JP5719523B2 - Liquid jet recording head, liquid jet recording apparatus, and method of manufacturing liquid jet head - Google Patents
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Description
本発明は、液体噴射孔より液体を噴射して被記録媒体に画像や文字を記録する液体噴射ヘッドの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid from a liquid ejecting hole to record images and characters on a recording medium.
一般に、液体噴射記録装置は被記録媒体を搬送する搬送装置と、インクなどの液体を噴射する液体噴射ヘッドを備えている。そして複数のノズルからインクを吐出させるインクジェットヘッドを用いて、被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット記録装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。インクジェット記録装置のインクジェットヘッドのヘッドチップは、複数の溝を有する圧電セラミックスプレートとカバープレートを貼り合せることにより構成している。 In general, a liquid jet recording apparatus includes a transport device that transports a recording medium and a liquid jet head that jets a liquid such as ink. An inkjet recording apparatus that records characters and images on a recording medium using an inkjet head that ejects ink from a plurality of nozzles is known (for example, see Patent Document 1). The head chip of the ink jet head of the ink jet recording apparatus is configured by bonding a piezoelectric ceramic plate having a plurality of grooves and a cover plate.
カバープレートにはカバープレートの一端面から他端面に貫通する開口部が設けられており、この開口部が圧電セラミックスプレートの溝と連通することにより、開口部を介して溝へインクを供給している。この圧電セラミックスプレートとカバープレートにより、相互に独立した複数のインク流路を備えている。各インク流路の両側壁には、長手方向に沿って一対の電極が配置され、これら電極に加える電位によって側壁を弾性変形させ、ポンプ効果によってインク流路内のインクをノズルから射出することができるようになっている。これらの電極は、インクに対する耐薬品性を有する樹脂製の保護膜によって被覆されている。この保護膜により、インクに起因する電極の導通や腐食を防止している。 The cover plate is provided with an opening penetrating from one end surface of the cover plate to the other end surface, and this opening communicates with the groove of the piezoelectric ceramic plate to supply ink to the groove through the opening. Yes. The piezoelectric ceramic plate and the cover plate are provided with a plurality of independent ink flow paths. A pair of electrodes are arranged along the longitudinal direction on both side walls of each ink flow path, and the side walls are elastically deformed by a potential applied to these electrodes, and ink in the ink flow path is ejected from the nozzles by a pump effect. It can be done. These electrodes are covered with a resin protective film having chemical resistance to ink. This protective film prevents conduction and corrosion of the electrode due to the ink.
しかしながら、従来は上述した方式を採用したインクジェットヘッドの製造工程において、樹脂製の保護膜を形成すべき電極以外の部分も保護膜により覆われてしまうため、アッシング工程により不要な保護膜を除去する必要がある。これに関連してアッシング工程では、電極の保護膜まで除去してしまわないように、アッシング工程中において上述したカバープレートの開口部を一時的に塞ぐ必要がある。そのため、アッシング工程において開口部を閉塞する冶具を開口部に乗せる作業が必要となり生産性を低下させる要因になっている。 However, conventionally, in the manufacturing process of the inkjet head employing the above-described method, portions other than the electrode on which the resin protective film is to be formed are also covered with the protective film, and therefore the unnecessary protective film is removed by the ashing process. There is a need. In this connection, in the ashing process, it is necessary to temporarily close the opening of the cover plate described above during the ashing process so that the protective film of the electrode is not removed. Therefore, in the ashing process, an operation for placing a jig for closing the opening on the opening is required, which is a factor of reducing productivity.
また、冶具は硬質なセラミックなどで構成されているため、使用中に割れや欠けができ易い。さらにカバープレートも硬質なセラミックで構成されているため、カバープレートの開口部を作製する際の加工公差により冶具を開口部に乗せた時に開口部を完全に閉塞できないことがある。これにより、開口部の両端部に隙間ができるという問題があり、アッシング工程により該隙間を介して、電極を導通や腐食から保護する保護膜を破壊してしまう虞がある。そのため従来の加工方法は加工品質や製造コストの面で問題がある。 Further, since the jig is made of hard ceramic or the like, it is easy to crack or chip during use. Further, since the cover plate is also made of a hard ceramic, the opening may not be completely closed when a jig is placed on the opening due to processing tolerances when the opening of the cover plate is produced. Accordingly, there is a problem that a gap is formed at both ends of the opening, and the protective film that protects the electrode from conduction and corrosion may be destroyed through the gap by the ashing process. Therefore, the conventional processing method has problems in terms of processing quality and manufacturing cost.
そこで本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、歩留まりと生産性を向上することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a method of manufacturing a liquid ejecting head that can improve yield and productivity.
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの第一の態様は、液体を噴射する噴射孔に連通する複数の溝を有するアクチュエータプレートと、溝のそれぞれに液体を供給する液体導入孔が形成されたカバープレートと、を備えた液体噴射記録ヘッドであって、液体導入孔は、カバープレートの一端面に設ける第一液体導入部と、カバープレートの他端面に設けるとともに第一液体導入部に連通する第二液体導入部によって形成されることを特徴としている。この態様により、アッシング工程において電極の保護膜を破壊することを効果的に防止することができる。 A first aspect of the liquid jet recording head according to the present invention is an actuator plate having a plurality of grooves communicating with jetting holes for jetting liquid, and a cover plate having a liquid introduction hole for supplying liquid to each of the grooves. And a liquid introduction hole provided on one end surface of the cover plate, and a second liquid introduction hole provided on the other end surface of the cover plate and communicating with the first liquid introduction portion. It is characterized by being formed by a liquid introduction part. According to this aspect, it is possible to effectively prevent destruction of the protective film of the electrode in the ashing process.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの第二の態様は、ヘッドの第一の態様において、第一液体導入部と第二液体導入部のカバープレートの厚みに対する深さは、互いにカバープレートの厚みの半分の深さであることを特徴としている。この態様により、第一液体導入部と第二液体導入部をカバープレートに形成する際に同じ加工工程を用いることができるので、製造コストの低下を図ることができる。 According to a second aspect of the liquid jet recording head of the present invention, in the first aspect of the head, the depth of the first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion with respect to the thickness of the cover plate is equal to the thickness of the cover plate. It is characterized by being half the depth. According to this aspect, since the same processing steps can be used when forming the first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion on the cover plate, the manufacturing cost can be reduced.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの第三の態様は、ヘッドの第一または第二の態様において、第一液体導入部は一端面からカバープレートの厚み方向に徐々に深くなっていることを特徴としている。この態様により、第一液体導入部と第二液体導入部が連通する部分を小さくすることにより、アッシング工程において電極の保護膜を破壊することを効果的に防止することができる。 A third aspect of the liquid jet recording head according to the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the head, the first liquid introducing portion is gradually deepened in the thickness direction of the cover plate from one end face. It is said. According to this aspect, it is possible to effectively prevent the protective film of the electrode from being destroyed in the ashing process by reducing the portion where the first liquid introducing portion and the second liquid introducing portion communicate with each other.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの第四の態様は、ヘッドの第一乃至第三のいずれかの態様において、第二液体導入部は他端面からカバープレートの厚み方向に徐々に深くなっていることを特徴としている。この態様により、第一液体導入部と第二液体導入部が連通する部分を小さくすることにより、アッシング工程において電極の保護膜を破壊することを効果的に防止することができる。 In a fourth aspect of the liquid jet recording head according to the present invention, in any one of the first to third aspects of the head, the second liquid introduction portion is gradually deepened in the thickness direction of the cover plate from the other end surface. It is characterized by that. According to this aspect, it is possible to effectively prevent the protective film of the electrode from being destroyed in the ashing process by reducing the portion where the first liquid introducing portion and the second liquid introducing portion communicate with each other.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの第五の態様は、ヘッドの第一乃至第四のいずれかの態様において、第一液体導入部と第二液体導入部は、互いに対向する位置に設けることを特徴としている。この態様により、第一液体導入部と第二液体導入部を形成する一端面と他端面で対向しているので、加工平面における加工位置が同じになるので、製造コストの低下を図ることができる。 According to a fifth aspect of the liquid jet recording head of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the head, the first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion are provided at positions facing each other. It is a feature. According to this aspect, since the one end surface and the other end surface that form the first liquid introducing portion and the second liquid introducing portion are opposed to each other, the processing position on the processing plane becomes the same, so that the manufacturing cost can be reduced. .
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの第六の態様は、ヘッドの第一乃至第四のいずれかの態様において、第一液体導入部と第二液体導入部は、互いに対向する位置から所定距離異なる位置に設けることを特徴としている。この態様により、第一液体導入部と第二液体導入部が連通する部分を対向する位置に設けないことができるので、カバープレートの開口部から溝の電極が露出せず、アッシング工程において電極の保護膜を破壊することを効果的に防止することができる。 According to a sixth aspect of the liquid jet recording head according to the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the head, the first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion are different from each other by a predetermined distance. It is characterized by being provided at a position. According to this aspect, since the portion where the first liquid introducing portion and the second liquid introducing portion communicate with each other can be not provided at the opposing positions, the electrode of the groove is not exposed from the opening portion of the cover plate, and the electrode in the ashing process is not exposed. It is possible to effectively prevent destruction of the protective film.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの第七の態様は、ヘッドの第一乃至第六のいずれかの態様において、第一液体導入部と第二液体導入部は、互いにカバープレートの厚みに対して最も深い位置で連通することを特徴としている。この態様により、第一液体導入部と第二液体導入部が連通する部分を小さくするとともに、第一液体導入部と第二液体導入部をカバープレートに形成する際に同じ加工工程を用いることができるので、製造コストの低下を図ることができる。 A seventh aspect of the liquid jet recording head according to the present invention is the liquid jet recording head according to any one of the first to sixth aspects of the head, wherein the first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion are relative to the thickness of the cover plate. It is characterized by communicating at the deepest position. According to this aspect, the portion where the first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion communicate with each other can be reduced, and the same processing step can be used when forming the first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion on the cover plate. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
本発明に係る液体噴射記録装置の態様は、ヘッドの第一乃至第七のいずれかの態様において記載した液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッドへ液体を液体貯留部から供給する液体供給路と、を有することを特徴としている。 An aspect of the liquid jet recording apparatus according to the present invention includes the liquid jet head described in any one of the first to seventh aspects of the head, and a liquid supply path that supplies liquid from the liquid reservoir to the liquid jet head. It is characterized by having.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの製造方法の第一の態様は、液体を噴射する噴射孔に連通する複数の溝を有するアクチュエータプレートと、溝のそれぞれに液体を供給する液体導入孔が形成されたカバープレートと、を備えたヘッドチップと、を製造する液体噴射ヘッドの製造方法であって、液体導入孔を形成する工程は、カバープレートの一端面に第一液体導入部を加工する第一加工工程と、カバープレートの他端面に第二液体導入部を加工する第二加工工程からなることを特徴としている。 According to a first aspect of the method for manufacturing a liquid jet recording head according to the present invention, an actuator plate having a plurality of grooves communicating with the jet holes for jetting the liquid, and a liquid introduction hole for supplying the liquid to each of the grooves are formed. A liquid jet head manufacturing method for manufacturing a head chip including a cover plate, wherein the step of forming a liquid introduction hole is a first process of processing a first liquid introduction portion on one end surface of the cover plate. It is characterized by comprising a processing step and a second processing step of processing the second liquid introduction portion on the other end face of the cover plate.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの製造方法の第二の態様は、製造方法の第一の態様において、第一加工工程と第二加工工程が形成する第一液体導入部と第二液体導入部のカバープレートの厚みに対する深さは、互いにカバープレートの厚みの半分の深さであることを特徴としている。 According to a second aspect of the manufacturing method of the liquid jet recording head according to the present invention, in the first aspect of the manufacturing method, the first liquid introducing portion and the second liquid introducing portion formed by the first processing step and the second processing step. The depth of the cover plate with respect to the thickness of the cover plate is a half of the thickness of the cover plate.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの製造方法の第三の態様は、製造方法の第一または第二の態様において、第一加工工程において形成する第一液体導入部は一端面からカバープレートの厚み方向に徐々に深く形成することを特徴としている。 According to a third aspect of the manufacturing method of the liquid jet recording head according to the present invention, in the first or second aspect of the manufacturing method, the first liquid introduction part formed in the first processing step is the thickness of the cover plate from one end surface. It is characterized by gradually forming deeper in the direction.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの製造方法の第四の態様は、製造方法の第一乃至第三のいずれかの態様において、第二加工工程において形成する第二液体導入部は他端面からカバープレートの厚み方向に徐々に深く形成することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the manufacturing method of the liquid jet recording head according to the present invention, in any one of the first to third aspects of the manufacturing method, the second liquid introduction portion formed in the second processing step covers from the other end surface. It is characterized by being formed gradually deeper in the thickness direction of the plate.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの製造方法の第五の態様は、製造方法の第一乃至第四のいずれかの態様において、第一加工工程と第二加工工程が形成する第一液体導入部と第二液体導入部は、互いに対向する位置に設けることを特徴としている。 A fifth aspect of the method for manufacturing a liquid jet recording head according to the present invention is the first liquid introduction part formed by the first processing step and the second processing step in any one of the first to fourth aspects of the manufacturing method. And the second liquid introducing portion are provided at positions facing each other.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの製造方法の第六の態様は、製造方法の第一乃至第四のいずれかの態様において、第一加工工程と第二加工工程が形成する第一液体導入部と第二液体導入部は、互いに対向する位置から所定距離異なる位置に設けることを特徴としている。 A sixth aspect of the method for manufacturing a liquid jet recording head according to the present invention is the first liquid introduction part formed by the first processing step and the second processing step in any one of the first to fourth aspects of the manufacturing method. The second liquid introduction part is provided at a position different from the position facing each other by a predetermined distance.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの製造方法の第七の態様は、製造方法の第一乃至第六のいずれかの態様において、第一加工工程と第二加工工程が形成する第一液体導入部と第二液体導入部は、互いにカバープレートの厚みに対して最も深い位置で連通することを特徴としている。 A seventh aspect of the method for manufacturing a liquid jet recording head according to the present invention is the first liquid introduction part formed by the first processing step and the second processing step in any one of the first to sixth aspects of the manufacturing method. And the second liquid introduction part communicate with each other at the deepest position with respect to the thickness of the cover plate.
本発明に係る液体噴射記録ヘッドの製造方法の第八の態様は、製造方法の第一乃至第七のいずれかの態様において、第一加工工程と第二加工工程が形成する第一液体導入部と第二液体導入部は、サンドブラスト加工にて形成することを特徴としている。 An eighth aspect of the method for manufacturing a liquid jet recording head according to the present invention is the first liquid introduction part formed by the first processing step and the second processing step in any one of the first to seventh aspects of the manufacturing method. And the second liquid introduction part is formed by sandblasting.
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法においては、第一液体導入孔と第二液体導入孔との間を連通する導入孔をサンドブラスト加工で形成するため、新規にアッシング用冶具を作製する必要が無くなり作業時間を抑制することができる。したがって、液体噴射ヘッドの組立工程における生産性を向上することができる。 In the method for manufacturing a liquid jet head according to the present invention, since the introduction hole communicating between the first liquid introduction hole and the second liquid introduction hole is formed by sandblasting, it is necessary to newly produce an ashing jig. This eliminates work time. Therefore, productivity in the assembly process of the liquid ejecting head can be improved.
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法においては、各プレートに形成する導入孔の加工精度を向上することができる。また、プレートの導入孔に精度不良などの不具合が生じた場合には、そのプレートのみ交換することで製造することができる。したがって、液体噴射ヘッドの組立工程における無駄の発生を抑制することができ、歩留まりを向上することができる。 In the method for manufacturing a liquid jet head according to the present invention, the processing accuracy of the introduction holes formed in each plate can be improved. In addition, when a defect such as an inaccuracy occurs in the introduction hole of the plate, it can be manufactured by exchanging only the plate. Therefore, it is possible to suppress the generation of waste in the assembly process of the liquid ejecting head and to improve the yield.
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造工程においては、第一溝を加工するための位置決め用の合わせマークをフォトリソ工程で精度良く形成することができる。したがって、第一溝を所望の位置に高精度に形成することができるため、液体噴射ヘッドの組立工程における歩留まりを向上することができる。 In the manufacturing process of the liquid jet head according to the present invention, a positioning alignment mark for processing the first groove can be accurately formed by a photolithography process. Therefore, since the first groove can be formed at a desired position with high accuracy, the yield in the assembly process of the liquid ejecting head can be improved.
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法によれば、カバープレートに第一液体導入孔と第二液体導入孔を形成するため、カバープレートの開口部からアクチュエータプレートの溝に形成された電極が露出することを積極的に防止することができる。したがって、アッシング工程で開口部を塞ぐためのアッシング冶具を設置する必要が無くなる。そのため液体噴射ヘッドのアッシング工程で保護膜がアッシングされずに保護されるため、アッシング工程におけるヘッドの歩留まりと生産性を向上することができる。 According to the method for manufacturing a liquid jet head according to the present invention, the first liquid introduction hole and the second liquid introduction hole are formed in the cover plate, so that the electrode formed in the groove of the actuator plate is exposed from the opening of the cover plate. Can be actively prevented. Therefore, it is not necessary to install an ashing jig for closing the opening in the ashing process. Therefore, since the protective film is protected without ashing in the ashing process of the liquid jet head, the head yield and productivity in the ashing process can be improved.
(第一実施形態)
本発明に係る液体噴射ヘッドの第一実施形態を、図1〜図7を用いて説明する。なお、本発明では、液体噴射ヘッドの一例として、インクW(液体)を吐出可能なインクジェットヘッドを例に挙げて、そのインクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタ(液体噴射記録装置)について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of a liquid jet head according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the present invention, as an example of the liquid jet head, an ink jet head capable of ejecting ink W (liquid) is taken as an example, and an ink jet printer (liquid jet recording apparatus) equipped with the ink jet head will be described.
図1に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ1は、インクWを吐出する複数のインクジェットヘッド(液体噴射記録ヘッド)2と、記録紙(被記録媒体)Pを予め決められた搬送方向L1に搬送する搬送手段3と、この搬送方向L1に直交する直交方向L2に複数のインクジェットヘッド2を往復移動させる移動手段4とを、備えている。 As shown in FIG. 1, an inkjet printer 1 according to this embodiment includes a plurality of inkjet heads (liquid jet recording heads) 2 that eject ink W and recording paper (recording medium) P in a predetermined transport direction L1. And a moving means 4 for reciprocally moving the plurality of inkjet heads 2 in an orthogonal direction L2 orthogonal to the conveying direction L1.
つまり、このインクジェットプリンタ1は、記録紙Pを搬送方向L1に搬送しながら、該搬送方向L1に直交する直交方向L2にインクジェットヘッド2を移動させて、記録紙Pに文字や画像を記録するシャトルタイプのプリンタである。なお、本実施形態では、それぞれ異なる色(例えば、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエロー)のインクWを吐出する4つのインクジェットヘッド2を備えている場合を例にしている。なお、これら4つのインクジェットヘッド2は、同一構成とされている。これら4つのインクジェットヘッド2は、略直方体形状の筐体5内に組み込まれたキャリッジ6に搭載されている。
That is, the ink jet printer 1 moves the
キャリッジ6は、複数のインクジェットヘッド2を載置する平板状の基台6aと、該基台6aから垂直に立ち上げられた壁部6bと、で構成されており、直交方向L2に沿って配置された一対のガイドレール7,7によって往復移動可能に支持されている。また、キャリッジ6は、ガイドレール7,7に支持された状態で、一対のプーリ8,8に巻回された搬送ベルト9に連結されている。一対のプーリ8,8のうち一方のプーリ8aは、モータ10の出力軸に連結されており、モータ10からの回転駆動力を受けて回転するようになっている。これにより、キャリッジ6は、直交方向L2に向けて往復移動できるようになっている。すなわち、これら一対のガイドレール7,7、一対のプーリ8,8、搬送ベルト9およびモータ10は、上記移動手段4として機能する。
The carriage 6 includes a
また、筐体5には、一対のガイドレール7,7と同じ直交方向L2に沿って一対の搬入ローラ15と、一対の搬送ローラ16とが間隔を空けて並設されている。一対の搬入ローラ15は、筐体5の背面側に設けられ、一対の搬送ローラ16は筐体5の前面側に設けられている。そして、これら一対の搬入ローラ15および一対の搬送ローラ16は、図示しないモータによって記録紙Pを間に挟んだ状態で回転するようになっている。これにより、筐体5の背面側から前面側に向かう搬送方向L1に沿って記録紙Pを搬送することができるようになっている。すなわち、これら一対の搬入ローラ15および一対の搬送ローラ16は、上記搬送手段3として機能する。
In addition, a pair of carry-in
また、インクジェットヘッド2には供給チューブ(液体供給路)60が接続されており、この供給チューブ60は、筐体5内に組み込まれたインクタンク(液体貯留部)41に連結されている。これにより、インクタンク41に貯留されている色の異なるインクWが、4つのインクジェットヘッド2にそれぞれ供給されるようになっている。このインクタンク41は、各色のインクが充填されており、キャリッジ6のL2方向の移動や、記録紙Pの移動の邪魔にならない位置で、かつインクジェットヘッド2内に負圧を与えるように、インクジェットヘッド2のノズル開口よりも所定量低い位置に設けられている。
Further, a supply tube (liquid supply path) 60 is connected to the
さらに、インクジェットプリンタ1には、インクジェットヘッド2のクリーニング動作を行うサービスステーション11が搭載されている。このサービスステーション11では、初めてインクジェットヘッド2を取付けたときにインクジェットヘッド2内にインクWを充填する、いわゆる初期充填動作が行われる。また、起動時、印刷開始前などの所定のタイミング、あるいは任意のタイミングで、インクジェットヘッド2の表面に付着したゴミやインク滴などの除去や、ノズル詰まりを回復する、いわゆるクリーニング動作が行われる。
Further, the ink jet printer 1 is equipped with a
次に、インクジェットヘッド2について説明する。
図2、図3に示すように、各インクジェットヘッド2は、キャリッジ6の基台6aに図示しないネジを介して取り付けられる矩形状の固定板20と、固定板20の上面に固定されたヘッドチップ21と、ヘッドチップ21の後述するインク導入孔31a(図3参照)にインクWを供給する供給手段22と、後述する駆動電極37(図5参照)に駆動電圧を印加する制御手段23と、を主に備えている。
Next, the
As shown in FIGS. 2 and 3, each
また、固定板20の上面には、アルミニウムなどで形成された矩形状のベースプレート24が垂直に立ち上がった状態で固定されているとともに、ヘッドチップ21の液体導入孔である第一インク導入孔31a(第一液体導入部)及び第二インク導入孔31b(第二液体導入部)にインクWを供給する流路22eが形成された流路部材22aが固定されている。この流路部材22aの上方には、インクWを貯留する貯留室22dを内部に有する圧力緩衝器22bがベースプレート24に支持された状態で配置されている。この圧力緩衝器22bと流路部材22aとは、インク連結管22cを介して連結されている。また、圧力緩衝器22bの上部には、インクWが供給されてくる供給チューブ60が取り付けられている。
A
このように構成されたインクジェットヘッド2は、供給チューブ60を介して圧力緩衝器22bにインクWが供給されると、該インクWは圧力緩衝器22b内の貯留室22dに一旦貯留される。そして、圧力緩衝器22bは、貯留されたインクWのうち、所定量のインクWをインク連結管22c及び流路22eを介してヘッドチップ21の第一インク導入孔31a及び第二インク導入孔31bに供給するようになっている。すなわち、流路部材22a、圧力緩衝器22bおよびインク連結管22cは、上記供給手段22として機能する。
When the ink W is supplied to the
また、ベースプレート24には、ヘッドチップ21を駆動するための集積回路などの駆動回路25が搭載されたIC基板26が固定されている。この駆動回路25と、ヘッドチップ21の駆動電極37とは、複数の引き出し電極27aがプリント配線されたフレキシブル基板27を介して電気的に接続されている。そして、駆動回路25は、フレキシブル基板27を介して後述する駆動電極37に駆動電圧を印加して、インクWの吐出を行わせている。すなわち、駆動回路25及びフレキシブル基板27は、上記制御手段23として機能する。
An
次に、ヘッドチップ21について説明する。
ヘッドチップ21は、図4に示すように、アクチュエータプレート30、カバープレート31、支持プレート32、ノズルプレート33とで主に構成されている。それぞれのプレート部材は、不図示の接着剤によって接着固定されている。
Next, the
As shown in FIG. 4, the
アクチュエータプレート30は、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などの圧電材料から形成された平面視矩形のプレートである。本実施形態では、アクチュエータプレート30が設けられている。アクチュエータプレート30の表面には、長さ方向(矢印X方向)に伸びる溝部(溝)35が横幅方向(矢印Y方向)に一定間隔を空けた状態で複数形成されている。すなわち、複数の溝部35は、側壁36(図5参照)によってそれぞれ区分けされた状態となっている。また、それぞれに形成された溝部35は横幅方向(矢印Y方向)に向けて直線状に配列形成されている(図5参照)。
The
図5に示すように、複数の溝部35は、アクチュエータプレート30の前端面側に開口するように形成されているとともに、後端面に向かうにしたがって漸次深さが浅くなるように形成されている。なお、溝部35の後端面側は、図示しない封止手段によって封止されている。これら複数の溝部35は、インクWが充填されるチャネルとして機能する。
As shown in FIG. 5, the plurality of
図5、図6に示すように、側壁36の側面には、長さ方向に亘って駆動電極37がアルミニウムなどを蒸着することにより形成されている。この駆動電極37は、各溝部35内において深さが浅くなるアクチュエータプレート30の後端面側まで延設されており、図2に示す制御手段23から駆動電圧を個別に印加される。ここで、本実施形態ではアクチュエータプレート30の駆動電極37にはフレキシブル基板27の引き出し電極27aが、深さが浅くなった各溝部35に嵌り込む形で電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
そして、駆動電極37は、駆動電圧が印加されたときに、側壁36を圧電厚み滑り効果により変形させることで溝部35内の圧力を高め、充填されたインクWを溝部35内から吐出させる働きをしている。
The
また、図6に示すように本実施形態における第一インク導入孔31a及び第二インク導入孔31bのカバープレートの厚みに対する深さは、互いにカバープレートの厚みの半分の深さLとした。これにより、第一インク導入孔31aと第二インク導入孔31bをそれぞれ形成する工程を同じ工程とすることができるため、作業の簡略化を図ることができる。
図6について詳細に説明すると、図6は図3におけるA−A’断面のアクチュエータプレート30とカバープレート31を示す図であり、この断面に位置しない第一インク導入孔31aは図内において点線で示している。
Further, as shown in FIG. 6, the depth of the first
6 will be described in detail. FIG. 6 is a diagram showing the
さらに、図3〜6に示すように、本実施形態における第一インク導入孔31a又は第二インク導入孔31bはカバープレートの厚み方向に徐々に深くなっている形状である。これは、加工工程上で生じるテーパであり、下記で詳しく説明するサンドブラスト工程によって形成されている。そして第一インク導入孔31a及び第二インク導入孔31bの底部にて導入孔39が形成され、第一インク導入孔31aと第二インク導入孔31bが連通する。
Further, as shown in FIGS. 3 to 6, the first
なお第一実施形態では、第一インク導入孔31aと第二インク導入孔31bが互いに対向する位置から所定距離ずれた位置に設けられている。そして、第一インク導入孔31aと第二インク導入孔31bの深さ方向の最下層で互いに連通している。
In the first embodiment, the first
図4に戻り、カバープレート31は、アクチュエータプレート30の上面にそれぞれ重ね合わされている。また、カバープレート31には、インクWが供給されてくる一端面に第一インク導入孔31a及び他端面に第二インク導入孔31bが横幅方向に亘って形成されている。このように構成することで、複数の溝部35にインクWを充填できるようになっている。また、第一インク導入孔31aと第二インク導入孔31bとの間を連通する導入孔39が、カバープレート31に形成されている。このように構成することで、供給手段22からインク導入孔31aに供給されたインクWが導入孔39を通過してインク導入孔31bに供給される。なお、アクチュエータプレート30とカバープレート31とでヘッドチップ21を構成している。
Returning to FIG. 4, the
支持プレート32は、重ね合わされたアクチュエータプレート30およびカバープレート31を支持しているとともに、ノズルプレート33を同時に支持している。支持プレート32には、横幅方向に亘って嵌合孔32aが形成されており、重ね合わされたアクチュエータプレート30およびカバープレート31をこの嵌合孔32a内に嵌め込んだ状態で各プレート30,31を支持している。この際、支持プレート32の端面は、両プレート30,31の前端面と面一となるように組み合わされている。
The
そして、これら支持プレート32の端面、両プレート30,31の前端面に、ノズルプレート33が接着剤(不図示)により接着固定されている。
The
ノズルプレート33は、例えば、厚みが50μm程度のポリイミドなどのフィルム材からなるシート状のプレートである。そして、ノズルプレート33は、一方の面がアクチュエータプレート30、カバープレート31および支持プレート32に接着される接着面となっており、他方の面が記録紙Pに対向する対向面(表面33b)となっている。なお、表面33bには、インクWの付着などを防止するための撥水性を有する撥水膜がコーティングされている。
The
また、このノズルプレート33には、横幅方向(Y方向)に複数の溝部35のピッチと同じ間隔で複数のノズル孔33a(噴射孔)が形成されている。つまり、ノズル孔33aは、アクチュエータプレート30に形成された溝部35に対応して形成されている。
より具体的に説明すると、複数のノズル孔33aは、横幅方向に向けて直線状に配列形成されている。つまり、ノズル孔列が一列形成されている。しかも、各ノズル孔33aは、各溝部35の横幅中心軸上にその中心が位置するように形成されている。
The
More specifically, the plurality of
また、各ノズル孔33aは、外形輪郭線が円形を描くように円状に形成されている。しかも、図4に示すように、接着面側の入口径D1(ノズル孔33aの外形輪郭線の直径)が表面33b側の出口径D2よりも大きい、断面テーパ状に形成されている。なお、ノズル孔33aは、エキシマレーザ装置などを用いて形成されている。
Moreover, each
(ヘッドチップの製造方法)
次に、本実施形態のヘッドチップ21の製造方法について図7のフローチャートを用いて説明する。
初めに、カバープレート作製工程を行ってカバープレート31を作製する(S10)。具体的には、まずカバープレート用のウエハにレジストラミネートを行う(S11)。続いて、レジストラミネートに対して露光、現像を行い、導入孔39、第一インク導入孔31a,第二インク導入孔31bに相当する箇所のレジストを除去する(S12)。そして、アライメントマークを用いて位置合わせをしたウエハに対してサンドブラスト加工を行い、導入孔39および第一インク導入孔31a,第二インク導入孔31bを形成して、ウエハにカバープレート31を作製する(S13)。
(Head chip manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the
First, the
なお、ウエハは複数のカバープレート31が形成される大きさを有している。また、カバープレート31がそれぞれ形成されたウエハは同時に作製してもよいし、別々に作製してもよい。また、サンドブラスト加工の条件としては、例えば、圧力0.2MPaとし、砥粒にアルミナの600番を用いて行う。また、導入孔39は第一インク導入孔31a,第二インク導入孔31bを形成する際に形成される。すなわち、一方のインク導入孔を形成して、他方のインク導入孔を形成する場合に、サンドブラスト加工によって互いのインク導入孔が連通することによって、導入孔39が形成される。
The wafer has such a size that a plurality of
次に、アクチュエータプレート作製工程を行ってアクチュエータプレート30を作製する(S20)。具体的には、まずアクチュエータプレート用のウエハにレジストラミネートを行う(S21)。続いて、レジストラミネートに対して露光、現像を行い(S22)、次工程の溝加工を行う際のアライメントマークと駆動電極37に相当する箇所(溝部35)のレジストを除去して電極パターンを形成する。
Next, an
電極パターンが形成されたら、アライメントマークを用いて位置合わせをしたウエハに対して、ダイシングソーを用いて溝部35を形成する(S23)。溝部35が形成された後、溝部35が形成されたウエハの表面に対して所定の斜め方向からアルミニウムを蒸着して、駆動電極37をそれぞれ形成する(S24)。そして、ウエハの表面に残っているレジストをリフトオフして、ウエハにアクチュエータプレート30を作製する(S25)。なお、ウエハは複数のアクチュエータプレートが形成される大きさを有している(S23)。
After the electrode pattern is formed, a
各ウエハにカバープレート31およびアクチュエータプレート30がそれぞれ形成された後、次に各ウエハを貼り合わせる。まず、カバープレート31が形成されたウエハとアクチュエータプレート30が形成されたウエハとを貼り合わせてヘッドチップ21が複数形成されるようにする(S30)。
After the
各ウエハの貼り合わせが完了した後、ウエハを切断して、ヘッドチップ21ごとに個片化する(S40)。個片化されたヘッドチップ21に対してパリレン(パラキシリレン系ポリマー)をヘッドチップの内部も外部も全体的に蒸着して、保護膜を形成する(S50)。そして、最後にアッシングによってヘッドチップ21の内部以外のパリレン膜を除去して、電極37の保護膜を残してヘッドチップ21が作製される(S60)。
After the bonding of the wafers is completed, the wafer is cut and separated into individual head chips 21 (S40). Parylene (paraxylylene polymer) is vapor deposited on both the inside and outside of the
このステップ60における加工時に上述した第一実施形態で説明したカバープレート31の構成とすることによって、電極37のパリレンによる保護膜をアッシングすることなく、アッシング工程を実施することができる。アッシングの工程は、上述の通り、アクチュエータプレート30とカバープレート31を貼り合わせた後に実施する。
By using the configuration of the
カバープレート31に対してアッシングする場合、第一インク導入孔31aと第二インク導入孔31bが互いに対向する位置から所定距離ずれた位置に設けられているので、カバープレート31の図5におけるZ方向、図6におけるL2方向から電極37が露出しない構成となっている。そのため、電極37がアッシングの対象とならず、電極37のパリレンによる保護膜をアッシングすることなく、形成することができる。
When the ashing is performed on the
本実施形態によれば、複数のノズル孔を有するインクジェットヘッド2のヘッドチップ21を製造する際に、一方の第一インク導入孔31aに供給されたインクWを他方の第二インク導入孔31bに導くための導入孔39をサンドブラスト加工で形成したため、導入孔39の加工精度を向上することができるため、インクWを一方の第一インク導入孔31aから他方の第二インク導入孔31bへ確実に流通させることができ、インクWの吐出不良の発生を抑制することができる。
According to this embodiment, when manufacturing the
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
(変形例)
また、上記実施形態では、アクチュエータプレートとカバープレートとで構成されるヘッドチップを1組用いて、ノズル孔列が1列形成されたインクジェットヘッドの場合について説明したが、ノズル孔列が2列以上形成されたインクジェットヘッドであっても、上記製造方法にてヘッドチップを製造すれば同様の作用効果を得ることができる。
(Modification)
In the above-described embodiment, the case of an inkjet head in which one set of head chips formed of an actuator plate and a cover plate is used and one nozzle hole array is formed has been described. Even if it is the formed inkjet head, the same effect can be acquired if a head chip is manufactured with the said manufacturing method.
具体的に、本実施例でのノズル孔33aは、隣り合うノズル孔33aに対して横幅方向に直交するノズルプレート33の縦幅方向(Z方向)に所定距離だけずれた状態で配列形成されている。複数のノズル孔33aは、横幅方向に向けて直線状に配列形成されており、縦幅方向に所定距離だけ間を空けて平行に一列並んだ状態となっている。このように構成することで、高解像度印刷に対応したインクジェットヘッド2を構成することができる。
Specifically, the
さらに、2列以上のノズル孔列を用いる形態として、ノズル孔列のノズル孔がY方向において交互に千鳥状の位置に形成されていても構わない。 Furthermore, as a form using two or more nozzle hole rows, the nozzle holes of the nozzle hole rows may be alternately formed at staggered positions in the Y direction.
また、上記実施形態では、液体噴射記録装置の一例として、インクジェット記録装置1を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機などであっても構わない。 In the above embodiment, the ink jet recording apparatus 1 has been described as an example of the liquid jet recording apparatus, but is not limited to a printer. For example, it may be a fax machine or an on-demand printing machine.
また、上記実施形態では、インクWの初期充填動作に関し、図1に示すサービスステーション11を用いた吸引充填方法を示したが、その他の充填方法である、供給チューブ60上に加圧ポンプを配置し、インクタンク41側からインクジェットヘッド2側へ向けてインクWを加圧する加圧充填方式を採用しても構わない。
In the above embodiment, the suction filling method using the
また、上記実施形態では、インクWを吐出するアクチュエータとして、電極が設けられたアクチュエータプレート30を備えるようにしたが、この形態に限られるものではない。例えば、電気熱変換素子を用いて、インクWが充填されている室内に気泡を生じさせ、その圧力によって、インクWを吐出する機構としても構わない。
In the above embodiment, the
(第二実施形態)
また、上記実施形態では、第一インク導入孔31a,第二インク導入孔31bが各溝部35の併設方向に亘って形成され、インクWは第一インク導入孔31a,第二インク導入孔31bから各溝部35へ充填されるようにしたが、この形態に限られるものではない。
(Second embodiment)
Further, in the above embodiment, the first
本発明の第二実施形態を図8に示す。図8を示して具体的に説明するように、上述の実施形態と同様に第一インク導入孔31aを設け、カバープレート31にスリット形状の溝を設け、そのスリット31cが溝部35の併設ピッチの2倍となるように形成されていてもよい。このスリット31cの形成方法は特に限定しないが、上述したサンドブラスト加工でも構わないし、溝部35を形成した方法と同様にダイシングソーを用いて加工しても構わない。
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 8 and specifically described, the first
このように構成した第一インク導入孔31aとスリット31cは、第一実施形態の第一インク導入孔31aと第二インク導入孔31bの連通と同様に、導入孔39によって連通する。より具体的に説明すると、第一インク導入孔31aは上述と同様に形成し、スリット31cはインクを供給する溝部35に対応する位置に形成する。第一インク導入孔31aとスリット31cの形成する順番は特に問わないが、どちらかが連通するまで、つまり導入孔39が形成されるまで加工すればよい。
The first
すなわち、スリット31cが溝部35の一つ置きに対応し、インクWがスリット31cに対応する溝部35のみに充填される形式にしても構わない。この形態を採用することで、導電性のインクWを用いたとしても、電極がインクWを介して短絡することがなく、多種多様なインクWを採用し、印刷を実施することができる。
That is, the
(第三実施形態)
本発明の第三実施形態を図9に示す。第一実施形態では、第一インク導入孔31aと第二インク導入孔31bが互いに対向する位置から所定距離ずれた位置に設けられているが、本発明はこの構成に限られるものではない。すなわち、図9に示すように第一インク導入孔と第二インク導入孔が互いに対向する位置であってもよい。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the first embodiment, the first
図9は図3において説明したアクチュエータプレートとカバープレートを抜き出して簡略的に第三実施形態を示すものである。アクチュエータプレート30は第一実施形態と同一の構成であり、第三実施形態はカバープレート310に特徴がある。すなわち、第一インク導入孔310aと第二インク導入孔310bが互いに対向する位置に設けられており、第一インク導入孔310aの最も深い位置と第二インク導入孔310bの最も深い位置で連通し、その連通する部分が導入孔390となり、インクWを供給することができる。
FIG. 9 shows a third embodiment in a simplified manner by extracting the actuator plate and the cover plate described in FIG. The
つまり、図9はカバープレート310の一端面から厚み方向に第一インク導入孔310aを加工し、他端面から厚み方向に第二インク導入孔310bを形成する際に、第一インク導入孔310aと第二インク導入孔310bが対向する位置に設けられている。そして、第一インク導入孔310aと第二インク導入孔310bの深さ方向の最下層で互いに連通している。この構成により、連通部である導入孔390が形成される。
That is, in FIG. 9, when the first
なお、第一実施形態で示したように、第一インク導入孔310aと第二インク導入孔310bのカバープレートの厚みに対する深さは、互いにカバープレートの厚みの半分の深さLとした。これにより、第一インク導入孔310aと第二インク導入孔310bをそれぞれ形成する工程を同じ工程とすることができるため、作業の簡略化を図ることができる。
As shown in the first embodiment, the depth of the first
なお、上述したステップ60における加工時に第三実施形態で説明したカバープレート310の構成とすることによって、電極37のパリレンによる保護膜をアッシングすることなく、形成することができる。
In addition, by using the structure of the
カバープレート310に対してアッシングする場合、第一インク導入孔310aと第二インク導入孔310bが互いに対向する位置に設けられ、かつ導入孔390を微小孔として形成することにより、カバープレート31の図9におけるZ方向から電極37がほとんど露出しない構成となっている。そのため、電極37がアッシングの対象とならず、電極37のパリレンによる保護膜をアッシングすることなく、形成することができる。
When ashing the
なお、第三実施形態の変更例として、図示しないが例えばインク導入孔を一端面のみから形成し、溝部35に連通する部分を第二インク導入孔とする構成も、本発明の主旨に含む構成である。つまり、この形状では、一端面から形成されるインク導入孔の広口部で流路22eと連通し、該インク導入孔の深さ方向最下層が溝部35と直接連通する第二インク導入孔となっている。
In addition, as a modification of the third embodiment, although not shown, for example, a configuration in which the ink introduction hole is formed only from one end surface and the portion communicating with the
また、ここでは一端面のみからインク導入孔を形成した構成を説明したが、他端面のみからインク導入孔を形成し、流路22eに連通する部分を第二インク導入孔とする構成も、本発明の主旨に含む構成である。つまり、この形状では、他端面から形成されるインク導入孔の広口部で溝部35と連通し、深さ方向最下層が流路22eと直接連通する第二インク導入孔となっている。
Further, here, the configuration in which the ink introduction hole is formed only from one end surface has been described, but the configuration in which the ink introduction hole is formed only from the other end surface and the portion communicating with the
21…ヘッドチップ 30…アクチュエータプレート 31…カバープレート 31a…インク導入孔(第一液体導入孔) 31b…インク導入孔(第二液体導入孔) 35…溝部 33a…ノズル孔(噴射孔) 39…導入孔 W…インク(液体)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記液体導入孔は、前記カバープレートの一端面に設ける第一液体導入部と、前記カバープレートの他端面に設けるとともに前記第一液体導入部に連通する第二液体導入部によって形成され、
前記第一液体導入部と前記第二液体導入部は前記カバープレートの厚み方向で互いに対向しない位置に形成され、前記第一液体導入部の底部と前記第二液体導入部の底部とが前記カバープレートの厚み方向に間隙を介して重なっており、当該間隙によって前記第一液体導入部と前記第二液体導入部とが連通していることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。 A liquid ejection recording head comprising: an actuator plate having a plurality of grooves communicating with ejection holes for ejecting liquid; and a cover plate having a liquid introduction hole for supplying liquid to each of the grooves,
The liquid introduction hole is formed by a first liquid introduction portion provided on one end surface of the cover plate and a second liquid introduction portion provided on the other end surface of the cover plate and communicating with the first liquid introduction portion,
The first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion are formed at positions that do not face each other in the thickness direction of the cover plate, and the bottom portion of the first liquid introduction portion and the bottom portion of the second liquid introduction portion are the cover. A liquid jet recording head, wherein the liquid jet recording head overlaps with a gap in a thickness direction of the plate, and the first liquid introduction section and the second liquid introduction section communicate with each other through the gap.
前記液体噴射記録ヘッドへ液体を液体貯留部から供給する液体供給路と、を有することを特徴とする液体噴射記録装置。 A liquid jet recording head according to any one of claims 1 to 4 ,
A liquid jet recording apparatus, comprising: a liquid supply path that supplies liquid from the liquid reservoir to the liquid jet recording head.
前記液体導入孔を形成する工程は、前記カバープレートの一端面に第一液体導入部を加工する第一加工工程と、前記カバープレートの他端面に第二液体導入部を加工する第二加工工程からなり、
前記第一加工工程と前記第二加工工程で前記第一液体導入部と前記第二液体導入部は前記カバープレートの厚み方向で互いに対向しない位置に形成され、前記第一液体導入部の底部と前記第二液体導入部の底部とが前記カバープレートの厚み方向に間隙を介して重なっており、当該間隙によって前記第一液体導入部と前記第二液体導入部とが連通していることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。 Liquid ejection for manufacturing a head chip comprising: an actuator plate having a plurality of grooves communicating with ejection holes for ejecting liquid; and a cover plate having a liquid introduction hole for supplying liquid to each of the grooves. A method of manufacturing a head,
The step of forming the liquid introduction hole includes a first processing step of processing a first liquid introduction portion on one end surface of the cover plate, and a second processing step of processing a second liquid introduction portion on the other end surface of the cover plate. Consists of
In the first processing step and the second processing step, the first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion are formed at positions that do not face each other in the thickness direction of the cover plate, and the bottom portion of the first liquid introduction portion The bottom portion of the second liquid introduction portion overlaps with a gap in the thickness direction of the cover plate, and the first liquid introduction portion and the second liquid introduction portion communicate with each other through the gap. A method for manufacturing a liquid jet recording head.
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