JP2012000921A - 液体吐出ヘッド用基板および液体吐出ヘッド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エネルギー発生素子111に電力を供給するために用いられる電極1307を被覆する絶縁層1308中の電極1307より流路46に近い位置に配線114を設ける。
【選択図】 図3
Description
図2(a)は第1の実施形態における液体吐出ヘッド41の上面図の流路壁部材1310の壁46a、吐出口101、インク供給口102および接続端子7を模式的に示したものである。図2(b)は、図2(a)に示す液体吐出ヘッド41の溶解検出配線114とインク供給口102と、複数のエネルギー発生素子111を配列した素子列1101と、複数のスイッチング素子からなる駆動素子列1102を模式的に示している。
第1の実施形態では第1の検出配線1314と第2の検出配線1317の夫々が一対の接続端子7と接続するように設けられているが、本実施例において一対の接続端子7のみで検知する構成を示す。それ以外の構成及び検査手法は第1の実施形態と同様である。
第2の実施形態とは別の接続端子7の数を削減させた溶解検出配線114の構成を示す。その他の構成及び検査手法については第1の実施形態と同様である。
インクに接することで酸化還元反応を起こす第1の検出配線および第2の検出配線の電流値変化の一例を説明する。例えばロジック電極1304の電極材料のシート抵抗は約30mΩ/□、一対の電極1307の電極材料のシート抵抗は約60mΩ/□と設け、第1の検出配線および第2の検出配線の幅をWs3=6μm、開口部1305bの幅をWt3=2μmで設ける。このときの一対の接続端子7間の抵抗値は、約90Ωとなる。この場合も溶解検出配線114の一部に腐食が発生すると約4%の抵抗値が変化するため、第1の実施形態と同様に、抵抗値変化およびリークの両方の影響で、接続端子7間に流れる電流値が大きく変化することになり、更に信頼性の高い検査工程とすることができる。
ここでは、第1の検出配線1314と第2の検出配線1317とが第2の蓄熱層1305を介して接続する別の構成について説明する。その他の構成及び検査手法については第1の実施形値と同様である。
第1の実施形態では、1つの長方形のインク供給口102に複数のエネルギー発生素子111が設けられている構成を示したが、本実施形態においては、1つのエネルギー発生素子111の周囲に矩形のインク供給口102が複数の設けられている構成を示す。以下、矩形のインク供給口102を用いて説明を行うが、円形や楕円形等様々な形状のインク供給口102でも同様である。円形や楕円形等の角部がない形状とした場合には、角部への応力集中をなくすことができ、基板強度を向上させることができる。エネルギー発生素子111部分の層構成及び検査手法は、第1の実施形態と同様である。
本実施形態は、第5の実施形態に係る液体吐出ヘッド41の梁部1300bに設けられた溶解検出配線114の別の構成を示す。エネルギー発生素子111部分の層構成及び検査手法は、第1の実施形態と同様に設けられており、複数のインク供給口列およびエネルギー発生素子111の配置は、第5の実施形態と同様に設けられている。
第5の実施形態及び第6の実施形態においては、梁部1300bにエネルギー発生素子111に電力を供給するための電極が2層で設けられている構成を説明したが、本実施形態においては、1層の構成の場合を説明する。エネルギー発生素子111付近の層構成及び検査手法は第1の実施形態と同様であるため省略する。以下、第5の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第5の実施形態から第7の実施形態で説明したドライエッチング法を用いて複数のインク供給口102を設けた構成は、全てのインク供給口102を囲むように溶解検出配線114が設けられている。しかし、シリコン化合物からなる層のインク溶解は、局所的に発生するわけではなく、ある程度の領域で一様に発生する。そのため本実施形態に示すように複数のインク供給口102の一部分に溶解検出配線114を設けるのみでも、信頼性高く溶解を検知することができる。エネルギー発生素子111部分の層構成及び検査手法は第1の実施形態で説明したたものと同様であり省略する。また、溶解検出配線114の断面構成は第5の実施形態から第7の実施形態で説明したもののいずれを用いても良い。
41 液体吐出ヘッド
45 液体吐出ヘッド用基板
46 流路
102 インク供給口
111 エネルギー発生素子
114 溶解検出配線
1300 基体
1303 第1の蓄熱層
1305 第2の蓄熱層
1308 絶縁層
1309 保護層
1306 発熱抵抗層
1307 一対の電極
1310 流路壁部材
Claims (16)
- 液体を供給するために貫通して設けられた供給口を有する基体と、該基体の上に設けられたシリコン化合物からなる蓄熱層と、該蓄熱層の上に設けられ、電力を供給することで発熱する材料からなる発熱抵抗層と該発熱抵抗層に接続する一対の電極とからなる、液体を吐出口から吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子を被覆するように設けられたシリコン化合物からなる絶縁層と、を有する液体吐出ヘッド用基板と、
前記吐出口と前記供給口とを連通する流路の壁を有し、前記液体吐出ヘッド用基板に接することで前記流路を構成する流路壁部材と、
を備える液体吐出ヘッドにおいて、
前記蓄熱層と前記絶縁層との間であって、前記一対の電極よりも前記流路に近い位置の少なくとも一部分に、金属材料からなり前記基体に設けられた端子に電気的に接続された配線が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記配線の金属材料は、液体に接することで酸化還元反応を起こす材料であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記配線の金属材料は、Al,Cu,Auのいずれか、もしくはこれらの合金であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記一対の電極の材料と、前記配線の金属材料とは、同じであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記配線の上側に対応する前記絶縁層の上には、前記蓄熱層および前記絶縁層よりも液体に溶解されにくい材料からなる保護層が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記保護層は、Ta、Ir、Ru、炭素膜(DLC)および炭化珪素膜(SiC)のいずれかからなることを特徴とする請求項5に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記蓄熱層および前記絶縁層は、CVD法を用いて形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記蓄熱層および前記絶縁層の少なくとも一方が溶出し、前記配線が流路に露出したときに、前記一対の端子間に流れる電流値が変化することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記蓄熱層は、基体の上に設けられた第1の蓄熱層と第1の蓄熱層の上に設けられた第2の蓄熱層とからなり、
前記第1の蓄熱層と前記第2の蓄熱層との間には、前記エネルギー発生素子を駆動するかを決定するための駆動素子と接続する他の電極が設けられており、
前記第1の蓄熱層と前記第2の蓄熱層との間であって、前記他の電極より前記流路に近い位置の少なくとも一部分に、金属材料からなり前記基体の上に設けられた一対の端子に電気的に接続された他の配線が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 前記配線と前記他の配線とは、前記第2の蓄熱層に設けられたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする請求項9に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記他の配線の金属材料は、液体に接することで酸化還元反応を起こす材料であることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記他の配線の金属材料は、Al,Cu,Auのいずれか、もしくはこれらの合金であることを特徴とする請求項9乃至請求項11のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記他の電極の材料と、前記他の配線の前記金属材料とは、同じであることを特徴とする請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記他の配線の上側に対応する前記絶縁層の上には、前記蓄熱層および前記絶縁層よりも液体に溶解されにくい材料からなる保護層が設けられていることを特徴とする請求項9乃至請求項13のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記基体は、複数の前記供給口を配列して設けられた供給口列を複数、有しており、
前記供給口列の間には、複数の前記エネルギー発生素子を配置してなる素子列が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 液体を供給するために貫通して設けられた供給口を有する基体と、
該基体の上に設けられたシリコン化合物からなる蓄熱層と、
該蓄熱層の上に設けられ、電力を供給することで発熱する材料からなる発熱抵抗層と該発熱抵抗層に接続する一対の電極とからなる液体を吐出口から吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、
前記エネルギー発生素子を被覆するように設けられたシリコン化合物からなる絶縁層と、
前記蓄熱層と前記絶縁層との間であって、前記一対の電極よりも前記供給口に近い位置の少なくとも一部分に、金属材料からなり前記基体に設けられた一対の端子に電気的に接続された配線と、
を有することとを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。
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