JP2003300320A - 液体吐出装置及びプリンタ - Google Patents
液体吐出装置及びプリンタInfo
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、液体吐出装置及びプリンタに関
し、例えばインクジェット方式のプリンタに適用して、
発熱素子の保護層におけるクラックの発生を有効に回避
する。 【解決手段】 本発明は、隣接する発熱素子１２間の部
位にスリット３７を設けて、これら隣接する発熱素子１
２を覆うように帯状に保護層１５を形成する。
し、例えばインクジェット方式のプリンタに適用して、
発熱素子の保護層におけるクラックの発生を有効に回避
する。 【解決手段】 本発明は、隣接する発熱素子１２間の部
位にスリット３７を設けて、これら隣接する発熱素子１
２を覆うように帯状に保護層１５を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体吐出装置及び
プリンタに関し、例えばインクジェット方式のプリンタ
に適用することができる。本発明は、隣接する発熱素子
間の部位にスリットを設けて、これら隣接する発熱素子
を覆うように帯状に保護層を形成することにより、発熱
素子の保護層におけるクラックの発生を有効に回避する
ことができるようにする。
プリンタに関し、例えばインクジェット方式のプリンタ
に適用することができる。本発明は、隣接する発熱素子
間の部位にスリットを設けて、これら隣接する発熱素子
を覆うように帯状に保護層を形成することにより、発熱
素子の保護層におけるクラックの発生を有効に回避する
ことができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】近年、画像処理等の分野において、ハー
ドコピーのカラー化に対するニーズが高まってきてい
る。このニーズに対して、従来、昇華型熱転写方式、溶
融熱転写方式、インクジェット方式、電子写真方式及び
熱現像銀塩方式等のカラーコピー方式が提案されてい
る。
ドコピーのカラー化に対するニーズが高まってきてい
る。このニーズに対して、従来、昇華型熱転写方式、溶
融熱転写方式、インクジェット方式、電子写真方式及び
熱現像銀塩方式等のカラーコピー方式が提案されてい
る。
【０００３】これらの方式のうちインクジェット方式
は、液体吐出装置であるプリンタヘッドに設けられたノ
ズルから記録液（インク）の液滴を飛翔させ、記録対象
に付着してドットを形成するものであり、簡易な構成に
より高画質の画像を出力することができる。このインク
ジェット方式は、ノズルからインク液滴を飛翔させる方
法の相違により、静電引力方式、連続振動発生方式（ピ
エゾ方式）及びサーマル方式に分類される。
は、液体吐出装置であるプリンタヘッドに設けられたノ
ズルから記録液（インク）の液滴を飛翔させ、記録対象
に付着してドットを形成するものであり、簡易な構成に
より高画質の画像を出力することができる。このインク
ジェット方式は、ノズルからインク液滴を飛翔させる方
法の相違により、静電引力方式、連続振動発生方式（ピ
エゾ方式）及びサーマル方式に分類される。
【０００４】これらの方式のうちサーマル方式は、イン
クの局所的な加熱により気泡を発生し、この気泡により
インクをノズルから押し出して印刷対象に飛翔させる方
式であり、簡易な構成によりカラー画像を印刷すること
ができるようになされている。
クの局所的な加熱により気泡を発生し、この気泡により
インクをノズルから押し出して印刷対象に飛翔させる方
式であり、簡易な構成によりカラー画像を印刷すること
ができるようになされている。
【０００５】すなわちこのサーマル方式によるプリンタ
は、いわゆるプリンタヘッドを用いて構成され、このプ
リンタヘッドは、インクを加熱する発熱素子、発熱素子
を駆動するロジック集積回路による駆動回路等が半導体
基板上に搭載される。これによりこの種のプリンタヘッ
ドにおいては、発熱素子を高密度に配置して確実に駆動
できるようになされている。
は、いわゆるプリンタヘッドを用いて構成され、このプ
リンタヘッドは、インクを加熱する発熱素子、発熱素子
を駆動するロジック集積回路による駆動回路等が半導体
基板上に搭載される。これによりこの種のプリンタヘッ
ドにおいては、発熱素子を高密度に配置して確実に駆動
できるようになされている。
【０００６】すなわちこのサーマル方式のプリンタにお
いて、高画質の印刷結果を得るためには、発熱素子を高
密度で配置する必要がある。具体的に、例えば６００
〔ＤＰＩ〕相当の印刷結果を得るためには、発熱素子を
４２．３３３〔μｍ〕間隔で配置することが必要になる
が、このように高密度で配置した発熱素子に個別の駆動
素子を配置することは極めて困難である。これによりプ
リンタヘッドでは、半導体基板上にスイッチングトラン
ジスタ等を作成して集積回路技術により対応する発熱素
子を接続し、さらには同様に半導体基板上に作成した駆
動回路により各スイッチングトランジスタを駆動するこ
とにより、簡易かつ確実に各発熱素子を駆動できるよう
になされている。
いて、高画質の印刷結果を得るためには、発熱素子を高
密度で配置する必要がある。具体的に、例えば６００
〔ＤＰＩ〕相当の印刷結果を得るためには、発熱素子を
４２．３３３〔μｍ〕間隔で配置することが必要になる
が、このように高密度で配置した発熱素子に個別の駆動
素子を配置することは極めて困難である。これによりプ
リンタヘッドでは、半導体基板上にスイッチングトラン
ジスタ等を作成して集積回路技術により対応する発熱素
子を接続し、さらには同様に半導体基板上に作成した駆
動回路により各スイッチングトランジスタを駆動するこ
とにより、簡易かつ確実に各発熱素子を駆動できるよう
になされている。
【０００７】このようなプリンタヘッドにおいては、発
熱素子を駆動して発生する気泡によりノズルからインク
液滴を飛び出させ、インク液滴が飛び出すと、液室内の
気泡が消滅する。これによりプリンタヘッドでは、気泡
の発生、消滅がインク液滴の吐出周出である数μ秒程度
の短い時間間隔で繰り返され、この繰り返しによるキャ
ビテーションにより、発熱素子が機械的な衝撃を受け
る。
熱素子を駆動して発生する気泡によりノズルからインク
液滴を飛び出させ、インク液滴が飛び出すと、液室内の
気泡が消滅する。これによりプリンタヘッドでは、気泡
の発生、消滅がインク液滴の吐出周出である数μ秒程度
の短い時間間隔で繰り返され、この繰り返しによるキャ
ビテーションにより、発熱素子が機械的な衝撃を受け
る。
【０００８】このためプリンタヘッドにおいては、発熱
素子上に、絶縁層、耐キャビテーション層を形成して発
熱素子を保護するようになされている。すなわちこの種
のプリンタヘッド１においては、図４に示すように、半
導体素子を作成してなる半導体基板２にスパッタリング
によりタンタル、窒化タンタル、タンタルアルミ等の抵
抗体膜が成膜された後、エッチングされて発熱素子３が
形成される。続いてシリコン窒化膜等による絶縁層４が
堆積されてパターンニングされた後、例えばアルミニウ
ムにより配線パターン５が形成され、発熱素子３が半導
体素子等に接続される。またシリコン窒化膜等による絶
縁層６が堆積された後、タンタル等の無機材料により保
護層である耐キャビテーション層７が形成される。これ
らによりプリンタヘッド１では、発熱素子３の耐熱性、
絶縁性が向上され、また発熱素子３とインクとの直接の
接触を防止し、さらにはキャビテーションによる機械的
な衝撃を緩和して発熱素子３を保護するようになされて
いる。
素子上に、絶縁層、耐キャビテーション層を形成して発
熱素子を保護するようになされている。すなわちこの種
のプリンタヘッド１においては、図４に示すように、半
導体素子を作成してなる半導体基板２にスパッタリング
によりタンタル、窒化タンタル、タンタルアルミ等の抵
抗体膜が成膜された後、エッチングされて発熱素子３が
形成される。続いてシリコン窒化膜等による絶縁層４が
堆積されてパターンニングされた後、例えばアルミニウ
ムにより配線パターン５が形成され、発熱素子３が半導
体素子等に接続される。またシリコン窒化膜等による絶
縁層６が堆積された後、タンタル等の無機材料により保
護層である耐キャビテーション層７が形成される。これ
らによりプリンタヘッド１では、発熱素子３の耐熱性、
絶縁性が向上され、また発熱素子３とインクとの直接の
接触を防止し、さらにはキャビテーションによる機械的
な衝撃を緩和して発熱素子３を保護するようになされて
いる。
【０００９】特公平５−２６６５７号公報においては、
個々の発熱素子にそれぞれ独立に耐キャビテーション層
を設ける構成が従来構成として示され、複数の発熱素子
を覆うように帯状に耐キャビテーション層を形成する方
法が提案されるようになされている。
個々の発熱素子にそれぞれ独立に耐キャビテーション層
を設ける構成が従来構成として示され、複数の発熱素子
を覆うように帯状に耐キャビテーション層を形成する方
法が提案されるようになされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで絶縁層、耐キ
ャビテーション層の膜厚を薄くすれば、その分、発熱素
子の熱を効率良くインクに伝導することができることに
より、インク吐出に必要な電力を少なくすることができ
る。
ャビテーション層の膜厚を薄くすれば、その分、発熱素
子の熱を効率良くインクに伝導することができることに
より、インク吐出に必要な電力を少なくすることができ
る。
【００１１】しかしながらこれらの膜厚を薄くすると、
その分、プリンタヘッドにおいては、信頼性が低下す
る。すなわちプリンタヘッドにおいて、窒化シリコン等
による絶縁層は、膜厚が薄くなると、ピンホールが発生
し、また配線パターンの段差を被覆する部位のステップ
カバレッジが不足するようになる。これらによりこれら
の膜厚を薄くすると、プリンタヘッドにおいては、ピン
ホール、カバレッジ不足の部分からインクが浸入し、配
線パターン、発熱素子がインクにより腐食して断線に至
るようになる。
その分、プリンタヘッドにおいては、信頼性が低下す
る。すなわちプリンタヘッドにおいて、窒化シリコン等
による絶縁層は、膜厚が薄くなると、ピンホールが発生
し、また配線パターンの段差を被覆する部位のステップ
カバレッジが不足するようになる。これらによりこれら
の膜厚を薄くすると、プリンタヘッドにおいては、ピン
ホール、カバレッジ不足の部分からインクが浸入し、配
線パターン、発熱素子がインクにより腐食して断線に至
るようになる。
【００１２】このためプリンタヘッドにおいては、この
ようなピンホール、カバレッジ不足が発生しないよう
に、絶縁層、耐キャビテーション層の膜厚が選定される
ようになされている。
ようなピンホール、カバレッジ不足が発生しないよう
に、絶縁層、耐キャビテーション層の膜厚が選定される
ようになされている。
【００１３】しかしながらこの種のプリンタヘッドにお
いては、インク液滴の吐出周出である数μ秒程度の短い
時間間隔で、発熱素子により加熱が繰り返されることに
より、大きな熱ストレスがこれら絶縁層、耐キャビテー
ション層に繰り返される。これによりプリンタヘッドで
は、絶縁層、耐キャビテーション層の膜厚をピンホー
ル、カバレッジ不足が発生しない膜厚に選定した場合で
も、インクの侵入により信頼性が低下する問題があっ
た。
いては、インク液滴の吐出周出である数μ秒程度の短い
時間間隔で、発熱素子により加熱が繰り返されることに
より、大きな熱ストレスがこれら絶縁層、耐キャビテー
ション層に繰り返される。これによりプリンタヘッドで
は、絶縁層、耐キャビテーション層の膜厚をピンホー
ル、カバレッジ不足が発生しない膜厚に選定した場合で
も、インクの侵入により信頼性が低下する問題があっ
た。
【００１４】特に、特公平５−２６６５７号公報に開示
のように、複数の発熱素子を覆うように帯状に耐キャビ
テーション層を形成した場合には、その分、一箇所への
応力集中が著しいことにより、クラックが発生し易くな
り、信頼性の低下が著しくなる。
のように、複数の発熱素子を覆うように帯状に耐キャビ
テーション層を形成した場合には、その分、一箇所への
応力集中が著しいことにより、クラックが発生し易くな
り、信頼性の低下が著しくなる。
【００１５】すなわち耐キャビテーション層を構成する
タンタル層は、１．５〜２×Ｅ10〔dynes／cm2 〕もの
高い圧縮（compressive ）応力を有しており、これによ
り実験した結果によれば、４００度の雰囲気に６０分間
放置すると、窒化シリコンによる絶縁層にクラックが検
出された。なおこのクラックの発生箇所を図４に示す。
このようにクラックが発生すると、プリンタヘッドで
は、このクラックよりインクが侵入し、配線パターン、
発熱素子が腐食して断線に至る。
タンタル層は、１．５〜２×Ｅ10〔dynes／cm2 〕もの
高い圧縮（compressive ）応力を有しており、これによ
り実験した結果によれば、４００度の雰囲気に６０分間
放置すると、窒化シリコンによる絶縁層にクラックが検
出された。なおこのクラックの発生箇所を図４に示す。
このようにクラックが発生すると、プリンタヘッドで
は、このクラックよりインクが侵入し、配線パターン、
発熱素子が腐食して断線に至る。
【００１６】この問題を解決する１つの方法として、例
えばHewllett-packard journal 1985 年5 月号 ｐ.27
〜32に記載されているように、ウェットエッチングによ
り配線パターンのコーナーに丸みを付け、さらには配線
パターンの端面をテーパー化し、これにより配線パター
ンの段差を被覆する部位のステップカバレッジを増大さ
せると共に、応力集中を緩和することが考えられる。し
かしながらこの方法においては、配線パターンがアルミ
ニュームのみにより作成されている場合には有効である
ものの、実際上、この種の配線パターンにおいては、特
性向上のためにシリコン、銅等を添加したアルミニュー
ムが適用されており、このようなシリコン、銅等を添加
したアルミニュームによる配線パターンに適用した場合
には、添加されたシリコン、銅により残渣が発生し、こ
の残渣が半導体プロセスで有害なダストの原因となる。
これによりこの方法においては、この種のプリンタヘッ
ドには、適用できない問題がある。
えばHewllett-packard journal 1985 年5 月号 ｐ.27
〜32に記載されているように、ウェットエッチングによ
り配線パターンのコーナーに丸みを付け、さらには配線
パターンの端面をテーパー化し、これにより配線パター
ンの段差を被覆する部位のステップカバレッジを増大さ
せると共に、応力集中を緩和することが考えられる。し
かしながらこの方法においては、配線パターンがアルミ
ニュームのみにより作成されている場合には有効である
ものの、実際上、この種の配線パターンにおいては、特
性向上のためにシリコン、銅等を添加したアルミニュー
ムが適用されており、このようなシリコン、銅等を添加
したアルミニュームによる配線パターンに適用した場合
には、添加されたシリコン、銅により残渣が発生し、こ
の残渣が半導体プロセスで有害なダストの原因となる。
これによりこの方法においては、この種のプリンタヘッ
ドには、適用できない問題がある。
【００１７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、発熱素子の保護層におけるクラックの発生を有効に
回避することができる液体吐出装置及びプリンタを提案
しようとするものである。
で、発熱素子の保護層におけるクラックの発生を有効に
回避することができる液体吐出装置及びプリンタを提案
しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項１の発明においては、それぞれに液室及びノズ
ルが設けられてなる複数の発熱素子が、基板上に並んで
配置され、発熱素子の駆動により、対応する液室に保持
した液体を加熱して対応するノズルより液体の液滴を飛
び出させる液体吐出装置に適用する。請求項１の発明に
おいては、発熱素子及び液室間には、液室側より、発熱
素子を保護する無機材料による保護層と、保護層と発熱
素子とを絶縁する絶縁層とが設けられ、保護層は、複数
の発熱素子のうちの少なくとも一部の隣接する発熱素子
において、該隣接する発熱素子を覆うように、全体が帯
状に形成されて、隣接する発熱素子の間の部位にスリッ
トが形成されてなるようにする。
め請求項１の発明においては、それぞれに液室及びノズ
ルが設けられてなる複数の発熱素子が、基板上に並んで
配置され、発熱素子の駆動により、対応する液室に保持
した液体を加熱して対応するノズルより液体の液滴を飛
び出させる液体吐出装置に適用する。請求項１の発明に
おいては、発熱素子及び液室間には、液室側より、発熱
素子を保護する無機材料による保護層と、保護層と発熱
素子とを絶縁する絶縁層とが設けられ、保護層は、複数
の発熱素子のうちの少なくとも一部の隣接する発熱素子
において、該隣接する発熱素子を覆うように、全体が帯
状に形成されて、隣接する発熱素子の間の部位にスリッ
トが形成されてなるようにする。
【００１９】また請求項３の発明においては、それぞれ
に液室及びノズルが設けられてなる複数の発熱素子が、
基板上に並んで配置され、発熱素子の駆動により、対応
する液室に保持した液体を加熱して対応するノズルより
液体の液滴を飛び出させるプリンタに適用して、発熱素
子及び液室間には、液室側より、発熱素子を保護する無
機材料による保護層と、保護層と発熱素子とを絶縁する
絶縁層とが設けられ、保護層は、複数の発熱素子のうち
の少なくとも一部の隣接する発熱素子において、該隣接
する発熱素子を覆うように、全体が帯状に形成されて、
隣接する発熱素子の間の部位にスリットが形成されてな
るようにする。
に液室及びノズルが設けられてなる複数の発熱素子が、
基板上に並んで配置され、発熱素子の駆動により、対応
する液室に保持した液体を加熱して対応するノズルより
液体の液滴を飛び出させるプリンタに適用して、発熱素
子及び液室間には、液室側より、発熱素子を保護する無
機材料による保護層と、保護層と発熱素子とを絶縁する
絶縁層とが設けられ、保護層は、複数の発熱素子のうち
の少なくとも一部の隣接する発熱素子において、該隣接
する発熱素子を覆うように、全体が帯状に形成されて、
隣接する発熱素子の間の部位にスリットが形成されてな
るようにする。
【００２０】請求項１の構成によれば、それぞれに液室
及びノズルが設けられてなる複数の発熱素子が、基板上
に並んで配置され、発熱素子の駆動により、対応する液
室に保持した液体を加熱して対応するノズルより液体の
液滴を飛び出させる液体吐出装置に適用することによ
り、例えばこの液滴がインク液滴、各種染料の液滴、保
護層形成用の液滴等であるプリンタヘッド、この液滴が
試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、
各種試験装置、この液体がエッチングより部材を保護す
る薬剤であるパターン描画装置等に適用することができ
る。請求項１の構成によれば、発熱素子及び液室間に
は、液室側より、発熱素子を保護する無機材料による保
護層と、保護層と発熱素子とを絶縁する絶縁層とが設け
られ、保護層は、複数の発熱素子のうちの少なくとも一
部の隣接する発熱素子において、該隣接する発熱素子を
覆うように、全体が帯状に形成されて、隣接する発熱素
子の間の部位にスリットが形成されてなることにより、
この隣接する発熱素子の間の部位に設けられたスリット
が、一箇所への熱応力の集中を緩和し、これによりクラ
ックの発生を防止することができる。また帯状に形成さ
れてスリットが設けられていることにより、保護層にお
いては、静電気による電荷が印加された場合、この電荷
が、これら帯状による大面積の部位に広がり、各部位に
おいては、その分、発熱素子等との間の電位差が小さく
なる。これにより個々の発熱素子に独立に保護層を作成
した場合に比して、静電破壊に対する耐性が向上され
る。これに対してスリットにより個々の保護層が分離さ
れていることにより、短絡事故等による急激な酸化（い
わゆる保護層の燃焼である）について、スリットにより
拡大が防止される。
及びノズルが設けられてなる複数の発熱素子が、基板上
に並んで配置され、発熱素子の駆動により、対応する液
室に保持した液体を加熱して対応するノズルより液体の
液滴を飛び出させる液体吐出装置に適用することによ
り、例えばこの液滴がインク液滴、各種染料の液滴、保
護層形成用の液滴等であるプリンタヘッド、この液滴が
試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、
各種試験装置、この液体がエッチングより部材を保護す
る薬剤であるパターン描画装置等に適用することができ
る。請求項１の構成によれば、発熱素子及び液室間に
は、液室側より、発熱素子を保護する無機材料による保
護層と、保護層と発熱素子とを絶縁する絶縁層とが設け
られ、保護層は、複数の発熱素子のうちの少なくとも一
部の隣接する発熱素子において、該隣接する発熱素子を
覆うように、全体が帯状に形成されて、隣接する発熱素
子の間の部位にスリットが形成されてなることにより、
この隣接する発熱素子の間の部位に設けられたスリット
が、一箇所への熱応力の集中を緩和し、これによりクラ
ックの発生を防止することができる。また帯状に形成さ
れてスリットが設けられていることにより、保護層にお
いては、静電気による電荷が印加された場合、この電荷
が、これら帯状による大面積の部位に広がり、各部位に
おいては、その分、発熱素子等との間の電位差が小さく
なる。これにより個々の発熱素子に独立に保護層を作成
した場合に比して、静電破壊に対する耐性が向上され
る。これに対してスリットにより個々の保護層が分離さ
れていることにより、短絡事故等による急激な酸化（い
わゆる保護層の燃焼である）について、スリットにより
拡大が防止される。
【００２１】これにより請求項３の構成によれば、発熱
素子の保護層におけるクラックの発生を有効に回避する
ことができるプリンタを提供することができる。
素子の保護層におけるクラックの発生を有効に回避する
ことができるプリンタを提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。
発明の実施の形態を詳述する。
【００２３】（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係るプリンタに適用され
るプリンタヘッドを示す断面図である。プリンタヘッド
１１は、発熱素子１２の上層にシリコン窒化膜による絶
縁層１３、１４、タンタル膜による保護層である耐キャ
ビテーション層１５が積層されて構成される。
るプリンタヘッドを示す断面図である。プリンタヘッド
１１は、発熱素子１２の上層にシリコン窒化膜による絶
縁層１３、１４、タンタル膜による保護層である耐キャ
ビテーション層１５が積層されて構成される。
【００２４】すなわちプリンタヘッド１１は、ウエハに
よるＰ型シリコン基板１６にシリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ
4 ）が堆積された後、フォトリソグラフィー工程、リア
クティブエッチング工程によりトランジスタを形成する
所定領域以外の領域よりシリコン窒化膜が取り除かれ、
これらによりシリコン基板１６上のトランジスタを形成
する領域にシリコン窒化膜が形成される。
よるＰ型シリコン基板１６にシリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ
4 ）が堆積された後、フォトリソグラフィー工程、リア
クティブエッチング工程によりトランジスタを形成する
所定領域以外の領域よりシリコン窒化膜が取り除かれ、
これらによりシリコン基板１６上のトランジスタを形成
する領域にシリコン窒化膜が形成される。
【００２５】続いてプリンタヘッド１１は、熱酸化工程
によりシリコン窒化膜が除去されている領域に熱シリコ
ン酸化膜が形成され、この熱シリコン酸化膜によりトラ
ンジスタを分離するための素子分離領域（LOCOS:Local
Oxidation Of Silicon）１７が形成される。さらに続い
てプリンタヘッド１１は、シリコン基板１６が洗浄され
た後、トランジスタ形成領域にタングステンシリサイド
／ポリシリコン／熱酸化膜構造のゲートが作成される。
さらにソース・ドレイン領域を形成するためのイオン注
入工程、酸化工程によりシリコン基板１６が処理され、
ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor ）型によるトラン
ジスタ１８、１９等が作成される。なおここでスイッチ
ングトランジスタ１８は、２５〔Ｖ〕程度の耐圧を有す
るＭＯＳ型ドライバートランジスタであり、発熱素子１
２の駆動に供するものである。これに対してスイッチン
グトランジスタ１９は、このドライバートランジスタを
制御する集積回路を構成するトランジスタであり、５
〔Ｖ〕の電圧により動作するものである。なおこの実施
の形態においては、ゲート／ドレイン間に低濃度の拡散
層が形成され、その部分で加速される電子の電解を緩和
することで耐圧を確保してドライバートランジスタ１８
が形成されるようになされている。
によりシリコン窒化膜が除去されている領域に熱シリコ
ン酸化膜が形成され、この熱シリコン酸化膜によりトラ
ンジスタを分離するための素子分離領域（LOCOS:Local
Oxidation Of Silicon）１７が形成される。さらに続い
てプリンタヘッド１１は、シリコン基板１６が洗浄され
た後、トランジスタ形成領域にタングステンシリサイド
／ポリシリコン／熱酸化膜構造のゲートが作成される。
さらにソース・ドレイン領域を形成するためのイオン注
入工程、酸化工程によりシリコン基板１６が処理され、
ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor ）型によるトラン
ジスタ１８、１９等が作成される。なおここでスイッチ
ングトランジスタ１８は、２５〔Ｖ〕程度の耐圧を有す
るＭＯＳ型ドライバートランジスタであり、発熱素子１
２の駆動に供するものである。これに対してスイッチン
グトランジスタ１９は、このドライバートランジスタを
制御する集積回路を構成するトランジスタであり、５
〔Ｖ〕の電圧により動作するものである。なおこの実施
の形態においては、ゲート／ドレイン間に低濃度の拡散
層が形成され、その部分で加速される電子の電解を緩和
することで耐圧を確保してドライバートランジスタ１８
が形成されるようになされている。
【００２６】続いてプリンタヘッド１１は、ＣＶＤ（Ch
emical Vapor Deposition ）法によりボロンとリンが添
加されたシリコン酸化膜であるＢＰＳＧ（Boron Phosph
orusSilicate Glass）膜が作成され、これにより１層目
の層間絶縁膜２０が作成される。さらに続いてフォトリ
ソグラフィー工程の後、Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ｏ2 ／Ａｒ系
ガスを用いたリアクティブエッチング法によりシリコン
半導体拡散層（ソース・ドレイン）上にコンタクトホー
ル２１が作成される。
emical Vapor Deposition ）法によりボロンとリンが添
加されたシリコン酸化膜であるＢＰＳＧ（Boron Phosph
orusSilicate Glass）膜が作成され、これにより１層目
の層間絶縁膜２０が作成される。さらに続いてフォトリ
ソグラフィー工程の後、Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ｏ2 ／Ａｒ系
ガスを用いたリアクティブエッチング法によりシリコン
半導体拡散層（ソース・ドレイン）上にコンタクトホー
ル２１が作成される。
【００２７】さらにプリンタヘッド１１は、希フッ酸に
より洗浄された後、スパッタリング法により、膜厚２０
〔ｎｍ〕によるチタン、膜厚５０〔ｎｍ〕による窒化チ
タンバリアメタル、シリコンを１〔ａｔ％〕添加したア
ルミニューム、または銅を０．５〔ａｔ％〕添加したア
ルミニュームが膜厚４００〜６００〔ｎｍ〕により順次
堆積されて配線パターン材料層が形成される。続いてプ
リンタヘッド１１は、フォトリソグラフィー工程、ドラ
イエッチング工程により、配線パターン材料層が選択的
に除去され、１層目の配線パターン２２が作成される。
プリンタヘッド１１は、このようにして作成された１層
目の配線パターン２２により、駆動回路を構成するＭＯ
Ｓ型トランジスタ１９を接続してロジック集積回路が形
成される。
より洗浄された後、スパッタリング法により、膜厚２０
〔ｎｍ〕によるチタン、膜厚５０〔ｎｍ〕による窒化チ
タンバリアメタル、シリコンを１〔ａｔ％〕添加したア
ルミニューム、または銅を０．５〔ａｔ％〕添加したア
ルミニュームが膜厚４００〜６００〔ｎｍ〕により順次
堆積されて配線パターン材料層が形成される。続いてプ
リンタヘッド１１は、フォトリソグラフィー工程、ドラ
イエッチング工程により、配線パターン材料層が選択的
に除去され、１層目の配線パターン２２が作成される。
プリンタヘッド１１は、このようにして作成された１層
目の配線パターン２２により、駆動回路を構成するＭＯ
Ｓ型トランジスタ１９を接続してロジック集積回路が形
成される。
【００２８】続いてプリンタヘッド１１は、ＴＥＯＳ
（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ 2 Ｈ5 ）4 ）を原
料ガスとしたＣＶＤ法により層間絶縁膜であるシリコン
酸化膜が堆積され、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Poli
shing ）工程により、又はＳＯＧ（Spin On Glass ）を
含む塗布型シリコン酸化膜の塗布とエッチバックとによ
り、シリコン酸化膜を平坦化し、これにより１層目の配
線パターン２２と続く２層目の配線パターンとの層間絶
縁膜２３が形成される。
（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ 2 Ｈ5 ）4 ）を原
料ガスとしたＣＶＤ法により層間絶縁膜であるシリコン
酸化膜が堆積され、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Poli
shing ）工程により、又はＳＯＧ（Spin On Glass ）を
含む塗布型シリコン酸化膜の塗布とエッチバックとによ
り、シリコン酸化膜を平坦化し、これにより１層目の配
線パターン２２と続く２層目の配線パターンとの層間絶
縁膜２３が形成される。
【００２９】続いてプリンタヘッド１１は、スパッタリ
ング法によりタンタル膜が膜厚８０〜１００〔ｎｍ〕堆
積され、これによりシリコン基板１６上に抵抗体膜が形
成される。さらに続いてフォトリゾグラフィー工程、Ｂ
Ｃｌ3 ／Ｃｌ2 ガスを用いたドライエッチング工程によ
り、余剰なタンタル膜が除去され、発熱素子１２の抵抗
体１２Ａが作成される。
ング法によりタンタル膜が膜厚８０〜１００〔ｎｍ〕堆
積され、これによりシリコン基板１６上に抵抗体膜が形
成される。さらに続いてフォトリゾグラフィー工程、Ｂ
Ｃｌ3 ／Ｃｌ2 ガスを用いたドライエッチング工程によ
り、余剰なタンタル膜が除去され、発熱素子１２の抵抗
体１２Ａが作成される。
【００３０】続いてプリンタヘッド１１は、ＣＶＤ法に
より膜厚３００〔ｎｍ〕によるシリコン窒化膜が堆積さ
れ、発熱素子１２の絶縁層１３が形成される。続いてフ
ォトリゾグラフィー工程、ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒガス
を用いたドライエッチング工程により、所定箇所のシリ
コン窒化膜が除去され、これにより発熱素子１２を配線
パターンに接続する部位が露出され、さらには層間絶縁
膜２３に開口を形成してビアホール２４が作成される。
より膜厚３００〔ｎｍ〕によるシリコン窒化膜が堆積さ
れ、発熱素子１２の絶縁層１３が形成される。続いてフ
ォトリゾグラフィー工程、ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒガス
を用いたドライエッチング工程により、所定箇所のシリ
コン窒化膜が除去され、これにより発熱素子１２を配線
パターンに接続する部位が露出され、さらには層間絶縁
膜２３に開口を形成してビアホール２４が作成される。
【００３１】さらにプリンタヘッド１１は、スパッタリ
ング法により、チタンが膜厚２００〔ｎｍ〕により堆積
された後、シリコンを１〔ａｔ％〕添加したアルミニュ
ーム、または銅を０．５〔ａｔ％〕添加したアルミニュ
ームが膜厚４００〜１０００〔ｎｍ〕により堆積され、
続いて膜厚２５〔ｎｍ〕による窒化酸化チタンが堆積さ
れて配線パターン材料層が形成される。さらに続いてフ
ォトリソグラフィー工程、ドライエッチング工程によ
り、この配線パターン材料層が選択的に除去され、２層
目の配線パターン２６が作成される。これによりプリン
タヘッド１１は、この２層目の配線パターン２６によ
り、電源用の配線パターン、アース用の配線パターン、
ドライバートランジスタ１８を発熱素子１２に接続する
配線パターンが形成される。また抵抗体１２Ａを接続す
る配線パターンが形成され、発熱素子１２が形成され
る。
ング法により、チタンが膜厚２００〔ｎｍ〕により堆積
された後、シリコンを１〔ａｔ％〕添加したアルミニュ
ーム、または銅を０．５〔ａｔ％〕添加したアルミニュ
ームが膜厚４００〜１０００〔ｎｍ〕により堆積され、
続いて膜厚２５〔ｎｍ〕による窒化酸化チタンが堆積さ
れて配線パターン材料層が形成される。さらに続いてフ
ォトリソグラフィー工程、ドライエッチング工程によ
り、この配線パターン材料層が選択的に除去され、２層
目の配線パターン２６が作成される。これによりプリン
タヘッド１１は、この２層目の配線パターン２６によ
り、電源用の配線パターン、アース用の配線パターン、
ドライバートランジスタ１８を発熱素子１２に接続する
配線パターンが形成される。また抵抗体１２Ａを接続す
る配線パターンが形成され、発熱素子１２が形成され
る。
【００３２】続いてプリンタヘッド１１は、ＣＶＤ法に
よりインク保護層であるシリコン窒化膜１４が膜厚４０
０〜５００〔ｎｍ〕により堆積される。さらに熱処理炉
において、窒素ガス、アルゴンガス、又は窒素ガスとア
ルゴンガスとの混合ガスの雰囲気中で、又は１００％の
窒素ガス雰囲気中で、４００度、６０分間の熱処理が実
施される。これによりプリンタヘッド１１は、トランジ
スタ１８、１９の動作が安定化され、さらに１層目の配
線パターン２２と２層目の配線パターン２６との接続が
安定化されてコンタクト抵抗が低減される。
よりインク保護層であるシリコン窒化膜１４が膜厚４０
０〜５００〔ｎｍ〕により堆積される。さらに熱処理炉
において、窒素ガス、アルゴンガス、又は窒素ガスとア
ルゴンガスとの混合ガスの雰囲気中で、又は１００％の
窒素ガス雰囲気中で、４００度、６０分間の熱処理が実
施される。これによりプリンタヘッド１１は、トランジ
スタ１８、１９の動作が安定化され、さらに１層目の配
線パターン２２と２層目の配線パターン２６との接続が
安定化されてコンタクト抵抗が低減される。
【００３３】続いてプリンタヘッド１１は、スパッタリ
ング法により膜厚２００〔ｎｍ〕のタンタルが堆積さ
れ、このタンタル膜により耐キャビテーション層１５が
形成される。続いてプリンタヘッド１１は、ドライフィ
ルム３１、オリフィスプレート３２が順次積層される。
ここで例えばドライフィルム３１は、有機系樹脂により
構成され、圧着により配置された後、インク液室、イン
ク流路に対応する部位が取り除かれ、その後硬化され
る。これに対してオリフィスプレート３２は、発熱素子
１２の上に微小なインク吐出口であるノズル３４を形成
するように所定形状に加工された板状部材であり、接着
によりドライフィルム３１上に保持される。これにより
プリンタヘッド１１は、ノズル３４、インク液室３５、
このインク液室３５にインクを導くインク流路等が形成
されて作成される。
ング法により膜厚２００〔ｎｍ〕のタンタルが堆積さ
れ、このタンタル膜により耐キャビテーション層１５が
形成される。続いてプリンタヘッド１１は、ドライフィ
ルム３１、オリフィスプレート３２が順次積層される。
ここで例えばドライフィルム３１は、有機系樹脂により
構成され、圧着により配置された後、インク液室、イン
ク流路に対応する部位が取り除かれ、その後硬化され
る。これに対してオリフィスプレート３２は、発熱素子
１２の上に微小なインク吐出口であるノズル３４を形成
するように所定形状に加工された板状部材であり、接着
によりドライフィルム３１上に保持される。これにより
プリンタヘッド１１は、ノズル３４、インク液室３５、
このインク液室３５にインクを導くインク流路等が形成
されて作成される。
【００３４】これらによりプリンタヘッド１１は、発熱
素子１２の部位では、インク液室３５側より、タンタル
膜による耐キャビテーション層１５、窒化シリコン層に
よる絶縁層１３、１４、タンタル膜による発熱素子１２
による層構造がシリコン基板１６上に形成されるように
なされている。
素子１２の部位では、インク液室３５側より、タンタル
膜による耐キャビテーション層１５、窒化シリコン層に
よる絶縁層１３、１４、タンタル膜による発熱素子１２
による層構造がシリコン基板１６上に形成されるように
なされている。
【００３５】プリンタヘッド１１は、このようなインク
液室３５、ノズル３４が紙面の奥行き方向に連続するよ
うに形成され、これによりラインヘッドを構成するよう
になされている。
液室３５、ノズル３４が紙面の奥行き方向に連続するよ
うに形成され、これによりラインヘッドを構成するよう
になされている。
【００３６】図１は、このようにして作成されるプリン
タヘッド１１において、発熱素子１２、配線パターン２
６、耐キャビテーション層１５の関係をノズル３４側か
ら見て示す平面図である。プリンタヘッド１１において
は、基板１６上に、インク液室３５、ノズル３４の並び
に対応して、発熱素子１２が並んで配列される。ここで
発熱素子１２においては、それぞれこの図において長方
形形状である２つの抵抗体１２Ａがほぼ平行に延長する
ように形成され、この２つの抵抗体１２Ａの一端を配線
パターン２６による電極２６Ａにより接続して形成さ
れ、他端に形成された同様の電極２６Ｂに電圧を印加し
て駆動されるようになされている。
タヘッド１１において、発熱素子１２、配線パターン２
６、耐キャビテーション層１５の関係をノズル３４側か
ら見て示す平面図である。プリンタヘッド１１において
は、基板１６上に、インク液室３５、ノズル３４の並び
に対応して、発熱素子１２が並んで配列される。ここで
発熱素子１２においては、それぞれこの図において長方
形形状である２つの抵抗体１２Ａがほぼ平行に延長する
ように形成され、この２つの抵抗体１２Ａの一端を配線
パターン２６による電極２６Ａにより接続して形成さ
れ、他端に形成された同様の電極２６Ｂに電圧を印加し
て駆動されるようになされている。
【００３７】耐キャビテーション層１５は、このように
してほぼ用紙幅により並ぶ発熱素子１２の全てについ
て、抵抗体１２Ａと電極２６Ａ、２６Ｂの接続箇所、他
端側の電極２６Ａを覆うように、帯形状に形成される。
さらに耐キャビテーション層１５は、隣接する発熱素子
１２の間である、インク液室３５の隔壁の部分で、電圧
を印加する側より、スリット３７が形成され、このスリ
ット３７が、抵抗体１２Ａを接続する電極２６Ａより他
端側まで延長するように形成される。これにより耐キャ
ビテーション層１５は、隣接する発熱素子１２をそれぞ
れ覆う部位が、２つの抵抗体を接続してなる側で接続さ
れるようになされている。
してほぼ用紙幅により並ぶ発熱素子１２の全てについ
て、抵抗体１２Ａと電極２６Ａ、２６Ｂの接続箇所、他
端側の電極２６Ａを覆うように、帯形状に形成される。
さらに耐キャビテーション層１５は、隣接する発熱素子
１２の間である、インク液室３５の隔壁の部分で、電圧
を印加する側より、スリット３７が形成され、このスリ
ット３７が、抵抗体１２Ａを接続する電極２６Ａより他
端側まで延長するように形成される。これにより耐キャ
ビテーション層１５は、隣接する発熱素子１２をそれぞ
れ覆う部位が、２つの抵抗体を接続してなる側で接続さ
れるようになされている。
【００３８】（２）実施の形態の動作
以上の構成において、このプリンタのプリンタヘッド１
１においては、半導体製造工程により、半導体基板１６
にトランジスタ１８、１９、発熱素子１２、絶縁層１
３、１４が形成された後、耐キャビテーション層１５が
作成され、さらにインク液室３５、ノズル３４等が作成
されて形成される。
１においては、半導体製造工程により、半導体基板１６
にトランジスタ１８、１９、発熱素子１２、絶縁層１
３、１４が形成された後、耐キャビテーション層１５が
作成され、さらにインク液室３５、ノズル３４等が作成
されて形成される。
【００３９】このプリンタは、このようにして作成され
たプリンタヘッド１１のインク液室３５にインクが導か
れ、トランジスタ１８、１９による発熱素子１２の駆動
により、インク液室３５に保持したインクが加熱されて
気泡が発生し、この気泡によりインク液室３５内の圧力
が急激に増大する。プリンタでは、この圧力の増大によ
りインク液室３５のインクがノズル３４からインク液滴
として飛び出し、このインク液滴が印刷対象である用紙
等に付着する。
たプリンタヘッド１１のインク液室３５にインクが導か
れ、トランジスタ１８、１９による発熱素子１２の駆動
により、インク液室３５に保持したインクが加熱されて
気泡が発生し、この気泡によりインク液室３５内の圧力
が急激に増大する。プリンタでは、この圧力の増大によ
りインク液室３５のインクがノズル３４からインク液滴
として飛び出し、このインク液滴が印刷対象である用紙
等に付着する。
【００４０】プリンタでは、このような発熱素子１２の
駆動が間欠的に繰り返され、これにより所望の画像等が
印刷対象に印刷される。またプリンタヘッド１１におい
ては、この発熱素子１２の間欠的な駆動により、インク
液室３５内において、気泡の発生、気泡の消泡が繰り返
され、これにより機械的な衝撃であるキャビテーション
が発生する。プリンタヘッド１１では、このキャビテー
ションによる機械的な衝撃が耐キャビテーション層１５
により緩和され、これにより保護層である耐キャビテー
ション層１５により発熱素子１２が保護される。またこ
の耐キャビテーション層１５と絶縁層１３、１４とによ
り発熱素子１２へのインクの直接の接触が防止され、こ
れによっても発熱素子１２が保護される。
駆動が間欠的に繰り返され、これにより所望の画像等が
印刷対象に印刷される。またプリンタヘッド１１におい
ては、この発熱素子１２の間欠的な駆動により、インク
液室３５内において、気泡の発生、気泡の消泡が繰り返
され、これにより機械的な衝撃であるキャビテーション
が発生する。プリンタヘッド１１では、このキャビテー
ションによる機械的な衝撃が耐キャビテーション層１５
により緩和され、これにより保護層である耐キャビテー
ション層１５により発熱素子１２が保護される。またこ
の耐キャビテーション層１５と絶縁層１３、１４とによ
り発熱素子１２へのインクの直接の接触が防止され、こ
れによっても発熱素子１２が保護される。
【００４１】しかしながらプリンタヘッド１１では、こ
のような機械的な衝撃によるストレスだけでなく、発熱
素子１２の発熱の繰り返しによる熱ストレスが耐キャビ
テーション層１５、絶縁層１３、１４に加わり、耐キャ
ビテーション層１５においては、温度に対して高い圧縮
応力を有していることにより、この熱ストレスにより熱
応力が繰り返し発生する。
のような機械的な衝撃によるストレスだけでなく、発熱
素子１２の発熱の繰り返しによる熱ストレスが耐キャビ
テーション層１５、絶縁層１３、１４に加わり、耐キャ
ビテーション層１５においては、温度に対して高い圧縮
応力を有していることにより、この熱ストレスにより熱
応力が繰り返し発生する。
【００４２】プリンタヘッド１１では、熱応力が繰り返
し発生する保護層である耐キャビテーション層１５が、
隣接する発熱素子１２にスリット３７が設けられて帯状
に形成されていることにより、何らスリット３７を設け
ることなく単に帯状に形成した場合に比して、格段的に
応力の集中を緩和することができる。これにより応力の
集中によるクラックの発生を有効に回避することがで
き、その分、プリンタヘッド１１においては、信頼性を
向上することができる。
し発生する保護層である耐キャビテーション層１５が、
隣接する発熱素子１２にスリット３７が設けられて帯状
に形成されていることにより、何らスリット３７を設け
ることなく単に帯状に形成した場合に比して、格段的に
応力の集中を緩和することができる。これにより応力の
集中によるクラックの発生を有効に回避することがで
き、その分、プリンタヘッド１１においては、信頼性を
向上することができる。
【００４３】またこのようにスリットを設けることによ
り、事故の拡大を防止することもできる。すなわち何ら
かの原因で発熱素子１２が断線すると、耐キャビテーシ
ョン層１５が液室３５のインクを介して接地された電位
に保持されていることにより、駆動の条件等によって、
絶縁層１３、１４を介して発熱素子１２と耐キャビテー
ション層１５とが短絡する場合がある。このように発熱
素子１２と耐キャビテーション層１５とが短絡すると、
この短絡した箇所に大電流が流れ、耐キャビテーション
層１５が焼損する場合がある。なおこのような焼損の事
故が著しい場合には、トランジスタとの接続孔まで焼損
が拡大する場合もあり、この場合は、トランジスタまで
被害が及ぶことになる。
り、事故の拡大を防止することもできる。すなわち何ら
かの原因で発熱素子１２が断線すると、耐キャビテーシ
ョン層１５が液室３５のインクを介して接地された電位
に保持されていることにより、駆動の条件等によって、
絶縁層１３、１４を介して発熱素子１２と耐キャビテー
ション層１５とが短絡する場合がある。このように発熱
素子１２と耐キャビテーション層１５とが短絡すると、
この短絡した箇所に大電流が流れ、耐キャビテーション
層１５が焼損する場合がある。なおこのような焼損の事
故が著しい場合には、トランジスタとの接続孔まで焼損
が拡大する場合もあり、この場合は、トランジスタまで
被害が及ぶことになる。
【００４４】しかしながらこのような事故が発生した場
合でも、この実施の形態に係るプリンタヘッド１１にお
いては、スリット３７により隣接する発熱素子１２への
事故の拡大を防止することが可能となる。
合でも、この実施の形態に係るプリンタヘッド１１にお
いては、スリット３７により隣接する発熱素子１２への
事故の拡大を防止することが可能となる。
【００４５】特に、このプリンタヘッド１１において
は、スリット３７がこのような短絡事故の発生確立が相
対的に高い側である、電圧を印加する側より逆側に向か
って形成されていることにより、このような焼損事故の
拡大を有効に防止することができる。またこのスリット
３７が他端側の電極２６Ａを通り越す部位まで形成され
ていることによっても、このような焼損事故の拡大を有
効に防止することができる。
は、スリット３７がこのような短絡事故の発生確立が相
対的に高い側である、電圧を印加する側より逆側に向か
って形成されていることにより、このような焼損事故の
拡大を有効に防止することができる。またこのスリット
３７が他端側の電極２６Ａを通り越す部位まで形成され
ていることによっても、このような焼損事故の拡大を有
効に防止することができる。
【００４６】ところでこのような応力集中、事故の拡大
を単に防止するだけの場合、各発熱素子１２にそれぞれ
独立に耐キャビテーション層１５を作成すればよいと考
えられる。
を単に防止するだけの場合、各発熱素子１２にそれぞれ
独立に耐キャビテーション層１５を作成すればよいと考
えられる。
【００４７】しかしながらプリンタヘッド１１において
は、用紙等に帯電した電荷が放電する場合がある。この
場合、プリンタヘッド１１においては、静電気による電
荷が特定のノズル３４を介して耐キャビテーション層１
５に印加されることになり、耐キャビテーション層１５
においては、インクによる大きなインピーダンスにより
接地されていることにより、発熱素子１２に対する電位
差が瞬間的に大きく立ち上がることになる。
は、用紙等に帯電した電荷が放電する場合がある。この
場合、プリンタヘッド１１においては、静電気による電
荷が特定のノズル３４を介して耐キャビテーション層１
５に印加されることになり、耐キャビテーション層１５
においては、インクによる大きなインピーダンスにより
接地されていることにより、発熱素子１２に対する電位
差が瞬間的に大きく立ち上がることになる。
【００４８】この場合に、各発熱素子１２にそれぞれ独
立に耐キャビテーション層１５を作成しておくと、発熱
素子１２との間の静電容量がその分小さいことにより、
瞬間的に立ち上がる電位が極端に大きくなり、絶縁層１
３、１４の破壊をも招くことになる。なお絶縁層１３、
１４が静電破壊した場合、プリンタヘッドにおいては、
トランジスタをも損傷することになる。
立に耐キャビテーション層１５を作成しておくと、発熱
素子１２との間の静電容量がその分小さいことにより、
瞬間的に立ち上がる電位が極端に大きくなり、絶縁層１
３、１４の破壊をも招くことになる。なお絶縁層１３、
１４が静電破壊した場合、プリンタヘッドにおいては、
トランジスタをも損傷することになる。
【００４９】しかしながらこの実施の形態のように、全
ての発熱素子１２を覆うように大きな面積により耐キャ
ビテーション層１５を作成した場合には、その分、発熱
素子１２との間の静電容量が大きくなることにより、静
電気による電荷が印加されても、静電破壊するまでの電
位への立ち上がりを防止することができ、これにより静
電気による破壊も防止することができる。
ての発熱素子１２を覆うように大きな面積により耐キャ
ビテーション層１５を作成した場合には、その分、発熱
素子１２との間の静電容量が大きくなることにより、静
電気による電荷が印加されても、静電破壊するまでの電
位への立ち上がりを防止することができ、これにより静
電気による破壊も防止することができる。
【００５０】（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、隣接する発熱素子間の部位にスリ
ットを設けて、これら隣接する発熱素子を覆うように帯
状に保護層を形成することにより、発熱素子の保護層に
おけるクラックの発生を有効に回避することができる。
また発熱素子と保護層との短絡による事故の拡大を防止
することができ、さらには静電気による破壊も有効に回
避することができる。
ットを設けて、これら隣接する発熱素子を覆うように帯
状に保護層を形成することにより、発熱素子の保護層に
おけるクラックの発生を有効に回避することができる。
また発熱素子と保護層との短絡による事故の拡大を防止
することができ、さらには静電気による破壊も有効に回
避することができる。
【００５１】特に、電圧を印加する側よりスリットを形
成し、隣接する発熱素子をそれぞれ覆う部位を他端側で
接続するようにスリットを延長させることにより、発熱
素子と保護層との短絡による事故の拡大を有効に防止す
ることができる。
成し、隣接する発熱素子をそれぞれ覆う部位を他端側で
接続するようにスリットを延長させることにより、発熱
素子と保護層との短絡による事故の拡大を有効に防止す
ることができる。
【００５２】（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、タンタルによる耐キ
ャビテーション層を形成する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えばタンタルアルミ、窒化タン
タル等の材料、さらにはタングステンとタンタルの合金
等によるタンタル合金により耐キャビテーション層によ
る保護層を作成する場合、さらにはタンタル以外のニッ
ケル、クロム、モリブデン、タングステン等の高融点金
属、これら高融点金属等で保護層を形成する場合にも広
く適用することができる。
ャビテーション層を形成する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えばタンタルアルミ、窒化タン
タル等の材料、さらにはタングステンとタンタルの合金
等によるタンタル合金により耐キャビテーション層によ
る保護層を作成する場合、さらにはタンタル以外のニッ
ケル、クロム、モリブデン、タングステン等の高融点金
属、これら高融点金属等で保護層を形成する場合にも広
く適用することができる。
【００５３】また上述の実施の形態においては、ほぼ平
行に形成された抵抗体を接続して発熱素子を形成する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の形
状による発熱素子を使用する場合に広く適用することが
できる。
行に形成された抵抗体を接続して発熱素子を形成する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の形
状による発熱素子を使用する場合に広く適用することが
できる。
【００５４】また上述の実施の形態においては、全ての
発熱素子を覆うように帯状に耐キャビテーション層を形
成すると共に、隣接する発熱素子間の全てにスリットを
作成する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、実用上十分に応力集中を緩和することができる場合
には、例えば図１との対比により図３に示すように、２
つ毎にスリットを設けるようにしてもよく、さらには応
力集中が激しい部位にのみ選択的にスリットを作成する
ようにしてもよい。また全ての発熱素子を覆う帯状に代
えて、部分的に、複数の発熱素子を覆うように、帯状に
耐キャビテーション層を形成するようにしてもよい。
発熱素子を覆うように帯状に耐キャビテーション層を形
成すると共に、隣接する発熱素子間の全てにスリットを
作成する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、実用上十分に応力集中を緩和することができる場合
には、例えば図１との対比により図３に示すように、２
つ毎にスリットを設けるようにしてもよく、さらには応
力集中が激しい部位にのみ選択的にスリットを作成する
ようにしてもよい。また全ての発熱素子を覆う帯状に代
えて、部分的に、複数の発熱素子を覆うように、帯状に
耐キャビテーション層を形成するようにしてもよい。
【００５５】また上述の実施の形態においては、タンタ
ル膜により発熱素子を作成する場合等について述べた
が、本発明はこれに限らず、各種積層材料により発熱素
子、耐キャビテーション層等を作成する場合に広く適用
することができる。
ル膜により発熱素子を作成する場合等について述べた
が、本発明はこれに限らず、各種積層材料により発熱素
子、耐キャビテーション層等を作成する場合に広く適用
することができる。
【００５６】また上述の実施の形態においては、駆動素
子と、この駆動素子を駆動する駆動回路とを一体に基板
に形成する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、駆動素子だけを基板に配置する場合にも広く適用す
ることができる。
子と、この駆動素子を駆動する駆動回路とを一体に基板
に形成する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、駆動素子だけを基板に配置する場合にも広く適用す
ることができる。
【００５７】また上述の実施の形態においては、本発明
をプリンタヘッド及びプリンタに適用してインク液滴を
飛び出される場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、インク液滴に代えて各種染料の液滴、保護層形成
用の液滴等であるプリンタヘッド、さらには液滴が試薬
等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種
試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤で
ある各種のパターン描画装置等に広く適用することがで
きる。
をプリンタヘッド及びプリンタに適用してインク液滴を
飛び出される場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、インク液滴に代えて各種染料の液滴、保護層形成
用の液滴等であるプリンタヘッド、さらには液滴が試薬
等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種
試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤で
ある各種のパターン描画装置等に広く適用することがで
きる。
【００５８】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、隣接する
発熱素子間の部位にスリットを設けて、これら隣接する
発熱素子を覆うように帯状に保護層を形成することによ
り、発熱素子の保護層におけるクラックの発生を有効に
回避することができる。
発熱素子間の部位にスリットを設けて、これら隣接する
発熱素子を覆うように帯状に保護層を形成することによ
り、発熱素子の保護層におけるクラックの発生を有効に
回避することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るプリンタヘッドを示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】図１のプリンタヘッドの断面図である。
【図３】他の実施の形態に係るプリンタヘッドを示す平
面図である。
面図である。
【図４】従来のプリンタヘッドを示す断面図である。
１、１１……プリンタヘッド、２、１６……基板、３、
１２……発熱素子、４、５、１３、１４……絶縁層、
７、１５……耐キャビテーション層、３４……ノズル、
３５……液室、３７……スリット
１２……発熱素子、４、５、１３、１４……絶縁層、
７、１５……耐キャビテーション層、３４……ノズル、
３５……液室、３７……スリット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小野 章吾
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
(72)発明者 河野 稔
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
(72)発明者 立石 修
福岡県福岡市早良区百道浜２丁目３番２号
ソニーセミコンダクタ九州株式会社内
Ｆターム(参考） 2C057 AF65 AF70 AG44 AG46 AN05
AP32 AP52 AP53 AP79 AQ02
BA03 BA13
Claims (3)
- 【請求項１】それぞれに液室及びノズルが設けられてな
る複数の発熱素子が、基板上に並んで配置され、前記発
熱素子の駆動により、対応する前記液室に保持した液体
を加熱して対応する前記ノズルより前記液体の液滴を飛
び出させる液体吐出装置において、 前記発熱素子及び前記液室間には、前記液室側より、前
記発熱素子を保護する無機材料による保護層と、前記保
護層と前記発熱素子とを絶縁する絶縁層とが設けられ、 前記保護層は、 前記複数の発熱素子のうちの少なくも一部の隣接する発
熱素子において、該隣接する発熱素子を覆うように、全
体が帯状に形成されて、前記隣接する発熱素子の間の部
位にスリットが形成されたことを特徴とする液体吐出装
置。 - 【請求項２】前記発熱素子は、 ほぼ平行に延長する２つの抵抗体の一端を電極により接
続し、他端に電圧を印加して駆動され、 前記スリットは、 前記他端側より形成され、 前記保護層は、 前記隣接する発熱素子をそれぞれ覆う部位が、前記一端
側で接続されてなることを特徴とする請求項１に記載の
液体吐出装置。 - 【請求項３】それぞれに液室及びノズルが設けられてな
る複数の発熱素子が、基板上に並んで配置され、前記発
熱素子の駆動により、対応する前記液室に保持した液体
を加熱して対応する前記ノズルより前記液体の液滴を飛
び出させるプリンタにおいて、 前記発熱素子及び前記液室間には、前記液室側より、前
記発熱素子を保護する無機材料による保護層と、前記保
護層と前記発熱素子とを絶縁する絶縁層とが設けられ、 前記保護層は、 前記複数の発熱素子のうちの少なくも一部の隣接する発
熱素子において、該隣接する発熱素子を覆うように、全
体が帯状に形成されて、前記隣接する発熱素子の間の部
位にスリットが形成されたことを特徴とするプリンタ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002107291A JP3812485B2 (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | 液体吐出装置及びプリンタ |
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ID=28449932
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| JP2016112812A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド、および液体吐出ヘッド用基板の製造方法 |
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| US7726777B2 (en) * | 2004-11-15 | 2010-06-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inkjet print head and method of fabricating the same |
| US8438729B2 (en) * | 2006-03-09 | 2013-05-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of producing liquid discharge head |
| US7935204B2 (en) | 2008-12-15 | 2011-05-03 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of fabricating printhead assembly |
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| EP2358536A1 (en) * | 2008-12-15 | 2011-08-24 | Silverbrook Research Pty Ltd | Molded ink manifold with polymer coating |
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| US9096059B2 (en) | 2012-12-27 | 2015-08-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate for inkjet head, inkjet head, and inkjet printing apparatus |
| JP6366835B2 (ja) * | 2014-10-30 | 2018-08-01 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． | 印刷装置、及び印刷装置を作製する方法 |
| JP2022533006A (ja) | 2019-06-17 | 2022-07-21 | ヒューレット－パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 発熱部品を保護および状態を検出するためのキャビテーションプレート |
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| DE3717294C2 (de) * | 1986-06-10 | 1995-01-26 | Seiko Epson Corp | Tintenstrahlaufzeichnungskopf |
| JP2812966B2 (ja) * | 1988-12-12 | 1998-10-22 | 株式会社リコー | 液体噴射記録ヘッド |
| US4947193A (en) * | 1989-05-01 | 1990-08-07 | Xerox Corporation | Thermal ink jet printhead with improved heating elements |
| US5010355A (en) * | 1989-12-26 | 1991-04-23 | Xerox Corporation | Ink jet printhead having ionic passivation of electrical circuitry |
| JP3115720B2 (ja) * | 1992-09-29 | 2000-12-11 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド、該記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置及び該記録ヘッドの製造方法 |
| JP3248268B2 (ja) * | 1992-10-16 | 2002-01-21 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
| EP0636478B1 (en) * | 1993-07-29 | 2000-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet head, ink jet cartridge, and ink jet recording apparatus |
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-
2002
- 2002-04-10 JP JP2002107291A patent/JP3812485B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-04-08 SG SG200302157A patent/SG116485A1/en unknown
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2004
- 2004-10-28 US US10/976,037 patent/US7028402B2/en not_active Expired - Fee Related
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