JP6344916B2 - Liquid discharge head - Google Patents

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本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。   The present invention relates to a liquid discharge head that discharges liquid such as ink.

液体、例えばインクを吐出して記録媒体に画像を記録する記録装置の1つとして、液体吐出ヘッドを搭載したサーマル方式のインクジェット記録装置がある。サーマル方式のインクジェット記録装置では、エネルギー発生素子である発熱抵抗体にパルス電圧を印加し、発熱抵抗体と隣接したインク室のインクを瞬間的に沸騰させて生じた気泡の膨張によって、吐出口からインクを吐出して記録媒体に記録する。したがって、一定量のインクを吐出するために必要な駆動エネルギーは、インクの温度や液体吐出ヘッドの温度によって変化する。   As one of recording apparatuses for recording an image on a recording medium by discharging a liquid, for example, ink, there is a thermal ink jet recording apparatus equipped with a liquid discharge head. In a thermal type ink jet recording apparatus, a pulse voltage is applied to a heating resistor that is an energy generating element, and ink in an ink chamber adjacent to the heating resistor is instantaneously boiled to cause an expansion of bubbles, thereby causing a discharge from an ejection port. Ink is ejected and recorded on a recording medium. Accordingly, the driving energy required for ejecting a certain amount of ink varies depending on the temperature of the ink and the temperature of the liquid ejection head.

使用環境温度が低く、インク粘度が常温(20℃〜25℃)時より上昇した場合や、常温においてインク粘度が高い場合、液体吐出ヘッドにおいて、基板上の液体吐出用のエネルギー発生素子とは別に、該基板に設けられた加熱素子であるヒータが駆動する。そして、ヒータにより該基板を加温することで間接的にインクを加温することが知られている。   When the operating environment temperature is low and the ink viscosity is higher than that at room temperature (20 ° C. to 25 ° C.) or when the ink viscosity is high at room temperature, in the liquid ejection head, separately from the energy generating elements for liquid ejection on the substrate The heater which is a heating element provided on the substrate is driven. It is known that the ink is indirectly heated by heating the substrate with a heater.

しかしながら、基板を加熱することでインクだけでなく基板自体、更には液体吐出ヘッド全体の温度も上昇するため、例えば液体吐出ヘッドが高温になることを防止する過昇温保護回路が作動し易くなる。   However, heating the substrate raises not only the ink but also the temperature of the substrate itself and the entire liquid discharge head, so that, for example, an overheat protection circuit that prevents the liquid discharge head from becoming high temperature is easily activated. .

また、加熱された基板では、該基板の端部側からより多く放熱されるので、該基板の端部と中央部との間に温度差が生じる。そのため、インクが均一に加熱されず、インクの粘度に違いが生じ、インクの吐出速度やインクの吐出量などの吐出特性が基板上の吐出口の位置で異なる。その結果、記録媒体に記録される画像の色濃度や色調が変わり、スジ、ムラ等の画像品位の低下を生じることがある。   In addition, since the heated substrate radiates more heat from the end portion side of the substrate, a temperature difference is generated between the end portion and the central portion of the substrate. For this reason, the ink is not heated uniformly, the ink viscosity varies, and the ejection characteristics such as the ink ejection speed and the ink ejection amount differ depending on the position of the ejection port on the substrate. As a result, the color density and color tone of the image recorded on the recording medium change, and image quality such as streaks and unevenness may be deteriorated.

このような課題に対して、特許文献1では、液体を加熱することを目的とした加熱素子の他に、基板の端部を囲むように、基板内の温度が均一になることを目的とした加熱素子を配置することで、基板の温度が均一になるようにしている。   In order to solve such a problem, Patent Document 1 aims to make the temperature in the substrate uniform so as to surround the end portion of the substrate in addition to the heating element for heating the liquid. By arranging the heating element, the temperature of the substrate is made uniform.

特開2009−833号公報JP 2009-833 A

特許文献1に開示された液体吐出ヘッドでは、使用環境温度が低くインクの粘度が常温時より上昇した場合や常温で高粘度のインクを使用する場合、インク流路が形成された基板を加熱することでインクを加熱し、所望のインク粘度に達した後に記録動作を行う。   In the liquid discharge head disclosed in Patent Document 1, when the ink is used at a low ambient temperature and the viscosity of the ink is higher than that at room temperature or when high viscosity ink is used at room temperature, the substrate on which the ink flow path is formed is heated. Thus, the ink is heated, and the recording operation is performed after the desired ink viscosity is reached.

しかしながら、特許文献1に開示された液体吐出ヘッドの場合、加熱素子でインクを加熱するのではなく、基板を加熱させて、その加熱された基板を介して間接的にインクを加熱する。そのため、加熱素子のエネルギー効率が必ずしもよいとはいえない。さらには、インクの温度を上昇させるのに時間がかかり記録速度が低下するという影響もあった。   However, in the case of the liquid discharge head disclosed in Patent Document 1, the ink is not heated by the heating element, but the substrate is heated and the ink is indirectly heated through the heated substrate. Therefore, the energy efficiency of the heating element is not necessarily good. In addition, it takes time to increase the temperature of the ink, and the recording speed is reduced.

また、一般的に、インクを吐出する熱を発生させるエネルギー発生素子が形成された基板と同じ基板の上にインクの温度を上昇させる加熱素子が形成されている。そのため、エネルギー発生素子を駆動させることで基板の温度が上昇し、インクを所望の温度範囲に維持するためには加熱素子に対して複雑な制御を行う必要がある。   In general, a heating element for increasing the temperature of the ink is formed on the same substrate as the substrate on which the energy generating element for generating heat for discharging ink is formed. Therefore, driving the energy generating element raises the temperature of the substrate, and in order to maintain the ink in a desired temperature range, it is necessary to perform complicated control on the heating element.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、加熱素子に対して複雑な制御をせずに、加熱素子で液体の温度を直接的に調整することができる、液体吐出ヘッドを提供する。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a liquid discharge head capable of directly adjusting the temperature of a liquid with a heating element without complicated control of the heating element. .

本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口が形成された流路形成部材と、吐出口に液体を供給する液体供給口が形成された基板と、液体を吐出させるエネルギーを発生させるエネルギー発生素子と、を有する。基板の一方の面に、液体供給口の開口が形成されており、かつ、該開口を挟むようにエネルギー発生素子が配置されている。流路形成部材は基板の一方の面に配置されている。流路形成部材と基板とによって、液体供給口から開口を介して吐出口につながる液体流路が形成されている。液体流路の内部であり、基板から離れた位置に、液体を加熱する加熱素子が配置されている。加熱素子は、基板の厚み方向における加熱素子と流路形成部材との間を液体が流れるように、液体流路の内部に配置されている。 The liquid discharge head of the present invention includes a flow path forming member in which a discharge port for discharging liquid is formed, a substrate on which a liquid supply port for supplying liquid to the discharge port is formed, and energy for generating energy for discharging the liquid. A generating element. An opening for a liquid supply port is formed on one surface of the substrate, and an energy generating element is arranged so as to sandwich the opening. The flow path forming member is disposed on one surface of the substrate. The flow path forming member and the substrate form a liquid flow path that connects the liquid supply port to the discharge port through the opening. A heating element for heating the liquid is disposed inside the liquid channel and at a position away from the substrate. The heating element is arranged inside the liquid channel so that the liquid flows between the heating element and the channel forming member in the thickness direction of the substrate.

本発明では、液体を加熱する加熱素子が、吐出用のエネルギーを発生させるエネルギー発生素子が配置される基板ではなく、液体流路の、基板から離れた位置に位置するため、加熱素子で直接的に液体を加熱することができる。   In the present invention, the heating element for heating the liquid is not a substrate on which the energy generating element for generating energy for ejection is disposed, but is located at a position away from the substrate in the liquid flow path. The liquid can be heated.

本発明によれば、加熱素子に対して複雑な制御を行わずに加熱素子で液体の温度を直接的に調整することができる。   According to the present invention, the temperature of the liquid can be directly adjusted by the heating element without performing complicated control on the heating element.

本発明に係る液体吐出ヘッドの第1の実施形態の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a first embodiment of a liquid ejection head according to the present invention. 図1のA−A断面の概略図である。It is the schematic of the AA cross section of FIG. 加熱素子の配置位置を説明するための記録素子基板の上面図である。FIG. 6 is a top view of a recording element substrate for explaining the arrangement positions of heating elements. 記録素子基板の製造工程の一例を説明する概略図である。It is the schematic explaining an example of the manufacturing process of a recording element board | substrate. 図4に示す製造工程のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing process shown in FIG. 記録素子基板の製造工程の他の一例を説明する概略図である。It is the schematic explaining another example of the manufacturing process of a recording element board | substrate. 図6に示す製造工程のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing process shown in FIG. 図4〜図7に示した製造工程の続きの製造工程を説明する概略図である。It is the schematic explaining the manufacturing process following the manufacturing process shown in FIGS. 図8に示す製造工程のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing process shown in FIG. 本発明に係る液体吐出ヘッドの第2の実施形態であり、図1のA−A断面に対応する断面の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a cross section corresponding to the AA cross section of FIG. 1 according to a second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention.

以下に、本発明の液体吐出ヘッドを図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the liquid discharge head of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図1に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第1の実施形態の概略斜視図を示す。なお、内部構造がわかるように、流路形成部材3の一部分を省略している。また、図2に、図1のA−A断面の概略図を示す。図3に、加熱素子の配置位置を説明するための記録素子基板の上面図を示す。なお、図3では、流路形成部材と中間層と第1の保護膜と第2の保護膜とを省略している。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic perspective view of a first embodiment of a liquid discharge head according to the present invention. A part of the flow path forming member 3 is omitted so that the internal structure can be seen. FIG. 2 shows a schematic diagram of the AA cross section of FIG. FIG. 3 is a top view of the recording element substrate for explaining the arrangement positions of the heating elements. In FIG. 3, the flow path forming member, the intermediate layer, the first protective film, and the second protective film are omitted.

本発明における液体吐出ヘッド20は、基板2と、基板2上に密着性を向上させる中間層5を挟んで配置された流路形成部材3と、からなる記録素子基板21を含む。   The liquid discharge head 20 according to the present invention includes a recording element substrate 21 including a substrate 2 and a flow path forming member 3 disposed on the substrate 2 with an intermediate layer 5 for improving adhesion therebetween.

基板2には液体、例えばインクが供給される液体供給口7が形成されている。そして、基板2の一方の面である、流路形成部材3と対向する面(表面)2aには、液体供給口7を挟んで、所定の間隔で列状にエネルギー発生素子1が形成されている。また、表面2aの、基板2の長手方向の端部には、外部との電気的接続を行うコンタクトパッド13が形成されている。   The substrate 2 is provided with a liquid supply port 7 through which a liquid, for example, ink is supplied. The energy generating elements 1 are formed in rows at predetermined intervals on the surface (surface) 2a facing the flow path forming member 3 which is one surface of the substrate 2 with the liquid supply port 7 interposed therebetween. Yes. Further, contact pads 13 for electrical connection with the outside are formed on the end of the surface 2a in the longitudinal direction of the substrate 2.

流路形成部材3には、各エネルギー発生素子1に対応して、各エネルギー発生素子1の上方に吐出口6が形成されており、基板2と流路形成部材3とによって、液体供給口7から液体供給口7の開口7aを介して吐出口6につながる液体流路8が形成される。   Corresponding to each energy generating element 1, a discharge port 6 is formed in the flow path forming member 3 above each energy generating element 1, and the liquid supply port 7 is formed by the substrate 2 and the flow path forming member 3. A liquid flow path 8 connected to the discharge port 6 through the opening 7a of the liquid supply port 7 is formed.

なお、流路形成部材3は、例えばエポキシ樹脂からなる。また、中間層5は必要に応じて設ければよい。本実施形態では、液体供給口7の両側に複数のエネルギー発生素子1が1列ずつ配置されているが、複数列配置されていても構わない。   The flow path forming member 3 is made of, for example, an epoxy resin. Moreover, what is necessary is just to provide the intermediate | middle layer 5 as needed. In the present embodiment, a plurality of energy generating elements 1 are arranged on each side of the liquid supply port 7, but a plurality of energy generating elements 1 may be arranged.

液体流路8の内部のうち、液体供給口7の開口7aと流路形成部材3との間に、液体を加熱する、例えばヒータなどの加熱素子11が設けられている。加熱素子11は、液体供給口7の長手方向に沿った方向の両端部が、基板2上に配された配線12を介してコンタクトパッド13につながっており、コンタクトパッド13から配線12を介して加熱素子11に電力が供給され、加熱素子11が発熱する。本構成では加熱素子11が液体に十分に接するため、液体を加温するための熱効率が優れている。   A heating element 11 such as a heater for heating the liquid is provided between the opening 7 a of the liquid supply port 7 and the flow path forming member 3 in the liquid flow path 8. In the heating element 11, both end portions in the direction along the longitudinal direction of the liquid supply port 7 are connected to the contact pad 13 via the wiring 12 arranged on the substrate 2, and the heating pad 11 is connected to the contact pad 13 via the wiring 12. Electric power is supplied to the heating element 11 and the heating element 11 generates heat. In this configuration, since the heating element 11 is sufficiently in contact with the liquid, the thermal efficiency for heating the liquid is excellent.

なお、加熱素子11の表面を保護膜で覆うことで、使用する液体に起因する加熱素子11への化学的なダメージ、具体的には溶解や錆、腐食を抑制することが可能である。加熱素子11を基板2上に形成する工程の前後に保護膜9を形成することで、加熱素子11を保護膜9で挟み込む構成とすることができる。なお、本実施形態の説明では、加熱素子11の全体を保護膜9で覆う構成を説明するが、加熱素子11の一部のみを保護膜9で覆う構成や、保護膜9を設けない構成なども可能である。   In addition, by covering the surface of the heating element 11 with a protective film, chemical damage to the heating element 11 due to the liquid used, specifically, dissolution, rust, and corrosion can be suppressed. By forming the protective film 9 before and after the step of forming the heating element 11 on the substrate 2, the heating element 11 can be sandwiched between the protective films 9. In the description of the present embodiment, a configuration in which the entire heating element 11 is covered with the protective film 9 will be described. However, a configuration in which only a part of the heating element 11 is covered with the protective film 9, a configuration in which the protective film 9 is not provided, and the like. Is also possible.

次に本発明の液体吐出ヘッド20の記録素子基板21の製造方法を説明する。図4に、記録素子基板21の製造工程の一例を説明する概略図であり、加熱素子11とエネルギー発生素子1が同一工程で形成される場合を示す。また、図5に、図4に示す製造工程のフローチャートを示す。   Next, a method for manufacturing the recording element substrate 21 of the liquid discharge head 20 of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an example of the manufacturing process of the recording element substrate 21 and shows a case where the heating element 11 and the energy generating element 1 are formed in the same process. FIG. 5 shows a flowchart of the manufacturing process shown in FIG.

まず、基板2の表面2aに犠牲層16を形成する。この犠牲層16の位置は、液体供給口7が形成される位置と一致させる。そして、犠牲層16上に第1の保護膜9aを形成する(S1)(図4(a)参照)。   First, the sacrificial layer 16 is formed on the surface 2 a of the substrate 2. The position of the sacrificial layer 16 is matched with the position where the liquid supply port 7 is formed. Then, a first protective film 9a is formed on the sacrificial layer 16 (S1) (see FIG. 4A).

次に、基板2の表面2a上に、液体供給口7が形成される位置を挟むようにして、複数のエネルギー発生素子1を配置し、第1の保護膜9a上に加熱素子11を配置する(S2)(図4(b)参照)。   Next, a plurality of energy generating elements 1 are arranged on the surface 2a of the substrate 2 so as to sandwich the position where the liquid supply port 7 is formed, and the heating element 11 is arranged on the first protective film 9a (S2). (See FIG. 4 (b)).

次に、基板2の表面2a上を覆うように、第2の保護膜9bを形成する(S3)(図4(c)参照)。   Next, a second protective film 9b is formed so as to cover the surface 2a of the substrate 2 (S3) (see FIG. 4C).

次に、第2の保護膜9bの不要な領域を除去する(S4)(図4(d)参照)。なお、第2の保護膜9bの不要な領域を除去する工程は省略することも可能である。   Next, an unnecessary region of the second protective film 9b is removed (S4) (see FIG. 4D). Note that the step of removing unnecessary regions of the second protective film 9b can be omitted.

以上のようにして、第1の保護膜9aと第2の保護膜9bとからなる保護膜9に囲まれた加熱素子11が形成される。本方法では、エネルギー発生素子1と加熱素子11とが同一工程で形成できることから、加熱素子11を形成する工程を新たに追加しなくてよい。   As described above, the heating element 11 surrounded by the protective film 9 composed of the first protective film 9a and the second protective film 9b is formed. In this method, since the energy generating element 1 and the heating element 11 can be formed in the same process, it is not necessary to newly add a process for forming the heating element 11.

図6に、記録素子基板21の製造工程の他の一例を説明する概略図であり、加熱素子11とエネルギー発生素子1とが異なる工程で形成される場合を示す。また、図7に、図6に示す製造工程のフローチャートを示す。   FIG. 6 is a schematic diagram for explaining another example of the manufacturing process of the recording element substrate 21 and shows a case where the heating element 11 and the energy generating element 1 are formed in different processes. FIG. 7 shows a flowchart of the manufacturing process shown in FIG.

基板2の表面2aの液体供給口7が形成される位置に犠牲層16を形成し、表面2a上に犠牲層16を挟むようにして複数のエネルギー発生素子1を列状に配置する。そして、基板2の表面2aを覆うように、第1の保護膜9aを形成する(S11)(図6(a)参照)。   A sacrificial layer 16 is formed on the surface 2a of the substrate 2 at a position where the liquid supply port 7 is formed, and a plurality of energy generating elements 1 are arranged in a row so as to sandwich the sacrificial layer 16 on the surface 2a. Then, a first protective film 9a is formed so as to cover the surface 2a of the substrate 2 (S11) (see FIG. 6A).

次に、加熱素子11を、犠牲層16と対向するように、第1の保護膜9a上に配置する(S12)(図6(b)参照)。   Next, the heating element 11 is disposed on the first protective film 9a so as to face the sacrificial layer 16 (S12) (see FIG. 6B).

次に、加熱素子11を覆うように、第1の保護膜9上に第2の保護膜9bを形成する(S13)(図6(c)参照)。   Next, a second protective film 9b is formed on the first protective film 9 so as to cover the heating element 11 (S13) (see FIG. 6C).

次に、第2の保護膜9bの不要な領域を除去する(S14)(図6(d)参照)。なお、第2の保護膜9bの不要な領域を除去する工程は省略することも可能である。   Next, an unnecessary region of the second protective film 9b is removed (S14) (see FIG. 6D). Note that the step of removing unnecessary regions of the second protective film 9b can be omitted.

以上のようにして、第1の保護膜9aと第2の保護膜9bとからなる保護膜9に囲まれた加熱素子11が形成される。   As described above, the heating element 11 surrounded by the protective film 9 composed of the first protective film 9a and the second protective film 9b is formed.

図4から図7を用いて説明した上述の2つの製造方法の場合、エネルギー発生素子1は基板2上に形成され、加熱素子11は保護膜9の一部を形成する第1の保護膜9a上に形成される。つまり、エネルギー発生素子1と加熱素子11とは互いに異なる層に形成されるため、エネルギー発生素子1につながる配線(不図示)と加熱素子11につながる配線12との干渉を避けることが可能となる。したがって、加熱素子11に電力を供給する配線12を配置するスペースを基板2上に別途追加しなくてもよく、基板2のサイズを大きくしなくてよい。   In the above-described two manufacturing methods described with reference to FIGS. 4 to 7, the energy generating element 1 is formed on the substrate 2, and the heating element 11 is a first protective film 9 a that forms part of the protective film 9. Formed on top. That is, since the energy generating element 1 and the heating element 11 are formed in different layers, it is possible to avoid interference between a wiring (not shown) connected to the energy generating element 1 and a wiring 12 connected to the heating element 11. . Therefore, it is not necessary to separately add a space for arranging the wiring 12 for supplying power to the heating element 11 on the substrate 2, and it is not necessary to increase the size of the substrate 2.

図8に、図4〜図7に示した製造工程の続きの製造工程を説明する概略図を示す。また、図9に、図8に示す製造工程のフローチャートを示す。   FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process subsequent to the manufacturing process illustrated in FIGS. FIG. 9 shows a flowchart of the manufacturing process shown in FIG.

保護膜9上に中間層5となる膜を形成し、基板2の他方の面である、表面2aとは反対の面(裏面)2bに、液体供給口7を形成する際にマスク15となるレジスト等を塗布し、ベークにより硬化させる。そして、保護膜9上の中間層5となる膜をパターニングするために、該膜上にレジストをスピンコート等により塗布し、露光及び現像をして、余分なレジストを除去する。次に、該膜上に残ったレジストをマスクとしてドライエッチング等により該膜をパターニングした後、該膜上の残ったレジストを剥離して、中間層5が形成される。同様の工程で基板2の裏面2bにマスク15を形成する(S21)(図8(a)参照)。   A film to be the intermediate layer 5 is formed on the protective film 9 and becomes the mask 15 when the liquid supply port 7 is formed on the other surface (back surface) 2b of the substrate 2 opposite to the front surface 2a. A resist or the like is applied and cured by baking. And in order to pattern the film used as the intermediate | middle layer 5 on the protective film 9, a resist is apply | coated by spin coating etc. on this film | membrane, and exposure and image development are performed, and an excess resist is removed. Next, after patterning the film by dry etching or the like using the resist remaining on the film as a mask, the remaining resist on the film is peeled off to form the intermediate layer 5. In the same process, a mask 15 is formed on the back surface 2b of the substrate 2 (S21) (see FIG. 8A).

次に、保護膜9上の、中間層5で覆われていない位置に、液体流路8の一部を形成するための型材であるポジ型レジスト(以下、「型材」と称する)17を形成する(S22)(図8(b)参照)。   Next, a positive resist (hereinafter referred to as “mold material”) 17 which is a mold material for forming a part of the liquid flow path 8 is formed on the protective film 9 at a position not covered with the intermediate layer 5. (S22) (see FIG. 8B).

次に、基板2の表面2aの上を覆うように、流路形成部材3となるネガ型感光性樹脂膜23をスピンコート等により形成し、紫外線やDeep UV光等による露光と現像により吐出口6を形成する(S23)(図8(c)参照)。   Next, a negative photosensitive resin film 23 to be the flow path forming member 3 is formed by spin coating or the like so as to cover the surface 2a of the substrate 2, and an ejection port is formed by exposure and development with ultraviolet rays, deep UV light, or the like. 6 is formed (S23) (see FIG. 8C).

次に、基板2の表面2aの上および基板2の側面2cを覆うように、保護材18をスピンコート等により形成する。そして、基板2に化学的にエッチング、例えば4メチル水酸化アンモニウム(TMAH)等の強アルカリ溶液による異方性エッチングを行う。保護材18で覆われた部分や、マスク15で覆われた部分はエッチングされないので、基板2の裏面2bのマスク15で覆われていない部分がエッチングされる。そして、犠牲層16及び犠牲層16上の保護膜9の一部までエッチングされることで、液体供給口7が形成される(S24)(図8(d)参照)。なお、犠牲層16としてはアルミニウムなどのエッチングされやすい材料がよく、そのため、犠牲層16の大きさと同じ大きさに液体供給口7の開口7aが形成される。   Next, the protective material 18 is formed by spin coating or the like so as to cover the surface 2a of the substrate 2 and the side surface 2c of the substrate 2. Then, the substrate 2 is chemically etched, for example, anisotropically etched with a strong alkaline solution such as 4-methyl ammonium hydroxide (TMAH). Since the portion covered with the protective material 18 and the portion covered with the mask 15 are not etched, the portion not covered with the mask 15 on the back surface 2b of the substrate 2 is etched. Then, the liquid supply port 7 is formed by etching the sacrificial layer 16 and a part of the protective film 9 on the sacrificial layer 16 (S24) (see FIG. 8D). The sacrificial layer 16 is preferably made of an easily etched material such as aluminum. Therefore, the opening 7 a of the liquid supply port 7 is formed in the same size as the sacrificial layer 16.

次に、マスク15及び保護材18を除去する。さらに型材17を吐出口6及び液体供給口7から溶出させることにより、液体流路8が形成されるとともに、流路形成部材3も完成する(S25)(図8(e)参照)。   Next, the mask 15 and the protective material 18 are removed. Further, the mold material 17 is eluted from the discharge port 6 and the liquid supply port 7, whereby the liquid channel 8 is formed and the channel forming member 3 is also completed (S25) (see FIG. 8E).

本発明の液体吐出ヘッド20では、液体を加熱する加熱素子11が液体供給口7の開口7aと流路形成部材3との間、つまり液体流路8の内部に位置し、保護膜9を介して液体を加熱することができる。液体流路8は、各吐出口6に向かう液体が必ず流れるため、直接的に液体を加熱することができる。また、加熱素子11は、液体とは保護膜9を介して、あるいは直接接するため、基板2を介して液体を加熱する場合に比べて液体の温度調節がしやすく、かつ、効率的に液体を加熱しやすい。そのため、液体を加熱するためのエネルギーを少なくすることができる。   In the liquid discharge head 20 of the present invention, the heating element 11 for heating the liquid is located between the opening 7 a of the liquid supply port 7 and the flow path forming member 3, that is, inside the liquid flow path 8, with the protective film 9 interposed therebetween. The liquid can be heated. In the liquid flow path 8, since the liquid which goes to each discharge port 6 necessarily flows, it can heat a liquid directly. Further, since the heating element 11 is in direct contact with the liquid through the protective film 9 or directly, the temperature of the liquid can be easily adjusted as compared with the case of heating the liquid through the substrate 2 and the liquid can be efficiently supplied. Easy to heat. Therefore, energy for heating the liquid can be reduced.

さらに、加熱素子11は基板2から離れており、基板2を介して液体を加熱するのではないため、基板2の温度上昇を抑制することができる。また、エネルギー発生素子1は基板2の表面2a上に位置し、加熱素子11は、保護膜9(第1の保護膜9a)上に位置する。つまり、エネルギー発生素子1と加熱素子11とは異なる層に位置するため、コンタクトパッド13からエネルギー発生素子1につながる配線とコンタクトパッド13から加熱素子11につながる配線12とが干渉し合うことを抑制することができる。さらに、基板2に加熱素子11配置用の追加の領域を設けなくてよく、特殊な製造工程が増えるわけではないので、加熱素子11を設けることによる、基板2の大型化や製造コストの増加を抑制することができる。   Furthermore, since the heating element 11 is separated from the substrate 2 and does not heat the liquid via the substrate 2, the temperature rise of the substrate 2 can be suppressed. The energy generating element 1 is located on the surface 2a of the substrate 2, and the heating element 11 is located on the protective film 9 (first protective film 9a). That is, since the energy generating element 1 and the heating element 11 are located in different layers, it is possible to suppress interference between the wiring connected from the contact pad 13 to the energy generating element 1 and the wiring 12 connected from the contact pad 13 to the heating element 11. can do. Furthermore, since it is not necessary to provide an additional region for arranging the heating element 11 on the substrate 2 and the number of special manufacturing processes does not increase, the provision of the heating element 11 increases the size of the substrate 2 and increases the manufacturing cost. Can be suppressed.

なお、本発明は、液体供給口7から開口7aを介して吐出口6に至る液体流路8内の、基板2から離れた位置に加熱素子11を配置すればよいので、液体供給口7内であり、基板2とは接しない位置に加熱素子11を配置することも可能である。   In the present invention, the heating element 11 may be disposed at a position away from the substrate 2 in the liquid flow path 8 from the liquid supply port 7 through the opening 7 a to the discharge port 6. It is also possible to arrange the heating element 11 at a position not in contact with the substrate 2.

本発明の液体吐出ヘッド20は、例えば、記録媒体を支持し搬送する搬送機構などを備えた記録装置に用いることができる。   The liquid discharge head 20 of the present invention can be used in, for example, a recording apparatus including a transport mechanism that supports and transports a recording medium.

[第2の実施形態]
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第2の実施形態について説明する。図10に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第2の実施形態であり、図1のA−A断面に対応する断面の概略図を示す。なお、上述の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic diagram of a cross section corresponding to the AA cross section of FIG. 1, which is a second embodiment of the liquid discharge head according to the present invention. Note that a description of the same configuration as that of the above-described embodiment is omitted.

本実施形態では、流路形成部材3の、液体供給口7と対向する部分、より具体的には加熱素子11と対向する部分に、液体流路8に向かって突出する突起部10が設けられている。この突起部10に、加熱素子11が保護膜9を介して(保護膜9がない場合は直接)固定されている。加熱素子11が突起部10に固定されたことによって、加熱素子11の熱効率が大きく低下することはない。液体、例えばインクの主成分である水と、流路形成部材3を構成する材料の一例であるエポキシ樹脂の熱伝導率は、それぞれ0.6W/mK、0.3W/mKである。つまり、エポキシ樹脂の熱伝導率は水の約1/2と小さい。そのため、加熱素子11の一面が流路形成部材3の突起部10に固定されていても、加熱素子11の熱は突起部10から逃げずに液体に伝わりやすい。   In the present embodiment, a protrusion 10 that protrudes toward the liquid flow path 8 is provided in a portion of the flow path forming member 3 that faces the liquid supply port 7, more specifically, a portion that faces the heating element 11. ing. The heating element 11 is fixed to the protrusion 10 via the protective film 9 (directly when there is no protective film 9). Since the heating element 11 is fixed to the protrusion 10, the thermal efficiency of the heating element 11 is not greatly reduced. The thermal conductivities of liquid, for example, water, which is the main component of ink, and epoxy resin, which is an example of the material constituting the flow path forming member 3, are 0.6 W / mK and 0.3 W / mK, respectively. That is, the thermal conductivity of the epoxy resin is as small as about 1/2 of water. Therefore, even if one surface of the heating element 11 is fixed to the protrusion 10 of the flow path forming member 3, the heat of the heating element 11 does not escape from the protrusion 10 and is easily transferred to the liquid.

本実施形態では、加熱素子11が流路形成部材3の突起部10に固定されているため、記録動作中やヘッドリフレッシング動作時の液体の流れに起因する圧力に対して加熱素子11の信頼性が向上する。   In the present embodiment, since the heating element 11 is fixed to the protrusion 10 of the flow path forming member 3, the reliability of the heating element 11 against the pressure caused by the liquid flow during the recording operation or the head refreshing operation. Will improve.

1 エネルギー発生素子
2 基板
3 流路形成部材
6 吐出口
7 液体供給口
8 液体流路
9 保護膜
11 加熱素子
20 液体吐出ヘッド
21 記録素子基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Energy generating element 2 Substrate 3 Flow path forming member 6 Discharge port 7 Liquid supply port 8 Liquid flow path 9 Protective film 11 Heating element 20 Liquid discharge head 21 Recording element substrate

Claims (9)

液体を吐出する吐出口が形成された流路形成部材と、前記吐出口に前記液体を供給する液体供給口が形成された基板と、前記液体を吐出させるエネルギーを発生させる複数のエネルギー発生素子と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記基板の一方の面に、前記液体供給口の開口が形成されており、かつ、該開口を挟むように各前記エネルギー発生素子が配置されており、
前記流路形成部材は、前記基板の前記一方の面に配置されており、
前記流路形成部材と前記基板とによって、前記液体供給口から前記開口を介して前記吐出口につながる液体流路が形成され、
前記液体流路の内部であり、前記基板から離れた位置には、前記液体を加熱する加熱素子が配置されており、
前記加熱素子は、前記基板の厚み方向における前記加熱素子と前記流路形成部材との間を前記液体が流れるように、前記液体流路の内部に配置されている、液体吐出ヘッド。
A flow path forming member in which a discharge port for discharging a liquid is formed; a substrate on which a liquid supply port for supplying the liquid to the discharge port is formed; and a plurality of energy generating elements for generating energy for discharging the liquid. A liquid ejection head comprising:
An opening of the liquid supply port is formed on one surface of the substrate, and each energy generating element is disposed so as to sandwich the opening,
The flow path forming member is disposed on the one surface of the substrate,
The flow path forming member and the substrate form a liquid flow path connected to the discharge port from the liquid supply port through the opening,
A heating element for heating the liquid is disposed inside the liquid flow path and at a position away from the substrate ,
The liquid ejection head, wherein the heating element is disposed inside the liquid flow path so that the liquid flows between the heating element and the flow path forming member in the thickness direction of the substrate .
前記加熱素子は、長手方向の端部が前記開口の周縁よりも内側に配置されている、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。2. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the heating element has an end portion in a longitudinal direction disposed inside a periphery of the opening. 前記流路形成部材から前記液体流路に向かって突出する突起部を有し、
前記加熱素子が前記突起部に固定されている、請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。
Having a protrusion protruding from the flow path forming member toward the liquid flow path;
It said heating element is secured to the protrusion, the liquid discharge head according to claim 1 or 2.
前記加熱素子は前記開口と前記吐出口との間に位置する、請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 4. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the heating element is located between the opening and the discharge port. 5. 前記加熱素子の少なくとも一部が保護膜に覆われている、請求項1からのいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 At least a portion is covered with the protective film, the liquid discharge head according to any one of claims 1 4 of the heating element. 前記加熱素子はヒータである、請求項1からのいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 The heating element is a heater, a liquid discharge head according to any one of claims 1 to 5. 請求項1からのいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドと、
記録媒体を搬送する搬送機構と、
を有する、記録装置。
The liquid discharge head according to any one of claims 1 to 6 ,
A transport mechanism for transporting the recording medium;
A recording apparatus.
液体を吐出する吐出口が形成された流路形成部材と、前記吐出口に前記液体を供給する液体供給口が形成された基板と、前記液体を吐出させるエネルギーを発生させるエネルギー発生素子と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板の一方の面に第1の保護膜を形成し、該第1の保護膜の上に、前記液体供給口が形成される位置と対向するように加熱素子を配置するとともに、前記基板の前記一方の面の前記第1の保護膜が形成されていない領域に、前記液体供給口が形成される位置を挟むようにエネルギー発生素子を列状に配置する工程と、
前記基板の前記一方の面を覆うように第2の保護膜を形成する工程と、
前記第2の保護膜の上に、型材と、前記流路形成部材となる膜とをこの順に形成する工程と、
前記膜の、前記エネルギー発生素子と対向する位置に前記吐出口を形成する工程と、
前記基板に前記液体供給口を形成してから前記型材を除去する工程と、
を含む、液体吐出ヘッドの製造方法。
A flow path forming member having a discharge port for discharging a liquid, a substrate having a liquid supply port for supplying the liquid to the discharge port, and an energy generating element for generating energy for discharging the liquid. A method for manufacturing a liquid ejection head having:
A first protective film is formed on one surface of the substrate, and a heating element is disposed on the first protective film so as to face a position where the liquid supply port is formed. Arranging energy generating elements in a row so as to sandwich a position where the liquid supply port is formed in a region where the first protective film on the one surface is not formed;
Forming a second protective film so as to cover the one surface of the substrate;
Forming a mold and a film to be the flow path forming member in this order on the second protective film;
Forming the discharge port at a position of the film facing the energy generating element;
Removing the mold material after forming the liquid supply port in the substrate;
A method for manufacturing a liquid discharge head, comprising:
液体を吐出する吐出口が形成された流路形成部材と、前記吐出口に前記液体を供給する液体供給口が形成された基板と、前記液体を吐出させるエネルギーを発生させるエネルギー発生素子と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板の一方の面に、前記液体供給口が形成される位置を挟むように前記エネルギー発生素子を列状に配置してから前記基板の前記一方の面を覆うように第1の保護膜を形成する工程と、
前記第1の保護膜の上の、前記液体供給口が形成される位置と対向する位置に加熱素子を配置する工程と、
前記基板の前記一方の面を覆うように第2の保護膜を形成する工程と、
前記第2の保護膜の上に、型材と、前記流路形成部材となる膜とをこの順に形成する工程と、
前記膜の、前記エネルギー発生素子と対向する位置に前記吐出口を形成する工程と、
前記基板に前記液体供給口を形成してから前記型材を除去する工程と、
を含む、液体吐出ヘッドの製造方法。
A flow path forming member having a discharge port for discharging a liquid, a substrate having a liquid supply port for supplying the liquid to the discharge port, and an energy generating element for generating energy for discharging the liquid. A method for manufacturing a liquid ejection head having:
A first protective film is disposed on one surface of the substrate so as to cover the one surface of the substrate after the energy generating elements are arranged in a row so as to sandwich the position where the liquid supply port is formed. Forming, and
Disposing a heating element on the first protective film at a position facing the position where the liquid supply port is formed;
Forming a second protective film so as to cover the one surface of the substrate;
Forming a mold and a film to be the flow path forming member in this order on the second protective film;
Forming the discharge port at a position of the film facing the energy generating element;
Removing the mold material after forming the liquid supply port in the substrate;
A method for manufacturing a liquid discharge head, comprising:
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