JPH064326B2 - 液体噴射記録ヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液体を吐出して記録を行なう液体噴射記録ヘッ
ドに関する。

［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、而も所謂普通紙に定着とい
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５４−５１８３７号公報、ドイツ
公開（ＤＯＬＳ）第２８４３０６４号公報に記載されて
ある液体噴射記録法は、熱エネルギーを液体に作用させ
て、液滴吐出の為の原動力を得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。

殊に、ＤＯＬＳ ２８４３０６４号公報に開示されてい
る液体噴射記録法は、所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ ｄｅｍａｎ
ｄ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 ｌｉｎｅ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出来るの
で、高解像度、高品度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
を吐出する為に設けられたオリフィスと、該オリフィス
に連通し、液滴を吐出する為のエネルギーが液体に作用
する部分である熱作用部が設けられている液流路とを有
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。

この様な液体噴射記録ヘッドの構造を示す典型的な例が
第１（ａ）、及び第１図（ｂ）に示される。

第１図（ａ）は、本発明に係わる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、第１図（ｂ）は、第
１図（ａ）に一点鎖線ＸＹで示す部分で切断した場合の
切断面部分図である。

図に示される記録ヘッド１０１は、その表面に電気熱変
換体１０２が設けられている基板１０３の表面に、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１０４で覆う様に接合することによって、オリフ
ィス１０５と液吐出部１０６が形成された構造を有して
る。図に示す記録ヘッドの場合、オリフィス１０５を複
数有するものとして示されてあるが、勿論本発明におい
ては、これに限定されるものではなく単一オリフィスの
場合の記録ヘッドも本発明の範疇に這入るものである。

液吐出部１０６は、その終端に液体を吐出させる為のオ
リフィス１０５と、電気熱変換体１０２より発生される
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起す処である熱
作用部１０７とを有する。

熱作用部１０７は、電気熱変換体１０２の熱発生部１０
８の上部に位置し、熱発生部１０８の液体と接触する面
としての熱作用面１０９をその底面としている。

熱発生部１０８は、基板１０３上に設けられた下部層１
１０、該下部層１１０上に設けられた発熱抵抗層１１
１、該発熱抵抗層１１１上に設けられた上部層１１２と
で構成される。発熱抵抗層１１１には、熱を発生させる
為に該層１１１に通電する為の電極１１３，１１４がそ
の表面に設けられてある。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為の選択電極であっ
て、液吐出部の液流路に沿って設けられてある。

上部層１１２は、熱発生部１０８に於いては発熱抵抗層
１１１を、使用する液体から化学的・物理的に保護する
為に発熱抵抗層１１１と液吐出部１０６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１
１３，１１４間が短絡するのを防止する、発熱抵抗層１
１１の保護的機能を有している。

又、上部層１１２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、これを通
電することによって起る電蝕の防止は、重要であって、
この為にこの様な保護層的機能を有する上部層１１２が
少なくとも液流路下に於ける電極上に設けられている。

更に、各液吐出部に設けられてある液流路は、各液吐出
部の上流に於いて、液流路の一部を構成する共通液室を
介して連通されているが、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を通る
様に設けられている。

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ているのが一般的
である。

ところで、下部層１１０に要求される特性として、 ａ．発熱抵抗層の熱発生部に於いて発生する熱に耐え得
る耐熱性が良好なこと、 ｂ．発熱抵抗層の熱発生部に於いて発生する熱の繰り返
しに耐え得る耐熱衝撃性が良好なこと、 ｃ．下部層上に積層される発熱抵抗層並びに電極層とほ
ぼ同程度の熱膨張率をもつこと、 ｄ．下部層上に積層される各層との密着性が良好なこ
と、 が主として重要である。これ等の特性が充分に満足され
る場合に液体噴射記録ヘッドは寿命が長く、高信頼性の
ものが得られるのである。加えて、液体噴射記録ヘッド
を作製する点から見た場合には、一般に発熱抵抗層はフ
ォトリソ工程により所望の形状に成されるのであるが、
下部層と発熱抵抗層とのエッチング速度比が充分に大き
くないと下部層の不要な部分がエッチングされたりサイ
ドエッチが生じたりして完成したヘッドの寿命が低下し
てしまうという問題もあり、下部層としては耐エッチン
グ性が大きいことも重要な特性の一つとして挙げられ
る。

又、下部層の重要な役割の一つとして、発熱抵抗層が発
生する熱の制御がある。記録時に於いて、必要充分な熱
が液体側へ伝達されるとともに不要な熱は速やかに基板
側に逃がしてやる必要があり、この熱の制御が良好に行
なえないと電気熱変換体への電気信号の入力に対する応
答性が悪化したり、熱が蓄熱されて電気熱変換体等の液
体噴射記録ヘッドを構成するものを破壊したりという悪
影響が生ずる。特に、最近では階調記録性や高速記録性
が要求される為に応答性が高い液体噴射記録ヘッドを望
む声が大きい。この様な要求を満足する為には、記録ヘ
ッドを構成する基板として放熱性に優れた材質のものが
望まれている。更にその様な特性を持った基板を充分に
有効に機能させる為には熱伝導率の高い材料で下部層が
形成されていることが必要である。

併し乍ら、上記の特性を全て満足する材料は、未だ提案
されておらず、従来より液体噴射記録ヘッドの下部層に
好適に用いられることが知られているＳｉの熱酸化Ｓｉ
Ｏ_２においても耐エッチング性、特に高速記録にも好適
な液体噴射記録ヘッドの下部層としては熱膨張率、熱伝
導率等の点において充分に満足し得るものであるとはい
えない場合があった。従って、高速の記録を連続して長
時間行なう場合に、総合的な使用耐久性に優れる液体噴
射記録ヘッドは未だ提供されていないのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明は上記した様な従来の問題点に鑑み成されたもの
で、長寿命で信頼性が極めて高く、かつ高速応答性が良
好である液体噴射記録ヘッドを提供する事を目的とす
る。

又、本発明は、製造加工上に於ける信頼性が高く、製造
工程上の歩留りが高く、液体の噴出特性にバラツキがな
い液体噴射記録ヘッドを提供する事も目的とする。

更に本発明は、上記した様な要求特性を充分に満足した
下部層が基板上に形成されている液体噴射記録ヘッドを
提供する事も目的とする。

更に又、本発明はマルチオリフィス化した場合にも製造
歩留りが高く、信頼性の高い液体噴射記録ヘッドを提供
する事も目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的は、支持体と、該支持体上に形成された炭素ま
たは炭素を主成分とする下部層と、該下部層上にエッチ
ングによって所望パターンに形成された発熱抵抗層と該
発熱抵抗層に電気的に接続した一対の対置する電極とを
備えた電気熱変換体と、該電気熱変換体に対応した液流
路を構成する溝付板と、を有して構成されたことを特徴
とする液体噴射記録ヘッドによって達成される。

第２図（ａ）には、本発明の液体噴射記録ヘッドの好適
な実施態様例の構造の主要部を説明する為のオリフィス
側から見た正面図部分図が、第２図（ｂ）には、第２図
（ａ）に一点鎖線ＡＡ′で示した部分で切断した場合の
切断面部分図が示されており、第２図（ａ）は、第１図
（ａ）に相当し、第２図（ｂ）は第１図（ｂ）に相当す
るものである。

図に示される液体噴射記録ヘッド２００は、所望数の電
気熱変換体２０１が設けられた熱を液吐出に利用する液
体噴射記録用の基板（以下、単に基板と称する。）２０
２と、前記電気熱変換体２０１に対応して設けられた溝
を所望数有する溝付板２０３とでその主要部が構成され
ている。

基板２０２と溝付板２０３とは、所定個所で接着剤等で
接合されることで基板２０２の電気熱変換体２０１の設
けられている部分と、溝付板２０３の溝の部分とによっ
て液流路２０４を形成しており、該液流眼２０４は、そ
の構成の一部に熱作用部２０５を有する。基板２０２
は、シリコン、ガラス、セラミックス等で構成されてい
る支持体２０６、該支持体２０６上に炭素又は炭素を主
成分とする下部層２０７、発熱抵抗層２０８、発熱抵抗
層２０８の表面の両側には、液流路２０４に沿って電極
２０９，２１０、及び発熱抵抗層２０８の電極で被覆さ
れていない部分と、電極２０９，２１０の部分とを覆う
様に無機質材料で構成された保護層２１１とを具備して
いる。電気熱変換体２０１は、その主要部として熱発生
部２１２を有し、熱発生部２１２は支持体２０６上に支
持体２０６側より順次発熱抵抗層２０８、上部層２１１
とが積層されて構成されており、上部層２１１の表面
（熱作用面）２１３は、液流路２０４中を満たす液体と
直に接触している。

第２図に示す液体噴射記録ヘッド２００の場合には、上
部層２１１は、該層２１１の機械的な強度を一層高める
為に、層２１６、層２１７を設けた二重層構造とされて
いて、層２１６は、例えばＳｉＯ_２等の無機酸化物やＳ
ｉ_３Ｎ_４等の無機窒化物等の比較的電気絶縁性、及び耐
熱性に優れた無機質材料で構成され、層２１７は粘りが
あって、比較的機械的強度に優れ、層２１６に対して密
着性と接着性のある、例えば層２１６がＳｉＯ_２で形成
されている場合にはＴａ等の金属材料で構成される。

この様に第１の上部層２１１の表面層を金属等の比較的
粘りがあって機械的強度のある無機質材料で構成するこ
とによって、熱作用面２１３に於いて、液体吐出の際に
生ずるキャビテーション作用からのショックを充分吸収
することが出来、電気熱変換体２０１の寿命を格段に延
ばす効果がある。

而乍ら、上部層２１１の表面層として設けられる層２１
７は、本発明に於いては、必ずしも要するものではな
い。

第１の上部層２１１を構成する材料としては、上記した
無機質材料の他に酸化チタン、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、更に酸化アルミニウム、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、等の金属酸化物及びそれらの複合体、窒化シリコ
ン、窒化アルミニウム、窒化ボロン、窒化タンタル等高
抵抗窒化物及びこれら酸化物、窒化物の複合体、更にア
モルファスシリコン、アモルファスセレン等の半導体な
どバルクでは低抵抗であってもスパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法、蒸着法、気相反応法、液体コーティング法等の製
造過程で高抵抗化し得る薄膜材料を挙げることが出来、
その層厚としては一般に０．１μｍ〜５μｍ、好ましく
は０．２μ〜３μｍとされるのが望ましい。

発熱抵抗層２０８を構成する材料は、通電されることに
よって、所望通りの熱が発生するものであれば大概のも
のが採用され得る。

その様に材料としては、具体的に例えば窒化タンタル、
ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体、或い
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硼化物等が好ましてものとして挙
げられる。

これ等の発熱抵抗層２０８を構成する材料の中、殊に金
属硼化物が優れたものとして挙げられることが出来、そ
の中でも最も特性の優れているのが硼化ハフニウムであ
り、次いで硼化ジルコニウム、硼化ランタン、硼化タン
タル、硼化バナジウム、硼化ニオプの順となっている。

発熱抵抗層２０８は、上記した材料を使用して、電子ビ
ーム蒸着やスパッターリング等の手法を用いて形成する
ことが出来る。

電極２０９と２１０を構成する材料としては、通常使用
されている電極材料の多くのものが有効に使用され、具
体的にいえば、Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｕ等の金属
が挙げられ、こら等を使用して蒸着等の手法で所望位置
に、所望の大きさ、形状、厚さで設けられる。下部層２
０７は、主に熱発生部２１２より発生する熱の支持体２
０６側への流れを制御する層として設けられるもので、
熱作用部２０５に於いて液体に熱エネルギーを作用させ
る場合には、熱発生部２１２より発生する熱が熱作用部
２０５側により多く流れるようにし、電気熱変換体２０
１への通電がＯＦＦされた際には、熱発生部２１２に残
存している熱が、支持体２０６側に速やかに流れる様
に、その層厚の設計が成される。

本発明においては下層部２０７は炭素又は炭素を主成分
とする材料から成る層で構成される。より好ましくは炭
素原子を９０ａｔｏｍｉｃ％以上含有する層とされる。
下部層２０７は、より好適にはダイヤモンドに類似した
特性を有する層で最適にはダイヤモンド構造を有する薄
膜或いはダイヤモンド構造を有する微結晶が含まれてい
る層とされる。この様な層は、ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法、イオン化蒸着法、イオンビーム法、スパッタ法に
よって形成することができ、反応ガスとしては炭素原子
を含有するガス、より好ましくは炭化水素ガスが用いら
れ、具体的にはＣＨ_４ガスやＣ_２Ｈ_６ガスが好適に使用
される。又、上記ガス以外に水素ガスを混合したガスを
用いても良い。層形成時のチャンバー内の圧力は、層形
成法によっても異なるが、一般には好ましくは１０^−２
〜１０^３Ｐａ、より好ましくは１０^−２〜１０^２Ｐａと
され、支持体の温度は室温〜１０００℃程度の範囲とさ
れるのが好ましい。

下部層２０７の層厚は、熱設計条件にもよるが、通常、
好ましくは１μｍ〜２０μｍより好ましくは１μｍ〜１
０μｍ、最適には１μｍ〜５μｍとすることが望まし
い。

溝付板２０３及び熱作用部２０５の上流側に設けられる
共通液室構成部材を構成する材料としては、記録ヘッド
の工作時の、或いは使用時の環境下に於いて形状に熱的
影響を受けないか或いは殆んど受けないものであって微
細精密加工が容易に適用され得ると共に面精度が所望通
りに容易に出、更には、そら等によって形成される流路
中を液体がスムーズに流れ得る様に加工し得るものであ
れば、大概のものが有効である。

次に、第３図を用いて、炭素又は炭素を主成分とする下
部層、より具体的には炭素原子を９０ａｔｏｍｉｃ％以
上含有する層であって、ダイヤモンドに類似した特性を
有し、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、イオン化蒸着法等
によって支持体上に形成される、が耐エッチング性が必
要である旨を説明する。第３図（ａ）は従来の下部層
（例えばＳｉＯ_２）を用いた場合の記録ヘッドの電気熱
変換体の電極部分の模式的切断図、第３図（ｂ）は本発
明による記録ヘッドの電気熱変換体の電極部分の模式的
切断面図である。

記録ヘッドを作製する際、下部層２０７の上部に設けら
れる発熱抵抗層２０８は上記した様な材料が一般に好適
に用いられるが、これ等材料は耐エッチング性に優れて
いる。このため、発熱抵抗層２０８の形状を所望の形状
とする為のパターン形成には通常、フッ酸と硝酸との混
合溶液等の溶解性の高いエッチング液が使用される。従
って下部層を２０７も発熱抵抗層２０８のパターン形成
にあたって侵触され第３図（ａ）に示される様に段差２
１８が形成されてしまう。この段差２１８は、電極２０
９及び発熱抵抗層２０８を保護する為に設けられる上部
層２１１を成膜する際、第３図（ａ）に図示される様に
ステップカバレージ不良である欠陥部２１９の発生要因
となる。この欠陥部２１９によって、上部層２１１上に
満たされる液体が浸透し、電極２０９や発熱抵抗層２０
８と化学反応を生じ、電極２０９や発熱抵抗層２０８を
侵触する。この結果、従来の記録ヘッドは電極となる導
電層や発熱抵抗層が断線したり、発熱抵抗層２０８の発
熱によるたび重なる熱衝撃のために欠陥部２１９を切っ
掛けにしてクラックが発生し上部層２１１が剥離したり
して、寿命や信頼性を著しく低下させていた。

併し乍ら、下部層を本発明による炭素まはた炭素を主成
分とする材料の層とすることによって、下部層は発熱抵
抗層２０８のエッチングの際にもエッチング液に浸され
ず、従って段差や上部層２１１の形成の際生じていた欠
陥部２１９も発生せず第３図（ｂ）に示される様に理想
的なパターン形成が行なえる。このことは、記録ヘッド
の高信頼性、高寿命にそのまま結びつく。

下部層にＳｉＯ_２を用いた別の従来例では、エッチング
による段差２１８をできるだけ抑えるために、基板上の
発熱抵抗層２０８が所望の形状にエッチングされるとほ
とんど同時にエッチング液中からエッチングストッパー
中に基板を浸漬していた。併し乍ら、この様な処理を行
なう場合は、基板上の汚れ、エッチング中に発生するガ
ス、レジスト残渣、発熱抵抗層の膜厚や膜質等のバラツ
キによってパターンが所望等りに形成されず、不要な部
分が残ったり、その結果短絡部が生じていたりという問
題が発生して歩留りを低下させていた。本発明の下部層
を用いることによって、発熱抵抗層がほとんどエッチン
グされた後も冗長的にエッチング液中に基板を浸漬させ
ておけるため、前記問題による歩留りの低下は飛躍的に
解消することができる。

第４図は、基板２０２の熱応答性を、説明するための図
で液体へ熱エネルギーを付与する熱作用面の温度の時間
的変化を示す図である。第４図において、たて軸は、熱
作用面上の時間ｔにおける温度を、熱作用面上で液体が
発泡を開始する温度Ｔｔｈで割った値が示される。通常
Ｔｔｈは１５０〜２５０℃の範囲にある。横軸は熱作用
面にパルス信号が印加された時刻をＯとして場合の時間
である。曲線Ａは、支持体にアルミナ基板を用い、下部
層２０７をグレーズ層（４０μｍ）とし、６μｓのパル
ス信号を与えた場合の熱波形であり、Ｂは支持体をＳｉ
とし、下部層を熱酸化ＳｉＯ_２（５μｍ）とし前記と同
様のパルス信号を与えた場合の熱波形を示す。さらに、
Ｃは、支持体をＳｉとし本発明の下部層（５μｍ）を用
いた場合の熱波形を示す。表記した結果から、ＳｉＯ_２
等の約０．００２ｃａｌ／ｓｅｃ・cm・℃のものから、
本発明の下部層の約１．０ｃａｌ／ｓｅｃ・cm・℃に変
えることにより、従来より、熱の放熱性が格段に向上
し、熱応答性の優れる記録ヘッドを提供することが可能
となる。このため、高速駆動を行っても、基板の蓄熱が
発生することなく、印加電圧を一定として、記録を行う
ことが可能となる。

例えば前記Ａの記録ヘッドの場合は、従来１．５KHz程
度の駆動周波数以上では、ドットサイズが変化し、印字
品位が低下する問題があった。また前記Ｂの記録ヘッド
の場合も、１０KHz以上では同様な問題があったが、本
発明の記録ヘッドでは、２０KHz以上でも十分に記録が
可能であった。第５図は、前記効果を説明するための図
で駆動周波数と吐出開始電圧との関係を示す図である。
たて軸は、低周波数側の吐出開始電圧Ｖｔｈ（周波数を
変化させても、吐出開始電圧が変化しない領域で測定し
た電圧）で、高周波数側の吐出開始電圧Ｖ・ｆ（周波数
を変化した際、基板の蓄熱効果により液体の発泡開始電
圧が変化する周波数領域で測定した電圧）を割った値で
ある。

これから、放熱性の高い本発明の記録ヘッドにおいては
高い周波数まで、蓄熱が発生せず、吐出開始電圧が一定
で、安定した記録が行なえることが示される。

このことは、高速記録や多階調記録が可能な液体噴射記
録ヘッドを提供できるようになることを示す。

また、本発明で用いられる下部層の他の物理的特性も従
来のＳｉＯ_２と比べ格段に望ましいものとなっている。

本発明で用いられる下部層の熱膨張係数は１×１０^−６
〜５×１０^−６／℃程度であるため、支持体として好適
に用いられるＳｉ（熱膨張係数２．５×１０^−６−３×
１０^−６／℃程度）や発熱抵抗層として好適に用いられ
るＨｆＢ_２（熱膨張係数７．６×１０^−６／℃程度）と
の熱膨張係数の差が極めて少ない為（ＳｉＯ_２の熱膨張
係数は３．５×１０^−７〜５．５×１０^−７／℃程度）
各層の剥離やフクレの発生もなく、高信頼性を有する記
録ヘッドが提供される。

尚、下部層は支持体の上部全面に設けられていても良い
が、記録ヘッドの高速応答性の向上を達成する為には少
なくとも電気熱変換体の熱発生部下に下部層が設けられ
ていれば良い。

また、上部層は、２層構造とされたものを第２図におい
て示したが、上部層の目的を達成するのであれば１層構
成であっても何ら問題はない。あるいは、支持体、導電
層、発熱抵抗層が液体（インク）と化学反応を生じたり
することがなければ本発明の場合上部層は必ずしも必要
でない。更に、上部層を３層以上の構成としても熱エネ
ルギーが効果的に液体に伝達されるのであれば全くかま
わない。上部層が３層構成とされる場合の一例として、
支持体側からＳｉＯ_２層、Ｔａ層、有機樹脂層の順に積
層する場合がある。この場合の有機樹脂層は耐インク性
向上のために設けられる。

以下、本発明を実施例によって説明する。

〈実施例〉 先ず、４インチウェハーＳｉ支持体を清浄にした後、減
圧にし得るチャンバー内に収容した。その後、チャンバ
ー内を真空引きし、原料ガスとしてＣＨ_４ガスを水素ガ
スとともに導入し、チャンバー内を１０^−２〜１０^３Ｐ
ａに保ちながら電極間に高周波電圧（ＲＦパワー３kw）
を印加し放電を生起させてプラズマ雰囲気を形成するこ
とで、支持体上に下部層としての炭素薄膜を５μｍ形成
した。

次に、上記炭素薄膜上に発熱抵抗層としてＨｆＢ_２をＲ
Ｆスパッタにより２０００Å形成し、引き続いて電極と
なる導電層としてＥＢ蒸着法によりＡｌを１μｍ形成し
た。

その後、フォトリソ工程を用いて所望の形状となる様に
導電層、（Ａｌ）をエッチングして電極を形成し、引き
続いててフォトリソ工程を用いて不要な部分の発熱抵抗
層（ＨｆＢ_２）をＨＦ系のエッチング液によって除去す
ることで電気熱変換体を形成した。

尚、本実施例において、電気熱変換体はその発熱部分、
即ち、一対の対置する電極に挟持された発熱抵抗層部
分、の大きさを１００μｍ×１００μｍとし、そのピッ
チを８個／mmとした。又、その時の抵抗値は８０Ωであ
った。

以上の様に作製された電気熱変換体を有する基板上にＳ
ｉＯ_２層をスパッタリングにより１．９μｍ厚に、更に
Ｔａ層をスパッタリングにより０．５μｍ厚に順次積層
して保護層（上部層）とし、基板は作製された。

この基板上に感光性樹脂をラミネートした後、感光性樹
脂を所望のパターンに従って露光し、現像することで液
流路の壁面及び液室を形成した。更に、所望のパターン
をもって形成された上記の感光性樹脂硬化膜上にインク
供給口として１ｍの孔が２ケあけられたガラス板をイ
ンク供給口が液室部分になる様にして接合した。引続い
て、発熱抵抗体の先端とオリフィスとの距離が３００μ
ｍとなるようにオリフィス端面を研摩して記録ヘッドを
作製した。

この記録ヘッドに黒色染料とエタノールを主成分とする
インクを０．０１気圧の背厚で熱作用部に供給しなが
ら、矩形電圧パルス印字信号を電気熱変換体に印加して
画像を記録し評価した。

その結果、長時間に亘る記録動作中においても液滴が不
吐出となることはなく、また、高周波数の電気的パルス
信号を入力させても記録されるドット径の差はほとんど
見られず終始安定した記録を行なうことができ。

加えて、高周波数の電気的パルス信号を入力させるとと
もに長時間に亘る記録を行なっても終始安定した記録を
行なうことができた。

更に、インクを記録ヘッド内に充填したまま−３０℃と
６０℃の温度雰囲気中に記録ヘッドを放置し、熱衝撃を
加える試験を繰り返し行なったが、従来のＳｉＯ_２を下
部層として用いた記録ヘッドにおいては不具合の出るも
のもある条件であっても本発明の実施例は基板に起因す
る不具合は全く見られなかった。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明た様に、本発明によれば繰返し連続使
用に当っても下部層における蓄熱が生じず、熱放散性が
高くなる為高速記録及び多階調記録に適した液体噴射記
録ヘッドが提出される。

又、本発明の下部層は高耐エッチング性を有する為、製
造工程における歩留まりが高く、また、高信頼性を有す
る液体噴射記録ヘッドが提供される。

加えて、本発明によれば、下部層の熱膨張係数が該層と
接する他の材料の熱膨張係数と近い値を有するため、記
録動作を伴うたび重なる熱作用の繰り返しによる熱応力
にも充分に耐える高耐久、高寿命な液体噴射記録ヘッド
が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係わる液体噴射記録ヘッドを説
明する為の模式的正面部分図、第１図（ｂ）は第１図
（ａ）に一点鎖線ＸＹで示す部分で切断した場合の模式
的切断面部分図である。第２図（ａ）は本発明を説明す
る為の模式的正面部分図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）
に一点鎖線Ｘ′Ｙ′で示す部分で切断した場合の模式的
切断面部分図である。第３図（ａ）は従来の記録ヘッド
の電極部分の模式的切断面図、第３図（ｂ）は本発明の
電極部分の模式的切断面図である。第４図は熱作用面の
温度の時間的変化を示す図、第５図は駆動周波数と吐出
開始電圧との関係を示す図である。 １０３，２０６…支持体 １１０，２０７…下部層 １１１，２０８…発熱抵抗層 １１３，１１４，２０９，２１０…電極 １１２，２１１…上部層 １０１，２００…記録ヘッド １０４，２０３…溝付板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持体と、トップに該支持体上に形成され
   た炭素または炭素を主成分とする下部層と、 該下部層上にエッチングによって所望パターンに形成さ
   れた発熱抵抗層と該発熱抵抗層に電気的に接続した一対
   の対置する電極とを備えた電気熱変換体と、 該電気熱変換体に対応した液流路を構成する溝付板と、 を有して構成されたことを特徴とする液体噴射記録ヘッ
   ド。