JPH02111552A - Substrate for liquid jet recording head and liquid jet recording head equipped with same substrate - Google Patents

Substrate for liquid jet recording head and liquid jet recording head equipped with same substrate

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JPH02111552A
JPH02111552A JP26281088A JP26281088A JPH02111552A JP H02111552 A JPH02111552 A JP H02111552A JP 26281088 A JP26281088 A JP 26281088A JP 26281088 A JP26281088 A JP 26281088A JP H02111552 A JPH02111552 A JP H02111552A
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JP
Japan
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liquid
layer
recording head
jet recording
heat generating
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Pending
Application number
JP26281088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Asai
朗 浅井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve quality of an image to be obtained by improving reproducibility of boiling by a method wherein substance which has large thermal conductivity in a part including a position at which a bubble disappears is arranged under a heating resistor layer. CONSTITUTION:For a thermal resistor layer 3 formed for instance by a sputtering method, a layer 9 of which thermal conductivity is higher than that of a heat accumulation layer is arranged under a part including a position at which a bubble disappears. A differences DELTAT (=TH-TO) between a peak value TH of surface temperature of a thermal resistor 3 and a peak value TO of surface temperature corresponding to an area in which a layer 9 of high thermal conductivity is established according to the bubble disappearing position is preferably 20 deg.C or over up to and including 100 deg.C. Though heat generated in the thermal resistor layer 3 is transmitted down and up, the heat to be transmitted to the lower part is more by comparing that with the other part in a part in which the thermal resistor layer 3 is in contact with a SiC layer 9 of higher thermal conductivity than the heat accumulation layer 2. Consequently over the layer 9, the heat which is transmitted to liquid 8 via the upper layers, i.e., protective layers 5, 6 and 7 is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液体噴射記録ヘッドおよび該記録ヘッドに用
いる基体に関し、特に記録用液体に熱エネルギを作用さ
せることにより液体を沸騰させ、これにより液滴を噴射
(吐出)して記録を行う形態の液体噴射記録ヘッド、お
よび通電に応じて上記熱エネルギを発生する電気熱変換
体を含む基体に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid jet recording head and a substrate used for the recording head, and in particular to a liquid jet recording head that boils the liquid by applying thermal energy to the recording liquid. The present invention relates to a liquid jet recording head that performs recording by jetting (discharging) droplets, and a substrate that includes an electrothermal transducer that generates the thermal energy in response to energization.

[従来の技術] この種液体噴射記録ヘッドないし電気熱変換体に要求さ
れる性能としては、高速駆動時の応答性が高いこと、液
体を沸騰させるのに充分な加熱が可能であることに加え
、耐久性が高いことがある。そのために従来より材料、
構成の面で種々の改良がなされてきた。
[Prior Art] Performances required of this type of liquid jet recording head or electrothermal converter include high responsiveness during high-speed driving, and the ability to heat the liquid sufficiently to boil it. , may be highly durable. For this purpose, we have traditionally used materials,
Various improvements have been made in terms of construction.

例えば、特公昭59−34506号では、応、容性およ
び加熱性能を高めるべく、電気熱変換体を下部層、発熱
抵抗体層および上部層の三層構成とし、さらに各層の厚
みおよび材料定数の満たすべき条件について開示してい
る。
For example, in Japanese Patent Publication No. 59-34506, the electrothermal converter has a three-layer structure consisting of a lower layer, a heating resistor layer, and an upper layer in order to improve response, capacitance, and heating performance. Discloses the conditions that must be met.

また、特開昭60−236758号では、耐久性を高め
るために、保護層を熱発生部上において薄くする構成を
開示している。
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 60-236758 discloses a structure in which the protective layer is made thinner on the heat generating portion in order to increase durability.

液吐出に係る気泡(主気泡もしくは一次気泡)の発生・
消滅の繰返しの際に、熱作用部上主気泡が消泡する位置
以外にも加熱限界温度より高温の部分があると、その位
置に液体の流れ方向に沿うすし状の二次的な泡(二次気
泡)が残ってしまう現象が起こる。この二次気泡のキャ
ビテーションは主気泡のそれに比して非常に大きいため
、その部分の上部保護層を破壊し、電気熱変換体を破壊
に至らしめて耐久性を劣化させることがある。
Generation of bubbles (main bubbles or primary bubbles) related to liquid discharge.
During repeated extinction, if there is a part with a temperature higher than the heating limit temperature other than the position where the main bubble disappears on the heat acting part, sushi-shaped secondary bubbles ( A phenomenon occurs in which secondary air bubbles remain. Since the cavitation of the secondary bubbles is much larger than that of the main bubbles, it may destroy the upper protective layer in that area, leading to destruction of the electrothermal converter and deteriorating its durability.

特開昭62−103148号に開示された発明では、電
気熱変換体の上部層および下部層の厚さが均一である場
合、熱作用部の中央部分が高温となることに着目し、電
気熱変換体の下部層および上部層の少なくとも一方の熱
作用部の中央の領域を、その他の領域よりその膜厚を薄
く形成することにより、その部分の放熱性を高め、駆動
時(電気熱変換体の通電時)には熱作用部がその中央部
および周辺部にわたって均一に温度上昇し、駆動後の主
気泡の消泡時には熱作用部中央部の温度が加熱限界温度
以下となるようにしている。
The invention disclosed in JP-A-62-103148 focuses on the fact that when the thickness of the upper layer and the lower layer of the electrothermal converter are uniform, the central part of the heat acting part becomes high temperature. By forming the central area of the heat acting part of at least one of the lower layer and the upper layer of the converter to be thinner than the other areas, the heat dissipation of that area is improved, and during driving (electrothermal converter When electricity is applied), the temperature of the heat acting part rises uniformly over the center and surrounding areas, and when the main bubble disappears after driving, the temperature of the center of the heat acting part falls below the heating limit temperature. .

また、特開昭59−95155号では、上記キャビテー
ション損傷を防止するべく、電気熱変換体(抵抗器)の
中心部に導電領域を設け、その部分が発泡に係らないよ
うに、すなわちその部分を取巻く部分で環状気泡が形成
されるようになし、消泡時には熱作用部上に複数の小気
泡がランダムに分布するようにしている。
In addition, in JP-A No. 59-95155, in order to prevent the above-mentioned cavitation damage, a conductive area is provided in the center of the electrothermal converter (resistor), and the area is closed so that the area does not become involved in foaming. Annular bubbles are formed in the surrounding area, and when defoaming, a plurality of small bubbles are randomly distributed on the heat acting part.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、吐出エネルギ発生手段に電気熱変換体を
有する記録ヘッドにあっては、上記条件に加え、沸騰の
再現性が高いことが要求される。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in a recording head having an electrothermal converter in the ejection energy generating means, in addition to the above conditions, high reproducibility of boiling is required.

本願の発明者によれば、液体を繰り返し沸騰させる場合
、電気熱変換体に前回に与えた駆動信号(加熱パルス)
によって発生した気泡が消滅する際に、その消泡位置に
おいて微視的残留基体が電気熱変換体の表面にランダム
に付着し、それが次のパルス加熱の初期気泡発生時辷お
いて発泡核となるために沸騰の再現性が保証されないと
いうことが確認されている。この点については従来特に
考慮されていなかった。
According to the inventor of the present application, when repeatedly boiling a liquid, the drive signal (heating pulse) previously given to the electrothermal converter
When the bubbles generated by this process disappear, microscopic residual substrates randomly adhere to the surface of the electrothermal converter at the point where the bubbles disappear, and when the initial bubbles are generated in the next pulse heating, they become foaming nuclei. It has been confirmed that boiling reproducibility is not guaranteed due to the This point has not been particularly considered in the past.

このように沸騰現象が安定しないと、発生する気泡の形
状や大きさが一定しなくなり、従って液滴径や吐出速度
にバラツキが生じ、・ひいては画像品位が低下するとい
う問題点が生じつる。
If the boiling phenomenon is not stabilized in this way, the shape and size of the generated bubbles will not be constant, resulting in variations in droplet diameter and ejection speed, resulting in problems such as a decline in image quality.

本発明の目的は、沸騰の再現性の高い記録ヘッドおよび
その基体を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a recording head with high boiling reproducibility and a substrate thereof.

本発明の他の目的は、液滴径や吐出速度にバラツキが生
じず、画像品位の高い液体噴射記録ヘッドを提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide a liquid jet recording head with high image quality without variations in droplet diameter or ejection speed.

[課題を解決するための手段] そのために、本発明に係る液体噴射記録ヘッド用基体で
は、支持体と、支持体上に配置された蓄熱層と、発熱抵
抗体層および発熱抵抗体層に電気的に接続された一対の
電極を有し、一対の電極間であって蓄熱層上に熱発生部
が形成されている電気熱変換体と、熱発生部に対応する
記録用液体接触面上の記録用液体に生じる気泡が消滅す
る位置を含む部位に対応して電気熱変換体と蓄熱層との
間に配置され、蓄熱層より熱伝導性の高い物質でなる熱
伝導層とを具備し、ΔT−T□−T0が20℃以上10
0℃以下であることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] To this end, in the substrate for a liquid jet recording head according to the present invention, the support, the heat storage layer disposed on the support, the heating resistor layer, and the heating resistor layer are provided with electricity. an electrothermal transducer having a pair of electrodes that are electrically connected to each other, and a heat generation part is formed on the heat storage layer between the pair of electrodes; a heat conductive layer made of a substance having higher thermal conductivity than the heat storage layer, which is disposed between the electrothermal converter and the heat storage layer in a position corresponding to a position where bubbles generated in the recording liquid disappear; ΔT-T□-T0 is 20℃ or more10
It is characterized by a temperature of 0°C or lower.

また、本発明の他の形態に係る液体噴射記録ヘッドでは
支持体と、支持体上に配置された蓄熱層と、発熱抵抗体
層および発熱抵抗体層に電気的に接続された一対の電極
を有し、一対の電極間であって蓄熱層上に熱発生部が形
成されている電気熱変換体と、熱発生部に対応する記録
用液体接触面上の記録用液体に生じる気泡が消滅する位
置を含む部位に対応して電気熱変換体と蓄熱層との間に
配置され、蓄熱層より熱伝導性の高い物質でなる熱伝導
層とを具備し、ΔT=TH−Toが20℃以上100℃
以下である基体と、記録用液体の液路を形成するために
基体上に設けた部材とを具備したことを特徴とする。
Further, a liquid jet recording head according to another embodiment of the present invention includes a support, a heat storage layer disposed on the support, a heating resistor layer, and a pair of electrodes electrically connected to the heating resistor layer. bubbles generated in the recording liquid on the recording liquid contact surface corresponding to the heat generating part and the electrothermal converter having a heat generating part formed on the heat storage layer between the pair of electrodes disappear. A thermally conductive layer is arranged between the electrothermal converter and the heat storage layer in correspondence with the position, and is made of a material having higher thermal conductivity than the heat storage layer, and ΔT=TH−To is 20°C or more. 100℃
The present invention is characterized by comprising the following base body and a member provided on the base body to form a liquid path for recording liquid.

これらにおいて、Toは気泡が消滅する位置での、記録
用液体が存在しないときの電気熱変換体の駆動状態の温
度のピーク値、T)Iはその位置以外の位置での、記録
用液体が存在しないときの電気熱変換体の駆動状態での
温度のピーク値である。
In these, To is the peak temperature of the electrothermal converter in the driving state when there is no recording liquid at the position where the bubble disappears, and T)I is the peak value of the temperature when the recording liquid is at a position other than that position. It is the peak value of the temperature in the operating state of the electrothermal converter when it is not present.

[作 用] 本発明によれば、電気熱変換体の層上の気泡が消滅する
位置を含む部分と、支持体(下部層)との間に下部層よ
りも熱伝導性の高い物質を配置することにより、電気熱
変換体から上部の液体に伝わる熱流束が、その部分にお
いて小さくなる。
[Function] According to the present invention, a substance having higher thermal conductivity than the lower layer is disposed between the portion of the layer of the electrothermal converter including the position where bubbles disappear and the support (lower layer). By doing so, the heat flux transmitted from the electrothermal converter to the upper liquid becomes smaller in that part.

従って、この部分は他の部分に比べて温度が低く、気泡
消滅後にその部分に微視的残留気体が付着していても、
続く駆動時にこれが発泡核となることがない。
Therefore, this part has a lower temperature than other parts, and even if there is microscopic residual gas attached to that part after the bubbles disappear,
This will not become a foaming nucleus during subsequent driving.

また、当該温度差を適切に選定して構成することにより
、高い吐出性能を維持し、これによる効果とあいまって
、沸騰の再現性が向上し、ひいては良好な記録品位が得
られる。
In addition, by appropriately selecting and configuring the temperature difference, high ejection performance can be maintained, and together with this effect, the reproducibility of boiling can be improved, and as a result, good recording quality can be obtained.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図(^)および(B)は、本発明を適用可能な液体
噴射記録ヘッドの一例として、複数の液路、電気熱変換
体および吐出口(オリフィス)を含む吐出部を複数集積
して配置した形態の液体噴射記録ヘッドを示す斜視図お
よびそのX−X ’線断面図である。
FIGS. 1(^) and (B) show an example of a liquid jet recording head to which the present invention can be applied, in which a plurality of ejection portions including a plurality of liquid paths, electrothermal converters, and ejection ports (orifices) are integrated. FIG. 2 is a perspective view and a cross-sectional view taken along line X-X′ of the liquid jet recording head in an arranged form.

これら図において、基板103上に発熱抵抗体107 
(107−1〜107−6)、および通電のための電極
として共通電極1068選択電極105が配されており
、発熱抵抗体107がT置溝蓋板102に形成された隔
壁101a 〜101gにより限界された溝101 (
101−1〜101−6)と一致するように接着層10
4 (104−1〜104−7)によって接合する。こ
れに液体(インク)を導入し、通電により発熱抵抗体1
07を加熱すると、発熱抵抗体107上の液体に急峻な
状態変化によって気泡が生じ、その体積増加に対応した
液滴が溝蓋板102と基板103とによって形成された
オリフィスより吐出される。
In these figures, a heating resistor 107 is placed on a substrate 103.
(107-1 to 107-6), and a common electrode 1068 and a selection electrode 105 are arranged as electrodes for energization, and the heating resistor 107 is limited by the partition walls 101a to 101g formed on the T-groove cover plate 102. Groove 101 (
101-1 to 101-6) to match the adhesive layer 10.
4 (104-1 to 104-7). A liquid (ink) is introduced into this, and when electricity is applied, the heating resistor 1
When 07 is heated, bubbles are generated in the liquid on the heating resistor 107 due to a sudden change in state, and droplets corresponding to the increase in volume are discharged from the orifice formed by the groove cover plate 102 and the substrate 103.

本例に係る発熱抵抗体107は、後述のように、気泡消
滅位置の下の部分に熱伝導性の高い物質で成る層を有す
る構成とする。
The heating resistor 107 according to this example has a layer made of a highly thermally conductive material below the bubble extinguishing position, as will be described later.

ここで、気泡消滅位置(消泡位置)について考察する。Here, the bubble disappearance position (bubble extinction position) will be considered.

消泡位置は、発熱抵抗体を配設した液路の形状、配設位
置、温度その他の環境条件などにより定まり、気泡周辺
の流域における流体力学的インピーダンスの慣性成分2
の影響を受け、そのZの逆比で発熱抵抗体を比例配分し
た位置付近で消泡することを本願の発明者は確認した。
The position at which the bubble disappears is determined by the shape of the liquid path in which the heating resistor is installed, the installation position, temperature, and other environmental conditions, and is determined by the inertial component 2 of the hydrodynamic impedance in the area around the bubble.
The inventor of the present application has confirmed that foam disappears near the position where the heating resistors are proportionally distributed in the inverse ratio of Z.

ここに、着目する流域について、流れの方向にとった位
置をX、流域の位置Xにおける断面積を573.流域の
長さを℃、流体(記録用液体)の密度をρとすると、流
域のインピーダンスの慣性成分Zは、 によって求められる。
Here, regarding the basin of interest, the position taken in the flow direction is X, and the cross-sectional area at the position X of the basin is 573. Assuming that the length of the basin is °C and the density of the fluid (recording liquid) is ρ, the inertial component Z of the impedance of the basin is determined by:

例えば、第1図示のように、発熱抵抗体107に対して
、液体の供給方向と吐出方向とが一致する形態のものに
あっては、第2図に示すように、断面積” +x、−5
−一定とすると、 1+−ρfl +/s、 z2−9 fl 2/S  
     (2)C1:C2zZ2ニア、−,122:
x l        (3)となる。すなわち、この
関係式により定まる位置付近で消泡することになる。
For example, as shown in FIG. 1, if the heating resistor 107 has a configuration in which the supply direction and the discharge direction of the liquid are the same, the cross-sectional areas "+x" and "-" as shown in FIG. 5
- If constant, 1+-ρfl +/s, z2-9 fl 2/S
(2) C1:C2zZ2 near, -, 122:
x l (3). That is, bubbles disappear near the position determined by this relational expression.

そこで、その位置を含む部位で上部の液体に伝わる熱流
束が小となるようにすればよい。
Therefore, the heat flux transmitted to the upper liquid at a portion including that position may be made small.

以上が一般的な関係であるが、簡易的に位置Xにおける
ノズル天井の高さをh(x)としたとき、として、C,
: C2=w2: w、なる位置において気泡が消滅す
るとしても十分であった。
The above is a general relationship, but if the height of the nozzle ceiling at position X is h(x), then C,
: C2=w2: It was sufficient that the bubbles disappeared at the position where w.

次に、当該消泡位置を含む領域がそれ以外の領域と何程
の温度差を有している場合に吐出性能を良好に維持でき
るかについて考察する。
Next, we will consider how much of a temperature difference the region including the defoaming position has from other regions to maintain good discharge performance.

第3図は発熱抵抗体の表面温度のピーク値TMと、消泡
位置に対応して熱伝導率の高い層を設けた領域に対応し
た表面温度のピーク値T。どの差6丁(・TO)につい
て、液滴吐出速度の平均値Vおよび速度の標準偏差Ov
をプロットしたものである。但し、ここに温度差ΔTは
、液路内にインクを存在させない状態での値である。
FIG. 3 shows the peak value TM of the surface temperature of the heating resistor and the peak value T of the surface temperature corresponding to the region where a layer with high thermal conductivity is provided corresponding to the defoaming position. For which difference 6 teeth (・TO), the average value V of the droplet ejection speed and the standard deviation of the speed Ov
is plotted. However, the temperature difference ΔT here is a value with no ink present in the liquid path.

図より明らかなように、温度差ΔTが20℃以上であれ
ば、σVがほぼ一定となり、吐出のばらつきが安定する
が、100℃を超えると平均速度Vが低下することが確
認された。これより、この場合には温度差ΔTは20℃
以上100℃以下が好ましいことがわかる。
As is clear from the figure, when the temperature difference ΔT is 20° C. or more, σV becomes almost constant and the discharging variation becomes stable, but when it exceeds 100° C., it was confirmed that the average speed V decreases. From this, in this case, the temperature difference ΔT is 20°C
It can be seen that the temperature is preferably 100°C or less.

より好ましくは、液体の吐出速度の標準偏差については
ある程度無視し得る場合、すなわち液体の吐出速度を主
として考慮した場合には、ΔTは20℃以上60℃以下
、液体の吐出速度をある程度無視し得る場合、すなわち
上記標準偏差を主として考慮した場合にはΔTは25℃
以上100℃以下であった。さらに、最も好ましくは、
ΔTは25℃以上60℃以下であった。
More preferably, when the standard deviation of the liquid ejection speed can be ignored to some extent, that is, when the liquid ejection speed is mainly considered, ΔT is 20° C. or more and 60° C. or less, and the liquid ejection speed can be ignored to some extent. In other words, when the above standard deviation is mainly considered, ΔT is 25°C.
The temperature was above 100°C. Furthermore, most preferably,
ΔT was 25°C or more and 60°C or less.

さらに、本実施例においては、熱伝導性の高い層を設け
る消泡位置を含む領域の寸法を適切に定める。
Furthermore, in this example, the dimensions of the area including the defoaming position where the highly thermally conductive layer is provided are determined appropriately.

第4図は、当該領域の発熱部面積S。と発熱抵抗体の全
発熱部面積Sllとの比S。/Sllについて、■およ
びOvをプロットしたものである。図より明らかなよう
に、S、/S□を1/10以上1/2以下としたとぎに
Vおよびσν値が安定し、吐出性能が良好となることが
確認された。
FIG. 4 shows the heat generating area area S of the region. and the total heat generating area Sll of the heat generating resistor. /Sll, ■ and Ov are plotted. As is clear from the figure, it was confirmed that when S, /S□ was set to 1/10 or more and 1/2 or less, the V and σν values became stable and the ejection performance became good.

より好ましくは、液体の吐出速度の標準偏差については
ある程度無視し得る場合、すなわち液体の吐出速度を主
として考慮した場合にはSo/SHは1/10以上1/
4以下、液体の吐出速度をある程度無視し得る場合、す
なわち上記標準偏差を主として考慮した場合には5(1
15Nは178以上172以下であった。さらに、最も
好ましくは、So/Soは1/8以上1/4以下であっ
た。
More preferably, when the standard deviation of the liquid discharge rate can be ignored to some extent, that is, when the liquid discharge rate is mainly considered, So/SH is 1/10 or more or 1/10.
4 or less, and 5 (1
15N was 178 or more and 172 or less. Furthermore, most preferably, So/So is 1/8 or more and 1/4 or less.

(実施例1) 第5図(^)および(B)は本発明に係る基板の第1の
実施例を示し、それぞれ、第1図(A)において液路方
向に沿った平面図およびそのA−A’線断面図である。
(Example 1) Figures 5 (^) and (B) show a first example of the substrate according to the present invention, and are respectively a plan view along the liquid path direction and its A in Figure 1 (A). -A' line sectional view.

ここで、lは例えば厚さ525μmの基板であり、ガラ
スまたはSi等で形成できる。2は厚さ25μmの表面
酸化5i02層であり、蓄熱層として用いる。3は例え
ばスパッタリング法で形成した厚さ0.1μm1発熱部
幅30μm1発熱部長さ 150μmのII f B 
2から成る発熱抵抗体層であり、気泡が消滅する位置を
含む部分(式(2)において11kjZ2とすれば、電
極4間の電流の通り道の半ば付近)の下に、蓄熱層2よ
り熱伝導率の高い層9を配置する。4は例えばEB蒸着
法で形成した厚さ0.5μmのA1等の電極である。
Here, l is a substrate having a thickness of 525 μm, for example, and can be formed of glass, Si, or the like. 2 is a surface oxidized 5i02 layer with a thickness of 25 μm, which is used as a heat storage layer. 3 is II f B formed by sputtering, for example, with a thickness of 0.1 μm, a width of the heat generating part of 30 μm, and a length of the heat generating part of 150 μm.
The heating resistor layer consists of 2, and is located under the part including the position where the bubble disappears (nearly the middle of the current path between the electrodes 4, if 11kjZ2 in equation (2)). A layer 9 with a high rate is arranged. Reference numeral 4 denotes an electrode such as A1 having a thickness of 0.5 μm formed by, for example, an EB evaporation method.

5は、例えばスパッタリング法で形成した厚さ1、sμ
+11のSiO,、SiN等の層、6は例えばスパッタ
リング法で形成した厚さ 0.1μ膳のTa2O,等の
層、7はスパッタリング法で形成した厚さ0.5μmの
Ta等の層であり、これらは保護層として機能する。ま
た、8は沸騰させられる液体(インり)である。
5 has a thickness of 1, sμ formed by sputtering, for example.
+11 is a layer of SiO, SiN, etc., 6 is a layer of Ta2O, etc. with a thickness of 0.1 μm formed by a sputtering method, and 7 is a layer of Ta, etc. with a thickness of 0.5 μm formed by a sputtering method. , these act as a protective layer. Further, 8 is a liquid to be boiled.

9は、発熱抵抗体層3の上記部分と蓄積層2との間に配
置した高い熱伝導性を有する層であり、本例ではSIC
層とした。本実施例において、層9の厚みdと、空焚き
時(インクを導入せずに通電を行ったとき)の温度差Δ
Tとの関係は次の通りであった。
9 is a layer having high thermal conductivity disposed between the above portion of the heating resistor layer 3 and the storage layer 2, and in this example, SIC
layered. In this example, the temperature difference Δ between the thickness d of the layer 9 and the dry firing state (when electricity is applied without introducing ink)
The relationship with T was as follows.

従って、516層9の厚みは、0.2μm以上1.5μ
m以下であるのが好ましく、本例ではdFo、5μmと
した。
Therefore, the thickness of the 516 layer 9 is 0.2 μm or more and 1.5 μm.
It is preferable that it is less than m, and in this example, dFo was set to 5 μm.

また、層9の長さを25μmとし、ここにS。=30x
25(μm2)、S、=30x 150 (p m2)
であり、従ってS。/SHはl/6であるので、ゲ4図
について説明した条件も満たしている。
Further, the length of the layer 9 is 25 μm, and S is added here. =30x
25 (μm2), S, = 30x 150 (p m2)
and therefore S. Since /SH is 1/6, the condition explained for Figure 4 is also satisfied.

なお、発熱抵抗体層3および電極4の平面パターンはエ
ツチングによって形成した。また、図より明らかなよう
に、電極4と発熱抵抗体層3との接続部において角に丸
みをつけ、電流集中に伴う耐久性の低下や局所的な発泡
が生じない構成としである。
Note that the planar patterns of the heating resistor layer 3 and the electrodes 4 were formed by etching. Furthermore, as is clear from the figure, the corners at the connection between the electrode 4 and the heat generating resistor layer 3 are rounded to prevent deterioration in durability and local bubbling due to current concentration.

かかる構成において、電極4の間に電圧を印加すると、
発熱抵抗体層3に電流が流れ、発熱が起こる。
In such a configuration, when a voltage is applied between the electrodes 4,
A current flows through the heating resistor layer 3 and heat generation occurs.

発熱抵抗体層3で発生した熱は、下部および上部に伝わ
るが、発熱抵抗体層3が配化層(蓄熱層)2よりも熱伝
導率の高い516層9に接している部分では他の部分に
比べて下部へ伝わる熱が多く、結果として層9の上部で
は上部層である保護層5,6および7を介して液体8に
伝えられる熱が少なくなる。
The heat generated in the heat generating resistor layer 3 is transmitted to the lower part and the upper part, but in the part where the heat generating resistor layer 3 is in contact with the 516 layer 9, which has a higher thermal conductivity than the distribution layer (heat storage layer) 2, it is transmitted to the lower part and the upper part. More heat is transferred to the lower part than to the lower part, and as a result, less heat is transferred to the liquid 8 in the upper part of the layer 9 via the upper layers, the protective layers 5, 6 and 7.

本実施例に係る基板を用いて実際に気泡を発生させてみ
たところ、第6図に示すように、層9に接した発熱抵抗
体層3の部分の上部3Aにおいて気泡10が消滅するこ
とが観察されたが、この部分3Aに伝わる熱は少なく、
残りの部分に比べて温度が低いために残留気体が付着し
てもそこからランダムな核沸騰が起きて気泡発生を乱す
ということはなく、残りの部分から極めて再現性の高い
膜沸騰が起きていた。この場合、気泡の形状・大きさは
毎回一定であった。そして、この基板を第1図のように
記録ヘットに用いて記録を行ったところ、液滴径・吐出
速度が均一となり、良好な画像が得られた。
When bubbles were actually generated using the substrate according to this example, as shown in FIG. It was observed that the heat transmitted to this part 3A was small;
Because the temperature is lower than that of the remaining part, even if residual gas adheres, random nucleate boiling does not occur from there and disturb bubble generation, and film boiling occurs from the remaining part with extremely high reproducibility. Ta. In this case, the shape and size of the bubbles were constant each time. When this substrate was used as a recording head as shown in FIG. 1 to perform recording, the droplet diameter and ejection speed were uniform, and a good image was obtained.

熱伝導率の高い層9に接している発熱抵抗体層3の上部
3^以外の部分での沸騰の再現性が高いのは、残留気体
が付着していない上に液体8が急激に加熱されるために
、液体8が過熱限界付近に到達し、液体内部の分子運動
に基づく自発的核生成現象によって気泡が形成されるか
らである。
The high reproducibility of boiling in parts other than the upper part 3^ of the heating resistor layer 3 that is in contact with the layer 9 with high thermal conductivity is because there is no residual gas attached and the liquid 8 is rapidly heated. This is because the liquid 8 reaches near the superheating limit and bubbles are formed due to a spontaneous nucleation phenomenon based on the movement of molecules inside the liquid.

比較例 第7図(従来例)は、発熱抵抗体層3の下部に熱伝導率
の高い層9を設けなかったこと以外は本実施例と同一の
構成からなる電気熱変換体を用いて気泡を発生させた場
合の図を示し、本実施例とは異なり気泡10が消滅する
場所からランダムな核沸騰が起こり、気泡発生の再現性
が低下している。
Comparative example FIG. 7 (conventional example) shows air bubbles using an electrothermal converter having the same configuration as the present example except that the layer 9 with high thermal conductivity was not provided under the heating resistor layer 3. The diagram shows a case where bubble generation occurs, and unlike the present example, random nucleate boiling occurs from the location where the bubble 10 disappears, and the reproducibility of bubble generation is reduced.

すなわち図中(a)の場合には核沸騰の起こる場所が1
箇所であって比較的良好な気泡生成が実現しているが、
いつもそのような気泡生成が実現するわけてはなく、図
中(b)あるいは(C)のように複数の場所から核沸騰
が起こる場合もあり、その場合核沸屍熱伝達によって熱
エネルギが液体中に逃げ、気泡体積が小さくなってしま
う。このような例では、気泡の形状・大きさが一定でな
いために、記録ヘットを構成して記録を行ったところ、
液滴径や吐出速度にバラツキが生し、画像の品位か低下
することが観察された。
In other words, in the case of (a) in the figure, the location where nucleate boiling occurs is 1.
Although relatively good bubble generation was achieved in some places,
Such bubble generation does not always occur, and nucleate boiling may occur from multiple locations as shown in (b) or (C) in the figure, in which case thermal energy is transferred to the liquid by nucleate boiling heat transfer. The bubble volume will become smaller. In such an example, the shape and size of the bubbles are not constant, so when the recording head is configured and recorded,
It was observed that variations occurred in the droplet diameter and ejection speed, and the quality of the image deteriorated.

第8図は本実施例の変形例を示す。FIG. 8 shows a modification of this embodiment.

本例では、熱伝導率の高い層9を直径20μmの円形状
としている。
In this example, the layer 9 with high thermal conductivity has a circular shape with a diameter of 20 μm.

本例においても、第1図の実施例と同等の効果が得られ
る上に、下部への伝熱損失が抑えられるという利点があ
る。
This example also has the advantage that not only the same effects as the example of FIG. 1 can be obtained, but also the heat transfer loss to the lower part can be suppressed.

なお円形領域のかわりに楕円、長方形等の領域としても
よい。いずれにせよ熱伝導率の高い層9の上部が、第9
図に示すように気泡lOの消滅する部位を内部に含むよ
うにすると、核沸騰抑制効果が大きくなる(図示の例で
は層9を楕円形状としている)。
Note that an elliptical, rectangular, etc. area may be used instead of the circular area. In any case, the upper part of the layer 9 with high thermal conductivity is the 9th layer.
As shown in the figure, if the part where the bubbles 10 disappear is included inside, the nucleate boiling suppressing effect will be increased (in the illustrated example, the layer 9 has an elliptical shape).

また、第1θ図に示すように、熱伝導率の高い層9の中
心部9−1が、発熱抵抗体に内接する最大面積の円また
は楕円11の内部の下になるようにすると、上部に対す
る熱伝導抑制の効果が大きくなる。
Moreover, as shown in FIG. 1θ, if the center part 9-1 of the layer 9 with high thermal conductivity is located below the inside of the circle or ellipse 11 with the largest area inscribed in the heating resistor, The effect of suppressing heat conduction increases.

(実施例2) 第11図は第2の実施例を示す。(Example 2) FIG. 11 shows a second embodiment.

本実施例では、Siの基板1上に深さ0.5μmの凹部
12を形成した後、表面酸化層2を形成し、これにより
層2上に現われた凹部を埋めるように厚さ0.5 μm
のSiC層9を形成した。そして、これ以外は第3図の
実施例と同一の構成とした。
In this example, after forming a recess 12 with a depth of 0.5 μm on a Si substrate 1, a surface oxidation layer 2 is formed to a thickness of 0.5 μm to fill the recess appearing on the layer 2. μm
A SiC layer 9 was formed. Other than this, the configuration was the same as that of the embodiment shown in FIG.

本実施例においても、第3図示の実施例と同等の効果が
得られる上に、伝熱面上の段差がなくなるので、耐久性
の点でも優れた効果が得られた。
In this example as well, the same effect as the example shown in the third figure was obtained, and since there was no step on the heat transfer surface, an excellent effect was also obtained in terms of durability.

そして、本実施例においても、第1の実施例について第
8図〜第10図に関して述べたように、層9を円形状、
楕円形状、長方形状等とすることができるのは勿論であ
る。
In this embodiment as well, the layer 9 has a circular shape, as described with reference to FIGS.
Of course, the shape can be elliptical, rectangular, etc.

このように、気泡が消滅する位置が完全に含まれるもの
であれば、基板1より熱伝導率の高い層9の形成態様は
いかなるものであってもよい。
As described above, the layer 9 having a higher thermal conductivity than the substrate 1 may be formed in any manner as long as the position where the bubbles disappear is completely included.

以上2つの実施例およびその変形例においては、発熱抵
抗体層3と下部層である蓄熱層2との間には厚さ0.5
μmのSiC層を配したが、厚さは必ずしも0.5 μ
lでなくてもよい。また物質としても下部層より熱伝導
率の高い物質であればよく、下部層の材質によっては例
えばSiなどを用いてもよい。
In the above two embodiments and their modifications, the thickness between the heating resistor layer 3 and the heat storage layer 2, which is the lower layer, is 0.5 mm.
Although the SiC layer is 0.5 μm thick, the thickness is not necessarily 0.5 μm.
It doesn't have to be l. Further, any material may be used as long as it has a higher thermal conductivity than the lower layer, and depending on the material of the lower layer, for example, Si may be used.

また、以上2つの実施例およびその変形例においては、
発熱抵抗体層9の上部の構成は5i02゜Ta205お
よびTaからなる層構成としたが、それ以外の構成ある
いは上部層なしの構成であってもよい。
Furthermore, in the above two embodiments and their variations,
Although the upper part of the heating resistor layer 9 has a layered structure consisting of 5i02°Ta205 and Ta, it may have another structure or a structure without an upper layer.

また、下部層(蓄熱層)を形成する物質としては5in
2以外の物質でもよく、例えばガラス、アルミナ等であ
ってもよい。そして、これより熱伝導率の高い物質にて
層9を形成すればよい。
In addition, the material forming the lower layer (heat storage layer) is 5 inches.
It may be a material other than 2, for example, glass, alumina, etc. Then, the layer 9 may be formed of a material having higher thermal conductivity than this.

(実施例3) 以上の実施例では、液路が直線状である記録ヘッドに本
発明を適用した場合について述べたが、供給方向と吐出
方向とが異なる形態の記録ヘット、例えば第12図に示
すように、基板1′ に対して垂直方向に吐出がなされ
る形態のものであっても、図示の消泡位置13’ を含
む部分において発熱抵抗体層107′ の下に熱伝導率
の高い層を設けることにより、上述と同揉の効果が得ら
れる。
(Example 3) In the above example, a case was described in which the present invention was applied to a recording head in which the liquid path was linear. As shown, even if the discharge is perpendicular to the substrate 1', there is a layer of high thermal conductivity under the heating resistor layer 107' in the portion including the illustrated defoaming position 13'. By providing the layer, the same rubbing effect as described above can be obtained.

(さらに他の実施例) また、近年開発されている階調表現が可能な形状の電気
熱度、換体を有する記録ヘッド、例えば本願人の提案に
なる特公昭59−31943号に開示されるようなもの
に対しても有効に通用可能である。すなわち、電気熱変
換体を、その発熱部において人力される信号のレベルに
応じて制御可能な温度分布を生じる構造(発熱量調整構
造)とし、信号レベルに応じて気泡を多段階に調整する
ような構成の記録ヘッドに対しても適用できる。
(Further Other Embodiments) In addition, recording heads having an electric heat exchanger having a shape capable of expressing gradations that have been developed in recent years, such as the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-31943 proposed by the applicant. It can also be effectively applied to things. In other words, the electrothermal converter has a structure (heat generation amount adjustment structure) that generates a temperature distribution that can be controlled according to the level of the signal input manually in the heat generating part, and the bubbles are adjusted in multiple stages according to the signal level. The present invention can also be applied to a recording head having a similar configuration.

例えば、第13図(A)〜(C)に示すような電気熱変
換体において、消泡位置が符号13″で示す位置にあれ
ば、そこを含む部分(破線で示す部分)で電気熱変換体
107″ないし発熱抵抗体層3″の下に熱伝導率の高い
層9″を設ければよい。また、生じる気泡の大きさによ
って消泡位置が異なるのであれば、そのような層9″を
複数設けてもよい(第11図(A)の−点鎖線で示す部
分を参照)。
For example, in the electrothermal converter shown in FIGS. 13(A) to 13(C), if the defoaming position is at the position indicated by the reference numeral 13'', the electrothermal converter is A layer 9'' having high thermal conductivity may be provided below the body 107'' or the heating resistor layer 3''. Furthermore, if the bubble extinguishing position differs depending on the size of the generated bubbles, a plurality of such layers 9'' may be provided (see the portion indicated by the dashed line in FIG. 11(A)).

また、気泡を多段階に調整するために発熱抵抗体層の層
厚を型温の向きに沿って変化させた構造(特開昭59−
31943号)や、発熱抵抗体層の厚さを中心線側に向
かって段階的に厚くしたような構造(特開昭62−20
1255号)に対しても適用できる。
In addition, in order to adjust the air bubbles in multiple stages, we have developed a structure in which the layer thickness of the heating resistor layer is varied along the direction of the mold temperature (Japanese Patent Application Laid-Open No.
31943), and a structure in which the thickness of the heating resistor layer is gradually increased toward the center line (Japanese Patent Laid-Open No. 62-20
1255).

加えて、本発明は、電気熱変換体を吐出エネルギ発生手
段とするものであれば、第1図に示したような集積型の
ものに限られることなく適用できるのは勿論であり、さ
らにシリアル走査される形態の記録ヘッドや、記録媒体
の全幅にわたって吐出口を選別させたフルマルチ形態の
記録ヘッドにも適用できるのは言うまでもない。
In addition, the present invention is of course applicable to any device that uses an electrothermal converter as a discharge energy generating means without being limited to the integrated type shown in FIG. Needless to say, the present invention can also be applied to a scanning type print head or a full multi-type print head in which ejection ports are selected over the entire width of the print medium.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、発熱抵抗体層の
下部に、気泡が消滅する位置を含む部分において熱伝導
率の犬である物質を配置することによって、沸騰の再現
性が向上し、得られる画像の品位が向上するという効果
が得られた。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, boiling can be prevented by arranging a substance with high thermal conductivity at the bottom of the heat generating resistor layer in the portion including the position where bubbles disappear. The effects of improved reproducibility and improved image quality were obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(A)および(B)は、それぞれ、本発明の実施
例に係る液体噴射記録ヘッドの分解斜視図および正面図
、 第2図はその消泡位置を説明するための説明図、 第3図は吐出に最適な温度差の範囲を説明するための説
明図、 第4図は同じく面積比を説明するための説明図、 第5図(A)および(B)は、それぞれ、本発明に係る
基板の第1実施例を示す平面図およびそのA−A’線断
面図、 第6図は本発明を用いた場合の気泡挙動を示す説明図、 第7図は従来例における気泡挙動を示す説明図、 第8図〜第10図は本発明の第1実施例の変形例を示す
平面図、 第11図は本発明の第2実施例に係る基板の断面図、 第12図は本発明の第3実施例に係る記録ヘッドを示す
説明図、 第13図(A)〜(C)は本発明のさらに他の実施例を
示す平面図である。 1.1′・・・基板、 2・・・蓄熱層、 3.3′、3″・・・発熱抵抗体層、 4・・・電極、 5・・・保護層(St(la)、 6・・・保護層(razos)、 7・・・保護層(Ta)、 8・・・液体、 9.9’ 、9″・・・SiC層、 lO・・・気泡、 12・・・凹部、 13’ 、 13″・・・気泡の消滅位置。 第2図 (TH−To)=ΔT 第3図 01/10 1/2 So/SH 第4図 易 請A 第6図 第7図 凸 第11図 p上記口 第12図 第13図
1A and 1B are respectively an exploded perspective view and a front view of a liquid jet recording head according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the defoaming position; Figure 3 is an explanatory diagram for explaining the range of temperature difference that is optimal for discharge, Figure 4 is an explanatory diagram for explaining the area ratio, and Figures 5 (A) and (B) are respectively FIG. 6 is an explanatory diagram showing bubble behavior when the present invention is used, and FIG. 7 is a plan view showing bubble behavior in the conventional example. 8 to 10 are plan views showing modified examples of the first embodiment of the present invention, FIG. 11 is a sectional view of a substrate according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a main An explanatory diagram showing a recording head according to a third embodiment of the invention. FIGS. 13A to 13C are plan views showing still another embodiment of the invention. 1.1'...Substrate, 2...Heat storage layer, 3.3', 3''...Heating resistor layer, 4...Electrode, 5...Protective layer (St(la), 6) ...Protective layer (razos), 7...Protective layer (Ta), 8...Liquid, 9.9', 9''...SiC layer, 1O...Bubble, 12...Recessed part, 13', 13''... position where bubble disappears. Fig. 2 (TH-To) = ΔT Fig. 3 01/10 1/2 So/SH Fig. 4 Easy request A Fig. 6 Fig. 7 Convex No. 11 Figure p Above mouth Figure 12 Figure 13

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)支持体と、 該支持体上に配置された蓄熱層と、 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
た一対の電極を有し、前記一対の電極間であって前記蓄
熱層上に熱発生部が形成されている電気熱変換体と、 前記熱発生部に対応する記録用液体接触面上の記録用液
体に生じる気泡が消滅する位置を含む部位に対応して前
記電気熱変換体と前記蓄熱層との間に配置され、前記蓄
熱層より熱伝導性の高い物質でなる熱伝導層と を具備し、ΔT=T_H−T_Oが20℃以上100℃
以下であることを特徴とする液体噴射記録ヘッド用基体
。 T_O:前記位置での、記録用液体が存在しないときの
前記電気熱変換体の駆動状態の温度の ピーク値。 T_H:前記位置以外の位置での、記録用液体が存在し
ないときの前記電気熱変換体の駆動状 態での温度のピーク値。 2)より好ましくは、前記ΔTを、主として前記記録用
液体の吐出速度を考慮した場合には20℃以上60℃以
下、主として前記記録用液体の吐出速度の標準偏差を考
慮した場合には25℃以上100℃以下、最も好ましく
は前記ΔTを25℃以上60℃以下としたことを特徴と
する請求項1記載の液体噴射記録ヘッド用基体。 3)前記記録用液体の液路に沿った前記熱発生部の長さ
を前記液路に沿った前記熱発生部の両側にある流域の流
体力学的インピーダンスの慣性成分Zの逆比で比例配分
した位置を、前記気泡が消滅する位置としたことを特徴
とする請求項1記載の液体噴射記録ヘッド用基体。 ▲数式、化学式、表等があります▼ [x:着目する流域について流れ方向にとった位置、l
:着目する流域の長さ、S(x):位置xにおける液路
の断面積、ρ:記録用液体の密度]4)流域について記
録用液体の流れ方向にとった位置xにおける液路の高さ
をh(x)としたとき、前記両側の▲数式、化学式、表
等があります▼の逆比で前記熱発生部 の前記長さを比例配分した位置を、前記気泡が消滅する
位置としたことを特徴とする請求項3記載の液体噴射記
録ヘッド用基体。 5)前記一部分に対応した前記熱発生部上の面積S_O
と、前記熱発生部上の全面積S_Hとの比S_O/S_
Hを、好ましくは1/10以上1/2以下、より好まし
くは、主として液体の吐出速度を考慮した場合には1/
10以上1/4以下、主として液体の吐出速度の標準偏
差を考慮した場合には1/8以上1/2以下、最も好ま
しくは1/8以上1/4以下としたことを特徴とする請
求項1に記載の液体噴射記録ヘッド用基体。 6)支持体と、 該支持体上に配置された蓄熱層と、 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
た一対の電極を有し、前記一対の電極間であって前記蓄
熱層上に熱発生部が形成されている電気熱変換体と、 前記熱発生部に対応する記録用液体接触面上の記録用液
体に生じる気泡が消滅する位置を含む部位に対応して前
記電気熱変換体と前記蓄熱層との間に配置され、前記蓄
熱層より熱伝導性の高い物質でなる熱伝導層と を具備し、ΔT=T_H−T_Oが20℃以上100℃
以下である基体と、 前記記録用液体の液路を形成するために前記基体上に設
けた部材と を具備したことを特徴とする液体噴射記録ヘッド。 T_O:前記位置での、記録用液体が存在しないときの
前記電気熱変換体の駆動状態の温度の ピーク値。 T_H:前記位置以外の位置での、記録用液体が存在し
ないときの前記電気熱変換体の駆動状 態での温度のピーク値。 7)より好ましくは、前記ΔTを、主として前記記録用
液体の吐出速度を考慮した場合には20℃以上60℃以
下、主として前記記録用液体の吐出速度の標準偏差を考
慮した場合には25℃以上100℃以下、最も好ましく
は前記ΔTを25℃以上60℃以下としたことを特徴と
する請求項6記載の液体噴射記録ヘッド。 8)前記記録用液体の液路に沿った前記熱発生部の長さ
を前記液路に沿った前記熱発生部の両側にある流域の流
体力学的インピーダンスの慣性成分Zの逆比で比例配分
した位置を、前記気泡が消滅する位置としたことを特徴
とする請求項6記載の液体噴射記録ヘッド。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 9)流域について記録用液体の流れ方向にとった位置X
における液路の高さをh(x)としたとき、前記両側の
▲数式、化学式、表等があります▼の逆比で前記熱発生
部 の前記長さを比例配分した位置を、前記気泡が消滅する
位置としたことを特徴とする請求項8記載の液体噴射記
録ヘッド。 10)前記部分に対応した前記熱発生部上の面積S_O
と、前記熱発生部上の全面積S_Hとの比S_O/S_
Hを、好ましくは1/10以上1/2以下、より好まし
くは、主として液体の吐出速度を考慮した場合には1/
10以上1/4以下、主として液体の吐出速度の標準偏
差を考慮した場合には1/8以上1/2以下、最も好ま
しくは1/8以上1/4以下としたことを特徴とする請
求項6に記載の液体噴射記録ヘッド用基体。
[Scope of Claims] 1) A support, a heat storage layer disposed on the support, a heating resistor layer, and a pair of electrodes electrically connected to the heating resistor layer, the pair of electrodes being electrically connected to the heating resistor layer. an electrothermal converter in which a heat generating part is formed on the heat storage layer between the electrodes, and a position where bubbles generated in the recording liquid on the recording liquid contact surface corresponding to the heat generating part disappear. A thermally conductive layer is provided between the electrothermal converter and the heat storage layer in accordance with the included portion, and is made of a material having higher thermal conductivity than the heat storage layer, and ΔT=T_H−T_O is 20°C. More than 100℃
A substrate for a liquid jet recording head characterized by the following: T_O: Peak value of the temperature in the driving state of the electrothermal transducer when no recording liquid is present at the position. T_H: Peak value of temperature at a position other than the above position in the driving state of the electrothermal transducer when no recording liquid is present. 2) More preferably, the ΔT is 20° C. or more and 60° C. or less when mainly considering the ejection speed of the recording liquid, and 25° C. when mainly considering the standard deviation of the ejecting speed of the recording liquid. 2. The substrate for a liquid jet recording head according to claim 1, wherein the ΔT is greater than or equal to 25°C and less than or equal to 60°C, most preferably greater than or equal to 25°C and less than or equal to 60°C. 3) The length of the heat generating section along the liquid path of the recording liquid is proportionally distributed by the inverse ratio of the inertial component Z of the hydrodynamic impedance of the flow area on both sides of the heat generating section along the liquid path. 2. The substrate for a liquid jet recording head according to claim 1, wherein the position where the bubble disappears is set as the position where the bubble disappears. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [x: Position in the flow direction of the basin of interest, l
: Length of the basin of interest, S(x): Cross-sectional area of the liquid path at position x, ρ: Density of the recording liquid] 4) Height of the liquid path at position x taken in the flow direction of the recording liquid with respect to the basin When the length is h(x), the position where the length of the heat generating part is proportionally distributed by the inverse ratio of ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. on both sides is set as the position where the bubble disappears. 4. The substrate for a liquid jet recording head according to claim 3. 5) Area S_O on the heat generating part corresponding to the part
and the total area S_H on the heat generating part S_O/S_
H is preferably 1/10 or more and 1/2 or less, more preferably 1/1 when mainly considering the liquid ejection speed.
A claim characterized in that the ratio is 10 or more and 1/4 or less, and when the standard deviation of liquid ejection speed is mainly considered, 1/8 or more and 1/2 or less, most preferably 1/8 or more and 1/4 or less. 1. The substrate for a liquid jet recording head according to 1. 6) comprising a support, a heat storage layer disposed on the support, a heating resistor layer and a pair of electrodes electrically connected to the heating resistor layer, between the pair of electrodes; an electrothermal converter in which a heat generating portion is formed on the heat storage layer; and a portion corresponding to a portion including a position where bubbles generated in the recording liquid on a recording liquid contact surface corresponding to the heat generating portion disappear. a thermally conductive layer disposed between the electrothermal converter and the heat storage layer and made of a material having higher thermal conductivity than the heat storage layer, and ΔT=T_H−T_O is 20°C or more and 100°C.
A liquid jet recording head comprising: a base as described below; and a member provided on the base to form a liquid path for the recording liquid. T_O: Peak value of the temperature in the driving state of the electrothermal transducer when no recording liquid is present at the position. T_H: Peak value of temperature at a position other than the above position in the driving state of the electrothermal transducer when no recording liquid is present. 7) More preferably, the ΔT is 20° C. or more and 60° C. or less when mainly considering the ejection speed of the recording liquid, and 25° C. when mainly considering the standard deviation of the ejecting speed of the recording liquid. 7. The liquid jet recording head according to claim 6, wherein the ΔT is set to be at least 25 degrees Celsius and not more than 60 degrees Celsius, most preferably at least 25 degrees Celsius and not more than 60 degrees Celsius. 8) The length of the heat generating section along the liquid path of the recording liquid is proportionally distributed by the inverse ratio of the inertial component Z of the hydrodynamic impedance of the basin on both sides of the heat generating section along the liquid path. 7. The liquid jet recording head according to claim 6, wherein the position where the bubble disappears is determined as the position where the bubble disappears. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ 9) Position X of the basin in the flow direction of the recording liquid
Let h(x) be the height of the liquid path at 9. The liquid jet recording head according to claim 8, wherein the liquid jet recording head is at a position where the liquid jet recording head disappears. 10) Area S_O on the heat generating part corresponding to the part
and the total area S_H on the heat generating part S_O/S_
H is preferably 1/10 or more and 1/2 or less, more preferably 1/1 when mainly considering the liquid ejection speed.
A claim characterized in that the ratio is 10 or more and 1/4 or less, and when the standard deviation of liquid ejection speed is mainly considered, 1/8 or more and 1/2 or less, most preferably 1/8 or more and 1/4 or less. 6. The substrate for a liquid jet recording head according to 6.
JP26281088A 1988-10-20 1988-10-20 Substrate for liquid jet recording head and liquid jet recording head equipped with same substrate Pending JPH02111552A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6443645B1 (en) 2000-03-30 2002-09-03 Seiko Epson Corporation Printer with cutter blades for printing on rolled paper and slipsheet

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