JPH06191027A - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置Info
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- JPH06191027A JPH06191027A JP34443892A JP34443892A JPH06191027A JP H06191027 A JPH06191027 A JP H06191027A JP 34443892 A JP34443892 A JP 34443892A JP 34443892 A JP34443892 A JP 34443892A JP H06191027 A JPH06191027 A JP H06191027A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成膜装置、成膜条件の制約がなく、膜質と成
膜条件との両立が容易であるインクジェット記録ヘッド
を提供する。 【構成】 基板11には、電極14や発熱部10を被覆
するようにして、これら電極14や発熱部10を保護す
る保護層が設けられている。この保護層は、インクとの
接触やインクの浸透による発熱部10、電極14の電蝕
や電気的絶縁破壊を防止する目的で設けられたものであ
り、電極14や発熱部10からなる電気熱変換体側から
順に、第1の保護層15、第2の保護層16、第3の保
護層17の3層からなっている。第1の保護層15は、
3層の保護層の最下層として、発熱部10と電極14の
双方さらには基板11の露出している部分を被覆し、絶
縁するように設けられたものであって、主成分がSiO
2 であり、不純物がドーピングされている。
膜条件との両立が容易であるインクジェット記録ヘッド
を提供する。 【構成】 基板11には、電極14や発熱部10を被覆
するようにして、これら電極14や発熱部10を保護す
る保護層が設けられている。この保護層は、インクとの
接触やインクの浸透による発熱部10、電極14の電蝕
や電気的絶縁破壊を防止する目的で設けられたものであ
り、電極14や発熱部10からなる電気熱変換体側から
順に、第1の保護層15、第2の保護層16、第3の保
護層17の3層からなっている。第1の保護層15は、
3層の保護層の最下層として、発熱部10と電極14の
双方さらには基板11の露出している部分を被覆し、絶
縁するように設けられたものであって、主成分がSiO
2 であり、不純物がドーピングされている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インク液滴を吐出口か
ら吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッド、およ
び該インクジェット記録ヘッドを備えるインクジェット
記録装置に関する。
ら吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッド、およ
び該インクジェット記録ヘッドを備えるインクジェット
記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のインクジェット記録ヘッドに関
し、例えば特開昭54−51837号公報に記載されて
いるインクジェット記録法は、熱エネルギーをインクに
作用させて、インク液滴を吐出する原動力を得るという
点において、他のインクジェット記録方法とは異なる特
徴を有している。すなわち、上述の公報に開示されてい
る記録法は、熱エネルギーの作用を受けたインクが加熱
されて気泡を発生し、この気泡発生に基づく作用力によ
って、インクジェット記録ヘッド先端の吐出口からイン
ク液滴が吐出、飛翔され、このインク液滴が被記録部材
に付着して情報の記録が行われるということを特徴とし
ている。
し、例えば特開昭54−51837号公報に記載されて
いるインクジェット記録法は、熱エネルギーをインクに
作用させて、インク液滴を吐出する原動力を得るという
点において、他のインクジェット記録方法とは異なる特
徴を有している。すなわち、上述の公報に開示されてい
る記録法は、熱エネルギーの作用を受けたインクが加熱
されて気泡を発生し、この気泡発生に基づく作用力によ
って、インクジェット記録ヘッド先端の吐出口からイン
ク液滴が吐出、飛翔され、このインク液滴が被記録部材
に付着して情報の記録が行われるということを特徴とし
ている。
【0003】この記録法に適用されるインクジェット記
録ヘッドは、一般にインクを吐出するために設けられた
吐出口と、この吐出口に連通してインク液滴を吐出する
ための熱エネルギーがインク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およ
び熱エネルギーを発生する手段である電気熱変換体とし
ての発熱抵抗体とそれらをインクから保護する上部保護
層を具備している。
録ヘッドは、一般にインクを吐出するために設けられた
吐出口と、この吐出口に連通してインク液滴を吐出する
ための熱エネルギーがインク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およ
び熱エネルギーを発生する手段である電気熱変換体とし
ての発熱抵抗体とそれらをインクから保護する上部保護
層を具備している。
【0004】ところで、この記録法は短い間隔でインク
を発泡させるために、非常に短い間隔で非常に高い温度
で発熱抵抗体を駆動しなければならず、発熱抵抗体とそ
の上の保護膜に非常に高い温度安定性が要求される。こ
の解決のため、発熱抵抗体はそれ専用に開発されてい
る。
を発泡させるために、非常に短い間隔で非常に高い温度
で発熱抵抗体を駆動しなければならず、発熱抵抗体とそ
の上の保護膜に非常に高い温度安定性が要求される。こ
の解決のため、発熱抵抗体はそれ専用に開発されてい
る。
【0005】また、保護層に関しては、膜中のアルゴン
量により熱ストレス耐久性が異なることが知られてお
り、膜中のアルゴン量をある範囲にするという提案がな
されている。存提案は、成膜装置、成膜条件などを規定
することによってアルゴン量を規定範囲内にし、熱スト
レス耐久性を高めるという内容である。
量により熱ストレス耐久性が異なることが知られてお
り、膜中のアルゴン量をある範囲にするという提案がな
されている。存提案は、成膜装置、成膜条件などを規定
することによってアルゴン量を規定範囲内にし、熱スト
レス耐久性を高めるという内容である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインク
ジェット記録ヘッドでは、成膜装置、成膜条件などを規
定することによって、特定の装置、特定の条件でしか達
成できず、例えば残留応力、ステップカバレージ性など
の膜質との両立をさせることが困難であった。また、装
置の制約があり、装置コストの低減、大判化に対して不
利であった。
ジェット記録ヘッドでは、成膜装置、成膜条件などを規
定することによって、特定の装置、特定の条件でしか達
成できず、例えば残留応力、ステップカバレージ性など
の膜質との両立をさせることが困難であった。また、装
置の制約があり、装置コストの低減、大判化に対して不
利であった。
【0007】本発明の目的は、成膜装置、成膜条件の制
約がなく、膜質と成膜条件との両立が容易であるインク
ジェット記録ヘッド、およびそれを備えるインクジェッ
ト記録装置を提供することにある。
約がなく、膜質と成膜条件との両立が容易であるインク
ジェット記録ヘッド、およびそれを備えるインクジェッ
ト記録装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐
出する吐出口と、前記吐出口に連通する液路と、前記液
路に対応して設けられ、熱エネルギーを発生してこの熱
エネルギーによって前記液路内のインクに気泡を発生さ
せて前記吐出口からインクを吐出させる電気熱変換体
と、前記電気熱変換体をインクから保護する少なくとも
1層の保護層とを有するインクジェット記録ヘッドにお
いて、前記保護層のうち、少なくとも前記電気熱変換体
側の保護層の主成分がSiO2 であり、不純物がドーピ
ングされていることを特徴とする。
に、本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐
出する吐出口と、前記吐出口に連通する液路と、前記液
路に対応して設けられ、熱エネルギーを発生してこの熱
エネルギーによって前記液路内のインクに気泡を発生さ
せて前記吐出口からインクを吐出させる電気熱変換体
と、前記電気熱変換体をインクから保護する少なくとも
1層の保護層とを有するインクジェット記録ヘッドにお
いて、前記保護層のうち、少なくとも前記電気熱変換体
側の保護層の主成分がSiO2 であり、不純物がドーピ
ングされていることを特徴とする。
【0009】本発明のインクジェット記録ヘッドでは、
不純物が燐または硼素であるものを用いることができ
る。これらはそれぞれ、燐が0.1〜10原子%ドーピ
ングされているもの、または硼素が0.5〜5原子%ド
ーピングされているものが好ましい。
不純物が燐または硼素であるものを用いることができ
る。これらはそれぞれ、燐が0.1〜10原子%ドーピ
ングされているもの、または硼素が0.5〜5原子%ド
ーピングされているものが好ましい。
【0010】さらに、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドは、吐出口が被記録媒体の記録領域の全幅にわたって
複数設けられているフルラインタイプであることが可能
である。
ドは、吐出口が被記録媒体の記録領域の全幅にわたって
複数設けられているフルラインタイプであることが可能
である。
【0011】また、本発明のインクジェット記録装置
は、上記本発明のインクジェット記録ヘッドと被記録媒
体を搬送する搬送手段とを備え、記録信号に基づいて前
記インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクを吐出
して記録を行うことを特徴とする。
は、上記本発明のインクジェット記録ヘッドと被記録媒
体を搬送する搬送手段とを備え、記録信号に基づいて前
記インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクを吐出
して記録を行うことを特徴とする。
【0012】
【作用】不純物をドーピングすることによって、成膜中
のアルゴン混入が抑制され、規定の範囲に入り、それに
より熱ストレス耐久性が上がる。したがって、成膜条件
の制約がなくなり、他の膜質に合わせた成膜条件を選ぶ
ことができる。また、成膜装置の制約もなくなる。
のアルゴン混入が抑制され、規定の範囲に入り、それに
より熱ストレス耐久性が上がる。したがって、成膜条件
の制約がなくなり、他の膜質に合わせた成膜条件を選ぶ
ことができる。また、成膜装置の制約もなくなる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0014】図1は本発明のインクジェット記録ヘッド
の一実施例の要部であるヒーターボード部分を示す平面
図、図2は図1のX−X線における断面図、図3は本実
施例のインクジェット記録ヘッドの構成を示す要部破断
斜視図である。
の一実施例の要部であるヒーターボード部分を示す平面
図、図2は図1のX−X線における断面図、図3は本実
施例のインクジェット記録ヘッドの構成を示す要部破断
斜視図である。
【0015】本実施例のインクジェット記録ヘッド20
は、図3に示すように、インクを吐出するための多数の
微細な吐出口31と、吐出口31ごとに設けられ、熱エ
ネルギーを発生する電気熱変換体であるヒータ21と、
吐出口31ごとに設けられ、吐出口31に連通してイン
クに電気熱変換体の熱エネルギーを与えてインクに気泡
を発生させる熱作用部を含む液路30とを基板11上に
備えている。インクジェット記憶ヘッド20には、各液
路30にインクを供給するため各液路30に共通に設け
られた共通液室28が設けられており、共通液室28、
各液路30および各吐出口31上には、これらと一体的
に天板26が設けられている。吐出口31は、例えば1
6個/mmといった高密度で128個または256個さ
らにはそれ以上の個数形成することができ、さらに被記
録媒体の記録領域の全幅にわたるだけの数を形成してフ
ルラインタイプとすることもできる。
は、図3に示すように、インクを吐出するための多数の
微細な吐出口31と、吐出口31ごとに設けられ、熱エ
ネルギーを発生する電気熱変換体であるヒータ21と、
吐出口31ごとに設けられ、吐出口31に連通してイン
クに電気熱変換体の熱エネルギーを与えてインクに気泡
を発生させる熱作用部を含む液路30とを基板11上に
備えている。インクジェット記憶ヘッド20には、各液
路30にインクを供給するため各液路30に共通に設け
られた共通液室28が設けられており、共通液室28、
各液路30および各吐出口31上には、これらと一体的
に天板26が設けられている。吐出口31は、例えば1
6個/mmといった高密度で128個または256個さ
らにはそれ以上の個数形成することができ、さらに被記
録媒体の記録領域の全幅にわたるだけの数を形成してフ
ルラインタイプとすることもできる。
【0016】ヒータ21は、基板11上に、ある程度の
大きさの体積抵抗率を有する材料からなる発熱抵抗体1
3をコの字形に設け、この発熱抵抗体13の上に、電気
伝導性のよい材料からなる電極14を積層した構成であ
る。発熱抵抗体13は、例えば硼化ハフニウム(HfB
2 )等の薄膜からなり、電極14を構成する材料として
は、金属、例えばアルミニウムを使用することができ
る。電極14は、発熱抵抗体13とほぼ同様の形状であ
るが、一部分が欠落しており、この欠落した部分が発熱
部10(図1、図2参照)となり、この発熱部10にお
いて発熱抵抗体13に電流が流れて発熱するようになっ
ている。このヒータ21は、基板11の上にスパッタリ
ングによって、発熱抵抗体13を構成する材料からなる
膜と電極14を構成する材料からなる膜とをそれぞれ設
けた後、フォトリソグラフィ工程によって、前記電極1
4が欠落した部分が形成されるようにすればよい。この
電極14が欠落した部分は、対応する液路30のそれぞ
れ底部に位置するように、基板11上に形成されてい
る。
大きさの体積抵抗率を有する材料からなる発熱抵抗体1
3をコの字形に設け、この発熱抵抗体13の上に、電気
伝導性のよい材料からなる電極14を積層した構成であ
る。発熱抵抗体13は、例えば硼化ハフニウム(HfB
2 )等の薄膜からなり、電極14を構成する材料として
は、金属、例えばアルミニウムを使用することができ
る。電極14は、発熱抵抗体13とほぼ同様の形状であ
るが、一部分が欠落しており、この欠落した部分が発熱
部10(図1、図2参照)となり、この発熱部10にお
いて発熱抵抗体13に電流が流れて発熱するようになっ
ている。このヒータ21は、基板11の上にスパッタリ
ングによって、発熱抵抗体13を構成する材料からなる
膜と電極14を構成する材料からなる膜とをそれぞれ設
けた後、フォトリソグラフィ工程によって、前記電極1
4が欠落した部分が形成されるようにすればよい。この
電極14が欠落した部分は、対応する液路30のそれぞ
れ底部に位置するように、基板11上に形成されてい
る。
【0017】上記基板11は、図2に示すように、例え
ばシリコン等からなる基体18と、該基体18表面に熱
酸化処理を施すことによって形成した蓄熱層12とから
構成されており、さらに、図3には図示しないが図1お
よび図2にそれぞれ示すように、基板11には、電極1
4や発熱部10を被覆するようにして、これら電極14
や発熱部10を保護する保護層が設けられている。この
保護層は、インクとの接触やインクの浸透による発熱部
10、電極14の電蝕や電気的絶縁破壊を防止する目的
で設けられたものであり、電極14や発熱部10からな
る電気熱変換体側から順に、第1の保護層15、第2の
保護層16、第3の保護層17の3層からなっている。
第1の保護層15は、3層の保護層の最下層として、発
熱部10と電極14の双方さらには基板11の露出して
いる部分を被覆し、絶縁するように設けられたものであ
って、主成分がSiO2 であり、不純物がドーピングさ
れているものである。不純物としては、燐、硼素等の元
素を用いることができる。そして、これらの不純物は、
燐では0.1〜10原子%、より好ましくは0.5〜5
原子%、硼素では0.5〜5原子%、より好ましくは1
〜3原子%ドーピングされていることが好ましい。
ばシリコン等からなる基体18と、該基体18表面に熱
酸化処理を施すことによって形成した蓄熱層12とから
構成されており、さらに、図3には図示しないが図1お
よび図2にそれぞれ示すように、基板11には、電極1
4や発熱部10を被覆するようにして、これら電極14
や発熱部10を保護する保護層が設けられている。この
保護層は、インクとの接触やインクの浸透による発熱部
10、電極14の電蝕や電気的絶縁破壊を防止する目的
で設けられたものであり、電極14や発熱部10からな
る電気熱変換体側から順に、第1の保護層15、第2の
保護層16、第3の保護層17の3層からなっている。
第1の保護層15は、3層の保護層の最下層として、発
熱部10と電極14の双方さらには基板11の露出して
いる部分を被覆し、絶縁するように設けられたものであ
って、主成分がSiO2 であり、不純物がドーピングさ
れているものである。不純物としては、燐、硼素等の元
素を用いることができる。そして、これらの不純物は、
燐では0.1〜10原子%、より好ましくは0.5〜5
原子%、硼素では0.5〜5原子%、より好ましくは1
〜3原子%ドーピングされていることが好ましい。
【0018】第2の保護層16は、例えばタンタル(T
a)等からなり、バイアススパッタリング法等の方法に
よって設けられている。第3の保護層17は、3層の保
護層の最上層となるべきものであって、例えば感光性ポ
リイミド等の有機樹脂からなり、発熱部10付近を除い
たほぼ全面に形成されている。
a)等からなり、バイアススパッタリング法等の方法に
よって設けられている。第3の保護層17は、3層の保
護層の最上層となるべきものであって、例えば感光性ポ
リイミド等の有機樹脂からなり、発熱部10付近を除い
たほぼ全面に形成されている。
【0019】次に、このインクジェット記録ヘッドの動
作について説明する。まず、インクは図示しないインク
タンクから図3に示す共通液路28に供給される。共通
液室28内に供給されたインクは、毛管現象により各液
路30内にそれぞれ供給され、各液路30の先端の吐出
口31でそれぞれメニスカスを形成することにより、安
定に保持される。ここで、図示しない制御部から与えら
れる記録信号に基づいて所定の電極14に電流を流すこ
とにより、図1および図2に示す発熱部10が発熱し、
第1の保護層15と第2の保護層16とを介してインク
が加熱されて発泡し、その発泡のエネルギーによって前
記所定の電極14に対応する吐出口31からインク液滴
が吐出される。
作について説明する。まず、インクは図示しないインク
タンクから図3に示す共通液路28に供給される。共通
液室28内に供給されたインクは、毛管現象により各液
路30内にそれぞれ供給され、各液路30の先端の吐出
口31でそれぞれメニスカスを形成することにより、安
定に保持される。ここで、図示しない制御部から与えら
れる記録信号に基づいて所定の電極14に電流を流すこ
とにより、図1および図2に示す発熱部10が発熱し、
第1の保護層15と第2の保護層16とを介してインク
が加熱されて発泡し、その発泡のエネルギーによって前
記所定の電極14に対応する吐出口31からインク液滴
が吐出される。
【0020】次に、実験例および比較例により本発明の
インクジェット記録ヘッドをさらに詳細に説明する。
インクジェット記録ヘッドをさらに詳細に説明する。
【0021】まず、基体18としてのシリコン上に、蓄
熱層12として熱酸化によってSiO2 を2.0μm形
成し、基板11を形成する。次に、発熱抵抗体13とし
てスパッタによってHfB2 を0.1μm成膜する。さ
らに、電極14としてTiを0.005μm、Alを
0.6μm蒸着で成膜する。そして、フォトリソグラフ
ィ技術により図1に示すような複数のコの字形の回路パ
ターンを形成し、30μm×150μmの発熱部10を
形成する。次に、第1の保護層15として表1に示す不
純物が混入したSiO2 (実験例1〜3は燐入りガラス
PSG、実験例4〜7は硼素入りガラスBSG、比較例
1、2は99.9%SiO2 )を表1に示す条件(スパ
ッタ電力2.0kW、スパッタ圧力0.2Pa、2.0
Pa)で膜厚2.0μmバイアススパッタ法(バイアス
電圧100V)により成膜する。
熱層12として熱酸化によってSiO2 を2.0μm形
成し、基板11を形成する。次に、発熱抵抗体13とし
てスパッタによってHfB2 を0.1μm成膜する。さ
らに、電極14としてTiを0.005μm、Alを
0.6μm蒸着で成膜する。そして、フォトリソグラフ
ィ技術により図1に示すような複数のコの字形の回路パ
ターンを形成し、30μm×150μmの発熱部10を
形成する。次に、第1の保護層15として表1に示す不
純物が混入したSiO2 (実験例1〜3は燐入りガラス
PSG、実験例4〜7は硼素入りガラスBSG、比較例
1、2は99.9%SiO2 )を表1に示す条件(スパ
ッタ電力2.0kW、スパッタ圧力0.2Pa、2.0
Pa)で膜厚2.0μmバイアススパッタ法(バイアス
電圧100V)により成膜する。
【0022】
【表1】 次に、第2の保護層16としてTaをスパッタで0.5
μm成膜し、フォトリソグラフィ技術によって図1に示
すようなバー状のパターンにする。最後に、第3の保護
層17として感光性ポリイミドを塗布し、図1に示す発
熱部10付近を除いたほぼ全面に形成したパターンにす
る。このようにして、ヒーターボードが完成する。
μm成膜し、フォトリソグラフィ技術によって図1に示
すようなバー状のパターンにする。最後に、第3の保護
層17として感光性ポリイミドを塗布し、図1に示す発
熱部10付近を除いたほぼ全面に形成したパターンにす
る。このようにして、ヒーターボードが完成する。
【0023】このようにして完成したヒーターボードの
膜中アルゴン量をEPMA(Electro Prob
Micro Analysis)で測定した。測定結
果を表2に示す。表2中、CSTはConstant
Stress Testを示す。
膜中アルゴン量をEPMA(Electro Prob
Micro Analysis)で測定した。測定結
果を表2に示す。表2中、CSTはConstant
Stress Testを示す。
【0024】
【表2】 膜中アルゴン量は、比較例1、2が7.0、3.0%に
対して実験例1〜7がそれぞれ0.4、0.6、0.7
%であった。
対して実験例1〜7がそれぞれ0.4、0.6、0.7
%であった。
【0025】次に、駆動断線パルスで熱ストレス耐久性
の評価試験を行った。
の評価試験を行った。
【0026】試験条件は下記のとおりである。
【0027】駆動周波数 5.0kHz 矩形パルス幅 10μsec 駆動電圧 発泡電圧×1.4(表2中では1.4
Vthと記す) その結果を表2に示す。比較例1が107 台のパルス、
比較例2が106 台のパルスでそれぞれ破断しているの
に対して、実験例1〜7とも108 台のパルスで破断し
ている。したがって、従来のものより1〜2桁熱ストレ
ス耐久性が良くなっている。このように熱ストレス耐久
性が良いと、パルス幅などの選択の自由度が大きくな
り、耐久性も向上する。また、比較例1および2では、
スパッタ圧2.0Pa、0.2Paと異なると、膜中の
アルゴン量が異なる。しかし、実験例2および3では、
スパッタ圧2.0Pa、0.2Paと異なっても、膜中
のアルゴン量は同じ値である。したがって、SiO2 中
に不純物をドーピングすると、成膜条件が異なっていて
も膜中のアルゴン量が同じ値となることから、成膜条件
を他の膜質(残留応力、ステップカバレージ)から決め
ることが可能になる。すなわち、これらの膜質と成膜条
件との両立が容易になる。また、このことは、装置が変
わっても膜中のアルゴン量が同じになることを示唆して
おり、実際に他の装置で実験例1と同じターゲット材料
で成膜したところ、同じ膜中アルゴン量であった。した
がって、装置のコストの低減、大判対応装置の導入など
に非常に有利になる。
Vthと記す) その結果を表2に示す。比較例1が107 台のパルス、
比較例2が106 台のパルスでそれぞれ破断しているの
に対して、実験例1〜7とも108 台のパルスで破断し
ている。したがって、従来のものより1〜2桁熱ストレ
ス耐久性が良くなっている。このように熱ストレス耐久
性が良いと、パルス幅などの選択の自由度が大きくな
り、耐久性も向上する。また、比較例1および2では、
スパッタ圧2.0Pa、0.2Paと異なると、膜中の
アルゴン量が異なる。しかし、実験例2および3では、
スパッタ圧2.0Pa、0.2Paと異なっても、膜中
のアルゴン量は同じ値である。したがって、SiO2 中
に不純物をドーピングすると、成膜条件が異なっていて
も膜中のアルゴン量が同じ値となることから、成膜条件
を他の膜質(残留応力、ステップカバレージ)から決め
ることが可能になる。すなわち、これらの膜質と成膜条
件との両立が容易になる。また、このことは、装置が変
わっても膜中のアルゴン量が同じになることを示唆して
おり、実際に他の装置で実験例1と同じターゲット材料
で成膜したところ、同じ膜中アルゴン量であった。した
がって、装置のコストの低減、大判対応装置の導入など
に非常に有利になる。
【0028】次に、図1ないし図3に示すインクジェッ
ト記録ヘッド20を備えるインクジェット記録装置につ
いて図4を参照して説明する。
ト記録ヘッド20を備えるインクジェット記録装置につ
いて図4を参照して説明する。
【0029】図4は本発明のインクジェット記録装置の
一実施例を示す要部斜視図である。
一実施例を示す要部斜視図である。
【0030】図4において、図示しない制御部から与え
られる記録信号に基づいてインクを吐出し、所望の画像
を記録するインクジェット記録ヘッド20は、前述した
本発明のインクジェット記録ヘッドの実施例に示したも
のと同様の構成のものである。
られる記録信号に基づいてインクを吐出し、所望の画像
を記録するインクジェット記録ヘッド20は、前述した
本発明のインクジェット記録ヘッドの実施例に示したも
のと同様の構成のものである。
【0031】前記インクジェット記録ヘッド20を搭載
したキャリッジ102は、2本のガイド軸103,10
4に矢印I方向に摺動自在に嵌合され、キャリッジモー
タ105の出力軸に固着されたプーリ107と回転自在
に軸支されたプーリ106とにかけまわされたタイミン
グベルト108の一部位に結合されている。インクジェ
ット記録ヘッド20は、キャリッジモータ105の駆動
力によりプーリ107が正転、逆転することによりタイ
ミングベルト108が正転、逆転し、矢印I方向に往復
移動する構成となっている。
したキャリッジ102は、2本のガイド軸103,10
4に矢印I方向に摺動自在に嵌合され、キャリッジモー
タ105の出力軸に固着されたプーリ107と回転自在
に軸支されたプーリ106とにかけまわされたタイミン
グベルト108の一部位に結合されている。インクジェ
ット記録ヘッド20は、キャリッジモータ105の駆動
力によりプーリ107が正転、逆転することによりタイ
ミングベルト108が正転、逆転し、矢印I方向に往復
移動する構成となっている。
【0032】被記録媒体である記録紙109は、ペーパ
ーパン110によってガイドされ、ピンチローラで圧接
させられている図示しない紙送りローラによって搬送さ
れる。この搬送は、紙送りモータ116を駆動源として
行われる。搬送された記録紙109は、排紙ローラ11
3と拍車114とによりテンションを加えられていて、
弾性部材で形成される紙押え板112によってヒータ1
11に圧接させられているため、ヒータ111に密着さ
せられながら搬送される。図示しない制御部から与えら
れる記録信号に基づいて、インクジェット記録ヘッド2
0により噴射されたインクが付着した記録紙109は、
ヒータ111によって温められ、付着したインクはその
水分が蒸発して記録紙109に定着する。
ーパン110によってガイドされ、ピンチローラで圧接
させられている図示しない紙送りローラによって搬送さ
れる。この搬送は、紙送りモータ116を駆動源として
行われる。搬送された記録紙109は、排紙ローラ11
3と拍車114とによりテンションを加えられていて、
弾性部材で形成される紙押え板112によってヒータ1
11に圧接させられているため、ヒータ111に密着さ
せられながら搬送される。図示しない制御部から与えら
れる記録信号に基づいて、インクジェット記録ヘッド2
0により噴射されたインクが付着した記録紙109は、
ヒータ111によって温められ、付着したインクはその
水分が蒸発して記録紙109に定着する。
【0033】回復系ユニット115は、インクジェット
記録ヘッド20の吐出口(図示せず)に付着した異物や
粘度の高くなったインクを除去することにより、吐出特
性を正規の状態に維持するためのものである。回復系ユ
ニット115にはキャップ118aが設けられており、
インクジェット記録ヘッド20の吐出口をキャッピング
して、目詰まりの発生を防止する。前記キャップ118
aの内部にはインク吸収体118が配設されている。ま
た、回復系ユニット115の記録領域側には、インクジ
ェット記録ヘッド20の吐出口が形成された面と当接
し、前記吐出口が形成された面に付着した異物やインク
滴をクリーニングするためのクリーニングブレード11
7が設けられている。
記録ヘッド20の吐出口(図示せず)に付着した異物や
粘度の高くなったインクを除去することにより、吐出特
性を正規の状態に維持するためのものである。回復系ユ
ニット115にはキャップ118aが設けられており、
インクジェット記録ヘッド20の吐出口をキャッピング
して、目詰まりの発生を防止する。前記キャップ118
aの内部にはインク吸収体118が配設されている。ま
た、回復系ユニット115の記録領域側には、インクジ
ェット記録ヘッド20の吐出口が形成された面と当接
し、前記吐出口が形成された面に付着した異物やインク
滴をクリーニングするためのクリーニングブレード11
7が設けられている。
【0034】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。
【0035】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。
【0036】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第4463359号明細書、同第4345262号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
特許第4463359号明細書、同第4345262号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0037】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許
第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許
第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。
【0038】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
【0039】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。
【0040】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。
【0041】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング
手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング
手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。
【0042】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。
色等の主流色のみを記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。
【0043】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであればよい。
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであればよい。
【0044】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭54−5684
7号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としてもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭54−5684
7号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としてもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。
【0045】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、上部保護
層の電気熱変換体側の保護層をSiO 2 を主成分とし、
不純物をドーピングすることによって、インクジェット
記録ヘッドの熱ストレス耐久性が上がる。また、成膜条
件によらず膜中のアルゴン量が一定であるので残留応
力、ステップカバレージなどの膜質によって成膜条件を
決定できる、すなわちこれらの膜質との両立が容易にな
ることから、総合的に信頼性の高いヘッドを提供するこ
とができる。さらに、成膜装置の制約がなくなり、装置
コストの低減、大判化が容易になる。
層の電気熱変換体側の保護層をSiO 2 を主成分とし、
不純物をドーピングすることによって、インクジェット
記録ヘッドの熱ストレス耐久性が上がる。また、成膜条
件によらず膜中のアルゴン量が一定であるので残留応
力、ステップカバレージなどの膜質によって成膜条件を
決定できる、すなわちこれらの膜質との両立が容易にな
ることから、総合的に信頼性の高いヘッドを提供するこ
とができる。さらに、成膜装置の制約がなくなり、装置
コストの低減、大判化が容易になる。
【図1】本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施例
の要部を示す平面図である。
の要部を示す平面図である。
【図2】図1のX−X線における要部断面図である。
【図3】本実施例のインクジェット記録ヘッドの構成を
示す要部破断斜視図である。
示す要部破断斜視図である。
【図4】本発明のインクジェット記録装置の一実施例を
示す要部斜視図である。
示す要部斜視図である。
10 発熱部 11 基板 12 蓄熱層 13 発熱抵抗体 14 電極 15 第1の保護層 16 第2の保護層 17 第3の保護層 18 基体
Claims (7)
- 【請求項1】 インクを吐出する吐出口と、前記吐出口
に連通する液路と、前記液路に対応して設けられ、熱エ
ネルギーを発生してこの熱エネルギーによって前記液路
内のインクに気泡を発生させて前記吐出口からインクを
吐出させる電気熱変換体と、前記電気熱変換体をインク
から保護する少なくとも1層の保護層とを有するインク
ジェット記録ヘッドにおいて、 前記保護層のうち、少なくとも前記電気熱変換体側の保
護層の主成分がSiO 2 であり、不純物がドーピングさ
れていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項2】 不純物が燐である請求項1記載のインク
ジェット記録ヘッド。 - 【請求項3】 燐が0.1〜10原子%ドーピングされ
ている請求項2記載のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項4】 不純物が硼素である請求項1記載のイン
クジェット記録ヘッド。 - 【請求項5】 硼素が0.5〜5原子%ドーピングされ
ている請求項4記載のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項6】 吐出口が被記録媒体の記録領域の全幅に
わたって複数設けられているフルラインタイプである請
求項1ないし5いずれか1項記載のインクジェット記録
ヘッド。 - 【請求項7】 請求項1ないし6いずれか1項記載のイ
ンクジェット記録ヘッドと被記録媒体を搬送する搬送手
段とを備え、記録信号に基づいて前記インクジェット記
録ヘッドの吐出口からインクを吐出して記録を行うこと
を特徴とするインクジェット記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34443892A JPH06191027A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34443892A JPH06191027A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06191027A true JPH06191027A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=18369268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34443892A Pending JPH06191027A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06191027A (ja) |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP34443892A patent/JPH06191027A/ja active Pending
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