JP5754089B2 - Liquid discharge head, method for manufacturing the same, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は液体吐出ヘッド及びその製造方法、画像形成装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head, a manufacturing method thereof, and an image forming apparatus.
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. As an apparatus, an ink jet recording apparatus or the like is known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected onto a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). And a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type head that forms images by ejecting liquid droplets without moving the recording head There are line type image forming apparatuses using
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的画像(2次元画像)に限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を3次元的に造形して形成された像も含まれる。 In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. The “image” is not limited to a planar image (two-dimensional image) but also includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a three-dimensional image itself. .
液体吐出ヘッドとしては、複数のノズル穴(ノズル、ノズル開口、オリフィス、吐出口などとも称される。)を有するノズル板と、各ノズルに連通する圧力発生室(圧力室、液室、加圧液室、個別液室などとも称される。)及び各圧力発生室へインクを供給する流体抵抗部とからなる流路板(チャンバープレートなどとも称される。)と、圧力発生室及び流体抵抗部などの壁面を形成する振動板部材とを接着接合して、圧力発生室の壁面を形成する振動板を圧電素子などの圧力発生手段で変形させて圧力発生室内の容積(体積)を変化させることによってノズル穴から液滴を吐出させるようにしたものなどが知られている(特許文献1)。 The liquid discharge head includes a nozzle plate having a plurality of nozzle holes (also referred to as nozzles, nozzle openings, orifices, discharge ports, etc.) and a pressure generation chamber (pressure chamber, liquid chamber, pressurization) communicating with each nozzle. A liquid chamber, an individual liquid chamber, etc.) and a fluid resistance portion for supplying ink to each pressure generating chamber (also referred to as a chamber plate), a pressure generating chamber and a fluid resistance. A diaphragm member forming a wall surface such as a part is adhesively bonded, and the diaphragm forming the wall surface of the pressure generating chamber is deformed by pressure generating means such as a piezoelectric element to change the volume (volume) in the pressure generating chamber. A device that discharges liquid droplets from a nozzle hole is known (Patent Document 1).
このような液体吐出ヘッドのノズル穴は、印刷解像度のピッチ、あるいは、その1/2から1/3のピッチで形成され、より高品質な画質を得るために吐出される液滴を安定させる必要があることから、その位置精度や形状精度を高精度にする必要がある。 The nozzle holes of such a liquid discharge head are formed at a pitch of the printing resolution or a pitch of 1/2 to 1/3 thereof, and it is necessary to stabilize the discharged liquid droplets in order to obtain higher quality image quality. Therefore, it is necessary to increase the position accuracy and shape accuracy.
従来、例えばノズル板の製造方法として、薄板の金属板にパンチによる転造によってテーパ状の断面形状を形成した後に、ノズル穴となる先端部を研磨して形成する方法が知られている(特許文献2)。 Conventionally, for example, as a method of manufacturing a nozzle plate, there is known a method of forming a tapered cross-sectional shape by rolling with a punch on a thin metal plate and then polishing and forming a tip portion to become a nozzle hole (patent) Reference 2).
また、流路板の製造方法としては、シリコン単結晶を用いた異方性エッチングにより圧力発生室を高精度に加工する方法がある(特許文献3)。しかしながら、ヘッドの大きさが1インチを超えてくると、材料コストが上昇するという不都合があり、また、例えば上述した加工法で形成されたノズル板とシリコン材料で形成された流路板を接合する場合、短時間で硬化させるために高温で硬化すると、材料の線膨張係数が異なるためにそれぞれの対向位置がずれたり、ソリが発生し、場合によってはシリコン材料が割れたりする問題が発生することから、常温で硬化する接着剤を用いざるを得ず、ヘッド製造工程に時間が係るという問題もある。 Moreover, as a manufacturing method of a flow-path board, there exists a method of processing a pressure generation chamber with high precision by anisotropic etching using a silicon single crystal (patent document 3). However, when the size of the head exceeds 1 inch, there is a disadvantage that the material cost increases, and for example, a nozzle plate formed by the above-described processing method and a flow channel plate formed by a silicon material are joined. When curing at a high temperature in order to cure in a short time, the linear expansion coefficients of the materials differ, so that the respective opposing positions shift, warp, and in some cases the silicon material breaks. For this reason, there is a problem that an adhesive that cures at room temperature must be used, and the head manufacturing process takes time.
そこで、流路板は、金属製の薄板をエッチング法によって貫通穴を形成し(特許文献4)、あるいは、プレス加工法によって圧力発生室を細長い溝にて形成し(特許文献5)、プレス加工法を用いて圧力発生室となるインクの流路穴を形成する(特許文献6)ことなどが知られている。これらの製造方法によれば、ノズル板、流路板、振動板部材をすべて同じ材料、例えばステンレス製の薄板にて形成することができる。 Therefore, the flow path plate is formed by forming a through hole in a metal thin plate by an etching method (Patent Document 4) or by forming a pressure generating chamber in an elongated groove by a pressing method (Patent Document 5). It is known to form an ink flow path hole that becomes a pressure generating chamber using a method (Patent Document 6). According to these manufacturing methods, the nozzle plate, the flow path plate, and the diaphragm member can all be formed of the same material, for example, a thin plate made of stainless steel.
また、ヘッド内に液体を充填ないし供給するときに、ノズル、個別液室、複数の個別液室に液体を供給する共通液室(共通流路)内に気泡が残留すると、安定した液滴吐出を行うことができなくなる。また、液滴を吐出するノズル数が増加するに伴って共通液室から個別液室に対して速やかに液体を補充供給しなければならなくなり、供給が追いつかないと滴吐出不良が発生しまうことになる。 Also, when filling or supplying liquid into the head, if bubbles remain in the nozzle, individual liquid chamber, or common liquid chamber (common flow path) that supplies liquid to a plurality of individual liquid chambers, stable liquid droplet ejection Can no longer do. Further, as the number of nozzles for discharging droplets increases, it is necessary to quickly replenish and supply liquids from the common liquid chamber to the individual liquid chambers. If supply cannot catch up, droplet discharge defects will occur. Become.
従来、液体吐出ヘッドにおける気泡排出性を向上するために、例えば、特許文献7には、液流路を構成する天井部は、液流路を構成する底面部からの高さに応じて吐出口側から順に領域I、領域IIおよび領域IIIから構成され、領域IおよびIIIは液流路を構成する底面部と平行であり、領域Iは領域IIIよりも液流路高さが高く、領域IIは領域IIIから領域Iに向けて液流路高さが増大する傾斜を有し、領域IIは天井部と吐出口形成面との交点である基準点からの距離L1〜L2の範囲に形成され、底面部は、この底面部への基準点の投影点からの距離LH1〜LH2の範囲に吐出圧力発生手段を有し、天井部と底面部との関係が所定の関係式を満たすようにすることが開示されている。 Conventionally, in order to improve the bubble discharge performance in the liquid discharge head, for example, in Patent Document 7, the ceiling part constituting the liquid flow path has a discharge port according to the height from the bottom part constituting the liquid flow path. The region I, the region II, and the region III are formed in this order from the side, the regions I and III are parallel to the bottom surface portion that constitutes the liquid channel, and the region I has a higher liquid channel height than the region III. Has a slope in which the liquid flow path height increases from the region III to the region I, and the region II is formed in a range of distances L1 to L2 from a reference point that is an intersection of the ceiling portion and the discharge port forming surface. The bottom surface portion has discharge pressure generating means in a range of distances LH1 to LH2 from the projection point of the reference point to the bottom surface portion so that the relationship between the ceiling portion and the bottom surface portion satisfies a predetermined relational expression. It is disclosed.
また、特許文献8には、圧電素子を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、圧力室のインク流入口とインク流出口の縁の近傍にその長手方向に沿って内側へ延在する凸部をそれぞれ設けることによりインクの流速を高め気泡が排出されやすくなるようにしたものが開示されている。 Further, in Patent Document 8, in a droplet discharge head provided with a piezoelectric element, convex portions extending inward along the longitudinal direction are provided in the vicinity of the edges of the ink inlet and the ink outlet of the pressure chamber. Accordingly, there has been disclosed an apparatus in which the flow rate of ink is increased so that bubbles are easily discharged.
また、特許文献9には、流路に発生する段差部に硬化材を充填し、流路内壁を滑らかにすることで段差部での圧力波の減衰や気泡の残留を防ぐことが開示されている。 Further, Patent Document 9 discloses that the stepped portion generated in the flow path is filled with a hardening material and the inner wall of the flow path is smoothed to prevent pressure wave attenuation at the stepped portion and residual bubbles. Yes.
上述した流路板及びその製造方法に関して、上述した特許文献4に開示の技術によれば、圧力発生室となる貫通穴のピッチが印刷解像度の4〜5倍と粗くなるため、ヘッドが大きくなり、画像形成装置も大型化するという課題がある。
Regarding the above-described flow path plate and the manufacturing method thereof, according to the technique disclosed in
また、特許文献5に開示の技術は、圧力発生室及びインク供給口となる凹部に相当する凸部を複数備えた第1金型と、圧力発生室間の隔壁対応した凸部を複数備えた第2金型とを金属製の薄板を挟み込み形成するいわゆる鍛造工法によるものである。この場合、第1金型及び第2金型に必要とするノズル数の数だけの凹凸部を形成する必要がある。つまり、インク滴の吐出量を安定させるために必要な圧力発生室のピッチ及び形状を全ての凹凸部に要求される。さらには、圧力発生室を区画する隔壁部を形成するためには、第1金型に形成された凸部間に隆起させて形成する構造となっているので、プレス加工する際の押圧力として大きな力が必要となり、それに耐え得る金型構造にする必要があるなど、金型のコストアップとなり、ヘッドのコストが高くなるという課題がある。
In addition, the technique disclosed in
また、インクジェット記録ヘッドを用いた画像形成装置は、高速化を図るために、複数個のヘッドを千鳥状に配列したライン型の記録ヘッドモジュールを使用するようになっている。このようなヘッドモジュールを構成する場合のヘッド数を極力少なくするためには、より高集積ノズルでかつ長尺なヘッドが求められている。 An image forming apparatus using an ink jet recording head uses a line type recording head module in which a plurality of heads are arranged in a staggered manner in order to increase the speed. In order to reduce the number of heads when configuring such a head module as much as possible, there is a demand for a highly integrated nozzle and a long head.
しかしながら、前記特許文献4の開示のプレス加工法による方法では、ヘッドを長尺することは、前記第1及び第2金型をヘッドの長さに相当する金型の大きさにする必要があり、金型コストも大幅にアップすることになる。また、プレス加工によって形成された流路板はノズル板や振動板部材と接合する前に接合面を研磨する工程を入れる必要があり、部品コストのアップとなる。
However, in the method using the press working method disclosed in
そのため、特許文献6に開示されるようにプレス加工法によって圧力発生室となる貫通穴を形成する方法がある。同文献には具体的な加工方法については開示されていないが、ブランクプレートにプレス加工によって位置決め穴を形成した後、その穴を基準に圧力発生及び流体抵抗部となる貫通穴を開けていくことになる。 Therefore, as disclosed in Patent Document 6, there is a method of forming a through hole serving as a pressure generating chamber by a press working method. Although the specific processing method is not disclosed in the same document, a positioning hole is formed in the blank plate by press processing, and then a through hole that serves as a pressure generating and fluid resistance portion is formed based on the hole. become.
この特許文献6に開示の技術では、貫通穴を開けるための形状をした少なくとも1つのパンチを持つ第1金型と、前記パンチに対応した穴を持った第2金型とからなった金型構成となっている。第1金型の凸なるパンチによって押し出されたチップは、第2金型の穴部に押し込まれる。第2金型に設けられた穴部の奥は、第1金型のパンチの長さとほぼ同じかそれより僅かに短い位置から穴部が広くなっている。これにより、押し込まれたチップが、第2金型の穴を通して、廃棄されることになる。 In the technique disclosed in Patent Document 6, a mold including a first mold having at least one punch shaped to open a through hole and a second mold having a hole corresponding to the punch. It has a configuration. The chip pushed out by the convex punch of the first mold is pushed into the hole of the second mold. In the back of the hole provided in the second mold, the hole is widened from a position substantially the same as or slightly shorter than the length of the punch of the first mold. Thereby, the pushed-in chip | tip will be discarded through the hole of a 2nd metal mold | die.
しかしながら、このような加工方法で形成された圧力発生室を区画する隔壁の形状は、舟形形状となる。このような舟形形状の状態でノズル板や振動板部材と接着接合する場合、舟形部にて捩れが発生することがある。特に、振動板部材のように数μmの薄板の場合、接合するときに前記船形の形状の影響を受けやすく、均一に接合できない。結果的に、圧力発生手段を接合するときに不均一に接合され、個々のノズル毎に滴吐出特性がばらつくという課題が発生することになる。 However, the shape of the partition partitioning the pressure generating chamber formed by such a processing method is a boat shape. In the case where the nozzle plate and the diaphragm member are bonded and joined in such a boat-shaped state, twisting may occur in the boat-shaped portion. In particular, in the case of a thin plate having a thickness of several μm such as a diaphragm member, it is easily affected by the shape of the ship shape when being joined, and cannot be joined uniformly. As a result, when the pressure generating means are joined, they are joined non-uniformly, and there arises a problem that the droplet discharge characteristics vary for each nozzle.
次に、流路板の流路形状に関し、上述した特許文献7に開示の構成にあってはノズルプレートと流路の接合部で形成される鋭角部分、特許文献8に開示の構成にあっては液室壁面と凸部によって形成される凹部など、その構造上、流路の一部に狭小部が発生し、かえって気泡の滞留を招くおそれがある。また、特許文献9に開示の構成にあっては流路部の組立後に硬化材を充填する必要があり、工程の複雑さによるコストアップや製造バラツキの原因となる課題がある。 Next, regarding the flow path shape of the flow path plate, in the configuration disclosed in Patent Document 7 described above, an acute angle portion formed by the joint portion of the nozzle plate and the flow path, in the structure disclosed in Patent Document 8 There is a possibility that a narrow portion is generated in a part of the flow path due to its structure, such as a concave portion formed by the liquid chamber wall surface and the convex portion, and on the contrary, there is a possibility that bubbles are retained. Further, in the configuration disclosed in Patent Document 9, it is necessary to fill the curing material after the assembly of the flow path portion, and there is a problem that causes cost increase and manufacturing variation due to process complexity.
また、液体吐出方式の画像形成装置としては、高速印刷、高精細画像、大判連続印刷が要求され、かつ、装置の小型化、低コスト化、さらには低ランニングコスト、印字への高信頼性等も高いものが求められている。このような要求の1つ以上に応えるためには、ヘッド自体のノズル密度の高密度化(例えば600〜1200dpi)、駆動周波数の高周波数化が挙げられるが、従前は気泡排出性以外の対策が考慮されていない。 In addition, high-speed printing, high-definition images, and large-format continuous printing are required for the liquid ejection type image forming apparatus, and the size and cost of the apparatus are reduced, and the running cost is low. Higher ones are demanded. In order to meet one or more of these requirements, the nozzle density of the head itself can be increased (for example, 600 to 1200 dpi) and the drive frequency can be increased. Not considered.
特に、300dpi以上の高密度ヘッドでは液室自体の容量を確保することが困難であり、排除体積(振動板の変位や泡の膨張によって液室内から液体を排除できる体積)が非常に小さい。このため、液室内で付着し動かず、メニスカス形成に影響を及ぼさない気泡であっても排除体積の変化に作用し、吐出性能のばらつき原因となる。また、300dpi以上の高密度ヘッドでは、その排除体積の小ささから、高密度ながらも印字速度自体は比例的に速くできない問題があることから、液室内でのエネルギー損失を抑え、より高効率な吐出性能を持たせる必要がある。 In particular, with a high-density head of 300 dpi or more, it is difficult to ensure the capacity of the liquid chamber itself, and the excluded volume (volume that can exclude liquid from the liquid chamber by displacement of the diaphragm or expansion of bubbles) is very small. For this reason, even bubbles that do not adhere and move in the liquid chamber and do not affect meniscus formation will affect the change in the excluded volume, causing variations in ejection performance. In addition, with a high-density head of 300 dpi or more, there is a problem that the printing speed itself cannot be proportionally increased due to the small excluded volume, so energy loss in the liquid chamber is suppressed, and higher efficiency is achieved. It is necessary to have discharge performance.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、低コストでヘッドの長尺化を図れるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable the head to be elongated at low cost.
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
複数の圧力発生室と、前記圧力発生室に液体を供給する流体抵抗部と、前記流体抵抗部に連通したインク導入部と、前記圧力発生室に対応するノズル穴とを有する1枚の薄板から形成された流路板を備え、
前記流路板は、金属材料からなり、
溝状窪みで形成された前記圧力発生室と、
前記溝状窪みの長手方向の一端に形成された前記ノズル穴と、
前記溝状窪みの長手方向の他端に形成された前記流体抵抗部と、を有し、
前記圧力発生室、前記ノズル穴及び前記流体抵抗部は、前記薄板を厚み方向に変形させて形成されており、
前記ノズル穴が形成された部分は、前記圧力発生室を形成する溝状窪みの底部が形成された部分よりも更に前記溝状窪みの深さ方向に変形されて、ノズル穴となる貫通孔が形成されている
構成とした。
In order to solve the above-described problem, a liquid discharge head according to the present invention includes:
One thin plate having a plurality of pressure generation chambers, a fluid resistance portion for supplying a liquid to the pressure generation chamber, an ink introduction portion communicating with the fluid resistance portion, and a nozzle hole corresponding to the pressure generation chamber Comprising a formed flow path plate,
The flow path plate is made of a metal material,
The pressure generating chamber formed by a groove-shaped depression;
The nozzle hole formed at one end in the longitudinal direction of the groove-shaped depression;
The fluid resistance portion formed at the other end in the longitudinal direction of the groove-shaped depression,
The pressure generating chamber, the nozzle hole and the fluid resistance portion is formed by deforming the sheet in the thickness direction,
The portion where the nozzle hole is formed is further deformed in the depth direction of the groove-like recess than the portion where the bottom of the groove-like recess forming the pressure generating chamber is formed, and a through hole serving as a nozzle hole is formed. It was set as the structure formed .
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているものである。 The image forming apparatus according to the present invention includes the liquid discharge head according to the present invention.
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、
1枚の薄板から、複数の圧力発生室と、前記圧力発生室に液体を供給する流体抵抗部と、前記圧力発生室に対応するノズル穴が形成された流路板を備えた液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記薄板を押圧して厚み方向に変形させて溝状窪みからなる前記圧力発生室と前記流体抵抗部及び内部に前記ノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成し、その後ノズル開口部の先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する
構成とした。
A method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention includes:
A liquid discharge head comprising a plurality of pressure generating chambers, a fluid resistance portion for supplying liquid to the pressure generating chambers, and a flow path plate in which nozzle holes corresponding to the pressure generating chambers are formed from one thin plate. In the manufacturing method,
The thin plate is pressed and deformed in the thickness direction to form the pressure generating chamber composed of a groove-like depression, the fluid resistance portion, and the nozzle opening portion in which the concave portion serving as the nozzle hole is formed, and then the nozzle opening portion The nozzle hole was opened by polishing the tip of the nozzle.
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、低コストでヘッドの長尺化を図れるようになる。 According to the liquid discharge head according to the present invention, it is possible to increase the length of the head at low cost.
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えるので、高速化、低コスト化を図れる。 The image forming apparatus according to the present invention includes the liquid ejection head according to the present invention, so that high speed and low cost can be achieved.
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、低コストで長尺ヘッドを得ることができる。
According to the liquid ejection head according to the present invention, a long head can be obtained at low cost.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施形態について図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図2は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この液体吐出ヘッド10は、流路板(チャンバプレート)1及び振動板部材(ダイアフラムプレート)2を接合して構成される流路ユニット3と、アクチュエータ手段としての圧電アクチュエータユニット4と、フレーム部材5などで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of a liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional explanatory diagram along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head, and FIG. 2 is a cross-sectional explanatory diagram along the nozzle arrangement direction of the head.
The
流路板1は、一枚の金属材料からなる薄板から、液滴を吐出する複数のノズル穴11と、各ノズル穴11が連通する圧力発生室12と、圧力発生室12にインクを供給する流体抵抗部13と、流体抵抗部13へのインク導入部14とが形成されている。ここで、流路板1の圧力発生室12は、薄板から形成された溝状窪み15で形成され、この溝状窪み15の長手方向の一端にノズル穴11が形成され、溝状窪み15の長手方向の他端側に流体抵抗部13及び流体抵抗部13の更に他端側にインク導入部14が形成され、これらの圧力発生室12、ノズル穴11、流体抵抗部13、インク導入部14は薄板を厚み方向に変形させて形成されている。
The
この流路板1は、例えば鍛造プレス加工法によって形成している。この場合、流路板1の断面は、図2に示すように、連続した凹凸形状となり、溝状窪み15である凹部が圧力発生室12と流体抵抗部13及びインク導入部14となり、凸部がそれぞれの隔壁16となる。そして、インク流路となる圧力発生室12と流体抵抗部13及びインク導入部14の断面形状は、四角形状というよりは台形状のような形状をしている(これは、鍛造法を用いるときの特徴でもある。)。
The
流体抵抗部13の幅は圧力発生室12の幅より狭くなっている。そして、深さは、前記圧力発生室12の深さよりも浅くしている。流体抵抗部13と圧力発生室12の深さや幅は圧力発生室12と同一であっても良いが、圧力発生室12より幅や深さを狭くすることで、滴吐出時に圧力発生室12内のインクがインク導入部14側に戻ろうとする抵抗部となってより効率よく液滴を吐出させることができる。
The width of the
また、ノズル穴11の位置は、圧力発生室12の端部により近い方が好ましい。これにより、インクを圧力発生室12内に充填するときに、気泡を排除しやすくなり、気泡を排出させるためのインク廃棄量の削減や吐出の信頼性を向上させることができる。また、気泡が圧力発生室12内に混入したときにも気泡が排出され易くなる。また、流体抵抗部13から伸びた溝状窪み15はインク導入部14として共通液室18の直下まで伸びている。これによって、前記同様に流体抵抗部13から圧力発生室12へのインクの導入をスムーズに行なうことができる。
The position of the
振動板部材2は、圧力発生室12、流体抵抗部13、インク導入部14の一部の壁面を形成している。この振動板部材2の圧力発生室12の壁面を形成する部分は変形可能な領域(振動板領域:ダイアフラム)21となっており、振動板領域21の圧力発生室12と反対側の面には圧電アクチュエータ4と接合する凸部22が形成され、また、フレーム部材5と接合する領域、圧力発生室12、12間に対応して後述する非駆動圧電素子柱52と接合する領域などにも厚肉部23が形成されている。また、振動板部材2のインク導入部14の壁面を形成する部分には、後述するフレーム部材5に形成された共通液体溜まりである共通液室18とインク導入部14とを連通する複数の貫通穴24を形成したフィルタ部25が設けられている。
The
この振動板部材2は、例えばNiのエレクトロフォーミング法(電鋳法)に形成することができる。振動板領域21の厚みは例えば3〜7μm、凸部22、厚肉部23の厚みは例えば10〜20μmとしている。Ni電鋳に代えて、例えば、厚さ5〜10μmのステンレス製の薄板で構成することもできる。
The
圧電アクチュエータ4は、ベース部材41上に1又は複数の圧電素子部材42を接合したもので、圧電素子部材42にはハーフカットダイシングなどによるスリット溝加工などで複数の櫛歯状に分割された駆動圧電素子柱51及び非駆動(ダミー)圧電素子柱52が形成されている。駆動圧電素子柱51は振動板部材2の振動板領域21の凸部22に接合され、また、非駆動圧電素子柱52は振動板部材2の圧力発生室12、12間に対応する厚肉部23に接合されている。なお、圧電素子部材42として、ここでは導電材料と圧電材料を積層して構成した積層型圧電素子部材を使用し、d33方向の変位を使用する構成としているが、d31方向の変位を使用する構成、または、少なくとも1層以上の圧電層を平板上に振動板部材2の振動板領域21上に配設したベンド歪型圧電素子を用いる構成とすることもできる。
The
また、ここでは圧電アクチュエータを用いているが、サーマル型アクチュエータや静電型アクチュエータを用いる構成とすることもできる。 In addition, although a piezoelectric actuator is used here, a configuration using a thermal actuator or an electrostatic actuator may be used.
フレーム部材5は、流路ユニット3を保持するとともに、図示していないインクタンクからのインクを導入し貯留する共通液室18を形成し、内部に圧電アクチュエータ4が挿入されている。このフレーム部材5は、流路ユニット3の剛性よりは数倍高い剛性の部材となっている。例えば、金属を切削加工で形成したり、樹脂を溶解して形成するモールド工法によって形成されている。なお、流路ユニット3とフレーム部材5及びこれらを接合する接着剤は、インクと直接接触するのでインク内に含まれる溶剤等に溶けないよう十分耐え得る材料が選択されている。
The
このように構成した液体吐出ヘッド10においては、例えば、圧電素子部材42の駆動圧電素子柱51に印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動圧電素子柱51が収縮し、振動板部材2の振動板領域21が変形して圧力発生室12の容積が膨張することで、圧力発生室12内にインクが流入し、その後、駆動圧電素子柱51に印加する電圧を上げて駆動圧電素子柱51を積層方向に伸長させ、振動板領域21をノズル穴11方向に変形させて圧力発生室12の容積を収縮させることにより、圧力発生室12内のインクが加圧され、ノズル穴11からインク滴が吐出される。
In the
そして、駆動圧電素子柱51に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板領域21が初期位置に復元し、圧力発生室12が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室18から圧力発生室12内にインクが充填される。そこで、ノズル穴11のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
Then, by returning the voltage applied to the drive
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(引き−押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。 Note that the driving method of the head is not limited to the above example (drawing-pushing), and striking or pushing can be performed depending on the direction of the drive waveform.
このように、この液体吐出ヘッド10においては、1枚の金属材料からなる薄板を厚み方向に変形させて、流体抵抗部13から圧力発生室12を介してノズル穴11までのインク流路を一体で形成しているので、低コスト化を図れ、ヘッドの長尺化も容易になる。また、従来のようなプレス加工によって現れる流体抵抗部から圧力発生室を形成する流路穴の破断面にくらべ、液体に接する壁面を滑らかな面として形成することができ、インクがスムーズ(層流に近い状態)に流れ、気泡の排出性を向上させることができる。さらには、ノズル穴を有するノズル板と圧力発生室を有する流路板とを接着剤などで接合する必要もなくなり、接合によって生じる各部材間からの接着剤のはみ出しによるインクの流れの阻害による気泡排出性の低下、あるいは接着剤とインクとの濡れ性を悪くするようなことも解消され、組立工数も削減できる。
As described above, in the
次に、上記第1実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第1実施形態について図3及び図4を参照して説明する。なお、図3は同実施形態における流路板の製造工程の説明に供する説明図、図4は同じくノズル穴開口工程の説明に供する説明図である。
流路板を製造する装置は、第1上型60及び第2上型65と下型70とを備えている。第1上型60は、圧力発生室12及び流体抵抗部13となる溝状窪み15を同時に形成するための図4に示すような圧力発生室12に対応する凸部分62aと流体抵抗部13に対応する凸部分62bからなる凸部62を有する圧力発生室用のパンチ61と、このパンチ61が上下に移動(スライド)するときのガイドとなるストリッパ63とを有している。なお、パンチ61は少なくとも1つあればよい。また、第1上型60と並列された第2上型65は、ノズル穴11の形状をしたノズル用パンチ66と、このパンチ66が上下に移動(スライド)するときのガイドとなるストリッパ67とを有している。
Next, a first embodiment of a method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming a flow path plate of the liquid discharge head according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the manufacturing process of the flow path plate in the embodiment, and FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the nozzle hole opening process.
The apparatus for manufacturing the flow path plate includes a first
下型70は、第1上型60のパンチ61を受ける細長い溝部76が形成されるとともに、この溝部76の底部にはノズル穴11用の円筒形の凹部77が設けられ、溝部76はヘッド10の少なくとも1列分のノズル穴11に相当するだけの数を有するダイ構造となっている。
The
そして、図3(a)に示すように、下型70の上に設置された金属材料からなる1枚の薄板(以下「ブランク材」という。)100は、上型60のストリッパ63によって固定される。この状態から、図3(b)に示すように、パンチ61が下方向(重力方向)にスライドし、パンチ61の凸部62によって下型70に設けられた溝部76内にブランク材100が押し込まれる。つまり、ここでは、いわゆる絞り加工法に類似するプレス加工を行う。ここまでの工程を第1工程とし、この工程によって、細長い溝状窪み15が形成されることで圧力発生室12と流体抵抗部13が同時に形成される。
Then, as shown in FIG. 3A, one thin plate (hereinafter referred to as “blank material”) 100 made of a metal material installed on the
ここで、ブランク材100としてはSUS材などの鋼材を用いることができる。たとえば、プレス加工の加工性、汎用性からSUS304H、SUS316L、SUS304−3/4H等が適している。さらに、テンションアニール処理が施されたSUS304H−TA材は、流路部材(ノズル板液室一体部材)と振動板部材の接合での加熱工程において変形しにくく、特に好ましい。
Here, a steel material such as a SUS material can be used as the
その後、パンチ61が元の位置に戻され、ストリッパ62と共にブランク材100から離れ、図3(c)に示すように、次のプレス位置に移動する。この工程を数回繰り返し、最初に形成した溝状窪み15が、第2上型65にあるノズル穴11用パンチ66の直下に達する。ここで、図3(d)に示されるように、前記の第1工程で形成された溝状窪み15に第2上型65のノズル用パンチ66が、下型70の円筒形凹部77までに押し込まれる。この第2工程によって溝状窪み15の一端部側に内部にノズル開口穴11となる凹部101が形成されたノズル開口部102(図5参照)が形成される。なお、ここで、ノズル開口部とは、ノズル穴11が開口される部分の意味であり、ここではまだ開口していない。
Thereafter, the
その後は、上述した図3(a)〜(d)に示す工程を繰り返すことによって、ヘッド10に必要な圧力発生室12と流体抵抗部13となる溝状窪み15とノズル開口部102が形成される。この段階でのブランク材100はノズル穴11として貫通されていない。
Thereafter, by repeating the steps shown in FIGS. 3A to 3D described above, the
次いで、図5に示すように、プレス加工によって形成されたノズル穴11となる凹部101を有するノズル開口部102の先端部(図5でハッチング異ならせて図示している部分)を研磨除去することによってノズル穴11を開口する。この研磨工程(ノズル穴開口工程)を第3工程とする。この研磨工程では、ブランク材100を図示しない固定治具によって固定し、研磨用ラップフィルム111を押し当て部材112によってノズル開口部102の先端部に軽く押し当てながら、ラップフィルム111を矢示方向(ノズル穴11の並び方向)に往復移動しながらノズル開口部102の先端部を研磨して、ノズル穴11を開口させる。
Next, as shown in FIG. 5, the tip of the
このような第1ないし第3工程を経てノズル穴11が開口された圧力発生室12及び流体抵抗部13などを有する流路板1が得られる。なお、このようなプレス加工によって形成されたブランク材100(流路板1)は図5にも示すように波形状になる。
Through such first to third steps, the
さらに、図示しないが、流路板1の振動板部材2との接合面を研磨して平坦性を確保する。これにより、圧電アクチュエータ4を接合する場合に、均一に接合させることができ、ノズル穴間での滴速度、滴量のバラツキを低減できる。
Further, although not shown, the joining surface of the
そして、流路板1と振動板部材2とを接合し、圧電アクチュエータ4及びフレーム部材5を接合して前述した液体吐出ヘッド10を得る。
Then, the
なお、上型60のパンチ61とこれに対応した下型70の溝部76とのクリアランスは、少なくともブランク材100の板厚より大きいことが好ましい。これは、上型60の送り精度だけを高精度に順送りすることのみで下型70の溝部76の位置を比較的ラフな精度しても良いので、金型コストを低減させることができる。このような金型構成の場合、ブランク材100と下型70は固定され、第1上型60と第2上型65のみが移動する構成である。ブランク材100の下型70への固定方法は、特に限定されるものではなく、下型70に設けられたピンなどによって位置決めされる程度であっても良い。
The clearance between the
また、ノズル面に凹凸が形成されていることによって、ノズル面の清掃時に行われるワイピングを実施したとき、凸部でワイパー部材の付着インクがかきとられて凹部に貯留され、次のノズルをワイピングするときに清浄化されたワイパー部材で接触することができ、ノズル近傍のインクを除去しやすい。また、それによってノズル部に異物を付着させない効果がある。この場合、図示しないが、ノズル面に形成された凹部に溜まったインクを溝後端部、例えば、図1に示す共通液室18側の位置に前記凹部に接触するようにインク吸引機構を設けることで除去可能となる。
Also, because the nozzle surface is uneven, when wiping is performed when cleaning the nozzle surface, the ink adhering to the wiper member is wiped off at the convex portion and stored in the concave portion, and the next nozzle is wiped In this case, it is possible to make contact with the cleaned wiper member, and it is easy to remove ink near the nozzle. This also has the effect of preventing foreign matter from adhering to the nozzle portion. In this case, although not shown, an ink suction mechanism is provided so that the ink accumulated in the recess formed on the nozzle surface comes into contact with the recess at the rear end of the groove, for example, at the
次に、上記第1実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第2実施形態について図6を参照して説明する。なお、図6は同実施形態における流路板の製造工程の説明に供する説明図である。
ここでは、下型70は、ダイ71aに対して溝部76及び凹部77を形成したダイ71bが図5で上下方向(矢示方向)に移動するように、ダイ71aとダイ71bとを分離するような金型構成としている。このようにすることで、上型60と下型70を完全に一対の金型構造とすることができる。ここで、下型70のダイ71bは、第1上型60によって押出された圧力発生室12となる部分との干渉を避けるためにダイ71b側を凹ますような構成とすることが好ましい。
Next, a second embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 6 is explanatory drawing with which it uses for description of the manufacturing process of the flow-path board in the embodiment.
Here, the
この実施形態においても、流路板1の製造工程は前述した実施形態と同様に第1ないし第3工程で行う。つまり、まず、第1工程では、図6(a)の状態から図6(b)に示すように、第1上型60によって圧力発生室12及び流体抵抗部13となる細長い溝状窪み15を形成する。次に、図6(c)に示すように、第1上型60が上方向にスライドし、第2上型65が、下型70のダイ72に対向する位置に移動する。そして、第2工程では、図6(d)に示すように、ノズル用パンチ66が下方に移動してきて下型70のダイ72の溝部76に設けられた凹部77に押し込まれる。これによって、ノズル穴11となる凹部が形成されたノズル開口部102が形成される。この動作を連続的に繰り返すことで、ノズル穴11が貫通する前のブランク材100を製作することができる。
Also in this embodiment, the manufacturing process of the
その後、前記第1実施形態と同様に、研磨工程にてノズル開口部102のノズル穴11を開口する。
Thereafter, similarly to the first embodiment, the
この実施形態のような金型構成とすることによって金型全体を小型化することができる。 By using the mold configuration as in this embodiment, the entire mold can be reduced in size.
次に、上記第1実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第3実施形態について説明する。
上述した第1、第2実施形態においては、圧力発生室12となる溝状窪み15をノズル穴11用のノズル開口部102を形成する工程よりも先に形成しているが、この場合、ノズル穴用のパンチ66を押し込むストローク量が長くなる。
Next, a third embodiment of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the first embodiment will be described.
In the first and second embodiments described above, the groove-
そこで、この第3実施形態では、前記第1、第2実施形態の第2工程である、例えば図3(c)、図6(c)に示す工程であるノズル穴のパンチ工程を第1工程とし、必要なノズル穴11に相当するノズル開口部102を先に形成する。次に、第2工程として、図5で説明したように先にパンチ66によって形成されたノズル開口部102の先端部を研磨してノズル穴11を開口する。この研磨工程によって、ブランク材100は、再び平坦な板となる。そして、最後の第3工程として、圧力発生室12及び流体抵抗部13などとなる溝状窪み15を形成する(例えば、図3(d)や図6(d)の工程)。この場合、第1工程での上型と下型、第2工程での上型と下型は、それぞれ専用に一対を設けることになる。
Accordingly, in the third embodiment, the nozzle hole punching process, which is the second process of the first and second embodiments, for example, the process shown in FIGS. 3C and 6C, is performed as the first process. The
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第2実施形態について図7を参照して説明する。なお、図7は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この液体吐出ヘッドの流路板1は、プレス加工法の一つであるハーフピアス加工法によって形成している。つまり、圧力発生室12を形成した後に、鍛造法によってノズル穴11を形成している。この場合、圧力発生室12は断面略四角形状となり、かつ、ノズル穴11の面をほぼ平坦にすることができる。このように構成しても、前記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Next, a second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory sectional view taken along the nozzle arrangement direction of the head.
The
次に、上記第2実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の第4実施形態について図8ないし10を参照して説明する。
先ず、製造装置は、第1上型80と下型90を有している。第1上型80は、圧力発生室12及び流体抵抗部13となる溝状窪み15を同時に形成するための凸部82を有する圧力発生室用パンチ81と、このパンチ81が上下にスライドするときのガイドとなるストリッパ83とを有している。なお、パンチ81は少なくとも1つがあればよい。下型90は、パンチ81を受ける凹部96を少なくともヘッドのノズル穴11と同数有するダイ構造となっている。凹部96は細長い溝形状となっている。
Next, a fourth embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head of the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the manufacturing apparatus has a first
そして、図8(a)に示すように、下型90上に設置されたブランク材110は、上型80のストリッパ83によって固定される。この状態からパンチ81が下方にスライドし、図8(b)に示すように、下型90に設けられた凹部96内にブランク材100が押し込まれる。このとき、押し込まれる量がブランク材100の板厚よりは少ない量になる位置でパンチ81の押し込みを止める。また、パンチ81と凹部96とのクリアランスは、前記第1実施形態とは異なり板厚以下であり、例えば、3μm程度の隙間である。ここまでの工程を第1工程とし、この第1工程によって、圧力発生室12と流体抵抗部13となる細長い溝状窪み15が同時に形成される。
Then, as shown in FIG. 8A, the
その後、パンチ81が戻され、ストリッパ82と共にブランク材110から離れて、図8(c)に示すように、次のプレス位置に移動し、再度パンチ81が押し込まれる。この図8(a)から図8(c)までのプレス加工を繰り返すことによって、ヘッドに必要な圧力発生室12及び流体抵抗部13などを形成する溝状窪み15が形成される。この状態でのブランク材110は、圧力発生室12側の凹部(溝状窪み15)とノズル穴11の面となる凸部103が形成されている状態であって、ノズル穴11は形成されていない。
Thereafter, the
次に、上述したプレス加工によって形成された凹部(溝状窪み15)と凸部103のうちの凸部分103a(ブランク材110の表面から突出した部分)のみを研磨する。研磨方法は、前記図5に示す方法と同様であって、その概要を図9(a)に示している。すなわち、前記のプレス加工によって加工されたブランク材100の凸部分103a面にラップフィルム111を接触させる。このとき、押し当て部材112によってラップフィルム111を軽く押し当てられ、かつノズル穴11の列方向(図示矢印方向)に往復動作をしながら研磨する。これによって、次の工程で加工されるノズル穴11の面をほぼ平坦に仕上げる。この工程を第2工程とする。
Next, only the concave portion (groove-like depression 15) formed by the above-described press working and the convex portion 103a (the portion protruding from the surface of the blank material 110) of the
この工程によって図9(b)に示す圧力発生室12に対応した薄肉部104が形成され、ノズル板に相当する部材が一体となったブランク材110が得られる。
Through this process, a
次に、前記薄肉部104には、ノズル穴11となる突起部を、鍛造法を利用したプレス技術によって形成する。図10に示すように、ノズル穴加工用パンチ61と、ダイ92a及び溝97を有するダイ92bからなる下型91によって、前述した図6(c)及び(d)と類似の方法で加工することができる。これを第3工程とする。その後、図5に示す方法によって前記突起部を研磨する第4工程によって、ノズル穴11が圧力発生室12と一体に形成された流路板1が得られる。
Next, the thin-
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第3実施形態について図11及び図12を参照して説明する。なお、図11は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図12は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
本実施形態では、前記各実施形態における流路板の溝状窪み15と異なる形状の溝状窪み115を有する流路板を用いている。なお、その他の構成は前記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
Next, a third embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 11 is a cross-sectional explanatory diagram along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head, and FIG. 12 is a cross-sectional explanatory diagram along the nozzle arrangement direction of the head.
In the present embodiment, a flow path plate having a groove-shaped
すなわち、流路板1は、前記各実施形態と同様に、1枚の金属材料からなる薄板から、液滴を吐出する複数のノズル穴11と、各ノズル穴11が連通する個別流路である圧力発生室12と、圧力発生室12にインクを供給する流体抵抗部13と、流体抵抗部13へのインク導入部14とが形成されている。
That is, the
ここで、流路板1の圧力発生室12は、薄板から形成された溝状窪み115で形成され、この溝状窪み115の長手方向の一端にノズル穴11が形成され、溝状窪み115の長手方向の他端側に流体抵抗部13及び流体抵抗部13の更に他端側にインク導入部14が形成され、これらの圧力発生室12、ノズル穴11、流体抵抗部13、インク導入部14は薄板を厚み方向に変形させて形成されている。
Here, the
この流路板1は、例えば鍛造プレス加工法によって形成し、流路板1の断面は、図12に示すように、連続した凹凸形状となり、溝状窪み115である凹部が圧力発生室12と流体抵抗部13及びインク導入部14となり、凸部がそれぞれの隔壁16となる。
The
そして、流路板1は、図13及び図14にも示すように、供給路(流路)の入口部分であるインク導入路14からノズル穴11に至るまでの流路の壁面のうち、アクチュエータ手段が配置される側の壁面、すなわち振動板部材2で形成されている壁面以外の壁面31a〜31dは、常にノズル面11aに対して傾きを有し連続的に変化する傾斜面である。つまり、流路板1は液室12にインクを供給する供給口部からノズル穴11に至るまで壁面の接線方向がノズル面11aに対し常に傾きを持ち、ノズル面11aと平行になることなく連続的に緩やかに変化する形状となっている。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
このように、インク導入路14からノズル穴11に至るまでの流路の壁面のうちアクチュエータ手段が配置される側の壁面は常にノズル面11aに対して傾きを有し連続的に変化する傾斜面であることから、気泡排出性に富み、インクの滞留が発生しにくくなる。また、インクの流れを妨げる対向面がないこと、液室形状がノズル面方向に絞った形状であることから、インクの流れをノズルへ集中させることができ、エネルギー損失を抑え、高効率な滴吐出を行うことができる。
As described above, the wall surface on the side where the actuator means is arranged among the wall surfaces of the flow path from the
この場合、特に図13における断面積S1、S2、S1−S2間距離Lの関係が、(S2-S1)/L≦0.18であることがインクの滞留を防止し、気泡排出性を高めるには好ましいことが実験の結果確認された。 In this case, in particular, the relationship of the distance L between the cross-sectional areas S1, S2, and S1-S2 in FIG. 13 is (S2-S1) /L≦0.18 to prevent ink stagnation and improve bubble discharge performance. It was confirmed as a result of the experiment that this is preferable.
次に、上記第3実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第5実施形態について図15及び図16を参照して説明する。なお、図15は同実施形態における流路板の製造工程の説明に供する断面説明図、図16は同じくノズル穴開口工程の説明に供する断面説明図である。
流路板を製造する装置は、第1上型160及び第2上型165と下型170とを備えている。第1上型160は、圧力発生室12及び流体抵抗部13となる溝状窪み115を同時に形成するための凸部162を有する圧力発生室用のパンチ161と、このパンチ161が上下に移動(スライド)するときのガイドとなるストリッパ163とを有している。なお、パンチ161は少なくとも1つあればよい。また、第1上型160と並列された第2上型165は、ノズル穴11の形状をしたノズル用パンチ166と、このパンチ166が上下に移動(スライド)するときのガイドとなるストリッパ167とを有している。
Next, a fifth embodiment of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 15 is a cross-sectional explanatory view for explaining the manufacturing process of the flow path plate in the embodiment, and FIG. 16 is a cross-sectional explanatory view for explaining the nozzle hole opening step.
The apparatus for manufacturing the flow path plate includes a first
ここで、第1上型160のパンチ161の凸部162の形状及び第2上型165のパンチ166の先端形状は、供給路(流路)の入口部分であるインク導入路14からノズル穴11に至るまでの流路の壁面のうちノズル面11aに向かって連続的に変化する傾斜面を形成する形状、すなわち、圧力発生室12にインクを供給する供給口部からノズル穴11に至るまで壁面の接線方向がノズル面11aに対し常に傾きを持ち、ノズル面11aと平行になることなく連続的に緩やかに変化する形状に形成する形状となっている。
Here, the shape of the
下型170は、第1上型160のパンチ161を受ける細長い溝部176が形成されるとともに、この溝部176の底部にはノズル穴11用の円筒形の凹部177が設けられ、溝部176はヘッドの少なくとも1列分のノズル穴11に相当するだけの数を有するダイ構造となっている。
The
そして、図15(a)に示すように、下型170の上に設置された金属材料からなる1枚の薄板(以下「ブランク材」という。)150は、上型160のストリッパ163によって固定される。この状態から、図15(b)に示すように、パンチ161が下方向(重力方向)にスライドし、パンチ161の凸部162によって下型170に設けられた溝部176内にブランク材150が押し込まれる。つまり、ここでは、いわゆる絞り加工法に類似するプレス加工を行う。ここまでの工程を第1工程とし、この工程によって、細長い溝状窪み115が形成されることで圧力発生室12と流体抵抗部13、ノズル導入部114が同時に形成される。
Then, as shown in FIG. 15A, one thin plate (hereinafter referred to as “blank material”) 150 made of a metal material installed on the
その後、パンチ161が元の位置に戻され、ストリッパ162と共にブランク材150から離れ、図15(c)に示すように、次のプレス位置に移動する。この工程を数回繰り返し、最初に形成した溝状窪み115が、第2上型165にあるノズル穴11用パンチ166の直下に達する。ここで、図15(d)に示されるように、前記の第1工程で形成された溝状窪み115に第2上型165のノズル用パンチ166が、下型170の円筒形凹部177までに押し込まれる。この第2工程によって溝状窪み115の一端部側に内部にノズル穴11となる凹部151が形成されたノズル開口部152(図16参照)が形成される。なお、ここで、ノズル開口部とは、ノズル穴11が開口される部分の意味である。
After that, the
その後は、上述した図15(a)〜(d)に示す工程を繰り返すことによって、ヘッドに必要な圧力発生室12と流体抵抗部13およびインク導入部114となる溝状窪み115とノズル開口部152が形成される。この段階でのブランク材150はノズル穴11として貫通されていない。
Thereafter, by repeating the steps shown in FIGS. 15A to 15D, the
次いで、図16に示すように、プレス加工によって形成されたノズル穴11となる凹部151を有するノズル開口部152の先端部(図16でハッチング異ならせて図示している部分)を研磨除去することによってノズル穴11を開口する。この研磨工程(ノズル穴開口工程)を第3工程とする。この研磨工程では、ブランク材150を図示しない固定治具によって固定し、研磨用ラップフィルム155を押し当て部材152によってノズル開口部152の先端部に軽く押し当てながら、ラップフィルム155を矢示方向(ノズル穴11の並び方向)に往復移動しながらノズル開口部152の先端部を研磨して、ノズル穴11を開口させる。
Next, as shown in FIG. 16, the tip of the
このような第1ないし第3工程を経てノズル穴11が開口された圧力発生室12及び流体抵抗部13などを有する流路板1が得られる。なお、このようなプレス加工によって形成されたブランク材150(流路板1)は図16にも示すように波形状になる。
Through such first to third steps, the
さらに、図示しないが、流路板1の振動板部材2との接合面を研磨して平坦性を確保する。これにより、圧電アクチュエータ4を接合する場合に、均一に接合させることができ、ノズル穴間での滴速度、滴量のバラツキを低減できる。
Further, although not shown, the joining surface of the
そして、流路板1と振動板部材2とを接合し、圧電アクチュエータ4及びフレーム部材5を接合して前述した液体吐出ヘッドを得る。
Then, the
なお、上型160のパンチ161とこれに対応した下型170の溝部176とのクリアランスは、少なくともブランク材150の板厚より大きいことが好ましい。これは、上型160の送り精度だけを高精度に順送りすることのみで下型170の溝部176の位置を比較的ラフな精度しても良いので、金型コストを低減させることができる。このような金型構成の場合、ブランク材150と下型170は固定され、第1上型160と第2上型165のみが移動する構成である。ブランク材150の下型170への固定方法は、特に限定されるものではなく、下型170に設けられたピンなどによって位置決めされる程度であっても良い。
The clearance between the
次に、上記第3実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第6実施形態について図17を参照して説明する。なお、図17は同実施形態における流路板の製造工程の説明に供する断面説明図である。
ここでは、下型170には溝部176及び凹部177を形成したダイ172を上下方向に移動可能に配置して、上型160、165と下型170とを一対の金型構造とし、金型の小型化を図っている。
Next, a sixth embodiment of the manufacturing method of the liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 17 is sectional explanatory drawing with which it uses for description of the manufacturing process of the flow-path board in the same embodiment.
Here, a
この実施形態においても、流路板1の製造工程は前述した第5実施形態と同様に第1ないし第3工程で行う。つまり、まず、第1工程では、図17(a)の状態から図17(b)に示すように、上型160によって圧力発生室12及び流体抵抗部13、インク導入部14となる細長い溝状窪み115を形成する。次に、図17(c)に示すように、第1上型160が上方向にスライドし、第2上型165が、下型170のダイ172に対向する位置に移動する。そして、第2工程では、図17(d)に示すように、ノズル用パンチ166が下方に移動してきて下型170のダイ172の溝部176に設けられた凹部177に押し込まれる。これによって、ノズル穴11となる凹部が形成されたノズル開口部152が形成される。この動作を連続的に繰り返すことで、ノズル穴11が貫通する前のブランク材150を製作することができる。
Also in this embodiment, the manufacturing process of the
その後、前記第5実施形態と同様に、研磨工程にてノズル開口部102のノズル穴11を開口する。
Thereafter, as in the fifth embodiment, the nozzle holes 11 of the
次に、上記第3実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第7実施形態について説明する。
上述した第5、第6実施形態においては、圧力発生室12となる溝状窪み115をノズル穴11用のノズル開口部152を形成する工程よりも先に形成しているが、この場合、ノズル穴用のパンチ166を押し込むストローク量が長くなる。
Next, a description will be given of a seventh embodiment of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the third embodiment.
In the fifth and sixth embodiments described above, the groove-
そこで、この第6実施形態では、前記第5、第6実施形態の第2工程である、例えば図15(d)、図17(d)に示す工程であるノズル穴のパンチ工程を第1工程とし、必要なノズル穴11に相当するノズル開口部152を先に形成する。次に、第2工程として、図16で説明したように先にパンチ166によって形成されたノズル開口部152の先端部を研磨してノズル穴11を開口する。この研磨工程によって、ブランク材150は、再び平坦な板となる。そして、最後の第3工程として、圧力発生室12及び流体抵抗部13などとなる溝状窪み115を形成する(例えば、図15(b)や図17(b)の工程)。この場合、第1工程での上型と下型、第2工程での上型と下型は、それぞれ専用に一対を設けることになる。
Therefore, in the sixth embodiment, the nozzle hole punching process, which is the second process of the fifth and sixth embodiments, for example, the process shown in FIGS. 15D and 17D, is performed as the first process. The
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第4実施形態について図18を参照して説明する。なお、図18は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この液体吐出ヘッドの流路板1は、プレス加工法の一つであるハーフピアス加工法によって形成している。つまり、圧力発生室12を形成した後に、鍛造法によってノズル穴11を形成している。このように構成しても、前記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Next, a fourth embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction of the head.
The
次に、上記第4実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板を形成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の第8実施形態について図19を参照して説明する。なお、図19は同実施形態における流路板の製造工程を説明する断面説明図である。
先ず、製造装置は、第1上型180と下型190を有している。第1上型180は、圧力発生室12及び流体抵抗部13などとなる溝状窪み115を同時に形成するための凸部182を有する圧力発生室用パンチ181と、このパンチ181が上下にスライドするときのガイドとなるストリッパ183とを有している。なお、パンチ181は少なくとも1つがあればよい。下型190は、パンチ181を受ける凹部196を少なくともヘッドのノズル穴11と同数有するダイ構造となっている。凹部196は細長い溝形状となっている。また、パンチ181の凸部182の形状は、前述したように、供給路(流路)の入口部分であるインク導入路114からノズル穴11に至るまでの流路の壁面のうちノズル面11aに向かって連続的に変化する傾斜面を形成する形状、すなわち、圧力発生室12にインクを供給する供給口部からノズル穴11に至るまで壁面の接線方向がノズル面11aに対し常に傾きを持ち、ノズル面11aと平行になることなく連続的に緩やかに変化する形状に形成する形状となっている。
Next, an eighth embodiment of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention for forming the flow path plate of the liquid discharge head according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 19 is sectional explanatory drawing explaining the manufacturing process of the flow-path board in the embodiment.
First, the manufacturing apparatus has a first
そして、図19(a)に示すように、下型190上に設置されたブランク材150(厚みは前記第4実施形態よりも厚い)は、上型180のストリッパ183によって固定される。この状態からパンチ181が下方にスライドし、図19(b)に示すように、下型190に設けられた凹部196内にブランク材150が押し込まれる。このとき、押し込まれる量がブランク材150の板厚よりは少ない量になる位置でパンチ181の押し込みを止める。また、パンチ181と凹部196とのクリアランスは、前記第4実施形態とは異なり板厚以下であり、例えば、3μm程度の隙間である。ここまでの工程を第1工程とし、この第1工程によって、圧力発生室12と流体抵抗部13などとなる細長い溝状窪み115が同時に形成される。
Then, as shown in FIG. 19A, the blank material 150 (thickness is thicker than that of the fourth embodiment) installed on the
その後、パンチ181が戻され、ストリッパ182と共にブランク材150から離れて、図19(c)に示すように、次のプレス位置に移動し、再度パンチ181が押し込まれる。この図19(a)から図19(c)までのプレス加工を繰り返すことによって、ヘッドに必要な圧力発生室12及び流体抵抗部13などを形成する溝状窪み115が形成される。この状態でのブランク材150は、圧力発生室12側の凹部(溝状窪み115)とノズル穴11の面となる凸部153が形成されている状態であって、ノズル穴11は形成されていない。
Thereafter, the
次に、上述したプレス加工によって形成された凹部(溝状窪み115)と凸部153のうちの凸部153のみを研磨することによって、ノズル穴11を形成する面をほぼ平坦に仕上げる。この工程を第2工程とする。この工程によって、図19(d)に示すように、圧力発生室12に対応した薄肉部154が形成され、ノズル板に相当する部分が流路板101と一体となって形成される。そこで、薄肉部154には、ノズル穴11を形成するノズル開口部を、鍛造法を利用したプレス技術によって形成する。ここでは、図示しないが、例えば前述した図15(d)と類似の方法で加工することができる。これを第3工程とする。その後、図16に示す方法によって突起部を研磨する第4工程によって、ノズル穴11が圧力発生室12と一体に形成された流路板101が得られる。
Next, only the
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第5実施形態について図20を参照して説明する。なお、図20は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)に沿う断面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、ノズル穴11を2列配置したものであり、その他の構成は前記実施形態のいずれかの構成とできるので、その説明を省略する。
Next, a fifth embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a cross-sectional explanatory diagram along a direction (liquid chamber longitudinal direction) orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head.
This liquid discharge head has two
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図21及び図22を参照して説明する。なお、図21は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図22は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド231、232でキャリッジ233を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。
Next, an example of the image forming apparatus according to the present invention including the liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 21 is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration of the mechanism portion of the apparatus, and FIG. 22 is a plan view of a principal portion of the mechanism portion.
This image forming apparatus is a serial type image forming apparatus, and a
このキャリッジ233には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドと同ヘッドに供給するインクを収容するタンクを一体化した液体吐出ヘッドユニットからなる記録ヘッド234を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
The
記録ヘッド234は、それぞれ2つのノズル列を有する液体吐出ヘッドユニット234a、234bを1つのベース部材に取り付けて構成したもので、一方のヘッド234aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、他方のヘッド234bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。なお、ここでは2ヘッド構成で4色の液滴を吐出する構成としているが、1ヘッド当たり4ノズル列配置とし、1個のヘッドで4色の各色を吐出させることもできる。
The
また、記録ヘッド234のタンク235には各色の供給チューブ236を介して、供給ユニット224によって各色のインクカートリッジ210から各色のインクが補充供給される。
Further, the ink of each color is replenished and supplied from the ink cartridge 210 of each color to the
一方、給紙トレイ202の用紙積載部(圧板)241上に積載した用紙242を給紙するための給紙部として、用紙積載部241から用紙242を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)243及び給紙コロ243に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド244を備え、この分離パッド244は給紙コロ243側に付勢されている。
On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the
そして、この給紙部から給紙された用紙242を記録ヘッド234の下方側に送り込むために、用紙242を案内するガイド部材245と、カウンタローラ246と、搬送ガイド部材247と、先端加圧コロ249を有する押さえ部材248とを備えるとともに、給送された用紙242を静電吸着して記録ヘッド234に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト251を備えている。
In order to feed the
この搬送ベルト251は、無端状ベルトであり、搬送ローラ252とテンションローラ253との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。また、この搬送ベルト251の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ256を備えている。この帯電ローラ256は、搬送ベルト251の表層に接触し、搬送ベルト251の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト251は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ252が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
The
さらに、記録ヘッド234で記録された用紙242を排紙するための排紙部として、搬送ベルト251から用紙242を分離するための分離爪261と、排紙ローラ262及び排紙コロ263とを備え、排紙ローラ262の下方に排紙トレイ203を備えている。
Further, as a paper discharge unit for discharging the
また、装置本体の背面部には両面ユニット271が着脱自在に装着されている。この両面ユニット271は搬送ベルト251の逆方向回転で戻される用紙242を取り込んで反転させて再度カウンタローラ246と搬送ベルト251との間に給紙する。また、この両面ユニット271の上面は手差しトレイ272としている。
A double-
さらに、キャリッジ233の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド234のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構281を配置している。この維持回復機構281には、記録ヘッド234の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)282a、282b(区別しないときは「キャップ282」という。)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード283と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け284などを備えている。
Further, a maintenance /
また、キャリッジ233の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け288を配置し、この空吐出受け288には記録ヘッド234のノズル列方向に沿った開口部289などを備えている。
Further, in the non-printing area on the other side in the scanning direction of the
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ202から用紙242が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙242はガイド245で案内され、搬送ベルト251とカウンタローラ246との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド237で案内されて先端加圧コロ249で搬送ベルト251に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
In this image forming apparatus configured as described above, the
このとき、帯電ローラ256に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト251が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト251上に用紙242が給送されると、用紙242が搬送ベルト251に吸着され、搬送ベルト251の周回移動によって用紙242が副走査方向に搬送される。
At this time, a positive output and a negative output are alternately applied to the charging
そこで、キャリッジ233を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド234を駆動することにより、停止している用紙242にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙242を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙242の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙242を排紙トレイ203に排紙する。
Therefore, by driving the
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、低コスト化とヘッドの長尺化による高速化を図れる。 As described above, the image forming apparatus includes the liquid discharge head according to the present invention as a recording head, so that the cost can be reduced and the speed can be increased by increasing the length of the head.
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の他の例について図23を参照して説明する。なお、図23は同装置の機構部全体の概略構成図である。
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、装置本体401の内部に画像形成部402等を有し、装置本体401の下方側に多数枚の記録媒体(用紙)403を積載可能な給紙トレイ404を備え、この給紙トレイ404から給紙される用紙403を取り込み、搬送機構405によって用紙403を搬送しながら画像形成部402によって所要の画像を記録した後、装置本体401の側方に装着された排紙トレイ406に用紙403を排紙する。
Next, another example of the image forming apparatus according to the present invention including the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a schematic configuration diagram of the entire mechanism unit of the apparatus.
This image forming apparatus is a line type image forming apparatus, has an
また、装置本体401に対して着脱可能な両面ユニット407を備え、両面印刷を行うときには、一面(表面)印刷終了後、搬送機構405によって用紙403を逆方向に搬送しながら両面ユニット407内に取り込み、反転させて他面(裏面)を印刷可能面として再度搬送機構405に送り込み、他面(裏面)印刷終了後排紙トレイ406に用紙403を排紙する。
Also, a
ここで、画像形成部402は、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C),ブラック(K)の各色の液滴を吐出する、ライン型の4個の本発明に係る液体吐出ヘッドと当該液体吐出ヘッドにインクを供給するサブタンクを一体化して構成した記録ヘッド411y、411m、411c、411k(色を区別しないときには「記録ヘッド411」という。)を備え、各記録ヘッド411は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ413に装着している。
Here, the
なお、1つの記録ヘッド411は、図24に示すように、複数(この例では6個)のサブタンク一体型の本発明に係る液体吐出ヘッド501A〜501Fをベース部材502に所定の位置関係で配列して構成しているが、1つのフルライン型液体吐出ヘッドで構成することもできる。
As shown in FIG. 24, one
また、各記録ヘッド411に対応してヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構412y、412m、412c、412k(色を区別しないときには「維持回復機構412」という。)を備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド411と維持回復機構412とを相対的に移動させて、記録ヘッド411のノズル面に維持回復機構412を構成するキャッピング部材などを対向させる。
In addition, a maintenance /
給紙トレイ404の用紙403は、給紙コロ(半月コロ)421と図示しない分離パッドによって1枚ずつ分離され装置本体401内に給紙され、搬送ガイド部材423のガイド面423aに沿ってレジストローラ425と搬送ベルト433との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材426を介して搬送機構405の搬送ベルト433に送り込まれる。
The
また、搬送ガイド部材443には両面ユニット407から送り出される用紙403を案内するガイド面423bも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構405から戻される用紙403を両面ユニット407に案内するガイド部材427も配置している。
The conveyance guide member 443 is also formed with a
搬送機構405は、駆動ローラである搬送ローラ431と従動ローラ432との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト433と、この搬送ベルト433を帯電させるための帯電ローラ434と、画像形成部402に対向する部分で搬送ベルト433の平面性を維持するプラテン部材435と、搬送ベルト433から送り出す用紙403を搬送ローラ431側に押し付ける押さえコロ436と、その他図示しないが、搬送ベルト433に付着した記録液(インク)を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなどを有している。なお、搬送機構としては例えばエアー吸引によって搬送ベルトに被記録媒体を吸着させるものなども使用できる。
The
この搬送機構405の下流側には、画像が記録された用紙403を排紙トレイ406に送り出すための排紙ローラ438及び拍車439を備えている。
On the downstream side of the
このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト433は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ434と接触することで帯電され、帯電した搬送ベルト433上に用紙403が給送されると、用紙403は搬送ベルト433に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト433に強力に吸着した用紙403は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。
In the image forming apparatus configured as described above, the
そして、搬送ベルト433を周回させて用紙403を移動させ、記録ヘッド411から液滴を吐出することで、用紙403上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙403は排紙ローラ438によって排紙トレイ406に排紙される。
Then, the
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、低コスト化と高速化を図ることができる。 As described above, since the image forming apparatus includes the liquid discharge head according to the present invention, it is possible to reduce the cost and increase the speed.
なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、例えば、プリンタ/ファックス/コピア複合機などの画像形成装置に適用することができ、また、前述したように狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。 In the above embodiment, the present invention has been described with reference to an example in which the present invention is applied to an image forming apparatus having a printer configuration. However, the present invention is not limited to this, and as described above, for example, an image forming apparatus such as a printer / fax / copier multifunction machine. In addition, as described above, the present invention can also be applied to an image forming apparatus using a liquid other than the narrowly defined ink or a fixing processing liquid.
1 流路板
2 振動板部材
3 流路ユニット
4 圧電アクチュエータ
5 フレーム部材
11 ノズル穴
12 圧力発生室
13 流体抵抗部
14 インク導入部
15、115 溝状窪み
18 共通液室(共通液体溜り)
41 ベース部材
42 圧電素子部材
51 駆動圧電素子柱
233 キャリッジ
234a、234b 記録ヘッド
411y、411m、411c、411k 記録ヘッド
DESCRIPTION OF
41
Claims (12)
前記流路板は、金属材料からなり、
溝状窪みで形成された前記圧力発生室と、
前記溝状窪みの長手方向の一端に形成された前記ノズル穴と、
前記溝状窪みの長手方向の他端に形成された前記流体抵抗部と、を有し、
前記圧力発生室、前記ノズル穴及び前記流体抵抗部は、前記薄板を厚み方向に変形させて形成されており、
前記ノズル穴が形成された部分は、前記圧力発生室を形成する溝状窪みの底部が形成された部分よりも更に前記溝状窪みの深さ方向に変形されて、ノズル穴となる貫通孔が形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 One thin plate having a plurality of pressure generation chambers, a fluid resistance portion for supplying a liquid to the pressure generation chamber, an ink introduction portion communicating with the fluid resistance portion, and a nozzle hole corresponding to the pressure generation chamber Comprising a formed flow path plate,
The flow path plate is made of a metal material,
The pressure generating chamber formed by a groove-shaped depression;
The nozzle hole formed at one end in the longitudinal direction of the groove-shaped depression;
The fluid resistance portion formed at the other end in the longitudinal direction of the groove-shaped depression,
The pressure generating chamber, the nozzle hole, and the fluid resistance portion are formed by deforming the thin plate in the thickness direction,
The portion where the nozzle hole is formed is further deformed in the depth direction of the groove-like recess than the portion where the bottom of the groove-like recess forming the pressure generating chamber is formed, and a through hole serving as a nozzle hole is formed. A liquid discharge head formed.
前記溝状窪みは、前記保持部材に備えられた共通液体溜りに対向する位置まで延び、インク導入部を介して前記共通液体溜りと接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 A holding member having a common liquid reservoir for supplying liquid to the pressure generating chamber through the fluid resistance portion;
2. The liquid according to claim 1, wherein the groove-like recess extends to a position facing a common liquid reservoir provided in the holding member, and is connected to the common liquid reservoir via an ink introduction part. Discharge head.
前記薄板を押圧して厚み方向に変形させて溝状窪みからなる前記圧力発生室と前記流体抵抗部及び内部に前記ノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成し、
その後ノズル開口部の先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 A liquid discharge head comprising a plurality of pressure generating chambers, a fluid resistance portion for supplying liquid to the pressure generating chambers, and a flow path plate in which nozzle holes corresponding to the pressure generating chambers are formed from one thin plate. In the manufacturing method,
Pressing the thin plate and deforming it in the thickness direction to form the pressure generating chamber consisting of a groove-like depression, the fluid resistance portion, and a nozzle opening in which a recess serving as the nozzle hole is formed inside;
Thereafter, the tip of the nozzle opening is polished to open the nozzle hole.
前記薄板に前記ノズル穴を形成するパンチを押圧して内部にノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成する第2工程と、
前記第2工程で形成されたノズル開口部の前記薄板の液滴が吐出していく面に突出した先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する第3工程と、を行なう
ことを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 A first step of pressing a punch having a shape that becomes the pressure generating chamber and the fluid resistance portion on the thin plate;
A second step of pressing a punch for forming the nozzle hole in the thin plate to form a nozzle opening in which a recess that becomes a nozzle hole is formed;
And performing a third step of opening the nozzle hole by polishing the tip of the nozzle opening formed in the second step, which protrudes from the surface on which the droplets of the thin plate are discharged. A method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 5.
前記押圧によって形成された溝状窪みの底部に対向する面に突出した面を研磨する第2工程と、
前記ノズル穴を形成するパンチを押圧して内部に前記ノズル穴となる凹部が形成されたノズル開口部を形成する第3工程と、
前記第3工程によって形成された前記ノズル開口部の先端部を研磨して前記ノズル穴を開口する第4工程と、を行なう
ことを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 A first step of pressing a punch having a shape that becomes the pressure generating chamber and the fluid resistance portion on the thin plate;
A second step of polishing the surface protruding to the surface facing the bottom of the groove-shaped depression formed by the pressing;
A third step of pressing a punch for forming the nozzle hole to form a nozzle opening in which a recess to be the nozzle hole is formed;
8. The liquid discharge according to claim 5, wherein a fourth step of opening the nozzle hole by polishing a tip portion of the nozzle opening formed in the third step is performed. Manufacturing method of the head.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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