JPH02188254A - Discharge port plate and ink jet recording head having same discharge port plate - Google Patents
Discharge port plate and ink jet recording head having same discharge port plateInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、インクジェット記録ヘッドの作製に利用され
る吐出口プレートの吐出口を形成するための貫通孔を、
プレス加工による穴あけによって設ける場合に好適な材
質からなる吐出口プレート、及び該吐出口プレートを有
するインクジェット記録ヘッドに関する。Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention provides a method for forming through holes for forming ejection ports of an ejection port plate used in manufacturing an inkjet recording head.
The present invention relates to an ejection port plate made of a material suitable for forming holes by press working, and an inkjet recording head having the ejection port plate.
[従来の技術]
インクジェット記録方式による記録は、記録用インク小
滴を記録ヘッドの吐出口から吐出させることによって行
なわれる。[Prior Art] Recording using the inkjet recording method is performed by ejecting small droplets of recording ink from the ejection openings of a recording head.
インクジェット記録ヘッドの概要を第1図を参照して説
明する。An overview of the inkjet recording head will be explained with reference to FIG.
1は、不図示のインクタンクからインクが流入してくる
チップダンクで、2はチップタンク1の裏ブタである。1 is a chip dunk into which ink flows from an ink tank (not shown); 2 is a back cover of the chip tank 1;
3は溝付き天板、4はヒーターボードである。溝付き天
板3には複数個の溝が並列に設けてあり、その溝とヒー
ターボードによりイン号が流れる液路が形成されている
。3 is a grooved top plate, and 4 is a heater board. A plurality of grooves are provided in parallel on the grooved top plate 3, and the grooves and the heater board form a liquid path through which the ink flows.
ヒーターボードには、インク滴吐出のための熱エネルギ
ーを発生するエネルギー発生体が設けられている。The heater board is provided with an energy generator that generates thermal energy for ejecting ink droplets.
5は複数個の溝に対応してそれと同数の微細孔(貫通孔
)5aがあけである吐出口プレートで、チップタンク1
の面1aに取り付けである。微細孔の径は通常20〜5
0JJjである。インクはフィルター6を介して溝付き
天板3とヒーターボード4により形成されるインクの液
路に流れ込む、液路に流れ込んだインクはヒーターボー
ド4により加熱され吐出口プレート5の微細孔の外向面
の開口(吐出口)から液滴となって吐出される。5 is a discharge port plate having the same number of micro holes (through holes) 5a corresponding to the plurality of grooves;
It is attached to the surface 1a. The diameter of micropores is usually 20-5
0JJj. The ink flows through the filter 6 into the ink channel formed by the grooved top plate 3 and the heater board 4. The liquid is ejected from the opening (ejection port) in the form of droplets.
吐出口プレート5の微細孔5aは例えばプレス加工によ
り形成されている。The fine holes 5a of the discharge port plate 5 are formed, for example, by press working.
第2図に示したようにプレス加工は、パンチ10とダイ
11の間に板部材6を供給し、不図示の駆動装置により
パンチ10を高速で下降させることにより行なわれる。As shown in FIG. 2, the press working is performed by supplying the plate member 6 between the punch 10 and the die 11, and lowering the punch 10 at high speed by a drive device (not shown).
また、板部材6は不図示の装置により間欠的に送られ、
同ピツチで複数個の微細孔があけられる。Further, the plate member 6 is intermittently fed by a device not shown,
Multiple micro holes are drilled at the same pitch.
このようなプレス加工により形成する吐出口プレートの
材料としては従来より金属板が主に用いられていた。Conventionally, a metal plate has been mainly used as a material for the discharge port plate formed by such press working.
また、プレス加工以外にも電解メツキにより穴を形成す
る電鋳も行なわれていた。In addition to press working, electroforming was also used to form holes by electrolytic plating.
[発明が解決しようとする課題J
しかしながら、上記従来例に示したように、吐出口プレ
ートの材料としての金属板部材を通常のプレス加工機で
加工した場合、板部材の厚さや微細孔の径によっては、
穴が貫通しなかったり、穴が変形したり、パンチ自体が
破損したりするという加工上の問題が生じる場合があっ
た。[Problem to be Solved by the Invention J] However, as shown in the above-mentioned conventional example, when a metal plate member as a material for the discharge port plate is processed using a normal press machine, the thickness of the plate member and the diameter of the micropores are Depending on the
Processing problems may occur, such as the hole not penetrating, the hole being deformed, or the punch itself being damaged.
本発明者らは、このようなプレス加工における問題につ
いて検討したところ、板部材の厚さをt、微細孔の径を
dとしたと時に、t/d≧0.8の場合に上記のような
問題が生じ易くなる場合があるとの知見を得た。The present inventors investigated the problems in press working and found that when t/d≧0.8, where the thickness of the plate member is t and the diameter of the micropore is d, the above problem occurs. We have learned that there are cases where problems may be more likely to occur.
更に、t/d<0.8であれば、上記のような問題は比
較的起きにくいが、この関係を満たそうとする場合、通
常吐出口形成のための微細孔の径が20〜50μとかな
り小さいので、板部材の厚さも16〜40−以下と、か
なり薄くする必要が生じる。そのような薄い板部材の場
合、板部材の成形に精度が要求される、また搬送時等に
吐出口プレートが折れたりする可能性も高いため、その
取り扱いがむずかしいなどの問題が生じることもある。Furthermore, if t/d<0.8, the above problem is relatively unlikely to occur, but when trying to satisfy this relationship, the diameter of the micropore for forming the discharge port is usually 20 to 50μ. Since it is quite small, the thickness of the plate member must also be made quite thin, 16 to 40 mm or less. In the case of such thin plate members, precision is required in the molding of the plate member, and there is a high possibility that the outlet plate will break during transportation, which can cause problems such as difficulty in handling. .
また、電鋳により成形する場合は、メツキを使用するた
め、吐出口プレートのコストが高くなる場合があった。Furthermore, when forming by electroforming, plating is used, which may increase the cost of the discharge port plate.
本発明の目的は、上述のような従来の吐出口プレートに
おける問題点を解決し得る吐出口プレート及び該吐出口
プレートを有するインクジェット記録ヘッドを提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ejection orifice plate that can solve the problems of conventional ejection orifice plates as described above, and an inkjet recording head having the ejection orifice plate.
[課題を解決するための手段]
本発明の吐出口プレートは、その形成材料としての板部
材にM 50以上の硬度、xookg/mm”以上の
曲げ弾性率を有する樹脂からなるものが使用されている
ことに特徴を有する。[Means for Solving the Problems] The discharge port plate of the present invention uses a resin having a hardness of M50 or more and a bending elastic modulus of xookg/mm" or more for the plate member as its forming material. It is characterized by being present.
該樹脂材料としては、上記の物性値を有し、かつインク
ジェット記録ヘッドに組み込まれた際の所望の特性を満
足するものであれば、制限なく利用できる。The resin material can be used without any restriction as long as it has the above-mentioned physical properties and satisfies the desired characteristics when incorporated into an inkjet recording head.
該樹脂としては、例えばポリエーテルエーテルケトン、
ポリエーテルサルフォン、ポリイミド等を好適なものと
して挙げることができる。Examples of the resin include polyetheretherketone,
Suitable examples include polyether sulfone and polyimide.
本発明の吐出口プレートを、熱エネルギー等の、インク
を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネ
ルギー発生体が設けられた記録ヘッド本体に組み込んで
、吐出口を構成し、本発明のインクジェット記録ヘッド
を作製することができる。The ejection port plate of the present invention is incorporated into a recording head main body provided with an energy generator that generates energy, such as thermal energy, used for ejecting ink to constitute the ejection port. A recording head can be manufactured.
なお、本発明における「硬度」は、ロックウェルかたさ
における基準荷重Wlを10Kg、試験荷重W、を10
0kg 、鋼球直径りを6.35±0.0025mmと
するMスケールを採用して測定した。In addition, "hardness" in the present invention refers to the standard load Wl of Rockwell hardness of 10 kg and the test load W of 10 kg.
The measurement was carried out using an M scale with a steel ball diameter of 6.35±0.0025 mm.
まず、鋼球を圧子として基準荷重W、を試験面に押し込
み、さらに一定荷重(Wa −W+ )を加えて試験荷
重W2にする。その後再び基準荷重W1にもどしたとき
、この前後2回の基準荷重時におけるくぼみ深さ間の差
h (mm)を測定した。First, a standard load W is pressed into the test surface using a steel ball as an indenter, and a constant load (Wa - W+) is further applied to make the test load W2. After that, when the standard load W1 was returned again, the difference h (mm) between the depths of the dents at the two times before and after the standard load was measured.
ロックウェルのかたさは、H,I=130−500hで
算出される。Rockwell hardness is calculated by H, I = 130-500h.
また、「曲げ弾性率」は、2つの支点で単純に支持した
はりの中央に集中荷重を加える三点曲げ方式を採用して
測定した。Furthermore, the "flexural modulus" was measured using a three-point bending method in which a concentrated load was applied to the center of a beam simply supported by two fulcrums.
曲げ弾性率は次式から求められる。The flexural modulus is obtained from the following formula.
曲げ弾性率= (W/y)L3/4bh’ただし、W:
破壊時の荷重(kg)、(W/y):初期立ち上がり直
線の勾配で、試験片の単位たわみにおける荷重(kg/
mm)、b:試験片の幅(10±0、5mm)、h;試
験片の高さ(4±0.2mm)、L:支点間距離(16
h±0.5mm)である。Bending elastic modulus = (W/y)L3/4bh' However, W:
Load at failure (kg), (W/y): The slope of the initial rising straight line, the load at unit deflection of the test piece (kg/y)
mm), b: Width of the test piece (10 ± 0, 5 mm), h: Height of the test piece (4 ± 0.2 mm), L: Distance between fulcrums (16
h±0.5mm).
なお、硬度、曲げ弾性率共に、薄片では測定できないた
め、ブロック状の試験片を用いて測定した。Note that both hardness and flexural modulus could not be measured using thin pieces, so they were measured using block-shaped test pieces.
[実施例] 以下本発明の実施例について説明する。[Example] Examples of the present invention will be described below.
吐出口プレート形成用のプラスチック材料として、
(1)ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)(2)
ポリエテルサルフォン(PES)(3)ポリイミド(P
I)
(4)ポリエチレン(PE)
(5)ドライフィルム(DF、感光性樹脂)を例に挙げ
る。As plastic materials for forming the discharge port plate, (1) polyetheretherketone (PEEK) (2)
Polyethersulfone (PES) (3) Polyimide (P
I) (4) Polyethylene (PE) (5) Dry film (DF, photosensitive resin) is given as an example.
なお、参考のために(6)金属板も例に取る。For reference, (6) metal plate is also taken as an example.
上記(1)〜(5)の材料の上述の方法で測定した硬度
、剪断力(曲げ弾性率)は、それぞれ以下のとうりであ
った。The hardness and shear force (flexural modulus) of the materials (1) to (5) above, measured by the above-mentioned method, were as follows, respectively.
硬度 弾性率(kg/mm”)
(1)PEEK材 M2O250
(2)PES材 M2S 240(3)PI材
MIOo 260(4)PE材 M2O7
0
(5)DF材 M2O40以下
次に、これらの材料からなる板部材(10mmX4n+
m )を用いて、第2図に示したようなパンチとダイで
各板部材に吐出口を形成するための微細孔をプレス加工
によりあけ、表1に示した状態を得た。Hardness Modulus of elasticity (kg/mm”) (1) PEEK material M2O250 (2) PES material M2S 240 (3) PI material MIOo 260 (4) PE material M2O7
0 (5) DF material M2O40 or less Next, plate members made of these materials (10mmX4n+
Using a press machine (m), fine holes for forming discharge ports were punched in each plate member using a punch and die as shown in FIG. 2, and the conditions shown in Table 1 were obtained.
ただし、パンチの直径をd2板部材の厚さをtとする。However, the diameter of the punch is d2, and the thickness of the plate member is t.
表1より、t/d>2.5において上記(1)〜(3)
の材料からなる板部材の場合、第3図に示すようなパリ
20及び抜きダレ21が生じる場合があった。From Table 1, at t/d>2.5, the above (1) to (3)
In the case of a plate member made of this material, there were cases where a break 20 and a sag 21 as shown in FIG. 3 were generated.
しかしながら、t/d≦2.5の場合は、(1)PEE
K材、(2)PES材、(3)PI材においてはパリも
抜きダレも生じておらず、表面精度の大変良いものとな
っている。However, if t/d≦2.5, (1) PEE
In the K material, (2) PES material, and (3) PI material, no cracks or sagging occurred, and the surface accuracy was very good.
表
正:穴が変形せずに貫通しており、パリの高さが肉厚の
10%以下である場合
[発明の効果]
以上説明したように、本発明においては、吐出口プレー
トの形成に特定の物性を有するプラスチック材料からな
る板部材を使用して、吐出口を形成するための微細孔を
プレス加工によって形成することによって、吐出口プレ
ートの剛性のために穴が貫通しなかったり、穴が変形し
たり、パンチ自体が破損したりすることがなくなった。Table positive: When the hole penetrates without deformation and the height of the hole is 10% or less of the wall thickness [Effects of the invention] As explained above, in the present invention, the formation of the discharge port plate is By using a plate member made of a plastic material with specific physical properties and forming fine holes for forming the discharge port by press working, the rigidity of the discharge port plate prevents the holes from penetrating or is no longer deformed or the punch itself is damaged.
また、本発明の吐出口プレートでは、t/d≦2.5(
t:吐出口プレートの厚さ、d:吐出口の直径)の範囲
内であれば、パリや抜きダレが生じることなく吐出口プ
レートの表面精度が格段に向上した。Further, in the discharge port plate of the present invention, t/d≦2.5(
Within the range of (t: thickness of the discharge port plate, d: diameter of the discharge port), the surface precision of the discharge port plate was significantly improved without causing any cracks or sag.
すなわち、本発明の吐出口プレートはt/d≦2.5の
範囲で精度良く形成できるので、吐出口の直径dを20
〜50μとした場合でも、吐出口プレートの厚さtを5
0〜125μ程度まで厚くしても良好なプレス加工が行
なえる。そのため、本体(板部材)の成型が容易となり
、またその取り扱いも楽になるため、折れ曲がったり、
破損したりすることもなく、確実に搬送、組みつけ等を
行なうことができる。That is, since the discharge port plate of the present invention can be formed with high precision within the range of t/d≦2.5, the diameter d of the discharge port can be set to 20
Even when the thickness is ~50μ, the thickness t of the discharge port plate is 5
Even if the thickness is increased to about 0 to 125 μm, good press working can be performed. Therefore, the main body (plate member) is easy to mold, and it is also easy to handle, so it does not bend or bend.
It can be transported, assembled, etc. reliably without being damaged.
第1図は吐出口プレートを用いたインクジェット記録ヘ
ッドの展開斜視図、第2図は吐出口プレートのプレス加
工を説明する図、第3図は吐出口プレートをプレス加工
した際に生じるパリ、抜きダレの例を示した図である。
1:チップタンク
2:裏ブタ
3:溝付き天板
4:ヒーターボード
5:吐出口プレート
5a:吐出口
6ニフィルタ−
1O:パンチ
11 :ダイ
20:パリ
21:抜きダレFig. 1 is an exploded perspective view of an inkjet recording head using an ejection port plate, Fig. 2 is a diagram illustrating the press working of the ejection port plate, and Fig. 3 is a diagram showing the cracks and cutouts that occur when the ejection port plate is pressed. It is a diagram showing an example of sagging. 1: Chip tank 2: Back cover 3: Grooved top plate 4: Heater board 5: Discharge port plate 5a: Discharge port 6 Ni filter 1O: Punch 11: Die 20: Paris 21: Punching sag
Claims (1)
の貫通孔が設けられた板部材からなる吐出口プレートに
おいて、該板部材が、M50以上の硬度及び100kg
/mm^2以上の弾性率を有する樹脂材料を用いて形成
されていることを特徴とする吐出口プレート。 2)前記樹脂材料が、ポリエーテルエーテルケトン、ポ
リエーテルサルフォン及びポリイミドから選択される請
求項1に記載の吐出口プレート。 3)吐出口プレートの厚さをt、吐出口の直径をdとし
たときに、t/d≦2.5である請求項1または2に記
載の吐出口プレート。 4)請求項1〜3のいずれかに記載の吐出口プレートを
有するインクジェット記録ヘッド。[Scope of Claims] 1) An ejection port plate made of a plate member provided with through holes for forming ejection ports of an inkjet recording head, wherein the plate member has a hardness of M50 or more and a weight of 100 kg.
A discharge port plate characterized in that it is formed using a resin material having an elastic modulus of /mm^2 or more. 2) The outlet plate according to claim 1, wherein the resin material is selected from polyetheretherketone, polyethersulfone, and polyimide. 3) The discharge port plate according to claim 1 or 2, wherein t/d≦2.5, where t is the thickness of the discharge port plate and d is the diameter of the discharge port. 4) An inkjet recording head comprising the ejection port plate according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP918989A JPH02188254A (en) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Discharge port plate and ink jet recording head having same discharge port plate |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=11713580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP918989A Pending JPH02188254A (en) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Discharge port plate and ink jet recording head having same discharge port plate |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH02188254A (en) |
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1989
- 1989-01-18 JP JP918989A patent/JPH02188254A/en active Pending
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