JP3285601B2 - 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溝部を有する部材と平
面を有する部材とを接合した構成の液流路を有する液体
噴射記録ヘッドおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より液体噴射記録ヘッドの液流路の
形成法として、液流路用の溝部を有する部材と平坦な部
材とを接合する方法が知られている。

【０００３】図１４は、従来法により得た液流路の一例
を示す模式的部分断面図である。この液流路は、例えば
次の様にして形成される。まず、平坦な基体１上に、発
熱素子２や電極材３を所望の個数配置する。この上に、
保護膜４、耐キャビテーション膜５を順次被覆し、その
表面をシランカップリング剤１１で処理する。この後、
ドライフィルムフォトレジストを用いたパターニングを
利用してインク通路壁６を形成する。これとは別に、密
着剤としての液体レジスト１２を片面に塗布したガラス
天板８を用意する。このガラス天板８の液体レジスト１
２側とインク通路壁６とを接着することにより、図１４
に示す様な液流路９が得られる。しかしこの従来法で
は、液体レジスト１２が液流路９に垂れ込んでしまう傾
向があり、均一形状の液流路９の形成が困難である。こ
れは液流路９の末端位置のインク吐出口等の形状の不均
一にも関連し、液体噴射記録ヘッドのインク吐出量のば
らつきを招き印字品位の劣化をきたすという問題も生じ
る。

【０００４】また別の従来法として、液体レジスト１２
等の接着用材料は使用せず、陽極接合により天板を接合
する方法が、特開平３−７９３５０号公報などに記載さ
れている。図１５は、その様な陽極接合により得た液流
路の一例を示す模式的部分断面図である。この液流路
は、例えば次の様にして形成される。まず、異方性エッ
チングによりシリコン基体１上に液流路用の溝部を形成
する。この溝部側の表面をＳｉＯ₂ 層１３で被覆する。
このＳｉＯ₂ 層１３とガラス天板８とを積層し、シリコ
ン基体１とガラス天板８とに電源１０を接続し電圧を印
加して陽極接合すると流路９が得られる。しかしこの従
来法では、接合する材料はガラスおよびＳｉＯ₂ であ
り、絶縁物同士なので高い接合強度は得られず、その接
合工程にも困難を伴う。また、この従来法においては液
流路用の溝部を異方性エッチングにより形成するので基
体として絶縁物であるシリコン単結晶を用いている。

【０００５】また別の従来法として、双方の接合面をガ
ラスで構成し融点近くまで加熱し溶融圧着する方法もあ
る。しかしこの従来法では、６００℃程度までの加熱冷
却工程を要するので、工程時間が長く、材料の選択幅が
狭く、液流路や吐出口の形状が加熱時に変形し易い等の
欠点がある。

【０００６】また別の従来法として、シリコン基板同士
の一方の接合面を低融点ガラスで構成し、低温、低電圧
接合する方法が、特開平３−４９９５６号公報などに記
載されている。しかしこの従来法では、天板材が不透明
なため、ノズル長が不均一になったり吐出口内のゴミや
インク吐出状況の把握が困難となる。なぜなら、ノズル
長は吐出特性を左右するので、吐出口内に切断印を設け
透明天板を介して切断を行なうのが一般的だからであ
る。また、その基板もシリコン同士に限られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術における課題を解決すべくなされたものである。す
なわち本発明の目的は、液流路を構成する部材間の接合
強度が十分に強く、均一形状の液流路および吐出口を有
し、透明天板が使用可能であり、インク吐出量のばらつ
きの無い優れた品位の印字が可能な液体噴射記録ヘッド
を提供することにあり、更に、その様な記録ヘッドを、
基体材料の選択幅を広くでき且つ簡易な製造が可能な方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、溝部を有する
部材と平面を有する部材とを接合して成る液流路を有
し、該溝部を有する部材には該溝の底部に液体を吐出す
るための電気熱変換体が設けられている液体噴射記録ヘ
ッドにおいて、該溝部を有する部材および該平面を有す
る部材のうちの一方の部材の接合面を導電層を介して融
点が１００℃以下の低融点ガラス薄膜で構成し、他方の
部材の接合面が導電性材料から成ることを特徴とする液
体噴射記録ヘッドである。

【０００９】もう一つの本発明は、溝部を有する部材と
平面を有する部材とを接合して成る液流路を有し、該溝
部を有する部材には該溝の底部に液体を吐出するための
電気熱変換体が設けられている液体噴射記録ヘッドの製
造方法において、該溝部を有する部材および該平面を有
する部材のうちの一方の部材の接合面を導電層を介して
融点が１００℃以下の低融点ガラス薄膜で構成し、他方
の部材の接合面を導電性材料で構成し、該低融点ガラス
と該導電性材料とを陽極接合により接合する工程を有す
ることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法であ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。

【００１１】＜参考例１＞ 図１は、液体噴射記録ヘッドの液流路の製造例を示す工
程図である。この液流路は次の様にして形成した。

【００１２】まずシリコン基体１上に、ＨｆＢ₂ を１０
００オングストローム厚スパッタし、その上にＡｌを５
０００オングストローム厚スパッタした。この後、この
層をフォトリソグラフィー技術、エッチング技術を用い
て図１(a) に示す様なパターンにしてＨｆＢ₂ から成る
発熱素子２と、Ａｌから成る電極材３とを形成した。こ
の上に、ＳｉＯ₂ を２μｍ厚スパッタして耐酸化性保護
膜４とし、更にこの上に、Ｔａを０．５μｍ厚スパッタ
して耐キャビテーション膜５とした。なお不図示である
がこの両膜４，５にも所定のパターニングを施した。こ
の上に、ドライフィルムフォトレジスト１７をラミネー
トし、図１(b) に示す様にパターニングした。この後、
図１(c) に示す様に、ニッケルメッキ７を施した。次
に、図１(d) に示す様に、ドライフィルムフォトレジス
ト１７を除去し、２５μｍ角のＮｉメッキから成るイン
ク通路壁６を形成した。この基体１上にインク通路壁
（Ｎｉメッキ）６により液流路用の溝部が形成された部
材が、本発明でいう溝部を有する部材にあたる。

【００１３】これとは別に、天板８として厚さ１ｍｍの
パイレックスガラス（コーニング社製、商品名：７７４
０）を用意した。このガラス天板８をインク通路壁６上
に積層し、図１(e) に示す様にガラス天板８と耐キャビ
テーション膜５とに直流電源１０を接続した。大気中、
３８０℃で、ガラス天板８を負極側、耐キャビテーショ
ン膜５を正極側にし８００Ｖの電圧を印加した。この電
圧印加によって、ガラス天板８中の可動イオンにより生
じた空間電荷層と金属表面の間で静電引力が生じ、ガラ
ス天板８表面とニッケルメッキ７面とが陽極接合した。

【００１４】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得た。この記録ヘッドは、ガラス天板８とインク通路壁
（Ｎｉメッキ）６の接合強度は十分に強く、液流路およ
び吐出口の形状は均一であり、かつ印字品位の良好な記
録が可能なものであった。

【００１５】なおこの参考例１では、インク通路壁６の
ためにニッケルメッキ７を用い、耐キャビテーション膜
５にはＴａを用いたが、本発明はこれに限定されず他の
金属を用いた場合も有効である。

【００１６】＜参考例２＞ 図２は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例２におけるイ
ンク通路壁６の形成にはＰ−ＣＶＤ法を用い、耐キャビ
テーション膜５上に多結晶Ｓｉを成膜しパターニングす
ることにより半導体（多結晶Ｓｉ）から成るインク通路
壁６を形成した。これ以外は参考例１と同様の工程（陽
極接合の条件も同じ）にして液体噴射記録ヘッドを得た
ところ同様に良好な結果が得られた。

【００１７】＜参考例３＞ 図３は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例３において
は、まず、半導体であるシリコン基体１を用意し、異方
性エッチングにより液流路用の溝部を形成した。この溝
部側に参考例１と同様のガラス天板８を積層し、図３に
示す様にガラス天板８とシリコン基体１とに直流電源１
０を接続した。大気中、３８０℃で、ガラス天板８を負
極側、シリコン基体１を正極側にし、８００Ｖの電圧を
印加した。この電圧印加によって、ガラス天板８とシリ
コン基体１が陽極接合した。この参考例３においては、
図１５に示した従来例における様なＳｉＯ₂ 層１３等の
絶縁層が介在していないので、陽極接合の接合強度がそ
の従来例（図１５）のものよりも優れていた。

【００１８】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得たところ同様に良好な結果が得られた。

【００１９】＜参考例４＞ 図４は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例４において
は、まず、異方性エッチングによりシリコン基体１上に
液流路用の溝部を形成し、次に。この溝部側の面にＴａ
膜１４をスパッタした。この上に参考例１と同様のガラ
ス天板８を積層し、図４に示す様にガラス天板８と基体
１とに直流電源１０を接続した。大気中、３８０℃で、
ガラス天板８を負極側、シリコン基体１を正極側にし、
８００Ｖの電圧を印加した。この電圧印加によって、ガ
ラス天板８とシリコン基体１が陽極接合した。

【００２０】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得たところ同様に良好な結果が得られた。

【００２１】なお、この参考例４ではシリコン基体１を
電源１０の正極側に接続したが、本発明はこれに限定さ
れず、Ｔａ膜１４に接続した場合も有効である。Ｔａ膜
１４に接続した場合には、基体１の材料はどの様なもの
でも使用でき、ガラスなどの絶縁物でも構わない。また
Ｔａ膜１４の代わりに、他の導電性材料、例えばＴａ以
外の金属、多結晶シリコン等の半導体を用いてもよい。

【００２２】＜参考例５＞ 図５は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例５では、まず
参考例１と同様にしてシリコン基体１上に、ＨｆＢ₂ か
ら成る発熱素子２、Ａｌから成る電極材３、ＳｉＯ₂ か
ら成る保護膜４、Ｔａから成る耐キャビテーション膜５
を順次形成した。次に、その表面をシランカップリング
剤１１で処理し、参考例１とは異なりドライフィルムフ
ォトレジストには耐熱性を有するものを用い（高温の後
工程に備えるため）、これをラミネートし、パターニン
グした。更にこの上に内壁金属層としてＴａ膜１４を１
０００オングストローム厚スパッタし、２５μｍ角のＴ
ａ被覆フォトレジストから成るインク通路壁６を形成し
た。この後は参考例１と同様の条件でガラス天板８を陽
極接合し、液体噴射記録ヘッドを得たところ同様に良好
な結果が得られた。

【００２３】＜参考例６＞ 図６は、液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の他の例を
示す模式的部分断面図である。この参考例６では、まず
参考例１と同様にしてシリコン基体１上に、ＨｆＢ₂ か
ら成る発熱素子２、Ａｌから成る電極材３、ＳｉＯ₂ か
ら成る保護膜４、Ｔａから成る耐キャビテーション膜５
を順次形成した。次に、実施例１とは異なり耐キャビテ
ーション膜５上にパイレックスガラスを２５μｍ成膜し
パターニングすることによって、２５μｍ角のパイレッ
クスガラスから成るインク通路壁６を形成した。

【００２４】これとは別に、参考例１と同様のガラス天
板８を用意し、これに透明導電膜（ＩＴＯ膜）１５を１
０００オングストローム厚スパッタした。これをインク
通路壁６上に積層し、図６に示す様にＩＴＯ膜１５と耐
キャビテーション膜５とに直流電源１０を接続した。大
気中、３８０℃で、ＩＴＯ膜１５を正極側、耐キャビテ
ーション膜５を負極側にし、７０Ｖの電圧を印加し陽極
接合した。この陽極接合において、パイレックスガラス
から成るインク通路壁６は２５μｍと薄いので印加電圧
は７０Ｖという低いもので十分である。

【００２５】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得たところ、同様の良好な結果が得られた。

【００２６】なお、この参考例６では天板８にＩＴＯ膜
１５を形成したが、本発明はこれに限定されず、ＩＴＯ
膜１５の替わりに金属膜を用いた場合も有効である。

【００２７】次に、低融点ガラスを用いた実施例７〜１
２を説明する。

【００２８】＜実施例７＞ 図７は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
一例を示す模式的部分断面図である。この実施例７で
は、まず参考例１と同様にしてシリコン基体１上に、Ｈ
ｆＢ₂ から成る発熱素子２、Ａｌから成る電極材３、Ｓ
ｉＯ₂ から成る保護膜４、Ｔａから成る耐キャビテーシ
ョン膜５、２５μｍ角のＮｉメッキから成るインク通路
壁６を順次形成した。

【００２９】これとは別に、天板８として厚さ１ｍｍの
ガラス（コーニング社製、商品名：７０５９）を用意し
た。このガラス天板８上に、まずＩＴＯ膜１５をＲＦス
パッタ法により１０００オングストローム厚成膜した。
更にこの上に、低融点ガラス層１６を、酸素雰囲気のＲ
Ｆスパッタ法により、岩城硝子社製の低融点ガラス（商
品名：７５７０）を用いて２μｍ厚成膜した。

【００３０】この低融点ガラス層１６を有するガラス天
板８を、インク通路壁６上に積層し、図７に示す様にＩ
ＴＯ膜１５と耐キャビテーション膜５とに直流電源１０
を接続した。大気中、１００℃で、ＩＴＯ膜１５を負極
側、耐キャビテーション膜５を正極側にし７０Ｖの電圧
を印加した。この電圧印加によって、低融点ガラス層１
６側の空間電荷層と金属表面の間で静電引力が生じ、こ
の静電引力で界面が接触し化学結合に至り陽極接合され
た。なお、この実施例７においては、粘性の小さな低融
点ガラスを用いるので、ガラス層１６の原子が移動しや
すく低温での接合が可能である。また参考例１〜５に比
べ印加電圧が低くできるのは、ガラス層が薄いのでこれ
が低くても同程度の電界強度が得られるからである。

【００３１】以上の様にして液流路を形成した後、従来
より公知のヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを
得たところ、同様の良好な結果が得られた。

【００３２】なおこの実施例７では、インク通路壁６側
の接合用にニッケルメッキを用い、耐キャビテーション
膜５にはＴａを用いたが、本発明はこれに限定されず他
の金属を用いた場合も有効である。また、導電層として
ＩＴＯ膜１５を用いたが、本発明はこれに限定されず、
光が透過できる程度に金属を薄く用いてもよい。

【００３３】＜実施例８＞ 図８は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例８に
おいては、実施例７と同様にしてガラス天板８上にＩＴ
Ｏ膜１５と低融点ガラス層１６を形成し、陽極接合では
電源の負極側をＩＴＯ膜１５に接続し、印加電圧を７０
Ｖとした以外は、参考例２と同様にして液体噴射記録ヘ
ッドを得た。この記録ヘッドについても同様に良好な結
果が得られた。

【００３４】＜実施例９＞ 図９は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例９に
おいては、実施例７と同様にしてガラス天板８上にＩＴ
Ｏ膜１５と低融点ガラス層１６を形成し、陽極接合では
電源の負極側をＩＴＯ膜１５に接続し、印加電圧を７０
Ｖとした以外は、参考例３と同様にして液体噴射記録ヘ
ッドを得た。この記録ヘッドについても同様に良好な結
果が得られた。

【００３５】＜実施例１０＞ 図１０は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成
の他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例１
０においては、実施例７と同様にしてガラス天板８上に
ＩＴＯ膜１５と低融点ガラス層１６を形成し、陽極接合
では電源の負極側をＩＴＯ膜１５に接続し、印加電圧を
７０Ｖとした以外は、参考例４と同様にして液体噴射記
録ヘッドを得た。この記録ヘッドについても同様に良好
な結果が得られた。

【００３６】なお、この実施例１０ではシリコン基体１
を電源１０の正極側に接続したが、本発明はこれに限定
されず、Ｔａ膜１４に接続した場合も有効である。Ｔａ
膜１４に接続した場合には、基体１の材料はどの様なも
のでも使用でき、ガラスなどの絶縁物でも構わない。ま
たＴａ膜１４の代わりに、他の導電性材料、例えばＴａ
以外の金属、多結晶シリコン等の半導体を用いてもよ
い。また、天板８はガラス以外の絶縁物、例えば樹脂な
どであってもよい。

【００３７】＜実施例１１＞ 図１１は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成
の他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例１
１においては、実施例７と同様にしてガラス天板８上に
ＩＴＯ膜１５と低融点ガラス層１６を形成し、陽極接合
では電源の負極側をＩＴＯ膜１５に接続し、印加電圧を
７０Ｖとした以外は、参考例５と同様にして液体噴射記
録ヘッドを得た。この記録ヘッドについても同様に良好
な結果が得られた。

【００３８】＜実施例１２＞ 図１２は、本発明の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成
の他の例を示す模式的部分断面図である。この実施例１
２においては、参考例５と同様にしてＴａ被覆フォトレ
ジストから成るインク通路壁６まで形成した。次に、こ
のインク通路壁６の上に、実施例７と同様の低融点ガラ
スを酸素雰囲気のＲＦスパッタ法により積層し、低融点
ガラス層１６を形成した。

【００３９】一方、実施例７と同様にしてガラス天板８
上にＩＴＯ膜１５を形成した。このＩＴＯ膜１５を有す
るガラス天板８を、インク通路壁６上に積層し、図１２
に示す様にＩＴＯ膜１５と耐キャビテーション膜５とに
直流電源１０を接続した。大気中、１００℃で、ＩＴＯ
膜１５を正極側、耐キャビテーション膜５を負極側にし
７０Ｖの電圧を印加し陽極接合した後、従来より公知の
ヘッド作製工程を経て液体噴射記録ヘッドを得たとこ
ろ、同様の良好な結果が得られた。

【００４０】以上、具体的な参考例１〜６及び実施例７
〜１２を説明したが、本発明はこれらに限定されるもの
ではなく、以下にその他の例を説明する。

【００４１】

【００４２】また参考例１〜６及び実施例７〜１２で
は、接合面の導電性材料として、金属（ニッケル、Ｔ
ａ）、ＩＴＯ膜、多結晶シリコン等を用いたが、これら
に限定されるものではなく、陽極接合が良好に行われ得
るその他の金属、透明導電膜または半導体であってもよ
い。具体的には、電気抵抗が１００Ω／□以下のものが
適当である。

【００４３】また参考例１〜６及び実施例７〜１２で
は、接合面のガラス材として、通常の市販のガラス（参
考例１〜６）または低融点ガラス（実施例７〜１２）を
用いた。低融点ガラスを用いると実施例７〜１２に示す
ように、ガラスの粘性が小さいのでその中の原子が移動
し易く、陽極接合時の温度が低くても構わないという利
点がある。また、この低融点ガラス層１６を１〜５μｍ
程度の薄い層とすればよいので、低い電圧でも接合が可
能であるという利点を有する。

【００４４】また、流路形成のための二つの部材自体を
ガラスまたは導電性材料で構成してもよいし、部材の表
面（少なくとも接合面）に、ガラスまたは導電性材料を
真空堆積法や塗布法によって成膜してもよい。

【００４５】また参考例１〜６及び実施例７〜１２で
は、陽極接合時の印加電圧は８００Ｖ（参考例１〜６）
または７０Ｖ（実施例７〜１２）としたが、この範囲に
限定されず、各種条件に応じて良好な接合が行われる範
囲で適宜設定すればよい。また、その他の陽極接合の条
件は、従来より公知の直流電源からの電圧印加による陽
極接合法に関する条件に従い、導電性材料を正としガラ
スに１０³ 〜１０⁶ Ｖ／ｃｍ程度の電界を加えればよ
い。

【００４６】また後工程が良好に実施できる様に、陽極
接合前に充填材を部材の溝部に充填してもよいし、陽極
接合後に充填材を液流路に充填してもよい。

【００４７】また、液体噴射記録ヘッドの液流路の長さ
（またはノズル長）は、吐出特性を左右するため均一で
なければならない。したがって、吐出口に切断マークを
設け、そのマークを目印にして切断する工程が通常行わ
れる。この切断工程を簡易に実施するには、天板８には
透明のものを用いることが望ましい。またこれが透明で
あると吐出口内のゴミやインク吐出状況が把握できるこ
とからも有利となる。この点から、天板８側にはガラ
ス、ＩＴＯ膜１５、光が透過できる程度に薄くした金属
などの材料を用いることが望ましい。

【００４８】また、本発明の記録ヘッドは、上述のよう
に陽極接合を採用するので接合箇所に接着層を有しない
こととなる。

【００４９】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、熱エネルギ−を利用して飛翔液滴を形成し、記
録を行うインクジェット記録方式の記録ヘッド、記録装
置に於いて、優れた効果をもたらすものである。

【００５０】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されており、本発明はこれらの基
本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方
式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれ
にも適用可能である。

【００５１】この記録方式を簡単に説明すると、液体
（インク）が保持されているシートや液路に対応して配
置されている電気熱変換体に、記録情報に対応して液体
（インク）に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じる様
な急速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆動
信号を印加することによって、熱エネルギーを発生せし
め、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせる。この
様に液体（インク）から電気熱変換体に付与する駆動信
号に一対一対応した気泡を形成出来るため、特にオンデ
マンド型の記録法には有効である。この気泡の成長、収
縮により吐出孔を介して液体（インク）を吐出させて、
少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス
形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわれる
ので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成
でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号として
は、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５
２６２号明細書に記載されているようなものが適してい
る。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国
特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を
採用すると、更に優れた記録を行なうことができる。

【００５２】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出孔、液流路、電気熱変換
体の組み合わせた構成（直線状液流路又は直角液流路）
の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書に開示されている様に、熱作
用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものも本発
明に含まれる。

【００５３】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出孔とする構成を開
示する特開昭５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた
構成においても本発明は有効である。

【００５４】更に、本発明が有効に利用される記録ヘッ
ドとしては、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に
対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッドがある。
このフルラインヘッドは、上述した明細書に開示されて
いるような記録ヘッドを複数組み合わせることによって
フルライン構成にしたものや、一体的に形成された一個
のフルライン記録ヘッドであっても良い。

【００５５】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００５６】又、本発明の記録装置に、記録ヘッドに対
する回復手段や、予備的な補助手段等を付加すること
は、本発明の記録装置を一層安定にすることができるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリーニング
手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別
の加熱素子、或はこれらの組み合わせによる予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なう
手段を付加することも安定した記録を行なうために有効
である。

【００５７】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成したものか、複数個の組み合わせて
構成したものかのいずれでも良いが、異なる色の複色カ
ラー又は、混色によるフルカラーの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００５８】以上説明した本発明実施例においては、液
体インクを用いて説明しているが、本発明では室温で固
体状であるインクであっても、室温で軟化状態となるイ
ンクであっても用いることができる。上述のインクジェ
ット装置ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものであれば良い。

【００５９】加えて、熱エネルギーによるヘッドやイン
クの過剰な昇温をインクの固形状態から液体状態への状
態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に
防止するか又は、インクの蒸発防止を目的として放置状
態で固化するインクを用いることも出来る。いずれにし
ても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイン
クが液化してインク液状として吐出するものや記録媒体
に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質を
持つインクの使用も本発明には適用可能である。

【００６０】このようなインクは、特開昭５４−５６８
４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記
載されているような、多孔質シートの凹部又は貫通孔に
液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体
に対して対向するような形態としても良い。

【００６１】本発明において、上述した各インクにたい
して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行する
ものである。

【００６２】図１３は本発明により得られた記録ヘッド
をインクジェットヘッドカートリッジ(IJC) として装着
したインクジェット記録装置(IJRA)の一例を示す外観斜
視図である。

【００６３】図において、120 はプラテン124 上に送紙
されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出を行な
うノズル群を具えたインクジェットヘッドカートリッジ
(IJC) である。116 はIJC120 を保持するキャリッジＨ
Ｃであり、駆動モータ117 の駆動力を伝達する駆動ベル
ト118 の一部と連結し、互いに平行に配設された２本の
ガイドシャフト119Aおよび119Bと摺動可能とすることに
より、IJC 120 の記録紙の全幅にわたる往復移動が可能
となる。

【００６４】126 はヘッド回復装置でありIJC 120 の移
動経路の一端、例えばホームポジションと対向する位置
に配設される。伝動機構123 を介したモータ122 の駆動
力によって、ヘッド回復装置126 を動作せしめ、IJC 12
0 のキャッピングを行なう。このヘッド回復装置126 の
キャップ部126AによるIJC 120のキャッピングに関連さ
せて、ヘッド回復装置126 内に設けた適宜の吸引手段に
よるインク吸引もしくはIJC 120 へのインク供給経路に
設けた適宜の加圧手段によるインク圧送を行ない、イン
クを吐出口より強制的に排出させることによりノズル内
の増粘インクを除去する等の吐出回復処理を行なう。ま
た、記録終了時等にキャッピングを施すことによりIJC
が保護される。

【００６５】130 はヘッド回復装置126 の側面に配置さ
れ、シリコンゴムで形成されるワイピング部材としての
ブレードである。ブレード131 は、ブレード保持部材13
1Aにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置126
と同様、モータ122 および伝導機構123 によって動作
し、IJC 120 の吐出面との係合が可能となる。これによ
り、IJC 120 の記録動作における適切なタイミングで、
あるいはヘッド回復装置126 を用いた吐出回復処理後
に、ブレード131 をIJC 120 の移動経路中に突出させ、
IJC 120 の移動動作に伴ってIJC 120 の吐出面における
結露、濡れあるいは塵埃等をふきとるものである。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、接合す
べき流路形成用部材の接合面の一方をガラスから構成
し、他方を導電性材料から構成するので、陽極接合が良
好に行われ得る、液流路を構成する部材間の接合強度が
十分に強く、均一形状の液流路および吐出口を有し、透
明天板が使用可能であり、インク吐出量のばらつきの無
い優れた品位の印字が可能な液体噴射記録ヘッドであ
る。

【００６７】また、本発明の記録ヘッドの製造方法は、
上述の記録ヘッドを、基体材料の選択幅を広くでき且つ
簡易に製造できるものである。

【００６８】また更に、接合面のガラス材料として薄膜
の低融点ガラスを用いれば、１００℃程度の低温で陽極
接合が可能となり、ガラス層に薄膜を用いれば７０Ｖ程
度の低電圧での接合が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例１における液流路の製造例を示す工程図
である。

【図２】参考例２における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。

【図３】参考例３における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。

【図４】参考例４における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。

【図５】参考例５における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。

【図６】参考例６における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。

【図７】実施例７における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。

【図８】実施例８における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。

【図９】実施例９における液流路の構成を示す模式的部
分断面図である。

【図１０】実施例１０における液流路の構成を示す模式
的部分断面図である。

【図１１】実施例１１における液流路の構成を示す模式
的部分断面図である。

【図１２】実施例１２における液流路の構成を示す模式
的部分断面図である。

【図１３】本発明の液体噴射記録装置の一例を示す斜視
図である。

【図１４】従来の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
一例を示す模式的部分断面図である。

【図１５】従来の液体噴射記録ヘッドの液流路の構成の
一例を示す模式的部分断面図である。

【符号の説明】

１ 基体 ２ 発熱素子 ３ 電極材 ４ 保護膜 ５ 耐キャビテーション膜 ６ インク通路壁 ７ ニッケルメッキ ８ 天板 ９ 吐出口 １０ 直流電源 １１ シランカップリング剤 １２ 液体レジスト １３ ＳｉＯ₂ 層 １４ Ｔａ膜 １５ ＩＴＯ膜 １６ 低融点ガラス層 １７ ドライフィルムフォトレジスト １１６ キャリッジ １１７ 駆動モータ １１８ 駆動ベルト １１９Ａ、１１９Ｂ ガイドシャフト １２０ インクジェットヘッドカートリッジ １２２ クリーニング用モータ １２３ 伝動機構 １２４ プラテン １２６ キャップ部材 １３０ ブレード １３０Ａ ブレード保持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 寿 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 川尻 幸雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 工 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 柴田 誠 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−224740（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−129528（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−35967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−146633（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−80252（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−211058（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−264256（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/16

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溝部を有する部材と平面を有する部材と
   を接合して成る液流路を有し、該溝部を有する部材には
   該溝の底部に液体を吐出するための電気熱変換体が設け
   られている液体噴射記録ヘッドにおいて、該溝部を有す
   る部材および該平面を有する部材のうちの一方の部材の
   接合面を導電層を介して融点が１００℃以下の低融点ガ
   ラス薄膜で構成し、他方の部材の接合面が導電性材料か
   ら成ることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
2. 【請求項２】 溝部を有する部材と平面を有する部材と
   の接合箇所に接着層を有しない請求項１に記載の液体噴
   射記録ヘッド。
3. 【請求項３】 低融点ガラス薄膜の膜厚が１〜５μｍで
   あるである請求項１に記載の液体噴射記録ヘッド。
4. 【請求項４】 溝部を有する部材と平面を有する部材と
   を接合して成る液流路を有し、該溝部を有する部材には
   該溝の底部に液体を吐出するための電気熱変換体が設け
   られている液体噴射記録ヘッドの製造方法において、該
   溝部を有する部材および該平面を有する部材のうちの一
   方の部材の接合面を導電層を介して融点が１００℃以下
   の低融点ガラス薄膜で構成し、他方の部材の接合面を導
   電性材料で構成し、該低融点ガラスと該導電性材料とを
   陽極接合により接合する工程を有することを特徴とする
   液体噴射記録ヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】 低融点ガラス薄膜の膜厚が１〜５μｍで
   あるである請求項４に記載の液体噴射記録ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の記録ヘッドと、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
   特徴とする液体噴射記録装置。