JPH08281952A - Manufacture of liquid jet recording head - Google Patents

Manufacture of liquid jet recording head

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Publication number
JPH08281952A
JPH08281952A JP11006595A JP11006595A JPH08281952A JP H08281952 A JPH08281952 A JP H08281952A JP 11006595 A JP11006595 A JP 11006595A JP 11006595 A JP11006595 A JP 11006595A JP H08281952 A JPH08281952 A JP H08281952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
recording head
resin layer
jet recording
metal film
Prior art date
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Pending
Application number
JP11006595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Toshima
博彰 戸島
Masashi Miyagawa
昌士 宮川
Norio Okuma
典夫 大熊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP11006595A priority Critical patent/JPH08281952A/en
Publication of JPH08281952A publication Critical patent/JPH08281952A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce the manufacturing cost of a liquid jet recording head having an orifice surface which has liquid repellency. CONSTITUTION: A nozzle pattern 2 is provided on a board having a discharge energy generating element, a resin layer 3 is laminated thereon, a metal film 4 is further formed, and patterned to form an orifice 4a. Then, the layer 3 exposed from the orifice 4a is etched, and the pattern 2 is eventually dissolved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、微細な吐出孔(オリフ
ィス)から記録液(インク)を小滴として吐出し記録紙
等に記録(印刷)を行なう液体噴射記録装置に用いる液
体噴射記録ヘッドの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid jet recording head used in a liquid jet recording apparatus for recording (printing) on a recording paper or the like by ejecting recording liquid (ink) as small droplets from fine discharge holes (orifices). The present invention relates to a manufacturing method of.

【0002】[0002]

【従来の技術】微細な吐出孔(オリフィス)から記録液
(インク)を小滴として吐出し記録紙等に記録(印刷)
を行なう液体噴射記録装置の液体噴射記録ヘッドは、一
般的に、吐出エネルギー発生素子を備えた基板に、記録
液を流動させる液流路(ノズル)や共通液室を形成する
ノズル層を積層した積層構造を有する。
2. Description of the Related Art Recording liquid (ink) is discharged as a small droplet from a minute discharge hole (orifice) and is recorded (printed) on a recording paper or the like.
In a liquid jet recording head of a liquid jet recording apparatus for performing the above, generally, on a substrate provided with an ejection energy generating element, a liquid flow path (nozzle) for flowing a recording liquid and a nozzle layer forming a common liquid chamber are laminated. It has a laminated structure.

【0003】ノズル層の製作には、まず、ガラスや金属
等の板材の表面に切削やエッチング等によって液流路等
を溝加工し、このように溝加工を施した板材を吐出エネ
ルギー発生素子を備えた基板に位置合わせしたうえで貼
り合わせるか、あるいは、前記基板上に公知のリソグラ
フィ等によって液流路等の形状を有するノズルパターン
を形成し、これを覆うように樹脂層を被着させ、次いで
ノズルパターンを溶出する(特開昭62−154947
号公報参照)等の方法が採用されている。
In manufacturing the nozzle layer, first, a liquid flow path or the like is grooved by cutting or etching on the surface of a plate material such as glass or metal, and the plate material thus grooved is used as an ejection energy generating element. After aligning with a substrate provided with, or by bonding, or forming a nozzle pattern having a shape of a liquid flow path or the like on the substrate by known lithography or the like, a resin layer is deposited to cover the nozzle pattern, Next, the nozzle pattern is eluted (JP-A-62-154947).
(See Japanese Patent Publication), etc. are adopted.

【0004】図3は一従来例による液体噴射記録ヘッド
を示すもので、これは、図示しない吐出エネルギー発生
素子を有する基板101と、その上に積層された樹脂製
のノズル層103を有し、基板101は、インク供給管
102に連通する図示しないインク供給孔を備えてお
り、また、ノズル層103はオリフィス面103aに開
口するオリフィス104を有する。
FIG. 3 shows a liquid jet recording head according to a conventional example, which has a substrate 101 having a discharge energy generating element (not shown), and a resin nozzle layer 103 laminated thereon. The substrate 101 has an ink supply hole (not shown) communicating with the ink supply pipe 102, and the nozzle layer 103 has an orifice 104 opening to the orifice surface 103a.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、ガラスや金属等の板材に溝加工を施す
方法は、切削加工によって液流路等を加工するとその壁
面が荒れやすく高度の平滑性を得るのが困難であり、エ
ッチングによる溝加工の場合は、工程数が多いためにコ
スト高となる傾向があり、加えて、エッチング率のバラ
つきによって液流路の断面寸法が不均一となり、このた
めに流動抵抗が不均一となる。従って、均一な記録特性
を得ることが難しい。
However, according to the above-mentioned conventional technique, the method of grooving a plate material such as glass or metal is apt to roughen the wall surface when the liquid flow path is machined by cutting, and the surface is highly smooth. Is difficult to obtain, and in the case of groove processing by etching, there is a tendency for cost to increase due to the large number of steps, and in addition, the cross-sectional dimension of the liquid flow path becomes non-uniform due to variation in etching rate, Therefore, the flow resistance becomes non-uniform. Therefore, it is difficult to obtain uniform recording characteristics.

【0006】さらに、溝加工を施した板材を基板に貼り
合わせるときには、基板の吐出エネルギー発生素子に対
して液流路等を正確に位置合わせすることが要求され、
この工程が煩雑で量産性に欠けるという未解決の課題も
ある。
Further, when the grooved plate material is attached to the substrate, it is required to accurately align the liquid flow path and the like with the discharge energy generating element of the substrate,
There is also an unsolved problem that this process is complicated and lacks in mass productivity.

【0007】また、基板上にノズルパターンを設け、こ
れを樹脂層によって覆ったうえでノズルパターンを溶出
する方法は、煩雑な位置合わせ工程等を必要とせず、し
かも液流路の高精細化にも容易に適応できるため、液体
噴射記録ヘッドの低コスト化と高性能化に大きく貢献で
きるものとして期待されているが、ノズル層の材質が親
水性(親液性)の高い合成樹脂であり、従って、液流路
の開口端に形成される吐出孔の周囲の表面、いわゆるオ
リフィス面の親水性が高く吐出性能が不安定になりやす
い。そこで、オリフィス面に撥液性の表面材、例えばフ
ッ素樹脂膜等を被着させて吐出性能を安定させる工夫が
なされているが、撥液性の表面材を塗布する作業が煩雑
であるうえに、吐出孔から液流路の内部へ侵入した撥液
性の表面材を除去する工程も必要であるために製造工程
数が著しく増加し、液体噴射記録ヘッドの低コスト化の
大きな障害となる。
Further, the method of providing a nozzle pattern on the substrate, covering the same with a resin layer and then eluting the nozzle pattern does not require a complicated alignment process, etc., and can realize a high-definition liquid flow path. Since it can be easily applied, it is expected to contribute greatly to cost reduction and high performance of liquid jet recording heads, but the nozzle layer material is a highly hydrophilic (lyophilic) synthetic resin, Therefore, the surface around the discharge hole formed at the opening end of the liquid flow path, the so-called orifice surface, has high hydrophilicity, and the discharge performance tends to be unstable. Therefore, it has been devised to apply a liquid repellent surface material such as a fluororesin film to the orifice surface to stabilize the ejection performance, but the work of applying the liquid repellent surface material is complicated. Since a step of removing the liquid repellent surface material that has entered the inside of the liquid flow path from the ejection hole is also required, the number of manufacturing steps is significantly increased, which is a major obstacle to cost reduction of the liquid jet recording head.

【0008】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、撥液性および平滑性の高
い記録液吐出面(オリフィス面)を有し、しかも製造工
程が簡単で工程数も少なくてすむ安価で高性能な液体噴
射記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とするも
のである。
The present invention has been made in view of the problems of the above-mentioned prior art, has a recording liquid ejection surface (orifice surface) having high liquid repellency and smoothness, and has a simple manufacturing process. An object of the present invention is to provide an inexpensive and high-performance liquid jet recording head manufacturing method that requires a small number of steps.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法は、吐出エ
ネルギー発生手段を有する基板に液流路の形状を有する
ノズルパターンを設ける工程と、ノズルパターンを設け
た基板に樹脂層を積層して基板樹脂層積層体を得る工程
と、得られた基板樹脂層積層体に金属膜を被着させこれ
に吐出孔をパターニングする工程と、吐出孔をパターニ
ングした金属膜を介して基板樹脂層積層体の樹脂層をエ
ッチングするとともにノズルパターンを除去する工程を
有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a liquid jet recording head according to the present invention comprises a step of forming a nozzle pattern having a liquid flow path shape on a substrate having ejection energy generating means, A step of laminating a resin layer on a substrate provided with a nozzle pattern to obtain a substrate resin layer laminated body; a step of depositing a metal film on the obtained substrate resin layer laminated body and patterning an ejection hole thereon; And a step of etching the resin layer of the substrate resin layer laminate through the patterned metal film and removing the nozzle pattern.

【0010】金属膜の表面が、仕事関数5.0eV以上
の金属材料によって構成されているとよい。
The surface of the metal film is preferably made of a metal material having a work function of 5.0 eV or more.

【0011】[0011]

【作用】基板にノズルパターンを設けて樹脂層を積層
し、その上に真空蒸着法やスパッタリングあるいはCV
D等によって金属膜を被着させ、これに吐出孔をパター
ニングする。吐出孔をパターニングした金属膜をマスキ
ングとして樹脂層をエッチングするとともにノズルパタ
ーンを溶出し、金属膜の吐出孔に連通する液流路を形成
する。
A nozzle pattern is provided on a substrate, a resin layer is laminated on the substrate, and a vacuum deposition method, sputtering or CV is performed on the resin layer.
A metal film is deposited by D or the like, and a discharge hole is patterned on the metal film. The resin layer is etched by using the metal film having the ejection holes patterned as a mask, and the nozzle pattern is eluted to form a liquid flow path communicating with the ejection holes of the metal film.

【0012】このようにして製作された液体噴射記録ヘ
ッドは、吐出孔を有する記録液吐出面が金属膜によって
覆われており従って充分な撥液性と平滑性を有するた
め、安定した吐出性能を確保することができる。
In the liquid jet recording head thus manufactured, the recording liquid jetting surface having the jetting holes is covered with the metal film and therefore has sufficient liquid repellency and smoothness, so that stable jetting performance is obtained. Can be secured.

【0013】また、樹脂層に液流路を形成する前に金属
膜をパターニングするものであるため、金属膜を成膜す
るときに液流路内に金属材料が侵入するおそれがない。
従って、液流路内に侵入した表面材を除く工程等を必要
とせず、液体噴射記録ヘッドの製造工程の簡略化と工程
数の削減に大きく役立つ。
Further, since the metal film is patterned before forming the liquid flow path in the resin layer, there is no possibility that the metal material will enter the liquid flow path when the metal film is formed.
Therefore, there is no need for a step of removing the surface material that has entered the liquid flow path, which is very useful for simplifying the manufacturing process of the liquid jet recording head and reducing the number of processes.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1は第1実施例による液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法を説明するもので、まず、図1の(a)に
示すように、図示しない吐出エネルギー発生手段である
吐出エネルギー発生素子が形成された基板1にインク供
給孔1aを開口する。開口の方法としては、YAGレー
ザ、超音波ドリル等による加工方法が知られている。次
に、基板1の表面に溶解可能樹脂(レジスト)を塗布
し、公知のフォトリソグラフィにより液流路であるイン
ク流路および共通液室の形状を有するノズルパターン2
を形成する。このように、ノズルパターン2を形成した
基板1上に、図1の(b)に示すようにノズル層の構造
材として樹脂層3を塗布して基板樹脂層積層体を得る。
次に、図1の(c)に示すように樹脂層3の表面に金属
膜4を成膜する。金属膜4の成膜方法には、真空蒸着
法、スパッタリング法、CVD法等があるが、表面状態
が平坦で、結晶性の高い膜を形成することが望ましい。
電気メッキ法のような表面があまり平坦にならない膜形
成法は好ましくない。金属膜の材料としては、良好な撥
液性を持たせるために、その金属材料の仕事関数が5.
0eV以上であることが望ましい。
FIG. 1 illustrates a method of manufacturing a liquid jet recording head according to a first embodiment. First, as shown in FIG. 1A, an ejection energy generating element which is ejection energy generating means (not shown) is used. An ink supply hole 1a is opened in the formed substrate 1. As a method of opening, a processing method using a YAG laser, an ultrasonic drill or the like is known. Next, a soluble resin (resist) is applied to the surface of the substrate 1, and the nozzle pattern 2 having the shapes of an ink flow path and a common liquid chamber, which are liquid flow paths, is formed by known photolithography.
To form. Thus, as shown in FIG. 1B, the resin layer 3 is applied as the structural material of the nozzle layer on the substrate 1 on which the nozzle pattern 2 is formed, to obtain a substrate resin layer laminate.
Next, as shown in FIG. 1C, the metal film 4 is formed on the surface of the resin layer 3. There are vacuum vapor deposition method, sputtering method, CVD method and the like as a method of forming the metal film 4, but it is desirable to form a film having a flat surface state and high crystallinity.
A film forming method such as the electroplating method in which the surface is not so flat is not preferable. As a material for the metal film, the work function of the metal material is 5. in order to have good liquid repellency.
It is preferably 0 eV or more.

【0016】具体的な材料としては、仕事関数が5.0
eV以上では、Pt,Ir,Ni,Au,Pd等があ
る。5.0eV以下の物質では、Cr(4.5eV)等
がある。これらの金属は、化学的に安定で酸化物を形成
しないか、もしくは非常に形成しにくい材料として知ら
れている。
As a concrete material, the work function is 5.0.
Above eV, there are Pt, Ir, Ni, Au, Pd and the like. In a substance of 5.0 eV or less, there is Cr (4.5 eV) and the like. These metals are known as materials that are chemically stable and do not form oxides or are very difficult to form.

【0017】このように成膜された金属膜4の上に、感
光性レジスト膜5を塗布し、これを露光して図1の
(d)に示すように開口5aをパターニングする。さら
に、図1の(e)に示すように、パターニングされた感
光性レジスト膜5を介して金属膜4をエッチングし、吐
出孔であるオリフィス4aを形成する。エッチングの方
法は金属膜4の材料により異なるが、仕事関数が5.0
eV以上の材料ではドライエッチングは難しい。Crの
場合はCCl4 ガスによるドライエッチングが可能であ
る。その他の材料ではウエットエッチングが一般的であ
る。例えばAuの場合は、ヨウ素とヨウ化カリウムの混
合液を用いてエッチングすることができる。
On the metal film 4 thus formed, a photosensitive resist film 5 is applied and exposed to form an opening 5a as shown in FIG. 1 (d). Further, as shown in FIG. 1E, the metal film 4 is etched through the patterned photosensitive resist film 5 to form an orifice 4a which is a discharge hole. Although the etching method varies depending on the material of the metal film 4, the work function is 5.0.
Dry etching is difficult with materials of eV or higher. In the case of Cr, dry etching with CCl 4 gas is possible. Wet etching is generally used for other materials. For example, in the case of Au, etching can be performed using a mixed solution of iodine and potassium iodide.

【0018】次に、図1の(f)に示すように、金属膜
4をマスクとして酸素ガスを用いてドライエッチングを
行ない、感光性レジスト膜5を除去し樹脂層3に開口3
aを設ける。最後に図1の(g)に示すようにノズルパ
ターン2を除去してインク流路3bおよび図示しない共
通液室を有するノズル層が完成する。
Next, as shown in FIG. 1F, dry etching is performed using oxygen gas with the metal film 4 as a mask, the photosensitive resist film 5 is removed, and the opening 3 is formed in the resin layer 3.
a is provided. Finally, as shown in FIG. 1G, the nozzle pattern 2 is removed to complete the nozzle layer having the ink flow path 3b and the common liquid chamber (not shown).

【0019】本実施例によれば、液体噴射記録ヘッドの
オリフィスが開口する記録液吐出面であるいわゆるオリ
フィス面が、ノズル層を製作する工程でこれに被着され
た金属膜によって覆われているため、オリフィス面に改
めて撥液性の表面材の塗膜を設ける必要はない。このよ
うに、液体噴射記録ヘッドの製造工程を大幅に簡単化す
ることで、液体噴射記録ヘッドの低価格化に大きく貢献
できる。また、金属膜は高い撥液性に加えて高い平滑性
と機械的強度を有するため、液体噴射記録ヘッドの吐出
性能をより一層安定させるとともにその強度を向上させ
るのに役立つ。
According to this embodiment, the so-called orifice surface, which is the recording liquid ejection surface in which the orifice of the liquid jet recording head is opened, is covered with the metal film deposited on the nozzle layer in the process of manufacturing the nozzle layer. Therefore, it is not necessary to newly provide a coating film of a liquid repellent surface material on the orifice surface. In this way, by greatly simplifying the manufacturing process of the liquid jet recording head, it is possible to greatly contribute to the cost reduction of the liquid jet recording head. Further, since the metal film has high smoothness and mechanical strength in addition to high liquid repellency, it is useful for further stabilizing the ejection performance of the liquid jet recording head and improving its strength.

【0020】次に本実施例の具体例を説明する。Next, a specific example of this embodiment will be described.

【0021】金属膜4としてスパッタリング法を用いて
Au膜を形成し、公知のフォトリソグラフィによってA
u膜をパターニングする。
An Au film is formed as the metal film 4 by using the sputtering method, and the Au film is formed by known photolithography.
The u film is patterned.

【0022】まず、予めインク吐出エネルギー発生素子
が配設された基板の所定の位置にインク供給孔をYAG
レーザにより開口する。開口の方法はYAGレーザに限
るものではなく、超音波加工機、ダイヤモンドドリル等
を用いてもよい。次に、東京応化製ポジ型レジストOD
UR−1010をPETフィルム上に塗布しドライフィ
ルム化した膜をラミネートし、これによってインク供給
孔が開口された基板の全面を覆い、公知のフォトリソグ
ラフィによってノズルパターンを形成する。次に、ノズ
ルパターンの形成された基板の全面に樹脂層としてエポ
キシ樹脂をスピンコート法により塗布する。この膜厚
は、吐出孔と吐出エネルギー発生素子(ヒータ)との距
離を決定する重要な因子である。エポキシ樹脂を光およ
び熱で硬化させ、その上にスパッタリング法によりCr
膜を50nm、Au膜を1μmの膜厚で成膜する。装置
は日電アネルバ製スパッタリング装置SPH−530H
を使用した。このようにして得られた金属膜をパターニ
ングするために感光性レジスト膜を形成する。レジスト
には東京応化製のOFPR−800を用いスピンコート
法により塗布した。90℃で20分プリベークの後、吐
出孔となる部分に抜きパターンを形成する。次に、該抜
きパターンを介して金属膜のエッチングを行なう。Au
膜のエッチングにはヨウ素/ヨウ化カリウム=4/1、
純水40mlのエッチング液を用いた。Cr膜のエッチ
ングには、硝酸第2セリウムアンモン164.5g、過
塩素酸43mlへ純水を加えて11としたエッチング液
を用いた。さらに、該金属膜をマスクとして樹脂層をド
ライエッチングし、開口を形成する。エッチング用のガ
スには酸素ガスを用い、その条件は放電パワー150
W、放電ガス圧略7Pa、酸素ガス流量20SCCMで
ある。装置は、日電アネルバ(株)製DEM−451を
用いた。エッチング時間はエポキシ樹脂の材料、および
その膜厚により異なるが、例えば膜厚10μmの場合略
40分である。金属膜のパターニングに用いた感光性レ
ジスト膜は酸素によるドライエッチングの際に同時に除
去される。最後にノズルパターンを形成していたODU
R−1010をメチルイソブチルケトンにより溶解除去
することによって液体噴射記録ヘッドが完成する。
First, an ink supply hole is formed at a predetermined position of a substrate on which an ink ejection energy generating element is arranged in advance.
Open with laser. The method of opening is not limited to the YAG laser, and an ultrasonic processing machine, a diamond drill or the like may be used. Next, Tokyo Ohka positive resist OD
UR-1010 is applied on a PET film and a dry film is laminated on the PET film to cover the entire surface of the substrate having the ink supply holes, and a nozzle pattern is formed by known photolithography. Next, an epoxy resin is applied as a resin layer on the entire surface of the substrate on which the nozzle pattern is formed by spin coating. This film thickness is an important factor that determines the distance between the ejection hole and the ejection energy generating element (heater). Epoxy resin is cured by light and heat, and Cr is deposited on it by sputtering.
A film having a thickness of 50 nm and an Au film having a thickness of 1 μm are formed. The equipment is sputtering equipment SPH-530H made by Nichiden Anelva.
It was used. A photosensitive resist film is formed in order to pattern the metal film thus obtained. OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. was used as a resist by a spin coating method. After prebaking at 90 ° C. for 20 minutes, a punching pattern is formed in the portion that will be the discharge hole. Next, the metal film is etched through the cut pattern. Au
Iodine / potassium iodide = 4/1 for etching the film,
An etching solution of 40 ml of pure water was used. For etching the Cr film, an etching solution of 164.5 g of ceric ammonium nitrate and 43 ml of perchloric acid to which pure water was added to make 11 was used. Further, the resin layer is dry-etched using the metal film as a mask to form an opening. Oxygen gas was used as the etching gas, and the conditions were discharge power 150.
W, discharge gas pressure is approximately 7 Pa, and oxygen gas flow rate is 20 SCCM. The device used was DEM-451 manufactured by Nichiden Anelva Co., Ltd. The etching time varies depending on the material of the epoxy resin and the film thickness thereof, but is about 40 minutes when the film thickness is 10 μm, for example. The photosensitive resist film used for patterning the metal film is simultaneously removed during the dry etching with oxygen. ODU that formed the nozzle pattern at the end
A liquid jet recording head is completed by dissolving and removing R-1010 with methyl isobutyl ketone.

【0023】図2は第2実施例による液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法を説明するもので、これは、第1実施例と
同様の方法で、図2の(a)に示すように基板11にイ
ンク供給孔11aを開口し、その上にノズルパターン1
2を形成したうえで、図2の(b)に示すように、樹脂
層13を積層し、続いて、図2の(c)に示すように樹
脂層13の表面にポジ型レジストのレジストパターン1
5を形成し、その上に、図2の(d)に示すように金属
膜14を被着させ、ポジ型レジストを溶解する溶剤を用
いて、図2の(e)に示すようにレジストパターン15
をその上の金属膜14とともに除去することでオリフィ
ス14aを形成する。続いてドライエッチングによって
図2の(f)に示すように樹脂層13に開口を形成し、
さらに、図2の(g)に示すようにノズルパターン12
を除去する。
FIG. 2 illustrates a method of manufacturing a liquid jet recording head according to a second embodiment. This method is the same as that of the first embodiment, and is formed on a substrate 11 as shown in FIG. The ink supply hole 11a is opened, and the nozzle pattern 1 is formed on the ink supply hole 11a.
2 is formed, a resin layer 13 is laminated as shown in FIG. 2B, and then a resist pattern of a positive resist is formed on the surface of the resin layer 13 as shown in FIG. 1
5 is formed, a metal film 14 is deposited thereon as shown in FIG. 2D, and a solvent that dissolves the positive resist is used to form a resist pattern as shown in FIG. 15
Are removed together with the metal film 14 formed thereon to form the orifice 14a. Subsequently, an opening is formed in the resin layer 13 by dry etching as shown in FIG.
Further, as shown in FIG.
Is removed.

【0024】本実施例は、第1実施例において金属膜を
エッチングによってパターニングする工程の替わりに、
レジストによるリフトオフ法を採用したものである。そ
の他の点は第1実施例と同様であるので説明は省略す
る。
In this embodiment, instead of the step of patterning the metal film by etching in the first embodiment,
The lift-off method using resist is adopted. Since the other points are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

【0025】次に、本実施例の具体例を説明する。Next, a specific example of this embodiment will be described.

【0026】基板の所定の位置にインク供給孔となる穴
をYAGレーザにより開口する。次に、東京応化製ポジ
型レジストODUR−1010をPETフィルム上に塗
布しドライフィルム化した膜をラミネートし、これによ
って基板の全面を覆い、フォトリソグラフィによってノ
ズルパターンを形成する。次に、ノズルパターンの形成
された基板の全面にエポキシ樹脂を塗布し、オリフィス
となる部分に、リフトオフ法を実施するためのレジスト
パターンをポジ型レジストAZ−1450J(ヘキスト
製)を用いて形成する。第1実施例と同様にして金属膜
を形成し、レジストパターンを除去して金属膜にオリフ
ィスをパターニングする。このとき、リフトオフ用の溶
剤としては、クロルベンゼンを用いた。ドライエッチン
グにより樹脂層に開口を形成しさらにノズルパターンを
除去することによって液体噴射記録ヘッドが完成する。
A hole serving as an ink supply hole is opened at a predetermined position on the substrate by a YAG laser. Next, a positive resist ODUR-1010 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is applied on a PET film and a dry film is laminated, thereby covering the entire surface of the substrate and forming a nozzle pattern by photolithography. Next, an epoxy resin is applied to the entire surface of the substrate on which the nozzle pattern is formed, and a resist pattern for carrying out the lift-off method is formed on a portion which will be an orifice, using a positive resist AZ-1450J (made by Hoechst). . A metal film is formed in the same manner as in the first embodiment, the resist pattern is removed, and the orifice is patterned in the metal film. At this time, chlorobenzene was used as the lift-off solvent. The liquid jet recording head is completed by forming openings in the resin layer by dry etching and removing the nozzle pattern.

【0027】本発明は、特に液体噴射記録方式の中で熱
エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記録を行な
う、いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッド、記
録装置において、優れた効果をもたらすものである。
The present invention brings excellent effects particularly in a so-called ink jet recording type recording head and recording apparatus for recording by forming flying droplets by utilizing thermal energy in the liquid jet recording method. Is.

【0028】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されており、本発明はこれらの基
本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方
式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれ
にも適用可能である。
Regarding the typical structure and principle thereof, see, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4740.
No. 796, the present invention is preferably carried out using these basic principles. This recording method is applicable to both the so-called on-demand type and the continuous type.

【0029】この記録方式を簡単に説明すると、記録液
(インク)が保持されているシートや液流路に対応して
配置されている吐出エネルギー発生素子である電気熱変
換体に駆動回路より吐出信号を供給する、つまり、記録
情報に対応して記録液(インク)に核沸騰現象を越え、
膜沸騰現象を生じるような急速な温度上昇を与えるため
の少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、
熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜
沸騰を生じさせる。このように記録液(インク)から電
気熱変換体に付与する駆動信号に一対一に対応した気泡
を形成できるため、特にオンデマンド型の記録法には有
効である。この気泡の成長、収縮により吐出口を介して
記録液(インク)を吐出させて、少なくとも一つの滴を
形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適
切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優
れた記録液(インク)の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4
463359号明細書、同第4345262号明細書に
記載されているようなものが適している。なお、上記熱
作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313
124号明細書に記載されている条件を採用すると、さ
らに優れた記録を行なうことができる。
To briefly explain this recording method, a sheet holding a recording liquid (ink) or an electrothermal converter, which is an ejection energy generating element arranged corresponding to a liquid flow path, is ejected from a drive circuit. A signal is supplied, that is, nucleate boiling phenomenon is exceeded in the recording liquid (ink) corresponding to the recording information,
By applying at least one drive signal to provide a rapid temperature rise that results in a film boiling phenomenon,
Heat energy is generated to cause film boiling on the heat acting surface of the recording head. In this way, bubbles can be formed one-to-one corresponding to the drive signal applied from the recording liquid (ink) to the electrothermal converter, which is particularly effective for the on-demand recording method. The growth and contraction of the bubbles cause the recording liquid (ink) to be ejected through the ejection port to form at least one droplet. It is more preferable to make this drive signal into a pulse shape, because the bubble growth and contraction are immediately and appropriately performed, so that the ejection of the recording liquid (ink) with particularly excellent responsiveness can be achieved. As this pulse-shaped drive signal, US Pat.
Those described in US Pat. Nos. 4,633,359 and 4,345,262 are suitable. It should be noted that US Pat. No. 4,313, which is an invention relating to the rate of temperature rise of the heat acting surface
If the conditions described in the specification No. 124 are adopted, more excellent recording can be performed.

【0030】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成(直線状液流路又は直角液流路)
の他に、米国特許第4558333号明細書、米国特許
第4459600号明細書に開示されているように、熱
作用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものにも
本発明は有効である。
The structure of the recording head is a combination of a discharge port, a liquid flow path, and an electrothermal converter as disclosed in the above-mentioned specifications (straight liquid flow path or right-angled liquid flow path).
In addition to the above, the present invention is also effective for those having a configuration in which the heat acting portion is arranged in the bending region as disclosed in US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600. .

【0031】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出口とする構成を開
示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成
を有するものにおいても本発明は有効である。
In addition, JP-A-59-123670 discloses a structure in which a common slit is used as a discharge port of the electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, and a pressure wave of thermal energy is absorbed. The present invention is also effective for a device having a structure based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-138461 which discloses a structure in which an opening corresponds to a discharge portion.

【0032】さらに、本発明が有効に利用される記録ヘ
ッドとしては、記録装置が記録可能である被記録媒体の
最大幅に対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッド
がある。このフルラインヘッドは、上述した明細書に開
示されているような記録ヘッドを複数組み合わせること
によってフルライン構成にしたものや、一体的に形成さ
れた一個のフルライン記録ヘッドであってもよい。
Further, as a recording head to which the present invention is effectively used, there is a full line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium which can be recorded by the recording apparatus. The full-line head may be a full-line recording head formed by combining a plurality of recording heads as disclosed in the above-mentioned specification, or a single full-line recording head integrally formed.

【0033】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。
In addition, by being mounted on the apparatus main body, it can be electrically connected to the apparatus main body and can be supplied with ink from the apparatus main body by a replaceable chip type recording head or the recording head itself. The present invention is also effective when a cartridge-type recording head that is specially provided is used.

【0034】また、記録ヘッドに対する回復手段や予備
的な補助手段を付加することは、記録装置を一層安定に
することができるので好ましいものである。これらを具
体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、キャッピング
手段、クリーニング手段、加圧または吸引手段、電気熱
変換体或はこれとは別の加熱素子、あるいはこれらの組
み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行な
う予備吐出モード手段を付加することも安定した記録を
行なうために有効である。
Further, it is preferable to add recovery means or preliminary auxiliary means to the recording head because the recording apparatus can be made more stable. Specific examples thereof include capping means, cleaning means, pressure or suction means, an electrothermal converter or a heating element other than the capping means, preheating means for the recording head, or a combination thereof. It is also effective to perform stable recording by adding a preliminary discharge mode means for performing discharge different from recording.

【0035】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録
ヘッドを一体的に構成したものか、複数個の組み合わせ
で構成したものかのいずれでもよいが、異なる色の複色
カラーまたは、混色によるフルカラーの少なくとも一つ
を備えた装置にも本発明は極めて有効である。
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the mode in which only the mainstream color such as black is recorded, and either the recording head may be integrally formed or a combination of plural recording heads may be used. However, the present invention is also extremely effective for an apparatus provided with at least one of a multicolor of different colors or a full color by color mixing.

【0036】本発明において、上述した各インクにたい
して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行する
ものである。
In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.

【0037】さらに加えて、インクジェット記録装置の
形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出
力端末として用いられるものの他、リーダ等と組み合わ
せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミ
リ装置の形態を採るものであってもよい。
In addition, as the form of the ink jet recording apparatus, in addition to the one used as an image output terminal of an information processing device such as a computer, a form of a copying machine combined with a reader or the like, and a form of a facsimile machine having a transmission / reception function. It may be taken.

【0038】以上説明した本発明の実施例においては、
インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で
固化するインクであって、室温で軟化もしくは液体とな
るもの、或いは、インクジェットにおいて一般的に行な
われている温度調整の温度範囲である30℃以上70℃
以下の温度範囲で軟化もしくは液体となるものでもよ
い。すなわち、使用記録信号付与時にインクが液状をな
すものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギーに
よる昇温をインクの固形状態から液体状態への態変化の
エネルギーとして使用せしめることで防止するか、また
は、インクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの
記録信号に応じた付与によってインクが液化してインク
液状として吐出するものや記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギーによ
って初めて液化する性質のインク使用も本発明には適用
可能である。このような場合インクは、特開昭54−5
6847号公報あるいは特開昭60−71260号公報
に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に
液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換
体に対して対向するような形態としてもよい。本発明に
おいては、上述した各インクに対して最も有効なもの
は、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
In the embodiment of the present invention described above,
Although the ink is described as a liquid, it is an ink that solidifies at room temperature or lower and becomes a liquid or a liquid at room temperature, or a temperature range for temperature adjustment that is generally performed in inkjet. ℃ or more 70 ℃
It may be softened or become liquid in the following temperature range. That is, the ink may be in a liquid state when the use recording signal is applied. In addition, the temperature rise due to the thermal energy is positively prevented by using it as the energy of the state change of the ink from the solid state to the liquid state, or the ink that solidifies when left standing for the purpose of preventing the evaporation of the ink is used. In any case, the thermal energy such as the one that the ink is liquefied by applying the thermal energy according to the recording signal and ejected as an ink liquid, or the one that has already started to solidify when it reaches the recording medium. The use of an ink having the property of liquefying for the first time is also applicable to the invention. In such a case, the ink is disclosed in JP-A-54-5.
6847 or Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-71260, a mode in which it is opposed to an electrothermal converter in a state of being held as a liquid or a solid in a recess or through hole of a porous sheet. May be In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0040】撥液性および平滑性の高い記録液吐出面
(オリフィス面)を有し従って記録液吐出性能の安定し
た液体噴射記録ヘッドを、少ない工程数で簡単に製造で
きる。これによって、液体噴射記録ヘッドの高性能化と
低価格化に大きく貢献できる。
A liquid jet recording head having a recording liquid ejection surface (orifice surface) having high liquid repellency and smoothness and thus stable recording liquid ejection performance can be easily manufactured in a small number of steps. As a result, the liquid jet recording head can contribute significantly to higher performance and lower cost.

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

【図1】第1実施例による液体噴射記録ヘッドの製造方
法を説明する説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a method of manufacturing a liquid jet recording head according to a first embodiment.

【図2】第2実施例による液体噴射記録ヘッドの製造方
法を説明する説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a method of manufacturing a liquid jet recording head according to a second embodiment.

【図3】一従来例による液体噴射記録ヘッドの一部分を
示す部分斜視図である。
FIG. 3 is a partial perspective view showing a part of a liquid jet recording head according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 基板 2,12 ノズルパターン 3,13 樹脂層 4,14 金属膜 5 感光性レジスト膜 15 レジストパターン 1, 11 substrate 2, 12 nozzle pattern 3, 13 resin layer 4, 14 metal film 5 photosensitive resist film 15 resist pattern

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吐出エネルギー発生手段を有する基板に
液流路の形状を有するノズルパターンを設ける工程と、
ノズルパターンを設けた基板に樹脂層を積層して基板樹
脂層積層体を得る工程と、得られた基板樹脂層積層体に
金属膜を被着させこれに吐出孔をパターニングする工程
と、吐出孔をパターニングした金属膜を介して基板樹脂
層積層体の樹脂層をエッチングするとともにノズルパタ
ーンを除去する工程を有する液体噴射記録ヘッドの製造
方法。
1. A step of providing a nozzle pattern having a shape of a liquid flow path on a substrate having ejection energy generating means,
A step of laminating a resin layer on a substrate provided with a nozzle pattern to obtain a substrate resin layer laminated body; a step of depositing a metal film on the obtained substrate resin layer laminated body and patterning an ejection hole thereon; A method of manufacturing a liquid jet recording head, comprising the steps of etching a resin layer of a substrate resin layer laminate through a patterned metal film and removing the nozzle pattern.
【請求項2】 金属膜の表面が、仕事関数5.0eV以
上の金属材料によって構成されていることを特徴とする
請求項1記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
2. The method of manufacturing a liquid jet recording head according to claim 1, wherein the surface of the metal film is made of a metal material having a work function of 5.0 eV or more.
JP11006595A 1995-04-11 1995-04-11 Manufacture of liquid jet recording head Pending JPH08281952A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007313701A (en) * 2006-05-24 2007-12-06 Konica Minolta Holdings Inc Method for manufacturing nozzle plate

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