JPH01202457A - サーマルインクジェット用発熱素子 - Google Patents
サーマルインクジェット用発熱素子Info
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- JPH01202457A JPH01202457A JP2802988A JP2802988A JPH01202457A JP H01202457 A JPH01202457 A JP H01202457A JP 2802988 A JP2802988 A JP 2802988A JP 2802988 A JP2802988 A JP 2802988A JP H01202457 A JPH01202457 A JP H01202457A
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- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 title 1
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-
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14088—Structure of heating means
- B41J2/14112—Resistive element
- B41J2/14129—Layer structure
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- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/03—Specific materials used
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はサーマルインクジェット用発熱素子に関し、特
にノンインパクトプリンティング技術において、インク
を急激に加熱することによってインク滴を飛翔させるた
めのサーマルインクジェット用発熱素子に関するもので
ある。
にノンインパクトプリンティング技術において、インク
を急激に加熱することによってインク滴を飛翔させるた
めのサーマルインクジェット用発熱素子に関するもので
ある。
従来、サーマナインクジエツトに用いられる発熱素子と
しては、特開昭６１−０４９７３４号明細書に記載され
ているような技術が知られている。これについて第３図
を用いて簡単に説明する。
しては、特開昭６１−０４９７３４号明細書に記載され
ているような技術が知られている。これについて第３図
を用いて簡単に説明する。
熱絶縁体層３２６が一様に形成され、その上部表面に発
熱体３１４及び電極対３１２が形成されている。更に発
熱体３１４、電極対３１２及びこれらに覆われていない
熱絶縁体層３１２上に、熱絶縁体の酸化や蒸泡形成によ
る圧力衝撃等を防ぐ保映層３１０が設けられている。そ
のうえ発熱体３１４に接する部分を除いた保護層３１０
の表面には第２の保護層３１１を設けこれと相対するノ
ズル板３０６を備え、第２の保護層３１１とノズル板３
０６との間には記録インク３０８が供給され、ノズル板
３０６のうち発熱体３１４に対する部分には開口したス
リットノズル部３２０がある。
熱体３１４及び電極対３１２が形成されている。更に発
熱体３１４、電極対３１２及びこれらに覆われていない
熱絶縁体層３１２上に、熱絶縁体の酸化や蒸泡形成によ
る圧力衝撃等を防ぐ保映層３１０が設けられている。そ
のうえ発熱体３１４に接する部分を除いた保護層３１０
の表面には第２の保護層３１１を設けこれと相対するノ
ズル板３０６を備え、第２の保護層３１１とノズル板３
０６との間には記録インク３０８が供給され、ノズル板
３０６のうち発熱体３１４に対する部分には開口したス
リットノズル部３２０がある。
ここで電極対３１２にあらかじめ定められた電圧が加わ
ると、発熱体３１４が熱せられ、これに７″＋９ 接した記録インクが急激に気化し蒸気バ＃９−３０４を
形成する。そのため、記録インク３０８の一部が近接し
たスリットノズル部３２０からインク滴３０２となって
飛出し、インク滴３０２に飛出光に用紙があれば、これ
にｌ留シ印刷されるようになっている。
ると、発熱体３１４が熱せられ、これに７″＋９ 接した記録インクが急激に気化し蒸気バ＃９−３０４を
形成する。そのため、記録インク３０８の一部が近接し
たスリットノズル部３２０からインク滴３０２となって
飛出し、インク滴３０２に飛出光に用紙があれば、これ
にｌ留シ印刷されるようになっている。
しかしながら従来の発熱素子では、熱伝導性の比較的良
い保護層を発熱体上及びその近傍−帯に形成するため、
発熱体上部に発生する発熱部（ホットスポット）の熱が
保護層の内部に太きく拡散し、かつホットスポットでの
発熱温度も低くなってしまう。このためインク滴が噴射
可能となる程度に前記インクを加熱する場合、熱拡散に
よるエネルギーロスが生ずる。
い保護層を発熱体上及びその近傍−帯に形成するため、
発熱体上部に発生する発熱部（ホットスポット）の熱が
保護層の内部に太きく拡散し、かつホットスポットでの
発熱温度も低くなってしまう。このためインク滴が噴射
可能となる程度に前記インクを加熱する場合、熱拡散に
よるエネルギーロスが生ずる。
本発明の目的は、上述の課題を解決した熱エネルギー効
率の良いサーマルインクジェット用発熱素子を提供する
ことにある。
率の良いサーマルインクジェット用発熱素子を提供する
ことにある。
〔課題を解決するだめの手段〕
本発明のサーマルインクジェット用発熱素子は、基板よ
に形成された熱絶縁体層と、前記熱絶縁体層に接して形
成された発熱体及び電極対と、前記発熱体及び前記電極
対の表面ｌに形成された保護層とを備えて構成されたサ
ーマルインクジエ、／）用発熱素子において、前記発熱
体の表面の保護層を熱伝導体とし、これ以外の保護層の
部分を熱絶縁体として構成される。
に形成された熱絶縁体層と、前記熱絶縁体層に接して形
成された発熱体及び電極対と、前記発熱体及び前記電極
対の表面ｌに形成された保護層とを備えて構成されたサ
ーマルインクジエ、／）用発熱素子において、前記発熱
体の表面の保護層を熱伝導体とし、これ以外の保護層の
部分を熱絶縁体として構成される。
発熱体に電流を印加するとジーー比熱が発生する。この
ジュール熱は熱流束として発熱体表面から等方的に流出
する。そこでこの発熱体の上面を除く面を熱絶縁体層二
［２ゴ＝＝（囲むことによって、その面からの熱流束の
流出を極めて小さくできる。
ジュール熱は熱流束として発熱体表面から等方的に流出
する。そこでこの発熱体の上面を除く面を熱絶縁体層二
［２ゴ＝＝（囲むことによって、その面からの熱流束の
流出を極めて小さくできる。
前述の発熱体上面には発熱体と接触して電極対が形成さ
れ、さらにこの電極対上面には熱絶縁体層を形成する。
れ、さらにこの電極対上面には熱絶縁体層を形成する。
該この熱絶縁層と接して前記発熱体上面に熱伝導体を形
成する。このことにより、前記発熱体の発生する熱流束
の大部分を前記伝導体を通してインクへ伝えることがで
きる。又発熱体以外の表面に形成する熱絶縁体によシ、
熱伝導体に流入した熱流束の横への拡散、特に電極対へ
の拡散を小さくすることができる。
成する。このことにより、前記発熱体の発生する熱流束
の大部分を前記伝導体を通してインクへ伝えることがで
きる。又発熱体以外の表面に形成する熱絶縁体によシ、
熱伝導体に流入した熱流束の横への拡散、特に電極対へ
の拡散を小さくすることができる。
第１図（ａ）は本発明における一実施例を示す上面図で
あシ、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａでの切断面
図である。
あシ、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａでの切断面
図である。
基板１０２はセラミック、ガラスなどを用いておシ、基
板１０２上に形成された熱絶縁体層１０４は基板１０２
、発熱体１０６及び電極１０８に比べて十分比熱が小さ
く、熱伝導率の小さい耐熱性有機樹脂（例えばポリイミ
ド系樹脂）や多孔質材（たとえば塩基性炭酸マグネシウ
ム）及びアモルファス材料などを用いる。熱絶縁体層１
０４上に形成された発熱体１０６は蒸着法もしくはスパ
ッタ法等によって形成している。発熱体の材料としては
、チタン（’ｌ’；）、モリブデン（Ｍｏ）、タングス
テン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジル
コン（Ｚｒ） 、タンタル（Ｔ３）などの硅化物、炭化
物、硼化物、窒化物またはこれらの合金を用い、ている
。
板１０２上に形成された熱絶縁体層１０４は基板１０２
、発熱体１０６及び電極１０８に比べて十分比熱が小さ
く、熱伝導率の小さい耐熱性有機樹脂（例えばポリイミ
ド系樹脂）や多孔質材（たとえば塩基性炭酸マグネシウ
ム）及びアモルファス材料などを用いる。熱絶縁体層１
０４上に形成された発熱体１０６は蒸着法もしくはスパ
ッタ法等によって形成している。発熱体の材料としては
、チタン（’ｌ’；）、モリブデン（Ｍｏ）、タングス
テン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジル
コン（Ｚｒ） 、タンタル（Ｔ３）などの硅化物、炭化
物、硼化物、窒化物またはこれらの合金を用い、ている
。
発熱体１０６上面部分以外の保護層である保護層１１０
は、熱絶縁体層１０４と同様の材料を用いている。又、
発熱体１０６上面部分の保護層としての熱伝導体１１２
はアルミニウム（ＡＪ） 、白金（Ｐｔ） 、チタン（
Ｔｉ） 、タングステン（Ｗ）、ジルコン（ｚｒ） 、
硅素（ｓｉ） 、炭素（Ｃ）などの単体。
は、熱絶縁体層１０４と同様の材料を用いている。又、
発熱体１０６上面部分の保護層としての熱伝導体１１２
はアルミニウム（ＡＪ） 、白金（Ｐｔ） 、チタン（
Ｔｉ） 、タングステン（Ｗ）、ジルコン（ｚｒ） 、
硅素（ｓｉ） 、炭素（Ｃ）などの単体。
炭化物、硼化物、窒化物、酸化物などを用いている。又
寸法は、発熱体１０６と同程度で十分である。
寸法は、発熱体１０６と同程度で十分である。
本実施例では基板１０２として石英ガラス、熱絶縁体層
１０４及び保護層１１０としてポリイミド樹脂を用い、
それぞれ数μｍ〜数十μｍの厚さとし、更に熱伝導体１
１２としてチタン（’１” Ｉ ）の合金を用いている
。ここで保護層１１０は、少なくとも電極表面を完全に
覆うように形成している。
１０４及び保護層１１０としてポリイミド樹脂を用い、
それぞれ数μｍ〜数十μｍの厚さとし、更に熱伝導体１
１２としてチタン（’１” Ｉ ）の合金を用いている
。ここで保護層１１０は、少なくとも電極表面を完全に
覆うように形成している。
これによシ、保護層１１０が多少電極対１０８にオーバ
ーラツプしても、直接的な熱の放散が防げる。以上によ
り、従来のサーマルインクジェット用発熱素子に比較し
て数倍の熱効率の良い素子が実現できた。
ーラツプしても、直接的な熱の放散が防げる。以上によ
り、従来のサーマルインクジェット用発熱素子に比較し
て数倍の熱効率の良い素子が実現できた。
第２図は本発明における第２の実施例である。
第１図（ｂ）と比べて、平面状の熱絶縁体層１０４上に
発熱体１０６及び電極１０８を形成している点が異なる
。ただし各部に用いている材料は第１の実施例と同様で
ある。これによシ熱絶縁体層１０４内への発熱体１０６
の埋め込みプロセスを省略することができ、かつ第１図
（ｂ）に示す第１の実施例と同程度の熱効率が実現でき
る。
発熱体１０６及び電極１０８を形成している点が異なる
。ただし各部に用いている材料は第１の実施例と同様で
ある。これによシ熱絶縁体層１０４内への発熱体１０６
の埋め込みプロセスを省略することができ、かつ第１図
（ｂ）に示す第１の実施例と同程度の熱効率が実現でき
る。
本発明の効果は、発熱体の上面以外を熱絶縁体で囲み、
更にその発熱体上面に熱伝導体を形成することによシ、
発熱体からの熱流束を１方向に集中させ熱効率のよい発
熱素子が実現できるという効果がある。
更にその発熱体上面に熱伝導体を形成することによシ、
発熱体からの熱流束を１方向に集中させ熱効率のよい発
熱素子が実現できるという効果がある。
第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の上面図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａでの切断面図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す切断面図、第３図は従来技
術を説明するための断面図。 １０２・・・基板、１０４・・・熱絶縁体層、１０６・
・・発熱体、１０８・・・電極対、１１０・・・保穫層
、１１２・・・熱伝導体。 染２図 夢ｊ 図
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａでの切断面図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す切断面図、第３図は従来技
術を説明するための断面図。 １０２・・・基板、１０４・・・熱絶縁体層、１０６・
・・発熱体、１０８・・・電極対、１１０・・・保穫層
、１１２・・・熱伝導体。 染２図 夢ｊ 図
Claims (1)
- 基板上に形成された熱絶縁体層と、前記熱絶縁体層に接
して形成された発熱体及び電極対と、前記発熱体及び前
記電極対の表面に形成された保護層とを備えて構成され
たサーマルインクジェット用発熱素子において、前記発
熱体の表面の保護層を熱伝導体とし、これ以外の保護層
の部分を熱絶縁体として成ることを特徴とするサーマル
インクジェット用発熱素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2802988A JPH01202457A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | サーマルインクジェット用発熱素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2802988A JPH01202457A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | サーマルインクジェット用発熱素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01202457A true JPH01202457A (ja) | 1989-08-15 |
Family
ID=12237319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2802988A Pending JPH01202457A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | サーマルインクジェット用発熱素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01202457A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0576017A2 (en) * | 1992-06-23 | 1993-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid jet recording head and method of manufacturing the same |
| EP0630749A2 (en) * | 1993-06-28 | 1994-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Heat generating resistor containing TaN0.8, substrate provided with said heat generating resistor for liquid jet head, liquid jet head provided with said substrate, and liquid jet apparatus provided with said liquid jet head |
| EP0825027A3 (en) * | 1996-08-22 | 1999-01-20 | Canon Kabushiki Kaisha | An ink jet head substrate, a method for manufacturing the substrate, an ink jet recording head having the substrate, and a method for manufacturing the head |
| US6406740B1 (en) | 1992-06-23 | 2002-06-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a liquid jet recording apparatus and such a liquid jet recording apparatus |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP2802988A patent/JPH01202457A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0576017A3 (en) * | 1992-06-23 | 1996-04-10 | Canon Kk | Liquid jet recording head and method of manufacturing the same |
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