JP2006123308A - Laminated structure of thin plate parts and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数枚の薄板状部品を積層状に固定する構造及びその製造方法に関し、例えば、インクジェットヘッド等の積層体に適用されるものである。 The present invention relates to a structure for fixing a plurality of thin plate-like components in a laminated form and a manufacturing method thereof, and is applied to a laminated body such as an ink jet head.
薄板状部品の積層構造としては、例えば、特許文献1に記載にされているような、インクジェットヘッドのキャビティユニットが知られている。キャビティユニットは、その背面に圧電アクチュエータが接合され、圧電アクチュエータの駆動により、キャビティユニットに設けられたノズルから選択的にインクを吐出して被記録媒体に画像を記録する。
As a laminated structure of thin plate components, for example, a cavity unit of an ink jet head as described in
このキャビティユニットは、ノズルを列状に穿設されたノズルプレートと、この各ノズル毎の圧力室を備えたキャビティプレートと、これら両プレート間にあってインクを圧力室に分配してノズルに供給するためのインク流通路が形成された複数枚のプレートとを備えており、これらが接着剤を介して積層形成されている。そして、前記インク流通路として、各プレートにはその板厚方向に大小の貫通孔が穿設されている。
しかしながら、貫通孔をウエットエッチングで加工する場合には、貫通加工できる孔の開口径がプレートの板厚寸法によって制限され、一般的には、板厚寸法の1.5倍程度が貫通孔の開口径の下限となっている。そのため、小さい開口径の貫通孔を穿設しようとすると、プレートの板厚を薄くする必要があり、プレートの剛性を確保したい場合や、プレートに形成されるインク流通路の容積を大きくしたい場合に問題であった。 However, when the through hole is processed by wet etching, the opening diameter of the hole that can be penetrated is limited by the plate thickness dimension of the plate, and in general, about 1.5 times the plate thickness dimension is opened. It is the lower limit of the caliber. Therefore, when trying to make a through hole with a small opening diameter, it is necessary to reduce the thickness of the plate, and it is necessary to secure the rigidity of the plate or to increase the volume of the ink flow path formed in the plate. It was a problem.
また、開口径の小さい貫通孔を穿設する他の方法としては、プレス加工も挙げられるが、プレス加工では開口の周囲にせん断によるダレ(変形)やバリ(突起)を発生する。プレス加工による貫通孔が穿設されたプレートを他のプレートに積層する場合には、前記バリがプレート間の密着を妨げるため、接着不良や流体漏れを招来することが問題であった。 In addition, as another method for forming a through-hole having a small opening diameter, press working may be mentioned. In press working, a sag (deformation) or a burr (projection) is generated around the opening due to shearing. When laminating a plate with through-holes formed by pressing on another plate, the burrs hinder the adhesion between the plates, which causes a problem of poor adhesion and fluid leakage.
本発明は、上記課題を解消するものであり、薄板状部品の板厚が厚くても、開口の小さい孔を貫通加工でき、積層時に流体漏れ等の不具合を引き起こす心配のない薄板状部品の積層構造及びその製造方法の提供を目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problem, and even if the thickness of the thin plate-like component is thick, the thin plate-like component can be processed by penetrating a small opening and there is no fear of causing problems such as fluid leakage during lamination. The object is to provide a structure and a manufacturing method thereof.
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明における薄板状部品の積層構造では、貫通孔が形成された薄板状部品を含む複数枚の薄板状部品が積層され、前記貫通孔により流体用の流路が構成される積層構造において、前記貫通孔は、薄板状部品の少なくとも一方面に、あらかじめハーフエッチングにより形成された凹部と、その凹部の底面にプレス加工により貫通形成された開口とを有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the laminated structure of thin plate parts according to the first aspect of the present invention, a plurality of thin plate parts including a thin plate part in which a through hole is formed are stacked, and the fluid is passed through the through hole. In the laminated structure in which the flow path is configured, the through-hole includes a recess formed in advance by half-etching on at least one surface of the thin plate-shaped component, and an opening formed by pressing in the bottom surface of the recess. It is characterized by having.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の薄板状部品の積層構造において、前記開口は、前記ハーフエッチングの凹部の底面に、その凹部の直径よりも小さい開口で薄板状部品の板厚方向に加工されることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the laminated structure of the thin plate-like component according to the first aspect, the opening is a thin plate-like component having an opening smaller than the diameter of the concave portion on the bottom surface of the half-etched concave portion. It is processed in the plate thickness direction.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の薄板状部品の積層構造において、前記貫通孔は、薄膜状部品の両面の対応する位置に、あらかじめ各々形成されたハーフエッチングの凹部と、両凹部の底面に両凹部を連通させるように穿設された開口とを有することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the laminated structure of thin plate-like parts according to the first or second aspect, the through holes are half-etched previously formed at corresponding positions on both sides of the thin-film part. And the opening formed so as to allow the two concave portions to communicate with each other at the bottom surface of the two concave portions.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の薄板状部品の積層構造において、前記貫通孔は、薄板状部品の一方面にあらかじめ形成されたハーフエッチングの凹部と、その凹部の底面に、前記薄板状部品の他方面側からのプレスで穿設された開口とを有することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the laminated structure of the thin plate part according to the first or second aspect, the through hole includes a half-etched recess formed in advance on one surface of the thin plate part, An opening formed by pressing from the other surface side of the thin plate-like component is provided on the bottom surface of the concave portion.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1または2に記載の薄板状部品の積層構造において、前記貫通孔は、薄板状部品の一方面にあらかじめ形成されたハーフエッチングの凹部と、その凹部の底面に、前記一方面側からのプレスで穿設された開口とからなり、前記薄板状部品の他方面側に積層される薄板状部品には、前記貫通孔に対応する位置に、当該貫通孔の開口よりも大きい流路パターンが配置されることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the laminated structure of the thin plate-like component according to the first or second aspect, the through hole includes a half-etched depression formed in advance on one surface of the thin plate-like component, The thin plate-like component that is formed on the bottom surface of the concave portion with an opening made by pressing from the one surface side and is laminated on the other surface side of the thin plate-like component has a position corresponding to the through hole. A flow path pattern larger than the opening of the through hole is arranged.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれかに記載の薄板状部品の積層構造において、前記薄板状部品は、複数のノズルを備えるインクジェットヘッド用のプレートであり、前記流路は、インク供給源からのインクを各ノズルに供給するためのインク流通路であることを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 is the laminated structure of thin plate parts according to any one of
また、請求項7に記載の発明における薄板状部品の積層構造の製造方法は、貫通孔を有する薄板状部品を含む複数の薄板状部品を積層し、前記貫通孔により流体用の流路を構成する積層構造の製造方法において、薄板状部品の少なくとも一方面に、あらかじめハーフエッチングにより凹部を形成し、その凹部の底面にプレス加工により開口を貫通形成して前記凹部と開口とにより前記貫通孔を構成することを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a laminated structure of thin plate-like components, wherein a plurality of thin plate-like components including a thin plate-like component having a through hole are laminated, and a fluid flow path is constituted by the through hole. In the method for manufacturing a laminated structure, a recess is formed in advance on at least one surface of a thin plate-shaped part by half etching, and an opening is formed through the bottom surface of the recess by pressing, and the through hole is formed by the recess and the opening. It is characterized by comprising.
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の薄板状部品の積層構造の製造方法において、前記開口は、前記ハーフエッチングの凹部の底面に、その凹部の直径よりも小さい開口で薄板状部品の板厚方向に加工することを特徴とするものである。
The invention according to claim 8 is the method for manufacturing a laminated structure of thin plate-like parts according to
また、請求項9に記載の発明は、請求項7または8に記載の薄板状部品の積層構造の製造方法において、前記凹部は前記薄板状部品の両面の対応する位置に、前記ハーフエッチングにより形成し、その両凹部の底面に、両凹部を連通させるように前記開口を穿設することを特徴とするものである。
The invention according to claim 9 is the method for manufacturing a laminated structure of thin plate parts according to
また、請求項10に記載の発明は、請求項7または8に記載の薄板状部品の積層構造の製造方法において、前記凹部は前記薄板状部品の一方面に、前記ハーフエッチングにより形成し、前記開口は、前記薄板状部品の他方面側から、前記凹部の底面に対応する位置に穿設することを特徴とするものである。
The invention according to claim 10 is the method for manufacturing a laminated structure of thin plate parts according to
また、請求項11に記載の発明は、請求項7または8に記載の薄板状部品の積層構造の製造方法において、前記凹部は前記薄板状部品の一方面に、前記ハーフエッチングにより形成し、前記開口は、前記凹部の底面に前記一方面側から穿設し、前記薄板状部品の他方面側に、前記貫通孔と対応する位置に当該貫通孔の前記開口よりも大きい流路パターンを形成した薄板状部品を積層することを特徴とするものである。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、あらかじめ薄板状部品にハーフエッチングで形成された凹部と、その凹部の底面にプレス加工により貫通形成された開口とから貫通孔を構成するので、板厚に対してエッチングのみでは困難な直径の小さい貫通孔を形成することができ、また、プレス加工により開口を形成する部分の板厚が薄板状部品の板厚よりも薄くなり、直径の小さい貫通孔を容易に形成することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the through hole is constituted by the concave portion formed in advance by half etching on the thin plate-like component and the opening formed through the bottom surface of the concave portion by press working, the plate thickness is increased. On the other hand, it is possible to form through holes with a small diameter, which is difficult by etching alone, and the thickness of the portion where the opening is formed by pressing becomes thinner than the thickness of the thin plate-like part, so that a through hole with a small diameter is formed. It can be formed easily.
請求項2に記載の発明によれば、直径の小さい開口が板厚寸法が薄くなった凹部の底面に穿設される。換言すれば、直径の小さい開口の穿設のために、薄板状部品全体の板厚寸法を薄くする必要がないから、薄板状部品の剛性が低下しないという効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, the opening having a small diameter is formed in the bottom surface of the recess having the thin plate thickness. In other words, since it is not necessary to reduce the thickness of the entire thin plate-like component in order to drill an opening having a small diameter, there is an effect that the rigidity of the thin plate-like component does not decrease.
請求項3に記載の発明によれば、ハーフエッチングの凹部が薄板状部品の両面に形成されているから、開口をいずれの凹部側からプレス加工しても、そのバリが必ず反対側の凹部の内側に位置するので、バリが薄板状部品の積層面に発生することによる積層の接着不良及び流路の接続漏れを防止することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the half-etched recesses are formed on both surfaces of the thin plate-like component, even if the opening is pressed from any recess side, the burrs are always formed on the opposite recesses. Since it is located on the inner side, it is possible to prevent poor lamination adhesion and flow path connection leakage due to the occurrence of burrs on the laminated surface of the thin plate-like parts.
請求項4に記載の発明によれば、プレス加工された開口のバリは、必ずハーフエッチングの凹部の内側に位置するから、バリが薄板状部品の積層面に発生することによる積層の接着不良及び流路の接続漏れを防止することができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、プレス加工された開口のバリは、薄板状部品の積層面に発生するが、バリがこの薄板状部品に積層される他の薄板状部品の流路パターンの内側に必ず位置するため、バリが薄板状部品の積層面に発生することによる積層の接着不良及び流路の接続漏れを防止することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the burr of the pressed opening is generated on the laminated surface of the thin plate component, but the flow path pattern of the other thin plate component in which the burr is laminated on the thin plate component. Therefore, it is possible to prevent the adhesion failure of the lamination and the connection leakage of the flow path due to the generation of the burr on the lamination surface of the thin plate-like component.
請求項6に記載の発明によれば、インクジェットヘッドにおいて、各プレートの積層の接着不良や、流路の接続でのインク漏れを防止することができる。 According to the invention described in claim 6, in the ink jet head, it is possible to prevent poor adhesion of lamination of the plates and ink leakage at the connection of the flow paths.
請求項7に記載の発明によれば、あらかじめ薄板状部品にハーフエッチングで凹部を形成し、その凹部の底面に開口を形成して貫通孔を構成するので、板厚に対してエッチングのみでは困難な直径の小さい貫通孔を形成することができ、また、プレス加工により開口を形成する部分の板厚寸法が本来の薄板状部品の板厚寸法よりも薄くなり、直径の小さい貫通孔を容易に形成することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the concave portion is previously formed in the thin plate-like component by half etching, and the opening is formed in the bottom surface of the concave portion to form the through hole, it is difficult only by etching with respect to the plate thickness. Through holes with a small diameter can be formed, and the thickness of the part where the opening is formed by pressing is thinner than the thickness of the original thin plate part, making it easy to form a through hole with a small diameter. Can be formed.
請求項8に記載の発明によれば、直径の小さい開口が板厚寸法が薄くなった凹部の底面に穿設される。換言すれば、直径の小さい開口の穿設のために、薄板状部品全体の板厚寸法を薄くする必要がないから、薄板状部品の剛性が低下しないという効果を奏する。 According to the eighth aspect of the present invention, an opening having a small diameter is formed in the bottom surface of the recess having a reduced plate thickness. In other words, since it is not necessary to reduce the thickness of the entire thin plate-like component in order to drill an opening having a small diameter, there is an effect that the rigidity of the thin plate-like component does not decrease.
請求項9に記載の発明によれば、ハーフエッチングの凹部が薄板状部品の両面に形成されているから、開口をいずれの凹部側からプレス加工しても、そのバリが必ず反対側の凹部の内側に位置するので、バリが薄板状部品の積層面に発生することによる積層の接着不良及び流路の接続漏れを防止することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, since the half-etched concave portions are formed on both surfaces of the thin plate-like component, the burr is always formed on the opposite concave portion even if the opening is pressed from any concave portion side. Since it is located on the inner side, it is possible to prevent poor lamination adhesion and flow path connection leakage due to the occurrence of burrs on the laminated surface of the thin plate-like parts.
請求項10に記載の発明によれば、プレス加工された開口のバリは、必ずハーフエッチングの凹部の内側に位置するから、バリが薄板状部品の積層面に発生することによる積層の接着不良及び流路の接続漏れを防止することができる。 According to the invention described in claim 10, since the burr of the pressed opening is always located inside the half-etched concave portion, the adhesion failure of the lamination due to the occurrence of the burr on the lamination surface of the thin plate-like component and Connection leakage of the flow path can be prevented.
請求項11に記載の発明によれば、プレス加工された開口のバリは、薄板状部品の積層面に発生するが、このバリはこの薄板状部品に積層される他の薄板状部品の流路パターンの内側に必ず位置するため、バリが薄板状部品の積層面に発生することによる積層の接着不良及び流路の接続漏れを防止することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the burrs of the pressed openings are generated on the laminated surface of the thin plate-like component, and the burrs are flow paths of other thin plate-like components laminated on the thin plate-like component. Since it is always located inside the pattern, it is possible to prevent poor lamination adhesion and flow path connection leakage due to the occurrence of burrs on the laminated surface of the thin plate-like parts.
以下、本発明の基本的な実施形態について、図面に基づいて説明する。図1は本発明が適用されたインクジェットヘッドの斜視図、図2はインクジェットヘッドの分解斜視図、図3はキャビティユニットの拡大分解斜視図、図4は図1のIV−IV線矢視拡大断面図、図5(a)は小さい開口径の貫通孔の形成においてプレートの両面に凹部を形成した状態を示す断面図、図5(b)は凹部に開口を形成した状態を示す断面図、図6(a)は小さい開口径の貫通孔の形成においてプレートの片面に凹部を形成した状態を示す断面図、図6(b)は凹部に開口を形成した状態を示す断面図、図7(a)は小さい開口径の貫通孔の形成においてプレートの片面に凹部を形成した状態を示す断面図、図7(b)は凹部に開口を形成して他のプレートを積層する状態を示す断面図である。 Hereinafter, a basic embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of an inkjet head to which the present invention is applied, FIG. 2 is an exploded perspective view of the inkjet head, FIG. 3 is an enlarged exploded perspective view of a cavity unit, and FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view showing a state in which concave portions are formed on both surfaces of a plate in forming a through hole having a small opening diameter, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing a state in which openings are formed in the concave portions. 6 (a) is a cross-sectional view showing a state in which a concave portion is formed on one surface of a plate in forming a through hole having a small opening diameter, FIG. 6 (b) is a cross-sectional view showing a state in which an opening is formed in the concave portion, and FIG. ) Is a cross-sectional view showing a state in which a concave portion is formed on one surface of a plate in forming a through hole having a small opening diameter, and FIG. 7B is a cross-sectional view showing a state in which an opening is formed in the concave portion and another plate is laminated. is there.
図1は、実施形態として本発明が適用された圧電式のインクジェットヘッド100におけるキャビティユニット1と圧電アクチュエータ2の斜視図であり、金属板製の複数枚のプレートを備えるキャビティユニット1にプレート型の圧電アクチュエータ2が接合され、このプレート型の圧電アクチュエータ2の上面に外部機器との接続のためのフレキシブルフラットケーブル3が重ね接合されている。そして、キャビティユニット1の下面側に開口されたノズル4から、下向きにインクが吐出するものとする(図4参照)。
FIG. 1 is a perspective view of a
前記キャビティユニット1は、図2に示すように、ノズルプレート11、スペーサプレート12、ダンパープレート13、2枚のマニホールドプレート14a、14b、サプライプレート15、ベースプレート16、及びキャビティプレート17の合計8枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合した構造となっている。
As shown in FIG. 2, the
実施形態では、各プレート11〜17は50〜150μm程度の厚さを有し、ノズルプレート11はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート12〜17は42%ニッケル合金鋼板製である。前記ノズルプレート11には、微小径(実施形態では25μm程度)のインク吐出用のノズル4が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル4は、当該ノズルプレート11における長辺方向(X方向)に沿って、千鳥配列状で5列に配列されている。
In the embodiment, each of the
また、前記キャビティプレート17には、図3に示すように、複数の圧力室36がキャビティプレート17の長辺(前記X方向)に沿って千鳥配列状で5列に配列されている。実施形態では、前記各圧力室36は、平面視細長形状に形成され、その長手方向がキャビティプレート17の短辺方向(Y方向)に沿うようにして穿設され、長手方向の一端部36aがノズル4と連通し、他端部36bが後述する共通インク室7と連通する。
In the
各圧力室36における先端部36aは、ベースプレート16、サプライプレート15、2枚のマニホールドプレート14b、14a、ダンパープレート13、及びスペーサプレート12に、同じく千鳥配列状にて穿設されている微小径の連通孔37を介して、ノズルプレート11における前記各ノズル4に連通している。
The
キャビティプレート17の下面に隣接するベースプレート16には、各圧力室36の他端部36bに接続する接続孔38が穿設されている。
In the
ベースプレート16の下面に隣接するサプライプレート15には、後述する共通インク室7から前記各圧力室36へインクを供給するための接続流路40が設けられる。そして各接続流路40には、共通インク室7からインクが入る入口孔40aと、圧力室36(接続孔38)側に開口する出口孔40bと、入口孔40aと出口孔40bとの間にあって、接続流路40中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部とが備えられている。
The
2枚のマニホールドプレート14a,14bには、その長辺方向(X方向)に沿って長い5つの共通インク室7が前記ノズル4の各列に沿って延びるように板厚を貫通して形成されている。すなわち、図2及び図4に示すように、2枚のマニホールドプレート14a、14bを積層し、かつその上面をサプライプレート15にて覆い、下面をダンパープレート13にて覆うことにより、合計5つの共通インク室(マニホールド室)7が密閉状に形成される。各共通インク室7は、各プレートの積層方向から平面視したときに、前記圧力室36の一部と重なって圧力室36の列方向(ノズル4の列方向)に沿って長く延びている。
The two
図3及び図4に示すように、マニホールドプレート14aの下面に隣接するダンパープレート13の下面側には、共通インク室7と隔絶されたダンパ室45が凹み形成されている。この各ダンパ室45の位置および形状は、図2に示すように、前記各共通インク室7と一致させている。このダンパプレート13は、適宜弾性変形し得る金属素材であるため、ダンパ室45上部の薄い板状の天井部は、共通インク室7側にも、ダンパ室45側にも自由に振動することができる。インク吐出時に、圧力室36で発生した圧力変動が共通インク室7に伝播しても、前記天井部が弾性変形して振動することにより、前記圧力変動を吸収減衰させるというダンパ効果を奏し、圧力変動が他の圧力室36へ伝播するというクロストークを防止することができるものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
また、図2に示すように、キャビティプレート17、ベースプレート16、及びサプライプレート15の一方の短辺側の端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ4つのインク供給口47が穿設されている。インク供給源からのインクが、これらインク供給口47から共通インク室7の一端部に連通するようになっている。4つのインク供給口47を、図2の左側から順に個別に47a、47b、47c、47dと付す。
In addition, as shown in FIG. 2, four
インク供給口47からノズル4に至るインク流通路では、インクは、インク供給口47からインク供給チャンネルとしての共通インク室7に供給された後、図3に示すように、サプライプレート15の接続流路40及びベースプレート16の接続孔38を経由して各圧力室36に分配供給される。そして、圧電アクチュエータ2の駆動により、インクは各圧力室36内から前記連通孔37を通って、その圧力室36に対応するノズル4に至るという構成になっている。
In the ink flow path from the
この実施形態では、図2に示すように、インク供給口47が4つ設けられているのに対して、共通インク室7が5つ設けられており、インク供給口47aだけが、2つの共通インク室7,7に接続されている。インク供給口47aには、ブラックインクが供給されるように設定されており、ブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いことを考慮したものである。他のインク供給口47b、47c、47dには、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクがそれぞれ単独に供給される。インク供給口47a,47b,47c,47dには、それぞれの開口に対応する濾過部20aを有するフィルタ体20が接着剤等で貼着されている(図1参照)。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, four
一方、前記圧電アクチュエータ2は、特開平4−341853号公報等に開示された公知のものと同様に、図示しないが複数枚の圧電シートを積層した構造で、1枚の厚さが30μm程度の各圧電シートのうち下から偶数段目の圧電シートの上面(広幅面)には、前記キャビティユニット1における各圧力室36に対応した箇所ごとに細幅の個別電極が長辺方向(X方向)に沿って列状に形成されている。下から奇数段目の圧電シートの上面(広幅面)には、複数個の圧力室36に対して共通のコモン電極が形成されており、最上段のシートの上面には、表面電極48として、前記個別電極の各々に対して電気的に接続される表面電極と、前記コモン電極に対して電気的に接続される表面電極とが設けられている。
On the other hand, the
そして、このような構成のプレート型の圧電アクチュエータ2における下面(圧力室36と対面する広幅面)全体に、接着剤としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート(図示せず)を予め貼着し、次いで、前記キャビティユニット1に対して、圧電アクチュエータ2が、その各個別電極を前記キャビティユニット1における各圧力室36の各々に対応させて接着・固定される。また、この圧電アクチュエータ2における上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル3(図4参照)が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル3における各種の配線パターン(図示せず)が、前記各表面電極48に電気的に接合される。
An adhesive sheet (not shown) made of an ink non-permeable synthetic resin material as an adhesive is formed on the entire lower surface (the wide surface facing the pressure chamber 36) of the plate-
次に、前述したキャビティユニット1を構成するプレートの製造方法について説明する。ポリイミド製のノズルプレート11には、レーザ加工によりノズル4が穿設され、金属製の各プレート12〜17には、インク供給口47、共通インク室7、連通孔37、接続孔38、接続流路40、ダンパ室45等の凹み形成や貫通する孔等が、エッチング加工、放電加工、プラズマ加工、レーザ加工等により適宜形成されている。これら金属製のプレート12〜17に穿設される貫通孔のうち、特に開口径が小さい場合の加工について、ベースプレート16を例示して詳細に説明する。
Next, the manufacturing method of the plate which comprises the
ベースプレート16には、上述したように、貫通孔として、連通孔37がその板厚方向に穿設されている(図3参照)。この連通孔37の形成においては、まず、図5(a)に示すように、ベースプレート16の両面の対応する位置に、それぞれハーフエッチングによる凹部50を形成する(図2、図3及び図4では凹部50は図示していない)。ハーフエッチングは金属プレートであるベースプレート16のエッチング液によるウエットエッチングで行う。なお、貫通孔を形成するプレートの材質によっては、プラズマ加工、レーザ加工等で凹部を形成することも可能である。
As described above, the
次に、図5(b)に示すように、この凹部50の底面に両凹部を連通させるように、凹部50の直径よりも小さい開口51をプレス加工で穿設する。この開口51には、プレスする側の端面にダレ52が、反対側の端面にはバリ53がそれぞれ発生する。しかしながら、これらのダレ52やバリ53はいずれも凹部50の内側に生じるので、ベースプレート16の上下の積層面には発生しない。バリ53が、ベースプレート16とキャビティプレート17、あるいはベースプレート16とサプライプレート15との界面にあると、インク流通路の接続漏れや、積層面の接着不良を引き起こすが、バリ53が必ず凹部50の内側に位置することにより、プレート間の密着性を損なう心配がなくなる。なお、これらのダレ52やバリ53は、インク流通路である凹部50の内側にあるが、インクの流れに与える影響は極めて小さいものとなっている。
Next, as shown in FIG. 5 (b), an
連通孔37を金属製のベースプレート16にウエットエッチングで加工しようとすると、ベースプレート16の板厚寸法L0に対して、一般的には、直径が1.5L0以上の開口しか穿設することができない。しかしながら、本発明では、上述したようにバリ53の悪影響をなくすことで、開口の穿設にプレス加工を採用できるようにしている。プレス加工は、ウエットエッチング加工で開口を穿設する場合に比べて、板厚寸法による開口径への制限が少ないので、直径の小さい開口を形成し易い。もちろん、両凹部50の底面間の寸法、すなわち開口51が穿設される部分の板厚寸法L1が、ベースプレート16の板厚寸法L0よりも薄く(L1<L0)することで、プレス加工においてもその加工し易さは向上される。
When trying to process the
また、この製造方法によると、同じ直径の開口51を穿設する場合に、ベースプレート16の板厚寸法を厚くできることになるので、プレート全体の剛性を高めることができるのである。
Further, according to this manufacturing method, when the
次に、上述した開口径の小さい貫通孔の製造方法における第1の応用例について、同じくベースプレート16の連通孔37を例に説明する。この第1の応用例では、図6(a)に示すように、連通孔37を穿設しようとする位置にて、ベースプレート16の一方面(図では上面)にハーフエッチングによる凹部50を形成する。次に、図6(b)に示すように、ベースプレート16の他方面(図では下面)側から凹部50の底面に対応する位置に、プレス加工により開口51を穿設する。この場合も、開口51が穿設される板厚寸法L2が、ベースプレート16の板厚寸法L0よりも薄く(L2<L0)なるので、開口径を小さく形成し易い。また、開口51のバリ53は必ず凹部50の内側に生じるため、ベースプレート16とその上下に積層されるプレートとの間の密着がバリ53に妨げられることはない。
Next, a first application example in the above-described method for manufacturing a through hole having a small opening diameter will be described using the
次に、上述した開口径の小さい貫通孔の製造方法における第2の応用例について説明する。第2の応用例は、ベースプレート16に穿設される接続孔38に適用した場合を説明する。図7(a)に示すように、接続孔38を穿設しようとする位置にて、ベースプレート16のキャビティプレート17側の面(図では上面)にハーフエッチングによる凹部50を形成する。そして、図7(b)に示すように、この凹部50の底面にキャビティプレート17側(図では上方側)からプレス加工により開口51を穿設する。従って、この場合には、開口51のバリ53は、ベースプレート16におけるサプライプレート15側(図では下方側)の積層面に突出して発生する。
Next, a second application example in the above-described method for manufacturing a through hole having a small opening diameter will be described. In the second application example, a case where the second application example is applied to the
サプライプレート15には、前述したように接続孔38と連通するように接続流路40が形成されるが、この接続流路40の出口孔40bの開口の開口径D2を接続孔38の開口径D1よりも大きく設定しておく(D2>D1)。これにより、ベースプレート16をサプライプレート15の上面に積層したときに、バリ53が出口孔40bの内側に位置するから、ベースプレート16とサプライプレート15との密着がバリ53によって妨げられることがない。
As described above, the
なお、開口径の小さい貫通孔の製造方法の説明では、ベースプレート16の連通孔37及び接続孔38を例示したが、その他のプレートの貫通孔に適用してもよいことは言うまでもない。例えば、上記製造方法をマニホールドプレート14a(14b)の連通孔37に適用すると、連通孔37の開口径に比べて、マニホールドプレート14a(14b)の板厚寸法を厚くできることになるから、マニホールドプレート14a(14b)の共通インク室の容量を大きくすることができる。
In the description of the manufacturing method of the through hole having a small opening diameter, the
また、前記第2の応用例を、ベースプレート16からマニホールドプレート14bの各連通孔37に適用すると、外方に突出したバリ53が隣接する他のプレートの凹部50内に位置することになり、各プレート間の密着がバリ53によって妨げられることがない。
Further, when the second application example is applied from the
また、本発明は、インクジェットヘッドだけでなく、その他の微小な積層体に適用することができる。 Further, the present invention can be applied not only to an ink jet head but also to other minute laminates.
1 キャビティユニット
2 圧電アクチュエータ
3 フレキシブルフラットケーブル
4 ノズル
11 ノズルプレート
12 スペーサプレート
13 ダンパープレート
14a、14b マニホールドプレート
15 サプライプレート
16 ベースプレート
17 キャビティプレート
36 圧力室
37 連通孔
38 接続孔
40 接続流路
50 凹部
51 開口
52 ダレ
53 バリ
100 インクジェットヘッド
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記貫通孔は、薄板状部品の少なくとも一方面に、あらかじめハーフエッチングにより形成された凹部と、その凹部の底面にプレス加工により貫通形成された開口とを有することを特徴とする薄板状部品の積層構造。 In a laminated structure in which a plurality of thin plate-like components including a thin plate-like component in which a through hole is formed are laminated, and a fluid flow path is configured by the through hole,
The through hole has a recess formed in advance by half-etching on at least one surface of the thin plate-like component, and an opening formed through the bottom surface of the recess by press working. Construction.
薄板状部品の少なくとも一方面に、あらかじめハーフエッチングにより凹部を形成し、その凹部の底面にプレス加工により開口を貫通形成して前記凹部と開口とにより前記貫通孔を構成することを特徴とする薄板状部品の積層構造の製造方法。 In a manufacturing method of a laminated structure in which a plurality of thin plate-like components including a thin plate-like component having a through hole are laminated, and a fluid flow path is configured by the through hole
A thin plate characterized in that a recess is formed in advance on at least one surface of a thin plate-like component by half-etching, an opening is formed through the bottom surface of the recess by press working, and the through hole is configured by the recess and the opening. For manufacturing a laminated structure of shaped parts.
前記薄板状部品の他方面側に、前記貫通孔と対応する位置に当該貫通孔の前記開口よりも大きい流路パターンを形成した薄板状部品を積層することを特徴とする請求項7または8に記載の薄板状部品の積層構造の製造方法。 The concave portion is formed on the one surface of the thin plate part by the half etching, and the opening is formed on the bottom surface of the concave portion from the one surface side,
The thin plate-like component in which a flow path pattern larger than the opening of the through hole is formed at a position corresponding to the through hole is laminated on the other surface side of the thin plate-like component. The manufacturing method of the laminated structure of the thin plate-shaped components of description.
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