JP3285601B2 - Liquid jet recording head and method of manufacturing the same - Google Patents
Liquid jet recording head and method of manufacturing the sameInfo
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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、溝部を有する部材と平
面を有する部材とを接合した構成の液流路を有する液体
噴射記録ヘッドおよびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid jet recording head having a liquid flow path constituted by joining a member having a groove and a member having a flat surface, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より液体噴射記録ヘッドの液流路の
形成法として、液流路用の溝部を有する部材と平坦な部
材とを接合する方法が知られている。2. Description of the Related Art As a method of forming a liquid flow path of a liquid jet recording head, a method of joining a member having a groove for a liquid flow path to a flat member has been known.
【0003】図14は、従来法により得た液流路の一例
を示す模式的部分断面図である。この液流路は、例えば
次の様にして形成される。まず、平坦な基体1上に、発
熱素子2や電極材3を所望の個数配置する。この上に、
保護膜4、耐キャビテーション膜5を順次被覆し、その
表面をシランカップリング剤11で処理する。この後、
ドライフィルムフォトレジストを用いたパターニングを
利用してインク通路壁6を形成する。これとは別に、密
着剤としての液体レジスト12を片面に塗布したガラス
天板8を用意する。このガラス天板8の液体レジスト1
2側とインク通路壁6とを接着することにより、図14
に示す様な液流路9が得られる。しかしこの従来法で
は、液体レジスト12が液流路9に垂れ込んでしまう傾
向があり、均一形状の液流路9の形成が困難である。こ
れは液流路9の末端位置のインク吐出口等の形状の不均
一にも関連し、液体噴射記録ヘッドのインク吐出量のば
らつきを招き印字品位の劣化をきたすという問題も生じ
る。FIG. 14 is a schematic partial sectional view showing an example of a liquid flow path obtained by a conventional method. This liquid flow path is formed, for example, as follows. First, a desired number of heating elements 2 and electrode materials 3 are arranged on a flat base 1. On top of this,
The protective film 4 and the anti-cavitation film 5 are sequentially coated, and the surface thereof is treated with a silane coupling agent 11. After this,
The ink passage wall 6 is formed by using patterning using a dry film photoresist. Separately, a glass top plate 8 having a liquid resist 12 as an adhesive applied on one side is prepared. The liquid resist 1 on the glass top plate 8
By adhering the ink passage wall 6 to the ink passage wall 6 as shown in FIG.
The liquid flow path 9 as shown in FIG. However, in this conventional method, the liquid resist 12 tends to hang into the liquid flow path 9 and it is difficult to form the liquid flow path 9 having a uniform shape. This is related to the non-uniformity of the shape of the ink discharge ports and the like at the end positions of the liquid flow path 9, causing a problem that the ink discharge amount of the liquid jet recording head is varied and the print quality is deteriorated.
【0004】また別の従来法として、液体レジスト12
等の接着用材料は使用せず、陽極接合により天板を接合
する方法が、特開平3−79350号公報などに記載さ
れている。図15は、その様な陽極接合により得た液流
路の一例を示す模式的部分断面図である。この液流路
は、例えば次の様にして形成される。まず、異方性エッ
チングによりシリコン基体1上に液流路用の溝部を形成
する。この溝部側の表面をSiO2 層13で被覆する。
このSiO2 層13とガラス天板8とを積層し、シリコ
ン基体1とガラス天板8とに電源10を接続し電圧を印
加して陽極接合すると流路9が得られる。しかしこの従
来法では、接合する材料はガラスおよびSiO2 であ
り、絶縁物同士なので高い接合強度は得られず、その接
合工程にも困難を伴う。また、この従来法においては液
流路用の溝部を異方性エッチングにより形成するので基
体として絶縁物であるシリコン単結晶を用いている。As another conventional method, a liquid resist 12 is used.
A method of bonding a top plate by anodic bonding without using a bonding material such as that described in JP-A-3-79350 is described. FIG. 15 is a schematic partial sectional view showing an example of a liquid flow path obtained by such anodic bonding. This liquid flow path is formed, for example, as follows. First, a groove for a liquid flow path is formed on the silicon substrate 1 by anisotropic etching. The surface on the groove side is covered with the SiO 2 layer 13.
When the SiO 2 layer 13 and the glass top plate 8 are laminated, and a power source 10 is connected to the silicon substrate 1 and the glass top plate 8 and a voltage is applied to perform anodic bonding, a flow path 9 is obtained. However, according to this conventional method, the materials to be joined are glass and SiO 2 , and high insulation strength cannot be obtained because they are insulators, and the joining process involves difficulty. Further, in this conventional method, since a groove for a liquid flow path is formed by anisotropic etching, a silicon single crystal which is an insulator is used as a base.
【0005】また別の従来法として、双方の接合面をガ
ラスで構成し融点近くまで加熱し溶融圧着する方法もあ
る。しかしこの従来法では、600℃程度までの加熱冷
却工程を要するので、工程時間が長く、材料の選択幅が
狭く、液流路や吐出口の形状が加熱時に変形し易い等の
欠点がある。[0005] As another conventional method, there is a method in which both joining surfaces are made of glass, heated to near a melting point, and melt-pressed. However, this conventional method requires a heating / cooling step up to about 600 ° C., and thus has disadvantages such as a long process time, a narrow selection range of materials, and a tendency of the liquid flow path and the shape of the discharge port to be easily deformed during heating.
【0006】また別の従来法として、シリコン基板同士
の一方の接合面を低融点ガラスで構成し、低温、低電圧
接合する方法が、特開平3−49956号公報などに記
載されている。しかしこの従来法では、天板材が不透明
なため、ノズル長が不均一になったり吐出口内のゴミや
インク吐出状況の把握が困難となる。なぜなら、ノズル
長は吐出特性を左右するので、吐出口内に切断印を設け
透明天板を介して切断を行なうのが一般的だからであ
る。また、その基板もシリコン同士に限られている。As another conventional method, a method in which one bonding surface of silicon substrates is made of low-melting glass to perform low-temperature, low-voltage bonding is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-49956. However, in this conventional method, since the top plate material is opaque, the nozzle length becomes non-uniform, and it becomes difficult to grasp the dust or ink discharge state in the discharge port. This is because the nozzle length affects the discharge characteristics, and therefore, it is common to provide a cut mark in the discharge port and perform cutting through the transparent top plate. The substrate is also limited to silicon.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術における課題を解決すべくなされたものである。す
なわち本発明の目的は、液流路を構成する部材間の接合
強度が十分に強く、均一形状の液流路および吐出口を有
し、透明天板が使用可能であり、インク吐出量のばらつ
きの無い優れた品位の印字が可能な液体噴射記録ヘッド
を提供することにあり、更に、その様な記録ヘッドを、
基体材料の選択幅を広くでき且つ簡易な製造が可能な方
法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art. In other words, an object of the present invention is to provide a liquid flow path having a sufficiently high bonding strength between members constituting a liquid flow path, a liquid flow path and a discharge port having a uniform shape, a transparent top plate to be used, and a variation in ink discharge amount. The object of the present invention is to provide a liquid jet recording head capable of performing high-quality printing without any problem.
It is an object of the present invention to provide a method capable of widening a selection range of a base material and enabling easy production.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、溝部を有する
部材と平面を有する部材とを接合して成る液流路を有
し、該溝部を有する部材には該溝の底部に液体を吐出す
るための電気熱変換体が設けられている液体噴射記録ヘ
ッドにおいて、該溝部を有する部材および該平面を有す
る部材のうちの一方の部材の接合面を導電層を介して融
点が100℃以下の低融点ガラス薄膜で構成し、他方の
部材の接合面が導電性材料から成ることを特徴とする液
体噴射記録ヘッドである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has a liquid flow path formed by joining a member having a groove and a member having a flat surface, and discharges a liquid to the member having the groove at the bottom of the groove. In the liquid jet recording head provided with an electrothermal transducer for performing the operation, the joining surface of one of the member having the groove portion and the member having the flat surface is fused via a conductive layer. Is a low-melting glass thin film having a temperature of 100 ° C. or lower, and a joining surface of the other member is made of a conductive material.
【0009】もう一つの本発明は、溝部を有する部材と
平面を有する部材とを接合して成る液流路を有し、該溝
部を有する部材には該溝の底部に液体を吐出するための
電気熱変換体が設けられている液体噴射記録ヘッドの製
造方法において、該溝部を有する部材および該平面を有
する部材のうちの一方の部材の接合面を導電層を介して
融点が100℃以下の低融点ガラス薄膜で構成し、他方
の部材の接合面を導電性材料で構成し、該低融点ガラス
と該導電性材料とを陽極接合により接合する工程を有す
ることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法であ
る。According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid flow path formed by joining a member having a groove and a member having a flat surface, and the member having the groove is provided for discharging a liquid to the bottom of the groove. In the method for manufacturing a liquid jet recording head provided with an electrothermal transducer, the bonding surface of one of the member having the groove and the member having the flat surface has a melting point of which is determined via a conductive layer. It is characterized by comprising a step of forming a low melting point glass thin film of 100 ° C. or less, a joining surface of the other member being formed of a conductive material, and bonding the low melting point glass and the conductive material by anodic bonding. This is a method for manufacturing a liquid jet recording head.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0011】<参考例1> 図1は、液体噴射記録ヘッドの液流路の製造例を示す工
程図である。この液流路は次の様にして形成した。[0011] <Reference Example 1> Fig. 1 is a process drawing showing the manufacture example of the liquid flow path of the liquid body jet recording head. This liquid channel was formed as follows.
【0012】まずシリコン基体1上に、HfB2 を10
00オングストローム厚スパッタし、その上にAlを5
000オングストローム厚スパッタした。この後、この
層をフォトリソグラフィー技術、エッチング技術を用い
て図1(a) に示す様なパターンにしてHfB2 から成る
発熱素子2と、Alから成る電極材3とを形成した。こ
の上に、SiO2 を2μm厚スパッタして耐酸化性保護
膜4とし、更にこの上に、Taを0.5μm厚スパッタ
して耐キャビテーション膜5とした。なお不図示である
がこの両膜4,5にも所定のパターニングを施した。こ
の上に、ドライフィルムフォトレジスト17をラミネー
トし、図1(b) に示す様にパターニングした。この後、
図1(c) に示す様に、ニッケルメッキ7を施した。次
に、図1(d) に示す様に、ドライフィルムフォトレジス
ト17を除去し、25μm角のNiメッキから成るイン
ク通路壁6を形成した。この基体1上にインク通路壁
(Niメッキ)6により液流路用の溝部が形成された部
材が、本発明でいう溝部を有する部材にあたる。First, 10 HfB 2 was deposited on the silicon substrate 1.
Sputtered with thickness of 00 angstrom and overlaid with 5 Al
000 angstrom thick sputter. Thereafter, the layer photolithography, the heating element 2 made of HfB 2 in the pattern as shown in FIG. 1 (a) using an etching technique, to form the electrode material 3 made of Al. On this, SiO 2 was sputtered to a thickness of 2 μm to form an oxidation-resistant protective film 4, and Ta was further sputtered to a thickness of 0.5 μm to form a cavitation-resistant film 5. Although not shown, both the films 4 and 5 were also subjected to predetermined patterning. On this, a dry film photoresist 17 was laminated and patterned as shown in FIG. 1 (b). After this,
As shown in FIG. 1C, nickel plating 7 was applied. Next, as shown in FIG. 1D, the dry film photoresist 17 was removed to form an ink passage wall 6 made of Ni plating of 25 μm square. The member in which the groove for the liquid flow path is formed on the substrate 1 by the ink passage wall (Ni plating) 6 corresponds to the member having the groove in the present invention.
【0013】これとは別に、天板8として厚さ1mmの
パイレックスガラス(コーニング社製、商品名:774
0)を用意した。このガラス天板8をインク通路壁6上
に積層し、図1(e) に示す様にガラス天板8と耐キャビ
テーション膜5とに直流電源10を接続した。大気中、
380℃で、ガラス天板8を負極側、耐キャビテーショ
ン膜5を正極側にし800Vの電圧を印加した。この電
圧印加によって、ガラス天板8中の可動イオンにより生
じた空間電荷層と金属表面の間で静電引力が生じ、ガラ
ス天板8表面とニッケルメッキ7面とが陽極接合した。Separately, Pyrex glass (Corning, trade name: 774) having a thickness of 1 mm is used as the top plate 8.
0) was prepared. This glass top plate 8 was laminated on the ink passage wall 6, and a DC power supply 10 was connected to the glass top plate 8 and the anti-cavitation film 5 as shown in FIG. in the air,
At 380 ° C., a voltage of 800 V was applied with the glass top plate 8 on the negative electrode side and the anti-cavitation film 5 on the positive electrode side. By this voltage application, an electrostatic attraction was generated between the space charge layer generated by the movable ions in the glass top plate 8 and the metal surface, and the surface of the glass top plate 8 and the surface of the nickel plating 7 were anodically bonded.
【0014】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得た。この記録ヘッドは、ガラス天板8とインク通路壁
(Niメッキ)6の接合強度は十分に強く、液流路およ
び吐出口の形状は均一であり、かつ印字品位の良好な記
録が可能なものであった。After the liquid flow path was formed as described above, a liquid jet recording head was obtained through a conventionally known head manufacturing process. This recording head has a sufficiently high bonding strength between the glass top plate 8 and the ink passage wall (Ni plating) 6, the liquid flow path and the shape of the discharge port are uniform, and the recording of good print quality is possible. Met.
【0015】なおこの参考例1では、インク通路壁6の
ためにニッケルメッキ7を用い、耐キャビテーション膜
5にはTaを用いたが、本発明はこれに限定されず他の
金属を用いた場合も有効である。[0015] Note that in this Reference Example 1, using a nickel plating 7 for ink passage wall 6, if it is the anti-cavitation film 5 using Ta, the invention of using other metal is not limited thereto Is also effective.
【0016】<参考例2> 図2は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例2におけるイ
ンク通路壁6の形成にはP−CVD法を用い、耐キャビ
テーション膜5上に多結晶Siを成膜しパターニングす
ることにより半導体(多結晶Si)から成るインク通路
壁6を形成した。これ以外は参考例1と同様の工程(陽
極接合の条件も同じ)にして液体噴射記録ヘッドを得た
ところ同様に良好な結果が得られた。[0016] <Reference Example 2> FIG. 2 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid body jet recording head. The ink passage wall 6 made of a semiconductor (polycrystalline Si) is formed by forming and patterning polycrystalline Si on the anti-cavitation film 5 by using the P-CVD method to form the ink passage wall 6 in the reference example 2. Formed. Except for this, a liquid jet recording head was obtained in the same steps as in Reference Example 1 (with the same anodic bonding conditions), and good results were similarly obtained.
【0017】<参考例3> 図3は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例3において
は、まず、半導体であるシリコン基体1を用意し、異方
性エッチングにより液流路用の溝部を形成した。この溝
部側に参考例1と同様のガラス天板8を積層し、図3に
示す様にガラス天板8とシリコン基体1とに直流電源1
0を接続した。大気中、380℃で、ガラス天板8を負
極側、シリコン基体1を正極側にし、800Vの電圧を
印加した。この電圧印加によって、ガラス天板8とシリ
コン基体1が陽極接合した。この参考例3においては、
図15に示した従来例における様なSiO2 層13等の
絶縁層が介在していないので、陽極接合の接合強度がそ
の従来例(図15)のものよりも優れていた。[0017] <Reference Example 3> FIG. 3 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid body jet recording head. In Reference Example 3, first, a silicon substrate 1 as a semiconductor was prepared, and a groove for a liquid flow path was formed by anisotropic etching. A glass top plate 8 similar to that of Reference Example 1 was laminated on the groove side, and a DC power supply 1 was connected between the glass top plate 8 and the silicon substrate 1 as shown in FIG.
0 was connected. At 380 ° C. in the air, a voltage of 800 V was applied with the glass top plate 8 on the negative electrode side and the silicon substrate 1 on the positive electrode side. By this voltage application, the glass top plate 8 and the silicon substrate 1 were anodic-bonded. In Reference Example 3,
Since there is no insulating layer such as the SiO 2 layer 13 as in the conventional example shown in FIG. 15, the bonding strength of the anodic bonding is superior to that of the conventional example (FIG. 15).
【0018】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得たところ同様に良好な結果が得られた。After forming the liquid flow path as described above, a liquid jet recording head was obtained through a conventionally known head manufacturing process, and similarly good results were obtained.
【0019】<参考例4> 図4は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例4において
は、まず、異方性エッチングによりシリコン基体1上に
液流路用の溝部を形成し、次に。この溝部側の面にTa
膜14をスパッタした。この上に参考例1と同様のガラ
ス天板8を積層し、図4に示す様にガラス天板8と基体
1とに直流電源10を接続した。大気中、380℃で、
ガラス天板8を負極側、シリコン基体1を正極側にし、
800Vの電圧を印加した。この電圧印加によって、ガ
ラス天板8とシリコン基体1が陽極接合した。[0019] <Reference Example 4> FIG. 4 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid body jet recording head. In Reference Example 4, first, a groove for a liquid flow path is formed on the silicon substrate 1 by anisotropic etching, and then. The surface on the groove side is Ta
The film 14 was sputtered. A glass top plate 8 similar to that of Reference Example 1 was laminated thereon, and a DC power supply 10 was connected to the glass top plate 8 and the base 1 as shown in FIG. At 380 ° C in air
The glass top plate 8 is on the negative electrode side, the silicon substrate 1 is on the positive electrode side,
A voltage of 800 V was applied. By this voltage application, the glass top plate 8 and the silicon substrate 1 were anodic-bonded.
【0020】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得たところ同様に良好な結果が得られた。After forming the liquid flow path as described above, a liquid jet recording head was obtained through a conventionally known head manufacturing process, and similarly good results were obtained.
【0021】なお、この参考例4ではシリコン基体1を
電源10の正極側に接続したが、本発明はこれに限定さ
れず、Ta膜14に接続した場合も有効である。Ta膜
14に接続した場合には、基体1の材料はどの様なもの
でも使用でき、ガラスなどの絶縁物でも構わない。また
Ta膜14の代わりに、他の導電性材料、例えばTa以
外の金属、多結晶シリコン等の半導体を用いてもよい。[0021] Although connecting the silicon substrate 1 in this reference example 4 to the positive side of the power source 10, the present invention is not limited to this but is effective when connected to the Ta film 14. When connected to the Ta film 14, any material can be used for the base 1, and an insulator such as glass may be used. In place of the Ta film 14, another conductive material, for example, a metal other than Ta, or a semiconductor such as polycrystalline silicon may be used.
【0022】<参考例5> 図5は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例5では、まず
参考例1と同様にしてシリコン基体1上に、HfB2 か
ら成る発熱素子2、Alから成る電極材3、SiO2 か
ら成る保護膜4、Taから成る耐キャビテーション膜5
を順次形成した。次に、その表面をシランカップリング
剤11で処理し、参考例1とは異なりドライフィルムフ
ォトレジストには耐熱性を有するものを用い(高温の後
工程に備えるため)、これをラミネートし、パターニン
グした。更にこの上に内壁金属層としてTa膜14を1
000オングストローム厚スパッタし、25μm角のT
a被覆フォトレジストから成るインク通路壁6を形成し
た。この後は参考例1と同様の条件でガラス天板8を陽
極接合し、液体噴射記録ヘッドを得たところ同様に良好
な結果が得られた。[0022] The <Reference Example 5> FIG. 5 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid body jet recording head. In Reference Example 5, first,
On the silicon substrate 1 in the same manner as in Reference Example 1, the anti-cavitation film 5 made of a protective film 4, Ta consisting of the electrode material 3, SiO 2 composed of the heat generating element 2, Al made of HfB 2
Were sequentially formed. Next, the surface is treated with a silane coupling agent 11, and unlike in Reference Example 1, a dry film photoresist having heat resistance is used (to prepare for a high-temperature post-process), and is laminated and patterned. did. Further, a Ta film 14 is further formed thereon as an inner wall metal layer.
Thickness of 2,000 angstroms, T of 25 μm square
a An ink passage wall 6 made of a coated photoresist was formed. Thereafter, the glass top plate 8 was anodically bonded under the same conditions as in Reference Example 1 to obtain a liquid jet recording head. Good results were similarly obtained.
【0023】<参考例6> 図6は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例6では、まず
参考例1と同様にしてシリコン基体1上に、HfB2 か
ら成る発熱素子2、Alから成る電極材3、SiO2 か
ら成る保護膜4、Taから成る耐キャビテーション膜5
を順次形成した。次に、実施例1とは異なり耐キャビテ
ーション膜5上にパイレックスガラスを25μm成膜し
パターニングすることによって、25μm角のパイレッ
クスガラスから成るインク通路壁6を形成した。[0023] <Reference Example 6> FIG. 6 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid body jet recording head. In Reference Example 6, first,
On the silicon substrate 1 in the same manner as in Reference Example 1, the anti-cavitation film 5 made of a protective film 4, Ta consisting of the electrode material 3, SiO 2 composed of the heat generating element 2, Al made of HfB 2
Were sequentially formed. Next, unlike Example 1, a 25 μm Pyrex glass film was formed on the anti-cavitation film 5 and patterned to form an ink passage wall 6 of 25 μm square Pyrex glass.
【0024】これとは別に、参考例1と同様のガラス天
板8を用意し、これに透明導電膜(ITO膜)15を1
000オングストローム厚スパッタした。これをインク
通路壁6上に積層し、図6に示す様にITO膜15と耐
キャビテーション膜5とに直流電源10を接続した。大
気中、380℃で、ITO膜15を正極側、耐キャビテ
ーション膜5を負極側にし、70Vの電圧を印加し陽極
接合した。この陽極接合において、パイレックスガラス
から成るインク通路壁6は25μmと薄いので印加電圧
は70Vという低いもので十分である。Separately, a glass top plate 8 similar to that in Reference Example 1 was prepared, and a transparent conductive film (ITO film) 15 was added thereto.
000 angstrom thick sputter. This was laminated on the ink passage wall 6, and a DC power supply 10 was connected to the ITO film 15 and the anti-cavitation film 5 as shown in FIG. At 380 ° C. in the air, the ITO film 15 was set to the positive electrode side and the anti-cavitation film 5 was set to the negative electrode side, and a voltage of 70 V was applied to perform anodic bonding. In this anodic bonding, since the ink passage wall 6 made of Pyrex glass is as thin as 25 μm, a low applied voltage of 70 V is sufficient.
【0025】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得たところ、同様の良好な結果が得られた。After forming the liquid flow path as described above, a liquid jet recording head was obtained through a conventionally known head manufacturing process, and similar good results were obtained.
【0026】なお、この参考例6では天板8にITO膜
15を形成したが、本発明はこれに限定されず、ITO
膜15の替わりに金属膜を用いた場合も有効である。Although the ITO film 15 is formed on the top plate 8 in the reference example 6, the present invention is not limited to this.
It is also effective to use a metal film instead of the film 15.
【0027】次に、低融点ガラスを用いた実施例7〜1
2を説明する。Next, Examples 7-1 using low melting point glass
2 will be described.
【0028】<実施例7> 図7は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
一例を示す模式的部分断面図である。この実施例7で
は、まず参考例1と同様にしてシリコン基体1上に、H
fB2 から成る発熱素子2、Alから成る電極材3、S
iO2 から成る保護膜4、Taから成る耐キャビテーシ
ョン膜5、25μm角のNiメッキから成るインク通路
壁6を順次形成した。Embodiment 7 FIG. 7 is a schematic partial sectional view showing an example of the configuration of a liquid flow path of a liquid jet recording head of the present invention. In Example 7, first, on a silicon substrate 1 in the same manner as in Reference Example 1, H
Heating element 2 made of fB 2 , electrode material 3 made of Al, S
A protective film 4 made of iO 2, a cavitation resistant film 5 made of Ta, and an ink passage wall 6 made of Ni plating of 25 μm square were formed in this order.
【0029】これとは別に、天板8として厚さ1mmの
ガラス(コーニング社製、商品名:7059)を用意し
た。このガラス天板8上に、まずITO膜15をRFス
パッタ法により1000オングストローム厚成膜した。
更にこの上に、低融点ガラス層16を、酸素雰囲気のR
Fスパッタ法により、岩城硝子社製の低融点ガラス(商
品名:7570)を用いて2μm厚成膜した。Separately from this, 1 mm thick glass (commercial name: 7059) was prepared as the top plate 8. First, an ITO film 15 was formed on this glass top plate 8 by RF sputtering to a thickness of 1000 Å.
Further, a low-melting glass layer 16 is further formed thereon by an R atmosphere in an oxygen atmosphere.
A 2 μm thick film was formed by low-melting glass (trade name: 7570) manufactured by Iwaki Glass Co., Ltd. by the F sputtering method.
【0030】この低融点ガラス層16を有するガラス天
板8を、インク通路壁6上に積層し、図7に示す様にI
TO膜15と耐キャビテーション膜5とに直流電源10
を接続した。大気中、100℃で、ITO膜15を負極
側、耐キャビテーション膜5を正極側にし70Vの電圧
を印加した。この電圧印加によって、低融点ガラス層1
6側の空間電荷層と金属表面の間で静電引力が生じ、こ
の静電引力で界面が接触し化学結合に至り陽極接合され
た。なお、この実施例7においては、粘性の小さな低融
点ガラスを用いるので、ガラス層16の原子が移動しや
すく低温での接合が可能である。また参考例1〜5に比
べ印加電圧が低くできるのは、ガラス層が薄いのでこれ
が低くても同程度の電界強度が得られるからである。The glass top plate 8 having the low-melting glass layer 16 is laminated on the ink passage wall 6, as shown in FIG.
DC power supply 10 is connected to TO film 15 and anti-cavitation film 5.
Connected. In the air, a voltage of 70 V was applied at 100 ° C. with the ITO film 15 on the negative electrode side and the anti-cavitation film 5 on the positive electrode side. By applying this voltage, the low-melting glass layer 1
Electrostatic attraction was generated between the space charge layer on the 6 side and the metal surface, and the interface was brought into contact by this electrostatic attraction, leading to chemical bonding and anodic bonding. In the seventh embodiment, since low-melting glass with low viscosity is used, atoms of the glass layer 16 can easily move, and bonding can be performed at a low temperature. The reason why the applied voltage can be lower than that in Reference Examples 1 to 5 is that the same electric field strength can be obtained even when the glass layer is low because the glass layer is thin.
【0031】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得たところ、同様の良好な結果が得られた。After the liquid flow path was formed as described above, a liquid jet recording head was obtained through a conventionally known head manufacturing process, and similar good results were obtained.
【0032】なおこの実施例7では、インク通路壁6側
の接合用にニッケルメッキを用い、耐キャビテーション
膜5にはTaを用いたが、本発明はこれに限定されず他
の金属を用いた場合も有効である。また、導電層として
ITO膜15を用いたが、本発明はこれに限定されず、
光が透過できる程度に金属を薄く用いてもよい。In the seventh embodiment, nickel plating is used for bonding on the ink passage wall 6 side, and Ta is used for the anti-cavitation film 5. However, the present invention is not limited to this, and other metals may be used. It is also effective in the case. Although the ITO film 15 was used as the conductive layer, the present invention is not limited to this.
The metal may be used thin enough to transmit light.
【0033】<実施例8> 図8は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例8に
おいては、実施例7と同様にしてガラス天板8上にIT
O膜15と低融点ガラス層16を形成し、陽極接合では
電源の負極側をITO膜15に接続し、印加電圧を70
Vとした以外は、参考例2と同様にして液体噴射記録ヘ
ッドを得た。この記録ヘッドについても同様に良好な結
果が得られた。Embodiment 8 FIG. 8 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid jet recording head of the present invention. In the eighth embodiment, the IT
An O film 15 and a low-melting glass layer 16 are formed, and in anodic bonding, the negative electrode side of the power supply is connected to the ITO film 15 and the applied voltage is
A liquid jet recording head was obtained in the same manner as in Reference Example 2 except that V was set. Good results were obtained for this recording head as well.
【0034】<実施例9> 図9は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例9に
おいては、実施例7と同様にしてガラス天板8上にIT
O膜15と低融点ガラス層16を形成し、陽極接合では
電源の負極側をITO膜15に接続し、印加電圧を70
Vとした以外は、参考例3と同様にして液体噴射記録ヘ
ッドを得た。この記録ヘッドについても同様に良好な結
果が得られた。Embodiment 9 FIG. 9 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid jet recording head of the present invention. In the ninth embodiment, the IT
An O film 15 and a low-melting glass layer 16 are formed, and in anodic bonding, the negative electrode side of the power supply is connected to the ITO film 15 and the applied voltage is
A liquid jet recording head was obtained in the same manner as in Reference Example 3, except that V was set. Good results were obtained for this recording head as well.
【0035】<実施例10> 図10は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成
の他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例1
0においては、実施例7と同様にしてガラス天板8上に
ITO膜15と低融点ガラス層16を形成し、陽極接合
では電源の負極側をITO膜15に接続し、印加電圧を
70Vとした以外は、参考例4と同様にして液体噴射記
録ヘッドを得た。この記録ヘッドについても同様に良好
な結果が得られた。Embodiment 10 FIG. 10 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid jet recording head of the present invention. Example 1
At 0, an ITO film 15 and a low-melting glass layer 16 were formed on a glass top plate 8 in the same manner as in Example 7, and in anodic bonding, the negative electrode side of the power supply was connected to the ITO film 15 and the applied voltage was reduced to 70 V. A liquid jet recording head was obtained in the same manner as in Reference Example 4 except for performing the above. Good results were obtained for this recording head as well.
【0036】なお、この実施例10ではシリコン基体1
を電源10の正極側に接続したが、本発明はこれに限定
されず、Ta膜14に接続した場合も有効である。Ta
膜14に接続した場合には、基体1の材料はどの様なも
のでも使用でき、ガラスなどの絶縁物でも構わない。ま
たTa膜14の代わりに、他の導電性材料、例えばTa
以外の金属、多結晶シリコン等の半導体を用いてもよ
い。また、天板8はガラス以外の絶縁物、例えば樹脂な
どであってもよい。In the tenth embodiment, the silicon substrate 1
Is connected to the positive electrode side of the power supply 10, but the present invention is not limited to this, and it is also effective when connected to the Ta film 14. Ta
When connected to the film 14, any material can be used for the substrate 1, and an insulating material such as glass may be used. In place of the Ta film 14, another conductive material, for example, Ta
Other metals and semiconductors such as polycrystalline silicon may be used. The top plate 8 may be an insulator other than glass, for example, a resin.
【0037】<実施例11> 図11は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成
の他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例1
1においては、実施例7と同様にしてガラス天板8上に
ITO膜15と低融点ガラス層16を形成し、陽極接合
では電源の負極側をITO膜15に接続し、印加電圧を
70Vとした以外は、参考例5と同様にして液体噴射記
録ヘッドを得た。この記録ヘッドについても同様に良好
な結果が得られた。Embodiment 11 FIG. 11 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid jet recording head of the present invention. Example 1
In Example 1, an ITO film 15 and a low-melting glass layer 16 were formed on a glass top plate 8 in the same manner as in Example 7. In anodic bonding, the negative electrode side of the power supply was connected to the ITO film 15, and the applied voltage was reduced to 70V. A liquid jet recording head was obtained in the same manner as in Reference Example 5 except for performing the above. Good results were obtained for this recording head as well.
【0038】<実施例12> 図12は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成
の他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例1
2においては、参考例5と同様にしてTa被覆フォトレ
ジストから成るインク通路壁6まで形成した。次に、こ
のインク通路壁6の上に、実施例7と同様の低融点ガラ
スを酸素雰囲気のRFスパッタ法により積層し、低融点
ガラス層16を形成した。Embodiment 12 FIG. 12 is a schematic partial sectional view showing another example of the configuration of the liquid flow path of the liquid jet recording head of the present invention. Example 1
In No. 2, the same procedure as in Reference Example 5 was performed up to the ink passage wall 6 made of Ta-coated photoresist. Next, a low-melting glass similar to that of Example 7 was laminated on the ink passage wall 6 by RF sputtering in an oxygen atmosphere to form a low-melting glass layer 16.
【0039】一方、実施例7と同様にしてガラス天板8
上にITO膜15を形成した。このITO膜15を有す
るガラス天板8を、インク通路壁6上に積層し、図12
に示す様にITO膜15と耐キャビテーション膜5とに
直流電源10を接続した。大気中、100℃で、ITO
膜15を正極側、耐キャビテーション膜5を負極側にし
70Vの電圧を印加し陽極接合した後、従来より公知の
ヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを得たとこ
ろ、同様の良好な結果が得られた。On the other hand, in the same manner as in the seventh embodiment,
An ITO film 15 was formed thereon. The glass top plate 8 having the ITO film 15 is laminated on the ink passage wall 6, and FIG.
As shown in the figure, a DC power supply 10 was connected to the ITO film 15 and the anti-cavitation film 5. ITO at 100 ° C in air
After applying a voltage of 70 V and applying anodic bonding with the film 15 on the positive electrode side and the cavitation-resistant film 5 on the negative electrode side, a liquid jet recording head was obtained through a conventionally known head manufacturing process, and the same good results were obtained. Was done.
【0040】以上、具体的な参考例1〜6及び実施例7
〜12を説明したが、本発明はこれらに限定されるもの
ではなく、以下にその他の例を説明する。As described above, specific Reference Examples 1 to 6 and Embodiment 7
Although -12 have been described, the present invention is not limited to these, and other examples will be described below.
【0041】[0041]
【0042】また参考例1〜6及び実施例7〜12で
は、接合面の導電性材料として、金属(ニッケル、T
a)、ITO膜、多結晶シリコン等を用いたが、これら
に限定されるものではなく、陽極接合が良好に行われ得
るその他の金属、透明導電膜または半導体であってもよ
い。具体的には、電気抵抗が100Ω/□以下のものが
適当である。In Reference Examples 1 to 6 and Examples 7 to 12, metal (nickel, T
a), an ITO film, polycrystalline silicon, or the like was used, but the invention is not limited to these, and other metals, transparent conductive films, or semiconductors that can perform anodic bonding well may be used. Specifically, those having an electric resistance of 100Ω / □ or less are suitable.
【0043】また参考例1〜6及び実施例7〜12で
は、接合面のガラス材として、通常の市販のガラス(参
考例1〜6)または低融点ガラス(実施例7〜12)を
用いた。低融点ガラスを用いると実施例7〜12に示す
ように、ガラスの粘性が小さいのでその中の原子が移動
し易く、陽極接合時の温度が低くても構わないという利
点がある。また、この低融点ガラス層16を1〜5μm
程度の薄い層とすればよいので、低い電圧でも接合が可
能であるという利点を有する。[0043] Also in Reference Examples 1-6 and Examples 7-12, as the glass material of the bonding surface, conventional commercial glass (ginseng
Remarks Example 1-6) or using the low-melting glass (Example 7-12). When low-melting-point glass is used, as shown in Examples 7 to 12, there is an advantage that the atoms in the glass are easily moved because the viscosity of the glass is small, and the temperature at the time of anodic bonding may be low. The low-melting glass layer 16 has a thickness of 1 to 5 μm.
Since it is only necessary to use a thin layer, it has an advantage that bonding can be performed even at a low voltage.
【0044】また、流路形成のための二つの部材自体を
ガラスまたは導電性材料で構成してもよいし、部材の表
面(少なくとも接合面)に、ガラスまたは導電性材料を
真空堆積法や塗布法によって成膜してもよい。The two members themselves for forming the flow path may be made of glass or a conductive material, or the surface (at least the joint surface) of the members may be made of a glass or conductive material by vacuum deposition or coating. The film may be formed by a method.
【0045】また参考例1〜6及び実施例7〜12で
は、陽極接合時の印加電圧は800V(参考例1〜6)
または70V(実施例7〜12)としたが、この範囲に
限定されず、各種条件に応じて良好な接合が行われる範
囲で適宜設定すればよい。また、その他の陽極接合の条
件は、従来より公知の直流電源からの電圧印加による陽
極接合法に関する条件に従い、導電性材料を正としガラ
スに103 〜106 V/cm程度の電界を加えればよ
い。In Reference Examples 1 to 6 and Examples 7 to 12, the applied voltage during anodic bonding was 800 V ( Reference Examples 1 to 6).
Alternatively, the voltage is set to 70 V (Examples 7 to 12), but is not limited to this range, and may be set appropriately within a range in which good bonding is performed according to various conditions. The other conditions for anodic bonding are as follows: a conductive material is made positive and an electric field of about 10 3 to 10 6 V / cm is applied to glass in accordance with a conventionally-known anodic bonding method by applying a voltage from a DC power supply. Good.
【0046】また後工程が良好に実施できる様に、陽極
接合前に充填材を部材の溝部に充填してもよいし、陽極
接合後に充填材を液流路に充填してもよい。Further, the filler may be filled in the groove of the member before the anodic bonding, or the filler may be filled in the liquid flow path after the anodic bonding so that the post-process can be performed well.
【0047】また、液体噴射記録ヘッドの液流路の長さ
(またはノズル長)は、吐出特性を左右するため均一で
なければならない。したがって、吐出口に切断マークを
設け、そのマークを目印にして切断する工程が通常行わ
れる。この切断工程を簡易に実施するには、天板8には
透明のものを用いることが望ましい。またこれが透明で
あると吐出口内のゴミやインク吐出状況が把握できるこ
とからも有利となる。この点から、天板8側にはガラ
ス、ITO膜15、光が透過できる程度に薄くした金属
などの材料を用いることが望ましい。The length of the liquid flow path (or nozzle length) of the liquid jet recording head must be uniform in order to influence the ejection characteristics. Therefore, a process is generally performed in which a cutting mark is provided in the discharge port and cutting is performed using the mark as a mark. In order to easily perform this cutting step, it is desirable to use a transparent top plate 8. Further, if this is transparent, it is advantageous because dust and ink discharge status in the discharge port can be grasped. From this point, it is desirable to use a material such as glass, the ITO film 15, and a metal thin enough to transmit light on the top plate 8 side.
【0048】また、本発明の記録ヘッドは、上述のよう
に陽極接合を採用するので接合箇所に接着層を有しない
こととなる。Further, since the recording head of the present invention employs anodic bonding as described above, it does not have an adhesive layer at a bonding portion.
【0049】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、熱エネルギ−を利用して飛翔液滴を形成し、記
録を行うインクジェット記録方式の記録ヘッド、記録装
置に於いて、優れた効果をもたらすものである。The present invention provides an excellent effect in a recording head and a recording apparatus of an ink jet recording system in which flying droplets are formed by utilizing thermal energy and recording is performed, particularly among the ink jet recording systems. It is.
【0050】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されており、本発明はこれらの基
本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方
式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれ
にも適用可能である。The typical configuration and principle are described in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
No. 796, and the present invention is preferably performed using these basic principles. This recording method can be applied to both so-called on-demand type and continuous type.
【0051】この記録方式を簡単に説明すると、液体
(インク)が保持されているシートや液路に対応して配
置されている電気熱変換体に、記録情報に対応して液体
(インク)に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じる様
な急速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆動
信号を印加することによって、熱エネルギーを発生せし
め、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせる。この
様に液体(インク)から電気熱変換体に付与する駆動信
号に一対一対応した気泡を形成出来るため、特にオンデ
マンド型の記録法には有効である。この気泡の成長、収
縮により吐出孔を介して液体(インク)を吐出させて、
少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス
形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわれる
ので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成
でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号として
は、米国特許第4463359号明細書、同第4345
262号明細書に記載されているようなものが適してい
る。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国
特許第4313124号明細書に記載されている条件を
採用すると、更に優れた記録を行なうことができる。The recording method will be described briefly. An electrothermal transducer disposed in correspondence with a sheet or a liquid path holding a liquid (ink) and a liquid (ink) corresponding to recording information. Heat energy is generated by applying at least one drive signal for providing a rapid temperature rise that exceeds the nucleate boiling phenomenon and causes a film boiling phenomenon, thereby causing film boiling on the heat-acting surface of the recording head. . As described above, since bubbles corresponding to the drive signal applied to the electrothermal converter from the liquid (ink) can be formed one-to-one, it is particularly effective for an on-demand type recording method. By discharging the liquid (ink) through the discharge hole by the growth and shrinkage of the bubble,
Form at least one drop. When the drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are performed immediately and appropriately, so that the ejection of liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable. Examples of the drive signal in the form of a pulse include U.S. Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345.
No. 262 are suitable. If the conditions described in U.S. Pat. No. 4,313,124 relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.
【0052】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出孔、液流路、電気熱変換
体の組み合わせた構成(直線状液流路又は直角液流路)
の他に、米国特許第4558333号明細書、米国特許
第4459600号明細書に開示されている様に、熱作
用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものも本発
明に含まれる。The configuration of the recording head is a combination of a discharge hole, a liquid flow path, and an electrothermal converter (a linear liquid flow path or a right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned respective specifications.
In addition, the present invention also includes those having a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bent region as disclosed in US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600.
【0053】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出孔とする構成を開
示する特開昭59年第123670号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭59年第138461号公報に基づいた
構成においても本発明は有効である。In addition, JP-A-59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge hole of an electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, or absorbs pressure waves of thermal energy. The present invention is also effective in a configuration based on JP-A-59-138461, which discloses a configuration in which the opening to be made corresponds to the discharge section.
【0054】更に、本発明が有効に利用される記録ヘッ
ドとしては、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に
対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッドがある。
このフルラインヘッドは、上述した明細書に開示されて
いるような記録ヘッドを複数組み合わせることによって
フルライン構成にしたものや、一体的に形成された一個
のフルライン記録ヘッドであっても良い。Further, as a recording head in which the present invention is effectively used, there is a full line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium on which a recording apparatus can record.
The full line head may be a full line configuration by combining a plurality of recording heads as disclosed in the above specification, or may be a single full line recording head formed integrally.
【0055】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。In addition, the print head is exchangeable with a print head of the chip type, which is electrically connected to the main body of the apparatus and can supply ink from the main body of the apparatus, or is integrated with the print head itself. The present invention is also effective when a cartridge-type recording head provided in a fixed manner is used.
【0056】又、本発明の記録装置に、記録ヘッドに対
する回復手段や、予備的な補助手段等を付加すること
は、本発明の記録装置を一層安定にすることができるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリーニング
手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別
の加熱素子、或はこれらの組み合わせによる予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なう
手段を付加することも安定した記録を行なうために有効
である。It is preferable to add recovery means for the printhead, preliminary auxiliary means, and the like to the recording apparatus of the present invention, since the recording apparatus of the present invention can be further stabilized. More specifically, preheating of the recording head by capping means, cleaning means, pressurizing or suction means, an electrothermal transducer or another heating element, or a combination thereof. Means and means for performing a preliminary ejection mode for performing ejection other than printing are also effective for performing stable printing.
【0057】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成したものか、複数個の組み合わせて
構成したものかのいずれでも良いが、異なる色の複色カ
ラー又は、混色によるフルカラーの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the mode for recording only the mainstream color such as black, but may be either a mode in which the recording head is integrally formed or a mode in which a plurality of recording heads are combined. However, the present invention is also very effective for an apparatus provided with at least one of multiple colors of different colors or full color by mixing colors.
【0058】以上説明した本発明実施例においては、液
体インクを用いて説明しているが、本発明では室温で固
体状であるインクであっても、室温で軟化状態となるイ
ンクであっても用いることができる。上述のインクジェ
ット装置ではインク自体を30℃以上70℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものであれば良い。In the embodiments of the present invention described above, liquid ink is used. However, in the present invention, ink which is solid at room temperature or ink which is softened at room temperature is used. Can be used. In general, in the above-described ink jet device, the temperature of the ink itself is adjusted within a range of 30 ° C. or more and 70 ° C. or less to control the temperature so that the viscosity of the ink is in a stable ejection range. It is sufficient if the ink is in a liquid state.
【0059】加えて、熱エネルギーによるヘッドやイン
クの過剰な昇温をインクの固形状態から液体状態への状
態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に
防止するか又は、インクの蒸発防止を目的として放置状
態で固化するインクを用いることも出来る。いずれにし
ても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイン
クが液化してインク液状として吐出するものや記録媒体
に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質を
持つインクの使用も本発明には適用可能である。In addition, an excessive temperature rise of the head and the ink due to thermal energy is positively prevented by using the energy of the state change from the solid state of the ink to the liquid state, or the purpose is to prevent the evaporation of the ink. Alternatively, an ink that solidifies in a standing state may be used. In any case, the ink is liquefied for the first time by the application of heat energy, such as one in which the ink is liquefied and ejected as an ink liquid by application of the heat energy according to the recording signal, or one which starts to solidify when reaching the recording medium. The use of an ink having the following properties is also applicable to the present invention.
【0060】このようなインクは、特開昭54−568
47号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記
載されているような、多孔質シートの凹部又は貫通孔に
液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体
に対して対向するような形態としても良い。Such an ink is disclosed in JP-A-54-568.
No. 47 or Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 60-71260, while being held as a liquid or solid substance in the concave portions or through holes of the porous sheet, so as to face the electrothermal converter. It is good also as a form.
【0061】本発明において、上述した各インクにたい
して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行する
ものである。In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.
【0062】図13は本発明により得られた記録ヘッド
をインクジェットヘッドカートリッジ(IJC) として装着
したインクジェット記録装置(IJRA)の一例を示す外観斜
視図である。FIG. 13 is an external perspective view showing an example of an ink jet recording apparatus (IJRA) in which the recording head obtained according to the present invention is mounted as an ink jet head cartridge (IJC).
【0063】図において、120 はプラテン124 上に送紙
されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出を行な
うノズル群を具えたインクジェットヘッドカートリッジ
(IJC) である。116 はIJC120 を保持するキャリッジH
Cであり、駆動モータ117 の駆動力を伝達する駆動ベル
ト118 の一部と連結し、互いに平行に配設された2本の
ガイドシャフト119Aおよび119Bと摺動可能とすることに
より、IJC 120 の記録紙の全幅にわたる往復移動が可能
となる。In the drawing, reference numeral 120 denotes an ink jet head cartridge having a nozzle group for discharging ink while facing a recording surface of a recording sheet sent on a platen 124.
(IJC). 116 is a carriage H holding the IJC120
C, which is connected to a part of a driving belt 118 for transmitting the driving force of a driving motor 117, and is slidable with two guide shafts 119A and 119B arranged in parallel with each other, whereby the IJC 120 Reciprocal movement over the entire width of the recording paper is enabled.
【0064】126 はヘッド回復装置でありIJC 120 の移
動経路の一端、例えばホームポジションと対向する位置
に配設される。伝動機構123 を介したモータ122 の駆動
力によって、ヘッド回復装置126 を動作せしめ、IJC 12
0 のキャッピングを行なう。このヘッド回復装置126 の
キャップ部126AによるIJC 120のキャッピングに関連さ
せて、ヘッド回復装置126 内に設けた適宜の吸引手段に
よるインク吸引もしくはIJC 120 へのインク供給経路に
設けた適宜の加圧手段によるインク圧送を行ない、イン
クを吐出口より強制的に排出させることによりノズル内
の増粘インクを除去する等の吐出回復処理を行なう。ま
た、記録終了時等にキャッピングを施すことによりIJC
が保護される。Reference numeral 126 denotes a head recovery device, which is provided at one end of the movement path of the IJC 120, for example, at a position facing the home position. The head recovery device 126 is operated by the driving force of the motor 122 via the transmission mechanism 123, and the IJC 12
Perform zero capping. In connection with the capping of the IJC 120 by the cap portion 126A of the head recovery device 126, ink suction by an appropriate suction device provided in the head recovery device 126 or an appropriate pressurizing device provided in the ink supply path to the IJC 120 , And discharge recovery processing such as removing thickened ink in the nozzles by forcibly discharging the ink from the discharge port. In addition, IJC
Is protected.
【0065】130 はヘッド回復装置126 の側面に配置さ
れ、シリコンゴムで形成されるワイピング部材としての
ブレードである。ブレード131 は、ブレード保持部材13
1Aにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置126
と同様、モータ122 および伝導機構123 によって動作
し、IJC 120 の吐出面との係合が可能となる。これによ
り、IJC 120 の記録動作における適切なタイミングで、
あるいはヘッド回復装置126 を用いた吐出回復処理後
に、ブレード131 をIJC 120 の移動経路中に突出させ、
IJC 120 の移動動作に伴ってIJC 120 の吐出面における
結露、濡れあるいは塵埃等をふきとるものである。Reference numeral 130 denotes a blade as a wiping member which is disposed on the side of the head recovery device 126 and is made of silicone rubber. The blade 131 is a blade holding member 13
1A, held in cantilever form, and the head recovery device 126
Similarly to the above, it is operated by the motor 122 and the transmission mechanism 123 to enable engagement with the discharge surface of the IJC 120. As a result, at an appropriate timing in the recording operation of the IJC 120,
Alternatively, after the ejection recovery processing using the head recovery device 126, the blade 131 is protruded into the movement path of the IJC 120,
With the movement operation of the IJC 120, dew, wet or dust on the discharge surface of the IJC 120 is wiped.
【0066】[0066]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、接合す
べき流路形成用部材の接合面の一方をガラスから構成
し、他方を導電性材料から構成するので、陽極接合が良
好に行われ得る、液流路を構成する部材間の接合強度が
十分に強く、均一形状の液流路および吐出口を有し、透
明天板が使用可能であり、インク吐出量のばらつきの無
い優れた品位の印字が可能な液体噴射記録ヘッドであ
る。As described above, according to the present invention, one of the joining surfaces of the flow path forming members to be joined is made of glass and the other is made of a conductive material, so that anodic joining can be performed well. The bonding strength between the members constituting the liquid flow path is sufficiently strong, the liquid flow path and the discharge port have a uniform shape, the transparent top plate can be used, and the ink discharge amount is excellent without variation. This is a liquid jet recording head capable of high quality printing.
【0067】また、本発明の記録ヘッドの製造方法は、
上述の記録ヘッドを、基体材料の選択幅を広くでき且つ
簡易に製造できるものである。The method of manufacturing a recording head according to the present invention
The above-described recording head can be easily manufactured with a wide selection range of the base material.
【0068】また更に、接合面のガラス材料として薄膜
の低融点ガラスを用いれば、100℃程度の低温で陽極
接合が可能となり、ガラス層に薄膜を用いれば70V程
度の低電圧での接合が可能となる。Furthermore, if a low-melting-point glass of a thin film is used as the glass material for the bonding surface, anodic bonding can be performed at a low temperature of about 100 ° C., and if a thin film is used for the glass layer, bonding at a low voltage of about 70 V is possible. Becomes
【図1】参考例1における液流路の製造例を示す工程図
である。FIG. 1 is a process chart showing an example of manufacturing a liquid flow channel in Reference Example 1.
【図2】参考例2における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow channel in Reference Example 2.
【図3】参考例3における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow path in Reference Example 3.
【図4】参考例4における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow channel in Reference Example 4.
【図5】参考例5における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow channel in Reference Example 5.
【図6】参考例6における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow channel in Reference Example 6.
【図7】実施例7における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow channel according to a seventh embodiment.
【図8】実施例8における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow channel according to an eighth embodiment.
【図9】実施例9における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。FIG. 9 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow channel according to a ninth embodiment.
【図10】実施例10における液流路の構成を示す模式
的部分断面図である。FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow channel according to a tenth embodiment.
【図11】実施例11における液流路の構成を示す模式
的部分断面図である。FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow path according to an eleventh embodiment.
【図12】実施例12における液流路の構成を示す模式
的部分断面図である。FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid flow channel according to a twelfth embodiment.
【図13】本発明の液体噴射記録装置の一例を示す斜視
図である。FIG. 13 is a perspective view showing an example of the liquid jet recording apparatus of the present invention.
【図14】従来の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
一例を示す模式的部分断面図である。FIG. 14 is a schematic partial cross-sectional view showing an example of a configuration of a liquid flow path of a conventional liquid jet recording head.
【図15】従来の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
一例を示す模式的部分断面図である。FIG. 15 is a schematic partial cross-sectional view showing an example of a configuration of a liquid flow path of a conventional liquid jet recording head.
1 基体 2 発熱素子 3 電極材 4 保護膜 5 耐キャビテーション膜 6 インク通路壁 7 ニッケルメッキ 8 天板 9 吐出口 10 直流電源 11 シランカップリング剤 12 液体レジスト 13 SiO2 層 14 Ta膜 15 ITO膜 16 低融点ガラス層 17 ドライフィルムフォトレジスト 116 キャリッジ 117 駆動モータ 118 駆動ベルト 119A、119B ガイドシャフト 120 インクジェットヘッドカートリッジ 122 クリーニング用モータ 123 伝動機構 124 プラテン 126 キャップ部材 130 ブレード 130A ブレード保持部材DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 Heating element 3 Electrode material 4 Protective film 5 Anti-cavitation film 6 Ink passage wall 7 Nickel plating 8 Top plate 9 Discharge port 10 DC power supply 11 Silane coupling agent 12 Liquid resist 13 SiO 2 layer 14 Ta film 15 ITO film 16 Low melting glass layer 17 Dry film photoresist 116 Carriage 117 Driving motor 118 Driving belt 119A, 119B Guide shaft 120 Inkjet head cartridge 122 Cleaning motor 123 Transmission mechanism 124 Platen 126 Cap member 130 Blade 130A Blade holding member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 寿 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 川尻 幸雄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 工 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 柴田 誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−224740(JP,A) 特開 平2−129528(JP,A) 特開 昭61−35967(JP,A) 特開 昭54−146633(JP,A) 特開 平2−80252(JP,A) 特開 平3−211058(JP,A) 特開 昭60−264256(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/05 B41J 2/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hisashi Yamamoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Yukio Kawajiri 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inside (72) Inventor Takumi Suzuki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Makoto Shibata 3-30-2, Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. ( 56) References JP-A-3-224740 (JP, A) JP-A-2-129528 (JP, A) JP-A-61-35967 (JP, A) JP-A-54-146633 (JP, A) JP-A-2-80252 (JP, A) JP-A-3-211058 (JP, A) JP-A-60-264256 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2 / 05 B41J 2/16
Claims (6)
を接合して成る液流路を有し、該溝部を有する部材には
該溝の底部に液体を吐出するための電気熱変換体が設け
られている液体噴射記録ヘッドにおいて、該溝部を有す
る部材および該平面を有する部材のうちの一方の部材の
接合面を導電層を介して融点が100℃以下の低融点ガ
ラス薄膜で構成し、他方の部材の接合面が導電性材料か
ら成ることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。1. A liquid flow path formed by joining a member having a groove and a member having a flat surface, wherein the member having the groove has an electrothermal converter for discharging liquid to the bottom of the groove. In the provided liquid jet recording head, the joining surface of one of the member having the groove and the member having the flat surface is formed of a low melting point glass thin film having a melting point of 100 ° C. or less via a conductive layer , A liquid jet recording head, wherein the joining surface of the other member is made of a conductive material.
の接合箇所に接着層を有しない請求項1に記載の液体噴
射記録ヘッド。2. The liquid jet recording head according to claim 1, wherein an adhesive layer is not provided at a joint between the member having the groove and the member having the flat surface.
あるである請求項1に記載の液体噴射記録ヘッド。 3. The low melting point glass thin film having a thickness of 1 to 5 μm.
2. The liquid jet recording head according to claim 1, wherein:
を接合して成る液流路を有し、該溝部を有する部材には
該溝の底部に液体を吐出するための電気熱変換体が設け
られている液体噴射記録ヘッドの製造方法において、該
溝部を有する部材および該平面を有する部材のうちの一
方の部材の接合面を導電層を介して融点が100℃以下
の低融点ガラス薄膜で構成し、他方の部材の接合面を導
電性材料で構成し、該低融点ガラスと該導電性材料とを
陽極接合により接合する工程を有することを特徴とする
液体噴射記録ヘッドの製造方法。4. A liquid flow path formed by joining a member having a groove and a member having a flat surface, wherein the member having the groove has an electrothermal converter for discharging liquid to the bottom of the groove. In the method for manufacturing a liquid jet recording head provided, a joining surface of one of the member having the groove and the member having the flat surface is formed of a low melting point glass thin film having a melting point of 100 ° C. or less via a conductive layer. A method for manufacturing a liquid jet recording head, comprising the steps of: forming a bonding surface of another member with a conductive material, and bonding the low-melting glass and the conductive material by anodic bonding.
あるである請求項4に記載の液体噴射記録ヘッド。 5. A low melting point glass thin film having a thickness of 1 to 5 μm.
5. The liquid jet recording head according to claim 4, wherein:
ドを載置するための部材とを少なくとも具備することを
特徴とする液体噴射記録装置。6. A liquid jet recording apparatus comprising at least the recording head according to claim 1, and a member for mounting the recording head.
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