JP2001171130A - Forming method for ink-jet recording head, and ink-jet recording head - Google Patents

Forming method for ink-jet recording head, and ink-jet recording head

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JP2001171130A
JP2001171130A JP35944499A JP35944499A JP2001171130A JP 2001171130 A JP2001171130 A JP 2001171130A JP 35944499 A JP35944499 A JP 35944499A JP 35944499 A JP35944499 A JP 35944499A JP 2001171130 A JP2001171130 A JP 2001171130A
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JP
Japan
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recording head
top plate
jet recording
nozzle
ink jet
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Application number
JP35944499A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Ito
美紀 伊東
Shuji Koyama
修司 小山
Takeshi Ikegame
健 池亀
Hiroaki Mihara
弘明 三原
Tomoyuki Hiroki
知之 廣木
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming method for an ink-jet recording head exerting a good adhesion to a heater board, a uniform nozzle shape and an inexpensive and high production stability without complicating a manufacture process, and an ink-jet recording head. SOLUTION: In the ink-jet recording head or in the forming method for forming the ink-jet recording head provided with a top plate where groove walls for constituting nozzles corresponding to a plurality of discharge openings respectively are formed and a substrate having discharge energy-generating elements arranged to positions corresponding to part of the nozzles by bonding the top plate and the substrate by an adhesive, a shape of an end part of the groove wall for forming the nozzles is controlled, thereby forming the uniform nozzle shape.

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、一般にインクと呼
ばれる記録液を微細口から吐出、飛翔させるインクジェ
ット記録ヘッドの作製方法、およびインクジェット記録
ヘッドに関し、特に、均一なノズル形状の実現を図るよ
うにしたものである。また、本発明は紙、糸、繊維、
布、皮、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミッ
クス等の被記録媒体に対し記録を行なう、プリンタ、複
写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部
を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理
装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用できる
発明である。なお、本発明における『記録』とは、文字
や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与す
ることだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を
付与することも意味する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an ink jet recording head for ejecting and flying a recording liquid generally called ink from a fine opening, and an ink jet recording head, and more particularly to realizing a uniform nozzle shape. It was done. The present invention also relates to paper, yarn, fiber,
For recording on a recording medium such as cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, and ceramics, a printer, a copier, a facsimile having a communication system, a device such as a word processor having a printer unit, and various processing devices. This is an invention that can be applied to an industrial recording device combined in a combined manner. Note that “recording” in the present invention means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium, but also giving an image having no meaning such as a pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置、記録ヘ
ッド、インクタンク一体型の記録ユニットでは、熱エネ
ルギーを利用したもの、あるいは電気機械変換体を利用
したものが知られている。特に、熱エネルギーを利用し
て記録液を吐出するインクジェット記録ヘッドは、イン
クを吐出するための吐出口を高密度に配列することがで
きるために、高解像度の記録が可能であるほか、全体的
にコンパクト化も容易であるなどの利点があり、すでに
実用化されている。
2. Description of the Related Art As a conventional ink jet recording apparatus, recording head and recording unit integrated with an ink tank, a recording unit utilizing thermal energy or an electromechanical transducer is known. In particular, an ink jet recording head that uses a thermal energy to discharge a recording liquid can perform high-resolution recording because the discharge ports for discharging ink can be arranged at high density. It has advantages such as easy downsizing and is already in practical use.

【0003】インクジェット記録ヘッドには、インクを
溜めておく液室、インク吐出ノズル、インク吐出ノズル
と連通するようにインク吐出口とが設けられている。従
来、該インクジェット記録ヘッドのインク吐出ノズルと
して様々な形態のものが提案されているが、そのひとつ
としてシリコン基板に異方性エッチングを行いノズル溝
を形成する方法が知られている。例えば、表面に(11
0)面を有するシリコン基板を異方性エッチングを行な
って溝を作製する方法がある。
[0003] The ink jet recording head is provided with a liquid chamber for storing ink, ink discharge nozzles, and ink discharge ports so as to communicate with the ink discharge nozzles. Conventionally, various types of ink discharge nozzles have been proposed for the ink jet recording head. One known method is to form a nozzle groove by performing anisotropic etching on a silicon substrate. For example, (11)
There is a method of forming a groove by performing anisotropic etching on a silicon substrate having a 0) plane.

【0004】図1はこれらの溝が形成された部材(以下
天板と称す)を用いたインクジェット記録ヘッドの一例
の該略図である。11は発熱体(ヒーター)12が多数
配置されたシリコンチップで、以後ヒーターボードと称
することにする。天板13とヒーターボード11は図1
に示した向きで密着、接合あるいは接着させられ、溝1
4とヒーターボード11の表面で細長いノズルを形成
し、またこの時、ノズル内部にヒーター12を含むよう
に両者は精密に位置調整される。インクは図示しないイ
ンクタンクから供給されてインク液室15に導かれた
後、ノズル内に達する。ヒーターボード11は図示しな
い制御回路によって制御され、印字データに応じてヒー
ター12のひとつひとつに通電する。
FIG. 1 is a schematic view of an example of an ink jet recording head using a member having these grooves formed thereon (hereinafter referred to as a top plate). Reference numeral 11 denotes a silicon chip on which a large number of heating elements (heaters) 12 are arranged, and is hereinafter referred to as a heater board. The top plate 13 and the heater board 11 are shown in FIG.
In the direction shown in FIG.
An elongated nozzle is formed on the surface of the heater board 4 and the heater board 11, and at this time, both are precisely adjusted so as to include the heater 12 inside the nozzle. The ink is supplied from an ink tank (not shown), guided to the ink liquid chamber 15, and then reaches the inside of the nozzle. The heater board 11 is controlled by a control circuit (not shown), and energizes each of the heaters 12 according to print data.

【0005】前記制御回路はヒーターボード上にあって
も別基板に構成されていてもどちらでもよく、本発明の
主旨とは関係しないのでここでは詳細な説明は省略す
る。印字データに応じて通電されたヒーター12は発熱
し、そのノズル内のインクを加熱する。加熱されたイン
クはある臨界温度を超えると沸騰し、気泡を発生する。
発生した気泡は数μsの短い時間で成長し、インクに衝
撃力を与えるので、その衝撃でインクの一部が吐出口か
ら勢いよく押し出され、印字物、例えば、紙の上に着弾
する。これが繰り返されると印刷画像が完成する。尚、
上記シリコン基板に異方性エッチングを行い溝を形成す
る方法以外にも、ガラスや金属等の基板に切削やエッチ
ング等により微細な溝を形成することで該天板とする方
法や、基板上に感光性樹脂を塗布し露光現像することで
溝壁を作製する方法も知られている。また、天板に樹脂
材料を用い、成形加工やレーザー加工で該溝を形成する
方法も既に実用化されている(特開平2−121845
号公報)。
[0005] The control circuit may be either on the heater board or on a separate substrate. Since the control circuit is not related to the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. The heater 12 energized according to the print data generates heat, and heats the ink in the nozzle. The heated ink boils above a certain critical temperature, generating bubbles.
The generated bubbles grow in a short time of several μs and give an impact force to the ink, so that a part of the ink is vigorously pushed out from the ejection port by the impact, and lands on a printed matter, for example, paper. When this is repeated, the print image is completed. still,
In addition to the method of forming a groove by performing anisotropic etching on the silicon substrate, a method of forming a fine groove by cutting or etching or the like on a substrate such as glass or metal, or a method of forming the top plate, A method of forming a groove wall by applying a photosensitive resin and performing exposure and development is also known. In addition, a method of forming the groove by molding or laser processing using a resin material for the top plate has already been put to practical use (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-121845).
No.).

【0006】ところで、前記天板をヒーターボードと密
着させてノズルを形成する際、もっとも簡便な方法とし
て接着剤を噴霧する方法がある。これは希釈液で粘度調
整した樹脂系の接着剤を圧縮空気と混合させて天板表面
に霧状に噴射する方法である。またこの方法は、天板の
材料が耐インク性の低い材料である場合においても有用
である。例えば、天板に該シリコン基板を用いる場合に
おいて、シリコンがアルカリ性溶液に溶解するという性
質を持つため、アルカリ性である近年のインクジェット
プリンタ用インクに接すると溶解しノズルが変形すると
いう問題があるが、接着剤の材料としてポリエーテルア
ミド系樹脂(HIMAL:日立化成)のように耐薬品性
の高い材料を用いることで、天板の溝壁上に接着剤を塗
布すると同時に溝内壁に保護膜を形成することが出来
る。また、噴霧するという方法を用いれば、溝壁に対応
した接着剤のパターニング等も不必要であり、生産工程
を簡略化できる。したがって、天板、ヒーターボード接
着及び、ノズル内壁保護という観点において、霧状に樹
脂材料を噴霧するという方法は非常に有効な方法であ
る。
When forming the nozzles by bringing the top plate into close contact with the heater board, the simplest method is to spray an adhesive. This is a method in which a resin-based adhesive whose viscosity has been adjusted with a diluent is mixed with compressed air and sprayed on the surface of the top plate in a mist state. This method is also useful when the material of the top plate is a material having low ink resistance. For example, when the silicon substrate is used as a top plate, since silicon has the property of dissolving in an alkaline solution, there is a problem that the nozzle dissolves and deforms when it comes into contact with an alkaline ink for an inkjet printer in recent years. By using a material with high chemical resistance such as polyether amide resin (HIMAL: Hitachi Chemical) as the adhesive material, the adhesive is applied on the groove wall of the top plate and at the same time a protective film is formed on the inner wall of the groove You can do it. In addition, if the method of spraying is used, patterning of the adhesive corresponding to the groove wall and the like are unnecessary, and the production process can be simplified. Therefore, the method of spraying the resin material in the form of a mist is a very effective method from the viewpoint of bonding the top plate, the heater board, and protecting the inner wall of the nozzle.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
ジェットプリンタの高画質化にともなって、溝壁の幅は
細くなり、例えばノズル密度が360dpi以上になる
と溝壁の幅も40μm以下になっている。その場合にス
プレーを用いて前述の方法で接着剤を塗布しようとする
と、溝壁端部に該樹脂材料の表面張力により液だまりが
できてしまう。液だまりの様子を示したのが図2であ
り、溝壁上部に付着した接着剤層を模式的に斜線で示し
てある。この液だまりはノズルが列方向に2本以上配列
される場合は各ノズル毎に不均一な形状で発生する場合
もあり、ノズル形状の不均一化、そして、インク吐出状
態の不安定化、更には、印字物の品位低下を招く。
However, as the image quality of the ink jet printer is improved, the width of the groove wall becomes narrower. For example, when the nozzle density becomes 360 dpi or more, the width of the groove wall becomes 40 μm or less. In this case, when the adhesive is applied by the above-described method using a spray, a liquid pool is formed at the end of the groove wall due to the surface tension of the resin material. FIG. 2 shows the state of the liquid pool, and the adhesive layer adhered to the upper portion of the groove wall is schematically shown by oblique lines. When two or more nozzles are arranged in the column direction, this liquid pool may occur in a non-uniform shape for each nozzle, resulting in a non-uniform nozzle shape and an unstable ink discharge state. Causes deterioration in the quality of printed matter.

【0008】また、液体吐出ヘッドにおいて、液体の吐
出効率、吐出力、吐出速度、更には被記録媒体への着弾
精度の向上を図る方法として弁機能を持った可動部材を
ノズル内に設ける方法が特開平9−11471号公報に
開示されているが、液だまりが発生すると、ヒーターボ
ードと天板の接合時に液だまりが可動部材と接してしま
い、可動部材を破損、もしくは密着不良を起こす。ま
た、可動部材動作時に該液だまりが可動部材の動作を妨
げてしまうという問題も生じる。
Further, in a liquid discharge head, a method of providing a movable member having a valve function in a nozzle as a method for improving the liquid discharge efficiency, discharge force, discharge speed, and landing accuracy on a recording medium. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-11471, if a liquid pool occurs, the liquid pool contacts the movable member when the heater board and the top plate are joined, and the movable member is damaged or poor adhesion occurs. There is also a problem that the liquid pool hinders the operation of the movable member when the movable member operates.

【0009】そこで、本発明は、上記課題を解決し、製
造工程を複雑にすることなく、ヒーターボードとの密着
性が良好で、ノズル形状が均一で、安価で製造安定性の
高いインクジェット記録ヘッドの作製方法、およびイン
クジェット記録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 provides an ink jet recording head which has good adhesion to a heater board, has a uniform nozzle shape, is inexpensive and has high production stability without complicating the production process. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method of the above and an ink jet recording head.

【0010】[0010]

【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、インクジェット記録ヘッドの作製方法、
およびインクジェット記録ヘッドを、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
インクジェット記録ヘッドの作製方法は、複数の吐出口
の各々に対応するノズルを構成するための溝壁が形成さ
れた天板と、前記ノズルの一部と対応する位置に配され
た吐出エネルギー発生素子を有する基板とを備え、これ
らを接着材によって接合してインクジェット記録ヘッド
を作製するインクジェット記録ヘッドの作製方法におい
て、前記ノズルを構成するための溝壁の端部形状を制御
して、均一なノズル形状を形成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記録ヘッドの作製方
法またはインクジェット記録ヘッドは、前記溝壁の端部
形状が、その壁幅において端部の壁幅が中央部の壁幅よ
り小さいことを特徴としている。また、本発明のインク
ジェット記録ヘッドの作製方法またはインクジェット記
録ヘッドは、前記溝壁の端部形状が、その壁高さにおい
て端部の壁高さが中央部の壁高さよりも低いことを特徴
としている。また、本発明のインクジェット記録ヘッド
の作製方法またはインクジェット記録ヘッドは、前記天
板が、シリコン基板で形成されることを特徴としてい
る。また、本発明のインクジェット記録ヘッドの作製方
法またはインクジェット記録ヘッドは、前記ノズルを構
成するための溝壁が、前記天板に異方性エッチングによ
り形成されることを特徴としている。また、また、本発
明のインクジェット記録ヘッドの作製方法またはインク
ジェット記録ヘッドは、前記天板が、樹脂、鉱物、金
属、ガラス材のいずれかで形成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記録ヘッドの
作製方法またはインクジェット記録ヘッドは、前記ノズ
ルを構成するための溝壁が、前記天板にレーザー光を照
射して形成されることを特徴としている。また、本発明
のインクジェット記録ヘッドの作製方法またはインクジ
ェット記録ヘッドは、前記ノズルを構成するための溝壁
が、基板上に感光性樹脂を塗布し、露光現像することに
よって形成されることを特徴としている。また、本発明
のインクジェット記録ヘッドの作製方法またはインクジ
ェット記録ヘッドは、前記ノズルを構成するための溝壁
が、前記天板の材料として樹脂材料を用い、成形加工に
よって形成されることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing an ink jet recording head, comprising:
And the ink jet recording head is configured as follows. That is, in the method of manufacturing an ink jet recording head of the present invention, a top plate on which a groove wall for forming a nozzle corresponding to each of a plurality of ejection ports is formed, and the top plate is disposed at a position corresponding to a part of the nozzle. And a substrate having a discharge energy generating element, and in a method of manufacturing an ink jet recording head for forming an ink jet recording head by bonding these with an adhesive, controlling the end shape of a groove wall for forming the nozzle. Thus, a uniform nozzle shape is formed. Further, the method of manufacturing an ink jet recording head or the ink jet recording head according to the present invention is characterized in that the end shape of the groove wall is such that an end wall width is smaller than a central wall width in the wall width. Further, the method for manufacturing an ink jet recording head or the ink jet recording head of the present invention is characterized in that the end shape of the groove wall is such that the wall height at the end is lower than the wall height at the center at the wall height. I have. Further, in the method for manufacturing an ink jet recording head or the ink jet recording head according to the present invention, the top plate is formed of a silicon substrate. Further, the method of manufacturing an ink jet recording head or the ink jet recording head according to the present invention is characterized in that a groove wall for forming the nozzle is formed on the top plate by anisotropic etching. Further, the method for manufacturing an ink jet recording head or the ink jet recording head of the present invention is characterized in that the top plate is formed of any one of a resin, a mineral, a metal, and a glass material. Further, in the method for manufacturing an ink jet recording head or the ink jet recording head of the present invention, a groove wall for forming the nozzle is formed by irradiating the top plate with laser light. Further, the method of manufacturing an ink jet recording head or the ink jet recording head of the present invention is characterized in that a groove wall for forming the nozzle is formed by applying a photosensitive resin on a substrate and performing exposure and development. I have. Further, the method of manufacturing an ink jet recording head or the ink jet recording head of the present invention is characterized in that a groove wall for forming the nozzle is formed by molding using a resin material as a material of the top plate. .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明は上記構成により、例えば
ノズルパターンをマスク上変更するだけで、図4に示し
た従来の天板製造工程と比較して、製造コストを引き上
げることなく、また加工時間をのばすことなく、天板に
均一なノズル形状を形成することが可能となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention has the above-described structure, and only requires, for example, changing a nozzle pattern on a mask, without increasing the manufacturing cost as compared with the conventional top plate manufacturing process shown in FIG. It is possible to form a uniform nozzle shape on the top plate without increasing the time.

【0012】[0012]

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 [実施例1]図3は、本発明の実施例1であるシリコン
基板を用いた天板の形状を表している。本実施例におい
て、まず、溝壁端部は図3に示すように、まず、天板に
溝壁中央部と比較して壁幅が細くなるように、ノズル溝
を形成する。次に、この天板に樹脂を塗布する。塗布は
スプレー塗布装置(マイクロスプレー:ノードソン製)
を用い、圧縮空気圧3.0kgf/cm2で、樹脂溶液
と空気を混合させて霧状に噴射し、膜厚数μmになるよ
う天板に噴霧した。塗布後、希釈剤を乾燥させるために
ホットプレートで100℃2分間、キュアを行なった。
Embodiments of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. 3 shows the shape of a top plate using a silicon substrate according to Embodiment 1 of the present invention. In this embodiment, first, as shown in FIG. 3, a nozzle groove is first formed on the top plate so that the wall width is narrower than that of the center of the groove wall, as shown in FIG. 3. Next, a resin is applied to the top plate. Coating is a spray coating device (micro spray: made by Nordson)
The resin solution was mixed with air at a compressed air pressure of 3.0 kgf / cm 2 , sprayed in a mist state, and sprayed on a top plate to a thickness of several μm. After the application, curing was performed on a hot plate at 100 ° C. for 2 minutes to dry the diluent.

【0013】本実施例では樹脂に熱可塑性接着剤であり
インクに強いポリエーテルアミド系樹脂(HIMAL:
日立化成製)を、希釈剤にN−メチル−2−ピロリドン
とブチルセロソルブアセテートとの混合液を用いて希釈
し、粘度を下げ、樹脂溶液とした。該スプレー塗布装置
は、空気と塗布物を混合、噴射することで、塗布物を霧
状に噴射する装置であり、これにより霧状に噴射された
液滴の粒径はμmオーダー以下であるため、噴射された
液滴は溝内部に入り込むことができる。また、塗布中は
該樹脂は希釈剤に溶解しているため液状であり、したが
って、溝壁端部では樹脂溶液の表面張力により液だまり
が発生する。
In this embodiment, a polyether amide resin (HIMAL:
(Manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was diluted with a mixture of N-methyl-2-pyrrolidone and butyl cellosolve acetate as a diluent to lower the viscosity to obtain a resin solution. The spray coating device is a device that sprays a coating material in a mist state by mixing and spraying air and a coating material, and the particle size of the droplets sprayed in a mist is less than μm order. The ejected droplets can enter the inside of the groove. In addition, the resin is in a liquid state because it is dissolved in the diluent during the application, so that a liquid pool is generated at the end of the groove wall due to the surface tension of the resin solution.

【0014】図5に、樹脂塗布後の天板を示す。塗布
後、希釈剤は乾操し、接着性樹脂は固化する。本実施例
では乾燥時間短縮のためにキュアを行なったが、室温放
置でも該樹脂は固化する。また、樹脂を塗布する際に、
天板を加温してもよい。天板をホットプレート上に固定
し、80℃に加温して、加温したままの状態で前述の方
法と同様に天板にスプレー装置を用いて、樹脂溶液を噴
霧すると、噴霧液滴が天板に付着すると即座に乾燥し、
樹脂は固化する。これにより、例えば壁幅が数十μm以
下という非常に細い場合でも、いったん壁上に付着した
液滴が溝内部に落ち込んでしまうことがない。したがっ
て、壁上にも厚く樹脂を塗布する事が出来る。
FIG. 5 shows the top plate after resin application. After application, the diluent is dried and the adhesive resin is solidified. In this embodiment, the curing is performed to shorten the drying time, but the resin solidifies even when left at room temperature. Also, when applying resin,
The top plate may be heated. When the top plate is fixed on a hot plate, heated to 80 ° C., and the resin solution is sprayed on the top plate using a spray device in the same manner as described above in a state where the heating is continued, the spray droplets are formed. Dries instantly when attached to the top plate,
The resin solidifies. Thus, even when the wall width is very thin, for example, several tens μm or less, the liquid droplets that have once adhered to the wall do not fall into the inside of the groove. Therefore, the resin can be applied thickly on the wall.

【0015】一方、図5のように、本実施例では端部の
壁幅は中央部と比べ細く形成されているから、液だまり
が発生してもそれが小さいため、端部と中央部の樹脂塗
布後の樹脂を含んだ実質的な壁幅を同等、もしくは端部
の壁幅を中央部より細くする事が出来る。つまり、ノズ
ル形状を損ない、不均一にすることがない。
On the other hand, as shown in FIG. 5, in this embodiment, the wall width at the end portion is formed narrower than that at the center portion. The wall width including the resin after the resin application can be substantially equal, or the wall width at the end can be made smaller than that at the center. That is, the shape of the nozzle is not damaged and the nozzle is not made uniform.

【0016】次に、図1のようにヒーターボードと位置
調整をし重ねあわせる。この時、天板、ヒーターボード
接合面に垂直に加重をかけ、天板を250℃に加熱す
る。すると、樹脂は熱可塑性接着剤のため軟化し、ノズ
ル壁上に付着した樹脂が特に加重によりヒーターボード
と密着する。その後、天板を室温に戻すと再び樹脂は硬
化し天板とヒーターボードは接合される。
Next, as shown in FIG. 1, the position of the heater board is adjusted and the heater board is overlaid. At this time, a load is applied vertically to the bonding surface of the top plate and the heater board, and the top plate is heated to 250 ° C. Then, the resin is softened due to the thermoplastic adhesive, and the resin adhered on the nozzle wall is brought into close contact with the heater board, particularly under load. Thereafter, when the top plate is returned to room temperature, the resin is cured again, and the top plate and the heater board are joined.

【0017】前述のように、本発明では端部の壁幅を制
御することによって、端部の樹脂塗布後の樹脂を含む壁
幅も任意に制御出来るため、接合後、溝壁端部のみ接着
剤が大きくはみでることがない。よって接合後も、ノズ
ル形状を損なって不均一にすることがない。また、弁機
能を持った可動部材をノズル内に設ける場合も、接合時
に可動部材を破損、もしくは密着不良を起こしたり、可
動部材の動作を妨げてしまうことがない。したがって、
本実施例によると、天板形成工程を複雑にすることな
く、接着剤塗布に際して発生する液だまりによる弊害を
なくし、ノズル形状が均一で、かつ、天板とヒーターボ
ードとの密着性がよく製造安定性に優れた天板を実現す
る事が出来る。
As described above, in the present invention, by controlling the wall width of the end portion, the wall width including the resin after application of the resin at the end portion can be arbitrarily controlled. The agent does not protrude greatly. Therefore, even after the joining, the nozzle shape is not made nonuniform due to damage. Also, in the case where a movable member having a valve function is provided in the nozzle, the movable member is not damaged at the time of joining, poor adhesion does not occur, and the operation of the movable member is not hindered. Therefore,
According to the present embodiment, without complicating the top plate forming process, eliminating the adverse effects caused by the liquid pool generated when applying the adhesive, producing a uniform nozzle shape, and having good adhesion between the top plate and the heater board. A top plate with excellent stability can be realized.

【0018】尚、本実施例で用いた樹脂は熱可塑性接着
剤であるが、熱硬化性、光硬化性等他の接着剤を用いて
も構わない。更に、接着剤のみに関わらず、保護膜等他
の効果を得るためであっても、天板に樹脂を塗布する場
合であれば本発明は有効である。また、本実施例ではシ
リコン基板を用いた天板で説明したが、ガラスや金属等
の基板に切削やエッチング等により微細な溝を形成した
天板や基板上に感光性樹脂を塗布し露光現像することで
溝壁を作製した天板、樹脂材料を用い成形加工やレーザ
ー加工で溝を形成した天板等、他の形態の天板であって
も、樹脂を塗布する場合において本発明は有効である。
Although the resin used in this embodiment is a thermoplastic adhesive, other adhesives such as thermosetting and photocuring may be used. Furthermore, the present invention is effective even in the case of applying a resin to the top plate, not only with the adhesive, but also for obtaining other effects such as a protective film. In this embodiment, the top plate using a silicon substrate is described. However, a photosensitive resin is applied to a top plate or a substrate in which fine grooves are formed by cutting, etching, or the like on a glass or metal substrate, and exposure and development are performed. The present invention is effective in the case where resin is applied to a top plate having a groove wall, a top plate having a groove formed by molding or laser processing using a resin material, or other forms of top plate. It is.

【0019】[実施例2]図6は、本発明の実施例2で
ある樹脂にレーザー加工を用いて溝を形成した天板の形
状を表している。溝壁端部は図6のように溝壁中央部と
比較して壁高さが低く傾斜している。該傾斜部分の加工
には、いったん、溝部をレーザー加工した後に、マスク
を変え、溝壁端部のみにレーザー光を照射し傾斜部を形
成してもよいが、本実施例では溝部を加工する際に図7
のようなマスクを用い、レーザー光を樹脂に照射するこ
とで溝部、傾斜部を同時に作製した。
[Embodiment 2] FIG. 6 shows a shape of a top plate in which a groove is formed by laser processing on a resin according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 6, the end of the groove wall is inclined lower in wall height than the center of the groove wall. In the processing of the inclined portion, once the groove portion is laser-processed, the mask may be changed, and the inclined portion may be formed by irradiating laser light only to the groove wall end portion, but in this embodiment, the groove portion is processed. Figure 7
By irradiating the resin with a laser beam using a mask as described above, a groove portion and an inclined portion were simultaneously formed.

【0020】つまり、溝加工部分にあたるマスクのレー
ザー光透過率をほぼ100%、、壁部分にあたるマスク
のレーザー光透過率をほぼ0%、そして傾斜部分のマス
クのレーザー光透過率をその中間の値にすることで、傾
斜部分の加工レートが下がり図6のような形状を実現で
きる。したがって、本実施例によると、ノズルパターン
をマスク上変更するだけで、製造コストを引き上げるこ
となく、また加工時間をのばすことなく、天板を形成す
ることができる。
That is, the laser beam transmittance of the mask corresponding to the grooved portion is approximately 100%, the laser beam transmittance of the mask corresponding to the wall portion is approximately 0%, and the laser beam transmittance of the inclined portion mask is an intermediate value. By doing so, the processing rate of the inclined portion decreases, and a shape as shown in FIG. 6 can be realized. Therefore, according to the present embodiment, the top plate can be formed without increasing the manufacturing cost and extending the processing time only by changing the nozzle pattern on the mask.

【0021】次に、この天板に実施例1と同様な方法で
樹脂を塗布する。本実施例においても、天板を加温して
接着剤を塗布してもよい。図8は樹脂塗布後の天板を示
す図である。塗布時接着剤は表面張力により液だまりを
形成しようとするが、溝壁端部は中央部と比ベ壁高さが
低いため、溝天井部に引き寄せられ液だまりを形成でき
ずなだらかな形状となる。また、液だまりが発生しても
低く小さく、樹脂塗布後の樹脂を含んだ実質的な壁幅を
中央部と端部においてほぼ同等にする事が出来る。よっ
てノズル形状を損ない、不均一にすることがない。
Next, a resin is applied to the top plate in the same manner as in the first embodiment. Also in the present embodiment, the adhesive may be applied by heating the top plate. FIG. 8 is a diagram showing the top plate after resin application. At the time of application, the adhesive tends to form a liquid pool due to surface tension, but since the end of the groove wall has a lower wall height than the center, it is drawn to the groove ceiling and has a gentle shape that cannot form a liquid pool. Become. Further, even if a liquid pool is generated, it is small and small, and the substantial wall width including the resin after application of the resin can be made substantially equal between the central portion and the end portion. Therefore, the shape of the nozzle is not damaged and the nozzle is not made non-uniform.

【0022】次に、図1のようにヒーターボードと位置
調整をし重ねあわせる。この時、天板、ヒーターボード
接合面に垂直に加重をかけ、天板を250℃に加熱す
る。すると、樹脂は熱可塑性接着剤のため軟化し、ノズ
ル壁上に付着した樹脂が特に加重によりヒーターボード
と密着する。その後、天板を室温に戻すと再び樹脂は硬
化し天板とヒーターボードは接合される。前述したよう
に、本実施例では端部の樹脂塗布後の樹脂量を端部の傾
斜量によって制御出来るため、接合後、ノズル端部のみ
接着剤が大きくはみでることがない。よって接合後も、
ノズル形状を損ない不均一にすることがない。また、弁
機能を持った可動部材をノズル内に設ける場合も、接合
時に可動部材を破損、もしくは密着不良を起こしたり、
可動部材の動作を妨げてしまうことがない。したがっ
て、本実施例によると、天板形成工程を複雑にすること
なく、接着剤塗布に際して発生する液だまりによる弊害
をなくし、ノズル形状が均一で、かつ、天板とヒーター
ボードとの密着性がよく製造安定性に優れた天板を実現
する事が出来る。
Next, as shown in FIG. 1, the position of the heater board is adjusted and the heater board is overlaid. At this time, a load is applied vertically to the bonding surface of the top plate and the heater board, and the top plate is heated to 250 ° C. Then, the resin is softened due to the thermoplastic adhesive, and the resin adhered on the nozzle wall is brought into close contact with the heater board, particularly under load. Thereafter, when the top plate is returned to room temperature, the resin is cured again, and the top plate and the heater board are joined. As described above, in this embodiment, since the amount of resin after application of the resin at the end can be controlled by the amount of inclination of the end, the adhesive does not protrude only at the nozzle end after joining. Therefore, even after joining,
It does not damage the nozzle shape and make it non-uniform. Also, when a movable member having a valve function is provided in the nozzle, the movable member may be damaged at the time of joining, or may cause poor adhesion,
There is no hindrance to the operation of the movable member. Therefore, according to the present embodiment, without complicating the top plate forming process, eliminating the adverse effects due to the liquid pool generated at the time of applying the adhesive, having a uniform nozzle shape, and improving the adhesion between the top plate and the heater board. A top plate with good manufacturing stability can be realized.

【0023】尚、本実施例で用いた樹脂は熱可塑性接着
剤であるが、熱硬化性、光硬化性等他の接着剤を用いて
も構わない。更に、接着剤のみに関わらず、保護膜等の
他の効果を得るためであっても、天板に樹脂を塗布する
場合であれば本発明は有効である。また、本実施例では
樹脂にレーザー加工を施した天板で説明したが、ガラス
や金属等の基板に切削やエッチング等により微細な溝を
形成した天板や基板上に感光性樹脂を塗布し露光現像す
ることで溝壁を作製した天板、樹脂材料を用い成形加工
で溝を形成した天板、シリコン基板を用いてエッチング
により作製した天板等、他の形態の天板であっても、樹
脂等を塗布する場合において本発明は有効である。ま
た、溝壁端部の傾斜部分の形状は図8のような連続的な
傾斜形状であっても、図9のような段状の不連続な形状
であっても、溝壁端部の高さが溝壁中央部の高さより低
ければ同様の効果が得られる。
Although the resin used in this embodiment is a thermoplastic adhesive, other adhesives such as thermosetting and photocuring may be used. Furthermore, the present invention is effective even in the case of applying a resin to the top plate, even in order to obtain other effects such as a protective film irrespective of the adhesive. Further, in this embodiment, the explanation is made on the top plate obtained by subjecting the resin to laser processing, but the photosensitive resin is applied on the top plate or the substrate in which fine grooves are formed on the substrate such as glass or metal by cutting or etching. Other types of top plates, such as a top plate in which groove walls are formed by exposure and development, a top plate in which grooves are formed by molding using a resin material, and a top plate manufactured by etching using a silicon substrate. The present invention is effective when applying a resin or the like. Further, the shape of the inclined portion at the end of the groove wall may be a continuous inclined shape as shown in FIG. 8 or a discontinuous stepped shape as shown in FIG. If the height is lower than the height of the center of the groove wall, the same effect can be obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、製造工程を複雑にすることなく、ヒーターボードと
の密着性が良好で、ノズル形状が均一で、安価で製造安
定性の高いインクジェット記録ヘッドの作製方法、およ
びインクジェット記録ヘッドを実現することができる。
As described above, according to the present invention, the production process is not complicated, the adhesion to the heater board is good, the nozzle shape is uniform, the production cost is low, and the production stability is high. A method for manufacturing an ink jet recording head and an ink jet recording head can be realized.

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

【図1】溝が形成された天板を用いたインクジェット記
録ヘッドの一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an ink jet recording head using a top plate on which grooves are formed.

【図2】溝壁端部に発生する液だまりを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a liquid pool generated at an end of a groove wall.

【図3】本発明の実施例1におけるインクジェット記録
ヘッドの天板の形状を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a shape of a top plate of the inkjet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図4】従来のシリコン天板製造工程を示す図である。FIG. 4 is a view showing a conventional silicon top plate manufacturing process.

【図5】本発明の実施例1における樹脂塗布後の天板の
様子を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a state of a top plate after resin application in Example 1 of the present invention.

【図6】本発明の実施例2におけるインクジェット記録
ヘッドの天板形状を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a top plate shape of an inkjet recording head according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例2における天板の溝壁を形成す
るためのレーザー用マスクを示す図である。
FIG. 7 is a view showing a laser mask for forming a groove wall of a top plate according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例2における樹脂塗布後の天板の
様子を示す模試図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a state of a top plate after resin application in Example 2 of the present invention.

【図9】本発明の実施例2におけるインクジェット記録
ヘッドの天板の別の形状を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating another shape of the top plate of the inkjet recording head according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:ヒーターボード 12:発熱体 13:天板 14:ノズル溝 15:液室 16:溝壁 11: heater board 12: heating element 13: top plate 14: nozzle groove 15: liquid chamber 16: groove wall

フロントページの続き (72)発明者 池亀 健 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 三原 弘明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 廣木 知之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF93 AG46 AP12 AP23 AP25 AP34 AP57 BA03 BA13 Continuation of the front page (72) Inventor Ken Ikegame 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroaki Mihara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Tomoyuki Hiroki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 2C057 AF93 AG46 AP12 AP23 AP25 AP34 AP57 BA03 BA13

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の吐出口の各々に対応するノズルを構
成するための溝壁が形成された天板と、前記ノズルの一
部と対応する位置に配された吐出エネルギー発生素子を
有する基板とを備え、これらを接着材によって接合して
インクジェット記録ヘッドを作製するインクジェット記
録ヘッドの作製方法において、 前記ノズルを構成するための溝壁の端部形状を制御し
て、均一なノズル形状を形成することを特徴とするイン
クジェット記録ヘッドの作製方法。
A top plate having a groove wall for forming a nozzle corresponding to each of a plurality of discharge ports; and a substrate having a discharge energy generating element disposed at a position corresponding to a part of the nozzle. A method for manufacturing an ink jet recording head in which these are joined by an adhesive to form an ink jet recording head, wherein a uniform nozzle shape is formed by controlling an end shape of a groove wall for forming the nozzle. A method for manufacturing an ink jet recording head.
【請求項2】前記溝壁の端部形状が、その壁幅において
端部の壁幅が中央部の壁幅より小さいことを特徴とする
請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドの作製方
法。
2. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 1, wherein the shape of the end of the groove wall is such that the width of the end is smaller than the width of the center in the wall width.
【請求項3】前記溝壁の端部形状が、その壁高さにおい
て端部の壁高さが中央部の壁高さよりも低いことを特徴
とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドの作
製方法。
3. The ink-jet recording head according to claim 1, wherein the shape of the end of the groove wall is such that the wall height at the end is lower than the wall height at the center at the wall height. Method.
【請求項4】前記天板が、シリコン基板で形成されるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のイ
ンクジェット記録ヘッドの作製方法。
4. The method according to claim 1, wherein said top plate is formed of a silicon substrate.
【請求項5】前記ノズルを構成するための溝壁が、前記
天板に異方性エッチングにより形成されることを特徴と
する請求項4に記載のインクジェット記録ヘッドの作製
方法。
5. The method according to claim 4, wherein a groove wall for forming the nozzle is formed on the top plate by anisotropic etching.
【請求項6】前記天板が、樹脂、鉱物、金属、ガラス材
のいずれかで形成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記録ヘッド
の作製方法。
6. The apparatus according to claim 1, wherein the top plate is formed of any one of a resin, a mineral, a metal, and a glass material.
4. The method for producing an ink jet recording head according to any one of items 3 to 3.
【請求項7】前記ノズルを構成するための溝壁が、前記
天板にレーザー光を照射して形成されることを特徴とす
る請求項6に記載のインクジェット記録ヘッドの作製方
法。
7. The method according to claim 6, wherein a groove wall for forming the nozzle is formed by irradiating a laser beam to the top plate.
【請求項8】前記ノズルを構成するための溝壁が、基板
上に感光性樹脂を塗布し、露光現像することによって形
成され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記録ヘッドの作製方法。
8. The method according to claim 1, wherein a groove wall for forming the nozzle is formed by applying a photosensitive resin on a substrate and performing exposure and development. The method for producing the ink jet recording head according to the above.
【請求項9】前記ノズルを構成するための溝壁が、前記
天板の材料として樹脂材料を用い、成形加工によって形
成され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記録ヘッドの作製方法。
9. The method according to claim 1, wherein the groove wall for forming the nozzle is formed by molding using a resin material as a material of the top plate. Of manufacturing an ink jet recording head.
【請求項10】複数の吐出口の各々に対応するノズルを
構成するための溝壁が形成された天板と、前記ノズルの
一部と対応する位置に配された吐出エネルギー発生素子
を有する基板とを備え、これらを接合してなるインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、 前記溝壁の端部の壁幅が、中央部の壁幅より小さく形成
されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。
10. A substrate having a top plate having a groove wall for forming a nozzle corresponding to each of a plurality of discharge ports, and a discharge energy generating element arranged at a position corresponding to a part of the nozzle. An ink jet recording head comprising: a groove wall having an end portion having a smaller wall width than a central wall width.
【請求項11】複数の吐出口の各々に対応するノズルを
構成するための溝壁が形成された天板と、前記ノズルの
一部と対応する位置に配された吐出エネルギー発生素子
を有する基板とを備え、これらを接合してなるインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、 前記溝壁の端部の壁高さが、中央部の壁高さより低く形
成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。
11. A substrate having a top plate having a groove wall for forming a nozzle corresponding to each of a plurality of discharge ports, and a discharge energy generating element arranged at a position corresponding to a part of the nozzle. Wherein the wall height at the end of the groove wall is lower than the wall height at the center.
【請求項12】前記天板が、シリコン基板で形成されて
いることを特徴とする請求項10または請求項11に記
載のインクジェット記録ヘッド。
12. The ink jet recording head according to claim 10, wherein said top plate is formed of a silicon substrate.
【請求項13】前記ノズルを構成するための溝壁が、前
記天板に異方性エッチングにより形成されていることを
特徴とする請求項12に記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
13. An ink jet recording head according to claim 12, wherein a groove wall for forming said nozzle is formed on said top plate by anisotropic etching.
【請求項14】前記天板が、樹脂、鉱物、金属、ガラス
材のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項
10または請求項11に記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
14. The ink jet recording head according to claim 10, wherein said top plate is formed of any one of a resin, a mineral, a metal, and a glass material.
【請求項15】前記ノズルを構成するための溝壁が、前
記天板にレーザー光を照射して形成されていることを特
徴とする請求項14に記載のインクジェット記録ヘッド
の作製方法。
15. The method according to claim 14, wherein a groove wall for forming the nozzle is formed by irradiating a laser beam to the top plate.
【請求項16】前記ノズルを構成するための溝壁が、基
板上に感光性樹脂を塗布し、露光現像することによって
形成されていることを特徴とする請求項10または請求
項11に記載のインクジェット記録ヘッド。
16. The method according to claim 10, wherein a groove wall for forming the nozzle is formed by applying a photosensitive resin on a substrate and performing exposure and development. Ink jet recording head.
【請求項17】前記ノズルを構成するための溝壁が、前
記天板の材料として樹脂材料を用い、成形加工によって
形成されていることを特徴とする請求項10または請求
項11に記載のインクジェット記録ヘッド。
17. The ink jet printer according to claim 10, wherein a groove wall for forming the nozzle is formed by molding using a resin material as a material of the top plate. Recording head.
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