JPH0531903A - Substrate for ink jet head, ink jet head using same and ink jet device equipped with the ink jet head - Google Patents

Substrate for ink jet head, ink jet head using same and ink jet device equipped with the ink jet head

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Publication number
JPH0531903A
JPH0531903A JP3194033A JP19403391A JPH0531903A JP H0531903 A JPH0531903 A JP H0531903A JP 3194033 A JP3194033 A JP 3194033A JP 19403391 A JP19403391 A JP 19403391A JP H0531903 A JPH0531903 A JP H0531903A
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JP
Japan
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heating resistor
ink
inkjet head
ink jet
jet head
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Application number
JP3194033A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Hasegawa
研二 長谷川
Atsushi Shiozaki
篤志 塩崎
Koichi Toma
弘一 當麻
Isao Kimura
勲 木村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0531903A publication Critical patent/JPH0531903A/en
Priority to US08/534,584 priority patent/US5992980A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve endurance, safety, resistance against cavitation and thermal condictivity by constituting a thermal resistor with a non-crystal material containing two elements such as Ir and Al composed at a specific ratio. CONSTITUTION:A non-single crystal Ir-Al material containing essential components, Ir and Al composed at a ratio of 54 atomic% <=Ir<=95 atomic% and 5 atomic% hAl<=46 atomic% provides the best suitability of a thermal resistor to an ink jet head. The thermal resistor of this material demonstrate a high thermal conductivity to ink as a thermal energy generated is allowed to act on the ink directly. An electricity/heat conversion element having a thermal resistor layer 103 and electrodes 104, 105 is formed on a support consisting of a lower layer 103 which is formed on the surface of a substrate 101. Thus the electricity/-heat conversion element is part of the ink jet head. In addition, a protecting layer 106 which covers at least, electrodes 104, 105 of the electricity/heat conversion element is laminated and further, a grooved plate 107 where a recessed part for providing a flow path communicating with a discharge orifice 108 is formed, is junctioned to the surface of the protecting layer 106.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、キャビテーションの衝
撃に対する耐性、キャビテーションによるエロージョン
に対する耐性、化学的安定性、電気化学的安定性、耐酸
化性、耐溶解性、耐熱性、耐熱衝撃性、機械的耐久性等
に優れた電気熱変換体を具備するインクジェットヘッド
およびインクジェット装置に関する。このインクジェッ
トヘッドおよびインクジェット装置としては、熱作用面
上のインクに直接熱エネルギーを与えてインクを吐出す
るために利用される熱エネルギーを通電によって発生す
る発熱抵抗体を有する電気熱変換体を具備するものを代
表的な例として挙げることができる。そして、この電気
熱変換体は、消費電力が少なく、入力信号に対する応答
性に優れたものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to resistance to cavitation impact, resistance to cavitation erosion, chemical stability, electrochemical stability, oxidation resistance, dissolution resistance, heat resistance, heat shock resistance, and mechanical properties. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inkjet head and an inkjet device which are provided with an electrothermal converter excellent in durability and the like. The ink jet head and the ink jet device include an electrothermal converter having a heat generating resistor that generates heat energy by energizing the heat energy for directly applying heat energy to the ink on the heat acting surface to eject the ink. The thing can be mentioned as a typical example. The electrothermal converter has low power consumption and excellent responsiveness to an input signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】特公昭61−059911号公報や特公
昭61−059914号公報等に記載されているインク
ジェット方式は、高速高密度で高精細高画質の記録が可
能で、且つカラー化、コンパクト化に適しており、近年
とみに注目を集めている。この方式を用いる装置の代表
例においては、記録用液体であるインクを熱エネルギー
を利用して吐出させるため、インクに熱を作用させる熱
作用部が存在する。即ち、インク路に対応して熱作用部
を有する発熱抵抗体を設け、この発熱抵抗体から発生し
た熱エネルギーを利用してインクを急激に加熱して発泡
させ、この発泡によってインクを吐出するものである。
2. Description of the Related Art The ink jet method described in Japanese Patent Publication No. 61-059911 and Japanese Patent Publication No. 61-059914 is capable of high-speed, high-density, high-definition and high-quality recording, colorization, and compactness. It has been attracting attention in recent years. In a typical example of an apparatus using this method, since the ink that is a recording liquid is ejected by using thermal energy, there is a heat acting portion that applies heat to the ink. That is, a heating resistor having a heat acting portion is provided corresponding to the ink path, the heat energy generated from the heating resistor is used to rapidly heat and foam the ink, and the foaming ejects the ink. Is.

【0003】この熱作用部は、対象物に熱を作用させる
という観点からすると、従来のいわゆるサーマルインク
ジェットヘッドの構成と一見類似している部分もある
が、熱作用部がインクに直接接する点や、熱作用部がイ
ンクの発泡と消泡との繰り返しによるキャビテーション
によって機械的衝撃や、場合によってはエロージョンに
さらされるという点、また熱作用が10-1〜10-6秒と
いうオーダーの極めて短い時間に1000℃近い温度の
上昇および下降にさらされるといった点などで、サーマ
ルインクジェットヘッドとはその根本技術が大きく異な
る。したがって、サーマルインクジェットヘッド技術を
バブルジェット技術にそのまま適用することができない
ことは言うまでもない。即ち、サーマルインクジェット
ヘッド技術とインクジェット技術とを同列に論じること
はできない。
From the viewpoint of applying heat to an object, the heat acting portion has a portion that is similar to the structure of a conventional so-called thermal ink jet head, but the heat acting portion is in direct contact with the ink. , The heat acting part is exposed to mechanical impact or erosion in some cases due to cavitation caused by repeated foaming and defoaming of ink, and the heat acting is extremely short time of the order of 10 -1 to 10 -6 seconds. The basic technology is greatly different from that of the thermal inkjet head in that it is exposed to temperature rises and falls of nearly 1000 ° C. Therefore, it goes without saying that the thermal inkjet head technology cannot be directly applied to the bubble jet technology. That is, the thermal inkjet head technology and the inkjet technology cannot be discussed in the same row.

【0004】ところで、インクジェットヘッドの熱作用
部については、それが前述したような厳しい環境にさら
されるため、発熱抵抗体上に保護膜として例えばSiO
2、SiC、Si34等からなる電気絶縁性層と、さら
にその上のTa等からなる耐キャビテーション層とを設
ける構造とし、使用環境から熱作用部を保護するのが一
般的である。このようなインクジェットヘッドに用いら
れる保護膜の構成材料としては、例えば特公昭59−4
3315号公報に記載されているキャビテーションによ
る衝撃やエロージョンに対して強い材料を挙げることが
できる。なお、サーマルインクジェットヘッドに一般的
に用いられるTa25等からなる耐摩耗層が、耐キャビ
テーション性に優れているとは必ずしも限らない。
By the way, the heat acting portion of the ink jet head is exposed to the harsh environment as described above.
It is general to provide an electrically insulating layer made of 2 , SiC, Si 3 N 4 or the like, and a cavitation resistant layer made of Ta or the like on the electrically insulating layer to protect the heat acting part from the use environment. As a constituent material of the protective film used in such an ink jet head, for example, Japanese Patent Publication No. 59-4
Materials that are strong against impact and erosion due to cavitation described in Japanese Patent No. 3315 can be mentioned. Incidentally, wear-resistant layer made of Ta 2 0 5, etc. commonly used in thermal ink jet head is not necessarily excellent in cavitation resistance.

【0005】これとは別に、インクジェットヘッドの熱
作用部に対しては、消費電力を低くし、入力信号に対す
る応答性を高めるために、発熱抵抗体で発生させる熱が
できるだけ効率よくかつ速やかにインクに作用すること
が望まれる。そのため、特開昭55−126462号公
報に記載されたものにおいては、前述した保護膜が設け
られた形態とは別に、発熱抵抗体が直にインクに接する
形態が提案されている。
Separately from this, in order to reduce power consumption and enhance responsiveness to an input signal, the heat generated by the heating resistor is used as efficiently and promptly as possible for the heat acting portion of the ink jet head. Is desired to act on. Therefore, in JP-A-55-126462, there has been proposed a form in which the heating resistor is in direct contact with the ink, in addition to the form in which the protective film is provided.

【0006】この形態のインクジェットヘッドは、熱効
率の点では保護膜が設けられた形態に勝っているもの
の、発熱抵抗体がキャビテーションによる衝撃やエロー
ジョン、さらには温度の上昇および下降にさらされるだ
けでなく、発熱抵抗体に接する記録用液体が導電性を有
するために記録用液体中にも電流が流れ、その結果生じ
る電気化学反応にも発熱抵抗体がさらされることにな
る。このため、従来発熱抵抗体の材料として知られてい
るTa2N、RuO2を始めとする様々な金属、合金、金
属化合物、あるいはサーメットも、この形態のインクジ
ェットヘッドの発熱抵抗体に用いるには耐久性、安定性
において必ずしも充分でない。
Although the ink jet head of this form is superior to the form in which the protective film is provided in terms of thermal efficiency, not only is the heating resistor exposed to impact and erosion due to cavitation, and also to rise and fall of temperature. Since the recording liquid in contact with the heating resistor has conductivity, an electric current also flows in the recording liquid, and the heating resistor is exposed to the electrochemical reaction that occurs as a result. For this reason, various metals, alloys, metal compounds, or cermets such as Ta 2 N and RuO 2 which are conventionally known as materials for heat generating resistors can be used as heat generating resistors for ink jet heads of this form. Durability and stability are not always sufficient.

【0007】前述のような保護膜が設けられた形態のイ
ンクジェットヘッドでは、耐久性や抵抗変化の点で実用
上採用できるものが提案されているが、いずれの場合に
あっても保護膜の形成時に生ずる欠陥の発生を完全に防
止することは非常に難しく、この点が量産時に歩留まり
を下げる大きな要因となる。そして、記録の高速化、高
密度化が一層求められ、それに対応してインクジェット
ヘッドの吐出口の数が増加する傾向にあることから、こ
のことは大きな問題となってきている。
As the ink jet head having the above-mentioned protective film, it has been proposed that the inkjet head can be practically used in terms of durability and resistance change. In any case, the protective film is formed. It is extremely difficult to completely prevent the occurrence of defects that occur from time to time, and this is a major factor in reducing the yield during mass production. This is becoming a big problem because there is a demand for higher speed recording and higher density recording, and the number of ejection ports of the inkjet head tends to increase correspondingly.

【0008】また、上述の保護膜は発熱抵抗体から記録
用液体への熱伝達効率を下げるが、この熱伝達効率が悪
いと、必要となる全体の消費電力が増し、駆動時におけ
るインクジェットヘッドの温度変化が大きくなってしま
う。この温度変化は吐出口から吐出される滴の体積変化
につながり、画像での濃度変化の原因となる。また、記
録の高速化に対応するために、時間当たりの吐出回数を
増やすとそれに応じてインクジェットヘッドでの消費電
力が上昇すると、温度変化は大きくなり、この温度変化
が得られる画像にそれに応じた濃度変化をもたらすこと
になる。また、電気熱変換体の高密度化を伴う吐出口の
マルチ化を行なった場合でもインクジェットヘッドでの
消費電力は上昇し、それによる温度変化はやはり得られ
る画像を該温度変化に応じた濃度変化を伴うものにして
しまう。こうした得られる画像を濃度変化のあるものに
してしまう問題は、記録画像の高画質化に対する要求に
反するものであり、早期解決を要する問題である。
Further, the above-mentioned protective film lowers the heat transfer efficiency from the heating resistor to the recording liquid, but if this heat transfer efficiency is poor, the overall power consumption required increases and the ink jet head of the ink jet head during driving is increased. The temperature change becomes large. This temperature change leads to a change in the volume of the droplet ejected from the ejection port, which causes a density change in the image. In addition, when the number of ejections per hour is increased in order to correspond to the speeding up of recording, the power consumption of the inkjet head increases accordingly, and the temperature change increases, and the temperature change corresponds to the obtained image. This will cause a change in concentration. Further, even when the discharge ports are multi-sized with the increase in the density of the electrothermal converter, the power consumption in the inkjet head rises, and the temperature change due to this also changes the density of the obtained image according to the temperature change. Will be accompanied by. The problem that the obtained image has a change in density is contrary to the demand for high quality of the recorded image, and is a problem that requires an early solution.

【0009】このような問題を解決するため、発熱抵抗
体とインクが直に接する、熱効率のよいインクジェット
ヘッドの提供が切望されている。
In order to solve such a problem, it has been earnestly desired to provide an ink jet head which is in direct contact with a heating resistor and ink and has high thermal efficiency.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既に述
べたように、インクが直に発熱抵抗体に接する従来の形
態においては、発熱抵抗体がキャビテーションによる衝
撃やエロージョンさらには温度の上昇および下降にさら
されるだけでなく、電気化学反応にもさらされるので、
従来のTa2N、RuO2、HfB2等の発熱抵抗体の材
料では、機械的に破壊されたり、腐食、溶解されてしま
う等、耐久性に問題がある。
However, as described above, in the conventional form in which the ink directly contacts the heat-generating resistor, the heat-generating resistor is exposed to the impact of cavitation, erosion, and temperature rise and fall. Not only is it exposed to electrochemical reactions,
Conventional heating material such as Ta 2 N, RuO 2 and HfB 2 has a problem in durability such as mechanical destruction, corrosion and dissolution.

【0011】特公昭59−43315号公報に記載され
ているキャビテーションによる衝撃やエロージョンに対
して強い材料は、上記のような保護膜(耐キャビテーシ
ョン層)として用いる場合に初めてその効果が発揮され
るものである。ところが、この材料をインクに直に接す
る発熱抵抗体として用いる場合には、電気化学反応によ
って溶解あるいは腐食されてしまうことがあり、充分な
耐久性を得ることはできない。
The material described in Japanese Patent Publication No. 59-43315, which is resistant to impact and erosion due to cavitation, exhibits its effect only when used as the protective film (anti-cavitation layer) as described above. Is. However, when this material is used as a heating resistor that is in direct contact with ink, it may be dissolved or corroded by an electrochemical reaction, and sufficient durability cannot be obtained.

【0012】また、高精細、高画質の記録にとって、吐
出の安定性は不可欠であり、そのためには、発熱抵抗体
の抵抗変化が小さいことが必要であり、実用的には5%
以下であることが望ましい。特開昭59−96971号
公報に記載のあるTaやTa−Al合金は、インクジェ
ットヘッドのインクに直に接する発熱抵抗体として用い
る場合に、抵抗体が破断しないという点での耐久性、即
ち耐キャビテーション性においては比較的優れている。
しかしながら、発泡を繰り返す間の抵抗変化という点に
おいては、例えばTaやTa−Al合金ではさほど小さ
くなく満足のゆくものではない。さらに、TaやTa−
Al合金では、抵抗体が破断する印加パルス電圧(Vbr
eak)と発泡しきい値電圧(Vth)との比Mがさほど大
きくなくて耐熱性がさほど高くなく、駆動電圧(Vop)
の僅かな増加により抵抗体の寿命が大きく低下してしま
うことがあるという問題があった。即ち、TaやTa−
Al合金は電気化学反応に対する耐性が必ずしも充分で
はなく、そのためにインクジェットヘッドのインクと直
に接する発熱抵抗体の材料として用いた場合には、多数
の印加パルスにより発泡が繰り返されると、発熱抵抗体
の電気抵抗が大きく変化し、それにより発泡の状態もま
た変化してしまうという問題や、耐熱性がさほど大きく
ないため、Vopのわずかな変化が抵抗体の寿命を大きく
左右することがあるといった問題がある。
In addition, ejection stability is indispensable for high-definition and high-quality recording, and for that purpose, it is necessary that the resistance change of the heating resistor is small, which is practically 5%.
The following is desirable. The Ta or Ta-Al alloy described in JP-A-59-96971 is durable in that the resistor does not break when it is used as a heat-generating resistor that is in direct contact with the ink of an inkjet head, that is, resistance. It is relatively excellent in cavitation.
However, in terms of resistance change during repeated foaming, for example, Ta and Ta-Al alloys are not so small and not satisfactory. Furthermore, Ta and Ta-
With Al alloy, the applied pulse voltage (Vbr
Eak) and foaming threshold voltage (Vth) ratio M is not so high and heat resistance is not so high, driving voltage (Vop)
There is a problem that the life of the resistor may be greatly reduced by a slight increase in That is, Ta or Ta-
The Al alloy does not always have sufficient resistance to an electrochemical reaction. Therefore, when it is used as a material for a heating resistor that is in direct contact with the ink of an ink jet head, when foaming is repeated by a large number of applied pulses, the heating resistor is Electrical resistance changes greatly, which also changes the state of foaming, and because the heat resistance is not so great, a slight change in Vop may greatly affect the life of the resistor. There is.

【0013】このように、従来既知の材料で記録用液体
(即ち、インク)に直に接する発熱抵抗体を形成して
も、キャビテーションの衝撃に対する耐性、キャビテー
ションによるエロージョンに対する耐性、機械的耐久
性、化学的安定性、電気化学的安定性、抵抗安定性、耐
熱性、耐酸化性、耐溶解性および耐熱衝撃性の全てを満
足できるインクジェットヘッドまたはインクジェット装
置を得ることはなかなかできない。
As described above, even if the heating resistor which is directly in contact with the recording liquid (that is, ink) is formed of the conventionally known material, the resistance to the impact of cavitation, the resistance to the erosion due to the cavitation, the mechanical durability, It is difficult to obtain an ink jet head or an ink jet device which can satisfy all of chemical stability, electrochemical stability, resistance stability, heat resistance, oxidation resistance, dissolution resistance and thermal shock resistance.

【0014】特に、発熱抵抗体がインクと直に接するよ
うに設けられた構造を有し、熱伝導効率が高く、信号応
答性にすぐれ、且つ充分な耐久性と吐出安定性とを有す
るインクジェットヘッドおよびインクジェット装置を得
ることはなかなかできない。本発明の主たる目的は、イ
ンクが直に発熱抵抗体に接触する形態の従来のインクジ
ェットヘッドにおける上述の問題を解決し、改善された
インクジェットヘッドおよび該インクジェットヘッドを
有するインクジェット装置を提供することにある。
In particular, an ink jet head having a structure in which a heating resistor is provided so as to be in direct contact with ink, has high heat conduction efficiency, is excellent in signal responsiveness, and has sufficient durability and ejection stability. And it is difficult to obtain an inkjet device. A main object of the present invention is to provide an improved ink jet head and an ink jet device having the ink jet head, which solves the above-mentioned problems in the conventional ink jet head in which ink directly contacts the heating resistor. .

【0015】本発明の他の目的は、キャビテーションの
衝撃に対する耐性、キャビテーションによるエロージョ
ンに対する耐性、機械的耐久性、化学的安定性、電気化
学的安定性、抵抗安定性、耐熱性、耐酸化性、耐溶解性
および耐熱衝撃性のそれぞれについて優れ、かつ優れた
熱伝導性を有する改善されたインクジェットヘッドを提
供することにある。
Other objects of the present invention are resistance to impact of cavitation, resistance to erosion due to cavitation, mechanical durability, chemical stability, electrochemical stability, resistance stability, heat resistance, oxidation resistance, It is an object of the present invention to provide an improved inkjet head having excellent dissolution resistance and thermal shock resistance and excellent thermal conductivity.

【0016】本発明の更なる目的は、発熱抵抗体が記録
用液体(即ち、インク)と直に接触するようにした構造
を有し、長時間の繰り返し使用にあっても常時安定して
オンデマンド(on demand)での信号に即応答
して熱エネルギーを効率よく前記記録用液体に伝達して
インク吐出を行い、優れた記録画像をもたらす改善され
たインクジェットヘッドを提供することである。
A further object of the present invention is to have a structure in which the heating resistor is in direct contact with the recording liquid (that is, ink), so that it is always on stably even when it is repeatedly used for a long time. An object of the present invention is to provide an improved inkjet head that responds to a demand (on demand) signal immediately and efficiently transfers heat energy to the recording liquid to eject ink to provide an excellent recorded image.

【0017】本発明のさらに他の目的は、発熱抵抗体が
記録用液体と直に接触するようにした構造を有し、該発
熱抵抗体による消費電力を低く押さえ、インクジェット
ヘッドの温度変化を極めて小さくし、長時間の繰り返し
使用にあっても常時安定してインク吐出を行い、得られ
る画像をインクジェットヘッドの温度変化による濃度変
化のないものにする改善されたインクジェットヘッドを
提供することにある。本発明の別の目的は、上述のイン
クジェットヘッドを有するインクジェット装置を提供す
ることにある。
Still another object of the present invention is to have a structure in which a heating resistor is in direct contact with a recording liquid, the power consumption by the heating resistor is kept low, and the temperature change of the ink jet head is extremely reduced. An object of the present invention is to provide an improved inkjet head that is small in size and that constantly ejects ink even when it is repeatedly used for a long time so that an image obtained does not change in density due to a change in temperature of the inkjet head. Another object of the present invention is to provide an inkjet device having the inkjet head described above.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッド用基体は、熱作用面上のインクに直接熱エネルギ
ーを与えてインクを吐出するために利用される前記熱エ
ネルギーを通電によって発生する発熱抵抗体を備えた電
気熱変換体を有するインクジェットヘッド用基体におい
て、 前記発熱抵抗体が、少なくともIr,Alを下記
の組成割合で含有する材料で構成されている。
The ink jet head substrate of the present invention is a heat generating resistor which is generated by energizing the thermal energy used to directly apply thermal energy to the ink on the heat acting surface to eject the ink. In the inkjet head substrate having an electrothermal converter having a body, the heating resistor is made of a material containing at least Ir and Al in the following composition ratios.

【0019】54原子%≦Ir≦95原子% 5原子%≦Al≦46原子% また、本発明のインクジェットヘッドおよびインクジェ
ット装置は、上記のインクジェットヘッド用基体を用い
て構成されている。
54 at.%. Ltoreq.Ir.ltoreq.95 at.% 5 at.%. Ltoreq.Al.ltoreq.46 at.% Further, the ink jet head and the ink jet apparatus of the present invention are constructed by using the above ink jet head substrate.

【0020】[0020]

【作用】本発明者らは、インクが直に発熱抵抗体に接触
する形態の従来のインクジェットヘッドにおける上述の
問題点を解決して上記目的を達成すべく鋭意研究した結
果、該インクジェットヘッドの発熱抵抗体をイリジュウ
ム(Ir)およびアルミニウム(Al)の2元素を特定
の組成割合で含有する非単結晶質物質により構成するこ
とにより、上記目的を達成するインクジェットヘッドが
得られる知見を得、該知見に基づいて本発明を完成する
に至った。
The present inventors have conducted extensive studies to solve the above-mentioned problems in the conventional ink jet head in which ink directly contacts the heat generating resistor and achieve the above object. By forming the resistor with a non-single crystalline substance containing two elements of iridium (Ir) and aluminum (Al) in a specific composition ratio, it was found that an inkjet head that achieves the above object can be obtained. The present invention has been completed based on the above.

【0021】前記非単結晶質物質は、イリジュウム(I
r)とアルミニウム(Al)との2元素をそれぞれ54
乃至95原子%および5乃至46原子%の組成割合で含
有する多結晶質(ポリクリスタル)物質である。
The non-single crystalline material is iridium (I
r) and aluminum (Al) with 54 elements each
It is a polycrystalline material containing at a composition ratio of from 95 to 95 atom% and from 5 to 46 atom%.

【0022】本発明者らは、耐熱性および耐酸化性に富
み、かつ化学的に安定である物質の観点でイリジュウム
(Ir)を選択し、機械的強度を有し、耐溶剤溶解性に
富む酸化物をもたらす物質の観点でアルミニウム(A
l)を選択し、これらの2元素を所定の組成で含有する
非単結晶質物質サンプルをスパッタリング法により複数
個作成した。
The present inventors have selected iridium (Ir) from the viewpoint of a substance that is rich in heat resistance and oxidation resistance and chemically stable, has mechanical strength, and is excellent in solvent solubility. Aluminum (A
1) was selected, and a plurality of non-single crystalline material samples containing these two elements with a predetermined composition were prepared by the sputtering method.

【0023】それぞれのサンプルは、図6に示すスパッ
タリング装置(商品名:スパッタリング装置CFS−8
EP、株式会社徳田製作所製)を使用し、単結晶Si基
板および表面に2.5μmの熱酸化SiO2膜を形成し
たSi単結晶基板上に成膜することにより作製した。
Each of the samples has a sputtering device (trade name: sputtering device CFS-8) shown in FIG.
EP, manufactured by Tokuda Manufacturing Co., Ltd.) was used to form a film on a single crystal Si substrate and a Si single crystal substrate having a thermally oxidized SiO 2 film of 2.5 μm formed on the surface.

【0024】成膜室601内には、成膜処理が施される
基板603を保持するための基板ホルダが設けられてい
る。基板ホルダ602には基板603を加熱するための
ヒータ(図示せず)が内蔵されている。基板ホルダ60
2は系外に設置された駆動モータ(図示せず)から延び
る回転シャフト608により支持されるもので、上下移
動でき、かつ回転できるように設計されている。成膜室
601内の基板603に対向する位置には、成膜用ター
ゲットを保持するためのターゲットホルダ605が設置
されている。ターゲットホルダ605の表面に置かれる
Alターゲット606は99.9重量%以上の純度のA
l板からなるものであり、Alターゲット606上に配
置される2個のIrターゲット607は99.9重量%
以上の純度のIrシートからなるものである。Irター
ゲット607は、2個図示されているように、それぞれ
所定の面積のものがAlターゲット606の表面積に応
じて所定の間隔で1個以上配置される。Irターゲット
607の個々の面積および配置は、希望するIrおよび
Alを所定の組成割合で含有する膜が2種類のターゲッ
トの面積比の関係を如何にしたら得られるかを予め見極
め、検量線を作製し、該検量線に基づいて行うようにす
る。
In the film forming chamber 601, a substrate holder for holding a substrate 603 on which a film forming process is performed is provided. The substrate holder 602 has a built-in heater (not shown) for heating the substrate 603. Board holder 60
Reference numeral 2 is supported by a rotary shaft 608 extending from a drive motor (not shown) installed outside the system, and is designed to be vertically movable and rotatable. A target holder 605 for holding a film formation target is installed at a position facing the substrate 603 in the film formation chamber 601. The Al target 606 placed on the surface of the target holder 605 is made of A having a purity of 99.9% by weight or more.
The two Ir targets 607 disposed on the Al target 606 are 99.9% by weight.
The Ir sheet has the above-mentioned purity. As illustrated, two Ir targets 607 each having a predetermined area are arranged at a predetermined interval according to the surface area of the Al target 606. The individual areas and arrangements of the Ir targets 607 were determined beforehand to find out how to obtain a film containing desired Ir and Al in a predetermined composition ratio so as to obtain the relationship of the area ratios of the two types of targets, and prepare a calibration curve. Then, it is performed based on the calibration curve.

【0025】なお、組成割合を一定ちし、より安定な成
膜を行う場合にはAlターゲット606に、Irターゲ
ット607の形状の凹部を切削加工にて形成し、該凹部
にIrターゲット607電気溶接等で固定してもよい。
このようにすればIrターゲット607の位置がずれる
こともなく、複数回のスパッタでも再現性よく膜作製す
ることが可能となる。このときのAlターゲット606
の切削加工も容易である。
When the composition ratio is constant and more stable film formation is performed, a concave portion having the shape of the Ir target 607 is formed in the Al target 606 by cutting, and the Ir target 607 is electrically welded to the concave portion. You may fix it with the etc.
In this way, the position of the Ir target 607 does not shift, and it is possible to form a film with good reproducibility even by sputtering a plurality of times. Al target 606 at this time
The cutting process is also easy.

【0026】ターゲットホルダ605の側面を覆う防護
壁618は、Alターゲット606とIrターゲット6
07が側面からプラズマによりスパッタされないように
それらの周囲を覆うように設けられている。
The protective wall 618 covering the side surface of the target holder 605 includes an Al target 606 and an Ir target 6.
07 are provided so as to cover the periphery thereof so as not to be sputtered by the plasma from the side surface.

【0027】RF電源615は、マッチングボックス6
14および導線616を介して成膜室601の周囲壁に
電気的に接続され、また、マッチングボックス614お
よび導線617を介してターゲットホルダ605に電気
的に接続されている。
The RF power source 615 is the matching box 6
It is electrically connected to the peripheral wall of the film forming chamber 601 through the 14 and the conducting wire 616, and is electrically connected to the target holder 605 through the matching box 614 and the conducting wire 617.

【0028】ターゲットホルダ605には、成膜中にA
lターゲット606およびIrターゲット607が所定
の温度に保持されるように冷却水を内部循環させる機構
(図示せず)が設けられている。成膜室601には、該
成膜室601の内部を排気するための排気管610が設
けられており、該排気管610は排気バルブ611を介
して真空ポンプ(図示せず)に連通している。ガス供給
管612は、成膜室601内にアルゴンガス(Arガ
ス)、ネオンガス(Neガス)等のスパッタリング用ガ
スを導入するためのもので、これらのスパッタリング用
ガスの流量は、ガス供給管612に設けられた流量調節
バルブ613で調節される。絶縁碍子609は、ターゲ
ットホルダ605を成膜室601から電気的に絶縁する
ためにターゲットホルダ605と成膜室601の底壁と
の間に設けられている。真空計619は、成膜室601
の内圧を検知するために設けられたもので、スパッタ条
件の設定は該真空計619の検出圧力を用いて行われ
る。
The target holder 605 is provided with A during film formation.
A mechanism (not shown) for internally circulating cooling water is provided so that the 1 target 606 and the Ir target 607 are maintained at a predetermined temperature. The film forming chamber 601 is provided with an exhaust pipe 610 for exhausting the inside of the film forming chamber 601, and the exhaust pipe 610 communicates with a vacuum pump (not shown) via an exhaust valve 611. There is. The gas supply pipe 612 is for introducing a sputtering gas such as an argon gas (Ar gas) or a neon gas (Ne gas) into the film forming chamber 601, and the flow rate of these sputtering gases is set to the gas supply pipe 612. It is controlled by a flow rate control valve 613 provided in the. The insulator 609 is provided between the target holder 605 and the bottom wall of the film forming chamber 601 in order to electrically insulate the target holder 605 from the film forming chamber 601. The vacuum gauge 619 is a film forming chamber 601.
It is provided to detect the internal pressure of the vacuum chamber, and the sputtering conditions are set using the pressure detected by the vacuum gauge 619.

【0029】シャッター板604は、ターゲットホルダ
605の上部の位置で基板603とAlターゲット60
6およびIrターゲット607の間の空間を遮断するよ
うに水平に移動するように設けられている。該シャッタ
ー板604は、次のように使用される。成膜開始前に、
Alターゲット606とIrターゲット607を保持す
るターゲットホルダ605の上部に移動させ、ガス供給
管612を介してアルゴン(Ar)ガス等の不活性ガス
を成膜室601内に導入し、RF電源615よりRF電
力を印加して該不活性ガスをプラズマ化し、生成したプ
ラズマによりAlターゲット606とIrターゲット6
07をスパッタして各ターゲットの表面の不純物をそれ
ぞれ除去する。その後、シャッター板604を、成膜を
害しない位置(図示せず)に移動させる。
The shutter plate 604 is located above the target holder 605 and is located on the substrate 603 and the Al target 60.
6 and the Ir target 607 are provided so as to move horizontally so as to block the space between them. The shutter plate 604 is used as follows. Before starting film formation,
The Al target 606 and the Ir target 607 are moved to the upper part of the target holder 605, and an inert gas such as argon (Ar) gas is introduced into the film forming chamber 601 through the gas supply pipe 612. RF power is applied to turn the inert gas into plasma, and the generated plasma causes Al target 606 and Ir target 6
07 is sputtered to remove impurities on the surface of each target. After that, the shutter plate 604 is moved to a position (not shown) that does not damage the film formation.

【0030】図6に図示の装置は、上述したようにター
ゲットホルダが1つ設けられた形態のものであるが、複
数のターゲットを設けることもできる。その場合、それ
らのターゲットホルダを成膜室601内の基板603と
対向する位置に同心円上に等間隔で配列する。そして、
それぞれのターゲットホルダには、個々に独立したRF
電源をマッチングボックスを介して電気的に接続させ
る。このような場合、2種のターゲット、即ち、Irタ
ーゲットおよびAlターゲットを使用することから、2
個のターゲットホルダを上述したように成膜室601内
に配列し、それぞれのターゲットホルダ上にそれぞれの
ターゲットを個々に設置する。この場合、個々のターゲ
ットについて所定のRF電力を独立に印加できるので、
成膜する膜構成元素の組成割合を変化させてIrおよび
Alの元素の1つまたはそれ以上が膜厚方向に変化した
膜を形成することができる。
The apparatus shown in FIG. 6 has a form in which one target holder is provided as described above, but it is also possible to provide a plurality of targets. In that case, those target holders are arranged on the concentric circles at equal intervals at positions facing the substrate 603 in the film forming chamber 601. And
Each target holder has an independent RF
Connect the power supply electrically through the matching box. In such a case, since two types of targets are used, that is, an Ir target and an Al target,
The individual target holders are arranged in the film forming chamber 601 as described above, and the respective targets are individually set on the respective target holders. In this case, given RF power can be applied independently to each target,
It is possible to form a film in which one or more elements of Ir and Al are changed in the film thickness direction by changing the composition ratio of the film constituent elements to be formed.

【0031】上述の図6に示した装置を使用した各サン
プルの作製は、その都度Alターゲット606上へのI
rターゲット607の配置を得ようとする所定のIrお
よびAlの組成割合の非単結晶質物質(膜)についての
予め用意した検量線に基づいて行った以外は下記の成膜
条件で行った。
The preparation of each sample using the apparatus shown in FIG. 6 described above is carried out each time on the Al target 606.
The film forming conditions were as follows, except that the r target 607 was arranged based on a calibration curve prepared in advance for a non-single crystalline material (film) having a predetermined Ir and Al composition ratio.

【0032】基板ホルダ602上に配置した基板:4in
chφサイズのSi単結晶基板(ワッカー社製)(1枚)
および2.5μm厚のSiO2膜を表面に形成した4inc
hφサイズのSi単結晶基板(ワッカー社製) 基板設定温度:50℃ ベースプレッシャー:2.6×10-4Pa以下 高周波(PF)電力:1000W スパッタリング用ガスおよびガス圧:アルゴンガス、
0.4Pa 成膜時間:12分 以上のようにして得られた各サンプルのうち、SiO2
膜基板に成膜したものの一部の試料について株式会社島
津製作所製のEPM−810を使用してエレクトロン
プローブ マイクロアナリシスを行って組成分析し、次
いでSi単結晶基板に成膜したサンプルにつきマック
サイエンス社製のX線回折計(商品名:MXP3)によ
り結晶性を観察した。得られた結果を第1表にまとめて
示した。第1表中、サンプルが多結晶質物質である場合
をCで示し、サンプルが多結晶質物質と非晶質(アモル
ファス)物質である場合をMで示し、サンプルがアモル
ファス物質である場合をAで示した。
Substrate placed on substrate holder 602: 4 in
chφ size Si single crystal substrate (manufactured by Wacker) (1 sheet)
And 4inc with 2.5 μm thick SiO 2 film formed on the surface
hφ size Si single crystal substrate (manufactured by Wacker) Substrate setting temperature: 50 ° C. Base pressure: 2.6 × 10 −4 Pa or less High frequency (PF) power: 1000 W Sputtering gas and gas pressure: Argon gas,
0.4 Pa film formation time: SiO 2 of each sample obtained as above for 12 minutes
Some samples of the film formed on the film substrate were subjected to electron emission using EPM-810 manufactured by Shimadzu Corporation.
Probe microanalysis was performed to analyze the composition, and then the sample formed on the Si single crystal substrate
Crystallinity was observed by an X-ray diffractometer (trade name: MXP3) manufactured by Science. The results obtained are summarized in Table 1. In Table 1, C indicates that the sample is a polycrystalline substance, M indicates that the sample is a polycrystalline substance and amorphous substance, and A indicates that the sample is an amorphous substance. Indicated by.

【0033】ついで、各サンプルについてSiO2膜基
板に成膜した別の一部を使用して、電気化学的反応に対
する耐性および機械的衝撃に対する耐性を観察するため
の所謂池テストを行い、さらにSiO2膜基板に成膜し
た残りを使用して空気中での耐熱性および耐衝撃性を観
察するためのステップストレステスト(SST)を行っ
た。前記池テストは、浸漬用液体として、水70重量部
とジエチレングリコール30重量部とからなる溶液に酢
酸ナトリウム0.15wt%を溶解せしめた液体を使用し
た以外は後述する「低導伝率インク中での発泡耐久テス
ト」と同様の手法により行った。前記池テストの結果と
前記SSTの結果とを総合して検討したところ、好まし
いサンプルは、多結晶質物質であり、IrおよびAlの
組成割合は、Irが54乃至95原子%、Alが5乃至
46原子%であることが判った。以上の結果から、本発
明者らは、下記の組成割合でIrおよびAlを必須成分
として含有する非単結晶Ir−Al物質がインクジェッ
トヘッドの発熱抵抗体への使用適正を有することを見極
めた。
Next, a so-called pond test for observing the resistance to an electrochemical reaction and the resistance to a mechanical shock was carried out using another part of each sample formed on a SiO 2 film substrate, and further SiO 2 was used. A step stress test (SST) for observing heat resistance and impact resistance in air was performed using the residue formed on the two- film substrate. In the pond test, as a dipping liquid, a liquid obtained by dissolving 0.15 wt% of sodium acetate in a solution of 70 parts by weight of water and 30 parts by weight of diethylene glycol was used. The same method as the "foaming endurance test". When the results of the pond test and the results of the SST were comprehensively examined, a preferable sample was a polycrystalline substance, and the composition ratios of Ir and Al were 54 to 95 atomic% Ir and 5 to 95 atomic% Al. It was found to be 46 atom%. From the above results, the present inventors have found that a non-single crystal Ir-Al substance containing Ir and Al as essential components in the following composition ratios is suitable for use as a heating resistor of an inkjet head.

【0034】54原子%≦Ir≦95原子% 5原子%≦Al≦46原子% さらに、本発明者らはこの非単結晶Ir−Al物質を用
いて発熱抵抗体を構成し、インクジェットヘッドを作製
したところ、下述する事実が判明した。
54 at.%. Ltoreq.Ir.ltoreq.95 at.% 5 at.%. Ltoreq.Al.ltoreq.46 at.% Further, the present inventors constructed a heating resistor using this non-single-crystal Ir-Al substance to manufacture an ink jet head. After that, the facts described below were found.

【0035】即ち、上記非単結晶Ir−Al物質を用い
れば、キャビテーションの衝撃に対する耐性、キャビテ
ーションによるエロージョンに対する耐性、電気化学的
および化学的な安定性や耐熱性においても優れた発熱抵
抗体を有するインクジェットヘッドを得ることができ
る。特に、発熱抵抗体の熱発生部がインク路中のインク
と直に接する構成のインクジェットヘッドを得ることが
できる。この構成のインクジェットヘッドでは、発熱抵
抗体の熱発生部から発生した熱エネルギーをインクに直
接作用させることができるのでインクへの熱伝導効率が
良い。故に、発熱抵抗体による消費電力を低く押さえる
ことができ、インクジェットヘッドの昇温(インクジェ
ットヘッドの温度変化)を格段に小さくすることができ
るので、インクジェットヘッドの温度変化による画像濃
度変化の発生を避けることができる。また、発熱抵抗体
に印加される吐出信号に対して一層良好な応答性を得る
ことができる。
That is, when the non-single-crystal Ir-Al substance is used, it has a heating resistor which is excellent in resistance to cavitation impact, resistance to cavitation erosion, electrochemical and chemical stability and heat resistance. An inkjet head can be obtained. In particular, it is possible to obtain an inkjet head having a structure in which the heat generating portion of the heating resistor is in direct contact with the ink in the ink path. In the ink jet head having this structure, the heat energy generated from the heat generating portion of the heat generating resistor can be directly applied to the ink, so that the heat conduction efficiency to the ink is good. Therefore, the power consumption by the heating resistor can be suppressed to a low level, and the temperature rise of the inkjet head (the temperature change of the inkjet head) can be significantly reduced, so that the image density change due to the temperature change of the inkjet head is avoided. be able to. Further, it is possible to obtain a better responsiveness to the ejection signal applied to the heating resistor.

【0036】さらに、本発明に係る発熱抵抗体では、所
望の比抵抗値を制御性よく、一つのインクジェットヘッ
ドの中での抵抗値のばらつきが極めて少ないように得る
ことができる。したがって、従来に比して格段に安定し
たインク吐出を行うことができ、また耐久性にも優れた
インクジェットを得ることができる。
Further, in the heat generating resistor according to the present invention, it is possible to obtain a desired specific resistance value with good controllability and to make the dispersion of the resistance value within one ink jet head extremely small. Therefore, it is possible to eject the ink much more stably than before and to obtain an ink jet having excellent durability.

【0037】以上のような良好な諸特性を有するインク
ジェットヘッドは、吐出口のマルチ化に伴う記録の高速
化や高画質化に非常に適したものとなる。
The ink jet head having good characteristics as described above is very suitable for high speed recording and high image quality due to the multi-ejection.

【0038】よって、本発明の一つの態様は、熱作用面
上のインクに直接熱エネルギーを与えてインクを吐出す
るために利用される前記熱エネルギーを通電によって発
生する発熱抵抗体を有する電気熱変換体を具備するイン
クジェットヘッドにおいて、前記発熱抵抗体を、実質的
にIrおよびAlで構成し、前記IrおよびAlを下記
の組成割合で含有する非単結晶質物質で構成したことを
特徴とするインクジェットヘッドを提供する。
Therefore, according to one aspect of the present invention, the electric heat having the heating resistor for generating the thermal energy, which is used to directly apply the thermal energy to the ink on the heat acting surface to eject the ink, by the energization. In an inkjet head including a converter, the heating resistor is substantially composed of Ir and Al, and is composed of a non-single crystalline material containing Ir and Al in the following composition ratios. An inkjet head is provided.

【0039】24原子%≦Ir≦68原子% 32原子%≦Al≦76原子% 本発明において、上記の特定の非単結晶Ir−Al物質
でインクジェットヘッドの発熱抵抗体を構成する場合、
上述した各種の顕著な効果が得られる理由はいまだ明ら
かではないが、理由の一つとして、耐熱性、耐酸化性、
化学的安定性に優れるIrが反応を防止し、Alが機械
的強度を付与すると共に安定な酸化物を生成して耐溶解
性をもたらしていることが想像される。
24 atom% ≦ Ir ≦ 68 atom% 32 atom% ≦ Al ≦ 76 atom% In the present invention, when the heating resistor of the ink jet head is made of the above specific non-single-crystal Ir-Al substance,
The reason why the above-mentioned various remarkable effects are obtained is not yet clear, but as one of the reasons, heat resistance, oxidation resistance,
It is conceivable that Ir, which is excellent in chemical stability, prevents the reaction, and Al imparts mechanical strength and forms a stable oxide to bring about dissolution resistance.

【0040】この様に、IrおよびAlを前述した特定
の組成割合で含有する非単結晶質物質は、これら二つの
元素が有機的に作用し合うことで、いかなる種類のイン
クに対しても、長期間にわたり直接接触することが可能
な発熱抵抗体として使用することができるものである。
As described above, the non-single crystalline substance containing Ir and Al in the above-mentioned specific composition ratios, because these two elements organically act on each other, It can be used as a heating resistor that can be in direct contact for a long period of time.

【0041】本発明者らは、上述した特定の非単結晶I
r−Al物質以外の非単結晶Ir−Al物質を使用して
インクジェットヘッドの発熱抵抗体を構成する場合、下
述するような問題があることを実験を介して確認した。
The present inventors have found that the above-mentioned specific non-single-crystal I
It has been confirmed through experiments that, when a heating resistor for an inkjet head is formed using a non-single-crystal Ir-Al substance other than the r-Al substance, there are problems as described below.

【0042】即ち、キャビテーションの衝撃に対する耐
性、キャビテーションによるエロージョンに対する耐
性、電気化学的安定性、化学的安定性、耐熱性、密着
性、内部応力等が適正でなくなり、インクジェットヘッ
ドの発熱抵抗体、特にインクに直に接するタイプの発熱
抵抗体として用いた場合に充分な耐久性が得られない。
例えば、Irが多過ぎるときには膜の剥離が発生するこ
とがあり、反対にAlが多過ぎるときには抵抗変化が激
しくなることがある。
That is, the resistance to cavitation impact, the resistance to cavitation erosion, the electrochemical stability, the chemical stability, the heat resistance, the adhesion, the internal stress, etc. are not appropriate, and the heating resistor of the ink jet head, especially Sufficient durability cannot be obtained when it is used as a heating resistor of the type that comes into direct contact with ink.
For example, when the amount of Ir is too large, the film may be peeled off, and on the contrary, when the amount of Al is too large, the resistance change may be significant.

【0043】本発明における発熱抵抗体の層の厚さは、
適切な熱エネルギーが効果的に発生されるよう適宜決め
られるが、耐久性や生産特性等の点から、好ましくは3
00Å〜1μm、より好ましくは1000Å〜5000
Åである。
The thickness of the heating resistor layer in the present invention is
It is appropriately determined so that appropriate heat energy is effectively generated, but from the viewpoint of durability and production characteristics, it is preferably 3
00Å to 1 μm, more preferably 1000Å to 5000
It is Å.

【0044】また、本発明に係る発熱抵抗体は、その表
層部分、特にはインクに接する表層部分が前述した組成
になっていればよく、必ずしも発熱抵抗体の全体にわた
って組成が一様である必要はない。例えば、発熱抵抗体
が複数の層からなっていても、また組成に層厚方向の分
布があっても、前述した条件が満たされている限り、本
発明の効果を得ることができる上、特に支持体との密着
性において一層優れたものを得ることができる。
Further, the heating resistor according to the present invention may have the surface layer portion, particularly the surface layer portion in contact with the ink having the above-mentioned composition, and the composition is not necessarily uniform over the entire heating resistor. There is no. For example, even if the heating resistor is composed of a plurality of layers, or even if the composition has a distribution in the layer thickness direction, as long as the above-described conditions are satisfied, the effect of the present invention can be obtained, and particularly It is possible to obtain more excellent adhesion to the support.

【0045】さらに、一般的に層の表面や内部は大気に
触れたり、あるいは作製の工程の中で酸化されたりガス
を取り込んだりすることがあるが、本発明に係る材料に
おいては、このような表面や内部のわずかな酸化やAr
の取込みによってその効果が低下するものではない。こ
のような不純物としては、例えばAr、Oを始めとして
C、N、Si、B、Na、ClおよびFeから選択され
る少なくとも一つの元素を挙げることができる。
Further, in general, the surface or the inside of the layer may be exposed to the atmosphere, or may be oxidized or take in a gas during the manufacturing process. Slight oxidation and Ar on the surface and inside
Incorporation of the above does not reduce its effect. Examples of such impurities include at least one element selected from C, N, Si, B, Na, Cl and Fe, including Ar and O.

【0046】加えて、本発明に係る発熱抵抗体は、例え
ば夫々の材料を同時または交互に堆積するDCスパッタ
法、RFスパッタ法、イオンビームスパッタ法、真空蒸
着法、あるいはCVD法等によって形成することができ
る。
In addition, the heating resistor according to the present invention is formed by, for example, a DC sputtering method, an RF sputtering method, an ion beam sputtering method, a vacuum deposition method, a CVD method, or the like, in which the respective materials are deposited simultaneously or alternately. be able to.

【0047】[0047]

【実施例】次に、前述した組成を有する合金材料を発熱
抵抗体として用いた、熱効率、信号応答性等に優れた本
発明に係るインクジェットヘッドの実施例について図面
を用いて説明する。
EXAMPLE Next, an example of an ink jet head according to the present invention, which is excellent in thermal efficiency, signal responsiveness and the like, using an alloy material having the above-mentioned composition as a heating resistor will be described with reference to the drawings.

【0048】図1(a)はインクジェットヘッドの第1
の実施例の吐出口側から見た模式的正面図、図1(b)
は図1(a)中のX−Y断面図である。
FIG. 1A shows the first part of the ink jet head.
1B is a schematic front view of the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line XY in FIG.

【0049】この例のインクジェットヘッドは、基板1
01の表面上に下部層102を設けてなる支持体上に、
所定の形状を有する発熱抵抗体層103と電極104,
105とを有する電気熱変換体を形成し、さらに該電気
熱変換体の少なくとも電極104,105を覆う保護層
106を積層し、さらにその上に吐出口108に連通す
る液路111を設けるための凹部が形成された溝付板1
07を接合した基本的構成を有する。
The ink jet head of this example has the substrate 1
On a support having a lower layer 102 provided on the surface of 01,
A heating resistor layer 103 having a predetermined shape and an electrode 104,
For forming an electrothermal conversion element having a protective layer 106 covering at least the electrodes 104 and 105 of the electrothermal conversion element, and further providing a liquid path 111 communicating with the ejection port 108 thereon. Grooved plate 1 having a recess
It has a basic structure in which 07 is joined.

【0050】この例における電気熱変換体は、発熱抵抗
体層103と該熱抵抗体層103に接続された電極10
4,105と必要に応じて設けられる保護層106とを
有するものである。また、インクジェットヘッド用基体
は、基板101と下部層102とを有する支持体と電気
熱変換体と保護層106とを有するものである。この例
のインクジェットヘッドの場合、インクに直接熱を伝え
る熱作用面109は、発熱抵抗体層103の、電極10
4,105にはさまれた部分(熱発生部)がインクと接
する面とほぼ同等であり、前記熱発生部の保護膜106
で覆われてない部分に相当する。
The electrothermal converter in this example comprises a heating resistor layer 103 and an electrode 10 connected to the heating resistor layer 103.
4, 105 and a protective layer 106 provided as necessary. The inkjet head substrate has a support having a substrate 101 and a lower layer 102, an electrothermal converter, and a protective layer 106. In the case of the ink jet head of this example, the heat acting surface 109 that directly transfers heat to the ink is the electrode 10 of the heat generating resistor layer 103.
The part sandwiched between 4, 105 (heat generating part) is almost the same as the surface in contact with the ink, and the protective film 106 of the heat generating part.
It corresponds to the part not covered with.

【0051】下部層102は、必要に応じて設けられ、
基板101側へ逃げる熱の量を調節し熱発生部で発生す
る熱を効率よくインクへ伝える機能を有する。
The lower layer 102 is provided as needed,
It has a function of adjusting the amount of heat escaping to the substrate 101 side and efficiently transmitting the heat generated in the heat generating portion to the ink.

【0052】電極104,105は熱発生部から発熱さ
せるために、発熱抵抗体層103に通電するための電極
であり、この例では電極104が各熱発生部に対する共
通電極、電極105は各熱発生部に個別に通電するため
の選択電極である。
The electrodes 104 and 105 are electrodes for energizing the heating resistor layer 103 in order to generate heat from the heat generating portion. In this example, the electrode 104 is a common electrode for each heat generating portion, and the electrode 105 is each heat generating portion. It is a selection electrode for individually energizing the generator.

【0053】保護層106は、電極104,105がイ
ンクに接して化学的に侵されたり、電極間がインクを通
して短絡することを防止するために必要に応じて設けら
れるものである。
The protective layer 106 is provided as necessary in order to prevent the electrodes 104 and 105 from coming into contact with ink to be chemically attacked, or to prevent a short circuit between the electrodes through the ink.

【0054】図2(a)は、発熱抵抗体層103および
電極104,105が設けられた段階でのインクジェッ
トヘッド用基体の模式的平面図である。また、図2
(b)は、それらの層の上に保護層106が設けられた
段階のインクジェットヘッド用基体の模式的平面図であ
る。
FIG. 2A is a schematic plan view of the ink jet head substrate at the stage where the heat generating resistor layer 103 and the electrodes 104 and 105 are provided. Also, FIG.
(B) is a schematic plan view of the inkjet head substrate at the stage where the protective layer 106 is provided on these layers.

【0055】このインクジェットヘッドにおいては、発
熱抵抗体層103に上記組成の合金材料が用いられてい
るので、インクと熱作用面109とが直接接触する構成
を有しているにもかかわらず、良好な耐久性を有する。
このように、熱エネルギー源である発熱抵抗体の熱発生
部がインクと直に接する構成とすれば、熱発生部で発生
した熱を直接インクに伝えることができ、保護層等を介
して熱をインクに伝える構成のものに較べて、極めて効
率良い熱伝達を行うことができる。
In this ink jet head, since the alloy material having the above composition is used for the heating resistor layer 103, the ink is good even though the ink and the heat acting surface 109 are in direct contact with each other. Has excellent durability.
In this way, if the heat generating portion of the heat generating resistor that is the heat energy source is in direct contact with the ink, the heat generated in the heat generating portion can be directly transferred to the ink, and the heat is generated via the protective layer. The heat transfer can be performed extremely efficiently as compared with the structure that transfers the heat to the ink.

【0056】その結果、発熱抵抗体での消費電力を低く
押さえることができ、インクジェットヘッドの昇温の程
度も小さくすることができる。また、電気熱変換体への
入力信号(吐出指令信号)に対しての応答性が向上し、
吐出に必要な発泡状態を安定して得ることができる。
As a result, the power consumption of the heating resistor can be kept low and the temperature rise of the ink jet head can be reduced. Further, the responsiveness to the input signal (discharge command signal) to the electrothermal converter is improved,
The foamed state required for ejection can be stably obtained.

【0057】本発明に係る合金材料を用いて形成される
発熱抵抗体を有する電気熱変換体の構成としては、図1
および図2に示した第1の実施例に限定されるものでは
なく、種々の態様を取り得る。
The construction of the electrothermal converter having the heating resistor formed by using the alloy material according to the present invention is shown in FIG.
The present invention is not limited to the first embodiment shown in FIG. 2 and various modes can be adopted.

【0058】図3はインクジェットヘッドの第2の実施
例の要部構成を示す模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing the structure of the main part of the second embodiment of the ink jet head.

【0059】本実施例は、基板301の表面上に下部層
302を設けてなる支持体上に、所定の形状を有する発
熱抵抗体層103と電極104,105とを有する電気
熱変換体を形成したものである。本実施例のインクジェ
ットヘッド用基体では、電極304,305のそれぞれ
を、前記組成の合金材料の発熱抵抗体層303によって
覆うことにより、電極の保護層を省いたものである。
In this embodiment, an electrothermal converter having a heating resistor layer 103 having a predetermined shape and electrodes 104 and 105 is formed on a support having a lower layer 302 provided on the surface of a substrate 301. It was done. In the ink jet head substrate of the present embodiment, the electrodes 304 and 305 are covered with the heating resistor layer 303 made of the alloy material having the above composition, and the electrode protective layer is omitted.

【0060】また、図1(a)および図1(b)に示し
た第1の実施例においては、熱作用面109上へインク
が供給される方向と、熱発生部から発生した熱エネルギ
ーを利用して吐出口108からインクが吐出する方向と
がほぼ同一なものとしたが、インクジェットヘッドの吐
出口および液路の構成はこれに限定されるものではな
く、これらの方向が異なるものであってもよい。
In the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, the direction in which ink is supplied onto the heat acting surface 109 and the heat energy generated from the heat generating portion are Although the directions in which the ink is ejected from the ejection ports 108 are substantially the same, the configurations of the ejection ports and the liquid passages of the inkjet head are not limited to this, and these directions are different. May be.

【0061】図4はインクジェットヘッドの第3の実施
例の要部構成を示す模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing the construction of the main part of the third embodiment of the ink jet head.

【0062】本実施例は、図4(a)の平面図および図
4(a)のA−B線断面図である図4(b)に示すよう
に、インクジェットヘッドの吐出口および液路の二つの
方向がほぼ直角を形成する構成等も可能である。図4に
おいて、吐出口プレート410は、吐出口が設けられた
適当な厚さの板であり、支持部材412はこの吐出口プ
レート410を支持するものである。この他の構成は図
1および図2に示した第1の実施例と同様であるため、
図1および図2と同じ番号を付して説明は省略する。
In this embodiment, as shown in the plan view of FIG. 4A and FIG. 4B which is a sectional view taken along the line AB of FIG. A configuration in which the two directions form a substantially right angle is also possible. In FIG. 4, the ejection port plate 410 is a plate having an appropriate thickness provided with ejection ports, and the support member 412 supports the ejection port plate 410. Since the other structure is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2,
The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 are given and the description thereof is omitted.

【0063】本発明のインクジェットヘッドは、吐出
口、液路および熱発生部を有するインク吐出構造単位が
図1、図3に示されるように複数配置されていてよいも
のであるが、特に前述した理由から、このインク吐出単
位を例えば8本/mm以上、さらには12本/mm以上とい
ったように高密度に配置する場合に、本発明は特に有効
である。このインク吐出構造単位を複数有するものの一
例として、例えば被記録部材の印字領域の全幅にわたっ
てインク吐出構造単位が配列されている構成を有するい
わゆるフルラインタイプのインクジェットヘッドを挙げ
ることができる。このような、吐出口が被記録部材の記
録領域の幅に対応して複数設けられた形態のいわゆるフ
ルラインインクジェットヘッドの場合、言い換えれば吐
出口が1000以上あるいは2000以上配設されたイ
ンクジェットヘッドの場合、一つのインクジェットヘッ
ドの中での発熱部毎の抵抗値のばらつきが、吐出口から
吐出される滴の体積の均一性に影響をおよぼし、それが
画像の濃度不均一の原因となることがある。しかし、本
発明に係る発熱抵抗体では、所望の比抵抗値を制御性よ
く、一つのインクジェットヘッドの中での抵抗値のばら
つきが極めて少ないように得ることができるので、前述
した問題を格段に良好な状態をもって解消することがで
きる。
The ink jet head of the present invention may have a plurality of ink ejection structure units each having an ejection port, a liquid path and a heat generating portion, as shown in FIGS. For this reason, the present invention is particularly effective when the ink discharge units are arranged at a high density of, for example, 8 lines / mm or more, further 12 lines / mm or more. An example of the ink jet structure having a plurality of ink discharge structure units is a so-called full line type inkjet head having a structure in which the ink discharge structure units are arranged over the entire width of the print area of the recording member. In the case of a so-called full-line inkjet head in which a plurality of ejection openings are provided corresponding to the width of the recording area of the recording member, in other words, an inkjet head having 1000 or more ejection openings or 2000 or more ejection openings. In this case, the variation in the resistance value of each heat generating portion in one inkjet head may affect the uniformity of the volume of the droplets ejected from the ejection port, which may cause the uneven density of the image. is there. However, with the heating resistor according to the present invention, it is possible to obtain a desired specific resistance value with good controllability, and it is possible to obtain an extremely small variation in the resistance value within one ink jet head. It can be resolved in good condition.

【0064】このように、本発明に係る発熱抵抗体は、
記録の高速化(例えば30cm/sec以上、さらには60cm
/sec以上の印字速度)、高密度化が一層求められ、それ
に対応してインクジェットヘッドの吐出口の数が増加す
る傾向の中、ますます大きな意味をもつものである。
As described above, the heating resistor according to the present invention is
High-speed recording (for example, 30 cm / sec or more, further 60 cm
(Printing speed of / sec or more) and higher density are required, and the number of ejection ports of the inkjet head is correspondingly increasing, which has an increasing significance.

【0065】さらに、米国特許第4,429,321号
明細書に開示されているような、機能素子がインクジェ
ットヘッド基体の表面内部に構造的に設けられている形
態のインクジェットヘッドにおいては、インクジェット
ヘッド全体の電気回路を設計通りに正確に形成して、機
能素子の機能が正常な状態に保たれやすくすることが重
要な点の一つであるが、本発明に係る発熱抵抗体はこの
意味でも極めて有効である。なぜならば、前述したよう
に、本発明に係る発熱抵抗体では、所望の比抵抗を制御
性よく、一つのインクジェットヘッドの中での抵抗値の
ばらつきが極めて少ないように得ることができるので、
インクジェットヘッド全体の電気回路を設計通り正確に
形成することができるからである。
Further, in the ink jet head in which the functional element is structurally provided inside the surface of the ink jet head substrate as disclosed in US Pat. No. 4,429,321, the ink jet head is used. It is one of the important points that the entire electric circuit is accurately formed as designed so that the function of the functional element can be easily maintained in a normal state, and the heating resistor according to the present invention also has this meaning. It is extremely effective. This is because, as described above, in the heating resistor according to the present invention, it is possible to obtain a desired specific resistance with good controllability, and it is possible to obtain an extremely small variation in the resistance value in one inkjet head.
This is because the electric circuit of the entire inkjet head can be accurately formed as designed.

【0066】加えて、熱作用面に供給されるインクを貯
留するインクタンクを一体的に具備するディスポーザブ
ルカートリッジタイプのインクジェットヘッドに対して
も、本発明に係る発熱抵抗体は極めて有効である。なぜ
ならば、この形態のインクジェットヘッドには該インク
ジェットヘッドが装着されるインクジェット装置全体の
ランニングコストが低いことが要求されるが、前述した
ように、本発明に係る発熱抵抗体は、インクに直接接す
る構成とすることができるので、インクへの熱伝達効率
を良好なものとすることができ、故に装置全体での消費
電力を小さくできて前記の要求に沿うことが容易にでき
るからである。
In addition, the heating resistor according to the present invention is also extremely effective for a disposable cartridge type ink jet head integrally provided with an ink tank for storing the ink supplied to the heat acting surface. This is because the inkjet head of this embodiment is required to have a low running cost of the entire inkjet device to which the inkjet head is mounted. As described above, the heating resistor according to the present invention is in direct contact with the ink. This is because the heat transfer efficiency to the ink can be made good because of the constitution, so that the power consumption of the entire apparatus can be reduced and the above requirements can be easily met.

【0067】ところで、本発明のインクジェットヘッド
は、発熱抵抗体上に保護層が設けられた形態とすること
も可能である。その場合には、インクへの熱伝導効率は
多少犠牲になるものの、電気熱変換体の耐久性や電気化
学反応による発熱抵抗体の抵抗変化といった点では一層
優れたインクジェットヘッドを得ることができる。この
ような観点から、保護層を設ける場合には、その全体の
層厚を1000Å〜5μmの範囲に収めるのが好まし
い。保護層として具体的には、発熱抵抗体の上に設けら
れたSiO2、SiN等からなるSi含有絶縁層と、そ
の層の上に熱作用面を形成するように設けられたAl層
とを有するものが好ましい例として挙げられる。
By the way, the ink jet head of the present invention may have a form in which a protective layer is provided on the heating resistor. In that case, although the efficiency of heat conduction to the ink is somewhat sacrificed, it is possible to obtain an inkjet head that is more excellent in terms of durability of the electrothermal converter and resistance change of the heating resistor due to an electrochemical reaction. From this point of view, when the protective layer is provided, it is preferable that the total layer thickness is within the range of 1000Å to 5 μm. As the protective layer, specifically, a Si-containing insulating layer made of SiO 2 , SiN or the like provided on the heating resistor, and an Al layer provided so as to form a heat acting surface on the layer. What has it is mentioned as a preferable example.

【0068】また、インクを吐出するために利用される
熱エネルギーの発生のためのみに限らず、必要に応じて
設けられるインクジェットヘッド内の所望の部分の加熱
用のヒーターとして利用してもよく、そのようなヒータ
ーがインクと直接接する場合に特に好適に用いられる。
The heater is not limited to the generation of thermal energy used for ejecting ink, but may be used as a heater for heating a desired portion in an ink jet head provided as necessary, It is particularly preferably used when such a heater is in direct contact with the ink.

【0069】以上述べた構成のインクジェットヘッドを
装置本体に装着して装置本体からインクジェットヘッド
に信号を付与することにより、高速記録、高画質記録を
行うことができるインクジェット記録装置を得ることが
できる。
By mounting the ink jet head having the above-described structure on the apparatus body and applying a signal from the apparatus body to the ink jet head, it is possible to obtain an ink jet recording apparatus capable of high speed recording and high image quality recording.

【0070】図5は本発明が適用されるインクジェット
記録装置IJRAの一例を示す概観斜視図で、駆動モー
タ5013の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア501
1,5009を介して回転するリードスクリュー500
5の螺旋溝5004に対して係合するキャリッジHCは
ピン(不図示)を有し、矢印a,b方向に往復移動され
る。5002は紙押え板であり、キャリッジ移動方向に
わたって紙をプラテン5000に対して押圧する。50
07,5008はフォトカプラでキャリッジのレバー5
006のこの域での存在を確認してモータ5013の回
転方向切換等を行うためのホームポジション検知手段で
ある。5016はインクタンクが一体的に設けられたカ
ートリッジタイプの記録インクジェットヘッドIJCの
全面をキャップするキャップ部材5022を支持する部
材で、5015はこのキャップ内を吸引する吸引手段で
キャップ内開口5023を介して記録インクジェットヘ
ッドの吸引回復を行う。5017はクリーニングブレー
ドで、5019はこのブレードを前後方向に移動可能に
する部材であり、本体支持板5018にこれらは支持さ
れている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニ
ングブレードが本例に適用できることはいうまでもな
い。また、5012は、吸引回復の吸引を開始するため
のレバーで、キャリッジと係合するカム5020の移動
に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切
換え等の公知の伝達手段で移動制御される。インクジェ
ットヘッドIJCに設けられた電気熱変換体に信号を付
与したり、前述した各機構の駆動制御を司ったりするC
PUは、装置本体側に設けられている(不図示)。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of an ink jet recording apparatus IJRA to which the present invention is applied. The driving force transmission gear 501 is interlocked with the forward / reverse rotation of the drive motor 5013.
Lead screw 500 rotating through 1,5009
The carriage HC engaging with the spiral groove 5004 of No. 5 has a pin (not shown) and is reciprocated in the directions of arrows a and b. A paper pressing plate 5002 presses the paper against the platen 5000 in the carriage movement direction. Fifty
Reference numerals 07 and 5008 denote photocouplers and a lever 5 of the carriage.
This is a home position detecting means for confirming the existence of 006 in this region and switching the rotation direction of the motor 5013. Reference numeral 5016 is a member that supports a cap member 5022 that caps the entire surface of a cartridge-type recording inkjet head IJC in which an ink tank is integrally provided. Reference numeral 5015 is a suction unit that sucks the inside of the cap through an opening 5023 in the cap. Perform suction recovery of the recording inkjet head. Reference numeral 5017 is a cleaning blade, and 5019 is a member that allows this blade to move in the front-rear direction, and these are supported by a main body support plate 5018. Needless to say, a well-known cleaning blade can be applied to this example instead of this form. Reference numeral 5012 denotes a lever for starting suction for suction recovery, which moves in accordance with movement of a cam 5020 that engages with a carriage, and movement control of a driving force from a driving motor by a known transmission means such as clutch switching. To be done. C that gives a signal to the electrothermal converter provided in the inkjet head IJC and controls the drive of each mechanism described above.
The PU is provided on the apparatus body side (not shown).

【0071】なお、本発明のインクジェットヘッドおよ
びインクジェット装置において、前述の発熱抵抗体以外
の部分は、公知の材料および方法を用いて形成すること
ができる。
In the ink jet head and ink jet apparatus of the present invention, the parts other than the above-mentioned heating resistor can be formed by using known materials and methods.

【0072】以下、具体的実施例により本発明をさらに
詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

【0073】(実施例1)一枚のSi単結晶基板(ワッ
カー社製)と2.5μm厚のSiO2膜を表面に形成し
た一枚のSi単結晶基板(ワッカー社製)を、スパッタ
リングの際のスパッタリング用基板603として、図6
に示した上述の高周波スパッタリング装置の成膜室60
1内の基板ホルダ602上にセットし、99.9重量%
以上の高純度な原材料であるAlターゲット606上
に、同程度の純度のIrシートである2個のIrターゲ
ット607を置いた複合ターゲットを用いて、以下の条
件での共スパッタリングを行い約2000Åの厚さの合
金層を形成した。
Example 1 One Si single crystal substrate (manufactured by Wacker) and one Si single crystal substrate (manufactured by Wacker) having a 2.5 μm thick SiO 2 film formed on the surface were subjected to sputtering. As the sputtering substrate 603 in this case, FIG.
The deposition chamber 60 of the above-mentioned high-frequency sputtering apparatus shown in FIG.
1 set on the substrate holder 602, and 99.9% by weight
Using a composite target in which two Ir targets 607, which are Ir sheets of approximately the same purity, are placed on the Al target 606, which is a high-purity raw material as described above, co-sputtering is performed under the following conditions to obtain about 2000 Å. A thick alloy layer was formed.

【0074】共スパッタリング条件 ターゲット面積比 Al:Ir=37:63 ターゲット面積 5inch(127mm)φ 高周波電力 1000W 基板設定温度 50℃ 成膜時間 12分 ベースプレッシャー 2.6×10-4Pa以下 スパッタガス圧 0.4Pa(アルゴン) さらに、SiO2膜付基板上に成膜したものについて
は、続けてAlだけのターゲットに切り替え、上記合金
層の上に電極104,105(図1参照)となるAl層
を常法にしたがってスパッタリングにより6000Åの
層厚に形成し、スパッタリングを終了した。
Co-sputtering conditions Target area ratio Al: Ir = 37: 63 Target area 5 inch (127 mm) φ High frequency power 1000 W Substrate setting temperature 50 ° C. Film forming time 12 minutes Base pressure 2.6 × 10 −4 Pa or less Sputtering gas pressure 0.4 Pa (argon) Further, for the film formed on the substrate with the SiO 2 film, the Al layer which becomes the electrodes 104 and 105 (see FIG. 1) on the alloy layer is continuously switched to the target containing only Al. Was formed into a layer thickness of 6000Å by sputtering according to a conventional method, and the sputtering was completed.

【0075】この後、フォトリソグラフィ技術によりフ
ォトレジストを所定のパターンに2度形成し、1度はA
l層のウェットエッチング、2度目は発熱抵抗層をイオ
ンミリングにてドライエッチングし、図1(b)および
図2(a)で図示された形状の発熱抵抗体103と電極
104,105を形成した。熱発生部の寸法は30μm
×170μm、熱発生部のピッチは125μm、24個
の熱発生部を一列に並べたものを一つの群とし、この群
を前記SiO2膜基板上に複数形成した。
After that, a photoresist is formed twice in a predetermined pattern by the photolithography technique, and once A
Wet etching of the 1-layer, and the second heating resistance layer was dry-etched by ion milling to form the heating resistor 103 and electrodes 104 and 105 in the shapes shown in FIGS. 1B and 2A. . The size of the heat generating part is 30 μm
× 170 μm, the pitch of the heat generating portions was 125 μm, and 24 heat generating portions were arranged in a row to form one group, and a plurality of this group was formed on the SiO 2 film substrate.

【0076】次に、スパッタリングによりSiO2膜を
この上に形成し、その後、このSiO2膜をフォトリソ
グラフィ技術とリアクティブイオンエッチングを用い
て、熱発生部の両側10μmずつと電極を被うようにパ
ターニングし、保護層106を作製した。熱発生部10
9の寸法は30μm×150μmである。
Next, a SiO 2 film is formed on this by sputtering, and thereafter, this SiO 2 film is covered with electrodes of 10 μm on both sides of the heat generating portion by using photolithography technology and reactive ion etching. To form a protective layer 106. Heat generation part 10
The size of 9 is 30 μm × 150 μm.

【0077】このような状態の作製物に対して前記群毎
に切り出し加工を施してインクジェットヘッド用基体を
多数作製し、その一部に後述の評価試験を行った。
The above-prepared product was subjected to a cutting process for each group to prepare a large number of ink jet head substrates, and a part of the substrates was subjected to the evaluation test described below.

【0078】また別の一部に、図1(a)および図1
(b)に示す吐出口108および液路111を形成する
ため、ガラス製の溝付板107を接合し、インクジェッ
トヘッドを得た。
In another part, FIG. 1 (a) and FIG.
In order to form the discharge port 108 and the liquid passage 111 shown in (b), a glass grooved plate 107 was joined to obtain an inkjet head.

【0079】得られたこれらのインクジェットヘッドを
公知の構成の記録装置に装着して、記録操作を行ったと
ころ、吐出安定性がよく、信号応答性の良い記録が行
え、高品位な画像を得ることができた。また、この装置
における使用耐久性も良好であった。
When these ink jet heads thus obtained were mounted on a recording apparatus having a known structure and a recording operation was carried out, it was possible to perform recording with good ejection stability and good signal response, and to obtain a high quality image. I was able to. Also, the durability of use in this device was good.

【0080】(1)膜組成の測定 保護膜の無い熱作用部に、前述した測定装置を用いて以
下の条件でEPMA(エレクトロンプローブマイクロア
ナリシス)を行い、材料の組成を明らかにした。
(1) Measurement of film composition The composition of the material was clarified by performing EPMA (electron probe microanalysis) on the thermal action part without the protective film under the following conditions using the above-mentioned measuring device.

【0081】 加速電圧 15kV プローブ径 10μm プローブ電流 10nA ただし、定量分析は原材料としてのターゲット構成主要
元素のみに対して行い、スパッタリングで膜中に一般的
に取りこまれているアルゴンや表面に付着していると思
われる炭素や酸素については行っていない。また、その
他の不純物元素はいずれのサンプルも、定量分析と定性
分析の併用で、分析装置の検出誤差(約0.2重量%)
以下であることを確認した。
Acceleration voltage 15 kV Probe diameter 10 μm Probe current 10 nA However, quantitative analysis was performed only on the main constituent elements of the target as a raw material, and was attached to argon or the surface generally incorporated in the film by sputtering. It does not go to carbon or oxygen that seems to exist. In addition, the detection error of the analyzer (about 0.2% by weight) was obtained by using both quantitative analysis and qualitative analysis for all other impurities.
The following was confirmed.

【0082】(2)膜厚の測定 触針式表面形状測定器(TENCOR INSTRUM
ENTS製のalpha−step200)による段差
測定によって行った。
(2) Measurement of film thickness Stylus type surface shape measuring instrument (TENCOR INSTRUM
It was performed by measuring the level difference using an alpha-step 200 manufactured by ENTs.

【0083】(3)結晶性の測定 Si単結晶基板上に成膜したサンプルについて、前述し
た測定装置を用いてX線回析パターンを測定し、結晶に
よる鋭いピークの現れているものを結晶質(C)、鋭い
ピークが見られずアモルファス状態と思われるもの
(A)、両方が混在していると思われるもの(M)の3
種類に分類した。
(3) Crystallinity measurement An X-ray diffraction pattern of a sample formed on a Si single crystal substrate was measured using the above-mentioned measuring device, and a crystal having a sharp peak was observed. (C), one in which no sharp peak is seen and which is considered to be in an amorphous state (A), and one in which both are considered mixed (M).
Classified into types.

【0084】(4)比抵抗の測定 4探針抵抗計(有限会社 共和理研製のK−705R
L)にて測定したシート抵抗値と膜厚から計算した。
(4) Measurement of specific resistance 4 probe resistance meter (K-705R manufactured by Kyowa Riken Co., Ltd.)
It was calculated from the sheet resistance value and the film thickness measured in L).

【0085】(5)密度の測定 成膜前後の基板の重量変化をINABA SEISAK
USHO LTD製のウルトラマイクロ天秤にて測定
し、その値と膜の面積、膜厚から計算した。
(5) Measurement of Density The weight change of the substrate before and after film formation was measured by INABA SEISAK.
It was measured with an ultramicro balance manufactured by USHO LTD, and calculated from the value, the area of the film, and the film thickness.

【0086】(6)内部応力の測定 2枚の細長いガラス基板について、成膜前後に反りを測
定し、その変化量と、ガラス基板の長さ、厚さ、ヤング
率、ポアソン比、および膜厚から計算によって求めた。
(6) Measurement of internal stress The warpage of two elongated glass substrates was measured before and after film formation, and the amount of change and the length, thickness, Young's modulus, Poisson's ratio, and film thickness of the glass substrates were measured. Calculated from

【0087】(7)低導電率インク中での発泡テスト 先に得た吐出口および液路を形成していない段階のデバ
イス(インクジェットヘッド用基体)の保護層106を
設けた部分を、下記の低導電率インク(クリアインク)
中に浸漬し、外部電源から電極104,105に幅7μ
sec、周波数5kHzの矩形電圧を除々に電圧を高めな
がら印加し、発泡閾値電圧(Vth)を求めた。
(7) Foaming test in low-conductivity ink The part of the device (ink jet head substrate) provided with the protective layer 106 obtained at the stage where the ejection ports and liquid paths were not formed was obtained as follows. Low conductivity ink (clear ink)
It is immersed in the external power source and the width of the electrodes 104 and 105 is 7μ.
A foaming threshold voltage (Vth) was obtained by applying a rectangular voltage of sec and a frequency of 5 kHz while gradually increasing the voltage.

【0088】インク組成 水 70重量部 ジエチレングリコール 30重量部 インク導電率 25μS/cm 次に、このインク中で、電圧がVthの1.1倍のパルス
電圧を印加して発泡を繰り返し24個の熱作用部109
の夫々が破断に至るまでの印加パルス数を測定し、それ
らの平均値を算出した(以下、このようなインク中での
発泡耐久テストを、通称である「池テスト」とも称す
る)。後述する比較例2において本実施例と同様にして
算出した平均値の5倍の値によって、本実施例において
算出した平均値を割ることで得られた比率を第1表に示
す。
Ink composition Water 70 parts by weight Diethylene glycol 30 parts by weight Ink conductivity 25 μS / cm Next, in this ink, foaming was repeated by applying a pulse voltage whose voltage was 1.1 times Vth and 24 thermal effects. Part 109
The number of applied pulses until each of them was broken was measured, and the average value thereof was calculated (hereinafter, the foaming durability test in such an ink is also commonly referred to as a "ike test"). Table 1 shows the ratios obtained by dividing the average value calculated in this example by the value of 5 times the average value calculated in the same manner as in this example in Comparative Example 2 described later.

【0089】なお、上記組成のインクは、導電率が小さ
いため電気化学反応の影響が小さく、破断の主要因はキ
ャビテーションによるエロージョンや熱衝撃によるもの
であり、これらに対する耐久性を知ることができる。
Since the ink having the above composition has a small electric conductivity, the influence of the electrochemical reaction is small, and the main cause of the breakage is erosion due to cavitation and thermal shock, and the durability to these can be known.

【0090】(8)高導電率インク中での発泡耐久テス
ト 次に下記の高導電率インク(ここでは黒インク)中で
(7)と同様に発泡耐久テストを行った。比較例2にお
ける低導電率インクでの発泡耐久テストによって算出し
た平均値の5倍の値により、(7)と同様にして本実施
例において算出した平均値を割ることで得られた比率を
第1表に示す。このとき、単に印加パルス数だけでなく
パルス信号印加前後での発熱抵抗体の抵抗値変化も測定
した。
(8) Foaming durability test in high conductivity ink Next, a foaming durability test was performed in the following high conductivity ink (here, black ink) in the same manner as (7). The ratio obtained by dividing the average value calculated in this example in the same manner as (7) by the value of 5 times the average value calculated by the foaming durability test with the low conductivity ink in Comparative Example 2 The results are shown in Table 1. At this time, not only the number of applied pulses but also the change in the resistance value of the heating resistor before and after applying the pulse signal was measured.

【0091】 インク組成 水 68重量部 ジエチレングリコール 30重量部 黒色染料(C.I.フードブラック2) 2重量部 PH調整剤(酢酸ナトリウム) 微量(PH6〜7に調整) インク導電率 2.6mS/cm この測定においては、インク導電率が高く、電圧印加時
にはインク中にも電流が流れるため、キャビテーション
によるエロージョンに加えて電気化学反応が発熱抵抗体
に損傷を与える大きな要因となる。
Ink composition Water 68 parts by weight Diethylene glycol 30 parts by weight Black dye (CI Food Black 2) 2 parts by weight PH adjuster (sodium acetate) Trace amount (adjusted to PH 6 to 7) Ink conductivity 2.6 mS / cm In this measurement, the ink conductivity is high, and a current also flows through the ink when a voltage is applied. Therefore, in addition to erosion due to cavitation, an electrochemical reaction is a major factor that damages the heating resistor.

【0092】(9)ステップストレステスト(SST) パルス幅、周波数は(7),(8)と同様にし、一定ス
テップ(6×105パルス、2分間)毎にパルス電圧を
高くして行くステップストレステストを空気中で行い、
破断電圧(Vbreak)と(7)で求めたVthとの比
(M)を求め、Vbreakで熱作用面が達している温度を
見積もった。これにより、空気中での耐熱性、耐熱衝撃
性を知ることができる。
(9) Step stress test (SST) The pulse width and frequency are the same as those in (7) and (8), and the pulse voltage is increased every fixed step (6 × 10 5 pulses, 2 minutes). Stress test in air,
The ratio (M) between the breaking voltage (Vbreak) and the Vth obtained in (7) was obtained, and the temperature reached by the thermal action surface at Vbreak was estimated. Thereby, it is possible to know the heat resistance and the heat shock resistance in the air.

【0093】(10)実際のインクジェットヘッドでの
評価 プリンター駆動条件例 吐出口数 24 駆動周波数 2kHz 駆動パルス幅 10μsec 駆動電圧 吐出閾値電圧(Vth)の1.2倍 インク 池テストに用いた黒インクと同じ物 (i)印字品位 インクジェットヘッドを用いてキャラクターなどの印字
を行い目視にて判断。インクジェットヘッドを用いて極
めて良好な印字が得られれば○、良好な印字が得られれ
ば△、不吐出やかすれ等の不具合が生じる場合には×と
した。
(10) Evaluation of actual ink jet head Example of printer driving condition Number of ejection ports 24 Driving frequency 2 kHz Driving pulse width 10 μsec Driving voltage 1.2 times ejection threshold voltage (Vth) Same as black ink used in ink tank test Item (i) Printing quality Characters, etc. are printed using an inkjet head and judged visually. When an extremely good print was obtained using an inkjet head, it was evaluated as ◯, when good print was obtained as Δ, and when problems such as non-ejection and blurring occurred, it was evaluated as x.

【0094】(ii)耐久性 各発熱体について3つのインクジェットヘッドを用い
て、各々A4判2000枚相当の印字を実施した後に、
3つのインクジェットヘッドとも極めて良好で正常な印
字が得られるものは○、3つのインクジェットヘッドと
も良好で正常な印字が得られるものは△、3つのインク
ジェットヘッドの発熱抵抗体の内、いずれか一つにでも
故障などの異常が生じるものを×とした。
(Ii) Durability After printing about A4 size 2000 sheets using three ink jet heads for each heating element,
Three inkjet heads that produce extremely good and normal printing ○ One that produces good and normal printing with all three inkjet heads △ Any one of the three heating resistors of the inkjet heads Even when there was an abnormality such as a failure, it was rated as x.

【0095】(11)総合評価の基準を次に示す。(11) The criteria for comprehensive evaluation are shown below.

【0096】○:低導電率インク中での池テストによる
耐久性試験の結果:≧6×107、高導電率インク中で
の池テストによる耐久性試験の結果:≧3×107、抵
抗変化:≦5%、SST M:≧1.7、かつ印字品位
および耐久性の評価結果が共に○である場合。
◯: Durability test result by pond test in low conductivity ink: ≧ 6 × 10 7 , durability test result by pond test in high conductivity ink: ≧ 3 × 10 7 , resistance Change: ≦ 5%, SST M: ≧ 1.7, and both print quality and durability evaluation results are ◯.

【0097】△:上記○の場合の評価項目のSST M
の値が≧1.50である場合。
Δ: SST M of the evaluation items in the case of ○ above
If the value of is ≧ 1.50.

【0098】×:高導電率インク中での池テストの結
果、抵抗変化、SST Mのいずれかが総合評価で△よ
り下の評価であるか、あるいは、印字品位、耐久性の内
一方でも×の場合。
X: As a result of the pond test in the high conductivity ink, any one of the resistance change and SSTM is evaluated as less than Δ in the comprehensive evaluation, or one of the print quality and the durability is ×. in the case of.

【0099】(実施例2〜4)発熱抵抗体の形成時に、
スパッタリングターゲットにおける各原材料の面積比を
第1表のように種々に変更する以外は実施例1と同様に
してデバイス(インクジェットヘッド用基体)およびイ
ンクジェットヘッドを作製した。得られた各デバイスに
ついて、実施例1と同様に行った評価結果を第1表に示
す。また、これらデバイスを用いて作製したインクジェ
ットヘッドは、いずれも良好な記録特性および耐久性を
有していた。
(Examples 2 to 4) At the time of forming the heating resistor,
A device (ink jet head substrate) and an ink jet head were produced in the same manner as in Example 1 except that the area ratio of each raw material in the sputtering target was variously changed as shown in Table 1. Table 1 shows the evaluation results of the obtained devices in the same manner as in Example 1. Further, the inkjet heads produced using these devices all had good recording characteristics and durability.

【0100】(実施例5)実施例2〜4とは別にAlタ
ーゲットを切削加工し、Irターゲットを埋め込み、I
rとAlとを電気溶接したスパッタリングターゲットを
用いた。IrとAlの面積比は実施例1〜4や後述する
比較例1〜4の結果から第1表のようにした。このター
ゲットを用いる以外は実施例1と同様にしてデバイス
(インクジェットヘッド用基体)およびインクジェット
ヘッドを作製した。得られた各デバイスについて、実施
例1と同様に行った評価結果を第1表に示す。また、こ
れらデバイスを用いて作製したインクジェットヘッド
は、いずれも良好な記録特性および耐久性を有してい
た。
(Embodiment 5) Separately from Embodiments 2 to 4, an Al target was cut, an Ir target was embedded, and I
A sputtering target in which r and Al were electrically welded was used. The area ratio of Ir to Al is shown in Table 1 from the results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 described later. A device (inkjet head substrate) and an inkjet head were produced in the same manner as in Example 1 except that this target was used. Table 1 shows the evaluation results of the obtained devices in the same manner as in Example 1. Further, the inkjet heads produced using these devices all had good recording characteristics and durability.

【0101】(実施例6)実施例1〜5に用いたスパッ
タリング装置を改造し、成膜室内に複数のターゲットホ
ルダを有し、それぞれのターゲットホルダに独立してR
F電力を印加することのできる成膜装置を作製した。さ
らにこの装置の2つのターゲットホルダにそれぞれ純度
が99.9Wt%以上であるAl,Irのターゲットを装
着し、この2種の金属を独立かつ同時にスパッタリング
できるようにした。この装置により、実施例1〜5と同
様の基板を用いて、下記条件にて多元同時スパッタリン
グによる成膜を行った。
(Embodiment 6) The sputtering apparatus used in Embodiments 1 to 5 is modified to have a plurality of target holders in the film forming chamber, and each of the target holders has an R independently.
A film forming apparatus capable of applying F electric power was manufactured. Further, Al and Ir targets each having a purity of 99.9 Wt% or more were mounted on the two target holders of this apparatus so that the two metals could be sputtered independently and simultaneously. Using this apparatus, the same substrate as in Examples 1 to 5 was used to form a film by multi-source simultaneous sputtering under the following conditions.

【0102】 ターゲット面積 :各5inch(127mm)φ 基板設定温度 :50℃ 成膜時間 :9分 ベースプレッシャー :2.6×10-4Pa以下 スパッタガス圧 :0.4Pa(アルゴン) 各々のターゲットに対する印加電力は、成膜時間に対し
て一次関数的に連続して変化させた。
[0102] Target area: 5 inches (127 mm) each φ Substrate setting temperature: 50 ° C. Film formation time: 9 minutes Base pressure: 2.6 × 10 −4 Pa or less Sputtering gas pressure: 0.4 Pa (argon) The power applied to each target is , And was continuously changed as a linear function with respect to the film formation time.

【0103】得られた膜に対して実施例1〜5と同様の
分析、評価を行った。組成に関しては、初期印加電力の
まま一定および終了時印加電力のまま一定のそれぞれの
条件にて別途成膜を行い、実施例1〜5と同様にしてE
PMAによる定量分析を行ったところ下記のようであっ
た。
The obtained film was analyzed and evaluated in the same manner as in Examples 1-5. With respect to the composition, separate film formation was performed under the conditions of constant initial applied power and constant applied power at the end, respectively.
It was as follows when the quantitative analysis by PMA was performed.

【0104】初期印加電力のまま一定の場合 Al:Ir=56:44 (1) 終了時印加電力のまま一定の場合 Al:Ir=7:93 (2) このことから、先に得られた膜の下部および上部はそれ
ぞれ上記(1)および(2)のような組成になってお
り、下部から上部にかけて組成が(1)から(2)へと
連続して変化しているものと推定される。このように厚
さ方向に組成を変化させることにより、密着性をさらに
向上し、内部応力を制御することが可能である。
When the initial applied power remains constant Al: Ir = 56: 44 (1) At the end when the applied power remains constant Al: Ir = 7: 93 (2) From this fact, the film obtained above is obtained. The lower part and the upper part of the composition have the compositions as described in (1) and (2), respectively, and it is estimated that the composition continuously changes from (1) to (2) from the lower part to the upper part. . By changing the composition in the thickness direction as described above, it is possible to further improve the adhesiveness and control the internal stress.

【0105】(実施例7)実施例6と同じ装置を用い
て、印加電力を下記のように変えた以外は実施例6と同
様の条件で成膜を行い、得られたサンプルについて実施
例1〜5と同様の分析、評価を行った。
Example 7 Using the same apparatus as in Example 6, film formation was performed under the same conditions as in Example 6 except that the applied power was changed as follows. The same analysis and evaluation as those of ~ 5 were performed.

【0106】 この場合は上下2層からなる積層膜が得られ、上下
層、下部層の組成はそれぞれ(2)、(1)のようにな
っているものと考えられる。
[0106] In this case, it is considered that a laminated film composed of upper and lower two layers is obtained, and the compositions of the upper and lower layers and the lower layer are (2) and (1), respectively.

【0107】(実施例8〜12)実施例1〜5でで夫々
作製されたインクジェットヘッド用基体と同じように作
製されたインクジェットヘッド用基体の発熱抵抗体の層
の上に、前述した図6のスパッタリング装置を用いて、
SiO2をスパッタリングすることにより1.0μm厚
のSiO2保護層を設け、さらにそのSiO2保護層の上
にTaをスパッタリングすることにより0.5μm厚の
Ta保護層を設けること以外は、夫々の実施例と同様に
してインクジェットヘッド用基体およびインクジェット
ヘッドを作製した。
(Embodiments 8 to 12) On the layer of the heating resistor of the ink jet head substrate manufactured in the same manner as the ink jet head substrate manufactured in each of Examples 1 to 5, the above-described FIG. Using the sputtering equipment of
Except that a SiO 2 protective layer having a thickness of 1.0 μm is provided by sputtering SiO 2, and a Ta protective layer having a thickness of 0.5 μm is further provided by sputtering Ta on the SiO 2 protective layer. An inkjet head substrate and an inkjet head were produced in the same manner as in the example.

【0108】得られたインクジェットヘッド用基体およ
びインクジェットヘッドに対して実施例1と同様に評価
試験を行ったところ、保護層を設けない実施例に較べ
て、インクへの浸漬テスト(池テスト)による耐久性試
験の結果は低導電率インクの場合、高導電率インクの場
合とも少しずつ向上した。また、抵抗変化は保護層を設
けない実施例に較べて小さくなった。だが、SSTのM
は、全体的に小さくなった。
An evaluation test was carried out on the obtained ink jet head substrate and ink jet head in the same manner as in Example 1. As a result, an ink immersion test (pond test) was conducted as compared with the example in which a protective layer was not provided. The result of the durability test was improved little by little for the low conductivity ink and the high conductivity ink. Further, the resistance change was smaller than that in the example in which the protective layer was not provided. However, M of SST
Became smaller overall.

【0109】以上から、保護層を設けることによって、
耐久性や主に電気化学反応による抵抗変化といった点で
は一層良くなったことが分かる。
From the above, by providing the protective layer,
It can be seen that the durability and the resistance change mainly due to the electrochemical reaction are improved.

【0110】なお、SSTのMが小さくなったのは、保
護層を設けることにより、インクへの熱伝導効率が下が
ったので、Mの分母となる発泡閾値電圧(Vth)が大き
くなったためと想像される。 (比較例1〜4)発熱抵抗体の形成時に、スパッタリン
グターゲットにおける各原材料の面積比を第1表のよう
に種々に変更する以外は実施例1と同様にしてデバイス
(インクジェットヘッド用基体)およびインクジェット
ヘッドを作製した。
It is to be noted that the reason why the M of SST becomes small is that the foaming threshold voltage (Vth), which is a denominator of M, becomes large because the heat conduction efficiency to the ink is lowered by providing the protective layer. To be done. (Comparative Examples 1 to 4) A device (inkjet head substrate) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the area ratio of each raw material in the sputtering target was variously changed when the heating resistor was formed. An inkjet head was produced.

【0111】得られた各デバイスについて、実施例1と
同様に行った評価結果を第1表に示す。
Table 1 shows the evaluation results of the obtained devices in the same manner as in Example 1.

【0112】[0112]

【表1】 本発明に係るインクジェット方式の記録インクジェット
ヘッド、記録装置の代表的な構成や原理については、例
えば米国特許第4,723,129号明細書、同第4,
740,796号明細書に開示されている基本的な原理
を用いて行うのが好ましい。この方式はいわゆるオンデ
ィマンド型、コンティニアス型のいずれにも適用可能で
あるが、特にオンディマンド型の場合には、液体(イン
ク)が保持されているシートや液路に対応して配置され
た電気熱変換体に、記録情報に対応して核沸騰を越える
急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印
加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発
生させて、結果的にこの駆動信号に一体一対応して液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状
の駆動信号としては、米国特許第4,463,359号
明細書、同第4,345,262号明細書に記載されて
いるようなものが適している。なお、上記熱作用面の温
度上昇率に関する発明の米国特許第4,313,124
号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優
れた記録を行うことができる。
[Table 1] The typical configuration and principle of an inkjet recording inkjet head and a recording apparatus according to the present invention are described in, for example, U.S. Pat. No. 4,723,129 and US Pat.
Preference is given to using the basic principles disclosed in 740,796. This method can be applied to both the so-called on-demand type and the continuous type. Especially, in the case of the on-demand type, the electric heat arranged corresponding to the sheet holding the liquid (ink) or the liquid path. By applying at least one drive signal which gives a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling corresponding to recorded information to the converter, thermal energy is generated in the electrothermal converter, and as a result, this drive signal is generated. This is effective because bubbles can be formed in the liquid (ink) corresponding to each other. The liquid (ink) is ejected through the ejection openings by the growth and contraction of the bubbles to form at least one droplet. It is more preferable to make this drive signal into a pulse shape because bubbles can be immediately and appropriately grown and contracted, so that liquid (ink) ejection with excellent responsiveness can be achieved. As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. It should be noted that U.S. Pat. No. 4,313,124, which discloses an invention relating to the rate of temperature rise of the heat acting surface
If the conditions described in the specification are adopted, more excellent recording can be performed.

【0113】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合せ構成(直線状液流路または直角液流路)の他
に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示
する米国特許第4,558,333号明細書、米国特許
第4,459,600号明細書を用いた構成も本発明に
含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対
して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする
構成を開示する特開昭59年第123670号公報や熱
エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応せる
構成を開示する特開昭59年第138461号公報に基
づいた構成としても本発明は有効である。
As the constitution of the recording head, in addition to the combination constitution of the discharge port, the liquid passage, and the electrothermal converter (the linear liquid passage or the right-angled liquid passage) as disclosed in the above-mentioned specifications, The present invention also includes configurations using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose configurations in which a heat acting portion is arranged in a bending region. Is. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 123670/1984, which discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of a plurality of electrothermal converters, and an opening for absorbing a pressure wave of thermal energy are provided. The present invention is also effective as a configuration based on JP-A-59-138461, which discloses a configuration corresponding to the ejection portion.

【0114】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合せによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を一
層有効に発揮することができる。加えて、装置本体に装
着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体
からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイ
プの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体にインクタン
クが一体的に設けられたカートリッジタイプの記録ヘッ
ドを用いた場合にも本発明は有効である。
Further, as a full line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium which can be recorded by the recording device, a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above-mentioned specification is used. The present invention can exert the above-mentioned effects more effectively, although it may have a configuration satisfying the length or a configuration as one recording head integrally formed. In addition, the ink tank is integrated into the replaceable chip-type recording head, or the recording head itself, which can be electrically connected to the device body and supply ink from the device body when it is mounted on the device body. The present invention is also effective when a cartridge-type recording head that is specially provided is used.

【0115】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリーニン
グ手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいは
これらとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合せによ
る予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モー
ドを行うことも安定した記録を行うために有効である。
Further, it is preferable to add recovery means for the recording head, preliminary auxiliary means, etc., which are provided as a configuration of the recording apparatus of the present invention, because the effects of the present invention can be further stabilized. If you list these specifically,
Capping means, cleaning means, pressurization or suction means, electrothermal converters or heating elements other than these, or preheating means by a combination thereof, to the recording head, preliminary ejection for performing ejection other than recording Performing the mode is also effective for stable recording.

【0116】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合せによってでも
よいが、異なる色の複色カラーまたは、混色によるフル
カラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極め
て有効である。
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode only for the mainstream color such as black, but the recording head may be integrally formed or a plurality of combinations may be used. The present invention is also extremely effective for an apparatus provided with at least one of full color by color mixing.

【0117】本発明に係る合金材料を用いれば、キャビ
テーションの衝撃に対する耐性、キャビテーションによ
るエロージョンに対する耐性、電気化学的安定性、化学
的安定性、耐酸化性、耐溶解性、耐熱性、耐熱衝撃性、
機械的耐久性等において優れた発熱抵抗体を有する電気
熱変換体を具備するインクジェットヘッドおよびインク
ジェットヘッド装置を得ることができる。特に、発熱抵
抗体の熱発生部がインク路中のインクと直に接する構成
のインクジェットヘッドおよびインクジェット装置を得
ることもできる。この構成のインクジェットヘッドおよ
びインクジェット装置では発熱抵抗体の熱発生部から発
生した熱エネルギーをインクに直接作用させることがで
きるのでインクへの熱伝導効率が良い。故に、発熱抵抗
体による消費電力を低く押えることができ、インクジェ
ットヘッドの昇温(インクジェットヘッドの温度変化)
を格段に小さくすることができるので、インクジェット
ヘッドの温度変化による画像濃度変化の発生を避けるこ
とができる。また、発熱抵抗体に印加される吐出信号に
対して一層良好な応答性を得ることができる。
When the alloy material according to the present invention is used, resistance to impact of cavitation, resistance to erosion due to cavitation, electrochemical stability, chemical stability, oxidation resistance, dissolution resistance, heat resistance, thermal shock resistance. ,
It is possible to obtain an inkjet head and an inkjet head device including an electrothermal converter having a heating resistor having excellent mechanical durability and the like. In particular, it is possible to obtain an inkjet head and an inkjet device in which the heat generating portion of the heating resistor is in direct contact with the ink in the ink path. In the ink jet head and the ink jet device having this structure, the heat energy generated from the heat generating portion of the heat generating resistor can be directly applied to the ink, so that the heat conduction efficiency to the ink is good. Therefore, the power consumption of the heating resistor can be suppressed to a low level, and the temperature rise of the inkjet head (temperature change of the inkjet head)
Since it is possible to reduce significantly, it is possible to avoid occurrence of image density change due to temperature change of the inkjet head. Further, it is possible to obtain a better responsiveness to the ejection signal applied to the heating resistor.

【0118】さらに、本発明に係る発熱抵抗体では、所
望の比抵抗を制御性よく、一つのインクジェットヘッド
の中での抵抗値のばらつきが極めて少ないように得るこ
とができる。
Further, in the heat generating resistor according to the present invention, it is possible to obtain a desired specific resistance with good controllability and with a very small variation in the resistance value in one ink jet head.

【0119】したがって、本発明によれば、従来に比し
て格段に安定したインク吐出を行うことができ、また耐
久性にも優れたインクジェットヘッドおよびインクジェ
ット装置を得ることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an ink jet head and an ink jet device which are capable of ejecting ink in a much more stable manner than the conventional ones and which are excellent in durability.

【0120】以上のような良好な緒特性を有するインク
ジェットヘッドおよびインクジェット装置は、吐出口の
マルチ化に伴う記録の高速化や高画質化に非常に適した
ものとなる。
The ink jet head and the ink jet apparatus having the above-mentioned excellent characteristics are very suitable for high speed recording and high image quality due to the multi-ejection.

【0121】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化もしくは液体或い
は、上述のインクジェットではインク自体を30℃以上
70℃以下の範囲内で温度調整を行なってインクの粘性
を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的
であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなす
ものであれば良い。加えて、積極的に熱エネルギーによ
る昇温をインクの固形状態から液体状態への態変化のエ
ネルギーとして使用せしめることで防止するか又は、イ
ンクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインク
を用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信
号に応じた付与によってインクが液化してインク液状と
して吐出するものや記録媒体に到達する時点ではすでに
固化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初
めて液化する性質のインク使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭54−5684
7号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又は
固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して
対向するような形態としても良い。本発明においては、
上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した
膜沸騰方式を実行するものである。
In the embodiments of the present invention described above, the ink is described as a liquid, but it is an ink that solidifies at room temperature or below, and is softened or liquid at room temperature, or the ink itself is 30 in the above ink jet. It is common to adjust the temperature within a range of ℃ to 70 ℃ to control the temperature of the ink so that the viscosity of the ink is within the stable ejection range. good. In addition, it is possible to prevent the temperature rise due to thermal energy from being positively used as the energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state, or to use the ink that solidifies in the standing state for the purpose of preventing ink evaporation. However, in any case, by applying heat energy such as ink that is liquefied by applying heat energy according to a recording signal and is ejected as an ink liquid or that has already started to solidify when it reaches a recording medium. The use of an ink having a property of liquefying for the first time is also applicable to the present invention. In such a case, the ink is disclosed in JP-A-54-5684.
No. 7 or JP-A-60-71260, a mode in which the porous sheet is opposed to the electrothermal converter in the state of being held as a liquid or a solid in the recess or through hole of the porous sheet. Also good. In the present invention,
The most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.

【0122】[0122]

【発明の効果】本発明は以上説明したように、発熱抵抗
体をIrとAlの2元素を特定の組成割合で含有する非
単結晶物質にて構成することにより、耐久性や安定性を
向上することができ、さらに、キャビテーションの衝撃
に対する耐性、キャビテーションによるエロージョンに
対する耐性、機械的耐久性、化学的安定性、電気化学的
安定性、抵抗安定性、耐熱性、耐酸化性、耐溶解性およ
び耐熱衝撃性のそれぞれについて優れ、かつ優れた熱伝
導性を有する改善されたインクジェットヘッドとするこ
とができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the heating resistor is made of a non-single crystal material containing two elements of Ir and Al in a specific composition ratio, thereby improving durability and stability. In addition, resistance to cavitation impact, resistance to cavitation erosion, mechanical durability, chemical stability, electrochemical stability, resistance stability, heat resistance, oxidation resistance, dissolution resistance and There is an effect that an improved inkjet head having excellent thermal shock resistance and excellent thermal conductivity can be obtained.

【0123】また、発熱抵抗体が記録用液体と直に接触
するようにした構造を有し、長時間の繰り返し使用にあ
っても常時安定してオンデマンド(on deman
d)での信号に即応答して熱エネルギーを効率よく前記
記録用液体に伝達してインク吐出を行い、優れた記録画
像をもたらす改善されたインクジェットヘッドとするこ
とができる効果がある。
Further, it has a structure in which the heating resistor is in direct contact with the recording liquid, and is stable and always on-demand even after repeated use for a long time.
There is an effect that an improved ink jet head can be provided which immediately responds to the signal in d) to efficiently transfer the heat energy to the recording liquid to eject the ink, thereby providing an excellent recorded image.

【0124】また、発熱抵抗体が記録用液体と直に接触
するようにした構造を有し、該発熱抵抗体による消費電
力を低く押さえ、インクジェットヘドの温度変化を極め
て小さくし、長時間の繰り返し使用にあっても常時安定
してインク吐出を行い、得られる画像をインクジェット
ヘッドの温度変化による濃度変化のないものとすること
ができる効果がある。
Further, the heating resistor has a structure in which the heating resistor is brought into direct contact with the recording liquid, the power consumption by the heating resistor is kept low, the temperature change of the ink jet head is made extremely small, and the heating is repeated for a long time. There is an effect that ink can always be stably ejected even during use, and the obtained image can have no density change due to temperature change of the inkjet head.

【0125】さらに、上記の各効果を備えたインクジェ
ット装置を提供するとすることができる効果がある。
Further, there is an effect that it is possible to provide an ink jet device having each of the above effects.

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

【図1】(a)は、本発明のインクジェットヘッドの第
1の実施例の吐出口側から見た模式的正面図、(b)
は、(a)中のX−Y断面図である。
FIG. 1A is a schematic front view of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention as viewed from a discharge port side, FIG.
[Fig. 4] is a sectional view taken along line XY in (a).

【図2】(a)は、第1の実施例の発熱抵抗体層および
電極が設けられた段階でのインクジェットヘッド用基体
の模式的平面図、(b)は、それらの層の上に保護層が
設けられた段階のインクジェットヘッド用基体の模式的
平面図である。
FIG. 2A is a schematic plan view of an inkjet head substrate at a stage where a heating resistor layer and electrodes of the first embodiment are provided, and FIG. FIG. 3 is a schematic plan view of an inkjet head substrate at a stage where layers are provided.

【図3】本発明のインクジェットヘッドの第2の実施例
の要部構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the main parts of a second embodiment of the inkjet head of the present invention.

【図4】(a)および(b)のそれぞれは、本発明のイ
ンクジェットヘッドの第3の実施例の模式的上面図およ
び断面図である。
4A and 4B are a schematic top view and a sectional view, respectively, of a third embodiment of an inkjet head of the present invention.

【図5】本発明に係るインクジェット装置の一例を示す
外観斜視図である。
FIG. 5 is an external perspective view showing an example of an inkjet device according to the present invention.

【図6】本発明に係る発熱抵抗体等の膜を作製するため
に用いられる高周波スパッタリング装置の一例を示す模
式的断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a high-frequency sputtering apparatus used for producing a film such as a heating resistor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,301,603 基板 102,302 下部層 103,303 発熱抵抗体層 104,105,304,305 電極 106 保護層 107 溝付板 108 吐出口 109,309 熱作用面 410 吐出口プレート 412 支持部材 601 成膜室 602 基板ホルダ 603 基板 604 シャッター板 605 ターゲットホルダ 606 Alターゲット 607 Irターゲット 608 回転シャフト 609 絶縁碍子 610 排気管 611 排気ポンプ 612 ガス供給管 613 流量調節バルブ 614 マッチングボックス 615 RF電源 616,617 導線 618 防護壁 619 真空計 5000 プラテン 5002 紙押え板 5004 螺線溝 5005 リードスクリュウ 5006 レバー 5007,5008 フォトカプラ 5009,5011 駆動力伝達ギア 5013 駆動モータ 5015 吸引手段 5016 ホームポジション検知手段 5017 クリーニングブレード 5018 本体支持板 5019 部材 5020 カム 5022 キャップ部材 5023 キャップ内開口 101,301,603 substrate 102,302 Lower layer 103, 303 heating resistor layer 104, 105, 304, 305 electrodes 106 protective layer 107 grooved plate 108 outlet 109,309 Thermal action surface 410 Discharge plate 412 support member 601 deposition chamber 602 substrate holder 603 board 604 shutter plate 605 target holder 606 Al target 607 Ir target 608 rotating shaft 609 Insulator 610 exhaust pipe 611 Exhaust pump 612 gas supply pipe 613 Flow control valve 614 Matching Box 615 RF power supply 616, 617 conductor 618 Protective wall 619 vacuum gauge 5000 platen 5002 Paper holding plate 5004 spiral groove 5005 lead screw 5006 lever 5007,5008 Photo coupler 5009, 5011 Driving force transmission gear 5013 Drive motor 5015 Suction means 5016 Home position detection means 5017 cleaning blade 5018 Body support plate 5019 member 5020 cam 5022 Cap member 5023 Opening in the cap

フロントページの続き (72)発明者 木村 勲 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内Continued front page    (72) Inventor Isao Kimura             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation

Claims (36)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱作用面上のインクに直接熱エネルギー
を与えてインクを吐出するために利用される前記熱エネ
ルギーを通電によって発生する発熱抵抗体を備えた電気
熱変換体を有するインクジェットヘッド用基体におい
て、 前記発熱抵抗体が、少なくともIr,Alを下記の組成
割合で含有する材料で構成されていることを特徴とする
インクジェットヘッド用基体。 54原子%≦Ir≦95原子% 5原子%≦Al≦46原子%
1. An ink jet head having an electrothermal converter having a heating resistor for generating heat energy by directly applying heat energy to the ink on the heat acting surface to eject the ink. In the substrate, the heating resistor is made of a material containing at least Ir and Al in the following composition ratios. 54 atom% ≦ Ir ≦ 95 atom% 5 atom% ≦ Al ≦ 46 atom%
【請求項2】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
用基体において、 発熱抵抗体の構成材料が非単結晶質物質であることを特
徴とするインクジェットヘッド用基体。
2. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the constituent material of the heating resistor is a non-single crystalline substance.
【請求項3】 請求項2に記載のインクジェットヘッド
用基体において、 非単結晶質物質が多結晶物質であることを特徴とするイ
ンクジェットヘッド用基体。
3. The inkjet head substrate according to claim 2, wherein the non-single crystalline substance is a polycrystalline substance.
【請求項4】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
用基体において、 発熱抵抗体を構成する材料が、不純物としてAr,O,
C,N,Si,B,Na,ClおよびFeからなる群か
ら選択される少なくとも一種を含有することを特徴とす
るインクジェットヘッド用基体。
4. The ink jet head substrate according to claim 1, wherein the material forming the heating resistor is Ar, O, or impurities as impurities.
A substrate for an inkjet head, which contains at least one selected from the group consisting of C, N, Si, B, Na, Cl and Fe.
【請求項5】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
用基体において、 発熱抵抗体を構成する材料が、該発熱抵抗体の厚み方向
に含有する元素の分布状態が変化しているものであるこ
とを特徴とするインクジェットヘッド用基体。
5. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the material forming the heating resistor is such that the distribution state of elements contained in the thickness direction of the heating resistor is changed. Characteristic inkjet head substrate.
【請求項6】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
用基体において、 発熱抵抗体を構成する材料が、複数の層が積層した構造
を有するものであることを特徴とするインクジェットヘ
ッド用基体。
6. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the material forming the heating resistor has a structure in which a plurality of layers are laminated.
【請求項7】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
用基体において、 電気熱変換体が、発熱抵抗体の上に該発熱抵抗体と接触
して通電を行うための一対の電極を有することを特徴と
するインクジェットヘッド用基体。
7. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the electrothermal converter has a pair of electrodes on the heating resistor for contacting the heating resistor to conduct electricity. An inkjet head substrate.
【請求項8】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
用基体において、 電気熱変換体が、発熱抵抗体の下に該発熱抵抗体と接触
して前記通電を行うための一対の電極を有することを特
徴とするインクジェットヘッド用基体。
8. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the electrothermal converter has a pair of electrodes below the heating resistor for contacting the heating resistor to conduct the current. Characteristic inkjet head substrate.
【請求項9】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
用基体において、 熱作用面が、発熱抵抗体によって形成されることを特徴
とするインクジェットヘッド用基体。
9. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the heat acting surface is formed by a heating resistor.
【請求項10】 請求項1に記載のインクジェットヘッ
ド用基体において、 熱作用面が、発熱抵抗体上の保護層によって形成されて
いることを特徴とするインクジェットヘッド用基体。
10. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the heat acting surface is formed by a protective layer on the heating resistor.
【請求項11】 請求項1に記載のインクジェットヘッ
ド用基体において、 保護層が、熱作用面を形成するTa層と、該Ta層と発
熱抵抗体との間に介在するSi含有絶縁層とを有するこ
とを特徴とするインクジェットヘッド用基体。
11. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the protective layer includes a Ta layer forming a heat acting surface and a Si-containing insulating layer interposed between the Ta layer and the heating resistor. A substrate for an inkjet head, which comprises:
【請求項12】 請求項1に記載のインクジェットヘッ
ド用基体において、 発熱抵抗体の層の厚みが300Å〜1μmであることを
特徴とするインクジェットヘッド用基体。
12. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the heating resistor layer has a thickness of 300Å to 1 μm.
【請求項13】 請求項1に記載のインクジェットヘッ
ド用基体において、 発熱抵抗体の層の厚みが1000Å〜5000Åである
ことを特徴とするインクジェットヘッド用基体。
13. The inkjet head substrate according to claim 1, wherein the heating resistor layer has a thickness of 1000 Å to 5000 Å.
【請求項14】 熱作用面上のインクに直接熱エネルギ
ーを与えてインクを吐出するために利用される前記熱エ
ネルギーを通電によって発生する発熱抵抗体を備えた電
気熱変換体をインクの通路に沿って有するインクジェッ
トヘッドにおいて、 前記発熱抵抗体が、少なくともIr,Alを下記の組成
割合で含有する材料で構成されていることを特徴とする
インクジェットヘッド。 54原子%≦Ir≦95原子% 5原子%≦Al≦46原子%
14. An electrothermal converter having a heating resistor for generating heat energy by directly applying heat energy to the ink on the heat-acting surface to discharge the ink is provided in the ink passage. An ink jet head provided along with the above, wherein the heating resistor is made of a material containing at least Ir and Al in the following composition ratios. 54 atom% ≦ Ir ≦ 95 atom% 5 atom% ≦ Al ≦ 46 atom%
【請求項15】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 発熱抵抗体の構成材料が非単結晶質物質であることを特
徴とするインクジェットヘッド。
15. The inkjet head according to claim 14, wherein the constituent material of the heating resistor is a non-single crystalline substance.
【請求項16】 請求項15に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 非単結晶質物質が多結晶物質であることを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
16. The inkjet head according to claim 15, wherein the non-single crystalline material is a polycrystalline material.
【請求項17】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 発熱抵抗体を構成する材料が、不純物としてAr,O,
C,N,Si,B,Na,ClおよびFeからなる群か
ら選択される少なくとも一種を含有することを特徴とす
るインクジェットヘッド。
17. The ink jet head according to claim 14, wherein the material forming the heating resistor is Ar, O, or
An ink jet head containing at least one selected from the group consisting of C, N, Si, B, Na, Cl and Fe.
【請求項18】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 発熱抵抗体を構成する材料が、該発熱抵抗体の厚み方向
に含有する元素の分布状態が変化しているものであるこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。
18. The ink jet head according to claim 14, wherein the material forming the heating resistor has a distribution state of elements contained in the thickness direction of the heating resistor changed. Inkjet head to do.
【請求項19】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 発熱抵抗体を構成する材料が、複数の層が積層した構造
を有するものであることを特徴とするインクジェットヘ
ッド。
19. The inkjet head according to claim 14, wherein the material forming the heating resistor has a structure in which a plurality of layers are laminated.
【請求項20】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 電気熱変換体が、発熱抵抗体の上に該発熱抵抗体と接触
して通電を行うための一対の電極を有することを特徴と
するインクジェットヘッド。
20. The ink jet head according to claim 14, wherein the electrothermal converter has a pair of electrodes on the heating resistor for contacting the heating resistor to conduct electricity. Inkjet head.
【請求項21】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 電気熱変換体が、発熱抵抗体の下に該発熱抵抗体と接触
して前記通電を行うための一対の電極を有することを特
徴とするインクジェットヘッド。
21. The ink jet head according to claim 14, wherein the electrothermal converter has a pair of electrodes under the heating resistor for contacting the heating resistor to perform the energization. Inkjet head to do.
【請求項22】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 熱作用面が、発熱抵抗体によって形成されることを特徴
とするインクジェットヘッド。
22. The ink jet head according to claim 14, wherein the heat acting surface is formed by a heating resistor.
【請求項23】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 熱作用面が、発熱抵抗体上の保護層によって形成されて
いることを特徴とするインクジェットヘッド。
23. The ink jet head according to claim 14, wherein the heat acting surface is formed by a protective layer on the heat generating resistor.
【請求項24】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 保護層が、熱作用面を形成するTa層と、該Ta層と発
熱抵抗体との間に介在するSi含有絶縁層とを有するこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。
24. The ink jet head according to claim 14, wherein the protective layer has a Ta layer forming a heat acting surface and a Si-containing insulating layer interposed between the Ta layer and the heating resistor. Inkjet head characterized by.
【請求項25】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 発熱抵抗体の層の厚みが300Å〜1μmであることを
特徴とするインクジェットヘッド。
25. The inkjet head according to claim 14, wherein the thickness of the layer of the heating resistor is 300Å to 1 μm.
【請求項26】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 発熱抵抗体の層の厚みが1000Å〜5000Åである
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
26. The inkjet head according to claim 14, wherein the heating resistor layer has a thickness of 1000 Å to 5000 Å.
【請求項27】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 インクを吐出する方向と熱作用面へインクが供給される
方向とがほぼ同じであることを特徴とするインクジェッ
トヘッド。
27. The inkjet head according to claim 14, wherein the direction of ejecting the ink and the direction of supplying the ink to the heat acting surface are substantially the same.
【請求項28】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 インクを吐出する方向と熱作用面へインクが供給される
方向とがほぼ直角を成すように構成されていることを特
徴とするインクジェットヘッド。
28. The inkjet head according to claim 14, wherein the direction of ejecting the ink and the direction of supplying the ink to the heat acting surface are substantially perpendicular to each other. .
【請求項29】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 インクを吐出する吐出口が、被記録部材の記録領域の幅
に対応して複数設けられていることを特徴とするインク
ジェットヘッド。
29. The inkjet head according to claim 14, wherein a plurality of ejection openings for ejecting ink are provided in correspondence with a width of a recording region of a recording member.
【請求項30】 請求項29に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 吐出口が1000またはそれ以上の複数個設けられてい
ることを特徴とするインクジェットヘッド。
30. The inkjet head according to claim 29, wherein a plurality of discharge ports of 1000 or more are provided.
【請求項31】 請求項30に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 吐出口が2000またはそれ以上の複数個設けられてい
ることを特徴とするインクジェットヘッド。
31. The ink jet head according to claim 30, wherein a plurality of ejection ports of 2000 or more are provided.
【請求項32】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 インクの吐出に関わる機能素子がインクジェットヘッド
基体の表面内部に構造的に設けられているタイプである
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
32. The inkjet head according to claim 14, wherein the functional element relating to ink ejection is structurally provided inside the surface of the inkjet head substrate.
【請求項33】 請求項14に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 熱作用面に供給されるインクを貯蔵するインクタンクを
一体的に具備するカートリッジタイプであることを特徴
とするインクジェットヘッド。
33. The ink jet head according to claim 14, wherein the ink jet head is a cartridge type integrally provided with an ink tank for storing the ink supplied to the heat acting surface.
【請求項34】 熱作用面上のインクに直接熱エネルギ
ーを与えてインクを吐出するために利用される前記熱エ
ネルギーを通電によって発生する発熱抵抗体を備えた電
気熱変換体と、該電気熱変換体に信号を付与する手段と
を具備するインクジェット装置において、 前記発熱抵抗体が、少なくともIr,Alを下記の組成
割合で含有する材料で構成されていることを特徴とする
インクジェットヘッド。 54原子%≦Ir≦95原子% 5原子%≦Al≦46原子%
34. An electrothermal converter comprising a heating resistor for generating the thermal energy used for ejecting the ink by directly applying the thermal energy to the ink on the heat acting surface, and the electric heat. An inkjet device comprising a means for applying a signal to a converter, wherein the heating resistor is made of a material containing at least Ir and Al in the following composition ratios. 54 atom% ≦ Ir ≦ 95 atom% 5 atom% ≦ Al ≦ 46 atom%
【請求項35】 請求項34に記載のインクジェット装
置において、 カラー記録を行うことを特徴とするインクジェット装
置。
35. The ink jet apparatus according to claim 34, which performs color recording.
【請求項36】 請求項34に記載のインクジェット装
置において、 電気熱変換体に信号を付与する手段が、インクジェット
装置の制御回路であることを特徴とするインクジェット
装置。
36. The ink jet apparatus according to claim 34, wherein the means for applying a signal to the electrothermal converter is a control circuit of the ink jet apparatus.
JP3194033A 1991-08-02 1991-08-02 Substrate for ink jet head, ink jet head using same and ink jet device equipped with the ink jet head Pending JPH0531903A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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