JPH10193605A - Ink jet head and its manufacture - Google Patents

Ink jet head and its manufacture

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Publication number
JPH10193605A
JPH10193605A JP256497A JP256497A JPH10193605A JP H10193605 A JPH10193605 A JP H10193605A JP 256497 A JP256497 A JP 256497A JP 256497 A JP256497 A JP 256497A JP H10193605 A JPH10193605 A JP H10193605A
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JP
Japan
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liquid chamber
diaphragm
ink
adhesive
jet head
Prior art date
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Application number
JP256497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoo Ikeda
池田  智夫
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10193605A publication Critical patent/JPH10193605A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a problem such as squeeze-out of adhesive or insufficient adhesive force at the time of adhering a diaphragm by forming a liquid chamber component by an electroforming method, and forming the liquid chamber width in the component narrow at a near part for adhering the diaphragm and wide at a remote part from the diaphragm. SOLUTION: An electroforming liquid chamber member 10 formed by an electroforming method has a liquid chamber 11, a manifold 12 and an ink supply port 13 on a base plate 2, and a diaphragm for giving vibration for discharging ink in the chamber 11 is adhered to its upper surface (adhesive surface) 3. In this case, when a width of the chamber 11 at the plate 2 side is indicated by b1 and a width at the surface 3 side is indicated by b2, it is formed to satisfy b1>b2. Thus, a thickness of a liquid chamber wall 14 is formed thick near the surface 3, an area of the surface 3 is formed wide, and hence a problem of adhesive fault such as squeeze-out of the adhesive or insufficient adhesive force at the time of adhering the diaphragm is eliminated. And, sufficient ink amount of the degree that printing image quality is not deteriorated can be stored in the chamber 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はインク滴を吐出させ
記録紙等の媒体上にインク像を形成するプリンタ等の装
置に用いられるインクジェットヘッドおよびその製造方
法に関し、特にインクジェットヘッドを構成する主部品
である液室部品およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head used in an apparatus such as a printer for forming an ink image on a medium such as recording paper by discharging ink droplets, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a main part constituting the ink jet head. And a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の圧電式インクジェットヘッドはイ
ンクを吐出させる為に電歪効果によって駆動力を発生さ
せる圧電素子と、圧電素子で発生した駆動力を液室に伝
えるダイアフラムと、インク流路と加圧室を兼ねる液室
を備えた液室部品と、液室で加圧されたインクが吐出す
る為のインク吐出孔(以下ノズルと称する。)を備えた
ノズル板からなる。
2. Description of the Related Art A conventional piezoelectric ink jet head has a piezoelectric element for generating a driving force by an electrostrictive effect for discharging ink, a diaphragm for transmitting the driving force generated by the piezoelectric element to a liquid chamber, and an ink flow path. It comprises a liquid chamber component having a liquid chamber also serving as a pressurizing chamber, and a nozzle plate having ink discharge holes (hereinafter referred to as nozzles) for discharging ink pressurized in the liquid chamber.

【0003】図4に従来の圧電式インクジェットヘッド
の一例を示す。液室部品1はインク流路とインク加圧室
をかねる深溝状の液室11を多数本有している。各々の
液室11はノズル板20に空けられたノズル21と対応
しており、一つの液室11に一つのノズル21が配置す
るように構成される。そのためインクジェットヘッドを
高解像度にするには、液室部品1に形成されるこれらの
液室11のそれぞれの間隔を狭くする必要がある。な
お、ノズル板20と液室部品1は通常接着剤で接合され
る。
FIG. 4 shows an example of a conventional piezoelectric ink jet head. The liquid chamber component 1 has a large number of deep groove-shaped liquid chambers 11 which also serve as ink flow paths and ink pressurizing chambers. Each liquid chamber 11 corresponds to a nozzle 21 opened in the nozzle plate 20, and is configured such that one nozzle 21 is arranged in one liquid chamber 11. Therefore, in order to increase the resolution of the ink jet head, it is necessary to reduce the distance between the liquid chambers 11 formed in the liquid chamber component 1. Note that the nozzle plate 20 and the liquid chamber component 1 are usually joined with an adhesive.

【0004】ダイアフラム30は通常3〜5μm程度の
薄板にアイランド31と呼ばれる20μm程度出っ張っ
た凸上の溝が形成されている。このアイランド31は圧
電素子40が電歪効果により伸縮したときにその歪みを
液室11に確実に伝えるためのものである。そのためこ
のアイランド31はそれぞれに対応する液室11及び圧
電素子40と重なるように配置される。液室部品1とダ
イアフラム30の間は接着剤で接合される。
[0004] The diaphragm 30 is usually formed with a protruding groove called an island 31 projecting about 20 µm in a thin plate of about 3 to 5 µm. The islands 31 are used to reliably transmit the distortion to the liquid chamber 11 when the piezoelectric element 40 expands and contracts due to the electrostriction effect. Therefore, the islands 31 are arranged so as to overlap the corresponding liquid chambers 11 and piezoelectric elements 40. The liquid chamber component 1 and the diaphragm 30 are joined with an adhesive.

【0005】圧電素子40は液室部品1のそれぞれの液
室11に対応し、他の液室11に影響を与えないように
分離された状態になっている。これらの分離された圧電
素子40は基台50上で固定されている。一般的には製
造上の理由から、最初は分離していない圧電素子40を
基台50に接着剤で接合してから切削加工により圧電素
子40のみを分離する工程をとっている。これら圧電素
子40と基台50が接合された状態で、圧電素子40と
それに対応したダイアフラム30に形成されたアイラン
ド31とを接着剤で接合する。
The piezoelectric elements 40 correspond to the respective liquid chambers 11 of the liquid chamber component 1 and are separated so as not to affect the other liquid chambers 11. These separated piezoelectric elements 40 are fixed on a base 50. Generally, for manufacturing reasons, a step is first taken in which the piezoelectric element 40 that has not been separated is first bonded to the base 50 with an adhesive and then only the piezoelectric element 40 is separated by cutting. In a state where the piezoelectric element 40 and the base 50 are joined, the piezoelectric element 40 and the island 31 formed on the diaphragm 30 corresponding thereto are joined with an adhesive.

【0006】従来の圧電式インクジェットヘッドの液室
部品の形成方法としては、エポックスなど有機材料を射
出成形法によって成形する方法が一般的であった。また
有機材料の代わりにZrO2 等の酸化物を射出成形で成
形する粉末射出成形法とよばれる加工法を用いて成形し
たものもある。これらの成型法は必ず成形型を必要とす
る。しかし、成形型に材料を注入するときに非常に大き
な圧力がかかるため、成形型を微細形状にすることは難
しく、これらの方法は微細形状のものには向いていな
い。
As a conventional method of forming a liquid chamber component of a piezoelectric ink jet head, a method of molding an organic material such as an epox by an injection molding method has been generally used. In addition, there is also a molding method using a processing method called a powder injection molding method in which an oxide such as ZrO 2 is molded by injection molding instead of an organic material. These molding methods always require a mold. However, since a very large pressure is applied when a material is injected into a mold, it is difficult to make the mold into a fine shape, and these methods are not suitable for those having a fine shape.

【0007】微細形状を形成するのに向いている加工法
としてはエッチングが挙げられる。エッチングを使うこ
とにより数百μm程度の厚い金属板を溝形状にパターニ
ングすることは容易に可能である。しかし、この方法に
おいても高密度化という点に関して言えば膜厚と同等程
度の溝幅が限界であり、それほど有効とはいえない。ま
たエッチングの場合溝は貫通してしまうので、液室部品
として使用するには金属板の面のどちらかに板状のもの
を張り合わせなくてはならず、工程が複雑になってしま
う。
As a processing method suitable for forming a fine shape, there is an etching method. By using etching, it is possible to easily pattern a metal plate having a thickness of about several hundred μm into a groove shape. However, even in this method, the groove width equivalent to the film thickness is the limit in terms of increasing the density, and is not so effective. Further, in the case of etching, the groove penetrates, so that a plate-like material must be bonded to one of the surfaces of the metal plate to be used as a liquid chamber component, which complicates the process.

【0008】上記でも述べたように、従来液室部品とダ
イアフラムとは別体で形成され、接着剤等によって接合
される。この接合の工程で要求される点は、接着剤の量
をできる限り少なくし液室内に接着剤がはみ出さないよ
うにすることであり、且つ、各々の液室内のインクが他
の液室と導通しないようにしっかり接着されることであ
る。これらの要求はインクジェットヘッドが高密度化方
向に進めば進むほど困難さを増す。なぜなら、高密度化
されることにより接着面積が非常に小さくなるからであ
る。
As described above, conventionally, the liquid chamber component and the diaphragm are formed separately and are joined by an adhesive or the like. The point required in this joining step is to minimize the amount of adhesive so that the adhesive does not protrude into the liquid chamber, and that the ink in each liquid chamber is in contact with the other liquid chamber. It must be firmly adhered so as not to conduct. These requirements become more difficult as the inkjet head advances in the direction of higher density. This is because the bonding area becomes very small due to the high density.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】近年、1インチ当たり
180ドット(以降180dpiと記す。)以上の高密
度化が要求されつつある。当然、液室間距離及びノズル
間距離も180dpi相当の間隔が要求される。180
dpi相当の間隔とは、すなわち141μmの間隔で液
室及びノズルが形成されることを意味する。液室におい
ては、141μmの間に液室と液室間を仕切る壁が形成
されることを意味する。液室幅と壁の厚さが1対1の割
合の場合、液室幅が70.5μm壁の厚さが70.5μ
mと言うことになる。
In recent years, there has been a demand for a higher density of 180 dots per inch (hereinafter referred to as 180 dpi) or more. Naturally, the distance between the liquid chambers and the distance between the nozzles are also required to be equivalent to 180 dpi. 180
The interval corresponding to dpi means that the liquid chamber and the nozzle are formed at an interval of 141 μm. In the liquid chamber, it means that a wall partitioning between the liquid chambers is formed between 141 μm. When the width of the liquid chamber and the thickness of the wall are in a ratio of 1: 1, the width of the liquid chamber is 70.5 μm and the thickness of the wall is 70.5 μm.
m.

【0010】一方、高密度化がなされ液室幅が狭くなっ
た場合においても、十分な印字画質を得るためには、吐
出させるインク量は十分な量を確保しなくてはならな
い。そのためには液室の容積を大きくする必要があり、
必然的に液室高さを高くすることが要求されるようにな
る。このような理由により高密度印字可能なインクジェ
ットヘッドには、液室幅が狭く液室高さが高い液室が必
要となる。そこでこのような形状の液室を形成できる形
成法が必要となる。
On the other hand, even when the density of the liquid chamber is reduced and the width of the liquid chamber is reduced, a sufficient amount of ink to be ejected must be secured in order to obtain a sufficient print quality. Therefore, it is necessary to increase the volume of the liquid chamber,
Inevitably, it is required to increase the height of the liquid chamber. For these reasons, an ink jet head capable of high-density printing requires a liquid chamber having a narrow liquid chamber width and a high liquid chamber height. Therefore, a forming method capable of forming a liquid chamber having such a shape is required.

【0011】また、従来のインクジェットヘッドでは前
述の通り液室部品とダイアフラムとは別体で形成され、
液室部品の液室を仕切る壁の上部平面に接着剤を塗り、
ダイアフラムとの接合を行っていた。しかしながら、イ
ンクジェットヘッドの高密度化が進むに従い、接着剤で
の接合は困難を増し、180dpiを越える密度におい
ては安定して接着剤を塗ることは不可能に近く、もし塗
れたとしても接合強度という面で非常に弱くなってしま
うという課題が発生する。
In the conventional ink jet head, the liquid chamber component and the diaphragm are formed separately as described above,
Apply adhesive to the upper flat surface of the wall that separates the liquid chamber of the liquid chamber part,
Bonding with the diaphragm was performed. However, as the density of ink jet heads increases, bonding with an adhesive becomes more difficult, and it is almost impossible to apply the adhesive stably at a density exceeding 180 dpi. In this case, the problem that the surface becomes very weak occurs.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明では上記の課題を
解決するために、液室部品を電鋳法によって形成し、か
つ、その液室部品に形成される液室の液室幅はダイアフ
ラムが接着される近傍においては狭く、ダイアフラムか
ら遠い部分では広い構造にした。すなわち、液室を仕切
る壁に着目した場合、ダイアフラム近傍部が厚く、ダイ
アフラムから遠い部分では薄くなっており、そのためダ
イアフラムとの接着面積は広くなっている。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a liquid chamber component is formed by electroforming, and a liquid chamber formed in the liquid chamber component has a liquid chamber width of a diaphragm. The structure was narrow in the vicinity of the substrate to be bonded and wide in the portion far from the diaphragm. That is, when attention is paid to the wall partitioning the liquid chamber, the portion near the diaphragm is thick, and the portion far from the diaphragm is thin, so that the bonding area with the diaphragm is large.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は本発明のインクジェットヘ
ッドの液室部品を示す図である。図1は本発明の構造を
わかりやすくするためにダイアフラム接着面側から見た
図である。基板2上に電鋳法によって形成された電鋳液
室部材10が構成されている。電鋳液室部材10は液室
11、マニホールド12、インク供給口13を形成する
とともに、その上面は液室11内のインクを吐出させる
ために振動を与える役目を有するダイアフラムとの接着
面3の役割を有している。ここで示した液室11はイン
クの加圧室、マニホールド12は各液室11へのインク
の分配、インク供給口13はインクジェットヘッド内へ
のインクの供給の役目をそれぞれ担っている。
FIG. 1 is a diagram showing a liquid chamber component of an ink jet head according to the present invention. FIG. 1 is a diagram viewed from the side where the diaphragm is bonded to facilitate understanding of the structure of the present invention. An electroforming liquid chamber member 10 is formed on the substrate 2 by electroforming. The electroforming liquid chamber member 10 forms a liquid chamber 11, a manifold 12, and an ink supply port 13. The upper surface of the electroforming liquid chamber member 10 has an adhesive surface 3 with a diaphragm having a function of giving vibration to discharge ink in the liquid chamber 11. Has a role. The liquid chamber 11 shown here serves as a pressurizing chamber for ink, the manifold 12 serves to distribute ink to each liquid chamber 11, and the ink supply port 13 serves to supply ink to the ink jet head.

【0014】本発明のインクジェットヘッドの液室部品
の最も特徴とするところは、液室11の断面形状が雛壇
上になっているところである。図に示すように液室1の
基板2側の幅をb1、接着面3側の幅をb2とすると、
b1>b2という構造になっている。
The most distinctive feature of the liquid chamber component of the ink jet head of the present invention is that the cross section of the liquid chamber 11 is located on the platform. As shown in the figure, if the width of the liquid chamber 1 on the substrate 2 side is b1, and the width of the liquid surface 1 on the bonding surface 3 side is b2,
The structure is b1> b2.

【0015】通常、インクジェットヘッドを高密度化す
るにあたって各液室11間の距離pが狭まることは図か
らも容易に推測できる。液室間距離pが狭まることによ
り液室幅b1も狭くする必要がでてくる。しかしながら
優れた印字画質を保つためには液室11の容積は大きい
方が良く、そのためにはインク液室幅b1はできるだけ
広くした方が望ましい。このような理由から、従来は高
密度化をはかるときには、液室11を仕切る壁である液
室壁14の厚さを薄くすることによって、できる限り液
室11の大容量化をはかっていた。
Normally, it can be easily inferred from the drawings that the distance p between the liquid chambers 11 is reduced when the density of the ink jet head is increased. As the distance p between the liquid chambers decreases, the width b1 of the liquid chambers also needs to be reduced. However, in order to maintain excellent print image quality, it is better that the volume of the liquid chamber 11 is large, and for that purpose, it is desirable that the ink liquid chamber width b1 be as large as possible. For these reasons, conventionally, when the density is to be increased, the thickness of the liquid chamber wall 14, which is a wall partitioning the liquid chamber 11, has been reduced to increase the capacity of the liquid chamber 11 as much as possible.

【0016】しかしながら、液室壁14を薄くすること
により、ダイアフラムとの接着工程時における接着剤の
接着面積を小さくすることになり、そのため接着剤の液
室内へのはみ出し、または接着力不足によるヘッドの信
頼性低下などの問題が生じてきた。
However, by making the liquid chamber wall 14 thinner, the adhesive area of the adhesive in the step of bonding with the diaphragm is reduced, so that the adhesive protrudes into the liquid chamber or the head due to insufficient adhesive force. There have been problems such as a decrease in reliability.

【0017】本発明のインクジェットヘッドの液室部品
構造では、図1に示すように液室壁14の厚みがダイア
フラムとの接着面3近傍で厚くなっており、そのため接
着面3の面積を広くすることができ、上記に述べたよう
な問題点をすべて解消することができた。
In the liquid chamber component structure of the ink jet head according to the present invention, as shown in FIG. 1, the thickness of the liquid chamber wall 14 is increased near the bonding surface 3 with the diaphragm, so that the area of the bonding surface 3 is increased. As a result, all of the above-mentioned problems could be solved.

【0018】以下に本発明のインクジェットヘッドの液
室部品の各部の寸法を示しながら、より詳しく説明す
る。ここでは180dpiの印字が可能な高密度のイン
クジェットヘッドの場合を例に挙げる。180dpiの
場合、液室11間距離pは141μmとなる。ここで液
室11の容積をなるべく大きくしたいという希望から液
室幅(基板2側)b1を100μmとした。その結果、
液室壁幅(基板2側)b3は41μmということにな
る。従来の液室部品ではこの41μmという幅内に接着
剤を塗布しダイアフラムと接着しなくてはならず、その
ため接着剤の塗布方法も限られ、非常に接着工程を困難
なものにしていた。
Hereinafter, the dimensions of each part of the liquid chamber component of the ink jet head according to the present invention will be described in more detail. Here, a case of a high-density inkjet head capable of printing at 180 dpi will be described as an example. In the case of 180 dpi, the distance p between the liquid chambers 11 is 141 μm. Here, from the desire to increase the volume of the liquid chamber 11 as much as possible, the liquid chamber width (substrate 2 side) b1 was set to 100 μm. as a result,
The liquid chamber wall width (substrate 2 side) b3 is 41 μm. In a conventional liquid chamber component, an adhesive must be applied within the width of 41 μm and adhered to the diaphragm. Therefore, the method of applying the adhesive is limited, and the bonding process is extremely difficult.

【0019】しかし、本発明の液室部品では、ダイアフ
ラムとの接着面3近傍で液室幅と液室壁幅との関係を逆
にしてある。接着面3側では液室幅b2を41μmとし
て液室壁幅b4を100μmとした。その結果100μ
m幅の接着幅を確保することができ、この場合、スクリ
ーン印刷法、タコ印刷法、凸版印刷法などの接着剤の塗
布方法を使うことができ、接着工程が非常に容易にな
る。
However, in the liquid chamber component of the present invention, the relationship between the liquid chamber width and the liquid chamber wall width is reversed in the vicinity of the bonding surface 3 with the diaphragm. On the bonding surface 3 side, the liquid chamber width b2 was 41 μm, and the liquid chamber wall width b4 was 100 μm. As a result, 100μ
An adhesive width of m width can be ensured, and in this case, an adhesive application method such as a screen printing method, an octopus printing method, or a letterpress printing method can be used, and the bonding process becomes very easy.

【0020】本発明のインクジェットヘッドの液室部品
のような三次元的な形状をもつ部品の場合、従来の射出
成型法、エッチング法などの製造法は使うことができな
い。そこで本発明ではフォトリソグラフィー法と電鋳法
とを組み合わせることにより液室部品を形成する方法を
用いた。以下に実施例をもちいて本発明のインクジェッ
トヘッドの液室部品の製造方法を説明する。
In the case of a component having a three-dimensional shape such as a liquid chamber component of an ink jet head of the present invention, a conventional manufacturing method such as an injection molding method or an etching method cannot be used. Therefore, in the present invention, a method of forming a liquid chamber component by combining photolithography and electroforming is used. Hereinafter, a method for manufacturing a liquid chamber component of an inkjet head according to the present invention will be described with reference to examples.

【0021】図3は本発明のインクジェットヘッドの液
室部品の製造に用いる基板の図である。基板2は光透過
性のある透明な材料を用いている。本実施例では厚み
0.4mmのガラス基板を用いた。基板2上には導電性
のある材料でかつ光を遮断する不透明な材料からなる電
極膜4が所望の形状にパターニングされている。
FIG. 3 is a diagram of a substrate used for manufacturing a liquid chamber component of an ink jet head according to the present invention. The substrate 2 is made of a light-transmitting transparent material. In this embodiment, a glass substrate having a thickness of 0.4 mm was used. On the substrate 2, an electrode film 4 made of a conductive material and an opaque material that blocks light is patterned into a desired shape.

【0022】本実施例での電極膜4のパターニング方法
を以下に述べる。まずガラス基板2上に電極膜4として
Cr膜をスパッタリング法を用い0.1μmの膜厚で成
膜した。成膜条件はArガス圧0.01torr中で4
50WのRFパワーをかけ、4分間スパッタリングを行
うという条件であった。
The method of patterning the electrode film 4 in this embodiment will be described below. First, a Cr film was formed as the electrode film 4 on the glass substrate 2 to a thickness of 0.1 μm by a sputtering method. The film formation conditions were 4 at an Ar gas pressure of 0.01 torr.
The conditions were that RF power of 50 W was applied and sputtering was performed for 4 minutes.

【0023】その後、まず感光性レジストをCr膜上に
スピンコート法を用いてコーティングした。感光性レジ
ストにはデュポン社製AZ−4620というポジ型レジ
ストを用い、4000rpmで30秒間スピンコートす
ることにより6μmの厚さでコーティングした。
Thereafter, a photosensitive resist was first coated on the Cr film by spin coating. As a photosensitive resist, a positive resist called AZ-4620 manufactured by DuPont was used and spin-coated at 4000 rpm for 30 seconds to coat it with a thickness of 6 μm.

【0024】次に所望の液室形状が施された露光用マス
クを用い、感光性レジストAZ−4620をパターニン
グする。AZ−4620はポジ型レジストであるのでこ
こで用いる露光用マスクは所望の液室形状がCr膜で描
画されているマスクを使用した。AZ−4620の露光
は100mJ/cm2 の条件で行い、現像は25℃の専
用現像液に1分間浸漬することによって行った。
Next, the photosensitive resist AZ-4620 is patterned using an exposure mask having a desired liquid chamber shape. Since AZ-4620 is a positive resist, a mask in which a desired liquid chamber shape is drawn with a Cr film was used as an exposure mask used here. The exposure of AZ-4620 was performed under the condition of 100 mJ / cm 2 , and the development was performed by immersing in a dedicated developer at 25 ° C. for 1 minute.

【0025】その後、Cr膜上にAZ−4620がパタ
ーニングされた状態でウェットエッチング法によりCr
膜をパターニングした。エッチング液には800ccの
水中に16ccの過塩素酸と32gの硝酸第2セリウム
アンモニウムを混合した水溶液を用いた。このときのウ
ェットエッチング法の方式は浸漬法を用い、約1分間エ
ッチング液中に浸漬させた。
After that, in a state where AZ-4620 is patterned on the Cr film, the Cr film is formed by wet etching.
The film was patterned. As an etching solution, an aqueous solution in which 16 cc of perchloric acid and 32 g of ceric ammonium nitrate were mixed in 800 cc of water was used. At this time, the wet etching method was an immersion method, and was immersed in the etching solution for about 1 minute.

【0026】最後に、アセトン中に基板を浸漬し、AZ
−4620を剥離し、Cr膜のパターニングが完了す
る。
Finally, the substrate is immersed in acetone and AZ
The −4620 is peeled off, and the patterning of the Cr film is completed.

【0027】図2は本発明のインクジェットヘッドの液
室部品の製造方法を示す図である。まず図2(a)に示
すように、電極膜4が所望の形状にパターニングされた
透明の基板2上に感光性樹脂である第1のレジスト5を
コーティングし、基板2側から露光を行う。このように
基板2を通して感光性樹脂を露光する方法をバック露光
法と一般には呼んでいる。
FIG. 2 is a view showing a method of manufacturing a liquid chamber component of an ink jet head according to the present invention. First, as shown in FIG. 2A, a first resist 5 which is a photosensitive resin is coated on a transparent substrate 2 in which an electrode film 4 is patterned into a desired shape, and exposure is performed from the substrate 2 side. Such a method of exposing the photosensitive resin through the substrate 2 is generally called a back exposure method.

【0028】本実施例では第1のレジスト5に日本合成
ゴム社製のJSR−30というネガ型レジストを用い
た。前記レジストのコーティングにはスピンコート法を
用い、本実施例では1000rpmで10秒間基板を回
転させることにより、60μmの膜厚でコーティングさ
れた。第1のレジスト5をコーティングした後、基板2
側から露光を行う。本工程において、露光量は400m
J/cm2 とした。
In this embodiment, a negative type resist called JSR-30 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. was used as the first resist 5. The resist was coated by a spin coating method. In this example, the substrate was rotated at 1000 rpm for 10 seconds to form a coating having a thickness of 60 μm. After coating the first resist 5, the substrate 2
Exposure is performed from the side. In this step, the exposure amount is 400 m
J / cm 2 .

【0029】次の図2(b)の工程では、第1のレジス
ト5上に第2のレジスト6をコーティングし、露光用マ
スク7を用いて露光を行う。この露光法は一般に行われ
ている露光法であるがバック露光法に対してここではフ
ロント露光法と呼ぶことにする。
In the next step shown in FIG. 2B, a second resist 6 is coated on the first resist 5 and exposure is performed using an exposure mask 7. This exposure method is a commonly used exposure method, but is referred to as a front exposure method here as opposed to a back exposure method.

【0030】第2のレジスト6には第1のレジスト5と
同材料のものを使用し、スピンコート法を用いてコーテ
ィングした。コーティング条件は4000rpmで10
秒間の回転とし、この条件により20μmの厚さでコー
ティングされた。第2のレジスト6をコーティングした
後、フロント露光を行う。本実施例では200mJ/c
2 で露光した。なお本実施例に用いた露光用マスク7
は、基板2にパターニングされた電極膜4の液室形状と
は異なった形状が描画されており、そのため本発明の特
徴である三次元的な形状をもつ液室が形成できる。
The second resist 6 was made of the same material as the first resist 5, and was coated by spin coating. The coating condition is 10 at 4000 rpm.
The coating was performed with a thickness of 20 μm under these conditions. After coating the second resist 6, front exposure is performed. In this embodiment, 200 mJ / c
Exposure at m 2 . The exposure mask 7 used in the present embodiment
Is drawn with a shape different from the shape of the liquid chamber of the electrode film 4 patterned on the substrate 2, so that a liquid chamber having a three-dimensional shape, which is a feature of the present invention, can be formed.

【0031】図2(c)の工程では、第1のレジスト
5、第2のレジスト6を同時に現像を行う。本実施例で
は40℃の専用の現像液中に10分間浸漬を行うことに
より現像した。
In the step of FIG. 2C, the first resist 5 and the second resist 6 are simultaneously developed. In the present embodiment, development was carried out by immersion in a dedicated developer at 40 ° C. for 10 minutes.

【0032】その後、図2(d)に示すように、バック
露光時のマスクも兼ねた電極膜4を電極として電鋳を行
った。本発明の製造方法において電極膜4はマスクとし
ての役目と電極としての役目を同時に担うため、電極膜
4は平面上でつながった形状にパターニングされている
ことも本発明の製造方法の特徴の一つである。そうする
ことにより電極を形成する工程を省くことができる。な
お電鋳法には一般に広く行われているNi電鋳法を用い
た。このNi成膜のため下記の組成の処理浴: 水 5L スルファミン酸ニッケル 1650g 塩化ニッケル 150g 硼酸 225g ラウリル硫酸ナトリウム 5g を使用した。処理浴の温度は60℃、電流密度は50m
A/cm2、浴の撹拌速度は1L/分であった。この電鋳
法によって、電鋳液室部材10が形成された。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, electroforming was performed using the electrode film 4 serving also as a mask during back exposure as an electrode. In the manufacturing method of the present invention, since the electrode film 4 simultaneously functions as a mask and an electrode, it is also a feature of the manufacturing method of the present invention that the electrode film 4 is patterned in a continuous shape on a plane. One. By doing so, the step of forming an electrode can be omitted. As the electroforming method, a Ni electroforming method generally used widely was used. For this Ni film formation, a treatment bath having the following composition was used: water 5 L nickel sulfamate 1650 g nickel chloride 150 g boric acid 225 g sodium lauryl sulfate 5 g. Treatment bath temperature is 60 ° C, current density is 50m
A / cm 2 , and the stirring speed of the bath was 1 L / min. The electroforming solution chamber member 10 was formed by this electroforming method.

【0033】次に図2(d)中に示されたA−A部を矢
印方向に切断した後、最後に第1のレジスト、および第
2のレジスト6(第1のレジストは図中では電鋳液室部
材10に隠れているため表面からは見えない。)を本レ
ジスト専用の剥離液により溶解することにより、本発明
のインクジェットヘッドの液室部品が完成する。
Next, after cutting the AA portion shown in FIG. 2D in the direction of the arrow, finally, the first resist and the second resist 6 (the first resist is a The liquid chamber component of the ink jet head of the present invention is completed by dissolving (which is hidden from the surface of the casting liquid chamber member 10 and cannot be seen from the surface) with a stripping solution dedicated to the present resist.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の液室部品によれば、液室を仕切
る液室壁がダイアフラム接着面近傍で厚くなっているた
め、ダイアフラムとの接着工程時における、接着剤のは
み出しや接着力不足などの接着不良問題を解消すること
ができる。一方、基板付近では液室壁は薄くなってお
り、液室容積を大きくしている。そのため印字画質を劣
化させない程度の十分なインク量を液室内に蓄えること
ができる。以上のように相反する問題を同時に解決でき
るため、インクジェットヘッドの高密度化にも対応する
ことができる。
According to the liquid chamber component of the present invention, since the liquid chamber wall partitioning the liquid chamber is thick near the surface where the diaphragm is bonded, the adhesive protrudes and the adhesive strength is insufficient during the bonding process with the diaphragm. It is possible to solve the problem of poor adhesion such as the above. On the other hand, the liquid chamber wall is thin near the substrate, and the liquid chamber volume is increased. Therefore, a sufficient amount of ink that does not deteriorate the print quality can be stored in the liquid chamber. Since the conflicting problems can be solved at the same time as described above, it is possible to cope with an increase in the density of the ink jet head.

【0035】本発明の液室部品の製造方法によれば、従
来の射出成型法、エッチング法では形成できなかった本
発明の液室部品のような三次元的な形状の液室(または
液室壁)を容易に形成することができた。また、本発明
の製造方法はLSI分野で一般的に使われているフォト
リソグラフィー技術を用いており、従来の方法と比べて
も非常に精度が高い。そのため180dpi以上の高密
度インクジェットヘッドも、十分な余裕を持って作製す
ることができる。
According to the method for manufacturing a liquid chamber component of the present invention, a liquid chamber (or liquid chamber) having a three-dimensional shape like the liquid chamber component of the present invention, which cannot be formed by the conventional injection molding method or etching method. Wall) could be easily formed. In addition, the manufacturing method of the present invention uses a photolithography technique generally used in the field of LSI, and has a very high accuracy as compared with the conventional method. Therefore, a high-density inkjet head of 180 dpi or more can be manufactured with a sufficient margin.

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

【図1】本発明のインクジェットヘッドの液室部品を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a liquid chamber component of an ink jet head of the present invention.

【図2】本発明のインクジェットヘッドの液室部品の製
造方法を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing a liquid chamber component of an inkjet head according to the present invention.

【図3】本発明のインクジェットヘッドの液室部品の製
造に用いる基板を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a substrate used for manufacturing a liquid chamber component of the inkjet head of the present invention.

【図4】従来のインクジェットヘッドの部品構成を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a component configuration of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液室部品 2 基板 3 接着面 4 電極膜 5 第1のレジスト 6 第2のレジスト 7 露光用マスク 10 電鋳液室部材 11 液室 12 マニホールド 13 インク供給口 14 液室壁 20 ノズル板 21 ノズル 30 ダイアフラム 31 アイランド 40 圧電素子 50 基台 REFERENCE SIGNS LIST 1 liquid chamber component 2 substrate 3 bonding surface 4 electrode film 5 first resist 6 second resist 7 exposure mask 10 electroforming liquid chamber member 11 liquid chamber 12 manifold 13 ink supply port 14 liquid chamber wall 20 nozzle plate 21 nozzle Reference Signs List 30 diaphragm 31 island 40 piezoelectric element 50 base

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを溜め加圧を行うための液室を有
する液室部品と、該液室で加圧されたインクを吐出させ
るためのノズルと、該液室部品に接合され液室内のイン
クを加圧するための振動板の役目をするダイアフラム
と、電歪効果によって駆動力を得て該ダイアフラムを振
動させる圧電素子とからなる圧電式インクジェットヘッ
ドにおいて、 前記液室部品が、電鋳法によって形成され、かつ、前記
ダイアフラム近傍では狭く、ダイアフラムから遠い部分
では広い断面形状をもつ液室を有していることを特徴と
するインクジェットヘッド。
A liquid chamber component having a liquid chamber for storing and pressurizing ink, a nozzle for discharging the ink pressurized in the liquid chamber, and a liquid chamber component joined to the liquid chamber component and provided inside the liquid chamber. In a piezoelectric ink-jet head including a diaphragm serving as a diaphragm for pressurizing ink and a piezoelectric element which obtains a driving force by an electrostriction effect and vibrates the diaphragm, the liquid chamber component is formed by electroforming. An ink jet head having a liquid chamber formed and having a narrow cross section in the vicinity of the diaphragm and a wide cross section in a portion far from the diaphragm.
【請求項2】 インクを溜め加圧を行うための液室を有
する液室部品と、該液室で加圧されたインクを吐出させ
るためのノズルと、該液室部品に接合され液室内のイン
クを加圧するための振動板の役目をするダイアフラム
と、電歪効果によって駆動力を得て該ダイアフラムを振
動させる圧電素子とからなる圧電式インクジェットヘッ
ドの製造方法において、 前記液室部品が、導電性膜が形成された基板上に第1の
感光性樹脂材料をコーティングし、所望の形状に露光す
る工程と、 前記第1の感光性樹脂材料上に第2の感光性樹脂材料を
コーティングし、所望の形状に露光を行う工程と、 前記第1の感光性樹脂材料と第2の感光性樹脂材料を同
時に現像する工程と、 前記導電成膜に通電することにより電鋳を行う工程と、 前記第1の感光性樹脂材料および第2の感光性樹脂材料
を剥離する工程とから形成されることを特徴とするイン
クジェットヘッドの製造方法。
2. A liquid chamber component having a liquid chamber for storing and pressurizing ink, a nozzle for discharging the ink pressurized in the liquid chamber, and a liquid chamber component joined to the liquid chamber component and provided inside the liquid chamber. In a method for manufacturing a piezoelectric ink jet head comprising a diaphragm serving as a diaphragm for pressurizing ink and a piezoelectric element for obtaining a driving force by an electrostrictive effect and vibrating the diaphragm, the liquid chamber component is made of a conductive material. Coating a first photosensitive resin material on the substrate on which the conductive film is formed, and exposing to a desired shape; coating a second photosensitive resin material on the first photosensitive resin material; Exposing to a desired shape; simultaneously developing the first photosensitive resin material and the second photosensitive resin material; performing electroforming by energizing the conductive film; The first photosensitive tree A method of manufacturing an ink jet head, characterized in that it is formed from a material and step of separating the second photosensitive resin material.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008208427A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Seiko Instruments Inc Method of manufacturing electroforming mold , electroforming mold and method of manufacturing electroformed compoment

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