JPH0645235B2 - 液体噴射ヘッドおよび該ヘッドの製造方法 - Google Patents
液体噴射ヘッドおよび該ヘッドの製造方法Info
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- JPH0645235B2 JPH0645235B2 JP59149631A JP14963184A JPH0645235B2 JP H0645235 B2 JPH0645235 B2 JP H0645235B2 JP 59149631 A JP59149631 A JP 59149631A JP 14963184 A JP14963184 A JP 14963184A JP H0645235 B2 JPH0645235 B2 JP H0645235B2
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- JP
- Japan
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- liquid jet
- substrate
- wiring electrode
- jet recording
- recording head
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14088—Structure of heating means
- B41J2/14112—Resistive element
- B41J2/14129—Layer structure
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体噴射ヘッドおよび該ヘッドの製造方法に
関し、詳しくは、上記ヘッドにおける発熱抵抗層を薄膜
で基板上に有し、その駆動回路を基板上に形成した液体
噴射ヘッドおよび該ヘッドの製造方法に関する。
関し、詳しくは、上記ヘッドにおける発熱抵抗層を薄膜
で基板上に有し、その駆動回路を基板上に形成した液体
噴射ヘッドおよび該ヘッドの製造方法に関する。
［従来の技術］ 液体噴射記録装置の中で、熱エネルギーを記録液に作用
させて、液滴を吐出させるようにしたものがある。この
種の装置にあっては、熱エネルギーの作用を受けた液体
が急激な体積の増大を伴う状態に変化し、この状態変化
に基づく作用力によって、記録ヘッドのオリフィスから
液体が吐出されるので、このとき形成された飛翔的液滴
を被記録部に付着させることによって記録が行われる。
させて、液滴を吐出させるようにしたものがある。この
種の装置にあっては、熱エネルギーの作用を受けた液体
が急激な体積の増大を伴う状態に変化し、この状態変化
に基づく作用力によって、記録ヘッドのオリフィスから
液体が吐出されるので、このとき形成された飛翔的液滴
を被記録部に付着させることによって記録が行われる。
しかしてこのような液体を吐出させる液体噴射ヘッドの
従来の製造方法では、熱発生部とその駆動回路とがそれ
ぞれ別途の生産工程を経て構成されるようになってい
た。
従来の製造方法では、熱発生部とその駆動回路とがそれ
ぞれ別途の生産工程を経て構成されるようになってい
た。
すなわち、熱発生部の形成には成膜工程が適用され、蒸
着法やスパッタリングによって、発熱抵抗体（HfB2）と
シリカSiO2などの絶縁層が形成される一方、駆動回路の
方はハイブリッド集積回路の製法などに適用されるスク
リーン印刷法によって、絶縁基板上に回路パターンが形
成され、更に、ドライバトランジスタやシフトレジスタ
などの電子部品が搭載されてから、接続部のボンディン
グが行われる。
着法やスパッタリングによって、発熱抵抗体（HfB2）と
シリカSiO2などの絶縁層が形成される一方、駆動回路の
方はハイブリッド集積回路の製法などに適用されるスク
リーン印刷法によって、絶縁基板上に回路パターンが形
成され、更に、ドライバトランジスタやシフトレジスタ
などの電子部品が搭載されてから、接続部のボンディン
グが行われる。
次に、セラミックス等でキャッピングされて上記の熱発
生部と位置合せされた上接合され、さらにボンディング
によって、配線間の接続が行われるといった方法がとら
れていた。
生部と位置合せされた上接合され、さらにボンディング
によって、配線間の接続が行われるといった方法がとら
れていた。
しかしながら、これらのような従来の液体噴射ヘッドの
製造方法は、大規模の生産設備を要する上に、工程が複
雑で工程数も多く、コスト高となり、更にまた、熱発生
部とその駆動回路との接合の際に高精度の位置決め作業
が要求されるので高度の技術と熟練を要し、作業性が悪
く歩留りの低下を招く。また、従来の液体噴射ヘッドに
おいては、前述の電子部品が搭載されるスペースおよび
ボンディングスペース等が必要となるため、ヘッドの大
型化を招くという問題点があった。
製造方法は、大規模の生産設備を要する上に、工程が複
雑で工程数も多く、コスト高となり、更にまた、熱発生
部とその駆動回路との接合の際に高精度の位置決め作業
が要求されるので高度の技術と熟練を要し、作業性が悪
く歩留りの低下を招く。また、従来の液体噴射ヘッドに
おいては、前述の電子部品が搭載されるスペースおよび
ボンディングスペース等が必要となるため、ヘッドの大
型化を招くという問題点があった。
［目 的］ 本発明の目的は、上述した問題点を除去することを目的
とし、特に基板上にシリコン半導体薄膜層と、配線層と
を積層させて主要部が構成され、駆動素子（薄膜トラン
ジスタ；Thin Film Transistor−以下でTFT という。）
を有する小型で安価でしかも信頼性の高い液体噴射ヘッ
ドを得ること、また、マルチノズルヘッドの製造にも好
適で、信頼度が高く小型で超精密記録が可能であり、量
産を図ることのできる液体噴射ヘッドおよび該ヘッドの
製造方法を提供および提案することにある。
とし、特に基板上にシリコン半導体薄膜層と、配線層と
を積層させて主要部が構成され、駆動素子（薄膜トラン
ジスタ；Thin Film Transistor−以下でTFT という。）
を有する小型で安価でしかも信頼性の高い液体噴射ヘッ
ドを得ること、また、マルチノズルヘッドの製造にも好
適で、信頼度が高く小型で超精密記録が可能であり、量
産を図ることのできる液体噴射ヘッドおよび該ヘッドの
製造方法を提供および提案することにある。
［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明に適用するTFT アレイの一部分を模式的
に示し、第２図および第３図は本発明によって得られた
液体噴射ヘッドの一例を示す。
に示し、第２図および第３図は本発明によって得られた
液体噴射ヘッドの一例を示す。
第１図において、１はセラミックなどで形成された基
板、２および３はインジウム・ティン・オキサイド(IT
O) などの合金によって形成した駆動素子のドレイン配
線電極およびソース配線電極である。
板、２および３はインジウム・ティン・オキサイド(IT
O) などの合金によって形成した駆動素子のドレイン配
線電極およびソース配線電極である。
これらのソース配線電極３とドレイン配線電極２との双
方に跨がるようにアモルファス・シリコン（a-Si）によ
り構成した半導体層４を積層形成し、更にその上面に、
窒化シリコンSiNxによるゲート絶縁層５を形成する。ま
た、この絶縁層５の上面のソース配線電極３とドレイン
配線電極２とに跨がる部分にアルミニウムのゲート配線
電極６が設けられる。
方に跨がるようにアモルファス・シリコン（a-Si）によ
り構成した半導体層４を積層形成し、更にその上面に、
窒化シリコンSiNxによるゲート絶縁層５を形成する。ま
た、この絶縁層５の上面のソース配線電極３とドレイン
配線電極２とに跨がる部分にアルミニウムのゲート配線
電極６が設けられる。
尚、駆動素子の製造においては、スパッタリングや化学
気相蒸着析出法（CVD 法）を用いることができる。
気相蒸着析出法（CVD 法）を用いることができる。
そして、第２図および第３図においては、ソース配線電
極３および発熱抵抗層に電気的に接続されるドレイン配
線電極２と、その双方間に跨設する半導体層４および絶
縁層５ならびにその上面に形成するゲート配線電極６の
形成にあたり、第１図に示したTFT の製造方法を適用す
る。なお、本例の場合には、基板１上に例えば酸化ルテ
ニウムなどによる発熱抵抗層７をあらかじめ配設してお
き、ついでこの発熱抵抗層７の上面にドレイン配線電極
２を形成して、このドレイン電極を熱発生部８に導くよ
うにする。
極３および発熱抵抗層に電気的に接続されるドレイン配
線電極２と、その双方間に跨設する半導体層４および絶
縁層５ならびにその上面に形成するゲート配線電極６の
形成にあたり、第１図に示したTFT の製造方法を適用す
る。なお、本例の場合には、基板１上に例えば酸化ルテ
ニウムなどによる発熱抵抗層７をあらかじめ配設してお
き、ついでこの発熱抵抗層７の上面にドレイン配線電極
２を形成して、このドレイン電極を熱発生部８に導くよ
うにする。
このように発熱部８にドレイン配線電極２の配線を形成
した後、その上面上の液室９および液路10が形成される
部分に、インクから保護するため保護層11を付設し、更
にその上部にガラスやドライフィルムを用いた液路壁12
Ａ、囲壁12Ｂおよび天板12Ｃを取付ける。13はインク滴
が吐出されるオリフィスである。なお、第３図において
斜線の記入されている部分はインク液に接する範囲を示
し、本図には天板12Ｃや壁12Ａおよび12Ｂは示されてい
ない。
した後、その上面上の液室９および液路10が形成される
部分に、インクから保護するため保護層11を付設し、更
にその上部にガラスやドライフィルムを用いた液路壁12
Ａ、囲壁12Ｂおよび天板12Ｃを取付ける。13はインク滴
が吐出されるオリフィスである。なお、第３図において
斜線の記入されている部分はインク液に接する範囲を示
し、本図には天板12Ｃや壁12Ａおよび12Ｂは示されてい
ない。
第４図は本発明によって得られた液体噴射ヘッドを模式
的に示すもので、このように構成したヘッドにおいては
例えばソース配線電極３を選択配線電極となし、端子部
14を介してゲート配線電極６に電圧を印加させることに
より、ソース配線電極２とゲート配線電極３との間を通
電させて、熱発生部８を発熱させ、以てオリフィス13か
ら液滴を吐出させることができる。
的に示すもので、このように構成したヘッドにおいては
例えばソース配線電極３を選択配線電極となし、端子部
14を介してゲート配線電極６に電圧を印加させることに
より、ソース配線電極２とゲート配線電極３との間を通
電させて、熱発生部８を発熱させ、以てオリフィス13か
ら液滴を吐出させることができる。
なお、以上の説明では、一枚の基板上に熱発生部８およ
び駆動素子部（ドライバ部）を形成する場合について述
べたが、基板両面の対応する位置に熱発生部およびドラ
イバ部をそれぞれ形成するようになし、ドライバ部をTF
T アレイの形態となすこともできる。また、熱発生部の
方はスパッタリングや蒸着法によって形成することもで
き、基板にはセラミックス等の放熱効果のあるものを使
用するように構成することもできる。
び駆動素子部（ドライバ部）を形成する場合について述
べたが、基板両面の対応する位置に熱発生部およびドラ
イバ部をそれぞれ形成するようになし、ドライバ部をTF
T アレイの形態となすこともできる。また、熱発生部の
方はスパッタリングや蒸着法によって形成することもで
き、基板にはセラミックス等の放熱効果のあるものを使
用するように構成することもできる。
更にまた、以上の説明では熱発生部８を駆動させるため
のドライバ部に共通したゲート配線電極６を配置した場
合について述べたが、このようなゲート配線電極６を代
えて、図には示さないが、単位噴射要素別に個々のゲー
ト配線電極を配設するようになし、このようにして形成
した個々のTFT トランジスタ部にシフトレジスタを介し
て電圧を印加させるような構成とすることもできるのは
いうまでもない。
のドライバ部に共通したゲート配線電極６を配置した場
合について述べたが、このようなゲート配線電極６を代
えて、図には示さないが、単位噴射要素別に個々のゲー
ト配線電極を配設するようになし、このようにして形成
した個々のTFT トランジスタ部にシフトレジスタを介し
て電圧を印加させるような構成とすることもできるのは
いうまでもない。
更にまた、本例では液路と液室とを有する液体噴射ヘッ
ドの場合について述べたが、液路のみが形成される場合
や、液路間の仕切が設けられない液体噴射ヘッドの場合
にあっても本発明を適用できることはいうまでもない。
ドの場合について述べたが、液路のみが形成される場合
や、液路間の仕切が設けられない液体噴射ヘッドの場合
にあっても本発明を適用できることはいうまでもない。
［効 果］ 以上説明してきたように、本発明液体噴射記録ヘッドの
製造方法によれば、基板上にインクを吐出すための熱エ
ネルギーを発生する発熱抵抗層を形成する工程と、前記
基板上に前記発熱抵抗層と電気的に接続する配線電極層
を形成する工程と、前記基板上に前記配線電極層と電気
的に接続する半導体層を形成する工程と、を有し、前記
配線電極層および前記半導体層とによって前記発熱抵抗
層を駆動するための薄膜駆動素子を形成する１ので、熱
発生部とその熱発生部の駆動回路とを共通な工程を介し
て製造することができ、したがって量産化に好適であ
り、ボンディングなどの作業が省かれることによって作
業性が高められるのみならず、マルチノズルヘッドの製
造にも好適である。また、基板が半導体でなくとも駆動
素子を積層によって形成することができる。
製造方法によれば、基板上にインクを吐出すための熱エ
ネルギーを発生する発熱抵抗層を形成する工程と、前記
基板上に前記発熱抵抗層と電気的に接続する配線電極層
を形成する工程と、前記基板上に前記配線電極層と電気
的に接続する半導体層を形成する工程と、を有し、前記
配線電極層および前記半導体層とによって前記発熱抵抗
層を駆動するための薄膜駆動素子を形成する１ので、熱
発生部とその熱発生部の駆動回路とを共通な工程を介し
て製造することができ、したがって量産化に好適であ
り、ボンディングなどの作業が省かれることによって作
業性が高められるのみならず、マルチノズルヘッドの製
造にも好適である。また、基板が半導体でなくとも駆動
素子を積層によって形成することができる。
さらにまた、本発明液体噴射記録ヘッドは、インクを吐
出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗層と、該
発熱抵抗層を駆動するための駆動素子とを同一基板上に
有している液体噴射記録ヘッドにおいて、前記駆動素子
が前記基板上に形成された配線電極層と半導体層との積
層構造からなる薄膜駆動素子であるので、信頼度の高い
小型でしかも廉価な液体噴射ヘッドを提供することがで
きる。
出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗層と、該
発熱抵抗層を駆動するための駆動素子とを同一基板上に
有している液体噴射記録ヘッドにおいて、前記駆動素子
が前記基板上に形成された配線電極層と半導体層との積
層構造からなる薄膜駆動素子であるので、信頼度の高い
小型でしかも廉価な液体噴射ヘッドを提供することがで
きる。
また、基板が半導体でなくとも駆動素子が半導体層を含
めて積層構成で形成されているため、信頼性の高いヘッ
ドを、さらに安価に提供することができる。
めて積層構成で形成されているため、信頼性の高いヘッ
ドを、さらに安価に提供することができる。
第１図は本発明に適用するTFT アレイの基本的形態を模
型的に示す断面図、 第２図は本発明によって得られた液体噴射ヘッドを断面
で示す模型図、 第３図は本発明液体噴射ヘッドの基板上に形成された発
熱抵抗層および駆動回路の構成の一例を示す平面図、 第４図は本発明液体噴射ヘッドの斜視図である。 １……基板、 ２……ドレイン配線電極、 ３……ソース配線電極、 ４……半導体層、 ５……絶縁層、 ６……ゲート配線電極、 ７……発熱抵抗層、 ８……熱発生部、 ９……液室、 10……液路、 11……保護層、 12Ａ，12Ｂ……壁、 12Ｃ……天板、 13……オリフィス、 14……端子部。
型的に示す断面図、 第２図は本発明によって得られた液体噴射ヘッドを断面
で示す模型図、 第３図は本発明液体噴射ヘッドの基板上に形成された発
熱抵抗層および駆動回路の構成の一例を示す平面図、 第４図は本発明液体噴射ヘッドの斜視図である。 １……基板、 ２……ドレイン配線電極、 ３……ソース配線電極、 ４……半導体層、 ５……絶縁層、 ６……ゲート配線電極、 ７……発熱抵抗層、 ８……熱発生部、 ９……液室、 10……液路、 11……保護層、 12Ａ，12Ｂ……壁、 12Ｃ……天板、 13……オリフィス、 14……端子部。
Claims (8)
- 【請求項１】基板上にインクを吐出するための熱エネル
ギーを発生する発熱抵抗層を形成する工程と、 前記基板上に前記発熱抵抗層と電気的に接続する配線電
極層を形成する工程と、 前記基板上に前記配線電極層と電気的に接続する半導体
層を形成する工程と、を有し、 前記配線電極層および前記半導体層とによって前記発熱
抵抗層を駆動するための薄膜駆動素子を形成することを
特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項２】前記薄膜駆動素子は薄膜トランジスタであ
る特許請求の範囲第１項に記載の液体噴射記録ヘッドの
製造方法。 - 【請求項３】前記半導体層はアモルファス・シリコンを
有する特許請求の範囲第１項に記載の液体噴射記録ヘッ
ドの製造方法。 - 【請求項４】前記基板はセラミックス基板である特許請
求の範囲第１項に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方
法。 - 【請求項５】インクを吐出するための熱エネルギーを発
生する発熱抵抗層と、該発熱抵抗層を駆動するための駆
動素子とを同一基板上に有している液体噴射記録ヘッド
において、 前記駆動素子が前記基板上に形成された配線電極層と半
導体層との積層構造からなる薄膜駆動素子であることを
特徴とする液体噴射記録ヘッド。 - 【請求項６】前記薄膜駆動素子は薄膜トランジスタであ
る特許請求の範囲第５項に記載の液体噴射記録ヘッド。 - 【請求項７】前記半導体層はアモルファス・シリコンを
有する特許請求の範囲第５項に記載の液体噴射記録ヘッ
ド。 - 【請求項８】前記基板はセラミックス基板である特許請
求の範囲第５項に記載の液体噴射記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59149631A JPH0645235B2 (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 液体噴射ヘッドおよび該ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59149631A JPH0645235B2 (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 液体噴射ヘッドおよび該ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6129551A JPS6129551A (ja) | 1986-02-10 |
| JPH0645235B2 true JPH0645235B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=15479445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59149631A Expired - Lifetime JPH0645235B2 (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 液体噴射ヘッドおよび該ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645235B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784164A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-26 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
| US4862197A (en) * | 1986-08-28 | 1989-08-29 | Hewlett-Packard Co. | Process for manufacturing thermal ink jet printhead and integrated circuit (IC) structures produced thereby |
| JPS63249833A (ja) * | 1987-04-07 | 1988-10-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録方法 |
| US5243363A (en) * | 1988-07-22 | 1993-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-jet recording head having bump-shaped electrode and protective layer providing structural support |
| JP2708557B2 (ja) * | 1988-07-26 | 1998-02-04 | キヤノン株式会社 | 液体噴射記録ヘッド用素子基板，液体噴射記録ヘッド，ヘッドカートリッジおよび記録装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57117971A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-22 | Canon Inc | Ink jet recording device |
| JPS5836456A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-03-03 | Canon Inc | 記録ヘツド |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP59149631A patent/JPH0645235B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6129551A (ja) | 1986-02-10 |
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