JP2019089233A - 噴射孔プレートの製造方法 - Google Patents

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健志 ▲高▼野
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Abstract

【課題】吐出の安定性や、ヘッドの耐久性を向上させることが可能な噴射孔プレートの製造方法を提供する。【解決手段】本開示の一実施の形態に係る噴射孔プレートの製造方法は、金属基板の第1主面をパンチで押圧することにより、第1主面に凹部を形成するとともに、金属基板の第2主面のうち、凹部と対向する位置に凸部を形成するパンチ加工工程と、凸部を機械研磨によって削り、凹部を貫通させることにより、噴射孔を形成する第1研磨工程と、金属基板のうち、第1主面および第2主面の少なくとも一方の面を、化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって研磨する第2研磨工程とを含む。【選択図】図8

Description

本開示は、噴射孔プレートの製造方法に関する。
液体噴射ヘッドを備えた液体噴射記録装置が、様々な分野に利用されている。液体噴射ヘッドは、多数の噴射孔が形成された噴射孔プレートを含む複数のプレートの積層体を備えており、各噴射孔から被記録媒体に対して液体であるインクを吐出するように構成されている。このような噴射孔プレートは、例えば、金属基板に対してプレス加工を行うことにより形成される(例えば、特許文献1参照)。
特許第4935535号公報
このような噴射孔プレートでは、一般に、吐出の安定性や、ヘッドの耐久性を向上させることが求められている。吐出の安定性や、ヘッドの耐久性を向上させることが可能な噴射孔プレートの製造方法を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態に係る噴射孔プレートの製造方法は、以下の工程を含むものである。
(A)金属基板の第1主面をパンチで押圧することにより、第1主面に凹部を形成するとともに、金属基板の第2主面のうち、凹部と対向する位置に凸部を形成するパンチ加工工程
(B)凸部を機械研磨によって削り、凹部を貫通させることにより、噴射孔を形成する第1研磨工程
(C)金属基板のうち、第1主面および第2主面の少なくとも一方の面を、化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって研磨する第2研磨工程
本開示の一実施の形態に係る噴射孔プレートの製造方法によれば、吐出の安定性や、ヘッドの耐久性を向上させることが可能となる。
本開示の一実施の形態に係る液体噴射記録装置の概略構成例を表す模式斜視図である。 図1に示した循環機構等の詳細構成例を表す模式図である。 図2に示した液体噴射ヘッドの詳細構成例を表す分解斜視図である。 図3に示したノズルプレートを取り外した状態における液体噴射ヘッドの構成例を表す模式底面図である。 図3に示した液体噴射ヘッドの、図4に示したV−V線に対応する箇所での断面の一部の構成例を表す模式図である。 図5のノズルプレートの一部の断面構成例を表す模式図である。 図5のノズルプレートの一部の断面構成例を表す模式図である。 実施の形態に係るノズルプレートの製造手順の一例を表す流れ図である。 実施の形態に係るノズルプレートの製造工程の一例を表す断面図である。 図9Aに続く製造工程の一例を表す断面図である。 図9Bに続く製造工程の一例を表す断面図である。 図9Cに続く製造工程の一例を表す断面図である。 図9Cまたは図9Dでの研磨後の金属基板の一例を表す断面図である。 図9Cまたは図9Dに続く製造工程の一例を表す断面図である。 図9Cまたは図9Dに続く製造工程の一例を表す断面図である。 図9Cまたは図9Dに続く製造工程の一例を表す断面図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態(ノズルプレートの製造方法)
2.変形例
<1.実施の形態>
[プリンタ1の全体構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る液体噴射記録装置としてのプリンタ1の概略構成例を、模式的に斜視図にて表したものである。プリンタ1は、後述するインク9を利用して、被記録媒体としての記録紙Pに対して、画像や文字等の記録(印刷)を行うインクジェットプリンタである。このプリンタ1はまた、詳細は後述するが、インク9を所定の流路に循環させて利用する、インク循環式のインクジェットプリンタである。
プリンタ1は、図1に示したように、一対の搬送機構2a,2bと、インクタンク3と、インクジェットヘッド4と、循環機構5と、走査機構6とを備えている。これらの各部材は、所定形状を有する筺体10内に収容されている。なお、本明細書の説明に用いられる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
(搬送機構2a,2b)
搬送機構2a,2bはそれぞれ、図1に示したように、記録紙Pを搬送方向d(X軸方向)に沿って搬送する機構である。これらの搬送機構2a,2bはそれぞれ、グリッドローラ21、ピンチローラ22および駆動機構(不図示)を有している。グリッドローラ21およびピンチローラ22はそれぞれ、Y軸方向(記録紙Pの幅方向)に沿って延設されている。駆動機構は、グリッドローラ21を軸周りに回転させる(Z−X面内で回転させる)機構であり、例えばモータ等を用いて構成されている。
(インクタンク3)
インクタンク3は、インク9を内部に収容するタンクである。このインクタンク3としては、この例では図1に示したように、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(B)の4色のインク9を個別に収容する、4種類のタンクが設けられている。すなわち、イエローのインク9を収容するインクタンク3Yと、マゼンダのインク9を収容するインクタンク3Mと、シアンのインク9を収容するインクタンク3Cと、ブラックのインク9を収容するインクタンク3Bとが設けられている。これらのインクタンク3Y,3M,3C,3Bは、筺体10内において、X軸方向に沿って並んで配置されている。なお、インクタンク3Y,3M,3C,3Bはそれぞれ、収容するインク9の色以外については同一の構成であるため、以下ではインクタンク3と総称して説明する。
(インクジェットヘッド4)
インクジェットヘッド4は、後述する複数のノズル孔(ノズル孔H1,H2)から記録紙Pに対して液滴状のインク9を噴射(吐出)して、画像や文字等の記録を行うヘッドである。このインクジェットヘッド4としても、この例では図1に示したように、上記したインクタンク3Y,3M,3C,3Bにそれぞれ収容されている4色のインク9を個別に噴射する、4種類のヘッドが設けられている。すなわち、イエローのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Yと、マゼンダのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Mと、シアンのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Cと、ブラックのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Bとが設けられている。これらのインクジェットヘッド4Y,4M,4C,4Bは、筺体10内において、Y軸方向に沿って並んで配置されている。
なお、インクジェットヘッド4Y,4M,4C,4Bはそれぞれ、利用するインク9の色以外については同一の構成であるため、以下ではインクジェットヘッド4と総称して説明する。また、このインクジェットヘッド4の詳細構成については、後述する(図3〜図5)。
(循環機構5)
循環機構5は、インクタンク3内とインクジェットヘッド4内との間でインク9を循環させるための機構である。図2は、循環機構5の構成例を、前述したインクタンク3およびインクジェットヘッド4と共に、模式的に表したものである。なお、図2中に示した実線の矢印は、インク9の循環方向を示している。循環機構5は、図2に示したように、インク9を循環させるための所定の流路(循環流路50)と、一対の送液ポンプ52a,52bとを備えている。
循環流路50は、インクジェットヘッド4内とインクジェットヘッド4の外部(インクタンク3内)との間を循環する流路であり、インク9がこの循環流路50を循環して流れるようになっている。循環流路50は、インクタンク3からインクジェットヘッド4へと至る部分である流路50aと、インクジェットヘッド4からインクタンク3へと至る部分である流路50bとを有している。言い換えると、流路50aは、インクタンク3からインクジェットヘッド4へと向かって、インク9が流れる流路である。また、流路50bは、インクジェットヘッド4からインクタンク3へと向かって、インク9が流れる流路である。
送液ポンプ52aは、流路50a上において、インクタンク3とインクジェットヘッド4との間に配置されている。送液ポンプ52aは、インクタンク3内に収容されているインク9を、流路50aを介してインクジェットヘッド4内へと送液するためのポンプである。送液ポンプ52bは、流路50b上において、インクジェットヘッド4とインクタンク3との間に配置されている。送液ポンプ52bは、インクジェットヘッド4内に収容されているインク9を、流路50bを介してインクタンク3内へと送液するためのポンプである。
(走査機構6)
走査機構6は、記録紙Pの幅方向(Y軸方向)に沿って、インクジェットヘッド4を走査させる機構である。この走査機構6は、図1に示したように、Y軸方向に沿って延設された一対のガイドレール61a,61bと、これらのガイドレール61a,61bに移動可能に支持されたキャリッジ62と、このキャリッジ62をY軸方向に沿って移動させる駆動機構63とを有している。また、駆動機構63は、ガイドレール61a,61bの間に配置された一対のプーリ631a,631bと、これらのプーリ631a,631b間に巻回された無端ベルト632と、プーリ631aを回転駆動させる駆動モータ633とを有している。
プーリ631a,631bはそれぞれ、Y軸方向に沿って、各ガイドレール61a,61bにおける両端付近に対応する領域に配置されている。無端ベルト632には、キャリッジ62が連結されている。このキャリッジ62上には、前述した4種類のインクジェットヘッド4Y,4M,4C,4Bが、Y軸方向に沿って並んで配置されている。なお、このような走査機構6と前述した搬送機構2a,2bとにより、インクジェットヘッド4と記録紙Pとを相対的に移動させる、移動機構が構成される。
[インクジェットヘッド4の詳細構成]
次に、図1および図2に加えて図3〜図5を参照して、インクジェットヘッド4の詳細構成例について説明する。図3は、インクジェットヘッド4の詳細構成例を、分解斜視図で表したものである。図4は、図3に示したノズルプレート41(後出)を取り外した状態におけるインクジェットヘッド4の構成例を、模式的に底面図(X−Y底面図)で表したものである。図5は、インクジェットヘッド4の、図4に示したV−V線に対応する箇所での断面(Z−X断面)の一部の構成例を、模式的に表したものである。図6、図7は、ノズルプレート41の一部の断面構成例(Y−Z断面構成例)を、模式的に表したものである。
本実施の形態のインクジェットヘッド4は、後述する複数のチャネル(チャネルC1,C2)における延在方向(Y軸方向)の中央部からインク9を吐出する、いわゆるサイドシュートタイプのインクジェットヘッドである。また、このインクジェットヘッド4は、前述した循環機構5(循環流路50)を用いることで、インクタンク3との間でインク9を循環させて利用する、循環式のインクジェットヘッドである。
図3に示したように、インクジェットヘッド4は、ノズルプレート(噴射孔プレート)41、アクチュエータプレート42およびカバープレート43を主に備えている。これらのノズルプレート41、アクチュエータプレート42およびカバープレート43は、例えば接着剤等を用いて互いに貼り合わされており、Z軸方向に沿ってこの順に積層されている。なお、以下では、Z軸方向に沿ってカバープレート43側を上方と称すると共に、ノズルプレート41側を下方と称して説明する。
(ノズルプレート41)
ノズルプレート41は、インクジェットヘッド4に用いられるプレートである。ノズルプレート41は、例えば50μm程度の厚みを有する金属基板を有し、図3に示したように、アクチュエータプレート42の下面に接着されている。ノズルプレート41として用いられる金属基板としては、SUS316やSUS304をはじめとするステンレス鋼が挙げられる。また、図3および図4に示したように、このノズルプレート41には、X軸方向に沿ってそれぞれ延在する、2列のノズル列(ノズル列411,412)が設けられている。これらのノズル列411,412同士は、Y軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。このように、本実施の形態のインクジェットヘッド4は、2列タイプのインクジェットヘッドとなっている。本開示の一実施の形態に係る噴射孔プレートとしてのノズルプレート41の製造方法については、後に詳述する。
ノズル列411は、X軸方向に沿って所定の間隔をおいて一直線上に並んで形成された、複数のノズル孔(噴射孔)H1を有している。これらのノズル孔H1はそれぞれ、ノズルプレート41をその厚み方向(Z軸方向)に沿って貫通しており、例えば図5に示したように、後述するアクチュエータプレート42における吐出チャネルC1e内に連通している。具体的には図4に示したように、各ノズル孔H1は、列状に形成されており、かつ、吐出チャネルC1e上においてY軸方向に沿った中央部に位置するように形成されている。また、ノズル孔H1におけるX軸方向に沿った形成ピッチは、吐出チャネルC1eにおけるX軸方向に沿った形成ピッチと同一(同一ピッチ)となっている。このようなノズル列411内のノズル孔H1からは、詳細は後述するが、吐出チャネルC1e内から供給されるインク9が吐出(噴射)される。
ノズル列412も同様に、X軸方向に沿って所定の間隔をおいて一直線上に並んで形成された、複数のノズル孔(噴射孔)H2を有している。これらのノズル孔H2もそれぞれ、ノズルプレート41をその厚み方向に沿って貫通しており、後述するアクチュエータプレート42における吐出チャネルC2e内に連通している。具体的には図4に示したように、各ノズル孔H2は、列状に形成されており、かつ、吐出チャネルC2e上においてY軸方向に沿った中央部に位置するように形成されている。また、ノズル孔H2におけるX軸方向に沿った形成ピッチは、吐出チャネルC2eにおけるX軸方向に沿った形成ピッチと同一となっている。このようなノズル列412内のノズル孔H2からも、詳細は後述するが、吐出チャネルC2e内から供給されるインク9が吐出される。
ノズルプレート41は、複数のノズル孔H1および複数のノズル孔H2が設けられた金属基板を有している。金属基板は、各ノズル孔H1,H2の噴出口Houtが設けられた噴出側主面410Bと、噴出口Houtよりも大きな、各ノズル孔H1,H2の流入口Hinが設けられた流入側主面410Aとを有している。これらのノズル孔H1,H2はそれぞれ、例えば、下方に向かうに従って漸次縮径するテーパー状のテーバー孔部410Cからなる貫通孔となっている。なお、例えば、図7に示したように、これらのノズル孔H1,H2はそれぞれ、下方に向かうに従って漸次縮径するテーパー状のテーバー孔部410Cと、テーバー孔部410Cに連通する円柱孔部410Dとを有する貫通孔となっていてもよい。
(アクチュエータプレート42)
アクチュエータプレート42は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の圧電材料により構成されたプレートである。このアクチュエータプレート42は、分極方向がZ方向で異なる2つの圧電基板を積層して形成された、いわゆるシェブロンタイプのアクチュエータである。なお、アクチュエータプレート42は、分極方向が厚み方向(Z軸方向)に沿って一方向に設定されている1つの圧電基板から形成された、いわゆるカンチレバータイプのアクチュエータであってもよい。また、図3および図4に示したように、アクチュエータプレート42には、X軸方向に沿ってそれぞれ延在する、2列のチャネル列(チャネル列421,422)が設けられている。これらのチャネル列421,422同士は、Y軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。
このようなアクチュエータプレート42では、図4に示したように、X軸方向に沿った中央部(チャネル列421,422の形成領域)に、インク9の吐出領域(噴射領域)A1が設けられている。一方、アクチュエータプレート42において、X軸方向に沿った両端部(チャネル列421,422の非形成領域)には、インク9の非吐出領域(非噴射領域)A2が設けられている。この非吐出領域A2は、吐出領域A1に対して、X軸方向に沿った外側に位置している。なお、アクチュエータプレート42におけるY軸方向に沿った両端部はそれぞれ、尾部420を構成している。
上記したチャネル列421は、図3および図4に示したように、Y軸方向に沿って延在する複数のチャネルC1を有している。これらのチャネルC1は、X軸方向に沿って所定の間隔をおいて互いに平行となるよう、並んで配置されている。各チャネルC1は、圧電体(アクチュエータプレート42)からなる駆動壁Wdによってそれぞれ画成されており、断面視にて凹状の溝部となっている(図3参照)。
チャネル列422も同様に、Y軸方向に沿って延在する複数のチャネルC2を有している。これらのチャネルC2は、X軸方向に沿って所定の間隔をおいて互いに平行となるよう、並んで配置されている。各チャネルC2もまた、上記した駆動壁Wdによってそれぞれ画成されており、断面視にて凹状の溝部となっている。
ここで、図3および図4に示したように、チャネルC1には、インク9を吐出させるための吐出チャネルC1eと、インク9を吐出させないダミーチャネルC1dとが存在している。チャネル列421において、これらの吐出チャネルC1eとダミーチャネルC1dとは、X軸方向に沿って交互に配置されている。各吐出チャネルC1eは、ノズルプレート41におけるノズル孔H1と連通している一方、各ダミーチャネルC1dはノズル孔H1には連通しておらず、ノズルプレート41の上面によって下方から覆われている。
同様に、チャネルC2には、インク9を吐出させるための吐出チャネルC2eと、インク9を吐出させないダミーチャネルC2dとが存在している。チャネル列422において、これらの吐出チャネルC2eとダミーチャネルC2dとは、X軸方向に沿って交互に配置されている。各吐出チャネルC2eは、ノズルプレート41におけるノズル孔H2と連通している一方、各ダミーチャネルC2dはノズル孔H2には連通しておらず、ノズルプレート41の上面によって下方から覆われている。
また、図4に示したように、チャネルC1における吐出チャネルC1eおよびダミーチャネルC1dは、チャネルC2における吐出チャネルC2eおよびダミーチャネルC2dに対し、互い違いとなるように配置されている。したがって、本実施の形態のインクジェットヘッド4では、チャネルC1における吐出チャネルC1eと、チャネルC2における吐出チャネルC2eとが、千鳥状に配置されている。図3に示したように、アクチュエータプレート42において、ダミーチャネルC1d,C2dに対応する部分には、ダミーチャネルC1d,C2dにおけるY軸方向に沿った外側端部に連通する、浅溝部Ddが形成されている。
ここで、図3および図5に示したように、上記した駆動壁Wdにおける対向する内側面にはそれぞれ、Y軸方向に沿って延在する駆動電極Edが設けられている。この駆動電極Edには、吐出チャネルC1e,C2eに面する内側面に設けられたコモン電極Edcと、ダミーチャネルC1d,C2dに面する内側面に設けられたアクティブ電極Edaとが存在している。このような駆動電極Ed(コモン電極Edcおよびアクティブ電極Eda)は、図5に示したように、駆動壁Wdの内側面上において、駆動壁Wdと同じ深さ(Z軸方向において同じ深さ)まで形成されている。また、アクチュエータプレート42において、ノズルプレート41側の面には、駆動電極Edとノズルプレート41とが互いに電気的に短絡するのを防止する絶縁膜42Aが形成されている。なお、アクチュエータプレート42が上述のカンチレバータイプとなっている場合には、駆動電極Ed(コモン電極Edcおよびアクティブ電極Eda)は、駆動壁Wdの内側面内において、深さ方向(Z軸方向)の中間位置までしか形成されていない。
同一の吐出チャネルC1e(または吐出チャネルC2e)内で対向する一対のコモン電極Edc同士は、コモン端子(不図示)において互いに電気的に接続されている。また、同一のダミーチャネルC1d(またはダミーチャネルC2d)内で対向する一対のアクティブ電極Eda同士は、互いに電気的に分離されている。一方、吐出チャネルC1e(または吐出チャネルC2e)を介して対向する一対のアクティブ電極Eda同士は、アクティブ端子(不図示)において互いに電気的に接続されている。
ここで、前述した尾部420においては、図3に示したように、駆動電極Edと制御部(インクジェットヘッド4における後述する制御部40)との間を電気的に接続する、フレキシブルプリント基板44が実装されている。このフレキシブルプリント基板44に形成された配線パターン(不図示)は、上記したコモン端子およびアクティブ端子に対して電気的に接続されている。これにより、フレキシブルプリント基板44を介して、後述する制御部40から各駆動電極Edに対して、駆動電圧が印加されるようになっている。
(カバープレート43)
カバープレート43は、図3に示したように、アクチュエータプレート42における各チャネルC1,C2(各チャネル列421,422)を閉塞するように配置されている。具体的には、このカバープレート43は、アクチュエータプレート42の上面に接着されており、板状構造となっている。
カバープレート43には、図3に示したように、一対の入口側共通インク室431a,432aと、一対の出口側共通インク室431b,432bとが、それぞれ形成されている。具体的には、入口側共通インク室431aおよび出口側共通インク室431bはそれぞれ、アクチュエータプレート42におけるチャネル列421(複数のチャネルC1)に対応する領域に形成されている。また、入口側共通インク室432aおよび出口側共通インク室432bはそれぞれ、アクチュエータプレート42におけるチャネル列422(複数のチャネルC2)に対応する領域に形成されている。
入口側共通インク室431aは、各チャネルC1におけるY軸方向に沿った内側の端部付近に形成されており、凹状の溝部となっている。この入口側共通インク室431aにおいて、各吐出チャネルC1eに対応する領域には、カバープレート43をその厚み方向(Z軸方向)に沿って貫通する、供給スリットSaが形成されている。同様に、入口側共通インク室432aは、各チャネルC2におけるY軸方向に沿った内側の端部付近に形成されており、凹状の溝部となっている。この入口側共通インク室432aにおいて、各吐出チャネルC2eに対応する領域にも、上記した供給スリットSaが形成されている。なお、これらの入口側共通インク室431a,432aはそれぞれ、インクジェットヘッド4における前述した入口部Tinを構成する部分である。
出口側共通インク室431bは、図3に示したように、各チャネルC1におけるY軸方向に沿った外側の端部付近に形成されており、凹状の溝部となっている。この出口側共通インク室431bにおいて、各吐出チャネルC1eに対応する領域には、カバープレート43をその厚み方向に沿って貫通する、排出スリットSbが形成されている。同様に、出口側共通インク室432bは、各チャネルC2におけるY軸方向に沿った外側の端部付近に形成されており、凹状の溝部となっている。この出口側共通インク室432bにおいて、各吐出チャネルC2eに対応する領域にも、上記した排出スリットSbが形成されている。なお、これらの出口側共通インク室431b,432bはそれぞれ、インクジェットヘッド4における前述した出口部Toutを構成する部分である。
このようにして、入口側共通インク室431aおよび出口側共通インク室431bはそれぞれ、供給スリットSaおよび排出スリットSbを介して各吐出チャネルC1eに連通する一方、各ダミーチャネルC1dには連通していない。すなわち、各ダミーチャネルC1dは、これら入口側共通インク室431aおよび出口側共通インク室431bにおける底部によって、閉塞されている。
同様に、入口側共通インク室432aおよび出口側共通インク室432bはそれぞれ、供給スリットSaおよび排出スリットSbを介して各吐出チャネルC2eに連通する一方、各ダミーチャネルC2dには連通していない。すなわち、各ダミーチャネルC2dは、これら入口側共通インク室432aおよび出口側共通インク室432bにおける底部によって、閉塞されている。
(制御部40)
ここで、本実施の形態のインクジェットヘッド4にはまた、図2に示したように、プリンタ1における各種動作の制御を行う、制御部40が設けられている。この制御部40は、例えば、プリンタ1における画像や文字等の記録動作(インクジェットヘッド4におけるインク9の噴射動作)の他、前述した送液ポンプ52a,52b等における各動作を制御するようになっている。このような制御部40は、例えば、演算処理部と各種メモリからなる記憶部とを有する、マイクロコンピュータにより構成されている。
[プリンタ1の基本動作]
このプリンタ1では、以下のようにして、記録紙Pに対する画像や文字等の記録動作(印刷動作)が行われる。なお、初期状態として、図1に示した4種類のインクタンク3(3Y,3M,3C,3B)にはそれぞれ、対応する色(4色)のインク9が十分に封入されているものとする。また、インクタンク3内のインク9は、循環機構5を介してインクジェットヘッド4内に充填された状態となっている。
このような初期状態において、プリンタ1を作動させると、搬送機構2a,2bにおけるグリッドローラ21がそれぞれ回転することで、グリッドローラ21とピンチローラ22と間に、記録紙Pが搬送方向d(X軸方向)に沿って搬送される。また、このような搬送動作と同時に、駆動機構63における駆動モータ633が、プーリ631a,631bをそれぞれ回転させることで、無端ベルト632を動作させる。これにより、キャリッジ62がガイドレール61a,61bにガイドされながら、記録紙Pの幅方向(Y軸方向)に沿って往復移動する。そしてこの際に、各インクジェットヘッド4(4Y,4M,4C,4B)によって、4色のインク9を記録紙Pに適宜吐出させることで、この記録紙Pに対する画像や文字等の記録動作がなされる。
[インクジェットヘッド4における詳細動作]
続いて、図1〜図7を参照して、インクジェットヘッド4における詳細動作(インク9の噴射動作)について説明する。すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッド4(サイドシュートタイプ,循環式のインクジェットヘッド)では、以下のようにして、せん断(シェア)モードを用いたインク9の噴射動作が行われる。
まず、上記したキャリッジ62(図1参照)の往復移動が開始されると、制御部40は、フレキシブルプリント基板44を介して、インクジェットヘッド4内の駆動電極Ed(コモン電極Edcおよびアクティブ電極Eda)に対し、駆動電圧を印加する。具体的には、制御部40は、吐出チャネルC1e,C2eを画成する一対の駆動壁Wdに配置された各駆動電極Edに対し、駆動電圧を印加する。これにより、これら一対の駆動壁Wdがそれぞれ、その吐出チャネルC1e,C2eに隣接するダミーチャネルC1d,C2d側へ、突出するように変形する(図5参照)。
このように、一対の駆動壁Wdによる屈曲変形によって、吐出チャネルC1e,C2eの容積が増大する。そして、吐出チャネルC1e,C2eの容積が増大することにより、入口側共通インク室431a,432a内に貯留されたインク9が、吐出チャネルC1e,C2e内へ誘導されることになる(図3参照)。
次いで、このようにして吐出チャネルC1e,C2e内へ誘導されたインク9は、圧力波となって吐出チャネルC1e,C2eの内部に伝播する。そして、ノズルプレート41のノズル孔H1,H2にこの圧力波が到達したタイミングで、駆動電極Edに印加される駆動電圧が、0(ゼロ)Vとなる。これにより、上記した屈曲変形の状態から駆動壁Wdが復元する結果、一旦増大した吐出チャネルC1e,C2eの容積が、再び元に戻ることになる(図5参照)。
このようにして、吐出チャネルC1e,C2eの容積が元に戻ると、吐出チャネルC1e,C2e内部の圧力が増加し、吐出チャネルC1e,C2e内のインク9が加圧される。その結果、液滴状のインク9が、ノズル孔H1,H2を通って外部へと(記録紙Pへ向けて)吐出される(図5参照)。このようにしてインクジェットヘッド4におけるインク9の噴射動作(吐出動作)がなされ、その結果、記録紙Pに対する画像や文字等の記録動作が行われることになる。特に、本実施の形態のノズル孔H1,H2はそれぞれ、前述したように、下方に向かうに従って漸次縮径するテーパー状のテーバー孔部410Cを有しているので(図6、図7参照)、インク9を高速度で真っ直ぐに(直進性良く)吐出することができる。よって、高画質な記録を行うことが可能となる。
[ノズルプレート41の製造方法]
次に、本開示の一実施の形態に係る噴射孔プレートとしてのノズルプレート41の製造方法について説明する。図8は、ノズルプレート41の製造手順の一例を表す流れ図である。図9A〜図9Hは、ノズルプレート41の製造工程の一例を表す断面図である。
まず、金属基板100を用意する(図9A)。金属基板100は、SUS316やSUS304をはじめとするステンレス鋼によって形成されている。金属基板100の一方の面が第1主面100Aとなっており、金属基板の100の他方の面が第2主面100Bとなっている。なお、金属基板100を加工することによりノズルプレート41となる。また、金属基板100の第1主面100Aがノズルプレート41の流入側主面410Aとなる面であり、金属基板100の第2主面100Bがノズルプレート41の噴出側主面410Bとなる面である。
次に、パンチ加工を行う(ステップS101)。まず、ノズルプレート41のノズル孔H1におけるX軸方向に沿った形成ピッチと同一ピッチの複数の貫通孔300Hを有するダイ300上に、第1主面100Aを上にして、金属基板100を固定する。各貫通孔300Hの径は、後述のパンチ200の円柱部220の径よりも大きくなっている。続いて、金属基板100の第1主面100Aを1または複数のパンチ200で押圧する。具体的には、金属基板100の第1主面100Aのうち、各貫通孔300Hと対向する箇所を1または複数のパンチ200で押圧する。これにより、第1主面100Aに複数の凹部100Cを形成するとともに、第2主面100Bのうち、各凹部100Cと対向する位置に凸部100Dを形成する(図9B)。
ここで、パンチ200は、円錐台形状のテーパー部210と、テーパー部210の先端に接して形成された円柱部220とを有している。そのため、パンチ200の押圧により形成された凹部100Cは、パンチ200の形状を反転させた形状となっており、具体的には、円錐台形状のテーパー孔部と、テーパー孔部と連通する円柱孔部とを有している。このとき、凹部100Cは、金属基板100の厚さ(第1主面100Aと第2主面100Bとの距離)よりも深くなっている。
次に、1回目の研磨を行う(ステップS102)。具体的には、各凸部100Dを機械研磨によって削り、各凹部100Cを貫通させることにより、複数のノズル孔H1を形成する(図9C)。ここで、機械研磨としては、例えば、テープ400による研磨(テープ研磨)などが挙げられる。テープ400は、例えば、厚さ75μm程度の長尺なポリエステルフィルムの一方の面に、複数の砥粒が接着剤によりほぼ全面に亘って固定されたものである。
なお、ノズル孔H1の流入端部(流入口Hin)近傍に、パンチ200の押圧に伴って突起が生じることがある。その場合には、機械研磨により、各凸部100Dを削ることに加えて、第1主面100Aをより平坦にしてもよい。その結果、第1主面100Aは概ね平坦となる。ここで、機械研磨としては、例えば、図9Dに示したように、テープ400による研磨(テープ研磨)などが挙げられる。
ところで、例えば、図9Eに示したように、上記の機械研磨に伴って、ノズル孔H1の吐出端部(噴出口Hout)にバリ100Fが生じることがある。本実施の形態では、そのようなバリ100Fの発生を考慮して、2回目の研磨を行う(ステップS103)。具体的には、金属基板100のうち、第1主面100Aおよび第2主面100Bの少なくとも一方の面を、化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって研磨する。
(化学研磨)
化学研磨とは、化学研磨液510と呼ばれる酸性液体にワークを投入し、ワーク表面を溶かす技術を指している。例えば、図9Fに示したように、容器500に、化学研磨液510を充填し、その化学研磨液510の中にワークとしての金属基板100を浸すことにより、化学研磨を行う。化学研磨液510としては、例えば、日本表面化学株式会社のU−2413などが挙げられる。なお、金属基板100の双方の主面のうちいずれか一方の主面(第1主面100Aまたは第2主面100B)だけを研磨したい場合には、金属基板100の双方の主面(第1主面100Aおよび第2主面100B)のうち、研磨しない方の主面を化学研磨液510に対して耐性を有する皮膜で覆うか、または、研磨しない方の主面を何らかの基板に接触させておいてもよい。
(電解研磨)
電解研磨とは、電解研磨液と呼ばれる酸性液体にワークおよび金属板を漬け込み、ワークを陽極とし、金属板を陰極とし電流を流すと、陰極側に面したワーク表面のFe(鉄)やNi(ニッケル)等の原子が酸性液体に溶けだし、ワーク表面がエッチングされる技術を指している。例えば、図9Gに示したように、容器500に、電解研磨液520を充填し、その電解研磨液520の中にワークとしての金属基板100と、金属板530を浸した上で、金属基板100を陽極とし、金属板530を陰極として電流を流すことにより、電解研磨を行う。電解研磨液520としては、例えば、日本表面化学株式会社の6C016などが挙げられる。
電解研磨により、金属基板100の表面では、溶解が進行する一方で、酸化皮膜(不動態皮膜)110の生成が同時に進行する。ステンレスの主要な成分であるFeおよびCr(クロム)は、通電に伴って溶け出し、Crは直ちにO(酸素)と結合してステンレス表面に新たな酸化皮膜110を生成する。通電が進行するに伴い、ステンレス表面のCrが濃縮され、Cr濃度の高い酸化皮膜110を生成する。なお、金属基板100の双方の主面のうちいずれか一方の主面(第1主面100Aまたは第2主面100B)だけを研磨したい場合には、例えば、金属基板100の双方の主面(第1主面100Aおよび第2主面100B)のうち、研磨したくない方の主面と対向する位置には金属板530を設置せず、研磨したい方の主面と対向する位置にだけ金属板530を設置してもよい。
(化学機械研磨)
化学機械研磨とは、研磨剤(砥粒)自体が有する表面化学作用または研磨液に含まれる化学成分の作用によって、研磨剤とワークとの相対運動による機械的研磨(表面除去)効果を増大させ、高速かつ平滑な研磨面を得る技術を指している。例えば、図9Hに示したように、吐出器540から、研磨剤を含む研磨液550を研磨パッド560上に吐出した上で、ワークである金属基板100を回転させると同時に研磨パッド560を回転させることにより、化学機械研磨を行う。例えば、第1主面100Aを上にして金属基板100を研磨パッド560上に置いて化学機械研磨を行った後に、第2主面100Bを上にして金属基板100を研磨パッド560上に置いて化学機械研磨を行う。
化学機械研磨により、金属基板100の表面では、研磨液550に含まれる研磨剤(砥粒)自体が有する表面化学作用または研磨液550に含まれる化学成分の作用によって、研磨液550とワークである金属基板100との相対運動による機械的研磨(表面除去)が促進され、金属基板100の表面が平滑となる。なお、金属基板100の双方の主面のうちいずれか一方の主面(第1主面100Aまたは第2主面100B)だけを研磨したい場合には、金属基板100の双方の主面(第1主面100Aおよび第2主面100B)のうち、研磨したい方の主面を研磨パッド560に接触させて、化学機械研磨を行ってもよい。
なお、2回目の研磨工程(ステップS103)において、第1主面100Aおよび第2主面100Bに加えて、各ノズル孔H1の内壁も、上記化学研磨、上記電解研磨、または、上記化学機械研磨によって研磨してもよい。例えば、図9Fに示したような方法で上記化学研磨を行うことにより、各ノズル孔H1の内壁にも化学研磨液510が接触する。その結果、第1主面100Aおよび第2主面100Bに加えて、各ノズル孔H1の内壁も、上記化学研磨によって研磨することができる。また、例えば、図9Gに示したような方法で上記電解研磨を行うことにより、各ノズル孔H1の内壁にも電解研磨液520が接触する。その結果、第1主面100Aおよび第2主面100Bに加えて、各ノズル孔H1の内壁も、上記電解研磨によって研磨することができる。また、例えば、図9Hに示したような方法で上記化学機械研磨を行うことにより、各ノズル孔H1の内壁にも研磨液550が接触する。その結果、第1主面100Aおよび第2主面100Bに加えて、各ノズル孔H1の内壁も、上記化学機械研磨によって研磨することができる。このようにして、ノズルプレート41が製造される。
[作用・効果]
次に、本開示の一実施の形態に係る噴射孔プレートとしてのノズルプレート41の作用・効果について説明する。
インクジェットヘッドを備えたプリンタが、様々な分野に利用されている。インクジェットヘッドは、多数のノズル孔が形成されたノズルプレートを含む複数のプレートの積層体を備えており、各ノズル孔から被記録媒体に対して液体であるインクを吐出するように構成されている。このようなノズルプレートは、例えば、金属基板に対してプレス加工を行うことにより形成される。このようなノズルプレートでは、一般に、耐久性を向上させることが求められている。
しかし、ノズル孔を形成する際に、プレス加工後に凸部に対して機械研磨のみを行った場合、ノズル孔にバリが残る可能性がある。その場合には、飛翔液滴の偏向が誘発され、印字品質が落ちる可能性がある。また、プレス加工後の凸部除去を電解研磨のみで行った場合、ノズル孔にダレ(sag)が発生し、吐出安定性が損なわれる可能性がある。また、パンチによるプレス加工にてノズル孔を形成した場合、その内壁にはパンチの表面粗さに依存して凹凸が出来、気泡付着によるノズル抜け(液滴が吐出されない現象)が誘発される可能性がある。ノズル抜けが発生した場合、吐出安定性やインクの充填性が損なわれ、また、液体抵抗が高くなることによる吐出の高電圧化も懸念される。また、パンチによるプレス加工時に第1主面100A側に突起が発生した場合に、そのような突起が残っているときには、ノズルプレートとアクチュエータプレートとの接着性が低下し、ヘッドの耐久性を損なう可能性がある。また、アクチュエータプレートの絶縁膜42Aが突起によって破れ、駆動電極Edとノズルプレート41との間に電流リークが生じたり、駆動電極Edとノズルプレート41とが互いに電気的に短絡したりする可能性がある。第1主面100A側にそのような突起が残っていない場合であっても、第1主面100A側の表面組成が不均一となっているときには、ノズルプレートとアクチュエータプレートとの密着性が低下し、ヘッドの耐久性が低下する可能性がある。また、ノズルプレートに表面腐食が発生した場合、表面腐食に起因する吐出異常やノズルプレートがアクチュエータプレートから剥離する可能性がある。また、ノズルプレートの材料によっては、使用できるインクの種類が限定される可能性がある。
一方、本実施の形態に係るノズルプレート41では、パンチ加工により形成された各凸部100Dが機械研磨によって削られ、パンチ加工により形成された各凹部100Cが貫通することにより、ノズル孔H1が金属基板100に形成される。その後、金属基板100のうち、第1主面100Aおよび第2主面100Bの少なくとも一方の面が、化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって研磨される。
これにより、例えば、最初の機械研磨によってノズル孔H1の噴出口Houtに発生したバリなどが、その後の化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって小さくなるか、またはなくなる。これにより、噴射される液滴の直進性が向上するので、吐出安定性を確保することが可能となる。また、例えば、最初の機械研磨を省略し、化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって各凸部100Dを研磨した場合と比べて、ノズル孔H1にダレ(sag)が生じ難い。これにより、吐出安定性を確保することが可能となる。さらに、また、例えば、第1主面100Aおよび第2主面100Bの両面に対して化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨を行った場合、最初の機械研磨のみによって各凸部100Dを研磨した場合と比べて、第1主面100Aの表面組成が均一になる。これにより、ノズル孔H1へのインクの供給を制御するアクチュエータプレート42の、第1主面100Aへの密着性を向上させることが可能となる。その結果、ノズルプレート41の接着力不足に伴うヘッドの耐久性低下を抑制することができる。
また、本実施の形態に係るノズルプレート41では、2回目の研磨工程(ステップS103)において、第1主面100Aおよび第2主面100Bに加えて、各ノズル孔H1の内壁も、化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって研磨される。これにより、最初のパンチ加工によってノズル孔H1の内壁に発生した表面荒れが、その後の化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって小さくなるか、またはなくなる。その結果、気泡付着によるノズル抜け(液滴が吐出されない現象)が生じ難くなるので、吐出安定性を確保することが可能となり、また、インクの充填性が向上する。また、液体抵抗が小さくなるので、低電圧での吐出が可能となる。
また、本実施の形態に係るノズルプレート41では、用いられる金属基板100が、ステンレス鋼によって形成されている。これにより、化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって、金属基板100の表面のCr濃度が高くなるので、金属基板100の表面腐食が抑制される。これにより、表面腐食に起因する吐出異常や金属基板剥離が抑制されるので、吐出安定性およびヘッドの耐久性が向上する。また、使用できるインクの種類が限定されることがなくなるので、ヘッドの汎用性が向上する。
また、本実施の形態に係るノズルプレート41において、1回目の研磨工程(ステップS102)において、機械研磨によって、各凸部100Dを削ることに加えて、第1主面100Aをより平坦にした場合には、例えば、パンチ200によって生じた、第1主面100A上の突起が原因で、ノズル孔H1へのインクの供給を制御するアクチュエータプレート42の、第1主面100Aへの密着性が低下するのを防止することができる。その結果、ヘッドの耐久性を保つことができる。さらに、例えば、第1主面100A上の突起が原因で絶縁膜42Aの絶縁性が破れる可能性がなくなる。その結果、駆動電極Edとノズルプレート41との間に電流リークが生じたり、駆動電極Edとノズルプレート41とが互いに電気的に短絡したりするのを防止することができる。
<2.変形例>
以上、実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、プリンタ1およびインクジェットヘッド4における各部材の構成例(形状、配置、個数等)を具体的に挙げて説明したが、上記実施の形態で説明したものには限られず、他の形状や配置、個数等であってもよい。また、上記実施の形態で説明した各種パラメータの値や範囲、大小関係等についても、上記実施の形態で説明したものには限られず、他の値や範囲、大小関係等であってもよい。
具体的には、例えば、上記実施の形態では、2列タイプの(2列のノズル列411,412を有する)インクジェットヘッド4を挙げて説明したが、この例には限られない。すなわち、例えば、1列タイプ(1列のノズル列を有する)のインクジェットヘッドや、3列以上の複数例タイプ(3列以上のノズル列を有する)インクジェットヘッドであってもよい。
また、例えば、上記実施の形態では、ノズル列411,412がそれぞれX軸方向に沿って直線状に延在している場合について説明したが、この例には限らず、例えば、ノズル列411,412がそれぞれ、斜め方向に延在するようにしてもよい。更に、ノズル孔H1,H2の形状についても、上記実施の形態で説明したような円形状には限られず、例えば、三角形状等の多角形状や、楕円形状や星型形状などであってもよい。
また、例えば、上記実施の形態では、インクジェットヘッド4がサイドシュートタイプとなっている場合について説明したが、この例には限らず、例えば、インクジェットヘッド4が他のタイプとなっていてもよい。また、例えば、上記実施の形態では、インクジェットヘッド4が循環式となっている場合について説明したが、この例には限らず、例えば、インクジェットヘッド4が循環しない他の方式となっていてもよい。
また、例えば、上記実施の形態およびその変形例において、1つのパンチ200を用いてパンチ加工を行う場合には、単一の貫通孔300Hが設けられたダイ300を用いてもよい。このとき、1つのパンチ200および単一の貫通孔300Hは、一対になっており、両者が金属基板100に対して相対的に移動することにより、金属基板100に複数の凸部100Dを列状に形成することができる。
また、例えば、上記実施の形態およびその変形例において、ノズルプレート41に設けられたノズル孔H1の数が1つであってもよい。また、例えば、上記実施の形態およびその変形例において、ノズルプレート41に設けられたノズル孔H2の数が1つであってもよい。また、例えば、上記実施の形態およびその変形例において、ノズルプレート41に対して、ノズル孔H1およびノズル孔H2のいずれか一方だけが設けられていてもよく、さらに、ノズルプレート41に設けられた、インク9吐出用の孔の数が1つであってもよい。
加えて、上記実施の形態で説明した一連の処理は、ハードウェア(回路)で行われるようにしてもよいし、ソフトウェア(プログラム)で行われるようにしてもよい。ソフトウェアで行われるようにした場合、そのソフトウェアは、各機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム群で構成される。各プログラムは、例えば、上記コンピュータに予め組み込まれて用いられてもよいし、ネットワークや記録媒体から上記コンピュータにインストールして用いられてもよい。
また、上記実施の形態では、本開示における「液体噴射記録装置」の一具体例として、プリンタ1(インクジェットプリンタ)を挙げて説明したが、この例には限られず、インクジェットプリンタ以外の他の装置にも、本開示を適用することが可能である。換言すると、本開示の「液体噴射ヘッド」(インクジェットヘッド4)や「噴射孔プレート」(ノズルプレート41)を、インクジェットプリンタ以外の他の装置に適用するようにしてもよい。具体的には、例えば、ファクシミリやオンデマンド印刷機などの装置に、本開示の「液体噴射ヘッド」や「噴射孔プレート」を適用するようにしてもよい。
また、上記実施の形態およびその変形例では、プリンタ1の記録対象物は記録紙Pであったが、本開示の「液体噴射記録装置」の記録対象物はこれに限られない。例えば、ボール紙、布、プラスチック、金属など、様々な材料にインクを噴射することによって、文字や模様を形成することができる。また、記録対象物は平面形状である必要もなく、食品、タイル等の建材、家具、自動車など様々な立体物の塗装や装飾を行うこともできる。さらに、本開示の「液体噴射記録装置」によって、繊維を捺染することができ、あるいは噴射後にインクを固化させることによって立体造形を行うこともできる(いわゆる3Dプリンタ)。
更に、これまでに説明した各種の例を、任意の組み合わせで適用させるようにしてもよい。
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
また、本開示は、以下のような構成を取ることも可能である。
(1)
金属基板の第1主面をパンチで押圧することにより、前記第1主面に凹部を形成するとともに、前記金属基板の第2主面のうち、前記凹部と対向する位置に凸部を形成するパンチ加工工程と、
前記凸部を機械研磨によって削り、前記凹部を貫通させることにより、噴射孔を形成する第1研磨工程と、
前記金属基板のうち、前記第1主面および前記第2主面の少なくとも一方の面を、化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって研磨する第2研磨工程と
を含む噴射孔プレートの製造方法。
(2)
前記第2研磨工程において、前記第1主面および前記第2主面に加えて、前記噴射孔の内壁も、前記化学研磨、前記電解研磨、または、前記化学機械研磨によって研磨する
(1)に記載の噴射孔プレートの製造方法。
(3)
前記金属基板は、ステンレス鋼によって形成されている
(1)または(2)に記載の噴射孔プレートの製造方法。
(4)
前記第1研磨工程において、機械研磨によって、前記凸部を削ることに加えて、前記第1主面をより平坦にする
(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の噴射孔プレートの製造方法。
1…プリンタ、10…筺体、2a,2b…搬送機構、21…グリッドローラ、22…ピンチローラ、3(3Y,3M,3C,3B)…インクタンク、4(4Y,4M,4C,4B)…インクジェットヘッド、40…制御部、41…ノズルプレート、411,412…ノズル列、42…アクチュエータプレート、42A…絶縁膜、420…尾部、421,422…チャネル列、43…カバープレート、431a,432a…入口側共通インク室、431b,432b…出口側共通インク室、44…フレキシブルプリント基板、5…循環機構、50…循環流路、50a,50b…流路、52a,52b…送液ポンプ、6…走査機構、61a,61b…ガイドレール、62…キャリッジ、63…駆動機構、631a,631b…プーリ、632…無端ベルト、633…駆動モータ、9…インク、100…金属基板、100A…第1主面、100B…第2主面、100C…凹部、100D…凸部、100F…バリ、110…酸化皮膜、200…パンチ、210…テーパー部、220…円柱部、300…ダイ、300H…貫通孔、400…テープ、410A…流入側主面、410B…噴出側主面、500…容器、510…化学研磨液、520…電解研磨液、530…金属板、540…吐出器、550…研磨液、560…研磨パッド、P…記録紙、d…搬送方向、Tin…入口部、Tout…出口部、H1,H2…ノズル孔、A1…吐出領域(噴射領域)、A2…非吐出領域(非噴射領域)、C1,C2…チャネル、C1e,C2e…吐出チャネル、C1d,C2d…ダミーチャネル、Wd…駆動壁、Ed…駆動電極、Edc…コモン電極、Eda…アクティブ電極、Dd…浅溝部、Sa…供給スリット、Sb…排出スリット、Hin…流入口、Hout…噴出口。

Claims (4)

  1. 金属基板の第1主面をパンチで押圧することにより、前記第1主面に凹部を形成するとともに、前記金属基板の第2主面のうち、前記凹部と対向する位置に凸部を形成するパンチ加工工程と、
    前記凸部を機械研磨によって削り、前記凹部を貫通させることにより、噴射孔を形成する第1研磨工程と、
    前記金属基板のうち、前記第1主面および前記第2主面の少なくとも一方の面を、化学研磨、電解研磨、または、化学機械研磨によって研磨する第2研磨工程と
    を含む噴射孔プレートの製造方法。
  2. 前記第2研磨工程において、前記第1主面および前記第2主面に加えて、前記噴射孔の内壁も、前記化学研磨、前記電解研磨、または、前記化学機械研磨によって研磨する
    請求項1に記載の噴射孔プレートの製造方法。
  3. 前記金属基板は、ステンレス鋼によって形成されている
    請求項1または請求項2に記載の噴射孔プレートの製造方法。
  4. 前記第1研磨工程において、機械研磨によって、前記凸部を削ることに加えて、前記第1主面をより平坦にする
    請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の噴射孔プレートの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7462361B1 (ja) 2023-05-11 2024-04-05 大阪アサヒ化学株式会社 噴流式はんだ付け装置に用いる凸状ノズルプレートの表面処理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5889370A (ja) * 1981-11-20 1983-05-27 Ricoh Co Ltd インクジエツトノズル
JPH10226070A (ja) * 1997-02-18 1998-08-25 Fujitsu Ltd ノズル板、インクジェットヘッド、プリンタ、ノズル板の製造方法、及びノズル板の製造装置
JP2001018398A (ja) * 1999-07-09 2001-01-23 Konica Corp インクジェットヘッドのノズルプレートの製造方法
US20040017430A1 (en) * 2002-07-23 2004-01-29 Yosuke Mizuyama Laser processing method and laser processing apparatus

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4935535B1 (ja) 1970-04-02 1974-09-24
JPS62164543A (ja) * 1986-01-16 1987-07-21 Nec Corp インクジエツトプリンタヘツドの製造方法
US5574486A (en) * 1993-01-13 1996-11-12 Tektronix, Inc. Ink jet print heads and methos for preparing them
JPH08267758A (ja) * 1995-03-28 1996-10-15 Sony Corp オリフィスプレート、オリフィスプレートの製造方法、液体混合装置およびプリンタ装置
JP3438797B2 (ja) * 1995-09-08 2003-08-18 富士通株式会社 インクジェットヘッドの製造方法
EP0854040B1 (en) * 1997-01-21 2003-03-19 SCITEX DIGITAL PRINTING, Inc. Method for providing particle-free ink jet printer components
JPH10217483A (ja) * 1997-02-07 1998-08-18 Citizen Watch Co Ltd インクジェットプリンターヘッド用ノズル板の製造方法
JP3826608B2 (ja) * 1999-03-17 2006-09-27 富士写真フイルム株式会社 液体吐出部表面の撥水膜形成
JP2000282300A (ja) * 1999-03-30 2000-10-10 Kawasaki Steel Corp 耐食性の優れたステンレス鋼板およびその製造方法
MY127853A (en) * 1999-09-08 2006-12-29 Shinetsu Chemical Co Yoke compartment of voice coil motor for hard disk drive and voice coil motor using said yoke component
JP2003127345A (ja) * 2001-10-22 2003-05-08 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド用ノズルプレート及びその製造方法
JP2004001533A (ja) * 2003-06-19 2004-01-08 Fujitsu Ltd ノズル板、インクジェットヘッド及びプリンタ
JP4630540B2 (ja) * 2003-12-15 2011-02-09 キヤノン株式会社 ノズルプレートの製造方法
JP4222218B2 (ja) * 2004-02-05 2009-02-12 ブラザー工業株式会社 ノズルプレート、ノズルプレート製造方法、及びインクジェットヘッド製造方法
JP4935535B2 (ja) * 2007-06-29 2012-05-23 ブラザー工業株式会社 ノズルプレートの製造方法
JP4656670B2 (ja) * 2008-12-19 2011-03-23 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法
JP2014043029A (ja) * 2012-08-25 2014-03-13 Ricoh Co Ltd 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP5860991B1 (ja) * 2015-07-21 2016-02-16 新家工業株式会社 ステンレス鋼含有部材の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5889370A (ja) * 1981-11-20 1983-05-27 Ricoh Co Ltd インクジエツトノズル
JPH10226070A (ja) * 1997-02-18 1998-08-25 Fujitsu Ltd ノズル板、インクジェットヘッド、プリンタ、ノズル板の製造方法、及びノズル板の製造装置
JP2001018398A (ja) * 1999-07-09 2001-01-23 Konica Corp インクジェットヘッドのノズルプレートの製造方法
US20040017430A1 (en) * 2002-07-23 2004-01-29 Yosuke Mizuyama Laser processing method and laser processing apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7462361B1 (ja) 2023-05-11 2024-04-05 大阪アサヒ化学株式会社 噴流式はんだ付け装置に用いる凸状ノズルプレートの表面処理方法

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