JPH1016232A

JPH1016232A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH1016232A
Application number: JP8175196A
Authority: JP
Inventors: Shuji Koyama; 修司小山; Hiroyuki Sugiyama; 裕之杉山; Kazuaki Masuda; 和明益田; Toshio Kashino; 俊雄樫野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】吐出する液体の選択の自由度および信頼性が
高く、コストを低減できる液体吐出ヘッドおよび液体吐
出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】液体を吐出する吐出口１８と、該吐出口
に連通した第１の液流路１４と、該第１の液流路１４に
隣接して配され液体に熱を加えることで該液体に気泡を
発生させる発熱体３が設けられた気泡発生領域１１を有
する第2 の液流路１６と、前記吐出口に対し相対的に近
い側に自由端３２を有し、前記第2 の液流路内での気泡
の発生による圧力に基づいて該自由端を前記第１の液流
路１４側に変位させて、前記圧力を前記第１の液流路に
伝える可動部材３１とを有する液体吐出へッドである。
そして、前記第２の液流路１６を画成する流路壁１２が
無電解法の化学めっきにより、例えば、ニッケルにより
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギーを液
体に作用させることで起こる気泡の発生によって、所望
の液体を吐出する液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッド
の製造方法に関する。

【０００２】さらに本発明は、気泡の発生を利用して変
位する可動部材を有する液体吐出ヘッドおよび液体吐出
ヘッドの製造方法に関する。

【０００３】また、本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮
革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス
等の被記録媒体に対し記録を行う、プリンター、複写
機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を
有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装
置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる
発明である。

【０００４】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味するものである。

【０００５】

【従来の技術】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行なうインクジェット記録方法、いわ
ゆるバブルジェット記録方法が従来知られている。この
バブルジェット記録方法を用いる記録装置には、特公昭
６１−５９９１１号、特公昭６１−５９９１４号等の公
報に開示されているように、インクを吐出するための吐
出口と、この吐出口に連通するインク流路と、インク流
路内に配されたインクを吐出するためのエネルギー発生
手段としての電気熱変換体が一般的に配されている。

【０００６】この様な記録方法によれば、品位の高い画
像を高速、低騒音で記録することができると共に、この
記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出
口を高密度に配置することができるため、小型の装置で
高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得る
ことができるという多くの優れた点を有している。この
ため、このバブルジェット記録方法は近年、プリンタ
ー、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利
用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムに
まで利用されるようになってきている。

【０００７】このようにバブルジェット技術が多方面の
製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近
年さらに高まっている。

【０００８】例えば、エネルギー効率の向上の要求に対
する検討としては、保護膜の厚さを調整するといった発
熱体の最適化が挙げられている。この手法は、発生した
熱の液体への伝搬効率を向上させる点で効果がある。

【０００９】また、高画質な画像を得るために、インク
の吐出スピードが速く、安定した気泡発生に基づく良好
なインク吐出を行える液体吐出方法等を与えるための駆
動条件が提案されたり、また、高速記録の観点から、吐
出された液体の液流路内への充填（リフィル）速度の速
い液体吐出ヘッドを得るために流路形状を改良したもの
も提案されている。

【００１０】さらに、吐出させるインクも強アルカリ性
のインク、粘度の高いインク等、様々なインクが使われ
ることが要求され、どのようなインクにも腐蝕されない
液流路の形態が強く望まれている。

【００１１】従来提案されている液流路を形成する材料
およびその形成方法としては、例えば、（１）ドライフ
ィルムやフォトニース等の感光性樹脂を使用して、フォ
トリソグラフ技術により液流路を形成する方法、（２）
ポリサルフォン等の樹脂を使用して、成形技術により液
流路を形成する方法、（３）金属や酸化物等の無機材料
を使用して、成膜技術により液流路を形成する方法、お
よび、（４）金属等を使用して、電気めっきにより液流
路を形成する方法がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
液流路の形成方法では、それぞれ、次のような問題が存
在していた。すなわち、（１）の方法においては、液流
路を形成する材料としてアルカリに弱いドライフィルム
やポリイミド等の感光性樹脂を使用しているので、アル
カリ性のインクに溶解してしまう。

【００１３】（２）の方法においては、ポリサルフォン
等の樹脂がレジスト等に含まれるＮＭＰ（エヌ・メチル
・ピロリドン）等に溶解し精度の高い液流路の形成が困
難である。

【００１４】（３）の方法においては、スパッタや蒸着
等のドライめっきで液流路を形成しようとしても、膜厚
を厚く（例えば、２μｍ以上）すると膜応力によって膜
剥がれが発生するので、充分な断面積の液流路を形成す
ることができない。

【００１５】（４）の方法においては、ウエハに電極が
必要であり、また、膜厚分布が悪いので液流路の形成に
は不向きである。

【００１６】本発明はかかる従来の問題を解消し、吐出
する液体の選択の自由度を高くすることのできる液体吐
出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法を提供するこ
とを第１の目的とする。

【００１７】本発明の第２の目的は、液流路を形成する
流路壁の膜厚分布を良好にでき、信頼性の高い液体吐出
ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法を提供すること
にある。

【００１８】本発明の第３の目的は、コストを低減でき
る液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法を提
供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述のような目的を達成
するための本発明の代表的な要件は、次のようなもので
ある。

【００２０】請求項１に記載の液体吐出ヘッドは、液体
を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する液流路と、該
液流路の液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生さ
せる発熱体とが配された液体吐出へッドであって、前記
液流路を画成する流路壁が無電解法の化学めっきにより
形成されていることを特徴とする。

【００２１】請求項２に記載の液体吐出ヘッドは、液体
を吐出する吐出口と、該吐出口に連通した第１の液流路
と、該第１の液流路に隣接して配され液体に熱を加える
ことで該液体に気泡を発生させる発熱体が設けられた気
泡発生領域を有する第２の液流路と、前記吐出口に対し
相対的に近い側に自由端を有し、前記第２の液流路内で
の気泡の発生による圧力に基づいて該自由端を前記第１
の液流路側に変位させて、前記圧力を前記第１の液流路
に伝える可動部材とを有する液体吐出へッドであって、
前記第２の液流路を画成する流路壁が無電解法の化学め
っきにより形成されていることを特徴とする。

【００２２】請求項３に記載の液体吐出ヘッドは、前記
流路壁がニッケルによる無電解法の化学めっきにより形
成されていることを特徴とする。

【００２３】請求項４に記載の液体吐出ヘッドは、前記
発熱体は、電気信号を受けることで熱を発生する電気熱
変換体であることを特徴とする。

【００２４】請求項５に記載の液体吐出ヘッドは、前記
気泡は前記発熱体の熱によって液体に膜沸騰を生じさせ
ることで発生する気泡であることを特徴とする。

【００２５】請求項６に記載の液体吐出ヘッドは、前記
可動部材は、ニッケルや金等の金属で構成されているこ
とを特徴とする。

【００２６】請求項７に記載の液体吐出ヘッドは、前記
第２の液流路には、前記第１の液流路に供給される液体
と異なる液体であり、前記第１の液流路に供給される液
体に対して、低粘度性、発泡性、熱安定性の少なくとも
１つの性質で優れている液体が供給されることを特徴と
する。

【００２７】請求項８に記載の液体吐出ヘッドは、前記
可動部材は前記第１の液流路と第２の液流路との間に配
された分離壁の一部として構成されていることを特徴と
する。

【００２８】請求項９に記載の液体吐出へッドの製造方
法は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する液
流路と、該液流路の液体に熱を加えることで該液体に気
泡を発生させる発熱体とが配された液体吐出へッドの製
造方法であって、基板上に第１の絶縁膜層を成膜する工
程と、該絶縁膜層上に発熱素子層と発熱素子用配線層と
を順次成膜しパターニングにより前記発熱体を構成する
工程と、該パターニングした発熱素子層と発熱素子用配
線層との上に第２の絶縁膜層を成膜する工程と、該第２
の絶縁膜層上に密着向上層を成膜する工程と、該密着向
上層の上に耐キャビテーション層を成膜する工程と、該
耐キャビテーション層の上に前記液流路を画成する流路
壁を無電解法による化学めっきにより形成する工程と、
を備え、該基板と天板とを接合する工程を備えることを
特徴とする。

【００２９】請求項１０に記載の液体吐出へッドの製造
方法は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通した
第１の液流路と、該第１の液流路に隣接して配され液体
に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる発熱体が
設けられた気泡発生領域を有する第２の液流路と、前記
吐出口に対し相対的に近い側に自由端を有し、前記第２
の液流路内での気泡の発生による圧力に基づいて該自由
端を前記第１の液流路側に変位させて、前記圧力を前記
第１の液流路に伝える可動部材とを有する液体吐出へッ
ドの製造方法であって、基板上に第１の絶縁膜層を成膜
する工程と、該絶縁膜層上に発熱素子層と発熱素子用配
線層とを順次成膜しパターニングにより前記発熱体を構
成する工程と、該パターニングした発熱素子層と発熱素
子用配線層との上に第２の絶縁膜層を成膜する工程と、
該第２の絶縁膜層の上に耐キャビテーション層を成膜す
る工程と、該耐キャビテーション層の上に前記第２の液
流路を画成する流路壁を無電解法による化学めっきによ
り形成する工程と、を備え、該基板に前記可動部材が形
成された分離壁と前記第１の液流路が形成された溝付部
材とを順次接合する工程とを備えることを特徴とする。

【００３０】請求項１１に記載の液体吐出ヘッドの製造
方法は、前記絶縁膜層と耐キャビテーション層との間に
密着向上層を成膜する工程をさらに備えることを特徴と
する請求項１２に記載の液体吐出へッドの製造方法は、
前記流路壁は無電解法によるニッケルの化学めっきによ
り形成されることを特徴とする。

【００３１】請求項１３に記載の液体吐出へッドの製造
方法は、前記耐キャビテーション層がニッケルであるこ
とを特徴とする。

【００３２】請求項１４に記載の液体吐出へッドの製造
方法は、前記密着向上層がチタンもしくはクロムである
ことを特徴とする。

【００３３】請求項１５に記載の液体吐出へッドの製造
方法は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通する
液流路と、該液流路の液体に熱を加えることで該液体に
気泡を発生させる発熱体とが配された液体吐出へッドの
製造方法であって、基板上に第１の絶縁膜層を成膜する
工程と、該絶縁膜層上に発熱素子層と発熱素子用配線層
とを順次成膜しパターニングにより前記発熱体を構成す
る工程と、該パターニングした発熱素子層と発熱素子用
配線層との上に第２の絶縁膜層を成膜する工程と、該第
２の絶縁膜層をパターニングし電気接続部のコンタクト
ホールを形成する工程と、該第２の絶縁膜層および前記
コンタクトホール上に密着向上層を成膜する工程と、該
密着向上層の上に耐キャビテーション層を成膜する工程
と、前記耐キャビテーション層および前記密着向上層
を、前記液流路および電気接続部に対応する部位を残す
べくパターニングする工程と、該耐キャビテーション層
の上に前記液流路を画成する流路壁および前記電気接続
部のコンタクト部を無電解法による化学めっきにより形
成する工程と、を備え、該基板と天板とを接合する工程
を備えることを特徴とする。

【００３４】請求項１６に記載の液体吐出へッドの製造
方法は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通した
第１の液流路と、該第１の液流路に隣接して配され液体
に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる発熱体が
設けられた気泡発生領域を有する第２の液流路と、前記
吐出口に対し相対的に近い側に自由端を有し、前記第２
の液流路内での気泡の発生による圧力に基づいて該自由
端を前記第１の液流路側に変位させて、前記圧力を前記
第１の液流路に伝える可動部材とを有する液体吐出へッ
ドの製造方法であって、基板上に第１の絶縁膜層を成膜
する工程と、該絶縁膜層上に発熱素子層と発熱素子用配
線層とを順次成膜しパターニングにより前記発熱体を構
成する工程と、該パターニングした発熱素子層と発熱素
子用配線層との上に第２の絶縁膜層を成膜する工程と、
該第２の絶縁膜層をパターニングし電気接続部のコンタ
クトホールを形成する工程と、該第２の絶縁膜層および
前記コンタクトホール上に耐キャビテーション層を成膜
する工程と、前記耐キャビテーション層を、前記第２の
液流路および電気接続部に対応する部位を残すべくパタ
ーニングする工程と、該耐キャビテーション層の上に前
記第２の液流路を画成する流路壁および前記電気接続部
のコンタクト部を無電解法による化学めっきにより形成
する工程と、を備え、該基板に前記可動部材が形成され
た分離壁と前記第１の液流路が形成された溝付部材とを
順次接合する工程とを備えることを特徴とする。

【００３５】請求項１７に記載の液体吐出へッドの製造
方法は、前記流路壁および前記電気接続部のコンタクト
部は無電解法によるニッケルと金との化学めっきにより
形成されることを特徴とする。

【００３６】請求項１８に記載の液体吐出へッドの製造
方法は、前記耐キャビテーション層がニッケルであるこ
とを特徴とする。

【００３７】本発明によれば、流路壁や電気接続部のコ
ンタクト部が無電解法による化学めっきにより、例え
ば、ニッケルで形成され、アルカリや溶剤に強い素材で
液流路を形成することができるので、吐出する液体の選
択の自由度を高くすることができ、液体吐出ヘッドとし
て幅広い産業分野で使用できる。また、液流路を形成す
る流路壁の膜厚分布を良好にでき、信頼性の高い液体吐
出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法を得ることが
できる。

【００３８】さらに、ヒーター部と電気接続部とを同時
に形成できるので、製品および製造コストを低減でき
る。本発明のその他の効果については、各実施の形態の
記載から理解される。

【００３９】なお、本発明の説明で用いる「上流」「下
流」とは、液体の供給源から気泡発生領域（又は可動部
材）を経て、吐出口へ向かう液体の流れ方向に関して、
又はこの構成上の方向に関しての表現として表されてい
る。

【００４０】また、気泡自体に関する「下流側」とは、
主として液滴の吐出に直接作用するとされる気泡の吐出
口側部分を代表する。より具体的には気泡の中心に対し
て、上記流れ方向や上記構成上の方向に関する下流側、
又は、発熱体の面積中心より下流側の領域で発生する気
泡を意味する。

【００４１】また、本発明の説明で用いる「実質的に密
閉」とは、気泡が成長するとき、可動部材が変位する前
に可動部材の周囲の隙間（スリット）から気泡がすり抜
けない程度の状態を意味する。

【００４２】さらに、本発明でいう「分離壁」とは、広
義では気泡発生領域と吐出口に直接連通する領域とを区
分するように介在する壁（可動部材を含んでもよい）を
意味し、狭義では気泡発生領域を含む流路と吐出口に直
接連通する液流路とを区分し、それぞれの領域にある液
体の混合を防止するものを意味する。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００４４】まず、図１は本発明の第１の実施の形態に
係る液体吐出ヘッドの一部を示す部分破断斜視図であ
る。

【００４５】本実施の形態の液体吐出ヘッドは、大まか
に、液体を吐出するための吐出エネルギー発生素子とし
て、液体に熱エネルギーを作用させる発熱体３（本実施
の形態においては４０μｍ×１０５μｍの形状の発熱抵
抗体）が後述する製法で素子基板１００に複数個配設さ
れており、この素子基板１００上に発熱体３に対応して
液流路１０が配されている。液流路１０は吐出口１８に
連通していると共に、複数の液流路１０に液体を供給す
るための共通液室１３に連通しており、吐出口から吐出
された液体に見合う量の液体をこの共通液室１３から受
け取る。そして、この液流路１０は後述する製法で素子
基板１００上に形成された流路壁１２によりその側部が
画成されている。さらに、この流路壁１２が形成された
素子基板１００上にガラス製の天板２０がドライフィル
ム層２２を介在して接着剤層２４により接着され液体吐
出ヘッドの要部が形成されている。なお、素子基板１０
０には発熱体３に電気信号を供給する配線電極４が成膜
技術により一体的に作り込まれている。

【００４６】そして、このように天板２０と接着された
素子基板１００はアルミベースプレート１２０にダイボ
ンディングされ、アルミベースプレート１２０に貼着さ
れているプリント回路基板（不図示）と配線電極を介し
てワイヤボンディングされ電気的に接続されている。

【００４７】２６は天板２０に設けられ共通液室１３に
連通するインク供給部であり、インク供給管２８に接続
される。インク供給部２６を天板２０に取り付けること
により液体吐出ヘッドが完成する。

【００４８】次に、上述の液体吐出ヘッドの構成要素で
ある素子基板１００の製作方法につき、図１および図２
を参照しつつ説明する。

【００４９】まず、シリコン基板１０１上にに絶縁およ
び蓄熱を目的としたシリコン酸化膜（二酸化シリコン）
またはチッ化シリコン膜の熱酸化膜１０２を熱酸化法で
成膜形成し、その上に発熱体を構成するハフニュウムボ
ライド（ＨｆＢ₂）、チッ化タンタル（ＴａＮ）、タン
タルアルミ（ＴａＡｌ）等の発熱素子（電気抵抗）層１
０３（０．０１〜０．２μｍ厚）とアルミニウム等の配
線電極層（０．２〜１．０μｍ厚）１０４とを順次スパ
ッタや蒸着等で成膜する。そして、次にフォトリソグラ
フ技術を使用して、図１のようにパターニングして、吐
出エネルギー用のヒータ（発熱体）１０３およびその配
線電極１０４を形成する。（この２つの配線電極１０４
から抵抗層１０３に電圧を印加し、抵抗層に電流を流し
発熱させることにより吐出エネルギーを発生させること
周知の通りである。）そして、発熱体およびその配線電
極の上に、二酸化シリコンやチッ化シリコン等の絶縁保
護層１０５を０．１〜２．０μｍ厚さでＣＶＤやスパッ
タで形成した後、同じく、チタンやクロムを用いて０．
０５μｍ程度の厚さの密着向上層１０６を形成する。さ
らに、この密着向上層１０６の上にニッケルを用いて耐
キャビテーション層（０．１〜０．６μｍ厚）１０７を
スパッタ等で成膜形成する。これは、気泡の発生、消泡
の際に発生する圧力や衝撃波は非常に強く、堅くて脆い
酸化膜の耐久性を著しく低下させるので、これを保護す
るためである。この絶縁保護層１０５、密着向上層１０
６および耐キャビテーション層１０７をフォトリソグラ
フ技術を使用してパターニングして、電気接続部にコン
タクトホール１０８を形成する。

【００５０】従来、この耐キャビテーション層１０７と
してはタンタルが用いられていたが、本実施の形態のニ
ッケルを用い印字耐久試験を行った結果、タンタルと同
等の耐キャビテーション性があり、２〜３×１０⁹まで
耐久性が有ることが確認された。

【００５１】次いで、上述のニッケルによる耐キャビテ
ーション層１０７までが形成された素子基板１００に、
さらに液流路を画成する流路壁１２を一体に形成する工
程につき説明する。

【００５２】まず、耐キャビテーション層１０７までが
形成された素子基板１００にレジストやドライフィルム
の感光性樹脂を塗布またはラミネートし、液流路１０を
画成する流路壁１２に相当する場所にこの感光性樹脂が
残らないように露光する。すなわち、感光性樹脂がポジ
型であれば流路壁１２に相当する部位を紫外線により露
光し、感光性樹脂がネガ型であれば流路壁１２に相当す
る部位を除き露光するようにする。

【００５３】これを、現像すると、液流路１０を画成す
る流路壁１２に相当する場所に感光性樹脂層が形成され
ていない素子基板１００が得られる。

【００５４】次に、液流路１０を画成する流路壁１２に
相当する場所の耐キャビテーション層１０７の表面の濡
れ性を良くするために、前処理液に６０℃で約１分浸漬
する。この前処理液としては、（株）ワールドメタル社
のＴＦＣ−ＣＤ（１リットル当たり０．２リットル）と
純水（１リットル当たり０．８リットル）とを混合させ
た液を用いるとよい。

【００５５】次に、液流路１０を画成する流路壁１２に
相当する場所の耐キャビテーション層１０７の表面の酸
化膜を除去すべくエッチングするために、常温のエッチ
ング液に約３０秒間浸漬する。このエッチング液は、
（株）ワールドメタル社のＡＵ−０５の原液を用いれば
よい。

【００５６】そして、素子基板１００を包含するウエハ
をニッケルめっき液に９０℃で約４０分間浸す。このニ
ッケルめっき液としては、（株）ワールドメタル社のリ
ンデンＳＡ（１リットル当たり０．２リットル）と純水
（１リットル当たり０．８リットル）とを混合させた液
を用いるとよい。

【００５７】上述の無電解めっき法を用いた結果、厚さ
（高さ）２０μｍ程度の流路壁１２が形成された。

【００５８】なお、上述の密着向上層１０６を設けない
場合には、５μｍ程度の流路壁１２が形成された。この
場合、ニッケルめっき液に浸す時間を１０分とした。従
って、後述する実施の形態のように液流路の高さを余り
必要としない場合には密着向上層１０６を設けなくとも
よい。上述の密着向上層１０６を設けることによりニッ
ケルの膜厚を厚くすることができ、膜剥がれが発生しに
くいことが確認されている。

【００５９】さらに、上記めっきの終了後、感光性樹脂
のレジストを除去することにより、図２に示すような、
基板素子１００に流路壁１２が一体に形成された基板素
子（ヒーターボードとも称す）１００が得られる。

【００６０】このヒータボード１００上に、前述したよ
うに、ガラス製の天板２０がドライフィルム層（ＳＹ−
３５５）２２を介在して接着剤（例えば、サンノプコ
（株）のノプコキュアＣＰＡ−４−１００）層２４によ
り接着され液体吐出ヘッドの要部が形成される。従っ
て、本実施の形態では、液流路１０はその断面形状にお
いて厳密には、底面がニッケルの耐キャビテーション
層、側面がニッケルの流路壁、および、頂面がドライフ
ィルム層により画成されている。

【００６１】また、液体、液流路構成、抵抗材料の組み
合わせによっては上述の保護層を必要としない構成でも
よい。このような保護層を必要としない抵抗層の材料と
してはイリジュウム−タンタル−アルミ合金等が挙げら
れる。

【００６２】このように、この実施の形態における発熱
体の構成としては、電極間の抵抗層（発熱部）だけでで
もよく、また抵抗層を保護する保護層を含むものでもよ
い。

【００６３】なお、素子基板１００には、前述の発熱部
３を構成する抵抗層１０３とこの抵抗層に電気信号を供
給するための配線電極層１０４で構成される電気熱変換
体（素子）の他に、この電気熱変換素子を選択的に駆動
するためのトランジスタ、ダイオード、ラッチ、シフト
レジスタ等の機能素子が一体的に半導体製造工程によっ
て作り込まれていてもよい。

【００６４】次に、上述の液体吐出ヘッドの構成要素で
ある素子基板１００の他の製作方法につき、図１および
図３を参照しつつ説明する。この製作方法は、液流路壁
１２と電気接続部とを同時に無電解めっき法のニッケル
と金で形成するものである。

【００６５】まず、前述の方法と同様に、シリコン基板
１０１上にに絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化
膜（二酸化シリコン）またはチッ化シリコン膜の熱酸化
膜１０２を熱酸化法で成膜形成し、その上に発熱体を構
成するハフニュウムボライド（ＨｆＢ₂）、チッ化タン
タル（ＴａＮ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等の発熱
素子（電気抵抗）層１０３（０．０１〜０．２μｍ厚）
とアルミニウム等の配線電極層（０．２〜１．０μｍ
厚）１０４とを順次スパッタや蒸着等で成膜する。そし
て、次にフォトリソグラフ技術を使用して、図１のよう
にパターニングして、吐出エネルギー用のヒータ（発熱
体）３およびその配線電極を形成する。

【００６６】そして、発熱体およびその配線電極の上
に、二酸化シリコンやチッ化シリコン等の絶縁保護層１
０５を０．１〜２．０μｍ厚さでＣＶＤやスパッタで形
成した後、フォトリソグラフ技術を用いて、絶縁保護膜
１０５をパターニングして電気接続部にコンタクトホー
ル１０８を形成する。

【００６７】さらに、パターニングされた絶縁保護層１
０５の上に、ＣＶＤやスパッタでチタンやクロムを用い
て０．０５μｍ程度の厚さの密着向上層１０６を形成す
る。

【００６８】その後、この密着向上層１０６の上にニッ
ケルを用いて耐キャビテーション層（０．１〜０．６μ
ｍ厚）１０７をスパッタで成膜形成する。そして、密着
向上層１０６および耐キャビテーション層１０７をフォ
トリソグラフ技術を使用してパターニングして、液流路
１０に対応する部位と電気接続部のコンタクトホール１
０８に耐キャビテーション層１０７を残す。

【００６９】次いで、上述のニッケルによる耐キャビテ
ーション層１０７までが形成された素子基板１００に、
さらに液流路を画成する流路壁を一体に形成する工程に
つき説明する。

【００７０】まず、耐キャビテーション層１０７までが
形成された素子基板１００にレジストやドライフィルム
の感光性樹脂を塗布またはラミネートし、液流路１０を
画成する流路壁１２に相当する場所およびコンタクトホ
ール１０８に対応する部位にこの感光性樹脂が残らない
ように露光する。すなわち、感光性樹脂がポジ型であれ
ば流路壁１２に相当する部位およびコンタクトホール１
０８に対応する部位を紫外線により露光し、感光性樹脂
がネガ型であれば流路壁１２に相当する部位およびコン
タクトホール１０８に対応する部位を除き露光するよう
にする。

【００７１】これを、現像すると、液流路１０を画成す
る流路壁１２に相当する場所およびコンタクトホール１
０８に対応する部位に感光性樹脂層が形成されていない
素子基板１００が得られる。

【００７２】次に、液流路１０を画成する流路壁１２に
相当する場所およびコンタクトホール１０８に対応する
部位の耐キャビテーション層１０７の表面の濡れ性を良
くするために、前処理液に６０℃で約１分浸漬する。こ
の前処理液としては、（株）ワールドメタル社のＴＦＣ
−ＣＤ（１リットル当たり０．２リットル）と純水（１
リットル当たり０．８リットル）とを混合させた液を用
いるとよい。

【００７３】次に、液流路１０を画成する流路壁１２に
相当する場所およびコンタクトホール１０８に対応する
部位の耐キャビテーション層１０７の表面の酸化膜を除
去すべくエッチングするために、常温のエッチング液に
約３０秒浸漬する。このエッチング液は、（株）ワール
ドメタル社のＡＵ−５０５の原液を用いればよい。

【００７４】そして、素子基板１００を包含するウエハ
をニッケルめっき液に９０℃で約４０分浸す。このニッ
ケルめっき液としては、（株）ワールドメタル社のリン
デンＳＡ（１リットル当たり０．２リットル）と純水
（１リットル当たり０．８リットル）とを混合させた液
を用いるとよい。

【００７５】さらに、素子基板１００を包含するウエハ
を金めっき液に９０℃で約３０分間浸す。この金めっき
液としては、（株）ワールドメタル社のＭＮ−ＡＵＡ２
（１リットル当たり０．５リットル）とシアン化金カリ
ウム（１リットル当たり６ｇ）と純水（１リットル当た
り０．５リットル）とを混合させた液を用いるとよい。

【００７６】このような無電解めっき法を用いた結果、
ニッケルの厚さ（高さ）２０μｍ程度、金の厚さ（高
さ）０．３μｍ程度の流路壁１２とコンタクト部１０９
が形成された。（なお、図３において、ヒーター部の流
路壁１２に対応する層および電気接続部の層として、ニ
ッケル層を１１２−Ｎｉ、金層を１１２−Ａｕとして表
示している。）なお、上述の密着向上層１０６を設けな
い場合には、５μｍ程度の流路壁１２およびコンタクト
部１０９が形成された。従って、後述するように液流路
の高さを余り必要としない場合には密着向上層１０６を
設けなくともよい。上述の密着向上層１０６を設けるこ
とによりニッケルの膜厚を厚くすることができ、膜剥が
れが発生しにくいことが確認されている。

【００７７】さらに、上記めっきの終了後、感光性樹脂
のレジストを除去することにより、図３に示すような、
基板素子１００に流路壁１２およびコンタクト部１０９
が一体に形成された基板素子（ヒーターボードとも称
す）１００が得られる。

【００７８】このヒータボード１００上に、前述したよ
うに、ガラス製の天板２０がドライフィルム層（ＳＹ−
３５５）２２を介在して接着剤（例えば、サンノプコ
（株）のノプコキュアＣＰＡ−４−１００）層２４によ
り接着され液体吐出ヘッドの要部が形成される。

【００７９】そして、このように天板２０と接着された
素子基板１００はアルミベースプレート１２０にダイボ
ンディングされ、アルミベースプレート１２０に貼着さ
れているプリント回路基板（不図示）とコンタクト部１
０９を介してボンディングされ電気的に接続され、液体
吐出ヘッドとして構成される。

【００８０】以下、図４ないし図６を参照して本発明の
液体吐出ヘッドのさらに他の実施の形態について説明す
る。

【００８１】本実施の形態においては液流路を複流路構
成にすることで、さらに熱を加えることで発泡させる液
体（発泡液）と、主として吐出される液体（吐出液）と
を分けることができるものである。

【００８２】図４は、本実施の形態の液体吐出ヘッドの
分解斜視図を示しており、図５は同形式の液体吐出ヘッ
ドの流路方向の断面模式図、図６は要部の部分破断斜視
図を示している。

【００８３】本実施の形態の液体吐出ヘッドは、液体に
気泡を発生させるための熱エネルギーを与える発熱体３
が設けられた素子基板１００上に、発泡液用の第２液流
路１６があり、その上に吐出口１８に直接連通した吐出
液用の第１液流路１４が配されている。

【００８４】第１液流路の上流側は、複数の第１液流路
１４に吐出液を供給するための第１共通液室１５に連通
しており、第２液流路１６の上流側は、複数の第２液流
路に発泡液を供給するための第２共通液室１７に連通し
ている。

【００８５】但し、発泡液と吐出液を同じ液体とする場
合には、共通液室を一つにして共通化させてもよい。

【００８６】第１と第２の液流路の間には、金属等の弾
性を有する材料で構成された分離壁３０が配されてお
り、第１液流路と第２の液流路とを区分している。な
お、発泡液と吐出液とができる限り混ざり合わない方が
よい液体の場合には、この分離壁によってできる限り完
全に第１液流路１４と第２液流路１６の液体の流通を分
離した方がよいが、発泡液と吐出液とがある程度混ざり
合っても、問題がない場合には、分離壁に完全分離の機
能を持たせなくてもよい。

【００８７】発熱体の面方向上方への投影空間（以下吐
出圧発生領域という。；図５中のＡの領域とＢの気泡発
生領域１１）に位置する部分の分離壁は、スリット３５
によって吐出口側（液体の流れの下流側）が自由端で、
共通液室（１５、１７）側に支点３３が位置する片持梁
形状の可動部材３１となっている。この可動部材３１
は、気泡発生領域１１（Ｂ）に面して配されているた
め、発泡液の発泡によって第１液流路側の吐出口側に向
けて開口するように動作する（図中矢印方向）。図６に
おいても、発熱体３としての発熱抵抗部（電気熱変換
体）と、この発熱抵抗部に電気信号を印加するための配
線電極４とが配された素子基板１００上に、第２の液流
路１６を構成する空間を介して分離壁３０が配置されて
いるのが理解されよう。

【００８８】次に図５を用いて本実施の形態の液体吐出
ヘッドの動作を説明する。

【００８９】ヘッドを駆動させるにあたっては、第１液
流路１４に供給される吐出液と第２の液流路１６に供給
される発泡液として同じ水系のインクを用いて動作させ
た。

【００９０】発熱体３が発生した熱が、第２液流路１６
の気泡発生領域内の発泡液に作用することで、先の実施
の形態で説明したのと同様に発泡液にＵＳＰ４，７２
３，１２９に記載されているような膜沸騰現象に基づく
気泡を発生させる。

【００９１】本実施の形態においては、気泡発生領域１
１の上流側を除く、３方からの発泡圧の逃げがないた
め、この気泡発生にともなう圧力が吐出圧発生部に配さ
れた可動部材３１側に集中して伝搬し、気泡の成長をと
もなって可動部材３１が変位する（２点鎖線で示す）。
そして、この可動部材３１の一連の動作によって第１液
流路１４と第２液流路１６とが大きく連通し、気泡の発
生に基づく圧力が可動部材３１に制御されて第１液流路
の吐出口１８側の方向に主に伝わる。この圧力の伝搬と
前述のような可動部材３１の機械的変位によって液体が
吐出口から吐出される。

【００９２】次に、気泡が収縮するに伴って可動部材３
１が位置まで戻ると共に、第１液流路１４では吐出され
た吐出液体の量に見合う量の吐出液体が上流側から供給
される。本実施の形態において、この吐出液体の供給方
向は可動部材が閉じる方向であるため、吐出液体のリフ
ィルを可動部材で妨げることがない。

【００９３】本実施の形態は、２流路構成をとることに
よって、吐出液と発泡液とを別液体とし、発泡液の発泡
で生じた圧力によって吐出液を吐出することができる。
このため、従来、熱を加えても発泡が十分に行われにく
く吐出力が不十分であったポリエチレングリコール等の
高粘度の液体であっても、この液体を第１の液流路に供
給し、発泡液に発泡が良好に行われる液体（エタノー
ル：水＝４：６の混合液１〜２ｃＰ程度等）や低沸点の
液体を第２の液流路に供給することで良好に吐出させる
ことができる。

【００９４】また、発泡液として、熱を受けても発熱体
の表面にコゲ等の堆積物を生じない液体を選択すること
で、発泡を安定化し、良好な吐出を行うことができる。

【００９５】また、加熱に弱い液体の場合においてもこ
の液体を第１の液流路１４に吐出液として供給し、第２
の液流路１６で熱的に変質しにくく良好に発泡を生じる
液体を供給すれば、加熱に弱い液体に熱的な害を与える
ことなく、しかも上述のように高吐出効率、高吐出力で
吐出することができる。

【００９６】本実施の形態では、第１液流路１４を構成
するための溝が設けられた溝付き部材５０が分離壁３０
上に設けられている。可動部材３１の自由端３２の動作
範囲は、液流路の構造、可動部材の弾力性や発泡力等を
考慮して決定すればよいが、吐出口の軸方向の角度を含
む角度まで動作することが望ましいと考えられる。

【００９７】また、図５で示されるように吐出口１８の
直径より可動部材３１の自由端の変位高さを高くするこ
とで、より十分な吐出力の伝達が成される。

【００９８】本実施の形態においては、溝付き部材５０
は、吐出口１８を有するオリフィスプレート５１と、複
数の第１液流路１４を構成する複数の溝と、複数の液流
路１４に共通して連通し、各第１の液流路１４に液体
（吐出液）を供給するための第１の共通液室１５を構成
する凹部とから概略構成されている。

【００９９】この溝付部材５０の下側部分に分離壁３０
を接合することにより複数の第１液流路１４を形成する
ことができる。このような溝付部材５０は、その上部か
ら第１共通液室１５内に到達する第１液体供給路２１を
有している。また、溝付部材５０は、その上部から分離
壁３０を突き抜けて第２共通液室１７内に到達する第２
の液体供給路２３を有している。

【０１００】第１の液体（吐出液）は、第１液体供給路
２１を経て、第１の共通液室１５、次いで第１の液流路
１４に供給され、第２の液体（発泡液）は、第２液体供
給路２３を経て、第２共通液室１７、次いで第２液流路
１６に供給されるようになっている。

【０１０１】本実施の形態では、第２液体供給路２３
は、第１液体供給路２１と平行して配されているが、こ
れに限ることはなく、第１共通液室１５の外側に配され
た分離壁３０を貫通して、第２共通液室１７に連通する
ように形成されればどのように配されてもよい。

【０１０２】また、第２液体供給路２３の太さ（直径）
に関しては、第２液体の供給量を考慮して決められる。
第２液体供給路２３の形状は丸形状である必要はなく、
矩形状等でもよい。

【０１０３】以下にこの実施の形態における、液体に熱
を与えるための発熱体が設けられた素子基板１００の製
作方法について説明する。

【０１０４】まず、前述の実施の形態と同様に、シリコ
ン基板１０１上にに絶縁および蓄熱を目的としたシリコ
ン酸化膜（二酸化シリコン）またはチッ化シリコン膜の
熱酸化膜１０２を熱酸化法で成膜形成し、その上に発熱
体を構成するハフニュウムボライド（ＨｆＢ₂）、チッ
化タンタル（ＴａＮ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等
の発熱素子（電気抵抗）層１０３（０．０１〜０．２μ
ｍ厚）とアルミニウム等の配線電極層（０．２〜１．０
μｍ厚）１０４とを順次スパッタや蒸着等で成膜する。
そして、次にフォトリソグラフ技術を使用して、図６の
ようにパターニングして、吐出エネルギー用のヒータ
（発熱体）３（１０３）およびその配線電極４（１０
４）を形成する。

【０１０５】そして、発熱体１０３およびその配線電極
１０４の上に、二酸化シリコンやチッ化シリコン等の絶
縁保護層１０５を０．１〜２．０μｍ厚さでＣＶＤやス
パッタで形成した後、絶縁保護層１０５の上にニッケル
を用いて耐キャビテーション層（０．１〜０．６μｍ
厚）１０７をＣＶＤやスパッタで成膜形成する。これ
は、気泡の発生、消泡の際に発生する圧力や衝撃波は非
常に強く、堅くて脆い酸化膜の耐久性を著しく低下させ
るので、これを保護するためである。この絶縁保護層１
０５および耐キャビテーション層１０７をフォトリソグ
ラフ技術を使用してパターニングする。

【０１０６】従来、この耐キャビテーション層１０７と
してはタンタルが用いられていたが、本実施の形態のニ
ッケルを用い印字耐久試験を行った結果、タンタルと同
等の耐キャビテーション性があり、２〜３×１０⁹まで
耐久性が有ることが確認された。

【０１０７】次いで、上述のニッケルによる耐キャビテ
ーション層１０７までが形成された素子基板１００に、
さらに第２液流路１６を画成する流路壁１２を一体に形
成する工程につき説明する。

【０１０８】まず、耐キャビテーション層１０７までが
形成された素子基板１００にレジストやドライフィルム
の感光性樹脂を塗布またはラミネートし、第２液流路１
６を画成する流路壁１２および共通液室１７を画成する
枠壁１９に相当する場所にこの感光性樹脂が残らないよ
うに露光する。すなわち、感光性樹脂がポジ型であれば
第２液流路１６を画成する流路壁１２および共通液室１
７を画成する枠壁１９に相当する部位を紫外線により露
光し、感光性樹脂がネガ型であれば第２液流路１６を画
成する流路壁１２および共通液室１７を画成する枠壁１
９に相当する部位を除き露光するようにする。

【０１０９】これを、現像すると、第２液流路１６を画
成する流路壁１２および共通液室１７を画成する枠壁１
９に相当する場所に感光性樹脂層が形成されていない素
子基板１００が得られる。

【０１１０】次に、第２液流路１６を画成する流路壁１
２、および枠壁１９に相当する場所の耐キャビテーショ
ン層１０７の表面の濡れ性を良くするために、前処理液
に６０℃で約１分間浸漬する。この前処理液としては、
（株）ワールドメタル社のＴＦＣ−ＣＤ（１リットル当
たり０．２リットル）と純水（１リットル当たり０．８
リットル）とを混合させた液を用いるとよい。

【０１１１】次に、第２液流路１６を画成する流路壁１
２、および枠壁１９に相当する場所の耐キャビテーショ
ン層１０７の表面の酸化膜を除去すべくエッチングする
ために、常温のエッチング液に約３０秒間浸漬する。こ
のエッチング液は、（株）ワールドメタル社のAU- ５０
５の原液を用いればよい。

【０１１２】そして、素子基板１００を包含するウエハ
をニッケルめっき液に９０℃で約１０分間浸す。このニ
ッケルめっき液としては、（株）ワールドメタル社のリ
ンデンＳＡ（１リットル当たり０．２リットル）と純水
（１リットル当たり０．８リットル）とを混合させた液
を用いるとよい。

【０１１３】上述の無電解めっき法を用いた結果、厚さ
（高さ）５μｍ程度の流路壁１２および枠壁１９が形成
された。

【０１１４】なお、この実施の形態においては、前実施
の形態で述べた密着向上層１０６を設けずに５μｍ程度
の流路壁１２および枠壁１９を形成した。従って、第２
液流路１６の高さをもう少し必要とする場合には、前述
の密着向上層１０６を設けることによりニッケルの膜厚
を厚くすることができるので、それにより必要な第２液
流路１６の高さを得ればよい。

【０１１５】さらに、上記めっきの終了後、感光性樹脂
のレジストを除去することにより、図４に示すような、
基板素子１００に流路壁１２および枠壁１９が一体に形
成された基板素子（ヒーターボードとも称す）１００が
得られる。

【０１１６】次に、第１液流路１４を画成する溝を設け
た溝付き部材（天板）５０とニッケルの分離壁３０とを
画像処理によって位置合わせした後、接着により仮止め
する。溝付き部材５０が樹脂の成形品である場合には、
予め無電解めっきにより液体が接する部位をニッケルに
より被覆しておくことが望ましい。このようにすること
で、使用するインクの選択の自由度が増大する。

【０１１７】さらに、分離壁３０と一体化された溝付き
部材５０を上述の流路壁１２および枠壁１９が一体に形
成された基板素子（ヒーターボード）１００に、それぞ
れ、吐出口１９と発熱体３とを画像処理により位置合わ
せした後、ＵＶ接着剤により仮止めを行う。

【０１１８】その後、溝付き部材５０と素子基板１００
とは不図示のバネ部材により接合され、液体吐出ヘッド
が完成する。

【０１１９】なお、上述した素子基板１００の製作方法
においては、液流路壁１２を無電解めっき法のニッケル
のみで形成するようにしたが、前述の例（図３参照）と
同様に、液流路壁１２と電気接続部とを共に無電解めっ
き法のニッケルと金で形成するようにすることもでき
る。（なお、図５において、ヒーター部の液流路壁１２
に対応する層として、ニッケル層を１１２−Ｎｉ、金層
を１１２−Ａｕとして表示している。）また、上述の工
程の分離壁３０を固定した溝付部材５０と分離壁３０と
の結合体と素子基板１００とを貼り合わせるのに換え、
第２共通液室１７や第２液流路１６が形成された素子基
板１００に分離壁３０を接合し、その分離壁３０と溝付
部材５０とを接合するようにしてもよい。

【０１２０】本実施の形態では、アルミニウム等の金属
で形成されたベースプレート１２０上に、前述のよう
に、発泡液に対して膜沸騰による気泡を発生させるため
の熱を発生する発熱体としての電気熱変換素子が複数設
けられた素子基板１００が配されている。

【０１２１】先の実施の形態で説明したように本発明に
おいては、前述のような可動部材を有する構成によっ
て、従来の液体吐出ヘッドよりも高い吐出力や吐出効率
でしかも高速に液体を吐出することができる。本実施の
形態の内、発泡液と吐出液とに同じ液体を用いる場合に
は、発熱体から加えられる熱によって劣化せずに、また
加熱によって発熱体上に堆積物を生じにくく、熱によっ
て気化、凝縮の可逆的状態変化を行うことが可能であ
り、さらに液流路や可動部材や分離壁等を劣化させない
液体であれば種々の液体を用いることができる。

【０１２２】このような液体の内、記録を行う上で用い
る液体（記録液体）としては従来のバブルジェット装置
で用いられていた組成のインクを用いることができる。

【０１２３】一方、本発明の２流路構成のヘッドを用
い、吐出液と発泡液を別液体とした場合には、発泡液と
して前述のような性質の液体を用いればよく、具体的に
は、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ
プロパノール、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オク
タン、トルエン、キシレン、二塩化メチレン、トリクレ
ン、フレオンＴＦ、フレオンＢＦ、エチルエーテル、ジ
オキサン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、
アセトン、メチルエチルケトン、水等およびこれらの混
合物が挙げられる。

【０１２４】吐出液としては、発泡性の有無、熱的性質
に関係なく様々な液体を用いることができる。また、従
来吐出が困難であった発泡性が低い液体、熱によって変
質、劣化しやすい液体や高粘度液体等であっても利用で
きる。

【０１２５】ただし、吐出液の性質として吐出液自身、
又は発泡液との反応によって、吐出や発泡また可動部材
の動作等を妨げるような液体でないことが望まれる。

【０１２６】記録用の吐出液体としては、高粘度インク
等をも利用することができる。その他の吐出液体として
は、熱に弱い医薬品や香水等の液体を利用することもで
きる。

【０１２７】本発明においては、吐出液と発泡液の両方
に用いることができる記録液体として以下のような組成
のインクを用いて記録を行ったが、吐出力の向上によっ
てインクの吐出速度が高くなったため、液滴の着弾精度
が向上し非常に良好な記録画像を得ることができた。

【０１２８】染料インク（粘度２ｃＰ）の組成（Ｃ．Ｉ．フードブラック２）染料３重量％ジエチレングリコール１０重量％チオジグリコール５重量％エタノール５重量％水７７重量％また、発泡液と吐出液に以下で示すような組成の液体を
組み合わせて吐出させて記録を行った。その結果、従来
のヘッドでは吐出が困難であった十数ｃＰ粘度の液体は
もちろん１５０ｃＰという非常に高い粘度の液体でさえ
も良好に吐出でき、高画質な記録物を得ることができ
た。

【０１２９】発泡液１の組成エタノール４０重量％水６０重量％発泡液２の組成水１００重量％発泡液３の組成イソプロピルアルコール１０重量％水９０重量％吐出液１顔料インク（粘度約１５ｃＰ）の組成カーボンブラック５重量％スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体１重量％（酸価１４０、重量平均分子量８０００）モノエタノールアミン０．２５重量％グリセリン６９重量％チオジグリコール５重量％エタノール３重量％水１６．７５重量％吐出液２（粘度５５ｃＰ）の組成ポリエチレングリコール２００１００重量％吐出液３（粘度１５０ｃＰ）の組成ポリエチレングリコール６００１００重量％ところで、前述したような従来吐出されにくいとされて
いた液体の場合には、吐出速度が低いために、吐出方向
性のバラツキが助長され記録紙上のドットの着弾精度が
悪く、また吐出不安定による吐出量のバラツキが生じこ
れらのことで、高品位画像が得にくかった。しかし、上
述の実施の形態の構成においては、気泡の発生を発泡液
を用いることで充分に、しかも安定して行うことができ
る。このことで、液滴の着弾精度向上とインク吐出量の
安定化を図ることができ記録画像品位を著しく向上する
ことができた。

【０１３０】図７は、前述の液体吐出ヘッドを搭載した
液体吐出装置の概略構成を示している。本実施例では特
に吐出液体としてインクを用いたインク吐出記録装置を
用いて説明する。液体吐出装置のキャリッジＨＣは、イ
ンクを収容する液体タンク部９０と液体吐出ヘッド部２
００とが着脱可能なヘッドカートリッジを搭載してお
り、被記録媒体搬送手段で搬送される記録紙等の被記録
媒体１５０の幅方向に往復移動する。

【０１３１】不図示の駆動信号供給手段からキャリッジ
上の液体吐出手段に駆動信号が供給されると、この信号
に応じて液体吐出ヘッドから被記録媒体に対して記録液
体が吐出される。

【０１３２】また、本実施例の液体吐出装置において
は、被記録媒体搬送手段とキャリッジを駆動するための
駆動源としてのモータ１１１、駆動源からの動力をキャ
リッジに伝えるためのギア１１２、１１３キャリッジ軸
１１５等を有している。この記録装置及びこの記録装置
で行う液体吐出方法によって、各種の被記録媒体に対し
て液体を吐出することで良好な画像の記録物を得ること
ができた。

【０１３３】上述のような記録装置に適用でき、インク
等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の
紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板等に用
いられるプラスチック材、布帛、アルミニウムや銅等の
金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板等
の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ等
の三次元構造体等を対象とすることができる。

【０１３４】また上述の記録装置として、各種の紙やＯ
ＨＰシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コンパ
クトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラスチ
ック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装置、
皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行う木
材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミック
ス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対して
記録を行う記録装置、又布帛に記録を行う捺染装置等を
も含むものである。

【０１３５】またこれらの液体吐出装置に用いる吐出液
としては、夫々の被記録媒体や記録条件に合わせた液体
を用いればよい。

【０１３６】

【発明の効果】本発明によれば、アルカリや溶剤に強い
素材で液流路を形成することができるので、吐出する液
体の選択の自由度を高くすることのでき、液体吐出ヘッ
ドとして幅広い産業分野で使用できる。

【０１３７】液流路を形成する流路壁の膜厚分布を良好
にでき、信頼性の高い液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘ
ッドの製造方法を得ることができる。

【０１３８】また、ヒーター部と電気接続部とを同時に
形成できるので、製品および製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体吐出ヘッドの一例を示す部分破断
斜視図である。

【図２】本発明の製造方法を説明するために液体吐出ヘ
ッドの素子基板を模式的に示す図であり、（ａ）は断面
図、（ｂ）は平面図である。

【図３】本発明の他の製造方法を説明するために液体吐
出ヘッドの素子基板を模式的に示す図であり、（ａ）は
断面図、（ｂ）は平面図である。

【図４】本発明の液体吐出ヘッドの他の例を示す分解斜
視図である。

【図５】本発明の他の液体吐出ヘッドの製造方法を説明
するための液体吐出ヘッドの模式的断面図である。

【図６】本発明の他の液体吐出ヘッドの部分破断斜視図
である。

【図７】本発明の液体吐出ヘッドを用いた記録装置の一
例を示す斜視図である。

【符号の説明】

３発熱体１０液流路１２流路壁１３共通液室１４第１液流路１５第１共通液室１６第２液流路１７第２共通液室１８吐出口２０天板２１第１供給路２２ドライフィルム層２３第２供給路２４接着剤層２６インク供給部２８インク供給管３０分離壁３１可動部材３２自由端３３支点３５スリット５０溝付き部材（天板）１００素子基板（ヒーターボード）１０１シリコン基板１０２絶縁層１０３発熱抵抗層１０４電極層１０５絶縁保護膜１０６密着向上層１０７耐キャビテーション層１０８コンタクトホール１０９コンタクト部１１２流路壁層１２０支持体（アルミベースプレート）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樫野俊雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連
通する液流路と、該液流路の液体に熱を加えることで該
液体に気泡を発生させる発熱体とが配された液体吐出へ
ッドであって、前記液流路を画成する流路壁が無電解法の化学めっきに
より形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連
通した第１の液流路と、該第１の液流路に隣接して配さ
れ液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる発
熱体が設けられた気泡発生領域を有する第2 の液流路
と、前記吐出口に対し相対的に近い側に自由端を有し、
前記第2 の液流路内での気泡の発生による圧力に基づい
て該自由端を前記第１の液流路側に変位させて、前記圧
力を前記第１の液流路に伝える可動部材とを有する液体
吐出へッドであって、前記第２の液流路を画成する流路壁が無電解法の化学め
っきにより形成されていることを特徴とする液体吐出ヘ
ッド。
【請求項３】前記流路壁がニッケルによる無電解法の
化学めっきにより形成されていることを特徴とする請求
項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】前記発熱体は、電気信号を受けることで
熱を発生する電気熱変換体である請求項１ないし３のい
ずれかに記載の液体吐出へッド。
【請求項５】前記気泡は前記発熱体の熱によって液体
に膜沸騰を生じさせることで発生する気泡であることを
特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐
出へッド。
【請求項６】前記可動部材は、ニッケルや金等の金属
で構成されていることを特徴とする請求項２ないし５の
いずれかに記載の液体吐出へッド。
【請求項７】前記第２の液流路には、前記第１の液流
路に供給される液体と異なる液体であり、前記第１の液
流路に供給される液体に対して、低粘度性、発泡性、熱
安定性の少なくとも１つの性質で優れている液体が供給
される請求項２ないし６のいずれかに記載の液体吐出へ
ッド。
【請求項８】前記可動部材は前記第１の液流路と第２
の液流路との間に配された分離壁の一部として構成され
ていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに
記載の液体吐出へッド。
【請求項９】液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連
通する液流路と、該液流路の液体に熱を加えることで該
液体に気泡を発生させる発熱体とが配された液体吐出へ
ッドの製造方法であって、基板上に第１の絶縁膜層を成膜する工程と、該絶縁膜層上に発熱素子層と発熱素子用配線層とを順次
成膜しパターニングにより前記発熱体を構成する工程
と、該パターニングした発熱素子層と発熱素子用配線層との
上に第２の絶縁膜層を成膜する工程と、該第２の絶縁膜層上に密着向上層を成膜する工程と、該密着向上層の上に耐キャビテーション層を成膜する工
程と、該耐キャビテーション層の上に前記液流路を画成する流
路壁を無電解法による化学めっきにより形成する工程
と、を備え、該基板と天板とを接合する工程を備えることを特徴とす
る液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】液体を吐出する吐出口と、該吐出口に
連通した第１の液流路と、該第１の液流路に隣接して配
され液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる
発熱体が設けられた気泡発生領域を有する第２の液流路
と、前記吐出口に対し相対的に近い側に自由端を有し、
前記第２の液流路内での気泡の発生による圧力に基づい
て該自由端を前記第１の液流路側に変位させて、前記圧
力を前記第１の液流路に伝える可動部材とを有する液体
吐出へッドの製造方法であって、基板上に第１の絶縁膜層を成膜する工程と、該絶縁膜層上に発熱素子層と発熱素子用配線層とを順次
成膜しパターニングにより前記発熱体を構成する工程
と、該パターニングした発熱素子層と発熱素子用配線層との
上に第２の絶縁膜層を成膜する工程と、該第２の絶縁膜層の上に耐キャビテーション層を成膜す
る工程と、該耐キャビテーション層の上に前記第２の液流路を画成
する流路壁を無電解法による化学めっきにより形成する
工程と、を備え、該基板に前記可動部材が形成された分離壁と前記第１の
液流路が形成された溝付部材とを順次接合する工程とを
備えることを特徴とする液体吐出へッドの製造方法。
【請求項１１】前記絶縁膜層と耐キャビテーション層
との間に密着向上層を成膜する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッドの製造
方法。
【請求項１２】前記流路壁は無電解法によるニッケル
の化学めっきにより形成されることを特徴とする請求項
９ないし１１のいずれかに記載の液体吐出へッドの製造
方法。
【請求項１３】前記耐キャビテーション層がニッケル
であることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか
に記載の液体吐出へッドの製造方法。
【請求項１４】前記密着向上層がチタンもしくはクロ
ムであることを特徴とする請求項９または１１に記載の
液体吐出へッドの製造方法。
【請求項１５】液体を吐出する吐出口と、該吐出口に
連通する液流路と、該液流路の液体に熱を加えることで
該液体に気泡を発生させる発熱体とが配された液体吐出
へッドの製造方法であって、基板上に第１の絶縁膜層を成膜する工程と、該絶縁膜層上に発熱素子層と発熱素子用配線層とを順次
成膜しパターニングにより前記発熱体を構成する工程
と、該パターニングした発熱素子層と発熱素子用配線層との
上に第２の絶縁膜層を成膜する工程と、該第２の絶縁膜層をパターニングし電気接続部のコンタ
クトホールを形成する工程と、該第２の絶縁膜層および前記コンタクトホール上に密着
向上層を成膜する工程と、該密着向上層の上に耐キャビテーション層を成膜する工
程と、前記耐キャビテーション層および前記密着向上層を、前
記液流路および電気接続部に対応する部位を残すべくパ
ターニングする工程と、該耐キャビテーション層の上に前記液流路を画成する流
路壁および前記電気接続部のコンタクト部を無電解法に
よる化学めっきにより形成する工程と、を備え、該基板と天板とを接合する工程を備えることを特徴とす
る液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】液体を吐出する吐出口と、該吐出口に
連通した第１の液流路と、該第１の液流路に隣接して配
され液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる
発熱体が設けられた気泡発生領域を有する第２の液流路
と、前記吐出口に対し相対的に近い側に自由端を有し、
前記第２の液流路内での気泡の発生による圧力に基づい
て該自由端を前記第１の液流路側に変位させて、前記圧
力を前記第１の液流路に伝える可動部材とを有する液体
吐出へッドの製造方法であって、基板上に第１の絶縁膜層を成膜する工程と、該絶縁膜層上に発熱素子層と発熱素子用配線層とを順次
成膜しパターニングにより前記発熱体を構成する工程
と、該パターニングした発熱素子層と発熱素子用配線層との
上に第２の絶縁膜層を成膜する工程と、該第２の絶縁膜層をパターニングし電気接続部のコンタ
クトホールを形成する工程と、該第２の絶縁膜層および前記コンタクトホール上に耐キ
ャビテーション層を成膜する工程と、前記耐キャビテーション層を、前記第２の液流路および
電気接続部に対応する部位を残すべくパターニングする
工程と、該耐キャビテーション層の上に前記第２の液流路を画成
する流路壁および前記電気接続部のコンタクト部を無電
解法による化学めっきにより形成する工程と、を備え、該基板に前記可動部材が形成された分離壁と前記第１の
液流路が形成された溝付部材とを順次接合する工程とを
備えることを特徴とする液体吐出へッドの製造方法。
【請求項１７】前記流路壁および前記電気接続部のコ
ンタクト部は無電解法によるニッケルと金との化学めっ
きにより形成されることを特徴とする請求項１５または
１６に記載の液体吐出へッドの製造方法。
【請求項１８】前記耐キャビテーション層がニッケル
であることを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれ
かに記載の液体吐出へッドの製造方法。