JPH01110157A - インクジェットヘッド基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインクジェットプリンタに使用されるインクジ
ェットヘッド、特に高速駆動に耐えられるよう蓄熱性を
抑えたインクジェットヘッド基板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般的に、インクジエ・ノドへ・ノドは第３図〜第４図
に示される構造となっている。即ち、第３図は従来のイ
ンクジェットヘッドの要部子図面、第４図は第３図中の
Ｔ−１線に沿った断面図であり、図中１はガラスによっ
て成形された基板である。

この基板１上には第４図に示されるように五酸化タンタ
ル等による蓄熱層２がスパッタリング等によって形成さ
れ、その蓄熱層２上にチッ化タンタル等の発熱抵抗体層
３が積層形成されている。又、この発熱抵抗体層３上に
は、アルミニウム等で成形された共通電極４ａ、選択電
極４ｂによる導体層４が形成されており、この導体層４
で囲まれて露出状態とされた発熱抵抗体層３が発熱部５
となる。又、導体層４及び発熱部５にはシリコンチッ化
物等からなる保護層６が積層されている。

一方、図中７はノズル板でこのノズル板７の前記発熱層
５と対応する位置にはインクを吐出させるためのノズル
孔（オリフィス）８が形成されている。又、ノズル板７
の下面には一体的もしくは別体として、インクの擾乱を
防止するために、相互に隣接する発熱部５の間に位置す
る隔壁９・９・・・が形成され、この隔壁９・９・・・
の高さ寸法によっって基板３側とノズル板７は一定の間
隔（インク充填部分）を構成し、接着剤１０を介して接
合される。又、ノズル板７にはインクを安定供給するた
めに」二方へ膨出させたインク室１１が形成されている
。

かかる構造をしたインクジェットヘッドの動作を説明す
ると、基板１に穿設される貫通孔（図示せず）を介して
インク溜めから基板１とノズル板７間へ送り込まれたイ
ンクは毛細管現象によってその間隔内へ侵漬し、ノズル
孔Ｂ内まで満たされた状態となる。この状態で導体層４
ヘトライブ回路からの電気記録信号が印加されると、そ
の信号は発熱部５において熱エネルギーに変わり、その
発熱部５と接しているインクに気泡を発生させ、インク
の体積や圧力変動等によってインクをノズル孔８から飛
ばし、記録紙上へ印字することになる。

しかし、この上記した従来のインクジェットヘッドによ
ると、基板１をガラスで成形しているために、高速駆動
の際にその基板１に熱がたまりすぎてしまい、破壊が生
じる虞れがあること、又、ノズル板７にインク室１１を
加工形成する必要があり、工程が煩雑となってしまう等
の点から、第５図〜第６図に示されるようなインクジェ
ットヘッド基板が考察される。第５図は改良された基板
の平面図、第６図は第５図中の■−■線に沿った概略断
面図で、この場合の基板１ａにはガラスよりも熱伝導率
の良いアルミナを使用している。又、このアルミナの使
用によって、発熱部に必要な熱量を確保するためにガラ
スでその基板ｌａ上に印刷技術及び焼成によって部分的
なグレーズ１２を形成している。そして、このグレーズ
１２上に発熱部５を形成することとしている。尚、この
グレーズ１２を構成したことで、隔壁９に、このグレー
ズ１２の高さを加えた寸法で基板ｌａ側とノズル板７と
の間隔が得られ、特にノズル板７にインク室１１を形成
する必要もなくなっている。

［発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、第５図〜第６図に示すインクジェットヘ
ッド基板にあっても基板はアルミナで成形しているが、
その上面に印刷及び焼成によってガラスのグレーズを形
成することとし、そのグレーズの高さは約４５μｍ程度
となっている。そのために、せいぜい２・５ＫＨ２程度
までしか対応できず、それ以上の高周波数となるグレー
ズに熱がたまりすぎて駆動は無理となってしまう。

そこで、本発明は係る問題点に着目してなされたもので
、かかる問題点を解消して、駆動周波数をアップしてさ
らに高速の駆動にも対応することができるよう蓄熱を抑
えることができるインクジェットへノド基板の製造方法
を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段〕 この目的を達成するために、本発明に係るインクジェッ
トヘッド基板の製造方法は、シリコンで成形された基板
表面にエツチングで突部を形成した後、その突部を形成
されたシリコン基板の表面を熱処理して二酸化硅素膜を
形成し、その二酸化硅素膜上にスパッタリングあるいは
蒸着によって蓄熱層を形成し、その蓄熱層上で、かつ、
前記突部上に発熱部を形成することを特徴としている。

〔作用〕

上記したように、シリコン基板にエツチングで突部を形
成することで、その突部はシリコン基板と一体のものと
なり放熱効果が良くなり、高速駆動の障害となる蓄熱が
おさえらる。又、その突部を形成したシリコン基板表面
に二酸化硅素膜を形成することで基板表面は十分に強化
され、後から形成される蓄熱層と載せるための表面粗度
も得られる。又、シリコンは熱伝導率が良いが、発熱部
に必要な熱量（温度上昇）はその二酸化硅素膜上に形成
される蓄熱層で確保することができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施の一例を第１図乃至第２図を参照し
て詳細に説明する。

第１図は本発明により得られたインクジェットヘッド基
板の縦断面図、第２図は同じくノズル板を接合してイン
クシエンドヘッドを構成した場合の縦断面図である。図
において２０はシリコン、特に結晶方位（１，０，Ｏ）
のシリコン基板であリ、このシリコン基板２０の表面に
は異方性のエツチングによって前記した第５図に示すグ
レーズと同態様に突部２１を一体形成する。この突部２
１を形成したシリコン基板２０は続いて表面に熱処理に
よって二酸化硅素膜２２を形成し、このシリコン基板２
０の表面を強化する。この表面に二酸化硅素膜２２を形
成した突部２１を一体的に形成したシリコン基板２０の
表面にはスッパタリングまたは蒸着によって二酸化硅素
、チッ化硅素、五酸化タンタル等を堆積させて蓄熱層２
３を形成する。この蓄熱層２３上には従来と同様に発熱
抵抗体層２４を積層させ、その発熱抵抗体層２４にアル
ミニウム等による導体層２５を形成し、その導体層２５
で囲まれて露出状態とされた発熱抵抗体層２４が発熱部
２６となる。又、この発熱部２６と導体層２５上には保
護層（オーバーコート）２７が積層形成される。

又、第２図として示すように、上記のように構成された
インクジェットヘッド基板にはノズル板２日が端部で接
着剤を介して接合されてインクジェットヘッドとなるが
、このノズル板２８には、前記発熱部２６と対応する位
置にノ宝ズル孔（オリフィス）２８ａが設けられている
。又、２９はノズル板２８の下方に一体もしくは別体と
して形成された隔壁で、この隔壁２９は隣接する発熱部
２６の間に位置されてインクの擾乱を防止するが、この
隔壁２９に突部２１を加えた寸法でシリコン基板２０側
とノズル板２８との間隔（インク充填部分）が形成され
るので、突部２１の存在が従来のインク室１１と同等の
役割りを果たす。

尚、本実施例は基板２０として結晶方位のシリコンを用
い、異方性エツチングで突部２１を形成したが、特に係
る特性を有するシリコンに限られることはなく、通常の
エツチングでも可能なことは勿論である。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によると、熱伝導率のヨイシリ
コンで基板を形成し、その基板にエツチングによって一
体的な突部を形成することとしているので、高周波によ
る高速駆動にも十分耐え得る放熱性が得られる。又、前
記突部を形成したシリコン基板の表面に二酸化硅素膜を
形成することで十分な強度が得られ、又、突部上に形成
される発熱部に必要な熱量（温度上昇）はスパッタリン
グまたは蒸着によって堆積される導膜状の高熱層で確保
される。さらに、突部によって得られる間隔の広がりが
インク室としての役割りを果たすためにノズル板には格
別にインク室を膨出形成する必要性がなく、フラットな
板状のもので済む。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によって得られるインクジェットヘッド
基板の要部縦断面図、第２図は同ノズル板を接合してイ
ンクジェットヘッドとした状態の要部縦断面図、第３図
は一般的なインクジェットヘッドの要部平面図、第４図
は同第３図中のＩ−■線に沿った断面図、第５図は改良
したインクジェット蟲４ツド基板の平面図、第６図は同
第５図中のＩＩ　−ＩＩ線に沿った概略断面図である。 ２０・・・シリコン基板　　２１・・・突部２２・・・
二酸化硅素膜　　２３・・・蓄熱層２４・・・発熱抵抗
体層　　２５・・・導体層２６・・・発熱部　　　　　
２７・・・保護層２８・・・ノズル板　　　２８ａ・・
・ノズル孔２９・・・隔壁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シリコンで成形され基板表面にエッチングで突部を形
   成した後、その突部が形成されたシリコン基板の表面を
   熱処理して二酸化硅素膜を形成し、その二酸化硅素膜上
   にスッパタリングあるいは蒸着によって蓄熱層を形成し
   、その蓄熱層上で、かつ前記突部上に発熱部を形成する
   ことを特徴とするインクジェットヘッド基板の製造方法
   。