(57)【要約】【課題】流路構成部材と基板とを接着する密着層のインクに対する溶解を防止し、流路構成部材と基板との密着性及びインク吐出性能を維持するインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】インクを吐出するための熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生素子と、該熱エネルギー発生素子を覆う絶縁保護層と、該絶縁保護層上に設けられたＴａ層とを有する基板と、該基板に接合され、前記熱エネルギー発生素子上を通って前記インクを吐出する吐出口に連通する流路を備えた流路構成部材と、を備えるインクジェットヘッドであって、前記基板と前記流路構成部材との接合部に前記Ｔａ層が延在しており、該接合部に該Ｔａ層と有機材料との密着性を高める無機材料からなる密着層Ｂを有し、前記絶縁保護層及び該密着層Ｂが前記流路に露出していないことを特徴とするインクジェットヘッド。【選択図】図１
2011152654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するための熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生素子と、該熱エネルギー発生素子を覆う絶縁保護層と、該絶縁保護層の上に設けられたＴａ層とを有する基板と、
該基板に接合され、前記熱エネルギー発生素子の上を通って前記インクを吐出する吐出口に連通する流路を備えた流路構成部材と、を備えるインクジェットヘッドであって、
前記基板と前記流路構成部材との接合部に前記Ｔａ層が延在しており、該接合部に該Ｔａ層と有機材料との密着性を高める無機材料からなる密着層Ｂを有し、前記絶縁保護層及び該密着層Ｂが前記流路に露出していないことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記流路構成部材が前記有機材料からなり、前記密着層Ｂが該流路構成部材に覆われていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記有機材料からなる密着層Ａが、前記密着層Ｂの上であって前記流路構成部材と前記基板との接合面から前記流路にはみ出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記密着層Ａの端部が傾斜しており、前記密着層Ｂが該密着層Ａの端部傾斜部より内側に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記吐出口に供給するインクを保持し、前記流路に連通する共通液室が前記流路構成部材により形成され、前記密着層Ｂが該共通液室と前記流路との連絡流路を横断し、かつ前記熱エネルギー発生素子を覆わずに形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記共通液室側の前記密着層Ａの端部から該共通液室側の前記密着層Ｂの端部までの距離が、該共通液室側の流路構成部材端部から前記熱エネルギー発生素子側の前記流路構成部材端部までの距離よりも長いことを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記無機材料が酸化シリコン又は窒化シリコンであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記有機材料がポリエーテルアミド樹脂又はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインク（液体）を吐出して被記録媒体上に付着させて画像を形成するインクジェットヘッドに関する。特に、インクを吐出するための熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生素子が形成された基板と、その基板上に接合された、インクの流路を形成する流路構成部材と、基板と流路構成部材との密着力を向上させる密着層とを有するインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、吐出口からインクを吐出させて被記録媒体上に文字や画像等を形成する記録方式に使用される記録デバイスである。インクを吐出させるために流路構成部材をＳｉ基板等の上に形成し、インクの流路、インク吐出圧力発生素子及び吐出口を設ける。また流路内にインクを通過させるため、基板と流路構成部材との間を密着させる必要がある。
【０００３】
しかし、熱エネルギーによりインクを吐出するいわゆるバブルジェット（登録商標）ヘッドの場合、インクによる電蝕やバブル消泡の際のキャビテーションによって熱エネルギー発生素子である発熱抵抗体等にダメージが生じる場合がある。これらの発生を抑制するために、発熱抵抗体上に窒化シリコン（ＳｉＮと称す）や酸化シリコン（ＳｉＯ2：ＳｉＯと称す）等からなる絶縁保護層とＴａなどからなる耐キャビテーション層を設けることが一般的である。この耐キャビテーション層は、樹脂からなる流路構成部材との密着力が絶縁保護層と比べて低い。このため、流路内におけるインク流速が速い等の厳しい条件においては、流路構成部材が耐キャビテーション層から剥離してしまう場合があった。
【０００４】
ここで、耐キャビテーション層部分で流路構成部材からの剥離が生じるのを防ぐために、流路構成部材が設けられる部分には耐キャビテーション層を配置しないことも考えられる。この場合、基板上の熱エネルギー発生素子付近で、樹脂からなる流路構成部材が前記絶縁保護層のみを介して積層されることになる。この絶縁保護層は流路構成部材を構成する樹脂中に含まれるイオンを透過する性質を有している。このため、流路構成部材が設けられる部分に耐キャビテーション層を設けない構成では絶縁保護層を透過したイオンによって熱エネルギー発生素子が腐食してしまう場合があった。したがって、基板上に耐キャビテーション層を介して流路構成部材を接合することは避けられない。一方、流路構成部材が基板から剥離してしまうと流路の形状が変化し、インクの吐出特性が変化して画像形成に影響が生じるなどの問題がある。
【０００５】
一方、基板と流路構成部材との間にポリエーテルアミド樹脂等の樹脂からなる密着層（以下、密着層Ａと示す場合有）を設けることが有効であることが開示されている（特許文献１）。該密着層Ａを設けることによって、耐キャビテーション層であるＴａ層上に流路構成部材を接合する場合においても、長期にわたって優れた密着性を維持することができる。また、吐出口基板の長尺化に対応するためにより密着力を向上させる構成として、密着層Ａを流路に大きくはみ出して形成することが開示されている（特許文献２）。更に、Ｔａ層と前記密着層Ａとの間に、ＳｉＯ等の無機材料からなる密着層（以下、密着層Ｂと示す場合有）を形成する構成が提案されている。
【０００６】
このような密着層Ａ、密着層Ｂを有する従来のインクジェットヘッドとして、図１１にインクジェットヘッドのインクを吐出させるインクジェットヘッド基板の発泡室１２近傍の透過平面図を示す。図１２は図１１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図、図１３はＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図を示している。流路構成部材１１は櫛歯状に複数形成されており、流路構成部材１１によって熱エネルギー発生素子を囲うように形成されている発泡室１２内に、インクが供給される。流路構成部材１１は発泡室１２に通じる流路１３をも構成している。図１３に示すように、流路構成部材１１は基板上に密着層Ａ１０３と密着層Ｂ１０４を介して接合されている。密着層Ａ１０３は前記樹脂からなる層であり、密着層Ｂ１０４はＳｉＯ等の無機材料からなる層である。密着層Ｂ１０４は、Ｔａ層と密着層Ａ１０３との密着力を向上させる層であるために、密着層Ａ１０３よりも大きな領域に形成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３４８２９０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４８７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１１〜１３に示す構成のインクジェットヘッドでは、通常、使用されている間は流路内にインクが常時満たされており、密着層Ａ、密着層Ｂともにインクに触れる構成となっている。特に、顔料インクにおいて、インクの性能向上のために様々な組成の分散体が用いられ、溶剤も用いられていることから、インクによっては密着層が溶解してしまう場合がある。
【０００９】
例えば、ＳｉＯ／ＳｉＮからなる密着層Ｂがインクによって溶解してしまう場合があり、特に、印字による基板の温度上昇により溶解が顕著となる。実際には、所定の枚数まで印字し続ける試験をある期間に亘って行った場合に、ＳｉＯ／ＳｉＮの溶解が進行する。吐出口列のうち、一部の流路構成部材と基板との間に隙間が生じると、その領域の吐出方向がずれ、罫線がずれた印字となり画像上の不良が発生する。
【００１０】
また、発泡室内に露出した密着層Ｂがインクにより溶解することで、発泡室内において溶解した無機材料の濃度が高くなった状態で、吐出口からのインクの蒸発によりインク中の無機材料が飽和溶解度を超える場合がある。そのために、吐出口部に無機材料が析出し、また吐出口の内壁に無機材料が付着し、ヨレや不吐が発生する場合がある。また、流路構成部材１１と基板に隙間が生じるため、吐出時の発泡エネルギーが隙間に逃げ、正常な吐出を行うことができない場合がある。同様に、Ｔａ層下のＳｉＮ等からなる絶縁保護層についてもインクにより溶解する場合がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、流路構成部材と基板とを接着する密着層及び絶縁保護層のインクに対する溶解を防止し、流路構成部材と基板との密着性及びインク吐出性能を維持できるインクジェットヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るインクジェットヘッドは、インクを吐出するための熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生素子と、該熱エネルギー発生素子を覆う絶縁保護層と、該絶縁保護層上に設けられたＴａ層とを有する基板と、該基板に接合され、前記熱エネルギー発生素子上を通って前記インクを吐出する吐出口に連通する流路を備えた流路構成部材と、を備えるインクジェットヘッドであって、前記基板と前記流路構成部材との接合部に前記Ｔａ層が延在しており、該接合部に該Ｔａ層と有機材料との密着性を高める無機材料からなる密着層Ｂを有し、前記絶縁保護層及び該密着層Ｂが前記流路に露出していないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、流路構成部材と基板とを接着する密着層Ｂ及び絶縁保護層はインクと接触することがないためインクへの溶解を防止することができ、流路構成部材と基板との密着性及びインク吐出性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインクジェットヘッド基板の透過平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るインクジェットヘッド基板の断面図である。
【図３】本発明に係るインクジェットヘッド基板の斜視図である。
【図４】本発明に係るインクジェットヘッド基板の断面図である。
【図５】本発明に係るインクジェットヘッド基板の吐出口付近の拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るインクジェットヘッド基板の透過平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るインクジェットヘッド基板の断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るインクジェットヘッド基板の透過平面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るインクジェットヘッド基板の断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るインクジェットヘッド基板の断面図である。
【図１１】従来のインクジェットヘッド基板の透過平面図である。
【図１２】従来のインクジェットヘッド基板の断面図である。
【図１３】従来のインクジェットヘッド基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
［インクジェットヘッド］
本発明に係るインクジェットヘッド基板について図３を参照して説明する。図３は、吐出口２６が形成されているインクジェットヘッド基板の斜視図であり、１つの基板３４に２つのインク供給口６が形成されている。図４は図３のＡ−Ａ’断面図である。熱エネルギー発生素子１を備える基板３４上に形成された流路構成部材１１によって、流路１３や、その上に配置された吐出口２６が開口された吐出口プレート８が形成されている。吐出口２６は、基板３４上に形成された複数の熱エネルギー発生素子１上に、それに対向して開口されている。さらに、図５に図４の吐出口２６近傍の拡大図を示す。流路構成部材１１は、吐出口２６の形成されている吐出口プレート８、流路１３を囲うように形成されている。インクは、インク供給口６から流路１３を通って発泡室１２に至る。その後、インクは熱エネルギー発生素子１により吐出口２６より吐出される。共通液室（不図示）は、インク供給口６上に流路を通じて吐出口２６と連通して存在し、吐出口２６に供給するインクを保持することができる。
【００１７】
［第１の実施形態］
図１に本発明の第１の実施形態であるインクジェットヘッドの発泡室１２近傍の透過平面図を示す。点線で示されているのが密着層Ｂ１０４であり、その内側に実線で示されているのが流路構成部材１１である。図２は図１のＡ−Ａ断面を示している。熱エネルギー発生素子に通電するための配線１００上に、熱エネルギー発生素子及び配線１００等を保護するための絶縁保護層１０１が形成されている。絶縁保護層１０１上には耐キャビテーション膜であるＴａ層１０２が形成されている。Ｔａ層１０２と流路構成部材１１との接合部に延在する無機材料からなる密着層Ｂ１０４は、Ｔａ層１０２と流路構成部材１１とを接着している。流路構成部材１１は有機材料からなり、密着層Ｂ１０４は流路構成部材１１に覆われているため流路１３に露出しておらず、インクと直接接触しない。これにより、密着層Ｂ１０４はインクに溶解しないため、流路構成部材１１と基板との密着力を維持できる。また、絶縁保護層１０１もＴａ層１０２により覆われているため流路１３に露出しておらず、インクと直接接触しないためインクに溶解しない。
【００１８】
流路構成部材１１に用いる前記有機材料としては特に限定されないが、ポリエーテルアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。密着層Ｂの無機材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機材料が挙げられる。これらは１種のみでもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
［第２の実施形態］
図６に本発明の第２の実施形態であるインクジェットヘッドの発泡室１２近傍の透過平面図を示す。太い点線で示されているのが密着層Ｂ１０４であり、その内側に実線で示されているのが流路構成部材１１、密着層Ｂ１０４の内側に細い点線で示されているのが密着層Ａ１０３である。図７は図６のＡ−Ａ断面を示している。熱エネルギー発生素子に通電するための配線１００上に、熱エネルギー発生素子及び配線１００等を保護するための絶縁保護層１０１が形成されている。絶縁保護層１０１上に耐キャビテーション膜であるＴａ層１０２が形成されている。Ｔａ層１０２上であってＴａ層１０２と流路構成部材１１との間には密着層Ｂ１０４が形成されている。また、密着層Ｂ１０４を覆い、かつＴａ層１０２と流路構成部材１１との接合面から流路１３にはみ出して密着層Ａ１０３が形成されている。密着層Ａ１０３は有機材料からなるためインクに溶解せず、密着層Ｂ１０４は密着層Ａ１０３に覆われているため流路１３に露出しておらずインクと直接接触しない。これにより、密着層Ｂ１０４はインクに溶解しないため、流路構成部材１１と基板との密着力を維持できる。また、絶縁保護層１０１もＴａ層１０２により覆われているため流路１３に露出しておらず、インクと直接接触しないためインクに溶解しない。
【００２０】
本実施形態では、図７に示すように密着層Ａ１０３は断面形状として端部が傾斜して形成されている。これは密着層Ａ１０３がエッチングにより形成される場合に生じる。この場合、密着層Ｂ１０４が密着層Ａ１０３に覆われ流路１３に露出しないようにするために、密着層Ｂ１０４が密着層Ａ１０３の端部傾斜部より内側に形成されていることが、密着層Ｂ１０４のインクへの接触を確実に防ぐ観点から好ましい。
【００２１】
密着層Ａ１０３に用いる有機材料としては、第１の実施形態における流路構成部材１１に用いる有機材料と同様の材料を用いることができる。
【００２２】
［第３の実施形態］
図８に本発明の第３の実施形態であるインクジェットヘッドの発泡室１２近傍の透過平面図を示す。太い点線で示されているのが密着層Ｂ１０４であり、その内側に実線で示されているのが流路構成部材１１、密着層Ｂ１０４の内側に細い点線で示されているのが密着層Ａ１０３である。本実施形態では共通液室（不図示）と流路１３との連絡流路（図面では流路１３の一部として記載）を横断し、かつ熱エネルギー発生素子を覆わずに密着層Ｂ１０４が形成されている。さらにその密着層Ｂ１０４を覆うように密着層Ａ１０３が形成されている。図９は図８のＡ−Ａ断面を示しており、断面に関しては第２の実施形態と同様である。また、図１０は図８のＢ−Ｂ断面を示している。
【００２３】
ここで、密着層Ｂ１０４を覆う密着層Ａ１０３とＴａ層１０２との間で密着力が低下する領域として二箇所の領域が挙げられる。一つ目は、共通液室側の流路構成部材１１の端部である。特許文献２で示すような方法で製造された流路構成部材１１の場合には、流路構成部材１１を構成する樹脂が硬化する際に、基板に固定されているために応力が発生する。具体的には基板が反る方向に応力が発生するため、共通液室側の流路構成部材１１の端部にその応力が最もかかる。二つ目は、流路１３付近である。これはインクジェット記録方式特有であるが、吐出方向に圧力が発生した際に流路１３にインクの流れが生じる。より具体的には、バブルジェット（登録商標）方式では、ヒータに駆動パルスが印加されインクが発泡された際に、吐出方向だけではなく、流路１３方向にも発泡が成長するためにインクの流れが生じる。この結果として、流路１３は流れが強い領域となり密着性に影響を与える。一方、発泡室１２の周囲の領域では、応力の発生はなく流路構成部材１１があるために流れの衝突による密着性への影響は軽微である。
【００２４】
本実施形態では、応力が最もかかる共通液室側の流路構成部材１１の端部２０を、共通液室側の密着層Ａの端部２１から離すことにより、流路構成部材１１の端部２０に掛かる応力が密着層Ａの端部２１に影響を与えない構成としている。具体的には、図８において、前記共通液室側の密着層Ａ１０３の端部から共通液室側の密着層Ｂ１０４の端部までの距離（Ａ１−Ｂ１）が、前記共通液室側の流路構成部材１１端部から熱エネルギー発生素子側の流路構成部材端部１１までの距離（Ｄ１）よりも長い。また、発泡時の共通液室側へのインクの流れが強い領域である流路１３（連絡流路）においては、密着層Ｂ１０４が流路１３（連絡流路）を横断して形成されている。これにより、密着層Ａ１０３とＴａ層１０２との密着力を強くする構成としている。また、流路１３（連絡流路）の密着層Ａ１０３に切れ目を作らずに流路１３（連絡流路）を横断して形成することで、構造体として密着性を維持できる構成としている。
【実施例】
【００２５】
［実施例１］
本実施例のインクジェットヘッドについて図３を参照して説明する。本実施例のインクジェットヘッドは１つの基板に２つのインク供給口６が形成されており、１つのインク供給口６に対して吐出口２６が両側に１列ずつ、１列が１２８個で配置されている。吐出口２６は１つの基板に４列あるため、吐出口２６は合計５１２個形成されている。また、１つのインクジェットヘッドに６つの基板が設けられていて、６種類のインクを吐出できる構成となっている。
【００２６】
図１に本実施例のインクジェットヘッドの発泡室１２近傍の透過平面図を示す。点線で示されているのが密着層ＢであるＳｉＯ膜１０４であり、その内側に実線で示されているのがエポキシ樹脂からなる流路構成部材１１である。図２は図１のＡ−Ａ断面を示している。熱エネルギー発生素子であるヒータに通電するためのアルミ配線１００上に、アルミ配線１００等を保護するための絶縁保護層であるＳｉＮ膜１０１（厚み：３００ｎｍ）が形成されている。ＳｉＮ膜１０１上には耐キャビテーション膜であるＴａ層１０２（厚み：２００ｎｍ）が形成されている。Ｔａ層１０２と流路構成部材１１との間に存在するＳｉＯ膜１０４（厚み：５０ｎｍ）は、Ｔａ層１０２と流路構成部材１１とを接着している。流路構成部材１１はエポキシ樹脂からなり、ＳｉＯ膜１０４は流路構成部材１１に覆われているため流路１３には露出しておらず、インクと直接接触しない。これにより、ＳｉＯ膜１０４はインクに溶解せず、流路構成部材１１と基板との密着力を維持できる。また、ＳｉＮ膜１０１もＴａ層１０２により覆われているため流路１３には露出しておらず、インクと直接接触しないためインクに溶解しない。
【００２７】
具体的には、ヒータは２４×２４μｍであった。流路構成部材１１はＳｉＯ膜１０４を覆う構成であり、図１において、Ａ１＝２７μｍ、Ａ２＝２７μｍ、Ａ３＝１６μｍであった。一方、ＳｉＯ膜１０４は、Ｂ１＝３６μｍ、Ｂ２＝４２μｍ、Ｂ３＝２５μｍであった。そのため、図２に示すようにＳｉＯ膜１０４は上面だけではなく、側面も流路構成部材１１に覆われているためインクとＳｉＯ膜１０４とは接触しない。図２における断面において、ＳｉＯ膜１０４の端部から流路構成部材１１の端部までの水平方向の距離は４．５μｍであった。
【００２８】
（密着性試験）
まず、本実施例の密着性試験で使用した４種類のインクのＳｉＯ膜に対する溶解特性を以下の試験条件で検討した。インク１５０ｍｌを３００ｍｌの密閉できる容器に入れた。そこに６インチのＳｉ基板（厚み＝約６２５μｍ）にＳｉＯ膜のみを形成したＷａｆを２０ｍｍ角に切断した試料を１個入れ、温度を制御するために恒温槽の中に入れた状態で放置した。放置期間は一ヶ月間である。前記試験により得られた溶解特性の結果を表１に示す。このような溶解特性を持つインクＡ〜Ｄを本実施例の密着性試験では用いた。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
次に、本実施例のインクジェットヘッドについて、インクジェット記録装置によって前記インクを使用して連続して印字を行い、流路構成部材１１と基板との密着性試験を行った。インクジェット記録装置はシリアルスキャン方式であり、１スキャン毎に印字をしない時間がありその時に基板温度は下がり、また印字を開始する際に基板温度が上がる試験条件となっている。この試験条件では、シリアススキャンでの印字中の基板温度は５０から６０℃の間で上下した。また、印字期間は一ヶ月間である。評価基準は以下の通りである。
○：流路構成部材１１とＴａ層１０２とが密着している。
×：流路構成部材１１とＴａ層１０２との間に隙間が生じている。
【００３１】
各インクにおける密着性試験の結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
2011152654.tif 000004
【００３３】
本実施例の構成では、流路構成部材１１とＴａ層１０２の間の密着力が維持されており、ＳｉＯ膜１０４がインクに接触することが無く溶解もしていないために、全てのインクについて流路構成部材１１と基板との密着性を維持していた。このように、本実施例ではＳｉＯ膜１０４をエポキシ樹脂からなる流路構成部材１１によりインクに触れないように覆うことにより、流路１３にＳｉＯ膜１０４が露出しない。これにより溶解特性の高いインクにおいてもＳｉＯ膜１０４のインクによる溶解を防止し、流路構成部材１１と基板との密着性を維持できた。また、ＳｉＮ膜１０１の溶解も確認されなかった。
【００３４】
［実施例２］
本実施例のインクジェットヘッドについて図３を参照して説明する。本実施例のインクジェットヘッドは１つの基板に２つのインク供給口６が形成されており、１つのインク供給口６に対して吐出口２６が両側に１列ずつ、１列が６５２個で配置されている。吐出口２６は１つの基板に４列あるため、吐出口２６は合計２６０８個形成されている。実施例１と比較して吐出口２６が増えたことにより、実施例１よりも基板が長くなり、流路構成部材１１に生じる応力が大きくなっている。該応力に対して密着力をより向上した構造として本実施例では密着層Ａを設けている。また、１つのインクジェットヘッドに６つの基板が設けられていて、６種類のインクを吐出できる構成となっている。
【００３５】
図６に本実施例のインクジェットヘッドの発泡室１２近傍の透過平面図を示す。太い点線で示されているのが密着層ＢであるＳｉＯ膜１０４であり、その内側に実線で示されているのがエポキシ樹脂からなる流路構成部材１１、ＳｉＯ膜１０４の内側に細い点線で示されているのがポリエーテルアミド樹脂からなる密着層Ａ１０３である。図７は図６のＡ−Ａ断面を示している。熱エネルギー発生素子であるヒータに通電するためのアルミ配線１００上に、アルミ配線１００等を保護するための絶縁保護層であるＳｉＮ膜１０１（厚み：３００ｎｍ）が形成されている。ＳｉＮ膜１０１上に耐キャビテーション膜であるＴａ層１０２（厚み：２００ｎｍ）が形成されている。Ｔａ層１０２上であってＴａ層１０２と流路構成部材１１との間にはＳｉＯ膜１０４（厚み：５０ｎｍ）が形成されている。また、ＳｉＯ膜１０４を覆い、かつＴａ層１０２と流路構成部材１１との接合面から流路１３にはみ出して密着層Ａ１０３（厚み：２μｍ）が形成されている。密着層Ａ１０３はポリエーテルアミド樹脂からなるためインクに溶解せず、ＳｉＯ膜１０４は密着層Ａ１０３に覆われているため流路１３には露出しておらずインクと直接接触しない。これにより、ＳｉＯ膜１０４はインクに溶解しないため、流路構成部材１１と基板との密着力を維持できる。また、ＳｉＮ膜１０１もＴａ層１０２により覆われているため流路１３に露出しておらず、インクと直接接触しないためインクに溶解しない。
【００３６】
具体的には、ヒータは２４×２４μｍであった。密着層Ａ１０３はヒータには被らない構成であり、Ａ１＝２９μｍ、Ａ２＝３５μｍ、Ａ３＝１１μｍであった。一方、ＳｉＯ膜１０４は、Ｂ１＝３６μｍ、Ｂ２＝４２μｍ、Ｂ３＝２５μｍであった。そのため、図７に示すようにＳｉＯ膜１０４は上面だけではなく、側面も密着層Ａ１０３に覆われており、インクとＳｉＯ膜１０４とは接触しない。図７における断面において、ＳｉＯ膜１０４の端部から密着層Ａ１０３の端部までの水平方向の距離は３．５μｍであった。また、本実施例では密着層Ａ１０３はエッチングにより形成されているが、断面形状として端部が傾斜して形成されており、具体的には図７において傾斜距離Ｌが０．５μｍであった。そのため、ＳｉＯ膜１０４が密着層Ａ１０３の端部傾斜部より０．５μｍをこえて内側に形成されるようにするため、ＳｉＯ膜１０４の端部と密着層Ａ１０３の端部との距離を３．０μｍとした。
【００３７】
（密着性試験）
本実施例のインクジェットヘッドについて、実施例１と同様に密着性試験を行った。結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
2011152654.tif 000005
【００３９】
本実施例の構成では、流路構成部材１１とＴａ層１０２の間の密着力が維持されており、ＳｉＯ膜１０４がインクに接触することが無く溶解もしていないために、全てのインクについて流路構成部材１１と基板との密着性を維持していた。このように、本実施例ではＳｉＯ膜１０４をポリエーテルアミド樹脂からなる密着層Ａ１０３によりインクに触れないように覆うことにより、流路１３にＳｉＯ膜１０４が露出しない。これによりＳｉＯ膜１０４のインクによる溶解を防止し、流路構成部材１１と基板との密着性を維持できた。また、ＳｉＮ膜１０１の溶解も確認されなかった。
【００４０】
［実施例３］
本実施例のインクジェットヘッドについて図３を参照して説明する。本実施例のインクジェットヘッドは１つの基板に２つのインク供給口６が形成されており、１つのインク供給口６に対して吐出口２６が両側に１列ずつ、１列が６５２個で配置されている。吐出口２６は１つの基板に４列あるため、吐出口２６は合計２６０８個形成されている。実施例１と比較して吐出口２６が増えたことにより、実施例１よりも基板が長くなり、流路構成部材１１に生じる応力が大きくなっている。該応力に対して密着力をより向上した構造として本実施例では密着層Ａを設けている。また、１つのインクジェットヘッドに６つの基板が設けられていて、６種類のインクを吐出できる構成となっている。
【００４１】
図８に本実施例のインクジェットヘッドの発泡室１２近傍の透過平面図を示す。太い点線で示されているのが密着層ＢであるＳｉＯ膜１０４であり、その内側に実線で示されているのがエポキシ樹脂からなる流路構成部材１１、ＳｉＯ膜１０４の内側に細い点線で示されているのがポリエーテルアミド樹脂からなる密着層Ａ１０３である。図９は図８のＡ−Ａ断面を示している。熱エネルギー発生素子であるヒータに通電するためのアルミ配線１００上に、アルミ配線１００等を保護するための絶縁保護層であるＳｉＮ膜１０１（厚み：３００ｎｍ）が形成されている。ＳｉＮ膜１０１上に耐キャビテーション膜であるＴａ層１０２（厚み：２００ｎｍ）が形成されている。Ｔａ層１０２上であってＴａ層１０２と流路構成部材１１との間にはＳｉＯ膜１０４（厚み：５０ｎｍ）が形成されている。また、ＳｉＯ膜１０４を覆い、かつＴａ層１０２と流路構成部材１１との接合面から流路１３にはみ出して密着層Ａ１０３（厚み：２μｍ）が形成されている。密着層Ａ１０３はポリエーテルアミド樹脂からなるためインクに溶解せず、ＳｉＯ膜１０４は密着層Ａ１０３に覆われているため流路１３には露出しておらずインクと直接接触しない。これにより、ＳｉＯ膜１０４はインクに溶解しないため、流路構成部材１１と基板との密着力を維持できる。また、ＳｉＮ膜１０１もＴａ層１０２により覆われているため流路１３に露出しておらず、インクと直接接触しないためインクに溶解しない。
【００４２】
本実施例では、流路構成部材１１に生じる応力が最もかかる、共通液室側の流路構成部材１１の端部２０を、共通液室側の密着層Ａ１０３の端部２１から離し、流路構成部材１１の端部２０に掛かる応力が密着層Ａ１０３の端部２１に影響を与えない構成とした。また、発泡時の共通液室側へのインクの流れが強い領域である流路１３（連絡流路）においては、ＳｉＯ膜１０４を切れ目を作らず流路１３（連絡流路）を横断して形成した。これにより、密着層Ａ１０３とＴａ層１０２との密着性を高め、かつ維持できる構成とした。
【００４３】
具体的には、ヒータは２４×２４μｍであった。密着層Ａ１０３はヒータには被らない構成であり、開口寸法は３５×２９μｍあった。一方、ＳｉＯ膜１０４は４２×３６μｍの開口寸法であった。そのため、図９に示すようにＳｉＯ膜１０４は上面だけではなく、側面も密着層Ａ１０３に覆われており、流路１３に露出していないためインクとＳｉＯ膜１０４とは接触しない。図９における断面において、ＳｉＯ膜１０４の端部から密着層Ａ１０３の端部までの水平方向の距離は３．５μｍであった。また、図９において傾斜距離Ｌが０．５μｍであった。ＳｉＯ膜１０４が密着層Ａ１０３の端部傾斜部より０．５μｍをこえて内側に形成されるようにするため、ＳｉＯ膜１０４の端部と密着層Ａ１０３の端部との距離を３．０μｍとした。さらに、ヒータ中心から共通液室側の密着層Ａ１０３の端部までの距離Ａ１が５４μｍ、ヒータ中心から共通液室側の密着層Ｂ１０４までの距離Ｂ１が３１μｍ、ヒータ中心から共通液室側の流路構成部材１１端部までの距離Ｃ１が３５μｍであった。流路構成部材１１が密着力を失うときに支点となる発泡室１２端部から共通液室側の流路構成部材１１までの距離Ｄ１が２０．５μｍであった。Ｄ１の距離よりも（Ａ１−Ｂ１）の距離を長くすることにより、より共通液室側の流路構成部材１１端部への応力が共通液室側の密着層Ａ１０３の端部に与える影響は軽減された。
【００４４】
（密着性試験）
本実施例のインクジェットヘッドについて、実施例１と同様に密着性試験を行った。結果を表４に示す。
【００４５】
【表４】
2011152654.tif 000006
【００４６】
本実施例の構成では、流路構成部材１１とＴａ膜１０２の間の密着力が維持されており、密着層Ｂ１０４がインクに接触することが無く溶解もしていないために、全てのインクについて流路構成部材１１と基板との密着性を維持していた。また、ＳｉＮ膜１０１の溶解も確認されなかった。
【００４７】
さらに厳しい密着性試験として、流路内のインクの流速が速い条件で試験を行った。昇温により発泡時の共通液室側へのインクの流速が速くなり、流路内のインクの流速を速くすることができるため、シリアススキャンでの印字中の基板温度が６０から７０℃の間で上下する条件で行った。それ以外は前記密着性試験と同様に試験を行った。結果を表５に示す。
【００４８】
【表５】
2011152654.tif 000007
【００４９】
この試験方法においても、前記４種類のいずれのインクにおいても流路構成部材１１と基板との間に隙間は発生せず、密着力に関して良好な結果であった。
【００５０】
［比較例１］
本比較例のインクジェットヘッドについて図３を参照して説明する。本比較例のインクジェットヘッドは１つの基板に２つのインク供給口６が形成されており、１つのインク供給口６に対して吐出口２６が両側に１列ずつ、１列が６５２個で配置されている。吐出口２６は１つの基板に４列あるため、吐出口２６は合計２６０８個形成されている。実施例１と比較して吐出口２６が増えたことにより、実施例１よりも基板が長くなり、流路構成部材１１に生じる応力が大きくなっている。該応力に対して密着力をより向上した構造として本実施例では密着層Ａを設けている。また、１つのインクジェットヘッドに６つの基板が設けられていて、６種類のインクを吐出できる構成となっている。
【００５１】
図１１に本比較例のインクジェットヘッドの発泡室１２近傍の透過平面図を示す。太い点線で示されているのが密着層ＢであるＳｉＯ膜１０４であり、実線で示されているのがエポキシ樹脂からなる流路構成部材１１、細い点線で示されているのがポリエーテルアミド樹脂からなる密着層Ａ１０３である。図１２は図１１のＡ−Ａ断面を示している。熱エネルギー発生素子であるヒータに通電するためのアルミ配線１００上に、アルミ配線１００等を保護するための絶縁保護層であるＳｉＮ膜１０１（厚み：３００ｎｍ）が形成されている。ＳｉＮ膜１０１上に耐キャビテーション膜であるＴａ層１０２（厚み：２００ｎｍ）が形成されている。Ｔａ層１０２上であってＴａ層１０２と流路構成部材１１との間にはＳｉＯ膜１０４（厚み：５０ｎｍ）が形成されている。ＳｉＯ膜１０４は流路１３及び発泡室１２内に露出している。また、Ｔａ層１０２と流路構成部材１１との間であってＳｉＯ膜１０４上に密着層Ａ１０３（厚み：２μｍ）が形成されている。密着層Ａ１０３はＳｉＯ膜１０４を部分的に覆っている。また、流路１３（連絡流路）において、ＳｉＯ膜１０４を切れ目を作らず流路１３（連絡流路）を横断して形成した。この流路１３（連絡流路）におけるＳｉＯ膜１０４も一部密着層Ａ１０３に覆われておらず露出している。ヒータは２４×２４μｍであった。密着層Ａ１０３はヒータには被らない構成であり、Ａ１＝３５μｍ、Ａ２＝４０μｍ、Ａ３＝１１μｍであった。一方、ＳｉＯ膜１０４は、Ｂ１＝２９μｍ、Ｂ２＝２９μｍであった。
【００５２】
（密着性試験）
本比較例のインクジェットヘッドについて、実施例１と同様に密着性試験を行った。結果を表６に示す。
【００５３】
【表６】
2011152654.tif 000008
【００５４】
本比較例のインクジェットヘッドでは、各ヒータ毎に４．０×１０8パルス時点まで印字が進んだ時点で流路構成部材１１と基板との間に隙間が生じた。隙間は断面観察より、ＳｉＯ膜１０４の溶解により流路構成部材１１とＴａ層１０２の間で生じていた。ＳｉＯ膜１０４の厚みは５０ｎｍであり、６０℃一ヶ月でほぼＳｉＯ膜１０４が溶解しきるようなインクであるインクＡ〜Ｃでは密着力を失った。このように、本比較例のインクジェットヘッドではＳｉＯ膜１０４はインクに触れる構成となっていたため、ＳｉＯ膜１０４がインクに溶解し密着力を維持できなかった。
【符号の説明】
【００５５】
１：熱エネルギー発生素子
６：インク供給口
８：吐出口プレート
１１：流路構成部材
１２：発泡室
１３：流路（連絡流路）
２６：吐出口
３４：基板
１００：配線（アルミ配線）
１０１：絶縁保護層（ＳｉＮ膜）
１０２：Ｔａ層
１０３：密着層Ａ
１０４：密着層Ｂ（ＳｉＯ膜）
【図１】
2011152654.tif 000009
【図２】
2011152654.tif 000010
【図３】
2011152654.tif 000011
【図４】
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【図５】
2011152654.tif 000013
【図６】
2011152654.tif 000014
【図７】
2011152654.tif 000015
【図８】
2011152654.tif 000016
【図９】
2011152654.tif 000017
【図１０】
2011152654.tif 000018
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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