JP2000280476A - Ink jet print head - Google Patents

Ink jet print head

Info

Publication number
JP2000280476A
JP2000280476A JP8743999A JP8743999A JP2000280476A JP 2000280476 A JP2000280476 A JP 2000280476A JP 8743999 A JP8743999 A JP 8743999A JP 8743999 A JP8743999 A JP 8743999A JP 2000280476 A JP2000280476 A JP 2000280476A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
partition
partition wall
print head
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8743999A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3820794B2 (en
Inventor
Masakuni Iwanaga
正国 岩永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP8743999A priority Critical patent/JP3820794B2/en
Publication of JP2000280476A publication Critical patent/JP2000280476A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3820794B2 publication Critical patent/JP3820794B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet print head of a roof chuter type advantageous to high-density printing which can discharge ink drops with a good energy efficiency and in which a diaphragm or the like can be correctly and easily set with a high aspect ratio. SOLUTION: An ink feed path 38 and an ink feed-and-transfer hole 39 each shaped like a groove are formed to a printing head before the middle of a production process. Seal diaphragms 40 for sealing ink inside are formed to a common electrode arrangement part at the left side of the ink feed path 38 and to an individual wiring electrode arrangement part at the right side. A channel diaphragm 40-1 and section diaphragms 40-2 which are lower by 1/3 a height of the seal diaphragm are connected, whereby a pressure chamber is formed having an opening communicating with an ink channel 42 and surrounding the whole periphery in a horizontal direction of each heating resistor 35 by the diaphragms continuous in the horizontal direction. Thereafter, an orifice plate is layered on the pressure chamber to form nozzles to an opposite part to each heating resistor 35. Since the diaphragms surrounding the pressure chamber are continuous in the horizontal direction, the diaphragm is hard to collapse in the production process and a discharge energy is concentrated to a vertical direction where the nozzles are present.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱核気泡の圧力で
インク滴を吐出する際の熱エネルギー効率の良いルーフ
シュータ型のインクジェットプリントヘッドに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a roof shooter type ink jet print head having good thermal energy efficiency when ejecting ink droplets under the pressure of thermonuclear bubbles.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、インクジェット方式のプリンタが
広く用いられている。このインクジェット方式によるプ
リンタは、インクを加圧して吐出するための加圧部を備
えている。この加圧部の構成には、気泡の発生する力で
インク滴を飛ばすサーマルジェット方式や、ピエゾ抵抗
素子(圧電素子)の変形によってインク滴を飛ばすピエ
ゾ方式等がある。
2. Description of the Related Art In recent years, ink jet printers have been widely used. The printer using the ink jet system includes a pressurizing unit for pressurizing and discharging ink. The configuration of the pressurizing unit includes a thermal jet system in which ink droplets are ejected by the force of air bubbles and a piezo system in which ink droplets are ejected by deformation of a piezoresistive element (piezoelectric element).

【0003】これらの構成による印字方式は、色材たる
インクをインク滴にして直接記録紙に向かって吐出する
という工程により、粉末状の印材であるトナーを用いる
電子写真方式と比較した場合、印字エネルギーが低くて
済み、インクの混合によってカラー化が容易であり、印
字ドットを小さくできるので高画質であり、印字に使用
されるインクの量に無駄が無くコストパフォーマンスに
優れており、このため特にパーソナル用プリンタとして
広く用いられている印字方式である。
[0003] The printing method using these structures is a process in which ink as a color material is formed into ink droplets and ejected directly to recording paper. Energy is low, colorization is easy by mixing inks, print dots can be made small, high image quality, and there is no waste in the amount of ink used for printing and excellent cost performance. This is a printing method widely used as a personal printer.

【0004】そして、上記のサーマルジェット方式に
は、インク滴の吐出方向により二通りの構成がある。す
なわち、加圧部としての発熱部の発熱面に平行な方向へ
インクを吐出する構成のものと、発熱部の発熱面に垂直
な方向にインクを吐出する構成のものとがある。
[0004] The above-mentioned thermal jet system has two configurations depending on the ejection direction of ink droplets. That is, there are a configuration in which ink is ejected in a direction parallel to the heat generating surface of the heat generating unit as a pressurizing unit, and a configuration in which ink is discharged in a direction perpendicular to the heat generating surface of the heat generating unit.

【0005】図8(a),(b),(c) は、発熱部の発熱面に平
行な方向へ吐出する構成のものであり、同図(d),(e),
(f) は、発熱部の発熱面に垂直な方向に吐出する構成の
ものをそれぞれ模式的に示している。同図(a) 又は(d)
に示すように、シリコン基板1上には発熱部(発熱素
子)2が形成されており、シリコン基板1に対向してオ
リフィス板3が形成されている。そして、同図(a) では
発熱素子2の側方に、同図(d) では発熱素子2に対向し
て、オリフィス4が形成されている。上記の発熱素子2
は不図示の電極に接続されており、発熱素子2が設けら
れているインク流路にはインク5が常時供給されてい
る。
FIGS. 8 (a), 8 (b) and 8 (c) show a structure in which the ink is discharged in a direction parallel to the heat generating surface of the heat generating portion.
(f) schematically shows a configuration in which the discharge is performed in a direction perpendicular to the heat generation surface of the heat generation unit. Figure (a) or (d)
As shown in FIG. 1, a heat generating portion (heat generating element) 2 is formed on a silicon substrate 1, and an orifice plate 3 is formed facing the silicon substrate 1. An orifice 4 is formed on the side of the heating element 2 in FIG. 1A, and is opposed to the heating element 2 in FIG. Heating element 2 above
Is connected to an electrode (not shown), and the ink 5 is always supplied to the ink flow path in which the heating element 2 is provided.

【0006】このオリフィス4からインク滴を吐出させ
るには、先ず、同図(b) 又は(e) に示すように、画像情
報に応じた通電により、発熱素子2を熱してこの発熱
素子2上に核気泡を発生させ、この核気泡が合体して
膜気泡6が発生し、この膜気泡6が断熱膨脹して成長
し周囲のインクを押し遣り、これによりオリフィス4か
らインク5′が押し出され、この押し出されたインク
5′は、同図(c) 又は(f) に示すように、インク滴7と
なってオリフィス4から紙面に向けて吐出される。この
後、上記の成長した膜気泡が周囲のインクに熱を取ら
れて収縮し、ついには膜気泡が消滅し、次の発熱素子
の加熱を待機する。この一連の工程〜は、瞬時に行
われる。
In order to discharge ink droplets from the orifice 4, first, as shown in FIG. 2B or 2E, the heating element 2 is heated by energization according to image information, and Nucleus bubbles are generated, and the nucleus bubbles are united to form a film bubble 6. The film bubble 6 adiabatically expands and grows to push the surrounding ink, whereby the ink 5 'is pushed out from the orifice 4. The pushed ink 5 'is ejected from the orifice 4 toward the paper surface as an ink droplet 7, as shown in FIG. 7 (c) or (f). After that, the grown film bubble is shrunk by the heat of the surrounding ink, and finally the film bubble disappears and waits for the next heating element to be heated. This series of steps is performed instantaneously.

【0007】上記の発熱素子の発熱面に垂直な方向にイ
ンク滴を吐出する構成のものは、ルーフシュータ型サー
マルインクジェットヘッドと呼称されており、消費電力
が極めて小さくて済むことが知られている。また、この
ルーフシュータ型のサーマルインクジェットヘッドの製
法としては、シリコンウエハ上に区画された多数(例え
ば6インチ以上の直径のウエハで90個以上)のチップ
基板の上に、シリコンLSI形成技術と薄膜形成技術を
利用して、複数の発熱素子、これらを個々に駆動する駆
動回路、及びこれに対応するオリフィスを、一括してモ
ノリシックに形成する方法がある。
The above-described structure in which ink droplets are ejected in a direction perpendicular to the heat-generating surface of the heat-generating element is called a roof-shooter type thermal ink-jet head, and it is known that power consumption is extremely small. . In addition, as a method of manufacturing this roof shooter type thermal ink jet head, a silicon LSI forming technology and a thin film forming method are used on a large number of chip substrates (for example, 90 or more wafers having a diameter of 6 inches or more) partitioned on a silicon wafer. There is a method in which a plurality of heating elements, a driving circuit for individually driving the heating elements, and an orifice corresponding thereto are monolithically formed by using a forming technique.

【0008】図9(a) は、そのようにして作成されたル
ーフシュータ型サーマルインクジェットヘッド(以下、
単にインク吐出ヘッドという)の概略の構成を示す側断
面図であり、同図(b) は、同図(a) のA−A′断面矢視
図、同図(c) はその一部を取り除いて示す縮小平面図で
ある。
FIG. 9 (a) shows a roof shooter type thermal ink jet head (hereinafter, referred to as a "printer").
FIG. 4B is a side sectional view showing a schematic configuration of an ink discharge head. FIG. 4B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 4A, and FIG. It is a reduced plan view shown by removing.

【0009】図10は、上記従来のインクジェットプリ
ンタヘッドの内部構造を分かりやすく示すためオリフィ
ス板を上に切り離して示す拡大斜視図である。これら図
9(a),(b),(c) 及び図10に示すように、インク吐出ヘ
ッド10は、チップ基板11上に形成されたLSIから
なる駆動回路12(図9(a) 参照)と、薄膜からなる発
熱抵抗体13、その発熱抵抗体13と上記駆動回路12
を接続する個別配線電極14及び接地用共通配線である
共通電極15、並びにこれらの上に積層された隔壁1
6、17(17a、17b)と、更にこれらの上に積層
されたオリフィス板18を備えている。このオリフィス
板18には吐出ノズル(オリフィス)19が形成されて
いる。
FIG. 10 is an enlarged perspective view showing the internal structure of the above-mentioned conventional ink jet printer head, in which the orifice plate is cut upward to be easily understood. As shown in FIGS. 9 (a), 9 (b), 9 (c) and 10, the ink discharge head 10 has a drive circuit 12 composed of an LSI formed on a chip substrate 11 (see FIG. 9 (a)). And a heating resistor 13 made of a thin film, the heating resistor 13 and the driving circuit 12
And a common electrode 15 which is a common wiring for grounding, and the partition wall 1 laminated thereon.
6, 17 (17a, 17b) and an orifice plate 18 laminated thereon. A discharge nozzle (orifice) 19 is formed in the orifice plate 18.

【0010】上記の各発熱抵抗体13は、個別配線電極
14側に形成された櫛状の隔壁17の櫛の胴部に当る隔
壁17aとこれから伸び出す幅wの櫛の歯部に当る隔壁
17bにより区画形成された小房21内に配置されて、
隣接する他の発熱抵抗体13から隔離されている。そし
て、発熱抵抗体13の並設方向に平行し、上記の小房2
1の開口部側に、インク流路22が形成され、このイン
ク流路22に連通してインク供給溝23が穿設され、更
に、このインク供給溝23に連通し基板下面に貫通する
インク供給孔24が穿設されている。
Each of the heating resistors 13 includes a partition 17a corresponding to a comb body of a comb-shaped partition 17 formed on the individual wiring electrode 14 side and a partition 17b corresponding to a comb tooth portion having a width w extending therefrom. Is arranged in the small chamber 21 defined by
It is isolated from another adjacent heating resistor 13. Then, parallel to the direction in which the heating resistors 13 are arranged,
1, an ink flow path 22 is formed on the side of the opening, and an ink supply groove 23 is formed so as to communicate with the ink flow path 22. Further, the ink supply groove 23 communicates with the ink supply groove 23 and penetrates the lower surface of the substrate. A hole 24 is drilled.

【0011】上記のように夫々隔離された小房21内の
発熱抵抗体13に、基板裏面のインク供給孔24に連結
される不図示のインクカートリッジ等から、インク供給
孔24、インク供給溝23及びインク流路22を介して
インクが供給される。発熱抵抗体13は、駆動回路12
により個別配線電極14を介し選択的に駆動されて発熱
し、膜気泡を発生して、その圧力によりインクを吐出ノ
ズル19から不図示の用紙面に向けて吐出する。
The heating resistors 13 in the isolated small chambers 21 are provided with ink supply holes 24 and ink supply grooves 23 from an ink cartridge (not shown) connected to the ink supply holes 24 on the back surface of the substrate. And the ink is supplied through the ink flow path 22. The heating resistor 13 is connected to the drive circuit 12.
Is selectively driven via the individual wiring electrodes 14 to generate heat, and film bubbles are generated, and the ink is ejected from the ejection nozzles 19 toward the sheet surface (not shown) by the pressure.

【0012】ところで、近年の如くプリンタのカラー化
が進んで来ると、これに対応して、プリンタには720
dpiあるいは800dpi以上の高解像度が要求され
るようになる。このような高い印字ドット密度を実現す
るには、加圧部(発熱抵抗体13)の並設密度をより密
にする必要がある。そのためには、隔壁17bの幅wを
(小さく)狭くして小房21間の間隔を詰め、抵抗発熱
部13の並設密度を上げなければならない。つまり、隔
壁17bの幅wと高さtとのアスペクト比t/wを大き
くしなければならない。
By the way, as the colorization of printers has progressed as in recent years, the printers have correspondingly required 720 color printers.
A high resolution of at least dpi or 800 dpi is required. In order to realize such a high print dot density, it is necessary to further increase the density of juxtaposed pressure parts (heating resistors 13). For that purpose, the width w of the partition wall 17b must be made small (small) to narrow the space between the small chambers 21, and the density of the resistance heating portions 13 to be arranged side by side must be increased. That is, the aspect ratio t / w between the width w and the height t of the partition wall 17b must be increased.

【0013】しかし、アスペクト比t/wを「t/w=
1.0」以上に設定すると、製造工程中の特にフォトリ
ソグラフィーの現像工程で、隔壁17bが強度不足とな
って、潰れたり倒れたりして所望の形状の隔壁が形成さ
れず、小房21内へのインクの流通に障害を引き起こし
てしまう。つまり、アスペクト比t/wが「t/w=
1.0」以上になるように隔壁17bを形成すること
は、隔壁の素材である感光性樹脂の強度の上から見て困
難であった。
However, the aspect ratio t / w is expressed as “t / w =
If it is set to 1.0 or more, the partition wall 17b becomes insufficient in strength, particularly in the photolithography developing step during the manufacturing process, and collapses or falls down, so that a partition wall of a desired shape is not formed. Causes an obstacle in the distribution of ink to the ink. That is, when the aspect ratio t / w is “t / w =
It is difficult to form the partition 17b so as to have a thickness of 1.0 or more from the viewpoint of the strength of the photosensitive resin as a material of the partition.

【0014】したがって、発熱抵抗体13の配置密度を
高くし且つ隔壁17bのアスペクト比t/wを1.0よ
り小さくするには、隔壁17bの幅wを変更せずに従来
通り維持したままその隔壁17bで区画する小房21の
方を狭くすることによって発熱抵抗体13の配置密度を
より密にする方法以外には、高解像度化に対応する方法
がないと考えられていた。
Therefore, in order to increase the arrangement density of the heating resistors 13 and to reduce the aspect ratio t / w of the partition 17b to less than 1.0, the width w of the partition 17b is not changed and is maintained as usual. It has been considered that there is no method corresponding to higher resolution other than a method of making the arrangement density of the heating resistors 13 denser by narrowing the small chambers 21 partitioned by the partition walls 17b.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに発熱抵抗体13の配置密度を上げるために隔壁17
bで区画する小房21の寸法を狭くすると、その小房2
1内に配置される発熱抵抗体13の寸法も狭くなってし
まう。そうすると、適正にインク滴を吐出するために必
要な発熱抵抗体13の面積を確保することが困難になる
という問題が新たに発生した。
However, in order to increase the arrangement density of the heating resistors 13 as described above, the partition walls 17 are required.
When the size of the small chamber 21 partitioned by b is narrowed, the small
The size of the heat generating resistor 13 arranged in 1 also becomes narrow. Then, a new problem arises in that it is difficult to secure the area of the heating resistor 13 necessary for properly ejecting ink droplets.

【0016】また、他方では、図9(c) に示すように、
小房21は、インク流路22側に隔壁が無く、四方のう
ちこのインク流路22側一方向を全面開放しているた
め、発熱抵抗体13の加熱による熱核気泡発生時にその
加熱初期から、インク吐出用の気泡の圧力が、垂直のイ
ンク吐出方向とは異なる水平方向の上記全面開放部から
インク給送用のインク流路22を逆流するように一部分
散してしまう。このため、インクを吐出するエネルギー
効率が低下するという問題を有していた。この問題を解
決する為の方策として、インク流入口部に圧力の逸散を
防止する隔壁を設けることが提案されているが、このよ
うな隔壁は、上述した隔壁と同様或いは単独立設である
ために隔壁以上に製造工程で倒壊し易いという問題を備
えている。
On the other hand, as shown in FIG.
Since the small chamber 21 has no partition wall on the ink flow path 22 side and has one side of the ink flow path 22 open out of the four sides, the heating nucleus 13 generates heat nucleated bubbles from the initial stage of heating when the heating nuclei bubble is generated. In addition, the pressure of the ink discharge bubbles is partially dispersed so as to flow backward through the ink supply ink flow path 22 from the above-described full opening in the horizontal direction different from the vertical ink discharge direction. For this reason, there has been a problem that the energy efficiency for discharging the ink is reduced. As a measure for solving this problem, it has been proposed to provide a partition wall for preventing the pressure from being released at the ink inlet port. Such a partition wall is similar to the above-described partition wall or independently provided. For this reason, it has a problem that it is easily collapsed in the manufacturing process more than the partition wall.

【0017】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
エネルギー効率良くインク滴を吐出できると共に、隔壁
等を高アスペクト比で正確且つ容易に立設でき高印字密
度化に有利なルーフシュータ型のインクジェットプリン
トヘッドを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances,
It is an object of the present invention to provide a roof shooter type ink jet print head which can discharge ink droplets with high energy efficiency, and which can accurately and easily stand up partitions and the like with a high aspect ratio and which is advantageous for high printing density.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】以下に、本発明のインク
ジェットプリントヘッドの構成を述べる。本発明のイン
クジェットプリントヘッドは、基板上の所定位置に配設
されたインクを吐出するための熱エネルギーを発生する
複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を個々にその水平
方向全周囲に亙って囲繞すると共に少なくとも1箇所に
開口を備え、各発熱素子により気泡を発生させてインク
に圧力を加える加圧室を夫々区画形成する隔壁と、該隔
壁を介し上記基板に対向させて設けられ上記発熱素子に
対応する位置にインク吐出ノズルを穿設されたオリフィ
ス板と、上記加圧室の夫々に上記開口を通じて連通され
該加圧室に供給すべきインクを給送する共通流路とを有
して構成される。
The construction of the ink jet print head of the present invention will be described below. An ink jet print head according to the present invention includes a plurality of heating elements for generating thermal energy for ejecting ink disposed at predetermined positions on a substrate, and each of the plurality of heating elements is individually formed around the entire circumference in the horizontal direction. A partition wall for forming a pressure chamber for applying pressure to ink by generating air bubbles by each heating element, and a partition wall facing the substrate via the partition wall. An orifice plate having an ink discharge nozzle formed at a position corresponding to the heating element, and a common flow path that communicates with each of the pressurizing chambers through the openings and feeds ink to be supplied to the pressurizing chamber. It is configured to have.

【0019】上記開口は、例えば請求項2記載のよう
に、上記隔壁における上記オリフィス板側の端部を除去
して形成され、また、例えば請求項3記載のように、上
記隔壁における上記基板側の端部を除去して形成されて
いる。この基板側端部を除去する場合は、上記隔壁の上
記開口が設けられている部分は、例えば請求項4記載の
ように、上記オリフィス板に設置される。
The opening is formed by removing an end of the partition wall on the side of the orifice plate, for example, as described in claim 2. Are formed by removing the ends of the. When the substrate side end is removed, the portion of the partition wall where the opening is provided is provided on the orifice plate, for example.

【0020】そして、例えば請求項5記載のように、上
記隔壁は上記発熱素子を矩形状に囲繞し、上記開口は上
記隔壁の上記共通流路とは反対側の一辺を除く3辺に亙
って設けられる。
The partition may surround the heating element in a rectangular shape, and the opening may extend over three sides except one side of the partition opposite to the common flow path. Provided.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図1(a),(b),(c) は、第1の
実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製
造方法を工程順に示す図であり、それぞれ一連の工程に
おいてシリコンチップの基板上に形成されていく状態の
概略の平面図と断面図を模式的に示している。尚、これ
らの図には、説明の便宜上、いずれもフルカラー用のサ
ーマルインクジェットヘッドの1個の印字ヘッド(モノ
クロ用インクジェットヘッドの構成と同じ)のみを示し
ているが、実際には後述するように、このような印字ヘ
ッドが複数個(通常は4個)連なった形状のものが、1
個の基板(シリコンチップ)上に形成される。また、同
図(c) には36個のインク吐出ノズル(オリフィス)4
4を示しているが、実際には128個又は256個が一
列に形成されているものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1A, 1B, and 1C are diagrams showing a method of manufacturing a thermal ink jet head according to the first embodiment in the order of steps, each of which is formed on a silicon chip substrate in a series of steps. FIG. 3 schematically shows a schematic plan view and a cross-sectional view of a state in which the semiconductor device is moved. In these figures, for convenience of explanation, only one print head of the thermal ink jet head for full color (the same as the structure of the ink jet head for monochrome) is shown, but actually, as will be described later. A plurality of such print heads (usually four print heads) are
It is formed on individual substrates (silicon chips). FIG. 3 (c) shows 36 ink discharge nozzles (orifices) 4
4 is shown, but actually 128 or 256 are formed in a line.

【0022】図2(a),(b),(c) は、上段に図1(a),(b),
(c) の平面図をそれぞれ拡大して詳細に示しており、図
2(a),(b),(c) の中段は上段のA−A′断面矢視図(同
図(a) 参照)、下段は上段のB−B′断面矢視図(同図
(a) 参照)である。また、同図(a),(b),(c) の中段に示
す断面図は、それぞれ図1(a),(b),(c) の下に示す断面
図と同一のものである。尚、図2(a),(b),(c) には、図
示する上での便宜上、128個又は256個のオリフィ
スを、5個のオリフィスで代表させて示している。
FIGS. 2 (a), (b) and (c) are shown in FIG. 1 (a), (b) and
2 (a), 2 (b), and 2 (c) are views taken along the line AA 'in FIG. ), The lower part is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of the upper part (the same figure).
(See (a)). 1A, 1B, and 1C are the same as the cross-sectional views shown below FIGS. 1A, 1B, and 1C, respectively. 2 (a), 2 (b) and 2 (c), 128 or 256 orifices are represented by 5 orifices for the sake of illustration.

【0023】このサーマルインクジェットヘッドの製造
方法は、先ず、工程1として、4インチ以上のシリコン
基板にLSI形成処理により駆動回路とその端子を形成
すると共に、厚さ1〜2μmの酸化膜を形成し、次に、
工程2として、薄膜形成技術を用いて、Ta(タンタ
ル)−Si(シリコン)−O(酸素)からなる抵抗膜
と、Ti/Wによる電極膜を形成し、ホトリソ技術によ
って電極膜には配線部分のパターンを形成し、抵抗膜に
は微細な発熱抵抗体(加圧部)のパターンを形成する。
この工程で発熱抵抗体の位置が決められる。
In this method of manufacturing a thermal ink jet head, first, as a step 1, a drive circuit and its terminals are formed on a silicon substrate of 4 inches or more by an LSI forming process, and an oxide film having a thickness of 1 to 2 μm is formed. ,next,
In step 2, a resistive film made of Ta (tantalum) -Si (silicon) -O (oxygen) and an electrode film made of Ti / W are formed by using a thin film forming technique, and a wiring portion is formed on the electrode film by photolithographic technique. Is formed, and a fine heating resistor (pressing portion) pattern is formed on the resistance film.
In this step, the position of the heating resistor is determined.

【0024】図1(a) 及び図2(a) は、上記の工程1及
び工程2が終了した直後の状態を示している。すなわ
ち、チップ基板31上には共通電極32、共通電極給電
端子33(図1(a) 参照)、個別配線電極34、多数の
発熱抵抗体35、駆動回路36及び駆動回路端子37
(図1(a) 参照)が形成されている。
FIGS. 1 (a) and 2 (a) show a state immediately after the above steps 1 and 2 have been completed. That is, a common electrode 32, a common electrode power supply terminal 33 (see FIG. 1A), individual wiring electrodes 34, a large number of heating resistors 35, a drive circuit 36, and a drive circuit terminal 37 are provided on the chip substrate 31.
(See FIG. 1A).

【0025】続いて、工程3として、個々の発熱素子3
5に対応するインク溜り(小房)を形成すべく感光性ポ
リイミドなどの有機材料からなる隔壁部材をコーティン
グにより高さ20μm程度に形成し、これを2枚ののマ
スクを用いて2段階にエッチングしてパターン化した後
に、300℃〜400℃の熱を30分〜60分加えるキ
ュア(乾燥硬化、焼成)を行い、高さ10μmの上記感
光性ポリイミドによるシール隔壁とこれよりも高さの低
い区画用の隔壁をチップ基板上に形成・固着させる。
尚、このパターン化は、レーザー加工によっても可能で
ある。
Subsequently, in step 3, the individual heating elements 3
A partition member made of an organic material such as photosensitive polyimide is formed to a height of about 20 μm by coating so as to form an ink reservoir (small tuft) corresponding to 5, and this is etched in two steps using two masks. After patterning by heating, curing (dry curing, baking) by applying heat at 300 ° C. to 400 ° C. for 30 minutes to 60 minutes is performed, and a seal partition wall made of the photosensitive polyimide having a height of 10 μm and a lower height than this are formed. A partition for partition is formed and fixed on the chip substrate.
This patterning can also be performed by laser processing.

【0026】更に、工程4として、ウェットエッチング
またはサンドブラスト法などにより上記チップ基板の面
に溝状のインク供給路を形成し、更にこのインク供給路
に連通し下面に開口するインク給送孔を形成する。
Further, in step 4, a groove-like ink supply path is formed on the surface of the chip substrate by wet etching or sand blasting, and an ink supply hole communicating with the ink supply path and opening on the lower surface is formed. I do.

【0027】図1(b) 及び図2(b) は、上述の工程3及
び工程4が終了した直後の状態を示している。すなわ
ち、溝状のインク供給路38及びインク給送孔39が形
成され、インク供給路38の左側に位置する共通電極3
2部分と、右方の個別配線電極34が配設されている部
分にインクを内部に封止するためのシール隔壁40が形
成され、これよりも1/3だけ低い形状で各発熱抵抗体
35と発熱抵抗体35を区画するための区画隔壁40−
2及びその区画をインク流路から隔てる流路側隔壁40
−1が連設されている。
FIGS. 1 (b) and 2 (b) show a state immediately after the steps 3 and 4 are completed. That is, the groove-shaped ink supply path 38 and the ink supply hole 39 are formed, and the common electrode 3 located on the left side of the ink supply path 38 is formed.
Seal partition walls 40 for sealing the ink inside are formed in the two portions and the portion where the individual wiring electrodes 34 on the right side are provided. Partition wall 40-for partitioning the heating resistor 35
2 and flow path side partition 40 separating the section from the ink flow path
-1 are continuously provided.

【0028】図3は、上記図1(b) 及び図2(b) に示す
工程3及び工程4が終了した直後の状態を分かりやすく
示すための拡大斜視図である。図2(b) 及びこの図3に
示すように、上記各発熱抵抗体35間に伸び出して積層
される区画隔壁40−2は、流路側隔壁40−1を櫛の
胴とすれば、櫛の歯に相当する形状をなし、櫛の歯の先
端はシール隔壁40に当接して一体化している。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the state immediately after the completion of the steps 3 and 4 shown in FIGS. 1 (b) and 2 (b). As shown in FIG. 2 (b) and FIG. 3, the partition wall 40-2 extending and laminated between the respective heating resistors 35 can be formed by a comb if the flow path side partition 40-1 is a comb body. , And the tips of the teeth of the comb abut against the seal partition wall 40 and are integrated.

【0029】これにより、櫛の歯を仕切り壁として、そ
の歯と歯の間に発熱抵抗体35が位置する微細な区画
(小房)41が発熱抵抗体35の数だけ形成される。上
記のシール隔壁40は、小房41を形成する隔壁の一辺
を兼ねている。
As a result, the fine teeth (compartments) 41 in which the heating resistors 35 are located between the teeth are formed by the number of the heating resistors 35 with the comb teeth as partition walls. The seal partition wall 40 also serves as one side of the partition wall forming the small chamber 41.

【0030】この後、工程5として、ポリイミドからな
る厚さ10〜30μmのフィルムのオリフィス板を、そ
の片面に接着剤としての熱可塑性ポリイミドを極薄に例
えば厚さ2〜5μmにコーテングし、上記積層構造の最
上層に張り付けて、390〜300℃で加熱しながら加
圧してオリフィス板を固着させる。続いて、Ni、Cu
又はAlなどの厚さ0.5〜1μm程度の金属膜を形成
する。
Thereafter, in step 5, an orifice plate of a polyimide film having a thickness of 10 to 30 μm is coated on one surface thereof with a thermoplastic polyimide as an adhesive to a very thin thickness of, for example, 2 to 5 μm. The orifice plate is fixed to the uppermost layer of the laminated structure by applying pressure while heating at 390 to 300 ° C. Then, Ni, Cu
Alternatively, a metal film such as Al having a thickness of about 0.5 to 1 μm is formed.

【0031】更に、工程6として、オリフィス板の上の
金属膜をパターン化して、ポリイミドを選択的にエッチ
ングするマスクを形成し、続いて、オリフィス板をEC
Rなどのドライエッチングなどにより上記の金属膜マス
クに従って40μmφ〜39μmφの孔空けをして多数
のノズル孔(オリフィス)を一括形成する。尚、孔空け
はエキシマレーザなどを用いて行ってもよい。
Further, as a step 6, the metal film on the orifice plate is patterned to form a mask for selectively etching the polyimide.
A plurality of nozzle holes (orifices) are collectively formed by making holes of 40 μmφ to 39 μmφ by dry etching such as R according to the above metal film mask. The holes may be formed using an excimer laser or the like.

【0032】図1(c) 及び図2(c) は、上述した工程5
と工程6が終了した直後の状態を示している。すなわ
ち、オリフィス板43が給電端子33及び37の部分を
除く全領域を覆っており、シール隔壁40、区画隔壁4
0−2、及び流路側40−1によって形成されている小
房41も上を覆われて、シール隔壁40の厚さ(高さ)
10μmに対応する高さの微細な個別房を形成し、流路
側隔壁40−1及び区画隔壁40−2が、上から下まで
の隔壁のオリフィス板43側の端部を除去された形状に
なって配置され、その除去部分が小房41の開口部を形
成している。
FIGS. 1 (c) and 2 (c) show the process 5 described above.
And the state immediately after the end of step 6. That is, the orifice plate 43 covers the entire area except for the power supply terminals 33 and 37, and the seal partition 40, the partition partition 4
0-2 and the small chamber 41 formed by the channel side 40-1 are also covered, and the thickness (height) of the seal partition wall 40 is formed.
A fine individual tuft having a height corresponding to 10 μm is formed, and the flow path side partition 40-1 and the partition partition 40-2 have a shape in which the end of the partition from the top to the bottom on the orifice plate 43 side is removed. The removed portion forms an opening of the small tuft 41.

【0033】そして、小房41の開口部とインク供給路
38とを連通させる高さ10μmのインク流路42が形
成されている。また、オリフィス板43には、発熱抵抗
体35に対応する部分にインク吐出ノズル(オリフィ
ス)44がドライエッチングによって形成されている。
An ink flow path 42 having a height of 10 μm is formed to connect the opening of the small chamber 41 with the ink supply path 38. In the orifice plate 43, an ink discharge nozzle (orifice) 44 is formed by dry etching at a portion corresponding to the heating resistor 35.

【0034】これにより、128個又は256個のイン
ク吐出ノズル44を1列に備えた多数のモノカラーヘッ
ド45がシリコンウエハ上に完成する。尚、ドライエッ
チングのマスクはNi、Cu、又はAlなどの金属膜を
使うことで樹脂と金属膜との選択比が概略100程度得
られる。したがって、39〜40μmのポリイミドフィ
ルムのエッチングには1μm以下の金属膜でマスクを形
成することで十分である。
As a result, a large number of monocolor heads 45 having 128 or 256 ink ejection nozzles 44 in one row are completed on a silicon wafer. By using a metal film such as Ni, Cu, or Al as a mask for dry etching, a selectivity between a resin and a metal film of about 100 can be obtained. Therefore, it is sufficient to form a mask with a metal film of 1 μm or less for etching a 39 to 40 μm polyimide film.

【0035】ここまでが、ウエハの状態で処理される。
そして、最後に、工程7として、ダイシングソーなどを
用いてシリコンウエハをカッテングして、チップ基板単
位毎に個別に分割し、実装基板にダイスボンデングし、
端子接続して、実用単位のインクジェットヘッドが完成
する。
The processing so far is performed in the state of a wafer.
Finally, as a step 7, the silicon wafer is cut using a dicing saw or the like, divided into individual chip substrate units, and die-bonded to a mounting substrate.
By connecting the terminals, a practical unit of the inkjet head is completed.

【0036】上記のように1列のインク吐出ノズル44
を備えたモノカラーヘッド45はモノクロ用インクジェ
ットヘッドの構成であるが、通常フルカラー印字におい
ては、減法混色の三原色であるイエロー(Y)、マゼン
タ(M)、シアン(C)の3色に、文字や画像の黒部分
に専用されるブラック(Bk)を加えて合計4色のイン
クを必要とする。したがって最低でも4列のノズル列が
必要である。そして上述した製造方法によれば4列のモ
ノカラーヘッド45をモノリシックに4個連設してフル
カラーヘッドを構成することは可能であり、各列の位置
関係も今日の半導体の製造技術により正確に配置するこ
とが可能である。
As described above, one row of ink discharge nozzles 44
The mono-color head 45 having a black-and-white ink-jet head has a configuration of a monochrome ink-jet head. Usually, in full-color printing, the three primary colors of subtractive color mixing, yellow (Y), magenta (M), and cyan (C), And black (Bk) dedicated to the black part of the image, and a total of four colors of ink are required. Therefore, at least four nozzle rows are required. According to the above-described manufacturing method, it is possible to form a full-color head by monolithically connecting four mono-color heads 45 in four rows, and the positional relationship of each row can be accurately determined by today's semiconductor manufacturing technology. It is possible to arrange.

【0037】上記の図3に示すように、このインクジェ
ットプリントヘッドは、その小房41が、三辺の上方に
開口部分を持ち、且つ水平方向の周囲を連続する隔壁で
囲まれているので、発熱抵抗体35の加熱による熱核気
泡発生時には、インク吐出用の気泡の圧力が垂直方向に
誘導されてオリフィス44方向に集中する。したがっ
て、気泡発生の熱エネルギーを無駄なくインクの吐出に
使用することが出来、エネルギー効率が向上する。
As shown in FIG. 3, the ink jet print head has its small chamber 41 which has an opening above three sides and is surrounded by a continuous partition in the horizontal direction. When a thermonuclear bubble is generated by heating the heating resistor 35, the pressure of the ink discharge bubble is induced in the vertical direction and concentrates in the direction of the orifice 44. Therefore, the thermal energy of the bubble generation can be used for the ink ejection without waste, and the energy efficiency is improved.

【0038】また、小房41を形成する流路側隔壁40
−1と区画隔壁40−2は、高さが低いので(隔壁の高
さは上から下までの2/3)アスペクト比t/wが小さ
くなり、これにより、焼成・硬化の過程で欠落や倒壊が
発生せず歩留りが向上する。
The channel-side partition 40 forming the small chamber 41
-1 and the partition wall 40-2 are low in height (the height of the partition wall is 2/3 from top to bottom), and the aspect ratio t / w becomes small. The yield is improved without collapse.

【0039】また、区画隔壁40−2は、水平方向の両
端をシール隔壁40及び流路側隔壁40−1によって支
持されて補強されているので、アスペクト比t/wが
「1」を或る程度まで超えても焼成・硬化の過程で欠落
や倒壊が発生しない。つまり、区画隔壁の幅を狭くし
て、その分だけ小房41の間隔を詰めることができる。
これにより、発熱抵抗体35の発熱機能を現状と同等に
維持したまま間隔を詰めて高解像度の印字ヘッドを作成
することができる。
Further, since the partition wall 40-2 is supported and reinforced at both ends in the horizontal direction by the seal partition wall 40 and the flow-path-side partition wall 40-1, the aspect ratio t / w is a certain value of "1". Even when the temperature exceeds the limit, no drop or collapse occurs during the firing / hardening process. That is, the width of the partition wall can be reduced, and the interval between the small chambers 41 can be reduced by that much.
As a result, it is possible to create a high-resolution print head by shortening the interval while maintaining the heat generating function of the heat generating resistor 35 at the same level as the current state.

【0040】なお、例えばシール隔壁40と流路側隔壁
10−1及び区画隔壁40−2とで高さが異なる上述の
隔壁のように、部分的に高さが違う隔壁は、マスクを違
えて2段階にエッチングすることにより容易に形成する
ことができる。
For example, like the above-described partition walls having different heights between the seal partition wall 40 and the flow-path-side partition walls 10-1 and the partition partition walls 40-2, the partition walls having partially different heights have different masks. It can be easily formed by etching in stages.

【0041】図4(a),(b) は、それぞれ上記のように三
辺に開口部を持ち且つ水平方向の周囲を連続する隔壁で
囲まれた小房41の構成の他の例を示す図である。同図
(a)は、流路側隔壁47−1及び区画隔壁47−2を、
上から下までの隔壁のチップ基板31側を除去した形状
にして配置し、開口部46を下方に設けた例を示してい
る。実際にこの形状の流路側隔壁47−1及び区画隔壁
47−2を作成するには、流路側隔壁47−1及び区画
隔壁47−2を、同図には図示を省略したオリフィス板
43の裏面に予め形成して、そのオリフィス板43を基
板上に位置合わせして積層する。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) show another example of the configuration of the small chamber 41 having openings on three sides and surrounded by a partition wall which is continuous in the horizontal direction as described above. FIG. Same figure
(a), the flow path side partition 47-1 and the partition partition 47-2,
An example is shown in which the partition from the top to the bottom is arranged in a shape in which the chip substrate 31 side is removed, and the opening 46 is provided below. In order to actually form the flow path side partition 47-1 and the partition partition 47-2 of this shape, the flow path side partition 47-1 and the partition partition 47-2 are formed on the back surface of the orifice plate 43 not shown in FIG. The orifice plate 43 is aligned on the substrate and laminated.

【0042】また、同図(b) は、流路側隔壁及び区画隔
壁を、上から下までの隔壁の中間を除去した形状にして
配置し、開口部48を中央部に設けた例を示している。
結果として同図(b) のように上下に分かれて配置される
流路側隔壁49−1、50−1及び区画隔壁49−2、
50−2の作成では、上方の流路側隔壁49−1と区画
隔壁49−2をオリフィス板側に配設し、下方の流路側
隔壁50−1と区画隔壁50−2を基板31側に配設す
る。
FIG. 3B shows an example in which the flow path side partition and the partition partition are arranged in a shape in which the middle of the partition from top to bottom is removed, and an opening 48 is provided at the center. I have.
As a result, the flow path side partition walls 49-1, 50-1 and the partition partition walls 49-2, which are arranged vertically as shown in FIG.
In the preparation of 50-2, the upper flow path side partition 49-1 and the partition partition 49-2 are disposed on the orifice plate side, and the lower flow path side partition 50-1 and the partition partition 50-2 are disposed on the substrate 31 side. Set up.

【0043】図5(a),(b),(c) は、それぞれ流路側隔壁
に開口部を持ち且つ全体として水平方向の周囲を連続す
る隔壁で囲まれた小房41の構成の例を示す図である。
同図(a),(b),(c) に示すように、区画隔壁51−2は共
通した形状であり上から下まで連続した形状で配設され
る。そして、同図(a) では流路側隔壁51−1が上端部
を除去されて上開口部52を形成し、同図(b) では流路
側隔壁51−1′が下端部を除去されて下開口部53を
形成し、同図(c) では、流路側隔壁51−1″が中間部
を除去されて中開口部54を形成している。
FIGS. 5 (a), 5 (b) and 5 (c) show an example of the structure of a small chamber 41 having an opening in the partition wall on the flow path side and surrounded by partition walls which are continuous in the horizontal direction as a whole. FIG.
As shown in FIGS. 7A, 7B and 7C, the partition walls 51-2 have a common shape and are arranged in a continuous shape from top to bottom. In FIG. 2A, the upper end of the flow path partition 51-1 is removed to form an upper opening 52, and in FIG. 2B, the lower end of the flow path partition 51-1 'is removed. An opening 53 is formed, and in FIG. 10C, a middle opening 54 is formed by removing a middle portion of the flow path-side partition 51-1 ″.

【0044】この構成も、水平方向の周囲を連続する隔
壁で囲まれているので、発熱抵抗体35の加熱による熱
核気泡発生時には、インク吐出用の気泡の圧力が垂直方
向に誘導されてオリフィス44方向に集中し気泡発生の
熱エネルギーを無駄なくインクの吐出に使用することが
出来てエネルギー効率が向上する。
Also in this configuration, since a horizontal partition is surrounded by a continuous partition, when a thermonuclear bubble is generated by heating the heating resistor 35, the pressure of the ink discharge bubble is induced in the vertical direction and the orifice is formed. The thermal energy generated in the bubbles concentrated in the 44 directions can be used for ink ejection without waste, and the energy efficiency is improved.

【0045】図6(a) は、小房41を1個だけ示す平面
図、同図(b) は上述した流路側隔壁及び区画隔壁が採り
得る形状の側面図、同図(c) は区画隔壁が更に採り得る
形状の側面図、同図(d) は流路側隔壁及び区画隔壁のい
ずれにも不適は形状の側面図である。ここで、図6(a)
に示す小房41の隔壁の位置を、流路側隔壁40−1
(又は47−1、49−1、50−1、51−1、51
−1′、51−1″)の部分を位置A、区画隔壁40−
2(又は47−2、49−2、50−2、51−2)の
部分を位置Bとする。
FIG. 6 (a) is a plan view showing only one small tuft 41, FIG. 6 (b) is a side view of a shape that the above-mentioned channel-side partition and partition partition can take, and FIG. FIG. 4D is a side view of a shape that can be further adopted by the partition wall, and FIG. Here, FIG.
The position of the partition wall of the small tuft 41 shown in FIG.
(Or 47-1, 49-1, 50-1, 51-1, 51
-1 ', 51-1 ") at the position A, the partition 40-
2 (or 47-2, 49-2, 50-2, 51-2) is defined as position B.

【0046】図7(a),(b),(c) は、流路側隔壁部の位置
A及び区画隔壁部の位置Bが採り得る隔壁の形状の組み
合わせを破線で結んで示す図である。以下、これについ
て説明する。図6(a) に示す小房41の流路側の位置A
には開口部が必要である。ここに開口部が無いと隣接す
る小房間で吐出状態が影響され合うクロストークが発生
する虞がある。
FIGS. 7A, 7B, and 7C are diagrams showing combinations of partition shapes that can be taken at the position A of the flow path side partition and the position B of the partition partition by connecting broken lines. Hereinafter, this will be described. The position A on the flow channel side of the small tuft 41 shown in FIG.
Requires an opening. If there is no opening here, there is a possibility that crosstalk in which the ejection state is affected between adjacent small chambers may occur.

【0047】したがって、位置Aには、図6(c) に示す
形状k4は採り得ないが、図6(b)に示す形状k1、k
2又はk3のいずれも採り得るものである。図7(a),
(b),(c) はこのことを示している。
Therefore, at the position A, the shape k4 shown in FIG. 6C cannot be taken, but the shapes k1 and k shown in FIG.
Either 2 or k3 can be adopted. Fig. 7 (a),
(b) and (c) show this.

【0048】また、位置Bは開口部が有ってもよく又無
くても良いから、図6(b) に示す形状k1、k2又はk
3の他に同図(c) に示す形状k4も採り得るものであ
る。上記同様に図7(a),(b),(c) はこのことを示してい
る。
Further, since the position B may or may not have an opening, the position B may have a shape k1, k2 or k shown in FIG.
In addition to FIG. 3, a shape k4 shown in FIG. 7 (a), 7 (b) and 7 (c) show this as described above.

【0049】そして、図6(d) に示す形状k5は、位置
A又は位置Bのいずれにおいても、小房41を囲む隔壁
が水平方向に連続しない、つまり、位置Aでも又は位置
Bでも、隣の隔壁から切り離された形状となる。この形
状は、オリフィス板が設置される前の段階では基板上に
単独で立った状態となるから、隔壁のアスペクト比t/
wが或る程度小さくても、焼成・硬化の過程で隔壁の欠
落や倒壊が発生するので採用できない。図7(a),(b),
(c) で形状k5に破線の結び付けが無いのはこのことを
示している。
In the shape k5 shown in FIG. 6D, the partition wall surrounding the small chamber 41 is not continuous in the horizontal direction at either the position A or the position B, that is, at the position A or the position B, Of the partition wall. This shape is in a state of standing alone on the substrate before the orifice plate is installed, so that the aspect ratio t /
Even if w is small to a certain degree, it cannot be adopted because the partition walls will be dropped or collapsed in the course of firing and hardening. Fig. 7 (a), (b),
The fact that the shape k5 is not linked by a broken line in (c) indicates this.

【0050】図7の破線組合せ図で分かるように、流路
側隔壁と区画隔壁の採り得る形状は、図3に示した位置
AとB共に形状k1の場合、図4(a) に示した位置Aと
B共に形状k2の場合、図4(b) に示した位置AとB共
に形状k3の場合、図5(a),(b),(c) に示した位置Aが
形状k1、k2又はk3で位置Bが形状k4の場合、と
限るわけではない。位置Aと位置Bで、形状k1、k2
又はk3のうちの互いに異なる形状を組み合わせた構成
であってもよい。
As can be seen from the dashed line combination diagram in FIG. 7, the possible shapes of the flow path side partition and the partition partition are as shown in FIG. 4 (a) when both positions A and B shown in FIG. When both A and B have the shape k2, and when both the positions A and B shown in FIG. 4B have the shape k3, the positions A shown in FIGS. 5A, 5B and 5C correspond to the shapes k1 and k2. Or, it is not limited to the case where the position B is the shape k4 at k3. At positions A and B, the shapes k1 and k2
Alternatively, a configuration in which different shapes of k3 are combined may be employed.

【0051】なお、隔壁k2またはk3のオリフィス側
の壁は、オリフィス板と一体に形成することもできる。
The orifice side wall of the partition wall k2 or k3 can be formed integrally with the orifice plate.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、加圧室(小房)を、一部に開口を有し且つ水平方
向に連続する隔壁で囲んで形成するので、加圧室(小
房)への円滑なインクの供給を維持したまま吐出エネル
ギーをノズルの在る垂直方向へ集約させることができ、
これにより、吐出エネルギーを無駄なくインクの吐出に
使用することが出来てエネルギー効率が向上する。
As described in detail above, according to the present invention, since the pressurizing chamber (small chamber) is formed so as to be partially surrounded by an opening and surrounded by a partition wall which is continuous in the horizontal direction, the pressure chamber is formed. Discharge energy can be concentrated in the vertical direction where the nozzles are located, while maintaining a smooth supply of ink to the pressure chambers (small chambers).
As a result, the discharge energy can be used for discharging the ink without waste, and the energy efficiency is improved.

【0053】また、加圧室を囲む隔壁が水平方向に連続
して孤立した部分がなく各部が支え合っているので、ア
スペクト比t/wが「1」を或る程度まで超えても焼成
・硬化の過程で欠落や倒壊が発生せず、したがって隔壁
幅を狭くしてその分だけ加圧室の間隔を密にすることが
でき、これにより、加圧室の機能を維持したまま間隔を
詰めて高解像度の印字ヘッドを正確且つ容易に製造する
ことが可能となる。
Also, since the partition surrounding the pressurizing chamber is continuous in the horizontal direction and there is no isolated portion and each portion supports each other, even if the aspect ratio t / w exceeds "1" to a certain extent, the baking No drop or collapse occurs during the curing process, so the width of the partition walls can be narrowed and the spacing between the pressurizing chambers can be narrowed accordingly, thereby reducing the spacing while maintaining the function of the pressurizing chamber. Thus, a high-resolution print head can be manufactured accurately and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a),(b),(c) は第1の実施の形態におけるサー
マルインクジェットヘッドの製造方法を工程順に模式的
に示す概略の平面図と断面図である。
FIGS. 1A, 1B, and 1C are schematic plan views and cross-sectional views schematically showing a method of manufacturing a thermal inkjet head according to a first embodiment in the order of steps.

【図2】(a),(b),(c) は夫々上段は図1(a),(b),(c) の
平面図を拡大した図、中段は上段のA−A′断面矢視
図、下段は上段のB−B′断面矢視図である。
2 (a), 2 (b) and 2 (c) are each an enlarged view of the plan view of FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c), and the upper part is an AA 'sectional arrow of the upper part. The lower part is a sectional view taken along the line BB 'of the upper part.

【図3】製造工程3及び4が終了した直後の状態を分か
りやすく示すための拡大斜視図である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view for clearly illustrating a state immediately after manufacturing steps 3 and 4 are completed.

【図4】(a),(b) は三辺に開口部を持ち且つ水平方向の
周囲を連続する隔壁で囲まれた小房の構成の他の例を示
す図である。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) are diagrams showing another example of the configuration of a small chamber having openings on three sides and surrounded by a partition which is continuous in the horizontal direction.

【図5】(a),(b),(c) は流路側隔壁に開口部を持ち且つ
全体として水平方向の周囲を連続する隔壁で囲まれた小
房の構成の例を示す図である。
FIGS. 5 (a), (b), and (c) are views showing an example of the configuration of a small chamber having an opening in a flow path-side partition and surrounded by a partition that continuously surrounds the horizontal direction as a whole. .

【図6】(a) は小房を1個だけ示す平面図、(b) は流路
側隔壁及び区画隔壁が採り得る形状の側面図、(c) は区
画隔壁が更に採り得る形状の側面図、(d) は流路側隔壁
及び区画隔壁のいずれにも不適は形状の側面図である。
6 (a) is a plan view showing only one small tuft, FIG. 6 (b) is a side view of a shape that the channel-side partition and the partition partition can take, and FIG. 6 (c) is a side view of a shape that the partition partition can further take. (D) is a side view of a shape that is inappropriate for both the flow path side partition and the partition partition.

【図7】(a),(b),(c) は流路側隔壁及び区画隔壁が採り
得る形状の組み合わせを示す組み合わせ結線図である。
FIGS. 7 (a), (b), and (c) are combination connection diagrams showing combinations of shapes that can be taken by the flow path side partition and the partition partition.

【図8】(a),(b),(c) は発熱部の発熱面に平行な方向へ
インクを吐出する構成を示す図、(d),(e),(f) は発熱部
の発熱面に垂直な方向にインクを吐出する構成を示す図
である。
8 (a), (b), and (c) are diagrams showing a configuration in which ink is ejected in a direction parallel to the heat generating surface of the heat generating unit, and FIGS. 8 (d), (e), and (f) are diagrams of the heat generating unit. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration for ejecting ink in a direction perpendicular to a heat generating surface.

【図9】(a) は従来のルーフシュータ型サーマルインク
ジェットヘッドの概略の構成を示す側断面図、(b) は
(a) のA−A′断面矢視図、(c) はその一部を取り除い
て示す縮小平面図である。
9A is a side sectional view showing a schematic configuration of a conventional roof shooter type thermal inkjet head, and FIG.
(a) is a cross-sectional view taken along the line AA ', and (c) is a reduced plan view with a part thereof removed.

【図10】従来構成のルーフシュータ型サーマルインク
ジェットヘッドの本発明が工夫の対象とする内部構造を
分かりやすく示すためオリフィス板を上に切り離して示
す拡大斜視図である。
FIG. 10 is an enlarged perspective view showing an orifice plate separated upward to clearly show the internal structure of the roof shooter type thermal ink jet head of the present invention which is the subject of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 発熱部(発熱素子) 3 オリフィス板 4 オリフィス(インク吐出孔) 5、5′ インク 6 膜気泡 7 インク滴 10 インク吐出ヘッド 11 チップ基板 12 駆動回路 13 抵抗発熱部 14 個別配線電極 15 共通電極 16、17(17a、17b) 隔壁 18 オリフィス板 19 吐出ノズル(オリフィス) 21 小房 22 インク流路 23 インク供給溝 24 インク供給孔 31 チップ基板 32 共通電極 33 共通電極給電端子 34 個別配線電極 35 発熱抵抗体 36 駆動回路 37 駆動回路端子 38(38a、38b、38c、38d) インク供給
路 39 インク給送孔 40 シール隔壁 40−1 流路側隔壁 40−2 区画隔壁 41 区画(小房) 42 インク流路 43 オリフィス板 44 インク吐出ノズル(オリフィス) 45 モノカラー印字ヘッド 46 開口部 47−1、49−1、50−1、51−1、51−
1′、51−1″ 流路側隔壁 47−2、49−2、50−2、51−2 区画隔壁 A、B 隔壁位置 k1、k2、k3、k4、k5 隔壁の形状
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Heating part (heating element) 3 Orifice plate 4 Orifice (ink ejection hole) 5, 5 'ink 6 Film bubble 7 Ink droplet 10 Ink ejection head 11 Chip substrate 12 Drive circuit 13 Resistance heating part 14 Individual wiring electrode 15 Common electrode 16, 17 (17a, 17b) Partition wall 18 Orifice plate 19 Discharge nozzle (orifice) 21 Small chamber 22 Ink flow path 23 Ink supply groove 24 Ink supply hole 31 Chip substrate 32 Common electrode 33 Common electrode power supply terminal 34 Individual wiring electrode 35 Heating resistor 36 Drive circuit 37 Drive circuit terminal 38 (38a, 38b, 38c, 38d) Ink supply path 39 Ink supply hole 40 Seal partition 40-1 Flow path side partition 40-2 Partition partition 41 Partition (small chamber) 42 Ink flow path 43 Orifice plate 44 Ink ejection nozzle (Orif Scan) 45 mono-color printing head 46 opening 47-1,49-1,50-1,51-1,51-
1 ', 51-1 "Flow path side partition 47-2, 49-2, 50-2, 51-2 Partition partition A, B Partition position k1, k2, k3, k4, k5 Partition shape

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上の所定位置に配設されたインクを
吐出するための熱エネルギーを発生する複数の発熱素子
と、 該複数の発熱素子を個々にその水平方向全周囲に亙って
囲繞すると共に少なくとも1箇所に開口を備え、各発熱
素子により気泡を発生させてインクに圧力を加える加圧
室を夫々区画形成する隔壁と、 該隔壁を介し前記基板に対向させて設けられ前記発熱素
子に対応する位置にインク吐出ノズルを穿設されたオリ
フィス板と、 前記加圧室の夫々に前記開口を通じて連通され該加圧室
に供給すべきインクを給送する共通流路とを有すること
を特徴とするインクジェットプリントヘッド。
1. A plurality of heating elements for generating thermal energy for discharging ink disposed at predetermined positions on a substrate, and individually surrounding the plurality of heating elements around the entire circumference in the horizontal direction. A partition for forming a pressurized chamber for applying pressure to the ink by generating air bubbles by each of the heat generating elements, wherein the heat generating element is provided to face the substrate via the partition. And an orifice plate having an ink discharge nozzle formed at a position corresponding to the above, and a common flow path which is communicated with each of the pressurizing chambers through the opening and feeds ink to be supplied to the pressurizing chamber. Characteristic inkjet print head.
【請求項2】 前記開口は、前記隔壁における前記オリ
フィス板側の端部を除去して形成されていることを特徴
とする請求項1記載のインクジェットプリントヘッド。
2. The ink jet print head according to claim 1, wherein the opening is formed by removing an end of the partition wall on the side of the orifice plate.
【請求項3】 前記開口は、前記隔壁における前記基板
側の端部を除去して形成されていることを特徴とする請
求項1記載のインクジェットプリントヘッド。
3. The ink jet print head according to claim 1, wherein the opening is formed by removing an end of the partition wall on the substrate side.
【請求項4】 前記隔壁の前記開口が設けられている部
分は、前記オリフィス板に設置されていることを特徴と
する請求項3記載のインクジェットプリントヘッド。
4. The ink jet print head according to claim 3, wherein a portion of the partition wall where the opening is provided is provided on the orifice plate.
【請求項5】 前記隔壁は前記発熱素子を矩形状に囲繞
し、前記開口は前記隔壁の前記共通流路とは反対側の一
辺を除く3辺に亙って設けられていることを特徴とする
請求項1、2、3又は4記載のインクジェットプリント
ヘッド。
5. The partition wall surrounds the heating element in a rectangular shape, and the opening is provided on three sides except one side of the partition wall opposite to the common flow path. The ink jet print head according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein:
JP8743999A 1999-03-30 1999-03-30 Inkjet printhead. Expired - Fee Related JP3820794B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8743999A JP3820794B2 (en) 1999-03-30 1999-03-30 Inkjet printhead.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8743999A JP3820794B2 (en) 1999-03-30 1999-03-30 Inkjet printhead.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000280476A true JP2000280476A (en) 2000-10-10
JP3820794B2 JP3820794B2 (en) 2006-09-13

Family

ID=13914903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8743999A Expired - Fee Related JP3820794B2 (en) 1999-03-30 1999-03-30 Inkjet printhead.

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3820794B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3820794B2 (en) 2006-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1172212B1 (en) Bubble-jet type ink-jet printhead
US7263773B2 (en) Method of manufacturing a bubble-jet type ink-jet printhead
JP2006123551A (en) Nozzle plate, inkjet printing head with the same and manufacturing method of nozzle plate
JP2006123550A (en) Nozzle plate, inkjet printing head with the same, and manufacturing method of nozzle plate
JP4749546B2 (en) Inkjet printing head
JPH11320889A (en) Thin film ink-jet print head
JP2000334951A (en) Multi-array ink jet print head
US6652077B2 (en) High-density ink-jet printhead having a multi-arrayed structure
JP3799871B2 (en) Inkjet printer head manufacturing method
JP3820794B2 (en) Inkjet printhead.
JPH11245409A (en) Thermal ink-jet head
JP3705007B2 (en) Inkjet printer head
JPH08187862A (en) Ink jet recording head
JP2000127397A (en) Thermal ink jet head
JP3719110B2 (en) Inkjet printer head manufacturing method
JP2002029057A (en) Ink jet printing head
JP4979488B2 (en) Liquid ejection head and recording apparatus
JPH11334079A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JP2001191527A (en) Ink jet printer head
JP2000255063A (en) Ink jet printer
JP2000127396A (en) Thermal ink jet head
JP2000190499A (en) Top shooter type thermal ink jet head
JP2000006409A (en) Thermal ink jet head
JP3639920B2 (en) Manufacturing method of thermal ink jet head
JP2001129998A (en) Ink-jet printer head and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050524

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060307

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060427

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060530

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060612

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090630

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100630

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110630

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110630

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120630

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120630

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130630

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees