JPH07227968A - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
インクジェット記録ヘッド及びその製造方法Info
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- JPH07227968A JPH07227968A JP2252194A JP2252194A JPH07227968A JP H07227968 A JPH07227968 A JP H07227968A JP 2252194 A JP2252194 A JP 2252194A JP 2252194 A JP2252194 A JP 2252194A JP H07227968 A JPH07227968 A JP H07227968A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒーターで発生した熱が基板へ逃げることな
く効率よくインクへ伝達可能なインクジェット記録ヘッ
ド及びその製造方法を提供する。 【構成】 ヒーター下部に断熱層として空間を有し、か
つヒーター上部の絶縁膜をシリコン酸化膜、シリコン窒
化膜又はシリコン窒化酸化膜より大きな熱伝導率をもつ
材料で形成することを特徴とするインクジェット記録ヘ
ッド及びその製造方法。
く効率よくインクへ伝達可能なインクジェット記録ヘッ
ド及びその製造方法を提供する。 【構成】 ヒーター下部に断熱層として空間を有し、か
つヒーター上部の絶縁膜をシリコン酸化膜、シリコン窒
化膜又はシリコン窒化酸化膜より大きな熱伝導率をもつ
材料で形成することを特徴とするインクジェット記録ヘ
ッド及びその製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発熱体（ヒーター）に
よりインクを発泡させ、その圧力でインクを射出させる
インクジェット記録ヘッド及びその製造方法に関する。
よりインクを発泡させ、その圧力でインクを射出させる
インクジェット記録ヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インクジェット記録ヘッドと呼ば
れるプリンタヘッドには、ピエゾ素子による方式と、ヒ
ーター発熱によるインクの発泡現象を利用する方式（バ
ブルジェット）があり、更に、バブルジェット方式に
は、ヒーターに対して垂直方向にインクが射出される方
式と、ヒーターに対して平行にインクが射出される方式
がある（図６）。
れるプリンタヘッドには、ピエゾ素子による方式と、ヒ
ーター発熱によるインクの発泡現象を利用する方式（バ
ブルジェット）があり、更に、バブルジェット方式に
は、ヒーターに対して垂直方向にインクが射出される方
式と、ヒーターに対して平行にインクが射出される方式
がある（図６）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バブル
ジェット方式に関する上記従来例では、ヒーターの下地
材料、及び保護膜として、ＣＶＤ法によるＳｉＯ2 、Ｓ
ｉＯx Ｎy 、ＳｉＮ等の絶縁膜が使われるため、次のよ
うな欠点があった。（１）インクへ熱が伝わり難い。こ
れは、Ｓｉ系絶縁膜の熱伝導率が１．６Ｗ／ｍ℃程度で
あるため、ヒーター、インク間に大きな熱抵抗が存在す
る結果である。（２）基板へ熱が逃げる。これは（１）
と同様の原因による。即ち、ヒーター下地のＳｉ系絶縁
膜も有限な熱伝導率を持つために、基板へ逃げる熱が問
題となる。
ジェット方式に関する上記従来例では、ヒーターの下地
材料、及び保護膜として、ＣＶＤ法によるＳｉＯ2 、Ｓ
ｉＯx Ｎy 、ＳｉＮ等の絶縁膜が使われるため、次のよ
うな欠点があった。（１）インクへ熱が伝わり難い。こ
れは、Ｓｉ系絶縁膜の熱伝導率が１．６Ｗ／ｍ℃程度で
あるため、ヒーター、インク間に大きな熱抵抗が存在す
る結果である。（２）基板へ熱が逃げる。これは（１）
と同様の原因による。即ち、ヒーター下地のＳｉ系絶縁
膜も有限な熱伝導率を持つために、基板へ逃げる熱が問
題となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ヒータ
ー、インク間は熱伝導率の大きな絶縁膜を用いることに
より熱抵抗を小さくし、ヒーター、基板間にはヒーター
直下部に断熱層としての空間と熱伝導率の小さな絶縁膜
とを設けることにより、ヒーター基板間の熱抵抗を大き
くする結果、基板へ逃げる熱量を抑え、ヒーターの熱効
率（インク吐出量／ヒーター電力）を向上させたもので
ある。
ー、インク間は熱伝導率の大きな絶縁膜を用いることに
より熱抵抗を小さくし、ヒーター、基板間にはヒーター
直下部に断熱層としての空間と熱伝導率の小さな絶縁膜
とを設けることにより、ヒーター基板間の熱抵抗を大き
くする結果、基板へ逃げる熱量を抑え、ヒーターの熱効
率（インク吐出量／ヒーター電力）を向上させたもので
ある。
【０００５】更に本発明によればヒーター下部の絶縁膜
又は導電膜を除去することにより断熱層を形成する方法
なので、基板表面側よりヒーターに開口した穴を通じて
エッチング処理により断熱層としての空間が容易にかつ
迅速に形成することができ、工程的にも簡略化され工業
的にも極めて有利である。
又は導電膜を除去することにより断熱層を形成する方法
なので、基板表面側よりヒーターに開口した穴を通じて
エッチング処理により断熱層としての空間が容易にかつ
迅速に形成することができ、工程的にも簡略化され工業
的にも極めて有利である。
【０００６】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的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。
【０００７】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いる基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、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いて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（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。
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いる基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、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いて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（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。
【０００８】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４３４５２６２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うことができる。
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２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うことができる。
【０００９】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口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。
【００１０】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部とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力液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５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力液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５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
【００１１】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一般的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有利に発揮することができる。
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一般的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有利に発揮することができる。
【００１２】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インクタンクが設けら
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。
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インクタンクが設けら
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。
【００１３】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
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ッピング手段、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う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
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ッピング手段、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う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００１４】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モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または複色によるフ
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。
色等の主流色のみを記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または複色によるフ
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。
【００１５】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
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よい。
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
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よい。
【００１６】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
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
用いるかして、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を液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７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よい。本発明において
は、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。
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
用いるかして、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を液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７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よい。本発明において
は、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。
【００１７】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基ずき更に詳細に説
明する。
明する。
【００１９】図１は本発明の特徴を最もよく表わす図面
であり、同図に於て、１００は基板であるＳｉウエハ、
１０１は熱酸化膜、１０２はＣＶＤ酸化膜、１０３はヒ
ーター材料（ＴａＮ，ＨｆＢ2 ，ＡｌＷ，ＴｉＷ等）、
１０４は導電膜でＡｌ又はＡｌ系合金（Ａｌ−Ｓｉ，Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｃｕ等）からなる。１０５は高
熱伝導率を有する絶縁体でＡｌＮ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｂｅ
Ｏ，ダイアモンド等であり、１０６はヒーター直下に設
けられた空間からなる断熱層である。
であり、同図に於て、１００は基板であるＳｉウエハ、
１０１は熱酸化膜、１０２はＣＶＤ酸化膜、１０３はヒ
ーター材料（ＴａＮ，ＨｆＢ2 ，ＡｌＷ，ＴｉＷ等）、
１０４は導電膜でＡｌ又はＡｌ系合金（Ａｌ−Ｓｉ，Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｃｕ等）からなる。１０５は高
熱伝導率を有する絶縁体でＡｌＮ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｂｅ
Ｏ，ダイアモンド等であり、１０６はヒーター直下に設
けられた空間からなる断熱層である。
【００２０】図２は図１の熱等価回路であり、Ｑはヒー
ター１０３で発生する熱、Ｒ1 は絶縁体１０５、Ｒ2 は
断熱層１０６、Ｒ3 ，Ｒ4 はＡｌ系合金１０４のそれぞ
れ熱抵抗（℃／Ｗ）を表わす。Ｒ1 <<Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 図３は、図１の構造を形成するまでの各工程を示したも
のである。まず、Ｓｉ基板１００を熱酸化し、熱酸化膜
１０１を３０００〜１００００オングストローム形成す
る。続いてＣＶＤ法により酸化膜１０２を８０００〜１
５０００オングストローム形成する。更にヒーター１０
３、Ａｌ配線１０４をそれぞれ５００〜１０００オング
ストローム、３０００〜１００００オングストローム形
成する。ヒーター、Ａｌ配線をフォトリソ工程によりパ
ターニング、エッチングした後、再びフォトレジスト３
０１を塗布し、パターニングを行う。続いてドライエッ
チングにより、ヒーター部を２〜５μｍ口除去する。こ
の状態で（レジストは残したまま）ウエットエッチング
を行い、ＣＶＤ酸化膜１０２を等方的にエッチングし、
断熱層１０６を形成する。レジスト３０１を除去した
後、ＡｌＮを６０００〜１５０００オングストロームス
パッタ又はＣＶＤ法により形成する。
ター１０３で発生する熱、Ｒ1 は絶縁体１０５、Ｒ2 は
断熱層１０６、Ｒ3 ，Ｒ4 はＡｌ系合金１０４のそれぞ
れ熱抵抗（℃／Ｗ）を表わす。Ｒ1 <<Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 図３は、図１の構造を形成するまでの各工程を示したも
のである。まず、Ｓｉ基板１００を熱酸化し、熱酸化膜
１０１を３０００〜１００００オングストローム形成す
る。続いてＣＶＤ法により酸化膜１０２を８０００〜１
５０００オングストローム形成する。更にヒーター１０
３、Ａｌ配線１０４をそれぞれ５００〜１０００オング
ストローム、３０００〜１００００オングストローム形
成する。ヒーター、Ａｌ配線をフォトリソ工程によりパ
ターニング、エッチングした後、再びフォトレジスト３
０１を塗布し、パターニングを行う。続いてドライエッ
チングにより、ヒーター部を２〜５μｍ口除去する。こ
の状態で（レジストは残したまま）ウエットエッチング
を行い、ＣＶＤ酸化膜１０２を等方的にエッチングし、
断熱層１０６を形成する。レジスト３０１を除去した
後、ＡｌＮを６０００〜１５０００オングストロームス
パッタ又はＣＶＤ法により形成する。
【００２１】図１の構成に於て、ヒーターで発生した熱
は断熱層１０６により基板へ逃げることなく、又、高熱
伝導率絶縁膜１０５により効率良くインクへ伝わる。
は断熱層１０６により基板へ逃げることなく、又、高熱
伝導率絶縁膜１０５により効率良くインクへ伝わる。
【００２２】図４は、本発明の第２の実施例であり、１
００は基板であるＳｉウエハ、１０１は熱酸化膜、１０
２はＣＶＤ酸化膜、１０４はＡｌ系合金又はＡｌ、ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ等からなる導電膜、１０３は発熱体、１０５
は高熱伝導率を有する絶縁膜（ＡｌＮ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｂ
ｅＯ，Ｃ（ダイアモンド）等）、４０６は断熱層であ
り、１０４を部分的に除去（エッチング）することによ
ち形成される。
００は基板であるＳｉウエハ、１０１は熱酸化膜、１０
２はＣＶＤ酸化膜、１０４はＡｌ系合金又はＡｌ、ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ等からなる導電膜、１０３は発熱体、１０５
は高熱伝導率を有する絶縁膜（ＡｌＮ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｂ
ｅＯ，Ｃ（ダイアモンド）等）、４０６は断熱層であ
り、１０４を部分的に除去（エッチング）することによ
ち形成される。
【００２３】なお、前記の高熱伝導率を有する絶縁膜の
熱伝導率は以下のとおりである。 各材料の熱伝導率 ＳｉＯ2 １．６ Ｗ／ｍ℃ Ａｌ2 Ｏ3 １１．０ 〃 ＢｅＯ ６５．７ 〃 ＡｌＮ ６０ 〃 Ｃ（ダイアモンド）２００ 〃 図５は図４の構成を形成するまでの各工程を示したもの
である。まず、Ｓｉ基板１００を酸化し、５０００〜１
００００オングストロームの熱酸化膜１０１を形成す
る。続いてＣＶＤ酸化膜１０２を８０００ー１５０００
オングストローム形成する（第２の実施例ではＣＶＤ酸
化膜は必ずしも必要ではない）。更にＡｌ１０４、ヒー
ター１０３を成膜し、フォトリソ工程によりパターニン
グ、エッチングを行う。ここで再びフォトレジスト３０
１を塗布し、パターニングを行う。続いてドライエッチ
ングにより、ヒーター部を２〜５μｍ口除去する。この
状態でウエットエッチングを行い、Ａｌ１０４を等方的
にエッチングし、断熱層４０６を形成する。レジスト３
０１を除去した後、ＡｌＮ１０５を６０００〜１５００
０オングストロームスパッタ又はＣＶＤ法により形成す
る。
熱伝導率は以下のとおりである。 各材料の熱伝導率 ＳｉＯ2 １．６ Ｗ／ｍ℃ Ａｌ2 Ｏ3 １１．０ 〃 ＢｅＯ ６５．７ 〃 ＡｌＮ ６０ 〃 Ｃ（ダイアモンド）２００ 〃 図５は図４の構成を形成するまでの各工程を示したもの
である。まず、Ｓｉ基板１００を酸化し、５０００〜１
００００オングストロームの熱酸化膜１０１を形成す
る。続いてＣＶＤ酸化膜１０２を８０００ー１５０００
オングストローム形成する（第２の実施例ではＣＶＤ酸
化膜は必ずしも必要ではない）。更にＡｌ１０４、ヒー
ター１０３を成膜し、フォトリソ工程によりパターニン
グ、エッチングを行う。ここで再びフォトレジスト３０
１を塗布し、パターニングを行う。続いてドライエッチ
ングにより、ヒーター部を２〜５μｍ口除去する。この
状態でウエットエッチングを行い、Ａｌ１０４を等方的
にエッチングし、断熱層４０６を形成する。レジスト３
０１を除去した後、ＡｌＮ１０５を６０００〜１５００
０オングストロームスパッタ又はＣＶＤ法により形成す
る。
【００２４】断熱層１０６、４０６としての空間は０・
１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態にあれば断熱効果がより高ま
るので望ましい。減圧装置は半導体製造装置に通常用い
られる装置が用いられる。断熱層１０６、４０６の空間
は対流による放熱を防ぐために０・１Ｔｏｒｒ以下の減
圧状態にある方が有利であるが、必要以上に高真空にす
ることは意味がない。通常半導体製造に用いられる減圧
装置は１０ー3〜１０-1 Ｔｏｒｒの範囲が殆どであり、こ
れらの装置を使えば特別の装置は不要である。
１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態にあれば断熱効果がより高ま
るので望ましい。減圧装置は半導体製造装置に通常用い
られる装置が用いられる。断熱層１０６、４０６の空間
は対流による放熱を防ぐために０・１Ｔｏｒｒ以下の減
圧状態にある方が有利であるが、必要以上に高真空にす
ることは意味がない。通常半導体製造に用いられる減圧
装置は１０ー3〜１０-1 Ｔｏｒｒの範囲が殆どであり、こ
れらの装置を使えば特別の装置は不要である。
【００２５】また、空間内部にＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｎ2
等の不活性ガスを充填させれば、ヒーターの発熱と共に
インクが発泡するときに発生する圧力を平衡させること
ができ、減圧下で生ずるヒーターの破損を防止できると
共に、ヒーターの発熱によるヒーターと内部気体との反
応を防止できる。ヒーターが発熱し、インクが発泡する
際には、大きな圧力が発生する。ヒーター直下が減圧状
態であつた場合、ヒーター上下の圧力差によりヒーター
が破損することが考えられる。そこで予めインク発泡時
の圧力と平衡するように不活性ガス封入しておけばこの
問題は解決する。この場合、流体（不活性ガス）の対流
による伝熱は発生するが、固体（ＳｉＯ 2 ）の熱伝導に
よる電熱よりもはるかに小さい。
等の不活性ガスを充填させれば、ヒーターの発熱と共に
インクが発泡するときに発生する圧力を平衡させること
ができ、減圧下で生ずるヒーターの破損を防止できると
共に、ヒーターの発熱によるヒーターと内部気体との反
応を防止できる。ヒーターが発熱し、インクが発泡する
際には、大きな圧力が発生する。ヒーター直下が減圧状
態であつた場合、ヒーター上下の圧力差によりヒーター
が破損することが考えられる。そこで予めインク発泡時
の圧力と平衡するように不活性ガス封入しておけばこの
問題は解決する。この場合、流体（不活性ガス）の対流
による伝熱は発生するが、固体（ＳｉＯ 2 ）の熱伝導に
よる電熱よりもはるかに小さい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、ヒーターの直下部
に空間を設け、かつヒーター上部に熱伝導率の大きな材
料からなる絶縁膜を形成して上下方向の熱抵抗の差を大
きくすることにより、ヒーターで発生した熱が基板に逃
げることなく効率良くインクへ伝達される。その結果、
インクヘッドの消費電力を低減可能となり、携帯型プリ
ンターなどのバッテリー動作等で非常に有利となる。
に空間を設け、かつヒーター上部に熱伝導率の大きな材
料からなる絶縁膜を形成して上下方向の熱抵抗の差を大
きくすることにより、ヒーターで発生した熱が基板に逃
げることなく効率良くインクへ伝達される。その結果、
インクヘッドの消費電力を低減可能となり、携帯型プリ
ンターなどのバッテリー動作等で非常に有利となる。
【００２７】また本発明の方法はヒーターに開口した穴
を通じてヒーター直下部の絶縁膜又は導電膜を除去する
ことにより断熱層を形成する方法なので、エッチング処
理により断熱層としての空間を容易にかつ迅速に形成す
ることができ、工程的に簡略化され工業的にも極めて有
利である。
を通じてヒーター直下部の絶縁膜又は導電膜を除去する
ことにより断熱層を形成する方法なので、エッチング処
理により断熱層としての空間を容易にかつ迅速に形成す
ることができ、工程的に簡略化され工業的にも極めて有
利である。
【図１】（ａ）は本発明の第一の実施例の平面図、
（ｂ）（ｃ）はそれぞれＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’線の断面
図。
（ｂ）（ｃ）はそれぞれＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’線の断面
図。
【図２】図１の熱等価回路図。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は、図
１の工程毎の断面図。
１の工程毎の断面図。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施例の平面図、
（ｂ）（ｃ）はそれぞれＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’線の断面
図。
（ｂ）（ｃ）はそれぞれＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’線の断面
図。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は、図
４の工程毎の断面図。
４の工程毎の断面図。
【図６】（ａ）（ｂ）は、従来のインクジェット方式の
断面図。
断面図。
１００ Ｓｉ基板 １０１ 熱酸化膜 １０２ ＣＶＤ酸化膜 １０３ ヒーター １０４ 導電膜 １０５ 高熱伝導率絶縁体 １０６ １０２を除去し形成する断熱層 ３０１ フォトレジスト ４０６ １０４を除去し形成する断熱層 ６０１ インク ６０２ インクノズル ６０３ 吐出されたインク
Claims (5)
- 【請求項１】 インクジェット方式のプリンタヘッドに
おいて、 ヒーター直下部に断熱層としての空間を有し、かつ、ヒ
ーター上部の絶縁膜をシリコン酸化膜ＳｉＯ2 、シリコ
ン窒化膜ＳｉＮ、又はシリコン窒化酸化膜ＳｉＯＮより
大きな熱伝導率をもつ材料で形成す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】 ヒーター直下部の絶縁膜を除去すること
により断熱層を形成す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の製造方法。 - 【請求項３】 ヒーター直下部の導電膜を除去すること
により断熱層を形成す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の製造方法。 - 【請求項４】 断熱層の内部が０．１Ｔｏｒｒ以下の減
圧状態であ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】 断熱層の内部が不活性ガスで充填されて
い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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252194A JPH07227968A (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252194A JPH07227968A (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07227968A true JPH07227968A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12085087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2252194A Pending JPH07227968A (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07227968A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1066966A2 (en) | 1999-06-28 | 2001-01-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink-jet head and fabrication method of the same |
| JP2006007718A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Kyocera Corp | インクジェット記録ヘッド及びインクジェットプリンタ |
| WO2010011250A2 (en) * | 2008-06-23 | 2010-01-28 | Eastman Kodak Company | Printhead having isolated heater |
| US7990405B2 (en) * | 2008-08-29 | 2011-08-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Thermal head and thermal printer |
-
1994
- 1994-02-21 JP JP2252194A patent/JPH07227968A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1066966A2 (en) | 1999-06-28 | 2001-01-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink-jet head and fabrication method of the same |
| US6340223B1 (en) | 1999-06-28 | 2002-01-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink-jet head and fabrication method of the same |
| JP2006007718A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Kyocera Corp | インクジェット記録ヘッド及びインクジェットプリンタ |
| JP4583089B2 (ja) * | 2004-06-29 | 2010-11-17 | 京セラ株式会社 | インクジェット記録ヘッド及びインクジェットプリンタ |
| WO2010011250A2 (en) * | 2008-06-23 | 2010-01-28 | Eastman Kodak Company | Printhead having isolated heater |
| WO2010011250A3 (en) * | 2008-06-23 | 2010-04-15 | Eastman Kodak Company | Printhead having isolated heater |
| US8540349B2 (en) | 2008-06-23 | 2013-09-24 | Eastman Kodak Company | Printhead having isolated heater |
| US7990405B2 (en) * | 2008-08-29 | 2011-08-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Thermal head and thermal printer |
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