JPH10157150A - Production of liquid jet recording head and substrate therefor - Google Patents
Production of liquid jet recording head and substrate thereforInfo
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- JPH10157150A JPH10157150A JP34062396A JP34062396A JPH10157150A JP H10157150 A JPH10157150 A JP H10157150A JP 34062396 A JP34062396 A JP 34062396A JP 34062396 A JP34062396 A JP 34062396A JP H10157150 A JPH10157150 A JP H10157150A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射（以下
「インクジェット」という）記録方式に用いる記録液
（インク）小滴を発生するためのインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法および液体噴射記録ヘッドを製造するた
めの基板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an ink jet recording head for generating small droplets of a recording liquid (ink) used in a liquid jet (hereinafter referred to as "ink jet") recording method and a liquid jet recording head. For the substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェト記録方式は、記録時におけ
る騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという
点、また高速記録が可能であり、しかも所謂、普通紙に
定着可能で、特別な処理を必要とせずに記録が行えると
いう点で、ここ数年急速に普及しつつある。またインク
ジェット記録ヘッドの中で、インク吐出エネルギー発生
素子が形成された基体に対して、垂直方向にインク液滴
が吐出するものを「サイドシュータ型記録ヘッド」と称
し、本発明は、この種のサイドシュータ型記録ヘッドの
構造に関するものである。2. Description of the Related Art The ink jet recording system is very small in that noise during recording is negligible, is capable of high-speed recording, can be fixed on so-called plain paper, and requires special processing. It has been rapidly spreading in recent years in that recording can be performed without having to use it. Further, among the ink jet recording heads, those in which ink droplets are ejected in a vertical direction to the substrate on which the ink ejection energy generating elements are formed are referred to as “side shooter type recording heads”. The present invention relates to a structure of a side shooter type recording head.
【０００３】また、特開平４−１０９４０号公報、特開
平４−１０９４１号公報、特開平４−１０９４２号公報
に記載のンクジェット記録ヘッド（図２）は、発熱抵抗
体を加熱することで生成した気泡が外気と連通すること
で、インク液滴を吐出させることを特徴とする。該記録
ヘッドにおいては、従来のサイドシュータ型ヘッドの製
造方法（例えば特開昭６２−２３４９４１号公報）では
困難であったインク吐出エネルギー発生素子とオリフィ
ス間の距離を短くすることができ、小液滴記録を容易に
達成することができ、近年の高精細記録への要求に答え
ることが可能である。The ink jet recording head (FIG. 2) described in JP-A-4-10940, JP-A-4-10941, and JP-A-4-10942 is produced by heating a heating resistor. The air bubbles communicate with the outside air to eject ink droplets. In the recording head, the distance between the ink ejection energy generating element and the orifice, which has been difficult with the conventional method of manufacturing a side shooter type head (for example, JP-A-62-234941), can be reduced. Drop recording can be easily achieved, and it is possible to respond to recent demands for high-definition recording.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法によって製造されたインクジェット記録ヘ
ッドでは、図２ａ〜ｄに示すように、溶解可能な樹脂層
３をインク流路となるパターンに形成した基板上に、オ
リフィスプレートとなる被覆樹脂層５をスピンコートな
どにより塗布するため、溶解可能な樹脂層３の段差パタ
ーンに沿って形成されてしまい、オリフィスプレートの
膜厚に厚い部分と薄い部分とのばらつきが生じ、このよ
うな構造からなる記録ヘッドを使用した場合には、オリ
フィスプレートの膜厚の薄い部分での信頼性が悪くなり
記録ヘッドの寿命を低下させてしまうという問題が生じ
る。更に、インク吐出エネルギー発生のための発熱抵抗
体１とオリフィス面との距離によってインクの吐出量が
決定されてしまう前記記録ヘッドにおいて、高精細記録
の有力な手段の一つである小液滴記録を安定的に行うこ
とが、非常に困難となるという問題が生じる。However, in the ink jet recording head manufactured by the above-mentioned conventional method, as shown in FIGS. 2A to 2D, the dissolvable resin layer 3 is formed in a pattern serving as an ink flow path. Since the coating resin layer 5 serving as the orifice plate is applied on the substrate by spin coating or the like, the coating resin layer 5 is formed along the step pattern of the dissolvable resin layer 3, and the thick and thin portions of the orifice plate have different thicknesses. When a recording head having such a structure is used, there arises a problem that the reliability of the portion where the thickness of the orifice plate is small is deteriorated and the life of the recording head is shortened. Furthermore, in the recording head, in which the amount of ink ejection is determined by the distance between the heating resistor 1 for generating ink ejection energy and the orifice surface, the small droplet recording, which is one of the effective means for high-definition recording, It is very difficult to stably perform the operation.
【０００５】そこで、本発明は、上記従来のものにおけ
る課題を解決し、溶解可能な樹脂層にてインク流路をパ
ターン形成するに際して、前記溶解可能な樹脂層上のオ
リフィスプレートとなる被覆樹脂層を平坦に形成し、発
熱抵抗体とオリフィス面間の距離を一定とすることを可
能として、小液滴記録を安定的に行うことができるイン
クジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット
記録ヘッドを製造するための基板を提供することを目的
としている。In view of the above, the present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, and when forming an ink flow path with a soluble resin layer, a coating resin layer serving as an orifice plate on the soluble resin layer. Is formed flat, and the distance between the heating resistor and the orifice surface can be made constant, and a small-droplet recording can be stably performed. The purpose of the present invention is to provide a substrate.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、インクジェット記録ヘッドの製造方法およ
びインクジェット記録ヘッドを製造するための基板をつ
ぎのように構成したことを特徴としている。すなわち、
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、発熱
抵抗体が形成された基板の基板面に対して、垂直方向に
インク液滴が吐出される液体噴射記録ヘッドの製造方法
において、前記基板上に溶解可能な樹脂層によりインク
流路となるパターンと共に土台となるパターンを形成
し、前記溶解可能な樹脂層によりインク流路をパターン
形成するに際して、前記パターン形成された土台によっ
て、前記溶解可能な樹脂層上のオリフィスプレートとな
る被覆樹脂層を平坦に形成することを特徴としている。
また、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
は、前記溶解可能な樹脂によって、前記基板上にインク
流路および土台となるパターンを形成する工程と、前記
溶解可能な樹脂層上に、被覆樹脂層を形成する工程と、
前記被覆樹脂層に、インク吐出口を形成する工程と、前
記基板に、インク供給口を形成する工程と、前記溶解可
能な樹脂層を除去する工程と、前記基板を切断し、チッ
プ化する工程と、を少なくとも含むことを特徴としてい
る。そして、その土台となるパターンは、インク流路と
なるパターンの外周部に形成したことを特徴としてい
る。また、その溶解可能な樹脂層を除去する工程は、土
台となるパターンの溶解可能な樹脂層の除去を、前記被
覆樹脂層に形成した土台となるパターン除去用の貫通口
から行う過程を少なくとも有していることを、その溶解
可能な樹脂層を除去する工程は、インク流路となるパタ
ーンの溶解可能な樹脂層の除去を、前記被覆樹脂層に形
成したインク吐出口および前記基板に形成したインク供
給口から行う過程を少なくとも有していることを特徴と
している。また、本発明のインクジェット記録ヘッドの
製造方法は、前記パターン除去用の貫通口の形成は、前
記インク吐出口を形成する工程と同一の工程にて行うこ
とができ、また、前記パターン除去用の貫通口の形成
は、前記基板の切断、チップ化の工程と同一の工程にて
行うことができる。さらに、本発明のインクジェット記
録ヘッドを製造するための基板は、発熱抵抗体が形成さ
れた基板の基板面に対して、垂直方向にインク液滴が吐
出される液体噴射記録ヘッドを製造するための基板にお
いて、前記基板上に溶解可能な樹脂層により形成された
インク流路となるパターンと、前記溶解可能な樹脂層上
のオリフィスプレートとなる被覆樹脂層を平坦に形成す
るための土台となるパターンとを有することを特徴とし
ている。そして、その土台となるパターンは、インク流
路となるパターンの外周部に形成され、また、その溶解
可能な樹脂層上のオリフィスプレートとなる被覆樹脂層
には、土台となるパターン除去用の貫通口が形成されて
いることを特徴としている。In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a method for manufacturing an ink jet recording head and a substrate for manufacturing the ink jet recording head are constructed as follows. That is,
The method for manufacturing an ink jet recording head according to the present invention is a method for manufacturing a liquid jet recording head in which ink droplets are ejected in a direction perpendicular to a substrate surface of a substrate on which a heating resistor is formed. When forming a pattern serving as a base together with a pattern serving as an ink flow path by a possible resin layer, and forming a pattern of the ink flow path by using the dissolvable resin layer, the dissolvable resin layer is formed by the pattern-formed base. The coating resin layer serving as the upper orifice plate is formed flat.
The method for manufacturing an ink jet recording head according to the present invention may further include a step of forming a pattern serving as an ink flow path and a base on the substrate using the dissolvable resin, and forming a coating resin layer on the dissolvable resin layer. Forming a;
A step of forming an ink discharge port in the coating resin layer, a step of forming an ink supply port in the substrate, a step of removing the dissolvable resin layer, and a step of cutting the substrate into chips And at least. The pattern serving as the base is formed on the outer peripheral portion of the pattern serving as the ink flow path. The step of removing the dissolvable resin layer includes at least a step of removing the dissolvable resin layer of the base pattern from the through hole for removing the base pattern formed on the coating resin layer. The step of removing the dissolvable resin layer includes removing the dissolvable resin layer of the pattern serving as the ink flow path on the ink discharge ports formed on the coating resin layer and on the substrate. It is characterized in that it has at least a process performed from an ink supply port. Further, in the method for manufacturing an ink jet recording head of the present invention, the formation of the through hole for removing the pattern can be performed in the same step as the step of forming the ink ejection port, The formation of the through-hole can be performed in the same step as the step of cutting and chipping the substrate. Further, the substrate for manufacturing the ink jet recording head of the present invention is used for manufacturing a liquid jet recording head in which ink droplets are ejected in a direction perpendicular to the substrate surface of the substrate on which the heating resistor is formed. In the substrate, a pattern serving as an ink flow path formed by a soluble resin layer on the substrate and a pattern serving as a base for forming a coating resin layer serving as an orifice plate on the soluble resin layer flat. And characterized in that: The pattern serving as a base is formed on the outer peripheral portion of the pattern serving as an ink flow path, and the coating resin layer serving as an orifice plate on the dissolvable resin layer has a penetration for removing the pattern serving as a base. The mouth is formed.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】このような本発明に係る構造によ
り、インク吐出エネルギー発生のための発熱抵抗体とオ
リフィス面間の距離を均一にし、小液滴記録が安定的に
可能な、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを提供
することが可能となる。つぎに、図に基づいて本発明の
実施の形態について説明する。図１ａ〜ｄは、本発明に
よる液体噴射記録ヘッドの基本的な態様を示すための模
式図であり、その製造方法が示されている。まず本発明
の液体噴射記録ヘッドにおいて、その製造方法の概略を
説明する。初めに本態様においては、図１ａに示される
基板２上には発熱抵抗体（電気熱変換素子）等のインク
吐出エネルギー発生素子１が所望の個数配置される。次
いでインク吐出エネルギー発生素子１を含む基板２上
に、溶解可能な樹脂層にてインク流路となるパターン
３、および土台となるパターン４を形成する。With the structure according to the present invention, the distance between the heating resistor for generating ink ejection energy and the orifice surface is made uniform, and small droplet recording can be performed stably. It is possible to provide an inkjet recording head having a high density. Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1a to 1d are schematic views showing a basic mode of a liquid jet recording head according to the present invention, and show a manufacturing method thereof. First, an outline of a method for manufacturing the liquid jet recording head of the present invention will be described. First, in the present embodiment, a desired number of ink ejection energy generating elements 1 such as heating resistors (electrothermal conversion elements) are arranged on the substrate 2 shown in FIG. 1A. Next, a pattern 3 serving as an ink flow path and a pattern 4 serving as a base are formed on a substrate 2 including the ink ejection energy generating element 1 with a dissolvable resin layer.
【０００８】溶解可能な樹脂層は、例えばドライフィル
ムのラミネート、レジストのスピンコート等により塗布
した後、紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光などによる露光など
によりパターン形成すれば良い。具体的な例としては、
ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化工業（株）
社製ＯＤＵＲ−１０１０）をスピンコートにより塗布、
乾燥した後、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光により露光、現像するこ
とでパターン形成する。そして前記溶解可能な樹脂層３
および４上に図１ｂに示す様に被覆樹脂層５をスピンコ
ート等により形成する。この際、被覆樹脂層５は溶解可
能な樹脂層からなる土台部４が形成されていることによ
り、インク流路部３上では平坦に形成可能である。更に
該被覆樹脂層５にインク吐出口６を形成する（図１
ｃ）。この時、同時に前記溶解可能な樹脂層からなる土
台部４を除去するための貫通口８を同手法により形成す
る。該インク吐出口６および除去のための貫通口８の形
成は従来から行われている手法で充分で、Ｏ2プラズマ
によるエッチング、エキシマレーザー穴明け、あるいは
紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光などによる露光など、あらゆ
る手法で形成可能である。The dissolvable resin layer may be formed by, for example, laminating a dry film, spin coating a resist, and then forming a pattern by exposure to ultraviolet light, Deep-UV light, or the like. As a specific example,
Polymethylisopropenyl ketone (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.)
ODUR-1010) is applied by spin coating.
After drying, a pattern is formed by exposing and developing with Deep-UV light. And the dissolvable resin layer 3
As shown in FIG. 1B, a coating resin layer 5 is formed on the layers 4 and 4 by spin coating or the like. At this time, the coating resin layer 5 can be formed flat on the ink flow path 3 because the base 4 made of a soluble resin layer is formed. Further, an ink discharge port 6 is formed in the coating resin layer 5.
c). At this time, a through-hole 8 for simultaneously removing the base portion 4 made of the dissolvable resin layer is formed by the same method. The formation of the ink discharge port 6 and the through-hole 8 for removal can be performed by a conventional method, and any method such as etching with O2 plasma, excimer laser drilling, or exposure with ultraviolet light, Deep-UV light, or the like can be used. It can be formed by a technique.
【０００９】次に、基板２にインク供給口７を設ける。
該インク供給口７は、基板を化学的にエッチングするこ
とにより形成する。より具体的には基板２としてＳｉ基
板を用い、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＴＭＡＨなどの強アルカ
リ溶液による異方性エッチングにより形成する（図１
ｄ）。一方この時、インク流路パターン、土台部となる
様なパターンの形成（図１ａ）、およびインク吐出口の
形成（図１ｃ）を行う前に、インク供給口の形成を行う
ことも可能である。Next, an ink supply port 7 is provided in the substrate 2.
The ink supply port 7 is formed by chemically etching a substrate. More specifically, an Si substrate is used as the substrate 2 and is formed by anisotropic etching using a strong alkaline solution such as KOH, NaOH, or TMAH (FIG. 1).
d). On the other hand, at this time, it is also possible to form the ink supply port before forming the ink flow path pattern, the pattern that becomes the base portion (FIG. 1A), and forming the ink discharge port (FIG. 1C). .
【００１０】続いて、図１ｄに示すように、溶解可能な
樹脂層３および４を、インク吐出口６、インク供給口７
および樹脂層除去のための貫通口８から溶出することに
より、インク流路および発泡室ができる。溶解可能な樹
脂層３および４の除去の方法は、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光によ
る全面露光を行った後、現象、乾燥を行えばよく、必要
があれば現象の際、超音波浸漬すれば十分である。ここ
で溶解可能な樹脂層除去のための貫通口８を設けず、土
台部４を除去せずに残す場合も考えられるが、この場
合、前述のＯＤＵＲ−１０１０は熱変形温度が１１０℃
であるため、これ以降の硬化工程中などでのこの温度を
超える加熱によりオリフィスプレート部を変形、破損し
てしまう可能性が高い。従って、本構成における溶解可
能な樹脂層除去の工程は必須である。更に、基板２を、
ダイシングソーなどにより分離切断、チップ化する。そ
して発熱抵抗体１を駆動するための電気的接合（図示せ
ず）を行った後、インク供給のためのチップタンク部材
を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成する。Subsequently, as shown in FIG. 1D, the dissolvable resin layers 3 and 4 are provided with an ink discharge port 6 and an ink supply port 7.
By eluted from the through hole 8 for removing the resin layer, an ink flow path and a foaming chamber are formed. The method of removing the soluble resin layers 3 and 4 may be such that the entire surface is exposed by Deep-UV light, and then the phenomenon and drying are performed. If necessary, ultrasonic immersion is sufficient for the phenomenon. . Here, it is conceivable that the base portion 4 is left without being removed without providing the through hole 8 for removing the soluble resin layer. In this case, the above-mentioned ODUR-1010 has a heat deformation temperature of 110 ° C.
Therefore, there is a high possibility that the orifice plate will be deformed or damaged by heating exceeding this temperature during the subsequent curing step or the like. Therefore, the step of removing the dissolvable resin layer in this configuration is essential. Further, the substrate 2 is
Separate and cut into chips using a dicing saw or the like. After electrical connection (not shown) for driving the heating resistor 1 is performed, a chip tank member for supplying ink is connected to complete an ink jet recording head.
【００１１】本発明はインクジェット記録ヘッドの中で
もバブルジェット方式の記録ヘッドにおいて優れた効果
をもたらし、特に特開平４−１０９４０号公報、特開平
４−１０９４１号公報、特開平４−１０９４２号公報に
記載の方法の記録ヘッドに最適である。これら各公報
は、インク吐出エネルギー発生素子（電気熱変換素子）
に、記録情報に対応した駆動信号を印加し、電気熱変換
素子にインクの核沸騰を越える急激な温度上昇を与える
熱エネルギーを発生させ、インク内に気泡を形成させ、
この気泡を外気と連通させてインク液滴を吐出させるも
のである。前記方法では、小インク液滴（５０ｐｌ以
下）の吐出が可能であり、且つヒータ前方のインク液を
吐出させるため、インク液滴の体積や速度が温度の影響
を受けず安定化し、高品位な画像を得ることができる。
また本発明は、記録紙の全幅に渡り同時に記録ができる
フルラインタイプの記録ヘッドとして、更には記録ヘッ
ドを一体的に、あるいは複数個組み合わせたカラー記録
ヘッドにも有効である。The present invention has an excellent effect in a bubble jet type recording head among ink jet recording heads, and is particularly described in JP-A-4-10940, JP-A-4-10941, and JP-A-4-10942. The method is most suitable for a recording head. Each of these publications describes an ink ejection energy generating element (electrothermal conversion element).
Applying a drive signal corresponding to the recording information, generating heat energy that gives a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling of the ink to the electrothermal transducer, and forming bubbles in the ink,
The air bubbles are communicated with the outside air to discharge ink droplets. In the above method, small ink droplets (50 pl or less) can be ejected, and the ink liquid in front of the heater is ejected. Therefore, the volume and speed of the ink droplets are stabilized without being affected by the temperature, and high quality is achieved. Images can be obtained.
The present invention is also effective as a full-line type recording head capable of simultaneously recording over the entire width of the recording paper, and is also effective for a color recording head in which recording heads are integrated or a plurality of recording heads are combined.
【００１２】[0012]
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。 ［実施例１］実施例１においては、図３ａ〜ｃに示す構
成のインクジェット記録ヘッドを、前述の図１ａ〜ｄに
示した手順に従って作製した。この時の、図３ｂのＡ−
Ａ断面を示したものが図３ｃである。なお、図３ｂのイ
ンク吐出口６は２０μｍ×２０μｍ、土台部８は３０μ
ｍ幅にて形成した。この溶解可能な樹脂層３および４で
あるＯＤＵＲ−１０１０は、スピンコートにより塗布
後、１２０℃にて乾燥し、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光を３Ｊ／ｃ
ｍ2パターン照射して、メチルイソブチルケトン／キシ
レン＝２／１にて現像、キシレンにてリンスし形成し
た。パターン形成後の膜厚（図１ｃのＸ）は１２μｍ
で、基板内での標準偏差は０．１μｍであった。Embodiments of the present invention will be described below. Example 1 In Example 1, an ink jet recording head having the structure shown in FIGS. 3A to 3C was manufactured according to the procedure shown in FIGS. At this time, A- in FIG.
FIG. 3C shows the cross section A. The ink ejection port 6 in FIG. 3B is 20 μm × 20 μm, and the base 8 is 30 μm.
It was formed with a width of m. ODUR-1010, which is the dissolvable resin layers 3 and 4, is applied by spin coating, dried at 120 ° C., and irradiated with Deep-UV light at 3 J / c.
The pattern was irradiated with m 2 pattern, developed with methyl isobutyl ketone / xylene = 2/1, and rinsed with xylene to form. The film thickness after pattern formation (X in FIG. 1c) is 12 μm
The standard deviation in the substrate was 0.1 μm.
【００１３】更に、被覆樹脂層５を図１ｂに示すように
スピンコートにて塗布、乾燥し、紫外線露光後にベー
ク、現像、リンスし形成した。形成後のオリフィスプレ
ートの膜厚（図１ｃのＹ）の平均値は８μｍで標準偏差
は０．２μｍであった。そしてその後、溶解可能な樹脂
層３および４の除去を行う。その除去は貫通口８、イン
ク吐出口６およびインク供給口７から行う。まず、Ｄｅ
ｅｐ―ＵＶ光を５Ｊ／ｃｍ2照射して、メチルイソブチ
ルケトン／キシレン＝２／１にて１００ｋＨｚの超音波
層に浸漬、キシレンでリンスした。Further, as shown in FIG. 1B, a coating resin layer 5 was applied by spin coating, dried, baked, developed and rinsed after exposure to ultraviolet rays. The average value of the thickness of the formed orifice plate (Y in FIG. 1C) was 8 μm, and the standard deviation was 0.2 μm. Then, the dissolvable resin layers 3 and 4 are removed. The removal is performed from the through-hole 8, the ink discharge port 6, and the ink supply port 7. First, De
The sample was irradiated with ep-UV light at 5 J / cm 2 , immersed in an ultrasonic layer of 100 kHz with methyl isobutyl ketone / xylene = 2/1, and rinsed with xylene.
【００１４】次に、ダイシングソーにより基板分離、チ
ップ化し、最後にインク液供給のためのチップタンクを
接続する。なお、従来例として図２ａ〜ｄに示したイン
クジェット記録ヘッドを本実施例と同様に、オリフィス
プレートの膜厚（図２ｃのＹ）の平均値が８μｍとなる
よう形成したところ、オリフィスプレートの膜厚の標準
偏差は０．８μｍとなってしまい、基板上でのばらつき
が非常に大きくなってしまった。Next, the substrate is separated and formed into chips by a dicing saw, and finally a chip tank for supplying the ink liquid is connected. 2A to 2D were formed so that the average value of the thickness of the orifice plate (Y in FIG. 2C) was 8 μm as in the present embodiment. The standard deviation of the thickness was 0.8 μm, and the variation on the substrate was very large.
【００１５】また、本実施例１のインクジェット記録ヘ
ッドにより、純水／ジエチレングリコール／イソプロピ
ルアルコール酢酸リチウム／黒色染料フードブラック２
＝７９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインク
液を用いて、吐出周波数ｆ＝１５ｋＨｚで印字記録を行
ったところ、非常に高品位な印字が得られた。ただし使
用に際し、オリフィス面に付着したインク液を取り去る
ために、ブレードによる拭きを繰り返し行ったところ、
除去のための貫通口部８に拭きによるインク液の不要分
が固着してしまったが、印字記録に対しては、全く影響
を与えなかった。The ink jet recording head according to the first embodiment uses pure water / diethylene glycol / lithium isopropyl alcohol acetate / black dye food black 2
= 79.4 / 15/3 / 0.1 / 2.5, and printing was performed at an ejection frequency f = 15 kHz. As a result, very high quality printing was obtained. However, when using, in order to remove the ink liquid adhering to the orifice surface, when repeatedly wiped with a blade,
An unnecessary portion of the ink liquid was fixed to the through-hole portion 8 for removal by wiping, but did not affect the print record at all.
【００１６】更にまた、本実施例１の記録ヘッドを長期
間に渡って使用された場合を想定して、６０℃のインク
雰囲気中に３ヶ月間保存試験を行った状態の記録ヘッド
をｆ＝１５ｋＨｚにて印字記録を行った結果、吐出特性
に対する影響は全く見られず、良好な印字記録を得るこ
とができた。一方、従来例に示したインクジェット記録
ヘッドにより同様のインク液を用いてｆ＝１５ｋＨｚで
印字記録を行ったところ、吐出量のばらつきによるムラ
や、記録媒体に対してインク液がまっすぐ飛ばずにヨレ
てしまうことによるスジが発生し、低品位な印字記録と
なってしまった。Further, assuming that the recording head of the first embodiment is used for a long period of time, the recording head subjected to a storage test for three months in an ink atmosphere at 60 ° C. As a result of printing at 15 kHz, no influence on the ejection characteristics was observed at all, and good printing records could be obtained. On the other hand, when printing was carried out at f = 15 kHz using the same ink liquid by the ink jet recording head shown in the conventional example, unevenness due to variation in the ejection amount and the ink liquid did not fly straight on the recording medium but were distorted. As a result, streaks occurred, resulting in low-quality print records.
【００１７】［実施例２］実施例２においても、前述の
図１ａ〜ｄに示した手順に従って、図４ａ〜ｃに示す構
成のインクジェット記録ヘッドを作製した。この時の、
図４ｂのＡ−Ａ断面を示したものが図４ｃである。な
お、図４ｂのインク吐出口６は２０μｍ×２０μｍ、土
台部８はφ＝３０μｍにて形成した。この溶解可能な樹
脂層３および４、更に被覆樹脂層５の形成は実施例１と
同様に行い、形成後のオリフィスプレートの膜厚（図１
ｃのＹ）の平均値は８μｍで標準偏差は０．２μｍであ
った。Example 2 In Example 2, an ink jet recording head having the structure shown in FIGS. 4A to 4C was manufactured in accordance with the procedure shown in FIGS. At this time,
FIG. 4C shows an AA cross section of FIG. 4B. In addition, the ink discharge port 6 of FIG. 4B was formed by 20 μm × 20 μm, and the base 8 was formed by φ = 30 μm. The dissolvable resin layers 3 and 4 and the coating resin layer 5 were formed in the same manner as in Example 1, and the thickness of the formed orifice plate (FIG. 1)
The average value of Y) of c was 8 μm and the standard deviation was 0.2 μm.
【００１８】また、本実施例２のインクジェット記録ヘ
ッドにより、純水／ジエチレングリコール／イソプロピ
ルアルコール酢酸リチウム／黒色染料フードブラック２
＝７９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインク
液を用いて、吐出周波数ｆ＝１５ｋＨｚで印字記録を行
ったところ、非常に高品位な印字が得られた。ただし、
ブレードによる拭きを繰り返し行ったところ、除去のた
めの貫通口部８に拭きによるインク液の不要分の固着が
僅かに発生してしまったが、印字記録に対しては、全く
影響を与えなかった。更にまた、本実施例２の記録ヘッ
ドを長期間に渡って使用された場合を想定して、６０℃
のインク雰囲気中に３ヶ月間保存試験を行った状態の記
録ヘッドをｆ＝１５ｋＨｚにて印字記録を行った結果、
吐出特性に対する影響は全く見られず、良好な印字記録
を得ることができた。Further, the ink jet recording head according to the second embodiment uses pure water / diethylene glycol / lithium isopropyl alcohol acetate / black dye food black 2
= 79.4 / 15/3 / 0.1 / 2.5, and printing was performed at an ejection frequency f = 15 kHz. As a result, very high quality printing was obtained. However,
Repeated wiping with a blade resulted in a small amount of unnecessary adhesion of the ink liquid caused by wiping in the through-hole portion 8 for removal, but did not affect print recording at all. . Furthermore, assuming that the recording head of the second embodiment is used for a long period,
As a result of performing print recording at f = 15 kHz, a recording head in a state where a storage test was performed for 3 months in an ink atmosphere of
No effect on the ejection characteristics was observed at all, and good print records could be obtained.
【００１９】［実施例３］実施例３においては、図６ａ
〜ｄに示した手順に従って、図５ａ〜ｃに示す構成のイ
ンクジェット記録ヘッドを作製した。この時の、図５ｂ
のＡ−Ａ断面を示したものが図６ｄである。なお、図５
ｂのインク吐出口６は２０μｍ×２０μｍ、土台部８は
３０μｍ幅（高さは１２μｍ）にて形成した。この溶解
可能な樹脂層３および４であるＯＤＵＲ−１０１０は、
スピンコートにより塗布後、１２０℃にて乾燥し、Ｄｅ
ｅｐ−ＵＶ光を３Ｊ／ｃｍ2パターン照射して、メチル
イソブチルケトン／キシレン＝２／１にて現像、キシレ
ンにてリンスし形成した。パターン形成後の膜厚（図１
ｃのＸ）は１２μｍで、基板内での標準偏差は０．１μ
ｍであった。[Embodiment 3] In Embodiment 3, FIG.
5d, an ink jet recording head having the configuration shown in FIGS. At this time, FIG.
FIG. 6D shows the AA cross section of FIG. FIG.
The ink discharge port 6 of b was formed with 20 μm × 20 μm, and the base 8 was formed with a width of 30 μm (height: 12 μm). ODUR-1010, which is the soluble resin layers 3 and 4,
After coating by spin coating, drying at 120 ° C.
Irradiation with ep-UV light was performed at a pattern of 3 J / cm 2, development was performed with methyl isobutyl ketone / xylene = 2/1, and rinsing was performed with xylene to form a film. Film thickness after pattern formation (Fig. 1
c) is 12 μm, and the standard deviation within the substrate is 0.1 μm.
m.
【００２０】更に、被覆樹脂層５を図１ｂに示すように
スピンコートにて塗布、乾燥し、紫外線露光後にベー
ク、現像、リンスし形成した。形成後のオリフィスプレ
ートの膜厚（図１ｃのＹ）の平均値は８μｍで標準偏差
は０．２μｍであった。この時、溶解可能な樹脂層３お
よび４、更に被覆樹脂層５の形成は実施例１と同様に行
い、形成後のオリフィスプレートの膜厚（図１ｃのＹ）
の平均値は８μｍで標準偏差は０．２μｍであった。Further, as shown in FIG. 1B, a coating resin layer 5 was applied by spin coating, dried, baked, developed, and rinsed after exposure to ultraviolet light to form a coating. The average value of the thickness of the formed orifice plate (Y in FIG. 1C) was 8 μm, and the standard deviation was 0.2 μm. At this time, the dissolvable resin layers 3 and 4 and the coating resin layer 5 were formed in the same manner as in Example 1, and the thickness of the formed orifice plate (Y in FIG. 1C).
Was 8 μm and the standard deviation was 0.2 μm.
【００２１】次に、溶解可能な樹脂層３および４の除去
前に、基板の分離切断、チップ化を行う。この、基板の
切断を行うことにより、図５ｃの８の示すような、溶解
可能な樹脂層４の除去のための貫通口が形成される。そ
してその後、溶解可能な樹脂層３および４の除去を行
う。除去の方法は実施例１、２と同様、Ｄｅｅｐ−ＵＶ
光を５Ｊ／ｃｍ2照射して、メチルイソブチルケトン／
キシレン＝２／１にて１００ｋＨｚの超音波層に浸漬、
キシレンでリンスした。Next, before the dissolvable resin layers 3 and 4 are removed, the substrate is separated and cut into chips. By performing the cutting of the substrate, a through hole for removing the dissolvable resin layer 4 is formed as shown by 8 in FIG. 5C. Then, the dissolvable resin layers 3 and 4 are removed. The removal method is the same as in Examples 1 and 2,
Irradiate with light at 5 J / cm 2 and add methyl isobutyl ketone /
Immersed in an ultrasonic layer of 100 kHz with xylene = 2/1,
Rinse with xylene.
【００２２】次にインク液供給のためのチップタンクを
接続する。Next, a chip tank for supplying the ink liquid is connected.
【００２３】また、本実施例３のインクジェット記録ヘ
ッドにより、純水／ジエチレングリコール／イソプロピ
ルアルコール酢酸リチウム／黒色染料フードブラック２
＝７９．４／１５／３／０．１／２．５からなるインク
液を用いて、吐出周波数ｆ＝１５ｋＨｚで印字記録を行
ったところ、非常に高品位な印字が得られた。また、ブ
レードによる拭きを繰り返し行ったところ、インク液の
不要分の固着が発生する箇所はなく、良好な印字記録を
行えた。更にまた、本実施例３の記録ヘッドを長期間に
渡って使用された場合を想定して、６０℃のインク雰囲
気中に３ヶ月間保存試験を行った状態の記録ヘッドをｆ
＝１５ｋＨｚにて印字記録を行った結果、吐出特性に対
する影響は全く見られず、良好な印字記録を得ることが
できた。Further, using the ink jet recording head of Example 3, pure water / diethylene glycol / lithium isopropyl alcohol acetate / black dye food black 2
= 79.4 / 15/3 / 0.1 / 2.5, and printing was performed at an ejection frequency f = 15 kHz. As a result, very high quality printing was obtained. In addition, when the wiping with the blade was repeatedly performed, there was no portion where unnecessary fixing of the ink liquid occurred, and good print recording was performed. Further, assuming that the recording head of the third embodiment is used for a long period of time, the recording head subjected to the storage test for three months in the ink atmosphere at 60 ° C.
As a result of performing print recording at 15 kHz, no influence on the ejection characteristics was observed at all, and good print record was obtained.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明は、以上のように、前記溶解可能
な樹脂層によりインク流路をパターン形成するに際し
て、基板上に形成された土台となるパターンによって前
記溶解可能な樹脂層上のオリフィスプレートとなる被覆
樹脂層を平坦に形成することが可能となり、発熱抵抗体
とオリフィス面間の距離を一定として、小液滴記録を安
定的に行い、印字ムラのない高品位な印字記録を達成す
ることができる。As described above, according to the present invention, when the ink flow path is patterned by the dissolvable resin layer, the orifice on the dissolvable resin layer is formed by the pattern serving as a base formed on the substrate. The coating resin layer that becomes the plate can be formed flat, the distance between the heating resistor and the orifice surface is kept constant, small droplets are recorded stably, and high-quality printing without uneven printing is achieved. can do.
【図１】本発明の実施例１および２の基本的な態様を示
す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic mode of Examples 1 and 2 of the present invention.
【図２】従来例の基本的な態様を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a basic mode of a conventional example.
【図３】本発明の実施例１の基本的な態様を示す模式図
である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a basic mode of Embodiment 1 of the present invention.
【図４】本発明の実施例２の基本的な態様を示す模式図
である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a basic mode of Embodiment 2 of the present invention.
【図５】本発明の実施例３の基本的な態様を示す模式図
である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a basic mode of a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例３の基本的な態様を示す模式図
である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a basic mode of a third embodiment of the present invention.
１：インク吐出エネルギー発生素子基板 ２：基板 ３：溶解可能な樹脂層（インク流路部） ４：溶解可能な樹脂層（土台部） ５：被覆樹脂層（オリフィスプレート） ６：インク吐出口 ７：インク供給口 ８：溶解可能な樹脂層除去のための貫通口 1: Ink discharge energy generating element substrate 2: Substrate 3: Soluble resin layer (ink flow path portion) 4: Soluble resin layer (base portion) 5: Coating resin layer (orifice plate) 6: Ink discharge port 7 : Ink supply port 8: Through hole for removing soluble resin layer
Claims (10)
して、垂直方向にインク液滴が吐出される液体噴射記録
ヘッドの製造方法において、前記基板上に溶解可能な樹
脂層によりインク流路となるパターンと共に土台となる
パターンを形成し、前記溶解可能な樹脂層によりインク
流路をパターン形成するに際して、前記パターン形成さ
れた土台によって、前記溶解可能な樹脂層上のオリフィ
スプレートとなる被覆樹脂層を平坦に形成することを特
徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。In a method for manufacturing a liquid jet recording head in which ink droplets are ejected in a direction perpendicular to a substrate surface of a substrate on which a heating resistor is formed, an ink is formed by a resin layer soluble on the substrate. When a pattern serving as a base is formed together with a pattern serving as a flow path, and the ink flow path is patterned using the dissolvable resin layer, the pattern-formed base serves as an orifice plate on the dissolvable resin layer. A method for manufacturing a liquid jet recording head, wherein a coating resin layer is formed flat.
ク流路および土台となるパターンを形成する工程と、 （２）前記溶解可能な樹脂層上に、被覆樹脂層を形成す
る工程と、 （３）前記被覆樹脂層に、インク吐出口を形成する工程
と、 （４）前記基板に、インク供給口を形成する工程と、 （５）前記溶解可能な樹脂層を除去する工程と、 （６）前記基板を切断し、チップ化する工程と、を少な
くとも含むことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射
記録ヘッドの製造方法。2. A method for manufacturing a liquid jet recording head, comprising: (1) forming a pattern serving as an ink flow path and a base on the substrate by using the dissolvable resin; A step of forming a coating resin layer on the resin layer; (3) a step of forming an ink discharge port in the coating resin layer; and (4) a step of forming an ink supply port in the substrate. 2. The method according to claim 1, further comprising: (a) removing the soluble resin layer; and (6) cutting the substrate into chips.
なるパターンの外周部に形成したことを特徴とする請求
項２に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the pattern serving as a base is formed on an outer peripheral portion of the pattern serving as an ink flow path.
土台となるパターンの溶解可能な樹脂層の除去を、前記
被覆樹脂層に形成した土台となるパターン除去用の貫通
口から行う過程を、少なくとも有していることを特徴と
する請求項２または請求項３に記載の液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法。4. The step of removing the soluble resin layer comprises:
3. The method according to claim 2, further comprising the step of removing the dissolvable resin layer of the pattern serving as a base from a through hole for removing the pattern serving as a base formed on the coating resin layer. Item 4. The method for manufacturing a liquid jet recording head according to Item 3.
インク流路となるパターンの溶解可能な樹脂層の除去
を、前記被覆樹脂層に形成したインク吐出口および前記
基板に形成したインク供給口から行う過程を、少なくと
も有していることを特徴とする請求項２に記載の液体噴
射記録ヘッドの製造方法。5. The step of removing the soluble resin layer,
At least a step of removing the dissolvable resin layer of the pattern serving as the ink flow path from the ink discharge port formed in the coating resin layer and the ink supply port formed in the substrate is provided. A method for manufacturing a liquid jet recording head according to claim 2.
記インク吐出口を形成する工程と同一の工程にて行うこ
とを特徴とする請求項３に記載の液体噴射記録ヘッドの
製造方法。6. The method according to claim 3, wherein the step of forming the through hole for removing the pattern is performed in the same step as the step of forming the ink discharge port.
記基板の切断、チップ化の工程と同一の工程にて行うこ
とを特徴とする請求項３に記載の液体噴射記録ヘッドの
製造方法。7. The method according to claim 3, wherein the formation of the through hole for removing the pattern is performed in the same step as the step of cutting and chipping the substrate. .
して、垂直方向にインク液滴が吐出される液体噴射記録
ヘッドを製造するための基板において、前記基板上に溶
解可能な樹脂層により形成されたインク流路となるパタ
ーンと、前記溶解可能な樹脂層上のオリフィスプレート
となる被覆樹脂層を平坦に形成するための土台となるパ
ターンとを有することを特徴とする液体噴射記録ヘッド
を製造するための基板。8. A substrate for manufacturing a liquid jet recording head in which ink droplets are ejected in a direction perpendicular to a substrate surface of a substrate on which a heating resistor is formed, wherein a resin soluble on the substrate is provided. Liquid jet recording, comprising: a pattern serving as an ink flow path formed by the layer; and a pattern serving as a base for flatly forming a coating resin layer serving as an orifice plate on the dissolvable resin layer. Substrate for manufacturing the head.
なるパターンの外周部に形成されていることを特徴とす
る請求項８に記載の液体噴射記録ヘッドを製造するため
の基板。9. The substrate for manufacturing a liquid jet recording head according to claim 8, wherein the pattern serving as a base is formed on an outer peripheral portion of the pattern serving as an ink flow path.
レートとなる被覆樹脂層には、土台となるパターン除去
用の貫通口が形成されていることを特徴とする請求項８
または請求項９に記載の液体噴射記録ヘッドを製造する
ための基板。10. A through hole for removing a pattern serving as a base is formed in a coating resin layer serving as an orifice plate on the dissolvable resin layer.
A substrate for manufacturing the liquid jet recording head according to claim 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34062396A JPH10157150A (en) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | Production of liquid jet recording head and substrate therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34062396A JPH10157150A (en) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | Production of liquid jet recording head and substrate therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10157150A true JPH10157150A (en) | 1998-06-16 |
Family
ID=18338755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34062396A Pending JPH10157150A (en) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | Production of liquid jet recording head and substrate therefor |
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