JPH05318747A - Ink passage substrate and production thereof - Google Patents
Ink passage substrate and production thereofInfo
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- JPH05318747A JPH05318747A JP12337892A JP12337892A JPH05318747A JP H05318747 A JPH05318747 A JP H05318747A JP 12337892 A JP12337892 A JP 12337892A JP 12337892 A JP12337892 A JP 12337892A JP H05318747 A JPH05318747 A JP H05318747A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、オンデマンド型インク
ジェット記録装置に用いられる好適なインクジェット噴
射ヘッドにおけるインク流路板部及びその製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink flow path plate portion in a suitable ink jet ejecting head used in an on-demand type ink jet recording apparatus and a method for manufacturing the ink flow path plate portion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェット噴射ヘッドにおいて、イ
ンク流路溝を有するインク流路基板を形成する手段とし
て、フォトリソプロセスによる方法が知られている。写
真製版技術と化学的に腐食溶解する技術からなるフォト
エッチングの微細加工法であって、インク流路溝が形成
される。中でも、結晶化ガラスの一つである感光性ガラ
スは、耐薬品性に優れ、ほぼ矩形断面形状のインク流路
溝を形成できる反面、工程数が多いこと、生産ロットの
制約などの点から、現状では材料が高価であって、記録
ヘッドを低価格で作成することができないという欠点を
有している。2. Description of the Related Art A method using a photolithography process is known as a means for forming an ink flow path substrate having an ink flow path groove in an inkjet ejection head. It is a microfabrication method of photo-etching consisting of a photoengraving technique and a technique of chemically corroding and dissolving, and an ink flow channel groove is formed. Among them, the photosensitive glass, which is one of the crystallized glasses, has excellent chemical resistance and can form the ink flow path groove having a substantially rectangular cross section, but on the other hand, in terms of a large number of steps, restrictions on the production lot, etc. At present, the material is expensive and there is a drawback that the recording head cannot be manufactured at a low price.
【０００３】また、流路基板材料としてＳＵＳ金属基板
や一般のガラス板を用い、これにフォトエッチング加工
を施し、インク流路溝を形成する方法もあるが、等方性
エッチングの性質上、流路溝の断面形状が曲面になるな
ど形状制御しにくいなどの欠点がある。さらに、Ｓｉ単
結晶板を用いた異方性エッチングによる方法も使用され
ており、寸法・形状精度を得る上では優れているが、そ
の反面、比較的大きいサイズの流路板用を得る場合、一
枚の基板からの取り数が少なく、コスト上の難点があ
る。There is also a method of forming an ink flow path groove by using a SUS metal substrate or a general glass plate as a flow path substrate material and subjecting this to a photo-etching process. There are drawbacks such as difficulty in shape control, such as curved cross-sectional shape of the road groove. Furthermore, a method by anisotropic etching using a Si single crystal plate is also used, which is excellent in obtaining dimensional and shape accuracy, but on the other hand, when obtaining a relatively large size flow path plate, There is a problem in terms of cost because the number of substrates taken from one substrate is small.
【０００４】前述した製法により流路基板の原盤を作
り、それから電鋳などの手段で複製型を製作する。この
複製型を入れ子とした金型を用いて、プラスチックを射
出成形している。プラスチック材料は一般に機械特性の
条件から選択範囲が狭く、使用される材料により、機械
加工精度や加工条件がほぼ決まってしまう。A master of the flow path substrate is made by the above-mentioned manufacturing method, and then a replica mold is manufactured by means of electroforming or the like. Plastic is injection-molded using a mold having the replica mold as a nest. In general, plastic materials have a narrow selection range due to mechanical property conditions, and the machining accuracy and processing conditions are almost determined depending on the materials used.
【０００５】電歪素子を用いたインクジェット記録ヘッ
ドの駆動方式において、電歪素子の変位による流路部の
体積変化に伴ってインクを飛翔させる形式のインク流路
基板は、流路基部のヤング率が小さいと圧力損失が大き
く、結果として、インクの滴飛翔速度が遅くなり高速印
字の障害となる。In an ink jet recording head driving method using an electrostrictive element, an ink flow path substrate of a type in which ink is ejected along with a change in volume of the flow path portion due to displacement of the electrostrictive element has a Young's modulus of a flow path base portion. If the value is small, the pressure loss is large, and as a result, the ink droplet flying speed becomes slow, which hinders high-speed printing.
【０００６】プラスチックからなるインク流路基板のヤ
ング率向上策として、ガラス、カーボン繊維、無機材料
粉末などを充填する方法もあるが、インク流路溝のよう
にミクロン〜数十ミクロンレベルの微細溝形状転写で
は、形状転写性を得る上からも充填比率に限界がある。
一般の射出成形において、充填比率は最大３０〜４０％
程度である。ミクロン〜数十ミクロンレベルの微細溝形
状転写では、着色顔料の混在でさえ、成形時の樹脂の流
れを阻害するので着色樹脂を使用できないほどである。As a measure for improving the Young's modulus of the ink flow path substrate made of plastic, there is a method of filling glass, carbon fiber, inorganic material powder, etc., but fine grooves of the micron level to several tens of microns level like the ink flow path groove. In the shape transfer, there is a limit to the filling ratio in order to obtain the shape transfer property.
In general injection molding, the maximum filling ratio is 30-40%
It is a degree. In the transfer of fine groove shapes on the level of microns to several tens of microns, even if a coloring pigment is mixed, the flow of the resin at the time of molding is hindered, so that the coloring resin cannot be used.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、インクジェ
ット記録ヘッドにおけるインク流路基板の製造方法とし
て、インク流路基板をインク溝形成部分の流路板と剛体
基板との複合構造とに分け、該流路板を樹脂材料とし
て、スタンパの溝部を形状転写し、この際に、流路板と
剛体基板との間に樹脂材料を介在させ、両者の接合とを
図ることにより、安価なインク流路基板の製造方法を
提供し、簡便な装置でインク流路溝の形状転写を簡単
な装置で比較的低温且つ低荷重で成しうる手段を提供
し、流路板の細溝をフィルムでラミネートするだけの
簡便な工程で閉塞中空状のインク流路板を形成でき且つ
接着剤はみだしのないインク流路基板の製造方法の提供
し、小型、安価な装置でインク流路溝のような微細形
状転写でき、安価にインク流路基板を製造できる方法を
提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing an ink flow path substrate in an ink jet recording head, which divides the ink flow path substrate into a composite structure of a flow path plate of an ink groove forming portion and a rigid substrate, By using the flow path plate as a resin material to transfer the shape of the groove of the stamper, at this time, by interposing the resin material between the flow path plate and the rigid substrate, and joining them together, an inexpensive ink flow is obtained. To provide a method of manufacturing a channel substrate, and to provide a means capable of transferring the shape of the ink flow channel groove with a simple device at a relatively low temperature and a low load with a simple device, and laminating the narrow groove of the flow channel plate with a film. We provide a method for manufacturing ink flow path substrates that can form a closed hollow ink flow path plate in a simple process that does not require adhesives, and provide a small shape such as an ink flow path groove with a small and inexpensive device. Transferable and inexpensive ink flow path There is provided a process for producing a plate.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、インク流路基板と作用基板とからなるイ
ンクジェット記録ヘッドのインク流路基板において、イ
ンク溝を形成したインク流路板と剛体基板との複合構造
からなり、樹脂材料からなる流路板の表面にスタンパの
溝部の形状転写と、インク流路板と剛体基板との間に樹
脂材料を介在させ、両者の接合とを、樹脂材料のガラス
転移温度以上加熱し、加圧して同時に行うことを特徴と
するものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an ink flow channel plate of an ink jet recording head comprising an ink flow channel substrate and a working substrate, in which an ink channel is formed. And the rigid substrate, the stamper groove shape is transferred to the surface of the flow channel plate made of a resin material, and the resin material is interposed between the ink flow channel plate and the rigid substrate to bond the two. It is characterized in that the heating is carried out at the glass transition temperature of the resin material or higher and the pressure is applied at the same time.
【０００９】本発明は、インク流路基板と作用基板とか
らなるインクジェット記録ヘッドのインク流路基板にお
いて、インク流路板と剛体基板との複合構造からなるイ
ンク流路基板のインク流路板の表面にインク溝を形成す
るために、インク流路板を構成する熱可塑性又は熱硬化
性樹脂シートとスタンパとを対向させ、インク流路板と
剛体基板との間に樹脂材料を配置し、これらを相互に対
向する２枚の加熱・加圧板の間で上下方向から加熱加圧
して、前記スタンパの流路溝形状を前記熱可塑性又は熱
硬化性樹脂シートに転写せしめ、これを冷却・固化した
後、前記スタンパと形状転写した熱可塑性又は熱硬化性
樹脂シートとを分離し、インク溝を形成したインク流路
板と剛体基板との複合構造を得ることを特徴とするもの
である。According to the present invention, there is provided an ink flow path substrate of an ink jet recording head comprising an ink flow path substrate and a working substrate, the ink flow path plate having a composite structure of an ink flow path plate and a rigid substrate. In order to form an ink groove on the surface, a thermoplastic or thermosetting resin sheet constituting the ink flow path plate and a stamper are opposed to each other, and a resin material is arranged between the ink flow path plate and the rigid substrate, Between the two heating / pressurizing plates facing each other are heated and pressed from above and below to transfer the channel groove shape of the stamper to the thermoplastic or thermosetting resin sheet, and after cooling and solidifying the sheet. The stamper and the shape-transferred thermoplastic or thermosetting resin sheet are separated to obtain a composite structure of an ink channel plate having an ink groove and a rigid substrate.
【００１０】更に、本発明は、前記製造方法において、
インク流路溝の形状転写するための熱可塑性又は熱硬化
性樹脂シートには、種々の樹脂充填剤を含有させ、前記
樹脂シートと金属、ガラス、セラミックスなどの剛体基
板とを接着層を介して、一体的に積層硬化させ、インク
流路溝の形状転写及び形状転写層と剛体基板との接合を
一体化することを特徴とするものである。Further, the present invention provides the above manufacturing method,
The thermoplastic or thermosetting resin sheet for transferring the shape of the ink flow path groove contains various resin fillers, and the resin sheet and a rigid substrate such as metal, glass, or ceramics are bonded via an adhesive layer. It is characterized in that the shape transfer of the ink flow path groove and the joining of the shape transfer layer and the rigid substrate are integrated by integrally laminating and curing.
【００１１】本発明は、前記製造方法に係わり、インク
溝を形成したインク流路板と剛体基板との複合構造のイ
ンク流路基板において、インク溝を形成したインク流路
板の表面に樹脂フイルムを積層して閉塞中空状のインク
流路を形成したことを特徴とするものである。The present invention relates to the above manufacturing method, and in an ink channel substrate having a composite structure of an ink channel plate having an ink groove and a rigid substrate, a resin film is formed on the surface of the ink channel plate having the ink groove. Is laminated to form a closed hollow ink flow path.
【００１２】本発明は、前記インク流路基板を平面的に
複数個一体的にレイアウトして製造する形式の複合構造
のインク流路基板において、剛体基板材料に、複数個の
剛体基板を該剛体基板の大きさに沿って接続端を残して
切離し可能に形成し、インク流路板に形状転写及びイン
ク流路板との積層一体化を行った後、樹脂フイルムを積
層して閉塞中空状のインク流路を形成し、しかる後、前
記接続端を切断分離することにより一単位の流路基板を
得ることを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a composite structure ink channel substrate of a type in which a plurality of the ink channel substrates are integrally laid out in a plane, and a plurality of rigid substrates are provided on a rigid substrate material. It is formed so that it can be separated along the size of the substrate, leaving the connection end, and after transferring the shape to the ink flow path plate and stacking and integrating with the ink flow path plate, the resin film is stacked to form a closed hollow shape. One unit of the flow path substrate is obtained by forming an ink flow path and then cutting and separating the connection end.
【００１３】本発明は、インク流路基板と作用基板とか
らなるインクジェット記録ヘッドのインク流路基板にお
いて、熱可塑性又は熱硬化性樹脂シートからなるインク
溝を形成したインク流路板と剛体基板とを樹脂材料を介
在して一体に形成し、インク流路板のインク溝表面に樹
脂フイルムを設けてインク流路を形成したことを特徴と
するものである。According to the present invention, in an ink flow path substrate of an ink jet recording head comprising an ink flow path substrate and a working substrate, an ink flow path plate having an ink groove made of a thermoplastic or thermosetting resin sheet and a rigid substrate are provided. Is integrally formed via a resin material, and a resin film is provided on the ink groove surface of the ink flow path plate to form the ink flow path.
【００１４】[0014]
【作用】本発明の構成により、インク流路基板をインク
溝形成部分の流路板と剛体基板との複合構造とし、その
流路板を樹脂材料として、スタンパの溝部を形状転写
し、同時に、流路板と剛体基板との間に樹脂材料を介在
させ、両者の接合とを図ることによって、安価に且つイ
ンク流路溝の形状転写を簡単に行えるインク流路基板を
製造することができる。According to the structure of the present invention, the ink flow path substrate has a composite structure of the flow path plate in the ink groove forming portion and the rigid substrate, and the flow path plate is used as the resin material to transfer the shape of the groove portion of the stamper, and at the same time, By interposing a resin material between the flow path plate and the rigid substrate and joining the two together, it is possible to manufacture an ink flow path substrate that is inexpensive and can easily transfer the shape of the ink flow path groove.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明は、電歪素子駆方式のインクジェット記録
ヘッドに用いられるインク流路板部について説明する。
本発明のインクジェット記録ヘッドは、図１に示される
ように、インク溝３を形成したインク流路基板１と前記
インク溝３内のインクに圧力を与える電歪素子４を有す
る作用基板２とからなり、インク流路基板１と作用基板
２との間には、インク流路基板１のインク溝３を閉止す
る合成樹脂フイルム５が配置されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention describes an ink flow path plate portion used in an electrostrictive element driving type ink jet recording head.
As shown in FIG. 1, the inkjet recording head of the present invention comprises an ink flow path substrate 1 having an ink groove 3 formed therein and a working substrate 2 having an electrostrictive element 4 for applying a pressure to the ink in the ink groove 3. A synthetic resin film 5 for closing the ink groove 3 of the ink flow path substrate 1 is arranged between the ink flow path substrate 1 and the working substrate 2.
【００１６】そして、前記インク流路基板１は、インク
溝３を形成した熱可塑性又は熱硬化性樹脂シート（スタ
ンパブルシート）６と剛体基板７を接合層８により接合
した構成からなる（図２）。そのようなインク流路基板
１の熱可塑性又は熱硬化性樹脂シート６のインク溝３側
に、図３のように、合成樹脂フイルム５をラミネートし
てインク溝３に対応するインク流路を形成し、しかる
後、ラミネートした合成樹脂フイルム５側に作用基板２
を接合して、図１に示されるインクジェット記録ヘッド
の要部を構成するものである。The ink flow path substrate 1 has a structure in which a thermoplastic or thermosetting resin sheet (stampable sheet) 6 having ink grooves 3 formed therein and a rigid substrate 7 are joined by a joining layer 8 (FIG. 2). ). As shown in FIG. 3, a synthetic resin film 5 is laminated on the side of the ink channel 3 of the thermoplastic or thermosetting resin sheet 6 of the ink channel substrate 1 to form an ink channel corresponding to the ink channel 3. After that, the working substrate 2 is attached to the laminated synthetic resin film 5 side.
Are joined together to form a main part of the ink jet recording head shown in FIG.
【００１７】そのように構成された該記録ヘッドの要部
において、電歪素子４がパルス駆動されると、その電圧
のレベルに応じて所定の作用基板２の表面は変位する。
電歪素子４は、インク流路上面部を構成する合成樹脂フ
イルム５と積層一体化されているので、電歪素子４の作
動により所定の作用基板２の表面の変位は、所定位置の
合成樹脂フイルム５を変位させる。この所定位置の合成
樹脂フイルム５の変位は、インク溝３内の体積を収縮せ
しめ、インク溝３内におけるインク９に圧力を加えるこ
とになる。このような作用によって、所定のインク溝３
内に充填されたインク９は、インク溝３の端部に形成さ
れたノズル１０から外方に噴射される。When the electrostrictive element 4 is pulse-driven in the main part of the recording head having such a configuration, the surface of the predetermined working substrate 2 is displaced according to the voltage level thereof.
Since the electrostrictive element 4 is laminated and integrated with the synthetic resin film 5 forming the upper surface of the ink flow path, the predetermined displacement of the surface of the working substrate 2 due to the operation of the electrostrictive element 4 causes the synthetic resin film at a predetermined position to move. Displace 5. The displacement of the synthetic resin film 5 at this predetermined position causes the volume in the ink groove 3 to contract, and pressure is applied to the ink 9 in the ink groove 3. By such an action, the predetermined ink groove 3
The ink 9 filled inside is ejected outward from the nozzle 10 formed at the end of the ink groove 3.
【００１８】次に、記録ヘッドの要部における本発明に
おけるインク流路基板１の製造方法について説明する。
先ず、インク流路基板１を製作するには、インク流路基
板に形成するインク溝形状と反転一致した形状のスタン
パ（金型）を用意する。このスタンパの製作のやり方
は、従来と同様の方法による。すなわち、フォトリソグ
ラフィ、放電加工、機械加工などの各種微細加工法を用
い、インクの流路となるインク溝に相当する微細溝を刻
んだ原盤を製作する。この原盤から電鋳加工により前記
原盤と反転一致した溝を持つ電鋳複製型いわゆるスタン
パが製作される。Next, a method of manufacturing the ink flow path substrate 1 of the present invention in the main part of the recording head will be described.
First, in order to manufacture the ink flow path substrate 1, a stamper (metal mold) having a shape that is reversely matched with the shape of the ink groove formed in the ink flow path substrate is prepared. The method of manufacturing this stamper is the same as the conventional method. That is, by using various microfabrication methods such as photolithography, electric discharge machining, and mechanical machining, a master disk in which microgrooves corresponding to ink grooves serving as ink channels are carved is manufactured. By electroforming from this master, an electroformed replica type so-called stamper having grooves that are inverted and coincident with the master is manufactured.
【００１９】原盤加工法としては種々の方法があり、具
体的には、感光性ガラスエッチング法、Ｓｉ単結晶を用
いた異方性エッチング法が使用される。本発明の実施例
では、Ｓｉ単結晶の異方性エッチング法により原盤を作
成した。この原盤の形状転写面にはＮｉスパッタにより
導体化し、ニッケル電鋳に供してスタンパを製作した。
そして、前記スタンパ１１を使用し、本発明のインク流
路基板１の表面にインク溝３を形成するために、図４に
示すホットプレスを用いた加熱圧縮成形機１２で成形す
る。There are various methods for processing the master, and specifically, a photosensitive glass etching method and an anisotropic etching method using a Si single crystal are used. In the examples of the present invention, a master was prepared by the anisotropic etching method of Si single crystal. The shape-transferred surface of this master was made into a conductor by Ni sputtering and was subjected to nickel electroforming to manufacture a stamper.
Then, using the stamper 11, in order to form the ink groove 3 on the surface of the ink flow path substrate 1 of the present invention, it is molded by the hot compression molding machine 12 using a hot press shown in FIG.
【００２０】本発明のインク流路基板１は、剛体基板
７、接合層８、インク流路板となる熱可塑性樹脂又は熱
硬化性樹脂などの形状転写層のシート６の３層構成より
なる。剛体基板７としては、金属、ガラス板、セラミッ
クス板などを使用することができる。本発明の実施例で
は、接着性改善を狙って予めリン酸塩処理をした鋼板
（ｔ＝１．０ｍｍ）を用いた。The ink flow path substrate 1 of the present invention has a three-layer structure of a rigid substrate 7, a bonding layer 8 and a sheet 6 of a shape transfer layer such as a thermoplastic resin or a thermosetting resin which becomes an ink flow path plate. As the rigid substrate 7, a metal plate, a glass plate, a ceramic plate, or the like can be used. In the examples of the present invention, a steel sheet (t = 1.0 mm) pre-treated with a phosphate for the purpose of improving the adhesiveness was used.
【００２１】インク流路板となる熱可塑性樹脂シート
（スタンパブルシート）６としては、塩化ビニル樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリエーテルエー
テルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテ
ルスルホン樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂
などである。同じく熱硬化性樹脂シートとしては、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステルなどで粉末状、液状樹脂
を用いることができる。液状樹脂を用いれば、注型法で
も成形可能である。As the thermoplastic resin sheet (stampable sheet) 6 which becomes the ink flow path plate, vinyl chloride resin,
Polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, polyester resin, polymethyl methacrylate resin, polyether ether ketone resin, polyarylate resin, AS resin, AB
Examples thereof include S resin, polyphenylene sulfide resin, polyether sulfone resin, polysulfone resin, and polyamide resin. Similarly, as the thermosetting resin sheet, a powdery or liquid resin such as epoxy resin or unsaturated polyester can be used. If a liquid resin is used, it can be molded by a casting method.
【００２２】さらに、インク流路基板１のうち、インク
流路板６としての熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂シート
の強化を図るため、充填剤として、ガラス繊維、カーボ
ン繊維、ガラス・アルミナなどのセラミックス粉末、
銅、ニッケルなどの金属粉末、炭酸カルシュウム粉末な
どの無機充填剤などを使用することができる。熱可塑性
樹脂シートを用いる場合、前記熱可塑性樹脂のペレット
と充填剤とを一定割合で混合した後、加熱溶融して予め
シート状に成形しておく。Further, in order to strengthen the thermoplastic resin or thermosetting resin sheet as the ink flow path plate 6 in the ink flow path substrate 1, glass fiber, carbon fiber, glass-alumina or the like is used as a filler. Ceramic powder,
A metal powder such as copper or nickel, an inorganic filler such as calcium carbonate powder, or the like can be used. When a thermoplastic resin sheet is used, the pellets of the thermoplastic resin and the filler are mixed at a constant ratio, and then heated and melted to be molded into a sheet shape in advance.
【００２３】一般の射出成形において、樹脂材料に対す
る充填剤の充填比率として、３０〜４０％程度である
が、本発明では、加熱圧縮成形によるため、アルミナ粉
末、金属粉末、炭酸カルシウム粉末を８０％の割合で充
填しても、インク溝の微細形状転写が可能である。In general injection molding, the filling ratio of the filler to the resin material is about 30 to 40%. However, in the present invention, since the heat compression molding is used, alumina powder, metal powder and calcium carbonate powder are 80%. It is possible to transfer the fine shape of the ink groove even when the ink is filled at a ratio of.
【００２４】本発明では、充填剤の充填比率を高くして
なる熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂シート６と接合層８
となる接合シート及び剛体基板７とを重ね合わせると共
に、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂シート６側にスタン
パ１１を重ね合わせ（図５に図示の状態）、スタンパ１
１と剛体基板７の両側に、加熱圧縮成形機１２の上下の
加圧盤１３，１３を配置し、この状態で上下の加圧盤１
３，１３を作動させて加熱・加圧する（図４）。In the present invention, the thermoplastic resin or thermosetting resin sheet 6 and the bonding layer 8 each having a high filler filling ratio are used.
The bonding sheet and the rigid substrate 7 to be the same are superposed, and the stamper 11 is superposed on the thermoplastic resin or thermosetting resin sheet 6 side (state shown in FIG. 5).
1 and the rigid base plate 7 on both sides, the upper and lower pressure plates 13 and 13 of the heat compression molding machine 12 are arranged.
3 and 13 are operated to heat and pressurize (Fig. 4).
【００２５】インク流路板６にインク溝３を形成するた
めに使用される熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂シートの
ガラス転移温度以上まで加熱し、一定圧力で加圧する。
この場合、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂シート６と剛
体基板７との間に配置される接合シート８は、形状転写
温度で反応硬化する材料を選ぶ必要がある。また、樹脂
シート６、接合シート８、剛体基板７の熱膨張係数の調
整なども必要である。The thermoplastic resin or thermosetting resin sheet used for forming the ink groove 3 in the ink flow path plate 6 is heated to a temperature not lower than the glass transition temperature and pressurized at a constant pressure.
In this case, for the joining sheet 8 arranged between the thermoplastic resin or thermosetting resin sheet 6 and the rigid substrate 7, it is necessary to select a material that reacts and cures at the shape transfer temperature. Further, it is also necessary to adjust the thermal expansion coefficient of the resin sheet 6, the joining sheet 8 and the rigid substrate 7.
【００２６】本発明の実施例では、熱可塑性樹脂シート
６としてポリカーボネイト、接合シート８としては液状
有機接着材、剛体基板７としてはリン酸塩処理鋼板（ｔ
＝１．０ｍｍ）を用いた。転写温度は１７０〜１８０
℃、加圧時間は５〜３０分、荷重は１００〜１０００kg
f/cm2 とした。一定時間保圧後、上下の加圧盤１３，１
３は、使用する熱可塑性樹脂シートのガラス転移温度以
下まで強制冷却され、その後、加圧を解除する。スタン
パ１１とインク流路基板１とを分離すると、図６に示さ
れるように、インク流路基板１の熱可塑性樹脂シート
６、すなわちインク流路板の表面には、スタンパの溝形
状が転写され、インク溝３が形成される。１６はインク
共通液室である。In the embodiment of the present invention, the thermoplastic resin sheet 6 is polycarbonate, the joining sheet 8 is a liquid organic adhesive, and the rigid substrate 7 is a phosphate-treated steel sheet (t).
= 1.0 mm) was used. Transfer temperature is 170-180
℃, pressurization time 5-30 minutes, load 100-1000kg
It was set to f / cm 2 . After holding the pressure for a certain time, the upper and lower pressure plates 13, 1
In No. 3, the thermoplastic resin sheet to be used is forcibly cooled to the glass transition temperature or lower, and then the pressure is released. When the stamper 11 and the ink flow path substrate 1 are separated, as shown in FIG. 6, the groove shape of the stamper is transferred to the surface of the thermoplastic resin sheet 6 of the ink flow path substrate 1, that is, the ink flow path plate. , The ink groove 3 is formed. Reference numeral 16 is an ink common liquid chamber.
【００２７】以上のようにして、本発明の製法で製作さ
れた、図６に示されたインク流路基板１は、図示されて
いないラミネート機により、そのインク溝３を形成した
インク流路板６の表面に、予め均一に接着剤を塗布した
合成樹脂フイルム５を積層する。よって、図３に示した
ような閉塞中空状のインク流路部１５を形成することが
できる。そして、一定厚さで均一に接着剤を塗布した高
分子フィルム、金属白箔などからなるフイルムを、イン
ク流路板６のインク溝３の開口部に対して蓋するだけで
中空状のインク流路部１５を形成するので、インク流路
基板１側に簡単且つ生産性のよいインク流路部を形成す
ることができる。As described above, the ink flow path substrate 1 shown in FIG. 6 manufactured by the manufacturing method of the present invention has an ink flow path plate having the ink groove 3 formed by a laminating machine (not shown). On the surface of 6, the synthetic resin film 5 to which the adhesive has been uniformly applied is laminated. Therefore, the closed hollow ink flow path portion 15 as shown in FIG. 3 can be formed. Then, a film made of a polymer film, a metal white foil, or the like having a uniform thickness and uniformly coated with an adhesive is simply covered with respect to the opening of the ink groove 3 of the ink flow path plate 6 to form a hollow ink flow. Since the passage portion 15 is formed, the ink passage portion can be formed easily and with high productivity on the ink passage substrate 1 side.
【００２８】また、本発明において、インク流路基板に
おいて個々のインク溝を平面的に複数個一体的にレイア
ウトした“所謂”多数個取りインク流路基板の製造に際
し、剛体基板として、リン酸塩処理鋼板７Ａには、前記
流路基板外周に沿って設けた一部の接続端（ランド部）
１４を残してプレス法などで打抜いた多数個取り用剛体
基板を用いる。そして、前記インク流路基板の成形法に
おいて、形状転写・積層一体化後、前記インク溝の上面
に合成樹脂フィルムを積層して閉塞中空状のインク流路
部を形成した後、個々の前記接続端を切断分離すること
により一単位のインク流路基板に分割できるようにし
た。このような手段により、量産性に優れたインク流路
基板の製造法として有効であり、生産性を上げることが
できる。Further, in the present invention, when manufacturing a "so-called" multi-cavity ink flow path substrate in which a plurality of individual ink grooves are laid out in a plane on the ink flow path substrate, a phosphate is used as a rigid substrate. On the treated steel plate 7A, some connection ends (lands) provided along the outer periphery of the flow path substrate.
A rigid substrate for multi-cavity punching by a pressing method or the like is used while leaving 14. Then, in the method of forming the ink flow path substrate, after the shape transfer / lamination integration, a synthetic resin film is laminated on the upper surface of the ink groove to form a closed hollow ink flow path portion, and then the individual connection is performed. By cutting and separating the ends, the ink flow path substrate can be divided into one unit. By such means, it is effective as a method for manufacturing an ink flow path substrate excellent in mass productivity, and productivity can be improved.
【発明の効果】本発明の構成により、インク流路基板と
して、インク溝形成面に熱可塑性又は熱硬化性樹脂シー
トを用い、この裏面に剛性基板を設けた構成からなるた
め、加熱圧縮成形機の如き簡単な熱プレス手段で、比較
的低温且つ軽荷重により微細形状溝レベルの転写を可能
とし、インク流路基板の低剛性化、小型化、軽量化、コ
ストの低減が図れると共にインク流路基板の一体化を可
能とする効果を有する。また、インク溝をスタンパによ
り形成できるため、熱可塑性又は熱硬化性樹脂シートに
高比率の充填剤を添加することができ、高ヤング率プラ
スチック流路板を得ることができ、インク滴速度の改善
を図ることができ、余分な振動によるエネルギーロスが
少ない高速インクジェットプリンター用としてのインク
流路基板が得られる効果を有する。According to the constitution of the present invention, since the ink channel substrate is formed of a thermoplastic or thermosetting resin sheet on the ink groove forming surface, and the rigid substrate is provided on the back surface thereof, the heat compression molding machine is provided. With a simple hot pressing means such as the one described above, it is possible to transfer the fine shape groove level at a relatively low temperature and a light load, and it is possible to achieve low rigidity, miniaturization, weight reduction, and cost reduction of the ink flow path substrate and ink flow path. It has the effect of enabling the integration of the substrates. Further, since the ink groove can be formed by the stamper, a high proportion of filler can be added to the thermoplastic or thermosetting resin sheet, a high Young's modulus plastic flow path plate can be obtained, and the ink drop velocity can be improved. In addition, there is an effect that an ink flow path substrate for a high-speed inkjet printer can be obtained in which energy loss due to extra vibration is small.
【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの概略断面
図を示す。FIG. 1 is a schematic sectional view of an inkjet recording head of the present invention.
【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドのうち、イ
ンク流路基板の概略断面図を示す。FIG. 2 is a schematic sectional view of an ink flow path substrate in the inkjet recording head of the present invention.
【図３】図２のインク流路基板のインク溝表面に合成樹
脂フイルムを設けた概略断面図を示す。3 is a schematic cross-sectional view in which a synthetic resin film is provided on the ink groove surface of the ink flow path substrate of FIG.
【図４】インク流路板、接合フイルム、剛体基板を一体
化し、インク流路板表面にスタンパを重合し、インク溝
を有するインク流路基板を形成する加熱圧縮成形機の概
略図である。FIG. 4 is a schematic view of a heat compression molding machine that integrates an ink flow channel plate, a bonding film, and a rigid substrate, and superposes a stamper on the surface of the ink flow channel plate to form an ink flow channel substrate having ink grooves.
【図５】図４における加熱圧縮成形機の加圧盤と成形さ
れるインク流路基板との関係を示す概略断面図である。5 is a schematic cross-sectional view showing a relationship between a pressure plate of the heat compression molding machine in FIG. 4 and an ink flow path substrate to be molded.
【図６】図５により得られるインク流路基板の斜視図で
ある。FIG. 6 is a perspective view of the ink flow path substrate obtained in FIG.
【図７】多数個取りのインク流路基板における剛体基板
の構成を示す概略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing a configuration of a rigid substrate in a multi-cavity ink channel substrate.
１ インク流路基板 ２ 作用基板 ３ インク溝 ４ 電歪素子 ５ 合成樹脂フイルム ６ インク流路板（熱可塑性又は熱硬化性樹脂
シート） ７ 剛体基板 ８ 接合層 ９ インク １０ ノズル １１ スタンパ １２ 加熱圧縮成形機 １３ 加圧盤 １４ ランド接続部 １５ インク流路部1 Ink Channel Substrate 2 Working Substrate 3 Ink Groove 4 Electrostrictive Element 5 Synthetic Resin Film 6 Ink Channel Plate (Thermoplastic or Thermosetting Resin Sheet) 7 Rigid Substrate 8 Bonding Layer 9 Ink 10 Nozzle 11 Stamper 12 Heat Compression Molding Machine 13 Pressure board 14 Land connection part 15 Ink flow path part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/055 // Ｂ２９Ｌ 31:00 4Ｆ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location B41J 2/055 // B29L 31:00 4F
Claims (6)
ンクジェット記録ヘッドのインク流路基板において、イ
ンク溝を形成したインク流路板と剛体基板との複合構造
からなり、樹脂材料からなるインク流路板の表面にスタ
ンパの溝部の形状転写と、インク流路板と剛体基板との
間に樹脂材料を介在させ、両者の接合とを、樹脂材料の
ガラス転移温度以上加熱し、加圧して同時に行うことを
特徴とするインクジェット記録ヘッドのインク流路基板
の製造方法。1. An ink flow path substrate of an ink jet recording head comprising an ink flow path substrate and a working substrate, wherein the ink flow path is made of a resin material and has a composite structure of an ink flow path plate and a rigid substrate. At the same time, the transfer of the shape of the groove of the stamper on the surface of the path plate and the resin material interposed between the ink flow path plate and the rigid substrate are performed by heating the glass transition temperature of the resin material or higher and applying pressure. A method for manufacturing an ink flow path substrate of an ink jet recording head, which is characterized by being performed.
ンクジェット記録ヘッドのインク流路基板において、イ
ンク流路板と剛体基板との複合構造からなるインク流路
基板のインク流路板の表面にインク溝を形成するため
に、インク流路板を構成する熱可塑性又は熱硬化性樹脂
シートとスタンパとを対向させ、インク流路板と剛体基
板との間に樹脂材料を配置し、これらを相互に対向する
２枚の加熱・加圧板の間で上下方向から加熱加圧して、
前記スタンパの流路溝形状を前記熱可塑性又は熱硬化性
樹脂シートに転写せしめ、これを冷却・固化した後、前
記スタンパと形状転写した熱可塑性又は熱硬化性樹脂シ
ートとを分離し、インク溝を形成したインク流路板と剛
体基板との複合構造を得ることを特徴とするインクジェ
ット記録ヘッドのインク流路基板の製造方法。2. An ink flow path substrate of an ink jet recording head comprising an ink flow path substrate and a working substrate, wherein an ink flow path substrate having a composite structure of an ink flow path plate and a rigid substrate is provided on a surface of the ink flow path plate. In order to form the ink groove, the thermoplastic or thermosetting resin sheet constituting the ink flow path plate and the stamper are opposed to each other, a resin material is arranged between the ink flow path plate and the rigid substrate, and these are mutually connected. Between the two heating / pressurizing plates facing
The shape of the channel groove of the stamper is transferred to the thermoplastic or thermosetting resin sheet, and after cooling and solidifying, the stamper and the shape-transferred thermoplastic or thermosetting resin sheet are separated, and the ink groove is formed. A method of manufacturing an ink flow path substrate of an inkjet recording head, characterized in that a composite structure of an ink flow path plate and a rigid substrate on which the ink is formed is obtained.
塑性又は熱硬化性樹脂シートには、種々の樹脂充填剤を
含有させ、前記樹脂シートと金属、ガラス、セラミック
スなどの剛体基板とを接着層を介して、一体的に積層硬
化させ、インク流路溝の形状転写及び形状転写層と剛体
基板との接合を一体化することを特徴とする請求項１及
び２記載のインクジェット記録ヘッドのインク流路基板
の製造方法。3. A thermoplastic or thermosetting resin sheet for transferring the shape of an ink flow path groove contains various resin fillers, and the resin sheet and a rigid substrate made of metal, glass, ceramics, etc. 3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the shape transfer of the ink flow path groove and the joining of the shape transfer layer and the rigid substrate are integrated by integrally laminating and curing via an adhesive layer. A method for manufacturing an ink flow path substrate.
基板との複合構造のインク流路基板において、インク溝
を形成したインク流路板の表面に樹脂フイルムを積層し
て閉塞中空状のインク流路を形成したことを特徴とする
請求項１乃至３記載のインクジェット記録ヘッドのイン
ク流路基板の製造方法。4. In an ink flow channel substrate having a composite structure of an ink flow channel plate having an ink groove and a rigid substrate, a resin film is laminated on the surface of the ink flow channel plate having an ink groove to form a closed hollow shape. The method of manufacturing an ink flow path substrate of an ink jet recording head according to claim 1, wherein an ink flow path is formed.
体的にレイアウトして製造する形式の複合構造のインク
流路基板において、剛体基板材料に、複数個の剛体基板
を該剛体基板の大きさに沿って接続端を残して切離し可
能に形成し、インク流路板に形状転写及びインク流路板
との積層一体化を行った後、樹脂フイルムを積層して閉
塞中空状のインク流路を形成し、しかる後、前記接続端
を切断分離することにより一単位の流路基板を得ること
を特徴とする請求項１乃至請求項４記載のインクジェッ
ト記録ヘッドのインク流路基板の製造方法。5. In a composite structure ink flow path substrate of a type in which a plurality of the ink flow path substrates are integrally laid out in a plane, a plurality of rigid substrates are added to a rigid substrate material. Along the size, it is formed so that it can be separated, leaving the connection end, and after transferring the shape to the ink channel plate and stacking and integrating with the ink channel plate, the resin film is stacked and closed hollow ink flow 5. A method of manufacturing an ink flow path substrate for an ink jet recording head according to claim 1, wherein a channel is formed, and thereafter, the connection end is cut and separated to obtain one unit of the flow path substrate. ..
ンクジェット記録ヘッドのインク流路基板において、熱
可塑性又は熱硬化性樹脂シートからなるインク溝を形成
したインク流路板と剛体基板とを樹脂材料を介在して一
体に形成し、インク流路板のインク溝表面に樹脂フイル
ムを設けてインク流路を形成したことを特徴とするイン
クジェット記録ヘッドのインク流路基板。6. An ink flow path substrate of an ink jet recording head comprising an ink flow path substrate and a working substrate, wherein an ink flow path plate having an ink groove made of a thermoplastic or thermosetting resin sheet and a rigid substrate are made of resin. An ink flow path substrate for an ink jet recording head, characterized in that the ink flow path is formed integrally with a material, and a resin film is provided on the ink groove surface of the ink flow path plate to form an ink flow path.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12337892A JP3194783B2 (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Method of manufacturing ink channel substrate and ink channel substrate |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP (1) | JP3194783B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-05-15 JP JP12337892A patent/JP3194783B2/en not_active Expired - Fee Related
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