JP6569424B2 - Method for manufacturing liquid ejection device, and liquid ejection device - Google Patents
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本発明は、液体吐出装置の製造方法、及び、液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejection device, and a liquid ejection device.
特許文献1には、液体吐出装置として、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドが開示されている。このインクジェットヘッドは、ノズルが形成された合成樹脂製のノズルプレートと、ノズルに連通するインク流路が形成された金属製の流路形成板と、流路形成板に設けられた圧電素子を有する。インクジェットヘッドは、圧電素子により、流路形成板のインク流路内のインクに圧力を付与することで、ノズルからインクを吐出させる。 Patent Document 1 discloses an ink jet head that ejects ink from a nozzle as a liquid ejecting apparatus. This inkjet head has a nozzle plate made of synthetic resin in which nozzles are formed, a metal channel forming plate in which an ink channel communicating with the nozzles is formed, and a piezoelectric element provided on the channel forming plate. . The ink-jet head causes the ink to be ejected from the nozzles by applying pressure to the ink in the ink flow path of the flow path forming plate by the piezoelectric element.
上記の特許文献1のインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの、ノズルの吐出口が配置されているインク吐出面には、吐出口の周囲にインク滴が付着することを防止するための撥インク膜が形成されている。また、ノズルプレートのインク吐出面には、ノズルの列を挟むように配置され、ノズル列方向に延びる2本の長い凸部(凸条部)が形成されている。この凸部により、紙ジャム等によって記録用紙が浮き上がった場合でも、記録用紙がノズルの吐出口に衝突することが抑制され、吐出口の縁や吐出口の周囲の撥インク膜に傷がつくことが防止される。 In the ink jet head disclosed in Patent Document 1, an ink repellent film for preventing ink droplets from adhering to the periphery of the ejection port is formed on the ink ejection surface of the nozzle plate where the ejection port of the nozzle is disposed. Has been. In addition, on the ink ejection surface of the nozzle plate, two long convex portions (ridges) that are arranged so as to sandwich the nozzle row and extend in the nozzle row direction are formed. This projection prevents the recording paper from colliding with the nozzle outlet even when the recording paper is lifted due to paper jam or the like, and damages the ink-repellent film around the edge of the outlet or the outlet. Is prevented.
上記のノズルプレートは以下の工程で製造される。まず、ノズルプレートとなる合成樹脂の基板として、ポリイミド等の合成樹脂フィルムを準備する。この合成樹脂フィルムの一面に撥インク材を塗布して加熱乾燥させることで、撥インク膜を形成する。次に、撥インク膜が形成された合成樹脂フィルムに、レーザー加工でノズルを形成する。次に、ノズルが形成された合成樹脂フィルム(ノズルプレート)を、流路孔が形成されている流路形成板に接合する。接合後、ノズルプレートの、撥インク膜が形成されたインク吐出面に金型を当て、熱プレスを行うことによって、インク吐出面に凸部を形成する。 Said nozzle plate is manufactured in the following processes. First, a synthetic resin film such as polyimide is prepared as a synthetic resin substrate to be a nozzle plate. An ink repellent film is formed by applying an ink repellent material to one surface of the synthetic resin film and drying it by heating. Next, a nozzle is formed by laser processing on the synthetic resin film on which the ink repellent film is formed. Next, the synthetic resin film (nozzle plate) on which the nozzles are formed is joined to the flow path forming plate in which the flow path holes are formed. After joining, a mold is applied to the ink ejection surface of the nozzle plate on which the ink-repellent film is formed, and a hot press is performed to form convex portions on the ink ejection surface.
特許文献1では、合成樹脂製のノズルプレートに熱プレスによって凸部が形成されており、凸部の材質も合成樹脂である。合成樹脂製の凸部は強度が低く、耐久性も劣る。従って、凸部に繰り返し記録用紙が当たると、凸部が徐々に削られてなくなってしまう虞がある。また、記録用紙が大きな力で凸部に衝突したときには、凸部が欠けてしまうこともある。 In Patent Document 1, a convex portion is formed on a nozzle plate made of synthetic resin by hot pressing, and the material of the convex portion is also synthetic resin. The convex part made of synthetic resin has low strength and inferior durability. Therefore, when the recording paper repeatedly hits the convex portion, the convex portion may be gradually scraped away. Further, when the recording paper collides with the convex portion with a large force, the convex portion may be lost.
そこで、本願発明者らは、凸部の強度及び耐久性の向上を目的として、金属部分が含まれる凸部を形成する技術を提案している(例えば、特願2014−169458号に開示)。まず、金属プレートにハーフエッチングで凹部を形成し、この金属プレートを、ノズルプレートとなる合成樹脂プレートに積層する。次に、上記の積層体の、凹部が形成された部分に対してプレス加工を行うことにより、積層体を変形させて凸部を形成する。 Therefore, the inventors of the present application have proposed a technique for forming a convex portion including a metal portion for the purpose of improving the strength and durability of the convex portion (for example, disclosed in Japanese Patent Application No. 2014-169458). First, a concave portion is formed in a metal plate by half etching, and this metal plate is laminated on a synthetic resin plate serving as a nozzle plate. Next, the laminated body is deformed by pressing the portion of the laminated body where the concave portions are formed, thereby forming convex portions.
しかし、本願発明者らのさらなる検討により、この凸部形成手法において、改善の余地があることが判明した。上記の凸部形成手法では、金属プレートの、プレス加工を施す部分に対して、予め、ハーフエッチングで凹部を形成する。しかし、ハーフエッチングによる凹部の加工では、エッチング速度の変動などの要因により、凹部の深さばらつきが生じやすい。この凹部の深さばらつきは、この凹部にパンチを当ててプレス加工を行ったときに、凸部の高さがばらつく大きな要因となり、十分な高さの凸部が形成されない虞がある。 However, further investigations by the inventors of the present application have revealed that there is room for improvement in this method for forming a convex portion. In the above convex portion forming method, a concave portion is formed in advance by half-etching on a portion of the metal plate to be pressed. However, in the processing of the recess by half etching, the depth of the recess tends to vary due to factors such as variations in the etching rate. The variation in the depth of the recesses is a major factor that causes the height of the projections to vary when a punch is applied to the recesses, and there is a possibility that the projections with a sufficient height may not be formed.
本発明の目的は、プレス加工が施される凹部をハーフエッチングで形成したときに、凹部に深さばらつきが生じた場合でも、プレス加工によって形成される凸部の高さばらつきを抑えることである。 An object of the present invention is to suppress the height variation of the convex portion formed by pressing even when the concave portion to which the press processing is performed is formed by half etching and the concave portion has a variation in depth. .
第1の発明の液体吐出装置の製造方法は、複数のノズルが形成される第1プレートと積層される金属製の第2プレートの、前記第1プレートと反対側の面の一部領域にマスクを施してからエッチングを行うことにより、前記第2プレートに、凹部、及び、前記凹部の底面から前記第1プレートと反対側に突き出た第1凸部を形成する、第1エッチング工程と、前記第2プレートの前記第1凸部に、前記第1プレートと反対側からパンチを当ててプレス加工を行うことにより、前記第1プレートと前記第2プレートの積層体に、前記複数のノズルの吐出口が配置される液体吐出面から突出する第2凸部を形成する、プレス工程と、を備えていることを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a liquid ejection apparatus, comprising: masking a partial region of a surface opposite to the first plate of a metal second plate laminated with a first plate on which a plurality of nozzles are formed. The first etching step of forming the concave portion and the first convex portion protruding from the bottom surface of the concave portion on the opposite side to the first plate by performing etching after applying By pressing the first convex portion of the second plate with a punch from the opposite side to the first plate, the discharge of the plurality of nozzles is applied to the stacked body of the first plate and the second plate. And a pressing step for forming a second protrusion protruding from the liquid discharge surface on which the outlet is disposed.
本発明では、ノズルが形成される第1プレートと積層される、金属製の第2プレートに、エッチングで凹部を形成する。このエッチングの際に、第2プレートに、凹部だけでなく、凹部の底面から突出する第1凸部も同時に形成する。次に、上記の第1凸部にパンチを当ててプレス加工を行うことにより、第1プレートと第2プレートの積層体を、凹部が形成された領域において変形させて、液体吐出面から突出する第2凸部を形成する。 In the present invention, a recess is formed by etching in a second metal plate that is laminated with the first plate in which the nozzle is formed. During this etching, not only the recesses but also the first protrusions protruding from the bottom surface of the recesses are simultaneously formed on the second plate. Next, a punch is applied to the first convex portion to perform pressing, thereby deforming the stacked body of the first plate and the second plate in the region where the concave portion is formed, and projecting from the liquid ejection surface. A 2nd convex part is formed.
ここで、プレス工程においては、パンチは、凹部の底面ではなく、第1凸部の先端面に当てられる。そのため、積層体に形成される第2凸部の形状は、パンチが当接する第1凸部によって決まり、凹部の深さには関係しない。従って、エッチングで形成される凹部の深さがばらついた場合でも、第2凸部の高さがばらつくことが抑えられる。 Here, in the pressing step, the punch is applied to the tip surface of the first convex portion, not the bottom surface of the concave portion. Therefore, the shape of the 2nd convex part formed in a laminated body is decided by the 1st convex part which a punch contact | abuts, and is not related to the depth of a recessed part. Therefore, even when the depth of the concave portion formed by etching varies, the height of the second convex portion can be suppressed.
また、パンチが押し当てられる位置が多少ずれても、パンチが第1凸部に当たっている限り、液体吐出面から突出する第2凸部の頂部の位置は、第1凸部の位置によって定まる。ここで、第1エッチング工程では、第2プレートの一部領域に予めマスクを形成してから、エッチングを行うことにより、第1凸部を残してその周囲を除去する。つまり、第1凸部の、プレート面方向の形成位置はマスクによって決まり、マスクの形成精度にもよるが、第1凸部の位置は大きくばらつきにくい。従って、第2凸部の頂部の位置のばらつきも抑えられる。 Even if the position where the punch is pressed is slightly shifted, the position of the top of the second protrusion protruding from the liquid discharge surface is determined by the position of the first protrusion as long as the punch hits the first protrusion. Here, in the first etching step, a mask is previously formed in a partial region of the second plate, and then the etching is performed to remove the periphery of the first convex portion. That is, the position of the first convex portion in the plate surface direction is determined by the mask, and the position of the first convex portion is not likely to vary greatly depending on the mask formation accuracy. Therefore, variation in the position of the top of the second convex portion can also be suppressed.
第2の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第1の発明において、前記第1凸部の先端面の面積は、前記パンチの、前記第1凸部との当接面の面積よりも小さいことを特徴とするものである。 In the method for manufacturing a liquid ejection device according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the area of the tip surface of the first convex portion is larger than the area of the contact surface of the punch with the first convex portion. It is characterized by being small.
第1凸部の先端面の面積が、パンチの、第1凸部との当接面の面積よりも小さいため、パンチが押し当てられる位置が多少ずれても、パンチが第1凸部に当接する。従って、パンチの押し当て位置のずれに伴う、第2凸部の頂部の位置ずれがより確実に抑えられる。 Since the area of the tip surface of the first convex portion is smaller than the area of the punch contact surface with the first convex portion, even if the position where the punch is pressed is slightly shifted, the punch hits the first convex portion. Touch. Therefore, the positional deviation of the top part of the second convex part accompanying the deviation of the pressing position of the punch can be more reliably suppressed.
第3の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第1又は第2の発明において、前記プレス工程の後、前記第2プレートに、液体の圧力変動を減衰させるためのダンパー部を有する第3プレートを、前記ダンパー部が前記凹部と重なるように積層する積層工程を備え、前記プレス工程において、前記パンチによるプレス加工で前記第1凸部の先端部をつぶし、前記第1凸部の突出長を小さくすることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a liquid ejection device according to the first or second aspect, wherein the second plate has a damper portion for attenuating the pressure fluctuation of the liquid after the pressing step. A lamination step of laminating the plate so that the damper portion overlaps the concave portion, and in the pressing step, the tip portion of the first convex portion is crushed by pressing with the punch, and the protruding length of the first convex portion It is characterized by reducing.
本発明では、第2プレートには、ダンパー部を有する第3プレートが、ダンパー部が凹部と重なるように積層される。つまり、第2プレートの凹部内の空間は、第3プレートのダンパー部の変形を許容する空間となる。ここで、ダンパー部の圧力変動の減衰機能を確保するため、凹部内の第1凸部が、ダンパー部の変形を阻害しないことが求められる。この点、本発明では、第2凸部を形成するプレス工程において、第1凸部の先端部をつぶして突出長(高さ)を小さくする。これにより、ダンパー部の変形が、第1凸部によって阻害されにくくなる。 In the present invention, a third plate having a damper portion is laminated on the second plate so that the damper portion overlaps the recess. That is, the space in the concave portion of the second plate is a space that allows deformation of the damper portion of the third plate. Here, in order to ensure the damping function of the pressure fluctuation of the damper portion, it is required that the first convex portion in the concave portion does not hinder the deformation of the damper portion. In this regard, in the present invention, in the pressing step for forming the second convex portion, the tip end portion of the first convex portion is crushed to reduce the protruding length (height). Thereby, a deformation | transformation of a damper part becomes difficult to be inhibited by the 1st convex part.
第4の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第3の発明において、前記第1凸部の先端面の径が、100μm以下であることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a liquid ejection apparatus according to the third aspect, wherein the diameter of the tip surface of the first convex portion is 100 μm or less.
第1凸部の径が100μm以下であると、プレス加工の際に、第1凸部の先端部がつぶれやすくなる。 When the diameter of the first convex portion is 100 μm or less, the tip portion of the first convex portion is easily crushed during press working.
第5の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第3又は第4の発明において、前記プレス工程において、前記第1凸部の先端部をつぶすことにより、プレス加工後の前記第1凸部の突出長を、プレス加工前の前記突出長の95%以下にすることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a liquid ejection apparatus according to the third or fourth aspect, wherein the first convex portion after press working is formed by crushing a tip portion of the first convex portion in the pressing step. The protrusion length is made 95% or less of the protrusion length before press working.
プレス加工により第1凸部の先端部をつぶし、その突出長をプレス加工前と比べて5%以上小さくすることで、ダンパー部の変形が、第1凸部によって阻害されにくくなる。 By crushing the tip of the first convex portion by pressing and reducing the protruding length by 5% or more compared to before the pressing, deformation of the damper portion is not easily inhibited by the first convex portion.
第6の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第1〜第5の何れかの発明において、前記第2プレートに、この第2プレートを貫通する流路孔をエッチングで形成する、第2エッチング工程と、前記第2エッチング工程の後に、前記第1プレートに前記流路孔と連通する前記複数のノズルを形成するノズル形成工程を備えていることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a liquid ejection device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the second plate is formed with a flow path hole penetrating the second plate by etching. After the etching step and the second etching step, a nozzle forming step for forming the plurality of nozzles communicating with the flow path holes in the first plate is provided.
本発明では、第2プレートに対して第2エッチング工程を行って、プレートを貫通する流路孔を形成する。その後、第1プレートにノズルを形成するが、第2プレートに流路孔が形成されているため、この流路孔を利用して、レーザー加工等で、第2プレートにノズルを形成することができる。 In the present invention, the second etching process is performed on the second plate to form flow passage holes that penetrate the plate. After that, the nozzle is formed on the first plate. Since the channel hole is formed on the second plate, the nozzle can be formed on the second plate by laser processing or the like using the channel hole. it can.
第7の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第6の発明において、前記ノズル形成工程の後に、前記プレス工程を行うことを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a liquid ejection apparatus according to the sixth aspect, wherein the pressing step is performed after the nozzle forming step.
本発明では、第1プレートに複数のノズルを形成してから、積層体にプレス加工を行って凸部を形成する。つまり、プレス加工を行う前の、平坦な状態の第1プレートに複数のノズルを形成するため、ノズルの軸線方向が第1プレートに対して所望の角度をなすように、各ノズルを形成することができる。 In the present invention, after forming a plurality of nozzles on the first plate, the laminate is pressed to form the convex portions. That is, in order to form a plurality of nozzles on the flat first plate before pressing, each nozzle is formed so that the axis direction of the nozzles forms a desired angle with respect to the first plate. Can do.
第8の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第6の発明において、前記プレス工程の後に、前記ノズル形成工程を行うことを特徴とするものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth aspect of the invention, the nozzle forming step is performed after the pressing step.
本発明では、積層体にプレス加工を行ってから、第1プレートにノズルを形成する。つまり、プレス加工時には、第1プレートにはまだ複数のノズルが形成されていない状態であることから、プレス加工時の積層体の伸縮によってノズルの形状やピッチが変化することがない。また、プレス加工時に、第1プレートにノズルが形成されていないため、第1プレートにダイを当てても、ノズルが形成された部分が押されてノズルが変形するといった問題は生じない。 In the present invention, after pressing the laminated body, the nozzle is formed on the first plate. That is, since the plurality of nozzles are not yet formed on the first plate at the time of pressing, the shape and pitch of the nozzles do not change due to the expansion and contraction of the laminated body at the time of pressing. In addition, since the nozzle is not formed on the first plate at the time of pressing, there is no problem that even if the die is applied to the first plate, the nozzle-formed portion is pushed and the nozzle is deformed.
第9の発明の液体吐出装置の製造方法は、複数のノズルが形成される金属プレートに、前記ノズルの吐出口とは反対側の面の一部領域にマスクを施してからエッチングを行うことにより、凹部と、前記凹部の底面から前記吐出口と反対側に突き出た第3凸部とを形成する、エッチング工程と、前記金属プレートの前記第3凸部にパンチを当ててプレス加工を行い、前記金属プレートに、前記複数のノズルの吐出口が配置される液体吐出面から突出する第4凸部を形成する、プレス工程と、を備えていることを特徴とするものである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a liquid ejection apparatus, comprising: etching a metal plate on which a plurality of nozzles are formed, after masking a partial region on a surface opposite to the nozzle ejection port. Forming a concave portion and a third convex portion protruding from the bottom surface of the concave portion to the opposite side of the discharge port, and performing a pressing process by applying a punch to the third convex portion of the metal plate, And a pressing step of forming a fourth protrusion protruding from a liquid discharge surface on which the discharge ports of the plurality of nozzles are disposed on the metal plate.
本発明では、ノズルが形成されるプレートが金属プレートであり、この金属プレートに、凹部と第3凸部を形成する点で、上記第1の発明と異なる。その後、金属プレートの第3凸部にパンチを当ててプレス加工を行い、液体吐出面から突出する第4凸部を形成する点は、前記第1の発明と同じである。従って、本発明においても、凹部の深さばらつきが生じた場合でも、第4凸部の高さばらつきを抑えることができる。また、第4凸部の頂部の位置のばらつきも抑制できる。 In the present invention, the plate on which the nozzle is formed is a metal plate, and is different from the first invention in that a concave portion and a third convex portion are formed on the metal plate. Thereafter, the third convex portion of the metal plate is punched and pressed to form the fourth convex portion protruding from the liquid discharge surface, which is the same as in the first invention. Therefore, also in the present invention, even when the depth variation of the concave portion occurs, the height variation of the fourth convex portion can be suppressed. Moreover, the dispersion | variation in the position of the top part of a 4th convex part can also be suppressed.
第10の発明の液体吐出装置は、複数のノズルが形成された第1プレートと金属製の第2プレートとを含む積層体を有し、前記第2プレートには、前記第1プレートと反対側の面に形成された凹部と、前記凹部の底面から前記第1プレートと反対側に突き出た第1凸部が形成され、前記積層体の前記凹部と重なる部分に、前記複数のノズルの吐出口が配置される液体吐出面から突出する、第2凸部が形成されていることを特徴とするものである。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a liquid ejection apparatus having a laminate including a first plate on which a plurality of nozzles are formed and a metal second plate, and the second plate has a side opposite to the first plate. A plurality of nozzles are formed in a portion that overlaps with the concave portion of the multilayer body, and a concave portion formed on the surface of the laminated body and a first convex portion that protrudes from the bottom surface of the concave portion to the opposite side of the first plate. A second convex portion that protrudes from the liquid discharge surface on which is disposed is formed.
本発明では、複数のノズルが形成された第1プレートと積層される、金属製の第2プレートに、凹部と第1凸部が形成されている。第1凸部にパンチを当ててプレス加工を行うことで、積層体に形成される第2凸部の、高さばらつきや、プレート面方向における位置ばらつきを抑えることができる。 In this invention, the recessed part and the 1st convex part are formed in the metal 2nd plate laminated | stacked with the 1st plate in which the some nozzle was formed. By pressing the first convex portion with a punch, it is possible to suppress variations in height and positional variations in the plate surface direction of the second convex portion formed in the laminate.
[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態は、液体吐出装置としてのインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。まず、インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタの概略構成について説明する。図1は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略平面図である。尚、以下では、図1の紙面手前側を上方、紙面向こう側を下方と定義して、適宜、「上」「下」の方向語を使用して説明する。図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、インクジェットヘッド4と、搬送機構5と、メンテナンス機構6等を備えている。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to an inkjet head as a liquid ejection apparatus. First, a schematic configuration of an ink jet printer provided with an ink jet head will be described. FIG. 1 is a schematic plan view of the ink jet printer of the present embodiment. In the following, the front side in FIG. 1 is defined as the upper side, and the other side of the page is defined as the lower side, and the explanation will be made using direction words “up” and “down” as appropriate. As shown in FIG. 1, the ink jet printer 1 includes a
プラテン2の上面には、被記録媒体である記録用紙100が載置される。キャリッジ3は、プラテン2と対向する領域において、2本のガイドレール10,11に沿って走査方向に往復移動可能である。キャリッジ3には無端ベルト14が連結され、キャリッジ駆動モータ15によって無端ベルト14が駆動されることで、キャリッジ3は走査方向に移動する。
On the upper surface of the
インクジェットヘッド4はキャリッジ3に取り付けられており、キャリッジ3とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド4の、図1の紙面向こう側の面である下面には、複数のノズル44が形成されている。また、図1に示すように、プリンタ1の筐体7内にはホルダ9が設けられている。ホルダ9には、4色のインク(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ)がそれぞれ貯留された、4つのインクカートリッジ17が装着される。キャリッジ3に搭載されたインクジェットヘッド4とホルダ9は、図示しないチューブによって接続されている。そして、4つのインクカートリッジ17にそれぞれ貯留された4色のインクが、チューブを介してインクジェットヘッド4に供給される。インクジェットヘッド4は、キャリッジ3とともに走査方向に移動しつつ、その下面の複数のノズル44から、プラテン2に載置された記録用紙100に対して4色のインクを吐出する。
The
搬送機構5は、搬送方向にプラテン2を挟むように配置された2つの搬送ローラ18,19を有する。搬送機構5は、2つの搬送ローラ18,19によって、プラテン2に載置された記録用紙100を搬送方向に搬送する。
The transport mechanism 5 includes two
そして、インクジェットヘッド4が走査方向に移動しながら、複数のノズル44からインクを吐出する動作と、2つの搬送ローラ18,19が記録用紙100を搬送方向に所定量搬送する動作が、交互に繰り返されることで、記録用紙100に、画像や文字等が記録される。
The operation of ejecting ink from the plurality of
メンテナンス機構6は、走査方向に関するキャリッジ3の移動範囲のうちの、プラテン2よりも右側の位置に配置されている。メンテナンス機構6は、キャップ20と、キャップ20に接続された吸引ポンプ21と、ワイパー22等を備える。
The
キャップ20は上下方向(図1の紙面垂直方向)に移動可能である。キャップ20は、キャリッジ3がこのキャップ20と対向する位置にあるときに上方に移動することで、インクジェットヘッド4の下面に密着して複数のノズル44を覆う。この状態で、吸引ポンプ21によりキャップ20内を減圧することで、複数のノズル44からそれぞれインクを強制的に排出する、吸引パージが実行される。このとき、インクジェットヘッド4内の塵や気泡、あるいは、乾燥により増粘したインクが、複数のノズル44から排出されるため、上記塵や気泡等に起因するノズル44の吐出不良が解消される。
The
ワイパー22は、ゴム材料などの弾性材料で形成された薄板状の部材であり、走査方向においてキャップ20に隣接した位置に立設されている。上記の吸引パージが行われた後の状態では、インクジェットヘッド4の下面にはインクが付着している。そこで、吸引パージ後に、キャップ20がインクジェットヘッド4の下面から離れた状態で、キャリッジ3を走査方向に移動させる。このとき、ワイパー22は、インクジェットヘッド4の下面に接触した状態でインクジェットヘッド4に対して相対移動し、インクジェットヘッド4の下面に付着したインクを拭き取る。
The wiper 22 is a thin plate member made of an elastic material such as a rubber material, and is erected at a position adjacent to the
次に、インクジェットヘッド4について説明する。図2は、インクジェットヘッド4の上面図である。図3は、図2のA部拡大図である。図4は、図3のIV-IV線断面図である。図5は、インクジェットヘッド4の下面図である。図2〜図4に示すように、インクジェットヘッド4は、流路ユニット23と、圧電アクチュエータ24とを備えている。尚、図4では、流路ユニット23に形成されたインク流路内に、インク(符号Iで示す)が充填されている状態が示されている。
Next, the
(流路ユニット)
図4に示すように、流路ユニット23は、複数枚のプレート31〜39が積層された構造を有する。複数枚のプレート31〜39は、互いに積層された状態でそれぞれ接着剤によって接合されている。複数枚のプレート31〜39のうちの、最下層のプレート39は、複数のノズル44が形成されたノズルプレートである。ノズルプレート39は、ポリイミド等の合成樹脂からなるプレートである。ノズルプレート39には、このプレート39を厚み方向に貫通する、先細りのテーパ形状の複数のノズル44が形成されている。尚、以下の説明では、複数のノズル44の吐出口44aが形成されたノズルプレート39の下面を、特に、インク吐出面39aとも呼ぶこともある。
(Flow path unit)
As shown in FIG. 4, the
複数のノズル44は、搬送方向に配列されており、走査方向に並ぶ4列のノズル列48を構成している。4列のノズル列48は、4色(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ)のインクをそれぞれ吐出するものである。尚、以下の説明において、インクジェットヘッドの構成要素のうち、ブラック(K)、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)のインクにそれぞれ対応するものについては、その構成要素を示す符号の後に、どのインクに対応するかが分かるように、適宜、ブラックを示す“k”、イエローを示す“y”、シアンを示す“c”、マゼンタを示す“m”の何れかの記号を付す。例えば、ノズル列48kとは、ブラックインクを吐出するノズル列48のことを指す。
The plurality of
ノズルプレート39のインク吐出面39aは、PTFEなどのフッ素系樹脂で形成された撥液膜40によって覆われている。この撥液膜40が、インク吐出面39aの、ノズル44の吐出口44aの周囲領域を覆うことで、ノズル44から吐出されたインクが吐出口44aの周囲に残留することが防止される。尚、図4では、撥液膜40は、ノズルプレート39の下面全域に形成されているが、撥液膜40が、インク吐出面39aの、吐出口44aの周囲領域のみを覆うように形成されてもよい。
The
流路ユニット23を構成する、ノズルプレート39以外の他のプレート31〜38は、ステンレス鋼などの金属材料からなるプレートである。これらの金属プレート31〜38には、複数のノズル44に連通する、次述のマニホールド46や圧力室47等を含む、インク流路が形成されている。以下、複数の金属プレート31〜38、及び、これらの金属プレート31〜38に形成されたインク流路の詳細について、以下説明する。
The
図2に示すように、流路ユニット23の上面を構成する最上層のプレート31には、4つのインク供給孔45が走査方向に並んで形成されている。4つのインク供給孔45(45k,45y,45c,45m)には、ホルダ9の4つのインクカートリッジ17(図1参照)から4色(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ)のインクがそれぞれ供給される。また、上から4番目から7番目のプレート34〜37には、搬送方向に延在する4本のマニホールド46(46k,46y,46c,46m)が形成されている。1つのマニホールド46は、上下に積層された4枚のプレート34〜37にわたって形成されている。4つのインク供給孔45と4本のマニホールド46は、プレート32,33に形成された連通孔(図示省略)によって、それぞれ接続されている。
As shown in FIG. 2, four ink supply holes 45 are formed side by side in the scanning direction in the
図4に示すように、マニホールド46を形成している4枚のプレート34〜37のうち、最も下側に位置するプレート37の、マニホールド46を下側から覆う部分には、ハーフエッチングによって、4本のマニホールド46に沿って延びる4つの凹部37aが形成されている。これにより、凹部37aの底壁部の厚みは、それ以外の部分と比べて薄くなっている。以下、薄くなった凹部37aの底壁部を、「ダンパー部37b」と呼ぶ。
As shown in FIG. 4, of the four
プレート37のすぐ下に位置するプレート38の上面の、上記ダンパー部37bと対向する領域には、ハーフエッチングによって凹部38aが形成されている。即ち、プレート37に形成されたダンパー部37bと、その下のプレート38の凹部38aの底面との間には空間41が存在する。この構成によって、マニホールド46内の圧力変動に応じてダンパー部37bが容易に変形できるようになっており、マニホールド46内の圧力が変動したときに、ダンパー部37bの変形によってマニホールド46内の圧力変動が減衰される。
A
図4に示すように、プレート38の凹部38aが形成された部分は、下方へ突出するように変形し、後述する第2凸部50の一部分を構成している。また、プレート38の凹部38a内には、この凹部38aの底面から上方へ突き出た第1凸部38bが存在する。この凹部38aは、後で述べるように、第2凸部50をプレス加工によって形成するためのものである。
As shown in FIG. 4, the portion of the
尚、第1凸部38bの高さによっては、ダンパー部37bが変形したときに第1凸部38bに接触し、ダンパー部37bの圧力変動を減衰させる機能が低下する虞がある。そこで、第1凸部38bとダンパー部37bとの間に、ダンパー部37bの最大変位量よりも大きい隙間が存在することが好ましい。例えば、ダンパー部37bの変位量が2〜3μmである場合に、第1凸部38bの先端とダンパー部37bとの間に3μm以上の隙間が確保されているのがよい。
In addition, depending on the height of the 1st
最上層のプレート31には、複数のノズル44にそれぞれ対応する複数の圧力室47が形成されている。複数の圧力室47は、複数のノズル44と同様に、4本のマニホールド46に対応して4列に配列されている。複数の圧力室47は、圧電アクチュエータ24の振動板60によって覆われている。図3、図4に示すように、各圧力室47は、走査方向に長い形状を有する。圧力室47は、上方から見て、その一端部が対応するノズル44と重なり、その他端部はマニホールド46と重なるように配置されている。尚、図2に示すように、4つの圧力室47の列のうち、ブラックインクに対応する圧力室47の列は、対応するマニホールド46kに対して右側に配置されているのに対して、他の3色のインクに対応する圧力室47の列は、マニホールド46に対して左側に配置されている。
A plurality of
図3、図4に示すように、上から2番目に位置するプレート32には、マニホールド46と複数の圧力室47を接続する、複数の絞り流路49が形成されている。また、最上層のプレート31とノズルプレート39との間に位置する合計7枚のプレート32〜38には、圧力室47とノズル44とを接続する連通流路43を構成する、流路孔32c〜38cがそれぞれ形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
以上説明したプレート31〜39が積層された状態で接合されることで、流路ユニット23が構成されている。そして、流路ユニット23内には、1つのマニホールド46から分岐して、絞り流路49、圧力室47、及び、連通流路43を経てノズル44に至る個別流路が、複数形成されている。
The
ところで、記録用紙100の紙詰まりが発生した場合、あるいは、記録用紙100が撓んだ状態で搬送された場合などに、インクジェットヘッド4のインク吐出面39aに、記録用紙100が接触することがある。このとき、インク吐出面39aの、吐出口44aの縁部や吐出口44aの周囲領域に傷がついて、吐出曲がりなどの不具合が生じることがある。特に、本実施形態のように、インク吐出面39aが撥液膜40に覆われている構成においては、吐出口44aの周囲の撥液膜40に傷がついて撥水性が低下することにより、吐出口44aの周囲にインクが残留しやすくなり、吐出不良が発生する虞がある。そこで、図3〜図5に示すように、流路ユニット23のインク吐出面39aには、記録用紙100が、吐出口44aの周囲に接触することを防止するための、複数の第2凸部50が形成されている。
By the way, when the
図3〜図5に示すように、インク吐出面39aの、4本のマニホールド46とそれぞれ重なる領域において、複数の第2凸部50が搬送方向に沿って配列されており、4列の凸部列51を構成している。また、先にも説明したが、ノズルプレート39には、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクをそれぞれ吐出する4列のノズル列48(48k,48y,48c,48m)が、走査方向に並んで配置されている。その上で、図5に示すように、4つの凸部列51(51a〜51d)は、4列のノズル列48と走査方向に並んで配置されている。
As shown in FIG. 3 to FIG. 5, a plurality of second
4列のノズル列48の走査方向における両外側に、これら4列のノズル列48を走査方向に挟むように、2列の凸部列51a,51dがそれぞれ配置されている。また、イエローのノズル列48yとシアンのノズル列48cの間に凸部列51bが配置されている。さらに、シアンのノズル列48cとマゼンタのノズル列48mの間にも凸部列51cがそれぞれ配置されている。これにより、ブラックのノズル列48kとイエローのノズル列48yは、2列の凸部列51a,51bによって走査方向に挟まれている。また、シアンのノズル列48cは、2列の凸部列51b,51cに挟まれている。さらに、マゼンタのノズル列48mも、2列の凸部列51c,51dに挟まれている。
Two
このように、複数の第2凸部50が、ノズル44の配列方向(搬送方向)に沿って、走査方向において複数のノズル44と並んで配列されている。さらに、各ノズル列48は、走査方向における近い位置にそれぞれ配置された2列の凸部列51によって挟まれている。そのため、キャリッジ3が左方に移動する場合でも右方に移動する場合でも、記録用紙100が各ノズル44の周囲領域に接触しにくくなる。従って、インク吐出面39aの、各ノズル44の吐出口44aの周囲部分が、その近くに位置する第2凸部50によって確実に保護されることになり、撥液膜40が傷つくことが防止される。
As described above, the plurality of second
第2凸部50の構成の詳細について説明する。図3、図5に示すように、各第2凸部50は、円形の平面形状を有する。また、図4に示すように、第2凸部50の頂部は、丸みを帯びた形状に形成されている。そのため、記録用紙100が第2凸部50に衝突しても記録用紙100が傷みにくくなっている。また、インク吐出面39aに付着したインクをワイパー22で拭き取る場合に、第2凸部50にワイパー22がひっかかりにくく、ワイパー22は第2凸部50を簡単に乗り越えることができる。
Details of the configuration of the second
図4から分かるように、各第2凸部50は、ノズルプレート39とその上のプレート38が積層された状態で、この積層体52が一体となって下方へ突き出すように変形することによって形成されている。また、後でも詳細に説明するが、各第2凸部50は、積層体52に対する、プレート38側からのプレス加工によって行われている。また、この第2凸部50は、プレート38の凹部38aが形成された部分aに、プレス加工が施されることによって形成されている。
As can be seen from FIG. 4, each second
尚、記録用紙100が、インク吐出面39aのノズル44の周囲領域へ接触するのを確実に防止するには、第2凸部50の高さh、即ち、インク吐出面39aからの突出量は、ある程度大きいことが好ましい。例えば、第2凸部50の高さhは、10〜30μm程度であることが好ましい。
In order to reliably prevent the
上述のように、合成樹脂製のノズルプレート39と金属製のプレート38が一体に変形することにより第2凸部50が形成されていることから、第2凸部50は、金属部分50aと、この金属部分50aを覆う樹脂部分50bとを有する構造となっている。第2凸部50の内部に金属部分50aが存在していることから、第2凸部50の強度が高くなり、また、耐久性にも優れる。そのため、記録用紙100が第2凸部50に衝突しても、第2凸部50が削られてなくなったり、欠けたりしにくい。
As described above, since the second
(圧電アクチュエータ)
図2〜図4に示すように、圧電アクチュエータ24は、振動板60と、圧電層64,65と、複数の個別電極62と、共通電極66を備えている。振動板60は、複数の圧力室47を覆った状態で流路ユニット23の上面に接合されている。2枚の圧電層64,65は、振動板60の上面に積層されている。複数の個別電極62は、上層の圧電層65の上面において、複数の圧力室47とそれぞれ対向するように配置されている。共通電極66は、2枚の圧電層64,65の間において、複数の圧力室47に跨って配置されている。
(Piezoelectric actuator)
As shown in FIGS. 2 to 4, the
複数の個別電極62は、圧電アクチュエータ24を駆動するドライバIC67とそれぞれ接続されている。一方、共通電極66は常にグランド電位に保持されている。また、上層の圧電層65の、個別電極62と共通電極66とに挟まれた部分は、それぞれ、厚み方向に分極されている。
The plurality of
ノズル44からインクを吐出させる際の圧電アクチュエータ24の動作は以下の通りである。ある個別電極62に対してドライバIC67から駆動信号が印加されると、この個別電極62とグランド電位に保持されている共通電極66の間に電位差が生じる。これによって、圧電層65の、個別電極62と共通電極66の間に挟まれた部分に厚み方向の電界が生じる。また、圧電層65の分極方向と電界の方向とが一致するために、圧電層65はその分極方向である厚み方向に伸びて面方向に収縮する。この圧電層65の収縮変形に伴って、振動板60の圧力室47と対向する部分が圧力室47側に凸となるように撓む。このとき、圧力室47の容積が減少してその内部のインクに圧力が付与され、圧力室47に連通するノズル44からインクの液滴が吐出される。
The operation of the
次に、上述したインクジェットヘッド4の製造方法について、流路ユニット23の製造工程を中心に説明する。図6は、インクジェットヘッドの製造工程のうちの、エッチング工程と積層体形成工程を示す図である。図7は、インクジェットヘッドの製造工程のうちの、積層体形成後の工程を示す図である。
Next, the manufacturing method of the
(エッチング工程)
(1)フルエッチングによる流路孔形成
まず、図4に示される、流路ユニット23を構成する複数の金属プレート31〜38に対して、それぞれ、圧力室47やマニホールド46となる孔や、連通流路43を構成する流路孔32c〜38cなどの、それぞれインク流路の一部となる流路孔を形成する。具体的には、各プレート31〜38の表面に所定のマスクパターンを形成した後、フルエッチングを行うことにより、各プレート31〜38に貫通状の流路孔を形成する。特に、図6(a)に示すように、プレート38には、このプレート38を貫通する流路孔38cを形成する。
(Etching process)
(1) Formation of flow path hole by full etching First, a plurality of
(2)ハーフエッチングによる凹部形成
次に、プレート37の上面に、ハーフエッチングで凹部37aを形成する。また、プレート38の上面にも、ハーフエッチングで凹部38aを形成する。具体的には、図6(b)に示すように、プレート38の上面に、開口部68aを有するマスクパターン68を形成する。また、マスクパターン68は、その開口部68aの中心部に、周囲から独立した島部68bを有する。マスクパターン68を形成したら、プレート38の上面側からハーフエッチングを行い、マスクパターン68の開口部68aから露出した領域に凹部38aを形成する。このとき、図6(c)に示すように、マスクパターン68の開口部68a内の島部68bによって覆われている領域はエッチングされず、この部分は、凹部38aの底面から上方に突き出た第1凸部38bとなる。
(2) Formation of recesses by half etching Next, recesses 37 a are formed on the upper surface of the
尚、図6では、プレート38に対して、フルエッチングによる流路孔38cの形成を行ってから、ハーフエッチングによる凹部38aの形成を行う順番になっているが、流路孔38cの形成と凹部38aの形成の順序が逆であってもよい。
In FIG. 6, the flow path hole 38 c is formed by full etching on the
(積層体形成工程)
一方、ノズルプレート39となる合成樹脂プレート70については、その一方の面に撥液膜40を形成する。撥液膜40の形成後、図6(d)に示すように、合成樹脂プレート70と、流路孔38c及び凹部38aが形成された金属プレート38とを積層し、両者を接着剤で接合する。
(Laminate formation process)
On the other hand, the liquid-
(保護膜貼付工程)
次に、図7(a)に示すように、合成樹脂プレート70の、撥液膜40が形成された面に、合成樹脂フィルムからなる保護膜71を貼り付ける。この保護膜71は、例えば、UV剥離性の接着剤を用いて合成樹脂プレート70に接着する。
(Protective film application process)
Next, as shown in FIG. 7A, a
(ノズル形成工程)
次に、図7(b)に示すように、積層体52の合成樹脂プレート70に対してレーザー加工を行って、複数のノズル44を形成する。詳細には、図示しないレーザー照射装置から積層体52に対して、プレート38の流路孔38cが形成されている部分にレーザー光を照射する。照射されたレーザー光は流路孔38cを通過して、合成樹脂プレート70を貫通する。これにより、合成樹脂プレート70の流路孔38cと重なる部分に、ノズル44が形成される。尚、合成樹脂プレート70の、インク吐出面39aとなる下面は、保護膜71に覆われているため、ノズル44の形成時に発生するススがインク吐出面39aの撥液膜40に付着することが防止される。
(Nozzle formation process)
Next, as shown in FIG. 7B, laser processing is performed on the
(プレス工程)
次に、図7(c)に示すように、積層体52にプレス加工を行って、複数の第2凸部50を形成する。まず、保護膜71で覆われた積層体52を、複数の孔72aを有するダイ72の上に設置する。ここで、金属プレート38の凹部38aがダイ72の複数の孔72aと重なるように、積層体52を設置する。
(Pressing process)
Next, as shown in FIG.7 (c), the
次に、積層体52に対して、プレート38側からパンチ73を押し当ててプレス加工を行う。パンチ73は円柱形状を有し、その先端面は平坦な面となっている。この平坦なおパンチ73の面73aを、プレート38に形成された第1凸部38bの先端面に当接させた状態で、パンチ73を下方に押し込む。第1凸部38bがパンチ73によって押し出されることで、凹部38aの底部に塑性変形が生じ、積層体52に、ノズルプレート39のインク吐出面39aよりも突出する複数の第2凸部50が形成される。尚、このプレス加工の際に、ノズルプレート39のインク吐出面39aは保護膜71に覆われて、ダイ72に接触していないため、ノズルプレート39に形成されている撥液膜40が傷むことが防止される。
Next, pressing is performed by pressing the
本実施形態では、金属のプレート38の上面に凹部38aを形成した上で、この凹部38aが形成された領域にプレス加工を行って第2凸部50を形成している。この場合、まず、凹部38aの底部は薄肉部分となるため、プレス加工の際に変形しやすくなる。また、プレス加工で発生する変形は、凹部38a内の薄肉領域内に収まりやすい。つまり、変形が広がる範囲が限定され、凹部38a外の厚肉領域にある流路孔38cまで広がりにくいため、流路孔38cに及ぼす影響を小さくすることができる。
In the present embodiment, the
尚、プレートの凹部38aには、マニホールド46のダンパー部37bを形成するプレート37との間に隙間41を形成して、ダンパー部37bを変形可能とするという目的もある。即ち、本実施形態では、プレス加工で第2凸部50を形成するためと、マニホールド46のダンパー部37bを変形可能とするための空間確保という、2つの目的のために、プレート38に凹部38aが形成されている。
The
また、本実施形態では、パンチ73は、凹部38aの底面ではなく、第1凸部38bの先端面に当てられる。そのため、第2凸部50の形状は、パンチ73が当接する第1凸部38bによって決まり、凹部38aの深さには関係しない。従って、エッチングで形成される凹部の深さがばらついた場合でも、第2凸部50の高さがばらつくことが抑えられる。特に、図7(c)に示すように、第1凸部38bの先端面の面積が、パンチ73の、第1凸部38bとの当接面73aの面積よりも小さくなっていると、パンチ73が押し当てられる位置が多少ずれても、パンチ73が第1凸部38bに当接する。従って、パンチ73の押し当て位置のずれに伴う、第2凸部50の頂部の位置ずれがより確実に抑えられる。
In the present embodiment, the
また、パンチ73が押し当てられる位置が多少ずれても、パンチ73が第1凸部38bに当たっている限り、インク吐出面39aから突出する第2凸部50の頂部の位置は、第1凸部38bの位置によって定まる。ここで、上述したように、プレート38にマスクパターン68を形成してからハーフエッチングを行うことにより、第1凸部38bを残してその周囲を除去する。つまり、第1凸部38bの、プレート面方向における形成位置はマスクパターン68によって決まり、マスクパターン68の形成精度にもよるが、第1凸部の位置は大きくばらつきにくい。従って、第2凸部50の頂部の位置のばらつきも抑えられる。
Even if the position to which the
また、後の積層工程において、プレート38の上面には、別のプレート37が、そのダンパー部37bが凹部38aと重なるように積層される。つまり、プレート38の凹部38a内の空間は、プレート37のダンパー部37bの変形を許容する空間となる。ここで、プレス加工後には、第1凸部38bの位置自体が下方に変化するため、ダンパー部37bと第1凸部38bの先端とが接触しにくい構成となるが、ダンパー部37bの変位量によっては接触することもあり得る。
In the subsequent laminating step, another
そこで、ダンパー部37bの圧力変動の減衰機能を確保する観点からは、プレス工程において、第1凸部38bの先端部をつぶして、その突出長、即ち、凸部高さを小さくすることが好ましい。これにより、ダンパー部37bの変形が、第1凸部38bによって阻害されにくくなる。
Therefore, from the viewpoint of ensuring the damping function of the pressure variation of the
第1凸部38bの先端部をどの程度つぶすかについては、ダンパー部37bがどのくらい上下に変位するかにもよるが、プレス加工後の第1凸部38bの突出長h2を、プレス加工前の突出長h1の95%以下にするとよい。例えば、プレート38の厚みが100μmである場合に、図6(b)、(c)のエッチング工程で、深さ70μmの凹部38aを形成する場合を考える。即ち、凹部38aの底面からの第1凸部38bの突出長h1が70μmである。このときに、プレス加工で第1凸部38bの先端部を5%つぶすと、第1凸部38bの突出長が3.5μm低くなり、第1凸部38bの突出長h2は66.5μmとなる。ダンパー部37bの変位量が2〜3μmであれば、ダンパー部37bが第1凸部38bと接触しなくなり、ダンパー部37bの変形阻害がより確実に防止される。
The extent to which the tip of the first
また、プレス加工の際に、第1凸部38bの先端部がつぶれやすくするには、第1凸部38bの先端面の面積を小さくすることが好ましい。例えば、円柱状の第1凸部38bの先端面の径を、100μm以下とするのがよい。
Further, in order to facilitate the crushing of the front end portion of the first
尚、本実施形態では、プレートに複数のノズル44を形成してから、積層体52にプレス加工を行って第2凸部50を形成している。ここで、積層体52にプレス加工を行ったときに、積層体52に反りが生じることがある。合成樹脂プレート70に反りがある状態でノズル44を形成すると、ノズル44の軸線方向が、本来そうあるべき所定の方向、例えば、プレート39の面方向に直交する方向に対して傾いてしまう。これにより、このノズル44から吐出されるインクが、本来の吐出方向に対して少し傾いた方向に吐出されてしまうことになり、吐出曲がりの原因となる。この点、本実施形態のように、プレス加工に先立ってノズル44の形成を行う場合は、プレス加工前の、平坦な状態のプレート70に複数のノズル44を形成するため、ノズル44の軸線方向が、プレート70の面方向に対して所望の角度をなすように、各ノズル44を形成することができる。
In the present embodiment, the plurality of
尚、ノズル44の形成後のプレス加工によって、積層体52が反ることはあり得る。しかし、さらにその後の接合工程で、積層体52が、他のプレート31〜37と接合されたときに(図7(e)参照)、ヒータプレート75が押し付けられることによって上記の積層体52の反りは矯正される。そのため、最終的に、積層体52の反りに起因するノズル44の軸線方向の傾きは生じない。
Note that the
(保護膜除去工程)
プレス加工によって積層体に第2凸部50を形成したら、次に、図7(d)に示すように、合成樹脂プレート70(ノズルプレート39)から保護膜71を剥離する。尚、保護膜71が、UV剥離性の接着剤でノズルプレート39に接合されている場合には、UVを照射することによって保護膜71を簡単に剥離することができる。その他、保護膜71の種類によっては、適当な溶剤によって保護膜71を溶かして除去することも可能である。
(Protective film removal process)
After the second
(積層工程)
次に、複数の第2凸部50及び複数のノズル44が形成された積層体52と、流路ユニット23を構成する他のプレート31〜37、及び、圧電アクチュエータ24の振動板60を積層して接合する。
(Lamination process)
Next, the
詳細には、図7(e)に示すように、積層体52、金属プレート31〜37、及び、振動板60のそれぞれの接合面に熱硬化性接着剤を塗布してから積層する。ここで、プレート37については、そのダンパー部37bが、プレート38に、凹部38aを覆うように重ねられる。そして、ヒータプレート74,75によって上下両側から加熱しながら押圧することでそれぞれの接着を行う。尚、図7(e)に示すように、下側のヒータプレート75には、積層体52の第2凸部50、及び、ノズルプレート39のノズル44が潰れるのを防止するために、凹状又は孔状の逃がし部75a,75bが形成されている。上記の積層工程の後、振動板60の上に、別工程で製造した圧電層64,65を貼り付けて、圧電アクチュエータ24を形成する。
Specifically, as shown in FIG. 7E, the thermosetting adhesive is applied to each bonding surface of the laminate 52, the
以上説明した第1実施形態において、インクジェットヘッド4が、本発明の「液体吐出装置」に相当する。ノズルプレート39の下面のインク吐出面39aが、本発明の「液体吐出面」に相当する。ノズルプレート39となる合成樹脂プレート70が、本発明の「第1プレート」に相当する。金属のプレート38が、本発明の「第2プレート」に相当する。ダンパー部37bが形成されたプレート37が、本発明の「第3プレート」に相当する。図6(b)、(c)の凹部38a及び第1凸部38bを形成するエッチング工程が、本発明の「第1エッチング工程」に相当する。図6(a)の流路孔38cを形成するエッチング工程が、本発明の「第2エッチング工程」に相当する。
In the first embodiment described above, the
次に、前記第1実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。 Next, modified embodiments in which various modifications are made to the first embodiment will be described. However, components having the same configuration as in the above embodiment are given the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.
1]第2凸部50の形状は前記実施形態の構成には限られず、パンチ73の先端部やダイ72の形状を変更することにより、様々な形の第2凸部50を形成することが可能である。例えば、図8に示すように、第2凸部50Aの平面形状が、搬送方向に長い楕円形であってもよい。また、図9に示すように、第2凸部50Bが搬送方向に長く延びるものであってもよい。
1] The shape of the second
また、第2凸部の配列方向、あるいは、延在方向は、走査方向には限られない。例えば、複数の第2凸部が走査方向に並んで配置されてもよい。あるいは、第2凸部が、走査方向に長く延びるものであってもよい。 Further, the arrangement direction or the extending direction of the second protrusions is not limited to the scanning direction. For example, a plurality of second convex portions may be arranged side by side in the scanning direction. Alternatively, the second convex portion may extend long in the scanning direction.
2]前記実施形態では、合成樹脂プレート70にレーザー加工で複数のノズル44を形成してから、積層体52にプレス加工を行って複数の第2凸部50を形成している(図7(b),(c)参照)。これに対して、ノズル形成工程とプレス工程の順番を逆にし、図10(a)のように積層体52にプレス工程で第2凸部50を形成してから、図10(b)のように合成樹脂プレート70に複数のノズル44を形成してもよい。
2] In the above-described embodiment, a plurality of
この場合、図10(a)のプレス加工時には、プレート70にはまだノズル44が形成されていない状態であることから、プレス加工時に生じる積層体52の伸縮によってノズル44の形状やピッチが変化することがない。また、プレス加工時に、プレート70にノズル44が形成されていないため、プレート70にダイ72を当てても、ノズル44が変形するという問題は生じない。
In this case, since the
3]前記実施形態では、凹部38aが形成されたプレート38の上面に、ダンパー部37bを有するプレート37が積層されているが、このような構成には限られない。即ち、プレート38の上面に接合されるプレートが、ダンパー部のような変形部分を有さないものであってもよい。
3] In the above embodiment, the
4]前記実施形態のインクジェットヘッド4は、キャリッジ3とともに記録用紙100に対して移動しながらインクを吐出する、いわゆる、シリアルタイプのヘッドであるが、本発明の適用対象は、上記のようなシリアルヘッドには限られない。例えば、プリンタ本体内に固定的に設置され、記録用紙100の幅方向に配列された複数のノズルを有する、いわゆる、ラインタイプのヘッドにも、本発明を適用することは可能である。
4] The
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図11は、第2実施形態のインクジェットヘッド104の断面図である。前記第1実施形態では、ノズルプレート39と金属プレート38とが積層され、金属プレート38に凹部38aが形成されている。これに対して、第2実施形態のインクジェットヘッド104では、ノズルプレート139自体が金属で形成され、このノズルプレート139の上面に凹部139aが形成されている点で、前記第1実施形態と異なる。尚、以下の説明において、前記第1実施形態と同様の構成を有するものについては、第1実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view of the
第2実施形態のインクジェットヘッド104の流路ユニット123は、金属製のノズルプレート139と、このノズルプレート139の上方に位置する金属プレート31〜37が積層された構造を有する。また、ノズルプレート139の上面の、マニホールド46と上下に重なる部分には凹部139aが形成されている。また、ノズルプレート139の上のプレート37にはダンパー部37bが形成されている。プレート37は、ダンパー部37bが凹部139aを覆うように、ノズルプレート139に積層される。
The
ノズルプレート139の凹部139aが形成された部分は、プレス加工によって下方に突出するように変形し、インク吐出面139cから突出する第4凸部150が形成されている。尚、前記第1実施形態と同様、上記のプレス加工のために、凹部139a内には、凹部139aの底面から上方に突き出た第3凸部139bが設けられている。
The portion of the
次に、第2実施形態のインクジェットヘッド104の製造工程について、図12を参照して説明する。まず、図11に示される、流路ユニット123の金属プレート31〜37に対して、それぞれ、圧力室47やマニホールド46となる孔などを、エッチングで形成する。また、図12(a)に示すように、ノズルプレート139となる金属プレート110には、上面の一部領域にマスクパターンを形成してからハーフエッチングで凹部139aを形成する。また、この凹部139aの形成の際に、凹部139a内の一部分を残すようにして第3凸部139bを形成する。
Next, the manufacturing process of the
次に、図12(b)に示すように、金属プレート110に、複数のノズル144を形成する。金属プレート110へのノズル144の形成方法としては、プレスによる孔あけ加工、レーザー加工等を挙げることができる。図12(b)は、プレスによる孔あけの場合を示している。まず、金属プレート110を、複数の抜き孔111aを有するダイ111の上に載せる。次に、この金属プレート110の上面の、抜き孔111aを覆っている部分にパンチ112を押し付けて、金属プレート110を貫通させることで、複数のノズル144を形成する。尚、プレスでノズル144を形成した場合には、ノズルプレート139の下面のインク吐出面139cにおいて、吐出口144aの周囲にバリが発生するため、このバリを除去するために、ノズルプレート139の下面の研磨を行う。
Next, as shown in FIG. 12B, a plurality of
次に、図12(c)に示すように、複数のノズル144の吐出口144aが形成された、ノズルプレート139のインク吐出面139cに、撥液膜140を形成する。また、図12(d)に示すように、ノズルプレート139のインク吐出面139cに、撥液膜140を保護するための、合成樹脂フィルムからなる保護膜113を貼り付ける。
Next, as shown in FIG. 12C, a
次に、図12(e)に示すように、保護膜113で下面が覆われたノズルプレート139を、複数の孔114aを有するダイ114の上に設置する。そして、ノズルプレート139の凹部139a内の第3凸部139bに、パンチ115を押し当ててプレス加工を行い、ノズルプレート139に第4凸部150を形成する。このように、第3凸部139bにパンチ115を当てて、プレス加工を行うことで、前記第1実施形態と同様に、第4凸部150の高さばらつきや位置ばらつきを抑えることができる。
Next, as shown in FIG. 12E, a
プレス加工で第4凸部150を形成したら、図12(f)に示すように、ノズルプレート39から保護膜113を剥離する。その後、図12(g)に示すように、ノズルプレート139、他のプレート31〜38、及び、圧電アクチュエータ24の振動板60を積層し、ヒータプレート115,116を用いて加熱しながら、熱硬化性接着剤で接合する。
When the fourth
以上説明した実施形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットヘッドに適用したものであるが、画像等の印刷以外の様々な用途で使用される液体吐出装置においても本発明は適用されうる。例えば、基板に導電性の液体を吐出して、基板表面に導電パターンを形成する液体吐出装置にも、本発明を適用することは可能である。 In the embodiment described above, the present invention is applied to an ink jet head that prints an image or the like by ejecting ink onto a recording sheet. However, the liquid ejecting apparatus is used for various purposes other than printing an image or the like. The present invention can also be applied. For example, the present invention can also be applied to a liquid ejection apparatus that ejects a conductive liquid onto a substrate to form a conductive pattern on the surface of the substrate.
1 インクジェットプリンタ
4 インクジェットヘッド
37 プレート
37b ダンパー部
38 プレート
38a 凹部
38b 第1凸部
38c 流路孔
39 ノズルプレート
39a インク吐出面
44 ノズル
44a 吐出口
50,50A,50B 第2凸部
52 積層体
68 マスクパターン
70 合成樹脂プレート
73 パンチ
104 インクジェットヘッド
110 金属プレート
112 パンチ
139c インク吐出面
139 ノズルプレート
139a 凹部
139b 第3凸部
144 ノズル
144a インク吐出口
150 第4凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
前記第2プレートの前記第1凸部に、前記第1プレートと反対側からパンチを当ててプレス加工を行うことにより、前記第1プレートと前記第2プレートの積層体に、前記複数のノズルの吐出口が配置される液体吐出面から突出する第2凸部を形成する、プレス工程と、
を備えていることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 The second plate made of metal laminated with the first plate on which a plurality of nozzles are formed is masked on a partial region on the surface opposite to the first plate, and then etched, whereby the second Forming a concave portion on the plate and a first convex portion projecting from the bottom surface of the concave portion to the opposite side of the first plate; and
The plurality of nozzles are formed on the stack of the first plate and the second plate by pressing the first convex portion of the second plate with a punch from the opposite side of the first plate. Forming a second protrusion protruding from the liquid discharge surface where the discharge port is disposed;
A method for manufacturing a liquid ejection apparatus, comprising:
前記プレス工程において、前記パンチによるプレス加工で前記第1凸部の先端部をつぶし、前記第1凸部の突出長を小さくすることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置の製造方法。 After the pressing step, the second plate comprises a laminating step of laminating a third plate having a damper portion for attenuating liquid pressure fluctuations so that the damper portion overlaps the recess,
3. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein, in the pressing step, a tip end portion of the first convex portion is crushed by press processing using the punch, and a protruding length of the first convex portion is reduced. 4. Production method.
前記第2エッチング工程の後に、前記第1プレートに前記流路孔と連通する前記複数のノズルを形成するノズル形成工程を備えていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。 Forming a flow path hole penetrating through the second plate by etching in the second plate; and
The nozzle forming step of forming the plurality of nozzles communicating with the flow path hole in the first plate after the second etching step is provided. A method of manufacturing a liquid ejection device.
前記金属プレートの前記第3凸部にパンチを当ててプレス加工を行い、前記金属プレートに、前記複数のノズルの吐出口が配置される液体吐出面から突出する第4凸部を形成する、プレス工程と、
を備えていることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 A metal plate on which a plurality of nozzles is formed is subjected to etching after masking a partial region on the surface opposite to the discharge port of the nozzle, thereby forming a recess and the discharge port from the bottom surface of the recess. An etching step for forming a third protrusion protruding to the opposite side;
Pressing the third convex portion of the metal plate with a punch to perform press working, and forming a fourth convex portion protruding from the liquid ejection surface on which the ejection ports of the plurality of nozzles are disposed on the metal plate. Process,
A method for manufacturing a liquid ejection apparatus, comprising:
前記第2プレートには、前記第1プレートと反対側の面に形成された凹部と、前記凹部の底面から前記第1プレートと反対側に突き出た第1凸部が形成され、
前記積層体の前記凹部と重なる部分に、前記複数のノズルの吐出口が配置される液体吐出面から突出する、第2凸部が形成されていることを特徴とする液体吐出装置。 Having a laminate including a first plate formed with a plurality of nozzles and a second plate made of metal;
The second plate is formed with a concave portion formed on the surface opposite to the first plate, and a first convex portion protruding from the bottom surface of the concave portion to the opposite side of the first plate,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein a second convex portion that protrudes from a liquid ejection surface on which the ejection ports of the plurality of nozzles are arranged is formed in a portion of the stacked body that overlaps the concave portion.
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