JPH0970968A - Ink jet recording head - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for forming a top plate enhancing the moldability of an ink jet recording head, having emitting stability and excellent in productivity enabling collective molding. SOLUTION: In an ink jet recording head filling the gap between an aluminum substrate 2 and a top plate 1 with an ink passage constituting material 3 to cure the material 3 to form ink passages, the top plate 1 is constituted of a liquid crystal polymer.

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、一般にインクと呼ばれ
る記録液を微細口から小滴として吐出、飛翔させ、この
小滴の被記録面への付着を以て記録を行うインクジェツ
ト記録ヘッドに関し、特に基板と天板との間に液流路構
成部材を充填し硬化を行い液流路を形成するインクジェ
ット記録ヘッドの天板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for ejecting and ejecting a recording liquid, which is generally called ink, as fine droplets from a fine port, and adhering the small droplets to a recording surface for recording. The present invention relates to a top plate of an ink jet recording head in which a liquid flow path forming member is filled between a substrate and a top plate and cured to form a liquid flow path.

【０００２】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録方式に適用されるイ
ンクジェット記録ヘッドは、一般に微細な記録液吐出
口、液流路及び液流路の一部に設けられる液体吐出エネ
ルギー発生部を備えている。近年は、プリンタ等におけ
る印字速度の高速化の要求から、記録紙の全横幅にわた
って吐出口が複数設けられているフルラインタイプのヘ
ッドを作成する傾向になっている。このようなインクジ
ェット記録ヘッドを作成する方法としては、例えば特開
昭６１−１５４９４７号公報、特開昭６２−２５３４５
７号公報等に記載の次のような工程が知られている。図
１にその斜視図を示すようなインクジェット記録ヘッド
の作成工程説明図を図２に示す。2. Description of the Related Art Generally, an ink jet recording head applied to an ink jet recording system is provided with a fine recording liquid ejection port, a liquid flow passage, and a liquid ejection energy generating portion provided in a part of the liquid flow passage. In recent years, due to the demand for higher printing speed in printers and the like, there is a tendency to create a full-line type head having a plurality of ejection openings over the entire width of the recording paper. As a method for producing such an ink jet recording head, for example, JP-A-61-154947 and JP-A-62-25345.
The following steps described in Japanese Patent No. 7 and the like are known. 2A to 2C are explanatory views of a process for producing an ink jet recording head whose perspective view is shown in FIG.

【０００３】図２において、まず、液体吐出エネルギー
発生部を有する被処理基板２上に感光性樹脂層４を形成
し（図２−ａ）、これをマスク５を介して露光（図２−
ｂ）、現像処理を施して感光性樹脂層４をパターニング
し、後に液流路となる部分に型材６を形成する（図２−
ｃ）。次にインク供給口を有する天板１を基板２に合わ
せ（図２−ｄ）、天板１と基板２との間に活性エネルギ
ー線硬化型あるいは熱硬化型の液流路構成材料３を注入
し（図２−ｅ）、活性エネルギー線照射あるいは加熱に
より前記液流路構成材料３を硬化させる（図２−ｆ）。
次に液流路を形成するために切断を行い、その後、型材
を有機溶剤あるいはアルカル水溶液を用いて除去し、液
流路７を形成する（図２−ｇ）。次に、図１に示すよう
に、インク供給管とヘッドとの接続部となるインク供給
部８をインク供給口に接着する。ところで、このような
天板１に対しては、次の３要件が求められている： １．切断時にバリが発生しないこと、かつ切断面の凹凸
が発生しないこと、 ２．高温環境におかれた時に、ヘッドが反ったり、また
は剥離することがないように、線膨張係数が基板のそれ
と実質的に同一であること、 ３．インク吐出を不安定にする物質をインクへ溶出する
ことがない耐インク性のある材料を用いること。In FIG. 2, first, a photosensitive resin layer 4 is formed on a substrate 2 to be processed having a liquid ejection energy generating portion (FIG. 2-a), and this is exposed through a mask 5 (FIG. 2-
b), the photosensitive resin layer 4 is subjected to a development treatment to be patterned, and the mold material 6 is formed in a portion which will be a liquid flow path later (FIG.
c). Next, the top plate 1 having the ink supply port is aligned with the substrate 2 (FIG. 2D), and the active energy ray curable or thermosetting liquid flow path constituent material 3 is injected between the top plate 1 and the substrate 2. (FIG. 2-e), the liquid flow path forming material 3 is cured by irradiation with active energy rays or heating (FIG. 2-f).
Next, cutting is performed to form a liquid flow path, and then the mold material is removed using an organic solvent or an alcal aqueous solution to form a liquid flow path 7 (FIG. 2-g). Next, as shown in FIG. 1, an ink supply portion 8 serving as a connection portion between the ink supply pipe and the head is bonded to the ink supply port. By the way, the following three requirements are required for such a top plate 1: 1. No burrs are generated during cutting, and no unevenness is generated on the cut surface. 2. The coefficient of linear expansion is substantially the same as that of the substrate so that the head does not warp or peel off when exposed to a high temperature environment. Use a material with ink resistance that does not elute substances that make ink ejection unstable to ink.

【０００４】これらを満足するものとして従来、以下の
ようなものが用いられていた： １．ホウケイ酸ガラス板に機械加工を行って穴を開けイ
ンク供給口を形成した天板を、シリコン基板に対して用
いる、 ２．フィラー入り熱硬化性樹脂を射出成形して作成した
天板を、アルミニウム基板に対して用いるなど。In order to satisfy these requirements, the following have been conventionally used: 1. Use a top plate on a borosilicate glass plate that has been machined to form holes to form an ink supply port for a silicon substrate. A top plate made by injection molding a thermosetting resin containing filler is used for an aluminum substrate.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来用いられた天板１には次のような問題点があ
った：ホウケイ酸ガラスからなる天板１は、インク供給
部を後付けするので、部品点数、組み立て工数が多い。
従って生産性が低い。However, the above-described top plate 1 used conventionally has the following problems: The top plate 1 made of borosilicate glass has an ink supply section attached later. Therefore, the number of parts and the number of assembly steps are large.
Therefore, productivity is low.

【０００６】一方、フィラー入り熱硬化性樹脂を用いる
と、射出成形を行うことによりインク供給部を天板に作
り込めるので、前記材料を用いる場合と比べてこの種の
ヘッドの生産性が向上した。しかしながら、複雑な形状
で薄肉部のある天板を、多数個一括成形するのは困難で
あった。On the other hand, when the thermosetting resin containing the filler is used, the ink supply portion can be formed in the top plate by performing injection molding, so that the productivity of this type of head is improved as compared with the case of using the above material. . However, it has been difficult to collectively mold a large number of top plates having a complicated shape and a thin portion.

【０００７】このため、本発明は、上記課題を解決し天
板の成形性を向上し、吐出安定性があり生産性に優れる
インクジェット記録ヘッドを提供することを目的として
いる。Therefore, it is an object of the present invention to solve the above problems and to provide an ink jet recording head having improved top plate formability, ejection stability and excellent productivity.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】このため本発明において
は、基板にアルミニウムを用い、この基板と天板との間
に液流路構成材料を充填して硬化を行い液流路を形成す
るインクジェット記録ヘッドにおいて、液晶ポリマーを
前記天板に用いるよう構成することにより、前記目的を
達成しようとするものである。For this reason, in the present invention, an ink jet is used in which aluminum is used as a substrate, and a liquid flow path forming material is filled between the substrate and the top plate and cured to form a liquid flow path. In the recording head, it is intended to achieve the above object by using a liquid crystal polymer for the top plate.

【０００９】（作用）一般の樹脂で、線膨張係数がアル
ミニウムと同等のものは、フィラーが多量に含まれてい
る場合が多い。従って成形時の樹脂の流動性が悪いが、
以上のような本発明の記録ヘッドに使用する液晶ポリマ
ーは、樹脂そのものの線膨張係数が低く、ほぼアルミニ
ウムのそれと同一である。そのため多量のフィラーを入
れる必要がなく、樹脂そのものの特性ともあいまって、
流動性が極めて良好である。従って従来の課題であった
多数個の一括成形が可能になった。(Function) A general resin having a linear expansion coefficient equivalent to that of aluminum often contains a large amount of filler. Therefore, the fluidity of the resin during molding is poor,
The liquid crystal polymer used in the recording head of the present invention as described above has a low linear expansion coefficient of the resin itself and is almost the same as that of aluminum. Therefore, it is not necessary to add a large amount of filler, and combined with the characteristics of the resin itself,
Very good fluidity. Therefore, a large number of batch moldings, which has been a problem in the past, has become possible.

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１に示した記録ヘッド構成に使用する天板の複数個一括
成形例の一実施例に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on an example of collectively molding a plurality of top plates used in the recording head configuration shown in FIG.

【００１１】[0011]

【実施例】図３に、この種の天板を複数個（図例は１０
個）一括成形した場合の斜視図を示す。図３は、本発明
に基づいて、液晶ポリマーであるベクトラＣ８２０（商
品名）を用いて、長手方向の長さが記録紙の全横幅と略
々同一のフルラインタイプのインク供給部付きの天板の
１０ヘッド分を一括成形した一実施例を示す。EXAMPLE FIG. 3 shows a plurality of top plates of this type (10 in the example shown in the figure).
FIG. 11 is a perspective view showing a case where they are collectively molded. FIG. 3 is a top view of a full-line type ink supply unit according to the present invention, which uses a liquid crystal polymer VECTRA C820 (trade name) and has a longitudinal length substantially equal to the entire width of the recording paper. An example is shown in which 10 heads of a plate are collectively molded.

【００１２】次に記録ヘッドを前記図２に示した工程に
準拠して作成する。液体吐出エネルギー発生部として電
気熱変換素子を形成したアルミニウムの被処理基板２上
に、感光性樹脂層４として、ポジ型フォトレジストＰＭ
ＥＲ−ＡＲ９００（商品名、東京応化（株）社製）をス
ピンコートし、プリベークを行った後、液流路のマスク
パターン５を介してマスクアライナーＰＬＡ−５０１
（商品名、キヤノン（株）社製）により３Ｊ／cm² の露
光量にて露光を行い、その後現像処理を行い、ポストベ
ークを行って、後に液流路となる部分に型材を形成し
た。Next, a recording head is manufactured according to the process shown in FIG. A positive photoresist PM as a photosensitive resin layer 4 is formed on a substrate 2 made of aluminum on which an electrothermal conversion element is formed as a liquid ejection energy generating portion.
ER-AR900 (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is spin-coated, pre-baked, and then mask aligner PLA-501 through the mask pattern 5 of the liquid flow path.
(Trade name, manufactured by Canon Inc.) was exposed at an exposure amount of 3 J / cm ² , followed by development processing and post-baking to form a mold material in a portion which later becomes a liquid flow path.

【００１３】次に基板２に、先に作成した天板１を合わ
せ、天板１と基板２との間に、熱硬化型の液流路構成材
料３を注入した後、熱硬化を行った。硬化後は、ヘッド
の吐出口面を形成するためにスライサーＤＬＳ−６１
（商品名、ＤＩＳＣＯ社（株）製）を用いて超硬メタル
ソー（日立ツール（株）社製）で切断を行った。切断
後、アセトン中に浸漬して型材６を溶解除去し、ノズル
を作成し、インクジェット記録ヘッドを完成した。Next, the top plate 1 prepared above is placed on the substrate 2, and the thermosetting type liquid flow path forming material 3 is injected between the top plate 1 and the substrate 2 and then thermoset. . After curing, the slicer DLS-61 was used to form the ejection port surface of the head.
(Trade name, manufactured by DISCO Co., Ltd.) was used to perform cutting with a cemented carbide metal saw (manufactured by Hitachi Tool Co., Ltd.). After cutting, the mold material 6 was dissolved and removed by immersing it in acetone, a nozzle was created, and an inkjet recording head was completed.

【００１４】（比較例）つぎに、上記本実施例と、比較
を行うため、従来のフィラー入り熱硬化性樹脂である住
友ベークライトＰＭ９６３０（商品名）を用いて、長手
方向の長さが記録紙のほぼ全横幅を有するインク供給部
付きの天板１の１０ヘッド分を一括成形した（図３と同
一形状）。Comparative Example Next, in order to compare this example with the above example, a conventional filler-containing thermosetting resin, Sumitomo Bakelite PM9630 (trade name), was used to measure the length in the longitudinal direction of the recording paper. 10 heads of the top plate 1 with an ink supply portion having almost the entire lateral width were molded together (same shape as FIG. 3).

【００１５】（評価結果）更に発明者らは、前記それぞ
れ１０個一括成形した実施例および比較例に示した天板
材料の成形性、耐インク性、切断面の状態を比較評価し
た。成形性評価は、外観を観察することにより行った。
また、耐インク性評価は、両試験片をキヤノン（株）社
製バブルジェットカートリッジＢＣ−０１（商品名）の
インクに１２０℃２気圧１０時間浸漬し、浸漬後のイン
ク中の溶出物の分析を行った。切断面の状態は、顕微鏡
を用いて観察し、割れ、欠け等がなかったものを○とし
た。この評価結果を（表１）に示す。(Evaluation Results) Further, the inventors comparatively evaluated the moldability, the ink resistance, and the state of the cut surface of the top plate materials shown in the examples and the comparative examples in which 10 pieces each were collectively formed. The moldability was evaluated by observing the appearance.
Further, the ink resistance was evaluated by immersing both test pieces in ink of bubble jet cartridge BC-01 (trade name) manufactured by Canon Inc. at 120 ° C. for 2 atmospheres for 10 hours, and analyzing the eluted substances in the ink after immersion. I went. The state of the cut surface was observed by using a microscope, and those having no cracks or chips were evaluated as ◯. The evaluation results are shown in (Table 1).

【００１６】[0016]

【表１】 [Table 1]

【００１７】上述評価結果に示したように、本実施例の
液晶ポリマー材料で成形した天板１は、複雑な形状で薄
肉部のあるものが精度良く得られた。As shown in the above-mentioned evaluation results, the top plate 1 formed of the liquid crystal polymer material of the present example had a complicated shape and a thin portion with high accuracy.

【００１８】次に、本実施例で成形した天板１を用いて
作成したインクジェット記録ヘッドを、インクジェット
記録装置に搭載して印字（記録）を行い、印字物の評価
を行った結果、ドット欠けあるいは撚れがなく、印字品
位が良好であった。Next, the ink jet recording head prepared by using the top plate 1 formed in this example was mounted on an ink jet recording apparatus to perform printing (recording), and the printed matter was evaluated. Alternatively, there was no twist, and the print quality was good.

【００１９】また、本実施例では、エネルギー発生素子
に電気熱変換素子を用いた事例を示したが、本発明は、
これのみに限定されるものでなく、それ以外のエネルギ
ー発生素子を有するインクジェットヘッドにも有効であ
る。Further, in this embodiment, an example in which the electrothermal converting element is used as the energy generating element has been shown, but the present invention is
The present invention is not limited to this, and is also effective for an inkjet head having other energy generating elements.

【００２０】[0020]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、天板の成形性が向上するため、吐出安定性があり生
産性に優れたインクジェット記録ヘッドが得られ、高い
記録品質を有するプリント物が提供可能となった。As described above, according to the present invention, the moldability of the top plate is improved, so that an ink jet recording head having ejection stability and excellent productivity can be obtained and has high recording quality. Printed materials are now available.

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

【図１】 実施例のインクジェット記録ヘッドの斜視図FIG. 1 is a perspective view of an inkjet recording head according to an embodiment.

【図２】 インクジェット記録ヘッドの作成工程説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of an inkjet recording head manufacturing process.

【図３】 多数個一括成形した天板の一例の斜視図FIG. 3 is a perspective view of an example of a top plate formed by mass-forming a large number of pieces.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 天板 ２ 基板 ３ 液流路構成部（液流路構成材料） ４ 感光性樹脂層 ５ マスク ６ 型材 ７ 液流路 ８ インク供給部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Top plate 2 Substrate 3 Liquid flow path constituent part (liquid flow path constituent material) 4 Photosensitive resin layer 5 Mask 6 Mold material 7 Liquid flow path 8 Ink supply part

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 基板にアルミニウムを用い、この基板と
天板との間に液流路構成材料を充填して硬化を行い液流
路を形成するインクジェット記録ヘッドにおいて、液晶
ポリマーを前記天板に用いることを特徴とするインクジ
ェット記録ヘッド。1. In an ink jet recording head in which aluminum is used as a substrate and a liquid flow path forming material is filled between the substrate and the top plate to cure and form a liquid flow path, a liquid crystal polymer is applied to the top plate. An inkjet recording head characterized by being used. 【請求項２】 液体吐出エネルギー発生部が、熱エネル
ギーを発生する電気熱変換体であることを特徴とする請
求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the liquid ejection energy generating section is an electrothermal converter that generates thermal energy. 【請求項３】 記録媒体の記録領域の全幅にわたって吐
出口が複数設けられているフルラインタイプのものであ
ることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記
録ヘッド。3. The inkjet recording head according to claim 1, wherein the inkjet recording head is a full-line type in which a plurality of ejection openings are provided over the entire width of the recording area of the recording medium.