JP7183049B2 - 液体吐出ヘッド用基板および液体吐出ヘッド - Google Patents
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Description
本実施形態の液体吐出装置、特にはインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置1000(以下、記録装置とも称す)の概略構成を図1に示す。記録装置1000は、被記録媒体2を搬送する搬送部1と、被記録媒体の搬送方向と略直交して配置されるライン型の液体吐出ヘッド3とを備え、複数の被記録媒体2を連続もしくは間欠に搬送しながら1パスで連続記録を行うライン型記録装置である。被記録媒体2はカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。記録装置1000は、CMYK(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)の4種類のインクにそれぞれ対応した4つの単色用の液体吐出ヘッド3を備えている。また、記録装置1000はキャップ1007を備えており、非記録時にキャップ1007で液体吐出ヘッド3の吐出口面の側を覆うことで、吐出口からのインクの蒸発を防ぐことができる。
本実施形態に係る液体吐出ヘッド3の構成について説明する。図2(a)及び図2(b)は本実施形態に係る液体吐出ヘッド3の斜視図である。液体吐出ヘッド3は1つの記録素子基板10で1色のインクを吐出可能な記録素子基板10が直線上に16個配列(インラインに配置)されたライン型の液体吐出ヘッドである。各色のインクを吐出する液体吐出ヘッド3は同様の構成となっている。
図3は、本実施形態の記録素子基板(記録素子基板のことを液体吐出ヘッドとも称する)を概念的に示す斜視図である。
次に、図7(a)から図7(i)を用い、本実施形態における記録素子基板(液体吐出ヘッド)の製造工程について説明する。図7は図6に示した断面図に対応する図である。
以下、本発明の効果を確認するために行った複数の検証試験について説明する。
この実施例の記録素子基板に、顔料シアンインクを充填し、吐出耐久試験を行った。まず、上部電極131に負電位に帯電した粒子が付着することを抑えることでコゲを抑制するため、対向電極132が陽極になるように対向電極132に+1.0Vの電位を付与し、上部電極131と対向電極132との間に電圧を印加した。この状態で、発熱抵抗素子108に吐出のための電位を印加して記録素子基板に(10^9)回の吐出動作を行わせた。
ヒューズ部112の下方側、すなわち基材101側のSiOの膜厚とヒューズ部112を切断可能な電流値との関係についてTEG形態にて検証した。
吐出耐久試験で用いた実施例の記録素子基板を用い、任意の発熱抵抗素子108に通常吐出時の電圧の5倍のパルス電圧をかけ、故意に断線を発生させた。断線した発熱抵抗素子108上の上部電極131につながるヒューズ部112は溶断していた。電気検査を行ったところ、断線した発熱抵抗素子108上の上部電極131は、他の発熱抵抗素子108から電気的に分離されていることを確認できた。
108 発熱抵抗素子
101 基材
110 絶縁層
111 保護層(被覆部)
112 ヒューズ部
113 個別配線
114 共通配線
115 絶縁層(被覆層)
120 流路形成部材
Claims (16)
- 液体を吐出するために発熱する第1発熱抵抗素子および第2発熱抵抗素子を備える基材と、
前記第1発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第1被覆部と、
前記第2発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第2被覆部と、
前記第1発熱抵抗素子と前記第1被覆部との間および前記第2発熱抵抗素子と前記第2被覆部との間に配された絶縁層と、
前記基材の前記第1被覆部が設けられる側に設けられたヒューズ部と、
前記ヒューズ部を介して前記第1被覆部に電気的に接続され、前記第1被覆部と前記第2被覆部とを電気的に接続するための共通配線と、
前記第1被覆部と前記ヒューズ部とを電気的に接続し、液体吐出ヘッド用基板における積層方向において前記ヒューズ部と同じ層に設けられた個別配線と、
互いに隣接して設けられ、液体を流すための第1開口および第2開口と、
を有する液体吐出ヘッド用基板において、
少なくとも珪素と炭素とを含み、前記ヒューズ部を被覆する被覆層を有するとともに、
前記液体吐出ヘッド用基板を平面視した場合に、前記第1開口と前記第2開口とが隣接する方向と交差する方向において、前記第1発熱抵抗素子、前記第1開口、前記共通配線がこの順に配置されており、
前記個別配線は、前記第1開口と前記第2開口との間の領域を通って配置されており、
前記ヒューズ部は、前記領域よりも前記共通配線の側に位置することを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。 - 前記被覆層はSiCNを含む、請求項1に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記基材は、前記液体吐出ヘッド用基板を平面視した場合に、前記ヒューズ部と重なる位置に厚さ1μm以上のSiOを含む層を備える、請求項1または請求項2に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記ヒューズ部はタンタルを含む、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記共通配線と前記ヒューズ部とは、前記液体吐出ヘッド用基板における積層方向において同じ層として設けられており、
前記被覆層は前記共通配線を被覆している、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 - 前記共通配線はタンタルを含む請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記第1被覆部の、前記第1発熱抵抗素子の側の面と反対側の面は、イリジウムを含む層で構成されている、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記ヒューズ部は、前記基材の側からイリジウムを含む層とタンタルを含む層とがこの順に積層された積層体を含み、
前記ヒューズ部の前記イリジウムを含む層と、前記第1被覆部の前記イリジウムを含む層とは、前記液体吐出ヘッド用基板における積層方向において同じ層として構成されている、請求項7に記載の液体吐出ヘッド用基板。 - 前記共通配線と前記ヒューズ部とを介して前記第1被覆部に電位を印加可能である、請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記液体吐出ヘッド用基板を平面視した場合に、前記ヒューズ部の重心と前記第1発熱抵抗素子の重心との距離が、150μm以下である、請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 液体を吐出するために発熱する第1発熱抵抗素子および第2発熱抵抗素子を備える基材と、前記第1発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第1被覆部と、前記第2発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第2被覆部と、前記第1発熱抵抗素子と前記第1被覆部との間および前記第2発熱抵抗素子と前記第2被覆部との間に配された絶縁層と、前記基材の前記第1被覆部が設けられる側に設けられたヒューズ部と、前記ヒューズ部を介して前記第1被覆部に電気的に接続され、前記第1被覆部と前記第2被覆部とを電気的に接続するための共通配線と、を備える液体吐出ヘッド用基板と、
前記液体吐出ヘッド用基板の前記第1被覆部の側に設けられ、流路を形成する壁を備える流路形成部材と、
を有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記液体吐出ヘッド用基板は、前記液体吐出ヘッド用基板の前記第1被覆部の側に設けられ、少なくとも珪素と炭素とを含み、前記ヒューズ部を被覆する被覆層を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記被覆層はSiCNを含む、請求項11に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ヒューズ部はタンタルを含む、請求項11または請求項12に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ヒューズ部は、前記流路の側とは反対側に前記壁から離れた位置に設けられている、請求項11乃至請求項13のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記流路形成部材は、前記液体吐出ヘッド用基板を平面視した場合に前記ヒューズ部と重なる位置に貫通口を備え、
前記被覆層は前記貫通口から露出する面を備える、請求項11乃至請求項14のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記共通配線と前記ヒューズ部とを介して前記第1被覆部に電位を印加可能である、請求項11乃至請求項15のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
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