JP5966630B2 - Inkjet head substrate and manufacturing method thereof - Google Patents
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本発明は、インクを吐出するインクジェットヘッド用基板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an ink jet head substrate that ejects ink and a method of manufacturing the same.
従来、インクを吐出するインクジェットヘッド用基板及びその製造方法が知られている。例えば、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法では、基板上に発熱抵抗体等からなるインク吐出エネルギー発生素子が複数個配置される。基板の表面に密着層となる樹脂層が形成される。次いで、樹脂層上に流路壁が形成される。流路壁の間及び流路壁の上面に埋め込み材料が堆積される。堆積された埋め込み材料の上面が、化学的機械的研磨(CMP)により、流路壁の上面が露出するまで研磨され、平坦化され、洗浄される。研磨された埋め込み材料及び露出した流路壁の上面に、感光性樹脂、撥水剤、保護材等が積層され、インクの吐出口が形成される。その後、埋め込み材料が除去される。
2. Description of the Related Art Conventionally, an inkjet head substrate that discharges ink and a manufacturing method thereof are known. For example, in the method for manufacturing a liquid discharge head described in
しかしながら、従来の液体吐出ヘッドの製造方法では、化学的機械的研磨(CMP)によって流路壁の上面が研磨される。このため、流路壁の上面が、鏡面のように平坦化される。よって、流路壁の上側の層(インクの吐出口が形成されるノズル層)と流路壁とが接触する面積が最小限に抑えられる。接触面積が少ないので、流路壁の上側の層と流路壁との密着強度が小さくなる。流路壁の上側の層にはインクが吐出される度にインクの圧力によって、流路壁から剥がれる方向に力が加えられるが、流路壁の上側の層と流路壁との密着強度が小さいと、流路壁の上側の層が流路壁から剥がれ易くなる場合があるという問題点があった。 However, in the conventional method for manufacturing a liquid discharge head, the upper surface of the flow path wall is polished by chemical mechanical polishing (CMP). For this reason, the upper surface of a flow-path wall is planarized like a mirror surface. Therefore, the area where the upper layer of the flow channel wall (the nozzle layer where the ink ejection port is formed) and the flow channel wall come into contact is minimized. Since the contact area is small, the adhesion strength between the upper layer of the flow path wall and the flow path wall is reduced. Every time ink is ejected, a force is applied to the upper layer of the channel wall in the direction of peeling from the channel wall due to the pressure of the ink. However, the adhesion strength between the upper layer of the channel wall and the channel wall is low. If it is small, there is a problem that the upper layer of the flow path wall may be easily peeled off from the flow path wall.
本発明の目的は、インクの流路を形成する層の上側の層が剥がれ難くすることが可能なインクジェットヘッド用基板及びその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an ink jet head substrate and a method for manufacturing the same, which can make it difficult to peel off an upper layer of a layer forming an ink flow path.
本発明の第一の態様に係るインクジェットヘッド用基板は、インクを吐出する複数のノズルと、前記インクを供給するインク供給口と、前記インク供給口から前記ノズルに前記インクを供給するインク流路とを備えたインクジェットヘッド用基板であって、前記インク流路の少なくとも一部を形成する壁部を有する層である流路形成層と、前記流路形成層上に形成された層であって、前記ノズルを形成するノズル層と、前記流路形成層における前記ノズル層に接触する部位に設けられた凹凸部である第一凹凸部と、前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に設けられた凹凸部である第一ノズル層凹凸部とを備え、前記第一凹凸部と前記第一ノズル層凹凸部とは互いに沿っている。この場合、第一凹凸部と第一ノズル層凹凸部とが互いに沿った状態で、流路形成層とノズル層とが接触している。このため、流路形成層とノズル層とが平面で接触する場合に比べて、接触面積が大きくなる。故に、流路形成層とノズル層との密着強度が大きくなる。よって、流路形成層からノズル層が剥がれ難くすることができる。 An inkjet head substrate according to a first aspect of the present invention includes a plurality of nozzles that eject ink, an ink supply port that supplies the ink, and an ink flow path that supplies the ink from the ink supply port to the nozzle. An ink-jet head substrate comprising: a channel-forming layer that is a layer having a wall portion that forms at least a part of the ink channel; and a layer formed on the channel-forming layer. A nozzle layer that forms the nozzle, a first concavo-convex portion that is a concavo-convex portion provided in a portion that contacts the nozzle layer in the flow path forming layer, and a portion that contacts the flow path forming layer in the nozzle layer The first nozzle layer uneven portion is an uneven portion provided on the first nozzle layer, and the first uneven portion and the first nozzle layer uneven portion are along each other. In this case, the flow path forming layer and the nozzle layer are in contact with each other while the first uneven portion and the first nozzle layer uneven portion are along each other. For this reason, a contact area becomes large compared with the case where a flow path formation layer and a nozzle layer contact in a plane. Therefore, the adhesion strength between the flow path forming layer and the nozzle layer is increased. Therefore, it is possible to make it difficult for the nozzle layer to peel from the flow path forming layer.
前記インクジェットヘッド用基板は、前記ノズル層における前記インク流路に接する部位に設けられた凹凸部である第二ノズル層凹凸部を備えてもよい。この場合、第二ノズル層凹凸部によって、インク流路のインクに対する流抵抗,及びインクの流れる方向を制御することができる。 The inkjet head substrate may include a second nozzle layer concavo-convex portion that is a concavo-convex portion provided in a portion of the nozzle layer that is in contact with the ink flow path. In this case, the flow resistance to the ink in the ink flow path and the direction in which the ink flows can be controlled by the second nozzle layer uneven portion.
前記インクジェットヘッド用基板において、前記第一ノズル層凹凸部が設けられている部位の表面粗さは、前記第二ノズル層凹凸部が設けられている部位の表面粗さよりも大きくてもよい。この場合、第二ノズル層凹凸部によるインク流路の体積に与える影響を低減しつつ、第一ノズル層凹凸部による流路形成層とノズル層との密着強度を向上させることができる。 In the inkjet head substrate, the surface roughness of the portion where the first nozzle layer uneven portion is provided may be larger than the surface roughness of the portion where the second nozzle layer uneven portion is provided. In this case, it is possible to improve the adhesion strength between the flow path forming layer and the nozzle layer due to the first nozzle layer uneven portion while reducing the influence of the second nozzle layer uneven portion on the volume of the ink flow path.
前記インクジェットヘッド用基板において、前記複数のノズルは前記インク供給口の外側に各々配列されてノズル列を形成し、前記第二ノズル層凹凸部は、前記ノズル列から前記インク供給口に向かって延びる複数の溝部によって形成されていてもよい。この場合、インクを吐出した場合の残存するインクの流れが、他のノズルへのインクの充填等に悪影響を与えることを低減できる。 In the inkjet head substrate, the plurality of nozzles are respectively arranged outside the ink supply port to form a nozzle row, and the second nozzle layer uneven portion extends from the nozzle row toward the ink supply port. It may be formed by a plurality of grooves. In this case, it is possible to reduce the remaining ink flow when ink is ejected from adversely affecting the filling of ink into other nozzles.
前記インクジェットヘッド用基板において、前記複数のノズルは前記インク供給口の外側に各々配列されてノズル列を形成し、前記第二ノズル層凹凸部は、前記ノズル列から前記インク供給口に向かう方向に直交する方向に沿って延びる複数の溝部によって形成されていてもよい。この場合、ノズルからインク供給口に向かう方向にはインクが流れにくくなり、インクを押し出す力がノズル側に効率よく伝搬する。このため、例えば、低い温度でインクの粘度が大きい場合でも、確実にノズルから所定の運動量を有するインクを吐出でき、着弾誤差を低減して印字品質を保つ事ができる。 In the inkjet head substrate, the plurality of nozzles are respectively arranged outside the ink supply port to form a nozzle row, and the second nozzle layer concavo-convex portion is in a direction from the nozzle row to the ink supply port. You may be formed of the several groove part extended along the orthogonal direction. In this case, it is difficult for the ink to flow in the direction from the nozzle toward the ink supply port, and the force for pushing out the ink efficiently propagates to the nozzle side. For this reason, for example, even when the viscosity of the ink is high at a low temperature, the ink having a predetermined momentum can be reliably discharged from the nozzle, and the landing error can be reduced and the printing quality can be maintained.
本発明の第二の態様に係るインクジェットヘッド用基板の製造方法は、インクを吐出する複数のノズルと、前記インクを供給するインク供給口と、前記インク供給口から前記ノズルに前記インクを供給するためのインク流路とを備えたインクジェットヘッド用基板の製造方法であって、前記インク流路の少なくとも一部を形成する壁部を有する層である流路形成層を形成する流路層形成工程と、前記流路層形成工程によって形成された前記流路形成層上に、前記ノズルが形成される層であるノズル層を形成し、前記流路形成層における前記ノズル層に接触する部位に設けられる凹凸部である第一凹凸部と、前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に設けられる凹凸部である第一ノズル層凹凸部とを互いに沿わせる層形成工程とを備えている。この製造方法によって製造されるインクジェットヘッド用基板では、第一凹凸部と第一ノズル層凹凸部とが互いに沿った状態で、流路形成層とノズル層とが接触している。このため、流路形成層とノズル層とが平面で接触する場合に比べて、接触面積が大きくなる。故に、流路形成層とノズル層との密着強度が大きくなる。よって、流路形成層からノズル層が剥がれ難くすることができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an inkjet head substrate, comprising: a plurality of nozzles that eject ink; an ink supply port that supplies the ink; and the ink that is supplied from the ink supply port to the nozzle. And a flow path layer forming step of forming a flow path forming layer, which is a layer having a wall portion that forms at least a part of the ink flow path. And forming a nozzle layer, which is a layer on which the nozzle is formed, on the flow path forming layer formed by the flow path layer forming step, and providing the nozzle layer in the flow path forming layer in contact with the nozzle layer. Forming a first uneven portion, which is an uneven portion, and a first nozzle layer uneven portion, which is an uneven portion provided in a portion of the nozzle layer that is in contact with the flow path forming layer. Eteiru. In the ink jet head substrate manufactured by this manufacturing method, the flow path forming layer and the nozzle layer are in contact with each other with the first uneven portion and the first nozzle layer uneven portion being in line with each other. For this reason, a contact area becomes large compared with the case where a flow path formation layer and a nozzle layer contact in a plane. Therefore, the adhesion strength between the flow path forming layer and the nozzle layer is increased. Therefore, it is possible to make it difficult for the nozzle layer to peel from the flow path forming layer.
前記製造方法において、前記層形成工程は、前記流路層形成工程によって形成された前記流路形成層の前記壁部によって形成される前記インク流路を含んだ領域に前記インク流路を埋める材料である埋め込み材料を配置する埋め込み工程と、前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削して、前記流路形成層に切削による前記第一凹凸部を形成する切削工程と、前記流路形成層と前記埋め込み材料との前記切削工程によって切削された部位上に、前記ノズル層を形成すると共に、前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に、前記第一凹凸部に沿って前記第一ノズル層凹凸部を形成するノズル層形成工程とを備え、前記埋め込み材料を除去して前記インク流路を形成する除去工程をさらに備えてもよい。 In the manufacturing method, the layer forming step includes a material that fills the ink flow path in a region including the ink flow path formed by the wall portion of the flow path forming layer formed by the flow path layer forming process. An embedding step of disposing an embedding material, a cutting step of cutting the flow path forming layer and the embedding material to form the first uneven portion by cutting in the flow path forming layer, and the flow path forming The nozzle layer is formed on the portion cut by the cutting step of the layer and the embedding material, and the portion in contact with the flow path forming layer in the nozzle layer is formed along the first uneven portion. A nozzle layer forming step for forming the first nozzle layer uneven portion, and further including a removing step for forming the ink flow path by removing the embedding material.
この製造方法によって製造されるインクジェットヘッド用基板では、第一凹凸部と第一ノズル層凹凸部とが互いに沿った状態で、流路形成層とノズル層とが接触している。このため、流路形成層とノズル層とが平面で接触する場合に比べて、接触面積が大きくなる。故に、流路形成層とノズル層との密着強度が大きくなる。よって、流路形成層からノズル層が剥がれ難くすることができる。 In the ink jet head substrate manufactured by this manufacturing method, the flow path forming layer and the nozzle layer are in contact with each other with the first uneven portion and the first nozzle layer uneven portion being in line with each other. For this reason, a contact area becomes large compared with the case where a flow path formation layer and a nozzle layer contact in a plane. Therefore, the adhesion strength between the flow path forming layer and the nozzle layer is increased. Therefore, it is possible to make it difficult for the nozzle layer to peel from the flow path forming layer.
前記製造方法において、前記切削工程は、前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削して、前記流路形成層に前記第一凹凸部を形成し、前記埋め込み材料に切削による第二凹凸部を形成し、前記ノズル層形成工程は、前記ノズル層を形成すると共に、前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に前記第一ノズル層凹凸部を形成し、前記ノズル層における前記埋め込み材料に接触する部位に、前記第二凹凸部に沿って凹凸部である第二ノズル層凹凸部を形成し、前記除去工程は、前記埋め込み材料を除去して前記インク流路を形成するとともに、前記第二ノズル層凹凸部を前記インク流路に接する状態にしてもよい。この製造方法によって製造されるインクジェットヘッド用基板は、第二ノズル層凹凸部によって、インク流路のインクに対する流抵抗,及びインクの流れる方向を制御することができる。 In the manufacturing method, the cutting step includes cutting the flow path forming layer and the embedded material to form the first uneven portion in the flow path forming layer, and forming the second uneven portion by cutting the embedded material. In the nozzle layer forming step, the nozzle layer is formed, the first nozzle layer uneven portion is formed in a portion of the nozzle layer that contacts the flow path forming layer, and the embedding in the nozzle layer is performed. A second nozzle layer concavo-convex portion that is a concavo-convex portion is formed along the second concavo-convex portion at a portion that contacts the material, and the removing step removes the embedding material to form the ink flow path, You may make the said 2nd nozzle layer uneven | corrugated | grooved part the state which contact | connects the said ink flow path. In the ink jet head substrate manufactured by this manufacturing method, the flow resistance to the ink in the ink flow path and the direction in which the ink flows can be controlled by the second nozzle layer uneven portion.
前記製造方法において、前記切削工程は、前記第一凹凸部が設けられる部位の表面粗さが、前記第二凹凸部が設けられる部位の表面粗さより大きくなるように、前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削してもよい。この場合、ノズル層形成工程で形成される、第一凹凸部に対応する第一ノズル層凹凸部が設けられる部位の表面粗さが、第二凹凸部に対応する第二ノズル層凹凸部が設けられている部位の表面粗さより大きくなる。このため、インクジェットヘッド用基板は、第二ノズル層凹凸部によるインク流路の体積に与える影響を低減しつつ、第一ノズル層凹凸部による流路形成層とノズル層との密着強度を向上させることができる。 In the manufacturing method, in the cutting step, the flow path forming layer and the surface roughness of the part where the first uneven part is provided are larger than the surface roughness of the part where the second uneven part is provided. The embedding material may be cut. In this case, the surface roughness of the portion where the first nozzle layer uneven portion corresponding to the first uneven portion formed in the nozzle layer forming step is provided is the second nozzle layer uneven portion corresponding to the second uneven portion. It becomes larger than the surface roughness of the site. For this reason, the ink jet head substrate improves the adhesion strength between the flow path forming layer and the nozzle layer by the first nozzle layer uneven portion while reducing the influence of the second nozzle layer uneven portion on the volume of the ink flow path. be able to.
前記製造方法は、前記インク供給口の外側に前記複数のノズルが配列されるように、前記複数のノズルを配列したノズル列を前記ノズル層に形成するノズル形成工程を備え、前記切削工程は、前記ノズル列が配置される位置から前記インク供給口が配置される位置に向かって延びる複数の溝部を前記埋め込み材料に形成することで、前記第二凹凸部を形成してもよい。この場合、ノズル層形成工程で形成される、第二凹凸部に対応する第二ノズル層凹凸部が、ノズル列が配置される位置からインク供給口に向かって延びる溝部によって形成される。このため、インクジェットヘッド用基板は、インクを吐出した場合の残存するインクの流れが、他のノズルへのインクの充填等に悪影響を与えることを低減できる。 The manufacturing method includes a nozzle forming step of forming a nozzle row in which the plurality of nozzles are arranged in the nozzle layer so that the plurality of nozzles are arranged outside the ink supply port, and the cutting step includes: The second concavo-convex portion may be formed by forming a plurality of groove portions extending from the position where the nozzle row is disposed toward the position where the ink supply port is disposed in the embedding material. In this case, the second nozzle layer uneven portion corresponding to the second uneven portion, which is formed in the nozzle layer forming step, is formed by the groove portion extending from the position where the nozzle row is disposed toward the ink supply port. For this reason, the ink jet head substrate can reduce the remaining ink flow when ink is ejected from adversely affecting the filling of ink into other nozzles.
前記製造方法は、前記インク供給口の外側に前記複数のノズルが配列されるように、前記複数のノズルを配列したノズル列を前記ノズル層に形成するノズル形成工程を備え、前記切削工程は、前記ノズル列が配置される位置から前記インク供給口が配置される位置に向う方向に直交する方向に延びる複数の溝部を前記埋め込み材料に形成することで、前記第二凹凸部を形成してもよい。この場合、ノズル層形成工程で形成される、第二凹凸部に対応する第二ノズル層凹凸部が、ノズル列が配置される位置からインク供給口が配置される位置に向かう方向に直交する方向に延びる複数の溝部によって形成される。ノズルからインク供給口に向かう方向にはインクが流れにくくなり、インクを押し出す力がノズル側に効率よく伝搬する。このため、例えば、低い温度でインクの粘度が大きい場合でも、確実にノズルから所定の運動量を有するインクを吐出でき、着弾誤差を低減して印字品質を保つ事ができる。 The manufacturing method includes a nozzle forming step of forming a nozzle row in which the plurality of nozzles are arranged in the nozzle layer so that the plurality of nozzles are arranged outside the ink supply port, and the cutting step includes: Even if the second concavo-convex portion is formed by forming a plurality of groove portions extending in a direction orthogonal to a direction from the position where the nozzle row is disposed toward the position where the ink supply port is disposed, in the embedding material. Good. In this case, the second nozzle layer concavo-convex portion corresponding to the second concavo-convex portion formed in the nozzle layer forming step is perpendicular to the direction from the position where the nozzle row is disposed toward the position where the ink supply port is disposed. Are formed by a plurality of grooves extending in the direction. Ink is less likely to flow in the direction from the nozzle toward the ink supply port, and the force for pushing out the ink efficiently propagates to the nozzle side. For this reason, for example, even when the viscosity of the ink is high at a low temperature, the ink having a predetermined momentum can be reliably discharged from the nozzle, and the landing error can be reduced and the printing quality can be maintained.
本発明の第三の態様に係るインクジェットヘッド用基板の製造方法は、インクを吐出する複数のノズルと、前記インクを供給するインク供給口と、前記インク供給口から前記ノズルに前記インクを供給するためのインク流路とを備えたインクジェットヘッド用基板の製造方法であって、前記インク流路の少なくとも一部を形成する壁部を有する層である流路形成層を形成する流路層形成工程と、前記流路層形成工程によって形成された前記流路形成層上に、前記ノズルが形成される層であるノズル層を形成し、前記流路形成層における前記ノズル層に接触する部位に設けられる凹凸部である第一凹凸部と、前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に設けられる凹凸部である第一ノズル層凹凸部とを互いに沿わせる層形成工程とを備え、前記層形成工程は、層状の材料で形成された前記ノズル層に前記第一ノズル層凹凸部を形成する凹凸部形成工程と、前記凹凸部形成工程によって前記第一ノズル層凹凸部が形成された前記ノズル層を前記流路形成層上に配置し、前記第一ノズル層凹凸部に沿って前記第一凹凸部を前記流路形成層に形成する配置工程とを備える。この製造方法によって製造されるインクジェットヘッド用基板では、第一凹凸部と第一ノズル層凹凸部とが互いに沿った状態で、流路形成層とノズル層とが接触している。このため、流路形成層とノズル層とが平面で接触する場合に比べて、接触面積が大きくなる。故に、流路形成層とノズル層との密着強度が大きくなる。よって、流路形成層からノズル層が剥がれ難くすることができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an ink jet head substrate, comprising: a plurality of nozzles that eject ink; an ink supply port that supplies the ink; and the ink that is supplied from the ink supply port to the nozzle. And a flow path layer forming step of forming a flow path forming layer, which is a layer having a wall portion that forms at least a part of the ink flow path. And forming a nozzle layer, which is a layer on which the nozzle is formed, on the flow path forming layer formed by the flow path layer forming step, and providing the nozzle layer in the flow path forming layer in contact with the nozzle layer. Forming a first uneven portion, which is an uneven portion, and a first nozzle layer uneven portion, which is an uneven portion provided in a portion of the nozzle layer that is in contact with the flow path forming layer. For example, the layer forming step includes a concavo-convex part forming step of forming the first nozzle layer uneven portion on the nozzle layer which is formed of a material layer, the first nozzle layer uneven portion by the convex part forming step forms is the nozzle layer disposed on the flow path forming layer was, Ru and a disposing step of forming the flow path forming layer wherein the first concave-convex portion along a first nozzle layer uneven portion. In the ink jet head substrate manufactured by this manufacturing method, the flow path forming layer and the nozzle layer are in contact with each other with the first uneven portion and the first nozzle layer uneven portion being in line with each other. For this reason, a contact area becomes large compared with the case where a flow path formation layer and a nozzle layer contact in a plane. Therefore, the adhesion strength between the flow path forming layer and the nozzle layer is increased. Therefore, it is possible to make it difficult for the nozzle layer to peel from the flow path forming layer.
前記製造方法において、前記凹凸部形成工程は、前記ノズル層に前記第一ノズル層凹凸部と、凹凸部である第二ノズル層凹凸部とを形成し、前記配置工程は、前記ノズル層を前記流路形成層上に配置し、前記流路形成層に前記第一凹凸部を形成するとともに、前記ノズル層の前記第二ノズル層凹凸部を前記インク流路に接する部位に配置してもよい。この製造方法によって製造されるインクジェットヘッド用基板では、第二ノズル層凹凸部によって、インク流路のインクに対する流抵抗,及びインクの流れる方向を制御することができる。 In the manufacturing method, the concavo-convex portion forming step forms the first nozzle layer concavo-convex portion and a second nozzle layer concavo-convex portion which is a concavo-convex portion on the nozzle layer, and the arranging step includes the nozzle layer It arrange | positions on a flow-path formation layer, While forming the said 1st uneven part in the said flow-path formation layer, you may arrange | position the said 2nd nozzle layer uneven part of the said nozzle layer in the site | part which contact | connects the said ink flow path. . In the ink jet head substrate manufactured by this manufacturing method, the flow resistance to the ink in the ink flow path and the direction in which the ink flows can be controlled by the second nozzle layer uneven portion.
前記製造方法において、前記凹凸部形成工程は、前記第一ノズル層凹凸部が設けられている部位の表面粗さが、前記第二ノズル層凹凸部が設けられている部位の表面粗さより大きくなるように、前記第一ノズル層凹凸部と前記第二ノズル層凹凸部とを形成してもよい。この製造方法によって製造されるインクジェットヘッド用基板は、第二ノズル層凹凸部によるインク流路の体積に与える影響を低減しつつ、第一ノズル層凹凸部による流路形成層とノズル層との密着強度を向上させることができる。 In the manufacturing method, in the uneven portion forming step, the surface roughness of the portion where the first nozzle layer uneven portion is provided is larger than the surface roughness of the portion where the second nozzle layer uneven portion is provided. As described above, the first nozzle layer uneven portion and the second nozzle layer uneven portion may be formed. The substrate for an inkjet head manufactured by this manufacturing method reduces the influence of the second nozzle layer uneven portion on the volume of the ink flow path, while the first nozzle layer uneven portion adheres to the flow path forming layer and the nozzle layer. Strength can be improved.
前記製造方法は、前記インク供給口の外側に前記複数のノズルが配列されるように、前記複数のノズルを配列したノズル列を前記ノズル層に形成するノズル形成工程を備え、前記凹凸部形成工程は、前記のノズル列が配置される位置から前記インク供給口が配置される位置に向かって延びる複数の溝部を前記ノズル層に形成することで、前記第二ノズル層凹凸部を形成してもよい。この製造方法によって製造されるインクジェットヘッド用基板は、インクを吐出した場合の残存するインクの流れが、他のノズルへのインクの充填等に悪影響を与えることを低減できる。 The manufacturing method includes a nozzle forming step of forming a nozzle row in which the plurality of nozzles are arranged in the nozzle layer so that the plurality of nozzles are arranged outside the ink supply port, and the uneven portion forming step. Even if the second nozzle layer uneven portion is formed by forming, in the nozzle layer, a plurality of groove portions extending from the position where the nozzle row is disposed toward the position where the ink supply port is disposed. Good. The inkjet head substrate manufactured by this manufacturing method can reduce the remaining ink flow when ink is ejected from adversely affecting the filling of ink into other nozzles.
前記製造方法は、前記インク供給口の外側に前記複数のノズルが配列されるように、前記複数のノズルを配列したノズル列を前記ノズル層に形成するノズル形成工程を備え、前記凹凸部形成工程は、前記ノズル列が配置される位置から前記インク供給口が配置される位置に向かう方向に直交する方向に延びる複数の溝部を前記ノズル層に形成することで、前記第二ノズル層凹凸部を形成してもよい。この場合、ノズルからインク供給口に向かう方向にはインクが流れにくくなり、インクを押し出す力がノズル側に効率よく伝搬する。このため、例えば、低い温度でインクの粘度が大きい場合でも、確実にノズルから所定の運動量を有するインクを吐出でき、着弾誤差を低減して印字品質を保つ事ができる。 The manufacturing method includes a nozzle forming step of forming a nozzle row in which the plurality of nozzles are arranged in the nozzle layer so that the plurality of nozzles are arranged outside the ink supply port, and the uneven portion forming step. Forming a plurality of groove portions in the nozzle layer extending in a direction orthogonal to a direction from the position where the nozzle row is disposed toward the position where the ink supply port is disposed, thereby forming the second nozzle layer uneven portion. It may be formed. In this case, it is difficult for the ink to flow in the direction from the nozzle toward the ink supply port, and the force for pushing out the ink efficiently propagates to the nozzle side. For this reason, for example, even when the viscosity of the ink is high at a low temperature, the ink having a predetermined momentum can be reliably discharged from the nozzle, and the landing error can be reduced and the printing quality can be maintained.
前記製造方法において、前記流路層形成工程によって形成される前記流路形成層の材料の分子量は、前記埋め込み工程によって配置される前記埋め込み材料の分子量より小さく、前記切削工程は、分子量の異なる前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削することで、前記第一凹凸部が設けられる部位の表面粗さが、前記第二凹凸部が設けられる部位の表面粗さより大きくなるように、前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削してもよい。分子量が小さいと、材料を切削した場合に、より粗く削れる傾向がある。このため、流路形成層と埋め込み材料とを切削する刃で同じ条件(加える力など)で切削しても、流路形成層の方が埋め込み材料より粗く削れる。よって、流路形成層の第一凹凸部の表面粗さが、第二凹凸部の表面粗さより大きくなる。よって、流路形成層と埋め込み材料とを異なる条件で切削しなくても、第一凹凸部に沿う第一ノズル層凹凸部の表面粗さを、第二凹凸部に沿う第二ノズル層凹凸部の表面粗さより大きくすることができる。流路形成層と埋め込み材料とを異なる条件で切削しなくてもよいので、切削工程を効率よく行うことができる。 In the manufacturing method, the molecular weight of the material of the flow path forming layer formed by the flow path layer forming process is smaller than the molecular weight of the embedding material arranged by the embedding process, and the cutting process has a different molecular weight. By cutting the flow path forming layer and the embedding material, the surface roughness of the part where the first uneven part is provided is larger than the surface roughness of the part where the second uneven part is provided. The path forming layer and the embedding material may be cut. When the molecular weight is small, when the material is cut, it tends to be cut more roughly. For this reason, even when the flow path forming layer and the embedding material are cut under the same conditions (such as force applied) with the cutting blade, the flow path forming layer is rougher than the embedding material. Therefore, the surface roughness of the first uneven portion of the flow path forming layer is larger than the surface roughness of the second uneven portion. Therefore, even if the flow path forming layer and the embedding material are not cut under different conditions, the surface roughness of the first nozzle layer uneven portion along the first uneven portion is changed to the second nozzle layer uneven portion along the second uneven portion. The surface roughness can be made larger. Since it is not necessary to cut the flow path forming layer and the embedding material under different conditions, the cutting process can be performed efficiently.
前記製造方法において、前記流路層形成工程によって形成される前記流路形成層の材料のヤング率は、前記埋め込み工程によって配置される前記埋め込み材料のヤング率より小さく、前記切削工程は、ヤング率の異なる前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削することで、前記第一凹凸部が設けられる部位の表面粗さが、前記第二凹凸部が設けられる部位の表面粗さより大きくなるように、前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削してもよい。この場合、流路形成層の材料のヤング率が埋め込み材料のヤング率より小さいので、流路形成層は埋め込み材料より歪が発生し易く、剛性が低くなる。このため、流路形成層と埋め込み材料とを切削する刃で同じ条件(加える力など)で切削しても、流路形成層の方が埋め込み材料より削れやすくなる。よって、流路形成層の第一凹凸部の表面粗さが、第二凹凸部の表面粗さより大きくなる。よって、流路形成層と埋め込み材料とを異なる条件で切削しなくても、第一凹凸部に沿う第一ノズル層凹凸部の表面粗さを、第二凹凸部に沿う第二ノズル層凹凸部の表面粗さより大きくすることができる。流路形成層と埋め込み材料とを異なる条件で切削しなくてもよいので、切削工程を効率よく行うことができる。 In the manufacturing method, the Young's modulus of the material of the flow path forming layer formed by the flow path layer forming step is smaller than the Young's modulus of the embedding material disposed by the embedding step, and the cutting step includes a Young's modulus. By cutting the flow path forming layer and the embedding material different from each other, the surface roughness of the portion where the first uneven portion is provided is larger than the surface roughness of the portion where the second uneven portion is provided. The flow path forming layer and the embedding material may be cut. In this case, since the Young's modulus of the material of the flow path forming layer is smaller than the Young's modulus of the embedding material, the flow path forming layer is more likely to be distorted than the embedding material and has a lower rigidity. For this reason, even if the flow path forming layer and the embedding material are cut under the same conditions (such as force applied) with the blade, the flow path forming layer is more easily scraped than the embedding material. Therefore, the surface roughness of the first uneven portion of the flow path forming layer is larger than the surface roughness of the second uneven portion. Therefore, even if the flow path forming layer and the embedding material are not cut under different conditions, the surface roughness of the first nozzle layer uneven portion along the first uneven portion is changed to the second nozzle layer uneven portion along the second uneven portion. The surface roughness can be made larger. Since it is not necessary to cut the flow path forming layer and the embedding material under different conditions, the cutting process can be performed efficiently.
以下、本発明を具現化した一実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明では、図1の上側、下側、右側、左側、紙面手前側、紙面奥側のそれぞれを、インクジェットヘッド用基板1の後側、前側、右側、左側、上側、下側として説明する。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the upper side, the lower side, the right side, the left side, the front side of the page, and the back side of the page in FIG. 1 will be described as the rear side, front side, right side, left side, upper side, and lower side of the
図1及び図2を参照して、第一実施形態に係るインクジェットヘッド用基板1について説明する。図1に示すように、インクジェットヘッド用基板1は、インク吐出ユニット5とフレキシブルプリント基板20とを備える。インク吐出ユニット5の平面視中央部やや右側には、前後方向に長い矩形状のインク供給口10が設けられている。インク供給口10の左方には、前後方向に並べられた複数のノズル2の列であるノズル列3が設けられている。インク供給口10は、ノズル列3の各ノズル2にインクを供給するための開口である。インク供給口10から供給されたインクは、ノズル2から外部に吐出される。
With reference to FIG.1 and FIG.2, the board |
インク供給口10とノズル2との周囲には、壁部295が設けられている。壁部295は、後述する流路形成層29(図2参照)によって形成されている。壁部295はインク流路11の一部(側壁)を形成する。インク流路11は、インク供給口10からノズル2にインクを供給する流路である。インク流路11は、インク供給口10の上側且つ、平面視におけるインク供給口10の周囲に設けられている。インク流路11は、インク室4と通路6を備えている。インク室4は、各ノズル2の前側、後側、及び左側を囲む壁部295によって形成された空間である。また、通路6は、インク室4からインク供給口10に向かってやや右方に延びる部位である。各ノズル2の各々は、インク室4及び通路6を形成する壁部295によって隔てられている。
A
フレキシブルプリント基板20は、インク吐出ユニット5の左部に接続している。フレキシブルプリント基板20には、2つの電源用電極パッド21と、ノズル2の数と同数のチャンネル用電極パッド23とが前後方向に並べて配置されている。2つの電源用電極パッド21は、複数のチャンネル用電極パッド23の外側に位置する。電源用電極パッド21は電源Vcc(図示外)に接続する。さらに、2つの電源用電極パッド21の間には共通配線22が接続している。共通配線22は、後端側(図1の上側)の電源用電極パッド21から右方に延び、前方に屈曲する。共通配線22は、複数のノズル2に沿って前方に真っ直ぐに延び、左方に屈曲して、前端側の電源用電極パッド21に接続する。複数のチャンネル用電極パッド23の各々は、図示しないN個のチャンネル(Ch1〜ChN、Nはノズル2の数)の各々に接続する。なお、Ch1〜ChNの各々は、図示しないGNDに接続されており、且つ、ON(接続)とOFF(非接続)とがスイッチによって切り替えられる。
The flexible printed
図2に示すように、インク吐出ユニット5は、複数の層が積層された積層構造を有する。複数のノズル2の各々の直下には、ヒータ部15が設けられている。ヒータ部15の各々の左端は第一導通路16に接続し、右端は第二導通路17に接続する。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、複数の第一導通路16は、複数のチャンネル用電極パッド23にそれぞれ接続している。また、複数の第二導通路17は全て共通配線22に接続している。なお、第一導通路16の各々には、ヒータ部15における発熱量を調整するための調整抵抗部(図示外)が設けられる構成でもよい。
As shown in FIG. 1, the plurality of
ノズル2からインクが吐出される原理について説明する。例えば、N番目のチャンネルがスイッチによってONとされると、電源によって供給される電流が、共通配線22(図1参照)を通じてN番目の導通路16,17に流れる。図2に示すように、ヒータ部15は、第一導通路16と第二導通路17とが離間した部位である。第一導通路16及び第二導通路17の底部には抵抗体26が接触している。導通路16,17が形成された部分では、電流は導通路16,17を流れるため、抵抗体26に電流が流れて発熱が生じることはない。一方で、ヒータ部15では導通路16,17が途切れているため、電流は抵抗体26を流れて発熱する。つまり、抵抗体26のうち第一導通路16と第二導通路17との間の部位は、電流が流れることで発熱する発熱抵抗部18となる。発熱抵抗部18で発熱が生じると、インク室4内のインクが気化して体積が急激に増大する。その結果、N番目のインク室4内のインクがノズル2から吐出される。
The principle of ejecting ink from the
図2を参照して、インク吐出ユニット5が備える各層について説明する。インク吐出ユニット5は、下から順に、基板25、抵抗体26、配線導体27、保護層28、流路形成層29、及びノズル層30を備える。基板25はシリコン(Si)基板であり、インクジェットヘッド用基板1の全体を支持する。基板25にはインク供給口10が形成される。複数のノズル2から吐出されるインクは、インク供給口10を介して供給される。抵抗体26は、電流が流れることで発熱を生じさせる物質で形成される層である。本実施形態では、抵抗体26を形成する物質としてタンタルアルミニウム(TaAl)を用いた。配線導体27は、伝導性を有する物質で形成されればよい。配線導体27の一部が除去されることで、第一導通路16及び第二導通路17が形成される。本実施形態では、Al−Cu合金によって配線導体27を形成した。
With reference to FIG. 2, each layer with which the
保護層28は、配線導体27及び抵抗体26を覆ってインクから保護する。本実施形態では、窒化シリコン(SiNx)で保護層28を形成した。流路形成層29は、インク流路11の少なくとも一部を形成する壁部295を有する層である。インク流路11は、インク供給口10からノズル2にインクを供給するためのインクの流路である。流路形成層29は、保護層28とノズル層30とを離間させてインク流路11を形成する。ノズル層30は、流路形成層29上に形成される層である。ノズル層30にはインク流路11に挿通するノズル2が形成される。ノズル2は、ヒータ部15の上方に位置している。本実施形態では、エポキシ樹脂によって流路形成層29及びノズル層30を形成した。
The
流路形成層29におけるノズル層30に接触する部位(流路形成層29の上面)には、凹凸部である第一凹凸部291が設けられている。ノズル層30における流路形成層29に接触する部位(ノズル層30の下面)には、凹凸部である第一ノズル層凹凸部301が設けられている。第一凹凸部291と第一ノズル層凹凸部301とは互いに沿っている。このため、流路形成層29とノズル層30とは、第一凹凸部291と第一ノズル層凹凸部301とによって密着している。また、第一凹凸部291と第一ノズル層凹凸部301は、ノズル列3からインク供給口10に向かう方向に直交する方向(本実施形態では前後方向、以下「直交方向」という場合がある)に延びる複数の溝部によって形成されている。
A first concavo-
ノズル層30におけるインク流路11に接触する部位(ノズル層30の下面)には、第二ノズル層凹凸部302が設けられている。第二ノズル層凹凸部302は、直交方向(前後方向)に延びる溝部によって形成されている。
A second nozzle layer concavo-
図2から図9を参照して、インクジェットヘッド用基板1のインク吐出ユニット5(図1参照)の製造工程について説明する。なお、1つのシリコンウェハ60(図8参照)から複数のインクジェットヘッド用基板1のインク吐出ユニット5が製造される。また、各層の厚み、凹凸部の大きさ等の図示は、説明を分かり易くするために実際の厚みとは異なる。図3に示すように、製造工程が開始されると、ヒータ部形成工程(S1)が実行される。図4に示すように、ヒータ部形成工程(S1)では、まず基板25の上面の全面にタンタルアルミニウムの膜が成膜される。タンタルアルミニウムの膜に感光性レジストが塗布され、配線導体27(図2参照)の形状(平面視鉤状)のパターンと同じパターンがマスク露光される。次いで、露光されていない部分がエッチングによって除去されて、平面視鉤状の抵抗体26が複数形成される。抵抗体26の形状に一致するように、抵抗体26の上面に、平面視鉤状の複数の配線導体27が形成される。配線導体27の形成方法には、例えば、抵抗体26の形成方法と同様に、成膜・マスク露光・エッチングを用いればよい。
A manufacturing process of the ink discharge unit 5 (see FIG. 1) of the
次いで、配線導体27のうちヒータ部15に位置する部分が、レーザトリミング、サンドブラスト、エッチング等の物理的または化学的方法によって除去される。その結果、抵抗体26のうちヒータ部15に位置する部分は、電流が流れて発熱する発熱抵抗部18(エネルギー発生素子)となる。除去されずに残存した配線導体27は、第一導通路16及び第二導通路17となる。なお、図示しないが、配線導体27のうちヒータ部15とは離間した部分の一部も除去される。その結果、調整抵抗部が形成される。調整抵抗部の抵抗値(つまり、配線導体27を除去する部分の長さ)を調整することで、ヒータ部15における発熱量を調整することができる。次いで、抵抗体26、第一導通路16、及び第二導通路17の全てを覆うように、スパッタリングやCVD(Chemical Vapor Deposition)によって保護層28が形成され、ヒータ部形成工程(S1)は終了する。
Next, a portion of the
なお、図示しないが、基板25と抵抗体26の間に、抵抗体26から基板25への熱の伝導を防止する蓄熱層を設けても良い。例えば、基板25の表面を熱酸化させることで形成される二酸化ケイ素(SiO2)の層を蓄熱層とすればよい。また、タンタル(Ta)からなる対キャビテーション膜(図示外)を保護層28の上面に形成してもよい。対キャビテーション膜は、キャビテーションによってヒータ部15の中央付近に何度も衝撃力が加わって保護層28に壊食が起きることを防止し、ヒータ部15の耐久性を向上させる。キャビテーションとは、液体の圧力差によって短時間で気泡80の発生と消滅が生じる現象であって,消滅時に大きな衝撃力を発生する。
Although not shown, a heat storage layer for preventing heat conduction from the
次いで、段部形成工程(S2)が実行される。図5に示すように、段部形成工程(S2)では、保護層28及び基板25の上部の一部がエッチング等によって除去されることで、平面視矩形状の段部35が形成される。段部35が形成される範囲は、インク供給口10(図2参照)が形成される部分よりも広い範囲であり、且つ、ヒータ部15、第一導通路16、及び第二導通路17と重複しない範囲である。
Next, a step portion forming step (S2) is performed. As shown in FIG. 5, in the step portion forming step (S2), the
次いで、流路形成層形成工程(S3)が実行される。図5に示すように、流路形成層形成工程(S3)では、保護層28の上面に、スピンコート法やフィルムのラミネートによってエポキシ樹脂の層が形成される。これによって所定厚み(例えば、40μm)のエポキシ樹脂の層が作成される。そして、パターン露光、現像、ベークによって、インク流路11を形成するための壁部295が形成され、エポキシ樹脂の層が流路形成層29となる。
Next, a flow path forming layer forming step (S3) is performed. As shown in FIG. 5, in the flow path forming layer forming step (S3), an epoxy resin layer is formed on the upper surface of the
次いで、埋め込み工程(S4)が実行される。図6に示すように、埋め込み工程(S4)では、流路形成層29の壁部295によって形成されるインク流路11(図5参照)を含んだ領域に、インク流路を埋める材料である埋め込み材料39が配置される。埋め込み材料39は、保護層28及び流路形成層29を全て覆うように形成される。本実施形態では、埋め込み材料39と流路形成層29とについて、異なるヤング率の材料を用いる構成である。具体的には、たとえば、流路形成層29は、4000N/mm2程度のヤング率を有するエポキシ樹脂を用いる。埋め込み材料39は、7000N/mm2程度のヤング率を有するノボラック樹脂を用いる。なお、ヤング率は、弾性を表す指標であり、ヤング率が大きいほど歪が発生し難く、剛性が高いことを示す。
Next, an embedding step (S4) is performed. As shown in FIG. 6, in the embedding step (S <b> 4), the material for filling the ink flow path in the region including the ink flow path 11 (see FIG. 5) formed by the
次いで、切削工程(S5)が行われる。切削工程(S5)では、流路形成層29と埋め込み材料39とが切削される。このとき、少なくとも流路形成層29の上面が切削されるまで、切削が行われる。これによって、流路形成層29の上面に、切削による第一凹凸部291が形成される。また、埋め込み材料39の上面に、切削による第二凹凸部392が形成される。
Next, a cutting process (S5) is performed. In the cutting step (S5), the flow
また、切削工程(S5)では、例えば、シリコンウェハ60(図8参照)より大きい径で回転する刃70を有する切削機を用いて切削が行われる。この時、切削機の刃70は、流路形成層29と埋め込み材料39との表面を直交方向(前後方向、図8の矢印90参照)に削る。このため、前後方向に複数の溝部が形成され、第一凹凸部291及び第二凹凸部392が形成される。なお、第一凹凸部291を形成する溝部の深さは、例えば、0.8μmであり、第二凹凸部392を形成する溝部の深さは、例えば、0.4μmである。
In the cutting step (S5), for example, cutting is performed using a cutting machine having a
ここで、流路形成層29の方が、埋め込み材料39よりもヤング率が小さいため、加える力などを同じ条件として刃70で切削する場合、流路形成層29の方が、埋め込み材料39よりも削れやすくなる。したがって、流路形成層29の第一凹凸部291の表面粗さRaが埋め込み材料39の第二凹凸部392の表面粗さRaより大きくなる。すなわち、ヤング率の異なる流路形成層29と埋め込み材料39とを切削することで、流路形成層29における第一凹凸部291が形成される部位の表面粗さRaが、埋め込み材料39における第二凹凸部392が形成される部位の表面粗さRaより大きくなる。なお、表面粗さRaは、日本工業規格(JIS、Japanese Industrial Standards)等で規定された表面の粗さを表す指標であり、例えば、表面粗さ測定器等で測定を行うことができる。
Here, since the
次いで、ノズル層形成工程(S6)が実行される。図9に示すように、ノズル層形成工程(S6)では、流路形成層29と埋め込み材料39との切削工程(S5)によって切削された部位(上面)上に、ノズル層30が形成される。ノズル層形成工程(S6)では、エポキシ樹脂で形成されたラミネートテープが、熱圧着によって流路形成層29と埋め込み材料39との上側に接着されることで、エポキシ樹脂で形成されたノズル層30が形成される。流路形成層29の上面には第一凹凸部291が形成され、埋め込み材料39の上面には第二凹凸部392が形成されている。このため、ノズル層30の下面における流路形成層29に接触する部位には、第一凹凸部291に沿った第一ノズル層凹凸部301が形成される。また、ノズル層30の下面における埋め込み材料39に接触する部位には、第二凹凸部392に沿った第二ノズル層凹凸部302が形成される。
Next, a nozzle layer forming step (S6) is performed. As shown in FIG. 9, in the nozzle layer forming step (S6), the
次いで、ノズル形成工程(S7)が実行される。ノズル形成工程(S7)では、ノズル層30の上面からインク流路11が形成される部位(埋め込み材料39が位置する部位)にノズル層30を挿通する複数のノズル2が形成される。このとき、インク供給口10の外側に複数のノズル2を配列したノズル列3が形成される。図2に示すように、複数のノズル2は、それぞれヒータ部15の上側に位置する。本実施形態では、フォトリソグラフィによって複数のノズル2が形成されるが、ノズル2の形成方法はこれに限定されない。例えば、予めノズル2が形成されたフィルムをノズル層30として用いてもよい。
Next, a nozzle forming step (S7) is performed. In the nozzle forming step (S7), a plurality of
次いで、インク供給口形成工程(S8)が実行される。図2に示すように、インク供給口形成工程(S8)では、ノズル層30の表面が保護処理された後、エッチング等によって基板25に孔が開けられ、インク供給口10が形成される。その後、ノズル層30の表面の保護処理が解除される。
Next, an ink supply port forming step (S8) is performed. As shown in FIG. 2, in the ink supply port forming step (S8), after the surface of the
次いで、除去工程(S9)が実行される。図2に示すように、除去工程(S9)では、埋め込み材料39が除去されて、インク流路11が形成される。除去工程(S9)では、超音波洗浄によって埋め込み材料39が除去される。これによって、第二ノズル層凹凸部302がインク流路11に接する状態となる。以上の工程によって、インク吐出ユニット5(図1参照)が製造される。製造されたインク吐出ユニット5を用いることで、インクジェットヘッド用基板1の完成体(図1参照)を作成することができる。
Next, a removal step (S9) is performed. As shown in FIG. 2, in the removing step (S9), the embedding
本実施形態のインクジェットヘッド用基板1では、第一凹凸部291が流路形成層29に形成され、第一凹凸部291に沿った第一ノズル層凹凸部301がノズル層30に形成される。第一凹凸部291と第一ノズル層凹凸部301とが設けられているので、流路形成層29とノズル層30とが平面で接触する場合に比べて、流路形成層29とノズル層30との接触面積が大きくなる。このため、流路形成層29とノズル層30との密着強度が大きくなる。よって、流路形成層29からノズル層30が剥がれ難くすることができる。
In the
図10に示すように、インクをノズル2から吐出する場合、発熱抵抗部18が発熱され、インクが気化し、気泡80によってインクの弾81がノズル2から押し出される。このとき、インクをノズル2から押し出すための力がインク流路11に残存するインクに伝わる場合がある。この場合、インク流路11である通路6はノズル2からインク供給口10に延びているので、インクはノズル2からインク供給口10に向かう矢印95で示す右方向へ流れようとする。しかし、第二ノズル層凹凸部302を形成する溝部が、直交方向(前後方向)に設けられているので、右方向側に流れようとするインクと第二ノズル層凹凸部302との流抵抗が大きくなる。
As shown in FIG. 10, when ink is ejected from the
一般的に、流れる液体(粘性のある液体)と接触する動かない壁との界面では流体の速度はゼロである。液体の粘度が大きいほど、壁に近い液体の流れは悪くなり、いわゆる速度境界層が大きく発達する。図10において、速度境界層97は第二ノズル層凹凸部302とインク、そしてインク同士の摩擦によって発生した速度境界層である。また、速度境界層98は、保護層28の上面とインク、そしてインク同士の摩擦によって発生した速度境界層である。また、第二ノズル層凹凸部302の影響によって、第二ノズル層凹凸部302の近傍のインクには、矢印96に示す停滞するインクの渦が発生する。この渦が発生した領域のインクは、右方向に流れ難いので、インクの右方向への速度はゼロに近くなる。このため、速度境界層97はさらに大きく発達する。特に、本実施形態のように第二ノズル層凹凸部302が直交方向に延びる溝部で形成されている場合、渦が発生し易く、速度境界層97が大きく発達し易い。
In general, the velocity of the fluid is zero at the interface of the flowing wall (viscous liquid) with a stationary wall in contact. The greater the viscosity of the liquid, the worse the liquid flow near the wall, and the more so-called velocity boundary layer develops. In FIG. 10, a
速度境界層97,98が発生すると、実質的にインクが流れる領域が狭くなる。特に、速度境界層97は、第二ノズル層凹凸部302を平坦に形成する場合より大きくなっているので、実質的にインクが流れる領域がさらに狭くなり、流抵抗が増大する。流抵抗が増大するので、右方向にはインクが流れ難くなる。よって、インクを押し出す力は、右方向に伝わり難く、ノズル2側に効率よく伝搬する。このため、例えば、インクが低い温度の状態でインクの粘度が大きい場合でも、確実にノズル2から所定の運動量を有するインクを吐出できる。故に、吐出されたインクの弾81が印刷媒体に着弾する際の着弾位置の誤差(着弾誤差)を低減することができ、印字品質を良好に保つことができる。
When the
また、インクをノズル2から吐出する場合、発熱抵抗部18を発熱させ、気泡80を発生させる。第二ノズル層凹凸部302が設けられていることによって、インクを押し出す力がノズル2側に効率よく伝搬するので、第二ノズル層凹凸部302が設けられていない場合に比べて気泡80が小さくても、ノズル2から所定の運動量を有するインクを吐出できる。気泡80が小さくてもよいので、発熱抵抗部18を発熱させて気泡80を発生させるための電力を小さくすることができる。故に、第二ノズル層凹凸部302が設けられていない場合に比べて省電力化できる。
Further, when ink is ejected from the
また、例えば、インクの温度が高くインクの粘度が小さい場合、ノズルから吐出されるインクの弾81の速度が大きくなり、着弾誤差が大きくなる場合がある。また、インクの粘度が小さいことで、インクを吐出する際に飛沫が発生し、飛沫が印刷媒体に付着して印字品質を悪化させる場合がある。しかし、インクの粘度が小さい時には、速度境界層97,98は小さく(薄く)なる。このため、実質的にインクが流れる領域が実効的に広がり、流抵抗が減少する。流抵抗が減少するので、右方向にインクが流れ易くなる。よって、流抵抗が大きい場合に比べて、インクを押し出す力は右方向に伝わり易く、ノズル2側に伝わる力が減少する。このため、インクの温度が高くインクの粘度が小さい場合でも、インクの弾81の速度が大きくなりすぎることを防止でき、飛沫の発生を抑えて印字品質を良好に保つことができる。
For example, when the temperature of the ink is high and the viscosity of the ink is low, the speed of the
また、第一ノズル層凹凸部301及び第一凹凸部291の表面粗さRaが大きいほど、流路形成層29とノズル層30との接触面積が大きくなり、流路形成層29からノズル層30が剥がれ難くすることができる。一方、第二ノズル層凹凸部302の表面粗さRaは、インク流路11(インク室4)の体積に影響する。具体的には、例えば、表面粗さRaを考慮しない設計時における体積に対し、インク流路11(インク室4)の体積は、第二ノズル層凹凸部302の表面粗さRaを大きくし過ぎた場合、設計時における体積との乖離が大きくなる。したがって、表面粗さRaが大きい場合、設計時に想定されるノズル2から吐出するインクの量やインクの速度に影響を与える虞がある。すなわち、第一ノズル層凹凸部301の表面粗さRaは、流路形成層29とノズル層30との密着強度を上げるために大きくするほうが望ましいが、第二ノズル層凹凸部302の表面粗さRaは大き過ぎない方が望ましい。本実施形態では、第一ノズル層凹凸部301の表面粗さRaが、第二ノズル層凹凸部302の表面粗さRaより大きくなるように形成してある。このため、第二ノズル層凹凸部302によるインク流路11(インク室4)の体積に与える影響を低減しつつ、第一ノズル層凹凸部301による流路形成層29とノズル層30との密着強度を向上させることができる。なお、インク室4の体積に影響を与えない範囲は、例えば、溝部の深さ(凹凸の高さ)が切削後の流路形成層29の厚みの0.03倍以下の範囲である。
Further, the larger the surface roughness Ra of the first nozzle layer
また、ヤング率の異なる流路形成層29と埋め込み材料39とを同時に切削することで、流路形成層29における第一凹凸部291が形成される部位の表面粗さRaが、埋め込み材料39における第二凹凸部392が形成される部位の表面粗さRaより大きくなる。よって、流路形成層29と埋め込み材料39とを異なる条件で切削しなくても、第一凹凸部291に沿う第一ノズル層凹凸部301の表面粗さRaを、第二凹凸部392に沿う第二ノズル層凹凸部302の表面粗さRaより大きくすることができる。流路形成層29と埋め込み材料39とを異なる条件で切削しなくてもよいので、切削工程を効率よく行うことができる。
In addition, by simultaneously cutting the flow
上記実施形態において、流路形成層形成工程(S3)が本発明の「流路層形成工程」に相当する。流路形成層形成工程(S3)、埋め込み工程(S4)、切削工程(S5)、及びノズル層形成工程(S6)が本発明の「層形成工程」に相当する。 In the above embodiment, the flow path forming layer forming step (S3) corresponds to the “flow path layer forming step” of the present invention. The flow path forming layer forming step (S3), the embedding step (S4), the cutting step (S5), and the nozzle layer forming step (S6) correspond to the “layer forming step” of the present invention.
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、第一ノズル層凹凸部301の表面粗さRaが、第二ノズル層凹凸部302の表面粗さRaより大きく形成されていたが、これに限定されない。例えば、第一ノズル層凹凸部301の表面粗さRaと第二ノズル層凹凸部302の表面粗さRaとが同じでもよい。また、第一ノズル層凹凸部301の表面粗さRaが第二ノズル層凹凸部302の表面粗さRaより小さくてもよい。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various change is possible. For example, the surface roughness Ra of the first nozzle layer concavo-
また、ヤング率の異なる流路形成層29と埋め込み材料39とを切削することで、流路形成層29における第一凹凸部291が形成される部位の表面粗さRaが、埋め込み材料39における第二凹凸部392が形成される部位の表面粗さRaより大きくなるように切削を行っていたが、これに限定されない。例えば、切削時に、流路形成層29に刃70を押し当てる力を、埋め込み材料39に刃70を押し当てる力を大きくすることによって、流路形成層29における第一凹凸部291が形成される部位の表面粗さRaが、埋め込み材料39における第二凹凸部392が形成される部位の表面粗さRaより大きくなるように切削を行ってもよい。
In addition, by cutting the flow
また、例えば、分子量の異なる流路形成層29と埋め込み材料39とを切削することで、流路形成層29における第一凹凸部291が形成される部位の表面粗さRaが、埋め込み材料39における第二凹凸部392が形成される部位の表面粗さRaより大きくなるように切削を行ってもよい。この場合、流路形成層29の材料の分子量を埋め込み材料39の分子量より小さくする。一般的に、分子量が小さいと、材料を切削した場合に、より粗く削れる傾向がある。このため、流路形成層29と埋め込み材料39とを切削する刃70で同じ条件(加える力など)で切削しても、流路形成層29の方が埋め込み材料39より粗く削れる。よって、流路形成層29の第一凹凸部291の表面粗さが、埋め込み材料39の第二凹凸部392の表面粗さより大きくなる。よって、流路形成層29と埋め込み材料39とを異なる条件で切削しなくても、第一凹凸部291に沿う第一ノズル層凹凸部301の表面粗さを、第二凹凸部392に沿う第二ノズル層凹凸部302の表面粗さより大きくすることができる。この場合、流路形成層29と埋め込み材料39とを異なる条件で切削しなくてもよいので、切削工程を効率よく行うことができる。
Further, for example, by cutting the flow
また、第一ノズル層凹凸部301を形成する複数の溝部、及び第二ノズル層凹凸部302を形成する複数の溝部が、直交方向(前後方向)に向かって延びているが、これに限定されない。例えば、第一ノズル層凹凸部301を形成する複数の溝部、及び第二ノズル層凹凸部302を形成する複数の溝部が、ノズル列3からインク供給口10に向かう方向に延びていてもよい。すなわち、第一ノズル層凹凸部301を形成する複数の溝部、及び第二ノズル層凹凸部302を形成する複数の溝部が、左右方向に延びていてもよい。前述したように、インクをノズル2から吐出する場合、インクをノズル2から押し出すための力がインク流路11に残存するインクに伝わる場合がある。この場合でも、第二ノズル層凹凸部302を形成する複数の溝部が、左右方向に延びるので、該溝部に案内され、インクはノズル2からインク供給口10に向かう右方向(図1の矢印93の方向)に流れやすくなる。このため、インク流路に残存するインクが他のノズル2に向かって流れる可能性(図1の矢印94の方向に流れる可能性)が低くなる。よって、インクを吐出した場合の残存するインクの流れが、他のノズル2へのインクの充填(インクを吐出した後のインク室4へのインクの充填)等に悪影響を与えることを低減できる。
Further, the plurality of groove portions forming the first nozzle layer
また、ノズル2からインクが吐出された後、インク室4にインクが再充填される。このとき、第二ノズル層凹凸部302を形成する複数の溝部が左右方向に延びるので、該溝部に案内され、インクはインク供給口10からノズル2に向かう左方向(図1の矢印93の反対方向)に流れやすくなる。このため、他のノズル2に充填されようとするインクを引き寄せてしまう可能性(図1の矢印94の反対方向にインクが流れる可能性)が低くなる。よって、インクを吐出した後にインク室4に再充填されるインクの流れが、他のノズル2へのインクの充填等に悪影響を与えることを防止できる。このように、第二ノズル層凹凸部302が設けられていることによって、インク流路11におけるインクに対する流抵抗及び、インクの流れる方向を制御することができる。
Further, after ink is ejected from the
なお、第一ノズル層凹凸部301を形成する複数の溝部、及び第二ノズル層凹凸部302を形成する複数の溝部が左右方向に延びるように形成される場合、図11の矢印91に示すように、切削工程(S5)で流路形成層29と埋め込み材料39との表面を左右方向に削る。これによって、流路形成層29に左右方向に延びる複数の溝部で形成された第一凹凸部291と第二凹凸部392とが形成され、ノズル層形成工程(S6)によって第一ノズル層凹凸部301と第二ノズル層凹凸部302とを形成する複数の溝部が左右方向に延びるように形成される。
In addition, when the some groove part which forms the 1st nozzle layer uneven | corrugated |
また、第一ノズル層凹凸部301と第二ノズル層凹凸部302とは、それぞれ溝部によって形成されていたが、形状は限定されない。第一ノズル層凹凸部301と第二ノズル層凹凸部302とは、凹凸部が形成されていれば、特に形状は限定されない。例えば、円柱状に下方に突出する円柱部をノズル層30の下面に複数設けて、第一ノズル層凹凸部301と第二ノズル層凹凸部302とを形成してもよい。この場合でも、第二ノズル層凹凸部302によるインクに対する流抵抗が増大する。また、第一ノズル層凹凸部301と第一凹凸部とを沿わせることで、流路形成層29とノズル層30との密着強度が大きくなる。
Moreover, although the 1st nozzle layer uneven | corrugated |
また、第二ノズル層凹凸部302が設けられていたが、これに限定されない。例えば、第二ノズル層凹凸部302が設けられておらず、平面で形成されてもよい。また、図7では、刃70が左下に向かって延びているが、刃70の形状は限定されない。例えば、刃70は右下に延びてもよいし、下側に延びてもよい。
Moreover, although the 2nd nozzle layer uneven | corrugated |
なお、図2では、第一凹凸部291と第一ノズル層凹凸部301とが隙間なく密着しているが、一部に隙間があってもよい。この場合であっても、研磨により形成した密着界面よりも互いの接触面積が大きいため、同様の効果を奏する。また,ノズル層30と流路形成層29に対して引き剥がす力が余り働かない箇所(例えばノズル列3から離れた箇所)に対して隙間を形成したとき、そもそも両層の剥がれを引き起こす応力がそれほど働かないため問題とならない場合がある。このように、剥がれの生じやすさに応じて隙間の分布を変えても良い。
In FIG. 2, the first concavo-
また、インクジェットヘッド用基板1のインク吐出ユニット5の製造方法は、第一実施形態に限定されない。以下の説明では、製造方法の変形例である第二実施形態について説明する。第二実施形態では、予め第一ノズル層凹凸部301及び第二ノズル層凹凸部302が形成された層状材料31(図13参照)を用いて、ノズル層30が形成される。以下の説明では、第一実施形態と同じ構成及び工程は、第一実施形態と同じ符号で示し、詳細の説明は省略する。
Moreover, the manufacturing method of the
図12に示すように、第二実施形態における製造工程では、まず、凹凸部形成工程(S11)が実行される。凹凸部形成工程(S11)では、層状材料31に第一ノズル層凹凸部301及び第二ノズル層凹凸部302を形成する。図13に示すように、凹凸部形成工程(S11)では、第一ノズル層凹凸部301及び第二ノズル層凹凸部302を形成するための型33が用いられて、層状材料31が形成される。型33の上面には、凹凸部である第一型凹凸部331及び第二型凹凸部332が設けられている。第一型凹凸部331は、流路形成層29に接触する第一ノズル層凹凸部301を形成するための凹凸部である。第二型凹凸部332は、インク流路11に接触する第二ノズル層凹凸部302を形成するための凹凸部である。第一型凹凸部331及び第二型凹凸部332は、前後方向に延びる溝部によって形成されている。型33において、第一型凹凸部331が設けられている部位の表面粗さRaは、第二型凹凸部332が設けられている部位の表面粗さRaより大きい。また、型33の上面の周囲には図示外の壁部が立設されており、ノズル層30を形成するための溶液を型33の上面に溜めることができる。
As shown in FIG. 12, in the manufacturing process according to the second embodiment, first, an uneven portion forming step (S11) is performed. In the uneven portion forming step (S <b> 11), the first nozzle layer
図13に示すように、凹凸部形成工程(S11)では、型33の上面に、層状材料31を形成するための溶液(例えば、エポキシ樹脂を含有した溶液)を溜める。そして、乾燥あるいは加熱によって硬化させて、フィルム状の層状材料31(例えば、エポキシの層)を作成する。この層状材料31がノズル層30である。層状材料31には、第一型凹凸部331に沿った第一ノズル層凹凸部301が形成され、第二型凹凸部332に沿った第二ノズル層凹凸部302が形成されている。
As shown in FIG. 13, in the concavo-convex portion forming step (S <b> 11), a solution (for example, a solution containing an epoxy resin) for forming the
次いで、第一実施形態と同様に、ヒータ部形成工程(S1)、段部形成工程(S2)、流路形成層形成工程(S3)が行われる。これによって、図5に示すように、流路形成層29が形成された状態となる。
Next, similarly to the first embodiment, a heater portion forming step (S1), a step portion forming step (S2), and a flow path forming layer forming step (S3) are performed. As a result, as shown in FIG. 5, the flow
次いで、配置工程(S12)が行われる。図2に示すように、配置工程(S12)では、凹凸部形成工程(S11)で予め作成された層状材料31(ノズル層30)が流路形成層29上に配置され、例えば、熱圧着によって密着される。このとき、第一ノズル層凹凸部301は流路形成層29上に配置され、第二ノズル層凹凸部302がインク流路11上に配置される。また、配置工程(S12)によって層状材料31が流路形成層29に押し付けられることによって、流路形成層29の上面に第一ノズル層凹凸部301に沿って第一凹凸部291が形成される。
Next, an arrangement step (S12) is performed. As shown in FIG. 2, in the disposing step (S12), the layered material 31 (nozzle layer 30) prepared in advance in the concavo-convex portion forming step (S11) is disposed on the flow
次いで、第一実施形態と同様に、ノズル形成工程(S9)が行われて、ノズル2が形成される。なお、ノズル2は、層状材料31に予め形成しておいてもよい。次いで、インク供給口形成工程(S8)が行われ、インク供給口10が形成される。
Next, as in the first embodiment, the nozzle formation step (S9) is performed to form the
以上のように、第二実施形態における製造方法によって、インクジェットヘッド用基板のインク吐出ユニット5が形成される。本実施形態によって製造されるインク吐出ユニット5は、第一実施形態と同様に、第一凹凸部291と第一ノズル層凹凸部301とが沿った状態で、流路形成層29とノズル層30とが接触している。このため、流路形成層29とノズル層30とが平面で接触する場合に比べて接触面積が大きくなる。故に、流路形成層29とノズル層30との密着強度が大きくなる。よって、流路形成層29からノズル層30が剥がれ難くすることができる。その他にも、本実施形態によって製造されるインク吐出ユニット5は、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第一実施形態と同様の変形をすることができる。
As described above, the
第二実施形態において、第一ノズル層凹凸部301及び第二ノズル層凹凸部302の形状を変更する場合、型33の第一型凹凸部331と第二型凹凸部332との形状を変更すればよい。また、第二型凹凸部332を平面にすることで、ノズル層30の第二ノズル層凹凸部302の部位を平面に形成してもよい。
In the second embodiment, when the shapes of the first nozzle layer
なお、層状材料31を形成するための材料を含有した溶液が乾燥されて層状材料31が形成されていたが、これに限定されない。例えば、半硬化状態(完全に硬化しておらず、ある程度の柔らかさを保った状態)の層状材料31を、型33の第一型凹凸部331及び第二型凹凸部332が形成された上面に押し当てて、層状材料31を変形させて第一ノズル層凹凸部301と第二ノズル層凹凸部302とを形成してもよい。この場合、第一ノズル層凹凸部301と第二ノズル層凹凸部302が形成された層状材料31を乾燥して硬化させて、層状材料31の完成体が得られる。また、例えば、表面が平坦に形成された層状材料31の表面を切削等の機械加工によって削って、第一ノズル層凹凸部301と第二ノズル層凹凸部302とを形成してもよい。その際、例えば位置選択的に層状材料の硬化進度を変えて,切削後の表面粗さを位置選択的に制御しても良い。また、表面が平坦に形成された層状材料31の表面をエッチング、レーザ加工、又はサンドブラストによって加工し、第一ノズル層凹凸部301と第二ノズル層凹凸部302とを形成してもよい。
In addition, although the solution containing the material for forming the
また、凹凸部形成工程(S11)において層状材料31に第一ノズル層凹凸部301と第二ノズル層凹凸部302とを形成する場合に、型33を用いなくてもよい。例えば、バーコータ40(図14参照)を用いて凹凸部を形成してもよい。図14に示すように、バーコータ40は、紙面左右方向に長い円柱状の軸部(図示外)の周囲に金属線が巻きつけられることで形成されている。金属線が巻きつけられることによって、金属線の周囲の凹凸部401が形成される。
Further, when forming the first nozzle layer
バーコータ40を用いて凹凸部形成工程(S11)を行う場合について説明する。図15に示すように、上面が平坦な台41上に、層状材料31を形成するための材料を含有した粘性のある材料311が配置される。そして、配置された材料311の上側にバーコータ40の外周面を当てながら紙面左方向にバーコータ40を移動させて溶液を延ばしていき、材料311を所定の厚みに形成する。このとき、材料311の上面には、バーコータ40の金属線による凹凸部401(図14参照)に沿った凹凸部ができる。作成された凹凸部が、第一ノズル層凹凸部301及び第二ノズル層凹凸部302となる。そして、バーコータによって第一ノズル層凹凸部301及び第二ノズル層凹凸部302が形成された材料311を乾燥させて硬化させることで、層状材料31が形成される。
The case where the uneven | corrugated | grooved part formation process (S11) is performed using the
なお、層状材料31を形成するための材料を含有した粘性のある材料311をバーコータ40で延ばすのではなく、層状材料31を形成するための材料を含有した半硬化した層状の材料の面にバーコータ40を押しあてながらバーコータ40を移動させることで、第一ノズル層凹凸部301及び第二ノズル層凹凸部302を形成してもよい。そして、半硬化した材料を乾燥させて硬化させることで、層状材料31を形成してもよい。
In addition, the
第二実施形態において、流路形成層形成工程(S3)が本発明の「流路層形成工程」に相当する。流路形成層形成工程(S3)及び配置工程(S12)が本発明の「層形成工程」に相当する。 In the second embodiment, the flow path forming layer forming step (S3) corresponds to the “flow path layer forming step” of the present invention. The flow path forming layer forming step (S3) and the arranging step (S12) correspond to the “layer forming step” of the present invention.
1 インクジェットヘッド用基板
2 ノズル
3 ノズル列
5 インク吐出ユニット
10 インク供給口
11 インク流路
29 流路形成層
30 ノズル層
31 層状材料
39 埋め込み材料
291 第一凹凸部
295 壁部
301 第一ノズル層凹凸部
302 第二ノズル層凹凸部
392 第二凹凸部
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記インク流路の少なくとも一部を形成する壁部を有する層である流路形成層と、
前記流路形成層上に形成された層であって、前記ノズルを形成するノズル層と、
前記流路形成層における前記ノズル層に接触する部位に設けられた凹凸部である第一凹凸部と、
前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に設けられた凹凸部である第一ノズル層凹凸部と、
前記ノズル層における前記インク流路に接する部位に設けられた凹凸部である第二ノズル層凹凸部と
を備え、
前記第一凹凸部と前記第一ノズル層凹凸部とは互いに沿うことを特徴とするインクジェットヘッド用基板。 An inkjet head substrate comprising: a plurality of nozzles that eject ink; an ink supply port that supplies the ink; and an ink flow path that supplies the ink from the ink supply port to the nozzle,
A flow path forming layer that is a layer having a wall portion that forms at least a part of the ink flow path;
A layer formed on the flow path forming layer, the nozzle layer forming the nozzle; and
A first concavo-convex portion that is a concavo-convex portion provided at a portion in contact with the nozzle layer in the flow path forming layer;
A first nozzle layer concavo-convex portion that is a concavo-convex portion provided in a portion of the nozzle layer that contacts the flow path forming layer ;
A second nozzle layer concavo-convex portion, which is a concavo-convex portion provided at a portion in contact with the ink flow path in the nozzle layer ,
The substrate for an ink jet head, wherein the first uneven portion and the first nozzle layer uneven portion are aligned with each other.
前記第二ノズル層凹凸部は、前記ノズル列から前記インク供給口に向かって延びる複数の溝部によって形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド用基板。 The plurality of nozzles are respectively arranged outside the ink supply port to form a nozzle row,
Said second nozzle layer uneven portion is a substrate for ink jet head according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed by a plurality of grooves extending toward the ink supply port from the nozzle array.
前記第二ノズル層凹凸部は、前記ノズル列から前記インク供給口に向かう方向に直交する方向に沿って延びる複数の溝部によって形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド用基板。 The plurality of nozzles are respectively arranged outside the ink supply port to form a nozzle row,
Said second nozzle layer uneven portion is an ink jet according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed by a plurality of grooves extending along a direction perpendicular to the direction toward the ink supply port from the nozzle array Head substrate.
前記インク流路の少なくとも一部を形成する壁部を有する層である流路形成層を形成する流路層形成工程と、
前記流路層形成工程によって形成された前記流路形成層上に、前記ノズルが形成される層であるノズル層を形成し、前記流路形成層における前記ノズル層に接触する部位に設けられる凹凸部である第一凹凸部と、前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に設けられる凹凸部である第一ノズル層凹凸部とを互いに沿わせる層形成工程と
を備え、
前記層形成工程は、
前記流路層形成工程によって形成された前記流路形成層の前記壁部によって形成される前記インク流路を含んだ領域に前記インク流路を埋める材料である埋め込み材料を配置する埋め込み工程と、
前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削して、前記流路形成層に切削による前記第一凹凸部を形成する切削工程と、
前記流路形成層と前記埋め込み材料との前記切削工程によって切削された部位上に、前記ノズル層を形成すると共に、前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に、前記第一凹凸部に沿って前記第一ノズル層凹凸部を形成するノズル層形成工程と
を備え、
前記埋め込み材料を除去して前記インク流路を形成する除去工程をさらに備えたことを特徴とするインクジェットヘッド用基板の製造方法。 An inkjet head substrate manufacturing method comprising: a plurality of nozzles that eject ink; an ink supply port that supplies the ink; and an ink flow path for supplying the ink from the ink supply port to the nozzle. And
A flow path layer forming step of forming a flow path forming layer that is a layer having a wall portion that forms at least a part of the ink flow path;
The nozzle layer, which is the layer in which the nozzle is formed, is formed on the flow path forming layer formed by the flow path layer forming step, and the unevenness provided at the portion in contact with the nozzle layer in the flow path forming layer A layer forming step of mutually aligning the first concavo-convex portion that is a portion and the first nozzle layer concavo-convex portion that is a concavo-convex portion provided in a portion that contacts the flow path forming layer in the nozzle layer ,
The layer forming step includes
An embedding step of disposing an embedding material, which is a material for embedding the ink channel, in a region including the ink channel formed by the wall portion of the channel forming layer formed by the channel layer forming step;
Cutting the flow path forming layer and the embedding material to form the first uneven portion by cutting in the flow path forming layer;
The nozzle layer is formed on a portion of the flow path forming layer and the embedding material cut by the cutting step, and the first uneven portion is formed on a portion of the nozzle layer that contacts the flow path forming layer. A nozzle layer forming step of forming the first nozzle layer irregularities along
With
A method of manufacturing an ink jet head substrate, further comprising a removing step of forming the ink flow path by removing the embedding material .
前記ノズル層形成工程は、前記ノズル層を形成すると共に、前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に前記第一ノズル層凹凸部を形成し、前記ノズル層における前記埋め込み材料に接触する部位に、前記第二凹凸部に沿って凹凸部である第二ノズル層凹凸部を形成し、
前記除去工程は、前記埋め込み材料を除去して前記インク流路を形成するとともに、前記第二ノズル層凹凸部を前記インク流路に接する状態にすることを特徴とする請求項5に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 In the cutting step, the flow path forming layer and the embedded material are cut to form the first uneven portion in the flow path forming layer, and the second uneven portion by cutting is formed in the embedded material,
In the nozzle layer forming step, the nozzle layer is formed, the first nozzle layer uneven portion is formed in a portion of the nozzle layer that contacts the flow path forming layer, and the nozzle layer contacts the embedding material. Forming a second nozzle layer concavo-convex portion, which is a concavo-convex portion along the second concavo-convex portion, at the site;
The inkjet according to claim 5 , wherein the removing step forms the ink flow path by removing the embedding material, and brings the second nozzle layer uneven portion into contact with the ink flow path. Manufacturing method of head substrate.
前記切削工程は、前記ノズル列が配置される位置から前記インク供給口が配置される位置に向かって延びる複数の溝部を前記埋め込み材料に形成することで、前記第二凹凸部を形成することを特徴とする請求項6又は7に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 A nozzle forming step of forming, in the nozzle layer, a nozzle row in which the plurality of nozzles are arranged so that the plurality of nozzles are arranged outside the ink supply port;
In the cutting step, the second uneven portion is formed by forming, in the embedding material, a plurality of grooves extending from a position where the nozzle row is disposed toward a position where the ink supply port is disposed. The method for manufacturing a substrate for an ink jet head according to claim 6 or 7 .
前記切削工程は、前記ノズル列が配置される位置から前記インク供給口が配置される位置に向う方向に直交する方向に延びる複数の溝部を前記埋め込み材料に形成することで、前記第二凹凸部を形成することを特徴とする請求項6又は7に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 A nozzle forming step of forming, in the nozzle layer, a nozzle row in which the plurality of nozzles are arranged so that the plurality of nozzles are arranged outside the ink supply port;
In the cutting step, a plurality of groove portions extending in a direction orthogonal to a direction from the position where the nozzle row is disposed to the position where the ink supply port is disposed are formed in the embedding material. method of manufacturing a substrate for ink jet head according to claim 6 or 7, characterized in that to form the.
前記インク流路の少なくとも一部を形成する壁部を有する層である流路形成層を形成する流路層形成工程と、
前記流路層形成工程によって形成された前記流路形成層上に、前記ノズルが形成される層であるノズル層を形成し、前記流路形成層における前記ノズル層に接触する部位に設けられる凹凸部である第一凹凸部と、前記ノズル層における前記流路形成層に接触する部位に設けられる凹凸部である第一ノズル層凹凸部とを互いに沿わせる層形成工程と
を備え、
前記層形成工程は、
層状の材料で形成された前記ノズル層に前記第一ノズル層凹凸部を形成する凹凸部形成工程と、
前記凹凸部形成工程によって前記第一ノズル層凹凸部が形成された前記ノズル層を前記流路形成層上に配置し、前記第一ノズル層凹凸部に沿って前記第一凹凸部を前記流路形成層に形成する配置工程と
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド用基板の製造方法。 An inkjet head substrate manufacturing method comprising: a plurality of nozzles that eject ink; an ink supply port that supplies the ink; and an ink flow path for supplying the ink from the ink supply port to the nozzle. And
A flow path layer forming step of forming a flow path forming layer that is a layer having a wall portion that forms at least a part of the ink flow path;
The nozzle layer, which is the layer in which the nozzle is formed, is formed on the flow path forming layer formed by the flow path layer forming step, and the unevenness provided at the portion in contact with the nozzle layer in the flow path forming layer Forming a first uneven portion that is a portion and a first nozzle layer uneven portion that is an uneven portion provided in a portion of the nozzle layer that contacts the flow path forming layer;
With
The layer forming step includes
An uneven portion forming step of forming the first nozzle layer uneven portion on the nozzle layer formed of a layered material;
The nozzle layer in which the first nozzle layer uneven portion is formed by the uneven portion forming step is disposed on the flow path forming layer, and the first uneven portion is disposed along the first nozzle layer uneven portion. features and to Louis link method of manufacturing a substrate for jet head further comprising a disposing step of forming the layer.
前記配置工程は、前記ノズル層を前記流路形成層上に配置し、前記流路形成層に前記第一凹凸部を形成するとともに、前記ノズル層の前記第二ノズル層凹凸部を前記インク流路に接する部位に配置することを特徴とする請求項10に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 The concavo-convex portion forming step forms the first nozzle layer concavo-convex portion and the second nozzle layer concavo-convex portion which is an concavo-convex portion on the nozzle layer,
In the arranging step, the nozzle layer is arranged on the flow path forming layer, the first uneven portion is formed on the flow path forming layer, and the second nozzle layer uneven portion of the nozzle layer is formed on the ink flow. method of manufacturing a substrate for ink jet head according to claim 1 0, characterized in that arranged at a site in contact with the road.
前記凹凸部形成工程は、前記のノズル列が配置される位置から前記インク供給口が配置される位置に向かって延びる複数の溝部を前記ノズル層に形成することで、前記第二ノズル層凹凸部を形成することを特徴とする請求項11又は12に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 A nozzle forming step of forming, in the nozzle layer, a nozzle row in which the plurality of nozzles are arranged so that the plurality of nozzles are arranged outside the ink supply port;
In the uneven portion forming step, the second nozzle layer uneven portion is formed by forming, in the nozzle layer, a plurality of groove portions extending from a position where the nozzle row is disposed toward a position where the ink supply port is disposed. method of manufacturing a substrate for ink jet head according to claim 1 1 or 1 2, characterized in that to form the.
前記凹凸部形成工程は、前記ノズル列が配置される位置から前記インク供給口が配置される位置に向かう方向に直交する方向に延びる複数の溝部を前記ノズル層に形成することで、前記第二ノズル層凹凸部を形成することを特徴とする請求項11又は12に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 A nozzle forming step of forming, in the nozzle layer, a nozzle row in which the plurality of nozzles are arranged so that the plurality of nozzles are arranged outside the ink supply port;
In the uneven portion forming step, a plurality of groove portions extending in a direction orthogonal to a direction from the position where the nozzle row is disposed toward the position where the ink supply port is disposed are formed in the nozzle layer. method of manufacturing a substrate for ink jet head according to claim 1 1 or 1 2 and forming a nozzle layer uneven portion.
前記切削工程は、分子量の異なる前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削することで、前記第一凹凸部が設けられる部位の表面粗さが、前記第二凹凸部が設けられる部位の表面粗さより大きくなるように、前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削することを特徴とする請求項7に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 The molecular weight of the material of the flow path forming layer formed by the flow path layer forming process is smaller than the molecular weight of the embedded material disposed by the embedding process,
In the cutting step, the flow path forming layer and the embedding material having different molecular weights are cut so that the surface roughness of the portion where the first uneven portion is provided is the surface of the portion where the second uneven portion is provided. 8. The method of manufacturing an ink jet head substrate according to claim 7 , wherein the flow path forming layer and the embedding material are cut so as to be larger than roughness.
前記切削工程は、ヤング率の異なる前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削することで、前記第一凹凸部が設けられる部位の表面粗さが、前記第二凹凸部が設けられる部位の表面粗さより大きくなるように、前記流路形成層と前記埋め込み材料とを切削することを特徴とする請求項7又は15に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。 The Young's modulus of the material of the flow path forming layer formed by the flow path layer forming step is smaller than the Young's modulus of the embedded material disposed by the embedding step,
In the cutting step, by cutting the flow path forming layer and the embedding material having different Young's moduli, the surface roughness of the portion where the first uneven portion is provided is the portion where the second uneven portion is provided. to be larger than the surface roughness, method of manufacturing a substrate for ink jet head according to claim 7 or 1 5, characterized in that cutting said burying material and the channel forming layer.
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