JP2000079690A

JP2000079690A - サーマルインクジェットヘッド

Info

Publication number: JP2000079690A
Application number: JP25017898A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Takeuchi; 孝行竹内; Nanao Inoue; 七穂井上; Masahiko Fujii; 雅彦藤井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱抵抗体層と電極との接続部の段差に起因
した故障をなくすとともにエネルギー効率を向上させた
サーマルインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】ヒータ基板１となるシリコン基板上に蓄
熱層２を形成後、多結晶シリコンにより発熱抵抗体層を
形成し、イオン注入法等で高抵抗領域３ａと低抵抗領域
３ｂを形成する。このとき、高抵抗領域３ａの発熱によ
って発生する気泡の生成領域と樹脂層７に形成されるピ
ット１０の大きさが略同じとなるように、高抵抗領域３
ａと低抵抗領域３ｂを形成する。層間絶縁膜１１を形成
後、電極層４を形成し、コンタクトホール１２を介して
低抵抗領域３ｂと接続する。耐インク層５，電極保護層
６を形成後、樹脂層７を形成し、ピット１０を開口させ
る。ピット１０の大きさが、発生する気泡の大きさと略
同じであるので、気泡はピット１０の高さ方向に成長
し、効率よくインクを吐出させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブリンタ、ファク
シミリ、複写機等に用いられるサーマルインクジェット
ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】サーマルインクジェットヘッドにおいて
は、その原理上、発熱抵抗体層と電極とを重ねて電気的
な接続を図っている。そのため、この電気的な接続部に
は段差が生じる。この段差は、例えば発熱抵抗体層及び
電極を覆う保護層にも生じる。この保護層の段差部にク
ラックが発生して、電気的または化学的故障などが発生
し、ヘッド全体の寿命を短縮させる原因となっていた。

【０００３】また、サーマルインクジェットヘッドで
は、発熱抵抗体層の発熱によってインク中に気泡を発生
させ、その気泡の成長時の圧力によってインクを吐出さ
せる。発生した気泡は発熱の停止とともに収縮するが、
気泡消滅時には消滅点にキャビテーションの集中が生じ
る。このキャビテーションの集中によって生じる発熱抵
抗体層の上部における破壊も課題となっている。

【０００４】これらの故障に対する対策としては、特開
平３−２２４７４３号公報に記載されているように、発
熱抵抗体層と電極層とが重合される接続部を樹脂層で覆
うことが提案されている。図８は、従来のサーマルイン
クジェットヘッドの一例を示すヒータ近傍の断面図であ
る。図中、１はヒータ基板、２は蓄熱層、３は発熱抵抗
体層、４ａは個別電極、４ｂは共通電極、５ａ，５ｂは
耐インク層、６は電極保護層、７は樹脂層、８はチャネ
ル基板、９はインク吐出口、１０はピットである。図８
に示したサーマルインクジェットヘッドでは、ヒータ基
板１上に蓄熱層２を形成した後、発熱抵抗体層３を形成
してヒータとなる部分を含む領域が残るようにパターニ
ングする。さらに配線層を形成してパターニングし、個
別電極４ａおよび共通電極４ｂを形成する。上述のよう
に、個別電極４ａおよび共通電極４ｂは発熱抵抗体層３
の上部に一部が重ねられ、ヒータとの電気的な接続を図
っている。

【０００５】発熱抵抗体層３及び電極層の上には、耐イ
ンク層５ａが形成されるとともに、ヒータの上部にキャ
ビテーションからヒータを保護するための耐インク層５
ｂが形成されている。さらに、ヒータ部を除く部分に電
極保護層６が形成され、さらにその上に厚く樹脂層７が
形成されている。この樹脂層７は、ヒータ部が除去され
てピット１０を形成している。

【０００６】また、別の工程においてチャネル基板８に
各ヒータ部に対応してインクの流路や、インクを一時的
に貯留するリザーバなどが形成され、上述のようにして
各層が形成されたヒータ基板１と位置合わせ後、接合さ
れる。接合後、２枚の基板を切断し、個々のサーマルイ
ンクジェットヘッドが得られる。このとき、チャネル基
板８に形成されたインクの流路を切断することによっ
て、切断面にインク吐出口９が現出する。

【０００７】このような構成の従来のサーマルインクジ
ェットヘッドでは、ヒータ基板１に形成された発熱抵抗
体層３と個別電極４ａ、共通電極４ｂとの重合部分には
段差が形成される。さらにその上に形成する耐インク層
５ａや電極保護層６にも段差が形成されてしまう。樹脂
層７は、このようにして形成された電極保護層６の段差
部分を覆うように設けられている。また、樹脂層７以外
の層である耐インク層５ｂが現れるピット１０の底部は
平坦になる。

【０００８】このような従来のサーマルインクジェット
ヘッドによれば、これまでの故障の主原因であった電極
保護層６の段差部における故障は、ほとんどなくなっ
た。これは、延性、粘性に富んだ樹脂層７を用いている
ために、キャビテーションダメージを減衰する効果があ
るためと推測できる。さらには、電極保護層６が直接イ
ンクに触れることがないため、電流のリークに起因する
電気的または化学的腐食等の故障もなくなった。

【０００９】この構成では、発熱抵抗体層３のうち、個
別電極４ａおよび共通電極４ｂとの接続部分の間が、発
熱するヒータ部となる。しかし、個別電極４ａおよび共
通電極４ｂとの接続部分は、電極保護層６や樹脂層７に
よって覆われている。そのため、電極保護層６や樹脂層
７は、発熱抵抗体層３の発熱領域の上まで設けられてい
ることになる。このように発熱抵抗体層３の発熱領域を
電極保護層６や樹脂層７で覆うと、エネルギー効率が低
下するばかりか、覆われた部分において蓄熱され、樹脂
層７が変形するなどの新たな問題が発生する。

【００１０】この問題を解決するために、例えば実用新
案登録第２５３９７９５号公報に記載されているよう
に、樹脂層７に覆われた発熱抵抗体層３の領域は、樹脂
層７に覆われていない領域よりも抵抗値が低くなるよう
に構成することが提案されている。図９は、従来のサー
マルインクジェットヘッドの別の例における発熱抵抗体
層の平面図である。図中、２１はピット領域、２２はコ
ンタクト領域、２３は低抵抗領域、２４は高抵抗領域で
ある。図９に示す発熱抵抗体層３において、ピット領域
２１は、樹脂層７を除去して形成されるピット１０の底
部となる領域である。このピット領域２１の外側が樹脂
層７で覆われる領域である。コンタクト領域２２は、発
熱抵抗体層３と個別電極４ａおよび共通電極４ｂと電気
的に接続する領域である。発熱抵抗体層３は、図中の左
右方向にみて、ピット領域２１より内側の高抵抗領域２
４の部分の抵抗値を高くし、その左右の低抵抗領域２３
において抵抗値を低くしている。これにより、電極保護
層６や樹脂層７は低抵抗領域２３を被覆するのみである
から、これらの層に被覆される領域の発熱量が低下し、
エネルギー効率の低下の緩和や、被覆された領域での蓄
熱による樹脂層７の変形などを回避することが可能であ
る。

【００１１】しかしながら、より高速化を追求するサー
マルインクジェットヘッドにおいては、さらなるエネル
ギー効率の改善が必要である。なぜなら、高速印字にお
いては、駆動周波数や同時に駆動するヒータ数を増加さ
せる必要がある。しかし、インクの吐出に寄与しないエ
ネルギーのほとんどが熱となるため、ヘッドの昇温を招
き、これが画質欠陥の原因となるためである。そのた
め、コンタクト領域２２と高抵抗領域２４の間に存在す
る低抵抗領域２３の抵抗値をできるかぎり低くし、気泡
生成に寄与しない、コンタクト領域２２から高抵抗領域
２４までの間の低抵抗領域２３で消費されるエネルギー
を極小にする必要がある。

【００１２】このような高速化の観点から低抵抗領域２
３の抵抗値を低くして構成すると、入力エネルギーに対
するインクの吐出体積の低下が確認された。これは、高
抵抗領域２４と低抵抗領域２３との温度差が顕著にな
り、高抵抗領域２４の熱が低抵抗領域２３ヘ放散するこ
とで、気泡の生成に寄与するヒータアクティブ領域の実
効面積が小さくなることが原因であることが判明した。
つまり、生成された気泡の大きさと樹脂層７により形成
されたピット１０とのサイズに差を生じることになり、
気泡生成の初期圧力がインクの吐出に効率よく変換され
ず、吐出されるインクの体積が減少したと考えられる。
そのため、図９に示す発熱抵抗体層３の構成において吐
出されるインクの体積を低下させないためには、発熱抵
抗体層３における発熱エネルギーを増加させればよい。
しかし上述のように、インクの吐出に寄与しないエネル
ギーはそのままヘッドの昇温につながり、問題となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたものであり、発熱抵抗体
層と電極との接続部に発生する段差に起因した故障、例
えば保護層の段差部におけるクラックや、気泡消滅によ
るキャビテーションの集中などによる故障をなくすこと
ができるとともに、さらに、エネルギー効率を向上させ
たサーマルインクジェットヘッドを提供することを目的
とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、液体を吐出す
るための吐出口と、吐出口に連通した液流路と、液流路
に設けられた発熱抵抗体層と、発熱抵抗体層に電気エネ
ルギーを供給する１対の電極層と、発熱抵抗体層の上に
開口を設けて形成された樹脂層を有するサーマルインク
ジェットヘッドにおいて、まず樹脂層を電極層と発熱抵
抗体層との電気的接続部分を覆うように形成して、電気
的接続部分に発生する段差が開口内に存在しないように
している。また、この樹脂層により、電極保護層のピン
ホールなどの欠陥を補充し、発熱抵抗体層の上部の段差
に起因した保護層のクラックやキャビテーションの集中
を著しく減衰させている。また、発熱抵抗体層として、
抵抗値が低い２つの低抵抗領域と該低抵抗領域に挟まれ
た抵抗値が高い高抵抗領域を形成し、低抵抗領域におい
て電極層と電気的に接続することにより、電気的な接続
部分付近での発熱を抑えて、この部分での蓄熱による樹
脂層の変形などを防止している。

【００１５】さらに、高抵抗領域の発熱によって発生す
る気泡の生成領域と、樹脂層に形成される開口の位置が
略一致するように、開口と高抵抗領域及び低抵抗領域を
形成している。このとき、１対の電極層に挟まれる方向
における開口の長さをＬｐ、高抵抗領域の長さをＬｈと
したとき、Ｌｈ≧Ｌｐを満たすように構成することがで
きる。これによって、開口内に発生した気泡と開口の壁
面をなす樹脂層との間に空間を生じなくなり、気泡の成
長により発生する圧力の損失を防ぐことができる。その
ため、高抵抗領域において発生する熱エネルギーを有効
に液体の噴射に利用することができる。

【００１６】なお、この樹脂層は、上述のように電極保
護層の上部に設けられており、抵抗体層の発熱領域のみ
が開口されている。そのため、この樹脂層の厚さを適当
にすることにより、例えば特開昭６２−３３６４８号公
報に記載されているように、吐出口から噴出される液滴
量を制御するとともに、気泡の抱き込みを防止し、液滴
噴射性能を向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のサーマルインク
ジェットヘッドの実施の一形態を示す断面図、図２ない
し図４は、同じく作製方法の一例を示す工程図である。
図中、図８と同様の部分には同じ符号を付して説明を省
略する。３ａは高抵抗領域、３ｂは低抵抗領域、４は電
極層、１１は層間絶縁膜、１２はコンタクトホール、１
３はホトレジストである。図１に示す本発明のサーマル
インクジェットヘッドの実施の一形態の構成は、図２〜
図４の工程を経て作製されたものである。図２〜図４に
示した工程を説明することによって、図１に示す実施の
一形態における構成を説明する。

【００１８】まず図２（Ａ）において、ヒータ基板１と
なるシリコン基板上に、蓄熱層２となるシリコン酸化膜
を形成し、その上に発熱抵抗体層３となる多結晶シリコ
ンを例えば化学的気相成長法により着模する。多結晶シ
リコンの膜厚は、０．１〜１．０μｍ程度とすればよ
く、より好ましくは０．３〜０．６μｍがよい。

【００１９】次に図２（Ｂ）において、多結晶シリコン
全体にイオン注入法により不鈍物を注入する。この不純
物は、リン、もしくは砒素がよい。その後、熱処理を行
い、多結晶シリコンを活性化することにより、高抵抗領
域に必要なシート抵抗値を得る。

【００２０】次に図２（Ｃ）において、高抵抗領域３ａ
となる部分が覆われるようにホトレジスト１３をパター
ニングする。次に、イオン注入法により、リン、もしく
は、砒素を不純物として注入する。ホトレジスト１３を
剥離した後、熱処理を行い、多結晶シリコンを活性化す
る。これによって高抵抗領域３ａ以外の部分の抵抗値を
低下させることができる。さらに、通常のＬＳＩ作製方
法により、所望の大きさの発熱抵抗体（高抵抗領域３ａ
および低抵抗領域３ｂ）を形成する。なお、高抵抗領域
３ａとなる部分は、後述するようにこの上部に発生する
気泡の生成領域と、樹脂層７に形成されるピット１０の
位置が略一致するように決定されている。また、高抵抗
領域３ａとなる部分の図中の左右方向における長さは、
後に形成されるピット１０の長さ以上となるように形成
される。

【００２１】次に図２（Ｄ）において、発熱抵抗体層３
のうち、少なくとも低抵抗領域３ｂとなる部分が開口す
るようにホトレジスト１３をバターニングする。次に、
イオン注入法により、リン、もしくは砒素を不純物とし
て注入する。ホトレジスト１３を剥離した後、熱処理を
行い、多結晶シリコンを活性化する。

【００２２】このように発熱抵抗体層３として多結晶シ
リコンを用い、イオン注入法によって高抵抗領域と低抵
抗領域を形成する場合、シート抵抗値は多結晶シリコン
の膜厚と不純物の注入量で決まる。ここでは多結晶シリ
コンを一様の膜厚で形成しているため、不純物の注入量
でシート抵抗値が決まる。上述のように高抵抗領域３ａ
では、図２（Ｂ）の工程における不純物のイオン注入し
か行っていないため高抵抗となり、低抵抗領域３ｂでは
図２（Ｂ）〜（Ｄ）の３回にわたり不純物のイオン注入
を行っているので、十分、低抵抗化されている。低抵抗
領域３ｂは、より好ましくは、固溶限まで不純物を注入
するとよい。このように低抵抗領域にシリコンの固溶限
まで不純物をドープしてその抵抗値を低下させることに
より、低抵抗領域での消費エネルギーを極小にできる。
このような方法により、例えば実用新案登録第２５３９
７９５号公報に記載されている作製方法の約半分のシー
ト抵抗値が得られる。具体的には、低抵抗領域３ｂにお
いて固溶限までイオン注入を行い、多結晶シリコンの膜
厚を０．４μｍとした場合、低抵抗領域３ｂのシート抵
抗値は１０〜２０Ω／□程度となる。高抵抗領域３ａの
シート抵抗値は、駆動電圧と発熱抵抗体の長さと幅の比
（アスペクト比）により決定される。例えば駆動電圧３
８Ｖ、アスペクト比２〜６の場合で、４０〜１２０Ω／
□程度が適当である。

【００２３】また、上述のように、イオン注入を複数回
に分けて実施することにより、シリコン基板に不純物を
注入して作製する各種の能動素子を同時に形成すること
ができ、このヒータ基板１上に駆動回路を形成すること
が可能である。

【００２４】次に図３（Ａ）において、通常のＬＳＩ作
製方法により層間絶縁膜１１を形成し、発熱抵抗体層３
の高抵抗領域３ａの両側に存在する低抵抗領域３ｂに、
次に形成する電極層４との電気的な接続を図るためのコ
ンタクトホール１２を開口する。さらに図３（Ｂ）にお
いて、通常のＬＳＩ作製方法により電極層４を形成す
る。この電極層４は、アルミニウム、もしくは、アルミ
ニウム合金などを用いることができる。電極層４の形成
により、電極層４はコンタクトホール１２から発熱抵抗
体層３の低抵抗領域に接触し、電気的に接続される。他
の部分は層間絶縁膜１１によって発熱抵抗体層３と電極
層４は分離されている。

【００２５】次に図３（Ｃ）において、電極層４に挟ま
れる所望の部分の層間絶縁膜１１をエッチングにより開
口する。そして図３（Ｄ）において、タンタルとシリコ
ン窒化膜からなる耐インク層５を形成する。その後、図
４（Ａ）において、シリコン酸化膜、もしくは、リンを
不純物としてドープしたシリコン酸化膜からなる電極保
護層６を形成する。最後に図４（Ｂ）において、樹脂層
７を塗布し、ピット１０となる部分を除去して開口させ
る。このとき形成するピット１０は、高抵抗領域３ａに
おける発熱によって発生する気泡の生成領域と一致する
位置に設けられる。また、その大きさは、図中の左右方
向における長さが高抵抗領域３ａの長さ以下となる大き
さに形成される。

【００２６】一方、別の工程において、チャネル基板８
にヒータ基板１の発熱抵抗体層３に対応して液流路が形
成され、また、インクを一時的に貯留するリザーバなど
が形成される。そして、このチャネル基板８と、上述の
ようにして各層が形成されたヒータ基板１とを位置合わ
せ後、接合する。これによって、図１に示すような本発
明のサーマルインクジェットヘッドが完成する。

【００２７】なお、ヒータ基板１が１枚のシリコン基板
上に多数形成されている場合には、ダイシングなどによ
って１つずつに切断してからチャネル基板８と接合す
る。さらに、チャネル基板８も１枚のシリコン基板上に
多数形成されている場合は、両者を接合後、ダイシング
などによって１つずつのヘッドに切断分離すればよい。

【００２８】次に、発熱抵抗体層３とピット１０との関
係について説明する。図５は、従来のサーマルインクジ
ェットヘッドにおける発熱抵抗体層の温度の分布の一例
を示すシミュレーション結果のグラフである。図５で
は、発熱抵抗体層が、例えば実用新案登録第２５３９７
９５号公報に記載されるような、図９に示した構造を有
しているものとする。具体例として、高抵抗領域２４の
シート抵抗が９０Ω／□、低抵抗領域２３のシート抵抗
が２０Ω／□であるものとし、このときの発熱抵抗体層
３の平面的な温度分布を図５に示している。

【００２９】ここで、インクの膜沸騰温度が２７０℃で
あるとき、図５からわかるように、発熱抵抗体層３の温
度が２７０℃である領域が高抵抗領域２４よりも狭い範
囲にあることがわかる。そのため、上述のように発熱抵
抗体層３の上部に発生する気泡は、発生時点においてピ
ット１０の側壁との間に隙間があるため、初期状態にお
いては横への広がりが生じてピット１０の高さ方向への
圧力が弱まる。これによってエネルギーロスが発生して
いた。

【００３０】図６は、本発明のサーマルインクジェット
ヘッドの実施の一形態における発熱抵抗体層の構成例を
示す平面図である。図中の符号は図１および図９と同様
である。また、Ｌｐは電極層に挟まれる方向におけるピ
ット１０の長さを示し、Ｌｈ２は同じく電極層に挟まれ
る方向における高抵抗領域３ａの長さを示している。

【００３１】上述のように、高抵抗領域３ａに発生する
気泡とピット１０の側壁との間に隙間が存在すると、圧
力損失の原因となる。すなわち、高抵抗領域３ａに発生
する気泡の大きさとピット１０の大きさを一致させるこ
とにより、最大の効率を得ることができる。また、図５
からわかるように、気泡の発生する領域は、高抵抗領域
３ａ以内の領域である。そのため、高抵抗領域３ａに発
生する気泡の大きさとピット１０の大きさを一致させる
ためには、高抵抗領域３ａの長さＬｈ２がピット１０の
長さＬｐ以上、すなわちＬｈ２≧Ｌｐである必要があ
る。

【００３２】本発明では、この条件を満足し、気泡の発
生する領域とピット１０とが一致するように、ピット１
０と、高抵抗領域３ａ及び低抵抗領域３ｂを形成してい
る。例えば図６に示した例では、電極層に挟まれる方向
において、高抵抗領域３ａの長さＬｈ２がピット１０の
長さＬｐより大きくなるように形成され、高抵抗領域３
ａの上部において発生する気泡の大きさとピット１０の
大きさを一致させている。これによって、高抵抗領域３
ａ上で発生した気泡の成長方向をピット１０の高さ方向
に向かわせることができ、効率よく気泡の成長時の圧力
をインクの吐出に利用することができる。

【００３３】また、図９に示した構成と同様に、高抵抗
領域３ａの両側には低抵抗領域３ｂを配し、余分な発熱
を防止する。ピット１０が形成された領域の両側は樹脂
層７で覆われる領域である。この樹脂層７で覆われた領
域にも高抵抗領域３ａも多少含まれるものの、温度も低
く、蓄熱を極力防止している。電極層との接続は低抵抗
領域３ｂのコンタクト領域２３において、コンタクトホ
ール１２を介して行う。

【００３４】図７は、本発明及び従来のサーマルインク
ジェットヘッドにおける発熱抵抗体層上の温度シミュレ
ーション結果を示すグラフである。図７において破線で
示したグラフＡは、図５における電流方向の軸Ａ−Ａ’
に沿った温度分布を示している。インクの膜沸騰温度が
２７０℃であるとき、従来のサーマルインクジェットヘ
ッドではピット１０の壁面が存在する位置（Ｌｐ／２）
では２７０℃より低くなっている。気泡はこの位置より
も中心よりの、温度が２７０℃以上の部分で発生するた
め、気泡の発生位置と、樹脂層７により形成されたピッ
ト１０との間に空隙が存在する。この空隙が圧力損失の
原因となる。

【００３５】図７において実線で示したグラフＢは、図
６における電流方向の軸Ｂ−Ｂ’に沿った温度分布を示
している。ここではピット１０の大きさを同じとし、こ
のピット１０の壁面の位置（Ｌｐ／２）における高抵抗
領域３ａ上の温度が、インク膜沸騰温度である２７０℃
となるように、高抵抗領域３ａ及び低抵抗領域３ｂを形
成している。これにより、ピット１０の壁面の位置に高
抵抗領域３ａ上で発生する気泡の端部が位置し、高抵抗
領域３ａ上で発生する気泡はピット１０の高さ方向に成
長し、効率よくインクを必要量だけ吐出させることがで
きる。

【００３６】この例のように高抵抗領域３ａ及び低抵抗
領域３ｂの形成位置を調節する構成では、他の部分の寸
法的な変更を行う必要はない。また、高抵抗領域３ａと
低抵抗領域３ｂを合わせた発熱抵抗体層の大きさを変え
ることなく構成することができる。さらに、電極層と発
熱抵抗体層とのコンタクト部２２と高抵抗領域３ａとの
距離が小さくなるため、低抵抗領域３ｂでの余剰発熱が
小さくできる。

【００３７】なお、ピット１０の寸法を変更し、樹脂層
７の壁面が高抵抗領域３ａ上に発生する気泡の大きさに
合わせて構成することによって、気泡の成長方向をピッ
ト１０の高さ方向とし、効率を向上させることも可能で
ある。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、発熱抵抗体層の高抵抗領域上に発生する気泡
の生成領域と開口とが略一致するように、開口と高抵抗
領域及び低抵抗領域を形成したので、高抵抗領域上に生
成された気泡が平面方向に広がることができないため、
開口の高さ方向に効果的に成長することになり、投入エ
ネルギーに対するインク吐出エネルギーへの変換割合を
高くできる。これによってエネルギー効率が向上し、か
つ、ヘッドの昇温が抑制でき、インク吐出特性が良好
で、高速印字が可能なサーマルインクジェットヘッドを
提供できるという効果がある。

【００３９】このとき、高抵抗領域と低抵抗領域の位置
を調整することで気泡の生成領域を開口に合わせること
によって、発熱抵抗体層を大きくすることなく必要なイ
ンク吐出体積を得ることができる。また、低抵抗領域が
小さくなるため、余剰発熱を小さくし、蓄熱による影響
の排除とエネルギー効率の向上を図ることができるとい
う効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルインクジェットヘッドの実
施の一形態を示す断面図である。

【図２】本発明のサーマルインクジェットヘッドの実
施の一形態の作製方法の一例を示す工程図である。

【図３】本発明のサーマルインクジェットヘッドの実
施の一形態の作製方法の一例を示す工程図（続き）であ
る。

【図４】本発明のサーマルインクジェットヘッドの実
施の一形態の作製方法の一例を示す工程図（続き）であ
る。

【図５】従来のサーマルインクジェットヘッドにおけ
る発熱抵抗体層の温度の分布の一例を示すシミュレーシ
ョン結果のグラフである。

【図６】本発明のサーマルインクジェットヘッドの実
施の一形態における発熱抵抗体層の構成例を示す平面図
である。

【図７】本発明及び従来のサーマルインクジェットヘ
ッドにおける発熱抵抗体層上の温度シミュレーション結
果を示すグラフである。

【図８】従来のサーマルインクジェットヘッドの一例
を示すヒータ近傍の断面図である。

【図９】従来のサーマルインクジェットヘッドの別の
例における発熱抵抗体層の平面図である。

【符号の説明】

１…ヒータ基板、２…蓄熱層、３…発熱抵抗体層、３ａ
…高抵抗領域、３ｂ…低抵抗領域、４…電極層、４ａ…
個別電極、４ｂ…共通電極、５ａ，５ｂ…耐インク層、
６…電極保護層、７…樹脂層、８…チャネル基板、９…
インク吐出口、１０…ピット、１１…層間絶縁膜、１２
…コンタクトホール、１３…ホトレジスト、２１…ピッ
ト領域、２２…コンタクト領域、２３…低抵抗領域、２
４…高抵抗領域。

フロントページの続き (72)発明者藤井雅彦神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2C057 AF53 AF65 AG46 BA03 BA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を吐出するための吐出口と、該吐出
口に連通した液流路と、該液流路に設けられた発熱抵抗
体層と、該発熱抵抗体層に電気エネルギーを供給する１
対の電極層と、前記発熱抵抗体層の上に開口を設けて形
成された樹脂層を有するサーマルインクジェットヘッド
において、前記発熱抵抗体層は、抵抗値が低い２つの低
抵抗領域と該低抵抗領域に挟まれた抵抗値が高い高抵抗
領域が形成されており、１対の前記電極層は前記低抵抗
領域において前記発熱抵抗体層と電気的に接続され、前
記樹脂層は前記電極層と前記発熱抵抗体層との電気的接
続部分を覆うように形成されており、前記高抵抗領域の
発熱によって発生する気泡の生成領域と前記開口とが略
一致するように前記開口と前記高抵抗領域及び前記低抵
抗領域が形成されてい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】１対の前記電極層に挟まれる方向におけ
る前記樹脂層に設けられた前記開口の長さをＬｐ、前記
発熱抵抗体層に形成された前記高抵抗領域の長さをＬｈ
としたとき、Ｌｈ≧Ｌｐを満たすことを特徴とする請求
項１に記載のサーマルインクジェットヘッド。