JP3595710B2 - Method of manufacturing ink jet recording head - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、ワードプロセッサー、コンピューター等の情報処理機器の出力端末として一体的に、または別体として設けられるものの他、情報読み取り機器等と組み合わされた複写装置、情報送受信機能を有するファクシミリ装置、布への捺染を行う機械等において広く用いられている。このインクジェット記録装置は、インクを微小な液滴として吐出口から高速で吐出させることにより、高精細な画像を高速で記録することができるという特徴を有している。特に、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体として電気熱変換体を用い、この電気熱変換体が発生する熱エネルギーによって生ずるインクの発泡を利用してインクを吐出する方式のインクジェット記録装置は、画像の高精細性、高速記録性、記録ヘッド及び装置の小型化、更にはカラー化に適していることから、近年注目されている。
【0003】
インクジェット記録装置において使用されるインクジェット記録ヘッド(以下、単に「ヘッド」とも称する)には、通常、複数の吐出口が設けられる。吐出口からそれぞれインクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体が、各インク流路に対応して基板上に設けられている。電気熱変換体は、主に発熱抵抗体及びこれに電力を供給するための電極配線、並びにこれらを保護するための絶縁性保護膜により構成される。
【0004】
ヘッドは、電気熱変換体が設けられた基板とインク通路が形成された天板とを接合した基本構造をもつものが多い。インク通路に含まれる各インク流路は、その吐出口と反対側の端部が共通インク室と連通しており、この共通インク室にはインクタンクから供給されるインクが貯留される。複数のインク流路と共通インク室とを総称して、「インク通路」と呼ぶことにする。
【0005】
共通インク室に供給されたインクは、ここから各インク流路に導かれ、吐出口近傍でメニスカスを形成して保持される。この状態で電気熱変換体を選択的に駆動させることにより、その発生する熱エネルギーを利用して熱作用面上のインクを急激に加熱して沸騰させ、これに基づいて吐出口からインクを吐出する。
【0006】
この様なヘッドの製造方法の一従来例が、米国特許第5,030,317号等に記載されている。図1は、その工程を説明するための模式的斜視図である。インク通路に対応する様に配される電気熱変換体27が設けられた基板27の上のインク通路形成予定部位に、例えばポジ型の感光性を有する樹脂からなる固体層28を設ける(同図(a))。その上に、固体層8を覆う様に、インク通路壁形成部材22となる活性エネルギー線硬化材料からなる層を設ける(同図(b))。更にその上に、インクの供給口26に連通する凹部29が設けられた天板24を積層する(同図(c))。然る後、共通インク室に対応する部位にフォトマスク32を設け、矢印の向きに活性エネルギー線を照射して、活性エネルギー線硬化材料の被照射部を硬化せしめる(同図(d))。そして、インクの供給口26等から矢印の通りに固体層除去液を導入して(同図(e))、固体層28を除去する。これにより、吐出口33に連通するインク通路を形成する(同図(f))。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な方法では、インク通路壁形成部材22となる活性エネルギー線硬化材料からなる層と天板24との間の接合強度に偏りが発生し、その間にわずかな隙間ができ、そこからインクが漏れ、ひいてはヘッドそのものの強度や耐久性に支障を来たすことがあった。
【0008】
本発明の目的の一つは、強度や耐久性に優れた高精度なインクジェット記録ヘッドを作業性良く簡易に製造することができるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、本発明は、インクを吐出するために利用されるエネルギー発生体と、該エネルギー発生体が配されインクを吐出する吐出口に連通するインク通路と、を基板上に設け、該基板と天板とを接合してなるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記基板上の前記インク通路形成予定部位に固体層を設ける固体層配設工程と、前記インク通路の壁部材となる硬化前状態の材料を、上向きにした前記天板の上に、該天板の側端部において表面張力を利用して保持されるように設ける壁部材配設工程と、前記壁部材配設工程で前記天板の上に設けられた前記硬化前の材料が前記固体層配設工程で前記基板の上に設けられた前記固体層を覆うように、前記天板と前記基板とを近接させて接合する接合工程と、前記固体層を除去して前記インク通路を形成する固体層除去工程と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供するものである。
【0010】
また、本発明は、かかる製造方法によって製造された、強度や耐久性に優れた高精度なインクジェット記録ヘッドを提供するものでもある。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲内であれば適宜変更できるものである。
【0012】
(実施例1)
図2(1)〜(7)は、本発明の実施例1に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図である。
【0013】
図2(1):
インクを吐出するために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する電気熱変換体14が2列設けられた厚さ2mmのアルミニウム基板1上のインク通路形成予定部位に第1の固体層2を20μmの厚さに形成した。固体層2は、後述する各工程を経た後に除去され、残された空間部分がインク通路を形成する。固体層2としては、東京応化製「MF−58」を用いた。
【0014】
図2(2):
基板1上の固体層2のない部分に、接着層として常温硬化性樹脂8aをディスペンサで塗布した。常温硬化性樹脂8aとして、油化シェルエポキシ(株)製「エピコート828」(重量部100)と富士化成工業(株)製「フジキュア−6010」(重量部50)との混合物に、フィラーを30重量%更に混合したものを用いた。これをG19のニードルを用い、吐出圧0.8kg/cm 、塗布速度30mm/sec、基板−ニードル間距離0.3mmで塗布した。更にこれを75℃で1時間オーブンで加熱し、常温硬化性樹脂8aを半硬化状態とした。
【0015】
図2(3):
天板5として、供給口4を有し耐インク処理を施した厚さ2mmのアルミニウム板を用いた。この天板5を上向きにして、その中央部(幅2.0mm)に対し、ディスペンサ8bからインク通路の壁部材となる常温硬化性樹脂8を塗布した。この常温硬化性樹脂8は、先程の常温硬化性樹脂8aからフィラーを除いたものである。これをG21のニードルを用い、吐出圧3.0kg/cm、塗布速度30mm/sec、天板−ニードル間距離0.2mmで塗布した。常温硬化性樹脂8はフィラーを含んでいないが、天板の側端部で表面張力によって凸型に比較的大きな厚さに保持される。これを真空下、常温で1時間放置した。
【0016】
(2)の加熱が大気圧下であるのに対してここで放置を真空下(減圧下)で行うのは、以下の理由による。接着層は主に基板1と天板5とを接合するためのものなので、樹脂中に多少の気泡があってもさほど問題にならない。これに対して(3)の常温硬化性樹脂8は、後に微細なインク流路となる固体層2に直接接するので、ここに気泡があるとインク流路の形状が変わったり、複数の吐出口が繋ってしまうおそれがある。このため、真空下で脱泡処理を行うわけである。ここで、樹脂の塗布工程の段階から真空下で行ってもよい。
【0017】
尚、この図2(3)の工程は、図2(1),(2)の工程より後に行うものとして説明したが、図2(1),(2)の工程より前に、或いは同時並行して行ってもよい。
【0018】
図2(4):
天板5を下向きにして、基板1と天板5とを接合した。樹脂は硬化前状態なので、比較的軽い圧力で両者は接合する。ここで、共通インク室10は樹脂で満たされることがないが、もし樹脂が入り込んだ場合には、図7(5)の様に、固体層2に至るまで切削すればよい。この後、30℃で24時間、次いで120℃で1時間の本硬化処理を行った。
【0019】
本工程に対応した製造中のインクジェット記録ヘッドを図3(a)の模式的斜視図に示す。図3(a)では、一つの基板1上に3対(計6個)のヘッドが形成されている。図3(a)のA−A’の一点鎖線に沿って切断した模式的断面図が図2(4)に相当する。
【0020】
図2(5):
列状の電気熱変換体14の中央を(図3(a)ではB−B’の一点鎖線に沿って)刃幅1mmのダイヤモンドソーで切断し、2つのヘッドに分離した。尚、天板5の供給口4の部分には数個所の梁(不図示)が設けられている。すなわち、天板5は、共通インク室10の前方と後方とで完全に分離されているわけではないので、その強度は維持されている。本工程に対応した製造中のインクジェット記録ヘッドを図3(b)の模式的斜視図に示す。
【0021】
図2(6):
エチルセロソルブを天板5の上方から吹きかけ、固体層2を除去し、吐出口9に連通するインク通路を開通させた。
【0022】
図2(7):
天板5の上に蓋板13を接着した。次いで、ヘッドの共通インク室10の両端に位置する供給口4に対して、インク供給用部材15,15aを取り付けた。本実施例によって製造されたインクジェット記録ヘッドを、矢印Bの方から見た模式的正面図が図4である。
【0023】
(実施例2)
図5は、本発明の実施例2に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図である。実施例1との主たる違いは、本実施例では天板5の厚さが部分的に異なることと基板1側には樹脂を塗布しないこととである。本実施例の様に、天板として、複数のインク流路に対応する部分が、他の部分より薄いものを用いれば、インク通路の壁部材となる材料を充填する空隙を形成するための所謂スペーサを少ないものとすることができるので好ましい。
【0024】
図5(1):
実施例1における図2(1)とほぼ同じである。
【0025】
図5(2):
天板5として、部分的に厚さの異なる耐インク処理を施したアルミニウム板を用いた。天板5の外側の厚さh1は2mm、外側と内側の厚さの差h2は0.1mmとした。まず、天板5の中央部(幅2.0mm)に常温硬化性樹脂8(実施例1で天板5側に塗布したものと同じ材料)を、実施例1と同じ条件で塗布した。次に、天板の両脇部に先程と同じ常温硬化性樹脂8を吐出圧0.2kg/cmで塗布した。この両脇部には、中央部と異なり、樹脂を薄く塗ればよい。
【0026】
図5(3)〜(6):
実施例1における図2(4)〜(7)とほぼ同じである。
【0027】
(実施例3)
図6は、本発明の実施例3に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図である。実施例2との主たる違いは、本実施例では天板5の上部に穴がないことである。
【0028】
図6(1):
実施例2における図5(1)とほぼ同じである。
【0029】
図6(2):
天板5として、上部に穴のない耐インク処理を施したアルミニウム板を用いた。h1,h2の数値、その他の製造条件等については、実施例2とほぼ同じである。
【0030】
図6(3):
実施例2における図5(3)とほぼ同じである。
【0031】
図6(4):
実施例2における図5(4)とほぼ同じである。本実施例では、天板5の上部に穴がないので、実施例2の場合に比べて強度的に一層有効である。
【0032】
図6(5):
天板5の上部には穴がないので、ヘッドの側方から(紙面に垂直な方向から)除去液を吹きかけ、固体層2を除去し、インク通路を開通させた。この様に本実施例では、上部に穴がない天板を用いるので、新たに蓋板を接着する必要がない。
【0033】
(実施例4)
図7(1)〜(7)は、本発明の実施例4に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図である。
【0034】
図7(1):
実施例3における図6(1)とほぼ同じである。
【0035】
図7(2):
天板5として、供給口4を有し耐インク処理を施していない厚さ2mmのアルミニウム板を用いた。この天板5を上向きにして、その両脇部(幅1.2mm)に対し、ディスペンサ8bから常温硬化性樹脂8を塗布した。この常温硬化性樹脂8は、油化シェルエポキシ(株)製「エピコート828」(重量部100)と富士化成工業(株)製「フジキュア−6010」(重量部50)との混合物である。これをG21のニードルを用い、吐出圧2.0kg/cm、塗布速度30mm/sec、天板−ニードル間距離0.1mmで塗布した。常温硬化性樹脂8は、天板の端部で表面張力によって凸型に維持される。これをオーブン中75℃で1時間加熱し、半硬化状態とした。
【0036】
図7(3):
天板5を下向きにして、基板1と天板5とを接合した。樹脂は半硬化状態なので、比較的軽い圧力で両者は接合する。この結果、厚さが約100μmの樹脂層が形成された。
【0037】
図7(4):
インクの供給口4から、前述したものと同じ常温硬化性樹脂8を充填し、硬化させた。詳細には次の手順で行った。まず、天板5の下方まで樹脂を充填した。続いて、常温、1時間の真空脱泡処理を行った。続いて、30℃で24時間、次いで120℃で1時間加熱し、樹脂を本硬化状態とした。次に、供給口4の上部まで樹脂を充填し、60℃で6時間加熱し、樹脂を半硬化状態とした。ここでいきなり本硬化状態としないのは、硬化収縮による基板の反りを防ぐためである。
【0038】
図7(5):
供給口4より幅の狭いダイヤモンドソーによって供給口4の近傍の樹脂8を固体層2に至るまで切削し、インク室10を形成した。この結果、天板5の側面を覆う樹脂は、耐インク層として機能する。次いで、120℃で1時間の加熱を行い、前工程で半硬化状態であった樹脂を本硬化した。ここでは、120℃で加熱しても、本硬化する樹脂の量が比較的少ないので基板が反ることはない。
【0039】
図7(6):
列状の電気熱変換体14の中央をダイヤモンドソーで切断し、2つのヘッドに分離した。
【0040】
図7(7):
エチルセロソルブを天板5の上方から吹きかけ、固体層2を除去し、インク通路を開通させた。
【0041】
(実施例5)
図8は、本発明の実施例5に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図である。実施例4との主たる違いは、本実施例では天板側に塗布する樹脂と充填する樹脂とを異ならせたことである。前者の樹脂は空隙を形成するため比較的粘度が高いものが望ましく、後者の樹脂は耐インク性が高く微細な箇所に行き渡らせるために比較的粘度の低いものが望ましい。
【0042】
本実施例では、充填用樹脂として、実施例4において用いた常温硬化性樹脂と同じ樹脂8を用い、塗布用樹脂として同じ常温硬化性樹脂に対してフィラーを30重量%更に混合して増粘した樹脂8aを用いた。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、インク通路の壁部材となる硬化前状態の材料を上向きにした天板上に設けるので、壁部材と天板との接合強度が高く、強度や耐久性に優れたインクジェット記録ヘッドを製造することができる。また、インク通路の壁部材となる硬化前状態の材料が、天板の側端部において表面張力を利用して保持されるので、所望の比較的大きな厚さをもつインク通路の壁部材を所望の部位に簡易に形成することができる
【図面の簡単な説明】
【図1】インクジェット記録ヘッドの製造方法の一従来例を説明するための模式的斜視図である。
【図2】本発明の実施例1に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図で、(1)から順番にそのプロセスを示す。
【図3】図2の一部に対応した、製造中のインクジェット記録ヘッドを示す模式的斜視図である。
【図4】図2の製造方法によって製造されたインクジェット記録ヘッドを示す模式的正面図である。
【図5】本発明の実施例2に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図で、(1)から順番にそのプロセスを示す。
【図6】本発明の実施例3に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図で、(1)から順番にそのプロセスを示す。
【図7】本発明の実施例4に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図で、(1)から順番にそのプロセスを示す。
【図8】本発明の実施例5に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す模式的断面図で、(1)から順番にそのプロセスを示す。
【符号の説明】
1 基板
2 固体層
4 供給口
5 天板
8 常温硬化性樹脂
8a 常温硬化性樹脂
8b ディスペンサ
9 吐出口
10 共通インク室
13 蓋板
14 電気熱変換体
15,15a インク供給用部材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to the production how the ink jet recording head for recording by discharging ink.
[0002]
[Prior art]
The ink jet recording apparatus is provided integrally or separately as an output terminal of an information processing apparatus such as a word processor and a computer, a copying apparatus combined with an information reading apparatus, a facsimile apparatus having an information transmitting / receiving function, and a cloth. It is widely used in machines for printing textiles. This ink jet recording apparatus has a feature that high-definition images can be recorded at a high speed by ejecting ink as minute droplets from an ejection port at a high speed. In particular, a method in which an electrothermal converter is used as an energy generator that generates energy used for discharging ink, and ink is discharged using foaming of the ink generated by the heat energy generated by the electrothermal converter The ink-jet recording apparatus of this type has attracted attention in recent years because it is suitable for high definition of images, high-speed recording performance, miniaturization of recording heads and apparatuses, and colorization.
[0003]
An ink jet recording head (hereinafter, also simply referred to as “head”) used in an ink jet recording apparatus is usually provided with a plurality of ejection ports. Electrothermal converters that generate thermal energy used for discharging ink from the discharge ports are provided on the substrate corresponding to the respective ink flow paths. The electrothermal converter mainly includes a heating resistor, electrode wiring for supplying power to the heating resistor, and an insulating protective film for protecting these.
[0004]
Many heads have a basic structure in which a substrate provided with an electrothermal converter and a top plate provided with ink passages are joined. Each of the ink passages included in the ink passage has an end opposite to the ejection port communicating with the common ink chamber, and the ink supplied from the ink tank is stored in the common ink chamber. The plurality of ink flow paths and the common ink chamber are collectively referred to as “ink paths”.
[0005]
The ink supplied to the common ink chamber is guided to each ink flow path from here, and forms a meniscus near the ejection port and is held. By selectively driving the electrothermal transducer in this state, the ink on the heating surface is rapidly heated and boiled by utilizing the generated thermal energy, and the ink is ejected from the ejection port based on this. I do.
[0006]
One conventional example of such a head manufacturing method is described in U.S. Pat. No. 5,030,317. FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the process. A solid layer 28 made of, for example, a positive photosensitive resin is provided on a portion where an ink passage is to be formed on a substrate 27 provided with an electrothermal converter 27 disposed so as to correspond to the ink passage. (A)). On top of this, a layer made of an active energy ray-curable material to be the ink passage wall forming member 22 is provided so as to cover the solid layer 8 (FIG. 4B). Further, a top plate 24 provided with a concave portion 29 communicating with the ink supply port 26 is further laminated thereon (FIG. 3C). Thereafter, a photomask 32 is provided on a portion corresponding to the common ink chamber, and an active energy ray is irradiated in the direction of the arrow to cure the irradiated portion of the active energy ray-curable material (FIG. 4D). Then, a solid layer removing liquid is introduced from the ink supply port 26 or the like as shown by the arrow (FIG. 10E), and the solid layer 28 is removed. Thus, an ink passage communicating with the discharge port 33 is formed (FIG. 6F).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a method, the bonding strength between the layer made of the active energy ray-curable material that becomes the ink passage wall forming member 22 and the top plate 24 is biased, and a slight gap is formed between them. In some cases, ink leaks, which may affect the strength and durability of the head itself.
[0008]
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an ink jet recording head capable of easily manufacturing a high-precision ink jet recording head having excellent strength and durability with good workability.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-described problems, the present invention provides an energy generator used for discharging ink, and an ink passage communicating with the discharge port where the energy generator is arranged and discharges ink. A method for manufacturing an ink jet recording head provided on a substrate and bonding the substrate and a top plate, wherein a solid layer arranging step of providing a solid layer at the portion where the ink passage is to be formed on the substrate is provided. A wall member disposing step of providing a material in a pre-cured state to be a wall member on the top plate facing upward so as to be held at a side end portion of the top plate by utilizing surface tension; The top plate and the substrate are arranged such that the material before curing provided on the top plate in the member disposing step covers the solid layer provided on the substrate in the solid layer disposing step. Joining process in which the parts are brought close to each other , There is provided a method of manufacturing an ink-jet recording head having a solid layer removing step of forming the ink passage and removing the solid layer.
[0010]
The present invention also provides a high-precision inkjet recording head manufactured by such a manufacturing method and having excellent strength and durability.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these, and can be appropriately changed within the scope of the claims.
[0012]
(Example 1)
2 (1) to 2 (7) are schematic cross-sectional views showing the steps of manufacturing the ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention.
[0013]
Figure 2 (1):
The first solid layer 2 having a thickness of 20 μm is formed at a portion where an ink passage is to be formed on a 2 mm-thick aluminum substrate 1 provided with two rows of electrothermal transducers 14 that generate thermal energy as energy used for discharging ink. It was formed in thickness. The solid layer 2 is removed after each of the steps described below, and the remaining space forms an ink passage. As the solid layer 2, "MF-58" manufactured by Tokyo Ohka was used.
[0014]
Fig. 2 (2):
A room temperature curable resin 8a was applied as a bonding layer to a portion of the substrate 1 where the solid layer 2 was not provided by a dispenser. As a room temperature curable resin 8a, 30 parts of a filler were added to a mixture of “Epicoat 828” (parts by weight 100) manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. and “Fuji Cure-6010” (parts by weight 50) manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd. What was further mixed by weight% was used. This was applied using a G19 needle at a discharge pressure of 0.8 kg / cm 2 , an application speed of 30 mm / sec, and a distance between the substrate and the needle of 0.3 mm. This was further heated in an oven at 75 ° C. for 1 hour to bring the room temperature curable resin 8a into a semi-cured state.
[0015]
Fig. 2 (3):
As the top plate 5, an aluminum plate having a supply port 4 and having a thickness of 2 mm and subjected to an ink-resistant treatment was used. With the top plate 5 facing upward, a room temperature curable resin 8 serving as a wall member of an ink passage was applied from a dispenser 8b to a central portion (2.0 mm in width). The cold-setting resin 8 is obtained by removing the filler from the cold-setting resin 8a. This was applied using a G21 needle at a discharge pressure of 3.0 kg / cm 2 , an application speed of 30 mm / sec, and a distance between the top plate and the needle of 0.2 mm. The room-temperature-curable resin 8 does not contain a filler, but is held at a relatively large thickness in a convex shape by surface tension at a side end of the top plate. This was left under vacuum at room temperature for 1 hour.
[0016]
The reason why the heating in (2) is performed under vacuum (under reduced pressure) while the heating is performed under atmospheric pressure is as follows. Since the adhesive layer is mainly for bonding the substrate 1 and the top plate 5, even if there are some bubbles in the resin, there is not much problem. On the other hand, the cold-setting resin 8 of (3) is in direct contact with the solid layer 2 which will later become a fine ink flow path. May be connected. Therefore, the defoaming process is performed under vacuum. Here, it may be performed under vacuum from the stage of the resin application step.
[0017]
Although the step of FIG. 2 (3) has been described as being performed after the steps of FIGS. 2 (1) and (2), the step of FIG. 2 (1) and FIG. You may go.
[0018]
Fig. 2 (4):
The substrate 1 and the top plate 5 were joined with the top plate 5 facing down. Since the resin is in a pre-cured state, the two are joined under relatively light pressure. Here, the common ink chamber 10 is not filled with resin, but if resin enters, it may be cut to reach the solid layer 2 as shown in FIG. 7 (5). Thereafter, the main curing treatment was performed at 30 ° C. for 24 hours and then at 120 ° C. for 1 hour.
[0019]
FIG. 3A is a schematic perspective view showing an ink jet recording head during manufacture corresponding to this step. In FIG. 3A, three pairs (a total of six heads) are formed on one substrate 1. FIG. 2D is a schematic cross-sectional view taken along a dashed line AA ′ in FIG.
[0020]
Fig. 2 (5):
The center of the row of electrothermal transducers 14 was cut with a diamond saw having a blade width of 1 mm (along the dashed line BB 'in FIG. 3A) and separated into two heads. Note that several beams (not shown) are provided at the supply port 4 portion of the top plate 5. That is, since the top plate 5 is not completely separated from the front and the rear of the common ink chamber 10, the strength is maintained. FIG. 3B is a schematic perspective view showing an ink jet recording head during manufacture corresponding to this step.
[0021]
Fig. 2 (6):
Ethyl cellosolve was sprayed from above the top plate 5 to remove the solid layer 2, and an ink passage communicating with the discharge port 9 was opened.
[0022]
Fig. 2 (7):
The lid plate 13 was bonded on the top plate 5. Next, ink supply members 15 and 15a were attached to the supply ports 4 located at both ends of the common ink chamber 10 of the head. FIG. 4 is a schematic front view of the ink jet recording head manufactured according to the present embodiment as viewed from the direction of arrow B.
[0023]
(Example 2)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the inkjet recording head according to the second embodiment of the present invention. The main difference from the first embodiment is that, in the present embodiment, the thickness of the top plate 5 is partially different, and no resin is applied to the substrate 1 side. As in this embodiment, if a portion corresponding to the plurality of ink flow paths is thinner than the other portions as the top plate, a so-called space for forming a space for filling a material to be a wall member of the ink passage is formed. This is preferable because the number of spacers can be reduced.
[0024]
Fig. 5 (1):
This is almost the same as FIG. 2A in the first embodiment.
[0025]
Fig. 5 (2):
As the top plate 5, an aluminum plate partially subjected to an ink-resistant treatment having a different thickness was used. The outer thickness h1 of the top plate 5 was 2 mm, and the difference h2 between the outer and inner thickness was 0.1 mm. First, a room temperature curable resin 8 (the same material as that applied to the top plate 5 in Example 1) was applied to the center portion (2.0 mm in width) of the top plate 5 under the same conditions as in Example 1. Next, the same cold-setting resin 8 as before was applied to both sides of the top plate at a discharge pressure of 0.2 kg / cm 2 . On both sides, unlike the central part, resin may be applied thinly.
[0026]
FIGS. 5 (3) to (6):
This is almost the same as FIGS. 2 (4) to 2 (7) in the first embodiment.
[0027]
(Example 3)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the inkjet recording head according to the third embodiment of the present invention. The main difference from the second embodiment is that there is no hole in the upper part of the top plate 5 in the present embodiment.
[0028]
Fig. 6 (1):
This is almost the same as FIG. 5A in the second embodiment.
[0029]
Fig. 6 (2):
As the top plate 5, an aluminum plate subjected to an ink-resistant treatment without a hole at the top was used. The numerical values of h1 and h2, other manufacturing conditions, and the like are almost the same as those in the second embodiment.
[0030]
Fig. 6 (3):
This is almost the same as FIG. 5C in the second embodiment.
[0031]
Fig. 6 (4):
This is almost the same as FIG. 5 (4) in the second embodiment. In this embodiment, since there is no hole in the upper part of the top plate 5, the strength is more effective than that of the second embodiment.
[0032]
Fig. 6 (5):
Since there is no hole in the upper part of the top plate 5, the removing liquid was sprayed from the side of the head (from the direction perpendicular to the paper surface) to remove the solid layer 2 and open the ink passage. As described above, in this embodiment, since the top plate having no hole at the top is used, it is not necessary to newly attach a lid plate.
[0033]
(Example 4)
7 (1) to 7 (7) are schematic cross-sectional views showing the steps of manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention.
[0034]
Fig. 7 (1):
This is almost the same as FIG. 6A in the third embodiment.
[0035]
Fig. 7 (2):
As the top plate 5, an aluminum plate having a supply port 4 and having a thickness of 2 mm and not subjected to an ink-resistant treatment was used. With the top plate 5 facing upward, the room temperature curable resin 8 was applied to both sides (width 1.2 mm) from a dispenser 8b. This room temperature curable resin 8 is a mixture of “Epicoat 828” (parts by weight 100) manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. and “Fuji Cure-6010” (parts by weight 50) manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd. This was applied using a G21 needle at a discharge pressure of 2.0 kg / cm 2 , an application speed of 30 mm / sec, and a distance between the top plate and the needle of 0.1 mm. The cold-setting resin 8 is maintained in a convex shape by surface tension at the end of the top plate. This was heated in an oven at 75 ° C. for 1 hour to obtain a semi-cured state.
[0036]
Fig. 7 (3):
The substrate 1 and the top plate 5 were joined with the top plate 5 facing down. Since the resin is in a semi-cured state, the two are joined under relatively light pressure. As a result, a resin layer having a thickness of about 100 μm was formed.
[0037]
Fig. 7 (4):
From the ink supply port 4, the same room temperature curable resin 8 as described above was filled and cured. Details were performed in the following procedure. First, the resin was filled up to below the top plate 5. Subsequently, vacuum defoaming treatment was performed at room temperature for 1 hour. Subsequently, the resin was heated at 30 ° C. for 24 hours and then at 120 ° C. for 1 hour to bring the resin into a fully cured state. Next, the resin was filled up to the upper portion of the supply port 4 and heated at 60 ° C. for 6 hours to bring the resin into a semi-cured state. The reason why the main hardened state is not set immediately is to prevent the substrate from warping due to the shrinkage upon hardening.
[0038]
Fig. 7 (5):
The ink chamber 10 was formed by cutting the resin 8 near the supply port 4 down to the solid layer 2 with a diamond saw narrower than the supply port 4. As a result, the resin covering the side surface of the top plate 5 functions as an ink-resistant layer. Next, heating was performed at 120 ° C. for 1 hour, and the resin that was in a semi-cured state in the previous step was fully cured. Here, even if the substrate is heated at 120 ° C., the amount of the resin to be fully cured is relatively small, so that the substrate does not warp.
[0039]
Fig. 7 (6):
The center of the row of electrothermal transducers 14 was cut with a diamond saw and separated into two heads.
[0040]
Fig. 7 (7):
Ethyl cellosolve was sprayed from above the top plate 5 to remove the solid layer 2 and open the ink passage.
[0041]
(Example 5)
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the inkjet recording head according to the fifth embodiment of the present invention. The main difference from the fourth embodiment is that, in the present embodiment, the resin applied to the top plate and the resin to be filled are different. Desirably, the former resin has a relatively high viscosity to form voids, and the latter resin has a relatively low viscosity in order to have high ink resistance and to be able to spread to fine parts.
[0042]
In the present embodiment, the same resin 8 as the cold-setting resin used in Example 4 was used as the filling resin, and the filler was further mixed with the same cold-setting resin as the coating resin by 30% by weight to increase the viscosity. Resin 8a was used.
[0043]
【The invention's effect】
Inkjet according to the present invention, since provided on the top plate where the material before curing state in which the wall member of the ink passage upward, the bonding strength between the wall member and the top plate is high, which is excellent in strength and durability A recording head can be manufactured. In addition, since the uncured material serving as the wall member of the ink passage is held at the side end of the top plate using surface tension, a wall member of the ink passage having a desired relatively large thickness is desired. it can be easily formed on site.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining a conventional example of a method for manufacturing an ink jet recording head.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the inkjet recording head according to the first embodiment of the present invention, and shows the process in order from (1).
FIG. 3 is a schematic perspective view showing an inkjet recording head during manufacture, corresponding to a part of FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic front view showing an ink jet recording head manufactured by the manufacturing method of FIG. 2;
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the ink jet recording head according to the second embodiment of the present invention, and shows the process in order from (1).
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the ink jet recording head according to the third embodiment of the present invention, and shows the process in order from (1).
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a process of manufacturing an ink jet recording head according to Example 4 of the present invention, and shows the process in order from (1).
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a process of manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 5 of the present invention, and shows the process in order from (1).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Solid layer 4 Supply port 5 Top plate 8 Room temperature curable resin 8a Room temperature curable resin 8b Dispenser 9 Discharge port 10 Common ink chamber 13 Cover plate 14 Electrothermal converters 15, 15a Ink supply members

Claims (8)

インクを吐出するために利用されるエネルギー発生体と、該エネルギー発生体が配されインクを吐出する吐出口に連通するインク通路と、を基板上に設け、該基板と天板とを接合してなるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記基板上の前記インク通路形成予定部位に固体層を設ける固体層配設工程と、
前記インク通路の壁部材となる硬化前状態の材料を、上向きにした前記天板上に、該天板の側端部において表面張力を利用して保持されるように設ける壁部材配設工程と、
前記壁部材配設工程で前記天板の上に設けられた前記硬化前の材料が前記固体層配設工程で前記基板の上に設けられた前記固体層を覆うように、前記天板と前記基板とを近接させて接合する接合工程と、
前記固体層を除去して前記インク通路を形成する固体層除去工程と、
有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
An energy generator used to discharge ink, and an ink passage communicating with a discharge port where the energy generator is disposed and discharges ink are provided on a substrate, and the substrate and a top plate are joined. In the method for manufacturing an ink jet recording head,
A solid layer disposing step of providing a solid layer at the ink passage formation scheduled portion on the substrate,
The material cured prior state in which the wall member of the ink passage, on the top plate and upwardly provided to be held by utilizing the surface tension at the side end portion of the top plate wall members disposed step When,
The top plate and the top plate are provided such that the material before curing provided on the top plate in the wall member providing step covers the solid layer provided on the substrate in the solid layer providing step. A bonding step of bringing the substrate into close proximity and bonding;
A solid layer removing step of removing the solid layer to form the ink passage;
A method of manufacturing an ink jet recording head, comprising:
前記接合工程は、前記天板を下向きにして前記基板と接合することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。 The method according to claim 1, wherein in the joining step, the top plate faces down and is joined to the substrate . 前記壁部材配設工程において、前記硬化前状態の材料を前記天板の上に設けた後、減圧下で放置を行うことを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。3. The method according to claim 1, wherein, in the step of disposing the wall member, the material in the uncured state is provided on the top plate, and then left under reduced pressure. 4. . 前記接合工程と前記固体層除去工程との間に、前記硬化前状態の材料を本硬化させる本硬化工程を更に含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。The inkjet recording according to any one of claims 1 to 4, further comprising a main curing step of fully curing the material in a state before curing between the joining step and the solid layer removing step. Head manufacturing method. 前記本硬化工程と前記固体層除去工程との間に、切断処理を施して複数のインクジェット記録ヘッドを得ることを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。The method according to claim 4, wherein a cutting process is performed between the main curing step and the solid layer removing step to obtain a plurality of inkjet recording heads. 前記固体層配設工程と前記壁部材配設工程とは、この順に行うことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the solid layer disposing step and the wall member disposing step are performed in this order. 前記固体層配設工程より前記壁部材配設工程を先に行うことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。6. The method according to claim 1, wherein the step of disposing the wall member is performed before the step of disposing the solid layer. 前記固体層配設工程と前記壁部材配設工程とを並行して行うことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the solid layer disposing step and the wall member disposing step are performed in parallel.
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