JP3710364B2

JP3710364B2 - インクジェットヘッド

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Publication number: JP3710364B2
Application number: JP2000232407A
Authority: JP
Inventors: 照夫尾崎; 修司小山; 雅己笠本; 潤一郎井利
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: EP1186411B1; DE60104175T2; US6644790B2; US20020024565A1; DE60104175D1; EP1186411A3; JP2002046278A; EP1186411A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第４７２３１２９号公報あるいは米国特許第４７４０７９６号公報等に開示されている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、かつカラー化、コンパクト化に適している。このインクジェット記録方式を用いる、熱エネルギーを利用してインクを発泡させて記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドは、インクを発泡させるための発熱抵抗体とこれに電気的接続を行う配線とを同一基板上に作製してインクジェット記録ヘッド用基板とし、さらにその上にインクを吐出させるためのノズルを形成した構成が一般的である。
【０００３】
そして、このインクジェット記録ヘッド用基板は、一方では投入する電気エネルギーの省力化、他方ではインクの発泡にともなう機械的ダメージおよび熱パルスによる発熱部の破壊による基板の寿命の低下を防ぐために、様々な工夫がなされている。とりわけ一対の配線パターンの間に位置する発熱部を有する発熱抵抗体をインクから保護する保護膜については、多くの工夫がなされている。
【０００４】
この保護膜は、熱の効率から見ると、熱伝導率の高いもの、あるいは薄い方が有利である。ところが一方で、保護膜は、発熱体に接続する配線をインクから守るという役目があり、膜の欠陥の確率からすると、厚い方が有利であり、エネルギー効率と信頼性の観点から最適の厚さに設定されている。ただし、保護膜はインクの発泡によるキャビテーションダメージすなわち機械的ダメージと、発泡後の表面が高温になることから、インク成分との高温時での化学反応によるダメージとの両方の影響を受ける。
【０００５】
このため、実際には配線を守るための絶縁性の膜と、機械的、化学的ダメージに安定な膜の両立が難しく、このことからインクジェット用基板の保護膜の構成は上層にインクの発泡による機械的および化学的ダメージに対して安定性の高い膜を形成し、下層は配線を守るための絶縁性の膜を形成することが一般的である。具体的には上層には機械的、化学的安定性の極めて高い膜であるＴａ膜、下層には、既存の半導体製造装置で安易に安定な膜が形成できるＳｉＮ膜やＳｉＯ膜を形成することが一般的である。
【０００６】
詳述すると、配線上に保護膜としてＳｉＮ膜を約０．２〜１μｍ形成し、そのあとに上層の保護膜、一般的にはそのキャビテーションダメージに対する膜としての性能から耐キャビテーション膜と呼ばれるＴａ膜を０．２〜０．５μｍの厚さに形成する。この構成によってインクジェット用基板の発熱抵抗体の寿命および信頼性の両立を図っている。
【０００７】
また上記のような機械的、化学的ダメージの他に、発熱部では、インクに含まれる色材および含有物などが高温加熱によって分子レベルで分解され、難溶性の物質になり、上層の保護膜である耐キャビテーション膜上に物理吸着する現象が発生する。この現象はコゲーション（以下、「コゲ」と称す）と呼ばれている。このように、耐キャビテーション膜上に難溶性の有機物や無機物が吸着すると、発熱抵抗体からインクへの熱伝導が不均一となり、発泡が不安定となる。このため、発熱部における耐キャビーション膜上にコゲが発生しない必要があるが、上記のＴａ膜は比較的耐コゲ性の良好な膜として一般的に採用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、インクジェットプリンターの性能の飛躍的な向上によりインクの性能の向上、例えば高速記録に対応してブリーディング（カラー異色インク間でのにじみ）の防止が求められるとともに、高画質化に対応して発色性や耐候性の向上が求められて来ている。このため、インク中に様々な成分が追加され、カラー画像を形成するインクの種類、イエロー（Yellow）、マゼンタ（Magenta）、シアン（Cyan）の三色にも異なる成分が追加されるようになる。
【０００９】
この結果、例えば同一基板上にＹ、Ｍ、Ｃの三色の発熱部とこの上層保護膜としてＴａ膜を形成しているインクジェットヘッドにおいて、そのインク成分の違いから、ある色に対応する発熱部では今まで安定とされたＴａ膜さえも腐食しその結果、下層保護層、および発熱体までもダメージを受け破壊されるという現象が発生している。例えば、Ｃａ、Ｍｇなどの二価金属塩や、キレート錯体を形成する成分を含有するインクを用いた場合に、インクとの熱化学反応によりＴａ膜が腐食されやすい。
【００１０】
一方、このインク成分の改良に対応するように他の耐キャビテ−ション膜も開発されて来ている。例えばＴａ膜の代わりに、本出願人の特許第２６８３３５０号に例示されるＴａを含むアモルファス合金を使用すると、インク成分中に腐食性の強いものが含まれていてもダメージはほとんど受けないことが確認されている。
【００１１】
そこで、上記のようなＹ、Ｍ、Ｃの三色のインクを吐出できるインクジェットヘッドにおける発熱部の上層保護膜としてＴａを含むアモルファス合金を使用することが検討できるが、このＴａを含むアモルファス合金膜は耐インク腐食性の高い代わりに、表面がほとんどダメージを受けないために逆にコゲが発生しやすいという傾向が見られる。
【００１２】
そのため、ある色に対応する発熱部では上層保護層はほとんど腐食されない代わりに、コゲ性の問題が生じてくる。そればかりか、別の色においてコゲ性の高いインクを使用する場合は、従来のＴａではコゲ性はほとんど問題にならなかったのが、Ｔａを含むアモルファス合金にした為に顕著になるという現象が生じてしまう。なお、従来のＴａにおいてコゲの発生が少ないのは、Ｔａ膜の若干の腐食とコゲとがバランスよく生じ、Ｔａ膜表面が若干の腐食により除々に削れてコゲの累積発生が抑えられているためと推測できる。
【００１３】
以上のように、インクと接する上層保護膜としてＴａもしくはＴａを含むアモルファス合金のいずれか一方を採用する構成では、同一基板上でコゲ性の高いインクと腐食性の強いインクとを色別に使用するインクジェットヘッドの寿命および信頼性の両立を十分に図ることが困難になって来ている。
【００１４】
そこで本発明の目的は、上記のような実状に鑑み、コゲ性の高いインクと腐食性の高いインクの両方のインクを使用可能にするインクジェットヘッドを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、第 1 のインクを吐出するための発熱部を含む第 1 インク吐出部と、第 2 のインクを吐出するための発熱部を含む第 2 インク吐出部とを有し、発熱部を形成する発熱抵抗体からの熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、
前記第 1 のインクは、前記第 2 のインクよりも腐食性を強める成分を含んでおり、
前記第 2 のインクは、前記第１のインクよりも、前記発熱部の発熱時に当該発熱部上にコゲを生じさせやすいものであり、
前記第 1 インク吐出部の発熱部最表面にはＣｒの酸化物を含んだ酸化膜が表面に形成された耐キャビテーション層を有するとともに、前記第 2 インク吐出部の発熱部最表面にはＴａもしくはＴａＡｌにて形成された耐キャビテーション層を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、第 1 のインクを吐出するための発熱部を含む第 1 インク吐出部と、第 2 のインクを吐出するための発熱部を含む第 2 インク吐出部とを有し、発熱部を形成する発熱抵抗体からの熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、
前記第 1 のインクは、前記第 2 のインクよりも腐食性を強める成分を含んでおり、
前記第 2 のインクは、前記第１のインクよりも、前記発熱部の発熱時に当該発熱部上にコゲを生じさせやすいものであり、
前記第 1 インク吐出部および前記第 2 インク吐出部の発熱部上にはＴａを含むアモルファス合金膜が設けられているとともに、前記第 2 インク吐出部のみに対して前記Ｔａを含むアモルファス合金膜上に更にＴａ層を有することを特徴とする。
【００２１】
このようなインクジェットヘッドの構成によれば、ヘッド用基体上の、コゲを生じさせやすいインクが使用される領域の発熱部では、インクと接する耐キャビテーション膜の材料にＴａを用いたことにより、ヒーター駆動パルスの増加にともないＴａ膜表面が若干ずつ削れてコゲの累積発生が抑えられるので、発泡の効率が低下しない。一方、ヘッド用基体上の、腐食性の高いインクが使用される領域の発熱部では、耐キャビテーション膜の材料にＴａを含むアモルファス合金を用いているため、腐食がほとんどない。したがって、ヘッド用基体上に一直線に並べられた複数の発熱部をインクの種類別に分けて使用する場合、そのインクの種類にコゲを生じさせやすいインクとＴａを腐食しやすいインクとが含まれていても、両方のインクに対してヘッド用基体は十分な寿命と信頼性の両立を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本実施形態によるインクジェットヘッドは、基板上に、発熱部を形成する発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に電気的に接続する配線電極と、発熱抵抗体と配線との上に絶縁保護膜を介して設けられた耐キャビテーション膜とを有するインクジェットヘッド用基体上に、インクを吐出する吐出口に連通するインク路が設けられ、複数のインクがインク路別に分けられて使用可能となるようインク別にインク路が設けられたものである。特に、耐キャビテーション膜は、インク路別に使用されるインク種類毎に異なる膜材料で構成され、ある種類のインクに対応する部分はＴａを含むアモルファス合金膜で、別の種類のインクに対応する部分はそれよりも耐インク腐食性の低いＴａの膜で構成される。
【００２４】
本実施形態では一部の耐キャビテーション膜はＴａとしたが、インクに徐々に腐食されるものであれば、それ以外の材料であってもよい。また、他の部分の耐キャビテーション膜はＴａを含むアモルファス合金としたが、耐インク腐食性の高いものであれば材料の種類に制限されるものではない。
【００２５】
また、複数のインクの異なる特徴、すなわちコゲの発生しやすいインクと腐食性の高いインクとに対する発熱部の寿命を別々の材料によって伸ばすという思想の構成であれば、耐キャビテーション膜にて部分的に変えた材料の種類は２種類に限られずに３種類以上であってもよい。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照にして説明する。
【００２７】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１によるインクジェットヘッド用基体を示し、（ａ）ヘッド用基体の要部を示す模式的上面図、（ｂ）は図（ａ）中のＸ１−Ｘ２の一点鎖線によって切断した模式的断面図、（ｃ）は図（ａ）中のＹ１−Ｙ２の一点鎖線によって切断した模式的断面図である。
【００２８】
図１に示すように、Ｓｉ基板３の上に、蓄熱層８として酸化シリコン膜が形成されており、その上に発熱抵抗体層４、電極配線２としてＡｌ層がそれぞれ所定のパターン形状に形成されている。一対の電極配線２同士の間隙にある発熱抵抗体層４の部分が、上面のインクを急激に加熱沸騰させる発熱部２０となる。
【００２９】
これら発熱抵抗体層４および電極配線２を覆う様に、主に電極２間の絶縁性を保つ保護膜５として窒化シリコン層が形成され、さらにその上に、少なくとも２種類の材料で構成された１層の耐キャビテーション膜が形成されている。図１（ａ）に示すように、このヘッド用基体は同一基板上に一直線に並べられた複数の発熱部１をインクの種類別（本例ではイエロー、マゼンタ、シアンの色インク）に分けて使用するものである。そこで本例の場合は、イエロー領域およびマゼンタ領域では第１の耐キャビテーション膜６が、シアン領域では第２の耐キャビテーション膜７が形成されている。
【００３０】
特に、腐食性の高いシアンインクと、比較的コゲを発生させやすいイエローおよびマゼンタインクを使用する場合、シアン領域にある第２の耐キャビテーション膜７としてはＴａを含むアモルファス合金膜が形成され、イエローおよびマゼンタ領域にある第１の耐キャビテーション膜６としては第２の耐キャビテーション膜７より耐インク腐食性の低いＴａの膜が用いられる。
【００３１】
本形態では、比較的コゲ性の良好な第１の耐キャビテーション膜６としてＴａを用いるが、ＴａＡｌを用いても同様である。
【００３２】
また、第２の耐キャビテーション膜７としてのＴａを含むアモルファス合金は、Ｔａ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒからなる。このような合金により耐インク腐食性の高いものとしている。また、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ及びＷからなる群より選ばれた１種類以上の原子を含んでいてもよい。
【００３３】
さらに上記アモルファス合金は組成式（Ｉ）：Ｔａ_αＦｅ_βＮｉ_γＣｒ_δ （但し、１０at.%≦α≦３０at.%、且つ、α＋β＜８０at.%、且つ、α＜β、且つ、δ＞γ、且つ、α＋β＋γ＋δ＝１００at.%である。）で表されるＴａを含むアモルファス合金がより好ましい。この場合、Ｔａの量が１０at.%〜３０at.%の範囲と、上記組成のＴａを含むアモルファス合金よりも低く設定してある。このような低Ｔａ比を採用することで、合金に適度なアモルファス領域を付与して不動態膜化し、腐食反応の起点となる結晶界面の存在箇所を有意に減少させ、耐キャビテーション性を良好なレベルに維持しつつ、耐インク性を向上させることができる。特にＣａ，Ｍｇなどの２価金属やキレート錯体を形成する成分が含有されたインクに対して、不動態膜としての効果が発揮され、インクによる腐食を防止することができる。なお、上記組成式（Ｉ）におけるαは１０at.%≦α≦２０at.%であることがより好ましい。また、γ≧７at.%、且つ、δ≧１５at.%であること、さらにはγ≧８at.%、且つ、δ≧１７at.%がより好ましい。
【００３４】
また本例のように第２の耐キャビテーション膜７を、Ｔａを含むアモルファス合金膜とした場合に限らず、同様に耐インク腐食性を持つもの、例えばＣｒの酸化物を含んだ酸化膜が表面に形成された耐キャビテーション膜を用いても同様である。
【００３５】
次に、上述の構造をもつインクジェットヘッド用基体の製造方法を、図２および図３に基づいて説明する。図２は図１（ａ）に示したＸ１−Ｘ２線に沿った断面で見た成膜工程図、図３は図１（ａ）に示したＺ１−Ｚ２線に沿った断面で見た成膜工程図である。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、Ｓｉ基板３に熱酸化法、スパッタ法、ＣＶＤ法などによって、発熱抵抗体の下地としての蓄熱層８となる酸化シリコン膜を２４００ｎｍ形成する。
【００３７】
次に図２（ｂ）に示すように、蓄熱層８上に、反応性スパッタリングにより、発熱抵抗体層４となるＴａＮ層を約１００ｎｍ、電極配線２となるＡｌ層をスパッタリングにより５００ｎｍの厚さに形成する。
【００３８】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて、Ａｌ層をウェットエッチングし、さらにＴａＮ層をリアクティブエッチングし、断面形状が図２（ｃ）（平面形状は図１（ａ）を参照のこと）のような電極配線２および発熱抵抗体層４を形成する。図１に示した発熱部１は、発熱抵抗体層４上のＡｌ層が除去された部分であり、電極配線２間に電流を流したときにインクに付与する熱を生じる。
【００３９】
次に、図２（ｄ）に示すように、保護膜５として窒化シリコン膜を１０００ｎｍの厚さにＣＶＤ法によって形成する。
【００４０】
ここまでの工程による膜断面は図１（ａ）に示したイエロー，マゼンタおよびシアンの領域で全て同じである。
【００４１】
次に、同一基板上の複数の領域毎に異なる耐キャビテーション膜を形成するが、先ずは図３（ａ）に示すように保護膜５の表面全体に、第２の耐キャビテーション膜７としてその成分がＴａ：約１８at.%，Ｆｅ：約６０at.%，Ｃｒ：１３at.%，Ｎｉ：約９at.%のＴａを含むアモルファス合金膜をスパッタリング法で約１００ｎｍの厚さに形成する。このＴａを含むアモルファス合金膜７の成膜は、Ｔａ−Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉからなる合金ターゲットを用いたスパッタリング法のほか、別々のＴａターゲットとＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉターゲットを用い、それぞれに接続された２台の電源から別個のパワーを印加する、２元同時スパッタリング法により形成することも可能である。
【００４２】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて、Ｔａを含むアモルファス合金７上にレジストパターンを形成し、図３（ｂ）に示すように、フッ化水素酸と硝酸を主成分とするエッチング液でエッチングして所定の形状とする。ここでエッチングする領域は本例では図１（ａ）に示したイエローおよびマゼンタ領域とする。
【００４３】
さらに図３（ｃ）に示すように第１の耐キャビテーション膜６としてＴａ膜をスパッタリング法で約１５０ｎｍの厚さに形成する。
【００４４】
次に図３（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いて、Ｔａ膜６上にレジストパターン（このパターンは図１（ａ）に示したイエローおよびマゼンタ領域に相当する。）を形成し、ＣＦ₄ガスを主成分とするドライエッチングでＴａ膜６をエッチングする。ここで先に形成したＴａを含むアモルファス合金膜７上のＴａ膜６をエッチングする必要があるが、上記のドライエッチングではＴａエッチングが進行し、Ｔａを含むアモルファス合金層とＴａ膜６との界面まで達しても耐腐食性の高いＴａを含むアモルファス合金は表面にダメージを受けない。
【００４５】
次に図２（ｆ）に示すように、耐キャビテーション膜６をエッチングして保護膜５の一部を露出させ、フォトリソグラフィ法により保護膜５上にレジストパターンを形成し、ＣＦ₄ガスを用いたドライエッチングで外部電源との接続に必要なＡｌ電極による電極パッドを露出させることにより、インクジェットへツド用基体の要部の製造を完了する。但し、図２に示した工程は図１（ａ）のＸ１−Ｘ２線に沿った断面で見た製造工程であったが、図２（ｅ），（ｆ）中の第１の耐キャビテーション膜６を第２の耐キャビテーション膜７に変えれば、図１（ａ）のＹ１−Ｙ２線に沿った断面で見た工程と同じになる。
【００４６】
なお、米国特許第４，４２９，３２１号公報の様に、発熱抵抗体を駆動する集積回路を同一のＳｉ基板内に作り込んでもよい。この場合、集積回路部分は、配線部分と同様に、保護膜５、第１の耐キャビテーション膜６、および第２の耐キャビテーション膜７で覆われていることが好ましい。
【００４７】
このようにして製造したインクジェットヘッド用基体を用いてインクジェットヘッド（例えば図５のヘッド参照）を組み立て、同一基板上に形成したノズル列を３分割してそれぞれにＴａ腐食性の高いシアン（Cyan）インク、比較的コゲを累積発生させやすいイエロー（Yellow）およびマゼンタ（Magenta）インクを供給し、そのヘッド性能を確認したところ、シアンインクを使用したヒーター部分はヒーター破壊が起こらず、イエローおよびマゼンタインクを使用したヒーター部分はコゲの発生がほとんどなく吐出パワーの減少が見られず、結果として１＊１０Ｅ９パルス付近迄のヘッド寿命が確保できた。
【００４８】
すなわち、本実施形態によれば、ヘッド用基体上の、コゲを生じさせやすいインクが使用される領域の発熱部では、インクと接する耐キャビテーション膜の材料にＴａを用いたことにより、ヒーター駆動パルスの増加にともないＴａ膜表面が若干ずつ削れてコゲの累積発生が抑えられるので、発泡の効率が低下しない。一方、ヘッド用基体上の、腐食性の高いインクが使用される領域の発熱部では、耐キャビテーション膜の材料にＴａを含むアモルファス合金を用いているため、腐食がほとんどない。したがって、ヘッド用基体上に一直線に並べられた複数の発熱部をインクの種類別に分けて使用する場合、そのインクの種類にコゲを生じさせやすいインクとＴａを腐食しやすいインクとが含まれていても、両方のインクに対してヘッド用基体は十分な寿命と信頼性の両立を図ることができる。
【００４９】
（実施形態２）
上述の実施形態１では一層の耐キャビテーション層において各インクの種類に対応する領域ごとに成膜材料を変えた構成としたが、ここでは、絶縁保護層の表面全体に耐キャビテーション膜を形成し、この上に別の材料からなる耐キャビテーション膜を特定のインク領域のみに対して形成する形態を説明する。
【００５０】
図４は本発明の実施形態２によるインクジェットヘッド用基体の要部を説明するため断面図で、（ａ）は図１（ａ）中のＸ１−Ｘ２に沿った断面に相当する本形態の膜断面を示し、（ｂ）は図１（ａ）中のＺ１−Ｚ２に沿った断面に相当する本形態の膜断面を示す。
【００５１】
図４において、絶縁性を保つ保護膜５の表面全体に第２の耐キャビテーション膜７として耐インク腐食性の高いＴａを含むアモルファス合金膜が形成され、その上の、比較的コゲを発生させやすいイエローおよびマゼンタインクの領域のみに対して、第１の耐キャビテーション膜６として比較的コゲ性の良好なＴａ膜が形成されている。
【００５２】
このような形態によれば、使用途中でイエローおよびマゼンタインクがＴａ腐食性の高い成分が含まれたものとなっても、駆動パルスの増加に伴う腐食の進行はＴａを含むアモルファス合金膜７とＴａ膜６との界面で止まるので、発熱部の寿命を維持することができる。
【００５３】
なお本形態では、ヘッド用基体上の、シアンインクに対応する領域を一層の耐インク腐食性の高い、Ｔａを含むアモルファス合金膜とし、イエローおよびマゼンタインクに対応する領域を、下層がＴａを含むアモルファス合金膜で、かつ上層がそれより耐インク腐食性の低いＴａからなる２層の膜としたが、一層のＴａを含むアモルファス合金膜の領域と、下層がＴａを含むアモルファス合金膜で上層がＴａからなる領域とを形成する場所は、コゲを生じさせやすいインクとＴａを腐食しやすいインクとが使用される領域とに対応して適宜変更される。
【００５４】
（実施形態３）
以下、本発明のインクジェットヘッド用基体を適用可能なインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置について説明する。
【００５５】
図５は、上述した実施形態１または２によるヘッド用基体を用いて組み立てたインクジェットヘッドの要部を切り欠いて見た斜視図である。この図によれば、エッチング、蒸着スパッタリング等の半導体プロセス工程を経て、上述した実施形態１または２によるヘッド用基体１１０２上に成膜形成された発熱抵抗体１１０３、配線電極１１０４、液路壁１１１０、天板１１０６から構成されているインクジェットへツド１１０１が示されている。
【００５６】
記録用液体１１１２は図示していない液体貯蔵室から液体供給管１１０７を通してヘッド１１０１の共通液室１１０８内に供給される。図４中、符号１１０９は液体供給管用コネクタを示している。共通液室１１０８内に供給された液体１１１２はいわゆる毛管現象により液路内に供給され、液路先端の吐出口面（オリフィス面）でメニスカスを形成することにより安定に保持される。また、電気熱変換体１１０３は各液路毎に配設されている。各液路は基体１１０２上の液路壁１１１０が天板１１０６と接合されることで形成される。また、上記のような液体供給管用コネクタ１１０９と共通液室１１０８とこれに連通する複数の液路が、同一のヘッド用基体上において記録用液体の種類（例えば色）毎に区分けされている。
【００５７】
ここで、電気熱変換体１１０３に通電することにより、電気熱変換体面上の液体が急峻に加熱され、液路中に気泡が生起され、その気泡の膨張、収縮により吐出口１１１１から液体を吐出し液滴が形成される。
【００５８】
図６は、本発明が適用されるインクジェット記録装置の要部を示す模式的斜視図である。図６に示されるインクジェット装置６００に搭載されたヘッドカートリッジ６０１は、印字記録のためにインクを吐出する液体吐出ヘッドと、その液体吐出ヘッドに供給される液体を保持する複数色のインクタンクとを有するものである。
【００５９】
ヘッドカートリッジ６０１は、図６に示すように、駆動モータ６０２の正逆回転に連動して駆動力伝達ギヤ６０３および６０４を介して回転するリードスクリュー６０５の螺旋溝６０６に対して係合するキャリッジ６０７上に搭載されている。駆動モータ６０２の動力によってヘッドカートリッジ６０１がキャリッジ６０７ともとにガイド６０８に沿って矢印ａおよびｂの方向に往復移動される。インクジェット記録装置６００には、ヘッドカートリッジ６０１から吐出されたインクなどの液体を受ける被記録媒体としてのプリント用紙Ｐを搬送する被記録媒体搬送手段（不図示）が備えられている。その被記録媒体搬送手段によってプラテン６０９上を搬送されるプリント用紙Ｐの紙押さえ板６１０は、キャリッジ６０７の移動方向にわたってプリント用紙Ｐをプラテン６０９に対して押圧する。
【００６０】
リードスクリュー６０５の一端の近傍には、フォトカプラ６１１および６１２が配設されている。フォトカプラ６１１および６１２は、キャリッジ６０７のレバー６０７ａの、フォトカプラ６１１および６１２の領域での存在を確認して駆動モータ６０２の回転方向の切り換えなどを行うためのホームポジション検知手段である。プラテン６０９の一端の近傍には、ヘッドカートリッジ６０１の吐出口のある前面を覆うキャップ部材６１４を支持する支持部材６１３が備えられている。また、ヘッドカートリッジ６０１から空吐出などされてキャップ部材６１４の内部に溜まったインクを吸引するインク吸引手段６１５が備えられている。このインク吸引手段６１５によりキャップ部材６１４の開口部を介してヘッドカートリッジ６０１の吸引回復が行われる。
【００６１】
インクジェット記録装置６００には本体支持体６１９が備えられている。この本体支持体６１９には移動部材６１８が、前後方向、すなわちキャリッジ６０７の移動方向に対して直角な方向に移動可能に支持されている。移動部材６１８には、クリーニングブレード６１７が取り付けられている。クリーニングブレード６１７はこの形態に限らず、他の形態の公知のクリーニングブレードであってもよい。さらに、インク吸引手段６１５による吸引回復操作にあたって吸引を開始するためのレバー６２０が備えられており、レバー６２０は、キャリッジ６０７と係合するカム６２１の移動に伴って移動し、駆動モータ６０２からの駆動力がクラッチ切り換えなどの公知の伝達手段で移動制御される。ヘッドカートリッジ６０１に設けられた発熱体に信号を付与したり、前述した各機構の駆動制御を司ったりするインクジェット記録制御部は記録装置本体側に設けられており、図６では示されていない。
【００６２】
上述した構成を有するインクジェット記録装置６００では、前記の被記録媒体搬送手段によりプラテン６０９上を搬送されるプリント用紙Ｐに対して、ヘッドカートリッジ６０１がプリント用紙Ｐの全幅にわたって往復移動する。この移動時に不図示の駆動信号供給手段からヘッドカートリッジ６０１に駆動信号が供給されると、この信号に応じて液体吐出ヘッド部から被記録媒体に対してインク（記録液体）が吐出され、記録が行われる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インクジェットヘッド用基体において、基板上の発熱抵抗体および電極配線の上に絶縁保護層を介して設けられた耐キャビテーション膜を、所定のインクの種類に対応する領域ごとにＴａ膜もしくはＴａＡｌ膜と、Ｔａを含むアモルファス合金膜とに分けて構成した。
【００６４】
この事により、ヘッド用基体上の、コゲを生じさせやすいインクが使用される領域の発熱部では、ヒーター駆動パルスの増加にともないＴａ膜表面が若干ずつ削れてコゲの累積発生が抑えられるので、発泡の効率が低下しない。一方、ヘッド用基体上の、腐食性の高いインクが使用される領域の発熱部では、Ｔａを含むアモルファス合金のために腐食がほとんどない。したがって、ヘッド用基体上に一直線に並べられた複数の発熱部をインクの種類別に分けて使用する場合、そのインクの種類にコゲを生じさせやすいインクとＴａを腐食しやすいインクとが含まれていても、両方のインクに対してヘッド用基体は十分な寿命と信頼性の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１によるインクジェットヘッド用基体を示した図である。
【図２】図１（ａ）中のＸ１−Ｘ２断面で見た、インクジェットヘッド用基体の製造工程を示す図である。
【図３】図１（ａ）中のＺ１−Ｚ２断面で見た、インクジェットヘッド用基体の耐キャビテーション膜における材料の異なる領域間の成膜工程を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２によるインクジェットヘッド用基体を示した図である。
【図５】本発明の実施形態１または２によるヘッド用基体を用いて組み立てたインクジェットヘッドの要部を切り欠いて見た斜視図である。
【図６】本発明が適用されるインクジェット記録装置の要部を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
１発熱部
２電極配線（Ａｌ）
３Ｓｉ基板
４発熱抵抗体層（ＴａＮ）
５保護膜（ＳｉＮ）
６第１の耐キャビテーション膜（Ｔａ）
７第２の耐キャビテーション膜（Ｔａを含むアモルファス合金）
８蓄熱層（ＳｉＯ₂）

Claims

第1のインクを吐出するための発熱部を含む第1インク吐出部と、第2のインクを吐出するための発熱部を含む第2インク吐出部とを有し、発熱部を形成する発熱抵抗体からの熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、
前記第1のインクは、前記第2のインクよりも腐食性を強める成分を含んでおり、
前記第2のインクは、前記第１のインクよりも、前記発熱部の発熱時に当該発熱部上にコゲを生じさせやすいものであり、
前記第1インク吐出部の発熱部最表面にはＣｒの酸化物を含んだ酸化膜が表面に形成された耐キャビテーション層を有するとともに、前記第2インク吐出部の発熱部最表面にはＴａもしくはＴａＡｌにて形成された耐キャビテーション層を有することを特徴とするインクジェットヘッド。
第1のインクを吐出するための発熱部を含む第1インク吐出部と、第2のインクを吐出するための発熱部を含む第2インク吐出部とを有し、発熱部を形成する発熱抵抗体からの熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、
前記第1のインクは、前記第2のインクよりも腐食性を強める成分を含んでおり、
前記第2のインクは、前記第１のインクよりも、前記発熱部の発熱時に当該発熱部上にコゲを生じさせやすいものであり、
前記第1インク吐出部および前記第2インク吐出部の発熱部上にはＴａを含むアモルファス合金膜が設けられているとともに、前記第2インク吐出部のみに対して前記Ｔａを含むアモルファス合金膜上に更にＴａ層を有することを特徴とするインクジェットヘッド。