JPH08118646A - インクジェットヘッド及び該ヘッドの製造法 - Google Patents
インクジェットヘッド及び該ヘッドの製造法Info
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- JPH08118646A JPH08118646A JP26522094A JP26522094A JPH08118646A JP H08118646 A JPH08118646 A JP H08118646A JP 26522094 A JP26522094 A JP 26522094A JP 26522094 A JP26522094 A JP 26522094A JP H08118646 A JPH08118646 A JP H08118646A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気化学的に安定で密着性の良い膜構成を有
するインクジェットヘッド並びに該ヘッドの製造法を提
供する。 【構成】 電気熱変換体を形成する発熱抵抗層がＰｔ族
系合金、即ちＰｔ系、Ｉｒ系又はＲｕ系合金からなり、
膜厚方向での材質を不均一とし、少なくとも下部層に接
する側の材質のＰｔ、Ｉｒ又はＲｕ含有量が少なくなる
よう構成されることを特徴とする、目的のインクジェッ
トヘッド並びに該ヘッドの製造法が提供される。
するインクジェットヘッド並びに該ヘッドの製造法を提
供する。 【構成】 電気熱変換体を形成する発熱抵抗層がＰｔ族
系合金、即ちＰｔ系、Ｉｒ系又はＲｕ系合金からなり、
膜厚方向での材質を不均一とし、少なくとも下部層に接
する側の材質のＰｔ、Ｉｒ又はＲｕ含有量が少なくなる
よう構成されることを特徴とする、目的のインクジェッ
トヘッド並びに該ヘッドの製造法が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体をオリフィスから
噴射して液滴を形成するインクジェットヘッド並びに該
ヘッドの製造法に関する。
噴射して液滴を形成するインクジェットヘッド並びに該
ヘッドの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のインクジェット記録ヘッドに関
し、例えば特開昭５４−５１８３７号公報に開示される
インクジェット記録法は、熱エネルギーを液体に作用さ
せて、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方法とは異なる特徴を有している。
即ち、上記の記録法は、熱エネルギーの作用を受けた液
体が過熱されて気泡を発生し、この気泡発生に基づく作
用力によって、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
録が行われることを特徴としている。
し、例えば特開昭５４−５１８３７号公報に開示される
インクジェット記録法は、熱エネルギーを液体に作用さ
せて、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方法とは異なる特徴を有している。
即ち、上記の記録法は、熱エネルギーの作用を受けた液
体が過熱されて気泡を発生し、この気泡発生に基づく作
用力によって、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
録が行われることを特徴としている。
【０００３】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、該
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、熱エネルギーを発生す
る手段である熱変換体としての発熱抵抗層及びそれをイ
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。
般に液体を吐出するために設けられたオリフィスと、該
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、熱エネルギーを発生す
る手段である熱変換体としての発熱抵抗層及びそれをイ
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。
【０００４】然しながら、ヘッド設計の立場及び吐出設
計の立場から熱をインクに効率良く伝えることが望まし
く、上部保護層を有しない膜構成が特開昭５５−１２６
４６２号公報に提案されている。この膜構成に使用され
る発熱抵抗層は耐インク性に優れなければならない。即
ち高温状態での電気化学性に優れ、且つ泡の消泡時に発
生するキャビテーションに強くなければならない。
計の立場から熱をインクに効率良く伝えることが望まし
く、上部保護層を有しない膜構成が特開昭５５−１２６
４６２号公報に提案されている。この膜構成に使用され
る発熱抵抗層は耐インク性に優れなければならない。即
ち高温状態での電気化学性に優れ、且つ泡の消泡時に発
生するキャビテーションに強くなければならない。
【０００５】このような特性を有する発熱抵抗層には、
特願平０３−１９４０２９号に提案されるＴａ−Ｐｔの
ような材料がある。また、特願平０１−４６７６９号に
提案されるＡｌ−Ｔａ−Ｉｒのような材料、及び特開平
０３−２５６７４７号に提案されるＴａ−Ｉｒのような
材料がある。更には、特願平０３−１９４０３１号に提
案されるＴａ−Ｉｒ−Ｒｕのような材料、及び特願平０
３−１９４０３２号に提案されるＣｒ−Ｉｒ−Ｒｕのよ
うな材料がある。
特願平０３−１９４０２９号に提案されるＴａ−Ｐｔの
ような材料がある。また、特願平０１−４６７６９号に
提案されるＡｌ−Ｔａ−Ｉｒのような材料、及び特開平
０３−２５６７４７号に提案されるＴａ−Ｉｒのような
材料がある。更には、特願平０３−１９４０３１号に提
案されるＴａ−Ｉｒ−Ｒｕのような材料、及び特願平０
３−１９４０３２号に提案されるＣｒ−Ｉｒ−Ｒｕのよ
うな材料がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の記録法は短い間
隔でインクを発泡させるために、極めて短い間隔で非常
に高い温度で発熱抵抗層を駆動しなければならず、発熱
抵抗層と下部層に非常に高い温度安定性が要求される。
隔でインクを発泡させるために、極めて短い間隔で非常
に高い温度で発熱抵抗層を駆動しなければならず、発熱
抵抗層と下部層に非常に高い温度安定性が要求される。
【０００７】最近、インクジェットの高機能化のため高
い駆動周波数、また印字品位の安定性が求められてお
り、そのために吐出速度の安定化が必要になっている。
即ち発泡の安定性が強く求められている。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。従って、発熱抵抗層を従来よりも更に短い
パルスで駆動することが必要となっており、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、発熱抵抗層及び下部層に従来よりも
高い温度安定性並びに耐熱ストレス性が要求されてい
る。然しながら、従来の発熱抵抗層においては、短いパ
ルスで駆動すると早期に断線するというトラブルがしば
しば発生した。パルス幅が短い駆動の故障モードを解析
すると、発熱抵抗層と下部層の間で剥離が生じてそれが
断線の原因となることがあった。その原因は、発熱抵抗
層及び下部層の熱膨張率の差によって熱応力が発生し、
それによって剥離が発生し破断するものと考えられる。
い駆動周波数、また印字品位の安定性が求められてお
り、そのために吐出速度の安定化が必要になっている。
即ち発泡の安定性が強く求められている。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。従って、発熱抵抗層を従来よりも更に短い
パルスで駆動することが必要となっており、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、発熱抵抗層及び下部層に従来よりも
高い温度安定性並びに耐熱ストレス性が要求されてい
る。然しながら、従来の発熱抵抗層においては、短いパ
ルスで駆動すると早期に断線するというトラブルがしば
しば発生した。パルス幅が短い駆動の故障モードを解析
すると、発熱抵抗層と下部層の間で剥離が生じてそれが
断線の原因となることがあった。その原因は、発熱抵抗
層及び下部層の熱膨張率の差によって熱応力が発生し、
それによって剥離が発生し破断するものと考えられる。
【０００８】また、Ｐｔ族金属、例えばＰｔ、Ｉｒ又は
Ｒｕは下部層との密着性が悪く他の金属（例えばＴａ
等）との合金でなければ密着性が向上しない。また、他
の金属（例えばＴａ等）を多くすると電気化学性が大き
くなり早期の破断を来す。
Ｒｕは下部層との密着性が悪く他の金属（例えばＴａ
等）との合金でなければ密着性が向上しない。また、他
の金属（例えばＴａ等）を多くすると電気化学性が大き
くなり早期の破断を来す。
【０００９】本発明は、上記のような問題のない電気化
学的に安定で密着性の良い膜構成を有するインクジェッ
トヘッド並びに該ヘッドの製造法の提供を目的とする。
学的に安定で密着性の良い膜構成を有するインクジェッ
トヘッド並びに該ヘッドの製造法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的は以下に示す
本発明によって達成される。即ち、本発明は、液体吐出
用のオリフィスに連通し液体中に熱エネルギーを付与し
て液体中に気泡を形成させる熱作用部と、前記熱エネル
ギーを発生する電気熱変換体と下部層を有し、該電気熱
変換体が直接インクに接する構成を有するインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、前記電気熱変換体を形成する発
熱抵抗層がＰｔ族系合金からなり、膜厚方向における材
質が一部不均一であり、且つ少なくとも下部層に接する
側の材質のＰｔ族金属の含有量が少ないものであること
を特徴とするインクジェット記録ヘッドを開示するもの
である。
本発明によって達成される。即ち、本発明は、液体吐出
用のオリフィスに連通し液体中に熱エネルギーを付与し
て液体中に気泡を形成させる熱作用部と、前記熱エネル
ギーを発生する電気熱変換体と下部層を有し、該電気熱
変換体が直接インクに接する構成を有するインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、前記電気熱変換体を形成する発
熱抵抗層がＰｔ族系合金からなり、膜厚方向における材
質が一部不均一であり、且つ少なくとも下部層に接する
側の材質のＰｔ族金属の含有量が少ないものであること
を特徴とするインクジェット記録ヘッドを開示するもの
である。
【００１１】また、本発明は、前記電気熱変換体を形成
する発熱抵抗層が、膜厚方向における材質が一部不均一
であり、且つ少なくとも下部層の材質が含まれてなるこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッドをも開示する
ものである。
する発熱抵抗層が、膜厚方向における材質が一部不均一
であり、且つ少なくとも下部層の材質が含まれてなるこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッドをも開示する
ものである。
【００１２】更に、本発明は、液体吐出用のオリフィス
に連通し液体中に熱エネルギーを付与して液体中に気泡
を形成させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発生する
電気熱変換体と下部層を有し、該電気熱変換体が直接イ
ンクに接する構成を有するインクジェットヘッドを製造
する方法において、前記電気熱変換体を形成する発熱抵
抗層がＰｔ族系合金からなり、膜厚方向における材質が
一部不均一であり、且つ少なくとも下部層に接する側の
材質のＰｔ族金属の含有量が少ないものであることを特
徴とするインクジェットヘッドの製造法を開示するもの
である。
に連通し液体中に熱エネルギーを付与して液体中に気泡
を形成させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発生する
電気熱変換体と下部層を有し、該電気熱変換体が直接イ
ンクに接する構成を有するインクジェットヘッドを製造
する方法において、前記電気熱変換体を形成する発熱抵
抗層がＰｔ族系合金からなり、膜厚方向における材質が
一部不均一であり、且つ少なくとも下部層に接する側の
材質のＰｔ族金属の含有量が少ないものであることを特
徴とするインクジェットヘッドの製造法を開示するもの
である。
【００１３】また、本発明は、前記電気熱変換体を形成
する発熱抵抗層が、膜厚方向における材質が一部不均一
であり、且つ少なくとも下部層の材質が含まれてなるこ
とを特徴とするインクジェットヘッドの製造法をも開示
するものである。
する発熱抵抗層が、膜厚方向における材質が一部不均一
であり、且つ少なくとも下部層の材質が含まれてなるこ
とを特徴とするインクジェットヘッドの製造法をも開示
するものである。
【００１４】本発明は、上記問題点を解決するために、
前記電気熱変換体を形成する発熱抵抗層がＰｔ族系合
金、即ちＰｔ系、Ｉｒ系又はＲｕ系合金であり膜厚方向
で材質が不均一であり、少なくとも下部層に接する側が
Ｐｔ、Ｉｒ又はＲｕが少ないよう構成されることを特徴
とする。具体的には発熱抵抗層の下部層に接する部分を
Ｐｔ、Ｉｒ又はＲｕの含有量を少なくし、そして発熱抵
抗層の膜厚方向にＰｔ、Ｉｒ又はＲｕ含有量を増加させ
るものである。
前記電気熱変換体を形成する発熱抵抗層がＰｔ族系合
金、即ちＰｔ系、Ｉｒ系又はＲｕ系合金であり膜厚方向
で材質が不均一であり、少なくとも下部層に接する側が
Ｐｔ、Ｉｒ又はＲｕが少ないよう構成されることを特徴
とする。具体的には発熱抵抗層の下部層に接する部分を
Ｐｔ、Ｉｒ又はＲｕの含有量を少なくし、そして発熱抵
抗層の膜厚方向にＰｔ、Ｉｒ又はＲｕ含有量を増加させ
るものである。
【００１５】本発明はまた、前記電気熱変換体を形成す
る発熱抵抗層が膜厚方向で材質が一部不均一であり、少
なくとも下部層の材質が含まれるよう構成されることを
特徴とするが、発熱抵抗層の膜厚方向に材料を変化さ
せ、発熱抵抗層の膜厚方向の中央部では発熱抵抗層の材
質とするものである。
る発熱抵抗層が膜厚方向で材質が一部不均一であり、少
なくとも下部層の材質が含まれるよう構成されることを
特徴とするが、発熱抵抗層の膜厚方向に材料を変化さ
せ、発熱抵抗層の膜厚方向の中央部では発熱抵抗層の材
質とするものである。
【００１６】上記の発熱抵抗層を用いることにより、発
熱抵抗層と下部層との間の密着性が向上し、従来の問題
点として指摘されるような発熱抵抗層及び下部層との間
の剥離が発生することがなくなる。更に、短いパルスの
駆動において、従来よりも熱ストレス耐久性が向上す
る。また、下部層付近以外ではＰｔ、Ｉｒ又はＲｕが多
くなり電気化学的に安定化する。
熱抵抗層と下部層との間の密着性が向上し、従来の問題
点として指摘されるような発熱抵抗層及び下部層との間
の剥離が発生することがなくなる。更に、短いパルスの
駆動において、従来よりも熱ストレス耐久性が向上す
る。また、下部層付近以外ではＰｔ、Ｉｒ又はＲｕが多
くなり電気化学的に安定化する。
【００１７】従って、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
の高いヘッドの提供が可能となる。
り、発泡安定性が良いことから吐出性能が良く、信頼性
の高いヘッドの提供が可能となる。
【００１８】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明するが本発明がこれらによって何ら限定されるも
のではない。
に説明するが本発明がこれらによって何ら限定されるも
のではない。
【００１９】（実施例１〜３、比較例１〜２）図１は、
本発明の発熱部の詳細図、図２は、図１のＸ−Ｙ断面図
である。表１は、実施例１〜３、比較例１〜２の膜構
成、また表２〜４は実施例１〜３、比較例１〜２の発熱
抵抗層の成膜条件を示す。先ず、基板１０１としてシリ
コン上に、下部層として蓄熱層１０２を熱酸化によって
ＳｉＯ2 を１．０μｍ形成する。
本発明の発熱部の詳細図、図２は、図１のＸ−Ｙ断面図
である。表１は、実施例１〜３、比較例１〜２の膜構
成、また表２〜４は実施例１〜３、比較例１〜２の発熱
抵抗層の成膜条件を示す。先ず、基板１０１としてシリ
コン上に、下部層として蓄熱層１０２を熱酸化によって
ＳｉＯ2 を１．０μｍ形成する。
【００２０】次に、発熱抵抗層１０３として実施例１〜
３はターゲットを２個用いてコスパッタ法によって表２
〜４に示す条件で成膜する。膜厚は実施例１〜３とも
０．１μｍであった。比較例１はＴａ−Ｐｔをスパッタ
で０．１μｍ成膜する。比較例２はＰｔをスパッタで
０．１μｍ成膜する。比較例１〜２の成膜条件はターゲ
ット電力１．０ｋＷ、スパッタガス圧０．５Ｐａであ
る。シート抵抗値は、実施例１は２０Ω／□、実施例２
は１５Ω／□、実施例３は２０Ω／□、比較例１は１８
Ω／□、比較例２は１２Ω／□であった。
３はターゲットを２個用いてコスパッタ法によって表２
〜４に示す条件で成膜する。膜厚は実施例１〜３とも
０．１μｍであった。比較例１はＴａ−Ｐｔをスパッタ
で０．１μｍ成膜する。比較例２はＰｔをスパッタで
０．１μｍ成膜する。比較例１〜２の成膜条件はターゲ
ット電力１．０ｋＷ、スパッタガス圧０．５Ｐａであ
る。シート抵抗値は、実施例１は２０Ω／□、実施例２
は１５Ω／□、実施例３は２０Ω／□、比較例１は１８
Ω／□、比較例２は１２Ω／□であった。
【００２１】次に電極層１０４としてＴｉを０．００５
μｍ、Ａｕを０．６μｍ蒸着で成膜する。そして、フォ
トリソ技術により図１に示すような回路パターンを形成
し、３０μｍ×１５０μｍの発熱部分２０１を形成し
て、ヒータボードが完成する。このように完成したヒー
タボードを、下記の条件下に熱ストレス評価試験を行っ
た。尚、熱ストレス耐久性の実力の評価は破断パルスに
よった。
μｍ、Ａｕを０．６μｍ蒸着で成膜する。そして、フォ
トリソ技術により図１に示すような回路パターンを形成
し、３０μｍ×１５０μｍの発熱部分２０１を形成し
て、ヒータボードが完成する。このように完成したヒー
タボードを、下記の条件下に熱ストレス評価試験を行っ
た。尚、熱ストレス耐久性の実力の評価は破断パルスに
よった。
【００２２】駆動周波数： １０ｋＨｚ 矩型パルス巾： １．０μｓｅｃ 駆動電圧： 発泡電圧×１．４ 熱ストレス耐久評価の結果を表５に示す。比較例１〜２
が１０5 台から１０6 台で破断しているのに対して、実
施例１〜３は何れも１０9 台であった。従って、従来よ
り３ケタも熱ストレス耐久性が向上している。従来の発
熱抵抗層は、パルス幅５〜１０ｕｓｅｃのように開発さ
れてきたので、上記の条件１．０ｕｓｅｃでは試験結果
が示すように実用には耐えられない。しかし本発明の発
熱抵抗層は試験結果が示すように１．０ｕｓｅｃのよう
な短パルス駆動にも十分耐えられる。従って、短パルス
駆動が可能なため、発泡の安定した駆動ができ、吐出性
能が安定した、信頼性の高いヘッドを、提供することが
できる。
が１０5 台から１０6 台で破断しているのに対して、実
施例１〜３は何れも１０9 台であった。従って、従来よ
り３ケタも熱ストレス耐久性が向上している。従来の発
熱抵抗層は、パルス幅５〜１０ｕｓｅｃのように開発さ
れてきたので、上記の条件１．０ｕｓｅｃでは試験結果
が示すように実用には耐えられない。しかし本発明の発
熱抵抗層は試験結果が示すように１．０ｕｓｅｃのよう
な短パルス駆動にも十分耐えられる。従って、短パルス
駆動が可能なため、発泡の安定した駆動ができ、吐出性
能が安定した、信頼性の高いヘッドを、提供することが
できる。
【００２３】実施例１〜３では発熱抵抗層の下部層に接
する部分をＰｔと他の金属の混合としたが、他の金属の
みであってもよい。また、実施例１〜３では発熱抵抗層
の材質をステップ状に可変していたが、徐々に変えても
良い。当然ながら、発熱抵抗層としては、耐久性のある
ものであれば如何なる材料であってもよい。
する部分をＰｔと他の金属の混合としたが、他の金属の
みであってもよい。また、実施例１〜３では発熱抵抗層
の材質をステップ状に可変していたが、徐々に変えても
良い。当然ながら、発熱抵抗層としては、耐久性のある
ものであれば如何なる材料であってもよい。
【００２４】
【表１】 ＊ Ｔａ：Ｐｔ＝３：７
【００２５】
【表２】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００２６】
【表３】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００２７】
【表４】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００２８】
【表５】 （実施例４〜６、比較例３〜４）表６は実施例４〜６、
比較例３〜４の膜構成、また表７〜９は実施例４〜６、
比較例３〜４の発熱抵抗層の成膜条件を示す。先ず、基
板１０１としてシリコン上に、下部層として蓄熱層１０
２を熱酸化によってＳｉＯ2 を１．０μｍ形成する。
比較例３〜４の膜構成、また表７〜９は実施例４〜６、
比較例３〜４の発熱抵抗層の成膜条件を示す。先ず、基
板１０１としてシリコン上に、下部層として蓄熱層１０
２を熱酸化によってＳｉＯ2 を１．０μｍ形成する。
【００２９】次に、発熱抵抗層１０３として実施例４〜
６はターゲットを２個用いてコスパッタ法によって表７
〜９に示す条件で成膜する。膜厚は実施例４〜６とも
０．１μｍであった。比較例３はＴａ−Ｉｒをスパッタ
で０．１μｍ成膜する。比較例４はＩｒをスパッタで
０．１μｍ成膜する。比較例３〜４の成膜条件はターゲ
ット電力１．０ｋＷ、スパッタガス圧０．５Ｐａであ
る。シート抵抗値は、実施例４は２０Ω／□、実施例５
は１５Ω／□、実施例６は２０Ω／□、比較例３は１８
Ω／□、比較例４は１２Ω／□であった。
６はターゲットを２個用いてコスパッタ法によって表７
〜９に示す条件で成膜する。膜厚は実施例４〜６とも
０．１μｍであった。比較例３はＴａ−Ｉｒをスパッタ
で０．１μｍ成膜する。比較例４はＩｒをスパッタで
０．１μｍ成膜する。比較例３〜４の成膜条件はターゲ
ット電力１．０ｋＷ、スパッタガス圧０．５Ｐａであ
る。シート抵抗値は、実施例４は２０Ω／□、実施例５
は１５Ω／□、実施例６は２０Ω／□、比較例３は１８
Ω／□、比較例４は１２Ω／□であった。
【００３０】次に電極層１０４としてＴｉを０．００５
μｍ、Ａｕを０．６μｍ蒸着で成膜する。そして、フォ
トリソ技術により図１に示すような回路パターンを形成
し、３０μｍ×１５０μｍの発熱部分２０１を形成し
て、ヒータボードが完成する。このように完成したヒー
タボードを、実施例１〜３と同様の条件下に熱ストレス
評価試験を行った。
μｍ、Ａｕを０．６μｍ蒸着で成膜する。そして、フォ
トリソ技術により図１に示すような回路パターンを形成
し、３０μｍ×１５０μｍの発熱部分２０１を形成し
て、ヒータボードが完成する。このように完成したヒー
タボードを、実施例１〜３と同様の条件下に熱ストレス
評価試験を行った。
【００３１】熱ストレス耐久評価の結果を表１０に示
す。比較例３〜４が１０5 台から１０6 台で破断してい
るのに対して、実施例４〜６は何れも１０9 台であっ
た。従って、従来より３ケタも熱ストレス耐久性が向上
している。従来の発熱抵抗層は、パルス幅５〜１０ｕｓ
ｅｃのように開発されてきたので、上記の条件１．０ｕ
ｓｅｃでは試験結果が示すように実用には耐えられな
い。しかし本発明の発熱抵抗層は試験結果が示すように
１．０ｕｓｅｃのような短パルス駆動にも十分耐えられ
る。従って、短パルス駆動が可能なため、発泡の安定し
た駆動ができ、吐出性能が安定した、信頼性の高いヘッ
ドを、提供することができる。
す。比較例３〜４が１０5 台から１０6 台で破断してい
るのに対して、実施例４〜６は何れも１０9 台であっ
た。従って、従来より３ケタも熱ストレス耐久性が向上
している。従来の発熱抵抗層は、パルス幅５〜１０ｕｓ
ｅｃのように開発されてきたので、上記の条件１．０ｕ
ｓｅｃでは試験結果が示すように実用には耐えられな
い。しかし本発明の発熱抵抗層は試験結果が示すように
１．０ｕｓｅｃのような短パルス駆動にも十分耐えられ
る。従って、短パルス駆動が可能なため、発泡の安定し
た駆動ができ、吐出性能が安定した、信頼性の高いヘッ
ドを、提供することができる。
【００３２】実施例４〜６では発熱抵抗層の下部層に接
する部分をＩｒと他の金属の混合としたが、他の金属の
みであってもよい。また、実施例４〜６では発熱抵抗層
の材質をステップ状に可変していたが、徐々に変えても
良い。当然ながら、発熱抵抗層としては、耐久性のある
ものであれば如何なる材料であってもよい。
する部分をＩｒと他の金属の混合としたが、他の金属の
みであってもよい。また、実施例４〜６では発熱抵抗層
の材質をステップ状に可変していたが、徐々に変えても
良い。当然ながら、発熱抵抗層としては、耐久性のある
ものであれば如何なる材料であってもよい。
【００３３】
【表６】 ＊ Ｔａ：Ｉｒ＝１：１
【００３４】
【表７】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００３５】
【表８】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００３６】
【表９】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００３７】
【表１０】 （実施例７〜９、比較例５〜６）表１１は、実施例７〜
９、比較例５〜６の膜構成を、また表１２〜１４は実施
例７〜９、比較例５〜６の発熱抵抗層の成膜条件を示
す。先ず、基板１０１としてシリコン上に、下部層とし
て蓄熱層１０２を熱酸化によってＳｉＯ2 を１．０μｍ
形成する。
９、比較例５〜６の膜構成を、また表１２〜１４は実施
例７〜９、比較例５〜６の発熱抵抗層の成膜条件を示
す。先ず、基板１０１としてシリコン上に、下部層とし
て蓄熱層１０２を熱酸化によってＳｉＯ2 を１．０μｍ
形成する。
【００３８】次に、発熱抵抗層１０３として実施例７〜
９はターゲットを２個用いてコスパッタ法によって表１
２〜１４に示す条件で成膜する。膜厚は実施例７〜９と
も０．１μｍであった。比較例５はＴａ−Ｒｕをスパッ
タで０．１μｍ成膜する。比較例６はＲｕをスパッタで
０．１μｍ成膜する。比較例５〜６の成膜条件はターゲ
ット電力１．０ｋＷ、スパッタガス圧０．５Ｐａであ
る。シート抵抗値は、実施例７は２０Ω／□、実施例８
は１５Ω／□、実施例９は２０Ω／□、比較例５は１８
Ω／□、比較例６は１２Ω／□であった。
９はターゲットを２個用いてコスパッタ法によって表１
２〜１４に示す条件で成膜する。膜厚は実施例７〜９と
も０．１μｍであった。比較例５はＴａ−Ｒｕをスパッ
タで０．１μｍ成膜する。比較例６はＲｕをスパッタで
０．１μｍ成膜する。比較例５〜６の成膜条件はターゲ
ット電力１．０ｋＷ、スパッタガス圧０．５Ｐａであ
る。シート抵抗値は、実施例７は２０Ω／□、実施例８
は１５Ω／□、実施例９は２０Ω／□、比較例５は１８
Ω／□、比較例６は１２Ω／□であった。
【００３９】次に電極層１０４としてＴｉを０．００５
μｍ、Ａｕを０．６μｍ蒸着で成膜する。そして、フォ
トリソ技術により図１に示すような回路パターンを形成
し、３０μｍ×１５０μｍの発熱部分２０１を形成し
て、ヒータボードが完成する。このように完成したヒー
タボードを、実施例１〜３と同様の条件下に熱ストレス
評価試験を行った。
μｍ、Ａｕを０．６μｍ蒸着で成膜する。そして、フォ
トリソ技術により図１に示すような回路パターンを形成
し、３０μｍ×１５０μｍの発熱部分２０１を形成し
て、ヒータボードが完成する。このように完成したヒー
タボードを、実施例１〜３と同様の条件下に熱ストレス
評価試験を行った。
【００４０】熱ストレス耐久評価の結果を表１５に示
す。比較例５〜６が１０5 台から１０6 台で破断してい
るのに対して、実施例７〜９は何れも１０9 台であっ
た。従って、従来より３ケタも熱ストレス耐久性が向上
している。従来の発熱抵抗層は、パルス幅５〜１０ｕｓ
ｅｃのように開発されてきたので、上記の条件１．０ｕ
ｓｅｃでは試験結果が示すように実用には耐えられな
い。しかし本発明の発熱抵抗層は試験結果が示すように
１．０ｕｓｅｃのような短パルス駆動にも十分耐えられ
る。従って、短パルス駆動が可能なため、発泡の安定し
た駆動ができ、吐出性能が安定した、信頼性の高いヘッ
ドを、提供することができる。
す。比較例５〜６が１０5 台から１０6 台で破断してい
るのに対して、実施例７〜９は何れも１０9 台であっ
た。従って、従来より３ケタも熱ストレス耐久性が向上
している。従来の発熱抵抗層は、パルス幅５〜１０ｕｓ
ｅｃのように開発されてきたので、上記の条件１．０ｕ
ｓｅｃでは試験結果が示すように実用には耐えられな
い。しかし本発明の発熱抵抗層は試験結果が示すように
１．０ｕｓｅｃのような短パルス駆動にも十分耐えられ
る。従って、短パルス駆動が可能なため、発泡の安定し
た駆動ができ、吐出性能が安定した、信頼性の高いヘッ
ドを、提供することができる。
【００４１】実施例７〜９では発熱抵抗層の下部層に接
する部分をＲｕと他の金属の混合としたが、他の金属の
みであってもよい。また、実施例７〜９では発熱抵抗層
の材質をステップ状に可変していたが、徐々に変えても
良い。当然ながら、発熱抵抗層としては、耐久性のある
ものであれば如何なる材料であってもよい。
する部分をＲｕと他の金属の混合としたが、他の金属の
みであってもよい。また、実施例７〜９では発熱抵抗層
の材質をステップ状に可変していたが、徐々に変えても
良い。当然ながら、発熱抵抗層としては、耐久性のある
ものであれば如何なる材料であってもよい。
【００４２】
【表１１】 ＊ Ｔａ：Ｒｕ＝１：１
【００４３】
【表１２】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００４４】
【表１３】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００４５】
【表１４】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００４６】
【表１５】 （実施例１０〜１２、比較例７）表１６は実施例１０〜
１２、比較例７の膜構成を、また表１７〜１９は実施例
１０〜１２、比較例７の発熱抵抗層の成膜条件を示す。
先ず、基板１０１としてシリコン上に、下部層として蓄
熱層１０２を表１６に示す材質で成膜する。
１２、比較例７の膜構成を、また表１７〜１９は実施例
１０〜１２、比較例７の発熱抵抗層の成膜条件を示す。
先ず、基板１０１としてシリコン上に、下部層として蓄
熱層１０２を表１６に示す材質で成膜する。
【００４７】ＳｉＯ2 の場合（実施例１０、比較例７）
は熱酸化によって膜厚１．０μｍに形成する。また、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の場合（実施例１１）はスパッタ法で膜厚１．
０μｍに形成する。また、Ｓｉ3 Ｎ4 の場合（実施例１
２）は、原料ガスとしてＳｉＨ4 とＮＨ3 を用いたＣＶ
Ｄ法で膜厚１．０μｍに形成する。
は熱酸化によって膜厚１．０μｍに形成する。また、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の場合（実施例１１）はスパッタ法で膜厚１．
０μｍに形成する。また、Ｓｉ3 Ｎ4 の場合（実施例１
２）は、原料ガスとしてＳｉＨ4 とＮＨ3 を用いたＣＶ
Ｄ法で膜厚１．０μｍに形成する。
【００４８】次に、発熱抵抗層１０３として実施例１０
〜１２はターゲットを２個用いてコスパッタ法によって
表１７〜１９に示す条件で成膜する。膜厚は実施例１０
〜１２とも０．１μｍであった。比較例７はＴａ−Ｉｒ
をスパッタで０．１μｍ成膜する。比較例７の成膜条件
はターゲット電力１．０ｋＷ、スパッタガス圧０．５Ｐ
ａである。シート抵抗値は、実施例１０は３０Ω／□、
実施例１１は２５Ω／□、実施例１２は２２Ω／□、比
較例７は２０Ω／□であった。
〜１２はターゲットを２個用いてコスパッタ法によって
表１７〜１９に示す条件で成膜する。膜厚は実施例１０
〜１２とも０．１μｍであった。比較例７はＴａ−Ｉｒ
をスパッタで０．１μｍ成膜する。比較例７の成膜条件
はターゲット電力１．０ｋＷ、スパッタガス圧０．５Ｐ
ａである。シート抵抗値は、実施例１０は３０Ω／□、
実施例１１は２５Ω／□、実施例１２は２２Ω／□、比
較例７は２０Ω／□であった。
【００４９】次に電極層１０４としてＴｉを０．００５
μｍ、Ａｕを０．６μｍ蒸着で成膜する。そして、フォ
トリソ技術により図１に示すような回路パターンを形成
し、３０μｍ×１５０μｍの発熱部分２０１を形成し
て、ヒータボードが完成する。このように完成したヒー
タボードを、実施例１〜３と同様の条件下に熱ストレス
評価試験を行った。
μｍ、Ａｕを０．６μｍ蒸着で成膜する。そして、フォ
トリソ技術により図１に示すような回路パターンを形成
し、３０μｍ×１５０μｍの発熱部分２０１を形成し
て、ヒータボードが完成する。このように完成したヒー
タボードを、実施例１〜３と同様の条件下に熱ストレス
評価試験を行った。
【００５０】熱ストレス耐久評価の結果を表２０に示
す。比較例７が１０6 台で破断しているのに対して、実
施例１０〜１２は何れも１０ 9 台で破断している。従っ
て、従来よりも３ケタも熱ストレス耐久性が向上してい
る。従来の発熱抵抗層は、パルス幅５〜１０ｕｓｅｃの
ように開発されてきたので、上記の条件１．０ｕｓｅｃ
では試験結果が示すように実用には耐えられない。しか
し本発明の発熱抵抗層は試験結果が示すように１．０ｕ
ｓｅｃのような短パルス駆動にも十分耐えられる。従っ
て、短パルス駆動が可能なため、発泡の安定した駆動が
でき、吐出性能が安定した、信頼性の高いヘッドを、提
供することができる。
す。比較例７が１０6 台で破断しているのに対して、実
施例１０〜１２は何れも１０ 9 台で破断している。従っ
て、従来よりも３ケタも熱ストレス耐久性が向上してい
る。従来の発熱抵抗層は、パルス幅５〜１０ｕｓｅｃの
ように開発されてきたので、上記の条件１．０ｕｓｅｃ
では試験結果が示すように実用には耐えられない。しか
し本発明の発熱抵抗層は試験結果が示すように１．０ｕ
ｓｅｃのような短パルス駆動にも十分耐えられる。従っ
て、短パルス駆動が可能なため、発泡の安定した駆動が
でき、吐出性能が安定した、信頼性の高いヘッドを、提
供することができる。
【００５１】実施例１０〜１２では発熱抵抗層の下部層
に接する部分を発熱抵抗層と下部層の材料の混合材質と
したが、下部層の材料のみであってもよい。また、実施
例１０〜１２では発熱抵抗層の材質をステップ状に可変
していたが、徐々に変えても良い。当然ながら、発熱抵
抗層としては、耐久性のあるものであれば如何なる材料
であってもよい。
に接する部分を発熱抵抗層と下部層の材料の混合材質と
したが、下部層の材料のみであってもよい。また、実施
例１０〜１２では発熱抵抗層の材質をステップ状に可変
していたが、徐々に変えても良い。当然ながら、発熱抵
抗層としては、耐久性のあるものであれば如何なる材料
であってもよい。
【００５２】
【表１６】 ＊ Ｔａ：Ｉｒ＝１：１
【００５３】
【表１７】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００５４】
【表１８】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００５５】
【表１９】 （スパッタガス圧：０．５Ｐａ）
【００５６】
【表２０】
【００５７】
【発明の効果】上記の通り、本発明においては、電気熱
変換体を形成する発熱抵抗層がＰｔ族系合金、即ちＰｔ
系、Ｉｒ系又はＲｕ系合金であり、膜厚方向で材質が不
均一であり、少なくとも下部層に接する側がＰｔ、Ｉｒ
又はＲｕ金属の含有量がが少ないことを特徴とするもの
であり、発熱抵抗層の下部層に接する部分をＰｔ、Ｉｒ
又はＲｕ金属の含有量を少なくして、発熱抵抗層の膜厚
方向にＰｔ、Ｉｒ又はＲｕ金属の含有量を増加するよう
構成されている。
変換体を形成する発熱抵抗層がＰｔ族系合金、即ちＰｔ
系、Ｉｒ系又はＲｕ系合金であり、膜厚方向で材質が不
均一であり、少なくとも下部層に接する側がＰｔ、Ｉｒ
又はＲｕ金属の含有量がが少ないことを特徴とするもの
であり、発熱抵抗層の下部層に接する部分をＰｔ、Ｉｒ
又はＲｕ金属の含有量を少なくして、発熱抵抗層の膜厚
方向にＰｔ、Ｉｒ又はＲｕ金属の含有量を増加するよう
構成されている。
【００５８】また、電気熱変換体を形成する発熱抵抗層
が膜厚方向で材質が一部不均一であり、少なくとも下部
層の材質が含まれていることを特徴とするするものであ
り、下部層に接する部分を下部層の材質にほぼ一致させ
るよう構成されている。そして発熱抵抗層の膜厚方向に
材料を変化させ、発熱抵抗層の膜厚方向の中央部では発
熱抵抗層の材質とするものである。
が膜厚方向で材質が一部不均一であり、少なくとも下部
層の材質が含まれていることを特徴とするするものであ
り、下部層に接する部分を下部層の材質にほぼ一致させ
るよう構成されている。そして発熱抵抗層の膜厚方向に
材料を変化させ、発熱抵抗層の膜厚方向の中央部では発
熱抵抗層の材質とするものである。
【００５９】上記のような発熱抵抗層を用いることによ
って、発熱抵抗層と下部層との間の密着性が向上し、従
来の問題点のような発熱抵抗層及び下部層との間の剥離
も発生することがない。また、短いパルスの駆動におい
て、従来よりも熱ストレス耐久性が向上した。更に、下
部層付近以外ではＰｔ、Ｉｒ又はＲｕが多くなり電気化
学的に安定化した。
って、発熱抵抗層と下部層との間の密着性が向上し、従
来の問題点のような発熱抵抗層及び下部層との間の剥離
も発生することがない。また、短いパルスの駆動におい
て、従来よりも熱ストレス耐久性が向上した。更に、下
部層付近以外ではＰｔ、Ｉｒ又はＲｕが多くなり電気化
学的に安定化した。
【００６０】従って、発泡安定性の良い駆動が可能にな
り、発泡安定性が良いことから吐出性能が良く信頼性の
高いヘッドを提供することができ、高性能、高信頼性の
インクジェットヘッドを提供することができる。
り、発泡安定性が良いことから吐出性能が良く信頼性の
高いヘッドを提供することができ、高性能、高信頼性の
インクジェットヘッドを提供することができる。
【図１】本発明の発熱部ヒータボードの説明図。
【図２】図１のＸ−Ｙ断面図。
１０１ 基板 １０２ 蓄熱層 １０３ 発熱抵抗層 １０４ 電極層 ２０１ 発熱部
Claims (6)
- 【請求項１】 液体吐出用のオリフィスに連通し液体中
に熱エネルギーを付与して液体中に気泡を形成させる熱
作用部と、前記熱エネルギーを発生する電気熱変換体と
下部層を有し、該電気熱変換体が直接インクに接する構
成を有するインクジェットヘッドにおいて、前記電気熱
変換体を形成する発熱抵抗層がＰｔ族系合金からなり、
膜厚方向における材質が一部不均一であり、且つ少なく
とも下部層に接する側の材質のＰｔ族金属の含有量が少
ないものであることを特徴とするインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項２】 前記電気熱変換体を形成する発熱抵抗層
が、Ｐｔ系、Ｉｒ系又はＲｕ系合金からなり、膜厚方向
における材質が一部不均一であり、且つ少なくとも下部
層に接する側の材質のＰｔ、Ｉｒ又はＲｕ金属の含有量
が少ないものであることを特徴とする、請求項１記載の
インクジェットヘッド。 - 【請求項３】 前記電気熱変換体を形成する発熱抵抗層
が、膜厚方向における材質が一部不均一であり、且つ少
なくとも下部層の材質が含まれてなることを特徴とする
請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項４】 液体吐出用のオリフィスに連通し液体中
に熱エネルギーを付与して液体中に気泡を形成させる熱
作用部と、前記熱エネルギーを発生する電気熱変換体と
下部層を有し、該電気熱変換体が直接インクに接する構
成を有するインクジェットヘッドを製造する方法におい
て、前記電気熱変換体を形成する発熱抵抗層がＰｔ族系
合金からなり、膜厚方向における材質が一部不均一であ
り、且つ少なくとも下部層に接する側の材質のＰｔ族金
属の含有量が少ないものであることを特徴とするインク
ジェットヘッドの製造法。 - 【請求項５】 前記電気熱変換体を形成する発熱抵抗層
が、Ｐｔ系、Ｉｒ系又はＲｕ系合金からなり、膜厚方向
における材質が一部不均一であり、且つ少なくとも下部
層に接する側の材質のＰｔ、Ｉｒ又はＲｕ金属の含有量
が少ないものであることを特徴とする、請求項４記載の
インクジェットヘッドの製造法。 - 【請求項６】 前記電気熱変換体を形成する発熱抵抗層
が、膜厚方向における材質が一部不均一であり、且つ少
なくとも下部層の材質が含まれてなることを特徴とする
請求項４又は５記載のインクジェットヘッドの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26522094A JP3285719B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | インクジェットヘッド及び該ヘッドの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26522094A JP3285719B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | インクジェットヘッド及び該ヘッドの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08118646A true JPH08118646A (ja) | 1996-05-14 |
| JP3285719B2 JP3285719B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=17414197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26522094A Expired - Fee Related JP3285719B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | インクジェットヘッド及び該ヘッドの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3285719B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0825026A2 (en) * | 1996-08-22 | 1998-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | An ink jet head substrate, an ink jet head, an ink jet apparatus, and a method for manufacturing an ink jet recording head |
| EP0825027A2 (en) * | 1996-08-22 | 1998-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | An ink jet head substrate, a method for manufacturing the substrate, an ink jet recording head having the substrate, and a method for manufacturing the head |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP26522094A patent/JP3285719B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0825026A2 (en) * | 1996-08-22 | 1998-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | An ink jet head substrate, an ink jet head, an ink jet apparatus, and a method for manufacturing an ink jet recording head |
| EP0825027A2 (en) * | 1996-08-22 | 1998-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | An ink jet head substrate, a method for manufacturing the substrate, an ink jet recording head having the substrate, and a method for manufacturing the head |
| EP0825027A3 (en) * | 1996-08-22 | 1999-01-20 | Canon Kabushiki Kaisha | An ink jet head substrate, a method for manufacturing the substrate, an ink jet recording head having the substrate, and a method for manufacturing the head |
| EP0825026A3 (en) * | 1996-08-22 | 1999-07-21 | Canon Kabushiki Kaisha | An ink jet head substrate, an ink jet head, an ink jet apparatus, and a method for manufacturing an ink jet recording head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3285719B2 (ja) | 2002-05-27 |
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