(57)【要約】【課題】  ヒーターからの放熱性を良好にすると共に、高密度化を可能とする、インクジェットヘッドの最適なＨＢ構成を提供する。【解決手段】  貫通電極をヒーターの投影面直下に配置して、ヒーターからの放熱性を良好にすると共に、高密度化にも対応する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するための電気熱変換素子とそれに接続する電極とが少なくとも形成された基体とからなるインクジェット記録ヘッドにおいて、該基体の一平面に上記電気熱変換素子が形成され、該基体の電気熱変換素子側から対向する平面に貫通して形成された電極を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、電気熱変換素子と少なくとも1つ以上の貫通電極が対を成して形成され、かつ、電気熱変換素子の平面の投影面上に少なくとも貫通電極の一部が存在することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、電気熱変換素子は抵抗体であり、該抵抗体に通電するための電極の少なくとも1つが貫通電極であって、概貫通電極は、上記抵抗体と直接接触しているか、若しくは、抵抗体と同一平面上に形成された別の電極を介して電気的に接続しており、かつ、抵抗体と該貫通電極はほぼ均一の厚みを有する膜で電気的に絶縁されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録技術、特に高精細高速を要求されるインクジェット記録ヘッド及び、インクジェット記録装置に適用される。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録技術は、近年、印刷技術のカラー化、パーソナル化に伴い急速に普及し、いまや電子写真技術とともにオフィスおよびホームにおいてもスタンダートとなってきている。
【０００３】
また、印字品位もその液滴の小液滴化やさまざまな画像処理技術により急速に高画質化し、いまや銀塩写真をしのぐ品位を得るようになってきた。
【０００４】
又、別の従来例としては、特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2003-072079号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現状、インクジェット記録方式で主流となっているインク液の相変化を利用するサーマルインクジェット記録方式では、相変化させるための熱により、インクおよび記録ヘッドの記録ユニット部の温度変化により、さまざまな悪影響を発生していた。
【０００６】
すなわち主要な課題としては以下が挙げられる。
【０００７】
１．電気熱変換素子から発生する熱が、主に基体に蓄熱し基体が温度変化することで、吐出するインク滴の特性が変化し、印字品位に大きな影響を及ぼす。
【０００８】
２．従来は電気熱変換素子である抵抗体と該抵抗体に通電するための電極は、同一平面上に形成されている。また、上記電極は電気抵抗を下げるために一般にはコスト等を考慮してＡＬを用いるのが一般である。またその厚みは配線抵抗を下げるために、最低でも０．２μ程度、厚い場合は0.6〜1μ程度形成するのが一般である。ところが、こうした厚みを有するために、ＡＬ配線部では、上記のような厚みの段差が生じ、配線上に被覆されるべき保護膜が、上記ＡＬ配線を完全に被覆できない場合があった。
【０００９】
３．さらには、一般的に使用されている薄膜の保護膜の場合、その製造工程上の理由により、ある確率でパーティクルが存在する。これらのパーティクルは上記保護膜の被覆性を著しく悪化させるが、前述、ＡＬの段差部に該パーティクルが存在した場合、その被覆性を著しく悪化させ、ピンホールを生じた場合には、インク液によるＡＬの腐食を招く。
【００１０】
４．上記ＡＬ配線による薄膜配線の場合、その厚みに工程上の制限があるため、配線抵抗を下げることが極めて困難である。配線抵抗による電力の消費は、通常10%〜30%以上にも及ぶことがあり、まったく無駄な電力として消費されるばかりでなく、昇温によりインクジェット記録の特性に多大な悪影響を及ぼす。
【００１１】
５．さらに、現状のインクジェット記録ヘッドにおいては、抵抗体で発生する熱は、概略、基体から基体を接着している有機接着剤を介して、基体を接着している基材に放熱している。しかしながら、上記構成の場合、まず基体自身に熱が拡散するため、基体の温度上昇を招き、基体上に形成されている抵抗体の温度を上昇させ、その電気熱変換素子としての特性に変化を及ぼすことがあった。また、上記有機接着剤は、非常に熱伝導性が悪いため基体に蓄熱する原因ともなっていた。すなわち、抵抗体で発生する熱をいかに他に影響を与えないで基材に放熱するかが、非常に重要である。なお、図４は、従来例を示す図である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明を解決するための手段、および作用は以下のとおりである。
【００１３】
１．ヒーター直下もしくは近傍に極めて良熱伝導性の材料であるＣｕ、Ａｌ、Ａｕ等の金属の貫通電極を形成することにより、電気熱変換素子で発生した熱を該貫通電極を介して基材に直接放熱することにより、基体の蓄熱を最小限にすることが可能となる。
【００１４】
２．従来、電気熱変換素子と同一面に形成していた導電電極を貫通電極として、電気熱変換素子形成面と対向する面に導通させることにより、平面的な面積を大幅に減らすことが可能となり、きわめて大きなコストダウンが可能となる。
【００１５】
３．上記項目2で述べたような、導電電極をなくす、もしくは最小限に形成することが可能となるので、従来、電気熱変換素子周りで問題となっていた電極の信頼性を飛躍的に向上させることが可能となる。具体的には、導電電極は、一般にはＡＬで形成されているが、ＡＬはインク液に対して、耐食性を持たないため、電極の保護膜に一箇所でもクラック、ピンホール等の欠損があった場合、きわめて早期に上記配線電極は腐食し、用をなさなくなってしまう。そのため、配線電極の信頼性向上は、インクジェットヘッドの信頼性向上にとって、非常に有効である。
【００１６】
４．上記項目3で述べた、配線電極は、通常、その電気抵抗を下げるため、可能な限りその厚みを厚くする設計を行う。ところが、配線電極を厚くしていくと、該配線の端部で段差を生じ、その保護膜の被覆性の悪い部分で上記、信頼性に障害を起こす可能性がある。本発明では配線電極を該段差部を生じることなく、かつ、配線の低抵抗化を実現できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上記課題を、工業的に非常に有効な手段を持って解決したものであり、従来のインクジェットヘッドでは成しえなかった、配線電極に該段差部を生じることなく、かつ、配線の低抵抗化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の典型的な例を図１に示す。
【００２０】
図１は、電気熱変換体３００の、上面図、断面図、下面図よりなるものである。
【００２１】
本発明は、Ｓｉ等の半導体基板、アルミナ等の絶縁性基板等でよいが、該基体１００に貫通電極を形成するための貫通口を形成し、該貫通口に貫通電極を形成する。
【００２２】
貫通口は、ドライガスプロセスによるドライエッチング、ウェットエッチング液によるウェットエッチング、レーザーアオブソレーションを利用した、レーザー法等で形成した、貫通口に、電着メッキ、真空成膜等で導電材料を形成し、それを貫通電極とする。
【００２３】
なお、Ｓｉ等の半導体材料では、基体１００と貫通電極６１０，６２０との間で電気的に絶縁するための絶縁膜が必須である。
【００２４】
基体１００、貫通電極６１０、６２０上には、絶縁膜２００が形成されている。
【００２５】
この絶縁膜２００は基体１００、貫通電極６１０、６２０上にきわめて平滑に形成されており、該貫通電極６１０，６２０上で一部分にヴィアホール２１０，２２０を形成している。
【００２６】
このヴィアホール２１０，２２０により、絶縁膜２００上に形成された抵抗体３００と貫通電極６１０，６２０との電気的接続を保っている。
【００２７】
また、抵抗体３００上には少なくとも、インク液に対する耐性を得るため、保護膜４００が形成されている。
【００２８】
本実施例では、貫通電極６１０，６２０にそれぞれ独立して外部電極を接続するようになっており、基体１００下面に突起状の形状となっている。
【００２９】
本実施例で示すように、外部電極、貫通電極、ヒーター部をほぼヒーターに近い寸法で形成可能であり、きわめてコンパクトにすることが「可能である。
【００３０】
また、本実施例では、単一の抵抗体を示したが、複数であってもなんらその価値を現ずるものではない。
【実施例２】
【００３１】
本発明の第２の実施例を図２にしめす。
【００３２】
この第２に実施例では、貫通電極６１０，６２０を、電気熱変換体３００の上面からの投影面より大きく形成し、また、ヴィアホール２１０，２２０もほぼ電気熱変換体３００と同一幅に形成している。
【００３３】
これより、より、効率的に、貫通電極６１０，６２０に葉放熱が可能となるだけでなく、電気熱変換体３００上の加熱時の熱分布もより良好となる。
【実施例３】
【００３４】
本発明の第３の実施例を図３に示す。
【００３５】
本実施例では、ヴィアホール２１０，２２０を多分割して形成している。
こうすることにより、ヴィアホール２１０，２２０の形成欠損に対して、不具合を生じる可能性を減ずるだけでなく、ヴィアホール２１０，２２０部分の端面部の電気的抵抗についても有利となっている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１
【図２】実施例２
【図３】実施例３
【図４】従来例
【符号の説明】
【００３７】
１００  基体
２００  絶縁層
２１０，２２０  ヴィアホール
３００  電気熱変換体
４００  保護膜
６１０，６２０  貫通電極
７００  配線電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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