CN1978198B - 喷墨头用基板、喷墨头及其清洁方法、喷墨记录装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷墨头用基板、具有该基板的喷墨头、该喷墨头的清洁方法以及使用上述喷墨头的喷墨记录装置， 目的在于在使利用热能作为用于喷出墨水的能量的喷墨头，能可靠且均匀地除去蓄积在与墨水接触的热作用部上的结痂。为此，本发明在包含热作用部(108)的区域上可电连接地配置上部保护层(107)，该上部保护层(107)能电连接成成为用于与墨水发生电化学反应的电极。用包含通过电化学反应而溶解出的金属、且不会由于加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成该上部保护层。由此，使其发生可靠的电化学反应而使上部保护层的表面层溶解出，从而能均匀且可靠地除去热作用部上的结痂。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于用喷墨方式喷出墨水而在记录介质上进行记录的喷墨头、该喷墨头用基板、上述喷墨头的清洁方法、清洁装置、以及使用上述喷墨头的喷墨记录装置。
背景技术
美国专利第4723129号说明书或美国专利第4740796号说明书等所公开的喷墨记录方式，通过利用热能使墨水发泡，从而能进行高速、高图像质量的记录，且适合于彩色化、小型化，因此，近年来成为喷墨记录方式的主流。
作为用于喷墨记录的头(喷墨头)的通常结构，可以举出这样的结构，具有：多个喷出口；与喷出口连通的液体流道；产生用于喷出墨水的热能的电热转换元件。电热转换元件具有发热电阻以及用于向发热电阻供电的电极。由于该电热转换元件被具有电绝缘性的保护层覆盖，所以能确保各电热转换元件之间的绝缘性。各墨水流道与共用液室连通。从作为墨水储存部的墨盒供给墨水到该共用液室。而且，被供给到共用液室的墨水从此处被引导到各液体流道之后，在喷出口附近形成并保持弯液面。在该状态下，当有选择地驱动电热转换元件时，由被驱动的电热转换元件产生热能。利用该热能，墨水被电热转换元件上方的墨水接触部分(热作用部)急剧加热而发泡。由随着该发泡而产生的压力使墨水喷出。
这样的喷墨头(以下也简称为头)的热作用部，由于发热电阻的加热而暴露在高温下，并且，承受由于伴随墨水的发泡、收缩而产生的空化(cavitation)所带来的冲击等物理作用和由于墨 水产生的化学作用的复合作用。因此，通常为了保护电热转换元件不受它们的影响，而在热作用部上设置上部保护层。以住，通过设置将相对于这些由于空化而产生的冲击、或由于墨水而产生的化学作用有较强保护作用的Ta膜制成0.2～0.5μm厚度而成的保护层，来谋求同时实现喷墨头的长寿命化和可靠性这两方面。
图26是表示以往的喷墨头的热作用部周边的示意剖视图。在图26中，601是硅的基体。602是由热氧化膜、SiO膜、SiN膜等构成的蓄热层。604是发热电阻层，605是由Al、Al-Si、Al-Cu等金属材料构成的、作为布线的电极布线层。作为电热转换元件的发热部604′是通过除去电极布线层605的一部分、并使该部分的发热电阻层604露出而形成的。电极布线层604在基板601上被拉引，与驱动元件电路或外部电源端子连接。因此，电极布线层604能接受来自外部的供电。
606是作为发热部604′和电极布线层604的上层而设置的保护层。该保护层606也具有由SiO膜、SiN膜等构成的绝缘层的功能。607是设于保护层606上的上部保护层。该上部保护层607是用于保护电热转换元件不受上述化学和物理的作用的层。而且，在上部保护层607中位于发热部604′之上的部分成为与墨水接触、对其作用热的热作用部。该上部保护层607是为保护电热转换元件不受化学和物理的冲击而设置的，不与外部电极电连接。
在以上结构的喷墨头用基板600上设有流道形成构件620。该流道形成构件620在与热作用部对应的位置上具有喷出口621，并形成有从贯通基板600而设置的墨水供给口经过热作用部608与墨水喷出口621连通的流道。
因此，在喷墨头上的热作用部608，产生这样的现象：墨水所含有的色材和添加物等，由于被高温加热而以分子水平被分解，变成难溶解的物质，而被物理吸附在上部保护层607上。该现象称 为“结痂”。如此，若难溶解的有机物或无机物吸附在上部保护层607上，则从热作用部608向墨水的热传导变得不均匀，发泡不稳定。
因此，以往通过使用含有耐热性好的染料的墨水、或使用充分地进行精制、减少了染料中的杂质的量的墨水，使其难以产生结痂。但是因此产生了墨水的制造成本变高了、能使用的染料的种类受到了限制等问题。
为了解决上述那样的问题，日本专利特开平9-29985号公开这样的清洁方法：在喷墨头中充满含有与记录墨水不同的电解质的水溶液(除痂液)，通过对构成热作用部的Ta的表面层通电，来除去堆积在热作用部上的结痂。该文献中记载有：通过该通电，在Ta和水溶液之间产生电化学反应，Ta层表面的一部分受到腐蚀而溶解到水溶液中，堆积的结痂通过与Ta层一起脱落而被除去。
在此，为了进行稳定的墨水的发泡，均匀且可靠地除去堆积在热作用部上的结痂是很重要的。但是，本发明人验证了上述日本专利特开平9-29985号所公开的技术，结果发现了有时并不能充分地除去堆积的结痂这样的问题。并且，本发明人专心研究，结果发现由于加热，在用作上部保护层的Ta层的表面形成了氧化膜，该氧化膜妨碍了除去结痂时的电化学反应。即，由于有时在堆积了结痂的热作用部表面被阻碍了电化学反应，所以，不能均匀且可靠地除去结痂。
另外，在日本专利特开平9-29985号公报中，使用专用的除痂液，必须在将除痂液供给到喷墨头中之后实施清洁。因此，要由再利用业者等进行清洁或者由用户进行清洁。但是，至少在用户实施的一系列的记录处理的过程中，不能进行清洁。
发明内容
本发明是鉴于这些问题而作出的，其目的在于即使在热作用部上蓄积了结痂，也能均匀且可靠地将痂除去，因此能使喷出特性稳定、能进行具有可靠性的高质量的图像记录。
另外，本发明的其他目的在于不需要由专用的从业者或用户进行的特别且烦杂的清洁处理，就能在一系列的记录处理过程中进行清洁。
为了达到上述目的，本发明具有以下结构：
本发明的第1技术方案提供一种喷墨头用基板，其特征在于，包括：发热部，由电极布线层的间隙和发热电阻层形成；保护层，配置在上述电极布线层和上述发热电阻层上；上部保护层，可电连接地配置在至少包含上述发热部上方的、与墨水接触的热作用部的上述保护层上的区域，以成为用于与上述墨水产生电化学反应的电极，该上部保护层包含通过上述电化学反应而溶解出的金属，且由不会由于加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成；上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述保护层上。
本发明的第2技术方案提供一种喷墨头，其特征在于，包括：上述基板；流道形成构件，具有与上述热作用部对应的墨水喷出口，且通过与上述基板接合而形成到达上述喷出口的上述墨水的流道。
可以使上述上部保护层，在上述密接层上配置于避开应接合有用于形成上述墨水流道的流道形成构件的部分的位置。
本发明的第3技术方案提供一种清洁方法，用于除去堆积在上述任一技术方案所述的喷墨头的上述热作用部上的结痂，其特征在于，通过将上述上部保护层用作一电极，并使其发生上述电化学反应，使上述上部保护层溶解到上述墨水中。
另外，本发明的第4技术方案提供一种使用本发明的上述一技术方案或其它技术方案的喷墨头进行记录的喷墨记录装置，其特 征在于，具有清洁部件，该清洁部件是进行这样的处理：通过将上述上部保护层用作一电极，并使其发生上述电化学反应，使上述上部保护层溶解到上述墨水中，由此除去堆积在上述热作用部上的结痂。
本发明的第5技术方案提供一种喷墨头的清洁方法，该喷墨头具有：电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水接触；上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；该喷墨头的清洁方法是对喷墨头除去堆积在上述上部保护层上的结痂的方法，其特征在于，喷墨头的清洁方法具有这样的电压施加工序：将上述上部保护层作为一电极、并将通过上述墨水能与上述上部保护层导通的部分作为另一电极，使两电极的极性反向并施加电压。
本发明的第6技术方案提供一种喷墨头的清洁装置，该喷墨头具有：电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水的接触；上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；该喷墨头的清洁装置是对喷墨头除去堆积在上述上部保护层上的结痂的装置，其特征在于，该清洁装置具有在通过上述墨水能与上述上部保护层导通的电极和上述上部保护层之间施加电压的电压施加部件，上述电压 施加部件具有使上述上部保护层的极性反向并能在该上部保护层与上述电极之间施加电压的电压反向部件。
本发明的第7技术方案提供一种喷墨头，具有：电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水的接触；上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；其特征在于，还包括：电极，通过墨水能与上述上部保护层导通；反向部件，当在上述上部保护层和上述电极之间施加电压时，能使上述上部保护层的极性反向。
本发明的第8技术方案提供一种喷墨记录装置，使用喷墨头进行记录，该喷墨头具有：电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水的接触；上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；其特征在于，该喷墨记录装置具有清洁部件，该清洁部件进行这样处理：将上述上部保护层作为一电极、并将通过上述墨水能与上述上部保护层导通的部分作为另一电极，通过使两电极的极性反向并施加电压，从而除去堆积在上述上部保护层上的结痂。
本发明的第9技术方案提供一种喷墨头的清洁方法，该喷墨头具有：电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水的接 触；上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；该喷墨头的清洁方法是对喷墨头除去堆积在上述上部保护层上的结痂的方法，其特征在于，该清洁方法，通过将上述上部保护层用作一电极，使其发生上述电化学反应，将上述上部保护层溶解到上述墨水中，为了进行上述电化学反应而对上述上部保护层施加电压的动作，与使上述墨水流道内的墨水从上述墨水喷出口排出的墨水排出动作相关联地进行。
在上述第1至第4技术方案中，用包含通过电化学反应而溶解的金属、且不会由于加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层。由此，通过使其发生可靠的电化学反应而使上部保护层的表面层溶解，从而能均匀且可靠地除去热作用部上的结痂。另外，由此能使喷墨头的喷出特性稳定，能进行具有可靠性的高质量的图像记录。
另外，通过将即使对不具有高pH值的液体也会因电化学反应而溶解的材料用作上部保护层，从而即使在喷墨头内存在墨水的状态下也能使其发生电化学反应。由此，能在由用户进行的一系列的记录处理过程中，实施喷墨头的清洁处理。
另外，在上述第5至第8技术方案中，与上述第1至第4技术方案同样，能通过由电化学反应使上部保护层的表面层溶解而除去在上部保护层上产生的结痂。而且，当在上部保护层和电极之间施加电压时，可以使上部保护层的电极反向。因此，即使在进行电化学反应的过程中，在墨水成分附着在上部保护层上的情况下，也能使该墨水成分分散到墨水中。因此，能更加适当地使其发生 电化学反应，能更加可靠地除去结痂。由此，能谋求喷墨头的喷出特性的稳定化和提高可靠性，能获得高质量的记录图像。
另外，在上述第9技术方案中，与上述第1至第5技术方案同样，能通过由电化学反应使上部保护层的表面层溶解而除去在上部保护层上产生的结痂。而且，由于与排出上述墨水的动作相关联地进行为进行上述电化学反应而对上述上部保护层施加电压，所以能将在上述上部保护层上产生的气泡与墨水一起排出。因此，能更加适当地使其发生电化学反应，能更加可靠地除去结痂。
从以下结合附图对本发明示范性实施例所作的说明中，本发明的其他特点将变得更加明显。
附图说明
图1是在本发明的实施方式中用作上部保护层的形成材料的Ir的电位-pH图。
图2是本发明的第1实施方式的喷墨头用基板的发热部附近的示意俯视图。
图3是以沿图2的III-III线垂直切断喷墨头用基板的状态表示的示意剖视图。
图4A～图4F是用于说明图2和图3所示的喷墨头用基板的制造工序的示意剖视图。
图5A～图5E是分别与图4A～图4E对应的示意俯视图。
图6A～图6D是用于说明使用第1实施方式的喷墨头用基板制造喷墨头的工序的示意剖视图。
图7是经本发明的第1实施方式的制造工序制成的喷墨头的示意立体图。
图8是本发明的第2实施方式的喷墨头用基板的发热部附近的示意俯视图。
图9是以沿图8的IX-IX垂直切断喷墨头用基板的状态表示的示意剖视图。
图10A～图10D是用于说明图8和图9所示的喷墨头用基板的制造工序的示意剖视图。
图11A～图11C分别是与图10A～图10C对应的示意俯视图。
图12A和图12B分别是表示在第2实施方式的喷墨头用基板的 热作用部上堆积的结痂的状态和除去了结痂后的状态的示意图。
图13是表示沿图12B的XIII-XIII线垂直切断基板面的状态的示意剖视图。
图14是表示在构成要素中包含第1或第2实施方式的喷墨头的喷墨头单元的结构例的立体图。
图15是表示使用图14的喷墨头单元进行记录的喷墨记录装置的概要结构例子的立体图。
图16是表示图15的记录装置的控制系统的构成例子的框图。
图17是表示使用本发明的喷墨头的记录装置能实施的记录处理顺序的一个例子的流程图。
图18是本发明的第3实施方式的喷墨头用基板的热作用部附近的示意俯视图。
图19是沿图18的X IX-X IX线垂直切断喷墨头用基板的状态表示的示意剖视图。
图20A是表示对上部保护层的两个区域施加电压的状态的图，表示将包含热作用部的区域作为阳极侧电极施加电压的状态。
图20B是表示对上部保护层的两个区域施加电压的状态的图，表示将同一区域作为阴极侧电极施加电压的状态。
图21A是表示电热转换元件的上部保护层的状态的说明图，表示电热转换元件的驱动动作刚刚结束之后的状态。
图21B～图21D是表示电热转换元件的上部保护层的状态的说明图，表示通过本发明的实施例的除痂处理除去附着在上部保护层上的结痂的过程。
图22是表示由本发明的第3实施方式的喷墨记录装置实施的记录处理顺序的一个例子的流程图。
图23A是表示本发明的第4实施方式的电热转换元件的上部保护层的状态的说明图，表示电热转换元件的驱动动作刚刚结束 后的状态。
图23B和图23C是表示本发明的第4实施方式的电热转换元件的上部保护层的状态的说明图，表示通过本发明的实施例的除痂处理、除去附着在上部保护层上的结痂的过程。
图23D是表示本发明的第4实施方式的电热转换元件的上部保护层的状态的说明图，表示气泡残留在上部保护层表面上的状态。
图24是表示本发明的第4实施方式的电化学反应与墨水排出动作的时间的时间图。
图25表示由本发明的第4实施方式的喷墨记录装置实施的记录处理顺序的一个例子的流程图。
图26是表示以往的喷墨头的热作用部周边的示意剖视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明。
1.材料的选定等
为了由电化学反应使热作用部的表面层腐蚀，均匀且可靠地除去堆积的结痂，强烈希望在上部保护层上均匀地施加电位。但是，本发明人发现，若不能适当地选择用作上部保护层的材料，则会由于用于使墨水发泡的加热而暴露在高温下，从而在上部保护层的表面形成氧化膜，即使施加电压，也会妨碍所希望的电化学反应。因此，本发明人得出这样的见解：为了避免这一现象的发生，应选择会通过墨水中的电化学反应溶解、且即使在高温下也化学稳定、不会由于加热而形成牢固的氧化膜的材料作为上部保护层。
上部保护层其前提是除了具有保护其免受物理、化学的冲击这一本来的功能之外，还要具有通过电化学反应而溶解在液体中 的性质。通过电化学反应是否有金属的溶析，通常只要看各种金属的电位-pH图就能掌握。而且，本发明人发现，最好是选定以Ir或Ru的单体、或Ir与其他金属的合金、或Ru与其他金属的合金，作为具有理想的溶解区域、且不会由于加热而形成牢固的氧化膜的材料。特别是，作为上部保护层，Ir或Ru的含有率越多，电化学反应越高效率地进行，因此，最好是采用各金属单体。然而，即使是Ir合金或Ru合金，可能得到本发明的效果。如此，只要最少包含Ir或Ru的材料就能得到本发明的效果。即，应选择含有通过与墨水的电化学反应而溶解的金属的材料作为上部保护层。
图1所示是这些材料中的Ir的电位-pH图。如由图1所表明的那样，可知，Ir具有通过将其作为阳极电极施加电位而进行溶解的区域(由于溶解到溶液中而产生的腐蚀域。以下称为溶解区域)。而且，在图1中，线L1、L2表示关于水的生成、分解的电位。即，仅在线L1之上的区域产生氧，仅在线L2以下的区域产生氢。因此，两线L1和L2之间为水的稳定区域。
另外，通常估计是由于由电极布线的间隙和发热电阻层形成的发热部的发热，发热部上方的上部保护层的热作用部表面被加热到300～600℃左右。对此，可知，由于Ir即使在大气中直到800℃也不会形成氧化膜，所以，最好是选定Ir作为上部保护层。
另一方面，日本专利特开平9-29985号公报所述的那样的Ta由于加热而形成了牢固的氧化膜，而且溶解区域极小。因此，为了使其产生腐蚀或溶解，必须使用具有高pH值的溶液，可以认为是因此而使用专用的除痂液。
对此，如图1所示，由于Ir具有理想的溶解区域，所以不需要使用pH值高的专用的除痂液。喷墨记录所使用的墨水含有电解质，在使用Ir的情况下就足够了。即，即使在喷墨头内存在墨水的状态下，也能产生电化学反应。因此，在用户进行一系列的记 录处理过程中，也可以实施清洁处理。
2.第1实施方式
2.1喷墨头的构成
图2是本发明的第1实施方式的喷墨头用基板的热作用部附近的示意俯视图。图3是沿图2的III-III线垂直切断了基板的状态表示的示意剖视图。
在图2和图3中，101是硅的基体。102是由热氧化膜、SiO膜、SiN膜等构成的蓄热层。104是发热电阻层，105是由Al、Al-Si、Al-Cu等金属材料构成的、作为布线的电极布线层。作为电热转换元件的发热部104′是通过除去电极布线层105的一部分而形成间隙，露出该部分的发热电阻层而形成的。电极布线层104与未图示的驱动元件电路或外部电源端子连接，能接受来自外部的供电。而且，在图示的例子中，虽然在发热电阻层104上配置有电极布线层105，但也可以采用在基体101或热氧化膜102上形成电极布线层105，局部除去其一部分形成间隙之后，配置发热电阻层的结构。
106是作为发热部104′和电极布线层104的上层设置的，是由SiO膜、SiN膜等构成的、也具有绝缘层功能的保护层。107是保护电热转换元件不受随着发热部104′的发热而产生的化学的、物理的冲击、且在清洁处理时为了除去结痂而溶解的上部保护层。在本实施方式，使用通过墨水中的电化学反应而溶解的金属、具体地说是使用Ir作为与墨水接触的上部保护层107。而且，位于发热部104′的上方、且将发热部104′产生的热作用于墨水的上部保护层107的部分成为热作用部。109是配置在保护层106和上部保护层107之间、用于提高上部保护层107与保护层106的密接性的密接层，使用具有导电性的材料制成。
上部保护层107穿过通孔110，通过密接层109与电极布线层105电连接。电极布线层105延伸到喷墨头用基板的端部，其前端 构成用于与外部进行电连接的外部电极111。
在以上结构的喷墨头用基板100(以下，也简称为基板)上连接有流道形成构件120。该流道形成构件120在与热作用部对应的位置上具有喷出口121，而且，而且形成有从贯通基板100设置的墨水供给口经热作用部与墨水喷出口121连通的流道。
以上结构，由于使用即使在大气中到800℃也不形成氧化膜的Ir形成上部保护层107，所以，能在热作用部上均匀地施加电位，能通过与墨水的电化学反应而产生的溶解，除去堆积在热作用部108上的结痂。
而且，通常用作上部保护层107的Ir的密接性低。因此，通过在保护层106和上部保护层107之间形成密接层109来提高密接性。
另外，为了除去热作用部108上的堆积物，在本实施例，以利用上部保护层107和墨水之间的电化学反应为前提。因此，在保护层106上形成通孔110，通过密接层109连接上部保护层107和电极布线层105。由于电极布线层105与外部电极111连接，所以，上部保护层107与外部电极111被电连接。
再有，在本实施方式，上部保护层107被分为包含形成在发热部104′上的热作用部108的区域107a，和除此以外的区域(对置电极侧的区域)107b这两个区域，并分别被电连接。在基板上并不存在溶液时，区域107a和区域107b并不相互电连接。但若在基板上填充含有电解质的溶液，则电流通过该溶液而流动，在上部保护层107和溶液的界面上发生电化学反应。虽然喷墨记录使用的墨水含有电解质，但在本实施方式，在上部保护层107使用具有图1那样的特性的Ir，所以，只要存在墨水，就能发生电化学反应乃至溶解。此时，如图1所表明的那样，由于在阳极电极侧发生金属溶解，所以为了除去热作用部108上的结痂，以使区域107a为阳 极侧、区域107b为阴极侧的方式施加电位即可。
另外，在本实施方式，在实施电化学反应时的阴极电极使用上部保护层区域107b。即，对上部保护层区域107b也使用Ir制成。但是，只要是能通过溶液(墨水)进行理想的电化学反应，也可以使用其它材料形成上部保护层区域107b。
另外，在以上的结构中，将Ir用作上部保护层107，但只要是含有通过电化学反应而溶解的金属、且不会由加热而形成阻碍溶解的氧化膜的材料，也可以使用其它的材料。另外，上述那样所谓不会由加热而形成阻碍溶解的氧化膜的材料，不是完全不形成氧化膜的材料，而是即使由加热形成了氧化膜，其氧化膜也是不阻碍溶解的程度的材料。采用Ir合金或Ru合金时，形成了氧化膜的程度倾向于Ir或Ru的含有率越多则氧化膜程度越轻。因此，选择构成上部保护层107的金属的组成，根据上述那样的倾向和所要求的金属的耐久性等来选择。
2.2喷墨头的制造工序
对第1实施方式的喷墨头的制造工序的一个例子进行说明。
图4A～图4F是用于说明图2和图3所示的喷墨头用基板的制造工序的示意剖视图，图5A～图5E分别是与图4A～图4E对应的示意俯视图。
而且，以下的制造工序是对由Si构成的基体101、或预先做上了由用于有选择地驱动发热部104′的开关晶体管等半导体元件构成的驱动电路的基体进行实施的。但是，为了简化，在以下的图中示出了由Si构成的基体101。
首先，对基体101，用热氧化法、溅射法、CVD法等方法形成由SiO2的热氧化膜构成的蓄热层102作为发热电阻层104的下部层。而且，对预先做上的驱动电路的基体，可以在这些驱动电路的制造工序中形成蓄热层。
接着，在蓄热层102上，通过反应溅射形成厚度大约为50nm的TaSiN等的发热电阻层104，再用溅射形成厚度大约为300nm的成为电极布线层105的Al层。然后，使用光刻法，对发热电阻层104和电极布线层105同时实施干蚀刻，得到图4A所示那样的截面形状和图5A所示那样的平面形状。而且，在本实施方式，作为干蚀刻使用活性离子蚀刻(RIE)法。
接着，如图4B和图5B所示，为了形成发热部104′，再次使用光刻法，通过湿蚀刻除去Al的电极布线层105的一部分，使该部分的发热电阻层104露出。而且，为了使布线端部的保护层106的覆盖性好，最好是在布线端部进行能获得适当的圆锥形状的公知的湿蚀刻。
然后，如图4C和图5C所示，使用等离子CVD法，形成厚度大约为350nm的SiN膜作为保护层106。
接着，如图4D和图5D所示，为了使用光刻法形成用于使上部保护层107和电极布线层105电连接的通孔110，进行干蚀刻。由此除去部分SiN膜，使该部分的电极布线层105露出。
接着，通过溅射在保护层106上形成厚度大约为50nm的Ti层，作为提高保护层106和上部保护层107的密接性的密接层109。接着，通过溅射在该密接层109上形成厚度大约为200nm的作为上部保护层107的Ir层。另外，该状态未特别图示。
接着，为了形成图4E和图5E那样形状的上部保护层107和密接层109的图形，使用光刻法，通过干蚀刻除去上部保护层107和密接层109的一部分。由此形成热作用部108上的上部保护层区域107a和另一侧上方的上部保护层区域107b。
接着，如图4F所示，为了形成外部电极111，使用光刻法，通过干蚀刻除去保护层106的一部分，使该部分的电极布线层105露出一部分。
而且，在以上的制造工序中，虽然选择了干蚀刻法作为密接层109和上部保护层107的图案形成方法，但由于上部保护层107所使用的Ir的蚀刻速度慢，所以工序需要较长的时间。因此，也可以使用剥离(lift off)法作为密接层109和上部保护层107的图案形成方法。在该情况下，在形成密接层109和上部保护层107之前配置剥离用构件，由光刻法形成图案。此时，在应该除去密接层109和上部保护层107的区域上形成剥离用构件。然后，使密接层109和上部保护层107形成膜，用溶液等剥离剥离用构件。由此形成密接层109和上部保护层107的图案。作为剥离用构件，可以使用无机材料或抗蚀剂等有机材料。
图6A～图6D是用于说明使用上述基板100制造喷墨头的工序的示意剖视图。
在喷墨头用基板100上，用旋转涂敷法涂敷保护层作为最终成为墨水流道的能溶解的固体层201和202，该喷墨头用基板100是在基体101上形成有由上述各层构成的电路部115而成的。保护层材料，例如由聚甲基异丙烯基酮构成，具有负型抗蚀剂的作用。然后，如图6A所示，使用光刻技术，将保护层图案形成为所希望的墨水流道的形状。
接着，如图6B所示，为了形成构成流道形成构件120(图3)的液体流道壁和喷出口121，形成覆盖树脂层203。在形成该覆盖树脂层203之前，为了提高密接性，可以适当地进行硅烷偶联剂处理等。覆盖树脂层203，可以通过适当地选择以往所公知的涂敷法，在形成有墨水流道图案的喷墨头用基板100上涂敷树脂而制成。
接着，如图6C所示，使用光刻技术，将覆盖树脂层203图案形成为所希望的液体流道壁和喷出口的形状。
然后，如图6D所示，从基板100的里面，使用各向异性腐蚀法、喷砂法、各向异性等离子蚀刻法等形成墨水供给口116。最好 是用使用四甲基氢氧化铵(TMAH)、NaOH、KOH等的化学上的硅各向异性腐蚀法形成墨水供给口116。接着，通过用Deep-UV光进行全面曝光，进行显像和干燥，从而除去能溶解的固体层201和202。
图7是经过以上制造工序制成的喷墨头的示意立体图。
该喷墨头具有以规定间距并列排列2列形成有电热转换元件117(发热部104′以及热作用部108)的元件列而成的基板100。
2.3除痂实验
对基本上使用图2和图3所示的基板结构制成的喷墨头的两个实施例和比较例进行除痂实验，验证第1实施方式的效果。
(实施例1)
使用多个按照上述工序制造出的喷墨头进行了除痂实验。实验方法是在以规定条件驱动发热部而在热作用部108上堆积结痂，然后通过对上部保护层107通电，进行除痂处理。墨水使用BCI-6eM(佳能制)。
首先，以频率5kHz对发热部施加5.0×106次电压为20V和宽度为1.5μs的驱动脉冲。
图12A是表示刚施加脉冲后的状态的说明图。如图12A所示，在热作用部108上大致均匀地堆积着称为结痂的杂质K。确认到若使用该状态的喷墨头进行记录，则由于结痂K的堆积而使得记录质量降低。
接着，向与上部保护层107a连接的外部电极111施加10V的DC电压30秒。此时，将上部保护层的区域107a作为阳极电极，将区域107b作为阴极电极。
图12B是表示该施加电压后的状态的说明图。如图12B所示，确认到在此前堆积的结痂K被从热作用部108上除去了。在此，在施加电压后用台阶测量仪测定了上部保护层的区域107a和密接层 109的图案端部，结果发现膜厚大约减少了5nm。由此可知，对上部保护层107a施加电压，在上部保护层与墨水之间发生了电化学反应，从而形成为上部保护层107a的Ir溶解到墨水中，随之除去了堆积在热作用部108上的结痂K。当使用该状态的喷墨头进行记录时，确认到记录质量恢复到与初始大致同样的状态。
接着，对除痂处理后的喷墨头再次进行与上述驱动条件同样条件的驱动。在紧接于施加驱动之后确认到，与上述同样，堆积结痂K以及记录质量降低。
然后进行了与上述相同的除痂处理后，确认到堆积着的结痂K没有了，记录质量恢复了。另外，上部保护层107a和密接层109的图案端部又减少了大约5nm。
(实施例2)
接着，除了使用Ru形成上部保护层107之外，其余用与实施例1完全相同的工序，制造多个实施例2的喷墨头，进行同样的除痂实验。除痂实验是这样实施的：以与上述同样的条件驱动喷墨头，在紧接于驱动之后和除痂处理后，观察结痂的堆积状态和记录质量，并对上部保护层107a和密接层109的图案端部进行台阶测定。
然后，确认到：在使用Ru作为上部保护层107的情况下，也与使用Ir的情况同样，除去了热作用部上的结痂，记录质量可以恢复。
而且，可以得知，Ru比Ir容易干蚀刻，与使用Ir相比，使用Ru能更容易制造喷墨头用基板。
(比较例)
接着，除了使用Cr形成上部保护层107之外，其余用与实施例1完全相同的工序，制造多个比较例的喷墨头，进行同样的除痂实验。
在此，首先以频率5kHz对电热转换元件施加5.0×106次电压为18V和宽度为1.2μs的驱动脉冲。在施加脉冲刚刚结束后，与上述同样，确认到结痂的堆积和记录质量的降低。
然后，实施与上述同样的除痂处理，但与实施例1和实施例2不同，结痂仍然堆积着不变化。在此，在施加电压后，用台阶测量仪测定上部保护层的区域107a和密接层109的图案端部、即远离热作用部108的部位，结果膜减薄了大约7nm。可知：由于对上部保护层107施加电压、在上部保护层与墨水之间发生了电化学反应，从而在热作用部108以外的区域，形成为上部保护层107的Cr溶解到了墨水中。尽管这样，并不能除去堆积在热作用部108上的结痂，认为原因是由于加热而在热作用部上形成了氧化膜。即，认为原因是在形成有该氧化膜的部位的上部保护层107不发生电化学反应。另外，因此也看不到记录质量的恢复。
将以上的实验结果示于表1。
表1
由该实验结果可知，为了通过电化学反应溶解出金属而除去 热作用部108上的结痂，应该选定上部保护层107本身不会由于加热而形成氧化膜的金属。
另外，可知，上部保护层的厚度可以是根据由1次除痂处理的膜厚减少的量、和估计对喷墨头进行除痂处理的次数来适当地确定。
3.第2实施方式
如上所述，当为了除去热作用部上的结痂而通过电化学反应使上部保护层107溶解出时，上部保护层107的厚度减少。而且，不仅是热作用部108上的厚度减少，整个上部保护层的区域107a的厚度都减少。
因此，在图3所示的、连接上部保护层107的区域107a和流道形成构件120的结构中，由于厚度的减少而在上部保护层107a和流道形成构件120的界面上产生了间隙。认为若进行除痂处理的次数少，就不会产生显著的间隙，或即使产生了一些间隙也不会成为问题。但是，进行除痂处理的次数越多，上部保护层107的厚度越减少以至间隙越大。因此，不能说没有上部保护层107与流道形成构件120的密接性降低、最后局部剥离的情况。当产生了这样的剥离时，可能会产生与相邻的喷嘴连通，导致记录质量降低。
为了避免发生这种情况，也考虑仅在发热部104′的上方形成上部保护层107和密接层109。但是，这种情况下，保护层106与墨水接触，在对电极布线部105的台阶等的覆盖性不充分的部分，担忧绝缘的可靠性。因此，为了消除这样的担忧，也可以采用以下所示的第2实施方式的结构。
3.第2实施方式
3.1喷墨头的构成
本发明的第2实施方式采用的结构是：用不同的图案形成介于保护层106和上部保护层107之间的密接层109、和上部保护层 107，使密接层109与流道形成构件120接触。作为密接层109，用含有不会由于墨水中的电化学反应而溶解出的金属的材料制成。由此，既能保持在不存在上部保护层107的区域的覆盖性，还能在上部保护层107溶解出后也不会降低基板与流道形成构件120的密接性。
图8是本发明的第2实施方式的喷墨头基板100的发热部104′附近的示意俯视图。图9是以沿图8的IX-IX垂直切断了基板100的状态表示的示意剖视图。在这些图中，对能与上述第1实施方式同样构成的各部件标注相同附图标记。
本实施方式与第1实施方式不同之处是，虽然与上述同样形成密接层109，但对于上部保护层107，将其在避开应接合用于形成墨水流道的流道形成构件120的部分的位置。此外，使该上部保护层107的形成部位局限于热作用部108的部位。密接层109分为两个区域，即分为从热作用部108延伸、穿过与流道形成构件120接触的部位到达通孔110的区域109a、和成为作为与该区域109a的对置电极的阴极电极的区域109b。另外，在本实施方式，由Ta形成密接层。
本实施方式中，上部保护层107不与流道形成构件120接触，而通过密接层区域109a和电极布线层105与外部电极111连接，成为阳极侧被施加电压。即使上部保护层107由于此时发生的电化学反应而产生了溶析，也不会出现流道形成构件120和基板100的密接性降低的问题。这是由于密接层109与流道形成构件120接触，并且在本实施方式使用Ta作为密接层109的缘故。如上所述，在墨水中发生电化学反应时，Ta由于阳极氧化而在表面形成氧化膜，所以实际上不会发生溶解出。
而且，在本实施方式，对于在进行电化学反应时成为阴极电极的密接层区域109b，也用Ta制成。但只要是能通过溶液(墨水) 进行理想的电化学反应，也可以使用其它材料形成密接层区域109b。
3.2喷墨头的制造工序
说明第2实施方式的喷墨头的制造工序的一个例子。
图10A～图10D是用于说明图8和图9所示的喷墨头用基板的制造工序的示意剖视图，图11A～图11C分别是与图10A～图10C 对应的示意俯视图。本制造工序可以在上述第1实施方式中说明了的图4A～图4D以及图5A～图5D的工序后进行实施。
首先，实施与图4A～图4D以及图5A～图5D同样的工序。
然后，如图10A和图11A所示，通过溅射形成厚度大约为100nm的作为密接层109的Ta层。再通过溅射在密接层109上形成厚度大约为100nm的作为上部保护层107的Ir层。
接着，为了形成如图10B和图11B所示那样的上部保护层107的图案，使用光刻法，通过干蚀刻除去上部保护层107的一部分。
接着，为了形成如图10C和图11C所示那样的密接层109的图案，使用光刻法，通过干蚀刻除去密接层109的一部分。由此，形成了与热作用部108电连接的密接层区域109a、和另一密接层区域109b。
接着，为了形成外部电极111，如图10D所示，用光刻法，通过干蚀刻除去保护层106的一部分，使该部分的电极布线层105部分露出。
然后，经过与图6A～图6D所示的同样的工序，在基板100上配置喷出口形成构件120，得到如图7～图9所示那样的喷墨头。
3.3除痂实验
对使用图8和图9所示的基板结构制成的喷墨头的两个实施例(实施例3和实施例4)进行除痂实验，验证第2实施方式的效果。
(实施例3)
使用多个按照上述工序制造出的喷墨头，进行了除痂实验。实验方法这样实施的：在以规定条件驱动电热转换元件117而在热作用部108上堆积了结痂后，通过对上部保护层107通电，实施除痂处理。墨水使用BCI-6e M(佳能制)。
首先，以频率5kHz对电热转换元件施加5.0×106次电压为20V和宽度为1.5μs的驱动脉冲。
图12A是表示刚刚施加了脉冲后的状态的说明图。如图12A所示，在热作用部108上大致均匀地堆积了称为结痂的杂质K。确认到当使用该状态的喷墨头进行记录时，由于结痂K的堆积而使记录质量降低。
接着对与上部保护层107连接的外部电极111施加8V的DC电压15秒。此时，将上部保护层的区域107a作为阳极电极，将密接层区域109b作为阴极电极。
图12B是表示该施加电压后的状态的说明图。如图12B所示，确认到在此前堆积着的结痂被从热作用部108上除去了。当使用该状态的喷墨头进行记录时，确认到记录质量恢复到与初始大致同样的状态。
图13是表示沿图12B的X III-X III线垂直切断了基板面的状态的示意剖视图。上部保护层107的图案端部由于溶析而稍稍变圆了。另外，在密接层区域109a的与墨水接触着的区域(图13内的用符号A表示的区域)，由于阳极氧化在表面上形成了氧化膜。
由此可以推测，在施加电压期间变成以下那样的状态。首先，若在除去结痂时对密接层区域109a和上部保护层107施加电压，则在区域109a的与墨水接触着的部分的表面上形成了与电压相应的氧化膜。而且，当该氧化膜达到一定厚度时，在该表面上的电化学反应停止。与此相反，在上部保护层107上通过密接层109继续被施加电压，继续进行溶析。
如图13所表明的那样，密接层109由于在表面上形成了氧化膜，所以，并不通过电化学反应而产生溶解，因此，在密接层109与流道形成构件120的界面上不产生降低密接性那样的间隙。
接着，对除痂处理后的喷墨头再次进行与上述驱动条件同样条件的驱动。确认到，在刚刚实施了驱动之后，与上述同样，堆积了结痂K以及记录质量降低。
然后进行与上述相同的除痂处理，结果确认到堆积的结痂K没有了，记录质量恢复了。
(实施例4)
接着，除了使用Nb形成密接层109之外，其余用与实施例3完全相同的工序，制造多个实施例4的喷墨头，进行同样的除痂实验。除痂实验是这样实施的：以与上述同样的条件驱动喷墨头，在紧接在驱动之后和除痂处理后，观察结痂的堆积状态和记录质量。
然后，在使用Nb作为密接层109的情况下，也与使用Ta的情况同样，确认到，可以在不会降低流道形成构件与基板的密接性的情况下除去热作用部上的结痂。
以上的实验结果示于表2。
表2
从该实验结果可知，使用本实施方式的喷墨头，即使由于长时间使用而在热作用部上蓄积了结痂的情况下，也能均匀且可靠地将结痂除去。
另外，通过使用本实施方式的喷墨头，可以在不降低流道形成构件与基板的密接性的情况下除去热作用部上的结痂。即，即使进行许多次除痂处理来长时间使用，也能提供喷出特性稳定、具有可靠性的高质量的记录图像。
另外，使用Ta或Nb作为密接层，但只要是不会由于除去热作用部的结痂时的电化学分解而溶析的材料，密接层的形成材料并不限于此。在使用其它材料时，通过基于电位-pH图确定密接层不溶析且上部保护层进行溶析的电位，也能在不降低流道形成构件与基板的密接性的情况下除去结痂。
4.装置的实施方式
4.1喷墨头
上述各实施方式的喷墨头，能安装在打印机、复印机、具有通讯系统的传真机、具有打印部的文字处理机等装置上，还能安装在与各种处理装置复合组合而成的工业记录装置上。而且，通过使用该喷墨头能在纸、丝、纤维、布匹、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷等各种记录介质上进行记录。而且，在本说明书中，所谓“记录”不仅是指对记录介质赋予具有文字或图形等意思的图像，还指着赋予图案等不具有意思的图像。
在此对使上述喷墨头与墨盒成为一体的集成盒形态的单元以及使用该集成盒形态的单元的喷墨记录装置进行说明。
图14表示在构成要素中包含上述喷墨头(以下参照附图标记1)的喷墨头单元410的结构例。图中，402是具有用于向喷墨头1供电的端子的TAB(Tape Automated Bonding带式自动焊接)用的带构件。该带构件402通过触点403从打印机主体供电。404是 用于将墨水供给到喷墨头1的墨盒。即，图14的喷墨头单元具有能安装在记录装置上的集成盒形态。
而且，当然，喷墨头不限于像上述那样适用于与墨盒成为一体的形式。例如，可以将墨盒安装成可与喷墨头分离，在墨盒内没有墨水残余量时，将该墨盒卸下来安装新的墨盒。另外，也可以是喷墨头与墨盒分开构成，通过导管等供给墨水。另外，作为喷墨头，除了适用于以下所述那样的串行记录方式，也可以是适用于行式打印机那样的、在与记录介质的整个宽度对应的范围内具有喷嘴而成的喷墨头。
4.2装置的机械结构
图15是表示使用图14的喷墨头单元410进行记录的喷墨记录装置的概要结构例的图。
在图示的喷墨记录装置中，滑架500固定在环形皮带501上，且能沿导向轴502移动。环形皮带501缠绕在皮带轮503、503上，滑架驱动电动机504的驱动轴与一皮带轮503连接。因此，滑架500能随着电动机504的旋转驱动而沿导向轴502向往复方向(A方向)进行主扫描。
在滑架500上安装有上述集成盒形态的喷墨头单元。在此，喷墨头单元以使喷墨头1的喷出口4与作为记录介质的用纸P相对，且上述排列方向同与主扫描方向(A方向)不同的方向(例如作为用纸P的输送方向的副扫描方向(B方向))一致的方式安装在滑架500上。而且，喷墨头1和墨盒404的组可以设置与使用的墨水颜色对应的个数，在图示的例子中，与4色(例如黑色、黄色、品红、青色)对应地设置4个组。
在图示的装置上，为了检测滑架500在主扫描方向上的移动位置等而设有线性编码器506。作为线性编码器506的一构成要素，具有沿滑架500的移动方向设置的线性标尺507，在该线性标尺 507上以规定密度、等间隔地形成有狭缝。另一方面，在滑架500上设有例如具有发光部和受光传感器的狭缝检测系统508和信号处理电路，作为线性编码器506的另一构成要素。因此，随着滑架500的移动，从线性编码器506输出用于规定墨水喷出时刻的喷出时刻信号和滑架的位置信息。
作为记录介质的记录纸P，被间歇地沿与滑架500的扫描方向正交的箭头B方向输送。记录纸P由输送方向上游侧的一对辊单元509及510、和下流侧的一对辊单元511及512支承，被赋予恒定的张力，以确保相对喷墨头1的平坦性的状态被输送。对各辊单元的驱动力，由在此未图示的输送电动机进行传递。
通过以上那样的结构，随着滑架500的移动，一边交替地反复进行与喷墨头1的喷出口的排列宽度相对应的宽度的记录和对用纸P的输送，一边对整张用纸P进行记录。
另外，滑架500在记录开始时或在记录过程中根据需要可以停在起始位置。在该起始位置上设有盖构件513，该盖构件513用于盖住各喷墨头1的设有喷出口的面(喷出口面)。在该盖构件513上连接有用于从喷出口强制地吸引墨水而使墨水流道内的墨水排出的机构(未图示)。这样吸引墨水并将其排出的机构，通常称为吸引恢复机构，由其进行的墨水排出动作被称为吸引恢复动作。通过该吸引恢复动作，防止喷出口堵塞等。
4.3控制系统的构成
图16是表示上述结构的记录装置的控制系统的构成例子的框图。
在图16中，1700是接口，接受从计算机、数字照相机、扫描仪等具有适当形式的主机装置1000输送来的、包含指令、图像数据的记录信号。另外，根据需要将记录装置的状态信息输送到主机装置1000。1701是MPU，依据存储在ROM1702中的、与在图 17中描述的处理顺序相对应的控制程序或所需要的数据，对打印机内的各部进行控制。作为其数据，例如，除了施加在发热部104上的驱动脉冲的形状或施加时间之外，还有施加在上部保护层107上的电压及其持续时间等喷墨头的驱动条件。另外，也可以包含记录介质输送的条件、还有滑架速度等。
1703是保存各种数据(上述记录信号或供给到喷墨头的记录数据等)的DRAM。另外，也可以在DRAM1703上设有在后述的控制过程中所使用的识别标志用的区域等。1704是进行对喷墨头1的记录数据的供给控制的门电路阵列(G.A.)。该门电路阵列1704也进行接口1700、MPU1701和DRAM1703之间的数据传输控制。1725是点计数器，每做一次记录动作对墨水喷出数(点数)进行计数。1726是用于在记录装置断电时也保存所需要的数据的EEPROM等非易失性存储器。
1709是输送电动机，用作用于输送记录纸P的驱动源。1711是恢复系统电动机，用作盖构件513的盖动作、或用于进行吸引恢复的泵等的吸引恢复部件的动作的驱动源。而且，通过适当地构成传动机构，它们也可以兼用作电动机1709和1711。1705是驱动喷墨头1的喷墨头驱动器，1706、1707和1708分别是用于驱动输送电动机1709、滑架电动机504和恢复系电动机1711的电动机驱动器。
4.4控制顺序
上述第1或第2实施方式的喷墨头1，用适当的材料形成有上部保护层107。因此，即使在喷墨头内部存在墨水的状态下，也可以使其发生电化学反应。因此，没有必要使用在日本专利特开平9-29985号公报中所述的那样的专用的除痂液，而且，在用户侧的一系列的记录处理过程中，也可以进行清洁处理。
图17表示使用本发明的喷墨头的记录装置能实施的记录处理 顺序的一个例子。
当从主机装置1000等发出记录指令时，开始以下的本顺序。首先从主机装置1000接收与记录相关的图像数据，将该图像数据展开为适合于记录装置的数据(步骤S1)。然后，基于展开了的记录数据，交替地进行记录纸P的输送和喷墨头1的主扫描的同时、进行记录动作(步骤S3)。另外，此时进行记录点数(电热转换元件的驱动脉冲数)的计数。
然后，当1单位(例如1张记录纸)的记录动作结束时，读出存储在EEPROM1726中的点计数值的累积数据(步骤S5)，在该累积数据上加上本次统计的点数(步骤S7)。接着，判断该相加值是否大于等于规定的值Th(例如5×106)(步骤S9)。
在此，如果判定相加值大于等于规定的值Th，则如上述那样，对上部保护层107施加电压，使热作用部108上的结痂与上部保护层107一起被除去(步骤S11)。在进行了这样的除痂处理之后，包含溶解出的上部保护层的形成材料和剥离下的结痂的墨水滞留在喷嘴附近。如果未给记录质量带来影响，则也可以通过将该墨水直接用于下次的记录动作而使该墨水从喷嘴喷出。但是，在本实施方式，通过实施吸引恢复等(步骤S13)，积极地排出该墨水。然后，清除存储在EEPROM1726中的点计数值的累积数据(步骤S15)，结束一系列的记录处理。
另一方面，在步骤S9判断为否定时，用上述相加值更新存储在EEPROM1726中的点计数值的累积数据(步骤S17)，结束记录处理。
另外，在以上的顺序中，是在记录动作之后进行除痂处理、恢复处理，但也可以先于记录动作进行。在这种情况下，也可以基于在步骤S1展开了的记录数据进行点计数，将其加到点计数的累积值上，基于该相加值判断是否进行了除痂处理。另外，也可 以在每规定量的记录动作(例如喷墨头的每1或数次扫描)时实施除痂处理。
另外，作为用于在除痂处理后排出墨水的处理，并不限于上述那样的吸引恢复。也可以通过对到喷出口的墨水供给系统进行加压来使其进行排出。另外，也可以与记录动作不同，通过驱动发热部使墨水喷出的处理(预备喷出处理)进行排出。在这种情况下，用于预备喷出的驱动脉冲也可以反映到上述计数中。
不管怎样，根据本发明，可以在一系列的记录处理过程中直接实施包含除痂处理的清洁处理。因此，不需要卸下喷墨头进行那样的特别且烦杂的清洁处理，能高效率地实施清洁处理。
5.第3实施方式
以下参照附图详细说明本发明的第3实施方式。
5.1喷墨头的构成
图18是本发明的第3实施方式的喷墨头基板的热作用部附近的示意俯视图。图19是以沿图18的X IX-X IX线垂直切断了基板的状态表示的示意剖视图。
在图18和图19中，101是硅的基体。102是由热氧化膜、SiO膜、SiN膜等构成的蓄热层。104是发热电阻层，105是由Al、Al-Si、Al-Cu等金属材料构成的、作为布线的电极布线层。作为电热转换元件的发热部104′是通过除去电极布线层104的一部分、形成间隙而露出该部分的发热电阻层104形成的。电极布线层104与未图示的驱动元件电路或外部电源端子连接，能接受来自外部的供电。而且，在图示的例子中，在发热电阻层104上配置有电极布线层105。但也可以采用在基体101上形成电极布线层105、在局部除去其一部分形成间隙之后，配置发热电阻层104的结构。
106是设置为发热部104′和电极布线层105的上层的保护层。该保护层106也具有由SiO膜、SiN膜等构成的绝缘层的功能。 107是保护电热转换元件不受随着发热部104′的发热而产生的化学、物理冲击的上部保护层。该上部保护层107是在进行清洁处理时用于除去结痂而进行溶解出的层。在本实施方式中，使用通过在墨水中的电化学反应而溶解出的金属、具体地说是使用Ir作为与墨水接触的上部保护层107。该Ir具有即使在大气中到800℃也不形成氧化膜的特性。而且，位于发热部104′的上方的上部保护层107的部分108，成为将发热部104′发生的热作用在墨水上的热作用部。而且，用作上部保护层107的Ir，通常与保护层106的密接性低。因此，通过在保护层106和上部保护层107、107b之间形成密接层109，来提高与保护层106的密接性。
该密接层109构成电连接上部保护层107和外部端子的布线部，使用具有导电性的材料制成。另外，密接层109穿过形成于保护层106上的通孔110而与电极布线层105连接。另外，电极布线层105延伸到基体101的端部。该电极布线层105的前端构成用于与外部端子进行电连接的外部电极111。由此，上部保护层107与外部端子111电连接。
另外，在上述喷墨头用基板100上设有与该基板100一起形成墨水流道122的流道形成构件120。在该流道形成构件120上，在与热作用部108对应的位置上形成有喷出口121，喷出口121与墨水流道122连通。
再有，在该第3实施方式中，上部保护层107的形成部位分为包含热作用部108的区域107a、和在实施电化学反应时为对置电极的区域107b这两个区域。而且，密接层109也同样分为两个区域109a、109b。各密接层的区域109a、109b分别与外部电极连接。
图20A和图20B是表示对上述喷墨头基板的上部保护层的两个区域109a、109b施加电压状态的图。在此，图20A表示将包含热作用部108的区域109a作为阳极侧电极、在区域109a和区域 109b之间施加电压的状态。另外，图20B表示将同一区域109a作为阴极侧电极、在区域109a和区域109b之间施加电压的状态。如图所示，密接层109a和109b它们本身并未相互电连接，但通过作为外部电极的电极布线层105与由开关元件等构成的电压反向电路113连接。能由该电压反向电路在上部保护层107a和107b上施加电压使得阴极、阴极交替反向。
如以上所述，喷墨头用基板100的上部保护层107的区域107a和107b在基板单体上并不相互电连接。但是，在基板上填充有包含电解质的溶液的状态下，当在两区域之间施加电压时，通过该溶液在两区域107a和107b之间有电流流通，在上部保护层107和溶液的界面上发生电化学反应。即，喷墨记录所使用的墨水(在本实施方式是颜料墨水)含有电解质。另外，上部保护层107使用具有即使在较低的pH值的电解液中也溶解出的特性的Ir。因此，如果在基板上存在墨水，则能使上部保护层发生电化学反应甚至溶解出。此时，在Ir为阳极电极侧时发生Ir的溶解出。因此，在施加电压以使得区域107a为阳极侧、区域107b为阴极侧时，在区域107上发生Ir溶解出，与该溶解出的同时除去了热作用部108上的结痂。
但是，在使施加在两区域上的电压极性保持恒定时，即将区域107a、107b分别固定为阳极侧、阴极侧，若进行电化学反应，则有时墨水成分逐渐地附着在阳极电极的表面上而覆盖表面。在这种情况下，妨碍了上部保护层107a的溶解出，其结果，有时不能完全除去结痂。
因此，在该第3实施方式，使施加的电压极性反向，以使上部保护层的各区域107a和107b交替地成为阳极、阴极。这由电压反向向电路来进行。此时，在上部保护层107的各区域107a为阳极侧时，如上所述，区域产生Ir的溶解，除去了热作用部108上的结 痂。然后，若使施加电压反向，则附着或被吸引在阳极侧和阴极侧的各区域107a、107b上墨水成分被除去或分散开。即，各区域107a、107b并没有被由墨水成分构成的层覆盖。在此，若再次切换电压的极性，使区域107a为阳极侧，则发生Ir从区域107a上溶解出，残留在热作用部108上的结痂进一步被除去。通过反复进行以上的动作，能几乎完全除去区域107a的结痂。
而且，在该第3实施方式中，将上部保护层区域107b用作实施电化学反应时的对置电极，该上部保护层区域107b也用Ir制成。但是，只要是能通过溶液(墨水)实施理想的电化学反应的材料，也可以使用其它材料形成上部保护层区域107b。
另外，在以上的结构中，使用Ir作为上部保护层107，但只要是以包含通过电化学反应而溶解出的金属、且不会由于加热而形成阻碍溶解的氧化膜的材料，则也可以使用其它材料。
在该第3实施方式，上部保护层107不与流道形成构件120接触。另外，上部保护层107通过密接层区域109a和电极布线层105与外部电极111连接，被施加电位。即使由于此时产生的电化学反应上部保护层107发生溶解出了，也不会出现流道形成构件120与基板100的密接性降低的问题。这是因为除了密接层109与流道形成构件120接触之外，而且在本实施方式中与上述第2实施方式同样，使用Ta作为密接层109。即，如上所述，在墨水中发生电化学反应时，Ta因阳极氧化而在表面上形成了氧化膜，所以实际上不发生溶解。因此并不会降低密接层109与流道形成构件120以及基板100的密接性。
而且，在第3实施方式中，用设置在喷墨头用基板上的电压反向电路113进行阳极侧电极、阴极侧电极的反向。但是，也可以在喷墨记录装置主体上使电压反向，由外部电极将其施加在上部保护层107上。
5.2除痂实验
以下基于以下实施例更加具体地对上述第3实施方式的喷墨头的清洁方法进行说明。
(实施例5)
准备多个上述喷墨头，分别对每个喷墨头实施根据上述实施方式的清洁方法的除痂实验。实验方法是这样实施的：在以规定条件驱动作为电热转换元件的发热部104′，使得在热作用部108上堆积结痂后，通过向上部保护层107通电，实施除痂处理。墨水使用树脂分散型的颜料墨水。
首先，为了在上部保护层107上堆积结痂，以频率5kHz对发热部104′施加5.0×106次电压为20V和宽度为1.5μsec的驱动脉冲。
图21A是表示刚刚进行了发热部104′的驱动动作后的上部保护层107的状态的说明图。如图21A所示，在热作用部108上大致均匀地堆积了杂质(结痂)K。确认到，使用该状态的喷墨头进行记录动作的结果是，与在未堆积结痂K的状态下记录的图像的记录质量相比，记录的图像的质量降低了。
接着，作为除去结痂K的处理(清洁处理)，对与上部保护层107a连接着的外部电极111施加10V的DC电压15秒。此时，使上部保护层107a为阳极电极，使上部保护层107b为阴极电极。
图21B是表示在该结痂处理时的施加电压后的状态的说明图。如图21B所示，确认到，在此前堆积的结痂K有一些从热作用部108上除去了。但是，由于在上部保护层107a的表面上附着有墨水成分，所以，判明未能完全除去结痂K。
于是，将上部保护层107a作为阴极电极、将上部保护层107b作为阳极电极，除此之外用与上述同样的条件施加电压。如图21C所示，虽然附着在上部保护层107a的表面上的墨水成脱离了，但 结痂K的堆积状态并没有变化。然后，再次用相同的条件使上部保护层107a作为阳极电极施加电压，此后再使上部保护层107a作为阴极电极施加电压。其结果是，如图21D所示，在此前堆积的结痂K完全从热作用部108上除去了。确认到，若使用该状态的喷墨头进行记录，则记录质量恢复到了与初始大致同样的状态。
由此可以推测，如图21B至图21D所示，在施加电压期间，在上部保护层107a的表面上发生了以下那样的状态变化。
首先，在除去结痂K时，若在密接层区域109a和上部保护层107上施加电压，则在密接层109a上的与墨水接触的部分的表面上形成了与电压相应的氧化膜。该氧化膜达到一定厚度时，在其表面上的电化学反应停止。与此相反，在上部保护层107a上通过密接层109继续施加电压，溶解出继续进行。但是，由于在与溶解出的同时附着了墨水成分，所以，抑制了墨水与107a的反应，溶解出停止。因此，不能完全除去结痂K。于是，若接着将107a作为阴极电极来施加电压，则附着在107a上的墨水成分再次分散到墨水中，107a的表面返回到直接与墨水接触的状态。通过反复做该一系列的动作，能完全除去结痂K。
另外，密接层109，由于在表面上形成了氧化膜，所以，并不会通过电化学反应而溶解出。因此，在密接层109和流道形成构件120的界面上不会产生像密接性降低那样的间隙。
接着，对除痂处理后的喷墨头，以与上述驱动条件相同的条件再次驱动电热转换元件。确认到，在驱动该电热转换元件后，与上述同样，堆积了结痂K。因此，在该状态下记录的图像上确认到了记录质量降低情况。
然后，实施与上述同样的除痂处理，结果堆积的结痂K没有了，确认到记录质量恢复了。
以上的实验结果示于表3。
表3
在表3中，在表面状态栏中，○表示未堆积结痂的状态，×表示堆积了结痂的状态。另外，在记录质量栏中，○表示良好的记录质量，×表示记录质量变差。另外，染料墨水使用BCI-6e(佳能制)。
从该实验结果可知，根据本实施方式的清洁方法，即使在由于使用颜料墨水长时间做记录动作而在热作用部108上堆积了结痂K的情况下，能够与使用染料墨水的情况同样地可靠地除去结痂K。
5.3控制顺序
图22是表示在本发明的第3实施方式中实施的记录处理顺序的一个例子的流程图。而且，在该第3实施方式中也使用具有图15和图16所示结构的喷墨记录装置。但是，在该第3实施方式中，喷墨头驱动器1705具有基于记录数据驱动设置在各墨水流道上的发热部104′的发热驱动部的功能，而且，还具有控制电压反向电路113的电压反向动作的反向控制部的功能。另外，由该喷墨头驱动器1705和用于向各部施加电压的电源部构成电压施加部件。
当从主机装置1000等发出记录指令时，开始本程序，首先从主机装置1000接收与记录相关的图像数据，将该图像数据展开为适合于记录装置的数据(步骤S21)。然后，基于该展开了的记录数据，交替地进行记录纸P的输送和喷墨头1的主扫描，同时进行记录动作(步骤S22)。另外，此时进行记录点数(电热转换元件的驱动脉冲数)的计数。
然后，当1单位(例如1张记录纸)的记录动作结束时，读出在该记录动作开始前在EEPROM1726中累积的点计数值的数据(步骤S23)，在该数据上加上本次统计的点数(步骤S24)。接着，判断该相加值是否大于等于规定的阈值(例如1×107)(步骤S25)。
在此，在判定为大于等于阈值时，如上所述那样，上部保护层107的区域107a，在电化学反应中，交替地切换为阳极侧和阴极侧地被施加电压。由此，热作用部108上的结痂与上部保护层107a一起被除去(步骤S26、S27)。在进行了这样的除痂处理之后，包含溶解出了的上部保护层的形成材料和剥离下的结痂的墨水滞留在喷嘴附近。如果该滞留的墨水不会给记录质量带来影响，则也可以通过将该墨水直接用于下次的记录动作而使该墨水从喷嘴喷出。但是，在本实施方式，通过实施吸引恢复等(步骤S28)，积极地排出该墨水。另外，由于伴随着除痂动作，上部保护层107的区域107a发生溶解出，所以，发热部104′上方的膜厚减少。因此，为了保证高记录质量，再次测定为使墨水发泡而应对发热部104′施加的电能的阈值、例如脉冲宽度或脉冲电压的阈值Pth，并将其存储(步骤S29、S30)。然后，清除存储在EEPROM1726中的点计数值的累积数据(步骤S31)，结束一系列的记录处理。
另一方面，在步骤S25判断为否定时，用上述相加值更新存储在EEPROM1726中的点计数值的累积数据(步骤S32)，结束记录处理。
而且，在记录动作之后实施除痂处理、恢复处理，但在该第3实施方式，也可以先于记录动作进行除痂处理、恢复处理。
另外，作为用于在除痂处理后排出墨水的处理，并不限于上述那样的吸引恢复，也可以通过对到喷出口的墨水供给系统进行加压来使其进行排出。另外，也可以与记录动作不同，通过驱动发热部使墨水喷出的处理(预备喷出处理)进行排出。
不管怎样，根据该第3实施方式，不需要卸下喷墨头进行那样的特别且烦杂的清洁处理，能高效率地实施清洁处理。
6.第4实施方式
如上述第1实施方式那样，为了除去热作用部上的结痂，通过电化学反应使上部保护层107溶解，则伴随着反应发生气泡。这样发生的气泡有可能妨碍均匀的上部保护层向墨水中溶解出的原因。特别是近年来，已经实现或提出喷出的墨水的液滴尺寸为数皮升～1皮升、甚至1皮升以下的喷墨头。在这样的墨水液滴尺寸非常小的情况下，若使用本发明的除痂方法，则有时由于电化学反应产生的气泡一部分阻碍了上部保护层与墨水的反应，不能充分地进行均匀且可靠的除痂。
因此，本发明的第4实施方式采用的清洁方法是在使墨水吸引动作开始后，进行为了通过电化学反应使上部保护层107溶解出而对上部保护层107施加电压。由此，由于电化学反应产生的气泡并不会成长得很大，由于通过墨水吸引而被排出了，所以，能均匀且可靠地除去结痂。
6.1除痂实验
在制造图8和图9所示的基板和图6所示的喷墨头的工序中，制作喷出的墨水液滴量为5皮升的喷墨头。对使用该喷墨头的实施例(实施例6)和比较例进行除痂实验，验证第4实施方式的效果。
(实施例6)
使用上述喷墨头和本实施方式的清洁方法，实施除痂实验。实验方法是这样实施的：在以规定条件驱动发热部、使得在热作用部108上堆积结痂后，通过向上部保护层107通电，实施除痂处理。墨水使用BCI-6eM(佳能制)。
首先，以频率5kHz对发热部施加5.0×106次电压为20V和宽度为1.5μs的驱动脉冲。如图23A所示，在热作用部108上大致均匀地堆积了称为结痂的杂质K。确认到，若使用该状态的喷墨头进行记录，则由于结痂K的堆积，记录质量降低了。
接着，对与上部保护层107a连接的外部电极111施加10V的DC电压30秒。此时，使上部保护层的区域107a为阳极电极，使区域107b为阴极电极。另外，如图24的时间图所示，在t＝t1通过施加电压开始进行电化学反应之前，在t＝t0时，使用恢复泵开始进行吸引恢复。而且，强制地将伴随着施加电压而从上部保护层107a产生的气泡与墨水一起排出，并且，直到t2，实施由上部保护层107的溶解出而进行的除痂处理。尚且，吸引恢复在施加DC电压结束后，在t3结束。
如图23(b)所示，确认到，在此前堆积的结痂K从热作用部108上除去了。确认到，若使用该状态的喷墨头进行记录，则记录质量恢复到与初始大致同等的状态。
从该结果可知，通过在吸引墨水的过程中进行用于使上部保护层107溶解出的电化学反应，从而在电化学反应中产生的气泡并不附着在上部保护层107上，而是与墨水一起被排出了。因此，即使在墨水液滴小到数皮升以下的情况下，也不能阻碍墨水与上部保护层107的电化学反应，能均匀且可靠地向墨水溶解，所以，即使在长期使用过程中也能除去结痂。
接着，为了在热作用部108上再次堆积结痂，再次对除痂处理后的喷墨头，以与上述驱动条件相同的条件进行驱动。其结果确 认到，与上述同样，堆积了结痂K以及记录质量降低。
然后，实施与上述相同的除痂处理，结果堆积的结痂K没有了，确认到记录质量恢复了。
(比较例)
以下，在用于电化学反应的施加电压开始后，开始使用恢复泵吸引墨水，实施除痂处理。而且，吸引墨水的动作进行到施加电压结束。
首先，以频率5kHz对发热部施加5.0×106次电压为20V和宽度为1.5μs的驱动脉冲。如图23A所示，在热作用部108上大致均匀地堆积了称为结痂的杂质K。确认到，若使用该状态的喷墨头进行记录，则由于结痂K的堆积，记录质量降低了。
而且，与上述实施例6同样地实施除痂处理，但与实施例6不同，如图23C所示，结痂K仍然堆积着一部分。
为了确认发生了这样的现象，在施加电压的过程中停止吸引墨水，观察上部保护层107的区域。其结果，由图23D所示的图得知，在电化学反应中产生的气泡BB附着在了上部保护层107上。认为由于该气泡BB阻碍了上部保护层与墨水的电化学反应，所以，该区域的结痂并没有被除去。另外，由于在上部保护层107的一部分区域没有附着气泡，所以在进行反应，能除去附着在该部分区域上的结痂K。但是，用于电化学反应的电压集中施加在与墨水接触的地方，即未被气泡阻碍的地方。因此，可知在持续长期使用时，该区域的上部保护层过度地向墨水中溶解，上部保护层107不能保持均匀的膜厚。
以上实验结果示于表4。
表4
从该实验可知，为了均匀且可靠地溶解出上部保护层107，一边吸引墨水一边进行电化学反应是恰当的。我们知道，特别是在喷出的墨水液滴量是数皮升以下时，应该选定并不会使产生的气泡成长到阻碍上部保护层107与墨水的反应的程度而将气泡一边与墨水一起排出，一边溶解上部保护层107的除痂方法。
在本实施例，由于在上部保护层107开始电化学反应之前进行墨水恢复处理，所以，能防止被在电化学反应中产生的气泡阻碍电化学反应，使上部保护层107能均匀且可靠地溶解出。如图24所示的时间图所示，如果为t0<t1则能获得本实施方式的效果。在此，通常在电极材料由于电化学反应而溶解出到溶液中时，在与施加电压几乎同时，在电极表面附近形成称为电气双层的层，然后进行溶解反应。由于形成该电气双层所需要的时间大概是0.01秒，所以，在图24所示的时间图中，即使在开始施加电压的时间t1和开始吸引墨水的时间t0为t0＝t1时，也能获得在本实施方式示出的清洁方法的效果。
6.2控制顺序
图25表示使用本发明的清洁方法的记录装置能实施的记录处理顺序的一个例子。
当从主机装置1000等发出记录指令时，开始以下的本程序。首先从主机装置1000接收与记录相关的图像数据，将该图像数据 展开为适合于记录装置的数据(步骤S41)。然后，基于展开了的记录数据，交替地进行记录纸P的输送和喷墨头1的主扫描，同时进行记录动作(步骤S43)。另外，此时进行记录点数(电热转换元件的驱动脉冲数)的计数。
然后，当1单位(例如1张记录纸)的记录动作结束时，读出存储在EEPROM1726中的点计数值的累积数据(步骤S45)，在该累积数据上加上本次统计的点数(步骤S47)。接着，判断该相加值是否大于等于规定的值Th(例如5×106)(步骤S49)。
在此，如果判定为大于等于规定的值Th，则如上述那样，开始进行恢复处理(步骤S51)。然后，对上部保护层107施加电压，使热作用部108上的结痂与上部保护层107一起被除去(步骤S53)。在进行了这样的除痂处理之后，包含溶解了的上部保护层的形成材料和剥离下的结痂的墨水滞留在喷嘴附近。如果未给记录质量带来影响，则也可以通过将该墨水直接用于下次的记录动作而使该墨水从喷嘴喷出。但是，在本实施方式，通过在除痂处理结束后停止吸引恢复(步骤S55)，积极地排出包含上部保护层的形成材料和剥离了的结痂的墨水。然后，清楚存储在EEPROM1726中的点计数值的累积数据(步骤S57)，结束一系列的记录处理。
另一方面，在步骤S49判断为否定时，用上述相加值更新存储在EEPROM1726中的点计数值的累积数据(步骤S59)，结束记录处理。
而且，在以上的顺序中，在进行记录动作之后进行恢复处理、除痂处理，也可以先于记录动作进行恢复处理、除痂处理。在这种情况下，可以基于在步骤S41展开了的记录数据进行点计数，将其加到点计数的累积值上，基于该相加值判断是否进行了除痂处理。另外，也可以在每进行规定量的记录动作(例如喷墨头的每1 或数次扫描)时实施除痂处理。
根据本发明，可以在一系列的记录处理过程中直接实施包含除痂处理的清洁处理。因此，不需要卸下喷墨头进行那样的特别且烦杂的清洁处理，能高效率地实施清洁处理。
而且，在上述第4实施方式中，也可以像上述第3实施方式那样，使施加在上部保护层上的电压极性反向。由此有望获得更加可靠的除痂效果。
此外，在以上的说明中，为了防止喷出口的堵塞，做成进行使墨水流道内的墨水从喷出口排出的墨水排出动作的墨水排出机构，以借助负压吸引墨水流路内的墨水的吸引恢复机构为例进行说明。然而，本发明也可使用除吸引恢复机构以外的墨水排出机构。即，作为墨水排出机构，公知有这样的加压恢复机构，对喷墨头的墨水流道内的墨水施加压力(正压)，借助其压力强制使墨水从喷出口排出。该加压恢复机构用于主要使用大型喷墨头进行高速记录的喷墨记录装置、例如工业用喷墨记录装置、或全行式的喷墨记录装置等。本发明可应用于由这样的加压恢复机构进行墨水排出动作的喷墨记录装置，可期待得到与进行上述吸引恢复动作时同样的效果。
尽管已经参照示范性实施例对本发明进行了说明，但应理解，本发明不限于所公开的示范性实施例。所附权利要求的范围符合最广的解释以覆盖所有变形以及等同结构和功能。
Claims (29)
1.一种喷墨头用基板，其特征在于，包括：
发热部，由电极布线层的间隙和发热电阻层形成；
保护层，配置在上述电极布线层和上述发热电阻层上；
上部保护层，可电连接地配置在至少包含上述发热部上方的、与墨水接触的热作用部的上述保护层上的区域，以成为用于与上述墨水产生电化学反应的电极，该上部保护层包含通过上述电化学反应而溶解出的金属，且由不会由于加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成；
上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述保护层上。
2.根据权利要求1所述的喷墨头用基板，其特征在于，上述上部保护层用含有Ir或Ru的材料形成。
3.根据权利要求1所述的喷墨头用基板，其特征在于，上述上部保护层通过上述密接层和设置在上述保护层上的通孔与上述电极布线层连接，从而被进行上述电连接。
4.根据权利要求3所述的喷墨头用基板，其特征在于，上述上部保护层，在上述密接层上配置于避开应接合用于形成墨水流道的流道形成构件的部分的位置。
5.根据权利要求4所述的喷墨头用基板，其特征在于，上述密接层是用包含通过加热而形成氧化膜，从而不会通过上述电化学反应而发生溶解出的金属的材料形成。
6.根据权利要求5所述的喷墨头用基板，其特征在于，上述密接层用包含Ta或Nb的材料形成。
7.一种喷墨头，其特征在于，包括：
权利要求1所述的基板；
流道形成构件，具有与上述热作用部对应的墨水喷出口，且通过与上述基板接合而形成到达上述喷出口的墨水流道。
8.一种喷墨头，其特征在于，包括：
权利要求4所述的基板；
流道形成构件，具有与上述热作用部对应的墨水喷出口，且通过与上述基板接合而形成与上述喷出口相对的上述墨水流道，
该流道形成构件通过直接接合在上述密接层上而形成上述墨水流道。
9.一种喷墨头的清洁方法，用于除去堆积在权利要求7所述的喷墨头的上述热作用部上的结痂，其特征在于，
通过将上述上部保护层用作一电极，并使其发生上述电化学反应，使上述上部保护层溶解到上述墨水中。
10.根据权利要求9所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，施加电位，使该上部保护层成为上述电化学反应中的阳极电极。
11.一种喷墨记录装置，使用权利要求7所述的喷墨头进行记录，其特征在于，
具有清洁部件，该清洁部件是进行这样的处理：通过将上述上部保护层用作一电极，并使其发生上述电化学反应，使上述上部保护层溶解到上述墨水中，由此除去堆积在上述热作用部上的结痂。
12.根据权利要求11所述的喷墨记录装置，其特征在于，还具有在上述处理后进行排出上述墨水的处理的部件。
13.一种喷墨头的清洁方法，该喷墨头具有：
电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；
绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水接触；
上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，
用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；该喷墨头的清洁方法是对喷墨头除去堆积在上述上部保护层上的结痂的方法，其特征在于，
喷墨头的清洁方法具有这样的电压施加工序：将上述上部保护层作为一电极、并将通过上述墨水能与上述上部保护层导通的部分作为另一电极，使两电极的极性反向并施加电压。
14.根据权利要求13所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，上述电压施加工序具有：
第1工序，通过将上述上部保护层作为阳极电极、将上述另一电极作为阴极电极施加电压，从而通过电化学反应使上述上部保护层溶解到上述墨水中；
第2工序，通过将上述上部保护层作为阴极电极、将上述另一电极作为阳极电极施加电压，从而除去堆积在上述热作用部上的由墨水成分构成的附着物，
反复进行上述第1和第2工序。
15.根据权利要求13所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，上述上部保护层用包含Ir或Ru的材料形成。
16.根据权利要求13所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，还具有在上述电压施加工序后，使滞留在上述墨水流道内的墨水从上述墨水流道内排出的工序。
17.根据权利要求13所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，上述电压施加工序，在记录动作开始前和记录动作开始后的至少一种情况下进行。
18.根据权利要求13所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，上述电压施加工序，在由上述喷墨头记录的点数达到预定的一定数的时刻进行。
19.根据权利要求13所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，为了使墨水从上述墨水喷出口排出，测定应施加到上述电热转换部的电能的阈值，将与该测定结果相应的电能供给到上述电热转换部。
20.一种喷墨头的清洁装置，该喷墨头具有：
电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；
绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水的接触；
上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，
用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；该喷墨头的清洁装置是对该喷墨头除去堆积在上述上部保护层上的结痂的装置，其特征在于，
该清洁装置具有在通过上述墨水能与上述上部保护层导通的电极和上述上部保护层之间施加电压的电压施加部件，
上述电压施加部件具有使上述上部保护层的极性反向并能在该上部保护层与上述电极之间施加电压的电压反向部件。
21.根据权利要求20所述的喷墨头的清洁装置，其特征在于，上述电压反向部件由连接上述上部保护层和上述电极的开关元件构成。
22.根据权利要求20所述的喷墨头的清洁装置，其特征在于，上述电压反向部件设于上述喷墨头上。
23.一种喷墨头，具有：
电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；
绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水的接触；
上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，
用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；其特征在于，还包括：
电极，通过墨水能与上述上部保护层导通；
反向部件，当在上述上部保护层和上述电极之间施加电压时，能使上述上部保护层的极性反向。
24.一种喷墨记录装置，使用喷墨头进行记录，该喷墨头具有：
电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；
绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水的接触；
上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，
用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；其特征在于，
该喷墨记录装置具有清洁部件，该清洁部件进行这样的处理：将上述上部保护层作为一电极、并将通过上述墨水能与上述上部保护层导通的部分作为另一电极，通过使两电极的极性反向并施加电压，从而除去堆积在上述上部保护层上的结痂。
25.一种喷墨头的清洁方法，该喷墨头具有：
电热转换部，配置在与墨水喷出口连通的墨水流道内；
绝缘性保护层，隔断上述电热转换部与上述墨水流道内的墨水的接触；
上部保护层，具有至少覆盖上述保护层的被上述电热转换部加热的部分的热作用部，
用包含通过与上述墨水发生的电化学反应而溶解出的金属、且不会由于被加热而形成阻碍上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保护层，上述上部保护层隔着具有导电性的密接层配置在上述绝缘性保护层上；该喷墨头的清洁方法是对喷墨头除去堆积在上述上部保护层上的结痂的方法，其特征在于，
该清洁方法，通过将上述上部保护层用作一电极，使其发生上述电化学反应，将上述上部保护层溶解到上述墨水中，
为了进行上述电化学反应而对上述上部保护层施加电压的动作，与使上述墨水流道内的墨水从上述墨水喷出口排出的墨水排出动作相关联地进行。
26.根据权利要求25所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，为了进行上述电化学反应而对上述上部保护层施加电压的动作，在排出上述墨水的墨水排出动作过程中进行。
27.根据权利要求25所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，为了进行上述电化学反应而对上述上部保护层施加电压的动作，在开始了上述墨水排出动作后进行。
28.根据权利要求25所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，为了进行上述电化学反应而对上述上部保护层施加电压的动作，与排出上述墨水的墨水排出动作一同进行。
29.根据权利要求25所述的喷墨头的清洁方法，其特征在于，排出上述墨水的恢复动作是从上述墨水喷出口吸引喷墨记录头内的墨水的墨水吸引动作。
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