JP3771835B2

JP3771835B2 - Thermal ink jet head resistance correction method

Info

Publication number: JP3771835B2
Application number: JP2001365137A
Authority: JP
Inventors: 洋一元; 順小森; 浩史舛谷
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003165228A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録紙にインク滴を所定パターンに付着させて画像を記録するサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、記録紙に画像を記録するための記録デバイスとしてインクジェットヘッドが用いられている。
【０００３】
インクジェットヘッドの記録方式には、インク滴を記録紙に向けて吐出させるのに発熱素子の発する熱エネルギーを利用するものや圧電素子の変形を利用するもの、更には電磁波の照射に伴って発生する熱を利用するもの等があり、これらの中でも発熱素子の熱エネルギーを利用するサーマルジェットタイプのものは、発熱素子のパターニングが容易である上に、小さな面積の発熱素子であっても比較的大きな熱エネルギーを発生させることができることから、高密度記録への対応に適したものとして注目されている。
【０００４】
かかるサーマルジェットタイプのインクジェットヘッドとしては、図６に示す如く、アルミナセラミックスから成るベースプレート２２の上面に、直線状に配列された複数個の発熱素子２３と、該各発熱素子２３に接続される給電配線２４とを被着させ、これらをＳｉ₃Ｎ₄から成る保護膜２６で被覆してなるヘッド基板２１と、前記発熱素子２３と１対１に対応したインク吐出孔２８を有する天板２７とを、間に所定の間隙を形成するように配設するとともに該間隙にインク２９を充填した構造のものが知られており、記録紙Ｍを天板２７の外表面に沿ってインク吐出孔上に搬送しながら発熱素子２３を選択的に発熱させ、該発熱した熱エネルギーによってインク中に気泡Ａを発生させるとともに、この気泡発生時の圧力でもって発熱素子上のインク２９をインク吐出孔側へ押し上げ、インク２９の一部をインク吐出孔２８より記録紙Ｍに向かって吐出させることにより所定の画像が記録される。
【０００５】
尚、前記多数の発熱素子２３は、その膜厚や大きさが製造条件のバラツキ等に起因して個々に異なっており、各発熱素子２３の抵抗値が所望する目標抵抗値に対して大きくずれていることがある。このような場合、発熱素子２３を所望する温度で発熱させることができず、濃度むらの原因となることから、それを避けるべく、発熱素子２３の抵抗値を個々に測定するとともに該測定した抵抗値に基づいて補正データを作成し、この補正データを用いて発熱素子２３への印加電力を調整することにより、発熱素子２３を所望する温度で発熱させることが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した印加電力の調整を行なう場合、補正データ格納用のメモリや複雑な補正回路、専用の電源回路等が別途、必要となり、インクジェットヘッドやそれが組み込まれるプリンタ本体の構成が大幅に複雑化する上、このような調整は印画ライン毎に行なわれることから、記録動作に長時間を要することとなり、記録速度の低下を招く欠点を有していた。
【０００７】
そこで、上記欠点を解消すべく、サーマルヘッドの分野で実用化されているパルストリミング法をインクジェットヘッドに適用し、各発熱素子２３の抵抗値を目標抵抗値に近づけることが検討されており、このパルストリミング法をインクジェットヘッドの抵抗値補正に用いることができれば、上述の欠点を招来することなく発熱素子２３を所望する温度で発熱させることができるものとして期待されている。
【０００８】
かかるパルストリミング法とは、パルス幅（通電時間）が短く、振幅（電圧値）が大きなトリミングパルスを発熱素子に印加すると発熱素子の結晶化が進むことで抵抗値が下降し、またパルス幅が長く、振幅が小さなトリミングパルスを発熱素子に印加すると発熱素子の一部が大気中の酸素等と激しく反応して酸化膜を形成することによって抵抗値が上昇するという特性を利用した発熱素子の抵抗値補正方法である。
【０００９】
しかしながら、上述したインクジェットヘッドの発熱素子２３はＳｉ₃Ｎ₄から成る保護膜２６で被覆されていることから、保護膜２６の形成後は発熱素子２３の周囲に酸素が存在しておらず、それ故、このようなインクジェットヘッドの発熱素子２３の抵抗値を上述のパルストリミング法により調整しようとしても、発熱素子２３の表面に所望する厚みの酸化膜を形成することが難しい。従って、発熱素子２３の抵抗値補正は抵抗値を下降する方向にしか行なうことができず、その場合、全ての発熱素子の中で最も小さな抵抗値の発熱素子を基準にして抵抗値補正を行なわなければならないことから、抵抗値が大きな発熱素子には、抵抗値を大幅に下降させるために大きなエネルギーのトリミングパルスが印加されることとなり、そのようなパルス印加時の発熱によって発熱素子２３そのものが熱損してしまうことがあった。
【００１０】
本発明は、上記欠点に鑑み案出されたものであり、その目的は、記録紙に濃度むらの少ない良好な画像を記録することができ、しかも構成を簡素に維持しつつ高速記録にも対応可能な高生産性のサーマルインクジェットヘッドを得ることができるサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法は、ベースプレートの上面に、抵抗薄膜から成る複数個の発熱素子と、該発熱素子に電気的に接続される給電配線とを被着させ、これらをシリコン及び酸素を含む無機質材料から成る保護膜で被覆してなるヘッド基板上に、間に所定の間隙を形成するようにして天板を配設してなり、前記間隙に充填されるインクを前記発熱素子の発する熱エネルギーによってインク吐出孔より吐出させるサーマルインクジェットヘッドであって、前記発熱素子にトリミングパルスを印加することにより、発熱素子の一部を保護膜中の酸素と反応させて発熱素子の表面に酸化膜を形成し、発熱素子の抵抗値を上昇させることで抵抗値を調整するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法は、前記保護膜中の酸素含有量が２．０重量％〜１０．０重量％に設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
更に、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法は、前記給電配線の途中で、かつインクの充填領域外に設けられたトリミング用のパッドを介してトリミングパルスが発熱素子に印加されることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、パルストリミングで発熱素子の抵抗値補正を行なうようにしたことから、発熱素子を形成する際に発熱素子の膜厚や大きさにバラツキが生じたとしても、抵抗値を精度良く調整して発熱素子を所望の温度で発熱させることができる。従って、濃度むらの少ない鮮明な画像を形成することが可能な高性能のサーマルインクジェットヘッドが得られるようになる。
【００１５】
また、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、発熱素子の抵抗値を調整することで、発熱素子を所望する温度で発熱させるようにしたことから、補正データを用いて印加電力を調整する場合に比し、補正データ格納用のメモリや複雑な補正回路、専用の電源回路等が不要で、サーマルインクジェットヘッドやそれが組み込まれるプリンタ本体の構成を簡素に維持できる上、記録動作中の補正処理なども一切不要であることから、高速記録に供することもできる。
【００１６】
更に、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、トリミングパルスが印加される発熱素子はシリコン及び酸素を含む無機質材料からなる保護膜で被覆されているため、発熱素子の一部を保護膜中の酸素と反応させて発熱素子の表面に薄い酸化膜を形成することにより、発熱素子の抵抗値を上昇させることができるようになり、発熱素子の抵抗値を上下いずれにも補正することが可能となる。従って、抵抗値調整をする際に発熱素子へ印加するトリミングパルスのエネルギーの最大値が小さくなるように目標抵抗値を設定することができ、トリミングパルスの印加時に発熱素子が過度に高温となることに起因した発熱素子の熱損を有効に防止することが可能となる。
【００１７】
また更に、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、保護膜中の酸素含有量を２．０重量％〜１０．０重量％に設定することにより、所定のトリミングパルスを印加したときの抵抗値の上昇度合いが適度な大きさになり、より細かな抵抗値調整が可能になるという利点もある。
【００１８】
更にまた、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、前記給電配線の途中で、かつインクの充填領域外に設けられたトリミング用のパッドを介して発熱素子にトリミングパルスを印加することにより、サーマルインクジェットヘッドを組み立てた後であっても、トリミングパルスを発熱素子に印加する際に用いられるトリミング装置の探針（プローブ）を前記パッドに対し確実かつ容易に接触させてトリミングを行うことができるようになり、トリミングの作業性が良好となる利点もある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る抵抗値補正方法によって得られたサーマルインクジェットヘッドの分解斜視図、図２は図１のインクジェットヘッドの断面図であり、図中の１はヘッド基板、７は天板、９はインクである。
【００２０】
前記ヘッド基板１は、矩形状をなすように形成されたベースプレート２の上面に、直線状に配列した複数個の発熱素子３と、該発熱素子３に電気的に接続される給電配線４とを被着・形成し、これらを保護膜６で被覆した構造を有している。
【００２１】
前記ベースプレート２は、単結晶シリコン等の半導体材料、或いは、グレーズドアルミナセラミックス等の電気絶縁性材料によって形成されており、その上面で発熱素子３や給電配線４，保護膜６等を支持するための支持母材として機能する。
【００２２】
このようなベースプレート２は、例えば単結晶シリコンから成る場合、従来周知のチョコラルスキー法（引き上げ法）等を採用することによって単結晶シリコンのインゴット（塊）を形成し、これを所定厚みにスライスした上、外形加工することによって製作される。尚、この場合、ベースプレート２の表面には酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等の電気絶縁性材料から成る絶縁膜（図示せず）が例えば１μｍ〜３μｍの厚みに設けられ、このような絶縁膜によってベースプレート２を形成する単結晶シリコンを発熱素子３等から電気的に絶縁している。
【００２３】
また前記ベースプレート２の上面に設けられている複数個の発熱素子３は、例えば６００ｄｐｉ（dot per inch）の密度で主走査方向に直線状に配列されており、その各々がＴａＮやＴａＳｉＯ，ＴａＳｉＮＯ，ＴｉＳｉＯ，ＴｉＳｉＣＯ，ＮｂＳｉＯ等の電気抵抗材料から成る抵抗薄膜により形成されている。
【００２４】
前記発熱素子３は、それ自体が電気抵抗材料から成っているため、給電配線４等を介して電源電力が供給されると、ジュール発熱を起こし、インク９中で気泡Ａを発生させるのに必要な所定の熱エネルギーを発生する。
【００２５】
そして、これらの発熱素子３は、その抵抗値が後述するパルストリミング法によって所定の目標抵抗値となるように調整されており、これによって発熱抵抗体３は、所望する温度、例えば５５０℃で発熱するようになっている。
【００２６】
更に前記発熱素子３には、給電配線４が電気的に接続されている。
【００２７】
前記給電配線４は、先に述べた発熱素子３に電源電力を印加するためのものであり、その一端は後述するインク９の充填領域外まで導出され、該導出部で図示しないドライバーＩＣ等の端子に接続される。
【００２８】
また前記給電配線４は、各々の途中で、インク９の充填領域外に、配線４の線幅よりも大きな円形状もしくは四角形状のトリミング用のパッド５を有しており、これらのパッド５を発熱素子３の配列方向と平行な方向（主走査方向）に一列状に配列させている。
【００２９】
前記パッド５は、従来周知のパルストリミング法にて発熱素子３の電気抵抗値を調整する際、トリミングパルスを印加するトリミング装置の探針（プローブ）を接触させるためのもので、サーマルインクジェットヘッドを組み立てた後であってもトリミング作業を簡単に行うことができるように、天板７のエッジよりも外側に位置させてある。
【００３０】
尚、前記発熱素子３や給電配線４は、従来周知の薄膜形成技術、例えば、スパッタリング、フォトリソグラフィー、エッチング技術等によって形成される。具体的には、まずＴａＳｉＯ等の抵抗材料とアルミニウム等の金属材料を従来周知のスパッタリングによりベースプレート２の上面に順次被着させることによって抵抗薄膜及び金属薄膜から成る積層体を形成し、これを従来周知のフォトリソグラフィー及びエッチング技術にて微細加工することにより発熱素子３や給電配線４が所定形状にパターニングされ、また、前記パッド５は、従来周知の無電解メッキ法を採用することによりＮｉ及びＡｕを給電配線４の所定箇所に順次積層することによって形成される。
【００３１】
そして前記発熱素子３や給電配線４等を被覆する保護膜６は、インク９中に含まれているアルカリイオンや水分等が発熱素子３や給電配線４に接触してこれらを腐食したり、或いは、インク９中に含まれている染料の固まり等が発熱素子３の表面に付着するのを有効に防止するためのものであり、シリコン及び酸素を含む無機質材料、例えばＳｉＯ₂やＳｉ-Ｏ-Ｎ，ガラス等によって０．２μｍ〜２．０μｍの厚みに形成される。
【００３２】
かかる保護膜６中の酸素は、パルストリミングにて発熱素子３の抵抗値を上昇させる際に、発熱素子３を形成する抵抗材料と結合して発熱素子３の表面に薄い酸化膜を形成する作用を為すものであり、その含有量は２．０重量％〜１０．０重量％に設定されている。
【００３３】
尚、前記保護膜６は、従来周知のスパッタリングや真空蒸着法，プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等を採用し、発熱素子３や給電配線４等の表面に前述の無機質材料を所定厚みに被着させることによって形成される。
【００３４】
また一方、上述したヘッド基板１上には、間に所定の間隙（例えば、２０μｍ〜３００μｍ）を形成するようにして天板７が配設される。
【００３５】
前記天板７は、発熱素子３と１対１に対応する複数個のインク吐出孔８を有し、その外形は副走査方向の寸法がヘッド基板１よりも小型となるように、具体的には、天板７の一端がパッド５の位置よりも発熱素子３側に位置するように配置されている。
【００３６】
かかる天板７は、インク吐出孔８が対応する発熱素子３の真上に位置するように配置されており、インクジェットヘッドの記録動作時、インク吐出孔８よりインク滴ｉを記録紙に向けて吐出するようになっている。
【００３７】
尚、前記天板７は、モリブデン等から成る金属製の板体、アルミナセラミックス等から成るセラミック製の板体、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂製の板体、或いは、上記の材料を組み合わせることによって形成され、例えばモリブデンから成る場合、モリブデンのインゴット（塊）を従来周知の金属加工法により板状に成形するとともに、該板体の所定箇所に従来周知のエッチング技術等を採用して孔あけを行い、直径１０μｍ〜１００μｍ程度のインク吐出孔８を多数、穿設することによって製作され、得られた天板７を図示しないスペーサを介してヘッド基板１上に載置・接着させることにより天板７がヘッド基板１上の所定位置に固定される。
【００３８】
そして前記ヘッド基板１と天板７との間隙に充填されるインク９としては、例えば水性染料インク等が好適に使用され、その粘度は、例えば０．３ｍＰａ・ｓ〜３．０ｍＰａ・ｓ（２５℃）に調整される。
【００３９】
このようなインク９は、図示しないインクタンクからヘッド基板１−天板７間の間隙に供給されるようになっており、前述した発熱素子３からの熱エネルギーによってインク９中に気泡Ａが発生すると、該気泡発生時の圧力によってインク９の一部がインク吐出孔８よりインク滴ｉとなって外部に吐出され、これらのインク滴ｉを天板７の外表面に沿って搬送される記録紙Ｍの表面に付着させることにより所定の画像が形成される。
【００４０】
次に上述したサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法について図３のフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
（１）まず、従来周知の薄膜形成技術にてパターン形成された発熱素子３等を有するヘッド基板１と、インク吐出孔８を有する天板７とを、間に所定の間隙を形成するようにして対向配置させた上、この間隙にインク９を充填してサーマルインクジェットヘッドを組み立てる。
【００４２】
（２）次に、ヘッド基板１上の各発熱素子３の抵抗値を測定する。
【００４３】
抵抗値の測定は、トリミング用のパッド５に抵抗値測定装置の探針を接触させることにより行なわれる。
【００４４】
（３）次に、抵抗値調整の目標となる目標抵抗値に設定する。
【００４５】
このとき、目標抵抗値は、各発熱素子３の抵抗値変動幅が小さくなるように設定するのが良く、本形態においては、（２）の工程で得た発熱素子３の実際の抵抗値について平均値を求め、この平均値を目標抵抗値に設定する。
【００４６】
（４）次に、（３）の工程で設定した目標抵抗値より、（２）の工程で得た発熱素子３の実際の抵抗値を引いて両者の差を求め、両者の差を発熱素子３の実際の抵抗値を除して抵抗値補正幅（％）を算出し、かかる抵抗値補正幅より発熱素子３の抵抗値を目標抵抗値に近づけるのに最適な所定のトリミングパルスを選択する。
【００４７】
例えば、目標抵抗値が３０３Ω、実際の発熱素子３の抵抗値が３００Ωの場合、両者の差が３Ωであるため、抵抗値補正幅は１．０％となり、かかる抵抗値補正幅に対応するトリミングパルスのエネルギーを、“抵抗値補正幅”と“トリミングパルスのエネルギー”との関係を示す線図（図４(a),(b)）から求め、これに最も近いトリミングパルスを事前に準備された複数種のトリミングパルスの中から一つ選択する。
【００４８】
（５）そして、従来周知のパルストリミング法、具体的には、（３）の工程で選択したトリミングパルスを対応する発熱素子３に印加して電気抵抗値を下降もしくは上昇させることにより発熱素子３の電気抵抗値を調整する。
【００４９】
発熱素子３に対するトリミングパルスの印加は、先に述べた給電配線４のパッド５を介して行なわれ、かかるパッド５の表面に、図５に示す如くトリミング装置の探針１０を接触させ、この状態で、（３）の工程で選択した所定のトリミングパルスをトリミング装置より印加することにより発熱素子３の電気抵抗値が調整される。
【００５０】
このとき、上記パッド５はインク９の充填領域外に設けてあるため、サーマルインクジェットヘッドを組み立てた後であっても、トリミング装置の探針１０をパッド５に対し確実に接触させてトリミングを簡単に行うことができ、トリミングの作業性を良好となすことができる。
【００５１】
尚、パルストリミング法では、例えば、パルス幅が短く、振幅が大きなトリミングパルスを発熱素子３に印加することによって発熱素子３を形成する抵抗材料を結晶化せしめ、アニールすることによって抵抗値を下降させ、また一方、パルス幅が長く、振幅が小さなトリミングパルスを発熱素子３に印加することによって発熱素子３を形成する抵抗材料を保護膜６中の酸素と結合せしめ、表面に薄い酸化膜を形成することによって抵抗値を上昇させる。
【００５２】
このとき、保護膜中の酸素含有量は２．０重量％〜１０．０重量％に設定されていることから、抵抗値を上昇させる際の抵抗値変動量が適度な大きさになり、パルストリミング法によってより細かな抵抗値調整がしやすくなるという利点がある。
【００５３】
ここで、保護膜中の酸素含有量が２．０重量％よりも小さいと、抵抗値の上昇度合いが小さすぎて、抵抗値調整に長時間を要する不都合があり、一方、酸素含有量が１０．０重量％よりも大きいと、保護膜中にクラック等が発生したり、あるいは保護膜の密着強度が低下する傾向がある。従って、保護膜中の酸素含有量を２．０重量％〜１０．０重量％に設定しておくことが好ましい。
【００５４】
（７）そして、上述のトリミング作業を行なった後、発熱素子３の抵抗値を再度測定し、測定した抵抗値を目標抵抗値に十分に近づけることができていない場合は、抵抗値が許容範囲内に入るまで上述のトリミング作業を繰り返し行う。
【００５５】
このようにして発熱素子３の抵抗値を補正すれば、発熱素子３を形成する際に発熱素子３の膜厚や大きさにバラツキが生じたとしても、パルストリミングにて抵抗値を精度良く補正し、発熱素子３を所望の温度で発熱させることができる。従って、濃度むらの少ない鮮明な画像を形成することが可能な高性能のサーマルインクジェットヘッドが得られるようになる。
【００５６】
しかもこの場合、発熱素子３の抵抗値そのものを調整することで、発熱素子３を所望する温度で発熱させるようにしているため、補正データを用いて印加電力を調整する場合に比し、補正データ格納用のメモリや複雑な補正回路、専用の電源回路等が不要で、サーマルインクジェットヘッドやそれが組み込まれるプリンタ本体の構成を簡素に維持できる上、記録動作中の補正処理なども一切不要であることから、高速記録に供することもできる。
【００５７】
また上述した抵抗値補正方法によれば、トリミングパルスが印加される発熱素子３は、シリコン及び酸素を含む無機質材料からなる保護膜６で被覆されているため、発熱素子３の一部を保護膜中の酸素と反応させて発熱素子３の表面に薄い酸化膜を形成することにより、発熱素子３の抵抗値を上昇させることができるようになり、発熱素子３の抵抗値を上下いずれにも補正することが可能となる。従って、抵抗値調整をする際に発熱素子３へ印加するトリミングパルスのエネルギーの最大値が小さくなるように目標抵抗値を設定することができ、トリミングパルスの印加時に発熱素子３が過度に高温となることに起因した発熱素子３の熱損を有効に防止することが可能となる。
【００５８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５９】
例えば上述の実施形態において、ヘッド基板１と天板７の間に隣接する発熱素子３を隔てるための隔壁部材を介在させたり、或いは、このような隔壁部材を天板７と一体的に形成するようにしても構わない。
【００６０】
また上述の実施形態においては、天板７のインク吐出孔８を対応する発熱素子３の真上に位置させるようにしたが、これに代えて、インク吐出孔を発熱素子の真上よりずらして配置させたり、或いは、インク滴をヘッド基板のエッジより吐出させるエッジシュータタイプのサーマルインクジェットヘッドに本発明を適用しても良い。
【００６１】
更に上述の実施形態においては、トリミング用のパッド５を主走査方向に一列状に配置させるようにしたが、これに代えて、トリミング用のパッド５を主走査方向に千鳥状に配列させるようにしても良く、この場合、隣接するパッド間のスペースに余裕ができ、給電配線を従来周知の薄膜形成技術を採用することによって高密度に配列する場合であっても、隣合う給電配線、パッド間の電気的な短絡を有効に防止することができる利点もある。
【００６２】
【発明の効果】
本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、パルストリミングで発熱素子の抵抗値補正を行なうようにしたことから、発熱素子を形成する際に発熱素子の膜厚や大きさにバラツキが生じたとしても、抵抗値を精度良く調整して発熱素子を所望の温度で発熱させることができる。従って、濃度むらの少ない鮮明な画像を形成することが可能な高性能のサーマルインクジェットヘッドが得られるようになる。
【００６３】
また、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、発熱素子の抵抗値を調整することで、発熱素子を所望する温度で発熱させるようにしたことから、補正データを用いて印加電力を調整する場合に比し、補正データ格納用のメモリや複雑な補正回路、専用の電源回路等が不要で、サーマルインクジェットヘッドやそれが組み込まれるプリンタ本体の構成を簡素に維持できる上、記録動作中の補正処理なども一切不要であることから、高速記録に供することもできる。
【００６４】
更に、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、トリミングパルスが印加される発熱素子は、シリコン及び酸素を含む無機質材料からなる保護膜で被覆されているため、発熱素子の一部を保護膜中の酸素と反応させて発熱素子の表面に薄い酸化膜を形成することにより、発熱素子の抵抗値を上昇させることができるようになり、発熱素子の抵抗値を上下いずれにも補正することが可能となる。従って、抵抗値調整をする際に発熱素子へ印加するトリミングパルスのエネルギーの最大値が小さくなるように目標抵抗値を設定することができ、トリミングパルスの印加時に発熱素子が過度に高温となることに起因した発熱素子の熱損を有効に防止することが可能となる。
【００６５】
また更に、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、保護膜中の酸素含有量を２．０重量％〜１０．０重量％に設定することにより、所定のトリミングパルスを印加したときの抵抗値の上昇度合いが適度な大きさになり、より細かな抵抗値調整が可能になるという利点もある。
【００６６】
更にまた、本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値補正方法によれば、前記給電配線の途中で、かつインクの充填領域外に設けられたトリミング用のパッドを介して発熱素子にトリミングパルスを印加することにより、サーマルインクジェットヘッドを組み立てた後であっても、トリミングパルスを発熱素子に印加する際に用いられるトリミング装置の探針を前記パッドに対し確実かつ容易に接触させてトリミングを行うことができるようになり、トリミングの作業性が良好となる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る抵抗値補正方法によって得られたサーマルインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１のインクジェットヘッドの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る抵抗値補正方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】「抵抗値補正幅」と「トリミングパルスのエネルギー」との関係を示す線図であり、（ａ）は抵抗値を下降させる場合の線図、（ｂ）は抵抗値を上昇させる場合の線図である。
【図５】トリミング作業を説明するための断面図である。
【図６】従来のサーマルインクジェットヘッドの断面図である。
【符号の説明】
１・・・ヘッド基板、２・・・ベースプレート、３・・・発熱素子、４・・・給電配線、５・・・パッド、６・・・保護膜、７・・・天板、８・・・インク吐出孔、９・・・インク、１０・・・トリミング装置の探針、Ａ・・・気泡、ｉ・・・インク滴、Ｍ・・・記録紙[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resistance correction method for a thermal ink jet head that records an image by attaching ink droplets to a predetermined pattern on a recording paper.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an ink jet head has been used as a recording device for recording an image on recording paper.
[0003]
Ink jet head recording systems use thermal energy generated by heating elements to eject ink droplets toward recording paper, those that use deformation of piezoelectric elements, and also occur when electromagnetic waves are irradiated. Some of them use heat, and among them, the thermal jet type using the heat energy of the heating element is easy to pattern the heating element, and even a heating element with a small area is relatively large. Since heat energy can be generated, it is attracting attention as being suitable for high-density recording.
[0004]
As such a thermal jet type ink jet head, as shown in FIG. 6, a plurality of heating elements 23 arranged in a straight line on the upper surface of a base plate 22 made of alumina ceramics, and a power supply connected to each of the heating elements 23. Wiring 24 is deposited and these are connected to Si _Three N _Four The head substrate 21 covered with the protective film 26 and the top plate 27 having the ink discharge holes 28 corresponding to the heating elements 23 are arranged so as to form a predetermined gap therebetween. At the same time, a structure in which the gap 29 is filled with ink 29 is known, and the heating element 23 is selectively heated while conveying the recording paper M along the outer surface of the top plate 27 onto the ink ejection holes, Bubbles A are generated in the ink by the generated heat energy, and the ink 29 on the heating element is pushed up to the ink discharge hole side by the pressure when the bubbles are generated, and a part of the ink 29 is recorded from the ink discharge hole 28. By discharging toward the paper M, a predetermined image is recorded.
[0005]
The heating elements 23 have different film thicknesses and sizes due to variations in manufacturing conditions, and the resistance values of the heating elements 23 deviate greatly from desired target resistance values. There may be. In such a case, the heating element 23 cannot be heated at a desired temperature, which causes uneven density. Therefore, in order to avoid this, the resistance value of the heating element 23 is individually measured and the measured resistance is measured. It has been proposed to generate correction data based on the value and adjust the power applied to the heat generating element 23 using this correction data to cause the heat generating element 23 to generate heat at a desired temperature.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when adjusting the applied power described above, a memory for storing correction data, a complicated correction circuit, a dedicated power supply circuit, and the like are separately required, and the configuration of the ink jet head and the printer body in which the ink jet head is incorporated is greatly complicated. In addition, since such adjustment is performed for each printing line, a long time is required for the recording operation, and there is a disadvantage that the recording speed is lowered.
[0007]
Therefore, in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, it has been studied to apply a pulse trimming method put to practical use in the field of the thermal head to the ink jet head so that the resistance value of each heating element 23 approaches the target resistance value. If the pulse trimming method can be used for correcting the resistance value of the ink jet head, it is expected that the heat generating element 23 can be heated at a desired temperature without causing the above-mentioned drawbacks.
[0008]
In such a pulse trimming method, when a trimming pulse having a short pulse width (energization time) and a large amplitude (voltage value) is applied to a heating element, the resistance value decreases due to the crystallization of the heating element, and the pulse width is reduced. The resistance of the heating element using the characteristic that when a long and small amplitude trimming pulse is applied to the heating element, a part of the heating element reacts violently with oxygen in the atmosphere to form an oxide film and the resistance value increases. This is a value correction method.
[0009]
However, the heating element 23 of the inkjet head described above is Si. _Three N _Four Since oxygen is not present around the heat generating element 23 after the protective film 26 is formed, the resistance value of the heat generating element 23 of such an inkjet head is reduced. Even if adjustment is made by the pulse trimming method described above, it is difficult to form an oxide film having a desired thickness on the surface of the heating element 23. Therefore, the resistance value correction of the heating element 23 can be performed only in the direction of decreasing the resistance value. In this case, the resistance value correction is performed on the basis of the heating element having the smallest resistance value among all the heating elements. Therefore, a large energy trimming pulse is applied to the heating element having a large resistance value in order to greatly decrease the resistance value. The heating element 23 itself is caused by the heat generated when the pulse is applied. There was a case of heat loss.
[0010]
The present invention has been devised in view of the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to record a good image with little density unevenness on a recording paper, and to support high-speed recording while maintaining a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a method for correcting a resistance value of a thermal ink jet head capable of obtaining a high productivity thermal ink jet head.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the method of correcting the resistance value of the thermal ink jet head of the present invention, a plurality of heating elements made of a resistance thin film and power supply wirings electrically connected to the heating elements are attached to the upper surface of the base plate, and these are bonded to silicon. A top plate is disposed on the head substrate coated with a protective film made of an inorganic material containing oxygen and oxygen so as to form a predetermined gap therebetween, and the heat filled in the ink filled in the gap A thermal ink jet head that discharges from an ink discharge hole by thermal energy generated by the element, and applying a trimming pulse to the heat generating element causes a part of the heat generating element to react with oxygen in the protective film, thereby An oxide film is formed on the substrate, and the resistance value is adjusted by increasing the resistance value of the heating element.
[0012]
The resistance value correction method for a thermal ink jet head according to the present invention is characterized in that the oxygen content in the protective film is set to 2.0 wt% to 10.0 wt%.
[0013]
Further, the resistance correction method of the thermal ink jet head according to the present invention is such that a trimming pulse is applied to the heating element through a trimming pad provided in the middle of the power supply wiring and outside the ink filling region. It is a feature.
[0014]
According to the method of correcting the resistance value of the thermal ink jet head of the present invention, since the resistance value of the heating element is corrected by pulse trimming, the thickness and size of the heating element vary when forming the heating element. Even if it occurs, the heating element can be heated at a desired temperature by accurately adjusting the resistance value. Therefore, a high-performance thermal ink jet head capable of forming a clear image with little density unevenness can be obtained.
[0015]
Also, according to the resistance value correction method for a thermal ink jet head of the present invention, the heating element is heated at a desired temperature by adjusting the resistance value of the heating element. Compared with the adjustment, the memory for correction data, complicated correction circuit, dedicated power supply circuit, etc. are not required. Since there is no need for internal correction processing, it can be used for high-speed recording.
[0016]
Furthermore, according to the resistance correction method of the thermal ink jet head of the present invention, since the heating element to which the trimming pulse is applied is covered with the protective film made of an inorganic material containing silicon and oxygen, a part of the heating element is formed. By reacting with oxygen in the protective film to form a thin oxide film on the surface of the heating element, the resistance value of the heating element can be increased, and the resistance value of the heating element is corrected both up and down. It becomes possible. Therefore, the target resistance value can be set so that the maximum value of the trimming pulse energy applied to the heating element when adjusting the resistance value is small, and the heating element becomes excessively hot when the trimming pulse is applied. It is possible to effectively prevent the heat loss of the heating element due to the above.
[0017]
Furthermore, according to the resistance correction method of the thermal ink jet head of the present invention, a predetermined trimming pulse is applied by setting the oxygen content in the protective film to 2.0 wt% to 10.0 wt%. There is also an advantage that the degree of increase of the resistance value becomes an appropriate magnitude and finer resistance value adjustment is possible.
[0018]
Furthermore, according to the resistance correction method of the thermal ink jet head of the present invention, a trimming pulse is applied to the heating element through the trimming pad provided in the middle of the power supply wiring and outside the ink filling region. Thus, even after the thermal ink jet head is assembled, the trimming device probe used for applying the trimming pulse to the heating element is reliably and easily brought into contact with the pad for trimming. There is also an advantage that trimming workability is improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a thermal ink jet head obtained by a resistance value correcting method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the ink jet head of FIG. Is a top plate, and 9 is ink.
[0020]
The head substrate 1 includes a plurality of heating elements 3 arranged in a straight line on a top surface of a base plate 2 formed in a rectangular shape, and a power supply wiring 4 electrically connected to the heating elements 3. It has a structure in which it is deposited and formed and covered with a protective film 6.
[0021]
The base plate 2 is made of a semiconductor material such as single crystal silicon, or an electrically insulating material such as glazed alumina ceramics, and supports the heating element 3, the power supply wiring 4, the protective film 6 and the like on its upper surface. Functions as a support base material.
[0022]
When the base plate 2 is made of, for example, single crystal silicon, an ingot (lumps) of single crystal silicon is formed by adopting a conventionally known chocolate ski method (lifting method) or the like, and is sliced into a predetermined thickness. It is manufactured by processing the top. In this case, the surface of the base plate 2 has silicon oxide (SiO 2). ₂ An insulating film (not shown) made of an electrically insulating material such as 1) to 3 μm is provided, and the single crystal silicon forming the base plate 2 by such an insulating film is electrically transferred from the heating element 3 or the like. Insulated.
[0023]
The plurality of heating elements 3 provided on the upper surface of the base plate 2 are linearly arranged in the main scanning direction at a density of, for example, 600 dpi (dot per inch), each of which is TaN, TaSiO, TaSiNO, It is formed of a resistive thin film made of an electrical resistance material such as TiSiO, TiSiCO, NbSiO.
[0024]
Since the heat generating element 3 itself is made of an electric resistance material, it is necessary for generating Joule heat and generating bubbles A in the ink 9 when power is supplied through the power supply wiring 4 or the like. A predetermined heat energy is generated.
[0025]
These heating elements 3 are adjusted so that their resistance values become a predetermined target resistance value by a pulse trimming method described later, whereby the heating resistor 3 generates heat at a desired temperature, for example, 550 ° C. It is supposed to be.
[0026]
Furthermore, a power supply wiring 4 is electrically connected to the heating element 3.
[0027]
The power supply wiring 4 is used to apply power to the heating element 3 described above, and one end of the power supply wiring 4 is led out to a region filled with ink 9 to be described later. Connected to the terminal.
[0028]
The power supply wiring 4 has a trimming pad 5 having a circular or square shape larger than the line width of the wiring 4 outside the filling region of the ink 9 in the middle of each. The heating elements 3 are arranged in a line in a direction (main scanning direction) parallel to the arrangement direction of the heating elements 3.
[0029]
The pad 5 is used for contacting a probe of a trimming device for applying a trimming pulse when adjusting the electric resistance value of the heat generating element 3 by a conventionally known pulse trimming method. It is positioned outside the edge of the top plate 7 so that the trimming operation can be easily performed even after assembly.
[0030]
The heating element 3 and the power supply wiring 4 are formed by a conventionally well-known thin film forming technique, such as sputtering, photolithography, etching technique or the like. Specifically, first, a resistive material such as TaSiO and a metal material such as aluminum are sequentially deposited on the upper surface of the base plate 2 by conventional well-known sputtering to form a laminate composed of a resistance thin film and a metal thin film. The heat generating element 3 and the power supply wiring 4 are patterned into a predetermined shape by microfabrication by a known photolithography and etching technique, and the pad 5 is formed of Ni and Au by adopting a conventionally known electroless plating method. Are sequentially laminated at predetermined locations of the power supply wiring 4.
[0031]
The protective film 6 covering the heat generating element 3 and the power supply wiring 4 etc. is corroded by alkali ions or moisture contained in the ink 9 coming into contact with the heat generating element 3 or the power supply wiring 4, or In order to effectively prevent the lump of the dye contained in the ink 9 from adhering to the surface of the heating element 3, an inorganic material containing silicon and oxygen, for example, SiO ₂ Or Si—O—N, glass or the like to a thickness of 0.2 μm to 2.0 μm.
[0032]
The oxygen in the protective film 6 acts to form a thin oxide film on the surface of the heating element 3 by combining with the resistance material forming the heating element 3 when the resistance value of the heating element 3 is increased by pulse trimming. The content is set to 2.0 wt% to 10.0 wt%.
[0033]
The protective film 6 employs conventionally known sputtering, vacuum vapor deposition, plasma CVD (Chemical Vapor Deposition), etc., and deposits the above-mentioned inorganic material on the surface of the heating element 3 and the power supply wiring 4 to a predetermined thickness. It is formed by letting.
[0034]
On the other hand, the top plate 7 is disposed on the above-described head substrate 1 so as to form a predetermined gap (for example, 20 μm to 300 μm) therebetween.
[0035]
The top plate 7 has a plurality of ink ejection holes 8 corresponding to the heat generating elements 3 on a one-to-one basis, and the outer shape is specifically set so that the dimension in the sub-scanning direction is smaller than the head substrate 1. Is arranged so that one end of the top plate 7 is located closer to the heating element 3 than the position of the pad 5.
[0036]
The top plate 7 is arranged so that the ink discharge holes 8 are positioned directly above the corresponding heat generating elements 3, and the ink droplets i are directed toward the recording paper from the ink discharge holes 8 during the recording operation of the inkjet head. It is designed to discharge.
[0037]
The top plate 7 is made of a metal plate made of molybdenum or the like, a ceramic plate made of alumina ceramics, a resin plate such as epoxy resin or polyimide resin, or a combination of the above materials. For example, when it is made of molybdenum, an ingot of molybdenum is formed into a plate shape by a conventionally known metal processing method, and a well-known etching technique or the like is employed at a predetermined position of the plate body. And a large number of ink ejection holes 8 having a diameter of about 10 μm to 100 μm are formed, and the top plate 7 thus obtained is placed on and bonded to the head substrate 1 via a spacer (not shown). The plate 7 is fixed at a predetermined position on the head substrate 1.
[0038]
As the ink 9 filled in the gap between the head substrate 1 and the top plate 7, for example, an aqueous dye ink is preferably used, and the viscosity thereof is, for example, 0.3 mPa · s to 3.0 mPa · s (25 ° C).
[0039]
Such ink 9 is supplied from an ink tank (not shown) to the gap between the head substrate 1 and the top plate 7, and bubbles A are generated in the ink 9 by the heat energy from the heating element 3 described above. Then, a part of the ink 9 is ejected to the outside as ink droplets i from the ink ejection holes 8 due to the pressure when the bubbles are generated, and the ink droplets i are conveyed along the outer surface of the top plate 7. A predetermined image is formed by adhering to the surface of the paper M.
[0040]
Next, the resistance correction method for the thermal ink jet head described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0041]
(1) First, a predetermined gap is formed between the head substrate 1 having the heating elements 3 and the like patterned by a conventionally known thin film forming technique and the top plate 7 having the ink discharge holes 8. Then, the thermal ink jet head is assembled by filling the gap 9 with ink 9.
[0042]
(2) Next, the resistance value of each heating element 3 on the head substrate 1 is measured.
[0043]
The resistance value is measured by bringing the probe of the resistance value measuring device into contact with the trimming pad 5.
[0044]
(3) Next, it sets to the target resistance value used as the target of resistance value adjustment.
[0045]
At this time, the target resistance value is preferably set so that the fluctuation range of the resistance value of each heat generating element 3 is small. In this embodiment, the actual resistance value of the heat generating element 3 obtained in the step (2) is used. An average value is obtained, and this average value is set as a target resistance value.
[0046]
(4) Next, the actual resistance value of the heating element 3 obtained in the step (2) is subtracted from the target resistance value set in the step (3) to obtain a difference between the two, and the difference between the two is determined as the heating element. 3 is calculated by dividing the actual resistance value of 3, and a predetermined trimming pulse that is optimal for bringing the resistance value of the heating element 3 closer to the target resistance value is selected from the resistance value correction width. .
[0047]
For example, when the target resistance value is 303 Ω and the actual resistance value of the heating element 3 is 300 Ω, the difference between the two is 3 Ω, so that the resistance value correction width is 1.0%, and trimming corresponding to the resistance value correction width is performed. The pulse energy is obtained from a diagram (FIGS. 4A and 4B) showing the relationship between the “resistance value correction width” and the “trimming pulse energy”, and the trimming pulse closest to this is prepared in advance. Select one of multiple trimming pulses.
[0048]
(5) Then, a conventional well-known pulse trimming method, specifically, applying the trimming pulse selected in the step (3) to the corresponding heat generating element 3 to decrease or increase the electric resistance value, thereby generating the heat generating element 3. Adjust the electrical resistance value.
[0049]
The trimming pulse is applied to the heat generating element 3 through the pad 5 of the power supply wiring 4 described above, and the probe 10 of the trimming apparatus is brought into contact with the surface of the pad 5 as shown in FIG. Thus, the electric resistance value of the heating element 3 is adjusted by applying the predetermined trimming pulse selected in the step (3) from the trimming device.
[0050]
At this time, since the pad 5 is provided outside the filling region of the ink 9, even after the thermal ink jet head is assembled, the probe 10 of the trimming device is reliably brought into contact with the pad 5 for easy trimming. Therefore, the trimming workability can be improved.
[0051]
In the pulse trimming method, for example, by applying a trimming pulse having a short pulse width and a large amplitude to the heating element 3, the resistance material forming the heating element 3 is crystallized, and the resistance value is lowered by annealing. On the other hand, by applying a trimming pulse having a long pulse width and a small amplitude to the heating element 3, the resistance material forming the heating element 3 is combined with oxygen in the protective film 6 to form a thin oxide film on the surface. To increase the resistance value.
[0052]
At this time, since the oxygen content in the protective film is set to 2.0 wt% to 10.0 wt%, the amount of change in the resistance value when increasing the resistance value becomes an appropriate magnitude, and the pulse There is an advantage that finer adjustment of the resistance value is facilitated by the trimming method.
[0053]
Here, if the oxygen content in the protective film is less than 2.0% by weight, the degree of increase in the resistance value is too small, and there is a disadvantage that it takes a long time to adjust the resistance value, while the oxygen content is 10%. If it is more than 0.0% by weight, cracks or the like may occur in the protective film or the adhesion strength of the protective film tends to decrease. Therefore, it is preferable to set the oxygen content in the protective film to 2.0 wt% to 10.0 wt%.
[0054]
(7) After performing the above trimming operation, the resistance value of the heating element 3 is measured again. If the measured resistance value cannot be sufficiently close to the target resistance value, the resistance value is within the allowable range. The above-described trimming operation is repeated until entering.
[0055]
If the resistance value of the heating element 3 is corrected in this way, even if the film thickness or size of the heating element 3 varies when the heating element 3 is formed, the resistance value is accurately corrected by pulse trimming. Thus, the heat generating element 3 can generate heat at a desired temperature. Therefore, a high-performance thermal ink jet head capable of forming a clear image with little density unevenness can be obtained.
[0056]
In addition, in this case, since the heating element 3 is caused to generate heat at a desired temperature by adjusting the resistance value itself of the heating element 3, the correction data is compared with the case where the applied power is adjusted using the correction data. No storage memory, complicated correction circuit, dedicated power supply circuit, etc. are required, the configuration of the thermal ink jet head and the printer body in which the thermal ink jet head is incorporated can be kept simple, and no correction processing during the recording operation is required. Therefore, it can be used for high-speed recording.
[0057]
Further, according to the resistance value correction method described above, since the heating element 3 to which the trimming pulse is applied is covered with the protective film 6 made of an inorganic material containing silicon and oxygen, a part of the heating element 3 is protected. By forming a thin oxide film on the surface of the heating element 3 by reacting with the oxygen therein, the resistance value of the heating element 3 can be increased, and the resistance value of the heating element 3 is corrected both up and down. It becomes possible to do. Accordingly, the target resistance value can be set so that the maximum value of the energy of the trimming pulse applied to the heating element 3 when adjusting the resistance value is small, and the heating element 3 becomes too hot when the trimming pulse is applied. Thus, it is possible to effectively prevent the heat loss of the heat generating element 3 due to the above.
[0058]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
[0059]
For example, in the above-described embodiment, a partition member for separating the adjacent heating element 3 is interposed between the head substrate 1 and the top plate 7, or such a partition member is formed integrally with the top plate 7. It doesn't matter if you do.
[0060]
In the above-described embodiment, the ink discharge holes 8 of the top plate 7 are positioned right above the corresponding heat generating elements 3. Instead, the ink discharge holes are shifted from right above the heat generating elements. The present invention may be applied to an edge shooter type thermal ink jet head that is arranged or that ejects ink droplets from the edge of the head substrate.
[0061]
Further, in the above-described embodiment, the trimming pads 5 are arranged in a line in the main scanning direction, but instead, the trimming pads 5 are arranged in a staggered pattern in the main scanning direction. In this case, the space between the adjacent pads can be afforded, and even when the power supply wiring is arranged at a high density by adopting a conventionally well-known thin film formation technique, the adjacent power supply wiring between the pads can be provided. There is also an advantage that an electrical short circuit can be effectively prevented.
[0062]
【The invention's effect】
According to the method of correcting the resistance value of the thermal ink jet head of the present invention, since the resistance value of the heating element is corrected by pulse trimming, the thickness and size of the heating element vary when forming the heating element. Even if it occurs, the heating element can be heated at a desired temperature by accurately adjusting the resistance value. Therefore, a high-performance thermal ink jet head capable of forming a clear image with little density unevenness can be obtained.
[0063]
Also, according to the resistance value correction method for a thermal ink jet head of the present invention, the heating element is heated at a desired temperature by adjusting the resistance value of the heating element. Compared with the adjustment, the memory for correction data, complicated correction circuit, dedicated power supply circuit, etc. are not required. Since there is no need for internal correction processing, it can be used for high-speed recording.
[0064]
Furthermore, according to the resistance correction method of the thermal ink jet head of the present invention, since the heating element to which the trimming pulse is applied is covered with the protective film made of an inorganic material containing silicon and oxygen, a part of the heating element. Reacts with oxygen in the protective film to form a thin oxide film on the surface of the heating element, so that the resistance value of the heating element can be increased, and the resistance value of the heating element is corrected both up and down It becomes possible to do. Therefore, the target resistance value can be set so that the maximum value of the trimming pulse energy applied to the heating element when adjusting the resistance value is small, and the heating element becomes excessively hot when the trimming pulse is applied. It is possible to effectively prevent the heat loss of the heating element due to the above.
[0065]
Furthermore, according to the resistance correction method of the thermal ink jet head of the present invention, a predetermined trimming pulse is applied by setting the oxygen content in the protective film to 2.0 wt% to 10.0 wt%. There is also an advantage that the degree of increase of the resistance value becomes an appropriate magnitude and finer resistance value adjustment is possible.
[0066]
Furthermore, according to the resistance correction method of the thermal ink jet head of the present invention, a trimming pulse is applied to the heating element through the trimming pad provided in the middle of the power supply wiring and outside the ink filling region. Thus, even after the thermal ink jet head is assembled, trimming can be performed by reliably and easily bringing the probe of the trimming device used when applying the trimming pulse to the heating element into contact with the pad. Thus, there is an advantage that the trimming workability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a thermal ink jet head obtained by a resistance value correcting method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the ink jet head of FIG.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a resistance value correction method according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the relationship between “resistance value correction width” and “energy of trimming pulse”, where FIG. 4A is a diagram in the case of decreasing the resistance value, and FIG. 4B is an increase in the resistance value; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a trimming operation.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional thermal ink jet head.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Head substrate, 2 ... Base plate, 3 ... Heat generating element, 4 ... Feeding wiring, 5 ... Pad, 6 ... Protective film, 7 ... Top plate, 8 ... Ink ejection holes, 9 ... ink, 10 ... probe of trimming device, A ... air bubbles, i ... ink droplets, M ... recording paper

Claims

On the upper surface of the base plate, a plurality of heating elements made of a resistance thin film and a power supply wiring electrically connected to the heating elements are attached, and these are covered with a protective film made of an inorganic material containing silicon and oxygen. A top plate is disposed on the head substrate so as to form a predetermined gap therebetween, and thermal ink is discharged from the ink discharge holes by the heat energy generated by the heating elements. An inkjet head,
By applying a trimming pulse to the heating element, a part of the heating element reacts with oxygen in the protective film to form an oxide film on the surface of the heating element, thereby increasing the resistance value of the heating element. A method of correcting a resistance value of a thermal ink jet head, characterized in that the adjustment is made.

2. The method of correcting a resistance value of a thermal ink jet head according to claim 1, wherein the oxygen content in the protective film is set to 2.0 wt% to 10.0 wt%.

3. The thermal ink jet according to claim 1, wherein a trimming pulse is applied to the heating element through a trimming pad provided in the middle of the power supply wiring and outside the ink filling region. Head resistance correction method.