记录头和记录装置制造方法及图纸

一种墨汁喷射记录装置，它具有一个记录头，记录头中用于产生发射能量的电热转换元件和半导体功能元件在一个半导体基片内构成一个整体。上述功能元件与电热转换元件电连接，功能元件的基报和集电报短路。由此限制了喷墨误差，使记录头能记录出高质量的图象。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在复印机，电传真机，文字处理机，主计算机终端的输出打印机或显示输出打印机中使用的记录头，特别涉及一种电热转换元件和记录元件形成在一个共用基片上的记录头和记录装置。迄今为止，已知的半导体器件中装有许多半导体元件，并且通过控制供给各段的电流来控制半导体元件，使它们同时或单独地工作。附图说明图1A给出了一个这种半导体器件的例子。图中数字24表示绝缘基片;25表示半导体基片;26表示半导体阳极区;27表示阴极区。上述半导体器件的结构特征是各个二极管按一定间隔分别安装并固定在绝缘基片上。由于器件的上述结构，对二极管规格的要求具有很大的自由度，可以根据实用的需要在一个宽范围内选择合适的二极管。此外，由于可以防止二极管之间的相互干扰，用绝缘基片可以阻断高反向偏置电压，并可以供给大电流，可以得到一种能耐受高电压和大电流的半导体器件。图1B是使用图1A所示半导体器件的电路图的一个实例。在该电路中，例如，为了把电流加到如负载电阻或类似元件的电路段28上，开关29闭合，提供正偏置电动势H1，接着，开关30闭合，接通与供给电流的电路段相对应的二极管31。此时，仅有所需的电路段28单独工作，而不影响其他电路段。在记录头中也使用上述的电路结构。各个电路段，例如电热转换元件，与各个相应的二极管成电连接，因此，各电路段可以单独工作。然而，在上述惯例中，由于各个半导体元件是装在绝缘基片上的，因而出现了下述技术问题。1.由于各个二极管是逐一安装并固定在绝缘基片上的，所需的步骤很多，使半导体器件的造价很高。2.由于二极管是单独使用的，各二极管的特性有很大误差。在使用大量二极管的情况下，考虑到系统设计的总平衡，不可能把允许的误差量规定为一个很大的值。3.在进行焊接以形成二极管的电连接时，需要根据二极管的接线考虑空间和布局，并且还要有使二极管间绝缘的间隙。因此，单位面积上二极管的容量减少，并使整个半导体器件的小形化受到限制。为了克服上述1至3的问题，似乎可以期望在一块公共基片上形成有关的元件，如美国专利说明书4，429，321(Matsumoto)所公开的情况。对于在半导体基片上装有晶体管，并且电路构成如图1c所示的情况下，5，如果晶体管的电流放大系数是一个变量，在具有较大预定电流放大系数的二极管中就会出现电流聚集。在记录头中使用上述半导体器件的情况下，这种墨汁喷射记录头具有一个排放墨汁的排放孔，一个与排放孔连通的液体通道，和一个用作排放能量发生元件的电/热转换元件，该元件装在与排放孔对应的液体通路内部或外部，或者装在用于热复制传输记录，热记录，或类似用途的热印头里面，由于上述的原因，要避免使记录头的体积增大和避免记录头的高成本是困难的，此外，整个记录装置的尺寸和成本也会增加。实际上，对于墨汁喷射记录装置中使用的记录头，本专利技术人及其他人从很多实验中发现，在充分考虑到半导体器件所产生的热影响，电/热转换元件中产生的热影响，及类似影响时，记录头的结构必然受到限制，以便能使用液体，(墨汁)。换句话说，如果记录头具有产生热能的电热转换元件和半导体功能元件是形成在一个公共的半导体基片上的结构，图象质量会由于电路布线，元件结构和激励条件而产生极大的变化。实际上是所射出的墨汁在记录纸上的附着位置的偏差会大大改变。因此，为了获得高质量的墨汁喷射记录，必须找出一种使墨点偏差限制在最小量的结构。考虑到上述技术任务而完成了本专利技术。本专利技术的目的是提供一种造价低又易于制造的半导体器件。本专利技术的另一个目的是提供一种有多个元件的半导体器件，这些元件之间的差别被排除了，该半导体器件包含多个相同的元件。本专利技术的第三个目的是提供一种具有高集成度的小型半导体器件。本专利技术的第四个目的是提供一种具有寄生PN结结构，从而能抑制漏导电流的有效的半导体器件。本专利技术的第五个目的是，提供一种实用的半导体器件，它具有多个元件，其中相邻元件间的影响受到阻止，也不会妨碍器件的工作。本专利技术第六个目的是，提供一种具有极好的排料性能的记录头，能高速并高清晰度地进行记录。本专利技术还有一个目的，是提供一种解决上述问题的方法，记录头具有半导体基片，在半导体基片上装有晶体管元件和电/热转换元件，记录头有使每个晶体管的基极和集电极短路的第一布线电极，与半导体基片成电连接的第二布线电极，以及连接电/热转换元件的一个电极的第三布线电极，晶体管的发射极与电/热转换元件的另一个电极成电连接。本专利技术还有一个目的，是提供一种记录头，它包括半导体基片;装在半导体基片上的晶体管元件;及装在半导体基片上的电/热转换元件。此处的记录头具有与电/热转换元件的一对电极中的一个电极成电连接的第一布线电极，以及同晶体管元件的发射极成电连接的第二布线电极，并且把每个晶体管元件的基极与集电极短路，并同电/热转换元件的一对电极中的另一电极成电连接。按照本专利技术，由于能够用同一工艺步骤在记录头的基片中形成许多元件，可以用低成本实现记录头的高密度，高性能和小型化。按照另一实施例，由于用于激励能量发生元件的晶体管的集电极和基极是电气短路的，即使构成多个二极管的晶体管的电流放大系数之间有误差，在具有预定的大电流放大系数的二极管中也不会出现电流聚集。因此，能量发生元件和半导体元件不会毁坏。另一方面，按照实施例，半导体元件和能量发生元件被做在同一基片上，能够实现记录头的高密度，高性能和小型化。此外，按照实施例的电路结构，液滴总是稳定的，并且在高速度下可以形成良好的排放响应特性。此外，按照本专利技术的电路结构，能以优良的响应和高速度形成始终稳定的液滴。图1A是普通半导体器件的截面示意图;图1B是半导体器件的激励电路结构图;图1C是半导体器件激励电路的一个实例;图2A是按照本专利技术的第一实施例的记录头中使用的半导体器件的部分截面图;图2B是按照本专利技术的第二个实施例的记录头的电路结构的部分电路图;图3是半导体器件的寄生效应的一个例子的示意图;图4A是按照本专利技术的记录头的透视示意图;图4B是沿图4A中E-E′线的截面图;图5是按照本专利技术的第一实施例的记录头激励方法的激励原理图;图6A至6F是按照本专利技术的第一实施例的记录头制造工艺步骤示意图;图7A是按照本专利技术的第二实施例的记录头中使用的半导体器件的部分截面示意图;图7B是按照本专利技术的第二实施例的记录头电路结构的部分电路图;图8是半导体器件寄生效应实例的一个示意图;图9是按照本专利技术的第二实施例的记录头的实际结构的截面图;图10是按照本专利技术的第二实施例的记录头激励方法示意图;图11A至11J是按照本专利技术的第二实施例的记录头制造工艺步骤的示意截面图;图12是装有按照本专利技术的记录头的墨汁喷射记录装置的透视示意图;图13是装在图12所示装置上的记录头的外形结构图;以及图14是图12中支架的示意图。参照附图对本专利技术详细说明如下。本专利技术并不仅限于所举实施例。符合本专利技术目的的任何改型均在本专利技术要求保护的范围内。(实施例1)图2A是本专利技术的记录头中使用的功能元件的截面示意图;图中数字1表示N型硅基片;2是构成元件的N型外延区;3是构成元件的P型埋入区;4是隔离元件的N型隔离区;5是构成元件的P型集电区;6是隔离元件的P型隔离区;7是构成元件的高浓度P型发射区;8是构成元件的高浓度P型基极区;9是构成元件的高浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有排放墨汁的排放口的墨汁喷射记录头，其特征是，产生用于排放墨汁的热能的电／热转换元件，和与该电／热转换元件电连接的晶体管元件形成在一块半导体基片上，以及晶体管元件的基极与集电极短路，并与电／热转换元件电连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤田桂，仲野浩，一濑敏彦，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]