JP2002316419A - Ink jet print head - Google Patents

Ink jet print head

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JP2002316419A
JP2002316419A JP2001121889A JP2001121889A JP2002316419A JP 2002316419 A JP2002316419 A JP 2002316419A JP 2001121889 A JP2001121889 A JP 2001121889A JP 2001121889 A JP2001121889 A JP 2001121889A JP 2002316419 A JP2002316419 A JP 2002316419A
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JP
Japan
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print head
heat
ink
ink jet
jet print
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001121889A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Kumagai
稔 熊谷
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet print head wherein heat is efficiently radiated even when the ink jet print head is formed on a glass substrate. SOLUTION: A metallic film 16 is formed on the upper face of the glass substrate 15 and a metallic film 17 is formed on the lower face of the glass substrate 15, an insulation film 25, a heating resistor film 26, a heating resistor 26a, an individual wiring electrode 27, a common electrode 28, a partition wall 29 and an orifice plate 31 having an ink ejection nozzle 32 are sequentially laminated on the metallic film 16 on the upper face, and an ink supply groove 33 and an ink supply hole 34 are provided on the glass substrate 15, thereby forming a head section. A through-hole 23 is provided on the glass substrate 15 and a metallic film 24 is formed on the inner wall thereof so that the metallic film 16 and the metallic film 17 on both faces of the substrate 15 are thermally connected with each other by the metallic film 24. The whole ink jet print head 35 is die-bonded to a radiating plate 37 by a die-bonding agent 36. The heat generated on a printing section at the upper face is transferred to the metallic films 16, 24, 17 so that the heat is efficiently radiated to the external section through the radiating plate 37.

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、効率良く熱を外部
に放散させるインクジェットプリントヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet print head for efficiently dissipating heat to the outside.

【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のプリン
タは、色材たるインクを直接記録紙に向けて吐出して印
字を行うから、粉末状の印材であるトナーを用いる電子
写真方式と比較して消費電力が少なく経済的であり、イ
ンクの混合によるカラー化が容易で且つ印字ドットが小
さいため高画質で美麗であり、騒音が少なく且つ画像形
成を印字ヘッドとインクのみで行うので全体として小型
化できて使い勝手が良い、という種々の利点があり、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。
2. Description of the Related Art In recent years, ink jet printers have been widely used. Since the ink jet printer performs printing by ejecting ink as a color material directly to recording paper, it consumes less power and is more economical than an electrophotographic printer using toner, which is a powdered printing material. It is easy to colorize by mixing inks and small in print dots, so high quality and beautiful, low noise, and small size as a whole because image formation is performed only with print head and ink, and good usability. Therefore, it is widely used especially as a personal printer.

【0003】このようなプリンタは、印字部に設けられ
た印字ヘッド(インクジェットプリントヘッド)によっ
てインクを紙面に吐出するが、この印字ヘッドにインク
を吐出させる方法としては、ピエゾ抵抗素子の変形によ
ってインクを飛ばすピエゾ式と抵抗発熱素子の発熱によ
る膜気泡の圧力でインクを飛ばすサーマル式がある。サ
ーマル式には更にインクの吐出方向により二通りの構成
があり、一つは抵抗発熱素子の発熱面に平行する方向に
インクを吐出する構成のサイドシュータ型と呼称される
印字ヘッドと、他には抵抗発熱素子の発熱面に垂直な方
向にインクを吐出する構成のルーフシュータ型(又はト
ップシュータ型)と呼称される印字ヘッドがある。そし
て、ルーフシュータ型はサイドシュータ型に比較して消
費電力が極めて小さくて済むことが知られている。
[0003] In such a printer, ink is ejected onto a paper surface by a print head (ink-jet print head) provided in a printing section. As a method of ejecting ink to the print head, ink is ejected by deformation of a piezoresistive element. There is a piezo system that blows ink and a thermal system that blows ink by the pressure of film bubbles caused by heat generated by a resistance heating element. The thermal type further has two types of configurations depending on the ink discharge direction.One is a print head called a side shooter type in which the ink is discharged in a direction parallel to the heating surface of the resistance heating element, and the other is There is a print head called a roof shooter type (or a top shooter type) configured to discharge ink in a direction perpendicular to the heat generation surface of the resistance heating element. It is known that the roof shooter type consumes much less power than the side shooter type.

【0004】また、インクジェットプリンタといえば、
従来は、用紙送り方向と直交する方向に往復移動する小
型の印字ヘッドによって印字するシリアルプリンタが主
流であったが、近年では、用紙幅に対応する長尺の印字
ヘッドが装置本体に固定され、用紙のみが搬送されて印
字が行われるラインプリンタが注目されている。
[0004] Speaking of ink jet printers,
Conventionally, a serial printer that prints with a small print head that reciprocates in a direction orthogonal to the paper feed direction has been the mainstream.In recent years, a long print head corresponding to the paper width has been fixed to the apparatus main body, and the paper Attention has been paid to a line printer in which only a sheet is conveyed and printing is performed.

【0005】上記の小型の印字ヘッドは、1枚のシリコ
ンウエハ上に例えば90個以上も一括して作成されて個
々に切り出されるが、同様に長尺の印字ヘッドを1枚の
シリコンウエハ上に作成しようとしても、単結晶シリコ
ンの直径は最大でも6×25.4mm程度であるので、
このような直径のシリコンウエハ上に長尺の印字ヘッド
を作成したとしても1個か2個採取できる程度で歩留り
が極端に悪く実用的でない。
[0005] For example, 90 or more small print heads are collectively formed on a single silicon wafer and cut out individually. Similarly, a long print head is mounted on a single silicon wafer. Even if I try to make it, since the diameter of single crystal silicon is about 6 x 25.4 mm at the maximum,
Even if a long print head is formed on a silicon wafer having such a diameter, only one or two print heads can be collected, and the yield is extremely poor, which is not practical.

【0006】したがって、長尺印字ヘッドの基板として
は大型化が可能なセラミック基板又はガラス基板が注目
されている。ただし、セラミック基板やガラス基板はシ
リコン基板に比較して放熱特性が劣るため、下地層とし
て放熱層を形成する必要がある。
Therefore, a ceramic substrate or a glass substrate, which can be increased in size, has attracted attention as a substrate for a long print head. However, since a ceramic substrate or a glass substrate has poor heat radiation characteristics as compared with a silicon substrate, it is necessary to form a heat radiation layer as a base layer.

【0007】図4(a) は、そのような長尺の印字ヘッド
の模式的な外観平面図であり、同図(b) は同図(a) の破
線Aで囲んで示す部分の拡大図、同図(c) は同図(b) の
B−B′断面矢視図である。同図(a),(b),(c) に示す長
尺の印字ヘッド1は、大きなガラス基板2の一面(同図
(c) では上面)全面に放熱層3が被着されており、その
放熱層3の上全面に更に絶縁層4が被着されている。そ
して、この絶縁層4の上に、平行する多数の条形にパタ
ーン化された発熱抵抗体膜5が形成され、その発熱抵抗
体5aとなる部分の一方の端部(同図(c) では右方)か
ら各条形の上に個々に重なって個別配線電極6が形成さ
れて接続され、他方の端部には、その端部から全部の条
形に連続して重なって共通電極7が形成されて接続され
ている。
FIG. 4A is a schematic external plan view of such a long print head, and FIG. 4B is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line A in FIG. FIG. 13C is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. The long print head 1 shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C has one surface of a large glass substrate 2 (see FIG. 1).
The heat radiation layer 3 is applied to the entire surface (the upper surface in (c)), and the insulating layer 4 is further applied to the entire surface of the heat radiation layer 3. Then, on the insulating layer 4, a heating resistor film 5 patterned into a large number of parallel stripes is formed, and one end of a portion serving as the heating resistor 5a (see FIG. From the right), individual wiring electrodes 6 are formed so as to be individually overlapped on the respective stripes and connected to each other, and a common electrode 7 is overlapped with the other end continuously from the end to all the stripes. Formed and connected.

【0008】尚、同図(c) では共通電極7が二方に分か
れているが、実際には、同図(c) の手前と向こう側で
(同図(a) では上と下で)連続している。つまり共通電
極7は長方形の面の中央部を長手方向に沿って切り欠か
れた形状をなしている。そして、これらの上に、基板2
の周囲を取り囲み且つ発熱抵抗体5aを三方から囲むよ
うに隔壁8が形成されている。
In FIG. 1C, the common electrode 7 is divided into two sides, but actually, the common electrode 7 is continuous on the front side and the other side of FIG. 1C (up and down in FIG. 2A). ing. That is, the common electrode 7 has a shape in which the center of the rectangular surface is cut out along the longitudinal direction. Then, on these, the substrate 2
Are formed so as to surround the periphery of the heating resistor 5a from three sides.

【0009】上記共通電極7の中央の切り欠き部に露出
する基板2の面には、上1/3程度の深さで細長いイン
ク供給溝9が穿設されており、このインク供給溝9の底
部の複数箇所に連通し基板2の底面に貫通するインク供
給孔11が形成されている。このような構成の最上層つ
まり隔壁8の上に、オリフィス板12が貼着されてお
り、このオリフィス板12の上記発熱抵抗体5aに対向
する位置にインク吐出ノズル13が形成されている。
On the surface of the substrate 2 exposed in the central cutout of the common electrode 7, an elongated ink supply groove 9 having a depth of about 1/3 is formed. Ink supply holes 11 are formed at a plurality of locations on the bottom and communicate with the bottom surface of the substrate 2. An orifice plate 12 is adhered on the uppermost layer having such a structure, that is, on the partition wall 8, and an ink discharge nozzle 13 is formed at a position of the orifice plate 12 facing the heating resistor 5a.

【0010】このようなインク吐出ノズル13は、例え
ば20μmφ〜40μmφの大きさで、数千個が一列に
並んで、同図(a) に示すように、ノズル列14を形成し
ている。同図(a) に示す例では、ノズル列14は4列に
なって、印字ヘッド1のインク吐出面(オリフィス板1
2)に形成されている。4列のノズル列14は、一般に
ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのインクを夫々
吐出するように構成される。
The ink discharge nozzles 13 have a size of, for example, 20 .mu.m.phi. To 40 .mu.m.phi., And thousands of them are arranged in a line to form a nozzle line 14 as shown in FIG. In the example shown in FIG. 1A, the nozzle rows 14 are four rows, and the ink ejection surface of the print head 1 (the orifice plate 1) is formed.
2) is formed. The four nozzle arrays 14 are generally configured to eject black, magenta, cyan, and yellow inks, respectively.

【0011】この印字ヘッド1は、外部のインクタンク
と連通する親基板にダイボンデングされ共通電極7が外
部の給電端子に接続され、個別配線電極6が駆動回路の
各駆動端子に接続されてプリンタ装置本体に装着され
る。そして印字(印刷)の際には、発熱抵抗体5aが画
像情報に応じて選択的に通電され、瞬時に発熱してイン
クとの界面に膜気泡を発生させ、この膜気泡の圧力で、
発熱抵抗体5aを三方から取り囲む隔壁8によって形成
される加圧室内のインクが押し出され、オリフィス13
からインク滴となって、不図示の紙面に向けて吐出され
る。
The print head 1 is die-bonded to a parent substrate communicating with an external ink tank, a common electrode 7 is connected to an external power supply terminal, and individual wiring electrodes 6 are connected to respective drive terminals of a drive circuit. Attached to the body. At the time of printing (printing), the heating resistor 5a is selectively energized in accordance with the image information, instantaneously generates heat and generates film bubbles at the interface with the ink.
The ink in the pressurized chamber formed by the partition 8 surrounding the heating resistor 5a from three sides is extruded, and the orifice 13
, And is ejected toward an unillustrated paper surface as an ink droplet.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記放熱層
への放熱では、放熱層の膜厚が厚いほど放熱層の放熱特
性が向上するから、適切な膜厚を採用することによっ
て、シリコン基板の場合と同等の放熱特性を得ることが
でき、これによって安定したインクの吐出を行うことが
できる。特に上記のような長尺の印字ヘッドのように発
熱抵抗体が多数配置された構成のものでは、全体として
発熱量が多く、したがって高い放熱特性が要求される。
In the heat dissipation to the heat dissipation layer, the heat dissipation property of the heat dissipation layer increases as the thickness of the heat dissipation layer increases. It is possible to obtain the same heat radiation characteristics as in the case, and it is possible to perform stable ink discharge. Particularly, in a configuration in which a large number of heating resistors are arranged, such as a long print head as described above, a large amount of heat is generated as a whole, and thus high heat radiation characteristics are required.

【0013】しかしながら、高い放熱特性を得るために
放熱層をあまり厚くしていくと、放熱層は金属層である
から熱膨張係数がガラス基板と大きく異なり、このため
製造工程中の熱で熱膨張による応力が発生しガラス基板
が反るという問題が発生する。ガラス基板に反りが発生
すると、加工精度が悪くなり結果として歩留まりが低下
するという問題につながる。また、そればかりでなく、
完成後もヘッドの反りによる印字品質の低下を招いて、
信頼度が低下するという問題も含んでいる。
However, if the heat radiation layer is made too thick in order to obtain high heat radiation characteristics, the heat radiation layer is a metal layer, so that the coefficient of thermal expansion is greatly different from that of the glass substrate. And the glass substrate warps. When warpage occurs in the glass substrate, processing accuracy deteriorates, and as a result, the yield decreases. Not only that,
Even after completion, the print quality is reduced due to the warpage of the head,
It also involves the problem of reduced reliability.

【0014】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
シリコン基板又はガラス基板上に形成されていて効率良
く熱を外部に放散させるとともに、熱によるガラス基板
の反りも防止できるインクジェットプリントヘッドを提
供することである。
[0014] The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems.
An object of the present invention is to provide an ink jet print head formed on a silicon substrate or a glass substrate, which can efficiently dissipate heat to the outside and can prevent the glass substrate from warping due to heat.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
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、基板の一面に第1
の放熱層、発熱抵抗体、電極、上記発熱抵抗体を区分け
する隔壁、及びインク吐出孔を有するオリフイス板を設
け、上記発熱抵抗体を発熱させることにより上記発熱抵
抗体の表面に膜気泡を発生させ該膜気泡の圧力により上
記発熱抵抗体上のインクを上記インク吐出孔から吐出さ
せるインクジェットプリントヘッドであって、上記基板
の一面とは逆の他面に設けられた第2の放熱層と、該第
2の放熱層と上記第1の放熱層とを熱結合させる熱結合
手段と、を有して構成される。
The construction of the ink jet print head according to the present invention will be described below. The inkjet print head of the present invention has a first surface on one side of a substrate.
A heat radiation layer, a heating resistor, an electrode, a partition for separating the heating resistor, and an orifice plate having ink discharge holes are provided, and the heating resistor is heated to generate film bubbles on the surface of the heating resistor. An ink jet print head for discharging ink on the heating resistor from the ink discharge hole by the pressure of the film bubble, wherein a second heat radiation layer provided on the other surface opposite to the one surface of the substrate; A thermal coupling means for thermally coupling the second heat radiation layer and the first heat radiation layer.

【0016】そして、上記熱結合手段は、例えば請求項
2記載のように、上記基板に設けられたスルーホールの
壁面に施された熱伝導部材で構成され、また、例えば請
求項3記載のように、上記基板に設けられたスルーホー
ルに充填された熱伝導部材で構成され、また、例えば請
求項4記載のように、上記基板の端面に設けられた熱伝
導部材で構成される。
The thermal coupling means is constituted by a heat conducting member provided on a wall surface of a through hole provided in the substrate, for example, as described in claim 2. In addition, it is constituted by a heat conducting member filled in a through hole provided in the substrate, and is constituted by, for example, a heat conducting member provided on an end face of the substrate.

【0017】また、上記第1の放熱層と上記第2の放熱
層は、例えば請求項5記載のように、それぞれの上記発
熱抵抗体の発熱による熱膨張の応力がほぼ同じくなるよ
うに形成されて構成される。
Further, the first heat radiation layer and the second heat radiation layer are formed, for example, such that stresses of thermal expansion due to heat generated by the respective heat generating resistors are substantially the same. It is composed.

【0018】[0018]

【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インクジェットプリントヘッドのガ
ラス基板において、第1の放熱層と第2の放熱層とこれ
らを熱結合させる金属膜の形状を示す図であり、同図
(a) はインクジェットプリントヘッドのガラス基板上に
おける第1の放熱層の形状を示す平面図、同図(b) は同
図(a) のC−C′矢視断面拡大図、同図(c) は、完成し
たインクジェットプリントヘッドの拡大断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1A, 1B, and 1C show a first heat radiation layer, a second heat radiation layer, and a metal film that thermally couples the first heat radiation layer and the second heat radiation layer on the glass substrate of the inkjet print head according to the first embodiment. FIG.
(a) is a plan view showing the shape of the first heat dissipation layer on the glass substrate of the ink jet print head, (b) is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC ′ in (a) of FIG. () Is an enlarged sectional view of the completed inkjet print head.

【0019】同図(a),(b) に示す構成について説明する
と、先ず、ガラス基板15の一面(図(b) では上面)に
第1の放熱層としての金属膜16を形成する。この金属
膜16には、Cu(銅)、Al(アルミニューム)、T
i(チタン)などを用いることができ、例えば、Tiを
1000Å、Cuを4.8μm、Tiを1000Åとい
うように積層した多層膜や、Alだけを5μmというよ
うな単層膜を、スパッタ、真空蒸着、又は鍍金などによ
り形成する。
The structure shown in FIGS. 1A and 1B will be described. First, a metal film 16 as a first heat radiation layer is formed on one surface of a glass substrate 15 (the upper surface in FIG. 1B). The metal film 16 includes Cu (copper), Al (aluminum), T
i (titanium) or the like can be used. For example, a multilayer film in which Ti is laminated at 1000Å, Cu is 4.8 μm, and Ti is 1000Å, or a single layer film such as Al is formed with a thickness of 5 μm is formed by sputtering or vacuum. It is formed by vapor deposition or plating.

【0020】次に、ガラス基板15の他面(図(b) では
下面)に第2の放熱層としての金属膜17を形成する。
尚、このガラス基板15両面の金属膜16又は17の形
成順序はどちらが先でどちら後であっても良い。また、
上記下面の金属膜17の構成は、上面の金属膜16と同
一の構造でもよくまたは同一の構造で無くても良く、熱
伝導性に優れた素材であれば良い。また、上下両面の金
属膜16及び17は、上記のように熱伝導性に優れてい
ると共に、それらの熱膨張による応力がほぼ同一になる
ように構成すると、製造工程中の熱、更には市場へ出荷
後の実働中の熱による金属膜16、17とガラス基板1
5の熱膨張差に起因するガラス基板15の反りを抑えて
各種の不具合の発生を防止することができる。
Next, a metal film 17 as a second heat dissipation layer is formed on the other surface (the lower surface in FIG. 2B) of the glass substrate 15.
The order of forming the metal films 16 or 17 on both surfaces of the glass substrate 15 may be either earlier or later. Also,
The configuration of the metal film 17 on the lower surface may or may not be the same as that of the metal film 16 on the upper surface, as long as the material has excellent thermal conductivity. If the metal films 16 and 17 on the upper and lower surfaces are excellent in thermal conductivity as described above and the stresses due to their thermal expansion are substantially the same, heat during the manufacturing process and furthermore, Metal films 16, 17 and glass substrate 1 due to heat during operation after shipment to
5 can suppress the warpage of the glass substrate 15 caused by the difference in thermal expansion, thereby preventing various problems.

【0021】上記に続いて、上面の金属膜16にはイン
ク供給溝を形成する部分に細長い形状の開口部18を設
けると共にスルーホールを形成する部分にも同じく細長
い形状(但しインク供給溝よりも幅は狭くとも良い)の
開口部19を設け、下面の金属膜17にはインク供給孔
を形成する部分に四角又は丸い形状の開口部21(同図
(c) 参照)を設けると共にスルーホールを形成する部分
に細長い形状の開口部22を設ける。
Subsequent to the above, the metal film 16 on the upper surface is provided with an elongated opening 18 at the portion where the ink supply groove is formed, and the same at the portion where the through hole is formed. An opening 19 having a narrow width may be provided, and a square or round opening 21 (see FIG. 1) is formed in the metal film 17 on the lower surface at a portion where an ink supply hole is formed.
(c)), and an elongated opening 22 is provided at a portion where a through hole is to be formed.

【0022】このとき各開口部は、その開口部内に後か
ら形成するインク供給溝、インク供給孔、及びスルーホ
ールの各開口部よりも一回り大きく形成する。これによ
り、後工程においてインク供給溝、インク供給孔、及び
スルーホールを穿設加工したときに、金属膜が一緒に穿
鑿加工されることによって生じる金属膜のガラス基板か
らの剥離という不具合を防止することができる。
At this time, each opening is formed to be slightly larger than each opening of an ink supply groove, an ink supply hole, and a through hole to be formed later in the opening. Thus, when the ink supply groove, the ink supply hole, and the through hole are formed in the subsequent process, the problem of peeling of the metal film from the glass substrate caused by the metal film being drilled together is prevented. be able to.

【0023】更に上記に続いて、ガラス基板15の上下
両面から例えばサンドブラスト加工などによって孔開け
加工を行ってスルーホール23を形成し、このスルーホ
ール23の内壁に、無電解めっきにより熱結合手段とし
ての金属膜24を形成してガラス基板15両面の金属膜
16及び17を物理的つまり導熱的に接続(熱結合)す
る。
Subsequently, through holes 23 are formed from the upper and lower surfaces of the glass substrate 15 by, for example, sandblasting or the like to form through holes 23, and the inner walls of the through holes 23 are formed by electroless plating as thermal coupling means. Is formed, and the metal films 16 and 17 on both surfaces of the glass substrate 15 are physically (ie, thermally coupled) to each other.

【0024】続いて、同図(c) に示す構成は、上述した
上面の金属膜16の上に、図4(c)に示したと同様の絶
縁膜25、発熱抵抗体膜26、発熱抵抗体26a、個別
配線電極27、共通電極28、隔壁29、及びオリフィ
ス板31を順次積層して形成される。
Subsequently, the structure shown in FIG. 4C is similar to the structure shown in FIG. 4C except that the insulating film 25, the heating resistor film 26, and the heating resistor 26a, the individual wiring electrode 27, the common electrode 28, the partition wall 29, and the orifice plate 31 are sequentially laminated.

【0025】上記の絶縁膜25としては、Si−O
2 系、Ta−Si−O系等の酸化物をスパッタや真空蒸
着により形成する。又はSi−O2 系、Si−N系等の
絶縁性膜をCVD法により形成する。更には、SiO2
系の酸化物をSOG法により形成することができる。
The insulating film 25 is made of Si—O
An oxide such as a two- system or Ta-Si-O system is formed by sputtering or vacuum evaporation. Alternatively, an insulating film of Si—O 2 , Si—N, or the like is formed by a CVD method. Furthermore, SiO 2
A system oxide can be formed by an SOG method.

【0026】そして、オリフィス板31には、例えばヘ
リコン波を用いたプラズマドライエッチングによりイン
ク吐出孔32を形成し、ガラス基板15には、上述した
スルーホール23に加えて新たにインク供給溝33とイ
ンク供給孔34をサンドブラスト加工などにより形成す
る。これにより、インクジェットプリントヘッド35が
完成する。
An ink discharge hole 32 is formed in the orifice plate 31 by, for example, plasma dry etching using a helicon wave, and an ink supply groove 33 is newly formed in the glass substrate 15 in addition to the through hole 23 described above. The ink supply holes 34 are formed by sandblasting or the like. Thereby, the ink jet print head 35 is completed.

【0027】そして、更に下面の金属膜17を介してイ
ンクジェットプリントヘッド35全体を、ダイボンデン
グ剤36により放熱板37にダイボンデングして、実用
単位のインクジェットプリントヘッドを完成させる。こ
の構成において、上面の金属膜16に伝達される熱は、
スルーホール23壁面の金属膜24によって良く下面の
金属膜17に伝達され、この金属膜17に伝達された熱
は、放熱板37を介して外部に効率良く放散される。
Further, the entire ink jet print head 35 is die-bonded to the heat radiating plate 37 with the die bonding agent 36 via the metal film 17 on the lower surface, thereby completing a practical unit of the ink jet print head. In this configuration, the heat transmitted to the metal film 16 on the upper surface is
The metal film 24 on the wall surface of the through hole 23 transfers the heat to the metal film 17 on the lower surface, and the heat transferred to the metal film 17 is efficiently radiated to the outside via the heat sink 37.

【0028】このように、インクジェットプリントヘッ
ド35が、シリコン基板又はガラス基板15上に形成さ
れていても、印字素子である発熱抵抗体26aが発熱し
てインクをインク吐出孔32から吐出した後の熱を効率
良く外部に放散させることができ、これにより、後続の
発熱駆動において先行の発熱駆動における残留熱の過熱
によってインクの異常吐出が防止され、安定した印字を
継続して行うことができる。
As described above, even when the ink jet print head 35 is formed on the silicon substrate or the glass substrate 15, the heat generated by the heat generating resistor 26 a as a printing element and the ink is discharged from the ink discharge hole 32. The heat can be efficiently dissipated to the outside, thereby preventing abnormal ejection of ink due to overheating of the residual heat in the preceding heating drive, thereby enabling stable printing to be performed continuously.

【0029】図2(a) は、第2の実施の形態におけるイ
ンクジェットプリントヘッドのガラス基板上における第
1の放熱層の形状を示す平面図であり、同図(b) は、第
2の放熱層及びスルーホールの形状を示す同図(a) のD
−D′矢視断面拡大図、同図(c) は、完成したインクジ
ェットプリントヘッドの拡大断面図である。尚、図2
(a),(b),(c) には、説明に必要な構成部分で図1(a),
(b),(c) に示した構成と同一の構成部分には図1(a),
(b),(c) と同一の番号を付与して示し、新たな構成部分
には新たな番号を付与して示し、説明上特に必要がない
ものには番号の付与を省略している。
FIG. 2A is a plan view showing the shape of the first heat radiation layer on the glass substrate of the ink jet print head according to the second embodiment, and FIG. 2B is the second heat radiation layer. D in the same figure (a) showing the shapes of layers and through holes.
-D 'is an enlarged sectional view taken in the direction of the arrow, and FIG. 3 (c) is an enlarged sectional view of the completed ink jet print head. FIG.
FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c) show components necessary for the description in FIGS.
The same components as those shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c) are shown in FIGS.
The same numbers as in (b) and (c) are assigned and shown, new components are assigned with new numbers, and numbers that are not particularly required for explanation are omitted.

【0030】図2(a),(b) に示すように、本例において
は、第1の放熱層としての金属膜16、第2の放熱層と
しての金属膜17、スルーホール用の開口部19、スル
ーホール23等は形成されるが、スルーホール23内壁
には図1(a),(b),(c) に示したような金属膜24は形成
されない。そして、その金属膜24に代って、図2(c)
に示すように、スルーホール23内に熱伝導部材38が
充填される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, in this embodiment, a metal film 16 as a first heat dissipation layer, a metal film 17 as a second heat dissipation layer, an opening for a through hole are provided. 19, the through hole 23 and the like are formed, but the metal film 24 as shown in FIGS. 1A, 1B and 1C is not formed on the inner wall of the through hole 23. Then, instead of the metal film 24, FIG.
As shown in FIG. 7, the heat conduction member 38 is filled in the through hole 23.

【0031】この熱伝導部材38は、同図(c) に示すよ
うに、ガラス基板15上に完成したインクジェットプリ
ントヘッド40が放熱板37にダイボンデングされた
後、ディスペンサ(基板ユニット製造ライン等において
回路基板上に載置・搭載される電子部品を回路端子に接
続するための半田ベーストを回路基板上に塗布する装
置)により、例えばAgペースト等の伝熱ペーストを流
し込み、これを硬化させることによって形成する。
As shown in FIG. 3C, after the ink jet print head 40 completed on the glass substrate 15 is die-bonded to the radiator plate 37, the heat conductive member 38 A device for applying a solder paste for connecting electronic components mounted and mounted on a substrate to circuit terminals onto a circuit board), for example, by pouring a heat transfer paste such as an Ag paste and curing the paste. I do.

【0032】このように、スルーホール23内部に熱伝
導部材38を充填することにより、ガラス基板15両面
の金属膜16及び17ばかりでなく、放熱板37ともダ
イボンデング剤36を介さずに直接広く熱結合すること
が可能となる。この場合も、基板上面の印字素子から放
熱された熱を基板裏面に効率良く伝達して外部に放散さ
せることができる。
As described above, by filling the inside of the through hole 23 with the heat conductive member 38, not only the metal films 16 and 17 on both surfaces of the glass substrate 15 but also the heat radiating plate 37 are directly and widely heated without the interposition of the die bonding agent 36. It becomes possible to combine. Also in this case, the heat radiated from the printing element on the upper surface of the substrate can be efficiently transmitted to the rear surface of the substrate and radiated to the outside.

【0033】図3(a) は、第2の実施の形態におけるイ
ンクジェットプリントヘッドの製法を説明する平面図、
同図(b) は完成したインクジェットプリントヘッドの拡
大断面図である。この図3(a) は、図1(c) の平面図を
示しており、製法は図1(a),(b),(c) で説明した通りで
ある。また、図3(a) には図1(a),(b),(c) と同一構成
部分には図1(a),(b),(c) と同一の番号を付与して示し
ている。
FIG. 3A is a plan view for explaining a method of manufacturing an ink jet print head according to the second embodiment.
FIG. 1B is an enlarged sectional view of the completed ink jet print head. FIG. 3 (a) shows a plan view of FIG. 1 (c), and the manufacturing method is as described with reference to FIGS. 1 (a), (b) and (c). In FIG. 3 (a), the same components as those in FIGS. 1 (a), (b) and (c) are assigned the same reference numerals as in FIGS. 1 (a), (b) and (c). ing.

【0034】図3(a) に示すように、ガラス基板15上
に図1(c) に示したインクジェットプリントヘッド35
と同形のものを作成し、大型の放熱板37上にダイボン
デングした後、各インクジェットプリントヘッド毎に個
々のヘッドチップとしてダイシングソーなどで切り出す
際に、図3(a) のE−E′で示すように、スルーホール
23の長手方向の中心線に沿って主部35−1と端部3
5−2に切り分けて、端部35−2を廃棄し、主部35
−1を同図(b) に示すインクジェットプリントヘッド4
1とする。同図(b) は、同図(a) の端部35−2を切り
離した後のF−F′矢視拡大断面図である。
As shown in FIG. 3A, the ink jet print head 35 shown in FIG.
After forming the same shape as above and die-bonding it on a large heat sink 37, when cutting out individual head chips for each ink jet print head with a dicing saw or the like, it is indicated by EE 'in FIG. 3 (a). As described above, the main portion 35-1 and the end portion 3 extend along the longitudinal center line of the through hole 23.
5-2, the end 35-2 is discarded, and the main portion 35-2 is discarded.
-1 indicates the ink jet print head 4 shown in FIG.
Let it be 1. FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view taken along the line FF ′ after the end 35-2 of FIG.

【0035】このインクジェットプリントヘッド41の
形状は、ガラス基板15の一端面に熱伝導部材としての
端面金属膜42(図3(a) のスルーホール23内壁の両
面に成膜された金属膜24の半面分)が形成された形状
となっている。インクジェットプリントヘッド41を、
このように形成しても、基板上面の印字素子から放熱さ
れた熱を基板裏面に効率良く伝達して外部に放散させる
ことができると共に、端部35−2を切り離した分だ
け、印字ヘッド全体を小型に形成することができ、プリ
ンタ本体の小型化に貢献できる。
The shape of the ink jet print head 41 is such that the end face metal film 42 as a heat conducting member is formed on one end face of the glass substrate 15 (the metal film 24 formed on both sides of the inner wall of the through hole 23 in FIG. 3A). (A half surface) is formed. The inkjet print head 41,
Even when formed in this manner, the heat radiated from the printing element on the upper surface of the substrate can be efficiently transmitted to the rear surface of the substrate and dissipated to the outside, and the entire print head can be removed by an amount corresponding to the separation of the end 35-2. Can be formed in a small size, which can contribute to downsizing of the printer body.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ガラス基板の両面に金属膜を形成しこれら上下面
の金属膜をスルーホールを介して熱結合するので、ライ
ンプリンタ用の長尺の印字ヘッドのように発熱量が多い
場合でも印字素子から放熱された熱を基板裏面に効率良
く伝達して外部に放散させることができ、これにより、
従来構造の印字ヘッドよりも放熱特性が向上し、したが
って、品質のよい安定した印字を継続して行うことがで
きる信頼性の高いインクジェットプリントヘッドを提供
することが可能となる。
As described in detail above, according to the present invention, a metal film is formed on both surfaces of a glass substrate and these metal films on the upper and lower surfaces are thermally coupled through through holes. Even when a large amount of heat is generated, such as a long print head, the heat radiated from the printing element can be efficiently transmitted to the back surface of the substrate and dissipated to the outside.
It is possible to provide a highly reliable ink jet print head capable of continuously performing high-quality and stable printing with improved heat radiation characteristics as compared with a print head having a conventional structure.

【0037】また、ガラス基板両面に形成する放熱用金
属膜の熱膨張によるガラス基板に与える応力を同一にな
るように構成することによりガラス基板の反りを防止す
るので、高い熱放散性と共に、製造工程中の熱、更には
市場へ出荷後の実働中の熱によるガラス基板の反りを抑
えて各種の不具合の発生を防止することができ、更に信
頼性の高いインクジェットプリントヘッドを提供するこ
とが可能となる。
In addition, since the stress applied to the glass substrate due to the thermal expansion of the heat-dissipating metal film formed on both surfaces of the glass substrate is made equal, the warpage of the glass substrate is prevented. It is possible to suppress the warpage of the glass substrate due to the heat during the process and furthermore, the heat during the actual operation after shipping to the market, thereby preventing various troubles, and providing a more reliable inkjet print head. It becomes.

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

【図1】(a),(b) は第1の実施の形態におけるインクジ
ェットプリントヘッドの第1の放熱層と第2の放熱層及
び熱結合金属膜の形状を示す図、(c) は完成したインク
ジェットプリントヘッドの拡大断面図である。
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing shapes of a first heat radiation layer, a second heat radiation layer, and a heat coupling metal film of an ink jet print head according to a first embodiment, and FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a completed inkjet print head.

【図2】(a) は第2の実施の形態におけるインクジェッ
トプリントヘッドのガラス基板上における第1の放熱層
の形状を示す平面図、(b) は第2の放熱層及びスルーホ
ールの形状を示す(a) のD−D′矢視断面拡大図、(c)
は完成したインクジェットプリントヘッドの拡大断面図
である。
FIG. 2A is a plan view showing a shape of a first heat dissipation layer on a glass substrate of an ink jet print head according to a second embodiment, and FIG. 2B is a view showing a shape of a second heat dissipation layer and a through hole. (A) is an enlarged cross-sectional view taken along the line DD ′ in FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the completed inkjet print head.

【図3】(a) は第2の実施の形態におけるインクジェッ
トプリントヘッドの製法を説明する平面図、(b) は完成
したインクジェットプリントヘッドの拡大断面図であ
る。
FIG. 3A is a plan view illustrating a method for manufacturing an ink jet print head according to a second embodiment, and FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view of the completed ink jet print head.

【図4】(a) は従来の印字ヘッドの模式的な外観平面
図、(b) は(a) の破線Aで囲んで示す部分の拡大図、
(c) は(b) のB−B′断面矢視図である。
4A is a schematic external plan view of a conventional print head, FIG. 4B is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line A in FIG.
(c) is a sectional view taken along the line BB 'of (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 印字ヘッド 2 ガラス基板 3 放熱層 4 絶縁層 5 発熱抵抗体膜 5a 発熱抵抗体 6 個別配線電極 7 共通電極 8 隔壁 9 インク供給溝 11 インク供給孔 12 オリフィス板 13 インク吐出ノズル 14 ノズル列 15 ガラス基板 16、17 金属膜 18、19、21、22 開口部 23 スルーホール 24 金属膜 25 絶縁膜 26 発熱抵抗体膜 26a 発熱抵抗体 27 個別配線電極 28 共通電極 29 隔壁 31 オリフィス板 32 インク吐出孔 33 インク供給溝 34 インク供給孔 35 インクジェットプリントヘッド 36 ダイボンデング剤 37 放熱板 38 熱伝導部材 40、41 インクジェットプリントヘッド 42 端面金属膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Print head 2 Glass substrate 3 Heat dissipation layer 4 Insulating layer 5 Heating resistor film 5a Heating resistor 6 Individual wiring electrode 7 Common electrode 8 Partition wall 9 Ink supply groove 11 Ink supply hole 12 Orifice plate 13 Ink ejection nozzle 14 Nozzle row 15 Glass Substrate 16, 17 Metal film 18, 19, 21, 22 Opening 23 Through hole 24 Metal film 25 Insulating film 26 Heating resistor film 26a Heating resistor 27 Individual wiring electrode 28 Common electrode 29 Partition wall 31 Orifice plate 32 Ink ejection hole 33 Ink supply groove 34 Ink supply hole 35 Ink jet print head 36 Die bonding agent 37 Heat sink 38 Heat conduction member 40, 41 Ink jet print head 42 End face metal film

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の一面に第1の放熱層、発熱抵抗
体、電極、前記発熱抵抗体を区分けする隔壁、及びイン
ク吐出孔を有するオリフイス板を設け、前記発熱抵抗体
を発熱させることにより前記発熱抵抗体の表面に膜気泡
を発生させ該膜気泡の圧力により前記発熱抵抗体上のイ
ンクを前記インク吐出孔から吐出させるインクジェット
プリントヘッドであって、 前記基板の一面とは逆の他面に設けられた第2の放熱層
と、 該第2の放熱層と前記第1の放熱層とを熱結合させる熱
結合手段と、 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。
An orifice plate having a first heat dissipation layer, a heating resistor, an electrode, a partition for separating the heating resistor, and an ink discharge hole is provided on one surface of a substrate, and the heating resistor is heated to generate heat. An ink jet print head that generates film bubbles on a surface of the heating resistor and discharges ink on the heating resistor from the ink discharge holes by pressure of the film bubble, the other surface being opposite to one surface of the substrate. An ink-jet printhead, comprising: a second heat radiation layer provided on a first heat radiation layer; and a thermal coupling unit for thermally coupling the second heat radiation layer and the first heat radiation layer.
【請求項2】 前記熱結合手段は、前記基板に設けられ
たスルーホールの壁面に施された熱伝導部材であること
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 said thermal coupling means is a heat conducting member provided on a wall surface of a through hole provided in said substrate.
【請求項3】 前記熱結合手段は、前記基板に設けられ
たスルーホールに充填された熱伝導部材であることを特
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 said thermal coupling means is a heat conductive member filled in a through hole provided in said substrate.
【請求項4】 前記熱結合手段は、前記基板の端面に設
けられた熱伝導部材であ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。
4. The ink jet print head according to claim 1, wherein said thermal coupling means is a heat conductive member provided on an end surface of said substrate.
【請求項5】 前記第1の放熱層と前記第2の放熱層
は、それぞれの前記発熱抵抗体の発熱による熱膨張の応
力がほぼ同じくなるように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。
5. The heat radiation layer according to claim 1, wherein the first heat radiation layer and the second heat radiation layer are formed such that thermal expansion stresses caused by heat generated by the heat generating resistors are substantially the same. 2. The ink jet print head according to 1.
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