JP2007331245A - Inkjet head and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet head which prevents the stripping of nozzle material accompanying the formation of multi-nozzles and ensures high reliability. <P>SOLUTION: A slit 3 and a hollow which have the same size as the thickness of an orifice plate are provided in the surface opposite to the face in contact with a substrate 1 of the orifice plate on an ink supply port 6, and the deformation of the substrate 1 is controlled by changing the depth, then the force for pulling the substrate in the direction of the center is reduced. The second orifice plate is provided in the part to which the orifice plate and the substrate 1 touch. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェット記録方式のインク吐出装置特にインクジェットプリンタヘッドの構造および製造方法に関わる。   The present invention relates to a structure and a manufacturing method of an ink jet apparatus of an ink jet recording system, particularly an ink jet printer head.

従来インクジェットプリンタに用いられるインクジェットプリンタヘッドは、年々高速化のために吐出ノズルを増やす方向で開発が進められている。このような状況の中、インク吐出口を形成するノズルを形成する材料は前記吐出ノズルの数に比例して体積（長さ）が増え、全体の発生する応力は増大する一方である。   2. Description of the Related Art Ink jet printer heads used in conventional ink jet printers are being developed in the direction of increasing discharge nozzles to increase the speed year by year. Under such circumstances, the material forming the nozzles forming the ink discharge ports increases in volume (length) in proportion to the number of the discharge nozzles, and the overall stress is increasing.

従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
特開平６−１５８２８号公報 特開平９−２９９７０号公報 For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 can be cited as conventional examples.
JP-A-6-15828 JP-A-9-29970

このように増大する応力が集中するノズル材の端部、さらには、インク供給口など基板によって支持されていない部分では、基板の強度にくらべノズル材の応力が勝り、前記インク供給口の変形を発生する要因となり、ひいてはノズル材と基板との界面で剥離を起こすなどの弊害が生じている。この現象は、基板にインク供給口という穴を開けることによる基板の強度低下と、基板上に形成されるノズル材が、液体状から固体に変化するときの体積収縮と基板とノズル材の界面における接着、非接着部分の状況がお互いに影響して発生していると考えられている。図２（B）は、従来のノズルを上方から見た図であり、図２（Ａ）はＡ−ＡおよびＢ−Ｂ断面を模式的に表した図である。   In the end portion of the nozzle material where the increasing stress is concentrated, and also in the portion not supported by the substrate such as the ink supply port, the stress of the nozzle material is superior to the strength of the substrate, and the deformation of the ink supply port is reduced. As a result, there are problems such as peeling at the interface between the nozzle material and the substrate. This phenomenon is caused by a decrease in the strength of the substrate caused by making a hole called an ink supply port in the substrate, a volume shrinkage when the nozzle material formed on the substrate changes from a liquid state to a solid, and an interface between the substrate and the nozzle material. It is thought that the situation of the bonded and non-bonded parts is caused by each other. FIG. 2B is a view of a conventional nozzle as viewed from above, and FIG. 2A is a view schematically showing cross sections AA and BB.

図２（Ｃ）において、従来のノズル構造では、（特に）基板がエッチングによって除去され、インクが通過できるように穴の空いた部分上のノズル材は自由に動くことができ、収縮により発生した応力によって矢印のようにインク供給口を引っ張り変形させ、自らも上方に変形することによってインク供給口を変形させ、さらには、図２（Ｄ）に示す図２（Ｃ）の拡大図に見られるように、ノズル材が上方に変形することによって前記インク流路を形成しているノズル材を上方に持ち上げ、基板との界面から剥離させるのである。これを緩和するには、
ノズル材の厚みを小さくすることが重要である。従来厚みを減らす方法としてはインク流路を形成する型材をインク供給口に相当する基板上にも形成し、ノズル材を塗布する時、全体の厚みが少なくなるようにしていた。しかしながら、この方法では、図４（Ａ）にあるようにインク供給口を間に挟む対向した部分にあるノズルが吐出する際の後方圧力によって、インク吐出口の面（メニスカス）が上下し、実際に吐出するときの吐出体積が変化してしまうなどの問題と図４（B）の様に連続吐出する際に発生する泡が対向する吐出口の中間に取り込まれてしまい（留まってとることができない）、発泡エネルギーを減じてしまうなどの問題があり、実現できないでいた。 In FIG. 2C, in the conventional nozzle structure, the nozzle material on the holed portion can move freely so that the substrate can be removed by etching and the ink can pass through (especially), and is generated by contraction. The ink supply port is pulled and deformed by the stress as indicated by an arrow, and the ink supply port is also deformed by itself being deformed upward. Further, it can be seen in the enlarged view of FIG. 2C shown in FIG. As described above, when the nozzle material is deformed upward, the nozzle material forming the ink flow path is lifted upward and peeled off from the interface with the substrate. To alleviate this,
It is important to reduce the thickness of the nozzle material. Conventionally, as a method of reducing the thickness, a mold material for forming an ink flow path is also formed on a substrate corresponding to an ink supply port, and when the nozzle material is applied, the entire thickness is reduced. However, in this method, as shown in FIG. 4A, the surface of the ink discharge port (meniscus) rises and falls due to the rear pressure when the nozzles in the opposite portions sandwiching the ink supply port are discharged. The problem is that the discharge volume changes when the liquid is discharged, and bubbles generated during continuous discharge as shown in FIG. 4 (B) are taken in between the opposite discharge ports. Cannot be realized), and there is a problem that foaming energy is reduced.

本発明は、上記問題に鑑み、連続するノズル材に内包する応力をノズル材の表面の一部に少なくとも１本以上のスリット、溝、へこみを設けることにより、応力を緩和することによって、今後の高速印字に必要な多ノズルなインクジェットプリンタヘッドに於いても、ノズル材と基板との界面で剥離を生じさせない信頼性の高い、ヘッドを提供する物である。   In view of the above-mentioned problems, the present invention reduces the stress by providing at least one slit, groove, and dent in a part of the surface of the nozzle material for stress contained in the continuous nozzle material, thereby reducing the stress. The present invention provides a highly reliable head that does not cause peeling at the interface between the nozzle material and the substrate, even in a multi-nozzle inkjet printer head required for high-speed printing.

本発明によるチップの変形具合を図６は従来構造でのチップ長手方向に対してインク供給口の幅を縦軸に示し、図７は、本発明によるノズルにスリットを１０μｍ入れたときのインク供給口の幅を示す。スリットを入れない場合にはインク供給口の標準的な幅に対して、２−５μｍ程度ノズル材の応力によって長手方向で中央が小さくなっているのに対し、スリットを入れることにより、逆に長手方向で中央の幅が広がっているのがわかる。これは、基板上に形成されているノズル材の硬化収縮によって発生する応力が、従来構成であると基板中央に引っ張る力が強く成っているのに対して、本発明によるノズル材表面にスリット（溝）をもうけることによって、図３（Ａ）に示すように応力は、従来と同じようにノズル材の硬化収縮により発生するが、基板中の引っ張る力を弱め、逆に外に引っ張る力を強くしている結果を示している。また、図８にはスリットの幅を５μｍにしたときのインク供給口の変形量を示す。図７と図８を比較するとスリットの幅が大きくなると、外に広がる力が強くなっている（縦軸の値が大きくなる）事から、スリットの幅、または深さを変えることで基板の変形量をコントロールできることをも示している。今回試作したヘッドを用い、印字による耐久性を従来ヘッドと比較したが、従来ヘッドでは３万枚程度のいん時で若干のノズル材の剥離が見られたが、本発明によるヘッドを用いた場合は、１０万枚を経てもノズル材の剥離は見られない。このようにインク供給口上のノズル材の基板と接する面とは反対面にスリット（溝）、へこみを設け、深さを変えることによって、基板の変形をコントロールし、基板中央に引っ張る力を減らすことによって、従来発生していたノズル材の剥離を防止することができる効果は大きい。   FIG. 6 shows the deformation state of the chip according to the present invention on the vertical axis with respect to the width of the ink supply port with respect to the longitudinal direction of the chip in the conventional structure, and FIG. Indicates the width of the mouth. When the slit is not inserted, the center of the ink supply port becomes smaller in the longitudinal direction by about 2-5 μm due to the stress of the nozzle material. You can see that the width of the center is widening in the direction. This is because the stress generated by the curing shrinkage of the nozzle material formed on the substrate has a strong pulling force to the center of the substrate in the conventional configuration, whereas the slit ( As shown in FIG. 3 (A), the stress is generated by the hardening shrinkage of the nozzle material as in the conventional case, but weakens the pulling force in the substrate and conversely increases the pulling force. Shows the results. FIG. 8 shows the deformation amount of the ink supply port when the slit width is 5 μm. 7 and 8, when the slit width increases, the force spreading outwards increases (the value on the vertical axis increases). Therefore, the substrate can be deformed by changing the slit width or depth. It also shows that the amount can be controlled. The prototype head was used, and the durability by printing was compared with the conventional head. The conventional head showed some peeling of the nozzle material at the time of about 30,000 sheets, but the head according to the present invention was used. No peeling of the nozzle material is observed even after passing 100,000 sheets. In this way, slits (grooves) and dents are provided on the surface of the ink supply port opposite to the surface that contacts the substrate, and the depth is changed to control the deformation of the substrate and reduce the pulling force to the center of the substrate. As a result, the effect of preventing the exfoliation of the nozzle material, which has conventionally occurred, is great.

（実施例１）
図１（Ａ）は、本発明の一実施例を示す。インク吐出手段として、薄膜抵抗を設け、前記薄膜抵抗にインクを吐出させる信号に対応して、加熱エネルギーを投入する配線が接続されている基板上に、インクから電気回路を保護し、ノズル材の密着性を改善させるために、日立化成ハイマルを数μｍ両面に塗布、１００℃程度の温度でプリベークを行った後、１５０℃以上の温度でベークする。裏面に後からシリコンに開口するための開口部を開けるために、前記塗布、ベークしたハイマルにフォトレジストを塗布、プリベークを行い、フォトリソ法によりパターニングを行う。このレジストマスクを元に、ドライエッチングによって、シリコン開口部に相当する部分のハイマルを除去する。これは、ハイマルが感光性が無いために用いる方法であって、感光性のあるポリイミド、エポキシ樹脂などを用いる場合は、不要である）。ハイマルのエッチングが終了した後、エッチングに使用したレジストを除去、ついで表側の電極配線部、発熱抵抗体部のハイマルを除去するために、前記裏面エッチングと同様の手法によりパターニングを行う。前回と同様にエッチングに用いたレジストを剥離する（図５（Ａ））。この後、インク流路を形成するための型材レジスト（今回は東京応化工業製ＯＤＵＲ１０１０）を１５μｍ塗布しプリベークを行う。ＯＤＵＲの感光波長であるＤＥＥＰ ＵＶランプを用いた露光機によって、必要なパターンを露光、形成し、不要部分は現像により除去する（図５（B））。この上に、型レジストを後から除去することでインク流路が形成されるための、ノズル材を塗布、プリベークする。今回は、エポキシ樹脂ベースの化学増幅型樹脂を用いた。これを基板からの厚みで２５μｍとした。このノズル材に撥水性があれば、そのままオリフィス面は撥水性を有するが、樹脂自体に撥水性が無い場合は、撥水性を持つ別樹脂を塗布、ラミネート、メッキなどによって形成しておく（図５（Ｃ））。その後、前記化学増幅型樹脂の感度を有する紫外線露光装置によって、インクが吐出されるインク吐出口をオリフィス面から開口する。今回の樹脂はネガ型であるため、開口したい部分はマスクでは光を遮蔽するように設計されている。これを現像を行い、不要部分の樹脂を除去し、１００℃程度の温度で仮硬化を行う。この温度は、高すぎると内部にある型レジストが再溶解し、インク流路の形状を悪くするし、温度が低い場合には、後から行うシリコンのエッチングによって剥離してしまうため、１００℃程度を中心に適当な温度を選定する必要がある。吐出口形成に用いた、紫外線露光の際、本発明によるスリット（溝）を同時に形成することができる。具体的には、インク吐出口を形成するマスクに、先に述べたようにネガ型樹脂であるから、スリットを設けたい部分の光を遮蔽すれば良い。このとき、遮蔽する部分の幅が大きいと、今回塗布した樹脂厚２５μｍが貫通してしまい、インクが流れ出てしまうおそれがある。従って、このスリットの幅は、塗布する樹脂の厚みと幅の相関により決定される。今回の試作では、インク供給口に平行に、５μｍのスリット（溝）と１０μｍのスリット（溝）を設け、さらにスリットを、チップ長さ全体にしたものと１００μｍ長さ毎に２０μｍの接続部（ミシン目のように）を設けたものを作成した（図示せず）。今回は、５μｍと１０μｍのスリットを入れたが、これを、平行な複数本のスリットを入れることにしてもよく（図１（B））、幅についてもオリフィスプレートが貫通しない程度であれば、どのような物でも良い。経験的には、２５μｍの厚みの樹脂の場合、１２−１５μｍで貫通すると考えている。さらには、ミシン目のようにスリットの途中に接続部を設けたが、その間隔、幅も適宜決めることができる（図５（Ｄ））。ついで、基板裏面にインク供給口を設けるため、表の樹脂にシリコンエッチング液が接触しないよう表面保護を行う、今回は、ゴム系レジストである東京応化工業製ＯＢＣを約８０μｍ塗布し、１００℃でベークしておく。基板裏面の酸化シリコンをバッファードフッ酸（ＢＨＦ）で除去し、有機アルカリ（ＴＭＡＨ）を加熱してある槽に入れ１０−２０時間でシリコンの異方性エッチングを行うことでインク供給口を形成する（図５（Ｅ））。その後、基板裏面から表面にある無機薄膜をドライエッチングにて除去し、表面保護膜として形成したゴム系レジストを除去。ノズル材と共に残っていた型レジストに再度ＤＥＥＰ ＵＶ光を当ててから除去液に浸して先に形成してあったインク供給口とインク吐出口双方から除去することで、インク流路が貫通する。その後仮硬化してあったエポキシ系ノズル材を２００℃以上の温度で硬化することによって本発明のヘッドは完成する（図５（Ｆ））。その後、通常の半導体工程のようにチップ毎に切り離しを行い、プリンタに搭載できるよう実装する。 Example 1
FIG. 1A shows an embodiment of the present invention. As the ink discharge means, a thin film resistor is provided, and an electric circuit is protected from the ink on the substrate to which the wiring for supplying heating energy is connected in response to a signal for causing the thin film resistor to discharge ink. In order to improve adhesion, Hitachi Chemical Hymal is applied on both sides of several μm, prebaked at a temperature of about 100 ° C., and then baked at a temperature of 150 ° C. or higher. In order to open an opening for opening the silicon later on the back surface, a photoresist is applied to the coated and baked hymal, prebaked, and patterning is performed by a photolithography method. Based on this resist mask, the portion corresponding to the silicon opening is removed by dry etching. This is a method used because Hymal has no photosensitivity, and is not necessary when using photosensitive polyimide, epoxy resin, or the like). After the high-mal etching is completed, the resist used for the etching is removed, and then patterning is performed by the same method as the back-side etching in order to remove the high-side electrode wiring portion and the heating resistor portion. The resist used for etching is peeled off as in the previous time (FIG. 5A). Thereafter, a mold material resist for forming the ink flow path (this time ODUR1010 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied by 15 μm and prebaked. A necessary pattern is exposed and formed by an exposure machine using a DEEP UV lamp having a photosensitive wavelength of ODUR, and unnecessary portions are removed by development (FIG. 5B). On top of this, a nozzle material is applied and prebaked to form an ink flow path by removing the mold resist later. This time, an epoxy resin-based chemically amplified resin was used. This was 25 μm in thickness from the substrate. If this nozzle material has water repellency, the orifice surface as it is has water repellency, but if the resin itself does not have water repellency, it is formed by coating, laminating, plating, etc. with another resin having water repellency (see FIG. 5 (C)). Thereafter, an ink discharge port through which ink is discharged is opened from the orifice surface by an ultraviolet exposure device having the sensitivity of the chemically amplified resin. Since the resin this time is a negative type, the mask is designed so that the part to be opened is shielded from light by the mask. This is developed to remove unnecessary resin, and is temporarily cured at a temperature of about 100 ° C. If this temperature is too high, the mold resist inside will be re-dissolved and the shape of the ink flow path will be deteriorated. If the temperature is low, it will be peeled off by the subsequent silicon etching. It is necessary to select an appropriate temperature centering on The slits (grooves) according to the present invention can be formed at the same time during the ultraviolet exposure used to form the discharge ports. Specifically, since the mask for forming the ink discharge port is a negative type resin as described above, it is only necessary to shield light at a portion where the slit is to be provided. At this time, if the width of the shielded portion is large, the resin thickness of 25 μm applied this time may penetrate and ink may flow out. Therefore, the width of the slit is determined by the correlation between the thickness and width of the resin to be applied. In this prototype, a 5 μm slit and a 10 μm slit (groove) are provided in parallel to the ink supply port, and the slit is formed as a whole chip length and a 20 μm connecting portion (100 μm length) ( (As shown in the perforation), it was created (not shown). This time, 5 μm and 10 μm slits were inserted, but this may be made by inserting a plurality of parallel slits (FIG. 1 (B)). Any thing is good. Empirically, in the case of a resin having a thickness of 25 μm, it is considered that the resin penetrates at 12-15 μm. Furthermore, although the connection part was provided in the middle of the slit like a perforation, the space | interval and the width | variety can also be determined suitably (FIG.5 (D)). Next, in order to provide an ink supply port on the back side of the substrate, surface protection is performed so that the silicon etchant does not come into contact with the resin on the front surface. Bake it. Silicon ink on the back side of the substrate is removed with buffered hydrofluoric acid (BHF), and an organic alkali (TMAH) is placed in a heated tank and anisotropic etching of silicon is performed for 10-20 hours to form an ink supply port. (FIG. 5E). Then, the inorganic thin film on the surface is removed from the back surface of the substrate by dry etching, and the rubber resist formed as a surface protective film is removed. The DEP UV light is again applied to the mold resist remaining together with the nozzle material, and then immersed in the removing liquid to remove from both the previously formed ink supply port and ink discharge port, thereby penetrating the ink flow path. Thereafter, the pre-cured epoxy nozzle material is cured at a temperature of 200 ° C. or higher to complete the head of the present invention (FIG. 5F). After that, the chip is separated for each chip as in a normal semiconductor process and mounted so as to be mounted on a printer.

（実施例２）
図１（Ｃ）は、本発明の他の実施例を示す。インク吐出手段として、薄膜抵抗を設け、前記薄膜抵抗にインクを吐出させる信号に対応して、加熱エネルギーを投入する配線が接続されている基板上に、インクから電気回路を保護し、ノズル材の密着性を改善させるために、日立化成ハイマルを数μｍ両面に塗布、１００℃程度の温度でプリベークを行った後、１５０℃以上の温度でベークする。裏面に後からシリコンに開口するための開口部を開けるために、前記塗布、ベークしたハイマルにフォトレジストを塗布、プリベークを行い、フォトリソ法によりパターニングを行う。このレジストマスクを元に、ドライエッチングによって、シリコン開口部に相当する部分のハイマルを除去する。これは、ハイマルが感光性が無いために用いる方法であって、感光性のあるポリイミド、エポキシ樹脂などを用いる場合は、不要である。ハイマルのエッチングが終了した後、エッチングに使用したレジストを除去、ついで表側の電極配線部、発熱抵抗体部のハイマルを除去するために、前記裏面エッチングと同様の手法によりパターニングを行う。前回と同様にエッチングに用いたレジストを剥離する。この後、インク流路を形成するための型材レジスト（今回は東京応化工業製ＯＤＵＲ１０１０）を１５μｍ塗布しプリベークを行う。ＯＤＵＲの感光波長であるＤＥＥＰ ＵＶランプを用いた露光機によって、必要なパターンを露光、形成し、不要部分は現像により除去する。この上に、型レジストを後から除去することでインク流路が形成されるための、ノズル材を塗布、プリベークする。今回は、エポキシ樹脂ベースの化学増幅型樹脂を用いた。これを基板からの厚みで２５μｍとした。このノズル材に撥水性があれば、そのままオリフィス面は撥水性を有するが、樹脂自体に撥水性が無い場合は、撥水性を持つ別樹脂を塗布、ラミネート、メッキなどによって形成しておく。その後、前記化学増幅型樹脂の感度を有する紫外線露光装置によって、インクが吐出されるインク吐出口をオリフィス面から開口する。今回の樹脂はネガ型であるため、開口したい部分はマスクでは光を遮蔽するように設計されている。これを現像を行い、不要部分の樹脂を除去し、１００℃程度の温度で仮硬化を行う。この温度は、高すぎると内部にある型レジストが再溶解し、インク流路の形状を悪くするし、温度が低い場合には、後から行うシリコンのエッチングによって剥離してしまうため、１００℃程度を中心に適当な温度を選定する必要がある。先の発明では、応力緩和のためのスリット形成を当該インク吐出口形成と同時に行ったためスリットの幅によって深さが決まってしまった。これは、インク吐出口の形成時に必要な露光エネルギーが規定されているためである。従って、スリットの形成とインク吐出口形成を別の工程で行うことでさらに広いスリットを深さを変えて形成できる。すなわち、前述のようにインク吐出口を形成するときのマスクでは、インク吐出口近傍のノズル材を吐出口およびその周辺の露光だけ行えるような部分的に開口しているマスクを用い、それ以外は全く光を当てない様にしておく。インク吐出口露光が終了した後、スリット用のマスクを用いて、スリット部分と、先に露光しなかった部分の露光を行い、一括して現像を行うのである。このスリット形成用マスクは、光の透過幅が照射量に対してノズル材厚みを貫通してしまうまでには開いていない大きさとし（完全解像度以下）その幅と同じまたは少し小さい間隔を持って、複数本開口部を並べることによって、光の回り込みを利用し、深さは浅いが、幅の広いスリットを形成できるようにした物を用いるのである（図１（Ｄ））。こうすることによって、インク供給口上にあるノズル材厚みが薄くなるため応力が緩和される。ついで、基板裏面にインク供給口を設けるため、表の樹脂にシリコンエッチング液が接触しないよう表面保護を行う、今回は、ゴム系レジストである東京応化工業製ＯＢＣを約８０μｍ塗布し、１００℃でベークしておく。基板裏面の酸化シリコンをバッファードフッ酸（ＢＨＦ）で除去し、有機アルカリ（ＴＭＡＨ）を加熱してある槽に入れ１０−２０時間でシリコンの異方性エッチングを行うことでインク供給口を形成する。その後、基板裏面から表面にある無機薄膜をドライエッチングにて除去し、表面保護膜として形成したゴム系レジストを除去。ノズル材と共に残っていた型レジストに再度ＤＥＥＰ ＵＶ光を当ててから除去液に浸して先に形成してあったインク供給口とインク吐出口双方から除去することで、インク流路が貫通する。その後仮硬化してあったエポキシ系ノズル材を２００℃以上の温度で硬化することによって本発明のヘッドは完成する。その後、通常の半導体工程のようにチップ毎に切り離しを行い、プリンタに搭載できるよう実装する。 (Example 2)
FIG. 1C shows another embodiment of the present invention. As the ink discharge means, a thin film resistor is provided, and an electric circuit is protected from the ink on the substrate to which the wiring for supplying heating energy is connected in response to a signal for causing the thin film resistor to discharge ink. In order to improve adhesion, Hitachi Chemical Hymal is applied on both sides of several μm, prebaked at a temperature of about 100 ° C., and then baked at a temperature of 150 ° C. or higher. In order to open an opening for opening the silicon later on the back surface, a photoresist is applied to the coated and baked hymal, prebaked, and patterning is performed by a photolithography method. Based on this resist mask, the portion corresponding to the silicon opening is removed by dry etching. This is a method used because Hymal has no photosensitivity, and is not necessary when photosensitive polyimide, epoxy resin, or the like is used. After the high-mal etching is completed, the resist used for the etching is removed, and then patterning is performed by the same method as the back-side etching in order to remove the high-side electrode wiring portion and the heating resistor portion. The resist used for etching is stripped as in the previous time. Thereafter, a mold material resist for forming the ink flow path (this time ODUR1010 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied by 15 μm and prebaked. A required pattern is exposed and formed by an exposure machine using a DEEP UV lamp having an ODUR photosensitive wavelength, and unnecessary portions are removed by development. On top of this, a nozzle material is applied and prebaked to form an ink flow path by removing the mold resist later. This time, an epoxy resin-based chemically amplified resin was used. This was 25 μm in thickness from the substrate. If the nozzle material has water repellency, the orifice surface has water repellency as it is, but if the resin itself has no water repellency, another resin having water repellency is applied, laminated, plated, or the like. Thereafter, an ink discharge port through which ink is discharged is opened from the orifice surface by an ultraviolet exposure device having the sensitivity of the chemically amplified resin. Since the resin this time is a negative type, the mask is designed so that the part to be opened is shielded from light by the mask. This is developed to remove unnecessary resin, and is temporarily cured at a temperature of about 100 ° C. If this temperature is too high, the mold resist inside will be re-dissolved and the shape of the ink flow path will be deteriorated. If the temperature is low, it will be peeled off by the subsequent silicon etching. It is necessary to select an appropriate temperature centering on In the previous invention, since the slit formation for stress relaxation was performed simultaneously with the ink discharge port formation, the depth was determined by the width of the slit. This is because the exposure energy required when forming the ink discharge ports is defined. Therefore, a wider slit can be formed with different depths by performing slit formation and ink discharge port formation in separate steps. That is, as described above, the mask for forming the ink discharge port is a mask that is partially opened so that the nozzle material in the vicinity of the ink discharge port can be exposed only to the discharge port and its surroundings. Keep it away from light. After the ink discharge port exposure is completed, the slit portion and the portion not exposed previously are exposed using a slit mask, and development is performed collectively. This slit forming mask has a size that does not open until the light transmission width penetrates the nozzle material thickness with respect to the irradiation amount (below the full resolution), and has an interval that is the same as or slightly smaller than the width, By arranging a plurality of openings, light that makes use of light wrapping and having a shallow depth but a wide slit can be formed (FIG. 1D). By doing so, the thickness of the nozzle material on the ink supply port is reduced, so that the stress is relieved. Next, in order to provide an ink supply port on the back surface of the substrate, surface protection is performed so that the silicon etchant does not come into contact with the resin on the front surface. This time, OBC manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., which is a rubber resist, is applied at 100 ° C. Bake it. Silicon ink on the back side of the substrate is removed with buffered hydrofluoric acid (BHF), and an organic alkali (TMAH) is placed in a heated tank and anisotropic etching of silicon is performed for 10-20 hours to form an ink supply port. To do. Then, the inorganic thin film on the surface is removed from the back surface of the substrate by dry etching, and the rubber resist formed as a surface protective film is removed. The DEP UV light is again applied to the mold resist remaining together with the nozzle material, and then immersed in the removing liquid to remove from both the previously formed ink supply port and ink discharge port, thereby penetrating the ink flow path. Thereafter, the pre-cured epoxy nozzle material is cured at a temperature of 200 ° C. or higher to complete the head of the present invention. After that, the chip is separated for each chip as in a normal semiconductor process and mounted so as to be mounted on a printer.

本発明の実施例、（Ａ）スリットが１本の場合、（B）スリットが２本の場合、（Ｃ）スリットが幅広の場合、（Ｄ）スリットが幅広の場合の露光状況説明図。Example of the present invention, (A) When there is one slit, (B) When there are two slits, (C) When the slit is wide, (D) Explanatory drawing of the exposure situation when the slit is wide. 従来構造による応力発生説明図、（Ａ）Ａ−Ａ‘、Ｂ−Ｂ’断面図、（B）上から見た図、（Ｃ）応力の発生状況説明図、（Ｄ）従来構造の応力を示す図。Stress generation explanatory diagram by conventional structure, (A) AA ′, BB ′ cross-sectional view, (B) view from above, (C) stress generation state explanatory diagram, (D) stress of conventional structure FIG. 応力を説明する図、（Ａ）本発明による応力発生図、（B）スリットを入れたときの応力方向を示す図。The figure explaining stress, (A) The stress generation figure by this invention, (B) The figure which shows the stress direction when a slit is put. 従来構造説明図（応力緩和方法）、（Ａ）ノズル材を薄くした時のメニスカスへの影響、（B）ノズル材を薄くした時の泡発生状況。Conventional structure explanatory diagram (stress relaxation method), (A) Influence on meniscus when nozzle material is thinned, (B) Bubble generation situation when nozzle material is thinned. 本発明の工程説明図、（Ａ）両面ハイマルパターニング、（B） 型材パターニング、（Ｃ）ノズル材塗布、（Ｄ）インク吐出口 スリット露光、（Ｄ１）インク吐出口露光、（Ｄ２）スリット露光、（Ｅ）インク供給口形成、（Ｆ）型材除去 本硬化Process explanatory drawing of this invention, (A) Double-sided high-mal patterning, (B) Mold material patterning, (C) Nozzle material application, (D) Ink discharge port slit exposure, (D1) Ink discharge port exposure, (D2) Slit exposure , (E) ink supply port formation, (F) mold material removal main curing 従来構成のインク供給口幅の長手方向変形量。The longitudinal deformation amount of the ink supply port width of the conventional configuration. 本発明のインク供給口幅の長手方向変形量（スリット１０μｍ）。The longitudinal deformation amount of the ink supply port width of the present invention (slit 10 μm). 本発明のインク供給口幅の長手方向変形量（スリット５μｍ）。The longitudinal deformation amount of the ink supply port width of the present invention (slit 5 μm).

符号の説明Explanation of symbols

１ 基板
２ ノズル材
３ スリット
４ インク吐出口
５ 型材
６ インク供給口
７ ガラスマスク
８ クロム
９ 光の回り込み（模式図）
１０ 回り込みによってできた幅広いスリット
１１ 応力の方向（模式図）
１２ 応力によって変形するノズル材
１３ ノズル材の剥がれ（模式図）
１４ 上方向の力
１５ 後方圧力
１６ 対岸の発泡によって盛り上がるメニスカス
１７ 泡
１８ ハイマル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Nozzle material 3 Slit 4 Ink discharge port 5 Mold material 6 Ink supply port 7 Glass mask 8 Chrome 9 Light wraparound (schematic diagram)
10 Wide slit made by wraparound 11 Stress direction (schematic diagram)
12 Nozzle material deformed by stress 13 Nozzle material peeling (schematic diagram)
14 Upward force 15 Back pressure 16 Meniscus rising by foaming on the opposite bank 17 Foam 18 Heimaru

Claims (4)

基板と当該基板上にインクを流すための複数の流路が形成され、前記インク流路に連通し前記インクを供給するためのインク供給口が、前記基板に開けられており、前記基板上に設けられた、前記インク流路に対応した複数のインク吐出手段によりインクを吐出するためのインク吐出口が設けられたインクジェットヘッドに於いて、前記複数のインク吐出口が設けられている、オリフィスプレートの表面からオリフィスプレートの厚みより浅い深さの溝が、少なくとも１本以上、前記オリフィスプレート表面に設けられていることを特徴とする、インクジェットヘッド。   A substrate and a plurality of channels for flowing ink on the substrate are formed, and an ink supply port for supplying the ink in communication with the ink channel is opened in the substrate. In an inkjet head provided with ink discharge ports for discharging ink by a plurality of ink discharge means corresponding to the ink flow paths, an orifice plate provided with the plurality of ink discharge ports An ink jet head, wherein at least one groove having a depth shallower than the thickness of the orifice plate is provided on the surface of the orifice plate. 請求項１において、前記溝が前記インク供給口と平行して居ることを特徴とするインクジェットヘッド。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the groove is parallel to the ink supply port. 請求項１に於いて、前記溝が前記インク供給口と平行であり、かつ長手方向に少なくとも１カ所以上の結合部を有することを特徴とするインクジェットヘッド。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the groove is parallel to the ink supply port and has at least one coupling portion in the longitudinal direction. 基板と当該基板上にインクを流すための複数の流路が形成され、前記インク流路に連通し前記インクを供給するためのインク供給口が、前記基板に開けられており、前記基板上に設けられた、前記インク流路に対応した複数のインク吐出手段によりインクを吐出するためのインク吐出口が設けられたインクジェットヘッドに於いて、前記基板上にインクを前記インク吐出口に導くためのインク流路を形成するための型材を塗布する工程と当該型材をしかるべき処理方法によってインク流路の形状に成形する工程と、当該インク流路を含む、前記基板上に前記型材を内包し、インク吐出を可能とするインク吐出口を形成できる、ノズル材を形成する工程と、当該ノズル形成材にインク吐出口を形成する工程および、当該ノズル形成材に前記インク吐出口を形成すると同時、又は別工程にて基板と接する面とは反対の面側から基板方向に、基板とは接しない程度の深さに溝を形成する工程を含む、インクジェットヘッドの製造方法。   A substrate and a plurality of channels for flowing ink on the substrate are formed, and an ink supply port for supplying the ink in communication with the ink channel is opened in the substrate. In an inkjet head provided with an ink discharge port for discharging ink by a plurality of ink discharge means corresponding to the ink flow path, the ink for guiding the ink on the substrate to the ink discharge port A step of applying a mold material for forming an ink flow path, a step of forming the mold material into a shape of an ink flow path by an appropriate processing method, and including the mold material on the substrate including the ink flow path, A step of forming a nozzle material capable of forming an ink discharge port enabling ink discharge; a step of forming an ink discharge port in the nozzle forming material; and A method of manufacturing an ink jet head, comprising a step of forming a groove at a depth that does not contact the substrate in the substrate direction from the surface opposite to the surface that contacts the substrate at the same time as or after forming the discharge port. .

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