JPH08150719A - インクジェット記録手段およびインクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット記録手段およびインクジェット記録装置Info
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- JPH08150719A JPH08150719A JP29639494A JP29639494A JPH08150719A JP H08150719 A JPH08150719 A JP H08150719A JP 29639494 A JP29639494 A JP 29639494A JP 29639494 A JP29639494 A JP 29639494A JP H08150719 A JPH08150719 A JP H08150719A
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- jet recording
- junction
- polycrystalline silicon
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 必要充分な素子特性を有して素子分離領域が
小さい、安価なダイオードアレイを用いたインクジェッ
ト記録手段および記録装置を提供する。 【構成】 記録手段が、絶縁体基板１００上に形成され
る多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード１０５によってス
イッチングを行い、多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
１０５のＰＮ接合面が絶縁体基板１００面に対して垂直
な方向に形成される。このとき、絶縁体基板１００をシ
リコンウェハを酸化した基板またはガラス基板とするこ
とができる。また、多結晶シリコンの膜厚を５００Åな
いし２０００Åとし、ＰＮ接合面積を１×１０2 μｍ2
ないし１×１０3 μｍ2 とすることができる。さらに、
インクジェット記録手段が備えるインク吐出用の熱エネ
ルギを発生するための電気熱変換体によって印加される
熱エネルギによって、インクに生ずる膜沸騰を利用して
吐出口からインクを吐出させることができる。
小さい、安価なダイオードアレイを用いたインクジェッ
ト記録手段および記録装置を提供する。 【構成】 記録手段が、絶縁体基板１００上に形成され
る多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード１０５によってス
イッチングを行い、多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
１０５のＰＮ接合面が絶縁体基板１００面に対して垂直
な方向に形成される。このとき、絶縁体基板１００をシ
リコンウェハを酸化した基板またはガラス基板とするこ
とができる。また、多結晶シリコンの膜厚を５００Åな
いし２０００Åとし、ＰＮ接合面積を１×１０2 μｍ2
ないし１×１０3 μｍ2 とすることができる。さらに、
インクジェット記録手段が備えるインク吐出用の熱エネ
ルギを発生するための電気熱変換体によって印加される
熱エネルギによって、インクに生ずる膜沸騰を利用して
吐出口からインクを吐出させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録手段
（以下、インクジェット記録ヘッドと記述する）および
インクジェット記録装置に関し、特に絶縁体基板上に形
成した多結晶シリコン（以下、ポリシリコンと記述す
る）でダイオードアレイを構成し、このダイオードによ
ってスイッチングを行うインクジェット記録ヘッドおよ
びインクジェット記録装置に関する。
（以下、インクジェット記録ヘッドと記述する）および
インクジェット記録装置に関し、特に絶縁体基板上に形
成した多結晶シリコン（以下、ポリシリコンと記述す
る）でダイオードアレイを構成し、このダイオードによ
ってスイッチングを行うインクジェット記録ヘッドおよ
びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インクジェット記録ヘッド、特に
ヒータ発熱によるインクの発泡を利用したインクジェッ
ト記録ヘッドでは、電流のスイッチングにはＰＮ接合ダ
イオード、バイポーラトランジスタ、またはＭＯＳトラ
ンジスタが使われており、これらの半導体素子は通常単
結晶シリコンで形成されている。
ヒータ発熱によるインクの発泡を利用したインクジェッ
ト記録ヘッドでは、電流のスイッチングにはＰＮ接合ダ
イオード、バイポーラトランジスタ、またはＭＯＳトラ
ンジスタが使われており、これらの半導体素子は通常単
結晶シリコンで形成されている。
【０００３】図８は従来例における単結晶シリコンのＰ
Ｎ接合ダイオードを示す図であり、図８（ａ）は断面
図、図８（ｂ）は等価回路図である。図８においてはバ
イポーラトランジスタのベースとコレクタとをアルミ配
線によって短絡して、ＰＮ接合ダイオードとして動作さ
せている。このようにＰＮ接合ダイオードをバイポーラ
トランジスタを用いて構成しているのは、素子分離によ
って隣り合うトランジスタの干渉を防いでラッチアップ
を防止するためである。また、トランジスタ動作をさせ
ることによって、駆動電流を大きくすることができる。
Ｎ接合ダイオードを示す図であり、図８（ａ）は断面
図、図８（ｂ）は等価回路図である。図８においてはバ
イポーラトランジスタのベースとコレクタとをアルミ配
線によって短絡して、ＰＮ接合ダイオードとして動作さ
せている。このようにＰＮ接合ダイオードをバイポーラ
トランジスタを用いて構成しているのは、素子分離によ
って隣り合うトランジスタの干渉を防いでラッチアップ
を防止するためである。また、トランジスタ動作をさせ
ることによって、駆動電流を大きくすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、単結晶シリコンを用いているために以下に示す
ような問題点があった。 （１）使用する基板が高価である。 （２）高温プロセスが必要となる。 （３）大きな素子分離領域が必要となる。 （４）素子特性がオーバスペックとなる。
例では、単結晶シリコンを用いているために以下に示す
ような問題点があった。 （１）使用する基板が高価である。 （２）高温プロセスが必要となる。 （３）大きな素子分離領域が必要となる。 （４）素子特性がオーバスペックとなる。
【０００５】このような点に鑑み本発明は、必要充分な
素子特性を有して素子分離領域が小さい、安価なダイオ
ードアレイを用いたインクジェット記録手段およびイン
クジェット記録装置を提供することを目的とする。
素子特性を有して素子分離領域が小さい、安価なダイオ
ードアレイを用いたインクジェット記録手段およびイン
クジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録手段は、絶縁体基板上に形成される多結晶シリコン
ＰＮ接合ダイオードによってスイッチングを行い、前記
多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードのＰＮ接合面が前記
絶縁体基板面に対して垂直な方向に形成されている。
記録手段は、絶縁体基板上に形成される多結晶シリコン
ＰＮ接合ダイオードによってスイッチングを行い、前記
多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードのＰＮ接合面が前記
絶縁体基板面に対して垂直な方向に形成されている。
【０００７】上記本発明のインクジェット記録手段は、
前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードのＰＮ接合面が
平面以外の曲面であることができる。
前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードのＰＮ接合面が
平面以外の曲面であることができる。
【０００８】また、上記本発明のインクジェット記録手
段は、前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードのＰＮ接
合面が閉じた面であって、該閉じたＰＮ接合面の内側が
Ｎ型多結晶シリコンまたはＰ型多結晶シリコンを有し、
該閉じたＰＮ接合面の外側がＰ型多結晶シリコンまたは
Ｎ型多結晶シリコンを有することができる。
段は、前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードのＰＮ接
合面が閉じた面であって、該閉じたＰＮ接合面の内側が
Ｎ型多結晶シリコンまたはＰ型多結晶シリコンを有し、
該閉じたＰＮ接合面の外側がＰ型多結晶シリコンまたは
Ｎ型多結晶シリコンを有することができる。
【０００９】さらに、上記本発明のインクジェット記録
手段は、第１の前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
と第２の前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードとの間
のＰＮ接合面に対して垂直な方向の距離である素子分離
領域の長さを、該第１または第２の多結晶シリコンＰＮ
接合ダイオードのＰＮ接合面に対して垂直な方向の大き
さよりも小さくすることができる。
手段は、第１の前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
と第２の前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードとの間
のＰＮ接合面に対して垂直な方向の距離である素子分離
領域の長さを、該第１または第２の多結晶シリコンＰＮ
接合ダイオードのＰＮ接合面に対して垂直な方向の大き
さよりも小さくすることができる。
【００１０】上記本発明のインクジェット記録手段は、
前記絶縁体基板がシリコンウェハを酸化した基板であ
る。
前記絶縁体基板がシリコンウェハを酸化した基板であ
る。
【００１１】上記本発明のインクジェット記録手段は、
前記絶縁体基板がガラス基板である。
前記絶縁体基板がガラス基板である。
【００１２】上記本発明のインクジェット記録手段は、
前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードの多結晶シリコ
ンの膜厚が５００Åないし２０００Åである。
前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードの多結晶シリコ
ンの膜厚が５００Åないし２０００Åである。
【００１３】上記本発明のインクジェット記録手段は、
前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードのＰＮ接合面積
が１×１０2 μｍ2 ないし１×１０3 μｍ2 である。
前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードのＰＮ接合面積
が１×１０2 μｍ2 ないし１×１０3 μｍ2 である。
【００１４】本発明のインクジェット記録装置は、前記
インクジェット記録手段が、インク吐出用の熱エネルギ
を発生するための電気熱変換体を備えている。
インクジェット記録手段が、インク吐出用の熱エネルギ
を発生するための電気熱変換体を備えている。
【００１５】上記本発明のインクジェット記録装置は、
前記インクジェット記録手段が、前記電気熱変換体によ
って印加される熱エネルギによって、インクに生ずる膜
沸騰を利用して吐出口からインクを吐出させることがで
きる。
前記インクジェット記録手段が、前記電気熱変換体によ
って印加される熱エネルギによって、インクに生ずる膜
沸騰を利用して吐出口からインクを吐出させることがで
きる。
【００１６】
【作用】上記のように構成された本発明によれば、低温
プロセスで不純物を導入することができ、必要充分な素
子特性を有して素子分離領域が小さい、安価なダイオー
ドアレイを用いたインクジェット記録手段およびインク
ジェット記録装置を実現することが可能となる。
プロセスで不純物を導入することができ、必要充分な素
子特性を有して素子分離領域が小さい、安価なダイオー
ドアレイを用いたインクジェット記録手段およびインク
ジェット記録装置を実現することが可能となる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の第１ないし第３の実施例を
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１８】図１は本発明の第１の実施例におけるポリ
シリコンＰＮ接合ダイオードを示す図であり、図１
（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、図１
（ｃ）は等価回路図を示している。図１は本発明の特徴
を最もよく表わす図面であり、絶縁体基板１００上にＰ
型ポリシリコン１０１およびＮ型ポリシリコン１０２が
１個ずつ隣接して組となって配置されている。その組と
なって配置されているＰ型ポリシリコン１０１およびＮ
型ポリシリコン１０２が、ＰＮ接合面に対して直角をな
す方向に複数組配置されている。ＰＮ接合面は絶縁体基
板１００面に対して垂直となっている。ＣＶＤ絶縁膜１
０３は、Ｐ型ポリシリコン１０１とＮ型ポリシリコン１
０２の組の間を絶縁する構成となっている。アルミ配線
１０４はＰ型ポリシリコン１０１およびＮ型ポリシリコ
ン１０２の上に形成されている。また、Ｐ型ポリシリコ
ン１０１上のアルミ配線１０４とＮ型ポリシリコン１０
２上のアルミ配線１０４との間、すなわち組となってい
るＰ型ポリシリコン１０１とＮ型ポリシリコン１０２と
の間もＣＶＤ絶縁膜１０３によって絶縁される構成とな
っている。ただし、図１（ａ）の平面図においては、Ｃ
ＶＤ絶縁膜１０３およびアルミ配線１０４の記載は省略
し、コンタクトホール１０７のみを記載している。この
ようにＰ型ポリシリコン１０１とＮ型ポリシリコン１０
２との組が、ポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０５を
形成している。
シリコンＰＮ接合ダイオードを示す図であり、図１
（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、図１
（ｃ）は等価回路図を示している。図１は本発明の特徴
を最もよく表わす図面であり、絶縁体基板１００上にＰ
型ポリシリコン１０１およびＮ型ポリシリコン１０２が
１個ずつ隣接して組となって配置されている。その組と
なって配置されているＰ型ポリシリコン１０１およびＮ
型ポリシリコン１０２が、ＰＮ接合面に対して直角をな
す方向に複数組配置されている。ＰＮ接合面は絶縁体基
板１００面に対して垂直となっている。ＣＶＤ絶縁膜１
０３は、Ｐ型ポリシリコン１０１とＮ型ポリシリコン１
０２の組の間を絶縁する構成となっている。アルミ配線
１０４はＰ型ポリシリコン１０１およびＮ型ポリシリコ
ン１０２の上に形成されている。また、Ｐ型ポリシリコ
ン１０１上のアルミ配線１０４とＮ型ポリシリコン１０
２上のアルミ配線１０４との間、すなわち組となってい
るＰ型ポリシリコン１０１とＮ型ポリシリコン１０２と
の間もＣＶＤ絶縁膜１０３によって絶縁される構成とな
っている。ただし、図１（ａ）の平面図においては、Ｃ
ＶＤ絶縁膜１０３およびアルミ配線１０４の記載は省略
し、コンタクトホール１０７のみを記載している。この
ようにＰ型ポリシリコン１０１とＮ型ポリシリコン１０
２との組が、ポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０５を
形成している。
【００１９】図２は図１を用いて形成したインクジェッ
ト記録装置のヒータを示す図であり、図２（ａ）は平面
図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ’断面図、図２（ｃ）はｂ−
ｂ’断面図、図２（ｄ）は等価回路図を示している。図
２において、ヒータとなる発熱体１０６は、ＣＶＤ絶縁
膜１０３とアルミ配線１０４との間に挟まれて延びてい
る。Ｐ型ポリシリコン１０１とＮ型ポリシリコン１０２
とで形成されるポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０５
が順方向にバイアスされるときに、発熱体１０６に電流
が流れる。このとき発熱体１０６は図２（ｂ）に示すよ
うに抵抗となる。
ト記録装置のヒータを示す図であり、図２（ａ）は平面
図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ’断面図、図２（ｃ）はｂ−
ｂ’断面図、図２（ｄ）は等価回路図を示している。図
２において、ヒータとなる発熱体１０６は、ＣＶＤ絶縁
膜１０３とアルミ配線１０４との間に挟まれて延びてい
る。Ｐ型ポリシリコン１０１とＮ型ポリシリコン１０２
とで形成されるポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０５
が順方向にバイアスされるときに、発熱体１０６に電流
が流れる。このとき発熱体１０６は図２（ｂ）に示すよ
うに抵抗となる。
【００２０】図３は本発明の第２の実施例におけるポリ
シリコンＰＮ接合ダイオードを示す平面図である。図３
においては、ＣＶＤ絶縁膜、アルミ配線、およびコンタ
クトホールの記載を省略している。図３に示すように、
Ｐ型ポリシリコン１０１がＮ型ポリシリコン１０２を囲
み、ＰＮ接合面を折り返し構造の曲面とすることによっ
て、素子面積に対するＰＮ接合面積を第１の実施例と比
較して大きくすることが可能となっている。その結果、
より大きな電流が整流可能となる。また、図３において
はＰ型ポリシリコン１０１がＮ型ポリシリコン１０２を
囲んでいるが、Ｎ型ポリシリコン１０２がＰ型ポリシリ
コン１０１を囲んでも、同様に素子面積に対するＰＮ接
合面積を第１の実施例と比較して大きくすることが可能
となり、より大きな電流が整流可能となる。
シリコンＰＮ接合ダイオードを示す平面図である。図３
においては、ＣＶＤ絶縁膜、アルミ配線、およびコンタ
クトホールの記載を省略している。図３に示すように、
Ｐ型ポリシリコン１０１がＮ型ポリシリコン１０２を囲
み、ＰＮ接合面を折り返し構造の曲面とすることによっ
て、素子面積に対するＰＮ接合面積を第１の実施例と比
較して大きくすることが可能となっている。その結果、
より大きな電流が整流可能となる。また、図３において
はＰ型ポリシリコン１０１がＮ型ポリシリコン１０２を
囲んでいるが、Ｎ型ポリシリコン１０２がＰ型ポリシリ
コン１０１を囲んでも、同様に素子面積に対するＰＮ接
合面積を第１の実施例と比較して大きくすることが可能
となり、より大きな電流が整流可能となる。
【００２１】図４は本発明の第３の実施例におけるポリ
シリコンＰＮ接合ダイオードを示す図であり、図４
（ａ）は平面図、図４（ｂ）はＣ−Ｃ’断面図、図４
（ｃ）は等価回路図を示している。図４（ａ）において
は、図１と同様にＣＶＤ絶縁膜１０３およびアルミ配線
１０４の記載は省略し、コンタクトホール１０７のみを
記載している。図４に示すように、Ｐ型ポリシリコン１
０１がＮ型ポリシリコン１０２を囲むようにしてＮ型ポ
リシリコン１０２を島状に形成することによって、素子
面積に対するＰＮ接合面積を第１の実施例と比較して大
きくすることが可能となっている。その結果、より大き
な電流が整流可能となる。また、図４においてはＰ型ポ
リシリコン１０１がＮ型ポリシリコン１０２を囲むよう
にしてＮ型ポリシリコン１０２を島状に形成したが、Ｎ
型ポリシリコン１０２がＰ型ポリシリコン１０１を囲む
ようにしてＰ型ポリシリコン１０１を島状に形成して
も、同様に素子面積に対するＰＮ接合面積を第１の実施
例と比較して大きくすることが可能となり、より大きな
電流が整流可能となる。
シリコンＰＮ接合ダイオードを示す図であり、図４
（ａ）は平面図、図４（ｂ）はＣ−Ｃ’断面図、図４
（ｃ）は等価回路図を示している。図４（ａ）において
は、図１と同様にＣＶＤ絶縁膜１０３およびアルミ配線
１０４の記載は省略し、コンタクトホール１０７のみを
記載している。図４に示すように、Ｐ型ポリシリコン１
０１がＮ型ポリシリコン１０２を囲むようにしてＮ型ポ
リシリコン１０２を島状に形成することによって、素子
面積に対するＰＮ接合面積を第１の実施例と比較して大
きくすることが可能となっている。その結果、より大き
な電流が整流可能となる。また、図４においてはＰ型ポ
リシリコン１０１がＮ型ポリシリコン１０２を囲むよう
にしてＮ型ポリシリコン１０２を島状に形成したが、Ｎ
型ポリシリコン１０２がＰ型ポリシリコン１０１を囲む
ようにしてＰ型ポリシリコン１０１を島状に形成して
も、同様に素子面積に対するＰＮ接合面積を第１の実施
例と比較して大きくすることが可能となり、より大きな
電流が整流可能となる。
【００２２】図５は本発明の第４の実施例におけるポリ
シリコンＰＮ接合ダイオードと素子分離領域との関係を
示す平面図である。図５においては、ＣＶＤ絶縁膜、ア
ルミ配線、およびコンタクトホールの記載を省略してい
る。また、図５においては平面図のみを示しているが、
断面図および等価回路図は図１の場合と同様になる。図
５に示すように、ポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０
５のＰＮ接合面に対して垂直な方向の長さＡが、ポリシ
リコンＰＮ接合ダイオード１０５間のＰＮ接合面に対し
て垂直な方向の距離である素子分離領域の長さＢよりも
大きく（Ａ＞Ｂ）なるように形成している。本発明にお
いては、ポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０５は絶縁
体基板１００上に形成されているので、絶縁体基板１０
０内に電流は流れない。したがって、素子分離領域の長
さＢは隣り合うポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０５
間のＣＶＤ絶縁膜１０３の耐圧のみに依存して決定され
る。実際には、このＣＶＤ絶縁膜１０３の耐圧はパター
ニング精度によって決定される。このように、ポリシリ
コンＰＮ接合ダイオード１０５の動作に影響を及ぼさな
い素子分離領域を小さくすることによって、素子全体の
集積度を上げることができる。
シリコンＰＮ接合ダイオードと素子分離領域との関係を
示す平面図である。図５においては、ＣＶＤ絶縁膜、ア
ルミ配線、およびコンタクトホールの記載を省略してい
る。また、図５においては平面図のみを示しているが、
断面図および等価回路図は図１の場合と同様になる。図
５に示すように、ポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０
５のＰＮ接合面に対して垂直な方向の長さＡが、ポリシ
リコンＰＮ接合ダイオード１０５間のＰＮ接合面に対し
て垂直な方向の距離である素子分離領域の長さＢよりも
大きく（Ａ＞Ｂ）なるように形成している。本発明にお
いては、ポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０５は絶縁
体基板１００上に形成されているので、絶縁体基板１０
０内に電流は流れない。したがって、素子分離領域の長
さＢは隣り合うポリシリコンＰＮ接合ダイオード１０５
間のＣＶＤ絶縁膜１０３の耐圧のみに依存して決定され
る。実際には、このＣＶＤ絶縁膜１０３の耐圧はパター
ニング精度によって決定される。このように、ポリシリ
コンＰＮ接合ダイオード１０５の動作に影響を及ぼさな
い素子分離領域を小さくすることによって、素子全体の
集積度を上げることができる。
【００２３】図６は本発明の実施例における電流スイッ
チングの等価回路を示す図であり、図６（ａ）はダイオ
ードによるスイッチング回路、図６（ｂ）はバイポーラ
トランジスタによるスイッチング回路、図６（ｃ）はＭ
ＯＳトランジスタによるスイッチング回路である。本発
明の各実施例では、図６（ａ）に示すようにダイオード
を用いて説明したが、図６（ｂ）または（ｃ）に示すよ
うに、バイポーラトランジスタまたはＭＯＳトランジス
タによって電流スイッチング回路を実現することも可能
である。
チングの等価回路を示す図であり、図６（ａ）はダイオ
ードによるスイッチング回路、図６（ｂ）はバイポーラ
トランジスタによるスイッチング回路、図６（ｃ）はＭ
ＯＳトランジスタによるスイッチング回路である。本発
明の各実施例では、図６（ａ）に示すようにダイオード
を用いて説明したが、図６（ｂ）または（ｃ）に示すよ
うに、バイポーラトランジスタまたはＭＯＳトランジス
タによって電流スイッチング回路を実現することも可能
である。
【００２４】本発明の実施例において説明した絶縁体基
板は、シリコンウェハを酸化した基板やガラス基板を用
いる。また、ポリシリコンＰＮ接合ダイオードは、ポリ
シリコンの膜厚が５００〜２０００Åであり、ＰＮ接合
面積が１×１０2 〜１×１０ 3 μｍ2 であるものを用い
る。
板は、シリコンウェハを酸化した基板やガラス基板を用
いる。また、ポリシリコンＰＮ接合ダイオードは、ポリ
シリコンの膜厚が５００〜２０００Åであり、ＰＮ接合
面積が１×１０2 〜１×１０ 3 μｍ2 であるものを用い
る。
【００２５】図７は、本発明によって得られたインクジ
ェット記録ヘッドをインクジェットヘッドカートリッジ
（以下、ＩＪＣと記述する）として装着したインクジェ
ット記録装置の一例を示す外観斜視図である。
ェット記録ヘッドをインクジェットヘッドカートリッジ
（以下、ＩＪＣと記述する）として装着したインクジェ
ット記録装置の一例を示す外観斜視図である。
【００２６】図７において、ＩＪＣ１２０はプラテン１
２４上に送紙されてきた記録紙の記録面に対向してイン
ク吐出を行うノズル群を備えている。キャリッジ１１６
はＩＪＣ１２０を保持し、駆動モータ１１７の駆動力を
伝達する駆動ベルト１１８の一部と連結し、互いに平行
に配設された２本のガイドシャフト１１９Ａおよび１１
９Ｂと摺動可能とすることによって、ＩＪＣ１２０の記
録紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。
２４上に送紙されてきた記録紙の記録面に対向してイン
ク吐出を行うノズル群を備えている。キャリッジ１１６
はＩＪＣ１２０を保持し、駆動モータ１１７の駆動力を
伝達する駆動ベルト１１８の一部と連結し、互いに平行
に配設された２本のガイドシャフト１１９Ａおよび１１
９Ｂと摺動可能とすることによって、ＩＪＣ１２０の記
録紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。
【００２７】ヘッド回復装置１２６は、ＩＪＣ１２０の
移動経路の一端、例えばホームポジションと対向する位
置に配設される。伝導機構１２３を介したモータ１２２
の駆動力によって、ヘッド回復装置１２６を動作せし
め、ＩＪＣ１２０のキャッピングを行う。このヘッド回
復装置１２６のキャップ部１２６ＡによるＩＪＣ１２０
へのキャッピングに関連させて、ヘッド回復装置１２６
内に設けた適宜の吸引手段によるインク吸引またはＩＪ
Ｃ１２０へのインク供給経路に設けた適宜の加圧手段に
よるインク圧送を行い、インクを吐出口から強制的に排
出させることによって、ノズル内の増粘インクを除去す
る等の吐出回復処理を行う。また、記録終了時等にキャ
ッピングを施すことによって、ＩＪＣ１２０が保護され
る。
移動経路の一端、例えばホームポジションと対向する位
置に配設される。伝導機構１２３を介したモータ１２２
の駆動力によって、ヘッド回復装置１２６を動作せし
め、ＩＪＣ１２０のキャッピングを行う。このヘッド回
復装置１２６のキャップ部１２６ＡによるＩＪＣ１２０
へのキャッピングに関連させて、ヘッド回復装置１２６
内に設けた適宜の吸引手段によるインク吸引またはＩＪ
Ｃ１２０へのインク供給経路に設けた適宜の加圧手段に
よるインク圧送を行い、インクを吐出口から強制的に排
出させることによって、ノズル内の増粘インクを除去す
る等の吐出回復処理を行う。また、記録終了時等にキャ
ッピングを施すことによって、ＩＪＣ１２０が保護され
る。
【００２８】ブレード１３０は、ヘッド回復装置１２６
の側面に配設され、シリコンゴムで形成されるワイピン
グ部材である。ブレード１３０はブレード保持部材１３
０Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置１
２６と同様に、モータ１２２および伝導機構１２３によ
って動作し、ＩＪＣ１２０の吐出面との係合が可能とな
る。これによって、ＩＪＣ１２０の記録動作における適
切なタイミングで、またはヘッド回復装置１２６を用い
た吐出回復処理後に、ブレード１３０をＩＪＣ１２０の
移動経路中に突出させ、ＩＪＣ１２０の移動動作に伴っ
て、ＩＪＣ１２０の吐出面における結露、濡れ、または
塵埃等を拭き取るものである。
の側面に配設され、シリコンゴムで形成されるワイピン
グ部材である。ブレード１３０はブレード保持部材１３
０Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置１
２６と同様に、モータ１２２および伝導機構１２３によ
って動作し、ＩＪＣ１２０の吐出面との係合が可能とな
る。これによって、ＩＪＣ１２０の記録動作における適
切なタイミングで、またはヘッド回復装置１２６を用い
た吐出回復処理後に、ブレード１３０をＩＪＣ１２０の
移動経路中に突出させ、ＩＪＣ１２０の移動動作に伴っ
て、ＩＪＣ１２０の吐出面における結露、濡れ、または
塵埃等を拭き取るものである。
【００２９】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。
【００３０】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデ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てい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
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
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（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、特に応答正に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデ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てい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
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
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（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、特に応答正に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００３１】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２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４３１３１２４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。
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２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４３１３１２４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。
【００３２】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
の組み合わせ構成（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４５５８３３３号明細書、同第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（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４５５８３３３号明細書、同第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。
【００３３】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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
【００３４】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わ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１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。
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わ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１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。
【００３５】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一体的にインクタンクが設けら
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。
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一体的にインクタンクが設けら
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。
【００３６】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
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
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。
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
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
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。
【００３７】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を組み合わせによってで
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。
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を組み合わせによってで
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。
【００３８】以上説明した本発明の実施例においては、
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、室温で軟化するもの、もしく
は液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式
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よい。
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、室温で軟化するもの、もしく
は液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式
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よい。
【００３９】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状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
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、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
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の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、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
た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よい。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。
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
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、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
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の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、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
た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よい。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。
【００４０】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、絶縁膜上
に多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードを形成することに
よって、以下に示す効果を有する。 （１）エピタキシャル成長層が不要である。 （２）不純物の拡散、イオン注入が不要である。 （３）安価なガラス基板が使用可能である。 （４）低温プロセスで不純物を導入することが可能であ
る。 （５）高温のドライブが不要である。 （６）素子分離領域を小さくし、素子全体の集積度を上
げることができる。 これらは、製造コストを低減するために非常に大きな効
果を有する。
に多結晶シリコンＰＮ接合ダイオードを形成することに
よって、以下に示す効果を有する。 （１）エピタキシャル成長層が不要である。 （２）不純物の拡散、イオン注入が不要である。 （３）安価なガラス基板が使用可能である。 （４）低温プロセスで不純物を導入することが可能であ
る。 （５）高温のドライブが不要である。 （６）素子分離領域を小さくし、素子全体の集積度を上
げることができる。 これらは、製造コストを低減するために非常に大きな効
果を有する。
【００４２】また、インクジェット記録ヘッド用のダイ
オードに要求される特性は、逆方向耐圧３５Ｖ、順方向
電流２００ｍＡ、逆方向電流６００μＡ以下（電流比≒
３×１０3 ）程度であり、単結晶シリコンでなく、多結
晶シリコンでダイオードを形成することによって、容易
に実現することが可能である。
オードに要求される特性は、逆方向耐圧３５Ｖ、順方向
電流２００ｍＡ、逆方向電流６００μＡ以下（電流比≒
３×１０3 ）程度であり、単結晶シリコンでなく、多結
晶シリコンでダイオードを形成することによって、容易
に実現することが可能である。
【００４３】このようにすることによって、必要充分な
素子特性を有して素子分離領域が小さい、安価なダイオ
ードアレイを用いたインクジェット記録手段およびイン
クジェット記録装置を実現することができるという効果
を有する。
素子特性を有して素子分離領域が小さい、安価なダイオ
ードアレイを用いたインクジェット記録手段およびイン
クジェット記録装置を実現することができるという効果
を有する。
【図１】本発明の第１の実施例におけるポリシリコンＰ
Ｎ接合ダイオードを示す図
Ｎ接合ダイオードを示す図
【図２】図１を用いて形成したインクジェット記録装置
のヒータを示す図
のヒータを示す図
【図３】本発明の第２の実施例におけるポリシリコンＰ
Ｎ接合ダイオードを示す平面図
Ｎ接合ダイオードを示す平面図
【図４】本発明の第３の実施例におけるポリシリコンＰ
Ｎ接合ダイオードを示す図
Ｎ接合ダイオードを示す図
【図５】本発明の第４の実施例におけるポリシリコンＰ
Ｎ接合ダイオードと素子分離領域との関係を示す平面図
Ｎ接合ダイオードと素子分離領域との関係を示す平面図
【図６】本発明の実施例における電流スイッチングの等
価回路を示す図
価回路を示す図
【図７】本発明によって得られたインクジェット記録ヘ
ッドをインクジェットヘッドカートリッジとして装着し
たインクジェット記録装置の一例を示す外観斜視図
ッドをインクジェットヘッドカートリッジとして装着し
たインクジェット記録装置の一例を示す外観斜視図
【図８】従来例における単結晶シリコンのＰＮ接合ダイ
オードを示す図
オードを示す図
１００ 絶縁体基板 １０１ Ｐ型ポリシリコン １０２ Ｎ型ポリシリコン １０３ ＣＶＤ絶縁膜 １０４ アルミ配線 １０５ ポリシリコンＰＮ接合ダイオード １０６ 発熱体 １０７ コンタクトホール １１６ キャリッジ １１７ 駆動モータ １１８ 駆動ベルト １１９Ａ ガイドシャフト １１９Ｂ ガイドシャフト １２０ ＩＪＣ（インクジェットヘッドカートリッ
ジ） １２２ モータ １２３ 伝導機構 １２４ プラテン １２６ ヘッド回復装置 １２６Ａ キャップ部 １３０ ブレード １３０Ａ ブレード保持部材
ジ） １２２ モータ １２３ 伝導機構 １２４ プラテン １２６ ヘッド回復装置 １２６Ａ キャップ部 １３０ ブレード １３０Ａ ブレード保持部材
Claims (12)
- 【請求項１】 絶縁体基板上に形成される多結晶シリコ
ンＰＮ接合ダイオードによってスイッチングを行うこと
を特徴とするインクジェット記録手段。 - 【請求項２】 前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
のＰＮ接合面が前記絶縁体基板面に対して垂直な方向に
形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のイ
ンクジェット記録手段。 - 【請求項３】 前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
のＰＮ接合面が平面以外の曲面であることを特徴とす
る、請求項１または２に記載のインクジェット記録手
段。 - 【請求項４】 前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
のＰＮ接合面が閉じた面であって、該閉じたＰＮ接合面
の内側がＮ型多結晶シリコンを有し、該閉じたＰＮ接合
面の外側がＰ型多結晶シリコンを有することを特徴とす
る、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジ
ェット記録手段。 - 【請求項５】 前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
のＰＮ接合面が閉じた面であって、該閉じたＰＮ接合面
の内側がＰ型多結晶シリコンを有し、該閉じたＰＮ接合
面の外側がＮ型多結晶シリコンを有することを特徴とす
る、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジ
ェット記録手段。 - 【請求項６】 第１の前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイ
オードと第２の前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
との間のＰＮ接合面に対して垂直な方向の距離である素
子分離領域の長さが、該第１または第２の多結晶シリコ
ンＰＮ接合ダイオードのＰＮ接合面に対して垂直な方向
の大きさよりも小さいことを特徴とする、請求項１ない
し５のいずれか１項に記載のインクジェット記録手段。 - 【請求項７】 前記絶縁体基板がシリコンウェハを酸化
した基板であることを特徴とする、請求項１ないし６の
いずれか１項に記載のインクジェット記録手段。 - 【請求項８】 前記絶縁体基板がガラス基板であること
を特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載
のインクジェット記録手段。 - 【請求項９】 前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオード
の多結晶シリコンの膜厚が５００Åないし２０００Åで
あることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１
項に記載のインクジェット記録手段。 - 【請求項１０】 前記多結晶シリコンＰＮ接合ダイオー
ドのＰＮ接合面積が１×１０2 μｍ2 ないし１×１０3
μｍ2 であることを特徴とする、請求項１ないし９のい
ずれか１項に記載のインクジェット記録手段。 - 【請求項１１】 前記インクジェット記録手段が、イン
ク吐出用の熱エネルギを発生するための電気熱変換体を
備えていることを特徴とする、請求項１ないし１０のい
ずれか１項に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項１２】 前記インクジェット記録手段が、前記
電気熱変換体によって印加される熱エネルギによって、
インクに生ずる膜沸騰を利用して吐出口からインクを吐
出させることを特徴とする、請求項１１に記載のインク
ジェット記録装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29639494A JPH08150719A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | インクジェット記録手段およびインクジェット記録装置 |
| US08/990,919 US5975685A (en) | 1993-12-28 | 1997-12-15 | Ink jet recording head having an oriented p-n junction diode, and recording apparatus using the head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29639494A JPH08150719A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | インクジェット記録手段およびインクジェット記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08150719A true JPH08150719A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17832983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29639494A Pending JPH08150719A (ja) | 1993-12-28 | 1994-11-30 | インクジェット記録手段およびインクジェット記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08150719A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011009337A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP29639494A patent/JPH08150719A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011009337A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
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