JPH0460833B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、飛翔液滴を形成して記録を行う液体
噴射記録装置、殊に熱的作用を液体に与えて、飛
翔液滴を形成して、記録を行う液体噴射記録装置
に関する。 液体噴射記録装置は、ノンインパクト記録とし
て、サイレントの要求される現代のビジネスオフ
イスやその他の事務処理部門に於いて、強く望ま
れている傍、高密度で、高速記録が可能であると
いう点で又、保守が比較的容易になる、或いはメ
ンテナンスフリーに成り得るという点に於いて、
開発、改良が計られている。 その様な液体噴射記録装置の中で、特開昭54−
59936に開示されてある液体噴射記録装置は、そ
の構造的な特徴から、高密度で高速記録が充分可
能であり、且つ所謂フルライン記録ヘツドの設計
製造が極めて容易である為、その実現が熱望され
ている。 而乍ら、斯かる液体噴射記録装置に於いても、
高密度でフルライン化の記録を実現しようとする
と、その記録ヘツドの構造上の設計的問題や記録
精度、及び記録の確実性と耐久性等に直結する記
録ヘツドの製造上及び生産性や量産性の点に於い
て解決すべき点が未だ残されている。即ち、上記
した液体噴射記録装置は、高密度・高速化を計る
為にその記録ヘツド部が、高度に集積化された構
造が要求されるので、その集積化上の問題、詰り
記録ヘツドの構成要素としての各素子や信号処理
手段の構造的配置と製造上の歩留り、或いはそれ
等を電気的に結線する為の配線上等、設計上、生
産及び量産上に於いて解決される可き点がある。 例えば、飛翔液滴を形成する為に液体に作用さ
せる熱を発生する手段としての電気・熱変換素子
が画像密度に応じて多数配列され、これ等の多数
の電気熱変換素子を独立的に各々所望に従つて駆
動する為の駆動信号分離素子アレー、例えばトラ
ンジスタアレー、或いは信号増幅手段を付加され
たダイオードアレー等が集積されて高密度で精度
良く且つ特性上の一様均一化を以つて効率良く生
産されることが上記の液体噴射記録装置の特徴を
最大限に引出させることが出来るものであるが、
現状に於いては、各素子アレーは歩留り、及び製
造の容易性から個別的にチツプ化されて作製さ
れ、各素子のチツプを共通基板上に配設して、ボ
ンデイング等の手段によつて各対応する素子同志
の電気的結線及び他の電気的手段との連絡用のリ
ード電極の付設を行い、その後、飛翔液滴を形成
する為に液体を噴射する吐出オリフイス、及び該
オリフイスに連通する熱作用室部等の液体で満た
される空間を形成する為のヘツド構成部材と接着
接合して記録ヘツドの作製を行つているので煩雑
さの著しさと量産的効率の低さを避けることは出
来ていない。更に記録ヘツドの高密度高集積化及
び長尺化に連れて上記の点は一層解決が計られる
必要がある。又、設計通りの所望特性が得られる
為の作製上に於ける確実さ、及び再現性の点に於
いても考慮され、改善が計られる必要がある。 本発明は、上記の諸点に鑑み成されたもので、
作製上に於ける確実さと安定的生産性及び特性上
の再現性に於いて著しい優位性を有し、高密度で
高速記録が安定的に行える液体噴射記録装置を提
供することを目的とする。 本発明の液体噴射記録装置は、複数の発熱抵抗
体と該複数の発熱抵抗体に一対一対応して設けら
れる機能素子とが設けられた素子付設部材と、液
体供給用の液体を保持する共通液室を形成するた
めの液室形成部材と、上記複数の発熱抵抗体に対
応した複数の液流路および吐出部と、を有し、上
記複数の発熱抵抗体は上記素子付設部材表面側に
形成された絶縁層上に設けられ、上記機能素子は
上記液室下部以外の上記素子付設部材内部に設け
られ、上記発熱抵抗体と上記機能素子とを結ぶ電
極が薄膜電極であることを特徴とする。 上記の構成とされる本発明の液体噴射記録装置
は、確実性と安定性を以つて高密度で高速記録が
容易に行えると共に、その製造上に於いて、歩留
りの大幅なアツプと製造工程数の低減によるコス
トダウン、又、マスプロダクト向きの構造を有
し、その特性、殊に電気・熱変換素子の放熱効果
が著しくアツプし、電気・熱変換素子に設けられ
る信号分離素子、例えば、ダイオードやトランジ
スターの寿命を大幅に向上させる。以下、図に従
つて本発明を具体的に説明する。 第１図には、本発明の液体噴射記録装置の好適
な実施態様例の構成を説明する為の模式的組立部
分図が示される。 第１図に示す液体噴射記録装置は、複数の電
気・熱変換素子がアレー状に配列されて構成され
る電気・熱変換素子配列部１０２と電気・熱変換
素子に対応して設けられる機能素子で構成される
駆動回路部１０３が表面部に設けられてある素子
付設部材１０１と、液体供給用の共通液室及び流
路を形成する為に、所定の形状と寸法で所定数の
溝が設けてある溝蓋部材１０４で基本的には構成
される。 溝蓋部材１０４は、所定の間隔と所定の寸法で
規則的に配列されている電気・熱変換素子１０５
の各々を、各々の溝１０６が各々覆う様に、溝１
０６は電気・熱変換素子１０５の配列ピツチと等
ピツチで溝蓋部材１０４に設けられ、各溝１０６
は、溝蓋部材１０４の後方に、各溝１０６の設け
られる方向と垂直な関係に設けられた共通液室用
溝１０７と連結され、素子付設部材１０１の素子
配列部１０２上に溝蓋部材１０４が各溝１０６と
対応する各電気・熱変換素子１０５とが対向する
様にして接合されて、その一部に熱作用室部を有
する複数の流路とこれ等の流路に液体を満たす為
に、液体を各流路に供給する為の共通液室が形成
される。 共通液室用溝１０７の後方には、外部に設けら
れる液貯蔵槽（不図示）より共通液室に液体を供
給する為の供給管１０８が付設されている。 電気・熱変換素子１０５は、各素子に共通の共
通電極１０９と、駆動回路部１０３を構成する機
能素子としてのトランジスタ１１０のコレクタ部
に接続されている電極１１１との間に、発生した
熱を液体に作用させる為に設けられる発熱抵抗部
１１２を有する。電気・熱変換素子配列部１０２
の表面全域には、図示されてはいないが、液体と
発熱抵抗部１１２との接触及び共通電極１０９と
コレクタ電極１１１との電気的リークを防止する
為に電気絶縁性の保護層が設けられる。 駆動回路部１０３は、コレクタ電極１１１の、
ベース電極１１３、エミツタ電極１１４の各々の
下部位に、各々、コレクタ領域、ベース領域、及
びエミツタ領域が形成されている。これ等の領域
は、半導体基板１１５の表面内部に構造的に設け
られる。各ベース電極１１３は後方に付設されて
あるベース共通電極１１６とに連続的に形成され
ている。１１７は、各トランジスタ１１０を電気
的にアイソレーシヨンする為にコレクタ領域に高
電圧を印加する為の電極であつて、各トランジス
タに共通である。 第１図ｂには、第１図に示す装置を流路に沿つ
て切断した場合の断面構造が模式的に示される。 素子付設部材１０１は、その表面内部に構造的
に機能素子としてのトランジスタ１１０が設けら
れた構造を有し、半導体基板１１８上に形成され
たエピタキシヤル層１１９の表面に電気・熱変換
素子１０５が積層構造的に設けられている。 電気・熱変換素子１０５は、エピタキシヤル層
１１９の表面に設けた電気絶縁性の保護層１３１
の上に発熱抵抗部１１２と、共通電極１０９、ト
ランジスタ１１０のコレクタ領域と接続する為の
電極１１１とで構成され、発熱抵抗部１１２は発
熱抵抗体１２０と、該発熱抵抗体１２０を保護す
る為の保護層１２１とで構成されている。 発熱抵抗部１１２の上部には、該発熱抵抗部１
１２より発生する熱の作用を受けて気泡の発生
と、その体積の収縮を含む急激な状態変化を液体
が引起す所としての熱作用室部１２２が形成され
ている。熱作用室部１２２は、上記の状態変化に
基いて飛翔液滴が形成される為に液体が噴射され
る吐出オリフイス１２３と、後方に設けられた共
通液室１２４に各々連通しており、共通液室１２
４には、外部からの液体を共通液室１２４に供給
する為の供給管１０８が付設されてある。 電気・熱変換素子１０５の各々の後方には、対
応したトランジスタ１１０がエピタキシヤル層１
１９の内部に構造的に設けられている。 トランジスタ１１０は、通常のトランジスタ構
造を有しているもので、底辺部には、コレクタ領
域１２５の抵抗遁減の為の埋込み層１２８−１が
設けてある。電極１１１とコレクタ領域１２５の
間には、オーミツク接触を形成する為のオーミツ
ク領域１２８−２が設けてある。 コレクタ領域１２５、ベース領域１２６、エミ
ツタ領域１２７からは、電気的に隔絶されて、各
電極１１１，１１３，１１４，１１７が各々取り
出されている。エミツタ電極１１４と、ベース電
極１１３及びアイソレーシヨン用の電極１１７と
の間には、重なる部分に於いて、電気的隔絶を形
成する為に、電気的絶縁層１２９−１，１２９−
２が介在させてある。電気・熱変換素子１０５と
トランジスタ１１０との間には、電気・熱変換素
子１０５より発生する熱がトランジスタ１１０に
悪影響を与えない様に熱的アイソレーシヨンを行
う為に拡散領域１３０が設けてある。 この拡散領域１３０を設けることで、トランジ
スタ１１０の寿命が格段に延びる。 同図に示されるように、発熱抵抗体１２０が、
素子付設部材１０１上部に形成された薄膜絶縁層
１３１の上に位置する熱作用室部１２２領域に形
成され、トランジスタ１１０が、液体が保持され
ている液室の下部領域以外の素子付設部材１０１
内部に形成され、液体噴射のために発生した熱に
基づく発熱抵抗体１２０からトランジスタ１１０
への熱伝導は、上記液室の位置によつて効果的に
抑制できる。 この抑制効果はすなわち、液室が両者の間に介
在していることによつて生じたものである。ま
た、この液室の位置によつて、トランジスタ自身
の微小発熱による部分昇温も素子付設部材全体へ
分散されるので、温度分布が均一化され、トラン
ジスタの動作が一層安定化するという効果も生じ
る。 なお、拡散領域１３０は、図示されているよう
に、液室下部領域の素子付設部材１０１内部に形
成され、該拡散領域１３０によつて、前記発熱抵
抗体１２０と前記トランジスタ１１０とが熱的に
アイソレートされている。 次に、素子付設部材１０１の形成法に就て、第
２図を参照し乍ら説明する。 第２図には、第１図に示す素子付設部材を作製
する場合の工程図の一例の概略が示される。 先ず、Ｐ型半導体基板２０１を用意し、該基板
２０１にコレクタ抵抗遁減の為の埋込み層２０２
を形成し、次いで、その上にエピタキシヤル層２
０３を形成する（工程(b)） 埋込み層２０２は、基板２０１上に形成された
酸化膜にリソグラフイ技術を用いて構成される窓
より、アンチモン（Sb）、ヒ素（As）等を拡散す
ることによつてパターン状に形成される。 埋込み層２０２の形成後は、上記の酸化膜は全
面的に除去される。 その後、基板２０１上にｎ型のエピタキシヤル
層２０３を成長させる。この層２０３は、10μｍ
前後の層厚さとされるのが望ましい。 エピタキシヤル層１１９の上部表面に酸化膜２
０４を形成し、この酸化膜にリソグラフイ技術を
用いて窓２０５を形成した後、この窓２０５より
ｐ型不純物を拡散して、アイソレーシヨン用の拡
散領域２０６を形成する。 拡散領域２０６−１，２０６−２で囲まれた部
分がバイポーラトランジスタのコレクタ領域２０
７となる（工程(c)） 工程(d)は、ベース領域２０８の拡散法による形
成が示される。ベース領域２０８の形成部分以外
を酸化膜で覆い、ボロン(B)等のｐ型不純物を高濃
度に拡散してp+にし、ベース領域２０８を形成
する。 工程(e)は、エミツタ領域２０９及び、アルミニ
ウム電極とコレクタ領域２０７とのオーミツク接
触を得る為のオーミツク領域２１０を設けるの
に、ｎ型不純物を高濃度で拡散させてn+領域を
形成する場合が示される。 この場合、エミツタ領域２０９とオーミツク接
触領域２１０は全く同時にｎ型不純物の高濃度拡
散によつてn+半導体領域として形成される。 工程(f)、(g)に於いて、電気・熱変換素子を構成
する発熱抵抗体領域を形成する場合が示される。 工程(e)の終了後、トランジスタ部を保護する為
に電気絶縁性の保護層２１１を設ける。次にリソ
グラフイ技術を用いて発熱抵抗体層２１３を保護
層２１１の上に形成する。この際同時に保護層２
１１の一部を溶解して電極用の窓２１２も設け
る。保護層２１１としては、スパツタ法或いは
CVD法等で形成されたSiO2、Si3N4等の層、又は
トランジスタ表面の酸化工程による酸化膜等が望
ましく使用される。 発熱抵抗体層２１３の下部にある保護層２１１
は、この例の場合には発生した熱の拡散を制御す
る蓄熱層の役目も荷わせることも出来る。 次に、最終工程としてアルニミウム等の電極材
料を真空堆積法等で積層し、フオトリソグラフイ
技術によつてパターニングして電極配線を完了し
（この工程は、第２図には省略されてある）第１
図に示す様な構造の素子付設部材が作製される。 発熱抵抗体層２１３の形成には、蒸着法、スパ
ツター法等の真空堆積法やCVD法等が採用され
る。 発熱抵抗体層２１３を構成する材料としては、
NiCr等の金属合金、TiC等の炭化物、ZrB2、
HfB2等のホウ化物、BN等の窒化物、SiB4等の
硅化物、GaP、InP等のリン化物、GaAs、
GaPxAs（Ｉ−ｘ）等のヒ化物が好適なものとし
て挙げられる。 第３図には、本発明の別の実施態様例の主要部
（素子付設部材）の構造が模式的に示される。 第４図に、その作製法の工程の一部が示され
る。 アルミナ（Al2O3）基板３０１上にエピタキシ
ヤル成長させたSi層３０２に従来技術によりSOS
型のPNPラテラルトランジスタ部３０３を形成
する〔工程(a)〕。このトランジスタ部３０３以外
のSi層の一部をエツチングして除去し、更に残つ
たSi層を酸化させて、SiO2保護膜３０４を形成
する〔工程(b)〕。その上に、発熱抵抗体層３０５
を積層し、パターニングとラテラルトランジスタ
部３０３上の保護膜の窓あけを同時に行ない次い
で、Al等の金属電極部を積層して、リソグラフ
イ技術によつて各電極３０７〜３１０を形成す
る。 発熱抵抗体層３０５の下部の保護膜３０６は、
前実施態様例の場合と同様、蓄熱層としての機能
も合わせもつ。なお第３図に示す実施態様例の場
合SOS型NPNラテラルトランジスター構造にし
ても同様の効果があつた。 尚、第１図に示す構造を有する液体噴射装置を
試作し、第１表に示す条件に従つて実際に記録を
実行したところA41万枚の長時間高速記録に於い
ても初期と同様の極めて高品質の画像を得ること
が出来た。 【表】
噴射記録装置、殊に熱的作用を液体に与えて、飛
翔液滴を形成して、記録を行う液体噴射記録装置
に関する。 液体噴射記録装置は、ノンインパクト記録とし
て、サイレントの要求される現代のビジネスオフ
イスやその他の事務処理部門に於いて、強く望ま
れている傍、高密度で、高速記録が可能であると
いう点で又、保守が比較的容易になる、或いはメ
ンテナンスフリーに成り得るという点に於いて、
開発、改良が計られている。 その様な液体噴射記録装置の中で、特開昭54−
59936に開示されてある液体噴射記録装置は、そ
の構造的な特徴から、高密度で高速記録が充分可
能であり、且つ所謂フルライン記録ヘツドの設計
製造が極めて容易である為、その実現が熱望され
ている。 而乍ら、斯かる液体噴射記録装置に於いても、
高密度でフルライン化の記録を実現しようとする
と、その記録ヘツドの構造上の設計的問題や記録
精度、及び記録の確実性と耐久性等に直結する記
録ヘツドの製造上及び生産性や量産性の点に於い
て解決すべき点が未だ残されている。即ち、上記
した液体噴射記録装置は、高密度・高速化を計る
為にその記録ヘツド部が、高度に集積化された構
造が要求されるので、その集積化上の問題、詰り
記録ヘツドの構成要素としての各素子や信号処理
手段の構造的配置と製造上の歩留り、或いはそれ
等を電気的に結線する為の配線上等、設計上、生
産及び量産上に於いて解決される可き点がある。 例えば、飛翔液滴を形成する為に液体に作用さ
せる熱を発生する手段としての電気・熱変換素子
が画像密度に応じて多数配列され、これ等の多数
の電気熱変換素子を独立的に各々所望に従つて駆
動する為の駆動信号分離素子アレー、例えばトラ
ンジスタアレー、或いは信号増幅手段を付加され
たダイオードアレー等が集積されて高密度で精度
良く且つ特性上の一様均一化を以つて効率良く生
産されることが上記の液体噴射記録装置の特徴を
最大限に引出させることが出来るものであるが、
現状に於いては、各素子アレーは歩留り、及び製
造の容易性から個別的にチツプ化されて作製さ
れ、各素子のチツプを共通基板上に配設して、ボ
ンデイング等の手段によつて各対応する素子同志
の電気的結線及び他の電気的手段との連絡用のリ
ード電極の付設を行い、その後、飛翔液滴を形成
する為に液体を噴射する吐出オリフイス、及び該
オリフイスに連通する熱作用室部等の液体で満た
される空間を形成する為のヘツド構成部材と接着
接合して記録ヘツドの作製を行つているので煩雑
さの著しさと量産的効率の低さを避けることは出
来ていない。更に記録ヘツドの高密度高集積化及
び長尺化に連れて上記の点は一層解決が計られる
必要がある。又、設計通りの所望特性が得られる
為の作製上に於ける確実さ、及び再現性の点に於
いても考慮され、改善が計られる必要がある。 本発明は、上記の諸点に鑑み成されたもので、
作製上に於ける確実さと安定的生産性及び特性上
の再現性に於いて著しい優位性を有し、高密度で
高速記録が安定的に行える液体噴射記録装置を提
供することを目的とする。 本発明の液体噴射記録装置は、複数の発熱抵抗
体と該複数の発熱抵抗体に一対一対応して設けら
れる機能素子とが設けられた素子付設部材と、液
体供給用の液体を保持する共通液室を形成するた
めの液室形成部材と、上記複数の発熱抵抗体に対
応した複数の液流路および吐出部と、を有し、上
記複数の発熱抵抗体は上記素子付設部材表面側に
形成された絶縁層上に設けられ、上記機能素子は
上記液室下部以外の上記素子付設部材内部に設け
られ、上記発熱抵抗体と上記機能素子とを結ぶ電
極が薄膜電極であることを特徴とする。 上記の構成とされる本発明の液体噴射記録装置
は、確実性と安定性を以つて高密度で高速記録が
容易に行えると共に、その製造上に於いて、歩留
りの大幅なアツプと製造工程数の低減によるコス
トダウン、又、マスプロダクト向きの構造を有
し、その特性、殊に電気・熱変換素子の放熱効果
が著しくアツプし、電気・熱変換素子に設けられ
る信号分離素子、例えば、ダイオードやトランジ
スターの寿命を大幅に向上させる。以下、図に従
つて本発明を具体的に説明する。 第１図には、本発明の液体噴射記録装置の好適
な実施態様例の構成を説明する為の模式的組立部
分図が示される。 第１図に示す液体噴射記録装置は、複数の電
気・熱変換素子がアレー状に配列されて構成され
る電気・熱変換素子配列部１０２と電気・熱変換
素子に対応して設けられる機能素子で構成される
駆動回路部１０３が表面部に設けられてある素子
付設部材１０１と、液体供給用の共通液室及び流
路を形成する為に、所定の形状と寸法で所定数の
溝が設けてある溝蓋部材１０４で基本的には構成
される。 溝蓋部材１０４は、所定の間隔と所定の寸法で
規則的に配列されている電気・熱変換素子１０５
の各々を、各々の溝１０６が各々覆う様に、溝１
０６は電気・熱変換素子１０５の配列ピツチと等
ピツチで溝蓋部材１０４に設けられ、各溝１０６
は、溝蓋部材１０４の後方に、各溝１０６の設け
られる方向と垂直な関係に設けられた共通液室用
溝１０７と連結され、素子付設部材１０１の素子
配列部１０２上に溝蓋部材１０４が各溝１０６と
対応する各電気・熱変換素子１０５とが対向する
様にして接合されて、その一部に熱作用室部を有
する複数の流路とこれ等の流路に液体を満たす為
に、液体を各流路に供給する為の共通液室が形成
される。 共通液室用溝１０７の後方には、外部に設けら
れる液貯蔵槽（不図示）より共通液室に液体を供
給する為の供給管１０８が付設されている。 電気・熱変換素子１０５は、各素子に共通の共
通電極１０９と、駆動回路部１０３を構成する機
能素子としてのトランジスタ１１０のコレクタ部
に接続されている電極１１１との間に、発生した
熱を液体に作用させる為に設けられる発熱抵抗部
１１２を有する。電気・熱変換素子配列部１０２
の表面全域には、図示されてはいないが、液体と
発熱抵抗部１１２との接触及び共通電極１０９と
コレクタ電極１１１との電気的リークを防止する
為に電気絶縁性の保護層が設けられる。 駆動回路部１０３は、コレクタ電極１１１の、
ベース電極１１３、エミツタ電極１１４の各々の
下部位に、各々、コレクタ領域、ベース領域、及
びエミツタ領域が形成されている。これ等の領域
は、半導体基板１１５の表面内部に構造的に設け
られる。各ベース電極１１３は後方に付設されて
あるベース共通電極１１６とに連続的に形成され
ている。１１７は、各トランジスタ１１０を電気
的にアイソレーシヨンする為にコレクタ領域に高
電圧を印加する為の電極であつて、各トランジス
タに共通である。 第１図ｂには、第１図に示す装置を流路に沿つ
て切断した場合の断面構造が模式的に示される。 素子付設部材１０１は、その表面内部に構造的
に機能素子としてのトランジスタ１１０が設けら
れた構造を有し、半導体基板１１８上に形成され
たエピタキシヤル層１１９の表面に電気・熱変換
素子１０５が積層構造的に設けられている。 電気・熱変換素子１０５は、エピタキシヤル層
１１９の表面に設けた電気絶縁性の保護層１３１
の上に発熱抵抗部１１２と、共通電極１０９、ト
ランジスタ１１０のコレクタ領域と接続する為の
電極１１１とで構成され、発熱抵抗部１１２は発
熱抵抗体１２０と、該発熱抵抗体１２０を保護す
る為の保護層１２１とで構成されている。 発熱抵抗部１１２の上部には、該発熱抵抗部１
１２より発生する熱の作用を受けて気泡の発生
と、その体積の収縮を含む急激な状態変化を液体
が引起す所としての熱作用室部１２２が形成され
ている。熱作用室部１２２は、上記の状態変化に
基いて飛翔液滴が形成される為に液体が噴射され
る吐出オリフイス１２３と、後方に設けられた共
通液室１２４に各々連通しており、共通液室１２
４には、外部からの液体を共通液室１２４に供給
する為の供給管１０８が付設されてある。 電気・熱変換素子１０５の各々の後方には、対
応したトランジスタ１１０がエピタキシヤル層１
１９の内部に構造的に設けられている。 トランジスタ１１０は、通常のトランジスタ構
造を有しているもので、底辺部には、コレクタ領
域１２５の抵抗遁減の為の埋込み層１２８−１が
設けてある。電極１１１とコレクタ領域１２５の
間には、オーミツク接触を形成する為のオーミツ
ク領域１２８−２が設けてある。 コレクタ領域１２５、ベース領域１２６、エミ
ツタ領域１２７からは、電気的に隔絶されて、各
電極１１１，１１３，１１４，１１７が各々取り
出されている。エミツタ電極１１４と、ベース電
極１１３及びアイソレーシヨン用の電極１１７と
の間には、重なる部分に於いて、電気的隔絶を形
成する為に、電気的絶縁層１２９−１，１２９−
２が介在させてある。電気・熱変換素子１０５と
トランジスタ１１０との間には、電気・熱変換素
子１０５より発生する熱がトランジスタ１１０に
悪影響を与えない様に熱的アイソレーシヨンを行
う為に拡散領域１３０が設けてある。 この拡散領域１３０を設けることで、トランジ
スタ１１０の寿命が格段に延びる。 同図に示されるように、発熱抵抗体１２０が、
素子付設部材１０１上部に形成された薄膜絶縁層
１３１の上に位置する熱作用室部１２２領域に形
成され、トランジスタ１１０が、液体が保持され
ている液室の下部領域以外の素子付設部材１０１
内部に形成され、液体噴射のために発生した熱に
基づく発熱抵抗体１２０からトランジスタ１１０
への熱伝導は、上記液室の位置によつて効果的に
抑制できる。 この抑制効果はすなわち、液室が両者の間に介
在していることによつて生じたものである。ま
た、この液室の位置によつて、トランジスタ自身
の微小発熱による部分昇温も素子付設部材全体へ
分散されるので、温度分布が均一化され、トラン
ジスタの動作が一層安定化するという効果も生じ
る。 なお、拡散領域１３０は、図示されているよう
に、液室下部領域の素子付設部材１０１内部に形
成され、該拡散領域１３０によつて、前記発熱抵
抗体１２０と前記トランジスタ１１０とが熱的に
アイソレートされている。 次に、素子付設部材１０１の形成法に就て、第
２図を参照し乍ら説明する。 第２図には、第１図に示す素子付設部材を作製
する場合の工程図の一例の概略が示される。 先ず、Ｐ型半導体基板２０１を用意し、該基板
２０１にコレクタ抵抗遁減の為の埋込み層２０２
を形成し、次いで、その上にエピタキシヤル層２
０３を形成する（工程(b)） 埋込み層２０２は、基板２０１上に形成された
酸化膜にリソグラフイ技術を用いて構成される窓
より、アンチモン（Sb）、ヒ素（As）等を拡散す
ることによつてパターン状に形成される。 埋込み層２０２の形成後は、上記の酸化膜は全
面的に除去される。 その後、基板２０１上にｎ型のエピタキシヤル
層２０３を成長させる。この層２０３は、10μｍ
前後の層厚さとされるのが望ましい。 エピタキシヤル層１１９の上部表面に酸化膜２
０４を形成し、この酸化膜にリソグラフイ技術を
用いて窓２０５を形成した後、この窓２０５より
ｐ型不純物を拡散して、アイソレーシヨン用の拡
散領域２０６を形成する。 拡散領域２０６−１，２０６−２で囲まれた部
分がバイポーラトランジスタのコレクタ領域２０
７となる（工程(c)） 工程(d)は、ベース領域２０８の拡散法による形
成が示される。ベース領域２０８の形成部分以外
を酸化膜で覆い、ボロン(B)等のｐ型不純物を高濃
度に拡散してp+にし、ベース領域２０８を形成
する。 工程(e)は、エミツタ領域２０９及び、アルミニ
ウム電極とコレクタ領域２０７とのオーミツク接
触を得る為のオーミツク領域２１０を設けるの
に、ｎ型不純物を高濃度で拡散させてn+領域を
形成する場合が示される。 この場合、エミツタ領域２０９とオーミツク接
触領域２１０は全く同時にｎ型不純物の高濃度拡
散によつてn+半導体領域として形成される。 工程(f)、(g)に於いて、電気・熱変換素子を構成
する発熱抵抗体領域を形成する場合が示される。 工程(e)の終了後、トランジスタ部を保護する為
に電気絶縁性の保護層２１１を設ける。次にリソ
グラフイ技術を用いて発熱抵抗体層２１３を保護
層２１１の上に形成する。この際同時に保護層２
１１の一部を溶解して電極用の窓２１２も設け
る。保護層２１１としては、スパツタ法或いは
CVD法等で形成されたSiO2、Si3N4等の層、又は
トランジスタ表面の酸化工程による酸化膜等が望
ましく使用される。 発熱抵抗体層２１３の下部にある保護層２１１
は、この例の場合には発生した熱の拡散を制御す
る蓄熱層の役目も荷わせることも出来る。 次に、最終工程としてアルニミウム等の電極材
料を真空堆積法等で積層し、フオトリソグラフイ
技術によつてパターニングして電極配線を完了し
（この工程は、第２図には省略されてある）第１
図に示す様な構造の素子付設部材が作製される。 発熱抵抗体層２１３の形成には、蒸着法、スパ
ツター法等の真空堆積法やCVD法等が採用され
る。 発熱抵抗体層２１３を構成する材料としては、
NiCr等の金属合金、TiC等の炭化物、ZrB2、
HfB2等のホウ化物、BN等の窒化物、SiB4等の
硅化物、GaP、InP等のリン化物、GaAs、
GaPxAs（Ｉ−ｘ）等のヒ化物が好適なものとし
て挙げられる。 第３図には、本発明の別の実施態様例の主要部
（素子付設部材）の構造が模式的に示される。 第４図に、その作製法の工程の一部が示され
る。 アルミナ（Al2O3）基板３０１上にエピタキシ
ヤル成長させたSi層３０２に従来技術によりSOS
型のPNPラテラルトランジスタ部３０３を形成
する〔工程(a)〕。このトランジスタ部３０３以外
のSi層の一部をエツチングして除去し、更に残つ
たSi層を酸化させて、SiO2保護膜３０４を形成
する〔工程(b)〕。その上に、発熱抵抗体層３０５
を積層し、パターニングとラテラルトランジスタ
部３０３上の保護膜の窓あけを同時に行ない次い
で、Al等の金属電極部を積層して、リソグラフ
イ技術によつて各電極３０７〜３１０を形成す
る。 発熱抵抗体層３０５の下部の保護膜３０６は、
前実施態様例の場合と同様、蓄熱層としての機能
も合わせもつ。なお第３図に示す実施態様例の場
合SOS型NPNラテラルトランジスター構造にし
ても同様の効果があつた。 尚、第１図に示す構造を有する液体噴射装置を
試作し、第１表に示す条件に従つて実際に記録を
実行したところA41万枚の長時間高速記録に於い
ても初期と同様の極めて高品質の画像を得ること
が出来た。 【表】
第１図ａは、本発明の液体噴射記録装置の好適
な実施態様例の構成を示す模式的組立図、第１図
ｂは、その模式的構成断面図、第２図は、第１図
に示す装置の主要部を作製する例を示す模式的工
程図、第３図は、他の実施態様例の主要部の構成
を示す模式的断面図、第４図は、製造工程図であ
る。 １０１……素子付設部材、１０２……素子配列
部、１０３……駆動回路部、１０４……溝蓋部
材、１０５……電気・熱変換素子、１０６……
溝、１０７……共通液室溝、１０８……供給管、
１０９……共通電極、１１０……トランジスタ、
１１１……コレクタ電極、１１２……発熱抵抗
部、１１３……ベース電極、１１４……エミツタ
電極、１１５……基板、１１６……ベース共通電
極、１１７……電極、１１８……ｐ型半導体基
板、１１９……エピタキシヤル層、１２０……発
熱抵抗体、１２１……保護層、１２２……熱作用
室部、１２３……オリフイス、１２４……共通液
室、１２５……コレクタ領域、１２６……ベース
領域、１２７……エミツタ領域、１２８−２……
オーミツク接触領域、１２９……電気的絶縁層、
１３０……拡散領域、１３１……保護層。
な実施態様例の構成を示す模式的組立図、第１図
ｂは、その模式的構成断面図、第２図は、第１図
に示す装置の主要部を作製する例を示す模式的工
程図、第３図は、他の実施態様例の主要部の構成
を示す模式的断面図、第４図は、製造工程図であ
る。 １０１……素子付設部材、１０２……素子配列
部、１０３……駆動回路部、１０４……溝蓋部
材、１０５……電気・熱変換素子、１０６……
溝、１０７……共通液室溝、１０８……供給管、
１０９……共通電極、１１０……トランジスタ、
１１１……コレクタ電極、１１２……発熱抵抗
部、１１３……ベース電極、１１４……エミツタ
電極、１１５……基板、１１６……ベース共通電
極、１１７……電極、１１８……ｐ型半導体基
板、１１９……エピタキシヤル層、１２０……発
熱抵抗体、１２１……保護層、１２２……熱作用
室部、１２３……オリフイス、１２４……共通液
室、１２５……コレクタ領域、１２６……ベース
領域、１２７……エミツタ領域、１２８−２……
オーミツク接触領域、１２９……電気的絶縁層、
１３０……拡散領域、１３１……保護層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面に設けた絶縁層と、該絶縁層の上に設け
た複数の発熱抵抗体と該複数の発熱抵抗体に一対
一に対応して設けた機能素子と、前記発熱抵抗体
と前記機能素子とを電気的に結ぶための薄膜電極
と、を備えた素子付設部材と、 前記素子付設部材の表面の上にそれぞれ設けら
れた、前記複数の発熱抵抗体に対応した複数の液
流路と該液流路に供給する液体が導入される共通
液室と、 を有し、 前記共通液室の前方側の方に前記発熱抵抗体が
後方側の方に前記機能素子が夫々配されているこ
とを特徴とする液体噴射記録装置。 ２ 前記素子付設部材は、半導体基板と該半導体
基板上のエピタキシヤル層からなる特許請求の範
囲第１項に記載の液体噴射記録装置。 ３ 前記機能素子はトランジスタである特許請求
の範囲第１項に記載の液体噴射記録装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14907780A JPS5772868A (en) | 1980-10-23 | 1980-10-23 | Liquid injecting recording apparatus |
| US06/311,894 US4429321A (en) | 1980-10-23 | 1981-10-15 | Liquid jet recording device |
| FR8119836A FR2492735B1 (fr) | 1980-10-23 | 1981-10-22 | Appareil enregistreur a jets de liquide |
| DE3142121A DE3142121C2 (de) | 1980-10-23 | 1981-10-23 | Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung |
| GB8132029A GB2088286B (en) | 1980-10-23 | 1981-10-23 | Liquid jet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14907780A JPS5772868A (en) | 1980-10-23 | 1980-10-23 | Liquid injecting recording apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5772868A JPS5772868A (en) | 1982-05-07 |
| JPH0460833B2 true JPH0460833B2 (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=15467182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14907780A Granted JPS5772868A (en) | 1980-10-23 | 1980-10-23 | Liquid injecting recording apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5772868A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59124869A (ja) * | 1983-01-06 | 1984-07-19 | Canon Inc | 液体噴射記録装置 |
| JPS62108060A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-19 | Seiko Instr & Electronics Ltd | インクジエツトプリンタ |
| US5745136A (en) * | 1993-04-16 | 1998-04-28 | Canon Kabushiki Kaishi | Liquid jet head, and liquid jet apparatus therefor |
| JPH09286108A (ja) | 1996-04-22 | 1997-11-04 | Canon Inc | インクジェットプリントヘッドの基体、インクジェットプリントヘッド、およびインクジェットプリント装置 |
| JPH10774A (ja) | 1996-06-14 | 1998-01-06 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド用基板及びこれを備えたインクジェット記録ヘッド |
| US6142606A (en) * | 1997-12-22 | 2000-11-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording head, substrate for use of such head, ink jet cartridge, and ink jet recording apparatus |
-
1980
- 1980-10-23 JP JP14907780A patent/JPS5772868A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5772868A (en) | 1982-05-07 |
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