JPH0768757A

JPH0768757A - サーマルインクジェットヘッド

Info

Publication number: JPH0768757A
Application number: JP22028293A
Authority: JP
Inventors: Takuro Sekiya; 卓朗関谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】発熱体の短手方向の長さを台形形状のインク
流路溝の上底幅より長くし、又は、発熱体の短手方向の
長さを台形形状のインク流路溝の下底幅より短かくし、
隣接ジェットの相互干渉を防止し、安定したインク噴射
を行う。【構成】発熱体１２を有する発熱基板１０と、（１０
０）面の結晶方位面に切り出された単結晶Ｓｉウエハに
異方性エッチングによって形成された複数本の平行な台
形形状流路溝２２を有する流路の基板２０とから成る。
発熱基板１０と流路基板２０は発熱体１２の発熱面と流
路溝面２２とが相対するように積層されている。発熱体
１２の短手方向の長さｌ₁を、台形形状流路溝２２の上
底の幅ａより長くし、或いは、下底の幅ｂより短くし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、インクジェットヘッドに関し、
より詳細には、発熱体を形成した基板と、溝を形成した
基板とを積層してなるサーマルインクジェットヘッドに
関するものである。

【０００２】

【従来技術】ノンインパクト記録法は、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に
おいて、最近、関心を集めている。その中で、高速記録
が可能であり、しかも、所謂普通紙に特別の定着処理を
必要とせずに記録の行える所謂インクジェット記録法は
極めて有力な記録法であって、これまでにも様々な方式
が提案され、改良が加えられ、商品化されたものもあれ
ば、現在もなお実用化への努力が続けられているものも
ある。

【０００３】このようなインクジェット記録法は、所謂
インクと称される記録液体の小滴（droplet）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、た
とえば、本出願人は、先に、特公昭５６−９４２９号公
報として出願している。ここに、それを要約すれば、液
室内のインクを加熱して気泡を発生させてインクに圧力
上昇を生じさせ、微細な毛細管ノズルからインクを飛び
出させて記録するものである。その後、この原理を利用
して多くの発明がなされた。

【０００４】本発明者らは、先に、特願平５−１４１６
６１において、流路基板を製作する方法の一例として、
単結晶Ｓｉの異方性エッチングを利用した台形形状溝を
流路とする例を提案した。この方法で形成されるインク
流路は、その台形形状溝が２つの等価な（１１１）面
と、（１００）面とよりなり、単結晶の精度で形成さ
れ、その面も非常になめらかであり、インクジェットの
流路としてみた場合、大変都合が良いものである。しか
しながら、このような構成のサーマルインクジェットは
まだ研究がはじまったばかりであり、その流路の大きさ
などをどのようにしたら安定したインク噴射ができるの
かなどはまだわかっていない。具体的には、紙面上での
ドットの位置精度が悪く、高画質が得られていない、あ
るいは、インクが噴射中に停止してしまったり（噴射し
なくなったり）するという問題がある。

【０００５】

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、単結晶Ｓｉの異方性エ
ッチングによって形成された台形形状の流路を有するサ
ーマルインクジェットヘッドにおいて、紙面上でのドッ
ト位置精度を高めて、高画質記録を実現でき、さらに
は、インクの噴射が停止することなく、安定してインク
を噴射するようなインクジェットヘッドの構成を提供す
ることにある。

【０００６】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、基板上
に蓄積層と、発熱層と、該発熱層に通電するための電極
層と、前記発熱層及び電極層を保護する保護層とを順次
形成して有し、前記発熱層が個別に駆動できる複数個の
矩形形状の発熱体である第１の基板と；（１００）面の
結晶方位面に切り出された単結晶Ｓｉウエハに異方性エ
ッチングによって形成された複数本の平行な台形形状流
路溝を有する第２の基板とから成り、前記発熱体の発熱
面と流路溝面とが相対するように前記第１の基板と第２
の基板とを積層してなるサーマルインクジェットヘッド
において、（１）前記発熱体の短手方向の長さを、前記
台形形状流路溝の上底の幅より長くしたこと、或いは、
（２）前記発熱体の短手方向の長さを、前記台形形状流
路溝の下底の幅より短くしたことを特徴としたものであ
る。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

【０００７】最初に、図１を参照しながらサーマルイン
クジェットによるインク噴射について説明をすると、
（ａ）は定常状態であり、オリフィス面でインク１の表
面張力と外圧とが平衡状態にあり、メニスカス２は、こ
のオリフィス面に形成されている。（ｂ）はヒータ３が
加熱されて、ヒータ３の表面温度が急上昇し、隣接イン
ク層に沸騰現像が起きるまで加熱され、微小気泡４が点
在している状態にある。（ｃ）はヒータ３の全面で急激
に加熱された隣接インク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作
り、気泡５が生長した状態である。この時、ノズル内の
圧力は、気泡の生長した分だけ上昇し、オリフィス面で
の外圧とのバランスがくずれ、オリフィスよりインク柱
６が生長し始める。（ｄ）は気泡５が最大に生長した状
態であり、オリフィス面より気泡５の体積に相当する分
のインクが押し出される。この時、ヒータ３には電流が
流れていない状態にあり、ヒータ３の表面温度は降下し
つつある。気泡５の体積の最大値は電気パルス印加のタ
イミングからややおくれる。（ｅ）は気泡５がインクな
どにより冷却されて収縮を開始し始めた状態を示す。イ
ンク柱６の先端部では気泡の収縮に伴ってノズル内圧の
減少によりオリフィス面からノズル内へインクが逆流し
てインク柱６にくびれ７が生じている。（ｆ）はさらに
気泡５が収縮し、ヒータ面にインクが接し、ヒータ面が
さらに急激に冷却される状態にある。オリフィス面で
は、外圧がノズル内圧より高い状態になるためメニスカ
ス２が大きくノズル内に入り込んで来ている。インク柱
の先端部は液滴８になり記録紙の方向へ５〜１０m/sec
の速度で飛翔している。（ｇ）はオリフィスによりイン
クが毛細管現象により再び供給（リフィル）されて
（ａ）の状態にもどる過程を示し、この時、気泡は完全
に消減している。

【０００８】上述のような原理のサーマルインクジェッ
トにおいて、通常、図２（ａ）に示すような発熱体基板
１０が使用される。この発熱体基板１０には、各ノズル
に対応して設けられる個別電極１１ａ、各個別電極１１
ａに対して設けられた発熱体１２、及び、全個別電極１
１ａに共通の共通電極１１ｂ等が配設されている。図２
（ｂ）は、図２（ａ）に示した発熱体１２部のＢ−Ｂ線
断面拡大図で、図中、１３は基板、１４は蓄熱層、１５
は発熱体層、１６は電極層、１７は保護層、１８は耐キ
ャビテーション保護層、１９は電極保護層である。

【０００９】次に、上述のような発熱体基板１０を製作
する方法について説明する。本発明に使用される基板１
３としては、たとえば、アルミナセラミックス、ガラ
ス、Ｓｉウエハなどを用いる。あるいは、スパッタリン
グ等の技術によって、ＳｉＯ₂を数μｍの厚さで形成し
たアルミナセラミックス板も良い。ガラスを使用する場
合には、ガラスそれ自体が熱伝導率が低いため蓄熱作用
をもつので、特別に蓄熱層を別個に設ける必要にはな
い。Ｓｉウエハを使用する場合には、材料の入手が容易
（半導体プロセス分野で大量に出まわっている）であ
り、各種の半導体プロセス装置が利用でき、量産性が高
く都合が良い。ここでは、一例として、Ｓｉウエハ１３
上に発熱部等を形成する方法について説明する。

【００１０】最初に、基板となるＳｉウエハ１３は、た
とえば、拡散炉中で、Ｏ₂，Ｈ₂Ｏのガスを流しながら、
８００〜１０００℃の高温にさらされ、表面に熱酸化
膜、ＳｉＯ₂を１〜２μｍ成長させる。このＳｉＯ₂は蓄
熱層１４として働き、後述の発熱体で発生した熱が、基
板１３の方へ逃げないようにし、インクの方向に効率良
く伝わるようにするためのものである。

【００１１】次に、発熱体および電極等の形成方法につ
いて説明する。蓄積層１４（ＳｉＯ₂）の上には、発熱
体層１５が形成されるが、この発熱体層１５を構成する
材料として有用なものには、タンタルーＳｉＯ₂の混合
物、窒化タンタル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シ
リコン半導体、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、パナジウム等の金属の硬化物があ
げられる。金属の硼化物のうち最も特性の優れている
は、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
化ニオブの順となっている。

【００１２】発熱体層１５は、上記の材料を用いて、電
子ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成す
ることができる。発熱体層１５の膜厚は、単位時間当り
の発熱量が所定通りとなるように、その面積、材質及び
熱作用部分の形状及び大きさ、更には、実際面での消費
電力に従って決定されるものであるが、通常の場合、
０.００１〜５μｍ、好適には、０.０１〜１μｍとされ
る。本発明では、ＨｆＢ₂を２０００Åスパッタリング
した例を示した。電極１６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、具体的には、たとえば、Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，
Ｃｕ等があげられ、これらを使用して蒸着等の手法で所
定位置に、所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。本
発明では、Ａｌをスパッタリングにより、１.４μｍ形
成した。

【００１３】保護層１７に要求される特性は、発熱体で
発生された熱を記録液体に効果的に伝達することを妨げ
ずに、記録液体より発熱体を保護するということであ
る。保護層１７を構成する材料として有用なものには、
たとえば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化マグネシ
ウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルゴニ
ウム等があげら、これらは、電子ビーム蒸着やスパッタ
リング等の手法を用いて形成することができる。又、炭
化ケイ素、酸化アルミニウム（アルミナ）等のセラミッ
ク材料も好適に用いられる材料である。保護層の膜厚
は、通常は０.０１〜１０μｍ、好適には、０.１〜５μ
ｍ、最適には０.１〜３μｍとされるのが望ましい。本
発明では、スパッタリングにより、ＳｉＯ₂を１.２μｍ
形成した。

【００１４】さらに、本発明では、発熱体領域を、気泡
発生によるキャビテーション破壊から保護するために、
耐キャビテーション保護層１８として、Ｔａをスパッタ
リングにより、４０００Å形成した。又、電極保護層１
９として、レジン層を２μｍ形成している。上述のよう
にして形成された第１の基板、すなわち、発熱体基板１
０の発熱面側に、本発明では、断面形状が台形形状とな
る溝を形成した第２の基板、すなわち、図３に示す流路
基板２０を、発熱面と流路面が相対するように積層して
サーマルインクジェットヘッドを構成する。

【００１５】次に、本発明に適用される流路基板２０に
ついて説明する。最初に、図３によりその原理を説明す
る。基板２１はシリコン単結晶で構成されている。この
シリコン単結晶は図３におけるＸ軸とＹ軸が互いに直交
する＜１１０＞軸となるように限定され、且つ、Ｘ−Ｙ
軸面（上下面）が単結晶の（１００）面となるように限
定されている。このようにすると、単結晶の（１１１）
面はＹ軸に平行で、且つＸ−Ｙ軸面に対し、約５４.７
°の角度で交わることになる。

【００１６】基板２１に形成された断面形状が台形形状
となる溝２２は、底面２２ａが（１００）面、そして、
その両側面２２ｂが等価な２つの（１１１）面で構成さ
れている。（１１１）面は、他の結晶面にくらべ、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、ヒドラジンの如きアル
カリ水溶液によるエッチング速度がきわめて鈍く、（１
００）面をアルカリ系溶液でエッチングすると、（１０
０）面と約５４.７°の角度をなす（１１１）面があら
われ、図３のような台形形状溝２２を得ることができ
る。この台形形状の溝２２の上側の開口面はフォトエッ
チングの際のフォトレジストの問隔で定まり、きわめて
精度の高いものである。また、溝の深さは、エッチング
時間をコントロールすることにより容易に管理できる。
また、エッチングによって覆われた（１１１）面はきわ
めて平滑で直線性が高い。

【００１７】次に、図４に基づいて、基板２１に台形形
状の流路溝２２を形成する方法を説明する。まず、前述
のような結晶方向のシリコン単結晶からなる基板２１を
形成する。図４では、基板２１は、紙面に対し結晶方向
が＜１１０＞軸、上下面が（１００）面である。この基
板２１を、例えば、８００〜１２００℃程度の水蒸気雰
囲気中に置き、基板２１に熱酸化膜２３を形成する
（（ａ）の状態）。熱酸化膜２３の厚さはエッチング深
さの０.３％程度あれば充分である。次に、熱酸化膜２
３の上面全面に周知の方法でフォトレジスト２４を塗布
し、それを写真乾燥を用いて露光し、現像を行ないフォ
トレジストパターンを得る（（ｂ）の状態）。次に、フ
ォトレジストパターンの間に対面している熱酸化膜２３
をフッ素水溶液等により除去し、シリコンの露出部２１
ａ，２１ｂを得、その後、フォトレジスト２３を取り去
る（（ｃ）の状態）。このような状態にある基板２１を
２２％、９０℃の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶
液中においてエッチングする。

【００１８】ここで、水酸化テトラメチルアンモニウム
を用いた理由は、前述の水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等を使用した場合にくらべて露出している（１０
０）面が非常になめらかな鏡面状態が得られるからであ
る。これにより、前記露出部２１ａ，２１ｂのエッチン
グが進行するが、（１１１）面のエッチング進行速度は
（１００）面のそれの０.３〜０.４％程度であるため、
前記露出部２１ａ，２１ｂの各底部からは基板２１の上
面（これは前述のように（１００）面である）に対して
ｔａｎ-¹√２（約５４.７°）の角度をなす（１１１）
面が表われ、結局、エッチングにより形成される溝２２
の形状は台形形状となる（（ｄ）の状態）。

【００１９】ここで、上記台形形状溝２２の精度につい
て説明すると、まず、熱酸化膜２３の端部の下面におけ
るいわゆるアンダカットはきわめて小さく、（１００）
面のエッチング深さ０.２％程度でしかない。したがっ
て、台形形溝２２の幅Ｗは、フォトマスク乾燥の誤差を
考慮に入れても、±１μｍ程度の精度にできる。最後
に、エッチングマスクに使用した熱酸化膜２３はフッ素
酸水溶液等により除去され、台形形状溝２２が形成され
たシリコンのみの基板２１となる（（ｅ）の状態）。こ
れを実際にインクジェットヘッドに使用するには、シリ
コンをインクから保護するため、ＳｉＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄等
の保護膜で被覆することも行なわれる。

【００２０】以上のように形成された台形形状流路溝２
２を有する流路基板２０は、発熱体基板１０と接合、あ
るいは、圧接される。その後、このように積層された２
枚の基板は、発熱体１２から少し下流（１００〜２００
μｍ程度）の領域において、流路に対してほぼ垂直方向
にダイシングソーによって切断され、インク吐出ノズル
が切り出されて完成する。図５は、その完成したヘッド
の斜視図であり、図６は、該ヘッドを吐出ノズル側から
見た場合の部分図である。

【００２１】なお、インク吐出ノズル部の形成方法とし
て、上記のように、ダイシングソーによって切断した面
をそのままインク吐出ノズルとする方法の他に、別に、
ノズル板を形成して、前記の切断した面にノズル板を接
合するようにしてもよい。このような構成の一例とし
て、図７にその例を示した。図７において、３０はノズ
ル板で、このノズル板の形成方法としては、たとえば、
ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニ
レンオキサイド、ポリプロピレンなどの樹脂板（厚さ１
０〜５０μｍ程度）に、エキシマレーザを照射して、樹
脂を除去・蒸発せしめて、インク吐出ノズル３１を形成
する。

【００２２】この方法によると、マスクパターン（本発
明では、台形）に沿った精密な加工を簡単に行うことが
でき、高精度なノズル板３０が得られる。なお、このノ
ズル板３０は、前記の切断面に接着剤によって接合され
る。又、この方法で得られるノズルの大きさは、前記切
断面のインク流路の断面と同等かやや小さめにするのが
よい。このように、ノズル板を別体に設けるヘッドは、
図５に示したヘッドにくらべて、インク噴射の安定性が
良いというメリットがある。

【００２３】以上のような構成のインクジェットヘッド
は、前述のように、インク流路が非常になめらかである
ため、インク噴射性能が優れているのであろうことは容
易に推察がつくが、現実には、その流路の大きさをどの
ようにしたら良いのかはわかっていない。従って、噴射
が不安定で、紙面上のドット位置精度が悪く、高画質が
得られる、あるいは、噴射中にインクが噴射しなくなっ
たする。その理由は、従来よりある、丸、あるいは、正
方形状（矩形形状）の断面をもつ流路に対して、本発明
は台形であるため、従来の条件がそのまま適用すること
ができないためと考えられる。そこで、本発明者は、流
路部のディメンションをいろいろ変え、発熱体の短手方
向の長さと関係づけながら、安定した液噴射条件をさぐ
る実験を行った。

【００２４】〔実験１〕図８のようなヘッドを製作し
（ただし、図８（ａ）は全体斜視図、図８（ｂ）はイン
ク流路２２を軸線方向に通る断面図、図８（ｃ）は発熱
体１２部の平面図）、下記の条件で噴射し、噴射安定
性、ジェット速度などを調べた。・ヘッド：・発熱体サイズ：３５μｍ（ｌ₁）×１６０
μｍ（ｌ₂）（１２０Ω）・全流路長さ（吐出口〜共通液室までの長さ）：６８０
μｍ（Ｌ₀）・吐出口〜発熱体までの距離：２００μｍ（Ｌ₁）・流路のディメンションは表１のように変えたものを異
方性エッチングで製作した。・ヘッド駆動条件：・駆動電圧Ｖ₀＝２７.５Ｖ・駆動パルス幅Ｐｗ＝６μｓ・連続駆動周波数Ｆ₀＝７.２KMz ・噴射に使用した液体（透明液体）：・水…７５％、グ
リセリン…１８％エチルアルコール…７％の組成をもつビークル

【００２５】

【表１】

【００２６】表１の結果より、発熱体の短手方向の長さ
と、台形の上底の関係は上底を発熱体の短手方向の長さ
より小さくする方が安定したジェットの噴射が得られる
ことがわかる。

【００２７】〔実験２〕実験１と同様の実験を発熱体サ
イズ、流路サイズなどを小さくして行った。ヘッドの条
件は以下のとおりであり、液体は同じものを使用した。
評価結果を表２に示す。・ヘッド：・発熱体サイズ：２８μｍ（ｌ₁）×１２０
μｍ（ｌ₂）（１０５Ω）・全流路長さ（吐出口〜共通液室までの長さ）：４６０
μｍ（Ｌ₀）・吐出口〜発熱体までの距離：１４０μｍ（Ｌ₁）・流路のディメンションは表２のように変えたものを異
方性エッチングで製作した。・ヘッド駆動条件：・駆動電圧Ｖ₀＝２１Ｖ・駆動パルス幅Ｐｗ＝５μｓ・連続駆動周波数Ｆ₀＝９.６ＫＨｚ

【００２８】

【表２】

【００２９】表２の結果からも、上底を発熱体の短手方
向の長さより小さくする方が安定した噴射が得られるこ
とがわかる。次に、発熱体の短手方向の長さと、台形流
路の下底の関係を調べるための実験を行った。

【００３０】〔実験３〕・ヘッド：・発熱体サイズ：５５μｍ（ｌ₁）×１００
μｍ（ｌ₂）（５０Ω）・全流路長さ（吐出口〜共通液室までの長さ）：６７０
μｍ（Ｌ₀）・吐出口〜発熱体までの距離：１９０μｍ（Ｌ₁）・流路のディメンションは表３のように変えたものを異
方性エッチングで製作した。・ヘッド駆動条件：・駆動電圧Ｖ₀＝２８.５Ｖ・駆動パルス幅Ｐｗ＝５.５μｓ・連続駆動周波数Ｆ₀＝７.２ＫＨｚ・噴射に使用した液体（透明液体）：・水…７５％、グ
リセリン…１８％エチルアルコール…７％の組成をもつビークル

【００３１】

【表３】

【００３２】表３の結果からも、台形の下底の長さは、
発熱体の短手方向の長さより長くしないと、残留気泡が
流路にとどまり、噴射が安定して行われなくなることが
わかる。

【００３３】〔実施例１〕４００ｄｐｉの配列密度で、
６４ノズルを１列に配列したヘッドを試作した。発熱体
１２の大きさ（ｌ₁×ｌ₂）は２８μｍ×１２０μｍ（１
０６Ω）であり、全流路長Ｌ₀は４６０μｍ、吐出口〜
発熱体までの距離Ｌ₁は１４０μｍとした。流路基板２
０は（１００）面の単結晶Ｓｉウエハに異方性エッチン
グによって、６４本の平行な台形形状溝２２を形成した
ものを使用した。台形のディメンションは、上底ａ＝２
４μｍ、下底ｂ＝５２.７μｍ、高さｈ＝２０.２μｍで
ある。ヘッドの構造は、図５に示したような流路の先端
がそのまま吐出口となるようなものである。噴射に使用
したインクは、グリセリン：１８％、エチルアルコール
４.８％、水：７５％、Ｃ.Ｉ.ダイレクトブラック１５
４（染料）：２.２％の組成のものであり、ヘッドの駆
動条件は、駆動電圧Ｖ₀＝２１Ｖ、駆動パルス幅６μ
ｓ、連続駆動周波数Ｆ₀＝９.６ＫＨｚとした。記録紙と
して、三菱製紙製マットコート紙ＮＭを使用し、全面ベ
タ印字を行ったところ、ドット抜けが全くなく、きれい
なベタ黒印字ができた。又、間引き印写を行い、ドット
径、およびその位置精度を調べたところ、ドット径は、
φ９４μｍであり、その位置精度のずれも１／４ドット
以内にはいっていることがわかった。

【００３４】〔実施例２〕３００ｄｐｉの配列密度で、
６４ノズルを１列に配列したヘッドを試作した。発熱体
の大きさ（ｌ₁×ｌ₂）は、５５μｍ×１００μｍ（５１
Ω）であり、全流路長Ｌ₀は、６７０μｍ、吐出口〜発
熱体までの距離Ｌ₁は１９０μｍとした。流路基板２０
は、（１００）面の単結晶Ｓｉウエハに異方性エッチン
グによって、６４本の平行な台形形状溝２２を形成した
ものを使用した。台形のディメンションは、上底ａ＝２
７μｍ、下底ｂ＝６０.３μｍ、高さｈ＝２３.５μｍで
ある。ヘッドの構造は、図５に示したような流路の先端
がそのまま吐出口となるようなものである。噴射に使用
したインクは、グリセリン：１８％、エチルアルコール
４.８％、水：７５％、Ｃ.Ｉ.ダイレクトブラック１５
４（染料）：２.２％の組成のものであり、ヘッドの駆
動条件は、駆動電圧Ｖ₀＝２８.５Ｖ、駆動パルス幅５.
５μｓ、連続駆動周波数Ｆ₀＝７.２ＫＨｚとした。記録
紙として、三菱製紙製マットコート紙ＮＭを使用し、全
面ベタ印字を行ったところ、ドット抜けが全くなく、き
れいなベタ黒印字ができた。又、間引き印写を行い、ド
ット径、およびその位置精度を調べたところ、ドット径
は、φ１２７μｍであり、その位置精度のずれが１／４
ドット以内にはいっていることがわかった。

【００３５】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。（１）請求項１に対応する効果：台形形状のインク流路
を有するヘッドにおいて、発熱体の短手方向の長さを台
形の上底より長くしたので、隣接ジェットの相互干渉が
おこらず、安定したインク噴射が行え、ドット位置精度
も高く、高画質が得られるようになった。（２）請求項２に対応する効果：台形形状のインク流路
を有するヘッドにおいて、発熱体の短手方向の長さを台
形の下底より短かくしたので、流路に残留気泡がとどま
ることなく、安定したインク噴射が行え、ドット位置精
度も高く、高画質が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】サーマルインクジェットヘッドの動作原理を
説明するための図である。

【図２】発熱体基板の一例を示す斜視図、及び発熱部
拡大断面図である。

【図３】流路基板の一例を示す一部斜視図である。

【図４】流路基板の流路溝形成方法を説明するための
図である。

【図５】本発明によるサーマルインクジェットの一例
を示す斜視図である。

【図６】図５の流路部拡大断面図である。

【図７】本発明によるサーマルインクジェットヘッド
の他の例を説明するための図である。

【図８】本発明の実験に使用したサーマルインクジェ
ットヘッドの例を示す図である。

【符号の説明】

１０…発熱体基板、２０…流路基板、２２…台形形状
溝。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に蓄積層と、発熱層と、該発熱層
に通電するための電極層と、前記発熱層及び電極層を保
護する保護層とを順次形成して有し、前記発熱層が個別
に駆動できる複数個の矩形形状の発熱体である第１の基
板と；（１００）面の結晶方位面に切り出された単結晶
Ｓｉウエハに異方性エッチングによって形成された複数
本の平行な台形形状流路溝を有する第２の基板とから成
り、前記発熱体の発熱面と流路溝面とが相対するように
前記第１の基板と第２の基板とを積層してなるサーマル
インクジェットヘッドにおいて、前記発熱体の短手方向
の長さを、前記台形形状流路溝の上底の幅より長くした
ことを特徴とするサーマルインクジェットヘッド。
【請求項２】基板上に蓄積層と、発熱層と、該発熱層
に通電するための電極層と、前記発熱層及び電極層を保
護する保護層とを順次形成して有し、前記発熱層が個別
に駆動できる複数個の矩形形状の発熱体である第１の基
板と；（１００）面の結晶方位面に切り出された単結晶
Ｓｉウエハに異方性エッチングによって形成された複数
本の平行な台形形状流路溝を有する第２の基板とから成
り、前記発熱体の発熱面と流路溝面とが相対するように
前記第１の基板と第２の基板とを積層してなるサーマル
インクジェットヘッドにおいて、前記発熱体の短手方向
の長さを、前記台形形状流路溝の下底の幅より短くした
ことを特徴とするサーマルインクジェットヘッド。