JPH06183006A - 液体噴射記録ヘッド及び同ヘッドを備えた液体噴射記録装置 - Google Patents
液体噴射記録ヘッド及び同ヘッドを備えた液体噴射記録装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 インクを吐出させるエネルギーを発生する電
気熱変換体の発熱を均一にすることにより吐出安定性を
高め、製造を容易にする。 【構成】 基板101上に発熱抵抗層107を形成後、その上
に対向する電極103, 104を形成するに際し、抵抗層107
の幅を電極103, 104の幅よりも大きくすると共に、対向
する電極103, 104の対向端部に膨出部Ｅ，Ｆを形成す
る。
気熱変換体の発熱を均一にすることにより吐出安定性を
高め、製造を容易にする。 【構成】 基板101上に発熱抵抗層107を形成後、その上
に対向する電極103, 104を形成するに際し、抵抗層107
の幅を電極103, 104の幅よりも大きくすると共に、対向
する電極103, 104の対向端部に膨出部Ｅ，Ｆを形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は記録液に熱エネルギーを
作用させ、該記録液を飛翔液滴として噴射させて記録を
行う液体噴射記録ヘッドに関する。
作用させ、該記録液を飛翔液滴として噴射させて記録を
行う液体噴射記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録法は、記録ヘッドに
設けた吐出口からインク（記録液）を吐出させ、これを
紙等の被記録材に付着させて記録を行う記録方法であ
り、騒音の発生が極めて少なく、かつ高速記録が可能で
あり、しかも特別な構成の記録用の紙を用いる必要がな
いなどの多くの利点を有しており、種々のタイプの記録
ヘッドが開発されている。
設けた吐出口からインク（記録液）を吐出させ、これを
紙等の被記録材に付着させて記録を行う記録方法であ
り、騒音の発生が極めて少なく、かつ高速記録が可能で
あり、しかも特別な構成の記録用の紙を用いる必要がな
いなどの多くの利点を有しており、種々のタイプの記録
ヘッドが開発されている。
【０００３】なかでも、熱エネルギーをインクに作用さ
せて吐出口から吐出させるタイプの記録ヘッドは、記録
信号に対する応答性が良いこと、吐出口を高密度に多数
個配置することが容易であることなどの利点を有してい
る。
せて吐出口から吐出させるタイプの記録ヘッドは、記録
信号に対する応答性が良いこと、吐出口を高密度に多数
個配置することが容易であることなどの利点を有してい
る。
【０００４】このような記録法に用いる記録ヘッド２０
０は、代表的には、図２の模式的斜視図に示されるよう
な構成を有している。具体的には、インクを吐出して飛
翔液滴を形成するために設けた吐出口２０２と、該吐出
口２０２に連通してインクを供給するための液路２０１
と、インクを吐出して飛翔液滴を形成するための熱作用
部１１１であり、液路２０１内に設けた、発熱抵抗体と
発熱抵抗体に電流を供給するための電極とを有する電気
熱変換素子と、液路の上流側に設けられ液路２０１内に
供給するインクを貯えるための液室２０４とを具備し、
必要に応じて電気熱変換素子の耐インク性を高める作用
などをもつ保護膜などを設けている。なお、２０６はイ
ンク供給口である。
０は、代表的には、図２の模式的斜視図に示されるよう
な構成を有している。具体的には、インクを吐出して飛
翔液滴を形成するために設けた吐出口２０２と、該吐出
口２０２に連通してインクを供給するための液路２０１
と、インクを吐出して飛翔液滴を形成するための熱作用
部１１１であり、液路２０１内に設けた、発熱抵抗体と
発熱抵抗体に電流を供給するための電極とを有する電気
熱変換素子と、液路の上流側に設けられ液路２０１内に
供給するインクを貯えるための液室２０４とを具備し、
必要に応じて電気熱変換素子の耐インク性を高める作用
などをもつ保護膜などを設けている。なお、２０６はイ
ンク供給口である。
【０００５】かかるヘッドは一般には、図３〜図６
（ａ）〜（ｑ）に示すようにして製造している。図３で
は図２に示されるＡ〜Ａ’部分で記録ヘッドを切断した
場合の位置における作製工程を模式的切断面図として示
している。まず、最終的にその一部が発熱抵抗体となる
層２５１（以下、発熱抵抗層）と、その一部が電極とな
る層２５２（以下、電極層）を支持体２５３上に成膜す
る（工程（ａ）；（ｂ））。次いで、フォトレジスト２
５４にフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を
適用して電極層２５２をパターニングし、続けて、発熱
抵抗層２５１を同様にしてパターニングすることによ
り、抵抗発熱体と電極を形成する（工程（ｃ）〜
（ｋ））。
（ａ）〜（ｑ）に示すようにして製造している。図３で
は図２に示されるＡ〜Ａ’部分で記録ヘッドを切断した
場合の位置における作製工程を模式的切断面図として示
している。まず、最終的にその一部が発熱抵抗体となる
層２５１（以下、発熱抵抗層）と、その一部が電極とな
る層２５２（以下、電極層）を支持体２５３上に成膜す
る（工程（ａ）；（ｂ））。次いで、フォトレジスト２
５４にフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を
適用して電極層２５２をパターニングし、続けて、発熱
抵抗層２５１を同様にしてパターニングすることによ
り、抵抗発熱体と電極を形成する（工程（ｃ）〜
（ｋ））。
【０００６】具体的には、工程（ｂ）を終わった作製物
（ｂ）上に感光性樹脂等のフォトレジスト２５４をラミ
ネートした後（工程（ｃ））、フォトマスクを用いて作
製物（ｃ）のフォトレジスト２５４をパターン露光し
（工程（ｄ））、次いで作製物（ｄ）のフォトレジスト
２５４を現像する（工程（ｅ））。工程（ｅ）によって
フォトレジスト２５４は所望のパターン形状２５４’に
不要部のみが除去される。つぎに、作製物（ｅ）の露出
した電極層２５２をエッチングして除去し（工程
（ｆ））、こうして作製された作製物（ｆ）の残ったレ
ジスト部分２５４’を除去する（工程（ｇ））。このよ
うにして所望の電極層２５２のパターン２５２’を形成
する。
（ｂ）上に感光性樹脂等のフォトレジスト２５４をラミ
ネートした後（工程（ｃ））、フォトマスクを用いて作
製物（ｃ）のフォトレジスト２５４をパターン露光し
（工程（ｄ））、次いで作製物（ｄ）のフォトレジスト
２５４を現像する（工程（ｅ））。工程（ｅ）によって
フォトレジスト２５４は所望のパターン形状２５４’に
不要部のみが除去される。つぎに、作製物（ｅ）の露出
した電極層２５２をエッチングして除去し（工程
（ｆ））、こうして作製された作製物（ｆ）の残ったレ
ジスト部分２５４’を除去する（工程（ｇ））。このよ
うにして所望の電極層２５２のパターン２５２’を形成
する。
【０００７】発熱抵抗層２５１のパターンも電極層２５
２のパターンを形成する場合と同様の工程をもって形成
する。すなわち、フォトレジスト２５４”をラミネート
（工程（ｈ））、フォトマスクを用いて作製物（ｈ）の
フォトレジスト２５４”にパターン露光（工程
（ｉ））、作製物（ｉ）のパターン露光されたフォトレ
ジスト２５４”を現像、不要部除去（工程（ｊ））、作
製物（ｊ）の露出している発熱抵抗層２５１をエッチン
グ（工程（ｋ））することで発熱抵抗層２５１のパター
ン２５１’を形成する。
２のパターンを形成する場合と同様の工程をもって形成
する。すなわち、フォトレジスト２５４”をラミネート
（工程（ｈ））、フォトマスクを用いて作製物（ｈ）の
フォトレジスト２５４”にパターン露光（工程
（ｉ））、作製物（ｉ）のパターン露光されたフォトレ
ジスト２５４”を現像、不要部除去（工程（ｊ））、作
製物（ｊ）の露出している発熱抵抗層２５１をエッチン
グ（工程（ｋ））することで発熱抵抗層２５１のパター
ン２５１’を形成する。
【０００８】その後、レジスト２５４を剥離する（工程
（ｌ））。次に、耐インクなどの目的をもつ保護膜２５
５を成膜する（図では簡単の為１層しか示していな
い。）（工程（ｍ））。その後感光性樹脂２５６をラミ
ネートし（工程（ｎ））、しかる後、それを露光（工程
（ｏ））、現像（工程（ｐ））することによりパターニ
ングした感光性樹脂の硬化膜による液路壁２０３を形成
する（（ｍ）〜（ｐ））。この壁２０３は記録時にイン
クで満たされうる液路の壁を構成する。次に壁２０３上
に天板２０５を貼り合わせ、その後切断によって（不図
示）、吐出口面が形成され、インクジェット記録ヘッド
が完成する（工程（ｑ））。
（ｌ））。次に、耐インクなどの目的をもつ保護膜２５
５を成膜する（図では簡単の為１層しか示していな
い。）（工程（ｍ））。その後感光性樹脂２５６をラミ
ネートし（工程（ｎ））、しかる後、それを露光（工程
（ｏ））、現像（工程（ｐ））することによりパターニ
ングした感光性樹脂の硬化膜による液路壁２０３を形成
する（（ｍ）〜（ｐ））。この壁２０３は記録時にイン
クで満たされうる液路の壁を構成する。次に壁２０３上
に天板２０５を貼り合わせ、その後切断によって（不図
示）、吐出口面が形成され、インクジェット記録ヘッド
が完成する（工程（ｑ））。
【０００９】このようにして作製されたインクジェット
ヘッドは、しかし種々の問題を有している。
ヘッドは、しかし種々の問題を有している。
【００１０】種々の問題の１つに保護膜のステップカバ
レージ性が挙げられる。
レージ性が挙げられる。
【００１１】図７（ａ）、（ｂ）はサーマルヘッドの電
気熱変換素子を示しているが、発熱抵抗層１０７の幅が
上層の電極層１０４よりも小さいためステップカバレー
ジは低下し易いが、導電性インクをサーマルヘッドは使
用しないから、インクによる腐蝕の問題は生じず、従っ
てステップカバレージは問題にならない。しかし、サー
マルヘッドと異なり、このインクジェットヘッドは使用
時に電極層１０４、発熱抵抗層１０７の上に導電性のイ
ンクが存在する。この為、保護膜のステップカバレージ
性が悪いと、導電性インクがしみ込み、電触を起こすと
いう不都合が生じる。この不都合の改善策として、特開
昭５９−１９４８５９号公報に開示されているように、
電極層の幅よりも、発熱抵抗層の幅を大きくすること
で、実質的に保護膜のステップカバレージ性を上げるこ
とに成功している（図７にサーマルヘッドの発熱抵抗体
近傍を、図８に特開昭５９−１９４８５９号開示の発熱
抵抗体近傍を示す。）。
気熱変換素子を示しているが、発熱抵抗層１０７の幅が
上層の電極層１０４よりも小さいためステップカバレー
ジは低下し易いが、導電性インクをサーマルヘッドは使
用しないから、インクによる腐蝕の問題は生じず、従っ
てステップカバレージは問題にならない。しかし、サー
マルヘッドと異なり、このインクジェットヘッドは使用
時に電極層１０４、発熱抵抗層１０７の上に導電性のイ
ンクが存在する。この為、保護膜のステップカバレージ
性が悪いと、導電性インクがしみ込み、電触を起こすと
いう不都合が生じる。この不都合の改善策として、特開
昭５９−１９４８５９号公報に開示されているように、
電極層の幅よりも、発熱抵抗層の幅を大きくすること
で、実質的に保護膜のステップカバレージ性を上げるこ
とに成功している（図７にサーマルヘッドの発熱抵抗体
近傍を、図８に特開昭５９−１９４８５９号開示の発熱
抵抗体近傍を示す。）。
【００１２】この方法によれば、ステップカバレージ性
は改良されるものの、特開昭６２−１０４７６３号に開
示されているように、新たに発熱抵抗体が均一に発熱し
ないという問題が生じている。これは電極層と発熱抵抗
層の形状に依る。特開昭６２−１０４７６３号では図９
に示す形状を提案しており、この形状によって発熱抵抗
体の発熱量の均一化を達成している。
は改良されるものの、特開昭６２−１０４７６３号に開
示されているように、新たに発熱抵抗体が均一に発熱し
ないという問題が生じている。これは電極層と発熱抵抗
層の形状に依る。特開昭６２−１０４７６３号では図９
に示す形状を提案しており、この形状によって発熱抵抗
体の発熱量の均一化を達成している。
【００１３】一方、発熱抵抗層の材質として、例えば本
出願人が先に出願した特願平１−０４６７６９号明細書
に記載してあるように、保護膜を設けることなく使用し
うるものを用い、電極材質として貴金属等の耐蝕性の材
質を用いる事により、保護膜を設けないで構成すること
もできる。この場合においても、製造上、発熱抵抗層と
電極層の位置ずれをゼロとする事は不可能であるので、
電極部において、発熱抵抗層の幅を電極層の幅よりも大
きくして品質を安定させている。
出願人が先に出願した特願平１−０４６７６９号明細書
に記載してあるように、保護膜を設けることなく使用し
うるものを用い、電極材質として貴金属等の耐蝕性の材
質を用いる事により、保護膜を設けないで構成すること
もできる。この場合においても、製造上、発熱抵抗層と
電極層の位置ずれをゼロとする事は不可能であるので、
電極部において、発熱抵抗層の幅を電極層の幅よりも大
きくして品質を安定させている。
【００１４】図９はこの状態を示すものであるが、図９
に示された形状は、発熱抵抗体が比較的小さくなった場
合に不都合を生じる。即ち、発熱抵抗層と電極層のパタ
ーニング時の位置ずれ量を、発熱抵抗体が小さくなって
も同じ量だけ見積もらなくてはならない。従って発熱抵
抗体を相似的に小さくすることができず、均一に発熱さ
せることができないのである。又、発熱抵抗体の長さと
幅の比が１に近づいた場合にも同様のことが言える。殊
に発熱抵抗体上に保護膜を設けない場合、あるいは保護
膜の厚みを比較的薄くした場合には、保護膜により熱が
拡散され、平均化される事が無い為、局部的に発熱する
傾向が大きく、従ってより以上に均一に発熱させること
が重要になる。
に示された形状は、発熱抵抗体が比較的小さくなった場
合に不都合を生じる。即ち、発熱抵抗層と電極層のパタ
ーニング時の位置ずれ量を、発熱抵抗体が小さくなって
も同じ量だけ見積もらなくてはならない。従って発熱抵
抗体を相似的に小さくすることができず、均一に発熱さ
せることができないのである。又、発熱抵抗体の長さと
幅の比が１に近づいた場合にも同様のことが言える。殊
に発熱抵抗体上に保護膜を設けない場合、あるいは保護
膜の厚みを比較的薄くした場合には、保護膜により熱が
拡散され、平均化される事が無い為、局部的に発熱する
傾向が大きく、従ってより以上に均一に発熱させること
が重要になる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑み成されたものであって、保護膜のステップカバレ
ージ性を損なう事なく、且つ発熱抵抗体の大きさに依ら
ず、製造が容易で、しかも均一に発熱抵抗体が発熱し、
かつ耐久性に優れた液体噴射記録ヘッド及び同ヘッドを
備えた記録装置を供給することを目的とする。
に鑑み成されたものであって、保護膜のステップカバレ
ージ性を損なう事なく、且つ発熱抵抗体の大きさに依ら
ず、製造が容易で、しかも均一に発熱抵抗体が発熱し、
かつ耐久性に優れた液体噴射記録ヘッド及び同ヘッドを
備えた記録装置を供給することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は記録液を吐出して飛翔液滴を形成する吐出
口と、互に対向する電極層を発熱抵抗層上に形成してな
り前記電極層に電力を供給することにより前記飛翔液滴
を形成するために用いられる熱エネルギーを発生する電
気熱変換体とを有する液体噴射記録ヘッドにおいて、前
記発熱抵抗層を電極層よりも幅広に形成すると共に前記
電極層の対向端部に膨出部を形成するもので、更に同ヘ
ッドを備えた記録装置を含むものである。
に、本発明は記録液を吐出して飛翔液滴を形成する吐出
口と、互に対向する電極層を発熱抵抗層上に形成してな
り前記電極層に電力を供給することにより前記飛翔液滴
を形成するために用いられる熱エネルギーを発生する電
気熱変換体とを有する液体噴射記録ヘッドにおいて、前
記発熱抵抗層を電極層よりも幅広に形成すると共に前記
電極層の対向端部に膨出部を形成するもので、更に同ヘ
ッドを備えた記録装置を含むものである。
【００１７】
【作用】一般に、図９に示すような従来の発熱抵抗体１
０２において、電流密度が過度に大きくなって異常な発
熱を起こす部分は、発熱抵抗体１０２の周縁部の４隅
で、特に外側に対して凹状になっている部分（図中Ｘで
示す）、及び電極１０３、１０４の対向面の両側で凸状
になっている部分（図中Ｙで示す）である。
０２において、電流密度が過度に大きくなって異常な発
熱を起こす部分は、発熱抵抗体１０２の周縁部の４隅
で、特に外側に対して凹状になっている部分（図中Ｘで
示す）、及び電極１０３、１０４の対向面の両側で凸状
になっている部分（図中Ｙで示す）である。
【００１８】本発明においては、前記構成とすることに
より対向する電極が、その中央部において最短距離とな
るようにたがいに膨出させているため、電極近傍におい
ては発熱抵抗体の４隅の電流密度を比較的小さくする事
ができる。従って、発熱抵抗体の４隅に凹となっている
部分が有っても、その部分の電流密度は低くなり、過度
に高い発熱を生じない。又、本発明においては、電極の
対向する端部が発熱抵抗体の中央部の線幅の範囲で全体
的に大略ゆるい曲線状に膨出させているため、特定の部
分にのみ電流密度が過度になる事はなく、これにより発
熱抵抗体を均一に発熱させる事ができるものである。
より対向する電極が、その中央部において最短距離とな
るようにたがいに膨出させているため、電極近傍におい
ては発熱抵抗体の４隅の電流密度を比較的小さくする事
ができる。従って、発熱抵抗体の４隅に凹となっている
部分が有っても、その部分の電流密度は低くなり、過度
に高い発熱を生じない。又、本発明においては、電極の
対向する端部が発熱抵抗体の中央部の線幅の範囲で全体
的に大略ゆるい曲線状に膨出させているため、特定の部
分にのみ電流密度が過度になる事はなく、これにより発
熱抵抗体を均一に発熱させる事ができるものである。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を参照して
説明する。
説明する。
【００２０】実施例 図１（ｅ）、（ｆ）は本発明実施例の基板の構成を示
し、図２は同実施例の液体噴射記録ヘッドの斜視図を示
す。ここで、１０１は基板、１０２は発熱部分、１０３
は共通電極、１０４は選択電極である。
し、図２は同実施例の液体噴射記録ヘッドの斜視図を示
す。ここで、１０１は基板、１０２は発熱部分、１０３
は共通電極、１０４は選択電極である。
【００２１】本実施例による発熱抵抗体の基板作製工程
を説明すると、まず、図１（ｅ）、（ｆ）に示すよう
に、基板支持体１０５であるSiウエハの熱酸化により
１．０μｍ厚のSiO2膜を形成して基板１０１の下部層１
０６とする。この下部層１０６上にスパッタ（スパッタ
リング）によりHfB2の発熱抵抗層１０７を５００Åの厚
みに形成する。
を説明すると、まず、図１（ｅ）、（ｆ）に示すよう
に、基板支持体１０５であるSiウエハの熱酸化により
１．０μｍ厚のSiO2膜を形成して基板１０１の下部層１
０６とする。この下部層１０６上にスパッタ（スパッタ
リング）によりHfB2の発熱抵抗層１０７を５００Åの厚
みに形成する。
【００２２】続いて電子ビーム蒸着によりTi層50Å、Al
層5000Åを連続的に堆積して共通電極１０３と選択電極
１０４とを形成する。このとき、フォトリソ（フォトリ
ソグラフィ）工程により図１（ａ）に示すような回路パ
ターンを形成し、熱作用部１１１の発熱抵抗部分（発熱
抵抗体１０２）の熱作用面はその寸法を２０μｍ幅で、
３０μｍ長にし、Alによる両電極１０３、１０４の抵抗
を含めて１００Ωの抵抗値にする。
層5000Åを連続的に堆積して共通電極１０３と選択電極
１０４とを形成する。このとき、フォトリソ（フォトリ
ソグラフィ）工程により図１（ａ）に示すような回路パ
ターンを形成し、熱作用部１１１の発熱抵抗部分（発熱
抵抗体１０２）の熱作用面はその寸法を２０μｍ幅で、
３０μｍ長にし、Alによる両電極１０３、１０４の抵抗
を含めて１００Ωの抵抗値にする。
【００２３】次に、図１（ｆ）に示すように第１の上部
保護層１０８としてSiO2を１．２μｍ厚に基板１０１の
全面上にマグネトロン型ハイレートスパッタ法によって
積層する。
保護層１０８としてSiO2を１．２μｍ厚に基板１０１の
全面上にマグネトロン型ハイレートスパッタ法によって
積層する。
【００２４】続いて、第２の上部保護層１１０として、
Taを0.15μ厚にマグネトロン型ハイレートスパッタ法に
よって積層する。次に、第２の上部保護層１１０をフォ
トリソ工程により、図１（ｆ）に示すような発熱抵抗体
１０２の上部を覆うパターンに形成する。
Taを0.15μ厚にマグネトロン型ハイレートスパッタ法に
よって積層する。次に、第２の上部保護層１１０をフォ
トリソ工程により、図１（ｆ）に示すような発熱抵抗体
１０２の上部を覆うパターンに形成する。
【００２５】さらに、第３の上部保護層１０９として、
感光性ポリイミド（商品名フォトニース）を基板１０１
の第１上部保護層１０８上に塗布し、フォトリソ工程に
よりパターンを形成する。
感光性ポリイミド（商品名フォトニース）を基板１０１
の第１上部保護層１０８上に塗布し、フォトリソ工程に
よりパターンを形成する。
【００２６】このようにして作製した基板１０１上に、
厚さ２０μｍの感光性樹脂ドライフィルムを積層して、
所定のパターンマスクによる露光と現像を行うことによ
り、図２に示すように液路２０１と共通液室２０４とを
形成し、更に前記液路２０１等を形成したフィルム上に
エポキシ系接着剤を介してガラス製の天井板２０５を接
着積層して液体噴射記録ヘッドを作製する。なお、２０
２は吐出口、２０３はインク液路壁、２０６はインク供
給口である。
厚さ２０μｍの感光性樹脂ドライフィルムを積層して、
所定のパターンマスクによる露光と現像を行うことによ
り、図２に示すように液路２０１と共通液室２０４とを
形成し、更に前記液路２０１等を形成したフィルム上に
エポキシ系接着剤を介してガラス製の天井板２０５を接
着積層して液体噴射記録ヘッドを作製する。なお、２０
２は吐出口、２０３はインク液路壁、２０６はインク供
給口である。
【００２７】本例では、上述の液路２０１は幅４０μ
ｍ、高さ２０μｍ、長さ１５０μｍの寸法に形成した。
また、熱作用部（ヒータ）１１１の前端と吐出口２０２
までの長さは５０μｍにした。
ｍ、高さ２０μｍ、長さ１５０μｍの寸法に形成した。
また、熱作用部（ヒータ）１１１の前端と吐出口２０２
までの長さは５０μｍにした。
【００２８】以下、発熱抵抗体１０２の形状を図１
（ａ）に示し、詳細に説明する。電極１０３と１０４に
は、互に対向する端部に発熱抵抗体の中心軸に半径中心
を持ち、Ｒ＝３０μｍの円弧状の膨出部Ｅ，Ｆを形成し
てある。また、電極の両サイドＧにはＲ＝３μｍの円弧
が前記Ｒ＝３０μｍの円弧と接するように形成してあ
る。電極間の距離は最小３０μｍ、対向する電極方向と
垂直な方向の発熱抵抗体１０２の幅は２０μｍとした。
発熱抵抗体１０２の４隅Ｈ部にはＲ＝３μｍの円弧をつ
け、図２に示した本発明による液体噴射記録ヘッドを完
成した。
（ａ）に示し、詳細に説明する。電極１０３と１０４に
は、互に対向する端部に発熱抵抗体の中心軸に半径中心
を持ち、Ｒ＝３０μｍの円弧状の膨出部Ｅ，Ｆを形成し
てある。また、電極の両サイドＧにはＲ＝３μｍの円弧
が前記Ｒ＝３０μｍの円弧と接するように形成してあ
る。電極間の距離は最小３０μｍ、対向する電極方向と
垂直な方向の発熱抵抗体１０２の幅は２０μｍとした。
発熱抵抗体１０２の４隅Ｈ部にはＲ＝３μｍの円弧をつ
け、図２に示した本発明による液体噴射記録ヘッドを完
成した。
【００２９】本実施例による発熱抵抗体１０２は、電極
層１５２と発熱抵抗層１５１のパターニングずれに対し
てもその許容範囲が大きく、図１（ａ）のｘ軸、ｙ軸方
向にそれぞれ±１μの位置ずれがあっても、図中Ｈ部で
の電流密度は発熱抵抗体中央部での電流密度に対して
１．２倍以下である。
層１５２と発熱抵抗層１５１のパターニングずれに対し
てもその許容範囲が大きく、図１（ａ）のｘ軸、ｙ軸方
向にそれぞれ±１μの位置ずれがあっても、図中Ｈ部で
の電流密度は発熱抵抗体中央部での電流密度に対して
１．２倍以下である。
【００３０】他の実施例 図１（ｂ）〜（ｄ）に本発明による他の実施例をそれぞ
れ示す。膜構成及び厚さについては実施例１と同様であ
る。
れ示す。膜構成及び厚さについては実施例１と同様であ
る。
【００３１】図１（ｂ）は電極中央部に形成した膨出部
Ｅ、Ｆにストレート部Ｐを設け、これに接するようにＲ
＝３０μｍの円弧を、更にこの円弧と接するようにＲ＝
３μｍの円弧を配している。
Ｅ、Ｆにストレート部Ｐを設け、これに接するようにＲ
＝３０μｍの円弧を、更にこの円弧と接するようにＲ＝
３μｍの円弧を配している。
【００３２】図１（ｃ）は、電極形状に楕円の一部を用
いたものである。また、図１（ｄ）は、電極形状に用い
る弧を多角形で近似したものである。この形状で設計さ
れたものであっても、実際にはレジストパターニング及
びエッチング等により、多角形の頂点には小さな丸味が
付き、角が取れる。またこの小さな丸味と直線部から電
極全体には、発熱抵抗体の幅よりも大きな曲率半径を持
つようになる為、他の実施例と同様の良好な結果が得ら
れた。
いたものである。また、図１（ｄ）は、電極形状に用い
る弧を多角形で近似したものである。この形状で設計さ
れたものであっても、実際にはレジストパターニング及
びエッチング等により、多角形の頂点には小さな丸味が
付き、角が取れる。またこの小さな丸味と直線部から電
極全体には、発熱抵抗体の幅よりも大きな曲率半径を持
つようになる為、他の実施例と同様の良好な結果が得ら
れた。
【００３３】尚いずれの実施例においても、フォトリソ
グラフィーの工程で用いるフォトマスクのパターンの形
状としては、その作製工程上の問題により、細かい凹凸
ができる場合が多いが、極めて微小な凹凸は実質的には
問題にならない。
グラフィーの工程で用いるフォトマスクのパターンの形
状としては、その作製工程上の問題により、細かい凹凸
ができる場合が多いが、極めて微小な凹凸は実質的には
問題にならない。
【００３４】本発明に係わる記録ヘッドは上記のように
構成されるが、これにつき更に説明する。
構成されるが、これにつき更に説明する。
【００３５】図１０はこのようなインクジェット記録ヘ
ッドの概略構成図であり、エッチング・蒸着・スパッタ
リング等の半導体製造プロセス工程を経て、基板１１０
２上に成膜形成された電気熱変換体１１０３、電極１１
０４、液路壁１１０５、天板１１０６から構成されてい
るインクジェット記録ヘッドが示されている。記録用液
体１１１２は図示していない液体貯蔵室から液体供給管
１１０７を通して記録ヘッド１１０１の共通液室１１０
８内に供給される。図中１１０９は液体供給管用コネク
タである。共通液室１１０８内に供給された液体１１１
２は所謂毛管現象により液路１１１０内に供給され、液
路先端の吐出口面（オリフィス面）でメニスカスを形成
することにより安定に保持される。ここで電気熱変換体
１１０３に通電することにより、電気熱変換体面上の液
体が急峻に加熱され、液路中に気泡が生起され、その気
泡の膨張・収縮により吐出口１１１１から液体を吐出し
液滴が形成される。上述したような構成により、吐出口
密度１６ノズル／ｍｍといった高密度の吐出口配列で１
２８吐出口或いは２５６吐出口という、更には、記録幅
内全域にわたって吐出口が配置されたマルチノズルのイ
ンクジェット記録ヘッドが形成できる。
ッドの概略構成図であり、エッチング・蒸着・スパッタ
リング等の半導体製造プロセス工程を経て、基板１１０
２上に成膜形成された電気熱変換体１１０３、電極１１
０４、液路壁１１０５、天板１１０６から構成されてい
るインクジェット記録ヘッドが示されている。記録用液
体１１１２は図示していない液体貯蔵室から液体供給管
１１０７を通して記録ヘッド１１０１の共通液室１１０
８内に供給される。図中１１０９は液体供給管用コネク
タである。共通液室１１０８内に供給された液体１１１
２は所謂毛管現象により液路１１１０内に供給され、液
路先端の吐出口面（オリフィス面）でメニスカスを形成
することにより安定に保持される。ここで電気熱変換体
１１０３に通電することにより、電気熱変換体面上の液
体が急峻に加熱され、液路中に気泡が生起され、その気
泡の膨張・収縮により吐出口１１１１から液体を吐出し
液滴が形成される。上述したような構成により、吐出口
密度１６ノズル／ｍｍといった高密度の吐出口配列で１
２８吐出口或いは２５６吐出口という、更には、記録幅
内全域にわたって吐出口が配置されたマルチノズルのイ
ンクジェット記録ヘッドが形成できる。
【００３６】図１１はインクジェット記録装置の外部構
成の概略を示した斜視図である。図１１において、１は
所定の記録信号に基づいてインクを吐出し、所望の画像
を記録するインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッ
ドと称す）、２は前記記録ヘッド１を載せて記録行方向
（主走査方向）に走査移動するキャリッジである。前記
キャリッジ２はガイド軸３、４によって摺動可能に支持
されており、タイミングベルト８に連動して主走査方向
に往復運動する。プーリ６、７に係合している前記タイ
ミングベルト８は、プーリ７を介してキャリッジモータ
５によって駆動される。
成の概略を示した斜視図である。図１１において、１は
所定の記録信号に基づいてインクを吐出し、所望の画像
を記録するインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッ
ドと称す）、２は前記記録ヘッド１を載せて記録行方向
（主走査方向）に走査移動するキャリッジである。前記
キャリッジ２はガイド軸３、４によって摺動可能に支持
されており、タイミングベルト８に連動して主走査方向
に往復運動する。プーリ６、７に係合している前記タイ
ミングベルト８は、プーリ７を介してキャリッジモータ
５によって駆動される。
【００３７】記録紙９は、ペーパーパン１０によってガ
イドされ、ピンチローラで圧接させられている図示しな
い紙送りローラーによって搬送される。この搬送は、紙
送りモータ１６を駆動源として行われる。搬送された記
録紙９は、排紙ローラ１３と拍車１４とによりテンショ
ンを加えられていて、弾性部材で形成される紙押さえ板
１２によってヒータ１１に圧接させられているため、ヒ
ータ１１に密着させられながら搬送される。ヘッド１に
より噴射されたインクが付着した記録紙９は、ヒータ１
１によって温められ、付着したインクはその水分が蒸発
して記録紙９に定着する。
イドされ、ピンチローラで圧接させられている図示しな
い紙送りローラーによって搬送される。この搬送は、紙
送りモータ１６を駆動源として行われる。搬送された記
録紙９は、排紙ローラ１３と拍車１４とによりテンショ
ンを加えられていて、弾性部材で形成される紙押さえ板
１２によってヒータ１１に圧接させられているため、ヒ
ータ１１に密着させられながら搬送される。ヘッド１に
より噴射されたインクが付着した記録紙９は、ヒータ１
１によって温められ、付着したインクはその水分が蒸発
して記録紙９に定着する。
【００３８】１５は回復系と呼ばれるユニットで、記録
ヘッド１の吐出口（図示せず）に付着した異物や粘度の
高くなったインクを除去することにより、吐出特性を正
規の状態に維持するためのものである。
ヘッド１の吐出口（図示せず）に付着した異物や粘度の
高くなったインクを除去することにより、吐出特性を正
規の状態に維持するためのものである。
【００３９】１８ａは回復系ユニット１５の一部を構成
するキャップであり、インクジェット記録ヘッド１の吐
出口をキャッピングして、目詰りの発生を防止するため
のものである。キャップ１８ａの内部には、インク吸収
体１８が配されている。
するキャップであり、インクジェット記録ヘッド１の吐
出口をキャッピングして、目詰りの発生を防止するため
のものである。キャップ１８ａの内部には、インク吸収
体１８が配されている。
【００４０】また、回復系ユニット１５の記録領域側に
は記録ヘッド１の吐出口が形成された面と当接し、吐出
口面に付着した異物やインク滴をクリーニングするため
のクリーニングブレード１７が設けられている。
は記録ヘッド１の吐出口が形成された面と当接し、吐出
口面に付着した異物やインク滴をクリーニングするため
のクリーニングブレード１７が設けられている。
【００４１】
【発明の効果】このようにして作製された液体噴射記録
ヘッドは、インクの吐出時において、図１（ａ）の発熱
抵抗体の４隅（図中、Ｈで示す）から発泡することな
く、均一に発泡を開始する。この為、飛翔液滴の吐出速
度のばらつきが小さくなるだけでなく、発熱抵抗体のヒ
ートスポットをなくすることができるため最高到達温度
も下げることが出来、耐久寿命も延ばすことが出来た。
ヘッドは、インクの吐出時において、図１（ａ）の発熱
抵抗体の４隅（図中、Ｈで示す）から発泡することな
く、均一に発泡を開始する。この為、飛翔液滴の吐出速
度のばらつきが小さくなるだけでなく、発熱抵抗体のヒ
ートスポットをなくすることができるため最高到達温度
も下げることが出来、耐久寿命も延ばすことが出来た。
【図１】本発明に係わるヘッドの発熱抵抗体及び電極構
成を示す部分拡大図である。
成を示す部分拡大図である。
【図２】液体噴射記録ヘッドの概略説明図である。
【図３】液体噴射記録ヘッドの製造工程を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】液体噴射記録ヘッドの製造工程を示す説明図で
ある。
ある。
【図５】液体噴射記録ヘッドの製造工程を示す説明図で
ある。
ある。
【図６】液体噴射記録ヘッドの製造工程を示す説明図で
ある。
ある。
【図７】サーマルヘッドの電気熱変換素子の構造を示す
説明図である。
説明図である。
【図８】従来の液体噴射記録ヘッドの電気熱変換素子の
構造を示す説明図である。
構造を示す説明図である。
【図９】従来の液体噴射記録ヘッドの電気熱変換素子の
構造を示す説明図である。
構造を示す説明図である。
【図１０】液体噴射記録ヘッドの構造を示す模式的斜視
図である。
図である。
【図１１】本発明に係わるヘッドを備えた記録装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
１０１ 基板 １０２ 発熱抵抗体 １０３ 共通電極 １０４ 選択電極 １０５ 基板支持体 １０６ 下部層 １０７ 発熱抵抗層 １０８ 保護層１ １０９ 保護層３ １１０ 保護層２ １１１ 熱作用部 ２００ ヘッド ２０１ 液路 ２０２ 吐出口 ２０３ インク液路壁 ２０４ 液室 ２０５ 天板 ２０６ インク供給口 ２５１ 発熱抵抗層 ２５１’ 抵抗層のパターン ２５２ 電極層 ２５２’ 電極層のパターン ２５３ 支持体 ２５４ フォトレジスト ２５４’ フォトレジスト ２５４” フォトレジスト ２５５ 保護膜 ２５６ 感光性樹脂 Ｅ，Ｆ 膨出部
Claims (3)
- 【請求項１】 記録液を吐出して飛翔液滴を形成する吐
出口と、互いに対向する電極層を発熱抵抗層上に形成し
てなり前記電極層に電力を供給することにより前記飛翔
液滴を形成するために用いられる熱エネルギーを発生す
る電気熱変換体とを有する液体噴射記録ヘッドにおい
て、前記発熱抵抗層を電極層よりも幅広に形成すると共
に前記電極層の対向端部に膨出部を形成してなることを
特徴とする液体噴射記録ヘッド。 - 【請求項２】 記録媒体の記録領域の全幅にわたってイ
ンク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記載の液体噴射記録
ヘッド。 - 【請求項３】 記録媒体の被記録面に対向してインク吐
出口が設けられている請求項２記載の液体噴射記録ヘッ
ドと、該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液体噴射記録装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34216292A JP3248964B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 液体噴射記録ヘッド及び同ヘッドを備えた液体噴射記録装置 |
| DE69324897T DE69324897T2 (de) | 1992-12-22 | 1993-12-21 | Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf und Flussigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät |
| EP93120614A EP0603822B1 (en) | 1992-12-22 | 1993-12-21 | Liquid jethead and liquid jet apparatus |
| US08/653,990 US6139130A (en) | 1992-12-22 | 1996-05-28 | Substrate and liquid jet recording head with particular electrode and resistor structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34216292A JP3248964B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 液体噴射記録ヘッド及び同ヘッドを備えた液体噴射記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06183006A true JPH06183006A (ja) | 1994-07-05 |
| JP3248964B2 JP3248964B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=18351602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34216292A Expired - Fee Related JP3248964B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 液体噴射記録ヘッド及び同ヘッドを備えた液体噴射記録装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6139130A (ja) |
| EP (1) | EP0603822B1 (ja) |
| JP (1) | JP3248964B2 (ja) |
| DE (1) | DE69324897T2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09109392A (ja) | 1995-10-13 | 1997-04-28 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッドの製造方法および同方法により製造されたインクジェット記録ヘッド、並びにインクジェット記録装置 |
| JP2001171119A (ja) * | 1999-12-22 | 2001-06-26 | Canon Inc | 液体吐出記録ヘッド |
| US6441349B1 (en) * | 2000-04-26 | 2002-08-27 | Advanced Micro Devices | System for facilitating uniform heating temperature of photoresist |
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| AUPR292301A0 (en) * | 2001-02-06 | 2001-03-01 | Silverbrook Research Pty. Ltd. | A method and apparatus (ART99) |
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