JP3454490B2 - インクジェットヘッド、インクジェットヘッド用基板及びインクジェット装置 - Google Patents
インクジェットヘッド、インクジェットヘッド用基板及びインクジェット装置Info
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- JP3454490B2 JP3454490B2 JP7116896A JP7116896A JP3454490B2 JP 3454490 B2 JP3454490 B2 JP 3454490B2 JP 7116896 A JP7116896 A JP 7116896A JP 7116896 A JP7116896 A JP 7116896A JP 3454490 B2 JP3454490 B2 JP 3454490B2
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14088—Structure of heating means
- B41J2/14112—Resistive element
- B41J2/14129—Layer structure
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱エネルギーを利用
することによりインク等のプリント用液体を吐出させ、
微小液滴を形成し、これを紙等の被プリント材に付着さ
せてプリントを行うインクジェットヘッド、インクジェ
ットヘッド用基板及びインクジェット装置に関する。
することによりインク等のプリント用液体を吐出させ、
微小液滴を形成し、これを紙等の被プリント材に付着さ
せてプリントを行うインクジェットヘッド、インクジェ
ットヘッド用基板及びインクジェット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱エネルギーを、吐出される微小液滴の
形成に利用するインクジェットプリント法に用いられる
インクジェットヘッドは、一般に基板上に設けられた発
熱抵抗層と、この発熱抵抗層上に設けられ発熱抵抗層に
電気的に接続する一対の電極と、発熱抵抗層の該一対の
電極に挟まれた部分に設けられた発熱部と、を備えてお
り、電極より発熱抵抗層に通電することにより発熱部か
ら熱エネルギーを発生し、該熱エネルギーによってイン
ク流路中のインクに状態変化を生起させ、この状態変化
時の気泡の体積膨張の圧力によって被プリント材にイン
クを吐出してプリントをするように構成されている。こ
のようなインクジェットヘッドの構成は、例えば、特開
昭５５−１２８４６７号公報、特開昭５９−１９４８６
６号公報に開示されている。
形成に利用するインクジェットプリント法に用いられる
インクジェットヘッドは、一般に基板上に設けられた発
熱抵抗層と、この発熱抵抗層上に設けられ発熱抵抗層に
電気的に接続する一対の電極と、発熱抵抗層の該一対の
電極に挟まれた部分に設けられた発熱部と、を備えてお
り、電極より発熱抵抗層に通電することにより発熱部か
ら熱エネルギーを発生し、該熱エネルギーによってイン
ク流路中のインクに状態変化を生起させ、この状態変化
時の気泡の体積膨張の圧力によって被プリント材にイン
クを吐出してプリントをするように構成されている。こ
のようなインクジェットヘッドの構成は、例えば、特開
昭５５−１２８４６７号公報、特開昭５９−１９４８６
６号公報に開示されている。
【０００３】図７は上述のインクジェットヘッドの一般
的な構成を示す摸式図である。図７において、１は前記
発熱抵抗層２及び一対の電極３が設けられたインクジェ
ットヘッド用基板である。このインクジェットヘッド用
基板１には、絶縁層で形成された基体の表面上に電気エ
ネルギーを熱エネルギーに変換するための発熱抵抗層２
が配列されており、更にその上には発熱抵抗層２に通電
するための一対の電極３が配列されている。一対の電極
３は選択的にセグメントを駆動させる個別電極部と、電
流分配のための共通電極部からなっている。そして、発
熱抵抗層の該一対の電極に挟まれた部分に設けられた発
熱部９より前記熱エネルギーが発生される。更に、この
発熱部９を含む発熱抵抗層及び電極上には、発熱抵抗層
及び電極の電蝕やキャビーテーションによる破壊を防止
するための保護層６が設けられている。８はインクを吐
出するための吐出口であり、この吐出口８に連通するイ
ンク流路７には前記発熱部が設けられるよう構成されて
いる。更に、１０はインク流路７に連通し該インク流路
７にインクを供給するためのインク室であり、このイン
ク流路７及びインク室１０は天板１１に設けられた凹部
と前記インクジェットヘッド用基板１とによって構成さ
れている。更にこの天板１１には前記インク室１０にイ
ンクを供給するためのインク供給口１２が形成されてい
る。
的な構成を示す摸式図である。図７において、１は前記
発熱抵抗層２及び一対の電極３が設けられたインクジェ
ットヘッド用基板である。このインクジェットヘッド用
基板１には、絶縁層で形成された基体の表面上に電気エ
ネルギーを熱エネルギーに変換するための発熱抵抗層２
が配列されており、更にその上には発熱抵抗層２に通電
するための一対の電極３が配列されている。一対の電極
３は選択的にセグメントを駆動させる個別電極部と、電
流分配のための共通電極部からなっている。そして、発
熱抵抗層の該一対の電極に挟まれた部分に設けられた発
熱部９より前記熱エネルギーが発生される。更に、この
発熱部９を含む発熱抵抗層及び電極上には、発熱抵抗層
及び電極の電蝕やキャビーテーションによる破壊を防止
するための保護層６が設けられている。８はインクを吐
出するための吐出口であり、この吐出口８に連通するイ
ンク流路７には前記発熱部が設けられるよう構成されて
いる。更に、１０はインク流路７に連通し該インク流路
７にインクを供給するためのインク室であり、このイン
ク流路７及びインク室１０は天板１１に設けられた凹部
と前記インクジェットヘッド用基板１とによって構成さ
れている。更にこの天板１１には前記インク室１０にイ
ンクを供給するためのインク供給口１２が形成されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のインクジェットヘッドにおいて、前記保護層の厚
みは発熱部近傍の電極による段差における被覆性能を確
保するべく１〜３μｍ程度となっていた。しかしなが
ら、このように発熱部上における保護層が厚い場合に
は、この保護層による熱エネルギーの損失が無視できな
いレベルとなっており、インクを発泡させるために必要
な温度を保護層上で得るためには発熱部における温度を
保護層上の温度よりも更に高くする必要があり、発熱抵
抗層の劣化を速める原因の一つとなっている。また、前
記のように発熱部における温度を高くした場合には、イ
ンクの発泡はエネルギーの印加途中で起こるために発泡
後の印化エネルギーは、保護層表面温度の急速な上昇を
もたらし、インク中の有機成分を分解するため、保護層
上で焦げが発生するという問題があった。
従来のインクジェットヘッドにおいて、前記保護層の厚
みは発熱部近傍の電極による段差における被覆性能を確
保するべく１〜３μｍ程度となっていた。しかしなが
ら、このように発熱部上における保護層が厚い場合に
は、この保護層による熱エネルギーの損失が無視できな
いレベルとなっており、インクを発泡させるために必要
な温度を保護層上で得るためには発熱部における温度を
保護層上の温度よりも更に高くする必要があり、発熱抵
抗層の劣化を速める原因の一つとなっている。また、前
記のように発熱部における温度を高くした場合には、イ
ンクの発泡はエネルギーの印加途中で起こるために発泡
後の印化エネルギーは、保護層表面温度の急速な上昇を
もたらし、インク中の有機成分を分解するため、保護層
上で焦げが発生するという問題があった。
【０００５】このような問題に鑑みて、従来より発熱部
上の保護層を薄くするインクジェットヘッドが考案され
てきている。例えば、特開昭６２−１０３１４８号では
電気熱変換体上に設けられた保護層のうち発熱部上の保
護層のみをドライエッチングによってハーフエッチング
して薄層化する構成が開示されている。また、特開昭６
３−１９１６４６号には発熱部の発熱抵抗層を陽極酸化
することにより酸化皮膜を形成するとともに電極上には
酸化皮膜の少なくとも一部が露出するように有機絶縁膜
を形成した構成が開示されている。
上の保護層を薄くするインクジェットヘッドが考案され
てきている。例えば、特開昭６２−１０３１４８号では
電気熱変換体上に設けられた保護層のうち発熱部上の保
護層のみをドライエッチングによってハーフエッチング
して薄層化する構成が開示されている。また、特開昭６
３−１９１６４６号には発熱部の発熱抵抗層を陽極酸化
することにより酸化皮膜を形成するとともに電極上には
酸化皮膜の少なくとも一部が露出するように有機絶縁膜
を形成した構成が開示されている。
【０００６】しかしながら、前者の構成は発熱部上の保
護層の厚みはエッチングの状態によって決まるため発熱
部上の保護層の厚みを厳密に管理することが困難であ
り、各インクジェットヘッドごとに吐出特性が微妙に異
なってしまう虞があった。また、後者の構成では、前者
と同様に発熱部上の酸化皮膜の膜厚管理が困難であるこ
とのほかに発熱抵抗層が陽極酸化することで良好な保護
性能を有する材料に限られてしまうという問題があっ
た。
護層の厚みはエッチングの状態によって決まるため発熱
部上の保護層の厚みを厳密に管理することが困難であ
り、各インクジェットヘッドごとに吐出特性が微妙に異
なってしまう虞があった。また、後者の構成では、前者
と同様に発熱部上の酸化皮膜の膜厚管理が困難であるこ
とのほかに発熱抵抗層が陽極酸化することで良好な保護
性能を有する材料に限られてしまうという問題があっ
た。
【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
た発明であって、発熱部上の保護層を所望の厚みに厳密
にコントロール可能であり、発熱抵抗層として所望の材
料を用いることができるインクジェットヘッドの特にイ
ンクジェットヘッド用基板を提供することを目的とする
ものである。更に本発明の別の目的は、発熱部上の保護
層の層厚が薄くても良好な保護性能を有するインクジェ
ットヘッドの特にインクジェットヘッド用基板を提供す
ることにある。更に本発明の別の目的は、発熱抵抗層の
寿命が長く、保護層上で焦げの発生が少ないインクジェ
ットヘッドの特にインクジェットヘッド用基板を提供す
ることを目的とするものである。
た発明であって、発熱部上の保護層を所望の厚みに厳密
にコントロール可能であり、発熱抵抗層として所望の材
料を用いることができるインクジェットヘッドの特にイ
ンクジェットヘッド用基板を提供することを目的とする
ものである。更に本発明の別の目的は、発熱部上の保護
層の層厚が薄くても良好な保護性能を有するインクジェ
ットヘッドの特にインクジェットヘッド用基板を提供す
ることにある。更に本発明の別の目的は、発熱抵抗層の
寿命が長く、保護層上で焦げの発生が少ないインクジェ
ットヘッドの特にインクジェットヘッド用基板を提供す
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、 本発明者らは上記目的を達成するための
構成として、発熱抵抗層と電極との間に、段差を生じな
いように成膜された発熱部を被覆する薄膜中間層を設
け、発熱部上のこの薄膜中間層が絶縁物となっている構
成を提案するものである。本構成によれば、薄膜中間層
が設けられる部分の段差が少ないため比較的薄い層厚で
も良好な膜質が得られ、優れた保護性能を有するもので
ある。また、電極上は、前記絶縁物が露出するように保
護層が設けられている構成を提案するものである。ま
た、前記薄膜中間層は絶縁物で形成されており、前記電
極は前記薄膜中間層に設けられたスルーホールにより前
記発熱抵抗層と電気的に接続する構成を提案するもので
ある。前記薄膜中間層は金属で形成されており、前記発
熱部上の前記薄膜中間層が絶縁化されている構成を提案
するものである。更に、本発明のインクジェットヘッド
用基板を用いたインクジェットヘッドも本発明に含まれ
るものである。また、本発明のインクジェットヘッド用
基板を用いたインクジェットヘッドを搭載するインクジ
ェット装置も本発明に含まれるものである。
成するため、 本発明者らは上記目的を達成するための
構成として、発熱抵抗層と電極との間に、段差を生じな
いように成膜された発熱部を被覆する薄膜中間層を設
け、発熱部上のこの薄膜中間層が絶縁物となっている構
成を提案するものである。本構成によれば、薄膜中間層
が設けられる部分の段差が少ないため比較的薄い層厚で
も良好な膜質が得られ、優れた保護性能を有するもので
ある。また、電極上は、前記絶縁物が露出するように保
護層が設けられている構成を提案するものである。ま
た、前記薄膜中間層は絶縁物で形成されており、前記電
極は前記薄膜中間層に設けられたスルーホールにより前
記発熱抵抗層と電気的に接続する構成を提案するもので
ある。前記薄膜中間層は金属で形成されており、前記発
熱部上の前記薄膜中間層が絶縁化されている構成を提案
するものである。更に、本発明のインクジェットヘッド
用基板を用いたインクジェットヘッドも本発明に含まれ
るものである。また、本発明のインクジェットヘッド用
基板を用いたインクジェットヘッドを搭載するインクジ
ェット装置も本発明に含まれるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、薄い層厚でも確実に電
気熱変換体を被覆可能な保護層の構成を提供するもので
あり、発熱抵抗層と電極との間に薄膜中間層を設け、発
熱部上のこの薄膜中間層が絶縁物となっている構成を採
るものである。これにより、発熱抵抗層の長寿命化、焦
げ発生の抑制を達成するものであり、薄膜中間層が設け
られる部分の段差が少ないため比較的薄い層厚でも良好
な膜質が得られ、優れた保護性能を有するものである。
以下に本発明の実施例を図面に基づき説明する。
気熱変換体を被覆可能な保護層の構成を提供するもので
あり、発熱抵抗層と電極との間に薄膜中間層を設け、発
熱部上のこの薄膜中間層が絶縁物となっている構成を採
るものである。これにより、発熱抵抗層の長寿命化、焦
げ発生の抑制を達成するものであり、薄膜中間層が設け
られる部分の段差が少ないため比較的薄い層厚でも良好
な膜質が得られ、優れた保護性能を有するものである。
以下に本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【００１０】
（実施例１）図１は本発明に係る実施例１のインクジェ
ットヘッドの発熱部近傍を示す摸式図である。図１にお
いて、２はインクを吐出するために利用される熱エネル
ギーを発生するための発熱抵抗層であり、３は発熱抵抗
層２に電気的に接続し通電するための電極を構成する配
線導体であり、発熱抵抗層２上に設けられている。ま
た、発熱抵抗層２の上に配線導体３が設けられていない
部分９は発熱部であり、この部分で前記熱エネルギーが
発生される。
ットヘッドの発熱部近傍を示す摸式図である。図１にお
いて、２はインクを吐出するために利用される熱エネル
ギーを発生するための発熱抵抗層であり、３は発熱抵抗
層２に電気的に接続し通電するための電極を構成する配
線導体であり、発熱抵抗層２上に設けられている。ま
た、発熱抵抗層２の上に配線導体３が設けられていない
部分９は発熱部であり、この部分で前記熱エネルギーが
発生される。
【００１１】４は発熱抵抗層２と配線導体３との間に設
けられる薄膜中間層であり、本実施例ではＳｉ3 Ｎ4 が
用いられている。ここで重要なのは薄膜中間層４の発熱
部９上の部分が絶縁物となっていることである。薄膜中
間層４は発熱部９を被覆するとともに発熱抵抗層２、配
線導体３のいずれにも接触しているため、薄膜中間層４
の発熱部９上の部分が導体になっていると薄膜中間層４
に電流が流れてしまい発熱部が機能しなくなってしまう
ためである。薄膜中間層４はそれ自体が絶縁物であって
も良いし、金属等を用いて発熱部上の部分だけ絶縁化処
理を程したものであっても良い。ただし、薄膜中間層４
に絶縁物を用いた場合には発熱抵抗層２と配線導体３と
を電気的に接続するためのスルーホール５が必要とな
る。
けられる薄膜中間層であり、本実施例ではＳｉ3 Ｎ4 が
用いられている。ここで重要なのは薄膜中間層４の発熱
部９上の部分が絶縁物となっていることである。薄膜中
間層４は発熱部９を被覆するとともに発熱抵抗層２、配
線導体３のいずれにも接触しているため、薄膜中間層４
の発熱部９上の部分が導体になっていると薄膜中間層４
に電流が流れてしまい発熱部が機能しなくなってしまう
ためである。薄膜中間層４はそれ自体が絶縁物であって
も良いし、金属等を用いて発熱部上の部分だけ絶縁化処
理を程したものであっても良い。ただし、薄膜中間層４
に絶縁物を用いた場合には発熱抵抗層２と配線導体３と
を電気的に接続するためのスルーホール５が必要とな
る。
【００１２】ここで薄膜中間層４に用いられる材料とし
ては、絶縁物、金属のうち耐キャビテーション性を有す
るものであればいずれも使用することが可能である。こ
のような材料としては、絶縁物としてはＳｉ3 Ｎ4 、Ｓ
ｉＣ、金属としては、Ｔａ、Ｆｅといった材料を挙げる
ことができる。薄膜中間層４は、発熱抵抗層２上に設け
られるため段差がほとんどない状態で形成される。した
がって、層厚が薄くとも膜質が良好な層を形成すること
ができるものである。ここで、薄膜中間層４の層厚とし
ては、被覆性能及び薄膜化の効果を考慮すると２００〜
７００ｎｍの層厚が好ましい。
ては、絶縁物、金属のうち耐キャビテーション性を有す
るものであればいずれも使用することが可能である。こ
のような材料としては、絶縁物としてはＳｉ3 Ｎ4 、Ｓ
ｉＣ、金属としては、Ｔａ、Ｆｅといった材料を挙げる
ことができる。薄膜中間層４は、発熱抵抗層２上に設け
られるため段差がほとんどない状態で形成される。した
がって、層厚が薄くとも膜質が良好な層を形成すること
ができるものである。ここで、薄膜中間層４の層厚とし
ては、被覆性能及び薄膜化の効果を考慮すると２００〜
７００ｎｍの層厚が好ましい。
【００１３】そして、薄膜中間層４に金属を用いた場合
において、発熱部９上の部分の絶縁化処理の方法として
は、酸素または窒素雰囲気中における熱処理が好ましい
方法として挙げられる。すなわち、特に電極３にＡｌを
用いた場合には、上記熱処理によってＡｌがＡｌ2 Ｏ3
もしくはＡＬＮが形成されることによって酸化層の成長
が防止され、１００ｎｍ程度で窒化もしくは酸化が停止
する。一方、薄膜中間層４の発熱部９上の部分はすべて
窒化もしくは酸化される。したがって、酸素または窒素
雰囲気中における熱処理によって絶縁化処理を行うこと
により、熱処理の時間制御を行わなくとも電極部分でほ
ぼ一定の導体となる部分の層厚を確保することができ
る。もちろん、本発明において絶縁化処理の時間制御を
行うことにより陽極酸化や他の方法でも絶縁化すること
は可能である。
において、発熱部９上の部分の絶縁化処理の方法として
は、酸素または窒素雰囲気中における熱処理が好ましい
方法として挙げられる。すなわち、特に電極３にＡｌを
用いた場合には、上記熱処理によってＡｌがＡｌ2 Ｏ3
もしくはＡＬＮが形成されることによって酸化層の成長
が防止され、１００ｎｍ程度で窒化もしくは酸化が停止
する。一方、薄膜中間層４の発熱部９上の部分はすべて
窒化もしくは酸化される。したがって、酸素または窒素
雰囲気中における熱処理によって絶縁化処理を行うこと
により、熱処理の時間制御を行わなくとも電極部分でほ
ぼ一定の導体となる部分の層厚を確保することができ
る。もちろん、本発明において絶縁化処理の時間制御を
行うことにより陽極酸化や他の方法でも絶縁化すること
は可能である。
【００１４】薄膜中間層４として絶縁物が用いられた場
合には配線導体３上に保護層６が設けられる。この保護
層６は、例えば、有機樹脂を塗布することにより形成す
ることができる。このとき、保護層６は発熱部９上を除
いて設けられるが、配線導体３と発熱部９の境界部に前
記樹脂がかかるようにしても境界部付近の温度は発熱部
中央より低いため問題にならないので、配線導体３の確
実な保護のため発熱部９の配線導体３の極近い部分（境
界部）に有機樹脂をかぶせるほうが信頼性の点から好ま
しいものである。また、薄膜中間層４に金属を用いたと
きのように配線導体のみ絶縁化処理を施すことも可能で
ある。
合には配線導体３上に保護層６が設けられる。この保護
層６は、例えば、有機樹脂を塗布することにより形成す
ることができる。このとき、保護層６は発熱部９上を除
いて設けられるが、配線導体３と発熱部９の境界部に前
記樹脂がかかるようにしても境界部付近の温度は発熱部
中央より低いため問題にならないので、配線導体３の確
実な保護のため発熱部９の配線導体３の極近い部分（境
界部）に有機樹脂をかぶせるほうが信頼性の点から好ま
しいものである。また、薄膜中間層４に金属を用いたと
きのように配線導体のみ絶縁化処理を施すことも可能で
ある。
【００１５】次に実施例１によるインクジェットヘッド
の作製方法を説明する。蓄熱層となる熱酸化膜を備える
Ｓｉ基板１上にＴａ／Ｉｒをスパッタ法により１００ｎ
ｍの厚みに成膜し、図１のように所望のパターンにエッ
チングし発熱抵抗層２を形成した。その後、薄膜中間層
４としてＳｉ3 Ｎ4 をスパッタ法により発熱抵抗層上に
３００ｎｍの厚みに成膜し、電極となる配線導体３と発
熱抵抗層２とを電気的に接続させるためにスルーホール
５をエッチングによって形成した。
の作製方法を説明する。蓄熱層となる熱酸化膜を備える
Ｓｉ基板１上にＴａ／Ｉｒをスパッタ法により１００ｎ
ｍの厚みに成膜し、図１のように所望のパターンにエッ
チングし発熱抵抗層２を形成した。その後、薄膜中間層
４としてＳｉ3 Ｎ4 をスパッタ法により発熱抵抗層上に
３００ｎｍの厚みに成膜し、電極となる配線導体３と発
熱抵抗層２とを電気的に接続させるためにスルーホール
５をエッチングによって形成した。
【００１６】ついで、前記薄膜中間層４上にＡｌをスパ
ッタ法により５００ｎｍの厚みに成膜し、図１のように
所望のパターンにエッチングし配線導体３を形成した。
ついで、配線導体３上に有機樹脂としてフォトニース
（商標名：東レ（株）社製）を１μｍの厚みに塗布した
後、８０〜９０℃で仮硬化を行い所望の形状にパターニ
ングした後、３５０〜４５０℃で本硬化することで保護
層６を形成した。
ッタ法により５００ｎｍの厚みに成膜し、図１のように
所望のパターンにエッチングし配線導体３を形成した。
ついで、配線導体３上に有機樹脂としてフォトニース
（商標名：東レ（株）社製）を１μｍの厚みに塗布した
後、８０〜９０℃で仮硬化を行い所望の形状にパターニ
ングした後、３５０〜４５０℃で本硬化することで保護
層６を形成した。
【００１７】こうしてできたインクジェットヘッド用基
板上にインク流路及びインク室用の凹部を設けた天板を
接合し、本実施例のインクジェットヘッドを得た。本実
施例のインクジェットヘッドを用いて印字したところ、
発熱抵抗層の電蝕等による断線は見受けられず従来と同
様の信頼性を確保するとともに、発熱部上の焦げを低減
することができた。
板上にインク流路及びインク室用の凹部を設けた天板を
接合し、本実施例のインクジェットヘッドを得た。本実
施例のインクジェットヘッドを用いて印字したところ、
発熱抵抗層の電蝕等による断線は見受けられず従来と同
様の信頼性を確保するとともに、発熱部上の焦げを低減
することができた。
【００１８】（実施例２）実施例１では電極となる配線
導体３の下にも発熱抵抗層２を設けていたが、本実施例
においては発熱部となる部分のみ発熱抵抗層を設けたも
のである。図２は本実施例に係るインクジェットヘッド
用基板の摸式図であり、発熱抵抗層のパターンを図２の
ように変えた以外は実施例１と同様にしてインクジェッ
トヘッドを作製した。また、薄膜中間層は図２Ｂのよう
に発熱部上だけ設けられるようにしても良く、この場合
にはスルーホールを形成する必要がなくなる。本実施例
のインクジェットヘッドを用いて印字したところ、発熱
抵抗層の電蝕等による断線は見受けられず従来と同様の
信頼性を確保するとともに、発熱部上の焦げを低減する
ことができた。 （実施例３）薄膜中間層４を絶縁物と金属の２層構成と
した本実施例３によるインクジェットヘッドの作製方法
を説明する。図３は本実施例に係るインクジェットヘッ
ド用基板の摸式図である。蓄熱層となる熱酸化膜を備え
るＳｉ基板１上にＨｆＢ2 をスパッタ法により１００ｎ
ｍの厚みに成膜し、図のように所望のパターンにエッチ
ングし発熱抵抗層２を形成した。その後、第１の薄膜中
間層４ａとしてＳｉ3 Ｎ4 をスパッタ法により発熱抵抗
層２上に３００ｎｍの厚みに成膜し、電極となる配線導
体３と発熱抵抗層２とを電気的に接続させるためのスル
ーホール５をエッチングによって形成した。その後、Ｔ
ａをスパッタ法によりＳｉ3 Ｎ4 層４ａ上に２００ｎｍ
の厚みに成膜し、発熱部となる部分の配線導体３との境
界付近及び発熱抵抗層２のパターン間をエッチングし第
２の薄膜中間層４ｂを形成した。ついで、前記第２の薄
膜中間層４ｂ上にＡｌをスパッタ法により５００ｎｍの
厚みに成膜し、図のように所望のパターンにエッチング
し配線導体３を形成した。ついで、配線導体３上に有機
樹脂の保護層６を１μｍの厚みに塗布した後、発熱部上
の有機樹脂を除去した。
導体３の下にも発熱抵抗層２を設けていたが、本実施例
においては発熱部となる部分のみ発熱抵抗層を設けたも
のである。図２は本実施例に係るインクジェットヘッド
用基板の摸式図であり、発熱抵抗層のパターンを図２の
ように変えた以外は実施例１と同様にしてインクジェッ
トヘッドを作製した。また、薄膜中間層は図２Ｂのよう
に発熱部上だけ設けられるようにしても良く、この場合
にはスルーホールを形成する必要がなくなる。本実施例
のインクジェットヘッドを用いて印字したところ、発熱
抵抗層の電蝕等による断線は見受けられず従来と同様の
信頼性を確保するとともに、発熱部上の焦げを低減する
ことができた。 （実施例３）薄膜中間層４を絶縁物と金属の２層構成と
した本実施例３によるインクジェットヘッドの作製方法
を説明する。図３は本実施例に係るインクジェットヘッ
ド用基板の摸式図である。蓄熱層となる熱酸化膜を備え
るＳｉ基板１上にＨｆＢ2 をスパッタ法により１００ｎ
ｍの厚みに成膜し、図のように所望のパターンにエッチ
ングし発熱抵抗層２を形成した。その後、第１の薄膜中
間層４ａとしてＳｉ3 Ｎ4 をスパッタ法により発熱抵抗
層２上に３００ｎｍの厚みに成膜し、電極となる配線導
体３と発熱抵抗層２とを電気的に接続させるためのスル
ーホール５をエッチングによって形成した。その後、Ｔ
ａをスパッタ法によりＳｉ3 Ｎ4 層４ａ上に２００ｎｍ
の厚みに成膜し、発熱部となる部分の配線導体３との境
界付近及び発熱抵抗層２のパターン間をエッチングし第
２の薄膜中間層４ｂを形成した。ついで、前記第２の薄
膜中間層４ｂ上にＡｌをスパッタ法により５００ｎｍの
厚みに成膜し、図のように所望のパターンにエッチング
し配線導体３を形成した。ついで、配線導体３上に有機
樹脂の保護層６を１μｍの厚みに塗布した後、発熱部上
の有機樹脂を除去した。
【００１９】こうしてできたインクジェットヘッド用基
板上にインク流路及びインク室用の凹部を設けた天板を
接合し、本実施例のインクジェットヘッドを得た。本実
施例のインクジェットヘッドを用いて印字したところ、
発熱抵抗層の電蝕等による断線は見受けられず従来と同
様の信頼性を確保するとともに、発熱部上の焦げを低減
することができた。
板上にインク流路及びインク室用の凹部を設けた天板を
接合し、本実施例のインクジェットヘッドを得た。本実
施例のインクジェットヘッドを用いて印字したところ、
発熱抵抗層の電蝕等による断線は見受けられず従来と同
様の信頼性を確保するとともに、発熱部上の焦げを低減
することができた。
【００２０】（実施例４）次に薄膜中間層に金属を用い
た実施例４によるインクジェットヘッドの作製方法を説
明する。図４は本実施例に係るインクジェットヘッド用
基板の摸式図である。
た実施例４によるインクジェットヘッドの作製方法を説
明する。図４は本実施例に係るインクジェットヘッド用
基板の摸式図である。
【００２１】図５は本実施例に係るインクジェットヘッ
ド用基板の説明図である。
ド用基板の説明図である。
【００２２】蓄熱層となる熱酸化膜を備えるＳｉ基板１
上にＴａ／Ｉ をスパッタ法により１００ｎｍの厚みに
成膜し、所望のパターンにエッチングし発熱抵抗層２を
形成した（図５Ａ）。その後、Ｔａをスパッタ法により
発熱抵抗層２上に２００ｎｍの厚みに成膜し薄膜中間層
４を形成した。ついで、前記薄膜中間層４上にＡｌをス
パッタ法により５００ｎｍの厚みに成膜し、所望のパタ
ーンにエッチングし配線導体３を形成した（図５Ｂ）。
ついで、５００℃の空気中で１０〜３０時間基板を放置
した。これにより、発熱部９上と配線導体３のパターン
間のＴａ膜とＡｌ膜表面は酸化され酸化膜が形成された
（図５Ｃ）。
上にＴａ／Ｉ をスパッタ法により１００ｎｍの厚みに
成膜し、所望のパターンにエッチングし発熱抵抗層２を
形成した（図５Ａ）。その後、Ｔａをスパッタ法により
発熱抵抗層２上に２００ｎｍの厚みに成膜し薄膜中間層
４を形成した。ついで、前記薄膜中間層４上にＡｌをス
パッタ法により５００ｎｍの厚みに成膜し、所望のパタ
ーンにエッチングし配線導体３を形成した（図５Ｂ）。
ついで、５００℃の空気中で１０〜３０時間基板を放置
した。これにより、発熱部９上と配線導体３のパターン
間のＴａ膜とＡｌ膜表面は酸化され酸化膜が形成された
（図５Ｃ）。
【００２３】ここで、薄膜中間層４であるＴａはすべて
Ｔａ2 Ｏ5 になるが、配線導体３であるＡｌはＡｌ2 Ｏ
3 が形成されることによって酸化層の成長が防止される
ため、１００ｎｍ程度で酸化が停止する。このようにす
ると、発熱部９上と配線導体３パターン間のＴａが酸化
されるためインク中に漬けても発熱抵抗層２のＴａ／Ｉ
ｒが溶けだすことはない。こうしてできたインクジェッ
トヘッド用基板上にインク流路及びインク室用の凹部を
設けた天板を接合し、本実施例のインクジェットヘッド
を得た。本実施例のインクジェットヘッドを用いて印字
したところ、発熱抵抗層の電蝕等による断線は見受けら
れず従来と同様の信頼性を確保するとともに、発熱部上
の焦げを低減することができた。 （実施例５）発熱抵抗層及び薄膜中間層をそれぞれＴａ
／ＩｒからＨｆＢ2 、ＴａからＦｅに換え、絶縁化処理
を窒素雰囲気中で行った以外は実施例４と同様にしてイ
ンクジェットヘッドを作製した。本実施例のインクジェ
ットヘッドを用いて印字したところ、発熱抵抗層の電蝕
等による断線は見受けられず従来と同様の信頼性を確保
するとともに、発熱部上の焦げを低減することができ
た。
Ｔａ2 Ｏ5 になるが、配線導体３であるＡｌはＡｌ2 Ｏ
3 が形成されることによって酸化層の成長が防止される
ため、１００ｎｍ程度で酸化が停止する。このようにす
ると、発熱部９上と配線導体３パターン間のＴａが酸化
されるためインク中に漬けても発熱抵抗層２のＴａ／Ｉ
ｒが溶けだすことはない。こうしてできたインクジェッ
トヘッド用基板上にインク流路及びインク室用の凹部を
設けた天板を接合し、本実施例のインクジェットヘッド
を得た。本実施例のインクジェットヘッドを用いて印字
したところ、発熱抵抗層の電蝕等による断線は見受けら
れず従来と同様の信頼性を確保するとともに、発熱部上
の焦げを低減することができた。 （実施例５）発熱抵抗層及び薄膜中間層をそれぞれＴａ
／ＩｒからＨｆＢ2 、ＴａからＦｅに換え、絶縁化処理
を窒素雰囲気中で行った以外は実施例４と同様にしてイ
ンクジェットヘッドを作製した。本実施例のインクジェ
ットヘッドを用いて印字したところ、発熱抵抗層の電蝕
等による断線は見受けられず従来と同様の信頼性を確保
するとともに、発熱部上の焦げを低減することができ
た。
【００２４】以下に本発明のインクジェットヘッドを搭
載可能なインクジェットヘッドの実施態様例を示す。図
６は本発明により得られたインクジェットヘッドをイン
クジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として装着し
たインクジェット装置（ＩＪＡ）の一例を示す外観斜視
図である。
載可能なインクジェットヘッドの実施態様例を示す。図
６は本発明により得られたインクジェットヘッドをイン
クジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として装着し
たインクジェット装置（ＩＪＡ）の一例を示す外観斜視
図である。
【００２５】図において、２０はプラテン２４上に送紙
されてきた被プリント媒体であるプリント紙のプリント
面に対向してインク吐出を行なうノズル群を備えた複数
のインクジェットヘッドカートリッジである。１６はＩ
ＪＣ２０を保持するキャリッジであり、駆動モータ１７
の駆動力を伝達する駆動ベルト１８の一部と連結し、互
いに平行に配設された２本のガイドシャフト１９Ａ及び
１９Ｂと摺動可能とすることにより、ＩＪＣ２０のプリ
ント紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。２６はヘ
ッド回復装置であり、ＩＪＣ２０の移動経路の一端、例
えばホームポジションと対向する位置に配設される。伝
動機構２３を介したモータ２２の駆動力によって、ＩＪ
Ｃ２０のキャッピングを行なう。また、プリント終了時
等にキャッピングを施すことによりＩＪＣが保護され
る。
されてきた被プリント媒体であるプリント紙のプリント
面に対向してインク吐出を行なうノズル群を備えた複数
のインクジェットヘッドカートリッジである。１６はＩ
ＪＣ２０を保持するキャリッジであり、駆動モータ１７
の駆動力を伝達する駆動ベルト１８の一部と連結し、互
いに平行に配設された２本のガイドシャフト１９Ａ及び
１９Ｂと摺動可能とすることにより、ＩＪＣ２０のプリ
ント紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。２６はヘ
ッド回復装置であり、ＩＪＣ２０の移動経路の一端、例
えばホームポジションと対向する位置に配設される。伝
動機構２３を介したモータ２２の駆動力によって、ＩＪ
Ｃ２０のキャッピングを行なう。また、プリント終了時
等にキャッピングを施すことによりＩＪＣが保護され
る。
【００２６】３０はヘッド回復装置２６の側面に配設さ
れ、シリコンゴムで形成されるワイピング部材としての
ブレードである。ブレード３０はブレード保持部材３０
Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置２６
と同様、モータ２２および伝動機構２３によって動作
し、ＩＪＣ２０の吐出面との係合が可能となる。これに
より、ＩＪＣ２０のプリント動作における適切なタイミ
ングで、あるいはヘッド回復装置２６を用いた吐出回復
処理後に、ブレード３０をＩＪＣ２０の移動経路中に突
出させ、ＩＪＣ２０の移動動作に伴なってＩＪＣ２０の
吐出面における結露、濡れあるいは塵埃等をふきとるも
のである。
れ、シリコンゴムで形成されるワイピング部材としての
ブレードである。ブレード３０はブレード保持部材３０
Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置２６
と同様、モータ２２および伝動機構２３によって動作
し、ＩＪＣ２０の吐出面との係合が可能となる。これに
より、ＩＪＣ２０のプリント動作における適切なタイミ
ングで、あるいはヘッド回復装置２６を用いた吐出回復
処理後に、ブレード３０をＩＪＣ２０の移動経路中に突
出させ、ＩＪＣ２０の移動動作に伴なってＩＪＣ２０の
吐出面における結露、濡れあるいは塵埃等をふきとるも
のである。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、薄い層厚でも確実に電気熱変
換体を被覆することのできる保護層が形成でき、また、
発熱抵抗層と電極との間に薄膜中間層を設け、発熱部上
のこの薄膜中間層が絶縁物となっている構成を採ること
により、発熱抵抗層の長寿命化、焦げ発生の抑制を達成
すること可能となり、薄膜中間層が設けられる部分の段
差が少ないため比較的薄い層厚でも良好な膜質が得ら
れ、優れた保護性能を発揮することができる。
換体を被覆することのできる保護層が形成でき、また、
発熱抵抗層と電極との間に薄膜中間層を設け、発熱部上
のこの薄膜中間層が絶縁物となっている構成を採ること
により、発熱抵抗層の長寿命化、焦げ発生の抑制を達成
すること可能となり、薄膜中間層が設けられる部分の段
差が少ないため比較的薄い層厚でも良好な膜質が得ら
れ、優れた保護性能を発揮することができる。
【図１】本発明に係る実施例１のインクジェットヘッド
の発熱部近傍を示す摸式図である。
の発熱部近傍を示す摸式図である。
【図２】実施例２に係るインクジェットヘッド用基板の
摸式図である。
摸式図である。
【図３】実施例３に係るインクジェットヘッド用基板の
摸式図である。
摸式図である。
【図４】実施例４に係るインクジェットヘッド用基板の
摸式図である。
摸式図である。
【図５】実施例４に係るインクジェットヘッド用基板の
説明図である。
説明図である。
【図６】本発明により得られたインクジェットヘッドを
インクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として装
着したインクジェット装置（ＩＪＡ）の一例を示す外観
斜視図である。
インクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として装
着したインクジェット装置（ＩＪＡ）の一例を示す外観
斜視図である。
【図７】インクジェットヘッドの一般的な構成を示す摸
式図である。
式図である。
【符号の説明】
１： 基板
２：発熱抵抗層
３：電極を構成する配線導体
４：薄膜中間層
５：スルーホール
６：保護層
７：配線保護膜
８：配線保護膜
９：発熱部
１０：インク室
１１：天板
１２：インク供給口
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/05
B41J 2/16
Claims (19)
- 【請求項１】液体の吐出に利用される熱エネルギーを発
生するための発熱抵抗層と、 該発熱抵抗層上で発熱抵抗層に電気的に接続する一対の
電極と、 前記発熱抵抗層の該一対の電極に挟まれた部分に設けら
れた発熱部と、 を備え、前記電極より前記発熱抵抗層に通電することに
より前記発熱部から熱エネルギーを発生するインクジェ
ットヘッド用基板において、 前記インクジェットヘッド用基板は、前記発熱抵抗層と
前記電極との間に、段差を生じないように成膜された前
記発熱部を被覆する薄膜中間層を有しており、該薄膜中
間層は少なくとも前記発熱部上で絶縁物となっているこ
とを特徴とするインクジェットヘッド用基板。 - 【請求項２】前記薄膜中間層は絶縁物で形成さており、
前記電極は前記薄膜中間層に設けられたスルーホールに
より前記発熱抵抗層と電気的に接続する請求頂１に記載
のインクジェットヘッド用基板。 - 【請求項３】前記薄膜中間層が、Ｓｉ３Ｎ４で形成され
ている請求項２に記載のインクジェットヘッド用基板。 - 【請求項４】前記電極表面が、絶縁化されている請求項
１に記載のインクジェットヘッド用基板。 - 【請求項５】前記発熱部を除いて前記電極上に保護層が
設けられている請求頂１に記載のインクジェットヘッド
用基板。 - 【請求項６】前記薄膜中間層は金属で形成されており、
前記発熱部上の前記薄膜中間層が絶縁化されている請求
項１に記載のインクジェットヘッド用基板。 - 【請求項７】前記絶縁物は、前記金属の酸化物または窒
化物である請求項６に記載のインクジェットヘッド用基
板。 - 【請求項８】前記金属は、ＴａまたはＦｅで形成されて
いる請求項６に記載のインクジェットヘッド用基板。 - 【請求項９】前記電極表面が、絶縁化されていることを
特徴とする請求頂６に記載のインクジェットヘッド用基
板。 - 【請求項１０】液体の吐出に利用される熱エネルギーを
発生するための発熱抵抗層と、該発熱抵抗層上で発熱抵
抗層に電気的に接続する一対の電極と、前記発熱抵抗層
の該一対の電極に挟まれた部分に設けられた発熱部とを
備え、 前記電極より前記発熱抵抗層に通電することにより前記
発熱部から熱エネルギーを発生するインクジェットヘッ
ド用基板と、 前記液体を吐出するための吐出口と、 該吐出口に連通するインク流路と、 該インク流路にインクを供給するインク室と、 を有するインクジェットヘッドにおいて、 前記インクジェットヘッド用基板は、前記発熱抵抗層と
前記電極との間に、段差を生じないように成膜された前
記発熱部を被覆する薄膜中間層を有しており、該薄膜中
間層は少なくとも前記発熱部上で絶縁物となっているこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項１１】前記薄膜中間層は絶縁物で形成されてお
り、前記電極は前記薄膜中間層に設けられたスルーホー
ルにより前記発熱抵抗層と電気的に接続する請求頂１０
に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項１２】前記薄膜中間層が、Ｓｉ３Ｎ４で形成さ
れている請求項１１に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項１３】前記電極表面が、絶縁化されている請求
頂１０に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項１４】前記発熱部を除いて前記電極上に保護層
が設けられている請求頂１０に記載のインクジェットヘ
ッド。 - 【請求項１５】前記薄膜中間層は金属で形成されてお
り、前記発熱部上の前記薄膜中間層が絶縁化されている
請求頂１０に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項１６】前記絶縁物は、前記金属の酸化物または
窒化物である請求頂１５に記載のインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項１７】前記金属は、ＴａまたはＦｅで形成され
ている請求項１５に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項１８】前記電極表面が、絶縁化されている請求
項１５に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項１９】液体の吐出に利用される熱エネルギーを
発生するための発熱抵抗層と、該発熱抵抗層上で発熱抵
抗層に電気的に接続する一対の電極と、前記発熱抵抗層
の該一対の電極に挟まれた部分に設けられた発熱部と、
を備え、前記電極より前記発熱抵抗層に通電することに
より前記発熱部から熱エネルギーを発生するインクジェ
ットヘッド用基板と、 前記液体を吐出するための吐出口と、 該吐出口に連通するインク流路と、 該インク流路にインクを供給するインク室と、 を有するインクジェットヘッド、及び前記液体が吐出さ
れる被プリント材を搬送するための搬送手段を有するイ
ンクジェット装置において、 前記インクジェットヘッド用基板は、前記発熱抵抗層と
前記電極との間に、段差を生じないように成膜された前
記発熱部を被覆する薄膜中間層を有しており、該薄膜中
間層は少なくとも前記発熱部上で絶縁物となっているこ
とを特徴とするインクジェット装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7116896A JP3454490B2 (ja) | 1995-03-03 | 1996-03-01 | インクジェットヘッド、インクジェットヘッド用基板及びインクジェット装置 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-70866 | 1995-03-03 | ||
| JP7086695 | 1995-03-03 | ||
| JP7239195 | 1995-03-06 | ||
| JP7-72391 | 1995-03-06 | ||
| JP7116896A JP3454490B2 (ja) | 1995-03-03 | 1996-03-01 | インクジェットヘッド、インクジェットヘッド用基板及びインクジェット装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08300662A JPH08300662A (ja) | 1996-11-19 |
| JP3454490B2 true JP3454490B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=27300461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7116896A Expired - Fee Related JP3454490B2 (ja) | 1995-03-03 | 1996-03-01 | インクジェットヘッド、インクジェットヘッド用基板及びインクジェット装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3454490B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101011933B1 (ko) | 2001-03-13 | 2011-02-08 | 소니 주식회사 | 전해질 수용액 흡수체 |
| JP3503611B2 (ja) | 2001-04-13 | 2004-03-08 | ソニー株式会社 | プリンタヘッド、プリンタ及びプリンタヘッドの製造方法 |
-
1996
- 1996-03-01 JP JP7116896A patent/JP3454490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08300662A (ja) | 1996-11-19 |
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