JP4208794B2 - インクジェットヘッド用基板、該基板の製造方法および前記基板を用いるインクジェットヘッド - Google Patents
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Description
まず、図1および図2に示す構成において、発熱部102を形成する部分においては、電極配線層103’をエッチングにより除去してその部分の発熱抵抗体層を露出させている。ここで、保護絶縁膜108や耐キャビテーション膜110のカバレッジ性を考慮し、ウェットエッチング法を用いて電極配線103’をテーパ形状としている。ウェットエッチングにおけるエッチングは等方的に進むことから、エッチングにより生じる誤差、特に発熱部102の長さ方向における寸法公差は、電極配線層103’の厚みと比例する関係にある。
前記発熱部を形成するための第1間隙を有し、耐腐食性金属で形成された第1電極と、
前記第1間隙より広い第2間隙を有して前記第1電極にオーバラップして配置される第2電極と、
前記第1間隙および前記第2間隙を含め前記第1電極および前記第2電極の上層として前記第1電極および前記第2電極に接して配置される発熱抵抗体層と、
を具え、前記第1電極の厚みが前記第2電極の厚みより小であり、前記発熱抵抗体層は、前記発熱部において前記第1電極と同一面上にあり、前記第1間隙に面する前記第1電極の端部が前記基板の面に対して垂直であり、前記第2間隙に面する前記第2電極の端部がテーパ形状であることを特徴とする。
基体上に、前記発熱部を形成するための第1間隙を有する第1電極を耐腐食性金属で形成する工程と、
前記第1電極の上層として前記第1電極より厚みが大きい第2電極となる層を配置し、該層を、前記第1間隙より広い第2間隙であってかつその端部が前記第1電極上に位置するように除去することで、第2電極を形成する工程と、
前記第1間隙および前記第2間隙を含め前記第1電極および前記第2電極の上層として前記第1電極および前記第2電極に接して発熱抵抗体層を配置する工程と、
を具え、該配置工程では、前記発熱抵抗体層が前記発熱部において前記第1電極と同一面上にあるように配置を行い、前記第1電極を形成する工程では、ドライエッチングにより前記第1電極を形成し、前記第2電極を形成する工程では、ウェットエッチングにより前記第2電極を形成することを特徴とする。
図4は、本発明の第1の実施形態によるインクジェットヘッド用基板の発熱部の模式的断面図であり、図1のII−II線断面に対応している。ここで、図2の各部と同様に機能する部分については対応箇所に同一符号を付してある。
上述のように、熱エネルギを利用してインクを吐出する方式によるインクジェットヘッドでは、記録の高解像化、高画質化、高速化に応えるため、ノズル数を増加し、さらに高精細かつ高密度化していくことが求められている。これに対応して、基体上に配設される発熱部の数も増加し、かつこれらを高精細かつ高密度に形成することが求められている。また、これに伴って、熱効率を上げて消費電力を下げる省力化も求められている。かかる省力化の観点からは、発熱抵抗体に接続される電極配線の抵抗の低減を図ることが強く望ましい。通常、電極配線の低抵抗化は基板上に形成される電極配線の幅を広げることにより行われる。しかしながら、基板上に形成されるエネルギ発生部の数が上述した理由により膨大になってくると、基板の大型化を伴わずには電極配線の幅を広げるだけの十分なスペースを確保できなくなる。
同図(a)の場合、基板(不図示)の端部に配置される端子205Tに近い発熱部102Nに対する配線パターン205NがY方向に延在する配線部分において幅Wを有しているとき、端子205Tから遠い発熱部102Fに対する配線パターン205Fは、図のY方向に延在する配線部分において幅x・W(x>1)を有することになる。端子205Tから各発熱部までの距離すなわち配線の長さは一様ではなく、端子205Tからの距離に応じて抵抗値が変化するからである。このように、同一平面において配線抵抗の低減ないしは均等化を図る構成では、各発熱部に対する上記配線部分の幅(端子から遠い発熱部に対するものほど大となる)の合計値に見合う面積が基板に求められることになるのである。
続いて、上記第1または第2実施形態に係る基板を用いて構成されるインクジェットヘッドについて説明する。
図9はインクジェットヘッドの模式的な斜視図である。
このインクジェットヘッドは、所定のピッチで発熱部102が形成された発熱部列を2列、並列させてなる基板1を有している。ここで、上記製造工程を経て製造された2枚の基板を、発熱部102が配列されている側の縁部を対向配置することで当該並列化が行われるようにしてもよいし、1枚の基体上に予め発熱部が2列並列するように上記製造工程を実施してもよい。
このインクジェットヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、更には各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。そして、このインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。なお、本明細書において、「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
102 発熱部
103 第2電極
104 電極配線層
106 絶縁層
107 発熱抵抗体層
108、110 保護膜
120 Si基体
210 SiC層
410 インクジェットヘッド
Claims (12)
- 通電に応じてインクを吐出するために利用される熱エネルギを発生する発熱部を有するインクジェットヘッド用基板であって、
前記発熱部を形成するための第1間隙を有し、耐腐食性金属で形成された第1電極と、
前記第1間隙より広い第2間隙を有して前記第1電極にオーバラップして配置される第2電極と、
前記第1間隙および前記第2間隙を含め前記第1電極および前記第2電極の上層として前記第1電極および前記第2電極に接して配置される発熱抵抗体層と、
を具え、前記第1電極の厚みが前記第2電極の厚みより小であり、前記発熱抵抗体層は、前記発熱部において前記第1電極と同一面上にあり、前記第1間隙に面する前記第1電極の端部が前記基板の面に対して垂直であり、前記第2間隙に面する前記第2電極の端部がテーパ形状であることを特徴とするインクジェットヘッド用基板。 - 前記耐腐食性金属はTa、Pt、またはそれらの少なくとも1つを含む合金からなることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド用基板。
- 前記第1電極の下層としてSiC層が配置されていることを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド用基板。
- 前記耐腐食性金属はTiWであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド用基板。
- 保護層を介して前記第2電極上に配置され、前記第2電極と電気的に接続される電極配線層をさらに具えたことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のインクジェットヘッド用基板。
- 前記第1電極の厚みが100nm以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のインクジェットヘッド用基板。
- 通電に応じてインクを吐出するために利用される熱エネルギを発生する発熱部を有するインクジェットヘッド用基板の製造方法であって、
基体上に、前記発熱部を形成するための第1間隙を有する第1電極を耐腐食性金属で形成する工程と、
前記第1電極の上層として前記第1電極より厚みが大きい第2電極となる層を配置し、該層を、前記第1間隙より広い第2間隙であってかつその端部が前記第1電極上に位置するように除去することで、第2電極を形成する工程と、
前記第1間隙および前記第2間隙を含め前記第1電極および前記第2電極の上層として前記第1電極および前記第2電極に接して発熱抵抗体層を配置する工程と、
を具え、該配置工程では、前記発熱抵抗体層が前記発熱部において前記第1電極と同一面上にあるように配置を行い、前記第1電極を形成する工程では、ドライエッチングにより前記第1電極を形成し、前記第2電極を形成する工程では、ウェットエッチングにより前記第2電極を形成することを特徴とするインクジェットヘッド用基板の製造方法。 - 前記第1電極を形成するに先立ち、前記基体上にSiCでなる層を配置する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項7に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 前記第1電極を形成する工程は、Ta、Pt、またはそれらの少なくとも1つを含む合金で前記第1電極となる層を形成することを特徴とする請求項8に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 前記第1電極を形成する工程は、TiWで前記第1電極となる層を形成することを特徴とする請求項7に記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 保護層を介して前記第2電極上に配置され、前記第2電極と電気的に接続される電極配線層を配置する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項7ないし請求項10のいずれかに記載のインクジェットヘッド用基板の製造方法。
- 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のインクジェットヘッド用基板と、
前記発熱部に対応したインク吐出口と、
を具えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
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