JP2002321374A - Liquid ejection head - Google Patents

Liquid ejection head

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JP2002321374A
JP2002321374A JP2001130550A JP2001130550A JP2002321374A JP 2002321374 A JP2002321374 A JP 2002321374A JP 2001130550 A JP2001130550 A JP 2001130550A JP 2001130550 A JP2001130550 A JP 2001130550A JP 2002321374 A JP2002321374 A JP 2002321374A
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liquid
molding
top plate
substrate
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Japanese (ja)
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Yukuo Yamaguchi
裕久雄 山口
Shunichi Watabe
俊一 渡部
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a liquid ejection head densified and longer by improving molding precision and filling property to suppress deformation and warping of a top plate in manufacturing the top plate constituting the liquid ejection head. SOLUTION: The top plate 5 constituting the liquid ejection head is divided into a first base 21 consisting of an orifice plate lower half part 6c containing the ejection ports 6a and nozzle arrays 7, with the upper vicinity of the nozzle array 7 and ejection ports 6a being as a boundary face 23, and a second base 22 consisting of the orifice plate upper half part 6d, a liquid chamber 8 and a liquid supply port 9. The first base 21 and the second base 22 are integrally bonded by a two-color molding for molding by a first and a second molding. A pin point gate as the first molding gate of the first base 21 is arranged on the boundary face 23 above the nozzle arrays 7 to improve the filling property of the thin part of the nozzle arrays and the orifice plate 6 or the secondary molding gate of the second base 22 is arranged on the longitudinal direction side face of the top plate 5 to flow plastic resin in the direction of the liquid channel arrays of the top plate 5.

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、インク等の液体を
吐出口から飛翔液滴として吐出させて記録媒体に印字記
録や画像の形成等を行う液体吐出ヘッドに関するもので
ある。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a liquid discharge head for discharging a liquid such as ink from a discharge port as flying liquid droplets to perform printing and recording on a recording medium and to form an image.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体吐出装置は、液体吐出ヘッドのオリ
フィスプレートに設けられた吐出口からインク等の液体
を液滴として吐出させて記録紙等の記録媒体に付着させ
て印字記録や画像の形成を行うもので、液体吐出ヘッド
に設けられたピエゾ素子、電気熱変換素子等の吐出エネ
ルギー発生素子を記録情報や画像情報に対応した駆動信
号に基づいて駆動することによって液滴を吐出口から吐
出する。
2. Description of the Related Art A liquid discharge apparatus discharges a liquid such as ink as droplets from a discharge port provided in an orifice plate of a liquid discharge head and attaches it to a recording medium such as a recording paper to form print recording and image formation. Droplets are ejected from ejection openings by driving ejection energy generating elements such as piezo elements and electrothermal conversion elements provided in the liquid ejection head based on drive signals corresponding to recording information and image information. I do.

【0003】吐出エネルギー発生素子としては、具体的
には、記録信号に応じて通電することにより発熱する電
気熱変換素子(発熱素子)が使用され、液流路内の液体
を加熱することによって液体に状態変化を生起させて気
泡を形成し、この気泡形成時の体積変化に基づいて液体
を吐出するものであり、この種の吐出エネルギー発生素
子は、シリコン基板に対し半導体分野における薄膜形成
技術を用いて形成されている。
As an ejection energy generating element, specifically, an electro-thermal conversion element (heating element) that generates heat when energized in accordance with a recording signal is used, and heats the liquid in a liquid flow path to generate a liquid. A bubble is formed by causing a state change to occur, and a liquid is discharged based on a volume change at the time of the formation of the bubble. This type of discharge energy generating element uses a thin film forming technology in the semiconductor field on a silicon substrate. It is formed using.

【0004】このような液体吐出ヘッドは、一般的に、
複数の吐出エネルギー発生素子を配列した素子基板と、
その上部を覆う天板によって構成されており、天板は、
素子基板上の各吐出エネルギー発生素子にそれぞれ対向
した複数の液流路(ノズル列)と吐出口を有するオリフ
ィスプレートと、各液流路に液体を供給する液室と、液
室に液体を供給する液供給口とを備えている。
[0004] Such a liquid ejection head is generally
An element substrate on which a plurality of ejection energy generating elements are arranged,
It is composed of a top plate that covers the upper part,
An orifice plate having a plurality of liquid flow paths (nozzle rows) and discharge ports respectively facing the discharge energy generating elements on the element substrate, a liquid chamber for supplying liquid to each liquid flow path, and supplying a liquid to the liquid chambers And a liquid supply port.

【0005】オリフィスプレートは、数10μmから数
100μmのシート状部材であり、このシート状部材に
は、吐出口として、多数個の微細孔が配設されている。
これらの微細孔を高精度に効率良く形成する方法とし
て、レーザ加工、電鋳、精密プレス加工、精密成形等が
利用されている。
The orifice plate is a sheet member having a size of several tens μm to several hundreds μm, and the sheet member has a large number of fine holes as discharge ports.
As a method for efficiently forming these fine holes with high precision, laser processing, electroforming, precision press processing, precision molding, and the like are used.

【0006】一方、液流路は、幅が数10μm、深さが
数10μmの溝によって形成され、この溝が数10μm
の狭小ピッチで多数個配設されている。このような微細
溝が吐出エネルギー発生素子に対向して高精度に配設さ
れるように、射出成形、トランスファー成形、圧縮成
形、押し出し成形、注型、セラミックスインジェクショ
ン、メタルモールド等の精密成形、エキシマレーザ、Y
AGレーザ等の微細加工、シリコンの異方性エッチン
グ、フォトリソ等の半導体薄膜形成技術、等によって製
作されている。
On the other hand, the liquid flow path is formed by a groove having a width of several tens μm and a depth of several tens μm.
Are arranged at a small pitch. Precision molding such as injection molding, transfer molding, compression molding, extrusion molding, casting, ceramic injection, metal molding, etc., so that such fine grooves are arranged with high precision facing the ejection energy generating element, Laser, Y
It is manufactured by fine processing such as AG laser, anisotropic etching of silicon, and a semiconductor thin film forming technique such as photolithography.

【0007】天板は、前述のような種々の精密加工によ
って形成できるが、中でも、精密成形による方法が、部
材が安価に製造できる点と複雑な形状が容易に形成でき
る点が非常に有効であり、様々な形態の天板製作に採用
されている。
[0007] The top plate can be formed by the above-mentioned various kinds of precision processing. Among them, the method of precision molding is very effective in that members can be manufactured at low cost and that a complicated shape can be easily formed. Yes, it is used in the manufacture of various types of top boards.

【0008】天板を精密成形によって形成する製造方法
では、ノズル列は成形時に金型から転写形成される場合
と、天板成形後にエキシマレーザ加工によって加工形成
される場合がある。一般に、液流路の密度が400dp
i以下である天板や、液流路列全長が数10mm以下で
ある天板の場合には、液流路は成形によって形成され、
一方、液流路が600dpi以上である高密度タイプの
天板や、液流路全長が100mm以上である長尺タイプ
の天板の場合には、液流路はエキシマレーザ加工によっ
て形成されている。
In a manufacturing method for forming a top plate by precision molding, there are a case where the nozzle row is transferred and formed from a mold at the time of molding, and a case where the nozzle row is processed and formed by excimer laser processing after the formation of the top plate. Generally, the density of the liquid flow path is 400 dp
In the case of a top plate having a length of i or less, or a top plate having a total length of the liquid flow passage of several tens mm or less, the liquid flow passage is formed by molding,
On the other hand, in the case of a high-density type top plate having a liquid flow path of 600 dpi or more, or a long type top plate having a liquid flow path total length of 100 mm or more, the liquid flow path is formed by excimer laser processing. .

【0009】成形樹脂材料としては、ポリサルフォン、
ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイ
ド、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン、
ポリイミド、液晶ポリマー(LCP)等の耐インク性に
優れた樹脂材料が使用される。
As the molding resin material, polysulfone,
Polyether sulfone, polyphenylene sulfide, modified polyphenylene oxide, polypropylene,
A resin material having excellent ink resistance such as polyimide and liquid crystal polymer (LCP) is used.

【0010】微小部品である天板の成形においては、オ
リフィスプレートの薄肉部を充填させることができ、さ
らに液流路壁の微細部を安定して転写させることができ
ること等が要求され、成形の難易度が高くなっており、
成形精度を安定させ、その品質を維持することは非常に
困難となっている。
In the molding of the top plate, which is a minute component, it is required that the thin portion of the orifice plate can be filled and the minute portion of the liquid flow path wall can be transferred stably. Difficulty is increasing,
It is very difficult to stabilize molding accuracy and maintain its quality.

【0011】射出成形は、主に、射出工程と保圧工程の
二段階から成り立っており、射出工程段階では、樹脂が
冷えて固まり出す前にできるだけ速く金型内部全域へ流
動させなければならない。ただし、この射出工程段階に
おいては、樹脂の流れがよどむような箇所、微小な隅部
や微細部分等は樹脂の流動が停滞するため、充填が不十
分な状態となるが、次の保圧工程時に加えられる保圧力
によって金型内部の樹脂がもう一段階押し込まれるため
に、前記未充填部分が完全に充填されるようになる。し
たがって、このような保圧力が微細形状領域に向けて効
率良く作用するように成形品形状や金型構造が成り立っ
ていなければならない。
[0011] Injection molding mainly consists of two steps, an injection step and a dwelling step. In the injection step, the resin must flow through the entire interior of the mold as quickly as possible before cooling and solidifying. However, in this injection step, the resin flow is stagnant in places where the flow of the resin is stagnant, minute corners and minute parts, etc., so that the resin is insufficiently filled. The unfilled portion is completely filled because the resin inside the mold is pushed in another step by the holding pressure that is sometimes applied. Therefore, the shape of the molded product and the mold structure must be established so that such a holding pressure efficiently acts on the fine shape region.

【0012】従来の天板においては、図10に示すよう
なファンゲート150を天板110の背面に配設するこ
とによって、天板背面の広い領域から樹脂が注入され
て、天板全域に樹脂が効率良く流れて行くように配慮さ
れている。また、ファンゲートの選定により、ゲート近
傍が絞り込まれて行くことから、この部分を通過する樹
脂は剪断発熱を活発に起こして樹脂の流動性を向上させ
るため、射出工程段階で樹脂を高速に注入させることが
できる。
In the conventional top plate, by disposing a fan gate 150 as shown in FIG. 10 on the back surface of the top plate 110, resin is injected from a wide area on the back surface of the top plate, and resin is spread over the entire top plate. Is considered to flow efficiently. In addition, the selection of the fan gate narrows the area near the gate, so the resin that passes through this area actively generates heat due to shearing and improves the fluidity of the resin. Can be done.

【0013】なお、オリフィスプレートは、天板と一体
に形成される場合と、天板と分離して形成される場合が
ある。両者の天板構成は、全体の部品構成や組立て装置
構成、レーザ加工方法等によって、適宜選択されている
が、いずれの場合でも、高度な微細成形技術が必要とな
る。
The orifice plate may be formed integrally with the top plate or may be formed separately from the top plate. The configuration of both top plates is appropriately selected depending on the overall component configuration, the configuration of the assembling apparatus, the laser processing method, and the like, but in any case, an advanced fine molding technique is required.

【0014】かかる液体吐出ヘッドの概略構成を図11
に示す。図11において、液体吐出ヘッドは、多数の吐
出エネルギー発生素子(発熱素子)101が配設された
素子基板100と、この素子基板100に接合されて液
体を収容する液室111と液流路(ノズル列)112を
構成する凹凸部分を有する天板110とからなり、液室
111の上部には液室111と連通する液供給口114
が形成されている。
FIG. 11 shows a schematic configuration of such a liquid discharge head.
Shown in In FIG. 11, the liquid ejection head includes an element substrate 100 on which a number of ejection energy generating elements (heating elements) 101 are disposed, a liquid chamber 111 joined to the element substrate 100 and containing a liquid, and a liquid flow path ( A liquid supply port 114 communicating with the liquid chamber 111 is provided above the liquid chamber 111 at the top of the liquid chamber 111.
Are formed.

【0015】また、液流路112の前方には、液体を吐
出するための吐出口116を有するオリフィスプレート
115が、天板110と一体的に形成されるか、天板1
10に接合あるいは係合されて、吐出口116を液流路
112に連通させている。
An orifice plate 115 having a discharge port 116 for discharging liquid is formed integrally with the top plate 110 or in front of the liquid flow path 112.
The discharge port 116 is connected to the liquid flow path 112 by being joined or engaged with the liquid passage 112.

【0016】素子基板100は、支持基板(ベースプレ
ート)120に接着剤122等により接着固定され、天
板110は、素子基板100上に配設されている吐出エ
ネルギー発生素子としての発熱素子101と天板110
の液流路112とが合致するようにアライメントして接
合され、オリフィスプレート115は、支持基板120
の前端面に前垂れにように配置される。また、天板11
0の液室111は不図示の液体貯蔵タンクより液供給口
114を介して液体の供給を受ける。
The element substrate 100 is adhered and fixed to a supporting substrate (base plate) 120 with an adhesive 122 or the like. The top plate 110 is connected to the heating element 101 serving as a discharge energy generating element provided on the element substrate 100. Board 110
The orifice plate 115 is aligned with the liquid flow path 112 of the
Is arranged so as to hang forward on the front end face of the camera. Also, the top plate 11
The zero liquid chamber 111 receives liquid from a liquid storage tank (not shown) via a liquid supply port 114.

【0017】このような液体吐出ヘッドにおいては、液
流路壁113と素子基板100とを接合して液流路11
2を形成する場合、液流路壁113と素子基板100と
の接合を封止剤、接着剤等の接合剤で行うと、液流路1
12内にこれらの接合剤が入り込み、液流路112の形
状が変化したり、液流路112の一部が閉塞されてしま
う可能性がある。したがって、少なくとも液流路壁部分
を機械的に押圧して接合を行っている。以下にその構成
を説明する。
In such a liquid discharge head, the liquid flow path wall 113 and the element substrate 100 are joined to form the liquid flow path 11.
When forming the liquid channel 2, if the liquid channel wall 113 and the element substrate 100 are joined with a bonding agent such as a sealant or an adhesive,
There is a possibility that these bonding agents may enter the inside 12, change the shape of the liquid flow channel 112, or block a part of the liquid flow channel 112. Therefore, bonding is performed by mechanically pressing at least the liquid flow path wall portion. The configuration will be described below.

【0018】素子基板100と天板110との液吐出方
向の位置決めを、素子基板100の前端部をオリフィス
プレート部115に突き当てるようにして行いながら、
素子基板100と天板110とを接合させ、次いで、押
えばね130の両端下部に設けた爪部131を支持基板
120に設けた穴部121に挿入させ、その折曲部13
2を支持基板120の下面に掛止する。これにより、押
えばね130が天板110の液流路壁113の上方を線
押圧するため、天板110の接触部に対して機械的圧力
を加えることができる。したがって、天板110の液流
路壁113と素子基板100は押えばね130により機
械的な押圧により密着する。
The positioning of the element substrate 100 and the top plate 110 in the liquid discharge direction is performed while the front end of the element substrate 100 is abutted against the orifice plate portion 115.
The element substrate 100 and the top plate 110 are joined together, and then the claws 131 provided at the lower ends of both ends of the pressing spring 130 are inserted into the holes 121 provided in the support substrate 120, and the bent portions 13 are formed.
2 is hooked on the lower surface of the support substrate 120. Accordingly, the presser spring 130 linearly presses the upper side of the liquid flow path wall 113 of the top plate 110, so that a mechanical pressure can be applied to the contact portion of the top plate 110. Therefore, the liquid flow path wall 113 of the top plate 110 and the element substrate 100 are brought into close contact with each other by the pressing force of the pressing spring 130.

【0019】しかしながら、前記のような機械的押圧で
は液流路壁113と素子基板100とを密着させること
ができるが、液室111の外壁部等のその他の接合部分
においては、押圧力が作用しなくなり、確実に密着させ
ることが難しくなる。このため、これらの部分にはしば
しば封止剤が用いられて、液体吐出ヘッドの気密性を高
めている。したがって、封止剤は、液体吐出ヘッドにお
ける液体と接触する部材間の接合部分に使用されてお
り、液体が漏れないようにしている。
However, the liquid pressure wall 113 and the element substrate 100 can be brought into close contact with each other by mechanical pressing as described above, but the pressing force acts on other joints such as the outer wall of the liquid chamber 111. And it becomes difficult to ensure close contact. For this reason, a sealant is often used for these portions to enhance the airtightness of the liquid discharge head. Therefore, the sealant is used at the joint between the members that come into contact with the liquid in the liquid ejection head to prevent the liquid from leaking.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】ところで、パソコン端
末、コピー、FAX等の出力装置としての液体吐出装置
においては、今後、銀塩フィルムに匹敵する解像力を得
ること、さらには、レーザービームプリンタに匹敵する
ような印字や画像形成の高速化が要求されており、液体
吐出ヘッドにおいては、液流路の配列ピッチをより狭小
化して高解像度化を図るとともに、吐出口の配列長さを
大きくすることによって、液体の吐出をより高速に行う
必要がある。
By the way, in a liquid ejecting apparatus as an output device such as a personal computer terminal, a copying machine, a facsimile, etc., a resolution equivalent to a silver halide film will be obtained in the future, and further, a laser beam printer will be required. In the liquid ejection head, it is required to increase the resolution of the liquid discharge head by increasing the arrangement pitch of the liquid flow paths and increase the arrangement length of the discharge ports. Therefore, it is necessary to discharge the liquid at a higher speed.

【0021】ところが、従来のような天板背面にファン
ゲートを配設するような成形方法(図10参照)では、
天板背面の広い領域より注入される樹脂が、上流にある
液室部、液供給部等の形状形成領域を通過した後に、液
流路壁部に到達するため、途中経路での圧力損失が大き
くなる傾向にあり、射出圧力や保圧力が液流路壁部へ伝
わりにくくなる可能性がある。したがって、高密度な液
流路を有する形態の天板や液流路配列長さが大きい長尺
形態の天板に対しては、全ての液流路壁部を確実に充填
させることが困難となっており、上述したような形態の
天板には適さない成形方法となっている。
However, in a conventional molding method in which a fan gate is provided on the back surface of a top plate (see FIG. 10),
Since the resin injected from the wide area on the back surface of the top plate reaches the liquid flow path wall section after passing through the shape forming area such as the liquid chamber section and the liquid supply section on the upstream side, the pressure loss in the intermediate path is reduced. There is a possibility that the injection pressure and the holding pressure are not easily transmitted to the liquid flow path wall. Therefore, it is difficult to reliably fill all the liquid flow path walls with a top plate having a high-density liquid flow path or a long plate having a long liquid flow path arrangement length. This is a molding method that is not suitable for the top plate of the above-described embodiment.

【0022】一般に、天板の液流路壁の下面には数μm
程度の反りが発生しており、液流路壁の上方を押えばね
の線押圧で下方へ加圧することによって、液流路壁の下
面の反りを矯正しつつ、液流路壁の下面を素子基板に密
着させている。このような機械的押圧によって天板を素
子基板に密着させると、液流路壁周辺部には、内部応力
や内部歪みが生じることになり、この歪みの影響を受け
て、オリフィスプレート部も追従して反ることになる。
この際、オリフィスプレート部では、オリフィスプレー
ト表面部が液吐出方向に反ったり、あるいはオリフィス
プレート表面が上方や下方に傾いたりして、オリフィス
プレート上に複数配列されている吐出口列の相対向きや
相対位置が変化することになる。そして、このような吐
出口列の相対位置の変化量が大きくなると液滴の着弾精
度が悪化して印字品位を低下させることになる。
Generally, several μm is provided on the lower surface of the liquid flow path wall of the top plate.
A degree of warpage has occurred, and the upper surface of the liquid flow path wall is pressed downward by linear pressing of the pressing spring, thereby correcting the warpage of the lower surface of the liquid flow path wall while maintaining the lower surface of the liquid flow path wall as an element. Adhered to the substrate. When the top plate is brought into close contact with the element substrate by such mechanical pressure, internal stress and internal distortion are generated around the liquid flow path wall, and the orifice plate follows the influence of the distortion. And warp.
At this time, in the orifice plate portion, the orifice plate surface portion is warped in the liquid discharge direction, or the orifice plate surface is inclined upward or downward, and the relative orientation of the plurality of discharge port arrays arranged on the orifice plate is determined. The relative position will change. If the amount of change in the relative position of the ejection port array becomes large, the landing accuracy of the liquid droplets deteriorates, and the print quality deteriorates.

【0023】オリフィスプレート部の変形要因は、この
ような天板の機械的接合によって発生する歪みと、成形
樹脂の硬化収縮に起因する内部応力の作用によって生じ
る内部歪みが挙げられる。当然のことながら、吐出口の
配列長さが長くなる程、成形時におけるオリフィスプレ
ートの変形が大きくなる傾向にある。
The deformation factors of the orifice plate portion include a strain generated by such mechanical joining of the top plate and an internal strain generated by an internal stress caused by curing shrinkage of the molding resin. As a matter of course, the deformation of the orifice plate during molding tends to increase as the arrangement length of the discharge ports increases.

【0024】前述した密着の際に生じるオリフィスプレ
ートの内部歪みを小さくする手段としては、天板を弾性
率の大きな材料によって成形し、天板の剛性を向上させ
る方法がある。しかし、天板の剛性が大きくなると、液
流路壁下面の成形反りを矯正することが難しくなり、素
子基板に対して密着不良を起こす要因となる。一方、押
えばねの線押圧力を大きくする方法もあるが、線押圧力
を大きくすると、天板の内部歪みを増大させることにな
る。
As a means for reducing the internal strain of the orifice plate caused by the above-mentioned close contact, there is a method of forming the top plate from a material having a large elastic modulus to improve the rigidity of the top plate. However, when the rigidity of the top plate is increased, it is difficult to correct the molding warpage on the lower surface of the liquid flow path wall, which causes a poor adhesion to the element substrate. On the other hand, there is a method of increasing the linear pressing force of the pressing spring, but increasing the linear pressing force increases the internal distortion of the top plate.

【0025】液流路壁と素子基板の密着が不十分であっ
た場合、素子基板と液流路壁との接合によって形成され
る複数の液流路のうち、隣り合う液流路同士が素子基板
との間に隙間をもつことになる。その結果、発熱素子上
の気泡生起プロセスから生じた液体慣性力による吐出エ
ネルギーが隣りの液流路へと分散されてしまい、印字記
録や画像形成が行われる際に、液体の吐出が不安定にな
り、液滴がヨレたりする。また、記録信号印加時に、液
体の吐出されるべき吐出口から吐出せず、その隣りの吐
出口から液体が吐出されて、印字乱れが生じてしまう
等、画像記録品位の低下を招く恐れがある。
In the case where the liquid flow path wall and the element substrate are not sufficiently adhered to each other, the adjacent liquid flow paths among the plurality of liquid flow paths formed by joining the element substrate and the liquid flow path wall may be used. There will be a gap with the substrate. As a result, the discharge energy due to the liquid inertia force generated from the bubble generation process on the heating element is dispersed to the adjacent liquid flow path, and the discharge of the liquid becomes unstable during print recording and image formation. And the droplets are distorted. In addition, when a recording signal is applied, the liquid is not ejected from the ejection port to which the liquid is to be ejected, and the liquid is ejected from the adjacent ejection port, which may cause print disturbance, which may lead to deterioration of image recording quality. .

【0026】上記のことから、高速高画質記録ができる
安価な液体吐出装置の開発に向けて、高密度な液流路を
有する天板や長尺天板へ展開可能な金型や成形方法を提
案して、前述したような従来の課題を克服していく必要
がある。
In view of the above, in order to develop an inexpensive liquid ejection apparatus capable of high-speed, high-quality recording, a mold and a molding method that can be developed on a top plate having a high-density liquid flow path or a long top plate have been developed. It is necessary to propose and overcome the conventional problems as described above.

【0027】従来の課題に対する具体的な手段は、液流
路壁下面の平面精度が良好であること、吐出口周辺の反
りや変形が小さくなること、天板の剛性が適度に大きく
なること、等が挙げられ、これらの展開から、素子基板
への密着によって天板に生じる内部歪みを小さくして、
吐出口部の配列や向きを高精度に保つようにするもので
ある。
Specific means for solving the conventional problems are that the flatness of the lower surface of the liquid flow path wall is good, that the warpage and deformation around the discharge port are small, and that the rigidity of the top plate is appropriately large. From these developments, to reduce the internal distortion generated in the top plate due to close contact with the element substrate,
This is to maintain the arrangement and orientation of the discharge ports with high precision.

【0028】一方、成形樹脂に関しても、高精度で寸法
安定性の優れた材料を選定することが、精密薄肉厚成形
技術のレベルアップにおいては欠かせない重要な要素と
なっている。天板の弱点を克服するには、従来のよう
に、ピュアな材料を使った成形では限界があることか
ら、フィラー等が充填され、物性が強化された成形材料
を使って天板を成形するなどの対応が必要となってい
る。
On the other hand, as for the molding resin, selecting a material having high precision and excellent dimensional stability is an important factor that is indispensable for improving the precision thin wall molding technique. In order to overcome the weaknesses of the top plate, there is a limit in molding using a pure material as before, so the top plate is molded using a molding material that is filled with filler etc. and has enhanced physical properties Such measures are required.

【0029】ところが、フィラー等が充填された樹脂で
天板を成形することは、以下のような問題点がある。
However, molding a top plate from a resin filled with a filler or the like has the following problems.

【0030】(1)レーザ加工に関する問題点 オリフィスプレートが樹脂で成形された場合、そこに設
けられる微細孔は、一般にエキシマレーザを使ったアブ
レーションによって形成されている。ところが、エキシ
マレーザ加工では、フィラーの部分はアブレーションさ
れないため、微細孔の内面において、フィラーが突起状
に残ったり、フィラーが表面から欠落して凹部を形成す
る可能性があり、微細孔内面が滑らかにならなくなり、
液吐出不良の要因となる。
(1) Problems Related to Laser Processing When the orifice plate is formed of resin, the fine holes provided therein are generally formed by ablation using an excimer laser. However, in the excimer laser processing, the filler portion is not ablated, so that there is a possibility that the filler remains in a protruding shape on the inner surface of the fine hole or the filler is dropped from the surface to form a concave portion, and the inner surface of the fine hole is smooth. No longer
This may cause liquid ejection failure.

【0031】(2)金型製作に関する問題点 天板の液流路壁は複雑な微細形状であり、この部分を転
写する型駒は非常に高い寸法精度は要求され、また、こ
の型駒は一般の工作機械では容易に加工できないことか
ら、特殊な精密加工機械と特殊な材料を使用し、長時間
を費やして製作されている。これが、天板成形用金型の
製作費を高価にする主要因となっている。さらに、成形
工程において、この型駒は、注入時には溶融樹脂と摺擦
し、離型時には成形品と摺擦するため、フィラー等が含
有された材料で天板を成形すると型駒の摩耗が早くな
り、金型の耐久性を低下させ、天板の生産性を低下させ
ることになる。
(2) Problems Related to Mold Production The liquid flow path wall of the top plate has a complicated and minute shape, and a mold piece for transferring this portion is required to have extremely high dimensional accuracy. Since it cannot be easily machined with a general machine tool, it is manufactured using a special precision machining machine and a special material and spending a long time. This is the main factor that makes the production cost of the top plate forming die expensive. Furthermore, in the molding process, this mold piece rubs against the molten resin at the time of injection and rubs against the molded product at the time of release, so that when the top plate is formed from a material containing a filler or the like, the wear of the mold piece becomes faster. Therefore, the durability of the mold is reduced and the productivity of the top plate is reduced.

【0032】(3)材料の流動性に関する問題点 天板の成形では、微細部分を確実に転写させるため、流
動性の良好な材料グレードが選択されている。ところ
が、一般的に、樹脂にフィラーが含有されると流動性が
悪化する傾向にあり、薄肉厚部分や微細部分を充填させ
る形態の成形においては不利である。
(3) Problems related to the fluidity of the material In forming the top plate, a material grade having good fluidity is selected in order to surely transfer a fine portion. However, generally, when a filler is contained in a resin, fluidity tends to deteriorate, which is disadvantageous in molding in a form of filling a thin thick portion or a fine portion.

【0033】(4)フィラーが樹脂の流動や充填を妨害
する問題点 液流路壁の幅は数μmから10数μmと微細寸法であ
り、ファイバー、ビーズ等のフィラー粒子が液流路壁の
厚みよりも大きくなる可能性がある。したがって、天板
がフィラーを含んだ樹脂で成形されると、フィラーが液
流路壁内に転写されないばかりでなく、フィラーが溝部
分の入り口に橋渡しされた状態で停滞し、後方より流れ
てくる溶融樹脂の流れをせき止め、あるいは流れを乱し
てしまうことになる。また、フィラーを含む樹脂で成形
を行うとフィラーが成形品表面に析出する場合があり、
表面に析出したフィラーは離型時に金型と摺擦して、成
形品の表面層から欠落する可能性がある。さらに、フィ
ラーは液流路壁部分に充填されないため、液流路壁部分
ではフィラーによる性能改善効果が軽減されてしまうこ
とになる。
(4) Problems that the filler hinders the flow and filling of the resin The width of the liquid flow path wall is as fine as several μm to several tens of μm, and filler particles such as fibers and beads are formed on the liquid flow path wall. May be larger than the thickness. Therefore, when the top plate is formed of the resin containing the filler, not only the filler is not transferred into the liquid flow path wall, but also the filler stagnates in a state of being bridged at the entrance of the groove portion and flows from the rear. The flow of the molten resin is blocked or the flow is disturbed. Also, when molding with a resin containing a filler, the filler may precipitate on the surface of the molded product,
The filler deposited on the surface may rub against the mold at the time of mold release, and may be missing from the surface layer of the molded product. Furthermore, since the filler is not filled in the liquid flow path wall, the performance improvement effect of the filler is reduced in the liquid flow path wall.

【0034】これに対して、1μm〜数μm程度の超微
細粉末状フィラーが含有された樹脂で天板を成形する方
策はあるが、超微細粉末状フィラーを樹脂のベースレジ
ン中に均一に分散させることは非常に難しく、安定した
材料の供給が極めて困難となる。また、このような微細
粉末状フィラーをベースレジンへ均一に分散させるため
には特殊な分散技術と、シランカップリング剤等による
微細粉末状フィラーの表面処理が必要となり、このよう
な微細粉末状フィラーを含有した樹脂材料は非常に高価
である。
On the other hand, there is a method of forming a top plate with a resin containing an ultrafine powdery filler of about 1 μm to several μm, but the ultrafine powdery filler is uniformly dispersed in a resin base resin. It is very difficult to achieve this, and it is extremely difficult to supply a stable material. In addition, in order to uniformly disperse such a fine powder filler in the base resin, a special dispersion technique and surface treatment of the fine powder filler with a silane coupling agent or the like are required. Is very expensive.

【0035】以上のように、天板がフィラー含有による
物性強化された樹脂によって成形されると、成形精度は
向上するものの、レーザ加工の阻害、成形品の品質低
下、金型の耐久性低下、高価な成形材料等の弊害を伴う
ため、必ずしも有効な手段ではない。
As described above, when the top plate is molded from a resin whose physical properties are enhanced by the inclusion of a filler, the molding accuracy is improved, but the laser processing is hindered, the quality of the molded product is reduced, and the durability of the mold is reduced. It is not always an effective means because it involves an adverse effect such as an expensive molding material.

【0036】したがって、従来の成形方法では、天板の
成形精度、液流路壁下面の平面精度、天板の剛性等を向
上させることが難しく、これらの点が高密度な液体吐出
ヘッドの開発において課題となっていた。
Therefore, it is difficult to improve the molding accuracy of the top plate, the flatness of the lower surface of the liquid flow path wall, the rigidity of the top plate, and the like by the conventional molding method. Has been an issue.

【0037】次に、液体吐出ヘッドの使用環境下や保存
環境下における問題点について述べる。
Next, problems in the use environment and storage environment of the liquid discharge head will be described.

【0038】液体吐出ヘッドが使用される環境の温度変
動が大きくなると、液体吐出ヘッドを構成する個々の部
品が体積膨張や体積収縮を起こし、ヘッドの接合部の相
対位置ずれを起こす可能性がある。特に、長尺ヘッドで
は、このような相対位置ずれが液流路配列部分で積算さ
れてしまうため、両端の液流路においては大きな相対位
置ずれを起こすことになる。
If the temperature fluctuation of the environment in which the liquid discharge head is used becomes large, the individual components constituting the liquid discharge head may expand or contract in volume, which may cause a relative displacement of the head joint. . In particular, in the case of a long head, such a relative positional deviation is accumulated in the liquid flow path arrangement portion, so that a large relative positional deviation occurs in the liquid flow paths at both ends.

【0039】天板と素子基板との密着によって形成され
る液流路は、ピッチが数10μmと非常に微細形状であ
ることから、両者の相対位置ずれが大きくなると液吐出
性能に悪影響を与えることになる。
The liquid flow path formed by the close contact between the top plate and the element substrate has a very fine pitch of several tens of μm. Therefore, if the relative displacement between them becomes large, the liquid discharge performance is adversely affected. become.

【0040】また、素子基板を形成する部材の材質と天
板を形成する部材の材質が異なるため、両部材には、両
者の相対位置を動かそうとする力が作用することにな
る。つまり、温度変動に応じた熱膨張から発生する内部
応力によって、素子基板と天板は個別に体積変化を起こ
すため、液流路壁と発熱素子とが対向する接合界面は相
対位置ずれを起こそうとする。
Further, since the material of the member forming the element substrate and the material of the member forming the top plate are different, a force is exerted on both members to move their relative positions. In other words, the element substrate and the top plate individually undergo volume changes due to the internal stress generated from thermal expansion in response to temperature fluctuations, so the bonding interface where the liquid flow path wall and the heating element face each other may cause relative displacement. And

【0041】一方、前記の通り液流路壁は機械的に押圧
されており、この押圧力によって液流路壁と素子基板と
の間には摩擦力が作用し、この摩擦力と液流路壁自体の
機械的強度とによって、液流路と素子基板との相対位置
ずれは阻止されている。
On the other hand, as described above, the liquid flow path wall is mechanically pressed, and the pressing force causes a frictional force to act between the liquid flow path wall and the element substrate. The relative displacement between the liquid flow path and the element substrate is prevented by the mechanical strength of the wall itself.

【0042】ところが、吐出口先端部ではこのような機
械的押圧力の作用が低下するために、吐出口先端部と液
流路壁および素子基板との間においても極微小であるが
相対位置ずれが発生する恐れがある。
However, since the effect of such mechanical pressing force is reduced at the tip of the discharge port, the position is extremely small between the tip of the discharge port, the liquid flow path wall, and the element substrate, but the relative positional displacement is small. May occur.

【0043】例えば、600dpiの解像度で配設され
る吐出口をもつ液体吐出ヘッドにおいては、液流路壁先
端の幅は7〜10μm程の微小寸法であるため、前記し
た液流路壁の摩擦力や機械的強度が低下して行くことに
なる。つまり、前述したような相対位置ずれによる影響
の度合は、ノズル列が高密度化するにしたがって大きく
なり、相対位置ずれを抑え込むことが難しくなる。
For example, in a liquid discharge head having a discharge port arranged at a resolution of 600 dpi, the width of the front end of the liquid flow path wall is as small as about 7 to 10 μm. The force and mechanical strength will decrease. That is, the degree of the influence of the relative positional deviation as described above increases as the density of the nozzle rows increases, and it becomes difficult to suppress the relative positional deviation.

【0044】このように、液流路が高密度に配列される
天板や長尺天板においては、僅かな熱膨張であっても両
端の吐出口は大きな相対位置ずれを起こす可能性を有し
ている。
As described above, in the case of a top plate or a long top plate in which the liquid flow paths are arranged at a high density, even if the thermal expansion is slight, the discharge ports at both ends may have a large relative displacement. are doing.

【0045】この相対位置ずれを抑制するためには、押
えばねの線押圧力を増やして、液流路壁密着面の摩擦力
を高める方法はあるが、押えばねの線押圧力を大きくす
る方法は、前記したように、天板の内部歪みが大きくな
り、あまり得策ではない。さらに、高温環境下におい
て、液流路壁は、熱応力の作用と押えばねの押圧を受け
るため、これらの力に耐えられなくなると液流路壁部は
座屈や屈曲等の塑性変形を起こしてしまうことになる。
In order to suppress the relative displacement, there is a method of increasing the linear pressing force of the pressing spring to increase the frictional force of the liquid flow path wall contact surface, but a method of increasing the linear pressing force of the pressing spring. As described above, the internal distortion of the top plate increases, which is not very advantageous. Furthermore, in a high-temperature environment, the liquid flow path wall receives the action of thermal stress and the pressure of the presser spring, so if the liquid flow path wall cannot withstand these forces, the liquid flow path wall will undergo plastic deformation such as buckling or bending. Would be.

【0046】このように従来の成形による天板の構成に
おいては、熱膨張による影響から高密度なノズルを有す
る天板や長尺天板を微細成形によって形成することが困
難となっていた。
As described above, in the conventional structure of the top plate formed by molding, it has been difficult to form a top plate having a high-density nozzle or a long top plate by fine molding due to the influence of thermal expansion.

【0047】以上に説明するように、今後の液体吐出装
置における高解像度化や高速印字化に伴い、天板に適応
可能な樹脂材料はかなり限定されており、また、適応可
能な材料であっても、天板が要求する成形精度面と性能
面を両立させることは非常に困難である。
As described above, as the resolution and the printing speed of the liquid ejecting apparatus in the future increase, the resin material applicable to the top plate is considerably limited. However, it is very difficult to achieve both the molding accuracy and the performance required by the top plate.

【0048】そこで、本発明は、今後の液体吐出装置に
おける高解像度化技術や高速印字化技術を達成させるた
めに、液流路壁やオリフィスプレート薄肉部等の充填性
を向上させるとともに、長尺天板に対応した成形技術を
確立することにあり、さらに、天板の構造、天板の成形
精度や寸法安定性、成形条件、成形金型構造等、成形性
能全般にわたって改善することによって、オリフィスプ
レートの変形や液流路壁下面の反りを小さくし、そし
て、これらにより、吐出口を高精度に配列して液体の着
弾精度を高めて印字品位を向上させることができる液体
吐出ヘッドを提供することを目的とし、また、従来の天
板において課題であった熱膨張や剛性等の性能面におけ
る弱点を克服し、さらには、高密度ノズルを有して高速
で高画質が得られ、かつ安価に作製できる液体吐出ヘッ
ドを提供することを目的とするものである。
Therefore, the present invention improves the filling property of the liquid flow path wall and the thin portion of the orifice plate and the like in order to achieve a high resolution technology and a high-speed printing technology in a future liquid discharge apparatus. The aim is to establish the molding technology corresponding to the top plate, and to improve the overall performance of the orifice by improving the top plate structure, molding accuracy and dimensional stability of the top plate, molding conditions, molding die structure, etc. Provided is a liquid discharge head capable of reducing the deformation of the plate and the warpage of the lower surface of the liquid flow path wall, and by arranging the discharge ports with high precision, improving the landing accuracy of the liquid and improving the print quality. The objective is to overcome the weaknesses in performance, such as thermal expansion and rigidity, which were issues in the conventional top plate.Furthermore, with a high-density nozzle, high speed and high image quality can be obtained. One it is an object to provide a liquid discharge head can be inexpensively manufactured.

【0049】[0049]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体吐出ヘッドは、液体に吐出エネルギー
を与える吐出エネルギー発生素子が複数の液流路に対応
して設けられた素子基板と、前記複数の液流路に対応す
る液流路溝と、該液流路溝の一端に連通して液体を吐出
する吐出口が配列して設けられるオリフィスプレート
と、前記液流路溝の他端に連通して該液流路溝に液体を
供給する液室と、該液室に液体を供給する液供給口とか
ら構成され、液流路溝、オリフィスプレート、液室およ
び液供給口が一体的に形成された天板部材と前記素子基
板とを接合させることによって前記液流路を形成する液
体吐出ヘッドにおいて、前記天板部材は、前記液流路溝
および前記吐出口の上方近傍を境界面として、前記吐出
口を含むオリフィスプレート下半部と前記液流路溝とか
ら構成される第一基体と、前記吐出口を含まないオリフ
ィスプレート上半部と前記液室と前記液供給口とから構
成される第二基体とに分割され、前記第一基体と前記第
二基体は、第一基体を一次成形により、第二基体を二次
成形によりそれぞれ成形する二色成形によって接合一体
化されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid discharge head according to the present invention comprises: an element substrate provided with discharge energy generating elements for applying discharge energy to a liquid corresponding to a plurality of liquid flow paths; A liquid passage groove corresponding to the plurality of liquid passages, an orifice plate provided with discharge ports for discharging liquid in communication with one end of the liquid passage groove, and an orifice plate other than the liquid passage groove. A liquid chamber that communicates with the end and supplies the liquid to the liquid channel; and a liquid supply port that supplies the liquid to the liquid chamber. The liquid channel, the orifice plate, the liquid chamber, and the liquid supply port are provided. In a liquid discharge head that forms the liquid flow path by joining a top plate member and the element substrate that are integrally formed, the top plate member is provided in a vicinity of the liquid flow channel and the discharge port. Orifice including the discharge port as a boundary surface A first base composed of a lower half of the port and the liquid flow channel, a second base composed of an upper half of the orifice plate not including the discharge port, the liquid chamber, and the liquid supply port; The first substrate and the second substrate are joined and integrated by two-color molding in which the first substrate is molded by primary molding and the second substrate is molded by secondary molding.

【0050】本発明の液体吐出ヘッドにおいて、前記第
一基体を一次成形するためのゲートは、前記液流路溝上
方の前記境界面に配設されることが好ましく、1個所な
いし複数個所のピンポイントゲートであることであるこ
とが好ましい。
In the liquid discharge head according to the present invention, it is preferable that a gate for primary forming the first base is disposed on the boundary surface above the liquid flow channel, and that one or more pins are provided. Preferably, it is a point gate.

【0051】本発明の液体吐出ヘッドにおいて、前記第
一基体を一次成形するためのゲートと前記境界面との間
に両者を接続する中継部が設けられていることが好まし
い。
In the liquid discharge head according to the present invention, it is preferable that a relay portion for connecting the first base and the boundary surface is provided between the gate for primary molding and the boundary surface.

【0052】本発明の液体吐出ヘッドにおいて、前記第
二基体を二次成形するためのゲートは、前記天板部材の
長手方向側面に配設され、二次成形樹脂が該天板部材の
液流路配列方向に流動するように構成されていることが
好ましい。
In the liquid discharge head according to the present invention, a gate for secondary forming the second base is disposed on a side surface in the longitudinal direction of the top plate member, and the secondary molding resin is supplied to the liquid flow of the top plate member. It is preferable to be configured to flow in the road arrangement direction.

【0053】本発明の液体吐出ヘッドにおいて、前記第
二基体は前記第一基体に注入される材料よりも線膨張係
数が小さな材料によって成形されることが好ましく、ま
た、前記第二基体の容積が前記第一基体の容積の4倍以
上であることが好ましい。
In the liquid discharge head according to the present invention, it is preferable that the second substrate is formed of a material having a smaller linear expansion coefficient than a material injected into the first substrate, and the volume of the second substrate is reduced. Preferably, the volume is at least four times the volume of the first substrate.

【0054】本発明の液体吐出ヘッドにおいては、前記
第一基体の肉厚が1mm以下であることが好ましい。
In the liquid discharge head of the present invention, it is preferable that the thickness of the first substrate is 1 mm or less.

【0055】本発明の液体吐出ヘッドにおいては、前記
第一基体は、透明部材によって成形されることが好まし
く、ポリサルフォンによって成形することが望ましい。
In the liquid discharge head of the present invention, the first base is preferably formed of a transparent member, and is preferably formed of polysulfone.

【0056】本発明の液体吐出ヘッドにおいては、前記
第二基体はファイバー、ビーズ等のフィラーが充填され
た複合材料によって成形されることが好ましく、さら
に、前記第二基体に注入される材料のベースレジンは、
前記第一基体に注入される材料のベースレジンと同一材
料であることが好ましい。
In the liquid discharge head of the present invention, the second substrate is preferably formed of a composite material filled with fillers such as fibers and beads, and further, a base of the material injected into the second substrate. The resin is
It is preferable that the material is the same as the base resin of the material injected into the first base.

【0057】本発明の液体吐出ヘッドにおいては、前記
第一基体と第二基体のそれぞれの境界面の一部には、リ
ブ、蛇腹、ボス、座、または矩形の凹凸列が形成され、
前記第一基体の凸部が前記第二基体の凹部に進入し、前
記第二基体の凸部が前記第一基体の凹部に進入するよう
に構成されていることが好ましい。
In the liquid discharge head according to the present invention, a rib, a bellows, a boss, a seat, or a rectangular irregular row is formed on a part of a boundary surface between the first base and the second base.
It is preferable that the projection of the first base is configured to enter the recess of the second base, and the projection of the second base is configured to enter the recess of the first base.

【0058】[0058]

【作用】本発明の液体吐出ヘッドによれば、天板部材
は、液流路溝および吐出口の上方近傍を境界面として、
吐出口の周辺部を含むオリフィスプレート下半部と液流
路溝とから構成される第一基体と、オリフィスプレート
上半部と液室と液供給口とから構成される第二基体とに
分割形成され、第一基体と第二基体が、第一基体を一次
成形により、第二基体を二次成形によりそれぞれ成形す
る二色成形によって接合一体化される構成とすることに
よって、第一基体は単純形状となり、注入される樹脂の
流れや配向が安定して、流動中に余分な圧力損失が生じ
なくなり、天板の成形精度や充填性を向上させることが
でき、また、様々な樹脂、セラミックス、金属、フィラ
ー等を組み合わせて二色成形(あるいは多色成形)する
ことにより、単一材料の成形では実現できなかった高精
度で多機能な天板の成形を可能にする。
According to the liquid discharge head of the present invention, the top plate member has the boundary near the upper portion of the liquid flow channel and the discharge port.
Divided into a first base including the lower half of the orifice plate including the periphery of the discharge port and the liquid flow channel, and a second base including the upper half of the orifice plate, the liquid chamber, and the liquid supply port. The first base and the second base are formed and joined together by two-color molding in which the first base is formed by primary molding and the second base is formed by secondary molding. It becomes a simple shape, the flow and orientation of the injected resin are stable, no extra pressure loss occurs during the flow, the molding accuracy and filling of the top plate can be improved, and various resins and ceramics can be used. By performing two-color molding (or multi-color molding) by combining metals, fillers, and the like, it is possible to form a high-precision and multifunctional top plate that cannot be realized by molding a single material.

【0059】また、オリフィスプレートが、吐出口の周
辺部を含む下半部と上半部の二工程に分割して成形され
るため、成形一工程において薄肉厚部分の支配する領域
が小さくなり、オリフィスプレート全体を一回で成形す
る場合に比べて、薄肉厚部分の充填が容易となり、成形
性を格段に向上させることができる。
Further, since the orifice plate is formed by being divided into two steps of a lower half part and an upper half part including the peripheral part of the discharge port, the area where the thin part is dominant in one molding step becomes small. As compared with the case where the entire orifice plate is molded at one time, the filling of the thin and thick portion becomes easier, and the moldability can be remarkably improved.

【0060】天板を異材質で複合成形する形態とするこ
とにより、第二基体の成形樹脂は様々な材料を使用して
成形することが可能となり、両者を二色成形によって接
合一体化することにより、弾性率等の剛性面と熱膨張等
の性能面において改善を図ることができる。
By forming the top plate from a composite material of different materials, the molding resin of the second substrate can be molded using various materials, and the two can be integrally joined by two-color molding. Thereby, improvements can be achieved in terms of rigidity such as elastic modulus and performance such as thermal expansion.

【0061】また、第一基体を成形するための一次成形
用ゲートを液流路溝上方近傍の境界面にピンポイントゲ
ートで配設することにより、ゲートから液流路の間は直
線的かつ最短経路で接続され、ゲートより注入される成
形樹脂はゲート部真下にある液流路部までスムーズに流
れて行くようになり、さらに、樹脂注入圧力が液流路壁
部に対して直接的に作用するようになり、保圧工程段階
における保圧力が液流路壁部に向けて効率良く加えられ
るため、液流路部への充填性が非常に良好になる。同様
に、オリフィスプレートの薄肉部についても、ゲートか
ら最短距離に配設されるため、注入される樹脂は、途中
経路で大きな圧力損失を起こすことなく、オリフィスプ
レートの薄肉部分を流れるようになり、オリフィスプレ
ートの薄肉部は確実に充填されるようになる。
Further, the primary molding gate for molding the first base is disposed on the boundary surface near the upper portion of the liquid flow channel with a pinpoint gate, so that the distance between the gate and the liquid flow channel is linear and shortest. Molded resin injected from the gate is connected by the path and flows smoothly to the liquid flow path section directly below the gate, and the resin injection pressure acts directly on the liquid flow path wall Since the holding pressure in the pressure holding step is efficiently applied toward the liquid flow path wall, the filling property of the liquid flow path becomes very good. Similarly, since the thin portion of the orifice plate is also disposed at the shortest distance from the gate, the injected resin flows through the thin portion of the orifice plate without causing a large pressure loss on the way. The thin portion of the orifice plate is reliably filled.

【0062】したがって、従来、射出成形では困難とさ
れていた吐出口が600dpi以上に高密度化された天
板の成形であっても、液流路壁部分の転写が容易に実現
でき、また、20μm〜50μmの超薄肉厚オリフィス
プレートを有し液流路配列長さが100mm以上あるよ
うな長尺天板であっても、一次成形用ピンポイントゲー
トの設置位置と設置数量を適度に増やせば、天板の長さ
に左右されることなく、オリフィスプレートの薄肉部や
液流路壁の微細部分が良好に充填されるようになる。
Therefore, even in the case of molding a top plate in which the discharge ports, which have conventionally been difficult in injection molding, have a high density of 600 dpi or more, the transfer of the liquid flow path wall portion can be easily realized. Even in the case of a long top plate having an ultra-thin orifice plate of 20 μm to 50 μm and having a liquid flow path arrangement length of 100 mm or more, the installation position and the installation quantity of the primary molding pinpoint gate can be appropriately increased. For example, the thin portion of the orifice plate and the fine portion of the liquid flow path wall can be filled well regardless of the length of the top plate.

【0063】また、天板長手方向側面に二次成形用ゲー
トを配置して、第二基体を繊維状のフィラーを含んだ樹
脂で成形することにより、フィラーを含んだ樹脂は天板
の液流路配列方向に流れ、フィラーの繊維は液流路配列
方向に配向されることとなり、第二基体は二次成形材料
のもつ剛性や熱膨張特性を有することになり、さらに
は、二色成形によって成形された天板は、単一材料によ
る成形では得られなかった剛性を得るとともに、液流路
配列方向の熱膨張特性が格段に向上する。
Further, a gate for secondary molding is arranged on the side surface in the longitudinal direction of the top plate, and the second substrate is molded with a resin containing a fibrous filler. The fibers of the filler will be oriented in the direction of the liquid flow path, and the second base will have the rigidity and thermal expansion characteristics of the secondary molding material. The molded top plate obtains rigidity that cannot be obtained by molding with a single material, and the thermal expansion characteristics in the liquid flow path arrangement direction are remarkably improved.

【0064】また、第一基体と第二基体の境界面に、リ
ブ、蛇腹、ボス、座、または矩形の凹凸列を形成するこ
とにより、第一基体と第二基体の接合面積を大きくする
ことができ、両者の接合をより強固にすることができ
る。さらにまた、第二基体に熱膨張率の小さな樹脂が使
用されるような場合は、天板が温度変化の大きな環境下
に置かれて、第一基体が体積変化を起こそうとしても、
第二基体が境界面の凹凸列によって、これを物理的に阻
止するため、第一基体の体積変化をより効果的に抑制す
ることができる。また、両者が剥離方向においてアンダ
ーカットとなるように境界部分の凹凸形状が形成されれ
ば、第一基体と第二基体とが異種材料で成形されたり、
接合強度が小さい場合であっても、両者を一体化させる
ことができ、第二基体の材料特性が第一基体の材料特性
の弱点を補えるようになる。
Further, by forming ribs, bellows, bosses, seats, or rectangular irregularities on the boundary surface between the first base and the second base, the bonding area between the first base and the second base can be increased. And the bonding between the two can be further strengthened. Furthermore, in the case where a resin having a small coefficient of thermal expansion is used for the second base, even if the top plate is placed in an environment with a large temperature change and the first base attempts to change the volume,
Since the second base is physically prevented from being formed by the irregularities on the boundary surface, the change in volume of the first base can be more effectively suppressed. Further, if the uneven shape of the boundary portion is formed such that both are undercut in the peeling direction, the first base and the second base are formed of different materials,
Even when the bonding strength is low, the two can be integrated, and the material properties of the second base can compensate for the weakness of the material properties of the first base.

【0065】[0065]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0066】本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施例
について、図1ないし図8を参照して説明する。
A first embodiment of the liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0067】図1および図2は、本実施例の液体吐出ヘ
ッドの構成の一例を示す概略的な斜視図と分解して示す
概略的な斜視図であり、図3および図4は、本実施例に
おける二色成形によって形成される天板の一例を示す概
略的な斜視図と概略的な断面図である。図5ないし図8
は、本実施例における天板の二色成形の一例を示し、図
5は一次成形の態様を示す概略的な斜視図であり、図6
は一次成形後にゲート切断後の状態を示す概略的な斜視
図であり、図7は一次成形の金型構成を示す概略断面図
であり、図8は二次成形の態様を示す概略的な斜視図で
ある。
FIGS. 1 and 2 are a schematic perspective view showing an example of the configuration of the liquid discharge head of the present embodiment and a schematic perspective view exploded and shown. FIGS. 3 and 4 show the present embodiment. It is the schematic perspective view and schematic cross section which show an example of the top plate formed by the two-color shaping | molding in an example. 5 to 8
6 shows an example of two-color molding of a top plate in the present embodiment, FIG. 5 is a schematic perspective view showing a mode of primary molding, and FIG.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a state after gate cutting after primary molding, FIG. 7 is a schematic sectional view showing a mold configuration of primary molding, and FIG. 8 is a schematic perspective view showing an aspect of secondary molding. FIG.

【0068】先ず、本発明に係る液体吐出ヘッドの第1
実施例の構成について図1ないし図4を用いて説明す
る。
First, a first example of the liquid discharge head according to the present invention will be described.
The configuration of the embodiment will be described with reference to FIGS.

【0069】図1ないし図4において、1は、インク等
の液体を吐出するための吐出エネルギー発生素子として
の電気熱変換素子(発熱素子)1aや該電気熱変換素子
1aへ電力を供給する配線がシリコン成膜プロセスによ
り形成されているシリコン基板からなる素子基板であ
り、2は、素子基板1に対する配線と液体吐出装置本体
に対する電気的コンタクトとが設けられた配線基板で、
ガラエポ基板に銅やニッケルにて配線パターンを形成し
たPWB基板やフレキシブルフィルム等に配線パターン
を形成したTABフィルム等が用いられる。これらの素
子基板1と配線基板2は、例えばワイヤーボンディング
により電気的に接続される。
1 to 4, reference numeral 1 denotes an electrothermal transducer (heat generating element) 1a as an ejection energy generating element for ejecting a liquid such as ink, and wiring for supplying power to the electrothermal transducer 1a. Is an element substrate made of a silicon substrate formed by a silicon film forming process, 2 is a wiring substrate provided with wiring for the element substrate 1 and electrical contacts for the liquid ejection device main body,
A PWB substrate having a wiring pattern formed of copper or nickel on a glass epoxy substrate, a TAB film having a wiring pattern formed on a flexible film, or the like is used. The element substrate 1 and the wiring substrate 2 are electrically connected by, for example, wire bonding.

【0070】3は、アルミニウム等によって形成される
支持基板(ベースプレート)であり、支持基板3は駆動
に伴って生じる素子基板1の熱を放熱冷却するヒートシ
ンクとしても機能する。素子基板1と配線基板2は支持
基板3上に接合されており、素子基板1は支持基板3上
にダイボンディングされ、配線基板2は支持基板3上に
粘着剤等によって接着されている。
Reference numeral 3 denotes a support substrate (base plate) formed of aluminum or the like. The support substrate 3 also functions as a heat sink for radiating and cooling the heat of the element substrate 1 generated by driving. The element substrate 1 and the wiring substrate 2 are joined on a support substrate 3, the element substrate 1 is die-bonded on the support substrate 3, and the wiring substrate 2 is adhered on the support substrate 3 with an adhesive or the like.

【0071】5は液流路を形成する天板であり、天板5
は、液体を記録媒体へ吐出するための吐出口6aを所望
の数量だけ形成されたオリフィスプレート6、天板5の
下面に凹状の溝が形成されて吐出口6aと連通する液流
路としての複数のノズル(ノズル列)7、天板5の下面
に凹状に形成されてノズル列7へ液体を供給するサブタ
ンクとしての役割をもつ液室8、不図示の液体貯蔵タン
クから液室8へ液体を供給するための液供給口9とから
構成されている。
Reference numeral 5 denotes a top plate forming a liquid flow path.
The orifice plate 6 is formed with a desired number of discharge ports 6a for discharging liquid to the recording medium, and a concave groove is formed on the lower surface of the top plate 5 as a liquid flow path communicating with the discharge ports 6a. A plurality of nozzles (nozzle rows) 7, a liquid chamber 8 formed in a concave shape on the lower surface of the top plate 5 and serving as a sub-tank for supplying liquid to the nozzle rows 7, and a liquid from a liquid storage tank (not shown) to the liquid chamber 8 And a liquid supply port 9 for supplying the liquid.

【0072】オリフィスプレート6は、図4に詳細に示
すように、吐出口6aの周辺部分6eが最も薄く、数1
0μmの厚さであり、この最も薄い部分におけるオリフ
ィスプレート表面と対向する裏面部分は平行または略平
行に形成される。仮に、この周辺部分6eの厚さが大き
くなると、レーザ特性による縮径穴形成加工の都合上、
オリフィスプレート表面側における吐出口6aの穴面積
が小さくなり、液吐出量が減少するとともに安定して液
体を吐出させることが難しくなる。また、レーザ加工時
間が長く費やされることや加工精度の低下を招くことに
もなるため、一般には、20μm〜70μm程度の非常
に薄い厚みで形成されている。
As shown in detail in FIG. 4, the orifice plate 6 has the thinnest portion 6e around the discharge port 6a,
The thinnest portion has a thickness of 0 μm, and the rear surface portion of the thinnest portion facing the orifice plate surface is formed parallel or substantially parallel. If the thickness of the peripheral portion 6e is increased, the diameter of the hole may be reduced due to laser characteristics.
The hole area of the discharge port 6a on the surface side of the orifice plate becomes small, so that the liquid discharge amount decreases and it becomes difficult to discharge the liquid stably. In addition, since the laser processing time is long and the processing accuracy is lowered, the laser processing layer is generally formed with a very thin thickness of about 20 μm to 70 μm.

【0073】また、ノズル列7には、素子基板1との密
着面である溝壁先端の厚さが数μmから10数μm、溝
深さが数10μmから数100μmであり、非常に狭小
な寸法で形成される。
In the nozzle row 7, the thickness of the tip of the groove wall, which is the contact surface with the element substrate 1, is several μm to several tens μm, and the groove depth is several tens μm to several hundreds μm. It is formed with dimensions.

【0074】このように、オリフィスプレート6は薄肉
で、ノズル列7は微細な形状であることから、天板成形
は、高速射出成形機により、極めて流動性の良い成形材
料を使用して成形がなされている。
As described above, since the orifice plate 6 is thin and the nozzle row 7 has a fine shape, the top plate can be formed using a molding material having extremely high fluidity by a high-speed injection molding machine. It has been done.

【0075】また、10は、素子基板1上の発熱素子1
aと天板5上のノズル列7とを密着させるための押えば
ねであり、発熱素子1aとノズル7との相対位置が完全
に合致するようにアライメント調整された後に、押えば
ね10がノズル列7の上方のばね受け部5aから天板5
を押圧する。すなわち、押えばね10の両端部に設けた
略コの字状の折曲部10aを支持基板3に設けた穴部3
aに挿入させ、その爪部10bを支持基板3の下面に掛
止する。これにより、押えばね10の線押圧発生部10
cは、天板5のばね受け部5aを線押圧して、ノズル列
7の溝壁下面7aに対して素子基板1へ向けた機械的圧
力を加えることができる。この押えばね10の押圧によ
ってノズル列7の溝壁下面7aは素子基板1に対して完
全に密着し、これによって、各ノズル7間は完全に仕切
られることになる。
Reference numeral 10 denotes a heating element 1 on the element substrate 1.
is a pressing spring for bringing the nozzle row 7 on the top plate 5 into close contact with the nozzle row 7. After the alignment is adjusted so that the relative position between the heating element 1a and the nozzle 7 is completely matched, the pressing spring 10 is moved to the nozzle row. 7 to the top plate 5
Press. That is, a substantially U-shaped bent portion 10a provided at both ends of the holding spring 10 is provided with the hole 3 provided in the support substrate 3.
a, and the claw portion 10 b is hooked on the lower surface of the support substrate 3. As a result, the linear pressure generating portion 10 of the pressing spring 10
c can linearly press the spring receiving portion 5a of the top plate 5 to apply mechanical pressure toward the element substrate 1 to the groove wall lower surface 7a of the nozzle row 7. Due to the pressing of the pressing spring 10, the lower surface 7a of the groove wall of the nozzle row 7 comes into close contact with the element substrate 1, whereby each nozzle 7 is completely partitioned.

【0076】また、オリフィスプレート6は素子基板1
の前端面1bに前垂れのように配設されていることか
ら、素子基板1と天板5との液吐出方向の位置決めは、
素子基板1の前端面1bをオリフィスプレート6の背面
6bに突き当てるようにして行う。
The orifice plate 6 is used for the element substrate 1.
Are arranged like a forward hang on the front end face 1b of the device, the positioning of the element substrate 1 and the top plate 5 in the liquid discharge direction is performed as follows.
This is performed so that the front end face 1b of the element substrate 1 abuts against the back face 6b of the orifice plate 6.

【0077】一般に、天板5は成形時の硬化収縮による
反りが生じており、上記のような押えばね10による押
圧力は、オリフィスプレート6の背面6bと素子基板1
の前端面とを接合する方向には作用していないため、天
板5と素子基板1の接合後、前記両面の間には微小な隙
間が形成されることになる。さらにまた、液室8の外壁
下面8cとノズル列7の溝壁下面7aには微小な段差が
設けられているため、天板5と素子基板1の接合後、液
室8の外壁下面8cと素子基板1の間には、数μmから
10数μmの隙間が形成されることになる。
In general, the top plate 5 is warped due to curing shrinkage during molding, and the pressing force of the pressing spring 10 as described above is applied to the back surface 6 b of the orifice plate 6 and the element substrate 1.
Since it does not act in the direction of joining the front end surface of the device, a minute gap is formed between the two surfaces after the top plate 5 and the element substrate 1 are joined. Further, since a small step is provided between the lower surface 8c of the outer wall of the liquid chamber 8 and the lower surface 7a of the groove wall of the nozzle row 7, after the top plate 5 and the element substrate 1 are joined, the outer wall lower surface 8c of the liquid chamber 8 A gap of several μm to several tens μm is formed between the element substrates 1.

【0078】そこで、このような密着不十分の箇所や隙
間部分から液体が漏れないようにするために、素子基板
1と天板5との接合界面全般にシリコーン等の封止剤を
注入して隙間を埋めている。具体的には、オリフィスプ
レート6の背面6bと素子基板1の前端面1bとの隙
間、オリフィスプレート6の背面6bと支持基板3の前
端面3bとの隙間、天板5と素子基板1や支持基板3の
接合部分等が挙げられ、これらの各隙間部分や接合部分
の封止は、各々の部材間の隙間と封止剤との間に発生す
る毛管力によって、封止剤を所定範囲内に流し、その範
囲以外には流れないように、部材形状の工夫や封止剤の
粘度管理によって封止を行っている。
Therefore, in order to prevent the liquid from leaking from such insufficiently adhered portions and gaps, a sealing agent such as silicone is injected into the entire bonding interface between the element substrate 1 and the top plate 5. Filling the gap. Specifically, a gap between the back surface 6b of the orifice plate 6 and the front end surface 1b of the element substrate 1, a gap between the back surface 6b of the orifice plate 6 and the front end surface 3b of the support substrate 3, the top plate 5 and the element substrate 1, Sealing of these gaps and joints is performed within a predetermined range by the capillary force generated between the gaps between the members and the sealant. The sealing is performed by devising the shape of the member and controlling the viscosity of the sealing agent so that the sealing agent does not flow outside the range.

【0079】ただし、オリフィスプレート6の背面6b
と素子基板1の前端面1bとの隙間は、微少であるた
め、封止剤の注入が最も難しい部分であり、封止剤が所
望の範囲に充填されていることを視覚的に確認する必要
がある。オリフィスプレート6が透明であれば、オリフ
ィスプレート6の前面より封止剤の充填具合が確認でき
るので、オリフィスプレート6は透明であることが好ま
しい。
However, the back surface 6b of the orifice plate 6
The gap between the substrate and the front end face 1b of the element substrate 1 is very small, and is the most difficult part to inject the sealant. It is necessary to visually confirm that the sealant is filled in a desired range. There is. If the orifice plate 6 is transparent, the filling state of the sealant can be confirmed from the front surface of the orifice plate 6, so that the orifice plate 6 is preferably transparent.

【0080】次に、図3および図4に基づいて、二色成
形によって形成される天板の構成について説明する。天
板5は、ノズル列7と吐出口6aが接続された液通路部
分の上方近傍に設けられる境界面23を境にして、二つ
の基体21、22に分割構成され、オリフィスプレート
6も、境界面23を境にして、オリフィスプレート下半
部6cとオリフィスプレート上半部6dに分割形成され
ている。第一基体21は、オリフィスプレート下半部6
cとノズル列7から構成され、第二基体22は、オリフ
ィスプレート上半部6d、液室8、液供給口9、ばね受
け部5aおよび天板の外周部から構成される。第一基体
21と第二基体22は、第一基体21を一次成形によ
り、第二基体22を二次成形によりそれぞれ成形される
二色成形によって接合一体化される。つまり、分割して
成形されるオリフィスプレート6の上下の両半部6c、
6dも二色成形によって一体化されることになる。
Next, the configuration of the top plate formed by two-color molding will be described with reference to FIGS. The top plate 5 is divided into two bases 21 and 22 with a boundary surface 23 provided near and above a liquid passage portion to which the nozzle row 7 and the discharge port 6a are connected, and the orifice plate 6 also has a boundary. The orifice plate lower half 6c and the orifice plate upper half 6d are divided and formed with the surface 23 as a boundary. The first base 21 is provided with the lower half 6 of the orifice plate.
The second base 22 is composed of an upper half 6d of an orifice plate, a liquid chamber 8, a liquid supply port 9, a spring receiving portion 5a, and an outer peripheral portion of a top plate. The first substrate 21 and the second substrate 22 are joined and integrated by two-color molding in which the first substrate 21 is formed by primary molding and the second substrate 22 is formed by secondary molding. In other words, the upper and lower halves 6c of the orifice plate 6, which are formed separately,
6d is also integrated by two-color molding.

【0081】第一基体21は、オリフィスプレート下半
部6cとノズル列7の微細部からなり、例えば、ポリサ
ルフォン、ポリエーテルサルフォン等のような流動性が
良好で微細成形に適した材料によって成形される。これ
らの材料は、透明性があり、レーザ加工性に優れる等の
オリフィスプレートに必要な条件を兼ね備えている。
The first base 21 is composed of the lower half 6c of the orifice plate and the fine portion of the nozzle row 7, and is formed of a material having good fluidity and suitable for fine forming, such as polysulfone, polyethersulfone, or the like. Is done. These materials have conditions necessary for the orifice plate, such as being transparent and excellent in laser workability.

【0082】オリフィスプレート下半部6cの吐出口周
辺部分6eは、肉厚が数10μmで、第一基体21にお
いて最も肉厚が薄くなる部分であり、この領域が広くな
ると、樹脂の充填性が悪化することになる。このため、
オリフィスプレート下半部6cの肉厚は吐出口周辺部分
6eから下方へ向かって行くにつれて厚くなるように滑
らかな勾配が形成されている。これは、変則的な肉厚変
動を避けることによって、成形精度の向上を図るととも
に、流動する樹脂の圧力損失を小さくして充填性の向上
を図り、さらにオリフィスプレートの強度アップを図る
狙いがある。
The peripheral portion 6e of the discharge port of the lower half portion 6c of the orifice plate has a thickness of several tens of μm and is the thinnest portion in the first base 21. When this region is widened, the filling property of the resin becomes large. It will get worse. For this reason,
The thickness of the lower half 6c of the orifice plate is formed to have a smooth gradient so as to increase as it goes downward from the peripheral portion 6e of the discharge port. This aims to improve the molding accuracy by avoiding irregular thickness fluctuations, reduce the pressure loss of the flowing resin, improve the filling property, and further increase the strength of the orifice plate. .

【0083】また、第一基体21は、前記のとおり、ピ
ュアで透明な材料(ポリサルフォン、ポリエーテルサル
フォン等)によって成形されるため、天板5と素子基板
1との密着工程後に行われる封止工程で、各封止部分に
おける封止具合の観察が容易にできるようになる。
Since the first base 21 is formed of a pure and transparent material (polysulfone, polyethersulfone, or the like) as described above, the sealing performed after the top plate 5 and the element substrate 1 are brought into close contact with each other. In the stopping step, it is possible to easily observe the sealing condition at each sealing portion.

【0084】また、オリフィスプレート6が、二分割に
形成されて第一基体と第二基体の二工程に分割して成形
されるため、従来の射出成形のようにオリフィスプレー
トが一回の成形によって形成される場合に比べて、成形
一工程に配分される薄肉厚部分の領域が狭くなり、樹脂
を充填する際の難易度が軽減され、生産性が格段に向上
し、さらには成形精度も向上することになる。
Further, since the orifice plate 6 is formed into two parts and is formed by being divided into two steps of the first base and the second base, the orifice plate 6 is formed by one molding as in conventional injection molding. Compared to the case where it is formed, the area of the thin thick part allocated to one molding process is narrower, the difficulty in filling the resin is reduced, the productivity is significantly improved, and the molding accuracy is also improved Will do.

【0085】したがって、天板5を第一基体21と第二
基体22に分割して、両者が二色成形で接合されるよう
な構成にすることは、天板5の成形精度を向上させるた
めに非常に有効な手段となる。そして、両者が全く同一
の材料であっても多色成形によって分割成形すれば、個
々の基体が高精度に成形されて、完成される天板5の成
形精度は格段に向上する。さらに、両者は成形時に接合
されるため、組立て、接着等による接合工程を必要とし
ないことから、生産性においても優れている。
Therefore, dividing the top plate 5 into the first base 21 and the second base 22 and joining them by two-color molding is to improve the molding accuracy of the top plate 5. It is a very effective means. Then, even if both are made of exactly the same material, if they are divided and formed by multi-color molding, the individual substrates are formed with high accuracy, and the forming accuracy of the completed top plate 5 is significantly improved. Further, since both are joined at the time of molding, there is no need for a joining step such as assembly and bonding, and therefore, the productivity is excellent.

【0086】一方、第二基体22は、微細な形状部がな
く、薄肉厚領域も少ないことから、第一基体21のよう
な転写精度や寸法精度を必要としない。また、第二基体
22の外周部は天板5の筐体の役割を担うことから、こ
の部分の機械的性質が天板全体の性能に与える影響は大
きい。これらの点から第二基体は機械的な物性を重視し
て成形材料を選択すれば良いことになる。
On the other hand, the second substrate 22 does not have a finely shaped portion and has a small thin-walled region, so that it does not require the transfer accuracy and dimensional accuracy of the first substrate 21. In addition, since the outer peripheral portion of the second base 22 plays the role of the housing of the top plate 5, the mechanical properties of this portion greatly affect the performance of the entire top plate. From these points, it is only necessary to select a molding material for the second substrate with emphasis on mechanical properties.

【0087】そこで、第二基体22がフィラーを含有し
た樹脂で成形されれば、第二基体22およびノズル列7
の周辺部の弾性率は大きくなり、これに伴って、天板5
全体の剛性が上昇することになる。さらには、オリフィ
スプレート上半部6dの剛性向上により、オリフィスプ
レート全体の剛性が向上するため、天板5と素子基板1
との機械的な密着の際に生じるオリフィスプレート面の
歪みが軽減されるようになる。
Therefore, if the second base 22 is formed of a resin containing a filler, the second base 22 and the nozzle row 7
The elastic modulus of the peripheral portion of the top plate 5 increases, and accordingly, the top plate 5
The overall rigidity will increase. Further, the rigidity of the orifice plate upper half 6d is improved to improve the rigidity of the entire orifice plate.
This reduces the distortion of the orifice plate surface caused by mechanical close contact with the orifice plate.

【0088】したがって、第一基体21の成形精度アッ
プと第二基体22の剛性アップの組み合わせによって、
ノズル列の溝壁下面7aの平坦性が向上し、天板5やオ
リフィスプレート6の内部歪みは著しく軽減される。こ
れらによって、吐出口6aは高精度に配列され、液体の
着弾精度が優れ、安定した液吐出ができる液体吐出ヘッ
ドを製作することができるようになる。
Therefore, the combination of increasing the molding accuracy of the first base 21 and increasing the rigidity of the second base 22 allows
The flatness of the lower surface 7a of the groove wall of the nozzle row is improved, and the internal distortion of the top plate 5 and the orifice plate 6 is significantly reduced. With these, the ejection ports 6a are arranged with high precision, and a liquid ejection head that has excellent liquid landing accuracy and can perform stable liquid ejection can be manufactured.

【0089】また、第二基体22は、微細形状部がなく
しかも薄肉厚領域も少ないことから、金型の耐久性は軽
視できるため、第二基体22用の二次成形樹脂に充填さ
れるフィラーは様々な材料が選定できるようになる。し
たがって、第二基体22は、剛性面を重視した材料選定
を行えば良く、これによって天板の剛性の最適化を図る
ことが可能となる。
Further, since the second substrate 22 has no finely shaped portion and has a small number of thin and thick regions, the durability of the mold can be neglected. Therefore, the filler to be filled in the secondary molding resin for the second substrate 22 is used. Will be able to select various materials. Therefore, for the second base 22, it is only necessary to select a material with emphasis on the rigidity surface, and thereby it is possible to optimize the rigidity of the top plate.

【0090】さらに、マグネシウム合金、SUS、鉄、
鋼等の材料を使ったMIM(メタルインジェクションモ
ールド)やセラミックスを使ったセラミックスインジェ
クション等によって、第二基体22を成形すれば、天板
5は樹脂成形では得られないような剛性を得ることがで
きるようになる。
Further, magnesium alloy, SUS, iron,
If the second base 22 is formed by MIM (metal injection molding) using a material such as steel or ceramic injection using ceramics, the top plate 5 can obtain rigidity that cannot be obtained by resin molding. Become like

【0091】また、ノズル列7は、前記したように、成
形、封止、レーザ加工等の理由から、一般にポリサルフ
ォンやポリエーテルサルフォン等の樹脂が使用されるこ
とが多く、採用できる材料が限定されてしまい、第一基
体21における低熱膨張化には限度があった。そこで、
第二基体22が熱膨張に強い材料によって成形されれ
ば、第二基体22の成形部分が第一基体21の成形部分
さらには天板5全体の熱膨張の弱点を構造的に補うよう
にすることができるようになる。
As described above, the nozzle row 7 is generally made of a resin such as polysulfone or polyethersulfone because of molding, sealing, laser processing, and the like. As a result, there is a limit to the low thermal expansion of the first base 21. Therefore,
If the second base member 22 is formed of a material that is resistant to thermal expansion, the formed portion of the second base member 22 structurally compensates for the weak point of the thermal expansion of the formed portion of the first base member 21 and the entire top plate 5. Will be able to do it.

【0092】オリフィスプレート6において、境界面2
3は、図4に示すように、液通路(ノズル列7と吐出口
6aが接続された部分)の上方近傍に設けられているこ
とから、第二基体22が低熱膨張材料によって成形され
ると、環境変動時に液通路がその配列方向に熱膨張を起
こそうとしても、第二基体22自体の剛性および対熱膨
張特性により、それを阻止するように作用する。このよ
うに、第二基体22が低熱膨張材料によって成形される
ことによって、温度変動の激しい環境下において、ノズ
ル列7と吐出口6aが個別に変動を起こしたり、ノズル
列7と吐出口6aの相対向きが変わることがない。
In the orifice plate 6, the boundary surface 2
3 is provided near the upper part of the liquid passage (the portion where the nozzle row 7 and the discharge port 6a are connected), as shown in FIG. 4, so that the second base 22 is formed of a low thermal expansion material. In addition, even if the liquid passage attempts to cause thermal expansion in the direction in which the liquid passages are arranged at the time of environmental change, the second base 22 itself acts to prevent such expansion due to its rigidity and thermal expansion characteristics. As described above, by forming the second base member 22 from the low thermal expansion material, the nozzle row 7 and the discharge port 6a may individually fluctuate or the nozzle row 7 and the discharge port 6a may be changed under an environment where the temperature fluctuates drastically. The relative orientation does not change.

【0093】また、第二基体22の成形樹脂にフィラー
を含ませて、第二基体22の線膨張係数を小さくする場
合、第二基体22のベースレジンと第一基体21の樹脂
との接合性が重要になる。したがって、第二基体22と
第一基体21とは両者の接合相性の良い材料が選定され
ることが好ましく、例えば、第一基体21がポリサルフ
ォンの場合、第二基体22はベースレジンのポリサルフ
ォンにカーボン繊維やガラス繊維等のフィラーを充填す
ると、両者のベースレジンが同一になるので、二色成形
の際に、境界面の接合は良好となる。
When the molding resin of the second base 22 is made to contain a filler to reduce the coefficient of linear expansion of the second base 22, the bonding property between the base resin of the second base 22 and the resin of the first base 21 is reduced. Becomes important. Therefore, it is preferable that a material having good bonding compatibility between the second base 22 and the first base 21 is selected. For example, when the first base 21 is polysulfone, the second base 22 is formed by adding carbon to the base resin polysulfone. When a filler such as a fiber or a glass fiber is filled, the base resin of the two becomes the same, so that the bonding at the boundary surface becomes good during the two-color molding.

【0094】第二基体22がフィラーを含有した樹脂で
成形されると、第二基体22自体の成形精度向上にも効
果がある。すなわち、フィラーが充填されると、その樹
脂のもつ成形時の硬化収縮がフィラーによって緩和され
るために、必然的に、第二基体22の成形精度が向上す
ることになる。このように、第一基体21および第二基
体22の双方ともに成形精度が向上するようになれば、
両者の接合によって完成される天板5は自ずと高精度な
成形品に仕上げられる。
When the second base member 22 is formed of a resin containing a filler, the second base member 22 has an effect of improving the molding accuracy. That is, when the filler is filled, the curing shrinkage of the resin at the time of molding is reduced by the filler, so that the molding accuracy of the second base 22 is inevitably improved. Thus, if the molding accuracy of both the first base 21 and the second base 22 is improved,
The top plate 5 completed by joining the two is naturally finished into a high-precision molded product.

【0095】次に、本実施例の天板を二色成形するため
の金型構造と成形方法について図5ないし図8に基づい
て説明する。
Next, a mold structure and a molding method for two-color molding of the top plate of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0096】図5ないし図7において、31は一次成形
用のピンポイントゲート、32は中継部、33は一次成
形用二次スプルー、34は一次成形用ランナーであり、
一次成形樹脂は、4個所のピンポイントゲート31と中
継部32を介して、境界面23より第一基体21の成形
枠体へ注入される。このような一次成形金型の一例は図
7に示すようになっており、36は固定側型板、37は
可動側型板、38は可動側スライド型駒である。
5 to 7, 31 is a pinpoint gate for primary molding, 32 is a relay section, 33 is a secondary sprue for primary molding, 34 is a runner for primary molding,
The primary molding resin is injected into the molding frame of the first base 21 from the boundary surface 23 via the four pinpoint gates 31 and the relay portion 32. An example of such a primary molding die is shown in FIG. 7, in which 36 is a fixed mold plate, 37 is a movable mold plate, and 38 is a movable slide piece.

【0097】また、図8において、41は二次成形用の
サイドゲート、42は二次成形用中間ゲート、43は二
次成形用二次スプルーであり、二次成形樹脂は、サイド
ゲート41を介して天板5の一側面5bより第二基体2
2の成形枠体へ注入される。
In FIG. 8, 41 is a side gate for secondary molding, 42 is an intermediate gate for secondary molding, 43 is a secondary sprue for secondary molding, and the secondary molding resin is a side gate 41. The second base 2 from one side surface 5b of the top plate 5
2 is injected into the molding frame.

【0098】一次成形は、図5ないし図7に示すよう
に、不図示のスクリュー式シリンダより射出された樹脂
が一次成形用一次スプルー(不図示)から金型内部に注
入されて、一次成形用ランナー34、一次成形用二次ス
プルー33を通過する。そして、一次成形用ランナー3
4部で分岐された樹脂は、4個所のピンポイントゲート
31、中継部32を経て第一基体21の成形枠体に充填
される。
In the primary molding, as shown in FIGS. 5 to 7, a resin injected from a screw type cylinder (not shown) is injected into the mold from a primary sprue for primary molding (not shown), and the primary molding is performed. The runner 34 passes through the secondary sprue 33 for primary molding. And the primary molding runner 3
The resin branched in four parts is filled into the molding frame of the first base 21 via the four pinpoint gates 31 and the relay part 32.

【0099】したがって、中継部32は、ピンポイント
ゲート31と第一基体21の境界面23とを橋渡しする
役目の通路である。仮に、境界面23が液室上面8aと
同一以上の高さに設けられると、中継部32は必要なく
なるが、この場合、機械的強度の高い樹脂によって成形
可能な第二基体22部分の占有面積が減少して、天板全
体の剛性を低下させることになり、あまり好ましい構成
ではない。一方、境界面23が液室上面8aより低い位
置に設けられるような天板構成では、ピンポイントゲー
ト31が境界面23に直接配設できるものの、この場
合、ピンポイントゲート31と液室8の間を形成する固
定側型板が薄肉厚となって、金型強度が低下するため、
このようなゲート構造はあまり好ましい構成ではない。
Therefore, the relay portion 32 is a passage serving as a bridge between the pinpoint gate 31 and the boundary surface 23 of the first base 21. If the boundary surface 23 is provided at a height equal to or higher than the height of the liquid chamber upper surface 8a, the relay portion 32 becomes unnecessary. In this case, however, the area occupied by the second base member 22 that can be molded with a resin having high mechanical strength. And the rigidity of the entire top plate is reduced, which is not a very preferable configuration. On the other hand, in a top plate configuration in which the boundary surface 23 is provided at a position lower than the liquid chamber upper surface 8a, the pinpoint gate 31 can be directly disposed on the boundary surface 23. Since the fixed side mold plate forming the gap becomes thinner and the mold strength decreases,
Such a gate structure is not a very preferable configuration.

【0100】上記の要因から、中継部32は、ピンポイ
ントゲート31から注入された樹脂を天板5の境界面2
3へ導くために、ピンポイントゲート31の真下にゲー
ト数量と同一数量配設されることになる。また、中継部
32の枠体を形成させる金型の一部が可動側型板37
(液室8形成面の一部を兼用する)で形成されるように
なり、固定側型板36によって形成される中継部32枠
体部の金型は十分な強度が確保できるようになる。
Due to the above-described factors, the relay portion 32 transfers the resin injected from the pinpoint gate 31 to the boundary surface 2 of the top plate 5.
In order to lead to 3, the same number of gates as the number of gates are arranged directly below the pinpoint gate 31. In addition, a part of the mold for forming the frame of the relay portion 32 is
(Also serving as a part of the liquid chamber 8 forming surface), and the mold of the frame portion of the relay portion 32 formed by the fixed side mold plate 36 can secure sufficient strength.

【0101】このように、ピンポイントゲート31とノ
ズル列7およびオリフィスプレート薄肉厚部の吐出口周
辺部分6eの間は直線的かつ最短経路で接続されるた
め、ピンポイントゲート31から注入された成形樹脂は
ゲート直下にあるノズル列7やオリフィスプレート薄肉
厚部(6e)領域まで、スムーズにかつ小さな圧力損失
で流れて行くようになる。さらに、成形における保圧工
程段階においては、保圧力がノズル列7およびオリフィ
スプレート薄肉厚部(6e)に対して効率良く加えられ
るため、ノズル列7およびオリフィスプレート6への充
填性が非常に良好となる。
As described above, since the pinpoint gate 31 and the nozzle row 7 and the orifice plate peripheral portion 6e of the thin portion of the orifice plate are connected in a straight and shortest path, the molding injected from the pinpoint gate 31 is performed. The resin flows smoothly and with small pressure loss to the nozzle row 7 and the orifice plate thin portion (6e) region just below the gate. Further, in the pressure holding step in the molding, the pressure is efficiently applied to the nozzle row 7 and the orifice plate thin-walled portion (6e), so that the filling of the nozzle row 7 and the orifice plate 6 is very good. Becomes

【0102】したがって、本実施例のように一次成形用
ピンポイントゲートがノズル列7やオリフィスプレート
薄肉厚部の上方近傍に配設される金型構造と、二色成形
で形成される天板構造とを採用することによって、従来
のように天板背面に設けたファンゲートから天板全体を
一工程で射出成形するような金型構造や天板構成では得
られなかったような天板成形が実現できるようになる。
Therefore, the mold structure in which the pinpoint gates for primary molding are arranged near the nozzle row 7 and the thin or thick portion of the orifice plate as in this embodiment, and the top plate structure formed by two-color molding By adopting the above, the top plate molding that could not be obtained with the mold structure or the top plate configuration that injection molding the whole top plate in one step from the fan gate provided on the back of the top plate as in the past It can be realized.

【0103】具体的には、吐出口が600dpi以上に
高密度化された天板の成形であっても、ノズル列7のよ
うな微細形状部への転写が実現できるようになり、ノズ
ル配列長さが100mm以上に及ぶ長尺天板であって
も、一次成形用ピンポイントゲートを最適数量に増やし
て設置すれば、広範囲に及ぶ薄肉厚部分を充填させるこ
とが可能となる。さらに、20μm〜50μmの超薄肉
厚オリフィスプレートを有するような長尺天板や長尺天
板のノズル列部分の形成等も樹脂成形によって製作でき
るようになる。
More specifically, even when the top plate is formed with a discharge port having a density of 600 dpi or more, transfer to a finely shaped portion such as the nozzle row 7 can be realized, and the nozzle arrangement length can be increased. Even if it is a long top plate having a length of 100 mm or more, it is possible to fill a wide range of thin and thick portions by increasing the number of pinpoint gates for primary molding to an optimum number and installing them. Further, a long top plate having an ultra-thin orifice plate having a thickness of 20 μm to 50 μm or a nozzle row portion of the long top plate can be formed by resin molding.

【0104】一次成形の充填が完了すると、可動側型板
37を矢印方向に移動させて金型を開放する。この金型
開放動作に連動して、ピンポイントゲート31は切断さ
れ(図6参照)、金型から取除かれる。
When the filling of the primary molding is completed, the movable mold plate 37 is moved in the direction of the arrow to open the mold. In conjunction with this mold opening operation, the pinpoint gate 31 is cut (see FIG. 6) and removed from the mold.

【0105】その後、一次成形品は可動側型板37の枠
体部に保持されながら、二次成形用の固定側型板の枠体
部に対向する位置まで移動して型締めされる。
Thereafter, the primary molded product is moved to a position facing the frame of the fixed mold plate for secondary molding while being held by the frame of the movable mold plate 37, and clamped.

【0106】二次成形は、図8に示すように、不図示の
スクリュー式シリンダより射出された樹脂が二次成形用
一次スプルー(不図示)から金型内部に注入されて、二
次成形用ランナー(不図示)、二次成形用二次スプルー
43、二次成形用中間ゲート42を通過して、サイドゲ
ート41より第二基体22の成形枠体に充填される。
In the secondary molding, as shown in FIG. 8, a resin injected from a screw type cylinder (not shown) is injected into a mold from a primary sprue (not shown) for secondary molding, and the resin is injected into the mold. After passing through a runner (not shown), a secondary sprue 43 for secondary molding, and an intermediate gate 42 for secondary molding, the molding frame of the second base 22 is filled from the side gate 41.

【0107】このように、二次成形用樹脂は、天板側面
5bより注入され、天板5の長手方向に流動してゆくよ
うになる。したがって、二次成形用樹脂に含まれるフィ
ラー繊維の長手方向は、オリフィスプレート6の長手方
向に向けて配向するようになり、天板5の長手方向はフ
ィラーの配向効果によって熱膨張に対して強化されるよ
うになる。
As described above, the secondary molding resin is injected from the side surface 5b of the top plate 5 and flows in the longitudinal direction of the top plate 5. Therefore, the longitudinal direction of the filler fibers contained in the resin for secondary molding is oriented toward the longitudinal direction of the orifice plate 6, and the longitudinal direction of the top plate 5 is enhanced against thermal expansion by the orientation effect of the filler. Will be done.

【0108】つまり、第一基体21と第二基体22は二
色成形によって接合一体化されるため、第二基体22の
長手方向の熱的特性が向上すれば、二色成形天板のノズ
ル列7や吐出口6aの部分においては、その配列方向の
熱膨張特性が天板の一体化によって向上することにな
る。
That is, since the first base 21 and the second base 22 are joined and integrated by two-color molding, if the thermal characteristics of the second base 22 in the longitudinal direction are improved, the nozzle row of the two-color molded top plate In the portions 7 and the discharge ports 6a, the thermal expansion characteristics in the arrangement direction are improved by integrating the top plate.

【0109】二次成形の充填が完了すると、金型が開放
動作に入り、二次成形用中間ゲート42は切断され金型
から取除かれる。そして、二色成形によって第一基体2
1と第二基体22が接合された天板5はサイドゲート4
1部とともに可動側型板の成形枠体から突き出される。
なお、サイドゲート41部は成形後の二次加工工程によ
って、天板5の側面5bにより切断除去される。
When the filling of the secondary molding is completed, the mold enters the opening operation, and the secondary gate 42 for secondary molding is cut and removed from the mold. Then, the first substrate 2 is formed by two-color molding.
The top plate 5 to which the first and second bases 22 are joined is a side gate 4
Along with one part, it protrudes from the molding frame of the movable mold plate.
The side gate 41 is cut and removed by the side surface 5b of the top plate 5 in a secondary processing step after molding.

【0110】次に、異材質による複合成形における問題
点について述べる。
Next, problems in composite molding using different materials will be described.

【0111】本実施例では、例えば、第一基体21がポ
リサルフォン、第二基体22カーボン繊維含有ポリサル
フォンによって、二色成形で形成されるが、両材料の硬
化収縮率の相対差は非常に大きくなることから、二色成
形品は反りや変形等の形状変化を起こし易くなる。
In the present embodiment, for example, the first substrate 21 is formed by two-color molding using polysulfone and the second substrate 22 using carbon fiber-containing polysulfone, but the relative difference between the curing shrinkage ratios of both materials is very large. Therefore, the two-color molded product is liable to undergo a shape change such as warpage or deformation.

【0112】つまり、硬化収縮率の大きな材料は、硬化
収縮率の小さな材料に比べて、大きな体積変化を起こそ
うとするため、一方の部材の硬化収縮応力が他方の部材
に向けて作用し、境界面では成形品全体を曲げようとす
る曲げ応力と剪断応力とが作用することになる。この結
果、二色成形後、成形部品は収縮の大きな材料によって
成形される部分が大きく収縮しようとするため、この部
分が縮む方向に向けて反って行くようになる。
That is, a material having a large curing shrinkage tends to cause a large volume change as compared with a material having a small curing shrinkage, so that the curing shrinkage stress of one member acts on the other member. At the interface, a bending stress and a shear stress acting to bend the entire molded product act. As a result, after the two-color molding, the molded part of the molded part tends to shrink greatly because the part is formed of a material having a large shrinkage, and this part is warped in the shrinking direction.

【0113】したがって、硬化収縮が小さな材料による
成形部材の曲げ剛性と、硬化収縮率が大きな材料による
成形部材から生じる収縮応力とのバランスによって、二
色成形品の反り、変形、精度が決定付けられるといって
良い。つまり、硬化収縮の小さな材料によって成形され
る部分が、前述したような曲げ応力に十分に耐えうるよ
うな剛性を有していれば、二色成形品の反りを小さくす
ることができるようになる。
Therefore, the warpage, deformation, and accuracy of a two-color molded product are determined by the balance between the bending rigidity of a molded member made of a material having a small cure shrinkage and the contraction stress generated from a molded member made of a material having a large cure shrinkage. You can say In other words, if a portion formed of a material having a small curing shrinkage has rigidity enough to withstand the bending stress as described above, the warpage of the two-color molded product can be reduced. .

【0114】このような二色成形品の境界面から生じる
内部応力が、反り、変形、成形精度に与える影響が多大
であるため、異材成形においては、反りや変形を抑える
方策が非常に重要な課題である。
Since the internal stress generated from the boundary surface of such a two-color molded product greatly affects warpage, deformation, and molding accuracy, it is very important to suppress warpage and deformation in dissimilar material molding. It is an issue.

【0115】具体的な手段としては、硬化収縮の小さな
材料によって成形される部材から生じる硬化収縮応力を
できるだけ小さくすること、および硬化収縮の大きな材
料によって成形される部材の剛性をできるだけ大きくし
て前記応力に耐えうるような耐力を成形品全体に保有さ
せること等が挙げられる。
As specific means, the curing shrinkage stress generated from a member formed of a material having a small curing shrinkage is reduced as much as possible, and the rigidity of a member formed of a material having a large curing shrinkage is increased as much as possible. For example, the entire molded article has a proof stress capable of withstanding stress.

【0116】そこで、本実施例の一展開として、第一基
体を構成する部分の容積ができる限り小さくなるように
設計することにより、硬化収縮時に境界面に作用する剪
断応力や成形品全体に作用する曲げ応力を低減させるこ
とができた。一方、第二基体は機械的強度の大きな材料
によって成形し、第一基体の硬化収縮から生じる応力に
耐え得るような剛性が確保できるようにしている。
Therefore, as one development of this embodiment, by designing the volume of the portion constituting the first base to be as small as possible, the shear stress acting on the boundary surface during the curing shrinkage and the stress acting on the whole molded article can be reduced. Bending stress can be reduced. On the other hand, the second substrate is formed of a material having high mechanical strength so that rigidity that can withstand the stress caused by curing shrinkage of the first substrate can be secured.

【0117】また、別の実施形態として、第一基体がポ
リサルフォン、第二基体が重量比20%のカーボン繊維
を含有したポリサルフォンを使用して、第二基体の容積
が第一基体の容積の4倍以上となる容積比率の天板を二
色成形で形成したところ、液流路壁下面に生じた反り
が、単一材料による成形天板と同等の大きさに抑えられ
るようになった。
In another embodiment, the first substrate is made of polysulfone and the second substrate is made of polysulfone containing 20% by weight of carbon fiber, and the volume of the second substrate is 4 times the volume of the first substrate. When a top plate having a volume ratio of twice or more was formed by two-color molding, the warpage generated on the lower surface of the liquid flow path wall could be suppressed to the same size as a top plate formed of a single material.

【0118】また、第一基体21の肉厚を1mm以下に
設定して成形したところ、第一基体21部分から発生す
る硬化収縮応力の低減効果によって、境界面23に作用
する剪断応力や曲げ応力が著しく低下し、二色成形天板
の成形精度を格段に向上させることが可能となった。
When the first base 21 is formed with the thickness set to 1 mm or less, the shear stress and the bending stress acting on the boundary surface 23 are reduced by the effect of reducing the curing shrinkage stress generated from the first base 21 portion. Significantly decreased, and the molding accuracy of the two-color molded top plate could be remarkably improved.

【0119】なお、当然のことながら、前述したような
成形時の硬化収縮に起因する曲げ応力は、成形品転写部
分だけでなく、スプルー、ランナー、ゲート等からも同
様に発生し、成形品に影響を与えることになる。したが
って、二色成形品の反り量を小さくするためには、成形
品形状やスプルー、ランナー、ゲート等の成形経路全体
の要因を的確に捉えて、対策を講じて行く必要がある。
Naturally, the bending stress caused by the curing shrinkage at the time of molding as described above is generated not only from the transfer portion of the molded product but also from the sprue, the runner, the gate, and the like. Will have an effect. Therefore, in order to reduce the amount of warpage of the two-color molded product, it is necessary to accurately take into account the shape of the molded product and the factors of the entire molding path, such as sprues, runners, and gates, and take measures.

【0120】このようなことから、硬化収縮の大きい材
料は一次成形で成形されることが好ましく、さらに、一
次成形はピンポイントゲートを採用すると良い。ピンポ
イントゲートは、一次成形後、一次成形枠体から直ちに
切断除去されることから、ゲート上流の注入経路(ゲー
ト部、スプルー部、ランナー部)の硬化収縮から生じる
応力が一次成形枠体へ向けて作用することを断ち切るこ
とができるため、ゲート上流部で生じる応力が二色成形
品に対して影響を及ぼさないようにすることができる。
In view of the above, it is preferable that a material having a large curing shrinkage is formed by primary molding, and it is better to adopt a pinpoint gate for the primary molding. Since the pinpoint gate is cut and removed from the primary molding frame immediately after the primary molding, the stress caused by the curing shrinkage of the injection path (gate, sprue, runner) upstream of the gate is directed to the primary molding frame. Therefore, it is possible to prevent the stress generated in the upstream portion of the gate from affecting the two-color molded product.

【0121】以上が本発明の第1実施例の構成に適用さ
れる天板の一例であるが、本発明は天板の形態や形状に
関わらず、あらゆる天板において実施可能であり、同様
の効果が期待できる。
The above is an example of the top plate applied to the configuration of the first embodiment of the present invention. However, the present invention can be implemented on any top plate regardless of the form or shape of the top plate. The effect can be expected.

【0122】例えば、オリフィスプレートの表面層をオ
リフィスプレート本体から分離させて、オリフィスプレ
ート表面層は、撥水性の良い材料を使用して成形すると
ともに、第一基体、第二基体、オリフィスプレート表面
層を三色成形によって結合一体化させれば、従来、二次
加工によって行われていたオリフィスプレート表面層の
撥水処理を成形工程時に実施できるようになり、天板の
製作工程が簡略化できる。
For example, the surface layer of the orifice plate is separated from the main body of the orifice plate, and the surface layer of the orifice plate is formed using a material having good water repellency. Is integrated by three-color molding, the water-repellent treatment of the surface layer of the orifice plate, which has been conventionally performed by the secondary processing, can be performed during the molding process, and the manufacturing process of the top plate can be simplified.

【0123】また、天板の剛性を上げる手段としては、
弾性率の大きな材料を使用する方法に限られるものでは
なく、天板形状を工夫して、構造的に剛性を上げる方式
もあることから、材料と構造の双方による展開を通し
て、天板の剛性を上げることができる。
As means for increasing the rigidity of the top plate,
The method is not limited to the method of using a material with a large elastic modulus, but there is also a method of increasing the rigidity structurally by devising the top plate shape. Can be raised.

【0124】また、本実施例では、オリフィスプレート
を2分割構成としたが、当然のことながら、オリフィス
プレート全域が第一基体に含まれるような構成にしても
良く、また、オリフィスプレートが3分割以上に形成さ
れるような構成にすることもできる。
In this embodiment, the orifice plate is divided into two parts. However, it is needless to say that the whole area of the orifice plate may be included in the first base, and the orifice plate may be divided into three parts. It is also possible to adopt a configuration formed as described above.

【0125】また、第一基体を構成する部分はオリフィ
スプレートとノズル列に限定されるものではなく、液室
部を上下方向に2分割して、液室下面部を第一基体に加
えたり、液体に接触する部分が全て第一基体に含まれる
ような構成にしても良い。さらに、オリフィスプレート
とノズル列を分割して、多色成形するような構成にする
こともできる。
The portion constituting the first base is not limited to the orifice plate and the nozzle row. The liquid chamber is divided into two parts in the vertical direction, and the lower surface of the liquid chamber is added to the first base. The configuration may be such that all portions that come into contact with the liquid are included in the first base. Further, the orifice plate and the nozzle row may be divided so as to form a multicolor molding.

【0126】次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第2
実施例について図9を参照して説明する。図9は、本実
施例の二色成形天板の一例を説明するために第一基体と
第二基体を分断して示す概略斜視図である。
Next, the second embodiment of the liquid discharge head according to the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic perspective view showing a first base and a second base in a separated manner for explaining an example of the two-color molded top plate of the present embodiment.

【0127】前述した第1実施例では、第二基体22を
線膨張係数の小さな材料で成形して、ノズル列7におけ
る熱膨張の弱点を補うような構成にしたが、このような
構成の場合、第一基体21と第二基体22の接合力が小
さければ、ノズル列7が配列方向に伸縮しようとする際
の、第二基体22の拘束力は弱くなり、第二基体22が
ノズル列7部の熱膨張の弱点を補うことが難しくなる。
そこで、本実施例では、二色成形において、第一基体2
1の成形樹脂と第二基体22の成形樹脂が互いに融合し
にくいような場合であっても、ノズル列7の弱点が克服
できるようにするものである。
In the first embodiment described above, the second base member 22 is formed of a material having a small linear expansion coefficient so as to compensate for the weak point of the thermal expansion in the nozzle row 7. However, in the case of such a structure, If the bonding force between the first base 21 and the second base 22 is small, the restraining force of the second base 22 when the nozzle row 7 tries to expand and contract in the arrangement direction is weakened, and the second base 22 is It becomes difficult to compensate for the weak point of the thermal expansion of the part.
Therefore, in this embodiment, in the two-color molding, the first substrate 2
Even if the molding resin of the first substrate and the molding resin of the second base 22 are difficult to fuse with each other, the weak point of the nozzle row 7 can be overcome.

【0128】以下に本発明の第2実施例について前述し
た実施例と同一の部分には同一符号を付して説明する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described by assigning the same reference numerals to the same portions as those of the above-described embodiment.

【0129】図9において、51は第一基体21の境界
面23に設けられたリブ状の凹凸列であり、52は第二
基体22の境界面23に設けられたリブ状の凹凸列であ
る。これらの凹凸列51、52は第一基体21のノズル
列7の配列方向と同一方向に配置され、第一基体21の
凸部51aが第二基体22の凹部52bに進入し、第二
基体22の凸部52aが第一基体21の凹部51bに進
入するように、凹凸列51、52は対向して交互に配設
される。また、凹凸列51、52は、第一基体21のゲ
ート31と中継部32の配設位置を避けるように配設さ
れている。
In FIG. 9, reference numeral 51 denotes a row of rib-shaped irregularities provided on the boundary surface 23 of the first base 21, and reference numeral 52 denotes a row of rib-shaped irregularities provided on the boundary 23 of the second base 22. . These uneven rows 51 and 52 are arranged in the same direction as the arrangement direction of the nozzle rows 7 of the first base 21, and the projections 51 a of the first base 21 enter the recesses 52 b of the second base 22, and the second base 22 The concave / convex rows 51 and 52 are alternately arranged so as to face each other such that the convex portion 52a of the first base 21 enters the concave portion 51b of the first base 21. The uneven rows 51 and 52 are arranged so as to avoid the arrangement positions of the gate 31 and the relay section 32 of the first base 21.

【0130】このように、双方の凸部51a、52aが
対向する凹部51b、52bに対して交互に進入するた
め、第一基体21と第二基体22との境界面の接合面積
は大きくなり、両者の結合力は増大する。
As described above, since the two convex portions 51a and 52a alternately enter the opposing concave portions 51b and 52b, the joint area of the boundary surface between the first base 21 and the second base 22 becomes large. The bonding strength between the two increases.

【0131】したがって、第二基体22が線膨張係数の
小さな材料によって成形されれば、環境温度の変動によ
って、第一基体21のノズル列7が配列方向に伸縮しよ
うとしても、双方に設けられた凹凸列51、52の物理
的な規制により、ノズル列7の伸縮が阻まれて、ノズル
列7の伸縮を拘束する力が、凹凸列のない天板形態に比
べて大きくなる。
Therefore, if the second base member 22 is formed of a material having a small coefficient of linear expansion, even if the nozzle row 7 of the first base member 21 attempts to expand and contract in the arrangement direction due to a change in environmental temperature, it is provided on both sides. Due to the physical regulation of the uneven rows 51 and 52, the expansion and contraction of the nozzle row 7 is prevented, and the force for restraining the expansion and contraction of the nozzle row 7 is increased as compared with a top plate having no uneven rows.

【0132】また、両者が剥離方向においてアンダーカ
ットとなる形状で凹凸列が形成されると、両基体の接合
力は相対する材料の融合強度に物理的補強が付加され
て、格段に向上することになる。
[0132] Further, if the irregularities are formed in a shape in which both are undercut in the peeling direction, the bonding strength between the two substrates is significantly improved by adding physical reinforcement to the fusion strength of the opposing materials. become.

【0133】さらに、境界部の凹凸列51、52がアン
ダーカット形状によって形成されると、第一基体21の
材質と第二基体22の材質が二色成形時に融合しにく
く、両者の接合強度が小さくなるような天板形態であっ
ても、凹凸列51、52が熱膨張によるノズル列7の配
列方向の伸縮応力を物理的に規制して押え込むことがで
きるようになる。したがって、このような構成を採用す
れば、第一基体21と第二基体22の成形材料の組み合
わせは、両材料の融合性の良否に関係なく選定すること
ができるようになる。
Further, when the uneven lines 51 and 52 at the boundary are formed in an undercut shape, the material of the first base 21 and the material of the second base 22 are unlikely to be fused at the time of two-color molding, and the bonding strength between the two is reduced. Even if the top plate is reduced in size, the uneven rows 51 and 52 can physically restrict expansion and contraction stress in the arrangement direction of the nozzle rows 7 due to thermal expansion and press down. Therefore, if such a configuration is adopted, a combination of molding materials for the first base 21 and the second base 22 can be selected regardless of whether or not the fusibility of both materials is good.

【0134】一方、第一基体21と第二基体22が融合
しやすい材料が選定された場合、両者の接合面積が大き
くなり、両者の結合力は剥離方向とノズル配列方向の二
方向において強固となる。さらに、第二基体22部分の
熱膨張特性が良好であるならば、二色成形天板におい
て、ノズル列7の配列方向の伸縮を拘束する力は格段に
向上することになる。
On the other hand, if a material that easily fuses the first base 21 and the second base 22 is selected, the bonding area between them becomes large, and the bonding force between them becomes strong in two directions, the peeling direction and the nozzle arrangement direction. Become. Furthermore, if the thermal expansion characteristics of the second base 22 are good, the force for restraining the expansion and contraction of the nozzle row 7 in the arrangement direction in the two-color molded top plate is significantly improved.

【0135】また、凹凸列は等間隔に配列されても、不
規則的に配列されても構わない。ただし、等間隔に配列
されれば、成形樹脂が安定して規則的に流動するため、
充填性が良好となる上に、成形品の反りを抑える効果と
して寄与するようになり、成形精度を向上させることが
できる。
In addition, the uneven rows may be arranged at equal intervals or irregularly. However, if arranged at equal intervals, the molding resin flows stably and regularly,
In addition to improving the filling property, it also contributes to the effect of suppressing the warpage of the molded product, so that the molding accuracy can be improved.

【0136】なお、上述した第2実施例におけるノズル
列7の拘束手段として、第一基体21と第二基体22の
境界面にリブ状の凹凸列51、52を設けたが、ノズル
列7の拘束手段としては、リブ状の凹凸列に限られるも
のではなく、蛇腹、ボス、座、矩形等の凹凸列であって
も同様の効果が発揮される。
As the means for restraining the nozzle row 7 in the second embodiment described above, the rib-shaped uneven rows 51 and 52 are provided on the boundary surface between the first base 21 and the second base 22. The constraining means is not limited to the rib-shaped concavo-convex array, and the same effect can be obtained even with a concavo-convex array such as a bellows, a boss, a seat, and a rectangle.

【0137】また、凹凸列は、ノズル列7の配列方向に
配列されることに限定されるものではなく、液吐出方向
に配列されるようにすることもできる。
The uneven rows are not limited to being arranged in the direction in which the nozzle rows 7 are arranged, but may be arranged in the liquid ejection direction.

【0138】また、ノズル列拘束手段としては、凹凸列
に限られるものではなく、第二基体22がノズル列7の
両端側面を抱え込むような構成であっても良い。また、
凹凸列の配設と両端側面の抱え込みを併用することによ
り、さらに大きな効果が期待できるようになる。
The nozzle row restricting means is not limited to the concavo-convex row, but may have a structure in which the second base 22 holds both side faces of the nozzle row 7. Also,
A greater effect can be expected by using both the arrangement of the uneven rows and the holding of both side surfaces.

【0139】なお、本実施例では、ノズル列7における
熱膨張の弱点に関して述べたが、第2実施例の構成は、
第二基体22が天板全体の剛性を向上させることに対し
ても有効な手段である。
In this embodiment, the weak point of the thermal expansion in the nozzle row 7 has been described. However, the configuration of the second embodiment is as follows.
The second base 22 is also an effective means for improving the rigidity of the entire top plate.

【0140】[0140]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
天板部材が、液流路溝および吐出口の上方近傍を境界面
として、吐出口の周辺部を含むオリフィスプレート下半
部と液流路溝とからなる第一基体と、吐出口を含まない
オリフィスプレート上半部と液室と液供給口とからなる
第二基体とに分割形成され、第一基体と第二基体を、第
一基体を一次成形により、第二基体を二次成形によりそ
れぞれ成形する二色成形によって接合一体化する構成と
することによって、第一基体は単純形状となり、注入さ
れる樹脂の流れや配向が安定して、流動中に余分な圧力
損失が生じなくなり、天板の成形精度や充填性、ノズル
列下面の平面精度等を向上させることができ、また、様
々な樹脂、セラミックス、金属、フィラー等を組み合わ
せて二色成形(あるいは多色成形)することにより、単
一材料の成形では実現できなかった高精度で多機能な天
板の成形を可能にする。
As described above, according to the present invention,
The top plate member does not include the first base including the lower half of the orifice plate including the periphery of the discharge port and the liquid flow path groove, with the vicinity of the upper portion of the liquid flow path groove and the discharge port as a boundary surface, and does not include the discharge port. The upper half of the orifice plate is divided into a second base comprising a liquid chamber and a liquid supply port, and the first base and the second base are formed by primary forming the first base and the second base by secondary forming, respectively. By adopting a configuration in which the two substrates are joined and integrated by two-color molding, the first substrate has a simple shape, the flow and orientation of the injected resin are stable, and no extra pressure loss occurs during the flow. The molding accuracy and filling property of the nozzle, the planar accuracy of the lower surface of the nozzle row, etc. can be improved. Also, by combining various resins, ceramics, metals, fillers, etc., two-color molding (or multi-color molding) is possible. In the molding of one material Allowing the molding of multi-functional top plate with high precision not present.

【0141】また、オリフィスプレートが、吐出口の周
辺部を含む下半部と上半部の二工程に分割して成形され
るため、成形一工程において薄肉厚部分の支配する領域
が小さくなり、オリフィスプレート全体を一回で成形す
る場合に比べて、薄肉厚部分の充填が容易となり、成形
性を格段に向上させることができる。
Further, since the orifice plate is formed by being divided into two steps of the lower half and the upper half including the peripheral part of the discharge port, the area where the thin and thick part is dominant in one molding step becomes small. As compared with the case where the entire orifice plate is molded at one time, the filling of the thin and thick portion becomes easier, and the moldability can be remarkably improved.

【0142】また、第一基体を成形するための一次成形
用ゲートを液流路溝上方近傍の境界面にピンポイントゲ
ートで配設することにより、ゲートと液流路およびオリ
フィスプレート薄肉厚部の間は直線的かつ最短経路で接
続され、ゲートより注入される成形樹脂は液流路および
オリフィスプレート薄肉厚部までスムーズに流れて行く
ようになり、さらに、樹脂注入圧力が液流路壁部および
オリフィスプレート薄肉厚部に対して直接的に作用する
ようになり、また、保圧工程段階における保圧力は液流
路壁部やオリフィスプレート薄肉厚部に向けて効率良く
加えられるため、液流路部やオリフィスプレート薄肉厚
部への充填性が非常に良好になる。また、一次成形用ゲ
ートと液流路溝上方近傍の境界面との間に両者を接続す
る中継部を設けることにより、第一基体の容積を余分に
増やすことなく、一次成形用ゲートが設置できるため、
高精度な二色成形天板を製作できるようになり、さら
に、ゲート周辺部の金型強度の低下を防止することがで
き、生産性が良好となる。
Further, by providing a primary molding gate for molding the first base on the boundary surface near the upper portion of the liquid flow channel with a pinpoint gate, the gate, the liquid flow channel, and the orifice plate thin-walled portion can be formed. The connection is made in a straight line and the shortest path, and the molding resin injected from the gate flows smoothly to the liquid flow path and the orifice plate thin-walled portion. Since it acts directly on the orifice plate thin part, the holding pressure in the pressure holding step is efficiently applied toward the liquid flow path wall and the orifice plate thin part. The filling property to the thin portion and the orifice plate thin portion becomes very good. In addition, by providing a relay portion connecting the primary molding gate and the boundary surface near the upper part of the liquid flow channel, the primary molding gate can be installed without excessively increasing the volume of the first base. For,
A high-precision two-color molded top plate can be manufactured, and further, a decrease in the mold strength around the gate can be prevented, and the productivity is improved.

【0143】第一基体を一次成形するためのピンポイン
トゲートの配設位置と配設数量を最適に設定することに
より、単一樹脂の射出成形では困難とされていた吐出口
が600dpi以上に高密度化された天板や20μm〜
50μmの超薄肉厚オリフィスプレートを有し液流路配
列長さが100mm以上あるような長尺天板であって
も、天板の長さに左右されることなく、オリフィスプレ
ートの薄肉部や液流路壁の微細部分を良好に充填するこ
とができる。
By optimally setting the position and quantity of the pinpoint gates for the primary molding of the first base, the discharge ports which have been difficult in injection molding of a single resin can be increased to 600 dpi or more. Densified top plate and 20μm ~
Even a long top plate having an ultra-thin orifice plate of 50 μm and having a liquid flow path arrangement length of 100 mm or more, regardless of the length of the top plate, the thin portion of the orifice plate The fine portion of the liquid channel wall can be filled well.

【0144】また、ピンポイントゲートは、一次成形
後、成形枠体より直ちに切断除去されることから、ゲー
ト部、スプルー部、ランナー部の硬化収縮から生じる応
力が一次成形枠体に向けて作用することを断ち切ること
ができ、ゲート上流部で生じる応力が二色成形品に影響
を及ぼさないようにすることができる。
Further, since the pinpoint gate is cut and removed from the molding frame immediately after the primary molding, the stress generated by the curing shrinkage of the gate, sprue, and runner acts on the primary molding frame. This makes it possible to prevent the stress generated upstream of the gate from affecting the two-color molded product.

【0145】天板を異材質で複合成形する形態とするこ
とにより、第二基体の成形樹脂は様々な材料を使用して
成形することが可能となり、両者を二色成形によって接
合一体化することにより、弾性率等の剛性面と熱膨張等
の性能面において改善を図ることができる。
[0145] By forming the top plate in a composite molding of different materials, the molding resin of the second base can be molded using various materials, and the two can be integrally joined by two-color molding. Thereby, improvement can be achieved in terms of rigidity such as elastic modulus and performance in terms of thermal expansion and the like.

【0146】また、二次成形用ゲートを天板長手方向側
面に配置することにより、第二基体を繊維状のフィラー
を含んだ樹脂や異方性の大きな材料で成形するような場
合、フィラーを含んだ樹脂は天板の液流路配列方向に流
れ、フィラーの繊維等は液流路配列方向に配向されるこ
ととなり、樹脂の配向制御を効率よく行うことができ、
熱膨張、弾性率、成形硬化収縮率、その他の機械的強度
が液流路配列方向で最大限に発揮されるようになる。こ
れにより、第二基体は二次成形材料のもつ剛性や熱膨張
特性を有することになり、さらには、二色成形によって
成形された天板は、単一材料による成形では得られなか
った剛性を得るとともに、液流路配列方向の熱膨張特性
が格段に向上する。
By arranging the secondary molding gate on the side surface in the longitudinal direction of the top plate, when the second base is molded from a resin containing a fibrous filler or a material having a large anisotropy, the filler may be used. The contained resin flows in the liquid flow path arrangement direction of the top plate, and the filler fibers and the like are oriented in the liquid flow path arrangement direction, so that the resin orientation control can be efficiently performed,
Thermal expansion, elastic modulus, molding cure shrinkage, and other mechanical strengths are maximized in the liquid flow direction. As a result, the second substrate has the rigidity and thermal expansion characteristics of the secondary molding material, and the top plate molded by two-color molding has a rigidity that cannot be obtained by molding with a single material. At the same time, the thermal expansion characteristics in the liquid flow direction are significantly improved.

【0147】第二基体を第一基体に注入される材料より
も線膨張係数が小さな材料によって成形することによ
り、両基体が一体化される二色成形天板は、第二基体部
の有する熱膨張特性が付与されて、環境変動下において
液流路列周辺や吐出口周辺の熱伸縮が抑制されるように
なる。また、これは液流路列が高密度化された天板や長
尺化された天板に対しても有効に展開できるため、様々
な形態の天板が成形できるようになり、成形天板の性能
を格段に向上させることができる。
By molding the second base with a material having a smaller linear expansion coefficient than the material injected into the first base, the two-color molded top plate in which the two bases are integrated is formed by the heat of the second base. The expansion characteristic is imparted, so that thermal expansion and contraction around the liquid flow passage array and around the discharge port under environmental fluctuations can be suppressed. In addition, since this can be effectively developed even for a top plate having a high-density liquid channel row or a long top plate, various types of top plates can be formed, and the molded top plate can be formed. Can be remarkably improved.

【0148】また、第二基体の容積を第一基体の容積の
4倍以上とすることにより、二色成形天板における第二
基体部分が占める容積が大きくなるため、二次成形終了
後に、両基体の境界面には、第一基体部分の成形硬化収
縮によって生じる剪断応力や曲げ応力が作用するもの
の、第二基体部分がこれらの内部応力に耐えうるだけの
剛性を備えることになり、二色成形天板は、反り、変
形、精度等の品質面での悪影響を受けることはない。さ
らに、第一基体の肉厚を1mm以下とすることにより、
第一基体部分から発生する硬化収縮応力が著しく低下
し、これに伴って、両基体の境界面に作用する剪断応力
や曲げ応力も低下するため、二色成形天板の成形精度を
格段に向上させることができる。
Further, by setting the volume of the second substrate to be at least four times the volume of the first substrate, the volume occupied by the second substrate portion in the two-color molding top plate becomes large. Although the shear stress and the bending stress generated by the molding / hardening shrinkage of the first base portion act on the boundary surface of the base, the second base portion has rigidity enough to withstand these internal stresses. The molded top plate is not affected by quality, such as warpage, deformation, and accuracy. Further, by setting the thickness of the first base to 1 mm or less,
The curing shrinkage stress generated from the first base part is remarkably reduced, and the shear stress and bending stress acting on the interface between the two bases are also reduced. Can be done.

【0149】さらに、第一基体を透明部材で成形するこ
とにより、オリフィスプレートの前面から封止剤の充填
具合を確認できるようになり、組立てや検査工程等にお
いて生産性が向上する。また、第一基体をポリサルフォ
ンによって成形することにより、透明性のあるオリフィ
スプレートが形成でき、吐出口を形成するためのレーザ
加工性や耐インク特性に優れ、かつ流動性が良好で精密
成形が容易にできる等オリフィスプレートを加工する上
において、必要な条件を確保することができる。また、
第二基体に注入される材料のベースレジンを、第一基体
に注入される材料のベースレジンと同一材料とすること
により、多色成形における第一基体と第二基体との接合
性が良好となり、完成される天板は、一色の成形と同様
に完全に一体化できる上に一色の成形時よりも高精度に
成形することができる。
Further, by forming the first base body with a transparent member, the filling condition of the sealant can be confirmed from the front surface of the orifice plate, and the productivity in the assembling and inspection steps is improved. In addition, by forming the first substrate with polysulfone, a transparent orifice plate can be formed, excellent in laser workability and ink resistance for forming the discharge port, and has good fluidity and easy precision molding. In processing the orifice plate, necessary conditions can be ensured. Also,
By making the base resin of the material injected into the second base the same as the base resin of the material injected into the first base, the bonding property between the first base and the second base in multicolor molding is improved. The completed top plate can be completely integrated as in the case of one-color molding, and can be molded with higher precision than in the case of one-color molding.

【0150】また、第一基体と第二基体の境界面に、リ
ブ、蛇腹、ボス、座、または矩形の凹凸列を形成するこ
とにより、第一基体と第二基体の接合面積を大きくする
ことができ、両者の接合をより強固にすることができ
る。さらにまた、第二基体に熱膨張率の小さな樹脂が使
用されるような場合は、天板が温度変化の大きな環境下
に置かれて、第一基体が体積変化を起こそうとしても、
第二基体の剛性と境界面の凹凸列によって、これを物理
的に阻止するため、第一基体の体積変化をより効果的に
抑制することができる。また、両者が剥離方向において
アンダーカットとなるように境界部分の凹凸形状が形成
されれば、第一基体と第二基体とが異種材料で成形され
たり、接合強度が小さい場合であっても、両者を一体化
させることができ、第二基体の材料特性が第一基体の材
料特性の弱点を補えるようになる。さらに、第一基体と
第二基体の成形材料の組み合わせは両材料の融合性の良
否に関係なく選定できるようになる。
Further, by forming ribs, bellows, bosses, seats, or rectangular irregularities on the boundary surface between the first base and the second base, the bonding area between the first base and the second base can be increased. And the bonding between them can be further strengthened. Furthermore, in the case where a resin having a small coefficient of thermal expansion is used for the second base, even if the top plate is placed in an environment with a large temperature change and the first base attempts to change the volume,
This is physically prevented by the rigidity of the second base and the irregularities on the boundary surface, so that the volume change of the first base can be more effectively suppressed. In addition, if the uneven shape of the boundary portion is formed so that both are undercut in the peeling direction, even if the first base and the second base are formed of different materials, or the bonding strength is small, Both can be integrated, and the material properties of the second base can compensate for the weakness of the material properties of the first base. Furthermore, the combination of the molding materials of the first substrate and the second substrate can be selected regardless of the fusibility of the two materials.

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

【図1】本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施例の構
成の一例を示す概略的な斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of a first embodiment of a liquid ejection head according to the present invention.

【図2】本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施例の構
成の一例を分解して示す概略的な斜視図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an exploded example of the configuration of the first embodiment of the liquid ejection head according to the present invention.

【図3】本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施例にお
ける二色成形によって形成される天板の一例を示す概略
的な斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of a top plate formed by two-color molding in the first embodiment of the liquid ejection head according to the present invention.

【図4】本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施例にお
ける二色成形によって形成される天板の一例を示す概略
的な断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a top plate formed by two-color molding in the first embodiment of the liquid ejection head according to the present invention.

【図5】本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施例にお
ける天板の一次成形の態様を示す概略的な斜視図であ
る。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an aspect of primary molding of a top plate in the first embodiment of the liquid ejection head according to the present invention.

【図6】本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施例にお
ける天板の一次成形後にゲート切断後の状態を示す概略
的な斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a state after the gate is cut after the primary molding of the top plate in the first embodiment of the liquid discharge head according to the present invention.

【図7】本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施例にお
ける天板の一次成形の金型構成を示す概略断面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a mold for primary molding of a top plate in the first embodiment of the liquid discharge head according to the present invention.

【図8】本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施例にお
ける天板の二次成形の態様を示す概略的な斜視図であ
る。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing an aspect of the secondary molding of the top plate in the first embodiment of the liquid ejection head according to the present invention.

【図9】本発明に係る液体吐出ヘッドの第2実施例にお
ける二色成形天板の構成を説明するために第一基体と第
二基体を分断して示す概略的な斜視図である。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a first base and a second base separated from each other to explain the configuration of a two-color molding top plate in a second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention.

【図10】従来の液体吐出ヘッドにおける天板の成形態
様を示す概略的な斜視図である。
FIG. 10 is a schematic perspective view showing a molding mode of a top plate in a conventional liquid ejection head.

【図11】従来の液体吐出ヘッドの概略構成を分解して
示す斜視図である。
FIG. 11 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a conventional liquid ejection head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 素子基板 1a 吐出エネルギー発生素子(発熱素子) 2 配線基板 3 支持基板 5 天板(部材) 6 オリフィスプレート 6a 吐出口 6c オリフィスプレート下半部 6d オリフィスプレート上半部 6e 吐出口周辺部分 7 ノズル(列) 7a 溝壁下面 8 液室 8a 液室上面 8c 液室下面 9 液供給口 10 押えばね 21 第一基体 22 第二基体 23 境界面 31 一次成形用ゲート(ピンポイントゲート) 32 中継部 33 一次成形用二次スプルー 34 一次成形用ランナー 36 固定側型板 37 可動側型板 38 可動側スライド型駒 41 二次成形用サイドゲート 42 二次成形用中間ゲート 43 二次成形用二次スプルー 51、52 凹凸列 Reference Signs List 1 element substrate 1a discharge energy generating element (heat generating element) 2 wiring board 3 support substrate 5 top plate (member) 6 orifice plate 6a discharge port 6c orifice plate lower half 6d orifice plate upper half 6e discharge port peripheral part 7 nozzle ( Row) 7a Groove wall lower surface 8 Liquid chamber 8a Liquid chamber upper surface 8c Liquid chamber lower surface 9 Liquid supply port 10 Holding spring 21 First substrate 22 Second substrate 23 Boundary surface 31 Primary molding gate (pin point gate) 32 Relay portion 33 Primary Secondary sprue for molding 34 Runner for primary molding 36 Fixed mold plate 37 Movable mold plate 38 Movable slide mold piece 41 Secondary molding side gate 42 Secondary molding intermediate gate 43 Secondary molding secondary sprue 51, 52 row of irregularities

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体に吐出エネルギーを与える吐出エネ
ルギー発生素子が複数の液流路に対応して設けられた素
子基板と、前記複数の液流路に対応する液流路溝と、該
液流路溝の一端に連通して液体を吐出する吐出口が配列
して設けられるオリフィスプレートと、前記液流路溝の
他端に連通して該液流路溝に液体を供給する液室と、該
液室に液体を供給する液供給口とから構成され、液流路
溝、オリフィスプレート、液室および液供給口が一体的
に形成された天板部材と前記素子基板とを接合させるこ
とによって前記液流路を形成する液体吐出ヘッドにおい
て、 前記天板部材は、前記液流路溝および前記吐出口の上方
近傍を境界面として、前記吐出口を含むオリフィスプレ
ート下半部と前記液流路溝とから構成される第一基体
と、前記吐出口を含まないオリフィスプレート上半部と
前記液室と前記液供給口とから構成される第二基体とに
分割され、前記第一基体と前記第二基体は、第一基体を
一次成形により、第二基体を二次成形によりそれぞれ成
形する二色成形によって接合一体化されていることを特
徴とする液体吐出ヘッド。
An element substrate provided with a discharge energy generating element for applying discharge energy to the liquid corresponding to the plurality of liquid flow paths; a liquid flow path groove corresponding to the plurality of liquid flow paths; An orifice plate provided with an array of discharge ports for discharging liquid in communication with one end of the passage groove, and a liquid chamber for supplying liquid to the liquid passage groove by communicating with the other end of the liquid passage groove; A liquid supply port for supplying a liquid to the liquid chamber, and a top plate member integrally formed with a liquid flow channel, an orifice plate, a liquid chamber, and a liquid supply port, and by joining the element substrate to the top plate member. In the liquid discharge head that forms the liquid flow path, the top plate member has a lower surface of the orifice plate including the discharge port as a boundary surface near the liquid flow path groove and the discharge port and the liquid flow path. A first base composed of a groove, and the discharge port The first base and the second base are divided into a first base and a second base formed by forming a first base by forming a second base composed of the upper half of the orifice plate not containing the liquid chamber and the liquid supply port. A liquid ejection head, which is integrally joined by two-color molding in which a base is molded by secondary molding.
【請求項2】 前記第一基体を一次成形するためのゲー
トが前記液流路溝上方の前記境界面に配設されることを
特徴とする請求項1記載の液体吐出ヘッド。
2. The liquid discharge head according to claim 1, wherein a gate for primary forming the first base is provided on the boundary surface above the liquid flow channel.
【請求項3】 前記第一基体を一次成形するためのゲー
トは、1個所ないし複数個所のピンポイントゲートであ
ることを特徴とする請求項2記載の液体吐出ヘッド。
3. The liquid discharge head according to claim 2, wherein a gate for primary molding of the first base is a pinpoint gate at one or a plurality of positions.
【請求項4】 前記第一基体を一次成形するためのゲー
トと前記境界面との間に両者を接続する中継部が設けら
れていることを特徴とする請求項2または3記載の液体
吐出ヘッド。
4. The liquid discharge head according to claim 2, further comprising a relay portion connecting between the gate for primary molding of the first base and the boundary surface for connecting the two. .
【請求項5】 前記第二基体を二次成形するためのゲー
トは、前記天板部材の長手方向側面に配設され、二次成
形樹脂が該天板部材の液流路配列方向に流動するように
構成されていることを特徴とする請求項1ないし4のい
ずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
5. A gate for secondary molding the second base is disposed on a longitudinal side surface of the top plate member, and the secondary molding resin flows in a liquid flow direction arrangement direction of the top plate member. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid discharge head is configured as described above.
【請求項6】 前記第二基体は、前記第一基体に注入さ
れる材料よりも線膨張係数が小さな材料によって成形さ
れることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項
に記載の液体吐出ヘッド。
6. The method according to claim 1, wherein the second substrate is formed of a material having a smaller coefficient of linear expansion than a material injected into the first substrate. Liquid ejection head.
【請求項7】 前記第二基体の容積が、前記第一基体の
容積の4倍以上であることを特徴とする請求項1ないし
6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
7. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the volume of the second base is at least four times the volume of the first base.
【請求項8】 前記第一基体の肉厚が1mm以下である
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記
載の液体吐出ヘッド。
8. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the thickness of the first base is 1 mm or less.
【請求項9】 前記第一基体は透明部材によって成形さ
れることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項
に記載の液体吐出ヘッド。
9. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the first base is formed of a transparent member.
【請求項10】 前記第一基体がポリサルフォンによっ
て成形されることを特徴とする請求項1ないし9のいず
れか1項に記載の液体吐出ヘッド。
10. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the first base is formed of polysulfone.
【請求項11】 前記第二基体はファイバー、ビーズ等
のフィラーが充填された複合材料によって成形されるこ
とを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記
載の液体吐出ヘッド。
11. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the second base is formed of a composite material filled with fillers such as fibers and beads.
【請求項12】 前記第二基体に注入される材料のベー
スレジンは、前記第一基体に注入される材料のベースレ
ジンと同一材料であることを特徴とする請求項1ないし
11のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
12. The method according to claim 1, wherein the base resin of the material injected into the second base is the same as the base resin of the material injected into the first base. Item 6. The liquid ejection head according to item 1.
【請求項13】 前記第一基体と第二基体のそれぞれの
境界面の一部には、リブ、蛇腹、ボス、座、または矩形
の凹凸列が形成され、前記第一基体の凸部が前記第二基
体の凹部に進入し、前記第二基体の凸部が前記第一基体
の凹部に進入するように構成されていることを特徴とす
る請求項1ないし12のいずれか1項に記載の液体吐出
ヘッド。
13. A rib, a bellows, a boss, a seat, or a rectangular uneven row is formed on a part of a boundary surface between each of the first base and the second base. 13. The method according to claim 1, wherein the concave portion of the second substrate enters the concave portion of the second substrate, and the convex portion of the second substrate enters the concave portion of the first substrate. 14. Liquid ejection head.
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