JP4516636B2 - Manufacturing method of print head - Google Patents

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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は印字ヘッドおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
複数のヘッドユニットを並べて例えばラインプリンタを構成する場合のマルチユニット型のインクジェット式ヘッドとしては特開平6−198876号公報記載のものが知られている。この従来例は、複数のベース板ユニットをインク流路板に固定したインク流路板ユニットに薄板状の振動板、隔壁板、およびノズルプレートを積層状に接着して形成される。各ベース板ユニットは複数の圧力室、および圧力室に連通するインク流路を備えており、振動板、隔壁板、およびノズルプレートにはベース板ユニットのインク流路終端に対応する小孔が予め穿孔される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来例には以下の問題がある。すなわち、振動板、隔壁板、およびノズルプレートへの小孔の穿孔作業はインク流路板を覆う程度の大きさの薄板材に対して各々行われるものであるから、穿孔作業時に変形しやすい。とりわけ、ノズルプレートには狭ピッチで多数の小孔(ノズル開口)が穿孔されるために、変形しやすく、製造歩留まりが悪い。また、単体状態で穿孔された小孔はインク流路板に接着された状態で各ベース板ユニットのインク流路終端に対応している必要があるために穿孔作業時における加工精度に加え、インク流路板ユニットへの接着作業時の位置精度も求められるために、作業性が悪い。
【0004】
本発明は以上の欠点を解消すべくなされたもので、製造歩留まり、および製造作業性の良好な印字ヘッド、およびその製造方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的は、ノズルプレートの背面に、所定ピッチで位置決め用貫通穴が開設された補強プレートを積層して貼着し、次いで、前記位置決め用貫通穴側から前記ノズルプレートに、インク流路を備えたヘッドユニットの複数のインク流路終端に対応する複数のノズル開口を穿孔し、この後、前記位置決め用貫通穴に前記ヘッドユニットを嵌合させて、前記ヘッドユニットを前記ノズルプレート上に固定するものであって、前記位置決め用貫通穴は、前記ヘッドユニットと前記ノズルプレートとの接合面となる前記ヘッドユニットの先端面と同一形状であり、前記位置決め用貫通穴の隣接する2辺が、当該位置決め用貫通穴に前記ヘッドユニットを嵌合させる際に該ヘッドユニットの壁面が当接する寸法基準辺となり、前記寸法基準辺から各前記ノズル開口までの間隔が前記ヘッドユニットの前記寸法基準辺に対応する壁面から各前記インク流路終端までの間隔と合致するように前記複数のノズル開口を穿孔し、この後、前記ヘッドユニットの前記壁面を前記寸法基準辺に当接させることにより、前記ヘッドユニットを位置決めしながら、該ヘッドユニットを前記位置決め用貫通穴に嵌合させて、前記ヘッドユニットを前記ノズルプレート上に固定する印字ヘッドの製造方法を提供することにより達成される。
また、上記目的は、圧力室10とインク流路11を備えた複数のヘッドユニット1と、各ヘッドユニット1のインク流路終端12に対応するノズル開口20を備えたノズルプレート2とを有する印字ヘッドであって、前記ノズルプレート2の背面にはヘッドユニット1を嵌合して該ヘッドユニット1の位置決めを行う位置決め用貫通穴30が開設された補強プレート3が接合される印字ヘッドを提供することにより達成される。
【0006】
ヘッドユニット1には圧力室10とインク流路11の複数組が形成されており、インク流路11に導入されたインクは圧力室10内で圧縮されてインク流路終端12から放出される。インクの吐出方向を規制するためにインク流路終端12に固定されるノズル開口20は長尺状のノズルプレート2に形成されており、並設された複数のヘッドユニット1に固定される。
【0007】
ノズルプレート2の背面(以下、本明細書においてノズルプレート2の背面とは、ヘッドユニット1対向面をさすものとする。)には予め補強プレート3が貼着されて剛性が高められる。補強プレート3により剛性が高められたノズルプレート2は多数のノズル開口20を狭ピッチで穿孔する際にも変形することがなく、製造歩留まりが向上する。また、補強プレート3はノズルプレート2の背面に貼着され、かつ、ヘッドユニット1は補強プレート3の位置決め用貫通穴30に嵌合するために、補強プレート3の厚さに制限はなく、ノズル開口20の穿孔作業に必要な剛性を確保するために必要な厚さの板材を使用することができる。さらに、ヘッドユニット1は位置決め用貫通穴30により位置決めされるために、長尺のノズルプレート2を並設された複数のヘッドユニット1に対して別途固定する場合に比して、ノズル開口20とインク流路11の開放端との位置合わせの精度が高くなり、かつ、作業性も向上する。
【0008】
ヘッドユニット1の固定には接着剤等を使用することも可能であるが、ヘッドユニット1を着脱自在に構成することも可能である。ヘッドユニット1を着脱可能に補強プレート3あるいはノズルプレート2に固定するためには、例えばヘッドユニット1と補強プレート3に相互に係合する係合部を形成することにより達成可能である。
【0009】
また、本発明は、ノズルプレート2の背面に所定ピッチで位置決め用貫通穴30が開設された補強プレート3を積層、貼着し、次いで位置決め用貫通穴30側からノズルプレート2にインク流路11を備えたヘッドユニット1のインク流路終端12に対応するノズル開口20を穿孔し、この後、位置決め用貫通穴30により位置決めしながらヘッドユニット1を嵌合、固定する印字ヘッドの製造方法を提供する
【0010】
本発明において、ノズルプレート2へのノズル開口20の穿孔作業に際して、まずノズルプレート2の背面に補強プレート3が貼着される。補強プレート3はノズルプレート2に所定のノズルプレート2に多数のノズル開口20を穿孔する際にノズルプレート2に撓み等の変形が生じない程度の厚さに形成される。印字ヘッドの製造は、以上のようにして形成されたノズルプレート2と補強プレート3との積層接合体にヘッドユニット1を固定することにより行われ、補強プレート3に開設された位置決め用貫通穴30によりヘッドユニット1の固定位置は位置決めされ、インク流路終端12とノズル開口20が確実に一致する。
【0011】
【発明の実施の形態】
マルチユニット型インクジェット式印字ヘッドは図1に示すように、複数のヘッドユニット1、1・・・と、ノズルプレート2の補強プレート3を接合させた積層接合体4から構成される。ヘッドユニット1の装着個数は適宜決定することができ、用紙幅に対応するだけ並べることによりフルライン型インクジェットを構成してもよい。
【0012】
ヘッドユニット1は図2に示すように、共同インク室13から平行に分岐する複数のインク流路11、11・・・を備え、ヘッドユニット1の下端近傍には、各インク流路11に対応して圧力室10、10・・・が配置される。圧力室10にはピエゾ素子10aとピエゾ素子10aの駆動により圧力室10の容積を変化させるための圧力板10bが配置される。インクは図示しない予備タンクからインク供給パイプ5を経由して共同インク室13内に供給され、その後、各インク流路11に供給される。圧力室10内にインクが充填されている状態で駆動信号線6によりプリンタ本体よりピエゾ駆動回路10cに印字指令されピエゾ素子10aを駆動すると、圧力室10の隔壁面を構成する圧力板10bは圧力室10内方に移動して圧力室10の容積を小さくし、圧力室10、およびその下方に形成されるインク溜まり部14内のインクはインク流路終端12からヘッドユニット1外に吐出される。なお、インク供給パイプ5、および駆動信号線6をヘッドユニット1に対して着脱可能に形成した場合には、ヘッドユニット1の交換等が可能になる。
【0013】
積層接合体4は、複数のヘッドユニット1間に張り渡すことができる程度の長さの長尺体であり、ノズルプレート2と補強プレート3とを積層して接合することにより形成される。上記各ヘッドユニット1は補強プレート3に開設された位置決め用貫通穴30に嵌合された状態で保持されており、固定状態においてノズルプレート2に開設されたノズル開口20とヘッドユニット1のインク流路終端12が合致する。
【0014】
印字ヘッドの製造方法を図3、4に基づいて説明する。まず、所定長さのノズルプレート2と補強プレート3を用意する。ノズルプレート2はノズル開口20からインクが吐出される際の抵抗を少なくするために可及的に薄い肉厚のものを使用するのが望ましく、20μm程度の板厚の合成樹脂シート、例えば株式会社帝人製のPEN(テオネックス(商品名))が使用できる。
【0015】
一方、補強プレート3は適宜の剛性を有する板材であり、金属板材、セラミック、あるいは合成樹脂材を使用できる。金属板材を使用する場合には、インク等の付着に対して長期に渡って錆等の腐食が生じないように、板厚1mm程度のステンレス板(SUS316、あるいはSUS430)を使用するのが望ましい。また、補強プレート3にセラミックを使用する場合には、形状安定性、硬度、熱膨張係数を考慮してアルミナの使用が望ましいが、本実施例では加工性を考慮し、株式会社住金ホトンセラミック製ホトベール(商品名)を使用した。さらに、補強プレート3は剛性をより向上させるために、例えば金属板を用いた場合には辺縁を長手方向に沿って曲げ加工を施してもよい。さらに、補強プレート3には所定ピッチで位置決め用貫通穴30が形成される。位置決め用貫通穴30は上記ヘッドユニット1が嵌合可能な大きさを有する矩形形状をなし、隣接する2辺が寸法基準辺とされる。ヘッドユニット1を連接した際にヘッドユニット1の連結部位においてもインク流路終端12のピッチが変わらないように、補強プレート3の位置決め用貫通穴30は千鳥状に配列される。なお、位置決め用貫通穴30は機械加工の他に、エッチングを利用して形成することもできる。
【0016】
上記ノズルプレート2と補強プレート3とは図3(b)に示すように、適宜の接着剤を使用して接合された後、ノズルプレート2にノズル開口20が穿孔される。接着剤にはエポキシ系の熱硬化性接着剤が使用され、例えば株式会社ステイクティック社製のステイスティック383(商品名)を使用する場合には、ノズルプレート2と補強プレート3の接合面に塗布した後、150℃で7分の仮硬化を行った後、2kgf/cm2の加圧条件下で200℃、30分の本接着を行う。
【0017】
ノズルプレート2へのノズル開口20の穿孔作業にはパンチング等の機械加工のほかに、エキシマレーザ等を使用できる。各ノズル開口20は直径20μm程度に形成され、ノズル開口20間のピッチは上記ヘッドユニット1のインク流路終端12間のピッチに合致するように管理される。加工方向、すなわちパンチング刃物、あるいはレーザ照射方向を図4(a)で矢印で示すように、ノズルプレート2の背面側に設定することにより、表面側に行くに従ってテーパ角度6.2°程度で徐々に縮径されるテーパ穴とするのが望ましい(図4(b)参照)。積層接合体4はノズルプレート2の背面に補強板が裏打ちされた状態となっており、ノズルプレート2は位置決め用貫通穴30領域のみが変形可能であるために、該位置決め用貫通穴30領域への穿孔加工による変形が確実に防止される。
【0018】
この後、図5に示すように、積層接合体4にヘッドユニット1を固定する。ヘッドユニット1の固定は、補強プレート3に開設された位置決め用貫通穴30にヘッドユニット1の先端部を嵌合させて行われる。ヘッドユニット1の位置決め用貫通穴30への嵌合は、位置決め用貫通穴30の寸法基準辺に対応する壁面を当接させて行われ、この状態で積層接合体4のノズル開口20とヘッドユニット1のインク流路終端12が正しく合致するように、ヘッドユニット1の対応壁面からインク流路終端12までの間隔、あるいは位置決め用貫通穴30の寸法基準辺からノズル開口20までの間隔は各々の部品の製造時に所定精度で管理される。
【0019】
積層接合体4へのヘッドユニット1の固定には接着剤が使用され、例えば株式会社エイブルスティック社製のエイブルフィルム550:25μm(商品名)を使用する場合には、該接着剤を120℃のヒータ上に置いた上からヘッドユニット1の接合面、すなわち先端面を押し当てた後引き剥してヘッドユニット1の接合面に接着剤を付着させ、次いで、ヘッドユニット1を位置決め用貫通穴30によりアライメントして接合面をノズルプレート2に押し付け、この後、150℃、1時間の本接着を行う。なお、ヘッドユニット1の接着後の剥離を防止するために、上記ヘッドユニット1の接合面での接着に加え、図1(b)に示すように、ヘッドユニット1と位置決め用貫通穴30の間隙、および補強プレート3の上面に補強接着部7を形成するのが望ましい。補強接着部7形成のためには、例えば株式会社エイブルスティック社製のエイブルスティック342−3(商品名)等の接着剤が使用できる。
【0020】
図6に本発明の第2の実施の形態を示す。なお、この実施の形態の説明において上述した実施の形態の説明と本質的に同一の構成要素は図中に同一符号を付して説明を省略する。この実施の形態において、補強プレート3は合成樹脂材により形成され、位置決め用貫通穴30の周縁には弾性変形可能な係止フック31が突設される。
【0021】
また、ノズルプレート2は板厚40μm程度のステンレス板(SUS316)により形成され、その背面には補強プレート3の位置決め用貫通穴30に合致する位置に弾性層21が形成される。弾性層21は弾性体により形成される薄膜をノズルプレート2の背面に貼着したり、あるいはシルク印刷することにより形成することができる。弾性体としては、インクによる溶融、硬化等が発生しにくい耐インク性に優れた材料の使用が望ましく、シリコンゴムが使用できる。シリコンゴムは、ジエチレングリコールとエタノールを含有するインクに対する耐薬品性が高く、かつ、成形性に優れているために、好適な材料である。また、シリコンゴムは後述するように、常温でのシルク印刷が可能なために、作業性を考慮しても弾性層21の形成材料として好適であるが、他にフッ素ゴムの使用も可能である。フッ素ゴムは高温での成形を要するために、弾性層21と使用する場合には、予めシート状に成形したものを接着剤等により接着して使用する。
【0022】
弾性層21の形成は、上述した貼着、シルク印刷の他に、転写による形成が可能である。シルク印刷による場合には、例えばシリコンゴムをステンレスメッシュと角スキージを使用し、ギャップ0.2mm、印圧2kgf/cm2、スキージ速度30mm/secの条件で厚さ約20μmに成膜した後、室温状態で24時間放置し、さらに、100℃で1時間加熱して行われる。
【0023】
以上のようにして形成される補強プレート3とノズルプレート2は上述した実施の形態と同様に接合された後、図6(b)に示すように、ノズルプレート2にノズル開口20が穿孔される。ノズルプレート2にステンレス板を使用するこの実施の形態において、ノズル開口20の穿孔作業は銅レーザが使用され、上述した実施の形態に比して傾斜角度の小さなテーパ穴か、あるいはストレート穴に形成される。
【0024】
この後、図7に示すように、積層接合体4にヘッドユニット1を連結する。ヘッドユニット1の連結のために、ヘッドユニット1には係止爪15が設けられ、ヘッドユニット1の先端を位置決め用貫通穴30に嵌合させるようにして押し込むと、係止爪15が補強プレート3の係止フック31に弾発係止して所定位置に保持される。ヘッドユニット1の装着状態においてヘッドユニット1の先端は弾性層に圧接しており、密着性が確保される。
【0025】
したがってこの実施の形態において、ヘッドユニット1は積層接合体4に対して個別に取り外しできるために、ヘッドユニット1に不良があった場合には、当該不良ヘッドユニット1のみを交換できるために、製造歩留まりを飛躍的に向上させることができる。なお、ヘッドユニット1に連結されるインクインク供給パイプ5、および駆動信号線6をヘッドユニット1に対して着脱可能に形成した場合には、ヘッドユニット1の交換作業も簡単になる。
【0026】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ノズルプレートへのノズル開口の穿孔作業に当たって、ノズルプレートには補強プレートが貼着されているために、ノズルプレートの変形がなくなり、インクの飛翔方向を均一にすることができる。
【0027】
また、補強プレートを貼着することによりノズルプレートの平面度が高くなるために、プレス加工、レーザ加工によるノズル開口の加工性が向上する上に、ノズル面の清掃等が容易になる。
【0028】
さらにヘッドユニットの装着に際してはヘッドユニットを位置決め用貫通穴の寸法基準辺に押し当てるだけで寸法出しが可能であるために、組み立て作業性を向上させることができる上に、寸法精度も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す図で、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図2】ヘッドユニットを示す図で、(a)は断面図、(b)は(a)の1B−1B線断面図である。
【図3】積層接合体の製造工程を示す図で、(a)は接合前の状態を示す斜視図、(b)は接合後の状態を示す斜視図である。
【図4】ノズル開口の穿孔工程を示す図で、(a)は全体斜視図、(b)は(a)の4B−4B線断面図である。
【図5】ヘッドユニットの固定工程を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態を示す図で、(a)は接合前のノズルプレートと補強プレートを示す図、(b)は積層接合体を示す図である。
【図7】ヘッドユニットの装着工程を示す図である。
【符号の説明】
1 ヘッドユニット
10 圧力室
11 インク流路
12 インク流路終端
2 ノズルプレート
20 ノズル開口
3 補強プレート
30 位置決め用貫通穴
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a print head and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
As a multi-unit type ink jet head in which, for example, a line printer is configured by arranging a plurality of head units, one described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-198876 is known. This conventional example is formed by adhering a thin plate-like vibration plate, a partition plate, and a nozzle plate in a laminated form to an ink channel plate unit in which a plurality of base plate units are fixed to an ink channel plate. Each base plate unit is provided with a plurality of pressure chambers and an ink flow path communicating with the pressure chamber, and a small hole corresponding to the end of the ink flow path of the base plate unit is previously formed in the vibration plate, the partition plate, and the nozzle plate. Perforated.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example described above has the following problems. That is, the small hole perforation work to the vibration plate, the partition wall plate, and the nozzle plate is performed for each thin plate material having a size enough to cover the ink flow path plate, and thus is easily deformed during the perforation work. In particular, since a large number of small holes (nozzle openings) are formed in the nozzle plate at a narrow pitch, the nozzle plate is easily deformed and the manufacturing yield is poor. In addition, since the small holes perforated in a single state need to correspond to the end of the ink flow path of each base plate unit while being bonded to the ink flow path plate, in addition to the processing accuracy during the perforation work, Since the positional accuracy at the time of the adhesion | attachment operation | work to a flow-path board unit is also calculated | required, workability | operativity is bad.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described drawbacks, and an object of the present invention is to provide a print head having a good manufacturing yield and good manufacturing workability, and a manufacturing method thereof.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the object is to laminate and stick a reinforcing plate having positioning through holes opened at a predetermined pitch on the back surface of the nozzle plate, and then from the positioning through hole side to the nozzle plate, A plurality of nozzle openings corresponding to terminal ends of a plurality of ink flow paths of a head unit having an ink flow path are perforated, and then the head unit is fitted into the positioning through-hole, so that the head unit is moved to the nozzle The positioning through-hole is fixed on the plate, and the positioning through-hole has the same shape as the front end surface of the head unit to be a joint surface between the head unit and the nozzle plate, and is adjacent to the positioning through-hole. Two sides serve as dimension reference sides with which the wall surface of the head unit abuts when the head unit is fitted into the positioning through-hole. The plurality of nozzle openings are perforated so that the interval from the quasi-side to each nozzle opening matches the interval from the wall surface corresponding to the dimension reference side of the head unit to the end of each ink flow path, By bringing the wall surface of the head unit into contact with the dimension reference side, the head unit is fitted into the positioning through-hole while positioning the head unit, and the head unit is placed on the nozzle plate. This is accomplished by providing a method for manufacturing a fixed print head.
Also, the above object is to provide printing having a plurality of head units 1 having pressure chambers 10 and ink flow paths 11, and a nozzle plate 2 having nozzle openings 20 corresponding to the ink flow path end 12 of each head unit 1. Provided is a print head in which a head plate 1 is fitted to the back surface of the nozzle plate 2 and a reinforcing plate 3 having a positioning through hole 30 for positioning the head unit 1 is joined. Is achieved.
[0006]
A plurality of sets of pressure chambers 10 and ink flow paths 11 are formed in the head unit 1, and the ink introduced into the ink flow paths 11 is compressed in the pressure chambers 10 and discharged from the ink flow path end 12. A nozzle opening 20 fixed to the ink flow path terminal 12 in order to regulate the ink ejection direction is formed in the elongated nozzle plate 2 and fixed to a plurality of head units 1 arranged in parallel.
[0007]
The reinforcing plate 3 is attached in advance to the back surface of the nozzle plate 2 (hereinafter, the back surface of the nozzle plate 2 refers to the surface facing the head unit 1 in this specification), and the rigidity is increased. The nozzle plate 2 whose rigidity is enhanced by the reinforcing plate 3 is not deformed even when a large number of nozzle openings 20 are drilled at a narrow pitch, and the manufacturing yield is improved. Further, since the reinforcing plate 3 is adhered to the back surface of the nozzle plate 2 and the head unit 1 is fitted into the positioning through hole 30 of the reinforcing plate 3, the thickness of the reinforcing plate 3 is not limited. A plate material having a thickness necessary for securing the rigidity required for the drilling operation of the opening 20 can be used. Further, since the head unit 1 is positioned by the positioning through-hole 30, the nozzle opening 20 and the nozzle unit 20 are compared with the case where the long nozzle plate 2 is separately fixed to a plurality of head units 1 arranged in parallel. The accuracy of alignment with the open end of the ink flow path 11 is increased, and workability is also improved.
[0008]
The fixed head unit 1 is also possible to use an adhesive or the like, but it is also possible to detachably attached to the f head unit 1. In order to detachably fix the head unit 1 to the reinforcing plate 3 or the nozzle plate 2, for example, it can be achieved by forming an engaging portion that engages the head unit 1 and the reinforcing plate 3 with each other.
[0009]
Further, according to the present invention, the reinforcing plate 3 having positioning through holes 30 formed at a predetermined pitch is laminated and pasted on the back surface of the nozzle plate 2, and then the ink flow path 11 is transferred from the positioning through hole 30 side to the nozzle plate 2. Provided is a method for manufacturing a print head in which a nozzle opening 20 corresponding to the ink flow path end 12 of the head unit 1 provided with is drilled, and then the head unit 1 is fitted and fixed while being positioned by the positioning through hole 30. To do .
[0010]
In the present invention, when the nozzle opening 20 is drilled into the nozzle plate 2, the reinforcing plate 3 is first attached to the back surface of the nozzle plate 2. The reinforcing plate 3 is formed to a thickness that does not cause deformation such as bending in the nozzle plate 2 when a large number of nozzle openings 20 are drilled in the nozzle plate 2. The print head is manufactured by fixing the head unit 1 to the laminated assembly of the nozzle plate 2 and the reinforcing plate 3 formed as described above, and the positioning through hole 30 provided in the reinforcing plate 3. Thus, the fixing position of the head unit 1 is positioned, and the ink flow path end 12 and the nozzle opening 20 are surely aligned.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 1, the multi-unit ink jet print head includes a laminated assembly 4 in which a plurality of head units 1, 1... And a reinforcing plate 3 of a nozzle plate 2 are joined. The number of head units 1 to be mounted can be determined as appropriate, and a full line type ink jet may be configured by arranging the head units 1 as much as possible corresponding to the paper width.
[0012]
As shown in FIG. 2, the head unit 1 includes a plurality of ink flow paths 11, 11... Branched in parallel from the common ink chamber 13, and corresponds to each ink flow path 11 near the lower end of the head unit 1. Then, the pressure chambers 10, 10. In the pressure chamber 10, a piezoelectric element 10a and a pressure plate 10b for changing the volume of the pressure chamber 10 by driving the piezoelectric element 10a are arranged. Ink is supplied into a common ink chamber 13 from a reserve tank (not shown) via an ink supply pipe 5 and then supplied to each ink flow path 11. When the print signal is commanded from the printer body to the piezo drive circuit 10c by the drive signal line 6 and the piezo element 10a is driven with the ink filled in the pressure chamber 10, the pressure plate 10b constituting the partition wall surface of the pressure chamber 10 is pressurized. The volume of the pressure chamber 10 is reduced by moving inward of the chamber 10, and the ink in the pressure chamber 10 and the ink reservoir 14 formed below the pressure chamber 10 is discharged from the ink flow path terminal 12 to the outside of the head unit 1. . When the ink supply pipe 5 and the drive signal line 6 are formed to be detachable from the head unit 1, the head unit 1 can be replaced.
[0013]
The laminated joined body 4 is a long body that can be stretched between the plurality of head units 1, and is formed by laminating and joining the nozzle plate 2 and the reinforcing plate 3. Each head unit 1 is held in a state of being fitted into a positioning through hole 30 provided in the reinforcing plate 3, and in a fixed state, the ink flow between the nozzle opening 20 provided in the nozzle plate 2 and the head unit 1. The road end 12 matches.
[0014]
A method for manufacturing the print head will be described with reference to FIGS. First, a nozzle plate 2 and a reinforcing plate 3 having a predetermined length are prepared. It is desirable to use a nozzle plate 2 having a thickness as thin as possible in order to reduce the resistance when ink is ejected from the nozzle opening 20, and a synthetic resin sheet having a thickness of about 20 μm, for example, Teijin PEN (Teonex (trade name)) can be used.
[0015]
On the other hand, the reinforcing plate 3 is a plate material having appropriate rigidity, and a metal plate material, ceramic, or synthetic resin material can be used. When using a metal plate material, it is desirable to use a stainless steel plate (SUS316 or SUS430) having a thickness of about 1 mm so that corrosion such as rust does not occur for a long time against adhesion of ink or the like. Further, when ceramic is used for the reinforcing plate 3, it is desirable to use alumina in consideration of shape stability, hardness, and thermal expansion coefficient, but in this embodiment, in consideration of workability, Sumikin Photon Ceramic Co., Ltd. Photoveel (trade name) was used. Furthermore, in order to further improve the rigidity of the reinforcing plate 3, for example, when a metal plate is used, the edge may be bent along the longitudinal direction. Furthermore, positioning through holes 30 are formed in the reinforcing plate 3 at a predetermined pitch. The positioning through-hole 30 has a rectangular shape with a size that allows the head unit 1 to be fitted, and two adjacent sides serve as dimension reference sides. The positioning through-holes 30 of the reinforcing plate 3 are arranged in a staggered manner so that the pitch of the ink flow path terminal end 12 does not change even at the connection portion of the head units 1 when the head units 1 are connected. The positioning through-hole 30 can be formed by using etching in addition to machining.
[0016]
As shown in FIG. 3B, the nozzle plate 2 and the reinforcing plate 3 are joined using an appropriate adhesive, and then nozzle openings 20 are perforated in the nozzle plate 2. An epoxy-based thermosetting adhesive is used as the adhesive. For example, when a stay stick 383 (trade name) manufactured by STICTIC Co., Ltd. is used, it is applied to the joint surface between the nozzle plate 2 and the reinforcing plate 3. Then, after temporary curing at 150 ° C. for 7 minutes, main bonding is performed at 200 ° C. for 30 minutes under a pressure of 2 kgf / cm 2 .
[0017]
In addition to machining such as punching, an excimer laser or the like can be used for drilling the nozzle opening 20 in the nozzle plate 2. Each nozzle opening 20 is formed to have a diameter of about 20 μm, and the pitch between the nozzle openings 20 is managed so as to match the pitch between the ink flow path terminal ends 12 of the head unit 1. By setting the processing direction, that is, the punching blade or the laser irradiation direction to the back side of the nozzle plate 2 as indicated by an arrow in FIG. 4A, the taper angle gradually increases by about 6.2 ° toward the surface side. It is desirable to use a tapered hole with a reduced diameter (see FIG. 4B). The laminated assembly 4 is in a state in which a reinforcing plate is lined on the back surface of the nozzle plate 2, and the nozzle plate 2 can be deformed only in the positioning through hole 30 region. Deformation due to the drilling process is reliably prevented.
[0018]
Thereafter, the head unit 1 is fixed to the laminated assembly 4 as shown in FIG. The head unit 1 is fixed by fitting the tip of the head unit 1 into the positioning through hole 30 provided in the reinforcing plate 3. The head unit 1 is fitted into the positioning through-hole 30 by bringing a wall surface corresponding to the dimension reference side of the positioning through-hole 30 into contact with the nozzle opening 20 of the laminated assembly 4 and the head unit. The distance from the corresponding wall surface of the head unit 1 to the ink flow path terminal 12 or the distance from the dimension reference side of the positioning through hole 30 to the nozzle opening 20 is set so that the one ink flow path terminal 12 is correctly matched. It is managed with a predetermined accuracy at the time of manufacturing the part.
[0019]
An adhesive is used for fixing the head unit 1 to the laminated assembly 4. For example, when using Able Stick 550: 25 μm (trade name) manufactured by Able Stick Co., Ltd., the adhesive is used at 120 ° C. The bonding surface of the head unit 1, that is, the front end surface is pressed and peeled off after being placed on the heater to adhere the adhesive to the bonding surface of the head unit 1, and then the head unit 1 is positioned by the positioning through hole 30. After alignment, the bonding surface is pressed against the nozzle plate 2 and then main bonding is performed at 150 ° C. for 1 hour. In order to prevent peeling after the head unit 1 is bonded, in addition to bonding at the bonding surface of the head unit 1, as shown in FIG. 1B, the gap between the head unit 1 and the positioning through hole 30. It is desirable to form the reinforcing adhesive portion 7 on the upper surface of the reinforcing plate 3. In order to form the reinforcing adhesive part 7, for example, an adhesive such as Able Stick 342-3 (trade name) manufactured by Able Stick Co., Ltd. can be used.
[0020]
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In the description of this embodiment, components that are essentially the same as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawing, and description thereof is omitted. In this embodiment, the reinforcing plate 3 is formed of a synthetic resin material, and a locking hook 31 that can be elastically deformed protrudes from the periphery of the positioning through hole 30.
[0021]
The nozzle plate 2 is formed of a stainless steel plate (SUS316) having a thickness of about 40 μm, and an elastic layer 21 is formed on the back surface thereof at a position that matches the positioning through hole 30 of the reinforcing plate 3. The elastic layer 21 can be formed by sticking a thin film formed of an elastic body on the back surface of the nozzle plate 2 or by silk printing. As the elastic body, it is desirable to use a material excellent in ink resistance that is unlikely to be melted or cured by ink, and silicon rubber can be used. Silicone rubber is a suitable material because it has high chemical resistance to inks containing diethylene glycol and ethanol and is excellent in moldability. Further, since silicon rubber can be silk-printed at room temperature, as will be described later, it is suitable as a material for forming the elastic layer 21 in consideration of workability, but other fluororubbers can be used. . Since the fluororubber needs to be molded at a high temperature, when it is used with the elastic layer 21, it is used after being molded into a sheet shape with an adhesive or the like.
[0022]
The elastic layer 21 can be formed by transfer in addition to the above-described sticking and silk printing. In the case of silk printing, for example, silicon rubber is formed to a thickness of about 20 μm using a stainless steel mesh and a square squeegee, with a gap of 0.2 mm, a printing pressure of 2 kgf / cm 2 , and a squeegee speed of 30 mm / sec. It is allowed to stand at room temperature for 24 hours and further heated at 100 ° C. for 1 hour.
[0023]
After the reinforcing plate 3 and the nozzle plate 2 formed as described above are joined in the same manner as in the above-described embodiment, the nozzle plate 20 is perforated with the nozzle openings 20 as shown in FIG. . In this embodiment in which a stainless steel plate is used for the nozzle plate 2, a copper laser is used for the drilling operation of the nozzle opening 20, and it is formed in a tapered hole or a straight hole having a small inclination angle as compared with the above-described embodiment. Is done.
[0024]
Thereafter, as shown in FIG. 7, the head unit 1 is coupled to the laminated assembly 4. For connection of the head unit 1, the head unit 1 is provided with a locking claw 15, and when the head unit 1 is pushed in so as to be fitted into the positioning through hole 30, the locking claw 15 is moved to the reinforcing plate. 3 is held in place by elastically locking to the three locking hooks 31. When the head unit 1 is mounted, the tip of the head unit 1 is in pressure contact with the elastic layer, and adhesion is ensured.
[0025]
Therefore, in this embodiment, since the head unit 1 can be individually removed from the laminated assembly 4, if the head unit 1 is defective, only the defective head unit 1 can be replaced. Yield can be improved dramatically. When the ink ink supply pipe 5 and the drive signal line 6 connected to the head unit 1 are formed to be detachable from the head unit 1, the replacement work of the head unit 1 is also simplified.
[0026]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the reinforcing plate is attached to the nozzle plate when the nozzle opening is drilled into the nozzle plate, the nozzle plate is not deformed, and the ink The flight direction can be made uniform.
[0027]
Further, since the flatness of the nozzle plate is increased by sticking the reinforcing plate, the workability of the nozzle opening by press working and laser processing is improved and the cleaning of the nozzle surface is facilitated.
[0028]
Furthermore, when mounting the head unit, the dimensions can be determined simply by pressing the head unit against the dimensional reference side of the positioning through hole, so that the assembly workability can be improved and the dimensional accuracy can be improved. it can.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are views showing the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view;
2A is a cross-sectional view of the head unit, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 1B-1B of FIG.
3A and 3B are diagrams showing a manufacturing process of a laminated assembly, in which FIG. 3A is a perspective view showing a state before joining, and FIG. 3B is a perspective view showing a state after joining.
4A and 4B are diagrams showing a nozzle opening drilling step, where FIG. 4A is an overall perspective view, and FIG. 4B is a sectional view taken along line 4B-4B in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a fixing process of the head unit.
6A and 6B are diagrams showing a second embodiment of the present invention, where FIG. 6A is a diagram showing a nozzle plate and a reinforcing plate before joining, and FIG. 6B is a diagram showing a laminated assembly.
FIG. 7 is a diagram illustrating a mounting process of the head unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head unit 10 Pressure chamber 11 Ink channel 12 Ink channel terminal 2 Nozzle plate 20 Nozzle opening 3 Reinforcement plate 30 Positioning through hole

Claims (2)

ノズルプレートの背面に所定ピッチで位置決め用貫通穴が開設された補強プレートを積層して貼着し、次いで前記位置決め用貫通穴側から前記ノズルプレートにインク流路を備えたヘッドユニットの複数のインク流路終端に対応する複数のノズル開口を穿孔し、この後、前記位置決め用貫通穴に前記ヘッドユニットを嵌合させて、前記ヘッドユニットを前記ノズルプレート上に固定するものであって、
前記位置決め用貫通穴は、前記ヘッドユニットと前記ノズルプレートとの接合面となる前記ヘッドユニットの先端面と同一形状であり、
前記位置決め用貫通穴の隣接する2辺が、当該位置決め用貫通穴に前記ヘッドユニットを嵌合させる際に該ヘッドユニットの壁面が当接する寸法基準辺となり、
前記寸法基準辺から各前記ノズル開口までの間隔が前記ヘッドユニットの前記寸法基準辺に対応する壁面から各前記インク流路終端までの間隔と合致するように前記複数のノズル開口を穿孔し、
この後、前記ヘッドユニットの前記壁面を前記寸法基準辺に当接させることにより、前記ヘッドユニットを位置決めしながら、該ヘッドユニットを前記位置決め用貫通穴に嵌合させて、前記ヘッドユニットを前記ノズルプレート上に固定する印字ヘッドの製造方法。
The back of the nozzle plate, adhered by laminating a reinforcing plate which is positioning through hole is opened at a predetermined pitch, and then, the nozzle plate from the positioning through hole side, the head unit including an ink flow path puncturing the plurality of nozzle openings corresponding to the plurality of ink passages terminating, after which said head unit is fitted in the positioning through holes, it is one that fixed the head unit to the nozzle plate And
The positioning through hole is distal end surface of the same shape of the head unit to be joint surface between the head unit and the front Symbol nozzle plate,
Two adjacent sides of the positioning through hole serve as dimension reference sides with which the wall surface of the head unit abuts when the head unit is fitted into the positioning through hole.
Drilling the plurality of nozzle openings so that the distance from the dimension reference side to each nozzle opening matches the distance from the wall surface corresponding to the dimension reference side of the head unit to the end of each ink flow path ;
Thereafter, the wall surface of the head unit is brought into contact with the dimension reference side so that the head unit is fitted into the positioning through-hole while positioning the head unit, and the head unit is moved to the nozzle. A manufacturing method of a print head fixed on a plate .
前記位置決め用貫通穴が千鳥状に配列される請求項に記載の印字ヘッドの製造方法。The print head manufacturing method according to claim 1 , wherein the positioning through holes are arranged in a staggered pattern.
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