JPS60157869A - Liquid jet recording head - Google Patents
Liquid jet recording headInfo
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- JPS60157869A JPS60157869A JP1199984A JP1199984A JPS60157869A JP S60157869 A JPS60157869 A JP S60157869A JP 1199984 A JP1199984 A JP 1199984A JP 1199984 A JP1199984 A JP 1199984A JP S60157869 A JPS60157869 A JP S60157869A
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14088—Structure of heating means
- B41J2/14112—Resistive element
- B41J2/14129—Layer structure
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液体を噴射し、飛翔液滴を形成して記録を行
なう液体噴射記録ヘッドに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid jet recording head that performs recording by jetting liquid and forming flying droplets.
インクジェット記録法(液体噴射記録法)は、記録時に
おける騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいとい
う点、高速記録が可能でありしかも所謂普通紙に定着と
いう特別な処理を必要とせずに記録の行なえる点におい
て、最近関心を集めている。The inkjet recording method (liquid jet recording method) is capable of high-speed recording, in that the noise generated during recording is extremely small and can be ignored, and can be recorded without the need for special processing such as fixing on so-called plain paper. Recently, there has been a lot of interest in how it can be carried out.
その中で、例えば特開昭54−51837号公報、ドイ
ツ公開(DOLS)第2843064号公報に記載され
ている液体噴射記録法は、熱エネルギーを液体に作用さ
せて、液滴吐出の原動力を得るという点において、他の
液体噴射記録法とは、異なる特徴を有している。Among them, for example, the liquid jet recording method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-51837 and German Opening Publication (DOLS) No. 2843064 applies thermal energy to a liquid to obtain the motive force for ejecting droplets. In this respect, it has different characteristics from other liquid jet recording methods.
即ち、上記の公報に開示された記録法は、熱エネルギー
の作用を受けた液体が急峻な体積の増大を伴う状態変化
を起し、該状態変化に基づく作用力によって、記録ヘッ
ド部先端のオリフィスより液体が吐出されて、飛翔的液
滴が形成され、該液滴が被記録部材に付着し記録が行な
われる。That is, in the recording method disclosed in the above-mentioned publication, the liquid subjected to the action of thermal energy undergoes a state change accompanied by a sharp increase in volume, and the acting force based on this state change causes the orifice at the tip of the recording head to The liquid is ejected to form flying droplets, and the droplets adhere to the recording member to perform recording.
殊に、DOLS 2843064号公報に開示されてい
る液体噴射記録法は、所謂drop−an deman
d記録法に極めて有効3二適用されるばかりではなく、
記録ヘッド部をfull 1ineタイプで高密度マル
テオリフィス化された記録ヘッドが容易に具現化できる
ので、高解像度、高品質の画像を高速で得られるという
特徴を有している。In particular, the liquid jet recording method disclosed in DOLS 2843064 is a so-called drop-and-man
Not only is it extremely effective32 applied to the d recording method, but
Since the recording head section can be easily implemented as a full 1ine type recording head with high density multi-orifices, it has the feature that high resolution and high quality images can be obtained at high speed.
上記の記録法に適用される装置の記録ヘッド部は、液体
を吐出するために設けられたオリフィスと、該オリフィ
スに連通し、液滴を吐出するための熱エネルギーが液体
に作用する部分である熱作用部を構成の一部とする液流
路とを有する液吐出部と、熱エネルギーを発生する手段
としての電気熱変換体とを具備している。The recording head section of the apparatus applied to the above recording method is a part that communicates with an orifice provided for ejecting liquid and where thermal energy acts on the liquid in order to eject droplets. The apparatus includes a liquid discharge part having a liquid flow path in which a heat acting part is a part of the structure, and an electrothermal converter as a means for generating thermal energy.
そして、この電気熱変換体は、一対の電極と、これ等の
電極に接続しこれ等の電極の間に発熱する領域(熱発生
部)を有する発熱抵抗層とを具備している。This electrothermal converter includes a pair of electrodes, and a heat generating resistance layer connected to these electrodes and having a heat generating region (heat generating portion) between these electrodes.
このような液体噴射記録ヘッドの構造を示す典型的な例
が、第1図(a)、及び第1図(b)に示される。Typical examples of the structure of such a liquid jet recording head are shown in FIGS. 1(a) and 1(b).
第1図(a)は、液体噴射記録ヘッドのオリフィス側か
ら見た正面部分図であり、第1図ら)は、第1図(a)
lニ一点鎖線XYで示す部分で切断した場合の切断面部
分図である。FIG. 1(a) is a partial front view of the liquid jet recording head seen from the orifice side, and FIG.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view taken along a portion indicated by a dashed line XY.
記録ヘッド100は、その表面に電気熱変換体101が
設けられている基板102の表面を、所定の線密度で所
定の巾と深さの溝が所定数設けられている溝付板103
で覆うように接合することによって、オリフィス104
と液吐出部105が形成された構造を有している。図に
示す記録ヘッドの場合C二は、オリフィス104を複数
重するものとして示されているが、勿論本発明において
は、このようなものに限定されるものではすく、単一オ
リフィスの記録ヘッドも本発明の範噴にはいるものであ
る。The recording head 100 includes a grooved plate 103 in which a predetermined number of grooves of a predetermined width and depth are provided at a predetermined linear density on the surface of a substrate 102 on which an electrothermal transducer 101 is provided.
By joining so as to cover the orifice 104
It has a structure in which a liquid discharge part 105 is formed. In the case of the recording head shown in the figure, C2 is shown as having a plurality of orifices 104, but of course the present invention is not limited to this type of recording head, and a recording head with a single orifice may also be used. This is within the scope of the present invention.
液吐出部105は、その終端に液体を吐出させるための
オリフィス104と、電気熱変換体101より発生され
る熱エネルギーが液体に作用して気泡を発生し、その体
積の膨張と収量に依る急激な状態変化を引き起す筒所で
ある熱作用部106とを有する。The liquid discharge part 105 has an orifice 104 at its terminal end for discharging the liquid, and thermal energy generated by the electrothermal converter 101 acts on the liquid to generate bubbles, which rapidly expands depending on the volume expansion and yield. It has a heat acting part 106 which is a tube place that causes a change in state.
熱作用部106は、電気熱変換体101の熱発生部10
7の上部に位置し、熱発生部107の液体と接触する面
としての熱作用面10Bをその底面としている。The heat acting part 106 is the heat generating part 10 of the electrothermal converter 101.
The bottom surface thereof is a heat acting surface 10B which is located at the upper part of the heat generating section 7 and comes into contact with the liquid of the heat generating section 107.
熱発生部107は、基板102上に設けられた下部層1
09、該下部層109上に設けられた発熱抵抗層110
、該発熱抵抗層110上に設けられた上部層111とで
構成される。発熱抵抗層110には、熱を発生させるた
めに該層110に通電するための電極112.113が
その表面に設けられである。電極112は、各液吐出部
の熱発生部に共通の電極であり、電極113は、各液吐
出部の熱発生部を選択して発熱させるための選択電極で
あって、液吐出部の液流路に沿って設けられている。The heat generating section 107 is a lower layer 1 provided on the substrate 102.
09. Heat generating resistance layer 110 provided on the lower layer 109
, and an upper layer 111 provided on the heating resistance layer 110. The heating resistor layer 110 is provided with electrodes 112 and 113 on its surface for supplying electricity to the layer 110 in order to generate heat. The electrode 112 is a common electrode for the heat generating section of each liquid discharging section, and the electrode 113 is a selection electrode for selectively generating heat in the heat generating section of each liquid discharging section. It is provided along the flow path.
上部層111は、熱発生部107に於いては発熱抵抗層
110を、使用する液体から化学的、物理的に保護する
ために発熱抵抗層110と液吐出部105の液流路を満
たしている液体とを隔絶すると共に、液体を通じて電極
112,113間が短絡するのを防止する、発熱抵抗層
110の保護的機能を有している。In the heat generation section 107, the upper layer 111 fills the heat generation resistance layer 110 and the liquid flow path of the liquid discharge section 105 in order to chemically and physically protect the heat generation resistance layer 110 from the liquid used. The heating resistor layer 110 has a protective function of isolating the electrodes 112 and 113 from the liquid and preventing a short circuit between the electrodes 112 and 113 through the liquid.
また、上部層111は、隣接する電極間に於ける電気的
リークを防止する役目も荷っている。殊に、各選択電極
間に於ける電気的リークの防止、或いは各液流路下にあ
る電極が何等かの理由で電極と液体とが接触し、これに
通電することによって起る電極の電蝕の防止は重要であ
って、このためにこのよ5な保護層的機能を有する上部
f?1J111が少なくとも液流路下に存在する電極上
には設けられている。The upper layer 111 also has the role of preventing electrical leakage between adjacent electrodes. In particular, it is necessary to prevent electrical leakage between each selected electrode, or to prevent electrical leakage of the electrodes caused by contact between the electrode and the liquid under each liquid flow path for some reason and applying current to the electrode. Preventing corrosion is important, and for this purpose, the upper layer has the function of a protective layer. 1J111 is provided at least on the electrode located below the liquid flow path.
更に、各液吐出部に設けられている液流路は、その上流
に於いて、該液流路に供給する液体を貯える共通液室(
不図示)に連通しているが、各液吐出部に設けられた電
気熱変換体に接続されている電極は、その設計上の都合
により、熱作用部の上流側に於いて前記共通液室下を通
るように設けられるのが一般的である。従って、この部
分に於いても電極が液体と接触するのを防止すべく前記
した上部層が設けられるのが一般的である。Furthermore, the liquid flow path provided in each liquid discharge section has a common liquid chamber (
However, due to design considerations, the electrodes connected to the electrothermal converters provided in each liquid discharge section are connected to the common liquid chamber on the upstream side of the heat acting section. It is generally installed so that it passes underneath. Therefore, the above-mentioned upper layer is generally provided in this portion as well to prevent the electrode from coming into contact with the liquid.
ところで上記の上部層111は、設けられる場所によっ
て要求される特性が各々異なる。即ち、例えば熱発生部
107に於いては、■耐熱性、■耐液性、(3)液浸透
防止性、■熱伝導性、■酸化防止性、■絶縁性及び■耐
破傷性に優れていることが要求され、熱発生部107以
外の領域に於いては熱的条件で緩和されるが液浸透防止
性、耐液性及び削破優性には充分優れていることが要求
される。By the way, the above-mentioned upper layer 111 has different characteristics required depending on the location where it is provided. That is, for example, the heat generating portion 107 has excellent (1) heat resistance, (2) liquid resistance, (3) liquid permeation prevention property, (2) thermal conductivity, (2) oxidation prevention property, (2) insulation property, and (3) rupture resistance. In areas other than the heat-generating portion 107, it is required to have sufficiently excellent liquid penetration prevention properties, liquid resistance, and abrasion superiority, although they can be alleviated by thermal conditions.
ところが、上記の■〜■の特性の総てを所望通りに充分
満足する上部層を構成する材料は、今のところなく■〜
■の特性の幾つかを緩和して使用しているのが現状であ
る。即ち、熱発生部107に於いては、■、■及び■に
優先か置かれて材料の選択が成され、他方熱発生部10
1以外の、例えば電極部に於いては、■、■及び■1:
優先が置かれて材料の選択が成されて、夫々の該当する
領域面上に各和尚する材料を以って上部層が形成されて
いる。However, there is currently no material constituting the upper layer that fully satisfies all of the above characteristics (■~■) as desired.
Currently, some of the characteristics of (2) are relaxed. That is, for the heat generating section 107, priority is given to ■, ■, and ■ when selecting the material;
For example, in the electrode part other than 1, ■, ■, and ■1:
Priorities are made to select materials, and upper layers are formed with each suitable material on each relevant area surface.
他方、これ等とは別に、マルチオリフィス化タイプの液
体噴射記録ヘッドの場合には、基板上に多数の微細な電
気熱変換体を同時に形成する為に、製造過程に於いて、
基板上では各層の形成と、形成された層の一部除去の繰
返しが行なわれ、上部層が形成される段階では、上部層
の形成されるその表面はスラツブウエツヂ部(段差部)
のある微細な凹凸状となっているので、この段差部に於
ける上部層の被覆性(5tep coverage性)
が重要となっている。つまり、この段差部の被覆性が悪
いと、その部分での液体の浸透が起り、電蝕或いは電気
的絶縁破壊を起す誘因となる。また、形成される上部層
がその製造法上に於いて欠陥部の生ずる確率が少すくす
い場合には、その欠陥部を通じて、液体の浸透が起り、
電気熱変換体の寿命を著しく低下させる要因となってい
る。On the other hand, in the case of a multi-orifice type liquid jet recording head, in order to simultaneously form a large number of fine electrothermal transducers on the substrate, in the manufacturing process,
Formation of each layer and removal of a portion of the formed layer are repeated on the substrate, and at the stage where the upper layer is formed, the surface on which the upper layer is formed forms a slab wedge portion (stepped portion).
Because it has a certain fine unevenness, the upper layer has good coverage at this step (5tep coverage).
has become important. In other words, if the coverage of this stepped portion is poor, liquid will penetrate into that portion, causing electrolytic corrosion or electrical breakdown. In addition, if the upper layer to be formed is less likely to have defects due to its manufacturing method, liquid may penetrate through the defects.
This is a factor that significantly reduces the lifespan of electrothermal converters.
これ等の理由から、上部層は、段差部に於ける被覆性が
良好であること、形成される層にピンホール等の欠陥の
発生する確率が低く、発生しても実用上無視し得る程度
或いはそれ以上(1少ないことが要求される。For these reasons, the upper layer must have good coverage at the stepped portion, and the probability that defects such as pinholes will occur in the formed layer is low, and even if they occur, they can be ignored in practical terms. Or more (less than 1 is required).
しかしながら、従来に於いては、これ等の要求の総てを
満足し、総合的な使用耐久性蚤二優れた液体噴射記録ヘ
ッドは提案されてない。However, in the past, no liquid jet recording head has been proposed that satisfies all of these requirements and has excellent overall usage durability.
本発明は、上記の諸点に鑑み成されたものであって、頻
繁なる繰返し使用や長時間の連続使用に於いて総合的な
耐久性に優れ、初期の良好な液滴形成特性を長期に亘っ
て安定的1=維持し得る液体噴射記録ヘッドを提供する
ことを主たる目的とする。The present invention has been developed in view of the above points, and has excellent overall durability in frequent repeated use and long-term continuous use, and maintains good initial droplet formation characteristics over a long period of time. The main object of the present invention is to provide a liquid jet recording head that can be maintained stably.
また、本発明の別の目的は、製造加工上に於ける信頼性
の高い液体噴射記録ヘッドを提供することでもある。Another object of the present invention is to provide a liquid jet recording head that is highly reliable in manufacturing and processing.
更には、マルチオリフィス化した場合にも製造歩留りの
高い液体噴射記録〜ラドを提供することでもある。Furthermore, it is also an object to provide a liquid jet recording device with high manufacturing yield even when multi-orifice is used.
本発明の液体噴射記録ヘッドは、液体を吐出して飛翔的
液滴を形成するために設けられたオリフィスと、該オリ
フィスに連通し、前記液滴を形成するための熱エネルギ
ーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部と
する液流路とを有する液吐出部と、基板上に設ゆられた
発熱抵抗層に電気的に接続して、少なくとも一対の対置
する電極が設けられ、これ等電極の間に熱発生部が形成
されている電気熱変換体とを具備する液体噴射記録ヘッ
ドに於いて、前記熱発生部と前記電極の少なくとも一部
との上に中間層を有することを特徴とする。The liquid jet recording head of the present invention includes an orifice provided for ejecting liquid to form flying droplets, and communicating with the orifice, so that thermal energy for forming the droplets acts on the liquid. At least one pair of opposing electrodes are provided electrically connected to the liquid discharge part having a liquid flow path having a heat acting part as a part thereof, and the heat generating resistor layer provided on the substrate. In a liquid jet recording head comprising an electrothermal transducer having a heat generating section formed between these electrodes, an intermediate layer is provided on the heat generating section and at least a part of the electrode. It is characterized by having.
以下、図面に従って本発明の液体噴射記録ヘッドな具体
的に説明する。Hereinafter, the liquid jet recording head of the present invention will be specifically explained with reference to the drawings.
第2図(all=は、本発明の液体噴射記録ヘッドの好
適な実施態様例の構造の主要部を説明するためのオリフ
ィス側から見た正面部分図が、第2図(blには、第2
図(a)に一点鎖線ANで示した部分で切断した場合の
切断面部分図が示されており、第2図(a)は、先C二
説明した第1図(a)(二相当し、第2図(b)は第1
図(b)に相肖するものである。FIG. 2 (all= is a partial front view seen from the orifice side for explaining the main part of the structure of a preferred embodiment of the liquid jet recording head of the present invention. 2
Figure (a) shows a partial cross-sectional view when cut at the part indicated by the dashed line AN, and Figure 2 (a) corresponds to Figure 1 (a) (2) explained earlier. , Figure 2(b) is the first
This is similar to Figure (b).
図に示される液体噴射記録ヘッド200は、所望数の電
気熱変換体201が設けられた熱を液吐出に利用する液
体噴射記録(パプルジエツ):BJと略記する)用の基
板202と、前記電気熱変換体201に対応して設けら
れた溝を所望散布する溝付板203とでその主要部が構
成されている。The liquid jet recording head 200 shown in the figure includes a substrate 202 for liquid jet recording (abbreviated as BJ) that utilizes heat for liquid ejection, on which a desired number of electrothermal transducers 201 are provided, and The main part thereof is constituted by a grooved plate 203 that distributes grooves provided corresponding to the heat exchanger 201 as desired.
BJ基板202と溝付板203とは、所定個所で接着剤
等で接合されることでBJ基板202の電気熱変換体2
01の設けられている部分と、溝付板203の溝の部分
とによって液流路204を形成しており、該液流路20
4は、その構成の一部に熱作用部205を有する2、
BJ基板202は、シリコン、ガラス、セラミックス等
で構成されている支持体206と、該支持体ZOe上に
Sin、等で構成される下部層207と、発熱抵抗層2
08と、発熱抵抗層208の上面の両側には液流路20
4に沿って共通電極2J09及び選択電極210と、共
通電極209、選択電極210および電気熱変換体20
1を覆う中間層211を具備している。The BJ board 202 and the grooved plate 203 are joined at predetermined locations with an adhesive or the like, so that the electrothermal converter 2 of the BJ board 202
A liquid flow path 204 is formed by the portion where 01 is provided and the groove portion of the grooved plate 203, and the liquid flow path 20
4 has a heat acting part 205 as a part of its structure. 2. The BJ substrate 202 includes a support 206 made of silicon, glass, ceramics, etc., and a support 206 made of Sin, etc. on the support ZOe. lower layer 207 and heating resistance layer 2
08, and liquid flow channels 20 on both sides of the upper surface of the heating resistance layer 208.
4 along the common electrode 2J09 and the selection electrode 210, the common electrode 209, the selection electrode 210 and the electrothermal converter 20
1, and an intermediate layer 211 covering the top layer 1.
電気熱変換体201は、その主要部として熱発生部21
4を有し、熱発生部214は、支持体206上に支持体
206側から順次、下部層207、発熱抵抗層208、
中間層211及び第1の保護層218が積層されて構成
されており、第1の保護層2.18の表面(熱作用面2
15)は液流路204を満たしている液体と直接接触し
ている。The electrothermal converter 201 has a heat generating section 21 as its main part.
4, the heat generating section 214 has a lower layer 207, a heat generating resistance layer 208,
The intermediate layer 211 and the first protective layer 218 are laminated, and the surface of the first protective layer 2.18 (thermal action surface 2
15) is in direct contact with the liquid filling the liquid flow path 204.
一方、一部が中間層211で覆われている選択電極21
0の上層には電極側から順に、第1の保護層218、及
び第2の保護層216が積層されてなる上部層が設けら
れており、該上部層はこのままの形で液流路204の上
流に設けられる共通液室の底面部分にも設けられてもよ
い。On the other hand, a selection electrode 21 partially covered with an intermediate layer 211
0 is provided with an upper layer in which a first protective layer 218 and a second protective layer 216 are laminated in order from the electrode side. It may also be provided at the bottom portion of the common liquid chamber provided upstream.
第2図に示される液体噴射記録ヘッド200の場合には
、共通″磁極209の上層は第2の保護−216を有さ
ない上部層が設けられた構造を有するが、本発明に於い
ては、これに限定されることはなく、選択電極210の
上層と同様な第2の保護層を有する上部層が設けられて
もよい。しかしながら、第2図に示す構造の液体噴射記
録ヘッドの場合、第2図(C)にBJ基板の平面部分図
を示したように、各液吐出部に於ける液流路の熱作用面
215よりオリフィス側に於いては、第2の保護層21
6が設けてない。したがって、熱作用面215の液流路
方向の前後に於いて、第2図(b)の切断面1図にも示
されるように、共通電極209上の上部層213の表面
位置と熱作用面215との表面位置との段差が共通電極
209及びその電極を覆う中間層211を設けることに
よって生じた段差だけですむため、第2の保護層を有す
る上部層を共通電極209上にも設けた場合に較べて、
液体吐出の安定外は優れて℃・る。In the case of the liquid jet recording head 200 shown in FIG. 2, the upper layer of the common magnetic pole 209 has a structure in which an upper layer without the second protection layer 216 is provided. However, the present invention is not limited to this, and an upper layer having a second protective layer similar to the upper layer of the selection electrode 210 may be provided.However, in the case of the liquid jet recording head having the structure shown in FIG. As shown in a partial plan view of the BJ board in FIG. 2(C), on the orifice side of the heat acting surface 215 of the liquid flow path in each liquid discharge part, the second protective layer 21
6 is not provided. Therefore, as shown in the cross section 1 of FIG. 2(b), the surface position of the upper layer 213 on the common electrode 209 and the heat action surface are located before and after the heat action surface 215 in the liquid flow path direction. Since the difference in level between the surface position and the common electrode 215 is only the difference caused by providing the common electrode 209 and the intermediate layer 211 that covers the electrode, an upper layer having a second protective layer is also provided on the common electrode 209. Compared to the case,
The stability of liquid discharge is excellent at °C.
即ち、第2図に示される液体噴射記録ヘッド200の場
合には、熱作用面215からオリフィス側に於いては、
液流路の底面にそれ程の凹凸がすく、比較的滑らかであ
るので液体の流れが円滑であって液滴の形成が安定的に
行なわれる。しかしながら、共通電極209上の上部層
の表面位置と、熱作用面215の表面位置とが形成する
段差Δdは、液流路204の上面と熱作用面215との
距離dに較べて実質的に無視し得る程に小さければ液滴
形成の安定性にはそれ程影響がない。従って、この範囲
内であれば、共通電極209の上にも第2の保護層を有
する上部層を設り゛ても何らさしつがえない。That is, in the case of the liquid jet recording head 200 shown in FIG. 2, from the heat acting surface 215 to the orifice side,
Since the bottom surface of the liquid flow path has few irregularities and is relatively smooth, the liquid flows smoothly and the droplets are formed stably. However, the step difference Δd formed between the surface position of the upper layer on the common electrode 209 and the surface position of the heat action surface 215 is substantially smaller than the distance d between the upper surface of the liquid flow path 204 and the heat action surface 215. If it is negligibly small, it will not significantly affect the stability of droplet formation. Therefore, within this range, there is no problem in providing an upper layer having the second protective layer on the common electrode 209 as well.
また、第2図に示す液体噴射記録ヘッド200の場合に
は、第1の保護層213は、該保護層の機械的な強度を
一層高めるために、二層構造とされている。第1の保護
層213の下層は、例えばSin。Further, in the case of the liquid jet recording head 200 shown in FIG. 2, the first protective layer 213 has a two-layer structure in order to further increase the mechanical strength of the protective layer. The lower layer of the first protective layer 213 is made of, for example, Sin.
等の無機酸化物や5ilN4等の無機窒化物等の無機質
絶縁材料で構成され、第1の保護層213の下層は粘り
があって、比較的機械的強度に優れ、かっ第1の保護層
の下層及び第2の保護層216に対して密着性と接着性
のある、例えば第1の保護層の下層が5i01で形成さ
れている場合にはTa等の金属材料で構成される。この
ように第1の保護層の上層に金属等の比較的粘りがあっ
て機械的強度のある無機材料で構成される層を配設する
ことによって、特に熱作用面215に於いて、液体吐出
の際に生ずるキャビテーション作用からのショックを充
分吸収することができ、電気熱変換体201の寿命を格
段に延ばす効果がある。The lower layer of the first protective layer 213 is sticky and has relatively excellent mechanical strength. For example, when the lower layer of the first protective layer is formed of 5i01, it is made of a metal material such as Ta, which has adhesiveness and adhesion to the lower layer and the second protective layer 216. In this way, by disposing a layer made of an inorganic material such as a metal that is relatively sticky and has mechanical strength on the upper layer of the first protective layer, it is possible to prevent the liquid from being discharged, especially on the heat acting surface 215. The shock from the cavitation action that occurs during this process can be sufficiently absorbed, and the life of the electrothermal converter 201 can be significantly extended.
しかしながら、第2図に示す液体噴射記録ヘッドにおい
て、第1の保護層の上層として形成されている層は、第
3の保護層として上部層の最表層に設けられても、前述
のような効果がある。However, in the liquid jet recording head shown in FIG. 2, the layer formed as the upper layer of the first protective layer does not have the above-mentioned effect even if it is provided as the third protective layer on the outermost layer of the upper layer. There is.
第1の保護層213の下層を構成する材料としては、比
較的熱伝導性及び耐熱性に優れた無機質絶縁材料が適し
ている。例えば、5iO1等の無機酸化物や、酸化チタ
ン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸
化タンタル、酸化タングステン、酸化クロム、酸化ジル
コニウム、酸化ハフニラム、酸化ランタン、酸化イツト
リウム、酸化マンガン等の遷移金属酸化物、更に酸化ア
ルミニウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸
化バリウム、酸化シリコン、等の金属酸化物及びそれら
の複合体、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ボロ
ン、窒化タンタル等高抵抗窒化物及びこれら酸化物、窒
化物の複合体、更にアモルファスシリコン、アモルファ
スセレン等の半導体すどバルクでは低抵抗であってもス
パッタリング法、CVD法、蒸着法、気相反応法、液体
コーティング法等の製造過程で高抵抗化し得る薄膜材料
を挙げることができる。As the material constituting the lower layer of the first protective layer 213, an inorganic insulating material with relatively excellent thermal conductivity and heat resistance is suitable. For example, inorganic oxides such as 5iO1, transition metal oxides such as titanium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, molybdenum oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, chromium oxide, zirconium oxide, hafnylum oxide, lanthanum oxide, yttrium oxide, manganese oxide, etc. metal oxides such as aluminum oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, silicon oxide, and their composites, high-resistance nitrides such as silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, tantalum nitride, and these oxides, Even if semiconductor bulk materials such as nitride composites, amorphous silicon, and amorphous selenium have low resistance, their resistance increases during manufacturing processes such as sputtering, CVD, vapor deposition, gas phase reaction, and liquid coating. The thin film materials obtained can be mentioned.
第1の保護層の上層及び第3の保護層を形成することの
できる材料としては、上記のTaの他に、s* 、 y
などの周期律表第1a族の元素、Ti、Zr、Hfなど
の第ffa族の元素、v、Nbなどの第Va族の元素、
Cr、Mo、Wなどの第VIa族の元素、Fe*Co、
N1yzどの第1族の元素: Ti −Ni 、 Ta
−W 、 Ta−Mo −Ni 、 Ni −Cr 、
Fe−Co 、 Ti−W 、 Fe−7%、 Fe
−Ni 、 Fe−Cr 、 Fe−Ni−Cr7にど
の上記金阻の合金; TI−B 、 Ta−B p H
f−B、W−871−どの上記金属の硼化物; Ti−
C、Zr−C。In addition to the above-mentioned Ta, materials that can form the upper layer of the first protective layer and the third protective layer include s*, y
Elements of group 1a of the periodic table such as, elements of group ffa such as Ti, Zr, Hf, elements of group Va such as v, Nb,
Group VIa elements such as Cr, Mo, W, Fe*Co,
N1yzWhich Group 1 elements: Ti-Ni, Ta
-W, Ta-Mo-Ni, Ni-Cr,
Fe-Co, Ti-W, Fe-7%, Fe
-Ni, Fe-Cr, Fe-Ni-Cr7 and any of the above metal alloys; TI-B, Ta-B pH
f-B, W-871-borides of any of the above metals; Ti-
C, Zr-C.
V−C、Ta−C、Mo−C、N1−C71どの上記金
属の炭化物; Mo−8i 、 W−8i 、 Ta−
9t ’fZどの上記金属のケイ化物: Ti −N
m Nb−N 、 Ta−Nなどの上記金属の窒化物が
挙げられる。第1の保護層の上層及び第3の保護層は、
これらの材料を用いて蒸着法、スパッタリング法、CV
D法等の手法により形成することができる。第1の保護
層の上層及び第3の保護層は、上記の層単独であっても
よいが、もちろんこれらの幾つかを組合わせることもで
きる。また、第3の保護層も上記のもの単独ではなく、
第2図に示した第1の保護層のように、Mlの保護層の
材質と組み合わせて使用することも可能である。Carbides of the above metals such as VC, Ta-C, Mo-C, N1-C71; Mo-8i, W-8i, Ta-
9t 'fZ Silicides of any of the above metals: Ti -N
Examples include nitrides of the above metals such as mNb-N and Ta-N. The upper layer of the first protective layer and the third protective layer are
Using these materials, vapor deposition method, sputtering method, CV
It can be formed by a method such as the D method. The upper layer of the first protective layer and the third protective layer may be the above-mentioned layers alone, but of course some of them can also be combined. In addition, the third protective layer is not just the above-mentioned one alone,
It is also possible to use it in combination with the material of the protective layer of Ml, like the first protective layer shown in FIG.
第2の保護層216は、液浸透防止と耐液作用に優れた
有機質絶縁材料で構成され、更には、■成膜性が良いこ
と、■緻密な構造でかつピンホールが少ないこと、■使
用インクに対し膨潤、溶解しないこと、■成膜したとき
絶縁性が良いこと、■耐熱性が高いこと等の物性を具備
していることが望ましい。そのような有機質材料として
は以下の樹脂、例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、
芳香族ポリアミド、付加賃金型ポリイミド、ポリベンズ
イミダゾーノν、金属キレート重合体、チタン酸エステ
ル、エポキシ樹脂、フタル酸樹脂、熱硬化性フェノーノ
シ樹脂、P−ビニルフェノール樹脂、ザイロック樹脂、
トリアジン樹脂、BT樹脂(トリアジン樹脂とビスマレ
イミド付加重合樹脂)等が挙げられる。又、この他に、
ポリキシリレン樹脂及びその誘導体を蒸着して第2の保
護# 218を形成することもできる。The second protective layer 216 is made of an organic insulating material that has excellent liquid penetration prevention and liquid resistance properties, and has the following characteristics: ■ good film formability, ■ dense structure with few pinholes, and ■ use. It is desirable that the material has physical properties such as not swelling or dissolving in ink, (1) having good insulation properties when formed into a film, and (2) having high heat resistance. Such organic materials include the following resins, such as silicone resins, fluororesins,
Aromatic polyamide, additive type polyimide, polybenzimidazono ν, metal chelate polymer, titanate ester, epoxy resin, phthalate resin, thermosetting phenol resin, P-vinylphenol resin, Zylock resin,
Examples include triazine resin, BT resin (triazine resin and bismaleimide addition polymer resin), and the like. Also, in addition to this,
The second protection #218 can also be formed by vapor deposition of polyxylylene resin and its derivatives.
更に、種々の有機化合物モノマー、例えばチオウレア、
チオアセトアミド、ビニルフェロセン1.3.5− )
リクロロベンゼン、クロロベンゼンスチレン、フェロセ
ン、ビロリン、ナフタレン、ペンタメチルベンゼン、ニ
トロトルエン、アク90ニトリル、ジフェニルセレナイ
ド、p−トルイジン、゛P−キシレン、N、N−ジメチ
ル−P−トルイジン、トルエン、アニリン、ジフェニル
マーキ、:L リ−1へ+4)/チルベンゼン、マロノ
ニトリル、テトラシアノエチレン、チオフェン、ベンゼ
ンセレノール、テトラフルオロエチレン、エチレン、N
−ニトロソジフェニルアミン、アセチレン、1゜2.4
− )リクロロベンゼン、プロパン、等を使用してプラ
ズマ重合法によって成膜させて、第2の保護層21Bを
形成することもできる。Furthermore, various organic compound monomers such as thiourea,
Thioacetamide, vinylferrocene 1.3.5-)
Lichlorobenzene, chlorobenzene styrene, ferrocene, viroline, naphthalene, pentamethylbenzene, nitrotoluene, ac-90 nitrile, diphenylselenide, p-toluidine, ゛P-xylene, N,N-dimethyl-P-toluidine, toluene, aniline, diphenyl Marquis, :L Li-1 to +4)/Tylbenzene, Malononitrile, Tetracyanoethylene, Thiophene, Benzeneselenol, Tetrafluoroethylene, Ethylene, N
-Nitrosodiphenylamine, acetylene, 1°2.4
-) The second protective layer 21B can also be formed by forming a film by a plasma polymerization method using dichlorobenzene, propane, or the like.
しかしながら、高密度マルチオリフィスタイプの記録ヘ
ッドを作成するのであれば、上記した有機質材料とは別
に微細フォトリソグラフィー加工が極めて容易とされる
有機質材料を第2の保護層21Bを形成する材料として
使用するのが望ましい。However, if a high-density multi-orifice type recording head is to be manufactured, an organic material that is extremely easy to process using fine photolithography is used as the material for forming the second protective layer 21B, in addition to the above-mentioned organic materials. is desirable.
そのような有機質材料としては具体的には、例えば、ポ
リイミドイソインドロキナゾリンジオン(商品名: P
IQ、日立化成製)、ボリイミ・ド樹脂(商品名: P
YRALIN、デュポンM)、環化ポリブタジェン(商
品名: JSR−CBR,CBR−M2O3、日本合成
ゴム製)、フォトニース(商品名二乗しM)、その他の
感光性ポリイミド樹脂等が好ましいものとして挙げられ
る。Specifically, such an organic material includes, for example, polyimide isoindoquinazolinedione (trade name: P
IQ, manufactured by Hitachi Chemical), Boliimide resin (product name: P
Preferred examples include YRALIN, DuPont M), cyclized polybutadiene (product name: JSR-CBR, CBR-M2O3, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.), Photonice (product name Square M), and other photosensitive polyimide resins. .
下部層207は、主に熱発生部214より発生する熱の
支持体206側への流れを制御する層として設けられる
もので、熱作用部205に於いて液体に熱エネルギーを
作用させる場合には、熱発生部214より発生する熱が
熱作用部205側により多く流れるようにし、電気熱変
換体201への通電がOFFされた際には、熱発生部2
14に残存している熱が、支持体206側に速やかに流
れるように構成材料の選択と、その層厚の設計が成され
る。下部層207を構成する材料としては、先に挙げた
SiO2の他に酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化
マグネシウム等の金属酸化物に代表される無機質材料が
挙げられる。The lower layer 207 is provided as a layer that mainly controls the flow of heat generated from the heat generating section 214 toward the support body 206, and when applying thermal energy to the liquid in the heat acting section 205, , so that more heat generated from the heat generating section 214 flows to the heat acting section 205 side, and when the electricity to the electrothermal converter 201 is turned off, the heat generating section 214
The constituent materials are selected and the layer thickness is designed so that the heat remaining in the support 14 quickly flows to the support 206 side. Materials constituting the lower layer 207 include, in addition to the above-mentioned SiO2, inorganic materials typified by metal oxides such as zirconium oxide, tantalum oxide, and magnesium oxide.
発熱抵抗層208を構成する材料は、通電されることに
よって、所望通りの熱が発生するものであれば大概のも
のが採用され得る。The material constituting the heat generating resistor layer 208 can be almost any material as long as it generates the desired amount of heat when energized.
そのような材料としては、具体的には例えば窒化タンタ
ル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体、
或いは、ハフニウム、ランタン、i)ルコニウム、チタ
ン、タンタル、タングステン、モリブデン、ニオブ、ク
ロム、バナジウム等の金属及びその合金並びにそれらの
硼化物等が好まし嶋・ものとして挙げられる。Specific examples of such materials include tantalum nitride, nichrome, silver-palladium alloy, silicon semiconductor,
Alternatively, metals such as hafnium, lanthanum, i) ruconium, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, niobium, chromium, vanadium, alloys thereof, and borides thereof, and the like are preferred.
これ等の発熱抵抗層208を構成する材料の中、殊に金
属硼化物が優れたものとして挙げることができ、その中
でも最も特性の優れているのが硼化ハフニウムであり、
次いで硼化ジルコニウム、硼化ランタン、硼化タンタル
、硼化バナジウム、硼化ニオブの順となっている。Among these materials constituting the heating resistance layer 208, metal borides are particularly excellent, and among them, hafnium boride has the most excellent properties.
This is followed by zirconium boride, lanthanum boride, tantalum boride, vanadium boride, and niobium boride.
発熱抵抗層208は、上記した材料を使用して、電子ビ
ーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成するこ
とができる。The heat generating resistor layer 208 can be formed using the above-mentioned materials using techniques such as electron beam evaporation and sputtering.
電極209 、210を構成する材料としては、多くの
電極材料の中から、コスト、電気伝導度を考慮に入れて
選ばれる。具体的には例えば、AI、Cu等の金属が挙
げられ、これ等を使用して、蒸着等の手法で所定位置に
、所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。The material constituting the electrodes 209 and 210 is selected from among many electrode materials, taking into consideration cost and electrical conductivity. Specifically, metals such as AI and Cu are used, and these are used to provide a predetermined size, shape, and thickness at a predetermined position by a method such as vapor deposition.
中間層211を構成する材料としては、■ 上部層に欠
陥があった場合にも液流路中の液体と電極が接触するの
を防止し得る。The materials constituting the intermediate layer 211 include: (1) Even if there is a defect in the upper layer, it can prevent the electrode from coming into contact with the liquid in the liquid flow path.
■ 該液体に対して安定である。■ It is stable to the liquid.
■ 第1の保護層と電極の密着性を向上させる。■ Improving the adhesion between the first protective layer and the electrode.
■ 頻繁なる繰返し使用や長時間の連続使用に安定であ
る。■ Stable for frequent repeated use and long-term continuous use.
等の条件を具備した耐環境性に優れた材料が適している
。従って1表面に安定で緻密な不働態膜を形成しやすい
材料、例えば、Ti 、Hf、Zr、La*Nb、W。Materials with excellent environmental resistance that meet the following conditions are suitable. Therefore, materials that easily form a stable and dense passive film on one surface, such as Ti, Hf, Zr, La*Nb, and W.
Mo、Si等の金属及びこれらの炭化物、窒化物、酸化
物との混合物が挙げられ、また、該液体に安定な材料と
して、例えばAu 、P t 、Pd 等の金属及びこ
れらの混合物が挙げられる。これらの材料を用いて蒸着
法、スパッタリング法、CVD法、メッキ等の手法によ
り所定位置に、所定の大きさ、形状。Examples include metals such as Mo and Si, and mixtures thereof with carbides, nitrides, and oxides; examples of materials stable in the liquid include metals such as Au, Pt, Pd, and mixtures thereof. . Using these materials, it is formed into a predetermined size and shape at a predetermined location using methods such as vapor deposition, sputtering, CVD, and plating.
厚さで設けられる。Provided in thickness.
中間@211の厚さは、必要以上に厚くすると第1の保
護層による被覆性が悪くなり、また薄すぎれば、中間層
を設ける効果が低減する。従って電極の厚さの21−4
倍厚が適している。If the thickness of the intermediate layer 211 is too thick than necessary, the coverage with the first protective layer will be poor, and if it is too thin, the effect of providing the intermediate layer will be reduced. Therefore, the thickness of the electrode is 21-4
Double thickness is suitable.
又、中間層の電気抵抗値は、電極間に於ける発熱抵抗層
の電気抵抗値よりも大きい様に、発熱抵抗層の形成材料
及び形成条件等と比較して、その形成材料及び形成条件
が設定される。In addition, the electrical resistance value of the intermediate layer is greater than the electrical resistance value of the heat generating resistive layer between the electrodes, so that the forming material and forming conditions are different from those of the heat generating resistive layer. Set.
溝付板208並びに熱作用部205の上流側に設けられ
る共通液室の構成部材を構成する材料としては、記録ヘ
ッドの工作時の、或いは使用時の環境下に於いて形状に
熱的影響を受けないか或いは殆んど受けないものであっ
て微細精密加工が容易に適用され得ると共に、面精度を
所望通りに容易に出すことができ、更には、それ等によ
って形成される流路中を液体がスムーズに流れ得るよう
に加工し得るものであれば、大概のものが有効である。The materials constituting the grooved plate 208 and the components of the common liquid chamber provided upstream of the heat acting section 205 are materials whose shape is not affected by thermal effects during the manufacturing or use environment of the recording head. They do not undergo any susceptibility, or hardly any susceptibility, and can be easily applied with micro-precision machining, and can easily achieve the desired surface precision. Most materials are effective as long as they can be processed to allow liquid to flow smoothly.
そのような材料として代表的なものを挙げれば、セラミ
ックス、ガラス、金属、グラスチック或いはシリコンウ
ニへ−等が好適なものとして例示される。殊に、ガラス
、シリコンウニへ−は加工上容易であること、適度の耐
熱性、熱膨張係数、熱伝導性を有しているので好適な材
料の1つである。Typical examples of such materials include ceramics, glass, metal, plastic, and silicone. In particular, glass and silicone are suitable materials because they are easy to process and have appropriate heat resistance, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity.
オリフィス217の周りの外表面は液体が漏れて、液体
がオリフィス217の外側に回り込まないように、液体
が水系の場合には撥油処理を、液体が非水系の場合には
撥油処理を施した方が良い。The outer surface around the orifice 217 is treated with an oil-repellent treatment if the liquid is aqueous, or an oil-repellent treatment if the liquid is non-aqueous, to prevent the liquid from leaking and getting around to the outside of the orifice 217. It's better to do so.
オリフィス217の形成は、感光性樹脂を基板202に
貼付け、フォトリソグラフィーでパターン形成しさらに
天板を貼付けることによって行なっても良い。The orifice 217 may be formed by attaching a photosensitive resin to the substrate 202, forming a pattern using photolithography, and then attaching a top plate.
第8図に本発明の他の実施態様を示す。第8図は、第2
図(b)に相当するものである。その特徴は先に述べた
通りである。FIG. 8 shows another embodiment of the invention. Figure 8 shows the second
This corresponds to figure (b). Its characteristics are as described above.
以下に実施例を示して本発明の液体噴射記録ヘッドを具
体的に説明する。The liquid jet recording head of the present invention will be specifically explained below with reference to Examples.
実施例
第2図に示した液体噴射記録ヘッドを以下のようにして
製造した。EXAMPLE The liquid jet recording head shown in FIG. 2 was manufactured as follows.
SIウニへの熱酸化により5μm厚のSiへ膜を形成し
基板とした。基板にスパッタにより発熱抵抗@z08ト
シテHfB!ヲ150OAノ厚ミニ形成し、続イて電子
ビーム蒸着によりTi層50A、AI!層5000 A
を連続的に堆積し、電極209.210を形成した。A 5 μm thick Si film was formed by thermal oxidation on the SI sea urchin and used as a substrate. Heat generating resistor @z08 Toshite HfB on the board by sputtering! A 150 OA thick mini-layer is formed, followed by a Ti layer of 50 Å and an AI layer by electron beam evaporation. layer 5000A
were successively deposited to form electrodes 209 and 210.
フォトリソ工程により第2図(C)に示すようなパター
ンを形成した結果、熱作用面のサイズは80細幅、15
0μm長でM 電極の抵抗を含めて80オームであった
。As a result of forming a pattern as shown in FIG. 2(C) by a photolithography process, the size of the heat-active surface is 80 mm wide and 15 mm wide.
At a length of 0 μm, the resistance was 80 ohms including the resistance of the M electrode.
次にプラズマCVDにより、非晶質シリコンを200O
A厚に基板全面に堆積した後、熱発生部と電極の一部を
覆う様にドライエツチングにより第2図(clのよ5な
パターンに中間1!211を形成した。Next, amorphous silicon was deposited at 200O by plasma CVD.
After being deposited to a thickness of A over the entire surface of the substrate, an intermediate layer 1!211 was formed in a pattern shown in FIG.
次に第1の保護層218の下層として5in2を2.5
μm厚にマグネトロン型ハイレートスパッタ法によって
基板全面上に堆積し、続いて第1の保護1丙21Bの上
層としてTa を0,6μm厚に同様にスパッタリング
法によって基板全面上に堆積した。Next, as the lower layer of the first protective layer 218, 2.5 in.
It was deposited to a thickness of .mu.m over the entire surface of the substrate by magnetron type high rate sputtering, and then Ta was deposited to a thickness of 0.6 .mu.m over the entire surface of the substrate by the same sputtering method as the upper layer of the first protective layer 21B.
次に第2の保護層216としてPIQをzOμm厚に第
2図(c)の斜線部分上に以下の工程に従って形成し、
BJ基板を作成した。Next, PIQ is formed as a second protective layer 216 to a thickness of zOμm on the shaded area in FIG. 2(c) according to the following steps,
I created a BJ board.
すなわち第1の保護層の形成された支持体を洗浄、乾燥
後、第1の保護層上にPIQ溶液をスピンナーでコーテ
ィングした(コーティング条件に於けるスピンナー回転
条件は、第1工程500 rpm。That is, after washing and drying the support on which the first protective layer was formed, the PIQ solution was coated on the first protective layer using a spinner (the spinner rotation conditions in the coating conditions were 500 rpm in the first step).
10 sec、第2工程4000 rpm、40 se
cである)。次に、8ff’C中に1叶放置し、溶剤乾
燥後22σCで60分分間ベーキング行った。この上に
ホトレジストOMR−88(東京応化袋)をスピンナー
で塗布し、乾燥後マスクアライナ−を用いて露光し、現
像処理を行い所望のPIQ層パターンを得た。次にPI
Q用エフェッチヤントい、室温でPIQ層のエツチング
を行った。水洗、乾燥後OMR用剥離剥離液トレジスト
を剥離した後、850℃中で60 分間ベーキングを行
い、PIQ層パターンの形成工程を終えへ熱作用面周辺
部の除去部分の形状は第2図(c) Ic示す通りでサ
イズは50#lX250μm の大きさである。10 sec, 2nd step 4000 rpm, 40 sec
c). Next, one leaf was left at 8ff'C, and after the solvent was dried, it was baked at 22σC for 60 minutes. A photoresist OMR-88 (Tokyo Ohka Bag) was applied thereon using a spinner, and after drying, it was exposed using a mask aligner and developed to obtain a desired PIQ layer pattern. Next, P.I.
The PIQ layer was etched at room temperature using a Q etchant. After washing with water and drying, the stripping solution for OMR was removed.After the resist was removed, it was baked at 850°C for 60 minutes to complete the process of forming the PIQ layer pattern. ) As shown in Ic, the size is 50 #l x 250 μm.
次いでこのBJ基板上に溝付ガラス板を所定通りに接着
した。即ち、第2図(b)に示しであるのと同様にBJ
基板にインク導入流路と熱作用部を形成する為の溝付ガ
ラス板(溝ナイズ巾50μmx深す50 Jim X長
さ’l、 w )が接着されている。Next, a grooved glass plate was adhered to the BJ substrate in a predetermined manner. That is, as shown in FIG. 2(b), BJ
A grooved glass plate (groove width: 50 .mu.m x depth: 50 mm x length'l, w) for forming an ink introduction channel and a heat acting section is adhered to the substrate.
以上の様にして作成した液体噴射記録ヘッド及び中間層
を設けていない他は第2図に示した液体噴射記録ヘッド
と同様な液体噴射記録ヘッドを、噴射するための液体を
加熱し、配線劣化を加速した状態における1o日後、1
00日後における配線残存率を測定した。比較のために
、第1図に示した構成の従来の液体噴射記録ヘッドも同
時に試験した。The liquid jet recording head produced as described above and the liquid jet recording head similar to the liquid jet recording head shown in Fig. 2 except that no intermediate layer was provided was heated to cause the wiring to deteriorate. After 10 days in an accelerated state, 1
The wiring residual rate after 00 days was measured. For comparison, a conventional liquid jet recording head having the configuration shown in FIG. 1 was also tested at the same time.
結果は第8図に示した通りである。図中Aは本実施例、
Bは、本実施例から中間層を取り除いた構成例、Cは従
来例の結果を示し、縦軸に配線残存率(チ)を、横軸に
浸漬時間を日数でとってあり、いずれも試験開始時の配
線残存率をLoomとしである。The results are shown in FIG. In the figure, A is this embodiment,
B shows a configuration example in which the intermediate layer is removed from this example, and C shows the results of a conventional example. The vertical axis shows the wiring survival rate (ch), and the horizontal axis shows the immersion time in days. The wiring remaining rate at the start is Loom.
図より明らかなように、本発明の液体噴射記録ヘッド(
A、B)は、従来型゛の液体噴射記録ヘッド(C)に比
べ、優れた配線残存率を示し、耐久性に優れている。As is clear from the figure, the liquid jet recording head of the present invention (
A and B) exhibit superior wiring survival rates and excellent durability compared to the conventional liquid jet recording head (C).
さらに液体噴射記録ヘッドA、B、Cの故障率を試験す
るために、各ヘッドの心気熱変換体にlOμsの30v
の矩形電圧を8 KHzで印加した。Furthermore, in order to test the failure rate of liquid jet recording heads A, B, and C, we applied 30 V of 10μs to the core air heat converter of each head.
A rectangular voltage of 8 KHz was applied.
結果は第4図に示した通りである。図中、縦軸は故障率
(@を、横軸には駆動パルス数を示しである。The results are shown in FIG. In the figure, the vertical axis shows the failure rate (@), and the horizontal axis shows the number of drive pulses.
lXl0’パルス付近でみられる従来の液体噴射記録ヘ
ッド(C)の故障率の増加は、保護層のビンホールや被
覆性の問題に起因するものであり、本発明ノ液体噴射記
録ヘッド(A、B)においては、この故障はほとんど克
服されており、lX108パルスまで故障率に変化がな
く耐久性に優れている。The increase in the failure rate of the conventional liquid jet recording head (C) observed near the lXl0' pulse is due to the via holes and coverage problems in the protective layer. ), this failure has almost been overcome, and the failure rate remains unchanged up to 1X108 pulses, resulting in excellent durability.
また、本発明の液体噴射記録ヘッドは、初期の良好な液
滴形成特性を長期に亘って安定して維持し得るものであ
った。更には、製造加工上に於ける信頼性が高(、マル
チオリフィス化した場合の製造歩留りも高いものであっ
た。Further, the liquid jet recording head of the present invention was able to stably maintain the initial good droplet formation characteristics over a long period of time. Furthermore, the reliability in manufacturing and processing was high (and the manufacturing yield was also high when multi-orifices were used).
第1図(a) 、 (b)は夫々、従来の液体噴射記録
ヘッドの構成を説明するためのもので、第1図(a)は
模式的正面部分図、第1図(b)は第1図(a)の一点
鎖線XYでの切断面部分図、第2図(a) 、 (b)
、 (clは夫々本発明の液体噴射記録ヘッドの構成
を説明するためのもので、第2図(a)は模式的正面部
分図、第2図(b)は第2図(a)に示す一点鎖線AA
′での切断面部分図、第2図(C)は基板平面図、第8
図は配線残存率の試験結果を示し、第4図は故障率の試
験結果を示すグラフである。
100.200・・・・・・液体噴射記録ヘッド101
.201・・・・・・電気熱変換体102.202・・
・・・・基 板
108 、208・・・・・・溝付板
104.217・・・・・・オリフィス105 ・・・
・・・液吐出部
106.205・・・・・・熱作用部
107.214・・・・・・熱発生部
108.215・・・・・・熱作用面
109.207・・・・・・下部層
110 、208・・・・・・発熱抵抗層111 ・・
・・・・上部層
112.209・・・・・・(共通)電極118.21
0・・・・・・(選択)′磁極204 ・・・・・・液
流路
206 ・・・・・・支持体
211 ・・・・・・中間層
218 ・・パ・・・第1の保護層
216 ・・・・・・第2の保護層
節 1 図(a)
第 1 図(b)
第 2 図(b)
第 2 図(C)1(a) and 1(b) are for explaining the configuration of a conventional liquid jet recording head, respectively. FIG. 1(a) is a schematic front partial view, and FIG. 1(b) is a partial front view. Partial cross-sectional view taken along dashed-dotted line XY in Fig. 1 (a), Fig. 2 (a), (b)
, (cl are for explaining the structure of the liquid jet recording head of the present invention, FIG. 2(a) is a schematic front partial view, and FIG. 2(b) is shown in FIG. 2(a). Dot-dashed line AA
Figure 2 (C) is a plan view of the board, Figure 8 is a partial cross-sectional view at
The figure shows the test results for the wiring survival rate, and FIG. 4 is a graph showing the test results for the failure rate. 100.200...Liquid jet recording head 101
.. 201... Electrothermal converter 102.202...
...Plates 108, 208... Grooved plates 104, 217... Orifice 105...
...Liquid discharge part 106.205...Heat action part 107.214...Heat generation part 108.215...Heat action surface 109.207...・Lower layer 110, 208...Heating resistance layer 111...
...Top layer 112.209... (Common) electrode 118.21
0... (selection)'Magnetic pole 204...Liquid flow path 206...Support 211...Intermediate layer 218...Pa...first Protective layer 216... Second protective layer section 1 Figure (a) Figure 1 (b) Figure 2 (b) Figure 2 (C)
Claims (1)
オリフィスと、該オリフィスに連通し、前記液滴を形成
するための熱エネルギーが液体に作用する部分である熱
作用部を構成の一部とする液流路とを有する液吐出部と
、基板上に設けられた発熱抵抗層に電気的に接続して、
少なくとも一対の対置する電極が設けられ、これ等電極
の間に熱発生部が形成されている電気熱変換体とを具備
する液体噴射記録ヘッドに於いて、前記熱発生部と前記
電極の少なくとも一部との上に中間層を設けたことを特
徴とする液体噴射記録ヘッド。It comprises an orifice provided for ejecting liquid to form flying droplets, and a heat acting part that communicates with the orifice and is a part where thermal energy acts on the liquid to form the droplets. A liquid discharge part having a liquid flow path as a part thereof is electrically connected to a heating resistance layer provided on the substrate,
In a liquid jet recording head comprising at least a pair of opposing electrodes, and an electrothermal converter having a heat generating section formed between these electrodes, the heat generating section and at least one of the electrodes are provided with a heat generating section. A liquid jet recording head characterized in that an intermediate layer is provided on top of the liquid jet recording head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1199984A JPS60157869A (en) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Liquid jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1199984A JPS60157869A (en) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Liquid jet recording head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60157869A true JPS60157869A (en) | 1985-08-19 |
Family
ID=11793282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1199984A Pending JPS60157869A (en) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Liquid jet recording head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60157869A (en) |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP1199984A patent/JPS60157869A/en active Pending
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