JP5056517B2 - Nozzle plate manufacturing method and liquid jet head - Google Patents

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

Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置に設らけれるノズルプレートの製造方法、およびこのノズルプレートを装着した液体噴射ヘッドに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle plate provided in a liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording apparatus, and a liquid ejecting head equipped with the nozzle plate.

液体噴射装置、例えば、圧力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滴として吐出させるインクジェット式記録装置などの液体噴射ヘッドのノズルプレートは、ステンレス鋼板などの金属板に微細径の貫通孔を複数開設して構成されている。金属板に貫通孔を開設する方法としては、金型を用いたプレス加工（塑性加工）方法がある。   A nozzle plate of a liquid ejecting head such as an ink jet recording apparatus that ejects liquid droplets from a nozzle opening by causing a pressure fluctuation in a liquid in a pressure chamber is formed on a metal plate such as a stainless steel plate with a fine diameter. A plurality of through holes are opened. As a method for opening a through hole in a metal plate, there is a press working (plastic working) method using a mold.

プレス加工の場合、一般的には、ノズルプレートとなる薄い金属板の一方の面からパンチを押し込み、反対側に隆出した隆出部をその後の研磨工程で除去し、これによりノズル開口となる貫通孔を開設する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００７−１３７０３９号公報 In the case of press working, generally, a punch is pushed in from one surface of a thin metal plate to be a nozzle plate, and the protruding portion protruding to the opposite side is removed in a subsequent polishing step, thereby forming a nozzle opening. A method of opening a through hole has been proposed (for example, Patent Document 1).
JP 2007-137039 A

金属板に一度のプレス加工でノズル開口の下孔となる凹部を開設することはできるが、金属板の材質が柔らかい場合、図５に示すように、パンチを打ち込んだ際にパンチの周りに***部８０ができ、この***部８０が後のステージで上から金型のストリッパプレートに押圧されて凹部の開口形状が変形してしまい、最終的にはノズル開口の形状精度が低下して吐出特性に問題が生じることがある。   Although it is possible to open a recess that serves as a pilot hole in the nozzle opening by pressing the metal plate once, if the metal plate material is soft, as shown in FIG. And the raised portion 80 is pressed against the stripper plate of the mold from the top in the subsequent stage, and the shape of the opening of the recess is deformed. Finally, the shape accuracy of the nozzle opening is lowered and the discharge characteristics are reduced. May cause problems.

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、その目的は、金属板の材質が柔らかであっても打ち込んだパンチの周りに***部が生じてノズル開口の形状が変形することのないノズルプレートの製造方法、およびこのノズルプレートを装着した液体噴射ヘッドを提供しようとするものである。   The present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to provide a nozzle plate that does not deform the shape of the nozzle opening due to a raised portion around the punch that has been struck even if the material of the metal plate is soft. And a liquid jet head equipped with this nozzle plate.

前記した目的を達成するために、本発明に係るノズルプレートの製造方法は、第１金属板の一方の面に、第１金属板よりも硬い第２金属板を重ね合わせ、この重ね合わせた状態で第２金属板側から第１金属板側にパンチの挿入突部を打ち込んで、パンチの打ち込みに伴って前記挿入突部により第２金属板を第１金属板の板厚の内部まで引き込みながら凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部形成工程でパンチを打ち込んだ面とは反対側の面を除去して前記凹部を、底部を除去して一連の貫通孔に貫通させてノズル開口とする貫通工程と、
を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention is such that a second metal plate harder than the first metal plate is superposed on one surface of the first metal plate, and this superposed state is achieved. Then, the punch insertion protrusion is driven from the second metal plate side to the first metal plate side, and the second metal plate is drawn into the thickness of the first metal plate by the insertion protrusion as the punch is driven. A recess forming step for forming the recess;
A step of removing the surface opposite to the surface in which the punch is punched in the step of forming the recess to remove the recess and penetrating a series of through holes to form a nozzle opening; and
It is characterized by including.

この様に、第１金属板の面にそれよりも硬い第２金属板を重ね合わせ、硬い第２金属板側から第１金属板側にパンチを打ち込むと、パンチの挿入突部の挿入によって第２金属板の肉（素材）が塑性変形で移動したとしても、硬い第２金属板がパンチの進入に伴って引き込まれて第１金属板の表面を被覆しているので、パンチが挿入される第２金属板の表面には***部は生じない。したがって、その後の工程で凹部の周りにストリッパが圧接しても凹部の開口形状に変化は生じない。このため、凹部を貫通させてノズル開口としても、ノズル開口の形状が変形することを防止でき、吐出特性の低下を防止できる。   In this manner, when a second metal plate that is harder than the first metal plate is overlaid on the surface of the first metal plate and a punch is driven from the hard second metal plate side to the first metal plate side, the first insertion portion of the punch inserts the first metal plate. Even if the meat (material) of the two metal plates moves due to plastic deformation, the hard second metal plate is pulled in as the punch enters and covers the surface of the first metal plate, so that the punch is inserted. A raised portion does not occur on the surface of the second metal plate. Therefore, even if the stripper is pressed around the recess in the subsequent process, the opening shape of the recess does not change. For this reason, even if it penetrates a recessed part and it is set as a nozzle opening, it can prevent that the shape of a nozzle opening changes, and can prevent the fall of a discharge characteristic.

そして、前記凹部形成工程が終了したならば、第２金属板を第１金属板から取り去ることが望ましい。この様にすると、第１金属板の特性を活かすことができるからである。   And if the said recessed part formation process is complete | finished, it is desirable to remove a 2nd metal plate from a 1st metal plate. This is because the characteristics of the first metal plate can be utilized.

また、前記第１金属板が４２アロイ板であって、第２金属板がステンレス鋼板であることが望ましい。４２アロイは、接合相手と熱膨張率が近いので、液体噴射ヘッドとして組み付ける際に確実に接合することができる。   Preferably, the first metal plate is a 42 alloy plate and the second metal plate is a stainless steel plate. Since the 42 alloy has a thermal expansion coefficient close to that of the bonding partner, the 42 alloy can be reliably bonded when assembled as a liquid jet head.

前記パンチの挿入突部が先端に向かって縮径するテーパー部を有し、該テーパー部の先端が円形平面を先端に有する円柱部で構成してもよい。噴射する液体のメニスカスが円柱部で形成したストレート部を進退することとなり、噴射特性を安定させることができる。   The punch insertion protrusion may have a tapered portion whose diameter decreases toward the tip, and the tip of the taper may be a cylindrical portion having a circular plane at the tip. The meniscus of the liquid to be ejected advances and retreats the straight portion formed by the cylindrical portion, and the ejection characteristics can be stabilized.

前記した製造方法により製造したノズルプレートを装着した液体噴射ヘッドは、凹部を貫通した孔、すなわちノズル開口が製造途中で潰されることもなく開口形状の精度が高く維持されるので、液体の噴射特性を高めることができる。   The liquid jet head equipped with the nozzle plate manufactured by the above-described manufacturing method maintains the accuracy of the opening shape without crushing the hole penetrating the recess, that is, the nozzle opening in the middle of manufacturing, so that the liquid jet characteristics Can be increased.

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プレート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プレート１３は、例えば、ステンレス鋼、４２アロイなどの金属板材（金属板３１）から作製し、パンチ（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プレート１３に形成されている。   As shown in FIG. 2, the nozzle plate 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 plate 13 of the present embodiment is made of a metal plate material (metal plate 31) such as stainless steel or 42 alloy, for example, and a row of nozzle openings 18 by pressing using a punch (see FIG. 3 etc.), that is, A plurality of nozzle rows (a type 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 plate 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.

ノズルプレート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 plate 13 is a composite plate material having a double structure 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、プレス金型を使用してノズルプレート１３を製造する方法を、図３に基づいて説明する。図３はプレス金型の構成を説明する断面図である。
このプレス金型は、ノズルプレート１３の材料である金属板３１を載せるダイ３２と、プレス機のラム（図示せず）の下面に取り付けるパンチホルダ３３と、このパンチホルダ３３の下にスプリングやエラストマ等の弾性材３４を介してパンチホルダ３３に対して上下動可能な状態で設けたストリッパ３５と、パンチホルダ３３に基端部分を固定して下向きに設けられたパンチ３６と、から概略構成されている。 Next, a method of manufacturing the nozzle plate 13 using a press mold will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the press die.
The press mold includes a die 32 on which a metal plate 31 that is a material of the nozzle plate 13 is placed, a punch holder 33 attached to a lower surface of a ram (not shown) of a press machine, and a spring and an elastomer under the punch holder 33. A stripper 35 provided so as to be movable up and down with respect to the punch holder 33 via an elastic material 34 such as a punch, and a punch 36 provided downward with the base end portion fixed to the punch holder 33. ing.

金属板３１は、例えば、厚みが３０〜１００μｍ程度で、ステンレス鋼や４２Ａｌｌｏｙなどの合金からなる。なお、この金属板３１は、流路形成基板１２に熱硬化性樹脂等を用いて２００℃〜３００℃で加熱して接合されるので、線膨張係数が流路形成基板１２に近いことが望ましい。このため、図面の実施形態においては、４２アロイ製金属板を第１金属板３１ａとして使用し、また、４２アロイという比較的柔らかな材質の加工性を補うために、第１金属板３１ａよりも剛性が高い（硬い）第２金属板３１ｂとしてステンレス鋼板を第１金属板３１ａに重ねてプレス加工する。   The metal plate 31 has, for example, a thickness of about 30 to 100 μm and is made of an alloy such as stainless steel or 42 Alloy. Since the metal plate 31 is joined to the flow path forming substrate 12 by heating at 200 ° C. to 300 ° C. using a thermosetting resin or the like, the linear expansion coefficient is preferably close to that of the flow path forming substrate 12. . For this reason, in the embodiment of the drawing, a 42 alloy metal plate is used as the first metal plate 31a and moreover than the first metal plate 31a in order to supplement the workability of a relatively soft material such as 42 alloy. A stainless steel plate is stacked on the first metal plate 31a as the second metal plate 31b having high rigidity (hard), and is pressed.

ダイ３２は、鋼鉄製の平坦な板材であり、後述するパンチ３６で加工するステージ、すなわち、パンチ３６の直下に対応する位置に、下孔となる凹部よりも少し大きな貫通開口部５３が開設されている。   The die 32 is a flat plate made of steel, and a through-opening 53 that is slightly larger than the recess serving as a lower hole is opened at a stage that is processed by the punch 36 described later, that is, at a position corresponding to a position directly below the punch 36. ing.

パンチ３６は、外径が２０〜３０μｍの円柱形に形成されており、先端部分には挿入突部３７が形成され、基端部分がパンチホルダ３３に強固に固定され、軸方向の途中の部分はストリッパ３５に開設された貫通ガイド孔４３内に挿通され、このガイド孔４３に案内されながら下降して先端の挿入突部３７が金属板３１の表面に対して直交する状態で打ち込まれるように構成されている。そして、図面に示す挿入突部３７は、先端に向かって次第に縮径するテーパー部３７ａを形成すると共に、該テーパー部３７ａの先端に他の部分よりも細い円柱部３７ｂを形成し、該円柱部３７ｂの先端を円形平面としている。   The punch 36 is formed in a cylindrical shape having an outer diameter of 20 to 30 μm, an insertion protrusion 37 is formed at the distal end portion, the proximal end portion is firmly fixed to the punch holder 33, and a portion in the middle of the axial direction Is inserted into a through guide hole 43 provided in the stripper 35, and is lowered while being guided by the guide hole 43 so that the insertion protrusion 37 at the tip is driven in a state orthogonal to the surface of the metal plate 31. It is configured. The insertion protrusion 37 shown in the drawing forms a tapered portion 37a that gradually decreases in diameter toward the tip, and forms a cylindrical portion 37b that is thinner than the other portions at the tip of the tapered portion 37a. The tip of 37b is a circular plane.

次に、前記した構成からなるプレス金型を使用してノズル開口１８の下穴となる凹部を形成する凹部形成工程を行う場合について説明する。なお、ダイ３２はプレス機の図示しないボルスタ等の支持盤上に固定され、パンチホルダ３３はラムの下面に固定され、ダイ３２とパンチホルダ３３（パンチ３６）との相対位置やパンチ３６の下死点調整などの型調整はすべて終了していることとする。   Next, the case where the recessed part formation process which forms the recessed part used as the pilot hole of the nozzle opening 18 using the press die which consists of an above described structure is demonstrated. The die 32 is fixed on a support plate such as a bolster (not shown) of the press machine, the punch holder 33 is fixed to the lower surface of the ram, and the relative position between the die 32 and the punch holder 33 (punch 36) or under the punch 36. All mold adjustments such as dead center adjustment have been completed.

まず、ダイ３２の上に、第１金属板３１ａの一方の面に、第１金属板３１ａよりも硬い第２金属板３１ｂを重ね合わせ、この重合状態で第２金属板３１ｂ側から第１金属板３１ａ側にパンチ３６の挿入突部３７を打ち込んで、パンチ３６の打ち込みに伴って前記挿入突部３７により第２金属板３１ｂを第１金属板３１ａの板厚の内部まで引き込みながら凹部４０を形成する凹部形成工程を行う。具体的には、図面に示す例では、第１金属板３１ａとしての４２アロイ板の一方の面（上面）上に、第２金属板３１ｂとして４２アロイよりも硬いステンレス板を重ね合わせ、この重合状態で第２金属板３１ｂ側（ステンレス板側）から第１金属板３１ａ側（４２アロイ板側）に向けて、すなわち、上から下に向けてパンチ３６の挿入突部３７を打ち込む。すると、パンチ３６の挿入突部３７の先端が上層に位置するステンレス板３１ｂの上面に当接し、さらにパンチ３６を下降すると、挿入突部３７の先端の面がステンレス板３１ｂと４２アロイ板３１ａを共に窪ませ、さらに下降すると遂にはステンレス板３１ｂが破断して下降する。この下降において、ステンレス板３１ｂがパンチ３６の挿入突部３７との強い摩擦力で４２アロイ板３１ａの板厚の内部まで引き込まれながら下降する(図４（ｂ））。そして、パンチ３６が下死点まで下降すると、未貫通部である底部４１を有する凹部４０が形成されると共に、４２アロイ板３１ａの下面に膨出部４２が形成される。このパンチ３６の打ち込みにおいて、パンチ３６の挿入突部３７の挿入によって４２アロイの肉（素材）が塑性変形で移動したとしても、硬いステンレス板３１ｂがパンチ３６の進入に伴って引き込まれて４２アロイ板３１ａの表面を被覆しているので、パンチ３６が挿入されるステンレス板３１ｂの表面には***部は生じない。   First, a second metal plate 31b that is harder than the first metal plate 31a is overlaid on one surface of the first metal plate 31a on the die 32, and the first metal from the second metal plate 31b side in this superposed state. The insertion protrusion 37 of the punch 36 is driven into the plate 31a side, and the recess 40 is formed while the second metal plate 31b is drawn into the thickness of the first metal plate 31a by the insertion protrusion 37 as the punch 36 is driven. The recessed part formation process to form is performed. Specifically, in the example shown in the drawing, a stainless plate harder than the 42 alloy as the second metal plate 31b is superposed on one surface (upper surface) of the 42 alloy plate as the first metal plate 31a. In this state, the insertion protrusion 37 of the punch 36 is driven from the second metal plate 31b side (stainless steel plate side) toward the first metal plate 31a side (42 alloy plate side), that is, from top to bottom. Then, the tip of the insertion projection 37 of the punch 36 comes into contact with the upper surface of the upper stainless steel plate 31b, and when the punch 36 is further lowered, the tip of the insertion projection 37 moves the stainless steel plate 31b and the 42 alloy plate 31a. When both are depressed and further lowered, the stainless steel plate 31b is finally broken and lowered. In this lowering, the stainless steel plate 31b is lowered while being pulled to the inside of the thickness of the 42 alloy plate 31a by a strong frictional force with the insertion protrusion 37 of the punch 36 (FIG. 4B). When the punch 36 is lowered to the bottom dead center, a recess 40 having a bottom 41 that is a non-penetrating portion is formed, and a bulging portion 42 is formed on the lower surface of the 42 alloy plate 31a. Even if the 42 alloy flesh (material) is moved by the plastic deformation due to the insertion of the insertion protrusion 37 of the punch 36 in the punch 36 driving, the hard stainless steel plate 31b is pulled in as the punch 36 enters and the 42 alloy is inserted. Since the surface of the plate 31a is covered, no raised portion is formed on the surface of the stainless steel plate 31b into which the punch 36 is inserted.

パンチ３６が下死点まで下降して重合した第１金属板３１ａと第２金属板３１ｂの表面側に凹部４０を形成すると、その後は上昇に転じる。そして、ラムの上昇に伴ってパンチ３６ホルダ３３が上昇すると、弾性材３４の復元力によりストリッパ３５がパンチホルダ３３よりも少し遅れて上昇を開始し、金属板３１の表面から離隔して上死点まで上昇する。これで凹部形成工程が終了する。   When the concave portion 40 is formed on the surface side of the first metal plate 31a and the second metal plate 31b that are polymerized by the punch 36 being lowered to the bottom dead center, thereafter, the punch turns upward. Then, when the punch 36 holder 33 rises as the ram rises, the stripper 35 starts to rise slightly later than the punch holder 33 due to the restoring force of the elastic member 34, and is separated from the surface of the metal plate 31 and top dead. Rise to the point. This completes the recess forming step.

そして、凹部形成工程が終了すると次の凹部４０形成のために金属板３１をフィーダーにより所定のピッチだけ移動する。この移動が終了したならば、前記した操作を再度繰り返すことにより金属板３１に次の凹部４０を所定のピッチで開設することができ、これらの操作を繰り返すと、金属板３１に凹部４０を所定のピッチで順次開設することができる。そして、凹部４０を開設した部分が順次送られて各ステージでストリッパ３５の平坦面により押圧されても、凹部４０の開口の周りには***部がないので、凹部４０の開口形状が変形するおそれはない。   When the recess forming step is completed, the metal plate 31 is moved by a predetermined pitch by the feeder to form the next recess 40. When this movement is finished, the above-described operation is repeated again to open the next recess 40 in the metal plate 31 at a predetermined pitch. When these operations are repeated, the recess 40 is formed in the metal plate 31 in a predetermined manner. It can be opened sequentially at the pitch. Even if the portions where the recesses 40 are opened are sequentially sent and pressed by the flat surface of the stripper 35 on each stage, there is no raised portion around the opening of the recess 40, so the opening shape of the recess 40 is deformed. It is not.

この様にして凹部形成工程が終了したならば、金属板３１をプレス金型から外して、次の貫通工程を行う研磨装置（図示せず）に搬送する。この貫通工程では凹部形成工程で残った凹部４０の膨出部４２を研磨除去することで、孔を貫通させてノズル開口１８にすると共に、金属板３１の厚さを所定の厚さになるように研磨する。この様にして、ノズル開口１８が開設されたノズルプレート１３が作製される。なお、膨出部４２が形成されない場合であっても、金属板３１の他方の面を研磨することにより凹部４０の底部を除去して一連の貫通孔に貫通させてノズル開口１８とすることができる。   When the recess forming process is completed in this manner, the metal plate 31 is removed from the press mold and conveyed to a polishing apparatus (not shown) that performs the next penetration process. In this penetrating step, the bulging portion 42 of the concave portion 40 remaining in the concave portion forming step is polished and removed, thereby penetrating the hole into the nozzle opening 18 and making the metal plate 31 have a predetermined thickness. To polish. In this way, the nozzle plate 13 in which the nozzle openings 18 are opened is manufactured. Even when the bulging portion 42 is not formed, the other surface of the metal plate 31 may be polished to remove the bottom of the recess 40 and pass through the series of through holes to form the nozzle openings 18. it can.

なお、第１金属板３１ａ（４２アロイ板）を被覆する第２金属板３１ｂ（ステンレス板）は、凹部形成工程が終了した時点で剥がして取り去ってもよい。また、この第２金属板３１ｂは、凹部形成工程が終了した後に取り去ればよいので、前記した貫通工程で研磨することにより取り去ってもよい。なお、この第２金属板３１ｂは必ずしも取り去る必要はなく、そのまま残しても良い。   The second metal plate 31b (stainless steel plate) that covers the first metal plate 31a (42 alloy plate) may be peeled off and removed when the recess forming step is completed. Moreover, since this 2nd metal plate 31b should just be removed after the recessed part formation process is complete | finished, you may remove it by grind | polishing at an above described penetration process. The second metal plate 31b does not necessarily have to be removed and may be left as it is.

なお、前記した実施形態においては、第１金属板３１ａの全面に第２金属板３１ｂを重ねたが、この第２金属板３１ｂは、パンチ３６を打ち込む部分よりも余裕をもって含む大きさであれば全面でなくても、部分的に重ねるだけでもよい。また、この第２金属板３１ｂは、接着剤等の接合手段により第１金属板３１ａの一方の面に重ね合わせて接合することが望ましいが、接合手段を用いることなく重ね合わせるだけでもよい。また、第１金属板３１ａと第２金属板３１ｂの材質は、４２アロイとステンレス板との組み合わせに限定されるものではない。   In the above-described embodiment, the second metal plate 31b is stacked on the entire surface of the first metal plate 31a. However, the second metal plate 31b has a size that includes a margin more than the portion into which the punch 36 is driven. Even if it is not the entire surface, it may be only partially overlapped. The second metal plate 31b is desirably overlapped and bonded to one surface of the first metal plate 31a by a bonding means such as an adhesive, but may be simply overlapped without using the bonding means. The material of the first metal plate 31a and the second metal plate 31b is not limited to the combination of 42 alloy and stainless steel plate.

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. ノズルプレートの平面図である。It is a top view of a nozzle plate. 本発明で使用するプレス金型を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the press metal mold | die used by this invention. 凹部形成工程の説明図である。It is explanatory drawing of a recessed part formation process. 金属板に発生した***部を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the protruding part which generate | occur | produced in the metal plate.

符号の説明Explanation of symbols

１…記録ヘッド、１３…ノズルプレート、１８…ノズル開口、３１…金属板、３１ａ…第１金属板、３１ｂ…第２金属板、３２…ダイ、３３…パンチホルダ、３４…弾性材、３５…ストリッパ、３６…パンチ、３７…パンチの挿入突部、４０…凹部、４１…凹部の底部、４２…膨出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Recording head, 13 ... Nozzle plate, 18 ... Nozzle opening, 31 ... Metal plate, 31a ... 1st metal plate, 31b ... 2nd metal plate, 32 ... Die, 33 ... Punch holder, 34 ... Elastic material, 35 ... Stripper 36 ... Punch 37 ... Punch insertion protrusion 40 ... Concave part 41 ... Bottom part of concave part 42 ... Swelling part

Claims (5)

第１金属板の一方の面に、第１金属板よりも硬い第２金属板を重ね合わせ、この重ね合わせた状態で第２金属板側から第１金属板側にパンチの挿入突部を打ち込んで、パンチの打ち込みに伴って前記挿入突部により第２金属板を第１金属板の板厚の内部まで引き込みながら凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部形成工程でパンチを打ち込んだ面とは反対側の面を除去して前記凹部を、底部を除去して一連の貫通孔に貫通させてノズル開口とする貫通工程と、
を含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。 A second metal plate that is harder than the first metal plate is superimposed on one surface of the first metal plate, and a punch insertion protrusion is driven from the second metal plate side to the first metal plate side in this superimposed state. Then, a recess forming step of forming a recess while pulling the second metal plate to the inside of the thickness of the first metal plate by the insertion protrusion as the punch is driven,
A step of removing the surface opposite to the surface in which the punch is punched in the step of forming the recess to remove the recess and penetrating a series of through holes to form a nozzle opening; and
The manufacturing method of the nozzle plate characterized by including. 前記凹部形成工程が終了した後に第２金属板を第１金属板から取り去ることを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。   The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein the second metal plate is removed from the first metal plate after the recess forming step is completed. 前記第１金属板が４２アロイ板であって、第２金属板がステンレス鋼板であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のノズルプレートの製造方法。   The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1 or 2, wherein the first metal plate is a 42 alloy plate, and the second metal plate is a stainless steel plate. 前記パンチの挿入突部が先端に向かって縮径するテーパー部を有し、該テーパー部の先端が円形平面を先端に有する円柱部で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のノズルプレートの製造方法。   The insertion protrusion of the punch has a tapered portion whose diameter decreases toward the tip, and the tip of the tapered portion is constituted by a cylindrical portion having a circular flat surface at the tip. 4. The method for producing a nozzle plate according to any one of 3 above. 請求項１から４のいずれか一項により製造したノズルプレートを装着し、ノズル開口としての前記貫通孔から液滴を噴射するようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッド。   A liquid ejecting head comprising: a nozzle plate manufactured according to claim 1; and a droplet ejected from the through hole serving as a nozzle opening.
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