JP2001063037A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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JP2001063037A
JP2001063037A JP24087999A JP24087999A JP2001063037A JP 2001063037 A JP2001063037 A JP 2001063037A JP 24087999 A JP24087999 A JP 24087999A JP 24087999 A JP24087999 A JP 24087999A JP 2001063037 A JP2001063037 A JP 2001063037A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid resistance
resistance layer
photosensitive resin
liquid chamber
jet head
Prior art date
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Pending
Application number
JP24087999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Etsuko Fujisawa
悦子 藤沢
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an ink jet head in which deterioration of image quality due to swelling of ink is suppressed by sandwiching a fluid resistance layer of photosensitive resin between two members of a material other than photosensitive resin thereby forming a fluid resistance part of the ink jet head. SOLUTION: A substrate 11 is held on a heat supporting member, i.e., a spacer member 21, and a PCB substrate having a head drive IC disposed in the spacer member 21 is connected with each piezoelectric element 12 of a drive unit 1 through an FPC cable 22 bonded to each electrode pattern 14, 15. A liquid chamber unit 2 is disposed thereon and the fluid resistance part thereof is formed by sandwiching a fluid resistance layer 26 of photosensitive resin, i.e., the sidewall part, between members of a material other than photosensitive resin, i.e., a diaphragm 23 and a liquid chamber lower plate 25, thus forming a channel.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
関し、特に流体抵抗部を有するインクジェットヘッドに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head, and more particularly to an ink jet head having a fluid resistance portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プ
ロッタ等の画像形成装置(画像記録装置)として使用す
るインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッ
ドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通
する加圧液室(圧力室、吐出室、液室、インク室、イン
ク流路等とも称される。)と、この吐出室内のインクを
加圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段(エ
ネルギー発生手段)とを備えて、アクチュエータ手段を
駆動することで吐出室内インクを加圧してノズルからイ
ンク滴を吐出させるものである。
2. Description of the Related Art An ink-jet head in an ink-jet recording apparatus used as an image forming apparatus (image recording apparatus) such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, etc. has a nozzle for discharging ink droplets and a pressurized liquid communicating with the nozzle. A chamber (also referred to as a pressure chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, an ink chamber, an ink flow path, etc.) and actuator means (energy generating means) for generating energy for pressurizing the ink in the discharge chamber. By driving the actuator means, the ink in the ejection chamber is pressurized to eject ink droplets from the nozzles.

【0003】そして、インク滴(記録液体)を吐出させ
るためのアクチュエータ手段の種類により、幾つかの方
式に大別される。例えば、特開平10−100401号
公報に記載されているように、液室の壁の一部を薄い振
動板とし、これに対応して電気機械変換素子としての圧
電素子を配置し、電圧印加に伴って発生する圧電素子の
変形により振動板を変形させることで液室内の圧力を変
化させて、インク滴を吐出させるピエゾ方式のもの、液
室内部に発熱体素子を配置し、通電による発熱体の加熱
によって気泡を発生させ、気泡の圧力によってインク滴
を吐出させるバブルジェット方式のものが一般に良く知
られている。
[0003] There are several types of actuators depending on the type of actuator means for ejecting ink droplets (recording liquid). For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-100401, a part of the wall of the liquid chamber is formed as a thin diaphragm, and a piezoelectric element as an electromechanical conversion element is disposed corresponding to the thin diaphragm to apply voltage. A piezo system that discharges ink droplets by changing the pressure in the liquid chamber by deforming the diaphragm by deformation of the piezoelectric element that accompanies it. A heating element is arranged inside the liquid chamber, and a heating element is energized. In general, a bubble jet type in which bubbles are generated by heating the ink and ink droplets are ejected by the pressure of the bubbles is well known.

【0004】また、例えば特開平2−289351号公
報に記載されているように、液室の壁面を形成する振動
板と、この振動板に対向して配置された液室外の個別電
極とを備え、振動板と電極との間に電界を印加すること
で発生する静電力により振動板を変形させて、液室内の
圧力/体積を変化させることによりノズルからインク滴
を吐出させる静電型のものも提案されている。
Further, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-289351, a vibration plate forming a wall surface of a liquid chamber, and individual electrodes outside the liquid chamber disposed opposite to the vibration plate are provided. An electrostatic type in which the diaphragm is deformed by an electrostatic force generated by applying an electric field between the diaphragm and the electrode, and ink droplets are ejected from nozzles by changing the pressure / volume in the liquid chamber. Has also been proposed.

【0005】ところで、インクジェツト記録装置に対す
る高速、高画質化の要求に伴ってインクジェットヘッド
のノズルの集積度の高密度化、ノズル径の微細化が必要
になっている。そのために、液室構造の集積度の向上や
流体的にバランスをとるための流体抵抗部の微細化が不
可欠になっている。
With the demand for high-speed and high-quality image recording apparatuses, it is necessary to increase the degree of integration of the nozzles of the ink jet head and to reduce the diameter of the nozzles. For this reason, it is indispensable to improve the degree of integration of the liquid chamber structure and to make the fluid resistance portion finer to balance fluidly.

【0006】しかし、一方で、飛翔インク滴体積を確保
しなければ画質が低下するために、加圧液室や加圧液室
にインクを供給するためのインク液室(これは「共通液
室」、「共通インク流路」、「共通インク液室」などと
称される。)の体積をあまり縮小することができない。
そこで、ノズル配列方向のピッチを大きくすることで液
室体積を確保することは集積度の低下を招くために、ノ
ズル配列方向と垂直な方向、主に厚み方向を厚くするこ
とによって液室体積の確保を図るようにしている。
However, on the other hand, if the flying ink droplet volume is not ensured, the image quality deteriorates. Therefore, a pressurized liquid chamber or an ink liquid chamber for supplying ink to the pressurized liquid chamber (this is called a “common liquid chamber”). , "Common ink flow path", "common ink liquid chamber", etc.).
Therefore, securing the volume of the liquid chamber by increasing the pitch in the nozzle arrangement direction causes a reduction in the degree of integration, so that the volume in the liquid chamber volume is increased by increasing the thickness in the direction perpendicular to the nozzle arrangement direction, mainly in the thickness direction. We are trying to secure them.

【0007】したがって、液室部には共通液室と加圧液
室との間のインク供給路となる厚さの薄い流体抵抗部
と、厚さの厚い加圧液室、共通液室が必要になり、これ
らを任意に形成するために、厚み方向に金属板或いはフ
ィルム状感光性樹脂層(ドライフィルムレジスト)等の薄
層部材を積層してインク流路を形成するインクジェツト
ヘツドが種々提案されている。
Therefore, the liquid chamber portion needs a thin fluid resistance portion serving as an ink supply path between the common liquid chamber and the pressurized liquid chamber, and a thick pressurized liquid chamber and a common liquid chamber. In order to form these arbitrarily, various ink jet heads have been proposed in which thin layers such as a metal plate or a film-shaped photosensitive resin layer (dry film resist) are laminated in the thickness direction to form an ink flow path. Have been.

【0008】例えば、特開平10−71722号公報に
記載されているように、基板上に積層型圧電素子を接合
したアクチュエータユニット上に、振動板と、加圧液室
及び加圧液室に連通する共通液室を形成するフィルム状
感光性樹脂からなる液室形成部材と、加圧液室に連通す
るノズルを形成したノズルプレートとを積層接合してな
る液室ユニットを接合したものなどがある。また、感光
性樹脂の1層で液室を含むインク流路を形成したものも
知られている。
For example, as described in JP-A-10-71722, a vibration plate, a pressurized liquid chamber, and a pressurized liquid chamber are communicated on an actuator unit in which a laminated piezoelectric element is bonded on a substrate. And a liquid chamber unit formed by laminating and joining a liquid chamber forming member made of a film-shaped photosensitive resin forming a common liquid chamber to be formed and a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressurized liquid chamber. . There is also known a photosensitive resin in which an ink flow path including a liquid chamber is formed by one layer.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、液室をフィ
ルム状感光性樹脂層或いはその積層体で形成した場合、
は、ドライフィルムは吸水性を有するために、インクに
よる膨潤によってヤング率が低下して液室全体の剛性が
更に低下し、チャンネル間の相互干渉が悪化し、吐出効
率の低下を生じる。そのため、印写開始直後と長時間使
用後とでは、飛翻するインク滴の大きさ、速度などに差
が生じることになり、画質に大きな差が生じるという課
題がある。
However, when the liquid chamber is formed of a film-like photosensitive resin layer or a laminate thereof,
However, since the dry film has water absorbency, the Young's modulus is reduced by the swelling of the ink, the rigidity of the entire liquid chamber is further reduced, the mutual interference between the channels is reduced, and the discharge efficiency is reduced. Therefore, there is a difference in the size and speed of the flying ink droplets immediately after the start of printing and after long use, and there is a problem that a large difference in image quality occurs.

【0010】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、経時的に安定した画質品質が得られるインクジェッ
トヘッドを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide an ink jet head capable of obtaining stable image quality over time.

【0011】上記の課題を解決するため、本発明に係る
インクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルが
連通する液室にインクを供給する流体抵抗部を感光性樹
脂からなる流体抵抗層を感光性樹脂以外の材料からなる
二つの部材で挟んで形成した構成としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an ink-jet head according to the present invention comprises a fluid resistance portion for supplying ink to a liquid chamber to which a nozzle for discharging ink droplets communicates, and a fluid resistance layer made of a photosensitive resin. This is a configuration formed by being sandwiched between two members made of a material other than resin.

【0012】ここで、流体抵抗層はフィルム状感光性樹
脂又は液状の感光性樹脂で形成することができる。ま
た、流体抵抗層を挟む一方の部材は液室の壁面を形成す
る振動板とすることができる。さらに、流体抵抗層を挟
む部材の少なくともいずれかの部材に密着向上剤を塗布
することが好ましい。さらにまた、流体抵抗層を挟む部
材の少なくともいずれかの部材の表面に酸化膜を形成す
ることが好ましい。
Here, the fluid resistance layer can be formed of a film-shaped photosensitive resin or a liquid photosensitive resin. Further, one member sandwiching the fluid resistance layer may be a diaphragm forming the wall surface of the liquid chamber. Further, it is preferable to apply an adhesion improving agent to at least one of the members sandwiching the fluid resistance layer. Furthermore, it is preferable to form an oxide film on the surface of at least one of the members sandwiching the fluid resistance layer.

【0013】さらに、流体抵抗層は複層構造にすること
ができる。この場合、流体抵抗層を挟む部材にそれぞれ
流体抵抗層を形成する感光性樹脂層を形成して、感光性
樹脂層同士を接合することが好ましい。
Further, the fluid resistance layer may have a multilayer structure. In this case, it is preferable that a photosensitive resin layer for forming the fluid resistance layer is formed on each of the members sandwiching the fluid resistance layer, and the photosensitive resin layers are joined to each other.

【0014】また、流体抵抗層の厚さは50μmを越え
ないことが好ましく、流体抵抗層の厚さのばらつきは±
5μmを越えないことが好ましい。
It is preferable that the thickness of the fluid resistance layer does not exceed 50 μm, and the variation of the thickness of the fluid resistance layer is ±
Preferably it does not exceed 5 μm.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。図1は本発明を適用し
たインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図、図2
は同ヘッドの列間方向の要部拡大断面図、図3は同ヘッ
ドのチャンネル間方向の要部拡大断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of an inkjet head to which the present invention is applied, and FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the head in the inter-row direction, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the head in the inter-channel direction.

【0016】このインクジェットヘッドは、駆動ユニッ
ト1と、液室ユニット2と、ヘッドカバー3とを備えて
いる。駆動ユニット1は、セラミック、ガラスエポキシ
樹脂等からなる絶縁性基板11上に、複数の積層型圧電
素子12を接合して二列配置し、これらの各列の積層型
圧電素子12の周囲を取り囲む液室支持部材であるフレ
ーム部材13を接合している。また、基板11上には共
通電極パターン14及び個別電極パターン15を設け、
これらの共通電極パターン14及び個別電極パターン1
5はそれぞれ導電性接着剤16を介して圧電素子12の
各内部電極を交互に接続した端面電極17,18と接続
している。なお、共通電極パターン14は、フレーム部
材13に設けた穴19内に導電性接着剤を充填すること
で各パターン部の導通を取っている。
This ink jet head includes a drive unit 1, a liquid chamber unit 2, and a head cover 3. The drive unit 1 has a plurality of laminated piezoelectric elements 12 joined and arranged in two rows on an insulating substrate 11 made of ceramic, glass epoxy resin or the like, and surrounds the periphery of the laminated piezoelectric elements 12 in each row. The frame member 13 as a liquid chamber support member is joined. Further, a common electrode pattern 14 and an individual electrode pattern 15 are provided on the substrate 11,
These common electrode pattern 14 and individual electrode pattern 1
Numerals 5 are connected to end electrodes 17, 18 in which the internal electrodes of the piezoelectric element 12 are alternately connected via a conductive adhesive 16. The common electrode pattern 14 is electrically connected to each other by filling a conductive adhesive in a hole 19 provided in the frame member 13.

【0017】そして、基板11をヘッド支持部材である
スペーサ部材(ヘッドホルダ)21上に支持して保持
し、このスペーサ部材21内に配設したヘッド駆動用I
C等を有するPCB基板と駆動ユニット1の各圧電素子
12とを各電極パターン14,15に接合したFPCケ
ーブル22を介して接続している。
The substrate 11 is supported and held on a spacer member (head holder) 21 serving as a head support member.
A PCB substrate having C and the like and each piezoelectric element 12 of the drive unit 1 are connected via an FPC cable 22 joined to each of the electrode patterns 14 and 15.

【0018】液室ユニット2は、金属或いは樹脂の薄膜
からなる振動板23と、液室隔壁部材を構成する積層構
造の金属板からなる液室下板24及び液室上板25と、
フィルム状感光性樹脂からなる流体抵抗層26と、ノズ
ル孔27を形成した金属、樹脂等からなるノズルプレー
ト28とを順次を積層し、熱融着して形成している。
The liquid chamber unit 2 includes a vibration plate 23 made of a thin film of metal or resin, a liquid chamber lower plate 24 and a liquid chamber upper plate 25 made of a laminated metal plate constituting a liquid chamber partition member.
A fluid resistance layer 26 made of a film-shaped photosensitive resin and a nozzle plate 28 made of a metal, a resin, or the like in which the nozzle holes 27 are formed are sequentially laminated, and are formed by heat fusion.

【0019】なお、これらの各部材によってノズル孔2
7が連通する加圧液室31と、この加圧液室31の両側
に位置する共通インク室32,32と、共通液室32か
ら加圧液室31へインクを供給するための流体抵抗部3
3,33を形成している。したがって、流体抵抗部33
は、感光性樹脂からなる流体抵抗層26を側壁部とし
て、この流体抵抗層26を感光性樹脂以外の材料からな
る部材である振動板23と同じく感光性樹脂以外の材料
からなる部材である液室下板25とで挟んで流路が形成
されたものとなる。
The nozzle hole 2 is formed by these members.
7, common ink chambers 32, 32 located on both sides of the pressurized liquid chamber 31, and a fluid resistance unit for supplying ink from the common liquid chamber 32 to the pressurized liquid chamber 31. 3
3, 33 are formed. Therefore, the fluid resistance part 33
Is a liquid member which is a member made of a material other than the photosensitive resin, like the diaphragm 23 which is a member made of a material other than the photosensitive resin, with the fluid resistance layer 26 made of the photosensitive resin as a side wall. A flow path is formed between the lower chamber plate 25 and the lower chamber plate 25.

【0020】ノズルカバー(ヘッドカバー)3は、ノズ
ルプレート28の周縁部及びヘッド側面を覆う箱状に形
成したものであり、ノズルプレート28に対応して開口
部を形成し、ノズルプレート28の周縁部に接着剤にて
接着接合している。なお、ノズルプレート28の表面に
は撥水膜29を形成している。
The nozzle cover (head cover) 3 is formed in a box shape to cover the peripheral portion of the nozzle plate 28 and the side surface of the head. An opening is formed corresponding to the nozzle plate 28, and the peripheral portion of the nozzle plate 28 is formed. Is bonded with an adhesive. Note that a water-repellent film 29 is formed on the surface of the nozzle plate 28.

【0021】また、このインクジェットヘッドには、図
示しないインクカートリッジからのインクを液室に供給
するため、スペーサ部材21、基板11、フレーム部材
13及び振動板21にそれぞれインク供給穴35〜38
を設けている。
In order to supply ink from an ink cartridge (not shown) to the liquid chamber, ink supply holes 35 to 38 are provided in the spacer member 21, the substrate 11, the frame member 13 and the vibration plate 21, respectively.
Is provided.

【0022】次に、液室ユニット2の加工組立工程につ
いて図4及び図5を参照して説明する。先ず、次のよう
にして、振動板23上に感光性樹脂からなる流体抵抗層
26を形成した部材を製作する。すなわち、図4(a)
に示すように、例えばエッチングしたエツチングしたS
US基板上にポリイミドフィルムをラミネートした振動
板23を製作した後、同図(b)に示すように感光性樹
脂であるネガ型ドライフィルムレジスト41を熱及び圧
力によってラミネートする。このドライフィルムレジス
トの厚さは例えば20〜50μm程度である。
Next, a process for assembling the liquid chamber unit 2 will be described with reference to FIGS. First, a member in which the fluid resistance layer 26 made of a photosensitive resin is formed on the vibration plate 23 is manufactured as follows. That is, FIG.
For example, as shown in FIG.
After manufacturing a diaphragm 23 in which a polyimide film is laminated on a US substrate, a negative dry film resist 41 which is a photosensitive resin is laminated by heat and pressure as shown in FIG. The thickness of this dry film resist is, for example, about 20 to 50 μm.

【0023】次いで、同図(c)に示すように、インク
流路形状(流体抵抗部33の形状)に応じたパターン
(同図中、黒塗り部分が光遮蔽、白部分が光透過)を有
するフォトマスク42を用いて紫外線(UV光)露光を
して、ドライフィルムレジスト41の露光部分を硬化さ
せる。これにより、ドライフィルムレジスト41は、同
図(d)に示すように、溶剤不溶化領域である硬化領域
(露光部分)41aと溶剤溶化領域である未硬化領域
(未露光部分)41bとが生じる。
Next, as shown in FIG. 3C, a pattern (a black portion is light shielding and a white portion is light transmitting) in accordance with the shape of the ink flow path (the shape of the fluid resistance portion 33) is shown. The exposed portion of the dry film resist 41 is cured by performing ultraviolet (UV) light exposure using a photomask 42 having the photomask 42. As a result, the dry film resist 41 has a cured region (exposed portion) 41a as a solvent insolubilized region and an uncured region (unexposed portion) 41b as a solvent solubilized region, as shown in FIG.

【0024】そこで、同図(e)に示すように、未露光
部分を除去できる溶剤を用いて現像し、未露光部分41
bを除去して、露光部分41aを残し、乾燥、再度紫外
光と熱で本硬化することにより、この露光部分(硬化領
域)41aで所定のパターン形状を形成した感光性樹脂
からなる流体抵抗層26を形成する。
Therefore, as shown in FIG. 2E, the unexposed portion 41 is developed by using a solvent capable of removing the unexposed portion.
b, the exposed portion 41a is left, and the fluid resistive layer is formed of a photosensitive resin having a predetermined pattern formed in the exposed portion (cured region) 41a by drying and main-curing again with ultraviolet light and heat. 26 is formed.

【0025】このとき、ノズル面から見たドライフィル
ムからなる流体抵抗層26の平面形状は、図6に示すよ
うに、流体抵抗部33となる部分、加圧液室31となる
部分及び共通液室32となる部分が開口した形状にな
る。
At this time, the planar shape of the fluid resistance layer 26 made of a dry film as viewed from the nozzle surface is, as shown in FIG. 6, a part to be the fluid resistance part 33, a part to be the pressurized liquid chamber 31, and the common liquid. The chamber 32 has an open shape.

【0026】次いで、図5(a)に示すように、ドライ
フィルムからなる流体抵抗層26上に、SUSなどの剛
性の高い板材からなる液室下板25を積層し、加圧及び
前記本硬化のときより高い温度での加熱を行い接合す
る。そして、同図(b)に示すように液室上板24、ノ
ズルプレート28をエポキシ系、もしくはポリイミド系
接着剤にて対応する面同士を接合して、液室ユニット2
を形成する。
Next, as shown in FIG. 5 (a), a liquid chamber lower plate 25 made of a plate material having high rigidity such as SUS is laminated on a fluid resistance layer 26 made of a dry film, and then pressurized and fully cured. Heating is performed at a higher temperature than in the case of and bonding is performed. Then, as shown in FIG. 3B, the liquid chamber upper plate 24 and the nozzle plate 28 are joined to each other with epoxy or polyimide adhesive to form the liquid chamber unit 2.
To form

【0027】次に、本発明の第2実施形態について説明
する。この実施形態は、前記実施形態における流体抵抗
層26を液状の感光性樹脂を用いて形成したものであ
り、その他は前記実施形態と同一である。そこで、図7
及び前述した図5を用いて、この実施形態における液室
ユニット2の製作工程について説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the fluid resistance layer 26 in the above embodiment is formed by using a liquid photosensitive resin, and the other configuration is the same as the above embodiment. Therefore, FIG.
A manufacturing process of the liquid chamber unit 2 in this embodiment will be described with reference to FIG.

【0028】すなわち、図7(a)に示すように、例え
ばエッチングしたエツチングしたSUS基板上にポリイ
ミドフィルムをラミネートした振動板23を製作した
後、同図(b)に示すように感光性ポリイミド接着剤で
あるネガ型レジスト51をスピンコータで均一に塗布す
る。厚みを確保するために重ね塗りをする際は1回毎に
プリベークし、コートする。レジストの厚さは最終的に
キュア工程で膜厚が半減することを考慮して目的の厚み
の2倍の厚みに塗布する。
That is, as shown in FIG. 7A, for example, a diaphragm 23 in which a polyimide film is laminated on an etched SUS substrate is manufactured, and then a photosensitive polyimide adhesive is formed as shown in FIG. 7B. A negative resist 51 as an agent is uniformly applied by a spin coater. Pre-bake and coat each time when applying multiple coats to ensure thickness. The thickness of the resist is applied to be twice the target thickness in consideration of the fact that the film thickness is finally halved in the curing step.

【0029】次いで、同図(c)に示すように、インク
流路形状(流体抵抗部33の形状)に応じたパターン
(同図中、黒塗り部分が光遮蔽、白部分が光透過)を有
するフォトマスク42を用いて紫外線(UV光)露光を
して、レジスト51の露光部分を硬化させ、150℃で
加熱処理する。これにより、レジスト51は、同図
(d)に示すように、溶剤不溶化領域である硬化領域
(露光部分)51aと溶剤溶化領域である未硬化領域
(未露光部分)51bとが生じる。
Next, as shown in FIG. 3C, a pattern (in FIG. 3, a black portion is light shielding and a white portion is light transmitting) according to the shape of the ink flow path (the shape of the fluid resistance portion 33). The exposed portion of the resist 51 is cured by exposure to ultraviolet light (UV light) using a photomask 42 having the same, and heat treatment is performed at 150 ° C. As a result, the resist 51 has a cured region (exposed portion) 51a that is a solvent insolubilized region and an uncured region (unexposed portion) 51b that is a solvent solubilized region, as shown in FIG.

【0030】そこで、同図(e)に示すように、未露光
部分を除去できる溶剤を用いて現像し、未露光部分51
bを除去して、露光部分51aを残し、窒素雰囲気中で
250℃以上で加熱キュアすることにより、この露光部
分(硬化領域)51aで所定のパターン形状を形成した
感光性樹脂からなる流体抵抗層26を形成する。
Therefore, as shown in FIG. 2E, the unexposed portion 51 is developed by using a solvent capable of removing the unexposed portion.
b, the exposed portion 51a is left and cured by heating at 250 ° C. or more in a nitrogen atmosphere to form a fluid resistance layer made of a photosensitive resin having a predetermined pattern formed in the exposed portion (cured region) 51a. 26 is formed.

【0031】次いで、前述した図5(a)に示すよう
に、ドライフィルムからなる流体抵抗層26上に、SU
Sなどの剛性の高い板材からなる液室下板25を流体抵
抗層26の対応する面同士を載せて、加圧しながら30
0℃で加熱して接合する。そして、同図(b)に示すよ
うに液室上板24、ノズルプレート28をエポキシ系、
もしくはポリイミド系接着剤にて対応する面同士を接合
して、液室ユニット2を形成する。
Next, as shown in FIG. 5A, the SU is placed on the fluid resistance layer 26 made of a dry film.
A liquid chamber lower plate 25 made of a plate material having high rigidity such as S is placed on the corresponding surfaces of the fluid resistance layer 26, and is pressed for 30 seconds.
Joining by heating at 0 ° C. Then, as shown in FIG. 3B, the liquid chamber upper plate 24 and the nozzle plate 28 are
Alternatively, the corresponding surfaces are joined with a polyimide adhesive to form the liquid chamber unit 2.

【0032】次に、本発明の第3実施形態について図8
を参照して説明する。なお、同図はインクジェットヘッ
ドの流体抵抗部分の要部拡大説明図である。この実施形
態では、振動板23上に例えばスピンコートにてシラン
カップリング剤などの密着向上剤61を塗布した後に、
感光性樹脂をラミネート或いは塗布して前記各実施形態
と同様にして流体抵抗層26を形成して液室下板25と
接合している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged explanatory view of a main part of a fluid resistance portion of the ink jet head. In this embodiment, after applying the adhesion improving agent 61 such as a silane coupling agent on the diaphragm 23 by, for example, spin coating,
The fluid resistance layer 26 is formed by laminating or coating a photosensitive resin in the same manner as in the above embodiments, and is joined to the liquid chamber lower plate 25.

【0033】また、液室下板25の流体抵抗層26との
接合面にもポジレジストなどの密着向上剤62をパター
ニングして、流体抵抗層26と接合している。
Also, an adhesion improving agent 62 such as a positive resist is patterned on the surface of the liquid chamber lower plate 25 to be joined to the fluid resistance layer 26, and joined to the fluid resistance layer 26.

【0034】このように流体抵抗層26を挟む2つの部
材である振動板23、液室下板25に密着向上剤61、
62を塗布することにより、流体抵抗層26との接着力
(接合力)が向上し、感光性樹脂からなる流体抵抗層6
の剥離を防止できて信頼性が向上する。
As described above, the adhesion improving agent 61 is attached to the vibration plate 23 and the liquid chamber lower plate 25 which are the two members sandwiching the fluid resistance layer 26.
By applying 62, the adhesive force (bonding force) with the fluid resistance layer 26 is improved, and the fluid resistance layer 6 made of a photosensitive resin is formed.
Can be prevented from peeling, and the reliability is improved.

【0035】この場合、密着向上剤としては、パターニ
ングが必要なときにはポジレジストを、全面塗布の場合
はシランカップリング剤を用いることによって、容易に
密着向上剤を塗布することができる。また、塗布膿厚は
0.5μmを越えないようにすることが好ましい。
In this case, a positive resist can be easily applied by using a positive resist when patterning is required, and by using a silane coupling agent in the case of applying the whole surface, as the adhesion improver. Further, it is preferable that the applied punishment thickness does not exceed 0.5 μm.

【0036】次に、本発明の第4実施形態について図9
を参照して説明する。なお、同図はインクジェットヘッ
ドの流体抵抗部分の要部拡大説明図である。この実施形
態では、液室下板25の流体抵抗層26との接合面に酸
化膜63を形成している。例えば、液室下板25にSU
S板を用いた場合、流体抵抗層26と接合する前に、予
め、大気中にて300℃−1時間程度の熱処理を施して
熱酸化膜63を形成することができる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged explanatory view of a main part of a fluid resistance portion of the ink jet head. In this embodiment, an oxide film 63 is formed on the surface of the liquid chamber lower plate 25 that is joined to the fluid resistance layer 26. For example, SU
When an S plate is used, a thermal oxide film 63 can be formed by performing a heat treatment at about 300 ° C. for 1 hour in the air before joining to the fluid resistance layer 26.

【0037】このように流体抵抗層26を挟む部材であ
る液室下板25に酸化膜63を形成することによって、
感光性樹脂からなる流体抵抗層26と金属板からなる液
室下板25との密着力を向上することができて、信頼性
が向上する。なお、振動板23の表面に酸化膜をパター
ニングなどで形成することもできる。
As described above, by forming the oxide film 63 on the liquid chamber lower plate 25 which is a member sandwiching the fluid resistance layer 26,
The adhesion between the fluid resistance layer 26 made of a photosensitive resin and the liquid chamber lower plate 25 made of a metal plate can be improved, and the reliability is improved. Note that an oxide film may be formed on the surface of the diaphragm 23 by patterning or the like.

【0038】次に、本発明の第5実施形態について図1
0を参照して説明する。なお、同図はインクジェットヘ
ッドの液室ユニット部分の分解説明図である。この実施
形態では、流体抵抗層26を感光性樹脂からなる下流体
抵抗層26aと感光性樹脂からなる上流体抵抗層26b
とを接合した2層構造としている。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
0 will be described. FIG. 2 is an exploded view of the liquid chamber unit of the inkjet head. In this embodiment, the fluid resistance layer 26 is composed of a lower fluid resistance layer 26a made of a photosensitive resin and an upper fluid resistance layer 26b made of a photosensitive resin.
Are joined to form a two-layer structure.

【0039】この場合、振動板23上にパターニングさ
れた感光体樹脂層からなる下流体抵抗層26aを形成
し、一方、液室下板25上にパターニングされた感光体樹
脂層からなる上流体抵抗層26bを形成して、これらの
下、上流体抵抗層26a、26b同士を対応する位置で
積層し、加圧及び加熱して接合する。
In this case, a lower fluid resistance layer 26a made of a patterned photosensitive resin layer is formed on the vibration plate 23, while an upper fluid resistance layer 26 made of the patterned photosensitive resin layer is formed on the liquid chamber lower plate 25. After forming the layer 26b, the upper fluid resistance layers 26a and 26b are laminated at corresponding positions under these layers, and are joined by pressing and heating.

【0040】このように流体抵抗層26を複層構造とす
ることにより流体抵抗層26の接着強度が向上して信頼
性が向上する。すなわち、ラミネートしたフィルム状感
光性樹脂層同士は、ラミネートしたフィルム状感光性樹
脂層と金属板とを加圧加熱したときの接着強度の二倍以
上になる。
As described above, by forming the fluid resistance layer 26 into a multilayer structure, the adhesive strength of the fluid resistance layer 26 is improved, and the reliability is improved. That is, the adhesive strength between the laminated film-shaped photosensitive resin layer and the metal plate when the laminated film-shaped photosensitive resin layer and the metal plate are heated under pressure is twice or more.

【0041】次に、流体抵抗層26の層厚(膜厚)及び
膜厚むら(バラツキ)の程度について説明する。例え
ば、150dpiピッチで加圧液室を形成するとき、流体
抵抗の幅は60μm以下であることが好ましく、感光性
樹脂膜のエッチング解像度を考慮すると、流体抵抗層2
6の厚さは50μmを越えないことが好ましい。
Next, the layer thickness (film thickness) of the fluid resistance layer 26 and the degree of the film thickness unevenness (variation) will be described. For example, when forming the pressurized liquid chamber at a pitch of 150 dpi, the width of the fluid resistance is preferably 60 μm or less, and considering the etching resolution of the photosensitive resin film, the fluid resistance layer 2
Preferably, the thickness of 6 does not exceed 50 μm.

【0042】また、流体抵抗層26の厚さのバラツキは
±5μmを越えないことが好ましい。すなわち、振動板
23上にパターニングされた感光体樹脂層からなる流体
抵抗層26に液室下板25を接合した接合前の膜厚及び
そのバラツキが異なる複数のサンプルを製作し、これを
脱気したインク中に浸透させた後、乾燥させ、顕微鏡に
て接着領域へのインク浸透状態を観察した。この結果を
表1に示している。
It is preferable that the variation in the thickness of the fluid resistance layer 26 does not exceed ± 5 μm. That is, a plurality of samples having different thicknesses and variations before joining the liquid chamber lower plate 25 to the fluid resistance layer 26 formed of the photosensitive resin layer patterned on the vibration plate 23 are manufactured and degassed. After the ink was permeated into the ink, it was dried, and the state of ink permeation into the bonding area was observed with a microscope. Table 1 shows the results.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】この表1から分かるように、接合前の膜厚
むら(膜厚のばらつき)が±5μmを越えなければ、接
合時の加圧、加熱による感光性樹脂層の変形で凹凸によ
る膜むらを吸収できるが、それ以上の膜厚むらでは接合
時の圧力むらが発生して、接着力が低下し、インクシー
ル性が低下する。したがって、接合前の膜厚のばらつき
を±5μm以下にして接合後の膜厚むらが±5μmを越
えないようにすることで、インクシール性を確保するこ
とができる。
As can be seen from Table 1, unless the film thickness unevenness (film thickness variation) before joining does not exceed ± 5 μm, the photosensitive resin layer is deformed by pressurizing and heating at the time of joining, so that the film unevenness is caused by unevenness. However, if the film thickness is more uneven, pressure unevenness at the time of bonding occurs, the adhesive strength is reduced, and the ink sealability is reduced. Accordingly, the ink sealing property can be ensured by making the thickness variation before joining less than ± 5 μm so that the thickness unevenness after joining does not exceed ± 5 μm.

【0045】なお、上記実施形態においては本発明を電
気機械変換素子をアクチュエータ手段に用いるピエゾ型
インクジェットヘッドに適用した例で説明したが、振動
板と対向電極とを用いる静電型インクジェットヘッド、
発熱抵抗体による膜沸騰でインク滴を吐出させるインク
ジェットヘッドにも同様に適用することができる。
In the above embodiment, the present invention has been described as an example in which the present invention is applied to a piezo type ink jet head using an electromechanical transducer as an actuator.
The present invention can be similarly applied to an ink jet head that ejects ink droplets by film boiling caused by a heating resistor.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェットヘッドによれば、インク滴を吐出するノズル
が連通する液室にインクを供給する流体抵抗部を感光性
樹脂からなる流体抵抗層を感光性樹脂以外の材料からな
る二つの部材で挟んで形成した構成としたので、インク
膨潤による画質の低下を低減することができ、経時的に
高画質を安定して確保することができる。
As described above, according to the ink jet head of the present invention, the fluid resistance portion for supplying ink to the liquid chamber to which the nozzle for discharging ink droplets communicates has the fluid resistance layer made of photosensitive resin. Since it is configured to be sandwiched between two members made of a material other than the photosensitive resin, deterioration in image quality due to ink swelling can be reduced, and high image quality can be stably secured over time.

【0047】ここで、流体抵抗層はフィルム状感光性樹
脂又は液状の感光性樹脂で形成することで、容易に流体
抵抗層を形成できる。また、流体抵抗層を挟む一方の部
材は液室の壁面を形成する振動板とすることで、液室構
成が簡単になる。
Here, the fluid resistance layer can be easily formed by forming the fluid resistance layer from a film-shaped photosensitive resin or a liquid photosensitive resin. In addition, since one member sandwiching the fluid resistance layer is a diaphragm forming the wall surface of the liquid chamber, the configuration of the liquid chamber is simplified.

【0048】さらに、流体抵抗層を挟む部材の少なくと
もいずれかの部材に密着向上剤を塗布することにより、
感光性樹脂からなる流体抵抗層をこれを挟む部材との接
合力が向上して信頼性が向上する。さらにまた、流体抵
抗層を挟む部材の少なくともいずれかの部材の表面に酸
化膜を形成することにより、感光性樹脂からなる流体抵
抗層をこれを挟む部材との接合力が向上して信頼性が向
上する。
Further, by applying an adhesion improving agent to at least one of the members sandwiching the fluid resistance layer,
The joining force between the fluid resistance layer made of a photosensitive resin and the member sandwiching the fluid resistance layer is improved, and the reliability is improved. Furthermore, by forming an oxide film on the surface of at least one of the members sandwiching the fluid resistance layer, the joining force between the fluid resistance layer made of a photosensitive resin and the member sandwiching the fluid resistance layer is improved, and reliability is improved. improves.

【0049】さらに、流体抵抗層は複層構造にすること
で、複雑な形態の流体抵抗を容易に形成することができ
ると共に、感光性樹脂からなる流体抵抗層をこれを挟む
部材との接合力が向上して信頼性が向上する。この場
合、流体抵抗層を挟む部材にそれぞれ流体抵抗層を形成
する感光性樹脂層を形成して、感光性樹脂層同士を接合
することで、接合力の向上を図ることができる。
Further, by forming the fluid resistance layer into a multi-layer structure, it is possible to easily form a complicated form of fluid resistance, and to join the fluid resistance layer made of a photosensitive resin with a member sandwiching the fluid resistance layer. And reliability is improved. In this case, the bonding strength can be improved by forming a photosensitive resin layer for forming the fluid resistance layer on each of the members sandwiching the fluid resistance layer and joining the photosensitive resin layers to each other.

【0050】また、流体抵抗層の厚さは50μmを越え
ないものとすることにより、高密度ヘッドで要求される
流体抵抗幅のエッチング加工精度を保証することができ
て信頼性が向上する。さらに、流体抵抗層の厚さのばら
つきは±5μmを越えないものとすることにより、確実
にインクシール性を保証できて信頼性が向上する。
By setting the thickness of the fluid resistance layer not to exceed 50 μm, the etching accuracy of the fluid resistance width required for a high-density head can be guaranteed, and the reliability is improved. Furthermore, by ensuring that the variation in the thickness of the fluid resistance layer does not exceed ± 5 μm, the ink sealability can be reliably ensured and the reliability is improved.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るインクジェットヘ
ッドの一例を示す分解斜視図
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同ヘッドの列間方向の要部拡大断面図FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the head in a direction between rows.

【図3】同ヘッドのチャンネル間方向の要部拡大断面図FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part of the head in a direction between channels.

【図4】同インクジェットヘッドの液室ユニットの製作
工程を説明する説明図
FIG. 4 is an explanatory view illustrating a manufacturing process of a liquid chamber unit of the inkjet head.

【図5】同じく液室ユニットの製作工程を説明する説明
FIG. 5 is an explanatory view illustrating a manufacturing process of the liquid chamber unit.

【図6】図4(e)の流体抵抗層の平面説明図FIG. 6 is an explanatory plan view of the fluid resistance layer of FIG. 4 (e).

【図7】本発明の第2実施形態に係る液室ユニットの製
作工程を説明する説明図
FIG. 7 is an explanatory view illustrating a manufacturing process of a liquid chamber unit according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施形態に係る流体抵抗部分の要
部説明図
FIG. 8 is an explanatory view of a main part of a fluid resistance portion according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4実施形態に係る流体抵抗部分の要
部説明図
FIG. 9 is an explanatory view of a main part of a fluid resistance portion according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5実施形態に係る液室部分の要部
説明図
FIG. 10 is an explanatory view of a main part of a liquid chamber portion according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…駆動ユニット、2…液室ユニット、3…ノズルカバ
ー、4…スペーサ部材、11…基板、12…圧電素子、
13…フレーム部材、23…振動板、24…液室上板、
25…液室下板、26…流体抵抗層、26a…下流体抵
抗層、26b…上流体抵抗層、27…ノズル、28…ノ
ズルプレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drive unit, 2 ... Liquid chamber unit, 3 ... Nozzle cover, 4 ... Spacer member, 11 ... Substrate, 12 ... Piezoelectric element,
13: frame member, 23: diaphragm, 24: liquid chamber upper plate,
25: liquid chamber lower plate, 26: fluid resistance layer, 26a: lower fluid resistance layer, 26b: upper fluid resistance layer, 27: nozzle, 28: nozzle plate

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク滴を吐出するノズルが連通する液
室に流体抵抗部を介してインクを供給するインクジェッ
トヘッドにおいて、前記流体抵抗部は感光性樹脂からな
る流体抵抗層を感光性樹脂以外の材料からなる二つの部
材で挟んで形成したことを特徴とするインクジェットヘ
ッド。
1. An ink jet head for supplying ink via a fluid resistance portion to a liquid chamber to which a nozzle for discharging ink droplets communicates, wherein the fluid resistance portion includes a fluid resistance layer made of a photosensitive resin other than the photosensitive resin. An ink jet head formed between two members made of a material.
【請求項2】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
において、フィルム状感光性樹脂又は液状の感光性樹脂
で前記流体抵抗層が形成されていることを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
2. The ink jet head according to claim 1, wherein the fluid resistance layer is formed of a film-shaped photosensitive resin or a liquid photosensitive resin.
【請求項3】 請求項1又は2に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記流体抵抗層を挟む一方の部材が前
記液室の壁面を形成する振動板であることを特徴とする
インクジェットヘッド。
3. The ink jet head according to claim 1, wherein one of the members sandwiching the fluid resistance layer is a diaphragm forming a wall surface of the liquid chamber.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記流体抵抗層を挟む部材
の少なくともいずれかの部材に密着向上剤を塗布してい
ること特徴とするインクジェットヘッド。
4. The ink jet head according to claim 1, wherein an adhesion improving agent is applied to at least one of the members sandwiching the fluid resistance layer.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記流体抵抗層を挟む部材
の少なくともいずれかの部材の表面に酸化膜を形成して
いること特徴とするインクジェットヘッド。
5. The ink-jet head according to claim 1, wherein an oxide film is formed on a surface of at least one of the members sandwiching the fluid resistance layer.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記流体抵抗層が複層構造
であることを特徴とするインクジェットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 1, wherein the fluid resistance layer has a multilayer structure.
【請求項7】 請求項6に記載のインクジェットヘッド
において、前記流体抵抗層を挟む部材にそれぞれ流体抵
抗層を形成する感光性樹脂層を形成して、感光性樹脂層
同士を接合していることを特徴とするインクジェットヘ
ッド。
7. The ink jet head according to claim 6, wherein a photosensitive resin layer forming a fluid resistance layer is formed on each of the members sandwiching the fluid resistance layer, and the photosensitive resin layers are joined to each other. An ink jet head characterized by the following.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記流体抵抗層の厚さが5
0μmを越えないことを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
8. The ink jet head according to claim 1, wherein the thickness of the fluid resistance layer is 5
An ink jet head characterized by not exceeding 0 μm.
【請求項9】 請求項1乃至8のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記流体抵抗層の厚さのば
らつきが±5μmを越えないことを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
9. The ink jet head according to claim 1, wherein a variation in the thickness of the fluid resistance layer does not exceed ± 5 μm.
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