JP3077444B2 - Ink jet head and method of manufacturing the same - Google Patents

Ink jet head and method of manufacturing the same

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JP3077444B2
JP3077444B2 JP8753093A JP8753093A JP3077444B2 JP 3077444 B2 JP3077444 B2 JP 3077444B2 JP 8753093 A JP8753093 A JP 8753093A JP 8753093 A JP8753093 A JP 8753093A JP 3077444 B2 JP3077444 B2 JP 3077444B2
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ink
photosensitive resin
substrate
resin layer
reference hole
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由之 磯部
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を吐出させ記
録紙等の媒体上にインク像を形成するプリンタ等の装置
に用いられるインクジェットヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head used in an apparatus such as a printer for ejecting ink droplets to form an ink image on a medium such as recording paper.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録方式(液体噴射記録
方式)に適用されるインクジェットヘッドは、一般に微
細なインク吐出口(以下オリフイスと呼ぶ)、インク供
給口、インク流路及びインク流路の一部(エネルギー作
用室)又は基板の外側に設けられるインク吐出する為に
利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と
を備えており、記録時においてはエネルギー発生素子の
作動により、インクの小滴がオリフイスから噴射されて
被記録紙に着滴し、これにより印字、記録が行われるも
のである。このようなインクジェットヘッドは、特公平
2−42670号公報に開示されている。その構造を図
11及び13を用いて説明する。図11は、インクジェ
ットヘッドの模式的斜視図である。図13は、図11に
一点鎖線YY’で示す位置で切断した場合の切断面図で
ある。図13を基に説明する。基板1はガラス、プラス
チック、セラミック、金属等からなり、インク流路溝
9、インク供給口溝10、エネルギー作用室溝11の壁
面のひとつとして機能する。その製造方法は最初に、基
板1上にはオリフイス7からインクを吐出するために利
用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子2を
配設する。
2. Description of the Related Art In general, an ink jet head applied to an ink jet recording method (liquid jet recording method) has a fine ink discharge port (hereinafter referred to as an orifice), an ink supply port, an ink flow path, and a part of an ink flow path. Energy working chamber) or an energy generating element that is provided outside the substrate and generates energy used for discharging ink. At the time of recording, the operation of the energy generating element causes small droplets of ink from the orifice. The ink is ejected and lands on the recording paper, whereby printing and recording are performed. Such an ink jet head is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-42670. The structure will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a schematic perspective view of the inkjet head. FIG. 13 is a cross-sectional view when cut at the position indicated by the one-dot chain line YY ′ in FIG. This will be described with reference to FIG. The substrate 1 is made of glass, plastic, ceramic, metal, or the like, and functions as one of the wall surfaces of the ink flow channel groove 9, the ink supply port groove 10, and the energy action chamber groove 11. In the manufacturing method, first, an energy generating element 2 for generating energy used for discharging ink from an orifice 7 is disposed on a substrate 1.

【0003】次に、エネルギー発生素子2が設けられた
基板1上に感光性樹脂層4を形成する。次に、公知のフ
ォトリソグラフィの手段によって硬化した感光性樹脂層
4にインク流路溝9、インク供給口溝10、エネルギー
作用室溝11を一括作製する。最後に、オリフイス7が
形成された覆い板8(以下オリフイスプレート)で各溝
を覆ってインクジェットヘッドを得る。
Next, a photosensitive resin layer 4 is formed on the substrate 1 on which the energy generating elements 2 are provided. Next, an ink flow path groove 9, an ink supply port groove 10, and an energy action chamber groove 11 are collectively formed in the photosensitive resin layer 4 cured by a known photolithography means. Finally, an ink jet head is obtained by covering each groove with a cover plate 8 (hereinafter referred to as an orifice plate) on which the orifice 7 is formed.

【0004】近年、高精細な印字物を得る為にオリフイ
ス7の配置密度が高いインクジェットヘッドが必要にな
ってきている。その場合は、エネルギー作用室11の間
隔が狭くなるため、エネルギー作用室11の幅も小さく
なる。したがって、必要な圧力容積を得るためにはエネ
ルギー作用室11の高さを高くすることが重要である。
もし圧力容積が不充分であると、インク吐出時のインク
量が少なくなるため、記録媒体上で1記録ドット当りの
面積が小さくなり必要な面積を得るためには重ね打ちな
どをしなければならず印字速度が遅くなる、また、エネ
ルギー作用室11へのインクの供給が不安定となりイン
ク吐出特性が不安定となる等の課題も生じる。感光性樹
脂層4を厚くすればエネルギー作用室11を高くできる
が、厚くなると露光時に感光性樹脂層4の上面から底面
まで均一に光が到達しないのでエネルギー作用室11の
寸法精度が悪くなりインク吐出特性が不安定となる。し
たがって、エネルギー作用室11を高精度で高くするに
は基板1だけでなくオリフイスプレート8にも感光性樹
脂層4でエネルギー作用室溝11、インク流路溝9、イ
ンク供給口溝10を作り、基板側の各溝と接合してエネ
ルギー作用室11を高くする方法が提案されている。こ
の際、位置ズレのないように接合する必要がある。位置
ズレを小さくするには、先ず感光性樹脂層4のインク流
路溝9、エネルギー作用室溝11、インク供給口溝10
を基板1及びオリフイスプレート8の所定の位置に精度
良く配置することが必要である。その方法としては、基
板1及びオリフイスプレート8に露光マスク位置合わせ
基準穴3を設け、露光時にその基準穴3と露光マスク合
わせマーク6の中心との位置ズレを光学顕微鏡等で見な
がら基板1及びオリフイスプレート8を前後左右に微動
させ合わせる方法が一般的である。具体的には図10に
示すように露光マスク合わせマーク6が、基準穴径より
少し大きい円弧と小さい円弧を含んだ形状になっている
ので、この二つ円弧の中間に基準穴3が入るように位置
合わせを行う。次に位置ズレを小さくするには基板1及
びオリフイスプレート8を高精度で重ね合わせ接合する
必要がある。
In recent years, an ink jet head having a high arrangement density of the orifices 7 has been required to obtain high-definition printed matter. In that case, since the interval between the energy action chambers 11 becomes narrow, the width of the energy action chamber 11 also becomes small. Therefore, it is important to increase the height of the energy action chamber 11 in order to obtain a required pressure volume.
If the pressure volume is insufficient, the amount of ink at the time of ink discharge becomes small, and the area per recording dot on the recording medium becomes small. However, there are also problems such as a decrease in printing speed, an unstable supply of ink to the energy action chamber 11, and an unstable ink discharge characteristic. If the photosensitive resin layer 4 is made thicker, the energy action chamber 11 can be made higher. However, if the thickness becomes thicker, light does not uniformly reach from the top surface to the bottom face of the photosensitive resin layer 4 at the time of exposure, so that the dimensional accuracy of the energy action chamber 11 deteriorates, and The ejection characteristics become unstable. Therefore, in order to raise the energy action chamber 11 with high precision, the energy action chamber groove 11, the ink flow path groove 9, and the ink supply port groove 10 are formed not only on the substrate 1 but also on the orifice plate 8 with the photosensitive resin layer 4. A method has been proposed in which the height of the energy action chamber 11 is increased by bonding to the grooves on the substrate side. At this time, it is necessary to join them so that there is no displacement. In order to reduce the positional deviation, first, the ink flow path groove 9, the energy action chamber groove 11, the ink supply port groove 10 of the photosensitive resin layer 4 are formed.
It is necessary to precisely dispose at a predetermined position on the substrate 1 and the orifice plate 8. As a method for this, an exposure mask alignment reference hole 3 is provided in the substrate 1 and the orifice plate 8, and the substrate 1 and the orifice plate 8 are aligned with each other while observing the positional deviation between the reference hole 3 and the center of the exposure mask alignment mark 6 with an optical microscope or the like. It is common to finely move the orifice plate 8 back and forth and left and right to make it match. Specifically, as shown in FIG. 10, since the exposure mask alignment mark 6 has a shape including an arc slightly larger than the reference hole diameter and an arc slightly smaller than the reference hole diameter, the reference hole 3 is inserted between the two arcs. Perform positioning. Next, the substrate 1 and the orifice plate 8 need to be overlapped and joined with high precision in order to reduce the displacement.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図11に示
すように露光時の露光マスク位置合わせ基準穴3aと接
合時の位置合わせ基準穴3bを別々に設けているので、
露光時に各溝を基準穴3aに対して所定の位置に精度良
く配置しても、露光時に使用するの基板1及びオリフイ
スプレート8の露光マスク位置合わせ基準穴3aと接合
時に使用する位置合わせ基準穴3bとの距離間バラツキ
の分が接合時に加算され位置ズレが大きくなってしまう
(図12参照)。このためにインク流路抵抗が大きくな
りインク吐出スピードが遅くなるという課題が生じる。
今後はオリフイス7の配置密度は更に高密度になってい
くのでインク流路幅が狭くなり特にこの方向での位置ズ
レがインク吐出特性に与える影響は大きい。また、気泡
が抜けにくくインクが吐出しなくなるという課題も生じ
る。
However, as shown in FIG. 11, an exposure mask alignment reference hole 3a at the time of exposure and a positioning alignment reference hole 3b at the time of bonding are separately provided.
Even if each groove is accurately positioned at a predetermined position with respect to the reference hole 3a at the time of exposure, even if the exposure mask alignment reference hole 3a of the substrate 1 and the orifice plate 8 used at the time of exposure is aligned with the alignment reference hole 3a used at the time of bonding. The variation between the distances to the distance 3b is added at the time of joining, and the positional deviation increases (see FIG. 12). For this reason, there arises a problem that the ink flow path resistance increases and the ink ejection speed decreases.
In the future, since the arrangement density of the orifices 7 will be further increased, the width of the ink flow path will be narrowed, and the positional deviation in this direction will have a great effect on the ink ejection characteristics. In addition, there is another problem that bubbles are hard to be removed and ink is not discharged.

【0006】また、エネルギー作用室11を高くした
り、厚みによって形状を変える場合は感光性樹脂層4が
多層になるので、図14に示すように露光時の露光マス
ク位置合わせ基準穴3aにも感光性樹脂層4が形成され
ていると感光性樹脂層4が着色されている為に、基準穴
部分の視野が暗くなってしまいその基準穴3aとマスク
の合わせマーク6の位置ズレ状態が光学顕微鏡で見ずら
く精度良く合わせられないという課題も生じる。そのた
めに工数も掛かりコストアップになる。
In addition, when the height of the energy action chamber 11 is increased or the shape is changed depending on the thickness, the photosensitive resin layer 4 has a multi-layer structure. Therefore, as shown in FIG. When the photosensitive resin layer 4 is formed, since the photosensitive resin layer 4 is colored, the field of view of the reference hole portion becomes dark, and the positional shift between the reference hole 3a and the alignment mark 6 of the mask is optically changed. There also arises a problem that it is difficult to accurately match with a microscope. As a result, the number of man-hours increases and the cost increases.

【0007】本発明の目的は、上記の課題を解決するた
めになされたものでインク流路、エネルギー作用室、イ
ンク供給口の位置ズレを簡便な方法で防止してインク吐
出特性の安定した高密度インクジェットヘッドを低コス
トで提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is possible to prevent positional deviations of an ink flow path, an energy working chamber, and an ink supply port by a simple method, and to obtain a stable ink discharge characteristic. An object of the present invention is to provide a low-cost inkjet head.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、基板及び覆い板上にインク吐出口とエネルギ
ー作用室とインク供給口及び前記インク吐出口と前記エ
ネルギー作用室と前記インク供給口とを連通するインク
流路の少なくとも一つの壁面が感光性樹脂で形成され且
つ前記インク流路或いは前記エネルギー作用室に対応し
て配設されたインクを吐出するために利用されるエネル
ギー発生素子とを有するインクジェットヘッドにおい
て、露光マスク位置合わせ及び接合時の基準となる基準
穴を設けた基板及び覆い板に基準穴を除いて感光性樹脂
層を形成し、前記基準穴を基準に露光を行ったのち現像
をして、インク吐出口とエネルギー作用室とインク供給
口及びインク流路を所定の位置に形成する。次いで、前
記基準穴を基準に前記基板と覆い板を位置合わせを行い
接合することを特徴とする。
An ink jet head according to the present invention comprises an ink discharge port, an energy action chamber, an ink supply port, and the ink discharge port, the energy action chamber, and the ink supply port on a substrate and a cover plate. At least one wall surface of the communicating ink flow path is formed of a photosensitive resin, and has an energy generating element used to discharge ink disposed corresponding to the ink flow path or the energy action chamber. In an ink jet head, a photosensitive resin layer is formed on a substrate and a cover plate provided with a reference hole serving as a reference at the time of exposure mask alignment and bonding, excluding the reference hole, and exposure is performed based on the reference hole, and then development is performed. Then, the ink discharge port, the energy action chamber, the ink supply port, and the ink flow path are formed at predetermined positions. Next, the substrate and the cover plate are aligned and joined based on the reference hole.

【0009】[0009]

【実施例】以下に具体例をあげて本発明の説明をする
が、これに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0010】最初に、本発明のインクジェットヘッドの
製造方法を図面を用いて詳細に説明する。まず、図1に
示すように発熱素子或いは圧電素子等のインク吐出させ
るエネルギー発生素子2が配設されたガラス、プラスチ
ック、セラミック、金属等の内の適切な材質からなる基
板1に露光及び接合時の位置合わせ基準穴3を基板1の
中心に対して上下又は左右対称で且つインク流路、エネ
ルギー作用室、インク供給口が形成されるところより離
れた位置に二個所あける。穴開けは、基板が金属の場合
はプレス、エッチング等の公知の方法で行う。
First, a method for manufacturing an ink jet head according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1, a substrate 1 made of a suitable material such as glass, plastic, ceramic, metal or the like, on which an energy generating element 2 for discharging ink such as a heating element or a piezoelectric element is provided, is exposed and bonded. The two alignment reference holes 3 are vertically and horizontally symmetrical with respect to the center of the substrate 1 and are spaced apart from the positions where the ink flow path, the energy action chamber, and the ink supply port are formed. Drilling is performed by a known method such as pressing or etching when the substrate is metal.

【0011】次に、その基板1の表面を洗浄、乾燥した
のち、図2に示すように感光性樹脂層4aを形成する。
この際、感光性樹脂層4aは位置合わせ基準穴3には形
成しない。または、形成した場合でも露光前に位置合わ
せ基準穴3の周囲の感光性樹脂層4aを除去し空洞とし
ておく。ここで用いられる感光性樹脂は、液体状または
フィルム状、ポジ型またはネガ型の別を問わず、公知の
感光性樹脂が使用できる。また、感光性樹脂層の形成方
法としてはロールコーター、スピンコーター、スプレー
コーター、熱圧力ローラーラミネーター等の公知の方法
で形成できる。これらのうち、作業性や層厚の均一性等
の点からドライフィルムフォトレジストを熱圧力ローラ
ーラミネーターで貼り合わせる方法が好ましい。本実施
例では、感光性樹脂層にネガ型ドライフィルムフォトレ
ジストを用いたものを説明する。
Next, after cleaning and drying the surface of the substrate 1, a photosensitive resin layer 4a is formed as shown in FIG.
At this time, the photosensitive resin layer 4a is not formed in the positioning reference hole 3. Alternatively, even if formed, the photosensitive resin layer 4a around the alignment reference hole 3 is removed before exposure to leave a cavity. As the photosensitive resin used here, a known photosensitive resin can be used irrespective of liquid type or film type, positive type or negative type. The photosensitive resin layer can be formed by a known method such as a roll coater, a spin coater, a spray coater, and a hot pressure roller laminator. Among these, the method of laminating a dry film photoresist with a hot-press roller laminator is preferable from the viewpoint of workability and uniformity of the layer thickness. In this embodiment, a case where a negative type dry film photoresist is used for a photosensitive resin layer will be described.

【0012】次に、図3に示すように感光性樹脂層4a
上に所定のパターンを有する露光マスク5を重ね合わせ
基板の位置合わせ基準穴3と露光マスクの合わせマーク
6の位置ズレを光学顕微鏡等で見ながら基板1を前後左
右に微動させ、ズレ量を最小限に合わせたのち露光を行
う。この工程により感光性樹脂層4aは硬化部(露光
部)と可溶化部(未露光部)とに分かれる。
Next, as shown in FIG. 3, the photosensitive resin layer 4a
An exposure mask 5 having a predetermined pattern is superimposed thereon. The substrate 1 is finely moved back and forth and left and right while observing the positional deviation between the alignment reference hole 3 of the substrate and the alignment mark 6 of the exposure mask with an optical microscope or the like to minimize the amount of deviation. After that, exposure is performed. By this step, the photosensitive resin layer 4a is divided into a cured portion (exposed portion) and a solubilized portion (unexposed portion).

【0013】次にエネルギー作用室を高くするために露
光工程が済んだ感光性樹脂層4aの上に新たな感光性樹
脂層4bを形成する。感光性樹脂層4bの形成方法は図
2で形成した感光性樹脂層4aの形成方法と同じでよ
い。
Next, a new photosensitive resin layer 4b is formed on the photosensitive resin layer 4a which has been subjected to the exposure step in order to increase the energy working chamber. The method for forming the photosensitive resin layer 4b may be the same as the method for forming the photosensitive resin layer 4a formed in FIG.

【0014】次に、図4に示すように図3と同じ手法に
よって露光を行う。このとき、図4に示すように露光時
の位置合わせ基準穴3には感光性樹脂層4が形成されて
いないのでその基準穴3と露光マスクの合わせマーク6
の位置ズレ状態が光学顕微鏡で鮮明に見えるので短時間
で精度良く合わせることができる。ネガ型の感光性樹脂
を用いた場合、感光性樹脂層4aは二重に露光される
が、感光性樹脂層4bで反応した後の減衰した光が到達
するため寸法精度には影響しない。この感光性樹脂層形
成と露光の工程を、所望の厚さの感光性樹脂層4が得ら
れるまで繰り返したのち図5に示すように感光性樹脂層
4の可溶化部を現像液を用いて溶解除去し、基準穴3に
対して所定の位置にインク流路溝、エネルギー作用室
溝、インク供給口溝を得る。現像液は感光性樹脂の種類
に対応した公知の現像液が使用できる。図5では感光性
樹脂層形成と露光の工程を3回繰り返したのちに現像の
工程を行った場合を示している。
Next, as shown in FIG. 4, exposure is performed in the same manner as in FIG. At this time, as shown in FIG. 4, since the photosensitive resin layer 4 is not formed in the alignment reference hole 3 at the time of exposure, the reference hole 3 is aligned with the alignment mark 6 of the exposure mask.
Can be accurately identified in a short time because the position deviation state can be clearly seen with an optical microscope. When a negative photosensitive resin is used, the photosensitive resin layer 4a is double-exposed, but does not affect the dimensional accuracy because the light attenuated after reacting in the photosensitive resin layer 4b arrives. This process of forming and exposing the photosensitive resin layer is repeated until a photosensitive resin layer 4 having a desired thickness is obtained. Then, as shown in FIG. 5, the solubilized portion of the photosensitive resin layer 4 is developed using a developer. By dissolving and removing, the ink flow path groove, the energy action chamber groove, and the ink supply port groove are obtained at predetermined positions with respect to the reference hole 3. As the developer, a known developer corresponding to the type of the photosensitive resin can be used. FIG. 5 shows a case where the development step is performed after the photosensitive resin layer formation and exposure steps are repeated three times.

【0015】次に、図6に示すようにガラス、プラスチ
ック、セラミック、金属等のうちの適切な材質からなる
オリフイス7が形成されたオリフイスプレート8も基板
と同じ工程(穴明け、感光性樹脂層のコーテイング、露
光、現像)でインク流路溝、エネルギー作用室溝、イン
ク供給口溝を基準穴3に対して所定の位置に形成する。
Next, as shown in FIG. 6, an orifice plate 8 on which an orifice 7 made of an appropriate material of glass, plastic, ceramic, metal or the like is formed, is also subjected to the same steps as the substrate (perforation, photosensitive resin layer). (Coating, exposure, and development) to form ink channel grooves, energy action chamber grooves, and ink supply port grooves at predetermined positions with respect to the reference hole 3.

【0016】次に、図7に示すようにインク流路溝、エ
ネルギー作用室溝、インク供給口溝が形成された基板1
とオリフイスプレート8を接合してインク流路、エネル
ギー作用室、インク供給口を得る。図7に示すように露
光時の位置合わせ基準穴3をそのまま使うので基板1と
オリフイスプレート8のインク流路溝の位置ズレ量は、
従来例のような露光時に使用するの基板1及びオリフイ
スプレート8の露光マスク位置合わせ基準穴3aと接合
時に使用する接合基準穴3bが別々の場合に生じる二つ
の穴間距離バラツキによる位置ズレ分は発生しない。
Next, as shown in FIG. 7, the substrate 1 on which the ink flow channel groove, the energy action chamber groove, and the ink supply port groove are formed.
And the orifice plate 8 to obtain an ink flow path, an energy action chamber, and an ink supply port. As shown in FIG. 7, since the positioning reference hole 3 at the time of exposure is used as it is, the positional deviation amount between the substrate 1 and the ink flow channel between the orifice plate 8 is
The positional deviation due to the variation in the distance between the two holes, which occurs when the exposure mask alignment reference hole 3a of the substrate 1 and the orifice plate 8 used at the time of exposure as in the conventional example and the bonding reference hole 3b used at the time of bonding are different. Does not occur.

【0017】図8は本実施例によって得られたインクジ
ェットヘッドの斜視図であり、図9は、図8のインクジ
ェットヘッドのXX’断面図である。オリフイス7はオ
リフイスプレート8に、エネルギー発生素子2は基板1
の上面に設けられた場合を示している。以下に具体例を
あげて更に詳しく比較説明する。
FIG. 8 is a perspective view of the ink jet head obtained by this embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the ink jet head of FIG. The orifice 7 is provided on the orifice plate 8 and the energy generating element 2 is provided on the substrate 1.
In the case of being provided on the upper surface of FIG. Hereinafter, a comparative example will be described in more detail with reference to specific examples.

【0018】[実施例1]最初に、インク吐出させるエ
ネルギー発生素子が配設されたニッケル基板(縦10m
m、 横30mm)上に径1mmの位置合わせ基準用の
丸穴を縦方向の中心線上に左右対称なる位置に左右に2
カ所に、穴間距離28mmでプレス法で形成する。
[First Embodiment] First, a nickel substrate (10 m long) on which an energy generating element for discharging ink is provided.
m, 30 mm wide) and a circular hole for alignment reference with a diameter of 1 mm on the center line in the vertical direction.
It is formed at two places by a press method with a distance between holes of 28 mm.

【0019】次に、ニッケル基板上にネガ型ドライフィ
ルムフォトレジスト(商品名「オーディル」、東京応化
工業社製、厚さ55μm、幅26mm)を熱圧力ローラ
ーラミネーターを用いて80〜100℃の温度、30〜
40cm/分の送り速度、1〜3kg/cm2 の圧力で
貼り合わせる。ドライフィルムフォトレジストは二つの
位置合わせ基準穴の距離(28mm)より短い幅26m
mを使うので、その基準穴にはラミネートされず空洞の
ままとなる。
Next, a negative type dry film photoresist (trade name "Audil", manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., 55 μm in thickness, 26 mm in width) was placed on a nickel substrate at a temperature of 80 to 100 ° C. using a hot-press roller laminator. , 30-
Lamination is performed at a feed speed of 40 cm / min and a pressure of 1 to 3 kg / cm 2 . Dry film photoresist is 26m width shorter than the distance (28mm) between two alignment reference holes
Since m is used, it is not laminated on the reference hole, but remains hollow.

【0020】次に、位置合わせ基準穴と露光マスクの位
置合わせマークの中心との位置ズレを光学顕微鏡で見な
がらニッケル基板を前後左右に微動させながらを正確に
位置合わせする。位置合わせマークは、基準穴径より少
し大きめ(1.002mm)、小さめ(0.998m
m)の円弧を含んだ形状になっているので、この二つ円
弧の中間に基準穴が入るように位置合わせを行う。
Next, the nickel substrate is finely moved back and forth and left and right while observing the positional deviation between the alignment reference hole and the center of the alignment mark of the exposure mask with an optical microscope, thereby performing accurate alignment. The alignment mark is slightly larger (1.002 mm) and smaller (0.998 m) than the reference hole diameter.
Since the shape includes the arc of m), positioning is performed so that the reference hole is inserted between the two arcs.

【0021】次に、超高圧水銀灯を用いて70mJ/c
2 の光量で露光を行う。この貼り合わせと露光を合計
3回繰り返したのち、1,1,1−トリクロロエタンを
スプレーを用いて吹き付け、未露光部分を除去し二つの
基準穴の内側中央部にインク流路溝、エネルギー作用室
溝、インク供給口溝を得る。
Next, using a super-high pressure mercury lamp, 70 mJ / c
Exposure is performed with a light amount of m 2 . After this bonding and exposure are repeated a total of three times, 1,1,1-trichloroethane is sprayed using a spray to remove unexposed portions, and ink flow grooves and energy action chambers are formed in the central portions inside the two reference holes. A groove and an ink supply port groove are obtained.

【0022】次にオリフイスを有するステンレス基板も
ニッケル基板と同じ工程(穴明け、感光性樹脂層のコー
テイング、露光、現像)でインク流路溝、エネルギー作
用室溝、インク供給口溝をふたつの基準穴の内側中央部
に形成する。
Next, the stainless steel substrate having an orifice has the same two steps as the nickel substrate (drilling, coating of the photosensitive resin layer, exposure, development), and two ink channel grooves, energy action chamber grooves, and ink supply port grooves. Formed in the center of the inside of the hole.

【0023】次に、ニッケル基板とステンレス基板をイ
ンク流路溝、エネルギー作用室溝、インク供給口溝が対
向するように重ね合わせ露光時の位置合わせ基準穴と接
合治具の位置決めピンで位置合わせする。次いで、重ね
合わせたニッケル基板とステンレス基板を接合治具を用
いて150℃の温度、10分の時間、470g/cm2
の圧力条件で接合してインク流路、エネルギー作用室、
インク供給口を得る。
Next, the nickel substrate and the stainless steel substrate are overlapped so that the ink flow channel groove, the energy action chamber groove, and the ink supply port groove face each other, and are aligned with the positioning reference hole at the time of exposure and the positioning pin of the bonding jig. I do. Next, the superposed nickel substrate and stainless steel substrate were bonded at a temperature of 150 ° C. for 10 minutes using a bonding jig at 470 g / cm 2.
Ink pressure, energy action chamber,
Obtain the ink supply port.

【0024】このようにして得られたインクジェットヘ
ッドは純水:エタノール:グリセリン:染料=90:
4:4:2(重量比)からなるインクジェットインクを
用いて印字を行ったところ、インク吐出速度=9〜10
m/秒、インク重量=0.10〜0.12μgであり高
速で高濃度な印字が安定して行うことができた。また、
得られたインクジェットヘッドのニッケル基板とステン
レス基板のインク流路、エネルギー作用室、インク供給
口の位置ズレは約5μmであった。
The ink-jet head thus obtained was purified water: ethanol: glycerin: dye = 90:
When printing was performed using an inkjet ink composed of 4: 4: 2 (weight ratio), the ink ejection speed was 9 to 10.
m / sec, ink weight = 0.10 to 0.12 μg, and high-speed, high-density printing could be stably performed. Also,
The positional deviation of the ink flow path, the energy action chamber, and the ink supply port between the nickel substrate and the stainless steel substrate of the obtained inkjet head was about 5 μm.

【0025】[比較例1]最初に、インク吐出させるエ
ネルギー発生素子が配設されたニッケル基板(縦10m
m、 横30mm)上に露光マスク位置合わせ専用の丸
穴を縦方向の中心線上に左右対称なる位置に左右に2カ
所に、穴間距離25mmでプレス法で形成する。同時に
接合時の位置合わせ専用の丸穴も径1mmで左右に各2
カ所、異なる場所にプレス抜きで形成する。
[Comparative Example 1] First, a nickel substrate (10 m long) on which an energy generating element for discharging ink was provided.
(m, 30 mm in width), two round holes dedicated to exposure mask alignment are formed at two positions on the left and right at positions symmetrical with respect to the center line in the vertical direction at a distance between holes of 25 mm by a press method. At the same time, a round hole dedicated for positioning at the time of joining is 1 mm in diameter and 2 on each side.
It is formed by pressing in different places.

【0026】次に、ニッケル基板上にネガ型ドライフィ
ルムフォトレジスト(商品名「オーディル」、東京応化
工業社製、厚さ55μm、幅26mm)を熱圧力ローラ
ーラミネーターを用いて80〜100℃の温度、30〜
40cm/分の送り速度、1〜3kg/cm2 の圧力で
貼り合わせる。二つの基準穴間距離(25mm)よりド
ライフィルムフォトレジストの幅(26mm)が広いの
で、その基準穴がラミネートされ塞がれてしまう。
Next, a negative type dry film photoresist (trade name "Audil", manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., 55 μm in thickness, 26 mm in width) was placed on a nickel substrate at a temperature of 80 to 100 ° C. using a hot and pressure roller laminator. , 30-
Lamination is performed at a feed speed of 40 cm / min and a pressure of 1 to 3 kg / cm 2 . Since the width (26 mm) of the dry film photoresist is wider than the distance between the two reference holes (25 mm), the reference holes are laminated and closed.

【0027】次に、位置合わせ基準穴と露光マスクの位
置合わせマークの中心との位置ズレを光学顕微鏡で見な
がらニッケル基板を前後左右に微動させながらを正確に
位置合わせする。位置合わせマークは、基準穴径より少
し大きめ(1.002mm)、小さめ(0.998m
m)の円弧を含んだ形状になっているので、この二つ円
弧の中間に基準穴が入るように位置合わせを行う。
Next, the nickel substrate is finely moved forward, backward, left and right while the positional deviation between the alignment reference hole and the center of the alignment mark of the exposure mask is observed with an optical microscope, thereby performing accurate alignment. The alignment mark is slightly larger (1.002 mm) and smaller (0.998 m) than the reference hole diameter.
Since the shape includes the arc of m), positioning is performed so that the reference hole is inserted between the two arcs.

【0028】次に、超高圧水銀灯を用いて70mJ/c
2 の光量で露光を行う。この貼り合わせと露光を合計
3回繰り返したのち、1,1,1−トリクロロエタンを
スプレーを用いて吹き付け、未露光部分を除去し二つの
基準穴の内側中央部にインク流路溝、エネルギー作用室
溝、インク供給口溝を得る。
Next, 70 mJ / c using an ultra-high pressure mercury lamp
Exposure is performed with a light amount of m 2 . After this bonding and exposure are repeated a total of three times, 1,1,1-trichloroethane is sprayed using a spray to remove unexposed portions, and ink flow grooves and energy action chambers are formed in the central portions inside the two reference holes. A groove and an ink supply port groove are obtained.

【0029】次にオリフイスを有するステンレス基板も
ニッケル基板と同じ工程(穴明け、感光性樹脂層のコー
テイング、露光、現像)でインク流路溝、エネルギー作
用室溝、インク供給口溝を基準穴の内側中央部に形成す
る。
Next, the stainless steel substrate having an orifice is formed in the same steps as the nickel substrate (drilling, coating of the photosensitive resin layer, exposure, development), and the ink flow channel groove, the energy action chamber groove, and the ink supply port groove are formed as reference holes. It is formed at the inner center.

【0030】次に、ニッケル基板とステンレス基板をイ
ンク流路溝、エネルギー作用室溝、インク供給口溝が対
向するように重ね合わせ露光時の位置合わせ基準穴と接
合治具の位置決めピンで位置合わせする。次いで、重ね
合わせたニッケル基板とステンレス基板を接合治具を用
いて150℃の温度、10分の時間、470g/cm2
の圧力条件で接合してインク流路、エネルギー作用室、
インク供給口を得る。
Next, the nickel substrate and the stainless steel substrate are overlapped so that the ink flow channel groove, the energy action chamber groove, and the ink supply port groove face each other, and are aligned with the positioning reference hole at the time of exposure and the positioning pin of the bonding jig. I do. Next, the superposed nickel substrate and stainless steel substrate were bonded at a temperature of 150 ° C. for 10 minutes using a bonding jig at 470 g / cm 2.
Ink pressure, energy action chamber,
Obtain the ink supply port.

【0031】このようにして得られたインクジェットヘ
ッドは純水:エタノール:グリセリン:染料=90:
4:4:2(重量比)からなる実施例と同じ組成のイン
クジェットインクを用いて印字を行ったところ、インク
吐出速度=5〜10m/秒、インク重量=0.05〜
0.12μgであり高速で高濃度な印字が安定して行う
ことができた。また、得られたインクジェットヘッドの
ニッケル基板とステンレス基板のインク流路、エネルギ
ー作用室、インク供給口の位置ズレは約15μmであっ
た。
The ink-jet head thus obtained was purified water: ethanol: glycerin: dye = 90:
When printing was performed using an inkjet ink having the same composition as in the example consisting of 4: 4: 2 (weight ratio), the ink ejection speed = 5 to 10 m / sec, and the ink weight = 0.05 to
0.12 μg, and high-speed and high-density printing could be stably performed. Further, the positional deviation of the ink flow path, the energy action chamber, and the ink supply port between the nickel substrate and the stainless steel substrate of the obtained inkjet head was about 15 μm.

【0032】以上述べたように、本実施例では従来例と
比べて位置ズレが約10μm小さいためにインク吐出速
度とインク重量のバラツキが少なくなっている。
As described above, in this embodiment, since the positional deviation is smaller than that of the conventional example by about 10 μm, variations in the ink ejection speed and the ink weight are reduced.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べたように、本発明のインクジェ
ツトヘッドの製造方法は、露光マスク位置合わせの基準
となる基準穴を設けた基板及び覆い板に基準穴を除いて
感光性樹脂層を形成し、基準穴を基準に露光を行ったの
ち現像をして、インク吐出口とエネルギー作用室とイン
ク供給口及びインク流路を所定の位置に形成する。次い
で同じ基準穴を基準に基板と覆い板を位置合わせを行い
接合する。このため、インク流路、エネルギー作用室、
インク供給口の位置ズレを簡便な方法で防止できる。よ
って、インク吐出特性の安定した高密度インクジェット
ヘッドを低コストで提供できるという利点を有してい
る。
As described above, according to the method of manufacturing an ink jet head of the present invention, a photosensitive resin layer is formed on a substrate provided with a reference hole as a reference for aligning an exposure mask and a cover plate except for the reference hole. After forming, exposing based on the reference hole and developing, the ink discharge port, the energy action chamber, the ink supply port, and the ink flow path are formed at predetermined positions. Next, the substrate and the cover plate are aligned and joined based on the same reference hole. For this reason, the ink flow path, the energy action chamber,
The displacement of the ink supply port can be prevented by a simple method. Therefore, there is an advantage that a high-density inkjet head having stable ink ejection characteristics can be provided at low cost.

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

【図1】本発明によるインクジェットヘッドの製造工程
を示すもので穴明けした基板の模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate that has been perforated and shows a manufacturing process of an inkjet head according to the present invention.

【図2】本発明によるインクジェットヘッドの製造工程
を示すもので感光性樹脂層を形成した基板の模式的断面
図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a substrate on which a photosensitive resin layer is formed, showing a process of manufacturing an ink jet head according to the present invention.

【図3】本発明によるインクジェットヘッドの製造工程
を示すもので図2に続く工程で、感光性樹脂層の上にマ
スクを重ね合わせ感光性樹脂を露光した基板の模式的断
面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a substrate in which a mask is overlaid on a photosensitive resin layer and the photosensitive resin is exposed in a step subsequent to FIG. 2 and illustrating a manufacturing process of the inkjet head according to the present invention.

【図4】本発明によるインクジェットヘッドの製造工程
を示すもので図3に続く工程で、露光した感光性樹脂の
上に更に感光性樹脂を形成したのちマスクを重ね合わせ
感光性樹脂を露光した基板の模式的断面図である。
FIG. 4 is a view showing a manufacturing process of the ink jet head according to the present invention, in a process subsequent to FIG. 3, in which a photosensitive resin is further formed on the exposed photosensitive resin, and then a mask is overlaid thereon to expose the photosensitive resin. FIG. 3 is a schematic sectional view of FIG.

【図5】本発明によるインクジェットヘッドの製造工程
を示すもので、所望の厚さまで感光性樹脂の積層と露光
を繰り返したのち現像を行った第一の基板の模式的断面
図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a first substrate showing a manufacturing process of an ink jet head according to the present invention, in which lamination and exposure of a photosensitive resin are repeated to a desired thickness and development is performed.

【図6】本発明によるインクジェットヘッドの製造工程
を示すもので、現像後のオリフイスプレートの模式的断
面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an orifice plate after development, showing a process of manufacturing an ink jet head according to the present invention.

【図7】本発明によるインクジェットヘッドの製造工程
を示すもので、図6に続く接合工程の模式的断面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing step of the inkjet head according to the present invention, which is a joining step following FIG. 6;

【図8】本発明の製造方法によって製造されたインクジ
ェットヘッドの模式的斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view of an inkjet head manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【図9】本発明の製造方法によって製造されたインクジ
ェットヘッドを示すもので図8に一点鎖線XX’で示す
位置で切断した場合の切断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the inkjet head manufactured by the manufacturing method of the present invention when cut at a position indicated by a dashed line XX ′ in FIG.

【図10】露光マスク位置合わせ方法の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of an exposure mask alignment method.

【図11】従来の製造方法によって製造されたインクジ
ェットヘッドの模式的斜視図である。
FIG. 11 is a schematic perspective view of an inkjet head manufactured by a conventional manufacturing method.

【図12】従来の製造方法によって製造されたインクジ
ェットヘッドの接合工程の模式的断面図である。
FIG. 12 is a schematic sectional view of a joining step of an inkjet head manufactured by a conventional manufacturing method.

【図13】従来の製造方法によって製造されたインクジ
ェットヘッドを示すもので図11に一点鎖線YY’で示
す位置で切断した場合の切断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an inkjet head manufactured by a conventional manufacturing method, which is cut at a position indicated by a chain line YY 'in FIG.

【図14】本発明によるインクジェットヘッドの製造工
程を示すもので、露光した感光性樹脂の上に更に感光性
樹脂を形成したのちマスクを重ね合わせ感光性樹脂を露
光した基板の模式的断面図である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a substrate on which the photosensitive resin is exposed after the photosensitive resin is further formed on the exposed photosensitive resin, showing a manufacturing process of the inkjet head according to the present invention. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 エネルギー発生素子 3a、3b 位置合わせ基準穴 4a、4b 感光性樹脂層 5 露光マスク 6 露光マスク合わせマーク 7 オリフイス 8 オリフイスプレート 9 インク流路溝 10 インク供給口溝 11 エネルギー作用室溝 12 露光パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Energy generation element 3a, 3b Positioning reference hole 4a, 4b Photosensitive resin layer 5 Exposure mask 6 Exposure mask alignment mark 7 Orifice 8 Orifice plate 9 Ink channel groove 10 Ink supply port groove 11 Energy action chamber groove 12 Exposure pattern

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/16 B41J 2/045 B41J 2/055 H01L 21/30 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/16 B41J 2/045 B41J 2/055 H01L 21/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板及び覆い板上にインク吐出口とエネ
ルギー作用室とインク供給口及び前記インク吐出口と前
記エネルギー作用室と前記インク供給口とを連通するイ
ンク流路の少なくとも一つの壁面が感光性樹脂で形成さ
れ且つ前記インク流路或いは前記エネルギー作用室に対
応して配設されたインクを吐出するために利用されるエ
ネルギー発生素子とを有するインクジェットヘッドにお
いて、基板及び覆い板の露光及び接合時の位置合わせの
基準となる基準穴には、感光性樹脂層を形成しないで空
洞とすることを特徴とするインクジェットヘッド。
At least one wall surface of an ink discharge port, an energy action chamber, an ink supply port, and an ink flow path communicating the ink discharge port, the energy action chamber, and the ink supply port is formed on a substrate and a cover plate. An ink jet head having an energy generating element formed of a photosensitive resin and used for discharging ink disposed in correspondence with the ink flow path or the energy action chamber; An ink-jet head, wherein a reference hole serving as a reference for alignment at the time of joining is formed as a cavity without forming a photosensitive resin layer.
【請求項2】 前記基準穴を円形形状で、基板及び覆い
板の中心に対して上下または左右対称で且つインク流
路、エネルギー作用室、インク供給口が形成されるとこ
ろより離れた位置に二個所設けることを特徴とする請求
項1記載のインクジェットヘッド。
2. The reference hole is formed in a circular shape, and is vertically or horizontally symmetrical with respect to the center of the substrate and the cover plate, and is located at a position further away from where the ink flow path, the energy action chamber, and the ink supply port are formed. 2. The ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head is provided at a plurality of locations.
【請求項3】 請求項1記載のインクジェットヘッドの
製造方法において、(a)基板及び覆い板に露光マスク
位置合わせの基準となる基準穴を設ける工程と、(b)
前記基板及び覆い板に感光性樹脂層を形成する工程と、
(c)前記基準穴を基準に前記感光性樹脂層の必要部分
を所定の位置に露光する工程と、(d)前記感光性樹脂
層の未露光部分を除去する工程と、(e)前記基板と覆
い板を前記基準穴を基準に位置合わせを行い接合をする
工程の順で行うことを特徴とするインクジェットヘッド
の製造方法。
3. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein (a) a step of providing a reference hole as a reference for aligning an exposure mask in the substrate and the cover plate;
Forming a photosensitive resin layer on the substrate and the cover plate,
(C) exposing a required portion of the photosensitive resin layer to a predetermined position with reference to the reference hole; (d) removing an unexposed portion of the photosensitive resin layer; and (e) the substrate And a cover plate are aligned with respect to the reference hole and joined in the order of the steps.
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