JP6844137B2 - Flow path forming member, manufacturing method of flow path forming member, liquid ejection head, ink cartridge, and device for ejecting liquid - Google Patents
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Description
本発明は、流路形成部材、流路形成部材の製造方法、液体吐出ヘッド、インクカートリッジ、および液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a flow path forming member, a method for manufacturing the flow path forming member, a liquid ejection head, an ink cartridge, and a device for ejecting a liquid.
ノズル孔や加圧液室（個別液室）などからなる個別流路が形成される流路形成部材を備え、圧電素子などの圧力発生手段に電圧を印加して撓み（伸張／収縮）運動をさせることにより、加圧液室の体積を変化させ、加圧液室内の圧力を変化させることにより、連通するノズル孔から、インクやＤＮＡ試料、液体レジストなどの液体を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）が知られている。なお、個別流路は主に加圧液室とノズル孔からなる。即ち、加圧液室は個別流路の一部を形成し、ノズル孔は個別流路の一部を形成する。 A flow path forming member for forming an individual flow path composed of a nozzle hole, a pressurized liquid chamber (individual liquid chamber), etc. is provided, and a voltage is applied to a pressure generating means such as a piezoelectric element to perform bending (extension / contraction) motion. The liquid discharge head (liquid) that discharges liquids such as ink, DNA sample, and liquid resist from the nozzle holes that communicate with each other by changing the volume of the pressurized liquid chamber and changing the pressure in the pressurized liquid chamber. Drop ejection head) is known. The individual flow path mainly consists of a pressurized liquid chamber and a nozzle hole. That is, the pressurized liquid chamber forms a part of the individual flow path, and the nozzle hole forms a part of the individual flow path.
このような液体吐出ヘッドのうち、インク等の記録液を吐出する液体吐出ヘッドを適用したプリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、複合機等の画像形成装置としては、液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドをキャリッジに搭載して、このキャリッジを記録媒体（以下「用紙」というが、材質を紙に限定するものではない）の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、用紙を記録幅に応じて間欠的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって用紙に画像を形成するシリアル型画像形成装置が知られている。また、１ヘッド当たりのノズル数を増やしたライン型の記録ヘッドを搭載したライン型画像形成装置も広く知られている。 Among such liquid ejection heads, as an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying apparatus, a plotter, a compound machine, etc. to which a liquid ejection head for ejecting a recording liquid such as ink is applied, a recording head composed of a liquid ejection head is used. Is mounted on a carriage, and this carriage is serially scanned in a direction orthogonal to the transport direction of the recording medium (hereinafter referred to as "paper", but the material is not limited to paper), and the paper is set to the recording width. There is known a serial type image forming apparatus that intermittently conveys an image according to the situation and forms an image on paper by alternately repeating the conveying and recording. Further, a line-type image forming apparatus equipped with a line-type recording head in which the number of nozzles per head is increased is also widely known.
かかる画像形成装置では、高速化及び高画質化が望まれており、これに対し、特に、ライン型の記録ヘッドについては、記録ヘッドをより長尺化し、１ヘッドあたりのノズル数をさらに増加させることや、複雑な流路形状を形成することが望まれている。 In such an image forming apparatus, high speed and high image quality are desired. On the other hand, particularly for a line type recording head, the recording head is made longer and the number of nozzles per head is further increased. It is also desired to form a complicated flow path shape.
記録ヘッドの長尺化に際しては、低コスト化の要求があるため、ノズル板の材料としては、長尺化への対応が比較的容易で、コストも低い金属材料や樹脂材料が選定されることが多い。 Since there is a demand for cost reduction when lengthening the recording head, a metal material or resin material that is relatively easy to handle and has a low cost should be selected as the material for the nozzle plate. There are many.
例えば、ノズル板のノズル孔はエッチングやプレスにより形成されるが、ノズル孔をエッチングで加工する場合は加工に長時間を要するために、ライン型の記録ヘッドなどの長尺なノズル板の加工には不向きであり、プレス加工が有効であると考えられている。 For example, the nozzle hole of the nozzle plate is formed by etching or pressing, but when the nozzle hole is processed by etching, it takes a long time to process, so it is suitable for processing a long nozzle plate such as a line type recording head. Is unsuitable and it is believed that stamping is effective.
金属材料からなるプレートにプレス工程でノズル孔を形成する方法として、特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載されるノズル板の製造方法は、金属材の基板を貫通しないストロークでパンチを用いて基板の一方の面からプレスし、基板の一方の面に凹部を形成するとともに、基板の他方の面に凸部を形成する工程と、形成された凸部をバイトにより切削して、凹部の底部を開口してノズル孔を形成する工程と、を有している。 As a method of forming a nozzle hole in a plate made of a metal material in a pressing process, the method described in Patent Document 1 is known. In the method for manufacturing a nozzle plate described in Patent Document 1, a punch is used to press from one surface of a substrate with a stroke that does not penetrate the substrate of a metal material, a recess is formed on one surface of the substrate, and the substrate is formed. It has a step of forming a convex portion on the other surface and a step of cutting the formed convex portion with a cutting tool to open the bottom of the concave portion to form a nozzle hole.
特許文献１において、切削工程の詳細は開示されていないが、ラッピング研磨やポリッシング研磨にて表面を機械的に除去することが考えられ、この際、肉逃げが発生し、ノズル位置がずれてしまうおそれがある。 Although the details of the cutting process are not disclosed in Patent Document 1, it is conceivable that the surface is mechanically removed by lapping polishing or polishing polishing, and at this time, meat escape occurs and the nozzle position shifts. There is a risk.
これに対し、プレスの際に、ノズル位置のずれを考慮して、プレス位置を補正することが考えられるが、研磨ばらつきによりノズル位置のずれ量もばらつくため、完全に補正することは困難である。特に、ライン型の記録ヘッドではライン方向の補正が困難であるため、ノズル列の隣接ノズル方向の位置精度が重要となる。 On the other hand, at the time of pressing, it is conceivable to correct the press position in consideration of the deviation of the nozzle position, but it is difficult to completely correct it because the amount of deviation of the nozzle position varies due to the variation in polishing. .. In particular, since it is difficult to correct the line direction with a line-type recording head, the position accuracy of the nozzle row in the adjacent nozzle direction is important.
また、特許文献２には、流路板の加圧液室をせん断加工により形成する方法が開示されている。せん断加工により加圧液室を形成した場合は、バリを取り除くために最終的に研磨することになるが、このときに加圧液室の位置がずれるおそれがある。 Further, Patent Document 2 discloses a method of forming a pressurized liquid chamber of a flow path plate by shearing. When the pressurized liquid chamber is formed by shearing, it is finally polished to remove burrs, but at this time, the position of the pressurized liquid chamber may shift.
このように、特許文献１および２に記載の技術では、肉逃げの影響により、個別流路の配列方向の位置精度を高めることができなかった。 As described above, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the position accuracy in the arrangement direction of the individual flow paths cannot be improved due to the influence of the meat escape.
そこで本発明は、個別流路の配列方向の位置精度が良好な流路形成部材を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a flow path forming member having good position accuracy in the arrangement direction of individual flow paths.
かかる目的を達成するため、本発明に係る流路形成部材は、列として形成される複数の個別流路の一部を形成する流路形成部材であって、線状加工痕が前記個別流路の配列方向と略平行に形成されているものである。 In order to achieve such an object, the flow path forming member according to the present invention is a flow path forming member that forms a part of a plurality of individual flow paths formed as rows, and linear processing marks are formed on the individual flow paths. It is formed substantially parallel to the arrangement direction of.
本発明によれば、個別流路の配列方向の位置精度が良好な流路形成部材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a flow path forming member having good position accuracy in the arrangement direction of individual flow paths.
以下、本発明に係る構成を図１から図１５に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。本実施形態に係る流路形成部材は、列として形成される複数の個別流路（ノズル孔４１、加圧液室３１）の一部を形成する流路形成部材（ノズル板４０、流路板３０）であって、線状加工痕（線状加工痕４４，３４）が個別流路の配列方向と略平行に形成されているものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。 Hereinafter, the configuration according to the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in FIGS. 1 to 15. The flow path forming member according to the present embodiment is a flow path forming member (nozzle plate 40, flow path plate) that forms a part of a plurality of individual flow paths (nozzle holes 41, pressurized liquid chamber 31) formed as rows. 30), the linear processing marks (linear processing marks 44, 34) are formed substantially parallel to the arrangement direction of the individual flow paths. In addition, the code in parentheses and the application example are shown.
［第１の実施形態］
第１の実施形態では、流路形成部材としてのノズル板に線状加工痕を形成する例を説明する。
[First Embodiment]
In the first embodiment, an example of forming a linear processing mark on a nozzle plate as a flow path forming member will be described.
（液体吐出ヘッド）
図１は、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略図、図２は、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの分解斜視図、図３は、図１のＡ−Ａ断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
(Liquid discharge head)
1 is a schematic view of the liquid discharge head according to the present embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view of the liquid discharge head according to the present embodiment, FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. It is a cross-sectional view of BB of FIG.
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は、フレーム部材１０上に、振動板２０、流路板３０（即ち、加圧液室を有する流路形成部材）、ノズル板４０（即ち、ノズル孔を有する流路形成部材）をこの順に積層、接合した構成を備えている。 The liquid discharge head 1 according to the present embodiment has a diaphragm 20, a flow path plate 30 (that is, a flow path forming member having a pressurized liquid chamber), and a nozzle plate 40 (that is, a nozzle hole) on the frame member 10. The flow path forming member) is laminated and joined in this order.
フレーム部材１０は、金属あるいはセラミックスなどの高剛性材料で形成したベース基板１３と、ベース基板１３に接合されており、流路板３０に備えた加圧液室３１内の液体（例えばインク）を加圧するための圧力発生手段である圧電素子１４（積層型圧電素子、電気機械変換素子）と、加圧液室３１と連通した共通液室１１となる凹部と、共通液室１１に外部からインクを供給するためのインク供給穴１２と、が形成されている。 The frame member 10 is joined to a base substrate 13 formed of a high-rigidity material such as metal or ceramics, and a liquid (for example, ink) in a pressurized liquid chamber 31 provided in the flow path plate 30. Piezoelectric element 14 (laminated piezoelectric element, electromechanical conversion element) which is a pressure generating means for pressurizing, a recess which becomes a common liquid chamber 11 communicating with the pressurizing liquid chamber 31, and ink in the common liquid chamber 11 from the outside. An ink supply hole 12 for supplying the ink is formed.
フレーム部材１０は、例えば、エポキシ系樹脂、あるいはポリフェニレンサルファイト等を射出成形することで形成される。 The frame member 10 is formed by injection molding, for example, an epoxy resin or polyphenylene sulfide.
圧電素子１４は、例えば、厚さが１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層と、厚さが数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極層と、を交互に積層したものであり、内部電極を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極、共通電極に電気的に接続し、これらの電極に、ＦＰＣケーブル１７を介して駆動信号を供給するようにしている。 The piezoelectric element 14 is, for example, an internal electrode layer composed of a piezoelectric layer of lead zirconate titanate (PZT) having a thickness of 10 to 50 μm / layer and silver / palladium (AgPd) having a thickness of several μm / layer. And are alternately laminated, and the internal electrodes are alternately electrically connected to the individual electrodes and common electrodes that are the end face electrodes (external electrodes) of the end faces, and these electrodes are driven via the FPC cable 17. I am trying to supply a signal.
圧電素子１４は、一方の面がベース基板１３に接合され、他方の面が振動板２０に接合される。 One surface of the piezoelectric element 14 is bonded to the base substrate 13, and the other surface is bonded to the diaphragm 20.
圧電素子１４に、駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子１４に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮する。この圧電素子１４の伸縮により、振動板２０が撓むことにより、対応する加圧液室３１を収縮、膨張させるようになっている。 When a drive signal is applied to the piezoelectric element 14 and charging is performed, the piezoelectric element 14 expands, and when the electric charge charged in the piezoelectric element 14 is discharged, the piezoelectric element 14 contracts in the opposite direction. The expansion and contraction of the piezoelectric element 14 causes the diaphragm 20 to bend, so that the corresponding pressurized liquid chamber 31 contracts and expands.
また、各圧電素子１４の間には、加圧液室３１間の隔壁部３１Ａに対応して支柱部１５を設けている。ここでは、圧電素子部材にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施すことで櫛歯状に分割して、１つ毎に圧電素子１４と支柱部１５として形成している。支柱部１５の構成は圧電素子１４と同じであるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱してのみ機能する。 Further, between the piezoelectric elements 14, a support column portion 15 is provided corresponding to the partition wall portion 31A between the pressurized liquid chambers 31. Here, the piezoelectric element member is divided into comb teeth by performing slit processing by half-cut dicing, and each of them is formed as a piezoelectric element 14 and a strut portion 15. The structure of the support column 15 is the same as that of the piezoelectric element 14, but since no driving voltage is applied, it functions only as a support column.
振動板２０の外周部２０Ａは、フレーム部材１０に接着剤にて接合されている。 The outer peripheral portion 20A of the diaphragm 20 is bonded to the frame member 10 with an adhesive.
振動板２０は、加圧液室３１と連通してフレーム部材１０の共通液室１１から加圧液室３１にインクを供給するためのインク供給口２１を備えている。 The diaphragm 20 includes an ink supply port 21 for supplying ink from the common liquid chamber 11 of the frame member 10 to the pressurized liquid chamber 31 in communication with the pressurized liquid chamber 31.
振動板２０は、例えば、３層構造のニッケルの金属プレート状に形成したものであって、例えば電鋳法で作製されるが、この他の金属板や樹脂板、あるいは金属と樹脂板との積層部材や、金属と金属の積層部材などを用いることもできる。 The vibrating plate 20 is formed in the form of a nickel metal plate having a three-layer structure, for example, and is manufactured by, for example, an electroforming method. Laminated members, metal-to-metal laminated members, and the like can also be used.
流路板３０は、例えば、ステンレス鋼材をプレート状に成形したもので、プレス加工法にて加圧液室３１、インク供給路３３を形成し、ダンパ室３２をウエットエッチング加工法にて加圧液室３１よりも浅くハーフエッチングにより形成したものである。また、例えば、結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を、水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、加圧液室３１などの流路パターンを形成したもの（単結晶シリコンに限らない）などを用いることもできる。 The flow path plate 30 is made of, for example, a stainless steel material formed into a plate shape. The pressurizing liquid chamber 31 and the ink supply passage 33 are formed by a press working method, and the damper chamber 32 is pressed by a wet etching processing method. It is shallower than the liquid chamber 31 and formed by half etching. Further, for example, a single crystal silicon substrate having a crystal plane orientation (110) is anisotropically etched with an alkaline etching solution such as an aqueous potassium hydroxide solution (KOH) to obtain a flow path pattern of the pressurized liquid chamber 31 or the like. (Not limited to single crystal silicon) and the like can also be used.
ダンパ室３２は、ノズル板４０と振動板２０により、矩形の空間となるが振動板２０に設けられた大気連通管２２を通して大気と連通することにより、エアダンパ効果を持たせる構造としている。 The damper chamber 32 has a structure in which the nozzle plate 40 and the diaphragm 20 form a rectangular space, but the damper chamber 32 has an air damper effect by communicating with the atmosphere through an air communication pipe 22 provided in the diaphragm 20.
ノズル板４０は各加圧液室３１に対応してノズル孔４１を形成している。以下、ノズル板４０について詳説する。 The nozzle plate 40 forms a nozzle hole 41 corresponding to each pressurized liquid chamber 31. Hereinafter, the nozzle plate 40 will be described in detail.
（ノズル板）
ノズル板４０には、プレス加工と研磨加工によりノズル孔４１が形成される。
(Nozzle plate)
Nozzle holes 41 are formed in the nozzle plate 40 by press working and polishing.
ノズル板４０は、例えば、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）をプレート状に形成したものである。ノズル板４０をＳＵＳ系の金属部材で構成することで、様々な液体に対応することが可能で、材料コストを抑え、かつ、長尺形状への対応が可能なノズル板を形成することが可能である。なお、ノズル板４０の材質は、ステンレス鋼に限らず、他の金属材料等を用いてもよい。 The nozzle plate 40 is, for example, a stainless steel material (SUS) formed in a plate shape. By forming the nozzle plate 40 with a SUS-based metal member, it is possible to form a nozzle plate that can handle various liquids, suppress material costs, and can handle long shapes. Is. The material of the nozzle plate 40 is not limited to stainless steel, and other metal materials or the like may be used.
ノズル孔４１の内側の形状は、ストレート形状、テーパー形状、または、２つを組み合わせたストレート−テーパー形状で形成される。ノズル孔４１の穴径は、例えば、インク滴出口側の直径で約１０〜３５μｍであって、各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉである。 The shape of the inside of the nozzle hole 41 is formed as a straight shape, a tapered shape, or a straight-tapered shape in which the two are combined. The hole diameter of the nozzle hole 41 is, for example, about 10 to 35 μm on the ink droplet outlet side, and the nozzle pitch of each row is 150 dpi.
ノズル板４０のノズル面４０Ａ（吐出方向の外面である液体吐出面）には、撥水性の表面処理を施した撥水処理層が設けられる。撥水処理層としては、例えば、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキや、フッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えば、フッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等がインク物性に応じて選定される。撥水処理膜を設けることで、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。 A water-repellent treatment layer that has been subjected to a water-repellent surface treatment is provided on the nozzle surface 40A (the liquid discharge surface that is the outer surface in the discharge direction) of the nozzle plate 40. Examples of the water-repellent treatment layer include PTFE-Ni coagulation plating, electrodeposition coating of fluororesin, vapor deposition coating of an evaporable fluororesin (for example, fluororesin pitch, etc.), silicon-based resin, and fluororesin. Baking after coating the resin with a solvent is selected according to the physical properties of the ink. By providing a water-repellent film, the ink droplet shape and flight characteristics are stabilized, and high-quality image quality can be obtained.
図５は、ノズル列４１Ａが形成されたノズル板４０（ノズル面４０Ａ）の概略図である。ノズル板４０には、複数のノズル孔４１によりノズル列４１Ａが形成されている。また、ノズル板４０には、ノズル列４１Ａが形成される方向（ノズル列方向という）と、平行方向（略平行方向を含む）に線状加工痕４４が形成されている。 FIG. 5 is a schematic view of the nozzle plate 40 (nozzle surface 40A) on which the nozzle row 41A is formed. A nozzle row 41A is formed in the nozzle plate 40 by a plurality of nozzle holes 41. Further, the nozzle plate 40 is formed with linear processing marks 44 in the direction in which the nozzle row 41A is formed (referred to as the nozzle row direction) and in the parallel direction (including the substantially parallel direction).
図５に示すノズル板４０の製造方法について、図６を参照して説明する。ノズル板４０の製造方法は、ノズル孔の形成位置に、一面側から加工工具（ポンチ５０）を押し込むことで該一面側に凹部（凹部４２）を形成するとともに、他面側に凸部（凸部４３）を形成する第１の工程（プレス加工工程）と、研磨工具（研磨工具５１）を用いて、凸部を該凸部が並んで形成される方向と略平行方向に研磨することで、該凸部を除去する第２の工程（研磨加工工程）と、を有するものである。 The manufacturing method of the nozzle plate 40 shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. The method for manufacturing the nozzle plate 40 is to push a processing tool (punch 50) from one side to the position where the nozzle hole is formed to form a concave portion (concave 42) on the one side and a convex portion (convex) on the other side. By using the first step (pressing step) of forming the portion 43) and the polishing tool (polishing tool 51), the convex portion is polished in a direction substantially parallel to the direction in which the convex portions are formed side by side. It has a second step (polishing process) of removing the convex portion.
図６は、ノズル板４０の断面図であって、ノズル孔４１の作製工程を示す説明図である。以下に説明するように、ノズル板４０におけるノズル孔４１は、プレス加工工程と研磨加工工程により形成される。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the nozzle plate 40 and is an explanatory view showing a manufacturing process of the nozzle hole 41. As described below, the nozzle hole 41 in the nozzle plate 40 is formed by a press working process and a polishing process.
先ず、図６（Ａ）に示すように、金属材料からなるプレート部材であるノズル板４０の一面側（ノズル面４０Ａの反対側）からノズル孔４１を形成する箇所に、ポンチ５０を押し込むプレス加工によって、ノズル板４０を塑性変形によりノズル孔４１の形状に変形させる。このプレス加工によって、ノズル板４０に凹部４２が形成されるとともに、ノズル面４０Ａから突起した部分である凸部４３が形成される（プレス加工工程）。 First, as shown in FIG. 6 (A), the punch 50 is pressed into a portion where the nozzle hole 41 is formed from one surface side (opposite side of the nozzle surface 40A) of the nozzle plate 40 which is a plate member made of a metal material. The nozzle plate 40 is deformed into the shape of the nozzle hole 41 by plastic deformation. By this press working, a concave portion 42 is formed in the nozzle plate 40, and a convex portion 43 which is a portion protruding from the nozzle surface 40A is formed (press working step).
次いで、図６（Ｂ）に示すように、研磨工具５１を用いて凸部４３を除去する研磨加工を行う。研磨加工では、研磨工具５１を用いてラッピング研磨、および／または、ポリッシング研磨を行う。このとき、研磨工具５１の加工方向（図中の矢印）を、ノズル列方向と平行（略平行を含む）とする（研磨加工工程）。 Next, as shown in FIG. 6B, a polishing tool 51 is used to perform a polishing process for removing the convex portion 43. In the polishing process, lapping polishing and / or polishing polishing is performed using the polishing tool 51. At this time, the machining direction of the polishing tool 51 (arrows in the drawing) is parallel to the nozzle row direction (including substantially parallel) (polishing step).
プレス加工工程および研磨加工工程により、凹部４２を形成するとともに、凸部４３を除去することで、凹部４２をノズル面４０Ａ側に開口させて、図６（Ｃ）に示すように、ノズル孔４１が形成される。 By forming the concave portion 42 and removing the convex portion 43 by the pressing process and the polishing process, the concave portion 42 is opened to the nozzle surface 40A side, and as shown in FIG. 6C, the nozzle hole 41 is opened. Is formed.
上記のように研磨工具５１の加工方向を、ノズル列方向と平行とすることで、研磨加工により形成される線状加工痕４４は、図５に示したように、ノズル列４１Ａと平行方向に形成されることとなる。 By making the machining direction of the polishing tool 51 parallel to the nozzle row direction as described above, the linear machining marks 44 formed by the polishing process are parallel to the nozzle row 41A as shown in FIG. It will be formed.
図７は、肉逃げの様子を示す説明図であって、（Ａ）は円形加工痕、（Ｂ）は線状加工痕の例である。図７（Ａ）に示すように、平板５２に対し、円柱形状のポンチを用いてプレス加工を行い、円形加工痕５３を形成した場合、図中の矢印で示すように、円形加工痕５３の側面垂直方向（全方向）に肉逃げが発生する。 7A and 7B are explanatory views showing a state of meat escape, in which FIG. 7A is an example of a circular processing mark and FIG. 7B is an example of a linear processing mark. As shown in FIG. 7A, when the flat plate 52 is press-processed using a cylindrical punch to form a circular processing mark 53, the circular processing mark 53 is formed as shown by an arrow in the drawing. Meat escape occurs in the vertical direction (all directions) of the side surface.
これに対し、図７（Ｂ）に示すように、研磨加工や切削加工により線状加工痕４４を形成する場合、図中の矢印で示すように、線状加工痕４４に直交する方向に肉逃げが発生する。 On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the linear processing mark 44 is formed by polishing or cutting, the meat is formed in the direction orthogonal to the linear processing mark 44 as shown by the arrow in the drawing. Escape occurs.
以上説明したように、従来は、研磨工具の特性による影響等を抑えるために研磨方向をランダムにするものであるのに対し、本実施形態に係るノズル板４０では、線状加工痕４４の方向が、ノズル列方向と平行となるように研磨加工をするものである。これにより、研磨加工工程における肉の逃げ方向は、ノズル列方向に対して直交する方向となる。すなわち、肉の逃げ方向を隣接ノズル方向の位置ずれが生じない方向に規制し、隣接ノズル方向へのノズル位置ずれを抑制することができるため、ノズル列４１Ａの隣接ノズル方向の位置精度を確保したノズル板４０とすることができる。 As described above, conventionally, the polishing direction is randomized in order to suppress the influence of the characteristics of the polishing tool, whereas in the nozzle plate 40 according to the present embodiment, the direction of the linear processing mark 44 However, the polishing process is performed so as to be parallel to the nozzle row direction. As a result, the escape direction of the meat in the polishing process is orthogonal to the nozzle row direction. That is, the escape direction of the meat can be restricted to a direction in which the misalignment in the adjacent nozzle direction does not occur, and the misalignment of the nozzle in the adjacent nozzle direction can be suppressed. The nozzle plate 40 can be used.
なお、ポンチ５０および研磨工具５１としては、公知または新規の加工工具を適用することができ、特に限られるものではない。例えば、研磨工具５１として、ラッピングフィルムや研磨パッドを用い、平面研削盤等を用いる際の研磨方法を適用することができる。 As the punch 50 and the polishing tool 51, known or new machining tools can be applied, and the punch 50 and the polishing tool 51 are not particularly limited. For example, as the polishing tool 51, a lapping film or a polishing pad can be used, and a polishing method when using a surface grinding machine or the like can be applied.
また、図６の例では、ノズル孔４１の内側（凹部４２）の形状をテーパー形状としているが、ストレート形状、または、ストレート−テーパー形状等で形成するものであってもよい。 Further, in the example of FIG. 6, the shape of the inside (recessed portion 42) of the nozzle hole 41 is a tapered shape, but it may be formed in a straight shape, a straight-tapered shape, or the like.
図８は、ノズル列４１Ａが複数形成されたノズル板４０（ノズル面４０Ａ）の概略図である。図８に示すように、ノズル板４０に複数のノズル列４１Ａを形成する場合において、複数のノズル列４１Ａの列間には、未加工部４５が存在することが好ましい。 FIG. 8 is a schematic view of a nozzle plate 40 (nozzle surface 40A) in which a plurality of nozzle rows 41A are formed. As shown in FIG. 8, when a plurality of nozzle rows 41A are formed on the nozzle plate 40, it is preferable that an unprocessed portion 45 exists between the rows of the plurality of nozzle rows 41A.
図８の例では、２つのノズル列４１Ａからノズル列に直交する方向の所定範囲に線状加工痕４４が形成され、その間の部分は未加工部４５となっている。 In the example of FIG. 8, linear processing marks 44 are formed in a predetermined range in the direction orthogonal to the nozzle rows from the two nozzle rows 41A, and the portion between them is the unprocessed portion 45.
隣接するノズル列間に未加工部４５を設けることにより、ノズル列間方向での肉逃げ量が減少するため、ノズル位置のずれ量を減少させて、ずれ量のばらつきを抑え、ノズル孔４１の位置精度を向上させることができる。 By providing the unprocessed portion 45 between the adjacent nozzle rows, the amount of meat escape in the direction between the nozzle rows is reduced, so that the amount of displacement of the nozzle position is reduced, the variation in the amount of displacement is suppressed, and the nozzle hole 41 Positional accuracy can be improved.
また、線状加工痕４４は、ノズル列方向に平行または略平行に形成されるものである。略平行である場合の例を図９（Ａ）に示す。線状加工痕４４は、例えば、ノズル列方向に対して、±１０°以内の角度であることが好ましい。 Further, the linear processing marks 44 are formed parallel to or substantially parallel to the nozzle row direction. An example of the case where they are substantially parallel is shown in FIG. 9 (A). The linear processing mark 44 preferably has an angle within ± 10 ° with respect to the nozzle row direction, for example.
また、図９（Ｂ）に示すように、ノズル孔４１の直径をＲ、隣接するノズル孔間の中心距離をＰ、線状加工痕４４とノズル列とで形成される角度をＡとしたとき、次式（１）を満たすようにすることも好ましい。
ａｒｃｔａｎ（Ｒ／Ｐ）＜Ａ ・・・（１）
Further, as shown in FIG. 9B, when the diameter of the nozzle hole 41 is R, the center distance between adjacent nozzle holes is P, and the angle formed by the linear processing mark 44 and the nozzle row is A. It is also preferable to satisfy the following equation (1).
arctan (R / P) <A ... (1)
上記式（１）を満たす線状加工痕４４を形成することで、ワイピング時にノズル孔４１の周辺部から移動する液体が、線状加工痕４４の溝にそって隣接するノズル孔４１に侵入してしまうことを抑制することができる。 By forming the linear processing mark 44 satisfying the above formula (1), the liquid moving from the peripheral portion of the nozzle hole 41 at the time of wiping invades the adjacent nozzle hole 41 along the groove of the linear processing mark 44. It is possible to prevent the nozzle from being lost.
なお、このようにノズルの配列方向に角度をもって研磨する場合、ノズルの配列方向に若干の肉逃げが発生することになる。しかしながら、角度が微小であるため肉逃げ量も微小であり、ノズル位置のずれ量を減少させるという効果は十分に発揮でき、上述した効果と両立可能である。 When polishing at an angle in the nozzle arrangement direction in this way, some meat escape occurs in the nozzle arrangement direction. However, since the angle is very small, the amount of meat escape is also small, and the effect of reducing the amount of displacement of the nozzle position can be sufficiently exerted, which is compatible with the above-mentioned effect.
以上説明した本実施形態に係るノズル板４０によれば、簡易な製造工程かつ低コストで、研磨加工での肉逃げの影響を軽減し、ノズル孔の位置精度を良好なものとすることができる。また、当該ノズル板４０を用いた液体吐出ヘッド１とすることで、簡易な製造工程かつ低コストで、良好な吐出性能を有する液体吐出ヘッドとすることができる。 According to the nozzle plate 40 according to the present embodiment described above, the influence of meat escape in the polishing process can be reduced and the position accuracy of the nozzle hole can be improved by a simple manufacturing process and low cost. .. Further, by using the liquid discharge head 1 using the nozzle plate 40, it is possible to obtain a liquid discharge head having good discharge performance with a simple manufacturing process and low cost.
［第２の実施形態］
以下、本発明に係る流路形成部材の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。第２の実施形態では、流路形成部材としての流路板に線状加工痕を形成する例を説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, other embodiments of the flow path forming member according to the present invention will be described. The description of the same points as in the above embodiment will be omitted as appropriate. In the second embodiment, an example of forming linear processing marks on the flow path plate as the flow path forming member will be described.
流路板３０は、例えばステンレス鋼材などの金属部材をプレート状に成形したものであり、例えばプレス加工法にて加圧液室３１、インク供給路３３を形成し、ダンパ室３２をウェットエッチング加工法にて加圧液室３１よりも浅くハーフエッチングにより形成したものである（図２〜図４）。 The flow path plate 30 is formed by molding a metal member such as a stainless steel material into a plate shape. For example, a pressurized liquid chamber 31 and an ink supply passage 33 are formed by a press working method, and a damper chamber 32 is wet-etched. It is formed by half-etching shallower than the pressurized liquid chamber 31 by the method (FIGS. 2 to 4).
流路板３０として、ステンレス鋼材を用いることが好ましい。様々な液体に対応することができるとともに、かつ材料コストを抑えることができるためである。なお、流路板３０の材料は、ステンレス鋼材に限られるものではなく、他の金属材料を用いてもよいのは勿論である。 It is preferable to use a stainless steel material as the flow path plate 30. This is because it can be used for various liquids and the material cost can be suppressed. The material of the flow path plate 30 is not limited to the stainless steel material, and it goes without saying that other metal materials may be used.
なお、ノズル板４０としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、金属とポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂との組み合せからなるものを用いることができる。例えば、電鋳法によるＮｉメッキ膜等で形成することが好ましい。 As the nozzle plate 40, a metal such as stainless steel or nickel, or a combination of the metal and a resin such as a polyimide resin film can be used. For example, it is preferably formed with a Ni-plated film obtained by an electroforming method.
（流路板）
以下、流路板３０について詳説する。図１０は、加圧液室３１が形成された流路板３０の概略図である。
(Flower board)
Hereinafter, the flow path plate 30 will be described in detail. FIG. 10 is a schematic view of the flow path plate 30 in which the pressurized liquid chamber 31 is formed.
流路板３０には、複数の加圧液室３１による加圧液室列３１Ｂが形成される方向（加圧液室列方向という）と、平行方向（略平行方向を含む）に線状加工痕３４が形成されている。 The flow path plate 30 is linearly processed in the direction in which the pressurized liquid chamber rows 31B formed by the plurality of pressurized liquid chambers 31 are formed (referred to as the pressurized liquid chamber row direction) and in the parallel direction (including substantially parallel directions). Traces 34 are formed.
図１０に示す流路板３０の製造方法について説明する。図１１は、流路板３０の断面図であって、加圧液室３１の作製工程を示す説明図である。以下に説明するように、流路板３０における加圧液室３１は、プレス加工工程と研磨加工工程により形成される。 A method of manufacturing the flow path plate 30 shown in FIG. 10 will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view of the flow path plate 30 and is an explanatory view showing a manufacturing process of the pressurized liquid chamber 31. As described below, the pressurized liquid chamber 31 in the flow path plate 30 is formed by a press working process and a polishing process.
先ず、図１１（Ａ）に示すように、ステンレス鋼材からなるプレート部材である流路板３０の一面側から加圧液室３１を形成する箇所に、ポンチ５０を用いたプレス加工によって、流路板３０をせん断加工によって打ち抜く。流路板３０の打ち抜き側が破断されて打ち抜きが完了となる（プレス加工工程）。 First, as shown in FIG. 11A, a flow path is formed by press working with a punch 50 at a position where the pressurized liquid chamber 31 is formed from one side of the flow path plate 30 which is a plate member made of stainless steel. The plate 30 is punched by shearing. The punching side of the flow path plate 30 is broken to complete the punching (press working process).
ステンレス鋼材などのプレート部材を、せん断から破断へ移行させるプレス加工においては、図１１（Ａ）に示すように打ち込み側の加圧液室３１の淵はＲ形状（Ｒ部３６ａという）となり、打ち抜き側には、せん断部３６ｂと、破断部３６ｃと、打ち抜かれることによるバリ部３６ｄが形成される。 In press working to shift a plate member such as stainless steel from shearing to fracture, as shown in FIG. 11A, the edge of the pressurizing liquid chamber 31 on the driving side has an R shape (referred to as R portion 36a) and is punched. On the side, a shear portion 36b, a break portion 36c, and a burr portion 36d by punching are formed.
次いで、図１１（Ｂ）に示すように、研磨工具５１を用いてＲ部３６ａおよびバリ部３６ｄを除去する研磨加工を行う。研磨加工では、研磨工具５１を用いてラッピング研磨、および／または、ポリッシング研磨により、流路板３０の片面ずつ、もしくは、両面同時に行う（図１１（Ｃ））。このとき、研磨工具５１の加工方向（図中の矢印）を、加圧液室列方向と平行（略平行を含む）とする（研磨加工工程）。 Next, as shown in FIG. 11B, a polishing tool 51 is used to perform a polishing process for removing the R portion 36a and the burr portion 36d. In the polishing process, lapping polishing using a polishing tool 51 and / or polishing polishing is performed on one side or both sides of the flow path plate 30 at the same time (FIG. 11 (C)). At this time, the machining direction of the polishing tool 51 (arrows in the drawing) is parallel (including substantially parallel) to the row direction of the pressurized liquid chamber (polishing step).
研磨工具５１の加工方向を、加圧液室列方向と平行とすることで、研磨加工により形成される線状加工痕３４は、図１０に示したように、加圧液室列方向と平行に形成されることとなる。したがって、図７（Ｂ）に示したように、線状加工痕３４に直交する方向に肉逃げを発生させることができる。 By making the machining direction of the polishing tool 51 parallel to the row direction of the pressurized liquid chamber, the linear machining marks 34 formed by the polishing process are parallel to the row direction of the pressurized liquid chamber as shown in FIG. Will be formed in. Therefore, as shown in FIG. 7B, meat escape can be generated in the direction orthogonal to the linear processing mark 34.
以上説明したように、従来は、研磨工具の特性による影響等を抑えるために研磨方向をランダムにするものであるのに対し、本実施形態に係る流路板３０では、線状加工痕３４の方向が、加圧液室列方向と平行となるように研磨加工をするものである。これにより、研磨加工工程における肉の逃げ方向は、加圧液室列方向に対して直交する方向となる。すなわち、肉の逃げ方向を、隣接する加圧液室間で位置ずれが生じない方向に規制することができるため、隣接する加圧液室３１の位置精度を確保した流路板３０とすることができる。 As described above, conventionally, the polishing direction is randomized in order to suppress the influence of the characteristics of the polishing tool, whereas in the flow path plate 30 according to the present embodiment, the linear processing marks 34 are formed. Polishing is performed so that the direction is parallel to the direction of the row of pressurized liquid chambers. As a result, the escape direction of the meat in the polishing process becomes a direction orthogonal to the row direction of the pressurized liquid chamber. That is, since the escape direction of the meat can be regulated in a direction in which the positional deviation does not occur between the adjacent pressurized liquid chambers, the flow path plate 30 that ensures the positional accuracy of the adjacent pressurized liquid chambers 31 is used. Can be done.
図１２は、加圧液室列３１Ｂが複数形成された流路板３０の概略図である。図１２に示すように、流路板３０に複数の加圧液室列３１Ｂを形成する場合において、複数の加圧液室列３１Ｂの列間には、未加工部３５が存在することが好ましい。 FIG. 12 is a schematic view of a flow path plate 30 in which a plurality of pressurized liquid chamber rows 31B are formed. As shown in FIG. 12, when a plurality of pressurized liquid chamber rows 31B are formed on the flow path plate 30, it is preferable that an unprocessed portion 35 exists between the rows of the plurality of pressurized liquid chamber rows 31B. ..
図１２の例では、２つの加圧液室列３１Ｂから加圧液室列方向に直交する方向の所定範囲に線状加工痕３４が形成され、その間の部分は未加工部３５となっている。 In the example of FIG. 12, linear machining marks 34 are formed from the two pressurizing liquid chamber rows 31B in a predetermined range in the direction orthogonal to the pressurizing liquid chamber row direction, and the portion between them is the unprocessed portion 35. ..
加圧液室列間に未加工部３５を設けることにより、加圧液室列間方向での肉逃げ量が減少するため、加圧液室位置のずれ量を減少させて、ずれ量のばらつきを抑え、加圧液室３１の位置精度を向上させることができる。 By providing the unprocessed portion 35 between the rows of the pressurized liquid chambers, the amount of meat escape in the direction between the rows of the pressurized liquid chambers is reduced, so that the amount of deviation of the position of the pressurized liquid chambers is reduced and the amount of deviation varies. It is possible to improve the position accuracy of the pressurized liquid chamber 31.
以上説明した本実施形態に係る流路板３０によれば、簡易な製造工程かつ低コストで、研磨加工での肉逃げの影響を軽減し、加圧液室の位置精度を良好なものとすることができる。また、当該流路板３０を用いた液体吐出ヘッド１とすることで、簡易な製造工程かつ低コストで、良好な吐出性能を有する液体吐出ヘッドとすることができる。 According to the flow path plate 30 according to the present embodiment described above, the influence of meat escape in the polishing process is reduced and the position accuracy of the pressurized liquid chamber is improved by a simple manufacturing process and low cost. be able to. Further, by using the liquid discharge head 1 using the flow path plate 30, it is possible to obtain a liquid discharge head having good discharge performance with a simple manufacturing process and low cost.
また、ここまで説明した第１の実施形態での流路形成部材（ノズル板４０）と、第２の実施液体での流路形成部材（流路板３０）はいずれも個別流路の配列方向の位置精度の向上に寄与するものであり、第１の実施形態でのノズル板４０、および第２の実施形態での流路板３０の双方を備えた液体吐出ヘッド１とすることで、個別流路の配列方向の位置精度をさらに良好なものとすることができる。 Further, the flow path forming member (nozzle plate 40) in the first embodiment and the flow path forming member (flow path plate 30) in the second embodiment described so far are both in the arrangement direction of the individual flow paths. The liquid discharge head 1 is individually provided with both the nozzle plate 40 in the first embodiment and the flow path plate 30 in the second embodiment. The position accuracy in the arrangement direction of the flow path can be further improved.
（インクカートリッジ）
次に、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１を備えたインクカートリッジについて説明する。
(ink cartridge)
Next, the ink cartridge provided with the liquid ejection head 1 according to the present embodiment will be described.
図１３は液体吐出ヘッド１を備えたインクカートリッジの構成例を示す斜視図である。インクカートリッジ９０は、上述したノズル板４０等を有する液体吐出ヘッド１（インクジェットヘッド）と、液体吐出ヘッド１に対してインクを供給するインクタンク９１とを一体化したものである。 FIG. 13 is a perspective view showing a configuration example of an ink cartridge including the liquid ejection head 1. The ink cartridge 90 integrates a liquid ejection head 1 (inkjet head) having the nozzle plate 40 and the like described above, and an ink tank 91 that supplies ink to the liquid ejection head 1.
液体吐出ヘッド１とインクタンク９１とを一体とした場合、液体吐出ヘッド１の低コスト化および性能向上は、ただちにインクカートリッジ９０の全体の低コスト化、性能向上につながる。よって、液体吐出ヘッド１の低コスト化、性能向上を図ることで、ヘッド一体型のインクカートリッジ９０の低コスト化、性能向上を図ることができる。 When the liquid ejection head 1 and the ink tank 91 are integrated, the cost reduction and performance improvement of the liquid ejection head 1 immediately lead to the overall cost reduction and performance improvement of the ink cartridge 90. Therefore, by reducing the cost and improving the performance of the liquid ejection head 1, it is possible to reduce the cost and improve the performance of the head-integrated ink cartridge 90.
（画像形成装置）
次に、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１を備えた画像形成装置であるインクジェット記録装置について説明する。
(Image forming device)
Next, an inkjet recording device, which is an image forming device including the liquid discharge head 1 according to the present embodiment, will be described.
図１４は液体吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成例を示す斜視図であり、図１５は同記録装置の機構部の構成例を示す側面図である。 FIG. 14 is a perspective view showing a configuration example of an inkjet recording device equipped with a liquid discharge head, and FIG. 15 is a side view showing a configuration example of a mechanical portion of the recording device.
インクジェット記録装置１００は、装置本体の内部に印字機構部１０３等を収納し、装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙１３０を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１０４を抜き差し自在に装着されている。また、記録紙１３０を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ１０５を有している。給紙カセット１０４あるいは手差しトレイ１０５から給送される記録紙１３０を取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。 The inkjet recording device 100 may be a paper feed cassette (or a paper feed tray) in which a printing mechanism unit 103 or the like is housed inside the device main body and a large number of recording papers 130 can be loaded from the front side in the lower part of the device main body. ) 104 can be freely inserted and removed. It also has a manual feed tray 105 that is opened to manually feed the recording paper 130. The recording paper 130 supplied from the paper feed cassette 104 or the manual feed tray 105 is taken in, a required image is recorded by the printing mechanism unit 103, and then the paper is discharged to the paper ejection tray 106 mounted on the rear surface side.
印字機構部１０３は、主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１とキャリッジ１０１に搭載した液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドに対してインクを供給するインクカートリッジ１０２等で構成される。また、印字機構部１０３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１０７と従ガイドロッド１０８とでキャリッジ１０１を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ１０１にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドを複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ１０１には液体吐出ヘッドに各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１０２を交換可能に装着している。 The printing mechanism unit 103 includes a carriage 101 that can move in the main scanning direction, a liquid ejection head mounted on the carriage 101, an ink cartridge 102 that supplies ink to the liquid ejection head, and the like. Further, the printing mechanism unit 103 slidably holds the carriage 101 in the main scanning direction by the main guide rod 107 and the slave guide rod 108, which are guide members horizontally laid on the left and right side plates (not shown). The carriage 101 has a liquid ejection head that ejects ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk), and a plurality of ink ejection ports (nozzles) intersect with the main scanning direction. They are arranged in the direction of the ink droplets, and are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. Further, each ink cartridge 102 for supplying ink of each color to the liquid ejection head is replaceably mounted on the carriage 101.
インクカートリッジ１０２は上方に大気と連通する大気口、下方には液体吐出ヘッドへインクを供給する供給口が設けられている。インクカートリッジ１０２の内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液体吐出ヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液体吐出ヘッドとしては各色の液体吐出ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液体吐出ヘッドでもよい。 The ink cartridge 102 is provided with an atmosphere port that communicates with the atmosphere above, and a supply port that supplies ink to the liquid ejection head below. The ink cartridge 102 has a porous body filled with ink, and the ink supplied to the liquid ejection head is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Further, although the liquid discharge head of each color is used as the liquid discharge head, one liquid discharge head having a nozzle for ejecting ink droplets of each color may be used.
ここでキャリッジ１０１は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１０７に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１０８に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１０９ａで回転駆動される駆動プーリ１１０と従動プーリ１１１との間にタイミングベルト１１２を張装し、このタイミングベルト１１２をキャリッジ１０１に固定している。これにより、主走査モータａ１０９の正逆回転によりキャリッジ１０１が往復駆動される。 Here, the carriage 101 is slidably fitted on the main guide rod 107 on the rear side (downstream side in the paper transport direction) and slidably mounted on the slave guide rod 108 on the front side (upstream side in the paper transport direction). ing. Then, in order to move and scan the carriage 101 in the main scanning direction, a timing belt 112 is stretched between the drive pulley 110 and the driven pulley 111 which are rotationally driven by the main scanning motor 109a, and the timing belt 112 is mounted on the carriage 101. It is fixed to. As a result, the carriage 101 is reciprocated by the forward and reverse rotation of the main scanning motor a109.
一方、給紙カセット１０４にセットした記録紙１３０を液体吐出ヘッドの下方側に搬送するために、給紙カセット１０４から記録紙１３０を分離給装する給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４と、記録紙１３０を案内するガイド部材１１５とを有する。また、給紙された記録紙１３０を反転させて搬送する搬送ローラ１１６と、この搬送ローラ１１６の周面に押し付けられる搬送コロ１１７及び搬送ローラ１１６からの記録紙１３０の送り出し角度を規定する先端コロ１１８とを有する。搬送ローラ１１６は副走査モータ１０９ｂによってギヤ列を介して回転駆動される。 On the other hand, in order to convey the recording paper 130 set in the paper feed cassette 104 to the lower side of the liquid discharge head, the paper feed roller 113 and the friction pad 114 that separately supply the recording paper 130 from the paper feed cassette 104, and the recording paper. It has a guide member 115 that guides the 130. Further, the transfer roller 116 that reverses and conveys the fed recording paper 130, the transfer roller 117 that is pressed against the peripheral surface of the transfer roller 116, and the tip roller that defines the delivery angle of the recording paper 130 from the transfer roller 116. Has 118 and. The transfer roller 116 is rotationally driven by the sub-scanning motor 109b via the gear train.
そして、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された記録紙１３０を液体吐出ヘッドの下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材１１９を設けている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、記録紙１３０を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２０と拍車１２１とを設けている。さらに記録紙１３０を排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１２３と拍車１２４と、排紙経路を形成するガイド部材１２５，１２６とを配設している。 A printing receiving member 119, which is a paper guide member, is provided to guide the recording paper 130 sent out from the transport roller 116 in the movement range in the main scanning direction of the carriage 101 on the lower side of the liquid discharge head. .. On the downstream side of the imprint receiving member 119 in the paper transport direction, a transport roller 120 and a spur 121 that are rotationally driven to feed the recording paper 130 in the paper discharge direction are provided. Further, a paper ejection roller 123 and a spur 124 for feeding the recording paper 130 to the paper ejection tray 106, and guide members 125 and 126 forming a paper ejection path are arranged.
このインクジェット記録装置１００で記録時には、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッドを駆動することにより、停止している記録紙１３０にインクを吐出して１行分を記録する。その後、記録紙１３０を所定量搬送した後、次の行の記録を行う。記録終了信号または記録紙１３０の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ記録紙１３０を排紙する。 At the time of recording with the inkjet recording device 100, the liquid ejection head is driven in response to the image signal while moving the carriage 101 to eject ink onto the stopped recording paper 130 and record one line. Then, after transporting a predetermined amount of the recording paper 130, the next line is recorded. When the recording end signal or the signal that the rear end of the recording paper 130 reaches the recording area is received, the recording operation is ended and the recording paper 130 is ejected.
また、キャリッジ１０１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液体吐出ヘッドの吐出不良を回復するための回復装置１２７を配置している。回復装置１２７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ１０１は印字待機中にはこの回復装置１２７側に移動されてキャッピング手段で液体吐出ヘッドをキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。 Further, a recovery device 127 for recovering the discharge defect of the liquid discharge head is arranged at a position outside the recording area on the right end side in the moving direction of the carriage 101. The recovery device 127 has a cap means, a suction means, and a cleaning means. The carriage 101 is moved to the recovery device 127 side during printing standby, and the liquid discharge head is capped by the capping means to keep the discharge port portion in a wet state, thereby preventing ejection defects due to ink drying. In addition, by ejecting ink that is not related to recording during recording, the ink viscosities of all the ejection ports are kept constant, and stable ejection performance is maintained.
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液体吐出ヘッド１の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。このように、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。このように、本実施形態のインクジェット記録装置１００においては回復装置１２７を備えているので、液体吐出ヘッドの吐出不良が回復されて、安定したインク滴吐出特性が得られ、画像品質を向上することができる。 When a discharge defect occurs, the discharge port (nozzle) of the liquid discharge head 1 is sealed by a capping means, and air bubbles or the like are sucked out from the discharge port by the suction means through a tube. In this way, the ink, dust, and the like adhering to the ejection port surface are removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir installed in the lower part of the main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir. As described above, since the inkjet recording device 100 of the present embodiment is provided with the recovery device 127, the ejection failure of the liquid ejection head is recovered, stable ink droplet ejection characteristics are obtained, and the image quality is improved. Can be done.
以上、本実施形態のインクジェット記録装置（画像形成装置）１００では、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１を記録ヘッドとして備えるので、低コストで、良好な吐出性能を有する液体吐出ヘッド１を備えたインクジェット記録装置１００とすることができる。 As described above, in the inkjet recording device (image forming device) 100 of the present embodiment, since the liquid discharge head 1 according to the present embodiment is provided as the recording head, the liquid discharge head 1 having good discharge performance at low cost is provided. It can be an inkjet recording device 100.
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 It should be noted that the above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be carried out without departing from the gist of the present invention.
なお、画像形成装置として、インクジェットプリンタを例として説明したが、インクジェットコピー、インクジェットファックス、あるいはそれらの複合型記録装置にも適用できる。また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。 Although an inkjet printer has been described as an example of the image forming apparatus, it can also be applied to an inkjet copy, an inkjet fax machine, or a composite recording apparatus thereof. Further, the image forming apparatus includes both a serial type image forming apparatus and a line type image forming apparatus unless otherwise specified.
「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。 The "liquid discharge head" is a functional component that discharges and ejects liquid from a nozzle. Further, the pressure generating means used for the "liquid discharge head" is not limited. For example, in addition to the piezoelectric actuator (which may use a laminated piezoelectric element) as described in the above embodiment, it is composed of a thermal actuator using an electric heat conversion element such as a heat generating resistor, a vibrating plate, and a counter electrode. An electrostatic actuator or the like may be used.
また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 In addition, image formation, recording, printing, printing, printing, modeling, etc. in the terms of the present application are all synonymous.
また、「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体を吐出する機能に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。 The "liquid discharge unit" is a liquid discharge head integrated with other functional parts and mechanisms, and is an assembly of parts related to the function of discharging liquid. For example, the "liquid discharge unit" includes a combination of at least one of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance / recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism with a liquid discharge head.
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。 Here, "integration" means, for example, a liquid discharge head and a functional component, a mechanism fixed to each other by fastening, adhesion, engagement, etc., or one in which one is movably held with respect to the other. Including. Further, the liquid discharge head, the functional parts, and the mechanism may be detachably attached to each other.
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。 For example, as a liquid discharge unit, there is one in which a liquid discharge head and a head tank are integrated. In addition, there are cases in which the liquid discharge head and the head tank are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, a unit including a filter can be added between the head tank of these liquid discharge units and the liquid discharge head.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。 Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge head and a carriage integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge head in which the liquid discharge head and the scanning movement mechanism are integrated by holding the liquid discharge head movably by a guide member forming a part of the scanning movement mechanism. In some cases, the liquid discharge head, the carriage, and the main scanning movement mechanism are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid discharge unit, there is a carriage to which a liquid discharge head is attached, in which a cap member which is a part of the maintenance / recovery mechanism is fixed, and the liquid discharge head, the carriage, and the maintenance / recovery mechanism are integrated. ..
また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。 Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge unit in which a tube is connected to a head tank or a liquid discharge head to which a flow path component is attached, and the liquid discharge head and a supply mechanism are integrated. Through this tube, the liquid of the liquid storage source is supplied to the liquid discharge head.
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。 The main scanning movement mechanism shall also include a single guide member. Further, the supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 Further, the "device for discharging a liquid" is a device provided with a liquid discharge head or a liquid discharge unit and driving the liquid discharge head to discharge the liquid. The device for discharging the liquid includes not only a device capable of discharging the liquid to a device to which the liquid can adhere, but also a device for discharging the liquid toward the air or the liquid.
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 The "device for discharging the liquid" may include means for feeding, transporting, and discharging paper to which the liquid can be attached, as well as a pretreatment device, a posttreatment device, and the like.
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。 For example, as a "device that ejects a liquid", an image forming apparatus that ejects ink to form an image on paper, and a three-dimensional object (three-dimensional object) are formed in layers in order to form a three-dimensional object. There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges the modeling liquid into the powder layer.
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the "device for discharging a liquid" is not limited to a device in which a significant image such as characters and figures is visualized by the discharged liquid. For example, those that form patterns that have no meaning in themselves and those that form a three-dimensional image are also included.
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned "material to which a liquid can adhere" means a material to which a liquid can adhere at least temporarily, such as one that adheres and adheres, and one that adheres and permeates. Specific examples include media such as paper, recording paper, recording paper, film, cloth and other recording media, electronic substrates, electronic components such as piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and inspection cells. Yes, and includes anything to which the liquid adheres, unless otherwise specified.
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The material of the above-mentioned "material to which liquid can be attached" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics or the like as long as the liquid can be attached even temporarily.
また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。 The "liquid" may have a viscosity and surface tension that can be discharged from the head, and is not particularly limited, but has a viscosity of 30 mPa · s or less at room temperature, under normal pressure, or by heating or cooling. It is preferable to have. More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, functionalizing materials such as polymerizable compounds, resins and surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids and proteins, and calcium. , Solvents, suspensions, emulsions, etc. containing edible materials such as natural dyes, etc., for example, inks for inkjets, surface treatment liquids, constituents of electronic elements and light emitting elements, and formation of electronic circuit resist patterns. It can be used for applications such as liquids for three-dimensional modeling.
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。 Further, the "device for discharging the liquid" includes, but is not limited to, a device in which the liquid discharge head and the device to which the liquid can adhere move relatively. Specific examples include a serial type device that moves the liquid discharge head, a line type device that does not move the liquid discharge head, and the like.
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition, as a "device for ejecting liquid", a treatment liquid coating device for ejecting a treatment liquid to the paper in order to apply the treatment liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, raw materials. There is an injection granulator that granulates fine particles of raw materials by injecting a composition liquid in which the above-mentioned material is dispersed in a solution through a nozzle.
１ 液体吐出ヘッド
１０ フレーム部材
１１ 共通液室
１２ インク供給穴
１３ ベース基板
１４ 圧電素子
１５ 支柱部
１７ ＦＰＣケーブル
２０ 振動板
２０Ａ 外周部
２１ インク供給口
２２ 大気連通管
３０ 流路板
３１ 加圧液室
３１Ａ 隔壁部
３１Ｂ 加圧液室列
３２ ダンパ室
３３ インク供給路
３４ 線状加工痕
３５ 未加工部
３６ａ Ｒ部
３６ｂ せん断部
３６ｃ 破断部
３６ｄ バリ部
４０ ノズル板
４０Ａ ノズル面
４１ ノズル孔
４１Ａ ノズル列
４２ 凹部
４３ 凸部
４４ 線状加工痕
４５ 未加工部
５０ ポンチ
５１ 研磨工具
５２ 平板
５３ 円形加工痕
９０ インクカートリッジ
１００ インクジェット記録装置
1 Liquid discharge head 10 Frame member 11 Common liquid chamber 12 Ink supply hole 13 Base substrate 14 piezoelectric element 15 Strut 17 FPC cable 20 Vibrating plate 20A Outer circumference 21 Ink supply port 22 Atmospheric communication pipe 30 Flow path plate 31 Pressurized liquid chamber 31A Partition 31B Pressurized liquid chamber row 32 Damper chamber 33 Ink supply path 34 Linear processing mark 35 Unprocessed portion 36a R portion 36b Shear portion 36c Broken portion 36d Burr portion 40 Nozzle plate 40A Nozzle surface 41 Nozzle hole 41A Nozzle row 42 Concave part 43 Convex part 44 Linear processing mark 45 Unprocessed part 50 Punch 51 Polishing tool 52 Flat plate 53 Circular processing mark 90 Ink cartridge 100 Ink cartridge 100 Ink cartridge recording device
Claims (6)
前記流路形成部材は前記ノズル孔の吐出面側に研磨面を有しており、
前記研磨面の線状加工痕が前記個別流路の配列方向と略平行に形成されており、
前記個別流路の列を複数有し、前記研磨面において、複数の前記個別流路の列間に未加工部を有する、
ことを特徴とする流路形成部材。 A flow path forming member that forms a part of a plurality of individual flow paths formed as a row and has nozzle holes.
The flow path forming member has a polished surface on the discharge surface side of the nozzle hole.
The linear processing marks on the polished surface are formed substantially parallel to the arrangement direction of the individual flow paths.
It has a plurality of rows of the individual flow paths, and has an unprocessed portion between the rows of the plurality of individual flow paths on the polished surface.
A flow path forming member.
ことを特徴とする請求項１に記載の流路形成部材。 The flow path forming member according to claim 1, further comprising a plurality of nozzle holes forming a part of the plurality of individual flow paths.
ことを特徴とする請求項１に記載の流路形成部材。 The flow path forming member according to claim 1, further comprising a plurality of pressurized liquid chambers forming a part of the plurality of individual flow paths.
前記液体吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクと、を一体としたインクカートリッジにおいて、
前記液体吐出ヘッドとして、請求項４に記載の液体吐出ヘッドを用いたことを特徴とするインクカートリッジ。 With the liquid discharge head,
In an ink cartridge that integrates an ink tank that supplies ink to the liquid ejection head.
An ink cartridge according to claim 4, wherein the liquid ejection head is used as the liquid ejection head.
前記液体吐出ヘッドとして、請求項４に記載の液体吐出ヘッドを用いたことを特徴とする液体を吐出する装置。 In a device that discharges a liquid that discharges a liquid from a liquid discharge head,
A device for discharging a liquid, which comprises using the liquid discharge head according to claim 4 as the liquid discharge head.
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