[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2008142944A - Nozzle plate manufacturing method, liquid droplet ejection head manufacturing method and liquid droplet ejector manufacturing method - Google Patents

Nozzle plate manufacturing method, liquid droplet ejection head manufacturing method and liquid droplet ejector manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2008142944A
JP2008142944A JP2006330157A JP2006330157A JP2008142944A JP 2008142944 A JP2008142944 A JP 2008142944A JP 2006330157 A JP2006330157 A JP 2006330157A JP 2006330157 A JP2006330157 A JP 2006330157A JP 2008142944 A JP2008142944 A JP 2008142944A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manufacturing
plate
nozzle
length
nozzle plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006330157A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Usui
隆寛 臼井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2006330157A priority Critical patent/JP2008142944A/en
Publication of JP2008142944A publication Critical patent/JP2008142944A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a stable ejection performance even when liquid droplets of a minute amount are ejected. <P>SOLUTION: A nozzle 118 with both a funnel part 151 in the form of a funnel opened to one surface 128a of a plate 128 and an equal diameter part 152 extending by an equal diameter from a bottom 151a of the funnel part and opened to the other surface 128b of the plate is formed in the plate 128. The manufacturing method has a first process of pressing one surface of the plate by a punch P with an outline shape corresponding to the funnel part and the equal diameter part, thereby forming the funnel part and the equal diameter part, a second process of opening the equal diameter part by removing the other surface side of the plate, a third process of measuring a length of the equal diameter part formed in the plate, and a fourth process of removing the other surface of the plate by a thickness according to the measured length of the equal diameter part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノズルプレート製造方法及び液滴吐出ヘッド製造方法並びに液滴吐出装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a nozzle plate manufacturing method, a droplet discharge head manufacturing method, and a droplet discharge apparatus manufacturing method.

液滴吐出方式の液滴吐出ヘッドでは、インク加圧室に連通する流路をノズルプレートにより覆って、インク流路の部分に開口したノズルからインクを吐出させるように構成しており、この構成では、インクがノズルの軸線方向で安定して吐出されるように、メニスカスを安定化させ、圧力波を減衰させる観点から、ノズルプレートに形成されるノズルは通常、吐出側に同径で延びるストレート部が配置され、流路側にストレート部から漸次拡径する漏斗型の拡径部が配置された形状を有している。その様なノズルの形成方法として、例えば特許文献1にはノズルの漏斗形状に見合う形状を持つポンチと、ポンチ先端の細径部より僅かに大きい孔に面取り部を設けたダイとを組み合わせて、ノズルプレートにポンチを貫通させることによって形成することが記載されている。   In the droplet discharge type droplet discharge head, the flow path communicating with the ink pressurizing chamber is covered with the nozzle plate, and the ink is discharged from the nozzle opened in the ink flow path portion. In order to stabilize the meniscus and attenuate the pressure wave so that the ink is stably ejected in the axial direction of the nozzle, the nozzle formed on the nozzle plate is usually a straight line extending to the ejection side with the same diameter. And a funnel-shaped diameter-expanded portion that gradually increases in diameter from the straight portion on the flow path side. As a method for forming such a nozzle, for example, in Patent Document 1, a punch having a shape corresponding to the funnel shape of the nozzle is combined with a die having a chamfered portion in a hole slightly larger than the narrow diameter portion at the tip of the punch, It is described that it is formed by passing a punch through a nozzle plate.

また、特許文献2には、漏斗形状の細径部の先端が錐状に突出したポンチで突いて、ノズルプレート内部に孔形状を形成した後に、インク吐出側のノズルプレート突出部を研磨して穴を仕上げる技術が開示されている。
特開平5−229127号公報 特開2000−289211号公報
Also, in Patent Document 2, the tip of a funnel-shaped narrow-diameter portion is projected with a punch protruding in a cone shape to form a hole shape inside the nozzle plate, and then the nozzle plate protruding portion on the ink discharge side is polished. Techniques for finishing holes are disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-229127 JP 2000-289211 A

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
微小液滴を吐出するヘッドにおいては、ノズルにおけるストレート部の長さが吐出性能に大きく影響し、液滴量が変動することが知られている。
そのため、従来、プリンタ用途の液滴量(ピコリットルレベル)では問題とされなかった液滴吐出量のばらつきが、微少量(フェムトリットルレベル)の液滴を吐出し電子デバイス製造に応用する分野では、電子デバイスの性能(抵抗、移動度、発光性能等)に与える影響が無視できなくなっている。
ところが、上述した特許文献1、2に記載された技術では、ストレート部の長さのばらつきが大きく、安定した吐出性能を確保することが困難であった。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
In a head that discharges micro droplets, it is known that the length of the straight portion of the nozzle greatly affects the discharge performance and the droplet amount fluctuates.
For this reason, variations in droplet discharge amount, which has not been a problem with conventional droplet amounts for printers (picoliter level), are applied to electronic device manufacturing by ejecting very small amounts (femtoliter level) of droplets. The influence on the performance (resistance, mobility, light emission performance, etc.) of electronic devices cannot be ignored.
However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2 described above, variations in length of the straight portion are large, and it is difficult to ensure stable discharge performance.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、安定した吐出性能を確保できるノズルプレート製造方法及び液滴吐出ヘッド製造方法並びに液滴吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a nozzle plate manufacturing method, a droplet discharge head manufacturing method, and a droplet discharge device manufacturing method capable of ensuring stable discharge performance. And

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明のノズルプレート製造方法は、プレートの一面に開口する漏斗状の漏斗部と、前記漏斗部の底部から同径で延びて前記プレートの他面に開口する同径部とを有するノズルを前記プレートに形成するノズルプレート製造方法であって、前記漏斗部及び同径部に対応する輪郭形状を有するポンチで前記プレートの一面を加圧して、前記漏斗部及び前記同径部を形成する第1工程と、前記プレートの他面側を除去して前記同径部を開口させる第2工程と、前記プレートに形成した前記同径部の長さを計測する第3工程と、計測した前記同径部の長さに応じた厚さで前記プレートの他面を除去する第4工程とを有することを特徴とするものである。
従って、本発明のノズルプレート製造方法では、プレートに形成された同径部の長さが所定長さと異なっている場合には、計測した同径部の長さと所定長さとの差分、プレートの他面を除去することにより、同径部を所定長さに調整することが可能になる。そのため、本発明では、微少量の液滴を吐出する場合であっても、安定した吐出性能を確保することができる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The nozzle plate manufacturing method of the present invention includes a nozzle having a funnel-like funnel portion opened on one surface of the plate and a same-diameter portion extending from the bottom of the funnel portion with the same diameter and opening on the other surface of the plate. A nozzle plate manufacturing method for forming on a plate, wherein the funnel portion and the same diameter portion are formed by pressurizing one surface of the plate with a punch having a contour shape corresponding to the funnel portion and the same diameter portion. A step, a second step of removing the other surface side of the plate to open the same-diameter portion, a third step of measuring the length of the same-diameter portion formed on the plate, and the measured same-diameter And a fourth step of removing the other surface of the plate with a thickness corresponding to the length of the part.
Therefore, in the nozzle plate manufacturing method of the present invention, if the length of the same diameter portion formed on the plate is different from the predetermined length, the difference between the measured length of the same diameter portion and the predetermined length, By removing the surface, the same diameter portion can be adjusted to a predetermined length. Therefore, in the present invention, stable ejection performance can be ensured even when a very small amount of droplets is ejected.

また、本発明では、前記第3工程において前記プレートの厚さと、前記漏斗部の長さとに基づいて、前記同径部の長さを計測する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では直接の長さ計測が困難な同径部の長さを、プレートの厚さと漏斗部の長さとの差を算出することで容易に計測することが可能になる。
Moreover, in this invention, the procedure which measures the length of the said same diameter part based on the thickness of the said plate in the said 3rd process and the length of the said funnel part can be employ | adopted suitably.
Thereby, it becomes possible to easily measure the length of the same diameter portion, which is difficult to measure directly in the present invention, by calculating the difference between the thickness of the plate and the length of the funnel portion.

上記の手順においては、光学測長器による前記一面の焦点深度と、前記漏斗部の底部の焦点深度とに基づいて、前記漏斗部の長さを測長する手順を好適に採用できる。
従って、本発明のノズルプレート製造方法では、プレートの一面側からの計測で容易に同径部の長さを計測することができ、計測工程を短時間で行うことが可能となり、製造工程の効率化に寄与できる。また、本発明では、非接触で同径部の長さ計測を行うことができ、接触によりノズルプレートに損傷等の悪影響が及ぶことを防止できる。
In said procedure, the procedure which measures the length of the said funnel part can be employ | adopted suitably based on the focal depth of the said one surface by an optical length measuring device, and the focal depth of the bottom part of the said funnel part.
Therefore, in the nozzle plate manufacturing method of the present invention, the length of the same diameter portion can be easily measured by measuring from one side of the plate, the measuring process can be performed in a short time, and the efficiency of the manufacturing process Can contribute to Further, in the present invention, the length of the same diameter portion can be measured without contact, and it is possible to prevent adverse effects such as damage to the nozzle plate due to contact.

また、本発明では、前記第4工程において、前記他面のうち、前記ノズルを含む特定領域を除去する手順を好適に採用できる。
従って、本発明のノズルプレート製造方法では、特定領域と周囲の前記他面との間に段差が生じるため、印刷用紙等が紙ジャムを起こした場合でも、ノズルに接触する可能性を低減させるとともに、用紙がノズルに接触した場合でも接触圧を低減させることが可能になり、紙等の接触によりノズルが損傷して吐出性能が低下することを抑制できる。
Moreover, in this invention, the procedure which removes the specific area | region containing the said nozzle among the said other surfaces in the said 4th process can be employ | adopted suitably.
Therefore, in the nozzle plate manufacturing method of the present invention, a step is generated between the specific region and the surrounding other surface, so that the possibility of contact with the nozzle is reduced even when printing paper or the like causes a paper jam. Even when the paper comes into contact with the nozzle, the contact pressure can be reduced, and it is possible to suppress the discharge performance from being deteriorated due to the nozzle being damaged due to the contact with the paper or the like.

前記同径部に対応する前記ポンチの輪郭形状の長さとしては、前記プレートに形成する前記同径部の所定長さよりも大きい構成を好適に採用できる。
従って、本発明のノズルプレート製造方法では、同径部の長さ調整代を確保できるため、同径部の長さを確実に所定長さに調整することが可能になる。
As the length of the contour shape of the punch corresponding to the same-diameter portion, a configuration that is larger than a predetermined length of the same-diameter portion formed on the plate can be suitably employed.
Therefore, in the nozzle plate manufacturing method of the present invention, the length adjustment allowance for the same diameter portion can be ensured, so that the length of the same diameter portion can be reliably adjusted to a predetermined length.

そして、本発明の液滴吐出ヘッド製造方法は、ノズルプレートを有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、先に記載のノズルプレート製造方法で前記ノズルプレートを製造することを特徴とするものである。
従って、本発明の液滴吐出ヘッド製造方法では、ノズルの同径部を所定長さに調整することが可能になるため、微少量の液滴を吐出する場合であっても、安定した吐出性能を確保することができ、描画精度の高い液滴吐出ヘッドを製造することが可能になる。
The droplet discharge head manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a droplet discharge head having a nozzle plate, wherein the nozzle plate is manufactured by the nozzle plate manufacturing method described above. is there.
Therefore, in the droplet discharge head manufacturing method of the present invention, the same diameter portion of the nozzle can be adjusted to a predetermined length, so that even when a small amount of droplet is discharged, stable discharge performance is achieved. Therefore, it is possible to manufacture a droplet discharge head with high drawing accuracy.

また、本発明の液滴吐出装置製造方法は、液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置の製造方法であって、先に記載の液滴吐出ヘッド製造方法で前記液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とするものである。
従って、本発明の液滴吐出装置製造方法では、ノズルの同径部を所定長さに調整することが可能になるため、微少量の液滴を吐出する場合であっても、安定した吐出性能を確保することができ、描画精度の高い液滴吐出装置を製造することが可能になる。
The method for manufacturing a droplet discharge device of the present invention is a method for manufacturing a droplet discharge device having a droplet discharge head, and the droplet discharge head is manufactured by the method for manufacturing a droplet discharge head described above. It is characterized by.
Therefore, in the method for manufacturing a droplet discharge device according to the present invention, the same diameter portion of the nozzle can be adjusted to a predetermined length, so that stable discharge performance can be achieved even when a small amount of droplet is discharged. Therefore, it is possible to manufacture a droplet discharge device with high drawing accuracy.

以下、本発明のノズルプレート製造方法及び液滴吐出ヘッド製造方法並びに液滴吐出装置製造方法の実施の形態を、図1ないし図4を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
Embodiments of a nozzle plate manufacturing method, a droplet discharge head manufacturing method, and a droplet discharge device manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.

(液滴吐出装置)
まず、本発明に係るノズルプレート製造方法及び液滴吐出ヘッド製造方法並びに液滴吐出装置製造方法において用いられる液滴吐出装置について図1及び図2を参照して説明する。
図1に示す液滴吐出装置1は、基本的にはインクジェット装置である。より具体的には、液滴吐出装置1は、液状材料111を保持するタンク101と、チューブ110と、グランドステージGSと、吐出ヘッド部(液滴吐出ヘッド)103と、ステージ106と、第1位置制御装置104と、第2位置制御装置108と、制御部112と、光照射装置140と、支持部104aと、を備えている。
(Droplet discharge device)
First, a droplet discharge device used in a nozzle plate manufacturing method, a droplet discharge head manufacturing method, and a droplet discharge device manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
A droplet discharge device 1 shown in FIG. 1 is basically an ink jet device. More specifically, the droplet discharge device 1 includes a tank 101 that holds the liquid material 111, a tube 110, a ground stage GS, a discharge head unit (droplet discharge head) 103, a stage 106, a first The position control device 104, the second position control device 108, the control unit 112, the light irradiation device 140, and the support unit 104a are provided.

吐出ヘッド部103は、ヘッド114(図2参照)を保持している。このヘッド114は、制御部112からの信号に応じて、液状材料111の液滴を吐出する。なお、吐出ヘッド部103におけるヘッド114は、チューブ110によってタンク101に連結されており、このため、タンク101からヘッド114に液状材料111が供給される。
ステージ106は基板(後述)を固定するための平面を提供している。さらにステージ106は、吸引力を用いて基板の位置を固定する機能も有する。
The discharge head unit 103 holds a head 114 (see FIG. 2). The head 114 ejects droplets of the liquid material 111 in response to a signal from the control unit 112. Note that the head 114 in the discharge head unit 103 is connected to the tank 101 by the tube 110, and thus the liquid material 111 is supplied from the tank 101 to the head 114.
The stage 106 provides a plane for fixing a substrate (described later). Further, the stage 106 also has a function of fixing the position of the substrate using a suction force.

第1位置制御装置104は、支持部104aによって、グランドステージGSから所定の高さの位置に固定されている。この第1位置制御装置104は、制御部112からの信号に応じて、吐出ヘッド部103をX軸方向と、X軸方向に直交するZ軸方向と、に沿って移動させる機能を有する。さらに、第1位置制御装置104は、Z軸に平行な軸の回りで吐出ヘッド部103を回転させる機能も有する。ここで、本実施例では、Z軸方向は、鉛直方向(つまり重力加速度の方向)に平行な方向である。   The first position control device 104 is fixed at a predetermined height from the ground stage GS by the support portion 104a. The first position control device 104 has a function of moving the ejection head unit 103 along the X-axis direction and the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction in accordance with a signal from the control unit 112. Furthermore, the first position control device 104 also has a function of rotating the ejection head unit 103 around an axis parallel to the Z axis. Here, in the present embodiment, the Z-axis direction is a direction parallel to the vertical direction (that is, the direction of gravitational acceleration).

第2位置制御装置108は、制御部112からの信号に応じて、ステージ106をグランドステージGS上でY軸方向に移動させる。ここで、Y軸方向は、X軸方向およびZ軸方向の双方と直交する方向である。   The second position control device 108 moves the stage 106 on the ground stage GS in the Y-axis direction according to a signal from the control unit 112. Here, the Y-axis direction is a direction orthogonal to both the X-axis direction and the Z-axis direction.

上述のように、第1位置制御装置104によって、吐出ヘッド部103はX軸方向に移動する。そして、第2位置制御装置108によって、基板はステージ106と共にY軸方向に移動する。これらの結果、基板に対するヘッド114の相対位置が変わる。より具体的には、これらの動作によって、吐出ヘッド部103、ヘッド114、またはノズル118(図2参照)は、基板に対して、Z軸方向に所定の距離を保ちながら、X軸方向およびY軸方向に相対的に移動、すなわち相対的に走査する。「相対移動」または「相対走査」とは、液状材料111を吐出する側と、そこからの吐出物が着弾する側(被吐出部)の少なくとも一方を他方に対して相対移動することを意味する。   As described above, the ejection head unit 103 is moved in the X-axis direction by the first position control device 104. Then, the substrate is moved in the Y-axis direction together with the stage 106 by the second position control device 108. As a result, the relative position of the head 114 with respect to the substrate changes. More specifically, by these operations, the ejection head unit 103, the head 114, or the nozzle 118 (see FIG. 2) maintains a predetermined distance in the Z-axis direction with respect to the substrate while maintaining the X-axis direction and the Y-axis. Move relatively in the axial direction, that is, scan relatively. “Relative movement” or “relative scanning” means that at least one of the side on which the liquid material 111 is discharged and the side on which the discharged material lands (discharged part) moves relative to the other. .

制御部112は、液状材料111の液滴を吐出すべき相対位置を表す吐出データを外部情報処理装置から受け取るように構成されている。制御部112は、受け取った吐出データを内部の記憶装置に格納するとともに、格納された吐出データに応じて、第1位置制御装置104と、第2位置制御装置108と、ヘッド114と、を制御する。なお、吐出データとは、基板上に、液状材料111を所定パターンで付与するためのデータである。本実施例では、吐出データはビットマップデータの形態を有している。   The control unit 112 is configured to receive ejection data representing a relative position at which droplets of the liquid material 111 are to be ejected from an external information processing apparatus. The control unit 112 stores the received discharge data in an internal storage device, and controls the first position control device 104, the second position control device 108, and the head 114 in accordance with the stored discharge data. To do. The ejection data is data for applying the liquid material 111 in a predetermined pattern on the substrate. In the present embodiment, the ejection data has the form of bitmap data.

上記構成を有する液滴吐出装置1は、吐出データに応じて、ヘッド114のノズル118(図2参照)を基板に対して相対移動させるとともに、被吐出部に向けてノズル118から液状材料111を吐出する。なお、液滴吐出装置1によるヘッド114の相対移動と、ヘッド114からの液状材料111の吐出とをまとめて「塗布走査」または「吐出走査」と表記することもある。
光照射装置140は、基板に付与された液状材料111に紫外光を照射する装置である。光照射装置140の紫外光の照射のON・OFFは制御部112によって制御される。
The droplet discharge device 1 having the above configuration moves the nozzle 118 (see FIG. 2) of the head 114 relative to the substrate according to the discharge data, and also supplies the liquid material 111 from the nozzle 118 toward the discharge target portion. Discharge. The relative movement of the head 114 by the droplet discharge device 1 and the discharge of the liquid material 111 from the head 114 may be collectively referred to as “application scanning” or “discharge scanning”.
The light irradiation device 140 is a device that irradiates the liquid material 111 applied to the substrate with ultraviolet light. The control unit 112 controls ON / OFF of the ultraviolet irradiation of the light irradiation device 140.

図2(a)および(b)に示すように、液滴吐出装置1におけるヘッド114は、複数のノズル118を有するインクジェットヘッドである。具体的には、ヘッド114は、振動板126と、複数のノズル118と、複数のノズル118のそれぞれの開口を規定するノズルプレート(プレート)128と、液たまり129と、複数の隔壁122と、複数のキャビティ120と、複数の振動子124と、を備えている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the head 114 in the droplet discharge device 1 is an inkjet head having a plurality of nozzles 118. Specifically, the head 114 includes a diaphragm 126, a plurality of nozzles 118, a nozzle plate (plate) 128 that defines the openings of the plurality of nozzles 118, a liquid pool 129, a plurality of partition walls 122, A plurality of cavities 120 and a plurality of vibrators 124 are provided.

液たまり129は、振動板126と、ノズルプレート128と、の間に位置しており、この液たまり129には、図示しない外部タンクから孔131を介して供給される液状材料111が常に充填される。また、複数の隔壁122は、振動板126と、ノズルプレート128と、の間に位置している。
キャビティ120は、振動板126と、ノズルプレート128と、一対の隔壁122と、によって囲まれた部分である。キャビティ120はノズル118に対応して設けられているため、キャビティ120の数とノズル118の数とは同じである。キャビティ120には、一対の隔壁122間に位置する供給口130を介して、液たまり129から液状材料111が供給される。
The liquid pool 129 is located between the diaphragm 126 and the nozzle plate 128. The liquid pool 129 is always filled with the liquid material 111 supplied from an external tank (not shown) through the hole 131. The The plurality of partition walls 122 are located between the diaphragm 126 and the nozzle plate 128.
The cavity 120 is a part surrounded by the diaphragm 126, the nozzle plate 128, and the pair of partition walls 122. Since the cavities 120 are provided corresponding to the nozzles 118, the number of the cavities 120 and the number of the nozzles 118 are the same. The liquid material 111 is supplied from the liquid pool 129 to the cavity 120 through the supply port 130 positioned between the pair of partition walls 122.

図2(b)に示すように、ノズル118は、ノズルプレート128のキャビティ120側(液たまり129側)の面(一面)128aに開口する漏斗状の漏斗部151と、漏斗部の底部(最小径部)から同径で延びてノズルプレート128の液滴吐出側の面(他面)128b側に開口するストレート部(同径部)152とを有している。ストレート部152は、面128bのうち、ノズル118を含むノズル周辺領域(特定領域)が除去されて段差が生じたノズル面128cに開口している。
このストレート部152は、例えば直径(ノズル径)10μm、長さが5μmに設定されており、従って、漏斗部151は、直径10μm程度に形成された底部から面128aに向かうに従って漸次拡径するテーパ状に形成されている。
As shown in FIG. 2B, the nozzle 118 includes a funnel-shaped funnel portion 151 that opens on a surface (one surface) 128a on the cavity 120 side (liquid pool 129 side) of the nozzle plate 128, and a bottom portion of the funnel portion (the outermost portion). A straight portion (same diameter portion) 152 that extends from the small diameter portion) to the same diameter and opens to the surface (other surface) 128b side of the droplet discharge side of the nozzle plate 128 is provided. The straight portion 152 is open to the nozzle surface 128c from which a step is generated by removing the nozzle peripheral region (specific region) including the nozzle 118 from the surface 128b.
The straight portion 152 is set to have a diameter (nozzle diameter) of 10 μm and a length of 5 μm, for example. Accordingly, the funnel portion 151 is a taper that gradually increases in diameter from the bottom portion formed to have a diameter of about 10 μm toward the surface 128a. It is formed in a shape.

複数の振動子124のそれぞれは、それぞれのキャビティ120に対応するように振動板126上に位置する。複数の振動子124のそれぞれは、ピエゾ素子124Cと、ピエゾ素子124Cを挟む一対の電極124A,124Bと、を含む。制御部112が、この一対の電極124A,124Bの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル118から液状材料111の液滴Dが吐出される。ここで、ノズル118から吐出される材料の体積は、例えばフェムトリットルレベルからピコリットルレベルで可変である。なお、上述したように、ノズル118からZ軸方向に液状材料111の液滴が吐出されるように、ノズル118の形状(特に、ストレート部152の長さ)が調整されている。
なお、吐出部127は、ピエゾ素子の代わりに電気熱変換素子を有してもよい。つまり、吐出部127は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して材料を吐出する構成を有していてもよい。
Each of the plurality of vibrators 124 is positioned on the diaphragm 126 so as to correspond to each cavity 120. Each of the plurality of vibrators 124 includes a piezoelectric element 124C and a pair of electrodes 124A and 124B that sandwich the piezoelectric element 124C. When the control unit 112 applies a driving voltage between the pair of electrodes 124A and 124B, the droplet D of the liquid material 111 is ejected from the corresponding nozzle 118. Here, the volume of the material discharged from the nozzle 118 is variable, for example, from a femtoliter level to a picoliter level. As described above, the shape of the nozzle 118 (particularly, the length of the straight portion 152) is adjusted so that the droplet of the liquid material 111 is ejected from the nozzle 118 in the Z-axis direction.
The ejection unit 127 may include an electrothermal conversion element instead of the piezo element. That is, the discharge unit 127 may have a configuration for discharging a material by utilizing thermal expansion of the material by the electrothermal conversion element.

(ノズル形成装置)
続いて、上記ノズルプレート128に対してノズル118を形成する装置について、図3を参照して説明する。
図3(a)に示すノズル形成装置200は、ノズルプレート128を下方から支持する下治具201、ポンチPの基部BPを保持して下治具201に対して離間・接近する保持治具202、保持治具202にバネ210を介して連結され、保持治具202が下降した際に、下治具201との間でバネ210の付勢力でノズルプレート128を押さえる押さえ治具203とから構成される。保持治具202、押さえ治具203、バネ210により上治具が構成される。
下治具201には、ポンチP(ノズル118)の位置に対応して、貫通孔201aが形成されている。
(Nozzle forming device)
Next, an apparatus for forming the nozzle 118 on the nozzle plate 128 will be described with reference to FIG.
A nozzle forming apparatus 200 shown in FIG. 3A includes a lower jig 201 that supports the nozzle plate 128 from below, and a holding jig 202 that holds the base BP of the punch P and moves away from and approaches the lower jig 201. And a holding jig 202 that is connected to the holding jig 202 via a spring 210 and presses the nozzle plate 128 with the urging force of the spring 210 when the holding jig 202 is lowered. Is done. The holding jig 202, the holding jig 203, and the spring 210 constitute an upper jig.
A through hole 201a is formed in the lower jig 201 corresponding to the position of the punch P (nozzle 118).

図2(b)は、ポンチPの先端部を示す部分拡大図である。
この図に示すように、ポンチPの先端には、ノズル118の漏斗部151に対応する輪郭形状を有する漏斗輪郭部151Pと、ストレート部152に対応する輪郭形状を有するストレート輪郭部152Pとが設けられている。ポンチPにおけるストレート輪郭部152Pの長さLPは、ノズル118におけるストレート部152の長さL(所定長さ;図2(b)参照)よりも大きく形成されている。
FIG. 2B is a partially enlarged view showing the tip of the punch P.
As shown in this figure, a funnel contour portion 151P having a contour shape corresponding to the funnel portion 151 of the nozzle 118 and a straight contour portion 152P having a contour shape corresponding to the straight portion 152 are provided at the tip of the punch P. It has been. The length LP of the straight contour 152P in the punch P is formed to be larger than the length L (predetermined length; see FIG. 2B) of the straight 152 in the nozzle 118.

続いて、上記のノズル形成装置200を用いてノズルプレート128に、図2に示すノズル118を形成する手順について図4を参照して説明する。
まず、図3に示すように、下治具201に、例えばステンレス材で形成されたノズルプレート128を載置した後に、保持治具202を下降させることにより、バネ210の付勢力でノズルプレート128を下治具201と押さえ治具203との間で保持した状態で面128aに対してポンチPにより衝撃加圧する。
Next, a procedure for forming the nozzle 118 shown in FIG. 2 on the nozzle plate 128 using the nozzle forming apparatus 200 will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 3, a nozzle plate 128 made of, for example, a stainless material is placed on the lower jig 201, and then the holding jig 202 is lowered so that the nozzle plate 128 is biased by the spring 210. Is pressed between the lower jig 201 and the holding jig 203 by the punch P against the surface 128a.

このとき、図4(a)に示すように、ポンチPのストレート輪郭部152Pがノズルプレート128を貫通しないストロークでポンチPを下降させる。これにより、ノズルプレート128においては、漏斗輪郭部151Pとストレート輪郭部152Pとの輪郭形状に応じた漏斗部151、ストレート部152、及び面128bから貫通孔201aに突出する突出部153が形成される(第1工程)。   At this time, as shown in FIG. 4A, the punch P is lowered by a stroke in which the straight contour portion 152 </ b> P of the punch P does not penetrate the nozzle plate 128. Thus, in the nozzle plate 128, the funnel portion 151, the straight portion 152, and the protruding portion 153 that protrudes from the surface 128b to the through hole 201a according to the contour shapes of the funnel contour portion 151P and the straight contour portion 152P are formed. (First step).

続いて、ノズルプレート128からポンチPを離脱させ、次いで、図4(b)に示すように、面128bを研磨加工(研削)して、ストレート部152を開口させ(第2工程)、ノズル118を形成する。この後、ノズル118が形成されたノズルプレート128を工具顕微鏡等の光学測長器に載置して、上面128aの焦点深度(すなわち、漏斗部151の上部の焦点深度)、及び漏斗部151の底部151aの焦点深度を計測する。そして、計測した各焦点深度の差から漏斗部151の高さを算出し、この漏斗部151の高さとノズルプレート128の板圧との差からストレート部152の長さ(以下、適宜ストレート長さと称する)を算出(測長)する(第3工程)。   Subsequently, the punch P is detached from the nozzle plate 128, and then, as shown in FIG. 4B, the surface 128b is polished (ground) to open the straight portion 152 (second step), and the nozzle 118 Form. Thereafter, the nozzle plate 128 on which the nozzle 118 is formed is placed on an optical length measuring device such as a tool microscope, and the focal depth of the upper surface 128a (that is, the focal depth of the upper portion of the funnel portion 151) and the funnel portion 151 are set. The depth of focus of the bottom 151a is measured. Then, the height of the funnel portion 151 is calculated from the difference between the measured focal depths, and the length of the straight portion 152 (hereinafter referred to as the straight length as appropriate) is calculated from the difference between the height of the funnel portion 151 and the plate pressure of the nozzle plate 128. Is calculated (measured) (third step).

続いて、測長したストレート部152の長さに基づいて、ノズルプレート128の面128bを除去する(第4工程)。
具体的には、ストレート部152の所定長さL(図2(b)参照)に対して、測長した長さがLK(図4(b)参照)の場合には、面128bを厚さLCで除去する。この厚さLCは下式で表される。
LC=LK−L …(1)
Subsequently, the surface 128b of the nozzle plate 128 is removed based on the measured length of the straight portion 152 (fourth step).
Specifically, when the measured length is LK (see FIG. 4B) with respect to the predetermined length L of the straight portion 152 (see FIG. 2B), the surface 128b is made thicker. Remove with LC. This thickness LC is expressed by the following equation.
LC = LK-L (1)

この式(1)で得られた厚さLCを、ノズル周辺領域(特定領域)について面128bから除去する。
この面128bに対する除去処理としては、放電電極を用いた放電加工、レーザ加工、サンドブラスト加工等を用いることができる。
これにより、ノズル118の周辺領域に、面128bに対して段差を有しノズル118が開口するノズル面128cが形成され、このノズル118においては、ストレート部151が所定長さLに設定される。
The thickness LC obtained by this equation (1) is removed from the surface 128b for the nozzle peripheral region (specific region).
As the removal process for the surface 128b, electric discharge machining using a discharge electrode, laser machining, sandblasting, or the like can be used.
As a result, a nozzle surface 128c having a step with respect to the surface 128b and opening the nozzle 118 is formed in the peripheral region of the nozzle 118. In this nozzle 118, the straight portion 151 is set to a predetermined length L.

このように、本実施形態では、ノズルプレート128に一旦形成したノズル118におけるストレート部152の長さを計測し、計測した長さに応じてノズルプレート128の厚さを調整するため、ポンチ加工条件(ポンチ取り付け精度、加圧力、加圧時間、下治具201の精度、ノズルプレート128の板材特性)によってストレート長さが変動した場合でも、常に一定のストレート長さを高精度に確保することが可能になる。   As described above, in this embodiment, the length of the straight portion 152 in the nozzle 118 once formed on the nozzle plate 128 is measured, and the thickness of the nozzle plate 128 is adjusted according to the measured length. Even if the straight length varies depending on (punch mounting accuracy, pressurizing force, pressurizing time, accuracy of the lower jig 201, plate material characteristics of the nozzle plate 128), a constant straight length can always be ensured with high accuracy. It becomes possible.

そのため、本実施形態では、吐出ヘッド部103からフェムトリットルレベルの微少量の液滴を吐出する場合でも、安定した吐出性能(吐出特性)を確保することができ、描画精度の高い吐出ヘッド部103及び液滴吐出装置1を得ることが可能になる。また、高精度のポンチを製作するには、コスト増及び生産性の低下を招く可能性もあるが、本実施形態では、従来のポンチ技術をそのまま利用することが可能である。   For this reason, in the present embodiment, even when a very small amount of femtoliter level liquid droplets are ejected from the ejection head unit 103, stable ejection performance (ejection characteristics) can be ensured, and the ejection head unit 103 with high drawing accuracy. And the droplet discharge device 1 can be obtained. In addition, manufacturing a highly accurate punch may cause an increase in cost and a decrease in productivity, but in this embodiment, the conventional punch technology can be used as it is.

また、本実施形態では、計測しづらいストレート長さを、ノズルプレート128の厚さと漏斗部151の長さとに基づいて求めているため、容易、且つ迅速にストレート長さを計測することが可能である。特に、本実施形態では、漏斗部151の長さを光学測長器による焦点深度に基づいて測長しているため、同一面側からの計測が非接触で可能になり、計測工程を短時間で行うことが可能となり、製造工程の効率化に寄与できるとともに、接触子を用いた測長時にノズルプレート128に接触して、ノズルプレート128に損傷等の悪影響が及ぶことを防止できる。   In the present embodiment, since the straight length that is difficult to measure is obtained based on the thickness of the nozzle plate 128 and the length of the funnel portion 151, the straight length can be easily and quickly measured. is there. In particular, in this embodiment, since the length of the funnel portion 151 is measured based on the depth of focus by the optical length measuring device, measurement from the same surface can be performed in a non-contact manner, and the measurement process can be performed in a short time. Thus, it is possible to prevent the adverse effect such as damage to the nozzle plate 128 due to contact with the nozzle plate 128 during length measurement using the contact.

また、本実施形態では、ストレート長さを調整する際に、面128bの中、ノズル周辺の特定領域のみ除去しているため、面128bとノズル面128cとの間に段差を形成することができ、例えば液滴吐出装置1をプリンタに用いた際に、印刷用紙等が紙ジャムを起こした場合でも、ノズル118に接触する可能性を低減させるとともに、用紙がノズル118に接触した場合でも接触圧を低減させることが可能になり、紙等の接触によりノズル118が損傷して吐出性能が低下することを抑制できる。   In the present embodiment, when adjusting the straight length, only a specific area around the nozzle is removed from the surface 128b, so that a step can be formed between the surface 128b and the nozzle surface 128c. For example, when the droplet discharge device 1 is used in a printer, even when printing paper or the like causes a paper jam, the possibility of contact with the nozzle 118 is reduced, and even when the paper contacts the nozzle 118, the contact pressure is reduced. It is possible to reduce the discharge performance due to the nozzle 118 being damaged by contact with paper or the like.

さらに、本実施形態では、ポンチPにおけるストレート輪郭部152Pの長さをノズル118におけるストレート部152の長さLよりも大きくしているため、ストレート長さの調整代を確保できるため、ストレート長さを確実に所定長さに調整することが可能になる。   Furthermore, in this embodiment, since the length of the straight contour portion 152P in the punch P is larger than the length L of the straight portion 152 in the nozzle 118, an adjustment allowance for the straight length can be secured, so the straight length Can be reliably adjusted to a predetermined length.

加えて、本実施形態では、上記のような調整を行うことにより、吐出ヘッド部103における複数のノズル118のストレート長さを均一化して、各吐出量を均一化することができ、その結果、液滴吐出装置1を用いて形成される膜の膜厚を高精度に制御することができ、製品の品質向上も図ることも可能になる。   In addition, in the present embodiment, by adjusting as described above, the straight lengths of the plurality of nozzles 118 in the discharge head unit 103 can be made uniform, and the respective discharge amounts can be made uniform. The film thickness of the film formed by using the droplet discharge device 1 can be controlled with high accuracy, and the quality of the product can be improved.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、ストレート部152の長さを、ノズルプレート128の厚さ及び漏斗部151の長さを用いて計測する構成としたが、直接計測する構成としてもよく、また光学測長器以外の測長器を用いてもよい。また、上記実施形態で示したノズル面128cを形成するための加工方法は一例であり、他の加工方法を用いてもよい。   For example, in the above embodiment, the length of the straight portion 152 is measured using the thickness of the nozzle plate 128 and the length of the funnel portion 151. However, the length may be directly measured, or optical length measurement may be performed. A length measuring device other than the measuring device may be used. Further, the processing method for forming the nozzle surface 128c shown in the above embodiment is an example, and other processing methods may be used.

また、上記実施形態では、ノズル118のストレート長さを測長した後に、面128bの特定領域を除去してノズル面128cを計測したが、さらに、この面128bとノズル面128cとの段差を計測することで、ストレート長さを再計測・再調整する手順としてもよい。   Further, in the above embodiment, after measuring the straight length of the nozzle 118, the specific area of the surface 128b is removed and the nozzle surface 128c is measured. Further, a step between the surface 128b and the nozzle surface 128c is measured. By doing so, the straight length may be remeasured and readjusted.

本発明に係る液滴吐出装置の模式図である。It is a schematic diagram of the droplet discharge device according to the present invention. (a)および(b)は液滴吐出装置におけるヘッドの模式図である。(A) And (b) is a schematic diagram of the head in a droplet discharge device. ノズル形成装置の模式図である。It is a schematic diagram of a nozzle formation apparatus. ノズルを形成する手順を示す工程図である。It is process drawing which shows the procedure which forms a nozzle.

符号の説明Explanation of symbols

P…ポンチ、 1…液滴吐出装置、 103…吐出ヘッド部(液滴吐出ヘッド)、 118…ノズル、 128…ノズルプレート(プレート)、 128a…面(一面)、 128b…面(他面)、 151…漏斗部、 151a…底部、 152…ストレート部(同径部)   P ... punch, 1 ... droplet ejection device, 103 ... ejection head part (droplet ejection head), 118 ... nozzle, 128 ... nozzle plate (plate), 128a ... surface (one surface), 128b ... surface (other surface), 151 ... funnel part, 151a ... bottom part, 152 ... straight part (same diameter part)

Claims (7)

プレートの一面側に開口する漏斗状の漏斗部と、前記漏斗部の底部から同径で延びて前記プレートの他面側に開口する同径部とを有するノズルを前記プレートに形成するノズルプレート製造方法であって、
前記漏斗部及び同径部に対応する輪郭形状を有するポンチで前記プレートの一面を加圧して、前記漏斗部及び前記同径部を形成する第1工程と、
前記プレートの他面側を除去して前記同径部を開口させる第2工程と、
前記プレートに形成した前記同径部の長さを計測する第3工程と、
計測した前記同径部の長さに応じた厚さで前記プレートの他面を除去する第4工程とを有することを特徴とするノズルプレート製造方法。
Nozzle plate manufacturing for forming a nozzle in the plate having a funnel-like funnel portion opening on one side of the plate and a same diameter portion extending from the bottom of the funnel portion with the same diameter and opening on the other surface side of the plate A method,
A first step of pressurizing one surface of the plate with a punch having a contour shape corresponding to the funnel part and the same diameter part to form the funnel part and the same diameter part;
A second step of removing the other surface side of the plate and opening the same-diameter portion;
A third step of measuring the length of the same-diameter portion formed on the plate;
And a fourth step of removing the other surface of the plate with a thickness corresponding to the measured length of the same diameter portion.
請求項1記載のノズルプレート製造方法において、
前記第3工程では、前記プレートの厚さと、前記漏斗部の長さとに基づいて、前記同径部の長さを計測することを特徴とするノズルプレート製造方法。
In the nozzle plate manufacturing method of Claim 1,
In the third step, the length of the same-diameter portion is measured based on the thickness of the plate and the length of the funnel portion.
請求項2記載のノズルプレート製造方法において、
光学測長器による前記一面の焦点深度と、前記漏斗部の底部の焦点深度とに基づいて、前記漏斗部の長さを測長することを特徴とするノズルプレート製造方法。
In the nozzle plate manufacturing method of Claim 2,
A method for producing a nozzle plate, comprising: measuring a length of the funnel portion based on a focal depth of the one surface by an optical length measuring device and a focal depth of a bottom portion of the funnel portion.
請求項1から3のいずれかに記載のノズルプレート製造方法において、
前記第4工程では、前記他面のうち、前記ノズルを含む特定領域を除去することを特徴とするノズルプレート製造方法。
In the nozzle plate manufacturing method in any one of Claim 1 to 3,
In the fourth step, a specific area including the nozzle is removed from the other surface.
請求項1から4のいずれかに記載のノズルプレート製造方法において、
前記同径部に対応する前記ポンチの輪郭形状の長さは、前記プレートに形成する前記同径部の所定長さよりも大きいことを特徴とするノズルプレート製造方法。
In the nozzle plate manufacturing method in any one of Claim 1 to 4,
The length of the outline shape of the punch corresponding to the same-diameter portion is larger than a predetermined length of the same-diameter portion formed on the plate.
ノズルプレートを有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
請求項1から5のいずれかに記載のノズルプレート製造方法で前記ノズルプレートを製造することを特徴とする液滴吐出ヘッド製造方法。
A method of manufacturing a droplet discharge head having a nozzle plate,
A method for manufacturing a droplet discharge head, wherein the nozzle plate is manufactured by the nozzle plate manufacturing method according to claim 1.
液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置の製造方法であって、
請求項6記載の液滴吐出ヘッド製造方法で前記液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出装置製造方法。
A method of manufacturing a droplet discharge device having a droplet discharge head,
A method for manufacturing a droplet discharge apparatus, wherein the droplet discharge head is manufactured by the method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 6.
JP2006330157A 2006-12-07 2006-12-07 Nozzle plate manufacturing method, liquid droplet ejection head manufacturing method and liquid droplet ejector manufacturing method Withdrawn JP2008142944A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006330157A JP2008142944A (en) 2006-12-07 2006-12-07 Nozzle plate manufacturing method, liquid droplet ejection head manufacturing method and liquid droplet ejector manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006330157A JP2008142944A (en) 2006-12-07 2006-12-07 Nozzle plate manufacturing method, liquid droplet ejection head manufacturing method and liquid droplet ejector manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008142944A true JP2008142944A (en) 2008-06-26

Family

ID=39603653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006330157A Withdrawn JP2008142944A (en) 2006-12-07 2006-12-07 Nozzle plate manufacturing method, liquid droplet ejection head manufacturing method and liquid droplet ejector manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008142944A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200540100A (en) Features in substrates and methods of forming
JP5413826B2 (en) Discharge device
JP4407686B2 (en) Droplet discharge head, method for manufacturing droplet discharge head, and droplet discharge apparatus
JP2633943B2 (en) Ink jet recording head and method of manufacturing the head
JP2001246745A (en) Ink-jet recording head
US8069564B2 (en) Alignment jig and alignment apparatus for liquid-jet head and method for producing liquid-jet head
JP2008142944A (en) Nozzle plate manufacturing method, liquid droplet ejection head manufacturing method and liquid droplet ejector manufacturing method
KR102330135B1 (en) Printhead configured to refill nozzle areas with high viscosity materials
JP6584251B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and method of manufacturing liquid discharge head
JP2014091090A (en) Discharge inspection method and liquid discharge device
JP6213795B2 (en) Inkjet head manufacturing method
JP4725114B2 (en) Pattern forming apparatus and method
EP3299173A1 (en) Method for manufacturing ejection hole plate
JP2008142945A (en) Nozzle plate and its manufacturing method, liquid droplet ejection head and its manufacturing method, and liquid droplet ejector and its manufacturing method
US20180170057A1 (en) Method for producing flow path member, method for producing liquid ejecting head, and method for producing liquid container
Yu et al. Liquid needle
JP2008168532A (en) Liquid delivering method and liquid delivering apparatus
JP4529807B2 (en) Punch for forming nozzle opening of liquid jet head, and method for manufacturing liquid jet head
JP2009051187A (en) Liquid delivering head and method for manufacturing liquid delivering head
JP5544462B2 (en) Discharge device
JP4513661B2 (en) Liquid jet head
JP2008512250A (en) Laser micromachining method and system using liquid as auxiliary medium
KR100438714B1 (en) Method for manufacturing Ink jet printhead
JP2006095792A (en) Nozzle forming member, liquid ejector, and process for manufacturing liquid ejection head
JP4580203B2 (en) Inkjet head manufacturing method and inkjet head

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100302