JPS61286146A - Liquid jet recording head and liquid jet recorder - Google Patents

Liquid jet recording head and liquid jet recorder

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JPS61286146A
JPS61286146A JP60128353A JP12835385A JPS61286146A JP S61286146 A JPS61286146 A JP S61286146A JP 60128353 A JP60128353 A JP 60128353A JP 12835385 A JP12835385 A JP 12835385A JP S61286146 A JPS61286146 A JP S61286146A
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recording head
liquid
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liquid jet
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菅田 正夫
Tatsuo Masaki
正木 辰雄
Shinichi Hirasawa
平澤 伸一
Hirokazu Komuro
博和 小室
Yasuhiro Yano
泰弘 矢野
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Abstract

PURPOSE:To enhance the heat response of a liquid jet recording head provided with a heating resistor, by a method wherein the heating resistor layer constituting an electrothermal conversion body consists of a specific amorphous material containing carbon atoms as the base. CONSTITUTION:A heating resistor layer 14, constituting an electrothermal conversion body in the liquid jet recording head, consists of an amorphous material containing carbon atoms as the base, silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms. This construction allows the liquid jet recording head and the liquid jet recorder to have remarkably excellent heat response and repeated use durability. Additionally, the variation in the contents of silicon atom, halogen atoms, and/or hydrogen atom in the film thickness direction in the heating resistor layer 14 is suitably selected so as to easily obtain the desired characteristics in heat accumulation, heat radiation, adhesion between a substrate 12 and the resistor layer 14, resistance to chemical reaction to a recording liquid, and the like. Electrodes 16, 17 are protected by the heating resistor 14, eliminating the need for forming a protective layer thereon.

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及び該記録ヘッドを搭載し
た液体噴射記録装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid jet recording head and a liquid jet recording apparatus equipped with the 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 the various recording methods currently known, the non-impact recording method generates almost no noise during recording, is capable of high-speed recording, and uses special fixing treatment on plain paper. The so-called inkjet recording method, which can perform recording without the need for a conventional inkjet recording method, is recognized as an extremely useful recording method. Regarding this inkjet recording method, various methods have been proposed so far, some of which have been improved and commercialized, and efforts are still being made to put some 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(d r o p l e t)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 inkjet recording method is a method in which droplets of a recording liquid called ink are ejected using various principles of operation, and the droplets are attached to a recording material such as paper to perform recording. be.

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。
The present applicant has also already proposed a new system related to such an inkjet recording method. This new method has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-118798, and its basic principle is as outlined below.

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。
In other words, in this inkjet recording method, a thermal pulse is applied as an information signal to the recording liquid introduced into an action chamber that can contain the recording liquid, whereby the recording liquid generates vapor bubbles and self-contracts. In this method, the recording liquid is ejected from an ejection port communicating with the action chamber according to the acting force generated in the process, and is caused to fly as small droplets, which 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, this method has a high-density multi-array configuration and is easily adapted to high-speed recording and color recording, and the configuration of the implementation device is simpler than conventional ones, so the overall recording head can be made more compact and mass-produced. to turn towards;
By making full use of the advantages of IC technology and micro-processing technology, which have seen remarkable technological progress and improved reliability in the semiconductor field, it has the advantage of being easy to lengthen, and is a method with a wide range of applications. be.

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 described above is provided with an electrothermal transducer 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0N−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 a discharge port that communicates with the liquid so that it is in direct contact with the liquid in order to efficiently apply the generated thermal energy to the liquid and increase the ON-OFF response speed of the thermal effect on the liquid. It is said that it is desirable to have a structure in which the heat acting part is provided in a 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 basically consists of a heating resistor that generates heat when energized and a pair of electrodes for energizing the heating resistor,
If the heating resistor is in direct contact with the liquid, depending on the electrical resistance of the recording liquid, electricity may flow through the liquid, or the liquid itself may be electrolyzed by the flow of electricity through the liquid. When the heating resistor is energized, the heating resistor reacts with the liquid, resulting in a change in resistance value due to corrosion of the heating resistor itself, damage or destruction of the heating resistor, or even damage from the heating resistor. The surface of the heating resistor may be damaged or a portion of the heating resistor may be cracked due to the mechanical impact caused by the change in state from the generation of liquid vapor bubbles to self-extinction due to the action of the generated heat. In some cases, it was destroyed due to the occurrence of damage.

そのために、従来においては、NiCr等の合金やZr
B2.HfB2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5t0
2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。
For this reason, in the past, alloys such as NiCr and Zr
B2. The heating resistor is made of an inorganic material such as a metal boride such as HfB2, which has relatively excellent characteristics as a heating resistor material, and 5t0
By providing a protective layer (upper layer) made of a material with excellent oxidation resistance such as No. It has been proposed to improve 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, a liquid jet recording device having a recording head equipped with an electrothermal converter having the above-mentioned configuration uses a liquid with relatively low electrical conductivity (for example, water or alcohol as a liquid medium) as a colored liquid for recording. When using recording liquids with high content of Na ions and high electrical conductivity, they have excellent oxidation resistance and are satisfactory in terms of repeated use durability. When an electrolyte liquid is used, it is insufficient in terms of durability against repeated use and resistance to change over time. Therefore, there are restrictions on the selection of the recording liquid to be used, which is particularly an obstacle when recording in multiple colors or in natural colors.

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。
Furthermore, even when a protective layer is provided on the heating resistor as described above, it is possible to virtually completely prevent liquid from entering the heating resistor due to defects in the protective layer itself that occur during layer formation, for example. It is extremely difficult in terms of performance and mass production. Furthermore, in the case of so-called high-density multi-orifice construction, in which a liquid flow path (nozzle) is provided with a large number of high-density heat acting parts as part of its configuration, at least as many electrothermal converters as the number of liquid flow paths are installed at once. Because of the need to provide a protective layer, the influence of failures due to defects in the protective layer on the manufacturing yield of electrothermal converters is a major problem, including in terms of manufacturing costs. Furthermore, there is also the problem that thermal responsiveness is sacrificed due to the presence of the protective layer. Furthermore, the presence of the protective layer sacrifices heat generation responsiveness to a given electrical signal. Therefore, even when 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 device equipped with an 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
録ヘッド及び該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, and
The main object of the present invention is to provide an excellent liquid jet recording head that solves the conventional problems described above, and a liquid jet recording apparatus equipped with the recording head.

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
ド及び該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 to have particularly high chemical stability, excellent electrochemical reaction resistance, and oxidation resistance, as well as excellent mechanical impact resistance and heat resistance, and furthermore, by eliminating the protective layer, thermal response is improved. An object of the present invention is to provide a liquid jet recording head equipped with a heating resistor that can improve performance, and a liquid jet recording apparatus equipped with the recording head.

[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/または水素原子が膜
厚方向に不均一に分布していることを特徴とする、液体
噴射記録ヘッド、及び該液体噴射記録ヘッドを搭載した
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-mentioned object includes an ejection port provided for ejecting a liquid to form flying droplets, and a heat utilized for forming the flying droplets. In a liquid jet recording head equipped with an electrothermal transducer that generates energy, the heat generating resistive layer constituting the electrothermal transducer is a non-heating resistor layer made of carbon atoms as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms. A liquid jet recording head made of a crystalline material and characterized in that silicon atoms, halogen atoms and/or hydrogen atoms are unevenly distributed in the film thickness direction in the heating resistance layer, and the liquid jet recording head. This is achieved by a liquid jet recording device equipped with a.

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 explained 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n−n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 sectional view taken along line nn.

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41i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’。
In the figure, 12 is a support body on which an electrothermal converter is provided, 14 is a heating resistance layer constituting the electrothermal converter, and 16 and 17 are paired electrodes constituting the electrothermal converter. As shown in FIG. 1, a plurality of pairs of a heat generating resistor layer 14 and a pair of electrodes 16 and 17 connected to the heat generating resistor layer 14 by 41i are provided, thereby forming an effective heat generating section 1.
8.18'.

18 .φ・・・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″。
18. φ... are arranged at predetermined intervals. In this embodiment, one electrode 16 is a common electrode in which a plurality of electrodes are grouped together. Each heat generating part 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。
An electric signal is applied to the heat generating resistor layer 14 constituting the... through electrodes 16 and 17, and each heat generating portion generates heat based on this.

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■−■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′、18
”、・・・・に対応する位置にそれぞれ第1図の■−■
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2
4を有する。
As shown in FIG. 2, a top plate 20 in which a groove is formed on the side of the heat generating portion of the support 12 is bonded to a substrate having the support 12, the heat generating resistance layer 14, and the electrodes 16,17. A sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 2 is shown in FIG. 3. As shown in FIGS.
”, ... in Figure 1, respectively.
Grooves 22, 22'', 22'' along the direction...
is formed. These grooves each form a space between them and the support 12 to accommodate the recording liquid. These spaces serve as a heat acting section 2 that applies thermal energy to the recording liquid.
It has 4.

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ノふづき発熱部か
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 opens to the outside, and this opening becomes a liquid discharge port 26. The space is connected to a recording liquid supply source on the right side in FIG. Then, when thermal energy is generated from the heat generating part in response to 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 discharge port 26 to flow as shown in the arrow. Discharge in the X direction.

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。
Furthermore, as can be seen from the above explanation, in Fig. 1, the top plate 2
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で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 heating resistance layer 1 formed on the surface of the support 12 is not particularly limited.
4 and during use, the heat generating resistive layer 1
A material having good durability against the heat generated by No. 4 is preferably used. Further, it is preferable that the support 12 has a higher electrical resistance than the heat generating resistance layer 14 formed on the surface thereof, but in the case where 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 a smaller electrical resistance than the heat generating resistance layer 14.Furthermore, in the present invention, depending on the usage conditions of the liquid jet recording head, the support 12 may be made of a material having a lower electrical resistance than the heat generating resistance layer 14. Small or large supports 12 can be used.

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 include those made of inorganic materials such as ceramics, silicon, and metals, and those made of organic materials such as polyamide resin and polyimide resin.

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
I、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特にF、C
Iが好ましく、なかでもFが好ましい。
In the present invention, the heating resistor layer 14 is made of an amorphous material having carbon atoms as its base material and containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms. F, C as halogen atoms
I, Br, I, etc. can be used, and these may be used alone or in combination. Especially as halogen atoms, F, C
I is preferred, and F is especially preferred.

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o、oooi〜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 of silicon atoms in the heating resistor layer 14 is appropriately selected depending on the purpose of use so as to obtain desired characteristics, but is preferably o, oooi to 40 atomic %, more preferably 0.0005 to 40 atomic %. The content is 20 atomic %, 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
0.001〜1o原子%である。
The content of halogen atoms in the heating resistor layer 14 is appropriately selected depending on the purpose of use so as to obtain desired characteristics, and is preferably 0.0001 to 30 atomic %, more preferably 0.0005 to 30 atomic %. The content is 20 atomic %, 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o 、ooo t〜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
0.001〜1o原子%である。
The content of hydrogen atoms in the heat generating resistor layer 14 is appropriately selected so as to obtain desired characteristics depending on the purpose of use.
Preferably it is o,ooot~30 atom%, more preferably 0.0005-20 atom%, and suitably 0.001-1o atom%.

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o、
oot〜2゜原子%である。
The sum of the silicon atom content, halogen atom content, and hydrogen atom content in the heating resistor layer 14 is appropriately selected so as to obtain desired characteristics depending on the purpose of use.
Preferably it is 0.0001 to 40 atom%, more preferably 0.0005 to 30 atom%, preferably o,
oot~2°at%.

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/または水素原子の分布が膜厚
方向に不均一となっている0発熱抵抗層14中における
膜厚方向でのシリコン原子、ン\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。
In the present invention, the distribution of silicon atoms, halogen atoms, and/or hydrogen atoms in the heating resistance layer 14 is non-uniform in the thickness direction. \The change in the content of rogen atoms and/or hydrogen atoms may be such that the content gradually increases from the support 12 side to the surface side, or may be such that the content decreases conversely.Furthermore, silicon atom.

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。
The content of halogen atoms and/or hydrogen atoms may be such that it has a maximum value or a minimum value in the heat generating resistor layer 14. The content of silicon atoms, halogen atoms and/or hydrogen atoms in the heat generating resistor layer 14 in the thickness direction may vary. Alternatively, the change in the content of hydrogen atoms is appropriately selected so as to obtain desired characteristics.

第4図〜第9図に、本発明記録ヘッドの発熱抵抗Ji1
4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aTを表わし、tは発熱抵抗層14の
膜厚を表わす。
4 to 9, the heating resistor Ji1 of the recording head of the present invention is shown.
In these figures, the vertical axis represents the distance aT in the film thickness direction from the interface with the support 12. , and t represents the thickness of the heat generating resistor layer 14.

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。
In addition, the horizontal axis represents the content C of silicon atoms, halogen atoms, and/or hydrogen atoms. In each figure, the scale of the vertical axis T and the horizontal axis C is not necessarily uniform, so that the characteristics of each figure can be seen. is being forced to change. Therefore, in actual application, various distributions are used for each diagram based on the differences in specific numerical values.

また、発熱抵抗R14の厚さには特に制限がない。Furthermore, there is no particular limit to the thickness of the heating resistor R14.

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、ra−C: S i : (X。
In the recording head of the present invention, an amorphous material (hereinafter referred to as ra-C: Si: (X)) made of carbon as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms.

H)J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。
H) May be abbreviated as J. Here, X represents a halogen atom.

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。
For example, it is formed by a plasma CVD method such as a glow discharge method, or a vacuum deposition method such as 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:St : 
 (X、H)からなる層を形成させればよい。
For example, a-C:Si:(X,
In order to form the resistance layer 14 consisting of H), basically the support 12 is placed in a deposition chamber under reduced pressure, and a raw material gas for C supply that can supply carbon atoms (C) into the deposition chamber is added. Introducing a raw material gas for Si supply that can supply silicon atoms (Si), a raw material gas for X supply that can supply halogen atoms (X), and a raw material gas for H supply that can supply hydrogen atoms (H). At this time, while changing the introduced amounts of the Si supply raw material gas, the X supply raw material gas, and/or the H supply raw material gas, a glow discharge is generated in the deposition chamber using high frequency waves or microwaves. on the surface of a-C:St:
A layer consisting 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。
In addition, a-C: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 an inert gas such as Ar, He, etc. or a base gas of these gases is injected in the deposition chamber. When sputtering a target made of C in an atmosphere of a mixed gas of What is necessary is to change the amount introduced.

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, as the raw material gas for C supply, the raw material gas for Si supply, the raw material gas for X supply, and the raw material gas for H supply, in addition to gaseous materials at room temperature and normal pressure, substances that can be gasified under reduced pressure are used. 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(CH4)、エ
タン(C2Hll ) 。
Examples of raw materials for C supply include saturated hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms, ethylene hydrocarbons having 2 to 5 carbon atoms, acetylenic hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, aromatic hydrocarbons, etc. The saturated hydrocarbons are methane (CH4) and ethane (C2Hll).

プロパン(C3Ha)、n−ブタン(n−C4H1G)
、ペンタン(C5H12) 、 zチL/7系炭化水素
としてはエチレン(C2H4) 、プロピレン(C3H
a ) 、ブテン−1(C4Hs ) 、ブテン−2(
C4Ha ) 、 インブチレン(C4Ha )、ペン
テン(C5Hlo) 、アセチレン系炭化水素としては
アセチレン(C2H2) 、  メチルアセチレン(C
3H4) 、ブチン(C4Hs ) 、芳香族炭化水素
としてはベンゼン(Co He )等があげられる。
Propane (C3Ha), n-butane (n-C4H1G)
, pentane (C5H12), ethylene (C2H4), propylene (C3H
a), butene-1 (C4Hs), butene-2 (
C4Ha ), imbutylene (C4Ha ), pentene (C5Hlo), acetylene hydrocarbons such as acetylene (C2H2), methylacetylene (C
3H4), butyne (C4Hs), and aromatic hydrocarbons such as benzene (CoHe).

Si供給用の原料としては、たとえばSiH4,Si2
H6,5i3HB、Si+Hto等の水素化ケイ素(シ
ラン類)や、SiF4、(SiF2)5、(SiF2)
s、(S i F2 ) 4、Si2 F6 、Si3
 FB 、SiHF3 、SiH2F2,5iC14(
SiC12)5、SiBr4゜(SiBrz)s、5i
2C16,5i2C1+F3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。
As raw materials for Si supply, for example, SiH4, Si2
Silicon hydride (silanes) such as H6,5i3HB, Si+Hto, SiF4, (SiF2)5, (SiF2)
s, (S i F2 ) 4, Si2 F6 , Si3
FB, SiHF3, SiH2F2,5iC14 (
SiC12)5, SiBr4゜(SiBrz)s, 5i
Examples include silicon halides (silane derivatives substituted with halogen atoms) such as 2C16, 5i2C1+F3.

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F2.C12,Br2
.I2. ハロゲン化物としてはHF、HCl、HBr
、HI、ハロゲン間化合物とシテはBrF、CIF、C
lF3 、BrF5 、BrF3.IF3 、IF7 
、IC1,IBr、ハロゲン置換炭化水素誘導体として
はCF4 、CHF3 、CH2F2 、CH3F、C
Cl4.CHCl3 、CH2C12、CH3Cl、C
Br4.CHBr3 、CH2Br2 。
Examples of raw materials for supplying X include halogens, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted hydrocarbon derivatives, etc. Specifically, the halogens include F2. C12, Br2
.. I2. Halides include HF, HCl, HBr
, HI, interhalogen compounds and shite are BrF, CIF, C
lF3, BrF5, BrF3. IF3, IF7
, IC1, IBr, halogen-substituted hydrocarbon derivatives include CF4, CHF3, CH2F2, CH3F, C
Cl4. CHCl3, CH2C12, CH3Cl, C
Br4. CHBr3, CH2Br2.

CH3B r、CI4 、CHI3 、CH2I2、C
H3I等があげられる。
CH3B r, CI4, CHI3, CH2I2, C
Examples include H3I.

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 raw materials for supplying H include hydrogen gas and hydrocarbons such as saturated hydrocarbons, ethylene hydrocarbons, acetylene hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons, which are also the raw materials for supplying C.

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・ 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。
These raw materials may be used alone or in combination. In the heat generating resistive layer forming method as described above, the amount of silicon atoms contained in the resistive layer 14 to be formed.

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 order to control the amount of halogen atoms, the amount of hydrogen atoms, and the characteristics of the resistance layer 14, the support temperature, the supply amount of source gas, the discharge power, the pressure in the deposition chamber, etc. are appropriately set.

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, the heating resistor layer of the present invention in which the distribution of silicon atoms, halogen atoms, and/or hydrogen atoms is uneven in the film thickness direction is formed in one layer.
In order to obtain 4, it is preferable to change the amount of silicon atoms, halogen atoms and/or hydrogen atoms introduced into the deposition chamber over time, for example, by controlling a valve.

支持体温度は好ましくは20〜tsoo℃、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 selected from 20 to 1200C, more preferably 30 to 1200C, and optimally 50 to 1100C.

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状められる。
The supply amount of the raw material gas is determined as appropriate depending on the desired performance of the heating resistance layer and the desired film formation rate.

放電電力は好ましくはo、ooi〜20W/Cば、より
好ましくは0 、 Ol 〜l 5W/ crn’。
The discharge power is preferably o, ooi to 20 W/C, more preferably 0, oi to l5 W/crn'.

最適には0.05〜IOW/cm″のうちから選ばれる
Optimally, it is selected from 0.05 to IOW/cm''.

堆積室内の圧力は、好ましくは1O−4〜1OTorr
、より好ましくはには10−2〜5Torrとされる。
The pressure inside the deposition chamber is preferably 1O-4 to 1OTorr.
, 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。
The resistive layer of the recording head of the present invention obtained using the heat generating resistive layer forming method as described above has characteristics close to those of diamond.

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。
That is, for example, one having a Vickers hardness of 1,800 to 5,000 can be obtained. In addition, since it contains silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms, it has particularly good mechanical strength.

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 resistive layer of the present invention has high durability against mechanical shock and excellent chemical stability, and therefore does not require a special protective layer. The liquid jet recording head has good thermal responsiveness because thermal energy generated in response to signal input is applied to the liquid extremely efficiently. This also leads to improved ejection responsiveness of flying droplets that are formed in response to signals 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, as long as the desired responsiveness is exhibited, a protective layer may be formed on the heating resistor 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。
Furthermore, when the recording liquid is conductive, a protective layer is necessary to prevent short circuits between 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 example, an example is shown in which the heat generating resistive layer and the electrode are provided on the support in this order, but in the recording head of the present invention, the electrode and the heat generating resistive layer may be provided in this order on the support. . FIG. 10 is a partial sectional view of a substrate having an electrothermal transducer of such a recording head.

尚1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1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L2b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0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。
Note that in one or more embodiments, the support 12 is described as being single, but the support 12 in the present invention may be a composite. The support 12 shown in FIG. 11 is composed of a composite body of a base 12a and a surface layer L2b, and the support material described in connection with FIGS. 1 to 3 above can be used as the base 12a, and the surface For the layer 12b, a material with better adhesion to the resistance layer 14 formed thereon can be used.The surface layer 12b may be made of, for example, an amorphous material containing carbon atoms as a matrix or a conventionally known material. It is composed of oxides etc. Such a surface layer 12b can be obtained by depositing an appropriate raw material on the base 12a by a method similar to the above-described method for forming the heating resistor layer. In addition, the surface layer 12
b may be a normal glassy glaze layer, or if the base 12a is metal, it may be an oxide layer formed by oxidizing its surface.

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、Cu
、A1.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 made of any material having a predetermined conductivity, such as Au or Cu.
, A1. Made of metal such as 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, the outline of the method for manufacturing the recording head of the present invention will be explained.

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
toi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lJ、1112〜1116は流入バルブであり、
1117〜1121は流出バルブfあり、1122〜1
126はガスボンベのバルブであり、1127〜113
1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、114
0は高電圧電源であり、1141は電極であり、114
2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 diagram showing an example of a deposition apparatus used when forming a heat generating resistive layer on the surface of a support. 1
toi is a deposition chamber, 1102 to 1106 are gas cylinders, 1107 to 1111 are mass flow controllers, 1112 to 1116 are inflow valves,
1117-1121 have outflow valve f, 1122-1
126 is a gas cylinder valve, 1127 to 113
1 is the outlet pressure gauge, 1132 is the auxiliary valve, 1133 is the lever, 1134 is the main valve, 1135 is the leak valve, 1136 is the vacuum gauge, 1137 is the electrothermal converter to be manufactured 1138 is a heater, 1139 is a support support means, 114 is a support material for forming a substrate having a body;
0 is a high voltage power supply, 1141 is an electrode, 114
2 is a shutter. Note that 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CF4ガ
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02F6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SiH4ガス(純度99.9%以上)が密封さ
れており。
For example, 1102 is sealed with CF4 gas (99.9% purity or higher) diluted with Ar gas, and 1103
02F6 gas (purity 99.9) diluted with Ar gas
% or more) is sealed, and 1104 is sealed with SiH4 gas (purity of 99.9% or more) diluted with Ar gas.

1105にはArガスで希釈された5t2H6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(7)バルブ1122〜11
26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1134を開
いて堆積室1101及びガス配管内を排気する。
1105 is sealed with 5t2H6 gas (purity of 99.9% or more) diluted with Ar gas. Before the gas in these cylinders flows into the deposition chamber 1101, each gas cylinder 1102-1106 (7) valve 1122-11
26 and leak valve 1135 are closed, and check that the inflow valves 1112 to 1116, outflow valves 1117 to 1121, and auxiliary valve 1132 are open. First, open the main valve 1134 and start the deposition. The chamber 1101 and the gas piping are evacuated.

次に真空計1136の読みが1.5X10−6Torr
になった時点で、補助バルブ1132、流入バルブ11
12〜1116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。
Next, the reading of vacuum gauge 1136 is 1.5X10-6 Torr.
At the point when the auxiliary valve 1132 and the inflow valve 11
12-1116 and outflow valves 1117-1121 are closed. Thereafter, a valve of a gas pipe connected to a cylinder of gas to be introduced into the deposition chamber 1101 is opened to introduce a 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 4 / A rガスを流出させ、バルブ1
124を開いてガスボンベ1104からSiH4/Ar
ガスを流出させ、出口圧ゲージ1127.1129の圧
力を1kg/Cゴに調整し、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110
7.1109内に流入させておく、続いて、流出バルブ
1117.1119.補助バルブ1132を徐々に開い
てCF4/ArガスとS i H4/Arガスとを堆積
室1101内に導入する。この時、CF4/Arガスの
流量とSiH4/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113
4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CF4/Arガスの流量及び
/またはSiH4/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 resistive layer of the recording head of the present invention by the glow discharge method using the above-described apparatus will be described. Open the valve 1122 and open the gas cylinder 110
Let the CF4/Ar gas flow out from valve 1
124 and SiH4/Ar from the gas cylinder 1104.
Let the gas flow out and adjust the pressure at outlet pressure gauges 1127.1129 to 1 kg/C, then inlet valve 1112.
1114 gradually opens the mass flow controller 110.
7.1109, followed by outflow valves 1117.1119. The auxiliary valve 1132 is gradually opened to introduce CF4/Ar gas and S i H4/Ar gas into the deposition chamber 1101. At this time, the mass flow controllers 1107 and 1109 are adjusted so that the ratio between the flow rate of CF4/Ar gas and the flow rate of SiH4/Ar gas becomes the desired value, and the pressure inside the deposition chamber 1101 is adjusted to the desired value. While checking the reading on the vacuum gauge 1136, check the main valve 113.
Adjust the opening degree of 4. Then, the temperature of the support 1137 supported by the support means 1139 in the deposition chamber 1101 is heated by the heater 1138 to a desired temperature, and then the shutter 1142 is opened to generate a glow discharge in the deposition chamber 1101. Then, the opening degree of the outflow valves 1117 and 1119 is changed manually or by an external drive motor, etc., so that the flow rate of CF4/Ar gas and/or the flow rate of SiH4/Ar gas is adjusted according to a pre-designed rate of change curve. The content rate of Si atoms, F atoms, and/or H atoms in the resistance layer 14 is thereby changed in the film thickness direction.

次に1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°C、ガスポンベ1102からCF
、/Arガスをガスポンベ1104からS i H4/
 A r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。シャー2夕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1137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1117.1119の開度を変化させる操作を行
なってCF4/Arガスの流量及び/またはStH4/
 A r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 a procedure for forming the resistive layer of the recording head of the present invention by sputtering using one or more devices will be described. High-purity graphite 11 is preliminarily placed on the electrode 1141 to which a high voltage is applied by the high-voltage power supply 1140.
Set up 42-1 as a target, do the same as in the glow discharge method, and set the gas pump 1102 to CF.
, /Ar gas from the gas pump 1104 S i H4/
Ar gas is supplied to the deposition chamber 1101 at desired flow rates.
be introduced within. By opening the shutter 1142 and turning on the high voltage power supply 1140, the target 1142-
Sputter 1. At this time, the support body 1137 is heated to a desired temperature by the heater 1138, and the deposition chamber 1101 is heated by adjusting the opening degree of the main valve 1134.
Setting the inside to a desired pressure is the same as in the glow discharge method. Then, as in the case of the glow discharge method described above, the opening degree of the outflow valves 1117 and 1119 is changed to adjust the flow rate of CF4/Ar gas and/or StH4/
The flow rate of the Ar gas is changed over time according to a predesigned rate of change curve, thereby changing the content of Si atoms, F atoms, and/or H atoms in the resistance layer 14 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、A1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 a substrate having an electrothermal transducer of a liquid jet recording head as shown in FIGS. 1 to 3, after forming a heat generating resistor layer on the support as described above, A conductive layer (for example, an Au layer, an A1 layer) for forming an electrode is formed, and then a conductive layer and a heat-generating resistive layer are patterned using photolithography, and if necessary, the layer is made of an insulating material, etc. A protective layer may be laminated.

また、:310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。
In addition, in the case of a substrate having an electrothermal converter for a liquid jet recording head as shown in Figure 310, a conductive layer is formed on the support in advance, and the conductive layer is patterned using photolithography technology. After this, a heat generating resistor layer is formed by the glow discharge method or 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ツチング等により、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 may be made of the same material as the above-mentioned support, for example, by mechanical cutting with a microcutter, chemical etching, etc., or if the top plate is made of photosensitive glass, the desired shape can be formed. It is possible to use a material in which grooves are formed by pattern 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 transducer and the top plate can be bonded after sufficient alignment, for example, by bonding with an adhesive or by thermal 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TIt22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 above embodiment, a liquid jet recording head of the type shown in a partial perspective view in FIG. However, in the present invention, the fourteenth
As shown in the figure, the liquid ejection port 26 may be provided directly on the top plate 20. In the head of the type shown in FIG. 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 from 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 modification 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−]X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。
FIG. 15 is a sectional view of IX-]X in FIG. 14 above. In this case, the portion of the top plate 20 other than the groove 22 is in close contact with the substrate having the electrothermal converter.

従って、天板20の6溝22に対応して形成される各熱
作用部24は支持体12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。
Therefore, the respective heat-acting parts 24 formed corresponding to the six grooves 22 of the top plate 20 are isolated from each other by the barrier part 30 formed by the part in close contact with the support body 12.

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。
In FIG. 15, each heat generating part 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 other examples.

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 in complete 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6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 six heat generating portions 18 communicate with each other as in the case of FIG. 16.

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, no barrier portion is formed as in the cases of FIGS. 15 to 17.

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。
15 to 18 above relate to the liquid jet recording head of the type shown in FIG. 14, but the same applies to the type of liquid jet recording head shown in FIG. 13.

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 part (wall) 30 does not necessarily have to be provided as described above, and even if it affects the ejection direction, ejection speed, or ejection amount of the liquid ejected from the adjacent ejection ports, the flying droplets may be prevented. It is not necessary to provide a barrier section unless there is an error that exceeds an allowable range in the point of impact of the liquid on the recording material. In order to improve this, it is preferable to provide a barrier section. Furthermore, it goes without saying that the barrier portion may be formed integrally with the top plate, or only the barrier portion may be a separate member. The flat top plate may be made of the same material as the grooved top plate. Moreover, a photosensitive resin can also be used for the barrier part 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 shown 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、コーこング社製の97059ガラス、
表面層として熱酸化5i02蓄熱層(厚す5 p−m)
を設けたSt板を用いた。
As a support, 97059 glass manufactured by Koh Kong Co., Ltd.
Thermal oxidation 5i02 heat storage layer as surface layer (thickness 5 pm)
A St plate provided with the following was used.

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, an electrode, and optionally a protective layer are formed on the support. The layer configurations of the heating resistor layer, electrode, and protective layer were of 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。
A heating resistor layer was formed on the Type A support using the deposition apparatus shown in FIG. The conditions during the deposition are as shown in Tables 1 and 2, respectively.

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アイ)(99,99%)が用
いられ、比較例はHfB2が用いられた。
The Examples listed in Table 1 were carried out by the glow discharge method, and the Examples and Comparative Examples listed in Table 2 were carried out by the sputtering method. As a target during sputtering, Graphi (99,99%) was used except for the comparative example, in which HfB2 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0次に、その
発熱抵抗層上に電子ビーム法によりAt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
、At層を所望の形状にエツチングして複数対の電極を
形成した。&!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系エツチング液を用い
て所定の部分の発熱抵抗層を除去した。その−例として
、40gmX200牌m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 heat generation resistance layer was formed with the thickness shown in Table 3. An At layer was formed on the resistance layer by an electron beam method, a resist pattern was formed by a photolithography technique, and the At layer was etched into a desired shape to form a plurality of pairs of electrodes. &! Then, a resist pattern was formed by photolithography, and predetermined portions of the heating resistor layer were removed using an HF etching solution. As an example, a heating resistor element was formed in which the above-mentioned electrodes were attached to a heating portion consisting of a portion of a heating resistor layer of 40 gm x 200 tiles. 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
ンコードする。そして、80℃で1時間プリベークし、
アライナ−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, a photosensitive polyimide (trade name: Photonice) is spin-coded. Then, prebaked at 80℃ for 1 hour,
After exposure with an aligner, it is developed and the heat-generating part has a structure with a window opening. Then, heat to 400°C for 30 minutes at 140°C.
Post-baking is performed for 1 hour to complete a substrate having an 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 part of the electrothermal converter thus obtained was as shown in Table 3.

尚、感光性ポリイミドはA1電極のインク中における電
解を防ぐためのものである。
Note that the photosensitive polyimide is used to prevent electrolysis in the ink of the A1 electrode.

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 a completed substrate having an electrothermal converter is shown in FIG. 19, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. 20. 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
か形成された0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ツチ
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
系エツ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−例として40BmX200ILm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/ m m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 Type A. The deposition conditions are as shown in Tables 1 and 2, respectively. 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 resistor layer with the thickness shown in Table 3 was formed. An Au layer was formed on the heating resistor layer by an electron beam method, a resist pattern was formed by photolithography, and the Au layer was etched into a desired shape to form a plurality of pairs of electrodes. Next, a resist pattern is formed using photolithography technology and HF is applied.
Predetermined portions of the heat generating resistor layer were removed using an etching solution. As an example, a heating resistor element was formed in which the above-mentioned electrodes were attached to a heating portion consisting of a heating resistor layer of 40 Bm x 200 ILm. The heat generating parts were arranged at a pitch of 8 pieces/mm. In this way, a substrate having an electrothermal transducer 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 part 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 a completed substrate having an electrothermal converter is shown in FIG. 21, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. 22.

タイプC 支持体上に電子ビーム法によりA1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A1
層を所望の形状にエツチングして複数対の電極を形成し
た0次に、パターンが形成されたAt層の上に発熱抵抗
層を形成した。
Type C A1 layer is formed on the support by electron beam method, and a resist pattern is formed by photolithography technique.
After etching the layer into a desired shape to form a plurality of pairs of electrodes, a heating resistor layer was formed on the patterned At 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。The heating resistance layer was formed in the same manner as in the case of type A.

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系エツ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−例として40p
mX200ルm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。
The deposition conditions were maintained as shown in Tables 1 and 2, respectively, and heat generating resistive layers having the thicknesses shown in Table 3 were formed. Subsequently, a resist pattern was formed by photolithography, and predetermined portions of the heating resistor layer were removed using an HF-based etching solution. - 40p as an example
A heat generating resistor element was formed in which the above electrode was attached to a heat generating portion consisting of a portion of the heat generating resistor layer measuring m×200 lum.

この発熱部は8個/ m mピッチで配列した。尚、A
t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 heat generating parts were arranged at a pitch of 8 pieces/mm. Furthermore, A
Since the t-electrode is protected by this heating resistance layer, there is no need to form a protective film. Thus, a substrate having an electrothermal transducer 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 part 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 a completed substrate having an electrothermal converter is shown in FIG. 23, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. 24.

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0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 manufactured 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 14 shown in FIG. There is a type shown in the figure (hereinafter referred to as type 2).

タイプl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 created using two methods, and Type 2 was created using one method. The method for creating them will be described below.

タイプl−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40 g m 、深さ40pm
)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.
0 with multiple grooves 22 (width 40 gm, depth 40 pm)
) and a groove 42 serving as a common ink chamber are cut using a micro cutter to create 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だめのインク導入管44を接続
して記録ヘッド46を一体的に完成した。
Next, the substrate completed above and the top plate 20 are connected to the heat generating part and the groove 2.
2 and then joined together, and furthermore, as shown in the schematic perspective view of FIG. 26, an ink introduction pipe 44 for introducing ink from an ink supply section (not shown) to the common ink chamber is connected. The recording head 46 was completed in one piece.

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−で露光し、現像し、所望のパターン形状に作成
する0次に、感光性樹脂フィルム52(商品名オーディ
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。
Type 1-2 A photosensitive film 50 (trade name: Odile, Tokyo Ohka) is laminated on the substrate completed above. Then, a glass plate 54 laminated with a photosensitive resin film 52 (trade name Odile, Tokyo Ohka) is placed on top of the patterned film, which is exposed and developed using an aligner to create a desired pattern shape. Glue and join.

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。
Then, this joined body is shaped by machining such as dicing to form the discharge port 26, and an ink introduction pipe 44 is connected from an ink supply section (not shown) to the common ink chamber, as shown in the schematic diagram of FIG. A recording head 56 as shown in the perspective view was 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はエツ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として穴かあ〈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である0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へラド62を一体的
に完成した。尚、64は天板20の凹部であリバリャ部
を構成する。
Type 2 First, the top plate 20 in which the discharge port 26 is formed is created. The top plate 20 is created by forming a pattern of photosensitive film (trade name: PHT-145FT-50, Hitachi Chemical) on a stainless steel plate with grooves formed by etching, etc., and then electroforming with Ni plating on the pattern. . The holes serving as the discharge ports 26 are where the pattern of the photosensitive film is located. The top plate 20 created in this way and the substrate completed above are aligned with the heat generating parts and the discharge ports 26 corresponding thereto, and then bonded with adhesive. The board is machined to make holes so that ink can be supplied into the top plate 20. Next, a hole is made by machining so that ink can be introduced into the common ink chamber from an ink supply section (not shown) on the back side of the joined board. The introduction pipe 60 of the second
A recording pad 62 as shown in the schematic perspective view of FIG. 8 was integrally completed. Note that 64 is a recessed portion of the top plate 20 and constitutes a rebarrier 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l−1,タイプ
l−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 an electrothermal converter and type 1-1, type 1-2, and type 2 of the head manufacturing method, but in the following durability experiment, 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 regarding the 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
通電極り−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。
The recording head created above has electrode leads (individual electrode leads and common electrode leads: not shown) connected to individual electrodes 17 for each heat generating part and electrodes 16 common to each heat generating part. 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 as shown in a schematic perspective view 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は該記録へラドユニ、)70のa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 unit 70 is placed, and 74 is a guide member for reciprocating the carriage 72. Also, 76 is a platen,
Reference numeral 78 indicates a recording member, such as paper, held on the platen 76.

記録ヘッド工ニット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上にドツ
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 opening of the recording head unit 70 is oriented in the direction of arrow Z, and the recording liquid is ejected in the direction of the arrow in the form of droplets and adheres to the recording member 78 on the platen 76 in the form of dots. do. Main scanning is performed by moving the recording head unit 70 along the guide member 74 by an appropriate driving means, and sub-scanning is performed by rotating the platen 76 around a rotation axis 77 by an appropriate driving means. , whereby 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10psecのパルス幅、2001LSec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
20V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。
Apply a rectangular pulse with a voltage 1.2 times the minimum bubbling voltage (the voltage at which bubbling begins in the ink) (for example, 24 V if the minimum bubbling voltage is 20 V) to the heat generating part with a pulse width of 10 psec and a pulse input cycle of 2001 LSec. did. The composition of the ink used was as follows.

水          68重量部 DEC30重量部 黒色染$4        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 DEC: 30 parts by weight Black dyeing: $4: 2 parts by weight When an ink droplet ejection experiment was conducted using the above experimental conditions and ink, durability evaluations as shown in Table 3 were 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「
O」、「×」は2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 based on the number of times electrical pulses could be repeatedly applied as follows. In other words, "
"O" and "x" indicate the number of times the electrical pulse was repeatedly applied, as shown in 2 or less.

o      toio回以上 X      106回以下 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 results of 106 times or more x 106 times or more, it can be seen that in the examples of the present invention, recording heads with significantly superior durability compared to the comparative examples were obtained. Further, in the examples of the present invention, the recording properties were 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 above durability experiment, the above type A and type 1-1 were used.
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。記録へ7ドユニツト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 the carriage 72 by the holding member 71.
It is fixed and placed on. 7 units to record 70
is a so-called disposable type, and contains recording liquid. The movement of the carriage 72 along the guide member 74 is achieved by fixing a part of the wire 82 wound between the pulleys 80 and 81 to the carriage 72, and moving the carriage 72 along the guide member 74 using the motor 84.
This is done by driving and 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 rotating shaft 77 of the platen 76 is driven and rotated by a motor 86 and a gear mechanism 88, thereby feeding the recording member 78.

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。
90 is a recording head unit 70 via a carriage 72.
This is a flexible wiring board connected to the carriage 72 in order to supply an electric signal for ejecting recording liquid in the Z direction.

[発明の効果] 以ヒ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0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。
[Effects of the Invention] According to the present invention as described below, by using an amorphous material made of carbon atoms as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms as the heating resistance layer, High chemical stability, excellent electrochemical reactivity resistance, and oxidation resistance.
The present invention also provides a liquid jet recording head and a liquid jet recording device that have an electrothermal converter having excellent mechanical impact resistance and heat resistance, and therefore have extremely good thermal response and repeated use durability. Accordingly, an electrothermal converter having particularly 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悌となる。
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
厚方向に不均一分布となしているので、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。
Furthermore, according to the present invention, the content of silicon atoms, halogen atoms, and/or hydrogen atoms in the heat generating resistive layer is unevenly distributed in the film thickness direction, which improves heat storage, heat dissipation, and support and resistance. Various properties such as adhesion with the layer and resistance to chemical reaction with the recording liquid can be easily achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation 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■−■断面図であり、第3図は第2図のm−m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 代理人  弁理士  山 下 積 平 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第ブ図 第13図 第14図 第15図 第1G入 第21図 第22図 第2γ図
FIG. 1 is a partial plan view of the recording head of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line 1--2, and FIG. 3 is a sectional view taken along line mm in FIG. 4 to 9 are graphs showing the distribution of the content of silicon atoms, halogen atoms, and/or hydrogen atoms in the heating resistance layer. 10 and 11 are partial cross-sectional views of a substrate having an electrothermal transducer of the recording head of the present invention. FIG. 12 is a schematic explanatory diagram of the deposition apparatus. 13 and 14 are partial perspective views of the recording head of the present invention. 15 to 18 are partial cross-sectional views of the recording head of the present invention. 19, 21 and 23 are perspective views of a substrate having an electrothermal converter of the recording head of the present invention, and FIGS.
FIG. 22 and FIG. 24 are sectional views thereof, respectively. 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 24: Heat generating resistive layer 16. 17: Electrode 18: Heat generating part 20: Top plate 24: Heat acting part 26: Discharge port agent Patent attorney Tsumi Taira Yamashita Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15 Fig. 1 G entry Fig. 21 Fig. 22 Fig. 2 γ Fig.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (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/または水素原子が膜厚方向に不均一に分布して
いることを特徴とする、液体噴射記録ヘッド。
(1) A liquid comprising an ejection port provided for ejecting a liquid to form flying droplets, and an electrothermal converter that generates thermal energy used to form the flying droplets. In the ejection recording head, the heating resistance layer constituting the electrothermal converter is made of an amorphous material containing carbon atoms as a matrix and silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms; A liquid jet recording head characterized in that halogen atoms and/or hydrogen atoms are distributed non-uniformly in the film thickness direction.
(2)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を搭載してな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
子が膜厚方向に不均一に分布していることを特徴とする
、液体噴射記録装置。
(2) A liquid comprising an ejection port provided for ejecting the liquid to form flying droplets, and an electrothermal converter that generates thermal energy used to form the flying droplets. In a liquid jet recording device equipped with a jet recording head, the heating resistance layer constituting the electrothermal converter is made of an amorphous material having carbon atoms as a matrix and containing silicon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms. A liquid jet recording device characterized in that silicon atoms, halogen atoms and/or hydrogen atoms are non-uniformly distributed in the film thickness direction in the heating resistance layer.
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