JPH1148483A

JPH1148483A - 液体吐出ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1148483A
Application number: JP21083097A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishinaga; 博之石永; Hiroaki Mihara; 弘明三原; Toshio Kashino; 俊雄樫野; Shuji Koyama; 修司小山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 1999-02-23
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JP3554149B2

Abstract

(57)【要約】【課題】気泡の発生による圧力を液体の吐出に効率的
に利用可能としながらも、液体に対する耐久性の向上を
図る可動部材を提供する。【解決手段】可動部材３１を、該可動部材の基材部２
０４が形成される材料よりも耐腐食性の高いコーティン
グ部材２０３，２０７によって被覆する。

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及びその製造方法に関
し、特に、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及びその製造方法に関する。

【０００２】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。

【０００３】

【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から知られている。
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号公報や特公昭６１−５９９１４
号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
発生手段としての発熱体（電気熱変換体）とが一般的に
設けられている。

【０００４】上記のよう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とも
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等の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。

【０００５】そこで、本発明者達のうちの一部は、液体
吐出の原理に立ち返り、従来では得られなかった気泡を
利用した新規な液体吐出方法及びそれに用いられるヘッ
ド等を提供すべく鋭意研究を行い、特願平８−４８９２
号公報等を出願している。

【０００６】特願平８−４８９２号公報等に開示された
発明は、液路中の可動部材の支点と自由端との位置関係
を、吐出口側つまり下流側に自由端が位置する関係にす
ること、また可動部材を発熱体もしくは、気泡発生領域
に面して配置することで積極的に気泡を制御する技術で
ある。

【０００７】上述したような、極めて新規な吐出原理に
基づく液体吐出ヘッド等によると、発生する気泡とこれ
によって変位する可動部材との相乗効果を得ることがで
き、吐出口近傍の液体を効率良く吐出できるため、従来
のバブルジェット方式の吐出方法、ヘッド等に比べて、
吐出効率を向上させることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上述した液体
吐出ヘッドに用いられる可動部材の材料としては、様々
なものが考えられるが、気泡の発生による圧力を液体の
吐出に効率的に利用するために、弾性に優れたニッケル
が一般的に使用されている。

【０００９】しかし、ｐＨの高い液体を使用した場合、
可動部材自身がわずかに液体に溶融し、それが液体自身
の吐出性能や可動部材の耐久性に悪影響が出る場合があ
った。また、機械的特性が優れているものの、耐食性の
低い材料は可動部材として用いることが困難であった。

【００１０】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、液体に対す
る耐久性に優れ、かつ、弾性に優れた可動部材を有する
液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、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、液体に気泡を発生させる気泡発生
領域を具備する第２の液流路と、前記吐出口側を自由端
として前記第１の液流路と前記気泡発生領域との間に設
けられた可動部材とを少なくとも有し、前記可動部材の
自由端が前記気泡の発生によって生じる圧力により前記
第１の液流路側に変位することによって液体を前記吐出
口から吐出する液体吐出ヘッドにおいて、前記可動部材
は、該可動部材が形成される材料よりも耐腐食性の高い
コーティング部材によって被覆されていることを特徴と
する。

【００１２】また、前記コーティング部材は、該可動部
材が形成される材料よりも耐電食性の高い材料から形成
されていることを特徴とする。

【００１３】また、前記コーティング部材は、タンタル
からなることを特徴とする。

【００１４】また、前記可動部材が形成される材料は、
ニッケルであることを特徴とする。

【００１５】また、基板上に成膜または電鋳により台座
を形成する工程と、前記台座の上に成膜または電鋳によ
り第１のコーティング部材を形成する工程と、前記第１
のコーティング部材の上に成膜または電鋳により可動部
材用基材部を形成する工程と、前記可動部材用基材部の
表面上に第１のレジストを塗布し、該レジストを所定の
形状となるようにパターニングする工程と、前記レジス
トのパターン形状に合わせて前記可動部材用基材部及び
前記第１のコーティング部材のエッチングを行う工程
と、前記可動部材用基材部及び前記第１のコーティング
部材の表面上に成形または電鋳により第２のコーティン
グ部材を形成する工程と、前記可動部材用基材部の上に
位置する部分に第２のレジストを形成する工程と、前記
第２のレジストを用いてエッチングを行い、前記可動部
材用基材部の外周が前記第１及び第２のコーティング部
材よって囲まれた形状とする工程と、前記台座をエッチ
ング液で溶かす工程とを順次行うことにより、可動部材
を作製する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記第
１及び第２のコーティング部材は、前記可動部材用基材
部が形成される材料よりも耐腐食性の高い材料から構成
されていることを特徴とする。

【００１６】また、前記第１及び第２のコーティング部
材は、前記可動部材用基材部が形成される材料よりも耐
電食性の高い材料から構成されていることを特徴とす
る。

【００１７】また、前記可動部材用基材部及び前記第１
のコーティング部材のエッチングは、エッチバック方法
を用いて行うことを特徴とする。

【００１８】また、前記第１のコーティング部材と前記
第２のコーティング部材とは、互いに同等の特性を有す
る材料からなることを特徴とする。

【００１９】また、前記コーティング部材は、タンタル
からなることを特徴とする。

【００２０】また、前記可動部材用基材部は、ニッケル
からなることを特徴とする。

【００２１】（作用）上記のように構成された本発明に
おいては、可動部材が、該可動部材が形成される材料よ
りも耐腐食性の高いコーティング部材によって被覆され
ている。

【００２２】ここで、液体吐出ヘッドに用いられる可動
部材の材料としては、様々なものが考えられるが、気泡
発生領域に対面し、そこで発生する気泡を誘導し、液体
の吐出に効率的に利用するために、弾性に優れたニッケ
ル等が一般的に使用されている。このように、可動部材
の材料としてニッケル等の可動部材として優れた材料
を、それよりも耐腐食性の高いコーティング部材によっ
て被覆させておけば、気泡発生領域に対面し、そこで発
生する気泡を誘導し、液体の吐出に効率的に利用可能と
しながらも、液体自身の信頼性や液体に対する可動部材
の耐久性の向上を図ることができる。

【００２３】また、それにより、可動部材の材料の選択
の幅が広まる。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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を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。

【００２７】さらに、本発明でいう「櫛歯」とは、可動
部材の支点部が共通部材になっており、自由端の前方が
開放されている形状を意味する。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施例を説明す
る前に、まず、本発明における液体を吐出する際に、気
泡に基づく圧力の伝搬方向や気泡の成長方向を制御して
吐出力や吐出効率を向上する最も基本となる構成につい
て説明する。

【００２９】図１は、本発明の液体吐出ヘッドにおける
吐出原理を説明するための図であり、液流路方向の断面
図である。また、図２は、図１に示した液体吐出ヘッド
の部分破断斜視図である。

【００３０】図１に示す例では、液体吐出ヘッドは、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２（本例において
は４０μｍ×１０５μｍの形状の発熱抵抗体）が素子基
板１に設けられており、この素子基板上に発熱体２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１
８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。

【００３１】この液流路１０の素子基板上には、前述の
発熱体２に対向するように面して、金属等の弾性を有す
る材料で構成され、平面部を有する板状の可動部材３１
が片持梁状に設けられている。この可動部材の一端は液
流路１０の壁や素子基板１上に感光性樹脂などをパター
ニングして形成した台座（支持部材）等に固定されてい
る。これによって、可動部材は保持されると共に支点
（支点部分）３３を構成している。

【００３２】また、可動部材３１を櫛歯状にすることに
より、簡易にかつ安価に可動部材３１を作製することが
でき、台座に対するアライメントも容易にできる。

【００３３】この可動部材３１は、液体の吐出動作によ
って共通液室１３から可動部材３１を経て吐出口１８側
へ流れる大きな流れの上流側に支点（支点部分；固定
端）３３を持ち、この支点３３に対して下流側に自由端
（自由端部分）３２を持つように、発熱体２に面した位
置に発熱体２を覆うような状態で発熱体から１５μｍ程
度の距離を隔てて配されている。この発熱体２と可動部
材３１との間が気泡発生領域１１となる。

【００３４】発熱体２を発熱させることで可動部材３１
と発熱体２との間の気泡発生領域１１の液体に熱を作用
し、液体にUSP4,723,129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。気泡の発生に基づく圧
力と気泡は可動部材に優先的に作用し、可動部材３１は
図１（ｂ）、（ｃ）もしくは図２で示されるように示さ
れるように支点３３を中心に吐出口１８側に大きく開く
ように変位する。可動部材３１の変位若しくは変位した
状態によって気泡の発生に基づく圧力の伝搬や気泡自身
の成長が吐出口１８側に導かれる。またこのとき、自由
端３２の先端部が幅を有しているため、気泡の発泡パワ
ーを吐出口１８側へ導きやすくなり、吐出効率や吐出力
また吐出速度等の根本的な向上を図ることができる。

【００３５】以下に、本発明の液体吐出ヘッドの特徴で
ある可動部材を構成する材料及び製造方法について詳し
く説明する。

【００３６】図３は、本発明の液体吐出ヘッドに用いら
れる可動部材の製造方法の実施の一形態を示す図であ
る。

【００３７】まず、基板２０１上に、成膜や電鋳等によ
り可動部材用台座２０２を形成し（図３（ａ））、さら
にその上に、成膜や電鋳等により第１のコーティング部
材２０３を形成する（図３（ｂ））。

【００３８】ここで、コーティング部材２０３の材料と
しては、記録に用いられるインクや液体の他、本発明の
液体吐出ヘッドが吐出する液体に対して耐腐食性の高い
もので、かつ、機械的変形に対して柔軟なものが好まし
く、例えば、金、タンタル、クロム合金等が考えられ
る。さらに、電食に対しても、自己防衛性を有する材料
であれば、より好ましい。例えばタンタルは、他の金属
と導通された状態で電触質中にあると、電食反応の際に
陽極側になった場合、液中のＯ₂を吸着し、Ｏ₂との反応
物であるＴａ₂Ｏ₅を生成する。しかし、この材料自身が
不導体であるため、電解質の液体に接触する面にこの材
料が生成されていれば可動部材において電食反応が起こ
ることはない。

【００３９】上述したような材料により可動部材が被覆
されていれば、可動部材が非常に耐久性に優れる構成に
なるとともに、可動部材の材料の選択の幅が広まる。例
えば、機械的特性であるバネ性や加工性については優れ
ているが耐久性で劣る材料であるリン青銅等の材料も可
動部材として用いることができる。

【００４０】コーティング部材２０３を形成した後、可
動部材の基材部２０４となるニッケルをコーティング部
材２０３上に成膜や電鋳等により形成する（図３
（ｃ））。

【００４１】次に、ニッケルからなる基材部２０４の表
面上に第１のレジスト２０５を塗布し、その後、レジス
ト２０５を可動部材の形状とほぼ同一形状となるように
パターニング工程により形成する（図３（ｄ））。

【００４２】次に、レジスト２０５のパターン形状に合
わせて基材部２０４及びコーティング部材２０３のエッ
チングを行うが、ここでエッチングの方法として、レジ
スト自身も同時にエッチングされていき、結果的にレジ
スト２０５の幅方向でも細くなることで、エッチング工
程後に残るパターンの端部にテーパ形状が形成されるエ
ッチバック方法を用いる（図３（ｅ））。この方法によ
れば、図３（ｅ）に示すように、エッチングが進行する
につれてレジスト２０５のパターン幅が変化し、その変
化に応じた部分のエッチング進行度合に差が生じる。こ
れにより、エッチング後の基材部２０４及びコーティン
グ部材２０３においては、そのパターン端部にテーパ部
２０６が形成される（図３（ｆ））。

【００４３】次に、端部にテーパ部２０６が形成された
基材部２０４及びコーティング部材２０３の表面上に成
形や電鋳等により第２のコーティング部材２０７を形成
する（図３（ｇ））。

【００４４】ここで、コーティング部材２０７の材料と
しては、コーティング部材２０３と同じものであっても
異なるものであっても良いが、特性としてはコーティン
グ部材２０３用の材料が有する機械的及び化学的特性を
有することが好ましい。

【００４５】次に、第２のレジスト２０８の塗布及びパ
ターニング工程により、基材部２０４の上に位置する部
分にレジスト２０８を形成する（図３（ｈ））。

【００４６】次に、形成されたレジスト２０８を用いて
エッチングを行い、基材部２０４の外周がコーティング
部材２０３，２０７によって囲まれた形状を完成させる
（図３（ｉ））。

【００４７】その後、台座２０２をエッチング液で溶か
し、それにより、可動部材３１を基板２０１から離間さ
せた状態にする（図３（ｊ），図３（ｋ））。

【００４８】なお、図３においては、図１に示した台座
３４が図示されていないが、Ａ−Ａ断面を反対方向に見
れば台座３４の存在が確認される。

【００４９】図４は、図３に示した工程によって作製さ
れた可動部材の形状を示す上面図である。なお、図４に
示すＡ−Ａ断面が図３において示されている。

【００５０】本形態においては、可動部材が櫛歯状にな
っており、自由端側の櫛歯状のそれぞれが図４に示すよ
うな形状となって各液流路に配されるようになってい
る。

【００５１】また、可動部材を、原版にレジストを使わ
ずに電鋳で形成した後原版から離脱させる工程を含む方
法を用いて作製する方法もある。

【００５２】可動部材を、原版にレジストを使わずに電
鋳で形成した後原版から離脱させる工程を含む方法にお
いては、本願発明者達によって出願された特願平９−１
７８２９２号公報において、オリフィスプレートを、原
版にレジストを使わずに電鋳で形成した後原版から離脱
させる工程を含む方法が開示されている。

【００５３】上記公報に開示されたオリフィスプレート
の製造方法においては、ガラス原版に電子線描画された
クロムをマスクにしてガラス溝をパターンニングし、そ
のガラス溝に銀を埋め込んで電鋳することにより、オリ
フィスプレートが作製される。

【００５４】図５は、本発明の液体吐出ヘッドを、原版
にレジストを使わずに電鋳で形成した後原版から離脱さ
せる工程を含む方法を用いて作製する製造方法の実施の
一形態を説明するための工程図であり、（I）は上面
図、（II）は（I）に示したＡ−Ａ断面図である。ま
た、図６は、図５に示した工程により作製された可動部
材に図３に示した工程によって電鋳を施した例を示す図
である。

【００５５】まず、フォトマスクを作製する手順と同様
に、ガラスにクロムを成膜し、レジストを電子線描画に
よりパターニングし、さらにクロムをエッチングしてク
ロムパターンを作製する。そのクロムをマスクにして、
ガラスをエッチングし、可動部材のパターン溝３０２を
形成し、それによりガラス原版３０１を作成する（図５
（Ａ））。

【００５６】ガラス原版３０１を作成した後、全面に銀
鏡反応を行い、それにより、銀３０３を成膜する（図５
（Ｂ））。

【００５７】次に、スポンジを用いてガラス原版３０１
のパターン溝の中（凹部内）に銀が残るように銀をこす
り落とすが、ここで、ガラス原版３０１においては、パ
ターン溝３０２が形成されているため、表面の銀をこす
り落とした場合、可動部材のパターン溝３０２のみに銀
３０３が残る（図５（Ｃ））。なお、この時、銀３０３
の表面は図に示すように荒れている。

【００５８】次に、電鋳法を用いて、銀３０３が残って
いる部分に、可動部材の基材部となるニッケル３０４を
１０μｍ厚成長させ、ニッケル３０４の電鋳を行う（図
５（Ｄ））。

【００５９】その後、ニッケル３０４が電鋳された可動
部材３１０をガラス原版３０１から剥離し、それによ
り、可動部材３１０を完成させる（図１（Ｅ））。

【００６０】さらに、その後、図６に示すように、図３
に示した工程によって、可動部材の外周に金２０９を被
覆すれば、耐腐食性の高い可動部材が完成する。なお、
この被覆材料においても前述と同様の材料が好ましい。

【００６１】以下に、液体に熱を与えるための発熱体２
が設けられた素子基板１の構成について説明する。

【００６２】図７は、本発明の液体吐出ヘッドが適用さ
れた液体吐出装置の一構成例を示す縦断面図であり、
（ａ）は後述する保護膜がある装置を示す図、（ｂ）は
保護膜がない装置を示す図である。

【００６３】図７においては、図１に示した液流路１０
を第１の液流路１４とし、また、液体供給路１２を第２
の液流路１６としており、各々に供給される液体を同じ
液体としても良いが、異なる液体を使用すれば、第１の
液流路１４に供給される液体つまり吐出液の選択の範囲
を広げることができる。

【００６４】図７に示すように、素子基板１上に、第２
の液流路１６と、分離壁３０と、可動部材３１と、第１
の液流路１４と、第１の液流路１４を構成する溝が設け
られている溝付部材５０とが設けられている。

【００６５】素子基板１には、シリコン等の基体１０７
上に、絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜また
はチッ化シリコン膜１０６が成膜されており、その上に
０．０１〜０．２μｍ厚の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）等の電気抵抗層１０５と、
０．２〜１．０μｍ厚のアルミニウム等の配線電極１０
４とがパターニングされている。この２つの配線電極１
０４から電気抵抗層１０５に電圧を印加し、電気抵抗層
１０５に電流を流して発熱させる。配線電極１０４間の
電気抵抗層１０５上には、酸化シリコンやチッ化シリコ
ン等の保護層１０３が０．１〜０．２μｍ厚で形成さ
れ、さらにその上に、０．１〜０．６μｍ厚のタンタル
等の耐キャビテーション層１０２が成膜されており、イ
ンク等各種の液体から電気抵抗層１０５を保護してい
る。

【００６６】特に、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、堅くてもろい酸化膜の耐久性
を著しく低下させるため、金属材料のタンタル（Ｔａ）
等が耐キャビテーション層１０２として用いられる。

【００６７】また、液体、液流路構成、抵抗材料の組み
合わせにより上述の保護層を必要としない構成でもよ
く、その例を図７（ｂ）に示す。

【００６８】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。特に、本発明において、発泡のための第
２の液流路の液体を第１の液流路の吐出液と分離して発
泡に適したものにできるため、このように保護層がない
場合に有利である。

【００６９】このように、上述した実施の形態における
発熱体２の構成としては、配線電極１０４間の電気抵抗
層１０５（発熱部）だけででもよく、また電気抵抗層１
０５を保護する保護層を含むものでもよい。

【００７０】本形態においては、発熱体２として、電気
信号に応じて発熱する抵抗層で構成された発熱部を有す
るものを用いたが、本発明は、これに限られることな
く、吐出液を吐出させるのに十分な気泡を第２の液流路
の発泡液に生じさせるものであればよい。例えば、発熱
部としてレーザ等の光を受けることで発熱するような光
熱変換体や高周波を受けることで発熱するような発熱部
を有する発熱体でもよい。

【００７１】なお、前述の素子基板１には、発熱部を構
成する電気抵抗層１０５とこの電気抵抗層１０５に電気
信号を供給するための配線電極１０４とで構成される電
気熱変換体の他に、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。

【００７２】また、上述したような素子基板１に設けら
れている電気熱変換体の発熱部を駆動し、液体を吐出す
るためには、電気抵抗層１０５に配線電極１０４を介し
て矩形パルスを印加し、配線電極１０４間の電気抵抗層
１０５を急峻に発熱させればよい。

【００７３】図８は、図７に示した電気抵抗層１０５に
印加する電圧波形を示す図である。

【００７４】上述した実施の形態における液体吐出装置
においては、それぞれ電圧２４Ｖ、パルス幅７μｓｅ
ｃ、電流１５０ｍＡ、電気信号を６ｋＨｚで加えること
で発熱体を駆動させ、前述のような動作によって、吐出
口から液体であるインクを吐出させた。しかしながら、
本発明における駆動信号の条件はこれに限られることな
く、発泡液を適正に発泡させることができる駆動信号で
あればよい。

【００７５】以下に、部品点数の削減を図りながらも、
２つの共通液室を有し、各共通液室に異なる液体（第１
の液流路に吐出液、第２の液流路に発泡液）を良好に分
離して導入することができ、コストダウンを可能とする
液体吐出装置の構造例について説明する。

【００７６】ただし、液体の種類によっては、吐出液と
発泡液とを同じものとしてもよい。

【００７７】図９は、本発明の液体吐出ヘッドが適用さ
れた液体吐出装置の一構成例を示す分解斜視図である。

【００７８】本形態においては、アルミニウム等の金属
で形成された支持体７０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２としての電気熱変換素子が複数設けられた素
子基板１が設けられている。

【００７９】素子基板１上には、ＤＦドライフィルムに
より形成された第２の液流路１６を構成する複数の溝
と、複数の第２の液流路１６に連通し、それぞれの第２
の液流路１６に発泡液を供給するための第２の共通液室
（共通発泡液室）１７を構成する凹部と、前述した可動
部材３１が接着された分離壁３０とが設けられている。

【００８０】溝付部材５０においては、分離壁３０と接
合されることで第１の液流路（吐出液流路）１４を構成
する溝と、この吐出液流路に連通し、それぞれの第１の
液流路１４に吐出液を供給するための第１の共通液室
（共通吐出液室）１５を構成するための凹部と、第１の
共通液室１５に吐出液を供給するための第１の液体供給
路（吐出液供給路）２０と、第２の共通液室１７に発泡
液を供給するための第２の液体供給路（発泡液供給路）
２１とを有している。第２の液体供給路２１は、第１の
共通液室１５の外側に設けられた可動部材３１及び分離
壁３０を貫通して第２の共通液室１７に連通する連通路
に繁がっており、この連通路によって吐出液と混合する
ことなく発泡液を第２の共通液室１７に供給することが
できる。

【００８１】なお、素子基板１、可動部材３１、分離壁
３０及び溝付部材５０の配置関係は、素子基板１の発熱
体２に対応して可動部材３１が配置されており、この可
動部材３１に対応して第１の液流路１４が設けられてい
る。また、本形態においては、第２の液体供給路２１を
１つの溝付部材５０に設けた例について示したが、液体
の供給量に応じて複数個設けてもよい。さらに、第１の
液体供給路２０と第２の液体供給路２１の流路断面積は
供給量に比例して決めればよい。このような流路断面積
の最適化により、溝付部材５０等を構成する部品のより
一層の小型化を図ることも可能である。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
可動部材が、該可動部材が形成される材料よりも耐腐食
性の高いコーティング部材によって被覆されているた
め、気泡発生領域に対面し、気泡発生領域で発生する気
泡を誘導して液体の吐出に効率的に利用可能な、あらゆ
る材料を用いて可動部材を形成した場合においても、液
体自身の信頼性や液体に対する可動部材の耐久性の向上
を図ることができる。

【００８３】すなわち、可動部材の吐出特性的効果と信
頼性との両立を実現可能とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体吐出ヘッドにおける吐出原理を説
明するための図である。

【図２】図１に示した液体吐出ヘッドの部分破断斜視図
である。

【図３】本発明の液体吐出ヘッドに用いられる可動部材
の製造方法の実施の一形態を示す図である。

【図４】図３に示した工程によって作製された可動部材
の形状を示す上面図である。

【図５】本発明の液体吐出ヘッドを原版にレジストを使
わずに電鋳で形成した後原版から離脱させる工程を含む
方法を用いて作製する製造方法の実施の一形態を説明す
るための工程図であり、（I）は上面図、（II）は（I）
に示したＡ−Ａ断面図である。

【図６】図５に示した工程により作製された可動部材に
図３に示した工程によって電鋳を施した例を示す図であ
る。

【図７】本発明の液体吐出ヘッドが適用された液体吐出
装置の一構成例を示す縦断面図であり、（ａ）は後述す
る保護膜がある装置を示す図、（ｂ）は保護膜がない装
置を示す図である。

【図８】図７に示した電気抵抗層に印加する電圧波形を
示す図である。

【図９】本発明の液体吐出ヘッドが適用された液体吐出
装置の一構成例を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１素子基板２発熱体３面積中心１０液流路１１気泡発生領域１２液体供給路１３共通液室１４第１の液流路１６第２の液流路１８吐出口２０第１液体供給路２１第２液体供給路３０分離壁３１可動部材３２自由端３３支点３４台座４０気泡４５液滴５０溝付部材７０支持体１０２耐キャビテーション層１０３保護層１０４配線電極１０５抵抗層１０６シリコン層１０７基体２０１基板２０２台座２０３，２０７コーティング部材２０４基材部２０５，２０８レジスト２０６テーパ部２０９金３０１ガラス原版３０２パターン溝３０３銀３０４ニッケル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小山修司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、該吐出口に連通した第１の液流路と、液体に気泡を発生させる気泡発生領域を具備する第２の
液流路と、前記吐出口側を自由端として前記第１の液流路と前記気
泡発生領域との間に設けられた可動部材とを少なくとも
有し、前記可動部材の自由端が前記気泡の発生によって生じる
圧力により前記第１の液流路側に変位することによって
液体を前記吐出口から吐出する液体吐出ヘッドにおい
て、前記可動部材は、該可動部材が形成される材料よりも耐
腐食性の高いコーティング部材によって被覆されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおい
て、前記コーティング部材は、該可動部材が形成される材料
よりも耐電食性の高い材料から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】請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおい
て、前記コーティング部材は、タンタルからなることを特徴
とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】請求項３に記載の液体吐出ヘッドにおい
て、前記可動部材が形成される材料は、ニッケルであること
を特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】基板上に成膜または電鋳により台座を形
成する工程と、前記台座の上に成膜または電鋳により第１のコーティン
グ部材を形成する工程と、前記第１のコーティング部材の上に成膜または電鋳によ
り可動部材用基材部を形成する工程と、前記可動部材用基材部の表面上に第１のレジストを塗布
し、該レジストを所定の形状となるようにパターニング
する工程と、前記レジストのパターン形状に合わせて前記可動部材用
基材部及び前記第１のコーティング部材のエッチングを
行う工程と、前記可動部材用基材部及び前記第１のコーティング部材
の表面上に成形または電鋳により第２のコーティング部
材を形成する工程と、前記可動部材用基材部の上に位置する部分に第２のレジ
ストを形成する工程と、前記第２のレジストを用いてエッチングを行い、前記可
動部材用基材部の外周が前記第１及び第２のコーティン
グ部材よって囲まれた形状とする工程と、前記台座をエッチング液で溶かす工程とを順次行うこと
により、可動部材を作製する液体吐出ヘッドの製造方法
であって、前記第１及び第２のコーティング部材は、前記可動部材
用基材部が形成される材料よりも耐腐食性の高い材料か
ら構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドの製
造方法。
【請求項６】請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造
方法において、前記第１及び第２のコーティング部材は、前記可動部材
用基材部が形成される材料よりも耐電食性の高い材料か
ら構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドの製
造方法。
【請求項７】請求項５または請求項６に記載の液体吐
出ヘッドの製造方法において、前記可動部材用基材部及び前記第１のコーティング部材
のエッチングは、エッチバック方法を用いて行うことを
特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】請求項５乃至７のいずれか１項に記載の
液体吐出ヘッドの製造方法において、前記第１のコーティング部材と前記第２のコーティング
部材とは、互いに同等の特性を有する材料からなること
を特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造
方法において、前記コーティング部材は、タンタルからなることを特徴
とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】請求項９に記載の液体吐出ヘッドにお
いて、前記可動部材用基材部は、ニッケルからなることを特徴
とする液体吐出ヘッドの製造方法。