JPH0655508B2 - Liquid jet recording apparatus equipped with liquid jet recording head - Google Patents

Liquid jet recording apparatus equipped with liquid jet recording head

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JPH0655508B2
JPH0655508B2 JP60128353A JP12835385A JPH0655508B2 JP H0655508 B2 JPH0655508 B2 JP H0655508B2 JP 60128353 A JP60128353 A JP 60128353A JP 12835385 A JP12835385 A JP 12835385A JP H0655508 B2 JPH0655508 B2 JP H0655508B2
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liquid
resistance layer
jet recording
recording head
liquid jet
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伸一 平澤
博和 小室
泰弘 矢野
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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/03Specific materials used

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は液体噴射記録ヘッドを搭載した液体噴射記録装
置に関する。
The present invention relates to a liquid jet recording apparatus equipped with a liquid jet recording head.

[従来の技術] 現在知られている各種の記録法のなかでも、記録時に騒
音の発生がほとんどないノンインパクト記録方式であっ
て且つ高速記録が可能であり、しかも普通紙に特別の定
着処理を必要とせずに記録の行なえるいわゆるインクジ
ェット記録法は、極めて有用な記録方式であると認めら
れている。このインクジェット記録法については、これ
までにも様々な方式が提案され改良が加えられて商品化
されたものもあれば現在もなお実用化への努力が続けら
れているものもある。
[Prior Art] Among various currently known recording methods, it is a non-impact recording method that generates almost no noise during recording, high-speed recording is possible, and a special fixing process is performed on plain paper. The so-called ink jet recording method, which enables recording without need, is recognized as an extremely useful recording method. Regarding this ink jet recording method, various methods have been proposed and improved so far, and some have been commercialized, while others are still being put into practical use.

インクジェット記録法は、インクと称される記録液の液
滴(droplet)を種々の作用原理で飛翔させ、そ
れを紙等の被記録部材に付着させて記録を行なうもので
ある。
The ink jet recording method is one in which recording liquid droplets called ink are ejected by various principles of operation and are attached to a recording member such as paper for recording.

そして、本件出願人もかかるインクジェット記録法に係
わる新規方式について既に提案を行なっている。この新
規方式は特開昭52−118798号公報において提案
されており、その基本原理は次に概説する通りである。
つまり、このインクジェット記録方式は、記録液を収容
することのできる作用室中に導入された記録液に対して
情報信号として熱的パルスを与え、これにより記録液が
蒸気泡を発生し自己収縮する過程で生ずる作用力に従っ
て前記作用室に連通せる吐出口より前記記録液を吐出し
て小液滴として飛翔せしめ、これを被記録部材に付着さ
せて記録を行なう方式である。
The applicant of the present application has already proposed a new method related to the inkjet recording method. This new method is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-118798, and its basic principle is as outlined below.
In other words, in this ink jet recording method, a thermal pulse is applied as an information signal to the recording liquid introduced into the working chamber capable of containing the recording liquid, whereby the recording liquid generates vapor bubbles and self-contracts. According to the acting force generated in the process, the recording liquid is discharged from a discharge port that communicates with the working chamber and is made to fly as small liquid droplets, and the liquid droplets are attached to a recording member to perform recording.

ところで、この方式は高密度マルチアレー構成にして高
速記録、カラー記録に適合させやすく、実施装置の構成
が従来のそれに比べて簡略であるため、記録ヘッドとし
て全体的にはコンパクト化が図れ且つ量産に向くこと、
半導体分野において技術の進歩と信頼性の向上が著しい
IC技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に利用する
ことで長尺化が容易であること等の利点があり、適用範
囲の広い方式である。
By the way, since this system has a high-density multi-array structure and is easily adapted to high-speed recording and color recording, and the structure of the embodying device is simpler than that of the conventional structure, the recording head can be made compact as a whole and mass-produced. Towards
In the field of semiconductors, the advantages of IC technology and microfabrication technology, which have been remarkably improved in technology and reliability, are fully utilized. is there.

上記液体噴射記録装置の特徴的な記録ヘッドには、吐出
口より液体を吐出して飛翔的液滴を形成する手段として
の電気熱変換体が設けられている。
The characteristic recording head of the liquid jet recording apparatus is provided with an electrothermal converter as a means for ejecting liquid from an ejection port to form flying droplets.

該電気熱変換体は、発生する熱エネルギーを効率良く液
体に作用させること、液体への熱作用のON−OFF応
答速度を高めること等のために、液体に直接接触する様
に吐出口が連通している熱作用部に設けられる構造とす
るのが望ましいとされている。
The electrothermal converter has discharge ports communicating with each other so as to be in direct contact with the liquid in order to efficiently apply the generated heat energy to the liquid and to increase the ON-OFF response speed of the heat action on the liquid. It is said that it is desirable that the structure is provided in the heat acting part.

しかしながら、前記の電気熱変換体は通電されることに
よって発熱する発熱抵抗体と該発熱抵抗体に通電するた
めの一対の電極とで基本的には構成されているために、
発熱抵抗体が直に液体に接触する状態であると、記録用
の液体の電気抵抗値如何によっては該液体を通じて電気
が流れたり、液体を通じての電気の流れによって液体自
体が電気分解したり、あるいは発熱抵抗体への通電の際
に該発熱抵抗体と液体とが反応して、発熱抵抗体自体の
腐食による抵抗値の変化や発熱抵抗体の破損あるいは破
壊が起こったり、更には発熱抵抗体から発生される熱の
作用による熱の作用による液体の蒸気泡の発生から自己
消滅に至る状態変化に伴う機械的衝撃によって発熱抵抗
体の表面が破損したり、あるいは発熱抵抗体の一部に亀
裂が生ずる等して破壊されたりする場合があった。
However, since the electrothermal converter is basically composed of a heating resistor that generates heat when energized and a pair of electrodes for energizing the heating resistor,
When the heating resistor is in direct contact with the liquid, electricity may flow through the liquid depending on the electric resistance value of the recording liquid, or the liquid itself may be electrolyzed by the flow of electricity through the liquid, or When the heating resistor is energized, the heating resistor reacts with the liquid to change the resistance value due to corrosion of the heating resistor itself, or damage or destruction of the heating resistor occurs. The surface of the heat-generating resistor is damaged or a part of the heat-generating resistor is cracked by the mechanical shock that accompanies the change in state from the generation of vapor bubbles of the liquid to the self-annihilation due to the action of the generated heat. Occasionally, it was destroyed and so on.

そのために、従来においては、NiCr等の合金やZr
、HfB等の金属ホウ化物等の比較的発熱抵抗体
材料としての特性に優れた無機材料で発熱抵抗体を構成
すると共に、該材料で構成された発熱抵抗体上にSiO
等の耐酸化性に優れた材料で構成された保護層(上部
層)を設けることで発熱抵抗体が液体に直に接触するの
を防止して、前記の諸問題を解決し信頼性と繰返し使用
耐久性の向上を図ろうとすることが提案されていた。
Therefore, conventionally, alloys such as NiCr and Zr have been used.
The heating resistor is made of an inorganic material such as a metal boride such as B 2 or HfB 2 which is relatively excellent in characteristics as a heating resistor material, and SiO is formed on the heating resistor made of the material.
By providing a protective layer (upper layer) composed of a material having excellent oxidation resistance such as 2 and the like, it is possible to prevent the heating resistor from directly contacting the liquid, solve the above-mentioned problems, and improve reliability. It has been proposed to try to improve the durability against repeated use.

しかしながら、上記の様な構成の電気熱変換体が設けら
れた記録ヘッドを有する液体噴射記録装置は、記録用の
着色された液体として電気伝導度の比較的低い液体(例
えば液媒体として水やアルコールを用いたもの)を使用
する場合には、耐酸化性に優れ繰返し使用耐久性の点で
満足のいくものであるが、Naイオン等の含有率が高く
電気伝導度の大きな記録用の液体や電界質の液体を使用
する場合には、繰返し使用耐久性、耐経時的変化性の点
で不十分であった。従って、使用する記録用液体の選択
に制約があって、ことに多色あるいは天然色のカラー記
録を行なう場合には障害となっていた。
However, the liquid jet recording apparatus having the recording head provided with the electrothermal converter having the above-described configuration has a relatively low electric conductivity as a colored liquid for recording (for example, water or alcohol as the liquid medium). Is satisfactory in terms of oxidation resistance and durability against repeated use, but a recording liquid having a high content of Na ions and the like and a large electric conductivity is used. In the case of using the liquid electrolyte, it was insufficient in terms of durability against repeated use and resistance to change over time. Therefore, there is a limitation in selection of the recording liquid to be used, which is an obstacle in performing multicolor or natural color recording.

また、上記の様に発熱抵抗体上に保護層を設ける場合に
おいても、例えば層形成時に生ずる保護層自体の欠陥に
基づく発熱抵抗体側方向への液体の侵入を実質上完全に
防止することは再現性、量産性の点で非常に困難であ
る。ましてや、高密度に多数の熱作用部をその構成の一
部とする液流路(ノズル)を設ける、いわゆる高密度マ
ルチオリフィス化の場合には、少なくとも液流路数だけ
電気熱変換体を一度に設ける必要性から、先の保護層の
欠陥による不良化の電気熱変換体の製造歩留りへの影響
は製造コストの面も含めて大きな問題である。また、前
記保護層の存在により熱応答性が犠牲になるという問題
もある。更に、保護層の存在により所定の電気信号に対
する発熱応答性が犠牲になっている。従って、保護層が
なく、記録用の液体に発熱抵抗体が直に接触する状態で
あっても、耐熱性、耐酸化性、耐機械的衝撃性、耐電気
化学反応性、熱応答性に優れた電気熱変換体を具備する
液体噴射記録装置の開発が広く望まれている。
Further, even when the protective layer is provided on the heating resistor as described above, it is possible to substantially completely prevent liquid from entering the heating resistor side due to a defect of the protective layer itself which occurs during layer formation. It is very difficult in terms of productivity and mass productivity. Furthermore, in the case of so-called high-density multi-orifice in which a liquid flow path (nozzle) having a large number of heat acting parts as a part of its configuration is provided at high density, at least the number of liquid flow paths should be converted into electrothermal converters once. Since it is necessary to provide the protective layer, the influence of the defect due to the defect of the protective layer on the manufacturing yield of the electrothermal converter is a serious problem including the manufacturing cost. There is also a problem that the thermal response is sacrificed due to the presence of the protective layer. Furthermore, the presence of the protective layer sacrifices heat generation response to a predetermined electric signal. Therefore, even if there is no protective layer and the heating resistor is in direct contact with the recording liquid, it has excellent heat resistance, oxidation resistance, mechanical shock resistance, electrochemical reaction resistance, and thermal response. It is widely desired to develop a liquid jet recording apparatus including the electrothermal converter.

[発明の目的] 本発明は、上記の諸点に鑑みてなされたものであって、
前記の従来における諸問題を解決した優れた液体噴射記
録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置を提供することを
主たる目的とする。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above points,
It is a principal object of the present invention to provide a liquid jet recording apparatus equipped with an excellent liquid jet recording head that solves the above-mentioned problems in the related art.

本発明の別の目的は、特に化学的安定性が高く、耐電気
化学反応性、耐酸化性に優れ、且つ耐機械的衝撃性、耐
熱性にも優れ、更に保護層をなくすことにより熱応答性
を向上させ得る発熱抵抗体を具備した液体噴射記録ヘッ
ドを搭載した液体噴射記録装置を提供することである。
Another object of the present invention is particularly high in chemical stability, excellent in electrochemical reaction resistance and oxidation resistance, and also in mechanical shock resistance and heat resistance. Furthermore, by eliminating the protective layer, thermal response is improved. It is an object of the present invention to provide a liquid jet recording apparatus equipped with a liquid jet recording head including a heating resistor capable of improving the property.

[発明の概要] 本発明によれば、上記の目的は、液体を吐出して飛翔的
液滴を形成するために設けられた吐出口と、前記液体を
収容し前記飛翔的液滴を形成するために利用される熱エ
ネルギーを前記液体に作用せしめる熱作用部と、前記熱
作用部に設けられ前記熱エネルギーを発生する電気熱変
換体と、を具備する液体噴射記録ヘッドと、前記飛翔的
液滴が付着する被記録媒体を搬送する搬送手段と、を搭
載する液体噴射記録装置において、前記電気熱変換体を
構成する発熱抵抗層が炭素原子を母体としシリコン原子
とハロゲン原子と水素原子とを含有してなる非晶質材料
からなり、該発熱抵抗層においてシリコン原子、ハロゲ
ン原子及び/または水素原子の含有率が膜厚方向に変化
していることを特徴とする液体噴射記録装置によって達
成される。
[Summary of the Invention] According to the present invention, the above object is to discharge a liquid to form flying droplets, and to store the liquid to form the flying droplets. A liquid jet recording head comprising: a heat acting portion for causing heat energy used for the purpose to act on the liquid; and an electrothermal converter provided in the heat acting portion for generating the heat energy, and the flying liquid. In a liquid jet recording apparatus equipped with a transporting means for transporting a recording medium to which droplets are attached, the heating resistance layer constituting the electrothermal converter includes silicon atoms, halogen atoms and hydrogen atoms with carbon atoms as a base material. Achieved by a liquid jet recording apparatus characterized by comprising an amorphous material contained therein, wherein the content ratio of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms in the heating resistance layer changes in the film thickness direction. To be done.

以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

第1図は本発明の液体噴射記録ヘッドの一実施態様例の
構成を示す部分平面図であり、第2図はそのII−II断面
図である。
FIG. 1 is a partial plan view showing the configuration of an embodiment of the liquid jet recording head of the present invention, and FIG. 2 is a II-II sectional view thereof.

図において、12は電気熱変換体が設けられる支持体で
あり、14は電気熱変換体を構成する発熱抵抗層であ
り、16,17は電気熱変換体を構成する対をなす電極
である。第1図に示される様に、発熱抵抗層14と該発
熱抵抗層14に接続された1対の電極16,17との組
が複数個併設されており、これによって有効発熱部1
8,18′,18″,・・・・が所定の間隔をおいて配
列されている。尚、本実施態様例においては、一方の電
極16は複数の電極がまとめられて共通の電極とされて
いる。各発熱部18,18′,18″,・・・・を構成
する発熱抵抗層14に対してはそれぞれ電極16,17
を通じて電気信号が印加され、これに基づき各発熱部が
発熱する。
In the figure, 12 is a support on which an electrothermal converter is provided, 14 is a heat generating resistance layer that constitutes the electrothermal converter, and 16 and 17 are electrodes that form a pair that constitute the electrothermal converter. As shown in FIG. 1, a plurality of sets of the heating resistance layer 14 and a pair of electrodes 16 and 17 connected to the heating resistance layer 14 are provided side by side.
, 18 ', 18 ", ... Are arranged at a predetermined interval. In this embodiment, one electrode 16 is a common electrode in which a plurality of electrodes are grouped together. The electrodes 16 and 17 are respectively provided for the heating resistance layer 14 that constitutes each heating portion 18, 18 ', 18 ", ....
An electric signal is applied through the heat generating portions, and each heat generating portion generates heat based on the electric signal.

第2図に示される様に、支持体12と発熱抵抗層14と
電極16,17とを有する基板には支持体12の発熱部
側に溝が形成された天板20が接合されている。第2図
のIII−III断面図を第3図に示す。第2図及び第3図に
示される様に、天板20には各発熱部18,18′,1
8″,・・・・に対応する位置にそれぞれ第1図のII−
II方向に沿う溝22,22′,22″・・・・が形成さ
れている。これらの溝はそれぞれ支持体12との間に記
録液を収容する空間を形成する。これらの空間は記録液
に対し熱エネルギーを作用せしめる熱作用部24を有す
る。
As shown in FIG. 2, a top plate 20 having a groove formed on the heat generating portion side of the support 12 is bonded to the substrate having the support 12, the heat generation resistance layer 14, and the electrodes 16 and 17. A sectional view taken along line III-III in FIG. 2 is shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the heating elements 18, 18 ′, 1 are attached to the top plate 20.
8 ″, ... at positions corresponding to II- of FIG. 1, respectively.
Grooves 22, 22 ', 22 ", ... Are formed along the II direction. These grooves form a space for accommodating the recording liquid with the support 12. These spaces are the recording liquid. It has a heat acting portion 24 that acts on the heat energy.

第2図における左方において前記空間は外部に対し開口
しており、該開口が液体の吐出口26となる。空間は第
2図における右方において記録液供給源と接続されてい
る。そして、空間において記録信号に基づき発熱部から
熱エネルギーが発生され空間内の記録液に作用すると該
記録液中において蒸気泡が発生し、その際の圧力で吐出
口26付近の記録液が矢印Xの向きに吐出する。
On the left side in FIG. 2, the space is open to the outside, and the opening serves as a liquid discharge port 26. The space is connected to the recording liquid supply source on the right side in FIG. Then, when heat energy is generated from the heat generating portion based on the recording signal in the space and acts on the recording liquid in the space, vapor bubbles are generated in the recording liquid, and the pressure at that time causes the recording liquid near the ejection port 26 to move toward the arrow X. Discharge in the direction of.

尚、以上の説明から分る様に、第1図においては天板2
0の図示が省略されている。
As can be seen from the above description, in FIG.
The illustration of 0 is omitted.

本発明において、支持体12の材料としては特に制限は
ないが、実際上はその表面上に形成される発熱抵抗層1
4を形成する際の熱及び使用時において該発熱抵抗層1
4により発生される熱に対する耐久性の良好なものが好
適に使用される。また、支持体12としてはその表面上
に形成される発熱抵抗層14よりも大きな電気抵抗を有
するのが好ましいが、支持体12と発熱抵抗層14との
間に絶縁層を介在せしめてある場合には支持体12が発
熱抵抗層14よりも小さな電気抵抗を有する材料からな
るものであってもよい。更に、本発明においては、液体
噴射記録ヘッドの使用状況等に応じて、熱伝導性の小さ
な或いは大きな支持体12を用いることができる。
In the present invention, the material of the support 12 is not particularly limited, but in practice, the heat generating resistance layer 1 formed on the surface thereof.
The heat generating resistance layer 1 when used and when forming
Those having good durability against the heat generated by No. 4 are preferably used. Further, it is preferable that the support 12 has a larger electric resistance than the heat generating resistance layer 14 formed on the surface thereof, but when an insulating layer is interposed between the support 12 and the heat generating resistance layer 14. Alternatively, the support 12 may be made of a material having an electric resistance smaller than that of the heat generating resistance layer 14. Further, in the present invention, the support 12 having a small or large thermal conductivity can be used depending on the usage of the liquid jet recording head.

本発明において使用される支持体12としてはガラス、
セラミックス、シリコン、金属等の無機物からなるもの
やポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物からなる
ものが例示できる。
The support 12 used in the present invention is glass,
Examples thereof include those made of inorganic materials such as ceramics, silicon, and metals, and those made of organic materials such as polyamide resins and polyimide resins.

本発明においては、発熱抵抗層14は炭素原子を母体と
しシリコン原子とハロゲン原子と水素原子とを含有して
なる非晶質材料からなる。ハロゲン原子としてはF、C
l、Br、I等が利用でき、これらは単独でもよいし複
数の組合せでもよい。ハロゲン原子としてはF、Clが
好ましいものと挙げられ、その中でも取扱いが容易なこ
とからFが好ましい。
In the present invention, the heating resistance layer 14 is made of an amorphous material containing carbon atoms as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms and hydrogen atoms. F and C as halogen atoms
l, Br, I and the like can be used, and these may be used alone or in combination. The halogen atom is preferably F or Cl. Among them, F is preferable because it is easy to handle.

発熱抵抗層14中におけるシリコン原子の含有率は、使
用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択される
が、好ましくは0.0001〜40原子%であり、更に
好ましくは0.0005〜20原子%であり、好適には
0.001〜10原子%である。
The content ratio of silicon atoms in the heating resistance layer 14 is appropriately selected so as to obtain desired characteristics according to the purpose of use, but is preferably 0.0001 to 40 atom%, more preferably 0.0005 to 5 It is 20 atomic%, and preferably 0.001 to 10 atomic%.

発熱抵抗層14中におけるハロゲン原子の含有率は、使
用目的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択される
が、好ましくは0.0001〜30原子%であり、更に
好ましくは0.0005〜20原子%であり、好適には
0.001〜10原子%である。
The content of halogen atoms in the heat generation resistance layer 14 is appropriately selected so as to obtain desired characteristics depending on the purpose of use, but is preferably 0.0001 to 30 atom%, and more preferably 0.0005 to 5 atom%. It is 20 atomic%, and preferably 0.001 to 10 atomic%.

発熱抵抗層14中における水素原子の含有率は、使用目
的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択されるが、
好ましくは0.0001〜30原子%であり、更に好ま
しくは0.0005〜20原子%であり、好適には0.
001〜10原子%である。
The content ratio of hydrogen atoms in the heating resistance layer 14 is appropriately selected so that desired characteristics can be obtained according to the purpose of use.
It is preferably 0.0001 to 30 atomic%, more preferably 0.0005 to 20 atomic%, and preferably 0.1.
It is 001 to 10 atomic%.

発熱抵抗層14中におけるシリコン原子の含有率とハロ
ゲン原子の含有率と水素原子の含有率との和は、使用目
的に応じ所望の特性が得られる様に適宜選択されるが、
好ましくは0.0001〜40原子%であり、更に好ま
しくは0.0005〜30原子%であり、好適には0.
001〜20原子%である。
The sum of the content rate of silicon atoms, the content rate of halogen atoms, and the content rate of hydrogen atoms in the heating resistance layer 14 is appropriately selected so that desired characteristics can be obtained according to the purpose of use.
It is preferably 0.0001 to 40 atomic%, more preferably 0.0005 to 30 atomic%, and preferably 0.1.
It is 001 to 20 atomic%.

本発明においては、発熱抵抗層14中におけるシリコン
原子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率が膜
厚方向に変化している。発熱抵抗層14中における膜厚
方向でのシリコン原子、ハロゲン原子及び/または水素
原子の含有率変化は支持体12側から表面側へと次第に
含有率が増加する様なものでもよいし、逆に含有率が減
少する様なものでもよい。更に、シリコン原子、ハロゲ
ン原子及び/または水素原子の含有率変化は発熱抵抗層
14中において極大値あるいは極小値をもつ様なもので
もよい。これら発熱抵抗層14中における膜厚方向での
シリコン原子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含
有率変化は所望の特性が得られる様に適宜選択される。
In the present invention, the content ratio of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms in the heating resistance layer 14 changes in the film thickness direction. The change in the content ratio of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms in the film thickness direction in the heat generation resistance layer 14 may be such that the content ratio gradually increases from the support 12 side to the surface side, or conversely. The content may be reduced. Further, the content change of the silicon atom, the halogen atom and / or the hydrogen atom may have the maximum value or the minimum value in the heating resistance layer 14. The change in the content ratio of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms in the film thickness direction in the heating resistance layer 14 is appropriately selected so that desired characteristics can be obtained.

第4図〜第9図に、本発明記録ヘッドの発熱抵抗層14
中における膜厚方向に関するシリコン原子、ハロゲン原
子及び/または水素原子の含有率の変化の具体例を示
す。これらの図において、縦軸は支持体12との界面か
らの膜厚方向の距離Tを表わし、tは発熱抵抗層14の
膜厚を表わす。また、横軸はシリコン原子、ハロゲン原
子及び/または水素原子の含有率Cを表わす。尚、各図
において、縦軸T及び横軸Cのスケールは必ずしも均一
ではなく、各図の特徴が出る様に変化せしめられてい
る。従って、実際の適用に当っては各図につき具体的数
値の差異にもとづく種々の分布が用いられる。
4 to 9 show a heating resistance layer 14 of the recording head of the present invention.
Specific examples of changes in the content of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms in the film thickness direction are shown below. In these figures, the vertical axis represents the distance T in the film thickness direction from the interface with the support 12, and t represents the film thickness of the heating resistance layer 14. The horizontal axis represents the content ratio C of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms. In each figure, the scales of the vertical axis T and the horizontal axis C are not necessarily uniform, and are changed so that the characteristics of each figure are exhibited. Therefore, in actual application, various distributions based on the difference in specific numerical values are used for each figure.

例えばこれらの具体例において、第4、6、9図のよう
に発熱抵抗層中における膜厚方向でのハロゲン原子の含
有率変化が支持体側から表面側に次第に増加するような
ものである場合は、シリコンによって表面部の機械的強
度が向上することから耐キャビテーション性を高めるこ
とができる。また、第5、7図のようにシリコン原子の
含有率が支持体側から表面側に次第に減少するように変
化する場合は、表面の化学的安定性を保ったまま膜全体
の機械的強度が向上することから耐インク性及び耐キャ
ビテーション性を高めることができる。そして、第8図
のようにシリコン原子の含有率が発熱抵抗層中の中央付
近で極大値を持つような場合は、支持体接触面の硬度を
上げることなく表面の化学的安定性を保ったまま膜の機
械的強度を向上させることができるため耐インク性及び
耐キャビテーション性に加えて密着性をも高めることが
可能となる。
For example, in these specific examples, as shown in FIGS. 4, 6 and 9, when the content change of the halogen atom in the film thickness direction in the heating resistance layer gradually increases from the support side to the surface side, Since silicon improves the mechanical strength of the surface portion, cavitation resistance can be enhanced. When the content of silicon atoms changes so as to gradually decrease from the support side to the surface side as shown in FIGS. 5 and 7, the mechanical strength of the entire film is improved while maintaining the chemical stability of the surface. Therefore, the ink resistance and the cavitation resistance can be improved. Then, as shown in FIG. 8, when the content of silicon atoms has a maximum value near the center of the heating resistance layer, the chemical stability of the surface was maintained without increasing the hardness of the contact surface of the support. Since the mechanical strength of the film can be improved as it is, it becomes possible to improve the adhesion as well as the ink resistance and the cavitation resistance.

また、第4、6、9図のように発熱抵抗層中における膜
厚方向でのハロゲン原子の含有率変化が支持体側から表
面側に次第に増加するようなものである場合は、ハロゲ
ンによって表面の化学的安定性が高まることから耐イン
ク性を高めることができる。また、第5、7図のように
ハロゲン原子の含有率が支持体側から表面側に次第に減
少するように変化する場合は、ハロゲンが下部の熱伝導
性を低下させることから蓄熱性をを高めることが可能と
なる。そして、第8図のようにハロゲン原子の含有率が
発熱抵抗層中の中央付近で極大値を持つような場合は、
下部炭素の未結合の共有結合の手が多くなることから支
持体との密着性を高めることが可能となる。
In addition, as shown in FIGS. 4, 6 and 9, when the change in the content ratio of halogen atoms in the film thickness direction in the heating resistance layer is gradually increased from the support side to the surface side, the halogen-based surface Since the chemical stability is increased, the ink resistance can be improved. Also, when the content of halogen atoms changes so as to gradually decrease from the support side to the surface side as shown in FIGS. 5 and 7, the halogen lowers the thermal conductivity of the lower part, and therefore the heat storage property is enhanced. Is possible. When the content of halogen atoms has a maximum value near the center of the heating resistance layer as shown in FIG.
Since the number of unbonded covalent bonds of the lower carbon is increased, it is possible to improve the adhesion to the support.

更に、第4、6、9図のように発熱抵抗層中における膜
厚方向での水素原子の含有率変化が支持体側から表面側
に次第に増加するようなものである場合は、表面の炭素
の未結合の共有結合の手が多くなることから耐インク性
を高めることができる。また、第5、7図のように水素
原子の含有率が支持体側から表面側に次第に減少するよ
うに変化する場合は、水素が下部の熱伝導性を低下させ
ることから蓄熱性を高めることが可能となる。そして、
第8図のように水素原子の含有率が発熱抵抗層中の中央
付近で極大値を持つような場合は、下部炭素の未結合の
共有結合の手が多くなることから支持体との密着性を高
めることが可能となる。
Further, as shown in FIGS. 4, 6 and 9, when the change in the content ratio of hydrogen atoms in the film thickness direction in the heat generating resistance layer gradually increases from the support side to the surface side, Ink resistance can be improved because the number of unbonded covalent bonds increases. Further, when the content of hydrogen atoms changes so as to gradually decrease from the support side to the surface side as shown in FIGS. 5 and 7, hydrogen lowers the thermal conductivity of the lower part, so that the heat storage property can be improved. It will be possible. And
As shown in Fig. 8, when the hydrogen atom content has a maximum value near the center of the heating resistance layer, the number of unbonded covalent bonds in the lower carbon increases, and therefore the adhesion to the support is increased. It becomes possible to raise.

また、発熱抵抗層14の厚さには特に制限がない。Further, the thickness of the heating resistance layer 14 is not particularly limited.

本発明記録ヘッドにおける炭素を母体としシリコン原子
とハロゲン原子と水素原子とを含有してなる非晶質材料
(以下、「a−C:Si:(X,H)」と略記すること
がある。ここでXはハロゲン原子を表わす。)からなる
発熱抵抗層14は、たとえばグロー放電法の様なプラズ
マCVD法あるいはスパッタリング法等の真空堆積法に
よって形成される。
The recording head of the present invention may be abbreviated as an amorphous material (hereinafter, referred to as "aC: Si: (X, H)") containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms as a matrix of carbon. The heating resistance layer 14 made of X represents a halogen atom is formed by a vacuum deposition method such as a plasma CVD method such as a glow discharge method or a sputtering method.

たとえば、グロー放電法によってa−C:Si:(X,
H)からなる抵抗層14を形成するには、基本的には支
持体12を減圧下の堆積室内に配置し、該堆積室内に炭
素原子(C)を供給し得るC供給用の原料ガスとシリコ
ン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガスとハ
ロゲン原子(X)を供給し得るX供給用の原料ガスと水
素原子(H)を供給し得るH供給用の原料ガスとを導入
し、この際Si供給用原料ガス、X供給用原料ガス及び
/またはH供給用原料ガスの導入量を変化させながら該
堆積室内にて高周波またはマイクロ波を用いてグロー放
電を生起させ支持体12の表面上にa−C:Si:
(X,H)からなる層を形成させればよい。
For example, by a glow discharge method, aC: Si: (X,
In order to form the resistance layer 14 made of H), basically, the support 12 is placed in a deposition chamber under reduced pressure, and a source gas for C supply capable of supplying carbon atoms (C) is supplied into the deposition chamber. Introducing a source gas for supplying Si that can supply silicon atoms (Si), a source gas for supplying X that can supply halogen atoms (X) and a source gas for supplying H that can supply hydrogen atoms (H). At this time, while changing the introduction amount of the Si supply source gas, the X supply source gas, and / or the H supply source gas, a glow discharge is generated in the deposition chamber by using high frequency or microwave to generate the support 12. On the surface of a-C: Si:
A layer made of (X, H) may be formed.

また、スパッタリング法によってa−C:Si:(X,
H)からなる抵抗層14を形成するには、基本的には支
持体12を減圧下の堆積室内に配置し、該堆積室内にて
たとえばAr、He等の不活性ガスまたはこれらのガス
をベースとした混合ガスの雰囲気中でCで構成されたタ
ーゲットをスパッタリングする際、堆積室内にSi供給
用の原料ガス、X供給用の原料ガス及び/またはH供給
用の原料ガスを導入し、この際導入量を変化させればよ
い。
Moreover, a-C: Si: (X,
In order to form the resistance layer 14 made of H), the support 12 is basically placed in a deposition chamber under reduced pressure, and an inert gas such as Ar or He or a base gas of these gases is used in the deposition chamber. When the target composed of C is sputtered in the mixed gas atmosphere described above, a source gas for supplying Si, a source gas for supplying X and / or a source gas for supplying H are introduced into the deposition chamber. The introduction amount may be changed.

上記方法において、C供給用の原料ガス、Si供給用の
原料ガス、X供給用の原料ガス及びH供給用の原料ガス
としては常温常圧においてガス状態のもののほかに減圧
下においてガス化し得る物質を使用することができる。
In the above method, the raw material gas for supplying C, the raw material gas for supplying Si, the raw material gas for supplying X and the raw material gas for supplying H are not only those in a gas state at room temperature and normal pressure, but also substances that can be gasified under reduced pressure. Can be used.

C供給用の原料としては、たとえば炭素数1〜5の飽和
炭化水素、炭素数2〜5のエチレン系炭化水素、炭素数
2〜4のアセチレン系炭化水素、芳香族炭化水素等、具
体的には、飽和炭化水素としてはメタン(CH)、エ
タン(C)、プロパン(C)、n−ブタン
(n−C10)、ペンタン(C12)、エチレ
ン系炭化水素としてはエチレン(C)、プロピレ
ン(C)、ブテン−1(C)、ブテン−2
(C)、イソブチレン(C)、ペンテン
(C10)、アセチレン系炭化水素としてはアセチ
レン(C)、メチルアセチレン(C)、ブ
チン(C)、芳香族炭化水素としてはベンゼン
(C)等があげられる。
As the raw material for supplying C, for example, a saturated hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms, an ethylene hydrocarbon having 2 to 5 carbon atoms, an acetylene hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon and the like, specifically, the methane as a saturated hydrocarbon (CH 4), ethane (C 2 H 6), propane (C 3 H 8), n- butane (n-C 4 H 10) , pentane (C 5 H 12), ethylene Examples of hydrocarbons include ethylene (C 2 H 4 ), propylene (C 3 H 6 ), butene-1 (C 4 H 8 ), butene-2.
(C 4 H 8 ), isobutylene (C 4 H 8 ), pentene (C 5 H 10 ), acetylene hydrocarbons such as acetylene (C 2 H 2 ), methylacetylene (C 3 H 4 ), butyne (C 4 ). H 6 ), and aromatic hydrocarbons include benzene (C 6 H 6 ).

Si供給用の原料としては、たとえばSiH、Si
、Si、Si10等の水素化ケイ素(シ
ラン類)や、SiF、(SiF、(SiF
、(SiF、Si、Si、SiH
、SiH、SiCl(SiCl、S
iBr、(SiBr、SiCl、Si
等のハロゲン化ケイ素(ハロゲン原子で置換さ
れたシラン誘導体)があげられる。
Examples of raw materials for supplying Si include SiH 4 and Si 2
Silicon hydrides (silanes) such as H 6 , Si 3 H 8 and Si 4 H 10 , SiF 4 , (SiF 2 ) 5 and (SiF 2 )
6 , (SiF 2 ) 4 , Si 2 F 6 , Si 3 F 8 , SiH
F 3 , SiH 2 F 2 , SiCl 4 (SiCl 2 ) 5 , S
iBr 4 , (SiBr 2 ) 5 , Si 2 Cl 6 , Si 2 C
l 3 F 3 and halogenated silicon (silane derivatives substituted with halogen atoms) and the like.

X供給用の原料としては、たとえばハロゲン、ハロゲン
化物、ハロゲン間化合物、ハロゲン置換炭化水素誘導体
等、具体的にはハロゲンとしてはF、Cl、B
、I、ハロゲン化物としてはHF、HCl、HB
r、HI、ハロゲン間化合物としてはBrF、ClF、
ClF、BrF、BrF、IF、IF、IC
l、IBr、ハロゲン置換炭化水素誘導体としてはCF
、CHF、CH、CHF、CCl、CH
Cl、CHCl、CHCl、CBr、CHB
、CHBr、CHBr、CI、CHI
CH、CHI等があげられる。
Examples of the raw material for supplying X include halogens, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted hydrocarbon derivatives, and the like. Specifically, halogens include F 2 , Cl 2 , and B.
r 2 , I 2 , and halides such as HF, HCl, and HB
r, HI, as the interhalogen compound, BrF, ClF,
ClF 3 , BrF 5 , BrF 3 , IF 3 , IF 7 , IC
l, IBr, CF as the halogen-substituted hydrocarbon derivative
4 , CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F, CCl 4 , CH
Cl 3 , CH 2 Cl 2 , CH 3 Cl, CBr 4 , CHB
r 3 , CH 2 Br 2 , CH 3 Br, CI 4 , CHI 3 ,
CH 2 I 2, CH 3 I, and the like.

H供給用の原料としては、たとえば水素ガス、及び上記
C供給用原料でもある飽和炭化水素、エチレン系炭化水
素、アセチレン系炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水
素があげられる。
Examples of the raw material for supplying H include hydrogen gas, and hydrocarbons such as saturated hydrocarbons, ethylene-based hydrocarbons, acetylene-based hydrocarbons and aromatic hydrocarbons which are also C-supplying raw materials.

これらの原料は単独で用いてもよいし、複数組合せて用
いてもよい。
These raw materials may be used alone or in combination of two or more.

以上の様な発熱抵抗層形成法において、形成される抵抗
層14中に含まれるシリコン原子の量、ハロゲン原子の
量及び水素原子の量や抵抗層14の特性を制御するに
は、支持体温度、原料ガスの供給量、放電電力、堆積室
内の圧力等を適宜設定する。
In the method for forming a heating resistance layer as described above, in order to control the amount of silicon atoms, the amount of halogen atoms and the amount of hydrogen atoms contained in the resistance layer 14 to be formed, and the characteristics of the resistance layer 14, the support temperature should be adjusted. The supply amount of the source gas, the discharge power, the pressure in the deposition chamber, etc. are set appropriately.

特に、本発明の膜厚方向にシリコン原子、ハロゲン原子
及び/または水素原子の分布が不均一な発熱抵抗層を1
4を得るためには、堆積室内へのシリコン原子、ハロゲ
ン原子及び/または水素原子の導入量をたとえばバルブ
コントロール等により経時的に変化させるのが好まし
い。
In particular, a heating resistance layer having a non-uniform distribution of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms in the film thickness direction of the present invention is used.
In order to obtain 4, it is preferable to change the introduced amount of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms into the deposition chamber with time by, for example, valve control.

支持体温度は好ましくは20〜1500℃、更に好まし
くは30〜1200℃、最適には50〜1100℃のう
ちから選ばれる。
The support temperature is preferably 20 to 1500 ° C, more preferably 30 to 1200 ° C, and most preferably 50 to 1100 ° C.

原料ガスの供給量は目的とする発熱抵抗層性能や目標と
する成膜速度に応じ適宜決められる。
The supply amount of the raw material gas is appropriately determined according to the desired heating resistance layer performance and the target film formation rate.

放電電力は好ましくは0.001〜20W/cm2、より
好ましくは0.01〜15W/cm2、最適には0.05
〜10W/cm2のうちから選ばれる。
Discharge power is preferably 0.001~20W / cm 2, more preferably 0.01~15W / cm 2, and optimally 0.05
It is selected from the range of 10 W / cm 2 .

堆積室内の圧力は、好ましくは10−4〜10Torr、よ
り好ましくはには10−2〜5Torrとされる。
The pressure in the deposition chamber is preferably 10 −4 to 10 Torr, more preferably 10 −2 to 5 Torr.

以上の様な発熱抵抗層形成法を用いて得られる本発明記
録ヘッドの抵抗層はダイヤモンドに近い特性を有する。
即ち、たとえばビッカース硬度1800〜5000のも
のが得られる。また、シリコン原子、ハロゲン原子及び
水素原子を含有するので特に機械的強度が極めて良好で
ある。
The resistance layer of the recording head of the present invention obtained by using the heating resistance layer forming method as described above has characteristics close to those of diamond.
That is, for example, a Vickers hardness of 1800 to 5000 is obtained. Further, since it contains a silicon atom, a halogen atom and a hydrogen atom, the mechanical strength is particularly excellent.

本発明における発熱抵抗層は、機械的衝撃に対し高い耐
久性を有し且つ化学的安定性に優れているので、特別に
保護層を必要としない。したがって、本発明における発
熱抵抗層を用いた液体噴射記録ヘッドは信号入力にとも
なって発生される熱エネルギーが極めて効率よく液体に
付与されるので熱応答性が良好となる。このことは、液
体噴射記録ヘッドに入力される信号に対応して形成され
る飛翔液滴の吐出応答性の向上にもつながる。
The heat generating resistance layer in the present invention has high durability against mechanical shock and excellent chemical stability, and thus does not require a special protective layer. Therefore, in the liquid jet recording head using the heating resistance layer according to the present invention, the thermal energy generated by the signal input is applied to the liquid very efficiently, and the thermal response becomes good. This also improves the ejection response of the flying droplets formed in response to the signal input to the liquid jet recording head.

但し、所望の応答性が発揮されるのであれば、上記した
様な発熱抵抗層上に保護層を形成しても一向にかまわな
い。
However, if the desired responsiveness is exhibited, it does not matter if the protective layer is formed on the heating resistance layer as described above.

また、記録液が導電性の場合には電極間のショートを防
止する上で保護層が必要である。
Further, when the recording liquid is conductive, a protective layer is necessary to prevent a short circuit between the electrodes.

上記実施態様例においては支持体上に発熱抵抗層及び電
極をこの順に設けた例が示されているが、本発明記録ヘ
ッドにおいては支持体上に電極及び発熱抵抗層をこの順
に設けてもよい。第10図はこの様な記録ヘッドの電気
熱変換体を有する基板の部分断面図である。
In the above embodiment, an example is shown in which the heat generating resistance layer and the electrode are provided in this order on the support, but in the recording head of the present invention, the electrode and the heat generating resistance layer may be provided in this order on the support. . FIG. 10 is a partial sectional view of a substrate having an electrothermal converter of such a recording head.

尚、以上の実施態様例において、支持体12は単一のも
のであるとされているが、本発明における支持体12は
複合体であってもよい。その様な一実施態様例の構成を
第11図に示す。即ち、支持体12は基部12aと表面
層12bとの複合体からなり、基部12aとしてはたと
えば上記第1〜3図に関し説明した支持体材料を使用す
ることができまた表面層12bとしてはその上に形成さ
れる抵抗層14との密着性のより良好な材料を使用する
ことができる。表面層12bはたとえば炭素原子を母体
とする非晶質材料や従来より知られている酸化物等から
構成される。この様な表面層12bは基部12a上に上
記発熱抵抗層形成法と類似の方法により適宜の原料を用
いて堆積させることにより得られる。また、表面層12
bは通常のガラス質のグレーズ層であってもよく、ある
いは基部12aが金属であればその表面を酸化させ形成
させた酸化物層であってもよい。
In addition, although the support 12 is said to be a single support in the above-described embodiments, the support 12 in the present invention may be a composite. The structure of such an embodiment is shown in FIG. That is, the support 12 is composed of a composite of a base portion 12a and a surface layer 12b, and the support material described in connection with FIGS. 1 to 3 can be used as the base portion 12a, and the surface layer 12b can be formed thereon. It is possible to use a material having a better adhesiveness with the resistance layer 14 formed in the above. The surface layer 12b is made of, for example, an amorphous material having carbon atoms as a base material, a conventionally known oxide, or the like. Such a surface layer 12b is obtained by depositing on the base portion 12a by using a suitable raw material by a method similar to the above-mentioned heating resistance layer forming method. In addition, the surface layer 12
b may be an ordinary glassy glaze layer, or may be an oxide layer formed by oxidizing the surface of the base 12a if the base 12a is a metal.

本発明記録ヘッドにおける電極16、17は所定の導電
性を有しているものであればよく、たとえばAu、C
u、Al、Ag、Ni等の金属からなる。
The electrodes 16 and 17 in the recording head of the present invention may be those having a predetermined conductivity, such as Au and C.
It is made of a metal such as u, Al, Ag, and Ni.

次に、本発明の記録ヘッドの製造方法の概略について説
明する。
Next, an outline of a method of manufacturing the recording head of the present invention will be described.

第12図は支持体表面上に発熱抵抗層を形成する際に用
いられる堆積装置の一例を示す模式的説明図である。1
101は堆積室であり、1102〜1106はガスボン
ベであり、1107〜1111はマスフローコントロー
ラであり、1112〜1116は流入バルブであり、1
117〜1121は流出バルブであり、1122〜11
26はガスボンベのバルブであり、1127〜1131
は出口圧ゲージであり、1132は補助バルブであり、
1133はレバーであり、1134はメインバルブであ
り、1135はリークバルブであり、1136は真空計
であり、1137は製造すべき電気熱変換体を有する基
板を形成するための支持体材料であり、1138はヒー
タであり、1139は支持体支持手段であり、1140
は高電圧電源であり、1141は電極であり、1142
はシャッタである。尚、1142−1はスパッタリング
法を行なう際に電極1141に取付けられるターゲット
である。
FIG. 12 is a schematic explanatory view showing an example of a deposition apparatus used when forming a heating resistance layer on the surface of a support. 1
101 is a deposition chamber, 1102 to 1106 are gas cylinders, 1107 to 1111 are mass flow controllers, 1112 to 1116 are inflow valves, 1
117 to 1121 are outflow valves, and 1122 to 11
Numeral 26 is a gas cylinder valve, and 1127 to 1131.
Is an outlet pressure gauge, 1132 is an auxiliary valve,
1133 is a lever, 1134 is a main valve, 1135 is a leak valve, 1136 is a vacuum gauge, 1137 is a support material for forming a substrate having an electrothermal converter to be manufactured, 1138 is a heater, 1139 is a support member supporting means, 1140
Is a high voltage power supply, 1141 is an electrode, 1142
Is a shutter. Reference numeral 1142-1 is a target attached to the electrode 1141 when performing the sputtering method.

たとえば、1102にはArガスで希釈されたCF
ス(純度99.9%以上)が密封されており、1103
にはArガスで希釈されたCガス(純度99.9
%以上)が密封されており、1104にはArガスで希
釈されたSiHガス(純度99.9%以上)が密封さ
れており、1105にはArガスで希釈されたSi
ガス(純度99.9%以上)が密封されている。これ
らボンベ中のガスを堆積室1101に流入させるに先立
ち、各ガスボンベ1102〜1106のバルブ1122
〜1126及びリークバルブ1135が閉じられている
ことを確認し、また流入バルブ1112〜1116、流
出バルブ1117〜1121及び補助バルブ1132が
開かれていることを確認して、先ずメインバルブ113
4を開いて堆積室1101及びガス配管内を排気する。
次に真空計1136の読みが1.5×10−6Torrにな
った時点で、補助バルブ1132、流入バルブ1112
〜1116及び流出バルブ1117〜1121を閉じ
る。その後、堆積室1101内に導入すべきガスのボン
ベに接続されているガス配管のバルブを開いて所望のガ
スを堆積室1101内に導入する。
For example, in 1102, CF 4 gas (purity 99.9% or more) diluted with Ar gas is sealed.
C 2 F 6 gas diluted with Ar gas (purity 99.9)
% Or more), 1104 is sealed with SiH 4 gas diluted with Ar gas (purity is 99.9% or more), and 1105 is Si 2 H diluted with Ar gas.
6 gases (purity 99.9% or more) are sealed. Prior to injecting the gas in these cylinders into the deposition chamber 1101, the valves 1122 of the gas cylinders 1102 to 1106 are arranged.
~ 1126 and the leak valve 1135 are closed, and the inflow valves 1112 to 1116, the outflow valves 1117 to 1121 and the auxiliary valve 1132 are opened, the main valve 113 first.
4 is opened to exhaust the inside of the deposition chamber 1101 and the gas pipe.
Next, when the reading of the vacuum gauge 1136 reaches 1.5 × 10 −6 Torr, the auxiliary valve 1132 and the inflow valve 1112.
~ 1116 and outflow valves 1117 to 1121 are closed. Then, the valve of the gas pipe connected to the cylinder of the gas to be introduced into the deposition chamber 1101 is opened to introduce the desired gas into the deposition chamber 1101.

次に、以上の装置を用いてグロー放電法によって本発明
記録ヘッドの抵抗層を形成する場合の手順の一例につい
て説明する。バルブ1122を開いてガスボンベ110
2からCF/Arガスを流出させ、バルブ1124を
開いてガスボンベ1104からSiH/Arガスを流
出させ、出口圧ゲージ1127、1129の圧力を1kg
/cm2に調整し、次に流入バルブ1112、1114を徐
々に開いてマスフローコントローラ1107、1109
内に流入させておく。続いて、流出バルブ1117、1
119、補助バルブ1132を徐々に開いてCF/A
rガスとSiH/Arガスとを堆積室1101内に導
入する。この時、CF/Arガスの流量とSiH
Arガスの流量との比が所望の値になる様にマスフロー
コントローラ1107、1109を調整し、また堆積室
1101内の圧力が所望の値になる様に真空計1136
の読みを見ながらメインバルブ1134の開度を調整す
る。そして、堆積室1101内の支持手段1139によ
り支持されている支持体1137の温度が所望の温度に
なる様にヒータ1138により加熱した上で、シャッタ
1142を開き堆積室1101内にてグロー放電を生起
させる。そして、手動または外部駆動モータ等により流
出バルブ1117、1119の開度を変化させる操作を
行なってCF/Arガスの流量及び/またはSiH
/Arガスの流量を予め設計された変化率曲線に従って
経時的に変化させ、これにより抵抗層14中におけるS
i原子、F原子及び/またはH原子の含有率を膜厚方向
に変化させる。
Next, an example of a procedure for forming the resistance layer of the recording head of the present invention by the glow discharge method using the above apparatus will be described. Open the valve 1122 to open the gas cylinder 110.
2, CF 4 / Ar gas is flown out, the valve 1124 is opened, SiH 4 / Ar gas is flown out from the gas cylinder 1104, and the pressure of the outlet pressure gauges 1127 and 1129 is set to 1 kg.
/ cm 2 and then gradually open the inflow valves 1112, 1114 to mass flow controllers 1107, 1109.
Let it flow in. Then, the outflow valves 1117, 1
119, gradually opening the auxiliary valve 1132 to CF 4 / A
The r gas and the SiH 4 / Ar gas are introduced into the deposition chamber 1101. At this time, the flow rate of CF 4 / Ar gas and SiH 4 /
The mass flow controllers 1107 and 1109 are adjusted so that the ratio with the flow rate of Ar gas becomes a desired value, and the vacuum gauge 1136 is adjusted so that the pressure in the deposition chamber 1101 becomes a desired value.
The opening of the main valve 1134 is adjusted while watching the reading. Then, after heating by the heater 1138 so that the temperature of the support body 1137 supported by the supporting means 1139 in the deposition chamber 1101 becomes a desired temperature, the shutter 1142 is opened and a glow discharge is generated in the deposition chamber 1101. Let Then, the opening degree of the outflow valves 1117 and 1119 is changed manually or by an external drive motor to change the flow rate of CF 4 / Ar gas and / or SiH 4 gas.
/ Ar gas flow rate is changed over time according to a previously designed rate-of-change curve, whereby S in the resistance layer 14 is changed.
The content of i atoms, F atoms and / or H atoms is changed in the film thickness direction.

次に、以上の装置を用いてスパッタリング法によって本
発明記録ヘッドの抵抗層を形成する場合の手順の一例に
ついて説明する。高圧電源1140により高電圧が印加
される電極1141上には予め高純度グラファイト11
42−1をターゲットとして設置しておく。グロー放電
法の場合と同様にして、ガスボンベ1102からCF
/Arガスをガスボンベ1104からSiH/Arガ
スをそれぞれ所望の流量にて堆積室1101内に導入さ
せる。シャッタ1142を開いて、高圧電源1140を
投入することによりターゲット1142−1をスパッタ
リングする。尚、この際ヒータ1138により支持体1
137を所望の温度に加熱し、メインバルブ1134の
開度を調整することにより堆積室1101内を所望の圧
力とすることはグロー放電法の場合と同様である。そし
て、上記グロー放電法の場合と同様に流出バルブ111
7、1119の開度を変化させる操作を行なってCF
/Arガスの流量及び/またはSiH/Arガスの流
量を予め設計された変化率曲線に従って経時的に変化さ
せ、これにより抵抗層14中におけるSi原子、F原子
及び/またはH原子の含有率を膜厚方向に変化させる。
Next, an example of the procedure for forming the resistance layer of the recording head of the present invention by the sputtering method using the above apparatus will be described. The high-purity graphite 11 is previously formed on the electrode 1141 to which a high voltage is applied by the high-voltage power supply 1140.
42-1 is installed as a target. From the gas cylinder 1102 to CF 4 in the same manner as in the glow discharge method.
/ Ar gas is introduced into the deposition chamber 1101 from the gas cylinder 1104 at a desired flow rate of SiH 4 / Ar gas. The target 1142-1 is sputtered by opening the shutter 1142 and turning on the high voltage power supply 1140. At this time, the heater 1138 causes the support 1
Heating the 137 to a desired temperature and adjusting the opening of the main valve 1134 to bring the inside of the deposition chamber 1101 to a desired pressure is the same as in the glow discharge method. Then, as in the case of the glow discharge method, the outflow valve 111
7 and 1119 are operated to change the opening, and CF 4
/ Ar gas flow rate and / or SiH 4 / Ar gas flow rate is changed over time according to a previously designed change rate curve, whereby the content of Si atoms, F atoms and / or H atoms in the resistance layer 14 is increased. In the film thickness direction.

第1〜3図に示される様な液体噴射記録ヘッドの電気熱
変換体を有する基板の場合には、上記の様にして支持体
上に発熱抵抗層を形成した後に、該発熱抵抗層上に電極
形成のための導電層(たとえばAu層,Al層)を形成
し、その後フォトリソグラフィー技術を利用して導電層
及び発熱抵抗層のパターニングを行なう。そして、更に
必要ならば絶縁性材料等からなる保護層を積層してもよ
い。
In the case of the substrate having the electrothermal converter of the liquid jet recording head as shown in FIGS. 1 to 3, after the heating resistance layer is formed on the support as described above, the heating resistance layer is formed on the heating resistance layer. A conductive layer (for example, Au layer, Al layer) for forming electrodes is formed, and then the conductive layer and the heating resistance layer are patterned by using a photolithography technique. If necessary, a protective layer made of an insulating material or the like may be laminated.

また、第10図に示される様な液体噴射記録ヘッドの電
気熱変換体を有する基板の場合には、予め支持体上に導
電層を形成し、フォトリソグラフィー技術を用いて該導
電層のパターニングを行なった後に、以上の様なグロー
放電法またはスパッタリング法による発熱抵抗層の形成
が行なわれる。
Further, in the case of a substrate having an electrothermal converter of a liquid jet recording head as shown in FIG. 10, a conductive layer is previously formed on a support, and the conductive layer is patterned by using a photolithography technique. After that, the heating resistance layer is formed by the glow discharge method or the sputtering method as described above.

溝付の天板としては、たとえば上記支持体と同様な材質
からなり、適宜の手段たとえばマイクロカッターによる
機械的切削や化学的エッチング等により、また天板が感
光性ガラス等の場合には所望のパターンの露光、現像に
より溝を形成したものを利用することができる。
The grooved top plate is made of, for example, a material similar to that of the above-mentioned support, and is formed by an appropriate means such as mechanical cutting with a microcutter or chemical etching, or when the top plate is a photosensitive glass or the like. It is possible to use a pattern in which grooves are formed by exposure and development.

電気熱変換体を有する基板と天板との接合は位置合せを
十分に行なった上でたとえば接着剤による接着や天板の
材質によっては熱融着によって行なうことができる。
The substrate having the electrothermal converter and the top plate can be joined by sufficiently aligning them, and then, for example, bonding with an adhesive or heat fusion depending on the material of the top plate.

以上の実施態様例においては、第13図に部分斜視図を
示す様なタイプの液体噴射記録ヘッド即ち記録液吐出口
26が天板20に形成された溝22の方向に開口してい
るヘッドについて説明したが、本発明においては第14
図に示される様に液体吐出口26が天板20に直接設け
られていてもよい。第14図のタイプのヘッドにおいて
は天板20に形成された溝22の端部の開口は記録液導
入口として利用され、記録液は吐出口26から矢印Yの
方向に吐出する。もちろん、溝22の端部は一方が閉じ
られた形状となっていてもよく、記録液の導入も少なく
とも一方の開口から行なわればよい。
In the embodiment described above, a liquid jet recording head of the type shown in the partial perspective view in FIG. 13, that is, a head in which the recording liquid discharge port 26 is opened in the direction of the groove 22 formed in the top plate 20. As described above, in the present invention, the 14th
As shown in the drawing, the liquid discharge port 26 may be directly provided on the top plate 20. In the head of the type shown in FIG. 14, the opening at the end of the groove 22 formed in the top plate 20 is used as a recording liquid introduction port, and the recording liquid is ejected from the ejection port 26 in the direction of arrow Y. Of course, one end of the groove 22 may be closed, and the recording liquid may be introduced through at least one opening.

次に、本発明液体噴射記録ヘッドの変形例を示す。Next, a modified example of the liquid jet recording head of the present invention will be described.

第15図は上記第14図におけるIX−IX断面図である。
この場合には天板20の溝22の部分以外は電気熱変換
体を有する基板と密着している。従って、天板20の各
溝22に対応して形成される各熱作用部24は支持体1
2との密着部分よりなるバリヤ部30により互いに遮断
されている。尚、第15図において各発熱部18は各吐
出口26に対応して設けられている。
FIG. 15 is a sectional view taken along the line IX-IX in FIG.
In this case, the portion other than the groove 22 of the top plate 20 is in close contact with the substrate having the electrothermal converter. Therefore, each heat-acting part 24 formed corresponding to each groove 22 of the top plate 20 has the support 1
They are blocked from each other by a barrier portion 30 composed of a portion in close contact with 2. In addition, in FIG. 15, each heat generating portion 18 is provided corresponding to each discharge port 26.

第16〜18図はその他の例を示す第15図に対応する
断面図である。
16 to 18 are sectional views corresponding to FIG. 15 showing another example.

第16図の場合にはバリヤ部30が支持体12とは完全
には密着しておらず、各発熱部18に対応する熱作用部
24は互いに連通している。
In the case of FIG. 16, the barrier portion 30 is not completely in close contact with the support 12 and the heat acting portions 24 corresponding to the respective heat generating portions 18 are in communication with each other.

第17図の場合にはバリヤ部30が天板20ではなく基
板に形成されており、上記第16図の場合と同様各発熱
部18に対応する熱作用部24は互いに連通している。
In the case of FIG. 17, the barrier portion 30 is formed on the substrate instead of the top plate 20, and the heat acting portions 24 corresponding to the respective heat generating portions 18 communicate with each other as in the case of FIG.

第18図の場合には第15〜17図の場合の様なバリヤ
部は形成されていない。
In the case of FIG. 18, the barrier portion as in the case of FIGS. 15 to 17 is not formed.

以上の第15〜18図は第14図に示されるタイプの液
体噴射記録ヘッドについてのものであるが、第13図に
示されるタイプのものについても同様である。
The above FIGS. 15 to 18 relate to the liquid jet recording head of the type shown in FIG. 14, but the same applies to the type shown in FIG.

バリヤ部(壁)30は上記した様に必ず設けなければな
らないというものではない。隣接する吐出口から吐出さ
れる液体の吐出方向や吐出速度、または吐出量等に影響
を与えても飛翔液滴の被記録部材への着弾点に許容範囲
を越える誤差がでなければバリヤ部は必ずしも設ける必
要はない。しかし、吐出口間相互の影響を一層少なくす
るためやエネルギー効率(液体の吐出効率)を向上させ
るためにはバリヤ部を設けることは好ましい。また、バ
リヤ部は天板に一体的に形成されてもよいしバリヤ部の
みが別部材とされていてもよいのはもちろんである。平
板な天板としては前記溝付き天板と同様の材質を用いる
ことができる。また、バリヤ部及び天板としては感光性
樹脂を用いることもできる。
The barrier portion (wall) 30 is not necessarily provided as described above. Even if the ejection direction, the ejection speed, or the ejection amount of the liquid ejected from the adjacent ejection port is affected, there is no error beyond the allowable range at the landing point of the flying droplet on the recording member. It does not necessarily have to be provided. However, it is preferable to provide the barrier portion in order to further reduce the mutual influence between the ejection ports and to improve the energy efficiency (liquid ejection efficiency). Further, the barrier portion may be formed integrally with the top plate or only the barrier portion may be a separate member. As the flat top plate, the same material as that of the grooved top plate can be used. A photosensitive resin can also be used as the barrier portion and the top plate.

以下に、本発明液体噴射記録ヘッドの具体的実施例を示
す。
Specific examples of the liquid jet recording head of the present invention will be described below.

[実施例] 先ず、以下の実施例及び比較例において使用される電気
熱変換体を有する基板を次の要領で作成した。
Example First, a substrate having an electrothermal converter used in the following examples and comparative examples was prepared in the following manner.

支持体としては、コーニング社製の#7059ガラス、
表面層として熱酸化SiO蓄熱層(厚さ5μm)を設
けたSi板を用いた。
As the support, # 7059 glass manufactured by Corning,
A Si plate provided with a thermally oxidized SiO 2 heat storage layer (thickness 5 μm) was used as the surface layer.

支持体上に発熱抵抗層及び電極、ならびに場合により更
に保護層を形成する。これら発熱抵抗層、電極及び保護
層の層構成は以下のA,B,Cの3種類のタイプとし
た。
A heating resistance layer and an electrode, and optionally a protective layer are further formed on the support. The layer configurations of the heat generating resistance layer, the electrode and the protective layer were the following three types A, B and C.

タイプA 支持体上に第12図に示される堆積装置を用いて発熱抵
抗層を形成した。堆積の際の条件は第1表及び第2表に
それぞれ示される通りである。尚、第1表記載の実施例
はグロー放電法で行なわれ、また第2表記載の実施例及
び比較例はスパッタリング法により行なわれた。スパッ
タリングの際のターゲットとしては比較例を除いてグラ
ファイト(99.99%)が用いられ、比較例はHfB
が用いられた。
A heating resistance layer was formed on the type A support using the deposition apparatus shown in FIG. The conditions for the deposition are as shown in Table 1 and Table 2, respectively. The examples shown in Table 1 were performed by the glow discharge method, and the examples and comparative examples shown in Table 2 were performed by the sputtering method. Graphite (99.99%) was used as the target during sputtering except for the comparative example, and the comparative example was HfB.
2 was used.

堆積中において各ガスの流量及びその他の条件は第1表
及び第2表にそれぞれ示されるとおりに保たれ、第3表
に示される厚さの発熱抵抗層が形成された。次に、その
発熱抵抗層上に電子ビーム法によりAl層を形成しフォ
トリソグラフィー技術によりレジストパターンを形成
し、Al層を所望の形状にエッチングして複数対の電極
を形成した。続いて、フォトリソグラフィー技術により
レジストパターンを形成してHF系エッチング液を用い
て所定の部分の発熱抵抗層を除去した。その一例とし
て、40μm×200μmの発熱抵抗層の部分からなる
発熱部に上記電極が付されている発熱抵抗素子を形成し
た。この発熱部は8個/mmピッチで配列した。
During the deposition, the flow rate of each gas and other conditions were maintained as shown in Tables 1 and 2, respectively, and the heating resistance layer having the thickness shown in Table 3 was formed. Next, an Al layer was formed on the heating resistance layer by an electron beam method, a resist pattern was formed by a photolithography technique, and the Al layer was etched into a desired shape to form a plurality of pairs of electrodes. Subsequently, a resist pattern was formed by a photolithography technique, and the heating resistance layer in a predetermined portion was removed using an HF-based etching solution. As an example thereof, a heat generating resistance element having the above electrode attached to a heat generating portion formed of a heat generating resistance layer of 40 μm × 200 μm was formed. The heat generating parts were arranged at a pitch of 8 pieces / mm.

次に、感光性ポリイミド(商品名フォトニース)をスピ
ンコートする。そして、80℃で1時間プリベークし、
アライナーで露光後、現像し、発熱部を窓あけ構造とし
た構成にする。そして、140℃で30分更に400℃
で1時間ポストベークをして電気熱変換体を有する基板
が完成する。
Next, photosensitive polyimide (trade name: Photo Nice) is spin-coated. Then, pre-bake at 80 ° C for 1 hour,
After exposure with an aligner, development is performed to form a heating portion with a window opening structure. Then, at 140 ° C for 30 minutes, 400 ° C
Then, post-baking is performed for 1 hour to complete the substrate having the electrothermal converter.

尚、かくして得られた電気熱変換体の各発熱部の抵抗は
第3表に示される通りであった。
The resistance of each heat generating portion of the electrothermal converter thus obtained was as shown in Table 3.

尚、感光性ポリイミドはAl電極のインク中における電
解を防ぐためのものである。
The photosensitive polyimide is for preventing electrolysis of the Al electrode in the ink.

完成した電気熱変換体を有する基板の模式的斜視図を第
19図に、模式的断面図を第20図に示す。図におい
て、28はポリイミド層である。
A schematic perspective view of the substrate having the completed electrothermal converter is shown in FIG. 19 and a schematic sectional view thereof is shown in FIG. In the figure, 28 is a polyimide layer.

タイプB タイプAの場合と同様にして支持体上に発熱抵抗層を形
成した。堆積の条件は第1表及び第2表にそれぞれ示さ
れる通りである。なお、堆積中において各ガスの流量及
びその他の条件は第1表及び第2表にそれぞれ示される
とおりに保たれ、第3表に示される厚さの発熱抵抗層を
が形成された。次に、その発熱抵抗層上に電子ビーム法
によりAu層を形成しフォトリソグラフィー技術により
レジストパターンを形成しAu層を所望の形状にエッチ
ングして複数対の電極を形成した。続いて、フォトリソ
グラフィー技術によりレジストパターンを形成してHF
系エッチング液を用いて所定の部分の発熱抵抗層を除去
した。その一例として40μm×200μmの発熱抵抗
層の部分からなる発熱部に上記電極が付されている発熱
抵抗素子を形成した。この発熱部は8個/mmピッチで配
列した。かくして、電気熱変換体を有する基板が完成す
る。
Type B A heating resistance layer was formed on the support in the same manner as in the case of type A. The deposition conditions are as shown in Table 1 and Table 2, respectively. During the deposition, the flow rate of each gas and other conditions were maintained as shown in Table 1 and Table 2, respectively, and the heating resistance layer having the thickness shown in Table 3 was formed. Next, an Au layer was formed on the heating resistance layer by an electron beam method, a resist pattern was formed by a photolithography technique, and the Au layer was etched into a desired shape to form a plurality of pairs of electrodes. Then, a resist pattern is formed by photolithography technique to form HF.
The heating resistance layer in a predetermined portion was removed by using a system etching solution. As an example thereof, a heating resistor element having the above-mentioned electrode attached to a heating portion formed of a 40 μm × 200 μm heating resistor layer was formed. The heat generating parts were arranged at a pitch of 8 pieces / mm. Thus, the substrate having the electrothermal converter is completed.

尚、かくして得られた電気熱変換体の各発熱部の抵抗は
第3表に示される通りであった。
The resistance of each heat generating portion of the electrothermal converter thus obtained was as shown in Table 3.

完成した電気熱変換体を有する基板の模式的斜視図を第
21図に、模式的断面図を第22図に示す。
A schematic perspective view of the substrate having the completed electrothermal converter is shown in FIG. 21, and a schematic sectional view thereof is shown in FIG.

タイプC 支持体上に電子ビーム法によりAl層を形成しフォトリ
ソグラフィー技術によりレジストパターンを形成しAl
層を所望の形状にエッチングして複数対の電極を形成し
た。次に、パターンが形成されたAl層の上に発熱抵抗
層を形成した。
An Al layer is formed on the type C support by an electron beam method, and a resist pattern is formed by a photolithography technique.
The layers were etched into the desired shape to form pairs of electrodes. Next, a heating resistance layer was formed on the patterned Al layer.

発熱抵抗層はタイプAの場合と同様にして形成された。
堆積の条件は第1表及び第2表にそれぞれ示される通り
に保たれ、第3表に示される厚さの発熱抵抗層が形成さ
れた。続いて、フォトリソグラフィー技術によりレジス
トパターンを形成してHF系エッチング液を用いて所定
の部分の発熱抵抗層を除去した。その一例として40μ
m×200μmの発熱抵抗層の部分からなる発熱部に上
記電極が付されている発熱抵抗素子を形成した。この発
熱部は8個/mmピッチで配列した。尚、Al電極はこの
発熱抵抗層によって保護されているので保護膜を形成す
る必要はない。かくして、電気熱変換体を有する基板が
完成する。
The heating resistance layer was formed in the same manner as in the case of type A.
The deposition conditions were kept as shown in Tables 1 and 2, respectively, and the heating resistance layer having the thickness shown in Table 3 was formed. Subsequently, a resist pattern was formed by a photolithography technique, and the heating resistance layer in a predetermined portion was removed using an HF-based etching solution. As an example, 40μ
A heating resistor element was formed in which the above electrodes were attached to the heating portion consisting of the heating resistor layer of m × 200 μm. The heat generating parts were arranged at a pitch of 8 pieces / mm. Since the Al electrode is protected by this heating resistance layer, it is not necessary to form a protective film. Thus, the substrate having the electrothermal converter is completed.

尚、かくして得られた電気熱変換体の各発熱部の抵抗は
第3表に示される通りであった。
The resistance of each heat generating portion of the electrothermal converter thus obtained was as shown in Table 3.

完成した電気熱変換体を有する基板の模式的斜視図を第
23図に、模式的断面図を第24図に示す。
A schematic perspective view of the substrate having the completed electrothermal converter is shown in FIG. 23, and a schematic sectional view thereof is shown in FIG.

以上の様にして完成した電気熱変換体を有する基板を用
いて液体噴射記録ヘッドを作成する。作成されるヘッド
には上記第13図に示されるタイプ(以下、タイプ1と
いう)及び上記第14図に示されるタイプ(以下、タイ
プ2という)がある。
A liquid jet recording head is produced using the substrate having the electrothermal converter completed as described above. The heads to be created include the type shown in FIG. 13 (hereinafter referred to as type 1) and the type shown in FIG. 14 (hereinafter referred to as type 2).

タイプ1については2種類の作成方法により、またタイ
プ2については1種類の作成方法により作成が行なわれ
た。以下、それらの作成方法について述べる。
Type 1 was prepared by two kinds of preparation methods, and type 2 was prepared by one kind of preparation methods. The method of creating them will be described below.

タイプ1−1 先ず、第25図の模式的斜視図に示す様に、ガラス板4
0に複数本の溝22(幅40μm,深さ40μm)と共
通インク室となる溝42とをマイクロカッターを用いて
切削形成してなる溝付きの天板20を作成する。
Type 1-1 First, as shown in the schematic perspective view of FIG.
A plurality of grooves 22 (width 40 μm, depth 40 μm) and a groove 42 serving as a common ink chamber are formed by cutting with a micro-cutter at 0 to form a grooved top plate 20.

次に、上記で完成した基板と天板20とを発熱部と溝2
2との位置合せをした上で接合し、更に第26図の模式
的斜視図に示す様に不図示のインク供給部から共通イン
ク室にインクを導入するためのインク導入管44を接続
して記録ヘッド46を一体的に完成した。
Next, the substrate and the top plate 20 completed as described above are combined with the heating portion and the groove 2.
2 and are joined together, and as shown in a schematic perspective view of FIG. 26, an ink introducing pipe 44 for introducing ink from an ink supply unit (not shown) into the common ink chamber is connected. The recording head 46 is integrally completed.

タイプ1−2 上記で完成した基板上に感光性フィルム50(商品名オ
ーディール、東京応化)をラミネートする。そして、ア
ライナーで露光し、現像し、所望のパターン形状に作成
する。次に、感光性樹脂フィルム52(商品名オーデイ
ール、東京応化)をラミネートしたガラス板54を上記
のパターン形成したフィルム上にはりあわせ接合する。
そして、この接合体をたとえばダイシング切断等の機械
加工により整形して吐出口26を形成し、更に不図示の
インク供給部から共通インク室にインク導入管44を接
続して、第27図の模式的斜視図に示す様な記録ヘッド
56が一体的に完成した。
Type 1-2 A photosensitive film 50 (trade name: O'Deil, Tokyo Ohka) is laminated on the substrate completed above. Then, it is exposed with an aligner and developed to form a desired pattern shape. Next, a glass plate 54 laminated with a photosensitive resin film 52 (trade name: Audeil, Tokyo Ohka) is laminated and bonded on the above-mentioned patterned film.
The joined body is shaped by, for example, mechanical processing such as dicing to form the ejection port 26, and the ink supply tube (not shown) is connected to the common ink chamber to connect the ink introducing tube 44 to the pattern shown in FIG. The recording head 56 as shown in the schematic perspective view is integrally completed.

タイプ2 先ず、吐出口26が形成された天板20を作成する。天
板20はエッチングなどで溝をつけたステンレス板上に
感光性フィルム(商品名PHT−145FT−50、日
立化成)のパターンを形成し、そしてその上にNiメッ
キで電鋳をして作成する。吐出口26として穴があく部
分は感光性フィルムのパターンがあるところである。こ
の様にして作成した天板20と上記で完成した基板とを
発熱部とこれに対応した吐出口26とで位置合せをして
接着剤で接合する。尚、基板は天板20内にインクが供
給できる様に、機械加工で穴をあけてある。次に、接合
した基板の背面に不図示のインク供給部から共通インク
室にインクを導入するための導入管60を接合して第2
8図の模式的斜視図に示す様な記録ヘッド62を一体的
に完成した。尚、64は天板20の凹部でありバリヤ部
を構成する。
Type 2 First, the top plate 20 on which the discharge ports 26 are formed is created. The top plate 20 is formed by forming a pattern of a photosensitive film (trade name: PHT-145FT-50, Hitachi Chemical Co., Ltd.) on a stainless plate having a groove formed by etching, etc., and electroforming with Ni plating thereon. . The portion where the ejection port 26 has a hole is where the pattern of the photosensitive film exists. The top plate 20 thus formed and the substrate completed as described above are aligned with the heat generating portion and the discharge port 26 corresponding thereto, and are joined with an adhesive. The substrate is machined so that ink can be supplied to the top plate 20. Next, an introduction pipe 60 for introducing ink from an ink supply unit (not shown) to the common ink chamber is joined to the back surface of the joined substrate to form a second
A recording head 62 as shown in the schematic perspective view of FIG. 8 was integrally completed. Incidentally, reference numeral 64 is a concave portion of the top plate 20 and constitutes a barrier portion.

電気熱変換体を有する基板の層構成のタイプA、タイプ
B、タイプCとヘッド作成方法のタイプ1−1,タイプ
1−2,タイプ2との組合せがあるが、以下の耐久性実
験においてはタイプAとタイプ1−1との組合せが用い
られた。
There are combinations of type A, type B, and type C of the layer structure of the substrate having the electrothermal converter and type 1-1, type 1-2, and type 2 of the head manufacturing method. A combination of type A and type 1-1 was used.

以下、作成された記録ヘッドの耐久性についての実験に
ついて述べる。
Hereinafter, an experiment on durability of the produced recording head will be described.

以上において作成された記録ヘッドには各発熱部に関す
る個別の電極17と各発熱部に共通の電極16とにそれ
ぞれ接続されている電極リード(個別電極リード及び共
通電極リード:不図示)を有するリード基板が付設さ
れ、記録ヘッドユニットが完成した。
A lead having an electrode lead (individual electrode lead and common electrode lead: not shown) respectively connected to the individual electrode 17 relating to each heat generating portion and the electrode 16 common to each heat generating portion is provided in the recording head created as described above. The substrate was attached and the recording head unit was completed.

これら記録ヘッドユニットを用いて、第29図に概略斜
視図の示される様な液体噴射記録装置を構成した。
Using these recording head units, a liquid jet recording apparatus having a schematic perspective view shown in FIG. 29 was constructed.

第29図において、70は記録ヘッドユニットであり、
72は該記録ヘッドユニット70の載置されているキャ
リッジであり、74は該キャリッジ72の往復移動のた
めのガイド部材である。また、76はプラテンであり、
78は該プラテン76上に保持されている被記録部材た
とえば紙である。
In FIG. 29, 70 is a recording head unit,
72 is a carriage on which the recording head unit 70 is mounted, and 74 is a guide member for reciprocating the carriage 72. 76 is a platen,
Reference numeral 78 denotes a recording member, such as paper, held on the platen 76.

記録ヘッドユニット70の記録液吐出口は矢印Zの方向
を向いており、記録液は該矢印方向に液滴となって吐出
せしめられ、プラテン76上の被記録部材78上にドッ
ト状に付着する。適宜の駆動手段により記録ヘッドユニ
ット70をガイド部材74に沿って移動させることによ
り主走査が行なわれ、一方適宜の駆動手段によりプラテ
ン76を回転軸77のまわりに回転させることにより副
走査が行なわれ、これにより被記録部材78上に記録が
行なわれる。
The recording liquid ejection port of the recording head unit 70 is directed in the direction of arrow Z, and the recording liquid is ejected as droplets in the direction of the arrow and adheres in a dot shape onto the recording target member 78 on the platen 76. . Main scanning is performed by moving the recording head unit 70 along the guide member 74 by appropriate driving means, while sub-scanning is performed by rotating the platen 76 around the rotation axis 77 by appropriate driving means. Thus, recording is performed on the recording member 78.

実験条件は次の通りであった。The experimental conditions were as follows.

発熱部に10μsecのパルス幅、200μsecのパ
ルス入力周期で最低発泡電圧(インク中で発泡しはじめ
る電圧)の1.2倍の電圧(たとえば最低発泡電圧が2
0Vであれば24V)の矩形パルスを印加した。用いた
インクの組成は以下の通りであった。
With a pulse width of 10 μsec and a pulse input period of 200 μsec to the heat generating portion, a voltage 1.2 times the minimum foaming voltage (voltage at which foaming starts in ink) (for example, the minimum foaming voltage is 2).
If it is 0 V, a rectangular pulse of 24 V) was applied. The composition of the ink used was as follows.

水 68重量部 DEG 30重量部 黒色染料 2重量部 上記実験条件及びインクを用いてインク滴吐出実験を行
なったところ、第3表に示す様な耐久性評価が得られ
た。
Water 68 parts by weight DEG 30 parts by weight Black dye 2 parts by weight When an ink droplet ejection experiment was conducted using the above experimental conditions and ink, durability evaluation as shown in Table 3 was obtained.

なお、このらの実施例及び比較例における耐久性の評価
は次の通り電気的パルスの繰返し印加可能回数により行
なった。即ち、第3表中の耐久性の欄に示されている
「○」、「×」は、以下の通り電気的パルスの繰返し印
加回数が何回であったかを示している。
The durability of these examples and comparative examples was evaluated by the number of times the electric pulse could be repeatedly applied as follows. That is, “◯” and “×” shown in the column of durability in Table 3 indicate how many times the electric pulse was repeatedly applied.

○ 1010回以上 × 10回以下 ここで電気的パルスの繰り返し印加数が、10回以上
のときは従来の記録ヘッドに比べ格段に優れた耐久性を
持つものであり、記録ヘッドに求められる寿命を充分に
満足するものである。そして、10回以下のときはユ
ーザーが使用する際に必要な印字耐久性としては不充分
なものである。
○ 10 10 times or more × 10 6 times or less Here, when the number of repeated application of the electric pulse is 10 9 times or more, the durability is remarkably superior to that of the conventional recording head. The product has a sufficiently long life. And, when it is 10 6 times or less, the printing durability required for use by the user is insufficient.

また、層厚、抵抗値に関しては耐久性をほぼ同じ条件で
評価できるように、発熱抵抗層の夫々の数値を適宜調整
した。
Further, regarding the layer thickness and the resistance value, each numerical value of the heating resistance layer was appropriately adjusted so that the durability could be evaluated under substantially the same conditions.

以上の結果から、本発明の実施例においては比較例に比
べて著しく優れた耐久性を有する記録ヘッドが得られた
ことが分る。また、本発明実施例においては記録性も優
れていいるものであった。
From the above results, it can be seen that in the example of the present invention, the recording head having significantly superior durability as compared with the comparative example was obtained. Further, in the examples of the present invention, the recording property was also excellent.

上記耐久性実験においては上記タイプAとタイプ1−1
との組合せが用いられたが、他の組合せにおいても同様
の結果が得られた。
In the durability test, the type A and the type 1-1 were used.
Was used, but similar results were obtained with other combinations.

次に、本発明液体噴射記録装置の一実施態様例の一部切
欠斜視図を第30図に示す。
Next, FIG. 30 shows a partially cutaway perspective view of an embodiment of the liquid jet recording apparatus of the present invention.

本実施態様例においては、2個の記録ヘッドユニット7
0がそれぞれ押え部材71により並列にキャリッジ72
に固定されて載置されている。記録ヘッドユニット70
はいわゆる使い捨てタイプのものであり、記録液を内蔵
している。キャリッジ72のガイド部材74に沿っての
移動は、プーリ80,81間に巻回されたワイヤ82の
一部を上記キャリッジ72に固定しておき、モータ84
によりプーリ81を駆動回転させることにより行なわれ
る。
In this embodiment, two recording head units 7
0 are held in parallel by carriages 72 by pressing members 71.
It is fixed and placed on. Recording head unit 70
Is a so-called disposable type and contains a recording liquid. To move the carriage 72 along the guide member 74, a part of the wire 82 wound between the pulleys 80 and 81 is fixed to the carriage 72, and the motor 84 is moved.
Is performed by drivingly rotating the pulley 81.

一方、プラテン76の回転軸77はモータ86及びギヤ
機構88により駆動回転せしめられ、これにより被記録
部材78が送られる。
On the other hand, the rotary shaft 77 of the platen 76 is driven and rotated by the motor 86 and the gear mechanism 88, and the recording target member 78 is thereby sent.

90はキャリッジ72を介して記録ヘッドユニット70
に対しZ方向への記録液の吐出の電気信号を供給するた
め、キャリッジ72に接続されているフレキシブル配線
板である。
Reference numeral 90 denotes the recording head unit 70 via the carriage 72.
Is a flexible wiring board connected to the carriage 72 for supplying an electric signal for discharging the recording liquid in the Z direction.

[発明の効果] 以上の様な本発明によれば、発熱抵抗層として炭素原子
を母体としシリコン原子とハロゲン原子と水素原子とを
含有してなる非晶質材料を用いていることにより、化学
的安定性が高く、耐電気化学反応性、耐酸化性に優れ、
且つ耐機械的衝撃性、耐熱性に優れた電気熱変換体を有
し、従って熱応答性及び繰返し使用耐久性が極めて良好
な液体噴射記録ヘッド及び液体噴射記録装置が提供され
る。本発明によれば特に機械的強度の優れた電気熱変換
体が得られる。
[Advantages of the Invention] According to the present invention as described above, the use of an amorphous material containing a carbon atom as a base material, a silicon atom, a halogen atom, and a hydrogen atom as the heating resistance layer provides High stability, excellent electrochemical reaction resistance, oxidation resistance,
Further, there is provided a liquid jet recording head and a liquid jet recording apparatus which have an electrothermal converter excellent in mechanical shock resistance and heat resistance, and therefore have extremely excellent thermal response and durability against repeated use. According to the present invention, an electrothermal converter having excellent mechanical strength can be obtained.

よって、本発明により高周波数応答でしかも信頼性の高
い液体噴射記録を実現することが可能となる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize liquid jet recording with high frequency response and high reliability.

更に、本発明によれば、発熱抵抗層中におけるシリコン
原子、ハロゲン原子及び/または水素原子の含有率を膜
厚方向に変化させているので、蓄熱性や放熱性や支持体
と抵抗層との密着性や記録液との耐化学反応性等の種々
の特性を容易に実現することができる。
Further, according to the present invention, since the content ratio of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms in the heat generating resistance layer is changed in the film thickness direction, heat storage properties, heat dissipation properties, support and resistance layer It is possible to easily realize various characteristics such as adhesion and chemical reaction resistance with the recording liquid.

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

第1図は本発明記録ヘッドの部分平面図であり、第2図
はそのII−II断面図であり、第3図は第2図のIII−III
断面図である。 第4〜9図は発熱抵抗層中におけるシリコン原子、ハロ
ゲン原子及び/または水素原子の含有率の分布を示すグ
ラフである。 第10図及び第11図は本発明記録ヘッドの電気熱変換
体を有する基板の部分断面図である。 第12図は堆積装置の模式的説明図である。 第13図及び第14図は本発明記録ヘッドの部分斜視図
である。 第15図〜第18図は本発明記録ヘッドの部分断面図で
ある。 第19図、第21図及び第23図は本発明記録ヘッドの
電気熱変換体を有する基板の斜視図であり、第20図、
第22図及び第24図はそれぞれそれらの断面図であ
る。 第25図は本発明記録ヘッドの天板の斜視図である。 第26図、第27図及び第28図は本発明記録ヘッドの
斜視図である。 第29図は本発明記録装置の斜視図である。 第30図は本発明記録装置の一部切欠斜視図である。 12:支持体、24:発熱抵抗層 16,17:電極、18:発熱部 20:天板、24:熱作用部 26:吐出口
1 is a partial plan view of the recording head of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II, and FIG. 3 is a line III-III in FIG.
FIG. 4 to 9 are graphs showing distributions of the content rates of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms in the heating resistance layer. 10 and 11 are partial cross-sectional views of the substrate having the electrothermal converter of the recording head of the present invention. FIG. 12 is a schematic explanatory view of a deposition apparatus. 13 and 14 are partial perspective views of the recording head of the present invention. 15 to 18 are partial sectional views of the recording head of the present invention. FIG. 19, FIG. 21 and FIG. 23 are perspective views of the substrate having the electrothermal converter of the recording head of the present invention, and FIG.
22 and 24 are cross-sectional views thereof. FIG. 25 is a perspective view of the top plate of the recording head of the present invention. 26, 27 and 28 are perspective views of the recording head of the present invention. FIG. 29 is a perspective view of the recording apparatus of the present invention. FIG. 30 is a partially cutaway perspective view of the recording apparatus of the present invention. 12: support body, 24: heat generation resistance layer 16, 17: electrode, 18: heat generation part 20: top plate, 24: heat acting part 26: discharge port

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小室 博和 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 (72)発明者 矢野 泰弘 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 Hirokazu Komuro 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yasuhiro Yano 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Kya Non non corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液体を吐出して飛翔的液滴を形成するため
に設けられた吐出口と、前記液体を収容し前記飛翔的液
滴を形成するために利用される熱エネルギーを前記液体
に作用せしめる熱作用部と、前記熱作用部に設けられ前
記熱エネルギーを発生する電気熱変換体と、を具備する
液体噴射記録ヘッドと、前記飛翔的液滴が付着する被記
録媒体を搬送する搬送手段と、を搭載する液体噴射記録
装置において、前記電気熱変換体を構成する発熱抵抗層
が炭素原子を母体としシリコン原子とハロゲン原子と水
素原子とを含有してなる非晶質材料からなり、該発熱抵
抗層においてシリコン原子、ハロゲン原子及び/または
水素原子の含有率が膜厚方向に変化していることを特徴
とする液体噴射記録装置。
1. An ejection port provided for ejecting a liquid to form flying droplets, and thermal energy used for accommodating the liquid and forming the flying droplets to the liquid. A liquid jet recording head including a heat acting portion for acting and an electrothermal converter provided in the heat acting portion for generating the thermal energy, and a conveyance for conveying a recording medium to which the flying droplets adhere. In the liquid jet recording apparatus having means, the heating resistance layer constituting the electrothermal converter is made of an amorphous material containing carbon atoms as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms and hydrogen atoms, A liquid jet recording apparatus, wherein the content ratio of silicon atoms, halogen atoms and / or hydrogen atoms in the heating resistance layer changes in the film thickness direction.
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