JP2010214860A - Nozzle plate, method for manufacturing nozzle plate, and liquid discharge head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を吐出するノズルプレート、ノズルプレートの製造方法及びノズルプレートを含む液体吐出ヘッドに関する。 The present invention relates to a nozzle plate for discharging liquid, a method for manufacturing the nozzle plate, and a liquid discharge head including the nozzle plate.
インクジェットヘッドが有するノズルプレートは、印刷用紙等の記録媒体にインク滴を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有している。吐出面に残存する不要なインクを除去するため、吐出面を弾性部材から成るワイパで払拭する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 A nozzle plate included in an inkjet head has an ejection surface on which a plurality of ejection openings for ejecting ink droplets are formed on a recording medium such as printing paper. In order to remove unnecessary ink remaining on the ejection surface, a technique of wiping the ejection surface with a wiper made of an elastic member is known (for example, see Patent Document 1).
吐出面における吐出口を取り囲む縁部（以下、「吐出口周辺縁部」と称する）にインクが残存すると、当該吐出口に係るインク吐出特性が低下する。これを防止するために、各吐出口周辺縁部を含む吐出面全域に撥水膜が形成されている。しかしながら、吐出面をワイパで払拭するとき、ワイパが吐出口に臨むノズルプレートの角部に接触することによって、吐出口周辺縁部に形成された撥水膜が、当該角部を起点として損傷することがある。吐出口周辺縁部に形成された撥水膜が損傷すると、撥水膜が損傷した箇所にインクが残存してインク吐出特性の低下を招く。 When ink remains on the edge surrounding the discharge port on the discharge surface (hereinafter referred to as “discharge port peripheral edge”), the ink discharge characteristics of the discharge port are deteriorated. In order to prevent this, a water repellent film is formed over the entire discharge surface including the peripheral edge of each discharge port. However, when the discharge surface is wiped with a wiper, the wiper contacts the corner of the nozzle plate facing the discharge port, so that the water-repellent film formed on the peripheral edge of the discharge port is damaged starting from the corner. Sometimes. When the water-repellent film formed on the peripheral edge of the ejection port is damaged, the ink remains at the location where the water-repellent film is damaged, leading to a decrease in ink ejection characteristics.
本発明の目的は、吐出面における吐出口を取り囲む縁部に形成された撥水膜が損傷するのを抑制することができるノズルプレート、その製造方法及び液体吐出ヘッドを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a nozzle plate, a manufacturing method thereof, and a liquid discharge head that can suppress damage to a water-repellent film formed on an edge portion surrounding a discharge port on a discharge surface.
本発明のノズルプレートは、液滴を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する板状の基材と、前記吐出面において少なくとも前記吐出口の周囲に形成されている撥水膜とを備えており、前記基材に係る前記吐出面の反対側の面である裏面に、平面視において少なくとも各吐出口の両側近傍に凹部が形成されている。 The nozzle plate of the present invention includes a plate-like base material having a discharge surface on which a plurality of discharge ports for discharging droplets are formed, and a water repellent film formed at least around the discharge port on the discharge surface. And a recess is formed at least in the vicinity of both sides of each discharge port in a plan view on the back surface that is the surface opposite to the discharge surface of the base material.
本発明の液体吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する板状の基材、及び、前記吐出面において少なくとも前記吐出口の周囲に形成されている撥水膜を含むノズルプレートと、前記ノズルプレートに係る前記吐出面の反対側の面である裏面に隣接する第１プレートを含む複数の積層プレートとが積層された積層体であって、前記積層体の内部に前記吐出口を一端とする複数の個別インク流路が形成された流路ユニットを備えており、前記第１プレートには、前記個別インク流路の一部を構成し、前記吐出口にそれぞれ連通する複数の貫通孔が形成されており、前記ノズルプレートの裏面には、平面視において少なくとも各吐出口の両側近傍に前記凹部が形成されており、前記積層体の積層方向から見たときに、前記貫通孔の前記ノズルプレート側の開口が前記吐出口及び前記凹部を内部に収容している。 The liquid discharge head of the present invention includes a plate-like base material having a discharge surface on which a plurality of discharge ports for discharging droplets are formed, and water repellency formed at least around the discharge port on the discharge surface A laminated body in which a nozzle plate including a film and a plurality of laminated plates including a first plate adjacent to a back surface that is a surface opposite to the ejection surface of the nozzle plate are laminated, A flow path unit having a plurality of individual ink flow paths formed with the discharge port as one end is provided therein, and the first plate constitutes a part of the individual ink flow path, and the discharge port includes A plurality of through-holes communicating with each other are formed, and on the back surface of the nozzle plate, the recesses are formed at least in the vicinity of both sides of each discharge port in a plan view, when viewed from the stacking direction of the stacked body In addition, The nozzle plate side of the opening of the serial through-hole is accommodated within the discharge port and said recess.
これら本発明によると、基材の裏面に凹部が形成されているため、弾性部材が吐出口に臨むノズルプレートの角部に接触したとき、当該角部が弾性部材に押圧されて、吐出口周辺縁部が凹部を起点として裏面側に向かって弾性変形する。これにより、当該角部における弾性部材の接触圧力が弱くなり、吐出口周辺縁部に形成された撥水膜が損傷するのを抑制することができる。 According to the present invention, since the concave portion is formed on the back surface of the base material, when the elastic member comes into contact with the corner portion of the nozzle plate facing the discharge port, the corner portion is pressed by the elastic member and the periphery of the discharge port. The edge portion is elastically deformed from the concave portion toward the back side. Thereby, the contact pressure of the elastic member in the corner portion becomes weak, and it is possible to suppress damage to the water-repellent film formed on the peripheral edge portion of the discharge port.
本発明のノズルプレートにおいては、前記凹部が、平面視において前記吐出口と同心の環状になっていることが好ましい。また、本発明の液体吐出ヘッドにおいては、前記開口が、前記吐出口と同心に配置されており、前記凹部が、前記積層体の積層方向から見たときに、前記吐出口と同心の環状になっていることが好ましい。これらによると、凹部が吐出口と同心の環状になっているため、個別液体流路の吐出口近傍における液体の流れが、凹部によって不均一になるのを抑制することができる。 In the nozzle plate of the present invention, it is preferable that the concave portion has an annular shape that is concentric with the discharge port in plan view. In the liquid discharge head of the present invention, the opening is disposed concentrically with the discharge port, and the concave portion has an annular shape that is concentric with the discharge port when viewed from the stacking direction of the stacked body. It is preferable that According to these, since the concave portion has an annular shape concentric with the discharge port, it is possible to suppress the liquid flow in the vicinity of the discharge port of the individual liquid channel from becoming uneven due to the concave portion.
本発明においては、前記凹部が、前記吐出口の中心を通過する直線に直交すると共に、前記吐出口の直径以上の長さで直線状に延在していることが好ましい。これによると、弾性部材が凹部の延在方向に沿って吐出面を払拭することによって、吐出口周辺縁部を効率よく弾性変形させることができる。 In the present invention, it is preferable that the recess is orthogonal to a straight line passing through the center of the discharge port and extends linearly with a length equal to or longer than the diameter of the discharge port. According to this, the elastic member can efficiently elastically deform the peripheral edge of the discharge port by wiping the discharge surface along the extending direction of the recess.
このとき、２つの前記凹部を対向する２辺とする矩形領域内に前記吐出口が収まっていることがより好ましい。これによると、弾性部材が凹部の延在方向に沿って吐出面を払拭することによって、矩形領域と共に吐出口周辺縁部をさらに効率よく弾性変形させることができる。 At this time, it is more preferable that the discharge port is housed in a rectangular area having two sides facing each other. According to this, the elastic member wipes the discharge surface along the extending direction of the recess, whereby the discharge port peripheral edge portion can be elastically deformed more efficiently together with the rectangular region.
また、本発明においては、前記基材は、平面視で一方向を長手方向とする矩形形状を有しており、前記凹部は、前記一方向に沿って延在しており、前記吐出口の中心を通過する前記一方向に直交する直線が、前記一方向に関する前記凹部の中心を横切ることが好ましい。これによると、一方向に関して凹部の中心が吐出口の中心と一致しているため、吐出口周辺縁部をバランスよく弾性変性させることができる。 Further, in the present invention, the base material has a rectangular shape having one direction as a longitudinal direction in plan view, and the concave portion extends along the one direction, and the discharge port It is preferable that a straight line passing through the center and orthogonal to the one direction crosses the center of the concave portion with respect to the one direction. According to this, since the center of the recess coincides with the center of the discharge port in one direction, the peripheral edge of the discharge port can be elastically modified with a good balance.
さらに、本発明においては、前記凹部の深さが、前記基材の厚みの半分以下であることが好ましい。これによると、基材の強度を確保しつつ、吐出口周辺縁部を効率よく弾性変形させることができる。 Furthermore, in this invention, it is preferable that the depth of the said recessed part is half or less of the thickness of the said base material. According to this, it is possible to efficiently elastically deform the peripheral edge portion of the discharge port while ensuring the strength of the base material.
また、本発明においては、前記積層体の積層方向から見たときに、前記吐出口の径方向に関して、前記吐出口の中心から前記凹部の中心までの距離が、前記吐出口の中心から前記貫通孔の開口端までの距離の半分以上であることが好ましい。これによると、吐出口周辺縁部を効率よく弾性変形させることができる。 In the present invention, when viewed from the stacking direction of the laminate, the distance from the center of the discharge port to the center of the recess in the radial direction of the discharge port is from the center of the discharge port to the through hole. It is preferably at least half of the distance to the open end of the hole. According to this, the peripheral edge of the discharge port can be elastically deformed efficiently.
本発明のノズルプレートの製造方法は、上述したノズルプレートの製造方法であって、前記基材に係る前記裏面に固定部材を当接させることによって、前記基材を固定すると共に、前記固定部材の前記裏面に当接する面に形成された突起によって、前記裏面に前記凹部を形成する凹部形成工程と、前記固定部材によって固定された前記基材にパンチを押圧することによって、前記貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを備えている。 The manufacturing method of the nozzle plate of the present invention is the manufacturing method of the nozzle plate described above, and fixes the base material by bringing the fixing member into contact with the back surface of the base material. The through hole is formed by pressing the punch against the base material fixed by the fixing member and the concave portion forming step of forming the concave portion on the back surface by the protrusion formed on the surface contacting the back surface. A through hole forming step.
本発明によると、固定工程において、基材を固定すると同時に凹部が形成されるため、凹部を形成する工程を別途備える必要がなく、ノズルプレートの製造コストを低減することができる。 According to the present invention, since the concave portion is formed at the same time as fixing the base material in the fixing step, there is no need to separately provide a step of forming the concave portion, and the manufacturing cost of the nozzle plate can be reduced.
本発明によると、基材の裏面に凹部が形成されているため、弾性部材が吐出口に臨むノズルプレートの角部に接触したとき、当該角部が弾性部材に押圧されて、吐出口周辺縁部が凹部を起点として裏面側に向かって弾性変形する。これにより、当該角部における弾性部材の接触圧力が弱くなり、吐出面に係る吐出口周辺縁部に形成された撥水膜が損傷するのを抑制することができる。 According to the present invention, since the concave portion is formed on the back surface of the substrate, when the elastic member comes into contact with the corner portion of the nozzle plate facing the discharge port, the corner portion is pressed by the elastic member, and the peripheral edge of the discharge port The portion is elastically deformed from the concave portion toward the back side. Thereby, the contact pressure of the elastic member in the corner portion becomes weak, and it is possible to suppress damage to the water repellent film formed on the peripheral edge portion of the discharge port on the discharge surface.
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
インクジェットプリンタ１０１は、図１に示すように、直方体形状の筐体１ａを有している。また、筐体１ａの上部には、排紙部３１が設けられている。さらに、筐体１ａ内は、上から順に３つの空間Ａ、Ｂ、Ｃに区分されている。空間Ａには、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクをそれぞれ吐出する４つのインクジェットヘッド１、及び、搬送ユニット２０が配置されている。空間Ｂ、Ｃはそれぞれ、筐体１ａに対して着脱可能な給紙ユニット１ｂ及びインクタンクユニット１ｃが配置される空間である。なお、本実施形態において、副走査方向とは搬送ユニット２０で用紙Ｐを搬送するときの用紙搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向に直交する方向であって水平面に沿った方向である。
As shown in FIG. 1, the
インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙ユニット１ｂから排紙部３１に向けて、用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている（図１中太矢印）。給紙ユニット１ｂは、複数枚の用紙Ｐを収納することが可能な給紙トレイ２３と、給紙トレイ２３に取り付けられた給紙ローラ２５とを有している。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３に積層して収納された複数の用紙Ｐのうち、最も上方にある用紙Ｐを送り出す。給紙ローラ２５によって送り出された用紙Ｐは、ガイド２７ａ、２７ｂによりガイドされ且つ送りローラ対２６によって挟持されつつ搬送ユニット２０へと送られる。
Inside the
搬送ユニット２０は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト８と、テンションローラ１０とを有している。テンションローラ１０は、搬送ベルト８の下側ループにおいて、その内周面に接触しつつ下方に付勢されることで搬送ベルト８にテンションを付加している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータＭから２つのギアを介して駆動力が与えられることで、図１中時計回りに回転する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、ベルトローラ７の回転により搬送ベルト８が走行するのに伴って、図１中時計回りに回転する。
The
搬送ベルト８の外周面８ａにはシリコーン処理が施されており、粘着性を有している。用紙搬送経路上において搬送ベルト８を挟んでベルトローラ６と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、給紙ユニット１ｂから送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付ける。外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐは、その粘着力によって外周面８ａ上に保持されつつ、図１右方へと搬送される。
The outer peripheral surface 8a of the
また、用紙搬送経路上において搬送ベルト８を挟んでベルトローラ７と対向する位置には、剥離プレート５が設けられている。剥離プレート５は、用紙Ｐを外周面８ａから剥離する。剥離された用紙Ｐは、ガイド２９ａ，２９ｂによりガイドされ且つ二組の送りローラ対２８によって挟持されつつ搬送され、筐体１ａ上部の開口３０から排紙部３１へと排出される。
Further, a
４つのインクジェットヘッド１は、フレーム３を介して筐体１ａに支持されている。また、４つのインクジェットヘッド１は、それぞれ主走査方向に沿って延在し、副走査方向には互いに平行に配置されている。すなわち、インクジェットプリンタ１０１は、主走査方向に延びる吐出領域が形成されたライン式のカラーインクジェットプリンタである。各インクジェットヘッド１の下面は、インク滴が吐出される吐出面２ａである。
The four inkjet heads 1 are supported by the
搬送ベルト８のループ内には、４つのインクジェットヘッド１と対向して、プラテン１９が配置されている。プラテン１９の上面は、搬送ベルト８の上側ループの内周面と接触しており、搬送ベルト８の内周側からこれを支持している。これにより、搬送ベルト８の上側ループの外周面８ａとインクジェットヘッド１の下面、即ち吐出面２ａとが対向しつつ平行になり、且つ、画像形成に適した所定間隔の隙間が形成されている。当該隙間は、用紙搬送経路の一部を構成する。搬送ベルト８によって搬送されてきた用紙Ｐが４つのヘッド１のすぐ下方を通過する際に、各ヘッド１から用紙Ｐの上面に向けて各色のインクが順に吐出され、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。
A platen 19 is disposed in the loop of the
インクジェットヘッド１はそれぞれ、空間Ｃのインクタンクユニット１ｃに装着されたインクタンク４９と接続されている。すなわち、４つのインクタンク４９には、それぞれ対応するインクジェットヘッド１の吐出するインクが貯留されている。そして、各インクタンク４９からチューブ（図示せず）等を介してインクジェットヘッド１にインクが供給される。
Each inkjet head 1 is connected to an
次に、図２を参照しつつインクジェットヘッド１について詳細に説明する。なお、図３においては、下筐体８７が省略されている。
Next, the inkjet head 1 will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 3, the
図２に示すように、インクジェットヘッド１は、リザーバユニット７１と、流路ユニット９及びアクチュエータユニット２１を含むヘッド本体２と、一端がアクチュエータユニット２１に接続されていると共にドライバＩＣ５２が実装されたＣＯＦ（Chip On Film：平型柔軟基板）５０と、ＣＯＦ５０の他端が接続された制御基板５４とを有している。さらに、インクジェットヘッド１は、リザーバユニット７１及び流路ユニット９を包囲する箱体を形成する上筐体８６及び下筐体８７と、上筐体８６の上方において制御基板５４を包囲するヘッドカバー５５とを有している。
As shown in FIG. 2, the inkjet head 1 includes a
リザーバユニット７１は、ヘッド本体２の上面に固定されていると共にヘッド本体２にインクを供給する流路形成部材である。また、リザーバユニット７１は、プレート９１〜９４の４枚のプレートが互いに位置合わせされて積層された積層体であり、その内部に、図示しないインク流入流路、インクリザーバ７２、及び、１０個のインク流出流路７３が互いに連通するように形成されている。なお、図２においては、１つのインク流出流路７３のみが表れている。インク流入流路は、インクタンク４９からのインクが流入する流路である。インクリザーバ７２は、インク流入流路から流入したインクを一時的に貯溜するインク溜めである。インク流出流路７３は、インクリザーバ７２からのインクが流出する流路であって、流路ユニット９の上面に形成されたインク供給口１０５ｂに連通している。インクタンク４９からのインクは、インク流入流路を介してインクリザーバ７２に流入し、インク流出流路７３を通過して、インク供給口１０５ｂから流路ユニット９に供給される。
The
また、プレート９４の下面には、凹部９４ａが形成されている。凹部９４ａは、流路ユニット９の上面との間で空隙９０を形成している。空隙９０には、流路ユニット９上の４つのアクチュエータユニット２１が、流路ユニット９の長手方向に沿って等間隔で配列されている。また、積層体の側面には、リザーバユニット７１の長手方向に沿って、空隙９０の４つの開口９０ａが千鳥状に等間隔で形成されている。
Further, a
また、プレート９４の下面は、凸部（凹部９４ａ以外の部分）が流路ユニット９と接着されている。凸部内には、インク流出流路７３が形成されている。
Further, the lower surface of the
ＣＯＦ５０は、その一方端部近傍がアクチュエータユニット２１の上面に接続されている。さらに、ＣＯＦ５０は、アクチュエータユニット２１の上面から水平方向に延在して開口９０ａを通過した後、上方に向かって略直角に湾曲して折り曲げられ、上筐体８６及び下筐体８７の内壁面に形成された切欠き５３を通過してリザーバユニット７１の上方に引き出されている。また、ＣＯＦ５０は、リザーバユニット７１の上方において、図２中左方に延在した後に、上筐体８６に形成されたスリット８６ａから上筐体８６の上方に引き出されている。そして、上筐体８６の上方において、ＣＯＦ５０の他方端部がコネクタ５４ａを介して制御基板５４に接続されている。ＣＯＦ５０の途中部には、ドライバＩＣ５２が実装されている。ドライバＩＣ５２は、リザーバユニット７１の上面に貼り付けられており、リザーバユニット７１と熱的に結合されている。これにより、ドライバＩＣ５２から発生した熱が、リザーバユニット７１に伝達して、ドライバＩＣ５２を冷却する一方で、リザーバユニット７１内のインクを温めることによってインクの粘度が高くなるのを抑制している。
The vicinity of one end of the
制御基板５４は、上筐体８６の上方に配置されており、ＣＯＦ５０のドライバＩＣ５２を介してアクチュエータユニット２１の駆動を制御する。ドライバＩＣ５２は、アクチュエータユニット２１を駆動する駆動信号を生成するものである。
The
さらに、図３〜図６を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。なお、図４では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及び吐出口１０８を実線で描いている。
Further, the
ヘッド本体２は、図３に示すように、流路ユニット９の上面９ａに４つのアクチュエータユニット２１が固定された積層体である。図３及び図４に示すように、流路ユニット９は、圧力室１１０等を含むインク流路が内部に形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。
As shown in FIG. 3, the
流路ユニット９は、リザーバユニット７１のプレート９４とほぼ同じ平面形状を有する直方体形状となっている。流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニット７１のインク流出流路７３（図２参照）に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図３に示すように、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５、マニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａ、さらに副マニホールド流路１０５ａから分岐した多数の個別インク流路１３２が形成されている。流路ユニット９の下面には、図４に示すように、吐出面２ａが形成されており、多数の吐出口１０８がマトリクス状に配置されている。流路ユニット９ａの上面９ａ（アクチュエータユニット２１の固定面）にも、圧力室１１０がマトリクス状に多数配列されている。
The
本実施形態では、流路ユニット９の長手方向に等間隔に並ぶ圧力室１１０の列が、幅方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、後述のアクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側（下底側）から短辺側（上底側）に向かって次第に少なくなるように配置されている。吐出口１０８も、これに対応した配置がされている。
In the present embodiment, 16 rows of
流路ユニット９は、図５に示すように、９枚のステンレス鋼からなる金属製のプレート１２２〜１３０が積層された積層体である。これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５から圧力室１１０を経て吐出口１０８に至る個別インク流路１３２が形成される。
As shown in FIG. 5, the
図６（ａ）に示すように、ノズルプレート１３０は、吐出口１０８が形成された吐出面２ａを有するステンレス鋼のプレート（板状の基材）１３０’と、当該プレート１３０’の吐出面２ａに形成された撥水膜６３とを含んでいる。吐出口１０８は、プレート１３０’を貫通する貫通孔１０７によって形成されている。貫通穴１０７は、吐出口１０８に向かって先細りとなるテーパ形状を有している。撥水膜６３は、吐出面２ａの撥水性を向上させてインクの濡れを防止するものである。本実施形態では、撥水膜６３は、吐出面２ａの全面に亘って形成されている。また、撥水膜６３は、吐出口１０８の穴際において、吐出口１０８と同じ形状及びサイズであって、吐出口１０８と同軸の開口を有している。
As shown in FIG. 6A, the
ノズルプレート１３０の裏面（吐出面２ａと反対側の面）に隣接するプレート（第１プレート）１２９には、個別インク流路１３２の一部となる複数の貫通孔１２９ａが形成されている。貫通孔１２９ａは、いずれも吐出口１０８に接続されている。ノズルプレート１３０の裏面には、平面視において各吐出口１０８を包囲する環状の凹部１３１が形成されている。凹部１３１の深さｔは、プレート１３０’の厚みｔ０（５０μｍ）の半分以下である。
The plate (first plate) 129 adjacent to the back surface (surface opposite to the
図６（ｂ）に示すように、プレート１２２〜１３０の積層方向から見たときに、貫通孔１２９ａのノズルプレート１３０側の開口が、吐出口１０８及び凹部１３１を内部に収容していると共に、吐出口１０８、環状の凹部１３１及び貫通孔１２９ａの開口が互いに同心に配置されている。さらに、吐出口１０８の径方向に関して、凹部１３１は吐出口１０８よりも貫通孔１２９ａの近くに形成されている。具体的には、吐出口１０８の中心から凹部１３１の幅方向の中心までの距離Ｌが、吐出口１０８の中心から貫通孔１２９ａの開口縁部までの距離Ｌ０の半分以上である。このように、凹部１３１が形成されることによって、ノズルプレート１３０の凹部１３１が形成された領域の剛性が低下し、吐出口１０８を取り囲む縁部（以下、吐出口周辺縁部と称す）を含む凹部１３１の内側領域が、弾性変形し易くなる。
As shown in FIG. 6B, when viewed from the stacking direction of the
流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。図３〜図５に示すように、リザーバユニット７１からインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分配される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、圧力室１１０を介して吐出口１０８に至る。
The ink flow in the
アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス製圧電シートから構成されたユニモルフ型のアクチュエータであり、駆動信号が入力されることによって、圧力室１１０内のインクに選択的に圧力（吐出エネルギー）を付与し、吐出口１０８からインク滴を吐出させる。
The
次に、図７を参照しつつ、ワイプ動作を行ったときのノズルプレート１３０の状態について説明する。インクジェットプリンタ１０１においては、用紙Ｐに対する印刷に先だって、インクジェットヘッド１のメンテナンス動作が行われる。このメンテナンス動作には、図示しないインク供給ポンプから各インクジェットヘッド１に対してインクを供給して、吐出口１０８からインクをパージ（強制排出）するパージ動作と、パージ動作の後に、弾性部材であるワイパ８５で吐出面２ａをワイプするワイプ動作とが含まれている。メンテナンス動作を行うことにより、吐出口１０８内の増粘したインクや不純物を外部に排出することができると共に、吐出口１０８に形成されるメニスカスを整えることができる。ワイプ動作においては、図７（ａ）に示すように、図示しない移動機構が、ワイパ８５を、その先端を吐出面２ａに所定の押圧力で接触させつつ、主走査方向に沿って移動させる。これにより、吐出面２ａがワイパ８５によって清浄化される。
Next, the state of the
上述したように、ノズルプレート１３０の裏面に凹部１３１が形成されることによって、吐出口周辺縁部を含む凹部１３１の内側領域が弾性変形し易くなっている。このため、図７（ｂ）に示すように、ワイプ動作において、ワイパ８５が吐出口１０８の角部に接触したとき、当該角部がワイパ８５に押圧されて、吐出口周辺縁部が、凹部１３１を起点として裏面側に向かって弾性変形する。これにより、ワイパ８５の角部に対する接触形態が変化する。凹部１３１がない場合、ワイパ８５は角部で吐出口１０８内に向けてほぼ直角に急峻な変形をする。一方、凹部１３１がある場合、角部自体が吐出口１０８内に入り込むことになる。ワイパ８５が移動するとき、ワイパ８５が角部に加える力は、前者の場合より後者の場合の方が弱くなる。このため、吐出口周辺縁部に形成された撥水膜６３が当該角部を起点として損傷するのを抑制することができる。
As described above, by forming the
次に、図８を参照しつつ、ノズルプレート１３０の製造方法について説明する。図８（ａ）に示すように、加工前のプレート１３０’を、吐出面２ａとなる面（以下、表面と称す、表面の反対側の面を裏面と称す）が下方を向くように、基台８１上に配置する。そして、図８（ｂ）に示すように、抑え治具であるストリッパ８２を、プレート１３０’の裏面に押圧する。これにより、プレート１３０’が、ストリッパ８２と基台８１とに挟持され、固定される（固定工程）。ストリッパ８２には、各吐出口１０８に対応する位置に、パンチ８３をガイドするガイド孔８２ａが形成されている。また、ストリッパ８２のプレート１３０’の裏面と接する面には、ガイド孔８２ａの開口と同心の環状に形成された突起８２ｂが形成されている。ストリッパ８２によってプレート１３０’が固定されるとき、プレート１３０’が凸部８２ｂに押圧されて、プレート１３０’の裏面に環状の凹部１３１が形成される。
Next, a manufacturing method of the
その後、先細りになっているパンチ８３をストリッパ８２のガイド孔８２ａに沿って（プレート１３０’の厚み方向に沿って）下方に移動させることによって、パンチ８３の先細り部をプレート１３０’に押し込む。これにより、図８（ｃ）に示すように、プレート１３０’を貫通する貫通孔１０７が形成されると共に、貫通孔１０７の表面側の開口を封止する突出部１３０ａが形成される（貫通孔形成工程）。平面視で、貫通孔１０７は環状の凹部１３１の中心に形成される。そして、プレート１３０’からパンチ８３を引き抜いた後に、ストリッパ８２をプレート１３０’から離隔させる。その後、図８（ｄ）に示すように、切削加工によりプレート１３０’の表面に形成された突出部１３０ａを除去して吐出面２ａを形成する。さらに、吐出面２ａに撥水膜６３を形成することによって、ノズルプレート１３０が完成する。
Thereafter, the tapered
本実施形態によると、吐出面２ａをワイプするワイパ８５が、吐出口１０８に臨むノズルプレート１３０の角部に接触したとき、当該角部がワイパ８５に押圧され、吐出口周辺縁部が裏面側に向かって弾性変形する。これにより、ワイパ８５がワイプ動作で角部に及ぼす接触圧力が弱くなり、吐出口周辺縁部に形成された撥水膜６３が損傷するのを抑制することができる。
According to the present embodiment, when the
また、プレート１２２〜１３０の積層方向から見たときに、貫通孔１２９ａのノズルプレート１３０側の開口が、吐出口１０８及び凹部１３１を内部に収容しており、吐出口１０８、環状の凹部１３１及び貫通孔１２９ａの開口が互いに同心となっているため、個別インク流路１３２の吐出口１０８近傍におけるインクの流れが、凹部１３１によって乱れるのを抑制することができる。
Further, when viewed from the stacking direction of the
さらに、凹部１３１の深さｔが、プレート１３０’の厚みｔ０の半分以下になっているため、ノズルプレート１３０の強度を確保しつつ、吐出口周辺縁部を効率よく弾性変形させることができる。
Furthermore, since the depth t of the
加えて、吐出口１０８の径方向に関して、吐出口１０８の中心から凹部１３１の幅方向の中心までの距離Ｌが、吐出口１０８の中心から貫通孔１２９ａの開口端までの距離Ｌ０の半分以上となっているため、吐出口周辺縁部を効率よく弾性変形させることができる。
In addition, with respect to the radial direction of the
さらに、ノズルプレート１３０の製造時において、ストリッパ８２をプレート１３０’の裏面に押圧してプレート１３０’を固定すると同時に、凸部８２ｂによってプレート１３０’の裏面に環状の凹部１３１が形成されるため、凹部１３１を形成するための工程を別途備える必要がなく、ノズルプレート１３０の製造コストを低減することができる。
Further, when the
＜第２実施形態＞
図９を参照しつつ、本発明に係る第２実施形態のインクジェットヘッドについて説明する。なお、第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して、その説明を省略する。図９（ａ）に示すように、ノズルプレート２３０の裏面には、平面視において各吐出口１０８の副走査方向（長手方向と直交する方向）に関する両側に一対の凹部２３１が形成されている。プレート１２２〜２３０の積層方向から見たときに、貫通孔１２９ａのノズルプレート２３０側の開口が、吐出口１０８及び一対の凹部２３１を内部に収容している。
<Second Embodiment>
An ink jet head according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the member same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 9A, on the back surface of the
図９（ｂ）に示すように、各凹部２３１が、吐出口１０８の直径以上の長さで主走査方向に直線状に延在している。吐出口１０８の中心を通過しつつ副走査方向に延在する直線Ｃが、凹部２３１の主走査方向に関する中心において、凹部２３１と直交している。さらに、プレート１２２〜２３０の積層方向から見たとき、一対の凹部２３１を対向する２辺とする矩形領域Ｓ内に吐出口１０８が収まっていると共に、吐出口１０８が矩形領域Ｓの中心に配置されている。そして、凹部２３１の深さｔが、プレート２３０’の厚みｔ０の半分以下になっている。また、直線Ｃ上において、吐出口１０８の中心から凹部２３１の幅方向の中心までの距離Ｌが、吐出口１０８の中心から貫通孔１２９ａの開口端までの距離Ｌ０の半分以上となっている。これにより、吐出口周辺縁部を含む矩形領域Ｓが弾性変形し易くなる。
As shown in FIG. 9B, each
吐出面２ａをワイプするワイパ８５が、吐出口１０８の角部と接触したとき、当該角部がワイパ８５に押圧される。このとき、矩形領域Ｓが、ノズルプレート２３０の裏面に形成された一対の凹部２３１を起点として、裏面側に向かって弾性変形する（図７参照）。これにより、ワイパ８５がワイプ動作で角部に及ぼす接触圧力が弱くなる。このため、吐出口周辺縁部に形成された撥水膜６３が当該角部を起点として損傷するのを抑制することができる。
When the
本実施形態によると、一対の凹部２３１がワイプ方向である主走査方向に延在しているため、ワイパ８５が吐出口１０８に臨むノズルプレート２３０の角部と接触したとき、凹部２３１を起点として矩形領域Ｓに作用するモーメントが大きくなり、矩形領域Ｓと共に吐出口周辺縁部を効率よく弾性変形させることができる。
According to the present embodiment, since the pair of
また、吐出口１０８の中心を通過しつつ副走査方向に延在する直線Ｃが、各凹部２３１の主走査方向に関する中心において直交しているため、主走査方向に関して凹部２３１の中心が吐出口１０８の中心と一致している。これにより、吐出口周辺縁部をバランスよく弾性変性させることができる。
Further, since the straight line C extending in the sub-scanning direction while passing through the center of the
さらに、一対の凹部２３１を対向する２辺とする矩形領域Ｓ内に吐出口１０８が収まっているため、矩形領域Ｓと共に吐出口周辺縁部をさらに効率よく弾性変形させることができる。
Furthermore, since the
凹部２３１が直線状に延在しているため、凹部２３１を形成するストリッパの突起が直線状に形成されていればよく、当該ストリッパを安価に形成することができる。これにより、ノズルプレート２３０の製造コストを低減することができる。
Since the
なお、本変形例においては、平面視において吐出口１０８の副走査方向に関する一方側にのみ凹部２３１が形成される構成であってもよいし、一対の凹部２３１の延在方向に関する長さが互いに異なっていてもよい。なお、凹部２３１の延在方向は、ワイパ８５のワイプ方向と一致しているのが好ましい。したがって、ワイパ８５が主走査方向に沿って吐出面２ａをワイプする場合は、凹部２３１は主走査方向に延在することが好ましい。
In this modification, the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態では、ノズルプレート１３０、２３０の裏面に、平面視において、吐出口１０８を包囲する環状の凹部１３１、又は、吐出口１０８の両側に主走査方向に延在する一対の凹部２３１が形成される構成であるが、平面視において吐出口１０８の近傍に形成されるのであれば、凹部の形状は任意のもの（例えば、円弧状）であってよい。なお、効率よく弾性変形させるという観点からは、各凹部が、ワイパ８５のワイプ方向に関して所定の長さを有することが好ましい。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. In the above-described embodiment, the
加えて、上述の実施形態では、吐出面２ａ全域に撥水膜６３が形成される構成であるが吐出面２ａの吐出口１０８の周囲にのみに撥水膜が形成される構成であってもよい。
In addition, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態においては、凹部１３１の深さｔが、プレート１３０’の厚みｔ０の半分以下となっているが、ノズルプレート１３０の強度を確保できるのであれば、凹部１３１の深さｔが、プレート１３０’の厚みｔ０の半分を超えてもよい。
In the above-described embodiment, the depth t of the
加えて、上述の実施形態においては、吐出口１０８の径方向に関して、吐出口１０８の中心から凹部１３１の幅方向の中心までの距離Ｌが、吐出口１０８の中心から貫通孔１２９ａの開口端までの距離Ｌ０の半分以上となっているが、距離Ｌが、距離Ｌ０の半分未満であってもよい。
In addition, in the above-described embodiment, the distance L from the center of the
また、上述の実施形態においては、パンチ８３の先細り部をプレート１３０’に貫通させることによって、貫通孔１０７を形成する構成であるが、パンチ８３の先細り部をプレート１３０’に貫通させず、プレート１３０’に凹み部を形成した後に、表面側から切削加工を施すことによって、貫通孔１０７を形成する構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the through
また、上述の実施形態において、凹部を直線状に形成する場合、吐出口１０８の中心を副走査方向に延びる直線Ｃが、凹部の主走査方向の中心を通過するとしたが、凹部が単に直線Ｃと交差する位置関係としてもよい。この場合、図７（ｂ）に示したように、ワイプ動作時にはワイパ８５が撓むので、ワイパ８５のノズルプレートに対する押圧点に関して、ワイパ８５の移動方向の後方部分が吐出口１０８の角部に接触している。そこで、少なくともワイパ８５が吐出口１０８の角部に接触している間は、吐出口周辺縁部の変形が継続するとよい。これを実現するために、吐出口１０８の中心を副走査方向に延びる直線Ｃに関して、凹部は、ワイパ８５の移動方向の後方側部分より前方側部分の方が長く形成されているとよい。
In the above-described embodiment, when the recess is formed in a straight line, the straight line C extending in the sub-scanning direction through the center of the
本発明は、インク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッド及びこれに用いられるノズルプレートにも適用可能である。 The present invention is also applicable to a liquid discharge head that discharges liquid other than ink and a nozzle plate used in the liquid discharge head.
１ インクジェットヘッド
２ ヘッド本体
２ａ 吐出面
９ 流路ユニット
６３ 撥水膜
８１ 基台
８２ ストリッパ
８２ａ ガイド孔
８２ｂ 凸部
８３ パンチ
８５ ワイパ
１０１ インクジェットプリンタ
１０７ 貫通孔
１０８ 吐出口
１１０ 圧力室
１２２〜１２９ プレート
１２９ａ 貫通孔
１３０、２３０ ノズルプレート
１３０ａ 突出部
１３０’ プレート
１３１、２３１ 凹部
１３２ 個別インク流路
Ｓ 矩形領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記吐出面において少なくとも前記吐出口の周囲に形成されている撥水膜とを備えており、
前記基材に係る前記吐出面の反対側の面である裏面に、平面視において少なくとも各吐出口の両側近傍に凹部が形成されていることを特徴とするノズルプレート。 A plate-like substrate having a discharge surface on which a plurality of discharge ports for discharging droplets are formed;
A water repellent film formed at least around the discharge port on the discharge surface,
A nozzle plate, wherein a recess is formed at least in the vicinity of both sides of each discharge port in a plan view on a back surface that is a surface opposite to the discharge surface of the base material.
前記凹部は、前記一方向に沿って延在しており、
前記吐出口の中心を通過する前記一方向に直交する直線が、前記一方向に関する前記凹部の中心を横切ることを特徴とする請求項３又は４に記載のノズルプレート。 The base material has a rectangular shape with one direction as a longitudinal direction in plan view,
The recess extends along the one direction;
5. The nozzle plate according to claim 3, wherein a straight line orthogonal to the one direction passing through the center of the discharge port crosses the center of the concave portion with respect to the one direction.
前記第１プレートには、前記個別インク流路の一部を構成し、前記吐出口にそれぞれ連通する複数の貫通孔が形成されており、
前記ノズルプレートの裏面には、平面視において少なくとも各吐出口の両側近傍に前記凹部が形成されており、
前記積層体の積層方向から見たときに、前記貫通孔の前記ノズルプレート側の開口が前記吐出口及び前記凹部を内部に収容していることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plate-like base material having a discharge surface on which a plurality of discharge ports for discharging droplets are formed; a nozzle plate including a water-repellent film formed at least around the discharge port on the discharge surface; A laminated body in which a plurality of laminated plates including a first plate adjacent to a back surface, which is a surface opposite to the ejection surface of the nozzle plate, are laminated, and the discharge port is disposed at one end inside the laminated body. A flow path unit in which a plurality of individual ink flow paths are formed,
The first plate includes a plurality of through holes that constitute a part of the individual ink flow paths and communicate with the ejection ports,
On the back surface of the nozzle plate, the recesses are formed at least in the vicinity of both sides of each discharge port in plan view,
The liquid discharge head according to claim 1, wherein when viewed from the stacking direction of the stacked body, the opening on the nozzle plate side of the through hole accommodates the discharge port and the recess.
前記凹部が、前記積層体の積層方向から見たときに、前記吐出口と同心の環状になっていることを特徴とする請求項７又は８に記載の液体吐出ヘッド。 The opening is disposed concentrically with the outlet;
9. The liquid discharge head according to claim 7, wherein the recess has an annular shape that is concentric with the discharge port when viewed from the stacking direction of the stacked body.
前記凹部は、前記一方向に沿って延在しており、
前記吐出口の中心を通過する前記一方向に直交する直線が、前記一方向に関する前記凹部の中心を横切ることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。 The base material has a rectangular shape in plan view with one direction as a longitudinal direction,
The recess extends along the one direction;
The liquid discharge head according to claim 10, wherein a straight line orthogonal to the one direction passing through the center of the discharge port crosses the center of the concave portion with respect to the one direction.
前記基材に係る前記裏面に固定部材を当接させることによって、前記基材を固定すると共に、前記固定部材の前記裏面に当接する面に形成された突起によって、前記裏面に前記凹部を形成する凹部形成工程と、
前記固定部材によって固定された前記基材にパンチを押圧することによって、前記貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを備えていることを特徴とするノズルプレートの製造方法。 It is a manufacturing method of a nozzle plate given in any 1 paragraph of Claims 1-6,
The fixing member is brought into contact with the back surface of the base material to fix the base material, and the recess is formed in the back surface by a protrusion formed on the surface of the fixing member that contacts the back surface. A recess forming step;
A nozzle plate manufacturing method comprising: a through hole forming step of forming the through hole by pressing a punch against the base material fixed by the fixing member.
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