(57)【要約】【課題】パルス通電の繰り返しに対する耐久性が十分に高い発熱抵抗体膜、それを用いた記録ヘッド用基体、記録ヘッド、および記録装置を提供する。【解決手段】記録ヘッド用基体のヒーター部１７に、配線１４を介して通電されることによって熱エネルギーを発生させる発熱抵抗体膜１３が形成されている。発熱抵抗体膜１３は、非晶質窒化珪素タンタルを主成分とし、その表面に形成された酸化膜１３ａの膜厚が２.５ｎｍ以下となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属珪化窒化物を主成分とする発熱抵抗体膜において、
表面の酸化膜の膜厚が２.５ｎｍ以下であることを特徴とする発熱抵抗体膜。
【請求項２】
前記金属珪化窒化物が非晶質窒化珪素タンタルを主成分とする、請求項１に記載の発熱抵抗体膜。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発熱抵抗体膜と、該発熱抵抗体膜に通電するための配線とが基板上に形成されている記録ヘッド用基体。
【請求項４】
請求項３に記載の記録ヘッド用基体を有し、前記発熱抵抗体膜に前記配線を介してパルス電流を通電することによって発生する熱エネルギーを画像記録に利用する記録ヘッド。
【請求項５】
前記発熱抵抗体膜上に液体を流通させる液体流路と、該液体流路に連通し、前記発熱抵抗体膜の発生する熱エネルギーにより前記液体流路中の液体が膜沸騰するのに伴って発生する圧力によって液体が吐出される吐出口とが形成された、前記記録ヘッド用基体上に配置された部材をさらに有する、請求項４に記載の記録ヘッド。
【請求項６】
請求項４または５に記載の記録ヘッドと、被記録部材を、前記記録ヘッドに対面する位置を通して搬送する手段とを有する記録装置。
【請求項７】
金属珪化窒化物を主成分とする発熱抵抗体膜の製造方法において、
前記発熱抵抗体膜を形成した後、該発熱抵抗体膜の表面の酸化膜の少なくとも一部を除去することを特徴とする、発熱抵抗体膜の製造方法。
【請求項８】
前記酸化膜を除去する工程は、フッ素を含むガスを用いたエッチング処理である、請求項７に記載の発熱抵抗体膜の製造方法。
【請求項９】
前記発熱抵抗体膜を、非晶質窒化珪素タンタルを主成分として形成する、請求項７に記載の、発熱抵抗体膜の製造方法。
【請求項１０】
基板上に発熱抵抗体膜と、該発熱抵抗体膜に電流を流すための配線が形成された、記録ヘッド用基体の製造方法であって、
前記基板上に前記配線を形成するための導電膜を形成する工程と、該導電膜をパターニングして発熱部を形成する工程と、該導電膜上に前記発熱抵抗体膜を形成する工程と、前記発熱抵抗体膜を画素ごとに分離するためのレジストマスクを形成する工程と、前記導電膜と発熱抵抗体膜をエッチングして画素ごとに分離する工程と、前記レジストマスクを除去する工程と、前記発熱抵抗体膜上に形成された酸化膜の一部を除去する工程と、を含むことを特徴とする記録ヘッド用基体の製造方法。
【請求項１１】
前記酸化膜を除去する工程がフッ素を含むガスによるエッチングである、請求項１０に記載の記録ヘッド用基体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙、プラスティック、布などのシート状物に代表される物品を被記録部材として、それに文字などの画像を形成する記録装置、特にプリンタなどに用いられ、シリコン（Ｓｉ）半導体基板などに形成された発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体を利用して記録を行うサーマル記録ヘッドやインクジェット記録ヘッドなどにおける発熱抵抗体として好適に用いられる発熱抵抗体膜、およびその製造方法と、そのような発熱抵抗体膜を有する記録ヘッドおよび記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録画像を形成するのに発熱手段を利用する記録装置として、サーマル記録ヘッドやインクジェット記録ヘッドを用いた記録装置が知られている。
【０００３】
このうち、インクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置は、インクなどの液体（以下、単にインクと称する）を微小な液滴として吐出口から被記録部材に吐出することにより高精細な画像を記録することができる。インクジェット記録ヘッドとしては、電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーによってインク中に気泡を発生させる構成のものが知られている。すなわち、この構成では、発生した気泡の圧力によって、インクジェット記録ヘッドに設けられた吐出口から液滴を噴出させる。そして、吐出口から噴出した液滴を被記録部材に付着させることによって画像が記録される。一般に、このようなインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドは、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するのに発熱抵抗体を用いている。
【０００４】
また、サーマル記録ヘッドは、感熱紙やインクリボンに、記録画像に応じて選択的に熱を加えることによって画像を形成するのに用いられる。このサーマル記録ヘッドにおいても発熱抵抗体が好適に用いられる。
【０００５】
発熱抵抗体を用いた記録ヘッドでは、所望の画像を被記録部材に記録するために、画像に対応した画素を選択的に形成するため、各発熱抵抗体には、繰り返しパルス電流が流される。すなわち、例えば、インクジェット記録ヘッドにおいては、発熱抵抗体に流す電流をオンオフすることによって、インクの吐出が制御され、それによって、所望の画素あるいはドットを形成する所定量のインクが、所望の記録画像に応じて所定のタイミングで選択的に吐出される。
【０００６】
このようにパルス電流を繰り返し流すと、一般に発熱抵抗体の抵抗値は次第に変化し、使用限度を超えてパルス電流を通電すれば、最終的には破断に至る。発熱抵抗体の抵抗値のこのような変化は、発熱抵抗体自体の結晶構造の変化や発熱抵抗体の表面酸化反応によるものと考えられている。
【０００７】
発熱抵抗体の抵抗値が変化すると、同一条件でパルス電流を通電した場合、発生する熱エネルギーが変化することになる。記録ヘッドにおいては、通常、このような発生する熱エネルギーの変化が過大にならないように、発熱抵抗体へのパルス電流の繰り返し通電回数などによって、使用限度が設定されているが、使用限度を超えた使用によって発生エネルギーの変化が過大なものとなると、記録画像に影響が生じる。特に、インクジェット記録ヘッドにおいて、発生する熱エネルギーが過小になると、吐出口からインクが吐出されなくなる。また、逆に、発生する熱エネルギーが過大になると、インクが被記録部材の広範囲に飛び散り、正常な画像を記録することができなくなる。
【０００８】
また、インクジェット記録装置においては、記録画像の高画質化に対する要求が高まるにつれ、画素の微細化が、したがって１ドット当りのインク吐出量を少なくすることが求められている。それに伴って、インクジェット記録ヘッドにおいては、それに用いられる発熱抵抗体の小型化が実施されてきており、さらに、吐出液滴サイズの制御および吐出液滴サイズの安定性に対する要求が高まってきている。このために、特にインクジェット記録ヘッドに用いられる発熱抵抗体に対しては、繰り返しパルス通電を行った場合において、インクが吐出されなくなったり霜降り印字が発生したりしないようにし、さらには、吐出液滴サイズを所定のサイズに制御して良好な画像を精度良く安定して形成可能とするために、抵抗の変化量を低減することが求められている。パルス通電の繰り返しに対する耐久性を高める構成として特許文献１に記載がある。
【特許文献１】特開２００３−１２７３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の構成によれば、金属珪化窒化物を主成分とし、シート抵抗を規定した発熱抵抗体膜においてその膜厚を定めるものである。本発明者らは、別の観点から、金属珪化窒化物を主成分として用いた発熱抵抗体膜において、その発熱抵抗体膜の上部に形成される酸化膜の膜厚が耐久性に影響を与えていることを見出した。すなわち、発熱抵抗体膜上に酸化物が規定値以上形成された場合に耐久性が低下するという技術課題を見出した。
【００１０】
したがって本発明の目的は、新たに見出した技術課題を元に、繰り返しパルス通電に対する抵抗変化率が十分に低く、すなわち耐久性が十分に高い発熱抵抗体膜、それを用いた記録ヘッド用基体、記録ヘッド、および記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の発熱抵抗体膜は、金属珪化窒化物を主成分とする発熱抵抗体膜において、表面の酸化膜の膜厚が２.５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発熱抵抗体膜を、１×１０9回の繰り返しパルス通電の前後での抵抗変化率が±３.０％以内と、繰り返しパルス通電に対する耐久性の高いものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による一例のインクジェット記録ヘッド用基体の断面図である。本実施形態のインクジェット記録ヘッド用基体が用いられるインクジェット記録ヘッドは、一例として、インクジェット記録ヘッド用基体に加え、その上に、インクが吐出される吐出口と、吐出口にインクを流通させるインク流路（液体流路）が形成された部材が配置されて構成される。この記録ヘッドにおいては、電気エネルギーを変換して熱エネルギーを発生させる熱変換体である発熱抵抗体膜１３によって発生した熱エネルギーによりインク流路内のインクが熱せられ、インクに膜沸騰が生じさせられ、それに伴って生じる圧力によってインクが吐出口から吐出される。
【００１５】
図１に示すインクジェット記録ヘッド用基体は、Ｓｉの基板１１を有している。基板１１上には、ＳｉＯ2などの酸化物絶縁体からなる層間膜１２が形成されている。この層間膜１２は適度に熱を蓄積するための蓄熱層として機能する。層間膜１２上には、非晶質ＴａＳｉＮのような金属珪化窒化物を主成分とする発熱抵抗体膜１３が形成されている。
【００１６】
発熱抵抗体膜１３上には、膜厚の規定されたシリコン酸化膜１３ａが形成されている。シリコン酸化膜１３ａが形成された発熱抵抗体膜１３上のＡｌの配線１４には、発熱抵抗体膜１３上の一部において開口部が設けられている。配線１４に電圧が印加されると、開口部を挟む配線間において発熱抵抗体膜１３に電流が流れ、発熱する。すなわち、この部分が、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する動作が行われる熱作用部あるいはヒーター部１７となる。
【００１７】
さらに、発熱抵抗体膜１３や配線１４をインクから保護するための、プラズマＣＶＤにより形成された窒化シリコン（Ｐ−ＳｉＮ）などからなる保護層１５が、開口部の発熱抵抗体膜１３上に形成されている。またさらに、ヒーター部１７においては、発熱に伴うインクによる化学的ダメージ、および気泡が消滅する際の物理的なダメージから保護層１５を保護する、Ｔａなどからなる耐キャビテーション膜１６が保護膜１５上に形成されている。
【００１８】
例えば、層間膜１２の膜厚は、２８０ｎｍであり、発熱抵抗体膜１３の膜厚は２０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲から選択される厚さであり、配線1４の膜厚は２００ｎｍ〜６００ｎｍ、保護層１５の膜厚は３００ｎｍ〜８００ｎｍ、耐キャビテーション膜１６の膜厚は２３０ｎｍである。発熱抵抗体膜１３は、Ｔａ、Ｓｉ、およびＮの元素を所定の比率で有し、シート抵抗が５０Ω／□〜４００Ω／□の材料である。このシート抵抗を得るためには、例えば非晶質ＴａＳｉＮの場合、Ｔａが２５原子％〜３５原子％の範囲から選択され、Ｓｉが１８原子％〜２５原子％の範囲から選択され、Ｎが４０原子％〜５０原子％の範囲から選択される所定の組成比とすればよい。例えば、Ｓｉを約２０原子％程度とし、ＴａとＮの比を制御することにより、シート抵抗を所望の値とすることができる。Ｔａを４０原子％とし、Ｓｉを２５原子％とし、Ｎを３０原子％とした非晶質ＴａＳｉＮ（１００原子％に満たない部分は、炭素など不本意に導入されてしまう原子または検出誤差であるが、酸素原子は３原子％未満または検出限界以下である）から発熱抵抗体膜１３を形成した場合、そのシート抵抗は１００Ω／□程度となる。また、Ｔａを３５原子％とし、Ｓｉを２３原子％とし、Ｎを４０原子％とした非晶質ＴａＳｉＮからなる発熱抵抗体膜１３を形成した場合、そのシート抵抗は２００Ω／□程度となる。
【００１９】
次に、図１に示すようなヒーター部１７を形成する方法の一例について説明する。
【００２０】
まず、基板１１上に層間膜１２および発熱抵抗体膜１３を形成した後、発熱抵抗体膜１３上にＡｌ膜をスパッタリング法により形成し、フォトリソグラフィーによりパターニングし、一部のＡｌ膜を取り除いて所定のパターンの配線１４を形成する。そして、その上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮからなる保護層１５を形成し、ヒーター部１７にはスパッタリング法でＴａからなる耐キャビテーション膜１６を形成する。
【００２１】
また、図２は、本実施形態による他の例のインクジェット記録ヘッド用基体の断面図である。図２において、図１と同様の部分については同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００２２】
図２に示す例では、層間膜１２上に所定のパターンの配線１４が形成され、配線１４上に発熱抵抗体膜１３が形成されている。配線１４の、発熱抵抗体膜１３が形成された領域には、開口部が設けられており、この部分が、発熱抵抗体膜１３に電流が流れるヒーター部１７となっている。
【００２３】
この構成では、ヒーター部１７を規定する配線１４の加工を、ウエットエッチングによらずにドライエッチングによって加工することで寸法精度を向上させることができる。この構成において、ヒーター部１７を形成する場合は、ヒーター部１７の部分でＡｌ膜を予め取り除いた後、発熱抵抗体膜１３の成膜およびパターニングを行う。その後、その上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮの保護層１５を形成し、ヒーター部１７には、スパッタリング法でＴａからなる耐キャビテーション膜１６を形成する。
【００２４】
なお、上述した各膜あるいは層の形成方法は一例であり、本発明はそれらに限定されるものではなく、他の方法によって形成してもよいことは言うまでもない。
【００２５】
本実施形態のインクジェット記録ヘッド用基体において、発熱抵抗体膜１３には、その表面、すなわち上部および側面に、製造プロセスにおいて酸化膜１３ａが形成される場合がある。この酸化膜１３ａは、例えば、自然酸化膜であってよく、あるいは、Ｏ2プラズマ処理等により生成される酸化膜であってよい。このＯ2プラズマ処理は、一般に、パターニングの際にマスク材として使用するフォトレジストと呼ばれる有機物の除去、あるいは密着性向上を目的とする表面改質処理等に用いられる。そして、本発明者は、この酸化膜１３ａの膜厚を制御することによって、発熱抵抗体膜１３の耐久性を向上させ、すなわち、繰り返しパルス電流を通電した時の抵抗変化率を低減することができることを見出し、本発明に至ったものである。酸化膜１３ａの膜厚の制御は、例えば、酸化膜１３ａに対してフッ素系ガスなどを用いてエッチングを行うことによって実行できる。特に図２に示した構成の場合には、発熱抵抗体膜上にフォトレジストが形成され、このフォトレジストの除去時に酸化膜が形成されやすい。したがって、図２の構成に対して酸化膜の膜厚を制御することは特に有効となる。以下図２の構成の製造プロセスに関して図３，４を参照して説明する。
【００２６】
まず、基板１１としてＳｉウエハを使用し、このＳｉウエハを熱酸化により、数μｍ程度のＳｉＯ2膜である酸化層１２を形成する。次に、酸化層１２上に、配線となる導電膜１４を２００nm程度成膜する。（図３（Ａ））この導電膜１４には、Ａｌ-Ｃｕを用いているが、Ａｌ、Ａｌ-Ｓｉ、Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｕなどを用いてもよい。
【００２７】
そして、マスクを使用して、発熱部１７となる箇所をドライエッチングもしくは、ウェットエッチングにより形成する（図３（Ｂ））。
【００２８】
該発熱部１７となる箇所をドライエッチングで形成すれば、発熱抵抗素子の寸法精度を向上させることができ、ウェットエッチングで形成すれば、低コスト化が可能である。
【００２９】
次にスパッタリングにより、発熱抵抗体膜１３を５０nm程度の膜厚で形成する。（図３（Ｃ））この発熱抵抗体膜１３は、ＴａＳｉＮ膜を使用しているが、ＴａＮ、ＨｆＢ２などを用いてもよい。
【００３０】
次にレジスト等により形成したマスクを用い、配線となる箇所を、発熱抵抗体膜１３とＡｌを一括エッチングすることにより、画素（ドット）ごとに素子分離する。（図４（Ａ））この一括エッチングは、ドライエッチングにより形成する。その後レジスト等により形成したマスクをＯ2プラズマ処理により除去する。この際に発熱抵抗体膜上に酸化膜が形成される。この酸化膜をフッ素を含むガス雰囲気でエッチングを行うことによって所定の厚さとし、酸化膜１３ａを得る。
【００３１】
次にＰ−ＳｉＮによる保護膜１５をＣＶＤ法により成膜する。この保護膜１５の膜厚は、３００nm程度とする。その後、保護膜１５上にスパッタリング法によりＴａの耐キャビテーション膜１６を成膜する。この耐キャビテーション膜１６の膜厚は２３０nmとする。（図４（Ｂ））
こうして得られた回路基板の上に吐出口を形成することにより、液体吐出ヘッドを製造することができる。具体的には、ノズル壁や天板等を回路基板上に設けて、吐出口及びインク流路を備えた吐出部を作ればよい。
【００３２】
図５，６は、発熱抵抗体膜１３の上部および側面に形成される酸化膜１３ａの膜厚を変化させたサンプルに対して耐久性試験を行った時の抵抗変化率の測定値を示すグラフである。ここで、本明細書において、酸化膜１３ａの膜厚とは、表面から、酸素の比率が最大値の半分になる地点までの距離と定義する。
【００３３】
図５においては、膜厚が約４５０ｎｍ、シート抵抗が１００Ω／□の発熱抵抗体膜１３を有するインクジェット記録ヘッド用基体を作製した。この際、発熱抵抗体膜１３を形成した後に、Ｏ2プラズマ処理を実施し、発熱抵抗体膜１３表面に意図的に酸化膜１３ａを形成し、適宜、酸化膜１３ａをエッチングし、所定の膜厚にした。そして、各膜厚の酸化膜１３ａが形成された発熱抵抗体膜１３を有する各サンプルに対して、耐久性試験を行った。
【００３４】
耐久性試験の条件としては、駆動周波数を１５ｋＨｚとし、パルス幅を１μｍとし、駆動電圧を発泡電圧の１．３倍とし、パルス通電繰り返し回数を１．０×１０9回とした。この際、発泡電圧とは、インクジェット記録ヘッド用基体によりインクの発泡が始まる駆動電圧である。そして、各サンプルについて繰り返しパルス通電の前後の抵抗値を測定し、抵抗変化率を算出した。この際、抵抗変化率は、パルス通電前の抵抗値をＡとし、パルス通電後の抵抗値をＡ′として、（Ａ′−Ａ）／Ａとして求めた。
【００３５】
図５を参照すると、シート抵抗が１００Ω／□の発熱抵抗体膜１３を用いた場合において、発熱抵抗体膜１３表面に形成される酸化膜１３ａの膜厚を２.５ｎｍ以下とした場合に、１．０×１０9回の繰り返しパルス通電による耐久性試験において、抵抗変化率を±３.０％以内の範囲とできていることが分かる。このように、繰り返しパルス通電した際における抵抗変化率を小さく抑えることによって、良好な記録が可能な記録ヘッドを構成することが可能となる。特に、インクジェット記録ヘッドにおいては、インク吐出量を精度良く制御することが可能となり、それによって、近年のインクジェット記録ヘッドにおいて求められている高精細な画像記録を、長期に亘って精度良く実行可能な記録ヘッドを構成することができる。
【００３６】
図６においては、膜厚が約４５０ｎｍ、シート抵抗が２００Ω／□の発熱抵抗体膜１３を有するインクジェット記録ヘッド用基体を作製した。この際、発熱抵抗体膜１３を形成した後に、Ｏ2アッシングにより酸化膜１３ａを約５ｎｍの膜厚に形成したもの、および、それからフッ素系ガスを用いてエッチングを行い、酸化膜１３ａを所定の膜厚とした各サンプルについて耐久試験を行った。耐久試験の条件、抵抗変化率の算出は、図５の場合と同様である。
【００３７】
図６を参照すると、この場合にも、酸化膜１３ａの膜厚を２.５ｎｍ以下に抑えることで、１．０×１０9回の繰り返しパルス通電による耐久性試験において抵抗変化率を±３.０％以内の範囲とすることができていることが分かる。
【００３８】
本実施形態のインクジェット記録ヘッド用基体は、発熱抵抗体膜１３の側面および上部に形成される酸化膜１３ａの膜厚を２.５ｎｍ以下に抑えたものであり、これによれば、１．０×１０9回の繰り返しパルス通電による耐久性試験における抵抗変化率を±３.０％以内の範囲とすることができる。すなわち、発熱抵抗体膜１３の側面および上部に形成される酸化膜１３ａの膜厚が２.５ｎｍ以下の範囲にある本実施形態のインクジェット記録ヘッド用基体を用いれば、低消費電力で長期間にわたって高画質の画像記録を安定して行うことが可能となる。
【００３９】
次に、上記のインクジェット記録ヘッド用基体を用いたインクジェット記録ヘッド４１を搭載する一例のインクジェット記録装置４２の構成について図７を参照して説明する。図７は、このインクジェット記録装置４２の外観図である。
【００４０】
このインクジェット記録装置４２は、インクジェット記録ヘッド４１が搭載されるキャリッジ４３を有している。キャリッジ４３は、リードスクリュー４７の螺旋溝４８に係合しており、リードスクリュー４７が正逆回転することによって、ガイド４９に沿って矢印ａ，ｂの方向に往復移動する。リードスクリュー４７は、正逆回転する駆動モータ４４の駆動力が駆動力伝達ギア４５，４６を介して伝達されることによって正逆回転させられる。
【００４１】
キャリッジ４３の往復移動経路の一端は、ホームポジションに設定されており、この一端部には、ホームポジション検出手段が設けられている。ホームポジション検出手段は発光部と受光部を有するホトカプラ４１２，４１３を有し、キャリッジ４３から突出したレバー４１４がホトカプラ４１２，４１３に入ることによってホームポジションを検出する。ホームポジションの検出信号は、駆動モータ４４の回転方向の切り替えなどに利用される。
【００４２】
また、インクジェット記録装置４２は、不図示の被記録部材給送装置を有している。この被記録部材給送装置によって、被記録部材としての記録用紙Ｐが、キャリッジ４３によって往復移動させられるインクジェット記録ヘッド４１のインク吐出面に対面する位置に設けられたプラテン４１０上に搬送される。プラテン４１０上に搬送された記録用紙Ｐは、インクジェット記録ヘッド４１のインク吐出面に対面する位置において、紙押さえ板４１１によってプラテン４１０上に押圧される。
【００４３】
また、インクジェット記録装置４２は、インクジェット記録ヘッド４１の吐出性能を良好に保つための機構として、ホームポジションにおいてインクジェット記録ヘッド４１のインク吐出面をキャッピングするキャップ部材４１５を有している。さらに、キャップ部材４１５には、吸引手段４１６が接続されており、インクジェット記録ヘッド４１内のインクを吸い出す吸引回復を適宜実行可能である。この吸引回復を開始するためにレバー４２０が設けられている。すなわち、このレバー４２０は、キャリッジ４３と係合するカム４２１の移動に伴って移動し、それにより駆動モータ４４による駆動力の伝達経路が、クラッチ切り替えなどの公知の手段によって切り替えられて、駆動モータ４４による駆動力が吸引回復動作に適宜利用される。
【００４４】
また、インクジェット記録ヘッド４１の吐出口面に付着したインクを拭き取るクリーニングブレード４１７も設けられている。クリーニングブレード４１７は、移動部材４１８によってインクジェット記録ヘッド４１の往復移動経路側およびそれから離れる側に移動可能に支持されている。クリーニングブレード４１７および移動部材４１８は、本体支持板４１９に支持されている。
【００４５】
このインクジェット記録装置による記録動作においては、不図示の記録制御部によってインクジェット記録ヘッド４１の発熱抵抗体膜１３にパルス電流が適宜流され、また上述した駆動モータ４４、被記録部材給送装置などが適宜駆動される。それによって、記録用紙Ｐが、プラテン４１０上の所定の位置に搬送された後、キャリッジ４３が往復移動させられつつ、インクジェット記録ヘッド４１の発熱抵抗体膜１３に、記録画像に応じて選択的に通電が行われる。発熱抵抗体膜１３に通電が行われることによって、インクジェット記録ヘッド４１からインクが吐出させられて、記録用紙Ｐ上に付着させられ、それによって記録用紙Ｐ上に所定幅の画像が形成される。その後、形成された画像の幅に対応する所定量だけ記録用紙Ｐが搬送され、再びキャリッジ４３が往復移動させられつつ、インクジェット記録ヘッド４１が選択的に駆動されて所定幅の画像が形成される。これを繰り返して、記録用紙Ｐの所望の領域に所望の画像が形成される。
【００４６】
このようなインクジェット記録装置４２に対して、上述したような本実施形態のインクジェット記録ヘッド４１を用いることによって、インクジェット記録装置４２を、長期間にわたって高画質の画像を高速で記録可能なものとすることができる。
【００４７】
なお、以上の説明では、発熱抵抗体膜の構成材料として、非晶質窒化珪素タンタルを例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、非晶質窒化珪素チタン、非晶質窒化珪素タングステンのような他の金属窒化珪化物の非晶質材料を用いてもよい。また、本発明の発熱抵抗体膜は、高品位の画像記録を可能とするために、繰り返し多数回の電流パルス通電を行っても、それによる抵抗の変化が小さいことが求められるインクジェット記録ヘッドにおいて特に有効であるが、サーマルヘッドに用いることもできる。詳細には説明しないが、本発明の発熱抵抗体膜をサーマルヘッドに用いた場合にも、発熱抵抗体膜の耐久性の高さ、すなわち、電流パルスの繰り返し通電に対する抵抗の変化率の低さは、良好な画像記録を行う上で有利である。
【実施例】
【００４８】
シリコン基板の表面を熱酸化して、厚さが２８０ｎｍ程度の酸化シリコン膜を形成した。その上にアルミニウム銅からなる金属をスパッタリングにより約６００ｎｍ厚ほど形成した。そして、このアルミニウム銅の膜をスパッタエッチングによって発熱抵抗体膜の形状にパターニングした。
【００４９】
その後、上述した反応性スパッタリングにより非晶質窒化珪素タンタルの膜を約５０ｎｍの厚さで形成した。この時の条件は以下のとおりである。
ターゲット：Ｔａ／Ｓｉ＝６０／４０のＴａＳｉターゲット、圧力：０．５Ｐａ、電極の直径：約２００ｍｍ、投入電力：１ＫＷ、アルゴン流量：６３ｓｃｃｍ、窒素流量：１９ｓｃｃｍ
形成された非晶質窒化珪素タンタル（ＴａＳｉＮ）の組成はＴａが３５．０原子％、Ｓｉが２３.０原子％、Ｎが４０.０原子％、酸素が１．５原子％（残部は分析せず）であり、シート抵抗は約２００Ω／□であった。その後、非晶質ＴａＳｉＮ膜のヒーター部として作用する部分以外をスパッタエッチングにより除去した。このパターニングに使用したレジストを除去した後に発熱抵抗体膜の表面および側面に形成された酸化膜を、フッ素系ガスを酸素で希釈したガスでエッチングして除去した。
【００５０】
そしてその上に、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜を約６００ｎｍ厚ほど形成した。さらにその上にタンタルをスパッタリングにより２３０ｎｍ厚ほど形成し、それをパターニングした。こうして得られた発熱抵抗体膜の試料に、上述した耐久性試験を施したところ、抵抗変化率はほぼ０％であった。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態の一例のインクジェット記録ヘッド用基体の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の他の例のインクジェット記録ヘッド用基体の断面図である。
【図３】図２の構成の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図４】図２の構成の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５】発熱抵抗体膜の上部および側面に形成される酸化膜の膜厚を変化させた複数のサンプルについての耐久性試験における抵抗変化率の測定値を示すグラフである。
【図６】発熱抵抗体膜の上部および側面に形成される酸化膜の膜厚を変化させた他の複数のサンプルについての耐久性試験における抵抗変化率の測定値を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態のインクジェト記録ヘッドを搭載する記録装置の外観図である。
【符号の説明】
【００５２】
１３    発熱抵抗体膜
１３ａ    酸化膜
【図１】
2006130840.tif 000003
【図２】
2006130840.tif 000004
【図３】
2006130840.tif 000005
【図４】
2006130840.tif 000006
【図５】
2006130840.tif 000007
【図６】
2006130840.tif 000008
【図７】
2006130840.tif 000009