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JPH10166584A - Ink jet head its manufacture ink jet cartridge, and ink jet apparatus - Google Patents

Ink jet head its manufacture ink jet cartridge, and ink jet apparatus

Info

Publication number
JPH10166584A
JPH10166584A JP32671296A JP32671296A JPH10166584A JP H10166584 A JPH10166584 A JP H10166584A JP 32671296 A JP32671296 A JP 32671296A JP 32671296 A JP32671296 A JP 32671296A JP H10166584 A JPH10166584 A JP H10166584A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
discharge
ink jet
energy generating
electrothermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32671296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruo Ozaki
照夫 尾崎
Masami Kasamoto
雅己 笠本
Shuji Koyama
修司 小山
Masahiko Tonogaki
雅彦 殿垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP32671296A priority Critical patent/JPH10166584A/en
Publication of JPH10166584A publication Critical patent/JPH10166584A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14088Structure of heating means
    • B41J2/14112Resistive element
    • B41J2/14129Layer structure

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head having satisfactory liquid discharging characteristics when a plurality of individual electrothermal converters are driven by arranging the plurality of the converters along lengthwise direction of respective liquid passages, and a method for manufacturing the head. SOLUTION: In the ink jet head 10 comprising a board 13 provided with a plurality of discharge energy generators for respectively discharging liquid droplets, and a grooved member 16 formed with grooves corresponding to the generators and discharge ports 23 formed at one ends of the grooves to communicate with the grooves, the board 13 is connected to the member 16 to form liquid passages 14 communicating with the ports 23 to discharge the droplets from the passages 14 via the ports 23. In this case, the generators each generates thermal energy for generating film boiling at the liquid and respectively have a plurality of electrothermal converters 11a, 11b having different sheet resistances.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液体に膜沸騰を生
じさせる複数の電気熱変換体をそれぞれ持った複数の吐
出エネルギー発生部を有するインクジェットヘッドおよ
びその製造方法ならびにインクジェットカートリッジお
よびインクジェット装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head having a plurality of discharge energy generating sections each having a plurality of electrothermal converters for causing film boiling in a liquid, a method of manufacturing the same, an ink jet cartridge and an ink jet apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】米国特許第4723129号明細書や、
米国特許第4740796号明細書に記載されているイ
ンクジェットプリント方式は、高速かつ高密度で高精度
かつ高画質のプリントが可能であり、多色化およびコン
パクト化に適しており、近年、特に注目を集めている。
このインクジェットプリント方式を用いたインクジェッ
ト装置においては、インクやこのインクのプリント性を
調整する処理液などの液体を熱エネルギーを利用して吐
出させるため、液体に膜沸騰を生じさせる吐出エネルギ
ー発生部が設けられている。すなわち、液体が通過する
液路に対応して一対の配線電極と、これら配線電極に接
続して熱エネルギーを発生するための発熱抵抗層を持っ
た電気熱変換体とを設け、この電気熱変換体から発生し
た熱エネルギーを利用して液体を急激に加熱発泡させ、
この発泡時の膨張圧力によって液体を吐出口から吐出さ
せるようにしている。
2. Description of the Related Art US Pat. No. 4,723,129,
The ink jet printing method described in U.S. Pat. No. 4,740,796 is capable of high-speed, high-density, high-precision, high-quality printing, is suitable for multicoloring and downsizing. I am collecting.
In an ink-jet apparatus using this ink-jet printing method, a liquid such as an ink or a processing liquid for adjusting the printability of the ink is discharged using thermal energy. Is provided. That is, a pair of wiring electrodes corresponding to the liquid passage through which the liquid passes, and an electrothermal converter having a heating resistance layer connected to these wiring electrodes for generating thermal energy are provided. Using the heat energy generated from the body, the liquid is rapidly heated and foamed,
The liquid is discharged from the discharge port by the expansion pressure at the time of the foaming.

【0003】さらに、最近においては、高精度かつ高画
質を狙いとして電気熱変換体の配列間隔を狭める工夫が
なされている。例えば、吐出口を電気熱変換体と正対さ
せた、いわゆるサイドシュータタイプのインクジェット
ヘッドでは、電気熱変換体を半ピッチずつずらして千鳥
状に配列したり、あるいは吐出口を電気熱変換体の表面
に沿ってその側方に配置した、いわゆるエッジシュータ
タイプのインクジェットヘッドでは、液体が通過する液
路の長手方向に沿って電気熱変換体を一列に複数個配置
し、実質的に配列ピッチが狭まるようにしている。さら
に、プリント画像に階調性を持たせるため、複数の発熱
抵抗体の面積を変え、これら発熱抵抗体を個々に駆動し
て液体の発泡サイズを変化させ、吐出口から吐出される
液滴の吐出量に差を持たせるなどの提案がなされてい
る。
[0003] Further, recently, there has been a contrivance for narrowing the arrangement interval of the electrothermal transducers for the purpose of high precision and high image quality. For example, in a so-called side shooter type ink jet head in which the discharge ports are directly opposed to the electrothermal transducers, the electrothermal transducers are arranged in a staggered manner by being shifted by a half pitch, or the discharge ports of the electrothermal transducers are arranged. In the so-called edge shooter type ink jet head arranged on the side along the surface, a plurality of electrothermal transducers are arranged in a line along the longitudinal direction of the liquid path through which the liquid passes, and the arrangement pitch is substantially equal. I try to narrow it. Furthermore, in order to impart gradation to the printed image, the area of the plurality of heating resistors is changed, and these heating resistors are individually driven to change the bubble size of the liquid, thereby reducing the size of the droplets discharged from the discharge port. Proposals have been made to give a difference in the discharge amount.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】インクジェットヘッド
の吐出エネルギー発生部を複数の電気熱変換体で構成
し、これらを液路の長手方向に沿ってそれぞれ一列に配
置した場合、個々の吐出口から各電気熱変換体までの距
離がすべて相違することとなる。特に、吐出口から遠い
距離にある電気熱変換体を駆動した場合の液体の吐出特
性は、吐出口に近い距離にある電気熱変換体を駆動した
場合の液体の吐出特性よりも悪化する傾向を持つ。
When the discharge energy generating section of the ink jet head is composed of a plurality of electrothermal transducers and these are arranged in a line along the longitudinal direction of the liquid path, each discharge port has a All the distances to the electrothermal converter will be different. In particular, the discharge characteristics of the liquid when driving the electrothermal transducer at a distance far from the discharge port tend to be worse than the discharge characteristics of the liquid when driving the electrothermal transducer at a distance close to the discharge port. Have.

【0005】このようなことから、吐出口から遠い距離
にある電気熱変換体をできるだけ吐出口に近づけるた
め、吐出口に近い距離にある電気熱変換体を液路の長手
方向に沿って延びる矩形ではなく、正方形に近い形状に
することが考えられている。
[0005] In view of the above, in order to make the electrothermal transducer far from the discharge port as close to the discharge port as possible, the electrothermal transducer close to the discharge port is rectangularly extended along the longitudinal direction of the liquid path. Instead, it is considered to make the shape close to a square.

【0006】しかし、吐出口に近い距離にある電気熱変
換体の形状を正方形に近い形状にすると、その電気抵抗
値が変化してしまうため、液路の長手方向に沿って配列
する電気熱変換体の発熱量がそれぞれ相違してしまい、
特に、吐出口に近い距離にある電気熱変換体の発熱エネ
ルギーが不足傾向となり、今度は吐出口に近い距離にあ
る電気熱変換体を駆動した場合の液体の吐出特性が逆に
悪化してしまう傾向を持つ。
However, if the shape of the electrothermal converter near the discharge port is made to be a square, the electric resistance value changes, so that the electrothermal converter arranged along the longitudinal direction of the liquid path is used. The calorific value of the body is different,
In particular, the heat generated by the electrothermal transducer at a distance close to the discharge port tends to be insufficient, and the discharge characteristics of the liquid when the electrothermal transducer at a distance close to the discharge port is driven will deteriorate. Have a tendency.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明の目的は、複数の電気熱変換体が
各液路の長手方向に沿ってそれぞれ配列され、個々の電
気熱変換体を駆動した場合における液体の吐出特性が良
好なインクジェットヘッドおよびその製造方法を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ink-jet apparatus in which a plurality of electrothermal transducers are arranged along the longitudinal direction of each liquid path, and the liquid ejection characteristics are good when each electrothermal transducer is driven. An object of the present invention is to provide a head and a method for manufacturing the same.

【0008】本発明の他の目的は、かかるインクジェッ
トヘッドを組み込んだインクジェットカートリッジおよ
びインクジェット装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an ink jet cartridge and an ink jet apparatus incorporating such an ink jet head.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の形態は、
それぞれ液滴を吐出するための複数の吐出エネルギー発
生部が設けられた基板と、前記吐出エネルギー発生部に
対応する溝およびこれら溝の一端にそれぞれ連通する吐
出口が形成された溝付き部材とを具え、前記基板と前記
溝付き部材とを接合することによって前記吐出口にそれ
ぞれ連通する液路を形成し、この液路から前記吐出口を
介して液滴を吐出するようにしたインクジェットヘッド
であって、前記吐出エネルギー発生部は、液体に膜沸騰
を生じさせる熱エネルギーをそれぞれ発生する複数の電
気熱変換体を個々に有し、個々の前記吐出エネルギー発
生部をそれぞれ構成する複数の電気熱変換体は、これら
のシート抵抗値が相互に異なるものであることを特徴と
するインクジェットヘッドにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided:
A substrate provided with a plurality of discharge energy generating sections for discharging droplets, and a grooved member having grooves corresponding to the discharge energy generating sections and discharge ports respectively communicating with one ends of the grooves are formed. An ink jet head configured to form liquid paths respectively communicating with the discharge ports by joining the substrate and the grooved member, and discharge droplets from the liquid paths through the discharge ports. The discharge energy generating section has a plurality of electrothermal converters each of which generates thermal energy for causing film boiling in the liquid, and a plurality of electrothermal converters respectively configuring the discharge energy generating sections. The ink jet head is characterized in that these sheets have different sheet resistance values.

【0010】本発明の第2の形態は、それぞれ液滴を吐
出するための複数の吐出エネルギー発生部が設けられた
基板と、前記吐出エネルギー発生部に対応する溝および
これら溝の一端にそれぞれ連通する吐出口が形成された
溝付き部材とを具え、前記複数の吐出エネルギー発生部
は、液体に膜沸騰を生じさせる熱エネルギーをそれぞれ
発生する複数の電気熱変換体を個々に有し、個々の前記
吐出エネルギー発生部をそれぞれ構成する複数の電気熱
変換体は、これらのシート抵抗値が相互に異なり、前記
基板と前記溝付き部材とを接合することによって前記吐
出口にそれぞれ連通する液路を形成し、この液路から前
記吐出口を介して液滴を吐出するようにしたインクジェ
ットヘッドの製造方法であって、個々の前記吐出エネル
ギー発生部をそれぞれ構成する複数の電気熱変換体に対
し、選択的に不純物をイオン注入することにより、これ
らのシート抵抗値を相互に異なるようにしたことを特徴
とするインクジェットヘッドの製造方法にある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate provided with a plurality of ejection energy generating sections for ejecting liquid droplets, a groove corresponding to the ejection energy generating section, and one end of each of the grooves. A plurality of discharge energy generating units, each of which has a plurality of electrothermal converters that respectively generate heat energy that causes film boiling of the liquid, and The plurality of electrothermal transducers constituting the discharge energy generating section have different sheet resistance values from each other, and form a liquid path respectively communicating with the discharge port by joining the substrate and the grooved member. A method for manufacturing an ink jet head, wherein a liquid droplet is discharged from the liquid path through the discharge port. It is for a plurality of electrothermal transducers constituting, by impurity ion implantation selectively, in the manufacturing method of the ink jet head, characterized in that the mutually different these sheet resistance.

【0011】本発明の第3の形態は、それぞれ液滴を吐
出するための複数の吐出エネルギー発生部が設けられた
基板と、前記吐出エネルギー発生部に対応する溝および
これら溝の一端にそれぞれ連通する吐出口が形成された
溝付き部材とを具え、前記複数の吐出エネルギー発生部
は、液体に膜沸騰を生じさせる熱エネルギーをそれぞれ
発生する複数の電気熱変換体を個々に有し、個々の前記
吐出エネルギー発生部をそれぞれ構成する複数の電気熱
変換体は、これらのシート抵抗値が相互に異なり、前記
基板と前記溝付き部材とを接合することによって前記吐
出口にそれぞれ連通する液路を形成し、この液路から前
記吐出口を介して液滴を吐出するようにしたインクジェ
ットヘッドの製造方法であって、個々の前記吐出エネル
ギー発生部をそれぞれ構成する複数の電気熱変換体に対
し、選択的に不純物を拡散することにより、これらのシ
ート抵抗値を相互に異なるようにしたことを特徴とする
インクジェットヘッドの製造方法にある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate provided with a plurality of discharge energy generating portions for discharging liquid droplets, a groove corresponding to the discharge energy generating portion, and one end of each of the grooves. A plurality of discharge energy generating units, each of which has a plurality of electrothermal converters that respectively generate heat energy that causes film boiling of the liquid, and The plurality of electrothermal transducers constituting the discharge energy generating section have different sheet resistance values from each other, and form a liquid path respectively communicating with the discharge port by joining the substrate and the grooved member. A method for manufacturing an ink jet head, wherein a liquid droplet is discharged from the liquid path through the discharge port. It is for a plurality of electrothermal transducers constituting, by diffusing selectively impurity, in the manufacturing method of the ink jet head, characterized in that the mutually different these sheet resistance.

【0012】本発明の第4の形態は、それぞれ液滴を吐
出するための複数の吐出エネルギー発生部が設けられた
基板と、前記吐出エネルギー発生部に対応する溝および
これら溝の一端にそれぞれ連通する吐出口が形成された
溝付き部材とを具え、前記基板と前記溝付き部材とを接
合することによって前記吐出口にそれぞれ連通する液路
を形成し、この液路から前記吐出口を介して液滴を吐出
するようにしたインクジェットヘッドと、このインクジ
ェットヘッドに供給するための前記液体を蓄える液体タ
ンクとを具えたインクジェットカートリッジであって、
前記吐出エネルギー発生部は、液体に膜沸騰を生じさせ
る熱エネルギーをそれぞれ発生する複数の電気熱変換体
を個々に有し、個々の前記吐出エネルギー発生部をそれ
ぞれ構成する複数の電気熱変換体は、これらのシート抵
抗値が相互に異なるものであることを特徴とするインク
ジェットカートリッジにある。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a substrate provided with a plurality of discharge energy generating portions for discharging droplets, grooves corresponding to the discharge energy generating portions, and one end of each of the grooves. A grooved member having a discharge port formed therein, and forming liquid paths respectively communicating with the discharge ports by joining the substrate and the grooved member, and from the liquid path through the discharge port An ink jet cartridge comprising an ink jet head configured to discharge liquid droplets and a liquid tank storing the liquid for supplying the liquid to the ink jet head,
The discharge energy generating unit has a plurality of electrothermal converters each of which generates heat energy for causing film boiling in a liquid, and the plurality of electrothermal converters constituting each of the discharge energy generating units are: And an ink jet cartridge characterized in that these sheet resistance values are different from each other.

【0013】本発明の第5の形態は、それぞれ液滴を吐
出するための複数の吐出エネルギー発生部が設けられた
基板と、前記吐出エネルギー発生部に対応する溝および
これら溝の一端にそれぞれ連通する吐出口が形成された
溝付き部材とを具え、前記基板と前記溝付き部材とを接
合することによって前記吐出口にそれぞれ連通する液路
を形成し、この液路から前記吐出口を介して液滴を吐出
するようにしたインクジェットヘッドの取り付け部を具
えたインクジェット装置であって、前記吐出エネルギー
発生部は、液体に膜沸騰を生じさせる熱エネルギーをそ
れぞれ発生する複数の電気熱変換体を個々に有し、個々
の前記吐出エネルギー発生部をそれぞれ構成する複数の
電気熱変換体は、これらのシート抵抗値が相互に異なる
ものであることを特徴とするインクジェット装置にあ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a substrate provided with a plurality of discharge energy generating portions for discharging liquid droplets, a groove corresponding to the discharge energy generating portion, and one end of each of the grooves. A grooved member having a discharge port formed therein, and forming liquid paths respectively communicating with the discharge ports by joining the substrate and the grooved member, and from the liquid path through the discharge port What is claimed is: 1. An inkjet apparatus comprising: an inkjet head mounting unit configured to eject droplets, wherein the ejection energy generating unit individually includes a plurality of electrothermal converters each generating thermal energy for causing film boiling of a liquid. The plurality of electrothermal converters respectively constituting the individual discharge energy generating units have sheet resistance values different from each other. In ink jet apparatus according to symptoms.

【0014】本発明によると、個々の吐出エネルギー発
生部をそれぞれ構成する複数の電気熱変換体の形状の相
違による発泡電圧の相違が解消されるように、これら電
気熱変換体のシート抵抗値が別々に設定される。
According to the present invention, the sheet resistance of the electrothermal transducers is adjusted so that the difference in the foaming voltage due to the difference in the shape of the plurality of electrothermal transducers constituting each of the discharge energy generating sections is eliminated. Set separately.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の第1の形態のインクジェ
ットヘッドにおいて、液路の長手方向に沿って複数の電
気熱変換体を配置し、吐出口に近い電気熱変換体ほどそ
のシート抵抗値を大きく設定することが好ましい。ま
た、個々の吐出エネルギー発生部をそれぞれ構成する複
数の電気熱変換体のシート抵抗値が相互に異なるよう
に、電気熱変換体を構成する電気抵抗材料をそれぞれ変
えたり、あるいは電気熱変換体を構成する電気抵抗材料
の積層数をそれぞれ変えることが有効である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In an ink jet head according to a first embodiment of the present invention, a plurality of electrothermal transducers are arranged along the longitudinal direction of a liquid path, and the closer the electrothermal transducer is to a discharge port, the higher its sheet resistance value. Is preferably set to be large. In addition, the electric resistance materials constituting the electrothermal converters are respectively changed or the electrothermal converters are changed so that the sheet resistance values of the plurality of electrothermal converters constituting the respective discharge energy generating sections are different from each other. It is effective to change the number of laminated electric resistance materials.

【0016】本発明の第4の形態のインクジェットカー
トリッジにおいて、液体は、インクおよび/またはプリ
ント媒体に吐出されるこのインクのプリント性を調整す
る処理液であってもよい。
In the ink jet cartridge according to the fourth aspect of the present invention, the liquid may be a processing liquid for adjusting the printability of the ink and / or the ink discharged onto the print medium.

【0017】本発明の第5の形態のインクジェット装置
において、インクジェットヘッドの取り付け部が、イン
クジェットヘッドから液滴が吐出されるプリント媒体の
搬送方向と交差する方向に走査移動可能であってもよ
く、インクジェットヘッドは、着脱手段を介してインク
ジェットヘッドの取り付け部に着脱自在に取り付けられ
るものであってもよい。
In the ink-jet apparatus according to a fifth aspect of the present invention, the mounting portion of the ink-jet head may be capable of scanning and moving in a direction intersecting with the transport direction of a print medium from which droplets are ejected from the ink-jet head. The inkjet head may be detachably attached to an attachment portion of the inkjet head via attaching / detaching means.

【0018】[0018]

【実施例】本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例について、図1〜図11を参照しながら詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of an ink jet head according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0019】本実施例によるインクジェットヘッドの外
観を図1に示し、その断面構造を図2に示し、その III
−III 矢視断面構造を図3に示し、吐出エネルギー発生
部の平面形状を図4に示し、そのV−V矢視断面構造を
図5に示す。すなわち、インクジェットヘッド10は、
エッチング法や、蒸着法や、あるいはスパッタリング法
などの半導体製造プロセスを経て、本発明の吐出エネル
ギー発生部としての電気熱変換体11a, 11bや、こ
れら電気熱変換体11a, 11bに対して選択的に電流
を供給するための電極配線12などが成膜された基板1
3と、この基板13との接合により形成される液路14
を仕切るための溝壁15が形成された溝付き板16とで
主要部が構成されている。基板13は、シリコン基板
や、電気熱変換体11a, 11bを駆動するための集積
回路をBiCMOS形態あるいはCMOS形態であらか
じめ作り込んだ基板を用いることができる。
FIG. 1 shows the appearance of an ink jet head according to this embodiment, and FIG. 2 shows its cross-sectional structure.
FIG. 3 shows a cross-sectional structure taken along a line III-III, FIG. 4 shows a planar shape of the discharge energy generating section, and FIG. 5 shows a cross-sectional structure taken along a line VV of FIG. That is, the inkjet head 10
Through an etching method, a vapor deposition method, a semiconductor manufacturing process such as a sputtering method, or the like, the electrothermal converters 11a and 11b as the discharge energy generating unit of the present invention and the electrothermal converters 11a and 11b are selectively formed. Substrate 1 on which electrode wirings 12 and the like for supplying current to the substrate are formed
3 and a liquid path 14 formed by joining the substrate 13
The main part is constituted by a grooved plate 16 having a groove wall 15 for partitioning the groove. As the substrate 13, a silicon substrate or a substrate in which an integrated circuit for driving the electrothermal transducers 11a and 11b is formed in advance in a BiCMOS form or a CMOS form can be used.

【0020】基板13の表面には、二酸化ケイ素などに
よって蓄熱層17が形成されており、この蓄熱層17の
上には、窒化タンタルなどによる電気熱変換体11a,
11bと、アルミニウムなどによる電極配線12が配設
される。これら電気熱変換体11a, 11bおよび電極
配線12は、インクやプリント媒体に対するインクのプ
リント性を調整するための処理液などの液体との直接的
な接触による腐食を防止するため、二酸化ケイ素や窒化
ケイ素などで形成される絶縁性保護層18で覆われる。
さらに、電気熱変換体11a, 11bの上には、液体の
沸騰に伴うキャビテーションによる破壊を防止するた
め、タンタルなどで形成された耐キャビテーション部1
9が設けられる。
A heat storage layer 17 made of silicon dioxide or the like is formed on the surface of the substrate 13. On this heat storage layer 17, an electrothermal converter 11a made of tantalum nitride or the like is formed.
11b and an electrode wiring 12 made of aluminum or the like are provided. The electrothermal transducers 11a and 11b and the electrode wiring 12 are made of silicon dioxide or nitride to prevent corrosion due to direct contact with a liquid such as a treatment liquid for adjusting the printability of the ink to the print medium. It is covered with an insulating protective layer 18 formed of silicon or the like.
Further, on the electrothermal transducers 11a and 11b, a cavitation-resistant portion 1 made of tantalum or the like is provided to prevent breakage due to cavitation due to boiling of the liquid.
9 are provided.

【0021】前記溝付き板16は、上述した溝壁15の
他に、これら溝壁15によって仕切られる各々の液路1
4に連通して共通液室20となる液室枠21と、液体を
蓄えた図示しない液体タンクから図示しない液体供給管
を介して共通液室20に液体を導入するための液体供給
口22と、この溝付き板16に一体的に接合されて液路
14に連通する吐出口23をそれぞれ形成した吐出口板
24とを有する。この溝付き板16は、ポリサルフォン
を射出成形して得られるが、液晶ポリマーやポリエーテ
ルサルフォンなどの樹脂により形成することも可能であ
る。
The grooved plate 16 is provided in addition to the above-described groove walls 15 and each of the liquid passages 1 partitioned by the groove walls 15.
A liquid chamber frame 21 communicating with the liquid chamber 4 and serving as a common liquid chamber 20, a liquid supply port 22 for introducing a liquid from a liquid tank (not shown) storing liquid to the common liquid chamber 20 via a liquid supply pipe (not shown). And a discharge port plate 24 integrally formed with the grooved plate 16 and formed with a discharge port 23 communicating with the liquid passage 14. The grooved plate 16 is obtained by injection molding of polysulfone, but may be formed of a resin such as a liquid crystal polymer or polyethersulfone.

【0022】電気熱変換体11a, 11bは、液路14
の長手方向(図2中、左右方向)に沿って一直線状に配
列し、吐出口23から遠い方に位置する電気熱変換体
(以下、これを上流側の電気熱変換体と記述する)11
aをできるだけ吐出口23側に近づけるため、吐出口2
3に近い方の電気熱変換体(以下、これを下流側の電気
熱変換体と記述する)11bを正方形状に形成してあ
る。また、本実施例では吐出口23から遠い方に位置す
る電気熱変換体11aは、窒化タンタルを下層部11AL
と上層部11AUとの2層に積層した構造となっており、
そのシート抵抗値が吐出口23に近い方の電気熱変換体
11bのシート抵抗値よりも小さく、本実施例では25
Ω/□に設定した。因みに、吐出口23に近い方の電気
熱変換体11bの本実施例におけるシート抵抗値は、5
0Ω/□に設定した。
The electrothermal converters 11a and 11b are
2 are arranged in a straight line along the longitudinal direction (the horizontal direction in FIG. 2), and are located farther from the discharge port 23 (hereinafter referred to as the upstream electrothermal converter) 11
a, as close as possible to the discharge port 23 side.
An electrothermal converter (hereinafter, referred to as a downstream electrothermal converter) 11b closer to 3 is formed in a square shape. Further, in this embodiment, the electrothermal transducer 11a located far from the discharge port 23 is made of tantalum nitride in the lower layer portion 11AL.
And the upper layer part 11 AU .
The sheet resistance of the electrothermal transducer 11b closer to the discharge port 23 is smaller than the sheet resistance of the electrothermal converter 11b.
Ω / □ was set. Incidentally, the sheet resistance of the electrothermal transducer 11b closer to the discharge port 23 in this embodiment is 5
It was set to 0Ω / □.

【0023】従って、液体は、図示しない液体タンクお
よび液体供給管を介して液体供給口22から共通液室2
0内に供給され、毛細管現象により液路14内に引き込
まれ、各液路14の先端の吐出口23にて表面張力によ
るメニスカスを形成し、各液路14内にて安定に保持さ
れる。ここで、各液路14内にそれぞれ臨む電気熱変換
体11a, 11bに通電することにより、電気熱変換体
11a, 11bの上に介在する液体が加熱され、瞬間的
に沸騰して吐出口23から液滴が吐出される。この場
合、電気熱変換体11a, 11bの形状の相違に基づく
電気抵抗値の相違を解消することができ、各電気熱変換
体11a, 11bによる個々の液体の吐出特性をすべて
良好に維持することができる。
Therefore, the liquid is supplied from the liquid supply port 22 to the common liquid chamber 2 through a liquid tank and a liquid supply pipe (not shown).
The liquid is supplied to the inside of the liquid passage 14, and is drawn into the liquid passages 14 by capillary action, and forms a meniscus due to surface tension at the discharge port 23 at the tip of each liquid passage 14, and is stably held in each liquid passage 14. Here, by supplying electricity to the electrothermal converters 11a and 11b facing the respective liquid passages 14, the liquid interposed on the electrothermal converters 11a and 11b is heated and instantaneously boiled and discharged. Droplets are ejected from. In this case, it is possible to eliminate the difference in the electric resistance value based on the difference in the shape of the electrothermal converters 11a and 11b, and to maintain all the discharge characteristics of the individual liquids by the electrothermal converters 11a and 11b in good condition. Can be.

【0024】上述した基板13は、例えば、図6〜図1
1に示す如き手順によって製造される。すなわち、ま
ず、基板13の表面を蓄熱層17で被覆し(図6参
照)、次に、反応性スパッタリングにより上流側の電気
熱変換体11aの下層部11ALおよび下流側の電気熱変
換体11bを構成するための下部発熱抵抗体層11L
約500Åの厚さに形成し、さらにこの上に電極配線層
12′をスパッタリングによって6000Åの厚さに形
成する(図7参照)。
The substrate 13 described above is, for example, shown in FIGS.
It is manufactured by the procedure shown in FIG. That is, first, by coating the surface of the substrate 13 in the thermal storage layer 17 (see FIG. 6), then, the lower portion 11 AL and the downstream side of the electrothermal converting element 11b on the upstream side of the electrothermal transducer 11a by reactive sputtering the lower the heating resistor layer 11 L for forming to a thickness of about 500 Å, further forming an electrode wiring layer 12 'thereon to a thickness of 6000Å by sputtering (see Fig. 7).

【0025】そして、フォトリソグラフィ技術を用いて
電極配線層12′が図4に示す如きパターンを形成すべ
く、ウェットエッチング法によって電極配線層12′の
一部を除去し、電極配線12を形成する。さらに、フォ
トリソグラフィ技術を用いて電気熱変換体11a, 11
bに対応したパターンを形成し、アクティブイオンエッ
チング法により発熱抵抗体層11L の一部をエッチング
することにより、上流側の電気熱変換体11aの下層部
11ALと下流側の電気熱変換体11bとを形成する(図
8参照)。
Then, a part of the electrode wiring layer 12 'is removed by wet etching so that the electrode wiring layer 12' forms a pattern as shown in FIG. . Further, the electrothermal transducers 11a and 11
forming a pattern corresponding to b, by etching a portion of the heating resistor layer 11 L by reactive ion etching, the lower portion 11 AL and the downstream side of the electrothermal transducer on the upstream side of the electrothermal transducers 11a 11b (see FIG. 8).

【0026】次に、フォトリソグラフィ技術によって上
流側の電気熱変換体11aの下層部11ALのみ露出する
ようにパターニングを行い(図9参照)、フォトリソグ
ラフィ技術によるレジスト層25を残したまま、上流側
の電気熱変換体11aの上層部11AUを形成するための
上部発熱抵抗体層11U を約500Åの厚さにスパッタ
リングにより形成する(図10参照)。
Next, (see Fig. 9) and patterned to expose only the lower portion 11 AL of the upstream side of the electrothermal transducer 11a by photolithography, leaving the resist layer 25 by photolithography technique, upstream It is formed by sputtering an upper heating resistor layer 11 U to form the upper layer portion 11 AU side of electrothermal transducers 11a to a thickness of about 500 Å (see FIG. 10).

【0027】この後、レジスト層25を剥離し、レジス
ト層25上の上部発熱抵抗体層11U も同時に除去す
る。すなわち、リフトオフ法によって上流側の電気熱変
換体11aの下層部11ALにのみ、その上層部11AU
残るようにする(図11参照)。
Thereafter, the resist layer 25 is peeled off, and the upper heating resistor layer 11 U on the resist layer 25 is simultaneously removed. That is, by a lift-off method only the lower layer portion 11 AL of the upstream side of the electrothermal transducer 11a, so that the upper layer portion 11 AU remains (see FIG. 11).

【0028】しかるのち、絶縁保護層18をプラズマC
VD法によって約1μmの厚さに形成し、さらに耐キャ
ビテーション部19を形成するための耐キャビテーショ
ン形成層をスパッタリングによって約2500Åの厚さ
に形成する。最後に、フォトリソグラフィ技術によって
耐キャビテーション形成層を所定のパターンにエッチン
グして電気熱変換体11a, 11bの真上に耐キャビテ
ーション部19を形成し、さらに絶縁保護層18の一部
を窓あけして電極配線12の図示しない接続パッドの部
分を露出させ、図4および図5に示す如き基板13を作
成した。この基板13は、溝付き板16と位置決めされ
た状態で相互に重ね合わされ、一体的に接合されてイン
クジェットヘッド10となる。
Thereafter, the insulating protective layer 18 is formed by plasma C
A thickness of about 1 μm is formed by the VD method, and a cavitation-resistant forming layer for forming the cavitation-resistant portion 19 is formed to a thickness of about 2500 ° by sputtering. Finally, the anti-cavitation forming layer is etched into a predetermined pattern by photolithography to form the anti-cavitation portion 19 right above the electrothermal transducers 11a and 11b, and further, a part of the insulating protective layer 18 is opened. By exposing the connection pads (not shown) of the electrode wirings 12, a substrate 13 as shown in FIGS. 4 and 5 was prepared. The substrate 13 is overlapped with the grooved plate 16 while being positioned, and integrally joined to form the ink jet head 10.

【0029】なお、電極配線12の端部は、本実施例の
如き基板13の場合には、ワイヤーボンディング用のパ
ッドとなり、集積回路を作り込んだ基板の場合には、ス
ルーホールを介してその裏面側に形成した電極と接続さ
れる。また、電極配線12を構成する材料としては、そ
の機能を達成できるような材料でありさえすればよく、
その本実施例で採用したアルミニウム以外に、他の金属
やアルミニウムに不純物をドープしたものなどを使用す
ることができる。電気熱変換体11も同様に、窒化タン
タル以外のものを採用することが可能である。
The end of the electrode wiring 12 serves as a pad for wire bonding in the case of the substrate 13 as in the present embodiment, and through a through hole in the case of a substrate in which an integrated circuit is formed. Connected to the electrode formed on the back side. Further, the material constituting the electrode wiring 12 may be any material that can achieve its function,
In addition to the aluminum employed in this embodiment, other metals or aluminum doped with impurities can be used. Similarly, a material other than tantalum nitride can be used for the electrothermal converter 11.

【0030】上述した実施例では、電極配線12のパタ
ーン幅寸法(図4中、上下方向の長さ)よりも電気熱変
換体11a, 11bを構成するための下層部11ALのパ
ターン幅寸法を大きめに設定したが、これらを同一パタ
ーン幅寸法に設定することも可能である。
[0030] In the embodiments described above, (in FIG. 4, the vertical length) pattern width dimension of the electrode wire 12 electrothermal transducers 11a than the pattern width of the lower layer portion 11 AL for configuring 11b Although they are set large, they can be set to the same pattern width dimension.

【0031】このような本発明によるインクジェットヘ
ッドの他の実施例における基板の吐出エネルギー発生部
の形状を図12に示すが、先の実施例と同一機能の要素
には、これと同一符号を記すに止め、重複する説明は省
略するものとする。すなわち、下層部11ALの上には、
これとパターン幅が同一の電極配線12が形成されてい
る。上流側の電気熱変換体11aは、下層部11ALと上
層部11AUとを積層して形成されているが、下流側の電
気熱変換体11bは、下層部11ALのみで形成されてい
ることは、先の実施例と同じである。
FIG. 12 shows the shape of the discharge energy generating portion of the substrate in another embodiment of the ink jet head according to the present invention. Elements having the same functions as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals. And a duplicate description will be omitted. That is, on the lower layer part 11 AL ,
The electrode wiring 12 having the same pattern width as the above is formed. The upstream electrothermal converter 11a is formed by laminating the lower layer 11AL and the upper layer 11AU , while the downstream electrothermal converter 11b is formed only by the lower layer 11AL . This is the same as the previous embodiment.

【0032】本実施例の構造を採用した場合、反応性ス
パッタリングによって下部発熱抵抗体層11L と、電極
配線層12′とを形成した後、フォトリソグラフィ技術
を用いて図12に示す如きパターンを形成し、リアクテ
ィブイオンエッチング法によって下部発熱抵抗体層11
L の一部と、電極配線層12′の一部とを同時に除去す
る。次に、電気熱変換体11a, 11bとなる部分をフ
ォトリソグラフィ技術を用いてパターン形成した後、ウ
ェットエッチングによって下層部AL上の電極配線層1
2′の一部を除去し、上流側の電気熱変換体11aの下
層部11ALおよび下流側の電気熱変換体11bと、電極
配線12とを同時に形成する。その後の工程は、先の実
施例における図9以降に示した工程と同じである。
In the case of employing the structure of this embodiment, the lower heating resistor layer 11L and the electrode wiring layer 12 'are formed by reactive sputtering, and then the pattern shown in FIG. Formed, and the lower heating resistor layer 11 is formed by reactive ion etching.
Part of L and part of the electrode wiring layer 12 'are removed at the same time. Next, after patterning the portions to be the electrothermal transducers 11a and 11b using photolithography technology, the electrode wiring layer 1 on the lower layer portion AL is wet-etched.
Removing a portion of 2 ', at the same time to form the electro-thermal converter 11b of the lower layer portion 11 AL and the downstream side of the upstream side of the electrothermal transducer 11a, and the electrode wiring 12. Subsequent steps are the same as the steps shown in FIG.

【0033】先の2つの実施例では、1つの液路14に
付き、吐出口23の配列方向に沿って3本の電極配線1
2を並行に配列したが、これら電極配線12を上下に積
層して配置することも可能である。
In the above two embodiments, three electrode wirings 1 are provided along one liquid passage 14 along the direction in which the discharge ports 23 are arranged.
2 are arranged in parallel, but it is also possible to arrange these electrode wirings 12 one above the other.

【0034】このような本発明によるインクジェットヘ
ッドの別な実施例における吐出エネルギー発生部の形状
を図13に示し、そのXIV−XIV矢視断面構造を図14に
示すが、先の実施例と同一機能の要素には、これと同一
符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとす
る。すなわち、本実施例では下流側の電気熱変換体11
bに接続する一方の電極配線12を下層部11ALの直下
に埋設した構造を採用しており、基板13には下から順
に蓄熱層17, アルミニウムなどで形成した下部電極配
線12L , 窒化タンタルやタンタルなどで形成したヒロ
ック防止部26,二酸化ケイ素などで形成した絶縁層2
7, 電気熱変換体11a, 11bを形成するための下層
部11AL, 上部電極配線12U , 上流側の電気熱変換体
11aを形成するための上層部11AU, 絶縁保護層1
8, 耐キャビテーション部19が積層されている。
FIG. 13 shows the shape of the discharge energy generating portion in another embodiment of the ink jet head according to the present invention, and FIG. 14 shows the cross-sectional structure taken along the line XIV-XIV of FIG. Only the same reference numerals are given to the elements of the function, and the duplicate description will be omitted. That is, in this embodiment, the downstream electrothermal converter 11
one electrode wire 12 to be connected to b is adopted buried structure immediately below the lower part 11 AL, lower electrode wiring on the substrate 13 the heat storage layer 17 in order from the bottom, to form such aluminum 12 L, tantalum nitride Hillock prevention part 26 formed of metal or tantalum, insulating layer 2 formed of silicon dioxide or the like
7, the lower portion 11 AL for forming electro-thermal converter 11a, a 11b, upper electrode wirings 12 U, the upper portion 11 for forming the upstream side of the electrothermal transducer 11a AU, the insulating protective layer 1
8. The anti-cavitation portion 19 is laminated.

【0035】下層部11ALの一部は、絶縁層27に形成
したスルーホール28を介してヒロック防止部26に接
合され、この接合部分を介して下部電極配線12L と上
部電極配線12U とが電気的に接続した状態となってい
る。つまり、下流側の電気熱変換体11bへの通電は、
下部電極配線12L と上部電極配線12U とを用いて行
われ、上流側の電気熱変換体11aへの通電は、上部電
極配線12U のみ用いて行われる。
[0035] Some of the lower portion 11 AL is joined to the hillock prevention portion 26 through the through hole 28 formed in the insulating layer 27, and the lower electrode wiring 12 L and the upper electrode wiring 12 U through the joint portion Are in an electrically connected state. That is, energization of the downstream electrothermal converter 11b is performed as follows.
It performed using the lower electrode wirings 12 L and the upper electrode wiring 12 U, power supply to the upstream side of the electrothermal transducer 11a is performed by using only the upper electrode wiring 12 U.

【0036】本実施例における基板13は、例えば、図
15〜図20に示す如き手順によって製造される。すな
わち、図6に示した基板13の蓄熱層17の上に、スパ
ッタリング法によって6000Åの厚さの下部電極配線
層を形成し、さらに窒化タンタルで500Åの厚さのヒ
ロック防止層26′を反応性スパッタリングによって形
成し(図15参照)、これらを図13に示す如き所定パ
ターンにエッチングして下部電極配線12L およびヒロ
ック防止部26を形成する。
The substrate 13 in this embodiment is manufactured, for example, according to the procedure shown in FIGS. That is, a lower electrode wiring layer having a thickness of 6000 .ANG. Is formed on the heat storage layer 17 of the substrate 13 shown in FIG. 6 by a sputtering method, and a hillock prevention layer 26 'having a thickness of 500.degree. formed by sputtering (see FIG. 15), it is etched in a predetermined pattern as shown in FIG. 13 to form the lower electrode wirings 12 L and hillock prevention unit 26.

【0037】次に、CVD法によって約1μm の厚さの
絶縁層27を形成し(図16参照)、フォトリソグラフ
ィ技術によってスルーホール28のためのパターニング
を行い、フッ酸を用いたウェットエッチによってスルー
ホール28を形成する(図17参照)。
Next, an insulating layer 27 having a thickness of about 1 μm is formed by the CVD method (see FIG. 16), patterning for the through hole 28 is performed by the photolithography technique, and the through layer 28 is formed by wet etching using hydrofluoric acid. A hole 28 is formed (see FIG. 17).

【0038】次に、反応性スパッタリングによって下部
発熱抵抗体層11L および上部電極配線層12U ′を形
成し、下部電極配線層12L ′と上部電極配線層1
U ′とをヒロック防止層26および下部発熱抵抗体層
11L を介して電気的に導通させる(図18参照)。
Next, the lower heating resistor layer 11L and the upper electrode wiring layer 12U 'are formed by reactive sputtering, and the lower electrode wiring layer 12L ' and the upper electrode wiring layer 1U are formed.
2 U 'and through the hillock prevention layer 26 and the lower heating resistor layer 11 L is electrically connected (see FIG. 18).

【0039】そして、フォトリソグラフィ技術を用いて
上部電極配線層12U ′が図13に示す如きパターンを
形成すべく、ウェットエッチング法によって上部電極配
線層12U ′の一部を除去し、上部電極配線12U を形
成する(図19参照)。さらに、先の実施例の如く上流
側の電気熱変換体11aに対応する上層部11AUを形成
したのち(図20参照)、先の実施例と同様にして絶縁
保護層18および耐キャビテーション部19を積層す
る。
[0039] Then, 'to form a such pattern is shown in Figure 13, the upper electrode wiring layer 12 U by wet etching' upper electrode wiring layer 12 U by a photolithography technique and removing a portion of the upper electrode The wiring 12U is formed (see FIG. 19). Further, after forming the upper layer portion 11AU corresponding to the upstream electrothermal converter 11a as in the previous embodiment (see FIG. 20), the insulating protective layer 18 and the anti-cavitation portion 19 are formed in the same manner as in the previous embodiment. Are laminated.

【0040】本実施例では、上部電極配線12U および
下部電極配線12L を上下に積層するようにしたので、
先の実施例よりも吐出口23の高密度化を企図した場合
に有利である。
In this embodiment, the upper electrode wiring 12 U and the lower electrode wiring 12 L are vertically stacked.
This is advantageous when the density of the discharge port 23 is intended to be higher than that of the previous embodiment.

【0041】上述した実施例では、電気熱変換体11
a, 11bのシート抵抗値を変えるために、上流側の電
気熱変換体11aを2層構造にしたが、相互に異なる組
成のものを採用することによって、これらのシート抵抗
値を変えるようにしてもよい。
In the above embodiment, the electrothermal converter 11
In order to change the sheet resistance values of a and 11b, the electrothermal converter 11a on the upstream side has a two-layer structure, but by adopting mutually different compositions, these sheet resistance values are changed. Is also good.

【0042】このような本発明によるインクジェットヘ
ッドのさらに他の実施例における吐出エネルギー発生部
の形状を図21に示し、そのXXII−XXII矢視断面構造を
図22に示すが、先の実施例と同一機能の要素には、こ
れらと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略する
ものとする。すなわち、上流側の電気熱変換体11aに
は、そのシート抵抗値を下げるためのアルミニウムなど
がドープされており、これによって上流側の電気熱変換
体11aおよび下流側の電気熱変換体11bのシート抵
抗値が相互に変えられている。
FIG. 21 shows the shape of the discharge energy generating portion in still another embodiment of the ink jet head according to the present invention, and FIG. 22 shows the cross-sectional structure taken along line XXII-XXII of FIG. Elements having the same function are denoted by the same reference numerals, and duplicate description is omitted. That is, the upstream electrothermal converter 11a is doped with aluminum or the like for lowering the sheet resistance value of the upstream electrothermal converter 11a, whereby the sheets of the upstream electrothermal converter 11a and the downstream electrothermal converter 11b are sheeted. The resistance values have been changed with each other.

【0043】具体的には、イオン注入法を用いて上流側
の電気熱変換体11aにアルミニウムをドープする。そ
の製造手順を図23および図24に示すが、先の実施例
と同一機能の要素には、これらと同一符号を記すに止
め、重複する説明は省略するものとする。先の実施例の
図8に示した状態、つまり上流側の電気熱変換体11a
の下層部11ALと下流側の電気熱変換体11bとを形成
した状態から、フォトリソグラフィ技術によって上流側
の電気熱変換体11aの下層部11ALのみ露出するよう
にパターニングを行い、フォトリソグラフィ技術によっ
てレジスト層25を形成する(図23参照)。
Specifically, the electrothermal converter 11a on the upstream side is doped with aluminum by ion implantation. The manufacturing procedure is shown in FIGS. 23 and 24. Elements having the same functions as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The state shown in FIG. 8 of the previous embodiment, that is, the upstream electrothermal converter 11a
From the lower portion 11 AL and the downstream side of the state of forming an electrical thermal converter 11b, and patterned to expose only the lower portion 11 AL of the upstream side of the electrothermal transducer 11a by photolithography, photolithography Thus, a resist layer 25 is formed (see FIG. 23).

【0044】次に、露出した上流側の電気熱変換体11
aの下層部11ALにイオン注入法によってアルミニウム
をドープした(図24参照)のち、レジスト層25を除
去し、絶縁保護層18および耐キャビテーション部19
を積層すればよい。
Next, the exposed upstream electrothermal converter 11
After aluminum is doped into the lower layer portion 11AL by ion implantation (see FIG. 24), the resist layer 25 is removed, and the insulating protective layer 18 and the cavitation-resistant portion 19 are removed.
May be laminated.

【0045】上述した実施例では、上流側の電気熱変換
体11aのシート抵抗値を下げるようにしたが、下流側
の電気熱変換体11bのシート抵抗値を上げることによ
っても同様な効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the sheet resistance of the upstream electrothermal converter 11a is reduced. However, the same effect can be obtained by increasing the sheet resistance of the downstream electrothermal converter 11b. be able to.

【0046】このような本発明によるインクジェットヘ
ッドのさらに別な実施例における製造手順を図25およ
び図26に示すが、先の実施例と同一機能の要素には、
これらと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略す
るものとする。すなわち、先の実施例の図8に示した状
態、つまり上流側の電気熱変換体11aの下層部11AL
と下流側の電気熱変換体11bとを形成した状態から、
フォトリソグラフィ技術によって下流側の電気熱変換体
11bの下層部11ALのみ露出するようにパターニング
を行い、フォトリソグラフィ技術によってレジスト層2
5を形成する(図25参照)。
FIGS. 25 and 26 show a manufacturing procedure in still another embodiment of such an ink jet head according to the present invention. Elements having the same functions as those of the previous embodiment include:
Only the same reference numerals will be used, and duplicate description will be omitted. That is, the state shown in FIG. 8 of the previous embodiment, that is, the lower layer portion 11 AL of the upstream electrothermal converter 11a
From the state where the electrothermal transducer 11b on the downstream side is formed,
And patterned to expose only the lower portion 11 AL of the downstream side of the electrothermal transducer 11b by photolithography, the resist layer 2 by photolithography
5 (see FIG. 25).

【0047】次に、露出した下流側の電気熱変換体11
bの下層部11ALにイオン注入法によって窒化ケイ素な
どをドープした(図26参照)のち、レジスト層25を
除去し、絶縁保護層18および耐キャビテーション部1
9を積層すればよい。
Next, the exposed downstream electrothermal converter 11
After doping silicon nitride or the like into the lower portion 11AL of the substrate b by ion implantation (see FIG. 26), the resist layer 25 is removed, and the insulating protection layer 18 and the cavitation-resistant portion 1 are removed.
9 may be laminated.

【0048】このように電気熱変換体11a, 11bの
シート抵抗値を変える方法として、上述した実施例で
は、同一材料を積層する方法やイオン注入法などを例示
したが、これ以外に、上流側の電気熱変換体11aと下
流側の電気熱変換体11bとを電気抵抗率の異なる異な
る材料、例えば比較的電気抵抗率の高い窒化タンタル
と、ホウ素や燐をドープすることによって比較的電気抵
抗率の低いポリシリコンとで構成することによっても、
本発明の目的を達成することができる。この場合、ポリ
シリコンは、基板13上に電極配線12などを形成する
工程と並行して形成すればよい。
As a method of changing the sheet resistance value of the electrothermal transducers 11a and 11b in the above-described embodiment, a method of laminating the same material and an ion implantation method are exemplified. The electrothermal converter 11a and the downstream electrothermal converter 11b are made of a material having a different electrical resistivity, for example, tantalum nitride having a relatively high electrical resistivity, and a relatively high electrical resistivity by being doped with boron or phosphorus. By configuring with low polysilicon,
The object of the present invention can be achieved. In this case, the polysilicon may be formed in parallel with the step of forming the electrode wiring 12 and the like on the substrate 13.

【0049】上述したようなインクジェットヘッド10
を用いた本発明によるインクジェットカートリッジの一
実施例の外観を図27に示す。すなわち、本実施例にお
けるインクジェットカートリッジ30は、シリアルタイ
プのものであり、インクジェットヘッド10と、液体供
給管31と、インクなどの液体を収容する液体タンク3
2と、この液体タンク32内を密閉する蓋部材33とで
主要部が構成されている。
The ink jet head 10 as described above
FIG. 27 shows the appearance of an embodiment of the ink jet cartridge according to the present invention using the ink jet printer. That is, the ink jet cartridge 30 in this embodiment is of a serial type, and includes the ink jet head 10, the liquid supply pipe 31, and the liquid tank 3 for storing a liquid such as ink.
2 and a lid member 33 for sealing the inside of the liquid tank 32 constitute a main part.

【0050】液体を吐出するための多数の吐出口23が
形成されたインクジェットヘッド10は、先の図1〜図
5に示した実施例に対応したものであり、液体は、液体
タンク32から液体供給管31を介して溝付き板16と
基板13とで形成される図示しない共通液室へと導かれ
るようになっている。
The ink jet head 10 in which a number of discharge ports 23 for discharging liquid are formed corresponds to the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 described above. The liquid is led to a common liquid chamber (not shown) formed by the grooved plate 16 and the substrate 13 via the supply pipe 31.

【0051】本実施例におけるインクジェットカートリ
ッジ30は、インクジェットヘッド10と液体タンク3
2とを一体的に形成したものであるが、このインクジェ
ットヘッド10に対し、液体タンク32側を交換可能に
連結した構造を採用するようにしても良い。
The ink jet cartridge 30 according to the present embodiment includes the ink jet head 10 and the liquid tank 3.
2 are integrally formed, but a structure in which the liquid tank 32 side is exchangeably connected to the inkjet head 10 may be adopted.

【0052】上述したインクジェットカートリッジ30
が搭載される本発明によるインクジェット装置の一実施
例の外観を図28に示す。すなわち、41はキャリッジ
42を図中、矢印a, b方向に案内する案内軸、43は
送りねじ軸44に形成されている螺旋溝であり、キャリ
ッジ42は送りねじ軸44の正逆回転に従って案内軸4
1に沿い矢印a, b方向に走査移動する。そして、移動
しながらキャリッジ42に搭載されたインクジェットカ
ートリッジ30のインクジェットヘッド10により、プ
リント媒体としてのプリント用紙Pのプリント領域にプ
リントが行われる。
The above-described ink jet cartridge 30
FIG. 28 shows the appearance of an embodiment of the ink jet apparatus according to the present invention on which is mounted. That is, 41 is a guide shaft for guiding the carriage 42 in the directions of arrows a and b in the figure, 43 is a spiral groove formed on the feed screw shaft 44, and the carriage 42 is guided according to the forward / reverse rotation of the feed screw shaft 44. Axis 4
Scanning movement is performed along arrow 1 in the directions of arrows a and b. The printing is performed on the printing area of the printing paper P as a printing medium by the inkjet head 10 of the inkjet cartridge 30 mounted on the carriage 42 while moving.

【0053】45はキャリッジ駆動モータ、46, 47
はキャリッジ駆動モータ45の駆動力を送りねじ軸44
に伝達するためのギヤ、48はプリント用紙Pをプラテ
ン49に向けて押付けているシート押え板である。ま
た、本実施例では開口部50を有すると共にインクジェ
ットヘッド10の吐出口板24(図1参照)を覆蓋する
キャップ部材51と、このキャップ部材51に連結され
ると共に回復動作時にキャップ部材51を介してインク
ジェットヘッド10から液体を吸引する吸引手段52
と、さらに回復動作の前後などに使用されるクリーニン
グブレード53と、キャップ部材51を支持する支持部
材54とを具えており、クリーニングブレード53はそ
の支持部材55を介して矢印方向に移動させられ、イン
クジェットヘッド10の吐出口板24の表面を掃拭す
る。
Reference numeral 45 denotes a carriage drive motor, and 46 and 47.
Indicates the driving force of the carriage driving motor 45 and the feed screw shaft 44
And 48, a sheet pressing plate for pressing the printing paper P toward the platen 49. In the present embodiment, a cap member 51 having an opening 50 and covering the discharge port plate 24 (see FIG. 1) of the ink jet head 10 is connected to the cap member 51 and via the cap member 51 during the recovery operation. Means 52 for sucking liquid from the inkjet head 10
And a cleaning blade 53 used before and after the recovery operation, and a supporting member 54 for supporting the cap member 51. The cleaning blade 53 is moved in the direction of the arrow via the supporting member 55, The surface of the discharge port plate 24 of the inkjet head 10 is wiped.

【0054】56は、ギヤ57およびカム58を介して
吸引手段52を駆動するためのレバーであり、これらレ
バー56とギヤ57とカム58とで伝達手段を構成す
る。そして、吸引動作時にはキャリッジ駆動モータ45
により図示しないクラッチ切換手段およびこの伝達手段
を介してその駆動力が伝達される。また、59, 60
は、キャリッジ42のホームポジションを検知するため
のフォトカプラであり、キャリッジ42に設けられた突
出レバー61の光路遮断により、ホームポジションが検
知され、キャリッジ駆動モータ45の正逆回転方向の切
り換えなどが行われる。
Reference numeral 56 denotes a lever for driving the suction means 52 via the gear 57 and the cam 58. The lever 56, the gear 57 and the cam 58 constitute transmission means. During the suction operation, the carriage drive motor 45
Thus, the driving force is transmitted through the clutch switching means (not shown) and the transmission means. 59, 60
Is a photocoupler for detecting the home position of the carriage 42. The home position is detected by blocking the optical path of the protruding lever 61 provided on the carriage 42, and switching of the forward / reverse rotation direction of the carriage drive motor 45 is performed. Done.

【0055】なお、本実施例ではこれらのキャッピン
グ, クリーニング, 吸引回復は、キャリッジ42がホー
ムポジション側の領域に来た時に送りねじ軸44の作用
によって、それらの対応位置で所望の処理が行えるよう
に構成されているが、周知のタイミングで所望の作動を
行うように構成されるものであれば、どのような構成で
あってもよい。
In this embodiment, the capping, cleaning, and suction recovery are performed by the action of the feed screw shaft 44 when the carriage 42 comes to the area on the home position side so that desired processing can be performed at the corresponding position. However, any configuration may be used as long as the desired operation is performed at a known timing.

【0056】なお、本発明は、特にインクジェット方式
の中でも、液体の吐出を行わせるために利用されるエネ
ルギーとして熱エネルギーを発生する電気熱変換体など
を具え、熱エネルギーによって液体の状態変化を生起さ
せる方式のインクジェットヘッドや、インクジェットカ
ートリッジ、あるいはインクジェット装置において優れ
た効果をもたらすものである。かかる方式によれば、プ
リントの高密度化および高精細化が達成できるからであ
る。
In addition, the present invention includes an electrothermal converter or the like which generates heat energy as energy used for discharging a liquid, particularly in an ink jet method, and a state change of the liquid is caused by the heat energy. An excellent effect is obtained in an ink jet head, an ink jet cartridge, or an ink jet device of a method of performing the above. According to such a method, it is possible to achieve higher density and higher definition of the print.

【0057】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号明細書や、同第474
0796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
ンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能で
あるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体が保持
されているシートや流路に対応して配置される電気熱変
換体に、プリント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1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
させ、インクジェットヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じ
させ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内
の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長お
よび収縮により、吐出口を介して液体を吐出させ、少な
くとも1つの液滴を形成する。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の吐出が達成でき、より好
ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許
第4463359号明細書や、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4
313124号明細書に記載されている条件を採用する
と、さらに優れたプリントを行うことができる。
The typical configuration and principle are described in, for example, US Pat. No. 4,723,129 and US Pat.
It is preferable to use the basic principle disclosed in Japanese Patent Application No. 0796. This method can be applied to both the so-called on-demand type and the continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to the sheet or the flow path holding the liquid. Applying at least one drive signal to the electrothermal transducer that provides a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling corresponding to the print information, thereby generating thermal energy in the electrothermal transducer and providing a thermal effect to the inkjet head. This is effective because film boiling occurs on the surface, and consequently, bubbles in the liquid corresponding to this drive signal can be formed one-to-one. By the growth and shrinkage of the bubble, the liquid is discharged through the discharge port to form at least one droplet. When the drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are performed immediately and appropriately, so that the ejection of the liquid having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable. As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. In addition,
US Patent No. 4 of the invention relating to the rate of temperature rise of the heat acting surface
By employing the conditions described in the specification of Japanese Patent No. 313124, more excellent printing can be performed.

【0058】また、インクジェット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と流
路と電気熱変換体との組合せ構成(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
細書や、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。加えて、複数の電気
熱変換体に対し、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した特開昭59−138461
号公報に基いた構成としても、本発明の効果は有効であ
る。すなわち、インクジェットヘッドの形態がどのよう
なものであっても、本発明によればプリントを確実に効
率良く行うことができるようになるからである。
The structure of the ink jet head is a combination of a discharge port, a flow path, and an electrothermal converter (a linear liquid flow path or a right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned specifications. In addition, the present invention includes a configuration using U.S. Pat. No. 4,558,333 or U.S. Pat. No. 4,459,600, which discloses a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bent region. In addition, JP-A-59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of an electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, and an aperture for absorbing a pressure wave of thermal energy is provided. JP-A-59-138461 which discloses a configuration corresponding to a discharge section
The effects of the present invention are effective even if the configuration is based on the above publication. That is, according to the present invention, printing can be performed reliably and efficiently regardless of the form of the inkjet head.

【0059】さらに、インクジェット装置がプリントで
きるプリント媒体の最大幅に対応した長さを有するフル
ラインタイプのインクジェットヘッドに対しても本発明
は有効に適用できる。そのようなインクジェットヘッド
としては、複数のインクジェットヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の
インクジェットヘッドとしての構成の何れでもよい。
Further, the present invention can be effectively applied to a full line type ink jet head having a length corresponding to the maximum width of a print medium that can be printed by the ink jet device. Such an ink-jet head may have either a configuration in which the length is satisfied by a combination of a plurality of ink-jet heads, or a configuration as one integrally formed ink-jet head.

【0060】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定されたインクジェットヘッド、
あるいは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液体の供給が可能になる交換
自在のチップタイプのインクジェットヘッド、あるいは
インクジェットヘッド自体に一体的に液体を貯えるタン
クが設けられたインクジェットカートリッジを用いた場
合にも、本発明は有効である。
In addition, even in the case of the serial type as described above, the ink jet head fixed to the apparatus main body,
Alternatively, a replaceable chip-type inkjet head that can be electrically connected to the apparatus main body or supplied with liquid from the apparatus main body when attached to the apparatus main body, or a tank that stores liquid integrally with the inkjet head itself The present invention is also effective when an ink jet cartridge provided with is provided.

【0061】また、本発明のインクジェット装置の構成
として、インクジェットヘッドの吐出回復手段や、予備
的な補助手段など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、インクジェットヘッドに対してのキャッピ
ング手段や、クリーニング手段, 加圧あるいは吸引手
段, 電気熱変換体やこれとは別の加熱素子あるいはこれ
らの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、プリ
ントとは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることが
できる。
Further, it is preferable to add a discharge recovery means for the ink jet head, a preliminary auxiliary means, and the like as the structure of the ink jet apparatus of the present invention since the effects of the present invention can be further stabilized. Specific examples include capping means for the ink jet head, cleaning means, pressurizing or sucking means, an auxiliary heating element using an electrothermal transducer, another heating element, or a combination thereof. Examples of the heating unit include a preliminary ejection unit that performs ejection different from printing.

【0062】また、搭載されるインクジェットヘッドの
種類や個数についても、例えば単色のインクに対応して
1個のみが設けられたものの他、プリント色や濃度を異
にする複数のインクに対応して複数個数設けられるもの
であってもよい。すなわち、例えばインクジェット装置
のプリントモードとしては黒色などの主流色のみのプリ
ントモードだけではなく、インクジェットヘッドを一体
的に構成するか、複数個の組み合わせによるか何れでも
よいが、異なる色の複色カラーまたは混色によるフルカ
ラーの各プリントモード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。この場合、プリント媒
体に応じてインクのプリント性を調整するための処理液
(プリント性向上液)をインクジェットヘッドからプリ
ント媒体に吐出することも有効である。
The type and number of ink jet heads to be mounted are not limited to those provided only with one ink corresponding to a single color ink, and also correspond to a plurality of inks having different print colors and densities. A plurality may be provided. That is, for example, the print mode of the inkjet apparatus is not limited to the print mode of only the mainstream color such as black, but may be either an integrated inkjet head or a combination of a plurality of inkjet heads. The present invention is also very effective for an apparatus provided with at least one of the full-color print modes using mixed colors. In this case, it is also effective to discharge a processing liquid (printability improving liquid) for adjusting the printability of the ink according to the print medium from the inkjet head to the print medium.

【0063】さらに加えて、以上説明した本発明の実施
例においては、室温やそれ以下で固化し、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式では液体自体を30℃以上70℃以下の範囲
内で温度調整を行って液体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、使用プリ
ント信号付与時に液状をなすものを用いてもよい。加え
て、熱エネルギーによる昇温を、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させることで積極
的に防止するため、または液体の蒸発を防止するため、
放置状態で固化し加熱によって液化するものを用いても
よい。何れにしても熱エネルギーのプリント信号に応じ
た付与によって液化し、液体が吐出されるものや、プリ
ント媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるものな
どのような、熱エネルギーの付与によって初めて液化す
る性質のものを使用する場合も本発明は適用可能であ
る。このような場合の液体は、特開昭54−56847
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又は
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、
上述した各液体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。
In addition, in the embodiment of the present invention described above, a material which solidifies at or below room temperature and softens or liquefies at room temperature may be used. In general, the temperature is controlled within the range of not more than ° C. and the temperature is controlled so that the viscosity of the liquid is in a stable ejection range. In addition, in order to positively prevent the temperature rise due to thermal energy by using it as the energy of the state change from the solid state to the liquid state, or to prevent the evaporation of the liquid,
What solidifies in a standing state and liquefies by heating may be used. In any case, the liquid is liquefied by the application of the thermal energy according to the print signal, and is liquefied only by the application of the thermal energy, such as the one from which the liquid is ejected and the one which already starts to solidify when reaching the print medium. The present invention can be applied to the case of using a material having a property. The liquid in such a case is disclosed in JP-A-54-56847.
JP-A No. 60-71260 or JP-A-60-71260, in a state in which the porous sheet is held as a liquid or solid substance in a concave portion or a through-hole and faces the electrothermal converter. Is also good. In the present invention,
The most effective one for each of the above-mentioned liquids is to execute the above-mentioned film boiling method.

【0064】さらに加えて、本発明にかかるインクジェ
ット装置の形態としては、コンピュータなどの情報処理
機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ
などと組合せた複写装置、さらには送受信機能を有する
ファクシミリ装置や、捺染装置の形態を採るものなどで
あってもよい。
In addition, the form of the ink jet apparatus according to the present invention is not only used as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer, but also a copying apparatus combined with a reader or the like, and further, a facsimile apparatus having a transmission / reception function. Alternatively, a device that takes the form of a printing device may be used.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によると、複数の電気熱変換体を
各液路の長手方向に沿ってそれぞれ配列したインクジェ
ットヘッドにおいて、個々の吐出エネルギー発生部をそ
れぞれ構成する複数の電気熱変換体のシート抵抗値を相
互に異なるようにしたので、これら電気熱変換体のシー
ト抵抗値を個別に設定することにより、これら電気熱変
換体の形状の相違に基づく電気抵抗値の相違を解消する
ことができ、各電気熱変換体による個々の液体の吐出特
性をすべて良好に設定することができる。
According to the present invention, in an ink jet head in which a plurality of electrothermal converters are arranged along the longitudinal direction of each liquid path, a plurality of electrothermal converters each constituting an individual discharge energy generating portion are provided. Since the sheet resistance values are made different from each other, it is possible to eliminate the difference in the electric resistance value based on the difference in the shape of these electrothermal converters by individually setting the sheet resistance values of these electrothermal converters. As a result, the discharge characteristics of each liquid by each electrothermal converter can all be set well.

【0066】これにより、複数の電気熱変換体が各液路
の長手方向に沿ってそれぞれ配列され、これら電気熱変
換体による個々の液体の吐出特性をすべて良好にするこ
とが可能なインクジェットヘッドはもちろん、このイン
クジェットヘッドを組み込んだインクジェットカートリ
ッジならびに当該インクジェットヘッドが取り付けられ
るインクジェット装置を提供することができる。
Thus, an ink jet head in which a plurality of electrothermal transducers are arranged along the longitudinal direction of each liquid path, and which can improve the discharge characteristics of each liquid by these electrothermal transducers. Of course, an inkjet cartridge incorporating the inkjet head and an inkjet device to which the inkjet head is attached can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるインクジェットヘッドの外観を模
式的に表す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating the appearance of an inkjet head according to the present invention.

【図2】図1に示した実施例の内部構造を模式的に表す
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view schematically showing an internal structure of the embodiment shown in FIG.

【図3】図2中の III−III 矢視断面の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a section taken along line III-III in FIG.

【図4】図1に示した実施例における1つの吐出エネル
ギー発生部を抽出拡大した平面図である。
FIG. 4 is an enlarged plan view of one ejection energy generating unit in the embodiment shown in FIG. 1;

【図5】図4中のV−V矢視断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 4;

【図6】図7〜図11と共に図1に示した実施例におけ
る基板の部分の製造工程図である。
FIG. 6 is a manufacturing process diagram of a substrate portion in the embodiment shown in FIG. 1 together with FIGS. 7 to 11;

【図7】図6, 図8〜図11と共に図1に示した実施例
における基板の部分の製造工程図である。
FIG. 7 is a manufacturing process diagram of a substrate portion in the embodiment shown in FIG. 1 together with FIGS. 6, 8 to 11;

【図8】図6, 図7および図9〜図11と共に図1に示
した実施例における基板の部分の製造工程図である。
8 is a manufacturing process diagram of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 1 together with FIGS. 6, 7, and 9 to 11;

【図9】図6〜図8および図10, 図11と共に図1に
示した実施例における基板の部分の製造工程図である。
9 is a manufacturing process diagram of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 1 together with FIGS. 6 to 8 and FIGS.

【図10】図6〜図9, 図11と共に図1に示した実施
例における基板の部分の製造工程図である。
10 is a manufacturing process diagram of a substrate portion in the embodiment shown in FIG. 1 together with FIGS. 6 to 9 and 11. FIG.

【図11】図6〜図10と共に図1に示した実施例にお
ける基板の部分の製造工程図である。
FIG. 11 is a manufacturing process diagram of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 1 together with FIGS. 6 to 10;

【図12】本発明によるインクジェットヘッドの他の実
施例における1つの吐出エネルギー発生部を抽出拡大し
た平面図である。
FIG. 12 is an enlarged plan view of one ejection energy generation unit in another embodiment of the ink jet head according to the present invention.

【図13】本発明によるインクジェットヘッドの別な実
施例における1つの吐出エネルギー発生部を抽出拡大し
た平面図である。
FIG. 13 is an enlarged plan view of one ejection energy generation unit in another embodiment of the ink jet head according to the present invention.

【図14】図13中の XIV−XIV 矢視断面図である。FIG. 14 is a sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG.

【図15】図16〜図20と共に図13に示した実施例
における基板の部分の製造工程図である。
FIG. 15 is a manufacturing process diagram of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 13 together with FIGS. 16 to 20;

【図16】図15, 図17〜図20と共に図13に示し
た実施例における基板の部分の製造工程図である。
FIG. 16 is a view showing the manufacturing process of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 13 together with FIGS. 15, 17 to 20;

【図17】図15, 図16および図18〜図20と共に
図13に示した実施例における基板の部分の製造工程図
である。
FIG. 17 is a view showing a manufacturing process of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 13 together with FIGS. 15, 16 and 18 to 20;

【図18】図15〜図17および図19, 図20と共に
図13に示した実施例における基板の部分の製造工程図
である。
FIG. 18 is a view showing a manufacturing process of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 13 together with FIGS. 15 to 17 and FIGS.

【図19】図15〜図18, 図20と共に図13に示し
た実施例における基板の部分の製造工程図である。
FIG. 19 is a view showing the manufacturing process of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 13 together with FIGS. 15 to 18 and FIG. 20;

【図20】図15〜図19と共に図13に示した実施例
における基板の部分の製造工程図である。
FIG. 20 is a view showing the manufacturing process of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 13 together with FIGS. 15 to 19;

【図21】本発明によるインクジェットヘッドのさらに
他の実施例における1つの吐出エネルギー発生部を抽出
拡大した平面図である。
FIG. 21 is an enlarged plan view of one ejection energy generation unit in still another embodiment of the ink jet head according to the present invention.

【図22】図21中のXXII−XXII矢視断面図である。FIG. 22 is a sectional view taken along the line XXII-XXII in FIG. 21;

【図23】図24と共に図21に示した実施例における
基板の部分の製造工程図である。
23 is a view showing the manufacturing process of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 21 together with FIG. 24;

【図24】図23と共に図21に示した実施例における
基板の部分の製造工程図である。
24 is a view showing the manufacturing process of the substrate portion in the embodiment shown in FIG. 21 together with FIG. 23;

【図25】図26と共に本発明のさらに別な実施例にお
ける基板の部分の製造工程図である。
FIG. 25 is a view showing a manufacturing process of a portion of a substrate according to still another embodiment of the present invention, together with FIG. 26;

【図26】図25と共に本発明のさらに別な実施例にお
ける基板の部分の製造工程図である。
FIG. 26 is a view showing a manufacturing process of a portion of a substrate according to still another embodiment of the present invention, together with FIG. 25;

【図27】本発明によるインクジェットカートリッジの
一実施例の概略構造を表す斜視図である。
FIG. 27 is a perspective view illustrating a schematic structure of an embodiment of an ink jet cartridge according to the present invention.

【図28】本発明によるインクジェット装置の一実施例
の概略構造を表す斜視図である。
FIG. 28 is a perspective view illustrating a schematic structure of an embodiment of an ink jet device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 インクジェットヘッド 11a, 11b 電気熱変換体 11AL 下層部 11AU 上層部 11L 下部発熱抵抗体層 11U 上部発熱抵抗体層 12 電極配線 12′電極配線層 12L 下部電極配線 12U 上部電極配線 12L ′下部電極配線層 12U ′上部電極配線層 13 基板 14 液路 15 溝壁 16 溝付き板 17 蓄熱層 18 絶縁性保護層 19 耐キャビテーション部 20 共通液室 21 液室枠 22 液体供給口 23 吐出口 24 吐出口板 25 レジスト層 26 ヒロック防止部 26′ ヒロック防止層 27 絶縁層 28 スルーホール 30 インクジェットカートリッジ 31 液体供給管 32 液体タンク 33 蓋部材 41 案内軸 42 キャリッジ 43 螺旋溝 44 送りねじ軸 P プリント用紙 45 キャリッジ駆動モータ 46, 47 ギヤ 48 シート押さえ板 49 プラテン 50 開口部 51 キャップ部材 52 吸引手段 53 クリーニングブレード 54, 55 支持部材 56 レバー 57 ギヤ 58 カム 59, 60 フォトカプラ 61 突出レバーDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ink jet head 11a, 11b Electrothermal converter 11 AL lower layer part 11 AU upper layer part 11 L lower heating resistor layer 11 U upper heating resistor layer 12 electrode wiring 12 ′ electrode wiring layer 12 L lower electrode wiring 12 U upper electrode wiring 12 L 'Lower electrode wiring layer 12 U ' Upper electrode wiring layer 13 Substrate 14 Liquid path 15 Groove wall 16 Grooved plate 17 Heat storage layer 18 Insulating protective layer 19 Cavitation resistant section 20 Common liquid chamber 21 Liquid chamber frame 22 Liquid supply port Reference Signs List 23 discharge port 24 discharge port plate 25 resist layer 26 hillock prevention section 26 'hillock prevention layer 27 insulating layer 28 through hole 30 inkjet cartridge 31 liquid supply pipe 32 liquid tank 33 cover member 41 guide shaft 42 carriage 43 spiral groove 44 feed screw shaft P Print paper 45 Carriage drive motor 46, 47 Gear 48 DOO pressing plate 49 the platen 50 opening 51 the cap member 52 suction unit 53 a cleaning blade 54, 55 support member 56 the lever 57 gear 58 cams 59, 60 photocoupler 61 projecting lever

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 殿垣 雅彦 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 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Togaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ液滴を吐出するための複数の吐
出エネルギー発生部が設けられた基板と、前記吐出エネ
ルギー発生部に対応する溝およびこれら溝の一端にそれ
ぞれ連通する吐出口が形成された溝付き部材とを具え、
前記基板と前記溝付き部材とを接合することによって前
記吐出口にそれぞれ連通する液路を形成し、この液路か
ら前記吐出口を介して液滴を吐出するようにしたインク
ジェットヘッドであって、 前記吐出エネルギー発生部は、液体に膜沸騰を生じさせ
る熱エネルギーをそれぞれ発生する複数の電気熱変換体
を個々に有し、個々の前記吐出エネルギー発生部をそれ
ぞれ構成する複数の電気熱変換体は、これらのシート抵
抗値が相互に異なるものであることを特徴とするインク
ジェットヘッド。
1. A substrate provided with a plurality of discharge energy generating sections for discharging liquid droplets, grooves corresponding to the discharge energy generating sections, and discharge ports respectively communicating with one ends of the grooves are formed. With a grooved member,
An ink jet head that forms liquid paths respectively communicating with the discharge ports by joining the substrate and the grooved member, and discharges droplets from the liquid paths through the discharge ports, The discharge energy generating unit has a plurality of electrothermal converters each of which generates heat energy for causing film boiling in a liquid, and the plurality of electrothermal converters constituting each of the discharge energy generating units are: And an ink jet head wherein these sheet resistance values are different from each other.
【請求項2】 前記液路の長手方向に沿って複数の前記
電気熱変換体が配置され、前記吐出口に近い前記電気熱
変換体ほどそのシート抵抗値が大きく設定されているこ
とを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッ
ド。
2. A method according to claim 1, wherein a plurality of said electrothermal converters are arranged along a longitudinal direction of said liquid passage, and said electrothermal converter closer to said discharge port has a larger sheet resistance value. The inkjet head according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記電気熱変換体を構成する電気抵抗材
料をそれぞれ変えることにより、個々の前記吐出エネル
ギー発生部をそれぞれ構成する複数の電気熱変換体のシ
ート抵抗値が相互に異なるようにしたことを特徴とする
請求項1または請求項2に記載のインクジェットヘッ
ド。
3. The sheet resistance value of each of the plurality of electrothermal converters constituting each of the discharge energy generating sections is changed by changing the electric resistance material forming the electrothermal converter. The inkjet head according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 前記電気熱変換体を構成する電気抵抗材
料の積層数をそれぞれ変えることにより、個々の前記吐
出エネルギー発生部をそれぞれ構成する複数の電気熱変
換体のシート抵抗値が相互に異なるようにしたことを特
徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェッ
トヘッド。
4. The sheet resistance value of a plurality of electrothermal converters constituting each of the discharge energy generating portions is different from each other by changing the number of layers of the electric resistance material constituting the electrothermal converter. The ink jet head according to claim 1 or 2, wherein the ink jet head is configured as described above.
【請求項5】 それぞれ液滴を吐出するための複数の吐
出エネルギー発生部が設けられた基板と、前記吐出エネ
ルギー発生部に対応する溝およびこれら溝の一端にそれ
ぞれ連通する吐出口が形成された溝付き部材とを具え、
前記複数の吐出エネルギー発生部は、液体に膜沸騰を生
じさせる熱エネルギーをそれぞれ発生する複数の電気熱
変換体を個々に有し、個々の前記吐出エネルギー発生部
をそれぞれ構成する複数の電気熱変換体は、これらのシ
ート抵抗値が相互に異なり、前記基板と前記溝付き部材
とを接合することによって前記吐出口にそれぞれ連通す
る液路を形成し、この液路から前記吐出口を介して液滴
を吐出するようにしたインクジェットヘッドの製造方法
であって、 個々の前記吐出エネルギー発生部をそれぞれ構成する複
数の電気熱変換体に対し、選択的に不純物をイオン注入
することにより、これらのシート抵抗値を相互に異なる
ようにしたことを特徴とするインクジェットヘッドの製
造方法。
5. A substrate provided with a plurality of discharge energy generating units for discharging liquid droplets, grooves corresponding to the discharge energy generating units, and discharge ports respectively communicating with one ends of the grooves are formed. With a grooved member,
The plurality of discharge energy generators each have a plurality of electrothermal converters that respectively generate thermal energy that causes film boiling in a liquid, and a plurality of electrothermal converters respectively configuring the respective discharge energy generators. The body has different sheet resistance values from each other, and forms a liquid path communicating with the discharge port by joining the substrate and the grooved member, and forms a liquid path from the liquid path through the discharge port. A method of manufacturing an ink jet head configured to discharge droplets, wherein a plurality of electrothermal transducers constituting each of the discharge energy generating sections are selectively ion-implanted with impurities to form these sheets. A method for manufacturing an ink jet head, wherein resistance values are different from each other.
【請求項6】 それぞれ液滴を吐出するための複数の吐
出エネルギー発生部が設けられた基板と、前記吐出エネ
ルギー発生部に対応する溝およびこれら溝の一端にそれ
ぞれ連通する吐出口が形成された溝付き部材とを具え、
前記複数の吐出エネルギー発生部は、液体に膜沸騰を生
じさせる熱エネルギーをそれぞれ発生する複数の電気熱
変換体を個々に有し、個々の前記吐出エネルギー発生部
をそれぞれ構成する複数の電気熱変換体は、これらのシ
ート抵抗値が相互に異なり、前記基板と前記溝付き部材
とを接合することによって前記吐出口にそれぞれ連通す
る液路を形成し、この液路から前記吐出口を介して液滴
を吐出するようにしたインクジェットヘッドの製造方法
であって、 個々の前記吐出エネルギー発生部をそれぞれ構成する複
数の電気熱変換体に対し、選択的に不純物を拡散するこ
とにより、これらのシート抵抗値を相互に異なるように
したことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。
6. A substrate provided with a plurality of discharge energy generating sections for discharging droplets, a groove corresponding to the discharge energy generating section, and a discharge port communicating with one end of each of the grooves are formed. With a grooved member,
The plurality of discharge energy generators each have a plurality of electrothermal converters that respectively generate thermal energy that causes film boiling in a liquid, and a plurality of electrothermal converters respectively configuring the respective discharge energy generators. The body has different sheet resistance values from each other, and forms a liquid path communicating with the discharge port by joining the substrate and the grooved member, and forms a liquid path from the liquid path through the discharge port. A method for manufacturing an ink jet head that discharges droplets, comprising selectively diffusing impurities into a plurality of electrothermal transducers constituting each of the discharge energy generating sections, thereby reducing the sheet resistance. A method for manufacturing an ink jet head, wherein values are different from each other.
【請求項7】 それぞれ液滴を吐出するための複数の吐
出エネルギー発生部が設けられた基板と、前記吐出エネ
ルギー発生部に対応する溝およびこれら溝の一端にそれ
ぞれ連通する吐出口が形成された溝付き部材とを具え、
前記基板と前記溝付き部材とを接合することによって前
記吐出口にそれぞれ連通する液路を形成し、この液路か
ら前記吐出口を介して液滴を吐出するようにしたインク
ジェットヘッドと、このインクジェットヘッドに供給す
るための前記液体を蓄える液体タンクとを具えたインク
ジェットカートリッジであって、 前記吐出エネルギー発生部は、液体に膜沸騰を生じさせ
る熱エネルギーをそれぞれ発生する複数の電気熱変換体
を個々に有し、個々の前記吐出エネルギー発生部をそれ
ぞれ構成する複数の電気熱変換体は、これらのシート抵
抗値が相互に異なるものであることを特徴とするインク
ジェットカートリッジ。
7. A substrate provided with a plurality of discharge energy generating sections for discharging liquid droplets, grooves corresponding to the discharge energy generating sections, and discharge ports respectively communicating with one ends of the grooves are formed. With a grooved member,
An ink jet head configured to form a liquid path communicating with the discharge port by joining the substrate and the grooved member, and to discharge droplets from the liquid path through the discharge port; and An ink jet cartridge comprising: a liquid tank that stores the liquid to be supplied to a head; wherein the discharge energy generating unit individually includes a plurality of electrothermal converters that generate heat energy that causes film boiling of the liquid. Wherein the plurality of electrothermal converters respectively constituting the respective discharge energy generating units have sheet resistance values different from each other.
【請求項8】 液体は、インクおよび/またはプリント
媒体に吐出されるこのインクのプリント性を調整する処
理液であることを特徴とする請求項7に記載のインクジ
ェットカートリッジ。
8. The ink-jet cartridge according to claim 7, wherein the liquid is a processing liquid for adjusting printability of the ink and / or the ink ejected to a print medium.
【請求項9】 それぞれ液滴を吐出するための複数の吐
出エネルギー発生部が設けられた基板と、前記吐出エネ
ルギー発生部に対応する溝およびこれら溝の一端にそれ
ぞれ連通する吐出口が形成された溝付き部材とを具え、
前記基板と前記溝付き部材とを接合することによって前
記吐出口にそれぞれ連通する液路を形成し、この液路か
ら前記吐出口を介して液滴を吐出するようにしたインク
ジェットヘッドの取り付け部を具えたインクジェット装
置であって、 前記吐出エネルギー発生部は、液体に膜沸騰を生じさせ
る熱エネルギーをそれぞれ発生する複数の電気熱変換体
を個々に有し、個々の前記吐出エネルギー発生部をそれ
ぞれ構成する複数の電気熱変換体は、これらのシート抵
抗値が相互に異なるものであることを特徴とするインク
ジェット装置。
9. A substrate provided with a plurality of discharge energy generating sections for discharging liquid droplets, grooves corresponding to the discharge energy generating sections, and discharge ports respectively communicating with one ends of the grooves are formed. With a grooved member,
A liquid passage communicating with the discharge port is formed by joining the substrate and the grooved member, and a mounting portion of an inkjet head configured to discharge a droplet from the liquid path through the discharge port is provided. An ink jet apparatus comprising: a plurality of electrothermal converters each of which generates heat energy for causing a film to boil in a liquid, wherein each of the discharge energy generating units constitutes each of the discharge energy generating units. The plurality of electrothermal transducers having different sheet resistance values from each other.
【請求項10】 前記インクジェットヘッドの取り付け
部は、前記インクジェットヘッドから液滴が吐出される
プリント媒体の搬送方向と交差する方向に走査移動可能
であることを特徴とする請求項9に記載のインクジェッ
ト装置。
10. The ink-jet apparatus according to claim 9, wherein the mounting portion of the ink-jet head is scan-movable in a direction intersecting with a conveying direction of a print medium from which liquid droplets are ejected from the ink-jet head. apparatus.
【請求項11】 前記インクジェットヘッドは、着脱手
段を介して前記インクジェットヘッドの取り付け部に着
脱自在に取り付けられるものであることを特徴とする請
求項9または請求項10に記載のインクジェット装置。
11. The ink-jet apparatus according to claim 9, wherein the ink-jet head is detachably attached to a mounting portion of the ink-jet head via attaching / detaching means.
JP32671296A 1996-12-06 1996-12-06 Ink jet head its manufacture ink jet cartridge, and ink jet apparatus Pending JPH10166584A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010179608A (en) * 2009-02-06 2010-08-19 Canon Inc Liquid discharge head and inkjet recorder

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010179608A (en) * 2009-02-06 2010-08-19 Canon Inc Liquid discharge head and inkjet recorder
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