JPH08295018A - 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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- JPH08295018A JPH08295018A JP10208495A JP10208495A JPH08295018A JP H08295018 A JPH08295018 A JP H08295018A JP 10208495 A JP10208495 A JP 10208495A JP 10208495 A JP10208495 A JP 10208495A JP H08295018 A JPH08295018 A JP H08295018A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- ink
- electrodes
- ink jet
- jet head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インク吐出による絶縁膜の浮きや破壊をなく
すインクジェットヘッドを提供することを目的とする。 【構成】 電極上の絶縁膜を２層に形成する。また、１
層目の絶縁膜形成に粘度が１００〜８００ｃｐｓの液体
の絶縁材料を用いる。または、電極表面をＯ2プラズマ
処理する。 【効果】 絶縁膜の電極表面との密着性の向上が図られ
るためインク吐出による絶縁膜の浮きや破壊をなくすこ
とができるので気泡の発生や電極溶解が抑えられ安定な
吐出をすることができる。
すインクジェットヘッドを提供することを目的とする。 【構成】 電極上の絶縁膜を２層に形成する。また、１
層目の絶縁膜形成に粘度が１００〜８００ｃｐｓの液体
の絶縁材料を用いる。または、電極表面をＯ2プラズマ
処理する。 【効果】 絶縁膜の電極表面との密着性の向上が図られ
るためインク吐出による絶縁膜の浮きや破壊をなくすこ
とができるので気泡の発生や電極溶解が抑えられ安定な
吐出をすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性インクへ通電を
行いインクを沸騰させ、この沸騰による圧力でインクを
吐出させて印字を行う、インクジェットプリンタやファ
クシミリプリンタ等に用いられるインクジェットヘッド
に関するものである。
行いインクを沸騰させ、この沸騰による圧力でインクを
吐出させて印字を行う、インクジェットプリンタやファ
クシミリプリンタ等に用いられるインクジェットヘッド
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、事務所等のオフィスオートメーシ
ョン化に伴い、プリンタが広く普及しているが、インク
ジェットプリンタはノンインパクト方式のため低騒音で
あり、更に印字速度が速いため注目されている。特にオ
ンデマンド方式のものが構成が簡単で低価格なことから
多く用いられている。
ョン化に伴い、プリンタが広く普及しているが、インク
ジェットプリンタはノンインパクト方式のため低騒音で
あり、更に印字速度が速いため注目されている。特にオ
ンデマンド方式のものが構成が簡単で低価格なことから
多く用いられている。
【０００３】オンデマンド方式のインクジェットプリン
タにおいて、インクを吐出させる方式には様々なものが
ある。圧電素子の機械的な変位圧力を用いるもの（特公
昭５９−２６１９公報、特公昭５８−３８１１０公報
等）、発熱抵抗素子によってインクを加熱沸騰させその
圧力を用いるもの（特公昭６１−５９９１１公報、特公
昭６３−５４５４７公報等）、導電性インクに直接通電
加熱しインクを蒸発させる、またはその沸騰圧力を用い
るもの（ＵＳＰ３１７９０４２、ＵＳＰ４５９５９３８
等）等である。
タにおいて、インクを吐出させる方式には様々なものが
ある。圧電素子の機械的な変位圧力を用いるもの（特公
昭５９−２６１９公報、特公昭５８−３８１１０公報
等）、発熱抵抗素子によってインクを加熱沸騰させその
圧力を用いるもの（特公昭６１−５９９１１公報、特公
昭６３−５４５４７公報等）、導電性インクに直接通電
加熱しインクを蒸発させる、またはその沸騰圧力を用い
るもの（ＵＳＰ３１７９０４２、ＵＳＰ４５９５９３８
等）等である。
【０００４】この中で、通電加熱による方法は、他の二
つの方法に対して、圧力を発生させるために特別な素子
を必要とせず、一対の電極を対向させるだけの簡単な構
成を有しているために、流路形成を含めてヘッド全体を
非常に簡単に構成することができるという利点を備えて
いる。
つの方法に対して、圧力を発生させるために特別な素子
を必要とせず、一対の電極を対向させるだけの簡単な構
成を有しているために、流路形成を含めてヘッド全体を
非常に簡単に構成することができるという利点を備えて
いる。
【０００５】以下、従来の通電加熱方式のインクジェッ
トヘッドについて説明する。図７は従来の通電加熱方式
のインクジェットヘッドの一ノズル部分の平面図、図８
は従来の通電加熱方式のインクジェットヘッドを示した
図７のＡ−Ａ’断面図である。
トヘッドについて説明する。図７は従来の通電加熱方式
のインクジェットヘッドの一ノズル部分の平面図、図８
は従来の通電加熱方式のインクジェットヘッドを示した
図７のＡ−Ａ’断面図である。
【０００６】従来のインクジェットヘッドは以下のよう
に構成されている。１はガラスからなる基板であり、こ
の基板１上にはスパッタ等の半導体プロセス技術を用い
てＴｉで一対の電極２ａ、２ｂが形成され、この一対の
電極２ａ、２ｂと印字制御回路を接続するためにＡｕで
リード線３がパターン形成されている。更に、一対の電
極２ａ、２ｂの夫々には、その露出面積がほぼ等しくな
るようにポリイミド樹脂より成る絶縁膜９が形成されて
いる。４は導電性インクが満たされている圧力室、５は
インク吐出用のノズル、６はインク流路である。７はポ
リイミドフィルム等からなるノズル流路基板であり接着
層８を介して基板１に接着されている。
に構成されている。１はガラスからなる基板であり、こ
の基板１上にはスパッタ等の半導体プロセス技術を用い
てＴｉで一対の電極２ａ、２ｂが形成され、この一対の
電極２ａ、２ｂと印字制御回路を接続するためにＡｕで
リード線３がパターン形成されている。更に、一対の電
極２ａ、２ｂの夫々には、その露出面積がほぼ等しくな
るようにポリイミド樹脂より成る絶縁膜９が形成されて
いる。４は導電性インクが満たされている圧力室、５は
インク吐出用のノズル、６はインク流路である。７はポ
リイミドフィルム等からなるノズル流路基板であり接着
層８を介して基板１に接着されている。
【０００７】電極は通電によって電極にかかる電流密度
を減少させて、溶解や酸化の発生を抑えるために表面を
粗して実効表面積を大きくしている。
を減少させて、溶解や酸化の発生を抑えるために表面を
粗して実効表面積を大きくしている。
【０００８】上記のように構成された通電加熱方式のイ
ンクジェットヘッドについて以下にその動作を説明す
る。
ンクジェットヘッドについて以下にその動作を説明す
る。
【０００９】信号発生装置１３により一対の電極２ａ、
２ｂに電圧を加えると、所定の体積抵抗率を有する導電
性インクに電流が流れる。この電流によって導電性イン
クは自己発熱して温度が高まり、ついには沸騰が始まり
バブルが発生する。このバブルにより圧力室４内の導電
性インクの圧力が急激に高まり、ノズル５から導電性の
インク滴１４が飛び出し、飛翔して記録紙１５に付着
し、ドットを形成する。沸騰を開始した時点で信号発生
装置１３は電極２ａ、２ｂへの電圧印加を停止する。膨
張したバブルによるドットの形成に伴い消費された導電
性インクは次の電圧が電極２ａ、２ｂに印加される前に
インク流路６から補給される。この一連の動作の繰り返
しにより信号発生装置１３からの信号に応じて導電性の
インク滴１４が連続的に生成され、記録紙１５に対して
任意の連続的なドットが形成される。
２ｂに電圧を加えると、所定の体積抵抗率を有する導電
性インクに電流が流れる。この電流によって導電性イン
クは自己発熱して温度が高まり、ついには沸騰が始まり
バブルが発生する。このバブルにより圧力室４内の導電
性インクの圧力が急激に高まり、ノズル５から導電性の
インク滴１４が飛び出し、飛翔して記録紙１５に付着
し、ドットを形成する。沸騰を開始した時点で信号発生
装置１３は電極２ａ、２ｂへの電圧印加を停止する。膨
張したバブルによるドットの形成に伴い消費された導電
性インクは次の電圧が電極２ａ、２ｂに印加される前に
インク流路６から補給される。この一連の動作の繰り返
しにより信号発生装置１３からの信号に応じて導電性の
インク滴１４が連続的に生成され、記録紙１５に対して
任意の連続的なドットが形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
成では、電極表面が粗いにもかかわらず、約５０００ｃ
ｐｓの粘度の高いポリイミド樹脂を電極表面に１層のみ
形成していたため前記ポリイミド樹脂がＴｉ結晶粒間ま
で入りきれず、インク吐出回数の増加に伴って導電性イ
ンクの沸騰時に発生する熱及びキャビテーションにより
Ｔｉ膜上の絶縁膜が破壊される。したがって、一対の電
極の露出面積が異なると電気分解による気泡の発生が露
出面積の小さい方に片寄って発生し、又、電流もその露
出面積の小さい部分に集中するためその露出面積の小さ
い方の電極の損耗の発生を引き起こし場合によってはイ
ンクの吐出が不能となるという問題点を有していた。
成では、電極表面が粗いにもかかわらず、約５０００ｃ
ｐｓの粘度の高いポリイミド樹脂を電極表面に１層のみ
形成していたため前記ポリイミド樹脂がＴｉ結晶粒間ま
で入りきれず、インク吐出回数の増加に伴って導電性イ
ンクの沸騰時に発生する熱及びキャビテーションにより
Ｔｉ膜上の絶縁膜が破壊される。したがって、一対の電
極の露出面積が異なると電気分解による気泡の発生が露
出面積の小さい方に片寄って発生し、又、電流もその露
出面積の小さい部分に集中するためその露出面積の小さ
い方の電極の損耗の発生を引き起こし場合によってはイ
ンクの吐出が不能となるという問題点を有していた。
【００１１】本発明は、上記問題点を解決するためのも
ので、絶縁膜の電極表面への密着性の向上を図り、イン
ク吐出による絶縁膜の浮きや破壊をなくすことができる
通電加熱方式のインクジェットヘッドを提供することを
目的とする。
ので、絶縁膜の電極表面への密着性の向上を図り、イン
ク吐出による絶縁膜の浮きや破壊をなくすことができる
通電加熱方式のインクジェットヘッドを提供することを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のインクジェットヘッドは、絶縁膜を２層に
形成し、１層目の絶縁膜形成に粘度が１００〜８００ｃ
ｐｓの液体の絶縁材料を用いる。または、電極表面をＯ
2プラズマ処理した後、絶縁膜を形成する。
に、本発明のインクジェットヘッドは、絶縁膜を２層に
形成し、１層目の絶縁膜形成に粘度が１００〜８００ｃ
ｐｓの液体の絶縁材料を用いる。または、電極表面をＯ
2プラズマ処理した後、絶縁膜を形成する。
【００１３】
【作用】本発明は上記の構成によって、絶縁膜の電極表
面への密着性の向上が図られる。
面への密着性の向上が図られる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照にしながら説明する。
照にしながら説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施例におけるインクジ
ェットヘッドの一ノズル部分の平面図である。図２はこ
の実施例のインクジェットヘッドの図１のＢ−Ｂ’断面
図である。
ェットヘッドの一ノズル部分の平面図である。図２はこ
の実施例のインクジェットヘッドの図１のＢ−Ｂ’断面
図である。
【００１６】本実施例のインクジェットヘッドは以下の
ように構成されている。１はガラス基板であり、基板１
上には半導体プロセス技術を用いてＴｉで電極２ａ、２
ｂが形成され、Ａｕでリード線３が形成されている。更
に電極２ａ、２ｂの上には２層からなるポリイミド絶縁
膜１０，１１が形成されている。４は圧力室、５はイン
ク吐出用のノズル、６はインク流路である。７はポリイ
ミドフィルム等からなるノズル流路基板であり接着層８
等を介して基板１に接着されている。１３は従来例と同
様の信号発生装置、１４はインク滴である。
ように構成されている。１はガラス基板であり、基板１
上には半導体プロセス技術を用いてＴｉで電極２ａ、２
ｂが形成され、Ａｕでリード線３が形成されている。更
に電極２ａ、２ｂの上には２層からなるポリイミド絶縁
膜１０，１１が形成されている。４は圧力室、５はイン
ク吐出用のノズル、６はインク流路である。７はポリイ
ミドフィルム等からなるノズル流路基板であり接着層８
等を介して基板１に接着されている。１３は従来例と同
様の信号発生装置、１４はインク滴である。
【００１７】上記の様に構成されたインクジェットヘッ
ドの動作は従来と同様である。図４は本発明の実施例に
おけるインクジェットヘッドの斜視図で、ヘッドベース
１６は、上記のインクジェットヘッドの素子を複数個有
している。
ドの動作は従来と同様である。図４は本発明の実施例に
おけるインクジェットヘッドの斜視図で、ヘッドベース
１６は、上記のインクジェットヘッドの素子を複数個有
している。
【００１８】図５は本発明の実施例におけるインクジェ
ットヘッドを搭載したヘッドカートリッジの斜視図で、
１７はヘッドベース１６を取り付けるインクカートリッ
ジ、１８はインクカートリッジ１７内に設けられたイン
クタンク、１９はインクタンク１８内のインクに含まれ
るゴミ、塵などを除去するインクフィルター、２０はイ
ンクを図４に示す共通インク室２５に導くインク導入孔
である。
ットヘッドを搭載したヘッドカートリッジの斜視図で、
１７はヘッドベース１６を取り付けるインクカートリッ
ジ、１８はインクカートリッジ１７内に設けられたイン
クタンク、１９はインクタンク１８内のインクに含まれ
るゴミ、塵などを除去するインクフィルター、２０はイ
ンクを図４に示す共通インク室２５に導くインク導入孔
である。
【００１９】図６は本発明の実施例におけるインクジェ
ットヘッドを搭載したインクジェットプリンタの斜視図
で、２１はインクカートリッジ１７をプリンタに装填す
るためのカートリッジ挿入口、２２は挿入されたインク
カートリッジ１７を固定するキャリッジであり、ガイド
シャフト２３に沿って摺動可能である。２４は記録紙１
５を送るプラテンローラーである。
ットヘッドを搭載したインクジェットプリンタの斜視図
で、２１はインクカートリッジ１７をプリンタに装填す
るためのカートリッジ挿入口、２２は挿入されたインク
カートリッジ１７を固定するキャリッジであり、ガイド
シャフト２３に沿って摺動可能である。２４は記録紙１
５を送るプラテンローラーである。
【００２０】以上のように構成された本実施例のインク
ジェットヘッドについて、以下その製造方法について述
べる。
ジェットヘッドについて、以下その製造方法について述
べる。
【００２１】基板１上にＤＣスパッタリングによりＴｉ
薄膜を約２μｍ形成する。次にフォトリソグラフィーを
用いて電極パターンを形成し、エッチングにより電極パ
ターン以外の不要な部分を除去する。これにより、電極
２ａ、２ｂが形成される。次に蒸着法によりＡｕを約１
μｍ形成する。次にフォトリソグラフィーを用いてリー
ド線３のパターンを形成し、エッチングによりリード線
３のパターン以外の不要な部分を除去する。次に、粘度
５００ｃｐｓの感光性樹脂からなる１層目の絶縁膜１０
を約０．５μｍ塗布する。次に、感光性樹脂からなる２
層目の絶縁膜１１を約４μｍ塗布する。次に露光装置を
用いて一対の電極２ａ、２ｂの露出面積がほぼ等しくな
るように一対の電極２ａ、２ｂ上をマスキングして露光
する。次に現像液を用いて電極上の感光性樹脂を除去し
て絶縁膜の開口部２６を開け、その後イソプロピルアル
コールを用いてリンスする。次に電気炉を用いて４００
℃で焼成する。焼成後、絶縁膜の厚さは約２μｍとな
る。ここでは感光性樹脂として感光性ポリイミド樹脂を
用いている。
薄膜を約２μｍ形成する。次にフォトリソグラフィーを
用いて電極パターンを形成し、エッチングにより電極パ
ターン以外の不要な部分を除去する。これにより、電極
２ａ、２ｂが形成される。次に蒸着法によりＡｕを約１
μｍ形成する。次にフォトリソグラフィーを用いてリー
ド線３のパターンを形成し、エッチングによりリード線
３のパターン以外の不要な部分を除去する。次に、粘度
５００ｃｐｓの感光性樹脂からなる１層目の絶縁膜１０
を約０．５μｍ塗布する。次に、感光性樹脂からなる２
層目の絶縁膜１１を約４μｍ塗布する。次に露光装置を
用いて一対の電極２ａ、２ｂの露出面積がほぼ等しくな
るように一対の電極２ａ、２ｂ上をマスキングして露光
する。次に現像液を用いて電極上の感光性樹脂を除去し
て絶縁膜の開口部２６を開け、その後イソプロピルアル
コールを用いてリンスする。次に電気炉を用いて４００
℃で焼成する。焼成後、絶縁膜の厚さは約２μｍとな
る。ここでは感光性樹脂として感光性ポリイミド樹脂を
用いている。
【００２２】圧力室４、ノズル５及びインク流路６はノ
ズル流路基板７をエキシマレーザーで加工して形成され
る。次の電極配線した基板１にノズル流路基板７を接着
する。
ズル流路基板７をエキシマレーザーで加工して形成され
る。次の電極配線した基板１にノズル流路基板７を接着
する。
【００２３】次に、本実施例のインクジェットヘッドと
従来の比較例について吐出寿命回数を調べた。吐出寿命
回数の定義は記録紙上のドット回数とした。なお、実験
条件は印加電圧を２５Ｖ、印加電圧周波数を３ＭＨｚ、
印字周期５ｋＨｚとして交流通電を行った。電圧の印加
時間は５０μｓとし、２億回通電試験を実施した。試験
後ノズル流露基板を剥がしてポリイミド絶縁膜が剥離す
るか調べる。インクは体積抵抗率を２０Ω・ｃｍとし
た。その結果を（表１）に示す。尚、（表１）に於い
て、No.２〜No.９が本発明の実施例であり、それ以外は
比較例である。そして、夫々のサンプル数は１０個と
し、試験後の良好数を評価した。
従来の比較例について吐出寿命回数を調べた。吐出寿命
回数の定義は記録紙上のドット回数とした。なお、実験
条件は印加電圧を２５Ｖ、印加電圧周波数を３ＭＨｚ、
印字周期５ｋＨｚとして交流通電を行った。電圧の印加
時間は５０μｓとし、２億回通電試験を実施した。試験
後ノズル流露基板を剥がしてポリイミド絶縁膜が剥離す
るか調べる。インクは体積抵抗率を２０Ω・ｃｍとし
た。その結果を（表１）に示す。尚、（表１）に於い
て、No.２〜No.９が本発明の実施例であり、それ以外は
比較例である。そして、夫々のサンプル数は１０個と
し、試験後の良好数を評価した。
【００２４】
【表１】
【００２５】（表１）から明らかなように本発明の実施
例のインクジェットヘッドは２億回通電試験後ノズル流
路基板を剥がしてもポリイミド絶縁膜が剥離しない。一
方、比較例ではポリイミド絶縁膜が剥離する。
例のインクジェットヘッドは２億回通電試験後ノズル流
路基板を剥がしてもポリイミド絶縁膜が剥離しない。一
方、比較例ではポリイミド絶縁膜が剥離する。
【００２６】以上のように本発明の実施例のインクジェ
ットヘッドによれば１層目の粘度の低い感光性ポリイミ
ド樹脂がＴｉの結晶粒間に入り込み、電極表面との密着
性の向上が図られ、インク吐出による絶縁膜の浮きや破
壊をなくすことができるので気泡の発生や電極溶解が抑
えられる。一方、比較例では感光性ポリイミド樹脂の粘
性が高いため十分にＴｉの結晶粒間に入り込まず、イン
クの吐出によってインクがＴｉの結晶粒間に入り込み、
絶縁膜の浮きや破壊を引き起こし、気泡の発生や電極溶
解が起こる。
ットヘッドによれば１層目の粘度の低い感光性ポリイミ
ド樹脂がＴｉの結晶粒間に入り込み、電極表面との密着
性の向上が図られ、インク吐出による絶縁膜の浮きや破
壊をなくすことができるので気泡の発生や電極溶解が抑
えられる。一方、比較例では感光性ポリイミド樹脂の粘
性が高いため十分にＴｉの結晶粒間に入り込まず、イン
クの吐出によってインクがＴｉの結晶粒間に入り込み、
絶縁膜の浮きや破壊を引き起こし、気泡の発生や電極溶
解が起こる。
【００２７】前記実施例では、１層目、２層目共に絶縁
材料として感光性ポリイミド樹脂を用いたが、感光性ア
クリル樹脂、ゴム系レジスト、ノボラック樹脂、感光性
ガラス等の感光性樹脂でもよい。さらに、１層目の絶縁
膜の絶縁材料としてＴｉ系のカップリング剤、Ｓｉ系の
カップリング剤、液状ガラスでもよい。絶縁材料として
Ｔｉ系のカップリング剤を用いた場合、絶縁膜は有機Ｔ
ｉ化合物となる。絶縁材料としてＳｉ系のカップリング
剤を用いた場合、絶縁膜は有機Ｓｉ化合物となる。絶縁
材料として液状ガラスを用いた場合、絶縁膜はＳｉ
Ｏ2、ＴｉＯ2、ＴｉＯ、Ｐ2Ｏ5−ＳｉＯ2の２元酸化
物、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2の２元酸化物、Ｂ2Ｏ3−Ｐ 2Ｏ5−
ＳｉＯ2の３元酸化物等の金属酸化物となる。また、２
層目の絶縁膜としてＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等をスパッタリ
ング等で成膜し、レジストでパターンを形成した後エッ
チング等で絶縁膜の開口部２６を開けても良い。
材料として感光性ポリイミド樹脂を用いたが、感光性ア
クリル樹脂、ゴム系レジスト、ノボラック樹脂、感光性
ガラス等の感光性樹脂でもよい。さらに、１層目の絶縁
膜の絶縁材料としてＴｉ系のカップリング剤、Ｓｉ系の
カップリング剤、液状ガラスでもよい。絶縁材料として
Ｔｉ系のカップリング剤を用いた場合、絶縁膜は有機Ｔ
ｉ化合物となる。絶縁材料としてＳｉ系のカップリング
剤を用いた場合、絶縁膜は有機Ｓｉ化合物となる。絶縁
材料として液状ガラスを用いた場合、絶縁膜はＳｉ
Ｏ2、ＴｉＯ2、ＴｉＯ、Ｐ2Ｏ5−ＳｉＯ2の２元酸化
物、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2の２元酸化物、Ｂ2Ｏ3−Ｐ 2Ｏ5−
ＳｉＯ2の３元酸化物等の金属酸化物となる。また、２
層目の絶縁膜としてＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等をスパッタリ
ング等で成膜し、レジストでパターンを形成した後エッ
チング等で絶縁膜の開口部２６を開けても良い。
【００２８】以下、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。本発明の他の実施例におけ
るインクジェットヘッドの平面図は図１の本発明の前記
実施例におけるインクジェットヘッドの平面図と同様で
ある。前記実施例と異なるのは図１におけるＢ−Ｂ’断
面図であり、その断面図を図３に示している。
面を参照しながら説明する。本発明の他の実施例におけ
るインクジェットヘッドの平面図は図１の本発明の前記
実施例におけるインクジェットヘッドの平面図と同様で
ある。前記実施例と異なるのは図１におけるＢ−Ｂ’断
面図であり、その断面図を図３に示している。
【００２９】図に於て１はガラス基板である。この基板
１上に半導体プロセス技術を用い表面をプラズマ処理さ
れた電極表面１２を有するＴｉで形成された電極２ａ、
２ｂ、Ａｕで形成されたリード線３及びポリイミド絶縁
膜９を形成した電極配線した基板１に圧力室４、ノズル
５及びインク流路６を構成するポリイミドフィルム等か
らなるノズル流路基板７を接着層８を介して接着してイ
ンクジェットヘッドを構成している。
１上に半導体プロセス技術を用い表面をプラズマ処理さ
れた電極表面１２を有するＴｉで形成された電極２ａ、
２ｂ、Ａｕで形成されたリード線３及びポリイミド絶縁
膜９を形成した電極配線した基板１に圧力室４、ノズル
５及びインク流路６を構成するポリイミドフィルム等か
らなるノズル流路基板７を接着層８を介して接着してイ
ンクジェットヘッドを構成している。
【００３０】以上のように構成された第２の実施例のイ
ンクジェットヘッドについて、以下その製造方法につい
て述べる。
ンクジェットヘッドについて、以下その製造方法につい
て述べる。
【００３１】基板１上にＤＣスパッタリングによりＴｉ
薄膜を約２μｍ形成する。次にフォトリソグラフィーを
用いて電極パターンを形成し、エッチングにより電極パ
ターン以外の不要な部分を除去する。これにより、電極
２ａ、２ｂが形成される。次に蒸着法によりＡｕを約１
μｍ形成する。次にフォトリソグラフィーを用いてリー
ド線３のパターンを形成し、エッチングによりリード線
３のパターン以外の不要な部分を除去する。次に、レジ
ストを塗布し、絶縁膜の開口部２６の領域のみレジスト
が残るようにパターニングする。次に、基板１をＯ2プ
ラズマ処理し、その後レジストを除去する。次に、感光
性樹脂の１つであるポリイミド樹脂より成る絶縁膜９を
約４μｍ塗布する。次に露光装置を用いて一対の電極２
ａ、２ｂの露出面積がほぼ等しくなるように一対の電極
２ａ、２ｂ上をマスキングして露光する。次に現像液を
用いて電極上の感光性樹脂を除去して絶縁膜の開口部２
６を開け、その後イソプロピルアルコールを用いてリン
スする。次に電気炉を用いて４００℃で焼成する。焼成
後、絶縁膜の厚さは約２μｍである。ここでは感光性樹
脂として感光性ポリイミドを用いている。
薄膜を約２μｍ形成する。次にフォトリソグラフィーを
用いて電極パターンを形成し、エッチングにより電極パ
ターン以外の不要な部分を除去する。これにより、電極
２ａ、２ｂが形成される。次に蒸着法によりＡｕを約１
μｍ形成する。次にフォトリソグラフィーを用いてリー
ド線３のパターンを形成し、エッチングによりリード線
３のパターン以外の不要な部分を除去する。次に、レジ
ストを塗布し、絶縁膜の開口部２６の領域のみレジスト
が残るようにパターニングする。次に、基板１をＯ2プ
ラズマ処理し、その後レジストを除去する。次に、感光
性樹脂の１つであるポリイミド樹脂より成る絶縁膜９を
約４μｍ塗布する。次に露光装置を用いて一対の電極２
ａ、２ｂの露出面積がほぼ等しくなるように一対の電極
２ａ、２ｂ上をマスキングして露光する。次に現像液を
用いて電極上の感光性樹脂を除去して絶縁膜の開口部２
６を開け、その後イソプロピルアルコールを用いてリン
スする。次に電気炉を用いて４００℃で焼成する。焼成
後、絶縁膜の厚さは約２μｍである。ここでは感光性樹
脂として感光性ポリイミドを用いている。
【００３２】圧力室４、ノズル５及びインク流路６はノ
ズル流路基板７をエキシマレーザーで加工して形成され
る。次に電極配線した基板１にノズル流路基板７を接着
する。
ズル流路基板７をエキシマレーザーで加工して形成され
る。次に電極配線した基板１にノズル流路基板７を接着
する。
【００３３】次に、本実施例のインクジェットヘッドと
従来の比較例について吐出寿命回数を調べた。吐出寿命
回数の定義は記録紙上のドット回数とした。なお、実験
条件は印加電圧を２５Ｖ、印加電圧周波数を３ＭＨｚ、
印字周期５ｋＨｚとして交流通電を行った。電圧の印加
時間は５０μｓとし、２億回通電試験を実施した。試験
後ノズル流路基板を剥がしてポリイミド絶縁膜が剥離す
るか調べる。インクは体積抵抗率を２０Ω・ｃｍとし
た。尚、実施例並びに比較例のサンプル数は夫々１０個
とした。その結果を（表２）に示す。
従来の比較例について吐出寿命回数を調べた。吐出寿命
回数の定義は記録紙上のドット回数とした。なお、実験
条件は印加電圧を２５Ｖ、印加電圧周波数を３ＭＨｚ、
印字周期５ｋＨｚとして交流通電を行った。電圧の印加
時間は５０μｓとし、２億回通電試験を実施した。試験
後ノズル流路基板を剥がしてポリイミド絶縁膜が剥離す
るか調べる。インクは体積抵抗率を２０Ω・ｃｍとし
た。尚、実施例並びに比較例のサンプル数は夫々１０個
とした。その結果を（表２）に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】（表２）から明らかなように本発明の実施
例のインクジェットヘッドは２億回通電試験後ノズル流
路基板を剥がしてもポリイミド絶縁膜が全サンプル共に
剥離しない。一方、比較例ではポリイミド絶縁膜が全数
剥離する。
例のインクジェットヘッドは２億回通電試験後ノズル流
路基板を剥がしてもポリイミド絶縁膜が全サンプル共に
剥離しない。一方、比較例ではポリイミド絶縁膜が全数
剥離する。
【００３６】以上のように本発明の実施例のインクジェ
ットヘッドによれば絶縁膜形成前に電極表面をＯ2プラ
ズマ処理することでプロセス中に発生したわずかな電極
表面の汚染がなくなり、電極表面が活性化されることで
絶縁膜と電極表面の電極表面の密着性の向上が図られ、
インク吐出による絶縁膜の浮きや破壊をなくすことがで
きるので気泡の発生や電極溶解が抑えられる。一方、比
較例では感光性ポリイミド樹脂の粘性が高いため十分に
Ｔｉの結晶粒間に入り込まず、インクの吐出によってイ
ンクがＴｉの結晶粒間に入り込み、絶縁膜の浮きや破壊
を引き起こし、気泡の発生や電極溶解が起こる。
ットヘッドによれば絶縁膜形成前に電極表面をＯ2プラ
ズマ処理することでプロセス中に発生したわずかな電極
表面の汚染がなくなり、電極表面が活性化されることで
絶縁膜と電極表面の電極表面の密着性の向上が図られ、
インク吐出による絶縁膜の浮きや破壊をなくすことがで
きるので気泡の発生や電極溶解が抑えられる。一方、比
較例では感光性ポリイミド樹脂の粘性が高いため十分に
Ｔｉの結晶粒間に入り込まず、インクの吐出によってイ
ンクがＴｉの結晶粒間に入り込み、絶縁膜の浮きや破壊
を引き起こし、気泡の発生や電極溶解が起こる。
【００３７】前記他の実施例では、絶縁膜として感光性
ポリイミドを用いたが、感光性アクリル樹脂、ゴム系レ
ジスト、ノボラック樹脂、ポジ型レジスト、感光性ガラ
ス等の感光性樹脂でもよい。また、絶縁膜としてＳｉＯ
2やＡｌ2Ｏ3等をスパッタリング等で成膜し、レジスト
でパターンを形成した後、エッチング等で絶縁膜の窓２
６を開けても良い。また、絶縁膜として金属酸化物を用
いてもよい。
ポリイミドを用いたが、感光性アクリル樹脂、ゴム系レ
ジスト、ノボラック樹脂、ポジ型レジスト、感光性ガラ
ス等の感光性樹脂でもよい。また、絶縁膜としてＳｉＯ
2やＡｌ2Ｏ3等をスパッタリング等で成膜し、レジスト
でパターンを形成した後、エッチング等で絶縁膜の窓２
６を開けても良い。また、絶縁膜として金属酸化物を用
いてもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明は、絶縁膜の電極表
面との密着性の向上が図られるためインク吐出による絶
縁膜の浮きや破壊をなくすことができるので気泡の発生
や電極溶解が抑えられ安定は吐出をするインクジェット
ヘッドを実現することができる。
面との密着性の向上が図られるためインク吐出による絶
縁膜の浮きや破壊をなくすことができるので気泡の発生
や電極溶解が抑えられ安定は吐出をするインクジェット
ヘッドを実現することができる。
【図１】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの一ノズル部分の平面図
ドの一ノズル部分の平面図
【図２】本発明の実施例におけるインクジェットヘッド
の図１のＢ−Ｂ’断面図
の図１のＢ−Ｂ’断面図
【図３】本発明の他の実施例におけるインクジェットヘ
ッドの断面図
ッドの断面図
【図４】本発明の実施例におけるインクジェットヘッド
の斜視図
の斜視図
【図５】本発明の実施例におけるインクジェットヘッド
を搭載したヘッドカートリッジの斜視図
を搭載したヘッドカートリッジの斜視図
【図６】本発明の実施例におけるインクジェットヘッド
を搭載したインクジェットプリンタの斜視図
を搭載したインクジェットプリンタの斜視図
【図７】従来のインクジェットヘッドの一ノズル部分の
平面図
平面図
【図８】従来のインクジェットヘッドの図７のＡ−Ａ’
断面図
断面図
１ 基板 ２ａ、２ｂ 電極 ３ リード線 ４ 圧力室 ５ ノズル ６ インク流路 ７ ノズル流路基板 ８ 接着層 ９ 絶縁膜 １０ １層目の絶縁膜 １１ ２層目の絶縁膜 １２ プラズマ処理された電極表面 １３ 信号発生装置 １４ インク滴 １５ 記録紙 ２６ 開口部
Claims (8)
- 【請求項１】導電性インクへ通電を行いインクを沸騰さ
せ、この沸騰による圧力でインクを吐出させて印字を行
うインクジェットヘッドであって、導電性インクが満た
されている圧力室と、前記圧力室の一部に設けられたノ
ズルと、インクへ通電を行う一対の電極及び前記一対の
電極の露出面積をほぼ等しくなるように形成された絶縁
膜を有し、前記絶縁膜が電極上に少くとも２層に形成さ
れていることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】電極上にこの電極と接して形成された第１
層目の絶縁膜形成の粘度は、焼成前に於て１００〜８０
０ｃｐｓを呈する液体の絶縁材料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】前記絶縁材料が感光性樹脂、Ｔｉ系カップ
リング剤、Ｓｉ系カップリング剤、液状ガラスから選ば
れた絶縁材料であることを特徴とする請求項２記載のイ
ンクジェットヘッド。 - 【請求項４】前記感光性樹脂が感光性ポリイミド樹脂、
感光性アクリル樹脂、ゴム系レジスト、ノボラック樹
脂、感光性ガラスから選ばれた感光性樹脂であることを
特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項５】前記絶縁材料を用いた前記第１層目の絶縁
膜が金属酸化物、あるいは有機金属化合物であることを
特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項６】前記金属酸化物がＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｔｉ
Ｏ、Ｐ2Ｏ5−ＳｉＯ2の２元酸化物、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2の
２元酸化物、Ｂ2Ｏ3−Ｐ2Ｏ5−ＳｉＯ2の３元酸化物か
ら選ばれた金属酸化物であることを特徴とする請求項５
記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項７】前記有機金属化合物が有機Ｔｉ化合物、有
機Ｓｉ化合物から選ばれた有機金属酸化物であることを
特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項８】導電性インクが満たされている圧力室と、
前記圧力室の一部に設けられたノズルと、インクへ通電
を行う一対の電極及び前記一対の電極の露出面積をほぼ
等しくなるように形成された絶縁膜を有するインクジェ
ットヘッドであって、前記電極表面をＯ2プラズマ処理
した後に前記絶縁膜を形成したことを特徴とするインク
ジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10208495A JPH08295018A (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10208495A JPH08295018A (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08295018A true JPH08295018A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14317917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10208495A Pending JPH08295018A (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08295018A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018065381A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 船井電機株式会社 | 流体吐出ヘッドと流体吐出ヘッドの製造方法 |
| WO2019180882A1 (ja) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP10208495A patent/JPH08295018A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018065381A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 船井電機株式会社 | 流体吐出ヘッドと流体吐出ヘッドの製造方法 |
| WO2019180882A1 (ja) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
| CN111867843A (zh) * | 2018-03-22 | 2020-10-30 | 柯尼卡美能达株式会社 | 喷墨头及其制造方法 |
| JPWO2019180882A1 (ja) * | 2018-03-22 | 2021-03-11 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
| CN111867843B (zh) * | 2018-03-22 | 2022-07-22 | 柯尼卡美能达株式会社 | 喷墨头及其制造方法 |
| US11420440B2 (en) | 2018-03-22 | 2022-08-23 | Konica Minolta, Inc. | Inkjet head and method for producing same |
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