JP2002331668A - Liquid discharge head - Google Patents

Liquid discharge head

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JP2002331668A
JP2002331668A JP2001140870A JP2001140870A JP2002331668A JP 2002331668 A JP2002331668 A JP 2002331668A JP 2001140870 A JP2001140870 A JP 2001140870A JP 2001140870 A JP2001140870 A JP 2001140870A JP 2002331668 A JP2002331668 A JP 2002331668A
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liquid
base
top plate
molding
substrate
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Japanese (ja)
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Yukuo Yamaguchi
裕久雄 山口
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance rigidity of an orifice plate by enhancing the molding accuracy or filling performance at the time of manufacturing a top plate constituting a liquid discharge head, and to obtain a high density or long liquid discharge head by suppressing deformation or warp of the top plate. SOLUTION: A top plate 5 constituting a liquid discharge head is divided into a first base body 21 comprising a nozzle array 7 and the ejection opening peripheral part 6c of an orifice plate, and a second basic body 22 comprising the outer circumferential part 6d of the orifice plate, a liquid chamber 8 and a liquid supply opening 9 wherein the first base body 21 and the second basic body 22 are jointed integrally by two color molding. When the first base body 21 is molded of transparent polysulfone, fine shape thereof can be filled efficiently and can be molded with high precision. When the second basic body 22 is molded of resin containing a filler, rigidity of the top plate or the orifice plate is enhanced and a high density or long liquid jet head can be obtained.

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や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 transducers, 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、記録情報等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 electrothermal converting element (heating element) that generates heat when energized according to recording information or the like is used, and heats a liquid in a liquid flow path. A bubble is formed by causing a state change in the liquid, and the liquid is discharged based on the volume change at the time of the formation of the bubble. This type of discharge energy generating element is a thin film forming technology in a 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】また、オリフィスプレートが樹脂材料から
なる場合には、吐出口は、一般に、エキシマレーザ加工
によって形成されている。
When the orifice plate is made of a resin material, the discharge port is generally formed by excimer laser processing.

【0010】オリフィスプレートにおいて、吐出口が形
成される部分の厚みは、数10μmと非常に薄肉厚であ
り、この部分を厚くすると、レーザ加工の縮口孔形成の
特性により、オリフィスプレート表面側の吐出口面積が
小さくなり、液吐出量が減少したり、吐出が不安定にな
る等のため、オリフィスプレートの厚みははぼ定まって
おり、あまり大きくすることができない。
In the orifice plate, the portion where the discharge port is formed has a very small thickness of several tens of μm. The thickness of the orifice plate cannot be increased so much because the discharge port area is reduced, the liquid discharge amount is reduced, and the discharge becomes unstable.

【0011】このようなオリフィスプレートに加工形成
される微細な吐出口は、液吐出方向、液吐出速度、吐出
精度等を決定付ける部分であり、吐出口の形成が液体吐
出ヘッドの吐出性能を左右する重要な要素となってい
る。
The fine orifices formed on the orifice plate are parts that determine the liquid discharge direction, liquid discharge speed, discharge accuracy, and the like. The formation of the discharge ports affects the discharge performance of the liquid discharge head. Has become an important factor.

【0012】そこで、オリフィスプレートは、微細な吐
出口の加工性が良好であり、耐インク特性に優れている
こと等が要求される。
Therefore, the orifice plate is required to have good workability of fine discharge ports and excellent ink resistance.

【0013】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.

【0014】このような天板の成形においては、オリフ
ィスプレートの薄肉厚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 forming such a top plate, it is required that the thin or thick portion of the orifice plate can be filled, and that the fine portion of the liquid flow path wall can be transferred stably. Due to the increasing difficulty, it is very difficult to stabilize molding accuracy and maintain its quality.

【0015】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、樹脂の流れがよどむ領域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
脂がもう一段階上流側より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
させることが重要である。
Injection molding mainly consists of two steps, an injection step and a pressure-holding step. In the injection step, the resin must flow through the entire area inside the mold as quickly as possible before the resin cools and solidifies. However, in the injection process stage, the resin flow is stagnant in the region where the resin flow is stagnant or in a minute portion, so that the resin is insufficiently filled, but the mold is not filled due to the holding pressure applied in the next pressure holding process. Since the internal resin is pushed from the upstream side by another stage, the unfilled portion is completely filled. Therefore,
It is important that such a holding pressure efficiently acts on the fine shape region.

【0016】従来の天板においては、図8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 a conventional top plate, by disposing a fan gate 150 as shown in FIG. 8 on the back surface of the top plate 110, resin is injected from a wide area on the back surface of the top plate.
Care has been taken to ensure that the resin flows efficiently throughout the top plate. 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.

【0017】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.

【0018】かかる液体吐出ヘッドの概略構成を図9に
示す。図9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11
1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. 9 shows a schematic configuration of such a liquid discharge head. In FIG. 9, the liquid ejection head includes an element substrate 100 on which a large 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 ( The liquid chamber 11 includes a top plate 110 having an uneven portion forming a nozzle row) 112.
A liquid supply port 114 that communicates with the liquid chamber 111 is formed in an upper part of 1.

【0019】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.

【0020】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ている。また、天板
110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 bonded and fixed to a support substrate (base plate) 120 with an adhesive 122 or the like, and the top plate 110 is connected to the heating element 101 serving as a discharge energy generating element and disposed 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. The liquid chamber 111 of the top plate 110 receives a supply of liquid from a liquid storage tank (not shown) via a liquid supply port 114.

【0021】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.

【0022】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.

【0023】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.

【0024】[0024]

【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.

【0025】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8参照)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 the top plate (see FIG. 8), the resin injected from a wide area on the back surface of the top plate receives the liquid in the upstream liquid chamber, After passing through the shape forming area such as the liquid supply section, the liquid reaches the liquid flow path wall, so that the pressure loss in the middle path tends to increase, and the injection pressure and the holding pressure are hardly transmitted to the liquid flow path wall. Could be. 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.

【0026】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、さらには、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, the lower surface of the liquid flow path wall of the top plate is several μm
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 pressing, internal stress and internal distortion are generated around the liquid flow path wall, and further, the orifice plate is affected by the distortion. The part also follows and warps. At this time, in the orifice plate, the orifice plate surface warps in the liquid discharge direction, or the orifice plate surface tilts upward or downward,
The relative orientation and relative position of the plurality of discharge port arrays arranged on the orifice plate 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.

【0027】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
配列長さが長くなって、天板が長尺タイプになる程、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 distortion generated by such mechanical joining of the top plate and an internal distortion generated by an internal stress caused by the curing shrinkage of the molding resin. As a matter of course, as the arrangement length of the discharge ports becomes longer and the top plate becomes longer, the deformation of the orifice plate during molding tends to increase.

【0028】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 distortion of the orifice plate caused by the close contact described above, 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.

【0029】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、液滴がよれたりする。また、記録信号印加時に、液
体が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 are formed by the element. 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 twisted. In addition, when a recording signal is applied, the liquid is not ejected from the ejection port to be ejected, but the liquid is ejected from the adjacent ejection port, which may cause print disorder and may cause deterioration in image recording quality. .

【0030】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.

【0031】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.

【0032】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, selection of a material having high precision and excellent dimensional stability is an important factor that is indispensable for improving the precision thin and thick 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.

【0033】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.

【0034】(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.

【0035】(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が要求され、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 Manufacturing The liquid flow path wall of the top plate has a complicated and minute shape, and a mold piece for transferring this portion requires 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.

【0036】(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 Material Fluidity In forming a 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.

【0037】(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.

【0038】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.

【0039】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.

【0040】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.

【0041】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.

【0042】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、液流路が多数
配列されるような長尺ヘッドでは、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。
When 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 a long head in which a large number of liquid flow paths are arranged, such a relative position shift is accumulated in the liquid flow path arrangement portion, so that a large relative position shift occurs in the liquid flow paths at both ends. become.

【0043】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。
Since 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, an increase in the relative displacement between them may adversely affect the liquid discharge performance. become.

【0044】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 for moving the relative positions of both members acts. 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, and the bonding interface where the liquid flow path and the heating element face each other is likely to cause relative displacement. I do.

【0045】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、液流路壁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. Due to the mechanical strength of the wall itself, relative displacement between the liquid flow path wall and the element substrate is prevented.

【0046】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している恐れがある。
However, at the distal end of the discharge port, the effect of such mechanical pressing force is reduced. Therefore, the position between the distal end of the discharge port, the liquid flow path wall, and the element substrate is extremely small, but the relative displacement is small. May have occurred.

【0047】この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されるにしたがって大きくな
り、その上、相対位置ずれを抑え込むことが難しくな
る。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。
The degree of the influence of such a relative positional deviation increases as the density of the nozzle rows increases, and it is difficult to suppress the relative positional deviation. 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 target strength will decrease.

【0048】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 top plate or the long top plate in which the liquid flow paths are arranged at high density, even if the thermal expansion is slight, there is a possibility that the discharge ports at both ends may cause a large relative displacement. are doing.

【0049】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 is known. 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.

【0050】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.

【0051】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, with the increase in resolution and high-speed printing in the liquid ejecting apparatus in the future, the resin material that can be applied 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.

【0052】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。
Accordingly, the present invention improves the filling properties of the liquid flow path wall and the thin portion of the orifice plate, etc., 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.

【0053】[0053]

【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
と前記オリフィスプレートの吐出口周辺部分とから構成
される第一基体と、前記オリフィスプレートの吐出口周
辺部分の外側を囲む吐出口外周部分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、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 integrally formed with the element substrate, the top plate member includes a liquid passage groove and a periphery of a discharge port of the orifice plate. A first base composed of The orifice plate is divided into a discharge port outer peripheral portion surrounding the discharge port peripheral portion and a second base composed of the liquid chamber and the liquid supply port, and the first base and the second base are of two colors. It is characterized by being integrated by molding.

【0054】本発明の液体吐出ヘッドにおいては、前記
第二基体を一次成形により、前記第一基体を二次成形に
よりそれぞれ成形することが好ましい。
In the liquid discharge head of the present invention, it is preferable that the second base is formed by primary forming and the first base is formed by secondary forming.

【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、また、ピュアな材料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, is preferably formed of a pure material, 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、前記第
二基体を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、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
く、また、前記第一基体を成形するためのゲートは、前
記天板部材の長手方向の両側面に配設される2点ゲート
であることが好ましい。
In the liquid discharge head of the present invention, the gate for molding the second base is provided on a side surface of the top plate member in the longitudinal direction, and the molding resin is arranged in the liquid flow direction arrangement direction of the top plate member. It is preferable that the gate is configured to flow, and the gate for forming the first base is a two-point gate disposed on both longitudinal side surfaces of the top plate member.

【0058】本発明の液体吐出ヘッドにおいて、前記第
一基体と第二基体と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く、さらに、前記凹凸列は、液流路
溝上方近傍の境界面の一部および/または吐出口下方近
傍の境界面の一部に形成することができる。
In the liquid discharge head of the present invention, a part of the boundary between the first base and the second base includes a rib, a bellows,
A boss, a seat, or a row of rectangular irregularities is formed, such that the convex portion of the first base enters the concave portion of the second base, and the convex portion of the second base enters the concave portion of the first base. Preferably, the irregularities are formed on a part of the boundary surface near the upper part of the liquid flow channel groove and / or a part of the boundary surface near the lower part of the discharge port.

【0059】本発明の液体吐出ヘッドにおいては、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
ることが好ましく、さらに、前記第一基体の肉厚は1m
m以下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 the volume of the second substrate is at least four times the volume of the first substrate, and the thickness of the first substrate is 1 m.
m or less.

【0060】[0060]

【作用】本発明の液体吐出ヘッドによれば、天板部材
が、液流路溝とオリフィスプレートの吐出口周辺部分と
から構成される第一基体と、オリフィスプレートの吐出
口周辺部分の外側を囲む吐出口外周部分と液室と液供給
口とから構成される第二基体とに分割され、第一基体と
第二基体が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 is formed between the first base body composed of the liquid flow channel and the periphery of the discharge port of the orifice plate, and the outside of the periphery of the discharge port of the orifice plate. The first base and the second base are divided and divided into a second base composed of an outer peripheral portion of the surrounding discharge port, a liquid chamber and a liquid supply port, and the first base and the second base are joined and integrated by two-color molding. The base has a simple shape, the flow and orientation of the injected resin are stable, no extra pressure loss occurs during the flow, and the molding accuracy and filling property of the top plate can be improved. By performing two-color molding (or multi-color molding) by combining ceramics, metals, fillers, and the like, it is possible to form a high-precision, multifunctional top plate that could not be realized by molding a single material.

【0061】また、第一基体は微細な液流路溝、第二基
体は薄肉厚のオリフィスプレート部と、天板成形におい
て難易度の高い領域が二工程に分割して成形されるた
め、各々の成形工程における難易度が軽減され、天板全
体が一回で成形される場合に比べて、成形性が格段に向
上する。
Further, the first base is formed in a fine liquid flow channel, and the second base is formed by dividing a thin orifice plate portion and a high difficulty region in the top plate forming into two steps. The difficulty in the forming step is reduced, and the formability is remarkably improved as compared with the case where the entire top plate is formed at one time.

【0062】また、第一基体は吐出口周辺部と液流路溝
周辺の略直方体の単純形状に形成されて、ゲートと液流
路溝の間はほぼ直線的な経路で接続されるため、ゲート
より注入される成形樹脂は、大きな圧力損失を生じるこ
となく、液流路部までスムーズに流れて行くようにな
り、液流路溝に対して効率良い充填ができる。さらに、
射出工程段階の樹脂注入圧力が液流路部に対して効率良
く作用するとともに、保圧工程段階の保圧力が液流路部
へ確実に伝達されるため、液流路部は確実かつ安定して
充填されるようになる。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
容易に実現できる。
Further, the first base is formed in a substantially rectangular parallelepiped simple shape around the discharge port and the periphery of the liquid flow channel, and the gate and the liquid flow channel are connected by a substantially linear path. The molding resin injected from the gate smoothly flows to the liquid flow channel without causing a large pressure loss, and the liquid flow channel can be efficiently filled. further,
The resin injection pressure in the injection process stage acts efficiently on the liquid flow path, and the holding pressure in the pressure-holding step is reliably transmitted to the liquid flow path. To be filled. Therefore, transfer of the liquid flow path wall portion can be easily realized even in the molding of the top plate in which the discharge ports, which have conventionally been difficult in injection molding, have a high density of 600 dpi or more.

【0063】また、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、完成された天板は、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。
Further, by forming the top plate in a form of composite molding with different materials, the molding resin of the second base can be molded using various materials, and both can be joined and integrated by two-color molding. By doing so, the completed top plate can be improved in terms of rigidity such as elastic modulus and performance such as thermal expansion.

【0064】そこで、第二基体の成形に際し、天板長手
方向側面に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、二色成形によって第一基体と第二基
体が一体化された天板は、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。
Therefore, when molding the second substrate, a molding gate 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 flow in the direction of arrangement of the liquid flow paths in the top plate, and the fibers of the filler are oriented in the direction of arrangement of the liquid flow paths. The second substrate has the rigidity and thermal expansion characteristics of the molding material. The top plate in which the first base and the second base are integrated by color molding obtains rigidity that cannot be obtained by molding with a single material, and significantly improves the thermal expansion characteristics in the liquid flow path arrangement direction.

【0065】つまり、オリフィスプレートの吐出口外周
部分がフィラー含有樹脂によって成形されるため、液流
路溝や吐出口が環境変動によって液流路配列方向に伸縮
しようとしても、液流路溝の真上や吐出口外周を覆う第
二基体がこれを阻止するように働き、液流路溝や吐出口
の配列方向の伸縮が抑制されることになる。さらに、オ
リフィスプレートの外周部分はフィラー含有樹脂によっ
て覆われるため、オリフィスプレート全体の剛性が増し
て、装置全体における回復動作時のキャッピングに対す
る耐圧力が格段に向上するようになる。このため、キャ
ッピング圧力が大きく設定できるようになり、キャッピ
ングの際の気密性に対する信頼性が向上し、さらに、天
板と素子基板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。
In other words, since the outer peripheral portion of the discharge port of the orifice plate is formed of the filler-containing resin, even if the liquid flow channel or the discharge port attempts to expand and contract in the liquid flow channel arrangement direction due to environmental fluctuations, the true shape of the liquid flow channel groove. The second base covering the top and the outer periphery of the discharge port works to prevent this, and expansion and contraction of the liquid flow channel and the discharge port in the arrangement direction are suppressed. Further, since the outer peripheral portion of the orifice plate is covered with the filler-containing resin, the rigidity of the entire orifice plate is increased, and the withstand pressure against capping during the recovery operation in the entire apparatus is remarkably improved. As a result, the capping pressure can be set higher, which improves the reliability of the airtightness at the time of capping, and further reduces the distortion of the orifice plate surface that occurs when the top plate and the element substrate are in close contact with each other. Will be done.

【0066】したがって、第一基体の成形精度アップと
第二基体の剛性アップの組み合わせによって、ノズル列
下面の平面性が向上し、天板やオリフィスプレートの内
部歪みは著しく軽減され、これによって、吐出口は高精
度に配列され、液滴の着弾精度が優れて安定した液吐出
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 the increase in the molding accuracy of the first base and the increase in the rigidity of the second base improves the flatness of the lower surface of the nozzle row, and remarkably reduces the internal distortion of the top plate and the orifice plate. The outlets are arranged with high precision, so that a liquid discharge head that has excellent droplet landing accuracy and can perform stable liquid discharge can be manufactured.

【0067】また、第一基体と第二基体の境界面に、リ
ブ、蛇腹、ボス、座、または矩形等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。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。さらに、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 an uneven row such as a rib, a bellows, a boss, a seat, or a rectangle on the boundary surface between the first base and the second base, the bonding area between the first base and the second base is increased. And the bonding between them can be further strengthened. Further, when a resin having a small coefficient of thermal expansion is used for the second substrate, even if the top plate is placed in an environment having a large temperature change and the first substrate attempts to change its volume, This is physically prevented by the irregularities on the boundary surface, so that the volume change of the first base can be more effectively suppressed. Furthermore, if the uneven shape of the boundary portion is formed so that both are undercut in the peeling direction,
Even when the first base and the second base are formed of different materials or the bonding strength is low, the two can be integrated, and the material properties of the second base are weak points of the material properties of the first base. Can be supplemented.

【0068】[0068]

【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.

【0069】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6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.

【0070】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。そして、図5
は、本実施例における二色成形天板の第二基体の一次成
形の態様を示す概略的な斜視図であり、図6は、本実施
例における二色成形天板の第一基体の二次成形の態様を
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. And FIG.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing an aspect of primary molding of the second base of the two-color molded top plate in the present embodiment, and FIG. It is a schematic perspective view which shows the aspect of shaping | molding.

【0071】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.

【0072】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.

【0073】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.

【0074】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.

【0075】オリフィスプレート6は、図3および図4
に詳細に示すように、吐出口6aの周辺部分6cが最も
薄く、数10μm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6c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6
a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。
The orifice plate 6 is shown in FIGS.
As shown in detail, the peripheral portion 6c of the discharge port 6a is the thinnest and has a thickness of several tens of μm, and the rear portion facing the orifice plate surface in the thinnest portion is formed in parallel or substantially parallel. If the thickness of the peripheral portion 6c is increased, the diameter of the discharge port 6 on the surface of the orifice plate may be reduced due to the process of forming the reduced diameter hole by the laser characteristics.
The hole area of “a” becomes small, the liquid discharge amount decreases, and it becomes difficult to discharge the liquid stably. Further, since the laser processing time is long and the processing accuracy is reduced, the laser processing time is generally 20 μm to 70 μm.
It is formed with a very small thickness.

【0076】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 depth of the groove is several tens μm to several hundreds μm. It is formed with dimensions.

【0077】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。なお、オリフィスプ
レート6においては、後述するように、多数並列される
吐出口列6aの上方近傍に設けられる境界面23aと、
吐出口列6aの下方近傍に設けられる境界面23bと、
吐出口6aの配列方向の両側面に設けられる境界面23
c、23dを境にして、吐出口周辺部分6cと該周辺部
分6aを包囲する外周部分6dとに分割して成形され
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. In the orifice plate 6, as described later, a boundary surface 23 a provided near the upper part of the multiple ejection port arrays 6 a,
A boundary surface 23b provided in the vicinity below the discharge port array 6a;
Boundary surfaces 23 provided on both side surfaces in the arrangement direction of discharge ports 6a
With the boundary between c and 23d, the peripheral portion 6c is divided into a peripheral portion 6d surrounding the peripheral portion 6a and the peripheral portion 6c.

【0078】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.

【0079】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.

【0080】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。
Generally, 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.

【0081】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.

【0082】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.

【0083】次に、図3ないし図6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、境界面23(a、b、c、d)を境にして、二
つの第一基体21と第二基体22に分割構成され、第一
基体21は、オリフィスプレート6の吐出口周辺部分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6の外周部分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。す
なわち、オリフィスプレート6においては、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23aと、吐出口6aの下方近傍に設けら
れる境界面23bと、吐出口6aの配列方向の両側面に
設けられる境界面23c、23dを境にして、吐出口周
辺部分6cと外周部分6dとに分割形成されている。そ
して、第一基体21と第二基体22は、第二基体22を
一次成形により、第一基体21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。つま
り、オリフィスプレート6においても分割して成形され
る吐出口周辺部分6cと外周部分6dが二色成形によっ
て一体化されることになる。
Next, the structure of the top plate formed by two-color molding will be described with reference to FIGS. The top plate 5 is divided into two first bases 21 and a second base 22 at a boundary surface 23 (a, b, c, d), and the first base 21 is provided with a discharge port of the orifice plate 6. Peripheral part 6
c and the nozzle row 7, and the second base 22 has an outer peripheral portion 6 d of the orifice plate 6, a liquid chamber 8, a liquid supply port 9,
It comprises a spring receiving portion 5a and an outer peripheral portion of the top plate. That is, in the orifice plate 6, the nozzle row 7
23a provided near the upper part of the liquid passage portion to which the discharge port 6a is connected, the boundary 23b provided near the lower part of the discharge port 6a, and the boundary provided on both side surfaces in the arrangement direction of the discharge ports 6a. The discharge port peripheral portion 6c and the outer peripheral portion 6d are formed separately at the boundary between 23c and 23d. Then, the first base 21 and the second base 22 are joined and integrated by two-color molding in which the second base 22 is formed by primary molding and the first base 21 is formed by secondary molding. That is, also in the orifice plate 6, the discharge port peripheral portion 6c and the peripheral portion 6d, which are separately formed, are integrated by two-color molding.

【0084】第一基体21は、オリフィスプレートの吐
出口周辺部分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
優れる等の吐出口を含む第一基体に必要な条件を兼ね備
えている。
The first base body 21 is composed of a discharge port peripheral portion 6c of the orifice plate and a fine portion of the nozzle row 7. For example, a material such as polysulfone, polyethersulfone and the like having good fluidity and suitable for fine molding. Formed by These materials have the necessary conditions for the first base including the discharge port, such as being transparent and excellent in laser workability.

【0085】オリフィスプレートの吐出口周辺部分6c
は、前述したように、肉厚が数10μmで、第一基体2
1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、吐出口6aの下方部分の肉厚は、吐出口周辺部分
6c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、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。
Around the discharge port 6c of the orifice plate
Has a thickness of several tens of μm and has a first substrate 2
1 is a portion where the wall thickness is the thinnest, and if this region is widened, the filling property of the resin is deteriorated. For this reason, a smooth gradient is formed so that the thickness of the lower portion of the discharge port 6a becomes thicker downward from the discharge port peripheral portion 6c. This aims at reducing the pressure loss of the flowing resin to improve the filling property and further increasing the strength of the orifice plate.

【0086】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 member 21 is formed of a pure and transparent material (polysulfone, polyethersulfone, etc.) as described above, the first base member 21 is sealed 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.

【0087】また、オリフィスプレートが、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 is formed in two parts and is formed by being divided into two steps of the first base and the second base, the orifice plate is formed by one molding as in conventional injection molding. As compared with the case where the molding is performed, the area of the thin thick portion distributed to one molding step is narrowed, the difficulty in filling the resin is reduced, the productivity is remarkably improved, and the molding accuracy is further improved. Will be.

【0088】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.

【0089】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 the transfer accuracy and dimensional accuracy required for the first substrate 21 are not required. 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.

【0090】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、オリフィス
プレート外周部分6dの強度が増すことにより、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。また、装置本体に
おける回復動作時のキャッピングに対する耐圧力が格段
に向上するため、キャッピング圧力が大きく設定できる
ようになり、キャッピング時の気密性に対する信頼性が
格段に向上するようになる。
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. Furthermore, since the rigidity of the entire orifice plate is improved by increasing the strength of the outer peripheral portion 6d of the orifice plate, the distortion of the orifice plate surface caused when the top plate 5 and the element substrate 1 are in close mechanical contact is reduced. Become like In addition, since the withstand pressure against capping during the recovery operation in the apparatus main body is significantly improved, the capping pressure can be set to a large value, and the reliability for airtightness during capping can be significantly improved.

【0091】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7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 7 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.

【0092】また、第二基体22は、微細形状部がなく
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用の一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 base 22 has no finely shaped portions and has a small thin-walled area, the durability of the mold can be neglected. Therefore, the filler to be filled in the primary molding resin for the second base 22 is various. Material can be selected. 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.

【0093】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。
Furthermore, 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

【0094】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.

【0095】オリフィスプレート6において、境界面2
3は、図3および図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(23
a)と、吐出口6aの下方近傍(23b)と、吐出口6
aの配列方向の両側面(23c、23d)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、環境変動時に吐出口6aやノズル列7aが
その配列方向に熱膨張を起こそうとしても、第二基体2
2の対熱膨張特性と剛性によって、それを阻止するよう
に作用する。また、吐出口周辺部分6cの両側面は、第
二基体22の外周部分6dに抱え込まれているため、吐
出口周辺部分6cが吐出口配列方向に伸縮しようとして
も、吐出口周辺部分6cの外側を覆う外周部分6dがそ
れを物理的に阻止することになる。
In the orifice plate 6, the boundary surface 2
As shown in FIGS. 3 and 4, reference numeral 3 denotes an upper vicinity (23) of a liquid passage (a portion where the nozzle row 7 and the discharge port 6a are connected).
a), the vicinity (23b) below the outlet 6a, and the outlet 6
Since the second base 22 is formed of a low-thermal-expansion material, the discharge port 6a and the nozzle row 7a become hot in the direction of arrangement when the environment changes due to the fact that they are provided on both side surfaces (23c, 23d) in the direction of arrangement. The second substrate 2
It acts to prevent it due to its thermal expansion properties and stiffness. Further, since both side surfaces of the discharge port peripheral portion 6c are held by the outer peripheral portion 6d of the second base 22, even if the discharge port peripheral portion 6c attempts to expand and contract in the discharge port arrangement direction, the outside of the discharge port peripheral portion 6c. Is physically blocked by the outer peripheral portion 6d that covers.

【0096】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、吐出口6aとノズル列7が個別に変形を
起こしたり、ノズル列7と吐出口6aの相対向きが変化
することを防止している。
As described above, since the second base member 22 is formed of the low thermal expansion material, the discharge port 6a and the nozzle row 7 are individually deformed or the nozzle row 7 and the discharge are formed in an environment where the temperature fluctuates rapidly. The relative orientation of the outlet 6a is prevented from changing.

【0097】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 linear expansion coefficient 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 can be improved. 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.

【0098】さらに、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は高精
度な成形品に仕上げられる。
Further, when the second base 22 is formed of a resin containing a filler, the second base 22 itself 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. As described above, if the forming accuracy of both the first base 21 and the second base 22 is improved, the top plate 5 completed by joining the two is finished into a high-precision molded product.

【0099】次に、本実施例の天板を二色成形するため
の成形方法について図5および図6に基づいて説明す
る。
Next, a molding method for two-color molding of the top plate of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0100】図5は第二基体22の一次成形を示す図で
あり、31は一次成形用のサイドゲートで、天板5の一
側面5bに配設される。後述する二次成形用ゲート41
の2箇所のうち一方は、一次成形用のサイドゲート31
の下面に接するように配設されるので、ゲートが一次成
形用のサイドゲートと二次成形用のサイドゲートの二層
構造となる。
FIG. 5 is a diagram showing the primary molding of the second base 22. Reference numeral 31 denotes a side gate for primary molding, which is disposed on one side surface 5 b of the top plate 5. Secondary molding gate 41 to be described later
One of the two places is a side gate 31 for primary molding.
The gate is arranged so as to be in contact with the lower surface of the gate, so that the gate has a two-layer structure of a side gate for primary molding and a side gate for secondary molding.

【0101】一次成形樹脂は、サイドゲート31を介し
て天板5の一側面5bより第二基体22の成形枠体へ注
入される。サイドゲート31から注入された成形樹脂と
してのフィラー含有樹脂は、天板5の長手方向に沿って
流動して行き、成形樹脂に含まれるフィラー繊維は天板
5の長手方向に沿って配向されることとなり、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、弾性
率、硬化収縮率、その他の機械的強度がノズル列配列方
向で効果的に発揮されるようになる。
The primary molding resin is injected into the molding frame of the second base 22 from one side surface 5b of the top plate 5 via the side gate 31. The filler-containing resin as the molding resin injected from the side gate 31 flows along the longitudinal direction of the top plate 5, and the filler fibers contained in the molding resin are oriented along the longitudinal direction of the top plate 5. That is, in the longitudinal direction of the top plate 5, the thermal expansion, the elastic modulus, the curing shrinkage ratio, and other mechanical strengths are effectively exerted in the nozzle array direction by the filler orientation effect.

【0102】図6は第一基体21の二次成形を示す図で
あり、41は第一基体21を二次成形するためのゲート
であり、ゲート41は天板5の長手方向側面に配設され
るが、天板5の長手方向の両側面にゲート41(2点ゲ
ート)を配設すれば、ゲート1点当たりの流動距離が短
縮されるため、長尺天板の二色成形にも対応できるよう
になる。すなわち、長尺天板のノズル列部分の形成が樹
脂成形によって製作できるようになる。また、前述した
とおり、二次成形用ゲート41を天板5の両側面に配設
した場合、一方の側面は、一次成形用ゲート31と二次
成形用ゲート41の二層ゲートとなり、もう一方の側面
は二次成形用ゲート41のみの一層ゲートとなる。
FIG. 6 is a view showing the secondary molding of the first base 21. Reference numeral 41 denotes a gate for secondary forming the first base 21, and the gate 41 is provided on the side surface of the top plate 5 in the longitudinal direction. However, if the gates 41 (two-point gates) are provided on both sides in the longitudinal direction of the top 5, the flow distance per gate is shortened, so that the two-color molding of the long top can be performed. Be able to respond. That is, the nozzle row portion of the long top plate can be formed by resin molding. Further, as described above, when the secondary molding gates 41 are disposed on both side surfaces of the top plate 5, one side surface becomes a two-layer gate of the primary molding gate 31 and the secondary molding gate 41, and the other side surface. Is a single-layer gate of the secondary molding gate 41 alone.

【0103】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.

【0104】例えば、第一基体21がポリサルフォン、
第二基体22がカーボン繊維含有ポリサルフォンの異材
質による二色成形で天板5が一体形成されると、双方の
材料の硬化収縮率は大きく異なるために、冷却された二
色成形品は反りや変形等の形状変化を起こし易くなる。
For example, the first substrate 21 is made of polysulfone,
When the top plate 5 is integrally formed by two-color molding of the carbon fiber-containing polysulfone of the second base material 22 using different materials, the two-material cured shrinkage ratios are significantly different, so that the cooled two-color molded product is warped. It becomes easy to cause a shape change such as deformation.

【0105】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、両基体の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。異材質による二色成形部品の場合は、収縮の大きな
材料によって成形される基体がより大きく収縮しようと
するため、両基体の境界面を起点にして、収縮率の大き
い材料が縮む方向に向けて、天板全体が反って行くよう
になる。
That is, since a material having a large curing shrinkage tends to cause a large volume change as compared with a material having a small curing shrinkage, the curing shrinkage stress of one member acts on the other member. At the interface between the two substrates, a bending stress and a shear stress acting to bend the entire molded product act. In the case of a two-color molded part made of a different material, since the base formed by the material having a large shrinkage tends to shrink more, the material having a high shrinkage rate is shrunk in the direction in which the material having a large shrinkage shrinks from the interface between the bases. , The whole top plate will be warped.

【0106】したがって、硬化収縮が大きな材料による
成形部材から生じる収縮応力よりも、硬化収縮が小さな
材料による成形部材の曲げ剛性が大きくなれば、成形品
全体の反りを小さくすることができる。つまり、小さい
収縮応力を有する部材(第二基体22)の曲げ剛性と、
大きい収縮応力を有する部材(第一基体21)から生じ
る曲げ応力との相対差の大きさによって、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。
Therefore, if the bending rigidity of the molded member made of a material having a small curing shrinkage is larger than the contraction stress generated from a molded member made of a material having a large curing shrinkage, the warpage of the whole molded article can be reduced. That is, the bending stiffness of the member having the small contraction stress (the second base 22),
It can be said that the warpage, deformation, and accuracy of the two-color molded product are determined by the magnitude of the relative difference from the bending stress generated from the member having the large contraction stress (first base 21).

【0107】このような異材質による二色成形において
は、硬化収縮の大きな材料によって成形される部材(第
一基体)から生じる曲げ応力をできるだけ小さくするこ
と、および硬化収縮の小さな材料によって成形される部
材(第二基体)の剛性をできるだけ大きくすること等に
よって、成形品冷却時に両基体の境界面に作用する曲げ
応力に耐え得るような耐力を成形品全体に保有させるこ
とが重要である。
In the two-color molding using such dissimilar materials, the bending stress generated from a member (first substrate) formed of a material having a large curing shrinkage is reduced as much as possible, and the molding is performed with a material having a small curing shrinkage. It is important for the entire molded article to have a strength capable of withstanding the bending stress acting on the interface between the two substrates during cooling of the molded article by increasing the rigidity of the member (second base) as much as possible.

【0108】よって、第一基体21が構成する部分の容
積比率をできるだけ小さくして、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、一方、第二基体22は第一基体21の硬化収縮
による曲げ応力に耐え得るような剛性が確保されるよう
に機械的強度の大きな材料によって成形される必要があ
る。
Therefore, the volume ratio of the portion constituted by the first base 21 is made as small as possible, so that the shearing stress acting on the boundary surface during the curing shrinkage and the bending stress acting on the whole molded article are reduced. 22 needs to be formed of a material having high mechanical strength so as to secure rigidity that can withstand bending stress caused by curing shrinkage of the first base 21.

【0109】具体的には、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。
Specifically, the first substrate is polysulfone,
When a top plate having a volume ratio of 4 times or more the volume of the first substrate is formed by two-color molding using polysulfone in which the second substrate contains 20% by weight of carbon fiber. In addition, the warpage generated on the lower surface of the liquid flow path wall can be suppressed to a size equivalent to that of a top plate formed of a single material.

【0110】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
る硬化収縮応力が低減されて、天板の反りや変形は小さ
くなり、成形精度が非常に良好となった。
When the first base member 21 is formed with the thickness set to 1 mm or less, the curing shrinkage stress generated from the first base member 21 is reduced, and the top board is less warped or deformed. The accuracy was very good.

【0111】さらに、第二基体22の吐出口外周部分6
dが第一基体21の吐出口周辺部分6cを覆うように構
成されるため、第二基体22が第一基体21の硬化収縮
応力に十分耐えられるようになり、天板全体の変形をよ
り効果的に抑えられるようになる。
Further, the discharge port outer peripheral portion 6 of the second base 22
Since d is configured to cover the peripheral portion 6c of the discharge port of the first base 21, the second base 22 can sufficiently withstand the curing shrinkage stress of the first base 21, and more effective deformation of the top plate can be obtained. Will be suppressed.

【0112】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.

【0113】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
撥水処理が、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 molded using a material having good water repellency. Is bonded and integrated by three-color molding, the water-repellent treatment of the orifice plate surface layer, which was conventionally performed by secondary processing, can be performed at the molding process, and the manufacturing process of the top plate can be simplified. .

【0114】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、吐出口周辺とノズル
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, a configuration in which the periphery of the discharge port and the nozzle row are divided to perform multi-color molding may be adopted.

【0115】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7を参照して説明する。図7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 ejection head according to the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 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.

【0116】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21
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 above-described first embodiment, 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. If the joining 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 connected to the nozzle row 7 Makes it difficult to compensate for the weak point of the thermal expansion of the. Therefore, in the present embodiment, in the two-color molding, the first base 21
Even if the molding resin of the second base 22 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.

【0117】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.

【0118】図7において、51は第一基体21の境界
面23a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23a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2
1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。
In FIG. 7, reference numeral 51 denotes an array of ribs provided on the boundary surface 23a of the first base 21, and reference numeral 52 denotes an array of ribs provided on the interface 23a 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 first base 2
The one convex portion 51a enters the concave portion 52b of the second base 22,
The convex portion 52a of the second base 22 is in contact with the concave portion 51b of the first base 21.
Are arranged alternately so as to face each other.

【0119】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 bonding area of the boundary surface between the first base 21 and the second base 22 becomes large. The bonding strength between the two increases.

【0120】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 linear expansion coefficient, 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.

【0121】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。
Further, if the irregularities are formed in a shape in which both are undercut in the peeling direction, the joining strength of the two substrates is significantly improved by adding physical reinforcement to the fusion strength of the opposing materials. become.

【0122】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 rows 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.

【0123】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, when a material that easily fuses the first base 21 and the second base 22 is selected, the joining 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.

【0124】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。
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.

【0125】上述した第2実施例では、ノズル列7の拘
束手段として、第一基体21と第二基体22の境界部に
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。
In the above-described second embodiment, the rib-shaped uneven rows 51 and 52 are provided at the boundary between the first base 21 and the second base 22 as the means for restraining the nozzle row 7. The means is not limited to the rib-shaped concavo-convex array, and the same effect can be obtained with a concavo-convex array such as a bellows, a boss, a seat, and a rectangle.

【0126】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しても構わない。
Further, 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.

【0127】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.

【0128】また、凹凸列はノズル列7の上方の境界面
23aに設けられているが、凹凸列が吐出口周辺部6c
の下方の境界面23bに設けるような構成であっても同
様の効果が得られる。さらに、凹凸列が境界面23aと
境界面23bに併用して配設されると、第二基体22に
よる凹凸列の物理的効果はより向上することになる。
[0128] The uneven row is provided on the boundary surface 23a above the nozzle row 7, but the uneven row is located at the discharge port peripheral portion 6c.
A similar effect can be obtained even if the configuration is provided on the lower boundary surface 23b. Furthermore, if the uneven rows are provided in combination with the boundary surfaces 23a and 23b, the physical effect of the uneven rows by the second base 22 is further improved.

【0129】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.

【0130】[0130]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体吐出ヘッドを構成する天板部材は、液流路溝とオリ
フィスプレートの吐出口周辺部分とからなる第一基体
と、オリフィスプレートの吐出口周辺部分の外側を囲む
吐出口外周部分と液室と液供給口とからなる第二基体と
に分割され、第一基体と第二基体が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
料の一色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。また、第一基体は微細な液流路
溝、第二基体は薄肉厚のオリフィスプレート部と、天板
成形において難易度の高い領域が二工程に分割して成形
されるため、各々の成形工程における成形の難易度が軽
減され、天板全体が一回で成形される場合に比べて、成
形性が格段に向上する。
As described above, according to the present invention,
The top plate member constituting the liquid discharge head includes a first base including a liquid flow channel and a discharge port peripheral portion of the orifice plate, a discharge port outer peripheral portion surrounding the outside of the discharge port peripheral portion of the orifice plate, and a liquid chamber. Divided into a second base consisting of a liquid supply port and a structure in which the first base and the second base are joined and integrated by two-color molding, the first base has a simple shape, and the resin to be injected is The flow and orientation 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, ceramics, metals, fillers, etc. By performing color molding (or multicolor molding), it is possible to form a high-precision and multifunctional top plate that cannot be realized by single-color molding of a single material. In addition, the first base is formed in a fine liquid flow channel, the second base is formed with a thin orifice plate portion, and a region where the top plate forming is difficult is divided into two steps. In this case, the difficulty of the molding is reduced, and the moldability is remarkably improved as compared with the case where the entire top plate is molded at one time.

【0131】また、第一基体は吐出口周辺部と液流路溝
周辺の略直方体の単純形状に形成されて、ゲートと液流
路溝の間はほぼ直線的な経路で接続されるため、ゲート
より注入される成形樹脂は、大きな圧力損失を生じるこ
となく、液流路部までスムーズに流れて行くようにな
り、液流路溝に対して効率良い充填ができる。さらに、
射出工程段階の樹脂注入圧力が液流路部に対して効率良
く作用するとともに、保圧工程段階の保圧力が液流路壁
部へ確実に伝達されるため、微細形状の液流路部は確実
かつ安定して充填されるようになる。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600dp
i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る。
The first base is formed in a substantially rectangular parallelepiped simple shape around the discharge port and around the liquid flow channel, and the gate and the liquid flow channel are connected by a substantially straight path. The molding resin injected from the gate smoothly flows to the liquid flow channel without causing a large pressure loss, and the liquid flow channel can be efficiently filled. further,
Since the resin injection pressure in the injection step acts efficiently on the liquid flow path and the holding pressure in the pressure holding step is reliably transmitted to the liquid flow path wall, the finely shaped liquid flow path is Reliable and stable filling is achieved. Therefore, the discharge port which has been conventionally difficult in injection molding is 600 dp.
Even when a top plate having a higher density than i is formed, transfer of the liquid flow path wall portion can be easily realized.

【0132】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。さら
に、ピュアな材料を用いることにより、ノズル転写用の
成形用型駒の耐久性を向上させることができるとともに
吐出口をレーザ加工によって形成する際に吐出口形成面
を滑らかに形成することができる。
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. Further, by using a pure material, it is possible to improve the durability of the molding die piece for transferring the nozzle, and to form the discharge port forming surface smoothly when forming the discharge port by laser processing.

【0133】また、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、特に、
第二基体をファイバー、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することにより、成形収縮率や
異方性等の成形条件が改善されて、高精度な成形が可能
となる。また、オリフィスプレートの外周部分をフィラ
ー含有樹脂によって成形することで、オリフィスプレー
ト全体の剛性が増して、装置全体における回復動作時の
キャッピングに対する耐圧力が格段に向上するようにな
る。このため、キャッピング圧力が大きく設定できるよ
うになり、キャッピングの際の気密性に対する信頼性が
向上し、さらに、天板と素子基板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。したがって、第一基体の成形精度アップと第二
基体の剛性アップの組み合わせによって、ノズル列下面
の平面性が向上し、天板やオリフィスプレートの内部歪
みは著しく軽減され、これによって、吐出口は高精度に
配列され、液滴の着弾精度が優れて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。
[0133] Further, by forming the top plate in the form of composite molding of different materials, it is possible to mold the molding resin of the second base using various materials, and to join them together by two-color molding. By doing so, it is possible to improve in terms of rigidity such as elastic modulus and performance such as thermal expansion, especially,
By molding the second substrate with a composite material filled with fillers such as fibers and beads, molding conditions such as molding shrinkage and anisotropy are improved, and high-precision molding becomes possible. Further, by molding the outer peripheral portion of the orifice plate with the filler-containing resin, the rigidity of the entire orifice plate is increased, and the withstand pressure against capping during the recovery operation in the entire apparatus is remarkably improved. As a result, the capping pressure can be set higher, which improves the reliability of the airtightness at the time of capping, and further reduces the distortion of the orifice plate surface that occurs when the top plate and the element substrate are in close contact with each other. Will be done. Therefore, the combination of the increase in the molding accuracy of the first base and the increase in the rigidity of the second base improves the flatness of the lower surface of the nozzle row, and significantly reduces the internal distortion of the top plate and the orifice plate. It is possible to manufacture a liquid discharge head that is arranged with high precision, has excellent droplet landing accuracy, and can perform stable liquid discharge.

【0134】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 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 first base and the second base in the multicolor molding can be used. The bonding property is improved, and 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.

【0135】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 can be formed by the heat of the second base. The expansion characteristic is imparted, so that thermal expansion and contraction around the liquid flow path 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.

【0136】第二基体を成形するためのゲートを天板部
材の長手方向側面に配設され、成形樹脂が天板部材の液
流路配列方向に流動するように構成することにより、第
二基体が繊維状フィラーを含有した材料や異方性の大き
な材料によって成形されるような場合、繊維の配向等成
形時に生じる材料の配向を液流路の配列方向に合致させ
ることができるため、樹脂の配向制御が効率良く行わ
れ、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する
ことができる。また、第一基体を成形するためのゲート
を天板部材の長手方向の両側面に配設される2点ゲート
とすることにより、第一基体の充填が容易となり、特
に、長尺天板の場合は、樹脂の移動距離が長くなるた
め、多点サイドゲートを配設することによって、容易に
成形できるようになる。
A gate for molding the second base is disposed on the side surface in the longitudinal direction of the top plate member, and the molding resin is configured to flow in the liquid flow direction arrangement direction of the top plate member. In the case where is formed from a material containing a fibrous filler or a material having a large anisotropy, since the orientation of the material generated at the time of molding, such as the orientation of the fiber, can be matched with the arrangement direction of the liquid flow paths, The orientation control can be performed efficiently, and the thermal expansion, the elastic modulus, the molding curing shrinkage, and other mechanical strength can be maximized in the liquid flow direction. Further, by forming the gate for forming the first base as a two-point gate disposed on both side surfaces in the longitudinal direction of the top plate member, the first base can be easily filled, and in particular, the long top plate can be used. In this case, since the moving distance of the resin becomes long, the molding can be easily performed by disposing the multi-point side gate.

【0137】また、第一基体と第二基体の境界面の一部
に、リブ、蛇腹、ボス、座、または矩形等の凹凸列を形
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。これによって、第二基体がフィラー含有樹脂
によって成形されれば、フィラー効果により、第二基体
は、熱膨張が小さくなるとともに剛性が向上するため、
環境変動下において、液流路列が液流路配列方向に伸縮
しようとしても、第二基体の剛性と境界面の凹凸列によ
って、液流路列の伸縮を物理的に規制することができ
る。したがって、凹凸列を設けない場合に比べて、液流
路列の熱伸縮を拘束する力は格段に大きくなり、さら
に、第一基体と第二基体が融合しにくいような材料が選
択されるような場合であっても、凹凸列の作用により、
液流路列の伸縮応力を物理的に規制して抑え込むことが
できるようになるため、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 an uneven row such as a rib, a bellows, a boss, a seat, or a rectangle on a part of a boundary surface between the first base and the second base, a bonding area between the first base and the second base is formed. Can be increased, and the bonding between the two can be further strengthened. Thereby, if the second substrate is molded from the filler-containing resin, the filler effect reduces the thermal expansion and improves the rigidity of the second substrate,
Even if the liquid flow channel array attempts to expand and contract in the liquid flow channel arrangement direction under environmental fluctuations, the expansion and contraction of the liquid flow channel array can be physically regulated by the rigidity of the second base and the uneven array of boundary surfaces. Therefore, as compared with the case where the uneven row is not provided, the force for restricting the thermal expansion and contraction of the liquid flow channel row is significantly increased, and further, a material is selected so that the first base and the second base are hardly fused. Even in such cases, the action of the uneven row
Since the expansion and contraction stress of the liquid flow path array can be physically restricted and suppressed, the combination of the molding materials of the first base and the second base can be selected regardless of the fusibility of both materials. become.

【0138】また、リブ、蛇腹、ボス、座、または矩形
等の凹凸列を液流路溝の上方近傍の境界面の一部や吐出
口下方近傍の境界面の一部に形成することによっても、
第二基体による凹凸列の剛性および熱膨張等に対する物
理的効果をさらに向上させることができる。
[0138] Alternatively, a concavo-convex array such as a rib, a bellows, a boss, a seat, or a rectangle may be formed on a part of the boundary surface near the upper part of the liquid flow channel groove or a part of the boundary surface near the lower part of the discharge port. ,
It is possible to further improve the physical effect of the second base on the rigidity and thermal expansion of the uneven rows.

【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
ける天板の第二基体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 a first molding mode of a second base of a top plate in the first embodiment of the liquid discharge 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
ける天板の第一基体の二次成形の態様を示す概略的な斜
視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing an aspect of secondary forming of the first base 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. 7 is a schematic perspective view showing a first base and a second base in a separated state for explaining a configuration of a two-color molding top plate in a second embodiment of the liquid discharge head according to the present invention.

【図8】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. 8 is a schematic perspective view showing a state of forming a top plate in a conventional liquid ejection head.

【図9】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. 9 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 吐出口周辺部分 6d 外周部分 7 ノズル(列) 7a 溝壁下面(ノズル列下面) 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(a、b、c、d) 境界面 31 一次成形用ゲート 41 二次成形用ゲート 51、52 凹凸列 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Element board 1a Discharge energy generating element (heating element) 2 Wiring board 3 Support substrate 5 Top plate (member) 6 Orifice plate 6a Discharge port 6c Discharge port peripheral part 6d Outer peripheral part 7 Nozzle (row) 7a Lower surface of groove wall (nozzle row) 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 (a, b, c, d) Boundary surface 31 Primary molding gate 41 Secondary molding Gates 51, 52 Concavo-convex row

Claims (14)

【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、前記液流路溝と前記オリフィスプレー
トの吐出口周辺部分とから構成される第一基体と、前記
オリフィスプレートの吐出口周辺部分の外側を囲む吐出
口外周部分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、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 forming the liquid flow path, the top plate member includes a first base including the liquid flow path groove and a discharge port peripheral portion of the orifice plate, and a discharge port peripheral portion of the orifice plate. Of the discharge port surrounding the outside of the A liquid discharge head, which is divided into a second substrate comprising a liquid storage chamber and the liquid supply port, and wherein the first substrate and the second substrate are joined and integrated by two-color molding. .
【請求項2】 前記第二基体を一次成形により、前記第
一基体を二次成形によりそれぞれ成形することを特徴と
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 the second base is formed by primary forming, and the first base is formed by secondary forming.
【請求項3】 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または2記載の液体吐出
ヘッド。
3. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the first base is formed of a transparent member.
【請求項4】 前記第一基体はピュアな材料によって成
形されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
1項に記載の液体吐出ヘッド。
4. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the first base is formed of a pure material.
【請求項5】 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4のいずれ
か1項に記載の液体吐出ヘッド。
5. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the first base is formed of polysulfone.
【請求項6】 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 liquid ejection 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7】 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 base resin of a material injected into the second substrate is the same as the base resin of a material injected into the first substrate. Liquid ejection head.
【請求項8】 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7のいずれか1項
に記載の液体吐出ヘッド。
8. The method according to claim 1, wherein the second base is formed of a material having a smaller coefficient of linear expansion than a material injected into the first base. Liquid ejection head.
【請求項9】 前記第二基体を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、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8のいずれか
1項に記載の液体吐出ヘッド。
9. A gate for molding the second base is provided on a side surface in a longitudinal direction of the top plate member, and is configured such that molding resin flows in a liquid flow path arrangement direction of the top plate member. The liquid ejection head according to claim 1, wherein
【請求項10】 前記第一基体を成形するためのゲート
は、前記天板部材の長手方向の両側面に配設される2点
ゲートであ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 gate according to claim 1, wherein the gate for molding the first base is a two-point gate disposed on both longitudinal sides of the top plate member. Item 2. The liquid ejection head according to item 1.
【請求項11】 前記第一基体と第二基体との境界面の
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10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
11. A rib, a bellows, a boss, a seat, or a row of rectangular irregularities is formed on a part of a boundary surface between the first base and the second base, and the convex part of the first base is formed by the convex part of the first base. The liquid according to any one of claims 1 to 10, wherein the liquid enters the concave portion of the two substrates, and the convex portion of the second substrate enters the concave portion of the first substrate. Discharge head.
【請求項12】 前記凹凸列が、液流路溝上方近傍の境
界面の一部および/または吐出口下方近傍の境界面の一
部に形成されていることを特徴とする請求項11記載の
液体吐出ヘッド。
12. The method according to claim 11, wherein the concave / convex array is formed on a part of a boundary surface near the upper part of the liquid flow channel groove and / or a part of a boundary surface near the lower part of the discharge port. Liquid ejection head.
【請求項13】 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12のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
13. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the volume of the second substrate is at least four times the volume of the first substrate.
【請求項14】 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13のいずれか1項
に記載の液体吐出ヘッド。
14. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the thickness of the first base is 1 mm or less.
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