JPH02281951A - Ink jet recording head and base for the same - Google Patents

Ink jet recording head and base for the same

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JPH02281951A
JPH02281951A JP10166189A JP10166189A JPH02281951A JP H02281951 A JPH02281951 A JP H02281951A JP 10166189 A JP10166189 A JP 10166189A JP 10166189 A JP10166189 A JP 10166189A JP H02281951 A JPH02281951 A JP H02281951A
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JP
Japan
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layer
stepped part
electrode
recording head
protective layer
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Application number
JP10166189A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Toma
當麻 弘一
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To more satisfactorily cover a stepped part between an electrode and a resistance heating layer and to separate a stepped part in contact with liquid and the stepped part between the electrode and the resistance heating layer by preventing the stepped part of a protective layer from being constricted by the stepped part between the resistance heating layer and the electrode thanks to the existence of a stepped part enclosing layer and stepped coating layer. CONSTITUTION:A stepped part coating layer 111 enters a space between a stepped part enclosing layer 113, a stepped part and stuffs this space completely, and coats the exterior of the stepped part enclosing layer. Since a liquid-state material is used for the stepped part coating layer 111, a deeper stepped part is formed between the layer 111 and the enclosing layer 113, whereas a shallower stepped part is formed on electrodes 109 and 110 and the plane of a resistance heating layer 108. Here, a protective layer for the electrodes 109 and 110 and for the resistance heating layer 108 is formed, and the stepped part of the protective layer 112 laminated thereon is prevented from being constricted. Consequently, the stepped part between the electrodes and the resistance heating layer is more satisfactorily covered, and the stepped part in contact with liquid can be separated from the stepped part between the electrodes and the resistance heating layer.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、インクジェット記録ヘッドおよび記録ヘッド
用基体に関し、詳しくは電気熱変換体が発生する熱を利
用してインクを吐出し、飛翔液滴を形成して記録を行う
ためのインクシェド記録ヘッドおよび記録ヘッド用基体
に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inkjet recording head and a recording head substrate, and more specifically, the present invention relates to an inkjet recording head and a recording head substrate, and more specifically, the present invention relates to an inkjet recording head and a recording head substrate. The present invention relates to an ink shed recording head and a recording head substrate for recording by forming an ink shed.

[従来の技術] インクジェット記録方式は、低騒音で、かつ高速記録を
行うことができ、さらに普通紙等にも記録を行えるとい
う点で近年注目を集めている。
[Prior Art] Inkjet recording methods have attracted attention in recent years because they can perform low-noise and high-speed recording, and can also record on plain paper.

このようなインクジェット記録方式の中でも、例えば特
開昭54−51837号公報、ドイツ公開(DOLS)
第2843064号公報に記載されている方式は、熱エ
ネルギーを液体に作用させて、液滴吐出の原動力を得る
という点において、他のインクジェット記録方式とは異
なる特徴を有している。
Among such inkjet recording methods, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-51837, German Open Publication (DOLS)
The method described in Japanese Patent No. 2843064 has a different feature from other inkjet recording methods in that thermal energy is applied to the liquid to obtain the driving force for ejecting droplets.

すなわち、上記の公報に開示された記録方式は、熱エネ
ルギーの作用を受けた液体が急峻な体積の増大を伴う状
態変化を起こし、この状態変化に基く作用力によって、
記録ヘッド部先端の吐出口より液体が吐出されて、飛翔
的液滴が形成され、この液滴が被記録部材に付着し記録
が行われる。
That is, in the recording method disclosed in the above-mentioned publication, the liquid subjected to the action of thermal energy undergoes a state change accompanied by a sharp increase in volume, and the acting force based on this state change causes
Liquid is ejected from the ejection port at the tip of the recording head to form flying droplets, and these droplets adhere to the recording member to perform recording.

特に、DOLS 2843064号公報に開示されてい
るインクジェット記録方式は、所謂ドロップ−オンデマ
ンド記録法に極めて有効に適用されるばかりではなく、
吐出口をフルラインタイプで高密度マルチオリフィス化
した記録ヘッドを容易に具現化できるため、高解像度、
高品質の画像を高速で得られるという特徴を有している
In particular, the inkjet recording method disclosed in DOLS 2843064 is not only very effectively applied to the so-called drop-on-demand recording method, but also
It is easy to realize a recording head with a full-line ejection port and high-density multi-orifice, resulting in high resolution,
It has the characteristic of being able to obtain high-quality images at high speed.

上記の記録方式に適用される装置の記録ヘッド部は、液
体を吐出するために設けられた吐出口と、この吐出口に
連通し、液滴を吐出するための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とを
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。そして、この電気熱
変換体は、一対の電極と、これらの電極に接続lハこれ
らの電極の間で発熱する領域(熱発生部)を有する発熱
抵抗層とを具備している。
The recording head section of the apparatus applied to the above recording method includes an ejection port provided for ejecting liquid and a portion that communicates with the ejection port and where thermal energy for ejecting droplets acts on the liquid. The apparatus includes a liquid discharge part having a liquid path that includes a heat acting part as a part of the structure, and an electrothermal converter as a means for generating thermal energy. This electrothermal converter includes a pair of electrodes, and a heat generating resistor layer connected to these electrodes and having a region (heat generating portion) that generates heat between these electrodes.

このようなインクジェット記録ヘッドの構造を示す一従
来例を第5図および第6図に示す。
A conventional example showing the structure of such an inkjet recording head is shown in FIGS. 5 and 6.

第5図は記録ヘッドにおける1つの吐出口に関する構成
の液路長手方向の断面を示す模式的部分断面図、第6図
は第5図中の一点鎖線AA’ で切断した場合の模式的
部分断面図を示す。
FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view showing a cross section in the longitudinal direction of the liquid path of a structure related to one ejection port in the recording head, and FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view taken along the dashed-dotted line AA' in FIG. Show the diagram.

これら図において記録ヘッド200は、電気熱変換体2
01が設けられている基板202と、所定の線密度で所
定の幅と深さの溝が吐出口の数に対応して設けられてい
る溝付板203とを接合することによって、吐出口20
4を含む液吐出部205が形成される構造を有している
0図に示す記録ヘッドの場合には、吐出口204を複数
有するものとして示されているが、このようなものに限
定されるものではなく、単一吐出口の記録ヘッドも以下
の本明細書の記述において含まれるものである。
In these figures, the recording head 200 includes an electrothermal transducer 2
By bonding a substrate 202 on which 01 is provided and a grooved plate 203 on which grooves of a predetermined width and depth are provided at a predetermined line density and correspond to the number of ejection ports, the ejection ports 20
In the case of the recording head shown in FIG. 0, which has a structure in which a liquid ejection portion 205 including a liquid ejection port 205 is formed, it is shown as having a plurality of ejection ports 204, but it is limited to such a structure. However, a recording head with a single ejection port is also included in the description of this specification below.

液吐出部205は、その終端に液体を吐出させるための
吐出口204と、電気熱変換体201より発生される熱
エネルギーが液体に作用して気泡を発生し、その体積の
膨張と収縮による急激な状態変化を引き起す箇所である
熱作用部206とを有する。
The liquid discharge part 205 has a discharge port 204 for discharging the liquid at its terminal end, and thermal energy generated by the electrothermal converter 201 acts on the liquid to generate bubbles, causing rapid expansion and contraction of the volume. It has a heat acting part 206 which is a part that causes a state change.

熱作用部206は、電気熱変換体201の熱発生部20
7の上部に位置し、熱発生部207の液体と接触する面
としての熱作用面208をその底面としている。
The heat acting part 206 is the heat generating part 20 of the electrothermal converter 201.
7 and has a heat acting surface 208 as a surface in contact with the liquid of the heat generating section 207 as its bottom surface.

熱発生部207は、基板202の支持体216上に設け
られた下部層209、下部層209上に設けられた発熱
抵抗層210、発熱抵抗層210上に設けられた保護層
211とで構成される。発熱抵抗層21Gには、熱を発
生させるために発熱抵抗層210に通電するための電極
212.213がその表面に設けられている。電極21
2は、各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電極
213は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱させる
ための選択電極であって、液吐出部の液路に沿って設け
られている。
The heat generating section 207 includes a lower layer 209 provided on the support 216 of the substrate 202, a heat generating resistor layer 210 provided on the lower layer 209, and a protective layer 211 provided on the heat generating resistor layer 210. Ru. The heating resistance layer 21G is provided with electrodes 212 and 213 on its surface for supplying electricity to the heating resistance layer 210 in order to generate heat. Electrode 21
Reference numeral 2 denotes an electrode common to the heat generating section of each liquid discharging section, and electrode 213 is a selection electrode for selectively generating heat in the heat generating section of each liquid discharging section. It is located along the

保護層211は、熱発生部207において発熱抵抗層2
10と液吐出部205の液路を満たしているインりとを
隔絶し、インクから化学的、物理的に保護すると共に、
インクを介して電極212.213間が短絡するのを防
止している。また、保護層211は、隣接する電極間に
おける電気的リークを防止する役目をも担っている。
The protective layer 211 is a heat generating resistor layer 2 in the heat generating section 207.
10 and the inlet filling the liquid path of the liquid ejection part 205, and chemically and physically protects it from ink.
This prevents a short circuit between the electrodes 212 and 213 via the ink. Furthermore, the protective layer 211 also plays a role in preventing electrical leakage between adjacent electrodes.

ことに、各選択電極間における電気的リークの防止、あ
るいは各液路下にある電極が何らかの理由で電極とイン
クとが接触し、これに通電することによって起こる電極
の電蝕の防止は重要であって、このためにこのような保
護層的機能を有する保護層211が少なくとも液流路下
に存在する電極上には設けられている。
In particular, it is important to prevent electrical leakage between the selected electrodes, or to prevent electrolytic corrosion of the electrodes that occurs when the electrodes under each liquid path come into contact with the ink for some reason and are energized. For this purpose, a protective layer 211 having the function of a protective layer is provided at least on the electrode that is located below the liquid flow path.

さらに、各液吐出部に設けられている液路は、その上流
において、液路に供給されるインクを蓄える共通液室(
不図示)に連通しているが、各液吐出部に設けられた電
気熱変換体に接続されている電極は、その設計の都合上
、熱作用部の上流側において前記共通液室下を通るよう
に設けられるのが一般的である。従って、この部分にお
いても電極が液体と接触するのを防止すべく前記した保
護層が設けられるのが一般的である。
Furthermore, the liquid path provided in each liquid discharge section has a common liquid chamber (
(not shown), but due to its design, the electrodes connected to the electrothermal converters provided in each liquid discharge section pass under the common liquid chamber on the upstream side of the heat acting section. Generally, it is provided as follows. Therefore, the above-mentioned protective layer is generally provided in this portion as well to prevent the electrode from coming into contact with the liquid.

[発明が解決しようとする課題] ところで、特に多数の吐出口を配設するマルチオリフィ
スタイプの記録ヘッドの場合には、1つの基板上に吐出
口に対応した多数の微細な電気熱変換体、電極等を同時
に形成するため、その製造過程において、基板各層の形
成と、形成された層の一部除去とが繰り返し行われる。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, especially in the case of a multi-orifice type recording head in which a large number of ejection ports are arranged, a large number of fine electrothermal transducers corresponding to the ejection ports, Since electrodes and the like are formed at the same time, the formation of each layer of the substrate and the removal of a portion of the formed layer are repeated during the manufacturing process.

このため、保護層が形成される段階、特に電極上の保護
層が形成される段階では、保護層の表面は段差を有した
微細な凹凸状となり、この結果、この段差部における被
覆性が重要な問題となる。
For this reason, at the stage of forming the protective layer, especially at the stage of forming the protective layer on the electrode, the surface of the protective layer becomes minutely uneven with steps, and as a result, coverage at these steps is important. This becomes a problem.

すなわち、第5図および第6図に示す従来例では、この
保護層における段差部の形状がくびれ状をなし、インク
を吐出する際の熱作用部における気泡の膨張、収縮に伴
う圧力波の影響を受けた場合、クラックを生じ易く、そ
の部分でのインクの浸透が起こり、電蝕あるいは電気的
絶縁破壊を起こす原因となっていた。
That is, in the conventional example shown in FIGS. 5 and 6, the step portion in this protective layer has a constricted shape, and the influence of pressure waves accompanying the expansion and contraction of bubbles in the heat-acting portion when ink is ejected. If exposed to water, cracks are likely to occur, and ink may penetrate into those areas, causing electrolytic corrosion or electrical breakdown.

また、形成される保護層がその製法上において欠陥部の
生ずる確率が少なくない場合には、その欠陥部を通じて
インクの浸透が起こり、発熱抵抗層、電極等の寿命を著
しく低下させる要因となる。
Furthermore, if the protective layer to be formed has a high probability of having defects due to its manufacturing method, ink may penetrate through the defects, causing a significant reduction in the lifespan of the heating resistor layer, electrodes, etc.

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的とするところは、第1に記録ヘッドを構
成する基体(基板)における保護層の段差部形状をくび
れのない形状とすることによってクラックが発生し難く
し、jJ、2に発熱抵抗層および電極の周囲に包囲層を
設けることによってインク浸透を防止するようにしたイ
ンクジェット記録ヘッドおよび記録ヘッド用基体を提供
することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its first purpose is to make the step shape of the protective layer in the base (substrate) constituting the recording head into a shape without constriction. An object of the present invention is to provide an inkjet recording head and a substrate for the recording head, which are made difficult to generate cracks by doing so, and which prevent ink penetration by providing an enveloping layer around the heating resistance layer and the electrodes. .

[課題を解決するための手段] そのために本発明では、インクを吐出する吐出口に連絡
するインク路と、インク液室の壁の一部を構成する基体
であって、吐出口からインクを吐出するために利用され
る熱エネルギーを発生する発熱抵抗層と、発熱抵抗層と
接続した電極と、発熱抵抗層および電極をインクから保
護するための保護層と、発熱抵抗層および電極の周囲に
形成された段差部包囲層と、段差部包囲層、保護層、電
極および発熱抵抗層の各々の間に充填された段差被覆層
と、発熱抵抗層、電極、保i!層、段差部包囲層および
段差被覆層を支持する支持体とを有することを特徴とす
る。
[Means for Solving the Problems] To this end, the present invention provides an ink path communicating with an ejection port for ejecting ink, and a base forming part of a wall of an ink liquid chamber, which ejects ink from the ejection port. A heat generating resistor layer that generates thermal energy used for The step enveloping layer, the step covering layer filled between the step enclosing layer, the protective layer, the electrode, and the heat generating resistor layer, the heat generating resistor layer, the electrode, and the heat generating resistor layer. It is characterized by having a support body that supports the layer, the step enveloping layer, and the step covering layer.

[作 用] 以上の構成によれば、段差部包囲層および段差被覆層の
存在によって発熱抵抗層および電極の段差による保護層
の段差部形状がくびれ形状等を排したなだらかなものと
なり、またインクと電極および発熱抵抗層との距離を特
に段差部において長くすることが可能となる。
[Function] According to the above configuration, due to the presence of the step enclosing layer and the step covering layer, the shape of the step of the protective layer due to the step of the heat generating resistor layer and the electrode becomes gentle, eliminating the constricted shape, etc. It becomes possible to increase the distance between the electrode and the heating resistor layer, especially at the step portion.

[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
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示すインクジェット記録
ヘット構造の主要部を説明するための液路長手方向の模
式的部分断面図、第2図は、第1図中−点鎖線XX’ 
で切断した場合の模式的部分断面図、第3図は、第1図
および第2図に示した基板の平面図をそれぞれ示す。
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view in the longitudinal direction of the liquid path for explaining the main part of an inkjet recording head structure showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 shows a plan view of the substrate shown in FIGS. 1 and 2, respectively.

これら図において、100はインクジェット記録ヘット
を示し、吐出口の数に対応し、インクを吐出するために
利用される熱を発生する電気熱変換体101が設けられ
た基体としての基板102と、電気熱変換体101の各
々に対応して設けられた溝を有する溝付板103 とで
その主要部が構成される。
In these figures, reference numeral 100 indicates an inkjet recording head, which corresponds to the number of ejection ports, and includes a substrate 102 as a base on which electrothermal transducers 101 that generate heat used for ejecting ink are provided, and an electric Its main part is constituted by a grooved plate 103 having grooves provided corresponding to each of the heat exchangers 101.

基板102と溝付板103とが所定の個所を接着剤等で
接合されることにより、基板102の電気熱変換体10
1の配設される部分と、溝付板103の溝の部分とによ
って液路104が形成され、液路104は、その一部に
熱作用部lO5を有する。
By joining the substrate 102 and the grooved plate 103 at predetermined locations with an adhesive or the like, the electrothermal converter 10 of the substrate 102
A liquid path 104 is formed by the portion where the grooved plate 103 is disposed and the groove portion of the grooved plate 103, and the liquid path 104 has a heat acting portion lO5 in a part thereof.

基板102は、シリコン、ガラス、セラミックス等で構
成されている支持体106と、支持体106上に5i0
2等で構成される下部層107 と、下部層107上に
液路104の長平方向に構成される帯状の発熱抵抗層1
08と、発熱抵抗層108の上面と互いに部分的に接続
し下部層107上に配設される共通電極109と、発熱
抵抗層108において共通電極109と間隔を有して接
続する選択電極110と、共通電極109、選択電極1
10および発熱抵抗層108を覆う段差被覆層111を
具備し、さらに段差部包囲層113が電極109,11
0および発熱抵抗層108の周囲に設けられている。
The substrate 102 includes a support 106 made of silicon, glass, ceramics, etc., and a 5i0 layer on the support 106.
a lower layer 107 consisting of a 2-layer structure, and a band-shaped heating resistance layer 1 formed on the lower layer 107 in the longitudinal direction of the liquid path 104.
08, a common electrode 109 partially connected to the upper surface of the heating resistance layer 108 and disposed on the lower layer 107, and a selection electrode 110 connected to the common electrode 109 at a distance in the heating resistance layer 108. , common electrode 109, selection electrode 1
10 and a step covering layer 111 that covers the heating resistance layer 108 , and a step enveloping layer 113 that covers the electrodes 109 , 11 .
0 and around the heating resistance layer 108.

段差被覆層111は段差部包囲層113と段差部との間
に侵入してこの部分を充分に充填し、さらに段差部包囲
層の外部も被覆する。すなわち、段差部被覆層111は
液状材を用いているため、その形成において包囲層11
3との間の段差部には多量に形成されるのに対し、電極
109,110および発熱抵抗層10Bの平坦部上には
薄く形成される。これにより、電極109,110およ
び発熱抵抗層108の保護層を形成すると共に、その上
部に積層される保護層112の段差部形状において第5
図およびS6図に示したようなくびれ状を排した形状と
する。
The step covering layer 111 enters between the step surrounding layer 113 and the step, sufficiently filling this portion, and also covers the outside of the step surrounding layer. That is, since the step covering layer 111 uses a liquid material, the surrounding layer 11
A large amount is formed on the stepped portion between the electrodes 109 and 110 and the heating resistor layer 10B, whereas a thin layer is formed on the flat portions of the electrodes 109 and 110 and the heating resistance layer 10B. This forms a protective layer for the electrodes 109, 110 and the heat generating resistor layer 108, and also forms a fifth layer in the step shape of the protective layer 112 laminated thereon.
The shape is such that the constriction shape shown in the figure and S6 is eliminated.

保護層112を構成する材料としては、比較的熱伝導性
および耐熱性に優れた無機質絶縁材料が適している。こ
のような材料として、例えば、Sin、等の無機酸化物
や、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化モ
リブデン、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化クロ
ム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン
、酸化イツトリウム、酸化マンガン等の遷移金属酸化物
、さらに酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化スト
ロンチウム、酸化バリウム、酸化シリコン等の金属酸化
物、およびこれらの複合体、窒化シリコン、窒化アルミ
ニウム、窒化ボロン、窒化タンタル等高抵抗窒化物、お
よびこれらの酸化物、窒化物の複合体、さらにアモルフ
ァスシリコン、アモルファスセレン等の半導体などバル
クでは低抵抗であってもスパッタリング法、 CVD法
、蒸着法、気相反応法、液体コーティング法等の製造過
程で高抵抗化し得る薄膜材料を挙げることができる。
As a material constituting the protective layer 112, an inorganic insulating material having relatively excellent thermal conductivity and heat resistance is suitable. Examples of such materials include inorganic oxides such as Sin, titanium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, molybdenum oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, chromium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, lanthanum oxide, yttrium oxide, Transition metal oxides such as manganese oxide, metal oxides such as aluminum oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, silicon oxide, and complexes thereof, high resistance materials such as silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, tantalum nitride, etc. Nitride, composites of these oxides and nitrides, and semiconductors such as amorphous silicon and amorphous selenium can be processed using sputtering, CVD, vapor deposition, vapor phase reaction, and liquid coating methods even if they have low resistance in bulk. Examples include thin film materials that can be made highly resistive during the manufacturing process.

また、保護層112は直接液状インクに接し、特に、イ
ンク吐出の際に生ずる圧力波の作用による衝撃があるた
め、図示はされないが、保護層112の上層に金属等の
比較的粘りがあって機械的強度のある無機材料で構成さ
れる層を配設してもよく、この保護層112の上層を構
成する材料としては、Sc、Yなどの周期律表第1II
 a族の元素、Ti、ZrJ目などの第1Va族の元素
、Ta、V、Nbなとの第Va族の元素、Cr、Mo、
Wなどの第Vl a族の元素、Fe、Co、Njなどの
第1族の元素: Ti−Ni、Ta−W。
Furthermore, since the protective layer 112 is in direct contact with liquid ink and is particularly affected by the impact caused by the pressure waves generated during ink ejection, the upper layer of the protective layer 112 is made of a relatively sticky material such as metal, although it is not shown in the figure. A layer composed of an inorganic material with mechanical strength may be provided, and the material constituting the upper layer of this protective layer 112 may be a material from the periodic table 1II, such as Sc or Y.
Elements of group A, elements of group 1 Va such as Ti and Zr, elements of group Va such as Ta, V, and Nb, Cr, Mo,
Group Vla elements such as W, Group 1 elements such as Fe, Co, Nj: Ti-Ni, Ta-W.

Ta−Mo−N i 、 Ni−0r、 Fe−Go 
、Ta−W 、 Fe−Ti 、 Fe−Ni 、 F
e−Cr 。
Ta-Mo-Ni, Ni-0r, Fe-Go
, Ta-W, Fe-Ti, Fe-Ni, F
e-Cr.

Fe−N1−fl:rなどの上記金属の合金; Ti−
B、Ta−8゜1(f−B 、W−Bなどの上記金属の
硼化物; Ti−C,Zr−C。
Alloys of the above metals such as Fe-N1-fl:r; Ti-
B, Ta-8°1 (borides of the above metals such as f-B, W-B; Ti-C, Zr-C.

V−C,Ta−C,Mo−11:、N1−Cなどの上記
金属の炭化物;Mo−5i 、 トS i 、 Ta−
5iなどの上記金属のケイ化物;Ti−N、Nb−N、
Ta−Nなどの上記金属の窒化物が挙げられる。保護層
の上層は、これらの材料を用いて蒸着法、スパッタリン
グ法、CVD法等の手法により形成することができ、ま
た、この上層は、上記の材料のいずれかを用いた単独層
であってもよいが、もちろんこれらの幾つかを組合せる
こともできる−0 一方、選択電極110の上層には、電極側から順に段差
被覆層10 、保護層112.場合によって設けられる
保護層112の上層および第2の保護層114が積層さ
れてなる上部層が設けられており、上部層はこのままの
形で液路104の上流に設けられる共通液室の底面の部
分に設けられてもよい。
Carbides of the above metals such as VC, Ta-C, Mo-11:, N1-C; Mo-5i, Si, Ta-
Silicides of the above metals such as 5i; Ti-N, Nb-N,
Examples include nitrides of the above metals such as Ta-N. The upper layer of the protective layer can be formed using these materials by methods such as vapor deposition, sputtering, and CVD, and this upper layer may be a single layer using any of the above materials. On the other hand, the upper layer of the selection electrode 110 includes, in order from the electrode side, a step covering layer 10, a protective layer 112, and so on. An upper layer is provided in which the upper layer of the optional protective layer 112 and the second protective layer 114 are laminated. It may be provided in a portion.

第2の保護層114は、インク液浸透防止と耐液作用に
優れた有機質絶縁材料で構成され、さらには、■成膜性
が良いこと、■緻密な構造でかつピンホールが少ないこ
と、■使用インクに対し膨潤、溶解しないこと、■成膜
したとき絶縁性が良いこと、■耐熱性が高いこと等の物
性を具備していることが望ましい。そのような有機質材
料としては以下の樹脂、例えばシリコン樹脂、フッ素樹
脂、芳香族ポリアミド、付加重合型ポリイミド。
The second protective layer 114 is made of an organic insulating material that has excellent ink liquid penetration prevention and liquid resistance properties, and has the following characteristics: (1) good film formability, (2) a dense structure with few pinholes, It is desirable that the material has physical properties such as not swelling or dissolving in the ink used, (1) good insulation properties when formed into a film, and (2) high heat resistance. Examples of such organic materials include the following resins, such as silicone resins, fluororesins, aromatic polyamides, and addition-polymerized polyimides.

ポリベンズイミダゾール、金属キレート重合体。Polybenzimidazole, metal chelate polymer.

チタン酸エステル、エポキシ樹脂、フタル酸樹脂、熱硬
化性フェノール樹脂、P−ビニルフェノール樹脂、ザイ
ロツタ樹脂、トリアジン樹脂、 BT樹脂(トリアジン
樹脂とビスマレイミド付加重合樹脂)等が挙げられる。
Examples include titanate esters, epoxy resins, phthalic acid resins, thermosetting phenolic resins, P-vinylphenol resins, Zyrotsuta resins, triazine resins, BT resins (triazine resins and bismaleimide addition polymer resins), and the like.

また、この他に、ポリキシリレン樹脂およびその誘導体
を蒸上して第2の保護層114を形成することもできる
In addition to this, the second protective layer 114 can also be formed by vaporizing polyxylylene resin and its derivatives.

さらに、種々の有機化合物子ツマ−1例えばチオウレア
、チオアセトアミド、ビニルフェロセン、 1,3.5
−)−リクロ口ベンゼン、クロロベンゼン、スチレン、
フェロセン、ピロリン、ナフタレン、ペンタメチルベン
ゼン、ニトロトルエン、アクリロニトリル、ジフェニル
セレナイド、P−トルイジン、P−キシレン、 N、N
−ジメチル−p−トルイジン、トルエン、アニリン、ジ
フェニルマーキュリ、ヘキサメチルベンゼン、マロンニ
トリル、テトラシアノエチレン、チオフェン、ベンゼン
セレノール、テトラフルオロエチレン、エチレン、 N
−二トロンジフェニルアミン、アセチレン、 1,2.
4−トリクロロベンゼン、プロパン等を使用してプラズ
マ重合法によって成膜させて、第2の保護層114を形
成することもできる。
Additionally, various organic compounds such as thiourea, thioacetamide, vinylferrocene, 1,3.5
-)-Licrobenzene, chlorobenzene, styrene,
Ferrocene, pyrroline, naphthalene, pentamethylbenzene, nitrotoluene, acrylonitrile, diphenylselenide, P-toluidine, P-xylene, N, N
-dimethyl-p-toluidine, toluene, aniline, diphenylmercury, hexamethylbenzene, malonitrile, tetracyanoethylene, thiophene, benzeneselenol, tetrafluoroethylene, ethylene, N
-nitron diphenylamine, acetylene, 1,2.
The second protective layer 114 can also be formed by a plasma polymerization method using 4-trichlorobenzene, propane, or the like.

しかしながら、高密度マルチオリフィスタイプの記録ヘ
ッドを作成するのであれば、上記した有機質材料とは別
に微細フォトリソグラフィ加工が極めて容易とされる有
機質材料を、第2の保護層114を形成する材料として
使用するのが望ましい。そのような有機質材料としては
具体的には、例えば、ポリイミドイソインドロキナゾリ
ンジオン(商品名:PIQ、日立化成製)、ポリイミド
樹脂(商品名: PYR^L I N 、デュポン類)
、環化ポリブタジェン(商品名: JSR−CBR,C
BR−M2O3,日本合成ゴム製)、フォトニース(商
品名:東し製)、その他の感光性ポリイミド樹脂等が好
ましいものとして挙げられる。
However, if a high-density multi-orifice type recording head is to be manufactured, an organic material that is extremely easy to process using fine photolithography is used as the material for forming the second protective layer 114, in addition to the above-mentioned organic materials. It is desirable to do so. Specifically, such organic materials include, for example, polyimide isoindoquinazolinedione (product name: PIQ, manufactured by Hitachi Chemical), polyimide resin (product name: PYR^L I N, manufactured by DuPont).
, cyclized polybutadiene (trade name: JSR-CBR,C
Preferred examples include BR-M2O3 (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.), Photoneese (trade name: Toshi Co., Ltd.), and other photosensitive polyimide resins.

下部層107は、発生する熱の支持体106側への流れ
を制御する層として設けられるものであり、熱作用部1
05においてインク液に熱エネルギーを作用させる場合
には、発生する熱が熱作用部105側により多く伝わる
ようにし、一方、電気熱変換体101への通電がOFF
された際には、残存している熱が、支持体106側に速
やかに伝わるよう構成材料の選択およびその層厚等の設
計が成される。
The lower layer 107 is provided as a layer that controls the flow of generated heat toward the support body 106, and is a layer that controls the flow of generated heat toward the support body 106.
When thermal energy is applied to the ink liquid in step 05, more of the generated heat is transmitted to the heat acting part 105 side, and on the other hand, the electricity to the electrothermal converter 101 is turned off.
When this occurs, the selection of the constituent materials and the design of the layer thickness, etc. are made so that the remaining heat is quickly transferred to the support body 106 side.

下部層107を構成する材料としては、先に挙げたSi
n、の他に酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化マグ
ネシウム等の金属酸化物に代表される無機質材料が挙げ
られる。
The material constituting the lower layer 107 is the above-mentioned Si.
In addition to n, inorganic materials typified by metal oxides such as zirconium oxide, tantalum oxide, and magnesium oxide can be mentioned.

発熱抵抗層ioaを構成する材料は、通電されることに
よって、所望通りの熱が発生するものであれば大概のも
のが採用され得る。
As the material constituting the heat generating resistor layer ioa, almost any material can be used as long as it generates desired heat when energized.

そのような材料としては、例えば窒化タンタル、ニクロ
ム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体、あるいはハ
フニウム、ランタン、ジルコニウム、チタン、タンタル
、タングステン、モリブデン、ニオブ、クロム、バナジ
ウム等の金属およびその合金並びにそれらの硼化物等が
好ましいものとして挙げられる。
Examples of such materials include tantalum nitride, nichrome, silver-palladium alloys, silicon semiconductors, metals such as hafnium, lanthanum, zirconium, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, niobium, chromium, vanadium, and their alloys, and their alloys. Preferred examples include borides.

これらの発熱抵抗層108を構成する材料の中、特に金
属硼化物が優れたものとして挙げることができ、その中
でも最も特性の優れているのが硼化ハフニウムであり、
次いで硼化ジルコニウム、硼化ランタン、硼化タンタル
、硼化バナジウム、硼化ニオブの順となっている。
Among these materials constituting the heating resistance layer 108, metal borides are particularly excellent, and among them, hafnium boride has the most excellent properties.
This is followed by zirconium boride, lanthanum boride, tantalum boride, vanadium boride, and niobium boride.

発熱抵抗層108は、上記した材料を使用して、電子ビ
ーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成するこ
とができる。
The heat generating resistor layer 108 can be formed using the above-described materials by techniques such as electron beam evaporation and sputtering.

電極109,110を構成する材料としては、多くの電
極材料の中から、コスト、電気伝導度を考慮に入れて選
択される。具体的には例えば、^11..Cu等の金属
が挙げられ、これらを使用して、蒸着などの手法で所定
位置に、所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。
The material constituting the electrodes 109 and 110 is selected from among many electrode materials, taking into consideration cost and electrical conductivity. Specifically, for example, ^11. .. Examples include metals such as Cu, which are used to provide a predetermined size, shape, and thickness at a predetermined location by a method such as vapor deposition.

段差被覆層111は、各種電子部品材料を製造すを形成
するものであり、塗布液の組成は、例えばケイ素化合物
[RnSi (OH) 4−1および添加物としてガラ
ス質形成剤と有機バインダ等を有機溶剤(アルコールを
主成分としたエステル、ケトン等)に溶解したものであ
る。この組成液をスピンナーディッピング、吹き付け、
刷毛塗りなどの方法で塗布し、例えば100℃、250
℃および450℃というように数段回に分けてベータし
、被膜として段差被覆層111を得ることができる。こ
れは上記塗布液が塗布された後、溶剤が、揮発しシラノ
ール基同士の脱水縮合重合が進行し被覆が形成されるも
のと考えられる。
The step coating layer 111 is used to manufacture various electronic component materials, and the composition of the coating liquid is, for example, a silicon compound [RnSi (OH) 4-1 and additives such as a glass forming agent and an organic binder. It is dissolved in an organic solvent (ester, ketone, etc. whose main component is alcohol). This composition liquid is applied by spinner dipping, spraying,
Apply by brushing or other methods, for example at 100°C and 250°C.
The step coating layer 111 can be obtained as a film by betaening in several steps at 450° C. and 450° C. This is thought to be because after the coating solution is applied, the solvent evaporates and dehydration condensation polymerization of silanol groups proceeds to form a coating.

ケイ素化合物RnSi (014) 4−nとしては5
i(0)1)4 。
Silicon compound RnSi (014) 4-n is 5
i(0)1)4.

)1nSt (OH) 4−n 、 (RO) nsf
 (OH) 、−nが好ましい。またガラス質形成剤と
しては、P、B、八11 、As、ZnおよびTi等の
化合物が用いられるが、これらを添加することにより、
段差被覆層111の耐破壊性が向上し、特にTiの化合
物を添加することが好ましい。
)1nSt (OH) 4-n, (RO) nsf
(OH) and -n are preferred. Compounds such as P, B, 811, As, Zn, and Ti are used as glass forming agents, and by adding these,
In order to improve the fracture resistance of the step covering layer 111, it is particularly preferable to add a Ti compound.

段差被覆層Illの厚さは、平坦部において2000Å
以下が好ましく、これを越えると段差被覆層111自体
に亀裂が入りやすくなる。また、段差部包囲層113は
、主として段差被覆層111を段差部に集中させる目的
で設けられるものであり、その厚さは段差部の段差の厚
みと等しくすることが好ましく、その幅は発熱抵抗体の
線密度によって適宜選択するようにする。さらに、段差
部と段差部包囲層112 との距離は特に限定されるも
のではないが、好ましくは0.05〜2.0 μm、さ
らに好ましくは0.1〜1.0μmである。 O,OS
μlより短いと段差被覆層111を構成する材料が段差
部と段差包囲層113との間に充分埋め込まれなくなり
、一方、2.0μ■より長くなると段差部と段差部包囲
層113との間の段差被覆層がテーパ状に形成され、ク
ラック等防止に効果を発揮しなくなる。
The thickness of the step covering layer Ill is 2000 Å in the flat part.
The following is preferable; if it exceeds this, the step covering layer 111 itself is likely to crack. Further, the step enveloping layer 113 is provided mainly for the purpose of concentrating the step covering layer 111 on the step, and its thickness is preferably equal to the thickness of the step of the step, and its width is the same as that of the heating resistor. Select the appropriate amount depending on the linear density of your body. Furthermore, the distance between the step part and the step part surrounding layer 112 is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 2.0 μm, more preferably 0.1 to 1.0 μm. O.OS
If it is shorter than μl, the material constituting the step covering layer 111 will not be sufficiently embedded between the step portion and the step surrounding layer 113, while if it is longer than 2.0 μl, the material constituting the step covering layer 111 will not be sufficiently embedded between the step portion and the step surrounding layer 113. The step covering layer is formed in a tapered shape and is no longer effective in preventing cracks and the like.

すなわち、シリコン化合物を主として含有する液状原料
を焼成することによって得られる段差被覆層111は、
その上部の保護層の段差部でのくびれを防止し、さらに
段差部包囲層113との作用により段差形状をより電極
および発熱抵抗体から遠ざけるものである。
That is, the step covering layer 111 obtained by firing a liquid raw material mainly containing a silicon compound is
This prevents the upper protective layer from constricting at the stepped portion, and further moves the stepped shape further away from the electrode and the heating resistor through the action of the stepped portion surrounding layer 113.

また第1図および第2図に示した実施例では発熱抵抗層
108と電極109との幅が等しい場合を示したが、発
熱抵抗層108の方が電極109よりも幅が広い場合、
あるいは逆に電極109の方が幅が広い場合、上述した
好ましい距離とは電極の端部からを指す。
Further, in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the width of the heating resistance layer 108 and the electrode 109 are equal, but if the heating resistance layer 108 is wider than the electrode 109,
Or, conversely, if the electrode 109 is wider, the above-mentioned preferred distance refers from the end of the electrode.

以上のような段差部包囲Jll13を構成する材料とし
ては下部層107と同様な金属酸化物に代表される無機
質材料を挙げることができ、段差部包囲層113に下部
層107と同じ材料を用いた場合にはバターニングのみ
によって形成することができ製造上有効である。
Examples of the material constituting the stepped portion surrounding layer 113 include inorganic materials typified by metal oxides similar to those used for the lower layer 107; In some cases, it can be formed only by patterning, which is effective in manufacturing.

溝付板103並びに熱作用部105の上流側に設けられ
る共通液室の構成部材を構成する材料としては、記録ヘ
ッドの製造時、あるいは使用時の環境下において形状に
熱的影響を受けないかあるいはほとんど受けないもので
あって微細精密加工が容易に適用され得ると共に、面精
度を所望通りに容易に出すことができ、さらには、これ
らの材料によって形成される液路中をインク液体がスム
ーズに流れ得るように加工し得るものであれば、大概の
ものが有効である。
The materials constituting the components of the grooved plate 103 and the common liquid chamber provided on the upstream side of the heat acting section 105 should be carefully selected to ensure that their shape is not affected by heat during the manufacturing or use environment of the recording head. In addition, the ink liquid can flow smoothly in the liquid path formed by these materials, and the surface accuracy can be easily achieved as desired. Most materials are effective as long as they can be processed so that they can flow.

そのような材料として代表的なものを挙げれば、セラミ
ックス、ガラス、金属、プラスチックあるいはシリコン
ウェハ等が好適なものとして例示される。ことに、ガラ
ス、シリコンウェハは加工が容易であること、適度の耐
熱性、熱膨張係数、熱伝導性を有しているので好適な材
料の1つである。吐出口115の周りの外表面は、イン
クが吐出口115から漏れ吐出口115の外側に回り込
まないように、インクが水系の場合には撥水処理を、イ
ンクが非水系の場合には撥油処理を施した方がよい。
Typical examples of such materials include ceramics, glass, metals, plastics, and silicon wafers. In particular, glass and silicon wafers are suitable materials because they are easy to process and have appropriate heat resistance, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity. The outer surface around the ejection port 115 is treated with water-repellent treatment if the ink is aqueous, or oil-repellent if the ink is non-aqueous, so that the ink does not leak from the ejection port 115 and go around the outside of the ejection port 115. It is better to treat it.

吐出口115の形成は、感光性樹脂を基板102に貼付
け、フォトリソグラフィでパターン形成し、さらに天板
を貼付けることによって行ってもよい。
The discharge ports 115 may be formed by attaching a photosensitive resin to the substrate 102, forming a pattern using photolithography, and then attaching a top plate.

第4図は本発明の他の実施例を示す記録ヘッドの要部断
面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main part of a recording head showing another embodiment of the present invention.

第4図は第2図と同様の図を示すものであるが、その異
なる点は保護層112を2層とし、これら各保護層間に
段差被覆層111を設けたことであり、液状材を用いて
形成する段差被覆層111は電極材料と密着性が高くな
いため、保護層を多層にすることによって密着性を良好
にしたものである。
Fig. 4 shows a diagram similar to Fig. 2, but the difference is that the protective layer 112 is made of two layers, and a step covering layer 111 is provided between each of these protective layers, and a liquid material is used. Since the step covering layer 111 formed in this manner does not have high adhesion to the electrode material, good adhesion is achieved by forming a multilayer protective layer.

以下に具体例を示して本発明の実施例によるインクジェ
ット記録ヘッドを具体的に説明する。
Inkjet recording heads according to embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to specific examples.

(具体例1) 第1図に示したインクジェット記録ヘッドを以下のよう
にして製造した。
(Specific Example 1) The inkjet recording head shown in FIG. 1 was manufactured as follows.

支持体106上にSiラウェの熱酸化により6μm厚の
下部層107としてのSiO□膜を形成した後、段差包
囲層113として厚さ6500人1幅5μmでパターン
を形成し、これを基板要部とした。この基板要部にスパ
ッタにより発熱抵抗層108としてHfB2を1500
人の厚みに形成し、続いて電子ビーム蒸着によりへ1層
5000人を連続的に堆積し、電8i109゜110を
形成した。
After forming a SiO□ film as the lower layer 107 with a thickness of 6 μm on the support 106 by thermal oxidation of Si raw material, a pattern with a thickness of 6,500 layers and a width of 5 μm is formed as the step enveloping layer 113, and this is applied to the main part of the substrate. And so. 1500% HfB2 was applied to the main part of this substrate as a heating resistance layer 108 by sputtering.
The film was formed to a thickness of about 100 mm, and then one layer of 5,000 layers was successively deposited by electron beam evaporation to form an electrode of 8i109°110.

その後、フォトリソ工程により第3図に示すようなパタ
ーンを形成した結果、熱作用面のサイズは30μ■幅、
150μm長さでAj2電極の抵抗を含めて80Ωであ
った。また、段差部と段差包囲層113との距離は0.
8μ■であった。
After that, a pattern as shown in Fig. 3 was formed using a photolithography process, and as a result, the size of the heat-active surface was 30 μm wide.
The length was 150 μm and the resistance including the resistance of the Aj2 electrode was 80Ω. Further, the distance between the step portion and the step surrounding layer 113 is 0.
It was 8 μ■.

次に、シリコン化合物を主成分とする溶液を回転塗、布
した後、窒素雰囲気中70℃で第1の熱処理、120℃
で第2の熱処理および200℃で第3の熱処理を各1分
間ずつ行った。さらに430℃でべ−りしシリカフィル
ム膜を形成した。これにより段差被覆層111は、基板
上平坦部で1000人の厚さとなった。
Next, a solution containing a silicon compound as the main component was applied by spin coating, followed by a first heat treatment at 70°C in a nitrogen atmosphere, and then a first heat treatment at 120°C.
A second heat treatment at 200° C. and a third heat treatment at 200° C. were performed for 1 minute each. Furthermore, a baled silica film was formed at 430°C. As a result, the step covering layer 111 had a thickness of 1000 mm on the flat portion of the substrate.

次に保護F1112の下層として5in2を2.0μI
厚にマグネトロン型ハイレートスパッタ法によって基板
全面上に堆積し、続いて保護層112の上層としてTa
を0.6μm厚に同様にスパッタリング法によって基板
全面上に堆積した。
Next, as the lower layer of the protection F1112, 5in2 with 2.0μI
Ta is deposited thickly on the entire surface of the substrate by magnetron high rate sputtering, and then Ta is deposited as the upper layer of the protective layer 112.
was similarly deposited to a thickness of 0.6 μm over the entire surface of the substrate by sputtering.

次に第2の保護層114としてPIQを20μ■厚に第
3図に示す斜線部分上に以下の工程に従って形成し、基
板102を作成した。
Next, PIQ was formed as a second protective layer 114 to a thickness of 20 .mu.m on the shaded area shown in FIG. 3 according to the following steps, thereby producing the substrate 102.

すなわち保護層の形成された基板要部を洗浄。In other words, the main parts of the substrate on which the protective layer is formed are cleaned.

乾燥後、保護層上にPIQ溶液をスピンナーでコーティ
ングし、次に、これを80℃中に10分間放置し、溶剤
乾燥後220℃で60分間仮ベーキングを行った。この
上にホトレジストをスピンナーで塗布し、乾燥後マスク
アライナ−を用いて露光し、現像処理を行い所望のPf
Q層パターンを得た。次にPIQ用エフェッチヤントい
、室温でPIQ層のエツチングを行りた。水洗、乾燥掻
剥11ill液でホトレジストを剥離した後、350℃
中で60分間ベーキングを行い、PIQ層パターンの形
成工程を終えた。熱作用面周辺部の除去部分の形状は第
3図に示す通りでサイズは50μmX250μmの大き
さである。
After drying, the PIQ solution was coated on the protective layer with a spinner, and then this was left at 80° C. for 10 minutes, and after drying the solvent, temporary baking was performed at 220° C. for 60 minutes. A photoresist is applied on top of this using a spinner, and after drying, it is exposed using a mask aligner and developed to obtain the desired Pf.
A Q layer pattern was obtained. Next, the PIQ layer was etched at room temperature using a PIQ etchant. After washing with water and drying, remove the photoresist with 11ill solution, then use 350°C.
Baking was performed for 60 minutes in a vacuum chamber to complete the process of forming the PIQ layer pattern. The shape of the removed portion around the heat-active surface is as shown in FIG. 3, and the size is 50 μm×250 μm.

次いで、以上のように作成された基板102上に溝付ガ
ラス板を所定通りに接着した。すなわち、第1図に示し
たのと同様に基板102にインク導入液路と熱作用部を
形成するための溝付ガラス板(溝サイズ幅50μ市×深
さ50μm×長さ2 mmlが接着される。
Next, a grooved glass plate was adhered in a predetermined manner onto the substrate 102 created as described above. That is, in the same way as shown in FIG. 1, a grooved glass plate (groove size 50 μm wide x 50 μm deep x 2 mm long) was glued to the substrate 102 to form an ink introduction liquid path and a heat acting part. Ru.

以上のようにしてインクジェット記録ヘッドAを得た。Inkjet recording head A was obtained as described above.

この記録ヘッドの模式的分解斜視図を第5図に示す。A schematic exploded perspective view of this recording head is shown in FIG.

(具体例2) 段差被覆層111としてシリコン化合物を含有する溶液
にチタン化合物を10%含有させたものを使用した以外
は、具体例1と同様にしてヘッドBを得た。
(Specific Example 2) A head B was obtained in the same manner as in Specific Example 1, except that a silicon compound-containing solution containing 10% of a titanium compound was used as the step covering layer 111.

(具体例3) 第4図に示した如く保護層112を2層にし、これら層
間に段差被覆層lllを設けた以外は具体例1と同様に
してヘッドCを得た。
(Specific Example 3) A head C was obtained in the same manner as in Specific Example 1, except that the protective layer 112 was made into two layers as shown in FIG. 4, and a step covering layer lll was provided between these layers.

(比較例) 第5図および第6図に示した如く、段差部包囲層および
段差部被覆層を設けない以外は具体例1と同様にしてヘ
ッドDを得た。
(Comparative Example) As shown in FIGS. 5 and 6, a head D was obtained in the same manner as in Example 1 except that the step surrounding layer and the step covering layer were not provided.

インクジェット記録ヘッドA、B、CおよびDの故障率
を試験するために、各ヘッドの電気熱変換体に10μS
、30Vの矩形パルス電圧を3 kHxの周期で印加し
た。
To test the failure rate of inkjet recording heads A, B, C, and D, the electrothermal transducer of each head was
, 30 V rectangular pulse voltage was applied at a period of 3 kHz.

これによると、ヘッドDはパルス数lXl0’パルス付
近で故障率が増加したが、ヘッドA、B。
According to this, the failure rate of head D increased near the number of pulses lXl0', but for heads A and B.

CはlXl0’パルスまでは故障率に変化がなく特にヘ
ットBは5 X 10’パルス、ヘッドCは8X10”
パルスまで故障率に変化がなかった。
For C, there is no change in failure rate up to lXl0' pulse, especially for head B, 5 x 10' pulse, and for head C, 8 x 10''.
There was no change in failure rate until pulse.

故障したヘッドDを顕微鏡で観察すると、段差部をきっ
かけにクラックが入り始めて腐食あるいは断線に至って
いた。
When the failed head D was observed under a microscope, it was found that cracks began to form at the stepped portion, leading to corrosion or wire breakage.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、段差
部包囲層および段差被覆層の存在によって発熱抵抗層お
よび電極の段差による保護層の段差部形状がくびれ形状
等を排したなだらかなものとなり、またインクと電極お
よび発熱抵抗層との距離を特に段差部において長くする
ことが可能となる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, the shape of the step portion of the protective layer due to the step of the heating resistor layer and the electrode is reduced to a constricted shape due to the presence of the step surrounding layer and the step covering layer. Moreover, it becomes possible to increase the distance between the ink, the electrode, and the heat-generating resistive layer, especially at the step portion.

この結果、電極および発熱抵抗層の段差部の被覆性が向
上されるだけでなく、液体と接する段差部と電極および
発熱抵抗層の段差部を離すことができ、また、保護層に
クラックが入りにくく、たとえクラックが入っても段差
部包囲層に保護されるため、優れたヘッドの耐久性を得
ることができまた、インクと接する熱作用面が凹凸が少
なく、インク流動の抵抗が小さくなる等、安定した吐出
が得られる。
As a result, not only the coverage of the stepped portions of the electrode and heat generating resistor layer is improved, but also the stepped portions in contact with the liquid can be separated from the stepped portions of the electrode and heat generating resistive layer, and the protective layer is prevented from cracking. Even if a crack occurs, it is protected by the enveloping layer at the stepped part, resulting in excellent head durability.In addition, the heat-active surface that comes into contact with the ink has fewer irregularities, reducing resistance to ink flow. , stable discharge can be obtained.

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

第1図は本発明の一実施例を示すインクジェット記録ヘ
ッドの主要部を説明するための液路長手方向の模式的断
面図、 第2図は第1図中−点鎖線XX’ で切断した場合の模
式的断面図、 第3図は第1図および第2図に示した基板の部分平面図
、 第4図は本発明の他の実施例を示す模式的断面図、 第5図は第1図ないし第4図に示した基板を用いて構成
されるインクジェット記録ヘッドの一例を示す模式的分
解斜視図、 第6図は従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す
液路長手方向の模式的断面図、第7図は第6図中−点鎖
線A^′で切断した場合の模式的断面図である。 100・・・液体噴射記録ヘッド、 101・・・電気熱変換体、 102・・・基板、 103・・・溝付板、 104・・・液吐出部、 105・・・熱作用部、 106・・・支持体、 107・・・下部層、 108・・・発熱抵抗層、 109.110・・・電極、 111・・・段差被覆層、 112・・・保護層、 113・・・段差部包囲層、 114・・・第2の保護層、 115・・・吐出口。 第 図 第 図 第 図 第 図 第5図 第 図
FIG. 1 is a schematic sectional view in the longitudinal direction of the liquid path for explaining the main parts of an inkjet recording head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram taken along the dashed line XX' in FIG. 1. 3 is a partial plan view of the substrate shown in FIGS. 1 and 2, FIG. 4 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a partial plan view of the substrate shown in FIGS. A schematic exploded perspective view showing an example of an inkjet recording head constructed using the substrate shown in the figures to FIG. 4, and FIG. 6 a schematic cross-sectional view in the longitudinal direction of the liquid path showing the structure of a conventional inkjet recording head. , FIG. 7 is a schematic sectional view taken along the dashed line A^' in FIG. 100...Liquid jet recording head, 101...Electrothermal converter, 102...Substrate, 103...Grooved plate, 104...Liquid discharge section, 105...Heat action section, 106. ... Support, 107 ... Lower layer, 108 ... Heat generating resistor layer, 109.110 ... Electrode, 111 ... Step covering layer, 112 ... Protective layer, 113 ... Step part surrounding layer, 114...second protective layer, 115...discharge port. Figure Figure Figure Figure 5 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)インクを吐出する吐出口に連絡するインク路と、 該インク液室の壁の一部を構成する基体であつて、 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
ネルギーを発生する発熱抵抗層と、該発熱抵抗層と接続
した電極と、 前記発熱抵抗層および前記電極を前記インクから保護す
るための保護層と、 前記発熱抵抗層および前記電極の周囲に形成された段差
部包囲層と、 該段差部包囲層、前記保護層、前記電極および前記発熱
抵抗層の各々の間に充填された段差被覆層と、 前記発熱抵抗層、前記電極、前記保護層、前記段差部包
囲層および前記段差被覆層を支持する支持体と を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 2)前記保護層を多層とし、前記段差被覆層が各保護層
間に形成されたことを特徴とする請求項1に記載のイン
クジェット記録ヘッド。 3)前記段差被覆層はシリコン化合物を含有する液状材
を用いて形成されてい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記録ヘッド。 4)請求項1ないし3のいずれかの項に記載のインクジ
ェット記録ヘッドを構成する記録ヘッド用基体。
[Scope of Claims] 1) An ink path communicating with an ejection port for ejecting ink, and a base forming part of a wall of the ink chamber, which is used for ejecting ink from the ejection port. a heating resistance layer that generates thermal energy, an electrode connected to the heating resistance layer, a protective layer for protecting the heating resistance layer and the electrode from the ink, and a layer around the heating resistance layer and the electrode. The formed step enclosing layer; A step covering layer filled between each of the step enveloping layer, the protective layer, the electrode, and the heat generating resistor layer; the heat generating resistor layer, the electrode, and the protective layer. An inkjet recording head comprising: a support that supports the step enveloping layer and the step covering layer; 2) The inkjet recording head according to claim 1, wherein the protective layer is multilayered, and the step covering layer is formed between each protective layer. 3) The inkjet recording head according to claim 1 or 2, wherein the step covering layer is formed using a liquid material containing a silicon compound. 4) A recording head substrate constituting the inkjet recording head according to any one of claims 1 to 3.
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