DE3051228C2 - Ink jet printing head mfg. method - Google Patents

Ink jet printing head mfg. method

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DE3051228C2
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Yasushi Takatori
Toshitami Hara
Yukuo Nishimura
Michiko Takahashi
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Abstract

The mfg. process is for an ink-jet type printing head.The latter ejects fine droplets of ink from a jet coupled to a working chamber holding the ink. Part of this jet is deposited on the printing material surface to produce the printed copy desired.In one stage a part is produced having a through bore. This forms the working chamber. In another stage this bore is connected to an aperture of another part that forms an intermediate supply chamber for the ink. In yet another stage one other part is brought close to another so that a slit is formed near the other aperture of the through bore. In the first stage a number of plate-like components can be integrally joined together

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzeichnungskopf gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a recording head according to the Ober Concept of claim 1.

Ein solcher Aufzeichnungskopf ist mit einer Vielzahl von wärmeerzeugenden Widerständen und Elektroden zur Stromversorgung der Widerstände und einer Schutzschicht für die Widerstände und die Elektroden ausgestattet.Such a recording head is equipped with a variety of heat generating resistors and electrodes for power supply the resistors and a protective layer for the resistors and the electrodes equipped.

Von den verschiedenen anschlaglosen Aufzeichnungsver­ fahren hat sich in den vergangenen Jahren die Tinten­ strahl-Aufzeichnung aufgrund verschiedener Vorteile am lebhaftesten entwickelt. Diese Vorteile sind beispiels­ weise ein sehr geringer Rausch- bzw. Geräuschpegel bei der Aufzeichnung sowie die Möglichkeit einer Hochge­ schwindigkeits-Aufzeichnung und einer Aufzeichnung auf gewöhnlichem Papier ohne besonderen Fixiervorgang. From the various non-stop recording ver the inks have been driving in recent years beam recording due to various advantages of most vividly evolved. These advantages are for example wise a very low noise or noise level the recording and the possibility of a high speed record and a record ordinary paper without special fixing.  

Bei dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wird eine im allgemeinen als Tinte bezeichnete Aufzeichnungsflüssig­ keit ausgestoßen. Demnach ist zur Durchführung des Ver­ fahrens ein Aufzeichnungskopf erforderlich, der eine Aus­ stoßdüse, die die Aufzeichnungsflüssigkeit in einem tröpfchenförmigen Zustand ausstößt und den Flug der Tröpfchen bewirkt, sowie einen Einlaß hat, durch den die Aufzeichnungsflüssigkeit eingeleitet wird. Der Aufzeich­ nungskopf kann in den verschiedensten Konstruktionen ent­ sprechend den Grundprinzipien des Tröpfchenausstoßes realisiert werden.In the ink jet recording method, a generally referred to as ink recording liquid ejected. Accordingly, to carry out the Ver a recording head is required, which is an off Shock nozzle, the recording liquid in one droplet-like state ejects and the flight of the Droplet causes, as well as has an inlet through which the Recording liquid is introduced. The record head can ent in various constructions ent speaking the basic principles of droplet ejection will be realized.

Beispielsweise ist ein Aufzeichnungskopf bekannt, bei dem die Tinte aus einem äußeren Tinten-Versorgungs­ tank in eine düsenförmige Flüssigkeitskammer unter einem Druck nachgeliefert wird, der keinen Tintenausstoß aus der Düse bewirkt. Bei diesem Aufzeichnungskopf wird eine Spannung an die Tinte in der Flüssigkeitskammer angelegt; eine Elektrode ist vor der Düse angeordnet, um einen elektrostatischen Ausstoß der Tinte aus der Düse zu be­ wirken.For example, a recording head is known, where the ink comes from an external ink supply tank into a nozzle-shaped liquid chamber under one Pressure is replenished, no ink ejection causes the nozzle. In this recording head becomes a Voltage applied to the ink in the liquid chamber; an electrode is arranged in front of the nozzle to a electrostatic discharge of the ink from the nozzle to be Act.

Dieser Aufzeichnungskopf hat zwar ein einfaches Grundprinzip, nachteilig bei ihm ist jedoch, daß ein komplizierter Detailaufbau des gesamten Systems sowie eine hochentwickelte genaue elektrische Steuerung für die Erzeugung und die Flugrichtung der Tröpfchen nötig ist. Zudem ist die Herstellung eines Hochgeschwindigkeits-Auf­ zeichnungsgerätes schwierig: Die Herstellung eines Vielfachkopfes mit einer Düsenanordnung hoher Dichte, die für die Hochgeschwindigkeits-Aufzeichnung unverzichtbar ist, ist mit dem vorstehend erläuterten Grundprinzip schwierig.Although this recording head has a simple Rationale, disadvantageous in him, however, is that a complicated detailed construction of the entire system as well a sophisticated accurate electrical control for the generation and direction of the droplets needed is. In addition, the production of a high-speed Auf Drawing device difficult: The production of a Multi-head with a high density nozzle assembly, the indispensable for high-speed recording is, is with the above-explained basic principle difficult.

Dementsprechend sind die meisten der bekannten Auf­ zeichnungsköpfe mit ungelösten Problemen bei der Konstruk­ tion, bei der Herstellung, beim Erzielen von Hochge­ schwindigkeitsaufzeichnungen und/oder bei der Zusammen­ setzung des Gesamtsystems behaftet.Accordingly, most of the known ones are on drawing heads with unsolved problems in the Konstruk  tion, in the production, while achieving high speed records and / or at the time of the meeting tion of the overall system.

Zudem sollen die verschiedenen Einzelteile des Auf­ zeichnungskopfes einen einheitlichen Qualitätsstand haben. Tatsächlich ist es nicht einfach, diese Einzelteile mit einer befriedigenden Ausbeute herzustellen.In addition, the various items of Auf drawing head have a consistent quality level. In fact, it is not easy to handle these items to produce a satisfactory yield.

Diese technischen Schwierigkeiten bei der Herstellung verstärken sich noch im Falle von als Vielfachkopfanord­ nungen aufgebauten Aufzeichnungsköpfen, bei denen jedes Einzelteil kleiner ist und eine erhöhte Genauigkeit er­ fordert.These technical difficulties in the production increase in the case of as a Mehrfachkopfanord constructed recording heads, where each Item is smaller and he has an increased accuracy calls.

Ein entsprechend ausgestalteter Tintenstrahl-Aufzeich­ nungskopf ist beispielsweise aus der DE-OS 26 49 970 bekannt. In diesem bekannten Fall wird die Energie auf die Druckflüssigkeit unter Zuhilfenahme von Kompressi­ onskammern aufgebracht, denen jeweils eine Membran und ein Keramikschwinger zugeordnet ist, um kurzzeitige Druckanstiege an der Kompressionskammer zu realisieren. Der Schreibkopf ist in Sandwich-Bauweise aufgebaut und weist sich paarweise gegenüberliegend angeordnete Kom­ pressionskammern auf, zwischen denen eine in etwa gleich große und nicht flüssigkeitsgefüllte, sowie mit den Kompressionsystemen nicht fließverbundene Aus­ gleichskammer angeordnet ist. Wenn an die Keramik­ schwinger Spannungsimpulse angelegt werden, verformen sich diese und führen zu einer Verkleinerung der Kom­ pressionsräume. Die dadurch entstehenden Druckwellen pflanzen sich in Richtung der Ausstoßdüse fort, um Auf­ zeichnungsflüssigkeit auszustoßen.A suitably designed ink jet recording Head is for example from DE-OS 26 49 970 known. In this known case, the energy is on the pressure fluid with the help of Kompressi applied onskammern, which each have a membrane and a ceramic oscillator is assigned to short-term To realize pressure increases at the compression chamber. The write head is constructed in sandwich construction and has pairs of oppositely arranged Kom press chambers, between which an approximately equal and not liquid-filled, as well as with Off the compression systems not fluidly connected is arranged equal chamber. If to the ceramics vibrating voltage pulses are applied, deform These and lead to a reduction of the Kom pressionsräume. The resulting pressure waves propagate towards the ejection nozzle to open expel drawing fluid.

Es hat sich gezeigt, daß es mit einem derartigen Aufbau des Aufzeichnungskopfes schwierig wird, die Ausstoßdü­ sen mit hoher Dichte anzuordnen, zumal die Aufbauteile des bekannten Aufzeichnungskopfes im Schweißverfahren miteinander verbunden werden.It has been shown that it is with such a structure of the recording head becomes difficult, the ejection nozzle high density, especially as the body parts  the known recording head in the welding process be connected to each other.

Zur Verbesserung der Qualität des Druckbildes und im Zuge einer Erhöhung der Düsenzahl pro Fläche wird in der DE-OS 28 43 064 bereits ein Tintenstrahl-Aufzeich­ nungskopf vorgeschlagen, bei dem die Aufzeichnungsflüs­ sigkeit, nämlich Tinte, aus einem äußeren Tinten-Ver­ sorgungstank in eine düsenförmige Flüssigkeitskammer unter einem Druck nachgeliefert wird, der noch keinen Tintenausstoß aus der Düse bewirkt. Vor der Düse ist eine Elektrode angeordnet, mit der nach Anlegen einer Spannung ein elektrostatischer Ausstoß von Aufzeich­ nungsflüssigkeit aus der Düse bewirkt werden kann. Mit diesem Aufbau gelingt es, die Flüssigkeitskanäle und den Anschluß zu einer Tintenversorgungskammer auf enge­ rem Raum unterzubringen, wobei mittels eines Micro-Schnei­ ders bzw. -Fräsers Nuten in eine Trägerplatte mit einem sehr kleinen Teilungsabstand eingearbeitet wer­ den. Mittels eines angeklebten Deckels werden diese Nu­ ten dann zu Kanälen geschlossen.To improve the quality of the printed image and in the In the course of an increase in the number of nozzles per area is in DE-OS 28 43 064 already an ink jet Aufzeich head, in which the recording liquid ink, namely ink, from an outer ink ver supply tank into a nozzle-shaped liquid chamber redone under pressure that does not yet Ink ejection from the nozzle causes. In front of the nozzle is an electrode arranged with the after applying a Voltage an electrostatic discharge of Aufzeich tion liquid can be effected from the nozzle. With this structure succeeds, the liquid channels and the connection to an ink supply chamber to close rem room to accommodate, using a micro-Schnei ders or -Fräsers grooves in a carrier plate with incorporated a very small pitch who the. By means of a glued lid these Nu Then closed to channels.

Zur weiteren Anhebung der Düsendichte wird in der eige­ nen älteren Patentanmeldung P 30 05 394 ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes vorgeschlagen, bei dem eine erste Platte, auf der ein für einen Tintenausstoß vorgesehenes Energiewandlerele­ ment in Form eines elektrothermischen oder elektrome­ chanischen Wandlers mit zugehörigen Leistungselektroden aufgebracht ist, zur Bildung eines Arbeitskammerblocks mit einer zweiten Platte verklebt wird, die in einem vorbestimmten Abstand, der gleich dem Abstand der Ener­ giewandlerelemente ist, nutenförmige Ausnehmungen auf­ weist, so daß die Ausnehmungen der zweiten Platte in Verbindung mit der ersten Platte einen Tintenkanal er­ geben, in dessen Verlauf das Energiewandlerelement an­ gebracht ist, wobei der Tintenkanal eine Ausstoßöffnung sowie eine Tintenzuführöffnung aufweist, die mit einer Tintenversorgungskammer in Verbindung steht. Auch in diesem Fall erfolgt somit die Herstellung der einzelnen Aufzeichnungskopf-Funktionsbereiche durch separate Be­ arbeitung verschiedener Schichten bzw. Substrate, die dann unter Zuhilfenahme auswertbarer Klebemittel zu ei­ nem kompletten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zusammen­ gefügt werden.To further increase the nozzle density is in the eige NEN older patent application P 30 05 394 a method for producing an ink-jet recording head proposed in which a first plate on which a for energy intended for ink ejection ment in the form of an electrothermal or electrome chanical converter with associated power electrodes is applied, to form a working chamber block is glued to a second plate in one predetermined distance equal to the distance of the energy giewandlerelemente is groove-shaped recesses points, so that the recesses of the second plate in Connection to the first plate an ink channel he enter, in the course of which the energy converter element is brought, wherein the ink channel an ejection opening  and an ink supply port provided with a Ink supply chamber communicates. Also in In this case, therefore, the production of the individual Recording head functional areas by separate Be Working different layers or substrates, the then with the help of evaluable adhesive to egg a complete inkjet recording head together be joined.

Bei Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfen der vorstehend be­ schriebenen Bauart ist dafür Sorge zu tragen, daß ein direkter Kontakt einer im Bereich des elektrothermi­ schen Wandlerelementes vorgesehen Heiz- oder Wider­ standsschicht oder einer Elektrodenschicht mit der Auf­ zeichnungsflüssigkeit oder der Tinte vermieden wird. Denn ein derartiger Kontakt würde zu einer Oxidation der Widerstandsschicht oder der Elektrodenschicht bzw. zu einer Zersetzung der Tinte führen.In ink jet recording heads of the above be typed design is to ensure that a direct contact one in the area of the elektrothermi rule converter element provided heating or cons stand layer or an electrode layer with the up drawing liquid or ink is avoided. Because such a contact would lead to oxidation the resistance layer or the electrode layer or lead to a decomposition of the ink.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit einem elektrothermi­ schen Wandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit dem trotz hoher Düsendichte Oxidationsprobleme bzw. eine Beeinflussung der Tintenqualität auch bei längerem Ein­ satz des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes zuverlässig ausgeschlossen werden können, wobei gleichzeitig das thermische Ansprechvermögen des Tröpfchenausstoßes und der Aufzeichnungsenergiewirkungsgrad möglichst hoch ge­ halten werden sollen.The invention is therefore based on the object, a Ink jet recording head with an electrothermi converter according to the preamble of the claim 1 to create with the despite high nozzle density oxidation problems or a Influence the ink quality even with longer Ein Set the inkjet recording head reliable can be excluded, at the same time the thermal responses of droplet ejection and the recording energy efficiency as high ge to be kept.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Tintenstrahl-Auf­ zeichnungskopfes durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This object is with respect to the ink jet on Drawing head by the features of claim 1 solved.  

Erfindungsgemäß wurde herausgefunden, daß mittels der aus den mindestens zwei speziellen Schichten aufgebauten Schutzschicht ein Kontakt der Elektroden­ schicht bzw. der Widerstandsschicht mit der Tinte oder eine hierdurch bewirkte Reaktion in der Tinte verhin­ dert werden dann.According to the invention it has been found that by means of the built up from the at least two special layers Protective layer a contact of the electrodes layer or the resistance layer with the ink or a reaction caused thereby in the ink verhin be changed then.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen erlauben es, einen Tin­ tenstrahl-Aufzeichnungskopf mit extrem hoher Düsen­ dichte herzustellen. Hierdurch läßt sich ein Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit einfachen und gleichzeitig eine hohe Präzision gewährleistenden Ver­ fahrensschritten herstellen.The measures of the invention allow a Tin Ten-beam recording head with extremely high nozzles make dense. This can be a Inkjet recording head with simple and at the same time ensuring a high precision Ver make steps.

Der erfindungsgemäße Aufbau des Aufzeichnungskopfes er­ laubt die Herstellung von Tintenkanälen extrem kleiner Weite unter Sicherstellung einer großen Herstellungs­ genauigkeit. Durch die erfindungsgeinäße Ausgestaltung der Schutzschicht läßt sich die Schutzschicht­ dicke sehr weit herabsetzen, ohne die Abschirmfunktion in irgendeiner Weise zu beeinträchtigen. Dabei kann die Bemessungsangabe für den spezifischen Widerstand einge­ halten werden. The inventive structure of the recording head he allows the production of ink channels extremely smaller Width while ensuring a great manufacturing accuracy. By erfindungsgeinäße design The protective layer can be the protective layer reduce thickness very far, without the shielding function in any way impair. It can the Rated specification for the specific resistance inserted to hold.  

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben. Es zeigen:The invention will be described below with reference to embodiment Examples with reference to the drawing closer be wrote. Show it:

Fig. 1A, 1B und 1C in der in Fig. 1 gezeigten Verbindung Fluß­ diagramme für ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des Auf­ zeichnungskopfes. Fig. 1A, 1B and 1C in the connection shown in Fig. 1 flow diagrams for a suitable method for producing the recording head.

Fig. 2 bis 7 schematische Ansichten des Aufzeichnungs­ kopfes in verschiedenen Verfahrensschritten, und Fig. 2 to 7 are schematic views of the recording head in different process steps, and

Fig. 8A und 8B, 9 und 10 schematische Teilansichten des Aufzeichnungskopfes zur Erläuterung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. FIGS. 8A and 8B, 9 and 10 are partial schematic views of the recording head for explaining the steps of the method according to the invention.

Im folgenden soll zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für den Zusammenbau eines Vielfach­ kopfes erläutert werden.In the following, an embodiment for the assembly of a multiple head will first be explained with reference to FIG. 1.

In Fig. 1A sind mit A und B Einzelteile bezeichnet, die die Arbeitskammer des Aufzeichnungskopfes bilden.In Fig. 1A, A and B denote parts constituting the working chamber of the recording head.

Fig. 2 zeigt, daß das Einzelteil A aus einer ebenen Platte 1, die beispielsweise aus Glas, Quarz, einer Keramik, aus Kunststoff, einem Metall etc. bestehen kann, in der folgenden Weise erhalten wird: Nach dem Waschen wird die ebene Platte 1 auf einer Seite mit einer Verankerungsschicht 2 beschichtet, die im wesentlichen aus einem Epoxydharz besteht. Anschließend wird sie für 20 Minuten bei 100°C einer Wärmebehandlung unterzogen und die Verankerungs­ schicht 2 mit einer Klebstoffschicht 3 mit einer Dicke von 0,5 bis 10 µm vorzugsweise von 1 bis 5 µm beschichtet. Die Klebstoffschicht 3 kann beispielsweise die folgende Zusammensetzung haben:
Fig. 2 shows that the item A is obtained from a flat plate 1 , which may be made of, for example, glass, quartz, ceramics, plastic, metal, etc. in the following manner: After washing, the flat plate becomes the first coated on one side with an anchoring layer 2 , which consists essentially of an epoxy resin. Subsequently, it is subjected to a heat treatment at 100 ° C. for 20 minutes, and the anchoring layer 2 is coated with an adhesive layer 3 having a thickness of 0.5 to 10 μm, preferably from 1 to 5 μm. The adhesive layer 3 may, for example, have the following composition:

Gewichtsteileparts by weight Epicote 1007 (Handelsname)Epicote 1007 (trade name) 100100 aromatische Amino-Aushärtungsmittelaromatic amino curing agent 55 Silan-VerbindungsmittelSilane coupling agent 55 Methyläthylketonmethyl ethyl ketone 300300

Nachdem die Klebstoffschicht durch eine 5 Minuten dauernde Vortrocknung bei 100°C zur Hälfte ausgehärtet ist, wird eine bestimmte Zahl länglicher Rillen 4 auf der so be­ schichteten Oberfläche mit einem Diamant-Schneidewerkzeug, beispielsweise mit einem Disco 2H/5 (Handelsname) der Disco Corporation, geschnitten. Anschließend wird die ebene Platte zur Herstellung des Einzelteils A auf die vorgegebenen Abmessungen zugeschnitten.After the adhesive layer is half hardened by pre-drying at 100 ° C for 5 minutes, a certain number of elongated grooves 4 are coated on the thus coated surface with a diamond cutting tool, for example Disco 2H / 5 (trade name) of Disco Corporation cut. Subsequently, the flat plate is cut to produce the item A to the predetermined dimensions.

Im allgemeinen haben die Rillen 4 einen Querschnitt im Bereich von 10 × 10 µm bis 150 × 150 µm und eine Tei­ lung im Bereich von 30 bis 200 µm. Als Klebstoff ist nicht nur der mit der oben angegebenen Zusammensetzung möglich, sondern auch andere Klebstoffe, die Klebe­ wirkung während einer Wärmebehandlung zeigen. Solche Klebstoffe sind beispielsweise organische Verbindungen wie Epoxidharzklebstoffe, Phenolharz-Klebstoffe, Urethan­ harz-Klebstoffe, Silikonharz-Klebstoffe, Triazinharzklebstoffe oder BT-Klebstoffe, sowie anorganische Verbindungen, bei­ spielsweise flüssige Silbersalze (siehe US-PS 3 089 799) oder niedrigschmelzende Gläser. Diese anorganischen Ver­ bindungen werden häufiger pulverförmig als im flüssigen Zustand eingesetzt.In general, the grooves 4 have a cross section in the range of 10 × 10 microns to 150 × 150 microns and a Tei ment in the range of 30 to 200 microns. As the adhesive, not only the composition given above is possible, but also other adhesives which exhibit adhesive effect during a heat treatment. Such adhesives are, for example, organic compounds such as epoxy resin adhesives, phenolic resin adhesives, urethane resin adhesives, silicone resin adhesives, triazine or BT adhesives, and inorganic compounds, for example, liquid silver salts (see US Patent No. 3,089,799) or low melting glasses. These inorganic compounds are more frequently used in powder form than in the liquid state.

Fig. 3 zeigt das getrennt hergestellte andere Ein­ zelteil B. Aus der einen Querschnitt bei der Linie X-Y der Fig. 3 zeigenden Fig. 4 ist ersichtlich, daß das Einzelteil B dadurch erhalten wird, daß auf der einen Oberfläche eines Substrates 5, das eine Dicke von etwa 0,6 mm hat und aus Aluminiumoxyd, einkristallinem Silizium oder einem Metall wie beispielsweise Aluminium, Eisen oder etwas ähnlichem besteht, eine wärmespeichernde Schicht (aufgesprühte SiO2-Schicht mit einer Dicke von 2 bis 3 µm), eine wärmeerzeugende Widerstandsschicht 7 (aufgesprühte Hfβ2-Schicht mit einer Dicke von 50 bis 100 nm), eine Elektrodenschicht 8 (aufgedampfte Alu­ miniumschicht mit einer Dicke von 70 bis 80 nm), eine erste Schutzschicht 9 (aufgestäubte SiO-Schicht mit einer Dicke von 1 µm) und eine zweite Schutzschicht 10 (eine aus Parylen oder Silikon bestehende aufgestäubte Schicht) nach­ einander aufgebracht und anschließend das Substrat in die gewünschten Abmessungen zurechtgeschnitten wird. Fig. 3 shows the separately produced another one-piece B. From the cross-section in the line XY of Fig. 3 facing Fig. 4 it can be seen that the item B is obtained in that on one surface of a substrate 5 , the one Thickness of about 0.6 mm and made of alumina, monocrystalline silicon or a metal such as aluminum, iron or the like, a heat-storing layer (sprayed SiO 2 layer having a thickness of 2 to 3 μm), a heat-generating resistance layer 7 (sprayed Hfβ 2 layer having a thickness of 50 to 100 nm), an electrode layer 8 (vapor-deposited aluminum layer having a thickness of 70 to 80 nm), a first protective layer 9 (sputtered SiO layer having a thickness of 1 micron) and a second protective layer 10 (a parylene or silicone sputtered layer) is applied one after the other and then the substrate is trimmed to the desired dimensions approx.

Bei dem vorstehend erläuterten Vorgehen wird die Elektrodenschicht 8 einem Musterätz-Schritt unterwor­ fen, um, wie in Fig. 3 gezeigt, einzelne Leitungs­ elektroden 11 und eine gemeinsame Leitungselektrode 12 zu bilden und um die Widerstandsschicht 7 in einem ge­ wünschten Muster 13 in einer bestimmten Zahl freizulegen. Das Widerstands-Muster 13 hat vorzugsweise eine Abmessung, die in etwa gleich der Breite der Rillen 4 ist. In the above-explained procedure, the electrode layer 8 is subjected to a pattern etching step to form individual lead electrodes 11 and a common lead electrode 12 as shown in Fig. 3 and to set the resistance layer 7 in a desired pattern 13 in a certain one Expose number. The resistance pattern 13 preferably has a dimension which is approximately equal to the width of the grooves 4 .

Die so gefertigten Teile A und B werden derart gegen­ seitig ausgerichtet, daß die Rillen 4 und die Widerstands­ muster 13 sich gegenüberliegen. Die Teile A und B werden in dieser in Fig. 5 geneigten Lage festgehalten.The thus manufactured parts A and B are aligned against each other so that the grooves 4 and the resistor pattern 13 are opposite. The parts A and B are held in this inclined in Fig. 5 position.

Anschließend wird zunächst die Klebstoffschicht 3 in einer weiteren 10 Minuten dauernden Wärmebehandlung bei ca. 100°C halbgehärtet und in einem Kontrollschritt ge­ prüft, daß weder Ausrichtungsfehler vorliegen, noch die Rillen 4 zugesetzt sind. Ist das Ergebnis negativ (Fall nein) werden die Einzelteile A und B getrennt und das Teil B zur Wiederbenutzung gewaschen, während das Teil A ausgeschieden wird. Treten keine Fehler auf (Fall ja), so wird die Klebstoffschicht 3 durch eine 50 Minuten bei einer Tempe­ ratur von 100°C und zwei Stunden bei einer Temperatur von 180°C dauernde Wärmebehandlung vollständig ausge­ härtet. Anschließend wird der Kontrollschritt nochmals wiederholt, um zu bestätigen, daß keine der Rillen 4 zu­ gesetzt ist. Treten keine Fehler auf, so wird der ver­ vollständigte Arbeitskammer - Block C zu weiteren Her­ stellungsschritten weitergegeben.Subsequently, the adhesive layer 3 is first half-hardened in a further 10 minutes of heat treatment at about 100 ° C and in a control ge checks that there are no alignment errors, nor the grooves 4 are added. If the result is negative (case no) items A and B are separated and item B is washed for reuse while item A is discarded. If no error occurs (Yes case), the adhesive layer 3 is cured completely by 50 minutes at a temperature of Tempe 100 ° C and two hours at a temperature of 180 ° C lasting heat treatment. Subsequently, the control step is repeated again to confirm that none of the grooves 4 is too close. If no errors occur, the complete working chamber - block C is forwarded to further production steps.

Bei dem beschriebenen Verfahren, bei dem mehrere Teile zur Herstellung eines bestimmten Aufbaus mit einem aushärtbaren Harz aneinander geklebt werden, ist die Verwendung des vorstehend erläuterten Klebeverfahrens besonders vorteilhaft, das einen Schritt, bei dem eine aushärtbare Harzschicht auf zumindest eines der Teile aufgebracht und in einen Zwischenzustand des Aushärte­ vorgangs gebracht wird, einen Schritt, bei dem ein Ril­ lenmuster auf einer Oberfläche des mit der Harzschicht versehenen Bauteiles gebildet wird, und einen Schritt umfaßt, bei dem mehrere Bauteile durch Aushärten der Harzschicht zusammengeklebt werden. In the described method, in which several Parts for making a particular construction with a hardenable resin are glued together, is the Use of the above-described adhesive method Particularly advantageous, the one step in which a curable resin layer on at least one of the parts applied and in an intermediate state of curing process, a step in which a Ril lenmuster on a surface of the resin layer provided component, and a step in which several components by curing the Glued together resin layer.  

Auf diese Weise wird es möglich, die Bauteile ohne Schaden an den sehr kleinen Rillenmustern dadurch zusammenzusetzen, daß eine auf dem Bauteil, auf dem die Rillenmuster ausgebildet werden sollen, aufgebrachte aushärtbare Harzschicht halb gehärtet wird, anschlie­ ßend die Rillenmuster auf dem Bauteil mit der halb gehärteten Harzschicht gebildet werden und zuletzt die Harzschicht, nachdem das Bauteil mit den anderen Bau­ teilen zusammengefügt worden ist, vollständig ausge­ härtet wird.In this way it becomes possible, the components without damage to the very small groove patterns thereby to assemble one on the component on which the Grooved patterns are to be formed, applied hardenable resin layer is semi-hardened, then ßend the groove patterns on the component with the half hardened resin layer are formed and last the Resin layer after the component with the other construction has been merged, completely out is hardened.

Vor allem bei der Herstellung eines Aufzeichnungs­ kopfes, der eine Aufzeichnungsflüssigkeit in tröpfchen­ förmiger Form aus einer Düse ausspritzt, ermöglicht das vorstehend erläuterte Verfahren die Herstellung einer Vielzahl von Düsen mit gleichem Durchmesser und gleicher Form, die mit einer hohen Dichte angeordnet sind.Especially in the production of a recording head, which droplets a recording liquid shaped mold ejected from a nozzle allows the method explained above, the preparation of a Variety of nozzles with the same diameter and the same Shape, which are arranged with a high density.

Zur weiteren Erläuterung dieses Klebeverfahrens wird auf den Inhalt der Offenlegungsschrift DE 30 11 919 verwiesen. To further illustrate this bonding method is to the content of the published patent application DE 30 11 919 directed.  

Im folgenden sollen die in Fig. 4 gezeigte erste Schutz­ schicht 9 und die zweite Schutzschicht 10 erläutert werden. Diese Schichten sind dazu vorgesehen, daß sie einen direkten Kontakt der Widerstandschicht 7 oder der Elektroden­ schicht 8 mit der Aufzeichnungsflüssigkeit oder der Tinte verhüten, der zu einer Oxidation der Widerstandsschicht oder der Elektrodenschicht oder zu einer Zersetzung der Tinte führen würde. Bei dem beschriebenen Aufzeich­ nungskopf hat die Dicke der ersten Schutzschicht 9 und der zweiten Schutzschicht 10 einen merklichen Einfluß auf das thermische Ansprechvermögen des Tröpfchenausstoßes und auf den Aufzeichnungsenergiewirkungsgrad, da die durch die Widerstandsschicht 7 erzeugte thermische Energie durch die beiden Schichten durchtritt. Bei diesen Ausfüh­ rungsbeispielen gilt, daß, je dünner die erste Schutzschicht 9 und die zweite Schutzschicht 10 sind, umso besser das thermische Ansprechvermögen und umso geringer die erforderliche Schreibenergie ist, da die Wärmeleitung verbessert ist. Jedoch neigt eine durch Aufdampfen oder Aufsprühen her­ gestellte Schutzschicht, wie sie normalerweise bei der Herstellung von thermischen Aufzeichnungsköpfen benutzt wird, dazu, daß unbedeckte Abschnitte an dem Absatz zwischen der Elektrodenschicht 8 und der Widerstandsschicht 7 oder Löcher in der Schicht selbst auftreten, wenn die Dicke der Schicht verringert wird. Aus diesen Gründen ist eine gewisse Dicke bislang als notwendig erachtet worden, um nicht die Elektrodenschicht 8 oder die Widerstandsschicht 7 schädlichen Einflüssen auszusetzen, auch wenn hierdurch die thermischen Leitfähigkeitsbedingungen verschlechtert werden.In the following, the first protective layer 9 shown in Fig. 4 and the second protective layer 10 will be explained. These layers are designed to prevent a direct contact of the resistive layer 7 or the electrode layer 8 with the recording liquid or the ink, which would lead to an oxidation of the resistive layer or the electrode layer or to a decomposition of the ink. In the recording head described, the thickness of the first protective layer 9 and the second protective layer 10 has a marked influence on the thermal response of the droplet ejection and the recording energy efficiency, since the thermal energy generated by the resistive layer 7 passes through the two layers. In these embodiments, the thinner the first protection layer 9 and the second protection layer 10 are, the better the thermal response and the lower the required write energy, since the heat conduction is improved. However, a protective layer prepared by vapor deposition or spraying, which is normally used in the production of thermal recording heads, tends to cause uncovered portions on the land between the electrode layer 8 and the resist layer 7 or holes in the layer itself when the thickness the layer is reduced. For these reasons, a certain thickness has heretofore been considered necessary so as not to expose the electrode layer 8 or the resistive layer 7 to harmful influences, even if the thermal conductivity conditions are thereby deteriorated.

Erfindungsgemäß ist jedoch gefunden worden, wie sogar bei einer extrem dünnen Schutzschicht ein Kontakt der Elektrodenschicht 8 bzw. der Widerstandsschicht 7 mit der Tinte oder eine hierdurch bewirkte Reaktion in der Tinte verhindert werden kann.According to the invention, however, it has been found that even with an extremely thin protective layer, contact of the electrode layer 8 or resistive layer 7 with the ink or a reaction in the ink caused thereby can be prevented.

Nachdem die gewünschten Muster in der Elektroden­ schicht 8 und der Widerstandsschicht 7 gebildet worden sind, wird darauf eine erste Schutzschicht 9 mit einer Dicke von 0,01 bis 1 µm mittels Elektronenstrahlver­ dampfen oder -aufsprühen aufgebracht, die wahlweise aus Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Tantaloxid oder Zirconium­ oxid, einem Carbid wie beispielsweise Berylliumcarbid, einem Borid wie beispielsweise Berylliumborid, einem Sulfid wie beispielsweise Lanthansulfid, Praseodymsulfid, Neodymsulfid oder Ytterbiumsulfid, amorphem Silizium oder Selen besteht.After the desired pattern in the electrode layer 8 and the resistive layer 7 have been formed, it is on a first protective layer 9 with a thickness of 0.01 to 1 micron by electron beam evaporation or spraying applied, optionally of silica, magnesium oxide, alumina, Tantalum oxide or zirconium oxide, a carbide such as beryllium carbide, a boride such as beryllium boride, a sulfide such as lanthanum sulfide, praseodymium sulfide, neodymium sulfide or ytterbium sulfide, amorphous silicon or selenium.

Die erste Schutzschicht 9 kann auch durch Sprüh­ beschichtung, Schleuderscheibenbeschichtung oder Tauchbe­ schichtung mit einer Dicke von 0,01 bis 1 µm aus einem wärmebeständigen Harz hergestellt werden, ausgewählt aus Silikonharz, fluorierten Harzen, Polyimidharz (z. B. aromatischen Poly­ amiden und additionspolymerisierten Polymiden), Epoxidharzen, p-Vinyl-Phenolharzen und BT-Harzen (Addition-- Polymerisation-Harze aus Triazinharzen und Bismaleinimid).The first protective layer 9 may also be made by spray coating, spin coating, or dipping coating of a thickness of 0.01 to 1 μm from a heat-resistant resin selected from silicone resin, fluorinated resins, polyimide resin (for example, aromatic polyamides and addition-polymerized polyimides ), Epoxy resins, p-vinyl phenolic resins and BT resins (addition polymerization resins of triazine resins and bismaleimide).

Die erste Schutzschicht 9 ist nicht notwendigerwei­ se eine Einfachschicht, sie kann auch aus mehreren Schich­ ten zusammengesetzt sein. Das Vorhandensein von Löchern in den Schutzschichten 9 ist nicht das Hauptproblem bei den für die thermische Aufzeichnung verwandten thermi­ schen Aufzeichnungsköpfen gewesen. Im Falle der Tinten­ düsenaufzeichnung jedoch, bei der die Schutzschicht in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit kommt, kommt dem Verhindern von Löchern in der ersten Schutzschicht 9 ein größerer Stellenwert in bezug auf die Lebensdauer des Aufzeichnungsgerätes zu.The first protective layer 9 is not necessarily a single layer, it may also be composed of several layers. The presence of holes in the protective layers 9 has not been the major problem with the thermal recording related thermal recording heads. In the case of the ink jet recording, however, in which the protective layer comes into direct contact with the liquid, the prevention of holes in the first protective layer 9 becomes more important with respect to the life of the recording apparatus.

Bei dem erläuterten Verfahren werden Fehlstellen, wie die Löcher, die in der ersten Schutzschicht 9 vorhanden sind, praktisch vollständig durch eine zweite Schutz­ schicht (oder Füllschicht) 10 aufgefüllt, die über der ersten Schutzschicht 9 aufgetragen wird. Somit wirkt die zweite Schutzschicht als Füllschicht für die erste Schutzschicht 9. Das zur Herstellung der zweiten Schutzschicht 10 verwandte Harz hat vorzugsweise folgende Eigenschaften: (1) genügende Filmbildung, (2) blasenfreie Struktur mit geringer Lochbildung, (3) kein Quellen oder Auflösen in der verwendeten Tinte, (4) ausreichende Haftung an der ersten Schutzschicht und (5) hohe thermische Wider­ standsfähigkeit. Die erfindungsgemäß verwendbaren Harze sind Silikonharze, fluorierte Harze, aromatische Polyamide, Polyimide vom Additions-Polymerisationstyp, Polybenzimidazol, Epoxidharze, p-Vinylphenolharze, Triazinharze oder BT-Harze (Additionspolymerisations­ harze aus Triazinharz und Bismaleinimid). In the illustrated method, voids, such as the holes present in the first protective layer 9 , are almost completely filled by a second protective layer (or filling layer) 10 applied over the first protective layer 9 . Thus, the second protective layer acts as a filling layer for the first protective layer 9 . The resin used for producing the second protective layer 10 preferably has the following characteristics: (1) sufficient film formation, (2) bubble-free structure with little hole formation, (3) no swelling or dissolution in the ink used, (4) sufficient adhesion to the first protective layer and (5) high thermal resistance. The resins usable in the present invention are silicone resins, fluorinated resins, aromatic polyamides, addition polymerization type polyimides, polybenzimidazole, epoxy resins, p-vinylphenol resins, triazine resins or BT resins (addition polymerization resins of triazine resin and bismaleimide).

Bei der Verwendung der oben erwähnten wärmebeständigen Harze kann eine Schutzschicht auch durch Auflösen eines solchen Harzes in einem Lösungsmittel und Auftragen des so erhaltenen Lösung durch Schleuderscheiben-Be­ schichtung, Spritzbeschichtung oder Tauchbeschichtung auf die erste Schutzschicht 9 sowie anschließende Trock­ nung hergestellt werden.In the use of the above-mentioned heat-resistant resins, a protective layer can also be prepared by dissolving such a resin in a solvent and applying the solution thus obtained by spin coating, spray coating or dip coating on the first protective layer 9 , followed by drying.

Die zweite Schutzschicht 10 sollte so dünn wie möglich sein, da sie direkt das thermische Ansprechvermögen des Tröpfchen­ ausstoßes oder den Energiewirkungsgrad beeinflußt. Ent­ sprechend dem beschriebenen Verfahren liegt nach dem Trocknen die Dicke in dem Bereich von 0,01 bis 10 µm vorzugsweise von 0,01 bis 5 µm und am besten zwischen 0,1 bis 3 µm.The second protective layer 10 should be as thin as possible, as it directly affects the thermal response of the droplet ejection or energy efficiency. According to the described method, after drying, the thickness is in the range of 0.01 to 10 μm, preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.1 to 3 μm.

Wird ein Aufzeichnungskopf in Verbindung mit einer elektrisch leitenden Tinte, die Wasser als Lösungsmittel verwendet, benutzt, so sollte die erste Schutzschicht 9 und/oder die zweite Schutzschicht 10 vorzugsweise eine Dicke von ca. 0,1 bis 5 µm haben, damit ein spezifischer Wider­ stand von 5 × 105 Ωcm oder größer erreicht wird, um einem Kurzschluß durch die Tinte zu verhindern.When a recording head is used in conjunction with an electroconductive ink using water as a solvent, the first protective layer 9 and / or the second protective layer 10 should preferably have a thickness of about 0.1 to 5 μm for a specific resist of 5 × 10 5 Ωcm or larger is achieved to prevent short-circuiting of the ink.

Wie vorstehend ausgeführt, sollte die Schutzschicht vorzugsweise dünner hergestellt werden, um das thermische Ansprechvermögen des Tröpfchenausstoßes oder den Energie­ wirkungsgrad zu erhöhen. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache und der erforderlichen Isolation sollte die Dicke vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 3 µm liegen.As stated above, the protective layer should preferably made thinner to the thermal Responsibility of droplet ejection or energy increase efficiency. Taking this into account Fact and the required isolation should be the Thickness preferably in the range of 0.2 to 3 microns.

Eine solch iso­ lierende Schutzschicht wird mittels bekannter Verfahren herge­ stellt. Die Materialien für solche Schichten sind so ausgewählt, daß sie einen hohen Wider­ stand bei Filmbildung mittels Aufstäuben, CVD-Verfahren, Aufdampfen, Beschichten nach Reaktionen in der Gasphase oder Beschichten aus der Flüssigkeit zeigen, sogar wenn sie als normaler Festkörper einen niedrigen Widerstand haben. Die Dicke dieser Filme liegt im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 5 µm, vorzugsweise von 0,2 bis 3 µm. Such an iso Lier protective layer is Herge by known methods provides. The materials for such layers are chosen so that they  a high cons stood in film formation by means of sputtering, CVD method, Vapor deposition, coating after reactions in the gas phase or coating from the liquid, even if they have a low resistance as a normal solid to have. The thickness of these films is generally in the Range of 0.1 to 5 microns, preferably from 0.2 to 3 microns.  

Die Wirkung der vorstehend erläuterten Schutzschichten wird im folgenden durch experimentelle Beispiele erläutert.The effect of the protective layers explained above is explained below by experimental examples.

Experimentelle Beispiele 1 bis 9Experimental Examples 1 to 9

Ein Substrat mit wärmeerzeugenden Elementen, wie es in einer vergrößerten perspektiven Ansicht in Fig. 8A gezeigt ist, wurde auf die folgende Weise hergestellt:
Auf einem Aluminiumoxidsubstrat 212 wurden der Reihe nach eine Wärmespeichernde SiO2-Schicht 213 (mehrere µm), eine wärmespeichernde ZrB2-Widerstandsschicht 214 (80 nm) und eine Aluminium-Elektrodenschicht 215 (500 nm) aufgebracht. Durch selektives Ätzen wurden Heizwider­ stände 214' mit einer Breite von 60 µm und einer Länge von 75 µm hergestellt. Durch ähnliches Ätzen wurden Steuerelektroden 215a und eine gemeinsame Elektrode 215b ausgebildet. Wie in Fig. 8B gezeigt wurde anschließend eine erste SiO2-Schutzschicht 216 (0.01 µm) auf der Elektroden­ schicht 215 aufgebracht. Auf die Schutzschicht 216 wurde wie in Tabelle 1 gezeigt für die zweite Schutzschicht jeweils ein wärmebeständiges Harz aus dem flüssigen Zustand aufgebracht, im Vakuum getrocknet und unter den ebenfalls in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen einer Wärmebehandlung unterzogen, um das Substrat für die experimentellen Beispiele 1 bis 9 herzustellen.
A substrate with heat-generating elements, as shown in an enlarged perspective view in Fig. 8A, was prepared in the following manner:
On an alumina substrate 212, the number of a heat-storing ZrB were after a Heat reserving SiO 2 layer 213 (several microns), 2 -Widerstandsschicht 214 (80 nm) and an aluminum electrode layer 215 (500 nm) is applied. By selective etching heating resistors 214 'were made with a width of 60 microns and a length of 75 microns. By similar etching control electrodes 215 a and a common electrode 215 b were formed. As shown in FIG. 8B, a first SiO 2 protective layer 216 (0.01 μm) was subsequently applied to the electrode layer 215 . On the protective layer 216 , a heat-resistant resin from the liquid state was applied as shown in Table 1 to the second protective layer, dried under vacuum, and subjected to heat treatment under the conditions also shown in Table 1 to prepare the substrate for Experimental Examples 1 to 9 manufacture.

Getrennt hiervon wurde eine in Fig. 9 gezeigte Rillenplatte 220 durch Einschneiden einer Vielzahl von Rillen 218 mit einer Breite von 70 µm und einer Tiefe von 60 µm und einer weiteren Rille 219, die die gemeinsame Tintenkammer bildet, mit einem Mikroschneidgerät hergestellt.Separately, a groove plate 220 shown in Fig. 9 was prepared by cutting a plurality of grooves 218 having a width of 70 μm and a depth of 60 μm and another groove 219 forming the common ink chamber with a micro-cutter.

Das vorstehend erläuterte Substrat mit den wärme­ erzeugenden Elementen und die Rillenplatte wurden zusammen­ geklebt, nachdem die wärmeerzeugenden Elemente und die Rillen ausgerichtet worden waren. Durch Anbringen einer Tintenversorgungs-Rohrleitung 221 zur Versorgung mit Tinte aus einem nicht dargestellten Tintenbehälter wurde der in Fig. 10 gezeigte Schreibkopf-Block 222 vervollständigt. Weiter wurde der Block 222 mit einer Leiterplatte verbunden, die die elektrische Verbindung zu den Steuerelektroden und der gemeinsamen Elektrode her­ stellte.The above-explained substrate with the heat generating elements and the groove plate were bonded together after the heat generating elements and the grooves were aligned. By attaching an ink supply piping 221 for supplying ink from an ink tank, not shown, the recording head block 222 shown in Fig. 10 was completed. Further, the block 222 was connected to a printed circuit board, which provided the electrical connection to the control electrodes and the common electrode forth.

Der Tintentröpfchen-Ausstoß wurde mit Schreibimpulsen mit einer Impulsbreite von 10 µsec, und einer Impulsfrequenz von 10 KHz untersucht.The ink droplet ejection was with write pulses with a pulse width of 10 μsec, and a pulse frequency of 10 KHz.

Die Zusammensetzung der Tinte war:
The composition of the ink was:

Gewichtsprozentepercentages by weight Wasserwater 7070 Diethylenglykoldiethylene glycol 2929 Schwarzer FarbstoffBlack dye 11

Bei dem unter den vorstehenden Bedingungen durchge­ führten Tröpfchenausstoßtest zeigte der Schreibkopf, wie in Tabelle 1 zusammengestellt ist, eine hervorragende Lebensdauer zusammen mit einer genügenden Schreibqualität.In the under the above conditions durchge led droplet ejection test showed the write head, as summarized in Table 1, is excellent Life together with a sufficient writing quality.

Bei diesen Beispielen wurde die Lebensdauer durch die Zahl der nacheinander an den Schreibkopf anlegbaren elektrischen Impulse folgendermaßen beurteilt:
In these examples, the life was evaluated by the number of electrical pulses applied to the write head one by one as follows:

A: ≧109
B: 108-109
C: ≦105.
A: ≧ 10 9
B: 10 8 -10 9
C: ≦ 10 5 .

Tabelle 1Table 1

Experimentelle Beispiele 10 bis 23Experimental Examples 10 to 23

Die SiO2-Schutzschicht 216 bei den vorstehenden Beispielen 1 bis 9 kann durch die in der Tabelle 2 aufge­ führten Materialien ersetzt werden, die durch die eben­ falls in Tabelle 2 aufgeführten wärmebeständigen ausgehärteten Harze bedeckt werden, um in ähnlicher Weise wie bei den experimentellen Beispielen 1 bis 9 hergestellte Substrate zu erhalten.The SiO 2 protective layer 216 in the above Examples 1 to 9 can be replaced by the materials listed in Table 2 which are covered by the heat-resistant cured resins just listed in Table 2, in a manner similar to the experimental examples To obtain 1 to 9 prepared substrates.

Die erhaltenen Aufzeichnungsköpfe wurden auf eine ähnliche Weise getestet, die Ergebnisse sind gleichfalls in Tabelle 2 zusammengestelltThe obtained recording heads were set to a tested the same way, the results are the same in Table 2

Tabelle 2Table 2

Die Ergebnisse der vorstehenden experimentellen Beispiele zeigen klar, daß das Vorhandensein der Schutzschichten die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes wesentlich erhöht.The results of the above experimental Examples clearly show that the presence of the Protective layers the life of the recording head significantly increased.

Der Anbau eines Zwischenkammerblocks D für die Tintenversorgung, wie in Fig. 6 gezeigt, er­ folgt anschließend an dem Zusammenbau des in Fig. 5 gezeigten Arbeitskammerblocks C.The attachment of an intermediate chamber block D for the ink supply, as shown in Fig. 6, it follows then to the assembly of the working chamber block C shown in Fig. 5 .

Bei diesem Zusammenbau werden Querteile E bzw. E' mit einem Klebstoff der unten stehenden Zusammensetzung beschichtet, anschließend, wie in Fig. 6 gezeigt, mit dem Arbeitskammerblock C ausgerichtet und für eine Minute einer Wärmebehandlung bei ca. 60°C unterzogen, um den Klebstoff in einen halb gehärteten Zustand zu überführen:
Klebstoff: Epikote #828 (Shell Chemical) 100 Gewichtsteile
Epomate Epomate B-002 (Ajinomoto Co.) 40 Gewichtsteile.
In this assembly, crosspieces E and E ', respectively, are coated with an adhesive of the composition below, then aligned with the working chamber block C, as shown in Fig. 6, and heat treated at about 60 ° C for one minute to form the adhesive into a semi-hardened state:
Adhesive: Epikote # 828 (Shell Chemical) 100 parts by weight
Epomate Epomate B-002 (Ajinomoto Co.) 40 parts by weight.

Während sich der Klebstoff in diesem Zustand befindet, wird ein Kontrollschritt durchgeführt, um zu überprüfen, daß weder Zusammenbaufehler vorliegen, noch daß Klebstoff fälschlicherweise in andere Teile geflossen ist. Ist das Ergebnis negativ (Fall nein) werden die Teile E und E' wieder von dem Block C getrennt und für eine Wiederver­ wendung gereinigt. Liegt dagegen kein Defekt vor (Fall ja) wird für etwa 30 Minuten bei 60° eine Wärmebehandlung durchgeführt, um den Klebstoff zu härten.While the adhesive is in this state, a control step is performed to check that there are neither assembly errors, nor that adhesive mistakenly flowed into other parts. Is this Result negative (case no) the parts E and E ' again separated from the block C and for a Wiederver cleaned. If there is no defect (case yes) is heat treated at 60 ° C for about 30 minutes performed to cure the adhesive.

Anschließend wird das hintere Endteil F mit Klebe­ stoff bestrichen, in einer ähnlichen Weise ausgerichtet und für eine Minute bei 60°C einer Wärmebehandlung unter­ zogen, um den Klebstoff halb zu härten. In ähnlicher Weise wird ein Kontrollschritt durchgeführt, und bei negativem Ergebnis (Fall nein) das Teil wie oben erläutert gereinigt, während dann, wenn kein Fehler auftritt (Fall ja) eine 30-minütige Wärmebehandlung bei 60° durchgeführt wird, um den Klebstoff auszuhärten.Subsequently, the rear end part F with adhesive coated, oriented in a similar way and heat treatment for one minute at 60 ° C pulled to half cure the adhesive. In similar A check step is performed, and at negative result (case no) the part as explained above cleaned, while if no error occurs (case yes) a 30-minute heat treatment at 60 ° performed  is used to cure the adhesive.

Als nächstes wird ein Deckteil G mit Klebstoff beschichtet, in ähnlicher Weise ausgerichtet und für eine Minute bei 60°C einer Wärmebehandlung unterzogen, um den Klebstoff halb zu härten. Erneut wird ein Kontroll­ schritt durchgeführt. Ist das Ergebnis negativ (Fall nein) wird wie oben erklärt, das Teil gereinigt, während, wenn kein Fehler auftritt (Fall ja) eine 30-minütige Wärmebehandlung bei 60°C durchgeführt wird und anschließend eine weitere 10-minütige Wärmebehandlung bei ca. 100°C, um das Aushärten des Klebstoffes zu vollenden.Next, a cover part G with adhesive coated, similarly oriented and for heat treated for one minute at 60 ° C, to semi-cure the adhesive. Again, a control Step performed. Is the result negative (case no) is explained as explained above, the part while, if no error occurs (case yes) a 30-minute Heat treatment is carried out at 60 ° C and then another 10 minutes heat treatment at about 100 ° C, to complete the curing of the adhesive.

Anschließend werden die Röhrenteile H und H' in die vorgegebenen Stellen des so hergestellten Blocks ein­ gesetzt, der Spalt um die Röhrenteile wird mit Klebstoff aufgefüllt. Das Härten schreitet in diesem Falle langsam fort. Anschließend wird ein Kontrollschritt durchgeführt, um zu überprüfen, daß kein Klebstoff in die Teile H, H' oder in die Zwischenkammer eingedrungen ist. Ist das Ergebnis negativ (Fall nein) werden die Teile wieder ge­ trennt und für eine Wiederverwendung, wie oben erläutert, gereinigt. In dem Fall, daß kein Defekt auftritt (Fall ja), wird eine 30-minütige Wärmebehandlung bei 60°C und an­ schließend eine 10-minütige Wärmebehandlung bei 100°C durchgeführt wird, um das Aushärten zu vollenden.Subsequently, the tube parts H and H 'in the predetermined locations of the block thus produced set, the gap around the tube parts is covered with glue refilled. Hardening progresses slowly in this case continued. Subsequently, a control step is carried out, to check that no adhesive in the parts H, H ' or has penetrated into the intermediate chamber. Is this Result negative (case no) the parts are ge again disconnects and for reuse, as explained above, cleaned. In the case that no defect occurs (case yes), is a 30-minute heat treatment at 60 ° C and at followed by a 10 minute heat treatment at 100 ° C is performed to complete the curing.

Auf diese Weise wird die Verbindung des Zwischen­ kammerblocks D zu dem hinteren Abschnitt des Arbeitskammer­ blocks C vervollständigt. Anschließend wird die Vorder­ fläche 15 des Arbeitskammerblocks C, auf der sich die Ausstoßdüsen befinden, mit Schleifsand (#1000 oder höher) glatt geschliffen. Nach dem Schleifen wird die Anordnung gereinigt, um Schleifsand und andere Fremdteilchen zu entfernen, die in die Rillen 4 durch Düsen 14 während des Schleifens eingedrungen sind. Hierauf wird in einem Kontrollschritt geprüft, ob die Vorderfläche 15 voll­ ständig eben und die Rillen 4 gereinigt sind, und wenn das Schleifen noch nicht vollständig ist, werden das Schleif- und der Reinigungsschritt wiederholt. Der Kontrollschritt wird erneut wiederholt, und im Falle eines negativen Ergebnisses (Fall nein) der vorhergehende Schritt wiederholt. Liegt dagegen kein Defekt vor, (Fall ja) so wird die aus den Blöcken C und D bestehende Anordnung getrocknet. Bei dem folgenden Herstellungsschritt wird ein Schlitzblock I mit Düsen an der Vorderfläche 15 ange­ bracht.In this way, the connection of the intermediate chamber block D to the rear portion of the working chamber blocks C is completed. Subsequently, the front surface 15 of the working chamber block C, on which the ejection nozzles are located, smoothed with abrasive sand (# 1000 or higher). After grinding, the assembly is cleaned to remove abrasive sand and other debris that has entered the grooves 4 through nozzles 14 during grinding. It is then checked in a control step whether the front surface 15 is completely flat and the grooves 4 are cleaned, and if the grinding is not yet complete, the grinding and cleaning steps are repeated. The control step is repeated again, and in the case of a negative result (case no) the previous step is repeated. If, on the other hand, there is no defect, (case yes), the arrangement consisting of blocks C and D is dried. In the following manufacturing step, a slit block I with nozzles on the front surface 15 is introduced .

Fig. 7 zeigt, daß der Schlitzblock I ein Bodenteil J, Seitenteile K und K' sowie ein Vorderteil L hat. Fig. 7 shows that the slot block I has a bottom part J, side parts K and K 'and a front part L.

Diese Teile werden an bestimmten Abschnitten mit. Klebstoff beschichtet, dann entsprechend ausge­ richtet angeordnet und für eine Minute einer Wärmebehand­ lung bei 60°C unterzogen, um den Klebstoff in einen halb gehärteten Zustand zu überführen. Nach einem Kontrollschritt, bei dem der korrekte Zusammenbau geprüft wird, werden die Teile J, K, K' und L bei negativem Ergebnis (Fall nein) wieder getrennt und zur Wiederverwendung gereinigt. Liegt dagegen kein Fehler vor (Fall ja), wird eine 30-minütige Wärmebehandlung bei ca. 60°C und eine weitere 10-minütige Wärmebehandlung bei 100°C durchgeführt, um den Härtungs­ vorgang des Klebstoffes zu vollenden. Anschließend werden die Blöcke I und C entsprechend mit Klebstoff beschichtet, und dann wie durch die Pfeile in Fig. 7 gezeigt, ausgerichtet. Anschließend werden sie 30 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen, um einen halbgehärteten Zustand des Klebstoffes zu erreichen. In einem danach durchgeführten Kontrollschritt wird geprüft, daß kein Klebstoff in die Düsen 14 oder in die Schlitze 16 des Blocks I geflossen ist. Ist das Ergebnis negativ (Fall nein) werden die Blöcke wieder getrennt und wie vorstehend erläutert zur Wiederverwendung gereinigt. Liegt dagegen kein Fehler vor, (Fall ja) so wird eine 30-minütige Wärmebehandlung bei 60°C und eine weitere 10-minütige Wärmebehandlung bei 100°C durchgeführt, um den Härtungs­ vorgang des Klebstoffes zu vollenden.These parts are included in certain sections. Adhesive coated, then appropriately aligned and subjected to a heat treatment at 60 ° C for one minute to convert the adhesive into a semi-cured state. After a control step, in which the correct assembly is checked, the parts J, K, K 'and L are separated again in case of negative result (case no) and cleaned for reuse. On the other hand, if there is no error (case yes), a 30-minute heat treatment at about 60 ° C and another 10-minute heat treatment at 100 ° C is performed to complete the curing process of the adhesive. Subsequently, the blocks I and C are respectively coated with adhesive, and then aligned as shown by the arrows in Fig. 7, aligned. They are then allowed to stand at room temperature for 30 minutes to achieve a semi-cured state of the adhesive. In a subsequent control step it is checked that no adhesive has flowed into the nozzles 14 or into the slots 16 of the block I. If the result is negative (case no), the blocks are again separated and cleaned for reuse as explained above. On the other hand, if there is no error, (case yes), so a 30-minute heat treatment at 60 ° C and another 10-minute heat treatment at 100 ° C is performed to complete the curing process of the adhesive.

Anschließend wird eine Röhre N in eine bestimmte Stelle eingesetzt, der Spalt um sie herum wie vorstehend bei dem Teil H mit Klebstoff ausgefüllt und die Anordnung etwa 30 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. In einem darauffolgenden Kontrollschritt wird geprüft, daß kein Klebstoff ausgeflossen ist, und, wenn das Ergebnis negativ ist (Fall nein) die Teile wieder getrennt und zur Wieder­ verwendung gereinigt. Tritt dagegen kein Fehler auf (Fall ja) wird eine 30-minütige Wärmebehandlung bei 60°C und eine weitere 10-minütige Wärmebehandlung bei 100°C zur Vervollständigung des Aushärtungsvorganges des Klebstoffes durchgeführt. Auf diese Weise wird ein vollständiger Auf­ zeichnungskopf hergestellt.Subsequently, a tube N in a certain Place inserted, the gap around them as above at the part H filled with adhesive and the arrangement allowed to stand at room temperature for about 30 minutes. In one following check step it is checked that no Adhesive is leaked, and, if the result is negative is (case no) the parts separated again and again use cleaned. If no error occurs (case yes) is a 30 minute heat treatment at 60 ° C and for a further 10-minute heat treatment at 100 ° C Completion of the curing process of the adhesive carried out. In this way, a complete up Drawing head made.

Der so vervollständigte Aufzeichnungskopf wird auf eine Aluminiumplatte aufgeklebt, und die Leitungselektroden mit einer flexiblen gedruckten Schaltung verbunden.The thus completed recording head is opened an aluminum plate glued on, and the line electrodes connected to a flexible printed circuit.

Im folgenden soll ein Beispiel einer Tintenstrahl-Auf­ zeichnung mit dem so vervollständigten und in Fig. 7 dargestellten Aufzeichnungskopf erläutert werden. Zwar zeigt Fig. 7 die verschiedenen Blöcke des Aufzeichnungs­ kopfes in einer auseinandergezogenen Darstellung, es versteht sich jedoch von selbst, daß diese Blöcke beim Einsatz des Aufzeichnungskopfes fest miteinander verbunden sind.An example of an ink jet recording with the recording head thus completed and shown in Fig. 7 will be explained below. Although Fig. 7 shows the various blocks of the recording head in an exploded view, it goes without saying that these blocks are firmly connected to each other in the use of the recording head.

Als erstes wird die Aufzeichnungstinte in jede Arbeitskammer 4 durch die Teile H, H' eingeleitet. Wird eine impulsförmige Spannung angelegt, erzeugt der nicht gezeigte Heizwiderstand einen thermischen Impuls, der eine plötzliche Zustandsänderung der Tinte verursacht.First, the recording ink is introduced into each working chamber 4 through the parts H, H '. When a pulsed voltage is applied, the heating resistor, not shown, generates a thermal pulse which causes a sudden change of state of the ink.

Diese Zustandsänderung übt aufgrund der Druckwelle eine Kraft auf die Tinte aus. Hierdurch wird Tinte in einem tröpfchenförmigen Zustand aus der mit der Arbeits­ kammer 4 verbundenen Düse 14 ausgestoßen. Dieses Tröpfchen wird auf dem nicht dargestellten Aufzeichnungsträger nieder­ geschlagen und bewerkstelligt die Aufzeichnung. Die aus der Düse 14 auslaufende Tinte neigt dazu, auf die Wände um die Düse 14 zu fließen. Dies führt zu der Bildung eines Tintenfilmes in der Nähe der Düse 14, der möglicher­ weise den Tröpfchenausstoß behindert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird diesem Phänomen dadurch vorgebeugt, daß ein Schlitz 16 in der Nähe der Düse 14 angebracht ist. Dieser Schlitz dient dazu den Tintenfilm aufgrund seiner Saugwirkung zu beseitigen. Auf diese Weise bleibt die Größe und die Geschwindigkeit der ausgestoßenen Tröpfchen extrem stabil.This state change exerts a force on the ink due to the pressure wave. As a result, ink is ejected in a droplet-shaped state from the working chamber 4 with the associated nozzle 14 . This droplet is knocked down on the recording medium, not shown, and accomplishes the recording. The ink discharged from the nozzle 14 tends to flow on the walls around the nozzle 14 . This results in the formation of an ink film near the nozzle 14 , which may hinder droplet ejection. In the present embodiment, this phenomenon is prevented by providing a slit 16 in the vicinity of the nozzle 14 . This slot serves to eliminate the ink film due to its suction effect. In this way, the size and speed of the ejected droplets remain extremely stable.

Die vorstehenden Ausführungen behandelten ein thermi­ sche Energie verwendendes Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem. Das beschriebene Verfahren ist natürlich genauso anwendbar bei anderen Tintenstrahlaufzeichnungssystemen, bei denen der thermisch wirkende Teil beispielsweise durch einen mechanischen Schwingungserzeuger wie eine piezoelektrische Vibrationsschicht ersetzt ist. Weiter ist der Aufzeichnungs­ kopf nicht auf die in der Zeichnung gezeigten Ausführungen beschränkt. Ein Beispiel für die Tinte ist eine zweiprozentige Dispersion eines schwarzen Farbstoffes in einem Lösungs­ mittel, das im wesentlichen aus Äthylalkohol zusammenge­ setzt ist.The above comments dealt with a thermi energy using inkjet recording system. Of course, the described method is just as applicable in other ink jet recording systems in which the thermally acting part, for example by a mechanical vibrator such as a piezoelectric Vibration layer is replaced. Next is the recording Do not go for the designs shown in the drawing limited. An example of the ink is a two percent Dispersion of a black dye in a solution agent which is essentially composed of ethyl alcohol is set.

Claims (1)

Aufzeichnungskopf für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer Vielzahl von wärmeerzeugenden Widerständen (7) und Elektroden (11, 12) zur Stromversorgung der Widerstände (7), einer Schutzschicht (9, 10) für die Widerstände (7) und die Elektroden (11, 12) dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Schutzschicht (9, 10) aus mindestens zwei Schichten besteht, wobei
  • - die erste Schicht wahlweise aus SiO2, Ta2O5, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Carbiden, Boriden, Sulfiden, amorphem Silizium oder Selen oder wärmebeständigen Harzen, wobei die wärmebeständigen Harze aus der aus Silikonharz, fluoriertem Harz, Polyamidharz, Polyimidharz, Epoxyharz, BT-Harz (Additionspolymerisations-Harz aus Triazinharz und Bis­ maleinimid) und p-Vinylphenolharz bestehenden Gruppe ausgewählt sind, und
  • - die zweite Schicht aus Silikonharzen, fluorierten Harzen, aromatischen Polyamiden, Polyimiden vom Additions-Polymeri­ sationstyp, Polybenzimidazol, Epoxidharzen, p-Vinylphenolharzen, Triazinharzen oder BT-Harzen (Additionpolymerisation-Harze aus Triazinharzen und Bismaleinimid) besteht.
A recording head for an ink jet recording apparatus having a plurality of heat generating resistors ( 7 ) and electrodes ( 11 , 12 ) for supplying the resistors ( 7 ), a protective layer ( 9 , 10 ) for the resistors ( 7 ) and the electrodes ( 11 , 12 ) therethrough characterized in that
  • - The protective layer ( 9 , 10 ) consists of at least two layers, wherein
  • the first layer optionally of SiO 2 , Ta 2 O 5 , magnesia, alumina, zirconia, carbides, borides, sulfides, amorphous silicon or selenium or heat resistant resins, the heat resistant resins being silicone resin, fluorinated resin, polyamide resin, polyimide resin, Epoxy resin, BT resin (addition polymerization resin of triazine resin and bismaleimide) and p-vinylphenol resin group, and
  • the second layer consists of silicone resins, fluorinated resins, aromatic polyamides, addition polymerization type polyimides, polybenzimidazole, epoxy resins, p-vinylphenol resins, triazine resins or BT resins (addition polymerization resins of triazine resins and bismaleimide).
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DE10126896A1 (en) * 2000-12-23 2002-07-11 Alstom Switzerland Ltd Protective coating used for turbines comprises a mono- or multi-layer sealing layer made from an amorphous material

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