JP6409277B2 - Liquid ejection device - Google Patents

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

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に関する。   The present invention relates to a liquid ejection device that ejects liquid.

インクジェットプリンター等に用いられる熱源駆動方式のインク吐出ヘッドは、熱源を用いてインクに気泡を発生させ、その気泡の膨張力によりインク液滴を吐出させるものである。このような熱源駆動方式のインク吐出ヘッドの一例が、特許文献1に示されている。   A heat source driving type ink discharge head used in an inkjet printer or the like generates bubbles in ink using a heat source and discharges ink droplets by the expansion force of the bubbles. An example of such a heat source driving type ink discharge head is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707.

特許文献1に記載されたインク吐出ヘッドは、インクを吐出するノズルが、千鳥状且つ高密度に配置されている。従って、ノズルにインクを供給する流路の距離が短いものと長いものの2種類が存在する。距離が短い流路では、インクが流れる流路抵抗が小さくなる。従って、流路の入り口に対向する位置に抵抗部材が設けられて、流路の抵抗が大きくなっている。従って、特許文献1に記載されたインク吐出ヘッドでは、流路の抵抗差による各インク室へのインクの充填の差を無くすことにより、各ノズルから吐出されるインクの着弾位置のずれが防止されている。   In the ink discharge head described in Patent Document 1, nozzles that discharge ink are arranged in a staggered pattern and at a high density. Therefore, there are two types, a short distance and a long distance of the flow path for supplying ink to the nozzle. In a flow path with a short distance, the flow path resistance through which ink flows becomes small. Therefore, a resistance member is provided at a position facing the entrance of the flow path, and the resistance of the flow path is increased. Therefore, in the ink ejection head described in Patent Document 1, the difference in the landing position of the ink ejected from each nozzle is prevented by eliminating the difference in ink filling into each ink chamber due to the difference in flow path resistance. ing.

特開2006−315395号公報JP 2006-315395 A

しかしながら、上記従来のインク吐出ヘッドでは、抵抗部材が流路の入り口に対向する位置に設けられているので、隣の流路のへのインクの流れは、抵抗部材により低減できない。従って、あるノズルから連続的にインクが吐出されると、そのノズルに隣接したノズルのインク室へのインクの充填は影響を受ける。その結果、クロストークが発生したり、インクの充填性が悪化するという問題点があった。   However, in the conventional ink ejection head, since the resistance member is provided at a position facing the entrance of the flow path, the ink flow to the adjacent flow path cannot be reduced by the resistance member. Accordingly, when ink is continuously ejected from a certain nozzle, the ink filling into the ink chamber of the nozzle adjacent to the nozzle is affected. As a result, there is a problem that crosstalk occurs or ink filling properties deteriorate.

本発明の目的は、上記問題点を解決することであり、クロストークの発生を低減でき、また、液体の充填性を向上できる液体吐出装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a liquid ejection apparatus that can reduce the occurrence of crosstalk and can improve the liquid filling property.

本発明の一態様に係る液体吐出装置は、平面状の基板と、前記基板の一方の面に設けられ、液体を吐出するためのエネルギーを液体に与える複数のエネルギー発生素子と、前記基板の一方の面に対向し、前記液体を吐出する吐出孔を複数備えたノズル層と、前記一方の面と前記ノズル層との間において、前記エネルギー発生素子を含む液体室を各々区画する複数の流路壁と、前記一方の面において、前記エネルギー発生素子から離間した位置に形成された第一開口と前記基板の他方の面に形成された第二開口とを連通する液体供給口と、前記液体室へ前記第一開口から供給される前記液体を供給する液体流路と、前記流路壁の一端部に対応する前記第一開口の端部から前記第一開口の中央側に延設された突出部とを備えた液体吐出装置であって、前記突出部と前記ノズル層との間には、柱が形成され、吐出頻度の相対的に少ない液体を吐出する前記液体吐出装置にのみに、前記柱を設けることを特徴とする。 A liquid ejection apparatus according to a first aspect of the present invention includes a planar substrate, a plurality of energy generating elements that are provided on one surface of the substrate and impart energy to the liquid for ejecting the liquid, and the substrate A nozzle layer having a plurality of discharge holes for discharging the liquid, facing the one surface, and a plurality of flows each defining a liquid chamber containing the energy generating element between the one surface and the nozzle layer. A liquid supply port that communicates a road wall with a first opening formed at a position spaced apart from the energy generating element on the one surface and a second opening formed on the other surface of the substrate; and the liquid A liquid flow path for supplying the liquid supplied to the chamber from the first opening, and an end of the first opening corresponding to one end of the flow path wall, extending to the center side of the first opening. liquid discharge apparatus der provided with a protrusion Te, between the nozzle layer and the protrusions, the pillar is formed only on the liquid ejecting apparatus for ejecting relatively small liquid discharge frequency and providing a said column.

上記液体吐出装置では、突出部により隣の液体流路への液体の流入を低減して、クロストークの低減と液体の充填性の向上ができる。吐出頻度の相対的に少ない液体以外の液体吐出装置では、柱がないので液体の充填が遅れることがない。従って、吐出頻度の相対的に少ない液体以外の液体吐出装置では、カラーの液体吐出装置よりも早く液体を吐出することができる。 In the liquid ejection device, the inflow of the liquid into the adjacent liquid flow path can be reduced by the protruding portion, so that crosstalk can be reduced and the liquid filling property can be improved. In a liquid discharge apparatus other than a liquid with a relatively low discharge frequency, since there is no column, filling of the liquid is not delayed. Therefore, a liquid ejecting apparatus other than a liquid with a relatively low ejection frequency can eject liquid earlier than a color liquid ejecting apparatus.

前記液体流路の幅は、前記液体流路が形成される互いに隣接した一対の流路壁と各々対応する前記突出部の間の間隔より広くてもよい。この場合には、互いに隣接する突出部の隙間がゴミのフィルタの役目を奏する。   The width of the liquid channel may be wider than a distance between a pair of adjacent channel walls in which the liquid channel is formed and the corresponding protrusions. In this case, the gap between the protrusions adjacent to each other serves as a dust filter.

互いに隣接する前記柱間の間隔は、前記液体流路の幅よりも狭くてもよい。この場合には、互いに隣接する柱の隙間がゴミのフィルタの役目を奏する。   The interval between the columns adjacent to each other may be narrower than the width of the liquid channel. In this case, the gap between the columns adjacent to each other serves as a dust filter.

インク吐出ヘッド100の平面図である。2 is a plan view of the ink discharge head 100. FIG. インク吐出ヘッド100の平面の部分拡大図である。2 is a partially enlarged view of a plane of the ink discharge head 100. FIG. インク吐出ヘッド100の図1及び図2のX−X線に於ける矢視方向断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the ink discharge head 100 in the direction of the arrow in the X-X line of FIGS. 1 and 2. インク吐出ヘッド100の製造方法の説明図である。5 is an explanatory diagram of a method for manufacturing the ink discharge head 100. FIG. インク吐出ヘッド100の製造方法の説明図(図4の続き)である。FIG. 5 is an explanatory diagram (continuation of FIG. 4) of the method for manufacturing the ink discharge head 100. インク吐出ヘッド100の製造方法の説明図(図5の続き)である。FIG. 6 is an explanatory diagram (continuation of FIG. 5) of the method for manufacturing the ink discharge head 100. インク吐出ヘッド101の平面の部分拡大図である。3 is a partially enlarged view of a plane of the ink discharge head 101. FIG. インク吐出ヘッド102の平面の部分拡大図である。3 is a partially enlarged view of a plane of the ink discharge head 102. FIG. インク吐出ヘッド102の図8のX1−X1線に於ける矢視方向断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the ink discharge head 102 in the direction of the arrow in the X1-X1 line of FIG. インク吐出ヘッド103の平面の部分拡大図である。3 is a partially enlarged view of a plane of the ink discharge head 103. FIG. インク吐出ヘッド104の平面の部分拡大図である。2 is a partially enlarged view of a plane of the ink discharge head 104. FIG. インク吐出ヘッド105の平面の部分拡大図である。3 is a partially enlarged view of a plane of the ink discharge head 105. FIG.

以下、本発明を具現化した第一実施形態について、図面を参照して説明する。まず、図1〜図3を用いて、本発明の第一実施形態に係るインク吐出ヘッド100の構成について説明する。以下の実施形態では、液体の一例はインクであり、液体吐出装置の一例はインク吐出ヘッド100である。尚、図面は、構造を分かり易く説明する為の概略図であり、寸法の比率は実際のインク吐出ヘッド100とは異なる。例えば、実際は基板11の厚みは図に示す比率より厚く、図2及び図3に示すインク供給口2の左右方向の幅も図に示す比率より広い。   Hereinafter, a first embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the ink ejection head 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, an example of the liquid is ink, and an example of the liquid ejection device is the ink ejection head 100. The drawings are schematic diagrams for easy understanding of the structure, and the ratio of dimensions is different from that of the actual ink discharge head 100. For example, the thickness of the substrate 11 is actually larger than the ratio shown in the figure, and the width of the ink supply port 2 shown in FIGS. 2 and 3 is wider than the ratio shown in the figure.

[インク吐出ヘッド100の構成]
図1に示されるように、インク吐出ヘッド100は、一方向に整列した複数のインク吐出孔1を有する。このインク吐出孔1のそれぞれは、個別に設けられたインク室5(図2及び図3参照)にそれぞれ連通する。図2に示すように、インク室5は、側壁19Aと隔壁19Bとにより区画される。インク室5内には、インクを吐出するためのエネルギー発生素子として機能するヒーター13(図3参照)が、それぞれ設けられる。インク吐出ヘッド100の下面からインク室5へとつながるインク供給口2によって、インク室5へとインクが供給される。インク室5に供給されたインクは、ヒーター13の加熱によりその一部が気泡となる。この気泡によって押し出されたインク室5内のインクは、インク吐出孔1から吐出する。
[Configuration of Ink Ejection Head 100]
As shown in FIG. 1, the ink discharge head 100 has a plurality of ink discharge holes 1 aligned in one direction. Each of the ink ejection holes 1 communicates with an individually provided ink chamber 5 (see FIGS. 2 and 3). As shown in FIG. 2, the ink chamber 5 is partitioned by a side wall 19A and a partition wall 19B. In the ink chamber 5, heaters 13 (see FIG. 3) functioning as energy generating elements for discharging ink are provided. Ink is supplied to the ink chamber 5 through the ink supply port 2 connected to the ink chamber 5 from the lower surface of the ink discharge head 100. A part of the ink supplied to the ink chamber 5 becomes bubbles due to the heating of the heater 13. The ink in the ink chamber 5 pushed out by the bubbles is ejected from the ink ejection hole 1.

図3は、インク吐出ヘッド100を、複数のインク吐出孔1の整列方向と直交する方向に切断した断面(即ち、図1及び図2のX―X断面)の図である。インク吐出ヘッド100の層構造は、図3に示す下側から基板層10、バリア層30、ノズル層20とから主に構成される。基板層10には、インク供給口2が開口する。インク供給口2は、基板層10の上面側且つヒーター13の発熱部から離間した位置に形成された第一開口2Bと基板層10の下面側に形成された第二開口2Cとを連通する。このインク供給口2を通って、基板層10の下面から、ノズル層20及びバリア層30で区画されるインク室5にインクが供給される。ノズル層20には、インクを吐出するインク吐出孔1が開口する。以下、各層構造について説明する。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the ink discharge head 100 taken along a direction orthogonal to the alignment direction of the plurality of ink discharge holes 1 (that is, the XX cross section in FIGS. 1 and 2). The layer structure of the ink ejection head 100 is mainly composed of a substrate layer 10, a barrier layer 30, and a nozzle layer 20 from the lower side shown in FIG. An ink supply port 2 is opened in the substrate layer 10. The ink supply port 2 communicates the first opening 2 </ b> B formed on the upper surface side of the substrate layer 10 and a position away from the heat generating portion of the heater 13 and the second opening 2 </ b> C formed on the lower surface side of the substrate layer 10. Ink is supplied from the lower surface of the substrate layer 10 to the ink chamber 5 defined by the nozzle layer 20 and the barrier layer 30 through the ink supply port 2. The nozzle layer 20 has ink discharge holes 1 for discharging ink. Hereinafter, each layer structure will be described.

基板層10は、シリコンから形成される基板11が主体として形成される。基板11の一方の面(例えば、下面)には、絶縁層17が形成されている。絶縁層17の材質の一例は、二酸化シリコン等の絶縁性の材質である。基板11の他方の面(例えば、上面)には、絶縁層12が設けられている。絶縁層12の材質の一例は、二酸化シリコン等の絶縁性の材質である。絶縁層12の上面側には、ヒーター13の層が形成されている。ヒーター13は抵抗層から構成される。ヒーター13の材質の一例は、TaNやTaAlなどの抵抗発熱体である。ヒーター13は、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子である。図3に示すように、基板層10のインク吐出孔1と対向する部分においては、ヒーター13の上面側には、配線14が設けられている。配線14の材質の一例は、Al、Cu等である。配線14の上面側には、保護層15が設けられている。保護層15の材質の一例は、窒化シリコンなどの絶縁性の材質である。保護層15の上面側且つインク吐出孔1と対向する部分には、保護層15の破損を防ぐ保護膜16が形成されている。保護膜16の材質の一例は、タンタル等の物質であり、消泡時の衝撃から保護層15を守る。また、保護層15の上面の右端側には、後述の側壁19Aと保護層15とを密着させる密着増強層18が設けられている。密着増強層18上には、側壁19Aが設けられている。   The substrate layer 10 is formed mainly of a substrate 11 made of silicon. An insulating layer 17 is formed on one surface (for example, the lower surface) of the substrate 11. An example of the material of the insulating layer 17 is an insulating material such as silicon dioxide. An insulating layer 12 is provided on the other surface (for example, the upper surface) of the substrate 11. An example of the material of the insulating layer 12 is an insulating material such as silicon dioxide. On the upper surface side of the insulating layer 12, a layer of the heater 13 is formed. The heater 13 is composed of a resistance layer. An example of the material of the heater 13 is a resistance heating element such as TaN or TaAl. The heater 13 is an energy generating element that gives the ink energy for discharging the ink. As shown in FIG. 3, a wiring 14 is provided on the upper surface side of the heater 13 in the portion of the substrate layer 10 facing the ink ejection hole 1. An example of the material of the wiring 14 is Al, Cu or the like. A protective layer 15 is provided on the upper surface side of the wiring 14. An example of the material of the protective layer 15 is an insulating material such as silicon nitride. A protective film 16 that prevents damage to the protective layer 15 is formed on the upper surface side of the protective layer 15 and the portion facing the ink ejection holes 1. An example of the material of the protective film 16 is a substance such as tantalum, which protects the protective layer 15 from an impact at the time of defoaming. Further, on the right end side of the upper surface of the protective layer 15, there is provided an adhesion enhancing layer 18 that closely contacts a side wall 19 </ b> A described later and the protective layer 15. A side wall 19 </ b> A is provided on the adhesion enhancing layer 18.

図3に示すように、基板層10において、インク供給口2より左側の基板11の上面側には、絶縁層12が設けられている。絶縁層12の上面側には、ヒーター13の層が形成されている。ヒーター13の上面側には、配線14は設けられておらず、保護層15が設けられている。保護層15の上側には、後述の隔壁19Bと保護層15とを密着させる密着増強層18が設けられている。図2及び図3に示すように、基板層10のインク供給口2側の端部からは、突出部6がインク供給口2の中央側方向に水平に延設されている。突出部6は、隔壁19Bが設けられている部分の基板層10が平面視矩形に突出して形成されている。具体的には、基板層10において、突出部6が隔壁19Bのインク供給口2側の端部19Cに対応した位置(端部19Cに隣接した位置)から、インク供給口2側に基板層10の平面と水平にせり出している。本実施形態では、突出部6は、絶縁層12及び保護層15が突出している部分である。突出部6上には、密着増強層18を介して、円柱上の柱4が形成されている。柱4の材質は一例としてエポキシ樹脂である。柱4の位置は、隔壁19Bのインク供給口側の端部から離隔している。隔壁19Bのインク供給口側の端部と柱4との間には、隙間3が形成されている。   As shown in FIG. 3, an insulating layer 12 is provided on the upper surface side of the substrate 11 on the left side of the ink supply port 2 in the substrate layer 10. On the upper surface side of the insulating layer 12, a layer of the heater 13 is formed. The wiring 14 is not provided on the upper surface side of the heater 13, and a protective layer 15 is provided. On the upper side of the protective layer 15, an adhesion enhancing layer 18 is provided to adhere a partition wall 19 </ b> B (described later) and the protective layer 15. As shown in FIGS. 2 and 3, the protruding portion 6 extends horizontally from the end portion of the substrate layer 10 on the ink supply port 2 side toward the center of the ink supply port 2. The protruding portion 6 is formed by protruding a portion of the substrate layer 10 where the partition wall 19B is provided in a rectangular shape in plan view. Specifically, in the substrate layer 10, the protruding portion 6 extends from the position corresponding to the end portion 19 </ b> C on the ink supply port 2 side of the partition wall 19 </ b> B (the position adjacent to the end portion 19 </ b> C) toward the ink supply port 2 side. Projecting horizontally with the plane. In the present embodiment, the protruding portion 6 is a portion where the insulating layer 12 and the protective layer 15 protrude. A columnar column 4 is formed on the protrusion 6 via an adhesion enhancing layer 18. The material of the pillar 4 is an epoxy resin as an example. The position of the column 4 is separated from the end of the partition wall 19B on the ink supply port side. A gap 3 is formed between the end of the partition wall 19B on the ink supply port side and the column 4.

密着増強層18の上面側には、インク室5を区画する側壁19A及び隔壁19Bが設けられている。図2に示すように、側壁19Aはインク吐出ヘッド100の長手方向(図2に於ける前後方向)に延設される。隔壁19Bは、側壁19Aと直交する方向に延設される。図2に示すように、隔壁19Bのインク供給口2側の端部19Cは、側壁19Aと平行方向に幅が広くなっている。インク室5は、側壁19Aと一対の隔壁19Bとにより、略直方体の空間として区画される。隔壁19Bの端部19Cと隣接する隔壁19Bの端部19Cとの間が、インク室5へのインクの流路5Aを形成する。側壁19A及び隔壁19Bの材質は一例としてエポキシ樹脂である。側壁19A、隔壁19B及び柱4によりバリア層30が形成される。なお、基板11の上面(一方の面)に形成されるという文言は、基板11の上面に直接接触して形成されることは勿論、基板11の上面側に何らかの構成を間に挟んで形成されることも含む意味である。勿論、下面(他方の面)に形成されるという文言も、同様に解釈されるべきである。   On the upper surface side of the adhesion enhancing layer 18, a side wall 19 </ b> A and a partition wall 19 </ b> B that partition the ink chamber 5 are provided. As shown in FIG. 2, the side wall 19 </ b> A extends in the longitudinal direction of the ink discharge head 100 (the front-rear direction in FIG. 2). The partition wall 19B extends in a direction orthogonal to the side wall 19A. As shown in FIG. 2, the end 19C of the partition wall 19B on the ink supply port 2 side is wide in the direction parallel to the side wall 19A. The ink chamber 5 is partitioned as a substantially rectangular parallelepiped space by the side wall 19A and the pair of partition walls 19B. Between the end portion 19C of the partition wall 19B and the end portion 19C of the adjacent partition wall 19B, an ink flow path 5A to the ink chamber 5 is formed. The material of the side wall 19A and the partition wall 19B is, for example, an epoxy resin. A barrier layer 30 is formed by the side wall 19 </ b> A, the partition wall 19 </ b> B, and the pillar 4. The term “formed on the upper surface (one surface) of the substrate 11 is formed in direct contact with the upper surface of the substrate 11, and is formed on the upper surface side of the substrate 11 with some configuration in between. It also means that. Of course, the term “formed on the lower surface (the other surface)” should be interpreted in the same manner.

図2に示すように、流路5Aの幅L1は、隣接する突出部6,6間の間隔L2より広くなっている。また、流路5Aの幅L1は、隣接する柱4,4間の間隔L3よりも広くなっている。   As shown in FIG. 2, the width L <b> 1 of the flow path 5 </ b> A is wider than the interval L <b> 2 between the adjacent protrusions 6 and 6. The width L1 of the flow path 5A is wider than the interval L3 between the adjacent columns 4 and 4.

図2及び図3に示されるように、基板11は、開口であるインク供給口2を有する。インク供給口2は、基板11の平面方向に延在する細長い形状、具体的には平面視、矩形に形成される。そして、複数のインク吐出孔1及び複数のヒーター13が、インク供給口2の長手方向に沿って設けられる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the substrate 11 has an ink supply port 2 that is an opening. The ink supply port 2 is formed in an elongated shape extending in the planar direction of the substrate 11, specifically in a rectangular shape in plan view. A plurality of ink ejection holes 1 and a plurality of heaters 13 are provided along the longitudinal direction of the ink supply port 2.

次に、図3を参照して、ノズル層20について説明する。ノズル層20は、側壁19A、隔壁19B及び柱4の上端から基板平面方向に略平板状に延在している。ノズル層20のヒーター13の発熱部分13Aに対向する位置には、インク吐出孔1が形成されている。このノズル層20と、側壁19A、隔壁19B及び柱4とによって、基板層10の上面においてインクが流れるインク流路が規定される。なお、本実施形態において、側壁19A、隔壁19B及び柱4は別体に構成されるが、一体に構成されても差し支えない。ノズル層20の上面側には撥水膜21が形成されている。   Next, the nozzle layer 20 will be described with reference to FIG. The nozzle layer 20 extends from the upper end of the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 in a substantially flat plate shape in the substrate plane direction. An ink discharge hole 1 is formed at a position facing the heat generating portion 13A of the heater 13 of the nozzle layer 20. The nozzle layer 20, the side wall 19 </ b> A, the partition wall 19 </ b> B, and the pillar 4 define an ink flow path through which ink flows on the upper surface of the substrate layer 10. In the present embodiment, the side wall 19A, the partition wall 19B, and the column 4 are configured separately, but may be configured integrally. A water repellent film 21 is formed on the upper surface side of the nozzle layer 20.

[インク吐出ヘッド100の製造方法]
以下、図4〜図6を参照して、インク吐出ヘッド100の製造工程を説明する。
[Method for Manufacturing Ink Discharge Head 100]
Hereinafter, the manufacturing process of the ink ejection head 100 will be described with reference to FIGS.

先ず、図4(A)に示されるように、絶縁層12,17を有するシリコン製の基板11が準備される。絶縁層12,17は、例えば、酸化シリコンによって構成される。絶縁層12,17は、例えば、シリコン製の基板11を熱酸化することで形成される。或いは、予め両面に酸化シリコン膜が設けられた既製品の基板が用いられても差し支えない。なお、基板11の厚みは、例えば、625μm程度である。また、絶縁層12,17の厚みは、例えば、1〜5μm程度である。   First, as shown in FIG. 4A, a silicon substrate 11 having insulating layers 12 and 17 is prepared. The insulating layers 12 and 17 are made of, for example, silicon oxide. The insulating layers 12 and 17 are formed, for example, by thermally oxidizing the silicon substrate 11. Alternatively, an off-the-shelf substrate in which silicon oxide films are previously provided on both sides may be used. The thickness of the substrate 11 is about 625 μm, for example. Moreover, the thickness of the insulating layers 12 and 17 is about 1-5 micrometers, for example.

(エネルギー発生素子・薄膜層形成工程)
次に、図4(A)に示されるように、基板11の絶縁層12の上に、ヒーター13が形成される。ヒーター13は、例えば、TaNやTaAlなどの抵抗発熱体を、200〜1000Å程度の厚みになるように、スパッタリング法によってヒーター13の形成位置に堆積することで形成される。配線14も同様にして、例えばAl、Cuなどの金属、あるいはAlCuなどの合金にてスパッタリングにて形成される。これにより、配線工程も一緒に行われる。
(Energy generating element / thin film layer forming process)
Next, as shown in FIG. 4A, the heater 13 is formed on the insulating layer 12 of the substrate 11. The heater 13 is formed, for example, by depositing a resistance heating element such as TaN or TaAl on the formation position of the heater 13 by a sputtering method so as to have a thickness of about 200 to 1000 mm. Similarly, the wiring 14 is formed by sputtering with a metal such as Al or Cu, or an alloy such as AlCu. Thereby, a wiring process is also performed together.

次に、図4(A)に示されるように、耐インク性を有する薄膜層である保護層15が、基板11の上面のヒーター13及び配線14を少なくとも覆うように形成される。保護層15は、例えば、プラズマを利用した化学気相成長(プラズマCVD)やスパッタリング法によって、窒化シリコンをヒーター13、配線14及び絶縁層12に成膜することで得られる。なお、保護層15の厚みは、例えば、0.4μm程度である。次に、保護層15の上面側且つインク吐出孔1と対向する部分には、保護層15の破損を防ぐ保護膜16が形成されている。保護膜16の材質の一例は、タンタル等の固い物質である。保護膜16はスパッタリング法によって形成される。次に、保護層15上には、密着増強層18が形成される。密着増強層18の材質の一例は、バリア層30を構成する材質と同様の材質である。   Next, as shown in FIG. 4A, a protective layer 15 which is a thin film layer having ink resistance is formed so as to cover at least the heater 13 and the wiring 14 on the upper surface of the substrate 11. The protective layer 15 is obtained by depositing silicon nitride on the heater 13, the wiring 14, and the insulating layer 12 by, for example, chemical vapor deposition (plasma CVD) using plasma or sputtering. The thickness of the protective layer 15 is, for example, about 0.4 μm. Next, a protective film 16 that prevents damage to the protective layer 15 is formed on the upper surface side of the protective layer 15 and on the portion facing the ink ejection holes 1. An example of the material of the protective film 16 is a hard substance such as tantalum. The protective film 16 is formed by a sputtering method. Next, an adhesion enhancing layer 18 is formed on the protective layer 15. An example of the material of the adhesion enhancing layer 18 is the same material as that constituting the barrier layer 30.

(バリア層壁形成工程)
次に、図4(B)に示されるように、基板11上の密着増強層18上には、インクの流路壁と成るバリア層30を構成する側壁19A、隔壁19B及び柱4が形成される。本実施形態では、側壁19A、隔壁19B及び柱4は、硬化したエポキシ樹脂で形成される。また、側壁19A、隔壁19B及び柱4の膜厚は、例えば10−30μm程度になるように調整されてよい。
(Barrier layer wall formation process)
Next, as shown in FIG. 4B, on the adhesion enhancing layer 18 on the substrate 11, the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 constituting the barrier layer 30 serving as the ink flow path wall are formed. The In the present embodiment, the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 are formed of a cured epoxy resin. The film thickness of the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 may be adjusted to be, for example, about 10-30 μm.

(犠牲層形成工程)
次に、図4(C)に示されるように、犠牲層27が形成される。犠牲層27は、側壁19A、隔壁19B及び柱4の上面を覆う領域にも形成される。たとえば、犠牲層27の形成は、側壁19A、隔壁19B及び柱4によって形成された空間に、半硬化樹脂を注入し乾燥させることで行われる。本実施形態では、半硬化樹脂として、東レ(株)のポリイミド材、フォトニースが半硬化状態で使用される。フォトニースは、アルカリ溶液には可溶であるが、有機溶剤には不溶である。側壁19A、隔壁19B及び柱4を構成するエポキシ樹脂は、熱や光によって、犠牲層27が注入される前に、硬化している。側壁19A、隔壁19B及び柱4を構成するエポキシ樹脂は、非硬化時には有機溶剤に可溶であるが、硬化時には有機溶剤に不溶である。そのため、側壁19A、隔壁19B及び柱4と犠牲層27との間で、クロスミキシングは生じない。また、犠牲層27として、ノボラック樹脂が利用されてもよい。ノボラック樹脂としては、一例として、旭有機材工業(株)製のEP4080G、EP4050Gなどをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(PGMEA)などの有機溶剤に溶解したものが利用可能である。ノボラック樹脂は、キシレンやトルエンなどには溶解性が極めて低いが、アルカリ水溶液やアセトンなどには溶解する。側壁19A、隔壁19B及び柱4を構成するエポキシ樹脂は、硬化しているため、有機溶剤に対して不溶となっている。そのため、ノボラック樹脂が利用される場合でも、側壁19A、隔壁19B及び柱4と犠牲層27との間で、クロスミキシングは生じない。
(Sacrificial layer formation process)
Next, as shown in FIG. 4C, a sacrificial layer 27 is formed. The sacrificial layer 27 is also formed in regions covering the side walls 19 </ b> A, the partition walls 19 </ b> B, and the top surfaces of the pillars 4. For example, the sacrificial layer 27 is formed by injecting a semi-cured resin into the space formed by the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 and drying it. In this embodiment, a polyimide material and photo nice of Toray Industries, Inc. are used in a semi-cured state as the semi-cured resin. Photo Nice is soluble in an alkaline solution, but insoluble in an organic solvent. The epoxy resin constituting the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 is cured before the sacrificial layer 27 is injected by heat or light. The epoxy resin constituting the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 is soluble in an organic solvent when not cured, but is insoluble in an organic solvent when cured. Therefore, no cross-mixing occurs between the side wall 19A, the partition wall 19B, the pillar 4 and the sacrificial layer 27. A novolac resin may be used as the sacrificial layer 27. As an example of the novolak resin, EP4080G and EP4050G manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd. dissolved in an organic solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) can be used. The novolak resin has extremely low solubility in xylene and toluene, but dissolves in an alkaline aqueous solution and acetone. Since the epoxy resin which comprises the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 is hardened | cured, it is insoluble with respect to the organic solvent. Therefore, even when novolac resin is used, cross mixing does not occur between the side wall 19A, the partition wall 19B, the pillar 4 and the sacrificial layer 27.

次に、図4(D)に示されるように、犠牲層27の上面が平坦になるように、犠牲層27が上面から削除される。ここで、犠牲層27が側壁19A、隔壁19B及び柱4の上に残っていると、隣接するインク室5の間が連通する可能性がある。そのため、犠牲層27と側壁19A、隔壁19B及び柱4とが同一平面上に位置するまで、換言すれば、側壁19A、隔壁19B及び柱4の上面が露出するまで、犠牲層27が平坦化されるのが望ましい。このとき、側壁19A、隔壁19B及び柱4の上面も僅かながら削除されてよい。なお、犠牲層27の平坦化は、例えば、研磨、研削、切削などの機械加工によって行われる。あるいは、機械加工による粗平坦化の後で、インク吐出ヘッド100をアルカリ溶液に浸すことで、犠牲層27を上面から溶解させるなどの微細平坦化が行われてもよい。   Next, as shown in FIG. 4D, the sacrificial layer 27 is removed from the upper surface so that the upper surface of the sacrificial layer 27 becomes flat. Here, if the sacrificial layer 27 remains on the side wall 19 </ b> A, the partition wall 19 </ b> B, and the pillar 4, there is a possibility that the adjacent ink chambers 5 communicate with each other. Therefore, the sacrificial layer 27 is flattened until the sacrificial layer 27 and the side walls 19A, the partition walls 19B, and the pillars 4 are positioned on the same plane, in other words, until the upper surfaces of the side walls 19A, the partition walls 19B, and the pillars 4 are exposed. Is desirable. At this time, the side walls 19 </ b> A, the partition walls 19 </ b> B, and the top surfaces of the pillars 4 may be slightly removed. Note that the sacrificial layer 27 is planarized by, for example, machining such as polishing, grinding, or cutting. Alternatively, after the rough planarization by machining, fine planarization such as dissolving the sacrificial layer 27 from the upper surface by immersing the ink discharge head 100 in an alkaline solution may be performed.

(ノズル層形成工程)
次に、図5(A)に示されるように、側壁19A、隔壁19B、柱4及び犠牲層27を覆うように、ノズル層20が形成される。ノズル層20には、ヒーター13の発熱部に対向する位置に、インクを吐出するインク吐出孔1が設けられる。ノズル層20は、犠牲層27を溶解しないように形成される。そのために、例えば、犠牲層27の樹脂を溶解しないような溶媒を使ってのスピンコートやスプレーコートなどが行われる。ノズル層20の形成には、例えば、キシレンやトルエンなどの溶媒に溶解したエポキシ樹脂と、シランカップリング剤と、光重合開始剤とを混合したものが利用される。キシレンやトルエンは前述の半硬化ポリイミドやノボラック樹脂を溶解しないため、ノズル層20を形成する樹脂の溶媒として好都合である。ノズル層20を構成する樹脂の塗布後は、側壁19A、隔壁19B及び柱4との密着性をよくするとともにノズル層20に残った溶媒を追い出すために、ノズル層20を構成する樹脂が加熱される。ここで、溶媒を使ったコーティングの場合、塗布後にあまり温度を上げると、ノズル層20に残った溶媒が犠牲層27を溶かす場合もある。そのため、この加熱温度は、犠牲層27にダメージを与えないように設定される。また、ノズル層20の膜厚は、20−50μmなどに調整される。
(Nozzle layer formation process)
Next, as illustrated in FIG. 5A, the nozzle layer 20 is formed so as to cover the side wall 19 </ b> A, the partition wall 19 </ b> B, the pillar 4, and the sacrificial layer 27. The nozzle layer 20 is provided with an ink discharge hole 1 for discharging ink at a position facing the heat generating portion of the heater 13. The nozzle layer 20 is formed so as not to dissolve the sacrificial layer 27. For this purpose, for example, spin coating or spray coating using a solvent that does not dissolve the resin of the sacrificial layer 27 is performed. For the formation of the nozzle layer 20, for example, a mixture of an epoxy resin dissolved in a solvent such as xylene or toluene, a silane coupling agent, and a photopolymerization initiator is used. Xylene and toluene do not dissolve the above-mentioned semi-cured polyimide or novolak resin, and are therefore convenient as a solvent for the resin forming the nozzle layer 20. After application of the resin constituting the nozzle layer 20, the resin constituting the nozzle layer 20 is heated in order to improve the adhesion between the side wall 19 </ b> A, the partition wall 19 </ b> B, and the column 4 and to drive off the solvent remaining in the nozzle layer 20. The Here, in the case of coating using a solvent, if the temperature is raised too much after application, the solvent remaining in the nozzle layer 20 may dissolve the sacrificial layer 27 in some cases. Therefore, this heating temperature is set so as not to damage the sacrificial layer 27. The film thickness of the nozzle layer 20 is adjusted to 20-50 μm or the like.

このようにして形成されたノズル層20にフォトリソグラフィーが行われ、インク吐出孔1が形成される。インク吐出孔1の現像の際にはキシレンやトルエンなど、犠牲層27を溶解しない溶媒が利用される。但し、PGMEAやアセトンやアルカリ水溶液などを利用して、インク吐出孔1近辺にある犠牲層27の一部まで除去してしまっても差し支えない。   Photolithography is performed on the nozzle layer 20 thus formed, and the ink ejection holes 1 are formed. When developing the ink discharge hole 1, a solvent that does not dissolve the sacrificial layer 27, such as xylene or toluene, is used. However, the sacrificial layer 27 in the vicinity of the ink ejection holes 1 may be partially removed using PGMEA, acetone, an alkaline aqueous solution, or the like.

(インク供給口形成工程)
次に、図5(B)に示すように、基板層10の下面側(絶縁層17側)に、インク供給口2の形状がパターニングされて、ウェットエッチング,ドライエッチング等の化学的および物理的エッチング又はサンドブラストなどの機械加工が行われる。この加工により、基板層10下面側から上面側に向けて、絶縁層17及び基板11にインク供給口2が開口される。この場合、図5(B)に示すように基板11の下面側からインク供給口2が開口されるので、インク供給口2は下側の開口部面積が上側の開口部面積より大きくなる。尚、インク供給口2の開口幅(図5に於ける左右方向の幅)は、ウェットエッチングの場合には、一例として、100μm程度である。
(Ink supply port forming process)
Next, as shown in FIG. 5B, the shape of the ink supply port 2 is patterned on the lower surface side (insulating layer 17 side) of the substrate layer 10, and chemical and physical such as wet etching and dry etching are performed. Machining such as etching or sandblasting is performed. By this processing, the ink supply port 2 is opened in the insulating layer 17 and the substrate 11 from the lower surface side to the upper surface side of the substrate layer 10. In this case, since the ink supply port 2 is opened from the lower surface side of the substrate 11 as shown in FIG. 5B, the lower opening area of the ink supply port 2 is larger than the upper opening area. Note that the opening width of the ink supply port 2 (the width in the left-right direction in FIG. 5) is, for example, about 100 μm in the case of wet etching.

次に、図5(C)に示すように、基板層10の裏面側にレジスト22が塗布され、絶縁層12及び保護層15にインク供給口2、突出部6及び流路5Bがパターニングされる。次いで、図6(A)に示すように、基板層10の裏面側からドライエッチング等の化学的エッチングが行われる。これにより、絶縁層12及び保護層15に開口部が形成されて、図2に示すようにインク供給口2、突出部6及び流路5Bが形成される。次に、図6(B)に示すように、基板層10の裏面側のレジスト22が剥離されて取り去られる。   Next, as shown in FIG. 5C, a resist 22 is applied to the back side of the substrate layer 10, and the ink supply port 2, the protruding portion 6, and the flow path 5 </ b> B are patterned on the insulating layer 12 and the protective layer 15. . Next, as shown in FIG. 6A, chemical etching such as dry etching is performed from the back side of the substrate layer 10. As a result, openings are formed in the insulating layer 12 and the protective layer 15, and the ink supply port 2, the protruding portion 6, and the flow path 5B are formed as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 6B, the resist 22 on the back surface side of the substrate layer 10 is peeled off and removed.

(犠牲層除去・撥水膜工程)
その後、犠牲層27がアルカリ溶液等の溶剤で溶解して除去される。犠牲層27がノボラック樹脂で構成される場合、アセトンやPGMEAなどの有機溶剤に対して、インク吐出ヘッド100が浸される。溶媒に溶解した犠牲層27が、インク吐出孔1及びインク供給口2から流出することで、犠牲層27が除去される。その後、図3に示すように、ノズル層20の上面側に撥水膜21が形成される。
(Sacrificial layer removal / water repellent film process)
Thereafter, the sacrificial layer 27 is removed by dissolution with a solvent such as an alkaline solution. When the sacrificial layer 27 is composed of a novolac resin, the ink ejection head 100 is immersed in an organic solvent such as acetone or PGMEA. The sacrificial layer 27 dissolved in the solvent flows out of the ink ejection holes 1 and the ink supply ports 2, whereby the sacrificial layer 27 is removed. Thereafter, as shown in FIG. 3, a water repellent film 21 is formed on the upper surface side of the nozzle layer 20.

以上説明したように、第一実施形態のインク吐出ヘッド100では、図2に示すように、インクは、インク供給口2から互いに隣接する突出部6,6間の流路5B及び互いに隣接する柱4,4間を通り、流路5Aを通って、インク室5に流入する。ヒーター13により加熱されたインクは、インク吐出孔1から吐出する。その後、インクは、インク供給口2から互いに隣接する突出部6,6間の流路5B及び互いに隣接する柱4,4間を通り、更に、流路5Aを通ってインク室5に補充される。   As described above, in the ink ejection head 100 of the first embodiment, as shown in FIG. 2, the ink flows from the ink supply port 2 to the flow path 5 </ b> B between the protrusions 6 and 6 adjacent to each other and the columns adjacent to each other. 4 and 4, flows into the ink chamber 5 through the flow path 5 </ b> A. The ink heated by the heater 13 is discharged from the ink discharge hole 1. Thereafter, the ink passes through the flow path 5B between the protrusions 6 and 6 adjacent to each other and the columns 4 and 4 adjacent to each other from the ink supply port 2, and is further replenished to the ink chamber 5 through the flow path 5A. .

第一実施形態のインク吐出ヘッド100では、図2に示すように、基板層10において、突出部6が隔壁19Bのインク供給口2側の端部19Cに対応した位置から、インク供給口2側にせり出しているので、複数のインク吐出孔1が駆動され、複数のインク室5にインクが充填される場合に、インクは、主として、供給口2からインク室5の正面の流路5Bを通過して矢印Aに示すようにインク室5へ充填される。また、矢印Bに示すように当該インク室5に隣接するインク室5の正面の供給口2から当該インク室5へ充填されるインク量は突出部6により妨げられて少なくなる。従って、インク室5にインクが充填される場合に、隣のインク室5へ充填されるインクへ影響を及ぼしにくい。従って、クロストークが低減される。   In the ink ejection head 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 2, the protrusion 6 on the substrate layer 10 from the position corresponding to the end 19C on the ink supply port 2 side of the partition wall 19B, from the ink supply port 2 side. Therefore, when the plurality of ink ejection holes 1 are driven and the plurality of ink chambers 5 are filled with ink, the ink mainly passes from the supply port 2 to the flow path 5B in front of the ink chamber 5. Then, as shown by the arrow A, the ink chamber 5 is filled. Further, as indicated by an arrow B, the amount of ink charged into the ink chamber 5 from the supply port 2 in front of the ink chamber 5 adjacent to the ink chamber 5 is blocked by the protrusion 6 and decreases. Therefore, when the ink chamber 5 is filled with ink, it is difficult to affect the ink filled in the adjacent ink chamber 5. Therefore, crosstalk is reduced.

また、第一実施形態のインク吐出ヘッド100では、図2に示すように、隔壁19Bに対向するように、柱4が設けられている。従って、インク室5の隣のインク室5の流路5Bから矢印Bのようにインクが流れる場合に、流れの抵抗が上がるので、より一層、隣のインク室5に影響を及ぼしにくい。また、隔壁19Bのインク供給口側の端部と柱4との間には、隙間3が形成されている。この隙間3を通って矢印Bのように、インクが流路5Aに流れ込む。従って、一つのインク吐出孔1を駆動した場合には、インク室5へのインクは流路5Bと隙間3,3とから流路5Aに流れ込むので、インク室5へのインクの充填性能が向上できる。   Further, in the ink ejection head 100 of the first embodiment, as shown in FIG. 2, the columns 4 are provided so as to face the partition walls 19B. Therefore, when the ink flows from the flow path 5B of the ink chamber 5 adjacent to the ink chamber 5 as indicated by the arrow B, the flow resistance increases, so that the adjacent ink chamber 5 is hardly affected. A gap 3 is formed between the end of the partition wall 19B on the ink supply port side and the column 4. Ink flows into the flow path 5A as indicated by an arrow B through the gap 3. Accordingly, when one ink discharge hole 1 is driven, ink flowing into the ink chamber 5 flows into the flow channel 5A from the flow channel 5B and the gaps 3 and 3, so that the ink filling performance into the ink chamber 5 is improved. it can.

また、図2に示すように、流路5Aの幅L1は、隣接する突出部6,6間の間隔L2より広くなっている。また、流路5Aの幅L1は、隣接する柱4,4間の間隔L3よりも広くなっている。即ち、流路5Aの幅L1よりも突出部6,6間の間隔L2及び柱4,4間の間隔L3が狭い。従って、隣接する突出部6,6間及び隣接する柱4,4間がインクに混ざっている異物のフィルタの役目を果たす。   As shown in FIG. 2, the width L1 of the flow path 5A is wider than the interval L2 between the adjacent protrusions 6 and 6. The width L1 of the flow path 5A is wider than the interval L3 between the adjacent columns 4 and 4. That is, the distance L2 between the protrusions 6 and 6 and the distance L3 between the columns 4 and 4 are narrower than the width L1 of the flow path 5A. Therefore, it acts as a filter for foreign matters mixed in ink between the adjacent protrusions 6 and 6 and between the adjacent columns 4 and 4.

次に、図7を参照して、本発明の第二実施形態のインク吐出ヘッド101の構造について説明する。以下では、インク吐出ヘッド101が第一実施形態のインク吐出ヘッド100と異なる点を説明する。図7に示すように、第二実施形態のインク吐出ヘッド101では、柱4Aの横断面形状が第一実施形態のインク吐出ヘッド100とは異なっている。第二実施形態のインク吐出ヘッド101では、柱4Aは隔壁19B側が平面になっており、インク供給口2側は、半円柱状になっている。他の構造は、第一実施形態と同様である。この第二実施形態のインク吐出ヘッド101では、流路5Bからのインクの流路5Aへの流れ(矢印A)は、円柱の柱4を設けた場合と同じである。また、隙間3は、柱4Aの平面と、隔壁19Bの端部の平面との隙間となり、インクの流れ(矢印B)は、第一実施形態のインク吐出ヘッド100の隙間3より悪くなる。従って、第二実施形態のインク吐出ヘッド101の隙間3は、第一実施形態のインク吐出ヘッド100の隙間3より隙間の間隔を広くしても同等の効果を奏することができる。従って、リソグラフィの分解能が悪くても作成が可能である。従って、作成難易度が下がり歩留まりが向上できる。従って、作成のコストが低減できる。   Next, the structure of the ink discharge head 101 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Below, the point from which the ink discharge head 101 differs from the ink discharge head 100 of 1st embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 7, in the ink ejection head 101 of the second embodiment, the cross-sectional shape of the pillar 4A is different from the ink ejection head 100 of the first embodiment. In the ink ejection head 101 of the second embodiment, the column 4A has a flat surface on the partition wall 19B side, and the ink supply port 2 side has a semi-cylindrical shape. Other structures are the same as those in the first embodiment. In the ink ejection head 101 of the second embodiment, the flow of the ink from the flow path 5B to the flow path 5A (arrow A) is the same as when the cylindrical column 4 is provided. Further, the gap 3 is a gap between the plane of the pillar 4A and the plane of the end of the partition wall 19B, and the ink flow (arrow B) is worse than the gap 3 of the ink ejection head 100 of the first embodiment. Therefore, even if the gap 3 of the ink discharge head 101 of the second embodiment is wider than the gap 3 of the ink discharge head 100 of the first embodiment, the same effect can be obtained. Therefore, it can be created even if the resolution of lithography is poor. Therefore, the difficulty of creation is reduced and the yield can be improved. Therefore, the production cost can be reduced.

次に、図8及び図9を参照して、本発明の第三実施形態のインク吐出ヘッド102の構造について説明する。以下では、インク吐出ヘッド102が第一実施形態のインク吐出ヘッド100と異なる点を説明する。図8に示すように、第三実施形態のインク吐出ヘッド102では、突出部6を設けず、また、柱4Bの横断面形状が第一実施形態のインク吐出ヘッド100とは異なっている。第三実施形態のインク吐出ヘッド102では、柱4Bは隔壁19B側が平面になっており、インク供給口2側は、横断面が紡錘形になっており、インク供給口2側に長く突出している。また、互いに隣接する柱4B,4Bの間には、ノズル層20からインク供給口2に向けて下方に柱4Cが形成されている。柱4Cはインク室5側が平面になっており、反対側が半円柱状になっている。他の構造は、第一実施形態と同様である。この第三実施形態のインク吐出ヘッド102では、突出部6を設けなくても、流路5Bからのインクの流路5Aへの流れは、円柱の柱4を設けた場合と同じにできる。また、隙間3は、柱4Aの平面と、隔壁19Bの端部の平面との隙間となり、第一実施形態のインク吐出ヘッド100の隙間3よりインクが通りにくくなる。従って、第三実施形態のインク吐出ヘッド102の隙間3は、第一実施形態のインク吐出ヘッド100の隙間3より隙間の間隔を広くしても同等の効果を奏することができる。また、図9に示すように、柱4Cにより、駆動時にインク室5から流路5A方向に戻る波であるバック波が矢印Cに示すように下側にそらされて、バック波がインクの流れに及ぼす影響を低減できる。   Next, the structure of the ink ejection head 102 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, differences between the ink discharge head 102 and the ink discharge head 100 of the first embodiment will be described. As shown in FIG. 8, in the ink discharge head 102 of the third embodiment, the protruding portion 6 is not provided, and the cross-sectional shape of the pillar 4B is different from that of the ink discharge head 100 of the first embodiment. In the ink ejection head 102 of the third embodiment, the column 4B has a flat surface on the partition wall 19B side, and the ink supply port 2 side has a spindle-shaped cross section and protrudes long on the ink supply port 2 side. Further, a column 4 </ b> C is formed between the columns 4 </ b> B and 4 </ b> B adjacent to each other downward from the nozzle layer 20 toward the ink supply port 2. The column 4C has a flat surface on the ink chamber 5 side and a semi-cylindrical shape on the opposite side. Other structures are the same as those in the first embodiment. In the ink discharge head 102 of the third embodiment, the flow of the ink from the flow path 5B to the flow path 5A can be made the same as the case where the cylindrical column 4 is provided without providing the protruding portion 6. Further, the gap 3 is a gap between the plane of the pillar 4A and the plane of the end of the partition wall 19B, and it is difficult for ink to pass through the gap 3 of the ink ejection head 100 of the first embodiment. Accordingly, the gap 3 of the ink discharge head 102 of the third embodiment can achieve the same effect even if the gap is wider than the gap 3 of the ink discharge head 100 of the first embodiment. Further, as shown in FIG. 9, the back wave, which is a wave returning from the ink chamber 5 to the flow path 5A during driving, is deflected downward as indicated by the arrow C by the column 4C, and the back wave is the flow of ink. Can be reduced.

上記実施形態では、インク吐出ヘッド100,101,102が「液体吐出装置」の一例である。ヒーター13が「エネルギー発生素子」の一例である。インク室5が「液体室」の一例である。隔壁19Bが「流路壁」の一例である。インク供給口2が「液体供給口」の一例である。流路5Aが「液体流路」の一例である。端部19Cが、「流路壁の一端部」の一例である。   In the above-described embodiment, the ink discharge heads 100, 101, and 102 are examples of the “liquid discharge device”. The heater 13 is an example of an “energy generating element”. The ink chamber 5 is an example of a “liquid chamber”. The partition wall 19B is an example of the “channel wall”. The ink supply port 2 is an example of a “liquid supply port”. The channel 5A is an example of a “liquid channel”. The end portion 19C is an example of “one end portion of the flow path wall”.

本発明は、今までに述べた実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形・変更が可能である。 以下にその一例を述べる。   The present invention is not limited to the embodiments described so far, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. An example is described below.

インク吐出ヘッドには、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを吐出するカラーのインク吐出ヘッドと、ブラック(K)のインクを吐出するインク吐出ヘッドがあるが、カラーのインクを吐出するインク吐出ヘッドにのみ上記のように柱4を設けるようにしてもよい。ブラック(K)のインクを吐出するインク吐出ヘッドには、図10に示すインク吐出ヘッド103のように、突出部6のみにしてもよい。この場合には、カラー以外のインク吐出ヘッド(例えば、ブラック(K))では、柱4がないのでインク室5にインクの充填が遅れることがない。従って、カラー以外のインク吐出ヘッド(例えば、ブラック(K))では、カラーのインク吐出ヘッドよりも早くインクを吐出することができる。尚、カラーのインクが「吐出頻度の相対的に少ない液体」の一例である。   The ink discharge head includes a color ink discharge head that discharges cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) ink, and an ink discharge head that discharges black (K) ink. The column 4 may be provided only on the ink discharge head that discharges ink as described above. The ink discharge head that discharges black (K) ink may have only the protruding portion 6 as in the ink discharge head 103 shown in FIG. In this case, in the ink ejection heads other than the color (for example, black (K)), since the column 4 is not provided, the ink filling into the ink chamber 5 is not delayed. Therefore, an ink discharge head other than color (for example, black (K)) can discharge ink faster than a color ink discharge head. The color ink is an example of “a liquid with a relatively low discharge frequency”.

また、ブラック(K)を吐出するインク吐出ヘッドのインク吐出孔1の開口径は、カラーのインク吐出ヘッドのインク吐出孔1の開口径よりも大きくしてもよい。従って、大滴を吐出できる。また、高速駆動が求められるため、ブラック(K)を吐出するインク吐出ヘッドはで、インク室5への充填性を上げる目的で、図10に示すインク吐出ヘッド103のように、柱4が除去されてもよい。   Further, the opening diameter of the ink discharge hole 1 of the ink discharge head that discharges black (K) may be larger than the opening diameter of the ink discharge hole 1 of the color ink discharge head. Therefore, a large droplet can be discharged. Further, since high-speed driving is required, the ink ejection head that ejects black (K) is removed, and the column 4 is removed as in the ink ejection head 103 shown in FIG. May be.

また、図11に示すインク吐出ヘッド104のように、互いに隣接する突出部6,6の間隔L2よりも互いに隣接する柱4D,4Dの間隔L4が狭くてもよい。この場合には、互いに隣接する柱4D,4Dがインクに含まれる異物のフィルタの役割を奏する。また、柱4Dの直径を突出部6の幅より大きくしてもよい。この場合には、柱4Dを突出部6により密着させることができる。   Further, as in the ink discharge head 104 shown in FIG. 11, the interval L4 between the columns 4D and 4D adjacent to each other may be narrower than the interval L2 between the protrusions 6 and 6 adjacent to each other. In this case, the columns 4D and 4D adjacent to each other serve as a filter for foreign matters contained in the ink. Further, the diameter of the pillar 4 </ b> D may be larger than the width of the protrusion 6. In this case, the column 4D can be brought into close contact with the protrusion 6.

また、図10に示すインク吐出ヘッド103のように、突出部6に柱を設けず、流路5Aの幅L1よりも互いに隣接する突出部6,6の間隔L2が狭くてもよい。この場合には、互いに隣接する突出部6,6がインクに含まれる異物のフィルタの役割を奏する。   Further, like the ink discharge head 103 shown in FIG. 10, the protrusion 6 may not be provided with a column, and the interval L2 between the protrusions 6 and 6 adjacent to each other may be narrower than the width L1 of the flow path 5A. In this case, the protrusions 6 and 6 adjacent to each other serve as a filter for foreign matters contained in the ink.

また、図12に示すインク吐出ヘッド105のように、インク供給口2の端部2Aがインク室5の流路5Aの入り口と同一になってもよい。この場合には、流路5Aの狭窄部とインク室5へのインクの充填性を分離して機能させることができる。   Further, the end 2 </ b> A of the ink supply port 2 may be the same as the entrance of the flow path 5 </ b> A of the ink chamber 5 as in the ink discharge head 105 shown in FIG. 12. In this case, the narrowing portion of the flow path 5A and the ink filling property to the ink chamber 5 can be separated and function.

インク供給口2の形成は、ダイシングブレード(丸鋸)で基板11を切削して、基板11の長手方向に沿って開口してもよい。また、前記した実施形態では、ノズル層20は、溶媒に溶解させた樹脂を塗布・乾燥させて形成された。しかし、フィルム状の光硬化性樹脂や吐出孔が形成されたフィルム状の樹脂を載置して、ノズル層20が形成されても差し支えない。   The ink supply port 2 may be formed by cutting the substrate 11 with a dicing blade (circular saw) and opening it along the longitudinal direction of the substrate 11. In the above-described embodiment, the nozzle layer 20 is formed by applying and drying a resin dissolved in a solvent. However, the nozzle layer 20 may be formed by placing a film-like photocurable resin or a film-like resin having discharge holes formed thereon.

前記した実施形態では、ノズル層20と側壁19A、隔壁19B及び柱4とは、別体に構成された。しかし、ノズル層20と側壁19A、隔壁19B及び柱4とが一体に構成されても差し支えない。   In the above-described embodiment, the nozzle layer 20, the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 are configured separately. However, the nozzle layer 20, the side wall 19A, the partition wall 19B, and the pillar 4 may be integrally configured.

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うインク吐出ヘッドもまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。また、本発明は、インクを吐出するインク吐出ヘッドのみならず、各種の液体を吐出する装置に適用できる。例えば、DNA分析の試薬を吐出する装置にも適用できる。   Although the present invention has been described above in connection with the most practical and preferred embodiments at the present time, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. The invention can be changed as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an ink discharge head with such a change should also be understood as being included in the technical scope. I must. The present invention can be applied not only to an ink discharge head that discharges ink but also to an apparatus that discharges various liquids. For example, the present invention can be applied to an apparatus that discharges a reagent for DNA analysis.

1 インク吐出孔
2 インク供給口
2A 端部
2B 第一開口
2C 第二開口
4 柱
5 インク室
5A 流路
5B 流路
6 突出部
10 基板層
11 基板
12 絶縁層
13 ヒーター
14 配線
15 保護層
16 保護膜
17 絶縁層
18 密着増強層
19A 側壁
19B 隔壁
19C 端部
20 ノズル層
21 撥水膜
22 レジスト
27 犠牲層
30 バリア層
100,101,102,103,104,105 インク吐出ヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink ejection hole 2 Ink supply port 2A End part 2B 1st opening 2C 2nd opening 4 Column 5 Ink chamber 5A Flow path 5B Flow path 6 Protrusion part 10 Substrate layer 11 Substrate 12 Insulating layer 13 Heater 14 Wiring 15 Protective layer 16 Protection Film 17 Insulating layer 18 Adhesion enhancing layer 19A Side wall 19B Partition wall 19C Edge 20 Nozzle layer 21 Water repellent film 22 Resist 27 Sacrificial layer 30 Barrier layer 100, 101, 102, 103, 104, 105 Ink discharge head

Claims (3)

平面状の基板と、
前記基板の一方の面に設けられ、液体を吐出するためのエネルギーを液体に与える複数のエネルギー発生素子と、
前記基板の一方の面に対向し、前記液体を吐出する吐出孔を複数備えたノズル層と、
前記一方の面と前記ノズル層との間において、前記エネルギー発生素子を含む液体室を各々区画する複数の流路壁と、
前記一方の面において、前記エネルギー発生素子から離間した位置に形成された第一開口と前記基板の他方の面に形成された第二開口とを連通する液体供給口と、
前記液体室へ前記第一開口から供給される前記液体を供給する液体流路と、
前記流路壁の一端部に対応する前記第一開口の端部から前記第一開口の中央側に延設された突出部と
を備えた液体吐出装置であって、
前記突出部と前記ノズル層との間には、柱が形成され、
吐出頻度の相対的に少ない液体を吐出する前記液体吐出装置にのみに、前記柱を設けることを特徴とする液体吐出装置。
A planar substrate;
A plurality of energy generating elements provided on one surface of the substrate and imparting energy to the liquid for discharging the liquid;
A nozzle layer having a plurality of discharge holes for discharging the liquid, facing one surface of the substrate;
A plurality of flow path walls each defining a liquid chamber including the energy generating element between the one surface and the nozzle layer;
A liquid supply port that communicates a first opening formed at a position away from the energy generating element and a second opening formed on the other surface of the substrate on the one surface;
A liquid flow path for supplying the liquid supplied from the first opening to the liquid chamber;
A liquid ejection device comprising: a projecting portion extending from an end portion of the first opening corresponding to one end portion of the flow path wall to a center side of the first opening;
A column is formed between the protrusion and the nozzle layer,
The liquid ejection apparatus according to claim 1, wherein the column is provided only in the liquid ejection apparatus that ejects a liquid with a relatively low ejection frequency.
前記液体流路の幅は、前記液体流路が形成される互いに隣接した一対の流路壁と各々対応する前記突出部の間の間隔より広いことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 2. The liquid ejection according to claim 1 , wherein a width of the liquid flow path is wider than a distance between a pair of adjacent flow path walls in which the liquid flow path is formed and the corresponding protrusions. apparatus. 互いに隣接する前記柱間の間隔は、前記液体流路の幅よりも狭いことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection apparatus according to claim 1 , wherein an interval between the columns adjacent to each other is narrower than a width of the liquid channel .
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