JP3133886B2

JP3133886B2 - インクジェットヘッドおよび該ヘッド用基体並びに該ヘッドを具えた装置

Info

Publication number: JP3133886B2
Application number: JP33790393A
Authority: JP
Inventors: 哲朗浅羽
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 2001-02-13
Anticipated expiration: 2016-02-13
Also published as: JPH07195694A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動回路の一部を組み
込んだインクジェットヘッドおよび該ヘッド用基体並び
に該ヘッドを具えた装置に関する。なお、ここで、記録
とは、布、糸、紙、シート材等のインク付与を受けるイ
ンク支持体全てへのインク付与等（プリント）を含むも
ので、記録装置は、各種情報処理装置全てあるいはその
出力器としてのプリンタを含むものであり、本発明はこ
れらへの用途が可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５４−５１８３７号公報、ドイツ
公開（ＤＯＬＳ）第２８４３０６４号公報等に記載され
ている液体噴射記録法に適用される装置の記録ヘッド部
の一例は、液体（インク）を吐出するために設けられた
オリフィス（吐出口）と、該オリフィスに連通し、液体
を滴として吐出するために利用される熱エネルギーが液
体に作用する部分である熱作用部を構成の一部とする液
路を有する液吐出部と、熱エネルギーを発生する手段と
しての電気熱変換体とを具備している。

【０００３】そして、この電気熱変換体は、一対の電極
と、これら電極に接続され、かつこれらの電極間に発熱
する領域（熱発生部）を有する発熱抵抗層とを具備して
いる。上記一対の電極は、一般に、選択電極と共通電極
とからなり、これら電極間に通電することにより上述し
たオリフィスから液体を吐出するために利用される熱エ
ネルギーが前記熱発生部より発生される。

【０００４】従来の記録ヘッドは、電気熱変換素子アレ
イを単結晶シリコン基板上に形成し、一方、この電気熱
変換素子の駆動回路としてシリコン基板外部にトランジ
スタアレイ等の電気熱変換素子駆動用機能素子を配置
し、これら電気熱変換素子とトランジスタアレイ間の接
続をフレキシブルケーブルやワイヤードボンディング等
によって行う構成としていた。

【０００５】上述したヘッド構成に対して考慮される構
造の簡易化、あるいは製造工程で生ずる不良の低減化、
さらには各素子の特性の均一化および再現性の向上を目
的として、特開昭５７−７２８６７号公報において提案
されているような電気熱変換素子と機能素子を同一基板
上に設けた記録ヘッドを有するインクジェット記録装置
が知られている。

【０００６】図８は上述した構成による記録ヘッド用基
体の一部分を示す断面図である。０１は単結晶シリコン
からなる半導体基板である。０２はＮ型半導体のエピタ
キシャル領域、０１４は高不純物濃度のＮ型半導体のオ
ーミックコンタクト領域、０１３はＰ型半導体のベース
領域、０５は高不純物濃度Ｎ型半導体のエミッタ領域で
あり、これらでバイポーラトランジスタ０１５を形成し
ている。０６，０８は蓄熱層および層間絶縁層としての
酸化シリコン層、０１０は熱抵抗層、０９はアルミニウ
ム（Ａｌ）の配線電極、０１１は保護層としての酸化シ
リコン層であり、以上で記録ヘッド用の基体０１６を形
成している。なお、ここで熱抵抗層０１０が発熱部とな
る。そして、この基体０１６上に液路が形成されて記録
ヘッドが構成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では個々のダイオードの電気的分離をｐｎ分離によ
って行っているため、次の２点の欠点があった。

【０００８】（１）ダイオードのベース部分０１３およ
びコレクタ部分０３，０４および基体０１，０２の間で
寄生バイポーラトランジスタが構成されてしまい、基体
０１，０２に流れ込む電流を押さえるためには、ダイオ
ードのコレクタ部０３，０４、つまり、寄生バイポーラ
のベース部分を高濃度層にしてやる必要がある。このた
め、拡散層０３，０４の横や縦方向への広がりが大きく
なり、ダイオードの小型化を阻げる要因になっている。

【０００９】（２）また、ベース領域０１３を３次元的
に接合分離しなければならない必要性から、埋め込み層
０３の存在は必須となり、この結果、製作工程途中で、
エピタキシャル成長が必ず入ってくることになる。安価
なインクジェットを製造する際、エピタキシャル成長工
程は多大なコストアップ要因になり、製造原価を押し上
げる結果となる。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑み、駆動回路
をヘッドに組み込んでも寄生バイポーラトランジスタの
効果をなくすことができ、かつ単結晶基体に埋め込み層
を設ける必要がないインクジェットヘッドおよび該ヘッ
ド用基体並びに該ヘッドを具えた装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
インクを吐出する吐出口が設けられたインクジェットヘ
ッドにおいて、少なくとも表面が実質的に絶縁性を有す
る支持体と、この支持体の上に設けられて前記吐出口か
らインクを吐出するために利用される熱エネルギを発生
する複数の電気熱変換体と、これら複数の電気熱変換体
とは別に前記支持体の上に設けられて当該複数の電気熱
変換体をそれぞれ駆動するための複数の駆動素子とを有
する基体を具え、前記複数の駆動素子のそれぞれは、前
記支持体の上に形成された多結晶シリコン層を有するダ
イオードと、このダイオードに接する少なくとも一層以
上の金属シリサイド層とを有し、前記ダイオードは、前
記多結晶シリコン層中にｐｎ接合面を有し、前記金属シ
リサイド層は、前記支持体と前記ダイオードとの間か、
または前記ダイオードの上に位置していることを特徴と
するものである。

【００１２】本発明の第２の形態は、少なくとも表面が
実質的に絶縁性を有する支持体と、この支持体の上に設
けられてインクを吐出するために利用される熱エネルギ
を発生する複数の電気熱変換体と、これら複数の電気熱
変換体とは別に前記支持体の上に設けられて前記複数の
電気熱変換体をそれぞれ駆動するための複数の駆動素子
とを具え、前記複数の駆動素子のそれぞれは、前記支持
体の上に形成される多結晶シリコン層を有するダイオー
ドと、このダイオードに接して設けられる少なくとも一
層以上の金属シリサイド層とを有し、前記ダイオード
は、前記多結晶シリコン層中にｐｎ接合面を有し、前記
金属シリサイド層は、前記支持体と前記ダイオードとの
間か、または前記ダイオードの上に位置していることを
特徴とするインクジェットヘッド用基体にある。

【００１３】本発明の第３の形態は、本発明の第１の形
態によるインクジェットヘッドを具えたインクジェット
装置であって、前記インクジェットヘッドが装置本体に
対して着脱可能であることを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】本発明では、少なくとも表面が実質的に絶縁性
を有する支持体上に多結晶シリコンのダイオードアレイ
を配置することによって、個々のダイオード間の分離を
ｐｎ分離ではなく誘電体分離にし、これによって寄生バ
イポーラが構成されることを根本的に防いでいる。

【００１５】また、本発明の構成では、製作工程途中に
エピタキシャル層形成が不要になり、３０％以上の製造
コスト低減を可能とする。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１７】〔実施例１〕図１は本発明のインクジェットヘッドの基体の特徴を最
もよく表わす構造断面図であり、同図において、１１は
石英からなる、もしくはシリコンウエハ上に二酸化ケイ
素膜等の絶縁体が設けられた支持体、１２は多結晶シリ
コン等のパッド材料、１３はタングステンシリサイド等
の金属シリサイド膜、１４はｐ型もしくはｎ型の導電性
を持った多結晶シリコン層、１５は多結晶シリコン層１
４に不純物を拡散させて反対の導電型とした濃い拡散
層、１６はシリコン熱酸化膜、１７はアルミニウム等の
金属からなる第１配線層、１８は二酸化ケイ素等層間絶
縁膜、１９はアルミニウム等の金属からなる第２配線
層、２０は窒化タンタル等のヒーター材料、２１は窒化
ケイ素等からなるパッシベーション膜、２２はタンタル
等からなるキャビテーション防止膜である。

【００１８】以下本発明による一実施例のインクジェッ
トヘッドの基体の製造例を図面を用いて詳細に説明す
る。

【００１９】図２は本発明による、一実施例の工程断面
図である。

【００２０】まず、１５０ｍｍ直径の円形支持体３１に
１５００Åの厚さの多結晶シリコン３２を減圧ＣＶＤ法
にて堆積させる。次に、２５００Åの厚さのタングステ
ンシリサイド膜３３を共晶ターゲットによるスパッタ法
にて同じく全面に堆積させる。次に、窒素雰囲気１０５
０℃の温度にて３０分間シリサイド膜３３のシンターを
行い、後工程で表面荒れを起こさないように固める。次
に、再び減圧ＣＶＤ法にて多結晶シリコン３４を３μｍ
程度の厚さに堆積させる。この多結晶シリコン３４の厚
さは、ダイオードの逆方向耐圧に関する重要なパラメー
タとなる。

【００２１】一例を挙げれば、薄い濃度の拡散層をｐ型
とし、その濃度を２×１０¹⁶／ｃｍ³ とすると、３５Ｖ
までパンチスルーさせないためには、２μｍ以上の幅を
必要とする。

【００２２】多結晶シリコン３４の堆積後、ホウ素のイ
オン打ち込みを行う。ドーズ量は６×１０¹²ｉｏｎｓ／
ｃｍ² で、加速電圧は１２０ＫｅＶである。

【００２３】イオンインプランテーション後、１１００
℃で１２０分のドライブを行っている（図２（ａ））。

【００２４】次に、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ₃ ）にて
多結晶シリコン３４上にリンガラスを堆積させ、９５０
℃で１０分のドライブを行い、濃いｎ型の拡散層３５を
形成する（図２（ｂ））。

【００２５】次に、ｎ領域に当たる所定の場所にフォト
リソグラフィー法によって、レジストパターンを形成す
る。レジストパターン形成後、ＣＦ₄ と酸素と窒素の混
合ガスによるマイクロ波ドライエッチング法にて、多結
晶シリコン層３４，３５のエッチングを行った。平行平
板によるドライエッチング法も採用できるが、後工程の
フォトリソワークをやり易くするため、できるだけ等方
性エッチングの方が望ましい。下層のタングステンシリ
サイド層３３とのエッチング選択比はとりずらいが１０
００Å程度削りとられても特に問題はない（図２
（ｃ））。

【００２６】次に、ｐ型領域とコンタクトを取るため、
ｎ領域に対して、オーバーサイズで、所定の位置にレジ
ストパターンを形成する。レジストパターン形成後、前
記ガス系と同様、ＣＦ₄ と酸素と窒素の混合ガスによ
る、マイクロ波ドライエッチング法にてタングステンシ
リサイド層３３と、多結晶シリコン層３２とのエッチン
グを行った。このエッチングは異方性、等方性のどちら
でもよい。このエッチング後、パイロ酸化法にて、２２
００Åのシリコン熱酸化膜３６を成長させた。タングス
テンシリサイド層３３の上に、シリコン熱酸化膜を成長
させるには、下部多結晶シリコン層３２の存在が重要で
ある（図２（ｄ））。

【００２７】次に、熱酸化膜３６に対し、フォトリソグ
ラフィー法によってコンタクトホールを形成する。この
エッチングはバッファードフッ酸によるウェットエッチ
ング法で行った。次に、金属配線層３７を構成するアル
ミニウム層をスパッタ法によって８０００Å程度堆積さ
せ、フォトリソグラフィー法によって、所定の形状に加
工した。このエッチングは、リン酸−硝酸系のウェット
エッチング法を用いた（図２（ｅ））。

【００２８】以下、従来法に従ってヒーターアレイを形
成し、図１に示すような最終形態に加工した。多結晶シ
リコンの接合面を利用している関係から、当然ダイオー
ドの飽和電流値は大きくなるが、逆方向２０Ｖ印加時
で、８ｍＡ／ｃｍ² の電流値になる。ダイオードの接合
面積を３００μｍ□とすると、８μＡの漏れ電流とな
り、遮断特性としては、実用に耐えるレベルにある。

【００２９】〔実施例２〕上記実施例では、寄生バイポ
ーラを全く構成しない構造でダイオードを構成したが、
素子段差を軽減するため、図３のような構造のダイオー
ドも考えられる。４１はｐ型のシリコン単結晶支持体、
４２は濃いｎ型拡散層、４３はｐ型の多結晶シリコン
層、４４はタングステンシリサイド層、４５はｎ型領域
の電極、４６は基体の電位を接地に落とす電極である。

【００３０】上記構造の場合、ｐ型シリコン支持体４１
をコレクタとする寄生ｐｎｐトランジスタが構成されて
しまう様に見えるが、ベースに当たるｎ+ 層の濃度が、
１×１０¹⁹以上あれば、支持体４１に流れ込む電流値が
１μＡ以下になり、実用上支障は無い。すなわち、支持
体４１は、ｎ⁺ 層４２によって、少なくとも表面が実質
的に絶縁性を有する構成となっている。なお、ｐ型多結
晶シリコン４３上のタングステンシリサイド層４４は、
アルミニウムのスパイクによる、耐圧の低下を防ぐため
に積層されている。

【００３１】上記タングステンシリサイド層４４を低抵
抗化するために、公知の技術で通常、１０００Å程度の
熱処理を不活性ガス中で行う。この熱処理中に、単結晶
支持体のｎ型拡散層４２からｐ型多結晶シリコン層４３
にその濃度差からｎ型の不純物が０．５μｍ程度拡散す
る。そのため、ｐｎ接合面は単結晶支持体４１，４２と
多結晶シリコン層４３の界面ではなく、多結晶シリコン
層４３中に形成される（図３中の４７で示す）。

【００３２】この結果、ダイオードの逆方向飽和電流な
どダイオード特性は第１の実施例と全く同様に考えられ
る。

【００３３】図４は、上述した構造の基体を用いたイン
クジェットヘッドの構造の一例を示す。同図に示すよう
に、基体５１、天板５２およびこれらの間に所定間隔で
設けられた隔壁５３によって画成されているインク流路
５４は、インクを吐出する吐出口５５に連通しており、
このインク流路５４の吐出口５５の近傍の基体５１に
は、インクに気泡を形成してインクを吐出するために利
用される熱エネルギを発生する電気熱変換体の発熱部５
６およびこれを駆動するための駆動素子が配設されてい
る。ここで、駆動素子は上述した構成を有する。また、
基体５１および天板５２の間には、隔壁５３により、流
入開口５７を介してインク流路５４に連通する共通液室
５８が画成されており、天板５２には共通液室５８にイ
ンクを供給するための供給口５９が形成されている。

【００３４】図５は、以上の構成のインクジェットヘッ
ドが適用されるインクジェットカートリッジＩＪＣの斜
視図、図６はその分解斜視図を示す。これらの図におい
て、１００はＳｉ支持体上に複数の列状に配された電気
熱変換体とこの電気熱変換体を駆動する駆動素子および
電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により形
成されてなるヒータボード、２００はヒータボード１０
０に対する配線基板であり、配線基板２００はヒータボ
ード１００の配線に対応する配線およびこの配線の端部
に位置して本体装置からの電気信号を受けるパッド２１
０を有する。３００は複数のインク流路およびこれらに
連通する共通液室それぞれ区分するための隔壁等を設け
た天板、４００は共通液室に連通するインク受け口、５
００は吐出口を複数個有するオリフィスプレートであ
り、これらは例えばポリサルフォンにより一体成形され
る。６００は配線基板２００の裏面を平面で支持する例
えば金属製の支持体であり、インクジェットユニットの
底板となる。７００は天板３００およびヒータボード１
００を支持体６００に圧着固定する押さえばねであり、
この押さえばね７００の足部は支持体６００の穴６１０
に係合されている。８００はインク供給部材であり、こ
のインク供給部材８００には後述するインクタンクＩＴ
の供給口１０２０を介してインク吸収体１１００に一端
が圧接されるインク供給管８１０と、このインク供給管
８１０の他端に一端が連続しかつ他端が前記インク受け
口４００に圧接されるインク導管８２０とが形成されて
いる。９００はインク供給管８１０のタンク側端部に設
けたれたフィルタである。なお、支持体６００の供給口
１０２０に対応する位置には、インク供給管８１０が貫
通する穴６２０が形成されている。

【００３５】このように構成されるインクジェットユニ
ットＩＪＵにインクを供給するインクタンクＩＴは、カ
ートリッジ本体１０００と、インクを含浸させるための
インク吸収体１１００と、このインク吸収体１１００を
カートリッジ本体１０００に上記インクジェットユニッ
トＩＪＵ取付面とは反対側から挿入した後これを封止す
るための蓋部材１２００とで構成されている。カートリ
ッジ本体１０００には、インクタンクＩＴ内に空気を供
給するための大気連通口１０１０が形成されており、こ
の大気連通口１０１０には、この大気連通口１０１０か
らのインク漏れを防止するための撥液材１３００が挿入
されている。また、カートリッジ本体１０００には、イ
ンク供給口１０２０が形成されており、このインク供給
口１０２０には、パッキン１４００が設けられている。
なお、上述したインクジェットユニットＩＪＵは、カー
トリッジ本体１０００のインク吸収体１１００挿入側と
は反対側の側面支持体６００を固定することにより取り
付けられ、蓋部材１５００で覆われている。

【００３６】図７は、以上のように構成されるインクジ
ェットカートリッジＩＪＣが搭載されるインクジェット
記録装置の一例の概観図を示す。このインクジェット記
録装置ＩＪＲＡは、駆動モータの２０１０の正逆回転に
連動して駆動力伝達ギア２０２０，２０３０を介して回
転するリードスクリュー２０４０を有する。インクジェ
ットカートリッジＩＪＣが載置されるキャリッジＨＣ
は、キャリッジ軸２０５０およびリードスクリュー２０
４０に支持され、リードスクリュー２０４０のら線溝２
０４１に対して係合するピン（不図示）を有しており、
リードスクリュー２０４０の回転に伴って、矢印ａ，ｂ
方向に往復移動される。２０６０は紙押え板であり、キ
ャリッジ移動方向にわたって紙Ｐをプラテンローラ２０
７０に対して押圧する。２０８０および２０９０はフォ
トカプラで、これらは、キャリッジＨＣに設けられたレ
バー２１００のこの域での存在を確認してモータ２０１
０の回転方向切換等を行うためのホームポジション検知
手段として動作する。２１１０は記録ヘッドの前面をキ
ャップするキャップ部材であり、支持部材２１２０によ
り支持されている。２１３０はこのキャップ内を吸引す
る吸引手段であり、キャップ内開口を介して記録ヘッド
の吸引回復を行う。記録ヘッドの端面をクリーニングす
るクリーニングブレード２１４０は、前後方向に移動可
能に部材２１５０に設けられており、これらは本体支持
板２１６０に支持されている。ブレード２１４０はこの
形態に限定されず、周知のクリーニングブレードが本例
に適用できることはいうまでもない。また、２１７０は
吸引回復の吸引を開始するためのレバーであり、キャリ
ッジＨＣと係合するカム２１８０の移動に伴って移動す
るようになっており、これにより駆動モータ２０１０か
らの駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段で移動制
御される。

【００３７】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ＨＣがホームポジシヨン側領域に
きたときにリードスクリユー２０４０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す
れば、本例には何れも適用できる。上述における各構成
は単独でも複合的に見ても優れた発明であり、本発明に
とって好ましい構成例を示している。

【００３８】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録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記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００３９】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，同第４７４０
７９６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。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいず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（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録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を発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。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（インク）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，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４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００４０】記録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，液路，電気熱変換体
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，米国特許第４４
５９６００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て、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す
る特開昭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、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００４１】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録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
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００４２】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記録ヘッド、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
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００４３】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
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、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
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、記録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。

【００４４】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
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、記録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、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
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
いずれでもよいが、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記録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。

【００４５】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインク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、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０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、上述した各インクに対して最
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。

【００４６】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明によると、支持体の上に設けられ
る複数の駆動素子を、それぞれ多結晶シリコン層を有
し、この多結晶シリコン層中にｐｎ接合面を有するダイ
オードと、このダイオードに接する少なくとも一層以上
の金属シリサイド層とで形成し、この金属シリサイド層
を支持体とダイオードとの間か、ダイオードの上に位置
させることにより、寄生バイポーラトランジスタの効果
を完全に無くすことができるようになり、基体側に流れ
る余分な電流を消滅させることができる。

【００４８】また、単結晶基体に埋め込み層を設ける必
要が無いので、従来例ではアルミニウムの配線までに最
低限５〜６回のフォトリソ工程とエピタキシャル成長工
程が必要だったものが、フォトリソ工程４回，エピタキ
シャル成長工程なしとなり、製造コスト３割以上の削減
が可能となる。

【００４９】また、ヒーター下層にシリコン基体が存在
する必要がなくなり、熱伝導性の低い石英基体に置き換
えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるインクジェットヘッ
ドの基体の構造断面図である。

【図２】本発明のインクジェットヘッドの基体の製作工
程の一例を示す構造断面図である。

【図３】本発明の他の実施例にかかるインクジェットヘ
ッドの基体の構造断面図である。

【図４】本発明の一実施例にかかるインクジェットヘッ
ドの構造を示す斜視図である。

【図５】本発明のインクジェットヘッドを用いたインク
ジェットカートリッジの斜視図である。

【図６】図５の分解斜視図である。

【図７】本発明のインクジェットヘッドが搭載されるイ
ンクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。

【図８】従来例での構造断面図である。

【符号の説明】

１１，３１絶縁性支持体４１ｐ型単結晶シリコン支持体１２，３２多結晶シリコン等パッド材料層１３，３３，４４タングステンシリサイド等金属シリ
サイド１４，３４，４３ｐ型多結晶シリコン層１５，３５ｎ型多結晶シリコン層１６，３６シリコン熱酸化膜１７，３７アルミニウム等金属配線層１８二酸化ケイ素等層間絶縁膜１９アルミニウム等第２金属配線層２０窒化タンタル等ヒーター材料２１窒化シリコン等保護膜２２タンタル等キャビテーション防止膜４２ｎ型拡散層４５ｎ型拡散層のコンタクト電極４６ｐ型基体のコンタクト電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出する吐出口が設けられたイ
ンクジェットヘッドにおいて、少なくとも表面が実質的に絶縁性を有する支持体と、こ
の支持体の上に設けられて前記吐出口からインクを吐出
するために利用される熱エネルギを発生する複数の電気
熱変換体と、これら複数の電気熱変換体とは別に前記支
持体の上に設けられて当該複数の電気熱変換体をそれぞ
れ駆動するための複数の駆動素子とを有する基体を具
え、前記複数の駆動素子のそれぞれは、前記支持体の上に積
層された多結晶シリコン層を有するダイオードと、この
ダイオードに接する少なくとも一層以上の金属シリサイ
ド層とを有し、前記ダイオードは、前記多結晶シリコン層中にｐｎ接合
面を有し、前記金属シリサイド層は、前記支持体と前記ダイオード
との間か、または前記ダイオードの上に位置しているこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】前記金属シリサイド層がタングステンシ
リサイド層であ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。
【請求項３】前記ダイオードは、前記ｐｎ接合面を介
したｐ型多結晶シリコン層とｎ型多結晶シリコン層との
積層構造を有することを特徴とする請求項１または２に
記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】前記電気熱変換体は、インクに膜沸騰を
生じさせる熱エネルギを発生するものであることを特徴
とする請求項１から請求項３の何れかに記載のインクジ
ェットヘッド。
【請求項５】少なくとも表面が実質的に絶縁性を有す
る支持体と、この支持体の上に設けられてインクを吐出するために利
用される熱エネルギを発生する複数の電気熱変換体と、これら複数の電気熱変換体とは別に前記支持体の上に設
けられて前記複数の電気熱変換体をそれぞれ駆動するた
めの複数の駆動素子とを具え、前記複数の駆動素子のそ
れぞれは、前記支持体の上に積層された多結晶シリコン
層を有するダイオードと、このダイオードに接して設け
られる少なくとも一層以上の金属シリサイド層とを有
し、前記ダイオードは、前記多結晶シリコン層中にｐｎ接合
面を有し、前記金属シリサイド層は、前記支持体と前記ダイオード
との間か、または前記ダイオードの上に位置しているこ
とを特徴とするインクジェットヘッド用基体。
【請求項６】前記金属シリサイド層がタングステンシ
リサイド層であることを特徴とする請求項５に記載のイ
ンクジェットヘッド用基体。
【請求項７】前記ダイオードは、前記ｐｎ接合面を介
したｐ型多結晶シリコン層とｎ型多結晶シリコン層との
積層構造を有することを特徴とする請求項５または請求
項６に記載のインクジェットヘッド用基体。
【請求項８】請求項１から請求項４の何れかに記載の
インクジェットヘッドを具えたインクジェット装置であ
って、前記インクジェットヘッドが装置本体に対して着
脱可能であることを特徴とするインクジェット装置。