JPH0551464B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、熱エネルギーの作用を受けた液体が
急激な体積の増大を伴う状態変化を起こし、該状
態変化に基づく作用力によつて記録ヘツド部先端
のオリフイスより液滴が吐出されて飛翔的液滴が
形成され、該液滴が被記録部材に付着して記録を
行う液滴噴射記録ヘツドに関するものである。

［従来技術］ 従来用いられている液滴噴射記録ヘツドの概要
を第１図ａ，ｂおよび第２図ａ，ｂ，ｃを参照し
て説明する。

第１図ａ，ｂはこの種従来のヘツドに使用され
ている基板を示し、ここで、１としては、Si結晶
を用いる。このSi結晶の表面には熱酸化によつて
絶縁酸化膜２を形成し、これを蓄熱層とする。こ
の蓄熱層２の厚さは記録ヘツドの応答周波数から
決定すればよい。

この支持体１の蓄熱層２の上に全面にわたつて
液滴吐出用エネルギー発生体としての発熱抵抗体
層３を高周波２極スパツタにより付着させる。次
いで、電子ビーム蒸着により、発熱抵抗体層３の
上にAlなどによる少くとも１対の対抗電極４を
付着させる。ここで、発熱抵抗体層３および電極
４は、フオトリングラフイによつて、例えば第１
図ａのように、所望のパターン形状に形成するも
のとする。さらに、パターン化された発熱抵抗体
層３および電極４の上には、SiO₂膜などの形態
の上部層５を高周波２極スパツタリングで形成
し、以上により基板を構成する。

以上のようにして構成された基板に液流路を形
成する工程について第２図ａ〜ｃを参照して述べ
る。まず、基板の上部層５の表面上にドライフイ
ルム６をラミネートし、このドライフイルムに対
して、第２図ａ，ｂに示すように、所望のパター
ン形状にフオトリソグラフイによつてパターニン
グを行う。次いで、このパターン化ドライフイル
ム６の上を天板７で蓋をすることによつて閉じた
液流路８を形成する。９はパターン化発熱抵抗体
層３による熱発生部を示し、１０は液流路８中の
熱作用部を示す。

液流路８内において、熱発生部９からの熱によ
つて、熱作用部１０におけるインクは急激な体積
増大を起こし、その状態変化に伴う作用力で流路
８の先端に設けたオリフイス８Ａから飛翔的液滴
として吐出される。

なお、ここで、天板７と液流路８の壁との密着
性を高めるために、図示例のように、これら両者
間にドライフイルムの形態の密着向上層１１を配
置するのが好適である。

次いで、図示はしていないが、インク貯めタン
クを天板７の外側表面状でオリフイス８Ａとは反
対側の位置に形成し、このタンクと液流路８とを
天板７にあけた開口（不図示）を介して連通させ
る。

さらに、電極４にはフレキシブルケーブルのリ
ード線をワイヤボンデイングして接続し、このフ
レキシブルケーブルを介して外部の回路と電気的
接続を行う。以上のようにして構成された記録ヘ
ツドは、多少のコストの増加は犠牲にしても高密
度のドツトを得たいときや、高速応答を実現した
いときには利用価値がきわめて大きい。

その反面、ヘツドの液流路作業製において、ド
ライフイルムにパターンを施して液流路壁を形成
し、そしてその環境が有機溶媒等を含む液（イン
ク）と常に接しているという厳しい条件であるか
ら、基板とドライフイルムとの密着性には細心の
注意を拭わねばならなかつた。そのためドライフ
イルム工程も複雑であり、組立て等も手作業によ
ることが多かつた。

さらにまた、高密度ドツトや高速応答をさほど
必要としない低コスト指向の使い捨て形式の記録
ヘツドを製造する見地からは得策ではない。

［目的］ そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑みて、
低コスト指向の要求に合致し、しかも容易に製造
することのできる液滴噴射記録ヘツドを提供する
ことにある。

［実施例］ 以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第３図ａ，ｂおよび第４図は本発明の第１実施
例を示し、ここで、第１図ａ，ｂおよび第２図ａ
〜ｃと同様の個所には同一符号を付すことにす
る。

本例では、支持体１として、無アルカリガラス
（例えばコーニング社の7059）を用い、その支持
体１上にTaを高周波２極スパツタリングによつ
て厚さ500Åに被着して発熱抵抗体層３を成膜し、
その上に、Taを電極として、電解めつきによつ
て、Cuの厚膜を厚さ35μｍにわたつて付着し、こ
のCu膜に対して、第３図ａまた第４図に示すよ
うな、所望の液流路１６を形成するパターンをも
つように、フオトリソグラフイによりパターニン
グし、発熱抵抗体層３の部分を除いてパターン化
Cu電極に電解めつきによつてAuを厚さ1μｍだけ
付着させることで、少くとも１対の対向電極１４
を形成する。

引続き、電極４上に、CVD法によつてSiO₂を
厚さ5000Åにわたつて付着させてインクしや断層
１５を形成する。このインクしや断層１５は、第
４図では省略してあるが、実際には、第３図ｂに
示すように、電極１４のパターンに応じた凹凸を
成しており、この凹凸のついたインクしや断層１
５によつてインク液流路１８が限界される。

インクしや断層１５の上には、密着向上層１１
をラミネートした天板７を配置して、閉じた液流
路１８を形成する。本例では、天板７および密着
向上層１１のうち、発熱抵抗体層３の位置と対応
する位置に開口を設け、天板７の先端にオリフイ
ス１８Ａを形成する。

液貯めタンク（不図示）を天板７上でかつオリ
フイス１８Ａとは離間した位置に配設し、さら
に、電極１４には外部回路との電気接続のための
フレキシブルケーブルのリード線をワイヤボンデ
イングによつて接続する。

このように本発明の記録ヘツドでは電極が液流
路間の隔壁を構成しているため、上述した従来例
のようにパターン化したドライフイルム６を設け
る必要がなく、パターニングは電極のみでよいか
ら、製造コストを大幅に低下させることができ
る。

本発明の第２実施例を第５図ａ，ｂおよび第６
図に示す。本例では、支持体１としてポリイミド
フイルムを用い、そのフイルム１の上に、Ta₂N
を厚さ500Åほどリアクテイブスパツタリングに
より付着して発熱抵抗体層３を成膜し、次いでこ
の膜３によりフオトリソグラフイにより所望のパ
ターンを形成する。このパターン化発熱低抗体層
３上にドライフイルムをラミネートし、このドラ
イフイルムに対してパターンを形成してから電解
めつきを施し、Cuを厚さ20μｍ、次いでAuを厚
さ1μｍだけ形成する。次に、ドライフイルムを
はく離して所望パターンの少くとも１対の対向電
極２４を得る。本例では、電極２４のパターン
は、第５図ａまたは第６図に示すように、一方の
端部にオリフイス１８Ａを形成して平行な液流路
２８が形成されるような所望のパターンとする。

引続き、電極４上に高周波スパツタリングによ
つてSiO₂を厚さ3000Åほど付着してインクしや
断層２５を形成する。従つて、実際の液流路１８
およびオリフイス１８Ａはこのインクしや断層２
５によつて限界される。しかし、第６図では、図
示を簡単にするためにこのインクしや断層２５を
省略して示している。

インクしや断層２５の上には、ドライフイルム
１１をラミネートした天板７を接する。これによ
り、閉じた液流路１８を形成し、発熱抵抗体層３
側の開口部にオリフイス１８Ａが形成される。

第６図に示すように、液貯めタンク４３をラミ
ネートフイルム１１上に天板７と隣接して配設す
る。４４はタンク４３に対するインク液供給チユ
ーブである。

本例では、電極２４のうち、オリフイス２８Ａ
とは反対側の端部をそのまま外部回路との電気的
接続部として形成することができ、かかる端部を
コネクタに直接に挿着することができるので、上
例のようにフレキシケーブルのリード線のワイヤ
ボンデイングが不要となり、それだけ製造工程を
簡略化できる。

第７図ａ，ｂは本発明の第３実施例を示し、本
例では、支持体１にオリフイス３８Ａを形成す
る。

支持体１としてはポリイミドフイルムを用い、
この支持体１の上に圧延Cu箔（厚さ35μｍ）を接
着する。このCu箔に対してフオトリソグラフイ
によつて第７図ａに示すように互いに平行な液流
路３８を形成するパターンを形成し、その上に電
解めつきにより厚さ1μｍのAuを付着して少くと
も１対の対向電極３４を形成する。支持体１には
この電極３４のパターンに対応して、少くとも１
対の対向する電極の間にオリフイス３８Ａが配置
されるように穴３９にあける。

他方、ガラス天板７に高周波リアクテイブスパ
ツタリングによりTaを厚さ500Åほど付着させて
発熱抵抗体層３を形成したものを、この発熱抵抗
体層３がポリイミドフイルム１上に対向する電極
３４の間に電気的に接続がなされるようになし
て、電極３４に圧着してからポリイミドフイルム
１とガラス天板７とを接着剤で固着する。

天板７上には液貯めタンクをオリフイス３８Ａ
とは反対側の位置に配設し、上例と同様に、電極
３４のうちオリフイス３８Ａとは反対の側の端部
を、そのまま外部回路への電気的接続部となし、
かかる端部をコネクタに直接に接続することがで
きる。従つて、本例においても、フレキシブルケ
ーブルのワイヤボンデイングは不要であるから、
製造工程を簡略化できる。

なお、以上の各実施例では、めつき技術を用い
て電極を形成しているが、スクリーン印刷によつ
てかかる電極を形成することもできる。

次に、本発明の第４実施例を第８図および第９
図ａ，ｂ，ｃに示す。本例では、液滴吐出のため
のエネルギー発生体としてピエゾ素子（例えばバ
イモルフ（商品名））５３を用いる。ここで、ピ
エゾ素子５３に接続されている電極５１および５
２のうちの電極５１が隔壁５４と共に液流路５５
を形成する。なお、５６は電極５１と５２とを電
気的に絶縁する絶縁層である。

［効果］ 本発明によれば、液流路壁を無機物材料で形成
でき、かつ電極形成と共に液流路の隔壁も同時に
形成することができるので、製造工程を非常に簡
略化することができる。しかもまた、密着向上層
としてドライフイルムを使用する場合もあるが、
この場合は従来のような微細なパターンの層を恒
久的に使用する必要はなく、全面にドライフイル
ムを形成すれば良いので、密着性に関してもそれ
程注意を拭わなくともよく、工程も複雑にはなら
ない。

このように、本発明による記録ヘツドは、製造
に必要な時間と人件費及び材料費を大幅に削減す
ることができる。

また、本発明による液滴噴射ヘツドを500Hzの
周波数で駆動したところ、印字品位も従来のもの
とほとんど同等のものが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の記録ヘツドにおける基板の一
例を示す正面図、第１図ｂはそのＡ−Ａ線断面
図、第２図ａは従来の記録ヘツドの全体の構成の
一例を示す正面図、第２図ｂはその上面図、第２
図ｃは同じく第２図ａのＡ−Ａ線断面図、第３図
ａは本発明第１の実施例を示す正面図、第３図ｂ
はそのＡ−Ａ線断面図、第４図は同じくその斜視
図、第５図ａは本発明の第２実施例を示す正面
図、第５図ｂはその上面図、第６図は同じくその
斜視図、第７図ａは本発明の第３実施例を示す正
面図、第７図ｂはそのＡ−Ａ線断面図、第８図は
本発明の第４実施例を示す斜視図、第９図ａはそ
のＸ−X′線断面図、第９図ｂはそのＹ−Y′線断
面図、第９図ｃはそのＺ−Z′線断面図である。 １……支持体、２……蓄熱層、３……発熱抵抗
体、７……天板、９……熱発生部、１０……熱作
用部、１１……密着向上層、１４，２４，３４…
…電極、１５，２５……インク遮断層、１８，２
８，３８……液流路、１８Ａ，２８Ａ，３８Ａ…
…オリフイス、４３……液貯めタンク、４４……
液供給チユーブ、５１，５２……電極、５３……
ピエゾ素子、５４……隔壁、５５……液流路、５
６……絶縁層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体を吐出するための吐出口と、該吐出口に
   連通する液流路と、該液流路に対応して配され、
   前記吐出口からインクを吐出する為に利用される
   エネルギーを発生する発熱抵抗体と、を有する液
   体噴射記録ヘツドにおいて、 前記発熱抵抗体に電気的に接続される電極が、
   隣接する前記液流路間の隔壁を構成していること
   を特徴とする液体噴射記録ヘツド。