JP6375996B2 - 液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法 - Google Patents
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Description
前記流路構造体は、前記複数のノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートに積層された状態で接合され、且つ、前記液体流路のうちの前記複数のノズルに連通する複数の個別流路部分が形成された流路プレートとを含む積層体と、前記複数の個別流路部分に連通する流路が形成され、前記積層体の前記流路プレートに接合された流路部材と、を有し、
前記積層体には、この積層体の一部分が、前記流路プレートに対して前記ノズルプレート側へ突き出るように屈曲変形することによって、前記ノズルプレートの、前記ノズルの吐出口が配置される液体吐出面から突出する凸部が形成され、前記凸部は、前記ノズルプレートと前記流路プレートの積層方向に平行な断面において三角形の断面形状を有し、前記凸部の、それぞれ先端側に延びて前記三角形断面を構成する2つの側壁部は、前記積層方向に対して傾斜し、且つ、互いに交差する2つの延在方向に沿って、それぞれ直線的に延びていることを特徴とするものである。
図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、インクジェットヘッド4と、カートリッジホルダ5と、搬送機構6と、メンテナンス装置7と、制御装置8等を備えている。
次に、インクジェットヘッド4について詳細に説明する。図2〜図5に示すように、インクジェットヘッド4は、流路構造体23と、圧電アクチュエータ24とを備えている。尚、図5では、流路構造体23に形成されたインク流路内に、インク(符号Iで示す)が充填されている状態がハッチングで示されている。
図5に示すように、流路構造体23は、複数枚のプレート31〜39が上下方向に積層された構造を有する。複数枚のプレート31〜39は、互いに積層された状態でそれぞれ接着剤によって接合されている。複数枚のプレート31〜39のうちの、最下層のプレート39は、複数のノズル44が形成されたノズルプレート39である。ノズルプレート39は、ポリイミド等の合成樹脂からなるプレートである。ノズルプレート39には、このプレート39を厚み方向に貫通する、先細りのテーパ形状の複数のノズル44が形成されている。尚、複数のノズル44の吐出口44aが形成されたノズルプレート39の下面が、先にも述べた、インクジェットヘッド4のインク吐出面4aである。
次に、流路構造体23の上面に設けられた圧電アクチュエータ24について説明する。 図2〜図5に示すように、圧電アクチュエータ24は、振動板60と、圧電層64,65と、複数の個別電極62と、共通電極66を備えている。振動板60は、複数の圧力室47を覆った状態で流路構造体23の上面に接合されている。2枚の圧電層64,65は、振動板60の上面に積層されている。複数の個別電極62は、上層の圧電層65の上面において、複数の圧力室47とそれぞれ対向するように配置されている。共通電極66は、2枚の圧電層64,65の間において、複数の圧力室47に跨って配置されている。
まず、図5に示される、流路構造体23を構成する複数の流路プレート31〜38に対して、それぞれ、圧力室47やマニホールド46となる孔や、個別流路孔32c〜38cなどの、それぞれインク流路の一部を構成する各種流路孔を、エッチングで形成する。また、このとき同時に、流路プレート37にはハーフエッチングで凹部37bを形成する。また、流路プレート38にも、ハーフエッチングで凹部38bを形成する。
次に、図7(a)に示すように、ノズルプレート39となる合成樹脂プレート74と、先の工程で個別流路孔38c及び凹部38bが形成された流路プレート38とを積層し、両者を接着剤で接合して積層体52を形成する。このとき、積層体52の、流路プレート38の凹部38bが形成された部分は、薄肉部52aとなる。尚、合成樹脂プレート74は、合成樹脂フィルムからなるものであってもよいし、液状の合成樹脂を流路プレート38に塗布することによって形成されたものであってもよい。
次に、図7(b)に示すように、合成樹脂プレート74の、インク吐出面4aとなる面に、合成樹脂フィルムからなる保護膜75を貼り付ける。この保護膜75は、例えば、UV剥離性の接着剤を用いて合成樹脂プレート74に接着する。
次に、図7(c)に示すように、積層体52の合成樹脂プレート74に対してレーザー加工を行って、ノズル44を形成する。
次に、図7(d)に示すように、積層体52にプレス加工を行って、積層体52の一部分をノズルプレート39側に突出するように屈曲変形させて凸部50を形成する。まず、保護膜75で覆われた積層体52を、断面が三角形の凹部72aを有するダイ72の上に設置する。次に、ダイ72の上に、薄肉部52aが凹部72aを覆うように、積層体52を載置する。そして、積層体52の薄肉部52aに、ダイ72と反対側からパンチ73を当て、積層体52に対して、プレート38側からパンチ73の先端部73aを押し込んでプレス加工を行う。パンチ73は角柱状の形状を有し、このパンチの先端部73aの断面形状は、先端が尖った三角形となっている。
次に、図7(e)に示すように、合成樹脂プレート74(ノズルプレート39)から保護膜75を剥離する。尚、保護膜75が、UV剥離性の接着剤でノズルプレート39に接合されている場合には、UVを照射することによって保護膜75を簡単に剥離することができる。その他、保護膜75の種類によっては、適当な溶剤によって保護膜75を溶かして除去することも可能である。
次に、複数の凸部50及び複数のノズル44が形成された積層体52と、流路構造体23を構成する他のプレート31〜37、及び、圧電アクチュエータ24の振動板60を接合する。詳細には、図7(f)に示すように、積層体52、流路プレート31〜37、及び、振動板60のそれぞれの接合面に熱硬化性接着剤を塗布してから積層し、ヒータ機能を有する当て部材76,77(ヒータープレート)を上下両側から当てて、当て部材76,77によって加熱しつつ押圧することで接着を行う。
4a インク吐出面
23 流路構造体
37 流路プレート
37a 底壁部
38 流路プレート
38b 凹部
38c 個別流路孔
39 ノズルプレート
44 ノズル
46 マニホールド
50,50A,50B,50C,50D 凸部
52 積層体
52a 薄肉部
70 頂部
71 側壁部
71a 基端部分
71b 湾曲部
72 ダイ
72a 凹部
73 パンチ
73a 先端部
74 合成樹脂プレート
77 当て部材
81 側壁部
81a 基端部分
81b 先端部分
86 側壁部
86a 基端部分
Claims (12)
- 複数のノズル、及び、前記複数のノズルに連通する液体流路が形成された流路構造体を備え、
前記流路構造体は、
前記複数のノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートに積層された状態で接合され、且つ、前記液体流路のうちの前記複数のノズルに連通する複数の個別流路部分が形成された流路プレートとを含む積層体と、
前記複数の個別流路部分に連通する流路が形成され、前記積層体の前記流路プレートに積層された流路部材と、を有し、
前記積層体には、この積層体の一部分が、前記流路プレートに対して前記ノズルプレート側へ突き出るように屈曲変形することによって、前記ノズルプレートの、前記ノズルの吐出口が配置される液体吐出面から突出する凸部が形成され、
前記凸部は、前記積層体と前記流路部材の積層方向に平行な断面において三角形の断面形状を有し、
前記凸部の、それぞれ先端側に延びて前記三角形断面を構成する2つの側壁部は、前記積層方向に対して傾斜し、且つ、互いに交差する2つの延在方向に沿って、それぞれ直線的に延びていることを特徴とする液体吐出装置。 - 前記凸部の前記2つの側壁部がそれぞれ延びる、前記2つの延在方向の交差角度が、160度以下であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記凸部の前記側壁部の基端部分の厚みは、前記側壁部の先端部分の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
- 前記三角形断面において、前記2つの側壁部が、前記凸部の頂部を通り、且つ、前記積層方向に平行な直線に対して線対称に配置されていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液体吐出装置。
- 前記延在方向に延びる前記側壁部の基端部分は、湾曲しながら、前記積層体の前記凸部以外の部分と連結されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の液体吐出装置。
- 前記積層方向と直交する方向における、前記凸部の頂点から前記側壁部の基端までの距離と、前記側壁部の前記基端から前記ノズルまでの距離とが、異なっていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の液体吐出装置。
- 前記複数のノズルは、前記積層方向と直交する第1方向に配列され、
前記凸部は、前記積層方向及び前記第1方向と直交する第2方向において前記複数のノズルと並んで配置され、前記第1方向に延びていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記流路プレートの、前記ノズルプレートとは反対側に凹部が形成され、
前記積層体のうちの、前記流路プレートの前記凹部によって部分的に厚みが薄くなった薄肉部に、前記凸部が形成されていることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記複数のノズルは、前記積層方向と直交する第1方向に配列され、
前記流路部材には、前記複数のノズルにわたって前記第1方向に延び、且つ、前記複数のノズルに連通する共通液室が形成され、
前記積層体の前記流路プレートは、前記凹部が、前記流路部材の前記共通液室を区画する壁部と対向する状態で、前記流路部材に接合され、
前記積層体の前記薄肉部に形成された前記凸部の頂部が、前記積層方向及び前記第1方向と直交する第2方向における前記共通液室の中央部と重なるように配置されていることを特徴とする請求項8に記載の液体吐出装置。 - 請求項1〜9の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法であって、
前記ノズルプレートとなる第1プレートと前記流路プレートとなる第2プレートとを積層して接合する、積層工程と、
前記積層工程の後に、プレス加工により、前記第1プレートと前記第2プレートの積層体の一部分を、前記第2プレートに対して前記第1プレート側へ突き出るように屈曲変形させて、前記積層体に前記凸部を形成する、凸部形成工程と、
前記凸部が形成された前記積層体を、前記流路部材と接合する接合工程と、を備え、
前記接合工程において、前記積層体の前記凸部が突出する面を、当て部材に接触させた状態で、前記流路構造体の前記流路部材を前記積層体に押し付けて接合することを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 - 前記凸部形成工程において、前記積層体に、先端部の断面形状が三角形のパンチを押し付けて、前記凸部を形成することを特徴とする請求項10に記載の液体吐出装置の製造方法。
- 前記凸部形成工程において、前記積層体を、断面形状が三角形の凹部が形成されたダイの上に載置した状態で、前記積層体に前記パンチを押し付けて前記凸部を形成することを特徴とする請求項11に記載の液体吐出装置の製造方法。
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