(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面に、放熱層、絶縁層、発熱抵抗体、信号電極と共通電極層、隔壁、及びオリフィスが設けられたオリフィス板を順次積層して形成し、前記基板の前記一面と逆側面に放熱体を配置し、前記信号電極と前記共通電極間に電圧を印加することにより前記発熱抵抗体を発熱させて該発熱抵抗体とインクとの界面に膜沸騰を発生させて前記インクを前記オリフィスより外部に吐出させるサーマルインクジェットヘッドにおいて、
前記放熱層は前記信号電極の下層部を除いた箇所に設けられ、
前記放熱層と前記放熱体とを熱結合する伝熱体を備える
ことを特徴とするサーマルインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記伝熱体を介して前記放熱体と熱結合する前記放熱層は、前記基板の前記一面に形成された溝の中に設けられることを特徴とする請求項１記載のサーマルインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記伝熱体は、前記基板の端部に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のサーマルインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記伝熱体は、前記基板を貫通して設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のサーマルインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記伝熱体は、前記基板に形成された貫通孔の壁面に貼設されることを特徴とする請求項４記載のサーマルインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記伝熱体は、前記基板に形成された貫通孔に充填されることを特徴とする請求項４記載のサーマルインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱性と絶縁性に優れた構造を備えたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェットヘッドからインクを用紙面に吐出して印字を行うプリンタがある。このプリンタによる印字方法は、インクジェットヘッドのインク吐出面に多数配列されている微細な孔（吐出ノズル）からインク滴を吐出させ、このインク滴（印字ドット）を紙、布などの印字媒体上に着弾させて吸収させ、これにより文字や画像等の印字を行なうものであり、騒音の発生が少なく、特別な定着処理を要することもなく且つフルカラー記録も比較的容易な記録方法である。
【０００３】
インク滴を吐出させる方法としては、微細なインク加圧室に発熱体を配して、この発熱体に電気パルスを与えて発熱させ高速でインクと発熱体の界面に膜気泡を発生させ、その膜気泡の瞬間的な膨張力を利用して吐出ノズルからインク滴を吐出させるサーマル式のインクジェットヘッドがある。
【０００４】
上記のサーマル式のインクジェットヘッドには、インク滴の吐出方向により、二通りの構成があり、一つは発熱体の表面に平行な方向へインク滴を吐出する構成のものであり、他の一つは発熱体の表面に垂直な方向にインク滴を吐出する構成のものである。中でも発熱体の表面に垂直な方向にインク滴を吐出する構成のものは、ルーフシュータ型又はトップシュータ型のインクジェットヘッドと呼称されており、発熱体の表面に平行な方向へインク滴を吐出する構成のものに比較して、消費電力が極めて小さくて済むことが知られている。
【０００５】
このルーフシュータ型のインクジェットヘッドの製法としては、例えば６×２５．４ｍｍ以上の直径の一枚のシリコンウエハ上に例えば９０個以上に区画された１０ｍｍ×１５ｍｍ程度の大きさの多数のチップ基板の上に、ＬＳＩ形成技術と薄膜形成技術を利用して、多数の発熱体と、これらを個々に発熱駆動する駆動回路と、これにインクを供給するインク流路と、インク滴を吐出する吐出ノズルとを、一括してモノリシックに形成する方法がある。
【０００６】
また、上記のように１０ｍｍ×１５ｍｍ程度の大きさのチップ基板上に個々に作成されるインクジェットヘッドは、主としてインクジェットヘッドが用紙の幅方向に往復移動して印字を行うシリアルプリンタ用のインクジェットヘッドとして用いられるが、近年では、用紙の幅一杯の吐出ノズル列を有してプリンタ本体に固定され、用紙のみが移動して印字が行われるラインプリンタ用の大型長尺のインクジェットヘッドを作成するための基板として、大きさに限界のあるシリコンウエハではなくガラス基板を用いる方法も提案されている。
【０００７】
図８(a),(b),(c) 、図９(a),(b),(c) 及び図１０は、そのような従来のサーマルインクジェットヘッドの基本的な製造方法を工程順に示す図であり、図８(a),(b),(c) 及び図９(a),(b),(c) のそれぞれ上段は一連の工程において基板上に形成されていく状態の概略の平面図、下段は上段のＡ−Ａ′断面矢視図である。
【０００８】
尚、図８(a),(b),(c) 及び図９(a),(b),(c) には、簡便に図示するために、本来ラインプリンタ用のサーマルインクジェットヘッドであれば数千個というように多数形成される発熱抵抗体やオリフィス（インク吐出ノズル）を、ヘッド端部の６個のみで代表させて示している。また、これらの図には、説明の便宜上、オリフィスを１列のみ備えたモノクロ用のサーマルインクジェットヘッドを示している。
【０００９】
先ず、工程１として、図８(a) に示すように、ガラス基板１の上面に、ＣｕやＡｌなどの例えば厚さ５μｍ程度の金属膜からなる放熱層２を形成した後、その上にＳｉ−Ｏ2 系あるいはＴａ−Ｓｉ−Ｏ系などの例えば厚さ１〜２μｍの酸化膜からなる絶縁層３を形成する。
【００１０】
次に、工程２として、上記絶縁層３の上全面に、薄膜形成技術を用いて、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系などからなる例えば厚さ５０００Å程度の発熱抵抗膜と、その上にＡｕとＷ−Ｔｉの二層構造またはＡｌなどの一層構造の配線を形成するための例えば厚さ８０００Åの金属膜を形成した後、フォトリソグラフイ技術により、配線と熱抵抗体のパターン形成を行う。
【００１１】
これにより、図８(b) に示すように、条形にパターン化された発熱抵抗膜４の発熱抵抗体４ａとなる部分の一方の端部（図８(b) では右方端）に、個々の条形の上にそれぞれ重なって形成された個別電極５が接続され、発熱抵抗体４ａの他端には、全条形部分に連続して重なって形成された共通電極６が接続されている。この工程で発熱抵抗体４ａの配置及びその配設ピッチが決められる。また、上記の共通電極６の中央部には、発熱抵抗体４ａの配列方向に平行に細長く延在して開口７が形成され、その開口７内に絶縁層３の面が露出している。
【００１２】
続いて、工程３として、感光性ポリイミドなどの有機材料で厚さ２０μｍ程度の膜を形成し、これをフォトリソグラフィー技術によりパターン化した後、３００〜４００℃で１〜２時間焼成することにより、所定の位置すなわち図８(c) に示すように発熱抵抗体４ａと共通電極６を除く部分全面を覆い且つ各発熱抵抗体４ａ間に延び出して各発熱抵抗体４ａを三方から囲むようにして、厚さ（高さ）１０μｍの隔壁８を形成する。
【００１３】
更に、工程４として、ウェットエッチング又はサンドブラスト加工などにより先ず共通電極６の開口７内に露出する絶縁層３つまりガラス基板１の上面に、図９(a) に示すように、深さ約１／３程度のインク供給溝９を穿設し、このインク供給溝９の底部に連通し、ガラス基板１の裏面に貫通するインク供給孔１１を穿設する。
【００１４】
続いて、工程５として、図９(b) に示すように、厚さ１０〜３０μｍのポリイミドフィルムの両面または片面に２〜５μｍの熱可塑性ポリイミド等の接着剤をコーテングしてなるオリフィス板１２を、隔壁８の上に載置し真空中にて２００〜３００℃に加熱しながら圧力を加えて、このオリフィス板１２を隔壁８の上に貼設し、インク供給溝９から発熱抵抗体４ａへ連通するインク流路１３を形成する。
【００１５】
更に、工程６として、オリフィス板１２の上に、Ａｌ又はＴｉをなどからなる例えば厚さ０．５〜１μｍの金属膜１４を例えば真空蒸着などにより成膜し、この金属膜１４に、フォトリソグラフィー技術により、直径２０〜４０μｍのオリフィスパターン１５を穿設してメタルマスクを形成する。
【００１６】
続いて、工程７として、上記メタルマスクのオリフィスパターン１５に従ってヘリコン波やＥＣＲなどのドライエッチング装置によりオリフィス板１２をエッチングして、図９(c) に示すように、オリフィス１６を一括形成する。これにより、ガラス基板１上に複数のサーマルインクジェットヘッド１７が完成する。
【００１７】
この後、工程８として、ダイシングソーなどによりカッテングして、個々のヘッドチップに分割して切り出し、図１０に示すように、ドライバＩＣ１８を実装したＴＣＰ１９を個別電極５と端子接続し、インク供給孔１１の開口部を放熱板２１のインク供給口２２に合わせて、ダイボンディング剤２３によりガラス基板１を放熱板２１にダイボンディングすることにより、実用単位のサーマルインクジェットヘッドモジュール２４が完成する。
【００１８】
このサーマルインクジェットヘッドモジュール２４は、プリンタに組み付けられ、外部のインクタンクから放熱板２１のインク供給口２２を介してインクを供給され、そのインクがインク供給孔１１、インク供給溝９、インク流路１３を流れて抵抗発熱体４ａに供給され、抵抗発熱体４ａが個別電極５により印字データに応じて選択的に駆動電圧を印加されて瞬時に発熱し、これにより、インクとの界面に膜気泡が発生し、その膜気泡の膨張力によりオリフィス１６からインク滴が吐出されて不図示の用紙面に文字や画像が印字（印刷）される。
【００１９】
従来、上記のように基板にガラスを用いる場合、駆動回路を除くインクジェットヘッド１７部分をガラス基板１上に直接形成したのでは、ガラスはシリコンと比較して放熱特性に劣るため、図１０で説明したようにオリフィス１６からのインクの吐出を続けるうちに、発熱抵抗体４ａで発生した熱がガラス基板１に蓄熱されて、適正なインクの吐出が出来なくなるという現象が発生することが判明している。上述の図８(a) に示したガラス基板１上に放熱層２を形成してその上に絶縁層３を形成する構造は、上記の不具合を解消するために提案されているものである。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放熱層２は金属膜であるので確かに熱伝導率は高いが導電性材料でもある。したがって、この放熱層２の上に被着される絶縁層３に、もしピンホール等の欠陥があると、そのピンホールを介して個別電極５や発熱抵抗体４ａが金属膜である放熱層２と接触し、この放熱層２を介して個別電極５同士あるいは発熱抵抗体４ａ同士が短絡する。このような短絡が起きると抵抗発熱体４ａの発熱機能が損なわれ、インクジェットヘッド全体が不良となってしまうという不具合が発生する。したがって、絶縁層３はピンホ−ル等の欠陥の無い高い信頼性を持った絶縁層でなければならない。
【００２１】
ところが、ピンホ−ル等の欠陥の無い高品質な絶縁層を形成するためには、ドライプロセスで成膜速度を低く抑えて緻密な膜を形成する必要がある。しかしそれでは生産性の低い成膜プロセスとなって工場の量産指向にそぐわない。また、そのような生産性の低い成膜プロセスを高価な成膜装置を使って実施するのでは製造コストの上昇が避けられない。また、ラインプリンタ用のヘッドのようにオリフィス数が増えると個別電極の配線数が増えるため短絡の発生率が高くなり生産歩留まりが低下する。このことは、どのような成膜方法によっても、同様であり、絶縁層をピンホールの無い高品質な膜として高速度で成膜することは極めて困難である。
【００２２】
図１１(a),(b) は、上記の問題を解決すべく本出願人による先の出願である特願２０００−３７４８５４号出願において提案した主要部の構成を示す図である。尚、上記の図１１(a) は図８(b) の上段の平面図を反時計回り方向に９０度回転させた拡大図に対応しており、図１１(b) は同図(a) のＢ−Ｂ′断面矢視図である。また、図８(a),(b) と同一構成部分には図８(a),(b) と同一の番号を付与して示している。
【００２３】
図１１(a),(b) に示すように、放熱層２′は個別電極５の形状に沿って条形に分割されて形成されている。これにより、その上に形成される絶縁層３にピンホール等の欠陥があっても、放熱層２′自体が個別電極５の形状に沿って条形に分割されているから、放熱層２′を介して個別電極５間で短絡が生じることがないようにしたものである。
【００２４】
本発明の課題は、更なる改良を目的とし、高速に成膜が可能であり、たとえ絶縁層にピンホール等の欠陥があった場合でも個別電極間に短絡が発生しない構成を上記特願２０００−３７４８５４号出願とは異なる方法で実現したサーマルインクジェットヘッドを提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
以下に、本発明に係わるサーマルインクジェットヘッドの構成を述べる。
本発明のサーマルインクジェットヘッドは、基板の一面に、放熱層、絶縁層、発熱抵抗体、信号電極と共通電極層、隔壁、及びオリフィスが設けられたオリフィス板を順次積層して形成し、上記基板の上記一面と逆側面に放熱体を配置し、上記信号電極と上記共通電極間に電圧を印加することにより上記発熱抵抗体を発熱させて該発熱抵抗体とインクとの界面に膜沸騰を発生させて上記インクを上記オリフィスより外部に吐出させるサーマルインクジェットヘッドにおいて、上記放熱層は上記信号電極の下層部を除いた箇所に設けられ、上記放熱層と上記放熱体とを熱結合する伝熱体を備えるように構成される。
【００２６】
そして、例えば請求項２記載のように、上記伝熱体を介して上記放熱体と熱結合する上記放熱層は、上記基板の上記一面に形成された溝の中に設けて構成される。また、上記伝熱体は、例えば請求項３記載のように、上記基板の端部に設けて構成され、また、例えば請求項４記載のように、上記基板を貫通して設けられる。その場合、上記伝熱体は、例えば請求項５記載のように、上記基板に形成された貫通孔の壁面に貼設されて構成され、また、例えば請求項６記載のように、上記基板に形成された貫通孔に充填されて構成される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１(a) は、第１の実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製造工程中の放熱層の形成状態を示す平面図であり、同図(b) は同図(a) のＣ−Ｃ′断面矢視図、同図(c) はサーマルインクジェットヘッド完成後の同図(b) に示す部分の拡大図である。
【００２８】
本例において、サーマルインクジェットヘッドの製造工程は、工程▲１▼のガラス基板の上の金属膜からなる放熱層とその上の絶縁層の形成、工程▲２▼の絶縁層の上の発熱抵抗体と個別電極及び共通電極の成膜とパターン化、工程▲３▼の隔壁の形成、工程▲４▼のインク供給溝とインク供給孔の穿設、工程▲５▼のオリフィス板の積層、工程▲６▼のオリフィス板へのオリフィスパターンメタルマスクの形成、工程▲７▼のオリフィスのドライエッチングによる形成、工程▲８▼のカッテングとダイボンディングによる実用単位のサーマルインクジェットヘッドモジュールの完成までの８工程があるが、これらの各工程は図８乃至図１０で説明した従来の工程１〜工程８までの８工程と放熱層の形成方法が異なることを別にしてほぼ同様である。
【００２９】
本例においては、工程▲１▼における放熱層の形成は、例えばＣｕ（銅）、Ａｌ（アルミニューム）、Ｔｉ（チタン）などの金属を用い、先ずこれらの金属による例えばＴｉを１０００Å、Ｃｕを４．８μｍ、Ｔｉを１０００Åというように積層した多層膜や、Ａｌだけを５μｍというような単層膜を、スパッタ、真空蒸着、又は鍍金などにより形成する。
【００３０】
次に、フォトリソグラフィー技術により、図１(a),(b) に示すように、ガラス基板２５の上全面ではなく、およそ半面（同図(a),(b) に示す例では左半面）に放熱層２６をパターン化する。この半面にパターン化された放熱層２６には、基板中央寄りに位置し基板長手方向に平行に細長く延在して切り欠き孔２７が形成される。この上全面に絶縁層２８が被着され、同図(c) に示すように、上記の切り欠き孔２７に対応する部分と、ガラス基板２５左端部に対応する部分に切り欠きパターンが形成される。この切り欠き孔２７に対応する部分の切り欠きパターン内にはガラス基板２５の面が露出し、ガラス基板２５左端部に対応する部分の切り欠きパターン内には放熱層２６が露出する。
【００３１】
そして、この後、工程▲２▼によって絶縁層２８の上に発熱抵抗膜２９及び電極膜３１を成膜し、発熱抵抗体２９ａ及び個別電極３１ａと共通電極３１ｂをパターン化し、工程▲３▼において樹脂層の形成、フォトリソグラフィーとエッチングによるパターニング化、及び焼成によって隔壁３２を形成し、工程▲４▼においてインク供給溝３３とこれに連通するインク供給孔３４を穿設する。
【００３２】
このとき、上記の発熱抵抗体２９ａは、同図(c) に示すように、放熱層２６の切り欠き孔２７よりも基板中央寄りに形成されている細長い部分の外端部に沿って配置され、インク供給溝３３は放熱層２６の切り欠き孔２７内に、その縁部よりも内側に開口して形成される。
【００３３】
上記放熱層２６と発熱抵抗体２９ａとの位置関係は、視点を変えると、放熱層２６は発熱抵抗体２９ａの右端部位置でそれより右方を切除された形状で基板面と段差を形成している。これにより、絶縁層２８、個別電極３１ａ及びこの個別電極３１ａ下層の発熱抵抗膜２９は、発熱抵抗体２９ａより右方で順次段差を形成している。換言すれば、個別電極３１ａの下部層には放熱層２６は存在していない。
【００３４】
この後、工程▲５▼によりオリフィス板３５を積層し、工程▲６▼及び工程▲７▼によりオリフィス３６を形成した後、工程▲８▼において、チップ化したガラス基板２５のインク供給孔３４を放熱体としての放熱板３７のインク供給口３８に合わせてダイボンディング剤３９によりダイボンディングしてインクジェットヘッドモジュール４０を完成させる。このとき、特には図示しないが、図１０の場合と同様に、ドライバＩＣを実装したＴＣＰと個別電極３１ａとを端子接続する。
【００３５】
また、このとき、図１(c) に示すように、上記ガラス基板２５左端部に露出する放熱層２６から放熱板３７の左端部にかけて一帯に、ディスペンサ（基板ユニット製造ライン等において回路基板上に載置・搭載される電子部品を回路端子に接続するための半田ベーストを回路基板上に塗布する装置）により、例えばＡｇペースト等からなる伝熱体としての伝熱ペースト４１を塗布し、これを硬化させることによって、放熱層２６と放熱板３７とを伝熱ペースト４１を介して熱結合させる。
【００３６】
これにより、図１(c) に示すように共通電極３１ｂと発熱抵抗体２９ａの下部のみに配設された、つまり図１(a),(b) に示すようにガラス基板２５の半面という通常よりも狭い面に被着された放熱層２６に発熱抵抗体２９ａの発熱によって蓄熱された熱は、この放熱層２６と放熱板３７間が伝熱ペースト４１により熱結合されていて積極的に熱を外部に逃がす構造となっていることにより、放熱層２６に不必要に蓄熱されることなく適宜に放散され、適正な印字性能を維持することができる。
【００３７】
ここで、放熱層２６を図１(c) に示すように共通電極３１ｂと発熱抵抗体２９ａの下部のみに配設した理由、換言すれば、個別電極３１ａの下部層から放熱層２６を除去して構成した理由を説明する。
図２(a),(b) は、上記個別電極３１ａの下部層から放熱層２６を除去して構成した理由を説明する図であり、同図(a) は、インクジェットヘッドモジュール４０がプリンタ本体に実装される際にこれと共に同じく実装されるワイピング部材を示す図であり、同図(b) はインクジェットヘッドを上記ワイピング部材と寸法的に対応付けて簡略に示す図である。尚、同図(b) には、図１(a),(b),(c) と同一構成部分には図１(a),(b),(c) と同一の番号を付与して示している。また、放熱層は図示を省略している。
【００３８】
同図(a) に示すサーマルインクジェットヘッドにおいて、オリフィス３６の配設ピッチが４２．３μｍであって発熱抵抗体２９ａの寸法が２５×２５μｍ2 であるとき良好なインクの発泡特性が得られる構造であるとする。この発熱抵抗体２９ａの一方の端部からオリフィス板３５の端部（図２(b) では右端部）までの１．５ｍｍと、更にそれから外部に露出した分の１ｍｍを足した合計２．５ｍｍの長さの個別電極３１ａが延在して配設されている。
【００３９】
個別電極３１ａの上記外部に露出した１ｍｍの部分はＦＰＣ又はＴＣＰとの接合を行うための接合部であり、この接合を確実に行うためには、このように少なくとも１ｍｍの長さが必要である。また、オリフィス板３５の下部層となる発熱抵抗体２９ａの一方の端部からオリフィス板３５の端部まで延在する部分の個別電極３１ａの長さ１．５ｍｍは、オリフィス板３５が少なくともこれだけの幅が必要であることから自動的に決まる長さである。
【００４０】
すなわち、オリフィス３６のインク吐出後のノズルの清掃を行うワイピング部材４２のブレード４３は、ノズルの清掃を確実に行うための寸法として少なくとも幅２ｍｍは必要である。すなわちオリフィス３６に対向する中心から端部までの長さとしては１ｍｍ必要である。
【００４１】
これに対するオリフィス板３５としては、発熱抵抗体２９ａの端部からオリフィス板３５の端部までの長さとして上記の１ｍｍにクリアランス０．５を加えた１．５ｍｍの長さが必要である。結局この長さ１．５ｍｍに上記露出部の長さ１ｍｍを加えた合計２．５ｍｍの長さの個別電極３１ａを配置する必要がある。
【００４２】
ここで、個別電極３１ａの幅を３５μｍ、上記のように長さを２．５ｍｍとすると、個別電極３１ａの面積は８７５００μｍ2 である。これに対して発熱抵抗体２９ａは幅と長さ共に２５μｍであるから、その面積は６２５μｍ2 である。したがって、発熱抵抗体２９ａと個別電極３１ａの面積比は「６２５：８７５００」すなわち「１対１４０」である。換言すれば、絶縁膜２８に発生する技術上避けることのできないピンホールによって個別電極３１ａ（実際には発熱抵抗膜２９が介在するが）と図示を省略した放熱層との間に発生する電気的短絡は、発熱抵抗体２９ａの部分での発生率に対し、個別電極３１ａの部分での発生率は１４０倍となる。
【００４３】
本発明において放熱層２６を図１(c) に示すように共通電極３１ｂと発熱抵抗体２９ａの下部のみに配設し、個別電極３１ａの下部層から放熱層２６を除去した構成は上記の短絡発生率に基づいている。すなわち、個別電極３１ａの下部層に放熱層を形成しない構造とすることにより、短絡の発生率を、従来構造の１／１４０以下となるようにしたものである。
【００４４】
図３(a) は、第２の実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製造工程中の放熱層の形成状態を示す平面図であり、同図(b) は同図(a) のＤ−Ｄ′断面矢視図、同図(c) はサーマルインクジェットヘッド完成後の同図(b) に示す部分の拡大図である。尚、同図(a),(b),(c) に示す構成は、放熱層を除けば図１(a),(b),(c) に示した構成と同一であるので、放熱層以外の構成部分には図１(a),(b),(c) と同一の番号を付与して示している（実際には放熱層の構成が異なることに伴い絶縁層、発熱抵抗膜、及び電極膜も変形しているが、これらは工程上では図１の場合と同一であるので、ここでは構成上も同一とみなして同一番号を付与している）。
【００４５】
図３(a),(b),(c) に示すように、このサーマルインクジェットヘッドは、放熱層４４がその表面をガラス基板２５の上面と同一平面に露出させて形成される。すなわち、本例の工程▲１▼では、先ずガラス基板２５の上面に図３(a),(b) に示すような後から作る放熱層４４と同一形状の溝４５を穿設し、この溝４５内に放熱層４４を形成する。上記の溝４５は比較的広い溝であるので、サンドブラスト加工で容易に形成することができる。
【００４６】
この本例の構成は、放熱層４４がガラス基板２５と同一面に形成されるので、同図(c) に示すように、絶縁層２８、発熱抵抗膜２９、及び個別電極３１ａはいずれも平面状に形成され、どこにも段差は形成されないから、往々にして段差部で発生する成膜の不均一性の問題や、この不均一性に起因する個別電極３１ａの断線などの問題を解消することができる。
【００４７】
図４(a) 〜(e) は、上記第２の実施形態の変形例を示す図であり、同図(a) はこのサーマルインクジェトヘッドの製造工程中の放熱層を形成する状態を示す平面図、同図(b) は同図(a) のＥ−Ｅ′断面矢視図、同図(c) は同図(b) のＦ−Ｆ′断面矢視図、同図(d) はサーマルインクジェットヘッド完成後の同図(b) で示す部分の拡大図、同図(e) はサーマルインクジェットヘッド完成後の同図(c) で示す部分の拡大図である。尚、同図(a) 〜(e) に示すサーマルインクジェットヘッドは、放熱層とインク供給溝を別にすれば図３(a),(b),(c) に示したサーマルインクジェットヘッドと同一の構成であるので、放熱層とインク供給溝以外の構成部分には図３(a),(b),(c) と同一の番号を付与（但し説明に必要な部分のみ、他は省略）して示している。
【００４８】
図４(a) 〜(e) に示すように、インク供給溝４６は一本の溝ではなく、複数個の溝に分割して形成される。これに応じて、放熱層４７は、図１及び図３の場合ではインク供給溝３３を挟んで左右に分かれていた部分が、この例では図４(a),(c),(e) に示すように、インク供給溝４６と４６との間に左右の連結部４７ａが形成される。これにより、放熱層４７の発熱抵抗体２９ａから伝熱ペースト４１（図１(c) 参照）との結合部４７ｂまでの伝熱経路が連結部４７ａの分だけ増加するので、より一層の外部への熱の放散が容易となる。
【００４９】
上記第１及び第２の実施の形態では、いずれもガラス基板２５の上面に形成された放熱層２６（４４又は４７）とダイボンデングされる放熱板３７とを伝熱ペースト４１によって熱結合する例を挙げて説明しているが、伝熱ペースト４１によって放熱層２６と熱結合するのは、ダイボンデングされる放熱板３７と限るものではなく、ガラス基板２５の下面に他の放熱層を形成して、この下面放熱層に熱結合するようにしてもよい。この例を第３及び第４の実施の形態として以下に説明する。
【００５０】
図５(a) は、第３の実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製造工程中の上面放熱層の形成状態を示す平面図であり、同図(b) は同図(a) のＧ−Ｇ′断面矢視図であり下面放熱層も示している。また、同図(c) はサーマルインクジェットヘッド完成後の同図(b) に示す部分の拡大図である。
【００５１】
尚、図５(a),(b),(c) に示す構成は、下面放熱層、スルーホール、及び金属膜を別にすれば図３(a),(b),(c) に示した構成と同一であるので、下面放熱層、スルーホール、及び金属膜以外の構成部分には図３(a),(b),(c) と同一の番号を付与（但し説明に必要な部分のみ、他は省略）して示している。
【００５２】
図５(a),(b) に示すように、先ず、ガラス基板２５には、この場合も上面のほぼ１／２の狭い範囲に形成される放熱層４４（以下、上面放熱層４４という）に加えて下面にも、但し下面の場合は下面全面に、放熱層４８（以下、下面放熱層４８という）が形成される。
【００５３】
そして、上面放熱層４４には、後の工程で同図(c) に示すインク供給溝３３が形成されるべき部分に切り欠き孔２７が形成されると共に、サーマルインクジェットヘッドとして完成後にガラス基板２５の左端部に露出する露出部分４４ａには、上面放熱層４４からガラス基板２５を貫通して下面放熱層４８の面に開口するスルーホール５１が形成され、このスルーホール５１の上下の開口部縁部及び内壁に金属膜５２が形成されている。
【００５４】
このスルーホール５１は、後から形成されるインク供給溝３３やインク供給孔３４と同様に、ガラス基板２５の上下両面からサンドブラスト加工などによって穿設する。また、金属膜５２は、スルーホール５１の上下の開口部縁部及内壁を除く部分にレジストを塗布したのち無電解鍍金により成膜する。この金属膜５２により上面放熱層４４と下面放熱層４８とが物理的つまり導熱的に接続（熱結合）される。
【００５５】
この後、同図(c) に示すように、下面放熱層４８を介してガラス基板２５をダイボンデング剤３９により放熱板３７にダイボンデングして、実用単位のインクジェットプリントヘッド５３を完成させる。
この構成において、発熱抵抗体２９ａの発熱により上面放熱層４４に伝達される熱は、スルーホール５１壁面の金属膜５２によって良く下面放熱層４８に伝達され、下面放熱層４８から放熱板３７を介して外部に効率良く放散される。
【００５６】
図６(a),(b) は、上記第３の実施の形態のサーマルインクジェットヘッドの変形例を説明する図である。図６(a) に示すように、ガラス基板２５上に図５(c) に示したサーマルインクジェットヘッド５３の構成と同形のものを作成し、大型の放熱板３７上にダイボンデングした後、各インクジェットプリントヘッド毎に個々のヘッドチップとしてダイシングソーなどで切り出す際に、図３(a) のＨ−Ｈ′で示すように、スルーホール５１の長手方向の中心線に沿って主部５３−１と端部５３−２に切り分けて、端部５３−２を廃棄し、主部５３−１を同図(b) に示すインクジェットヘッド５５とする。同図(b) は、同図(a) の端部５３−２を切り離した後のＪ−Ｊ′矢視拡大断面図である。
【００５７】
このインクジェットヘッド５５の形状は、ガラス基板２５の端面に金属膜５２（図６(a) のスルーホール５１内壁の両面に成膜された金属膜５２の半面分）が形成された形状となっている。インクジェットヘッド５５を、このように形成しても、発熱抵抗体２９ａから放熱された熱を基板裏面に効率良く伝達して外部に放散させることができると共に、端部５３−２を切り離した分だけ、全体を小型に形成することができ、プリンタ本体の小型化に貢献できる。
【００５８】
尚、上述した第２の実施形態の変形例、第３の実施形態、及び第３の実施形態の変形例は、いずれも放熱層をガラス基板の上面の溝内に充填した形状の場合について例示しているが、これに限ることなく、放熱層を第１の実施形態のようにガラス基板の上面に積層した形状の場合にも適用できることは勿論である。
【００５９】
図７(a) は、第４の実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製造工程中の上面放熱層の形成状態を示す平面図であり、同図(b) は同図(a) のＫ−Ｋ′断面矢視図で下面放熱層も示す図、同図(c) はサーマルインクジェットヘッド完成後の同図(b) に示す部分の拡大図である。尚、図７(a),(b),(c) に示す構成は、熱伝導部材を別にすれば、図５(a),(b),(c) に示した構成と同一であるので、熱伝導部材以外の構成部分には図５(a),(b),(c) と同一の番号を付与（但し説明に必要な部分のみ、他は省略）して示している。
【００６０】
図７(a),(b) に示すように、本例においては、図５(a),(b) の場合と同様に上面放熱層４４、切り欠き孔２７、下面放熱層４８、スルーホール５１等は形成されるが、スルーホール５１の内壁には図５(a),(b),(c) に示したような金属膜５２は形成されない。そして、その金属膜５２に代って、図７(c) に示すように、スルーホール５１内に熱伝導部材５６が充填される。
【００６１】
この熱伝導部材５６は、同図(c) に示すように、ガラス基板２５上に完成したインクジェットヘッド５７が放熱板３７にダイボンデングされた後、ディスペンサにより、Ａｇペースト等の伝熱ペースト又は金属粒子を含有した樹脂をスルーホール５１内に流し込んで硬化させることにより形成する。
【００６２】
このスルーホール５１内に熱伝導部材５６を充填して熱結合を形成する方法は、スルーホール５１の内壁に金属膜５２を貼設するのに比較して方法が容易であるため生産性に優れるという利点がある。
このように、スルーホール５１内に熱伝導部材５６を充填することにより、ガラス基板２５両面の上面放熱層４４及び下面放熱層４８ばかりでなく、放熱板３７ともダイボンデング剤３９を介さずに直接広く熱結合することが可能となる。この場合も、基板上面の発熱抵抗体２９ａから放熱された熱を基板裏面に効率良く伝達して外部に放散させることができる。
【００６３】
また、この構成も、上記のように放熱層をガラス基板の上面の溝内に充填した形状の場合のみではなく、放熱層をガラス基板の上面に積層した形状の場合にも適用できることは勿論である。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ガラス基板上面の放熱層を共通電極及び発熱抵抗体の下部にのみ形成し個別電極の下部層には形成しないので、高速な成膜を行うことによってたとえ絶縁層にピンホール等の欠陥が生じた場合でも個別電極同士が放熱層を介して短絡することを防止することができ、これにより、高速成膜によって低コストであり且つ特殊形状の放熱層によって短絡発現性が極めて低いサーマルインクジェットヘッドを提供することが可能となる。
【００６５】
また、基板表面の放熱層を基板下面の放熱部と伝熱部材で熱結合した構造とするので、個別電極下部層への広がりを持たない狭い形状の放熱層であってもその放熱層の熱を基板裏面に効率良く伝えることができ、これにより、狭い形状の放熱層の高い放熱特性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (a) は第１の実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製造工程中の放熱層の形成状態を示す平面図、(b) は(a) のＣ−Ｃ′断面矢視図、(c) は(b) のサーマルインクジェットヘッド完成後の拡大図である。
【図２】個別電極の下部層から放熱層を除去した理由を説明する図であり、(a) はインクジェットヘッドモジュルと共にプリンタ本体に実装されるワイピング部材を示す図、(b) はガラス基板上に完成したインクジェトヘッドをワイピング部材と寸法的に対応付けて示す図である。
【図３】  (a) は第２の実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製造工程中の放熱層の形成状態を示す平面図、(b) は(a) のＤ−Ｄ′断面矢視図、(c) は(b) のサーマルインクジェットヘッド完成後の拡大図である。
【図４】第２の実施形態の変形例を示す図であり、(a) は放熱層の形状を示す平面図、(b) は(a) のＥ−Ｅ′断面矢視図、(c) は(b) のＦ−Ｆ′断面矢視図、同図(d) はサーマルインクジェットヘッド完成後の同図(b) で示す部分の拡大図、(e) はサーマルインクジェットヘッド完成後の(c) で示す部分の拡大図である。
【図５】  (a) は第３の実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製造工程中の上面放熱層の形成状態を示す平面図、(b) は(a) のＧ−Ｇ′断面矢視図で下面放熱層も示す図、(c) はサーマルインクジェットヘッド完成後の(b) に示す部分の拡大図である。
【図６】  (a),(b) は第３の実施の形態のサーマルインクジェットヘッドの変形例を説明する図である。
【図７】  (a) は第４の実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製造工程中の上面放熱層の形成状態を示す平面図、(b) は(a) のＫ−Ｋ′断面矢視図で下面放熱層も示す図、(c) はサーマルインクジェットヘッド完成後の(b) に示す部分の拡大図である。
【図８】  (a),(b),(c) は従来のサーマルインクジェットヘッドの基本的な製造方法を工程順に示す図（その１）である。
【図９】  (a),(b),(c) は従来のサーマルインクジェットヘッドの基本的な製造方法を工程順に示す図（その２）である。
【図１０】従来の完成したサーマルインクジェットヘッドモジュールの側断面図である。
【図１１】  (a),(b) は本出願人による改良された従来のサーマルインクジェットヘッドの主要部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１    ガラス基板
２、２′放熱層
３    絶縁層
４    発熱抵抗膜
４ａ  発熱抵抗体
５    個別電極
６    共通電極
７    開口
８    隔壁
９    インク供給溝
１１  インク供給孔
１２  オリフィス板
１３  インク流路
１４  金属膜
１５  オリフィスパターン
１６  オリフィス
１７  サーマルインクジェットヘッド
１８  ドライバＩＣ
１９  ＴＣＰ
２１  放熱板
２２  インク供給口
２３  ダイボンディング剤
２４  サーマルインクジェットヘッドモジュール
２５  ガラス基板
２６  放熱層
２７  切り欠き孔
２８  絶縁層
２９  発熱抵抗膜
２９ａ  発熱抵抗体
３１  電極膜
３１ａ  個別電極
３１ｂ  共通電極
３２  隔壁
３３  インク供給溝
３４  インク供給孔
３５  オリフィス板
３６  オリフィス
３７  放熱板
３８  インク供給口
３９  ダイボンディング剤
４０  インクジェットヘッドモジュール
４１  伝熱ペースト
４２  ワイピング部材
４３  ブレード
４４  放熱層（上面放熱層）
４４ａ  露出部分
４５  溝
４６  インク供給溝
４７  放熱層
４７ａ  連結部
４７ｂ  結合部
４８  放熱層（下面放熱層）
５１  スルーホール
５２  金属膜
５３  サーマルインクジェットヘッド
５３−１  主部
５３−２  端部
５５  サーマルインクジェットヘッド
５６  熱伝導部材
５７  サーマルインクジェットヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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