JPH09226135A - Ink jet printing head and its production - Google Patents

Ink jet printing head and its production

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JPH09226135A
JPH09226135A JP35488896A JP35488896A JPH09226135A JP H09226135 A JPH09226135 A JP H09226135A JP 35488896 A JP35488896 A JP 35488896A JP 35488896 A JP35488896 A JP 35488896A JP H09226135 A JPH09226135 A JP H09226135A
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top plate
ink
substrate
ink jet
print head
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修一 村上
Takeshi Doi
健 土井
Norio Okuma
典夫 大熊
Hirokazu Komuro
博和 小室
Hideto Yokoi
英人 横井
Takashi Fujikawa
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the generation of a gap in the bonded part of a substrate and a top plate by bonding the substrate forming the bottom parts of a plurality of ink passages and the top plate forming the ceiling parts of a plurality of the ink passages by normal temp. bonding by surface activation. SOLUTION: A heater board 100 having ink emitting pressure generating elements and forming the bottom parts of a plurality of ink passages and a top plate 1300 forming the ceiling parts of a plurality of the ink passages are arranged on a bonding apparatus constituted of two vacuum chambers of a preparatory chamber and a pressure bonding chamber. In the pressure bonding chamber, the bonded part of the Si surface of the heater board 100 and the top plate 1300 having an Al membrane formed thereto is irradiated with energy particles by a saddle field type high speed atomic beam source. After the surfaces of the heater board and the top plate are activated by this irradiation, the Si exposed part 6 of the heater board 100 and the bonding part 1306 of the top plate 1300 are bonded. By this constitution, the gap between the top plate and the heater board is perfectly eliminated and the generation of a cross talk phenomenon can be prevented.

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、インクジェットプ
リントヘッドの製造方法に係り、特にインク吐出圧力発
生素子を備えた基板と基板上のインクジェットヘッド構
成部材との接合方法に関するものである。さらには該製
造方法によって製造されたインクジェットプリントヘッ
ド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 print head, and more particularly to a method for joining a substrate having an ink ejection pressure generating element and an ink jet head constituent member on the substrate. Furthermore, the present invention relates to an inkjet print head manufactured by the manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットプリントヘッドは通常イ
ンクを吐出するために用いられるエネルギーを発生する
ためのインク吐出圧力発生素子を備えており、このイン
ク吐出圧力発生素子によって大きく2 種類に分類され
る。1つはインク吐出圧力発生素子が電気熱変換素子で
あるものと、もう1つはインク吐出圧力発生素子が電気
機械変換素子であるものである。
2. Description of the Related Art Ink jet print heads are generally equipped with an ink ejection pressure generating element for generating energy used for ejecting ink, and are roughly classified into two types according to the ink ejection pressure generating element. One is that the ink ejection pressure generating element is an electrothermal conversion element, and the other is that the ink ejection pressure generating element is an electromechanical conversion element.

【0003】このようなインクジェットプリントヘッド
の一般的な構成についてインク吐出圧力発生素子として
電気熱変換素子を用いた例を図8に基づいて説明する。
図8において、100はSiからなる基板上に複数の列
状に配された電気熱変換素子(吐出ヒータ−)と,該ヒ
ーターに電力を供給するAl等の電気配線(電極)とが
薄膜形成技術により形成されてなるヒーターボード(基
板)である。200はヒーターボード100に対する配
線基板であり、ヒーターボード100の電気配線に対応
する配線(例えば、ワイヤボンディングにより接続され
る)と、この配線の端部に位置し本体装置からの電気信
号を受けるためのパッド201とを有している。130
0は吐出口に連通する複数のインク流路をそれぞれ区分
するための隔壁と各インク流路へ供給するためのインク
を保持する部分である共通液室等を設けた溝付き天板で
あり、該溝付き天板はインクタンクから供給されるイン
クを受けて共通液室へ導入するインク受け口1500お
よび吐出口を有するオリフィスプレートを一体に成形し
たものとなっている。
A general structure of such an ink jet print head will be described with reference to FIG. 8 in which an electrothermal converting element is used as an ink ejection pressure generating element.
In FIG. 8, reference numeral 100 denotes a thin film formed by electrothermal conversion elements (discharge heaters) arranged in a plurality of rows on a substrate made of Si and electric wiring (electrodes) such as Al for supplying electric power to the heaters. It is a heater board (substrate) formed by technology. Reference numeral 200 denotes a wiring board for the heater board 100, which is located at the end of the wiring (for example, connected by wire bonding) corresponding to the electrical wiring of the heater board 100 and receives an electric signal from the main unit. Pad 201 of FIG. 130
Reference numeral 0 denotes a grooved top plate provided with a partition wall for partitioning a plurality of ink flow paths communicating with the ejection ports and a common liquid chamber that is a portion for holding ink to be supplied to each ink flow path, The grooved top plate is integrally formed with an orifice plate having an ink receiving port 1500 for receiving the ink supplied from the ink tank and introducing it into the common liquid chamber, and an ejection port.

【0004】300は配線基板200の裏面を平面で支
持する例えば金属製の支持体で、インクジェットプリン
トヘッドの底板となるものである。500はヒーターボ
ードと溝付き天板とを押圧固定するための押えばねであ
り、流路配列方向断面がM字形状を有するとともに吐出
口近傍部分には前垂れ部501が設けられている。そし
て、押えばねに設けられた足部が支持体300の穴31
21を通って支持体300の裏面側に係合することでヒ
ーターボードおよび溝付き天板を挟み込んで押圧力を発
生している。この時、前垂れ部501は流路の一部、好
ましくは吐出口近傍の領域を線圧にて集中押圧するとと
もにM字部分の中央で共通液室を軽圧している。更にヒ
ーターボードと溝付き天板との接合部の周りには封止剤
が設けられておりインク流路からのインク漏れを防止し
ている。
Reference numeral 300 denotes a support body made of, for example, a metal, which supports the back surface of the wiring board 200 on a plane and serves as a bottom plate of the ink jet print head. Reference numeral 500 denotes a pressing spring for pressing and fixing the heater board and the grooved top plate. The pressing spring 500 has an M-shaped cross-section in the flow path arrangement direction, and a front hanging portion 501 is provided in the vicinity of the discharge port. The foot provided on the presser spring is the hole 31 of the support 300.
The heater board and the grooved top plate are sandwiched by engaging with the back surface side of the support body 300 through 21 to generate a pressing force. At this time, the front drooping portion 501 centrally presses a part of the flow path, preferably a region near the discharge port, by linear pressure, and lightly presses the common liquid chamber at the center of the M-shaped portion. Furthermore, a sealant is provided around the joint between the heater board and the grooved top plate to prevent ink leakage from the ink flow path.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように溝付き天板とヒーターボードとを押えばねの集中
付勢力のみによって圧着固定する従来の方法では溝付き
天板の反りが大きい場合に溝付き天板とヒーターボード
との接合部に生じる隙間を完全に無くすことはできな
い。そしてこの隙間がインク流路の隔壁の接合部に生じ
た場合には、インク流路におけるインクを吐出するため
の圧力が隣接するインク流路に漏れることによるインク
吐出力の減衰や漏れた圧力によって吐出口におけるイン
クのメニスカスの変動を引き起こすいわゆるクロストー
クが生じ、結果として吐出速度や吐出量の変化によるム
ラの発生、ヨレの悪化といった画像品位の低下をもたら
していた。また、このようなインクジェットプリントヘ
ッド内に複数のインクを独立に内包するようにしたカラ
ータイプのインクジェットプリントヘッドにおいては、
前述の隙間からインクが混色を起こす虞があった。
However, in the conventional method in which the grooved top plate and the heater board are crimped and fixed only by the concentrated biasing force of the pressing spring as described above, when the warp of the grooved top plate is large, It is not possible to completely eliminate the gap generated at the joint between the attached top plate and the heater board. When this gap occurs at the junction of the partition walls of the ink flow path, the pressure for ejecting the ink in the ink flow path leaks to the adjacent ink flow path and the ink ejection force is attenuated or the leaked pressure causes So-called crosstalk that causes fluctuations in the ink meniscus at the ejection port occurs, resulting in uneven image quality due to changes in the ejection speed and ejection amount, and deterioration in image quality such as distortion. In addition, in a color type inkjet print head in which a plurality of inks are independently contained in such an inkjet print head,
There is a risk that the ink will mix colors from the gap.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点に
鑑みなされたものであって、クロストークの発生が防止
され画像品位および信頼性のすぐれたインクジェットプ
リントヘッドを提供することを目的とする。本発明の別
の目的は流路間での混色のないカラータイプのインクジ
ェットプリントヘッドを提供することにある。上記目的
を達成する本発明の構成は、インク吐出圧力発生素子を
有し複数のインク流路の底部を形成する基板と、該複数
のインク流路の天井部を形成する天板とを接合すること
により前記複数のインク流路を形成するインクジェット
プリントヘッドの製造方法において、前記基板と天板と
の接合部のいずれか一方がSi、もう一方が金属であ
り、該接合部のそれぞれにエネルギー粒子を照射した
後、該基板と天板とを当接することで前記基板と天板と
を表面活性化による常温接合により接合することを特徴
とするものである。本発明によれば基板と天板とは表面
活性化による常温接合により確実に接合されるため、基
板と天板との接合部において隙間を生じることを防止で
きる。したがって、クロストークの発生が防止され画像
品位および信頼性のすぐれたインクジェットプリントヘ
ッドを提供できるものである。また、押えばねを用いる
必要もなくなるため安価で歩留まりの高いインクジェッ
トプリントヘッドを提供できるものである。更に複数色
のインクを独立に内包するカラータイプのインクジェッ
トプリントヘッドにおいては流路間での混色のないイン
クジェットプリントヘッドを提供できるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ink jet print head which prevents the occurrence of crosstalk and is excellent in image quality and reliability. To do. Another object of the present invention is to provide a color type ink jet print head having no color mixture between the flow paths. In the configuration of the present invention that achieves the above object, a substrate having an ink ejection pressure generating element and forming the bottoms of a plurality of ink channels is joined to a top plate that forms the ceiling of the plurality of ink channels. In the method for manufacturing an ink jet print head for forming the plurality of ink flow paths, one of the joints between the substrate and the top plate is Si and the other is metal, and the energy particles are provided at each of the joints. After irradiating, the substrate and the top plate are brought into contact with each other to bond the substrate and the top plate by room temperature bonding by surface activation. According to the present invention, since the substrate and the top plate are reliably joined by the room temperature joining due to the surface activation, it is possible to prevent a gap from being generated at the joining portion between the substrate and the top plate. Therefore, it is possible to provide an inkjet printhead which is free from the occurrence of crosstalk and has excellent image quality and reliability. Further, since it is not necessary to use a holding spring, it is possible to provide an inexpensive inkjet print head having a high yield. Further, in the case of a color type ink jet print head that independently contains inks of a plurality of colors, it is possible to provide an ink jet print head that does not mix colors between the flow paths.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においてヒーターボード(基板)と天板の接合に
用いる、表面活性化による常温接合の原理を説明する。
まず、金属およびSi表面に付着する不純物や機能層を
高速電子ビームなどのエネルギー粒子の照射等により物
理的に除去し清浄な金属およびSi面を露出させる。こ
のようにして清浄化された金属およびSiの露出面は活
性状態にあるので、この露出面同士を接合させることに
より露出面の金属およびSiが結合し、金属とSiとの
強固な接合状態を得ることができるものである。ここ
で、上記接合方法に用いられる金属としては、Al、C
u、Agといった金属を挙げることができるが、表面活
性化によってSiと良好な接合状態を示すものであれば
これに限るものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
The principle of room temperature bonding by surface activation, which is used for bonding the heater board (substrate) and the top plate in the present invention, will be described.
First, impurities and functional layers adhering to the metal and Si surfaces are physically removed by irradiation with energetic particles such as a high-speed electron beam to expose clean metal and Si surfaces. Since the exposed surfaces of the metal and Si thus cleaned are in an active state, the exposed surfaces are joined to each other so that the metal and Si on the exposed surfaces are bonded to each other to form a strong joined state between the metal and Si. Is what you can get. Here, as the metal used in the joining method, Al, C
Metals such as u and Ag can be used, but the present invention is not limited to these as long as they show a good bonding state with Si by surface activation.

【0008】本発明に係る上述の接合方法は常温での接
合が可能なため、従来の接合方法での金属の直接接合の
ように加熱を必要とせず、よって、この常温接合は熱に
よる応力発生や接合界面での組織変化がなく、また接着
剤を用いない金属表面同士のダイレクトな接合方法であ
る。したがって、インクジェットヘッドの基板と天板と
の接合に上記方法を用いることによって、熱による基板
へのダメージがなく、クロストークの影響の少ないイン
クジェットヘッドを提供できるものである。また、接着
剤によって基板と天板とを接合する際に生じる流路の接
着剤のはみ出しや接着剤厚変動による流路高さのばらつ
きもないため、信頼性に優れたインクジェットヘッドを
歩留まり高く製造することができる。
Since the above-described joining method according to the present invention enables joining at room temperature, it does not require heating unlike the direct joining of metals in the conventional joining method. This is a method for directly joining metal surfaces without the use of an adhesive, and there is no structural change at the joining interface. Therefore, by using the above method for joining the substrate and the top plate of the inkjet head, it is possible to provide an inkjet head in which the substrate is not damaged by heat and the influence of crosstalk is small. In addition, since there is no protrusion of the adhesive in the flow path that occurs when joining the substrate and top plate with the adhesive, and there is no variation in the flow path height due to fluctuations in the adhesive thickness, highly reliable inkjet heads can be manufactured with high yield. can do.

【0009】本発明においてはSiで形成される部材と
してはヒーターボードでも天板でも構わない。また、接
合部における金属部分はヒーターボード、天板等自体を
金属で作成することによっても行えるが、各部材の接合
部に金属薄膜を形成することによって行ってもよい。こ
のように接合部の金属部分を金属薄膜によって形成する
ことにより、部材の選択度が向上し、特に樹脂等で部材
を形成することで安価で作成が容易なインクジェットヘ
ッドを提供することができる。
In the present invention, the member formed of Si may be a heater board or a top plate. Further, the metal portion in the joint portion can be formed by making the heater board, the top plate and the like out of metal, but may be formed by forming a metal thin film at the joint portion of each member. By thus forming the metal portion of the joint portion with the metal thin film, the selectivity of the member is improved, and particularly by forming the member with resin or the like, it is possible to provide an inkjet head which is inexpensive and easy to manufacture.

【0010】本発明においては、ヒーターボードおよび
天板の構成は周知の構成を用いることができ、この時イ
ンク流路の側壁となる凸部は基板側に設けられるもので
も天板側に設けられるものでもよい。尚、本発明におけ
る基板および天板の作成は周知の方法で作成することが
できる。
In the present invention, the heater board and the top plate may have well-known structures, and at this time, the convex portion serving as the side wall of the ink flow path may be provided on the substrate side or the substrate side. It may be one. The substrate and the top plate in the present invention can be prepared by a known method.

【0011】[0011]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。 [実施例1]図1に本発明の実施例1における天板とヒ
ーターボードの断面図を示す。図2は図1におけるヒー
ターボードの詳細断面図である。図において、ヒーター
ボード100は、まずシリコン基板1上に発熱抵抗層と
してのHfB2を1000Å厚でスパッタし、その上に
電極層としてのAlを5000Å厚でスパッタした。こ
の後、天板1300との接合部にSi面が露出している
必要があるために、この層をフォトリソグラフィー技
術、エッチング技術を用いて図2に示すようなパターン
にしてHfB2からなる発熱抵抗素子2とAlからなる
電極3とを形成した。この上にSiO2を1μm 厚でス
パッタして耐酸化性保護膜4とし、更にその上にTaを
0.2μm 厚でスパッタして耐キャビテーション膜5と
した。続いて図1に示すように成形等によって形成され
た樹脂性の天板にスパッタ等の薄膜形成手段を用いてA
l薄膜を1μm 厚で設け接合を形成した。尚、薄膜形成
される材料は、表面活性化による接合が可能であればよ
く、Alに限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below. [Embodiment 1] FIG. 1 shows a cross-sectional view of a top plate and a heater board in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a detailed sectional view of the heater board in FIG. In the figure, in the heater board 100, HfB2 as a heating resistance layer was sputtered on the silicon substrate 1 to a thickness of 1000 Å, and Al as an electrode layer was sputtered thereon to a thickness of 5000 Å. After that, since the Si surface needs to be exposed at the joint with the top plate 1300, this layer is formed into a pattern as shown in FIG. 2 by using photolithography technology and etching technology, and a heating resistor made of HfB2 is formed. The element 2 and the electrode 3 made of Al were formed. SiO 2 was sputtered thereon to a thickness of 1 μm to form an oxidation resistant protective film 4, and Ta was sputtered thereon to a thickness of 0.2 μm to form a cavitation resistant film 5. Then, as shown in FIG. 1, a thin film forming means such as a spatter is used on the resinous top plate formed by molding or the like.
A thin film having a thickness of 1 μm was provided to form a bond. The material for forming the thin film is not limited to Al as long as it can be joined by surface activation.

【0012】次にヒーターボードと天板の接合をするた
めに、それぞれを接合装置に設置する。接合装置は、予
備室と圧接室の二つの真空チャンバーからなり、真空度
は10−5Paとしてある。そして、圧接室において、
サドルフィールド型の高速原子ビーム源(通常は不活性
なArガスを用いる)によって、ヒーターボードのSi
面およびAlの薄膜が形成された天板の接合部にエネル
ギー粒子が照射される。この照射により表面を活性化さ
せた後、ヒーターボードのSiが露出した部分6と天板
の接合部1306を接合させる。
Next, in order to join the heater board and the top plate, each is installed in a joining device. The joining device is composed of two vacuum chambers, a preliminary chamber and a pressure chamber, and the degree of vacuum is 10 −5 Pa. And, in the crimping room,
A saddle field type fast atom beam source (usually using inert Ar gas) is used to heat the Si of the heater board.
Energetic particles are applied to the joint between the surface and the top plate on which the Al thin film is formed. After activating the surface by this irradiation, the Si exposed portion 6 of the heater board and the joining portion 1306 of the top plate are joined.

【0013】以上のように天板とヒーターボードの接合
を行った後に、従来より公知のヘッド作成工程を経た
後、インク供給部材の取り付けを行って液体噴射記録ヘ
ッドを得た。このインク供給部材の取り付けでは、従来
はノズル部とヒーターボード間に隙間が存在していたた
めに、ノズル部をも封止剤で覆うことにより完全な連通
状態を得ていた。しかし、本実施例では、ノズル部はす
でに常温接合により接合されているために、ノズル部を
封止剤で覆う必要がなくなり、供給部のみに封止剤が使
用されているためノズル部への封止剤の回り込みがな
く、また封止剤の選択性も広がり歩留まりの向上が可能
となった。更に天板とヒーターボードの接合に表面活性
化による常温接合を用いることにより、天板とヒーター
ボード間の接合強度は強く、隙間が完全になくなり、ク
ロストーク現象の発生を防止して画像品位の劣化が防止
された。
After the top plate and the heater board have been joined as described above, a conventionally known head forming process has been performed, and then an ink supply member has been attached to obtain a liquid jet recording head. In the attachment of the ink supply member, since there was conventionally a gap between the nozzle portion and the heater board, the nozzle portion was also covered with the sealant to obtain a complete communication state. However, in this embodiment, since the nozzle portion is already bonded by room temperature bonding, it is not necessary to cover the nozzle portion with the sealant, and since the sealant is used only in the supply portion, the nozzle portion is not covered. The encapsulant did not wrap around, and the selectivity of the encapsulant was expanded, enabling the yield to be improved. Furthermore, by using room temperature bonding by surface activation to bond the top plate and the heater board, the bonding strength between the top plate and the heater board is strong, the gap is completely eliminated, and the occurrence of crosstalk phenomenon is prevented and the image quality is improved. Deterioration was prevented.

【0014】[実施例2]図3に本発明の実施例2にお
ける天板とヒータボードの断面図を示す。図4は図3に
おけるヒーターボードの詳細断面図である。図におい
て、基板上の保護膜等の4層からなる層10にフォトリ
ソグラフィー技術、エッチング技術を用いて図4に示す
ようにテーパ7−1をつけたものである。また、図3に
示すように天板のインク流路部にも基板上のテーパ7−
1とかみ合うようにテーパ7−2を設けている。このよ
うに基板側の接合部に天板の接合部に設けたテーパ7−
2に係合する係合部7−1を設けることにより、天板と
ヒーターボードの接合時のかみ合わせ時間を短縮するこ
とが可能となると共に接合部の面積を広げることができ
強固な接合が可能となる。更にはヒーターボードに対す
るビーム照射角度の要求精度が下がり、生産性が向上す
る。
[Embodiment 2] FIG. 3 shows a sectional view of a top plate and a heater board in Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4 is a detailed sectional view of the heater board in FIG. In the figure, the layer 10 composed of four layers such as a protective film on the substrate is provided with a taper 7-1 as shown in FIG. 4 by using a photolithography technique and an etching technique. Further, as shown in FIG. 3, the taper 7-
A taper 7-2 is provided so as to engage with 1. In this way, the taper 7-
By providing the engaging portion 7-1 that engages with 2, it is possible to shorten the engagement time at the time of joining the top plate and the heater board, and it is possible to widen the area of the joining portion and perform firm joining. Becomes Furthermore, the accuracy of the beam irradiation angle required for the heater board is reduced, and the productivity is improved.

【0015】[実施例3]図7に本発明の実施例3に係
るカラータイプのインクジェットヘッドの斜視図を示
す。図7に示すようなカラータイプのインクジェットヘ
ッドにおいては、天板とヒーターボードの接合強度が十
分でそれらの間に隙間がない場合であっても、インクジ
ェットヘッドが図5に示すようなオリフィスプレートを
有する場合には、オリフィスプレートとヒーターボード
との間に生じる隙間によってインクの混色が生じること
があった。
[Third Embodiment] FIG. 7 is a perspective view of a color type ink jet head according to a third embodiment of the present invention. In the color type inkjet head as shown in FIG. 7, even if the bonding strength between the top plate and the heater board is sufficient and there is no gap between them, the inkjet head has an orifice plate as shown in FIG. In the case of having ink, color mixture of ink may occur due to a gap formed between the orifice plate and the heater board.

【0016】そこで図6に示すように異なった色のイン
クが隣り合わせになるノズルとノズルの間には、接合部
を設け、更にはオリフィスプレートの基板との接合部に
Al等の薄膜による接合部1306’を形成することに
より、接合部とヒーターボードのSi面を表面活性化に
よる常温接合を用いて、接合強度とシール性を向上させ
た。従来はオリフィスプレートの基板との接合部分は、
紙間距離が遠くなってしまうためバネ等で押圧すること
ができなかったり、接着剤を用いるとインク流路の目詰
まりが生じたりするので、この部分はあまり良好な接合
状態を得ることができなかったが、本実施例によればオ
リフィスプレートの基板との接合部分を良好に接合する
ことができる。そして、紙間距離を必要以上に採ること
もなく、接着剤によるインク流路の目詰まりも生じない
ため、着弾精度に優れた信頼性の高いインクジェットヘ
ッドを提供できるものである。これによりカラータイプ
のインクジェットヘッドにおいても、インクの色間分離
が可能になり、インクの混色によるカラー画像品位の劣
化を防ぐことが可能となった。
Therefore, as shown in FIG. 6, a joint portion is provided between the nozzles in which inks of different colors are adjacent to each other, and a joint portion of a thin film such as Al is formed on the joint portion of the orifice plate with the substrate. By forming 1306 ′, the bonding strength and the sealing property were improved by using the room temperature bonding by surface activation of the bonding portion and the Si surface of the heater board. Conventionally, the joint part of the orifice plate with the substrate is
Since the distance between the sheets becomes too long, it cannot be pressed with a spring or the like, and if an adhesive is used, the ink flow path will be clogged, so a good bonding state can be obtained at this part. However, according to the present embodiment, it is possible to satisfactorily bond the orifice plate with the substrate. Further, since the paper-to-paper distance is not taken more than necessary and the ink flow path is not clogged with the adhesive, it is possible to provide a highly reliable inkjet head having excellent landing accuracy. As a result, even in a color-type inkjet head, it is possible to separate ink colors, and it is possible to prevent deterioration of color image quality due to ink color mixing.

【0017】以上の実施例においては、インク吐出圧力
発生素子である電気熱変換素子に対してほぼ垂直方向に
インクを吐出するいわゆるエッジシュータータイプのイ
ンクジェットヘッドを用いたが、本発明はこれに限られ
るものではなく、電気熱変換素子の上方にインクを吐出
する所謂サイドシュータータイプのインクジェットヘッ
ドにおいても優れた性能を示すものである。また、イン
ク吐出圧力発生素子として電気熱変換素子の代わりに電
気機械変換素子を用いた構成も本願発明は包含するもの
である。
In the above embodiments, the so-called edge shooter type ink jet head for ejecting ink in a direction substantially perpendicular to the electrothermal conversion element which is the ink ejection pressure generating element is used, but the present invention is not limited to this. However, the ink jet head of the so-called side shooter type that ejects ink above the electrothermal conversion element also exhibits excellent performance. The present invention also includes a configuration in which an electromechanical conversion element is used as the ink ejection pressure generation element instead of the electrothermal conversion element.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、クロストークの影響が
少なく、接着剤によって基板と天板とを接合する際に生
じる流路の接着剤のはみ出しや接着剤厚変動による流路
高さのばらつきもない、信頼性に優れたインクジェット
ヘッドを歩留まり高く製造することができる。天板とヒ
ーターボードの接合に表面活性化による常温接合を用い
ることにより、天板とヒーターボード間の接合強度は強
く、隙間が完全になくなり、クロストーク現象の発生を
防止して画像品位の劣化が防止することができる。更に
カラータイプのインクジェットヘッドにおいても、イン
クの色間分離が可能になり、インクの混色によるカラー
画像品位の劣化を防ぐことが可能となる。
According to the present invention, the influence of crosstalk is small, and the flow path height due to the flow-out of the adhesive in the flow path and the fluctuation in the adhesive thickness which occur when the substrate and the top plate are joined by the adhesive. It is possible to manufacture a highly reliable inkjet head having no variation and high yield. By using the room temperature bonding by the surface activation to bond the top plate and the heater board, the bonding strength between the top plate and the heater board is strong, the gap is completely eliminated, the occurrence of crosstalk phenomenon is prevented, and the image quality is deteriorated. Can be prevented. Further, even in a color type inkjet head, it is possible to separate the colors of inks and prevent deterioration of color image quality due to color mixture of inks.

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

【図1】本発明の実施例1に係る、天板とヒーターボー
ドの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a top plate and a heater board according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるヒーターボードの詳細断面図であ
る。
FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of the heater board in FIG.

【図3】本発明の実施例2 に係る天板とヒーターボード
の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a top plate and a heater board according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3におけるヒーターボードの詳細断面図であ
る。
FIG. 4 is a detailed cross-sectional view of the heater board in FIG.

【図5】カラータイプのインクジェットヘッドの従来例
の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional example of a color type inkjet head.

【図6】本発明の実施例3に係る天板とヒーターボード
の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a top plate and a heater board according to a third embodiment of the present invention.

【図7】カラータイプのインクジェットヘッドの斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view of a color type inkjet head.

【図8】インクジェットヘッドの従来例の図である。FIG. 8 is a diagram of a conventional example of an inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:シリコン基板 2:発熱素子 3:電極 4:耐酸化性保護膜 5:耐キャビテーション層 6:Siが露出した部分 7−1:基板上の保護層等の4層のテーパー 7−2:天板に設けられた基板上のテーパーとかみ合う
テーパ 10:保護層等の4層からなる層 100:ヒータボード 200:配線基板 201:パッド 300:支持体 400:オリフィスプレート 500:押えばね 501:前だれ部 1300:溝付き天板 1306:Al等の薄膜による接合部 1306’:Al等の薄膜による接合部 1500:インク受け口 3121:支持体穴
1: Silicon substrate 2: Heating element 3: Electrode 4: Oxidation resistant protective film 5: Cavitation resistant layer 6: Si exposed portion 7-1: Four-layer taper such as protective layer on substrate 7-2: Heaven Taper that meshes with taper on board provided on plate 10: Layer consisting of 4 layers such as protective layer 100: Heater board 200: Wiring board 201: Pad 300: Support 400: Orifice plate 500: Presser spring 501: Front slant Part 1300: Top plate with groove 1306: Joining part by thin film such as Al 1306 ′: Joining part by thin film such as Al 1500: Ink receiving port 3121: Support hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小室 博和 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 (72)発明者 横井 英人 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 (72)発明者 藤川 孝 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hirokazu Komuro 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Hideto Yokoi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takashi Fujikawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インク吐出圧力発生素子を有し複数のイン
ク流路の底部を形成する基板と、該複数のインク流路の
天井部を形成する天板とを接合することにより前記複数
のインク流路を形成するインクジェットプリントヘッド
の製造方法において、前記基板と天板との接合部のいず
れか一方がSi、もう一方が金属であり、該接合部それ
ぞれにエネルギー粒子を照射した後、該基板と天板とを
当接することで前記基板と天板とを表面活性化による常
温接合により接合することを特徴とするインクジェット
プリントヘッドの製造方法。
1. A plurality of inks are formed by bonding a substrate having an ink discharge pressure generating element and forming a bottom portion of a plurality of ink flow passages, and a top plate forming a ceiling portion of the plurality of ink flow passages. In the method for manufacturing an ink jet print head for forming a flow path, one of the joints between the substrate and the top plate is Si and the other is metal, and the joints are irradiated with energetic particles, and then the substrate And a top plate are brought into contact with each other to bond the substrate and the top plate by room temperature bonding by surface activation.
【請求項2】前記金属はAl、Cu、Agのいずれかで
ある請求項1に記載のインクジェットプリントヘッドの
製造方法。
2. The method for manufacturing an ink jet print head according to claim 1, wherein the metal is any one of Al, Cu, and Ag.
【請求項3】前記Siは基板側の接合部に設けられてい
る請求項1に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 Si is provided at a joint portion on the substrate side.
【請求項4】前記Siは天板側の接合部に設けられてい
る請求項1に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 the Si is provided at a joint portion on the top plate side.
【請求項5】前記基板には、前記インク流路の側壁とな
るとともに前記接合部を備える凸部を有する請求項1に
記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
5. The method for manufacturing an ink jet print head according to claim 1, wherein the substrate has a convex portion which is a side wall of the ink flow path and has the joint portion.
【請求項6】前記天板には、前記インク流路の側壁とな
るとともに前記接合部を備える凸部を有する請求項1に
記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
6. The method for manufacturing an ink jet print head according to claim 1, wherein the top plate has a convex portion that is a side wall of the ink flow path and that has the joint portion.
【請求項7】前記インク吐出圧力発生素子は電気熱変換
素子である請求項1に記載のインクジェットプリントヘ
ッドの製造方法。
7. The method for manufacturing an ink jet print head according to claim 1, wherein the ink ejection pressure generating element is an electrothermal converting element.
【請求項8】前記基板上には機能層が設けられている請
求項7に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方
法。
8. The method for manufacturing an ink jet print head according to claim 7, wherein a functional layer is provided on the substrate.
【請求項9】前記基板はSiで形成されており、前記基
板側の接合部は天板接合部分の前記機能層を除去するこ
とによって形成される請求項8に記載のインクジェット
プリントヘッドの製造方法。
9. The method for manufacturing an ink jet print head according to claim 8, wherein the substrate is made of Si, and the joint portion on the substrate side is formed by removing the functional layer at the joint portion of the top plate. .
【請求項10】前記天板は樹脂により形成されていると
ともに該樹脂の少なくとも基板接合部には前記金属の薄
膜が設けられている請求項1に記載のインクジェットプ
リントヘッドの製造方法。
10. The method of manufacturing an ink jet print head according to claim 1, wherein the top plate is made of resin, and the metal thin film is provided on at least a substrate bonding portion of the resin.
【請求項11】前記複数のインク流路は複数色のインク
を独立に内包する請求項1に記載のインクジェットヘッ
ドの製造方法。
11. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the plurality of ink channels independently contain a plurality of colors of ink.
【請求項12】前記基板の接合部には前記天板に設けら
れた凸部に対応する係合部が設けられている請求項6に
記載のインクジェットヘッドの製造方法。
12. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 6, wherein an engaging portion corresponding to a convex portion provided on the top plate is provided at a joining portion of the substrates.
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