JPH05338175A

JPH05338175A - インクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JPH05338175A
Application number: JP15066692A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Komuro; 博和小室
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】短かいパルスで駆動しても熱抵抗層が長寿命
であるインクジェット記録ヘッドを提供する。【構成】ヒーターボードを、その熱抵抗層が、膜厚方
向に材質が不均一で、少なくとも上部保護層および下部
層に接する部分が、それぞれ上部保護層および下部層の
材質を含有している構造、発熱抵抗層と応力緩和層が交
互に積層されている構造、または発熱抵抗層と上部保護
層および発熱抵抗と下部層との間にそれぞれ密着層が形
成されている構造を含むようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体（インク）をオリフ
ィスから液滴として噴射させるためのインクジェット記
録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】液体をオリフィスかつ液滴として噴射す
るためのインクジェット記録に関しては種々の方法およ
び装置が知られているが、例えば特開昭５４−５１８３
７号に記載されているインクジェット記録法は熱エネル
ギーを液体に作用させ、液滴吐出の原動力を得るという
点において、他のインクジェット記録法とは異なる特徴
を有している。

【０００３】すなわち、上記の公開公報に開示されてい
る記録法は、熱エネルギーの作用を受けた液体が加熱さ
れて気泡を発生し、この気泡発生に基づく作用力により
記録ヘッド部先端のオリフィスから液滴が形成され、こ
の液滴が被記録部材に付着して情報の記録が行われると
いうことを特徴としている。

【０００４】この記録法に適用される記録ヘッドは、一
般に液体を吐出するために設けられたオリフィスと、こ
のオリフィスに連通して液滴を吐出するための熱エネル
ギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部
とする液流路とを有する液吐出部および熱エネルギーを
発生する手段である電気熱変換体としての発熱抵抗層と
それをインクから保護する上部保護層と蓄熱するための
下部層を具備している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この記録法は短い間隔
でインクを発泡させるために、非常に短い間隔で非常に
高い温度で発熱抵抗層を駆動しなければならず、発熱抵
抗層、上部保護層および下部層に非常に高い温度安定性
が要求される。このために、発熱抵抗層はそれ専用に開
発されている。

【０００６】最近、インクジェットの高機能化のため大
きな駆動周波数が要求され、また印字品位の安定性が求
められているのにともなって、吐出速度の安定化が必要
になってきた。すなわち、発泡の安定性が必要となって
きた。発泡の安定性のためには、駆動パルス幅を小さく
すれば良いことが知られている。したがって、この要求
を満たすためには発熱抵抗層を従来よりさらに短いパル
スで駆動しなければならなくなった。

【０００７】発熱抵抗体を短いパルスで駆動すると発熱
抵抗層を従来より高温にしなければならず、発熱抵抗
層、上部保護層および下部層に従来より高い温度安定
性、耐熱ストレス性が要求される。しかし、従来の発熱
抵抗層では、短いパルスで駆動すると早期に断線するこ
とがしばしばあった。パルス幅が短い駆動の故障モード
を解析すると、発熱抵抗層と上部保護層、発熱抵抗層と
下部層の間ではがれが生じてそれが断線の原因となるこ
とがあった。それは、上部保護層、発熱抵抗層および下
部層の熱膨張率の差から熱応力が発生し、熱応力が各層
間の密着性より勝ってはがれが起こって、それにより破
断に至ると考えられる。

【０００８】したがって、本発明の目的は、短いパルス
で駆動しても熱抵抗層が長寿命であるインクジェット記
録ヘッドを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は下記
の手段により達成する。

【００１０】すなわち、第１の発明は、電気熱変換体を
形成する発熱抵抗層がその膜厚方向で材質が不均一であ
ると、少なくとも上部保護層および下部層に接する部分
が、それぞれ上部保護層および下部層の材質を含有して
いることを特徴とする。

【００１１】第２の発明は、電気熱変換体を形成する発
熱抵抗層が膜厚方向で応力緩和層と発熱抵抗層が交互に
複数積層されていることを特徴とする。

【００１２】第３の発明は、電気熱変換体を形成してい
る発熱抵抗層と上部保護層および発熱抵抗層と下部層と
の間にそれぞれ密着層が形成されていることを特徴とす
る。第１の発明においては、ＨｆＢ₂ 、Ｔａ₂ Ｎなどか
らなる発熱抵抗層が上部保護層に接する部分の材質は発
熱抵抗層の材質を少なくとも少量は含有する上部保護層
の材質とし（電極との導通のために必要）、下部層に接
する部分を下部層の材質と実質的に同一または下部層の
材質と発熱抵抗層の材質との混合物とする。そして発達
抵抗層の膜厚方向に上記の材質から中央部の発熱抵抗層
の材質へと段階的または連続的に材質を変化させること
が好ましい。

【００１３】第２の発明においては、ＨｆＢ₂ 、Ｔａ₂
Ｎなどからなる発熱抵抗層と膜厚方向に交互に積層され
る応力緩和層としては、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｔａなどが
用いられ、これらの薄層をサンドイッチ構造とすること
が好ましい。

【００１４】第３の発明においては、具体的にはＨｆＢ
₂ 、Ｔａ₂ Ｎなどからなる発熱抵抗層と上部保護層との
間、および発熱抵抗層と下部層との間にＴｉ、Ｃｒなど
の密着層を入れる。

【００１５】以下に図面を参照して本発明によるインク
ジェット記録ヘッドを説明する。

【００１６】図１は本発明のインクジェット記録ヘッド
のヒーターボードの平面図であり、また図２は図１のＸ
−Ｙ断面図である。

【００１７】図２においてシリコンからなる基板１０１
上に下部層としてＳｉＯ₂ 、Ｓｉ₃Ｎ₄ などの蓄熱層の
１０２が成膜される。蓄熱層がＳｉＯ₂ の場合は基板の
表面の熱酸化により、またＳｉ₃ Ｎ₄ の場合は原料とし
てＳｉＨ₄ およびＮＨ₃ を用いたＣＶＤ法により成膜さ
れる。この上に、スパッタ法などによりＨｆＢ₂ 、Ｔａ
₂ Ｎなどの発熱抵抗層１０３を前記第１の発明〜第３の
発明に従って成膜する。次に、その上に電極層１０４と
して例えばＴｉおよびＡｌを熱着で成膜する。そしてフ
ォトリソ法により、図１に示すような回路パターンを形
成し、熱作用部２０１を形成する。

【００１８】次いで、発熱抵抗層１０３、電極層１０４
を覆って、第１保護層１０５としてＳｉＯ₂ またはＳｉ
₃ Ｎ₃ の膜を形成する。成膜は、例えばＳｉＯ₂ の場合
はバイアススパッタ法により、Ｓｉ₃ Ｎ₄ の場合は、Ｓ
ｉＨ₄ とＮＨ₃ とを用いるプラズマＣＶＤ法により行っ
た。第１保護層の上に第２保護層１０６としてＴａ膜を
スパッタで形成し、フォトリソ法により図１に示すバー
状パターンとする。最後に、第３保護層１０７として第
２保護層の上に感光性ポリイミドを塗布し図１に示すよ
うなパターンとする。

【００１９】図３は第１の発明における熱作用部の詳細
を示すための、図２の部分的拡大図である。図３におい
て、発熱抵抗層１０３の部分につき説明をすると、１０
８は下部層の材質を含む層であり、１０９は上部保護層
の材質を含む層である。層１０８は、下部層１０２に接
する部分を下部層と同一の材質、または下部層と発熱抵
抗層の材質との混合物とし、膜厚方向に遂次下部層の材
質の含量を段階的または連続的に少なくして最終的には
発熱抵抗層それ自体の材質とする。また、１０９は上部
保護層の材質を含む層であり、第１保護層に接する部分
の材質は、電極との導通が必要なので、発熱抵抗層の材
質を少なくとも少量は含むものとする。そして膜厚方向
に遂次第１保護層の材質の含量を段階的または連続的に
少なくくして最終的には発熱抵抗層それ自体の材質とす
る。

【００２０】上記のように、発熱抵抗層の材質を膜厚方
向に変化させるためには、第１保護層または下部層と発
熱抵抗層それ自体のそれぞれの材質のターゲットを用い
てコスパッタ法により成膜する。成膜に当っては時間と
ともに下部層の材質のターゲット電力を減少させて一定
時間０とし、これとは反対に発熱抵抗層の材質のターゲ
ット電力は時間とともに増加させ、次いで時間とともに
減少させ、これとは反対に発熱抵抗層の材質のターゲッ
ト電力を時間とともに増加することにより、発熱抵抗層
の材質が上部保護層および下部層とそれぞれほぼ同じも
のから、中心部の発熱抵抗層それ自体の材質へと膜厚方
向に連続的または段階的に変化する組成をもつようにす
ることができる。

【００２１】上記の発熱抵抗層を用いることにより、記
録ヘッドの発熱抵抗層と上部保護層および下部層のそれ
ぞれとの間の密着性が向上し、これらの層間のはがれが
発生しない。そして短いパルスの駆動において、従来よ
り熱ストレス耐久性が向上し、したがって発泡安定性の
良い駆動が可能になり、発泡安定性が良いから、記録ヘ
ッドの吐出性能が良好となる。

【００２２】図４は第２の発明における熱作用部の詳細
を示すための、図２の部分拡大図である。図４におい
て、発熱抵抗層１０３の複数層の間に応力緩和層１０８
がサンドイッチされて全体として熱抵抗層を形成してい
る。応力緩和層はＡｕ、Ｐｔ、Ｔａなどからなるのが好
ましい。応力緩和層は２〜５層とするのが好ましい。

【００２３】このような構造をもつ発熱抵抗層の形成は
好ましくは次の方法によって行う。すなわち、下部層と
しての蓄熱層１０２の上にＨｆＢ₂ 、Ｔａ₂ Ｎなどから
なる発熱抵抗層１０３とＡｕ、Ｐｔ、Ｔａなどからなる
応力緩和層１１０とを交互に所望の層数になるようにス
パッタ法などにより成膜する。

【００２４】発熱抵抗層と応力緩和層とを交互に複数積
層することにより、短パルス駆動時に発生する熱応力が
応力緩和層で緩和されるから、従来発生した発熱抵抗層
と上部保護層および下部層との間のはがれの発生が見ら
れず、短パルス駆動時の熱ストレス耐久性が従来より向
上する。したがって発泡安定性の良い駆動が可能にな
り、発泡安定性が良いから記録ヘッドの吐出性能が良好
となる。

【００２５】図５は第３の発明における熱作用部の詳細
を示すための、図２の部分拡大図である。図５におい
て、ＨｆＢ₂ 、Ｔａ₂ Ｎなどの発熱抵抗層１０３と下部
層としての蓄熱層１０２および第１保護層１０５との間
に、それぞれ密着層１１１および１１２が設けられる。
密着層としては、たとえば、Ｔｉ、Ｃｒなどの薄層が用
いられる。密着層１１１と１１２とは同一の材質でも、
または異なる材質のいずれでもよい。

【００２６】上記の構造は、下部層としての蓄熱層１０
２の上に密着層１１１としてＴｉ、Ｃｒなどの薄膜を形
成し、その上に発熱抵抗層１０３を形成し、さらにその
上にＴｉ、Ｃｒなどからなる密着層１１２を形成するこ
とにより得られる。

【００２７】上記のような構成を用いることにより、発
熱抵抗層と上部保護層および下部層の間の熱膨張率の相
違による熱応力が発生しても、各密着層が各層を密着す
るので、はがれの発生がなくなり、短パルス駆動におい
て従来よりも熱ストレス耐久性が向上する。したがっ
て、発泡安定性の良い駆動が可能になり、発泡安定性が
良いので記録ヘッドの吐出性能が良好となる。

【００２８】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔液滴を作成し、記録
を行うインクジェット記録方式の記録ヘッド、記録装置
において、優れた効果をもたらすものである。

【００２９】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されており、本発明はこれらの基
本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方
式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれ
にも適用可能である。

【００３０】この記録方式を簡単に説明すると、液体
（インク）が保持されているシートや液路に対応して配
置されている電気熱変換体に、記録情報に対応して液体
（インク）に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じるよ
うな急速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆
動信号を印加することによって、熱エネルギーを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせる。こ
のように液体（インク）から電気熱変換体に付与する駆
動信号に一対一対応した気泡を形成できるため、特にオ
ンデマンド型の記録法には有効である。この気泡の成
長、収縮より吐出孔を介して液体（インク）を吐出させ
て、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパ
ルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわ
れるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が
達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号と
しては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３
４５２６２号明細書に記載されているようなものが適し
ている。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明
の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている
条件を採用すると、さらに優れた記録を行なうことがで
きる。

【００３１】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出孔、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成（直線状液流路または直角液流
路）の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、同第
４４５９６００号明細書に開示されているように、熱作
用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものも本発
明に含まれる。

【００３２】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出孔とする構成を開
示する特開昭５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた
構成においても本発明は有効である。

【００３３】さらに、本発明が有効に利用される記録ヘ
ッドとしては、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅
に対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッドがあ
る。このフルラインヘッドは、上述した明細書に開示さ
れているような記録ヘッドを複数組み合わせることによ
ってフルライン構成にしたものや、一体的に形成された
一個のフルライン記録ヘッドであっても良い。

【００３４】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００３５】また、本発明の記録装置に、記録ヘッドに
対する回復手段や、予備的な補助手段等を付加すること
は、本発明の記録装置を一層安定にすることができるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャピング手段、クリーニング手
段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれ
とは別の加熱素子、あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モー
ドを行なう手段を付加することも安定した記録を行なう
ために有効である。

【００３６】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録
ヘッドを一般的に構成したものか、複数個の組み合わせ
て構成したものかのいずれでもよいが、異なる色の複色
カラーまたは、混色によるフルカラーの少なくとも一つ
を備えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００３７】以上説明した本発明実施例においては、液
体インクを用いて説明しているが、本発明では室温で固
体状であるインクであっても、室温で軟化状態となるイ
ンクであっても用いることができる。上述のインクジェ
ット装置ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものであれば良い。

【００３８】加えて、熱エネルギーによるヘッドやイン
クの過剰な昇温をインクの固形状態から液体状態への状
態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に
防止するかまたは、インクの蒸発防止を目的として放置
状態で固化するインクを用いることもできる。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化してインク液状として吐出するものや記録媒
体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質を
持つインクの使用も本発明には適用可能である。

【００３９】このようなインクは、特開昭５４−５６８
４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記
載されるような、多孔質シートの凹部または貫通孔に液
状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体
に対して対向するような形態としても良い。

【００４０】本発明において、上述した各インクに対し
て最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するも
のである。

【００４１】図６は本発明により得られた記録ヘッドを
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記録装置（ＩＪＲＡ）の一例を示
す外観斜視図である。

【００４２】図において、１２０はプラテン１２４上に
送紙されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出を
行なうノズル群を具えたインクジェットヘッドカートリ
ッジ（ＩＪＣ）である。１１６はＩＪＣ／２０を保持す
るキャリッジＨＣであり、駆動モータ１１７の駆動力を
伝達する駆動ベルト１１８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１１９Ａおよび１１
９Ｂと摺動可能とすることにより、ＩＪＣ１２０の記録
紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。

【００４３】１２６はヘッド回復装置であり、ＩＪＣ１
２０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１２３を介したモータ
１２２の駆動力によって、ヘッド回復装置１２６を動作
せしめ、ＩＪＣ１２０のキャッピングを行なう。このヘ
ッド回復装置１２６のキャップ部１２６ＡによるＩＪＣ
１２０へのキャッピングに関連させて、ヘッド回復装置
１２６内に設けた適宜の吸引手段によるインク吸引もし
くはＩＪＣ１２０へのインク供給経路に設けた適宜の加
圧手段によるインク圧送を行ない、インクを吐出口より
強制的に排出させることによりノズル内の増粘インクを
除去する等の吐出回復処理を行なう。また、記録終了時
等にキャッピングを施すことによりＩＪＣが保護され
る。

【００４４】１３０はヘッド回復装置１２６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１３１はブレード保持部
材１３１Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復
装置１２６と同様、モータ１１２２および伝動機構１２
３によって動作し、ＩＪＣ１２０の吐出面との係合が可
能となる。これにより、ＩＪＣ１２０の記録動作におけ
る適切なタイミングで、あるいはヘツド回復装置１２６
を用いた吐出回復処理後に、ブレード１３１をＩＪＣ１
２０の移動経路中に突出され、ＩＪＣ１２０の移動動作
に伴ってＩＪＣ１２０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。

【００４５】

【実施例】以下に実施例および比較例を示して本発明を
具体的に説明する。実施例１〜３および比較例１図１〜３を参照して、シリコンからなる基板１０１上に
下部層１０２としての蓄熱層を表１に示す材質により成
膜した。蓄熱層がＳｉＯ₂ の場合は熱酸化により１．０
μｍの膜厚に、また、Ｓｉ₃ Ｎ₄ の場合は原料カスとし
てＳｉＨ₄ およびＮＨ₃ を用いたＣＶＤ法により１．０
μｍの膜圧に成膜した。

【００４６】

【表１】次に、発熱抵抗層１０３として実施例でターゲットを２
個用いてコスパッタ法により表２に示す条件において膜
圧０．１μｍに成膜した。比較例１ではＨｆＢ ₂ をスパ
ッタ法で０．１μｍの膜圧に成膜した。

【００４７】

【表２】発熱抵抗層のレート抵抗値は実施例１および３において
は４０Ω／□、実施例２においては３０Ω／□、比較例
１においては２０Ω／□、であった。

【００４８】発熱抵抗層の１０３の上に電極層１０４と
してＴｉを０．００５μｍ、Ａｌを０．６μｍの膜厚に
熱着法により成膜する。そしてフォトリソにより第１図
に示したような回路パターンを形成し、３０μｍ×１５
０μｍの熱作用部２０１を形成した。

【００４９】次に、この上に第１保護層１０５として表
１に示す材質を１．０μｍの膜厚に成膜した。ＳｉＯ₂
の場合は、バイアススパッタ法で、Ｓｉ₃ Ｎ₄ の場合は
原料ガスとしてＳｉＨ₄ とＮＨ₃ を用いたプラズマＣＶ
Ｄ法で成膜を行った。

【００５０】第１保護層１０５の上に第２保護層１０６
としてＴａをスパッタ法により０．５μｍの膜厚に成膜
し、フォトリソ法により第１図に示すようなバー状パタ
ーンにした。

【００５１】最後に、第３保護層１０７として感光性ポ
リイミドを塗布し、第１図に示すようなパターンとし
た。

【００５２】このようにして製造されたヒーターボード
の熱ストレス評価試験を行った。試験条件は下記のとお
りとした。

【００５３】駆動周波数１０ｋＨｚ矩形パルス幅１．０μｓｅｃ駆動電圧発泡電圧×１．３破断パルスで熱ストレス耐久性を評価する。

【００５４】結果を表３に示す。

【００５５】

【表３】表３の結果から明らかなように、比較例１が１０⁶ 台で
破断しているのに対して、実施例１、２、３とも１０⁹
台で破断している。したがって、従来より３ケタ熱スト
レス耐久性が良くなった。従来の発熱抵抗層は、パルス
幅５から１０μｓｅｃように開発されてきたので上記の
条件１．０μｓｅｃでは実験結果が示すように実用に耐
えられない。しかし本発明の発熱抵抗層は実験結果が示
すように１．０μｓｅｃのような短パルス駆動にも十分
耐えられる。実施例４〜６および比較例２図１、２および４を参照して、シリコンからなる基板１
０１上に実施例１と同様にしてＳｉＯ₂ からなる蓄熱層
を１．０μｍの膜厚に形成した。次に、発熱抵抗層１０
３と応力緩和層１１０とを表４に示す材料、膜厚、積層
条件で成膜積層した。

【００５６】

【表４】次に、電極層１０４を実施例１と同様にして形成し第１
図の回路パターンを形成して実施例１と同様に熱作用部
２０１を形成した。この上に実施例１と同様に上部保護
層を形成した。

【００５７】このようにして得られたヒーターボードに
つき実施例１と同様にして評価試験を行った。

【００５８】結果を表５に示す。

【００５９】

【表５】表５の結果から明らかなように、比較例２が１０⁵ 台で
破断しているのに対して、実施例４、５、６とも１０⁹
台で破断している。したがって、従来より３ケタ熱スト
レス耐久性が良くなった。従来の発熱抵抗層は、パルス
幅５から１０μｓｅｃように開発されてきたので上記の
条件１．０μｓｅｃでは実験結果が示すように実用に耐
えられない。しかし本発明の発熱抵抗層は実験結果が示
すように１．０μｓｅｃのような短パルス駆動にも十分
耐えられる。実施例７〜９および比較例３図１、２および５を参照して、シリコンからなる基板１
０１上に実施例１〜３と同様にして下部層として蓄熱層
１０２を表６に示す材料で成膜した。次に下部層と発熱
抵抗層との間の密着層１１１を表５に示す材料によりス
パッタ法で表６に示す膜厚に成膜した。その上に発熱抵
抗層１０３として表６に示す材料によりスパッタ法で表
６に示す膜厚に成膜した。発熱抵抗層のシート抵抗値は
実施例７は１８Ω／□、実施例８は３０Ω／□、実施例
９は１７Ω／□、比較例３は２０Ω／□であった。

【００６０】

【表６】発熱抵抗層の上に実施例１〜３と同様に電極層を成膜
し、図１に示すような回路パターンを形成し熱作用部２
０１を形成した。

【００６１】その上に実施例１〜３と同様にして第１保
護層１０５、第２保護層１０６および第３保護層１０７
を形成した。

【００６２】このようにして得られたヒーターボードの
熱ストレス評価試験を実施例１〜３と同様にして行っ
た。

【００６３】結果を表７に示す。

【００６４】

【表７】表７の結果から明らかなように、比較例３が１０⁶ 台で
破断しているのに対して、実施例１、２、３とも１０⁹
台で破断している。したがって、従来より３ケタ熱スト
レス耐久性が良くなった。従来の発熱抵抗層は、パルス
幅５から１０μｓｅｃように開発されてきたので上記の
条件１．０μｓｅｃでは実験結果が示すように実用に耐
えられない。しかし本発明の発熱抵抗層は実験結果が示
すように１．０μｓｅｃのような短パルス駆動にも十分
耐えられる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、発熱抵抗層と上部保護
層および下部層とのそれぞれの間のはがれが発生せず、
短いパルス駆動において従来より熱ストレス耐久性が向
上した。したがって、発泡安定性の良い駆動が可能とな
り、発泡安定性が良いことから吐出性能が良く信頼性の
高いインクジェット記録ヘッドを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドのヒーター
ボードを説明するための平面図である。

【図２】図１のＸ−Ｙ断面図である。

【図３】第１の発明における熱作用部の詳細を示すため
の図２の部分拡大図である。

【図４】第２の発明における熱作用部の詳細を示すため
の図２の部分拡大図である。

【図５】第３の発明における熱作用部の詳細を示すため
の図２の部分拡大図である。

【図６】本発明による記録ヘッドをインクジェットヘッ
ドカートリッジとして装着したインクジェット記録装置
の一例を示す外観斜視図である。

【符号の説明】

１０１基板１０２下部層（蓄熱層）１０３発熱抵抗層１０４電極層１０５第１保護層１０６第２保護層１０７第３保護層１０８下部層の材質を含む層１０９上部保護層の材質を含む層１１０応力緩和層１１１密着層１１２密着層１１６キャリッジ１１７駆動モータ１１８駆動ベルト１１９Ａ、１１９Ｂガイドシャフト１２０インクジェットヘッドカートリッジ１２２クリーニング用モータ１２３伝動機構１２４プラテン１２６ギャップ部材１３０ブレード１３０Ａブレード保持部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体吐出用のオリフィスと、それに連通
して液滴を吐出するための熱エネルギーを液体に作用さ
せる熱作用部を包含する液流路とを有する液吐出部、熱
エネルギーを発生させるための電気熱変換体としての発
熱抵抗層、これを液体から保護するための上部保護層、
および蓄熱のための下部層を具備するインクジェット記
録ヘッドにおいて、上記電気熱変換体を形成している発
熱抵抗層の材質が膜厚方向に不均一であり、少なくとも
前記上部保護層および下部層に接する部分が、それぞれ
上部保護層および下部層の材質を含有していることを特
徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】液体吐出用のオリフィスと、それに連通
して液滴を吐出するための熱エネルギーを液体に作用さ
せる熱作用部を包含する液流路とを有する液吐出部、熱
エネルギーを発生させるための電気熱変換体としての発
熱抵抗層、これを液体から保護するための上部保護層、
および蓄熱のための下部層を具備するインクジェット記
録ヘッドにおいて、上記電気熱変換体を形成している発
熱抵抗層が、膜厚方向に応力緩和層と発熱抵抗層とが交
互に複数積層されていることを特徴とするインクジェッ
ト記録ヘッド。
【請求項３】液体吐出用のオリフィスと、それに連通
して液滴を吐出するための熱エネルギーを液体に作用さ
せる熱作用部を包含する液流路とを有する液吐出部、熱
エネルギーを発生させるための電気熱変換体としての発
熱抵抗層、これを液体から保護するための上部保護層、
および蓄熱のための下部層を具備するインクジェット記
録ヘッドにおいて、上記電気熱変換体を形成している発
熱抵抗層と上部保護層および下部層とのそれぞれの間に
密着層が形成されていることを特徴とするインクジェッ
ト記録ヘッド。
【請求項４】前記発熱抵抗層の膜厚方向の中央部が発
熱抵抗層の材質からなることを特徴とする請求項１記載
のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】前記応力緩和層がＡｕ、ＰｔまたはＴａ
からなることを特徴とする請求項２に記載のインクジェ
ット記録ヘッド。
【請求項６】前記密着層がＴｉまたはＣｒからなるこ
とを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘ
ッド。
【請求項７】記録媒体の記録領域の全幅にわたって吐
出口が複数設けられているフルラインタイプのものであ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】記録媒体の被記録面に対向してインクを
吐出するインク吐出口が設けられている請求項１〜３の
記録ヘッドと、この記録ヘッドを載置するための部材と
を少なくとも具備することを特徴とする記録装置。
【請求項９】請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッドを製造するに当り、基板上に下部層を形成し、その
上に下部層の材質を含有する層、発熱抵抗層および電極
層を順次形成し、フォトリソ法により電極層を所望の回
路に形成し、ついでその上に上部保護層の材質を含む層
および上部保護層で順次形成することを特徴とするイン
クジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１０】請求項２に記載のインクジェット記録
ヘッドを製造するに当り、基板上に下部層を形成し、そ
の上に応力緩和層と発熱抵抗層とを交互に積層し、つい
でその上に電極層を形成し、フォトリソ法により電極層
を所望の回路に形成し、ついでその上に上部保護層を形
成することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製
造方法。
【請求項１１】請求項３に記載のインクジェット記録
ヘッドを製造するに当り、基板上に下部層を形成し、そ
の上に密着層、発熱抵抗層、密着層および電極層を順次
形成し、フォトリソ法により電極層を所望の回路に形成
し、ついでその上に上部保護層を形成することを特徴と
するインクジェット記録ヘッドの製造方法。