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JP3438526B2 - Ink jet head and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP3438526B2 - Ink jet head and method of manufacturing the same - Google Patents

Ink jet head and method of manufacturing the same

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JP3438526B2
JP3438526B2 JP10790497A JP10790497A JP3438526B2 JP 3438526 B2 JP3438526 B2 JP 3438526B2 JP 10790497 A JP10790497 A JP 10790497A JP 10790497 A JP10790497 A JP 10790497A JP 3438526 B2 JP3438526 B2 JP 3438526B2
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metal wiring
layer
wiring layer
electrothermal converter
ink
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Fujifilm Business Innovation Corp
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14088Structure of heating means
    • B41J2/14112Resistive element
    • B41J2/14129Layer structure

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各インク流路に電
気熱変換体を形成し、電気熱変換体が発生する熱をイン
クに作用させることにより前記インク流路の先端のオリ
フィスからインクの液滴を吐出させて記録を行なうイン
クジェット記録方式のインクジェットヘッドおよびその
作製方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention forms an electrothermal converter in each ink flow path, and causes heat generated by the electrothermal converter to act on the ink to remove ink from the orifice at the tip of the ink flow path. The present invention relates to an inkjet recording-type inkjet head that performs recording by ejecting droplets and a method for manufacturing the inkjet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録方式は、インクを微
小な液滴として吐出させ、被記録媒体に付着させること
によって記録する方式である。この記録方式は、高精細
な画像を高速で記録できるという特徴を有している。特
に、インクを吐出させる手段として電気熱変換体を利用
し、インクに熱エネルギーを加えることにより発生する
インクの発泡現象を利用するサーマルインクジェット方
式は、ヘッドおよび装置の小型化などの装置性能におい
て優れている。そして、さらなる画像の高精細性、高速
記録性に関する要求が高まっている。
2. Description of the Related Art The ink jet recording system is a system for recording by ejecting ink as minute liquid droplets and adhering them to a recording medium. This recording method has a feature that a high-definition image can be recorded at high speed. In particular, the thermal ink jet method, which utilizes an electrothermal converter as a means for ejecting ink and utilizes the bubbling phenomenon of the ink generated by applying thermal energy to the ink, is excellent in device performance such as downsizing of the head and the device. ing. Further, there is an increasing demand for high definition and high speed recording of images.

【0003】図6は、従来のインクジェットヘッドの一
例を示す平面図、図7は、同じく断面図である。図中、
1は基板、2はシリコン酸化膜、4は絶縁層、5は発熱
抵抗体層、6は金属配線層、7は無機保護層、8はタン
タル層、9はインク流路、10は天板、11は流路隔
壁、31はオリフィス、32は電気熱変換体である。な
お、図7は、図6におけるC−C’断面を示している。
FIG. 6 is a plan view showing an example of a conventional ink jet head, and FIG. 7 is a sectional view of the same. In the figure,
1 is a substrate, 2 is a silicon oxide film, 4 is an insulating layer, 5 is a heating resistor layer, 6 is a metal wiring layer, 7 is an inorganic protective layer, 8 is a tantalum layer, 9 is an ink channel, 10 is a top plate, Reference numeral 11 is a flow path partition wall, 31 is an orifice, and 32 is an electrothermal converter. Note that FIG. 7 shows a cross section taken along the line CC ′ in FIG. 6.

【0004】図6に示すように、インクジェットヘッド
にはインクの吐出口となる複数のオリフィス31が設け
られ、また、これに連通する複数のインク流路9が形成
されている。インク流路9は、流路隔壁11および図7
に示すように各層が形成された基板1と天板10によっ
て構成されている。各インク流路9には、インクを吐出
させるために利用される熱エネルギーを発生する電気熱
変換体32が設けられている。各電気熱変換体32は、
主に発熱抵抗体層5およびこれに電力を供給するための
金属配線層6によって構成されている。
As shown in FIG. 6, the ink jet head is provided with a plurality of orifices 31 serving as ink ejection ports, and a plurality of ink flow paths 9 communicating with the orifices 31. The ink flow path 9 includes a flow path partition wall 11 and FIG.
As shown in FIG. 2, the substrate 1 and the top plate 10 on which each layer is formed are configured. Each ink flow path 9 is provided with an electrothermal converter 32 that generates thermal energy used to eject ink. Each electrothermal converter 32 is
It is mainly composed of a heating resistor layer 5 and a metal wiring layer 6 for supplying electric power thereto.

【0005】また、図7に示したように、シリコン等か
らなる基板1上には、シリコン酸化膜2、絶縁膜4が形
成され、これらの層上には、図6に示したようなパター
ンの発熱抵抗体層5が形成され、また、この層上に、同
様に図6に示したようなパターンの金属配線層6が形成
されている。発熱抵抗体層5の金属配線層6が除かれた
部分は、電気熱変換体32を構成する。さらに、これら
の層の保護のため、無機保護層7およびタンタル層8が
形成されている。
Further, as shown in FIG. 7, a silicon oxide film 2 and an insulating film 4 are formed on a substrate 1 made of silicon or the like, and a pattern as shown in FIG. 6 is formed on these layers. The heating resistor layer 5 is formed, and the metal wiring layer 6 having the pattern as shown in FIG. 6 is also formed on the heating resistor layer 5. The portion of the heating resistor layer 5 excluding the metal wiring layer 6 constitutes the electrothermal converter 32. Furthermore, an inorganic protective layer 7 and a tantalum layer 8 are formed to protect these layers.

【0006】図6に示した構成では、電気熱変換体32
と、電気熱変換体32に電力を供給する金属配線とが同
一平面内に隣接して形成されるため、電気熱変換体32
を構成する発熱抵抗体層5の幅と金属配線層6の幅が制
限される。これは、インクジェットヘッドの高解像度化
を図るうえで、インクを吐出するための気泡の体積不足
や、金属配線中の電流密度の増加の原因として顕在化す
る問題である。
In the configuration shown in FIG. 6, the electrothermal converter 32.
And the metal wiring for supplying electric power to the electrothermal converter 32 are formed adjacent to each other in the same plane, the electrothermal converter 32
The width of the heat generating resistor layer 5 and the width of the metal wiring layer 6 constituting the above are limited. This is a problem which becomes apparent as a cause of insufficient volume of bubbles for ejecting ink and increase of current density in the metal wiring in order to increase the resolution of the inkjet head.

【0007】この問題を解決する手段として、電気熱変
換体32に電力を供給する金属配線の少なくとも片側
を、発熱抵抗体層と異なる層に設ける構成が提案されて
いる。例えば実公平6−28272号公報では、共通電
極となる導体層が発熱抵抗体層およびアンダーコート層
に形成されたコンタクトホールを介して、アンダーコー
ト層の下側に形成されているメタル層に接続された構成
が開示されている。この共通電極となる導体層は、もと
もと電気熱変換体で発生する熱を基板へ良好に放熱させ
るために設けられているもので、熱伝導性のよいタンタ
ル、モリブデン、タングステンなどの金属が用いられて
いる。
As a means for solving this problem, there has been proposed a structure in which at least one side of the metal wiring for supplying electric power to the electrothermal converter 32 is provided in a layer different from the heating resistor layer. For example, in Japanese Utility Model Publication No. 6-28272, a conductor layer serving as a common electrode is connected to a metal layer formed below the undercoat layer through a contact hole formed in the heating resistor layer and the undercoat layer. Disclosed configurations are disclosed. The conductor layer serving as the common electrode is originally provided in order to satisfactorily radiate the heat generated in the electrothermal converter to the substrate, and a metal such as tantalum, molybdenum, or tungsten having good thermal conductivity is used. ing.

【0008】しかし、メタル層としてタンタル、モリブ
デン、タングステン等の金属を用いた場合、これらの金
属の体積抵抗率が比較的大きいことに起因して、メタル
層からの発熱が生じることになる。上述のようにメタル
層は放熱のために設けられていたものであるが、メタル
層自体が発熱すると熱伝導性も悪くなる。そのため、複
数の電気熱変換体を発熱させてインクを連続吐出した場
合、インクジェットヘッド自体の温度が上昇してしまう
という問題がある。この温度上昇は、気泡の成長に作用
する電気熱変換体の表面温度にも影響を与え、均一な発
泡を阻害する原因となり、画質劣化を引き起こすことに
なる。また、メタル層で消費されるエネルギーもあるた
め、投入エネルギーに対するインクの吐出に寄与するエ
ネルギーの割合が低下し、エネルギー効率が悪くなって
しまう。さらに、インクを吐出するために発熱した電気
熱変換体に隣接する電気熱変換体においては、インク吐
出時に発生した熱の影響を受けるため、不必要なインク
吐出や不安定な吐出を生じやすくなる。これらの問題
は、高速化による同時に駆動される電気熱変換体の数の
増加や、高画質化による電気熱変換体間の距離の縮小化
に伴い、より大きな課題となる。
However, when a metal such as tantalum, molybdenum, or tungsten is used for the metal layer, heat is generated from the metal layer due to the relatively large volume resistivity of these metals. As described above, the metal layer is provided for heat dissipation, but if the metal layer itself generates heat, the thermal conductivity also deteriorates. Therefore, when a plurality of electrothermal converters are heated to continuously eject ink, there is a problem that the temperature of the inkjet head itself rises. This increase in temperature also affects the surface temperature of the electrothermal converter that acts on the growth of bubbles, hinders uniform foaming, and deteriorates image quality. Further, since energy is consumed in the metal layer, the ratio of energy contributing to ink ejection to input energy is reduced, resulting in poor energy efficiency. Further, since the electrothermal converter adjacent to the electrothermal converter that has generated heat to eject ink is affected by the heat generated during ink ejection, unnecessary ink ejection or unstable ejection is likely to occur. . These problems become more serious problems as the number of electrothermal converters simultaneously driven increases due to speeding up and the distance between electrothermal converters decreases due to higher image quality.

【0009】例えば特開平7−314690号公報に記
載のインクジェットヘッドにおいても、上述の文献と同
様に、抵抗体層に接続された一対の電極層のうちの一方
の電極層が発熱部の下側を通り、コンタクト用のスルー
ホールによって上下の電極層を接続した構成が開示され
ている。しかしこの文献では、発熱部に接続される上部
の電極層を1気圧のもとにおける融点が1500度以上
の高融点金属とし、発熱部の下側を通る下部の電極層を
Al、CuまたはAl−Cu、Al−Si系合金から構
成することにより、信頼性が高く、抵抗が小さい電極を
形成し、上述の問題を解決している。また、この文献に
は、下側の電極を共通電極として配置する例と、個別の
電極として形成する例が開示されいている。
For example, in the ink jet head described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-314690, one of the pair of electrode layers connected to the resistor layer has one electrode layer below the heat generating portion, as in the above-mentioned document. And a structure in which the upper and lower electrode layers are connected by a through hole for contact. However, in this document, the upper electrode layer connected to the heat generating portion is made of a high melting point metal having a melting point of 1500 degrees or more under 1 atmosphere, and the lower electrode layer passing under the heat generating portion is made of Al, Cu or Al. By using -Cu or an Al-Si alloy, an electrode having high reliability and low resistance is formed, and the above-mentioned problem is solved. This document also discloses an example in which the lower electrode is arranged as a common electrode and an example in which the lower electrode is formed as an individual electrode.

【0010】しかし、いずれの文献においても、上側電
極と下側電極を、両者を絶縁する絶縁層に開口したスル
ーホールを介して接続している。図8は、従来のインク
ジェットヘッドの別の例を示す断面図である。図中、図
6、図7と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略
する。3は下側金属配線層、33はスルーホール部であ
る。この例では、シリコン酸化膜2と絶縁層4の間に下
側金属配線層3を形成し、絶縁層4にスルーホール部3
3を設け、下側金属配線層3と金属配線層6とを電気的
に接続している。
However, in any of the documents, the upper electrode and the lower electrode are connected via a through hole opened in an insulating layer that insulates the upper electrode and the lower electrode. FIG. 8 is a sectional view showing another example of a conventional inkjet head. In the figure, the same parts as those in FIGS. 6 and 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Reference numeral 3 is a lower metal wiring layer, and 33 is a through hole portion. In this example, the lower metal wiring layer 3 is formed between the silicon oxide film 2 and the insulating layer 4, and the through hole portion 3 is formed in the insulating layer 4.
3 is provided to electrically connect the lower metal wiring layer 3 and the metal wiring layer 6.

【0011】一般に、スルーホール部33の金属配線層
6を保護する無機保護層7やタンタル層8等は、プラズ
マCVD法やスパッタリング法により形成される。図8
に示すようにスルーホール部33を形成した場合、その
上に形成された電極を保護する無機保護層7やタンタル
層8は、その膜厚が不均一になりやすく、また、図8に
示すようにスルーホール部33上に凹凸が生じてしま
う。このような凹凸がインク流路9内に生じると、イン
クの流れを不安定にする要因になり、インク滴の飛翔方
向が不安定となる原因となる。また、図8に太い矢印で
示すように、凸部や凹部の隅等の箇所に、無機保護層7
やタンタル層8などの保護層に内在する応力の集中が発
生する。このような状況において、インクの吐出動作を
続けた場合、インク中に発生する気泡による物理的圧力
によって破壊されやすく、また、破壊された箇所からイ
ンクが侵入して金属配線層6の腐食を引き起こすなど、
インクジェットヘッドの寿命を低下させる要因となって
いた。
In general, the inorganic protective layer 7, the tantalum layer 8 and the like for protecting the metal wiring layer 6 of the through hole portion 33 are formed by the plasma CVD method or the sputtering method. Figure 8
When the through-hole portion 33 is formed as shown in Fig. 8, the inorganic protective layer 7 and the tantalum layer 8 for protecting the electrodes formed thereon tend to have non-uniform thickness, and as shown in Fig. 8. In addition, unevenness is generated on the through hole portion 33. If such unevenness is generated in the ink flow path 9, it becomes a factor that makes the flow of ink unstable and causes the flight direction of the ink droplet to become unstable. In addition, as shown by the thick arrow in FIG. 8, the inorganic protective layer 7 is formed at the corners of the protrusions and depressions.
Concentration of the stress inherent in the protective layer such as the or tantalum layer 8 occurs. In such a situation, if the ink ejection operation is continued, the ink is likely to be destroyed by the physical pressure caused by the bubbles generated in the ink, and the ink enters from the destroyed location to cause corrosion of the metal wiring layer 6. Such,
This has been a factor in reducing the life of the inkjet head.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、良好なインク吐出を長期間
にわたって行なうことができる長寿命のインクジェット
ヘッドおよびその作製方法を提供することを目的とする
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a long-life ink jet head capable of performing good ink ejection for a long period of time, and a method of manufacturing the same. It is intended.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、インクジェッ
トヘッドにおいて、基板上に少なくとも下側金属配線層
と、絶縁層と、発熱抵抗体層と、上側金属配線層がこの
順に積層され、電気熱変換体となる抵抗体領域の部分に
は上側金属配線層を除去し、また抵抗体領域のオリフィ
ス側の端部付近からオリフィス側では絶縁層を除去し、
これによって抵抗体領域のオリフィス側の端部付近にお
いて発熱抵抗体層と下側金属配線層とを電気的に接続す
る。このような構造では、電気熱変換体の下部に下側金
属配線層を設けた構成において、スルーホールを介さな
いで発熱抵抗体層と下側金属配線層との接続が行なえる
ため、インク流路内には最小限の凹凸しか存在せず、イ
ンクの流れを乱すことはない。また、これらの上に保護
層などを積層しても、保護層に内在する応力の集中が発
生しないので、保護層の破壊や、インクの侵入による電
極の腐食等が発生せず、良好なインク吐出を長期間にわ
たって行なうことができる長寿命のインクジェットヘッ
ドが得られる。
According to the present invention, in an ink jet head, at least a lower metal wiring layer, an insulating layer, a heating resistor layer and an upper metal wiring layer are laminated in this order on a substrate, The upper metal wiring layer is removed in the portion of the resistor area that becomes the converter, and the insulating layer is removed from the vicinity of the orifice side end of the resistor area in the orifice side.
Thus, the heating resistor layer and the lower metal wiring layer are electrically connected in the vicinity of the orifice-side end of the resistor region. In such a structure, in the structure in which the lower metal wiring layer is provided under the electrothermal converter, the heating resistor layer and the lower metal wiring layer can be connected without passing through the through hole, so that the ink flow There is minimal unevenness in the path and it does not disturb the ink flow. Further, even if a protective layer or the like is laminated on these, the concentration of the stress inherent in the protective layer does not occur, so that the protective layer is not destroyed and the electrode is not corroded due to the invasion of the ink. A long-life inkjet head capable of ejecting for a long period of time can be obtained.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は、本発明のインクジェット
ヘッドの第1の実施の形態を示す基板の平面図、図2
は、同じくA−A’断面図、図3は同じくB−B’断面
図である。図中、図6ないし図8と同様の部分には同じ
符号を付して説明を省略する。21は絶縁層除去領域、
22は電気接続領域、23は電気熱変換体である。なお
図1では、天板10および流路隔壁11を取り除くとと
もに、無機保護層7やタンタル層8等の保護層も取り除
いて示している。
1 is a plan view of a substrate showing a first embodiment of an ink jet head of the present invention, FIG.
Is a sectional view taken along the line AA ′ and FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB ′. In the figure, parts similar to those in FIGS. 6 to 8 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 21 is an insulating layer removal area,
Reference numeral 22 is an electric connection region, and 23 is an electrothermal converter. In FIG. 1, the top plate 10 and the flow path partition walls 11 are removed, and the inorganic protective layer 7, the tantalum layer 8 and other protective layers are also removed.

【0015】シリコン等の基板1上には、シリコン酸化
膜2が形成され、その上に個別電極である下側金属配線
層3が各インク流路9に対応してパターニング形成され
ているこの下側金属配線層3は、各インク流路9のオリ
フィスとは反対側からオリフィスへ向けて延在し、電気
熱変換体23となる領域のオリフィス側の端部よりも電
気接続領域22の分だけオリフィス側まで形成されてい
る。
A silicon oxide film 2 is formed on a substrate 1 made of silicon or the like, and a lower metal wiring layer 3 which is an individual electrode is patterned and formed thereon corresponding to each ink flow path 9. The side metal wiring layer 3 extends from the side opposite to the orifice of each ink flow path 9 toward the orifice, and is equivalent to the electrical connection region 22 from the end of the region that becomes the electrothermal converter 23 on the orifice side. It is formed up to the orifice side.

【0016】さらにその上に絶縁層4が形成されてい
る。絶縁層4は、図1に示すように、電気熱変換体23
となる領域のオリフィス側の端部からオリフィス側の領
域である絶縁層除去領域21の部分が除去されている。
この絶縁層4の下層の下側金属配線層3は、絶縁層除去
領域21において露出することになる。
Further, an insulating layer 4 is formed on it. The insulating layer 4 is, as shown in FIG.
A portion of the insulating layer removal region 21, which is a region on the orifice side, is removed from the end of the region on the orifice side on the orifice side.
The lower metal wiring layer 3 under the insulating layer 4 is exposed in the insulating layer removal region 21.

【0017】絶縁層4の上部に発熱抵抗体層5および金
属配線層6を形成する。この金属配線層6が上側金属配
線層である。発熱抵抗体層5は、少なくとも各インク流
路9に対応した個別部分が形成されており、この個別部
分は電気熱変換体23の領域を含み、インクの流れ方向
に対して前後に延在している。発熱抵抗体層5のオリフ
ィス側は絶縁層除去領域21まで延在して形成され、電
気接続部22において下側金属配線層3と電気的に接続
されている。また、この電気接続部22以外の部分で
は、絶縁層4によって下側金属配線層3と絶縁されてい
る。この例では、電気熱変換体23のオリフィスとは反
対側のパターンは、金属配線層6と同様のパターンに形
成しているが、少なくとも電気熱変換体23の領域と下
側金属配線層3と接続される電気接続部22および金属
配線層6と電気的に接続される部分があればよい。発熱
抵抗体層5としては、金属窒化物、金属硼化物、金属酸
化物、または金属炭化物等を用いることができる。
A heating resistor layer 5 and a metal wiring layer 6 are formed on the insulating layer 4. This metal wiring layer 6 is the upper metal wiring layer. The heating resistor layer 5 is formed with at least an individual portion corresponding to each ink flow path 9, and this individual portion includes a region of the electrothermal converter 23 and extends forward and backward with respect to the ink flow direction. ing. The orifice side of the heating resistor layer 5 is formed so as to extend to the insulating layer removal region 21 and is electrically connected to the lower metal wiring layer 3 at the electrical connection portion 22. The insulating layer 4 insulates the lower metal wiring layer 3 from the portion other than the electrical connection portion 22. In this example, the pattern on the side opposite to the orifice of the electrothermal converter 23 is formed in the same pattern as the metal wiring layer 6, but at least the region of the electrothermal converter 23 and the lower metal wiring layer 3 are formed. It suffices if there is a portion that is electrically connected to the electrical connection portion 22 and the metal wiring layer 6 that are connected. As the heating resistor layer 5, metal nitride, metal boride, metal oxide, metal carbide, or the like can be used.

【0018】金属配線層6は、この例では共通電極を形
成するものであり、図1に示すように発熱抵抗体層5上
の電気熱変換体23の領域のオリフィスとは反対側の端
部まで形成され、それぞれが電気的に接続された一体的
なパターンとして形成されている。発熱抵抗体層5のう
ち、金属配線層6のオリフィス側の端部から電気接続部
22までが電気熱変換体23となる。
In this example, the metal wiring layer 6 forms a common electrode, and as shown in FIG. 1, the end of the region of the electrothermal converter 23 on the heating resistor layer 5 opposite to the orifice. Are formed, and each is formed as an integral pattern that is electrically connected. In the heating resistor layer 5, the electrothermal converter 23 extends from the orifice-side end of the metal wiring layer 6 to the electrical connection portion 22.

【0019】さらにその上に、この例では保護層として
無機保護層7およびタンタル層8を形成している。無機
保護層7は、金属配線層6がインクに触れることによる
腐食を防ぐ。また、タンタル層8は、インク流路9中に
成長した気泡が消滅する際に発生する物理的な圧力に対
して内部を保護する。タンタル層8は、少なくとも電気
熱変換体23上に設けられる。この例では全面に設けら
れている。また、無機保護層7は、例えば電気熱変換体
23の上部を除去し、凹部を形成してインクへの熱の伝
達効率を向上させるとともに気泡の成長をガイドするよ
うに構成してもよい。なお、保護層はこの例に限らず、
種々の層構造を採ることができる。
Furthermore, in this example, an inorganic protective layer 7 and a tantalum layer 8 are formed thereon as protective layers. The inorganic protective layer 7 prevents corrosion due to the metal wiring layer 6 coming into contact with ink. Further, the tantalum layer 8 protects the inside from the physical pressure generated when the bubbles grown in the ink flow path 9 disappear. The tantalum layer 8 is provided at least on the electrothermal converter 23. In this example, it is provided on the entire surface. In addition, the inorganic protective layer 7 may be configured, for example, by removing the upper portion of the electrothermal converter 23 and forming a recess to improve the efficiency of heat transfer to the ink and guide the growth of bubbles. The protective layer is not limited to this example,
Various layer structures can be adopted.

【0020】一方、この例では天板10に、流路隔壁1
1で仕切られたインク流路9となる溝が形成されてい
る。上述のようにして形成された基板1に対して、天板
10を取り付け、図3に示すように個別のインク流路9
が形成される。この例では、流路隔壁11を天板10と
一体的に形成した例を示したが、例えば基板1上に流路
隔壁11を樹脂などによってパターニング形成し、平板
状の天板10を載置する構成であってもよい。
On the other hand, in this example, the flow path partition wall 1 is provided on the top plate 10.
A groove is formed which becomes the ink flow path 9 and is partitioned by 1. The top plate 10 is attached to the substrate 1 formed as described above, and as shown in FIG.
Is formed. In this example, the flow path partition 11 is formed integrally with the top plate 10. However, for example, the flow path partition 11 is patterned and formed on the substrate 1 by using a resin or the like, and the flat top plate 10 is mounted. It may be configured to.

【0021】次に、本発明のインクジェットヘッドの第
1の実施の形態における製造方法の一例について、具体
例を用いて説明する。シリコンからなる基板1にシリコ
ン酸化膜2を形成する。その上にスパッタリング法によ
り、AlまたはAl−Si、Al−CuなどのAl合金
を着膜し、ドライエッチングまたはウェットエッチング
により所望の形状にパターニングすることで下側金属配
線層3を形成する。その上にスパッタリング法もしくは
CVD法によりシリコン酸化膜を着膜することにより絶
縁層4を形成する。次に、ドライエッチングにより絶縁
層除去領域11の部分のシリコン酸化膜をエッチングす
る。その上にスパッタリング法により窒化タンタルある
いは硼化ハフニウムを着膜し、ドライエッチングまたは
ウェットエッチングにより所望の形状にパターニングす
ることで発熱抵抗体層5を形成する。同様にしてスパッ
タリング法によりAlまたはAl−Si、Al−Cuな
どのAl合金を着膜し、ドライエッチングまたはウェッ
トエッチングにより所望の形状にパターニングすること
で、金属配線層6を得る。さらに、その上にスパッタリ
ング法もしくはCVD法により無機保護層7としてシリ
コン酸化膜、シリコン窒化膜、またはシリコン酸化窒化
膜を着膜し、さらにスパッタリング法によりタンタル層
8を着膜することにより、インクジェットヘッド用の基
板1を作製することができる。
Next, an example of the manufacturing method of the first embodiment of the ink jet head of the present invention will be described using a specific example. A silicon oxide film 2 is formed on a substrate 1 made of silicon. The lower metal wiring layer 3 is formed by depositing Al or an Al alloy such as Al-Si or Al-Cu on the film by sputtering and patterning it into a desired shape by dry etching or wet etching. An insulating layer 4 is formed by depositing a silicon oxide film thereon by a sputtering method or a CVD method. Next, the silicon oxide film in the insulating layer removal region 11 is etched by dry etching. A tantalum nitride or hafnium boride film is deposited thereon by a sputtering method and is patterned into a desired shape by dry etching or wet etching to form the heating resistor layer 5. Similarly, Al or an Al alloy such as Al-Si or Al-Cu is deposited by a sputtering method and is patterned into a desired shape by dry etching or wet etching to obtain the metal wiring layer 6. Further, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is deposited thereon as an inorganic protective layer 7 by a sputtering method or a CVD method, and a tantalum layer 8 is further deposited by a sputtering method, thereby forming an inkjet head. The substrate 1 for can be manufactured.

【0022】一方、天板10は、例えばシリコンなどの
基板にダイシングや異方性エッチングなどによってイン
ク流路9となる溝を形成しておく。あるいは、樹脂を成
形し、成形時に溝を形成したり、成形後に例えばレーザ
ー加工などによって溝を形成しておく。そして基板1に
位置合わせし、例えば接着剤によって貼着したり、ある
いは弾性部材などによって押圧接合することにより、イ
ンクジェットヘッドが得られる。
On the other hand, the top plate 10 has a groove to be the ink flow path 9 formed on a substrate such as silicon by dicing or anisotropic etching. Alternatively, a resin is molded and a groove is formed at the time of molding, or a groove is formed after molding by, for example, laser processing. Then, the inkjet head is obtained by aligning with the substrate 1 and adhering it with, for example, an adhesive, or pressing and joining it with an elastic member or the like.

【0023】このようにして作製されたインクジェット
ヘッドによって記録を行なう場合には、画像記録情報に
応じた信号を個別電極である下側金属配線層3を介して
電気熱変換体23に印加する。電気熱変換体23の発熱
抵抗体層5に電流が流れて熱が発生し、発生した熱がイ
ンク流路9内に存在するインクに作用することにより、
インクに膜沸騰が生じる。この沸騰による気泡の成長に
応じてインクがオリフィスから吐出され、インク滴とし
て飛翔し、被記録媒体に付着して記録を行なうことがで
きる。なお、発熱抵抗体層5と金属配線層6とが重なっ
ている部分については、電流は金属配線層6を通るの
で、発熱抵抗体層5による発熱はない。
When recording is performed by the ink jet head manufactured in this way, a signal corresponding to image recording information is applied to the electrothermal converter 23 via the lower metal wiring layer 3 which is an individual electrode. An electric current flows through the heating resistor layer 5 of the electrothermal converter 23 to generate heat, and the generated heat acts on the ink existing in the ink flow path 9,
Film boiling occurs in the ink. Ink is ejected from the orifice according to the growth of bubbles due to the boiling, and the ink is ejected as an ink droplet and adheres to the recording medium to perform recording. In the portion where the heating resistor layer 5 and the metal wiring layer 6 overlap, the current passes through the metal wiring layer 6, so that the heating resistor layer 5 does not generate heat.

【0024】この第1の実施の形態で示したインクジェ
ットヘッドによれば、図2からもわかるように、スルー
ホールを用いずに発熱抵抗体層5と下側金属配線層3と
を接続しているので、電気接続部22を覆う保護層の被
覆率が均一化され、またインク流路9中に凹凸が少ない
構造を実現できるので、インク流路9内に発生する気泡
による物理的な力や、保護層に内在する応力集中の影響
を受けにくく、保護層の割れ等を低減し、長寿命のイン
クジェットヘッドが得られる。また、凹凸が少ないので
インク流路9中のインクの流れが均一になり、インクの
吐出方向を安定化させることができる。さらに、この構
造はオリフィスへ向けて流路断面積が広がるので、気泡
の発生位置からオリフィスへ向く方向の流路抵抗が小さ
く、エネルギー効率が向上する。
According to the ink jet head shown in the first embodiment, as can be seen from FIG. 2, the heating resistor layer 5 and the lower metal wiring layer 3 are connected without using a through hole. Since the coverage of the protective layer covering the electrical connection portion 22 is made uniform, and a structure having less unevenness in the ink flow path 9 can be realized, the physical force of bubbles generated in the ink flow path 9 and In addition, it is less susceptible to stress concentration inherent in the protective layer, cracking of the protective layer is reduced, and a long-life inkjet head can be obtained. Further, since there are few irregularities, the ink flow in the ink flow path 9 becomes uniform, and the ink ejection direction can be stabilized. Further, in this structure, since the flow passage cross-sectional area expands toward the orifice, the flow passage resistance from the bubble generation position to the orifice is small and the energy efficiency is improved.

【0025】また、下側金属配線層3を個別電極として
形成しているので、下側金属配線層3に到達した熱は、
この下側金属配線層3を伝わって隣接する電気熱変換体
23へと伝達されることはない。そのため、隣接する電
気熱変換体23の熱的な特性をほぼ均一に保つことがで
きるとともに、隣接したオリフィスからの不要なインク
の吐出を低減することができる。さらに、下側金属配線
層3が個別電極であるので、同一シリコン基板1に、電
気熱変換体23を動作させるための駆動回路等を作製す
ることが可能である。これらの駆動回路は、基板1にM
OS等で構成することができる。
Since the lower metal wiring layer 3 is formed as an individual electrode, the heat reaching the lower metal wiring layer 3 is
It is not transmitted through the lower metal wiring layer 3 to the adjacent electrothermal converter 23. Therefore, the thermal characteristics of the adjacent electrothermal converters 23 can be maintained substantially uniform, and unnecessary ink ejection from the adjacent orifices can be reduced. Furthermore, since the lower metal wiring layer 3 is an individual electrode, it is possible to fabricate a drive circuit or the like for operating the electrothermal converter 23 on the same silicon substrate 1. These drive circuits are
It can be configured by an OS or the like.

【0026】図4は、本発明のインクジェットヘッドの
第2の実施の形態を示す断面図である。図中、図1ない
し図3と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略す
る。24は傾斜領域である。この実施の形態では、絶縁
層4のオリフィス側を除去する際に、その端面を傾斜さ
せ、傾斜領域24を設けた例を示している。この傾斜領
域24によって、絶縁層4の端部によってインク流路9
内に突出していた凸部は図4に示すように斜面となる。
そのため、上述の第1の実施の形態よりもさらにインク
流路9内の凹凸が少なくなり、気泡による物理的圧力
や、保護層の割れなどによって発生するインクによる腐
食の影響をさらに緩和することが可能となり、良好なイ
ンク吐出を長期間にわたって行なうことができる。
FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the ink jet head of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Reference numeral 24 is an inclined region. In this embodiment, when the orifice side of the insulating layer 4 is removed, the end face is inclined and the inclined region 24 is provided. Due to this inclined region 24, the ink flow path 9 is formed by the end portion of the insulating layer 4.
The convex portion projecting inward becomes a slope as shown in FIG.
Therefore, the unevenness in the ink flow path 9 is further reduced as compared with the above-described first embodiment, and it is possible to further mitigate the influence of physical pressure caused by bubbles and corrosion caused by ink caused by cracking of the protective layer. This makes it possible to perform good ink ejection for a long period of time.

【0027】なお、このようなインクジェットヘッドを
作製する方法としては、上述の第1の実施の形態におい
て絶縁層4を積層した後、下側金属配線層3を露出させ
るために絶縁層除去領域21の酸化膜除去を行なう際
に、ウェットエッチングもしくはドライエッチングによ
り傾斜エッチングを行なうことにより、傾斜領域24に
テーパ形状を作製する。その後、上述の第1の実施の形
態と同様にして発熱抵抗体層5、金属配線層6、無機保
護層7、タンタル層8等を積層してゆく。傾斜領域24
においては、順次積層される各層においてもテーパ形状
となり、図4に示すようにインク流路9内に斜面として
現出することになる。そのため、インク流路9内の凹凸
は少なくなり、気泡による物理的な圧力の集中をさらに
緩和することができる。なお電気熱変換体23は、電気
接続領域22ないし金属配線層6に挟まれる、傾斜領域
24を含む領域となる。
As a method of manufacturing such an ink jet head, after the insulating layer 4 is laminated in the above-described first embodiment, the insulating layer removal area 21 is exposed in order to expose the lower metal wiring layer 3. When the oxide film is removed, inclined etching is performed by wet etching or dry etching to form a tapered shape in the inclined region 24. After that, the heating resistor layer 5, the metal wiring layer 6, the inorganic protective layer 7, the tantalum layer 8 and the like are laminated in the same manner as in the first embodiment. Inclined area 24
In the above, each layer that is sequentially laminated also has a tapered shape, and appears as a slope in the ink flow path 9 as shown in FIG. Therefore, the unevenness in the ink flow path 9 is reduced, and the concentration of physical pressure due to bubbles can be further alleviated. The electrothermal converter 23 is a region including the inclined region 24, which is sandwiched between the electrical connection region 22 and the metal wiring layer 6.

【0028】図5は、本発明のインクジェットヘッドの
第3の実施の形態を示す断面図である。図中、図1ない
し図4と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略す
る。12は下側発熱抵抗体層である。この第3の実施の
形態では、上述の第2の実施の形態に加え、下側金属配
線層3と絶縁層4の間に下側発熱抵抗体層12を設けた
例を示している。下側発熱抵抗体層12としては、発熱
抵抗体層5と同一の材料を用い、下側金属配線層3とほ
ぼ同様のパターンに形成する。
FIG. 5 is a sectional view showing the third embodiment of the ink jet head of the present invention. In the figure, parts similar to those in FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numeral 12 is a lower heating resistor layer. In addition to the above-described second embodiment, the third embodiment shows an example in which the lower heating resistor layer 12 is provided between the lower metal wiring layer 3 and the insulating layer 4. The lower heating resistor layer 12 is made of the same material as that of the heating resistor layer 5, and is formed in a pattern substantially similar to that of the lower metal wiring layer 3.

【0029】このような構成によれば、電気接続領域2
2において発熱抵抗体層5との接続に寄与する層が発熱
抵抗体層5と同一材料の下側発熱抵抗体層12であるた
め、信頼性の高い電気接触が得られる。さらに、下側発
熱抵抗体層12は熱的に強固であるので、その下層の下
側金属配線層3を被覆して、熱衝撃から下側金属配線層
3を保護することができる。そのため、さらに長寿命の
インクジェットヘッドを得ることができる。
According to such a configuration, the electrical connection area 2
Since the layer contributing to the connection with the heating resistor layer 5 in 2 is the lower heating resistor layer 12 made of the same material as the heating resistor layer 5, highly reliable electrical contact can be obtained. Further, since the lower heating resistor layer 12 is thermally strong, it is possible to cover the lower metallic wiring layer 3 therebelow and protect the lower metallic wiring layer 3 from thermal shock. Therefore, it is possible to obtain an ink jet head having a longer life.

【0030】このようなインクジェットヘッドを作製す
る方法としては、シリコンなどの基板1上にシリコン酸
化膜2を形成した後、スパッタリング法によりAlまた
はAl−Si、Al−CuなどのAl合金により下側金
属配線層3を着膜し、さらに発熱抵抗体層5と同一材料
により下側発熱抵抗体層12を着膜し、ドライエッチン
グまたはウェットエッチングにより所望の形状にパター
ニングする。このとき着膜する下側発熱抵抗体層12の
膜厚は、下側金属配線層3の膜厚に対する下側発熱抵抗
体層12の膜厚割合が40%以下、好ましくは20%以
下となるように形成するとよい。以後の各層については
上述の第2の実施の形態と同様にして形成してゆけばよ
い。
As a method for manufacturing such an ink jet head, after forming a silicon oxide film 2 on a substrate 1 made of silicon or the like, the lower side is made of Al or an Al alloy such as Al--Si or Al--Cu by a sputtering method. The metal wiring layer 3 is deposited, and the lower heating resistor layer 12 is deposited using the same material as the heating resistor layer 5, and is patterned into a desired shape by dry etching or wet etching. At this time, the film thickness of the lower heating resistor layer 12 deposited is such that the film thickness ratio of the lower heating resistor layer 12 to the film thickness of the lower metal wiring layer 3 is 40% or less, preferably 20% or less. It is good to form it. Subsequent layers may be formed in the same manner as in the second embodiment described above.

【0031】なお、図5に示した例では、上述の第2の
実施の形態で示した構成に加えて下側発熱抵抗体層12
を設けた例を示したが、第1の実施の形態で示した構成
に下側発熱抵抗体層12を設けてもよい。
In the example shown in FIG. 5, the lower heating resistor layer 12 is added to the structure shown in the second embodiment.
Although the example in which the lower heating resistor layer 12 is provided is shown, the lower heating resistor layer 12 may be provided in the configuration shown in the first embodiment.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電気熱変換体に電力を供給する金属配線を上
側金属配線層と電気熱変換体の下層に形成された下側金
属配線層によって行ない、スルーホールを介さずに絶縁
層を除去した領域で発熱抵抗体層と下側金属配線層との
接続を行なうことによって凹凸を少なくすることができ
るので、発熱抵抗体層と下側金属配線層との電気的な接
続部を覆う保護層の被覆率を均一化し、内部応カの集中
を緩和することができる。また、インク流路内の凹凸が
少なくなるので、インク流路中のインクの流れが均一に
なり、インクの吐出方向が安定し、また、気泡による物
理的な圧力を集中的に受ける箇所が減少して保護層の割
れや、保護層の割れ目からインクが侵入して起きる電極
の腐食等を防止し、吐出寿命の低下を抑制して長寿命の
インクジェットヘッドを得ることができる。保護層のオ
リフィス側端部を傾斜形状とすることによってさらに凹
凸を少なくし、これらの効果を高めることができる。ま
た、下側金属配線層の上にも発熱抵抗体層を設けること
によって、上側の発熱抵抗体層と下側金属配線層との間
の電気的な接続を、同種の材料で行なうことができ、接
続の信頼性を向上させるとともに、下側金属配線層を熱
衝撃などから保護することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the metal wiring for supplying electric power to the electrothermal converter is provided with the upper metal wiring layer and the lower metal formed on the lower layer of the electrothermal converter. The unevenness can be reduced by connecting the heating resistor layer and the lower metal wiring layer in the region where the insulating layer is removed without passing through the through hole by using the wiring layer. It is possible to make the coverage of the protective layer that covers the electrical connection portion with the side metal wiring layer uniform and reduce the concentration of internal stress. In addition, since the unevenness in the ink flow path is reduced, the ink flow in the ink flow path is uniform, the ink ejection direction is stable, and the number of locations where physical pressure from bubbles is concentrated is reduced. As a result, it is possible to obtain a long-life inkjet head by preventing cracks in the protective layer, corrosion of electrodes caused by ink invading through the cracks in the protective layer, and suppressing a decrease in ejection life. By making the end portion of the protective layer on the orifice side inclined, it is possible to further reduce irregularities and enhance these effects. Further, by providing the heating resistor layer also on the lower metal wiring layer, it is possible to electrically connect the upper heating resistor layer and the lower metal wiring layer with the same kind of material. The connection reliability can be improved and the lower metal wiring layer can be protected from thermal shock.

【0033】また、下側金属配線層を各電気熱変換体に
対して個別に配置した個別電極として形成することによ
って、電気熱変換体で発生した熱が下層金属配線を介し
て隣接する電気熱変換体に作用することがないため、印
加電気エネルギーに対する吐出エネルギーの効率の低下
が避けられるとともに、隣接する電気熱変換体で発生す
る熱による不必要なインクの吐出や不安定なインク吐出
を生じることがなく、安定したインク吐出を続けること
ができる。さらに、下側金属配線層が個別電極であるの
で、同一のシリコン基板上に電気熱変換体を動作させる
ための駆動回路等を作製することが可能となり、インク
ジェットヘッドの高解像度化・高密度化とともに、装置
全体の小型化を達成できるという効果がある。
Further, since the lower metal wiring layer is formed as an individual electrode individually arranged for each electrothermal converter, heat generated by the electrothermal converter is adjacent to the electrothermal converter via the lower metal wiring. Since it does not act on the converter, a decrease in the efficiency of ejection energy with respect to the applied electrical energy is avoided, and unnecessary ink ejection or unstable ink ejection is caused by the heat generated in the adjacent electrothermal converter. It is possible to continue stable ink ejection. Furthermore, since the lower metal wiring layer is an individual electrode, it becomes possible to fabricate a drive circuit and the like for operating the electrothermal converter on the same silicon substrate, which results in higher resolution and higher density of the inkjet head. At the same time, there is an effect that the miniaturization of the entire device can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のインクジェットヘッドの第1の実施
の形態を示す基板の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a substrate showing a first embodiment of an inkjet head of the present invention.

【図2】 本発明のインクジェットヘッドの第1の実施
の形態を示すA−A’断面図である。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ showing the first embodiment of the inkjet head of the present invention.

【図3】 本発明のインクジェットヘッドの第1の実施
の形態を示すB−B’断面図である。
FIG. 3 is a BB ′ cross-sectional view showing the first embodiment of the inkjet head of the present invention.

【図4】 本発明のインクジェットヘッドの第2の実施
の形態を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of an inkjet head of the present invention.

【図5】 本発明のインクジェットヘッドの第3の実施
の形態を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of an inkjet head of the present invention.

【図6】 従来のインクジェットヘッドの一例を示す平
面図である。
FIG. 6 is a plan view showing an example of a conventional inkjet head.

【図7】 従来のインクジェットヘッドの一例を示す断
面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a conventional inkjet head.

【図8】 従来のインクジェットヘッドの別の例を示す
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another example of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、2…シリコン酸化膜、3…下側金属配線層、
4…絶縁層、5…発熱抵抗体層、6…金属配線層、7…
無機保護層、8…タンタル層、9…インク流路、10…
天板、11…流路隔壁、12…下側発熱抵抗体層、21
…絶縁層除去領域、22…電気接続領域、23…電気熱
変換体、24…傾斜領域。
1 ... Substrate, 2 ... Silicon oxide film, 3 ... Lower metal wiring layer,
4 ... Insulating layer, 5 ... Heating resistor layer, 6 ... Metal wiring layer, 7 ...
Inorganic protective layer, 8 ... Tantalum layer, 9 ... Ink flow path, 10 ...
Top plate, 11 ... Flow path partition wall, 12 ... Lower heating resistor layer, 21
... Insulating layer removal area, 22 ... Electrical connection area, 23 ... Electrothermal converter, 24 ... Inclined area.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/05 B41J 2/16 B41J 2/345 Front page continued (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/05 B41J 2/16 B41J 2/345

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インク流路に電気熱変換体を形成し、該
電気熱変換体が発生する熱をインクに作用させることに
より前記インク流路の先端のオリフィスからインクの液
滴を吐出させて記録を行なうインクジェット記録方式の
インクジェットヘッドにおいて、基板上に少なくとも下
側金属配線層と、絶縁層と、発熱抵抗体層と、上側金属
配線層がこの順に積層されており、前記発熱抵抗体層の
上部には前記上側金属配線層が存在しない抵抗体領域が
設けられ、前記抵抗体領域の前記オリフィス側端部付近
から前記基板の前記オリフィス側端まで前記絶縁層が除
去され、前記絶縁層の前記オリフィス側端部が傾斜形状
であり、前記抵抗体領域の前記オリフィス側端部付近で
前記発熱抵抗体層と前記下側金属配線層とが電気的に接
続されており、該接続部分から前記上側金属配線層の前
記金属配線層端部までの前記抵抗体領域によって前記電
気熱変換体が形成されていることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
1. An electrothermal converter is formed in an ink flow path, and heat generated by the electrothermal converter is applied to ink to eject ink droplets from an orifice at the tip of the ink flow path. In an inkjet recording type inkjet head for recording, at least a lower metal wiring layer, an insulating layer, a heating resistor layer, and an upper metal wiring layer are laminated in this order on a substrate. A resistor region where the upper metal wiring layer does not exist is provided on the upper portion, and the insulating layer is removed from the vicinity of the orifice side end of the resistor region to the orifice side end of the substrate. The end portion on the orifice side has an inclined shape, and the heating resistor layer and the lower metal wiring layer are electrically connected to each other in the vicinity of the end portion on the orifice side of the resistor region. The ink jet head is characterized in that the electrothermal converter is formed by the resistor region from a continuous portion to an end of the metal wiring layer of the upper metal wiring layer.
【請求項2】 インク流路に電気熱変換体を形成し、該
電気熱変換体が発生する熱をインクに作用させることに
より前記インク流路の先端のオリフィスからインクの液
滴を吐出させて記録を行なうインクジェット記録方式の
インクジェットヘッドにおいて、基板上に少なくとも下
側金属配線層と、絶縁層と、発熱抵抗体層と、上側金属
配線層がこの順に積層されているとともに、前記下側金
属配線層と前記絶縁層の間にも発熱抵抗体層が形成され
ており、前記発熱抵抗体層の上部には前記上側金属配線
層が存在しない抵抗体領域が設けられ、前記抵抗体領域
の前記オリフィス側端部付近から前記基板の前記オリフ
ィス側端まで前記絶縁層が除去され、前記抵抗体領域の
前記オリフィス側端部付近で前記発熱抵抗体層と前記下
側金属配線層とが電気的に接続されており、該接続部分
から前記上側金属配線層の前記金属配線層端部までの前
記抵抗体領域によって前記電気熱変換体が形成されてい
ることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. An electrothermal converter is formed in the ink flow path, and the heat generated by the electrothermal converter is applied to the ink to eject ink droplets from the orifice at the tip of the ink flow path. In an inkjet head of an inkjet recording system for recording, at least a lower metal wiring layer, an insulating layer, a heating resistor layer, and an upper metal wiring layer are laminated in this order on a substrate, and the lower metal wiring is A heating resistor layer is also formed between the insulating layer and the insulating layer, a resistor region where the upper metal wiring layer does not exist is provided on the heating resistor layer, and the orifice of the resistor region is provided. The insulating layer is removed from the vicinity of the side end portion to the orifice side end of the substrate, and the heating resistor layer and the lower metal wiring layer are electrically charged near the orifice side end portion of the resistor region. An ink jet head, which is electrically connected, and wherein the electrothermal converter is formed by the resistor region from the connecting portion to an end of the metal wiring layer of the upper metal wiring layer.
【請求項3】 前記絶縁層の前記オリフィス側端部が傾
斜形状であることを特徴とする請求項2に記載のインク
ジェットヘッド。
3. The ink jet head according to claim 2, wherein an end portion of the insulating layer on the orifice side has an inclined shape.
【請求項4】 前記下側金属配線層は、前記電気熱変換
体に対応した個別電極であり、前記上側金属配線層は隣
接する該上側金属配線層と連結した共通電極であること
を特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の
インクジェットヘッド。
4. The lower metal wiring layer is an individual electrode corresponding to the electrothermal converter, and the upper metal wiring layer is a common electrode connected to the adjacent upper metal wiring layer. The inkjet head according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 インク流路に電気熱変換体を形成し、該
電気熱変換体が発生する熱をインクに作用させることに
より前記インク流路の先端のオリフィスからインクの液
滴を吐出させて記録を行なうインクジェット記録方式の
インクジェットヘッドの作製方法において、基板上に前
記インク流路に対応した下側金属配線層を形成し、その
上に絶縁層を形成して前記電気熱変換体の形成位置の前
記下側金属配線層の前記オリフィス側の端部から前記基
板の前記オリフィス側端までを除去するとともに、前記
絶縁層の前記オリフィス側の端部を傾斜形状とし、その
上に少なくとも前記電気熱変換体の形成位置では前記イ
ンク流路に対応するように形成されその先端は前記絶縁
層の端部よりも延在して前記下側金属配線層と電気的に
接続されるように発熱抵抗体層を形成し、前記発熱抵抗
体層上の前記電気熱変換体の形成位置を除く領域に上側
金属配線層を形成し、前記発熱抵抗体層の前記下側金属
配線層との接続部分から前記金属配線層の端部までの領
域を前記電気熱変換体とすることを特徴とするインクジ
ェットヘッドの作製方法。
5. An electrothermal converter is formed in the ink flow path, and the heat generated by the electrothermal converter is applied to the ink to eject ink droplets from the orifice at the tip of the ink flow path. In a method of manufacturing an inkjet head of an inkjet recording method for recording, a lower metal wiring layer corresponding to the ink flow path is formed on a substrate, and an insulating layer is formed on the lower metal wiring layer to form a position where the electrothermal converter is formed. Of the lower metal wiring layer from the end on the orifice side to the end on the orifice side of the substrate, and the end on the orifice side of the insulating layer is inclined, and at least the electric heat At the position where the converter is formed, it is formed so as to correspond to the ink flow path, and its tip extends beyond the end of the insulating layer and is electrically connected to the lower metal wiring layer. A heat resistor layer is formed, an upper metal wiring layer is formed on a region of the heat generating resistor layer other than a position where the electrothermal converter is formed, and the heat generating resistor layer is connected to the lower metal wiring layer. A method for manufacturing an inkjet head, wherein a region from a portion to an end of the metal wiring layer is used as the electrothermal converter.
【請求項6】 インク流路に電気熱変換体を形成し、該
電気熱変換体が発生する熱をインクに作用させることに
より前記インク流路の先端のオリフィスからインクの液
滴を吐出させて記録を行なうインクジェット記録方式の
インクジェットヘッドの作製方法において、基板上に前
記インク流路に対応した下側金属配線層を形成し、その
上に発熱抵抗体層を形成し、その上に絶縁層を形成して
前記電気熱変換体の形成位置の前記下側金属配線層の前
記オリフィス側の端部から前記基板の前記オリフィス側
端までを除去し、その上に少なくとも前記電気熱変換体
の形成位置では前記インク流路に対応するように形成さ
れその先端は前記絶縁層の端部よりも延在して前記下側
金属配線層と電気的に接続されるように発熱抵抗体層を
形成し、前記発熱抵抗体層上の前記電気熱変換体の形成
位置を除く領域に上側金属配線層を形成し、前記発熱抵
抗体層の前記下側金属配線層との接続部分から前記金属
配線層の端部までの領域を前記電気熱変換体とすること
を特徴とするインクジェットヘッドの作製方法。
6. An electrothermal converter is formed in the ink flow path, and the heat generated by the electrothermal converter is applied to the ink to eject ink droplets from the orifice at the tip of the ink flow path. In a method for producing an inkjet head of an inkjet recording method for recording, a lower metal wiring layer corresponding to the ink flow path is formed on a substrate, a heating resistor layer is formed thereon, and an insulating layer is formed thereon. After the formation of the electrothermal converter, the end of the lower metal wiring layer on the orifice side to the end of the substrate on the orifice side is removed, and at least the electrothermal converter forming position is formed thereon. Then, a heating resistor layer is formed so as to correspond to the ink flow path, and its tip extends beyond the end of the insulating layer and is electrically connected to the lower metal wiring layer, The fever resistance An upper metal wiring layer is formed in a region on the antibody layer excluding the formation position of the electrothermal converter, and from the connection portion of the heating resistor layer with the lower metal wiring layer to the end portion of the metal wiring layer. A method for manufacturing an inkjet head, characterized in that a region is used as the electrothermal converter.
【請求項7】 前記絶縁層の前記オリフィス側の端部を
傾斜形状とすることを特徴とする請求項6に記載のイン
クジェットヘッドの作製方法。
7. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 6, wherein an end portion of the insulating layer on the orifice side has an inclined shape.
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