JPS62152864A - 液体噴射記録ヘツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は液体噴射記録ヘッドの製造方法に関する。

〈従来技術〉 インクジェット記録法（液体噴射記録法）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、高速記録が可能でありしかも所謂普通紙に電層と
いう特別な処理を必要とせずに記録の行なえる点におい
て、最近関心を集めている。

その中で、例えば特開昭５４−５．１８３７号公報、ド
イツ公開（ＤＯＬＳ　）第２８４３０６４号公報に記載
されている液体噴射記録法は、熱エネルギーを液体に作
用させて、液滴吐出の原助力を優るという点において、
他の液体噴射記録法とは、異なる特徴を有している。

即ち、上記の公報に開示された記録法は、熱エネルギー
の作用を受けた液体が急岐な体積の増大を伴う状態変化
を起し、該状態変化に基づく作用力によりて、記録ヘッ
ド部先端のオリフィスより液体が吐出されて、飛翔的液
滴が形成され、該液滴が被記録部材に付着し記録が行な
われる。

殊に、Ｄ　ＯＬ　８　２８４３０６４　　号公報に開示
されている液体噴射記録法は、所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ　ｄ
ｅｍａｎｎ　　記録法に極めて有効に適用されるばかり
ではなく、記録ヘッド部をｆｕｌｌ　１ｉｎｅタイプで
高密度マルチオリフィス化された記録ヘッドが容易に具
現化できるので、高解像度、高品質の画像を高速で得ら
れるという特徴を有している。

上記の記録法に適用される装置の記録ヘッド部は、液体
を吐出するために設けられたオリフィスと、該オリフィ
スに連通し、液滴を吐出するための熱エネルギーが液体
に作用する部分である熱作用部を構成の一部とする液流
路とを有する液吐出部と、熱エネルギーを発生する手段
としての電気熱変換体とを具備している。

そして、この電気熱変換体は、一対の電極と、これ等の
電極に接続しこれ等の電極の間に発熱する領域（熱発生
部）を有する発熱抵抗層とを具備している。

このような液体噴射記録ヘッドの構造を示す典型的な例
が、第８図（ａ）、及び第８図（ｂへ第８図（ｃ）に示
される。第８図（ａ）は、液体噴射記録ヘッドのオリフ
ィス側から見た正面部分図であり、第８図（ｂ）は、第
８図（＆）に一点鎖線ＸＹで示す部分で切断した場合の
切断面部分図であり、第８図（ｃ）は基板平面図である
。

記録ヘッド１００は、その表面に電気熱変換体１０１が
設けられている基板１０２の表面を、所定の綿密度で所
定の巾と深さの溝が所定数設けられている溝付板１０３
で覆うように接合することによって、オリフィス１０４
と液吐出部１０５が形成された構造を有している。図に
示す記録ヘッドの場合には、オリフィス１０４を複数有
するものとして示されているが、勿論本発明においては
、このようなものに限定されるものではなく、単一オリ
フィスの記録ヘッドも本発明の範　にはいるものである
。

液吐出部１０５は、その終端に液体を吐出させるための
オリフイ・ス１０４と、電気熱変換体１０１よシ発生さ
れる熱エネルギーが液体に作用して気泡を発生し、その
体積の膨張と収縮に依る急激な状態変化を引き起す箇所
である熱作用部１０６とを有する。

熱作用部１０６は、電気熱変換体１０１の熱発生部１０
７の上部に位置し、熱発生部１０７の液体と接触する面
としての熱作用面ｉｏｓをその底面としている。

熱発生部１０７は、基板１０２上に設けられた下部層１
０９、該下部層１０９上に設けられた発熱抵抗層１１０
．該発熱抵抗１１４１１０上に設けられた第１の保護層
１１１とで構成される。発熱抵抗層１１０には、熱を発
生させるために該層１１０に通電するための電極１１３
，１１４がその表面に設けられである。電極１１３は、
各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電極１１４
は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱させるための
選択電極であって、液吐出部の液流路に沿って設けられ
ている。

第１の保護層１１１は、熱発生部１０７に於いては発熱
抵抗層１１０を、使用する敵体から化学的、物理的に保
護するために発熱抵抗層１１０と液吐出部１０５の液流
路を満たしている液体とを隔絶すると共に、液体を通じ
て電極１１３，１１４間が短絡するのを防止する、発熱
抵抗層１１０の保護的機能を有している。また、第１の
保護層１１１は、隣接する電極間に於ける電気的リーク
を防止する役目も荷っている。殊に、各選択電極間に於
ける電気的リークの防止、或いは各液流路下にある電極
が何等かの理由で電極と液体とが接触し、これに通電す
ることによって起る電極の電融の防止は重要であって、
このためにこのような保護層的機能を有する第１の保護
層１１１が少なくとも液流路下に存在するｔ’ｓ上には
設けられている。

更に、各液吐出部に設けられている液流路は、その上流
に於いて、該液流路に供給する液体を貯える共通液室（
不図示）に連通しているが、各液吐出部に設けられた電
気熱変換体に接続されている電極は、その設計上の都合
により、熱作用部の上流側に於いて前記共通液室下に通
るように設けられるのが一般的である。従って、この部
分に於いても電極が液体と接触するのを防止すべく前記
した上部層が設けられるのか一般的である。

溝付板１０３はガラス・セラミックス、プラスチック等
の材料を成形したり切削することで得られる。この溝付
板１０３は基板１０２を覆うように接合されて液流路が
形成される。あるいは、基板１０２上に感光性樹脂の硬
化膜で形成された流路壁を設け、該流路壁土にガラス・
セラミックス、プラスチック、金属等の材料から成る平
板を接合することで液流路が形成される。

電気熱変換体に接続される電極には液滴吐出の為の駆動
信号が入力される。この電極への液体噴射記録ヘッド外
部からの電気的接続は第９図の模式的斜視図に示される
様に行なわれる。即ち、支持体１０上に液体噴射記録ヘ
ッド及び外部接続線９を有する配線板、例えばフレキシ
ブルケーブル、を夫々配置し、液体噴射記録ヘッドの夫
々の電極端部に設けられたポンプイングツくラド６より
共通パッド４にワイヤー線５を用いて夫々電気的に接続
される。又、共通バッド４とポンディングパッド７の夫
々と対応する外部接続線９に夫々ワイヤー線８を用いて
電気的に接続される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 液体噴射記録ヘッドの信頼性を大きく左右する要因の一
つとして、形成された保護層の欠陥の有無を挙げること
ができる。詰り、保護１幀にピンホールやクラック等の
欠陥が生じていると、それ等欠陥部分より液体（インク
）が侵入し、電極や発熱抵抗体層を腐食させたり、液体
が導電性を有する場合は、電気的な短絡を生じたりして
、液体の吐出が正常に行なわれなくなる。

従って、これ等保護層の欠陥ができるだけ発生しない様
に保護層材料や保護層の構成、更にはその形成方法等に
充分な注意が払われている。

又、更に万全を期す為に、記録ヘッド作製工程内で保護
層の欠陥の有無について検査が行なわれ、記録ヘッドの
信頼性をより一層向上させることが通常行なわれている
。

例えば、この検査方法の１つとして、第２図の模式的切
断面図に示される様に記録ヘッドの基板１０２の保護層
が設けられた部分を導延性容器中に満されたインクある
いは１！屏賀溶液中に浸漬し、記録ヘッドのポンディン
グパッド部と上記容器中に電圧をかけて行なわれる。

この際保護層に欠陥があれば、容器１６とポンディング
パッド部との間を電解質溶液１７を介して電流が流れる
ので、それを検出することで保護層の欠陥の有無は容易
に判定することが可能である。

この際保護層に欠陥があれば、容器１６とポンディング
パッド部との間を電解質溶液１７を介して電流が流れる
ので保護層の欠陥の有無は容易に判定される。あるいは
、ポンディングパッド部を陰極にし、電解質溶液１７を
電極及び／又は発熱抵抗層の材質に鑑みて選択すること
で欠陥部分に陽極酸化が行なわれるので検査と同時に欠
陥部の補修ができ極めて効果的な検査方法である。

このような検査方法は、記録ヘッドが完成する以前の製
造工程中において検査を行なつことができるので不良ヘ
ッドを後工程に流すことがなくなり、製造工程上極めて
有利な検査方法である。

しかしながら、記録ヘッドのポンプイングツくラド部に
検査用の電極を圧着して検査を行なう為、圧着時にポン
ディングパッド部にキズを付けたり、ゴミ等の付着等を
生じたりという不具合が生ずる場合がありた。また、電
気熱変換体が複数ある場合には夫々の電極に対して検査
用の電極を圧着せねばならず、極めて非効率的であった
。

本発明は上記の諸問題に鑑みて成されたもので、ポンデ
ィングパッド部の損傷を発生させない、又慣査効率に優
れた検査方法を用いた液体噴射記録ヘッドの検査方法及
び該検査方法を用いるのに好適な液体噴射記録ヘッドを
提供することを目的とする。　・・・ 〈発明の構成〉 上記問題点を解決する本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法は、液体を吐出するためのオリフィス、該オリフ
ィスに連通ずる液流路、該液流路内に設けられ前記液体
を吐出するためのエネルギーを発生するための少なくと
も発熱抵抗層と該発熱抵抗層に電気的に微絖される一対
の電極を有する電気・熱変換体とを有する液体噴射記録
ヘッドの製造方法において、 前記一対の電極の少なくとも一方同士を電気的に共通な
共通電極に接続して形成した後、前記共通電極と接続さ
れる前記電極との電気的接続を切断する工程を含む液体
噴射記録ヘッドの製造方法である。

本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図の模式的平面図に示されるのは、本発明の液体噴
射記録ヘッドに用いられる電気・熱変換体が設けられた
支持体である。第１図に示されるように、本発明では、
電気・熱変換体の一方の電極が接続部１８′によって共
通電極１８と電気的につながっている。

本発明の液体噴射記録ヘッドに用いられる基板（記録ヘ
ッド基板）は第１図に示される状態のものに更に保護層
を形成することによって完成する。

このようにして完成された記録ヘッド基板に欠陥がある
かないかを前記したような検査方法によって検査する場
合には、第１図に示されるの部の方向の部分を検査用の
電解質溶液中に浸漬するとともに、［解質浴液と共通電
極１８との間に電圧を加える（第２図参照）。

本発明の場合には、各ポンディングパッドにプローブを
接続する必要がないので、従来のように手間がかからな
いばかりがポンディングパッドを破損したり汚損したジ
することがないので検査時間の短縮のみならず確実な検
査を行なうことができる。

接続部１８′は、検査後に’に気的に切断することで従
来の液体噴射記録ヘッドと変わらぬ記録ヘッドを提供す
ることができる。

接続部１８′の電気的な切断は、例えば、第１図に破線
ＸＸ′に沿ってダイシング等の機械的手段やレーザー元
等のエネルギー又は、化学的研摩法（例えばエツチング
）等を用いることで行なうことができる。

これら一連の記録ヘッドの製造法を更に具体的に説明す
る。

第３図の模式的平面図に示されるのは、保護層を形成さ
れた段階における液体噴射記録ヘッドである。第３図に
示されるように支持基体１２中に複数の液体噴射記録ヘ
ッドが形成されるのであるが、各記録ヘッドは、検査工
程、液流路等の形成が終了し念後に、図中破線で示され
る部分から個々に切断分離することによって、又、必要
があれば、オリフィスを更に切断によって形成すること
によって完成する。

第３図に示されるように、共通電極１８は工程の途中の
段階においては記録ヘッドのポンディングパッド（不図
示）と電気的に接続されている。

保積層の欠陥等の有無の検査は第４図の模式的断面図に
示されるようにして行なわれる８すなわち、まず記録ヘ
ッドが多数作り込１れている状態で、記録ヘッド単位１
９をたとえば、シリコン樹脂等から成る壁２２を必要な
部分（前記したような検査を施したい部分）に形成し、
１！解質溶ｉ１７が貯ｌ留できるようにする。

次に、電解質浴ｅ、１７と共通成極１８との間に倹査用
屯惚２１及びプローブ加を通じて電圧を印加することで
上記検査を行なう。

仄に、前記壁２２を除去した後、清浄し、０．流路、液
室等を形成して記録ヘッドを作製する。その後、各記録
ヘッドごとに支持基体１２ごと切断分離することで記録
ヘッドを完成するのであるが、第３図に説明されるよう
な製造方法、所謂多数個取り、を行なう場合には、この
個々の切断分離作業を行なう際に、同時にポンディング
パッドと共通電極１８との電気的接続を切断することが
できる。もちろんこの切断は、接続部分１８’の位置で
行なわれる。

このような、多数掴取りによって記録ヘッドを作製する
場合であって、液体のエネルギー作用部への液体の供給
方向と液体の吐出方向が同じタイプの記録ヘッドを作製
する場合であれば、切断によってオリフィスをも形成す
ることができるので極めて効率的に記録ヘッドを作製す
ることができる。

゛第３図に示されるものと同じく所謂多数個取りを行な
う例を第５図の模式的平面図に示す。第４図に示される
方法では、検査用の共通電極が各記録ヘッドごとに設け
られるので、支持基体１２０使用効率という面において
は少々不一」とはなるが、個々の記録ヘッド単位が所望
の領域内にさえ形成されていれば良いので作成工程的に
みればさ程の不利はない。また、ダイシングによって各
単位ごとに切断する場合には、共通電極の巾を切断シロ
とすることで切断と同時に共通電極の除去が行なえ極め
て効率が良い。

本発明の別な実施例を第６図の模式的平面図を用いて説
明する。第６図中で図示される番号で第３図に示される
ものと同じ番号のものについてはその説明を省略する。

第６図において２３は耐キヤビテーシヨン層である。こ
れは、記録ヘッドの駆動時において発生する気泡が消滅
する際に生ずるキャビテーションから発熱抵抗素子（を
気熱変換体）を保護するために設けられる。このような
耐キヤビテーシヨン層としては、上記したような保護層
の他に、耐インク性を有する金属、例えばＴａ、　ＳＵ
Ｓ、を用いることが多い。この様な構成の場合には、前
記したような電解質を用いた検査方法の他に、第７図の
模式的断面図に示されるように、共通電極１８と耐キヤ
ビテーシヨン層２３との間の電気的導通を測定すること
によって、保護層１５の欠陥を検査することができる。

この場合においても共通電極１８は、前記した他の実施
例と同様に記録ヘッドの製作工程上極めて重要な役割を
果たすのはいうまでもない。

〈発明の効果〉 本発明によれば、記録ヘッドの製造工程中に効率的に良
品と不良品をよりわけることができ、又、その時点で補
修を施すことで後工程罠不良品が流れることがなくなる
ので極めて歩留り良く記録ヘッドを作製することができ
る。

又、本発明によれば、ポンディングパッドの破損、汚損
がほとんどなくなるので検査工程における不用意な損傷
もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第５図及び第６図は本発明を説明する
だめの模式的平面図、第２図、第４図及び第７図は、液
体噴射記録ヘッドの検査を説明するための模式的断面図
、第８図（ａ）、第８図（ｂ）、第８図（ｃ）、第９図
は夫々順に液体噴射記録ヘッドを説明するための正面部
分図、切断面部分図、基板平面図、模式的斜視図である
。 １２・・・支持基体、　１８・・・共通電極、１９・・
・記録ヘッド単位、　加・・・プローブ、２１・・・検
査用電極、　２２・・・壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体を吐出するためのオリフィス、該オリフィスに連通
   する液流路、該液流路内に設けられ前記液体を吐出する
   ためのエネルギーを発生するための、少なくとも発熱抵
   抗層と該発熱抵抗層に電気的に接続される一対の電極を
   有する電気・熱変換体とを有する液体噴射記録ヘッドの
   製造方法において、前記一対の電極の少なくとも一方同
   士を電気的に共通な共通電極に接続して形成した後、前
   記共通電極と接続される前記電極との電気的接続を切断
   する工程を含むことを特徴とする液体噴射記録ヘッドの
   製造方法。