JPH0655509B2 - 液体噴射記録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置 - Google Patents
液体噴射記録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置Info
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- JPH0655509B2 JPH0655509B2 JP60128354A JP12835485A JPH0655509B2 JP H0655509 B2 JPH0655509 B2 JP H0655509B2 JP 60128354 A JP60128354 A JP 60128354A JP 12835485 A JP12835485 A JP 12835485A JP H0655509 B2 JPH0655509 B2 JP H0655509B2
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- 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
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/03—Specific materials used
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は液体噴射記録ヘッドを搭載した液体噴射記録装
置に関する。
置に関する。
[従来の技術] 現在知られている各種の記録法のなかでも、記録時に騒
音の発生がほとんどないノンインパクト記録方式であっ
て且つ高速記録が可能であり、しかも普通紙に特別の定
着処理を必要とせずに記録の行なえるいわゆるインクジ
ェット記録法は、極めて有用な記録方式であると認めら
れている。このインクジェット記録法については、これ
までにも様々な方式が提案され改良が加えられて商品化
されたものもあれば現在もなお実用化への努力が続けら
れているものもある。
音の発生がほとんどないノンインパクト記録方式であっ
て且つ高速記録が可能であり、しかも普通紙に特別の定
着処理を必要とせずに記録の行なえるいわゆるインクジ
ェット記録法は、極めて有用な記録方式であると認めら
れている。このインクジェット記録法については、これ
までにも様々な方式が提案され改良が加えられて商品化
されたものもあれば現在もなお実用化への努力が続けら
れているものもある。
インクジェット記録法は、インクと称される記録液の液
滴(droplet)を種々の作用原理で飛翔させ、そ
れを紙等の被記録部材に付着させて記録を行なうもので
ある。
滴(droplet)を種々の作用原理で飛翔させ、そ
れを紙等の被記録部材に付着させて記録を行なうもので
ある。
そして、本件出願人もかかるインクジェット記録法に係
わる新規方式について既に提案を行なっている。この新
規方式は特開昭52−118798号公報において提案
されており、その基本原理は次に概説する通りである。
つまり、このインクジェット記録方式は、記録液を収容
することのできる作用室中に導入された記録液に対して
情報信号として熱的パルスを与え、これにより記録液が
蒸気泡を発生し自己収縮する過程で生ずる作用力に従っ
て前記作用室に連通せる吐出口より前記記録液を吐出し
て小液滴として飛翔せしめ、これを被記録部材に付着さ
せて記録を行なう方式である。
わる新規方式について既に提案を行なっている。この新
規方式は特開昭52−118798号公報において提案
されており、その基本原理は次に概説する通りである。
つまり、このインクジェット記録方式は、記録液を収容
することのできる作用室中に導入された記録液に対して
情報信号として熱的パルスを与え、これにより記録液が
蒸気泡を発生し自己収縮する過程で生ずる作用力に従っ
て前記作用室に連通せる吐出口より前記記録液を吐出し
て小液滴として飛翔せしめ、これを被記録部材に付着さ
せて記録を行なう方式である。
ところで、この方式は高密度マルチアレー構成にして高
速記録、カラー記録に適合させやすく、実施装置の構成
が従来のそれに比べて簡略であるため、記録ヘッドとし
て全体的にはコンパクト化が図れ且つ量産に向くこと、
半導体分野において技術の進歩と信頼性の向上が著しい
IC技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に利用する
ことで長尺化が容易であること等の利点があり、適用範
囲の広い方式である。
速記録、カラー記録に適合させやすく、実施装置の構成
が従来のそれに比べて簡略であるため、記録ヘッドとし
て全体的にはコンパクト化が図れ且つ量産に向くこと、
半導体分野において技術の進歩と信頼性の向上が著しい
IC技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に利用する
ことで長尺化が容易であること等の利点があり、適用範
囲の広い方式である。
上記液体噴射記録装置の特徴的な記録ヘッドには、吐出
口より液体を吐出して飛翔的液滴を形成する手段として
の電気熱変換体が設けられている。
口より液体を吐出して飛翔的液滴を形成する手段として
の電気熱変換体が設けられている。
該電気熱変換体は、発生する熱エネルギーを効率良く液
体に作用させること、液体への熱作用のON−OFF応
答速度を高めること等のために、液体に直接接触する様
に吐出口が連通している熱作用部に設けられる構造とす
るのが望ましいとされている。
体に作用させること、液体への熱作用のON−OFF応
答速度を高めること等のために、液体に直接接触する様
に吐出口が連通している熱作用部に設けられる構造とす
るのが望ましいとされている。
しかしながら、前記の電気熱変換体は通電されることに
よって発熱する発熱抵抗体と該発熱抵抗体に通電するた
めの一対の電極とで基本的には構成されているために、
発熱抵抗体が直に液体に接触する状態であると、記録用
の液体の電気抵抗値如何によっては該液体を通じて電気
が流れたり、液体を通じての電気の流れによって液体自
体が電気分解したり、あるいは発熱抵抗体への通電の際
に該発熱抵抗体と液体とが反応して、発熱抵抗体自体の
腐食による抵抗値の変化や発熱抵抗体の破損あるいは破
壊が起こったり、更には発熱抵抗体から発生される熱の
作用による熱の作用による液体の蒸気泡の発生から自己
消滅に至る状態変化に伴う機械的衝撃によって発熱抵抗
体の表面が破損したり、あるいは発熱抵抗体の一部に亀
裂が生ずる等して破壊されたりする場合があった。
よって発熱する発熱抵抗体と該発熱抵抗体に通電するた
めの一対の電極とで基本的には構成されているために、
発熱抵抗体が直に液体に接触する状態であると、記録用
の液体の電気抵抗値如何によっては該液体を通じて電気
が流れたり、液体を通じての電気の流れによって液体自
体が電気分解したり、あるいは発熱抵抗体への通電の際
に該発熱抵抗体と液体とが反応して、発熱抵抗体自体の
腐食による抵抗値の変化や発熱抵抗体の破損あるいは破
壊が起こったり、更には発熱抵抗体から発生される熱の
作用による熱の作用による液体の蒸気泡の発生から自己
消滅に至る状態変化に伴う機械的衝撃によって発熱抵抗
体の表面が破損したり、あるいは発熱抵抗体の一部に亀
裂が生ずる等して破壊されたりする場合があった。
そのために、従来においては、NiCr等の合金やZr
B2、HfB2等の金属ホウ化物等の比較的発熱抵抗体
材料としての特性に優れた無機材料で発熱抵抗体を構成
すると共に、該材料で構成された発熱抵抗体上にSiO
2等の耐酸化性に優れた材料で構成された保護層(上部
層)を設けることで発熱抵抗体が液体に直に接触するの
を防止して、前記の諸問題を解決し信頼性と繰返し使用
耐久性の向上を図ろうとすることが提案されていた。
B2、HfB2等の金属ホウ化物等の比較的発熱抵抗体
材料としての特性に優れた無機材料で発熱抵抗体を構成
すると共に、該材料で構成された発熱抵抗体上にSiO
2等の耐酸化性に優れた材料で構成された保護層(上部
層)を設けることで発熱抵抗体が液体に直に接触するの
を防止して、前記の諸問題を解決し信頼性と繰返し使用
耐久性の向上を図ろうとすることが提案されていた。
しかしながら、上記の様な構成の電気熱変換体が設けら
れた記録ヘッドを有する液体噴射記録装置は、記録用の
着色された液体として電気伝導度の比較的低い液体(例
えば液媒体として水やアルコールを用いたもの)を使用
する場合には、耐酸化性に優れ繰返し使用耐久性の点で
満足のいくものであるが、Naイオン等の含有率が高く
電気伝導度の大きな記録用の液体や電界質の液体を使用
する場合には、繰返し使用耐久性、耐経時的変化性の点
で不十分であった。従って、使用する記録用液体の選択
に制約があって、ことに多色あるいは天然色のカラー記
録を行なう場合には障害となっていた。
れた記録ヘッドを有する液体噴射記録装置は、記録用の
着色された液体として電気伝導度の比較的低い液体(例
えば液媒体として水やアルコールを用いたもの)を使用
する場合には、耐酸化性に優れ繰返し使用耐久性の点で
満足のいくものであるが、Naイオン等の含有率が高く
電気伝導度の大きな記録用の液体や電界質の液体を使用
する場合には、繰返し使用耐久性、耐経時的変化性の点
で不十分であった。従って、使用する記録用液体の選択
に制約があって、ことに多色あるいは天然色のカラー記
録を行なう場合には障害となっていた。
また、上記の様に発熱抵抗体上に保護層を設ける場合に
おいても、例えば層形成時に生ずる保護層自体の欠陥に
基づく発熱抵抗体側方向への液体の侵入を実質上完全に
防止することは再現性、量産性の点で非常に困難であ
る。ましてや、高密度に多数の熱作用部をその構成の一
部とする液流路(ノズル)を設ける、いわゆる高密度マ
ルチオリフィス化の場合には、少なくとも液流路数だけ
電気熱変換体を一度に設ける必要性から、先の保護層の
欠陥による不良化の電気熱変換体の製造歩留りへの影響
は製造コストの面も含めて大きな問題である。また、前
記保護層の存在により熱応答性が犠牲になるという問題
もある。更に、保護層の存在により所定の電気信号に対
する発熱応答性が犠牲になっている。従って、保護層が
なく、記録用の液体に発熱抵抗体が直に接触する状態で
あっても、耐熱性、耐酸化性、耐機械的衝撃性、耐電気
化学反応性、熱応答性に優れた電気熱変換体を具備する
液体噴射記録装置の開発が広く望まれている。
おいても、例えば層形成時に生ずる保護層自体の欠陥に
基づく発熱抵抗体側方向への液体の侵入を実質上完全に
防止することは再現性、量産性の点で非常に困難であ
る。ましてや、高密度に多数の熱作用部をその構成の一
部とする液流路(ノズル)を設ける、いわゆる高密度マ
ルチオリフィス化の場合には、少なくとも液流路数だけ
電気熱変換体を一度に設ける必要性から、先の保護層の
欠陥による不良化の電気熱変換体の製造歩留りへの影響
は製造コストの面も含めて大きな問題である。また、前
記保護層の存在により熱応答性が犠牲になるという問題
もある。更に、保護層の存在により所定の電気信号に対
する発熱応答性が犠牲になっている。従って、保護層が
なく、記録用の液体に発熱抵抗体が直に接触する状態で
あっても、耐熱性、耐酸化性、耐機械的衝撃性、耐電気
化学反応性、熱応答性に優れた電気熱変換体を具備する
液体噴射記録装置の開発が広く望まれている。
[発明の目的] 本発明は、上記の諸点に鑑みてなされたものであって、
前記の従来における諸問題を解決した優れた液体噴射記
録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置を提供することを
主たる目的とする。
前記の従来における諸問題を解決した優れた液体噴射記
録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置を提供することを
主たる目的とする。
本発明の別の目的は、特に化学的安定性が高く、耐電気
化学反応性、耐酸化性に優れ、且つ耐機械的衝撃性、耐
熱性にも優れ、更に保護層をなくすことにより熱応答性
を向上させ得る発熱抵抗体を具備した液体噴射記録ヘッ
ドを搭載した液体噴射記録装置を提供することである。
化学反応性、耐酸化性に優れ、且つ耐機械的衝撃性、耐
熱性にも優れ、更に保護層をなくすことにより熱応答性
を向上させ得る発熱抵抗体を具備した液体噴射記録ヘッ
ドを搭載した液体噴射記録装置を提供することである。
[発明の概要] 本発明によれば、上記の目的は、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吐出口と、前記液体を
収容し前記飛翔的液滴を形成するために利用される熱エ
ネルギーを前記液体に作用せしめる熱作用部と、前記熱
作用部に設けられ前記熱エネルギーを発生する電気熱変
換体と、を具備する液体噴射記録ヘッドと、前記飛翔的
液滴が付着する被記録媒体を搬送する搬送手段と、を搭
載する液体噴射記録装置において、前記電気熱変換体を
構成する発熱抵抗層が炭素原子を母体としゲルマニウム
原子とハロゲン原子と水素原子とを含有してなる非晶質
材料からなり、該発熱抵抗層においてゲルマニウム原
子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率が膜厚
方向に変化していることを特徴とする液体噴射記録装置
によって達成される。
液滴を形成するために設けられた吐出口と、前記液体を
収容し前記飛翔的液滴を形成するために利用される熱エ
ネルギーを前記液体に作用せしめる熱作用部と、前記熱
作用部に設けられ前記熱エネルギーを発生する電気熱変
換体と、を具備する液体噴射記録ヘッドと、前記飛翔的
液滴が付着する被記録媒体を搬送する搬送手段と、を搭
載する液体噴射記録装置において、前記電気熱変換体を
構成する発熱抵抗層が炭素原子を母体としゲルマニウム
原子とハロゲン原子と水素原子とを含有してなる非晶質
材料からなり、該発熱抵抗層においてゲルマニウム原
子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率が膜厚
方向に変化していることを特徴とする液体噴射記録装置
によって達成される。
以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する。
第1図は本発明の液体噴射記録ヘッドの一実施態様例の
構成を示す部分平面図であり、第2図はそのII−II断面
図である。
構成を示す部分平面図であり、第2図はそのII−II断面
図である。
図において、12は電気熱変換体が設けられる支持体で
あり、14は電気熱変換体を構成する発熱抵抗層であ
り、16,17は電気熱変換体を構成する対をなす電極
である。第1図に示される様に、発熱抵抗層14と該発
熱抵抗層14に接続された1対の電極16,17との組
が複数個併設されており、これによって有効発熱部1
8,18′,18″,・・・・が所定の間隔をおいて配
列されている。尚、本実施態様例においては、一方の電
極16は複数の電極がまとめられて共通の電極とされて
いる。各発熱部18,18′,18″,・・・・を構成
する発熱抵抗層14に対してはそれぞれ電極16,17
を通じて電気信号が印加され、これに基づき各発熱部が
発熱する。
あり、14は電気熱変換体を構成する発熱抵抗層であ
り、16,17は電気熱変換体を構成する対をなす電極
である。第1図に示される様に、発熱抵抗層14と該発
熱抵抗層14に接続された1対の電極16,17との組
が複数個併設されており、これによって有効発熱部1
8,18′,18″,・・・・が所定の間隔をおいて配
列されている。尚、本実施態様例においては、一方の電
極16は複数の電極がまとめられて共通の電極とされて
いる。各発熱部18,18′,18″,・・・・を構成
する発熱抵抗層14に対してはそれぞれ電極16,17
を通じて電気信号が印加され、これに基づき各発熱部が
発熱する。
第2図に示される様に、支持体12と発熱抵抗層14と
電極16,17とを有する基板には支持体12の発熱部
側に溝が形成された天板20が接合されている。第2図
のIII−III断面図を第3図に示す。第2図及び第3図に
示される様に、天板20には各発熱部18,18′,1
8″,・・・・に対応する位置にそれぞれ第1図のII−
II方向に沿う溝22,22′,22″・・・・が形成さ
れている。これらの溝はそれぞれ支持体12との間に記
録液を収容する空間を形成する。これらの空間は記録液
に対し熱エネルギーを作用せしめる熱作用部24を有す
る。
電極16,17とを有する基板には支持体12の発熱部
側に溝が形成された天板20が接合されている。第2図
のIII−III断面図を第3図に示す。第2図及び第3図に
示される様に、天板20には各発熱部18,18′,1
8″,・・・・に対応する位置にそれぞれ第1図のII−
II方向に沿う溝22,22′,22″・・・・が形成さ
れている。これらの溝はそれぞれ支持体12との間に記
録液を収容する空間を形成する。これらの空間は記録液
に対し熱エネルギーを作用せしめる熱作用部24を有す
る。
第2図における左方において前記空間は外部に対し開口
しており、該開口が液体の吐出口26となる。空間は第
2図における右方において記録液供給源と接続されてい
る。そして、空間において記録信号に基づき発熱部から
熱エネルギーが発生され空間内の記録液に作用すると該
記録液中において蒸気泡が発生し、その際の圧力で吐出
口26付近の記録液が矢印Xの向きに吐出する。
しており、該開口が液体の吐出口26となる。空間は第
2図における右方において記録液供給源と接続されてい
る。そして、空間において記録信号に基づき発熱部から
熱エネルギーが発生され空間内の記録液に作用すると該
記録液中において蒸気泡が発生し、その際の圧力で吐出
口26付近の記録液が矢印Xの向きに吐出する。
尚、以上の説明から分る様に、第1図においては天板2
0の図示が省略されている。
0の図示が省略されている。
本発明において、支持体12の材料としては特に制限は
ないが、実際上はその表面上に形成される発熱抵抗層1
4を形成する際の熱及び使用時において該発熱抵抗層1
4により発生される熱に対する耐久性の良好なものが好
適に使用される。また、支持体12としてはその表面上
に形成される発熱抵抗層14よりも大きな電気抵抗を有
するのが好ましいが、支持体12と発熱抵抗層14との
間に絶縁層を介在せしめてある場合には支持体12が発
熱抵抗層14よりも小さな電気抵抗を有する材料からな
るものであってもよい。更に、本発明においては、液体
噴射記録ヘッドの使用状況等に応じて、熱伝導性の小さ
な或いは大きな支持体12を用いることができる。
ないが、実際上はその表面上に形成される発熱抵抗層1
4を形成する際の熱及び使用時において該発熱抵抗層1
4により発生される熱に対する耐久性の良好なものが好
適に使用される。また、支持体12としてはその表面上
に形成される発熱抵抗層14よりも大きな電気抵抗を有
するのが好ましいが、支持体12と発熱抵抗層14との
間に絶縁層を介在せしめてある場合には支持体12が発
熱抵抗層14よりも小さな電気抵抗を有する材料からな
るものであってもよい。更に、本発明においては、液体
噴射記録ヘッドの使用状況等に応じて、熱伝導性の小さ
な或いは大きな支持体12を用いることができる。
本発明において使用される支持体12としてはガラス、
セラミックス、シリコン、金属等の無機物からなるもの
やポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物からなる
ものが例示できる。
セラミックス、シリコン、金属等の無機物からなるもの
やポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物からなる
ものが例示できる。
本発明においては、発熱抵抗層14は炭素原子を母体と
しゲルマニウム原子とハロゲン原子と水素原子とを含有
してなる非晶質材料からなる。ハロゲン原子としては
F、Cl、Br、I等が利用でき、これらは単独でもよ
いし複数の組合せでもよい。ハロゲン原子としてはF、
Clが好ましいものと挙げられ、その中でも取扱いが容
易なことからFが好ましい。
しゲルマニウム原子とハロゲン原子と水素原子とを含有
してなる非晶質材料からなる。ハロゲン原子としては
F、Cl、Br、I等が利用でき、これらは単独でもよ
いし複数の組合せでもよい。ハロゲン原子としてはF、
Clが好ましいものと挙げられ、その中でも取扱いが容
易なことからFが好ましい。
発熱抵抗層14中におけるゲルマニウム原子の含有率
は、使用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択
されるが、好ましくは0.0001〜40原子%であ
り、更に好ましくは0.0005〜20原子%であり、
好適には0.001〜10原子%である。
は、使用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択
されるが、好ましくは0.0001〜40原子%であ
り、更に好ましくは0.0005〜20原子%であり、
好適には0.001〜10原子%である。
発熱抵抗層14中におけるハロゲン原子の含有率は、使
用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択される
が、好ましくは0.0001〜30原子%であり、更に
好ましくは0.0005〜20原子%であり、好適には
0.001〜10原子%である。
用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択される
が、好ましくは0.0001〜30原子%であり、更に
好ましくは0.0005〜20原子%であり、好適には
0.001〜10原子%である。
発熱抵抗層14中における水素原子の含有率は、使用目
的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択されるが、
好ましくは0.0001〜30原子%であり、更に好ま
しくは0.0005〜20原子%であり、好適には0.
001〜10原子%である。
的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択されるが、
好ましくは0.0001〜30原子%であり、更に好ま
しくは0.0005〜20原子%であり、好適には0.
001〜10原子%である。
発熱抵抗層14中におけるゲルマニウム原子の含有率と
ハロゲン原子の含有率と水素原子の含有率との和は、使
用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択される
が、好ましくは0.0001〜40原子%であり、更に
好ましくは0.0005〜30原子%であり、好適には
0.001〜20原子%である。
ハロゲン原子の含有率と水素原子の含有率との和は、使
用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択される
が、好ましくは0.0001〜40原子%であり、更に
好ましくは0.0005〜30原子%であり、好適には
0.001〜20原子%である。
本発明においては、発熱抵抗層14中におけるゲルマニ
ウム原子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率
が膜厚方向に変化している。発熱抵抗層14中における
膜厚方向でのゲルマニウム原子、ハロゲン原子及び/ま
たは水素原子の含有率変化は支持体12側から表面側へ
と次第に含有率が増加する様なものでもよいし、逆に含
有率が減少する様なものでもよい。更に、ゲルマニウム
原子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率変化
は発熱抵抗層14中において極大値あるいは極小値をも
つ様なものでもよい。これら発熱抵抗層14中における
膜厚方向でのゲルマニウム原子、ハロゲン原子及び/ま
たは水素原子の含有率変化は所望の特性が得られる様に
適宜選択される。
ウム原子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率
が膜厚方向に変化している。発熱抵抗層14中における
膜厚方向でのゲルマニウム原子、ハロゲン原子及び/ま
たは水素原子の含有率変化は支持体12側から表面側へ
と次第に含有率が増加する様なものでもよいし、逆に含
有率が減少する様なものでもよい。更に、ゲルマニウム
原子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率変化
は発熱抵抗層14中において極大値あるいは極小値をも
つ様なものでもよい。これら発熱抵抗層14中における
膜厚方向でのゲルマニウム原子、ハロゲン原子及び/ま
たは水素原子の含有率変化は所望の特性が得られる様に
適宜選択される。
第4図〜第9図に、本発明記録ヘッドの発熱抵抗層14
中における膜厚方向に関するゲルマニウム原子、ハロゲ
ン原子及び/または水素原子の含有率の変化の具体例を
示す。これらの図において、縦軸は支持体12との界面
からの膜厚方向の距離Tを表わし、tは発熱抵抗層14
の膜厚を表わす。また、横軸はゲルマニウム原子、ハロ
ゲン原子及び/または水素原子の含有率Cを表わす。
尚、各図において、縦軸T及び横軸Cのスケールは必ず
しも均一ではなく、各図の特徴が出る様に変化せしめら
れている。従って、実際の適用に当っては各図につき具
体的数値の差異にもとづく種々の分布が用いられる。
中における膜厚方向に関するゲルマニウム原子、ハロゲ
ン原子及び/または水素原子の含有率の変化の具体例を
示す。これらの図において、縦軸は支持体12との界面
からの膜厚方向の距離Tを表わし、tは発熱抵抗層14
の膜厚を表わす。また、横軸はゲルマニウム原子、ハロ
ゲン原子及び/または水素原子の含有率Cを表わす。
尚、各図において、縦軸T及び横軸Cのスケールは必ず
しも均一ではなく、各図の特徴が出る様に変化せしめら
れている。従って、実際の適用に当っては各図につき具
体的数値の差異にもとづく種々の分布が用いられる。
例えばこれらの具体例において、第4、6、9図のよう
に発熱抵抗層中における膜厚方向でのゲルマニウム原子
の含有率変化が支持体側から表面側に次第に増加するよ
うなものである場合は、ゲルマニウムによって表面部の
粘り強さが向上することから耐キャビテーション性を高
めることができる。また、第5、7図のようにゲルマニ
ウム原子の含有率が支持体側から表面側に次第に減少す
るように変化する場合は、支持体接触面の膜の粘り強さ
が向上することから密着性を高めることが可能となる。
そして、第8図のようにゲルマニウム原子の含有率が発
熱抵抗層中の中央付近で極大値を持つような場合は、化
学的安定性を保ったまま膜の粘り強さを向上させること
ができるため耐インク性及び耐キャビテーション性を高
めることが可能となる。
に発熱抵抗層中における膜厚方向でのゲルマニウム原子
の含有率変化が支持体側から表面側に次第に増加するよ
うなものである場合は、ゲルマニウムによって表面部の
粘り強さが向上することから耐キャビテーション性を高
めることができる。また、第5、7図のようにゲルマニ
ウム原子の含有率が支持体側から表面側に次第に減少す
るように変化する場合は、支持体接触面の膜の粘り強さ
が向上することから密着性を高めることが可能となる。
そして、第8図のようにゲルマニウム原子の含有率が発
熱抵抗層中の中央付近で極大値を持つような場合は、化
学的安定性を保ったまま膜の粘り強さを向上させること
ができるため耐インク性及び耐キャビテーション性を高
めることが可能となる。
また、第4、6、9図のように発熱抵抗層中における膜
厚方向でのハロゲン原子の含有率変化が支持体側から表
面側に次第に増加するようなものである場合は、ハロゲ
ンによって表面の化学的安定性が高まることから耐イン
ク性を高めることができる。また、第5、7図のように
ハロゲン原子の含有率が支持体側から表面側に次第に減
少するように変化する場合は、ハロゲンが下部の熱伝導
性を低下させることから蓄熱性を高めることが可能とな
る。そして、第8図のようにハロゲン原子の含有率が発
熱抵抗層中の中央付近で極大値を持つような場合は、下
部炭素の未結合の共有結合の手が多くなることから支持
体との密着性を高めることが可能となる。
厚方向でのハロゲン原子の含有率変化が支持体側から表
面側に次第に増加するようなものである場合は、ハロゲ
ンによって表面の化学的安定性が高まることから耐イン
ク性を高めることができる。また、第5、7図のように
ハロゲン原子の含有率が支持体側から表面側に次第に減
少するように変化する場合は、ハロゲンが下部の熱伝導
性を低下させることから蓄熱性を高めることが可能とな
る。そして、第8図のようにハロゲン原子の含有率が発
熱抵抗層中の中央付近で極大値を持つような場合は、下
部炭素の未結合の共有結合の手が多くなることから支持
体との密着性を高めることが可能となる。
更に、第4、6、9図のように発熱抵抗層中における膜
厚方向での水素原子の含有率変化が支持体側から表面側
に次第に増加するようなものである場合は、表面の炭素
の未結合の共有結合の手が多くなることから耐インク性
を高めることができる。また、第5、7図のように水素
原子の含有率が支持体側から表面側に次第に減少するよ
うに変化する場合は、水素が下部の熱伝導性を低下させ
ることから蓄熱性を高めることが可能となる。そして、
第8図のように水素原子の含有率が発熱抵抗層中の中央
付近で極大値を持つような場合は、下部炭素の未結合の
共有結合の手が多くなることから支持体との密着性を高
めることが可能となる。
厚方向での水素原子の含有率変化が支持体側から表面側
に次第に増加するようなものである場合は、表面の炭素
の未結合の共有結合の手が多くなることから耐インク性
を高めることができる。また、第5、7図のように水素
原子の含有率が支持体側から表面側に次第に減少するよ
うに変化する場合は、水素が下部の熱伝導性を低下させ
ることから蓄熱性を高めることが可能となる。そして、
第8図のように水素原子の含有率が発熱抵抗層中の中央
付近で極大値を持つような場合は、下部炭素の未結合の
共有結合の手が多くなることから支持体との密着性を高
めることが可能となる。
また、発熱抵抗層14の厚さには特に制限がない。
本発明記録ヘッドにおける炭素を母体としゲルマニウム
原子とハロゲン原子と水素原子とを含有してなる非晶質
材料(以下、「a−C:Ge:(X,H)」と略記する
ことがある。ここでXはハロゲン原子を表わす。)から
なる発熱抵抗層14は、たとえばグロー放電法の様なプ
ラズマCVD法あるいはスパッタリング法等の真空堆積
法によって形成される。
原子とハロゲン原子と水素原子とを含有してなる非晶質
材料(以下、「a−C:Ge:(X,H)」と略記する
ことがある。ここでXはハロゲン原子を表わす。)から
なる発熱抵抗層14は、たとえばグロー放電法の様なプ
ラズマCVD法あるいはスパッタリング法等の真空堆積
法によって形成される。
たとえば、グロー放電法によってa−C:Ge:(X,
H)からなる抵抗層14を形成するには、基本的には支
持体12を減圧下の堆積室内に配置し、該堆積室内に炭
素原子(C)を供給し得るC供給用の原料ガスとゲルマ
ニウム原子(Ge)を供給し得るGe供給用の原料ガス
とハロゲン原子(X)を供給し得るX供給用の原料ガス
と水素原子(H)を供給し得るH供給用の原料ガスとを
導入し、この際Ge供給用原料ガス、X供給用原料ガス
及び/またはH供給用原料ガスの導入量を変化させなが
ら該堆積室内にて高周波またはマイクロ波を用いてグロ
ー放電を生起させ支持体12の表面上にa−C:Ge
(X,H)からなる層を形成させればよい。
H)からなる抵抗層14を形成するには、基本的には支
持体12を減圧下の堆積室内に配置し、該堆積室内に炭
素原子(C)を供給し得るC供給用の原料ガスとゲルマ
ニウム原子(Ge)を供給し得るGe供給用の原料ガス
とハロゲン原子(X)を供給し得るX供給用の原料ガス
と水素原子(H)を供給し得るH供給用の原料ガスとを
導入し、この際Ge供給用原料ガス、X供給用原料ガス
及び/またはH供給用原料ガスの導入量を変化させなが
ら該堆積室内にて高周波またはマイクロ波を用いてグロ
ー放電を生起させ支持体12の表面上にa−C:Ge
(X,H)からなる層を形成させればよい。
また、スパッタリング法によってa−C:Ge(X,
H)からなる抵抗層14を形成するには、基本的には支
持体12を減圧下の堆積室内に配置し、該堆積室内にて
たとえばAr、He等の不活性ガスまたはこれらのガス
をベースとした混合ガスの雰囲気中でCで構成されたタ
ーゲットをスパッタリングする際、堆積室内にGe供給
用の原料ガス、X供給用の原料ガス及び/またはH供給
用の原料ガスを導入し、この際導入量を変化させればよ
い。
H)からなる抵抗層14を形成するには、基本的には支
持体12を減圧下の堆積室内に配置し、該堆積室内にて
たとえばAr、He等の不活性ガスまたはこれらのガス
をベースとした混合ガスの雰囲気中でCで構成されたタ
ーゲットをスパッタリングする際、堆積室内にGe供給
用の原料ガス、X供給用の原料ガス及び/またはH供給
用の原料ガスを導入し、この際導入量を変化させればよ
い。
上記方法において、C供給用の原料ガス、Ge供給用の
原料ガス、X供給用の原料ガス及びH供給用の原料ガス
としては常温常圧においてガス状態のもののほかに減圧
下においてガス化し得る物質を使用することができる。
原料ガス、X供給用の原料ガス及びH供給用の原料ガス
としては常温常圧においてガス状態のもののほかに減圧
下においてガス化し得る物質を使用することができる。
C供給用の原料としては、たとえば炭素数1〜5の飽和
炭化水素、炭素数2〜5のエチレン系炭化水素、炭素数
2〜4のアセチレン系炭化水素、芳香族炭化水素等、具
体的には、飽和炭化水素としてはメタン(CH4)、エ
タン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n−ブタン
(n−C4H10)、ペンタン(C5H12)、エチレン系
炭化水素としてはエチレン(C2H4)、プロピレン
(C3H6)、ブテン−1(C4H8)、ブテン−2
(C4H8)、イソブチレン(C4H8)、ペンテン
(C5H10)、アセチレン系炭化水素としてはアセチレ
ン(C2H2)、メチルアセチレン(C3H4)、ブチ
ン(C4H6)、芳香族炭化水素としてはベンゼン(C
6H6)等があげられる。
炭化水素、炭素数2〜5のエチレン系炭化水素、炭素数
2〜4のアセチレン系炭化水素、芳香族炭化水素等、具
体的には、飽和炭化水素としてはメタン(CH4)、エ
タン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n−ブタン
(n−C4H10)、ペンタン(C5H12)、エチレン系
炭化水素としてはエチレン(C2H4)、プロピレン
(C3H6)、ブテン−1(C4H8)、ブテン−2
(C4H8)、イソブチレン(C4H8)、ペンテン
(C5H10)、アセチレン系炭化水素としてはアセチレ
ン(C2H2)、メチルアセチレン(C3H4)、ブチ
ン(C4H6)、芳香族炭化水素としてはベンゼン(C
6H6)等があげられる。
Ge供給用の原料としては、たとえばGeH4、Ge2
H6、Ge3H8、Ge4H10、Ge5H12、Ge6H
14、Ge7H16、Ge8H18、Ge9H20等の水素化ゲ
ルマニウムや、GeF4、(GeF2)5、(Ge
F2)6、(GeF2)4、Ge2F6、Ge3F8、
GeHF3、GeH2F2、GeCl4(GeCl2)
5、GeBr4、(GeBr2)5、Ge2Cl6、G
e2Cl3F3等のハロゲン化ゲルマニウム(ハロゲン
原子で置換されたハロゲン化水素誘導体)があげられ
る。
H6、Ge3H8、Ge4H10、Ge5H12、Ge6H
14、Ge7H16、Ge8H18、Ge9H20等の水素化ゲ
ルマニウムや、GeF4、(GeF2)5、(Ge
F2)6、(GeF2)4、Ge2F6、Ge3F8、
GeHF3、GeH2F2、GeCl4(GeCl2)
5、GeBr4、(GeBr2)5、Ge2Cl6、G
e2Cl3F3等のハロゲン化ゲルマニウム(ハロゲン
原子で置換されたハロゲン化水素誘導体)があげられ
る。
X供給用の原料としては、たとえばハロゲン、ハロゲン
化物、ハロゲン間化合物、ハロゲン置換炭化水素誘導体
等、具体的にはハロゲンとしてはF2、Cl2、B
r2、I2、ハロゲン化物としてはHF、HCl、HB
r、HI、ハロゲン間化合物としてはBrF、ClF、
ClF3、BrF5、BrF3、IF3、IF7、IC
l、IBr、ハロゲン置換炭化水素誘導体としてはCF
4、CHF3、CH2F2、CH3F、CCl4、CH
Cl3、CH2Cl2、CH3Cl、CBr4、CHB
r3、CH2Br2、CH3Br、CI4、CHI3、
CH2I2、CH3I等があげられる。
化物、ハロゲン間化合物、ハロゲン置換炭化水素誘導体
等、具体的にはハロゲンとしてはF2、Cl2、B
r2、I2、ハロゲン化物としてはHF、HCl、HB
r、HI、ハロゲン間化合物としてはBrF、ClF、
ClF3、BrF5、BrF3、IF3、IF7、IC
l、IBr、ハロゲン置換炭化水素誘導体としてはCF
4、CHF3、CH2F2、CH3F、CCl4、CH
Cl3、CH2Cl2、CH3Cl、CBr4、CHB
r3、CH2Br2、CH3Br、CI4、CHI3、
CH2I2、CH3I等があげられる。
H供給用の原料としては、たとえば水素ガス、及び上記
C供給用原料でもある飽和炭化水素、エチレン系炭化水
素、アセチレン系炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水
素があげられる。
C供給用原料でもある飽和炭化水素、エチレン系炭化水
素、アセチレン系炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水
素があげられる。
これらの原料は単独で用いてもよいし、複数組合せて用
いてもよい。
いてもよい。
以上の様な発熱抵抗層形成法において、形成される抵抗
層14中に含まれるゲルマニウム原子の量、ハロゲン原
子の量及び水素原子の量や抵抗層14の特性を制御する
には、支持体温度、原料ガスの供給量、放電電力、堆積
室内の圧力等を適宜設定する。
層14中に含まれるゲルマニウム原子の量、ハロゲン原
子の量及び水素原子の量や抵抗層14の特性を制御する
には、支持体温度、原料ガスの供給量、放電電力、堆積
室内の圧力等を適宜設定する。
特に、本発明の膜厚方向にゲルマニウム原子、ハロゲン
原子及び/または水素原子の分布が不均一な発熱抵抗層
を14を得るためには、堆積室内へのゲルマニウム原
子、ハロゲン原子及び/または水素原子の導入量をたと
えばバルブコントロール等により経時的に変化させるの
が好ましい。
原子及び/または水素原子の分布が不均一な発熱抵抗層
を14を得るためには、堆積室内へのゲルマニウム原
子、ハロゲン原子及び/または水素原子の導入量をたと
えばバルブコントロール等により経時的に変化させるの
が好ましい。
支持体温度は好ましくは20〜1500℃、更に好まし
くは30〜1200℃、最適には50〜1100℃のう
ちから選ばれる。
くは30〜1200℃、最適には50〜1100℃のう
ちから選ばれる。
原料ガスの供給量は目的とする発熱抵抗層性能や目標と
する成膜速度に応じ適宜決められる。
する成膜速度に応じ適宜決められる。
放電電力は好ましくは0.001〜20W/cm2、より
好ましくは、0.01〜15W/cm2、最適には0.0
5〜10W/cm2のうちから選ばれる。
好ましくは、0.01〜15W/cm2、最適には0.0
5〜10W/cm2のうちから選ばれる。
堆積室内の圧力は、好ましくは10−4〜10Torr、よ
り好ましくはには10−2〜5Torrとされる。
り好ましくはには10−2〜5Torrとされる。
以上の様な発熱抵抗層形成法を用いて得られる本発明記
録ヘッドの抵抗層はダイヤモンドに近い特性を有する。
即ち、たとえばビッカース硬度1800〜5000のも
のが得られる。また、ゲルマニウム原子、ハロゲン原子
及び水素原子を含有するので特に柔軟性が極めて良好で
ある。
録ヘッドの抵抗層はダイヤモンドに近い特性を有する。
即ち、たとえばビッカース硬度1800〜5000のも
のが得られる。また、ゲルマニウム原子、ハロゲン原子
及び水素原子を含有するので特に柔軟性が極めて良好で
ある。
本発明における発熱抵抗層は、機械的衝撃に対し高い耐
久性を有し且つ化学的安定性に優れているので、特別に
保護層を必要としない。したがって、本発明における発
熱抵抗層を用いた液体噴射記録ヘッドは信号入力にとも
なって発生される熱エネルギーが極めて効率よく液体に
付与されるので熱応答性が良好となる。このことは、液
体噴射記録ヘッドに入力される信号に対応して形成され
る飛翔液滴の吐出応答性の向上にもつながる。
久性を有し且つ化学的安定性に優れているので、特別に
保護層を必要としない。したがって、本発明における発
熱抵抗層を用いた液体噴射記録ヘッドは信号入力にとも
なって発生される熱エネルギーが極めて効率よく液体に
付与されるので熱応答性が良好となる。このことは、液
体噴射記録ヘッドに入力される信号に対応して形成され
る飛翔液滴の吐出応答性の向上にもつながる。
但し、所望の応答性が発揮されるのであれば、上記した
様な発熱抵抗層上に保護層を形成しても一向にかまわな
い。
様な発熱抵抗層上に保護層を形成しても一向にかまわな
い。
また、記録液が導電性の場合には電極間のショートを防
止する上で保護層が必要である。
止する上で保護層が必要である。
上記実施態様例においては支持体上に発熱抵抗層及び電
極をこの順に設けた例が示されているが、本発明記録ヘ
ッドにおいては支持体上に電極及び発熱抵抗層をこの順
に設けてもよい。第10図はこの様な記録ヘッドの電気
熱変換体を有する基板の部分断面図である。
極をこの順に設けた例が示されているが、本発明記録ヘ
ッドにおいては支持体上に電極及び発熱抵抗層をこの順
に設けてもよい。第10図はこの様な記録ヘッドの電気
熱変換体を有する基板の部分断面図である。
尚、以上の実施態様例において、支持体12は単一のも
のであるとされているが、本発明における支持体12は
複合体であってもよい。その様な一実施態様例の構成を
第11図に示す。即ち、支持体12は基部12aと表面
層12bとの複合体からなり、基部12aとしてはたと
えば上記第1〜3図に関し説明した支持体材料を使用す
ることができまた表面層12bとしてはその上に形成さ
れる抵抗層14との密着性のより良好な材料を使用する
ことができる。表面層12bはたとえば炭素原子を母体
とする非晶質材料や従来より知られている酸化物等から
構成される。この様な表面層12bは基部12a上に上
記発熱抵抗層形成法と類似の方法により適宜の原料を用
いて堆積させることにより得られる。また、表面層12
bは通常のガラス質のグレーズ層であってもよく、ある
いは基部12aが金属であればその表面を酸化させ形成
させた酸化物層であってもよい。
のであるとされているが、本発明における支持体12は
複合体であってもよい。その様な一実施態様例の構成を
第11図に示す。即ち、支持体12は基部12aと表面
層12bとの複合体からなり、基部12aとしてはたと
えば上記第1〜3図に関し説明した支持体材料を使用す
ることができまた表面層12bとしてはその上に形成さ
れる抵抗層14との密着性のより良好な材料を使用する
ことができる。表面層12bはたとえば炭素原子を母体
とする非晶質材料や従来より知られている酸化物等から
構成される。この様な表面層12bは基部12a上に上
記発熱抵抗層形成法と類似の方法により適宜の原料を用
いて堆積させることにより得られる。また、表面層12
bは通常のガラス質のグレーズ層であってもよく、ある
いは基部12aが金属であればその表面を酸化させ形成
させた酸化物層であってもよい。
本発明記録ヘッドにおける電極16、17は所定の導電
性を有しているものであればよく、たとえばAu、C
u、Al、Ag、Ni等の金属からなる。
性を有しているものであればよく、たとえばAu、C
u、Al、Ag、Ni等の金属からなる。
次に、本発明の記録ヘッドの製造方法の概略について説
明する。
明する。
第12図は支持体表面上に発熱抵抗層を形成する際に用
いられる堆積装置の一例を示す模式的説明図である。1
101は堆積室であり、1102〜1106はガスボン
ベであり、1107〜1111はマスフローコントロー
ラであり、1112〜1116は流入バルブであり、1
117〜1121は流出バルブであり、1122〜11
26はガスボンベのバルブであり、1127〜1131
は出口圧ゲージであり、1132は補助バルブであり、
1133はレバーであり、1134はメインバルブであ
り、1135はリークバルブであり、1136は真空計
であり、1137は製造すべき電気熱変換体を有する基
板を形成するための支持体材料であり、1138はヒー
タであり、1139は支持体支持手段であり、1140
は高電圧電源であり、1141は電極であり、1142
はシャッタである。尚、1142−1はスパッタリング
法を行なう際に電極1141に取付けられるターゲット
である。
いられる堆積装置の一例を示す模式的説明図である。1
101は堆積室であり、1102〜1106はガスボン
ベであり、1107〜1111はマスフローコントロー
ラであり、1112〜1116は流入バルブであり、1
117〜1121は流出バルブであり、1122〜11
26はガスボンベのバルブであり、1127〜1131
は出口圧ゲージであり、1132は補助バルブであり、
1133はレバーであり、1134はメインバルブであ
り、1135はリークバルブであり、1136は真空計
であり、1137は製造すべき電気熱変換体を有する基
板を形成するための支持体材料であり、1138はヒー
タであり、1139は支持体支持手段であり、1140
は高電圧電源であり、1141は電極であり、1142
はシャッタである。尚、1142−1はスパッタリング
法を行なう際に電極1141に取付けられるターゲット
である。
たとえば、1102にはArガスで希釈されたCF4ガ
ス(純度99.9%以上)が密封されており、1103
にはArガスで希釈されたGeH4ガス(純度99.9
%以上)が密封されており、1104にはArガスで希
釈されたC2F6ガス(純度99.9%以上)が密封さ
れている。これらボンベ中のガスを堆積室1101に流
入させるに先立ち、各ガスボンベ1102〜1106の
バルブ1122〜1126及びリークバルブ1135が
閉じられていることを確認し、また流入バルブ1112
〜1116、流出バルブ1117〜1121及び補助バ
ルブ1132が開かれていることを確認して、先ずメイ
ンバルブ1134を開いて堆積室1101及びガス配管
内を排気する。次に真空計1136の読みが1.5×1
0−6Torrになった時点で、補助バルブ1132、流入
バルブ1112〜1116及び流出バルブ1117〜1
121を閉じる。その後、堆積室1101内に導入すべ
きガスのボンベに接続されているガス配管のバルブを開
いて所望のガスを堆積室1101内に導入する。
ス(純度99.9%以上)が密封されており、1103
にはArガスで希釈されたGeH4ガス(純度99.9
%以上)が密封されており、1104にはArガスで希
釈されたC2F6ガス(純度99.9%以上)が密封さ
れている。これらボンベ中のガスを堆積室1101に流
入させるに先立ち、各ガスボンベ1102〜1106の
バルブ1122〜1126及びリークバルブ1135が
閉じられていることを確認し、また流入バルブ1112
〜1116、流出バルブ1117〜1121及び補助バ
ルブ1132が開かれていることを確認して、先ずメイ
ンバルブ1134を開いて堆積室1101及びガス配管
内を排気する。次に真空計1136の読みが1.5×1
0−6Torrになった時点で、補助バルブ1132、流入
バルブ1112〜1116及び流出バルブ1117〜1
121を閉じる。その後、堆積室1101内に導入すべ
きガスのボンベに接続されているガス配管のバルブを開
いて所望のガスを堆積室1101内に導入する。
次に、以上の装置を用いてグロー放電法によって本発明
記録ヘッドの抵抗層を形成する場合の手順の一例につい
て説明する。バルブ1122を開いてガスボンベ110
2からCF4/Arガスを流出させ、バルブ1123を
開いてガスボンベ1103からGeH4/Arガスを流
出させ、出口圧ゲージ1127、1128の圧力を1kg
/cm2に調整し、次に流入バルブ1112、1113を徐
々に開いてマスフローコントローラ1107、1108
内に流入させておく。続いて、流出バルブ1117、1
118、補助バルブ1132を徐々に開いてCF4/A
rガスとGeH4/Arガスとを堆積室1101内に導
入する。この時、CF4/Arガスの流量とGeH4/
Arガスの流量との比が所望の値になる様にマスフロー
コントローラ1107、1108を調整し、また堆積室
1101内の圧力が所望の値になる様に真空計1136
の読みを見ながらメインバルブ1134の開度を調整す
る。そして、堆積室1101内の支持手段1139によ
り支持されている支持体1137の温度が所望の温度に
なる様にヒータ1138により加熱した上で、シャッタ
1142を開き堆積室1101内にてグロー放電を生起
させる。そして、手動または外部駆動モータ等により流
出バルブ1117、1118の開度を変化させる操作を
行なってCF4/Arガスの流量及び/またはGeH4
/Arガスの流量を予め設計された変化率曲線に従って
経時的に変化させ、これにより抵抗層14中におけるG
e原子、F原子及び/またはH原子の含有率を膜厚方向
に変化させる。
記録ヘッドの抵抗層を形成する場合の手順の一例につい
て説明する。バルブ1122を開いてガスボンベ110
2からCF4/Arガスを流出させ、バルブ1123を
開いてガスボンベ1103からGeH4/Arガスを流
出させ、出口圧ゲージ1127、1128の圧力を1kg
/cm2に調整し、次に流入バルブ1112、1113を徐
々に開いてマスフローコントローラ1107、1108
内に流入させておく。続いて、流出バルブ1117、1
118、補助バルブ1132を徐々に開いてCF4/A
rガスとGeH4/Arガスとを堆積室1101内に導
入する。この時、CF4/Arガスの流量とGeH4/
Arガスの流量との比が所望の値になる様にマスフロー
コントローラ1107、1108を調整し、また堆積室
1101内の圧力が所望の値になる様に真空計1136
の読みを見ながらメインバルブ1134の開度を調整す
る。そして、堆積室1101内の支持手段1139によ
り支持されている支持体1137の温度が所望の温度に
なる様にヒータ1138により加熱した上で、シャッタ
1142を開き堆積室1101内にてグロー放電を生起
させる。そして、手動または外部駆動モータ等により流
出バルブ1117、1118の開度を変化させる操作を
行なってCF4/Arガスの流量及び/またはGeH4
/Arガスの流量を予め設計された変化率曲線に従って
経時的に変化させ、これにより抵抗層14中におけるG
e原子、F原子及び/またはH原子の含有率を膜厚方向
に変化させる。
次に、以上の装置を用いてスパッタリング法によって本
発明記録ヘッドの抵抗層を形成する場合の手順の一例に
ついて説明する。高圧電源1140により高電圧が印加
される電極1141上には予め高純度グラファイト11
42−1をターゲットとして設置しておく。グロー放電
法の場合と同様にして、ガスボンベ1102からCF4
/Arガスをガスボンベ1103からGeH4/Arガ
スをそれぞれ所望の流量にて堆積室1101内に導入さ
せる。シャッタ1142を開いて、高圧電源1140を
投入することによりターゲット1142−1をスパッタ
リングする。尚、この際ヒータ1138により支持体1
137を所望の温度に加熱し、メインバルブ1134の
開度を調整することにより堆積室1101内を所望の圧
力とすることはグロー放電法の場合と同様である。そし
て、上記グロー放電法の場合と同様に流出バルブ111
7、1118の開度を変化させる操作を行なってCF4
/Arガスの流量及び/またはGeH4/Arガスの流
量を予め設計された変化率曲線に従って経時的に変化さ
せ、これにより抵抗層14中におけるGe原子、F原子
及び/またはH原子の含有率を膜厚方向に変化させる。
発明記録ヘッドの抵抗層を形成する場合の手順の一例に
ついて説明する。高圧電源1140により高電圧が印加
される電極1141上には予め高純度グラファイト11
42−1をターゲットとして設置しておく。グロー放電
法の場合と同様にして、ガスボンベ1102からCF4
/Arガスをガスボンベ1103からGeH4/Arガ
スをそれぞれ所望の流量にて堆積室1101内に導入さ
せる。シャッタ1142を開いて、高圧電源1140を
投入することによりターゲット1142−1をスパッタ
リングする。尚、この際ヒータ1138により支持体1
137を所望の温度に加熱し、メインバルブ1134の
開度を調整することにより堆積室1101内を所望の圧
力とすることはグロー放電法の場合と同様である。そし
て、上記グロー放電法の場合と同様に流出バルブ111
7、1118の開度を変化させる操作を行なってCF4
/Arガスの流量及び/またはGeH4/Arガスの流
量を予め設計された変化率曲線に従って経時的に変化さ
せ、これにより抵抗層14中におけるGe原子、F原子
及び/またはH原子の含有率を膜厚方向に変化させる。
第1〜3図に示される様な液体噴射記録ヘッドの電気熱
変換体を有する基板の場合には、上記の様にして支持体
上に発熱抵抗層を形成した後に、該発熱抵抗層上に電極
形成のための導電層(たとえばAu層,Al層)を形成
し、その後フォトリソグラフィー技術を利用して導電層
及び発熱抵抗層のパターニングを行なう。そして、更に
必要ならば絶縁性材料等からなる保護層を積層してもよ
い。
変換体を有する基板の場合には、上記の様にして支持体
上に発熱抵抗層を形成した後に、該発熱抵抗層上に電極
形成のための導電層(たとえばAu層,Al層)を形成
し、その後フォトリソグラフィー技術を利用して導電層
及び発熱抵抗層のパターニングを行なう。そして、更に
必要ならば絶縁性材料等からなる保護層を積層してもよ
い。
また、第10図に示される様な液体噴射記録ヘッドの電
気熱変換体を有する基板の場合には、予め支持体上に導
電層を形成し、フォトリソグラフィー技術を用いて該導
電層のパターニングを行なった後に、以上の様なグロー
放電法またはスパッタリング法による発熱抵抗層の形成
が行なわれる。
気熱変換体を有する基板の場合には、予め支持体上に導
電層を形成し、フォトリソグラフィー技術を用いて該導
電層のパターニングを行なった後に、以上の様なグロー
放電法またはスパッタリング法による発熱抵抗層の形成
が行なわれる。
溝付の天板としては、たとえば上記支持体と同様な材質
からなり、適宜の手段たとえばマイクロカッターによる
機械的切削や化学的エッチング等により、また天板が感
光性ガラス等の場合には所望のパターンの露光、現像に
より溝を形成したものを利用することができる。
からなり、適宜の手段たとえばマイクロカッターによる
機械的切削や化学的エッチング等により、また天板が感
光性ガラス等の場合には所望のパターンの露光、現像に
より溝を形成したものを利用することができる。
電気熱変換体を有する基板と天板との接合は位置合せを
十分に行なった上でたとえば接着剤による接着や天板の
材質によっては熱融着によって行なうことができる。
十分に行なった上でたとえば接着剤による接着や天板の
材質によっては熱融着によって行なうことができる。
以上の実施態様例においては、第13図に部分斜視図を
示す様なタイプの液体噴射記録ヘッド即ち記録液吐出口
26が天板20に形成された溝22の方向に開口してい
るヘッドについて説明したが、本発明においては第14
図に示される様に液体吐出口26が天板20に直接設け
られていてもよい。第14図のタイプのヘッドにおいて
は天板20に形成された溝22の端部の開口は記録液導
入口として利用され、記録液は吐出口26から矢印Yの
方向に吐出する。もちろん、溝22の端部は一方が閉じ
られた形状となっていてもよく、記録液の導入も少なく
とも一方の開口から行なわればよい。
示す様なタイプの液体噴射記録ヘッド即ち記録液吐出口
26が天板20に形成された溝22の方向に開口してい
るヘッドについて説明したが、本発明においては第14
図に示される様に液体吐出口26が天板20に直接設け
られていてもよい。第14図のタイプのヘッドにおいて
は天板20に形成された溝22の端部の開口は記録液導
入口として利用され、記録液は吐出口26から矢印Yの
方向に吐出する。もちろん、溝22の端部は一方が閉じ
られた形状となっていてもよく、記録液の導入も少なく
とも一方の開口から行なわればよい。
次に、本発明液体噴射記録ヘッドの変形例を示す。
第15図は上記第14図におけるIX−IX断面図である。
この場合には天板20の溝22の部分以外は電気熱変換
体を有する基板と密着している。従って、天板20の各
溝22に対応して形成される各熱作用部24は支持体1
2との密着部分よりなるバリヤ部30により互いに遮断
されている。尚、第15図において各発熱部18は各吐
出口26に対応して設けられている。
この場合には天板20の溝22の部分以外は電気熱変換
体を有する基板と密着している。従って、天板20の各
溝22に対応して形成される各熱作用部24は支持体1
2との密着部分よりなるバリヤ部30により互いに遮断
されている。尚、第15図において各発熱部18は各吐
出口26に対応して設けられている。
第16〜18図はその他の例を示す第15図に対応する
断面図である。
断面図である。
第16図の場合にはバリヤ部30が支持体12とは完全
には密着しておらず、各発熱部18に対応する熱作用部
24は互いに連通している。
には密着しておらず、各発熱部18に対応する熱作用部
24は互いに連通している。
第17図の場合にはバリヤ部30が天板20ではなく基
板に形成されており、上記第16図の場合と同様各発熱
部18に対応する熱作用部24は互いに連通している。
板に形成されており、上記第16図の場合と同様各発熱
部18に対応する熱作用部24は互いに連通している。
第18図の場合には第15〜17図の場合の様なバリヤ
部は形成されていない。
部は形成されていない。
以上の第15〜18図は第14図に示されるタイプの液
体噴射記録ヘッドについてのものであるが、第13図に
示されるタイプのものについても同様である。
体噴射記録ヘッドについてのものであるが、第13図に
示されるタイプのものについても同様である。
バリヤ部(壁)30は上記した様に必ず設けなければな
らないというものではない。隣接する吐出口から吐出さ
れる液体の吐出方向や吐出速度、または吐出量等に影響
を与えても飛翔液滴の被記録部材への着弾点に許容範囲
を越える誤差がでなければバリヤ部は必ずしも設ける必
要はない。しかし、吐出口間相互の影響を一層少なくす
るためやエネルギー効率(液体の吐出効率)を向上させ
るためにはバリヤ部を設けることは好ましい。また、バ
リヤ部は天板に一体的に形成されてもよいしバリヤ部の
みが別部材とされていてもよいのはもちろんである。平
板な天板としては前記溝付き天板と同様の材質を用いる
ことができる。また、バリヤ部及び天板としては感光性
樹脂を用いることもできる。
らないというものではない。隣接する吐出口から吐出さ
れる液体の吐出方向や吐出速度、または吐出量等に影響
を与えても飛翔液滴の被記録部材への着弾点に許容範囲
を越える誤差がでなければバリヤ部は必ずしも設ける必
要はない。しかし、吐出口間相互の影響を一層少なくす
るためやエネルギー効率(液体の吐出効率)を向上させ
るためにはバリヤ部を設けることは好ましい。また、バ
リヤ部は天板に一体的に形成されてもよいしバリヤ部の
みが別部材とされていてもよいのはもちろんである。平
板な天板としては前記溝付き天板と同様の材質を用いる
ことができる。また、バリヤ部及び天板としては感光性
樹脂を用いることもできる。
以下に、本発明液体噴射記録ヘッドの具体的実施例を示
す。
す。
[実施例] 先ず、以下の実施例及び比較例において使用される電気
熱変換体を有する基板を次の要領で作成した。
熱変換体を有する基板を次の要領で作成した。
支持体としては、コーニング社製の#7059ガラス、
表面層として熱酸化SiO2蓄熱層(厚さ5μm)を設
けたSi板を用いた。
表面層として熱酸化SiO2蓄熱層(厚さ5μm)を設
けたSi板を用いた。
支持体上に発熱抵抗層及び電極、ならびに場合により更
に保護層を形成する。これら発熱抵抗層、電極及び保護
層の層構成は以下のA,B,Cの3種類のタイプとし
た。
に保護層を形成する。これら発熱抵抗層、電極及び保護
層の層構成は以下のA,B,Cの3種類のタイプとし
た。
タイプA 支持体上に第12図に示される堆積装置を用いて発熱抵
抗層を形成した。堆積の際の条件は第1表及び第2表に
それぞれ示される通りである。尚、第1表記載の実施例
はグロー放電法で行なわれ、また第2表記載の実施例及
び比較例はスパッタリング法により行なわれた。スパッ
タリングの際のターゲットとしては比較例を除いてグラ
ファイト(99.99%)が用いられ、比較例はHfB
2が用いられた。
抗層を形成した。堆積の際の条件は第1表及び第2表に
それぞれ示される通りである。尚、第1表記載の実施例
はグロー放電法で行なわれ、また第2表記載の実施例及
び比較例はスパッタリング法により行なわれた。スパッ
タリングの際のターゲットとしては比較例を除いてグラ
ファイト(99.99%)が用いられ、比較例はHfB
2が用いられた。
堆積中において各ガスの流量及びその他の条件は第1表
及び第2表にそれぞれ示されるとおりに保たれ、第3表
に示される厚さの発熱抵抗層が形成された。次に、その
発熱抵抗層上に電子ビーム法によりAl層を形成しフォ
トリソグラフィー技術によりレジストパターンを形成
し、Al層を所望の形状にエッチングして複数対の電極
を形成した。続いて、フォトリソグラフィー技術により
レジストパターンを形成してHF系エッチング液を用い
て所定の部分の発熱抵抗層を除去した。その一例とし
て、40μm×200μmの発熱抵抗層の部分からなる
発熱部に上記電極が付されている発熱抵抗素子を形成し
た。この発熱部は8個/mmピッチで配列した。
及び第2表にそれぞれ示されるとおりに保たれ、第3表
に示される厚さの発熱抵抗層が形成された。次に、その
発熱抵抗層上に電子ビーム法によりAl層を形成しフォ
トリソグラフィー技術によりレジストパターンを形成
し、Al層を所望の形状にエッチングして複数対の電極
を形成した。続いて、フォトリソグラフィー技術により
レジストパターンを形成してHF系エッチング液を用い
て所定の部分の発熱抵抗層を除去した。その一例とし
て、40μm×200μmの発熱抵抗層の部分からなる
発熱部に上記電極が付されている発熱抵抗素子を形成し
た。この発熱部は8個/mmピッチで配列した。
次に、感光性ポリイミド(商品名フォトニース)をスピ
ンコートする。そして、80℃で1時間プリベークし、
アライナーで露光後、現像し、発熱部を窓あけ構造とし
た構成にする。そして、140℃で30分更に400℃
で1時間ポストベークをして電気熱変換体を有する基板
が完成する。
ンコートする。そして、80℃で1時間プリベークし、
アライナーで露光後、現像し、発熱部を窓あけ構造とし
た構成にする。そして、140℃で30分更に400℃
で1時間ポストベークをして電気熱変換体を有する基板
が完成する。
尚、かくして得られた電気熱変換体の各発熱部の抵抗は
第3表に示される通りであった。
第3表に示される通りであった。
尚、感光性ポリイミドはAl電極のインク中における電
解を防ぐためのものである。
解を防ぐためのものである。
完成した電気熱変換体を有する基板の模式的斜視図を第
19図に、模式的断面図を第20図に示す。図におい
て、28はポリイミド層である。
19図に、模式的断面図を第20図に示す。図におい
て、28はポリイミド層である。
タイプB タイプAの場合と同様にして支持体上に発熱抵抗層を形
成した。堆積の条件は第1表及び第2表にそれぞれ示さ
れる通りである。なお、堆積中において各ガスの流量及
びその他の条件は第1表及び第2表にそれぞれ示される
とおりに保たれ、第3表に示される厚さの発熱抵抗層を
が形成された。次に、その発熱抵抗層上に電子ビーム法
によりAu層を形成しフォトリソグラフィー技術により
レジストパターンを形成しAu層を所望の形状にエッチ
ングして複数対の電極を形成した。続いて、フォトリソ
グラフィー技術によりレジストパターンを形成してHF
系エッチング液を用いて所定の部分の発熱抵抗層を除去
した。その一例として40μm×200μmの発熱抵抗
層の部分からなる発熱部に上記電極が付されている発熱
抵抗素子を形成した。この発熱部は8個/mmピッチで配
列した。かくして、電気熱変換体を有する基板が完成す
る。
成した。堆積の条件は第1表及び第2表にそれぞれ示さ
れる通りである。なお、堆積中において各ガスの流量及
びその他の条件は第1表及び第2表にそれぞれ示される
とおりに保たれ、第3表に示される厚さの発熱抵抗層を
が形成された。次に、その発熱抵抗層上に電子ビーム法
によりAu層を形成しフォトリソグラフィー技術により
レジストパターンを形成しAu層を所望の形状にエッチ
ングして複数対の電極を形成した。続いて、フォトリソ
グラフィー技術によりレジストパターンを形成してHF
系エッチング液を用いて所定の部分の発熱抵抗層を除去
した。その一例として40μm×200μmの発熱抵抗
層の部分からなる発熱部に上記電極が付されている発熱
抵抗素子を形成した。この発熱部は8個/mmピッチで配
列した。かくして、電気熱変換体を有する基板が完成す
る。
尚、かくして得られた電気熱変換体の各発熱部の抵抗は
第3表に示される通りであった。
第3表に示される通りであった。
完成した電気熱変換体を有する基板の模式的斜視図を第
21図に、模式的断面図を第22図に示す。
21図に、模式的断面図を第22図に示す。
タイプC 支持体上に電子ビーム法によりAl層を形成しフォトリ
ソグラフィー技術によりレジストパターンを形成しAl
層を所望の形状にエッチングして複数対の電極を形成し
た。次に、パターンが形成されたAl層の上に発熱抵抗
層を形成した。
ソグラフィー技術によりレジストパターンを形成しAl
層を所望の形状にエッチングして複数対の電極を形成し
た。次に、パターンが形成されたAl層の上に発熱抵抗
層を形成した。
発熱抵抗層はタイプAの場合と同様にして形成された。
堆積の条件は第1表及び第2表にそれぞれ示される通り
に保たれ、第3表に示される厚さの発熱抵抗層が形成さ
れた。続いて、フォトリソグラフィー技術によりレジス
トパターンを形成してHF系エッチング液を用いて所定
の部分の発熱抵抗層を除去した。その一例として40μ
m×200μmの発熱抵抗層の部分からなる発熱部に上
記電極が付されている発熱抵抗素子を形成した。この発
熱部は8個/mmピッチで配列した。尚、Al電極はこの
発熱抵抗層によって保護されているので保護膜を形成す
る必要はない。かくして、電気熱変換体を有する基板が
完成する。
堆積の条件は第1表及び第2表にそれぞれ示される通り
に保たれ、第3表に示される厚さの発熱抵抗層が形成さ
れた。続いて、フォトリソグラフィー技術によりレジス
トパターンを形成してHF系エッチング液を用いて所定
の部分の発熱抵抗層を除去した。その一例として40μ
m×200μmの発熱抵抗層の部分からなる発熱部に上
記電極が付されている発熱抵抗素子を形成した。この発
熱部は8個/mmピッチで配列した。尚、Al電極はこの
発熱抵抗層によって保護されているので保護膜を形成す
る必要はない。かくして、電気熱変換体を有する基板が
完成する。
尚、かくして得られた電気熱変換体の各発熱部の抵抗は
第3表に示される通りであった。
第3表に示される通りであった。
完成した電気熱変換体を有する基板の模式的斜視図を第
23図に、模式的断面図を第24図に示す。
23図に、模式的断面図を第24図に示す。
以上の様にして完成した電気熱変換体を有する基板を用
いて液体噴射記録ヘッドを作成する。作成されるヘッド
には上記第13図に示されるタイプ(以下、タイプ1と
いう)及び上記第14図に示されるタイプ(以下、タイ
プ2という)がある。
いて液体噴射記録ヘッドを作成する。作成されるヘッド
には上記第13図に示されるタイプ(以下、タイプ1と
いう)及び上記第14図に示されるタイプ(以下、タイ
プ2という)がある。
タイプ1については2種類の作成方法により、またタイ
プ2については1種類の作成方法により作成が行なわれ
た。以下、それらの作成方法について述べる。
プ2については1種類の作成方法により作成が行なわれ
た。以下、それらの作成方法について述べる。
タイプ1−1 先ず、第25図の模式的斜視図に示す様に、ガラス板4
0に複数本の溝22(幅40μm,深さ40μm)と共
通インク室となる溝42とをマイクロカッターを用いて
切削形成してなる溝付きの天板20を作成する。
0に複数本の溝22(幅40μm,深さ40μm)と共
通インク室となる溝42とをマイクロカッターを用いて
切削形成してなる溝付きの天板20を作成する。
次に、上記で完成した基板と天板20とを発熱部と溝2
2との位置合せをした上で接合し、更に第26図の模式
的斜視図に示す様に不図示のインク供給部から共通イン
ク室にインクを導入するためのインク導入管44を接続
して記録ヘッド46を一体的に完成した。
2との位置合せをした上で接合し、更に第26図の模式
的斜視図に示す様に不図示のインク供給部から共通イン
ク室にインクを導入するためのインク導入管44を接続
して記録ヘッド46を一体的に完成した。
タイプ1−2 上記で完成した基板上に感光性フィルム50(商品名オ
ーディール、東京応化)をラミネートする。そして、ア
ライナーで露光し、現像し、所望のパターン形状に作成
する。次に、感光性樹脂フィルム52(商品名オーデイ
ール、東京応化)をラミネートしたガラス板54を上記
のパターン形成したフィルム上にはりあわせ接合する。
そして、この接合体をたとえばダイシング切断等の機械
加工により整形して吐出口26を形成し、更に不図示の
インク供給部から共通インク室にインク導入管44を接
続して、第27図の模式的斜視図に示す様な記録ヘッド
56が一体的に完成した。
ーディール、東京応化)をラミネートする。そして、ア
ライナーで露光し、現像し、所望のパターン形状に作成
する。次に、感光性樹脂フィルム52(商品名オーデイ
ール、東京応化)をラミネートしたガラス板54を上記
のパターン形成したフィルム上にはりあわせ接合する。
そして、この接合体をたとえばダイシング切断等の機械
加工により整形して吐出口26を形成し、更に不図示の
インク供給部から共通インク室にインク導入管44を接
続して、第27図の模式的斜視図に示す様な記録ヘッド
56が一体的に完成した。
タイプ2 先ず、吐出口26が形成された天板20を作成する。天
板20はエッチングなどで溝をつけたステンレス板上に
感光性フィルム(商品名PHT−145FT−50、日
立化成)のパターンを形成し、そしてその上にNiメッ
キで電鋳をして作成する。吐出口26として穴があく部
分は感光性フィルムのパターンがあるところである。こ
の様にして作成した天板20と上記で完成した基板とを
発熱部とこれに対応した吐出口26とで位置合せをして
接着剤で接合する。尚、基板は天板20内にインクが供
給できる様に、機械加工で穴をあけてある。次に、接合
した基板の背面に不図示のインク供給部から共通インク
室にインクを導入するための導入管60を接合して第2
8図の模式的斜視図に示す様な記録ヘッド62を一体的
に完成した。尚、64は天板20の凹部でありバリヤ部
を構成する。
板20はエッチングなどで溝をつけたステンレス板上に
感光性フィルム(商品名PHT−145FT−50、日
立化成)のパターンを形成し、そしてその上にNiメッ
キで電鋳をして作成する。吐出口26として穴があく部
分は感光性フィルムのパターンがあるところである。こ
の様にして作成した天板20と上記で完成した基板とを
発熱部とこれに対応した吐出口26とで位置合せをして
接着剤で接合する。尚、基板は天板20内にインクが供
給できる様に、機械加工で穴をあけてある。次に、接合
した基板の背面に不図示のインク供給部から共通インク
室にインクを導入するための導入管60を接合して第2
8図の模式的斜視図に示す様な記録ヘッド62を一体的
に完成した。尚、64は天板20の凹部でありバリヤ部
を構成する。
電気熱変換体を有する基板の層構成のタイプA、タイプ
B、タイプCとヘッド作成方法のタイプ1−1,タイプ
1−2,タイプ2との組合せがあるが、以下の耐久性実
験においてはタイプAとタイプ1−1との組合せが用い
られた。
B、タイプCとヘッド作成方法のタイプ1−1,タイプ
1−2,タイプ2との組合せがあるが、以下の耐久性実
験においてはタイプAとタイプ1−1との組合せが用い
られた。
以下、作成された記録ヘッドの耐久性についての実験に
ついて述べる。
ついて述べる。
以上において作成された記録ヘッドには各発熱部に関す
る個別の電極17と各発熱部に共通の電極16とにそれ
ぞれ接続されている電極リード(個別電極リード及び共
通電極リード:不図示)を有するリード基板が付設さ
れ、記録ヘッドユニットが完成した。
る個別の電極17と各発熱部に共通の電極16とにそれ
ぞれ接続されている電極リード(個別電極リード及び共
通電極リード:不図示)を有するリード基板が付設さ
れ、記録ヘッドユニットが完成した。
これら記録ヘッドユニットを用いて、第29図に概略斜
視図の示される様な液体噴射記録装置を構成した。
視図の示される様な液体噴射記録装置を構成した。
第29図において、70は記録ヘッドユニットであり、
72は該記録ヘッドユニット70の載置されているキャ
リッジであり、74は該キャリッジ72の往復移動のた
めのガイド部材である。また、76はプラテンであり、
78は該プラテン76上に保持されている被記録部材た
とえば紙である。
72は該記録ヘッドユニット70の載置されているキャ
リッジであり、74は該キャリッジ72の往復移動のた
めのガイド部材である。また、76はプラテンであり、
78は該プラテン76上に保持されている被記録部材た
とえば紙である。
記録ヘッドユニット70の記録液吐出口は矢印Zの方向
を向いており、記録液は該矢印方向に液滴となって吐出
せしめられ、プラテン76上の被記録部材78上にドッ
ト状に付着する。適宜の駆動手段により記録ヘッドユニ
ット70をガイド部材74に沿って移動させることによ
り主走査が行なわれ、一方適宜の駆動手段によりプラテ
ン76を回転軸77のまわりに回転させることにより副
走査が行なわれ、これにより被記録部材78上に記録が
行なわれる。
を向いており、記録液は該矢印方向に液滴となって吐出
せしめられ、プラテン76上の被記録部材78上にドッ
ト状に付着する。適宜の駆動手段により記録ヘッドユニ
ット70をガイド部材74に沿って移動させることによ
り主走査が行なわれ、一方適宜の駆動手段によりプラテ
ン76を回転軸77のまわりに回転させることにより副
走査が行なわれ、これにより被記録部材78上に記録が
行なわれる。
実験条件は次の通りであった。
発熱部に10μsecのパルス幅、200μsecのパルス入
力周期で最低発泡電圧(インク中で発泡しはじめる電
圧)の1.2倍の電圧(たとえば最低発泡電圧が20V
であれば24V)の矩形パルスを印加した。用いたイン
クの組成は以下の通りであった。
力周期で最低発泡電圧(インク中で発泡しはじめる電
圧)の1.2倍の電圧(たとえば最低発泡電圧が20V
であれば24V)の矩形パルスを印加した。用いたイン
クの組成は以下の通りであった。
水 68重量部 DEG 30重量部 黒色染料 2重量部 上記実験条件及びインクを用いてインク滴吐出実験を行
なったところ、第3表に示す様な耐久性評価が得られ
た。
なったところ、第3表に示す様な耐久性評価が得られ
た。
なお、これらの実施例及び比較例における耐久性の評価
は次の通り電気的パルスの繰返し印加可能回数により行
なった。即ち、第3表中の耐久性の欄に示されている
「○」、「×」は、以下の通り電気的パルスの繰返し印
加回数が何回であったかを示している。
は次の通り電気的パルスの繰返し印加可能回数により行
なった。即ち、第3表中の耐久性の欄に示されている
「○」、「×」は、以下の通り電気的パルスの繰返し印
加回数が何回であったかを示している。
○ 109回以上 × 106回以下 ここで電気的パルスの繰り返し印加数が、109回以上
のときは従来の記録ヘッドに比べ格段に優れた耐久性を
持つものであり、記録ヘッドに求められる寿命を充分に
満足するものである。そして、106回以下のときはユ
ーザーが使用する際に必要な印字耐久性としては不充分
なものである。
のときは従来の記録ヘッドに比べ格段に優れた耐久性を
持つものであり、記録ヘッドに求められる寿命を充分に
満足するものである。そして、106回以下のときはユ
ーザーが使用する際に必要な印字耐久性としては不充分
なものである。
また、層厚、抵抗値に関しては耐久性をほぼ同じ条件で
評価できるように、発熱抵抗層の夫々の数値を適宜調整
した。
評価できるように、発熱抵抗層の夫々の数値を適宜調整
した。
以上の結果から、本発明の実施例においては比較例に比
べて著しく優れた耐久性を有する記録ヘッドが得られた
ことが分る。また、本発明実施例においては記録性も優
れていいるものであった。
べて著しく優れた耐久性を有する記録ヘッドが得られた
ことが分る。また、本発明実施例においては記録性も優
れていいるものであった。
上記耐久性実験においては上記タイプAとタイプ1−1
との組合せが用いられたが、他の組合せにおいても同様
の結果が得られた。
との組合せが用いられたが、他の組合せにおいても同様
の結果が得られた。
次に、本発明液体噴射記録装置の一実施態様例の一部切
欠斜視図を第30図に示す。
欠斜視図を第30図に示す。
本実施態様例においては、2個の記録ヘッドユニット7
0がそれぞれ押え部材71により並列にキャリッジ72
に固定されて載置されている。記録ヘッドユニット70
はいわゆる使い捨てタイプのものであり、記録液を内蔵
している。キャリッジ72のガイド部材74に沿っての
移動は、プーリ80,81間に巻回されたワイヤ82の
一部を上記キャリッジ72に固定しておき、モータ84
によりプーリ81を駆動回転させることにより行なわれ
る。
0がそれぞれ押え部材71により並列にキャリッジ72
に固定されて載置されている。記録ヘッドユニット70
はいわゆる使い捨てタイプのものであり、記録液を内蔵
している。キャリッジ72のガイド部材74に沿っての
移動は、プーリ80,81間に巻回されたワイヤ82の
一部を上記キャリッジ72に固定しておき、モータ84
によりプーリ81を駆動回転させることにより行なわれ
る。
一方、プラテン76の回転軸77はモータ86及びギヤ
機構88により駆動回転せしめられ、これにより被記録
部材78が送られる。
機構88により駆動回転せしめられ、これにより被記録
部材78が送られる。
90はキャリッジ72を介して記録ヘッドユニット70
に対しZ方向への記録液の吐出の電気信号を供給するた
め、キャリッジ72に接続されているフレキシブル配線
板である。
に対しZ方向への記録液の吐出の電気信号を供給するた
め、キャリッジ72に接続されているフレキシブル配線
板である。
[発明の効果] 以上の様な本発明によれば、発熱抵抗層として炭素原子
を母体としゲルマニウム原子とハロゲン原子と水素原子
とを含有してなる非晶質材料を用いていることにより、
化学的安定性が高く、耐電気化学反応性、耐酸化性に優
れ、且つ耐機械的衝撃性、耐熱性に優れた電気熱変換体
を有し、従って熱応答性及び繰返し使用耐久性が極めて
良好な液体噴射記録ヘッド及び液体噴射記録装置が提供
される。本発明によれば特に柔軟性の優れた電気熱変換
体が得られる。
を母体としゲルマニウム原子とハロゲン原子と水素原子
とを含有してなる非晶質材料を用いていることにより、
化学的安定性が高く、耐電気化学反応性、耐酸化性に優
れ、且つ耐機械的衝撃性、耐熱性に優れた電気熱変換体
を有し、従って熱応答性及び繰返し使用耐久性が極めて
良好な液体噴射記録ヘッド及び液体噴射記録装置が提供
される。本発明によれば特に柔軟性の優れた電気熱変換
体が得られる。
よって、本発明により高周波数応答でしかも信頼性の高
い液体噴射記録を実現することが可能となる。
い液体噴射記録を実現することが可能となる。
更に、本発明によれば、発熱抵抗層中におけるゲルマニ
ウム原子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率
を膜厚方向に変化させているので、蓄熱性や放熱性や支
持体と抵抗層との密着性や記録液との耐化学反応性等の
種々の特性を容易に実現することができる。
ウム原子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率
を膜厚方向に変化させているので、蓄熱性や放熱性や支
持体と抵抗層との密着性や記録液との耐化学反応性等の
種々の特性を容易に実現することができる。
第1図は本発明記録ヘッドの部分平面図であり、第2図
はそのII−II断面図であり、第3図は第2図のIII−III
断面図である。 第4〜9図は発熱抵抗層中におけるゲルマニウム原子、
ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率の分布を示
すグラフである。 第10図及び第11図は本発明記録ヘッドの電気熱変換
体を有する基板の部分断面図である。 第12図は堆積装置の模式的説明図である。 第13図及び第14図は本発明記録ヘッドの部分斜視図
である。 第15図〜第18図は本発明記録ヘッドの部分断面図で
ある。 第19図、第21図及び第23図は本発明記録ヘッドの
電気熱変換体を有する基板の斜視図であり、第20図、
第22図及び第24図はそれぞれそれらの断面図であ
る。 第25図は本発明記録ヘッドの天板の斜視図である。 第26図、第27図及び第28図は本発明記録ヘッドの
斜視図である。 第29図は本発明記録装置の斜視図である。 第30図は本発明記録装置の一部切欠斜視図である。 12:支持体、24:発熱抵抗層 16,17:電極、18:発熱部 20:天板、24:熱作用部 26:吐出口
はそのII−II断面図であり、第3図は第2図のIII−III
断面図である。 第4〜9図は発熱抵抗層中におけるゲルマニウム原子、
ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率の分布を示
すグラフである。 第10図及び第11図は本発明記録ヘッドの電気熱変換
体を有する基板の部分断面図である。 第12図は堆積装置の模式的説明図である。 第13図及び第14図は本発明記録ヘッドの部分斜視図
である。 第15図〜第18図は本発明記録ヘッドの部分断面図で
ある。 第19図、第21図及び第23図は本発明記録ヘッドの
電気熱変換体を有する基板の斜視図であり、第20図、
第22図及び第24図はそれぞれそれらの断面図であ
る。 第25図は本発明記録ヘッドの天板の斜視図である。 第26図、第27図及び第28図は本発明記録ヘッドの
斜視図である。 第29図は本発明記録装置の斜視図である。 第30図は本発明記録装置の一部切欠斜視図である。 12:支持体、24:発熱抵抗層 16,17:電極、18:発熱部 20:天板、24:熱作用部 26:吐出口
───────────────────────────────────────────────────── 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 矢野 泰弘 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
Claims (1)
- 【請求項1】液体を吐出して飛翔的液滴を形成するため
に設けられた吐出口と、前記液体を収容し前記飛翔的液
滴を形成するために利用される熱エネルギーを前記液体
に作用せしめる熱作用部と、前記熱作用部に設けられ前
記熱エネルギーを発生する電気熱変換体と、を具備する
液体噴射記録ヘッドと、前記飛翔的液滴が付着する被記
録媒体を搬送する搬送手段と、を搭載する液体噴射記録
装置において、前記電気熱変換体を構成する発熱抵抗層
が炭素原子を母体としゲルマニウム原子とハロゲン原子
と水素原子とを含有してなる非晶質材料からなり、該発
熱抵抗層においてゲルマニウム原子、ハロゲン原子及び
/または水素原子の含有率が膜厚方向に変化しているこ
とを特徴とする液体噴射記録装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60128354A JPH0655509B2 (ja) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | 液体噴射記録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置 |
| DE19863618596 DE3618596A1 (de) | 1985-06-11 | 1986-06-03 | Fluessigkeitsstrahl-aufzeichnungskopf und diesen fluessigkeitsstrahl-aufzeichnungskopf enthaltendes aufzeichnungssystem |
| GB8613938A GB2176443B (en) | 1985-06-10 | 1986-06-09 | Liquid jet recording head and recording system incorporating the same |
| US07/242,283 US4847639A (en) | 1985-06-10 | 1988-09-09 | Liquid jet recording head and recording system incorporating the same |
| GB8914938A GB2220168B (en) | 1985-06-10 | 1989-06-29 | Liquid jet recording head and recording system incorporating the same |
| GB8914939A GB2220169B (en) | 1985-06-10 | 1989-06-29 | Liquid jet recording head and recording system incorporating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60128354A JPH0655509B2 (ja) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | 液体噴射記録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61286147A JPS61286147A (ja) | 1986-12-16 |
| JPH0655509B2 true JPH0655509B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=14982743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60128354A Expired - Fee Related JPH0655509B2 (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-14 | 液体噴射記録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0655509B2 (ja) |
-
1985
- 1985-06-14 JP JP60128354A patent/JPH0655509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61286147A (ja) | 1986-12-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |