JPH1071717A - インクジェットヘッド用基体、インクジェットヘッド、インクジェット装置及びインクジェットヘッド用基体の製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッド用基体、インクジェットヘッド、インクジェット装置及びインクジェットヘッド用基体の製造方法Info
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- JPH1071717A JPH1071717A JP23056296A JP23056296A JPH1071717A JP H1071717 A JPH1071717 A JP H1071717A JP 23056296 A JP23056296 A JP 23056296A JP 23056296 A JP23056296 A JP 23056296A JP H1071717 A JPH1071717 A JP H1071717A
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- Japan
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- jet head
- ink jet
- insulating layer
- electrode
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極配線を絶縁層の下面に配設した構成であ
っても、インクの発泡の繰り返しによる熱ストレスの影
響を抑制でき、層間剥離や断線が発生じ難く、吐出耐久
性に優れたインクジェットヘッド用基体等を提供する。 【解決手段】 層間絶縁層１１３と、その下面に配設さ
れている電極配線（共通電極１１１ｂ）との間に金属層
１１２が介在し、この金属層１１２の線膨張率は層間絶
縁層１１３の線膨張率よりも大きく且つ電極配線（共通
電極１１１ｂ）の線膨張率よりも小さく、好ましくは４
×１０-6〜７×１０-6／℃であるインクジェットヘッド
用基体。
っても、インクの発泡の繰り返しによる熱ストレスの影
響を抑制でき、層間剥離や断線が発生じ難く、吐出耐久
性に優れたインクジェットヘッド用基体等を提供する。 【解決手段】 層間絶縁層１１３と、その下面に配設さ
れている電極配線（共通電極１１１ｂ）との間に金属層
１１２が介在し、この金属層１１２の線膨張率は層間絶
縁層１１３の線膨張率よりも大きく且つ電極配線（共通
電極１１１ｂ）の線膨張率よりも小さく、好ましくは４
×１０-6〜７×１０-6／℃であるインクジェットヘッド
用基体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッド用基体、この基体を製造するための方法、この基体
を用いて得たインクジェットヘッド、及び、このヘッド
を備えたインクジェット装置に関する。
ッド用基体、この基体を製造するための方法、この基体
を用いて得たインクジェットヘッド、及び、このヘッド
を備えたインクジェット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録方式は、高速高密度
で高精度高画質の記録が可能であり、かつ、カラー化や
コンパクト化に適していることから近年注目されている
（米国特許第４７２３１２９号、同第４７４０７９６号
等参照）。
で高精度高画質の記録が可能であり、かつ、カラー化や
コンパクト化に適していることから近年注目されている
（米国特許第４７２３１２９号、同第４７４０７９６号
等参照）。
【０００３】図４は、従来のインクジェットヘッドの一
例を示す模式的部分平面図である。この従来例において
は、基板１０４上に複数の吐出口１０１が設けられてお
り、インク流路１０３中の記録液体（インク）が、この
吐出口１０１からそれぞれ吐出する。各インク流路１０
３毎には、吐出の為の熱エネルギーを発生する電気熱変
換素子１０２が設けられている。各電気熱変換素子１０
２は、主に発熱抵抗体１０５、これに電力を供給するた
めの電極配線１０６、及び、これらを保護する保護層
（不図示）により構成される。また、各インク流路１０
３は、複数の流路壁１０８が一体的に形成された天板
を、基板１０４上の電気熱変換素子１０２等との相対位
置を画像処理等の手段により位置合わせしながら接合す
ることで形成される。各インク流路１０３は、その吐出
口１０１と反対側の端部が共通液室１０９と連通してお
り、この共通液室１０９にはインクタンク（不図示）か
ら供給されるインクが貯留される。共通液室１０９に供
給されたインクは、ここから各インク流路１０３に導か
れ、吐出口１０１近傍でメニスカスを形成して保持され
る。このとき電気熱変換素子１０２を選択的に駆動させ
ることにより、その発生する熱エネルギーを利用して熱
作用面上のインクを急激に加熱沸騰させ、この激力によ
ってインクを吐出させる。
例を示す模式的部分平面図である。この従来例において
は、基板１０４上に複数の吐出口１０１が設けられてお
り、インク流路１０３中の記録液体（インク）が、この
吐出口１０１からそれぞれ吐出する。各インク流路１０
３毎には、吐出の為の熱エネルギーを発生する電気熱変
換素子１０２が設けられている。各電気熱変換素子１０
２は、主に発熱抵抗体１０５、これに電力を供給するた
めの電極配線１０６、及び、これらを保護する保護層
（不図示）により構成される。また、各インク流路１０
３は、複数の流路壁１０８が一体的に形成された天板
を、基板１０４上の電気熱変換素子１０２等との相対位
置を画像処理等の手段により位置合わせしながら接合す
ることで形成される。各インク流路１０３は、その吐出
口１０１と反対側の端部が共通液室１０９と連通してお
り、この共通液室１０９にはインクタンク（不図示）か
ら供給されるインクが貯留される。共通液室１０９に供
給されたインクは、ここから各インク流路１０３に導か
れ、吐出口１０１近傍でメニスカスを形成して保持され
る。このとき電気熱変換素子１０２を選択的に駆動させ
ることにより、その発生する熱エネルギーを利用して熱
作用面上のインクを急激に加熱沸騰させ、この激力によ
ってインクを吐出させる。
【０００４】近年、ヒーターの高密度化、画像の高精細
化、ヘッドの小型化等の点から、電極のリターン部分を
共通電極とし、しかもその共通電極を絶縁層の下側に設
けた構成のインクジェットヘッドが注目を集めている。
図５は、この様な構成のインクジェットヘッドの一例を
示す模式的部分平面図である。すなわち、この従来例に
おいては、発熱抵抗体１０５に電気熱エネルギーを付与
するための電極を、個別電極１１１ａと絶縁層（不図
示）の下側に導電層として設けた共通電極１１１ｂとで
構成したものである（米国特許第４４５８２５６号等参
照）。
化、ヘッドの小型化等の点から、電極のリターン部分を
共通電極とし、しかもその共通電極を絶縁層の下側に設
けた構成のインクジェットヘッドが注目を集めている。
図５は、この様な構成のインクジェットヘッドの一例を
示す模式的部分平面図である。すなわち、この従来例に
おいては、発熱抵抗体１０５に電気熱エネルギーを付与
するための電極を、個別電極１１１ａと絶縁層（不図
示）の下側に導電層として設けた共通電極１１１ｂとで
構成したものである（米国特許第４４５８２５６号等参
照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した様に絶縁層の下側に導電層（共通電極１１１ｂ）
を設けると、電力の供給により発熱抵抗体１０５で発生
した熱はインク面だけでなく基板１０４側にも伝達され
るので、共通電極１１１ｂ面が０．１〜１０マイクロ秒
という極めて短時間に１０００℃前後の温度の上昇及び
下降という厳しい環境に置かれる。したがって、発泡を
繰り返すと熱ストレスの影響により層間剥離を起こし、
発熱抵抗体１０５が断線するといった問題が生じる。
示した様に絶縁層の下側に導電層（共通電極１１１ｂ）
を設けると、電力の供給により発熱抵抗体１０５で発生
した熱はインク面だけでなく基板１０４側にも伝達され
るので、共通電極１１１ｂ面が０．１〜１０マイクロ秒
という極めて短時間に１０００℃前後の温度の上昇及び
下降という厳しい環境に置かれる。したがって、発泡を
繰り返すと熱ストレスの影響により層間剥離を起こし、
発熱抵抗体１０５が断線するといった問題が生じる。
【０００６】本発明の目的は上記問題を解決することに
あり、電極配線を絶縁層の下面に配設した構成であって
も、インクの発泡の繰り返しによる熱ストレスの影響を
抑制でき、層間剥離や断線が発生じ難く、吐出耐久性に
優れたインクジェットヘッド用基体、インクジェットヘ
ッド、インクジェット装置及びインクジェットヘッド用
基体の製造方法を提供することにある。
あり、電極配線を絶縁層の下面に配設した構成であって
も、インクの発泡の繰り返しによる熱ストレスの影響を
抑制でき、層間剥離や断線が発生じ難く、吐出耐久性に
優れたインクジェットヘッド用基体、インクジェットヘ
ッド、インクジェット装置及びインクジェットヘッド用
基体の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明により達成できる。
明により達成できる。
【０００８】基板上に、絶縁層を介して形成されたイン
クに熱を与えるための複数の発熱抵抗体と、該発熱抵抗
体に電気的に接続された一対の電極配線とを有し、該一
対の電極配線のうちの一方の電極配線は前記絶縁層の上
面に前記発熱抵抗体毎に個別に配設され、他方の電極配
線は前記絶縁層の下面に配設されているインクジェット
ヘッド用基体であって、前記絶縁層と、前記絶縁層の下
面に配設されている電極配線との間に金属層が介在し、
該金属層の線膨張率は該絶縁層の線膨張率よりも大きく
且つ該電極配線の線膨張率よりも小さいことを特徴とす
るインクジェットヘッド用基体。
クに熱を与えるための複数の発熱抵抗体と、該発熱抵抗
体に電気的に接続された一対の電極配線とを有し、該一
対の電極配線のうちの一方の電極配線は前記絶縁層の上
面に前記発熱抵抗体毎に個別に配設され、他方の電極配
線は前記絶縁層の下面に配設されているインクジェット
ヘッド用基体であって、前記絶縁層と、前記絶縁層の下
面に配設されている電極配線との間に金属層が介在し、
該金属層の線膨張率は該絶縁層の線膨張率よりも大きく
且つ該電極配線の線膨張率よりも小さいことを特徴とす
るインクジェットヘッド用基体。
【０００９】上記本発明のインクジェットヘッド用基体
を有することを特徴とするインクジェットヘッド。
を有することを特徴とするインクジェットヘッド。
【００１０】上記本発明のインクジェットヘッド用基体
を製造する為の方法であって、少なくとも表面が絶縁性
を有する基板上に、絶縁層の下面に配設する電極配線の
為の電極層を形成し、該電極層の上に線膨張率が４×１
０-6〜７×１０-6／℃である金属層を形成し、該金属層
と該絶縁層の下面に配設する電極配線のための電極層と
を同時にエッチングして所望のパターンを形成する工程
を含むことを特徴とするインクジェットヘッド用基体の
製造方法。
を製造する為の方法であって、少なくとも表面が絶縁性
を有する基板上に、絶縁層の下面に配設する電極配線の
為の電極層を形成し、該電極層の上に線膨張率が４×１
０-6〜７×１０-6／℃である金属層を形成し、該金属層
と該絶縁層の下面に配設する電極配線のための電極層と
を同時にエッチングして所望のパターンを形成する工程
を含むことを特徴とするインクジェットヘッド用基体の
製造方法。
【００１１】上記本発明のインクジェットヘッドと該ヘ
ッドを載置するための部材とを少なくとも具備すること
を特徴とするインクジェット装置。
ッドを載置するための部材とを少なくとも具備すること
を特徴とするインクジェット装置。
【００１２】本発明においては、絶縁層と絶縁層の下面
に配設されている電極配線との間に、前記絶縁層よりも
大きく且つ前記電極配線より小さい線膨張率を有する金
属層を設けたので、インクの発泡の繰り返しによる熱ス
トレスの影響をこの金属層により抑制でき、上記目的を
達成できることとなる。
に配設されている電極配線との間に、前記絶縁層よりも
大きく且つ前記電極配線より小さい線膨張率を有する金
属層を設けたので、インクの発泡の繰り返しによる熱ス
トレスの影響をこの金属層により抑制でき、上記目的を
達成できることとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、図面を参照しつつ説明する。
ついて、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】図１は、本発明のインクジェット用基体の
一実施形態を示すための図であり、（ａ）は、インクジ
ェットヘッド用基体のインクを発泡させる発熱部近傍の
模式的部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’
線の模式的断面図である。
一実施形態を示すための図であり、（ａ）は、インクジ
ェットヘッド用基体のインクを発泡させる発熱部近傍の
模式的部分平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’
線の模式的断面図である。
【００１５】図１に示すインクジェットヘッド用基体
は、基板１０４上に蓄熱層１１０を設け、その上に電極
配線のリターン部分である共通電極１１１ｂ及び金属層
１１２を順次設け、その上に所望パターン（吐出口側の
個別電極１１１ａ形成部に相当する箇所を露出）の層間
絶縁層１１３を設け、その上に発熱抵抗体１０５を設
け、その上に所望パターン（流路対応パターン、但し発
熱部１１４を露出）の個別電極１１１ａを設け、その上
に保護層１０７と、耐キャビテーション及び耐インク膜
１１５を積層したものである。なお図１（ａ）において
は、保護層１０７、膜１１５、その他を適宜不図示とし
た。
は、基板１０４上に蓄熱層１１０を設け、その上に電極
配線のリターン部分である共通電極１１１ｂ及び金属層
１１２を順次設け、その上に所望パターン（吐出口側の
個別電極１１１ａ形成部に相当する箇所を露出）の層間
絶縁層１１３を設け、その上に発熱抵抗体１０５を設
け、その上に所望パターン（流路対応パターン、但し発
熱部１１４を露出）の個別電極１１１ａを設け、その上
に保護層１０７と、耐キャビテーション及び耐インク膜
１１５を積層したものである。なお図１（ａ）において
は、保護層１０７、膜１１５、その他を適宜不図示とし
た。
【００１６】本発明において、層間絶縁層１１３と共通
電極１１１ｂとの間に介在する金属層１１２は、層間絶
縁層１１３よりも大きく、かつ共通電極１１１ｂよりも
小さい線膨張率を有するものであればよく、特に金属合
金膜であることが望ましい。この金属層１１２の線膨張
率は、４×１０-6〜７×１０-6／℃が望ましい。また金
属層１１２は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｒ、Ｈｆ及びＩｒよ
り成る群から選ばれた一種以上の金属元素より成ること
が好ましい。金属層１１２の層厚については、熱ストレ
スの影響の抑制機能が得られる範囲内の層厚であればよ
く、本発明において特に制限は無い。また、金属層１１
２は、層間絶縁層１１３の下面側に配設されている電極
配線（共通電極１１１ｂ）と同一のパターン形状である
ことが望ましい。
電極１１１ｂとの間に介在する金属層１１２は、層間絶
縁層１１３よりも大きく、かつ共通電極１１１ｂよりも
小さい線膨張率を有するものであればよく、特に金属合
金膜であることが望ましい。この金属層１１２の線膨張
率は、４×１０-6〜７×１０-6／℃が望ましい。また金
属層１１２は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｒ、Ｈｆ及びＩｒよ
り成る群から選ばれた一種以上の金属元素より成ること
が好ましい。金属層１１２の層厚については、熱ストレ
スの影響の抑制機能が得られる範囲内の層厚であればよ
く、本発明において特に制限は無い。また、金属層１１
２は、層間絶縁層１１３の下面側に配設されている電極
配線（共通電極１１１ｂ）と同一のパターン形状である
ことが望ましい。
【００１７】線膨張率の測定方法は、試料の長さを直接
的に測る絶対測定法と、線膨張率が既知の物質を基準と
して被測定試料の線膨張率をそれと比較する比較測定法
に大別される。絶対測定法には、光干渉法、Ｘ線回折
法、測微望遠鏡法等があり、中でも光干渉法は長さの標
準である光波長に直結した測定であるため、最も精度が
高く標準試料の値付け等にも用いられている。光源とし
て現在ではレーザーを用いたものが大部分であり、フィ
ーゾ干渉法や変形マイケルソン干渉法の原理を用いた装
置がよく用いられる。なお、本発明においては、光干渉
法により室温で測定した結果を示した。
的に測る絶対測定法と、線膨張率が既知の物質を基準と
して被測定試料の線膨張率をそれと比較する比較測定法
に大別される。絶対測定法には、光干渉法、Ｘ線回折
法、測微望遠鏡法等があり、中でも光干渉法は長さの標
準である光波長に直結した測定であるため、最も精度が
高く標準試料の値付け等にも用いられている。光源とし
て現在ではレーザーを用いたものが大部分であり、フィ
ーゾ干渉法や変形マイケルソン干渉法の原理を用いた装
置がよく用いられる。なお、本発明においては、光干渉
法により室温で測定した結果を示した。
【００１８】電極配線（個別電極１１１ａ、共通電極１
１１ｂ）としては、従来よりインクジェットヘッド用基
体の電極配線として知られるものを適宜使用できる。例
えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ又はＡｌ−Ｃｕより成る
合金を用いることが望ましい。また、層間絶縁層１１３
の下面に配設されている電極配線（共通電極１１１ｂ）
の線膨張率は、例えばＡｌで２５．５×１０-6、Ｃｕで
１６．７×１０-6／℃である。本発明においては、層間
絶縁層１１３の下面に配設されている電極配線の形状に
ついて特に制限はないが、図１に示す様に共通化して共
通電極１１１ｂとすることが、流路の高密度化、画像の
高精細化、ヘッドの小型化等の点から好ましい。
１１ｂ）としては、従来よりインクジェットヘッド用基
体の電極配線として知られるものを適宜使用できる。例
えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ又はＡｌ−Ｃｕより成る
合金を用いることが望ましい。また、層間絶縁層１１３
の下面に配設されている電極配線（共通電極１１１ｂ）
の線膨張率は、例えばＡｌで２５．５×１０-6、Ｃｕで
１６．７×１０-6／℃である。本発明においては、層間
絶縁層１１３の下面に配設されている電極配線の形状に
ついて特に制限はないが、図１に示す様に共通化して共
通電極１１１ｂとすることが、流路の高密度化、画像の
高精細化、ヘッドの小型化等の点から好ましい。
【００１９】層間絶縁層１１３は、発熱抵抗体１０５と
共通電極１１１ｂとの間を絶縁するための層であり、従
来よりインクジェットヘッド用基体の絶縁層として知ら
れるものを適宜使用できる。例えば、ＳｉＮ又はＳｉＯ
2 から成る層が望ましい。例えばＳｉＯ2 の線膨張率は
０．１６×１０-6／℃である。
共通電極１１１ｂとの間を絶縁するための層であり、従
来よりインクジェットヘッド用基体の絶縁層として知ら
れるものを適宜使用できる。例えば、ＳｉＮ又はＳｉＯ
2 から成る層が望ましい。例えばＳｉＯ2 の線膨張率は
０．１６×１０-6／℃である。
【００２０】その他の各部、例えば、基板１０４、蓄熱
層１１０、発熱抵抗体１０５、保護層１０７等として
は、従来よりインクジェットヘッド用基体に使用される
ものを適宜使用できる。なお基板１０４としては、少な
くとも表面が絶縁性を有するものが望ましい。
層１１０、発熱抵抗体１０５、保護層１０７等として
は、従来よりインクジェットヘッド用基体に使用される
ものを適宜使用できる。なお基板１０４としては、少な
くとも表面が絶縁性を有するものが望ましい。
【００２１】本発明のインクジェットヘッド用基体を製
造する方法については、特に制限は無いが、例えば、少
なくとも表面が絶縁性を有する基板上に、絶縁層の下面
に配設する電極配線の為の電極層を形成し、該電極層の
上に線膨張率が４×１０-6〜７×１０-6／℃である金属
層を形成し、該金属層と該絶縁層の下面に配設する電極
配線のための電極層とを同時にエッチングして所望のパ
ターンを形成する工程を含む製法が好ましい。
造する方法については、特に制限は無いが、例えば、少
なくとも表面が絶縁性を有する基板上に、絶縁層の下面
に配設する電極配線の為の電極層を形成し、該電極層の
上に線膨張率が４×１０-6〜７×１０-6／℃である金属
層を形成し、該金属層と該絶縁層の下面に配設する電極
配線のための電極層とを同時にエッチングして所望のパ
ターンを形成する工程を含む製法が好ましい。
【００２２】本発明のインクジェットヘッド用基体を用
い、従来より知られる製法に従い優れたインクジェット
ヘッドを製造でき、このインクジェットヘッドとヘッド
を載置するための部材とを少なくとも具備するインクジ
ェット装置が得られる。
い、従来より知られる製法に従い優れたインクジェット
ヘッドを製造でき、このインクジェットヘッドとヘッド
を載置するための部材とを少なくとも具備するインクジ
ェット装置が得られる。
【００２３】図２は、本発明のインクジェット装置の一
実施形態を示す斜視図である。
実施形態を示す斜視図である。
【００２４】この装置において、駆動モータ５０１３の
正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１，５００９
を介して回転するリードスクリュー５００４の螺旋溝５
００５に対して係合するキャリッジＨＣはピン（図示せ
ず）を有し、矢印方向に往復移動される。キャリッジＨ
Ｃの上には、本発明のインクジェットヘッド用基体を用
いて製造したインクジェットヘッドから成るユニットカ
ートリッジＵＣを載置できる。
正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１，５００９
を介して回転するリードスクリュー５００４の螺旋溝５
００５に対して係合するキャリッジＨＣはピン（図示せ
ず）を有し、矢印方向に往復移動される。キャリッジＨ
Ｃの上には、本発明のインクジェットヘッド用基体を用
いて製造したインクジェットヘッドから成るユニットカ
ートリッジＵＣを載置できる。
【００２５】５００２は紙押え板であり、キャリッジ移
動方向にわたって紙Ｐをプラテン５０００に対して押圧
する。５００７，５００８はフォトカプラでキャリッジ
のレバー５００６のこの域での存在を確認してモータ５
０１３の回転方向切り替え等を行うためのホームポジシ
ョン検知手段である。５０１６は記録ヘッドの全面をキ
ャップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５
０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段であり、キ
ャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を
行う。５０１７はクリーニングブレードで、５０１９は
このブレードで前後方向に移動可能にする部材であり、
本体支持板５０１８にこれらは支持されている。ブレー
ドは、この形態でなく周知のクリーニングブレードでも
本体に適用できる。
動方向にわたって紙Ｐをプラテン５０００に対して押圧
する。５００７，５００８はフォトカプラでキャリッジ
のレバー５００６のこの域での存在を確認してモータ５
０１３の回転方向切り替え等を行うためのホームポジシ
ョン検知手段である。５０１６は記録ヘッドの全面をキ
ャップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５
０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段であり、キ
ャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を
行う。５０１７はクリーニングブレードで、５０１９は
このブレードで前後方向に移動可能にする部材であり、
本体支持板５０１８にこれらは支持されている。ブレー
ドは、この形態でなく周知のクリーニングブレードでも
本体に適用できる。
【００２６】また、５０１２は、吸引回復の吸引を開始
するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２
０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がク
ラッチ切り替え等の公知の伝達手段で移動制御される。
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キ
ャリッジがホームポジション側領域にきたときにリード
スクリュー５００４の作用によってそれらの対応位置で
所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタ
イミングで所望の作動を行うようにすれば、本例はいず
れも適用できる。
するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２
０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がク
ラッチ切り替え等の公知の伝達手段で移動制御される。
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キ
ャリッジがホームポジション側領域にきたときにリード
スクリュー５００４の作用によってそれらの対応位置で
所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタ
イミングで所望の作動を行うようにすれば、本例はいず
れも適用できる。
【００２７】上述における各構成は単独でも複合的に見
ても優れた発明であり、本発明にとって好ましい構成例
を示している。なお、本装置はインク吐出圧発生素子を
駆動するための駆動信号供給手段も有している。
ても優れた発明であり、本発明にとって好ましい構成例
を示している。なお、本装置はインク吐出圧発生素子を
駆動するための駆動信号供給手段も有している。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。
する。
【００２９】＜実施例１＞図１に示した構成のインクジ
ェットヘッド用基体を、以下の通り作製した。
ェットヘッド用基体を、以下の通り作製した。
【００３０】まず基板１０４として、予め駆動用ＩＣと
蓄熱層１１０（ＳｉＯ2 層）を設けたＳｉ基板を用意し
た。この上に、共通電極１１１ｂの為のＡｌ層を５００
ｎｍ、金属層１１２の為のＴａ層を２００ｎｍ、スパッ
タリング法にて形成した。次に、フォトリソグラフィー
法を用いて配線パターンを形成し、リアクティブイオン
エッチング法でエッチングを行い、同一パターンの共通
電極１１１ｂと金属層１１２を完成した。その上に、ス
パッタ法によってＳｉＯ2 から成る層間絶縁層１１３を
１４００ｎｍ形成した。以上の様にして形成したＴａか
ら成る金属層１１２の線膨張率は６．５×１０-6／℃で
あり、Ａｌから成る共通電極１１１ｂの線膨張率は２
５．５×１０-6／℃であり、ＳｉＯ2 から成る層間絶縁
層１１３の線膨張率は０．１６×１０-6／℃である。
蓄熱層１１０（ＳｉＯ2 層）を設けたＳｉ基板を用意し
た。この上に、共通電極１１１ｂの為のＡｌ層を５００
ｎｍ、金属層１１２の為のＴａ層を２００ｎｍ、スパッ
タリング法にて形成した。次に、フォトリソグラフィー
法を用いて配線パターンを形成し、リアクティブイオン
エッチング法でエッチングを行い、同一パターンの共通
電極１１１ｂと金属層１１２を完成した。その上に、ス
パッタ法によってＳｉＯ2 から成る層間絶縁層１１３を
１４００ｎｍ形成した。以上の様にして形成したＴａか
ら成る金属層１１２の線膨張率は６．５×１０-6／℃で
あり、Ａｌから成る共通電極１１１ｂの線膨張率は２
５．５×１０-6／℃であり、ＳｉＯ2 から成る層間絶縁
層１１３の線膨張率は０．１６×１０-6／℃である。
【００３１】次に、この層間絶縁層１１３の上に、反応
性スパッタリングにより、発熱抵抗体１０５の為のＴａ
Ｎ層を６０ｎｍ、個別電極１１１ａの為のＡｌ層を５０
０ｎｍ形成した。次に、フォトリソグラフィー法を用い
て配線パターンを形成し、リアクティブイオンエッチン
グ法で、Ａｌ、ＴａＮと連続的にエッチングを行った。
再びフォトリソグラフィー法により、図１（ｂ）の１１
４で示されるように発熱部を露出させるために、ウエッ
トエッチング法によりＡｌを取り去って、発熱抵抗体１
０５と個別電極１１１ａを完成した。次に、プラズマＣ
ＶＤ法によって、ＳｉＯからなる保護層１０７を１００
０ｎｍ形成し、Ｔａからなる耐キャビテーション及び耐
インク膜１１５を２３０ｎｍ、パターニングを行いなが
ら成膜し、本発明のインクジェットヘッド用基体を完成
した。
性スパッタリングにより、発熱抵抗体１０５の為のＴａ
Ｎ層を６０ｎｍ、個別電極１１１ａの為のＡｌ層を５０
０ｎｍ形成した。次に、フォトリソグラフィー法を用い
て配線パターンを形成し、リアクティブイオンエッチン
グ法で、Ａｌ、ＴａＮと連続的にエッチングを行った。
再びフォトリソグラフィー法により、図１（ｂ）の１１
４で示されるように発熱部を露出させるために、ウエッ
トエッチング法によりＡｌを取り去って、発熱抵抗体１
０５と個別電極１１１ａを完成した。次に、プラズマＣ
ＶＤ法によって、ＳｉＯからなる保護層１０７を１００
０ｎｍ形成し、Ｔａからなる耐キャビテーション及び耐
インク膜１１５を２３０ｎｍ、パターニングを行いなが
ら成膜し、本発明のインクジェットヘッド用基体を完成
した。
【００３２】この基体を用いて製造したインクジェット
ヘッドの吐出の耐久性についての試験を行った。その結
果を図３に示す。図３において、縦軸は吐出パルス数を
表わし、横軸は投入エネルギー量を駆動電圧（Ｖｏｐ）
／発泡開始電圧（Ｖｔｈ）で表わしている。パルス幅を
５μｍで試験したところ、図３に示す様に、例えば駆動
電圧（Ｖｏｐ）／発泡開始電圧（Ｖｔｈ）が１．３０の
場合に、吐出パルス数が３．３×１０8 パルスであり、
吐出耐久性に優れていた。
ヘッドの吐出の耐久性についての試験を行った。その結
果を図３に示す。図３において、縦軸は吐出パルス数を
表わし、横軸は投入エネルギー量を駆動電圧（Ｖｏｐ）
／発泡開始電圧（Ｖｔｈ）で表わしている。パルス幅を
５μｍで試験したところ、図３に示す様に、例えば駆動
電圧（Ｖｏｐ）／発泡開始電圧（Ｖｔｈ）が１．３０の
場合に、吐出パルス数が３．３×１０8 パルスであり、
吐出耐久性に優れていた。
【００３３】＜実施例２＞金属層１１２として、線膨張
率６．１×１０-6／℃、厚さ８０ｎｍのＴｉＷ膜を用い
たこと以外は、実施例１と同様にしてインクジェットヘ
ッド用基体を作製した。この基体を用いて製造したイン
クジェットヘッドの耐久性も、実施例１と同様に優れて
いた。
率６．１×１０-6／℃、厚さ８０ｎｍのＴｉＷ膜を用い
たこと以外は、実施例１と同様にしてインクジェットヘ
ッド用基体を作製した。この基体を用いて製造したイン
クジェットヘッドの耐久性も、実施例１と同様に優れて
いた。
【００３４】＜実施例３＞金属層１１２として、線膨張
率４．５×１０-6／℃、厚さ５０ｎｍのＷ膜を用いたこ
と以外は、実施例１と同様にしてインクジェットヘッド
用基体を作製した。この基体を用いて製造したインクジ
ェットヘッドの耐久性も、実施例１と同様に優れてい
た。
率４．５×１０-6／℃、厚さ５０ｎｍのＷ膜を用いたこ
と以外は、実施例１と同様にしてインクジェットヘッド
用基体を作製した。この基体を用いて製造したインクジ
ェットヘッドの耐久性も、実施例１と同様に優れてい
た。
【００３５】＜比較例１＞金属層１１２を設けないこと
以外は、実施例１と同様にしてインクジェットヘッド用
基体を作製した。この基体を用いて製造したインクジェ
ットヘッドに対し、実施例１と同様にして吐出耐久性試
験を行ったところ、図３に示す様に、その吐出耐久性は
劣っていた。
以外は、実施例１と同様にしてインクジェットヘッド用
基体を作製した。この基体を用いて製造したインクジェ
ットヘッドに対し、実施例１と同様にして吐出耐久性試
験を行ったところ、図３に示す様に、その吐出耐久性は
劣っていた。
【００３６】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、電極配線
を絶縁層の下面に配設した構成であっても、インクの発
泡の繰り返しによる熱ストレスの影響を抑制でき、ヒー
ターの高密度化・画像の高精細化及びヘッドの小型化等
のために電極配線のリターン部分等を絶縁層の下側に設
けた構成においても、層間剥離や断線が発生じ難く、吐
出耐久性に優れたインクジェットヘッドを得ることがで
きる。
を絶縁層の下面に配設した構成であっても、インクの発
泡の繰り返しによる熱ストレスの影響を抑制でき、ヒー
ターの高密度化・画像の高精細化及びヘッドの小型化等
のために電極配線のリターン部分等を絶縁層の下側に設
けた構成においても、層間剥離や断線が発生じ難く、吐
出耐久性に優れたインクジェットヘッドを得ることがで
きる。
【図１】本発明のインクジェット用基体の一実施形態を
示すための図であり、（ａ）はインクジェットヘッド用
基体のインクを発泡させる発熱部近傍の模式的部分平面
図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線の模式的断面図
である。
示すための図であり、（ａ）はインクジェットヘッド用
基体のインクを発泡させる発熱部近傍の模式的部分平面
図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線の模式的断面図
である。
【図２】本発明のインクジェット装置の一実施形態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】実施例１〜３及び比較例１の吐出耐久性試験の
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図４】従来のインクジェットヘッドの一例を示す模式
的平面図である。
的平面図である。
【図５】従来のインクジェットヘッドの他の一例を示す
模式的平面図である。
模式的平面図である。
１０１ 吐出口 １０２ 電気熱変換素子 １０３ インク流路 １０４ 基板 １０５ 発熱抵抗体 １０６ 電極配線 １０７ 保護層 １０８ 流路壁 １０９ 共通液室 １１０ 蓄熱層 １１１ａ 個別電極 １１１ｂ 共通電極 １１２ 金属層 １１３ 層間絶縁層 １１４ 発熱部 １１５ 耐キャビテーション及び耐インク膜
Claims (11)
- 【請求項１】 基板上に、絶縁層を介して形成されたイ
ンクに熱を与えるための複数の発熱抵抗体と、該発熱抵
抗体に電気的に接続された一対の電極配線とを有し、該
一対の電極配線のうちの一方の電極配線は前記絶縁層の
上面に前記発熱抵抗体毎に個別に配設され、他方の電極
配線は前記絶縁層の下面に配設されているインクジェッ
トヘッド用基体であって、 前記絶縁層と、前記絶縁層の下面に配設されている電極
配線との間に金属層が介在し、該金属層の線膨張率は該
絶縁層の線膨張率よりも大きく且つ該電極配線の線膨張
率よりも小さいことを特徴とするインクジェットヘッド
用基体。 - 【請求項２】 前記金属層の線膨張率は、４×１０-6〜
７×１０-6／℃である請求項１記載のインクジェットヘ
ッド用基体。 - 【請求項３】 前記金属層は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｒ、
Ｈｆ及びＩｒより成る群から選ばれた一種以上の金属元
素より成る請求項１又は２記載のインクジェットヘッド
用基体。 - 【請求項４】 前記一対の電極配線は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａ
ｌ−Ｓｉ、又は、Ａｌ−Ｃｕより成る請求項１乃至３の
何れか一項記載のインクジェットヘッド用基体。 - 【請求項５】 前記絶縁層は、ＳｉＮ又はＳｉＯ2 から
成る請求項１乃至４の何れか一項記載のインクジェット
ヘッド用基体。 - 【請求項６】 前記金属層は、前記絶縁層の下面に配設
されている電極配線と同一のパターン形状である請求項
１乃至５の何れか一項記載のインクジェットヘッド用基
体。 - 【請求項７】 前記絶縁層の下面に配設されている電極
配線は、共通電極である請求項１乃至６の何れか一項記
載のインクジェットヘッド用基体。 - 【請求項８】 前記基板は、少なくとも表面が絶縁性を
有する請求項１乃至７の何れか一項記載のインクジェッ
トヘッド用基体。 - 【請求項９】 請求項１乃至８の何れか一項記載のイン
クジェットヘッド用基体を有することを特徴とするイン
クジェットヘッド。 - 【請求項１０】 請求項１乃至８の何れか一項記載のイ
ンクジェットヘッド用基体を製造する為の方法であっ
て、少なくとも表面が絶縁性を有する基板上に、絶縁層
の下面に配設する電極配線の為の電極層を形成し、該電
極層の上に線膨張率が４×１０-6〜７×１０-6／℃であ
る金属層を形成し、該金属層と該絶縁層の下面に配設す
る電極配線のための電極層とを同時にエッチングして所
望のパターンを形成する工程を含むことを特徴とするイ
ンクジェットヘッド用基体の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項９記載のインクジェットヘッド
と該ヘッドを載置するための部材とを少なくとも具備す
ることを特徴とするインクジェット装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23056296A JPH1071717A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | インクジェットヘッド用基体、インクジェットヘッド、インクジェット装置及びインクジェットヘッド用基体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23056296A JPH1071717A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | インクジェットヘッド用基体、インクジェットヘッド、インクジェット装置及びインクジェットヘッド用基体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1071717A true JPH1071717A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=16909706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23056296A Pending JPH1071717A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | インクジェットヘッド用基体、インクジェットヘッド、インクジェット装置及びインクジェットヘッド用基体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1071717A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100452850B1 (ko) * | 2002-10-17 | 2004-10-14 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 및 그 제조방법 |
| JP2008285409A (ja) * | 2008-07-11 | 2008-11-27 | Casio Comput Co Ltd | 配線電極構造の製造方法 |
| WO2013055349A1 (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Resistor |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP23056296A patent/JPH1071717A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100452850B1 (ko) * | 2002-10-17 | 2004-10-14 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 및 그 제조방법 |
| JP2008285409A (ja) * | 2008-07-11 | 2008-11-27 | Casio Comput Co Ltd | 配線電極構造の製造方法 |
| WO2013055349A1 (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Resistor |
| CN103857829A (zh) * | 2011-10-14 | 2014-06-11 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 电阻器 |
| US20140224786A1 (en) * | 2011-10-14 | 2014-08-14 | Galen P. Cook | Resistor |
| US9511587B2 (en) | 2011-10-14 | 2016-12-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Resistor |
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