JP2002225289A

JP2002225289A - 液滴吐出用回路基板及びインクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JP2002225289A
Application number: JP2001023413A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kosaka; 祥二高坂
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】厚いグレーズ層が不要で、信頼性に優れた長尺
形状の液滴吐出用回路基板とインクジェット記録ヘッド
を提供する。【解決手段】液滴を吐出するための回路素子４を表面に
形成するための液滴吐出用回路基板１であって、金属不
純物量が１００ｐｐｍ以下、最大気孔径が２μｍ以下、
Ｓｉ／Ｃ比が０．９５〜１．０５の炭化珪素結晶体から
なることを特徴とし、特に前記炭化珪素結晶体中の炭化
珪素がβ型結晶であり、かつ該炭化珪素結晶体の前記回
路素子４形成面の平均粒子径Ｓに対する前記回路素子４
形成面に垂直な面の平均粒子径Ｔの比Ｓ／Ｔが１０以上
であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液滴吐出用回路
基板及びインクジェット記録ヘッドに関し、特に、高密
度又は長尺な形状を有する液滴吐出用回路基板及びそれ
を用いたインクジェット記録ヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】インクジェット方式を用いた記録装置は、
インクジェット記録ヘッドの吐出口から記録液（イン
ク）等の液滴を吐出飛翔させ、これを被記録材に付着さ
せて記録するもので、情報処理システムの出力手段とし
て、例えば複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ、
パーソナルコンピュータ、ワークステーション、又はデ
ジタル機器等のプリンタとして多用されている。

【０００３】インクジェット記録ヘッドは、インク液滴
を吐出させ、紙や布等に印字を行うためのものであり、
内部に液体を吐出するための回路素子が設けられてい
る。この回路素子はピエゾ素子（カイザー方式、ステム
メ方式、グールド方式）や発熱抵抗素子（バブルジェッ
ト（登録商標）方式）等が用いられる。

【０００４】例えば、発熱抵抗素子の場合、熱エネルギ
ーをインクに作用させ、熱膨張による圧力を利用してイ
ンク液滴を吐出させることができる。このバブルジェッ
ト方式の記録ヘッドは、記録信号に対する応答性が良
く、吐出口の高密度化が容易であるなどの利点を有して
いる。

【０００５】このバブルジェット方式のインクジェット
記録ヘッドは、インクを吐出するユニットが多数集合し
たものであって、図１にユニットの一例を示す。Ｓｉか
らなる液滴吐出用回路基板１には、異方性エッチングに
よって形成された液体供給口２が形成されている。ま
た、液滴吐出用回路基板１の表面に絶縁膜３が形成さ
れ、その上に発熱抵抗体等の回路素子４が形成されてい
る。そして、天板５が回路素子４を覆うように液滴吐出
用回路基板１上に設けられており、天板５には、液滴の
吐出する液滴吐出口６が設けられている。

【０００６】インク等の液体は、液体供給口２から液体
流路７を通って回路素子４に導入され、回路素子４で発
生した気泡により発生した圧力で液滴吐出口６から噴射
される。このようなユニットは、液滴吐出用回路基板１
上に複数形成されてなり、最近は、長尺状の形状をした
インクジェット記録ヘッドが高速であるために注目され
ている。特に、被記録材の幅に略対応して吐出口および
ヒータを長尺に配列させた、フルラインタイプの記録ヘ
ッド（フルライン記録ヘッド）を用いたインクジェット
プリント装置は、高速印字が可能であり、大いに期待さ
れている。

【０００７】このような、長尺状のインクジェット記録
ヘッドの液滴吐出用回路基板として、溶融ガラス層を有
するセラミックスを用いることが特許２８１５１４６号
公報に記載されている。これは、セラミックスの表面欠
陥を補うため、セラミック表面にグレーズ層と呼ばれる
溶融ガラス層が、回路素子の配置される部位以外の表面
に形成されたもので、グレーズ層による蓄熱の問題と、
セラミック上に形成された抵抗層や電極、保護層の信頼
性を高めたものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許２
８１５１４６号公報に記載された方法では、気孔を伴い
表面粗さの大きなセラミックス上に発熱抵抗体を形成す
るため、発熱抵抗体の幅や厚みが不均一になって異常発
熱をしたり、部分的に発熱抵抗体が断線したりするた
め、セラミック表面の凹凸に起因する不良の発生を完全
には除去できないという問題があった。

【０００９】また、記録の精細化が進むとともに、発熱
量も多くなり、４０μｍ以上の厚みで熱伝導率の小さな
グレーズ層を表面に伴った構造では放熱性が十分ではな
く、特に駆動周波数の高い場合、蓄熱により溶液から溶
存泡が析出し、液滴の吐出が不安定になるという問題が
あった。

【００１０】したがって、本発明の目的は、厚いグレー
ズ層が不要で、信頼性に優れた長尺形状の液滴吐出用回
路基板とインクジェット記録ヘッドを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属不純物
量、気孔径及びＳｉ／Ｃ比を制御したＳｉＣによって基
板を形成することにより、長尺状のであっても、インク
吐出の信頼性を改善できるという知見も基づくものであ
る。

【００１２】即ち、液滴を吐出するための回路素子を表
面に形成するための液滴吐出用回路基板であって、金属
不純物量が１００ｐｐｍ以下、最大気孔径が２μｍ以
下、Ｓｉ／Ｃ比が０．９５〜１．０５の炭化珪素結晶体
からなることを特徴とするものである。これにより、放
熱性を高め、表面の欠陥を低減することができるため、
グレーズ層が不要となり、かつ信頼性の高い液滴吐出用
回路基板を実現できる。

【００１３】特に、前記炭化珪素結晶体中の炭化珪素が
β型結晶であり、かつ該炭化珪素結晶体の前記回路素子
形成面の平均粒子径Ｓに対する前記回路素子形成面に垂
直な面の平均粒子径Ｔの比Ｓ／Ｔが１０以上であること
が好ましい。これにより、ヒータ形成面に垂直な方向に
対する放熱性がさらに向上するため、基板の熱膨張によ
るずれが減少する。

【００１４】また、表面粗さＲ_aが１００ｎｍ以下であ
ることが好ましい。これにより、熱伝導率をより向上で
き、さらなる応答性の改善を行うことができる。

【００１５】さらに、前記回路素子形成面に絶縁膜が設
けられていることが好ましい。これにより、絶縁性を確
保できるため、電気回路を絶縁膜状に形成することでき
る。特に、前記絶縁膜が２０μｍ以下であることが、密
着性を向上し、放熱性を高くするという点で、好まし
い。

【００１６】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
は、上記の液滴吐出用回路基板と、液滴を吐出するため
に該液滴吐出用回路基板上に設けられた回路素子と、該
回路素子に前記液滴を供給するための液体供給口及び液
体流路と、前記回路素子を覆うように前記液滴吐出用回
路基板上に設けられた天板と、該天板に設けられた液滴
吐出口と、前記液滴吐出用回路基板を支持するベースプ
レートとを具備することを特徴とするものであり、これ
により、上記の優れた特性を有するインクジェット記録
ヘッドを製造することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の液滴吐出用回路基板は、
インクを瞬間的に加熱して発生した気泡の膨張力によっ
てインクを噴射させるいわゆるバブルジェットタイプの
記録ヘッドに好適に用いられるものであり、金属不純物
量が１００ｐｐｍ以下のＳｉＣ結晶体からなることが重
要であり、特に５０ｐｐｍ以下、更には１０ｐｐｍ以
下、より好適には５ｐｐｍ以下であることが好ましい。

【００１８】ここで、金属不純物量とは、珪素以外の金
属のうち、含有量の多い順に５種類の金属についてその
含有量を合算し、それを金属不純物量としたものであ
る。

【００１９】炭化珪素の熱伝導率は、金属不純物の固溶
によって低下するため、この金属不純物量が１００ｐｐ
ｍ以下であることが、十分な放熱性を得るために必要で
ある。１００ｐｐｍを越えると、蓄熱性が高くなり、イ
ンクジェット記録ヘッドの動作が不安定になる。

【００２０】また、本発明の液滴吐出用回路基板は、２
μｍを越えるような大きな気孔を有していると、加工後
の表面粗さが大きくなったり、表面に大きな気孔が存在
し、該液滴吐出用回路基板表面に電気回路や発熱抵抗体
を形成したときに断線したり、動作中に発熱したりする
問題が発生する。従って、インクジェット記録ヘッドの
動作を安定化させ、且つ信頼性を高めるため、最大気孔
径は２μｍ以下であることが重要であり、特に１μｍ以
下、更には０．５μｍ以下であることが好ましい。な
お、最大気孔径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察に
て気孔の最大径を測定し、その平均値によって表され
る。

【００２１】さらに、液滴吐出用回路基板を構成する炭
化珪素の炭素と珪素とをほぼ同量存在することが重要で
あり、表面加工性を向上し、容易に小さな表面粗さＲ_a
を実現するとともに、アルカリに対する耐食性を高める
ため、モル比Ｓｉ／Ｃが０．９５〜１．０５であること
が必要であり、特に０．９７〜１．０３、更には０．９
９〜１．０１が好ましい。

【００２２】さらにまた、熱伝導率が１７０Ｗ／ｍＫ以
上、特に２００Ｗ/ｍＫ以上、更には２３０Ｗ／ｍＫ以
上であることが好ましい。これにより、基板の放熱特性
が優れ、大型化しても、均熱性が保つことができる。

【００２３】また、本発明の液滴吐出用回路基板を構成
する炭化珪素結晶体が、β型炭化珪素結晶からなること
が好ましい。炭化珪素には、その結晶形として、β型と
呼ばれる３Ｃ型と、α型と呼ばれる２Ｈ型、４Ｈ型、６
Ｈ型、１５Ｒ型、２１Ｒ及び３３Ｒ型等がある。この炭
化珪素の各結晶形は、結晶自体の結晶構造および積層周
期の違いにより分類されるものであるが、それらの結晶
構造的相違により結晶同士の特性に違いがあることが報
告されており、例えば、J. Am. Ceram. Soc.,70, P445
〜448(1987)によれば、３Ｃ型と、４Ｈ型や６Ｈ型間で
は結晶軸によって熱膨張率が異なると報告されている。

【００２４】本発明によれば、炭化珪素は、β型（３Ｃ
型）を主体とすることが好ましい。これにより、熱膨張
率が方位によらず均一化するため、均一な特性を有する
基板を実現することができ、温度変化があっても吐出し
たインクの色ばらつきの発生を抑え、精度が向上する。
この時、β型が主体となっていれば、α型があっても差
し支えないが、α型の含有率が２０％以下、特に１０％
以下であることによって、均一性をより向上するととも
に、結晶型の複合化により熱膨張率差に起因する残留応
力を炭化ケイ素部材に作用させ、部材の靭性を向上させ
ることができる。

【００２５】なお、α型の含有率は、ｄ＝０．２６６ｎ
ｍ、０．２６２ｎｍ、０．２５７ｎｍ、０．２３１ｎ
ｍ、０．２３５ｎｍ、そして０．２１７ｎｍのＸ線回折
強度を計測し、Ｒｕｓｋａの方法（J.Mater.Sci.,14,20
13-2017(1979)）により算出した。

【００２６】そして、炭化珪素結晶体の前記回路素子形
成面の平均粒子径Ｓに対する前記回路素子形成面に垂直
な面の平均粒子径Ｔの比Ｓ／Ｔが１０以上、特に２０以
上、更には３０以上であることが好ましい。このよう
に、結晶のアスペクト比を大きくすることにより、回路
素子の搭載された液滴吐出用回路基板表面（表側）から
裏側へ熱を迅速に伝達でき、放熱性を高めることができ
る。なお、炭化珪素結晶は、柱状形状であることが熱伝
導を向上する上で好ましい。

【００２７】また、本発明によれば、液滴吐出用回路基
板の表面粗さＲ_aが１００ｎｍ以下、特に５０ｎｍ以
下、更には３０ｎｍ以下が好ましく、より好適には１０
ｎｍ以下、最も好適には２ｎｍ以下である。これによ
り、液滴吐出用回路基板の表面に電気回路や抵抗発熱体
を形成しても、断線や部分的に細くなって発熱するよう
な欠陥を防止でき、より信頼性の高い液滴吐出用回路基
板を実現できる。また、表面粗さを上記の範囲にするこ
とで、表面に設ける絶縁膜の厚みを低減することがで
き、放熱性及び絶縁性に優れ、安定した吐出を行うため
の基板を提供できる。

【００２８】さらに、本発明の液滴吐出用回路基板は、
少なくとも一主面に絶縁膜が設けられていることが好ま
しい。炭化珪素は体積固有抵抗が小さく、半導電性から
半絶縁性であるため、絶縁膜を表面に設けることによっ
て、その上に電気回路や発熱抵抗体等の回路素子を形成
することができる。

【００２９】この絶縁膜はシリカ、アルミナ、窒化アル
ミニウム又は窒化珪素の群から選ばれる少なくとも１種
を、少なくとも上記電気回路や発熱抵抗体等の回路素子
と液滴吐出用回路基板の間に形成して用いることがで
き、特に、絶縁膜が非晶質アルミナであることが高い密
着性と高い絶縁性を得るために好ましい。

【００３０】また、絶縁膜はの膜厚は、放熱性を高め、
密着性を高めるため、２０μｍ以下、特に１０μｍ、更
には５μｍ以下、より好適には３μｍ以下が好ましい。
このように、薄膜を使用することにより、グレーズ層の
ように蓄熱することを防止でき、安定した液滴吐出が実
現できる。

【００３１】なお、絶縁膜を形成した液滴吐出用回路基
板の体積固有抵抗は１０¹²Ωｃｍ以上、特に１０¹⁴Ωｃ
ｍ以上であることがリーク電流を無くする点で望まし
い。

【００３２】このような構成の液滴吐出用回路基板は、
強度、破壊靭性や剛性が高く、放熱性に優れ、かつ表面
平滑性に優れるため、記録面の解像度が高く、安定した
特性を有するという特徴があり、特に、バブルジェット
方式で、長尺のインクジェット記録ヘッドやフルライン
磁気ヘッドとして好適に用いられる。

【００３３】次に、本発明の液滴吐出用回路基板の製造
方法について説明する。

【００３４】本発明における炭化珪素結晶体の製造方法
には、炭素及び硼素、アルミナ又は希土類酸化物を焼結
助剤とする焼成法、シリコンを含浸する含浸法、気相合
成法等がある。この中で炭素及び硼素を焼結助剤とする
焼成法は固相焼結のため粒界にボイドが残る。また、酸
化物を焼結助剤とする焼成法はボイドを削減できるが、
炭化珪素結晶と粒界相との硬度の差によって、イオンミ
リング及び反応性イオンエッチング等のイオン照射加工
や機械加工においてインクの導入路や吐出路を形成する
場合、平滑な面が得にくい。また、シリコン含侵法で
は、炭化珪素とシリコンの硬度の違いにより、表面の精
密研磨が難しいという問題がある。

【００３５】そこで、本発明によれば、化学蒸着法を用
いて液滴吐出用回路基板を作製することが重要である。
これにより、最大気孔径を２μｍ以下、特に１μｍ以
下、更には０．５μｍ以下にすることが可能となり、そ
の結果、表面粗さを１００ｎｍ以下、特に５０ｎｍ以
下、更には３０ｎｍ以下、より好適には１０ｎｍ以下、
最も好適には２ｎｍ以下とすることができる。さらに、
純度を高め、金属不純物の固溶を防止し、内部の欠陥を
低減することによって１７０Ｗ／ｍＫ以上、特に２００
Ｗ／ｍＫ以上、更には２３０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率が
達成できる。

【００３６】本発明の液滴吐出用回路基板は、以下のよ
うにして製造することができる。先ず、成膜基板として
所望炭素基板を準備する。特に、液滴吐出用回路基板の
形状が略長方形であるため、角板形状であることが好ま
しい。この炭素基板は除去が容易なため好適であるが、
成膜基板としてはＭｏ、Ｗ等の金属や金属化合物等を用
いてもかまわない。

【００３７】次に、この成膜基板を化学蒸着（ＣＶＤ）
装置の反応炉内に設置する。ＣＶＤ装置は、ＣＶＤ反応
により炭化珪素を成膜できればどのようなＣＶＤ方式で
も差し支えないが、基板を除去して１ｍｍ以上の自立体
を作製するため、特に熱ＣＶＤに代表される２．５μｍ
／ｍｉｎ以上の高速で成膜できる方式が重要である。ま
た、原料の効率を考慮し、低コスト化のためコールドウ
ォール型ＣＶＤ装置が好ましい。

【００３８】反応ガスとして、珪素含有ガス、炭素含有
ガス及びキャリアーガスを準備する。珪素含有ガスとし
ては、ＳｉＣｌ₄、ＳｉＨ₄、ＳｉＨＣｌ₃等を用いれば
よい。炭素含有ガスとしては、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ
₂Ｈ₄、Ｃ₂Ｈ６、Ｃ₃Ｈ₈等を用いればよい。キャリアー
ガスとしては、水素、窒素、アルゴン、ヘリウム等を用
いればよい。また、珪素含有ガスが炭素をも含有してい
てもよく、例えば、ＣＨ₃ＳｉＣｌ₄、（ＣＨ₃）₂ＳｉＣ
ｌ₃、（ＣＨ₃）₄Ｓｉ等をキャリアーガスと共に用いて
も良い。以下は、炭素及び珪素の含有ガスとしてメチル
トリクロルシラン（ＣＨ₃ＳｉＣｌ₄：以下、ＭＴＳと言
う）を、キャリアーガスとして水素（Ｈ₂）を使用した
場合について説明する。

【００３９】ＣＶＤは、装置内を真空ポンプにより１Ｐ
ａ以下に排気した後、Ｈ₂を流しながらＣＶＤ温度まで
昇温する。ＣＶＤ温度は配向性を制御するため、１３８
０℃〜１８００℃、特に１４００〜１７００℃、さらに
１４２０〜１６００℃、より好適には１４５０〜１５０
０℃が好ましい。次に、反応炉をＣＶＤ温度に保ち、Ｍ
ＴＳを炉内に導入し、炉内圧力を１〜７００Ｔｏｒｒ、
特に１０〜３００Ｔｏｒｒ、更には２０〜１００Ｔｏｒ
ｒが高速成膜の点で好ましい。この条件において、ＣＶ
Ｄ反応が進み、成膜基板上に炭化珪素を析出させる。

【００４０】金属不純物量１００ｐｐｍ以下を得るため
に、原料タンク及び配管を腐食しにくい樹脂を用い、基
体やＣＶＤ内部の部材も耐腐食性の高いものを用いるこ
とが好ましい。特に、断熱材や成膜基板は高純度のもの
をもちいることが好ましい。

【００４１】炭化珪素の析出速度は短時間で厚膜を形成
させるため、２．５μｍ／ｍｉｎ以上の速度で成長させ
ることが重要である。また、炭化珪素膜の厚みは、ヒー
ター、または支持基板として用いる場合、少なくとも１
ｍｍ以上、特に２ｍｍ以上、更には２．５ｍｍ以上が必
要である。

【００４２】また、２μｍを越える気孔を形成しないた
め、十分な原料供給を行うことで、均一で緻密な炭化珪
素を形成でき、原料中のＳｉ／Ｃ比及び成膜温度を制御
することにより、炭化珪素のＳｉ／Ｃ比を０．９５〜
１．０５にすることが可能となる。

【００４３】従って、上記の方法により金属不純物量が
１００ｐｐｍ以下、最大気孔径が２μｍ以下、Ｓｉ／Ｃ
比が０．９５〜１．０５の炭化珪素結晶体を得ることが
できる。

【００４４】なお、この基板をアルゴンガスなどの不活
性雰囲気中、または、真空中で熱処理し、β型結晶の一
部をα型結晶に転換させるすることができ、高強度・高
靭化を実現できる。そして、熱処理温度を１６００℃以
上、特に１８００℃以上、更には１９００℃以上である
ことが好ましく、これによって積層欠陥をより低減し、
高強度化の効果をより発現でき、且つ熱伝導率を向上す
ることが可能である。

【００４５】そして、成膜基板を機械加工、または、酸
化処理により除去した後、成膜基板との界面から少なく
とも０．１ｍｍ以上の領域の炭化珪素を研磨して除去す
ることが好ましい。これは、界面付近の炭化珪素が残部
の炭化珪素の組織と異なるためである。なお、除去領域
は、界面から特に０．２ｍｍ以上、更には０．３ｍｍ以
上であるとさらに組織の均一化の点で好ましい。これに
より、クラックの発生や割れの少ない部材を実現でき
る。

【００４６】表面は、所望の表面粗さに研磨する。特
に、絶縁膜を形成する主面はその上に電気回路やヒータ
が形成されるため、断線や部分的な異常発熱がないよう
に表面粗さＲ_aが１００ｎｍ以下になるように研磨する
ことが好ましい。そして、この主面に、シリカ、アルミ
ナ、窒化アルミニウム又は窒化珪素などの絶縁物質をス
パッタ法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法
等の気相合成法により絶縁膜を形成することができる。

【００４７】このようにして作製した液滴吐出用回路基
板は、金属不純物量が１００ｐｐｍ以下、最大気孔径が
２μｍ以下、Ｓｉ／Ｃ比が０．９５〜１．０５の炭化珪
素結晶体からなり、インクジェット記録ヘッドとして好
適な特性を有する。

【００４８】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
は、図１のように、液滴吐出用回路基板１に液体供給口
２が設けられており、かつ表面の一部に絶縁膜３が設け
られ、その上に回路素子４が形成されている。そして、
回路素子４を覆うように液滴吐出用回路基板１上に天板
５が設けられ、天板の一部に液滴吐出口６が形成されて
いる。そして、液体は液体供給口２から導入され、液体
流路７を通って回路素子４付近に達し、回路素子４で加
熱されて生成した気泡とともに液滴吐出口６から噴出さ
れる。

【００４９】液体供給口２及び液滴吐出口６及び液体流
路７は、機械加工、イオンミリング、反応性イオンエッ
チング又はレーザー加工によって形成され、液体通路は
機械研削、または、イオンミリング、反応性イオンエッ
チングにより形成される。

【００５０】なお、バブルジェット方式の場合、半導体
製造プロセスと同様の方法を用いて、回路素子４、回路
素子４に接続する電気回路、絶縁膜３、或いは所望によ
り、ヒータ駆動用ＩＣ回路を形成することができる。

【００５１】このような構成によって、解像度及び放熱
性に優れ、且つ信頼性の高いインクジェット記録ヘッド
を実現することができる。

【００５２】

【実施例】実施例１先ず、試料Ｎｏ．１〜２９は、成膜基板として、純度９
９．９９％のカーボン角板を準備する。この成膜基板を
ＣＶＤ炉の中に反応室内に配置し、反応ガスとして、Ｍ
ＴＳとＨ₂を使用し、表１に示した条件で成膜基板上に
約３ｍｍの膜厚の炭化珪素を成膜する。また、試料Ｎ
ｏ．２４〜２９に関しては、得られた炭化珪素を形成し
た成膜基板を表１に示す条件で熱処理を行った。

【００５３】また、試料Ｎｏ．３０及び３１は、純度９
９．９％、平均結晶粒径０．７μｍの炭化珪素粉末と平
均結晶粒径０．８μｍの炭化硼素を混合し、フェノール
樹脂を添加して、成形体を作製し、表１の条件で焼成し
た。

【００５４】次に、炭化珪素からカーボンを機械加工に
より除去し、両主面をダイヤモンド砥石及びバフにより
研磨を行った。

【００５５】得られた炭化珪素は、Ｘ線回折により結晶
型の特定を行った。即ち、３Ｃ型、４Ｈ型、６Ｈ型及び
１５Ｒ型の含有量はＣｕ管球を用いた粉末Ｘ線回折によ
り、それぞれ、２θ＝３３．５°、２θ＝３４．１°、
２θ＝３４．８°、２θ＝３５．７°、２θ＝３８．１
°、２θ＝４１．４°のピーク強度比から求め、４Ｈと
６Ｈと１５Ｒの合量をα率、３Ｃ型をβ率としてＲｕｓ
ｋａの方法（J. Mater. Sci., 14, 2013-2017(1979)）
により算出した。

【００５６】熱伝導率は、直径１０ｍｍ、厚み２ｍｍの
試験片を作製し、ＪＩＳＲ１６１１のレーザーフラッシ
ュ法にて、また、表面粗さは、原子間顕微鏡（ＡＦＭ）
を用いて測定した。

【００５７】金属不純物量は、ＩＣＰ発光分光分析とＧ
ＤＭＡ(Gas Discharge Mass Spectrometry)により求
め、不純物として比較的多く存在する不純物である鉄、
クロム、ニッケルとボロン、アルミニウムの合量を不純
物とした。

【００５８】Ｓｉ／Ｃ比は、ＪＩＳＲ１６１６により求
めた。

【００５９】Ｓ／Ｔは、それぞれの表面を超平滑面にな
るまで研磨仕上げし、この面をＮａＯＨ＋ＫＯＨ混合融
体中でエッチングし、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）からイ
ンターセプト法による１０個所の平均から、その比を算
出した。

【００６０】破壊靭性は、ＪＩＳＲ１６０７に基づくＩ
Ｆ法によって測定し、強度は、ＪＩＳＲ１６０１に基づ
く４点曲げ試験により測定し、曲げ試験強度を求めた。

【００６１】最大気孔径は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
観察にて３２０μｍ²の領域を１０ヶ所観察し、最大径
の平均値を求めた。

【００６２】

【表１】

【００６３】本発明の試料Ｎｏ．２〜７、１０〜１３及
び１５〜２９は、金属不純物量が１００ｐｐｍ以下、最
大気孔径２μｍ以下、Ｓｉ／Ｃ比が０．９５〜１．０５
であり、１９０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導率を有してい
た。

【００６４】一方、Ｓｉ／Ｃ比が本発明の範囲外の試料
Ｎｏ．１及び８は、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍＫ以下と低
かった。

【００６５】また、金属不純物量が１５０ｐｐｍと大き
く、本発明の範囲外の試料Ｎｏ．９は、熱伝導率が１5
０Ｗ／ｍＫと低かった。

【００６６】さらに、最大気孔径が３μｍと大きく、本
発明の範囲外の試料Ｎｏ．１４は、１４０Ｗ／ｍＫと熱
伝導率が低かった。

【００６７】さらにまた、焼結法で作製し、金属不純物
が２２０ｐｐｍ以上と多く、本発明の範囲外の試料Ｎ
ｏ．３０及び３１は、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍＫ以下と
低かった。

【００６８】実施例２試料Ｎｏ．２５及び３０について、表面粗さが表１のＲ
ａになるように研磨した後、表面に非晶質アルミナ、Ａ
ｌＮ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄をスパッタ法にて作製した。
絶縁膜の上に、金を０．３μｍの厚みで蒸着し、エッチ
ングにより線幅２μｍの回路を作製した。それぞれ２０
個の導通試験を行い、断線のある数を不良数とした。結
果を表２に示した。

【００６９】

【表２】

【００７０】本発明の試料Ｎｏ．３２〜４５は、不良が
発生しなかった。

【００７１】一方、焼結法によって作製した試料Ｎｏ．
４６は、不良が１２個と多かった。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、液滴吐出用回路基板と
して炭化珪素を用いると共に、金属不純物量、最大気孔
径及びＳｉ／Ｃ比を制御することによって、放熱性及び
表面平滑性を向上し、長尺状の液滴吐出用回路基板であ
っても、インク吐出の信頼性を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの概略断面
図である。

【符号の説明】

１・・・液滴吐出用回路基板２・・・液体供給口３・・・絶縁膜４・・・回路素子５・・・天板６・・・液滴吐出口７・・・液体流路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液滴を吐出するための回路素子を表面に形
成するための液滴吐出用回路基板であって、金属不純物
量が１００ｐｐｍ以下、最大気孔径が２μｍ以下、Ｓｉ
／Ｃ比が０．９５〜１．０５の炭化珪素結晶体からなる
ことを特徴とする液滴吐出用回路基板。
【請求項２】前記炭化珪素結晶体中の炭化珪素がβ型結
晶であり、かつ該炭化珪素結晶体の前記回路素子形成面
の平均粒子径Ｓに対する前記回路素子形成面に垂直な面
の平均粒子径Ｔの比Ｓ／Ｔが１０以上であることを特徴
とする請求項１記載の液滴吐出用回路基板。
【請求項３】表面粗さＲ_aが１００ｎｍ以下であること
を特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出用回路基
板。
【請求項４】前記回路素子形成面に絶縁膜が設けられて
いることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに
記載の液滴吐出用回路基板。
【請求項５】前記絶縁膜が２０μｍ以下であることを特
徴とする請求項４記載の液滴吐出用回路基板。
【請求項６】請求項１乃至５のうちいずれかに記載の液
滴吐出用回路基板と、液滴を吐出するために該液滴吐出
用回路基板上に設けられた回路素子と、該回路素子に前
記液滴を供給するための液体供給口及び液体流路と、前
記回路素子を覆うように前記液滴吐出用回路基板上に設
けられた天板と、該天板に設けられた液滴吐出口と、前
記液滴吐出用回路基板を支持するベースプレートとを具
備することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。