JPH0631920A - Inkjet recording head/and its manufacture - Google Patents
Inkjet recording head/and its manufactureInfo
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- JPH0631920A JPH0631920A JP21083192A JP21083192A JPH0631920A JP H0631920 A JPH0631920 A JP H0631920A JP 21083192 A JP21083192 A JP 21083192A JP 21083192 A JP21083192 A JP 21083192A JP H0631920 A JPH0631920 A JP H0631920A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インク流路中の発熱素
子によってインクを加熱し、気泡を発生させることによ
り、インク滴を吐出させて記録媒体に記録を行なう方式
のインクジェット記録ヘッド及びその製造方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head of a system in which a heating element in an ink flow path heats ink to generate bubbles to eject ink droplets for recording on a recording medium. The present invention relates to a manufacturing method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録装置は、インク流路
からインク滴を吐出して記録媒体に記録を行なうもので
ある。インク滴を吐出させる方法としては、圧電素子の
歪みにより、インク流路内に圧力変化を発生させて、イ
ンク滴を吐出させるもの、または、これに加えて、一対
の電極を設け、電界によりインク滴に偏向力を加えて吐
出させるもの、あるいは、インク流路内に配設した発熱
素子を急激に加熱することによって気泡を発生させ、こ
れによってインク流路の先端からインク滴を吐出させる
ものなど、種々のものが知られている。2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus ejects ink droplets from an ink flow path to perform recording on a recording medium. As a method of ejecting an ink droplet, a strain of a piezoelectric element causes a pressure change in an ink flow passage to eject an ink droplet, or in addition to this, a pair of electrodes is provided and an ink is applied by an electric field. A device that applies a deflection force to a droplet and ejects it, or a device that ejects ink droplets from the tip of the ink flow path by generating bubbles by rapidly heating a heating element arranged in the ink flow path, etc. , Various things are known.
【０００３】これらの中でも、発熱素子を加熱して気泡
を発生させ、インク滴を吐出させる方式のインクジェッ
ト記録ヘッドでは、インク流路を高密度に配列すること
ができるため、高解像度の記録を行なうことが可能であ
り、また、記録ヘッドとして全体的にコンパクト化を図
ることも容易である。記録ヘッドの製造に際しても、最
近の半導体技術分野において、技術の進歩と信頼性の向
上が著しいＩＣ技術や、マイクロ加工技術を活用するこ
とができる。また、長尺化及び２次元化が容易であるこ
とから、マルチノズル化および高密度の実装化が容易で
あり、しかも、大量生産時の生産性が良く、製造費用も
廉価にできることから、特に注目されている。Among these, in an ink jet recording head of a type in which a heating element is heated to generate bubbles and eject ink droplets, since ink flow paths can be arranged at a high density, high resolution recording is performed. It is also possible to make the recording head compact as a whole. Also in the manufacture of the recording head, it is possible to utilize the IC technology and the microfabrication technology, which have been remarkably improved in technology and reliability in the recent semiconductor technology field. Further, since it is easy to increase the length and two-dimensional, it is easy to realize multi-nozzle and high-density mounting, and moreover, the productivity in mass production is good and the manufacturing cost can be reduced. Attention has been paid.
【０００４】この発熱素子を加熱して気泡を発生させ、
インク滴を吐出させる方式における従来のインクジェッ
ト記録ヘッドとして、例えば、特開昭５６−１２３８６
９号公報に記載されているように、感光性樹脂材料を用
いてインク流路を形成したものが知られている。This heating element is heated to generate bubbles,
As a conventional ink jet recording head in a method of ejecting ink droplets, for example, JP-A-56-12386 is known.
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-93, there is known one in which an ink flow path is formed using a photosensitive resin material.
【０００５】図２０は、従来のインクジェット記録ヘッ
ドの作成工程図である。図中、１は基板、２は蓄熱層、
３は発熱素子、４は保護層、５は感光性レジスト層、
５’はインク流路壁、６はフォトマスク、７は天井基
板、８はインク流路である。基板１の材料としては、セ
ラミックス、金属、プラスチック等が用いられるFIG. 20 is a process drawing of a conventional ink jet recording head. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a heat storage layer,
3 is a heating element, 4 is a protective layer, 5 is a photosensitive resist layer,
5'is an ink flow path wall, 6 is a photomask, 7 is a ceiling substrate, and 8 is an ink flow path. As the material of the substrate 1, ceramics, metal, plastic or the like is used.
【０００６】まず、基板１上に、蓄熱層２を積層し、そ
の上に発熱素子３、電極（図示せず）を配置した後、保
護層４を形成する（図２０（Ａ））。First, a heat storage layer 2 is laminated on a substrate 1, a heating element 3 and electrodes (not shown) are arranged thereon, and then a protective layer 4 is formed (FIG. 20 (A)).
【０００７】保護層４の上に感光性樹脂、例えば、ドラ
イフィルムフォトレジスト等をラミネートし、感光性レ
ジスト層５を積層する（図２０（Ｂ））。この感光性レ
ジスト層５を、所定のマスク６を介し光線Ｌにより露光
する（図２０（Ｃ））。その後、現像し、インク流路８
となる部分の感光性レジスト層５を除去して、インク流
路壁５’を形成する（図２０（Ｄ））。A photosensitive resin, such as a dry film photoresist, is laminated on the protective layer 4, and a photosensitive resist layer 5 is laminated (FIG. 20 (B)). This photosensitive resist layer 5 is exposed by a light ray L through a predetermined mask 6 (FIG. 20 (C)). After that, development is performed and the ink flow path 8
The portion of the photosensitive resist layer 5 that becomes the above is removed to form an ink flow path wall 5 '(FIG. 20 (D)).
【０００８】さらに、インク流路の天井基板７として、
例えば、ガラス基板を用い、インク流路壁５’の上面に
熱融着させ、インク流路８を形成する（図２０
（Ｅ））。接着後、各チップごとに切断することによ
り、インクジェット記録ヘッドが作成される。Further, as the ceiling substrate 7 of the ink flow path,
For example, a glass substrate is used and heat-fused to the upper surface of the ink channel wall 5 ′ to form the ink channel 8 (FIG. 20).
(E)). After adhering, the inkjet recording head is created by cutting each chip.
【０００９】このような工程で作成されたインクジェッ
ト記録ヘッドは、基板１、インク流路５’、天井基板７
を構成する材料として、熱膨張率の異なるセラミック
ス、ガラス、感光性樹脂等が混在して用いられている。
しかし、このように熱膨張率の異なる材料を混在して用
いると、天井基板７を熱融着した時の熱応力の歪みが材
料内に残り、この歪みにより記録ヘッドの寿命が低下す
る。これを防ぐために、紫外線硬化型の接着剤のよう
に、接着時に加熱を行なわない方法を用いて作製するこ
とも考えられるが、印字中のヘッド温度の変動により、
材料中に同様な熱応力の歪みが生じ、やはり記録ヘッド
の寿命低下が起こる。また、各チップごとに切断する時
には、硬度の異なる材料を同時に切断することになるた
め、チッピングが多発し、また、切断条件の決定が難し
いという問題もある。The ink jet recording head manufactured by the above process has a substrate 1, an ink flow path 5 ', and a ceiling substrate 7.
Ceramics, glass, photosensitive resins, and the like having different coefficients of thermal expansion are mixed and used as the material constituting the.
However, when materials having different coefficients of thermal expansion are mixed and used, distortion of thermal stress when the ceiling substrate 7 is thermally fused remains in the material, and the distortion shortens the life of the recording head. In order to prevent this, it is possible to use a method that does not heat during bonding, such as an ultraviolet curable adhesive, but due to fluctuations in the head temperature during printing,
Similar thermal stress distortions occur in the material, again reducing the life of the recording head. Further, when cutting each chip, since materials having different hardness are cut at the same time, there is a problem that chipping frequently occurs and it is difficult to determine cutting conditions.
【００１０】さらに、このようなインクジェット記録ヘ
ッドのインク流路の内面は、ガラス面と、感光性樹脂の
インク流路壁とに囲まれており、両者の材質の違いによ
りインクに対する濡れ性が異なるために、インク滴を吐
出した際に、濡れ性のよい感光性樹脂側にインク滴が引
っ張られ、インク滴の噴射方向が安定しないという問題
があった。Furthermore, the inner surface of the ink flow path of such an ink jet recording head is surrounded by the glass surface and the ink flow path wall of the photosensitive resin, and the wettability with respect to the ink is different due to the difference in the materials of both. Therefore, when the ink droplet is ejected, there is a problem that the ink droplet is pulled to the side of the photosensitive resin having good wettability, and the ejection direction of the ink droplet is not stable.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、切断条件の決定を含めたヘ
ッド作製が容易で、チッピングを抑え、かつ、インク滴
の噴射方向が安定した、安価で高寿命のインクジェット
記録ヘッドを提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is easy to manufacture a head including determination of cutting conditions, suppress chipping, and stabilize the ink droplet ejection direction. Another object of the present invention is to provide an inexpensive and long-life inkjet recording head.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、インク流路を有し、該インク流路
の先端の吐出口からインクを吐出するインクジェット記
録ヘッドにおいて、基板と、前記インクを加熱する発熱
素子と、該発熱素子に駆動電流を印加するために接続さ
れた電極と、前記発熱素子と前記電極を保護する保護層
と、インク流路を形成するインク流路壁と、前記インク
流路を覆う天井基板を有し、前記保護層、インク流路
壁、天井基板の材料が、全て同質の材料により形成され
ていることを特徴とするものである。保護層、インク流
路壁、天井基板の材料として、全てガラス系材料を用い
ることができる。基板の材料も、前記材料と同質の材料
を用いるようにしてもよい。According to a first aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording head which has an ink channel and ejects ink from an ejection port at the tip of the ink channel. A heating element for heating the ink, an electrode connected to apply a drive current to the heating element, a protective layer for protecting the heating element and the electrode, and an ink flow path forming an ink flow path It has a wall and a ceiling substrate that covers the ink flow path, and the protective layer, the ink flow path wall, and the ceiling substrate are all made of the same material. As the material for the protective layer, the ink flow path wall, and the ceiling substrate, glass-based materials can all be used. The material of the substrate may be the same as the above material.
【００１３】請求項２に記載の発明においては、基板
と、前記インクを加熱する発熱素子と、該発熱素子に駆
動電流を印加するために接続された電極と、前記発熱素
子と前記電極を保護する保護層と、インク流路を形成す
るインク流路壁と、前記インク流路を覆う天井基板を有
するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前
記保護層の上層に感光性樹脂を積層し、所定のマスクで
露光し、現像して、除去した部分に、ガラスペーストを
埋め込んだ後、焼成して、前記インク流路壁を形成する
ことを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, the substrate, the heating element for heating the ink, the electrode connected to apply a drive current to the heating element, the heating element and the electrode are protected. In the method for manufacturing an inkjet recording head having a protective layer for forming an ink flow channel, an ink flow channel wall for forming an ink flow channel, and a ceiling substrate covering the ink flow channel, a photosensitive resin is laminated on the upper layer of the protective layer to form a predetermined layer. It is characterized in that the ink flow path wall is formed by embedding a glass paste in a portion which has been exposed by a mask, developed, and removed, and then fired.
【００１４】請求項３に記載の発明においては、基板
と、前記インクを加熱する発熱素子と、該発熱素子に駆
動電流を印加するために接続された電極と、前記発熱素
子と前記電極を保護する保護層と、インク流路を形成す
るインク流路壁と、前記インク流路を覆う天井基板を有
するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前
記保護層の上層にガラスペーストをスクリーン印刷した
後、焼成して、前記インク流路壁を形成することを特徴
とするものである。According to a third aspect of the invention, the substrate, the heating element for heating the ink, the electrode connected to apply a drive current to the heating element, the heating element and the electrode are protected. In a method for manufacturing an inkjet recording head having a protective layer for forming an ink channel, an ink channel wall forming an ink channel, and a ceiling substrate covering the ink channel, a glass paste is screen-printed on the upper layer of the protective layer and then baked. Then, the ink flow path wall is formed.
【００１５】[0015]
【作用】本発明によれば、保護層、インク流路壁、天井
基板の材料が、全て同質の材料を用いているから、熱膨
張率のばらつきが少なく、熱応力の歪みにより寿命が低
下することがないインクジェット記録ヘッドが得られ
る。また、硬度もほぼ均一であるから、各チップへの切
断時に発生するチッピング等を抑え、また、切断条件の
決定の困難性を解消することができる。さらに、インク
流路内面の材料が同質であるから、ノズル周囲の材料の
インクに対する濡れ性が均一であり、吐出したインク滴
の噴射方向を安定させることができる。According to the present invention, since the protective layer, the ink flow path wall, and the ceiling substrate are all made of the same material, there is little variation in the coefficient of thermal expansion, and thermal stress distortion shortens the life. An ink jet recording head that does not exist can be obtained. Further, since the hardness is almost uniform, it is possible to suppress chipping and the like that occur when cutting each chip, and it is possible to eliminate the difficulty of determining cutting conditions. Furthermore, since the material of the inner surface of the ink flow path is the same, the wettability of the material around the nozzle to the ink is uniform, and the ejection direction of ejected ink droplets can be stabilized.
【００１６】[0016]
【実施例】図１は、本発明のインクジェット記録ヘッド
の一実施例の断面図である。図中、図２０と同様な部分
には、同じ符号を付して説明を省略する。１７は共通電
極、１８は個別電極、２３は接着剤である。1 is a sectional view of an embodiment of an ink jet recording head of the present invention. 20, those parts that are the same as those corresponding parts in FIG. 20 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. Reference numeral 17 is a common electrode, 18 is an individual electrode, and 23 is an adhesive.
【００１７】基板１上には、発熱素子３が形成され、そ
の前後に共通電極１７および個別電極１８が形成されて
いる。その上に保護層４が積層され、この保護層４の上
にインク流路壁５’が形成されている。さらに、インク
流路壁５’の上には、接着剤２３により天井基板７が接
着されている。この天井基板７と、インク流路壁５’、
保護層４により、インク流路８が形成される。インク流
路８を形成する天井基板７、インク流路壁５’、保護層
４および基板１は、全てガラス系材料によって作成され
ている。The heating element 3 is formed on the substrate 1, and the common electrode 17 and the individual electrode 18 are formed before and after the heating element 3. A protective layer 4 is laminated on top of this, and an ink flow path wall 5 ′ is formed on this protective layer 4. Further, the ceiling substrate 7 is adhered onto the ink flow path wall 5 ′ with the adhesive 23. The ceiling substrate 7 and the ink flow path wall 5 ',
The protective layer 4 forms an ink flow path 8. The ceiling substrate 7, the ink flow channel wall 5 ′, the protective layer 4 and the substrate 1 forming the ink flow channel 8 are all made of a glass-based material.
【００１８】図２乃至図１１、図１３乃至図１９は、本
発明のインクジェット記録ヘッドの一実施例の作製工程
を示す断面図であり、図１２は、図１１の平面図であ
る。図中、図２０と同様な部分には、同じ符号を付して
説明を省略する。９は発熱抵抗体層、１０は金膜、１
１、１４は感光性レジスト層、１１’はレジストパター
ン、１２はアパーチャ、１３、１６、２１はフォトマス
ク、１５、２０はマスクパターン、１７は共通電極、１
８は個別電極、１９は感光性ネガレジスト層、２２は厚
膜ガラスペースト、２３は接着剤である。2 to 11 and FIGS. 13 to 19 are sectional views showing a manufacturing process of an embodiment of the ink jet recording head of the present invention, and FIG. 12 is a plan view of FIG. 20, those parts that are the same as those corresponding parts in FIG. 20 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. 9 is a heating resistor layer, 10 is a gold film, 1
1, 14 is a photosensitive resist layer, 11 'is a resist pattern, 12 is an aperture, 13, 16 and 21 are photomasks, 15 and 20 are mask patterns, 17 is a common electrode, 1
8 is an individual electrode, 19 is a photosensitive negative resist layer, 22 is a thick film glass paste, and 23 is an adhesive.
【００１９】まず、図２に示すように、基板１に、抵抗
体形成用の金属有機物材料をスクリーン印刷により塗布
する。基板の材料としては、１．１ｍｍ厚のコーニング
社製７０５９ガラス（商品名）を用いた。また、抵抗体
形成用の金属有機物材料は、ＮＥケムキャット社のメタ
ルレジネート（商品名）の下記の番号の各溶液を混合し
たものである。 Ａ−１１２３（Ｉｒ有機物材料） ＃２８−ＦＣ（Ｓｉ有機物材料） ＃８３６５（Ｂｉ有機物材料） すなわち、上記各溶液を焼成後の原子数比が Ｉｒ：Ｓｉ：Ｂｉ＝１：１：１ となるような割合で混合し、α−ターピネオール等の溶
剤で置換し、高分子の樹脂等を添加して、粘度を４００
０〜３００００ｃｐｓに調整したものである。First, as shown in FIG. 2, a substrate 1 is coated with a metal organic material for forming a resistor by screen printing. As a material for the substrate, 7059 glass (trade name) manufactured by Corning Co. having a thickness of 1.1 mm was used. Further, the metal organic material for forming the resistor is a mixture of solutions of metal resinate (trade name) manufactured by NE Chemcat Co., which has the following numbers. A-1123 (Ir organic material) # 28-FC (Si organic material) # 8365 (Bi organic material) That is, the atomic ratio after firing each solution is Ir: Si: Bi = 1: 1: 1. Mix in such a ratio, replace with a solvent such as α-terpineol, and add a polymer resin or the like to adjust the viscosity to 400
It is adjusted to 0 to 30,000 cps.
【００２０】この混合物を、２００〜４００メッシュの
ステンレススクリーンにより前記ガラス基板１上に印刷
塗布し、７０℃で３０分間乾燥してから、赤外線ベルト
焼成炉において５５０℃〜７２０℃のピーク温度で１０
分〜３０分間焼成して発熱抵抗体層９を形成する。This mixture was applied on the glass substrate 1 by printing with a stainless screen of 200 to 400 mesh, dried at 70 ° C. for 30 minutes, and then heated in an infrared belt baking furnace at a peak temperature of 550 ° C. to 720 ° C. for 10 minutes.
The heating resistor layer 9 is formed by firing for 30 minutes to 30 minutes.
【００２１】次に、図３に示すように、発熱抵抗体層９
が形成された基板１の表面全面に、電極形成用金属有機
物材料として、ノリタケカンパニーリミテド製のメタロ
オーガニック金ペーストＤ２７（商品名）に、ドデカン
酸第二銅を０．２重量％〜０．３重量％を添加し、溶解
させたペーストをスクリーン印刷して、７０℃で１０分
間乾燥してから、赤外線ベルト焼成炉によって３０分〜
６０分間焼成して金膜１０を得る。Next, as shown in FIG. 3, the heating resistor layer 9 is formed.
As a metal organic material for electrode formation, a metalloorganic gold paste D27 (trade name) manufactured by Noritake Co., Ltd. was added to the entire surface of the substrate 1 on which the cupric dodecanoate was added in an amount of 0.2% by weight to 0.3% by weight. Wt% was added, and the melted paste was screen-printed and dried at 70 ° C. for 10 minutes, and then in an infrared belt baking furnace for 30 minutes-
The gold film 10 is obtained by baking for 60 minutes.
【００２２】図４に示すように、金膜１０の全面にフォ
トレジスト層１１を塗布し、所定のアパーチャ１２を有
するフォトマスク１３を用い、該フォトマスク１３を介
して光線Ｌにより露光を行なう。露光の後、図５に示す
ように、フォトレジスト１１の露光部分を現像により除
去し、レジストパターン１１’を得る。As shown in FIG. 4, a photoresist layer 11 is applied to the entire surface of the gold film 10, and a photomask 13 having a predetermined aperture 12 is used to perform exposure with a light beam L through the photomask 13. After the exposure, as shown in FIG. 5, the exposed portion of the photoresist 11 is removed by development to obtain a resist pattern 11 '.
【００２３】図６に示すように、レジストパターン１
１’をマスクとして、ヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液を
エッチング液としてエッチングを施し、金膜１０の露出
部分を溶解除去する。As shown in FIG. 6, the resist pattern 1
Using 1'as a mask, etching is performed using an iodine-potassium iodide aqueous solution as an etching solution to dissolve and remove the exposed portion of the gold film 10.
【００２４】続いて、図７に示すように、フッ素−硝酸
水溶液をエッチング液としてエッチングを施し、露出し
ている金膜１０の一部および発熱抵抗体層９をエッチン
グすることにより、発熱素子３を形成する。その後、図
８に示すように、レジストパターン１１’を除去し、金
膜１０を露出させる。Subsequently, as shown in FIG. 7, the heating element 3 is etched by etching using an aqueous solution of fluorine-nitric acid as an etching solution to etch a part of the exposed gold film 10 and the heating resistor layer 9. To form. Then, as shown in FIG. 8, the resist pattern 11 ′ is removed to expose the gold film 10.
【００２５】次に、図９に示すように、再度フォトレジ
スト層１４を形成し、発熱素子３上の金膜を除去すべき
部分に対応したマスクパターン１５を有するフォトマス
ク１６を用い、該フォトマスク１６を介して光線Ｌによ
り露光を行なう。図９で示したマスクパターン１５は、
発熱素子３の配列方向に延在するアパーチャを有してお
り、発熱素子３間も露光する。露光の後、図１０に示す
ように、現像を行なって、除去すべき金膜１０の部分を
露呈させる。図１０の断面では、フォトマスク１６は除
去されている。Next, as shown in FIG. 9, a photoresist layer 14 is formed again, and a photomask 16 having a mask pattern 15 corresponding to the portion where the gold film on the heating element 3 is to be removed is used. Exposure is performed with the light beam L through the mask 16. The mask pattern 15 shown in FIG.
It has an aperture that extends in the arrangement direction of the heating elements 3, and the space between the heating elements 3 is also exposed. After the exposure, as shown in FIG. 10, development is performed to expose the portion of the gold film 10 to be removed. In the cross section of FIG. 10, the photomask 16 is removed.
【００２６】図１１に示すように、露呈させた金膜１０
の部分に、ヨウ素ーヨウ化カリウム水溶液をエッチング
液としてエッチングを施し、発熱部となる発熱素子３上
の金膜１０を除去し、金膜１０を発熱素子３上で切断し
て共通電極１７と個別電極１８を形成するとともに、こ
れらの共通電極１７と個別電極１８を橋絡して接続する
発熱素子３を露呈させる。なお、共通電極１７および個
別電極１８は、図１１で示した断面には存在しないの
で、点線で示している。図１２に、この段階の平面図を
示した。図１１は、ａ−ａ’断面図である。As shown in FIG. 11, the exposed gold film 10 is shown.
Is etched with an aqueous solution of iodine-potassium iodide as an etching solution to remove the gold film 10 on the heating element 3 which becomes a heating portion, and the gold film 10 is cut on the heating element 3 to separate it from the common electrode 17. The electrodes 18 are formed, and the heating elements 3 that bridge and connect the common electrode 17 and the individual electrodes 18 are exposed. Since the common electrode 17 and the individual electrode 18 do not exist in the cross section shown in FIG. 11, they are shown by dotted lines. FIG. 12 shows a plan view at this stage. FIG. 11 is a sectional view taken along the line aa '.
【００２７】次に、図１３に示すように、共通電極１
７、個別電極１８、発熱抵抗体３を覆うように、オーバ
ーグレーズ層形成用のガラスペースト、例えば、田中マ
ッセイ社製ＬＳ２０１（商品名）等をスクリーン印刷に
よりベタ印刷し、これを５５０℃〜７２０℃のピーク温
度で焼成して、膜厚１μｍ〜２μｍの保護層４を形成す
る。Next, as shown in FIG. 13, the common electrode 1
7, the individual electrode 18 and the heating resistor 3 are covered with a glass paste for forming an overglaze layer, for example, LS201 (trade name) manufactured by Tanaka Massey Co., Ltd. by solid printing by screen printing, and this is printed at 550 ° C. to 720 ° C. The protective layer 4 having a film thickness of 1 μm to 2 μm is formed by firing at a peak temperature of ° C.
【００２８】図１４に示すように、形成した保護層４上
に、ハイブリッドＩＣの製造に用いられているネガ型フ
ォトレジスト、例えば、東京応化工業株式会社製のＰＭ
ＥＲＨＣ６００（商品名）等をロールコーター、スピン
コーター等で塗布し、感光性ネガレジスト層１９を形成
する。この感光性ネガレジスト層１９の層厚によって、
インク流路壁の高さが決まる。通常、インク流路壁の高
さは数十μｍの厚さが必要である。ポジ型フォトレジス
トをこの厚さで形成すると、現像後の精度が低下するた
め、ここではネガ型フォトレジストを用いる。感光性ネ
ガレジスト層１９としては、同じネガ型フォトレジスト
であるドライフィルムをラミネートして形成しても良
い。As shown in FIG. 14, on the protective layer 4 thus formed, a negative photoresist used for manufacturing a hybrid IC, for example, PM manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
ERHC600 (trade name) or the like is applied by a roll coater, a spin coater or the like to form the photosensitive negative resist layer 19. By the layer thickness of the photosensitive negative resist layer 19,
The height of the ink flow path wall is determined. Generally, the height of the ink flow path wall needs to be several tens of μm. If a positive photoresist is formed with this thickness, the accuracy after development will be reduced, so a negative photoresist is used here. The photosensitive negative resist layer 19 may be formed by laminating a dry film which is the same negative photoresist.
【００２９】図１５に示すように、最終的にインク流路
およびインク供給室となる部分に対応したマスクパター
ン２０を有するフォトマスク２１を用いて、光線Ｌによ
り露光を行なう。露光の後、図１６に示すように、現像
を行ない、インク流路およびインク供給室となる部分以
外の部分のレジストを除去して、その部分の保護層４を
露呈する。As shown in FIG. 15, a light beam L is used to perform exposure using a photomask 21 having a mask pattern 20 corresponding to a portion which finally becomes an ink flow path and an ink supply chamber. After the exposure, as shown in FIG. 16, development is performed to remove the resist in the portions other than the portions that will become the ink flow paths and the ink supply chambers, and expose the protective layer 4 in that portion.
【００３０】図１７に示すように、露呈された部分に厚
膜ガラスペースト２２、例えば、ノリタケカンパニーリ
ミテド製７９６５Ｄ（商品名）等を２５〜４００メッシ
ュのスクリーンを用いてスクリーン印刷により埋め込
み、１２０℃で１５分間、乾燥させる。ここで、厚膜ガ
ラスペースト２２が感光性ネガレジスト層１９の上部に
まで塗布された場合には、乾燥後に２０００〜５０００
番のラッピングシートによりラッピングを施し、感光性
樹脂層の上部の厚膜ガラスペースト２２を除去する。こ
の工程は、厚膜ガラスペースト２２が未焼成の状態では
柔らかいから、容易に除去が可能である。As shown in FIG. 17, thick film glass paste 22, for example, 7965D (trade name) manufactured by Noritake Co., Ltd., is embedded in the exposed portion by screen printing using a screen of 25 to 400 mesh, and 120 ° C. For 15 minutes to dry. Here, when the thick film glass paste 22 is applied even to the upper portion of the photosensitive negative resist layer 19, it is dried at 2000 to 5000.
The thick film glass paste 22 on the upper part of the photosensitive resin layer is removed by performing lapping with the second lapping sheet. This step can be easily removed because the thick film glass paste 22 is soft in a non-fired state.
【００３１】その後、図１８に示すように、７５０℃〜
８５０℃のピーク温度で１０分〜３０分間焼成すると、
感光性ネガレジスト層１９が熱分解し、気化して除去さ
れる。それと同時に、厚膜ガラスペースト２２が焼結さ
れ、ガラスのインク流路壁５’が形成される。インク流
路壁５’は、インク供給室の壁としても形成される。After that, as shown in FIG.
When baked at a peak temperature of 850 ° C. for 10 to 30 minutes,
The photosensitive negative resist layer 19 is thermally decomposed, vaporized and removed. At the same time, the thick film glass paste 22 is sintered to form the glass ink flow path wall 5 '. The ink flow path wall 5'is also formed as a wall of the ink supply chamber.
【００３２】次に、図１９に示すように、ガラスの天井
基板７を接着するためのエポキシ系の接着剤２３をイン
ク流路壁５’の上に塗布する。接着剤２３の塗布の方法
として、あらかじめフィルムにスピンコートにより塗布
した接着剤を、インク流路壁およびインク供給室壁の上
のみに転写する方法を用いると、インク流路８内の壁へ
接着剤が入り込むことがなく、好適である。Next, as shown in FIG. 19, an epoxy adhesive 23 for bonding the glass ceiling substrate 7 is applied on the ink flow path wall 5 '. As a method of applying the adhesive 23, if a method of transferring the adhesive previously applied to the film by spin coating onto only the ink flow path wall and the ink supply chamber wall is used, the adhesive 23 is adhered to the wall inside the ink flow path 8. It is suitable because the agent does not enter.
【００３３】最後に、ガラスの天井基板７を接着剤を介
して接着し、インク流路８を形成する。以上のような工
程により、図１に示したような記録ヘッドを作製するこ
とができる。Finally, the glass ceiling substrate 7 is bonded with an adhesive to form the ink flow path 8. The recording head as shown in FIG. 1 can be manufactured by the above steps.
【００３４】上述の実施例では、インク流路壁５’の形
成方法として、ガラスペーストをレジストの間に埋め込
んだ後、焼成して形成する方法を用いたが、発熱素子の
パターニング密度が低い場合には、スクリーン印刷等の
方法を用いて、ガラスペーストを保護層４の上に直接パ
ターン印刷し、乾燥後に焼成することにより形成するこ
とも可能である。なお、上述の実施例では、蓄熱層を設
けていないが、発熱抵抗体層９を形成する前に、蓄熱層
を形成するように構成してもよい。In the above-mentioned embodiment, the method of forming the ink flow path wall 5'using the method in which the glass paste is embedded between the resists and then baked is used, but when the patterning density of the heating elements is low. Alternatively, it is also possible to form a pattern by directly printing a glass paste on the protective layer 4 by using a method such as screen printing, followed by drying and baking. Although the heat storage layer is not provided in the above embodiment, the heat storage layer may be formed before the heating resistor layer 9 is formed.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のインクジェット記録ヘッドによれば、熱膨張率の異な
る材料の密着部分がないため、熱応力の歪みによる寿命
低下を改善することができる。また、各チップへの切断
時に、硬度の異なる材料を同時に切断することがないた
め、切断条件を容易に決定することができる。さらに、
インク流路およびノズル部分の下面、壁部、上面の材料
が同質であるため、どの方向においてもインクに対する
濡れ性がほぼ等しく、インク滴を吐出した際のインク滴
の噴射方向を安定させることができる、という効果があ
る。As is clear from the above description, according to the ink jet recording head of the present invention, since there is no contact portion of materials having different thermal expansion coefficients, it is possible to improve the life shortening due to the distortion of thermal stress. . Further, when cutting into chips, materials having different hardness are not cut at the same time, so that cutting conditions can be easily determined. further,
Since the ink flow path and the lower surface, wall portion, and upper surface of the nozzle portion are made of the same material, the wettability with respect to the ink is almost the same in any direction, and the ejection direction of the ink droplet when ejecting the ink droplet can be stabilized. The effect is that you can.
【図１】 本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施
例の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of an inkjet recording head of the present invention.
【図２】〜[Figure 2]
【図１９】 本発明のインクジェット記録ヘッドの一実
施例の作製工程を説明するための工程図である。FIG. 19 is a process drawing for explaining a manufacturing process of an embodiment of the inkjet recording head of the present invention.
【図２０】 従来のインクジェット記録ヘッドの作製工
程を説明するための工程図である。FIG. 20 is a process diagram for explaining a manufacturing process of a conventional inkjet recording head.
１ 基板、２ 蓄熱層、３ 発熱素子、４ 保護層、
５，１１，１４ 感光性レジスト層、５’ インク流路
壁、６，１３，１６，２１ フォトマスク、７天井基
板、８ インク流路、９ 発熱抵抗体層、１０ 金膜、
１１’ レジストパターン、１２ アパーチャ、１５，
２０ マスクパターン、１７ 共通電極、１８ 個別電
極、１９ 感光性ネガレジスト層、２２ 厚膜ガラスペ
ースト、２３ 接着剤。1 substrate, 2 heat storage layer, 3 heating element, 4 protective layer,
5, 11, 14 Photosensitive resist layer, 5'Ink channel wall, 6, 13, 16, 21 Photomask, 7 Ceiling substrate, 8 Ink channel, 9 Heating resistor layer, 10 Gold film,
11 'resist pattern, 12 aperture, 15,
20 mask pattern, 17 common electrode, 18 individual electrode, 19 photosensitive negative resist layer, 22 thick film glass paste, 23 adhesive.
Claims (3)
の吐出口からインクを吐出するインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、基板と、前記インクを加熱する発熱素子
と、該発熱素子に駆動電流を印加するために接続された
電極と、前記発熱素子と前記電極を保護する保護層と、
インク流路を形成するインク流路壁と、前記インク流路
を覆う天井基板を有し、前記保護層、インク流路壁、天
井基板の材料が、全て同質の材料により形成されている
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。1. In an ink jet recording head having an ink flow path and discharging ink from a discharge port at the tip of the ink flow path, a substrate, a heating element for heating the ink, and a driving current to the heating element. An electrode connected for applying, a protective layer for protecting the heating element and the electrode,
It has an ink flow path wall that forms an ink flow path and a ceiling substrate that covers the ink flow path, and that the protective layer, the ink flow channel wall, and the ceiling substrate are all made of the same material. Characteristic inkjet recording head.
と、該発熱素子に駆動電流を印加するために接続された
電極と、前記発熱素子と前記電極を保護する保護層と、
インク流路を形成するインク流路壁と、前記インク流路
を覆う天井基板を有するインクジェット記録ヘッドの製
造方法において、前記保護層の上層に感光性樹脂を積層
し、所定のマスクで露光し、現像して、除去した部分
に、ガラスペーストを埋め込んだ後、焼成して、前記イ
ンク流路壁を形成することを特徴とするインクジェット
記録ヘッドの製造方法。2. A substrate, a heating element for heating the ink, an electrode connected to apply a drive current to the heating element, and a protective layer for protecting the heating element and the electrode.
In a method for manufacturing an ink jet recording head having an ink flow path wall forming an ink flow path and a ceiling substrate covering the ink flow path, a photosensitive resin is laminated on an upper layer of the protective layer, and exposed with a predetermined mask, A method for manufacturing an ink jet recording head, characterized in that a glass paste is embedded in a portion which has been developed and removed and then baked to form the ink flow path wall.
と、該発熱素子に駆動電流を印加するために接続された
電極と、前記発熱素子と前記電極を保護する保護層と、
インク流路を形成するインク流路壁と、前記インク流路
を覆う天井基板を有するインクジェット記録ヘッドの製
造方法において、前記保護層の上層にガラスペーストを
スクリーン印刷した後、焼成して、前記インク流路壁を
形成することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの
製造方法。3. A substrate, a heating element for heating the ink, an electrode connected to apply a driving current to the heating element, and a protective layer for protecting the heating element and the electrode.
In a method for manufacturing an ink jet recording head having an ink flow path wall forming an ink flow path and a ceiling substrate covering the ink flow path, a glass paste is screen-printed on an upper layer of the protective layer and then baked to form the ink. A method for manufacturing an ink jet recording head, characterized in that a flow path wall is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21083192A JPH0631920A (en) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Inkjet recording head/and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21083192A JPH0631920A (en) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Inkjet recording head/and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0631920A true JPH0631920A (en) | 1994-02-08 |
Family
ID=16595839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21083192A Pending JPH0631920A (en) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Inkjet recording head/and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631920A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100474471B1 (en) * | 2002-08-20 | 2005-03-08 | 삼성전자주식회사 | monolithic bubble-ink jet print head and fabrication method therefor |
| US7568285B2 (en) * | 2006-05-11 | 2009-08-04 | Eastman Kodak Company | Method of fabricating a self-aligned print head |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP21083192A patent/JPH0631920A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100474471B1 (en) * | 2002-08-20 | 2005-03-08 | 삼성전자주식회사 | monolithic bubble-ink jet print head and fabrication method therefor |
| US7568285B2 (en) * | 2006-05-11 | 2009-08-04 | Eastman Kodak Company | Method of fabricating a self-aligned print head |
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