JPH077168Y2 - Inkjet head - Google Patents

Inkjet head

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JPH077168Y2
JPH077168Y2 JP1987172483U JP17248387U JPH077168Y2 JP H077168 Y2 JPH077168 Y2 JP H077168Y2 JP 1987172483 U JP1987172483 U JP 1987172483U JP 17248387 U JP17248387 U JP 17248387U JP H077168 Y2 JPH077168 Y2 JP H077168Y2
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JP
Japan
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layer
substrate
conductor layer
heating resistor
common electrode
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JPH0176239U (en
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明彦 宮下
龍介 森田
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はインクジェット記録装置に用いられるインクジ
ェットヘッドに関し、特にノズルを集積して高密度記録
をおこなうのに好適なインクジェットヘッドに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to an inkjet head used in an inkjet recording apparatus, and more particularly to an inkjet head suitable for high density recording by integrating nozzles.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、ノンインパクト方式の記録方法として、記録時に
おける騒音が小さく、その中で高速記録が可能という点
でインクジェット方式が注目されている。インクジェッ
ト方法は、記録ヘッドに設けられたノズル孔よりインク
を吐出させて記録を行なうものであり、その吐出手段と
して圧電素子を用いるもの、熱エネルギーを用いるもの
透水堤が提案されている。これらの中で、特に熱エネル
ギーを用いる方式は、基板上に成膜技術により多数の吐
出手段を作り込むことができるので、ノズルの集積化が
容易であり、高密度、高速記録が実現できるものとして
期待されている。
In recent years, as a non-impact recording method, an ink jet method has attracted attention because noise during recording is low and high speed recording is possible. The ink jet method is one in which recording is performed by ejecting ink from a nozzle hole provided in a recording head, and a method using a piezoelectric element as the discharging means and one using thermal energy have been proposed. Among these, particularly the method using heat energy can easily integrate nozzles because a large number of ejection means can be formed on the substrate by a film forming technique, and high density and high speed recording can be realized. Is expected as.

上記熱エネルギーを用いる方式のインクジェットヘッド
は、基板上のノズル数に対応した数の発熱部を形成し、
その各々の発熱部の一方に共通電極、他方に個別電極を
接続することにより各発熱部に通電し、発熱させること
によりインクに気泡を発生させ、インクの体積変化によ
って生じる圧力変動によりノズル孔よりインクを吐出さ
せて記録を行なうものである。このような構成であるた
め、上記したように多数本のノズルの集積が容易に行な
えるものであるが、ノズル数が増加すると、それに伴な
って個別電極の本数は増加し、また共通電極もノズル数
の増加により容量が増大するため、その電極層の線巾を
増大せざるをえない。したがって、個別電極の増加した
本数分に加えて共通電極の電極層の線巾が増大した分、
それらを引き回す面積分だけ基板が大きくなり、それに
応じてヘッド自体が大きくなり、装置の小型化に対応で
きないという問題がある。これに対して基板の必要以上
に大きくなることを防ぐ方法として、共通電極層と個別
電極層とを多層構成とすることが考えられている。
The inkjet head of the method using the thermal energy forms a number of heat generating parts corresponding to the number of nozzles on the substrate,
By connecting a common electrode to one of the heat generating parts and connecting an individual electrode to the other, each heat generating part is energized to generate heat and generate bubbles in the ink. Recording is performed by ejecting ink. With such a configuration, it is possible to easily integrate a large number of nozzles as described above. However, when the number of nozzles increases, the number of individual electrodes also increases accordingly, and the number of common electrodes also increases. Since the capacity increases as the number of nozzles increases, the line width of the electrode layer must be increased. Therefore, in addition to the increased number of individual electrodes, the line width of the electrode layer of the common electrode is increased,
There is a problem that the size of the substrate is increased by the area where they are routed, and the head itself is increased accordingly, which makes it impossible to reduce the size of the device. On the other hand, as a method of preventing the substrate from becoming larger than necessary, it has been considered to form the common electrode layer and the individual electrode layer into a multilayer structure.

第3図及び第4図は上記のような共通電極と個別電極と
を多層構成とした基板を用いたインクジェットヘッドの
構造を示したものである。図中、1はガラスあるいはシ
リコン、アルミナ等からなる基板であり、この基板1上
には蓄熱のたの部分グレーズ層2が形成されてりいる。
その上には第1図1の導電層3が形成され、この上に
は、蓄熱、耐熱及び層間絶縁のためのシリコン酸化物や
シリコンチッ化物、酸化タンタル、あるいは五酸化タン
タル等からなるアンダーコート層4が形成されている。
アンダーコート層4上にはチッ化タンタル等からなる発
熱抵抗体層5が形成され、その上には第2の導体層6が
形成されて発熱部12が形成されている。第2の導体層6
の一方(第4図では右側)は、共通電極であり、コンタ
クトホール7を介して第1の導体層3と接続されてお
り、多層構成となっている。8は、これらの層上に設け
られ各層をオンクの影響から保護するためのオーバーコ
ート層であり、シリコンチッ化物、又はシリコン酸化物
等からなる。
FIG. 3 and FIG. 4 show the structure of an inkjet head using a substrate having a multi-layer structure of the common electrode and the individual electrode as described above. In the figure, 1 is a substrate made of glass, silicon, alumina or the like, and a partial glaze layer 2 for storing heat is formed on the substrate 1.
The conductive layer 3 of FIG. 1 is formed on top of this, and an undercoat made of silicon oxide, silicon nitride, tantalum oxide, tantalum pentoxide, etc. for heat storage, heat resistance, and interlayer insulation is formed on the conductive layer 3. Layer 4 has been formed.
A heating resistor layer 5 made of tantalum nitride or the like is formed on the undercoat layer 4, and a second conductor layer 6 is formed thereon to form a heating portion 12. Second conductor layer 6
One of them (on the right side in FIG. 4) is a common electrode, which is connected to the first conductor layer 3 through the contact hole 7 and has a multilayer structure. Reference numeral 8 denotes an overcoat layer which is provided on these layers to protect each layer from the influence of onk, and is made of silicon nitride, silicon oxide or the like.

図中9はノズル板であり、発熱部12と対応する位置には
インクを吐出すためのノズル孔(オリフィス)9aが形成
されている。このノズル板9の下面には、相互に隣接す
る発熱部12の間に位置し、これらの隔てる隔壁10・10…
がノズル板9と一体もしくは別体に形成されており、こ
の隔壁10・10…を介してノズル板9と基板とを一定の間
隔をもって接合することにより、インクジェットヘッド
が形成される。11は、不図示のインクタンクよりノズル
孔へインクを供給するためのインク流路であり、ノズル
板9と基板とを接合することにより、同時に形成され
る。
Reference numeral 9 in the drawing denotes a nozzle plate, and a nozzle hole (orifice) 9a for ejecting ink is formed at a position corresponding to the heat generating portion 12. On the lower surface of the nozzle plate 9, partition walls 10, 10 ...
Is formed integrally with or separately from the nozzle plate 9, and the ink jet head is formed by joining the nozzle plate 9 and the substrate at a constant interval through the partition walls 10 ... Reference numeral 11 denotes an ink flow path for supplying ink from an ink tank (not shown) to the nozzle holes, which is formed simultaneously by joining the nozzle plate 9 and the substrate.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記のようなインクジェットヘッドで
は、発熱抵抗体層の発熱に寄与する部分と基板との間に
アルミニウム等からなる導体層が存在しており、このよ
うな導体層は基板やアンダーコート層の材料に比べては
るかに軟らかいため、発熱部が、インク吐出のための発
熱−冷却(発熱サイクル)を繰り返すと、その度ごとに
導体層上のアンダーコート層が熱膨張・収縮による機械
的変形を繰り返すこと、及びインクの気泡が発生、消滅
する時に受ける衝撃、すなわちキャビテーションにより
発熱部が短時間で破損してしまい、長寿命で信頼性の高
いヘッドを製造できないという問題があった。
However, in the ink jet head as described above, a conductor layer made of aluminum or the like exists between the portion of the heating resistor layer that contributes to heat generation and the substrate. Since it is much softer than the material, the undercoat layer on the conductor layer undergoes mechanical deformation due to thermal expansion and contraction each time the heat generating part repeats heat generation-cooling (heat generation cycle) for ink ejection. There is a problem in that the heat generating portion is damaged in a short time due to the impact that is repeated and ink bubbles are generated and disappears, that is, cavitation, and a long-life and highly reliable head cannot be manufactured.

本考案は、上記した点に鑑みてなされたものであり、長
期間にわたって繰り返しは吐出を行なっても、発熱部の
損傷が起こらない、長寿命のインクジェットヘッドを提
供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an ink jet head having a long life, in which the heat generating portion is not damaged even if ejection is repeated over a long period of time.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するために、本考案は、記録用液体を
吐出するためのノズル孔と、該ノズル孔に連通した液路
と、前記液体を吐出するための熱エネルギーを発生する
発熱抵抗体層および該発熱抵抗体層に電気的に接続され
て共通電極及び個別電極を構成する導体層を有する基板
と、を備えたインクジェットヘッドにおいて、前記導体
層の少なくとも共通電極を構成する部分が複数の層から
なる多層構造であり且つこれら各層が接続部により互い
に電気的に接続されているとともに前記発熱抵抗体層の
発熱に寄与する部分と前記基板との間には前記導体層を
介在させないことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a nozzle hole for ejecting a recording liquid, a liquid passage communicating with the nozzle hole, and a heating resistor for generating thermal energy for ejecting the liquid. And a substrate having a conductor layer that is electrically connected to the heating resistor layer and that forms a common electrode and an individual electrode, in an inkjet head, a portion of the conductor layer that forms at least the common electrode has a plurality of portions. It is a multi-layer structure composed of layers, and each of these layers is electrically connected to each other by a connecting portion, and the conductor layer is not interposed between the portion of the heating resistor layer that contributes to heat generation and the substrate. Characterize.

〔作用〕[Action]

上記したように本考案のインクジュットによれば、導体
層の少なくとも共通電極を構成する部分が複数の層から
なる多層構造であり且つこれら各層が接続部により互い
に電気的に接続されているので、配線層の高密度化が可
能となり、配線の容量も増加させることができ、また発
熱部と基板との間に導体層という軟質の層が介在しない
ので、繰り返し発熱部の駆動を行なっても発熱部が、機
械的変形や気泡の発生、消滅時のキャビテーションのた
めに破損することがない。
As described above, according to the ink jet of the present invention, since at least the portion of the conductor layer forming the common electrode has a multi-layer structure and each of these layers is electrically connected to each other by the connecting portion, the wiring The density of the layers can be increased, the wiring capacity can be increased, and since the soft layer of the conductor layer is not interposed between the heat generating portion and the substrate, even if the heat generating portion is driven repeatedly, However, it will not be damaged due to mechanical deformation, generation of bubbles, or cavitation at the time of disappearance.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本考案の実施例を、第1図及び第2図を用いて詳
細に説明する。第1図は本考案に係るインクジェットヘ
ッドの平面図であり、第2図はその要部断面図である。
図中、第3図、第4図と同一の部分はこれらと同一の番
号を付してある。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view of an inkjet head according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part thereof.
In the figure, the same parts as those in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals.

本実施例において、まず基板1上に、ガラスペーストを
印刷した後焼成することによって部分グレーズ層2を形
成する。次に、この部分グレーズ層2上に、アルミニウ
ム等からなる第1の導体層3をスタッタリングあるいは
蒸着により形成した後に、この導体層3の発熱部12に対
応する部分をエッチングにより除去する。その後、この
上にシリコン酸化物、シリコンチッ化物、酸化タンタル
あるいは五酸化タンタル等からなるアンダーコート層
4、チッ化タンタル等からなる発熱抵抗体層5を順次ス
パッタリング等により形成し、エッチングによりコンタ
クトホール7を穿設した後、再びアルミニウム等からな
る第2の導体層6を形成し、発熱部12を形成する。その
際、共通電極となる第2の導体層6の一方(第2図にお
いて右側)は、コンタクトホール7を介して第1の導体
層3と電気的に接続され、個別電極となる他方(第2図
において左側)は、そのまま引き回されて多層配線とな
る。最後に、これら層上に、保護層8を形成して、ヘッ
ド基板となし、この基板に、ノズル板8を接合すること
によりインクジェットヘッドが形成される。
In this embodiment, first, a glass paste is printed on the substrate 1 and then baked to form the partial glaze layer 2. Next, a first conductor layer 3 made of aluminum or the like is formed on the partial glaze layer 2 by stuttering or vapor deposition, and then a portion of the conductor layer 3 corresponding to the heat generating portion 12 is removed by etching. Thereafter, an undercoat layer 4 made of silicon oxide, silicon nitride, tantalum oxide, tantalum pentoxide, etc., and a heating resistor layer 5 made of tantalum nitride, etc. are sequentially formed thereon by sputtering or the like, and the contact holes are etched. After drilling 7, the second conductor layer 6 made of aluminum or the like is formed again, and the heat generating portion 12 is formed. At that time, one (the right side in FIG. 2) of the second conductor layer 6 which becomes the common electrode is electrically connected to the first conductor layer 3 through the contact hole 7 and the other (the first electrode of the second conductor layer 6 becomes the individual electrode). The left side in FIG. 2) is routed as it is to form a multilayer wiring. Finally, a protective layer 8 is formed on these layers to form a head substrate, and the nozzle plate 8 is bonded to this substrate to form an inkjet head.

このように、本実施例では、発熱部において、基板と発
熱抵抗体層との間にアルミニウムのような軟質の層が介
在しないので発熱−冷却の熱サイクルが繰り返し行なわ
れても、アンダーコート層は硬質の部分グレーズ層上に
強固に支持されるため、機械的な変形が起こらず、した
がって発熱部が破損することがなくなる。
As described above, in this embodiment, since the soft layer such as aluminum is not interposed between the substrate and the heat generating resistor layer in the heat generating portion, the undercoat layer is formed even if the heat cycle of heat generation-cooling is repeated. Is firmly supported on the hard partial glaze layer, so that mechanical deformation does not occur and therefore the heat generating portion is not damaged.

上記実施例においては、基板上に部分グレーズ層を形成
した後、各層を積層する構成としているが、基板がそれ
自体に蓄熱機能を持たせられるような材料で形成されて
いれば、基板上に直接アンダーコート層を形成するよう
な構成としてもよい。
In the above embodiment, the partial glaze layer is formed on the substrate, and then the layers are laminated, but if the substrate is formed of a material capable of imparting a heat storage function to the substrate, it is formed on the substrate. The undercoat layer may be directly formed.

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上、詳述したように、本考案のインクジェットヘッド
によれば、導体層の少なくとも共通電極を構成する部分
が複数の層からなる多層構造であり且つこれら各層を接
続部により互いに電気的に接続することにより配線層の
高密度化可能となることに加えて、基板を大型化するこ
となしに配線の容量も増加させることができるので、ヘ
ッドを大型化することなしにノズルの高密度化、高速駆
動が可能となるとともに、発熱部と基板との間には、軟
質の導体層を介在させない構成としたので発熱サイクル
の繰り返しによっても前記発熱部が破損することがなく
なり、ヘッドを長寿命かつ信頼性の高いものとすること
ができる。
As described above in detail, according to the inkjet head of the present invention, at least the portion of the conductor layer that constitutes the common electrode has a multi-layered structure, and these layers are electrically connected to each other by the connecting portion. As a result, it is possible to increase the density of the wiring layer and also increase the capacity of the wiring without increasing the size of the substrate. In addition to being able to drive, the structure does not include a soft conductor layer between the heat generating part and the substrate, so the heat generating part will not be damaged even if the heat generating cycle is repeated, and the head will have a long life and reliability. It is possible to have high quality.

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

第1図及び第2図は本考案に係るインクジェットヘッド
の構造を示した説明図であり、第1図は平面図,第2図
はその要部断面図である。第3図及び第4図は、従来の
インクジェットヘッドを示す説明図で、第3図は平面
図,第4図はその要部断面図である。 1……基板、2……部分グレーズ層 3……第1の導体層、4……アンダーコート層 5……発熱抵抗体層、6……第2の導体層 7……コンタクトホール、8……オーバーコート層 9……ノズル板、10……隔壁、11……インク流路 12……発熱部
1 and 2 are explanatory views showing the structure of an ink jet head according to the present invention. FIG. 1 is a plan view and FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part thereof. 3 and 4 are explanatory views showing a conventional ink jet head, FIG. 3 is a plan view, and FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part thereof. 1 ... Substrate, 2 ... Partial glaze layer 3 ... First conductor layer, 4 ... Undercoat layer 5 ... Heating resistor layer, 6 ... Second conductor layer 7 ... Contact hole, 8 ... … Overcoat layer 9 …… Nozzle plate, 10 …… Partition wall, 11 …… Ink flow path 12 …… Heating part

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】記録用液体を吐出すためのノズル孔と、該
ノズル孔に連通した液路と、前記液体を吐出するための
熱エネルギーを発生する発熱抵抗体層および該発熱抵抗
体層に電気的に接続されて共通電極及び個別電極を構成
する導体層を有する基板と、を備えたインクジェットヘ
ッドにおいて、 前記導体層の少なくとも共通電極を構成する部分が複数
の層からなる多層構造であり且つこれら各層が接続部に
より互いに電気的に接続されているとともに前記発熱抵
抗体層の発熱に寄与する部分と前記基板との間には前記
導体層を介在させないことを特徴とするインクジェット
ヘッド。
1. A nozzle hole for ejecting a recording liquid, a liquid passage communicating with the nozzle hole, a heating resistor layer for generating thermal energy for ejecting the liquid, and the heating resistor layer. An inkjet head comprising: a substrate having a conductor layer that is electrically connected to form a common electrode and an individual electrode; and a multilayer structure in which at least a portion of the conductor layer that forms the common electrode has a plurality of layers, and An ink jet head in which each of these layers is electrically connected to each other by a connecting portion, and the conductor layer is not interposed between a portion of the heating resistor layer that contributes to heat generation and the substrate.
JP1987172483U 1987-11-11 1987-11-11 Inkjet head Expired - Lifetime JPH077168Y2 (en)

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JPH0176239U JPH0176239U (en) 1989-05-23
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JP5534683B2 (en) 2009-02-06 2014-07-02 キヤノン株式会社 Inkjet recording head

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JPH0176239U (en) 1989-05-23

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