JPH07314678A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
- Publication number
- JPH07314678A JPH07314678A JP6115391A JP11539194A JPH07314678A JP H07314678 A JPH07314678 A JP H07314678A JP 6115391 A JP6115391 A JP 6115391A JP 11539194 A JP11539194 A JP 11539194A JP H07314678 A JPH07314678 A JP H07314678A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- ink
- recording head
- wiring
- top plate
- Prior art date
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型に構成し、高い解像度の記録を可能とす
る。 【構成】 基板１０１と天板１１０とで挟まれたインク
流路１００に面して設けた発熱抵抗体と、発熱抵抗体の
発熱をインクに伝達して気泡を形成する熱作用部１０４
と、基板に保持され熱エネルギを蓄熱する蓄熱層１０２
と、基板部のコモン配線１０３に接続した天板部１１０
の配線１０９とを備え発熱抵抗体に給電しインクを吐出
させる。
る。 【構成】 基板１０１と天板１１０とで挟まれたインク
流路１００に面して設けた発熱抵抗体と、発熱抵抗体の
発熱をインクに伝達して気泡を形成する熱作用部１０４
と、基板に保持され熱エネルギを蓄熱する蓄熱層１０２
と、基板部のコモン配線１０３に接続した天板部１１０
の配線１０９とを備え発熱抵抗体に給電しインクを吐出
させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、記録装置のキャリッジ
に設置され画像形成記録するインクを記録媒体に向けて
吐出するインクジェット記録ヘッドに関するものであ
る。
に設置され画像形成記録するインクを記録媒体に向けて
吐出するインクジェット記録ヘッドに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録装置は、インクと称
される記録用液体の小液滴を種々の吐出方式で吐出し、
それを紙等の記録媒体に付着させて記録を行う装置であ
る。インクを吐出する方法としては、種々の方法がある
が、中でも熱エネルギを液体に作用させて液滴吐出の原
動力を得る方式が近年注目をあびつつある。
される記録用液体の小液滴を種々の吐出方式で吐出し、
それを紙等の記録媒体に付着させて記録を行う装置であ
る。インクを吐出する方法としては、種々の方法がある
が、中でも熱エネルギを液体に作用させて液滴吐出の原
動力を得る方式が近年注目をあびつつある。
【０００３】即ち、上記記録方法は、熱エネルギの作用
を受けた液体が急激な体積の増大を伴う状態変化を起こ
し、この状態変化に基づく作用力によって記録ヘッドの
先端の吐出口より液滴を吐出する。そして、吐出された
液滴が記録媒体に付着し記録が行われる。
を受けた液体が急激な体積の増大を伴う状態変化を起こ
し、この状態変化に基づく作用力によって記録ヘッドの
先端の吐出口より液滴を吐出する。そして、吐出された
液滴が記録媒体に付着し記録が行われる。
【０００４】特に、前記インクジェット記録方式は、所
謂ドロップオンデマンド記録方法に極めて有効に適用さ
れるばかりでなく、記録ヘッド部を高密度マルチノズル
化された記録ヘッドを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。
謂ドロップオンデマンド記録方法に極めて有効に適用さ
れるばかりでなく、記録ヘッド部を高密度マルチノズル
化された記録ヘッドを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。
【０００５】上記の記録方法による記録装置の記録ヘッ
ド部は、液滴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、液滴を吐出するための熱エネルギが
液体に作用する部分である熱作用部と、熱エネルギを発
生する手段としてのエネルギ発生体とを具備している。
ド部は、液滴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、液滴を吐出するための熱エネルギが
液体に作用する部分である熱作用部と、熱エネルギを発
生する手段としてのエネルギ発生体とを具備している。
【０００６】そして、このエネルギ発生体は、一対の電
極と、これ等の電極に接続しこれら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お
り、エネルギ発生体と電極は、一般的には、同一の基板
上に形成されている。
極と、これ等の電極に接続しこれら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お
り、エネルギ発生体と電極は、一般的には、同一の基板
上に形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、インクジェット記録ヘッドの基板は、一般的
にはＳｉやＳｉＯ2 ウエハー基板を用いて、膜を積層し
ながらフォトリソグラフィによってパターンを形成し、
多数個の基板チップを同時に形成している。そのため、
基板チップのサイズがウエハー基板１枚当りの取り個数
に反映され、面積の広い基板チップとなりコスト的に不
利になる。
来例では、インクジェット記録ヘッドの基板は、一般的
にはＳｉやＳｉＯ2 ウエハー基板を用いて、膜を積層し
ながらフォトリソグラフィによってパターンを形成し、
多数個の基板チップを同時に形成している。そのため、
基板チップのサイズがウエハー基板１枚当りの取り個数
に反映され、面積の広い基板チップとなりコスト的に不
利になる。
【０００８】そのため、エネルギ発生体に電気的接続を
とる配線幅はより細くする必要があるが、抵抗値が増大
することにより細くするには限界がでてくるために基板
チップサイズを小さくするには限界がある。
とる配線幅はより細くする必要があるが、抵抗値が増大
することにより細くするには限界がでてくるために基板
チップサイズを小さくするには限界がある。
【０００９】また、温度制御のための温度センサーを配
線の形成時に同時に作り込むことは安価な製造方法であ
るが、そのことさえも基板チップサイズの増大をまねい
ている。
線の形成時に同時に作り込むことは安価な製造方法であ
るが、そのことさえも基板チップサイズの増大をまねい
ている。
【００１０】本発明は、上記従来の問題点を解消するた
めに成されたもので、小型に構成し、高い解像度の記録
が可能なインクジェット記録ヘッドを提供することを目
的とするものである。
めに成されたもので、小型に構成し、高い解像度の記録
が可能なインクジェット記録ヘッドを提供することを目
的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
インクジェット記録ヘッドは、記録装置のキャリッジに
設置されインクを記録媒体に向けて吐出するインクジェ
ット記録ヘッドであって、基板と天板とで挟まれたイン
ク流路内のインクを吐出させるエネルギを発生する電気
熱変換素子と、該電気熱変換素子の発熱をインクに伝達
して気泡を形成する熱作用部と、前記インク流路を構成
する溝が形成され、基板部のコモン配線に電気的に接続
した個別配線とを備えた天板部を有することを特徴とす
る構成によって、前記の目的を達成しようとするもので
ある。
インクジェット記録ヘッドは、記録装置のキャリッジに
設置されインクを記録媒体に向けて吐出するインクジェ
ット記録ヘッドであって、基板と天板とで挟まれたイン
ク流路内のインクを吐出させるエネルギを発生する電気
熱変換素子と、該電気熱変換素子の発熱をインクに伝達
して気泡を形成する熱作用部と、前記インク流路を構成
する溝が形成され、基板部のコモン配線に電気的に接続
した個別配線とを備えた天板部を有することを特徴とす
る構成によって、前記の目的を達成しようとするもので
ある。
【００１２】更に、上記構成に加えて、前記インク流路
の温度を検出する温度センサを、或は天板部分に金属膜
を積層して形成したコンデンサを備えた構成によって、
また蓄熱層は基板Ｓｉを熱酸化させて形成したＳｉＯ2
の３μｍ膜であり、電気熱変換素子、基板部のコモン配
線、および天板部の個別配線はフォトリソグラフィおよ
びエッチング形成により前記位置に配設された構成によ
って、前記の目的を達成しようとするものである。
の温度を検出する温度センサを、或は天板部分に金属膜
を積層して形成したコンデンサを備えた構成によって、
また蓄熱層は基板Ｓｉを熱酸化させて形成したＳｉＯ2
の３μｍ膜であり、電気熱変換素子、基板部のコモン配
線、および天板部の個別配線はフォトリソグラフィおよ
びエッチング形成により前記位置に配設された構成によ
って、前記の目的を達成しようとするものである。
【００１３】
【作用】以上の構成により、電気熱変換素子は基板部の
コモン配線から個別配線を介した入力によって発熱しイ
ンクを急激に加熱蒸発させ、その圧力によってインクを
記録媒体に向けて吐出させることができる。
コモン配線から個別配線を介した入力によって発熱しイ
ンクを急激に加熱蒸発させ、その圧力によってインクを
記録媒体に向けて吐出させることができる。
【００１４】なお、配線の一部を基板上のノズルおよび
天板部に形成することにより、また温度センサーを基板
上のノズルおよび天板部に形成することにより、基板チ
ップサイズを小さくすることが可能である。そして、基
板チップを安価に製造することができる。
天板部に形成することにより、また温度センサーを基板
上のノズルおよび天板部に形成することにより、基板チ
ップサイズを小さくすることが可能である。そして、基
板チップを安価に製造することができる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の一実施例のインクジェット記
録ヘッドを構成する基板の平面図であり、図２は図１に
示すＸ−Ｙ線に沿った断面図である。
録ヘッドを構成する基板の平面図であり、図２は図１に
示すＸ−Ｙ線に沿った断面図である。
【００１６】図示の１００はノズルのインク流路、１０
１は基板、１０２は蓄熱層、１０３はコモン配線、１０
４は保護層、１０５はノズル壁、１０６は個別配線、１
０７は発熱抵抗体、１０８はコモン配線１０３と上部配
線を接続するスルーホール、１０９は上部配線、１１０
は天板部である。
１は基板、１０２は蓄熱層、１０３はコモン配線、１０
４は保護層、１０５はノズル壁、１０６は個別配線、１
０７は発熱抵抗体、１０８はコモン配線１０３と上部配
線を接続するスルーホール、１０９は上部配線、１１０
は天板部である。
【００１７】まず第１実施例の記録ヘッドについて説明
する。
する。
【００１８】エネルギ発生素子としては従来と同様のも
のが使用でき、例えば、発熱抵抗体１０７等の電気熱変
換体が望ましい。インクを加熱する熱作用部の形状，大
きさは、従来のインクジェット記録ヘッドと同様の構成
となっている。
のが使用でき、例えば、発熱抵抗体１０７等の電気熱変
換体が望ましい。インクを加熱する熱作用部の形状，大
きさは、従来のインクジェット記録ヘッドと同様の構成
となっている。
【００１９】基板１０１を構成する材料としては、通常
Ｓｉ基板が用いられる。その他絶縁材料としてはＡｌ2
Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ガラス等セラミックを用いても良い。
配線材料としては安価で熱安定性が良く、抵抗率の低い
ものを選んであり、第１実施例においてはアルミニウム
を使用する。アルミニウムは製造プロセスの制約上、若
干の不純物、例えばＳｉやＣｕなどの金属を０．０１〜
５％程度含んでも良い。また、上部配線１０９の材料と
しては、上記金属あるいはスクリーン印刷法を用いるた
めに金属をペースト状にしたものを用いる。
Ｓｉ基板が用いられる。その他絶縁材料としてはＡｌ2
Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ガラス等セラミックを用いても良い。
配線材料としては安価で熱安定性が良く、抵抗率の低い
ものを選んであり、第１実施例においてはアルミニウム
を使用する。アルミニウムは製造プロセスの制約上、若
干の不純物、例えばＳｉやＣｕなどの金属を０．０１〜
５％程度含んでも良い。また、上部配線１０９の材料と
しては、上記金属あるいはスクリーン印刷法を用いるた
めに金属をペースト状にしたものを用いる。
【００２０】図１および図２に示される構成のインクジ
ェット記録ヘッドの実施例は以下のようにして形成して
ある。
ェット記録ヘッドの実施例は以下のようにして形成して
ある。
【００２１】支持する基板１０１はＳｉ基板とし、熱酸
化法でＳｉＯ2 膜を３μｍ形成し蓄熱層となっている。
次にスパッタ法で、発熱抵抗体１０７としてのＨｆＢ
2 ，配線としてのＡｌをそれぞれ０．１μｍ，０．６μ
ｍ成膜してある。
化法でＳｉＯ2 膜を３μｍ形成し蓄熱層となっている。
次にスパッタ法で、発熱抵抗体１０７としてのＨｆＢ
2 ，配線としてのＡｌをそれぞれ０．１μｍ，０．６μ
ｍ成膜してある。
【００２２】次にフォトリソグラフィ(Photo Lithograp
hy) およびエッチングによって、図１に示すように、コ
モン配線１０３，個別配線１０６，発熱抵抗部１０７が
形成されている。次に保護膜としてＴａ／ＳｉＯ2 多層
膜をそれぞれ０．５μｍ，１μｍ形成し、次にフォトリ
ソグラフィおよびエッチングによってワイヤーボンデン
グ用パッド、およびスルーホール１０８が形成してあ
る。
hy) およびエッチングによって、図１に示すように、コ
モン配線１０３，個別配線１０６，発熱抵抗部１０７が
形成されている。次に保護膜としてＴａ／ＳｉＯ2 多層
膜をそれぞれ０．５μｍ，１μｍ形成し、次にフォトリ
ソグラフィおよびエッチングによってワイヤーボンデン
グ用パッド、およびスルーホール１０８が形成してあ
る。
【００２３】次に、一般的な方法として、フォトニース
をフォトリソ技術によって形成し、ノズル壁１０５を形
成する。この壁１０５は従来の構成とは異なり、壁に下
側のスルーホール１０８へと貫通する穴が形成されてい
る。そして、その穴を通して、スルーホール部１０８の
コモン配線Ａｌに接続するようにＡｌをスパッタ法で４
μｍの厚さに形成し、フォトリソ法によって配線を形成
する。次にＡｌ保護およびノズル部の強度の向上のため
にフォトニース膜を上面に形成し、インク供給口と接続
するガラスを貼付けて天板部１１０としてある。
をフォトリソ技術によって形成し、ノズル壁１０５を形
成する。この壁１０５は従来の構成とは異なり、壁に下
側のスルーホール１０８へと貫通する穴が形成されてい
る。そして、その穴を通して、スルーホール部１０８の
コモン配線Ａｌに接続するようにＡｌをスパッタ法で４
μｍの厚さに形成し、フォトリソ法によって配線を形成
する。次にＡｌ保護およびノズル部の強度の向上のため
にフォトニース膜を上面に形成し、インク供給口と接続
するガラスを貼付けて天板部１１０としてある。
【００２４】上記のように構成を形成することによっ
て、小型化することが可能であり、多数のノズルを有す
るインクジェット記録ヘッドをコスト低減して供給する
ことができる。
て、小型化することが可能であり、多数のノズルを有す
るインクジェット記録ヘッドをコスト低減して供給する
ことができる。
【００２５】（第２実施例）第２実施例では、図３に示
すように、基板上に配線と発熱体を集積し保護膜を形成
した後、フォトリソ技術でフォトニースや樹脂やガラス
を使用し、ノズル部や天板部を形成し平坦な面とする。
その表面にＡｌを約０．５μｍスパッタ法により膜付け
し、フォトリソ技術およびエッチング法によりパターニ
ングを行い、Ａｌの温度センサー１１１が形成してあ
る。この温度センサー１１１によりインク吐出の制御を
適切に実施することができる。
すように、基板上に配線と発熱体を集積し保護膜を形成
した後、フォトリソ技術でフォトニースや樹脂やガラス
を使用し、ノズル部や天板部を形成し平坦な面とする。
その表面にＡｌを約０．５μｍスパッタ法により膜付け
し、フォトリソ技術およびエッチング法によりパターニ
ングを行い、Ａｌの温度センサー１１１が形成してあ
る。この温度センサー１１１によりインク吐出の制御を
適切に実施することができる。
【００２６】（第３実施例）第３実施例では、図４に示
すように、基板上に配線と発熱体を集積し保護膜を形成
した後に、フォトリソ技術でフォトニースや樹脂やガラ
スを使用し、ノズル部や天板部を形成し平坦な面とす
る。その表面にＡｌを約０．５μｍスパッタ法により形
成し、フォトリソ法によりコンデンサ用パターン１１２
を形成する。次にフォトニース１１３を１μｍ塗布し、
再びＡｌを０．５μｍスパッタ法により形成し、フォト
リソ法によりコンデンサ用パターンを図４に示すように
形成する。
すように、基板上に配線と発熱体を集積し保護膜を形成
した後に、フォトリソ技術でフォトニースや樹脂やガラ
スを使用し、ノズル部や天板部を形成し平坦な面とす
る。その表面にＡｌを約０．５μｍスパッタ法により形
成し、フォトリソ法によりコンデンサ用パターン１１２
を形成する。次にフォトニース１１３を１μｍ塗布し、
再びＡｌを０．５μｍスパッタ法により形成し、フォト
リソ法によりコンデンサ用パターンを図４に示すように
形成する。
【００２７】上記構成により、誘電率＝３のフォトニー
スを用いたコンデンサが形成できており、ノイズの防止
効果が優れている。
スを用いたコンデンサが形成できており、ノイズの防止
効果が優れている。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気熱変換素子は基板部のコモン配線から個別配線を介
した入力によって発熱しインクを急激に加熱蒸発させ、
その圧力によってインクを記録媒体に向けて吐出させる
ことができる。
電気熱変換素子は基板部のコモン配線から個別配線を介
した入力によって発熱しインクを急激に加熱蒸発させ、
その圧力によってインクを記録媒体に向けて吐出させる
ことができる。
【００２９】そして、インクを吐出させるための基板上
のノズルおよび天板部に電極を形成することにより、共
通電極の抵抗を下げ、発熱抵抗体へかかる電圧にバラツ
キをなくし、インク吐出を安定させることができ、また
ノズルピッチを小さくでき、記録画像の高解像度化，高
速化に優れたインクジェット記録ヘッドを提供すること
ができる。
のノズルおよび天板部に電極を形成することにより、共
通電極の抵抗を下げ、発熱抵抗体へかかる電圧にバラツ
キをなくし、インク吐出を安定させることができ、また
ノズルピッチを小さくでき、記録画像の高解像度化，高
速化に優れたインクジェット記録ヘッドを提供すること
ができる。
【００３０】また、天板部にコンデンサを形成して、電
源側に入れることにより、ノイズの影響を少なくし、イ
ンク吐出を安定にする効果がある。
源側に入れることにより、ノイズの影響を少なくし、イ
ンク吐出を安定にする効果がある。
【００３１】更に、ノズル，天板部に電極や温度センサ
ーを形成することは基板チップの小型化に有効であり、
その結果、製造コストが安価になり、低抵抗化も可能と
なり、省エネルギ化が図れる。
ーを形成することは基板チップの小型化に有効であり、
その結果、製造コストが安価になり、低抵抗化も可能と
なり、省エネルギ化が図れる。
【図１】 第１実施例の基板のインク発泡部分を透視し
た平面図である。
た平面図である。
【図２】 図１のＸ−Ｙ線で切断した断面図である。
【図３】 第２実施例の特徴を示した斜視図である。
【図４】 第３実施例の特徴を示した斜視図である。
１００ ノズルのインク流路 １０１ 基板 １０２ ＳｉＯ2 膜 １０３ Ａｌ配線 １０４ 保護層 １０５ ノズル部分の壁 １０６ Ａｌ配線 １０７ 発熱抵抗体 １０８ 基板部分のＡｌと、天板，ノズル壁部分のＡｌ
配線を接続するスルーホール １０９ 天板およびノズル壁部分に形成されたＡｌ配線 １１０ 天板部分 １１１ Ａｌセンサー部 １１２ コンデンサ用Ａｌパターン １１３ フォトニース
配線を接続するスルーホール １０９ 天板およびノズル壁部分に形成されたＡｌ配線 １１０ 天板部分 １１１ Ａｌセンサー部 １１２ コンデンサ用Ａｌパターン １１３ フォトニース
Claims (4)
- 【請求項１】 記録装置のキャリッジに設置されインク
を記録媒体に向けて吐出するインクジェット記録ヘッド
であって、基板と天板とで挟まれたインク流路内のイン
クを吐出させるエネルギを発生する電気熱変換素子と、
該電気熱変換素子の発熱をインクに伝達して気泡を形成
する熱作用部と、前記インク流路を構成する溝が形成さ
れ、基板部のコモン配線に電気的に接続した個別配線と
を備えた天板部とを有す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】 請求項１記載の構成に加えて、前記イン
ク流路の温度を検出する温度センサを備えたことを特徴
とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】 請求項１記載の構成に加えて、前記天板
部分に金属膜を積層して形成したコンデンサを備えたこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項４】 蓄熱層は基板Ｓｉを熱酸化させて形成し
たＳｉＯ2 の３μｍ膜であり、電気熱変換素子、基板部
のコモン配線、および天板部の個別配線はフォトリソグ
ラフィおよびエッチング形成により前記位置に配設され
ていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
記載のインクジェット記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6115391A JPH07314678A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6115391A JPH07314678A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07314678A true JPH07314678A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=14661394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6115391A Withdrawn JPH07314678A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07314678A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010179608A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Canon Inc | 液体吐出ヘッドおよびインクジェット記録装置 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP6115391A patent/JPH07314678A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010179608A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Canon Inc | 液体吐出ヘッドおよびインクジェット記録装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |