JPH10157124A

JPH10157124A - インクジェットヘッドおよびインクジェット装置

Info

Publication number: JPH10157124A
Application number: JP32538496A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Taniguchi; 靖谷口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱特性に優れたインクジェットヘッドの提
供を課題とする。【解決手段】発熱抵抗体またはこれを被覆する保護膜
は、水素または水素およびフッ素で安定化した炭素のア
モルファスネットワーク構造と、これと独立し、酸素で
安定化したケイ素のアモルファスネットワーク構造とか
ら構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギーを利
用してインクを吐出することにより印字を行うインクジ
ェットヘッドおよびインクジェット装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】熱エネルギーを利用して液体を吐出して
記録を行うインクジェット記録方法は、高解像、高速印
字が可能で、記録品位も高く、低騒音であり、しかもカ
ラー画像記録が容易に行える。普通紙等にも記録がで
き、更に記録ヘッドや装置全体の小型化が容易であると
いう特徴を有している。特に、バブルジェット記録は、
インクと接触している発熱体を急速に加熱することによ
り生ずる膜沸騰現象を利用している。このようなインク
ジェット記録法は、いわゆるインクと称される記録用液
体のドロップレットを飛翔させ、記録部材に付着させて
記録を行うものであって、この記録用液体の発生法およ
び発生した記録液のドロップレットの飛翔方向を制御す
る方法によっていくつかの方式に区別される。

【０００３】第１の方式は、例えば米国特許第３０６０
４２９号明細書に開示されるもので、記録液体の小滴の
発生を静電吸引的に行い、発生した記録液体小滴を記録
信号に応じて電界制御し、記録部材上に記録液体小滴を
選択的に付着、記録を行うものである。

【０００４】第２の方式は、例えば米国特許第３５９６
２７５号明細書、同３２９８０３０号明細書に開示され
るもので、連続振動発生法（例えばピエゾ振動素子な
ど）によって帯電量の制御された記録液体の小滴を発生
させ、この帯電量を制御した小滴を一様の電界が印加さ
れている偏向電極間を飛翔させることで記録部材上に記
録を行うものである。

【０００５】第３の方式は、例えば米国特許第３４１６
１５３号明細書に開示されるもので、ノズルとリング上
の帯電電極間に電界を印加し、連続振動発生法によっ
て、記録液体の小滴を発生霧化させて記録する方法であ
る。すなわち、ノズルと帯電電極間にかける電界強度を
記録信号に応じて変調することによって小滴の霧化状態
を制御し、記録画像の階調性を制御して記録する。

【０００６】第４の方式は、例えば米国特許第３７４７
１２０号明細書に開示されるもので、前記３つの方式と
根本的に原理が異なる。すなわち、記録液体を吐出する
吐出口を有する記録ヘッドに付設されているピエゾ振動
素子に、電気的な記録信号を印加し、この電気的記録信
号をピエゾ振動素子の機械的振動に従って前記吐出口よ
り記録液体の小滴を吐出飛翔させて記録部材に付着させ
ることで記録を行う。

【０００７】更に、特開昭４８−９６２２号（前記米国
特許第３７４７１２０号明細書に対応）には、前記ピエ
ゾ振動素子等の手段による機械的振動エネルギーを利用
する代わりに熱エネルギーを利用する方法が開示されて
いる。すなわち、圧力上昇を生じさせる蒸気を発生する
ために液体を直接加熱する加熱コイルをピエゾ振動素子
の代わりに圧力上昇手段に用いるバブルジェット方式の
記録装置である。このバブルジェット方式の記録装置で
は、発熱体の性質がプリンタの性能に対して大きな影響
を与えるものである。このため、従来より様々な工夫が
なされており、特開昭５６−１０４７１号においては、
発熱体表面をＪＩＳ粗さ０．０５Ｓ〜２Ｓにすることに
より表面上の凹凸に気泡核を形成し、より低温で沸騰を
起こさせることにより、低エネルギー消費量で記録を行
うことが開示されている。特開昭６２−２０１２５４号
においては、発熱体表面を粗とすると共に発熱体の発熱
量が端部より中央部が大とすることによって、階調制御
可能な構成が開示されている。

【０００８】また、発熱体の耐久性の観点から、発熱体
表面の保護層の被覆性が重要であり、特開昭６０−２０
３４５２号、特開昭６０−２０６６５号には発熱体が形
成される基板の表面を平滑にすることにより、保護膜の
付着性を向上させる構成が開示されている。

【０００９】発熱体表面に限定されない、一般的な流路
壁面の性質については、特開昭５５−１２８４７０号に
おいて流路内壁に平滑化処理を行うことが、特開昭５８
−１１１７３号には流路を感光性樹脂の硬化膜を用いて
形成し、流路内壁を微細粗面化することにより製造が容
易でインクの供給が高速化できる構成が開示されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】バブルジェットヘッド
の電気・熱変換体の保護膜としては、発熱体がインクに
腐食されないよう耐食性が高く、発熱体で発生した熱を
効率よくインクに伝導できるよう、熱伝導率が高いこと
が必要である。

【００１１】特開昭５５−１２８４６８号には、保護層
の材料として、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ニオ
ブ、酸化モリブデン、酸化タンタル、酸化タングステ
ン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、
酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化マンガン等の遷
移金属酸化物、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸
化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化シリコン等の金
属酸化物およびその複合体、窒化シリコン、窒化アルミ
ニウム、窒化ボロン、窒化タンタル等の高抵抗窒化物、
およびこれらの酸化物、窒化物の複合体、更にはアモル
ファスシリコン、アモルファスセレン等の半導体を高抵
抗化した膜が開示されている。また、成膜性がよいこ
と、緻密でピンホールがないこと、使用インクに対
し膨潤、溶解せず、撥水性が大きいこと、絶縁性が高
いこと、耐熱性が高いこと等の物性を具備する樹脂、
例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、芳香族ポリアミ
ド、付加重合型ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、
金属キレート重合体、チタン酸エステル、エポキシ樹
脂、フタル酸樹脂などを成膜して保護膜として用いるこ
とが開示されている。

【００１２】しかしながら、従来知られている材料では
保護膜に要求される性能を十分満足できるものはなかっ
た。特開平２−２５８２６７号には前述の特性を満足す
る材料としてダイヤモンド状カーボンが提案されている
が、ダイヤモンド状カーボンは膜中に水素を含有するア
モルファス構造の膜で、加熱されると膜中の水素が脱離
し、膜構造が変化（ｓｐ² 結合が増加）して絶縁性、熱
伝導率が低下するという耐熱性に問題があった。

【００１３】このように、発熱体で発生した熱を効率よ
くインクに伝達し、瞬時に気泡を発生せしめる伝熱特性
に優れたバブルジェットヘッドの提供が求められてい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱エネルギー
を利用してインクを吐出させることにより記録を行うイ
ンクジェット方式の記録装置において、ヒーターの発熱
抵抗体上に水素または水素とフッ素で安定化した炭素の
ネットワーク構造と酸素で安定化したケイ素のネットワ
ーク構造の二つの独立したアモルファス構造からなる膜
を形成することにより、上述の問題を解決したものであ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に関して詳細に説明
する。本発明に係る第１の保護膜は、水素で安定化した
炭素のネットワーク（ａ−（Ｃ：Ｈ））と酸素で安定化
したケイ素のネットワーク（ａ−（Ｓｉ：Ｏ））の二重
構造を有している。ａ−（Ｃ：Ｈ）構造とａ−（Ｓｉ：
Ｏ）構造は互いに独立して存在しており、Ｃ−Ｓｉ結合
などは存在していない。

【００１６】また、本発明に係る第２の保護膜は、水素
とフッ素で安定化した炭素のネットワークａ−（Ｃ：
Ｈ：Ｆ）と酸素で安定化したケイ素のネットワークａ−
（Ｓｉ：Ｏ）の二重構造を有している。ａ−（Ｃ：Ｈ：
Ｆ）構造とａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造は互いに独立して存在
しており、Ｃ−Ｓｉ結合などは存在していない。これら
の膜は、共に、内部応力が小さいために基板との密着性
が良好であり、酸やアルカリに対しても化学的安定性に
優れ、硬度２０００ｋｇ／ｍｍ² 、空気中における摩擦
係数も０．０３〜０．１と小さく、優れた耐摩耗性を発
揮するという特徴を持っている。また、熱伝導率は２０
０〜５００Ｗ／ｍｋと大きく、電気抵抗は１０¹³Ωｃ
ｍ、絶縁破壊強度１０⁶ 〜１０⁸ Ｖ／ｃｍであり、膜中
に金属をドープすることにより電気抵抗を１０¹³Ωｃｍ
から１０^-4Ωｃｍまで変化させることができる。

【００１７】本発明の膜は、熱的にも安定でダイヤモン
ド状カーボン膜で見られるような構造変化を起こさな
い。従って、熱伝導率や電気抵抗等の性質も熱的に大き
く変化（劣化）することはない。特に、水素とフッ素で
安定化した炭素のネットワークａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）の存
在によって、表面エネルギーが小さく、インクとの接触
角θ≧９０°とインクに対する撥水性が大きい。

【００１８】本発明の保護膜は、プラズマＣＶＤ法とイ
オンビームスパッタ法、イオンビーム蒸着法等のイオン
ビームを複合した手法によって形成される。プラズマＣ
ＶＤ法としては、ＤＣ−プラズマＣＶＤ法、ＲＦ−プラ
ズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ−
プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法等が
ある。膜の形成に用いるガスとしては、含炭素ガスであ
るメタン、エタン、プロパン、エチレン、ベンゼン、ア
セチレン等の炭化水素、塩化メチレン、四塩化炭素、ク
ロロホルム、トリクロルエタン等のハロゲン化炭化水
素、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコー
ル類、（ＣＨ₃ ）₂ ＣＯ，（Ｃ₆ Ｈ₅ ）₂ ＣＯ等のケト
ン類、ＣＯ，ＣＯ₂ 等のガス、ＳｉＨ₄ ，Ｓｉ₂ Ｈ₆ ，
ＳｉＣｌ₄ ，ＴＥＯＳ（Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₂ ）₄ ），Ｃ₂
Ｈ₅ Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃ ，Ｓｉ（ＯＣ₃ Ｈ₇ ）₄ ，
（Ｃ₃ Ｈ₇ ）₃ ＳｉＨ，ＳｉＨＣｌ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｃｌ
₂ ，ＳｉＦ₄ ，ＳｉＦ₆ ，Ｓｉｌ₄ 等のガス、およびこ
れらのガスにＮ₂ ，Ｈ₂ ，Ｏ₂ ，Ｈ₂ Ｏ，Ａｒ，Ｈｅ等
のガスを混合したものが挙げられる。固体Ｓｉ源として
は、高純度のＳｉ，ＳｉＯ，ＳｉＯ₂ が挙げられる。

【００１９】本発明の膜構造については、ＥＳＣＡ、広
域吸収微細構造解析（ＥＸＡＦＳ）、化学的エッチング
法等によって確認した。

【００２０】膜厚は、１００ｎｍ〜１０μｍ程度であれ
ばよく、特に５００ｎｍ〜２μｍが好適である。

【００２１】膜厚が薄すぎると十分な絶縁性、耐キャビ
テーション性が得られず、膜厚が厚すぎるとインクへの
伝熱特性が低下する。

【００２２】また、成膜に時間が掛かり、コストアップ
につながる。

【００２３】従来、絶縁保護を目的とする材料として、
特開平２−２５８２６７号に開示されている硬質なダイ
ヤモンド状炭素膜（以下、ＤＬＣ）あるいは水素化アモ
ルファス炭素膜（以下、ａ−Ｃ：Ｈ）が知られている。
ＤＬＣあるいはａ−Ｃ：Ｈは、膜中にＨを含有するアモ
ルファス構造で、ｓｐ³ 結合とｓｐ² 結合を有している
が、内部応力が大きく基板との密着性に問題があった。

【００２４】また、前述したように、４００℃以上の高
温になると大気中では酸化し始める。真空中や不活性ガ
ス中においても、４００℃以上になると膜中に含有され
る水素が脱離し、ｓｐ³ 結合の減少にともないｓｐ² 結
合が増加する。およそ５５０℃において構造変化を生
じ、膜の電気抵抗が低下し、十分な絶縁性が得られなか
ったり、熱伝導率が低下する結果となる。インクジェッ
トプリンタヘッドの発熱抵抗体は瞬間的にかつ、繰り返
し、高温になるため、ダイヤモンド状カーボン膜を保護
膜として用いた場合には前述の理由により、十分な耐久
性が得られないという問題があった。

【００２５】これに対し、本発明の膜は、前述したよう
に高硬度、低摩擦係数であると同時に内部応力が小さい
ために基板との密着性が良く、また高温においても酸化
や膜構造の変化を生じないために膜物性が変化すること
はない。

【００２６】また、膜中に金属元素やセラミックスをド
ープした態様の膜では、膜中にランダムに分散した状
態、第３のネットワーク、あるいはバルクとして存在す
ることが可能で、ドーパントにより構造的な安定性を増
すことができる。なお、金属の含有率が５０ａｔｍ％以
下では、炭化物を生成しない。特に、金属元素のドープ
量によって体積抵抗率を１０¹³〜１０^-4Ωｃｍに変える
ことができる。従って、金属元素のドープ量を制御する
ことにより、発熱抵抗体層から絶縁保護を兼ねた絶縁層
を連続的に形成することができる。なお、ドープする金
属元素としては遷移金属であるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔと周期律表の１Ｂ
（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ），２Ｂ（Ｚｎ），３Ｂ（Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｉｎ）が、ドープするセラミックスの原料となるＳ
ｉ，Ｂ，Ａｌおよび周期律表の４Ａ族（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ），５Ａ族（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ），６Ａ族（Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗ）の金属もしくはこれらの炭化物、窒化物、ほう
化物等が挙げられる。

【００２７】本発明の第１の膜を発熱抵抗体に用いる場
合には、ドープする金属元素のドープ量を制御する必要
がある。発熱抵抗体の表面抵抗は数１０Ω〜数１００Ω
／□である。例えば、１００Ωの抵抗を０．１μｍ厚の
発熱抵抗体層によって得るためには、１０⁰ Ωｃｍオー
ダーの体積抵抗率にすればよい。図１は本発明の膜にＴ
ｉをドープしたときのＴｉ添加量と体積抵抗率の関係を
示したものである。

【００２８】従って、１０⁰ Ωｃｍオーダーの体積抵抗
率にするためにはＴｉをおよそ５ａｔｍ％程度添加すれ
ば良いことがわかる。ヒーターの発熱抵抗体層の厚さは
１００ｎｍ〜１０μｍの範囲であれば良く、特に数１０
０ｎｍ〜数μｍが好適である。膜厚が１００ｎｍより薄
いときには耐電流性に問題が有り、１０μｍを越える場
合には厚膜形成に要する製造時間が長くなったり、発熱
抵抗体層上に形成する絶縁層の厚さも厚くなる等の問題
がある。なお、発熱抵抗体の発熱部の面積は通常数１０
μｍ×数１０μｍが一般的である。

【００２９】また、ダイヤモンド状炭素膜は表面エネル
ギーが小さいと言われているが、インクに対する接触角
はθ＝７０〜８５°と必ずしも大きくない。インクに対
する撥水性が小さい場合には、インクの目詰まりを生
じ、液路殊に吐出口において固まる場合がある。

【００３０】水素とフッ素で安定化した炭素のネットワ
ークａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）が存在する本発明の第２の膜で
は、膜中のダングリングボンドがフッ素でターミネート
されることにより、表面エネルギーが小さくなる結果、
インクに対する撥水性が大きくなるものと推測される。

【００３１】水素とフッ素で安定化した炭素のネットワ
ークａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）を形成する方法は、膜形成時に
原料ガスとして含フッ素ガス、例えばＣＦ₄ ，Ｃ₆ Ｈ₆
−ｍ（ｍ＝０〜６）等を用いる方法、あるいは膜形成後
ＣＦ₄ 等の含フッ素ガスをイオン化しイオン注入する方
法等が挙げられる。

【００３２】本発明の第２の膜は、機械的には硬度が高
く、耐摩耗性特に耐キャビテーション性に優れ、化学的
にはインクに対し安定でかつ撥水性が大きく、電気的に
は絶縁性が高く、熱的には熱伝導率が高いという特徴を
有する。膜中における各元素の割合が以下の場合に、こ
れらの性質を有する膜を実現することができる。

【００３３】ａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造とａ−（Ｓｉ：
Ｏ）構造の割合は、０．２５≦（ａ−（Ｓｉ：Ｏ））／
（ａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ））≦１の範囲である。（ａ−（Ｓ
ｉ：Ｏ））／（ａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ））＜０．２５では、
ダイヤモンドライク（ＤＬＣ的）な性質が強くなるため
に、高温で膜構造が変化し膜質（絶縁性や熱伝導率な
ど）が劣化したり、内部応力が大きくなるために基板と
の密着性が低下する。（ａ−（Ｓｉ：Ｏ））／（ａ−
（Ｃ：Ｈ：Ｆ））＞１では、ダイヤモンドライクな性
質、特に硬度や熱伝導率等が低下し、また膜の表面エネ
ルギーが大きくなる。ａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造の膜におけるＣとＨ，Ｆの存
在は、０．２５≦（Ｈ＋Ｆ）／Ｃ≦０．８２の範囲で、
表面エネルギーの小さなかつダイヤモンドライクな性質
が顕在化する。（Ｈ＋Ｆ）／Ｃ＜０．２５では、ｓｐ³
結合が少なく、ｓｐ² 結合が多くアモルファスカーボ
ン、グラファイトライクな膜となり、表面エネルギーが
大きくインクに対する撥水性が得られない。（Ｈ＋Ｆ）
／Ｃ＞０．８２ではポリマーライクな膜になるために硬
度や熱伝導率が低い膜となる。０．１２５≦Ｆ／Ｈ≦
１では、ダイヤモンドライクな性質を有し、同時にイン
クに対する撥水性の高い膜となる。Ｆ／Ｈ＜０．１２５
では、表面エネルギーが小さくならずインクに対する撥
水性が得られない。Ｆ／Ｈ＞１では、ポリマーライクな
膜になるために硬度や熱伝導率が低い膜となる。但し、
Ｆ≦Ｈである。０．４３≦Ｏ／Ｓｉ≦１では、アモル
ファスのＳｉの構造を安定化する。Ｏ／Ｓｉ＜０．４３
では、ダイヤモンドライクな性質が強くなるために膜の
内部応力が大きくなり基板との密着性が低下したり、高
温で膜構造が変化し膜質が劣化する。Ｏ／Ｓｉ＞１で
は、熱伝導率が低下し、表面エネルギーが高くなるため
にインクに対する撥水性が低くなる。なお、ａ−（Ｃ：
Ｈ：Ｆ）構造の膜におけるＣ，Ｈ，Ｆの濃度関係は図２
に示す通りである。また、Ｈ濃度はＨＦＳ（Ｈｙｄｒｏ
ｇｅｎＦｏｗａｒｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｐｅｃｔ
ｒｏｓｃｏｐｙ）法、Ｃ，Ｏ，Ｆ，Ｓｉ濃度はＲＢＳ
（ＲｕｔｈｅｒｆｏｒｄＢａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎ
ｇＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）法によって分析した。

【００３４】本発明は、ヒーターの発熱抵抗体上に水素
で安定化した炭素のネットワーク構造と酸素で安定化し
たケイ素のネットワーク構造の二つの独立したアモルフ
ァス構造がある割合で存在する膜を形成することによ
り、発熱体で発生した熱を効率よくインクに伝達し、瞬
時に気泡を発生せしめる伝熱特性とインクに対する耐食
性やバブル消滅時の機械的破壊力に対する耐久性に優れ
たインクジェットヘッドを実現するものである。併せ
て、本発明の膜に金属元素を添加することにより発熱抵
抗体層から絶縁保護層までを同一の膜材料で連続的に一
貫して製造することが可能である。

【００３５】なお、本発明は、特にインクジェット記録
方式の中でもバブル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。かかる方式
によれば記録の高密度化、高精細化が達成できるからで
ある。その代表的な構成や原理については、たとえば米
国特許第４７２３１９号明細書、同第４７４０７９６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
ティニアス型のいずれにも適用可能である。

【００３６】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の具体的実
施例を説明する。

【００３７】〈実施例１〉図３は、本発明の実施例にお
けるインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
ここで１は、ヒーターボード（基体）で有り、本発明に
おける発熱抵抗体２と、これに電力を供給するＡｌ等の
電極・配線３を成膜技術によって形成されている。この
ヒーターボードに対して記録用液体の流路（ノズル）４
を形成するための隔壁を設けた天板５を接着することに
より、液体噴射記録ヘッドが構成される。なお、この隔
壁は天板に設ける必要はなく、ヒーターボード状に隔壁
を設け、その隔壁上に隔壁を設けていない天板を設けて
も良い。

【００３８】記録用のインクは、天板に設けた供給口６
より共通液室７に供給され、ここより各ノズル内に導か
れる。通電によって発熱体が発熱すると、ノズル内に満
たされたインクに発泡が生じ、吐出口８よりインク滴が
吐出される。

【００３９】図４は、本発明による発熱抵抗体の実施例
の断面図を示す。本実施例は厚さ５５０μｍのＳｉ基板
９の表面に２．５μｍの表面酸化膜１０を形成し、その
上にスパッタリング法によりＨｆＢ₂ からなる発熱抵抗
体層１１を０．１５μｍ形成した。更に、ＥＢ蒸着法に
より０．５μｍのＡｌ電極１２を、スパッタリング法に
より厚さ１．５μｍのＳｉＯ₂ 絶縁層１３を、本発明の
保護膜１４を０．５μｍ順次形成した。図５は、本発明
の膜を形成するために用いた成膜装置の模式図である。
図中２５は真空槽、２６はヒーター、２７はイオン源、
２８はイオン化室、２９は引き出し電極、３０はガス導
入系、３１はマイクロ波電源、３２は導波管、３３はガ
ス導入系、３４はマイクロ波導入窓、３５は外部磁場、
３６は空洞共振器タイプのＥＣＲプラズマ発生室、３７
はスパッタ・ターゲット、３８は排気系である。まず、
装置内を１×１０^-6Ｔｏｒｒに排気した後、ガス供給系
３０よりＡｒ：２０ｓｃｃｍをイオン源に導入し、ガス
圧を２．１×１０^-4Ｔｏｒｒとした。次に、イオン化室
２８にＡｒプラズマを形成し、引き出し電極２９により
６００ｅＶのＡｒイオンビームを引き出して絶縁保護層
表面の清浄化処理を３分間行った。この後、イオン源２
７のガス供給系３０にＣＨ₄ ：２０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ ：３
５ｓｃｃｍを導入すると共に、ＥＣＲプラズマ発生室３
６にガス導入系３３よりＯ₂ ：３５ｓｃｃｍとＡｒ：２
５ｓｃｃｍを導入し、ガス圧を４．０×１０^-4Ｔｏｒｒ
とした。イオン源２７の引き出し電極２９によりイオン
エネルギー１０００ｅＶのイオンビームを引き出し、絶
縁保護層上に照射した。同時に、２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波電源３１より、１．５ｋＷのマイクロ波を導入し
酸素のＥＣＲプラズマを形成し、純度９９．９９％のＳ
ｉスパッタ・ターゲット３７に照射した。この時、プラ
ズマ室３６の外周に設置した外部電磁石３５によりマイ
クロ波導入窓３４で２１００Ｇａｕｓｓ、スパッタ・タ
ーゲット３７で８７５ＧａｕｓｓのＥＣＲ点となる発散
磁場を形成した。イオン源２７により水素で安定化した
炭素のネットワークａ−（Ｃ：Ｈ）構造を形成すると共
に、ＥＣＲプラズマ・スパッタ装置により酸素で安定化
したケイ素のネットワークａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造の膜を
０．５μｍ形成した。このとき基板温度は室温とした。
同様に作製した本発明の膜を、まず、酸素プラズマによ
りアッシングしたところａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造のネット
ワークだけが残り、逆に１０％ＨＦ溶液でエッチングす
るとａ−（Ｃ：Ｈ）構造のネットワークのみが残った。
ＥＳＣＡによる深さ方向分析の結果、本発明の膜中にお
いては、Ｃ−Ｓｉ結合は観測されなかった。膜硬度を薄
膜硬度計で測定した結果、ビッカース硬度換算で２００
０ｋｇ／ｍｍ²であった。また、熱伝導率をレーザーフ
ラッシュ法で測定した結果、２５０Ｗ／ｍＫ、体積抵抗
率を測定した結果、２×１０¹³Ωｃｍであった。

【００４０】ここで、電極を構成する材料としては、通
常使用されている電極材料を有効に使用することができ
る。具体的には、Ａｌ以外にＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕ等
が挙げられる。これらの材料を蒸着等の成膜手段、ある
いはフォトリソグラフィ等のエッチング工程を用いて所
定の位置に、所定の大きさ、形状、厚さで設けた。発熱
抵抗体を構成する材料としては、タンタル−ＳｉＯ₂ の
混合物、窒化タンタル、ニクロム、銀−パラジウム合
金、シリコン、あるいはハフニウム、ランタン、ジルコ
ニウム、チタン、タンタル、タングステン、モリブデ
ン、ニオブ、クロム、バナジウム等の金属のほう化物が
挙げられる。これらの発熱抵抗体を構成する材料のう
ち、殊に金属ほう化物が優れており、特性の優れている
ものから順にほう化ハフニウム、ほう化ジルコニウム、
ほう化ランタン、ほう化タンタル、ほう化バナジウム、
ほう化ニオブである。これらの材料を用いて発熱抵抗体
をＥＢ蒸着スパッタリング法等の成膜工程、あるいはフ
ォトリソグラフィ等のエッチング工程を併用して形成し
た。発熱抵抗体の膜厚は、単位時間当たりの発熱量が所
望の値となるよう、面積、材料および熱作用部分の形
状、大きさ、更には実際の消費電力等を考慮して決定し
た。通常の場合、０．００１〜５μｍであり、好適には
０．０１〜１μｍである。次に、電極の絶縁層を構成す
る材料としては、ＳｉＯ₂ ，Ｓｉ₃ Ｎ₄ 等が使用でき
る。これらもスパッタリング、ＣＶＤ等の成膜方法およ
びフォトリソグラフィ技術、エッチング技術を用いて形
成した。膜厚は、電極部におけるステップカバレージが
十分得られ、絶縁性が確保できる厚さであれば良く、
０．１〜１０μｍ程度が好適である。

【００４１】以上のようにして得られたインクジェット
ヘッドにより、応答周波数４ｋＨｚで耐久試験を行った
ところ、１０⁹ 回の記録に対しなんら問題がなく優れた
記録性能を示した。

【００４２】本発明における記録用の液体は、比熱、熱
膨張係数、熱伝導率等、所望の熱物性値および粘性、表
面張力等、所望の物性値となる様材料の選択と組成を調
整したものである。そして、化学的、物理的に安定であ
るほか、応答性に優れ、液路殊に吐出口において固まら
ず、液路中を記録速度に応じた速度で流通し得る。記録
後、記録部材への定着が速やかで、記録速度が十分であ
る、貯蔵寿命が良好である等の特性を有するよう調整し
たものである。

【００４３】記録ヘッドの構成としては、上述した吐出
口、液路、発熱抵抗体の組み合わせの構成のほかに熱作
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４５５８６６６号明細書、同第４４５９６００
号明細書を用いた構成も本発明に含まれる。更に、複数
の発熱抵抗体に対して、共通するスリットを発熱抵抗体
の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７
０号公報や熱エネルギーの圧力波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５９−１３８４６
１号公報に基づいた構成に対しても本発明は有効であ
る。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであ
っても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うこと
ができる。

【００４４】〈実施例２〉実施例１と同様にして、発熱
抵抗体層を形成した後、絶縁性保護層として本発明の膜
を形成した。図６は、本実施例を示すインクジェットヘ
ッド部の断面模式図である。本実施例は厚さ５５０μｍ
のＳｉ基板９の表面に２．５μｍの表面酸化膜１０を形
成し、その上にスパッタリング法によりＨｆＢ₂ からな
る発熱抵抗体層１１を０．２μｍ形成した。更に、ＥＢ
蒸着法により０．５μｍのＡｌ電極１２を、本発明の絶
縁保護層１５を１μｍ順次形成した。図６は、発熱抵抗
体上に絶縁保護層として本発明の膜を形成するために用
いた成膜装置の模式図である。実施例１と同様に発熱抵
抗体層上をＡｒイオンで清浄化した後、イオン源には実
施例１と同様の条件でガス供給系よりＣＨ₄ ，Ｈ₂ を導
入した。更に、真空槽４２にＯ₂ ：４０ｓｃｃｍとＡ
ｒ：１５ｓｃｃｍを導入し、チャンバー内圧力を３．０
×１０^-4Ｔｏｒｒとした。図７の対向ターゲット方式の
スパッタ装置において、純度９９．９９％のＳｉスパッ
タ・ターゲット３９に５００Ｖの電圧を印加して、Ｓｉ
を発熱抵抗体層上にスパッタした。イオン源２７により
水素で安定化した炭素のネットワークａ−（Ｃ：Ｈ）構
造を形成すると共に、対向ターゲット方式のスパッタ装
置により酸素で安定化したケイ素のネットワークａ−
（Ｓｉ：Ｏ）構造の膜を１μｍ形成した。同様に作製し
た試料について、膜硬度を薄膜硬度計で測定した結果、
ビッカース硬度換算で２０００ｋｇ／ｍｍ² であった。
また、熱伝導率をレーザーフラッシュ法で測定した結
果、２５０Ｗ／ｍｋ、体積抵抗率を測定した結果、２×
１０¹³Ωｃｍであった。

【００４５】以上のようにして得られたインクジェット
ヘッドを用い、実施例１と同様に耐久試験を行った結
果、実施例１と同様の安定した記録性能と耐久性が得ら
れた。

【００４６】〈実施例３〉実施例１と同様にして、図８
の成膜装置を用いて発熱抵抗体層を形成した。図中４３
は真空槽、４４はヒーター、４５は電子銃、４６はＲＦ
コイル、４７はＤＣバイアス電源、４８はイオンプレー
ティング用高周波電源、４９は排気口を示す。図９は、
本実施例３を示すインクジェットヘッドのヒーター部の
断面模式図である。実施例は厚さ５５０μｍのＳｉ基板
９の表面に２．５μｍの表面酸化膜１０を形成し、その
上に図８の成膜装置を用いて発熱抵抗体層１６を０．１
μｍ形成した。すなわち、Ｓｉ基板上に形成した表面酸
化膜の表面を清浄化した後、イオン源７と電子銃４５で
９９．９９％のＳｉと９９．９％のＴｉを二元蒸着し
た。この時、Ｓｉ側の成膜レート２０ｎｍ／ｍｉｎ、Ｔ
ｉ側の成膜レートを５ｎｍ／ｍｉｎとした。Ｓｉ，Ｔｉ
の蒸着に際しては、Ｏ₂ ：１００ｓｃｃｍを真空槽内に
導入し、高周波電源により１ＫＷのパワーを導入すると
共に、基板に−６００Ｖのバイアス電圧を印加し、いわ
ゆるイオンプレーティングを行いながら同時にイオン源
を動作した。同様にして作製した試料をＥＰＭＡで分析
した結果、膜中におけるＴｉの含有率は４ａｔｍ％で、
体積抵抗率は１．５×１０⁰ Ωｃｍであった。引き続
き、Ｔｉの蒸着を停止し発熱抵抗体層のマスクパターン
から絶縁保護層用のマスクパターンに交換して、Ｓｉの
蒸着だけを行い、水素で安定化した炭素のネットワーク
ａ−（Ｃ：Ｈ）構造と酸素で安定化したケイ素のネット
ワークａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造の絶縁保護層１７を１μｍ
形成した。同様に、発熱抵抗体層としてＴｉ以外の金属
元素Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ等をドー
プしたヒーターを作製した。添加金属の添加率は、５ａ
ｔｍ％とした。

【００４７】以上のようにして得られた８種類のインク
ジェットプリンタヘッドを用い、実施例１と同様に耐久
試験を行った結果、実施例１と同様の安定した記録性能
と耐久性が得られた。

【００４８】〈実施例４〉図１０は、実施例４を示すイ
ンクジェットヘッドのヒーター部の断面模式図である。
実施例３と同様にして発熱抵抗体層１６を形成した後、
更に、ＥＢ蒸着法により０．５μｍのＡｌ電極１２を、
スパッタリング法により厚さ１．５μｍのＳｉ₃ Ｎ₄ 絶
縁層１８を、引き続き実施例３と同様の装置を用い本発
明の保護膜１９を１μｍ順次形成した。同様に作製した
試料について、膜硬度を薄膜硬度計で測定した結果、ビ
ッカース硬度換算で２５００ｋｇ／ｍｍ² であった。ま
た、熱伝導率をレーザーフラッシュ法で測定した結果、
２００Ｗ／ｍＫ、体積抵抗率を測定した結果、１×１０
¹³Ωｃｍであった。

【００４９】以上のようにして得られたインクジェット
プリンタヘッドを用い、実施例１と同様に耐久試験を行
った結果、実施例１と同様の安定した記録性能と耐久性
が得られた。

【００５０】〈実施例５〉本実施例は、水素およびフッ
素で安定化した炭素のアモルファスネットワーク構造
（ａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ））と、これと独立し、酸素で安定
化したケイ素のアモルファスネットワーク構造（ａ−
（Ｓｉ：Ｏ））とからなる絶縁保護膜で被覆された発熱
抵抗体を具備した点に特徴がある。本実施例におけるヘ
ッドの要部は先の図４に示した構成と同一である。

【００５１】本発明の保護膜１４を図５に示した成膜装
置を用いて形成した。まず、装置内を１×１０^-6Ｔｏｒ
ｒに排気した後、ガス供給系３０よりＡｒ：２０ｓｃｃ
ｍをイオン源に導入し、ガス圧を２．１×１０^-4Ｔｏｒ
ｒとした。次に、イオン化室２８にＡｒプラズマを形成
し、引き出し電極２９により６００ｅＶのＡｒイオンビ
ームを引き出して絶縁保護層表面の清浄化処理を３分間
行った。この後、イオン源２７のガス供給系３０にＣ₂
Ｈ₂ ：２５ｓｃｃｍ，ＣＦ₄ ：１０ｓｃｃｍ，Ｈ₂ ：３
０ｓｃｃｍを導入し、ガス圧を３．０×１０^-4Ｔｏｒｒ
とした。イオン源２７の引き出し電極２９によりイオン
エネルギー８００ｅＶのイオンビームを引き出し、絶縁
保護層上に照射してａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造を形成し
た。同時に、ＥＣＲプラズマ発生室３６にガス導入系３
３よりＯ₂ ：２０ｓｃｃｍとＳｉＨ₄ ：３０ｓｃｃｍを
導入し、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源３１より、
１．３ｋＷのマイクロ波を導入しＥＣＲプラズマを形成
した。この時、プラズマ室３６の外周に設置した外部電
磁石３５によりマイクロ波導入窓３４で１８００Ｇａｕ
ｓｓ、引き出し電極近傍のプラズマ室で８７５Ｇａｕｓ
ｓのＥＣＲ点となる発散磁場を形成した。引き出し電極
３７に４００Ｖを印加してイオンビームとして絶縁保護
層上に照射してａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造を形成した。すな
わち、イオン源２７により水素とフッ素で安定化した炭
素のネットワークａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造を形成すると
共に、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置により酸素で安定化し
たケイ素のネットワークａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造の膜を
０．７μｍ形成し、試料Ｎｏ．１とした。このとき基板
温度は室温とした。

【００５２】同様に作製した本発明の膜を、まず、酸素
プラズマによりアッシングしたところ、ａ−（Ｓｉ：
Ｏ）構造のネットワークだけが残り、逆に１０％ＨＦ溶
液でエッチングするとａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造のネット
ワークのみが残った。各構造の割合はａ−（Ｃ：Ｈ：
Ｆ）構造：ａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造＝３：２であった。Ｅ
ＳＣＡによる深さ方向分析の結果、本発明の膜中におい
ては、Ｃ−Ｓｉ結合は観測されなかった。膜硬度を薄膜
硬度計で測定した結果、ビッカース硬度換算で１８００
ｋｇ／ｍｍ² であった。また、熱伝導率をレーザーフラ
ッシュ法で測定した結果は、２２０Ｗ／ｍＫであり、体
積抵抗率を測定した結果、２．５×１０¹³Ωｃｍであっ
た。膜中の水素濃度をＨＦＳ（ＨｙｄｒｏｇｅｎＦｏ
ｗａｒｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏ
ｐｙ）法により分析した結果は１８ａｔｍ％であり、フ
ッ素濃度をＲＢＳ（ＲｕｔｈｅｒｆｏｒｄＢａｃｋｓ
ｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）法に
より分析した結果は１０ａｔｍ％であった。

【００５３】同様にして、原料ガスを表１の流量で本発
明の膜を形成した。

【００５４】

【表１】

【００５５】前述の方法で、各構造の割合を分析した結
果は表２のようになった。

【００５６】

【表２】

【００５７】試料２，３は電気伝導度、熱伝導率等が低
下し、耐久数回数も試料１に比べ劣っていた。

【００５８】

【表３】

【００５９】〈比較例１〉実施例５と同様にして、発熱
抵抗体層を形成した後、条件を変えて絶縁性保護層とし
て本発明の膜を形成し、試料４〜９を作製した。表４は
この時の原料ガスの条件である。

【００６０】

【表４】

【００６１】作製した膜について、実施例５と同様の方
法によって元素を定量分析した結果、表５，表６，表７
の様な結果を得た。

【００６２】

【表５】

【００６３】

【表６】

【００６４】

【表７】

【００６５】以上のようにして得られたインクジェット
ヘッド試料Ｎｏ．４−９により、応答周波数４ｋＨｚで
耐久試験を行った。その結果、表８に示す膜物性値並び
に耐久結果を得た。

【００６６】

【表８】

【００６７】試料４〜９は、硬度、電気伝導度、熱伝導
率、接触角のいずれかが本発明の膜よりも劣っており、
耐久数回数も試料１に比べ劣っていた。

【００６８】〈実施例６〉実施例５と同様にして、発熱
抵抗体層を形成した後、条件を変えて図７に示した成膜
装置を用いて絶縁性保護層としての本発明の膜を形成し
た。本実施例におけるヘッドの要部は先の図６に示した
構成と同一である。実施例５と同様に発熱抵抗体層上を
Ａｒイオンで清浄化した後、イオン源には実施例５と同
様の条件でガス供給系よりＣ₂ Ｈ₅ Ｆ：２０ｓｃｃｍ，
Ｈ₂ ：１０ｓｃｃｍを導入した。更に、真空槽４２にＯ
₂ ：３０ｓｃｃｍとＡｒ：１５ｓｃｃｍを導入し、チャ
ンバー内圧力を３．２×１０^-4Ｔｏｒｒとした。図７の
対向ターゲット方式のスパッタ装置において、純度９
９．９９％のＳｉスパッタ・ターゲット３９に６００Ｖ
の電圧を印加して、Ｓｉを発熱抵抗体層上にスパッタし
た。イオン源２７により水素とフッ素で安定化した炭素
のネットワークａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造を形成すると共
に、対向ターゲット方式のスパッタ装置により酸素で安
定化したケイ素のネットワークａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造を
形成して二重構造を持つ膜を１．０μｍ形成した。同様
に作製した試料について、実施例５と同様にして分析し
た結果、各構造の割合はａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造：ａ−
（Ｓｉ：Ｏ）構造＝７：３であった。ＥＳＣＡによる深
さ方向分析の結果、本発明の膜中においては、Ｃ−Ｓｉ
結合は観測されなかった。膜硬度を薄膜硬度計で測定し
た結果は、ビッカース硬度換算で１７００ｋｇ／ｍｍ²
であった。また、熱伝導率をレーザーフラッシュ法で測
定した結果は、２５０Ｗ／ｍＫであり、体積抵抗率を測
定した結果は、２．１×１０¹³Ωｃｍであった。膜中の
水素濃度をＨＦＳ（ＨｙｄｒｏｇｅｎＦｏｗａｒｄｓ
ｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）法に
より分析した結果は２４ａｔｍ％であり、フッ素濃度を
ＲＢＳ（ＲｕｔｈｅｒｆｏｒｄＢａｃｋｓｃａｔｔｅ
ｒｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）法により分析し
た結果は１５ａｔｍ％であった。また、インクに対する
撥水性を測定したところ、接触角は１１０°であった。

【００６９】以上のようにして得られたインクジェット
ヘッドを用い、実施例５と同様に耐久試験を行った結
果、実施例５と同様の安定した記録性能と耐久性が得ら
れた。

【００７０】〈実施例７〉図７は、実施例７を示すイン
クジェットヘッドのヒーター部の断面模式図である。実
施例５と同様にして、図８の成膜装置を用いて発熱抵抗
体層を形成した。図中４３は真空槽、４４はヒーター、
４５は電子銃、４６はＲＦコイル、４７はＤＣバイアス
電源、４８はイオンプレーティング用高周波電源、４９
は排気口を示す。実施例６と同様にして発熱抵抗体層１
６を形成した後、更に、ＥＢ蒸着法により０．５μｍの
Ａｌ電極１２を、スパッタリング法により厚さ１．５μ
ｍのＳｉ₃ Ｎ₄ 絶縁層１８を、引き続き本発明の保護膜
１９を１．５μｍ順次形成した。すなわち、Ｓｉ基板上
に形成した表面酸化膜の表面を清浄化した後、イオン源
２７と電子銃４５で９９．９９％のＳｉを蒸着した。こ
の時、Ｓｉの成膜レートを１５ｎｍ／ｍｉｎとした。Ｓ
ｉの蒸着に際しては、Ｏ₂ ：１００ｓｃｃｍを真空槽内
に導入し、高周波電源により７００Ｗのパワーを導入す
ると共に、基板に−３５０Ｖのバイアス電圧を印加し、
いわゆるイオンプレーティングを行いながら同時にイオ
ン源２７を動作した。この時、イオン源２７の条件は実
施例５と同様にした。同様にして作製した試料につい
て、実施例５と同様にして分析した結果、各構造の割合
はａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造：ａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造＝
１：１であった。ＥＳＣＡによる深さ方向分析の結果、
本発明の膜中においては、Ｃ−Ｓｉ結合は観測されなか
った。膜硬度を薄膜硬度計で測定した結果、ビッカース
硬度換算で１５００ｋｇ／ｍｍ² であった。また、熱伝
導率をレーザーフラッシュ法で測定した結果は、２００
Ｗ／ｍＫであり、体積抵抗率を測定した結果、３．４×
１０¹³Ωｃｍであった。膜中の水素濃度をＨＦＳ（Ｈｙ
ｄｒｏｇｅｎＦｏｗａｒｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｇＳ
ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）法により分析した結果は２０
ａｔｍ％であり、フッ素濃度をＲＢＳ（Ｒｕｔｈｅｒｆ
ｏｒｄＢａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｐｅｃｔｒ
ｏｓｃｏｐｙ）法により分析した結果は１０ａｔｍ％で
あった。また、インクに対する撥水性を測定したとこ
ろ、接触角は９５°であった。

【００７１】以上のようにして得られたインクジェット
ヘッドを用い、実施例５と同様に耐久試験を行った結
果、実施例５と同様の安定した記録性能と耐久性が得ら
れた。

【００７２】〈実施例８〉実施例５と同様にして、図５
に示した成膜装置を用いて発熱抵抗体層を形成した後、
絶縁性保護層としてまずａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造の膜を
２μｍ形成した。この後、ＥＣＲプラズマ発生室３６に
ガス導入系３３によりＯ₂ ：２０ｓｃｃｍとＳｉＨ₄ ：
３０ｓｃｃｍを導入し、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電
源３１より、１．０ｋＷのマイクロ波を導入しＥＣＲプ
ラズマを形成した。この時、ＥＣＲプラズマ発生室３６
の外周に設置した外部電磁石３５によりマイクロ波導入
窓３４で１８００Ｇａｕｓｓ、引き出し電極３７近傍の
プラズマ室３６で８７５ＧａｕｓｓのＥＣＲ点となる発
散磁場を形成した。引き出し電極３７に６ｋＶを印加し
てイオンビームとして絶縁保護層上に照射・注入してａ
−（Ｓｉ：Ｏ）構造を形成した。同様に作製した試料に
ついて、実施例５と同様にして分析した結果、各構造の
割合はａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造：ａ−（Ｓｉ：Ｏ）構造
＝３：１であった。ＥＳＣＡによる深さ方向分析の結
果、本発明の膜中においては、Ｃ−Ｓｉ結合は観測され
なかった。膜硬度を薄膜硬度計で測定した結果、ビッカ
ース硬度換算で１７００ｋｇ／ｍｍ² であった。また、
熱伝導率をレーザーフラッシュ法で測定した結果は、２
５０Ｗ／ｍＫであり、体積抵抗率を測定した結果、３．
０×１０¹³Ωｃｍであった。膜中の水素濃度をＨＦＳ
（ＨｙｄｒｏｇｅｎＦｏｗａｒｄｓｃａｔｔｅｒｉｎ
ｇＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）法により分析した結果
は２５ａｔｍ％であり、フッ素濃度をＲＢＳ（Ｒｕｔｈ
ｅｒｆｏｒｄＢａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｐｅ
ｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）法により分析した結果は１５ａｔ
ｍ％であった。また、インクに対する撥水性を測定した
ところ、接触角は１００°であった。

【００７３】以上のようにして得られたインクジェット
ヘッドを用い、実施例５と同様に耐久試験を行った結
果、実施例５と同様の安定した記録性能と耐久性が得ら
れた。

【００７４】図１１は、上述の液体吐出ヘッドとしての
インクジェットヘッドを搭載し得る液体吐出装置として
のインクジェット装置の一例を示す概略斜視図である。

【００７５】図１１において駆動モータ５０１３の正逆
回転に連動して駆動力伝達５０１１，５００９を介して
回転するリードスクリュー５００５のら線溝５００４に
対して係合するキャリッジＨＣはピン（図示略）を有
し、矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。５００２は紙押
え板であり、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテ
ン５０００に対して押圧する。５００７，５００８はフ
ォトカプラでキャリッジのレバー５００６のこの領域で
の存在を確認してモータ５０１３の回転方向切換等を行
うためのホームポジション検知手段である。５０１６は
記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０２２
を支持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引す
る吸引手段でキャップ内開口５０２３を介して記録ヘッ
ドの吸引回復を行う。５０１７はクリーニングブレード
で、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能にす
る部材であり、本体支持板５０１８にこれらは支持され
ている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニン
グブレードが本例に適用できることはいうまでもない。
また、５０１２は、吸引回復の吸引を開始するためのレ
バーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴
って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切換等
の公知の伝達手段で移動制御される。

【００７６】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきた
ときにリードスクリュー５００５の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。上述における各構成
は単独でも複合的にみても優れた発明であり、本発明に
とって好ましい構成例を示している。

【００７７】なお、本装置にはインク吐出圧発生素子を
駆動するための駆動信号供給手段を有している。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はインクジ
ェットヘッドの発熱抵抗体上の絶縁保護膜として、水素
で安定化した炭素のネットワーク構造と酸素で安定化し
たケイ素のネットワーク構造の二つの独立したアモルフ
ァス構造からなる膜を形成することにより、耐食性に優
れ、バブルの消滅過程に発生する破壊力に耐え、熱エネ
ルギー作用部の寿命を格段に向上させる効果がある。併
せて、本発明の膜に金属元素を添加することにより発熱
抵抗体層から絶縁保護層までを同一の膜材料で連続的に
一貫して製造することが可能である。

【００７９】また、本発明はインクジェットヘッドの発
熱抵抗体上の絶縁保護膜として、水素とフッ素で安定化
した炭素のネットワーク構造と酸素で安定化したケイ素
のネットワーク構造の二つの独立したアモルファス構造
がある割合で存在する膜を形成することにより、耐食性
に優れ、バブルの消滅過程に発生する破壊力に耐え、熱
エネルギー作用部の寿命を格段に向上させる効果があ
る。併せて、インクに対する撥水性が大きいためにイン
クの目詰まりを生じることがなく、長時間良好な印字性
能を維持することが可能である。

【００８０】この結果、発熱抵抗体で発生した熱エネル
ギーを効率よくインクに伝達し、瞬時に気泡を発生せし
める伝熱特性に優れた、高耐久なインクジェットヘッド
により、安定した記録を長期間実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る添加金属濃度と体積抵抗率の関係
を示す図である。

【図２】本発明のａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ）構造の膜における
Ｃ，Ｈ，Ｆの濃度関係を示す図である。

【図３】本発明のインクジェットヘッド斜視図である。

【図４】本発明のインクジェットヘッド部分断面図であ
る。

【図５】本発明の膜形成に用いた成膜装置の模式図であ
る。

【図６】本発明のインクジェットヘッド部分断面図であ
る。

【図７】本発明の膜形成に用いた成膜装置の模式図であ
る。

【図８】本発明の膜形成に用いた成膜装置の模式図であ
る。

【図９】本発明のインクジェットヘッド部分断面図であ
る。

【図１０】本発明のインクジェットヘッド部分断面図で
ある。

【図１１】本発明のインクジェットヘッドを装着し得る
インクジェット装置の一例を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１ヒーターボード２発熱抵抗体３電極４流路（ノズル）５天板６インク供給口７液室８吐出口９Ｓｉ基板１０表面酸化膜１１発熱抵抗体１２電極１３絶縁層１４保護層１５絶縁保護層１６発熱抵抗体１７絶縁保護層１８絶縁層１９保護層２５真空槽２６ヒーター２７イオン源２８イオン化室２９引き出し電極３０ガス導入系３１マイクロ波電源３２導波管３３ガス導入系３４マイクロ波導入窓３５外部磁場３６ＥＣＲプラズマ発生室３７スパッター・ターゲット３８排気系３９スパッター・ターゲット４０ヒーター４１高周波電源４２真空槽４３真空槽４４ヒーター４５電子銃４６ＲＦコイル４７バイアス電源４８高周波電源４９排気口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出する吐出口に連通する液流
路に前記吐出口からインクを吐出するのに用いられる熱
エネルギを発生する発熱抵抗体を設けたインクジェット
ヘッドにおいて、前記発熱抵抗体は、水素で安定化した炭素のアモルファ
スネットワーク構造と、これと独立し、酸素で安定化し
たケイ素のアモルファスネットワーク構造とからなる絶
縁保護膜で被覆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】インクを吐出する吐出口に連通する液流
路に前記吐出口からインクを吐出するのに用いられる熱
エネルギを発生する発熱抵抗体を設けたインクジェット
ヘッドにおいて、前記発熱抵抗体は水素で安定化した炭素のアモルファス
ネットワーク構造と、これと独立し、酸素で安定化した
ケイ素のアモルファスネットワーク構造とを有し、か
つ、金属元素を含有していることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
【請求項３】前記金属元素は、前記発熱抵抗体の電気
抵抗値を制御するように含有されていることを特徴とす
る請求項２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】インクを吐出する吐出口に連通する液流
路に前記吐出口からインクを吐出するのに用いられる熱
エネルギを発生する発熱抵抗体を設けたインクジェット
ヘッドにおいて、前記発熱抵抗体は、水素およびフッ素で安定化した炭素
のアモルファスネットワーク構造を（ａ−（Ｃ：Ｈ：
Ｆ））と、これと独立し、酸素で安定化したケイ素のア
モルファスネットワーク構造（ａ−（Ｓｉ：Ｏ））とか
らなる絶縁保護膜で被覆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５】前記独立した２つのアモルファスネット
ワーク構造の比は０．２５≦（ａ−（Ｓｉ：Ｏ））／
（ａ−（Ｃ：Ｈ：Ｆ））≦１を満たすことを特徴とする
請求項４記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】前記アモルファスネットワーク構造（ａ
−（Ｃ：Ｈ：Ｆ））における水素（Ｈ）とフッ素（Ｆ）
は０．２５≦（Ｈ＋Ｆ）／Ｃ≦０．８２，０．１２５≦
Ｆ／Ｈ≦１を満たす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。
【請求項７】前記アモルファスネットワーク構造（ａ
−（Ｓｉ：Ｏ））における酸素（Ｏ）をケイ素（Ｓｉ）
は０．４３≦Ｏ／Ｓｉ≦１を満たす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。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかの項に記載のイ
ンクジェットヘッドを装着する手段を有することを特徴
とするインクジェット装置。
【請求項９】前記インクジェットヘッド装着手段は前
記インクジェットヘッドがインクを吐出する被記録媒体
の搬送方向に直交する方向に往復移動可能であることを
特徴とする請求項８記載のインクジェット装置。
【請求項１０】前記インクジェットヘッド装着手段は
前記インクジェットヘッドが吐出するインクの色ごとに
設けられ、該インクジェットヘッド装着手段は共に、前
記インクジェットヘッドがインクを吐出する被記録媒体
の搬送方向に直交する方向に往復移動可能であることを
特徴とする請求項８記載のインクジェット装置。