JP2002187282A - Method for manufacturing ink jet recording head - Google Patents
Method for manufacturing ink jet recording headInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッドの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet recording head.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録ヘッドの製造におい
ては、TaAlをヒーター材として使用し、その表面を
酸化処理して絶縁膜(酸化膜)を形成することによって
インク界面での絶縁と保護を図っている。2. Description of the Related Art In the manufacture of an ink jet recording head, TaAl is used as a heater material, and its surface is oxidized to form an insulating film (oxide film), thereby achieving insulation and protection at the ink interface. .
【0003】従来、酸化膜の形成は、マイナス側に白金
電極を設け、複数ヘッドがパターン形成されている大版
基板を陽極にして酸化処理を行うことによってなされ
る。大版基板内では各ヘッドへ電圧が印加されるように
全て共通に配線されている(図6及び図7参照)。Conventionally, an oxide film is formed by providing a platinum electrode on the minus side and performing an oxidation process using a large-size substrate on which a plurality of heads are patterned as an anode. All wirings are commonly connected in the large substrate so that a voltage is applied to each head (see FIGS. 6 and 7).
【0004】ところで、ヒーターのシート抵抗値は、成
膜時のTaAlの膜厚から酸化膜厚を差し引いた値によ
って決定されている。そして、従来の方法では、大版基
板の如何なる所(ヘッド)でもほぼ均一に酸化膜が形成
される。The sheet resistance of the heater is determined by a value obtained by subtracting the oxide film thickness from the TaAl film thickness at the time of film formation. Then, in the conventional method, an oxide film is formed almost uniformly at any place (head) on the large-size substrate.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、TaAl成膜
に際して基板内において膜厚が変化し、このためにヒー
ター抵抗値が変わっていた(図8参照)。この結果、抵
抗値が規格内に入らないものが生じ、歩留の低下やコス
トアップを招く原因となっていた。However, at the time of TaAl film formation, the film thickness changes in the substrate, which changes the heater resistance value (see FIG. 8). As a result, the resistance value may not be within the standard, resulting in a decrease in yield and an increase in cost.
【0006】ヒーター抵抗値はインク吐出の安定の点か
らより安定なことが望ましい。図8は大版基板A,Bを
一度に成膜したときのヒーター抵抗値分布を示した図で
あり、図示のx方向(ノズル並び方向)には抵抗値分布
は少ないが、y方向では両端(図面上下)で抵抗値の変
化が大きい。It is desirable that the heater resistance value be more stable from the viewpoint of stable ink ejection. FIG. 8 is a view showing the heater resistance value distribution when the large-size substrates A and B are formed at one time. The resistance value distribution is small in the x direction (nozzle arrangement direction) in the drawing, but both ends in the y direction. (Upper and lower sides of the drawing), the change in resistance is large.
【0007】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、酸化膜厚をヘッド毎にコント
ロールしてヒーター抵抗値のバラツキを抑えることがで
きるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method of manufacturing an ink jet recording head capable of controlling a thickness of an oxide film for each head to suppress variations in heater resistance. To provide.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、素子基板に形成された複数
の吐出エネルギー発生素子から吐出エネルギーを付与し
てインク流路内のインクをノズルより吐出するインクジ
ェット記録ヘッドのエネルギー発生素子のインク界面と
の電気的絶縁を含む保護をエネルギー発生材の表面を酸
化することによって行うインクジェット記録ヘッドの製
造方法において、大版基板に複数ヘッドのパターンを形
成し、各ヘッドのヒーター部を酸化するための電極を複
数設け、それぞれ独立して酸化を行うようにしたことを
特徴する。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of ejection energy generating elements formed on an element substrate apply ejection energy to discharge ink in an ink flow path. In a method of manufacturing an ink jet recording head in which protection including electrical insulation from an ink interface of an energy generating element of an ink jet recording head ejected from a nozzle is performed by oxidizing a surface of an energy generating material, a pattern of a plurality of heads is formed on a large plate substrate. Are formed, and a plurality of electrodes for oxidizing the heater section of each head are provided, and oxidation is performed independently of each other.
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、各ヘッドパターン内に抵抗値モニターを設
けたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a resistance monitor is provided in each head pattern.
【0010】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、酸化電極を各ヘッド毎に独立させたことを
特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the oxidizing electrode is made independent for each head.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0012】<実施の形態1>図1は本発明に係るイン
クジェット記録ヘッドの製造方法を説明するための図で
あり、同図において、201は電極であり、この電極2
01は各々のヘッド配線毎に設けられている。そして、
この電極201に電圧を印加することによってヒーター
材であるTaAlの表面が酸化される。<First Embodiment> FIG. 1 is a diagram for explaining a method of manufacturing an ink jet recording head according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 201 denotes an electrode;
01 is provided for each head wiring. And
By applying a voltage to this electrode 201, the surface of TaAl as a heater material is oxidized.
【0013】又、203は抵抗値チェック用のパッドで
あり、このパッド203によって各ヘッドの抵抗値(つ
まり、酸化膜厚)をチェックすることができる。尚、チ
ェック用のヒーター寸法は、寸法のバラツキによる抵抗
値への影響が少ないように設定される。Reference numeral 203 denotes a pad for checking the resistance value, and the pad 203 can check the resistance value (that is, the oxide film thickness) of each head. The dimensions of the heater for checking are set so that the variation in the dimensions has little effect on the resistance value.
【0014】而して、抵抗値が所望の範囲内に入った時
点で電極201をそれぞれ切り離していく。The electrodes 201 are cut off when the resistance value falls within a desired range.
【0015】ここで、図2にヒーター部の膜構成を示
す。FIG. 2 shows a film configuration of the heater section.
【0016】素子基板1としてはがSiウェハー使用さ
れる。或は、長欠1チップヘッドを得るには大判化が可
能なものとして熱伝導性、加工性コスト等の点からアル
ミニウム等の各種の金属板が使用される。As the element substrate 1, a Si wafer is used. Alternatively, in order to obtain a long one-chip head, various types of metal plates, such as aluminum, are used from the viewpoints of thermal conductivity, workability cost, and the like, which can be enlarged.
【0017】蓄熱層102はSiO2 等で構成されてお
り、発熱抵抗層104としてはTaAlが使用され、そ
の両側には電極としてAl配線103,105が形成さ
れている。図示の(th +t)が発熱抵抗層104の成
膜時の厚さであるが、th の値によってヒーター抵抗が
決まるのため、(th +t)のバラツキを抑えるために
tの厚さを調整して均一なth 厚さを可能にした。The heat storage layer 102 is made of SiO 2 or the like. TaAl is used as the heat-generating resistance layer 104, and Al wirings 103 and 105 are formed on both sides as electrodes. Although the illustrated (t h + t) is the thickness at the time of film formation of the heat generating resistor layer 104, for the heater resistance is determined by the value of t h, thickness of t in order to suppress the variation of the (t h + t) was to allow uniform t h thickness adjusted.
【0018】次に、本素子基板1を使用した記録ヘッド
を図3及び図4に基づいて説明する。尚、図3は記録ヘ
ッドの斜視図、図4は同記録ヘッドの横断面図である。Next, a recording head using the element substrate 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a perspective view of the recording head, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the recording head.
【0019】図3及び図4に示すように、吐出エネルギ
ー発生手段である発熱素子2が複数個設けられた素子基
板1に、インク流路6が形成された流路基板3が積層固
着され、インク流路6内に発熱素子2がそれぞれ位置し
ている。そして、素子基板1には、発熱素子2を独立し
て駆動するための複数の駆動素子8が設けられ、発熱素
子2と駆動素子8とは不図示の導通パターン(成膜技術
により形成されたAl等の配線パターン)によって電気
的に接続されている。As shown in FIGS. 3 and 4, a flow path substrate 3 having an ink flow path 6 is laminated and fixed to an element substrate 1 provided with a plurality of heating elements 2 serving as ejection energy generating means. The heating elements 2 are located in the ink flow paths 6, respectively. A plurality of driving elements 8 for independently driving the heating elements 2 are provided on the element substrate 1, and the heating elements 2 and the driving elements 8 are formed by a conductive pattern (not shown) formed by a film forming technique. (A wiring pattern of Al or the like).
【0020】又、インク供給管11A,11Bからイン
ク供給継手10A,10Bを介してインクが流通される
インク流路6の先端は、ノズル(吐出口)7となってい
る。積層された素子基板1及び流路基板3は保持基板4
上に固定されており、保持基板4には回路基板5も固定
されており、回路基板5と素子基板1とはボンディング
ワイヤー9で接続されている。A nozzle (ejection port) 7 is provided at an end of an ink flow path 6 through which ink flows from the ink supply pipes 11A and 11B via the ink supply joints 10A and 10B. The element substrate 1 and the flow path substrate 3 which are stacked are the holding substrate 4
The circuit board 5 is also fixed to the holding substrate 4, and the circuit board 5 and the element substrate 1 are connected by bonding wires 9.
【0021】そして、回路基板5は、不図示のプリント
ケーブル等を介して不図示の制御手段との間で電気信号
の授受を行う。従って、制御手段から、該制御手段に接
続されたプリントケーブル、回路基板5、ボンディング
ワイヤー9及び駆動素子8を介して発熱素子2まで電気
的に導通されている。The circuit board 5 transmits and receives electric signals to and from control means (not shown) via a print cable (not shown) or the like. Accordingly, electrical conduction is provided from the control means to the heating element 2 via the printed cable, the circuit board 5, the bonding wires 9 and the drive elements 8 connected to the control means.
【0022】<実施の形態2>次に、本発明の実施の形
態2を図5に基づいて説明する。尚、図5は本実施の形
態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を説明す
るための図である。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining a method of manufacturing the ink jet recording head according to the present embodiment.
【0023】図8に示したように、ヒーター抵抗値は一
部のヘッドにおいて変化する傾向にある。As shown in FIG. 8, the heater resistance tends to change in some heads.
【0024】そこで、本実施の形態では抵抗値の異なる
部分だけを独立に電極201の接続を可能にしたもので
ある。大版の大部分は共通のリードを持ち、両端の数ヘ
ッド分だけを独立にした。これにより、全数制御する必
要がなくなるために効率的である。Therefore, in the present embodiment, only the portions having different resistance values can be connected to the electrode 201 independently. Most of the large editions had a common lead, with only a few heads at each end independent. This eliminates the necessity of controlling all the units, which is efficient.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、素子基板に形成された複数の吐出エネルギー発
生素子から吐出エネルギーを付与してインク流路内のイ
ンクをノズルより吐出するインクジェット記録ヘッドの
エネルギー発生素子のインク界面との電気的絶縁を含む
保護をエネルギー発生材の表面を酸化することによって
行うインクジェット記録ヘッドの製造方法において、大
版基板に複数ヘッドのパターンを形成し、各ヘッドのヒ
ーター部を酸化するための電極を複数設け、それぞれ独
立して酸化を行うようにしたため、酸化膜厚をヘッド毎
にコントロールしてヒーター抵抗値のバラツキを抑える
ことができるという効果が得られる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the ink in the ink flow path is ejected from the nozzles by applying ejection energy from a plurality of ejection energy generating elements formed on the element substrate. In a method of manufacturing an ink jet recording head for performing protection including electrical insulation with an ink interface of an energy generating element of an ink jet recording head by oxidizing a surface of an energy generating material, a pattern of a plurality of heads is formed on a large-size substrate, Since a plurality of electrodes for oxidizing the heater section of each head are provided and oxidation is performed independently of each other, the effect of controlling the oxide film thickness for each head and suppressing variations in heater resistance can be obtained. Can be
【図1】本発明の実施の形態1に係るインクジェット記
録ヘッドの製造方法を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a method for manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】インクジェット記録ヘッドのヒーター部の膜構
成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a film configuration of a heater unit of the inkjet recording head.
【図3】インクジェット記録ヘッドの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an ink jet recording head.
【図4】インクジェット記録ヘッドの横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the inkjet recording head.
【図5】本発明の実施の形態2に係るインクジェット記
録ヘッドの製造方法を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 2 of the present invention.
【図6】従来の基板内陽極酸化リード配置を示す模式図
である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional arrangement of anodic oxidation leads in a substrate.
【図7】従来の基板内陽極酸化リード配置を示す全体図
である。FIG. 7 is an overall view showing a conventional arrangement of anodic oxidation leads in a substrate.
【図8】従来の基板内のヒーター抵抗値分布を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing a conventional heater resistance value distribution in a substrate.
1 素子基板 2 発熱素子 3 流路基板 4 保持基板 5 回路基板 6 インク流路 7 ノズル 8 駆動素子 9 ボンディングワイヤー 10A,10B インク供給継手 11A,11B インク供給管 102 蓄熱層 103,105 Al配線 104 発熱抵抗層 201 電極 203 抵抗値チェック用パッド REFERENCE SIGNS LIST 1 element substrate 2 heat generating element 3 flow path substrate 4 holding substrate 5 circuit board 6 ink flow path 7 nozzle 8 drive element 9 bonding wire 10A, 10B ink supply joint 11A, 11B ink supply pipe 102 heat storage layer 103, 105 Al wiring 104 heat generation Resistance layer 201 Electrode 203 Resistance check pad
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 淳司 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF93 AG12 AG46 AG85 AP02 AP14 AP56 AP82 AQ02 AQ06 BA03 BA13 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Junji Yasuda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 2C057 AF93 AG12 AG46 AG85 AP02 AP14 AP56 AP82 AQ02 AQ06 BA03 BA13
Claims (3)
ギー発生素子から吐出エネルギーを付与してインク流路
内のインクをノズルより吐出するインクジェット記録ヘ
ッドのエネルギー発生素子のインク界面との電気的絶縁
を含む保護をエネルギー発生材の表面を酸化することに
よって行うインクジェット記録ヘッドの製造方法におい
て、 大版基板に複数ヘッドのパターンを形成し、各ヘッドの
ヒーター部を酸化するための電極を複数設け、それぞれ
独立して酸化を行うようにしたことを特徴するインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法。1. An ink jet recording head which applies ejection energy from a plurality of ejection energy generating elements formed on an element substrate to eject ink in an ink flow channel from a nozzle, and electrically insulates the energy interface with an ink interface of the energy generating element. In the method for manufacturing an ink jet recording head, wherein protection including oxidizing the surface of the energy generating material is performed, a pattern of a plurality of heads is formed on a large-size substrate, and a plurality of electrodes for oxidizing a heater unit of each head are provided. A method for manufacturing an ink jet recording head, wherein oxidation is performed independently.
設けたことを特徴とする請求項1記載のインクジェット
記録ヘッドの製造方法。2. The method according to claim 1, wherein a resistance monitor is provided in each head pattern.
を特徴とする請求項1記載のインクジェット記録ヘッド
の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the oxidizing electrode is independent for each head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000386947A JP2002187282A (en) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Method for manufacturing ink jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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