JPH0825633A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH0825633A JPH0825633A JP16118694A JP16118694A JPH0825633A JP H0825633 A JPH0825633 A JP H0825633A JP 16118694 A JP16118694 A JP 16118694A JP 16118694 A JP16118694 A JP 16118694A JP H0825633 A JPH0825633 A JP H0825633A
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- Japan
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- ink
- electrode
- jet head
- ink jet
- electric heating
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 通電加熱用電極の損耗の生じにくい、印字寿
命の長いインクジェットヘッドを提供する。 【構成】 インクジェットヘッドの電極形成基板の通電
加熱用電極部に凹状の段差を形成し、段差の深さを０．
０５〜３．０μｍの範囲で設ける。 【効果】 電極基板と通電加熱用電極の界面に、酸化が
進行せず剥離損耗を抑制することができるため、印字寿
命の長い実用性に優れたインクジェットヘッドを提供す
ることができる。
命の長いインクジェットヘッドを提供する。 【構成】 インクジェットヘッドの電極形成基板の通電
加熱用電極部に凹状の段差を形成し、段差の深さを０．
０５〜３．０μｍの範囲で設ける。 【効果】 電極基板と通電加熱用電極の界面に、酸化が
進行せず剥離損耗を抑制することができるため、印字寿
命の長い実用性に優れたインクジェットヘッドを提供す
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は導電性インクを吐出させ
て印刷用紙等に記録するための通電加熱型のインクジェ
ットヘッドに関するものであって、特に通電加熱型イン
クジェットヘッドの通電加熱用電極の電極構造に関する
ものである。
て印刷用紙等に記録するための通電加熱型のインクジェ
ットヘッドに関するものであって、特に通電加熱型イン
クジェットヘッドの通電加熱用電極の電極構造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ノンインパクト記録方法は、記録時にお
ける騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという
点において、最近関心を集めている。その中で、高速記
録が可能であり、しかも特別な定着処理を必要とせず記
録を行えるインクジェット記録法が極めて有力な記録法
であり、現在もなお実用化への努力が続けられている。
ける騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという
点において、最近関心を集めている。その中で、高速記
録が可能であり、しかも特別な定着処理を必要とせず記
録を行えるインクジェット記録法が極めて有力な記録法
であり、現在もなお実用化への努力が続けられている。
【０００３】インクジェットヘッドのインク吐出原理は
ピエゾ素子や静電方式等、数多くがあるが、ここでは通
電加熱型インクジェットヘッド（以下、通電加熱型イン
クジェットヘッドを単にインクジェットヘッドという）
について説明を行う。インクジェットヘッドは１対の通
電加熱用電極に導電性インクを介して電流を流し、ジュ
ール熱により導電性インクを加熱沸騰させ、沸騰気泡の
圧力により導電性インクをノズル穴から印刷用紙等の記
録媒体に一定量のインクを付着させるものである。
ピエゾ素子や静電方式等、数多くがあるが、ここでは通
電加熱型インクジェットヘッド（以下、通電加熱型イン
クジェットヘッドを単にインクジェットヘッドという）
について説明を行う。インクジェットヘッドは１対の通
電加熱用電極に導電性インクを介して電流を流し、ジュ
ール熱により導電性インクを加熱沸騰させ、沸騰気泡の
圧力により導電性インクをノズル穴から印刷用紙等の記
録媒体に一定量のインクを付着させるものである。
【０００４】ここで図１２と共に従来のインクジェット
ヘッドの構成、動作の説明を行う。図１２は、従来のイ
ンクジェットヘッドの主要部断面図である。１１はノズ
ル穴５及びインク流路４を構成するノズル流路基板であ
る。また、１３は鏡面且つ絶縁性を有する電極形成基板
１２上にインクを介して電流を流すための１対の通電加
熱用電極１ａ、１ｂ及びプリンタ印字制御回路３と通電
加熱用電極１ａ、１ｂを接続するためのリード線から構
成される電極配線基板である。ノズル流路基板１１と電
極配線基板１３を接合することにより、インクジェット
ヘッドの主要部が構成される。インク抵抗が１０〜１０
０Ωｃｍの導電性インク２は共通インク室（図示せず）
から幅、高さ共に３０〜８０μｍのインク流路４を通
り、ノズル穴５の先端まで供給されている。印刷用紙６
は導電性インク２が吐出するノズル穴５の前方１ｍｍ程
度の位置に配置されている。
ヘッドの構成、動作の説明を行う。図１２は、従来のイ
ンクジェットヘッドの主要部断面図である。１１はノズ
ル穴５及びインク流路４を構成するノズル流路基板であ
る。また、１３は鏡面且つ絶縁性を有する電極形成基板
１２上にインクを介して電流を流すための１対の通電加
熱用電極１ａ、１ｂ及びプリンタ印字制御回路３と通電
加熱用電極１ａ、１ｂを接続するためのリード線から構
成される電極配線基板である。ノズル流路基板１１と電
極配線基板１３を接合することにより、インクジェット
ヘッドの主要部が構成される。インク抵抗が１０〜１０
０Ωｃｍの導電性インク２は共通インク室（図示せず）
から幅、高さ共に３０〜８０μｍのインク流路４を通
り、ノズル穴５の先端まで供給されている。印刷用紙６
は導電性インク２が吐出するノズル穴５の前方１ｍｍ程
度の位置に配置されている。
【０００５】次に、従来のインクジェットヘッドの通電
加熱用電極の説明を行う。通電加熱用電極１ａ、１ｂは
一般には適当な酸素過電圧を持ち耐腐食性に優れる材料
であるＡｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｔｉ、及びＴｉ−Ｐ
ｔ、Ｔｉ−Ｐｄ、Ｔｉ−Ｔａ、Ｔｉ−Ａｌ等のＴｉ系合
金が使用されている。しかし、インクジェットヘッド動
作時には１ｋＡ／ｃｍ2 以上の大電流密度が通電加熱用
電極１ａ、１ｂにかかるため、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐ
ｄ、Ｔｉを通電加熱用電極材料として使用した場合、電
気化学反応が容易に起こり酸化や溶解が発生していた。
その中でもＴｉは通電加熱用電極材料として安定であ
り、最も好適に使用されている。図１３は、従来使用さ
れているスパッタリング法により形成された通電加熱用
電極１ａ、１ｂであるＴｉ薄膜の断面模式図である。電
極形成基板上に形成されたＴｉ薄膜は非常に緻密な構造
を有し、表面は鏡面を有している。また、０．１μｍ以
下の粒径で柱状構造あるという特徴を有している。
加熱用電極の説明を行う。通電加熱用電極１ａ、１ｂは
一般には適当な酸素過電圧を持ち耐腐食性に優れる材料
であるＡｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｔｉ、及びＴｉ−Ｐ
ｔ、Ｔｉ−Ｐｄ、Ｔｉ−Ｔａ、Ｔｉ−Ａｌ等のＴｉ系合
金が使用されている。しかし、インクジェットヘッド動
作時には１ｋＡ／ｃｍ2 以上の大電流密度が通電加熱用
電極１ａ、１ｂにかかるため、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐ
ｄ、Ｔｉを通電加熱用電極材料として使用した場合、電
気化学反応が容易に起こり酸化や溶解が発生していた。
その中でもＴｉは通電加熱用電極材料として安定であ
り、最も好適に使用されている。図１３は、従来使用さ
れているスパッタリング法により形成された通電加熱用
電極１ａ、１ｂであるＴｉ薄膜の断面模式図である。電
極形成基板上に形成されたＴｉ薄膜は非常に緻密な構造
を有し、表面は鏡面を有している。また、０．１μｍ以
下の粒径で柱状構造あるという特徴を有している。
【０００６】最後に、図１４〜図１８と共に従来のイン
クジェットヘッドの動作の説明を行う。印字信号に従っ
て、プリンタ印字制御回路３はインク流路４中の通電加
熱用電極１ａ、１ｂ間に周波数１００ｋ〜１０ＭＨｚ・
電圧１０〜５０Ｖの交流信号をかけ、インク中に電流を
流す。すなわち図１４の如く、通電加熱用電極１ａから
導電性インク２を介して通電加熱用電極間１ｂに交流電
圧を印加することにより、導電性インク２に電流を流
す。この時、電流値は１０ｍＡ程度流れる。これを２Ｍ
Ｈｚの交流駆動で行った場合、１周期５００ナノ秒で行
われることになる。これを５〜１０μ秒の間連続的に行
うことにより導電性インク２はインク自身の持つ抵抗Ｒ
によってＷ＝Ｉ２・Ｒ×ｔなるジュール熱を発生し、導
電性インク２の温度が１５０〜２００℃程度に上昇して
くる。そして、図１５の如く、導電性インク２は加熱沸
騰し気泡７が生成される。更に図１６の如く、気泡７は
成長し沸騰圧力によりノズル穴５からインク滴８が印刷
用紙方向に吐出することになる。インク滴８が吐出し、
交流信号電圧の印加を停止すると同時に、図１７の如く
気泡７は急激に冷却し縮小し消滅する。最後に、導電性
インク２が共通インク室より毛管現象によりインク流路
４に供給され、図１８の如く導電性インク２は充填され
インク吐出動作は完了することになる。また、それと同
時にインク滴８は、印刷用紙６に付着浸透し印字される
ことになる。
クジェットヘッドの動作の説明を行う。印字信号に従っ
て、プリンタ印字制御回路３はインク流路４中の通電加
熱用電極１ａ、１ｂ間に周波数１００ｋ〜１０ＭＨｚ・
電圧１０〜５０Ｖの交流信号をかけ、インク中に電流を
流す。すなわち図１４の如く、通電加熱用電極１ａから
導電性インク２を介して通電加熱用電極間１ｂに交流電
圧を印加することにより、導電性インク２に電流を流
す。この時、電流値は１０ｍＡ程度流れる。これを２Ｍ
Ｈｚの交流駆動で行った場合、１周期５００ナノ秒で行
われることになる。これを５〜１０μ秒の間連続的に行
うことにより導電性インク２はインク自身の持つ抵抗Ｒ
によってＷ＝Ｉ２・Ｒ×ｔなるジュール熱を発生し、導
電性インク２の温度が１５０〜２００℃程度に上昇して
くる。そして、図１５の如く、導電性インク２は加熱沸
騰し気泡７が生成される。更に図１６の如く、気泡７は
成長し沸騰圧力によりノズル穴５からインク滴８が印刷
用紙方向に吐出することになる。インク滴８が吐出し、
交流信号電圧の印加を停止すると同時に、図１７の如く
気泡７は急激に冷却し縮小し消滅する。最後に、導電性
インク２が共通インク室より毛管現象によりインク流路
４に供給され、図１８の如く導電性インク２は充填され
インク吐出動作は完了することになる。また、それと同
時にインク滴８は、印刷用紙６に付着浸透し印字される
ことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のにおける
課題を図１９（ａ）〜（ｃ）と共に説明する。図１９
（ａ）〜（ｃ）は従来のインクジェットヘッドの通電加
熱用電極１ａ、１ｂの損耗状態を示す断面模式図であ
る。従来例の構成動作ではインクジェットヘッド通電加
熱用電極１ａ、１ｂが導電性インク２と電流を媒介とし
電気化学反応が起こり、更に導電性インク２がジュール
熱を発生し電極近傍のインク温度が上昇するため電気化
学反応は促進され、図１９（ａ）の如く通電加熱用電極
１ａ、１ｂの表面に酸化膜１７が発生することがあっ
た。通電加熱用電極１ａ、１ｂが酸化が進行した場合、
電極形成基板１２と通電加熱用電極１ａ、１ｂの界面も
酸化していき、図１９（ｂ）の如く電極形成基板１２か
ら通電加熱用電極１ａ、１ｂの剥離が生じる。更に、イ
ンクの加熱沸騰による沸騰気泡の膨張収縮時の衝撃を受
け、遂には図１９（ｃ）の如く通電加熱用電極１ａ、１
ｂが剥離損耗し消滅しまうことがった。その結果、ノズ
ル穴よりインク滴が吐出されず、インクジェットヘッド
として印字寿命が短く、実用に適さないという課題を有
していた。
課題を図１９（ａ）〜（ｃ）と共に説明する。図１９
（ａ）〜（ｃ）は従来のインクジェットヘッドの通電加
熱用電極１ａ、１ｂの損耗状態を示す断面模式図であ
る。従来例の構成動作ではインクジェットヘッド通電加
熱用電極１ａ、１ｂが導電性インク２と電流を媒介とし
電気化学反応が起こり、更に導電性インク２がジュール
熱を発生し電極近傍のインク温度が上昇するため電気化
学反応は促進され、図１９（ａ）の如く通電加熱用電極
１ａ、１ｂの表面に酸化膜１７が発生することがあっ
た。通電加熱用電極１ａ、１ｂが酸化が進行した場合、
電極形成基板１２と通電加熱用電極１ａ、１ｂの界面も
酸化していき、図１９（ｂ）の如く電極形成基板１２か
ら通電加熱用電極１ａ、１ｂの剥離が生じる。更に、イ
ンクの加熱沸騰による沸騰気泡の膨張収縮時の衝撃を受
け、遂には図１９（ｃ）の如く通電加熱用電極１ａ、１
ｂが剥離損耗し消滅しまうことがった。その結果、ノズ
ル穴よりインク滴が吐出されず、インクジェットヘッド
として印字寿命が短く、実用に適さないという課題を有
していた。
【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、インクジェットヘッドの通電加熱用電極構造の改良
をおこなうことにより、通電加熱用電極の酸化の進行を
抑制し剥離や損耗の生じにくい、印字寿命の長い実用性
に優れるインクジェットヘッドを提供することを目的と
している。
で、インクジェットヘッドの通電加熱用電極構造の改良
をおこなうことにより、通電加熱用電極の酸化の進行を
抑制し剥離や損耗の生じにくい、印字寿命の長い実用性
に優れるインクジェットヘッドを提供することを目的と
している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題を達成するため
に、本発明のインクジェットヘッドは電極形成基板の通
電加熱用電極部に凹状の段差を形成し、段差の深さは
０．０５〜３．０μｍの範囲で設ける。
に、本発明のインクジェットヘッドは電極形成基板の通
電加熱用電極部に凹状の段差を形成し、段差の深さは
０．０５〜３．０μｍの範囲で設ける。
【００１０】
【作用】この構成によって、本発明のインクジェットヘ
ッドは絶縁性を有する電極形成基板の凹部分に通電加熱
用電極部が付着するため、通電加熱用電極と絶縁性を有
する電極形成基板の界面に電流が流れにくい構造となる
ので、電極形成基板と通電加熱用電極の界面に酸化が進
行することが無い。従って、電極形成基板から通電加熱
用電極の剥離が生じることも無い。その結果、酸化の進
行を抑制し、通電加熱用電極部の剥離や損耗が生じない
通電加熱用電極を実現できる。
ッドは絶縁性を有する電極形成基板の凹部分に通電加熱
用電極部が付着するため、通電加熱用電極と絶縁性を有
する電極形成基板の界面に電流が流れにくい構造となる
ので、電極形成基板と通電加熱用電極の界面に酸化が進
行することが無い。従って、電極形成基板から通電加熱
用電極の剥離が生じることも無い。その結果、酸化の進
行を抑制し、通電加熱用電極部の剥離や損耗が生じない
通電加熱用電極を実現できる。
【００１１】以上により、本発明のインクジェットヘッ
ドは通電加熱用電極の酸化の進行や剥離損耗を抑制する
ことができるため、印字寿命の長い実用性に優れたイン
クジェットヘッドを実現することができる。
ドは通電加熱用電極の酸化の進行や剥離損耗を抑制する
ことができるため、印字寿命の長い実用性に優れたイン
クジェットヘッドを実現することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明をおこな
う。実施例の動作は従来例と同様であるため、ここでは
省略する。また、図１〜図９において図１２と同一番号
のものは同一機能を示すものである。
う。実施例の動作は従来例と同様であるため、ここでは
省略する。また、図１〜図９において図１２と同一番号
のものは同一機能を示すものである。
【００１３】図１〜図９と共にインクジェットヘッドの
製造方法を以下に説明する。図１はインク流路およびノ
ズル穴を構成するノズル流路基板の作製工程図である。
ノズル流路基板１１の材料としては感光性ガラス１０を
使用している。感光性ガラス１０のインク流路４および
ノズル穴５となるべき溝部に紫外線を照射し、４００℃
１時間空気中で熱処理をおこなう。これにより、図２に
示す様に紫外線照射部が結晶化される。結晶化部９は非
結晶化部１６に比較し１００倍以上エッチング速度が速
いため、エッチング処理を行うことにより結晶化部９が
溝状にエッチングされ、図３に示される様にノズル流路
基板１１が形成される。なお、エッチング液は５％沸化
水素水を使用する。
製造方法を以下に説明する。図１はインク流路およびノ
ズル穴を構成するノズル流路基板の作製工程図である。
ノズル流路基板１１の材料としては感光性ガラス１０を
使用している。感光性ガラス１０のインク流路４および
ノズル穴５となるべき溝部に紫外線を照射し、４００℃
１時間空気中で熱処理をおこなう。これにより、図２に
示す様に紫外線照射部が結晶化される。結晶化部９は非
結晶化部１６に比較し１００倍以上エッチング速度が速
いため、エッチング処理を行うことにより結晶化部９が
溝状にエッチングされ、図３に示される様にノズル流路
基板１１が形成される。なお、エッチング液は５％沸化
水素水を使用する。
【００１４】図４〜図７は電極配線基板１３の作製工程
図である。電極配線基板１３の構成は、電極形成基板１
２と通電加熱用電極１ａ、１ｂと電気回路を形成するリ
ード線１４の機能を有する金属膜と、リード線１４を導
電性インク２や他のリード線１４と絶縁するためにコー
ティングされる絶縁膜１５よりなる。電極形成基板１２
には一般に表面酸化を施した単結晶シリコンやガラス基
板等の絶縁性且つ鏡面を有する基板が使用される。電極
形成基板１２の電極配置部をフォトリソグラフィー法に
より通電加熱用電極パターンを形成する。なお、通電加
熱用電極１ａ、１ｂの電極寸法は縦幅２０μｍ横幅４０
μｍであり、電極間距離は５μｍの間隔で配置されてい
る。その後、電極パターン部分を段差０．０５〜３．０
μｍの段差で凹状にエッチングをおこなう。これによ
り、通電加熱用電極部が凹状を有する凹状電極形成基板
１８が形成される。なお、エッチングはノズル流路基板
１１の形成と同様５％沸化水素水を使用した。凹状の段
差が０．０５μｍ以下では、インクが通電加熱用電極１
ａ，１ｂと電極形成基板１２の界面に侵入し、従来のイ
ンクジェットヘッドの通電加熱用電極１ａ，１ｂと同様
に酸化が進行し剥離損耗し消滅しまう。従って、凹状電
極形成基板１８の段差は０．０５μｍ以上が必要であ
る。また、凹状の段差が３μｍ以上になると、フォトリ
ソグラフィー法では段差がテーパー状になり寸法精度良
く形成できず、インクジェットヘッドを作製した場合、
インク滴８の吐出状態がノズル穴５毎に異なるためイン
クジェットヘッドとして使用することができなかった。
図である。電極配線基板１３の構成は、電極形成基板１
２と通電加熱用電極１ａ、１ｂと電気回路を形成するリ
ード線１４の機能を有する金属膜と、リード線１４を導
電性インク２や他のリード線１４と絶縁するためにコー
ティングされる絶縁膜１５よりなる。電極形成基板１２
には一般に表面酸化を施した単結晶シリコンやガラス基
板等の絶縁性且つ鏡面を有する基板が使用される。電極
形成基板１２の電極配置部をフォトリソグラフィー法に
より通電加熱用電極パターンを形成する。なお、通電加
熱用電極１ａ、１ｂの電極寸法は縦幅２０μｍ横幅４０
μｍであり、電極間距離は５μｍの間隔で配置されてい
る。その後、電極パターン部分を段差０．０５〜３．０
μｍの段差で凹状にエッチングをおこなう。これによ
り、通電加熱用電極部が凹状を有する凹状電極形成基板
１８が形成される。なお、エッチングはノズル流路基板
１１の形成と同様５％沸化水素水を使用した。凹状の段
差が０．０５μｍ以下では、インクが通電加熱用電極１
ａ，１ｂと電極形成基板１２の界面に侵入し、従来のイ
ンクジェットヘッドの通電加熱用電極１ａ，１ｂと同様
に酸化が進行し剥離損耗し消滅しまう。従って、凹状電
極形成基板１８の段差は０．０５μｍ以上が必要であ
る。また、凹状の段差が３μｍ以上になると、フォトリ
ソグラフィー法では段差がテーパー状になり寸法精度良
く形成できず、インクジェットヘッドを作製した場合、
インク滴８の吐出状態がノズル穴５毎に異なるためイン
クジェットヘッドとして使用することができなかった。
【００１５】この凹状電極形成基板１８上にＤＣスパッ
タリング法によりＴｉ薄膜を０．１〜５．０μｍの厚さ
の範囲で形成する。Ｔｉ薄膜の厚さが０．１μｍ以下で
は、凹状電極形成基板１８上に十分にＴｉ薄膜を被覆す
ることことができず、その結果導電性インク２に電流を
流すことができず、インク滴８をノズル穴５より吐出さ
せることができなかった。従って、凹状電極形成基板１
８を十分被覆できるような膜厚すなわち０．１μｍ以上
が必要である。Ｔｉ薄膜の厚さが５μｍ以上になると、
フォトリソグラフィー法では電極形状が寸法精度良く形
成できず、インクジェットヘッドを作製した場合、イン
ク滴８の吐出状態がノズル穴５毎に異なるためインクジ
ェットヘッドとして使用することができなかった。
タリング法によりＴｉ薄膜を０．１〜５．０μｍの厚さ
の範囲で形成する。Ｔｉ薄膜の厚さが０．１μｍ以下で
は、凹状電極形成基板１８上に十分にＴｉ薄膜を被覆す
ることことができず、その結果導電性インク２に電流を
流すことができず、インク滴８をノズル穴５より吐出さ
せることができなかった。従って、凹状電極形成基板１
８を十分被覆できるような膜厚すなわち０．１μｍ以上
が必要である。Ｔｉ薄膜の厚さが５μｍ以上になると、
フォトリソグラフィー法では電極形状が寸法精度良く形
成できず、インクジェットヘッドを作製した場合、イン
ク滴８の吐出状態がノズル穴５毎に異なるためインクジ
ェットヘッドとして使用することができなかった。
【００１６】次に、フォトリソグラフィー法により通電
加熱用電極１ａ，１ｂパターンを形成し、エッチングに
より電極パターン以外を不要な部分を取り除く。これに
より、電極形状にパターニングされ、凹部に通電加熱用
電極１ａ、１ｂが形成されることになる。次にリード線
１４となるＡｕをメッキ法により１μｍの厚さで形成す
る。最後に感光性樹脂からなる絶縁膜１５を３μｍの厚
さで形成し、フォトリソグラフィー法により通電加熱用
電極１ａ、１ｂ上の絶縁膜１５を除去することにより、
電極配線基板１３が形成されることになる。なお、感光
性樹脂としては、耐インク性及び絶縁性に優れた材料で
あるポリイミド樹脂を用いる。
加熱用電極１ａ，１ｂパターンを形成し、エッチングに
より電極パターン以外を不要な部分を取り除く。これに
より、電極形状にパターニングされ、凹部に通電加熱用
電極１ａ、１ｂが形成されることになる。次にリード線
１４となるＡｕをメッキ法により１μｍの厚さで形成す
る。最後に感光性樹脂からなる絶縁膜１５を３μｍの厚
さで形成し、フォトリソグラフィー法により通電加熱用
電極１ａ、１ｂ上の絶縁膜１５を除去することにより、
電極配線基板１３が形成されることになる。なお、感光
性樹脂としては、耐インク性及び絶縁性に優れた材料で
あるポリイミド樹脂を用いる。
【００１７】最後に、図８、図９の如くノズル流路基板
１１と電極配線基板１３の両基板は接着剤等により一体
化された後、インクタンク（図示せず）に接合され導電
性インクがノズル穴５の先端まで供給されることにな
る。
１１と電極配線基板１３の両基板は接着剤等により一体
化された後、インクタンク（図示せず）に接合され導電
性インクがノズル穴５の先端まで供給されることにな
る。
【００１８】ここで、図１０と共に本実施例の通電加熱
用電極部の構造の説明をおこなう。図１０（ａ）〜
（ｃ）は本実施例の通電加熱用電極の構造を示す断面模
式図である。図１０（ａ）〜（ｃ）の凹状電極形成基板
１８の凹段差は上述したように０．０５〜３μｍの範囲
である。また、通電加熱用電極１ａ、１ｂのＴｉ薄膜の
厚さは上述したように０．１μｍ〜５．０μｍの範囲で
ある。図１０（ａ）はＴｉ薄膜の厚さが凹の段差より大
きい場合、図１０（ｂ）はＴｉ薄膜の厚さが凹の段差と
同じ場合、図１０（ｃ）はＴｉ薄膜の厚さが凹の段差よ
り小さい場合を示している。どの場合も、通電加熱用電
極１ａ，１ｂのＴｉ薄膜と凹状電極形成基板１８の界面
に電流が流れにくい構造となるので、電極形成基板１２
と通電加熱用電極１ａ，１ｂの界面に酸化が進行するこ
とが無い。
用電極部の構造の説明をおこなう。図１０（ａ）〜
（ｃ）は本実施例の通電加熱用電極の構造を示す断面模
式図である。図１０（ａ）〜（ｃ）の凹状電極形成基板
１８の凹段差は上述したように０．０５〜３μｍの範囲
である。また、通電加熱用電極１ａ、１ｂのＴｉ薄膜の
厚さは上述したように０．１μｍ〜５．０μｍの範囲で
ある。図１０（ａ）はＴｉ薄膜の厚さが凹の段差より大
きい場合、図１０（ｂ）はＴｉ薄膜の厚さが凹の段差と
同じ場合、図１０（ｃ）はＴｉ薄膜の厚さが凹の段差よ
り小さい場合を示している。どの場合も、通電加熱用電
極１ａ，１ｂのＴｉ薄膜と凹状電極形成基板１８の界面
に電流が流れにくい構造となるので、電極形成基板１２
と通電加熱用電極１ａ，１ｂの界面に酸化が進行するこ
とが無い。
【００１９】次に、凹段差が１μｍでＴｉ薄膜の厚さが
０．１μｍ・２．０μｍ・２．０μｍの３条件で作製し
た通電加熱用電極１ａ，１ｂに用いたインクジェットヘ
ッドの印字寿命回数を調べた。なお、比較例として凹段
差の無いＴｉ薄膜を通電加熱用電極１ａ，１ｂに用いた
インクジェットヘッドの印字寿命回数も同時に調べた。
印字寿命回数の定義は紙面上のインクのドットの大きさ
が実験開始時と比較し８０％以下の時の印字回数とし
た。なお、実験条件は、印加電圧を２０Ｖ、印加電圧周
波数を５ＭＨｚ、インク抵抗を３０Ω・ｃｍとした。そ
の結果を（表１）に示した。
０．１μｍ・２．０μｍ・２．０μｍの３条件で作製し
た通電加熱用電極１ａ，１ｂに用いたインクジェットヘ
ッドの印字寿命回数を調べた。なお、比較例として凹段
差の無いＴｉ薄膜を通電加熱用電極１ａ，１ｂに用いた
インクジェットヘッドの印字寿命回数も同時に調べた。
印字寿命回数の定義は紙面上のインクのドットの大きさ
が実験開始時と比較し８０％以下の時の印字回数とし
た。なお、実験条件は、印加電圧を２０Ｖ、印加電圧周
波数を５ＭＨｚ、インク抵抗を３０Ω・ｃｍとした。そ
の結果を（表１）に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】（表１）により明らかなように、実施例の
場合、凹段差のある電極形成基板１２上のＴｉ薄膜を通
電加熱用電極１ａ，１ｂに用いたインクジェットヘッド
は１億ドット以上の印字寿命を持ち、実用性に適する結
果を得た。実施例の電極構造を用いたインクジェットヘ
ッドは図１１（ａ）〜（ｃ）の如く通電加熱用電極１
ａ、１ｂの表面に酸化膜１７が生じるだけで、剥離損耗
の原因となるような電極形成基板１２と通電加熱用電極
１ａ，１ｂの界面の酸化は無かった。
場合、凹段差のある電極形成基板１２上のＴｉ薄膜を通
電加熱用電極１ａ，１ｂに用いたインクジェットヘッド
は１億ドット以上の印字寿命を持ち、実用性に適する結
果を得た。実施例の電極構造を用いたインクジェットヘ
ッドは図１１（ａ）〜（ｃ）の如く通電加熱用電極１
ａ、１ｂの表面に酸化膜１７が生じるだけで、剥離損耗
の原因となるような電極形成基板１２と通電加熱用電極
１ａ，１ｂの界面の酸化は無かった。
【００２２】一方、比較例の場合、印字寿命が実用性に
適しない結果であった。この場合、全て２千万ドットで
印字中に表面に均一な酸化膜１７が形成され不導態化
し、電極形成基板１２と通電加熱用電極１ａ，１ｂの界
面も酸化していき、電極形成基板１２から通電加熱用電
極１ａ，１ｂの剥離が生じた。更に、インクの加熱沸騰
による沸騰気泡の膨張収縮時の衝撃を受け、通電加熱用
電極１ａ，１ｂが剥離損耗し消滅しまうことがった。そ
の結果、ノズル穴５よりインク滴８が吐出されなくなっ
た。以上の理由により、本実施例の通電加熱用電極構造
を使用したインクジェットヘッドは１億ドット以上の印
字寿命を持つ実用性に適する結果を得ることができた。
適しない結果であった。この場合、全て２千万ドットで
印字中に表面に均一な酸化膜１７が形成され不導態化
し、電極形成基板１２と通電加熱用電極１ａ，１ｂの界
面も酸化していき、電極形成基板１２から通電加熱用電
極１ａ，１ｂの剥離が生じた。更に、インクの加熱沸騰
による沸騰気泡の膨張収縮時の衝撃を受け、通電加熱用
電極１ａ，１ｂが剥離損耗し消滅しまうことがった。そ
の結果、ノズル穴５よりインク滴８が吐出されなくなっ
た。以上の理由により、本実施例の通電加熱用電極構造
を使用したインクジェットヘッドは１億ドット以上の印
字寿命を持つ実用性に適する結果を得ることができた。
【００２３】なお、本実施例においては電極形成基板１
２の凹部の形成手段として、５％沸化水素水を使用しエ
ッチングをおこなったが、他に反応性プラズマ中でエッ
チングおこなう方法やイオンビームでおこなう方法等、
多くあるが、どのような手段においても印字寿命の優れ
たインクジェットヘッドが実現できることは言うまでも
ない。従って、本実施例の電極形成基板１２の凹部の形
成手段は本発明を限定するものではない。
２の凹部の形成手段として、５％沸化水素水を使用しエ
ッチングをおこなったが、他に反応性プラズマ中でエッ
チングおこなう方法やイオンビームでおこなう方法等、
多くあるが、どのような手段においても印字寿命の優れ
たインクジェットヘッドが実現できることは言うまでも
ない。従って、本実施例の電極形成基板１２の凹部の形
成手段は本発明を限定するものではない。
【００２４】また、本実施例の通電加熱用電極材料にＴ
ｉ薄膜を使用したが、他に通電加熱用電極材料にはＴ
ａ、Ｍｏ等の弁金属やＲｕＯ2 、ＣｕＯ等の酸化導電物
等、好適な材料は多くあるが、どのような手段において
も印字寿命の優れたインクジェットヘッドが実現できる
ことは言うまでもない。従って、本実施例の通電加熱用
電極材料は本発明を限定するものではない。
ｉ薄膜を使用したが、他に通電加熱用電極材料にはＴ
ａ、Ｍｏ等の弁金属やＲｕＯ2 、ＣｕＯ等の酸化導電物
等、好適な材料は多くあるが、どのような手段において
も印字寿命の優れたインクジェットヘッドが実現できる
ことは言うまでもない。従って、本実施例の通電加熱用
電極材料は本発明を限定するものではない。
【００２５】
【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドは絶縁性
を有する電極形成基板の凹部分に通電加熱用電極部が付
着するため、通電加熱用電極と絶縁性を有する電極形成
基板の界面に電流が流れにくい構造となるので、電極形
成基板と通電加熱用電極の界面に酸化が進行することが
無い。従って、電極形成基板から通電加熱用電極の剥離
が生じることも無い。その結果、酸化の進行を抑制し、
通電加熱用電極部の剥離や損耗が生じない通電加熱用電
極を実現できる。
を有する電極形成基板の凹部分に通電加熱用電極部が付
着するため、通電加熱用電極と絶縁性を有する電極形成
基板の界面に電流が流れにくい構造となるので、電極形
成基板と通電加熱用電極の界面に酸化が進行することが
無い。従って、電極形成基板から通電加熱用電極の剥離
が生じることも無い。その結果、酸化の進行を抑制し、
通電加熱用電極部の剥離や損耗が生じない通電加熱用電
極を実現できる。
【００２６】以上により、本発明のインクジェットヘッ
ドは通電加熱用電極の酸化の進行や剥離損耗を抑制する
ことができるため、印字寿命の長い実用性に優れたイン
クジェットヘッドを提供することができる。
ドは通電加熱用電極の酸化の進行や剥離損耗を抑制する
ことができるため、印字寿命の長い実用性に優れたイン
クジェットヘッドを提供することができる。
【図１】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの製造方法を示す斜視図
ドの製造方法を示す斜視図
【図２】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの製造方法を示す斜視図
ドの製造方法を示す斜視図
【図３】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの製造方法を示す斜視図
ドの製造方法を示す斜視図
【図４】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの製造方法を示す斜視図
ドの製造方法を示す斜視図
【図５】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの製造方法を示す斜視図
ドの製造方法を示す斜視図
【図６】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの製造方法を示す斜視図
ドの製造方法を示す斜視図
【図７】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの製造方法を示す斜視図
ドの製造方法を示す斜視図
【図８】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの製造方法を示す斜視図
ドの製造方法を示す斜視図
【図９】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの製造方法を示す斜視図
ドの製造方法を示す斜視図
【図１０】本発明の一実施例におけるインクジェットヘ
ッドの通電加熱用電極を示す断面模式図
ッドの通電加熱用電極を示す断面模式図
【図１１】本発明の一他の実施例におけるインクジェッ
トヘッドの通電加熱用電極を示す断面模式図
トヘッドの通電加熱用電極を示す断面模式図
【図１２】従来のインクジェットヘッドを示す主要部断
面図
面図
【図１３】従来のインクジェットヘッドの通電加熱用電
極を示す断面模式図
極を示す断面模式図
【図１４】従来のインクジェットヘッドの動作を示す側
面図
面図
【図１５】従来のインクジェットヘッドの動作を示す側
面図
面図
【図１６】従来のインクジェットヘッドの動作を示す側
面図
面図
【図１７】従来のインクジェットヘッドの動作を示す側
面図
面図
【図１８】従来のインクジェットヘッドの動作を示す側
面図
面図
【図１９】従来のインクジェットの通電加熱用電極の損
耗状態を示す断面模式図
耗状態を示す断面模式図
１ａ，１ｂ 通電加熱用電極 ２ 導電性インク ３ プリンタ印字制御回路 ４ インク流路 ５ ノズル穴 ６ 印刷用紙 ７ 気泡 ８ インク滴 ９ 結晶化部 １０ 感光性ガラス １１ ノズル流路基板 １２ 電極形成基板 １３ 電極配線基板 １４ リード線 １５ 絶縁膜 １６ 非結晶化部 １７ 酸化膜 １８ 凹状電極形成基板
Claims (4)
- 【請求項１】インクを吐出するためのノズル穴を有する
インク流路の複数と、インク流路に連通しインクを供給
するための流入口と、インク流路に供給されたインクの
中に１対の通電加熱用電極を介し、１つの通電加熱用電
極からインクを通して他の通電加熱用電極に電圧を印加
することにより電流をインクに流し、インクのジュール
エネルギーによりインクを加熱沸騰し、沸騰気泡の圧力
エネルギーによりインクをノズル穴より吐出させるイン
クジェットヘッドであって、通電加熱用電極を形成する
部分を他の部分よりも窪ませた事を特徴とするインクジ
ェットヘッド。 - 【請求項２】通電加熱電極を形成する部分を他の部分よ
りも０．０５〜３．０μｍ窪ませた事を特徴とする請求
項１記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項３】電極形成基板に凹部を設け、前記凹部の中
に通電加熱用電極を設けた事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４】凹部の深さを０．０５〜３．０μｍとした
事を特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16118694A JPH0825633A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16118694A JPH0825633A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0825633A true JPH0825633A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15730230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16118694A Pending JPH0825633A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825633A (ja) |
-
1994
- 1994-07-13 JP JP16118694A patent/JPH0825633A/ja active Pending
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