JP2000015812A

JP2000015812A - サーマルインクジェットヘッド

Info

Publication number: JP2000015812A
Application number: JP18579198A
Authority: JP
Inventors: Katsuzo Uenishi; 勝三上西; Satoshi Kanemitsu; 聡金光
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】材料歩留りの向上に寄与する小型なサーマルイ
ンクジェットヘッドを提供する。【解決手段】小型フルカラーサーマルインクジェットヘ
ッド２６は、基板１０−３上にアレー状に配列された１
列が多数の発熱素子（発熱抵抗体１５）からなる４列の
発熱素子列１１（１１ａ′と１１ｂ′又は１１ｃ′と１
１ｄ′）と、これらの発熱素子列１１の発熱素子を駆動
する駆動回路１６（１６ａ′、１６ｃ′）と、発熱素子
列１１の発熱素子上にインクを供給するインク供給路１
８（１８ａ′〜１８ｄ′）と、これら各インク供給路１
８にインク通路２０（２０ａ〜２０ｄ）を介して連通し
各インク供給路１８にインクを供給するインク給送孔２
７（２７ａ〜２７ｄ）とをモノリシックに搭載して形成
される。インク給送孔２７は基板１０−３の駆動回路１
６が形成されている領域部分又は領域とその近傍部分に
配置され、反対側面に開口し、ソケット板２８のソケッ
ト孔２９に係合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ上での採寸
歩留まりの良い、より小型なサーマルインクジェットヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、サーマルインクジェット方式のプ
リンタが広く用いられている。このサーマルインクジェ
ット方式は、印字のために吐出するインクの液滴形成過
程において、発熱素子を熱してこの発熱素子上に核気
泡を発生させる。この核気泡が合体して膜気泡が生ま
れる。この膜気泡が断熱膨脹して成長する。その成
長した膜気泡が周囲のインクに熱を取られて収縮する。
ついには膜気泡が消滅し、次の発熱素子の加熱を待
つ、という一連の工程を瞬時に行うことによって成り立
っている。そして上記の〜の工程には膜沸騰現象が
利用されている。

【０００３】膜沸騰現象は、例えば鉄の焼き入れのよう
に高温に加熱された物体を液体中に漬けた場合と、液体
と接する物体の表面温度を急激に上げた場合とに発現す
るが、サーマルインクジェットプリンタに用いられる膜
沸騰現象は後者の「液体と接する物体の表面温度を急激
に上げる」方法によっている。また、このようなサーマ
ルインクジェットヘッドにおいては、モノクロ印刷ばか
りでなく、三原色のインクをそれぞれ吐出してフルカラ
ー印刷を行う構成のものもある。

【０００４】尚、上記インク滴の吐出方向には、発熱素
子の発熱面に垂直な方向に吐出する構成のものと、発熱
素子の発熱面に平行な方向へ吐出する構成のものとがあ
る。一方、フルカラー用サーマルインクジェットヘッド
の製法として、シリコンＬＳＩ形成処理技術と薄膜技術
を利用して、複数の発熱素子とこれらを個々に駆動する
駆動回路とインク供給路とインク吐出ノズル（オリフィ
ス）とを一枚のシリコンチップ上に一括してモノリシッ
ク（monolithic）に形成する方法がある。

【０００５】この方法によれば、例えば幅が１０ｍｍの
シリコンチップ上に解像度が３６０ｄｐｉ（ドット／イ
ンチ）の印字ヘッドであれば１２８個の発熱素子と駆動
回路とオリフィス（一般には導波管等の終端または壁面
に形成されたエネルギー伝達用の孔又は窓の意に用いら
れてきた用語）を形成することができ、また、解像度が
７２０ｄｐｉの場合であれば２５６個の発熱素子と駆動
回路とオリフィスを形成することができる。

【０００６】図８(a) は、そのようなフルカラー用のサ
ーマルインクジェットヘッドの基板（チップ）をシリコ
ンウエハ上に多数形成した状態を示す図であり、同図
(b) は、１チップの模式的拡大図、同図(c) は、そのＡ
−Ａ′断面矢視図である。同図(a) に示すシリコンウエ
ハ１は、６インチ径のものを示しており、このウエハ１
から１５ｍｍ×１０ｍｍの寸法のチップ２が９２個採取
できる。同図(b),(c) はそれらの９２個のチップ２の中
の１つを拡大して示している。

【０００７】同図(b),(c) に示すチップ２は、全工程の
およそ１／３を終了した状態の基板を示しており、そこ
には破線で示すように４つの駆動回路ブロック（以下、
単に駆動回路という）３が形成され、４本のインク供給
路４が刻設され、駆動回路３とインク供給路４の間に
は、図には示していないが１２８個又は２５６個の発熱
素子が形成されている。そして、各インク供給路４に
は、そのインク供給路４からチップ２の反対側の面に貫
通するインク給送孔５が形成されている。

【０００８】ところで、インクは全ての発熱素子に均等
に供給されるべきものであるから、４本のインク供給路
４に外部のインクタンクからインクを供給する４個のイ
ンク給送孔５は、いずれも同一の大きさでなければなら
ない。この大きさが異なると、インク流通のコンダクタ
ンスが異なってくるため均等な印字が出来なくなってく
る。図８(b),(c) でインク給送孔５がいずれも同一の大
きさの丸孔に形成されているのは上記の理由に拠ってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、同図(b) に
示すように、本来、チップ２の大きさは、若しインク給
送孔５が無いものとすれば、左端のインク供給路４から
やや離れた図の一点鎖線６で示す位置でチップ２をカッ
ティングすることができる。しかし、インク給送孔５が
在るために、一点鎖線６の位置よりも更に左方に幅が広
がった縁７でカッティングしなければならない。つま
り、一点鎖線６の位置から縁７まで距離Ｂだけ縁代を大
きく設定する必要がある。

【００１０】一般に、このようなチップ２は、同図(a)
に示すように、１枚のウエハ１に９２個も配置するので
あるから、１個のチップ２の寸法が僅か変化しただけで
も合計の取り数に大きな差が発生する。したがって、チ
ップ２の寸法は、これを極力小さくして、１枚のウエハ
１から取れるチップ２の数を増やして、ウエハの歩留ま
りを向上させなくてはならない。

【００１１】したがって、上記のように縁代が広いと、
その分だけチップ２が大きくなって歩留まりの向上を阻
害する。特にサーマルインクジェットヘッドの小型化を
図るために１個の駆動回路で２列の発熱素子を時分割で
駆動するようにした構成のものでは上記の広い縁代の問
題が一層顕著になる。

【００１２】図９(a) は、そのような１個の駆動回路で
２列の発熱素子を時分割で駆動する構成のサーマルイン
クジェットヘッドのチップを示す図である。同図に示す
ように、駆動回路３を挟んで２本のインク供給路４ａ及
び４ｂが形成されている。この場合も図示はしていない
が、２本のインク供給路４ａ及び４ｂと駆動回路３の間
には、１２８個又は２５６個の発熱素子群からなる発熱
素子列がそれぞれ形成されている。

【００１３】このチップは、駆動回路を２つ減らした分
だけ図８(b),(c) に示すチップ２よりも小型ではある
が、この構成はインク供給路がチップの両側にくるた
め、図８(b) に示したインク給送孔５のための広い縁代
Ｂが、チップの片側だけでなく両側に必要になってい
る。このため、折角、チップの形状を小型にしても、か
えってチップが小型になっただけ、倍に増えた縁代（Ｂ
×２）の全体に占める割合が大きくなって、極めて歩留
まりの悪い結果となっている。

【００１４】図９(b) は、チップの歩留まりを向上させ
るためにチップの寸法を小さく形成する方法を示す図で
ある。同図に示すチップ２′は、図８(b) に示したチッ
プ２の縁代Ｂを削減すべく工夫されたものである。この
図９(b) に示すチップ２′は、内側の３本のインク供給
路４に対応するインク給送孔５は、図８(b),(c) の場合
と同様に円形であるが、図９(b) では、左端のインク供
給路４に対応するインク給送孔５′はやや歪んだ楕円形
になっている。つまり、インク供給路４から左方へはみ
出さないようにし、その代わりに、つまり左方への広が
りを抑えた分だけ、上下に広げて、全体の大きさ（断面
積）を他の３個のインク給送孔５と同一になるようにし
たものである。

【００１５】しかしながら、このようにインク給送孔５
及び５′のように形状が一定していないと、このチップ
２′をサーマルインクジェットヘッドとして完成させて
ウエハ１から切り出した後の工程で、このヘッドの裏面
に重ね合わせてインク給送孔５及び５′に係合させるべ
きインク供給コネクタ（又はソケット）に基本形と異形
の２種類の形状のものを用意する必要が生じてくる。こ
のように異形の部材を別個に必要とする構成は、加工工
程や組み立て工程に面倒を伴い、作業能率上の大きな阻
害要因となって問題があった。

【００１６】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
同一形状のインク給送孔を備え且つ材料歩留りを向上さ
せた小型なサーマルインクジェットヘッドを提供するこ
とである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明のサーマ
ルインクジェットヘッドの構成を述べる。本発明のサー
マルインクジェットヘッドは、基板上に、アレー状に配
列された複数の発熱素子からなる発熱素子列と、該発熱
素子列の複数の発熱素子を駆動する駆動回路と、上記発
熱素子列の個々の発熱素子上にインクを供給するインク
供給路と、該インク供給路に連通し該インク供給路にイ
ンクを送るインク給送孔と、上記発熱素子に対応して配
置されたオリフィスとを、モノリシックに形成し、上記
発熱素子上にインクを供給し、該発熱素子を選択的に加
熱し、該加熱された発熱素子と上記インクとの界面に気
泡を発生させることにより、上記オリフィスよりインク
滴を吐出するインクジェットヘッドであって、上記イン
ク給送孔は、上記基板の上記インク供給路が形成されて
いる領域外の部分において上記インク供給路形成面の反
対側面に開口し、連設された通路を介して上記インク供
給路と連通するように構成される。

【００１８】上記インク給送孔は、例えば請求項２記載
のように、上記基板に区画化して形成された駆動回路の
形成領域又は形成領域とその近傍部分に配置されて構成
される。

【００１９】また、上記発熱素子列は、例えば請求項３
記載のように、複数列に形成され、これら複数列の発熱
素子列が１区画の上記駆動回路により時分割で駆動され
るように構成される。そして、例えば請求項４記載のよ
うに、上記発熱素子列及び上記インク供給路は、異なる
色のインク毎に対応して形成され、該異なる色のインク
を供給する複数の上記インク給送孔は１区画の上記駆動
回路の形成領域又は形成領域とその近傍部分に配置され
るように構成される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a),(b),(c) 、図２(a),
(b),(c) 、図３(a),(b),(c) 及び図４(a),(b),(c) は、
一実施の形態におけるインクジェットヘッドの基本的な
製造方法を工程順に示す図である。図１(a),(b),(c) は
それぞれ概略の平面図と断面図を示しており、図２(a)
、図３(a) 及び図４(a) はそれぞれ図１(a),(b),(c)
の平面図を一部拡大して詳細に示す図、図２(b) は図２
(a) のＡ−Ａ′断面矢視図、図２(c)は同じく図２(a)
のＢ−Ｂ′断面矢視図を示し、図３(b),(c) は、図３
(a) の図２(b),(c) と同一部分の断面図、図４(b),(c)
は、図４(a) の図２(b),(c) と同一部分の断面図であ
る。また、図１(a),(b),(c) のそれぞれ下に示している
断面図は、図２(b) 、図３(b) 及び図４(b) に示す断面
図と同一のものである。

【００２１】尚、これらの図では、説明の便宜上、いず
れもフルカラー用インクジェットヘッドの１個の発熱ヘ
ッド（モノクロ用インクジェットヘッドの構成と同じ）
のみを示しているが、実際にはこのような発熱ヘッドが
複数個（３個又は４個）連なった形状のものが、１枚の
シリコン基板上に形成される。

【００２２】最初に、基本的な製造方法について説明す
る。先ず、工程１として、４インチ以上のシリコン基板
にＬＳＩ形成処理により駆動回路とその端子を形成する
と共に、厚さ１〜２μｍの酸化膜と個別配線電極を形成
する。次に、工程２として、薄膜技術を用いて、Ｔａ−
Ｓｉ−Ｏなどからなる微細抵抗（発熱素子）を形成す
る。この工程で発熱抵抗体（発熱素子）の位置が決めら
れる。

【００２３】図１(a) 及び図２(a),(b),(c) は、上記の
工程１及び工程２が終了した直後の状態を示している。
すなわち、シリコン基板１０上には共通電極１２、共通
電極給電端子１３（図１(a) 参照）、個別配線電極１
４、多数の発熱抵抗体（発熱素子）１５からなる発熱素
子列１１、区画化された駆動回路１６及び駆動回路端子
１７（図１(a) 参照）が形成されている。

【００２４】続いて、工程３として、個々のインク吐出
口に対応するインク溝を形成すべく感光性ポリイミドな
どの有機材料からなる隔壁部材をコーティングにより高
さ２０μｍ程度に積層し、これをパターン化した後に、
３００℃〜４００℃の熱を３０分〜６０分加えるキュア
（乾燥硬化、焼成）を行い、高さ１０μｍの上記感光性
ポリイミドによる隔壁をシリコン基板上に形成・固着さ
せる。更に、工程４として、ウェットエッチングまたは
サンドブラスト法などにより上記シリコン基板の面（図
では上面）に溝状のインク供給路を形成し、更にこのイ
ンク供給路に連通し下面に開口するインク給送孔を形成
する。

【００２５】図１(b) 及び図３(a),(b),(c) は、上述の
工程３及び工程４が終了した直後の状態を示している。
すなわち、溝状のインク供給路１８及びインク給送孔２
０が形成され、インク供給路１８の左側に位置する共通
電極１２部分と、右方の個別配線電極１４が配設されて
いる部分、及び各発熱抵抗体１５と発熱抵抗体１５の間
に、隔壁１９（１９、１９−１、１９−２）が形成され
ている。隔壁１９の上記各発熱抵抗体１５間に積層され
る部分は、個別配線電極１４上の部分１９−１を櫛の胴
とすれば、各発熱抵抗体１５間に伸び出す部分１９−２
は櫛の歯に相当する形状をなしている。これにより、こ
の櫛の歯を仕切り壁として、その歯と歯の間の付け根部
分に発熱抵抗体１５が位置する微細なインク溝が、発熱
抵抗体１５の数だけ形成される。この櫛の歯の長さを変
えることによりインクの流通するコンダクタンスが変わ
り、また隣接するインク溝を流動するインク間の干渉に
も影響する。

【００２６】この後、工程５として、ポリイミドからな
る厚さ１０〜３０μｍのフィルムのオリフィス板を、そ
の片面に接着剤としての熱可塑性ポリイミドを極薄に例
えば厚さ２〜５μｍにコーテングし、上記積層構造の最
上層に張り付けて、隔壁１９−２によって形成されたイ
ンク溝に蓋をし、これにより、個別の微細通路（インク
溝坑）を形成する。そして、２００〜３００℃で加熱し
ながら加圧してオリフィス板を固着させる。続いて、Ｎ
ｉ、Ｃｕ又はＡｌなどの厚さ０．５〜１μｍ程度の金属
膜を形成する。

【００２７】更に、工程６として、オリフィス板の上の
金属膜をパターン化して、ポリイミドを選択的にエッチ
ングするマスクを形成し、続いて、オリフィス板をＥＣ
Ｒなどのドライエッチングなどにより上記の金属膜マス
クに従って４０μｍφ〜２０μｍφの孔空けをして多数
のノズル孔（オリフィスともいう）を一括形成する。
尚、孔空けはエキシマレーザなどを用いて行ってもよ
い。

【００２８】図１(c) 及び図４(a),(b),(c) は、上述し
た工程５と工程６が終了した直後の状態を示している。
すなわち、オリフィス板２１が駆動回路１６と給電端子
１３及び１７の部分を除く全領域を覆っており、上記の
インク溝も上を覆われて隔壁１９の厚さ１０μｍに対応
する高さの坑状のインク溝２２を形成している。そし
て、オリフィス板２１には、発熱抵抗体１５に対応する
部分にノズル孔（オリフィス）２３がドライエッチング
によって形成されており、これにより、１列のノズル孔
２３を備えた発熱ヘッド２４が完成する。

【００２９】このようにオリフィス板２１を張り付け
て、その後で、下地のパターンつまり発熱抵抗体１５の
位置に合わせてオリフィス孔を加工することは、予めオ
リフィス孔を加工したオリフィス板を張り合わせるより
も、遥かに生産性の高い実用性のある方法である。ま
た、ドライエッチングによる場合は、マスクはＮｉ、Ｃ
ｕ、又はＡｌなどの金属膜を使うことで樹脂と金属膜と
の選択比が概略１００程度得られる。したがって、２０
〜４０μｍのポリイミドフィルムのエッチングには１μ
ｍ以下の金属膜でマスクを形成することで十分である。

【００３０】ここまでが、ウエハの状態で処理される。
そして、最後に、工程７として、ダイシングソーなどを
用いてカッテングして、単位毎に個別に分割し、実装基
板にダイスボンデングし、端子接続して完成する。

【００３１】尚、上記の例では、駆動回路１６が露出し
た状態で示されているが、実際には保護膜が形成されて
いる。また、保護膜を後からわざわざ形成するのではな
く、オリフィス板２１を図１(c) （図４(a),(b),(c) も
同じ）の右方に延長して積層するようにして、オリフィ
ス板２１に駆動回路１６の保護膜を兼用させるようにし
てもよい。

【００３２】上記の１列のノズル孔２３を備えた発熱ヘ
ッド２４はモノクロ用インクジェットヘッドの構成であ
るが、通常フルカラー印字においては、前述したよう
に、減法混色の三原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色に、文字や画像の黒部分に
専用されるブラック（Ｂｋ）を加えて合計４色のインク
を必要とする。したがって、最低でも４列のノズル列が
必要である。そして、上述した製造方法によれば４列の
発熱ヘッドをモノリシックに構成することは可能であ
り、各列の位置関係も今日の半導体の製造技術により正
確に配置することが可能である。

【００３３】図５(a) は、上述の発熱ヘッド２４を４列
並べてフルカラーのインクジェットヘッドを構成した状
態を示す図である。尚、同図(a) は、発熱ヘッド２４が
４列並んだ構成を分かり易く示すため、図１(a) に示し
たと同様に工程１〜工程２まで終了した状態のものを示
している。

【００３４】同図(a) に示すように、インクジェットヘ
ッド２５は、大きな基板１０−２上に、４個の発熱ヘッ
ド２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）が並んで配
置されて形成される。このインクジェットヘッド２５
は、例えばインク供給路１８ａから発熱ヘッド２４ａの
インク溝２２（図１(c) 及び図４(b) 参照）にＭインク
が供給され、インク供給路１８ｂから発熱ヘッド２４ｂ
のインク溝２２にＣインクが供給され、インク供給路１
８ｃから発熱ヘッド２４ｃのインク溝２２にＹインクが
供給され、そして、インク供給路１８ｄから発熱ヘッド
２４ｄのインク溝２２にＢｋインクが供給される。

【００３５】このインクジェットヘッド２５は、印字に
際しては発熱抵抗体１５（図２(a),(b) 参照）が印字情
報に応じて選択的に通電され、瞬時に発熱して膜沸騰現
象を発生させ、その発熱抵抗体１５に対応するノズル孔
２３からインク滴が吐出される。このようなインクジェ
ット方式ではインク滴はノズル孔２３の径に対応する大
きさの略球形で吐出され、紙面上に略その倍の径の大き
さとなって印字される。

【００３６】このようにして得られるフルカラーのイン
クジェットヘッドは、解像度が３６０ｄｐｉの場合であ
れば１２８ノズル×４列＝６４０ノズルを備えることが
可能であり、概略８．５ｍｍ×１９．０ｍｍの大きさの
ものまで作成可能である。また解像度が７２０ｄｐｉの
場合であれば２５６ノズル×４列＝１２８０ノズルをほ
ぼ８．５ｍｍ×１９．０ｍｍの大きさの中に形成するこ
とが可能である。

【００３７】また、同図(b) は、同図(a) の２つの発熱
ヘッド２４ａと２４ｂが駆動回路１６ｂを取り除いて合
体し、発熱ヘッド２４ｃと２４ｄが駆動回路１６ｄを取
り除いて合体したような構成となって、やや小型の基板
１０−３上にモノリシックに形成されたフルカラーサー
マルインクジェットヘッドを示している。

【００３８】この形式においては、一方の１区画の駆動
回路１６ａ′が、その両側の２列の発熱素子列１１ａ′
及び１１ｂ′を時分割駆動し、他方の１区画の駆動回路
１６ｃ′が、その両側の２列の発熱素子列１１ｃ′及び
１１ｄ′を時分割駆動している。上記４列の発熱素子列
１１ａ′、１１ｂ′、１１ｃ′及び１１ｄ′へは、Ｍイ
ンク、Ｃインク、Ｙインク及びＢｋインクがインク供給
路１８ａ′、１８ｂ′、１８ｃ′及び１８ｄ′を介して
それぞれ供給される。この形式のサーマルインクジェッ
トヘッドは、２列の発熱素子列１１（１１ａ′と１１
ｂ′又は１１ｃ′と１１ｄ′）が１区画の駆動回路１６
（１６ａ′又は１６ｃ′）を時分割で共有するため、印
字速度は遅くなるが、駆動回路１６が２区画減った分だ
け小型のフルカラーサーマルインクジェットヘッドを構
成することができる。

【００３９】上記の構成において、本実施の形態におい
ては、図３(a),(b),(c) で説明した工程４において形成
されるインク給送孔の配置に、特別の工夫が凝らされて
いる。以下、これについて説明する。

【００４０】図６(a) は、図５(b) に示した構成を再掲
した図であり、図６(b) は、同図(a) の主要な下部構成
を透視的に示す図、同図(c) は、同図(b) のＣ−Ｃ′断
面矢視をソケット板と共に示す図である。

【００４１】この小型フルカラーサーマルインクジェッ
トヘッド２６は、図５(b) の説明とやや重複するが、図
６(b),(c) に示すように、基板１０−３上にアレー状に
配列された１列が例えば１２８個又は２５６個の発熱素
子（図１(a) 及び図２(a) の発熱抵抗体１５参照）から
なる４列の発熱素子列１１（１１ａ′と１１ｂ′又は１
１ｃ′と１１ｄ′）と、これらの発熱素子列１１の複数
の発熱素子を駆動する区画化された駆動回路１６（１６
ａ′、１６ｃ′）と、発熱素子列１１の個々の発熱素子
上にインクを供給するインク供給路１８（１８ａ′、１
８ｂ′、１８ｃ′、１８ｄ′）と、これら各インク供給
路１８に連通し各インク供給路１８にインクを供給する
インク給送孔２７（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）
と、図１(c) 及び図４(a),(b),(c) に示したオリフィス
２３と同様に各発熱素子に対向して設けられたオリフィ
スとをモノリシックに搭載して形成されている。

【００４２】上記のインク給送孔２７は、基板１０−３
のインク供給路１８が形成されている領域外の部分とな
る区画化された駆動回路１６が形成されている領域部分
（又は領域とその近傍部分に多少広がってもよい）に配
置して形成されている。そして、図６(b) のＣ−Ｃ″断
面矢視図である図４(c) に示すように、インク供給路１
８が形成されている面の反対側面に開口し、これに連設
されて形成されたインク通路２０（２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ、２０ｄ）を介してインク供給路１８と連通してい
る。

【００４３】これらのインク給送孔２７は、サーマルイ
ンクジェットヘッド２６が完成してシリコンウエハから
切り出された後、ソケット板２８を下面に接着され、ソ
ケット孔２９がインク給送孔２７の開口部に連通する。
そして、外部のインクタンクから各色のインクが、ソケ
ット孔２９、インク給送孔２７及びインク通路２０を介
して、インク供給路１８に供給される。各ソケット孔２
９からは例えばインク給送孔２７ａにＭインクが供給さ
れ、インク給送孔２７ｂにＣインクが供給され、インク
給送孔２７ｃにＹインクが供給され、そして、インク給
送孔２７ｄにはＢｋインクが供給される。

【００４４】このように、異なる色のインク毎に対応し
て形成されたインク給送孔２７ａと２７ｂが１区画の駆
動回路１６ａ′が形成されている領域部分（又は領域と
その近傍部分）に配置され、同じく異なる色のインク毎
に対応して形成されたインク給送孔２７ｃと２７ｄが他
の１区画の駆動回路１６ｃ′が形成されている領域部分
（又は領域とその近傍部分でもよい）に配置されてい
る。

【００４５】このように、インク給送孔２７がいずれも
１区画の駆動回路１６が形成されている領域部分（又は
領域とその近傍部分）に配置されるので、基板１０−３
の縁代部分が図９(a) に示したようにはみ出すことがな
く、したがって、基板１０−３の縁代を最小限に設定し
て小型のサーマルインクジェットヘッド２６を形成する
ことができる。

【００４６】尚、このように、インク給送孔２７を１区
画の駆動回路１６が形成されている領域部分に配置して
基板の縁代を減らす方法は、上記の１区画の駆動回路１
６で２列の発熱素子列１１を駆動する形式のものに限る
ことなく、図５(a) に示した４連の発熱ヘッド構成のも
のであっても勿論可能である。

【００４７】図７(a) は、図５(a) を再掲したもの、図
７(b) は同図(a) の主要な下部構成を透視的に示す図、
同図(c) は同図(a) の他の構成例を透視的に示す図、同
図(d) はそのＤ−Ｄ′断面矢視図である。同図(b) に示
すサーマルインクジェットヘッド２５の例では、インク
給送孔２７は、そのインクが給送される先の発熱素子列
を駆動すべき駆動回路１６の領域下方にそれぞれ形成さ
れている。

【００４８】また、図７(c) に示す他の構成例のサーマ
ルインクジェットヘッド２５′の場合は、駆動回路１６
ｂの領域の下方に２個のインク給送孔が形成され、駆動
回路１６ｃの領域の下方に他の２個のインク給送孔２７
が形成されている。尚、図７(d) に示す断面図の下部に
は図６(c) の場合と同様にソケット板が接着される。ま
た、図７(b) には断面図を示していないが、この図７
(b) の場合も同様にチップ２５の下部にソケット板が接
着される。

【００４９】また、上記いずれの場合もインク給送孔２
７はインク通路２０によってインク供給路１８に連通し
ており、また、これらのインク給送孔２７は、いずれも
同一の形状と大きさである。

【００５０】更に、本発明は、上記実施形態例のように
発熱素子面に垂直な方向にインクを吐出する方式に限ら
ず、発熱素子面に平行な方向にインクを吐出する方式の
サーマルインクジェットヘッドにも好適に適用すること
ができる。

【００５１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、領域の比較的広い駆動回路の下方及びその近傍に
インク給送孔を配置するので、インク給送孔の大きさや
相互の位置関係に大きな制約を受けることがなく、した
がって、インク給送孔の同一形状で同一サイズの配置や
基板の縁代部分を避けた配置、あるいは基板の中央に対
称形に集中させた配置など自由に設計でき、これによ
り、基板サイズを小型化できると共に加工や組み立てが
容易になり、したがって、ウエハに対する材料歩留まり
の良い且つ作業効率の良い低廉なサーマルインクジェッ
トヘッドを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a),(b),(c) は一実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの基本的な製造方法を工程順に示す概略の
平面図と断面図である。

【図２】(a) は図１(a) の平面図を一部拡大して詳細に
示す図、(b) は(a) のＡ−Ａ′断面矢視図、(c) は(a)
のＢ−Ｂ′断面矢視図である。

【図３】(a) は図１(b) の平面図を一部拡大して詳細に
示す図、(b),(c) は(a) の図２(b),(c) と同一部分の断
面図である。

【図４】(a) は図１(c) の平面図を一部拡大して詳細に
示す図、(b),(c) は(a) の図２(b),(c) と同一部分の断
面図である。

【図５】図１(c) の発熱ヘッドを４列並べてフルカラー
のサーマルインクジェットヘッドを構成したものを工程
１と工程２が終了した図１(a) の状態で示す図、(b) は
１区画の駆動回路で２列の発熱素子列を時分割で駆動す
るサーマルインクジェットヘッドを示す図である。

【図６】(a) は図５(b) に示した構成を再掲した図、
(b) は(a) の主要な下部構成を透視的に示す図、(c) は
(b) のＣ−Ｃ′断面矢視をソケット板と共に示す図であ
る。

【図７】(a) は図５(a) に示した構成を再掲した図、
(b) は(a) の主要な下部構成を透視的に示す図、(c) は
(a) の他の構成例を透視的に示す図、(d) はそのＤ−
Ｄ′断面矢視図である。

【図８】(a) は従来のフルカラー用サーマルインクジェ
ットヘッドの基板（チップ）をシリコンウエハ上に形成
した図、(b) はチップの模式的拡大図、(c) はそのＡ−
Ａ′断面矢視図である。

【図９】(a) は従来の１個の駆動回路で２列の発熱素子
を時分割で駆動するサーマルインクジェットヘッドのチ
ップを示す図、(b) はチップの寸法を小さく形成する方
法を示す図である。

【符号の説明】

１０、１０−２、１０−３シリコン基板１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）、（１１
ａ′、１１ｂ′、１１ｃ′、１１ｄ′）発熱素子列１２共通電極１３共通電極給電端子１４個別配線電極１５発熱抵抗体（発熱素子）１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）、（１６
ａ′、１６ｃ′）区画化された駆動回路１７駆動回路端子１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）、（１８
ａ′、１８ｂ′、１８ｃ′、１８ｄ′）インク供給路１８−１溝１８−２溝壁１９隔壁１９−１櫛の胴相当部分１９−２櫛の歯相当部分２０インク給送孔（実際には連絡路）２１オリフィス板２２インク溝２３ノズル孔（オリフィス）２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）発熱ヘッド２５、２６フルカラーのインクジェットヘッド２７（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）インク給送
孔２８ソケット板２９ソケット孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、アレー状に配列された複数の
発熱素子からなる発熱素子列と、該発熱素子列の複数の
発熱素子を駆動する駆動回路と、前記発熱素子列の個々
の発熱素子上にインクを供給するインク供給路と、該イ
ンク供給路に連通し該インク供給路にインクを送るイン
ク給送孔と、前記発熱素子に対応して配置されたオリフ
ィスと、をモノリシックに形成し、前記発熱素子上にイ
ンクを供給し、該発熱素子を選択的に加熱し、該加熱さ
れた発熱素子と前記インクとの界面に気泡を発生させる
ことにより、前記オリフィスよりインク滴を吐出するイ
ンクジェットヘッドであって、前記インク給送孔は、前記基板の前記インク供給路が形
成されている領域外の部分において前記インク供給路形
成面の反対側面に開口し、連設された通路を介して前記
インク供給路と連通することを特徴とするサーマルイン
クジェットヘッド。
【請求項２】前記インク給送孔は、前記基板に区画化
して形成された前記駆動回路の形成領域又は形成領域と
その近傍部分に配置されることを特徴とする請求項１記
載のサーマルインクジェットヘッド。
【請求項３】前記発熱素子列は、複数列に形成され、
該複数列の発熱素子列が１区画の前記駆動回路により時
分割で駆動されることを特徴とする請求項１又は２記載
のサーマルインクジェットヘッド。
【請求項４】前記発熱素子列及び前記インク供給路
は、異なる色のインク毎に対応して形成され、該異なる
色のインクを供給する複数の前記インク給送孔は１区画
の前記駆動回路の形成領域又は形成領域とその近傍部分
に配置されることを特徴とする請求項３記載のサーマル
インクジェットヘッド。