JP2006321206A - Inkjet head and method for manufacturing the same - Google Patents

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet head which makes the improvement of the shape stability of a liquid passage section and the enhancement of the adhesive strength (joining strength) between a liquid feeding member such as a manifold and the liquid passage compatible, while having higher stability for the structure and feeding, and a method for manufacturing the same head. <P>SOLUTION: In the inkjet head 10 (10'), the liquid passage 30 for delivering a liquid to the object to be drawn is formed on the upper surface of a substrate 20. The liquid passage 30 is provided with a passage 39 that is parallel to the upper surface of the substrate 20. A protective section 80 (80') is arranged on a feeding area 40 that is a part of the liquid passage 30. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、微小ドットによる微細パターンを形成する、微小ドット形成装置に用いるインクジェットヘッドとその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an ink jet head for use in a fine dot forming apparatus for forming a fine pattern with fine dots and a method for manufacturing the same.

今日、文字または画像等を用紙等に印刷するプリンタとして、微細なインクの滴を用紙に吹き付けて印刷する方式を用いた、いわゆるインクジェットプリンタが広く利用されている。   2. Description of the Related Art Today, as printers that print characters or images on paper or the like, so-called ink jet printers that use a system in which fine ink droplets are sprayed onto paper for printing are widely used.

また、従来はフォトリソグラフィ技術で加工されていた、液晶表示装置用カラーフィルタ等での微細パターンの形成や、プリント配線板での導体パターンの形成などに対しても、上記のインクジェット技術が応用されるようになっている。
そこで、近年、このインクジェット技術を応用して、微小なインクドットを描画対象(例えば、液晶表示用カラーフィルタやプリント配線板等)に塗布し、微細パターンを高い精度で形成することができる微小ドット形成装置の開発が活発となっている。
In addition, the above-described inkjet technology is also applied to the formation of fine patterns in color filters for liquid crystal display devices and the like, and the formation of conductor patterns on printed wiring boards, which were conventionally processed by photolithography technology. It has become so.
Therefore, in recent years, by applying this ink jet technology, fine ink dots can be applied to drawing objects (for example, color filters for liquid crystal displays, printed wiring boards, etc.), and fine dots can be formed with high accuracy. Development of forming equipment is active.

このような微小ドット形成装置は、描画対象にインクを安定して吐出するとともに、所望される位置に高精度にインクドットを着弾させることができるインクジェットヘッドが必要となる。   Such a micro dot forming apparatus requires an ink jet head that can stably eject ink onto a drawing target and land ink dots with high accuracy at a desired position.

ところで、微小なインクドットを描画対象に塗布するためには、インクジェットヘッドから吐出する液体(インク)の形状を、たとえばφ10μm以下といった微小形状に制御する必要がある。しかしながら、液体の形状が小さくなればなるほど、液体が有する慣性質量に比して、空気抵抗を受ける断面積の割合が大きくなる。このため、空気中を浮遊する流体に加速度を与えない吐出方法では、所望される位置にインクドットを着弾させる精度が著しく低下してしまう。   By the way, in order to apply minute ink dots to a drawing target, it is necessary to control the shape of the liquid (ink) ejected from the inkjet head to a minute shape, for example, φ10 μm or less. However, the smaller the shape of the liquid, the greater the proportion of the cross-sectional area that receives air resistance compared to the inertial mass of the liquid. For this reason, in the ejection method that does not give acceleration to the fluid that floats in the air, the accuracy with which the ink dots are landed at a desired position is significantly reduced.

そこで、上記したような微小なインクドットを描画対象に的確に着弾させるためには、空気中を浮遊する流体に静電気力を印加する静電吸引方式のインクジェットが用いられる。   Therefore, in order to land the minute ink dots as described above on the drawing target accurately, an electrostatic suction type ink jet that applies an electrostatic force to a fluid floating in the air is used.

この静電吸引方式のインクジェットヘッドでは、流体を描画対象に吹き付けるために、該インクジェットヘッドが備えるノズル面に形成された流体のメニスカスに対して、十分に電界集中させる必要がある。   In this electrostatic suction type inkjet head, in order to spray a fluid onto a drawing target, it is necessary to sufficiently concentrate the electric field on the meniscus of the fluid formed on the nozzle surface of the inkjet head.

そして、上記メニスカスに対して、効果的に電界集中させるためには、液体吐出口をできるだけ突出した筒状の構造とすることが好適である。また、描画対象に対して吐出するインクドットを微小とするためには、上記ノズルが備える開口部の形状はできるだけ小さいほうが望ましい。   In order to effectively concentrate the electric field on the meniscus, it is preferable that the liquid discharge port has a cylindrical structure protruding as much as possible. Further, in order to make the ink dots ejected to the drawing target minute, it is desirable that the shape of the opening provided in the nozzle is as small as possible.

上記したような微小なインクドットを吐出するインクジェット装置として、例えば、図11に示すような、微細パターン形成装置が提案されている(特許文献1)。図11は、従来技術を示すものであり、微細パターン形成装置の要部構成を示す断面図である。すなわち、この微細パターン形成装では、吐出するための流体の流路(吐出流体流路)として、シリコン基板に貫通孔を形成し、そして、この貫通孔の一方の開口部を流体吐出口とする構成が開示されている。   For example, a fine pattern forming apparatus as shown in FIG. 11 has been proposed as an ink jet apparatus that discharges such fine ink dots (Patent Document 1). FIG. 11 shows a conventional technique and is a cross-sectional view showing a main configuration of a fine pattern forming apparatus. That is, in this fine pattern forming apparatus, a through hole is formed in the silicon substrate as a fluid flow path (discharge fluid flow path) for discharging, and one opening of the through hole is used as a fluid discharge port. A configuration is disclosed.

すなわち、特許文献1に示される微細パターン形成装置は、図11に示すように、シリコン基板102と、このシリコン基板102の表面102a側に設けられた主電極106および支持部材108と、シリコン基板102の裏面102b側に所定の間隔で配置された対向電極107と、シリコン基板102と支持部材108との空隙部に吐出流体を供給する流路109とを備えている。   That is, as shown in FIG. 11, the fine pattern forming apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a silicon substrate 102, a main electrode 106 and a support member 108 provided on the surface 102a side of the silicon substrate 102, and the silicon substrate 102. Counter electrode 107 disposed at a predetermined interval on the back surface 102b side, and a flow path 109 for supplying a discharge fluid to a gap between the silicon substrate 102 and the support member 108.

上記シリコン基板102は、その表面102aから裏面102bに貫通する複数の微細孔103を備えており、この微細孔103の内部には珪素酸化物層104が形成されている。また、裏面102bにおける開口部103bは、インクジェットヘッドと対向する描画媒体側に露出しており、裏面102bから突出するように構成された、珪素酸化物からなるノズル105の先端に形成されている。このノズル105は、上記の珪素酸化物層104と一体的に形成されている。   The silicon substrate 102 includes a plurality of micro holes 103 penetrating from the front surface 102 a to the back surface 102 b, and a silicon oxide layer 104 is formed in the micro holes 103. Further, the opening 103b in the back surface 102b is exposed at the drawing medium side facing the ink jet head, and is formed at the tip of a nozzle 105 made of silicon oxide so as to protrude from the back surface 102b. The nozzle 105 is formed integrally with the silicon oxide layer 104 described above.

また、特許文献2には、基板に貫通した孔の側壁にメッキ膜が形成されて流路となるとともに、この流路の一端部が流体吐出口となる微細パターン形成装置における、微細ノズルの製造方法が開示されている。図12は、この製造方法を工程に沿って示した微細ノズルの断面図である。   Patent Document 2 discloses the production of a fine nozzle in a fine pattern forming apparatus in which a plating film is formed on a sidewall of a hole penetrating a substrate to form a flow path, and one end of the flow path is a fluid discharge port. A method is disclosed. FIG. 12 is a cross-sectional view of a fine nozzle showing the manufacturing method along the steps.

すなわち、上記微細ノズルの製造方法は、以下の工程によって実現される。   That is, the manufacturing method of the fine nozzle is realized by the following steps.

まず、シリコン基板202の全面に珪素窒化物251を形成する(図12(A))。次に、シリコン基板202の一方の面に金属薄膜252を形成し、この金属薄膜252をフォトリソグラフィとエッチングによってパターニングすることによって、この金属薄膜252に微細開口部252aを形成する(図12(B))。   First, silicon nitride 251 is formed on the entire surface of the silicon substrate 202 (FIG. 12A). Next, a metal thin film 252 is formed on one surface of the silicon substrate 202, and the metal thin film 252 is patterned by photolithography and etching, thereby forming a fine opening 252a in the metal thin film 252 (FIG. 12B). )).

次に、上記金属薄膜252をマスクとして、微細開口部252a(図12(B))に対応する形状にシリコン基板202をディープエッチングし、貫通微細孔203を形成する(図12(C))。さらに、上記金属薄膜252を除去し、貫通微細孔203の内壁に珪素酸化物層204を形成する(図12(D))。さらに、シリコン基板202における珪素窒化物251(図12(A))を形成した面の対向面からエッチングすることで、シリコン基板202のみをエッチングし、貫通微細孔203の内部に形成した珪素酸化物層204を、シリコン基板202のエッチングした側の面から突出するように露出させる(図12(E))。   Next, using the metal thin film 252 as a mask, the silicon substrate 202 is deep-etched into a shape corresponding to the fine opening 252a (FIG. 12B) to form the through-holes 203 (FIG. 12C). Further, the metal thin film 252 is removed, and a silicon oxide layer 204 is formed on the inner wall of the through microhole 203 (FIG. 12D). Further, by etching from the surface opposite to the surface on which the silicon nitride 251 (FIG. 12A) is formed in the silicon substrate 202, only the silicon substrate 202 is etched, and the silicon oxide formed inside the through microhole 203 The layer 204 is exposed so as to protrude from the etched surface of the silicon substrate 202 (FIG. 12E).

また、特許文献3として、表面から裏面に貫通したノズル孔303を有する樹脂製のノズルヘッド301と、上記ノズル孔303内壁に形成され、その一部がノズル孔の先端部からコーン状に突出した突起部304を有するインクジェットプリンタが開示されている。   Further, as Patent Document 3, a resin nozzle head 301 having a nozzle hole 303 penetrating from the front surface to the back surface is formed on the inner wall of the nozzle hole 303, and a part thereof protrudes in a cone shape from the tip of the nozzle hole. An ink jet printer having a protrusion 304 is disclosed.

なお、上記インクジェットプリンタには複数のノズル孔303が配されており(図13では2チャンネルのノズル孔303)、上記突起部304は、すべてのチャンネルで形成されている。また、すべての上記チャンネルが電気的に短絡した状態となっている。   The inkjet printer is provided with a plurality of nozzle holes 303 (two-channel nozzle holes 303 in FIG. 13), and the protrusions 304 are formed in all channels. Further, all the channels are electrically short-circuited.

この特許文献3に示すインクジェットプリンタでは、各チャンネルにおいて、吐出液体307は、上記ノズルヘッド301と突起部304とからなる液体流路内に充填されている。インク(吐出液体)307は、突起部304に接続された吐出信号印加手段306により印加される電圧によって、上記ノズルヘッド301と対向して配置された対向電極305に静電吸引吐出され、用紙(描画媒体)308に付着する。   In the ink jet printer shown in Patent Document 3, in each channel, the discharge liquid 307 is filled in a liquid flow path composed of the nozzle head 301 and the protrusion 304. The ink (discharge liquid) 307 is electrostatically sucked and discharged to the counter electrode 305 disposed opposite to the nozzle head 301 by the voltage applied by the discharge signal applying means 306 connected to the protrusion 304, and the paper ( (Drawing medium) 308.

また、この特許文献3では、図14に示すように上記した構成のインクジェットプリンタに設けられたノズルヘッドの製造方法が示されている。   Moreover, in this patent document 3, as shown in FIG. 14, the manufacturing method of the nozzle head provided in the inkjet printer of the above structure is shown.

すなわち、この製造方法では、まず図14(a)に示すように、樹脂製部材の表面と裏面を貫通するようにノズル孔301aを形成したノズルヘッド301を準備する。   That is, in this manufacturing method, first, as shown in FIG. 14A, a nozzle head 301 having nozzle holes 301a formed so as to penetrate the front and back surfaces of the resin member is prepared.

次に、内面がテーパー形状となった型孔302aを有した、銅板302を上記ノズルヘッド301に連接する(図14(b))。次に、メッキによってニッケル(Ni)層304を形成し、ノズルの媒体対向面のみに形成された、Ni層を除去する(図14(c))。   Next, the copper plate 302 having the mold hole 302a whose inner surface is tapered is connected to the nozzle head 301 (FIG. 14B). Next, a nickel (Ni) layer 304 is formed by plating, and the Ni layer formed only on the medium facing surface of the nozzle is removed (FIG. 14C).

そして、濃硝酸やアンモニア水といった、銅のみを溶解するエッチング液を用いて銅板302のみを除去する(図14(d))。これにより、銅板302の内壁に形成されたNi層304がノズルヘッドの樹脂部材から突出した形状の突起部304となる。
特開2003−311944号公報(2003年11月6日公開) 特開2002−96474号公報(2002年4月2日公開) 特開平9−193400号公報(1997年7月29日公開)
Then, only the copper plate 302 is removed using an etching solution that dissolves only copper, such as concentrated nitric acid or ammonia water (FIG. 14D). As a result, the Ni layer 304 formed on the inner wall of the copper plate 302 becomes a protrusion 304 having a shape protruding from the resin member of the nozzle head.
JP 2003-31944 A (published on November 6, 2003) JP 2002-96474 A (published April 2, 2002) JP 9-193400 A (published July 29, 1997)

ところで、インクジェットプリンタにより液体を描画対象に吐出し微細なドットを形成するためには、該インクジェットプリンタが備えるインクジェットヘッドには微細な流体吐出口が必要となる。   By the way, in order to form a fine dot by ejecting a liquid onto an object to be drawn by an ink jet printer, a fine fluid discharge port is required for an ink jet head provided in the ink jet printer.

しかしながら、特許文献1〜特許文献3に示すインクジェットプリンタのノズルは、ノズル内部の流路、すなわち液体流路を基板の厚さ方向に形成している。このように、基板の厚さ方向に液体流路を形成する構成では、この液体流路の流路長が増加するにともない、アスペクト比の高い深孔の微細加工が不可欠となり、この深孔加工の製造プロセスの難度が著しく増大する。   However, the nozzles of the ink jet printer shown in Patent Documents 1 to 3 form a flow path inside the nozzle, that is, a liquid flow path in the thickness direction of the substrate. As described above, in the configuration in which the liquid flow path is formed in the thickness direction of the substrate, as the flow path length of the liquid flow path increases, fine processing of deep holes with a high aspect ratio becomes indispensable. This greatly increases the difficulty of the manufacturing process.

このため、特許文献1〜特許文献3に示すインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドを製造する際の製造コストが増大するとともに、該インクジェットヘッドを安定的に製造することが困難となるという問題が生じる。   For this reason, in the ink jet printer shown in patent documents 1-3, the manufacturing cost at the time of manufacturing an ink jet head increases, and the problem that it becomes difficult to manufacture the ink jet head stably arises.

さらには、特許文献1〜特許文献3に示す構成では、上記した深孔加工の製造プロセスの困難性に加え、深孔における底部分ではメッキ形成を上手く施すことができないといったメッキ形成の限界がある。   Furthermore, in the configuration shown in Patent Documents 1 to 3, in addition to the difficulty in the manufacturing process of the deep hole processing described above, there is a limit of plating formation that the plating cannot be performed well at the bottom portion in the deep hole. .

したがって、特許文献1〜特許文献3に示すインクジェットプリンタでは、上記した深孔加工の困難性やメッキ形成の限界により、液体流路の形状が制限され、この流路に対する設計の自由度が低くなるという問題が生じる。   Therefore, in the ink jet printers shown in Patent Document 1 to Patent Document 3, the shape of the liquid channel is limited due to the difficulty of deep hole processing and the limit of plating formation described above, and the degree of design freedom for this channel is low. The problem arises.

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体流路の形状の設計自由度を向上させることができるインクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an inkjet head and an inkjet head manufacturing method capable of improving the degree of freedom in designing the shape of a liquid channel. It is in.

本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した課題を解決するために、液体を受け付け、電圧の印加に応じて描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、基板と、上記液体が流れる流路、および当該流路を流れる液体を吐出させるための吐出口が設けられた液体流路部とを備えており、上記基板の上面には、当該上面に対して上記流路が平行となるように上記液体流路部が配設されているとともに、当該上面から、当該液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さと同じ高さを有する保護部が配設されていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, an inkjet head according to the present invention is an inkjet head that receives a liquid and discharges the liquid to a drawing target in response to application of a voltage, and includes a substrate and a flow path through which the liquid flows. And a liquid flow path portion provided with a discharge port for discharging the liquid flowing through the flow path, and the flow path is parallel to the upper surface of the substrate. The liquid flow path portion is disposed, and a protection portion having the same height as the height from the upper surface to the surface facing the upper surface side of the liquid flow path portion is disposed. It is a feature.

上記の構成とすることにより、本発明に係るインクジェットヘッドは、流路の形状の設計自由度を向上させることができ、さらに、液体流路部に設けられた流路の形状安定性の向上と、マニホールド等の液体供給部材と液体流路部との接着強度の向上とを両立させることができる。   With the above configuration, the inkjet head according to the present invention can improve the degree of freedom in designing the shape of the flow path, and further improve the shape stability of the flow path provided in the liquid flow path section. In addition, it is possible to achieve both improvement in the adhesive strength between the liquid supply member such as a manifold and the liquid flow path portion.

具体的には、本発明に係るインクジェットヘッドは、当該上面に対して平行に構成されるように流路が設けられた液体流路部が基板の上面に配設されている。このため、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記液体流路部の流路の形状をパターニング等により容易に変更することができる。   Specifically, in the ink jet head according to the present invention, a liquid channel portion provided with a channel so as to be configured in parallel with the upper surface is disposed on the upper surface of the substrate. For this reason, in the ink jet head according to the present invention, the shape of the flow path of the liquid flow path portion can be easily changed by patterning or the like.

したがって、本発明のインクジェットヘッドでは、上記流路の形状の設計自由度を向上させることができる。   Therefore, in the ink jet head of the present invention, the degree of freedom in designing the shape of the flow path can be improved.

すなわち、従来技術では、流路を基板の厚さ方向に形成していたため、微細なドットを形成しようとする場合に、深孔加工の製造プロセスの難度が著しく増大していたが、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記の構成とすることにより、深孔加工を施す必要がないため、微細なドットを形成しようとする場合であっても、微細な吐出口や、流路長の長い流路を容易に製造することができる。   That is, in the prior art, since the flow path is formed in the thickness direction of the substrate, the difficulty of the manufacturing process of deep hole processing has increased remarkably when trying to form fine dots. In such an ink jet head, since it is not necessary to perform deep hole processing by adopting the above-described configuration, even when trying to form fine dots, fine discharge ports and channels with long channel lengths are used. Can be easily manufactured.

これにより、従来技術において問題となっていたインクジェットヘッドを製造する際の製造コストの増大を抑制することができる。   Thereby, the increase in the manufacturing cost at the time of manufacturing the inkjet head which became a problem in the prior art can be suppressed.

また、上記の構成とすれば、流路(および当該流路が設けられた液体流路部)を基板の上面に沿って配設しているため、従来技術の構成と比較して、微細なドットを形成することができる流路を容易に形成することができ、よって、流路を安定的に形成することができる。したがって、上記の構成とすれば、従来技術の構成と比較して、インクジェットヘッドを安定的に製造することができる。   In addition, with the above configuration, the flow path (and the liquid flow path portion provided with the flow path) is disposed along the upper surface of the substrate. A flow path capable of forming dots can be easily formed, and thus the flow path can be stably formed. Therefore, if it is set as said structure, compared with the structure of a prior art, an inkjet head can be manufactured stably.

また、例えば、流路にメッキ形成を行う場合であっても、流路(および当該流路が設けられた液体流路部)を基板の上面に沿って配設しているため、従来技術の構成と比較して、メッキ形成を上手く施すことができる。   For example, even when plating is performed on the flow path, the flow path (and the liquid flow path portion provided with the flow path) is disposed along the upper surface of the substrate. Compared with the configuration, the plating can be successfully formed.

さらに、上記構成とすることによって、本発明のインクジェットヘッドは、上記基板の上面に、上記液体流路部とともに、当該上面から、当該液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さと同じ高さを有する保護部が配設されている。   Furthermore, by adopting the above-described configuration, the inkjet head of the present invention is provided on the upper surface of the substrate, together with the liquid channel portion, from the upper surface to the surface facing the upper surface side of the liquid channel portion. And a protective portion having the same height as the first and second heights.

すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記基板上(具体的には、上記液体流路部上)に、液体流路部の流路に液体を供給するためのマニホールド等の液体供給部材(以下、マニホールドと記載する)を接着する際、マニホールドは、液体流路部の上記対向面のみならず、上記保護部の表面を接着領域とすることができる。このため、流路が設けられていることによって上記対向面から上記基板の上面方向への圧力に対する強度が比較的弱い液体流路部であっても、マニホールドを接着する際に、保護部が液体流路部の強度を補強する。したがって、上記対向面から上記基板の上面方向への圧力によって、流路が押しつぶされることない。   That is, in the inkjet head according to the present invention, a liquid supply member such as a manifold (hereinafter referred to as a manifold) for supplying liquid to the flow path of the liquid flow path portion on the substrate (specifically, on the liquid flow path portion). , Which is described as a manifold), the manifold can have not only the opposed surface of the liquid flow path portion but also the surface of the protective portion as an adhesion region. For this reason, even when the flow path is provided, even when the liquid flow path portion has a relatively weak strength against the pressure from the facing surface toward the upper surface of the substrate, the protective portion is not liquid when the manifold is bonded. Reinforce the strength of the flow path. Therefore, the flow path is not crushed by the pressure from the facing surface toward the top surface of the substrate.

また、保護部があることによって液体流路部の強度が高くなるため、マニホールドを接着させる際、強く基板に押し当てることができる。   In addition, since the strength of the liquid flow path portion is increased due to the presence of the protective portion, it can be strongly pressed against the substrate when the manifold is bonded.

したがって、上記の構成とすることによって、本発明のインクジェットヘッドは、液体流路部の流路の形状安定性の向上と、マニホールド等の液体供給部材と液体流路部との連結強度の向上とを両立させることができるという効果を奏する。   Therefore, by adopting the above-described configuration, the inkjet head of the present invention can improve the shape stability of the flow path of the liquid flow path section, and improve the connection strength between the liquid supply member such as a manifold and the liquid flow path section. There is an effect that it is possible to achieve both.

さらに、保護部があることによって、マニホールドを接着する際に、基板の上面の液体流路部のみと接着する場合におけるマニホールドの接着領域よりも、接着領域が拡大する。これにより、例えばスタンピング等により薄く塗られた接着剤であっても確実かつ簡便に接着することができ、マニホールドを備えたインクジェットヘッドの信頼性を向上させることができる。   Furthermore, when the manifold is bonded, the bonding area is expanded more than the bonding area of the manifold when bonding only to the liquid flow path section on the upper surface of the substrate. Thereby, even if it is the adhesive agent thinly applied by stamping etc., it can adhere reliably and simply, and the reliability of the inkjet head provided with the manifold can be improved.

なお、ここで「同じ高さ」とは、完全に同じ高さである場合のほかに、実質的に同じ高さである場合も含まれる。   Here, “the same height” includes not only the case where they are completely the same height but also the case where they are substantially the same height.

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記した課題を解決するために、液体を受け付け、電圧の印加に応じて描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、基板と、上記液体が流れる流路、および当該流路を流れる液体を吐出させるための吐出口が設けられた液体流路部とを備えており、上記基板の上面には、当該上面に対して上記流路が平行となるように上記液体流路部が配設されているとともに、当該上面から、当該液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さよりも高い保護部が配設されていることを特徴としている。   An ink jet head according to the present invention is an ink jet head that receives a liquid and discharges the liquid onto a drawing target in response to application of a voltage in order to solve the above-described problem, and the substrate and the liquid flow. A liquid flow path portion provided with a flow path and a discharge port for discharging the liquid flowing through the flow path, and the flow path is parallel to the upper surface of the substrate. The liquid flow path portion is disposed as described above, and a protection portion higher than the height from the upper surface to the opposite surface of the surface on the upper surface side of the liquid flow path portion is disposed. It is said.

上記の構成とすることにより、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記流路の形状の設計自由度を向上させることができ、さらに、液体流路部の流路の形状安定性を向上させることができるとともに、上記の構成のインクジェットヘッドに比べ、マニホールド等の液体供給部材と液体流路部との接着強度をより一層向上させることができる。   With the above-described configuration, the inkjet head according to the present invention can improve the degree of freedom in designing the shape of the flow channel, and can further improve the shape stability of the flow channel of the liquid flow channel portion. In addition, the adhesive strength between the liquid supply member such as a manifold and the liquid flow path portion can be further improved as compared with the ink jet head having the above configuration.

すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドは、まず、当該上面に対して平行に構成されるように流路が設けられた液体流路部が基板の上面に配設されている。このため、本発明に係るインクジェットヘッドでは、上記液体流路部の流路の形状をパターニング等により容易に変更することができる。   That is, in the ink jet head according to the present invention, first, a liquid flow path portion provided with a flow path so as to be configured in parallel with the upper surface is disposed on the upper surface of the substrate. For this reason, in the ink jet head according to the present invention, the shape of the flow path of the liquid flow path portion can be easily changed by patterning or the like.

したがって、上記流路の形状の設計自由度を向上させることができる。   Therefore, the degree of freedom in designing the shape of the flow path can be improved.

すなわち、従来技術では、流路を基板の厚さ方向に形成していたため、微細なドットを形成しようとする場合に、深孔加工の製造プロセスの難度が著しく増大していたが、上記の構成とすることにより、深孔加工を施す必要がないため、微細なドットを形成しようとする場合であっても、微細な吐出口や、流路長の長い流路を容易に製造することができる。   That is, in the prior art, since the flow path is formed in the thickness direction of the substrate, the difficulty of the manufacturing process of deep hole processing has increased remarkably when trying to form fine dots. By doing so, since it is not necessary to perform deep hole processing, even when trying to form fine dots, fine discharge ports and channels with long channel lengths can be easily manufactured. .

これにより、従来技術において問題となっていたインクジェットヘッドを製造する際の製造コストの増大を抑制することができる。   Thereby, the increase in the manufacturing cost at the time of manufacturing the inkjet head which became a problem in the prior art can be suppressed.

また、上記の構成とすれば、流路(および当該流路が設けられた液体流路部)を基板の上面に沿って配設しているため、従来技術の構成と比較して、微細なドットを形成することができる流路を容易に形成することができ、よって、流路を安定的に形成することができる。したがって、上記の構成とすれば、従来技術と比較して、インクジェットヘッドを安定的に製造することができる。   In addition, with the above configuration, the flow path (and the liquid flow path portion provided with the flow path) is disposed along the upper surface of the substrate. A flow path capable of forming dots can be easily formed, and thus the flow path can be stably formed. Therefore, with the above configuration, the ink jet head can be stably manufactured as compared with the conventional technique.

また、例えば、流路にメッキ形成を行う場合であっても、流路(および当該流路が設けられた液体流路部)を基板の上面に沿って配設しているため、従来技術と比較して、メッキ形成を上手く施すことができる。   In addition, for example, even when plating is formed on the flow path, the flow path (and the liquid flow path portion provided with the flow path) is disposed along the upper surface of the substrate. In comparison, plating can be successfully formed.

さらに、上記構成とすることによって、本発明のインクジェットヘッドは、基板の上面に、液体流路部とともに、上面から、液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さよりも高い保護部が配設されている。   Furthermore, by adopting the above-described configuration, the inkjet head of the present invention protects the upper surface of the substrate together with the liquid channel portion from the upper surface to a height higher than the height of the surface on the upper surface side of the liquid channel portion. Are disposed.

このため、本発明に係るインクジェットヘッドでは、液体流路部の流路に液体を供給するためのマニホールド等の液体供給部材(以下、マニホールドと記載する)を液体流路部に連結するために基板上に配設する場合であっても、マニホールドは保護部の表面を接着領域とすることができる。すなわち、保護部は液体流路部よりも上記基板の上面に対して高く構成されているため、液体流路部の上方にマニホールドを設けようとした際、マニホールドは保護部と接着する。   For this reason, in the inkjet head according to the present invention, a substrate for connecting a liquid supply member (hereinafter referred to as a manifold) such as a manifold for supplying a liquid to the flow path of the liquid flow path section to the liquid flow path section. Even in the case of being arranged on the top, the manifold can have the surface of the protection portion as an adhesive region. That is, since the protection part is configured higher than the liquid channel part with respect to the upper surface of the substrate, when the manifold is provided above the liquid channel part, the manifold adheres to the protection part.

これにより、流路が設けられていることによって対向面から基板の上面方向への圧力に対する強度が比較的弱い液体流路部には、マニホールドが直接接着することがない。   As a result, the manifold is not directly bonded to the liquid flow path portion having a relatively weak strength against the pressure from the facing surface toward the upper surface of the substrate due to the provision of the flow path.

したがって、上記対向面から上記基板の上面方向への圧力によって、液体流路部に設けられた流路が押しつぶされることはなく、流路を基板に沿って設ける場合であっても、当該流路の形状安定性を実現することができる。   Therefore, the flow path provided in the liquid flow path portion is not crushed by the pressure from the facing surface toward the upper surface of the substrate, and the flow path is provided even when the flow path is provided along the substrate. The shape stability can be realized.

また、保護部があることによって液体流路部の強度が高くなることから、マニホールドを接着させる際、強く基板に押し当てることができる。   Further, since the strength of the liquid flow path portion is increased due to the presence of the protective portion, it can be strongly pressed against the substrate when the manifold is bonded.

したがって、マニホールド等の液体供給部材と液体流路部との連結強度を低下させることなく、流路を基板に沿って設けたインクジェットヘッドを提供することができる。   Therefore, it is possible to provide an ink jet head in which the flow path is provided along the substrate without reducing the connection strength between the liquid supply member such as a manifold and the liquid flow path portion.

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記の構成において、上記保護部が、上記基板の上面に配設されているとともに、上記対向面の一部を覆うように配設されており、各々に配設された当該保護部の表面は面一であることが好ましい。   Further, in the ink jet head according to the present invention, in the above configuration, the protection portion is disposed on the upper surface of the substrate and is disposed so as to cover a part of the facing surface. It is preferable that the surface of the disposed protective portion is flush.

上記のように、保護部が液体流路部の対向面にも配設されていれば、流路が設けられていることによって対向面から基板の上面方向への圧力に対する強度が比較的弱い液体流路部の強度を補強することができる。よって、流路を基板に沿って設ける場合であっても、対向面上に保護部が配設されていない構成と比較して、流路の形状安定性をより一層高めることができる。   As described above, if the protective part is also provided on the opposing surface of the liquid channel part, the liquid is relatively weak in strength against pressure from the opposing surface toward the upper surface of the substrate due to the provision of the channel. The strength of the channel portion can be reinforced. Therefore, even when the flow path is provided along the substrate, the shape stability of the flow path can be further improved as compared with the configuration in which the protective portion is not provided on the facing surface.

また、基板の上面に配設されている保護部の表面と、対向面の一部を覆うように配設されている保護部の表面とが互いに面一であることから、マニホールドを接着させる際に、基板の上面の液体流路部のみと接着する場合のマニホールドの接着領域よりも、接着領域が広くなる。これにより、例えばスタンピング等により薄く塗られた接着剤であっても確実かつ簡便に接着することができる。これにより、マニホールドを備えたインクジェットヘッドの信頼性を向上させることができる。   In addition, since the surface of the protective part disposed on the upper surface of the substrate and the surface of the protective part disposed so as to cover a part of the opposing surface are flush with each other, In addition, the bonding area becomes wider than the bonding area of the manifold when bonding only to the liquid channel portion on the upper surface of the substrate. Thereby, even if it is the adhesive agent applied thinly, for example by stamping etc., it can adhere reliably and simply. Thereby, the reliability of the inkjet head provided with the manifold can be improved.

なお、ここで「面一」とは、完全に面一である場合のほかに、実質的に面一である場合も含まれる。   Here, the term “level” includes not only the case where it is completely flush, but also the case where it is substantially flush.

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記液体流路部における上記吐出口を含む一部分が、上記基板の上面の端部から突出しているが好ましい。   In the ink jet head according to the present invention, it is preferable that a part of the liquid channel portion including the discharge port protrudes from an end portion of the upper surface of the substrate.

上記構成によれば、液体流路部における上記液体を吐出するための吐出口を有する部分が、上記基板の上面の端部から突出している。このため、電圧を印加して吐出口から液体を吐出させる際、上記吐出口に電界を効率的に集中させることができる。また、これにより、印加する電圧を低減することができる。   According to the above configuration, the portion having the discharge port for discharging the liquid in the liquid channel portion protrudes from the end portion of the upper surface of the substrate. For this reason, when applying a voltage and discharging a liquid from a discharge outlet, an electric field can be efficiently concentrated on the said discharge outlet. Thereby, the applied voltage can be reduced.

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、液体流路部は、流路に液体を供給するための供給口を有する供給領域と、吐出口を有する吐出領域とを有しており、上記吐出領域における上記流路は、供給領域における上記流路よりも細く構成されていることが好ましい。   In the ink jet head according to the present invention, the liquid flow path section includes a supply region having a supply port for supplying liquid to the flow channel, and a discharge region having a discharge port. The channel is preferably configured to be narrower than the channel in the supply region.

上記構成によれば、供給領域における流路が、吐出領域における流路よりも太く構成されているため、吐出口から吐出する液体量に対して、該吐出領域に供給する液体量を大きくすることができる。すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドは、吐出する液体の供給に対する余裕度を高くすることができる。   According to the above configuration, since the flow path in the supply region is configured to be thicker than the flow path in the discharge region, the amount of liquid supplied to the discharge region is increased with respect to the amount of liquid discharged from the discharge port. Can do. That is, the inkjet head according to the present invention can increase the margin for supplying the liquid to be ejected.

このため、上記インクジェットヘッドは、描画対象に対して描画する描画パターンに応じて液体の吐出量が増加する場合であっても液体の供給不足が生じることを防ぐことができる。   For this reason, the inkjet head can prevent the liquid from being insufficiently supplied even when the liquid discharge amount increases in accordance with the drawing pattern to be drawn on the drawing target.

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、液体流路部は、下部流路層と上部流路層とによって流路を形成しており、下部流路層および上部流路層の少なくとも一方は、導電体であることが好ましい。   In the ink jet head according to the present invention, the liquid flow path portion includes a lower flow path layer and an upper flow path layer, and at least one of the lower flow path layer and the upper flow path layer is electrically conductive. It is preferable that it is a body.

上記構成によれば、本発明に係るインクジェットヘッドにおいて、供給部から吐出部に至る下部流路層または上部流路層のいずれかが導電体で形成されている。   According to the above configuration, in the ink jet head according to the present invention, either the lower channel layer or the upper channel layer from the supply unit to the discharge unit is formed of a conductor.

このため、静電吸引吐出を行うために必要となる電荷を吐出部が有する吐出口に印加する場合、本発明に係るインクジェットヘッドは、下部流路層または上部流路層を通じて電荷を吐出部が有する吐出口に印加することができるため、インクを介して行う必要がない。   For this reason, when the charge necessary for electrostatic suction discharge is applied to the discharge port of the discharge unit, the inkjet head according to the present invention allows the discharge unit to discharge the charge through the lower flow path layer or the upper flow path layer. Since it can apply to the discharge port which has, it does not need to carry out through an ink.

したがって、上記インクジェットヘッドは、上記静電吸引吐出に必要な電界形成のための時間を短縮することができ、吐出応答性が向上する。   Therefore, the inkjet head can shorten the time required for forming an electric field necessary for the electrostatic attraction / ejection, and the ejection responsiveness is improved.

よって、本発明に係るインクジェットヘッドは、描画速度および描画解像度を向上させることができる。   Therefore, the ink jet head according to the present invention can improve the drawing speed and the drawing resolution.

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記基板の上面に、上記液体を上記吐出口から吐出させるための電圧が印加される実装部を備えており、上記実装部は上記導電体と一体的に構成されていることが好ましい。   The inkjet head according to the present invention further includes a mounting portion to which a voltage for discharging the liquid from the discharge port is applied on the upper surface of the substrate, and the mounting portion is integrated with the conductor. It is preferable to be configured.

上記構成によれば、上記実装部は上記液体流路部と一体的に構成されている。すなわち、上記の構成とすることにより、外部から印加される電圧を、上記実装部を介して直接液体流路部に供給することができる。   According to the said structure, the said mounting part is comprised integrally with the said liquid flow-path part. That is, with the above-described configuration, a voltage applied from the outside can be directly supplied to the liquid channel portion via the mounting portion.

このため、液体流路部に印加するための電圧の伝達信頼性を向上させることができる。   For this reason, the transmission reliability of the voltage for applying to a liquid flow-path part can be improved.

また、実装部を基板の上面に設けているため、この実装部に対して実装配線を接合するための実装にかかる押圧力を大きくすることができる。   Further, since the mounting portion is provided on the upper surface of the substrate, it is possible to increase the pressing force applied to the mounting for bonding the mounting wiring to the mounting portion.

すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドは、基板の裏面(基板において液体流路部が形成される面とは反対側の面)を使う必要がないため、基板に形成された実装部を簡便に固定できる。このため、基板の表面側(液体流路部が形成される側の面)から、実装部に対する実装配線接続のために大きな押圧力を加えることができる。   That is, the inkjet head according to the present invention does not require the use of the back surface of the substrate (the surface opposite to the surface on which the liquid flow path portion is formed on the substrate), so that the mounting portion formed on the substrate can be easily fixed. it can. For this reason, a large pressing force can be applied from the surface side of the substrate (the surface on the side where the liquid flow path portion is formed) for mounting wiring connection to the mounting portion.

よって、本発明に係るインクジェットヘッドは、実装部と電力を印加する外部の装置との接続の信頼性を向上させることができる。   Therefore, the ink jet head according to the present invention can improve the reliability of connection between the mounting portion and an external device that applies power.

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記保護部が、絶縁性材料から構成されていることが好ましい。   In the ink jet head according to the present invention, it is preferable that the protective part is made of an insulating material.

上記構成によると、上記インクジェットヘッドは、保護部が絶縁性材料によって形成されるため、隣接チャネル間のクロストークを防止することができる。   According to the above configuration, the ink jet head can prevent crosstalk between adjacent channels because the protective portion is formed of an insulating material.

したがって、本発明のインクジェットヘッドでは、信頼性と耐久性を向上させることができるという効果を奏する。   Therefore, the ink jet head of the present invention has an effect that reliability and durability can be improved.

また、本発明に係るインクジェットヘッドは、上記液体流路部が、上記基板の上面側に当該液体流路部と上記基板とを絶縁させる絶縁層を備えていることが好ましい。   In the ink jet head according to the present invention, it is preferable that the liquid channel portion includes an insulating layer that insulates the liquid channel portion and the substrate on the upper surface side of the substrate.

上記の構成によれば、導電性物質である液体流路部が、絶縁層の上面に形成されているため、液体流路部を導通する電流が、基板を介して他の部材等に流れることを防ぐことができる。   According to said structure, since the liquid flow-path part which is an electroconductive substance is formed in the upper surface of an insulating layer, the electric current which conducts a liquid flow-path part flows into another member etc. via a board | substrate. Can be prevented.

例えば、上記液体流路部が同一基板面上に複数形成されている場合、上記基板を介して隣接する他の液体流路部に電流が流れ、この他の液体流路部とクロストークする危険性を低減することができる。   For example, when a plurality of the liquid channel portions are formed on the same substrate surface, a current flows to another liquid channel portion adjacent through the substrate, and there is a risk of crosstalk with the other liquid channel portions. Can be reduced.

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法では、上記保護部形成工程は、上記液体流路部が形成された上記基板の上面に、上記保護部となる材料を積層したのち、当該層の表面が上記液体流路部の上記対向面と互いに面一にするために、当該層を切削・研削する切削・研削工程、または除去する除去工程を含むことが好ましい。   In the method of manufacturing an ink jet head according to the present invention, the protective part forming step includes laminating a material to be the protective part on the upper surface of the substrate on which the liquid channel part is formed, and then the surface of the layer. However, it is preferable to include a cutting / grinding step for cutting / grinding the layer or a removing step for removing the layer in order to be flush with the facing surface of the liquid channel portion.

上記方法によれば、上記液体流路部形成工程において形成された段差を解消することができ、マニホールド等の液体供給部材との接着面を平坦化することができ、接着面を最大限拡大できるほか、段差パターンにそって接着剤が流出し、接着安定性が悪くなることを防止できる。   According to the above method, the step formed in the liquid flow path portion forming step can be eliminated, the adhesion surface with a liquid supply member such as a manifold can be flattened, and the adhesion surface can be expanded to the maximum. In addition, it is possible to prevent the adhesive from flowing out along the step pattern and deteriorating the adhesion stability.

したがって、マニホールド等の液体供給部材と、基板上に形成された液体流路部との接着を簡便かつ確実に行うことができるほか、接着強度がさらに向上する、より信頼性の高いインクジェットヘッドを提供できるといった効果を奏する。   Therefore, it is possible to easily and reliably bond the liquid supply member such as a manifold and the liquid flow path formed on the substrate, and to provide a more reliable inkjet head that further improves the bonding strength. There is an effect that can be done.

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、上記した課題を解決するために、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の上面に、当該上面に対して平行となる流路と、当該流路を流れる当該液体を吐出するための吐出口とが設けられた液体流路部を形成する液体流路部形成工程と、上記基板の上面に、当該上面から上記液体流路部形成工程によって形成された上記液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さよりも高い保護部を形成する保護部形成工程とを含むことを特徴としている。   The inkjet head manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing an inkjet head that accepts a liquid and discharges the liquid to a drawing target in response to application of a voltage in order to solve the above-described problem. A liquid flow path portion forming step for forming a liquid flow path portion provided with a flow path parallel to the upper surface and a discharge port for discharging the liquid flowing through the flow path on the upper surface of the substrate; A protective part forming step for forming a protective part on the upper surface of the substrate that is higher than the height from the upper surface to the surface facing the upper surface side of the liquid flow channel part formed by the liquid flow channel part forming step. It is characterized by including.

上記方法によれば、液体流路部形成工程とは別途、保護部形成工程を設けることができるため、液体流路部を構成する材料とは異なる材料によって保護部を形成することができる。そのため、液体流路部を導電性部材で形成し、保護部を絶縁性部材で形成することができる。   According to the above method, since the protective part forming step can be provided separately from the liquid channel part forming step, the protective part can be formed of a material different from the material constituting the liquid channel part. For this reason, the liquid flow path portion can be formed of a conductive member, and the protective portion can be formed of an insulating member.

したがって、上記方法によれば、保護部を絶縁性部材で形成することができることから、隣接チャネルのクロストークを防止したインクジェットヘッドを供給できるという効果を奏する。   Therefore, according to the above method, since the protective portion can be formed of an insulating member, there is an effect that it is possible to supply an inkjet head in which crosstalk between adjacent channels is prevented.

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、上記保護部形成工程では、上記液体流路部が形成された上記基板の上面に、上記保護部となる材料を積層したのち、当該層の表面を平坦にするために、当該層の少なくとも一部を切削・研削する切削・研削工程、または除去する除去工程を含むが好ましい。   Further, in the method for manufacturing an ink jet head according to the present invention, in the protective part forming step, after the material to be the protective part is laminated on the upper surface of the substrate on which the liquid channel part is formed, the surface of the layer is formed. In order to make the surface flat, it is preferable to include a cutting / grinding step of cutting / grinding at least a part of the layer or a removing step of removing.

上記方法によれば、液体流路部形成工程において形成された段差を解消することができ、マニホールド等の液体供給部材との接着面を平坦化することができ、接着面を最大限拡大できるほか、段差パターンにそって接着剤が流出し、接着安定性が悪くなることを防止できる。   According to the above method, the level difference formed in the liquid flow path portion forming step can be eliminated, the adhesion surface with a liquid supply member such as a manifold can be flattened, and the adhesion surface can be expanded to the maximum. It is possible to prevent the adhesive from flowing out along the step pattern and deteriorating the adhesion stability.

したがって、マニホールド等の液体供給部材と、基板上に形成された液体流路部との接着を簡便かつ確実に行うことができるほか、接着強度がさらに向上する、より信頼性の高いインクジェットヘッドを提供できるといった効果を奏する。   Therefore, it is possible to easily and reliably bond the liquid supply member such as a manifold and the liquid flow path formed on the substrate, and to provide a more reliable inkjet head that further improves the bonding strength. There is an effect that can be done.

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法では、上記液体流路部形成工程は、上記基板の上面に、絶縁層を介して下部流路層を形成する下部流路層形成工程と、上記下部流路層形成工程によって形成された下部流路層の一領域に、上記流路の形状を決定する充填部材を上記基板の上面に沿って形成する充填部材形成工程と、上記充填部材形成工程によって形成された上記充填部材上に、上部流路層を形成し、当該充填部材を、上記下部流路層と当該上部流路層とによって包囲する上部流路層形成工程と、上記充填部材形成工程によって形成された上記充填部材を除去する充填部材除去工程とを含むことが好ましい。   In the inkjet head manufacturing method according to the present invention, the liquid channel portion forming step includes a lower channel layer forming step of forming a lower channel layer on an upper surface of the substrate via an insulating layer, and the lower portion A filling member forming step for forming a filling member for determining the shape of the flow channel along an upper surface of the substrate in a region of the lower flow channel layer formed by the flow channel layer forming step, and the filling member forming step. An upper flow path layer forming step of forming an upper flow path layer on the formed filling member and surrounding the filling member with the lower flow path layer and the upper flow path layer; and the filling member forming process It is preferable to include a filling member removing step of removing the filling member formed by.

上記方法によれば、充填部材を下部流路層と上部流路層とによって包囲するようになっている。そして、充填部材の形状は、例えばフォトリソグラフィなどを利用したエッチングによって制御することができるため、充填部材の形状を所望する形状として容易に形成することができる。   According to the above method, the filling member is surrounded by the lower flow path layer and the upper flow path layer. Since the shape of the filling member can be controlled by etching using, for example, photolithography, the shape of the filling member can be easily formed as a desired shape.

また、上部流路層と下部流路層とから構成される液体流路部の形状は、上部流路層および下部流路層の形状をエッチングによって所望する形状として容易に形成することができる。   In addition, the shape of the liquid flow path portion composed of the upper flow path layer and the lower flow path layer can be easily formed as desired shapes by etching the shapes of the upper flow path layer and the lower flow path layer.

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法では、上記保護部形成工程によって保護部が形成された後、上記液体流路部における上記吐出口を含む一部分が、上記基板の上面の端部から突出するように、上記基板の一部を除去する基板除去工程を含むことが好ましい。   In the ink jet head manufacturing method according to the present invention, after the protective part is formed by the protective part forming step, a part including the discharge port in the liquid channel part protrudes from an end of the upper surface of the substrate. Thus, it is preferable to include a substrate removing step of removing a part of the substrate.

上記の工程を含むことにより、上記基板の一部を除去させて、上記液体流路部の一方の端部を、上記基板の上面の端部から突出させることができる。なお、この基板の除去は、例えばエッチング液などによって行うことができる。   By including the above steps, a part of the substrate can be removed, and one end of the liquid flow path can be projected from the end of the upper surface of the substrate. The removal of the substrate can be performed with an etching solution, for example.

このため、このエッチング液により基板のエッチングを行う時間を管理することにより、上記端部から突出する液体流路部の突出する長さ(突出量)を容易に所望する長さとすることができる。   For this reason, by controlling the time for etching the substrate with this etching solution, the protruding length (projection amount) of the liquid flow path portion protruding from the end portion can be easily set to a desired length.

したがって、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、液体流路部の形状、液体流路部の流路の形状、または液体流路部の上記基板の端部からの突出量を容易に所望する形状とすることができる。このため、上記インクジェットヘッドの製造方法は、設計の自由度を大幅に向上させるという効果を奏する。   Therefore, the inkjet head manufacturing method according to the present invention easily desires the shape of the liquid flow path portion, the shape of the liquid flow path portion, or the amount of protrusion of the liquid flow path portion from the end of the substrate. It can be a shape. For this reason, the manufacturing method of the inkjet head has an effect of greatly improving the degree of freedom of design.

本発明に係るインクジェットヘッドは、以上のように、液体を受け付け、電圧の印加に応じて描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、基板と、上記液体が流れる流路、および当該流路を流れる液体を吐出させるための吐出口が設けられた液体流路部とを備えており、上記基板の上面には、当該上面に対して上記流路が平行となるように上記液体流路部が配設されているとともに、当該上面から、当該液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さと同じ高さを有する保護部が配設されていることを特徴としている。また、本発明に係るインクジェットヘッドは、以上のように、液体を受け付け、電圧の印加に応じて描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、基板と、上記液体が流れる流路、および当該流路を流れる液体を吐出させるための吐出口が設けられた液体流路部とを備えており、上記基板の上面には、当該上面に対して上記流路が平行となるように上記液体流路部が配設されているとともに、当該上面から、当該液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さよりも高い保護部が配設されていることを特徴としている。   As described above, the ink jet head according to the present invention is an ink jet head that receives a liquid and discharges the liquid onto a drawing target in response to application of a voltage, and includes a substrate, a flow path through which the liquid flows, and the flow. A liquid flow path provided with a discharge port for discharging liquid flowing through the path, and the liquid flow path is arranged on the upper surface of the substrate so that the flow path is parallel to the upper surface. And a protective portion having the same height as the height from the upper surface to the opposing surface of the surface on the upper surface side of the liquid channel portion. Further, as described above, an inkjet head according to the present invention is an inkjet head that receives a liquid and discharges the liquid to a drawing target in response to application of a voltage, and includes a substrate, a flow path through which the liquid flows, and A liquid flow path provided with a discharge port for discharging the liquid flowing through the flow path, and the liquid is provided on the upper surface of the substrate so that the flow path is parallel to the upper surface. A flow path part is provided, and a protective part higher than the height from the upper surface to the surface facing the upper surface side of the liquid flow path part is provided.

上記の構成とすることにより、本発明に係るインクジェットヘッドは、流路の形状の設計自由度を向上させることができ、さらに、液体流路部に設けられた流路の形状安定性の向上と、マニホールド等の液体供給部材と液体流路部との接着強度の向上を両立させることができる。   With the above configuration, the inkjet head according to the present invention can improve the degree of freedom in designing the shape of the flow path, and further improve the shape stability of the flow path provided in the liquid flow path section. In addition, it is possible to simultaneously improve the adhesive strength between the liquid supply member such as a manifold and the liquid flow path portion.

また、流路(および当該流路が設けられた液体流路部)を基板の上面に沿って配設しているため、微細なドットを形成することができる流路であっても容易に形成することができるため、従来技術において問題となっていたインクジェットヘッドを製造する際の製造コストの増大を抑制することができる。   In addition, since the flow path (and the liquid flow path portion provided with the flow path) is disposed along the upper surface of the substrate, even a flow path capable of forming fine dots is easily formed. Therefore, it is possible to suppress an increase in manufacturing cost when manufacturing an inkjet head, which has been a problem in the prior art.

また、容易に形成することができるため、流路を安定的に形成することができ、よって、従来技術と比較して、インクジェットヘッドを安定的に製造することができる。   Moreover, since it can be formed easily, the flow path can be formed stably, and therefore, the ink jet head can be stably manufactured as compared with the prior art.

また、上記基板の上面に、上記液体流路部とともに、当該上面から、当該液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さと同じ高さを有する保護部が配設されている構成とすれば、流路が設けられていることによって上記対向面から上記基板の上面方向への圧力に対する強度が比較的弱い液体流路部であっても、マニホールドを接着する際に、保護部があることによって液体流路部の強度を補強することができるため、上記対向面から上記基板の上面方向への圧力によって、流路が押しつぶされることない。   In addition to the liquid channel portion, a protective portion having the same height as the height from the upper surface to the surface facing the upper surface side of the liquid channel portion is disposed on the upper surface of the substrate. According to the configuration, even when the flow path is provided, even if the liquid flow path portion has a relatively weak strength against the pressure from the facing surface toward the upper surface of the substrate, Therefore, the strength of the liquid channel portion can be reinforced, and the channel is not crushed by the pressure from the facing surface toward the upper surface of the substrate.

また、保護部があることによって液体流路部の強度が高くなるため、マニホールドを接着させる際、強く基板に押し当てることができる。マニホールドと液体流路部との接着強度の向上を両立させることができるという効果を奏する。   In addition, since the strength of the liquid flow path portion is increased due to the presence of the protective portion, it can be strongly pressed against the substrate when the manifold is bonded. There is an effect that the adhesive strength between the manifold and the liquid flow path can be improved.

さらに、保護部があることによって、マニホールドを接着する際に、基板の上面の液体流路部のみと接着する場合のマニホールドの接着領域よりも、接着領域が広くなる。これにより、例えばスタンピング等により薄く塗られた接着剤であっても確実かつ簡便に接着することができ、マニホールドを備えたインクジェットヘッドの信頼性を向上させることができる。   Further, the presence of the protective portion makes the bonding area wider than the bonding area of the manifold when bonding the manifold to only the liquid flow path portion on the upper surface of the substrate. Thereby, even if it is the adhesive agent thinly applied by stamping etc., it can adhere reliably and simply, and the reliability of the inkjet head provided with the manifold can be improved.

また、上記基板の上面に、上記液体流路部とともに、当該上面から、当該液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さよりも高い保護部が配設されている構成とすれば、液体流路部の上方にマニホールドを設けようとした際、マニホールドは保護部と接着する。   Further, the upper surface of the substrate is configured such that a protective portion higher than the height from the upper surface to the surface facing the upper surface side of the liquid flow channel portion is disposed together with the liquid flow channel portion. For example, when the manifold is to be provided above the liquid flow path portion, the manifold adheres to the protection portion.

これにより、流路が設けられていることによって対向面から基板の上面方向への圧力に対する強度が比較的弱い液体流路部には、マニホールドが直接接着することがない。したがって、液体流路部に設けられた流路が押しつぶされることはなく、流路を基板に沿って設ける場合であっても、当該流路の形状安定性をより一層高めることができる。   As a result, the manifold is not directly bonded to the liquid flow path portion having a relatively weak strength against the pressure from the facing surface toward the upper surface of the substrate due to the provision of the flow path. Therefore, the flow path provided in the liquid flow path portion is not crushed, and the shape stability of the flow path can be further enhanced even when the flow path is provided along the substrate.

また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、以上のように、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の上面に、当該上面に対して平行となる流路と、当該流路を流れる当該液体を吐出するための吐出口とが設けられた液体流路部を形成する液体流路部形成工程と、上記基板の上面に、当該上面から上記液体流路部形成工程によって形成された上記液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さと同じ高さを有する保護部を形成する保護部形成工程とを含むことを特徴としている。また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、以上のように、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の上面に、当該上面に対して平行となる流路と、当該流路を流れる当該液体を吐出するための吐出口とが設けられた液体流路部を形成する液体流路部形成工程と、上記基板の上面に、当該上面から上記液体流路部形成工程によって形成された上記液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さよりも高い保護部を形成する保護部形成工程とを含むことを特徴としている。   The inkjet head manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing an inkjet head that accepts a liquid and discharges the liquid to a drawing target in response to application of a voltage as described above. A liquid channel part forming step for forming a liquid channel part provided with a channel parallel to the upper surface and a discharge port for discharging the liquid flowing through the channel; A protective portion forming step of forming a protective portion having the same height as the height from the upper surface to the opposing surface of the surface on the upper surface side in the liquid flow channel portion formed by the liquid flow channel portion forming step on the upper surface; It is characterized by including. The inkjet head manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing an inkjet head that accepts a liquid and discharges the liquid to a drawing target in response to application of a voltage as described above. A liquid channel part forming step for forming a liquid channel part provided with a channel parallel to the upper surface and a discharge port for discharging the liquid flowing through the channel; A protective part forming step of forming a protective part on the upper surface that is higher than the height from the upper surface to the opposing surface of the surface on the upper surface side in the liquid channel part formed by the liquid channel part forming step. It is characterized by.

上記方法によれば、保護部形成工程を、液体流路部形成工程とは別途設けることができるため、液体流路部を構成する材料とは異なる材料によって保護部を形成することができる。そのため、液体流路部を導電性部材で形成し、保護部を絶縁性部材で形成することができる。   According to the above method, since the protective part forming step can be provided separately from the liquid channel part forming step, the protective part can be formed of a material different from the material constituting the liquid channel part. For this reason, the liquid flow path portion can be formed of a conductive member, and the protective portion can be formed of an insulating member.

したがって、上記方法によれば、保護部を絶縁性部材で形成することができることから、隣接チャネルのクロストークを防止したインクジェットヘッドを供給できるという効果を奏する。   Therefore, according to the above method, since the protective portion can be formed of an insulating member, there is an effect that it is possible to supply an inkjet head in which crosstalk between adjacent channels is prevented.

本発明の一実施形態について図1〜図9に基づいて説明すると以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

まず、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10の構成について図1および図2を参照して説明する。   First, the configuration of the inkjet head 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

(インクジェットヘッドの構成)
図1は、本発明の実施形態におけるインクジェットヘッド10の構成を示した斜視図である。また、図2は、図1に示すインクジェットヘッド10を切断線A−A’で切断した状態を示した矢視断面図である。
(Configuration of inkjet head)
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an inkjet head 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the arrow showing a state where the inkjet head 10 shown in FIG. 1 is cut along a cutting line AA ′.

本実施の形態におけるインクジェットヘッド10は、微細な液滴を描画対象に対して吐出するためのものであり、液体に電界を付与し、静電反発力により該液体を液滴として描画対象に吐出する、いわゆる静電吐出型のインクジェットのヘッドとして用いることができる。   The ink jet head 10 according to the present embodiment is for ejecting fine droplets onto a drawing target, applies an electric field to the liquid, and discharges the liquid as a droplet onto the drawing target by electrostatic repulsion. It can be used as a so-called electrostatic discharge type ink jet head.

特に、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10は、微小ドットによる微細パターンを描画対象(例えば、液晶表示用カラーフィルタやプリント配線板等)に形成するための微小ドット形成装置(不図示)のヘッドとして好適である。   In particular, the inkjet head 10 according to the present embodiment is a head of a micro dot forming apparatus (not shown) for forming a micro pattern with micro dots on a drawing target (for example, a color filter for liquid crystal display, a printed wiring board, etc.). It is suitable as.

具体的には、図1に示すインクジェットヘッド10は、図示しない印加手段から電圧が印加されることによって、インクジェットヘッド10の構成部材である液体流路部30の吐出領域50に形成された吐出口51近傍に電界を集中させ、液体流路部30(吐出領域50)に設けられた流路39の液体を、図示しない描画対象に微細な液滴として吐出させることができる。そのため、本実施の形態における
インクジェットヘッド10は、図1に示すように、基板20、液体流路部30、マニホールド60、実装部70、および保護部80を備えている。
上記基板20の上面には、上記液体流路部30が複数形成されており、液体流路部30上には、その一部を覆うように保護部80およびマニホールド60が形成されている。
Specifically, the inkjet head 10 shown in FIG. 1 has a discharge port formed in the discharge region 50 of the liquid flow path portion 30 that is a constituent member of the inkjet head 10 when a voltage is applied from an application unit (not shown). By concentrating the electric field in the vicinity of 51, the liquid in the flow path 39 provided in the liquid flow path section 30 (discharge area 50) can be discharged as fine droplets onto a drawing target (not shown). Therefore, the inkjet head 10 in the present embodiment includes a substrate 20, a liquid flow path part 30, a manifold 60, a mounting part 70, and a protection part 80 as shown in FIG. 1.
A plurality of the liquid flow path portions 30 are formed on the upper surface of the substrate 20, and a protection portion 80 and a manifold 60 are formed on the liquid flow path portion 30 so as to cover a part thereof.

上記基板20は、単結晶シリコンによって構成されるものであり、上記液体流路部30が形成される基板20の上面は、シリコンのエッチング速度が最も速い結晶格子のミラー指数(110)面に対して垂直な方向(本実施の形態では基板の側面)になるように形成されることが好ましい。具体的には、基板20の上面は、結晶格子のミラー指数が(100)面であることが好ましい。
上記液体流路部30は、液体が流れることができる流路39が設けられており、描画対象に噴射する液体(液状物質)が流れるように構成されている。
The substrate 20 is made of single crystal silicon, and the upper surface of the substrate 20 on which the liquid channel portion 30 is formed is in relation to the mirror index (110) plane of the crystal lattice with the fastest silicon etching rate. It is preferably formed so as to be in a vertical direction (side surface of the substrate in this embodiment mode). Specifically, the upper surface of the substrate 20 preferably has a (100) plane with a Miller index of the crystal lattice.
The liquid flow path unit 30 is provided with a flow path 39 through which a liquid can flow, and is configured to flow a liquid (liquid substance) to be ejected onto a drawing target.

上記液体流路部30は、図1に示すように、描画対象に吐出する液体を流路39に供給するための液体供給口41を有する供給領域40と、流路39の液体を描画対象に吐出するための吐出口51を有する吐出領域50とを有している。   As shown in FIG. 1, the liquid flow path unit 30 includes a supply region 40 having a liquid supply port 41 for supplying the liquid to be drawn to the drawing target to the flow path 39, and the liquid in the flow path 39 as the drawing target. And a discharge region 50 having a discharge port 51 for discharging.

また、上記液体流路部30は、吐出口51を含む吐出領域50の一部が、基板20の端部22から突出した構造となっている。突出した部分の長さ(以下、突出量と呼ぶ)は、液体の吐出安定性と、吐出領域50の構造的安定性と、吐出口51近傍に電界を集中させるために供給する電圧の大きさとを考慮して適宜設定することができる。例えば、突出量を100μmとすることができる。しかしながら、本発明はこの突出量に限定されるものではない。   Further, the liquid flow path portion 30 has a structure in which a part of the discharge region 50 including the discharge port 51 protrudes from the end portion 22 of the substrate 20. The length of the protruding portion (hereinafter referred to as the protruding amount) is the liquid discharge stability, the structural stability of the discharge region 50, and the magnitude of the voltage supplied to concentrate the electric field near the discharge port 51. Can be set as appropriate. For example, the protrusion amount can be set to 100 μm. However, the present invention is not limited to this protruding amount.

なお、上記吐出領域50の大きさは、これに限定されるものではないが、例えば、長さ方向に120μm、幅方向に7μm、高さ方向に6μmとすることができる。また、上記吐出口51は、図1に示すように吐出領域50の端面において開口しており、これに限定されるものではないが、例えば、幅方向に3μm、高さ方向に2μmとすることができる。
なお、ここで上記「長さ方向」とは、液体流路部30において、供給領域40から吐出領域50に向けて液体が流れる方向(液体流路部30における長手方向)である。また、上記「高さ方向」とは、上記基板20の面に対して垂直となる方向である。また、上記「幅方向」とは、供給領域40から吐出領域50に向かう方向に垂直であり、かつ上記高さ方向に対しても垂直となる方向である。なお、以下において用いる「長さ方向(長手方向)」、「高さ方向」、「幅方向」という文言も、特に言及しない限り、上記の定義に基づくものとする。
The size of the ejection region 50 is not limited to this, but can be, for example, 120 μm in the length direction, 7 μm in the width direction, and 6 μm in the height direction. Further, the discharge port 51 is opened at the end face of the discharge region 50 as shown in FIG. 1, and is not limited to this, but for example, it is 3 μm in the width direction and 2 μm in the height direction. Can do.
Here, the “length direction” is a direction in which the liquid flows from the supply region 40 toward the discharge region 50 in the liquid channel portion 30 (longitudinal direction in the liquid channel portion 30). The “height direction” is a direction perpendicular to the surface of the substrate 20. The “width direction” is a direction perpendicular to the direction from the supply region 40 toward the discharge region 50 and also perpendicular to the height direction. Note that the terms “length direction (longitudinal direction)”, “height direction”, and “width direction” used in the following are based on the above definition unless otherwise specified.

また、上記液体流路部30は、幅方向に沿った断面の面積が、供給領域40側よりも吐出領域50側のほうが小さくなるように構成されている。すなわち、本実施形態では、例えば、液体流路部30の内部における高さ方向の大きさは2μmで略一定であるが、液体流路部30内部の幅方向の大きさは、吐出口51近傍では3μm、液体供給口41近傍では40μmというように、吐出口51と液体供給口41とにおいて断面積が変化するように構成されている。   The liquid flow path section 30 is configured such that the cross-sectional area along the width direction is smaller on the ejection region 50 side than on the supply region 40 side. That is, in the present embodiment, for example, the size in the height direction inside the liquid channel portion 30 is 2 μm and is substantially constant, but the size in the width direction inside the liquid channel portion 30 is in the vicinity of the discharge port 51. The cross-sectional area is changed between the ejection port 51 and the liquid supply port 41, such as 3 μm and 40 μm near the liquid supply port 41.

このように構成することにより、吐出口51から吐出する液体量に対して、吐出領域50に供給する液体量を大きくすることができる。すなわち、インクジェットヘッド10は、吐出する液体の供給に対する余裕度を高くすることができる。   With this configuration, the amount of liquid supplied to the discharge region 50 can be increased with respect to the amount of liquid discharged from the discharge port 51. That is, the inkjet head 10 can increase the margin for supplying the liquid to be discharged.

なお、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10では、上記基板20の上面に3つの液体流路部30が形成されている。しかしながら、本発明はその数に限定されるものではない。   In the inkjet head 10 according to the present embodiment, three liquid flow path portions 30 are formed on the upper surface of the substrate 20. However, the present invention is not limited to that number.

また、各液体流路部30は、基板20面上に、例えば、169μmの間隔で配置することができる。   Moreover, each liquid flow path part 30 can be arrange | positioned on the board | substrate 20 surface at intervals of 169 micrometers, for example.

以下に、図2に基づいて、上記基板20および液体流路部30の詳細な構造について説明する。   Below, based on FIG. 2, the detailed structure of the said board | substrate 20 and the liquid flow-path part 30 is demonstrated.

図2に示すように、当該液体流路部30は、下部流路層32と、下地層35を有する上部流路層33とによって構成されている。この下部流路層32および上部流路層33によって流路39が規定されている。   As shown in FIG. 2, the liquid flow path portion 30 includes a lower flow path layer 32 and an upper flow path layer 33 having a base layer 35. A channel 39 is defined by the lower channel layer 32 and the upper channel layer 33.

上記下部流路層32と上部流路層33とはそれぞれ、例えば、厚さ2μmのニッケル(Ni)を主成分とする導電性部材から構成することができる。   Each of the lower flow path layer 32 and the upper flow path layer 33 can be composed of, for example, a conductive member whose main component is nickel (Ni) having a thickness of 2 μm.

なお、少なくとも下部流路層32または上部流路層33のいずれかが上記Niによって形成されていればよいが、後述する基板20のエッチングにおいてエッチング液による侵食を防ぐために両者がNiによって形成されていることが好ましい。   It should be noted that at least one of the lower flow path layer 32 and the upper flow path layer 33 may be formed of Ni, but both are formed of Ni in order to prevent erosion by the etchant during etching of the substrate 20 described later. Preferably it is.

上記液体流路部30は、図2に示すように、基板20との接合部分に、絶縁層21を備えている。上記絶縁層21としては、例えば、厚さ0.2μm〜2μmのSi酸化膜やSi窒化膜などの絶縁性物質を用いることができる。   As shown in FIG. 2, the liquid flow path portion 30 includes an insulating layer 21 at a joint portion with the substrate 20. As the insulating layer 21, for example, an insulating material such as a Si oxide film or a Si nitride film having a thickness of 0.2 μm to 2 μm can be used.

また、図2に示すように、上記基板20の上面は、上記絶縁層21との接触部分が、非接触部分よりも隆起している。これは、突出構造を形成する際のシリコンのエッチングにおいて形成されるものである。この隆起部側壁面は(111)面であり、この面のエッチング速度は他の面に比べ非常に遅く、ストッパー層の役割を果たしている。これにより、液体流路部30の下部に位置する基板20がエッチングにより完全に溶解され、流路部が基板に固定されずに浮いた状態になることなく、(110)面のエッチング時間の管理により任意の突出長の構造が形成できる。
図1に示す上記供給領域40の液体供給口41は、例えば、40μm×40μmの略正方形とすることができ、図2に示した液体流路部30の上部流路層33および下地層35を貫通するように形成されている。また、各液体流路部30に設けられた液体供給口41それぞれは、液体流路部30の供給領域40において同一位置に設けられている。このため、各液体流路部30が備える液体供給口41それぞれを結ぶ線は一直線となっている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
In addition, as shown in FIG. 2, the upper surface of the substrate 20 protrudes from the contact portion with the insulating layer 21 more than the non-contact portion. This is formed in the etching of silicon when forming the protruding structure. The side wall surface of the raised portion is a (111) surface, and the etching rate of this surface is very slow compared to other surfaces, and serves as a stopper layer. As a result, the etching of the (110) plane is performed without the substrate 20 positioned below the liquid flow channel portion 30 being completely dissolved by etching and the flow channel portion not being fixed to the substrate and being floated. Thus, a structure having an arbitrary protruding length can be formed.
The liquid supply port 41 of the supply region 40 shown in FIG. 1 can be, for example, a substantially square of 40 μm × 40 μm, and the upper flow path layer 33 and the base layer 35 of the liquid flow path unit 30 shown in FIG. It is formed to penetrate. Further, each of the liquid supply ports 41 provided in each liquid flow path portion 30 is provided at the same position in the supply region 40 of the liquid flow path portion 30. For this reason, the line which connects each liquid supply port 41 with which each liquid flow-path part 30 is provided is a straight line. However, the present invention is not limited to this.

なお、上記において「同一位置」とは、完全に同一位置である場合とともに、実質的に同一位置である場合も含む。また、上記において「一直線」とは、完全に一直線である場合とともに、実質的に一直線である場合も含まれる。   In the above description, the “same position” includes not only the completely same position but also the substantially same position. In the above description, the term “straight line” includes not only a completely straight line but also a substantially straight line.

上記保護部80は、図1に示すように、上記基板20の上面において、供給領域40の少なくとも一部分を覆うように設けられている。   As shown in FIG. 1, the protection unit 80 is provided on the upper surface of the substrate 20 so as to cover at least a part of the supply region 40.

上記保護部80は、マニホールド60に設けられた流体供給孔61を供給領域40の液体供給口41と連結する際に、マニホールド60との接着面となる。保護部80は、Si酸化膜やSi窒化膜などの絶縁性物質により形成される。   The protector 80 serves as an adhesive surface with the manifold 60 when the fluid supply hole 61 provided in the manifold 60 is connected to the liquid supply port 41 of the supply region 40. The protection unit 80 is formed of an insulating material such as a Si oxide film or a Si nitride film.

以下に、図10に示す構成の比較用インクジェットヘッド400を比較対象に用いて、本実施形態におけるインクジェットヘッド10の保護部80の効果を説明する。   Below, the effect of the protection part 80 of the inkjet head 10 in this embodiment is demonstrated using the comparative inkjet head 400 of the structure shown in FIG. 10 for a comparison object.

図10は、比較用インクジェットヘッド400の構成を示す斜視図である。比較用インクジェットヘッド400は、本実施形態のインクジェットヘッド10に設けられた保護部80を備えておらず、基板402、液体流路部403、マニホールド406、および実装部407を備えている。比較用インクジェットヘッド400は、図10に示すように、マニホールド406が、基板402の上面に設けられた液体流路部403それぞれを直接覆うとともに、基板402と接するように基板402の上面に設けられている。このような構成の比較用インクジェットヘッド400では、保護部80を備えていないため、マニホールド406の接着箇所が基板402上面に形成された液体流路部の上面(対向面)のみとなる。そのため、製造工程においてマニホールド406を基板402に強く押し当てると、液体流路部403に設けられた流路436が押しつぶされる虞がある。その一方で、マニホールド406を押し当てる力が弱すぎると接着不良となり、マニホールド406の剥がれや、液もれの虞がある。さらに、マニホールド406を、基板402の上面に形成された液体流路部403の形状にはまるように上記対向面と基板と接着する接着面に段差をつける必要が生じる。この加工には高精度の加工技術が必要となるため、マニホールド406の製造コストが大幅に増加するという可能性がある。さらには、この段差を有する接着面に接着剤を塗布することも困難であり、塗布量が多すぎると液体流路部406の流入口441に流れ込み、流路436を詰まらせてしまい、反対に少なすぎると接着不良となり、マニホールド406の剥がれ、液もれの虞がある。   FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the comparative inkjet head 400. The comparative inkjet head 400 does not include the protection unit 80 provided in the inkjet head 10 of this embodiment, but includes a substrate 402, a liquid flow path unit 403, a manifold 406, and a mounting unit 407. As shown in FIG. 10, the comparative inkjet head 400 is provided on the upper surface of the substrate 402 so that the manifold 406 directly covers each of the liquid flow path portions 403 provided on the upper surface of the substrate 402. ing. Since the comparative inkjet head 400 having such a configuration does not include the protection unit 80, the bonded portion of the manifold 406 is only the upper surface (opposing surface) of the liquid channel portion formed on the upper surface of the substrate 402. Therefore, when the manifold 406 is strongly pressed against the substrate 402 in the manufacturing process, the flow path 436 provided in the liquid flow path section 403 may be crushed. On the other hand, if the force pressing the manifold 406 is too weak, adhesion failure occurs, and there is a risk of the manifold 406 peeling off or liquid leakage. Further, the manifold 406 needs to have a step between the facing surface and the bonding surface to be bonded to the substrate so as to fit the shape of the liquid channel portion 403 formed on the upper surface of the substrate 402. Since this processing requires high-precision processing technology, the manufacturing cost of the manifold 406 may increase significantly. Furthermore, it is also difficult to apply an adhesive to the adhesive surface having this step, and if the amount applied is too large, it will flow into the inlet 441 of the liquid flow path portion 406 and clog the flow path 436, on the contrary. If the amount is too small, adhesion failure may occur, and the manifold 406 may peel off or leak.

そこで、本実施形態のインクジェットヘッド10では、図1に示すように、保護部80を備えることによって、液体流路部30に設けられた流路39の崩壊を効果的に防ぐことができる。すなわち、圧力を付加してマニホールド60を供給領域40上に設置する際、液体流路部30の強度よりも強い圧力で押し当てられる場合があるが、液体流路部30の強度は保護部80によって補強されているため、流路39が崩壊することはない。   Therefore, in the inkjet head 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, by providing the protection unit 80, it is possible to effectively prevent the channel 39 provided in the liquid channel unit 30 from collapsing. That is, when the pressure is applied and the manifold 60 is installed on the supply region 40, the pressure may be pressed with a pressure stronger than the strength of the liquid flow path portion 30. Therefore, the flow path 39 does not collapse.

したがって、保護部80を備えることによって、設計された流路39の形状が確保された、高い安定性を有するインクジェットヘッド10を提供することができる。   Therefore, by providing the protection unit 80, it is possible to provide the inkjet head 10 having high stability in which the shape of the designed flow path 39 is ensured.

さらに、図10に示した比較構成では、マニホールド406の接着箇所が基板402上面に形成された液体流路部403の上面(対向面)のみである。一方、本実施形態のインクジェットヘッド10では、複数の液体流路部30にわたって平坦に構成されている保護部80の略全面を、マニホールド60の接着箇所とすることができるため、接着面積が増加し、よって、接着強度を高めることができる。   Furthermore, in the comparative configuration shown in FIG. 10, the bonded portion of the manifold 406 is only the upper surface (opposing surface) of the liquid channel portion 403 formed on the upper surface of the substrate 402. On the other hand, in the inkjet head 10 of the present embodiment, since the substantially entire surface of the protection unit 80 that is flat across the plurality of liquid flow path units 30 can be used as the bonding location of the manifold 60, the bonding area increases. Therefore, the adhesive strength can be increased.

また、図1に示すように、液体流路部30の上面にも保護部80を配置することによって、導電性材料によって形成される液体流路部30を絶縁コートすることができる。したがって、液体流路部30からの不用意な放電や、それによる破損、および隣接チャネルのクロストーク等を防ぐことができ、インクジェットヘッド10の耐久性、ならびに安全性、信頼性を向上させることができる。   Further, as shown in FIG. 1, by disposing a protective portion 80 also on the upper surface of the liquid flow path section 30, the liquid flow path section 30 formed of a conductive material can be insulated. Therefore, inadvertent discharge from the liquid flow path portion 30, damage due to the discharge, crosstalk between adjacent channels, and the like can be prevented, and the durability, safety, and reliability of the inkjet head 10 can be improved. it can.

上記保護部80の幅は、マニホールド60の幅よりも小さくてもかまわないが、接着時に余剰接着剤が流れ出し、パターンに沿って流れて、吐出口51をふさいでしまうのを防ぐためにも、マニホールド60の幅よりも大きく設定することが好ましい。   The width of the protective part 80 may be smaller than the width of the manifold 60. However, in order to prevent the surplus adhesive from flowing out and flowing along the pattern at the time of bonding, the discharge port 51 is blocked. It is preferable to set the width larger than 60.

なお、ここで上記「幅」とは、液体流路部30における長手方向に垂直な方向のことであるとともに、基板20の上面に平行かつ長手方向に垂直な方向のことである。   Here, the “width” refers to a direction perpendicular to the longitudinal direction of the liquid flow path portion 30 and a direction parallel to the upper surface of the substrate 20 and perpendicular to the longitudinal direction.

上記マニホールド60は、液体流路部30の流路39に、描画対象に吐出するための液体を供給するものである。図1に示すように、マニホールド60は、保護部80を介して液体流路部30の供給領域40の一部分を覆うように設けられている。マニホールド60は、絶縁性材料によって構成されている。
上記マニホールド60の内部には、液体流路部30と同数の流体供給孔61が設けられており、各流体供給孔61の一端に構成された開口部分が、供給領域40の液体供給口41と合致し、流体供給孔61と流路39とが連通するように配設されている。
上記流体供給孔61の大きさとしては、例えば、60μm×60μmの断面積で、かつ長さ方向の大きさが3mmとすることができる。
The manifold 60 supplies the liquid for discharging to the drawing target to the flow path 39 of the liquid flow path section 30. As shown in FIG. 1, the manifold 60 is provided so as to cover a part of the supply region 40 of the liquid flow path part 30 via the protection part 80. The manifold 60 is made of an insulating material.
In the manifold 60, the same number of fluid supply holes 61 as the liquid flow path portions 30 are provided, and an opening portion formed at one end of each fluid supply hole 61 is connected to the liquid supply port 41 of the supply region 40. The fluid supply hole 61 and the flow path 39 are arranged to communicate with each other.
The size of the fluid supply hole 61 may be, for example, a cross-sectional area of 60 μm × 60 μm and a size in the length direction of 3 mm.

なお、ここで上記「断面積」とは、供給領域40の液体供給口41と接する開口部分の面積に相当する。また、上記「長さ方向」とは、液体流路部30が備えられている基板20の面に対して垂直な方向である。   Here, the “cross-sectional area” corresponds to the area of the opening portion in contact with the liquid supply port 41 of the supply region 40. The “length direction” is a direction perpendicular to the surface of the substrate 20 on which the liquid flow path unit 30 is provided.

図1に示すように、本実施形態では、流体供給孔61の開口部分が、液体供給口41よりも大きく構成されている。ここで、マニホールド60と、保護部80(あるいは、上部流路層33)との接着の際、マニホールド60の液体供給孔61近傍に付着した余剰接着剤
が、液体供給孔61の内部方向に流れ出す可能性がある。しかしながら、流体供給孔61の開口部分を液体供給口41よりも大きく構成することによって、余剰接着剤によって、液体供給口41が埋められてしまい、流路39が詰まるという危険性を回避することができます。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the opening portion of the fluid supply hole 61 is configured to be larger than the liquid supply port 41. Here, when the manifold 60 and the protection unit 80 (or the upper flow path layer 33) are bonded, surplus adhesive adhering to the vicinity of the liquid supply hole 61 of the manifold 60 flows out toward the inside of the liquid supply hole 61. there is a possibility. However, by configuring the opening portion of the fluid supply hole 61 to be larger than the liquid supply port 41, it is possible to avoid the risk that the liquid supply port 41 is filled with excess adhesive and the flow path 39 is clogged. I can do it.

しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、当該開口部と液体供給口41とが同一の大きさであってもよい。また、これらの形状も特に制限されるものではない。
また、上記マニホールド60は、流体供給孔61における液体供給口41との合致側とは反対側において、液体を供給するための共通液体室(図示せず)に連結している。
However, the present invention is not limited to this, and the opening and the liquid supply port 41 may be the same size. Also, these shapes are not particularly limited.
The manifold 60 is connected to a common liquid chamber (not shown) for supplying liquid on the opposite side of the fluid supply hole 61 from the side where the fluid supply hole 41 matches the liquid supply port 41.

次に、図3に基づいて、上記マニホールド60と共通液体室62との構造について説明する。
図3は、図1に示すインクジェットヘッド10の流体供給孔61における液体供給口41との合致側とは反対側に共通液体室62を配設した状態で、切断線C−C’において切断した状態を示した矢視断面図である。なお、図3中に矢印で示した方向は、図示しない印加手段から流体供給孔61に電圧を印加することによって生じるクロストーク電流の方向を示している。
Next, the structure of the manifold 60 and the common liquid chamber 62 will be described with reference to FIG.
3 is cut along a cutting line CC ′ in a state where the common liquid chamber 62 is disposed on the opposite side of the fluid supply hole 61 of the inkjet head 10 shown in FIG. It is arrow sectional drawing which showed the state. The direction indicated by the arrow in FIG. 3 indicates the direction of crosstalk current generated by applying a voltage to the fluid supply hole 61 from an application means (not shown).

図3に示すように、上記共通液体室62は、流体供給孔61における液体供給口41との合致側とは反対側に備えることができる。これにより、ある一つの液体流路部30に電圧が印加されたと仮定し、この電圧が、液体を通じて隣接する液体流路部30にリークしたとすると、電圧が印加された液体流路部30に対応する流体供給孔61の流路から、共通液体室62へ、そして電圧が印加されていない隣接する液体流路部30に対応する流体供給孔61の流路へと、矢印で示したクロストーク電流の経路が形成される。   As shown in FIG. 3, the common liquid chamber 62 can be provided on the opposite side of the fluid supply hole 61 from the side that matches the liquid supply port 41. As a result, assuming that a voltage is applied to one liquid flow path section 30 and this voltage leaks to the adjacent liquid flow path section 30 through the liquid, the voltage is applied to the liquid flow path section 30 to which the voltage is applied. Crosstalk indicated by an arrow from the flow path of the corresponding fluid supply hole 61 to the common liquid chamber 62 and to the flow path of the fluid supply hole 61 corresponding to the adjacent liquid flow path portion 30 to which no voltage is applied. A current path is formed.

ここで、比較構成として、上記マニホールド60を共通液体室と兼用して構成した場合を考える。図4は、この比較構成を示したインクジェットヘッドの断面図であり、図1に本実施形態におけるインクジェットヘッド10の切断線C−C’における断面に相当する。図4に示す比較構成では、図3において示した本実施形態におけるマニホールド60の流体供給孔61に代えて、共通液体室504が設けられた比較用マニホールド506を備えている。すなわち、図4に示すマニホールド506は、共通液体室504に設けられた複数の開口部504aがそれぞれ、液体供給口541と合致して配設されている。この比較構成では、任意の液体流路部503aに電圧を印加すると、共通液体室504のインクを介して図4の矢印のようなクロストーク電流が流れる。この場合、図3に示す本実施形態と比較して明らかなように、クロストーク電流の経路長が短い。そのため、この比較構成では、隣接する液体流路部503にも印加してしまい、所望しない液体流路部503bからも液体が吐出してしまう、いわゆるクロストークを発生させることとなる可能性が高い。   Here, a case where the manifold 60 is also used as a common liquid chamber will be considered as a comparative configuration. FIG. 4 is a cross-sectional view of the ink jet head showing this comparative configuration. FIG. 1 corresponds to a cross section taken along the section line C-C ′ of the ink jet head 10 in this embodiment. The comparison configuration shown in FIG. 4 includes a comparison manifold 506 provided with a common liquid chamber 504 instead of the fluid supply hole 61 of the manifold 60 in the present embodiment shown in FIG. That is, in the manifold 506 shown in FIG. 4, a plurality of openings 504 a provided in the common liquid chamber 504 are arranged in alignment with the liquid supply ports 541. In this comparative configuration, when a voltage is applied to an arbitrary liquid flow path portion 503a, a crosstalk current as indicated by an arrow in FIG. 4 flows through the ink in the common liquid chamber 504. In this case, as apparent from the present embodiment shown in FIG. 3, the path length of the crosstalk current is short. For this reason, in this comparative configuration, there is a high possibility that so-called crosstalk will occur, in which the liquid is also applied to the adjacent liquid flow path portion 503 and the liquid is discharged from an undesired liquid flow path portion 503b. .

そこで、図3に示す本実施形態のように、上記流体供給孔61が液体流路部30毎に設けられ、液体流路部30の供給領域40と接する側とは反対側で共通液体室62に配設した構成とすることによって、隣接する液体流路部30に電圧がリークされる場合、クロストーク電流の経路長が長くなり、すなわち、電圧に対する抵抗値が大きくなるため、上記したようなクロストークの発生を抑制することができる。
上記実装部70は、液体を描画対象に吐出するように制御する吐出信号が印加されるものであり、図1に示すように基板20の上面に設けられている。
Therefore, as in the present embodiment shown in FIG. 3, the fluid supply hole 61 is provided for each liquid channel portion 30, and the common liquid chamber 62 is provided on the side opposite to the side in contact with the supply region 40 of the liquid channel portion 30. When the voltage is leaked to the adjacent liquid flow path section 30 by the configuration arranged in the above, the path length of the crosstalk current becomes long, that is, the resistance value with respect to the voltage becomes large. The occurrence of crosstalk can be suppressed.
The mounting portion 70 is applied with a discharge signal for controlling the liquid to be discharged onto the drawing target, and is provided on the upper surface of the substrate 20 as shown in FIG.

具体的には、上記実装部70は、上記液体流路部30と一体的に構成されている。すなわち、上記液体流路部30は、供給領域40の後ろ側(液体流路部30における長手方向において、吐出口50が備えられている端部とは反対になる側)に、流路39が設けられていない部分が延びており、この延びた部分に上記実装部70が一体的に構成されている。より詳細には、実装部70は、液体流路部30の、導電体である下部流路層32および/または上部流路層33と一体的に構成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、液体流路部30と電気的に接続されているものであってもよい。   Specifically, the mounting part 70 is configured integrally with the liquid flow path part 30. That is, the liquid flow path section 30 has a flow path 39 on the rear side of the supply area 40 (on the side opposite to the end provided with the discharge port 50 in the longitudinal direction of the liquid flow path section 30). A portion that is not provided extends, and the mounting portion 70 is configured integrally with the extended portion. More specifically, the mounting portion 70 is configured integrally with the lower flow path layer 32 and / or the upper flow path layer 33 that are conductors of the liquid flow path section 30. However, the present invention is not limited to this, and may be electrically connected to the liquid flow path portion 30.

上記実装部70は、ワイヤーボンディングなどの実装技術によって図示しないフレキシブル基板などの外部信号伝達手段と電気的に接続している。
このように構成することによって、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10は、電気的に独立した液体流路部30に直接吐出信号を印加することができる。このため、特定の液体流路部30に対して吐出信号を容易に印加することができるとともに、上記液体流路部30に印加するための電圧の伝達信頼性を向上させることができる。
The mounting portion 70 is electrically connected to external signal transmission means such as a flexible substrate (not shown) by a mounting technique such as wire bonding.
With this configuration, the inkjet head 10 according to the present embodiment can directly apply a discharge signal to the electrically independent liquid flow path section 30. For this reason, it is possible to easily apply a discharge signal to the specific liquid channel part 30 and to improve the reliability of transmission of a voltage to be applied to the liquid channel part 30.

さらに、上述したように上記液体流路部30(下部流路層32および/または上部流路層33)をNiで形成することによって、電荷移動にかかる電気抵抗が小さく、吐出口51に電荷を移動しやすくすることができる。このため、吐出口51に形成された液体メニスカスに電界集中させるための電荷が、下部流路層32および/または上部流路層33を通じて吐出口51に集中する。すなわち、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10では、液体流路部30を、当該インクジェットヘッド10における電極として作用させることができる。   Furthermore, as described above, the liquid flow path portion 30 (the lower flow path layer 32 and / or the upper flow path layer 33) is formed of Ni, so that the electric resistance for charge transfer is small and charges are discharged to the discharge ports 51. It can be easy to move. For this reason, electric charges for concentrating the electric field on the liquid meniscus formed at the discharge port 51 are concentrated on the discharge port 51 through the lower flow path layer 32 and / or the upper flow path layer 33. That is, in the ink jet head 10 according to the present embodiment, the liquid flow path portion 30 can act as an electrode in the ink jet head 10.

以上のように、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10を用いれば、流路39(および当該流路39が設けられた液体流路部30)を基板20の上面に沿って配設しているため、微細なドットを形成することができる流路30であっても容易に形成することができる。これにより、従来技術において問題となっていたインクジェットヘッドを製造する際の製造コストの増大を抑制することができる。   As described above, when the inkjet head 10 according to the present embodiment is used, the flow path 39 (and the liquid flow path portion 30 provided with the flow path 39) is disposed along the upper surface of the substrate 20. Therefore, even the flow path 30 that can form fine dots can be easily formed. Thereby, the increase in the manufacturing cost at the time of manufacturing the inkjet head which became a problem in the prior art can be suppressed.

また、例えば、流路39にメッキ形成を行う場合であっても、流路39(および当該流路39が設けられた液体流路部30)が基板20の上面に沿って配設されていれば、従来技術と比較して、メッキ形成を上手く施すことができる。   For example, even when plating is performed on the flow path 39, the flow path 39 (and the liquid flow path portion 30 provided with the flow path 39) is disposed along the upper surface of the substrate 20. As a result, the plating can be formed better than in the prior art.

また、このように流路39を容易に形成できるということは、流路39を安定的に形成できるということであるから、従来技術と比較して、インクジェットヘッドを安定的に製造することができる。   In addition, the fact that the flow path 39 can be easily formed in this way means that the flow path 39 can be formed stably, so that the ink jet head can be manufactured more stably than in the prior art. .

また、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10を用いれば、液体流路部30における吐出領域50の吐出口51を有する部分が、基板20の端部22から突出している。このため、電圧を印加して吐出口51から液体を吐出させる際、吐出口51に電界を効率的に集中させることができ、印加する電圧を低減することができる。   In addition, when the inkjet head 10 according to the present embodiment is used, a portion of the liquid flow path portion 30 having the discharge port 51 of the discharge region 50 protrudes from the end portion 22 of the substrate 20. For this reason, when applying a voltage and discharging a liquid from the discharge outlet 51, an electric field can be efficiently concentrated on the discharge outlet 51, and the voltage to apply can be reduced.

また、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10を用いれば、実装部70を基板20の上面に設けているため、実装部70に対して実装配線を接合するための実装にかかる押圧力を大きくすることができる。   Further, if the inkjet head 10 according to the present embodiment is used, the mounting portion 70 is provided on the upper surface of the substrate 20, so that the pressing force required for mounting for bonding the mounting wiring to the mounting portion 70 is increased. be able to.

すなわち、インクジェットヘッド10では、基板の裏面(基板20において液体流路部30が形成される面(上面)とは反対側の面)を使う必要がない。そのため、基板20の上面側(液体流路部30が形成される側の面)から、実装部70に対する実装配線接続のために大きな押圧力を加えることができるため、実装部70を簡便に固定することができる。   That is, in the inkjet head 10, it is not necessary to use the back surface of the substrate (the surface opposite to the surface (upper surface) on the substrate 20 where the liquid flow path portion 30 is formed). Therefore, a large pressing force can be applied for mounting wiring connection to the mounting portion 70 from the upper surface side (surface on which the liquid flow path portion 30 is formed) of the substrate 20, so that the mounting portion 70 can be simply fixed. can do.

よって、インクジェットヘッド10を用いることによって、実装部70と電力を印加する外部の装置との接続の信頼性を向上させることができる。   Therefore, by using the inkjet head 10, it is possible to improve the reliability of connection between the mounting unit 70 and an external device that applies power.

また、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10を用いれば、液体流路部30が、液体流路部30と上記基板20とを絶縁させる絶縁層21を、基板20の上面側に備えていることから、液体流路部30を導通する電流が、基板20を介して他の部材等に流れることを防ぐことができる。特に、本実施形態のように、液体流路部30が基板20の上面に複数形成されている場合、上記の構成とすることによって、基板20を介して隣接する液体流路部30に電流が流れてクロストークする危険性を低減することができる。   In addition, when the inkjet head 10 according to the present embodiment is used, the liquid flow path portion 30 includes the insulating layer 21 that insulates the liquid flow path portion 30 and the substrate 20 on the upper surface side of the substrate 20. Therefore, it is possible to prevent the current that is conducted through the liquid flow path portion 30 from flowing to another member or the like via the substrate 20. In particular, when a plurality of liquid flow path portions 30 are formed on the upper surface of the substrate 20 as in the present embodiment, a current is supplied to the adjacent liquid flow path portions 30 via the substrate 20 by adopting the above configuration. The risk of crosstalk due to flow can be reduced.

なお、本実施形態では、図1に示すように、保護部80の、基板20の上面からの高さが、基板20の上面から、液体流路部30における当該上面側の面の対向面までの高さよりも高く構成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、保護部80の上記高さが、基板20面から上記対向面までの高さ以上に構成されていれば良い。すなわち、本発明は、図5に示す構成であってもよい。図5は、本発明に係るインクジェットヘッドの他の構造を示す斜視図である。図5に示すインクジェットヘッド10’は、基板20面から上記対向面までの高さと同じ高さを有する保護部80’を備えている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the height of the protection unit 80 from the upper surface of the substrate 20 is from the upper surface of the substrate 20 to the opposing surface of the surface on the upper surface side of the liquid flow path unit 30. It is configured higher than the height. However, the present invention is not limited to this, and it is only necessary that the height of the protection unit 80 be configured to be higher than the height from the surface of the substrate 20 to the facing surface. That is, the present invention may be configured as shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing another structure of the ink jet head according to the present invention. The inkjet head 10 ′ shown in FIG. 5 includes a protective portion 80 ′ having the same height as the height from the surface of the substrate 20 to the facing surface.

図5に示すインクジェットヘッド10’の構成とすることによっても、図1に示したインクジェットヘッド10と同様に、基板20の上面に沿って流路39が設けられていることによって上記対向面から基板20の上面方向への圧力に対する強度が比較的弱い液体流路部30を、保護部80’によって補強することができる。したがって、流路39が押しつぶされることない。   Even in the configuration of the inkjet head 10 ′ shown in FIG. 5, the flow path 39 is provided along the upper surface of the substrate 20 as in the inkjet head 10 shown in FIG. The liquid flow path portion 30 having a relatively low strength against the pressure in the upper surface direction of the 20 can be reinforced by the protection portion 80 ′. Therefore, the flow path 39 is not crushed.

また、保護部80’があることによって液体流路部30の強度が高くなるため、マニホールドを接着させる際、強く基板に押し当てることができる。マニホールドと液体流路部との接着強度を向上させることができるという効果を奏する。   Further, since the strength of the liquid flow path portion 30 is increased due to the presence of the protective portion 80 ′, it can be strongly pressed against the substrate when the manifold is bonded. There is an effect that the adhesive strength between the manifold and the liquid flow path portion can be improved.

また、図5に示すインクジェットヘッド10’の構成とすることによっても、保護部80’があることによって、液体流路部のみがマニホールド60の接着箇所となる場合(図10に示した比較構成)よりも、接着領域が拡大する。すなわち、図5に示すインクジェットヘッド10’では、液体流路部30に加えて保護部80’の上面がマニホールド60の接着箇所となる。したがって、接着面積が増加することから、接着強度を高めることができる。   Further, in the case of the configuration of the inkjet head 10 ′ shown in FIG. 5, when only the liquid flow path portion becomes the bonding portion of the manifold 60 due to the protection portion 80 ′ (comparative configuration shown in FIG. 10). Rather than the adhesive area. That is, in the inkjet head 10 ′ shown in FIG. 5, the upper surface of the protection unit 80 ′ in addition to the liquid flow path unit 30 serves as a bonding location of the manifold 60. Therefore, since the adhesion area increases, the adhesion strength can be increased.

なお、本発明に係るインクジェットヘッドは、保護部80が、基板20と一体的に構成することも可能である。
(インクジェットヘッドの製造方法)
次に、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド10の製造方法について図6(a)〜図6(j)、図7(a)〜図7(d)、および図8(a)〜図8(d)を参照して説明する。図6(a)〜図6(g)は、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド10の製造方法を示すものであり、図1に示すインクジェットヘッド10を切断線B−B’で切断した状態を示した矢視断面図によって各製造工程のインクジェットヘッド10を示し、図6(h)〜図6(j)は図1に示すインクジェットヘッド10を切断線A−A’で切断した状態を示した矢視断面図である。また、図7(a)〜図7(e)は、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド10の製造方法を示すものであり、インクジェットヘッド10の液体流路部30を長手方向に切断した状態を示した断面図である。また、図8(a)〜図8(d)は、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド10のマニホールド60および外部配線実装手段71との接着工程を示すものである。
In the ink jet head according to the present invention, the protection unit 80 can be configured integrally with the substrate 20.
(Inkjet head manufacturing method)
Next, the manufacturing method of the inkjet head 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (j), FIGS. 7 (a) to 7 (d), and FIGS. This will be described with reference to d). FIGS. 6A to 6G show a method for manufacturing the inkjet head 10 according to the present embodiment. The inkjet head 10 shown in FIG. 1 is cut along a cutting line BB ′. The inkjet head 10 of each manufacturing process is shown by the arrow sectional views shown, and FIGS. 6 (h) to 6 (j) show a state where the inkjet head 10 shown in FIG. 1 is cut along a cutting line AA ′. It is arrow sectional drawing. FIGS. 7A to 7E show a method for manufacturing the inkjet head 10 according to the present embodiment, in which the liquid flow path portion 30 of the inkjet head 10 is cut in the longitudinal direction. It is sectional drawing shown. FIGS. 8A to 8D show the bonding process between the manifold 60 and the external wiring mounting means 71 of the inkjet head 10 according to the present embodiment.

まず、図6(a)〜図6(e)に基づいて、液体流路部30を形成する工程(液体流路部形成工程)を説明する。   First, a process of forming the liquid flow path section 30 (liquid flow path section forming process) will be described with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (e).

例えば、単結晶シリコンにより構成される基板20の(100)面に絶縁層21を形成する(図6(a))。この絶縁層21の形成工程では、通常の熱酸化法によって、例えば厚さ0.5μmでシリコン酸化膜を形成し、これを絶縁層21とすることができる。   For example, the insulating layer 21 is formed on the (100) plane of the substrate 20 made of single crystal silicon (FIG. 6A). In the step of forming the insulating layer 21, a silicon oxide film having a thickness of 0.5 μm, for example, is formed by a normal thermal oxidation method, and this can be used as the insulating layer 21.

なお、ここで絶縁層21の層厚は、この絶縁層21上に形成する液体流路部30と、基板20との絶縁性を確保するために十分となる層厚に設定することが望ましい。しかしながら、この層厚を厚く設定しすぎると、インクジェットヘッド10の製造プロセスに要する時間が不必要に長くなるため、絶縁層21の層厚は0.2μm〜5μmが好適であり、0.2μm〜2μmがより好適である。   Here, the layer thickness of the insulating layer 21 is desirably set to a layer thickness that is sufficient to ensure insulation between the liquid flow path portion 30 formed on the insulating layer 21 and the substrate 20. However, if this layer thickness is set too thick, the time required for the manufacturing process of the inkjet head 10 becomes unnecessarily long. Therefore, the layer thickness of the insulating layer 21 is preferably 0.2 μm to 5 μm, and 0.2 μm to 2 μm is more preferable.

次に、絶縁層21上に下部流路層32を形成する(下部流路層形成工程)(図6(b))。ここで、上述したように、下部流路層32は、Niを主成分とする金属材料から形成することができる。下部流路層32は、予めメッキ付着領域をレジスト等によって制限する選択メッキによって、絶縁層21に約2μmの厚さで形成することができる。   Next, the lower flow path layer 32 is formed on the insulating layer 21 (lower flow path layer forming step) (FIG. 6B). Here, as described above, the lower flow path layer 32 can be formed of a metal material containing Ni as a main component. The lower flow path layer 32 can be formed on the insulating layer 21 with a thickness of about 2 μm by selective plating in which the plating adhesion region is previously limited by a resist or the like.

なお、上記下部流路層32の形成方法は、メッキに限定されるものではなく、基板20の略全面に下部流路層32を成膜した後、ドライエッチングあるいは湿式エッチングによって、所望される形状にパターニングされ形成されてもよい。   The method for forming the lower flow path layer 32 is not limited to plating. After the lower flow path layer 32 is formed on substantially the entire surface of the substrate 20, a desired shape is formed by dry etching or wet etching. It may be patterned and formed.

なお、メッキにより下部流路層32を形成する場合は、メッキ用電極36を絶縁層21上に形成する必要がある。本実施の形態では、スパッタリングにより絶縁層21上にNi(下部流路層32)を成膜することができるが、スパッタリングではNi(下部流路層32)が基板20全面に成膜されるため、下部流路層32形成後、不要部を除去する必要がある。   When the lower flow path layer 32 is formed by plating, the plating electrode 36 needs to be formed on the insulating layer 21. In this embodiment, Ni (lower flow path layer 32) can be formed on the insulating layer 21 by sputtering, but Ni (lower flow path layer 32) is formed on the entire surface of the substrate 20 by sputtering. After forming the lower flow path layer 32, it is necessary to remove unnecessary portions.

メッキ用電極36を形成して、メッキによって下部流路層32を形成する場合、メッキ用電極36の膜厚は、電極としての導電性と、絶縁層21との密着性を確保でき、かつ薄いほうが好ましく、本実施の形態では例えば50nmとすることができる。
また、絶縁層21とメッキ用電極36との密着性をさらに向上させるため、絶縁層21とメッキ用電極36の間にTa等の密着層を形成してもよい。このとき、密着層とメッキ用電極は同一真空中で成膜するのが好ましい。
When the plating electrode 36 is formed and the lower flow path layer 32 is formed by plating, the plating electrode 36 has a thin film thickness that can secure the conductivity as the electrode and the adhesion with the insulating layer 21. In this embodiment, it can be set to 50 nm, for example.
In order to further improve the adhesion between the insulating layer 21 and the plating electrode 36, an adhesion layer such as Ta may be formed between the insulating layer 21 and the plating electrode 36. At this time, the adhesion layer and the plating electrode are preferably formed in the same vacuum.

また、下部流路層32の成膜にはメッキ以外に、蒸着やスパッタリングなどの成膜手法を用いることもできる。   In addition to plating, a film forming method such as vapor deposition or sputtering can be used for forming the lower flow path layer 32.

なお、下部流路層32の成膜を、蒸着やスパッタリングなどを用いる場合、基板20の(110)面に対して垂直になる方向が、流路39の形状となるように下部流路層32の形状をパターンニングする必要がある。
なお、下部流路層32が形成されない箇所のメッキ用電極36は不要部分であり、除去しないと隣接チャネルが導通し、クロストークの原因となるため、下部流路層32形成後に、湿式エッチング、またはArイオンを用いたドライエッチングにより除去する(図6(b))。上記エッチング液には硝酸:過酸化水素水:水の混合溶液を使用する。
Note that when the deposition of the lower flow path layer 32 is performed using vapor deposition, sputtering, or the like, the lower flow path layer 32 is set so that the direction perpendicular to the (110) plane of the substrate 20 is the shape of the flow path 39. It is necessary to pattern the shape.
It should be noted that the plating electrode 36 where the lower flow path layer 32 is not formed is an unnecessary part, and if not removed, the adjacent channel becomes conductive and causes crosstalk. Alternatively, it is removed by dry etching using Ar ions (FIG. 6B). As the etching solution, a mixed solution of nitric acid: hydrogen peroxide water: water is used.

次に、下部流路層32の上面の一部にフォトレジストを露光・現像し、パターニングすることにより、液体流路層(充填部材)34を形成する(液体流路層形成工程(充填部材形成工程))(図6(c))。液体流路層34の厚さは、例えば2μmとすることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, a photoresist is exposed and developed on a part of the upper surface of the lower flow path layer 32 and patterned to form a liquid flow path layer (filling member) 34 (liquid flow path layer forming step (filling member formation) Step)) (FIG. 6C). The thickness of the liquid flow path layer 34 can be set to 2 μm, for example, but the present invention is not limited to this.

次に、図6(c)に示すように、基板20上に絶縁層21、下部流路層32、および液体流路層34が形成されている面の全面に対して、上部流路層33の下地層35を蒸着によって形成する(図6(d))。   Next, as shown in FIG. 6C, the upper flow path layer 33 is formed on the entire surface where the insulating layer 21, the lower flow path layer 32, and the liquid flow path layer 34 are formed on the substrate 20. The underlying layer 35 is formed by vapor deposition (FIG. 6D).

なお、この下地層35は、上部流路層33をメッキするためのNiを主成分とする金属材料により形成することができ、その厚さは50nmとすることができる。   The underlayer 35 can be formed of a metal material mainly composed of Ni for plating the upper flow path layer 33, and the thickness thereof can be 50 nm.

また、上記蒸着においては、液体流路層34の側面への、下地層35の付着を促進するために、蒸着雰囲気にArを導入し、10−4Torr程度の真空度で成膜することが好適である。 Further, in the above vapor deposition, in order to promote the adhesion of the base layer 35 to the side surface of the liquid flow path layer 34, Ar is introduced into the vapor deposition atmosphere and the film is formed at a vacuum degree of about 10 −4 Torr. Is preferred.

また、下地層35は、蒸着ではなくスパッタによって形成してもよい。
次に、上部流路層33となる領域を、フォトリソグラフィによってパターン化されたレジストパターンにより制限する。そして、メッキ法によって例えばNiを主成分とする上部流路層33を、例えば2μmの厚さで下地層35上に形成する(上部流路層形成工程)。さらに、不必要な領域に付着した下地層35を湿式エッチングによって除去する(図6(e))。上記エッチング液には硝酸:過酸化水素水:水の混合溶液を使用する。
Further, the underlayer 35 may be formed by sputtering instead of vapor deposition.
Next, a region to be the upper flow path layer 33 is limited by a resist pattern patterned by photolithography. Then, the upper flow path layer 33 mainly composed of Ni, for example, is formed on the base layer 35 with a thickness of 2 μm, for example, by plating (upper flow path layer forming step). Further, the underlying layer 35 attached to unnecessary areas is removed by wet etching (FIG. 6E). As the etching solution, a mixed solution of nitric acid: hydrogen peroxide water: water is used.

次に、図6(f)〜図6(j)に基づいて、保護部80を形成する工程を説明する(保護部形成工程)。図6(f)において形成した保護部80の材料としては、隣接チャネルのクロストークを防ぐためにも絶縁性材料を用いることが好ましく、さらに後述する基板20のエッチングにおいてエッチング液による侵食を防ぐためにも、当該エッチング液に対し耐久性のある材料であることが好ましい。   Next, the process of forming the protection part 80 will be described based on FIGS. 6F to 6J (protection part formation process). As a material for the protective portion 80 formed in FIG. 6F, an insulating material is preferably used in order to prevent crosstalk between adjacent channels. Further, in order to prevent erosion by the etchant in etching of the substrate 20 described later. The material is preferably durable to the etching solution.

保護部80の形成方法としては、熱、光、プラズマなどを用いたCVDと、スパッタ等のPVDとあるが、CVDでは基板加熱が必要となり、フォトレジストにより形成される液体流路層34が変性し、後にアセトン、現像液等の溶液に溶解しなくなる問題がある。そのため、本実施の形態では、反応性スパッタを採用し、例えば10μmの厚さのSi窒化膜を成膜することが好ましい。   There are two methods for forming the protective portion 80, CVD using heat, light, plasma, etc., and PVD such as sputtering. However, CVD requires substrate heating, and the liquid flow path layer 34 formed of photoresist is denatured. However, there is a problem that it does not dissolve in a solution such as acetone or developer later. Therefore, in this embodiment, it is preferable to employ reactive sputtering and form a Si nitride film having a thickness of, for example, 10 μm.

このとき、液体供給口41上にフォトレジストを形成し、液体供給口41内部にSi窒化膜が形成されないようにする。また、不必要な箇所に成膜されたSi窒化膜については、CF4ガスを主成分とする反応ガスを用いたリアクティブエッチング法(RIE)により除去する。この際、マスク材にはフォトリソグラフィを利用しパターン形成されたNi膜を用いることができる。   At this time, a photoresist is formed on the liquid supply port 41 so that no Si nitride film is formed inside the liquid supply port 41. In addition, the Si nitride film formed in an unnecessary portion is removed by a reactive etching method (RIE) using a reaction gas containing CF4 gas as a main component. At this time, a Ni film patterned using photolithography can be used as the mask material.

なお、後述する基板20をエッチングし、液体流路部30が備える吐出領域50の一部を、基板20の端部22(図1)から突出させる工程(基板除去工程)では、絶縁層21がエッチングのストッパーとなる。そのため、保護部80を形成する前に不必要箇所の絶縁層21を除去することが必要であり、本実施の形態では、CF4ガスを主成分とする反応ガスを用いたリアクティブエッチング法(RIE)により絶縁層21の構成部材である熱酸化膜を除去することができる。   In the step (substrate removal step) in which the substrate 20 described later is etched and a part of the discharge region 50 provided in the liquid flow path portion 30 protrudes from the end 22 (FIG. 1) of the substrate 20. Etching stopper. For this reason, it is necessary to remove the unnecessary insulating layer 21 before forming the protective portion 80. In this embodiment, a reactive etching method (RIE) using a reactive gas containing CF4 gas as a main component is used. ), The thermal oxide film which is a constituent member of the insulating layer 21 can be removed.

次に、液体流路部30それぞれにおける吐出口51が形成される端面が、(110)面に対して平行な直線上に配置されるように形成する。吐出口51は、後述するように、Arによるドライエッチングによって形成することができる。また、湿式エッチングによって形成することもできる。このとき、エッチングしたくない箇所についてはフォトレジストをパターニングすることによりエッチング保護層を形成する。
その後、(110)面が露出するように吐出口51近傍をダイシングし、分断する。
Next, it forms so that the end surface in which the discharge port 51 in each liquid flow path part 30 is formed is arrange | positioned on the straight line parallel to (110) plane. As will be described later, the discharge port 51 can be formed by dry etching with Ar. It can also be formed by wet etching. At this time, an etching protective layer is formed by patterning a photoresist at a portion where etching is not desired.
Thereafter, the vicinity of the discharge port 51 is diced and divided so that the (110) plane is exposed.

次に、保護部80を平坦化するために研磨機により研磨を行う(研磨工程)。研磨により削り取る膜厚については、液体供給口41上に配置されたフォトレジストが表面に現れる程度であればよい(図6(g))。   Next, in order to planarize the protection part 80, it grind | polishes with a grinder (polishing process). The film thickness that is scraped off by polishing may be such that the photoresist disposed on the liquid supply port 41 appears on the surface (FIG. 6G).

なお、熱、光、プラズマなどを用いたCVDで保護部80を形成する際には、後述するフォトレジストにより形成された液体流路層34を除去する工程(充填部材除去工程)を、保護部80を形成する工程よりも先に行い、レジストを除去した後に行う必要がある。このとき、供給領域40の液体供給口41内部にもSi窒化膜が積層されるため、これを除去することが必要である。   In addition, when forming the protection part 80 by CVD using heat, light, plasma, or the like, a step (filling member removal process) of removing the liquid flow path layer 34 formed of a photoresist to be described later is performed. It is necessary to carry out before the step of forming 80 and after removing the resist. At this time, since the Si nitride film is also laminated inside the liquid supply port 41 of the supply region 40, it is necessary to remove it.

この場合、CVDで保護部80を形成した後、研磨工程により保護部80を平坦化する。その後、Niをスパッタし、フォトリソグラフィ技術を用いてパターン形成を行い、これをマスク材としてCF4ガスを主成分とする反応ガスを用いたリアクティブエッチング法(RIE)により、液体供給口41に積層されたSi窒化膜を除去する。   In this case, after forming the protection part 80 by CVD, the protection part 80 is planarized by a polishing process. Thereafter, Ni is sputtered, pattern formation is performed using a photolithography technique, and this is laminated on the liquid supply port 41 by a reactive etching method (RIE) using a reactive gas mainly composed of CF 4 gas as a mask material. The formed Si nitride film is removed.

なお、これ以降の工程において、図1のB−B’断面におけるインクジェットヘッド10の形状には大きな変化はないため、切断線A−A’における断面図(図6(h)〜図6(j))を用いて説明する。切断線B−B’における断面図が図6(g)の状態のとき、切断線A−A’における断面図は保護部80が形成されてないため、図6(h)のようになる。   In the subsequent steps, there is no significant change in the shape of the inkjet head 10 in the BB ′ cross section in FIG. 1, so that the cross-sectional views along the cutting line AA ′ (FIGS. 6H to 6J). )). When the cross-sectional view taken along the cutting line B-B ′ is in the state of FIG. 6G, the cross-sectional view taken along the cutting line A-A ′ is as shown in FIG.

図6(h)の状態から、アセトンなどのレジストを溶解する溶剤、あるいは東京応化製剥離液106のようなレジスト剥離液を用いて、液体流路部30に流路39を設けるためにレジスト(液体流路層34)を除去する(図6(i))。   From the state of FIG. 6H, a resist (in order to provide the flow path 39 in the liquid flow path section 30 using a solvent such as acetone or a resist stripping solution such as Tokyo Ohka stripping solution 106 is used. The liquid flow path layer 34) is removed (FIG. 6 (i)).

次に、基板20をエッチング液に浸漬し、エッチングすることで、液体流路部30それぞれにおける吐出領域50を基板20の端面22(図1)から突出させる。なお、上記エッチング液には、40重量%のKOH水溶液を80℃に加熱して用いることができる。(図6(j))
ここで、図6(f)〜図6(j)に示す液体流路部形成工程を、以下に示す図7(a)〜図7(e)を参照してより詳細に説明する。すなわち、図7(a)〜図7(e)に示す、インクジェットヘッド10の液体流路部30の長手方向における断面図を参照して先に説明した図6(f)以降の工程を説明する。
Next, the substrate 20 is immersed in an etching solution and etched to cause the discharge region 50 in each of the liquid flow path portions 30 to protrude from the end face 22 (FIG. 1) of the substrate 20. In addition, 40 weight% KOH aqueous solution can be heated and used for the said etching liquid at 80 degreeC. (Fig. 6 (j))
Here, the liquid flow path portion forming step shown in FIGS. 6 (f) to 6 (j) will be described in more detail with reference to FIGS. 7 (a) to 7 (e) shown below. That is, the steps after FIG. 6F described above with reference to the cross-sectional views in the longitudinal direction of the liquid flow path portion 30 of the inkjet head 10 shown in FIGS. 7A to 7E will be described. .

先に説明した図6(a)〜図6(f)の各工程により、基板20には、絶縁層21、下部流路層32、液体流路層34、下地層35、上部流路層33および保護部80がそれぞれ形成されており、下部流路層32、上部流路層33および保護部80は、パターン化されている。   6A to 6F described above, the insulating layer 21, the lower flow path layer 32, the liquid flow path layer 34, the base layer 35, and the upper flow path layer 33 are formed on the substrate 20. And the protection part 80 are formed, and the lower flow path layer 32, the upper flow path layer 33, and the protection part 80 are patterned.

このような状態において、上部流路層33および下部流路層32に形成されているパターンの長手方向における先端部、ならびにこれらの下層にある絶縁層21を、Arを用いたドライエッチング、またはCF4ガスを用いたRIEにより除去し、吐出口51を形成する(図7(a))。本実施形態では、液体流路部30それぞれにおける吐出口51が形成される端面が、(110)面に対して平行な直線上に配置されるように形成する。   In such a state, the tip portions in the longitudinal direction of the patterns formed in the upper flow path layer 33 and the lower flow path layer 32 and the insulating layer 21 under these layers are dry-etched using Ar or CF 4. The discharge port 51 is formed by removing the gas by RIE using a gas (FIG. 7A). In this embodiment, it forms so that the end surface in which each discharge port 51 in each liquid flow path part 30 is formed is arrange | positioned on the straight line parallel to (110) plane.

なお、ここではArによるドライエッチングによって吐出口51を形成したが、湿式エッチングによって吐出口51を形成してもよい。   Here, the discharge port 51 is formed by dry etching with Ar, but the discharge port 51 may be formed by wet etching.

次に、上記吐出口51の形成位置よりも上記パターンの先端側で、基板20をダイシングなどの切断手段により切断する(図7(b))。なお、この基板20を切断する際、ダイシングした断面23に(110)面が露出するようにする。ただし、予め上記基板20において予め(110)面が露出している場合は、この図7(b)による切断工程を省略することができる。   Next, the substrate 20 is cut by a cutting means such as dicing at the tip end side of the pattern from the position where the discharge port 51 is formed (FIG. 7B). When the substrate 20 is cut, the (110) plane is exposed in the diced cross section 23. However, when the (110) plane is exposed in advance in the substrate 20, the cutting step shown in FIG. 7B can be omitted.

次に、保護部80を平坦化するために研磨機により研磨を行う(図7(c))。平坦化するにあたり、液体流路層34を研磨停止位置と設定すればよい。   Next, in order to planarize the protection part 80, it grind | polishes with a grinder (FIG.7 (c)). In flattening, the liquid flow path layer 34 may be set as a polishing stop position.

次に、アセトンなどのレジストを溶解する溶剤、あるいは東京応化製剥離液106のようなレジスト剥離液を用いて、液体流路部30に設けられた流路39を形成するためにレジスト(液体流路層34)を除去する(図7(d))
次に、例えば基板20が単結晶シリコンで構成されている場合は、切断されたチップ部分を、例えば80℃に加熱した40重量%のKOH水溶液であるエッチング液に浸漬し、基板20をエッチングする(図7(e))。
なお、このエッチング液では、上記ダイシングにおいて露出させた(110)面が、(100)面および(111)面と比較し最も早くエッチングされる。このため、吐出口51の位置から供給領域40の方向に露出させた(110)面に対して、略垂直にエッチングが進行し、インクジェットヘッド10における吐出領域50の一部が形成されている基板20の上面も、その一部が除去される。結果として、吐出領域50の一部が基板20の端部22から突出した構造となる。
Next, a resist (liquid flow) is formed in order to form the flow path 39 provided in the liquid flow path section 30 by using a solvent that dissolves the resist, such as acetone, or a resist stripping liquid such as Tokyo Ohka stripping liquid 106. The road layer 34) is removed (FIG. 7D).
Next, for example, when the substrate 20 is made of single crystal silicon, the cut chip portion is immersed in an etching solution that is, for example, a 40 wt% KOH aqueous solution heated to 80 ° C. to etch the substrate 20. (FIG. 7 (e)).
In this etching solution, the (110) plane exposed by the dicing is etched earliest compared to the (100) plane and the (111) plane. For this reason, etching progresses substantially perpendicularly to the (110) plane exposed in the direction of the supply region 40 from the position of the discharge port 51, and the substrate on which a part of the discharge region 50 in the inkjet head 10 is formed. A part of the upper surface of 20 is also removed. As a result, a part of the discharge region 50 protrudes from the end 22 of the substrate 20.

このエッチング手法は非常に再現性がよいため、エッチング時間を管理することによって、上記吐出領域50の突出量を所望の値にすることができる。なお、基板20の表面である(100)面もエッチングされるが、下部流路層32のパターンエッジを基点として(111)面が露出したところでエッチング速度が概ね1/500に低下し、エッチングがほとんど停止する。   Since this etching method is very reproducible, the amount of protrusion of the ejection region 50 can be set to a desired value by managing the etching time. Although the (100) plane, which is the surface of the substrate 20, is also etched, the etching rate is reduced to approximately 1/500 when the (111) plane is exposed with the pattern edge of the lower flow path layer 32 as a base point. Almost stops.

このように、下部流路層32のパターンエッジを基点とした(111)面が露出する位置まで基板20の上面のエッチングも進行するため、結果として図2に示すように液体流路部30が、基板20の隆起した上面に配設された状態で保持されることになる。なお、このとき、インクジェットヘッド10の切断線A−A’における断面形状は図6(j)に示すようになっている。   As described above, the etching of the upper surface of the substrate 20 also proceeds to a position where the (111) plane with the pattern edge of the lower flow path layer 32 as a base point is exposed. As a result, as shown in FIG. The substrate 20 is held in a state of being disposed on the raised upper surface. At this time, the cross-sectional shape of the inkjet head 10 taken along the cutting line A-A ′ is as shown in FIG.

また、上記パターンエッジとは、液体流路部30の幅方向において最も大きい部分、すなわち本実施形態では供給領域40における、<110>方向、すなわち、吐出口51から供給領域40に向う方向と平行となる基板20面上と接するエッジ部分である。   Further, the pattern edge is parallel to the largest portion in the width direction of the liquid flow path portion 30, that is, in the present embodiment, the <110> direction in the supply region 40, that is, the direction from the discharge port 51 to the supply region 40. This is an edge portion in contact with the surface of the substrate 20.

次に、マニホールドを接着する工程、ワイヤーボンドを接着する工程について、図8(a)〜(d)を参照して説明する。   Next, the process of bonding the manifold and the process of bonding the wire bond will be described with reference to FIGS.

まず、接着剤用基板82上に接着剤81をスピンコートし、接着剤81の薄膜を形成する(図8(a))。次に、これに後述する製造方法によって製造されたマニホールド60をスタンピングする。これにより、マニホールド60の下端部に接着剤81を塗布する(図8(b))。   First, the adhesive 81 is spin-coated on the adhesive substrate 82 to form a thin film of the adhesive 81 (FIG. 8A). Next, the manifold 60 manufactured by the manufacturing method described later is stamped. Thereby, the adhesive agent 81 is apply | coated to the lower end part of the manifold 60 (FIG.8 (b)).

次に、マニホールド60を供給領域40に押し当て、接着させる(図8(c))。このとき、基板20は図示しない基板固定部材により吸着固定され、さらに基板固定部材の側壁サイズがマニホールドとほぼ同程度に設計されているので、その壁面を沿わせるように接着することにより、接着によるずれが発生しないようにしている。そのため、マニホールド60の内部に設けられた流体供給孔61の開口部が、液体流路部30の供給領域40に設けられた液体供給口41と合致するように接着することができる。   Next, the manifold 60 is pressed against the supply region 40 and bonded (FIG. 8C). At this time, the substrate 20 is adsorbed and fixed by a substrate fixing member (not shown), and the side wall size of the substrate fixing member is designed to be approximately the same as that of the manifold. The shift is prevented from occurring. Therefore, the opening of the fluid supply hole 61 provided in the manifold 60 can be bonded so as to coincide with the liquid supply port 41 provided in the supply region 40 of the liquid flow path unit 30.

このように本実施形態のインクジェットヘッド10では、基板20の裏面(インクジェット10が形成される基板20の面に対して反対となる面)に、ノズル等の微細構造物が形成されていない。すなわち、本実施形態のインクジェットヘッド10は、ノズル等が基板の裏面に突出している従来技術(特許文献1〜3)の構造とは異なっている。そのため、上記マニホールド60の接着工程において、基板20の裏面を吸着等することによって、インクジェットヘッド10を容易に固定することができ、よって、マニホールド60の液体流路部30への接着工程を安定して行うことができる。   Thus, in the inkjet head 10 of this embodiment, fine structures such as nozzles are not formed on the back surface of the substrate 20 (surface opposite to the surface of the substrate 20 on which the inkjet 10 is formed). That is, the inkjet head 10 of the present embodiment is different from the structure of the prior art (Patent Documents 1 to 3) in which nozzles and the like protrude from the back surface of the substrate. Therefore, in the bonding process of the manifold 60, the inkjet head 10 can be easily fixed by adsorbing the back surface of the substrate 20, and the bonding process of the manifold 60 to the liquid flow path unit 30 is stabilized. Can be done.

次に、図8(d)に示すように、ワイヤーボンディングなどの実装手段を用いて、外部の吐出信号発生装置(図示せず)と接続されたフレキシブル基板などの外部配線71を、実装部70に電気的に接続する。   Next, as shown in FIG. 8D, external wiring 71 such as a flexible substrate connected to an external ejection signal generator (not shown) is mounted on the mounting portion 70 using mounting means such as wire bonding. Electrically connect to

本実施の形態に係るインクジェットヘッド10は、上述したように、基板20の裏面(液体流路部30が形成される面とは反対側の面)には微細構造物が形成されていないので、ヘッドを簡便に固定できる。
また、液体流路部30の実装工程においても基板20の表面側(液体流路部30が形成される側の面)から実装部接続のための押圧力を加えることができるので、実装部分の信頼性を向上することができる。
As described above, the inkjet head 10 according to the present embodiment has no fine structure formed on the back surface of the substrate 20 (the surface opposite to the surface on which the liquid flow path portion 30 is formed). The head can be easily fixed.
Further, also in the mounting process of the liquid flow path section 30, a pressing force for connecting the mounting section can be applied from the surface side of the substrate 20 (the surface on the side where the liquid flow path section 30 is formed). Reliability can be improved.

(マニホールドの製造工程)
ここで、図9(a)〜(c)を参照して上記マニホールド60の製造方法について説明する。
(Manifold manufacturing process)
Here, the manufacturing method of the manifold 60 will be described with reference to FIGS.

なお、図9(a)〜(c)は、本実施の形態に係るマニホールド60の製造工程を示す図である。   9A to 9C are diagrams showing the manufacturing process of the manifold 60 according to the present embodiment.

まず、マニホールド60となるガラス材料などの第1の絶縁体90に、ダイシングなどの機械加工方法によって、幅60μm、深さ60μmの溝91を形成する(図9(a))。   First, a groove 91 having a width of 60 μm and a depth of 60 μm is formed in a first insulator 90 such as a glass material to be the manifold 60 by a machining method such as dicing (FIG. 9A).

ここで溝の幅は、ダイシングに使用するブレードの厚さで制御し、深さは切り込み量で制御する。また溝の間隔は、接続する液体供給口41の間隔以下になるように合わせる。   Here, the width of the groove is controlled by the thickness of the blade used for dicing, and the depth is controlled by the cutting depth. The interval between the grooves is adjusted to be equal to or less than the interval between the liquid supply ports 41 to be connected.

次に、溝加工を行った第1の絶縁体90に、溝加工を行っていない第2の絶縁体92を、エポキシ系の接着剤で接合する(図9(b))。   Next, the second insulator 92 that has not been grooved is joined to the first insulator 90 that has been grooved with an epoxy adhesive (FIG. 9B).

そして、接合した後、上記溝91の長手方向と直交するように、ダイシングによって所定の長さに切断することによってマニホールド60を製造することができる(図9(c))。   And after joining, the manifold 60 can be manufactured by cut | disconnecting to predetermined length by dicing so that it may orthogonally cross the longitudinal direction of the said groove | channel 91 (FIG.9 (c)).

なお、保護部80へのマニホールド60の接着強度(連結強度)を向上させるために、マニホールド60における保護部80との接着面(ダイシングにより新たに形成された面)を研磨し、平坦化することが好ましい。   In addition, in order to improve the adhesive strength (connection strength) of the manifold 60 to the protection part 80, the adhesive surface with the protection part 80 in the manifold 60 (surface newly formed by dicing) is polished and flattened. Is preferred.

以上のようにして、本実施の形態に係るマニホールド60を製造することができる。   As described above, the manifold 60 according to the present embodiment can be manufactured.

以上のように、図6(a)〜図6(j)、図7(a)〜図7(e)、図8(a)〜図8(d)に示した工程を用いることにより、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド10を安定的に製造することができる。   As described above, by using the steps shown in FIGS. 6A to 6J, FIGS. 7A to 7E, and FIGS. 8A to 8D, The inkjet head 10 according to the embodiment can be stably manufactured.

また、本実施の形態に係るインクジェットヘッド10の製造方法では、下部流路層32および上部流路層33は、メッキ法により形成することができる。下部流路層32および上部流路層33の形成にメッキ法を用いることにより、電流密度を制御して、形成されるNi膜の内部応力を制御することができる。このため、このように形成されるNi膜の内部応力を制御することによって、吐出領域50にかかる上部流路層33と下部流路層32との応力をつりあわせ、基板20の端部から突出している吐出領域50に大きな反りが生じないようにすることができる。   In the method for manufacturing the inkjet head 10 according to the present embodiment, the lower flow path layer 32 and the upper flow path layer 33 can be formed by a plating method. By using a plating method to form the lower flow path layer 32 and the upper flow path layer 33, the current density can be controlled and the internal stress of the Ni film to be formed can be controlled. Therefore, by controlling the internal stress of the Ni film formed in this way, the stress of the upper flow path layer 33 and the lower flow path layer 32 applied to the discharge region 50 is balanced and protrudes from the end of the substrate 20. It is possible to prevent a large warp from occurring in the discharge region 50 that is present.

なお、上記したインクジェットヘッド10が備える吐出領域50の吐出口51が形成される端面(液体を吐出する面)における形状は、上記液体流路部30の長手方向に対して略垂直に形成されていた。しかし、この吐出領域50の先端端面形状はこれに限定されるものではなく、基板20の表面に液体流路部30を形成するため、エッチングの際のレジストパターンの形状を変更することによって、容易に吐出領域50の端面の形状を変更することができ、用途に応じた柔軟な吐出特性のインクジェットヘッド10を製造することができる。   Note that the shape of the end surface (the surface from which the liquid is discharged) of the discharge area 50 of the discharge region 50 included in the inkjet head 10 is formed substantially perpendicular to the longitudinal direction of the liquid flow path portion 30. It was. However, the shape of the tip end face of the discharge region 50 is not limited to this, and the liquid flow path portion 30 is formed on the surface of the substrate 20, so that it is easy to change the shape of the resist pattern during etching. In addition, the shape of the end face of the discharge region 50 can be changed, and the inkjet head 10 having flexible discharge characteristics according to the application can be manufactured.

また、本実施の形態に係る液体流路部30の流路39形状は、上記したように、供給領域40が吐出領域50よりも幅方向の大きさが長く、液体流路部30の断面(幅方向と高さ方向とによって形成される面)では、その面積が供給領域40よりも吐出領域50が小さくなるように構成されている。   Further, as described above, the shape of the flow path 39 of the liquid flow path section 30 according to the present embodiment is such that the supply area 40 is longer in the width direction than the discharge area 50, and the cross section of the liquid flow path section 30 ( The surface formed by the width direction and the height direction) is configured such that the area of the discharge region 50 is smaller than that of the supply region 40.

しかしながら、液体流路部30の流路39(断面)形状は、これに限定されるものではなく、液体流路部30をレジストのパターンで形成するため、液体流路部30の形状を容易に変更することができる。
また、上記インクジェットヘッド10の製造方法は、基板20上に下部流路層32を形成する下部流路層形成工程と、下部流路層32上に流路となる液体流路層34を形成する液体流路層形成工程と、下部流路層32および液体流路層34上に上部流路層33を形成する上部流路層形成工程と、基板20の一部を除去する基板除去工程と、液体流路層34を除去する液体流路層除去工程と、基板20上に、保護部80を、上記基板上面からの高さが基板上面から上記上部流路層までの高さ以上になるように形成する保護部形成工程を含むことが好ましい。
However, the shape of the flow path 39 (cross section) of the liquid flow path section 30 is not limited to this, and the liquid flow path section 30 is formed with a resist pattern, so that the shape of the liquid flow path section 30 can be easily made. Can be changed.
In addition, in the method of manufacturing the inkjet head 10, the lower flow path layer forming step for forming the lower flow path layer 32 on the substrate 20 and the liquid flow path layer 34 that becomes the flow path are formed on the lower flow path layer 32. A liquid channel layer forming step, an upper channel layer forming step for forming the upper channel layer 33 on the lower channel layer 32 and the liquid channel layer 34, a substrate removing step for removing a part of the substrate 20, The liquid flow path layer removing step for removing the liquid flow path layer 34, and the protection unit 80 on the substrate 20 so that the height from the upper surface of the substrate is higher than the height from the upper surface of the substrate to the upper flow path layer. It is preferable to include the protective part formation process formed in this.

上記した方法によると、流路39となる液体流路層34を内部に包埋するように、下部流路層32および上部流路層33が形成されるため、流路39の形状を決定する液体流路層34の形状をフォトリソグラフィによって制御することができる。そのため、安定した形状の流路39を作製することができるとともに、その形状の変更をフォトリソグラフィに用いるマスクパターンの変更のみで簡便に行うことができ、設計の自由度が大幅に向上するという効果を奏する。   According to the above-described method, the lower flow path layer 32 and the upper flow path layer 33 are formed so as to embed the liquid flow path layer 34 to be the flow path 39, so that the shape of the flow path 39 is determined. The shape of the liquid flow path layer 34 can be controlled by photolithography. Therefore, the flow path 39 having a stable shape can be produced, and the shape can be easily changed only by changing the mask pattern used for photolithography, and the design freedom is greatly improved. Play.

また、保護部80を液体流路部30とは別工程で作製することにより、上部流路層33、下部流路層32と同材料を使用することが必要とならない。そのため、保護部80を絶縁性材料で構成することができ、隣接チャネルのクロストークを防止するといった効果を奏する。   In addition, by manufacturing the protection unit 80 in a separate process from the liquid channel unit 30, it is not necessary to use the same material as the upper channel layer 33 and the lower channel layer 32. Therefore, the protection part 80 can be comprised with an insulating material, and there exists an effect of preventing the crosstalk of an adjacent channel.

また、上記インクジェットヘッド10の製造方法は、保護部80におけるマニホールド60との接着面が、基板20裏面に対し平行になるように形成するために、切削・研削工程、またはエッチング等の除去工程を含むことが好ましい。なお、ここで「平行」とは、完全に平行である場合のほかに、実質的に平行である場合も含む。   In addition, the manufacturing method of the inkjet head 10 includes a cutting / grinding process or a removing process such as etching in order to form the protective portion 80 so that the adhesive surface with the manifold 60 is parallel to the back surface of the substrate 20. It is preferable to include. Here, “parallel” includes not only completely parallel but also substantially parallel.

上記した方法によると、マニホールド60を平坦化された接着面(保護部80)に接着することができるとともに、接着面を最大限拡大できるほか、段差パターンにそって接着剤が流出し、接着安定性が悪くなることを防止できる。したがって、マニホールド60と、基板20上に形成された液体流路部30との接着を簡便かつ確実に行うことができるほか、接着強度がさらに向上させた、より信頼性の高いインクジェットヘッド10を提供できるといった効果を奏する。   According to the above-described method, the manifold 60 can be bonded to the flattened bonding surface (protection portion 80), and the bonding surface can be expanded to the maximum, and the adhesive flows out along the step pattern, thereby stabilizing the bonding. It is possible to prevent deterioration of the sex. Accordingly, the manifold 60 and the liquid flow path portion 30 formed on the substrate 20 can be simply and reliably bonded, and the ink jet head 10 having higher reliability and further improved adhesive strength is provided. There is an effect that can be done.

なお、本発明に係るインクジェットヘッドは、以下の点を特徴としていると換言することも可能である。   In addition, it can be said that the inkjet head according to the present invention is characterized by the following points.

すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドは、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、基板と、基板上に積層された、上記基板の上面に沿った液体流路部を形成する外殻を備え、上記液体流路部は、上記外殻の端面に形成された上記液体を吐出するための吐出口を有する吐出部を備え、上記液体流路部は、上記液体の流入を受け付ける流入口を有する供給部を備え、上記吐出部の少なくとも一部が上記基板上面の端部から突出し、描画対象に該液体を吐出するために上記液体流路部に印加するための電力を受け付ける実装部を、上記基板面上に備えると共に、上記基板上面の少なくとも一部に、上記基板上面からの高さが上記外殻上面以上になるように接着保護部を形成することを特徴とすることも可能である。
・ また、この場合、上記接着保護部は、上記外殻上面の少なくとも一部を覆うように形成されると共に、上記基板裏面に対し略平行に形成されることが好ましい。
That is, an ink jet head according to the present invention is an ink jet head that receives a liquid and discharges the liquid onto a drawing target in response to application of a voltage, and is provided on a substrate and the upper surface of the substrate stacked on the substrate. An outer shell that forms a liquid channel section along the liquid shell, and the liquid channel section includes a discharge portion that has a discharge port for discharging the liquid formed on an end surface of the outer shell, and the liquid channel The unit includes a supply unit having an inlet for receiving the liquid inflow, and at least a part of the discharge unit protrudes from an end of the upper surface of the substrate, and the liquid flow channel unit discharges the liquid onto a drawing target. A mounting portion for receiving power to be applied to the substrate is provided on the substrate surface, and an adhesion protection portion is provided on at least a part of the upper surface of the substrate so that a height from the upper surface of the substrate is equal to or higher than the upper surface of the outer shell. Form It is also possible to characterized and.
In this case, it is preferable that the adhesion protection portion is formed so as to cover at least a part of the upper surface of the outer shell and is formed substantially parallel to the back surface of the substrate.

また、この場合、上記接着保護部は、絶縁性物質により形成されることが好ましい。   In this case, it is preferable that the adhesion protection portion is formed of an insulating material.

なお、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、以下の点を特徴としていると換言することも可能である。   In addition, it can be paraphrased that the manufacturing method of the inkjet head according to the present invention is characterized by the following points.

すなわち、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に該液体の微細な液滴を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の上面に沿って、液体の流路形状を決定するための充填部材を基板面上に形成する工程と、上記充填部材を、上記基板面上との間で覆うように外殻を形成する工程と、上記充填部材を除去する工程と、上記外殻を形成する一方の端部が、基板面上の端部から突出するように上記基板の一部を除去する工程を含み、さらに上記外殻に形成される流入口に液体を流入するための部材を接着させる工程と、当該接着部の上記基板上面に、上記基板上面からの高さが上記外殻上面以上となる接着保護部を形成する工程と、を含むことを特徴とすることも可能である。   That is, a method for manufacturing an inkjet head that receives liquid and discharges fine droplets of the liquid onto a drawing target in response to application of a voltage, and determines a flow path shape of the liquid along the upper surface of the substrate. Forming a filling member on the substrate surface, forming an outer shell so as to cover the filling member between the substrate surface, removing the filling member, and the outer shell A member for removing a part of the substrate so that one end of the substrate protrudes from the end on the substrate surface, and a member for allowing liquid to flow into the inlet formed in the outer shell And a step of forming, on the upper surface of the substrate of the bonding portion, an adhesion protection portion whose height from the upper surface of the substrate is equal to or higher than the upper surface of the outer shell. is there.

また、この場合、上記接着保護部形成工程において、上記接着保護部を上記基板裏面に対し略平行に形成するための切削・研削工程、またはエッチング等の除去工程を含むことが好ましい。   In this case, it is preferable that the adhesion protection part forming step includes a cutting / grinding process for forming the adhesion protection part substantially parallel to the back surface of the substrate, or a removal process such as etching.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible in the range shown to the claim. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本実施の形態に係るインクジェットヘッドは、描画対象に液体を吐出するための液体流路部が結合している中空の供給部近傍にマニホールドを接着する様々なインクジェットヘッドに適用できる。   The ink-jet head according to the present embodiment can be applied to various ink-jet heads in which a manifold is bonded in the vicinity of a hollow supply part to which a liquid channel part for discharging a liquid to a drawing target is coupled.

本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a configuration of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 図1に示すインクジェットヘッドを切断線A−A’で切断した状態を示した矢視断面図である。It is arrow sectional drawing which showed the state which cut | disconnected the inkjet head shown in FIG. 1 by cutting line A-A '. 図1に示すインクジェットヘッドの切断線C−C’で切断した状態を示した矢視断面図である。It is arrow sectional drawing which showed the state cut | disconnected by the cutting | disconnection line C-C 'of the inkjet head shown in FIG. 本実施の形態に係るインクジェットヘッドの比較構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the comparison structure of the inkjet head which concerns on this Embodiment. 本実施の形態において、他の構造の保護部を備えた場合のインクジェットヘッドの構成を示した斜視図である。In this Embodiment, it is the perspective view which showed the structure of the inkjet head at the time of providing the protection part of another structure. 図1に示すインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、同図(a)〜同図(g)は、インクジェットヘッドの製造工程における図1の切断線B−B’で切断した状態を示した矢視断面図、同図(h)〜同図(j)は、インクジェットヘッドの製造工程における図1の切断線A−A’で切断した状態を示した矢視断面図である。FIG. 1 shows a method of manufacturing the ink jet head shown in FIG. 1, and FIGS. 1A to 1G show a state cut along the cutting line BB ′ of FIG. 1 in the manufacturing process of the ink jet head. Arrow sectional views, FIGS. (H) to (j) are sectional views taken along the cutting line AA ′ of FIG. 1 in the manufacturing process of the inkjet head. 本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を示すものであり、同図(a)〜同図(d)は、インクジェットヘッドの液体流路部に設けられた流路の長手方向における断面図である。The manufacturing method of the inkjet head concerning this Embodiment is shown, The figure (a)-the figure (d) is sectional drawing in the longitudinal direction of the flow path provided in the liquid flow-path part of the inkjet head. is there. 本実施の形態に係るインクジェットヘッドのマニホールド、および外部配線実装手段との接着方法を示すものであり、同図(a)〜同図(c)はマニホールドの接着工程、同図(d)は外部配線実装手段との接着工程を示す図である。FIGS. 2A and 2B show a method of bonding an ink jet head manifold and an external wiring mounting unit according to the present embodiment, wherein FIGS. 1A to 1C show a manifold bonding process, and FIG. It is a figure which shows an adhesion process with a wiring mounting means. 同図(a)〜同図(c)は、本実施の形態に係るインクジェットヘッドに設けられるマニホールドの製造方法を示した斜視図である。FIGS. 3A to 3C are perspective views illustrating a method for manufacturing a manifold provided in the ink jet head according to the present embodiment. 本実施の形態に係るインクジェットヘッドの比較構成を示すものであり、インクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a comparative configuration of the inkjet head according to the present embodiment and showing the configuration of the inkjet head. 従来技術を示すものであり、微細パターン形成装置の要部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a prior art and shows the principal part structure of a fine pattern formation apparatus. 従来技術を示すものであり、微細ノズルの製造方法を示す図である。It is a figure which shows the prior art and shows the manufacturing method of a fine nozzle. 従来技術を示すものであり、インクジェットプリンタが備えるノズルの要部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a prior art and shows the principal part structure of the nozzle with which an inkjet printer is provided. 従来技術を示すものであり、ノズルの製造方法を示す図である。It is a figure which shows a prior art and shows the manufacturing method of a nozzle.

符号の説明Explanation of symbols

10、10’ インクジェットヘッド
20 基板
21 絶縁層
22 端部
23 断面
30 液体流路部
32 下部流路層
33 上部流路層
34 液体流路層(充填部材)
35 下地層
36 メッキ用電極
39 流路
40 供給領域
41 液体供給口
50 吐出領域
51 吐出口
60 マニホールド
61 流体供給孔
62 共通液体室
70 実装部
71 外部配線
80、80’ 保護部
81 接着剤
82 基板
90 基板
91 溝
92 基板
502 基板
503 液体流路部
504 共通液体室
506 マニホールド
508 保護部
510 クロストーク電流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10 'Inkjet head 20 Substrate 21 Insulating layer 22 End 23 Cross section 30 Liquid flow path part 32 Lower flow path layer 33 Upper flow path layer 34 Liquid flow path layer (filling member)
35 Underlayer 36 Electrode for Plating 39 Channel 40 Supply Area 41 Liquid Supply Port 50 Discharge Area 51 Discharge Port 60 Manifold 61 Fluid Supply Hole 62 Common Liquid Chamber 70 Mounting Portion 71 External Wiring 80, 80 ′ Protection Portion 81 Adhesive 82 Substrate 90 Substrate 91 Groove 92 Substrate 502 Substrate 503 Liquid flow path portion 504 Common liquid chamber 506 Manifold 508 Protection portion 510 Crosstalk current

Claims (15)

液体を受け付け、電圧の印加に応じて描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、
基板と、
上記液体が流れる流路、および当該流路を流れる液体を吐出させるための吐出口が設けられた液体流路部とを備えており、
上記基板の上面には、当該上面に対して上記流路が平行となるように上記液体流路部が配設されているとともに、当該上面から、当該液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さと同じ高さを有する保護部が配設されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
An inkjet head that receives liquid and discharges the liquid onto a drawing target in response to application of a voltage,
A substrate,
A flow path through which the liquid flows, and a liquid flow path section provided with a discharge port for discharging the liquid flowing through the flow path,
The liquid channel portion is disposed on the upper surface of the substrate so that the flow channel is parallel to the upper surface, and the upper surface side surface of the liquid channel portion from the upper surface. An ink jet head, comprising: a protective portion having a height equal to the height to the opposite surface.
液体を受け付け、電圧の印加に応じて描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、
基板と、
上記液体が流れる流路、および当該流路を流れる液体を吐出させるための吐出口が設けられた液体流路部とを備えており、
上記基板の上面には、当該上面に対して上記流路が平行となるように上記液体流路部が配設されているとともに、当該上面から、当該液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さよりも高い保護部が配設されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
An inkjet head that receives liquid and discharges the liquid onto a drawing target in response to application of a voltage,
A substrate,
A flow path through which the liquid flows, and a liquid flow path section provided with a discharge port for discharging the liquid flowing through the flow path,
The liquid channel portion is disposed on the upper surface of the substrate so that the flow channel is parallel to the upper surface, and the upper surface side surface of the liquid channel portion from the upper surface. An ink jet head, wherein a protective part higher than the height to the opposite surface is disposed.
上記保護部は、上記基板の上面に配設されているとともに、上記対向面の一部を覆うように配設されており、各々に配設された当該保護部の表面は面一であることを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。   The protection unit is disposed on the upper surface of the substrate and is disposed so as to cover a part of the facing surface, and the surface of the protection unit disposed on each surface is flush. The inkjet head according to claim 2. 上記液体流路部における上記吐出口を含む一部分は、上記基板の上面の端部から突出していることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のインクジェットヘッド。   4. The ink jet head according to claim 1, wherein a part of the liquid channel portion including the discharge port protrudes from an end portion of an upper surface of the substrate. 上記液体流路部は、上記流路に液体を供給するための供給口を有する供給領域と、上記吐出口を有する吐出領域とを有しており、
上記吐出領域における上記流路は、上記供給領域における上記流路よりも細く構成されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のインクジェットヘッド。
The liquid flow path section has a supply region having a supply port for supplying liquid to the flow channel, and a discharge region having the discharge port,
5. The inkjet head according to claim 1, wherein the flow path in the discharge area is configured to be narrower than the flow path in the supply area.
上記液体流路部は、下部流路層と上部流路層とによって上記流路を形成しており、
上記下部流路層および上部流路層の少なくとも一方は、導電体であることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載のインクジェットヘッド。
The liquid channel part forms the channel by a lower channel layer and an upper channel layer,
6. The ink jet head according to claim 1, wherein at least one of the lower channel layer and the upper channel layer is a conductor.
上記基板の上面には、上記液体を上記吐出口から吐出させるための電圧が印加される実装部を備えており、
上記実装部は、上記導電体と一体的に構成されていることを特徴とする請求項6に記載のインクジェットヘッド。
The upper surface of the substrate includes a mounting portion to which a voltage for discharging the liquid from the discharge port is applied,
The inkjet head according to claim 6, wherein the mounting portion is configured integrally with the conductor.
上記保護部は、絶縁性材料から構成されていることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the protective part is made of an insulating material. 上記液体流路部は、上記基板の上面側に、当該液体流路部と上記基板とを絶縁させる絶縁層を備えていることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載のインクジェットヘッド。   The said liquid flow path part is equipped with the insulating layer which insulates the said liquid flow path part and the said board | substrate on the upper surface side of the said board | substrate, The any one of Claim 1 to 8 characterized by the above-mentioned. Inkjet head. 液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
基板の上面に、当該上面に対して平行となる流路と、当該流路を流れる当該液体を吐出するための吐出口とが設けられた液体流路部を形成する液体流路部形成工程と、
上記基板の上面に、当該上面から上記液体流路部形成工程によって形成された上記液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さと同じ高さを有する保護部を形成する保護部形成工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
A method of manufacturing an inkjet head that receives liquid and discharges the liquid onto a drawing target in response to application of a voltage,
A liquid flow path portion forming step for forming a liquid flow path portion provided with a flow path parallel to the upper surface and a discharge port for discharging the liquid flowing through the flow path on the upper surface of the substrate; ,
A protective unit that forms a protective unit on the upper surface of the substrate having the same height as the height from the upper surface to the opposing surface of the surface on the upper surface side in the liquid channel unit formed by the liquid channel unit forming step. And a forming step. An ink jet head manufacturing method comprising:
液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
基板の上面に、当該上面に対して平行となる流路と、当該流路を流れる当該液体を吐出するための吐出口とが設けられた液体流路部を形成する液体流路部形成工程と、
上記基板の上面に、当該上面から上記液体流路部形成工程によって形成された上記液体流路部における当該上面側の面の対向面までの高さよりも高い保護部を形成する保護部形成工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
A method of manufacturing an inkjet head that receives liquid and discharges the liquid onto a drawing target in response to application of a voltage,
A liquid flow path portion forming step for forming a liquid flow path portion provided with a flow path parallel to the upper surface and a discharge port for discharging the liquid flowing through the flow path on the upper surface of the substrate; ,
A protective portion forming step of forming a protective portion on the upper surface of the substrate higher than the height from the upper surface to the opposing surface of the surface on the upper surface side in the liquid flow channel portion formed by the liquid flow channel portion forming step; An ink jet head manufacturing method comprising:
上記保護部形成工程では、上記液体流路部が形成された上記基板の上面に、上記保護部となる材料を積層したのち、当該層の表面が上記液体流路部の上記対向面と互いに面一にするために、当該層を切削・研削する切削・研削工程、または除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項10に記載のインクジェットヘッド製造方法。   In the protective part forming step, after the material to be the protective part is laminated on the upper surface of the substrate on which the liquid channel part is formed, the surface of the layer faces the opposing surface of the liquid channel part. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 10, further comprising a cutting / grinding step for cutting / grinding the layer or a removing step for removing the layer. 上記保護部形成工程では、上記液体流路部が形成された上記基板の上面に、上記保護部となる材料を積層したのち、当該層の表面を平坦にするために、当該層の少なくとも一部を切削・研削する切削・研削工程、または除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項11に記載のインクジェットヘッド製造方法。   In the protective part forming step, after laminating the material to be the protective part on the upper surface of the substrate on which the liquid channel part is formed, at least a part of the layer is formed in order to flatten the surface of the layer. The inkjet head manufacturing method according to claim 11, further comprising a cutting / grinding step of cutting / grinding or a removing step of removing. 上記液体流路部形成工程は、
上記基板の上面に、絶縁層を介して下部流路層を形成する下部流路層形成工程と、
上記下部流路層形成工程によって形成された下部流路層の一領域に、上記流路の形状を決定する充填部材を上記基板の上面に沿って形成する充填部材形成工程と、
上記充填部材形成工程によって形成された上記充填部材上に、上部流路層を形成し、当該充填部材を、上記下部流路層と当該上部流路層とによって包囲する上部流路層形成工程と、
上記充填部材形成工程によって形成された上記充填部材を除去する充填部材除去工程とを含むことを特徴とする請求項11から13の何れか1項に記載のインクジェットヘッド製造方法。
The liquid flow path portion forming step includes
A lower channel layer forming step of forming a lower channel layer on the upper surface of the substrate via an insulating layer;
A filling member forming step of forming a filling member for determining the shape of the flow channel along an upper surface of the substrate in a region of the lower flow channel layer formed by the lower flow channel layer forming step;
An upper channel layer forming step of forming an upper channel layer on the filler member formed by the filler member forming step and surrounding the filler member with the lower channel layer and the upper channel layer; ,
The inkjet head manufacturing method according to claim 11, further comprising a filling member removing step of removing the filling member formed by the filling member forming step.
上記保護部形成工程によって保護部が形成された後、上記液体流路部における上記吐出口を含む一部分が、上記基板の上面の端部から突出するように、上記基板の一部を除去する基板除去工程を含むことを特徴とする請求項11から14の何れか1項に記載のインクジェットヘッド製造方法。   The substrate from which a part of the substrate is removed so that a part including the discharge port in the liquid channel portion protrudes from an end portion of the upper surface of the substrate after the protection portion is formed by the protection portion forming step. The inkjet head manufacturing method according to claim 11, further comprising a removing step.
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