JPH11179908A - Ink-jet head component and its manufacture - Google Patents

Ink-jet head component and its manufacture

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JPH11179908A
JPH11179908A JP35663297A JP35663297A JPH11179908A JP H11179908 A JPH11179908 A JP H11179908A JP 35663297 A JP35663297 A JP 35663297A JP 35663297 A JP35663297 A JP 35663297A JP H11179908 A JPH11179908 A JP H11179908A
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JP
Japan
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liquid chamber
forming
side wall
electroforming
layer
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JP35663297A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoo Ikeda
池田  智夫
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Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a head which does not use an adhesive and stably discharges ink by carrying out an electroforming process using an electroformed mold by an exposure of a photosensitive insoluble material in two steps thereby forming a discharge opening of a relatively small size in a first electroforming step and a liquid chamber of a relatively large size in a second electroforming step. SOLUTION: An ink-jet head part has a first electroforming layer 11 forming a part of a bottom part of discharge openings. The electroforming layer 11 is formed by electroforming, including a liquid chamber wall 202a constituting many liquid chambers 201a which store ink and serve as a pressure chamber, and a discharge opening wall 102 with many discharge openings 101a each of which has a small-breadth small-height section to the liquid chamber 201a and through which pressured ink is discharged. This head part also has a second electroforming layer 12 forming a bottom part of the liquid chambers 201a. While the electroforming layer 12 is formed by electroforming, the layer is united with the first electroforming layer 11 in one body in the electroforming process.

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部品の製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an ink jet head component used in an apparatus such as a printer for forming an ink image on a medium such as recording paper by discharging ink droplets.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の基本的なインクジェットヘッドの
構成を図4に示す。インク吐出孔である吐出口101が
形成されたノズル板100と、インク加圧室の役目をす
る液室201を構成する液室側壁202が形成された液
室側壁部品200と、薄板形状をしたダイアフラム30
0と、圧電素子400が配設された基台500で構成さ
れる。このような圧電素子400を有するインクジェッ
トヘッドを圧電式インクジェットヘッドと呼ぶ。なおイ
ンクジェットヘッドのインク吐出方式として発熱式(バ
ブルジェット方式とも称する。)が別方式としてある
が、発熱式の場合、ダイアフラム300、圧電素子40
0は存在せず、基台500上に発熱素子が形成される。
どちらの方式にしてもノズル板100と液室側壁部品2
00は必要不可欠なインクジェットヘッドの構成部品で
ある。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows the configuration of a conventional basic ink jet head. A nozzle plate 100 having an ejection port 101 serving as an ink ejection hole, a liquid chamber side wall component 200 having a liquid chamber side wall 202 forming a liquid chamber 201 serving as an ink pressurizing chamber, and a thin plate shape. Diaphragm 30
0 and a base 500 on which the piezoelectric element 400 is disposed. An ink jet head having such a piezoelectric element 400 is called a piezoelectric ink jet head. In addition, there is another heating method (also referred to as a bubble jet method) as an ink discharging method of the ink jet head. In the case of the heating method, the diaphragm 300 and the piezoelectric element 40 are used.
0 does not exist, and a heating element is formed on the base 500.
Whichever method is used, the nozzle plate 100 and the liquid chamber side wall part 2
00 is an essential component of the ink jet head.

【0003】以下に図4に示した各部品の構造について
説明する。液室側壁部品200に構成されている液室側
壁202によって設けられた複数の液室201はインク
流路とインク加圧室をかねている。液室201内で加圧
が行われるためには、液室側壁202に高い剛性が必要
である。多数の液室201は一方の端部で一つにつなが
っており、その箇所を一般にマニホールドと呼んでいる
(図示せず)。マニホールドは液室201内にインクを
供給する役目を負っている。
The structure of each component shown in FIG. 4 will be described below. The plurality of liquid chambers 201 provided by the liquid chamber side wall 202 formed in the liquid chamber side wall part 200 serve as an ink flow path and an ink pressurizing chamber. In order to perform pressurization in the liquid chamber 201, the liquid chamber side wall 202 needs to have high rigidity. A large number of liquid chambers 201 are connected to one at one end, and the location is generally called a manifold (not shown). The manifold serves to supply ink into the liquid chamber 201.

【0004】ノズル板100には複数の吐出口101が
孔あけされており、一つの吐出口101が一つの液室2
01に対応するように配置される。液室201内で加圧
させられたインクは吐出口101より吐出する。
A plurality of discharge ports 101 are formed in the nozzle plate 100, and one discharge port 101 is provided in one liquid chamber 2.
01 is arranged. The ink pressurized in the liquid chamber 201 is discharged from the discharge port 101.

【0005】ダイアフラム300は通常3〜5μm程度
の薄板状の部品である。このダイアフラム300は圧電
素子400が電歪効果により伸縮したときにその歪みを
液室201に伝えるためのものであり、剛性は低くなく
てはならない。
[0005] The diaphragm 300 is a thin plate-shaped part usually having a thickness of about 3 to 5 µm. The diaphragm 300 transmits the distortion to the liquid chamber 201 when the piezoelectric element 400 expands and contracts due to the electrostriction effect, and the rigidity must be low.

【0006】駆動体である圧電素子400はそれ自身の
電歪効果により歪みを発生させ、その歪みによって液室
201内のインクを加圧し、それに対応した吐出口10
1からインクを吐出させる。そのため、各圧電素子40
0は各液室201とそれぞれが対応しており、一つの液
室201が加圧されている場合に他の液室201に影響
を与えないように分離された状態になっている。
The piezoelectric element 400, which is a driving body, generates distortion due to its own electrostriction effect, and pressurizes the ink in the liquid chamber 201 by the distortion.
Ink is ejected from No. 1. Therefore, each piezoelectric element 40
Reference numeral 0 corresponds to each of the liquid chambers 201. When one liquid chamber 201 is pressurized, the liquid chambers 201 are separated so as not to affect the other liquid chambers 201.

【0007】これら分離された圧電素子400は基台5
00上で固定されている。圧電素子400を基台500
に固定する方法として、一般的には、最初分離していな
い圧電素子400を、基台500に接着剤で接合し、そ
の後切削加工により圧電素子400のみを分離する工程
がとられている。圧電素子400が基台500に固定さ
れた後にダイアフラム300との接合がなされる。
The separated piezoelectric elements 400 are mounted on a base 5
It is fixed on 00. The piezoelectric element 400 is mounted on the base 500
As a method of fixing the piezoelectric element 400, generally, a step of bonding the piezoelectric element 400 that has not been separated first to the base 500 with an adhesive, and then separating only the piezoelectric element 400 by cutting is performed. After the piezoelectric element 400 is fixed to the base 500, the piezoelectric element 400 is joined to the diaphragm 300.

【0008】図4のような基本的なインクジェットヘッ
ドの構成において、それぞれ別体で製造されたノズル板
100と液室側壁部品200とは接着剤によって接合さ
れていた。そのために、それぞれの部品の接合部分には
必ず接着剤層が形成されていた。
In the basic configuration of the ink jet head as shown in FIG. 4, the nozzle plate 100 and the liquid chamber side wall component 200, which are manufactured separately, are joined by an adhesive. For this reason, an adhesive layer was always formed at the joint of each component.

【0009】この接着剤層の厚みやはみ出し量によって
製造されたインクジェットヘッドの剛性が異なり、その
結果、吐出性能にも差が出てくる。そのためインクジェ
ットヘッドの製造において、接着剤層の厚みとはみ出し
量の管理に多大な労力を要していた。
The rigidity of the manufactured ink jet head differs depending on the thickness of the adhesive layer and the amount of protrusion, and as a result, the ejection performance also differs. Therefore, in the manufacture of the ink jet head, a great effort has been required for controlling the thickness of the adhesive layer and the amount of protrusion.

【0010】またノズル板100と液室側壁部品200
とが別体であるため、接合時に精密な位置合わせを行っ
ていた。
The nozzle plate 100 and the liquid chamber side wall component 200
Since they are separate bodies, precise alignment was performed at the time of joining.

【0011】このような別体であるが為の手間を無くす
ために、液室側壁部品とノズル板とを射出成形により一
体で成形することが考えられた。ただしその場合、側壁
が形成されることによって液室は構成されるが、吐出口
までは構成されない。なぜなら吐出口の孔径が30〜4
0μmであり、射出成形の限界を超えているからであ
る。そのため射出成形後に孔あけ加工が必要とされた。
この孔あけ加工には加工精度が要求されるためにエキシ
マレーザー加工が用いられていた。
In order to eliminate the trouble of being a separate body, it has been considered to integrally form the liquid chamber side wall part and the nozzle plate by injection molding. In this case, however, the liquid chamber is formed by forming the side wall, but not the discharge port. Because the hole diameter of the discharge port is 30-4
This is because it is 0 μm, which exceeds the limit of injection molding. Therefore, drilling was required after injection molding.
Excimer laser processing has been used for this drilling because processing accuracy is required.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来のインクジェット
ヘッドでは、前述の通り、ノズル板と液室側壁部品とが
接着剤によって接合されていた。そのため、接合面には
必ず接着剤層が存在し、インクジェットヘッドの製造過
程において、この接着剤層の厚み、及びはみ出し量を正
確に管理する必要があった。なぜなら、この接着剤層が
ばらつくことによって、インクジェットヘッドの剛性が
ばらつき、吐出特性がばらつくからである。これらのば
らつきは印字品質悪化につながっていた。
In the conventional ink jet head, as described above, the nozzle plate and the liquid chamber side wall component are joined by the adhesive. Therefore, an adhesive layer always exists on the joining surface, and it is necessary to accurately control the thickness and the amount of protrusion of the adhesive layer in the process of manufacturing the ink jet head. This is because the dispersion of the adhesive layer causes the rigidity of the ink jet head to vary and the ejection characteristics to vary. These variations have led to the deterioration of print quality.

【0013】さらに、接着剤を使用した従来のインクジ
ェットヘッドでは、長期間吐出を行った場合、接着剤の
劣化が起こり、接着剤層の剥離が発生することがあっ
た。このような場合、インクジェットヘッドの吐出特性
と耐久性に関しての信頼性を欠くことになる。またノズ
ル板と液室側壁部品とが別体であるため接合時に位置合
わせが必要であるが、接着剤層を介しているために、精
度の高い位置合わせができなかった。この位置合わせ精
度が悪いとインクの吐出方向がずれるため、印字品質を
悪化させる原因になる。
Further, in a conventional ink jet head using an adhesive, when the ink is ejected for a long time, the adhesive is deteriorated, and the adhesive layer may be peeled off. In such a case, reliability regarding the ejection characteristics and durability of the inkjet head is lacking. In addition, since the nozzle plate and the liquid chamber side wall component are separate bodies, alignment is required at the time of joining. However, since the adhesive layer is interposed, high-accuracy alignment cannot be performed. If the positioning accuracy is poor, the ejection direction of the ink is deviated, which causes a deterioration in print quality.

【0014】一方、接着剤を用いず射出成形で液室側壁
部品を形成し、その後エキシマレーザー加工により吐出
口を形成する方法では、射出成形性とエキシマレーザー
加工性との両方を考慮した材質のものを用いなければな
らず、一般的にはポリサルフォン樹脂しか利用できなか
った。そのために、液室側壁部品の剛性は低く、液室内
部でインクを加圧しようとしても十分な加圧が行われな
かった。その結果、インク吐出特性が悪かった。これは
印字品質の悪化につながる。
On the other hand, in the method of forming the liquid chamber side wall parts by injection molding without using an adhesive, and then forming the discharge port by excimer laser processing, the material is made of a material in consideration of both injection moldability and excimer laser workability. One, and generally only polysulfone resin was available. For this reason, the rigidity of the liquid chamber side wall component is low, and sufficient pressurization is not performed even if an attempt is made to pressurize the ink inside the liquid chamber. As a result, the ink ejection characteristics were poor. This leads to poor print quality.

【0015】本発明はインク滴を吐出させ記録紙などの
媒体上にインク像を形成するインクジェットヘッドにお
いて、高い信頼性と良好な印字品質を達成するインクジ
ェットヘッドを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ink jet head which forms an ink image on a medium such as recording paper by discharging ink droplets and which achieves high reliability and good print quality.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のインクジェットヘッド部品の製造方法では、
まず透明基板上に吐出口形状と液室形状をパターニング
した不透明導電性層を形成し、透明基板の不透明導電性
層が形成されている一方の面に感光不溶性材料からなる
吐出口型と液室型とを形成する。次に、吐出口型上面を
覆い、且つ液室型の上面は覆われない程度の厚みで電鋳
部材を形成し、さらに液室型上に感光不溶性材料による
第2の液室型を形成する。その後、電鋳部材及び第2の
液室型上に電鋳を施す。これらの一連の工程を有するこ
とを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing an inkjet head component, comprising:
First, an opaque conductive layer is formed by patterning the shape of the discharge port and the shape of the liquid chamber on a transparent substrate. The discharge port mold and liquid chamber made of a photosensitive insoluble material are formed on one surface of the transparent substrate on which the opaque conductive layer is formed. And mold. Next, an electroformed member is formed to a thickness that covers the upper surface of the discharge port mold and does not cover the upper surface of the liquid chamber type, and further forms a second liquid chamber type made of a photosensitive insoluble material on the liquid chamber type. . Thereafter, electroforming is performed on the electroformed member and the second liquid chamber mold. It is characterized by having a series of these steps.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図1を用いて説明する。本実施形態におけるインクジ
ェットヘッド部品は、電鋳法によって形成されインクを
溜め加圧室の役目をする多数の液室201aを構成する
液室側壁202aの一部と、液室201aに対して幅及
び高さの小さい断面形状を有し液室201aと連通し液
室201aで加圧されたインクを吐出させる為の多数の
吐出口101aを構成する吐出口側壁102と吐出口の
底部の一部とを形成する第1の電鋳層11と、電鋳法に
よって形成する前記液室の側壁202aの残部と液室2
01aの底部を形成する第2の電鋳層12とを備えてい
る。さらに、前記第2の電鋳層12は電鋳法によって形
成される過程で前記第1の電鋳層11に結合され一体に
形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The inkjet head component according to the present embodiment includes a part of a liquid chamber side wall 202a that is formed by an electroforming method, and forms a plurality of liquid chambers 201a that store ink and serve as a pressure chamber. A discharge port side wall 102, which has a small cross-sectional shape and has a large number of discharge ports 101a communicating with the liquid chamber 201a and discharging ink pressurized in the liquid chamber 201a, and a part of the bottom of the discharge port. A first electroformed layer 11 for forming the liquid chamber, a remaining portion of the side wall 202a of the liquid chamber formed by an electroforming method,
And a second electroformed layer 12 forming the bottom of the first electroformed layer 01a. Further, the second electroformed layer 12 is combined with the first electroformed layer 11 in the process of being formed by the electroforming method and is integrally formed.

【0018】図3は基板上に吐出口側壁を形成するため
の吐出口型と液室側壁形成のための液室型が形成された
図である。透明基板30上に電鋳の電極の役目をする不
透明導電性層40がパターニングされており、さらに透
明基板30の不透明導電性層40が形成されている一方
の面に、電鋳型となる下部感光不溶性材料層21が形成
されている。
FIG. 3 is a view showing a discharge port type for forming a discharge port side wall on a substrate and a liquid chamber type for forming a liquid chamber side wall. An opaque conductive layer 40 serving as an electrode for electroforming is patterned on the transparent substrate 30. Further, on one surface of the transparent substrate 30 where the opaque conductive layer 40 is formed, a lower photosensitive layer serving as an electroforming mold is provided. An insoluble material layer 21 is formed.

【0019】電鋳型となる下部感光不溶性材料層21
は、吐出口型211、液室型212、マニホールド型2
13によって構成される。吐出口型211はインクの吐
出孔の形状を型取っており、液室型212は液室側壁に
よって形成される液室の形状を型取っている。またマニ
ホールド型213はインクを溜め液室内にインクを供給
するマニホールドを型取っている。なお、図3では説明
のために吐出口型211、液室型212とも一つずつし
か描かれていないが、本来、多数の吐出口型211、液
室型212が所定のピッチで並んで配置され、液室型2
12の後端部でマニホールド型213によってつながれ
る。
Lower photosensitive insoluble material layer 21 serving as an electroforming mold
Are a discharge port type 211, a liquid chamber type 212, a manifold type 2
13. The ejection port mold 211 takes the shape of the ink ejection hole, and the liquid chamber mold 212 takes the shape of the liquid chamber formed by the liquid chamber side wall. The manifold type 213 is a manifold that stores ink and supplies ink into the liquid chamber. Although only one discharge port type 211 and one liquid chamber type 212 are illustrated in FIG. 3 for explanation, originally, a large number of discharge port types 211 and liquid chamber types 212 are arranged side by side at a predetermined pitch. And liquid chamber type 2
12 are connected by a manifold die 213 at the rear end.

【0020】本発明は図3の状態を基本状態となり、こ
の基板を元に製造工程が進んでいく。まず図3の状態に
至るまでの工程について説明する。まず、透光性を有す
る透明基板30上に不透明導電性層40をパターニング
形成した。本実施の形態では、最初にガラスからなる透
明基板30上に銅(Cu)からなる不透明導電性層40
をスパッタリング法によって0.2μmの厚みで成膜し
た。その後、一般に知られているフォトリソグラフィー
法によって、感光性レジストを不透明導電性層40上に
所望の形状にパターニングした。さらに、ウェットエッ
チング法によって感光性レジストに覆われていない部分
をエッチングし不透明導電性層40をパターニングし
た。なお感光性レジストはその後除去した。本実施例に
おける所望の形状の不透明導電性層40とは、図3に示
されるようにインクの吐出孔の形状、インク加圧室であ
る液室の形状、及びインク溜めであるマニホールドの形
状がそれぞれエッチングによって取り除かれる形状のこ
とをいう。
In the present invention, the state shown in FIG. 3 is a basic state, and the manufacturing process proceeds based on this substrate. First, steps up to a state shown in FIG. 3 will be described. First, an opaque conductive layer 40 was formed by patterning on a transparent substrate 30 having translucency. In the present embodiment, an opaque conductive layer 40 made of copper (Cu) is first placed on a transparent substrate 30 made of glass.
Was formed to a thickness of 0.2 μm by a sputtering method. Thereafter, the photosensitive resist was patterned into a desired shape on the opaque conductive layer 40 by a generally known photolithography method. Further, the portion not covered with the photosensitive resist was etched by wet etching to pattern the opaque conductive layer 40. The photosensitive resist was removed thereafter. As shown in FIG. 3, the opaque conductive layer 40 having a desired shape in the present embodiment has a shape of an ink ejection hole, a shape of a liquid chamber as an ink pressurizing chamber, and a shape of a manifold as an ink reservoir. The shapes are removed by etching.

【0021】次に、透明基板30の不透明導電性層40
が形成されている一方の面に、感光不溶性材料を全面に
塗布した後、感光不溶性材料の塗布されていない透明基
板30の他方の面より、透明基板30を透過させて露光
を行った。このような露光法を一般にバック露光法と称
する。バック露光法では不透明導電性層40が露光マス
クの役目をし、感光不溶性材料の任意の部分を露光する
ことができる。本実施の形態では感光不溶性材料に日本
合成ゴム社製THB−30(商品名)を使用した。塗布
方法はスピンコート法を用い、2500rpmの回転数
で10秒間スピンコートする事で30μmの厚みで塗布
することができた。また露光においては、露光装置とし
てユニオン光学社製PEM−500を用い、300mJ
/cm2の露光量で露光した。
Next, the opaque conductive layer 40 of the transparent substrate 30
After the photosensitive insoluble material was applied to the entire surface of the transparent substrate 30 where the photosensitive insoluble material was not applied, light was transmitted through the transparent substrate 30 from the other surface of the transparent substrate 30 where the photosensitive insoluble material was not applied. Such an exposure method is generally called a back exposure method. In the back exposure method, the opaque conductive layer 40 serves as an exposure mask, and can expose an arbitrary portion of the photosensitive insoluble material. In the present embodiment, THB-30 (trade name) manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. was used as the photosensitive insoluble material. The spin coating method was used as a coating method, and spin coating was performed at a rotation speed of 2500 rpm for 10 seconds, so that a coating having a thickness of 30 μm could be performed. In the exposure, PEM-500 manufactured by Union Optical Co., Ltd. was used as an exposure apparatus, and 300 mJ was used.
/ Cm2.

【0022】さらに、部分的に露光されている感光不溶
性材料を現像することによって、露光されている部分の
みが下部感光不溶性材料層21として形成される。下部
感光不溶性材料層21は吐出口形状をした吐出口型21
1、液室形状をした液室型212、マニホールド形状を
したマニホールド型213で構成されている。本実施の
形態では、THB−30専用の現像液を使用して、40
℃の液温で5分間現像を行った。
Further, by developing the photosensitive insoluble material that is partially exposed, only the exposed portion is formed as the lower photosensitive insoluble material layer 21. The lower photosensitive insoluble material layer 21 has a discharge port shape 21 having a discharge port shape.
1, a liquid chamber type 212 having a liquid chamber shape, and a manifold type 213 having a manifold shape. In the present embodiment, using a developer dedicated to THB-30,
Development was performed at a liquid temperature of 5 ° C. for 5 minutes.

【0023】以上のような工程を経て図3に示すような
透明基板30上に吐出口型211、液室型212、マニ
ホールド型213で構成される下部感光不溶性材料層2
1が形成される。本発明ではこの図3の状態の基板を元
に、吐出口と液室とを備えた電鋳部材よりなるインクジ
ェットヘッド部品を形成していく。
Through the above steps, the lower photosensitive insoluble material layer 2 composed of the discharge port type 211, the liquid chamber type 212, and the manifold type 213 is formed on the transparent substrate 30 as shown in FIG.
1 is formed. In the present invention, based on the substrate in the state shown in FIG. 3, an inkjet head component comprising an electroformed member having a discharge port and a liquid chamber is formed.

【0024】図2は本発明の製造方法の主要な工程を示
した図である。図1おける吐出口101a付近のA−A
断面の一部と液室201a付近のB−B断面の一部をそ
れぞれの工程ごとに比較して示している。
FIG. 2 is a view showing main steps of the manufacturing method of the present invention. AA near the discharge port 101a in FIG.
A part of the cross section and a part of the BB cross section in the vicinity of the liquid chamber 201a are compared for each process.

【0025】図2(a)は図3の状態の吐出口型211
付近の断面と液室型212付近の断面である。ここまで
の工程は上述の説明のとおりである。ガラス基板からな
る透明基板30上の一方の面にCuからなる不透明導電
性層40がパターニングされており、不透明導電性層4
0が存在しない部分の上にのみ、下部感光不溶性材料層
21が形成されている。なお本実施の形態において、吐
出口型211の幅b1、液室型212の幅b2はそれぞ
れb1=20μm、b2=60μmとした。また下部感
光不溶性材料層21の厚みは上記でも説明したとおり3
0μm厚とした。
FIG. 2A shows the discharge port mold 211 in the state of FIG.
2 is a cross section near the liquid chamber mold 212 and a cross section near the liquid chamber mold 212. The steps so far are as described above. An opaque conductive layer 40 made of Cu is patterned on one surface of a transparent substrate 30 made of a glass substrate.
The lower photosensitive insoluble material layer 21 is formed only on the portion where 0 does not exist. In the present embodiment, the width b1 of the discharge port mold 211 and the width b2 of the liquid chamber mold 212 are set to b1 = 20 μm and b2 = 60 μm, respectively. The thickness of the lower photosensitive insoluble material layer 21 is 3 as described above.
The thickness was 0 μm.

【0026】次に、図2(b)に示すように、不透明導
電性層40上に電鋳法によって下部電鋳層11を形成す
る。ここで重要なことは、吐出口型では側面及び上面の
すべてに下部電鋳層11が形成され、液室型では側面及
び上面の一部に下部電鋳層11が形成されるように下部
電鋳層11の厚みを設定することである。液室型上は決
して下部電鋳層11に覆われてはならない。以上のこと
は、本発明の製造方法の中で最も特徴とするところであ
る。本実施の形態では、ニッケル(Ni)電鋳法によっ
て、Niからなる下部電鋳層11を44μmの厚みで形
成した。その結果、図2(b)に示すように吐出口型の
上面は下部電鋳層11に覆われ、液室型の上面は周囲に
だけ下部電鋳層11が形成される状態にする事ができ
た。
Next, as shown in FIG. 2B, a lower electroformed layer 11 is formed on the opaque conductive layer 40 by electroforming. What is important here is that the lower electroformed layer 11 is formed on all of the side and upper surfaces in the discharge port type, and the lower electroformed layer 11 is formed on a part of the side and upper surfaces in the liquid chamber type. This is to set the thickness of the casting layer 11. The upper part of the liquid chamber mold must never be covered with the lower electroformed layer 11. The above is the most characteristic feature of the manufacturing method of the present invention. In the present embodiment, the lower electroformed layer 11 made of Ni is formed with a thickness of 44 μm by nickel (Ni) electroforming. As a result, as shown in FIG. 2 (b), the upper surface of the discharge port type is covered with the lower electroformed layer 11, and the upper surface of the liquid chamber type is formed such that the lower electroformed layer 11 is formed only on the periphery. did it.

【0027】さらに、図2(b)の下部電鋳層11が形
成されている面に上部感光不溶性材料層22をバック露
光法によるフォトリソグラフィー法によってパターニン
グした(図2(c))。上部感光不溶性材料層22は、
透明基板30及び下部感光不溶性材料層21を透過して
露光される液室型上にのみ形成される。本実施の形態で
は第2の感光性不溶材料層22をTHB−30で形成し
た。まずTHB−30をスピンコート法で1000rp
m、10秒の条件で60μmの厚みで塗布した後、45
0mJ/cm2の露光量でバック露光を行い、最後に4
0℃の専用現像液で現像する事によって、第2の感光不
溶性材料22は形成されている。
Further, the upper photosensitive insoluble material layer 22 was patterned on the surface on which the lower electroformed layer 11 of FIG. 2B was formed by photolithography using a back exposure method (FIG. 2C). The upper photosensitive insoluble material layer 22 is
It is formed only on the liquid chamber type that is exposed through the transparent substrate 30 and the lower photosensitive insoluble material layer 21. In the present embodiment, the second photosensitive insoluble material layer 22 is formed of THB-30. First, THB-30 was spin-coated at 1000 rpm.
m, a thickness of 60 μm under the condition of 10 seconds,
Back exposure was performed at an exposure amount of 0 mJ / cm2, and finally 4
The second photosensitive insoluble material 22 is formed by developing with a dedicated developer at 0 ° C.

【0028】次に、図2(d)に示すように、上部感光
不溶性材料層22の側面と上面のすべてが覆われるよう
に電鋳を行い、下部電鋳層11、上部電鋳層12からな
る吐出口と液室とを有するインクジェットヘッド部品が
形成される。本実施の形態では上部電鋳層12の形成に
Ni電鋳法を用いた。上部電鋳層12の厚みは上部感光
不溶性材料層22が完全に覆われるように150μmの
厚みで形成した。
Next, as shown in FIG. 2D, electroforming is performed so as to cover all the side surfaces and the upper surface of the upper photosensitive insoluble material layer 22, and the lower electroforming layer 11 and the upper electroforming layer 12 An inkjet head component having a discharge port and a liquid chamber is formed. In the present embodiment, the Ni electroforming method is used for forming the upper electroformed layer 12. The thickness of the upper electroformed layer 12 was 150 μm so that the upper photosensitive insoluble material layer 22 was completely covered.

【0029】最終的には、この後下部電鋳層11、上部
電鋳層12からなるインクジェットヘッド部品は透明基
板30、不透明導電性層30、下部感光不溶性材料層2
1、上部感光不溶性材料層22を除去し、さらには完成
したインクジェットヘッド部品が所望の外形寸法になる
ように切断加工される。この切断加工によって、吐出口
も同時に形成されることになり、吐出孔の完成に至る。
本実施の形態では、Cuからなる不透明導電性層40を
溶解させた後、下部感光不溶性材料層21および感光不
溶性材料層22もまた溶解させることによって、インク
ジェットヘッド部品を透明基板30から分離できた。ま
た、本実施の形態では、吐出口の長さが50μmになる
ように切断加工を行った。
Eventually, the ink jet head components comprising the lower electroformed layer 11 and the upper electroformed layer 12 are thereafter formed into a transparent substrate 30, an opaque conductive layer 30, and a lower photosensitive insoluble material layer 2.
1. The upper photosensitive insoluble material layer 22 is removed, and the completed inkjet head component is cut so as to have desired outer dimensions. By this cutting, the discharge port is also formed at the same time, and the discharge hole is completed.
In the present embodiment, the inkjet head component can be separated from the transparent substrate 30 by dissolving the opaque conductive layer 40 made of Cu and then also dissolving the lower photosensitive insoluble material layer 21 and the photosensitive insoluble material layer 22. . Further, in the present embodiment, the cutting process is performed so that the length of the discharge port is 50 μm.

【0030】上記のようにして製造したインクジェット
ヘッド部品は、断面形状が幅20μm高さ30μmの矩
形をした吐出口と、幅60μm(底部)、高さ90μm
で液室側壁に段差のある液室とを有している。側壁の段
差は本実施の形態では約10μmであったが、この適度
であれば、インクの吐出特性にはほとんど影響はない。
The inkjet head component manufactured as described above has a rectangular orifice having a cross section of 20 μm in width and a height of 30 μm, a width of 60 μm (bottom) and a height of 90 μm.
And a liquid chamber having a step on the side wall of the liquid chamber. The step on the side wall was about 10 μm in the present embodiment, but if it is appropriate, there is almost no effect on the ink ejection characteristics.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上述べたように、本発明のインクジェ
ットヘッド部品の製造方法では、接着剤を使用せずに吐
出口と液室を構成するインクジェットヘッド部品とを一
体化形成しているため、従来課題とされていた接着剤層
のばらつきが無い。その結果、インクの吐出が安定し、
印字品質が良好である。
As described above, in the method for manufacturing an ink jet head component of the present invention, the discharge port and the ink jet head component forming the liquid chamber are integrally formed without using an adhesive. There is no variation in the adhesive layer, which has been regarded as a conventional problem. As a result, the ink ejection becomes stable,
Printing quality is good.

【0032】また、接着剤による接合を行っていないた
め、接着剤の劣化から生じるインクの吐出特性の劣化が
起こることはない。そのため従来のインクジェットヘッ
ドよりも耐久性に優れており、経時的な信頼性も向上さ
せている。
Further, since the bonding by the adhesive is not performed, the deterioration of the ink ejection characteristics caused by the deterioration of the adhesive does not occur. Therefore, the ink jet head is more durable than the conventional ink jet head, and the reliability over time is also improved.

【0033】さらには、接着剤を用いずに吐出口と液室
と一体化形成することによって、吐出口と液室との精度
の高い位置合わせが可能である。その結果、インクの吐
出方向のずれを従来よりも少なくする抑えることがで
き、高い印字品質を得ることが可能である。
Further, by integrally forming the discharge port and the liquid chamber without using an adhesive, highly accurate positioning of the discharge port and the liquid chamber can be achieved. As a result, it is possible to suppress the displacement of the ink ejection direction to be smaller than before, and it is possible to obtain high printing quality.

【0034】また本発明のインクジェットヘッド部品の
製造方法によれば、電鋳法によって形成されるために、
インクジェットヘッド部品は金属材料で構成することが
可能である。そのためインクジェットヘッド部品の剛性
は非常に高く、液室内部でのインクの加圧に対して、十
分な加圧を行うことが可能である。その結果、インク吐
出特性は向上し、印字品質を向上させる。
According to the method for manufacturing an ink jet head component of the present invention, since the component is formed by electroforming,
The inkjet head component can be made of a metal material. Therefore, the rigidity of the inkjet head component is extremely high, and it is possible to sufficiently pressurize the ink inside the liquid chamber. As a result, the ink ejection characteristics are improved, and the printing quality is improved.

【0035】以上のように、本発明の製造方法によって
印字品質が良好で且つ信頼性の高いインクジェットヘッ
ドを製造することができる。
As described above, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture an ink jet head having good printing quality and high reliability.

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

【図1】本発明によるインクジェットヘッド部品の構成
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an inkjet head component according to the present invention.

【図2】本発明による製造方法の吐出口および液室付近
の各工程の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of each step near a discharge port and a liquid chamber in the manufacturing method according to the present invention.

【図3】本発明による電鋳前の吐出口型および液室型を
示した斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a discharge port type and a liquid chamber type before electroforming according to the present invention.

【図4】従来の基本的なインクジェットヘッドの構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional basic inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 下部電鋳層 12 上部電鋳層 21 下部感光不溶性材料層 22 上部感光不溶性材料層 30 透明基板 40 不透明導電性層 100 ノズル板 101、101a 吐出口 102 吐出口側壁 200 液室側壁部品 201、201a 液室 202、202a 液室側壁 211 吐出口型 212 第1の液室型 222 第2の液室型 213 マニホールド型 300 ダイアフラム 400 圧電素子 500 基台 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Lower electroformed layer 12 Upper electroformed layer 21 Lower photosensitive insoluble material layer 22 Upper photosensitive insoluble material layer 30 Transparent substrate 40 Opaque conductive layer 100 Nozzle plate 101, 101a Discharge port 102 Discharge port side wall 200 Liquid chamber side wall part 201, 201a Liquid chambers 202, 202a Liquid chamber side wall 211 Discharge port type 212 First liquid chamber type 222 Second liquid chamber type 213 Manifold type 300 Diaphragm 400 Piezoelectric element 500 Base

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを溜め加圧室の役目をする多数の
液室を構成する液室側壁と、該液室に対して幅及び高さ
の小さい断面形状を有し該液室と連通し該液室で加圧さ
れたインクを吐出させる為の多数の吐出口を構成する吐
出口側壁と、該吐出口側壁と前記液室側壁との底部を形
成する底板とから構成され電鋳法によって製造されるイ
ンクジェットヘッド部品であって、 電鋳法によって形成され前記吐出口の側壁と前記吐出口
の底部と前記液室の側壁の一部とを形成する第1の電鋳
層と、電鋳法によって形成する前記液室の側壁の残部と
前記底板とを形成する第2の電鋳層とを備え、前記第2
の電鋳層は電鋳法によって形成される過程で前記第1の
電鋳層に結合され一体に形成されていることを特徴とす
るインクジェットヘッド部品。
1. A liquid chamber side wall forming a plurality of liquid chambers serving as pressurizing chambers for storing ink, and having a cross-sectional shape having a small width and height with respect to the liquid chambers, and communicating with the liquid chambers. An ejection port side wall forming a number of ejection ports for ejecting ink pressurized in the liquid chamber, and a bottom plate forming a bottom of the ejection port side wall and the liquid chamber side wall, and formed by electroforming. An inkjet head component to be manufactured, comprising: a first electroformed layer formed by electroforming to form a side wall of the discharge port, a bottom of the discharge port, and a part of a side wall of the liquid chamber; A second electroformed layer forming the remaining portion of the side wall of the liquid chamber formed by a method and the bottom plate;
Wherein the electroformed layer is formed integrally with the first electroformed layer in a process of being formed by an electroforming method.
【請求項2】 インクを溜め加圧室の役目をする多数の
液室を構成する液室側壁と、該液室に対して幅及び高さ
の小さい断面形状を有し該液室と連通し該液室で加圧さ
れたインクを吐出させる為の多数の吐出口を構成する吐
出口側壁と、該吐出口側壁と前記液室側壁との底部を形
成する底板とから構成され電鋳法によって製造されるイ
ンクジェットヘッド部品の製造方法であって、 前記吐出口側壁及び前記液室側壁を形成するための所定
の形状をパターン化した不透明導電性層が形成されてい
る透明基板上に、第1の感光不溶性材料を塗布し、前記
透明基板側から前記不透明導電性層を介し露光し、現像
することによって、前記液室側壁を形成するための第1
の液室型と前記吐出口側壁を形成するための前記第1の
液室型に対して幅の小さい吐出孔型とを形成する工程
と、 前記不透明導電性層の上面及び幅の小さい前記吐出型上
面を覆い、且つ前記第1の液室型の上面が覆われない程
度の厚さを有する第1の電鋳層を形成する工程と、 前記第1の電鋳層の上面及び前記第1の液室型上面に第
2の感光不溶性材料を塗布し、前記透明基板側から前記
不透明導電性層及び前記第1の電鋳層を介し露光し、現
像することによって、前記第1の液室型の上面に第2の
感光不溶性材料をパターン化した第2の液室型を形成す
る工程と、 前記第1の電鋳層上に電鋳を施し前記第2の液室型の上
面を覆う程度の厚さを有する第2の電鋳層を形成する工
程と、 前記透明基板、前記吐出口型、前記第1の液室型及び第
2の液室型を前記第1の電鋳層及び第2の電鋳層から除
去する工程と、 前記第1の電鋳層及び第2の電鋳層によって形成されて
いる前記吐出口の所定の位置を切断することによって前
記吐出口の開口部を形成する工程とを有することを特徴
とするインクジェットヘッド部品の製造方法。
2. A liquid chamber side wall forming a plurality of liquid chambers that store ink and serve as a pressure chamber, and have a cross-sectional shape having a small width and height with respect to the liquid chamber, and communicate with the liquid chamber. An ejection port side wall forming a number of ejection ports for ejecting ink pressurized in the liquid chamber, and a bottom plate forming a bottom of the ejection port side wall and the liquid chamber side wall, and formed by electroforming. A method for manufacturing an inkjet head component to be manufactured, comprising: forming a first substrate on a transparent substrate on which an opaque conductive layer patterned with a predetermined shape for forming the discharge port side wall and the liquid chamber side wall is formed; The photosensitive insoluble material is applied, exposed from the transparent substrate side through the opaque conductive layer, and developed to form a first side for forming the liquid chamber side wall.
Forming a discharge hole type having a smaller width with respect to the liquid chamber type and the first liquid chamber type for forming the discharge port side wall; and forming the upper surface of the opaque conductive layer and the discharge having a smaller width. Forming a first electroformed layer having a thickness that covers an upper surface of the mold and that does not cover the upper surface of the first liquid chamber mold; and an upper surface of the first electroformed layer and the first electroformed layer. By applying a second photosensitive insoluble material to the upper surface of the liquid chamber type, exposing it from the transparent substrate side through the opaque conductive layer and the first electroformed layer, and developing the first liquid chamber. Forming a second liquid chamber mold in which a second photosensitive insoluble material is patterned on the upper surface of the mold; and electroforming on the first electroformed layer to cover the upper surface of the second liquid chamber mold. Forming a second electroformed layer having a thickness of the order of: the transparent substrate, the discharge port type, the first liquid chamber type, Removing the second liquid chamber mold from the first electroformed layer and the second electroformed layer; and determining a predetermined position of the discharge port formed by the first electroformed layer and the second electroformed layer. Forming the opening of the discharge port by cutting the position of the ink jet head.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8141983B2 (en) 2007-02-09 2012-03-27 Ricoh Company, Ltd. Liquid jet head and image forming apparatus

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