JP2003094663A - Ink-jet head - Google Patents

Ink-jet head

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JP2003094663A
JP2003094663A JP2001295955A JP2001295955A JP2003094663A JP 2003094663 A JP2003094663 A JP 2003094663A JP 2001295955 A JP2001295955 A JP 2001295955A JP 2001295955 A JP2001295955 A JP 2001295955A JP 2003094663 A JP2003094663 A JP 2003094663A
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JP
Japan
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ink
base plate
resistance layer
jet head
head substrate
Prior art date
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Application number
JP2001295955A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Michihiro
利昭 道廣
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable ink-jet head capable of keeping electrical resistance values of a resistance layer and an electrode layer nearly constant over a long period. SOLUTION: The ink-jet head is provided with a head substrate 1 formed of a base plate 2 having the resistance layer 3 and a pair of the electrode layers sequentially fixed on its undersurface and of a protective film 5 covering these layers, and a top plate 6 facing top surface of the base plate 2 so as to form a predetermined clearance in between. Heat energy generated by supplying power to the resistance layer 3 is transmitted to ink 8 filled in the clearance via the base plate 2. A print is formed by making the ink 8 discharged from a discharging hole 7.

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、記録紙にインク滴
を所定パターンに付着させて画像を記録するインクジェ
ットヘッドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet head for recording an image by depositing ink droplets on a recording paper in a predetermined pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、記録紙に画像を形成するため
の記録デバイスとしてインクジェットヘッドが用いられ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet head has been used as a recording device for forming an image on recording paper.

【0003】インクジェットヘッドの記録方式には、イ
ンク滴を記録紙に向けて吐出・飛翔させるのに発熱抵抗
体の発する熱エネルギーを利用するものや圧電素子の変
形を利用するもの、更には電磁波の照射に伴って発生す
る熱を利用するもの等があり、これらの中でも発熱抵抗
体の熱エネルギーを利用するサーマルジェットタイプの
ものは、発熱抵抗体のパターニングが容易である上に、
小さな面積の発熱抵抗体であっても比較的大きな熱エネ
ルギーを発生させることができることから、高密度記録
への対応に適したものとして注目されている。
The ink jet head recording method uses a thermal energy generated by a heat generating resistor to eject and fly an ink droplet toward a recording sheet, a method using a deformation of a piezoelectric element, and an electromagnetic wave. There are those that utilize the heat generated by irradiation, and among these, the thermal jet type that utilizes the thermal energy of the heating resistor is easy to pattern the heating resistor,
Since even a heating resistor having a small area can generate a relatively large amount of heat energy, it is attracting attention as being suitable for high density recording.

【0004】かかるサーマルジェットタイプのインクジ
ェットヘッドとしては、例えば図4に示す如く、単結晶
シリコン等から成るベースプレート12の上面に、抵抗
層13及び一対の電極層14と、保護膜15とを順次形
成してなるヘッド基板11上に、複数個のインク吐出孔
17を有する天板16を、間に所定の間隙を形成するよ
うにして配設するとともに、ヘッド基板11−天板16
間の間隙にインク18を充填した構造のものが知られて
おり、記録紙を天板16の外表面に沿って搬送しなが
ら、抵抗層13の発熱部(一対の電極層間に位置する領
域)13aに電極層14を介して電源電力を印加し、抵
抗層13の発熱部13aを選択的にジュール発熱させ、
これらの熱エネルギーによって発熱部13a上のインク
18中で気泡Aを発生させるとともに、該発生した気泡
Aによる圧力でもって発熱部13a上のインク18を上
方に押し上げ、インク18の一部をインク吐出孔17よ
り記録紙に向けて吐出させることによって所定の画像が
記録される。
As such a thermal jet type ink jet head, for example, as shown in FIG. 4, a resistance layer 13, a pair of electrode layers 14, and a protective film 15 are sequentially formed on the upper surface of a base plate 12 made of single crystal silicon or the like. A top plate 16 having a plurality of ink ejection holes 17 is arranged on the head substrate 11 formed as described above so as to form a predetermined gap therebetween, and the head substrate 11-top plate 16
It is known to have a structure in which a gap is filled with the ink 18, and the heat generating portion of the resistance layer 13 (a region located between a pair of electrode layers) while conveying the recording paper along the outer surface of the top plate 16. Power is applied to 13a through the electrode layer 14 to selectively cause the heat generating portion 13a of the resistance layer 13 to generate Joule heat.
Bubbles A are generated in the ink 18 on the heat generating portion 13a by these thermal energies, and the ink 18 on the heat generating portion 13a is pushed upward by the pressure of the generated bubbles A, and a part of the ink 18 is ejected. A predetermined image is recorded by ejecting the ink from the hole 17 toward the recording paper.

【0005】尚、前記ヘッド基板11の保護膜15は、
インク18中に含まれているアルカリイオンや水分等が
抵抗層13や電極層14等に接触してこれらを腐食した
り、或いは、インク18中に含まれている染料の固まり
等が抵抗層13の発熱部等にこびり付いたりするのを防
止するためのものであり、従来周知のCVD(化学気相
成長)法やスパッタリング法等の薄膜プロセスを採用
し、窒化珪素や酸化珪素等の無機質材料をベースプレー
ト12の上面に所定厚みに堆積させることにより形成さ
れていた。
The protective film 15 on the head substrate 11 is
Alkali ions, water, etc. contained in the ink 18 come into contact with the resistance layer 13, the electrode layer 14 etc. to corrode them, or a cluster of dye contained in the ink 18 causes resistance layer 13 etc. This is to prevent sticking to the heat-generating part of the device, adopts thin film processes such as the well-known CVD (chemical vapor deposition) method and sputtering method, and uses inorganic materials such as silicon nitride and silicon oxide. It was formed by depositing a predetermined thickness on the upper surface of the base plate 12.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ットヘッドの保護層15をスパッタリング等の薄膜プロ
セスによって形成した場合、保護層15中にはピンホー
ル等の微細な膜欠陥が数多く形成される。
When the protective layer 15 of the ink jet head is formed by a thin film process such as sputtering, many fine film defects such as pinholes are formed in the protective layer 15.

【0007】このため、インク18中に含まれている水
分やK+,OH-等のイオンが保護層15の膜欠陥を介し
て抵抗層13や電極層14に接触すると、抵抗層13や
電極層14が腐食されてしまい、これらの層の電気抵抗
値が大幅に変動するという欠点を有していた。
Therefore, when the water contained in the ink 18 or the ions of K + , OH −, etc. come into contact with the resistance layer 13 or the electrode layer 14 through the film defect of the protective layer 15, the resistance layer 13 or the electrode is formed. The layer 14 is corroded, and the electric resistance of these layers fluctuates significantly.

【0008】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、抵抗層や電極層の電気抵抗値を長期に
わたって略一定に保つことが可能な高信頼性のインクジ
ェットヘッドを提供することにある。
The present invention has been devised in view of the above drawbacks, and an object thereof is to provide a highly reliable ink jet head capable of keeping the electric resistance values of a resistance layer and an electrode layer substantially constant for a long period of time. Especially.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、ベースプレートの下面に抵抗層と一対の電極
層とを順次被着させ、これらを保護膜で被覆してなるヘ
ッド基板と、前記ベースプレートの上面に対し間に所定
の間隙を形成するようにして対面配置される天板とを具
備し、前記抵抗層への通電に伴い発生する熱エネルギー
を前記ベースプレートを介して前記間隙に充填されるイ
ンクに伝達せしめ、該インクをインク吐出孔より吐出さ
せることにより印画を形成するように構成したことを特
徴とするものである。
In an ink jet head of the present invention, a resistance layer and a pair of electrode layers are sequentially deposited on the lower surface of a base plate, and these are covered with a protective film. An ink which is provided facing the upper surface so as to form a predetermined gap therebetween, and the thermal energy generated by energization of the resistance layer is filled in the gap through the base plate. It is characterized in that a print image is formed by transmitting the ink to the ink and discharging the ink from the ink discharge hole.

【0010】また本発明のインクジェットヘッドは、前
記ベースプレートの厚みが1μm〜5μmに設定されて
いることを特徴とするものである。
Further, the ink jet head of the present invention is characterized in that the thickness of the base plate is set to 1 μm to 5 μm.

【0011】更に本発明のインクジェットヘッドは、前
記ヘッド基板が支持板の上面に載置・固定されているこ
とを特徴とするものである。
Further, the ink jet head of the present invention is characterized in that the head substrate is placed and fixed on the upper surface of the support plate.

【0012】また更に本発明のインクジェットヘッド
は、前記ベースプレートが単結晶シリコンを熱酸化して
なる酸化珪素により形成されていることを特徴とするも
のである。
Furthermore, the ink jet head of the present invention is characterized in that the base plate is formed of silicon oxide obtained by thermally oxidizing single crystal silicon.

【0013】更にまた本発明のインクジェットヘッド
は、前記ベースプレートにピンホールが存在しないこと
を特徴とするものである。
Furthermore, the ink jet head of the present invention is characterized in that there is no pinhole in the base plate.

【0014】本発明のインクジェットヘッドによれば、
抵抗層や電極層を設けたベースプレートの下面とは反対
側の面(上面)にインクが接触するように構成したこと
から、インク中に含まれている水分やK+,OH-等のイ
オンが抵抗層や電極層に接触しようとするのをピンホー
ル等の存在しないベースプレートでもって良好に遮断
し、抵抗層や電極層の電気抵抗値を長期にわたり略一定
に保つことができるようになる。従って、インクジェッ
トヘッドの信頼性が向上される。
According to the ink jet head of the present invention,
Since the ink is configured to come into contact with the surface (upper surface) opposite to the lower surface of the base plate provided with the resistance layer and the electrode layer, moisture contained in the ink and ions such as K + and OH are included. An attempt to contact the resistance layer or the electrode layer can be satisfactorily blocked by the base plate having no pinhole or the like, and the electric resistance value of the resistance layer or the electrode layer can be kept substantially constant for a long period of time. Therefore, the reliability of the inkjet head is improved.

【0015】また本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ベースプレートの厚みを1μm〜5μmに薄く設定
しておくことにより、抵抗層の発する熱はベースプレー
トを介してインクに速やかに伝達されるようになり、イ
ンクジェットヘッドの熱応答特性を高く維持することが
できる。
Further, according to the ink jet head of the present invention, by setting the thickness of the base plate as thin as 1 μm to 5 μm, the heat generated by the resistance layer can be quickly transferred to the ink through the base plate. The thermal response characteristics of the inkjet head can be maintained high.

【0016】更に本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、前記ヘッド基板を支持板の上面に載置・固定してお
くことにより、ヘッド基板の厚みが極めて薄い場合であ
っても、インクジェットヘッドの使用時等におけるヘッ
ド基板の変形、破損等を有効に防止することができ、そ
の全体構造を所期の構造に保持することが可能となる。
Further, according to the ink jet head of the present invention, by mounting and fixing the head substrate on the upper surface of the support plate, even when the thickness of the head substrate is extremely thin, the ink jet head is used. It is possible to effectively prevent the head substrate from being deformed, damaged, and the like, and it is possible to hold the entire structure in a desired structure.

【0017】また更に本発明のインクジェットヘッドに
よれば、前記ベースプレートとして、単結晶シリコンを
熱酸化して形成した酸化珪素製の板体を用いるようにす
れば、ピンホール等の欠陥が一切存在しない良好なベー
スプレートを比較的簡単に得ることができ、インクジェ
ットヘッドの信頼性、並びに、生産性を更に高めること
ができる利点がある。
Further, according to the ink jet head of the present invention, if a plate made of silicon oxide formed by thermally oxidizing single crystal silicon is used as the base plate, there will be no defects such as pinholes. A good base plate can be obtained relatively easily, and there is an advantage that the reliability and productivity of the inkjet head can be further improved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係るイ
ンクジェットヘッドの分解斜視図、図2は図1のインク
ジェットヘッドの断面図であり、1はヘッド基板、6は
天板、8はヘッド基板1−天板6間に充填されるイン
ク、9は支持板である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is an exploded perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the inkjet head of FIG. 1, and 1 is a head substrate, 6 is a top plate, 8 is a head substrate 1-top plate. Ink filled between 6 and 9 is a support plate.

【0019】前記ヘッド基板1は、矩形状をなすように
形成されたベースプレート2の下面に抵抗層3及び一対
の電極層4,4を順次、被着・形成し、これらを保護膜
5で被覆した構造を有している。
In the head substrate 1, a resistance layer 3 and a pair of electrode layers 4 and 4 are sequentially deposited and formed on the lower surface of a base plate 2 formed in a rectangular shape, and these are covered with a protective film 5. It has a structure.

【0020】前記ベースプレート2は、ピンホール等が
全く存在しない酸化珪素製の板体により形成されてお
り、その厚みは、例えば1μm〜5μmに設定されてい
る。
The base plate 2 is formed of a silicon oxide plate body having no pinholes or the like, and the thickness thereof is set to, for example, 1 μm to 5 μm.

【0021】前記ベースプレート2は、その下面で抵抗
層3や電極層4を支持するための支持母材として、また
抵抗層3や電極層4を後述するインク8と遮断するため
の封止部材として機能するものであり、まず単結晶シリ
コンの表面を従来周知の熱酸化法にて酸化することによ
り酸化珪素を形成し、しかる後、酸化珪素の部分を1μ
m〜5μmの厚みにスライスしたり、或いは、エッチング
にて単結晶シリコンの部分を除去することにより製作さ
れる。
The base plate 2 serves as a support base material for supporting the resistance layer 3 and the electrode layer 4 on its lower surface, and as a sealing member for blocking the resistance layer 3 and the electrode layer 4 from the ink 8 described later. First, the surface of single crystal silicon is oxidized by a conventionally known thermal oxidation method to form silicon oxide, and thereafter, the silicon oxide portion is reduced to 1 μm.
It is manufactured by slicing to a thickness of m to 5 μm or by removing a portion of single crystal silicon by etching.

【0022】このように、ベースプレート2として、単
結晶シリコンを熱酸化して形成した酸化珪素製の板体を
用いるようにすれば、ピンホール等の欠陥が一切存在し
ない良質のベースプレートを比較的簡単に得ることがで
き、インクジェットヘッドの信頼性向上、並びに、生産
性向上に供することができる。
As described above, when the plate body made of silicon oxide formed by thermally oxidizing single crystal silicon is used as the base plate 2, a high quality base plate free from defects such as pinholes is relatively simple. In addition, it is possible to improve the reliability and productivity of the inkjet head.

【0023】また前記ベースプレート2の下面に設けら
れている抵抗層3は、TaNやTaSiO,TaSiN
O,TiSiO,TiSiCO,NbSiO等の電気抵
抗材料を、例えば0.01μm〜0.15μmの厚みに
被着させてなり、一対の電極層4,4の間に位置する領
域が発熱素子3aとして機能する。
The resistance layer 3 provided on the lower surface of the base plate 2 is made of TaN, TaSiO, TaSiN.
An electric resistance material such as O, TiSiO, TiSiCO, and NbSiO is deposited to a thickness of, for example, 0.01 μm to 0.15 μm, and the region located between the pair of electrode layers 4 and 4 functions as the heating element 3a. To do.

【0024】この発熱素子3aは、ベースプレート2の
長手方向にわたり例えば600dpi(dot per inch)
の密度で直線状に配列されており、一対の電極層4,4
を介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こ
し、インク8の吐出に必要な所定の温度まで上昇する。
The heating element 3a is, for example, 600 dpi (dot per inch) in the longitudinal direction of the base plate 2.
Are arranged in a straight line at a density of
When the power source power is applied through the device, Joule heat is generated, and the temperature rises to a predetermined temperature required for ejecting the ink 8.

【0025】また前記抵抗層3上に被着されている一対
の電極層4,4は、抵抗層3の発熱部(発熱素子3a)
に電源電力を供給するための給電配線として機能するも
のであり、アルミニウム等を主成分とする金属材料によ
って例えば0.5μm〜1.0μmの厚みに形成され
る。
The pair of electrode layers 4 and 4 deposited on the resistance layer 3 includes a heating portion of the resistance layer 3 (heating element 3a).
It functions as a power supply wiring for supplying power to the power source, and is formed with a thickness of, for example, 0.5 μm to 1.0 μm from a metal material containing aluminum or the like as a main component.

【0026】このような抵抗層3や電極層4は、従来周
知の薄膜手法によって形成され、具体的には、ベースプ
レート2の下面に上述の電気抵抗材料と金属材料とを従
来周知のスパッタリングやCVD法等によって順次被着
させ、これらを従来周知のフォトリソグラフィー及びエ
ッチングにて所定パターンに加工することにより形成さ
れる。
The resistance layer 3 and the electrode layer 4 as described above are formed by a well-known thin film method, and specifically, the above-described electric resistance material and metal material are formed on the lower surface of the base plate 2 by well-known sputtering or CVD. It is formed by sequentially depositing by a method or the like and processing these into a predetermined pattern by conventionally known photolithography and etching.

【0027】そして前記抵抗層3や電極層4を被覆する
保護膜5は、大気中に含まれている水分等の接触による
腐食から抵抗層3や電極層4を保護するとともに、これ
らの層3,4を後述する支持板9と電気的に絶縁するた
めのものであり、酸化珪素や窒化珪素等の無機質材料に
よって例えば0.2μm〜1.2μmの厚みに形成され
る。
The protective film 5 covering the resistance layer 3 and the electrode layer 4 protects the resistance layer 3 and the electrode layer 4 from corrosion due to contact with moisture contained in the atmosphere, and at the same time, these layers 3 , 4 are electrically insulated from a support plate 9 described later, and are formed of an inorganic material such as silicon oxide or silicon nitride to a thickness of 0.2 μm to 1.2 μm, for example.

【0028】尚、前記保護膜5は、従来周知のスパッタ
リング等を採用し、上述の無機質材料を抵抗層3等の表
面に被着させることによって形成される。このとき、保
護膜5にはピンホール等の膜欠陥が形成されるものの、
この保護膜5はインク8と非接触に保持されることとな
るため、インク8中に含まれている水分やK+,OH-
のイオンが保護膜5の膜欠陥を介して抵抗層3や電極層
4に接触することは一切ない。
The protective film 5 is formed by adopting conventionally known sputtering or the like and depositing the above-mentioned inorganic material on the surface of the resistance layer 3 or the like. At this time, although film defects such as pinholes are formed on the protective film 5,
Since the protective film 5 is held in non-contact with the ink 8, the moisture contained in the ink 8 or ions such as K + and OH are contained in the resistive layer 3 via the film defect of the protective film 5. And never touches the electrode layer 4.

【0029】また一方、上述したヘッド基板1は支持板
9上に載置され、ヘッド基板1の上方には、間に所定間
隙(例えば25μm〜200μmの間隙)を形成するよ
うにして天板6が配設される。
On the other hand, the above-mentioned head substrate 1 is placed on the support plate 9, and a ceiling plate 6 is formed above the head substrate 1 so that a predetermined gap (for example, a gap of 25 μm to 200 μm) is formed therebetween. Is provided.

【0030】前記支持板9は、例えばアルミニウムやS
US等の良熱伝導性材料によって例えば400μm〜6
00μmの厚みに形成され、その上面に図示しない接着
剤を介してヘッド基板1を載置させておくことにより、
ヘッド基板1が支持板9上に接着・固定される。
The support plate 9 is made of, for example, aluminum or S.
For example, 400 μm to 6 depending on a good heat conductive material such as US
It is formed to a thickness of 00 μm, and the head substrate 1 is mounted on the upper surface of the head substrate 1 via an adhesive (not shown),
The head substrate 1 is bonded and fixed on the support plate 9.

【0031】このような支持板9は、ヘッド基板1を機
械的に補強するためのものであり、ヘッド基板1の厚み
が1μm〜5μmと極めて薄い場合であっても、インク
ジェットヘッドの使用時等におけるヘッド基板1の変
形、破損等を有効に防止し、その全体構造を所期の構造
に保持する作用を為す。
Such a support plate 9 is for mechanically reinforcing the head substrate 1, and even when the thickness of the head substrate 1 is extremely thin, 1 μm to 5 μm, when the ink jet head is used, etc. The head substrate 1 is effectively prevented from being deformed or damaged, and the entire structure of the head substrate 1 is held in a desired structure.

【0032】また前記天板6は、ベースプレート2の上
面と対面するようにして配設され、ヘッド基板1の発熱
素子3aと1対1に対応する複数個のインク吐出孔7を
有している。
The top plate 6 is arranged so as to face the upper surface of the base plate 2 and has a plurality of ink discharge holes 7 corresponding to the heating elements 3a of the head substrate 1 in a one-to-one relationship. .

【0033】前記天板6のインク吐出孔7は、インクジ
ェットヘッドの記録動作時、インク滴iを記録紙に向け
て吐出するためのものであり、各々のインク吐出孔7の
直径は10μm〜100μm程度の大きさに設定され、
対応する発熱素子3aの真上に位置するようにしてヘッ
ド基板1に対し固定される。
The ink discharge holes 7 of the top plate 6 are for discharging ink drops i toward the recording paper during the recording operation of the ink jet head, and the diameter of each ink discharge hole 7 is 10 μm to 100 μm. It is set to the size of
It is fixed to the head substrate 1 so as to be located right above the corresponding heating element 3a.

【0034】尚、前記天板6は、感光性のエポキシ樹脂
やポリイミド樹脂,モリブデン,アルミナセラミックス
等を所定形状に加工したり、或いは、上記の材料を組み
合わせることによって形成され、例えばモリブデンから
成る場合、モリブデンのインゴット(塊)を従来周知の
金属加工法により板状に成形するとともに該板体の所定
箇所に従来周知のレーザー加工により孔あけを行ってイ
ンク吐出孔7を穿設することにより製作され、得られた
天板6を図示しない隔壁部材やスペーサ等を介しヘッド
基板1上に載置させることにより天板6がヘッド基板1
上の所定位置に固定される。
The top plate 6 is formed by processing a photosensitive epoxy resin, a polyimide resin, molybdenum, alumina ceramics or the like into a predetermined shape, or by combining the above materials, and is made of, for example, molybdenum. , A molybdenum ingot (lump) is formed into a plate shape by a conventionally known metal processing method, and a hole is formed at a predetermined portion of the plate body by a conventionally known laser processing to form an ink discharge hole 7. Then, the obtained top plate 6 is placed on the head substrate 1 via a partition member (not shown), a spacer, or the like, so that the top plate 6 is moved to the head substrate 1.
It is fixed in place on top.

【0035】そして前記ヘッド基板1―天板6間に充填
されるインク8としては、例えば水性染料インク等が好
適に使用され、その粘度は例えば0.3mPa・s〜
3.0mPa・s(25℃)に調整される。
As the ink 8 filled between the head substrate 1 and the top plate 6, for example, an aqueous dye ink or the like is preferably used, and the viscosity thereof is, for example, 0.3 mPa · s or more.
It is adjusted to 3.0 mPa · s (25 ° C).

【0036】前記インク8中には、前述した発熱素子3
aの熱エネルギーによって気泡Aが発生するようになっ
ており、気泡発生時の圧力によってインク8の一部がイ
ンク滴iとなってインク吐出孔7より外部に吐出され
る。
In the ink 8, the heating element 3 described above is contained.
Bubbles A are generated by the thermal energy of a, and a part of the ink 8 is discharged as an ink droplet i from the ink discharge hole 7 by the pressure when the bubble is generated.

【0037】このとき、インク8と、抵抗層3及び電極
層4との間にはピンホール等の存在しないベースプレー
ト2が介在されているため、インク8は抵抗層3及び電
極層4に対して非接触に保たれることとなる。
At this time, since the base plate 2 having no pinhole or the like is interposed between the ink 8 and the resistance layer 3 and the electrode layer 4, the ink 8 is against the resistance layer 3 and the electrode layer 4. It will be kept in non-contact.

【0038】このように、抵抗層3や電極層4を設けた
ベースプレート2の下面とは反対側の面(上面)にイン
ク8が接触するようにインクジェットヘッドを構成した
ことから、インク8中に含まれている水分やK+,OH-
等のイオンが抵抗層3や電極層4に接触しようとするの
をベースプレート2でもって良好に遮断することがで
き、抵抗層3や電極層4の電気抵抗値を長期にわたり略
一定に保つことが可能となる。従って、インクジェット
ヘッドの信頼性が向上される。
Since the ink jet head is constructed so that the ink 8 comes into contact with the surface (upper surface) opposite to the lower surface of the base plate 2 provided with the resistance layer 3 and the electrode layer 4 as described above, It contains moisture and K +, OH -
The base plate 2 can satisfactorily block ions such as ions from coming into contact with the resistance layer 3 or the electrode layer 4, and the electric resistance values of the resistance layer 3 and the electrode layer 4 can be kept substantially constant for a long period of time. It will be possible. Therefore, the reliability of the inkjet head is improved.

【0039】また本実施形態においては、上述したベー
スプレート2の厚みを1μm〜5μmに薄く設定し、抵
抗層3の発する熱をベースプレート2を介してインク8
に速やかに伝達させるようになしたことから、インクジ
ェットヘッドの熱応答特性を高く維持することができ、
高速での記録動作にも十分に対応することが可能であ
る。
Further, in this embodiment, the thickness of the base plate 2 described above is set to a thin thickness of 1 μm to 5 μm, and the heat generated by the resistance layer 3 is transferred to the ink 8 via the base plate 2.
It is possible to maintain high thermal response characteristics of the inkjet head because
It is possible to sufficiently cope with high-speed recording operation.

【0040】尚、前記インク8は図示しないインクタン
クからヘッド基板1−天板6間の間隙に供給される。
The ink 8 is supplied to the gap between the head substrate 1 and the top plate 6 from an ink tank (not shown).

【0041】かくして上述したインクジェットヘッド
は、記録紙を天板6の外表面に沿ってインク吐出孔7の
配列方向と直交する方向に搬送しながら、発熱素子3a
を外部からの画像データに基づいて個々に選択的に発熱
させ、これらの熱エネルギーをベースプレート2を介し
て天板6−ヘッド基板1間のインク8に伝達させること
によってインク8中で気泡Aを発生させるとともに、該
発生した気泡Aによる圧力でもってインク8をインク吐
出孔7側に押し上げ、インク滴iをインク吐出孔7より
記録紙に向けて吐出させることによって所定の画像が記
録される。
Thus, the above-described ink jet head conveys the recording paper along the outer surface of the top plate 6 in the direction orthogonal to the arrangement direction of the ink ejection holes 7, while generating the heating element 3a.
To generate heat selectively based on image data from the outside, and transfer these heat energies to the ink 8 between the top plate 6 and the head substrate 1 via the base plate 2 to generate bubbles A in the ink 8. A predetermined image is recorded by generating the ink 8 and pushing up the ink 8 toward the ink ejection hole 7 side by the pressure of the generated bubble A to eject the ink droplet i from the ink ejection hole 7 toward the recording paper.

【0042】尚、本発明は上述の実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々の変更、改良等が可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention.

【0043】例えば、上述の実施形態において、ベース
プレート2の下面に発熱素子3aの発熱を制御するため
のドライバーICを搭載するようにしても構わない。
For example, in the above-described embodiment, a driver IC for controlling the heat generation of the heating element 3a may be mounted on the lower surface of the base plate 2.

【0044】また上述した実施形態において、ヘッド基
板1−天板6間に、隣接する発熱素子3aを隔てること
で、個々の発熱素子3aに対応したインク流路を形成す
るための隔壁部材を介在させるようにしても良く、この
場合、インク8中で発生する気泡からの圧力は隔壁部材
によって主走査方向に分散するのが有効に防止されるた
め、気泡からの圧力をインクに対して効率良く伝達する
ことができるようになる。尚、このような隔壁部材は天
板、或いは、ヘッド基板と一体的に形成するようにして
も良いし、天板やヘッド基板とは別体として形成するよ
うにしても構わない。
Further, in the above-described embodiment, the partition member for forming the ink flow path corresponding to each heating element 3a is provided by separating the adjacent heating elements 3a between the head substrate 1 and the top plate 6. In this case, since the partition wall member effectively prevents the pressure generated from the bubbles generated in the ink 8 from being dispersed in the main scanning direction, the pressure from the bubbles can be efficiently applied to the ink. To be able to communicate. Incidentally, such a partition member may be formed integrally with the top plate or the head substrate, or may be formed separately from the top plate or the head substrate.

【0045】更に上述の実施形態においては、インク吐
出孔7を天板6に設け、これを対応する発熱素子3aの
真上に配置させるようにしたが、これに代えて、インク
吐出孔7を発熱素子3aの真上よりずらして配置しても
良いし、或いは、インク滴をヘッド基板1のエッジより
吐出させるエッジシュータータイプのインクジェットヘ
ッドに本発明を適用するにあたり、インク吐出孔7を天
板6には設けずに、ヘッド基板1の一端側で天板6と直
交する方向に配設されるノズル部材に穿設するようにし
ても構わない。
Further, in the above-described embodiment, the ink discharge hole 7 is provided in the top plate 6 and is arranged directly above the corresponding heating element 3a. However, instead of this, the ink discharge hole 7 is provided. It may be arranged so as to be offset from directly above the heating element 3a, or when the present invention is applied to an edge shooter type inkjet head that ejects ink droplets from the edge of the head substrate 1, the ink ejection holes 7 are provided on the top plate. It is also possible that the nozzle member 6 is not provided on the nozzle 6, and the nozzle member is disposed on one end side of the head substrate 1 in a direction orthogonal to the top plate 6.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、抵抗層や電極層を設けたベースプレートの下面とは
反対側の面(上面)にインクが接触するように構成した
ことから、インク中に含まれている水分やK+,OH-
のイオンが抵抗層や電極層に接触しようとするのをピン
ホール等の存在しないベースプレートでもって良好に遮
断し、抵抗層や電極層の電気抵抗値を長期にわたり略一
定に保つことができるようになる。従って、インクジェ
ットヘッドの信頼性が向上される。
According to the ink jet head of the present invention, since the ink is in contact with the surface (upper surface) opposite to the lower surface of the base plate provided with the resistance layer and the electrode layer, it is included in the ink. The base plate having no pinholes or the like satisfactorily blocks the moisture and ions such as K + and OH − from coming into contact with the resistance layer or the electrode layer, and the electric resistance value of the resistance layer or the electrode layer is It will be possible to keep it substantially constant for a long period of time. Therefore, the reliability of the inkjet head is improved.

【0047】また本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ベースプレートの厚みを1μm〜5μmに薄く設定
しておくことにより、抵抗層の発する熱はベースプレー
トを介してインクに速やかに伝達されるようになり、イ
ンクジェットヘッドの熱応答特性を高く維持することが
できる。
Further, according to the ink jet head of the present invention, by setting the thickness of the base plate thinly to 1 μm to 5 μm, the heat generated by the resistance layer can be quickly transferred to the ink through the base plate. The thermal response characteristics of the inkjet head can be maintained high.

【0048】更に本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、前記ヘッド基板を支持板の上面に載置・固定してお
くことにより、ヘッド基板の厚みが極めて薄い場合であ
っても、インクジェットヘッドの使用時等におけるヘッ
ド基板の変形、破損等を有効に防止することができ、そ
の全体構造を所期の構造に保持することが可能となる。
Further, according to the ink jet head of the present invention, by mounting and fixing the head substrate on the upper surface of the support plate, even when the thickness of the head substrate is extremely small, when the ink jet head is used. It is possible to effectively prevent the head substrate from being deformed, damaged, and the like, and it is possible to hold the entire structure in a desired structure.

【0049】また更に本発明のインクジェットヘッドに
よれば、前記ベースプレートとして、単結晶シリコンを
熱酸化して形成した酸化珪素製の板体を用いるようにす
れば、ピンホール等の欠陥が一切存在しない良好なベー
スプレートを比較的簡単に得ることができ、インクジェ
ットヘッドの信頼性、並びに、生産性を更に高めること
ができる利点がある。
Further, according to the ink jet head of the present invention, if the plate made of silicon oxide formed by thermally oxidizing single crystal silicon is used as the base plate, there are no defects such as pinholes. A good base plate can be obtained relatively easily, and there is an advantage that the reliability and productivity of the inkjet head can be further improved.

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

【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッ
ドの分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のインクジェットヘッドの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the inkjet head of FIG.

【図3】従来のインクジェットヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ヘッド基板、2・・・ベースプレート、3・・
・抵抗層、3a・・・発熱素子、4・・・電極層、5・
・・保護膜、6・・・天板、7・・・インク吐出孔、8
・・・インク、9・・・支持板、A・・・気泡、i・・
・インク滴
1 ... Head substrate, 2 ... Base plate, 3 ...
・ Resistive layer, 3a ... Heating element, 4 ... Electrode layer, 5 ...
..Protective film, 6 ... Top plate, 7 ... Ink ejection hole, 8
... Ink, 9 ... Support plate, A ... Bubbles, i ...
・ Ink drop

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ベースプレートの下面に抵抗層と一対の電
極層とを順次被着させ、これらを保護膜で被覆してなる
ヘッド基板と、前記ベースプレートの上面に対し間に所
定の間隙を形成するようにして対面配置される天板とを
具備し、 前記抵抗層への通電に伴い発生する熱エネルギーを前記
ベースプレートを介して前記間隙に充填されるインクに
伝達せしめ、該インクをインク吐出孔より吐出させるこ
とにより印画を形成するようにしたインクジェットヘッ
ド。
1. A predetermined gap is formed between an upper surface of the base plate and a head substrate formed by sequentially depositing a resistance layer and a pair of electrode layers on the lower surface of the base plate and covering them with a protective film. In this way, the top plate is arranged face-to-face in this manner, and heat energy generated by energization of the resistance layer is transferred to the ink filled in the gap via the base plate, and the ink is discharged from the ink discharge hole. An inkjet head that forms a print by discharging.
【請求項2】前記ベースプレートの厚みが1μm〜5μ
mに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. The base plate has a thickness of 1 μm to 5 μm.
The inkjet head according to claim 1, wherein the inkjet head is set to m.
【請求項3】前記ヘッド基板が支持板の上面に載置・固
定されていることを特徴とする請求項2に記載のインク
ジェットヘッド。
3. The inkjet head according to claim 2, wherein the head substrate is placed and fixed on an upper surface of a support plate.
【請求項4】前記ベースプレートが単結晶シリコンを熱
酸化してなる酸化珪素により形成されていることを特徴
とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のインク
ジェットヘッド。
4. The ink jet head according to claim 1, wherein the base plate is formed of silicon oxide obtained by thermally oxidizing single crystal silicon.
【請求項5】前記ベースプレートにピンホールが存在し
ないことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか
に記載のインクジェットヘッド。
5. The inkjet head according to claim 1, wherein the base plate has no pinholes.
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