JP2001010054A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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JP2001010054A
JP2001010054A JP18741299A JP18741299A JP2001010054A JP 2001010054 A JP2001010054 A JP 2001010054A JP 18741299 A JP18741299 A JP 18741299A JP 18741299 A JP18741299 A JP 18741299A JP 2001010054 A JP2001010054 A JP 2001010054A
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nozzle
orifice
jet head
resin film
discharge
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Genji Inada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent incomplete ejection due to a standing bubble by tapering an ejection nozzle toward an orifice such that the extension of tapered surface does not intersect the wall face of a supply nozzle between the orifice and the interface between a resin film and an adhesive layer. SOLUTION: On the side of an ink jet head being boded to a resin film 3, recesses 6 serving as liquid chambers 7 and grooves 4 serving as nozzles on the opposite sides thereof are formed at a predetermined interval and opening 5 serving as ejection nozzles 10, communicating with orifices 9 on the rear side (face 13) of the bonding face of the resin film 3, are made in the bottom face of the groove 4 while being tapered toward the orifice 9. Inclination of the extension of tapered surface of the ejection nozzles 10 is set at such an angle as it does not intersect the wall face of the nozzle 11 between the surface of the substrate 1 and the orifice 9. According to the structure, unnecessary bubbles in the nozzle 11 can be discharged smoothly and the generation of an inconvenient recess or a flaw on the nozzle wall can be prevented during ablation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、開口と溝を有する
樹脂フィルムを、接着層を介して、吐出手段を有する基
板に接合するインクジェットヘッドに関する。特にオリ
フィスと吐出手段が対向する位置関係に設けられ、液満
が基板に略垂直な方向に吐出するインクジェットヘッド
において、ノズル内の泡たまりによる吐出不良を防ぎ、
信頼性の向上を図るインクジェット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head for joining a resin film having an opening and a groove to a substrate having discharge means via an adhesive layer. In particular, in an ink jet head in which the orifice and the discharging means are provided in a facing relationship to each other, and the liquid is discharged in a direction substantially perpendicular to the substrate, it is possible to prevent a defective discharge due to bubbles in the nozzle,
The present invention relates to an ink jet recording apparatus for improving reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】樹脂フィルムにノズルとなる溝とオリフ
ィスとなる開口を設け、このフィルムをヒータなどの吐
出手段を有する基板に接着するインクジェットヘッドが
知られている。この製造方法の比較的簡単な構成として
は次のプロセスが考えられる。樹脂フィルムとしてアブ
レーション可能な材料を選び、このフィルム上に予め接
着剤を薄くコーティングし、接着層を作る。その後、接
着層の側からエキシマレーザーを照射し、所定の形の開
口と所定の深さの溝および凹部を形成する。加工の順序
は、溝→開口、開口→溝が考えられる。いずれの手順で
も、フィルムにオリフィスとなる開口とノズルとなる溝
をフィルムと光軸の角度を変えずに実質的に同一の方向
からのエキシマレーザーを照射することで形成できる。
最後に基板とフィルムとをオリフィスとヒータが対向す
るように接着する。ヒータ上の発泡力により、液滴は基
板と実質的に垂直な向きに吐出する。
2. Description of the Related Art There is known an ink jet head in which a groove serving as a nozzle and an opening serving as an orifice are provided in a resin film, and the film is adhered to a substrate having discharge means such as a heater. The following process can be considered as a relatively simple configuration of this manufacturing method. A material that can be ablated is selected as a resin film, and an adhesive is thinly coated on the film in advance to form an adhesive layer. Thereafter, an excimer laser is irradiated from the side of the adhesive layer to form an opening having a predetermined shape, a groove and a concave portion having a predetermined depth. The processing order may be groove → opening, opening → groove. In either procedure, the film can be formed by irradiating an opening serving as an orifice and a groove serving as a nozzle with an excimer laser from substantially the same direction without changing the angle between the film and the optical axis.
Finally, the substrate and the film are bonded so that the orifice and the heater face each other. Due to the bubbling force on the heater, the droplets are ejected in a direction substantially perpendicular to the substrate.

【0003】安定な滴形成のためには、ノズル内面の滑
らかさが重要である。これはノズル内の不要な泡の排出
を容易にするためである。ノズル壁に泡が付着しやすい
凹部やインク流れが淀みやすい窪みがあると、その箇所
を起点として泡の滞留、合体と成長が進行するため、泡
だまりによる不良の危険が高まる。特に吐出手段として
ヒータを用いるインクジェットヘッドの場合には、ヒー
タの発泡時に微少な泡がヒータ周囲に発生し、これがノ
ズル内で合体して吐出不良の原因となる泡だまりが生じ
易い。ノズル内の泡たまりはいずれの箇所であってもリ
フィルを妨げるために好ましいことではないが、特に、
オリフィスに対向する吐出手段を囲むノズルの面に泡が
たまると、吐出力が吸収され液滴の吐出が不能になる危
険がある。
[0003] For stable droplet formation, smoothness of the inner surface of the nozzle is important. This is for facilitating discharge of unnecessary bubbles in the nozzle. If there is a concave portion where bubbles easily adhere to the nozzle wall or a concave portion where ink flow tends to be stagnant, the retention, coalescence and growth of bubbles proceed from that location, and the risk of defects due to bubble accumulation increases. In particular, in the case of an ink jet head using a heater as a discharge means, fine bubbles are generated around the heater at the time of bubbling of the heater, and these bubbles are united in the nozzle to easily cause a bubble pool which causes a discharge failure. Bubbles in the nozzle are not preferred to prevent refilling at any point, but in particular,
If bubbles accumulate on the surface of the nozzle surrounding the ejection means facing the orifice, there is a danger that the ejection force will be absorbed and the ejection of droplets will not be possible.

【0004】本発明者らの検討によれば、上記の泡の起
点は、液室から吐出ノズルヘの向かうノズル内のインク
流れの方向に平行なノズル壁面上であることが多い。こ
れを回避するためには、ノズル面を凹部がない滑らかな
面として泡が付着しにくい形状にする必要がある。同時
にノズル内に生じた小泡が液滴の吐出とともに外部へ排
出されるように、ヒータ周囲からオリフィスまでの経路
でノズルが滑らかな絞り曲面を有することが好ましい。
例えばHEWLETT−PACKARD社C1823A
カートリッジのように、電鋳オリフィスプレートを用
い、吐出ノズルに吐出方向に向けてテーパ角が減少する
ような滑らかな曲面P5を持たせる(図5(b))こと
で円滑な泡の排出を行うことも考えられる。
According to the study of the present inventors, the starting point of the bubble is often on the nozzle wall surface parallel to the direction of ink flow in the nozzle from the liquid chamber to the discharge nozzle. In order to avoid this, it is necessary to make the nozzle surface a smooth surface having no concave portion so that bubbles are not easily attached thereto. At the same time, it is preferable that the nozzle has a smooth throttle curved surface in the path from around the heater to the orifice so that the small bubbles generated in the nozzle are discharged to the outside together with the discharge of the droplet.
For example, HEWLETT-PACKARD C1823A
Like a cartridge, an electroformed orifice plate is used, and the discharge nozzle is provided with a smooth curved surface P5 whose taper angle decreases in the discharge direction (FIG. 5B), so that smooth discharge of bubbles is performed. It is also possible.

【0005】図5(b)の構成のインクジェットヘッド
は、基板1の上に接着層を兼ねた感光性レジストからな
るノズル壁17を設け、ここに開口とオリフィスを有し
溝を持たない電鋳オリフィスプレートを接合したもので
ある。P5のような連続して曲率の変化する曲面は電鋳
では比較的容易に作ることができる。しかし吐出ノズル
の形状の自由度が大きいかわりに、ノズルとオリフィス
を全く別の製造方法で加工する必要が生じる。
In the ink jet head having the structure shown in FIG. 5B, a nozzle wall 17 made of a photosensitive resist also serving as an adhesive layer is provided on a substrate 1, and an electroformed portion having an opening and an orifice and having no groove is provided. The orifice plate is joined. A curved surface such as P5 having a continuously changing curvature can be relatively easily formed by electroforming. However, instead of a large degree of freedom in the shape of the discharge nozzle, it is necessary to process the nozzle and the orifice by completely different manufacturing methods.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5
(b)のように構成したインクジェットヘッドにおいて
は、吐出ノズルの形状の自由度が大きいかわりに、ノズ
ルとオリフィスを全く別の製造方法で加工する必要が生
じる。また、樹脂フィルムにオリフィスとノズルを作り
込む方法では、次のような制約がある。樹脂フィルムに
アブレーション加工でオリフィスを開口すると、被加工
面のテーパ角は、レーザーの入射側から出射側へ向け
て、通常、実質的に一定であり、つまりは、吐出ノズル
のテーパ角は吐出方向に一定であるため、ノズル内の泡
排出を円滑にするためにはノズル形状に従来にない規定
が必要となる。また、溝と開口の両者を同一のフィルム
に加工する場合には、両者のレーザー光の投影パターン
の重なりかたによっては、ノズルあるいは吐出ノズルの
壁の側面に傷がつき、あるいは泡が付着しやすい窪みが
形成され、この点を起点に泡が合体し成長する危険があ
る。
However, FIG.
In the ink-jet head configured as shown in (b), the nozzle and the orifice need to be processed by completely different manufacturing methods instead of having a large degree of freedom in the shape of the discharge nozzle. Further, the method of forming an orifice and a nozzle in a resin film has the following restrictions. When an orifice is opened in a resin film by ablation processing, the taper angle of the surface to be processed is usually substantially constant from the laser incident side to the emission side, that is, the taper angle of the discharge nozzle is in the discharge direction. Therefore, in order to smoothly discharge bubbles from the nozzle, it is necessary to provide a nozzle shape that has not been defined before. Also, when processing both the groove and the opening on the same film, depending on how the projection patterns of both laser beams overlap, the side surface of the wall of the nozzle or the discharge nozzle may be damaged or bubbles may adhere. An easy depression is formed, and there is a risk that bubbles may coalesce and grow from this point.

【0007】そこで、本発明は、上記した課題を解決
し、アブレーションにより樹脂フィルムにオリフィス開
口、ノズル溝の双方を加工するインクジェットヘッドに
おいて、ノズル内の泡たまりによる吐出不良を防ぎ、信
頼性の高いインクジェットヘッドを提供することを目的
とするものである。
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, and in an ink jet head that processes both an orifice opening and a nozzle groove in a resin film by ablation, a discharge failure due to bubbles in the nozzle is prevented, and high reliability is achieved. It is an object to provide an ink jet head.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、インクジェットヘッドをつぎのように構
成したことを特徴とするものである。すなわち、本発明
のインクジェットヘッドは、アブレーション可能な材料
からなり、オリフィスとなる開口によって形成される吐
出ノズル、該オリフィスと連通しかつ溝によって形成さ
れるインク供給のための供給ノズル、を有する樹脂フィ
ルムと、吐出エネルギー発生手段を有する基板とを備
え、前記樹脂フィルムと基板とを、前記オリフィスと前
記吐出エネルギー発生手段が対向する位置とし、液滴が
前記基板に略垂直な方向に吐出するように、接着層を介
して接合してなるインクジェットヘッドであって、前記
吐出ノズルが前記オリフィスヘ向けて断面積が減少する
テーパ角θを有し、該吐出ノズルのテーパ面の延長線
が、前記液滴が吐出する方向の軸を含む断面内で、前記
樹脂フィルムと前記接着層との界面と、前記オリフィス
の間において、前記供給ノズルの壁面あるいはその延長
線と交わらないことを特徴としている。また、本発明の
インクジェットヘッドは、前記吐出ノズルのテーパ面の
延長線が、前記樹脂フィルムと前記接着層との界面と、
前記オリフィスの間において、前記供給ノズルの壁面あ
るいはその延長線と交わらない構成を、前記ノズル内の
インク流れの軸の方向に直交する断面において有してい
ることを特徴としている。また、本発明のインクジェッ
トヘッドは、前記吐出ノズルのテーパ面の延長線が、前
記樹脂フィルムと前記接着層との界面と、前記オリフィ
スの間において、前記供給ノズルの壁面あるいはその延
長線と交わらない構成を、前記吐出エネルギー発生手段
側から見て、前記液滴が吐出する方向の軸を含む断面
と、該軸およびインク流れの軸の方向と直交軸を含む断
面において、吐出ノズルの面が供給ノズルの面を内包す
ることにより構成したことを特徴としている。また、本
発明のインクジェットヘッドは、前記供給ノズルが、少
なくとも前記吐出ノズルとの接続部近傍において、基板
から離れる方向に断面積が減少するテーパ角θnを有
し、前記吐出ノズルが有する前記オリフィスヘ向けて断
面積が減少するテーパ角θとの関係において、θ<θn
とされていることを特徴としている。また、本発明のイ
ンクジェットヘッドは、前記供給ノズルとの接続部にお
ける前記吐出ノズルの外周、および/または、前記ノズ
ルの隅部、が2μm以上の略R形状を有することを特徴
としている。また、本発明のインクジェットヘッドは、
吐出エネルギー発生手段がヒータであることを特徴とし
ている。
According to the present invention, in order to achieve the above object, an ink jet head is constructed as follows. That is, the ink jet head of the present invention is a resin film made of an abratable material and having a discharge nozzle formed by an opening serving as an orifice, and a supply nozzle communicating with the orifice and supplying ink formed by a groove. And a substrate having discharge energy generating means, wherein the resin film and the substrate are located at a position where the orifice and the discharge energy generating means face each other, so that the droplet is discharged in a direction substantially perpendicular to the substrate. An ink jet head joined through an adhesive layer, wherein the discharge nozzle has a taper angle θ whose cross-sectional area decreases toward the orifice, and an extension of the tapered surface of the discharge nozzle is the droplet. Between the interface between the resin film and the adhesive layer and the orifice in a cross section including the axis of the direction in which the liquid is discharged. Oite, it is characterized by not cross the wall or its extension line of the supply nozzle. Further, in the inkjet head of the present invention, an extension of the tapered surface of the discharge nozzle is an interface between the resin film and the adhesive layer,
Between the orifices, a configuration that does not intersect the wall surface of the supply nozzle or an extension thereof is provided in a cross section orthogonal to the direction of the axis of the ink flow in the nozzle. Further, in the inkjet head of the present invention, the extension of the tapered surface of the discharge nozzle does not intersect the wall surface of the supply nozzle or the extension thereof between the interface between the resin film and the adhesive layer and the orifice. When viewed from the side of the ejection energy generating means, the surface of the ejection nozzle is supplied in a section including an axis of the direction in which the droplet is ejected and a section including an axis orthogonal to the direction of the axis and the axis of the ink flow. It is characterized in that it is constituted by including the surface of the nozzle. Further, in the inkjet head of the present invention, the supply nozzle has a taper angle θn in which a cross-sectional area decreases in a direction away from the substrate, at least in a vicinity of a connection portion with the discharge nozzle, and is directed toward the orifice of the discharge nozzle. Θ <θn in relation to the taper angle θ at which the cross-sectional area decreases
It is characterized by that. Further, the inkjet head according to the present invention is characterized in that an outer periphery of the discharge nozzle and / or a corner of the nozzle at a connection portion with the supply nozzle has a substantially round shape of 2 μm or more. Further, the inkjet head of the present invention,
The discharge energy generating means is a heater.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明は上記した構成により、吐
出ノズルが一定のテーパ角を有しながらも、ノズル内の
不要な泡が円滑に排出されるノズル構造を得ることがで
きる。またアブレーション加工の際に、開口、溝各々の
投影パターンの重なりによる不都合な窪みやノズル壁の
傷の発生を防ぎ、ノズル内に泡が付着する危険を防止で
きる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS With the above-described structure, the present invention can provide a nozzle structure in which unnecessary bubbles in a nozzle are smoothly discharged while the discharge nozzle has a constant taper angle. In addition, at the time of ablation processing, it is possible to prevent the occurrence of undesired depressions and scratches on the nozzle wall due to the overlapping of the projection patterns of the openings and grooves, and to prevent the risk of bubbles adhering inside the nozzles.

【0010】[0010]

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
なお、本発明の思想に沿うものであれば、実施形態は、
本明細書の実施例やその他の具体的形状に限定されるも
のではない。例えば、オリフィスは円形に限定する必要
はなく、矩形でもよい。ノズルについても同様である。
またアブレーション加工のための手段としてArF、X
eClエキシマレーザー、逓倍波YAGレーザーも使用
することも考えられる。また吐出手段としては、ヒータ
の他にピエゾ素子、静電アクチュエーターなどを用いて
もよい。
Embodiments of the present invention will be described below.
In addition, if it is in line with the idea of the present invention, the embodiment is
The present invention is not limited to the embodiments and other specific shapes in this specification. For example, the orifice need not be limited to a circle, but may be a rectangle. The same applies to the nozzle.
ArF, X as means for ablation processing
It is also conceivable to use an eCl excimer laser or a double-wave YAG laser. Further, as the discharging means, a piezo element, an electrostatic actuator, or the like may be used instead of the heater.

【0011】[実施例1]図1は、本発明における実施
例1のインクジェットヘッドの主要部の概略である。図
1(a)は樹脂フィルム3を上向きに見た図、図1
(b)は基板1(裏面)を上向きに見た図であり、図2
は溝の拡大図である。図1および図2において、樹脂フ
ィルム3の接合面側には液室7となる凹部6、その両側
にはノズルとなる溝4が所定の間隔で配列されている。
溝4は凹部6と実質的に同じ深さを有し、溝4の底面に
は開口5が設けられている。開口5はフィルム3の接合
面の裏側(フェイス面13)でオリフィスに連通する。
基板1には吐出手段であるヒータと液室ヘインクを供給
するための供給口12を有している。フィルム3と基板
は1は、オリフィス9、開口5とヒータ2が実質的に正
面に対向する位置に接合される。Z軸は液滴の吐出方
向、Y軸は液室からヒータ2へ向けてインクがノズル内
を流れる方向である。またX軸はY,Z軸に直交する方
向である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic view of a main part of an ink jet head according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a view of the resin film 3 as viewed upward, and FIG.
FIG. 2B is a view of the substrate 1 (back surface) viewed upward, and FIG.
Is an enlarged view of a groove. In FIGS. 1 and 2, a concave portion 6 serving as a liquid chamber 7 is arranged on the joining surface side of the resin film 3, and grooves 4 serving as nozzles are arranged at predetermined intervals on both sides thereof.
The groove 4 has substantially the same depth as the recess 6, and an opening 5 is provided on the bottom surface of the groove 4. The opening 5 communicates with the orifice on the back side (face surface 13) of the bonding surface of the film 3.
The substrate 1 has a heater serving as a discharge means and a supply port 12 for supplying ink to the liquid chamber. The film 3 and the substrate 1 are joined at a position where the orifice 9, the opening 5 and the heater 2 substantially face the front. The Z axis is the direction in which droplets are ejected, and the Y axis is the direction in which ink flows from the liquid chamber to the heater 2 through the nozzles. The X axis is a direction orthogonal to the Y and Z axes.

【0012】次に、本実施例のインクジェットヘッドの
製造プロセスを説明する。製造プロセスは図3のフロー
に沿ってなされる。図3(a)〜(d)および(e)左
はY軸に直交する、すなわちインク流れの軸の方向に直
交する断面である。樹脂フィルム3は厚さ25μmのユ
ーピレックス(商品名:宇部興産)を基材として使用す
る。まずフィルム3の片面に撥水膜16を形成する。次
に、フィルム3の撥水膜とは逆の面に接着剤としてアブ
レーション可能な熱硬化型エポキシ樹脂をコートし、約
3μmのBステージ化した接着層8を形成する(図3
(b))。接着層8の面が基板との接合面になる。
Next, the manufacturing process of the ink jet head of this embodiment will be described. The manufacturing process is performed according to the flow of FIG. 3A to 3D and 3E are cross sections orthogonal to the Y axis, that is, orthogonal to the direction of the ink flow axis. The resin film 3 uses 25 μm thick Upilex (trade name: Ube Industries) as a base material. First, a water-repellent film 16 is formed on one surface of the film 3. Next, the surface of the film 3 opposite to the water-repellent film is coated with a thermosetting epoxy resin that can be ablated as an adhesive to form a B-staged adhesive layer 8 of about 3 μm.
(B)). The surface of the adhesive layer 8 becomes a bonding surface with the substrate.

【0013】次に、接着層8の側から開口を形成するた
めにオリフィス相似型の円形の像をエキシマレーザーに
て投影する。加工は1.3J/cm2/pulseで1
00Hzで連続照射した。エキシマレーザーによって入
射面の接着層もアブレーションされる。これにより、開
口5と直径が約20μmでバリのないオリフィス9を形
成した(図3(c))。レーザーの減衰により生じるテ
ーパ角度θは約12°であった。この値は樹脂フィルム
3、接着層8の材質、厚み、および投影するエキシマレ
ーザーの入射面でのエネルギー密度によって変わる。
Next, in order to form an opening from the side of the adhesive layer 8, a circular image similar to the orifice is projected by an excimer laser. Processing is 1.3 J / cm 2 / pulse at 1
Continuous irradiation was performed at 00 Hz. The adhesive layer on the incident surface is also ablated by the excimer laser. Thus, the opening 5 and the orifice 9 having a diameter of about 20 μm and having no burrs were formed (FIG. 3C). The taper angle θ caused by the laser attenuation was about 12 °. This value varies depending on the material and thickness of the resin film 3 and the adhesive layer 8, and the energy density on the incident surface of the excimer laser to be projected.

【0014】次に、図3(c)と同じ方向から溝の像を
エキシマレーザーにて投影する。加工は1.3J/cm
2/pulseで100Hzで60パルス連続照射した
(図3(d))。この結果、深さ18〜20μmの溝が
形成される。同時に凹部6も加工する。溝の壁のテーパ
角は、開口5と同じく約12°であった。先に設けられ
ていた開口5は入射側が削られる。最後に、オリフィス
9とヒータ2が対向するようにフィルム3と基板1とを
位置あわせして重ね、ヒートパルスを加えて約200度
に加熱して溶融接着し、溝、凹部は各々ノズル11、液
室7となり、溝4に削られずに残った開口5は吐出ノズ
ル10を形成する。
Next, an image of the groove is projected from the same direction as in FIG. Processing is 1.3 J / cm
Irradiation was carried out at 60 Hz for 100 pulses at 2 / pulse (FIG. 3 (d)). As a result, a groove having a depth of 18 to 20 μm is formed. At the same time, the recess 6 is also processed. The taper angle of the wall of the groove was about 12 ° like the opening 5. The entrance side of the opening 5 provided earlier is cut off. Finally, the film 3 and the substrate 1 are aligned and overlapped so that the orifice 9 and the heater 2 face each other, heated to about 200 degrees by applying a heat pulse, and melt-bonded. The opening 5, which becomes the liquid chamber 7 and is not cut into the groove 4, forms a discharge nozzle 10.

【0015】次に、本実施例の特徴を図4にて説明す
る。図4は、Z軸とX軸を含む断面である。
Next, the features of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross section including the Z axis and the X axis.

【0016】図4(a)のように、吐出ノズル10のテ
ーパ面の延長線Lの傾きは吐出ノズル10のテーパ角θ
4で決まり、ノズル11の壁面Lnとは、基板1の表面
と、オリフィス9の間で交差しない。この結果、液室の
方向を除き、少なくとも吐出手段の周囲において、吐出
ノズルを加工するためのレーザーと投影パターンとノズ
ルを加工するためのパターンは、前者が後者に包括され
る。
As shown in FIG. 4A, the inclination of the extension line L of the tapered surface of the discharge nozzle 10 is expressed by the taper angle θ of the discharge nozzle 10.
4 does not intersect with the wall surface Ln of the nozzle 11 between the surface of the substrate 1 and the orifice 9. As a result, the laser, the projection pattern, and the pattern for processing the nozzles at least around the discharge means except for the direction of the liquid chamber include the former in the latter.

【0017】図3のように開口、溝の順にノズル、オリ
フィスを形成する場合、LとLnが樹脂フィルム3と接
着層8の界面と、オリフィス9の間で交差すると、図5
(a)のような形状になる。この結果、ノズル壁に微少
な窪み15が発生する。隅部の窪みはインク自体の粘性
のためにインクのリフィルには寄与せず、かえってノズ
ル内の排出されるべき泡が付着する起点になることが多
い。また、LとLnが基板上で交差する構成では、図3
の手順とは逆に開口、溝の順に加工を行う場合は、開口
の投影パターンの外周部が溝の縁に遮られ、オリフィス
が投影パターンとは異なる形に歪んでしまう。
When a nozzle and an orifice are formed in the order of opening and groove as shown in FIG. 3, when L and Ln intersect between the interface between the resin film 3 and the adhesive layer 8 and the orifice 9, FIG.
The shape is as shown in FIG. As a result, a minute depression 15 is generated on the nozzle wall. The depression at the corner does not contribute to the refilling of the ink due to the viscosity of the ink itself, and often serves as a starting point to which bubbles to be discharged from the nozzle adhere. In the configuration where L and Ln intersect on the substrate, FIG.
When processing is performed in the order of the opening and the groove in the reverse order of the above procedure, the outer peripheral portion of the projection pattern of the opening is blocked by the edge of the groove, and the orifice is distorted into a shape different from the projection pattern.

【0018】最も好ましい構成は、LとLnとがオリフ
ィス9と基板1の表面の間で交わらないことである。し
かし、LとLnが接着層8の層中、すなわち、フィルム
3と接着層8の界面と、基板1との間で交差することが
考えられる。その場合、アブレーション加工直後に接着
層8の面に窪みができるが、基板との接合時に接着剤が
流動する性質の材料であれば、該窪みは流動した周囲の
接着剤により埋められる。しかし、このような窪みが再
充填される現象が生じない材料系かあるいは再充填が十
分に行われない場合は図5(a)の構造と同様の不具合
がおこる可能性がある。ゆえに、本実施例が達成しよう
とする作用を得るためには、接着層と基材である樹脂フ
ィルムの結合体のレーザー入射側の露出面である接着層
の面を基準にするのではなく、該露出面より樹脂フィル
ムの内部の、樹脂フィルムと接着層の界面を基準とし
て、該基準の面とオリフィスの間で、吐出ノズル10の
テーパ面のノズル11の壁面Ln、あるいはいずれかの
延長線が交差しないことが必要である。
The most preferable configuration is that L and Ln do not intersect between the orifice 9 and the surface of the substrate 1. However, it is conceivable that L and Ln intersect in the layer of the adhesive layer 8, that is, between the interface between the film 3 and the adhesive layer 8 and the substrate 1. In this case, a dent is formed on the surface of the adhesive layer 8 immediately after the ablation process. However, if the material is such that the adhesive flows during bonding with the substrate, the dent is filled with the flowing surrounding adhesive. However, if the material system does not cause such a phenomenon that the dents are refilled, or if the refilling is not sufficiently performed, the same problem as the structure shown in FIG. 5A may occur. Therefore, in order to obtain the function to be achieved by the present embodiment, instead of using the adhesive layer surface, which is the exposed surface on the laser incident side, of the combined resin film of the adhesive layer and the base material as a reference, With reference to the interface between the resin film and the adhesive layer in the resin film from the exposed surface as a reference, between the reference surface and the orifice, the wall surface Ln of the nozzle 11 of the tapered surface of the discharge nozzle 10, or any extension line Need not intersect.

【0019】図4(a)の構造を多少変えて、図4
(b)のように、ノズル11の隅部や吐出ノズル10の
接続部の角部に泡の排出をより円滑にするための曲面形
状Cn、Cを設けてよい。Cn、Cのような曲率の変化
しない形状であれば、図3のエキシマレーザー加工手順
に多少の変更を加えるだけで作ることができる。例え
ば、Cnを作るためには、図3(d)において、溝4の
投影パターンのピントを入射面から離し、デフォーカス
状態で、あるいは、レーザーのエネルギ密度を下げて加
工すればよい。またCを作るためには、図3の溝と開口
の加工順序を逆にして、開口の加工時にデフォーカス状
態で加工パターンを投影することも考えられる。
The structure shown in FIG.
As shown in (b), curved surfaces Cn and C may be provided at the corners of the nozzles 11 and at the corners of the connecting portions of the discharge nozzles 10 to make the discharge of bubbles more smooth. As long as the shape does not change in curvature, such as Cn and C, it can be formed by only slightly changing the excimer laser processing procedure in FIG. For example, in order to form Cn, in FIG. 3D, the focus of the projection pattern of the groove 4 may be processed away from the incident surface, in a defocused state, or with a reduced energy density of the laser. In order to form C, it is conceivable to reverse the processing order of the groove and the opening in FIG. 3 and project the processing pattern in a defocused state when processing the opening.

【0020】水をベースにした粘度6[mPa*s]以
下のインクを吐出させるインクジェット記録装置の場合
には、ノズルとなる溝の深さが10〜50μmであれ
ば、Cn、Cとも2μm以上の略R形状とすることで泡
の排出が円滑であることを本発明者らは実験により確認
した。しかし図4(b)の構造を安定に得るためには、
既に説明したように図4(a)より加工手順が多少複雑
になる。
In the case of an ink jet recording apparatus based on water and ejecting an ink having a viscosity of 6 [mPa * s] or less, if the depth of the groove serving as a nozzle is 10 to 50 μm, both Cn and C are 2 μm or more. The present inventors have confirmed through experiments that the discharge of bubbles is smooth by adopting the substantially R shape. However, in order to stably obtain the structure of FIG.
As described above, the processing procedure is slightly more complicated than in FIG.

【0021】[実施例2]本発明における実施例2を図
6を用いて説明する。図6(b)は図2と同じ視線方向
からみた図である。図6は、ヒータから見て、液室側を
除きX軸とZ軸を含む断面において吐出ノズル10の面
Lがノズル11の面Lnを内包することにより両者が基
板1で交差しない例である。
[Embodiment 2] Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6B is a diagram viewed from the same line of sight as FIG. FIG. 6 shows an example in which the surface L of the discharge nozzle 10 includes the surface Ln of the nozzle 11 in a cross section including the X axis and the Z axis except for the liquid chamber side when viewed from the heater, so that the two do not intersect with the substrate 1. .

【0022】[実施例3]本発明における実施例3を図
7を用いて説明する。本実施例は吐出ノズル10のテー
パ角θ7に対してノズル11のテーパ角θn7を、θn
7>θ7となるように構成した。具体的には、吐出ノズ
ルとなる開口を加工する際にはエキシマレーザーのエネ
ルギー密度を1.3J/cm2/pulseとテーパ角
θ7=12°を得たのに対し、溝加工時には0.7J/
cm2/pulseとした。この結果、θn7=20°
を得た。
Embodiment 3 Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the taper angle θn7 of the nozzle 11 is
7> θ7. Specifically, the energy density of the excimer laser was 1.3 J / cm 2 / pulse and the taper angle θ7 = 12 ° when the opening serving as the discharge nozzle was processed, while the energy density was 0.7 J during the groove processing. /
cm 2 / pulse. As a result, θn7 = 20 °
I got

【0023】本実施例は、ヒータ2からオリフィス9に
向けてZ軸に対するテーパが減少させることで、図5
(b)のような曲率が漸減する面P5と同様の効果を持
たせたものである。しかしθn7が大きいと、基板1近
くで図5(a)の窪み15と同じような泡たまりの起点
を作ってしまう危険がある。これを避けかつ泡の排出効
果を得るためには、水をベースにした粘度6[mPa*
s]以下のインクを吐出させる場合には、 5°<θ7<θn7<30° の範囲となるようにすることが好ましい。
In the present embodiment, the taper with respect to the Z axis is reduced from the heater 2 toward the orifice 9 so that
This has the same effect as the plane P5 in which the curvature gradually decreases as shown in FIG. However, if θn7 is large, there is a risk that a starting point of a bubble pool similar to the depression 15 in FIG. In order to avoid this and to obtain a foam discharging effect, a water-based viscosity of 6 [mPa *
s] or less, it is preferable to satisfy the range of 5 ° <θ7 <θn7 <30 °.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明による
と、ノズル内の不要な泡が円滑に排出されるノズル構造
を得ることができる、またアブレーション加工の際に、
開口、溝各々の投影パターンの重なりによる不都合な窪
みやノズル壁の傷の発生を防ぎ、ノズル内に泡が付着す
る危険を防止できる。したがって、本発明によると、ア
ブレーションにより樹脂フィルムにオリフィス開口、ノ
ズル溝の双方を加工するインクジェットヘッドにおい
て、ノズル内の泡たまりによる吐出不良を防ぎ、信頼性
の高いインクジェットヘッドを得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a nozzle structure in which unnecessary bubbles in the nozzle are smoothly discharged.
Unnecessary dents and scratches on the nozzle wall due to the overlapping of the projection patterns of the openings and grooves can be prevented, and the risk of bubbles adhering inside the nozzles can be prevented. Therefore, according to the present invention, in an ink jet head that processes both an orifice opening and a nozzle groove in a resin film by ablation, it is possible to prevent a discharge failure due to bubbles in the nozzle and obtain a highly reliable ink jet head.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に用いるインクジェットヘッドの構成を
説明する図。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an inkjet head used in the present invention.

【図2】本発明に用いるインクジェットヘッドの構成を
説明する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an inkjet head used in the present invention.

【図3】本発明における実施例1の工程フローを説明す
る図。
FIG. 3 is a view for explaining a process flow of Example 1 in the present invention.

【図4】本発明における実施例1の工程フローを説明す
る図。
FIG. 4 is a view for explaining a process flow of Example 1 in the present invention.

【図5】比較例との関係を説明する図。FIG. 5 illustrates a relationship with a comparative example.

【図6】本発明における実施例2を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明における実施例3を説明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板 2:ヒータ 3:樹脂フィルム 4:溝 5:開口 6:凹部 7:液室 8:接着層 9:オリフィス 10:吐出ノズル 11:ノズル 12:供給口 13:フェイス面 14:撥水膜 15:窪み 16:電鋳オリフィスプレート 17:レジストノズル壁 1: substrate 2: heater 3: resin film 4: groove 5: opening 6: recess 7: liquid chamber 8: adhesive layer 9: orifice 10: discharge nozzle 11: nozzle 12: supply port 13: face surface 14: water-repellent film 15: depression 16: electroformed orifice plate 17: resist nozzle wall

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アブレーション可能な材料からなり、オリ
フィスとなる開口によって形成される吐出ノズル、該オ
リフィスと連通しかつ溝によって形成されるインク供給
のための供給ノズル、を有する樹脂フィルムと、 吐出
エネルギー発生手段を有する基板とを備え、 前記樹脂フィルムと基板とを、前記オリフィスと前記吐
出エネルギー発生手段が対向する位置とし、液滴が前記
基板に略垂直な方向に吐出するように、接着層を介して
接合してなるインクジェットヘッドであって、 前記吐出ノズルが前記オリフィスヘ向けて断面積が減少
するテーパ角θを有し、該吐出ノズルのテーパ面の延長
線が、前記液滴が吐出する方向の軸を含む断面内で、前
記樹脂フィルムと前記接着層との界面と、前記オリフィ
スの間において、前記供給ノズルの壁面あるいはその延
長線と交わらないことを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
1. A resin film comprising a dischargeable nozzle formed of an ablative material and formed by an opening serving as an orifice, a supply nozzle communicating with the orifice and formed by a groove for supplying ink, and a discharge energy. A substrate having generating means, wherein the resin film and the substrate are located at a position where the orifice and the discharge energy generating means face each other, and an adhesive layer is formed so that droplets are discharged in a direction substantially perpendicular to the substrate. An ink jet head having a taper angle θ in which a cross-sectional area decreases toward the orifice, and an extension of the tapered surface of the discharge nozzle is directed in a direction in which the droplet is discharged. In the cross section including the axis of, between the interface between the resin film and the adhesive layer and the orifice, the wall of the supply nozzle Or the ink jet head, characterized in that does not intersect with the extension line thereof.
【請求項2】前記吐出ノズルのテーパ面の延長線が、前
記樹脂フィルムと前記接着層との界面と、前記オリフィ
スの間において、前記供給ノズルの壁面あるいはその延
長線と交わらない構成を、前記ノズル内のインク流れの
軸の方向に直交する断面において有していることを特徴
とする請求項1に記載のインクジェットヘッド。
2. A configuration in which an extension of a tapered surface of the discharge nozzle does not intersect a wall surface of the supply nozzle or an extension thereof between an interface between the resin film and the adhesive layer and the orifice. The ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head has a cross section orthogonal to the direction of the axis of the ink flow in the nozzle.
【請求項3】前記吐出ノズルのテーパ面の延長線が、前
記樹脂フィルムと前記接着層との界面と、前記オリフィ
スの間において、前記供給ノズルの壁面あるいはその延
長線と交わらない構成を、前記吐出エネルギー発生手段
側から見て、前記液滴が吐出する方向の軸を含む断面
と、該軸およびインク流れの軸の方向と直交軸を含む断
面において、吐出ノズルの面が供給ノズルの面を内包す
ることにより構成したことを特徴とする請求項1に記載
のインクジェットヘッド。
3. A configuration in which an extension of a tapered surface of the discharge nozzle does not intersect a wall surface of the supply nozzle or an extension thereof between an interface between the resin film and the adhesive layer and the orifice. When viewed from the discharge energy generation means side, in the cross section including the axis of the direction in which the droplet is discharged, and in the cross section including the axis orthogonal to the direction of the axis and the axis of the ink flow, the surface of the discharge nozzle corresponds to the surface of the supply nozzle. The ink-jet head according to claim 1, wherein the ink-jet head is configured by being included.
【請求項4】前記供給ノズルは、少なくとも前記吐出ノ
ズルとの接続部近傍において、基板から離れる方向に断
面積が減少するテーパ角θnを有し、前記吐出ノズルが
有する前記オリフィスヘ向けて断面積が減少するテーパ
角θとの関係において、θ<θnとされていることを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジ
ェットヘッド。
4. The supply nozzle has a taper angle .theta.n in which a cross-sectional area decreases in a direction away from the substrate, at least in the vicinity of a connection portion with the discharge nozzle, and has a cross-sectional area toward the orifice of the discharge nozzle. The inkjet head according to claim 1, wherein θ <θn is set in relation to the decreasing taper angle θ.
【請求項5】前記供給ノズルとの接続部における前記吐
出ノズルの外周、および/または、前記ノズルの隅部、
が2μm以上の略R形状を有することを特徴とする請求
項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェットヘッ
ド。
5. An outer periphery of the discharge nozzle at a connection portion with the supply nozzle, and / or a corner of the nozzle,
The inkjet head according to any one of claims 1 to 3, wherein the ink jet head has a substantially round shape of 2 m or more.
【請求項6】吐出エネルギー発生手段がヒータであるこ
とを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のイ
ンクジェットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 1, wherein the discharge energy generating means is a heater.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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