and a flow path plate in which nozzle holes corresponding to the pressure generating chamber are formed,
The flow path plate is made of a metal material,
The pressure generating chamber formed by a groove-shaped depression;
The nozzle hole formed at one end in the longitudinal direction of the groove-shaped depression;
The fluid resistance portion formed at the other end in the longitudinal direction of the groove-shaped depression,
The pressure generating chamber, the nozzle hole, and the fluid resistance portion are formed by deforming the thin plate in the thickness direction.

ここで、前記ノズル穴が形成された部分は前記圧力発生室が形成された部分よりも更に液滴吐出方向側に変形している構成とできる。   Here, the portion where the nozzle hole is formed may be further deformed toward the droplet discharge direction than the portion where the pressure generating chamber is formed.

また、前記流体抵抗部を通して前記圧力発生室に液体を供給する共通液体溜りを有する保持部材を備え、前記溝状窪みは、前記保持部材に備えられた共通液体溜りに対向する位置まで延び、連通口を介して前記共通液体溜りと接続されている構成とできる。   A holding member having a common liquid reservoir for supplying a liquid to the pressure generating chamber through the fluid resistance portion; and the groove-like depression extends to a position facing the common liquid reservoir provided in the holding member, and communicates with the holding member. It can be set as the structure connected with the said common liquid reservoir through the opening | mouth.

また、前記連通口の入口部分から前記ノズル穴に至るまでの流路の壁面のうち、前記圧力発生室内の液体を加圧するアクチュエータ手段が配置される側の壁面以外の壁面は、常にノズル面に対して傾きを有し連続的に変化する傾斜面である構成とできる。   Of the wall surfaces of the flow path from the inlet portion of the communication port to the nozzle hole, the wall surface other than the wall surface on the side where the actuator means for pressurizing the liquid in the pressure generating chamber is always placed on the nozzle surface. On the other hand, it can be set as the structure which is an inclined surface which inclines and changes continuously.

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているものである。   The image forming apparatus according to the present invention includes the liquid discharge head according to the present invention.

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、
1枚の薄板から、複数の圧力発生室と、前記圧力発生室に液体を供給する流体抵抗部と、前記圧力発生室に対応するノズル穴が形成された流路板を備えた液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記薄板を押圧して厚み方向に変形させて溝状窪みからなる前記圧力発生室と前記流体抵抗部及び内部に前記ノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成し、その後ノズル開口部の先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する
構成とした。
A method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention includes:
A liquid discharge head comprising a plurality of pressure generating chambers, a fluid resistance portion for supplying liquid to the pressure generating chambers, and a flow path plate in which nozzle holes corresponding to the pressure generating chambers are formed from one thin plate. In the manufacturing method,
The thin plate is pressed and deformed in the thickness direction to form the pressure generating chamber composed of a groove-like depression, the fluid resistance portion, and the nozzle opening portion in which the concave portion serving as the nozzle hole is formed, and then the nozzle opening portion The nozzle hole was opened by polishing the tip of the nozzle.

ここで、前記流路板に形成された溝状窪みはプレス加工を途中で止めるハーフピアス加工法にて形成する構成とできる。   Here, the groove-like depression formed in the flow path plate can be formed by a half piercing method that stops the pressing process halfway.

また、前記流路板に形成された溝状窪みは鍛造加工法にて形成する構成とできる。   Further, the groove-like depression formed in the flow path plate can be formed by a forging method.

また、前記溝状窪みからなる前記圧力発生室と前記流体抵抗部及び前記ノズル開口部を同時に押圧形成する構成とできる。   Further, the pressure generating chamber composed of the groove-like depression, the fluid resistance portion, and the nozzle opening portion may be pressed at the same time.

また、前記薄板に前記圧力発生室と前記流体抵抗部となる形状をしたパンチを押圧する第1工程と、
前記薄板に前記ノズル穴を形成するパンチを押圧して内部に前記ノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成する第2工程と、
前記第2工程で形成された前記ノズル開口部の前記薄板の液滴が吐出していく面に突出した先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する第3工程と、を行なう
構成とできる。
A first step of pressing a punch having a shape that becomes the pressure generating chamber and the fluid resistance portion on the thin plate;
A second step of pressing a punch for forming the nozzle hole in the thin plate to form a nozzle opening in which a recess to be the nozzle hole is formed;
The third step of opening the nozzle hole by polishing the tip of the nozzle opening formed in the second step, which protrudes from the surface on which the droplets of the thin plate are discharged, can be performed.

この場合、前記第1工程及び第2工程は、前記圧力発生室と前記流体抵抗部及び前記ノズル穴のパンチ形状を転写する鍛造法である構成とできる。   In this case, the first step and the second step can be configured to be a forging method that transfers the punch shape of the pressure generating chamber, the fluid resistance portion, and the nozzle hole.

また、前記薄板に前記圧力発生室と前記流体抵抗部となる形状をしたパンチを押圧する第1工程と、
前記押圧によって形成された溝状窪みの底部に対向する面に突出した面を研磨する第2工程と、
前記ノズル穴を形成するパンチを押圧して内部に前記ノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成する第3工程と、
前記第3工程によって形成された前記ノズル開口部の先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する第4工程と、を行なう
構成とできる。
A first step of pressing a punch having a shape that becomes the pressure generating chamber and the fluid resistance portion on the thin plate;
A second step of polishing the surface protruding to the surface facing the bottom of the groove-shaped depression formed by the pressing;
A third step of pressing a punch for forming the nozzle hole to form a nozzle opening in which a recess to be the nozzle hole is formed;
And a fourth step of opening the nozzle hole by polishing the tip of the nozzle opening formed in the third step.

この場合、前記第1工程は、プレス加工により前記薄板のプレスを途中で止めて溝部窪みを形成するハープエッチングである構成とできる。   In this case, the first step can be configured to be a harp etching in which pressing of the thin plate is stopped halfway by pressing to form a groove recess.

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、流路板は、金属材料からなり、溝状窪みで形成された圧力発生室と、溝状窪みの長手方向の一端に形成されたノズル穴と、溝状窪みの長手方向の他端に形成された流体抵抗部と、を有し、圧力発生室、ノズル穴及び流体抵抗部は薄板を厚み方向に変形させて形成されている構成としたので、低コストでヘッドの長尺化を図れるようになる。   According to the liquid discharge head according to the present invention, the flow path plate is made of a metal material, is formed with a pressure generating chamber formed by a groove-shaped depression, a nozzle hole formed at one end in the longitudinal direction of the groove-shaped depression, and a groove A fluid resistance portion formed at the other end in the longitudinal direction of the hollow, and the pressure generating chamber, the nozzle hole, and the fluid resistance portion are formed by deforming a thin plate in the thickness direction. The length of the head can be increased at a low cost.

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えるので、高速化、低コスト化を図れる。   The image forming apparatus according to the present invention includes the liquid ejection head according to the present invention, so that high speed and low cost can be achieved.

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法によれば、薄板を押圧して厚み方向に変形させて溝状窪みからなる圧力発生室と流体抵抗部及び内部にノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成し、その後ノズル開口部の先端部を研磨してノズル穴を開口する構成としたので、低コストで長尺ヘッドを得ることができる。   According to the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention, a pressure generating chamber formed by pressing a thin plate and deformed in the thickness direction, a pressure generating chamber formed of a groove-like depression, a fluid resistance portion, and a recess serving as a nozzle hole are formed therein. Since the opening is formed and then the tip of the nozzle opening is polished to open the nozzle hole, a long head can be obtained at low cost.

本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。FIG. 3 is a cross-sectional explanatory diagram along a direction orthogonal to a nozzle arrangement direction for explaining the first embodiment of the liquid discharge head according to the present invention. 同じくノズル配列方向に沿う断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory drawing along a nozzle arrangement direction. 本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第1実施形態の説明に供する断面説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory diagram for describing the first embodiment of the method of manufacturing the liquid ejection head according to the present invention. 同じく上型のパンチの先端形状の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the front-end | tip shape of an upper type punch similarly. 同じくノズル穴開口工程の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of a nozzle hole opening process similarly. 本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第2実施形態の説明に供する断面説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory diagram for explaining a second embodiment of the method for manufacturing a liquid ejection head according to the present invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドの第2実施形態の説明に供するノズル配列方向に沿う断面説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory diagram along a nozzle arrangement direction for explaining a second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第4実施形態の説明に供する断面説明図である。It is sectional explanatory drawing with which it uses for description of 4th Embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head which concerns on this invention. 同じく研磨工程の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing similarly used for description of a grinding | polishing process. 同じくノズル穴用開口部の形成工程の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the formation process of the opening part for nozzle holes similarly. 本発明に係る液体吐出ヘッドの第3実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory diagram along a direction orthogonal to a nozzle arrangement direction for explaining a third embodiment of the liquid ejection head according to the present invention. 同じくノズル配列方向に沿う断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory drawing along a nozzle arrangement direction. 同じく図11の要部拡大説明図である。It is a principal part expansion explanatory drawing of FIG. 11 similarly. 同じく図12の要部拡大説明図である。It is the principal part expansion explanatory drawing of FIG. 本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第5実施形態の説明に供する断面説明図である。It is sectional explanatory drawing with which it uses for description of 5th Embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head which concerns on this invention. 同じくノズル穴開口工程の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of a nozzle hole opening process similarly. 本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第6実施形態の説明に供する断面説明図である。It is sectional explanatory drawing with which it uses for description of 6th Embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head which concerns on this invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドの第4実施形態のノズル配列方向に沿う断面説明図である。FIG. 10 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction of a fourth embodiment of the liquid ejection head according to the present invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第8実施形態の説明に供する断面説明図である。It is sectional explanatory drawing with which it uses for description of 8th Embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head which concerns on this invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドの第5実施形態のノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view along a direction orthogonal to a nozzle arrangement direction of a fifth embodiment of a liquid ejection head according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention. 同じく要部平面説明図である。Similarly it is principal part plane explanatory drawing. 本発明に係る画像形成装置の他の例を示す機構部全体の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the whole mechanism part which shows the other example of the image forming apparatus which concerns on this invention. 同装置の記録ヘッドの説明図である。It is explanatory drawing of the recording head of the same apparatus.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。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及び図2を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図2は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この液体吐出ヘッド10は、流路板(チャンバプレート)1及び振動板部材(ダイアフラムプレート)2を接合して構成される流路ユニット3と、アクチュエータ手段としての圧電アクチュエータユニット4と、フレーム部材5などで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of a liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional explanatory diagram along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head, and FIG. 2 is a cross-sectional explanatory diagram along the nozzle arrangement direction of the head.
The liquid discharge head 10 includes a flow path unit 3 configured by joining a flow path plate (chamber plate) 1 and a vibration plate member (diaphragm plate) 2, a piezoelectric actuator unit 4 as actuator means, and a frame member 5. Etc.

流路板1は、一枚の金属材料からなる薄板から、液滴を吐出する複数のノズル穴11と、各ノズル穴11が連通する圧力発生室12と、圧力発生室12にインクを供給する流体抵抗部13と、流体抵抗部13へのインク導入部14とが形成されている。ここで、流路板1の圧力発生室12は、薄板から形成された溝状窪み15で形成され、この溝状窪み15の長手方向の一端にノズル穴11が形成され、溝状窪み15の長手方向の他端側に流体抵抗部13及び流体抵抗部13の更に他端側にインク導入部14が形成され、これらの圧力発生室12、ノズル穴11、流体抵抗部13、インク導入部14は薄板を厚み方向に変形させて形成されている。   The flow path plate 1 supplies a plurality of nozzle holes 11 for discharging droplets, a pressure generation chamber 12 in which each nozzle hole 11 communicates, and the pressure generation chamber 12 from a thin plate made of a single metal material. A fluid resistance portion 13 and an ink introduction portion 14 to the fluid resistance portion 13 are formed. Here, the pressure generating chamber 12 of the flow path plate 1 is formed by a groove-shaped recess 15 formed of a thin plate, and a nozzle hole 11 is formed at one end in the longitudinal direction of the groove-shaped recess 15. A fluid resistance portion 13 is formed on the other end side in the longitudinal direction, and an ink introduction portion 14 is formed on the other end side of the fluid resistance portion 13, and the pressure generating chamber 12, the nozzle hole 11, the fluid resistance portion 13, and the ink introduction portion 14. Is formed by deforming a thin plate in the thickness direction.

この流路板1は、例えば鍛造プレス加工法によって形成している。この場合、流路板1の断面は、図2に示すように、連続した凹凸形状となり、溝状窪み15である凹部が圧力発生室12と流体抵抗部13及びインク導入部14となり、凸部がそれぞれの隔壁16となる。そして、インク流路となる圧力発生室12と流体抵抗部13及びインク導入部14の断面形状は、四角形状というよりは台形状のような形状をしている(これは、鍛造法を用いるときの特徴でもある。)。   The flow path plate 1 is formed by, for example, a forging press working method. In this case, as shown in FIG. 2, the cross section of the flow path plate 1 has a continuous concave and convex shape, and the concave portion that is the groove-like depression 15 becomes the pressure generating chamber 12, the fluid resistance portion 13, and the ink introducing portion 14, and the convex portion Becomes the respective partition walls 16. The cross-sectional shapes of the pressure generating chamber 12, the fluid resistance portion 13, and the ink introduction portion 14 serving as the ink flow path are trapezoidal rather than quadrangular (this is the case when using a forging method). It is also a feature.)

流体抵抗部13の幅は圧力発生室12の幅より狭くなっている。そして、深さは、前記圧力発生室12の深さよりも浅くしている。流体抵抗部13と圧力発生室12の深さや幅は圧力発生室12と同一であっても良いが、圧力発生室12より幅や深さを狭くすることで、滴吐出時に圧力発生室12内のインクがインク導入部14側に戻ろうとする抵抗部となってより効率よく液滴を吐出させることができる。   The width of the fluid resistance portion 13 is narrower than the width of the pressure generating chamber 12. The depth is shallower than the depth of the pressure generating chamber 12. The depth and width of the fluid resistance portion 13 and the pressure generation chamber 12 may be the same as the pressure generation chamber 12, but by making the width and depth narrower than the pressure generation chamber 12, The ink becomes a resistance portion that tends to return to the ink introduction portion 14 side, and droplets can be discharged more efficiently.

また、ノズル穴11の位置は、圧力発生室12の端部により近い方が好ましい。これにより、インクを圧力発生室12内に充填するときに、気泡を排除しやすくなり、気泡を排出させるためのインク廃棄量の削減や吐出の信頼性を向上させることができる。また、気泡が圧力発生室12内に混入したときにも気泡が排出され易くなる。また、流体抵抗部13から伸びた溝状窪み15はインク導入部14として共通液室18の直下まで伸びている。これによって、前記同様に流体抵抗部13から圧力発生室12へのインクの導入をスムーズに行なうことができる。   The position of the nozzle hole 11 is preferably closer to the end of the pressure generating chamber 12. Thereby, when ink is filled in the pressure generation chamber 12, bubbles can be easily removed, and the amount of ink discarded for discharging the bubbles can be reduced and the ejection reliability can be improved. Further, when bubbles are mixed in the pressure generation chamber 12, the bubbles are easily discharged. Further, the groove-like depression 15 extending from the fluid resistance portion 13 extends to the position immediately below the common liquid chamber 18 as the ink introduction portion 14. As a result, the ink can be smoothly introduced from the fluid resistance portion 13 to the pressure generating chamber 12 as described above.

振動板部材2は、圧力発生室12、流体抵抗部13、インク導入部14の一部の壁面を形成している。この振動板部材2の圧力発生室12の壁面を形成する部分は変形可能な領域(振動板領域:ダイアフラム)21となっており、振動板領域21の圧力発生室12と反対側の面には圧電アクチュエータ4と接合する凸部22が形成され、また、フレーム部材5と接合する領域、圧力発生室12、12間に対応して後述する非駆動圧電素子柱52と接合する領域などにも厚肉部23が形成されている。また、振動板部材2のインク導入部14の壁面を形成する部分には、後述するフレーム部材5に形成された共通液体溜まりである共通液室18とインク導入部14とを連通する複数の貫通穴24を形成したフィルタ部25が設けられている。   The diaphragm member 2 forms part of the wall surfaces of the pressure generation chamber 12, the fluid resistance portion 13, and the ink introduction portion 14. The portion of the diaphragm member 2 forming the wall surface of the pressure generation chamber 12 is a deformable region (diaphragm region: diaphragm) 21, and the surface of the diaphragm region 21 on the side opposite to the pressure generation chamber 12 is A convex portion 22 to be joined to the piezoelectric actuator 4 is formed, and the region to be joined to the frame member 5 and the region to be joined to the non-driving piezoelectric element column 52 described later corresponding to the space between the pressure generating chambers 12 and 12 are also thick. A meat part 23 is formed. A portion of the diaphragm member 2 that forms the wall surface of the ink introduction portion 14 has a plurality of penetrations that communicate the common liquid chamber 18 that is a common liquid reservoir formed in the frame member 5 described later and the ink introduction portion 14. A filter portion 25 having a hole 24 is provided.

この振動板部材2は、例えばNiのエレクトロフォーミング法(電鋳法)に形成することができる。振動板領域21の厚みは例えば3〜7μm、凸部22、厚肉部23の厚みは例えば10〜20μmとしている。Ni電鋳に代えて、例えば、厚さ5〜10μmのステンレス製の薄板で構成することもできる。   The diaphragm member 2 can be formed by, for example, an Ni electroforming method (electroforming method). The thickness of the diaphragm region 21 is, for example, 3 to 7 μm, and the thickness of the convex portion 22 and the thick portion 23 is, for example, 10 to 20 μm. Instead of Ni electroforming, for example, a stainless steel thin plate having a thickness of 5 to 10 μm may be used.

圧電アクチュエータ4は、ベース部材41上に1又は複数の圧電素子部材42を接合したもので、圧電素子部材42にはハーフカットダイシングなどによるスリット溝加工などで複数の櫛歯状に分割された駆動圧電素子柱51及び非駆動(ダミー)圧電素子柱52が形成されている。駆動圧電素子柱51は振動板部材2の振動板領域21の凸部22に接合され、また、非駆動圧電素子柱52は振動板部材2の圧力発生室12、12間に対応する厚肉部23に接合されている。なお、圧電素子部材42として、ここでは導電材料と圧電材料を積層して構成した積層型圧電素子部材を使用し、d33方向の変位を使用する構成としているが、d31方向の変位を使用する構成、または、少なくとも1層以上の圧電層を平板上に振動板部材2の振動板領域21上に配設したベンド歪型圧電素子を用いる構成とすることもできる。   The piezoelectric actuator 4 is formed by joining one or a plurality of piezoelectric element members 42 on a base member 41, and the piezoelectric element member 42 is divided into a plurality of comb teeth by slit groove processing by half-cut dicing or the like. A piezoelectric element column 51 and a non-driven (dummy) piezoelectric element column 52 are formed. The driving piezoelectric element column 51 is joined to the convex portion 22 of the diaphragm region 21 of the diaphragm member 2, and the non-driving piezoelectric element column 52 is a thick part corresponding to the pressure generation chambers 12, 12 of the diaphragm member 2. 23. Here, as the piezoelectric element member 42, a laminated piezoelectric element member constituted by laminating a conductive material and a piezoelectric material is used and a displacement in the d33 direction is used, but a displacement in the d31 direction is used. Alternatively, a configuration using a bend strain type piezoelectric element in which at least one or more piezoelectric layers are arranged on a flat plate on the vibration plate region 21 of the vibration plate member 2 may be used.

また、ここでは圧電アクチュエータを用いているが、サーマル型アクチュエータや静電型アクチュエータを用いる構成とすることもできる。   In addition, although a piezoelectric actuator is used here, a configuration using a thermal actuator or an electrostatic actuator may be used.

フレーム部材5は、流路ユニット3を保持するとともに、図示していないインクタンクからのインクを導入し貯留する共通液室18を形成し、内部に圧電アクチュエータ4が挿入されている。このフレーム部材5は、流路ユニット3の剛性よりは数倍高い剛性の部材となっている。例えば、金属を切削加工で形成したり、樹脂を溶解して形成するモールド工法によって形成されている。なお、流路ユニット3とフレーム部材5及びこれらを接合する接着剤は、インクと直接接触するのでインク内に含まれる溶剤等に溶けないよう十分耐え得る材料が選択されている。   The frame member 5 holds the flow path unit 3 and forms a common liquid chamber 18 for introducing and storing ink from an ink tank (not shown), and the piezoelectric actuator 4 is inserted therein. The frame member 5 is a member having a rigidity several times higher than the rigidity of the flow path unit 3. For example, it is formed by a molding method in which a metal is formed by cutting or a resin is dissolved. The flow path unit 3 and the frame member 5 and the adhesive for bonding them are selected from materials that can withstand enough not to dissolve in the solvent contained in the ink because they are in direct contact with the ink.

このように構成した液体吐出ヘッド10においては、例えば、圧電素子部材42の駆動圧電素子柱51に印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動圧電素子柱51が収縮し、振動板部材2の振動板領域21が変形して圧力発生室12の容積が膨張することで、圧力発生室12内にインクが流入し、その後、駆動圧電素子柱51に印加する電圧を上げて駆動圧電素子柱51を積層方向に伸長させ、振動板領域21をノズル穴11方向に変形させて圧力発生室12の容積を収縮させることにより、圧力発生室12内のインクが加圧され、ノズル穴11からインク滴が吐出される。   In the liquid ejection head 10 configured in this way, for example, the drive piezoelectric element column 51 contracts by lowering the voltage applied to the drive piezoelectric element column 51 of the piezoelectric element member 42 from the reference potential, and the vibration of the diaphragm member 2 As the plate region 21 is deformed and the volume of the pressure generating chamber 12 expands, the ink flows into the pressure generating chamber 12, and then the voltage applied to the driving piezoelectric element column 51 is increased to drive the driving piezoelectric element column 51. The ink in the pressure generation chamber 12 is pressurized by extending in the stacking direction and deforming the diaphragm region 21 in the direction of the nozzle hole 11 to contract the volume of the pressure generation chamber 12, and ink droplets are discharged from the nozzle hole 11. Discharged.

そして、駆動圧電素子柱51に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板領域21が初期位置に復元し、圧力発生室12が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室18から圧力発生室12内にインクが充填される。そこで、ノズル穴11のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。   Then, by returning the voltage applied to the drive piezoelectric element column 51 to the reference potential, the diaphragm region 21 is restored to the initial position, and the pressure generating chamber 12 expands to generate a negative pressure. At this time, the common liquid chamber From 18, the pressure generating chamber 12 is filled with ink. Therefore, after the vibration of the meniscus surface of the nozzle hole 11 is attenuated and stabilized, the operation proceeds to the next droplet discharge.

なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(引き−押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。   Note that the driving method of the head is not limited to the above example (drawing-pushing), and striking or pushing can be performed depending on the direction of the drive waveform.

このように、この液体吐出ヘッド10においては、1枚の金属材料からなる薄板を厚み方向に変形させて、流体抵抗部13から圧力発生室12を介してノズル穴11までのインク流路を一体で形成しているので、低コスト化を図れ、ヘッドの長尺化も容易になる。また、従来のようなプレス加工によって現れる流体抵抗部から圧力発生室を形成する流路穴の破断面にくらべ、液体に接する壁面を滑らかな面として形成することができ、インクがスムーズ(層流に近い状態)に流れ、気泡の排出性を向上させることができる。さらには、ノズル穴を有するノズル板と圧力発生室を有する流路板とを接着剤などで接合する必要もなくなり、接合によって生じる各部材間からの接着剤のはみ出しによるインクの流れの阻害による気泡排出性の低下、あるいは接着剤とインクとの濡れ性を悪くするようなことも解消され、組立工数も削減できる。   As described above, in the liquid discharge head 10, a thin plate made of a single metal material is deformed in the thickness direction, and the ink flow path from the fluid resistance portion 13 to the nozzle hole 11 through the pressure generation chamber 12 is integrated. Therefore, the cost can be reduced and the length of the head can be easily increased. In addition, the wall surface in contact with the liquid can be formed as a smooth surface compared to the fractured surface of the flow path hole that forms the pressure generating chamber from the fluid resistance portion that appears by conventional press working, and the ink is smooth (laminar flow) It is possible to improve the bubble discharge performance. Furthermore, it is no longer necessary to join the nozzle plate having the nozzle holes and the flow path plate having the pressure generating chamber with an adhesive or the like, and bubbles are generated due to the inhibition of the ink flow due to the protrusion of the adhesive between the members generated by the joining. It is possible to eliminate the deterioration of the discharge performance or the poor wettability between the adhesive and the ink, and the number of assembling steps can be reduced.

次に、上記第1実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第1実施形態について図3及び図4を参照して説明する。なお、図3は同実施形態における流路板の製造工程の説明に供する説明図、図4は同じくノズル穴開口工程の説明に供する説明図である。
流路板を製造する装置は、第1上型60及び第2上型65と下型70とを備えている。第1上型60は、圧力発生室12及び流体抵抗部13となる溝状窪み15を同時に形成するための図4に示すような圧力発生室12に対応する凸部分62aと流体抵抗部13に対応する凸部分62bからなる凸部62を有する圧力発生室用のパンチ61と、このパンチ61が上下に移動(スライド)するときのガイドとなるストリッパ63とを有している。なお、パンチ61は少なくとも1つあればよい。また、第1上型60と並列された第2上型65は、ノズル穴11の形状をしたノズル用パンチ66と、このパンチ66が上下に移動(スライド)するときのガイドとなるストリッパ67とを有している。
Next, a first embodiment of a method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming a flow path plate of the liquid discharge head according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the manufacturing process of the flow path plate in the embodiment, and FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the nozzle hole opening process.
The apparatus for manufacturing the flow path plate includes a first upper mold 60, a second upper mold 65, and a lower mold 70. The first upper mold 60 has a convex portion 62a corresponding to the pressure generation chamber 12 and the fluid resistance portion 13 as shown in FIG. 4 for simultaneously forming the groove 15 which becomes the pressure generation chamber 12 and the fluid resistance portion 13. It has a pressure generating chamber punch 61 having a convex portion 62 composed of a corresponding convex portion 62b, and a stripper 63 that serves as a guide when the punch 61 moves up and down (slides). Note that at least one punch 61 is sufficient. The second upper mold 65 arranged in parallel with the first upper mold 60 includes a nozzle punch 66 having the shape of the nozzle hole 11, and a stripper 67 serving as a guide when the punch 66 moves up and down (slides). have.

下型70は、第1上型60のパンチ61を受ける細長い溝部76が形成されるとともに、この溝部76の底部にはノズル穴11用の円筒形の凹部77が設けられ、溝部76はヘッド10の少なくとも1列分のノズル穴11に相当するだけの数を有するダイ構造となっている。   The lower die 70 is formed with an elongated groove 76 that receives the punch 61 of the first upper die 60, and a cylindrical recess 77 for the nozzle hole 11 is provided at the bottom of the groove 76. The die structure has a number corresponding to at least one row of nozzle holes 11.

そして、図3(a)に示すように、下型70の上に設置された金属材料からなる1枚の薄板(以下「ブランク材」という。)100は、上型60のストリッパ63によって固定される。この状態から、図3(b)に示すように、パンチ61が下方向(重力方向)にスライドし、パンチ61の凸部62によって下型70に設けられた溝部76内にブランク材100が押し込まれる。つまり、ここでは、いわゆる絞り加工法に類似するプレス加工を行う。ここまでの工程を第1工程とし、この工程によって、細長い溝状窪み15が形成されることで圧力発生室12と流体抵抗部13が同時に形成される。   Then, as shown in FIG. 3A, one thin plate (hereinafter referred to as “blank material”) 100 made of a metal material installed on the lower mold 70 is fixed by a stripper 63 of the upper mold 60. The From this state, as shown in FIG. 3B, the punch 61 slides downward (gravity direction), and the blank material 100 is pushed into the groove 76 provided in the lower mold 70 by the convex portion 62 of the punch 61. It is. That is, here, press working similar to the so-called drawing method is performed. The process up to this point is the first process, and by this process, the elongated groove-like recess 15 is formed, so that the pressure generating chamber 12 and the fluid resistance portion 13 are simultaneously formed.

ここで、ブランク材100としてはSUS材などの鋼材を用いることができる。たとえば、プレス加工の加工性、汎用性からSUS304H、SUS316L、SUS304−3/4H等が適している。さらに、テンションアニール処理が施されたSUS304H−TA材は、流路部材(ノズル板液室一体部材)と振動板部材の接合での加熱工程において変形しにくく、特に好ましい。   Here, a steel material such as a SUS material can be used as the blank material 100. For example, SUS304H, SUS316L, SUS304-3 / 4H, etc. are suitable because of press workability and versatility. Furthermore, the SUS304H-TA material that has been subjected to the tension annealing treatment is particularly preferable because it is unlikely to be deformed in the heating process in joining the flow path member (nozzle plate liquid chamber integrated member) and the vibration plate member.

その後、パンチ61が元の位置に戻され、ストリッパ62と共にブランク材100から離れ、図3(c)に示すように、次のプレス位置に移動する。この工程を数回繰り返し、最初に形成した溝状窪み15が、第2上型65にあるノズル穴11用パンチ66の直下に達する。ここで、図3(d)に示されるように、前記の第1工程で形成された溝状窪み15に第2上型65のノズル用パンチ66が、下型70の円筒形凹部77までに押し込まれる。この第2工程によって溝状窪み15の一端部側に内部にノズル開口穴11となる凹部101が形成されたノズル開口部102(図5参照)が形成される。なお、ここで、ノズル開口部とは、ノズル穴11が開口される部分の意味であり、ここではまだ開口していない。   Thereafter, the punch 61 is returned to the original position, is separated from the blank material 100 together with the stripper 62, and is moved to the next press position as shown in FIG. This process is repeated several times, and the groove-shaped depression 15 formed first reaches just below the nozzle hole 11 punch 66 in the second upper mold 65. Here, as shown in FIG. 3D, the nozzle punch 66 of the second upper die 65 is inserted into the groove-like recess 15 formed in the first step until the cylindrical recess 77 of the lower die 70. Pushed in. By this second step, a nozzle opening 102 (see FIG. 5) in which a recess 101 serving as a nozzle opening hole 11 is formed inside is formed on one end side of the groove-like recess 15. Here, the nozzle opening means a portion where the nozzle hole 11 is opened, and has not yet been opened here.

その後は、上述した図3(a)〜(d)に示す工程を繰り返すことによって、ヘッド10に必要な圧力発生室12と流体抵抗部13となる溝状窪み15とノズル開口部102が形成される。この段階でのブランク材100はノズル穴11として貫通されていない。   Thereafter, by repeating the steps shown in FIGS. 3A to 3D described above, the groove 15 and the nozzle opening 102 which are the pressure generating chamber 12 and the fluid resistance portion 13 necessary for the head 10 are formed. The The blank material 100 at this stage is not penetrated as the nozzle hole 11.

次いで、図5に示すように、プレス加工によって形成されたノズル穴11となる凹部101を有するノズル開口部102の先端部(図5でハッチング異ならせて図示している部分)を研磨除去することによってノズル穴11を開口する。この研磨工程(ノズル穴開口工程)を第3工程とする。この研磨工程では、ブランク材100を図示しない固定治具によって固定し、研磨用ラップフィルム111を押し当て部材112によってノズル開口部102の先端部に軽く押し当てながら、ラップフィルム111を矢示方向(ノズル穴11の並び方向)に往復移動しながらノズル開口部102の先端部を研磨して、ノズル穴11を開口させる。   Next, as shown in FIG. 5, the tip of the nozzle opening 102 having the recess 101 that becomes the nozzle hole 11 formed by pressing (the portion shown in FIG. 5 with different hatching) is removed by polishing. To open the nozzle hole 11. This polishing process (nozzle hole opening process) is defined as a third process. In this polishing step, the blank material 100 is fixed by a fixing jig (not shown), and the wrap film 111 is pressed in the direction indicated by the arrow (lightly pressed against the tip of the nozzle opening 102 by the pressing member 112). The nozzle hole 11 is opened by polishing the tip of the nozzle opening 102 while reciprocating in the direction in which the nozzle holes 11 are arranged.

このような第1ないし第3工程を経てノズル穴11が開口された圧力発生室12及び流体抵抗部13などを有する流路板1が得られる。なお、このようなプレス加工によって形成されたブランク材100(流路板1)は図5にも示すように波形状になる。   Through such first to third steps, the flow path plate 1 having the pressure generating chamber 12 having the nozzle hole 11 opened and the fluid resistance portion 13 is obtained. In addition, the blank material 100 (flow-path board 1) formed by such press work becomes a waveform as shown also in FIG.

さらに、図示しないが、流路板1の振動板部材2との接合面を研磨して平坦性を確保する。これにより、圧電アクチュエータ4を接合する場合に、均一に接合させることができ、ノズル穴間での滴速度、滴量のバラツキを低減できる。   Further, although not shown, the joining surface of the flow path plate 1 with the diaphragm member 2 is polished to ensure flatness. Thereby, when joining the piezoelectric actuator 4, it can join uniformly and can reduce the dispersion | variation in the droplet speed between droplet holes and the amount of droplets.

そして、流路板1と振動板部材2とを接合し、圧電アクチュエータ4及びフレーム部材5を接合して前述した液体吐出ヘッド10を得る。   Then, the flow path plate 1 and the vibration plate member 2 are joined, and the piezoelectric actuator 4 and the frame member 5 are joined to obtain the liquid discharge head 10 described above.

なお、上型60のパンチ61とこれに対応した下型70の溝部76とのクリアランスは、少なくともブランク材100の板厚より大きいことが好ましい。これは、上型60の送り精度だけを高精度に順送りすることのみで下型70の溝部76の位置を比較的ラフな精度しても良いので、金型コストを低減させることができる。このような金型構成の場合、ブランク材100と下型70は固定され、第1上型60と第2上型65のみが移動する構成である。ブランク材100の下型70への固定方法は、特に限定されるものではなく、下型70に設けられたピンなどによって位置決めされる程度であっても良い。   The clearance between the punch 61 of the upper mold 60 and the corresponding groove 76 of the lower mold 70 is preferably at least larger than the thickness of the blank material 100. This is because the position of the groove portion 76 of the lower die 70 may be relatively rough by simply feeding the upper die 60 with high accuracy, so that the die cost can be reduced. In the case of such a mold configuration, the blank material 100 and the lower mold 70 are fixed, and only the first upper mold 60 and the second upper mold 65 move. The method for fixing the blank material 100 to the lower mold 70 is not particularly limited, and may be such that it is positioned by pins or the like provided on the lower mold 70.

また、ノズル面に凹凸が形成されていることによって、ノズル面の清掃時に行われるワイピングを実施したとき、凸部でワイパー部材の付着インクがかきとられて凹部に貯留され、次のノズルをワイピングするときに清浄化されたワイパー部材で接触することができ、ノズル近傍のインクを除去しやすい。また、それによってノズル部に異物を付着させない効果がある。この場合、図示しないが、ノズル面に形成された凹部に溜まったインクを溝後端部、例えば、図1に示す共通液室18側の位置に前記凹部に接触するようにインク吸引機構を設けることで除去可能となる。   Also, because the nozzle surface is uneven, when wiping is performed when cleaning the nozzle surface, the ink adhering to the wiper member is wiped off at the convex portion and stored in the concave portion, and the next nozzle is wiped In this case, it is possible to make contact with the cleaned wiper member, and it is easy to remove ink near the nozzle. This also has the effect of preventing foreign matter from adhering to the nozzle portion. In this case, although not shown, an ink suction mechanism is provided so that the ink accumulated in the recess formed on the nozzle surface comes into contact with the recess at the rear end of the groove, for example, at the common liquid chamber 18 side shown in FIG. Can be removed.

次に、上記第1実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第2実施形態について図6を参照して説明する。なお、図6は同実施形態における流路板の製造工程の説明に供する説明図である。
ここでは、下型70は、ダイ71aに対して溝部76及び凹部77を形成したダイ71bが図5で上下方向(矢示方向)に移動するように、ダイ71aとダイ71bとを分離するような金型構成としている。このようにすることで、上型60と下型70を完全に一対の金型構造とすることができる。ここで、下型70のダイ71bは、第1上型60によって押出された圧力発生室12となる部分との干渉を避けるためにダイ71b側を凹ますような構成とすることが好ましい。
Next, a second embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 6 is explanatory drawing with which it uses for description of the manufacturing process of the flow-path board in the embodiment.
Here, the lower mold 70 separates the die 71a and the die 71b so that the die 71b in which the groove portion 76 and the concave portion 77 are formed with respect to the die 71a moves in the vertical direction (arrow direction) in FIG. It has a simple mold configuration. By doing in this way, the upper mold | type 60 and the lower mold | type 70 can be made into a pair of metal mold | die structure completely. Here, it is preferable that the die 71b of the lower die 70 is configured such that the die 71b side is recessed in order to avoid interference with a portion that becomes the pressure generating chamber 12 extruded by the first upper die 60.

この実施形態においても、流路板1の製造工程は前述した実施形態と同様に第1ないし第3工程で行う。つまり、まず、第1工程では、図6(a)の状態から図6(b)に示すように、第1上型60によって圧力発生室12及び流体抵抗部13となる細長い溝状窪み15を形成する。次に、図6(c)に示すように、第1上型60が上方向にスライドし、第2上型65が、下型70のダイ72に対向する位置に移動する。そして、第2工程では、図6(d)に示すように、ノズル用パンチ66が下方に移動してきて下型70のダイ72の溝部76に設けられた凹部77に押し込まれる。これによって、ノズル穴11となる凹部が形成されたノズル開口部102が形成される。この動作を連続的に繰り返すことで、ノズル穴11が貫通する前のブランク材100を製作することができる。   Also in this embodiment, the manufacturing process of the flow path plate 1 is performed in the first to third steps as in the above-described embodiment. That is, first, in the first step, as shown in FIG. 6B from the state of FIG. 6A, the elongated groove-like recess 15 that becomes the pressure generation chamber 12 and the fluid resistance portion 13 is formed by the first upper mold 60. Form. Next, as shown in FIG. 6C, the first upper mold 60 slides upward, and the second upper mold 65 moves to a position facing the die 72 of the lower mold 70. In the second step, as shown in FIG. 6D, the nozzle punch 66 moves downward and is pushed into the recess 77 provided in the groove 76 of the die 72 of the lower mold 70. As a result, a nozzle opening 102 in which a recess that becomes the nozzle hole 11 is formed is formed. By repeating this operation continuously, the blank material 100 before the nozzle hole 11 penetrates can be manufactured.

その後、前記第1実施形態と同様に、研磨工程にてノズル開口部102のノズル穴11を開口する。   Thereafter, similarly to the first embodiment, the nozzle hole 11 of the nozzle opening 102 is opened in the polishing process.

この実施形態のような金型構成とすることによって金型全体を小型化することができる。   By using the mold configuration as in this embodiment, the entire mold can be reduced in size.

次に、上記第1実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第3実施形態について説明する。
上述した第1、第2実施形態においては、圧力発生室12となる溝状窪み15をノズル穴11用のノズル開口部102を形成する工程よりも先に形成しているが、この場合、ノズル穴用のパンチ66を押し込むストローク量が長くなる。
Next, a third embodiment of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the first embodiment will be described.
In the first and second embodiments described above, the groove-like recess 15 that becomes the pressure generating chamber 12 is formed prior to the step of forming the nozzle opening 102 for the nozzle hole 11, but in this case, the nozzle The stroke amount for pushing the hole punch 66 becomes longer.

そこで、この第3実施形態では、前記第1、第2実施形態の第2工程である、例えば図3(c)、図6(c)に示す工程であるノズル穴のパンチ工程を第1工程とし、必要なノズル穴11に相当するノズル開口部102を先に形成する。次に、第2工程として、図5で説明したように先にパンチ66によって形成されたノズル開口部102の先端部を研磨してノズル穴11を開口する。この研磨工程によって、ブランク材100は、再び平坦な板となる。そして、最後の第3工程として、圧力発生室12及び流体抵抗部13などとなる溝状窪み15を形成する(例えば、図3(d)や図6(d)の工程)。この場合、第1工程での上型と下型、第2工程での上型と下型は、それぞれ専用に一対を設けることになる。   Accordingly, in the third embodiment, the nozzle hole punching process, which is the second process of the first and second embodiments, for example, the process shown in FIGS. 3C and 6C, is performed as the first process. The nozzle opening 102 corresponding to the necessary nozzle hole 11 is formed first. Next, as a second step, the nozzle hole 11 is opened by polishing the tip of the nozzle opening 102 previously formed by the punch 66 as described in FIG. By this polishing process, the blank material 100 becomes a flat plate again. Then, as a final third step, a groove-like recess 15 that becomes the pressure generation chamber 12 and the fluid resistance portion 13 is formed (for example, the steps of FIG. 3D and FIG. 6D). In this case, an upper mold and a lower mold in the first process and a pair of the upper mold and the lower mold in the second process are provided for exclusive use.

次に、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7を参照して説明する。なお、図7は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この液体吐出ヘッドの流路板1は、プレス加工法の一つであるハーフピアス加工法によって形成している。つまり、圧力発生室12を形成した後に、鍛造法によってノズル穴11を形成している。この場合、圧力発生室12は断面略四角形状となり、かつ、ノズル穴11の面をほぼ平坦にすることができる。このように構成しても、前記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Next, a second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory sectional view taken along the nozzle arrangement direction of the head.
The flow path plate 1 of the liquid discharge head is formed by a half piercing method which is one of press processing methods. That is, after forming the pressure generating chamber 12, the nozzle hole 11 is formed by a forging method. In this case, the pressure generating chamber 12 has a substantially square cross section, and the surface of the nozzle hole 11 can be made substantially flat. Even if comprised in this way, the effect similar to the said 1st Embodiment can be acquired.

次に、上記第2実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の第4実施形態について図8ないし10を参照して説明する。
先ず、製造装置は、第1上型80と下型90を有している。第1上型80は、圧力発生室12及び流体抵抗部13となる溝状窪み15を同時に形成するための凸部82を有する圧力発生室用パンチ81と、このパンチ81が上下にスライドするときのガイドとなるストリッパ83とを有している。なお、パンチ81は少なくとも1つがあればよい。下型90は、パンチ81を受ける凹部96を少なくともヘッドのノズル穴11と同数有するダイ構造となっている。凹部96は細長い溝形状となっている。
Next, a fourth embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head of the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the manufacturing apparatus has a first upper mold 80 and a lower mold 90. The first upper die 80 includes a pressure generating chamber punch 81 having a convex portion 82 for simultaneously forming the pressure generating chamber 12 and the groove-like recess 15 that becomes the fluid resistance portion 13, and the punch 81 slides up and down. And a stripper 83 serving as a guide. Note that at least one punch 81 is sufficient. The lower mold 90 has a die structure having at least the same number of recesses 96 that receive the punch 81 as the nozzle holes 11 of the head. The recess 96 has an elongated groove shape.

そして、図8(a)に示すように、下型90上に設置されたブランク材110は、上型80のストリッパ83によって固定される。この状態からパンチ81が下方にスライドし、図8(b)に示すように、下型90に設けられた凹部96内にブランク材100が押し込まれる。このとき、押し込まれる量がブランク材100の板厚よりは少ない量になる位置でパンチ81の押し込みを止める。また、パンチ81と凹部96とのクリアランスは、前記第1実施形態とは異なり板厚以下であり、例えば、3μm程度の隙間である。ここまでの工程を第1工程とし、この第1工程によって、圧力発生室12と流体抵抗部13となる細長い溝状窪み15が同時に形成される。   Then, as shown in FIG. 8A, the blank material 110 installed on the lower mold 90 is fixed by the stripper 83 of the upper mold 80. From this state, the punch 81 slides downward, and the blank material 100 is pushed into the recess 96 provided in the lower mold 90 as shown in FIG. At this time, the pressing of the punch 81 is stopped at a position where the amount to be pressed is smaller than the thickness of the blank material 100. Further, unlike the first embodiment, the clearance between the punch 81 and the recess 96 is equal to or less than the plate thickness, for example, a gap of about 3 μm. The process up to here is referred to as a first process, and by this first process, the elongated groove-like recess 15 that becomes the pressure generating chamber 12 and the fluid resistance portion 13 is simultaneously formed.

その後、パンチ81が戻され、ストリッパ82と共にブランク材110から離れて、図8(c)に示すように、次のプレス位置に移動し、再度パンチ81が押し込まれる。この図8(a)から図8(c)までのプレス加工を繰り返すことによって、ヘッドに必要な圧力発生室12及び流体抵抗部13などを形成する溝状窪み15が形成される。この状態でのブランク材110は、圧力発生室12側の凹部(溝状窪み15)とノズル穴11の面となる凸部103が形成されている状態であって、ノズル穴11は形成されていない。   Thereafter, the punch 81 is returned, moves away from the blank material 110 together with the stripper 82, moves to the next press position as shown in FIG. 8C, and the punch 81 is pushed in again. By repeating the press processing from FIG. 8A to FIG. 8C, a groove-like recess 15 that forms the pressure generating chamber 12 and the fluid resistance portion 13 necessary for the head is formed. The blank material 110 in this state is in a state in which a concave portion (groove-shaped depression 15) on the pressure generating chamber 12 side and a convex portion 103 that becomes the surface of the nozzle hole 11 are formed, and the nozzle hole 11 is not formed. Absent.

次に、上述したプレス加工によって形成された凹部(溝状窪み15)と凸部103のうちの凸部分103a(ブランク材110の表面から突出した部分)のみを研磨する。研磨方法は、前記図5に示す方法と同様であって、その概要を図9(a)に示している。すなわち、前記のプレス加工によって加工されたブランク材100の凸部分103a面にラップフィルム111を接触させる。このとき、押し当て部材112によってラップフィルム111を軽く押し当てられ、かつノズル穴11の列方向(図示矢印方向)に往復動作をしながら研磨する。これによって、次の工程で加工されるノズル穴11の面をほぼ平坦に仕上げる。この工程を第2工程とする。   Next, only the concave portion (groove-like depression 15) formed by the above-described press working and the convex portion 103a (the portion protruding from the surface of the blank material 110) of the convex portion 103 are polished. The polishing method is the same as the method shown in FIG. 5, and its outline is shown in FIG. That is, the wrap film 111 is brought into contact with the surface of the convex portion 103a of the blank material 100 processed by the press processing. At this time, the wrap film 111 is lightly pressed by the pressing member 112 and polished while reciprocating in the row direction of the nozzle holes 11 (arrow direction in the drawing). Thereby, the surface of the nozzle hole 11 to be processed in the next step is finished almost flat. This step is referred to as the second step.

この工程によって図9(b)に示す圧力発生室12に対応した薄肉部104が形成され、ノズル板に相当する部材が一体となったブランク材110が得られる。   Through this process, a thin portion 104 corresponding to the pressure generation chamber 12 shown in FIG. 9B is formed, and a blank material 110 in which members corresponding to the nozzle plate are integrated is obtained.

次に、前記薄肉部104には、ノズル穴11となる突起部を、鍛造法を利用したプレス技術によって形成する。図10に示すように、ノズル穴加工用パンチ61と、ダイ92a及び溝97を有するダイ92bからなる下型91によって、前述した図6(c)及び(d)と類似の方法で加工することができる。これを第3工程とする。その後、図5に示す方法によって前記突起部を研磨する第4工程によって、ノズル穴11が圧力発生室12と一体に形成された流路板1が得られる。   Next, the thin-walled portion 104 is formed with a projection that becomes the nozzle hole 11 by a pressing technique using a forging method. As shown in FIG. 10, processing is performed in a manner similar to that of FIGS. 6C and 6D described above, using a nozzle 61 for punching a nozzle hole and a lower die 91 having a die 92 a and a die 92 b having a groove 97. Can do. This is the third step. Thereafter, the flow path plate 1 in which the nozzle holes 11 are integrally formed with the pressure generating chamber 12 is obtained by a fourth step of polishing the protrusions by the method shown in FIG.

次に、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11及び図12を参照して説明する。なお、図11は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図12は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
本実施形態では、前記各実施形態における流路板の溝状窪み15と異なる形状の溝状窪み115を有する流路板を用いている。なお、その他の構成は前記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
Next, a third embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 11 is a cross-sectional explanatory diagram along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head, and FIG. 12 is a cross-sectional explanatory diagram along the nozzle arrangement direction of the head.
In the present embodiment, a flow path plate having a groove-shaped recess 115 having a shape different from the groove-shaped recess 15 of the flow path plate in each of the above embodiments is used. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

すなわち、流路板1は、前記各実施形態と同様に、1枚の金属材料からなる薄板から、液滴を吐出する複数のノズル穴11と、各ノズル穴11が連通する個別流路である圧力発生室12と、圧力発生室12にインクを供給する流体抵抗部13と、流体抵抗部13へのインク導入部14とが形成されている。   That is, the channel plate 1 is an individual channel in which each nozzle hole 11 communicates with a plurality of nozzle holes 11 for discharging droplets from a single thin plate made of a metal material, as in the above embodiments. A pressure generation chamber 12, a fluid resistance portion 13 that supplies ink to the pressure generation chamber 12, and an ink introduction portion 14 to the fluid resistance portion 13 are formed.

ここで、流路板1の圧力発生室12は、薄板から形成された溝状窪み115で形成され、この溝状窪み115の長手方向の一端にノズル穴11が形成され、溝状窪み115の長手方向の他端側に流体抵抗部13及び流体抵抗部13の更に他端側にインク導入部14が形成され、これらの圧力発生室12、ノズル穴11、流体抵抗部13、インク導入部14は薄板を厚み方向に変形させて形成されている。   Here, the pressure generation chamber 12 of the flow path plate 1 is formed by a groove-like recess 115 formed of a thin plate, and a nozzle hole 11 is formed at one end in the longitudinal direction of the groove-like recess 115, so that the groove-like recess 115 A fluid resistance portion 13 is formed on the other end side in the longitudinal direction, and an ink introduction portion 14 is formed on the other end side of the fluid resistance portion 13, and the pressure generating chamber 12, the nozzle hole 11, the fluid resistance portion 13, and the ink introduction portion 14. Is formed by deforming a thin plate in the thickness direction.

この流路板1は、例えば鍛造プレス加工法によって形成し、流路板1の断面は、図12に示すように、連続した凹凸形状となり、溝状窪み115である凹部が圧力発生室12と流体抵抗部13及びインク導入部14となり、凸部がそれぞれの隔壁16となる。   The flow path plate 1 is formed by, for example, a forging press working method, and the cross section of the flow path plate 1 has a continuous concavo-convex shape as shown in FIG. The fluid resistance portion 13 and the ink introduction portion 14 are formed, and the convex portions are the respective partition walls 16.

そして、流路板1は、図13及び図14にも示すように、供給路(流路)の入口部分であるインク導入路14からノズル穴11に至るまでの流路の壁面のうち、アクチュエータ手段が配置される側の壁面、すなわち振動板部材2で形成されている壁面以外の壁面31a〜31dは、常にノズル面11aに対して傾きを有し連続的に変化する傾斜面である。つまり、流路板1は液室12にインクを供給する供給口部からノズル穴11に至るまで壁面の接線方向がノズル面11aに対し常に傾きを持ち、ノズル面11aと平行になることなく連続的に緩やかに変化する形状となっている。   As shown in FIGS. 13 and 14, the flow path plate 1 includes an actuator among the wall surfaces of the flow path from the ink introduction path 14 that is the inlet portion of the supply path (flow path) to the nozzle hole 11. Wall surfaces 31a to 31d other than the wall surface on the side where the means is arranged, that is, the wall surface formed by the diaphragm member 2, are inclined surfaces that always have an inclination with respect to the nozzle surface 11a and continuously change. That is, the flow path plate 1 has a tangential direction of the wall surface always inclined with respect to the nozzle surface 11a from the supply port for supplying ink to the liquid chamber 12 to the nozzle hole 11, and is continuous without being parallel to the nozzle surface 11a. The shape gradually changes.

このように、インク導入路14からノズル穴11に至るまでの流路の壁面のうちアクチュエータ手段が配置される側の壁面は常にノズル面11aに対して傾きを有し連続的に変化する傾斜面であることから、気泡排出性に富み、インクの滞留が発生しにくくなる。また、インクの流れを妨げる対向面がないこと、液室形状がノズル面方向に絞った形状であることから、インクの流れをノズルへ集中させることができ、エネルギー損失を抑え、高効率な滴吐出を行うことができる。   As described above, the wall surface on the side where the actuator means is arranged among the wall surfaces of the flow path from the ink introduction path 14 to the nozzle hole 11 is always inclined with respect to the nozzle surface 11a and continuously changes. Therefore, it is rich in bubble discharge properties and ink retention is less likely to occur. In addition, since there is no opposing surface that obstructs the ink flow, and the liquid chamber shape is constricted in the nozzle surface direction, the ink flow can be concentrated on the nozzle, energy loss is suppressed, and highly efficient droplets are suppressed. Discharging can be performed.

この場合、特に図13における断面積S1、S2、S1−S2間距離Lの関係が、(S2-S1)/L≦0.18であることがインクの滞留を防止し、気泡排出性を高めるには好ましいことが実験の結果確認された。   In this case, in particular, the relationship of the distance L between the cross-sectional areas S1, S2, and S1-S2 in FIG. 13 is (S2-S1) /L≦0.18 to prevent ink stagnation and improve bubble discharge performance. It was confirmed as a result of the experiment that this is preferable.

次に、上記第3実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第5実施形態について図15及び図16を参照して説明する。なお、図15は同実施形態における流路板の製造工程の説明に供する断面説明図、図16は同じくノズル穴開口工程の説明に供する断面説明図である。
流路板を製造する装置は、第1上型160及び第2上型165と下型170とを備えている。第1上型160は、圧力発生室12及び流体抵抗部13となる溝状窪み115を同時に形成するための凸部162を有する圧力発生室用のパンチ161と、このパンチ161が上下に移動(スライド)するときのガイドとなるストリッパ163とを有している。なお、パンチ161は少なくとも1つあればよい。また、第1上型160と並列された第2上型165は、ノズル穴11の形状をしたノズル用パンチ166と、このパンチ166が上下に移動(スライド)するときのガイドとなるストリッパ167とを有している。
Next, a fifth embodiment of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 15 is a cross-sectional explanatory view for explaining the manufacturing process of the flow path plate in the embodiment, and FIG. 16 is a cross-sectional explanatory view for explaining the nozzle hole opening step.
The apparatus for manufacturing the flow path plate includes a first upper mold 160, a second upper mold 165, and a lower mold 170. The first upper mold 160 includes a pressure generating chamber punch 161 having a convex portion 162 for simultaneously forming the pressure generating chamber 12 and the groove-like recess 115 to be the fluid resistance portion 13, and the punch 161 moves up and down ( And a stripper 163 serving as a guide when sliding). Note that at least one punch 161 is sufficient. The second upper mold 165 arranged in parallel with the first upper mold 160 includes a nozzle punch 166 having the shape of the nozzle hole 11, and a stripper 167 serving as a guide when the punch 166 moves (slides) up and down. have.

ここで、第1上型160のパンチ161の凸部162の形状及び第2上型165のパンチ166の先端形状は、供給路(流路)の入口部分であるインク導入路14からノズル穴11に至るまでの流路の壁面のうちノズル面11aに向かって連続的に変化する傾斜面を形成する形状、すなわち、圧力発生室12にインクを供給する供給口部からノズル穴11に至るまで壁面の接線方向がノズル面11aに対し常に傾きを持ち、ノズル面11aと平行になることなく連続的に緩やかに変化する形状に形成する形状となっている。   Here, the shape of the convex portion 162 of the punch 161 of the first upper mold 160 and the tip shape of the punch 166 of the second upper mold 165 are determined from the ink introduction path 14 which is the inlet portion of the supply path (flow path) to the nozzle hole 11. Of the wall surface of the flow path leading to the nozzle surface 11a, a shape that forms an inclined surface that continuously changes toward the nozzle surface 11a, that is, the wall surface from the supply port for supplying ink to the pressure generating chamber 12 to the nozzle hole 11 The tangential direction is always inclined with respect to the nozzle surface 11a, and is formed in a shape that continuously and gently changes without being parallel to the nozzle surface 11a.

下型170は、第1上型160のパンチ161を受ける細長い溝部176が形成されるとともに、この溝部176の底部にはノズル穴11用の円筒形の凹部177が設けられ、溝部176はヘッドの少なくとも1列分のノズル穴11に相当するだけの数を有するダイ構造となっている。   The lower mold 170 is formed with an elongated groove 176 for receiving the punch 161 of the first upper mold 160, and a cylindrical recess 177 for the nozzle hole 11 is provided at the bottom of the groove 176, and the groove 176 is formed on the head. The die structure has a number corresponding to at least one row of nozzle holes 11.

そして、図15(a)に示すように、下型170の上に設置された金属材料からなる1枚の薄板(以下「ブランク材」という。)150は、上型160のストリッパ163によって固定される。この状態から、図15(b)に示すように、パンチ161が下方向(重力方向)にスライドし、パンチ161の凸部162によって下型170に設けられた溝部176内にブランク材150が押し込まれる。つまり、ここでは、いわゆる絞り加工法に類似するプレス加工を行う。ここまでの工程を第1工程とし、この工程によって、細長い溝状窪み115が形成されることで圧力発生室12と流体抵抗部13、ノズル導入部114が同時に形成される。   Then, as shown in FIG. 15A, one thin plate (hereinafter referred to as “blank material”) 150 made of a metal material installed on the lower mold 170 is fixed by a stripper 163 of the upper mold 160. The From this state, as shown in FIG. 15B, the punch 161 slides downward (gravity direction), and the blank material 150 is pushed into the groove 176 provided in the lower mold 170 by the convex portion 162 of the punch 161. It is. That is, here, press working similar to the so-called drawing method is performed. The process up to this point is the first process, and by this process, the elongated groove-like depression 115 is formed, so that the pressure generating chamber 12, the fluid resistance part 13, and the nozzle introduction part 114 are simultaneously formed.

その後、パンチ161が元の位置に戻され、ストリッパ162と共にブランク材150から離れ、図15(c)に示すように、次のプレス位置に移動する。この工程を数回繰り返し、最初に形成した溝状窪み115が、第2上型165にあるノズル穴11用パンチ166の直下に達する。ここで、図15(d)に示されるように、前記の第1工程で形成された溝状窪み115に第2上型165のノズル用パンチ166が、下型170の円筒形凹部177までに押し込まれる。この第2工程によって溝状窪み115の一端部側に内部にノズル穴11となる凹部151が形成されたノズル開口部152(図16参照)が形成される。なお、ここで、ノズル開口部とは、ノズル穴11が開口される部分の意味である。   After that, the punch 161 is returned to the original position, separated from the blank material 150 together with the stripper 162, and moved to the next press position as shown in FIG. This process is repeated several times, and the groove-shaped recess 115 formed first reaches just below the nozzle hole 11 punch 166 in the second upper die 165. Here, as shown in FIG. 15 (d), the nozzle punch 166 of the second upper mold 165 is inserted into the groove-shaped recess 115 formed in the first step until the cylindrical recess 177 of the lower mold 170. Pushed in. By this second step, a nozzle opening 152 (see FIG. 16) in which a recess 151 that becomes the nozzle hole 11 is formed inside is formed on one end side of the groove-like recess 115. Here, the nozzle opening means a portion where the nozzle hole 11 is opened.

その後は、上述した図15(a)〜(d)に示す工程を繰り返すことによって、ヘッドに必要な圧力発生室12と流体抵抗部13およびインク導入部114となる溝状窪み115とノズル開口部152が形成される。この段階でのブランク材150はノズル穴11として貫通されていない。   Thereafter, by repeating the steps shown in FIGS. 15A to 15D, the pressure generating chamber 12 required for the head, the fluid resistance portion 13, and the groove-like recess 115 serving as the ink introduction portion 114, and the nozzle opening portion. 152 is formed. The blank material 150 at this stage is not penetrated as the nozzle hole 11.

次いで、図16に示すように、プレス加工によって形成されたノズル穴11となる凹部151を有するノズル開口部152の先端部(図16でハッチング異ならせて図示している部分)を研磨除去することによってノズル穴11を開口する。この研磨工程(ノズル穴開口工程)を第3工程とする。この研磨工程では、ブランク材150を図示しない固定治具によって固定し、研磨用ラップフィルム155を押し当て部材152によってノズル開口部152の先端部に軽く押し当てながら、ラップフィルム155を矢示方向(ノズル穴11の並び方向)に往復移動しながらノズル開口部152の先端部を研磨して、ノズル穴11を開口させる。   Next, as shown in FIG. 16, the tip of the nozzle opening 152 having a recess 151 that becomes the nozzle hole 11 formed by pressing (the portion shown in FIG. 16 with different hatching) is removed by polishing. To open the nozzle hole 11. This polishing process (nozzle hole opening process) is defined as a third process. In this polishing step, the blank material 150 is fixed by a fixing jig (not shown), and the wrap film 155 is pressed in the direction indicated by the arrow while the polishing wrap film 155 is lightly pressed against the tip of the nozzle opening 152 by the pressing member 152. The nozzle hole 11 is opened by polishing the tip of the nozzle opening 152 while reciprocating in the direction in which the nozzle holes 11 are arranged.

このような第1ないし第3工程を経てノズル穴11が開口された圧力発生室12及び流体抵抗部13などを有する流路板1が得られる。なお、このようなプレス加工によって形成されたブランク材150(流路板1)は図16にも示すように波形状になる。   Through such first to third steps, the flow path plate 1 having the pressure generating chamber 12 having the nozzle hole 11 opened and the fluid resistance portion 13 is obtained. In addition, the blank material 150 (flow-path board 1) formed by such press work becomes a waveform as shown also in FIG.

さらに、図示しないが、流路板1の振動板部材2との接合面を研磨して平坦性を確保する。これにより、圧電アクチュエータ4を接合する場合に、均一に接合させることができ、ノズル穴間での滴速度、滴量のバラツキを低減できる。   Further, although not shown, the joining surface of the flow path plate 1 with the diaphragm member 2 is polished to ensure flatness. Thereby, when joining the piezoelectric actuator 4, it can join uniformly and can reduce the dispersion | variation in the droplet speed between droplet holes and the amount of droplets.

そして、流路板1と振動板部材2とを接合し、圧電アクチュエータ4及びフレーム部材5を接合して前述した液体吐出ヘッドを得る。   Then, the flow path plate 1 and the vibration plate member 2 are joined, and the piezoelectric actuator 4 and the frame member 5 are joined to obtain the liquid discharge head described above.

なお、上型160のパンチ161とこれに対応した下型170の溝部176とのクリアランスは、少なくともブランク材150の板厚より大きいことが好ましい。これは、上型160の送り精度だけを高精度に順送りすることのみで下型170の溝部176の位置を比較的ラフな精度しても良いので、金型コストを低減させることができる。このような金型構成の場合、ブランク材150と下型170は固定され、第1上型160と第2上型165のみが移動する構成である。ブランク材150の下型170への固定方法は、特に限定されるものではなく、下型170に設けられたピンなどによって位置決めされる程度であっても良い。   The clearance between the punch 161 of the upper mold 160 and the corresponding groove 176 of the lower mold 170 is preferably at least larger than the plate thickness of the blank material 150. This is because the position of the groove 176 of the lower die 170 may be relatively rough by simply feeding only the feeding accuracy of the upper die 160 with high accuracy, so that the die cost can be reduced. In the case of such a mold configuration, the blank material 150 and the lower mold 170 are fixed, and only the first upper mold 160 and the second upper mold 165 move. The method for fixing the blank material 150 to the lower mold 170 is not particularly limited, and may be such that the blank material 150 is positioned by a pin or the like provided on the lower mold 170.

次に、上記第3実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第6実施形態について図17を参照して説明する。なお、図17は同実施形態における流路板の製造工程の説明に供する断面説明図である。
ここでは、下型170には溝部176及び凹部177を形成したダイ172を上下方向に移動可能に配置して、上型160、165と下型170とを一対の金型構造とし、金型の小型化を図っている。
Next, a sixth embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 17 is sectional explanatory drawing with which it uses for description of the manufacturing process of the flow-path board in the same embodiment.
Here, a die 172 having a groove 176 and a recess 177 is movably disposed in the lower mold 170 so that the upper mold 160, 165 and the lower mold 170 are a pair of mold structures. The size is reduced.

この実施形態においても、流路板1の製造工程は前述した第5実施形態と同様に第1ないし第3工程で行う。つまり、まず、第1工程では、図17(a)の状態から図17(b)に示すように、上型160によって圧力発生室12及び流体抵抗部13、インク導入部14となる細長い溝状窪み115を形成する。次に、図17(c)に示すように、第1上型160が上方向にスライドし、第2上型165が、下型170のダイ172に対向する位置に移動する。そして、第2工程では、図17(d)に示すように、ノズル用パンチ166が下方に移動してきて下型170のダイ172の溝部176に設けられた凹部177に押し込まれる。これによって、ノズル穴11となる凹部が形成されたノズル開口部152が形成される。この動作を連続的に繰り返すことで、ノズル穴11が貫通する前のブランク材150を製作することができる。   Also in this embodiment, the manufacturing process of the flow path plate 1 is performed in the first to third processes as in the fifth embodiment described above. That is, first, in the first step, as shown in FIG. 17B from the state of FIG. 17A, the upper mold 160 serves as the pressure generating chamber 12, the fluid resistance portion 13, and the ink introduction portion 14. A recess 115 is formed. Next, as shown in FIG. 17C, the first upper mold 160 slides upward, and the second upper mold 165 moves to a position facing the die 172 of the lower mold 170. In the second step, as shown in FIG. 17D, the nozzle punch 166 moves downward and is pushed into the recess 177 provided in the groove 176 of the die 172 of the lower mold 170. As a result, a nozzle opening 152 in which a recess that becomes the nozzle hole 11 is formed is formed. By repeating this operation continuously, the blank material 150 before the nozzle hole 11 penetrates can be manufactured.

その後、前記第5実施形態と同様に、研磨工程にてノズル開口部102のノズル穴11を開口する。   Thereafter, as in the fifth embodiment, the nozzle holes 11 of the nozzle openings 102 are opened in the polishing process.

次に、上記第3実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第7実施形態について説明する。
上述した第5、第6実施形態においては、圧力発生室12となる溝状窪み115をノズル穴11用のノズル開口部152を形成する工程よりも先に形成しているが、この場合、ノズル穴用のパンチ166を押し込むストローク量が長くなる。
Next, a description will be given of a seventh embodiment of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the third embodiment.
In the fifth and sixth embodiments described above, the groove-like depression 115 that becomes the pressure generating chamber 12 is formed prior to the step of forming the nozzle opening 152 for the nozzle hole 11. The stroke amount for pushing the hole punch 166 becomes longer.

そこで、この第6実施形態では、前記第5、第6実施形態の第2工程である、例えば図15(d)、図17(d)に示す工程であるノズル穴のパンチ工程を第1工程とし、必要なノズル穴11に相当するノズル開口部152を先に形成する。次に、第2工程として、図16で説明したように先にパンチ166によって形成されたノズル開口部152の先端部を研磨してノズル穴11を開口する。この研磨工程によって、ブランク材150は、再び平坦な板となる。そして、最後の第3工程として、圧力発生室12及び流体抵抗部13などとなる溝状窪み115を形成する(例えば、図15(b)や図17(b)の工程)。この場合、第1工程での上型と下型、第2工程での上型と下型は、それぞれ専用に一対を設けることになる。   Therefore, in the sixth embodiment, the nozzle hole punching process, which is the second process of the fifth and sixth embodiments, for example, the process shown in FIGS. 15D and 17D, is performed as the first process. The nozzle opening 152 corresponding to the necessary nozzle hole 11 is formed first. Next, as described in FIG. 16, the nozzle hole 11 is opened by polishing the tip of the nozzle opening 152 previously formed by the punch 166 as described in FIG. 16. By this polishing process, the blank material 150 becomes a flat plate again. Then, as a final third step, a groove-like recess 115 that becomes the pressure generation chamber 12 and the fluid resistance portion 13 is formed (for example, the steps of FIGS. 15B and 17B). In this case, an upper mold and a lower mold in the first process and a pair of the upper mold and the lower mold in the second process are provided for exclusive use.

次に、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18を参照して説明する。なお、図18は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この液体吐出ヘッドの流路板1は、プレス加工法の一つであるハーフピアス加工法によって形成している。つまり、圧力発生室12を形成した後に、鍛造法によってノズル穴11を形成している。このように構成しても、前記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Next, a fourth embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction of the head.
The flow path plate 1 of the liquid discharge head is formed by a half piercing method which is one of press processing methods. That is, after forming the pressure generating chamber 12, the nozzle hole 11 is formed by a forging method. Even if comprised in this way, the effect similar to the said 1st Embodiment can be acquired.

次に、上記第4実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第8実施形態について図19を参照して説明する。なお、図19は同実施形態における流路板の製造工程を説明する断面説明図である。
先ず、製造装置は、第1上型180と下型190を有している。第1上型180は、圧力発生室12及び流体抵抗部13などとなる溝状窪み115を同時に形成するための凸部182を有する圧力発生室用パンチ181と、このパンチ181が上下にスライドするときのガイドとなるストリッパ183とを有している。なお、パンチ181は少なくとも1つがあればよい。下型190は、パンチ181を受ける凹部196を少なくともヘッドのノズル穴11と同数有するダイ構造となっている。凹部196は細長い溝形状となっている。また、パンチ181の凸部182の形状は、前述したように、供給路(流路)の入口部分であるインク導入路114からノズル穴11に至るまでの流路の壁面のうちノズル面11aに向かって連続的に変化する傾斜面を形成する形状、すなわち、圧力発生室12にインクを供給する供給口部からノズル穴11に至るまで壁面の接線方向がノズル面11aに対し常に傾きを持ち、ノズル面11aと平行になることなく連続的に緩やかに変化する形状に形成する形状となっている。
Next, an eighth embodiment of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 19 is sectional explanatory drawing explaining the manufacturing process of the flow-path board in the embodiment.
First, the manufacturing apparatus has a first upper mold 180 and a lower mold 190. The first upper mold 180 includes a pressure generating chamber punch 181 having a convex portion 182 for simultaneously forming a groove-like recess 115 that becomes the pressure generating chamber 12 and the fluid resistance portion 13, and the punch 181 slides up and down. It has a stripper 183 that serves as a guide at times. Note that at least one punch 181 is sufficient. The lower mold 190 has a die structure having at least as many concave portions 196 that receive the punches 181 as the nozzle holes 11 of the head. The recess 196 has an elongated groove shape. Further, as described above, the shape of the convex portion 182 of the punch 181 is formed on the nozzle surface 11a in the wall surface of the flow path from the ink introduction path 114, which is the inlet portion of the supply path (flow path), to the nozzle hole 11. The shape that forms an inclined surface that continuously changes toward the nozzle, that is, the tangential direction of the wall surface from the supply port for supplying ink to the pressure generating chamber 12 to the nozzle hole 11 is always inclined with respect to the nozzle surface 11a. The shape is formed in a shape that continuously and gently changes without being parallel to the nozzle surface 11a.

そして、図19(a)に示すように、下型190上に設置されたブランク材150(厚みは前記第4実施形態よりも厚い)は、上型180のストリッパ183によって固定される。この状態からパンチ181が下方にスライドし、図19(b)に示すように、下型190に設けられた凹部196内にブランク材150が押し込まれる。このとき、押し込まれる量がブランク材150の板厚よりは少ない量になる位置でパンチ181の押し込みを止める。また、パンチ181と凹部196とのクリアランスは、前記第4実施形態とは異なり板厚以下であり、例えば、3μm程度の隙間である。ここまでの工程を第1工程とし、この第1工程によって、圧力発生室12と流体抵抗部13などとなる細長い溝状窪み115が同時に形成される。   Then, as shown in FIG. 19A, the blank material 150 (thickness is thicker than that of the fourth embodiment) installed on the lower mold 190 is fixed by the stripper 183 of the upper mold 180. From this state, the punch 181 slides downward, and the blank material 150 is pushed into the recess 196 provided in the lower mold 190 as shown in FIG. At this time, the pressing of the punch 181 is stopped at a position where the amount to be pressed is smaller than the thickness of the blank material 150. Further, unlike the fourth embodiment, the clearance between the punch 181 and the recess 196 is equal to or less than the plate thickness, for example, a gap of about 3 μm. The process up to here is referred to as a first process, and by this first process, an elongated groove-like recess 115 serving as the pressure generating chamber 12 and the fluid resistance portion 13 is simultaneously formed.

その後、パンチ181が戻され、ストリッパ182と共にブランク材150から離れて、図19(c)に示すように、次のプレス位置に移動し、再度パンチ181が押し込まれる。この図19(a)から図19(c)までのプレス加工を繰り返すことによって、ヘッドに必要な圧力発生室12及び流体抵抗部13などを形成する溝状窪み115が形成される。この状態でのブランク材150は、圧力発生室12側の凹部(溝状窪み115)とノズル穴11の面となる凸部153が形成されている状態であって、ノズル穴11は形成されていない。   Thereafter, the punch 181 is returned, moves away from the blank material 150 together with the stripper 182, moves to the next press position, as shown in FIG. 19C, and the punch 181 is pushed in again. By repeating the press processing from FIG. 19A to FIG. 19C, a groove-like recess 115 forming the pressure generating chamber 12 and the fluid resistance portion 13 necessary for the head is formed. The blank material 150 in this state is in a state in which a concave portion (groove-shaped depression 115) on the pressure generation chamber 12 side and a convex portion 153 that becomes the surface of the nozzle hole 11 are formed, and the nozzle hole 11 is not formed. Absent.

次に、上述したプレス加工によって形成された凹部(溝状窪み115)と凸部153のうちの凸部153のみを研磨することによって、ノズル穴11を形成する面をほぼ平坦に仕上げる。この工程を第2工程とする。この工程によって、図19(d)に示すように、圧力発生室12に対応した薄肉部154が形成され、ノズル板に相当する部分が流路板101と一体となって形成される。そこで、薄肉部154には、ノズル穴11を形成するノズル開口部を、鍛造法を利用したプレス技術によって形成する。ここでは、図示しないが、例えば前述した図15(d)と類似の方法で加工することができる。これを第3工程とする。その後、図16に示す方法によって突起部を研磨する第4工程によって、ノズル穴11が圧力発生室12と一体に形成された流路板101が得られる。   Next, only the convex portion 153 of the concave portion (groove-shaped depression 115) and the convex portion 153 formed by the above-described press working is polished to finish the surface on which the nozzle hole 11 is formed substantially flat. This step is referred to as the second step. By this step, as shown in FIG. 19D, a thin portion 154 corresponding to the pressure generating chamber 12 is formed, and a portion corresponding to the nozzle plate is formed integrally with the flow path plate 101. Therefore, a nozzle opening for forming the nozzle hole 11 is formed in the thin portion 154 by a pressing technique using a forging method. Here, although not shown, for example, it can be processed by a method similar to that shown in FIG. This is the third step. Thereafter, the flow path plate 101 in which the nozzle holes 11 are formed integrally with the pressure generation chamber 12 is obtained by the fourth step of polishing the protrusions by the method shown in FIG.

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第5実施形態について図20を参照して説明する。なお、図20は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)に沿う断面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、ノズル穴11を2列配置したものであり、その他の構成は前記実施形態のいずれかの構成とできるので、その説明を省略する。
Next, a fifth embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a cross-sectional explanatory diagram along a direction (liquid chamber longitudinal direction) orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head.
This liquid discharge head has two nozzle holes 11 arranged, and the other configuration can be any of the configurations of the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図21及び図22を参照して説明する。なお、図21は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図22は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド231、232でキャリッジ233を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。
Next, an example of the image forming apparatus according to the present invention including the liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 21 is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration of the mechanism portion of the apparatus, and FIG. 22 is a plan view of a principal portion of the mechanism portion.
This image forming apparatus is a serial type image forming apparatus, and a carriage 233 is slidably held in a main scanning direction by main and sub guide rods 231 and 232 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates 221A and 221B. The main scanning motor that does not perform moving scanning in the direction indicated by the arrow (carriage main scanning direction) via the timing belt.

このキャリッジ233には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドと同ヘッドに供給するインクを収容するタンクを一体化した液体吐出ヘッドユニットからなる記録ヘッド234を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。   The carriage 233 is supplied with ink supplied to the same head as the liquid discharge head according to the present invention for discharging ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). A recording head 234 composed of a liquid ejection head unit with an integrated tank is arranged in a sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction with a nozzle row composed of a plurality of nozzles, and mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. Yes.

記録ヘッド234は、それぞれ2つのノズル列を有する液体吐出ヘッドユニット234a、234bを1つのベース部材に取り付けて構成したもので、一方のヘッド234aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、他方のヘッド234bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。なお、ここでは2ヘッド構成で4色の液滴を吐出する構成としているが、1ヘッド当たり4ノズル列配置とし、1個のヘッドで4色の各色を吐出させることもできる。   The recording head 234 is configured by attaching liquid discharge head units 234a and 234b each having two nozzle rows to one base member, and one nozzle row of one head 234a receives black (K) droplets. The other nozzle row ejects cyan (C) droplets, the other nozzle row of the other head 234b ejects magenta (M) droplets, and the other nozzle row ejects yellow (Y) droplets. To do. Here, a configuration in which droplets of four colors are ejected in a two-head configuration is used, but it is also possible to arrange four nozzle rows per head and eject each of the four colors with one head.

また、記録ヘッド234のタンク235には各色の供給チューブ236を介して、供給ユニット224によって各色のインクカートリッジ210から各色のインクが補充供給される。   Further, the ink of each color is replenished and supplied from the ink cartridge 210 of each color to the tank 235 of the recording head 234 via the supply tube 236 of each color.

一方、給紙トレイ202の用紙積載部(圧板)241上に積載した用紙242を給紙するための給紙部として、用紙積載部241から用紙242を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)243及び給紙コロ243に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド244を備え、この分離パッド244は給紙コロ243側に付勢されている。   On the other hand, as a paper feed unit for feeding the paper 242 loaded on the paper stacking unit (pressure plate) 241 of the paper feed tray 202, a half-moon roller (feed) that feeds the paper 242 from the paper stacking unit 241 one by one. A separation pad 244 made of a material having a large coefficient of friction is provided opposite to the sheet roller 243 and the sheet feeding roller 243, and the separation pad 244 is urged toward the sheet feeding roller 243 side.

そして、この給紙部から給紙された用紙242を記録ヘッド234の下方側に送り込むために、用紙242を案内するガイド部材245と、カウンタローラ246と、搬送ガイド部材247と、先端加圧コロ249を有する押さえ部材248とを備えるとともに、給送された用紙242を静電吸着して記録ヘッド234に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト251を備えている。   In order to feed the sheet 242 fed from the sheet feeding unit to the lower side of the recording head 234, a guide member 245 for guiding the sheet 242, a counter roller 246, a conveyance guide member 247, and a tip pressure roller. And a conveying belt 251 which is a conveying means for electrostatically attracting the fed paper 242 and conveying it at a position facing the recording head 234.

この搬送ベルト251は、無端状ベルトであり、搬送ローラ252とテンションローラ253との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。また、この搬送ベルト251の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ256を備えている。この帯電ローラ256は、搬送ベルト251の表層に接触し、搬送ベルト251の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト251は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ252が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。   The conveyor belt 251 is an endless belt, and is configured to wrap around the conveyor roller 252 and the tension roller 253 so as to circulate in the belt conveyance direction (sub-scanning direction). In addition, a charging roller 256 that is a charging unit for charging the surface of the transport belt 251 is provided. The charging roller 256 is disposed so as to come into contact with the surface layer of the conveyor belt 251 and to rotate following the rotation of the conveyor belt 251. The transport belt 251 rotates in the belt transport direction when the transport roller 252 is rotationally driven through timing by a sub-scanning motor (not shown).

さらに、記録ヘッド234で記録された用紙242を排紙するための排紙部として、搬送ベルト251から用紙242を分離するための分離爪261と、排紙ローラ262及び排紙コロ263とを備え、排紙ローラ262の下方に排紙トレイ203を備えている。   Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 242 recorded by the recording head 234, a separation claw 261 for separating the paper 242 from the transport belt 251, a paper discharge roller 262, and a paper discharge roller 263 are provided. A paper discharge tray 203 is provided below the paper discharge roller 262.

また、装置本体の背面部には両面ユニット271が着脱自在に装着されている。この両面ユニット271は搬送ベルト251の逆方向回転で戻される用紙242を取り込んで反転させて再度カウンタローラ246と搬送ベルト251との間に給紙する。また、この両面ユニット271の上面は手差しトレイ272としている。   A double-sided unit 271 is detachably attached to the back surface of the apparatus main body. The duplex unit 271 takes in the paper 242 returned by the reverse rotation of the transport belt 251, reverses it, and feeds it again between the counter roller 246 and the transport belt 251. The upper surface of the duplex unit 271 is a manual feed tray 272.

さらに、キャリッジ233の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド234のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構281を配置している。この維持回復機構281には、記録ヘッド234の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)282a、282b(区別しないときは「キャップ282」という。)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード283と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け284などを備えている。   Further, a maintenance / recovery mechanism 281 including a recovery means for maintaining and recovering the nozzle state of the recording head 234 is disposed in the non-printing area on one side in the scanning direction of the carriage 233. The maintenance / recovery mechanism 281 includes cap members (hereinafter referred to as “caps”) 282a and 282b (hereinafter referred to as “caps 282” when not distinguished) for capping each nozzle surface of the recording head 234, and nozzle surfaces. A wiper blade 283 that is a blade member for wiping the ink, and an empty discharge receiver 284 that receives liquid droplets for discharging the liquid droplets that do not contribute to recording in order to discharge the thickened recording liquid. ing.

また、キャリッジ233の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け288を配置し、この空吐出受け288には記録ヘッド234のノズル列方向に沿った開口部289などを備えている。   Further, in the non-printing area on the other side in the scanning direction of the carriage 233, there is an empty space for receiving a liquid droplet when performing an empty discharge for discharging a liquid droplet that does not contribute to the recording in order to discharge the recording liquid thickened during the recording. A discharge receiver 288 is disposed, and the idle discharge receiver 288 is provided with an opening 289 along the nozzle row direction of the recording head 234 and the like.

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ202から用紙242が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙242はガイド245で案内され、搬送ベルト251とカウンタローラ246との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド237で案内されて先端加圧コロ249で搬送ベルト251に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。   In this image forming apparatus configured as described above, the sheets 242 are separated and fed one by one from the sheet feeding tray 202, and the sheet 242 fed substantially vertically upward is guided by the guide 245, and is conveyed to the conveyor belt 251 and the counter. It is sandwiched between the rollers 246 and conveyed, and further, the leading end is guided by the conveying guide 237 and pressed against the conveying belt 251 by the leading end pressing roller 249, and the conveying direction is changed by approximately 90 °.

このとき、帯電ローラ256に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト251が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト251上に用紙242が給送されると、用紙242が搬送ベルト251に吸着され、搬送ベルト251の周回移動によって用紙242が副走査方向に搬送される。   At this time, a positive output and a negative output are alternately applied to the charging roller 256, that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the conveying belt 251 alternates, that is, in the sub-scanning direction that is the circumferential direction. , Plus and minus are alternately charged in a band shape with a predetermined width. When the sheet 242 is fed onto the conveyance belt 251 charged alternately with plus and minus, the sheet 242 is attracted to the conveyance belt 251, and the sheet 242 is conveyed in the sub scanning direction by the circumferential movement of the conveyance belt 251.

そこで、キャリッジ233を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド234を駆動することにより、停止している用紙242にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙242を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙242の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙242を排紙トレイ203に排紙する。   Therefore, by driving the recording head 234 according to the image signal while moving the carriage 233, ink droplets are ejected onto the stopped paper 242 to record one line, and after the paper 242 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 242 has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper 242 is discharged onto the paper discharge tray 203.

このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、低コスト化とヘッドの長尺化による高速化を図れる。   As described above, the image forming apparatus includes the liquid discharge head according to the present invention as a recording head, so that the cost can be reduced and the speed can be increased by increasing the length of the head.

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の他の例について図23を参照して説明する。なお、図23は同装置の機構部全体の概略構成図である。
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、装置本体401の内部に画像形成部402等を有し、装置本体401の下方側に多数枚の記録媒体(用紙)403を積載可能な給紙トレイ404を備え、この給紙トレイ404から給紙される用紙403を取り込み、搬送機構405によって用紙403を搬送しながら画像形成部402によって所要の画像を記録した後、装置本体401の側方に装着された排紙トレイ406に用紙403を排紙する。
Next, another example of the image forming apparatus according to the present invention including the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a schematic configuration diagram of the entire mechanism unit of the apparatus.
This image forming apparatus is a line type image forming apparatus, has an image forming unit 402 and the like inside the apparatus main body 401, and can supply a large number of recording media (sheets) 403 on the lower side of the apparatus main body 401. A paper tray 404 is provided, a sheet 403 fed from the sheet feeding tray 404 is taken in, a required image is recorded by the image forming unit 402 while the sheet 403 is conveyed by the conveying mechanism 405, and then the side of the apparatus main body 401. The paper 403 is discharged to a paper discharge tray 406 attached to the printer.

また、装置本体401に対して着脱可能な両面ユニット407を備え、両面印刷を行うときには、一面(表面)印刷終了後、搬送機構405によって用紙403を逆方向に搬送しながら両面ユニット407内に取り込み、反転させて他面(裏面)を印刷可能面として再度搬送機構405に送り込み、他面(裏面)印刷終了後排紙トレイ406に用紙403を排紙する。   Also, a duplex unit 407 that can be attached to and detached from the apparatus main body 401 is provided, and when performing duplex printing, the sheet 403 is conveyed into the duplex unit 407 while being transported in the reverse direction by the transport mechanism 405 after one-side (front) printing is completed. Then, the other side (back side) is sent back to the transport mechanism 405 as the printable side, and the paper 403 is discharged to the paper discharge tray 406 after the other side (back side) printing is completed.

ここで、画像形成部402は、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C),ブラック(K)の各色の液滴を吐出する、ライン型の4個の本発明に係る液体吐出ヘッドと当該液体吐出ヘッドにインクを供給するサブタンクを一体化して構成した記録ヘッド411y、411m、411c、411k(色を区別しないときには「記録ヘッド411」という。)を備え、各記録ヘッド411は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ413に装着している。   Here, the image forming unit 402 ejects liquid droplets of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), for example, four line type liquid ejection according to the present invention. The recording heads 411y, 411m, 411c, and 411k (referred to as “recording heads 411” when colors are not distinguished) are configured by integrating a head and a sub tank that supplies ink to the liquid discharge head. The head holder 413 is mounted with the nozzle surface on which the nozzle for discharging droplets is formed facing downward.

なお、1つの記録ヘッド411は、図24に示すように、複数(この例では6個)のサブタンク一体型の本発明に係る液体吐出ヘッド501A〜501Fをベース部材502に所定の位置関係で配列して構成しているが、1つのフルライン型液体吐出ヘッドで構成することもできる。   As shown in FIG. 24, one recording head 411 has a plurality (six in this example) of sub-tank integrated liquid discharge heads 501A to 501F according to the present invention arranged on the base member 502 in a predetermined positional relationship. However, it can also be constituted by one full line type liquid discharge head.

また、各記録ヘッド411に対応してヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構412y、412m、412c、412k(色を区別しないときには「維持回復機構412」という。)を備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド411と維持回復機構412とを相対的に移動させて、記録ヘッド411のノズル面に維持回復機構412を構成するキャッピング部材などを対向させる。   In addition, a maintenance / recovery mechanism 412y, 412m, 412c, 412k (referred to as “maintenance / recovery mechanism 412” when colors are not distinguished) corresponding to each recording head 411 is provided to maintain and recover the performance of the head. During the head performance maintenance operation such as wiping processing, the recording head 411 and the maintenance / recovery mechanism 412 are relatively moved so that the capping member constituting the maintenance / recovery mechanism 412 faces the nozzle surface of the recording head 411.

給紙トレイ404の用紙403は、給紙コロ(半月コロ)421と図示しない分離パッドによって1枚ずつ分離され装置本体401内に給紙され、搬送ガイド部材423のガイド面423aに沿ってレジストローラ425と搬送ベルト433との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材426を介して搬送機構405の搬送ベルト433に送り込まれる。   The paper 403 in the paper feed tray 404 is separated one by one by a paper feed roller (half-moon roller) 421 and a separation pad (not shown) and fed into the apparatus main body 401, and is registered along the guide surface 423 a of the transport guide member 423. It is sent between 425 and the conveyor belt 433, and is sent to the conveyor belt 433 of the conveyor mechanism 405 via the guide member 426 at a predetermined timing.

また、搬送ガイド部材443には両面ユニット407から送り出される用紙403を案内するガイド面423bも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構405から戻される用紙403を両面ユニット407に案内するガイド部材427も配置している。   The conveyance guide member 443 is also formed with a guide surface 423 b for guiding the paper 403 sent out from the duplex unit 407. Further, a guide member 427 for guiding the sheet 403 returned from the transport mechanism 405 to the duplex unit 407 during duplex printing is also provided.

搬送機構405は、駆動ローラである搬送ローラ431と従動ローラ432との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト433と、この搬送ベルト433を帯電させるための帯電ローラ434と、画像形成部402に対向する部分で搬送ベルト433の平面性を維持するプラテン部材435と、搬送ベルト433から送り出す用紙403を搬送ローラ431側に押し付ける押さえコロ436と、その他図示しないが、搬送ベルト433に付着した記録液(インク)を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなどを有している。なお、搬送機構としては例えばエアー吸引によって搬送ベルトに被記録媒体を吸着させるものなども使用できる。   The conveyance mechanism 405 includes an endless conveyance belt 433 that is stretched between a conveyance roller 431 that is a driving roller and a driven roller 432, a charging roller 434 that charges the conveyance belt 433, and an image forming unit 402. A platen member 435 that maintains the flatness of the conveyance belt 433 at the opposite portion, a pressing roller 436 that presses the paper 403 fed from the conveyance belt 433 against the conveyance roller 431 side, and other recording liquid that is attached to the conveyance belt 433, although not shown. It has a cleaning roller made of a porous material or the like, which is a cleaning means for removing (ink). As the transport mechanism, for example, a mechanism that sucks the recording medium onto the transport belt by air suction can be used.

この搬送機構405の下流側には、画像が記録された用紙403を排紙トレイ406に送り出すための排紙ローラ438及び拍車439を備えている。   On the downstream side of the transport mechanism 405, a paper discharge roller 438 and a spur 439 for sending the paper 403 on which an image is recorded to the paper discharge tray 406 are provided.

このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト433は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ434と接触することで帯電され、帯電した搬送ベルト433上に用紙403が給送されると、用紙403は搬送ベルト433に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト433に強力に吸着した用紙403は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。   In the image forming apparatus configured as described above, the conveyance belt 433 moves in the direction indicated by the arrow and is charged by contact with the charging roller 434 to which a high applied voltage is applied. When 403 is fed, the sheet 403 is electrostatically attracted to the conveyance belt 433. In this way, the sheet 403 that is strongly adsorbed to the transport belt 433 is calibrated for warpage and unevenness, and forms a highly flat surface.

そして、搬送ベルト433を周回させて用紙403を移動させ、記録ヘッド411から液滴を吐出することで、用紙403上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙403は排紙ローラ438によって排紙トレイ406に排紙される。   Then, the paper 403 is moved around the conveyor belt 433 and droplets are ejected from the recording head 411, whereby a required image is formed on the paper 403, and the paper 403 on which the image has been recorded is the paper discharge roller 438. As a result, the paper is discharged to the paper discharge tray 406.

このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、低コスト化と高速化を図ることができる。   As described above, since the image forming apparatus includes the liquid discharge head according to the present invention, it is possible to reduce the cost and increase the speed.

なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、例えば、プリンタ/ファックス/コピア複合機などの画像形成装置に適用することができ、また、前述したように狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。   In the above-described embodiment, the present invention has been described with reference to an example in which the present invention is applied to an image forming apparatus having a printer configuration. However, the present invention is not limited to this. In addition, as described above, the present invention can also be applied to an image forming apparatus using a liquid other than the narrowly defined ink or a fixing processing liquid.

1 流路板
2 振動板部材
3 流路ユニット
4 圧電アクチュエータ
5 フレーム部材
11 ノズル穴
12 圧力発生室
13 流体抵抗部
14 インク導入部
15、115 溝状窪み
18 共通液室(共通液体溜り)
41 ベース部材
42 圧電素子部材
51 駆動圧電素子柱
233 キャリッジ
234a、234b 記録ヘッド
411y、411m、411c、411k 記録ヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow path plate 2 Vibration plate member 3 Flow path unit 4 Piezoelectric actuator 5 Frame member 11 Nozzle hole 12 Pressure generating chamber 13 Fluid resistance part 14 Ink introduction part 15, 115 Groove-shaped depression 18 Common liquid chamber (common liquid reservoir)
41 Base member 42 Piezoelectric element member 51 Drive piezoelectric element column 233 Carriage 234a, 234b Recording head 411y, 411m, 411c, 411k Recording head

Claims (13)

1枚の薄板から、複数の圧力発生室と、前記圧力発生室に液体を供給する流体抵抗部と、前記圧力発生室に対応するノズル穴が形成された流路板を備え、
前記流路板は、金属材料からなり、
溝状窪みで形成された前記圧力発生室と、
前記溝状窪みの長手方向の一端に形成された前記ノズル穴と、
前記溝状窪みの長手方向の他端に形成された前記流体抵抗部と、を有し、
前記圧力発生室、前記ノズル穴及び前記流体抵抗部は前記薄板を厚み方向に変形させて形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
From a single thin plate, a plurality of pressure generating chambers, a fluid resistance portion for supplying a liquid to the pressure generating chamber, and a flow path plate in which nozzle holes corresponding to the pressure generating chamber are formed,
The flow path plate is made of a metal material,
The pressure generating chamber formed by a groove-shaped depression;
The nozzle hole formed at one end in the longitudinal direction of the groove-shaped depression;
The fluid resistance portion formed at the other end in the longitudinal direction of the groove-shaped depression,
The liquid ejection head, wherein the pressure generating chamber, the nozzle hole, and the fluid resistance portion are formed by deforming the thin plate in a thickness direction.
前記ノズル穴が形成された部分は前記圧力発生室が形成された部分よりも更に液滴吐出方向側に変形していることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein the portion where the nozzle hole is formed is further deformed toward the droplet discharge direction side than the portion where the pressure generating chamber is formed. 前記流体抵抗部を通して前記圧力発生室に液体を供給する共通液体溜りを有する保持部材を備え、前記溝状窪みは、前記保持部材に備えられた共通液体溜りに対向する位置まで延び、連通口を介して前記共通液体溜りと接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。   A holding member having a common liquid reservoir for supplying a liquid to the pressure generating chamber through the fluid resistance portion; and the groove-like recess extends to a position facing the common liquid reservoir provided in the holding member, and has a communication port. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid discharge head is connected to the common liquid reservoir. 前記連通口の入口部分から前記ノズル穴に至るまでの流路の壁面のうち、前記圧力発生室内の液体を加圧するアクチュエータ手段が配置される側の壁面以外の壁面は、常にノズル面に対して傾きを有し連続的に変化する傾斜面であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。   Of the wall surfaces of the flow path from the inlet portion of the communication port to the nozzle hole, the wall surfaces other than the wall surface on the side where the actuator means for pressurizing the liquid in the pressure generating chamber is always disposed with respect to the nozzle surface. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid discharge head is an inclined surface having an inclination and continuously changing. 請求項1ないし4のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the liquid discharge head according to claim 1. 1枚の薄板から、複数の圧力発生室と、前記圧力発生室に液体を供給する流体抵抗部と、前記圧力発生室に対応するノズル穴が形成された流路板を備えた液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記薄板を押圧して厚み方向に変形させて溝状窪みからなる前記圧力発生室と前記流体抵抗部及び内部に前記ノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成し、その後ノズル開口部の先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
A liquid discharge head comprising a plurality of pressure generating chambers, a fluid resistance portion for supplying liquid to the pressure generating chambers, and a flow path plate in which nozzle holes corresponding to the pressure generating chambers are formed from one thin plate. In the manufacturing method,
The thin plate is pressed and deformed in the thickness direction to form the pressure generating chamber composed of a groove-like depression, the fluid resistance portion, and the nozzle opening portion in which the concave portion serving as the nozzle hole is formed, and then the nozzle opening portion A method of manufacturing a liquid discharge head, wherein the nozzle hole is opened by polishing the tip of the liquid.
前記流路板に形成された溝状窪みはプレス加工を途中で止めるハーフピアス加工法にて形成することを特徴とする請求項6に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 6, wherein the groove-shaped depression formed in the flow path plate is formed by a half-piercing method in which pressing is stopped halfway. 前記流路板に形成された溝状窪みは鍛造加工法にて形成することを特徴とする請求項6に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 6, wherein the groove-like depression formed in the flow path plate is formed by a forging method. 前記溝状窪みからなる前記圧力発生室と前記流体抵抗部及び前記ノズル開口部を同時に押圧形成することを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   9. The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 6, wherein the pressure generating chamber formed of the groove-shaped depression, the fluid resistance portion, and the nozzle opening are pressed at the same time. 前記薄板に前記圧力発生室と前記流体抵抗部となる形状をしたパンチを押圧する第1工程と、
前記薄板に前記ノズル穴を形成するパンチを押圧して内部にノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成する第2工程と、
前記第2工程で形成されたノズル開口部の前記薄板の液滴が吐出していく面に突出した先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する第3工程と、を行なう
ことを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
A first step of pressing a punch having a shape that becomes the pressure generating chamber and the fluid resistance portion on the thin plate;
A second step of pressing a punch for forming the nozzle hole in the thin plate to form a nozzle opening in which a recess that becomes a nozzle hole is formed;
And performing a third step of opening the nozzle hole by polishing the tip of the nozzle opening formed in the second step, which protrudes from the surface on which the droplets of the thin plate are discharged. A method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 6.
前記第1工程及び第2工程は、前記圧力発生室と前記流体抵抗部及び前記ノズル穴のパンチ形状を転写する鍛造法であることを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   11. The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 10, wherein the first step and the second step are a forging method that transfers the punch shape of the pressure generating chamber, the fluid resistance portion, and the nozzle hole. . 前記薄板に前記圧力発生室と前記流体抵抗部となる形状をしたパンチを押圧する第1工程と、
前記押圧によって形成された溝状窪みの底部に対向する面に突出した面を研磨する第2工程と、
前記ノズル穴を形成するパンチを押圧して内部に前記ノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成する第3工程と、
前記第3工程によって形成された前記ノズル開口部の先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する第4工程と、を行なう
ことを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
A first step of pressing a punch having a shape that becomes the pressure generating chamber and the fluid resistance portion on the thin plate;
A second step of polishing the surface protruding to the surface facing the bottom of the groove-shaped depression formed by the pressing;
A third step of pressing a punch for forming the nozzle hole to form a nozzle opening in which a recess to be the nozzle hole is formed;
9. The liquid discharge according to claim 6, wherein the fourth step of polishing the tip of the nozzle opening formed by the third step to open the nozzle hole is performed. Manufacturing method of the head.
前記第1工程は、プレス加工により前記薄板のプレスを途中で止めて溝部窪みを形成するハープエッチングであることを特徴とする請求項12に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   13. The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 12, wherein the first step is a harp etching in which pressing of the thin plate is stopped halfway by pressing to form a groove recess.
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