JPH091806A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JPH091806A
JPH091806A JP15745895A JP15745895A JPH091806A JP H091806 A JPH091806 A JP H091806A JP 15745895 A JP15745895 A JP 15745895A JP 15745895 A JP15745895 A JP 15745895A JP H091806 A JPH091806 A JP H091806A
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JP
Japan
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substrate
heat storage
inorganic
storage layer
film
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JP15745895A
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English (en)
Inventor
Takumi Suzuki
工 鈴木
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Canon Inc
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Canon Inc
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板と蓄熱層との密着性良好でかつ基板と発
熱抵抗体の電気的絶縁性を保持した十分な性能のインク
ジェットヘッドを提供する。 【構成】 金属基板1上に設けられた、基板1よりも熱
伝導率の低い材料からなる蓄熱層3と前記基板1との間
に無機または有機膜2が設けられていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオンデマンド型のインク
ジェットの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】オンデマンド型インクジェットヘッドを
使用したプリンタは、印字の静寂性、ランニングコスト
の安さから広く使用されている。
【0003】従来のインクジェットヘッドの構造は、図
9に示すようにSiウェハーまたはSi基板1上に蓄熱
層3、発熱抵抗体5、配線導体4、抵抗保護膜(不図
示)等々を薄膜形成して、できている。また、他の方法
によると、前記Siウェハー、Si基板に変わって、金
属基板を用いる発明もあるが、前記Siウェハー、Si
基板を用いたヘッドは、基板製造コストが高くウェハー
では大型のヘッドが作りにくいこと、Si基板を用いる
ヘッドは、大型のヘッドは形成できるが、基板製造コス
トはSiウェハーより高くなるので、ヘッドのコストが
高くなる欠点を有する。
【0004】また上記Siウェハー、Si基板に変わっ
て金属を用いたヘッドもある。例えば、特許公開昭和5
5−123478(キヤノン 原 利民他)に金属基板
上に、低熱伝導性の薄膜を設けるものが見られる。しか
し、基板に直接低熱伝導性薄膜を形成しているので、金
属上に蓄熱層を設けるときに蓄熱層と基板との密着性を
考慮すると基板材料の金属の選択範囲が狭まり、十分な
性能のヘッドを提供することが難しいこと、また金属を
基板としているのでその上に設けられる蓄熱層だけで
は、基板と発熱抵抗体の電気的絶縁性を保つことが、蓄
熱層の形成方法を考慮すると、難しいという問題を有す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題を
解決した新規なインクジェットヘッドを提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段
によって達成される。すなわち、本発明は複数のインク
吐出口を有し、この吐出口からインクを飛翔させること
により印字を可能とするインクジェットヘッドにおい
て、前記インクジェットヘッドを設けるための基板が金
属からなり、前記金属基板上に設けられた、基板より熱
伝導率の低い材料からなる蓄熱層と前記基板との間に無
機または有機膜が一層設けられていることを特徴とする
インクジェットヘッドを提案するものであり、前記無機
または有機膜が絶縁性を有するものであること、前記基
板上に設けられた蓄熱層がポリイミド、ポリエーテルア
ミド、ポリアミドイミド、またはポリアミドであるこ
と、前記無機膜の形成方法が前記基板を陽極酸化してな
ること、前記無機または有機膜の形成方法がスパッタ、
CVD、蒸着等真空成膜によるものであること、前記無
機または有機膜の形成方法が予め膜として形成された材
料を接着することによることを含む。
【0007】以下、本発明を図面を参照して更に詳細に
説明する。図1は本発明の一実施例を示すインクジェッ
トヘッドの断面部分図である。本発明のインクジェット
ヘッドは図1に示すように金属からなる基板1と該基板
1より熱伝導率の低い材料からなる蓄熱層3との間に無
機または有機膜2が設けられてなり、該蓄熱層3上には
発熱抵抗体5と配線導体4が設けられている。
【0008】本発明において使用される金属からなる基
板1としてはアルミニウム、銅、Ni、Fe、W等が挙
げられ、熱伝導率は70〜400W/mK、厚み1〜5
mmのものが好ましく用いられる。
【0009】また金属基板1上に設けられる該金属基板
1より熱伝導率の低い材料からなる蓄熱層3としてはポ
リイミド、ポリエーテルアミド、ポリアミドイミド、ポ
リアミド等が挙げられる。蓄熱層の熱伝導率が低い材料
であっても、比重が大きいものや比熱の大きいものは、
蓄熱層での熱の消費が大きく、放熱にも時間がかかるこ
とから好ましくない。本発明者は種々の材料を検討した
ところどの材料であっても、比熱は1〜2の間であって
殆ど変わらないことが判明した。そこで熱伝導率の低い
材料であって比重の低いものを蓄熱層3とすることとし
た。この場合無機の材料は、分子または元素が緻密に結
合していることが多く、密度の高いものが多い。そこで
前述の有機樹脂を用いることとした。また金属基板1と
該金属基板1より熱伝導率の低い材料からなる蓄熱層3
の間に設けられる無機膜2としてはCr、Ti、Si3
4 、Al箔、Ta等が挙げられ、金属基板と該金属基
板より熱伝導率の低い材料からなる蓄熱層3との間に設
けられる有機膜2としてはポリイミド、ポリアミド、ポ
リエーテルアミド、ポリアミドイミド等が挙げられる。
【0010】上記無機または有機膜2はスパッタ、CV
D、蒸着等適宜の公知の手段により厚み0.01〜0.
3μm程度に形成するのが好ましい。
【0011】上記無機または有機膜の絶縁抵抗は1KΩ
以上程度のものが好ましく用いられる。無機または有機
膜の絶縁抵抗が1KΩ未満では金属基板と配線とのショ
ートの問題があり好ましくない。
【0012】本発明のインクジェットヘッドの基板1と
発熱抵抗体5との好適な電気絶縁性を保持させるために
は無機膜は陽極酸化することが好ましい。また前記の無
機または有機膜2は予め膜として形成された膜を公知の
接着剤により接着してもよい。
【0013】以下本発明を実施例に基ずき説明する。
【0014】
【実施例】
実施例1 本発明の実施例の断面図を図1に、工程説明図を図5に
示す。熱伝導率223W/mKである金属基板(Al)
1上に密着性を備えたCrをスパッタした。膜厚は、5
nmとした。蓄熱層として、熱伝導率0.15W/mK
であるポリイミド(DuPontPl2611)をスピ
ンコーティングで塗布した。膜厚は0.5μmである。
不活性ガス雰囲気炉でキュアしたのち、発熱抵抗体とし
てTaを100nm、配線導体材料としてAlを500
nmスパッタした。フォトリソでパターニングしたの
ち、保護膜としてAlを100nmスパッタし、伝導性
を維持したい部分はレジストで覆ったのち図2に示すよ
うな装置により陽極酸化で前記保護膜のAlを酸化膜と
した。インク流路を形成後天板を被せて切断し、本発明
によるヘッドは完成した。
【0015】実施例2 実施例1においてCrの代りにTiを用いる以外は同様
の方法によってヘッドを製造した。
【0016】実施例3 図4に本発明によるインクジェットヘッドの断面図を示
す。熱伝導率223W/mKである金属基板(Al)を
図2に示すような陽極酸化液に浸漬し、DC電圧を10
0V与え、基板を陽極酸化して、厚み約100nmのA
23 を設けた。このAl23 膜の絶縁抵抗は10
KΩであった。蓄熱層として、熱伝導率0.15W/m
Kであるポリイミド(DuPontPl2611)をス
ピンコーティングで塗布した。膜厚は0.5μmであ
る。発熱抵抗体としてTaを100nm、配線導体材料
としてAlを500nmスパッタした。フォトリソでパ
ターニングしたのち、保護膜としてAlを100nmス
パッタし、伝導性を維持したい部分はレジストで覆った
のち陽極酸化で前記保護膜のAlを酸化膜とした。イン
ク流路を形成後天板を被せて切断し、本発明によるヘッ
ドは完成した。(図5参照) 実施例4 本発明の他の実施例として、工程図2(図6)を示す。
金属基板Al上に絶縁性と密着性を兼ね備えたSi3
4 をスパッタした。スパッタのSiNは、バルクと熱的
特性が大きく異なり余りに厚みを大きくすると、蓄熱効
果が起こり、インクジェットヘッドの高速駆動に影響を
及ぼすので今回は0.2μmとした、蓄熱層として、ポ
リイミド(DuPontPl2611)をスピンコーテ
ィングで塗布した。膜厚は0.5μmである。発熱抵抗
体としてTaを100nm、配線導体材料としてAlを
500nmスパッタした。フォトリソでパターニングし
たのち、保護膜としてAlを100nmスパッタし、伝
導性を維持したい部分はレジストで覆ったのち陽極酸化
で前記保護膜のAlを酸化膜とした。インク流路を形成
後天板を被せて切断し、本発明によるヘッドは完成し
た。
【0017】実施例5 本発明の他の実施例を図3に示す。金属基板として厚み
1.0mmの熱伝導率395W/mKの銅板3(Cu)
を用いAl箔に接着剤を塗布し乾燥してなる厚さ0.3
μmの薄膜フィルムからなる密着層9を接着した。(図
3)この上に蓄熱層の熱伝導率0.15W/mKのポリ
イミドをスピンコーティングで塗布し硬化したのち(厚
み0.5μm)、発熱抵抗体としてTaを100nm、
配線導体としてAlを500nmスパッタにて形成し
た。フォトリソでパターニングしたのち、全面にAlを
スパッタして外部接続部はレジストで覆ったまま陽極酸
化して絶縁化した。インク流路を形成して天板を接続し
て本発明によるヘッドは完成する。また前述のAl箔フ
ィルムを基板に接着したのち陽極酸化して絶縁化しても
よい。
【0018】表1に、従来構造と本発明による密着層を
形成したサンプルの膜の密着性をPCTに入れて比較し
た表を示す。これによっても明らかなように、従来構造
ではPCT10時間後で、膜が基板から部分的に剥離し
たのに対し、本発明の構造では、100時間後も剥離は
発生していない。このように、本発明によれば、従来基
板として使用できなかった金属材料が密着と、絶縁性を
保ったまま使用出来るようになり、安定にヘッドを形成
し、安価なヘッドを提供することが出来るようになっ
た。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
基板として使用できなかった金属材料が良好な密着性と
絶縁性を保持したまま使用可能となり、安定にかつ安価
にインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例を示す実施例の断面図である。
【図2】本発明において使用される基板陽極酸化装置の
一例を示す側面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す側面断面図である。
【図4】本発明の更に他の実施例を示す側面断面図であ
る。
【図5】金属密着改良層形成による構成方法を示す工程
説明図である。
【図6】金属陽極酸化層形成による構成方法を示す工程
説明図である。
【図7】絶縁層スパッタ形成による構成方法を示す工程
説明図である。
【図8】絶縁層貼りつけ形成による構成方法を示す工程
説明図である。
【図9】従来構造によるインクジェットヘッドの断面図
である。
【符号の説明】
1 基板 2 無機または有機膜 3 蓄熱層 4 配線導体 5 発熱抵抗体 6 白金電極 7 陽極酸化液 8 接着剤 9 密着層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のインク吐出口を有し、この吐出口
    からインクを飛翔させることにより印字を可能とするイ
    ンクジェットヘッドにおいて、前記インクジェットヘッ
    ドを設けるための基板が金属からなり、前記金属基板上
    に設けられた、基板より熱伝導率の低い材料からなる蓄
    熱層と前記基板との間に無機または有機膜が設けられて
    いることを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 前記無機または有機膜が絶縁性を有する
    ものである請求項1に記載のインクジェットヘッド。
  3. 【請求項3】 前記基板上に設けられた蓄熱層がポリイ
    ミド、ポリエーテルアミド、ポリアミドイミド、または
    ポリアミドである請求項1または2に記載のインクジェ
    ットヘッド。
  4. 【請求項4】 前記無機膜の形成方法が前記基板を陽極
    酸化してなる請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の
    インクジェットヘッド。
  5. 【請求項5】 前記無機または有機膜の形成方法がスパ
    ッタ、CVD、蒸着等真空成膜による請求項1〜4のう
    ちいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。
  6. 【請求項6】 前記無機または有機膜の形成方法が予め
    膜として形成された材料を接着することによる請求項1
    乃至4のうちいずれか1項に記載のインクジェットヘッ
    ド。
JP15745895A 1995-06-23 1995-06-23 インクジェットヘッド Pending JPH091806A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5992982A (en) * 1996-11-12 1999-11-30 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head and method for fabricating the ink jet head
EP0962320A1 (en) * 1998-06-03 1999-12-08 Canon Kabushiki Kaisha Ink-Jet head, ink-jet head substrate, and a method for making the head
US6379571B1 (en) * 1998-06-11 2002-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Etching method for processing substrate, dry etching method for polyetheramide resin layer, production method of ink-jet printing head, ink-jet head and ink-jet printing apparatus
EP1043158A3 (en) * 1999-04-06 2002-05-15 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording head and ink jet recording apparatus

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