JP4592038B2

JP4592038B2 - Method for manufacturing ink jet recording head

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Publication number: JP4592038B2
Application number: JP2000209100A
Authority: JP
Inventors: 功今村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002019121A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子からの吐出エネルギによりインク液滴を吐出して記録を行うためのインクジェット記録ヘッド及びその製造方法に関する。
【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記録ヘッドは、一般に微細なインク吐出口、インク流路及び該インク流路の一部に設けられるインクを吐出するために用いられるエネルギーを発生する素子を複数備えている。そして、このようなインクジェット記録ヘッドで高品位の画像を得るためには、インク吐出口から吐出されるインク液の液滴が、それぞれのインク吐出口から常に同じ体積、同じ吐出速度で吐出されることが望ましい。特に、その吐出される液滴が、小さくなればなるほど、画像品質への影響が大となることは言うまでもない。
【０００３】
これを達成するために、特開平４−１０９４０〜１０９４２号公報においては、インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子として電気熱変換素子を採用し、これに記録情報に対応して駆動信号を印加し、電気変換素子にインクの核沸騰を越える急激な温度上昇を与える熱エネルギを発生させ、インク内に気泡を形成させて、この気泡を外気と連通させてインク液滴を吐出させてなる記録方法及び記録装置が開示されている。
【０００４】
そして、このような記録方法あるいは記録装置に用いるインクジェット記録ヘッドの製造方法として、特開平６−２８６１４９号公報記載の製造方法が提案されている。さらに、インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子、インク吐出口等が形成されている記録素子基板と周囲との電気的接続を行う方法が提案されている。
【０００５】
以下、図２〜４を用いて従来技術について簡単に説明する。
【０００６】
図２（ａ）は、基体１上にインクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子としてのヒータ２が配置された状態を示す基体１の斜視図であり、図２（ｂ）〜（ｈ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面での、従来のインクジェット記録ヘッドに形成される記録素子基板（ここでは、そのノズル部分のみを示している。
）の製造工程を示す概略図である。
【０００７】
図２（ｂ）に示されるようにヒータ２が配置された基体１上に、インク流路パターンとしての型レジスト層３を形成し（図２（ｃ））、この型レジスト層３の上にさらにインク流路壁となる（すなわち、ノズル形成部材となる）第１感光性被覆樹脂層４を形成し（図２（ｄ））、さらにこの第１感光性被覆樹脂層４の上に撥水性を有する第２感光性被覆樹脂層５を形成する（図２（ｅ））。
【０００８】
次に、第１感光性被覆樹脂層４及び第２感光性被覆樹脂層５に対してマスクを介して通常のフォトリソグラフィー技術により露光、現像処理を施し、インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子であるヒータ２上方にインク吐出口６及びノズル表面の任意の位置に親水部７を形成する（図２（ｆ））。ここで、インク吐出口６形成部においては、第１感光性被覆樹脂層４及び第２感光性被覆樹脂層５がパターニングされる（現像後に残らない）大きさにマスクパターンが設定され、親水部７形成部においては、第２感光性被覆樹脂層５はパターニングされるが第１感光性被覆樹脂層４はパターニングされない（現像時に貫通しない）大きさにマスクパターンが設定されている。親水部７では、撥水性を有する第２感光性被覆樹脂層５が部分的に欠落しており、第１感光性被覆樹脂層４が露出しているため撥水性を示さない。
【０００９】
インク吐出口６及び親水部７が形成された後に、インク供給口８を形成し（図２（ｇ））、最後に型レジスト層３を除去することでインク流路が形成され（図２（ｈ））、インク流路を挟んでインク吐出口６とヒータ２が相対し、インクの流れがヒータ２近傍でインク吐出口に向けて直角に変更されるようなインクジェット記録ヘッドの記録素子基板が製造される。
【００１０】
次に、このようにして製造された記録素子基板を、導電シートを介して周囲と、例えば配線基板と電気的に接続する工程について説明する。図３（ａ）〜（ｅ）に、その接続工程が示されている。
【００１１】
図３（ａ）に示されるように周囲との電気的接続のために基板上に配置された電極としてのアルミパッド９の上にバンプ１０を形成し（図３（ｂ））、接続用導電性シートとしての異方性導電シート（以下「ＡＣＦ」と言う。）１１をバンプ１０上方に位置合わせする（図３（Ｃ））。次に、バンプ１０に向けて、ＡＣＦ１１に熱圧力をかけることにより、ＡＣＦ１１が導電性を発揮して電気的接続がなされ（図３（ｄ））、最後に接続部を封止材１２により封止して接続工程を完了する（図３（ｅ））。このような電気的接続においては、ＡＣＦ１１に熱圧力をかけると、ＡＣＦ１１とバンプ１０の間だけでなく、ＡＣＦ１１と基板との間にも熱圧力が加わり、ＡＣＦ１１と基板とがバンプ１０以外の部分で直接導通してしまう不具合が生じる場合ある。
【００１２】
この不具合を無くすために、図４に示されるように、ノズル部１４を形成する第１及び第２感光性被覆樹脂層４、５でアルミパッド９周辺にスペーサ１３を配置している。このように、スペーサ１３を第１及び第２感光性被覆樹脂層４、５で形成すると、第２感光性被覆樹脂層５が撥水性を有するために、封止処理において封止材をはじくため完全な封止が行われない場合が生ずる。
【００１３】
そこで、スペーサ１３に親水処理を施すことで封止材のはじきを防止し、完全な封止処理を行うとともに、基板とＡＣＦとの間の直接導電も防止できる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように高品位の画像を得るべくインク吐出口から吐出されるインク液滴を同じ体積、吐出速度となるようにするために、特にサイドシュータ方式（ヒータを有する基体に対して垂直方向にインク吐出口が配置される方式）の場合においては、インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子とインク吐出口との距離がある程度大きいほうがインク液滴の管理がし易いことを知り得た。インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子（ヒータ）とインク吐出口との距離を大きくするためには、上記従来のインクジェット記録ヘッド製造方法では、第１感光性被覆樹脂層を厚くする必要がある。すなわち、第１感光性被覆樹脂材料を厚く塗布しなければならない。感光性被覆樹脂材料を厚く塗布する方法として、例えば、スピンコータ（スピン式塗布方法による塗布装置）で塗布する場合、樹脂材料の濃度を高くするか、スピンコータの回転数を下げる方法が採用される。しかしながら、どちらの方法も形成される樹脂層全体の膜厚分布が悪くなる方向にある。また、感光性被覆樹脂材料を厚く塗布すると、型レジスト層表面の凹凸を吸収できず、最終的に第１感光性被覆樹脂層で形成するインク流路壁が平滑に形成されない。言い換えれば、インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子とインク吐出口との間の距離が、ノズル部毎にバラツクことになる。さらに、第１感光性被覆樹脂層が厚くなることによりスペーサの高さも当然高くなり、導電シートと電極との接続のためのスペーサとして機能し得なくなるという問題がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、少なくともインクを吐出するためのインク吐出口と該インク吐出口に連通するインク流路と、を有するノズル部と、前記インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子を有する基体とを有する記録素子基板と、前記基体に形成された電極と電気的に接続する配線基板とを備え、前記基体には、前記配線基板と前記電極以外の部分との電気的接続を防止するためのスペーサが前記電極に隣接して形成されるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記配線基板と電気的に接続する前記電極及び前記素子が形成された基体を用意する工程と、前記素子及び電極を有する基体上に、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、前記インク流路パターン上に、インク流路壁となる感光性被覆樹脂層を２度以上塗布することにより複数層の感光性被覆樹脂層を形成するとき、該複数層の感光性被覆樹脂層の形成のうち、最後に感光性被覆樹脂を塗布する最終層塗布の前に行う中間層塗布後に、スペーサとなる部分を露光する工程と、前記最終層塗布後に前記感光性被覆樹脂層を露光及び現像し、インク吐出口、前記スペーサ及び前記インク流路壁を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂を除去する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ことにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
先ず、図５〜９を参照して本発明に係るインクジェット記録ヘッドを備える記録装置の構造について簡単に説明する。
【００１７】
なお、以下に説明する記録装置では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを例に挙げ説明する。
【００１８】
そして、本明細書において、「プリント」（「記録」という場合もある。）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も言うものとする。
【００１９】
ここで、「プリント媒体」（「記録シート」という場合もある。）とは、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言うものとする。
【００２０】
さらに、「インク」（「液体」という場合もある。）とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきもので、プリント媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成またはプリント媒体の加工、或いはインクの処理（例えばプリント媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化）に供され得る液体を言うものとする。
【００２１】
［装置本体］
図５及び図６にインクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成を示す。図５において、記録装置としてのプリンタの装置本体Ｍ１０００の外郭は、下ケースＭ１００１、上ケースＭ１００２、アクセスカバーＭ１００３及び排出トレイＭ１００４を含む外装部材と、その外装部材内に収納されたシャーシＭ３０１９（図６参照）とから構成される。
【００２２】
シャーシＭ３０１９は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものとなっている。
【００２３】
また、前記下ケースＭ１００１は装置本体Ｍ１０００の外装の略下半部を、上ケースＭ１００２は装置本体Ｍ１０００の外装の略上半部をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなしている。装置本体Ｍ１０００の上面部及び前面部には、それぞれ、開口部が形成されている。
【００２４】
さらに、排出トレイＭ１００４は、その一端部が下ケースＭ１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケースＭ１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイＭ１００４を前面側へと回転させて開口部を開成させることにより、ここから記録シートが排出可能となると共に排出された記録シートＰを順次積載し得るようになっている。また、排出トレイＭ１００４には、２枚の補助トレイＭ１００４ａ，Ｍ１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、用紙の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【００２５】
アクセスカバーＭ１００３は、その一端部が上ケースＭ１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっており、このアクセスカバーＭ１００３を開くことによって本体内部に収納されている記録ヘッドカートリッジＨ１０００あるいはインクタンクＨ１９００等の交換が可能となる。なお、ここでは特に図示しないが、アクセスカバーＭ１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっており、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチなどで検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【００２６】
また、上ケースＭ１００２の後部上面には、電源キーＥ００１８及びレジュームキーＥ００１９が押下可能に設けられると共に、ＬＥＤＥ００２０が設けられており、電源キーＥ００１８を押下すると、ＬＥＤＥ００２０が点灯し記録可能であることをオペレータに知らせるものとなっている。また、ＬＥＤＥ００２０は点滅の仕方や色の変化をさせたり、プリンタのトラブル等をオペレータに知らせる等種々の表示機能を有する。さらに、ブザー（不図示）をならすこともできる。なお、トラブル等が解決した場合には、レジュームキーＥ００１９を押下することによって記録が再開されるようになっている。
【００２７】
［記録動作機構］
次に、プリンタの装置本体Ｍ１０００に収納、保持される本実施形態における記録動作機構について説明する。
【００２８】
本実施形態における記録動作機構としては、記録シートＰを装置本体内へと自動的に給送する自動給送部Ｍ３０２２と、自動給送部から１枚ずつ送出される記録シートＰを所定の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部Ｍ３０３０へと記録シートＰを導く搬送部Ｍ３０２９と、記録位置に搬送された記録シートＰに所望の記録を行なう記録部と、前記記録部等に対する回復処理を行う回復部（Ｍ５０００）とから構成されている。
【００２９】
（記録部）
ここで、記録部について説明するに、その記録部は、キャリッジ軸Ｍ４０２１によって移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、このキャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジＨ１０００とからなる。
【００３０】
（記録ヘッドカートリッジ）
まず、記録部に用いられる記録ヘッドカートリッジについて図７〜９に基づき説明する。
【００３１】
この実施形態における記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、図７に示すようにインクを貯留するインクタンクＨ１９００と、このインクタンクＨ１９００から供給されるインクを記録情報に応じてノズルから吐出させる記録ヘッドＨ１００１とを有する。記録ヘッドＨ１００１は、後述するキャリッジＭ４００１に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採るものとなっている。
【００３２】
ここに示す記録ヘッドカートリッジＨ１０００では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、インクタンクとして、例えば、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ及びイエローの各色独立のインクタンクＨ１９００が用意されており、図８に示すように、それぞれが記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在となっている。
【００３３】
そして，記録ヘッドＨ１００１は、図９の分解斜視図に示すように、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、第２のプレートＨ１４００、タンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、シールゴムＨ１８００から構成されている。
【００３４】
記録素子基板Ｈ１１００には、Ｓｉ基板の片面にインクを吐出するための複数の記録素子と、各記録素子に電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により形成され、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口Ｈ１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。また、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に接着固定されており、ここには、前記記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を有する第２のプレートＨ１４００が接着固定されており、この第２のプレートＨ１４００を介して、電気配線基板Ｈ１３００が記録素子基板Ｈ１１００に対して電気的に接続されるよう保持されている。この電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００にインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有しており、外部信号入力端子Ｈ１３０１は、後述のタンクホルダーＨ１５００の背面側に位置決め固定されている。
【００３５】
一方、インクタンクＨ１９００を着脱可能に保持するタンクホルダーＨ１５００には、流路形成部材Ｈ１６００が例えば、超音波溶着により固定され、インクタンクＨ１９００から第１のプレートＨ１２００に亘るインク流路Ｈ１５０１を形成している。また、インクタンクＨ１９００と係合するインク流路Ｈ１５０１のインクタンク側端部には、フィルターＨ１７００が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようになっている。また、インクタンクＨ１９００との係合部にはシールゴムＨ１８００が装着され、係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。
【００３６】
さらに、前述のようにタンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００及びシールゴムＨ１８００から構成されるタンクホルダー部と、前記記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００及び第２のプレートＨ１４００から構成される記録素子部とを、接着等で結合することにより、記録ヘッドＨ１００１を構成している。
【００３７】
（キャリッジ）
次に、図６を参照して記録ヘッドカートリッジＨ１０００を搭載するキャリッジＭ４００１を説明する。
【００３８】
図６に示すように、キャリッジＭ４００１には、キャリッジＭ４００１と係合し記録ヘッドＨ１００１をキャリッジＭ４００１上の所定の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２と、記録ヘッドＨ１００１のタンクホルダーＨ１５００と係合し記録ヘッドＨ１００１を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７とが設けられている。
すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７はキャリッジＭ４００１の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、記録ヘッドＨ１００１との係合部には、ばね付勢されるヘッドセットプレート（不図示）が備えられ、このばね力によって記録ヘッドＨ１００１を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっている。
【００３９】
また、キャリッジＭ４００１の記録ヘッドＨ１００１との別の係合部にはコンタクトフレキシブルプリントケーブル（不図示、以下、コンタクトＦＰＣと称す）が設けられ、コンタクトＦＰＣ上のコンタクト部と記録ヘッドＨ１００１に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子）Ｈ１３０１とが電気的に接触し、記録のための各種情報の授受や記録ヘッドＨ１００１への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００４０】
ここでコンタクトＦＰＣのコンタクト部とキャリッジＭ４００１との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによってコンタクト部とキャリッジＭ４００１との確実な接触を可能とするようになっている。さらに前記コンタクトＦＰＣは、キャリッジＭ４００１の背面に搭載されたキャリッジ基板（不図示）に接続されている。
【００９１】
なお、本発明が有効に用いられる一形態は、電気熱変換体が発生する熱エネルギーを利用して液体に膜沸騰を生じさせ気泡を形成する形態である。
【００９２】
［実施例］
上述したような構成を有する記録装置に適用されるインクジェット記録ヘッドに関し、本実施例では、任意の高さ（「厚み」とも言う。）のスペーサを形成することにより、電気的接続を確実なものとすることができる。
【００９３】
以下、図１（ａ）〜（ｊ）を参照しながら本実施例を説明する。
【００９４】
先ず、図１（ａ）に示されるようにインクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子としての電気熱変換素子２（材質ＨｆＢ２からなるヒータ）及び周囲例えば電気配線基板Ｈ１３００との電気接続用電極としてのアルミパッド９が配置された基体１上に、溶解可能な樹脂層（型レジスト層）３としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）社製ＯＤＵＲ−１０１０）を用いてインク流路パターンを形成する（図１（ｂ）、膜厚１３μｍ）。
【００９５】
そして、第１の感光性被覆樹脂材として表１記載の樹脂組成物Ａをインク流路パターン上にスピンコータで塗布し、第１感光性被覆樹脂層４を形成し、ホットプレートで８０℃５分のベークを行う（図１（ｃ）、膜厚１８μｍ）。
【００９６】
次いで、図１（ｄ）に示すようにスペーサ部１３のみを露光し、再び表１記載の樹脂組成物Ａを既に形成されている第１感光性被覆樹脂層４の上にスピンコータでさらに塗布し、所定の厚さの第１感光性被覆樹脂層４を形成し、ホットプレートで８０℃５分のベークを行う（図１（ｅ）、総膜厚４０μｍ）。
【００９７】
【表１】

【００９８】
次に、表２に示す樹脂組成物ＢをＰＥＴフィルム上に塗布乾燥することでドライフィルムを作成し（ＰＥＴフィルムは、除去される。）、樹脂組成物Ａ上に熱圧力を加えラミネートし、撥水性を有する第２感光性被覆樹脂層５を形成する（図１（ｆ）、膜厚０．５μｍ）。
【００９９】
このように形成された第１及び第２感光性被覆樹脂層４、５に対して、吐出口が形成されたマスク（図示せず）を介して、例えば、キャノン製マスクアライナＭＰＡ６００を用いて、３×１０⁴Ｗ／ｍ²露光を行う。続いて、ホットプレートで８０℃５分のベーク後、ＭＩＢＫ／キシレン＝２／３の現像液で現像を行い、キシレンでリンスを行い、従来例と同様にインクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子であるヒータ上方に、これと相対する位置の感光性被覆樹脂層にインク吐出口６を形成し、同時にバンプと同程度の厚みのスペーサ１３を形成する（図１（ｇ））。
【０１００】
次いで、基体１のＳｉウェハに対して裏面より異方性エッチングによりインク供給口８を形成し（図１（ｈ））、続いて型レジスト層３を除去し、インク流路を形成する。このようにして、それぞれがインク吐出口６やインク供給口８を含むインク流路などを有する複数のノズル部１４、電気配線基板Ｈ１３００との電気接続用電極９、及びスペーサ１３を備える記録素子基板Ｈ１１００が形成される。なお、この後、第１及び第２感光性被覆樹脂層を完全に硬化させる目的で２００℃１時間の加熱処理を行う（図１（ｉ））。最後に導電シートとしてのＡＣＦ１１と電極９との電気的接続を行い（図１（ｊ））、インク供給部材などとともにインクジェット記録ヘッドとして完成される。
【０１０１】
このようにして製造されたインクジェット記録ヘッドを、上述のような記録装置（プリンタ）に装着し、純水／ジエチレングリコール／イソプロピルアルコール／酢酸リチウム／黒色染料フードブラック２＝７９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインクを用いて記録を行ったところ、安定した印字が可能であり、得られた画像は高品位のものであった。
【０１０２】
【表２】

【０１０３】
（比較例１）
従来技術を用い第１感光性材料を１回の塗布で実施例と同じ４０μｍの厚さの第１感光性被覆樹脂層を形成して、インクジェット記録ヘッドを得た。
【０１０４】
実施例と同様に印字テストを行ったところ、スペーサが高すぎて導電シートによる導通がとれていない個所が認められ、正確な印字がなされなかった。
【０１０５】
また、１回で第１感光性材料を４０μｍ塗布したため、インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子であるヒータとインク吐出口の間の距離にバラツキがあり、インク吐出コントロールに影響を与え、画像の品質の低下につながった。
【０１０６】
（比較例２）
図１（ｃ）に示すように第１感光性材料の１回目の塗布を膜厚１８μｍで行い、続いて、図１（ｄ）に示すようにスペーサ部を露光するまでは、実施例と同様に行い、続いて現像を行いスペーサのみを先ず形成する。
【０１０７】
この後、再び実施例と同様に第１感光性材料を２回にわたって総膜厚４０μｍになるように塗布して、インクジェット記録ヘッドを得た。
【０１０８】
実施例と同様の印字テストを行った結果、安定した印字が可能であり、ヒータとインク吐出口官の距離にバラツキはなく、画像も高品質で、実施例と同様の性能を有するインクジェット記録ヘッドが得られた。しかしながら、製造工程が多くなり、材料の使用量が多くなり、経済的でない。
【０１０９】
以上、本発明のインクジェット記録ヘッド及びその製造方法について説明してきたが、その実施例で示した樹脂材料、その塗布方法、その塗布回数、部品あるいは製造に使用される装置等は、これに限られるものではなく、本発明の範囲内であるならば、どのようなものであってもよい。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明によれば、インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子とインク吐出口との間の距離、位置精度を厳密に制御できるため、吐出特性が安定し、且つ信頼性の高いインクジェット記録ヘッドが簡単な手法で製造できる。
【０１１１】
また、導電シートとの接続に関して、撥水層のないスペーサを感光性被服樹脂材料の１回の塗布量あるいは塗布回数を変えることにより任意の高さで形成でき、電気的接続の信頼性も著しく向上した。さらに、スペーサの高さを低く設定できることから、少ない量の封止材料で完全な封止処理が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す概略図であり、（ａ）は、その上に電極等を含む所定の配線が配置されている基体の断面図、（ｂ）は、基体上に型レジストが塗布された状態、（ｃ）は、型レジスト上に第１感光性被覆樹脂材料を一度塗布した状態、（ｄ）は、マスクを介してスペーサ部を露光した状態、（ｅ）は、第１感光性被覆樹脂材料をさらに塗布した状態、（ｆ）は、第２感光性被覆樹脂材料を塗布した状態、（ｇ）は、露光、現像処理してインク吐出口、スペーサ等が形成された状態、（ｈ）インク供給口が形成された状態、（ｉ）型レジストが除去された状態、（ｊ）は、導電シートと電極が接続された状態をそれぞれ占めす。
【図２】従来のインクジェット記録ヘッド特にそのノズル部の製造工程を示す概略図であり、（ａ）は、インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子が配置された基体の斜視図、（ｂ）は、（ａ）図Ａ−Ａ断面図、（ｃ）は、基体上に型レジストが塗布された状態、（ｄ）は、第１感光性被覆樹脂材料を塗布した状態、（ｅ）は、第２感光性被覆樹脂材料を塗布した状態、（ｆ）は、露光、現像処理して、インク吐出口、親水部が形成された状態、（ｇ）は、インク供給口が形成された状態、（ｈ）は、型レジストが除去された状態をそれぞれ示す。
【図３】従来の記録素子基板と周囲との導電子とを介しての電気的接続を示す図であり、（ａ）は、図２において製造された記録素子基板の断面図、（ｂ）は、電極上にバンプが形成された状態、（ｃ）は、導電シートが、バンプ上に位置決めされた状態、（ｄ）は、導電シートが熱圧力をかけられてバンプに接続された状態、（ｅ）は、接続部に封止材が適用された状態をそれぞれ示す。
【図４】図３の従来の記録素子基板と周囲との導電子とを介しての電気的接続において、さらにスペーサを設けた図である。
【図５】本発明のインクジェット記録ヘッドが適用されるインクジェットプリンタ例の外観構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示すプリンタの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図７】本発明のインクジェット記録ヘッドが適用されるプリンタに用いる記録ヘッドカートリッジを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図８】図７に示す記録ヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。
【図９】図８に示した記録ヘッドを斜め下方から見た分解斜視図である。
【符号の説明】
１基体
２インクを吐出するために用いられるエネルギを発生する素子（ヒータ）
３型レジスタ
４第１感光性被覆樹脂層
５第２感光性被覆樹脂層
６インク吐出口
８インク供給口
９電極
１１導電シート
１３スペーサ
１４ノズル部
Ｈ１０００記録ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１記録ヘッド
Ｈ１１００記録素子基板
Ｈ１１００Ｔ吐出口
Ｈ１２００第１のプレート
Ｈ１２０１インク供給口
Ｈ１３００電気配線基板
Ｈ１３０１外部信号入力端子
Ｈ１４００第２のプレート
Ｈ１５００タンクホルダー
Ｈ１５０１インク流路
Ｈ１６００流路形成部材
Ｈ１７００フィルター
Ｈ１８００シールゴム
Ｈ１９００インクタンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet recording head for performing recording by ejecting ink droplets with ejection energy from an element that generates energy used to eject ink, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
An ink jet recording head applied to an ink jet recording method (liquid jet recording method) generally generates energy used for discharging fine ink discharge ports, ink flow paths, and ink provided in a part of the ink flow paths. A plurality of elements are provided. In order to obtain a high-quality image with such an ink jet recording head, ink droplets discharged from the ink discharge ports are always discharged from the respective ink discharge ports at the same volume and the same discharge speed. It is desirable. In particular, it goes without saying that the smaller the droplets ejected, the greater the effect on image quality.
[0003]
In order to achieve this, Japanese Patent Application Laid- Open No. 4-10940-10942 employs an electrothermal conversion element as an element for generating energy used for ejecting ink, and is driven in accordance with recording information. Applying a signal to generate thermal energy that gives the electrical conversion element a sudden temperature rise exceeding the nucleate boiling of the ink, forming bubbles in the ink, and communicating these bubbles with the outside air to eject ink droplets A recording method and a recording apparatus are disclosed.
[0004]
As a method for manufacturing an ink jet recording head used in such a recording method or recording apparatus, a manufacturing method described in JP-A-6-286149 has been proposed. Further, a method for electrically connecting a recording element substrate on which an element for generating energy used for ejecting ink, an ink ejection port, and the like are formed and the surroundings has been proposed.
[0005]
Hereinafter, the prior art will be briefly described with reference to FIGS.
[0006]
FIG. 2A is a perspective view of the substrate 1 showing a state in which the heater 2 as an element for generating energy used for ejecting ink is disposed on the substrate 1, and FIGS. h) shows a recording element substrate (here, only the nozzle portion) formed on the conventional ink jet recording head in the AA cross section of FIG.
It is the schematic which shows the manufacturing process of).
[0007]
As shown in FIG. 2B, a mold resist layer 3 as an ink flow path pattern is formed on the substrate 1 on which the heater 2 is arranged (FIG. 2C), and on the mold resist layer 3 Further, a first photosensitive coating resin layer 4 that becomes an ink flow path wall (that is, a nozzle forming member) is formed (FIG. 2D), and water repellency is further formed on the first photosensitive coating resin layer 4. The 2nd photosensitive coating resin layer 5 which has is formed (FIG.2 (e)).
[0008]
Next, the first photosensitive coating resin layer 4 and the second photosensitive coating resin layer 5 are subjected to exposure and development processing by a normal photolithography technique through a mask, and energy used for ejecting ink is applied. The hydrophilic portion 7 is formed at an arbitrary position on the ink discharge port 6 and the nozzle surface above the heater 2 which is a generated element (FIG. 2F). Here, in the ink discharge port 6 forming portion, a mask pattern is set to a size in which the first photosensitive coating resin layer 4 and the second photosensitive coating resin layer 5 are patterned (not left after development), and the hydrophilic portion 7, the mask pattern is set so that the second photosensitive coating resin layer 5 is patterned but the first photosensitive coating resin layer 4 is not patterned (does not penetrate during development). In the hydrophilic portion 7, the second photosensitive coating resin layer 5 having water repellency is partially missing, and the first photosensitive coating resin layer 4 is exposed, and thus does not exhibit water repellency.
[0009]
After the ink discharge port 6 and the hydrophilic portion 7 are formed, the ink supply port 8 is formed (FIG. 2G), and finally the mold resist layer 3 is removed to form the ink flow path (FIG. h)) A recording element substrate of an ink jet recording head in which the ink discharge port 6 and the heater 2 face each other across the ink flow path, and the ink flow is changed at right angles toward the ink discharge port in the vicinity of the heater 2. Manufactured.
[0010]
Next, a process of electrically connecting the thus manufactured recording element substrate to the surroundings, for example, a wiring substrate via a conductive sheet will be described. FIGS. 3A to 3E show the connection process.
[0011]
As shown in FIG. 3A, bumps 10 are formed on the aluminum pads 9 as electrodes arranged on the substrate for electrical connection with the surroundings (FIG. 3B), and the conductive for connection An anisotropic conductive sheet (hereinafter referred to as “ACF”) 11 as a conductive sheet is positioned above the bumps 10 (FIG. 3C). Next, by applying thermal pressure to the ACF 11 toward the bump 10, the ACF 11 exhibits electrical conductivity and is electrically connected (FIG. 3D). Finally, the connection portion is sealed with the sealing material 12. Stop and complete the connection process (FIG. 3E). In such an electrical connection, when thermal pressure is applied to the ACF 11, thermal pressure is applied not only between the ACF 11 and the bump 10 but also between the ACF 11 and the substrate, and the ACF 11 and the substrate are portions other than the bump 10. There may be a problem that direct conduction occurs.
[0012]
In order to eliminate this problem, as shown in FIG. 4, spacers 13 are arranged around the aluminum pad 9 in the first and second photosensitive

coating resin layers

4 and 5 forming the nozzle portion 14. As described above, when the spacer 13 is formed of the first and second photosensitive

coating resin layers

4 and 5, the second photosensitive coating resin layer 5 has water repellency, so that the sealing material is repelled in the sealing process. There may be cases where complete sealing is not performed.
[0013]
Accordingly, the spacer 13 is subjected to a hydrophilic treatment to prevent the sealing material from being repelled, to perform a complete sealing treatment and to prevent direct conduction between the substrate and the ACF.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, in order to obtain the same volume and discharge speed of the ink droplets discharged from the ink discharge port in order to obtain a high-quality image, the side shooter method (perpendicular to the substrate having the heater) is used. In the case of a system in which the ink discharge ports are arranged in the direction), it is easier to manage ink droplets when the distance between the element that generates energy used for discharging ink and the ink discharge ports is somewhat large. I knew it. In order to increase the distance between the element (heater) that generates energy used for ejecting ink and the ink ejection port, the above-described conventional inkjet recording head manufacturing method increases the thickness of the first photosensitive coating resin layer. There is a need. That is, the first photosensitive coating resin material must be applied thickly. As a method of applying the photosensitive coating resin material thickly, for example, when applying with a spin coater (applicator using a spin coating method), a method of increasing the concentration of the resin material or decreasing the rotation speed of the spin coater is employed. However, both methods tend to deteriorate the film thickness distribution of the entire resin layer to be formed. Further, when the photosensitive coating resin material is applied thickly, the unevenness on the surface of the mold resist layer cannot be absorbed, and the ink flow path wall finally formed by the first photosensitive coating resin layer is not formed smoothly. In other words, the distance between the element that generates energy used to eject ink and the ink ejection port varies for each nozzle unit. Furthermore, as the first photosensitive coating resin layer becomes thicker, the height of the spacer naturally increases, and there is a problem that it cannot function as a spacer for connecting the conductive sheet and the electrode.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, it has a nozzle part having at least an ink discharge port for discharging ink and an ink flow path communicating with the ink discharge port, and an element for generating energy used for discharging the ink. A recording element substrate having a base and a wiring substrate electrically connected to an electrode formed on the base are provided , and the base prevents electrical connection between the wiring substrate and a portion other than the electrode. in the manufacturing method of the ink jet recording head spacer Ru is formed adjacent to the electrodes for the steps of preparing a pre-Symbol wiring board and the electrode and the substrate where the element is formed is electrically connected to the element and Forming an ink flow path pattern with a soluble resin on a substrate having electrodes; and a photosensitive coating tree serving as an ink flow path wall on the ink flow path pattern. When a plurality of photosensitive coating resin layers are formed by coating a layer twice or more, before the final layer coating for applying the photosensitive coating resin at the end of the formation of the plurality of photosensitive coating resin layers. A step of exposing a portion to be a spacer after the intermediate layer coating , and a step of exposing and developing the photosensitive coating resin layer after the final layer coating to form an ink discharge port , the spacer, and the ink flow path wall. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an ink jet recording head, which includes a step of removing the soluble resin.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, with reference to FIGS. 5 to 9, the structure of a recording apparatus including an ink jet recording head according to the present invention will be briefly described.
[0017]
In the recording apparatus described below, a printer is taken as an example of a recording apparatus using an inkjet recording method.
[0018]
In this specification, “print” (sometimes referred to as “record”) is not only used to form significant information such as characters and figures, but also perceived by human beings regardless of significance. Regardless of whether or not it has been manifested, a case where an image, a pattern, a pattern, or the like is widely formed on a print medium or the medium is processed is also referred to.
[0019]
Here, “print medium” (sometimes referred to as “recording sheet”) includes not only paper used in general printing apparatuses, but also widely, cloth, plastic film, metal plate, etc., glass, ceramics, It shall also refer to materials that can accept ink, such as wood and leather.
[0020]
Further, “ink” (sometimes referred to as “liquid”) is to be interpreted widely as the definition of “print” above, and is applied to a print medium so that an image, a pattern, a pattern, etc. Or a liquid that can be used for processing of the print medium or processing of the ink (for example, solidification or insolubilization of the coloring material in the ink applied to the print medium).
[0021]
[Device main unit]
5 and 6 show a schematic configuration of a printer using the ink jet recording method. In FIG. 5, the outer body of an apparatus main body M1000 of a printer as a recording apparatus includes an outer member including a lower case M1001, an upper case M1002, an access cover M1003 and a discharge tray M1004, and a chassis M3019 (see FIG. 6).
[0022]
The chassis M3019 is composed of a plurality of plate-shaped metal members having a predetermined rigidity, forms a skeleton of the recording apparatus, and holds each recording operation mechanism described later.
[0023]
The lower case M1001 forms a substantially lower half part of the exterior of the apparatus main body M1000, and the upper case M1002 forms a substantially upper half part of the exterior of the apparatus main body M1000. A hollow body structure having a storage space for storing the mechanism is formed. An opening is formed in each of the upper surface portion and the front surface portion of the apparatus main body M1000.
[0024]
Further, one end of the discharge tray M1004 is rotatably held by the lower case M1001, and the opening formed on the front surface of the lower case M1001 can be opened and closed by the rotation. For this reason, when executing the recording operation, the discharge tray M1004 is rotated to the front side to open the opening so that the recording sheets can be discharged and the discharged recording sheets P are sequentially stacked. It has come to be able to do. The discharge tray M1004 contains two auxiliary trays M1004a and M1004b. By pulling out each tray as needed, the paper support area can be expanded or reduced in three stages. It has become.
[0025]
One end of the access cover M1003 is rotatably held by the upper case M1002, and can open and close an opening formed on the upper surface. By opening the access cover M1003, the access cover M1003 is housed inside the main body. It is possible to replace the print head cartridge H1000 or the ink tank H1900. Although not specifically shown here, when the access cover M1003 is opened and closed, the protrusion formed on the back surface rotates the cover opening and closing lever, and the rotation position of the lever is detected by a micro switch or the like. Thus, the open / closed state of the access cover can be detected.
[0026]
On the upper surface of the rear part of the upper case M1002, a power key E0018 and a resume key E0019 are provided so that they can be pressed, and an LED E0020 is provided. When the power key E0018 is pressed, the LED E0020 lights up and recording is possible. This is to inform the operator. Further, the LED E0020 has various display functions such as blinking method and color change, and informing the operator of printer troubles. Further, a buzzer (not shown) can be leveled. When the trouble is solved, the recording is resumed by pressing the resume key E0019.
[0027]
[Recording mechanism]
Next, the recording operation mechanism in the present embodiment that is housed and held in the printer apparatus main body M1000 will be described.
[0028]
As a recording operation mechanism in the present embodiment, an automatic feeding unit M3022 that automatically feeds the recording sheet P into the apparatus main body, and a recording sheet P that is sent one by one from the automatic feeding unit are recorded in a predetermined manner. A conveyance unit M3029 for guiding the recording sheet P from the recording position to the discharge unit M3030, a recording unit for performing desired recording on the recording sheet P conveyed to the recording position, and a recovery process for the recording unit And a recovery unit (M5000).
[0029]
(Recording part)
Here, the recording unit will be described. The recording unit includes a carriage M4001 that is movably supported by a carriage shaft M4021, and a recording head cartridge H1000 that is detachably mounted on the carriage M4001.
[0030]
(Recording head cartridge)
First, a recording head cartridge used in the recording unit will be described with reference to FIGS .
[0031]
Recording head cartridge H1000 in this embodiment has an ink tank H1900 which stores ink, as shown in FIG. 7, a recording head H1001 for ejecting ink supplied from the ink tank H1900 from nozzles in accordance with recording information . The recording head H1001 adopts a so-called cartridge system that is detachably mounted on a carriage M4001 described later.
[0032]
In the recording head cartridge H1000 shown here, for example, black, light cyan, light magenta, cyan, magenta and yellow ink tanks H1900 are prepared as ink tanks in order to enable high-quality color recording with photographic tone. As shown in FIG. 8 , each is detachable from the recording head H1001.
[0033]
As shown in the exploded perspective view of FIG. 9, the recording head H1001 includes a recording element substrate H1100, a first plate H1200, an electric wiring substrate H1300, a second plate H1400, a tank holder H1500, a flow path forming member H1600, It comprises a filter H1700 and a seal rubber H1800.
[0034]
In the recording element substrate H1100, a plurality of recording elements for ejecting ink to one side of the Si substrate and electric wiring such as Al for supplying power to each recording element are formed by a film forming technique. A plurality of corresponding ink channels and a plurality of ejection ports H1100T are formed by photolithography, and ink supply ports for supplying ink to the plurality of ink channels are formed to open on the back surface. . The recording element substrate H1100 is bonded and fixed to the first plate H1200, and an ink supply port H1201 for supplying ink to the recording element substrate H1100 is formed therein. Further, a second plate H1400 having an opening is bonded and fixed to the first plate H1200, and the electric wiring substrate H1300 is electrically connected to the recording element substrate H1100 via the second plate H1400. Is held to be connected. The electrical wiring substrate H1300 applies an electrical signal for ejecting ink to the recording element substrate H1100. The electrical wiring substrate H1300 is located at an end portion of the electrical wiring and corresponds to the electrical wiring from the main body. An external signal input terminal H1301 for receiving a signal is provided, and the external signal input terminal H1301 is positioned and fixed on the back side of a tank holder H1500 described later.
[0035]
On the other hand, a flow path forming member H1600 is fixed to a tank holder H1500 that detachably holds the ink tank H1900 by, for example, ultrasonic welding, thereby forming an ink flow path H1501 extending from the ink tank H1900 to the first plate H1200. ing. In addition, a filter H1700 is provided at an end of the ink flow path H1501 that engages with the ink tank H1900 on the ink tank side so that entry of dust from the outside can be prevented. Further, a seal rubber H1800 is attached to the engaging portion with the ink tank H1900 so that ink can be prevented from evaporating from the engaging portion.
[0036]
Further, as described above, the tank holder portion composed of the tank holder H1500, the flow path forming member H1600, the filter H1700, and the seal rubber H1800, the recording element substrate H1100, the first plate H1200, the electric wiring substrate H1300, and the second A recording head H1001 is configured by bonding the recording element portion formed of the plate H1400 by bonding or the like.
[0037]
(carriage)
Next, a carriage M4001 on which the recording head cartridge H1000 is mounted will be described with reference to FIG.
[0038]
As shown in FIG. 6, the carriage M4001 is engaged with the carriage M4001 and engaged with the carriage cover M4002 for guiding the recording head H1001 to a predetermined mounting position on the carriage M4001, and the tank holder H1500 of the recording head H1001. And a head set lever M4007 that presses the recording head H1001 to set it at a predetermined mounting position.
That is, the head set lever M4007 is provided on the upper part of the carriage M4001 so as to be rotatable with respect to the head set lever shaft, and a spring-set head set plate (not shown) is engaged with the recording head H1001. And is configured to be mounted on the carriage M4001 while pressing the recording head H1001 by this spring force.
[0039]
Further, a contact flexible print cable (not shown, hereinafter referred to as a contact FPC) is provided at another engagement portion of the carriage M4001 with the recording head H1001, and is provided on the contact portion on the contact FPC and the recording head H1001. The contact portion (external signal input terminal) H1301 is in electrical contact with each other so that various information for recording can be exchanged and power can be supplied to the recording head H1001.
[0040]
Here, an elastic member such as rubber (not shown) is provided between the contact portion of the contact FPC and the carriage M4001, and the contact portion and the carriage M4001 are connected by the elastic force of the elastic member and the pressing force by the headset lever spring. It is designed to enable reliable contact. Further, the contact FPC is connected to a carriage substrate (not shown) mounted on the back surface of the carriage M4001 .
[0091]
In addition, one form in which the present invention is effectively used is a form in which bubbles are formed by causing film boiling in a liquid using thermal energy generated by an electrothermal transducer.
[0092]
[Example]
With respect to the ink jet recording head applied to the recording apparatus having the above-described configuration, in this embodiment, a spacer having an arbitrary height (also referred to as “thickness”) is formed to ensure electrical connection. It can be.
[0093]
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0094]
First, as shown in FIG. 1A, electrical connection between an electrothermal transducer 2 (heater made of material HfB2) as an element for generating energy used for ejecting ink and surroundings such as an electrical wiring board H1300. Ink using polymethylisopropenyl ketone (ODUR-1010, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) as a dissolvable resin layer (type resist layer) 3 on a substrate 1 on which an aluminum pad 9 as an electrode is disposed. A flow path pattern is formed (FIG. 1B, film thickness 13 μm).
[0095]
And the resin composition A of Table 1 was apply | coated with the spin coater on the ink flow path pattern as a 1st photosensitive coating resin material, the 1st photosensitive coating resin layer 4 was formed, and 80 degreeC 5 minutes with a hotplate. Are baked (FIG. 1C, film thickness 18 μm).
[0096]
Next, as shown in FIG. 1 (d), only the spacer portion 13 is exposed, and the resin composition A shown in Table 1 is further applied onto the already formed first photosensitive coating resin layer 4 with a spin coater. The first photosensitive coating resin layer 4 having a predetermined thickness is formed, and baking is performed at 80 ° C. for 5 minutes on a hot plate (FIG. 1E, total film thickness 40 μm).
[0097]
[Table 1]

[0098]
Next, a resin film B shown in Table 2 is applied and dried on a PET film to create a dry film (the PET film is removed), and heat pressure is applied to the resin composition A for lamination, A second photosensitive coating resin layer 5 having water repellency is formed (FIG. 1 (f), film thickness 0.5 μm).
[0099]
For example, a Canon mask aligner MPA600 is used for the first and second photosensitive

coating resin layers

4 and 5 thus formed through a mask (not shown) in which discharge ports are formed. 3 × 10 ⁴ W / m ² exposure is performed. Subsequently, after baking at 80 ° C. for 5 minutes on a hot plate, development is performed with a developing solution of MIBK / xylene = 2/3, rinsing is performed with xylene, and energy used for ejecting ink as in the conventional example is set. An ink discharge port 6 is formed in the photosensitive coating resin layer at a position opposite to the heater, which is an element to be generated, and at the same time, a spacer 13 having the same thickness as the bump is formed (FIG. 1G).
[0100]
Next, an ink supply port 8 is formed by anisotropic etching from the back surface of the Si wafer of the substrate 1 (FIG. 1 (h)), and then the mold resist layer 3 is removed to form an ink flow path. In this manner, a recording element substrate including a plurality of nozzle portions 14 each having an ink flow path including the ink discharge ports 6 and the ink supply ports 8, the electrodes 9 for electrical connection with the electrical wiring substrate H1300, and the spacers 13. H1100 is formed. After that, heat treatment is performed at 200 ° C. for 1 hour for the purpose of completely curing the first and second photosensitive coating resin layers (FIG. 1 (i)). Finally, the ACF 11 as the conductive sheet is electrically connected to the electrode 9 (FIG. 1 (j)), and the ink jet recording head is completed together with the ink supply member and the like.
[0101]
The ink jet recording head thus manufactured is mounted on a recording apparatus (printer) as described above, and pure water / diethylene glycol / isopropyl alcohol / lithium acetate / black dye hood black 2 = 79.4 / 15/3 / When recording was performed using ink of 0.1 / 2.5, stable printing was possible, and the obtained image was of high quality.
[0102]
[Table 2]

[0103]
(Comparative Example 1)
Using a conventional technique, the first photosensitive coating resin layer having the same thickness of 40 μm as that of the example was formed by applying the first photosensitive material once, thereby obtaining an ink jet recording head.
[0104]
When a printing test was performed in the same manner as in the example, a portion where the spacer was too high and the conductive sheet was not conductive was recognized, and accurate printing was not performed.
[0105]
In addition, since the first photosensitive material is applied 40 μm at a time, there is a variation in the distance between the heater, which is an element that generates energy used to eject ink, and the ink ejection port, which affects ink ejection control. Given, and led to a decrease in image quality.
[0106]
(Comparative Example 2)
The first application of the first photosensitive material is performed with a film thickness of 18 μm as shown in FIG. 1C, and then the same as in the embodiment until the spacer portion is exposed as shown in FIG. 1D. Followed by development to form only spacers first.
[0107]
Thereafter, the first photosensitive material was applied twice again to give a total film thickness of 40 μm in the same manner as in the Example to obtain an ink jet recording head.
[0108]
As a result of performing a printing test similar to that in the embodiment, stable printing is possible, there is no variation in the distance between the heater and the ink ejection orifice, the image is of high quality, and the same performance as in the embodiment is achieved. was gotten. However, the manufacturing process increases, the amount of material used increases, and it is not economical.
[0109]
The ink jet recording head and the manufacturing method thereof according to the present invention have been described above. However, the resin material, the coating method, the number of coating times, the components, the apparatus used for manufacturing, and the like shown in the embodiments are limited to this. Anything is possible as long as it is within the scope of the present invention.
[0110]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the distance and position accuracy between the element that generates energy used for ejecting ink and the ink ejection port can be strictly controlled, the inkjet characteristics are stable and reliable. The recording head can be manufactured by a simple method.
[0111]
In addition, with respect to the connection with the conductive sheet, a spacer without a water repellent layer can be formed at an arbitrary height by changing the amount of application or the number of times of application of the photosensitive clothing resin material, and the reliability of electrical connection is remarkably high Improved. Furthermore, since the height of the spacer can be set low, a complete sealing process can be performed with a small amount of sealing material.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are schematic views showing a manufacturing process of an ink jet recording head according to the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view of a substrate on which predetermined wirings including electrodes and the like are arranged, and FIG. (C) is a state in which the first photosensitive coating resin material is once coated on the mold resist, (d) is a state in which the spacer portion is exposed through the mask, e) is a state in which the first photosensitive coating resin material is further applied, (f) is a state in which the second photosensitive coating resin material is applied, and (g) is an ink discharge port and a spacer after exposure and development processing. Are formed, (h) a state where the ink supply port is formed, (i) a state where the type resist is removed, and (j) occupy a state where the conductive sheet and the electrode are connected.
FIG. 2 is a schematic view showing a manufacturing process of a conventional inkjet recording head, particularly its nozzle portion, in which (a) is a perspective view of a substrate on which an element for generating energy used for ejecting ink is arranged; (B) is (a) AA sectional view, (c) is a state where a mold resist is applied on a substrate, (d) is a state where a first photosensitive coating resin material is applied, (e) ) Is a state in which the second photosensitive coating resin material is applied, (f) is a state in which exposure and development processes are performed to form an ink discharge port and a hydrophilic portion, and (g) is a state in which an ink supply port is formed. (H) shows a state where the mold resist is removed.
3A and 3B are diagrams showing an electrical connection through a conventional recording element substrate and a surrounding conductor; FIG. 3A is a cross-sectional view of the recording element substrate manufactured in FIG. Is a state where the bump is formed on the electrode, (c) is a state where the conductive sheet is positioned on the bump, (d) is a state where the conductive sheet is connected to the bump by applying thermal pressure, (E) shows the state by which the sealing material was applied to the connection part, respectively.
4 is a diagram in which a spacer is further provided in the electrical connection via the conventional recording element substrate of FIG. 3 and surrounding conductors.
FIG. 5 is a perspective view showing an external configuration of an example of an ink jet printer to which the ink jet recording head of the present invention is applied.
6 is a perspective view showing a state where an exterior member of the printer shown in FIG. 5 is removed. FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing a state in which a recording head cartridge used in a printer to which the ink jet recording head of the present invention is applied is assembled.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing the recording head cartridge shown in FIG.
9 is an exploded perspective view of the recording head shown in FIG. 8 as viewed obliquely from below.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base | substrate 2 Element (heater) which generate | occur | produces the energy used in order to discharge ink
3 type register 4 first photosensitive coating resin layer 5 second photosensitive coating resin layer 6 ink discharge port 8 ink supply port 9 electrode 11 conductive sheet 13 spacer 14 nozzle portion H1000 recording head cartridge H1001 recording head H1100 recording element substrate H1100T discharge Outlet H1200 First plate H1201 Ink supply port H1300 Electrical wiring board H1301 External signal input terminal H1400 Second plate H1500 Tank holder H1501 Ink channel H1600 Channel forming member H1700 Filter H1800 Seal rubber H1900 Ink tank

Claims

A nozzle portion having at least an ink discharge port for discharging ink and an ink flow path communicating with the ink discharge port;
A substrate having an element for generating energy used to eject the ink;
A recording element substrate having
A wiring board electrically connected to the electrode formed on the base ;
The provided, on the substrate, in the manufacturing method of the wiring ink jet recording head substrate and a spacer for preventing electrical connection between the portion other than the electrode Ru is formed adjacent to the electrode,
A step of preparing the electrode and the substrate where the element is formed is connected before Symbol wiring board electrically,
Forming an ink flow path pattern with a soluble resin on a substrate having the elements and electrodes;
When a plurality of photosensitive coating resin layers are formed by applying a photosensitive coating resin layer serving as an ink channel wall twice or more on the ink channel pattern, the plurality of photosensitive coating resin layers The step of exposing the portion to be the spacer after the intermediate layer application performed before the final layer application to apply the photosensitive coating resin at the end of the formation,
Exposing and developing the photosensitive coating resin layer after applying the final layer to form an ink discharge port , the spacer, and the ink flow path wall ;
Removing the soluble resin;
A method for manufacturing an ink jet recording head comprising:

The inkjet recording head according to claim 1, wherein the plurality of photosensitive coating resin layers formed by applying the photosensitive coating resin layer twice or more are formed by a spin coating method. Production method.

In the step of forming the ink discharge port, the spacer, and the ink flow path wall, after applying the final layer, after applying a water-repellent photosensitive coating resin material and forming a second photosensitive coating resin layer 3. The photosensitive coating resin layer and the second photosensitive coating resin layer are exposed and developed to form an ink discharge port, the spacer, and the ink flow path wall. Manufacturing method of the inkjet recording head.

4. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 3, wherein the second photosensitive coating resin layer is formed of a solution obtained by dissolving a resin containing a fluorine-containing epoxy resin in a solvent.

The second photosensitive coating resin layer is formed in advance as a dry film, and this is laminated on a plurality of photosensitive coating resin layers formed by applying the photosensitive coating resin layer twice or more. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 3 or 4,

The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 1, wherein the spacer is lower than a height of the ink discharge port.

The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 1, wherein the wiring substrate and the electrode are electrically connected by an anisotropic conductive sheet.