(57)【要約】【課題】インクジェット画像形成機器のヘッドチップを提供すること。【解決手段】基板１の上部に形成され、熱を発生させるヒーター３と、ヒーター３の上部に形成され、インキを収容するインキチャンバー６ａが設けられるチャンバー層６と、チャンバー層６の上部に形成され、インキチャンバー６ａと対応してノズル８ａが設けられるノズル層８と、ヒーター３から発生した熱の一部をノズル８ａに伝達する熱伝逹層７とを含む構成とし、ノズル８ａを通過して噴射されるインキが、熱伝逹層７を介して伝達される熱により加熱され、粘度が低くなるようにした。これにより、ノズル８ａから噴射されるインキが容易に切れ、球形に近い形態のインキ液滴が得ることができる。【選択図】図１
2009006710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上部に形成され、熱を発生させるヒーターと；
前記ヒーターの上部に形成され、インキを収容するインキチャンバーが設けられるチャンバー層と；
前記チャンバー層の上部に形成され、前記インキチャンバーと対応してノズルが設けられるノズル層と；
前記ヒーターから発生した熱の一部をノズルに伝達する熱伝逹層と；
を含むことを特徴とする、インクジェット画像形成機器に使用可能なヘッドチップ。
【請求項２】
前記熱伝逹層は：
前記チャンバー層を貫通して形成され、一端が前記ヒーターと隣接して配置される第１熱伝逹部と；
前記第１熱伝逹部の他端から前記ノズルに延在して形成される第２熱伝逹部と；
を含むことを特徴とする、請求項１に記載のヘッドチップ。
【請求項３】
前記基板と前記ヒーター間の断熱を行う断熱層と；
前記ヒーターを覆って保護するヒーター保護層と；
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のヘッドチップ。
【請求項４】
前記インキチャンバーの下面を形成し、熱及びインキによる腐食を防止するキャビテーション防止層をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のヘッドチップ。
【請求項５】
前記第１熱伝逹部の一端は、前記キャビテーション防止層に当接した状態で形成されることを特徴とする、請求項４に記載のヘッドチップ。
【請求項６】
前記チャンバー層の前記インキチャンバー両側には、前記第１熱伝逹部の形成のための熱伝逹溝が前記チャンバー層を貫通して形成されることを特徴とする、請求項２に記載のヘッドチップ。
【請求項７】
基板の上側にヒーターを形成し；
インキを収容するインキチャンバーと前記ヒーターから発生した熱が貫通して伝達されるように形成された熱伝逹溝とが備えられたチャンバー層を形成し；
前記熱伝逹溝に、熱が前記チャンバー層を貫通して伝達されるように第１熱伝逹部を形成し；
前記インキチャンバー内に犠牲層を形成し；
前記第１熱伝逹部及び前記犠牲層の上部に、前記第１熱伝逹部から熱が伝達される第２熱伝逹部を形成し；
前記チャンバー層及び第２熱伝逹部の上部に、ノズルが設けられているノズル層を形成し；
前記犠牲層を除去すること；
を含むことを特徴とする、インクジェット画像形成機器用ヘッドチップの製造方法。
【請求項８】
前記ヒーターは、前記基板の上部に断熱層が形成された後に、前記断熱層の上部に形成されることを特徴とする、請求項７に記載のヘッドチップの製造方法。
【請求項９】
前記チャンバー層は、前記ヒーターの上側に前記ヒーターの保護のためのヒーター保護層が形成され、前記ヒーター保護層の上側に酸化防止のためのキャビテーション防止層が形成された後に、前記キャビテーション防止層の上部に形成されることを特徴とする、請求項７に記載のヘッドチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット画像形成機器に使用可能なヘッドチップ及びその製造方法に関し、より詳細には、熱駆動方式で動作するインクジェット画像形成機器に使用できるヘッドチップとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット画像形成機器とは、用紙のような印刷媒体にインキを噴射して画像を形成する装置のことをいう。従来のインクジェット画像形成機器のヘッドチップとして、例えば、下記の特許文献１のように、基板と、熱を発生させるヒーターと、インキが供給されるインキチャンバーが設けられているチャンバー層と、インキが噴射されるノズルが設けられているノズル層と、を含み、ヒーターから発生する熱によりインキチャンバー中のインキから気泡ができ、気泡の膨張力によりインキがノズルから吐出されるようにする熱駆動方式のインクジェット画像形成機器のヘッドチップがある。
【０００３】
【特許文献１】大韓民国特許公開第１０−２００６−１３３１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来のインクジェット画像形成機器のヘッドチップに使われるインキは、粘性を持つ液体であるため、ノズルから吐出されるインキ液滴の形状は尻尾がついたかのように伸張された形態で噴射され、このような伸張形態のインキ液滴により形成されるドットは楕円形状となるが、このような楕円形状のドットでは高解像度の印刷物が得難いという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、より球形に近いインキ液滴を形成することが可能な、新規かつ改良されたインクジェット画像形成機器に使用可能なヘッドチップ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基板の上部に形成され、熱を発生させるヒーターと、前記ヒーターの上部に形成され、インキを収容するインキチャンバーが設けられるチャンバー層と、前記チャンバー層の上部に形成され、前記インキチャンバーと対応してノズルが設けられるノズル層と、前記ヒーターから発生した熱の一部をノズルに伝達する熱伝逹層と、を含むことを特徴とする、インクジェット画像形成機器に使用可能なヘッドチップが提供される。
【０００７】
前記熱伝逹層は、前記チャンバー層を貫通して形成され、一端が前記ヒーターと隣接して配置される第１熱伝逹部と、前記第１熱伝逹部の他端から前記ノズルに延在して形成される第２熱伝逹部と、を含むことができる。
【０００８】
前記ヘッドチップは、前記基板と前記ヒーター間の断熱を行う断熱層と、前記ヒーターを覆って保護するヒーター保護層と、をさらに含むことができる。
【０００９】
前記ヘッドチップは、前記インキチャンバーの下面を形成し、熱及びインキによる腐食を防止するキャビテーション防止層をさらに含むことができる。
【００１０】
前記第１熱伝逹部の一端は、前記キャビテーション防止層に当接した状態で形成されることができる。
【００１１】
なお、前記チャンバー層の前記インキチャンバー両側には、前記第１熱伝逹部の形成のための熱伝逹溝が前記チャンバー層を貫通して形成されることができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基板の上側にヒーターを形成し；インキを収容するインキチャンバーと前記ヒーターから発生した熱が貫通して伝達されるように形成された熱伝逹溝とが備えられたチャンバー層を形成し；前記熱伝逹溝に、熱が前記チャンバー層を介して伝達されるようにする第１熱伝逹部を形成し；前記インキチャンバー内に犠牲層を形成し；前記第１熱伝逹部及び前記犠牲層の上部に、前記第１熱伝逹部から熱が伝達される第２熱伝逹部を形成し；前記チャンバー層及び第２熱伝逹部の上部に、ノズルが設けられているノズル層を形成し；前記犠牲層を除去することを含むことを特徴とする、インクジェット画像形成機器に使用可能なヘッドチップの製造方法が提供される。
【００１３】
前記ヒーターは、前記基板の上部に断熱層が形成された後に、前記断熱層の上部に形成される。
【００１４】
前記チャンバー層は、前記ヒーターの上側に前記ヒーターの保護のためのヒーター保護層が形成され、前記ヒーター保護層の上側に酸化防止のためのキャビテーション防止層が形成された後に、前記キャビテーション防止層の上部に形成される。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基板の上部に形成され、熱を発生させるヒーターと、前記基板の上部に形成され、吐出されるインキを収容するインキ流れ領域と、前記インキ流れ領域の上部に形成され、前記インキ流れ領域と対応してノズルが設けられるノズル層と、前記ヒーターから発生した熱の一部を前記ノズルに伝達する熱伝逹層と、を含むことを特徴とする、インクジェット画像形成機器に使用可能なヘッドチップが提供される。
【００１６】
前記インキ流れ領域はインキを収容し、前記ヘッドチップを介してノズルにインキを流すことができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基板の上側にヒーターを形成し；前記ヒーターから発生した熱を伝達する熱伝逹溝が貫通形成されるインキ流れ領域を形成し；前記熱伝逹溝に、熱が前記インキ流れ領域を貫通して伝達されるようにする第１熱伝逹部を形成し；前記インキ流れ領域内に犠牲層を形成し；前記第１熱伝逹部から熱が伝達され、前記犠牲層の一部にまで延在する第２熱伝逹部を形成し；前記犠牲層及び第２熱伝逹部の上側に、ノズルが設けられているノズル層を形成し；前記犠牲層を除去することを含むことを特徴とする、インクジェット画像形成機器に使用可能なヘッドチップの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ヒーターの熱をノズルに伝達する熱伝逹層が形成され、ノズルを通過して噴射されるインキが、熱伝逹層を介して伝達される熱により加熱されて粘度が低くなるようになっているので、ノズルから噴射されるインキが容易に切れ、球形に近い形態のインキ液滴を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
本発明の一実施形態によるインクジェット画像形成機器に使用可能なヘッドチップは、図１に示すように、シリコンからなる基板１と、電源の印加によって熱を発生するヒーター３と、ヒーター３と基板１との間に形成され、ヒーター３と基板１間の断熱を行う断熱層２と、ヒーター３の上部に形成され、ヒーター３を保護するヒーター保護層４と、タンタルのような金属物質からなり、ヒーター保護層４の上部に形成されて熱やインキによる表面酸化を防止するキャビテーション防止層５と、キャビテーション防止層５の上部に形成され、インキが供給されるインキチャンバー６ａが形成されるチャンバー層６と、チャンバー層６の上部に形成され、インキチャンバー６ａと対応する位置にインキが噴射されるノズル８ａが形成されたノズル層８と、を含む。ここで、キャビテーション防止層５の上部に、インキチャンバー６ａの設けられたチャンバー層６が形成されるので、キャビテーション防止層５がインキチャンバー６ａの下面を形成する。
【００２１】
また、本実施形態によるインクジェット画像形成機器のヘッドチップは、ヒーター３から発生した熱をノズル８ａに伝達し、ノズル８ａから噴射されるインキを加熱する熱伝逹層７が形成されている。
【００２２】
熱伝逹層７は、一端がヒーター３と隣接するように配置され、ヒーター３から発生した熱が伝達されるようになっており、他端はノズル８ａに延在するように形成され、ヒーター３から発生した熱の一部がノズル８ａに伝達されるようにすることによって、ノズル８ａを通過するインキを加熱できるようになっている。本実施形態で、熱伝逹層７は、チャンバー層６を貫通して形成され、一端がキャビテーション防止層５に当接するように形成され、ヒーター３から発生した熱が伝達される第１熱伝逹部７ａと、第１熱伝逹部７ａの他端からノズル８ａに延在する第２熱伝逹部７ｂと、を含む。このため、チャンバー層６のインキチャンバー６ａ両側にはチャンバー層６を貫通して熱伝逹溝６ｂが形成され、この熱伝逹溝６ｂ内に感光性銀（Ａｇ）ペーストを使って第１熱伝逹部７ａを形成することができる。
【００２３】
したがって、ヒーター３から発生した熱の一部は、熱伝逹層７を介してノズル８ａに伝達され、これによりノズル８ａから噴射／吐出されるインキは加熱され、温度が高まる。液体の粘度は液体の温度増加によって減少するので、インキの粘度は低くなり、容易に切れられる状態となる。したがって、ノズル８ａから噴射されたインキは粘度が低く、よって、短い長さで切れる。すなわち、これらインキ液滴は、インキの低粘性によってどのような大きさにも吐出されることができる。したがって、球形に近い形態のインキ液滴が得られ、高解像度の印刷物が得られるのに必要な円形に近い形態のドットが得られる。
このように構成された本発明によるインクジェット画像形成機器に使用可能なヘッドチップ製造方法について説明すると、下記の通りである。
【００２４】
まず、図２に示すように、シリコンからなる基板１の上側に、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）からなる断熱層２を形成し、断熱層２の上側にヒーター３を形成し、ヒーター３の上側にシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）からなるヒーター保護層４を形成し、ヒーター保護層４の上側に酸化防止のためにタンタル（Ｔａ）からなるキャビテーション防止層５を形成し、インキチャンバー６ａと熱伝逹溝６ｂがそれぞれ設けられたチャンバー層６を形成した後、図３に示すように、感光性銀（Ａｇ）ペーストを熱伝逹溝６ｂに埋め込み、熱伝逹層７の第１熱伝逹部７ａを形成する。続いて、図４に示すように、インキチャンバー６ａに、インクジェット画像形成機器のヘッドチップ製造が完了した後に除去される犠牲層９を埋め込んだ後、第１熱伝逹部７ａと犠牲層９の上側に熱伝逹層７の第２熱伝逹部７ｂを形成した後、図５に示すように、チャンバー層６及び第２熱伝逹部７ｂの上部に、ノズル８ａが設けられているノズル層８を形成し、最終的に犠牲層９をインキチャンバー６ａから除去することで、図１に示すようなインクジェット画像形成機器のヘッドチップの製造を完了する。
【００２５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット画像形成機器のヘッドチップを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインクジェット画像形成機器のヘッドチップ製造過程を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインクジェット画像形成機器のヘッドチップ製造過程を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるインクジェット画像形成機器のヘッドチップ製造過程を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるインクジェット画像形成機器のヘッドチップ製造過程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      基板
２      断熱層
３      ヒーター
４      ヒーター保護層
５      キャビテーション防止層
６      チャンバー層
６ａ    インキチャンバー
６ｂ    熱伝逹溝
７      熱伝逹層
７ａ    第１熱伝逹部
７ｂ    第２熱伝逹部
８      ノズル層
８ａ    ノズル
９      犠牲層
【図１】
2009006710.tif 000003
【図２】
2009006710.tif 000004
【図３】
2009006710.tif 000005
【図４】
2009006710.tif 000006
【図５】
2009006710.tif 000007