JP5045493B2 - Nozzle substrate manufacturing method - Google Patents

Nozzle substrate manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP5045493B2
JP5045493B2 JP2008047306A JP2008047306A JP5045493B2 JP 5045493 B2 JP5045493 B2 JP 5045493B2 JP 2008047306 A JP2008047306 A JP 2008047306A JP 2008047306 A JP2008047306 A JP 2008047306A JP 5045493 B2 JP5045493 B2 JP 5045493B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
punch
recess
nozzle
base plate
die
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008047306A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009202429A (en
Inventor
竜男 赤津
真 吉田
彰雄 伊藤
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 JP2008047306A priority Critical patent/JP5045493B2/en
Publication of JP2009202429A publication Critical patent/JP2009202429A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5045493B2 publication Critical patent/JP5045493B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

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

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体噴射装置のノズル基板の製造方法に関し、特に、ノズル基板の両面からプレス加工によってノズル開口を形成する際の位置決めが可能なノズル基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle substrate of a liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording head, and more particularly to a method for manufacturing a nozzle substrate capable of positioning when forming nozzle openings by pressing from both sides of the nozzle substrate.

圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液体を噴射させる液体噴射ヘッドには種々の形式があるが、広く普及している所謂オン・デマンド方式のものは、リザーバ（液室）から圧力発生室を経てノズル開口に至る一連の液体流路をノズル開口に対応して複数備え、圧電振動子、発熱素子、或いは静電アクチュエータなどの圧力発生手段の駆動によって圧力発生室内の液体に生じた圧力変動を利用してノズル開口から液体を噴射（吐出）させるように構成されている。   There are various types of liquid ejecting heads that eject liquid from nozzle openings by causing pressure fluctuations in the liquid in the pressure generating chamber, but the so-called on-demand type that is widely used is a reservoir (liquid chamber). ) Through a pressure generating chamber to a nozzle opening, a plurality of liquid flow paths corresponding to the nozzle opening are provided, and the liquid in the pressure generating chamber is driven by driving pressure generating means such as a piezoelectric vibrator, a heating element, or an electrostatic actuator. The liquid is ejected (discharged) from the nozzle opening by utilizing the pressure fluctuation generated in the nozzle.

一般的に、上記ノズル開口は、ダイ（支持部材）とストリッパ（押圧部材）との間に挟持された基材プレート（ノズル基板（ノズルプレート）となる板材）の被加工部に対してパンチを押し込むプレス加工により作製される（例えば、特許文献１参照）。そして、パンチを基材プレートの一方の面（ストリッパに押圧されている側の面）から他方の面（ダイに支持されている側の面）に向けて押し込むと、基材プレートの被加工部には凹部（即ちノズル開口となる下穴）が形成される。   In general, the nozzle opening punches a processed portion of a base plate (a plate material serving as a nozzle substrate (nozzle plate)) sandwiched between a die (support member) and a stripper (pressing member). It is produced by press working (see, for example, Patent Document 1). Then, when the punch is pushed in from one side of the base plate (the side pressed by the stripper) to the other side (the side supported by the die), the processed part of the base plate A recess (that is, a pilot hole serving as a nozzle opening) is formed in the.

特許文献１に記載の製造方法では、凹部を形成した後、基材プレートの他方の面を研磨により平坦化し、さらにこの面に撥水膜を形成してから、この他方の面から基材プレートをパンチで打ち抜いて凹部を貫通させることでノズル開口を形成している。これにより、撥水膜がノズル開口に入り込むことを抑制し、また、ノズル開口の真円度を確保して着弾精度を向上させている。   In the manufacturing method described in Patent Document 1, after forming the recess, the other surface of the base plate is flattened by polishing, and a water repellent film is further formed on this surface. The nozzle opening is formed by punching out with a punch and penetrating the recess. Thereby, the water repellent film is prevented from entering the nozzle opening, and the roundness of the nozzle opening is ensured to improve the landing accuracy.

特開２００５−５３０６４号公報JP-A-2005-53064

しかしながら、ノズル基板の一方の面から第１のパンチより凹部を形成した後、ノズル基板の表裏を反転させてから他方の面から第２のパンチで凹部の未貫通部を貫通させる際に、第２のパンチと凹部の未貫通部との位置がずれた場合、ノズル開口の形状が予定していた形状から変形する虞があった。ノズル開口が変形してしまうと、インクを噴射させた際にインクの飛翔曲がりが生じる等の噴射特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
また、第２のパンチと未貫通部とが位置ずれした状態で第２のパンチで打ち抜こうとすると、第２のパンチがノズル基板の肉厚の厚い部分に打ち込まれ、これにより、第２のパンチが座屈する等の不具合も考えられる。 However, after forming the recess from the first punch from one side of the nozzle substrate, the front and back of the nozzle substrate are reversed, and then the second punch punches through the non-penetrating portion of the recess from the other side. When the positions of the punch 2 and the non-penetrating portion of the recess are displaced, there is a possibility that the shape of the nozzle opening is deformed from the expected shape. If the nozzle opening is deformed, there is a possibility of adversely affecting the ejection characteristics such as the occurrence of ink flying bending when the ink is ejected.
In addition, when the second punch is punched with the second punch in a state where the second punch and the non-penetrating portion are misaligned, the second punch is driven into the thick portion of the nozzle substrate. There may be a problem such as buckling of the punch.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズル基板の両面からプレス加工によってノズル開口を形成する際の位置決めが可能なノズル基板の製造方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a nozzle substrate capable of positioning when forming nozzle openings by pressing from both sides of the nozzle substrate. Is.

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル基板となる金属板の一方の面から他方の面に向けて第１のパンチを前記金属板の板厚方向の途中まで打ち込むことにより前記金属板に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部に突起部を嵌入させて前記金属板の配置位置を規定する配置位置規定工程と、
前記金属板の他方の面から一方の面に向けて第２のパンチにより前記金属板の凹部の形成による未貫通部を打ち抜いて貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
を含むことを特徴とする。 The present invention has been proposed in order to achieve the above-described object, and the first punch is moved halfway in the thickness direction of the metal plate from one surface of the metal plate to be the nozzle substrate toward the other surface. A recess forming step of forming a recess in the metal plate by driving,
An arrangement position defining step of fitting a projection into the recess to define the arrangement position of the metal plate;
A through-hole forming step of forming a through-hole by punching out a non-penetrating portion formed by forming a concave portion of the metal plate with a second punch from the other surface of the metal plate toward the one surface;
It is characterized by including.

上記構成によれば、突起部を凹部に嵌入させることで第２のパンチに対するノズル基板の配置位置を規定するので、貫通孔形成工程において凹部の未貫通部と第２のパンチの打ち込み位置とがずれることを防止することができる。これにより、形状精度良くノズル開口を形成することができる。その結果、ノズル開口から液体を噴射したときの液体の飛翔曲がり等の不具合を抑制することが可能となる。また、第２のパンチの損傷を防止することも可能となる。   According to the above configuration, since the position of the nozzle substrate relative to the second punch is defined by fitting the protrusion into the recess, the non-penetrating portion of the recess and the driving position of the second punch are determined in the through-hole forming step. It is possible to prevent deviation. Thereby, a nozzle opening can be formed with high shape accuracy. As a result, it is possible to suppress problems such as a flying curve of the liquid when the liquid is ejected from the nozzle opening. It is also possible to prevent the second punch from being damaged.

上記構成において、前記配置位置規定工程において、前記第１のパンチの先端部形状に倣った形状を呈する前記突起部を前記凹部に嵌入する構成を採用することが望ましい。   In the above-described configuration, it is desirable to employ a configuration in which, in the arrangement position defining step, the protruding portion exhibiting a shape following the shape of the tip end portion of the first punch is fitted into the concave portion.

この構成によれば、突起部が第１のパンチの先端部形状に倣った形状を呈することにより、突起部が凹部に嵌入したときのガタツキを抑制することができ、これにより、位置決め精度をより向上させることが可能となる。   According to this configuration, since the protrusion has a shape that follows the shape of the tip of the first punch, it is possible to suppress rattling when the protrusion is inserted into the recess, thereby further improving the positioning accuracy. It becomes possible to improve.

上記構成において、前記配置位置規定工程では、前記第２のパンチが挿通可能な挿通穴を有する前記突起部を前記凹部に嵌入し、
前記貫通孔形成工程では、前記第２のパンチを前記挿通穴に挿通して前記貫通孔を形成することが望ましい。 In the above configuration, in the arrangement position defining step, the protrusion having an insertion hole through which the second punch can be inserted is inserted into the recess,
In the through hole forming step, it is preferable that the through hole is formed by inserting the second punch through the insertion hole.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）のノズル基板の形成に本発明を適用した例を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following, an example in which the present invention is applied to the formation of a nozzle substrate of an ink jet recording head (hereinafter simply referred to as a recording head), which is a kind of liquid ejecting head, will be described.

図１は、本実施形態における記録ヘッド１の要部断面図である。例示した記録ヘッド１は、ケース２、流路ユニット３、及び、アクチュエータユニット５等を主な構成要素としている。ケース２は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、先端面（下面）には流路ユニット３を接合し、内部に形成された収容空部４内にはアクチュエータユニット５を収容し、流路ユニット３側とは反対側の基端面（上面）には、プリンタ本体側からの駆動信号をアクチュエータユニット５に供給するための回路基板（図示せず）を取り付けるようになっている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a recording head 1 in the present embodiment. The illustrated recording head 1 includes a case 2, a flow path unit 3, an actuator unit 5, and the like as main components. The case 2 is a hollow box-shaped member made of synthetic resin, the flow path unit 3 is joined to the front end surface (lower surface), and the actuator unit 5 is accommodated in the accommodation space 4 formed inside, A circuit board (not shown) for supplying a drive signal from the printer main body side to the actuator unit 5 is attached to the base end surface (upper surface) opposite to the flow path unit 3 side.

上記アクチュエータユニット５は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子７と、この圧電振動子７が接合される固定板８と、回路基板からの駆動信号を圧電振動子７に供給するためのＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等の配線部材９等から構成される。各圧電振動子７は、固定端部側が固定板８上に接合され、自由端部側が固定板８の先端面よりも外側に突出した所謂片持ち梁の状態で固定板８上に取り付けられている。そして、アクチュエータユニット５は、固定板８の背面を、収容空部４を区画するケース内壁面に接着することで収容空部４内に収納・固定されている。   The actuator unit 5 supplies a plurality of piezoelectric vibrators 7 arranged in a comb shape, a fixed plate 8 to which the piezoelectric vibrators 7 are joined, and a drive signal from the circuit board to the piezoelectric vibrators 7. For example, the wiring member 9 is a TCP (tape carrier package). Each piezoelectric vibrator 7 is mounted on the fixed plate 8 in a so-called cantilever state in which the fixed end portion is joined to the fixed plate 8 and the free end portion protrudes outward from the front end surface of the fixed plate 8. Yes. The actuator unit 5 is housed and fixed in the housing space 4 by bonding the back surface of the fixed plate 8 to the inner wall surface of the case that defines the housing space 4.

流路ユニット３は、振動板１１、流路形成基板１２、及びノズル基板（ノズルプレート）１３からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤で接合して一体化することにより作製されており、リザーバ１５（液室）からインク供給口１６及び圧力発生室１７を通りノズル開口１８に至るまでの一連のインク流路（液体流路の一種）を形成する部材である。圧力発生室１７は、ノズル開口１８の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、リザーバ１５は、インクカートリッジやサブタンク等のインク供給源からのインクが導入される室である。そして、このリザーバ１５に導入されたインクは、インク供給口１６を通じて各圧力発生室１７に分配供給される。   The flow path unit 3 is manufactured by joining and integrating a flow path unit constituting member including a vibration plate 11, a flow path forming substrate 12, and a nozzle substrate (nozzle plate) 13 with an adhesive. This is a member that forms a series of ink flow paths (a kind of liquid flow path) from the reservoir 15 (liquid chamber) to the nozzle opening 18 through the ink supply port 16 and the pressure generation chamber 17. The pressure generation chamber 17 is formed as a long and narrow chamber in a direction orthogonal to the direction in which the nozzle openings 18 are arranged (nozzle row direction). The reservoir 15 is a chamber into which ink from an ink supply source such as an ink cartridge or a sub tank is introduced. The ink introduced into the reservoir 15 is distributed and supplied to each pressure generating chamber 17 through the ink supply port 16.

流路ユニット３の底部に配置されるノズル基板１３は、図２に示すように、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル開口１８を、記録紙等の記録媒体送り方向に列状に開設した金属製の薄手の板材である。本実施形態のノズル基板１３は、例えば、ステンレス鋼や４２アロイなどからなる板材（基材プレート１３´）から作製し、パンチ２３（図３等参照）を用いたプレス加工によってノズル開口１８の列、即ち、ノズル列（ノズル群の一種）を、記録ヘッド１の走査方向に複数並べて開設している。そして、１つのノズル列は、例えば１８０個のノズル開口１８によって構成される。本実施形態の記録ヘッド１は、合計８種類のインクを吐出可能に構成されており、各インクに対応させて合計８列のノズル列がノズル基板１３に形成されている。   As shown in FIG. 2, the nozzle substrate 13 disposed at the bottom of the flow path unit 3 has a plurality of nozzle openings 18 at a pitch (for example, 180 dpi) corresponding to the dot formation density in the recording medium feeding direction such as recording paper. It is a thin metal plate made in a row. The nozzle substrate 13 of the present embodiment is made of, for example, a plate material (base plate 13 ′) made of stainless steel, 42 alloy, or the like, and is arranged in a row of nozzle openings 18 by pressing using a punch 23 (see FIG. 3 and the like). That is, a plurality of nozzle arrays (a kind of nozzle group) are arranged in the scanning direction of the recording head 1. One nozzle row is constituted by, for example, 180 nozzle openings 18. The recording head 1 of the present embodiment is configured to be able to eject a total of eight types of ink, and a total of eight nozzle rows are formed on the nozzle substrate 13 corresponding to each ink.

流路ユニット構成部材の１つである流路形成基板１２は、インク流路となる流路基部、具体的には、リザーバ１５となる空部、インク供給口１６となる溝部、及び、圧力発生室１７となる開口部が区画形成された板状の部材である。本実施形態において、流路形成基板１２は、結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。   A flow path forming substrate 12 that is one of the flow path unit constituent members is a flow path base that becomes an ink flow path, specifically, a void that becomes a reservoir 15, a groove that becomes an ink supply port 16, and pressure generation. It is a plate-like member in which an opening serving as the chamber 17 is partitioned. In this embodiment, the flow path forming substrate 12 is produced by subjecting a silicon wafer, which is a crystalline base material, to anisotropic etching.

ノズル基板１３とは反対側の流路形成基板１２の上面に配置される振動板１１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板１１の圧力発生室１７に対応する部分には、圧電振動子７の自由端部の先端を接合するための島部２０が形成されている。この島部２０の周囲は、エッチングなどによって支持板を環状に除去して弾性フィルムのみとなっている。そして、この部分はダイヤフラム部として機能し、圧電振動子７が伸縮するのに伴い、弾性フィルムを弾性変形させながら島部２０が変位するように構成されている。また、振動板１１は、流路形成基板１２の空部の一方の開口面を封止してリザーバ１５の一部を区画し、インク流路内の圧力変動を緩和するコンプライアンス部２１としても機能する。このコンプライアンス部２１に相当する部分については、ダイヤフラム部と同様にエッチングなどによって支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。   The vibration plate 11 disposed on the upper surface of the flow path forming substrate 12 on the side opposite to the nozzle substrate 13 is a dual structure composite plate material in which an elastic film is laminated on a metal support plate such as stainless steel. An island portion 20 for joining the tip of the free end portion of the piezoelectric vibrator 7 is formed at a portion corresponding to the pressure generating chamber 17 of the vibration plate 11. The periphery of the island portion 20 is only an elastic film by removing the support plate in an annular shape by etching or the like. This portion functions as a diaphragm portion, and is configured such that the island portion 20 is displaced while elastically deforming the elastic film as the piezoelectric vibrator 7 expands and contracts. The diaphragm 11 also functions as a compliance unit 21 that seals one open surface of the empty portion of the flow path forming substrate 12 to partition a part of the reservoir 15 and relieve pressure fluctuation in the ink flow path. To do. As for the portion corresponding to the compliance portion 21, the support plate is removed by etching or the like in the same manner as the diaphragm portion to make only the elastic film.

そして、上記構成の記録ヘッド１において、配線部材９を通じて圧電振動子７に駆動信号が供給されると、この圧電振動子７が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部２０が圧力発生室１７に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力発生室１７の容積が変化し、圧力発生室１７内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル開口１８からインク（液体の一種）が噴射される。   In the recording head 1 configured as described above, when a drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 7 through the wiring member 9, the piezoelectric vibrator 7 expands and contracts in the longitudinal direction of the element. It moves in a direction close to 17 or a direction away from it. As a result, the volume of the pressure generating chamber 17 changes, and the pressure in the ink in the pressure generating chamber 17 varies. Ink (a kind of liquid) is ejected from the nozzle opening 18 by this pressure fluctuation.

次に、上記ノズル開口１８の形成について説明する。このノズル開口１８は、金型（プレス金型２４ａ，２４ｂ／図３及び図４参照）を用いたプレス加工によって、ノズル開口１８の開設予定部分（被加工部３７）にノズル開口１８のテーパー部となる凹部３０を基材プレート１３´に形成する凹部形成工程と、この凹部形成工程によって基材プレート１３´の第２の面（本発明における他方の面）側に膨出した膨隆部４０を研磨により除去する研磨工程と、基材プレート１３´を表裏反転させて、凹部３０に位置決めダイ３３の突起部３８を嵌入させて基材プレート１３´の配置位置を規定する配置位置規定工程と、凹部３０の未貫通部４１（ノズル開口１８のストレート部１８ａとなる部分）を打ち抜いて凹部３０を貫通させる貫通孔形成工程とを順に経ることで形成される。   Next, the formation of the nozzle opening 18 will be described. This nozzle opening 18 is formed by a taper portion of the nozzle opening 18 at a portion where the nozzle opening 18 is planned to be opened (processed portion 37) by press working using a die (see press dies 24a, 24b / FIGS. 3 and 4). A recess forming step for forming a recess 30 on the base plate 13 ′, and a bulging portion 40 bulging to the second surface (the other surface in the present invention) side of the base plate 13 ′ by the recess forming step. A polishing step for removing by polishing, an arrangement position defining step for defining the arrangement position of the base plate 13 ′ by reversing the base plate 13 ′ and inserting the protrusions 38 of the positioning die 33 into the recesses 30; The non-penetrating portion 41 (the portion that becomes the straight portion 18a of the nozzle opening 18) of the concave portion 30 is punched out, and the through hole forming step for penetrating the concave portion 30 is sequentially performed.

図３は、凹部形成工程で使用される第１のプレス金型２４ａの構成を説明する要部断面図である。第１のプレス金型２４ａは、ダイ２５（支持部材の一種）、ストリッパ２６（押圧部材の一種）、パンチホルダ２７、及び、第１のパンチ２３等を備えて構成されている。ストリッパ２６は、コイルスプリングなどの付勢部材を巻装したストリッパボルト（図示せず）によって下方、即ち、ダイ２５側に付勢された状態でパンチホルダに対して相対的に近接・離隔可能に取付けられている。このストリッパ２６には、第１のパンチ２３の胴部２３ｂの外径よりも若干大きい内径に設定された断面円形のガイド孔２８が開設されている。このストリッパ３７のガイド孔２８に胴部２３ｂを挿通し、テーパー先端部２３ａを下方に向けた状態で、第１のパンチ２３がパンチホルダ２７に取付けられている。本実施形態においては、図に垂直な方向に複数のパンチ２３が列設されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part for explaining the configuration of the first press die 24a used in the recess forming step. The first press mold 24a includes a die 25 (a kind of support member), a stripper 26 (a kind of pressing member), a punch holder 27, a first punch 23, and the like. The stripper 26 can be moved closer to and away from the punch holder while being urged downward, that is, toward the die 25 by a stripper bolt (not shown) wound with an urging member such as a coil spring. Installed. The stripper 26 is provided with a guide hole 28 having a circular cross section set to an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the body 23b of the first punch 23. The first punch 23 is attached to the punch holder 27 in a state where the body 23 b is inserted into the guide hole 28 of the stripper 37 and the taper tip 23 a is directed downward. In the present embodiment, a plurality of punches 23 are arranged in a direction perpendicular to the drawing.

第１のパンチ２３は、ストリッパ２６に設けられたガイド孔２８に摺動する長尺な円柱状の胴部２３ｂと、この胴部２３ｂの先端側に連続し、基端側から先端側に向けて縮径したテーパー先端部２３ａとから構成される。このテーパー先端部２３ａは、ノズル開口１８のテーパー部１８ｂ（図７（ｃ）参照）となる凹部３０を形成するために用いられる。パンチホルダ２７は、図示しない上型ダイセットに取付けられており、ダイ２５に対して上下動可能に構成されている。一方、ダイ２５は、図示しない下型ダイセット上に配置されている。このダイ２５には、第１のパンチ２３に対応して逃げ孔２９が開設されており、この逃げ孔２９の内径は、パンチ２３の胴部２３ｂの外径よりも若干大きく設定されている。   The first punch 23 is continuous with a long cylindrical body portion 23b that slides in a guide hole 28 provided in the stripper 26, and a distal end side of the body portion 23b, and is directed from the proximal end side toward the distal end side. And a tapered tip portion 23a having a reduced diameter. The tapered tip 23a is used to form a recess 30 that becomes the tapered portion 18b (see FIG. 7C) of the nozzle opening 18. The punch holder 27 is attached to an upper die set (not shown) and is configured to be movable up and down with respect to the die 25. On the other hand, the die 25 is arranged on a lower die set (not shown). The die 25 is provided with a relief hole 29 corresponding to the first punch 23, and the inside diameter of the relief hole 29 is set to be slightly larger than the outside diameter of the body portion 23 b of the punch 23.

図４は、貫通孔形成工程で使用される第２のプレス金型２４ｂの構成を説明する要部断面図である。この第２のプレス金型２４ｂは、位置決めダイ３３（位置決め治具の一種）、ストリッパ３４（押圧部材の一種）、パンチホルダ３５、及び、第２のパンチ３２等を備えて構成されている。ストリッパ３４は、上記第１のプレス金型２４ａのストリッパ２６と同様に、第２のパンチ３２の胴部３２ｂをガイドするガイド孔３６を有し、図示しないストリッパボルトによって下方、即ち、位置決めダイ３３側に付勢された状態でパンチホルダに対して相対的に近接・離隔可能に取付けられている。このストリッパ３４のガイド孔３６に胴部３２ｂを挿通し、ストレート先端部３２ａを下方に向けた状態で、第２のパンチ３２がパンチホルダ３５に取付けられている。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part for explaining the configuration of the second press die 24b used in the through hole forming step. The second press die 24b includes a positioning die 33 (a kind of positioning jig), a stripper 34 (a kind of pressing member), a punch holder 35, a second punch 32, and the like. Similar to the stripper 26 of the first press mold 24a, the stripper 34 has a guide hole 36 that guides the body 32b of the second punch 32, and the stripper 34 is moved downward by a stripper bolt (not shown), that is, the positioning die 33. It is attached so as to be relatively close to and away from the punch holder while being biased to the side. The second punch 32 is attached to the punch holder 35 with the body portion 32 b inserted through the guide hole 36 of the stripper 34 and the straight tip end portion 32 a facing downward.

第２のパンチ３２は、円柱状の胴部３２ｂと、この胴部３２ｂの外径よりも小さい外径に設定されたストレート先端部３２ａとから構成される。このストレート先端部３２ａは、第１のプレス金型２４ａによって形成された凹部３０の未貫通部４１を打ち抜いて、貫通孔、即ち、ノズル開口１８のストレート部１８ａ（図７（ｃ）参照）を形成するために用いられる。パンチホルダ３５は、図示しない上型ダイセットに取付けられており、位置決めダイ３３に対して上下動可能に構成されている。一方、位置決めダイ３３は、図示しない下型ダイセット上に配置されている。   The second punch 32 includes a cylindrical body portion 32b and a straight tip portion 32a set to an outer diameter smaller than the outer diameter of the body portion 32b. This straight distal end portion 32a punches out the non-penetrating portion 41 of the recess 30 formed by the first press die 24a, and the through hole, that is, the straight portion 18a of the nozzle opening 18 (see FIG. 7C). Used to form. The punch holder 35 is attached to an upper die set (not shown) and is configured to be movable up and down with respect to the positioning die 33. On the other hand, the positioning die 33 is arranged on a lower die set (not shown).

位置決めダイ３３は、凹部形成工程において凹部３０が形成された基材プレート１３´を支持すると共に、基材プレート１３´を上型、特に、第２のパンチ３２に対して位置決めする機能を有している。この位置決めダイ３３の基材プレート１３´が載置される上面には、複数の突起部３８が突設されている。この突起部３８は、図５に示すように、第１のパンチ２３のテーパー先端部２３ａの形状に倣った形状を呈しており、基材プレート１３´に形成された凹部３０に嵌入可能に構成されている。この突起部３８の内部には、挿通穴３９が形成されている。挿通穴３９は、位置決めダイ３３の高さ方向を貫通する穴であり、その一端は突起部３８の先端面に開口している。この挿通穴３９の内径は、第２のパンチ３２のストレート先端部３２ａの外径よりも少し大きく設計されており、このストレート先端部３２ａが挿通可能となっている。   The positioning die 33 has a function of supporting the base plate 13 ′ having the recess 30 formed in the recess forming step and positioning the base plate 13 ′ with respect to the upper die, particularly the second punch 32. ing. A plurality of projecting portions 38 project from the upper surface of the positioning die 33 on which the base plate 13 ′ is placed. As shown in FIG. 5, the protruding portion 38 has a shape that follows the shape of the tapered tip portion 23a of the first punch 23, and can be fitted into the recess 30 formed in the base plate 13 '. Has been. An insertion hole 39 is formed inside the protrusion 38. The insertion hole 39 is a hole that passes through the height direction of the positioning die 33, and one end of the insertion hole 39 opens at the distal end surface of the protrusion 38. The inner diameter of the insertion hole 39 is designed to be slightly larger than the outer diameter of the straight tip 32a of the second punch 32, and the straight tip 32a can be inserted.

上記凹部形成工程は、第１のプレス金型２４ａを用いて行われる。この凹部形成工程では、基材プレート１３´をダイ２５上にセットし、この状態でパンチホルダ２７をダイ２５側に向けて下降させる。すると、まずストリッパ２６の下面（押圧面）が、基材プレート１３´の一方の面である第１の面に当接する。ストリッパ２６の押圧面が、基材プレート１３´の第１の面に当接した状態で、コイルスプリングの付勢力に抗しながらパンチホルダ２７をさらに下方に押し下げると、図６（ａ）に示すように、第１のパンチ２３のテーパー先端部２３ａが、基材プレート１３´の第１の面側から第２の面（他方の面）側に向けて被加工部３７に押し込まれる。この際、テーパー先端部２３ａは、基材プレート１３´の素材を流動させながら基材プレート１３´の内部に進入する。そして、テーパー先端部２３ａからの押圧力を受けた基材プレート１３´の素材の一部が、ダイ２５の逃げ孔２９側に押し出されて第２の面に***した膨隆部４０となる。   The recess forming step is performed using the first press mold 24a. In this recess forming step, the base plate 13 ′ is set on the die 25, and the punch holder 27 is lowered toward the die 25 in this state. Then, the lower surface (pressing surface) of the stripper 26 first comes into contact with the first surface that is one surface of the base plate 13 ′. When the pressing surface of the stripper 26 is in contact with the first surface of the base plate 13 ′ and the punch holder 27 is further pressed down against the urging force of the coil spring, it is shown in FIG. As described above, the tapered tip portion 23a of the first punch 23 is pushed into the workpiece 37 from the first surface side of the base plate 13 'toward the second surface (the other surface). At this time, the taper tip portion 23a enters the base plate 13 'while flowing the material of the base plate 13'. A part of the material of the base plate 13 ′ that receives the pressing force from the taper tip portion 23 a is pushed out to the escape hole 29 side of the die 25 and becomes a bulging portion 40 that is raised on the second surface.

テーパー先端部２３ａを下死点（基材プレート１３´の板厚方向の途中）まで押し込んだならば、次に、パンチホルダ２７を上昇させる。すると、下方に付勢されたストリッパ２６が基材プレート１３´に圧接したまま、テーパー先端部２３ａが基材プレート１３´から引き抜かれる。その後、パンチホルダ２７が上死点に戻るにつれて、ストリッパ２６が基材プレート１３´から離れる。そして、基材プレート１３´には、未貫通部４１を残した状態でテーパー先端部２３ａに倣った形状の凹部３０が形成される。   If the taper tip 23a is pushed down to the bottom dead center (in the middle of the thickness direction of the base plate 13 '), the punch holder 27 is then raised. Then, the taper tip part 23a is pulled out from the base plate 13 'while the stripper 26 biased downward is pressed against the base plate 13'. Thereafter, as the punch holder 27 returns to the top dead center, the stripper 26 moves away from the base plate 13 '. The base plate 13 ′ is formed with a concave portion 30 having a shape following the tapered tip portion 23 a with the non-penetrating portion 41 left.

基材プレート１３´の全ての被加工部３７に凹部３０を形成したならば、研磨工程に移行する。この研磨工程では、図６（ｂ）に示すように、基材プレート１３´の表面を研磨し、上記の膨隆部４０やその他のバリ等を除去する。なお、この研磨工程の後、基材プレート１３´の第２の面に撥水膜を形成する工程を行っても良い。   If the recessed part 30 is formed in all the process parts 37 of base-material plate 13 ', it will transfer to a grinding | polishing process. In this polishing step, as shown in FIG. 6B, the surface of the base plate 13 'is polished to remove the bulging portion 40 and other burrs. In addition, you may perform the process of forming a water repellent film on the 2nd surface of base-material plate 13 'after this grinding | polishing process.

研磨工程により基材プレート１３´の表面を平坦化したならば、続いて、第２のプレス金型２４ｂを用いて配置位置規定工程および貫通孔形成工程に移行する。配置位置規定工程では、凹部３０が形成された基材プレート１３´の表裏を反転して第１の面を位置決めダイ３３側に向けた姿勢とし、位置決めダイ３３の突起部３８を凹部３０に嵌入させた状態で基材プレート１３´を位置決めダイ３３上にセットする。これにより、基材プレート１３´の配置位置が規定される。この位置決め状態では、第２のプレス金型２４ｂの第２のパンチ３２に対し、基材プレート１３´における凹部３０の未貫通部４１の平面方向の位置が合うようになっている。   If the surface of the base plate 13 ′ is flattened by the polishing process, the process proceeds to the arrangement position defining process and the through hole forming process using the second press die 24b. In the arrangement position defining step, the front and back of the base plate 13 ′ in which the concave portion 30 is formed are reversed so that the first surface faces the positioning die 33, and the protrusion 38 of the positioning die 33 is inserted into the concave portion 30. In this state, the base plate 13 ′ is set on the positioning die 33. Thereby, the arrangement position of base material plate 13 'is prescribed | regulated. In this positioning state, the position in the planar direction of the non-penetrating portion 41 of the recess 30 in the base plate 13 ′ is aligned with the second punch 32 of the second press die 24 b.

貫通孔形成工程では、上記の位置決め状態で、位置決めダイ３３にセットされた基材プレート１３´に向けてパンチホルダ３５を下降させる。これにより、図７（ａ）に示すように、ストリッパ３４の押圧面が、基材プレート１３´の第２の面に当接する。ストリッパ３４の押圧面が、基材プレート１３´の第２の面に当接した状態で、コイルスプリングの付勢力に抗しながらパンチホルダ３５をさらに下方に押し下げると、図７（ｂ）に示すように、第２のパンチ３２のストレート先端部３２ａが、基材プレート１３´の第２の面から第１の面側に向けて凹部３０の未貫通部４１に押し込まれる。そして、第２のパンチ３２を下死点まで下降させると、凹部３０の未貫通部４１だった部分が打ち抜かれて基材プレート１３´から離脱し、抜きカス４１´となって挿通穴３９の下方に落下する。   In the through hole forming step, the punch holder 35 is lowered toward the base plate 13 ′ set on the positioning die 33 in the above-described positioning state. Thereby, as shown to Fig.7 (a), the press surface of the stripper 34 contact | abuts to the 2nd surface of base-material plate 13 '. When the pressing surface of the stripper 34 is in contact with the second surface of the base plate 13 'and the punch holder 35 is further pressed down against the urging force of the coil spring, it is shown in FIG. 7 (b). As described above, the straight tip portion 32a of the second punch 32 is pushed into the non-penetrating portion 41 of the recess 30 from the second surface of the base plate 13 'toward the first surface. Then, when the second punch 32 is lowered to the bottom dead center, the portion that was the non-penetrating portion 41 of the concave portion 30 is punched and detached from the base plate 13 ′ to become a punched waste 41 ′ and the insertion hole 39. Fall down.

ストレート先端部３２ａを下死点まで押し込んだならば、次に、パンチホルダ３５を上昇させる。すると、下方に付勢されたストリッパ３４が基材プレート１３´に圧接したまま、ストレート先端部３２ａが基材プレート１３´から引き抜かれる。その後、パンチホルダ３５が上死点に戻るにつれて、ストリッパ３４が基材プレート１３´から離れる。そして、基材プレート１３´には、未貫通部４１を貫通して形成されたストレート部１８ａと、凹部３０だったテーパー部１８ｂとが一連に連続してノズル開口１８が形成される。   Once the straight tip 32a has been pushed down to the bottom dead center, the punch holder 35 is then raised. Then, the straight tip end portion 32a is pulled out from the base plate 13 'while the stripper 34 biased downward is pressed against the base plate 13'. Thereafter, as the punch holder 35 returns to the top dead center, the stripper 34 moves away from the base plate 13 '. In the base plate 13 ′, the nozzle opening 18 is formed in a series of a straight portion 18 a formed through the non-penetrating portion 41 and a tapered portion 18 b that is the concave portion 30.

以上のように、位置決めダイ３３の突起部３８を凹部３０に嵌入させることで第２のパンチ３２に対する基材プレート１３´の配置位置を規定した位置決め状態で貫通孔形成工程を行うので、凹部３０の未貫通部４１と第２のパンチ３２の打ち込み位置とがずれることを防止することができる。これにより、形状精度良くノズル開口１８を形成することができる。その結果、ノズル開口１８からインクを噴射したときのインクの飛翔曲がり等の不具合を抑制することが可能となる。
また、突起部３８が第１のパンチ２３の先端部（テーパー先端部２３ａ）の形状に倣った形状を呈することにより、突起部３８が凹部３０に嵌入したときのガタツキを抑制することができ、これにより、位置決め精度をより向上させることが可能となる。 As described above, since the protrusion 38 of the positioning die 33 is fitted into the recess 30, the through-hole forming step is performed in a positioning state that defines the position of the base plate 13 ′ with respect to the second punch 32. It is possible to prevent the non-penetrating portion 41 and the driving position of the second punch 32 from shifting. Thereby, the nozzle opening 18 can be formed with high shape accuracy. As a result, it is possible to suppress problems such as ink bending when ink is ejected from the nozzle openings 18.
Further, the protrusion 38 exhibits a shape that follows the shape of the tip end portion (taper tip end portion 23a) of the first punch 23, whereby rattling when the protrusion portion 38 is fitted into the recess 30 can be suppressed. As a result, the positioning accuracy can be further improved.

なお、上記実施形態においては、位置決めダイ３３の突起部３８の形状を、第１のパンチ２３のテーパー先端部２３ａの形状に倣った形状とした例を示したが、これには限られない。要は、第２のパンチ３２に対する基材プレート１３´の配置位置を精度良く規定できるものであれば、どのような形状でも良い。   In the above-described embodiment, the example in which the shape of the protrusion 38 of the positioning die 33 is a shape that follows the shape of the tapered tip 23a of the first punch 23 is shown, but the present invention is not limited thereto. In short, any shape may be used as long as the arrangement position of the base plate 13 'with respect to the second punch 32 can be accurately defined.

また、以上では、本発明に係るノズル基板の製造方法を、記録ヘッド１のノズル基板１８の製造に適用した例を示したが、本発明は他の液体噴射ヘッドのノズル開口を形成する用途にも適用することができる。   In the above, the example in which the method for manufacturing the nozzle substrate according to the present invention is applied to the manufacture of the nozzle substrate 18 of the recording head 1 has been described. However, the present invention is used for forming nozzle openings of other liquid jet heads. Can also be applied.

記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part for explaining the configuration of a recording head. ノズル基板の構成を説明する平面図である。It is a top view explaining the structure of a nozzle substrate. 第１のプレス金型の構成を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the structure of a 1st press die. 第２のプレス金型の構成を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the structure of a 2nd press die. 位置決め治具における突起部の構成を説明する拡大斜視図である。It is an expansion perspective view explaining the structure of the projection part in a positioning jig. （ａ），（ｂ）はプレス加工の工程を説明する模式図である。(A), (b) is a schematic diagram explaining the process of press work. （ａ）〜（ｃ）はプレス加工の工程を説明する模式図である。(A)-(c) is a schematic diagram explaining the process of press work.

符号の説明Explanation of symbols

２３…第１のパンチ，２４ａ…第１のプレス金型，２４ｂ…第２のプレス金型，２５…ダイ，３３…位置決めダイ，３８…突起部，３９…挿通部，４１…未貫通部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... 1st punch, 24a ... 1st press die, 24b ... 2nd press die, 25 ... Die, 33 ... Positioning die, 38 ... Projection part, 39 ... Insertion part, 41 ... Non-penetration part

Claims (3)

ノズル基板となる金属板の一方の面から他方の面に向けて第１のパンチを前記金属板の板厚方向の途中まで打ち込むことにより前記金属板に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部に突起部を嵌入させて前記金属板の配置位置を規定する配置位置規定工程と、
前記金属板の他方の面から一方の面に向けて第２のパンチにより前記金属板の凹部の形成による未貫通部を打ち抜いて貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
を含むことを特徴とするノズル基板の製造方法。 A recess forming step of forming a recess in the metal plate by driving the first punch halfway in the plate thickness direction of the metal plate from one surface of the metal plate to be the nozzle substrate toward the other surface;
An arrangement position defining step of fitting a projection into the recess to define the arrangement position of the metal plate;
A through-hole forming step of forming a through-hole by punching out a non-penetrating portion formed by forming a concave portion of the metal plate with a second punch from the other surface of the metal plate toward the one surface;
A method for manufacturing a nozzle substrate, comprising: 前記配置位置規定工程において、前記第１のパンチの先端部形状に倣った形状を呈する前記突起部を前記凹部に嵌入することを特徴とする請求項１に記載のノズル基板の製造方法。   2. The method of manufacturing a nozzle substrate according to claim 1, wherein, in the arrangement position defining step, the protruding portion exhibiting a shape following the shape of the tip portion of the first punch is inserted into the concave portion. 前記配置位置規定工程では、前記第２のパンチが挿通可能な挿通穴を有する前記突起部を前記凹部に嵌入し、
前記貫通孔形成工程では、前記第２のパンチを前記挿通穴に挿通して前記貫通孔を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のノズル基板の製造方法。 In the arrangement position defining step, the protrusion having an insertion hole into which the second punch can be inserted is inserted into the recess,
3. The method of manufacturing a nozzle substrate according to claim 1, wherein, in the through hole forming step, the through hole is formed by inserting the second punch into the insertion hole.
JP2008047306A 2008-02-28 2008-02-28 Nozzle substrate manufacturing method Expired - Fee Related JP5045493B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008047306A JP5045493B2 (en) 2008-02-28 2008-02-28 Nozzle substrate manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008047306A JP5045493B2 (en) 2008-02-28 2008-02-28 Nozzle substrate manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009202429A JP2009202429A (en) 2009-09-10
JP5045493B2 true JP5045493B2 (en) 2012-10-10

Family

ID=41145188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008047306A Expired - Fee Related JP5045493B2 (en) 2008-02-28 2008-02-28 Nozzle substrate manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5045493B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009202429A (en) 2009-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3736550B2 (en) Fine hole drilling apparatus, processing method therefor, and liquid jet head manufacturing method using the same
JP2009000729A (en) Press working method, punching plate, and liquid jetting head
JP2009178767A (en) Punch for porous processing, and method for producing metal plate
US20050044919A1 (en) Liquid ejection head, method of manufacturing the same, and mold used in the method
JP5024543B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP2009000733A (en) Press working method, punching plate, and liquid jetting head
JP4517778B2 (en) Fine hole drilling method and liquid jet head manufacturing apparatus
WO2004004943A1 (en) Fine forging method, method of manufacturing liquid injection head, and liquid injection head
JP5045493B2 (en) Nozzle substrate manufacturing method
JP3757965B2 (en) Fine hole drilling method, liquid ejecting head manufacturing method using the same, and liquid ejecting head manufacturing apparatus
JP3654296B2 (en) Method for manufacturing liquid jet head
JP5056517B2 (en) Nozzle plate manufacturing method and liquid jet head
JP2009208379A (en) Manufacturing method for nozzle substrate
JP3807389B2 (en) Male mold, liquid jet head, liquid jet head manufacturing method, and forging device
JP2009233879A (en) Liquid jet head, method for manufacturing liquid jet head and method for manufacturing metal sheet
US7194886B2 (en) Method for forging plate and method for manufacturing a liquid ejection head
JP4604471B2 (en) Method of manufacturing liquid jet head and liquid jet head obtained thereby
JP2009208404A (en) Method for manufacturing nozzle plate and liquid jet head
JP2009214284A (en) Manufacturing method of nozzle plate
JP4529807B2 (en) Punch for forming nozzle opening of liquid jet head, and method for manufacturing liquid jet head
JP5104354B2 (en) Metal plate manufacturing method and liquid jet head
JP4729840B2 (en) Method of manufacturing liquid jet head and liquid jet head obtained thereby
JP2006068767A (en) Method for piercing fine hole, tool used for the same, and method and apparatus for manufacturing liquid injection head
JP2004098165A (en) Forging method and manufacturing method of liquid injection head
JP2009214523A (en) Method for manufacturing nozzle head, and liquid injection head

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101007

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120615

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120619

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120702

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150727

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5045493

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees