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JP2008142964A - Inkjet head - Google Patents

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JP2008142964A
JP2008142964A JP2006330858A JP2006330858A JP2008142964A JP 2008142964 A JP2008142964 A JP 2008142964A JP 2006330858 A JP2006330858 A JP 2006330858A JP 2006330858 A JP2006330858 A JP 2006330858A JP 2008142964 A JP2008142964 A JP 2008142964A
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JP
Japan
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ink
orifice plate
substrate
discharge port
orifice
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006330858A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Murata
辰雄 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2006330858A priority Critical patent/JP2008142964A/en
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Abstract

【課題】 インクジェットヘッドのオリフィス連通口とオリフィスプレートの吐出口の位置を精度良く合わせ、印字品位に優れたインクジェットヘッドを得る。
【解決手段】 オリフィス連通口を設けた基体と吐出口を設けたオリフィスプレートを熱的手段により接合する。接合時の膨張を考慮して、吐出口の形成ピッチを変えて設計し、オリフィス連通口と吐出口が一致するようにする。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an ink jet head excellent in print quality by accurately aligning the orifice communication port of the ink jet head and the discharge port of the orifice plate.
A substrate provided with an orifice communication port and an orifice plate provided with a discharge port are joined by thermal means. Considering expansion at the time of joining, the design is made by changing the formation pitch of the discharge ports so that the orifice communication port and the discharge port match.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、インク吐出装置の製造方法に関するものであり、特に均一かつ高精度なインク着弾精度を要するものに好適である。   The present invention relates to a method for manufacturing an ink ejection device, and is particularly suitable for a device that requires uniform and highly accurate ink landing accuracy.

従来よりインクジェットヘッドは、特開2001-18395に開示されているように、図2に示すような部品から形成されている。図2(1)に示した基体と、図2(4)に示したオリフィスプレートを接合することによって形成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, ink jet heads are formed from components as shown in FIG. 2, as disclosed in JP-A-2001-18395. It is formed by joining the base shown in FIG. 2 (1) and the orifice plate shown in FIG. 2 (4).

図2(1)に示した基体の材質は一般的にSiが多いが、その他の材料でも使用可能である。その基体には、インクを吐出するためのエネルギー発生素子がくみこまれている。エネルギー発生素子は、バブルジェット(登録商標)方式であればヒーター、ピエゾジェット方式であれば圧電素子を用いるのが一般的である。   The material of the substrate shown in FIG. 2A is generally Si, but other materials can also be used. An energy generating element for ejecting ink is embedded in the base. As the energy generating element, a heater is generally used for the bubble jet (registered trademark) system, and a piezoelectric element is generally used for the piezo jet system.

ヒーターは、真空成膜によりヒーター薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィー技術によりパターニングし所望のヒーターパターンを得る。圧電素子に関しては、真空成膜による方法と、印刷による方法があり、現在多く用いられているのは印刷による方式である。   A heater forms a heater thin film by vacuum film formation, and then patterns by a photolithography technique to obtain a desired heater pattern. Regarding the piezoelectric element, there are a method by vacuum film formation and a method by printing, and a method by printing is widely used at present.

そして素子に電力を供給するための電気配線、インクを供給するためのインク流路を備えている。電気配線には最も一般的なアルミを用い、インク流路の形成はフォトリソグラフィー技術を用い、ドライエッチングを駆使して所望のインク流路を形成している。   An electric wiring for supplying electric power to the element and an ink flow path for supplying ink are provided. The most common aluminum is used for the electrical wiring, the ink flow path is formed using a photolithography technique, and a desired ink flow path is formed by making use of dry etching.

一方、図2(4)に示したオリフィスプレートは、一枚の板に吐出口を設けた単純な構造のものである。オリフィスプレートの材質は、シリコン、プラスチック、金属等が用いられるが、最も多いのは金属である。加工が容易で低コスト、高耐久性であることが支持される理由である。   On the other hand, the orifice plate shown in FIG. 2 (4) has a simple structure in which a discharge port is provided on a single plate. As the material of the orifice plate, silicon, plastic, metal or the like is used, but the most common is metal. This is the reason why it is easy to process, low cost, and high durability.

この様にして得られた基体とオリフィスプレートは、接着剤を塗布したのち、アライメント貼り合わせ装置を用いて、オリフィス連通口と吐出口が一致するようにアライメントマークを用いてアライメント処理を行なったのち貼り合わせを行う。そして、貼り合わされたものをクリーンオーブンにて120℃30分処理することによりインクジェットヘッドを得ていた。
特開2001-18395号公報
After the substrate and the orifice plate thus obtained are coated with an adhesive, alignment processing is performed using an alignment mark so that the orifice communication port and the discharge port coincide with each other using an alignment bonding apparatus. Paste. And the bonded head was processed in a clean oven at 120 ° C. for 30 minutes to obtain an ink jet head.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-18395

しかしながら従来例では、基体とオリフィスプレートの材質が異なるため、熱膨張係数も異なる。そのため、両者をアライメントして貼り合わせを行っても接着剤を硬化する工程で熱がかかるため、吐出口とオリフィス連通口の位置関係が熱膨張の差でズレが生じてしまうといった問題点があった。熱膨張の基準がなく、各ヘッド毎にズレ方がバラバラで、予め両者の熱膨張を予測して吐出口やオリフィス連通口のピッチを補正しても上手くいかなかった。このズレを極力少なくするためには、加熱温度を低くするといったことが考えられるが、低温で良好な接着力を有するものは容易に探し出せない状況であった。また、他の接合方法、例えば直接接合のような方法も模索してみたが更に高温処理の必要性があり改善される方向ではなかった。   However, in the conventional example, since the materials of the base and the orifice plate are different, the thermal expansion coefficients are also different. For this reason, even if the two are aligned and bonded together, heat is applied in the process of curing the adhesive, and thus there is a problem that the positional relationship between the discharge port and the orifice communication port is displaced due to a difference in thermal expansion. It was. There was no standard for thermal expansion, and the displacement was different for each head. Even if the thermal expansion of both was predicted in advance and the pitches of the discharge ports and orifice communication ports were corrected, it did not work. In order to reduce this displacement as much as possible, it is conceivable to lower the heating temperature. However, it has been difficult to find one having good adhesive strength at low temperatures. In addition, other joining methods such as direct joining were also sought, but there was a need for high-temperature treatment, and it was not in the direction of improvement.

インクジェットヘッドにおいて、吐出口とオリフィス連通口の位置関係のズレは印字品位にダイレクトに影響するものである。ズレ量が小さい場合でもインクの着弾位置が微妙に異なり品位を悪化させる。また、大きくズレた場合はインクの吐出自体ができなくなるといった深刻な問題点でもあった。   In the ink jet head, the displacement of the positional relationship between the discharge port and the orifice communication port directly affects the print quality. Even when the amount of deviation is small, the ink landing position is slightly different and the quality is deteriorated. In addition, when there is a large deviation, there is a serious problem that ink cannot be ejected.

本発明は上記問題点を解決するために、接合温度において基体のオリフィス連通口とオリフィスプレートの吐出口が一致するように予めピッチを変えて設計し、かつ基体とオリフィスプレートを少なくとも一点で固定した後に熱的手段により接合することを特徴にしたインクジェットヘッドの形成方法である。   In order to solve the above problems, the present invention is designed by changing the pitch in advance so that the orifice communication port of the substrate and the discharge port of the orifice plate coincide at the bonding temperature, and the substrate and the orifice plate are fixed at least at one point. This is a method of forming an inkjet head, characterized in that it is bonded later by thermal means.

以上説明したことから、オリフィスプレートと基体に膨張する際の基点を設けて、スムーズに膨張させることにより予め膨張量を予測し、吐出口ピッチの設計値に反映させることによりオリフィス連通口と吐出口の位置関係が精度良く一致するようになった。よって、良好なインクジェットヘッドを形成することが可能となり印字品位が格段に向上した。   As described above, the orifice plate and the base are provided with a base point for expansion, and the expansion amount is predicted in advance by smoothly expanding and reflected in the design value of the discharge port pitch. The positional relationship of is now consistent with accuracy. Therefore, it is possible to form a good ink jet head, and the printing quality is remarkably improved.

以下、図1を参考に説明する。   Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

図1に示したように、基体とオリフィスプレートを張り合わせてインクジェットヘッドを形成する。初めに、図1(3)の、はめあい固定用の凸形状を作るために、フォトリソグラフィー工程を用いてエッチング処理し不要な部分を除去する。エッチング方法は基体の材質によって使い分けられるが、大きく分けると液体でエッチング除去する方法と、真空中でガスと反応させて除去する方法との2種類に分けられる。基体の材質はSi,ガラス、金属、セラミックス、等が考えられるが加工性の観点から、Siが最もよく使われている。   As shown in FIG. 1, an ink jet head is formed by laminating a substrate and an orifice plate. First, in order to make the convex shape for fixing the fitting shown in FIG. 1 (3), an unnecessary portion is removed by etching using a photolithography process. There are two types of etching methods, depending on the material of the substrate, but there are two types: a method of etching and removing with a liquid and a method of removing by reacting with a gas in a vacuum. The substrate material may be Si, glass, metal, ceramics, etc., but Si is most often used from the viewpoint of workability.

基体には、インク吐出エネルギー発生素子、その素子を駆動するための電気配線、インク流路が形成されている。そして、インク流路の一部がオリフィス連通口(開口幅20μm)として基体に設けられている図1(2)。オリフィス連通口は等ピッチ、又は不等ピッチで形成されるが、最終的にオリフィスプレートと貼り合わせて硬化した状態で吐出口と一致するように設計する必要がある。吐出口の径は15μmとした。設計に際しては、ピッチを基体側のみ、又はオリフィスプレート側のみ、又は基体、オリフィスプレートの両方で調整する方法があるがヘッドスペックにより選択するのが好ましい。なお、ピッチの調整は図1(3)のはめあい部を基準にして材料の熱膨張係数により算出し設計する。吐出口部の断面図を図6に示す。   An ink discharge energy generating element, electric wiring for driving the element, and an ink flow path are formed on the base. A part of the ink flow path is provided in the base as an orifice communication port (opening width 20 μm) (FIG. 1B). The orifice communication ports are formed at an equal pitch or an unequal pitch, but it is necessary to design the orifice communication ports so as to coincide with the discharge ports when they are finally bonded to the orifice plate and cured. The diameter of the discharge port was 15 μm. In designing, there is a method in which the pitch is adjusted only on the substrate side, only on the orifice plate side, or on both the substrate and the orifice plate. Note that the pitch is adjusted and calculated based on the thermal expansion coefficient of the material with reference to the fitting portion in FIG. A cross-sectional view of the discharge port is shown in FIG.

インク吐出エネルギー発生素子としては、バブルジェット(登録商標)方式で使用するヒーター、ピエゾジェット方式で使用する圧電素子があげられる。これらの素子はいずれもフォトリソグラフィー工程により微細パターンに加工される。   Examples of the ink discharge energy generating element include a heater used in a bubble jet (registered trademark) system and a piezoelectric element used in a piezo jet system. All of these elements are processed into a fine pattern by a photolithography process.

一方、オリフィスプレート(図1(4))は厚さ100μm前後のものを用い、材質としてはSi,ガラス、金属、プラスチック等があげられるが、現状最も使われているものはステンレス(SUS)である。これも基体同様、加工性、コストの観点から支持されているものである。   On the other hand, the orifice plate (Fig. 1 (4)) has a thickness of around 100μm, and the materials are Si, glass, metal, plastic, etc., but the most used one is stainless steel (SUS). is there. This is also supported from the viewpoint of processability and cost, like the substrate.

これらのオリフィスプレートを機械加工により吐出口を開け、同時に、熱膨張時の基準となる図1(6)の はめあい部(図7)も同時に穴開け加工してオリフィスプレートを得た。   These orifice plates were opened by machining, and at the same time, the fitting portion (FIG. 7) in FIG. 1 (6), which is a reference for thermal expansion, was simultaneously drilled to obtain an orifice plate.

この様にして得られた、基体とオリフィスプレートを貼り合わせ、熱処理することにより固定する。この貼り合わせ工程であるが、一番簡単な貼り合わせ方法としては接着剤を用いる方法である。その他、直接接合による方法もあるが接合温度は確実に接着剤より高くなる。いずれも使用スペックにより選択する必要がある。このように、予め熱膨張を考慮して基準点で両者を固定することにより、熱的影響によるオリフィス連通口と吐出口のズレの無いインクジェットヘッドが形成できるようになった。よって、印字品位に優れる高密度インクジェットヘッドが現実のものとなった。   The substrate and the orifice plate thus obtained are bonded together and fixed by heat treatment. Although it is this bonding process, the simplest bonding method is a method using an adhesive. In addition, there is a method by direct bonding, but the bonding temperature is surely higher than that of the adhesive. Both must be selected according to the specifications used. In this way, by fixing both at the reference point in consideration of thermal expansion in advance, it is possible to form an ink jet head having no displacement between the orifice communication port and the discharge port due to thermal effects. Therefore, a high-density inkjet head with excellent printing quality has become a reality.

本実施例で用いた線膨張係数は、ガラス:3E-6/℃ , Si:2.42E-6/℃, SUS:15E-6/℃である。室温は20℃とした。   The linear expansion coefficients used in this example are glass: 3E-6 / ° C., Si: 2.42E-6 / ° C., SUS: 15E-6 / ° C. The room temperature was 20 ° C.

本実施例は、図1に示したように基体がSi、オリフィスプレートがガラスで構成されている場合のインクジェットヘッドについて説明する。図1(1)に示した基体はSiであり厚さは300μmである。初めに、図1(3)に示したはめあい突起を形成するためにフォトリソグラフィ−技術によりパターニングする。エッチングにはリアクティブイオンエッチング(RIE)装置を用いた。エッチング量は80μmとした。その後、この基体には、インク吐出エネルギー発生素子、電気配線、インク流路を形成した。インク吐出エネルギー発生素子として圧電素子を、また電気配線としては最も一般的なアルミを用いた。そしてインク流路の形成には、フォトリソグラフィ−技術を用い、ドライエッチングにより基体のSi,に流路を形成した。この加工により図1(2)に示したようにオリフィス連通口が形成された。この連通口の形成ピッチは85μmとし、開口幅は20μmとした。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an ink jet head in which the substrate is made of Si and the orifice plate is made of glass will be described. The substrate shown in FIG. 1 (1) is Si and has a thickness of 300 μm. First, patterning is performed by photolithography to form the fitting protrusion shown in FIG. For the etching, a reactive ion etching (RIE) apparatus was used. The etching amount was 80 μm. Thereafter, an ink discharge energy generating element, electrical wiring, and an ink flow path were formed on the substrate. A piezoelectric element was used as the ink discharge energy generating element, and the most common aluminum was used as the electrical wiring. The ink flow path was formed by using a photolithography technique and forming a flow path in Si of the substrate by dry etching. By this processing, an orifice communication port was formed as shown in FIG. The formation pitch of the communication ports was 85 μm, and the opening width was 20 μm.

一方、ガラスオリフィスプレートの形成であるが、図1(4)に示したように、厚さ80μmのガラスを用いた。このガラスオリフィスプレートには図1(5)の吐出口(直径15μm)と図1(6)のはめあい受け穴があけてある。このインクジェットヘッドの吐出口部における断面図を図6に、また図7にはめあい部分の拡大図を示す。ガラスオリフィスプレートの吐出口のトータルピッチは全長39mmを想定した場合10.8μm伸びてズレが生じるものとし、85μmピッチを基準に予測伸び量を補正した85μmより短いピッチになるように形成した。これらの基体と、オリフィスプレートをアライメントし、貼り合わせ、500℃*1時間加熱接合をおこなった。このようにして得られたインクジェットヘッドはオリフィス連通口と吐出口がピッタリと一致しており印字品位に優れたものであった。   On the other hand, regarding the formation of the glass orifice plate, as shown in FIG. 1 (4), glass having a thickness of 80 μm was used. The glass orifice plate has a discharge port (diameter: 15 μm) shown in FIG. 1 (5) and a fitting receiving hole shown in FIG. 1 (6). FIG. 6 is a cross-sectional view of the discharge port portion of the ink jet head, and FIG. 7 is an enlarged view of the fitting portion. When the total length of the discharge port of the glass orifice plate is assumed to be 39 mm, it is extended by 10.8 μm and a deviation occurs, and the pitch is formed to be shorter than 85 μm with the predicted elongation corrected based on the 85 μm pitch. These substrates and the orifice plate were aligned, bonded, and heat-bonded at 500 ° C. for 1 hour. The ink jet head thus obtained was excellent in print quality because the orifice communication port and the discharge port were perfectly aligned.

本実施例は図3(3)(6)に示したように、はめあい構造を吐出口配列方向に対して垂直な方向に2カ所設けたことが特徴である。基体の材質、オリフィスプレートの材質に関しては実施例1と同様である。   As shown in FIGS. 3 (3) and (6), this embodiment is characterized in that two fitting structures are provided in a direction perpendicular to the discharge port arrangement direction. The material of the substrate and the material of the orifice plate are the same as in the first embodiment.

図3(1)に示した基体はSiであり厚さは300μmである。初めに、図3(3)に示した2カ所のはめあい突起を形成するためにフォトリソグラフィ−技術によりパターニングする。エッチングにはリアクティブイオンエッチング(RIE)装置を用いた。エッチング量は80μmとした。その後、この基体には、インク吐出エネルギー発生素子、電気配線、インク流路を形成した。インク吐出エネルギー発生素子として圧電素子を、また電気配線としては最も一般的なアルミを用いた。そしてインク流路の形成には、フォトリソグラフィ−技術を用い、ドライエッチングにより基体のSi,に流路を形成した。この加工により図3(2)に示したようにオリフィス連通口が形成された。この連通口の形成ピッチは85μmとし、開口幅は20μmとした。   The substrate shown in FIG. 3A is Si and has a thickness of 300 μm. First, patterning is performed by a photolithography technique in order to form the two fitting protrusions shown in FIG. For the etching, a reactive ion etching (RIE) apparatus was used. The etching amount was 80 μm. Thereafter, an ink discharge energy generating element, electrical wiring, and an ink flow path were formed on the substrate. A piezoelectric element was used as the ink discharge energy generating element, and the most common aluminum was used as the electrical wiring. The ink flow path was formed by using a photolithography technique and forming a flow path in Si of the substrate by dry etching. By this processing, an orifice communication port was formed as shown in FIG. The formation pitch of the communication ports was 85 μm, and the opening width was 20 μm.

一方、ガラスオリフィスプレートの形成であるが、図3(4)に示したように、厚さ80μmのガラスを用いた。このガラスオリフィスプレートには図3(5)の吐出口と図3(6)の2カ所のはめあい受け穴があけてある。ガラスオリフィスプレートの吐出口のトータルピッチは全長39mmを想定した場合10.8μm伸びてズレが生じるものとし、85μmピッチをベースにはめあい部を基準として、距離に反比例して85μmより短いピッチになるように形成した。これらの基体と、オリフィスプレートをアライメントし、貼り合わせ、500℃*1時間加熱接合をおこなった。このようにして得られたインクジェットヘッドはオリフィス連通口と吐出口(直径15μm)がピッタリと一致しており印字品位に優れたものであった。また、はめあい箇所を2カ所にしたことにより、前記はめあい部を基準としてノズル配列方向は一方向のみ自由に膨張することができるので、θ方向のズレの影響が少なく一方向に関するオリフィス連通口と、吐出口の合わせ精度が更に向上した。   On the other hand, regarding the formation of the glass orifice plate, as shown in FIG. 3 (4), glass having a thickness of 80 μm was used. This glass orifice plate has a discharge opening shown in FIG. 3 (5) and two fitting receiving holes shown in FIG. 3 (6). If the total pitch of the discharge port of the glass orifice plate is assumed to be 39 mm, it will be extended by 10.8 μm, causing a shift, and the pitch will be shorter than 85 μm in inverse proportion to the distance with the 85 μm pitch as the base of the fitting part. Formed. These substrates and the orifice plate were aligned, bonded, and heat-bonded at 500 ° C. for 1 hour. The ink jet head thus obtained was excellent in print quality because the orifice communication port and the discharge port (diameter: 15 μm) matched perfectly. In addition, since the number of fitting locations is two, the nozzle arrangement direction can be freely expanded only in one direction with reference to the fitting portion, so that there is little influence of deviation in the θ direction, and the orifice communication port in one direction, The discharge port alignment accuracy has been further improved.

本実施例は、接合に金−金接合を行ったことを特徴とするものである。   The present embodiment is characterized in that gold-gold bonding is performed for bonding.

図4(1)に示した基体はSiであり厚さは250μmである。初めに、図4(3)に示したはめあい突起を形成するためにフォトリソグラフィ−技術によりパターニングする。エッチングにはリアクティブイオンエッチング(RIE)装置を用いた。エッチング量は50μmとした。その後、この基体には、インク吐出エネルギー発生素子、電気配線、インク流路を形成した。インク吐出エネルギー発生素子として圧電素子を、また電気配線としては最も一般的なアルミを用いた。そしてインク流路の形成には、フォトリソグラフィ−技術を用い、ドライエッチングにより基体のSi,に流路を形成した。この加工により図4(2)に示したようにオリフィス連通口が形成された。この連通口の形成ピッチは80μmとし、開口幅は20μmとした。   The substrate shown in FIG. 4A is Si and has a thickness of 250 μm. First, patterning is performed by a photolithography technique to form the fitting protrusion shown in FIG. For the etching, a reactive ion etching (RIE) apparatus was used. The etching amount was 50 μm. Thereafter, an ink discharge energy generating element, electrical wiring, and an ink flow path were formed on the substrate. A piezoelectric element was used as the ink discharge energy generating element, and the most common aluminum was used as the electrical wiring. The ink flow path was formed by using a photolithography technique and forming a flow path in Si of the substrate by dry etching. By this processing, an orifice communication port was formed as shown in FIG. The formation pitch of the communication ports was 80 μm, and the opening width was 20 μm.

一方、ステンレスオリフィスプレートの形成であるが、図4(4)に示したように、厚さ50μmのステンレスを用いた。このステンレスオリフィスプレートには図4(5)の吐出口と図4(6)のはめあい受け穴があけてある。これらの穴加工は機械加工により行われている。吐出口径は15μmである。ステンレスオリフィスプレートの吐出口のトータルピッチは全長13mmを想定した場合45.8μm伸びてズレが生じるものとし、80μmピッチをベースにはめあい部を基準として、距離に反比例して順次80μmより短いピッチになるように形成した。そして基体、オリフィスプレート両者にTi :100Å、金:1μm をスパッタリングにより成膜した後、これらの基体と、オリフィスプレートをアライメントし、貼り合わせ、300℃*1時間加熱接合をおこなった。このようにして得られたインクジェットヘッドはオリフィス連通口と吐出口がピッタリと一致しており印字品位に優れたものであった。   On the other hand, regarding the formation of a stainless steel orifice plate, as shown in FIG. 4 (4), stainless steel having a thickness of 50 μm was used. This stainless steel orifice plate has a discharge port shown in FIG. 4 (5) and a fitting receiving hole shown in FIG. 4 (6). These holes are machined. The discharge port diameter is 15 μm. The total pitch of the discharge port of the stainless steel orifice plate is assumed to be 45.8μm when assuming a total length of 13mm. Formed. Then, after depositing a film of Ti: 100 mm and gold: 1 μm on both the base and the orifice plate by sputtering, the base and the orifice plate were aligned, bonded, and heat-bonded at 300 ° C. for 1 hour. The ink jet head thus obtained was excellent in print quality because the orifice communication port and the discharge port were perfectly aligned.

本実施例は実施例3と同様の基体、オリフィスプレートを用いる。異なっている点は、接合に接着剤を用いることである。従って、接合温度が低くなり、Ti,Auの成膜も無くなっている。   In this embodiment, the same substrate and orifice plate as those in Embodiment 3 are used. The difference is that an adhesive is used for bonding. Therefore, the bonding temperature is lowered, and Ti and Au are not formed.

図5(1)に示した基体はSiであり厚さは250μmである。初めに、図5(3)に示したはめあい突起を形成するためにフォトリソグラフィ−技術によりパターニングする。エッチングにはリアクティブイオンエッチング(RIE)装置を用いた。エッチング量は50μmとした。その後、この基体には、インク吐出エネルギー発生素子、電気配線、インク流路を形成した。インク吐出エネルギー発生素子として圧電素子を、また電気配線としては最も一般的なアルミを用いた。そしてインク流路の形成には、フォトリソグラフィ−技術を用い、ドライエッチングにより基体のSi,に流路を形成した。この加工により図5(2)に示したようにオリフィス連通口が形成された。この連通口の形成ピッチは80μmとし、開口幅20μmとした。   The substrate shown in FIG. 5A is Si and has a thickness of 250 μm. First, patterning is performed by a photolithography technique to form the fitting protrusion shown in FIG. For the etching, a reactive ion etching (RIE) apparatus was used. The etching amount was 50 μm. Thereafter, an ink discharge energy generating element, electrical wiring, and an ink flow path were formed on the substrate. A piezoelectric element was used as the ink discharge energy generating element, and the most common aluminum was used as the electrical wiring. The ink flow path was formed by using a photolithography technique and forming a flow path in Si of the substrate by dry etching. By this processing, an orifice communication port was formed as shown in FIG. The formation pitch of the communication ports was 80 μm and the opening width was 20 μm.

一方、ステンレスオリフィスプレートの形成であるが、図5(4)に示したように、厚さ50μmのステンレスを用いた。このステンレスオリフィスプレートには図5(5)の吐出口と図5(6)のはめあい受け穴があけてある。これらの穴加工は機械加工により行われている。吐出口径は15μmである。ステンレスオリフィスプレートの吐出口のトータルピッチは全長13mmを想定した場合16.4μm伸びてズレが生じるものとし、80μmピッチをベースにはめあい部を基準として、距離に反比例して順次80μmより短いピッチになるように形成した。そして基体、オリフィスプレート両者をアライメントし、接着剤KS820(旭電化工業社製品)を用いて貼り合わせ、これらの基体と、オリフィスプレートを、120℃*1時間クリーンオーブンで加熱をおこなった。このようにして得られたインクジェットヘッドはオリフィス連通口と吐出口がピッタリと一致しており印字品位に優れたものであった。   On the other hand, regarding the formation of a stainless steel orifice plate, as shown in FIG. 5 (4), stainless steel having a thickness of 50 μm was used. This stainless steel orifice plate has a discharge port shown in FIG. 5 (5) and a fitting receiving hole shown in FIG. 5 (6). These holes are machined. The discharge port diameter is 15 μm. The total pitch of the discharge port of the stainless steel orifice plate is assumed to extend by 16.4μm assuming a total length of 13mm, and the displacement will occur, and the pitch will be successively shorter than 80μm in inverse proportion to the distance, with the 80μm pitch being the base fitting part. Formed. Then, both the substrate and the orifice plate were aligned and bonded using an adhesive KS820 (product of Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), and these substrate and the orifice plate were heated in a clean oven at 120 ° C. for 1 hour. The ink jet head thus obtained was excellent in print quality because the orifice communication port and the discharge port were perfectly aligned.

本発明の概略図。Schematic of the present invention. 従来例の説明図。Explanatory drawing of a prior art example. 本発明のその他の概略図。The other schematic of this invention. 本発明の概略図(Au-Au接合)。Schematic of the present invention (Au-Au bonding). 本発明の概略図(接着剤接合)。Schematic of the present invention (adhesive bonding). 本発明のインクジェットヘッドの断面図。1 is a cross-sectional view of an ink jet head of the present invention. 基体、オリフィスプレートのはめあい部の説明図。Explanatory drawing of the fitting part of a base | substrate and an orifice plate.

符号の説明Explanation of symbols

1 基体
2 オリフィス連通口
3 基体はめあい部
4 オリフィスプレート
5 吐出口
6 オリフィスプレートはめあい受 け部
7 Au-Au接合部
8 接着剤接合部
1 Substrate 2 Orifice communication port 3 Substrate fitting part 4 Orifice plate 5 Discharge port 6 Orifice plate fitting receiving part 7 Au-Au joint part 8 Adhesive joint part

Claims (6)

少なくともインクを吐出させるための吐出エネルギー発生素子とインク流路を備えた基板と、前記インク流路の少なくとも一部に連通するインク吐出口を有するオリフィスプレートを具備したインクジェットヘッドにおいて、基板とオリフィスプレートが少なくとも予め一点で固定した後、熱的手段により両者が接合されたことを特徴とするインクジェットヘッド。   In an inkjet head comprising at least an ejection energy generating element for ejecting ink and a substrate having an ink flow path, and an orifice plate having an ink ejection port communicating with at least a part of the ink flow path, the substrate and the orifice plate The ink jet head is characterized in that after being fixed at least at one point in advance, the two are joined by thermal means. 前記基板とオリフィスプレートの接合は、予め固定される部分がはめ合い構造になっていることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the substrate and the orifice plate are joined together at a portion fixed in advance. 前記基板に設けられたインク流路と、オリフィスプレートの有するインク吐出口が契合するように、前記インク流路及びインク吐出口の少なくとも一方の形成位置を予め補正することを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。   The formation position of at least one of the ink flow path and the ink discharge port is corrected in advance so that the ink flow path provided on the substrate and the ink discharge port of the orifice plate are engaged. The inkjet head as described. 前記熱的接合手段が金属間接合であることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the thermal bonding means is a metal-metal bonding. 前記熱的接合手段が金−金 接合であることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the thermal bonding means is gold-gold bonding. 前記熱的接合手段が熱硬化型接着剤による接合であることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the thermal joining means is joining by a thermosetting adhesive.
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