JP2959690B2 - 液体噴射記録ヘッドの製造方法 - Google Patents
液体噴射記録ヘッドの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は吐出口から液体（イン
ク）を液滴として吐出させることにより被記録媒体上に
記録を行うための液体噴射記録ヘッドに関し、詳しくは
テーパーのついた電極端部をもった液体噴射記録ヘッド
の製造方法に関する。
ク）を液滴として吐出させることにより被記録媒体上に
記録を行うための液体噴射記録ヘッドに関し、詳しくは
テーパーのついた電極端部をもった液体噴射記録ヘッド
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在知られている各種の記録法のなかで
も、記録時に騒音の発生がほとんどないノンインパクト
記録方法であってかつ高速記録が可能であり、しかも普
通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録の行えるいわ
ゆる液体噴射記録法（インクジェット記録法）は、極め
て有用な記録方法である。
も、記録時に騒音の発生がほとんどないノンインパクト
記録方法であってかつ高速記録が可能であり、しかも普
通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録の行えるいわ
ゆる液体噴射記録法（インクジェット記録法）は、極め
て有用な記録方法である。
【０００３】液体噴射記録法は、インクと称される記録
液の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を種々の作用原理で飛翔さ
せ、これを紙などの被記録材に付着させて記録を行うも
のであり、特開昭５２−１１８７９８号公報において提
案されているように、その基本原理は次に概説する通り
である。すなわち、この液体噴射記録法は、記録液を収
納することのできる作用室中に導入された記録液に対し
情報信号として熱的パルスを与え、これにより記録液が
蒸気泡に発生する過程で生ずる作用力に従って前記作用
室に連通させる液体吐出口より前記記録液を吐出して小
液滴として飛翔せしめ、これを被記録材に付着させて記
録を行う方法である。
液の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を種々の作用原理で飛翔さ
せ、これを紙などの被記録材に付着させて記録を行うも
のであり、特開昭５２−１１８７９８号公報において提
案されているように、その基本原理は次に概説する通り
である。すなわち、この液体噴射記録法は、記録液を収
納することのできる作用室中に導入された記録液に対し
情報信号として熱的パルスを与え、これにより記録液が
蒸気泡に発生する過程で生ずる作用力に従って前記作用
室に連通させる液体吐出口より前記記録液を吐出して小
液滴として飛翔せしめ、これを被記録材に付着させて記
録を行う方法である。
【０００４】ところで、この方法は高密度マルチアレー
構成にして高速記録、カラー記録に適合させやすく、実
施装置の構成が従来のそれに比べて簡略であるため、記
録ヘッドとして全体的にはコンパクト化を図ることが可
能で、かつ量産に向くこと、半導体分野において技術の
進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技
術の長所を十二分に利用することで長尺化が容易である
こと等の利点があり、適用範囲の広い方法である。
構成にして高速記録、カラー記録に適合させやすく、実
施装置の構成が従来のそれに比べて簡略であるため、記
録ヘッドとして全体的にはコンパクト化を図ることが可
能で、かつ量産に向くこと、半導体分野において技術の
進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技
術の長所を十二分に利用することで長尺化が容易である
こと等の利点があり、適用範囲の広い方法である。
【０００５】上記液体噴射記録法に用いる液体噴射記録
装置の特徴的な記録ヘッドには、液体吐出口より記録液
を吐出して飛翔的液滴を形成するための熱エネルギー発
生手段が設けられている。
装置の特徴的な記録ヘッドには、液体吐出口より記録液
を吐出して飛翔的液滴を形成するための熱エネルギー発
生手段が設けられている。
【０００６】該熱エネルギー発生手段は、発生する熱エ
ネルギーを効率良く記録液に作用させること、記録液へ
の熱作用のＯＮ−ＯＦＦ応答速度を高めること等のため
に、記録液に直接接触するように設けられるのが望まし
いとされている。
ネルギーを効率良く記録液に作用させること、記録液へ
の熱作用のＯＮ−ＯＦＦ応答速度を高めること等のため
に、記録液に直接接触するように設けられるのが望まし
いとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
熱エネルギー発生手段は通電されることによって発熱す
る発熱抵抗層と該発熱抵抗層に通電するための一対の電
極とで基本的には構成されているために、発熱抵抗層が
直に記録液に接触する状態であると、記録液の電気抵抗
値如何によっては該液を通じて電気が流れたり、記録液
を通じての電気の流れによって記録液自身が電気分解し
たり、あるいは発熱抵抗層への通電の際に発熱抵抗層と
記録液とが反応して、発熱抵抗層の腐食による抵抗値の
変化や発熱抵抗層の破損あるいは破壊が生じたりする場
合があった。
熱エネルギー発生手段は通電されることによって発熱す
る発熱抵抗層と該発熱抵抗層に通電するための一対の電
極とで基本的には構成されているために、発熱抵抗層が
直に記録液に接触する状態であると、記録液の電気抵抗
値如何によっては該液を通じて電気が流れたり、記録液
を通じての電気の流れによって記録液自身が電気分解し
たり、あるいは発熱抵抗層への通電の際に発熱抵抗層と
記録液とが反応して、発熱抵抗層の腐食による抵抗値の
変化や発熱抵抗層の破損あるいは破壊が生じたりする場
合があった。
【０００８】そのために、従来においては、Ｎｉ，Ｃｒ
等の合金やＺｒＢ2 ，ＨｆＢ2 等の金属ホウ化物等の発
熱抵抗材料としての特性に比較的に優れた無機材料で発
熱抵抗層を構成すると共に、該材料で構成された発熱抵
抗層上にＳｉＯ2 等の耐酸化性に優れた材料で構成され
た保護層を設けることで発熱抵抗層が記録液に直に接触
するのを防止して、前記の諸問題を解決し信頼性と繰返
し使用耐久性の向上を図ろうとすることが提案されてい
る。
等の合金やＺｒＢ2 ，ＨｆＢ2 等の金属ホウ化物等の発
熱抵抗材料としての特性に比較的に優れた無機材料で発
熱抵抗層を構成すると共に、該材料で構成された発熱抵
抗層上にＳｉＯ2 等の耐酸化性に優れた材料で構成され
た保護層を設けることで発熱抵抗層が記録液に直に接触
するのを防止して、前記の諸問題を解決し信頼性と繰返
し使用耐久性の向上を図ろうとすることが提案されてい
る。
【０００９】ところで、このような液体噴射記録ヘッド
の熱エネルギー発生手段を形成するに際しては、上記発
熱抵抗層を所望の基体上に形成した後、電極および保護
層を順次積層していくのが一般的であり、このような熱
エネルギー発生手段の保護層には、上記のような発熱抵
抗層の破損防止あるいは電極間の短絡防止などの保護層
としての各種の機能を十分に果たすべく、これら発熱抵
抗層や電極の所要部をピンホールなどの欠陥を有するこ
となく一様に覆う（カバー）ことが要求される。
の熱エネルギー発生手段を形成するに際しては、上記発
熱抵抗層を所望の基体上に形成した後、電極および保護
層を順次積層していくのが一般的であり、このような熱
エネルギー発生手段の保護層には、上記のような発熱抵
抗層の破損防止あるいは電極間の短絡防止などの保護層
としての各種の機能を十分に果たすべく、これら発熱抵
抗層や電極の所要部をピンホールなどの欠陥を有するこ
となく一様に覆う（カバー）ことが要求される。
【００１０】また、このような液体噴射記録ヘッドは、
前述したように、一般には電極が発熱抵抗層上に形成さ
れるため、電極および発熱抵抗層間に段差（ステップ）
が生じるが、このような段差部には、層厚の不均一など
が発生し易いため、露出部分を生じることのないように
するために、段差を十分に覆う（ステップカバレージ）
ように層形成が実施されねばならない。すなわち、ステ
ップカバレージが不十分な状態では、発熱抵抗層の露出
部分と記録液とが直に接触して、記録液が電気分解され
たり、記録液と発熱抵抗層の材料とが対応して発熱抵抗
層が破壊されてしまうことがあった。また、このような
段差部には、膜質の不均一なども生じやすく、このよう
な膜質の不均一は、熱発生の繰返しによって保護層に生
じる熱ストレスの部分集中を招き、保護層に亀裂（クラ
ック）を生じる原因ともなり、このクラックから記録液
が侵入して、上記のような発熱抵抗層の破壊に至ること
もあった。さらには、ピンホールから記録液が侵入して
発熱抵抗層が破壊されることもあった。
前述したように、一般には電極が発熱抵抗層上に形成さ
れるため、電極および発熱抵抗層間に段差（ステップ）
が生じるが、このような段差部には、層厚の不均一など
が発生し易いため、露出部分を生じることのないように
するために、段差を十分に覆う（ステップカバレージ）
ように層形成が実施されねばならない。すなわち、ステ
ップカバレージが不十分な状態では、発熱抵抗層の露出
部分と記録液とが直に接触して、記録液が電気分解され
たり、記録液と発熱抵抗層の材料とが対応して発熱抵抗
層が破壊されてしまうことがあった。また、このような
段差部には、膜質の不均一なども生じやすく、このよう
な膜質の不均一は、熱発生の繰返しによって保護層に生
じる熱ストレスの部分集中を招き、保護層に亀裂（クラ
ック）を生じる原因ともなり、このクラックから記録液
が侵入して、上記のような発熱抵抗層の破壊に至ること
もあった。さらには、ピンホールから記録液が侵入して
発熱抵抗層が破壊されることもあった。
【００１１】従来、このような問題の解決にあったて
は、保護層の層厚を厚くし、ステップカバレージの向上
やピンホールの減少をはかることが一般に行われてい
る。しかしながら、保護層を厚くすることは、ステップ
カバレージやピンホールの減少に寄与するものの、保護
層を厚くすることによって記録液への熱供給が阻害さ
れ、以下のような新たな問題を生じることになった。
は、保護層の層厚を厚くし、ステップカバレージの向上
やピンホールの減少をはかることが一般に行われてい
る。しかしながら、保護層を厚くすることは、ステップ
カバレージやピンホールの減少に寄与するものの、保護
層を厚くすることによって記録液への熱供給が阻害さ
れ、以下のような新たな問題を生じることになった。
【００１２】すなわち、発熱抵抗層に発生する熱は保護
層を通じて記録液に伝達される訳であるが、この熱の作
用面であるところの保護層表面と発熱抵抗層との間の熱
的抵抗が保護層層厚を厚くすることで大きくなり、この
ため発熱抵抗層に必要以上の電力負荷をかける必要が生
じ、 省電力化の点で不利である、 必要以上の熱が基体に蓄熱し、熱応答性が悪くなる、 必要以上の電力のため発熱抵抗層の耐久性が悪くなる と言った問題を生じるのである。
層を通じて記録液に伝達される訳であるが、この熱の作
用面であるところの保護層表面と発熱抵抗層との間の熱
的抵抗が保護層層厚を厚くすることで大きくなり、この
ため発熱抵抗層に必要以上の電力負荷をかける必要が生
じ、 省電力化の点で不利である、 必要以上の熱が基体に蓄熱し、熱応答性が悪くなる、 必要以上の電力のため発熱抵抗層の耐久性が悪くなる と言った問題を生じるのである。
【００１３】このような問題は、保護層を薄くすれば克
服できるのであるが、．保護層の形成に例えばスパッタ
リングあるいは蒸着などの膜形成方法を用いる従来の液
体噴射記録ヘッドの作成方法では、ステップカバレーシ
ョン不良などのため、前述のような耐久上の欠点があ
り、保護層を薄くすることが困難であった。
服できるのであるが、．保護層の形成に例えばスパッタ
リングあるいは蒸着などの膜形成方法を用いる従来の液
体噴射記録ヘッドの作成方法では、ステップカバレーシ
ョン不良などのため、前述のような耐久上の欠点があ
り、保護層を薄くすることが困難であった。
【００１４】また、上記の如き液体噴射記録ヘッドにお
ける記録の際には、一般には記録液の急速加熱を行うほ
ど記録液の発泡安定性が向上することが知られている。
すなわち、熱エネルギー発生手段に印加する電気信号、
一般には矩形の延期パルスであるが、このパルス幅を短
くすればするほど記録液の発泡安定性が良くなり、これ
によって飛翔液滴の吐出安定性が向上して記録変位が向
上するのである。しかしながら、従来の液体噴射記録ヘ
ッドにおいては、前述の如く保護層層厚を厚くしなけれ
ばならず、このため保護層の熱的抵抗が大きくなり、必
要以上の熱を熱エネルギー発生手段で発生させねばなら
ないことから耐久性の劣化や熱応答性の低下を生じる。
このためパルス幅を短くするのも困難であり、記録品位
の向上にはおのずと限度があった。
ける記録の際には、一般には記録液の急速加熱を行うほ
ど記録液の発泡安定性が向上することが知られている。
すなわち、熱エネルギー発生手段に印加する電気信号、
一般には矩形の延期パルスであるが、このパルス幅を短
くすればするほど記録液の発泡安定性が良くなり、これ
によって飛翔液滴の吐出安定性が向上して記録変位が向
上するのである。しかしながら、従来の液体噴射記録ヘ
ッドにおいては、前述の如く保護層層厚を厚くしなけれ
ばならず、このため保護層の熱的抵抗が大きくなり、必
要以上の熱を熱エネルギー発生手段で発生させねばなら
ないことから耐久性の劣化や熱応答性の低下を生じる。
このためパルス幅を短くするのも困難であり、記録品位
の向上にはおのずと限度があった。
【００１５】さらに、従来の液体噴射記録ヘッドを作成
する際には、図１０に示すように、基板支持体１１上に
発熱抵抗体層１３をスパッタリング法により積層し、発
熱抵抗体層１３と接続する少なくとも一対の電極１４−
１および１４−２を設ける。なお、２０は電極１４−１
と１４−２との間に形成される発熱抵抗体層１３に電力
を供給して発生した熱を記録液に伝える電気熱変換体、
２１は発熱抵抗体層１３と電極１４−１との間の段差
（ステップ）である。
する際には、図１０に示すように、基板支持体１１上に
発熱抵抗体層１３をスパッタリング法により積層し、発
熱抵抗体層１３と接続する少なくとも一対の電極１４−
１および１４−２を設ける。なお、２０は電極１４−１
と１４−２との間に形成される発熱抵抗体層１３に電力
を供給して発生した熱を記録液に伝える電気熱変換体、
２１は発熱抵抗体層１３と電極１４−１との間の段差
（ステップ）である。
【００１６】このような構成では、前述したように保護
層１５にピンホールなどの欠陥を生じ易く、特にステッ
プ２１には露出部分を生じ易いために、段差を十分に覆
う（ステップカバレージ）ように保護層１５の層厚を必
要以上に厚く（通常は、電極の２倍以上）しなければな
らなかった。
層１５にピンホールなどの欠陥を生じ易く、特にステッ
プ２１には露出部分を生じ易いために、段差を十分に覆
う（ステップカバレージ）ように保護層１５の層厚を必
要以上に厚く（通常は、電極の２倍以上）しなければな
らなかった。
【００１７】したがって、保護層の膜厚をステップカバ
レージを悪くすることなく薄くする提案がなされてき
た。例えば、特開昭６０−２３４８５０号公報は保護膜
の成膜方法としてステップカバレージが良いバイアスス
パッタが提案されており、特開昭６２−４５２８３号、
４５２３７号公報は保護膜を成膜後エッチバック、スパ
ッタエッチなどでステップの形状を変えてステップカバ
レージを良くすることが提案されており、特開昭６２−
４５２８６号公報は保護膜をリフローすることによって
ステップカバレージをよくすることが提案されている。
レージを悪くすることなく薄くする提案がなされてき
た。例えば、特開昭６０−２３４８５０号公報は保護膜
の成膜方法としてステップカバレージが良いバイアスス
パッタが提案されており、特開昭６２−４５２８３号、
４５２３７号公報は保護膜を成膜後エッチバック、スパ
ッタエッチなどでステップの形状を変えてステップカバ
レージを良くすることが提案されており、特開昭６２−
４５２８６号公報は保護膜をリフローすることによって
ステップカバレージをよくすることが提案されている。
【００１８】しかしながら、バイアススパッタは、膜厚
安定性が悪く、また、ターゲット周りからのゴミの発生
等の欠点がある。また、エッチバック、スパッタエッ
ジ、リフローなどの方法は工程数の増加を招きコストア
ップの原因となる。
安定性が悪く、また、ターゲット周りからのゴミの発生
等の欠点がある。また、エッチバック、スパッタエッ
ジ、リフローなどの方法は工程数の増加を招きコストア
ップの原因となる。
【００１９】その他の方法として電極の断面形状をテー
パー形状として保護膜のステップカバレージを良くする
ことが、ＨＰジャーナル １９８５年５月号に提案され
ている。また、アルカリ溶液である現像液を用い、電極
と同時にレジストをもエッチングをすることも提案され
ている。
パー形状として保護膜のステップカバレージを良くする
ことが、ＨＰジャーナル １９８５年５月号に提案され
ている。また、アルカリ溶液である現像液を用い、電極
と同時にレジストをもエッチングをすることも提案され
ている。
【００２０】しかしながら、これらの方法によるとテー
パー形状の場所による均一性、再現性などが悪く、特に
大型基板などの場合には不利である。特にテーパー形状
の場所による均一性が悪い場合には次の問題が発生す
る。
パー形状の場所による均一性、再現性などが悪く、特に
大型基板などの場合には不利である。特にテーパー形状
の場所による均一性が悪い場合には次の問題が発生す
る。
【００２１】すなわち、テーパーが急な場所では、ステ
ップカバレージが不十分となり前記の問題が発生する。
またテーパーが緩い場所では、電極の配線の幅及び断面
積が小さくなっており、他の部分より抵抗が高くなって
いるので液体噴射記録ヘッド内における配線抵抗のバラ
ツキを生じ、記録装置としたときの印字品位等に悪影響
を与えるという問題が発生する。
ップカバレージが不十分となり前記の問題が発生する。
またテーパーが緩い場所では、電極の配線の幅及び断面
積が小さくなっており、他の部分より抵抗が高くなって
いるので液体噴射記録ヘッド内における配線抵抗のバラ
ツキを生じ、記録装置としたときの印字品位等に悪影響
を与えるという問題が発生する。
【００２２】したがって、本発明の目的は、薄い保護層
をもって電極層の充分なステップカバレージを可能とす
る、液体噴射記録ヘッドの製法の提供にある。
をもって電極層の充分なステップカバレージを可能とす
る、液体噴射記録ヘッドの製法の提供にある。
【００２３】本発明のいま一つの目的は、緩やかな断面
テーパー形状をもった電極が得られるように電極層がエ
ッチングされる液体噴射記録ヘッドの製造方法の提供に
ある。
テーパー形状をもった電極が得られるように電極層がエ
ッチングされる液体噴射記録ヘッドの製造方法の提供に
ある。
【００２４】本発明の他の目的は電極断面のテーパー形
状の場所による均一性が良い電極を得られるように電極
層がエッチングされる液体噴射記録ヘッドの製造方法の
提供にある。
状の場所による均一性が良い電極を得られるように電極
層がエッチングされる液体噴射記録ヘッドの製造方法の
提供にある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下に記載す
る本発明により達成される。
る本発明により達成される。
【００２６】第１の発明は、液体吐出用のオリフィスに
連通して前記液体中に熱エネルギーを与えてこの液体中
に気泡を形成させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発
生する電気熱変換体と一対の電極と上部保護層とを有す
る液体噴射記録ヘッドを、電極層上に所望の開口を有す
るフォトレジストを設け、該開口より電極層をエッチン
グしながら前記フォトレジストをも同時にエッチングし
てテーパーがついた端部をもった電極を得ることによる
製造するに当り、前記フォトレジストのポストベーク時
における基板内温度分布を±７℃以内とすることで、フ
ォトレジスト層のエッチング速度分布を前記記録ヘッド
の基板内で±２５％以内としてエッチングを行うことを
特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法に関する。第
２の発明は、液体吐出用のオリフィスに連通して前記液
体中に熱エネルギーを与えてこの液体中に気泡を形成さ
せる熱作用部と、前記熱エネルギーを発生する電気熱変
換体と一対の電極と上部保護層とを有する液体噴射記録
ヘッドを、電極層上に所望の開口を有するフォトレジス
トを設け、該開口より電極層をエッチングしながら前記
フォトレジストをも同時にエッチングしてテーパーがつ
いた端部をもった電極を得ることにより製造するに当
り、前記電極層の成膜時における基板加熱温度分布を±
２０℃以内とすることで、電極層のエッチング速度分布
を前記記録ヘッドの基板内で±１０％以下としてエッチ
ングすることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方
法に関する。
連通して前記液体中に熱エネルギーを与えてこの液体中
に気泡を形成させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発
生する電気熱変換体と一対の電極と上部保護層とを有す
る液体噴射記録ヘッドを、電極層上に所望の開口を有す
るフォトレジストを設け、該開口より電極層をエッチン
グしながら前記フォトレジストをも同時にエッチングし
てテーパーがついた端部をもった電極を得ることによる
製造するに当り、前記フォトレジストのポストベーク時
における基板内温度分布を±７℃以内とすることで、フ
ォトレジスト層のエッチング速度分布を前記記録ヘッド
の基板内で±２５％以内としてエッチングを行うことを
特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法に関する。第
２の発明は、液体吐出用のオリフィスに連通して前記液
体中に熱エネルギーを与えてこの液体中に気泡を形成さ
せる熱作用部と、前記熱エネルギーを発生する電気熱変
換体と一対の電極と上部保護層とを有する液体噴射記録
ヘッドを、電極層上に所望の開口を有するフォトレジス
トを設け、該開口より電極層をエッチングしながら前記
フォトレジストをも同時にエッチングしてテーパーがつ
いた端部をもった電極を得ることにより製造するに当
り、前記電極層の成膜時における基板加熱温度分布を±
２０℃以内とすることで、電極層のエッチング速度分布
を前記記録ヘッドの基板内で±１０％以下としてエッチ
ングすることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方
法に関する。
【００２７】第３の発明は、液体吐出用のオリフィスに
連通して前記液体中に熱エネルギーを与えてこの液体中
に気泡を形成させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発
生する電気熱変換体と一対の電極と上部保護層とを有す
る液体噴射記録ヘッドを製造するに当り、不純物を含む
材料を用いて電極層を形成するとともに、前記不純物を
含む材料中の不純物の含量を下部の方を上部より大きく
することで、膜厚方向に関して下部におけるより上部の
ほうが大きいエッチング速度をもって湿式エッチングを
行うことを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法に
関する。
連通して前記液体中に熱エネルギーを与えてこの液体中
に気泡を形成させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発
生する電気熱変換体と一対の電極と上部保護層とを有す
る液体噴射記録ヘッドを製造するに当り、不純物を含む
材料を用いて電極層を形成するとともに、前記不純物を
含む材料中の不純物の含量を下部の方を上部より大きく
することで、膜厚方向に関して下部におけるより上部の
ほうが大きいエッチング速度をもって湿式エッチングを
行うことを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法に
関する。
【００２８】第１の発明においては、電極層を例えばス
パッタで成膜し、この上にフォトレジストを塗布して露
光、現像を行い、ついで基板内温度分布を好ましくは±
７℃以内、特に好ましくは±５℃以内としてポストベー
クを行う。ついで、ポストベーク後のフォトレジストを
幅方向に基板内でエッチングすることにより、フォトレ
ジストのエッチング速度分布（エッチング速度のバラツ
キ）を±２５％以下に抑えてもエッチングを行うことが
でき、同時にもエッチングされる電極層のテーパー形状
を基板内で均一にすることができる。
パッタで成膜し、この上にフォトレジストを塗布して露
光、現像を行い、ついで基板内温度分布を好ましくは±
７℃以内、特に好ましくは±５℃以内としてポストベー
クを行う。ついで、ポストベーク後のフォトレジストを
幅方向に基板内でエッチングすることにより、フォトレ
ジストのエッチング速度分布（エッチング速度のバラツ
キ）を±２５％以下に抑えてもエッチングを行うことが
でき、同時にもエッチングされる電極層のテーパー形状
を基板内で均一にすることができる。
【００２９】フォトレジストのポストベーク温度は、一
般に１００〜１４０℃である。
般に１００〜１４０℃である。
【００３０】第２の発明においては、電極層を成膜する
際に、成膜中の基板加熱温度を基板内で好ましくは±２
０℃以内、特に好ましくは±１０℃以内に制御すること
により、電極層のエッチングに当ってエッチング速度分
布（エッチング速度のバラツキ）を±１０％以内とする
ことができ基板内での電極のテーパー形状を均一にする
ことができる。
際に、成膜中の基板加熱温度を基板内で好ましくは±２
０℃以内、特に好ましくは±１０℃以内に制御すること
により、電極層のエッチングに当ってエッチング速度分
布（エッチング速度のバラツキ）を±１０％以内とする
ことができ基板内での電極のテーパー形状を均一にする
ことができる。
【００３１】基板の加熱温度は一般的に５０〜２５０℃
である。
である。
【００３２】第３の発明において、電極層のエッチング
速度を下部よりも上部において大きくするためには、電
極層中の不純物の含量を連続的にまたは段階的に下部に
行くに従って大きくなるようにする。電極層の材料とし
てはＡｌが好ましく、この中に含有せしめられる不純物
はＳｉ，Ｃｕなどである。これらの不純物を含有せしめ
ることにより湿式エッチング速度は小さくなる。不純物
の含量は電極の比抵抗、加工性などの点から５ｗｔ．％
以下が好ましく、特に３ｗｔ．％以下が好ましい。
速度を下部よりも上部において大きくするためには、電
極層中の不純物の含量を連続的にまたは段階的に下部に
行くに従って大きくなるようにする。電極層の材料とし
てはＡｌが好ましく、この中に含有せしめられる不純物
はＳｉ，Ｃｕなどである。これらの不純物を含有せしめ
ることにより湿式エッチング速度は小さくなる。不純物
の含量は電極の比抵抗、加工性などの点から５ｗｔ．％
以下が好ましく、特に３ｗｔ．％以下が好ましい。
【００３３】電極層の成膜方法を、例えばＡｌにＳｉを
含有させる場合につぎに説明すると、発熱抵抗体層の上
にＡｌ−Ｓｉ合金ターゲットを用いてスパッタし、つい
で純Ａｌターゲットを用いてスパッタする。生産性の点
からは、２つのターゲットを同一装置内にもつのが好ま
しいが、２台のスパッタ装置でもよい。また、不純物の
含量を連続的に変化させるには、純ＡｌとＳｉの２つの
ターゲットを用いて交互にスパッタする方法を用いるこ
とができる。
含有させる場合につぎに説明すると、発熱抵抗体層の上
にＡｌ−Ｓｉ合金ターゲットを用いてスパッタし、つい
で純Ａｌターゲットを用いてスパッタする。生産性の点
からは、２つのターゲットを同一装置内にもつのが好ま
しいが、２台のスパッタ装置でもよい。また、不純物の
含量を連続的に変化させるには、純ＡｌとＳｉの２つの
ターゲットを用いて交互にスパッタする方法を用いるこ
とができる。
【００３４】なお、電極の材料は上記のようにＡｌが加
工性およびコストの点で好ましいが、湿式エッチングに
よりエッチングすることができ、かつ不純物が含まれる
ことでエッチングレートが変化する金属であれば一般に
用いられる電極材料を用いることができる。また、電極
層の成膜には上記のスパッタリング法のほかに、蒸着
法、ＣＶＤ法などを用いることができる。
工性およびコストの点で好ましいが、湿式エッチングに
よりエッチングすることができ、かつ不純物が含まれる
ことでエッチングレートが変化する金属であれば一般に
用いられる電極材料を用いることができる。また、電極
層の成膜には上記のスパッタリング法のほかに、蒸着
法、ＣＶＤ法などを用いることができる。
【００３５】電極層の湿式エッチング速度を電極層の上
部で下部より大きくするいま一つの方法は、成膜方法お
よび／または成膜条件を電極層上部と下部とで段階的ま
たは連続的に、上部の湿式エッチング速度が下部のそれ
が大きくなるように変化させて成膜する方法である。一
例として、成膜方法にスパッタを用いて、放電電力を下
部の方をより大きく、また基板温度をより高く設定する
ことなどにより目的を達することができる。
部で下部より大きくするいま一つの方法は、成膜方法お
よび／または成膜条件を電極層上部と下部とで段階的ま
たは連続的に、上部の湿式エッチング速度が下部のそれ
が大きくなるように変化させて成膜する方法である。一
例として、成膜方法にスパッタを用いて、放電電力を下
部の方をより大きく、また基板温度をより高く設定する
ことなどにより目的を達することができる。
【００３６】以下図面を参照して本発明を具体的に説明
する。
する。
【００３７】図１は本発明のヒーターボードの一部を示
す平面図であり、図２は図１のＸ−Ｙ断面図である。
す平面図であり、図２は図１のＸ−Ｙ断面図である。
【００３８】シリコンからなる基板支持体１１上に下部
層として例えば熱酸化によってＳｉＯ2 を形成させる。
ＳｉＯ2 に代えてＳｉ3 Ｎ4 を成膜してもよい。次に、
この上に発熱抵抗層１３として例えばスパッタなどによ
りＨｆＢ2 を成膜する。ＨｆＢ2 に代えて発熱抵抗層と
して知られている種々のものも用いられる。
層として例えば熱酸化によってＳｉＯ2 を形成させる。
ＳｉＯ2 に代えてＳｉ3 Ｎ4 を成膜してもよい。次に、
この上に発熱抵抗層１３として例えばスパッタなどによ
りＨｆＢ2 を成膜する。ＨｆＢ2 に代えて発熱抵抗層と
して知られている種々のものも用いられる。
【００３９】発熱抵抗層１３の上に電極層１４（図示さ
れていない。エッチングにより第１の電極１４−１およ
び第２の電極１４−２が形成される。）が成膜される。
発熱抵抗層１３と電極層１４との間にＴｉなどの密着層
を設けてもよい。電極層の材料としては、発熱抵抗層に
ダメージを与えることなく湿式エッチングでエッチング
することが可能で、不純物を含有させることによりエッ
チング速度が変化する金属であれば、一般に用いられて
いるものが広く用いられ得るが、中でも加工性、コスト
の点でＡｌが最も好ましい。また、電極層の形成は、ス
パッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法などを用いることが
できる。
れていない。エッチングにより第１の電極１４−１およ
び第２の電極１４−２が形成される。）が成膜される。
発熱抵抗層１３と電極層１４との間にＴｉなどの密着層
を設けてもよい。電極層の材料としては、発熱抵抗層に
ダメージを与えることなく湿式エッチングでエッチング
することが可能で、不純物を含有させることによりエッ
チング速度が変化する金属であれば、一般に用いられて
いるものが広く用いられ得るが、中でも加工性、コスト
の点でＡｌが最も好ましい。また、電極層の形成は、ス
パッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法などを用いることが
できる。
【００４０】第１の発明および第２の発明の主要点およ
びこれらの発明により、エッチング後の電極のテーパー
形状が基板内で均一になる機構を図３〜図５を参照して
説明する。
びこれらの発明により、エッチング後の電極のテーパー
形状が基板内で均一になる機構を図３〜図５を参照して
説明する。
【００４１】図３に示したように、基板１１上に下部層
１２、発熱抵抗層１３および電極層１４を形成する。第
２の発明においては、電極層１４の成膜に当って、エッ
チング速度のバラツキを基板内で±１０％以内となるよ
うに基板温度を前述したように制御する。次に電極層１
４の上にポジ型フォトレジスト１８を塗布し、露光現像
する。第１の発明においては、前記のような基板内温度
分布においてポストベークしてフォトレジストの硬化状
態を一定にし、エッチング速度のバラツキを基板内で±
２５％以内とする。
１２、発熱抵抗層１３および電極層１４を形成する。第
２の発明においては、電極層１４の成膜に当って、エッ
チング速度のバラツキを基板内で±１０％以内となるよ
うに基板温度を前述したように制御する。次に電極層１
４の上にポジ型フォトレジスト１８を塗布し、露光現像
する。第１の発明においては、前記のような基板内温度
分布においてポストベークしてフォトレジストの硬化状
態を一定にし、エッチング速度のバラツキを基板内で±
２５％以内とする。
【００４２】次に、第１の発明および第２の発明におい
て、アルカリ溶液を用いてフォトレジスト１８を幅方向
に基板内で均一にエッチングしながら電極１４をもエッ
チングをすることにより図４に示すように形成された第
１の電極１４−１および第２の電極１４−２のテーパー
形状を基板内で一定とすることができる。エッチング終
了後、フォトレジスト１８をアッシングなどで除去して
図５に示したような電極を有する記録ヘッド用基体が得
られる。電極１４−１および１４−２並びに発熱抵抗層
１３上に、第３の発明について後述するのと同様にして
第１の保護層、第２の保護層および第３の保護層を設
け、ヒーターボードを得る。
て、アルカリ溶液を用いてフォトレジスト１８を幅方向
に基板内で均一にエッチングしながら電極１４をもエッ
チングをすることにより図４に示すように形成された第
１の電極１４−１および第２の電極１４−２のテーパー
形状を基板内で一定とすることができる。エッチング終
了後、フォトレジスト１８をアッシングなどで除去して
図５に示したような電極を有する記録ヘッド用基体が得
られる。電極１４−１および１４−２並びに発熱抵抗層
１３上に、第３の発明について後述するのと同様にして
第１の保護層、第２の保護層および第３の保護層を設
け、ヒーターボードを得る。
【００４３】第３の発明において電極層中に不純物を含
有させて湿式エッチング速度を変化させる場合には、ま
ず、電極層の金属と不純物金属の合金をターゲットに用
いてスパッタにより不純物含有Ａｌ層を成膜し、ついで
純Ａｌをターゲットとして、スパッタによりＡｌ層を成
膜する。また、生産性の点から電極層を形成する金属と
不純物金属との２つのターゲットを同一の装置内に設け
るのが望ましいが、２台のスパッタ装置を用いることも
できる。また電極層内の不純物を連続的に変化させるに
は、例えばＡｌとＳｉの２つのターゲットを用いて交互
にスパッタする方法によって目的を達成し得る。
有させて湿式エッチング速度を変化させる場合には、ま
ず、電極層の金属と不純物金属の合金をターゲットに用
いてスパッタにより不純物含有Ａｌ層を成膜し、ついで
純Ａｌをターゲットとして、スパッタによりＡｌ層を成
膜する。また、生産性の点から電極層を形成する金属と
不純物金属との２つのターゲットを同一の装置内に設け
るのが望ましいが、２台のスパッタ装置を用いることも
できる。また電極層内の不純物を連続的に変化させるに
は、例えばＡｌとＳｉの２つのターゲットを用いて交互
にスパッタする方法によって目的を達成し得る。
【００４４】上記のように電極層中に不純物を含有さ
せ、この含有量を膜厚方向に下から上に減少させること
により、電極層の湿式エッチング速度を上部の方が下部
に比較して大きくすることができる。
せ、この含有量を膜厚方向に下から上に減少させること
により、電極層の湿式エッチング速度を上部の方が下部
に比較して大きくすることができる。
【００４５】電極層の湿式エッチング速度を上記のよう
に変化させるいま一つの手段は、例えばスパッタによる
電極層の形成に際して、成膜条件、例えば基板の温度、
放電電力を変えることである。例えば、スパッタによる
成膜の場合、下部の放電電力を上部より大とし、および
／または下部の成膜時の基板温度を上部の成膜時より高
くすることにより段階的、または連続的に湿式エッチン
グ速度を上部の方を下部よりも大きくすることができ
る。
に変化させるいま一つの手段は、例えばスパッタによる
電極層の形成に際して、成膜条件、例えば基板の温度、
放電電力を変えることである。例えば、スパッタによる
成膜の場合、下部の放電電力を上部より大とし、および
／または下部の成膜時の基板温度を上部の成膜時より高
くすることにより段階的、または連続的に湿式エッチン
グ速度を上部の方を下部よりも大きくすることができ
る。
【００４６】形成された電極層１４上にフォトレジスト
を層状に塗布し、常法により露光、現像及びポストベー
トキングを施す。次にエッチング液で電極層のエッチン
グを行う。続いて、同様にフォトリソグラフィーにより
発熱抵抗層および必要により密着層をＣＣｌ4 を用いた
リアクティブエッチングによってエッチングを行い発熱
抵抗体を形成する。
を層状に塗布し、常法により露光、現像及びポストベー
トキングを施す。次にエッチング液で電極層のエッチン
グを行う。続いて、同様にフォトリソグラフィーにより
発熱抵抗層および必要により密着層をＣＣｌ4 を用いた
リアクティブエッチングによってエッチングを行い発熱
抵抗体を形成する。
【００４７】ついで、フォトレジストを剥離したのち、
第１の保護層１５として例えばＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 な
ど、また第２の保護層１６として例えばＴａの膜を形成
し、フォトリソ技術により図１および図２に示すような
パターンとする。最後に第３保護層１７として感光性の
ポリイミドを塗布し、図１および図２に示すようなパタ
ーンとする。このようにして液体噴射ヘッド用ヒーター
ボード１が作製される。
第１の保護層１５として例えばＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 な
ど、また第２の保護層１６として例えばＴａの膜を形成
し、フォトリソ技術により図１および図２に示すような
パターンとする。最後に第３保護層１７として感光性の
ポリイミドを塗布し、図１および図２に示すようなパタ
ーンとする。このようにして液体噴射ヘッド用ヒーター
ボード１が作製される。
【００４８】第３の発明において、電極層の湿式エッチ
ングにより、形成される電極のテーパー形状が緩やかに
なる機構を電極層におけるエッチングの進行状況を示す
断面図である図６を参照して説明する。
ングにより、形成される電極のテーパー形状が緩やかに
なる機構を電極層におけるエッチングの進行状況を示す
断面図である図６を参照して説明する。
【００４９】従来法による湿式エッチングを用いて均一
なエッチング速度で電極層のエッチングを行うとエッチ
ングは等方的に進行し、テーパー形状は急になる。エッ
チングを過剰に行うとこの形状はさらに切り立ったもの
となる。
なエッチング速度で電極層のエッチングを行うとエッチ
ングは等方的に進行し、テーパー形状は急になる。エッ
チングを過剰に行うとこの形状はさらに切り立ったもの
となる。
【００５０】これに対して第３の発明によると電極層の
エッチング速度が下部よりも上部における方が速いので
（図６においては下部のエッチング速度の３倍）、電極
層の上部がエッチングされ、下部にエッチングが進行す
ると、同時に上部において電極層の横方向へのエッチン
グが進行し、そこからも電極層下部へのエッチングが進
行するので図３に示すようにテーパー角度θが小さくな
る。
エッチング速度が下部よりも上部における方が速いので
（図６においては下部のエッチング速度の３倍）、電極
層の上部がエッチングされ、下部にエッチングが進行す
ると、同時に上部において電極層の横方向へのエッチン
グが進行し、そこからも電極層下部へのエッチングが進
行するので図３に示すようにテーパー角度θが小さくな
る。
【００５１】図６ではエッチング速度を上部と下部で２
段に分けたが、上部から下部へ連続的に、または段階的
に小さくすることによっても傾斜がつけられることはい
うまでもない。
段に分けたが、上部から下部へ連続的に、または段階的
に小さくすることによっても傾斜がつけられることはい
うまでもない。
【００５２】図７に図２の電極付近の拡大図を示すが、
この図から明らかなように電極のステップ２１は緩やか
になっているので第１の保護層１５は均一の厚さでステ
ップカバレージも良好である。
この図から明らかなように電極のステップ２１は緩やか
になっているので第１の保護層１５は均一の厚さでステ
ップカバレージも良好である。
【００５３】第１の発明、第２の発明および第３の発明
はそれぞれ単独でもまたは適宜に組合せても前記の本発
明の目的を達成することができる。
はそれぞれ単独でもまたは適宜に組合せても前記の本発
明の目的を達成することができる。
【００５４】図８の斜視図に示されるのは、記録媒体の
記録領域の全幅にわたって吐出口が複数設けられている
フルラインの液体噴射記録ヘッドであって、以上述べた
本発明の電極構造を有する液体噴射記録ヘッドの一例で
ある。この記録ヘッドの構成は図８から自明である。
記録領域の全幅にわたって吐出口が複数設けられている
フルラインの液体噴射記録ヘッドであって、以上述べた
本発明の電極構造を有する液体噴射記録ヘッドの一例で
ある。この記録ヘッドの構成は図８から自明である。
【００５５】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記録
を行な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。
中でも熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記録
を行な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。
【００５６】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。
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。
【００５７】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。
（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。
【００５８】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
体を組み合わせた構成（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
用面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。
書に開示されているような吐出孔、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成（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
用面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。
【００５９】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。
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。
【００６０】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。
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。
【００６１】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でも本発明は有効で
ある。
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でも本発明は有効で
ある。
【００６２】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。
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。
【００６３】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。
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。
【００６４】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。
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。
【００６５】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。
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。
【００６６】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。
４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記
載されるような、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。
【００６７】本発明において、上述した各インクに対し
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。
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。
【００６８】図９は本発明により得られる記録ヘッドを
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。
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。
【００６９】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
行なうノズル群を備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ＨＣ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１１
９Ｂと摺動可能とすることにより、ＩＪＣ１２０の記録
紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。
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
行なうノズル群を備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ＨＣ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１１
９Ｂと摺動可能とすることにより、ＩＪＣ１２０の記録
紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。
【００７０】１２６はヘッド回復装置であり、ＩＪＣ１
２０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２３を介したモータ１
２２の駆動力によって、ヘッド回復装置１２６を動作せ
しめ、ＩＪＣ１２０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ＩＪＣ１
２０へのキャッピングに関連させて、ヘッド回復装置１
２６内に設けた適宜の吸引手段によるインク吸引もしく
はＩＪＣ１２０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い、インク吐出孔より強制的
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。
２０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２３を介したモータ１
２２の駆動力によって、ヘッド回復装置１２６を動作せ
しめ、ＩＪＣ１２０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ＩＪＣ１
２０へのキャッピングに関連させて、ヘッド回復装置１
２６内に設けた適宜の吸引手段によるインク吸引もしく
はＩＪＣ１２０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い、インク吐出孔より強制的
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。
【００７１】１３０はヘッド回復装置１２６の側面に配
設され、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１３１Ａ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および伝動機構１２３
によって動作し、ＩＪＣ１２０の吐出面との係合が可能
となる。これにより、ＩＪＣ１２０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ＩＪＣ１２
０の移動経路中に突出させ、ＩＪＣ１２０の移動動作に
伴なってＩＪＣ１２０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。
設され、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１３１Ａ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および伝動機構１２３
によって動作し、ＩＪＣ１２０の吐出面との係合が可能
となる。これにより、ＩＪＣ１２０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ＩＪＣ１２
０の移動経路中に突出させ、ＩＪＣ１２０の移動動作に
伴なってＩＪＣ１２０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。
【００７２】
【実施例】以下に実施例および比較例をを示して本発明
をさらに具体的に説明する。 実施例１および比較例１ 図３〜５を参照して、まずシリコンからなる基板上に下
部層（蓄熱層）１２として熱酸化によりＳｉＯ2 を２μ
ｍ形成した。次に発熱抵抗層１３としてスパッタにより
ＨｆＢ2 を０．１μｍ成膜した。発熱抵抗層１３上に電
極層１４として、スパッタによりＡｌを０．６μｍ成膜
した。なお、発熱抵抗層と電極層１４との間に密着層と
してＴｉを０．００５μｍスパッタにより成膜して記録
ヘッド用基体を得た。
をさらに具体的に説明する。 実施例１および比較例１ 図３〜５を参照して、まずシリコンからなる基板上に下
部層（蓄熱層）１２として熱酸化によりＳｉＯ2 を２μ
ｍ形成した。次に発熱抵抗層１３としてスパッタにより
ＨｆＢ2 を０．１μｍ成膜した。発熱抵抗層１３上に電
極層１４として、スパッタによりＡｌを０．６μｍ成膜
した。なお、発熱抵抗層と電極層１４との間に密着層と
してＴｉを０．００５μｍスパッタにより成膜して記録
ヘッド用基体を得た。
【００７３】上記基体２上にポジ型フォトレジスト１８
（東京応化社製ＤＦＰＲ−８００）を１．５μｍの厚さ
で塗布し、露光、現像を行った。次にホットプレートを
用いて基板内温度分布を１２０℃±５℃としてポストベ
ークを行った。続いて、アルカリ溶液（東京応化社製現
像液ＮＭＤ−３／２３．８％溶液）を用いてポジ型フォ
トレジスト１８を幅方向に基板内で均一にエッチングし
ながら電極層１４をもエッチングをすることにより図４
に示すような電極にテーパーをつけてテーパー形状を基
板内で一定にした。
（東京応化社製ＤＦＰＲ−８００）を１．５μｍの厚さ
で塗布し、露光、現像を行った。次にホットプレートを
用いて基板内温度分布を１２０℃±５℃としてポストベ
ークを行った。続いて、アルカリ溶液（東京応化社製現
像液ＮＭＤ−３／２３．８％溶液）を用いてポジ型フォ
トレジスト１８を幅方向に基板内で均一にエッチングし
ながら電極層１４をもエッチングをすることにより図４
に示すような電極にテーパーをつけてテーパー形状を基
板内で一定にした。
【００７４】ついで、ポジ型フォトレジストをアッシン
グにより除去して図５に示すような第１の電極１４−１
および第２の電極１４−２を形成した。
グにより除去して図５に示すような第１の電極１４−１
および第２の電極１４−２を形成した。
【００７５】その後、フォトリソ技術により発熱抵抗層
をパターニングし、ついで第１の保護層１５としてＳｉ
Ｏ2 を１．０μｍ、第２の保護層１６としてＴａを０．
５μｍそれぞれスパッタで成膜し、フォトリソ技術によ
りパターニングした。最後に第３の保護層１７として感
光性ポリイミドを塗布してパターニングを行いヒーター
ボードが完成された。
をパターニングし、ついで第１の保護層１５としてＳｉ
Ｏ2 を１．０μｍ、第２の保護層１６としてＴａを０．
５μｍそれぞれスパッタで成膜し、フォトリソ技術によ
りパターニングした。最後に第３の保護層１７として感
光性ポリイミドを塗布してパターニングを行いヒーター
ボードが完成された。
【００７６】比較例１として、ポストベークの基板内温
度分布を１２０℃±１０℃した以外は実施例１と同様に
してヒーターボードを作製した。
度分布を１２０℃±１０℃した以外は実施例１と同様に
してヒーターボードを作製した。
【００７７】このようにして得られたヒーターボードを
包含する液体噴射記録ヘッドのヒーター付近の電極上の
保護膜のステップカバレージを評価した。
包含する液体噴射記録ヘッドのヒーター付近の電極上の
保護膜のステップカバレージを評価した。
【００７８】ステップカバレージ性を見るためソフトエ
ッチして観察した。実施例１によるものでは、ステップ
の膜のエッチングはほとんどなく、ステップカバレージ
性は良好であった。これに対して、比較例１によるもの
は、ステップが場所によりエッチングされて、なくなっ
ておりステップカバレージ性に分布があることがわかっ
た。
ッチして観察した。実施例１によるものでは、ステップ
の膜のエッチングはほとんどなく、ステップカバレージ
性は良好であった。これに対して、比較例１によるもの
は、ステップが場所によりエッチングされて、なくなっ
ておりステップカバレージ性に分布があることがわかっ
た。
【００７９】次に、上記ヘッドの吐出耐久試験をおこな
った。試験条件は、駆動周波数３ｋＨｚ、パルス幅１０
μｓｅｃ、駆動電圧は発泡電圧の１．２倍とした。そし
て、１×１０9 パルスまで各ヘッドとも５００ビットの
試験をおこなった。結果を表１に示す。
った。試験条件は、駆動周波数３ｋＨｚ、パルス幅１０
μｓｅｃ、駆動電圧は発泡電圧の１．２倍とした。そし
て、１×１０9 パルスまで各ヘッドとも５００ビットの
試験をおこなった。結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】 表１に示すように実施例１によるものでは断線は１ビッ
トもなく良好な結果を示した。
トもなく良好な結果を示した。
【００８１】これに対して比較例１によるものでは、１
×１０7 パルスから断線が始まり、破壊場所もステップ
部となっていた。従って電極作製時ポストベークの温度
分布を制御しフォトレジストのエッチングレートの分布
を均一にすることにより、吐出耐久性の良いインクジェ
ット記録ヘッドを得ることができた。 実施例２および比較例２ 図３〜５を参照して、まずシリコンからなる基板上に下
部層（蓄熱層）１２として熱酸化によりＳｉＯ2 を２μ
ｍ形成した。次に発熱抵抗層１３としてスパッタにより
ＨｆＢ2 を０．１μｍ成膜した。発熱抵抗層１３上に電
極層１４として、スパッタによりＡｌを０．６μｍ成膜
した。この際、基板温度を２００℃±１０℃に制御し
た。なお、発熱抵抗層と電極層１４との間に密着層とし
てＴｉを０．００５μｍスパッタにより成膜して記録ヘ
ッド用基体２を得た。
×１０7 パルスから断線が始まり、破壊場所もステップ
部となっていた。従って電極作製時ポストベークの温度
分布を制御しフォトレジストのエッチングレートの分布
を均一にすることにより、吐出耐久性の良いインクジェ
ット記録ヘッドを得ることができた。 実施例２および比較例２ 図３〜５を参照して、まずシリコンからなる基板上に下
部層（蓄熱層）１２として熱酸化によりＳｉＯ2 を２μ
ｍ形成した。次に発熱抵抗層１３としてスパッタにより
ＨｆＢ2 を０．１μｍ成膜した。発熱抵抗層１３上に電
極層１４として、スパッタによりＡｌを０．６μｍ成膜
した。この際、基板温度を２００℃±１０℃に制御し
た。なお、発熱抵抗層と電極層１４との間に密着層とし
てＴｉを０．００５μｍスパッタにより成膜して記録ヘ
ッド用基体２を得た。
【００８２】上記基体２上にポジ型フォトレジスト１８
（東京応化社製ＤＦＰＲ−８００）を１．５μｍの厚さ
で塗布し、露光、現像を行った。アルカリ溶液（東京応
化社製現像液ＮＭＤ−３／２３．８％溶液）を用いてポ
ジ型フォトレジスト１８を幅方向に基板内で均一にエッ
チングしながら電極層１４をもエッチングをすることに
より図４に示すような電極にテーパーをつけてテーパー
形状を基板内で一定にした。
（東京応化社製ＤＦＰＲ−８００）を１．５μｍの厚さ
で塗布し、露光、現像を行った。アルカリ溶液（東京応
化社製現像液ＮＭＤ−３／２３．８％溶液）を用いてポ
ジ型フォトレジスト１８を幅方向に基板内で均一にエッ
チングしながら電極層１４をもエッチングをすることに
より図４に示すような電極にテーパーをつけてテーパー
形状を基板内で一定にした。
【００８３】ついで、ポジ型フォトレジストをアッシン
グにより除去して図５に示すような第１の電極１４−１
および第２の電極１４−２を形成した。
グにより除去して図５に示すような第１の電極１４−１
および第２の電極１４−２を形成した。
【００８４】その後、フォトリソ技術により発熱抵抗層
をパターニングし、ついで第１の保護層１５としてＳｉ
Ｏ2 を１．０μｍ、第２の保護層１６としてＴａを０．
５μｍそれぞれスパッタで成膜し、フォトリソ技術によ
りパターニングした。最後に第３の保護層１７として感
光性ポリイミドを塗布してパターニングを行いヒーター
ボードが完成された。
をパターニングし、ついで第１の保護層１５としてＳｉ
Ｏ2 を１．０μｍ、第２の保護層１６としてＴａを０．
５μｍそれぞれスパッタで成膜し、フォトリソ技術によ
りパターニングした。最後に第３の保護層１７として感
光性ポリイミドを塗布してパターニングを行いヒーター
ボードが完成された。
【００８５】比較例２として、電極層成膜時の基板内温
度分布を２００℃±５０℃した以外は実施例２と同様に
してヒーターボードを作製した。
度分布を２００℃±５０℃した以外は実施例２と同様に
してヒーターボードを作製した。
【００８６】このようにして得られたヒーターボードを
包含する液体噴射記録ヘッドのヒーター付近の電極上の
保護膜のステップカバレージを評価した。
包含する液体噴射記録ヘッドのヒーター付近の電極上の
保護膜のステップカバレージを評価した。
【００８７】ステップカバレージ性を見るためソフトエ
ッチして観察した。実施例２によるものでは、ステップ
の膜のエッチングはほとんどなく、ステップカバレージ
性は良好であった。これに対して、比較例２によるもの
は、ステップが場所によりエッチングされて、なくなっ
ておりステップカバレージ性に分布があることがわかっ
た。
ッチして観察した。実施例２によるものでは、ステップ
の膜のエッチングはほとんどなく、ステップカバレージ
性は良好であった。これに対して、比較例２によるもの
は、ステップが場所によりエッチングされて、なくなっ
ておりステップカバレージ性に分布があることがわかっ
た。
【００８８】次に、上記ヘッドの吐出耐久試験をおこな
った。試験条件は、駆動周波数３ｋＨｚ、パルス幅１０
μｓｅｃ、駆動電圧は発泡電圧の１．２倍とした。そし
て、１×１０9 パルスまで各ヘッドとも５００ビットの
試験をおこなった。結果を表２に示す。
った。試験条件は、駆動周波数３ｋＨｚ、パルス幅１０
μｓｅｃ、駆動電圧は発泡電圧の１．２倍とした。そし
て、１×１０9 パルスまで各ヘッドとも５００ビットの
試験をおこなった。結果を表２に示す。
【００８９】
【表２】 表２に示すように実施例２によるものでは断線は１ビッ
トもなく良好な結果を示した。これに対して比較例２に
よるものでは、１×１０7 パルスから断線が始まってお
り、破壊場所もステップ部となっていた。従って電極成
膜時、基板加熱温度分布を制御し、膜質を均一にし電極
のエッチングレートの分布を均一にすることにより、吐
出耐久性の良いインクジェット記録ヘッドを得ることが
できた。 実施例３および４並びに比較例３ 図２を参照して、まず、基板支持体１１としてシリコン
上に、下部層（蓄熱層）１２として熱酸化によってＳｉ
Ｏ2 を２．０μｍ形成する。次に、発熱抵抗層１３とし
てスパッタによりＨｆＢ2 を０．１μｍ成膜する。次
に、電極層１４として表４に示す成膜条件で実施例３，
４及び比較例３ともにＡｌを０．６μｍ成膜した。この
時、上部のＡｌ（第２段階）が下部のＡｌ（第１段階）
よりも湿式によるエッチング速度が早くなるような条件
にしてある。上部のＡｌエッチング速度は実施例３では
下部の２．３倍、実施例４では下部の２．６倍程度であ
り、上部の方がエッチング速度が早くなっている。
トもなく良好な結果を示した。これに対して比較例２に
よるものでは、１×１０7 パルスから断線が始まってお
り、破壊場所もステップ部となっていた。従って電極成
膜時、基板加熱温度分布を制御し、膜質を均一にし電極
のエッチングレートの分布を均一にすることにより、吐
出耐久性の良いインクジェット記録ヘッドを得ることが
できた。 実施例３および４並びに比較例３ 図２を参照して、まず、基板支持体１１としてシリコン
上に、下部層（蓄熱層）１２として熱酸化によってＳｉ
Ｏ2 を２．０μｍ形成する。次に、発熱抵抗層１３とし
てスパッタによりＨｆＢ2 を０．１μｍ成膜する。次
に、電極層１４として表４に示す成膜条件で実施例３，
４及び比較例３ともにＡｌを０．６μｍ成膜した。この
時、上部のＡｌ（第２段階）が下部のＡｌ（第１段階）
よりも湿式によるエッチング速度が早くなるような条件
にしてある。上部のＡｌエッチング速度は実施例３では
下部の２．３倍、実施例４では下部の２．６倍程度であ
り、上部の方がエッチング速度が早くなっている。
【００９０】なお、ＨｆＢ2 とＡｌとの間には、密着層
としてＴｉを５０Åスパッタした。
としてＴｉを５０Åスパッタした。
【００９１】
【表３】 続いて、Ａｌ層について、次の様にしてフォトリソグラ
フィによるパターニングを行った。先ず、Ａｌ層の上に
フォトレジスト（商品名：ＤＦＰＲ−８００、東京応化
社製）を層状に（層厚：１．３μｍ）塗布し、これに対
して常法により露光、現像およびベーキングを施した。
次いで、酢酸とリン酸と硝酸との混合液（酢酸９重量
％、リン酸７３重量％、硝酸２重量％、残部１６重量
％）をエッチング液として液温２５℃で、１０％オーバ
ーエッチの条件でＡｌ層のエッチングを行った。
フィによるパターニングを行った。先ず、Ａｌ層の上に
フォトレジスト（商品名：ＤＦＰＲ−８００、東京応化
社製）を層状に（層厚：１．３μｍ）塗布し、これに対
して常法により露光、現像およびベーキングを施した。
次いで、酢酸とリン酸と硝酸との混合液（酢酸９重量
％、リン酸７３重量％、硝酸２重量％、残部１６重量
％）をエッチング液として液温２５℃で、１０％オーバ
ーエッチの条件でＡｌ層のエッチングを行った。
【００９２】その結果、Ａｌ電極断面のテーパー角度
は、表４に示す結果となった。
は、表４に示す結果となった。
【００９３】次に、同様のフォトリソグラフィにより、
ＨｆＢ2 層、Ｔｉ層をＣＣｌ4 を用いたリアクティブエ
ッチングによりエッチングし、発熱抵抗体を形成した。
寸法は３０μｍ×１５０μｍである。
ＨｆＢ2 層、Ｔｉ層をＣＣｌ4 を用いたリアクティブエ
ッチングによりエッチングし、発熱抵抗体を形成した。
寸法は３０μｍ×１５０μｍである。
【００９４】フォトレジストを剥離した後に、第１の保
護層１５としてＳｉＯ2 を１．０μｍ、第２の保護層１
６としてＴC を０．５μｍスパッタにより成膜し、フォ
トリソ技術により図１および２に示すようなパターンに
する。最後に、第３の保護層１７として感光性ポリイミ
ドを塗布し、図１および２に示すようなパターンにす
る。このようにして、液体噴射記録ヘッド用ヒーターボ
ード１が得られる。
護層１５としてＳｉＯ2 を１．０μｍ、第２の保護層１
６としてＴC を０．５μｍスパッタにより成膜し、フォ
トリソ技術により図１および２に示すようなパターンに
する。最後に、第３の保護層１７として感光性ポリイミ
ドを塗布し、図１および２に示すようなパターンにす
る。このようにして、液体噴射記録ヘッド用ヒーターボ
ード１が得られる。
【００９５】このようにして得られたヒーターボードを
包含する液体噴射記録ヘッドのヒータ付近の電極の上の
保護膜のステップカバレージを評価した。
包含する液体噴射記録ヘッドのヒータ付近の電極の上の
保護膜のステップカバレージを評価した。
【００９６】ステップ部の膜質を見るためソフトエッチ
をして観察した。
をして観察した。
【００９７】実施例３および４はステップの膜のエッチ
ングはほとんどなく、ステップの膜質は良好であった。
それに比較して比較例３ではステップがエッチングされ
て、なくなっており、ステップ部の膜質が悪いことがわ
かった。
ングはほとんどなく、ステップの膜質は良好であった。
それに比較して比較例３ではステップがエッチングされ
て、なくなっており、ステップ部の膜質が悪いことがわ
かった。
【００９８】以上のようにして作製したヒーターボード
１と天板３０（図８参照）とを接合して、記録ヘッドを
作製したのち、印字耐久試験を行った。試験条件は、駆
動周波数３ｋＨｚ、パルス幅１０μｓｅｃ、駆動電圧は
発泡電圧の１．２倍とし、１×１０8 パルスまで各ヘッ
ドともに５００ビットの試験をおこなった。結果を表４
に示す。
１と天板３０（図８参照）とを接合して、記録ヘッドを
作製したのち、印字耐久試験を行った。試験条件は、駆
動周波数３ｋＨｚ、パルス幅１０μｓｅｃ、駆動電圧は
発泡電圧の１．２倍とし、１×１０8 パルスまで各ヘッ
ドともに５００ビットの試験をおこなった。結果を表４
に示す。
【００９９】
【表４】 表４に示すように実施例３および４はともに断線は１ビ
ットもなく良好な結果を示した。これに対して比較例３
では３×１０7 パルスから断線が始まり、１×１０8 パ
ルスでは５０％も断線した。
ットもなく良好な結果を示した。これに対して比較例３
では３×１０7 パルスから断線が始まり、１×１０8 パ
ルスでは５０％も断線した。
【０１００】従って、本発明により、電極段差部になだ
らかなテーパーがつき、保護膜のステップカバレージ性
が向上したことにより、耐久性の良い、液体噴射記録ヘ
ッドを得ることができた。 実施例５および６並びに比較例４ 図２を参照して、まず、基板支持体１１としてシリコン
上に、下部層（蓄熱層）１２として熱酸化によってＳｉ
Ｏ2 を２．０μｍ形成する。次に、発熱抵抗層１３とし
てスパッタによってＨｆＢ2 を０．１μｍ成膜する。次
に、電極層１４として表５に示す成膜条件で実施例５，
６及び比較例４ともにＡｌを０．６μｍ成膜した。この
時、上部のＡｌ（第２段階）が下部のＡｌ（第１段階）
よりも湿式によるエッチング速度が早くなるような条件
にしてある。実施例５では２倍、実施例６では３倍程
度、上部のＡｌの方がエッチング速度が早くなってい
る。
らかなテーパーがつき、保護膜のステップカバレージ性
が向上したことにより、耐久性の良い、液体噴射記録ヘ
ッドを得ることができた。 実施例５および６並びに比較例４ 図２を参照して、まず、基板支持体１１としてシリコン
上に、下部層（蓄熱層）１２として熱酸化によってＳｉ
Ｏ2 を２．０μｍ形成する。次に、発熱抵抗層１３とし
てスパッタによってＨｆＢ2 を０．１μｍ成膜する。次
に、電極層１４として表５に示す成膜条件で実施例５，
６及び比較例４ともにＡｌを０．６μｍ成膜した。この
時、上部のＡｌ（第２段階）が下部のＡｌ（第１段階）
よりも湿式によるエッチング速度が早くなるような条件
にしてある。実施例５では２倍、実施例６では３倍程
度、上部のＡｌの方がエッチング速度が早くなってい
る。
【０１０１】なお、ＨｆＢ2 とＡｌとの間には、密着層
としてＴｉを５０Åスパッタした。
としてＴｉを５０Åスパッタした。
【０１０２】
【表５】 続いて、Ａｌ層について、次の様にしてフォトリソグラ
フィによるパターニングを行った。先ず、Ａｌ層の上に
フォトレジスト（商品名：ＤＦＰＲ−８００、東京応化
社製）を層状に（層厚：１．３μｍ）塗布し、これに対
して常法により露光、現像およびベーキングを施した。
次いで、酢酸とリン酸と硝酸との混合液（酢酸９重量
％、リン酸７３重量％、硝酸２重量％、残部１６重量
％）をエッチング液として液温２５℃で、１０％オーバ
ーエッチの条件でＡｌ層のエッチングを行った。
フィによるパターニングを行った。先ず、Ａｌ層の上に
フォトレジスト（商品名：ＤＦＰＲ−８００、東京応化
社製）を層状に（層厚：１．３μｍ）塗布し、これに対
して常法により露光、現像およびベーキングを施した。
次いで、酢酸とリン酸と硝酸との混合液（酢酸９重量
％、リン酸７３重量％、硝酸２重量％、残部１６重量
％）をエッチング液として液温２５℃で、１０％オーバ
ーエッチの条件でＡｌ層のエッチングを行った。
【０１０３】その結果、Ａｌ電極断面のテーパー角度
は、表５に示す結果となった。
は、表５に示す結果となった。
【０１０４】次に、同様のフォトリソグラフィにより、
ＨｆＢ2 層、Ｔｉ層をＣＣｌ4 を用いたリアクティブエ
ッチングによりエッチングし、発熱抵抗体を形成した。
寸法は３０μｍ×１５０μｍである。
ＨｆＢ2 層、Ｔｉ層をＣＣｌ4 を用いたリアクティブエ
ッチングによりエッチングし、発熱抵抗体を形成した。
寸法は３０μｍ×１５０μｍである。
【０１０５】フォトレジストを剥離した後に、第１の保
護層１５としてＳｉＯ2 を１．０μｍ、第２の保護層１
６としてＴａを０．５μｍをスパッタにより成膜し、フ
ォトリソ技術により図１および２に示すようなパターン
にする。最後に、第３の保護層１７として感光性ポリイ
ミドを塗布し、図１および２に示すようなパターンにす
る。このようにして、液体噴射記録ヘッド用ヒーターボ
ードが得られる。
護層１５としてＳｉＯ2 を１．０μｍ、第２の保護層１
６としてＴａを０．５μｍをスパッタにより成膜し、フ
ォトリソ技術により図１および２に示すようなパターン
にする。最後に、第３の保護層１７として感光性ポリイ
ミドを塗布し、図１および２に示すようなパターンにす
る。このようにして、液体噴射記録ヘッド用ヒーターボ
ードが得られる。
【０１０６】このようにして得られたヒーターボードを
包含する液体噴射記録ヘッドのヒータ付近の電極の上の
保護膜のステップカバレージを評価した。
包含する液体噴射記録ヘッドのヒータ付近の電極の上の
保護膜のステップカバレージを評価した。
【０１０７】ステップ部の膜質を見るためソフトエッチ
をして観察した。
をして観察した。
【０１０８】実施例５および６はステップの膜のエッチ
ングはほとんどなく、ステップの膜質は良好であった。
それに比較して比較例４ではステップがエッチングされ
て、なくなっており、ステップ部の膜質が悪いことがわ
かった。
ングはほとんどなく、ステップの膜質は良好であった。
それに比較して比較例４ではステップがエッチングされ
て、なくなっており、ステップ部の膜質が悪いことがわ
かった。
【０１０９】以上のようにして作製したヒーターボード
１と天板３０（図８参照）とを接合して、記録ヘッドを
作製したのち、印字耐久試験を行った。試験条件は、駆
動周波数３ｋＨｚ、パルス幅１０ｕｓｅｃ、駆動電圧は
発泡電圧の１．２倍とし、１×１０8 パルスまで各ヘッ
ドともに５００ビットの試験をおこなった。結果を表６
に示す。
１と天板３０（図８参照）とを接合して、記録ヘッドを
作製したのち、印字耐久試験を行った。試験条件は、駆
動周波数３ｋＨｚ、パルス幅１０ｕｓｅｃ、駆動電圧は
発泡電圧の１．２倍とし、１×１０8 パルスまで各ヘッ
ドともに５００ビットの試験をおこなった。結果を表６
に示す。
【０１１０】
【表６】 表６に示すように実施例５および６ともに断線は１ビッ
トもなく良好な結果を示した。これに対して比較例４で
は３×１０7 パルスから断線が始まり、１×１０8 パル
スでは５０％も断線した。
トもなく良好な結果を示した。これに対して比較例４で
は３×１０7 パルスから断線が始まり、１×１０8 パル
スでは５０％も断線した。
【０１１１】従って、本発明により、電極段差部になだ
らかなテーパーがつき、保護膜のステップカバレージ性
が向上したことにより、耐久性の良い、液体噴射記録ヘ
ッドを得ることができた。
らかなテーパーがつき、保護膜のステップカバレージ性
が向上したことにより、耐久性の良い、液体噴射記録ヘ
ッドを得ることができた。
【０１１２】
【発明の効果】本発明によれば、電極の断面のテーパー
形状を緩やかにし、さらに、電極の均一にすることによ
って薄い保護膜によって良好なステップカバレージが可
能になり、吐出耐久性のすぐれた信頼性の高い液体噴射
記録ヘッドを、従来と変りない工数で得ることができ
る。
形状を緩やかにし、さらに、電極の均一にすることによ
って薄い保護膜によって良好なステップカバレージが可
能になり、吐出耐久性のすぐれた信頼性の高い液体噴射
記録ヘッドを、従来と変りない工数で得ることができ
る。
【図１】本発明のヒーターボード部を示す平面図であ
る。
る。
【図２】図１のＸ−Ｙ断面図である。
【図３】第２の発明および第３の発明を説明するための
断面図である。
断面図である。
【図４】第２の発明および第３の発明における電極層の
エッチングの状況を示す断面図である。
エッチングの状況を示す断面図である。
【図５】第２の発明および第３の発明における電極層の
エッチングの状況を示す断面図である。
エッチングの状況を示す断面図である。
【図６】第１の発明における電極層のエッチングの状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】図２の電極付近の拡大図である。
【図８】本発明によるフルライン記録ヘッドの一例の部
分斜視図である。
分斜視図である。
【図９】本発明による液体噴射記録ヘッドを備えた記録
装置の一例を示す斜視図である。
装置の一例を示す斜視図である。
【図１０】従来の液体噴射記録ヘッドにおける電極付近
の拡大断面図である。
の拡大断面図である。
１ ヒーターボード ２ 記録ヘッド用基体 １１ 基板支持体 １２ 下部層 １３ 発熱抵抗層 １４−１ 第１の電極 １４−２ 第２の電極 １５ 第１の保護層 １６ 第２の保護層 １７ 第３の保護層 ２０ 電気熱変換体 ２１ ステップ ３０ 天板 ３１ 吐出孔 ３２ 共通液室 ３３ 流路 ３４ 流路壁 ３５ インク供給口 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 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/16 B41J 2/05 B41J 2/335
Claims (7)
- 【請求項１】 液体吐出用のオリフィスに連通して前記
液体中に熱エネルギーを与えてこの液体中に気泡を形成
させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発生する電気熱
変換体と一対の電極と上部保護層とを有する液体噴射記
録ヘッドを、電極層上に所望の開口を有するフォトレジ
ストを設け、該開口より電極層をエッチングしながら前
記フォトレジストをも同時にエッチングしてテーパーが
ついた端部をもった電極を得ることにより製造するに当
り、前記フォトレジストのポストベーク時における基板
内温度分布を±７℃以内とすることで、フォトレジスト
層のエッチング速度分布を前記記録ヘッドの基板内で±
２５％以内としてエッチングを行うことを特徴とする液
体噴射記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項２】 液体吐出用のオリフィスに連通して前記
液体中に熱エネルギーを与えてこの液体中に気泡を形成
させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発生する電気熱
変換体と一対の電極と上部保護層とを有する液体噴射記
録ヘッドを、電極層上に所望の開口を有するフォトレジ
ストを設け、該開口より電極層をエッチングしながら前
記フォトレジストをも同時にエッチングしてテーパーが
ついた端部をもった電極を得ることにより製造するに当
り、前記電極層の成膜時における基板加熱温度分布を±
２０℃以内とすることで、電極層のエッチング速度分布
を前記記録ヘッドの基板内で±１０％以下としてエッチ
ングすることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方
法。 - 【請求項３】 液体吐出用のオリフィスに連通して前記
液体中に熱エネルギーを与えてこの液体中に気泡を形成
させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発生する電気熱
変換体と一対の電極と上部保護層とを有する液体噴射記
録ヘッドを製造するに当り、不純物を含む材料を用いて
電極層を形成するとともに、前記不純物を含む材料中の
不純物の含量を下部の方を上部よりも大きくすること
で、膜厚方向に関して下部におけるより上部のほうが大
きいエッチング速度をもって湿式エッチングを行うこと
を特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項４】 液体吐出用のオリフィスに連通して前記
液体中に熱エネルギーを与えてこの液体中に気泡を形成
させる熱作用部と、前記熱エネルギーを発生する電気熱
変換体と一対の電極と上部保護層とを有する液体噴射記
録ヘッドを製 造するに当り、電極層の材料が均一であ
り、電極層の成膜条件を電極層の上部のエッチング速度
が下部のそれよりも大きくなるように選択することによ
り、膜厚方向に関して下部における上部のほうが大きい
エッチング速度をもって湿式エッチングを行うことを特
徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の方
法により得られた液体噴射記録ヘッド。 - 【請求項６】 記録媒体の記録領域の全幅にわたって吐
出口が複数設けられているフルラインタイプのものであ
ることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射記録ヘッ
ド。 - 【請求項７】 記録媒体の被記録面に対向してインク吐
出口が設けられている請求項５に記載の液体噴射記録ヘ
ッドと、この記録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記録装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150667A JP2959690B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 液体噴射記録ヘッドの製造方法 |
| US08/073,388 US5439554A (en) | 1992-06-10 | 1993-06-09 | Liquid jet recording head fabrication method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150667A JP2959690B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 液体噴射記録ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05338184A JPH05338184A (ja) | 1993-12-21 |
| JP2959690B2 true JP2959690B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=15501852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4150667A Expired - Fee Related JP2959690B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 液体噴射記録ヘッドの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5439554A (ja) |
| JP (1) | JP2959690B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3376128B2 (ja) * | 1994-10-31 | 2003-02-10 | 能美防災株式会社 | 火災感知器用作動試験装置 |
| US5710070A (en) * | 1996-11-08 | 1998-01-20 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. | Application of titanium nitride and tungsten nitride thin film resistor for thermal ink jet technology |
| TW575932B (en) * | 2002-12-17 | 2004-02-11 | Ind Tech Res Inst | Structure and method for testing etching rate |
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