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JP7183049B2 - LIQUID EJECTION HEAD SUBSTRATE AND LIQUID EJECTION HEAD - Google Patents
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JP7183049B2 - LIQUID EJECTION HEAD SUBSTRATE AND LIQUID EJECTION HEAD - Google Patents

LIQUID EJECTION HEAD SUBSTRATE AND LIQUID EJECTION HEAD Download PDF

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Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに用いられる液体吐出ヘッド用基板および液体吐出ヘッドに関する。 The present invention relates to a liquid ejection head substrate and a liquid ejection head used in a liquid ejection head that ejects liquid.

現在、発熱抵抗素子に通電することで液室の内部の液体を加熱し液体に膜沸騰を生じさせ、この発泡エネルギーを用いて吐出口から液滴を吐出させる液体吐出ヘッドが搭載された液体吐出装置が多く採用されている。このような液体吐出装置によって記録が行われる場合には、発熱抵抗素子上の領域で液体が発泡、収縮、消泡する際に生じるキャビテーションによる衝撃といった物理的作用が発熱抵抗素子上の領域に及ぼされることがある。また、液体が吐出される際に発熱抵抗素子は高温となるため、液体の成分が熱分解して発熱抵抗素子の表面に付着して固着・堆積するといった化学的作用が発熱抵抗素子上の領域に及ぼされることがある。これらの発熱抵抗素子への物理的作用あるいは化学的作用から発熱抵抗素子を保護するために、発熱抵抗素子上には発熱抵抗素子を覆う被覆部としての保護層が配置されている。 At present, a liquid ejecting head equipped with a liquid ejecting head that ejects liquid droplets from an ejection port by heating a liquid inside a liquid chamber by energizing a heat-generating resistance element to cause film boiling in the liquid and using this bubbling energy. Many devices are used. When recording is performed by such a liquid ejecting apparatus, a physical action such as impact due to cavitation generated when the liquid foams, contracts, or disappears in the area on the heating element is exerted on the area on the heating element. may be In addition, since the temperature of the heat generating resistor element is high when the liquid is discharged, the liquid components are thermally decomposed and attached to the surface of the heat generating resistor element, causing a chemical action such as sticking and depositing on the surface of the heat generating resistor element. may be affected. In order to protect the heat-generating resistor elements from physical or chemical action on these heat-generating resistor elements, a protective layer is arranged on the heat-generating resistor elements as a cover to cover the heat-generating resistor elements.

通常、保護層は液体と接する位置に配置される。従って、保護層に電気が流れると保護層と液体との間で電気化学反応が生じ、保護層としての機能が損なわれる恐れがある。そのため、発熱抵抗素子に供給される電気の一部が保護層へ流れないように、発熱抵抗素子と保護層との間に絶縁層が配置されている。 Usually, the protective layer is arranged at a position in contact with the liquid. Therefore, when electricity flows through the protective layer, an electrochemical reaction occurs between the protective layer and the liquid, which may impair the function of the protective layer. Therefore, an insulating layer is arranged between the heating resistor element and the protective layer so that part of the electricity supplied to the heating resistor element does not flow to the protective layer.

ところが、何らかの原因によって絶縁層の機能が損なわれて(偶発故障)しまい、発熱抵抗素子あるいは配線から保護層へ直接的に電気が流れてしまう導通が生じる可能性がある。発熱抵抗素子に供給される電気の一部が保護層に流れた場合には、保護層と液体との間で電気化学反応が生じ、保護層が変質する可能性がある。保護層が変質すると保護層の耐久性が低下する恐れがある。さらに、異なる発熱抵抗素子をそれぞれ覆う保護層が電気的に接続されている場合は、発熱抵抗素子との導通が生じた保護層とは別の保護層にも電流が流れてしまい、液体吐出ヘッド内で変質の影響が広がる恐れがある。 However, for some reason, the function of the insulating layer is impaired (accidental failure), and there is a possibility that electricity will flow directly from the heating resistance element or wiring to the protective layer. If part of the electricity supplied to the heating resistor element flows through the protective layer, an electrochemical reaction may occur between the protective layer and the liquid, resulting in deterioration of the protective layer. If the protective layer deteriorates, the durability of the protective layer may decrease. Furthermore, when protective layers covering different heat generating resistor elements are electrically connected to each other, a current flows through a protective layer other than the protective layer that is electrically connected to the heat generating resistor element, resulting in a liquid ejection head. There is a risk that the effects of alteration will spread within.

このような影響を防ぐために保護層を個別に分離する構成が有効であるが、液体吐出ヘッドによっては保護層を個別に分離せず互いに接続された構成の方が好ましい場合もある。例えば、電気化学反応を利用して保護層を液体中に溶出させることにより保護層に堆積したコゲを除去するクリーニングを行う場合には、保護層に電圧を印加するために複数の保護層を電気的に接続する構成が好ましい。また、液体に含まれるコゲの原因となる粒子の電位と反発するような電位を保護層に対して印加することで、保護層から粒子を反発させてコゲの発生を抑える場合にも、保護層に電圧を印加するために複数の保護層を電気的に接続する構成が好ましい。 In order to prevent such an influence, it is effective to separate the protective layers individually, but depending on the liquid ejection head, it may be preferable to connect the protective layers to each other without separating them individually. For example, when performing cleaning to remove kogation deposited on the protective layer by eluting the protective layer into a liquid using an electrochemical reaction, a plurality of protective layers are electrically connected in order to apply a voltage to the protective layers. A configuration in which the terminals are directly connected is preferable. In addition, by applying a potential that repels the potential of the particles contained in the liquid that cause burnt deposits to the protective layer, the particles are repelled from the protective layer to suppress the occurrence of burnt deposits. A configuration in which a plurality of protective layers are electrically connected in order to apply a voltage to is preferred.

ここで、特許文献1には、複数の保護層と電気的に接続された共通配線に対し、ヒューズ部を介してそれぞれの保護層が接続された構成が記載されている。このような構成において上記の導通が生じて1つの保護層に電流が流れた場合に、この電流によってヒューズ部が切断されることで、他の保護層との電気的な接続が切断される。これにより、保護層の変質の影響が広がることを抑えることができる。 Here, Patent Document 1 describes a configuration in which each protective layer is connected via a fuse portion to a common wiring electrically connected to a plurality of protective layers. In such a configuration, when the above-described conduction occurs and a current flows through one protective layer, the current cuts the fuse section, thereby disconnecting the electrical connection with the other protective layers. As a result, it is possible to suppress the spread of the influence of deterioration of the protective layer.

特開2014-124920号公報JP 2014-124920 A

ヒューズ部を設ける位置としては、被覆部の変質の影響が広がることを抑えるために、発熱抵抗素子を覆う被覆部の近傍にヒューズ部を配置する構成が好ましい。一方で、特許文献1のように液体と接する位置にヒューズ部を設けると、ヒューズ部が液体によって変質する恐れがあり、ヒューズ部の信頼性が低下する可能性がある。 As for the position of the fuse portion, it is preferable to arrange the fuse portion in the vicinity of the covering portion that covers the heating resistor element in order to suppress the spread of the influence of deterioration of the covering portion. On the other hand, if the fuse portion is provided at a position in contact with the liquid as in Patent Document 1, the fuse portion may be deteriorated by the liquid, and the reliability of the fuse portion may decrease.

そこで、本発明は、発熱抵抗素子と被覆部とが導通した場合の被覆部の変質の影響が広がることを抑えつつ、ヒューズ部が液体によって変質される恐れを抑えることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to prevent the fuse portion from being degraded by a liquid while suppressing the spread of the influence of deterioration of the covering portion when the heating resistor element and the covering portion are electrically connected.

本発明の液体吐出ヘッド用基板は、液体を吐出するために発熱する第1発熱抵抗素子および第2発熱抵抗素子を備える基材と、前記第1発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第1被覆部と、前記第2発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第2被覆部と、前記第1発熱抵抗素子と前記第1被覆部との間および前記第2発熱抵抗素子と前記第2被覆部との間に配された絶縁層と、前記基材の前記第1被覆部が設けられる側に設けられたヒューズ部と、前記ヒューズ部を介して前記第1被覆部に電気的に接続され、前記第1被覆部と前記第2被覆部とを電気的に接続するための共通配線と、前記第1被覆部と前記ヒューズ部とを電気的に接続し、液体吐出ヘッド用基板における積層方向において前記ヒューズ部と同じ層に設けられた個別配線と、互いに隣接して設けられ、液体を流すための第1開口および第2開口と、を有する液体吐出ヘッド用基板において、少なくとも珪素と炭素とを含み、前記ヒューズ部を被覆する被覆層を有するとともに、前記液体吐出ヘッド用基板を平面視した場合に、前記第1開口と前記第2開口とが隣接する方向と交差する方向において、前記第1発熱抵抗素子、前記第1開口、前記共通配線がこの順に配置されており、前記個別配線は、前記第1開口と前記第2開口との間の領域を通って配置されており、前記ヒューズ部は、前記領域よりも前記共通配線の側に位置することを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。 A substrate for a liquid ejection head according to the present invention comprises a substrate including a first heating resistor element and a second heating resistor element that generate heat to eject a liquid, and a conductive first heating resistor element covering the first heating resistor element. a covering portion, a second covering portion covering the second heating resistance element and having conductivity, and between the first heating resistance element and the first covering portion and between the second heating resistance element and the second covering a fuse portion provided on a side of the substrate on which the first covering portion is provided; and an insulating layer electrically connected to the first covering portion via the fuse portion. a common wiring for electrically connecting the first covering portion and the second covering portion; 2. A substrate for a liquid ejection head having individual wirings provided in the same layer as the fuse portion, and a first opening and a second opening provided adjacent to each other for flowing liquid, wherein at least silicon and carbon are used. and has a covering layer covering the fuse portion, and the second One heating resistor element, the first opening, and the common wiring are arranged in this order, and the individual wiring is arranged through a region between the first opening and the second opening, and the fuse The substrate for a liquid ejection head , wherein the part is located closer to the common wiring than the area .

本発明によれば、発熱抵抗素子と被覆部とが導通した場合の被覆部の変質の影響が広がることを抑えつつ、ヒューズ部が液体によって変質される恐れを抑えることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent the fuse from being degraded by the liquid while suppressing the influence of deterioration of the covering when the heating resistor element and the covering are electrically connected.

記録装置の概略構成図Schematic diagram of recording device 記録ヘッドの斜視図Perspective view of recording head 記録素子基板を概念的に示す斜視図FIG. 2 is a perspective view conceptually showing a recording element substrate; 記録素子基板の模式的平面図Schematic plan view of recording element substrate ヒューズ部の動作に関連する回路図Circuit diagram related to the operation of the fuse section 記録素子基板の断面図Cross-sectional view of recording element substrate 記録素子基板の製造工程を示す断面図Cross-sectional view showing the manufacturing process of the recording element substrate

以下、図面を用いて本発明の実施の形態の例を説明する。ただし、以下の記載は本発明の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following description does not limit the scope of the present invention.

本実施形態は、インク等の液体をタンクと液体吐出装置間で循環させる形態のインクジェット記録装置(記録装置)であるが、その他の形態であっても良い。例えばインクを循環せずに、液体吐出装置上流側と下流側に2つのタンクを設け、一方のタンクから他方のタンクへインクを流すことで、圧力室内のインクを流動させる形態であっても良い。 Although this embodiment is an inkjet recording apparatus (recording apparatus) in which liquid such as ink is circulated between a tank and a liquid ejection device, other modes may be used. For example, two tanks may be provided on the upstream side and the downstream side of the liquid ejection device without circulating the ink, and the ink in the pressure chamber may be caused to flow by flowing the ink from one tank to the other tank. .

本実施形態は被記録媒体の幅に対応した長さを有する、所謂ライン型ヘッドであるが、被記録媒体に対してスキャンを行いながら記録を行う、所謂シリアル型の液体吐出装置にも本発明を適用できる。シリアル型の液体吐出装置としては、例えばブラックインク用、およびカラーインク用記録素子基板を各1つずつ搭載する構成があげられる。これに限らず、数個の記録素子基板を吐出口列方向に吐出口をオーバーラップさせるよう配置した、被記録媒体の幅よりも短い、短尺のラインヘッドを作成し、それを被記録媒体に対してスキャンさせる形態のものであっても良い。 Although this embodiment is a so-called line type head having a length corresponding to the width of the recording medium, the present invention can also be applied to a so-called serial type liquid ejection apparatus that performs recording while scanning the recording medium. can be applied. As a serial type liquid ejection device, for example, there is a configuration in which one recording element substrate for black ink and one recording element substrate for color ink are mounted. Not limited to this, a short line head shorter than the width of the recording medium is prepared by arranging several recording element substrates so that the ejection openings overlap in the ejection opening array direction, and it is attached to the recording medium. It may be of a form in which it is scanned against.

(インクジェット記録装置)
本実施形態の液体吐出装置、特にはインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置1000(以下、記録装置とも称す)の概略構成を図1に示す。記録装置1000は、被記録媒体2を搬送する搬送部1と、被記録媒体の搬送方向と略直交して配置されるライン型の液体吐出ヘッド3とを備え、複数の被記録媒体2を連続もしくは間欠に搬送しながら1パスで連続記録を行うライン型記録装置である。被記録媒体2はカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。記録装置1000は、CMYK(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)の4種類のインクにそれぞれ対応した4つの単色用の液体吐出ヘッド3を備えている。また、記録装置1000はキャップ1007を備えており、非記録時にキャップ1007で液体吐出ヘッド3の吐出口面の側を覆うことで、吐出口からのインクの蒸発を防ぐことができる。
(Inkjet recording device)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a liquid ejection apparatus according to the present embodiment, particularly an inkjet printing apparatus 1000 (hereinafter also referred to as a printing apparatus) that ejects ink to perform printing. The recording apparatus 1000 includes a transport unit 1 that transports a recording medium 2 and a line-type liquid ejection head 3 that is arranged substantially perpendicular to the transport direction of the recording medium. Alternatively, it is a line-type recording apparatus that performs continuous recording in one pass while intermittently conveying the recording medium. The recording medium 2 is not limited to cut paper, and may be continuous roll paper. The printing apparatus 1000 includes four single-color liquid ejection heads 3 corresponding to four types of ink, CMYK (cyan, magenta, yellow, and black). The printing apparatus 1000 also includes a cap 1007. By covering the ejection opening surface side of the liquid ejection head 3 with the cap 1007 during non-printing, evaporation of ink from the ejection openings can be prevented.

(液体吐出ヘッド)
本実施形態に係る液体吐出ヘッド3の構成について説明する。図2(a)及び図2(b)は本実施形態に係る液体吐出ヘッド3の斜視図である。液体吐出ヘッド3は1つの記録素子基板10で1色のインクを吐出可能な記録素子基板10が直線上に16個配列(インラインに配置)されたライン型の液体吐出ヘッドである。各色のインクを吐出する液体吐出ヘッド3は同様の構成となっている。
(liquid ejection head)
The configuration of the liquid ejection head 3 according to this embodiment will be described. 2A and 2B are perspective views of the liquid ejection head 3 according to this embodiment. The liquid ejection head 3 is a line-type liquid ejection head in which 16 recording element substrates 10 each capable of ejecting ink of one color are linearly arranged (arranged in-line). The liquid ejection heads 3 for ejecting each color ink have the same configuration.

図2(a)、(b)に示すように、液体吐出ヘッド3は、記録素子基板10と、フレキシブル配線基板40と、信号入力端子91と電力供給端子92が設けられた電気配線基板90と、を備える。信号入力端子91及び電力供給端子92は記録装置1000の制御部と電気的に接続され、それぞれ、吐出駆動信号及び吐出に必要な電力を記録素子基板10に供給する。電気配線基板90内の電気回路によって配線を集約することで、信号入力端子91及び電力供給端子92の数を記録素子基板10の数に比べて少なくできる。これにより、記録装置1000に対して液体吐出ヘッド3を組み付ける時又は液体吐出ヘッドの交換時に取り外しが必要な電気接続部の数が少なくて済む。液体吐出ヘッド3の両端部に設けられた接続部93は、記録装置1000のインク供給系と接続される。記録装置1000の供給系から一方の接続部93を介して液体吐出ヘッド3にインクが供給され、液体吐出ヘッド3内を通ったインクは他方の接続部93を介して記録装置1000の供給系へ回収されるようになっている。このように、液体吐出ヘッド3は、インクが記録装置1000の経路と液体吐出ヘッド3の経路を介して循環可能な構成となっている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the liquid ejection head 3 includes a recording element substrate 10, a flexible wiring substrate 40, and an electric wiring substrate 90 provided with signal input terminals 91 and power supply terminals 92. , provided. A signal input terminal 91 and a power supply terminal 92 are electrically connected to a control section of the printing apparatus 1000, and supply an ejection driving signal and electric power required for ejection to the printing element substrate 10, respectively. By consolidating the wiring by the electric circuit in the electric wiring board 90 , the number of the signal input terminals 91 and the power supply terminals 92 can be reduced compared to the number of the recording element boards 10 . This reduces the number of electrical connections that need to be removed when assembling the liquid ejection head 3 to the printing apparatus 1000 or when replacing the liquid ejection head. Connecting portions 93 provided at both ends of the liquid ejection head 3 are connected to an ink supply system of the printing apparatus 1000 . Ink is supplied from the supply system of the printing apparatus 1000 to the liquid ejection head 3 through one connection portion 93, and the ink that has passed through the liquid ejection head 3 is sent through the other connection portion 93 to the supply system of the printing apparatus 1000. It is designed to be collected. In this manner, the liquid ejection head 3 has a configuration in which ink can circulate through the path of the recording apparatus 1000 and the path of the liquid ejection head 3 .

(記録素子基板)
図3は、本実施形態の記録素子基板(記録素子基板のことを液体吐出ヘッドとも称する)を概念的に示す斜視図である。
(Recording element substrate)
FIG. 3 is a perspective view conceptually showing a printing element substrate (the printing element substrate is also called a liquid ejection head) of this embodiment.

記録素子基板10は、液体供給路18および液体回収路19が形成された基板11(液体吐出ヘッド用基板)と、基板11の表面側に流路形成部材120、基板11の裏面側にカバープレート20が形成されている。記録素子基板10の流路形成部材120に、各インク色に対応する4列の吐出口列が形成されている。基板11に設けられた液体供給路18および液体回収路19は吐出口列の方向に沿って延在している。また、基板11には、液体供給路18と連通する供給口17aが吐出口列方向に沿って複数設けられており、液体回収路19と連通する回収口17bも吐出口列方向に沿って複数設けられている。 The recording element substrate 10 includes a substrate 11 (liquid ejection head substrate) in which a liquid supply path 18 and a liquid recovery path 19 are formed, a flow path forming member 120 on the front side of the substrate 11, and a cover plate on the back side of the substrate 11. 20 are formed. The flow path forming member 120 of the recording element substrate 10 is formed with four ejection port arrays corresponding to each ink color. A liquid supply path 18 and a liquid recovery path 19 provided in the substrate 11 extend along the direction of the ejection port array. Further, the substrate 11 is provided with a plurality of supply ports 17a communicating with the liquid supply path 18 along the direction of the ejection port array, and a plurality of recovery ports 17b communicating with the liquid recovery path 19 along the direction of the ejection port array. is provided.

図3に示すように、各吐出口13に対応した位置に、液体を熱エネルギーにより発泡させるための熱作用部130が配置されている。この熱作用部130は液体を吐出させて記録を行うための記録素子である。また、熱作用部130は後述する上部電極131としても用いられる。流路形成部材120により記録素子としての熱作用部130を内部に備える圧力室23が区画されている。熱作用部130に対応して設けられた発熱抵抗素子108(図6)は基板11に設けられた電気配線(不図示)によって、端子16と電気的に接続されている。外部の配線基板(不図示)を介して入力されるパルス信号に基づいて発熱して圧力室23内の液体を沸騰させる。この沸騰による発泡の力で液体を吐出口13から吐出する。 As shown in FIG. 3, a heat acting portion 130 is arranged at a position corresponding to each ejection port 13 to foam the liquid with thermal energy. The heat acting portion 130 is a printing element for printing by ejecting liquid. Moreover, the heat acting portion 130 is also used as an upper electrode 131, which will be described later. A pressure chamber 23 having therein a heat acting portion 130 as a recording element is defined by the flow path forming member 120 . A heating resistor element 108 ( FIG. 6 ) provided corresponding to the heat acting portion 130 is electrically connected to the terminal 16 by an electric wiring (not shown) provided on the substrate 11 . Based on a pulse signal input via an external wiring board (not shown), heat is generated to boil the liquid in the pressure chamber 23 . The liquid is discharged from the discharge port 13 by the power of bubbling caused by this boiling.

また、カバープレート20には液体供給路18に連通する開口21および液体回収路に連通する開口21が設けられており、インクは、開口21、液体供給路18、供給口17aを順に通って圧力室23へと供給される。圧力室23に供給されたインクは、回収口17b、液体回収路19、開口21を通って回収される。 The cover plate 20 is provided with an opening 21 communicating with the liquid supply path 18 and an opening 21 communicating with the liquid recovery path. The chamber 23 is supplied. The ink supplied to the pressure chamber 23 is recovered through the recovery port 17b, the liquid recovery path 19, and the opening 21. FIG.

図4は、本発明の実施形態に係る基板11を平面視した場合を示す平面図である。図4(a)に本発明の実施形態に係る基板11の平面模式図を示す。また、図4(b)に図4(a)における点線で示す領域A内を拡大した平面模式図を示す。 FIG. 4 is a plan view showing a case where the substrate 11 according to the embodiment of the present invention is viewed from above. FIG. 4A shows a schematic plan view of the substrate 11 according to the embodiment of the present invention. FIG. 4(b) shows a schematic plan view in which the region A indicated by the dotted line in FIG. 4(a) is enlarged.

基板11と流路形成部材120との間には、圧力室23を含み、液体が流れる空間である液室121(流路)が形成されている。この液室121内に、発熱抵抗素子108を被覆するように積層された上部電極131と、対向電極132とが配置されている。各電極は、上部電極用の共通配線114、対向電極用の共通配線134を介して、それぞれ端子16に接続されており、この端子16を通して外部から両電極に電位を印加し、液室121内の液体(インク)を介して両電極間に電圧が印加可能な構成となっている。両電極は導電性材料で構成される。なお、発熱抵抗素子108を保護する保護層111のうちの、液体に露出する表面を有する部分が上部電極131として機能する。また、保護層111を被覆部111とも称する。 Between the substrate 11 and the flow path forming member 120, a liquid chamber 121 (flow path) including the pressure chamber 23 is formed, which is a space through which the liquid flows. In the liquid chamber 121, an upper electrode 131 and a counter electrode 132 are arranged so as to cover the heating resistor element 108. As shown in FIG. Each electrode is connected to a terminal 16 via a common wiring 114 for the upper electrode and a common wiring 134 for the counter electrode. A voltage can be applied between both electrodes via a liquid (ink). Both electrodes are composed of a conductive material. A portion of the protective layer 111 that protects the heating resistor element 108 and has a surface exposed to liquid functions as the upper electrode 131 . Also, the protective layer 111 is also referred to as a covering portion 111 .

上部電極131は、発熱抵抗素子108を物理的および化学的衝撃から保護する役割と、発熱抵抗素子108で発生する熱を瞬時にインクに伝達する熱伝導性が求められ、700℃程度の加熱により強固な酸化膜を形成しない材料であることが求められる。また、上部電極131を記録動作中において対向電極132に対して相対的に電位が低い状態とすることで、負の電極として機能させることもできる。これにより、主に液体(インク)中に負の荷電粒子が含まれている場合に、これを上部電極131から電気的に反発させて寄せ付けないようにし、上部電極131上へのコゲの付着を抑制することができる。さらに、対向電極132に対して上部電極131を相対的に電位が高い状態とすることで、上部電極131とともに記録動作中に付着したコゲを除去するクリーニングを行うという役割を有していてもよい。 The upper electrode 131 is required to have a function of protecting the heat generating resistor element 108 from physical and chemical impacts and to have thermal conductivity to instantaneously transfer the heat generated by the heat generating resistor element 108 to the ink. A material that does not form a strong oxide film is required. Also, the upper electrode 131 can function as a negative electrode by making the potential relatively low with respect to the counter electrode 132 during the recording operation. As a result, when negatively charged particles are mainly contained in the liquid (ink), they are electrically repulsed from the upper electrode 131 to keep them away, thereby preventing adhesion of burnt deposits on the upper electrode 131 . can be suppressed. Furthermore, by making the potential of the upper electrode 131 relatively high with respect to the counter electrode 132, it may play a role of performing cleaning to remove kogation adhered during the recording operation together with the upper electrode 131. .

このような上部電極131の材料としては、イリジウム(Ir)またはルテニウム(Ru)の単体、あるいはIrと他の金属との合金もしくはRuと他の金属との合金などを用いることが好ましい。例えばIrを用いて上部電極131を構成する場合には、+2.5V以上の電圧を上部電極131に印加することでIrを液体に溶出させることができる。 As a material for the upper electrode 131, it is preferable to use an elemental element of iridium (Ir) or ruthenium (Ru), an alloy of Ir and another metal, an alloy of Ru and another metal, or the like. For example, when the upper electrode 131 is made of Ir, Ir can be eluted into the liquid by applying a voltage of +2.5 V or higher to the upper electrode 131 .

対向電極132は、記録動作中においてインク中の負の荷電粒子を上部電極131から遠ざける場合には、正の電極として機能する。対向電極132は、上部電極131との間の電界を安定に維持するため、導電率が低く、酸化膜が形成され難く、電気化学反応によって溶出が起こり難い金属を含む材料であることが好ましい。 The counter electrode 132 functions as a positive electrode when keeping negatively charged particles in the ink away from the upper electrode 131 during the printing operation. In order to stably maintain the electric field between the counter electrode 132 and the upper electrode 131, it is preferable that the counter electrode 132 is made of a material containing a metal that has low electrical conductivity, does not easily form an oxide film, and is less likely to be eluted by an electrochemical reaction.

このような対向電極132の材料としては、IrまたはRuの単体、あるいはIrと他の金属との合金もしくはRuと他の金属との合金などを用いることが好ましい。例えばIrを用いて対向電極132を構成する場合には、荷電粒子を反発させるために+2.0V以下の電圧を対向電極132に印加する。これにより、Irを溶出させずに安定的に上部電極131との間で電界を形成し、上部電極131から荷電粒子を遠ざけることができる。 As a material for such a counter electrode 132, it is preferable to use Ir or Ru alone, an alloy of Ir and other metals, an alloy of Ru and other metals, or the like. For example, when forming the counter electrode 132 using Ir, a voltage of +2.0 V or less is applied to the counter electrode 132 in order to repel the charged particles. Thereby, an electric field can be stably formed with the upper electrode 131 without eluting Ir, and the charged particles can be kept away from the upper electrode 131 .

図4(a)に示すように、基板11には第1発熱抵抗素子108aと第2発熱抵抗素子108bとを含む複数の発熱抵抗素子108が設けられている。そして、基板11には第1発熱抵抗素子108aを覆う第1被覆部111aと第2発熱抵抗素子108bを覆う第2被覆部111bとが設けられている。第1被覆部111aと第2被覆部111bとを含む複数の被覆部111は共通配線114を介して電気的に接続されている。すなわち、複数の上部電極131は共通配線114を介して電気的に接続されている。また、個々の被覆部111(上部電極131)は、個別配線113と、個別配線113の一部に形成されたヒューズ部112とを介して、共通配線114に電気的に接続されている。ヒューズ部112は部分的に配線幅が狭くなっている。これにより、電流が流れた際に電流密度が増加しジュール熱による温度上昇が起こりやすくなり、ヒューズ部112が安定して切断される。なお、ヒューズ部112の幅は、数μm以下、好ましくは3μm以下とすることで、より切断に対するマージンが向上する。なお、本実施形態では、一例として、ヒューズ部112の長さは10μm、幅は2μmとしている。 As shown in FIG. 4A, the substrate 11 is provided with a plurality of heating resistor elements 108 including first heating resistor elements 108a and second heating resistor elements 108b. The substrate 11 is provided with a first covering portion 111a covering the first heat generating resistance element 108a and a second covering portion 111b covering the second heat generating resistance element 108b. A plurality of covering portions 111 including the first covering portion 111 a and the second covering portion 111 b are electrically connected via a common wiring 114 . That is, the multiple upper electrodes 131 are electrically connected via the common wiring 114 . Each covering portion 111 (upper electrode 131 ) is electrically connected to a common wiring 114 via an individual wiring 113 and a fuse portion 112 formed in a part of the individual wiring 113 . The wiring width of the fuse portion 112 is partially narrowed. As a result, when current flows, the current density increases and the temperature rise due to Joule heat is likely to occur, so that the fuse portion 112 is cut stably. By setting the width of the fuse portion 112 to several μm or less, preferably 3 μm or less, the margin for disconnection is further improved. In this embodiment, as an example, the fuse portion 112 has a length of 10 μm and a width of 2 μm.

図4(b)に示すように、基板11には、基板11に設けられた開口であり、発熱抵抗素子108に液体を供給するための複数の供給口17a(第1開口と第2開口)が設けられている。また、複数の供給口17aが隣接する方向と交差する方向において、発熱抵抗素子108、供給口17a、共通配線114がこの順に並んで配置されている。ここで、個別配線113は上部電極131に接続されており、互いに隣接する供給口17aの間の領域を通り、吐出口列方向に延在して設けられた共通配線114と接続されている。ヒューズ部112は、供給口17aの間の領域よりも共通配線114の側に設けられており、液室121の領域の外側に配置されている。 As shown in FIG. 4B, the substrate 11 has a plurality of supply ports 17a (first and second openings), which are openings provided in the substrate 11 and for supplying liquid to the heating resistor elements . is provided. In addition, the heating resistor element 108, the supply ports 17a, and the common wiring 114 are arranged in this order in the direction intersecting the direction in which the plurality of supply ports 17a are adjacent to each other. Here, the individual wiring 113 is connected to the upper electrode 131, and is connected to a common wiring 114 extending in the ejection port row direction through the region between the supply ports 17a adjacent to each other. The fuse part 112 is provided closer to the common wiring 114 than the area between the supply ports 17 a and is arranged outside the area of the liquid chamber 121 .

なお、発熱抵抗素子108と上部電極131との導通の影響が広がることを抑えるために、ヒューズ部112は、発熱抵抗素子108の近傍に配置することが好ましい。そこで、本実施形態においては、図4(b)に示す平面に沿う方向において、発熱抵抗素子108の重心からヒューズ部112の重心までの距離を130μmとしている。発熱抵抗素子108と上部電極131との導通の影響が広がることを抑えるためには、発熱抵抗素子108(吐出口13)の重心とヒューズ部112の重心との距離が150μm以下となるようにヒューズ部112を設けることが好ましい。 Note that the fuse portion 112 is preferably arranged near the heating resistor element 108 in order to suppress the spread of the influence of the conduction between the heating resistor element 108 and the upper electrode 131 . Therefore, in the present embodiment, the distance from the center of gravity of the heating resistor element 108 to the center of gravity of the fuse portion 112 is set to 130 μm in the direction along the plane shown in FIG. 4B. In order to suppress the spread of the effect of conduction between the heating resistor element 108 and the upper electrode 131, the fuse is arranged so that the distance between the center of gravity of the heating resistor element 108 (discharge port 13) and the center of gravity of the fuse portion 112 is 150 μm or less. A portion 112 is preferably provided.

図4(b)に対応する変形例を図4(c)に示す。この変形例では、図4(b)の構成とは、個別配線113や保護層111の平面形状が異なっている。具体的には、ヒューズ部112から発熱抵抗素子108の上側へ延在する個別配線113、保護層111がT字のような平面形状となっている。図4(b)の構成と比べ、本変形例は共通配線114と上部電極131との間の配線抵抗の増大を抑えることができる。 A modification corresponding to FIG. 4(b) is shown in FIG. 4(c). In this modified example, the planar shapes of the individual wirings 113 and the protective layer 111 are different from the configuration of FIG. 4B. Specifically, the individual wiring 113 extending from the fuse portion 112 to the upper side of the heating resistor element 108 and the protective layer 111 have a T-shaped planar shape. Compared with the configuration of FIG. 4B, this modified example can suppress an increase in wiring resistance between the common wiring 114 and the upper electrode 131 .

このように、本実施形態においては、ヒューズ部112を液室121から近い位置に配置している。これにより、上部電極131との導通が生じた発熱抵抗素子108を含むできるだけ少ないグループで分離することができ、導通の影響が広範囲にわたり他の発熱抵抗素子に及ぶことを防いでいる。 Thus, in this embodiment, the fuse portion 112 is arranged at a position close to the liquid chamber 121 . As a result, it is possible to separate the heat generating resistor elements 108 that are electrically connected to the upper electrode 131 into as few groups as possible, thereby preventing the influence of the electrical connection from reaching other heat generating resistor elements over a wide range.

なお、本実施形態では、保護層111は複数の発熱抵抗素子108(本実施形態では2つの発熱抵抗素子108)を覆うようにパターニングされた構成であるが、1つの保護層111が1つの発熱抵抗素子108を覆う構成であってもよい。また、本実施形態では、2つの発熱抵抗素子108に対して1つのヒューズ部112が対応するようにヒューズ部112を設けている。しかし、1つの発熱抵抗素子108に対して1つのヒューズ部112を設ける構成であってもよい。また、導通が生じた場合に導通が生じていない発熱抵抗素子108で補完可能な範囲であれば、3つ以上の複数の発熱抵抗素子108に対して1つのヒューズ部112を設ける構成であってもよい。 In this embodiment, the protective layer 111 is patterned so as to cover a plurality of heat generating resistor elements 108 (two heat generating resistor elements 108 in this embodiment). It may be configured to cover the resistance element 108 . In addition, in this embodiment, the fuse portions 112 are provided such that one fuse portion 112 corresponds to two heating resistor elements 108 . However, one fuse portion 112 may be provided for one heating resistor element 108 . In addition, one fuse section 112 is provided for a plurality of three or more heat generating resistor elements 108 as long as the heat generating resistor elements 108 in which electrical continuity does not occur can be complemented when conduction occurs. good too.

図5はヒューズの動作に関する回路図である。上部電極131につながる共通配線114を常に0Vとしておくことで、発熱抵抗素子108と上部電極131が導通した場合、ヒューズ部112の両端に電位差が生じることでヒューズ部112が破断される。これにより、導通が生じた発熱抵抗素子108を共通配線114から電気的に分離することができる。 FIG. 5 is a circuit diagram regarding the operation of the fuse. By keeping the common wiring 114 connected to the upper electrode 131 always at 0V, when the heating resistor element 108 and the upper electrode 131 are electrically connected, a potential difference is generated between both ends of the fuse portion 112 and the fuse portion 112 is broken. As a result, the heat-generating resistor element 108 that is electrically connected can be electrically separated from the common wiring 114 .

なお、発熱抵抗素子108と上部電極131との間の抵抗が大きい場合などは、上部電極131にかかる電位が低く、ヒューズ部112に十分な電流が流れないことも想定される。このような場合に備えて、導通やこれに伴う影響を検知する検知手段を設け、検知手段により導通を検知した際にヒューズ部への電流を流してヒューズ部112の切断をアシストする機構を設けたり、定期的にヒューズ部112への電流を流したりしてもよい。 Note that if the resistance between the heating resistor element 108 and the upper electrode 131 is large, the potential applied to the upper electrode 131 is low, and it is assumed that a sufficient current does not flow through the fuse portion 112 . In preparation for such a case, there is provided a detection means for detecting conduction and the effect associated therewith, and a mechanism is provided for supplying a current to the fuse portion to assist in cutting the fuse portion 112 when the detection means detects conduction. Alternatively, a current may be supplied to the fuse portion 112 periodically.

図6に発熱抵抗素子108とヒューズ部112周辺の積層構成を模式的に示す。図6は、図4(a)に示された基板11に流路形成部材120が接合された液体吐出ヘッド(記録素子基板)のX-X線における断面図を示している。簡単のため回路・配線類は省略されているが、基材101に設けられた発熱抵抗素子108とヒューズ部112とはそれぞれ、発熱や切断に必要な電力を得るための配線に電気的に接続されている。 FIG. 6 schematically shows a laminated structure around the heating resistor element 108 and the fuse portion 112. As shown in FIG. FIG. 6 shows a cross-sectional view of the liquid ejection head (printing element substrate) in which the flow path forming member 120 is joined to the substrate 11 shown in FIG. 4A, taken along the line XX. Although circuits and wiring are omitted for simplicity, the heating resistor element 108 and the fuse section 112 provided on the substrate 101 are electrically connected to wiring for obtaining power necessary for heat generation and disconnection. It is

以下、液体吐出ヘッドの積層構成について説明するが、下記で挙げる構成や材料は一例であり、下記に限定されるものではない。 Although the layered structure of the liquid ejection head will be described below, the structures and materials listed below are examples and are not limited to the following.

駆動素子や駆動素子駆動用の配線(不図示)が形成された、基材としてのシリコン基材101の上側にSiOなどからなる絶縁層103が設けられている。さらに、絶縁層103の上に、アルミニウムと銅の合金などからなる配線パターン104が設けられている。この配線パターン104は、発熱抵抗素子108に電圧を供給するための配線であるため、低抵抗であることが望ましい。特に、配線パターン104を0.5μm以上の厚さで形成することが好ましい。本実施形態では、配線パターン104を例えば1μmの厚さで形成している。 An insulating layer 103 made of SiO or the like is provided on the upper side of a silicon substrate 101 as a substrate on which drive elements and wiring (not shown) for driving the drive elements are formed. Furthermore, a wiring pattern 104 made of an aluminum-copper alloy or the like is provided on the insulating layer 103 . Since the wiring pattern 104 is wiring for supplying voltage to the heating resistor element 108, it is desirable that the wiring pattern 104 has a low resistance. In particular, it is preferable to form the wiring pattern 104 with a thickness of 0.5 μm or more. In this embodiment, the wiring pattern 104 is formed with a thickness of 1 μm, for example.

配線パターン104は、SiOなどからなる絶縁層105で被覆されている。また、絶縁層105には、この配線パターン104と発熱抵抗体層107とを接続するためのプラグ106が設けられており、プラグ106の材料はタングステンなどを用いることができる。絶縁層105の表面はCMP法などを用いて平坦化された面となっている。 The wiring pattern 104 is covered with an insulating layer 105 made of SiO or the like. A plug 106 for connecting the wiring pattern 104 and the heating resistor layer 107 is provided in the insulating layer 105, and the material of the plug 106 can be tungsten or the like. The surface of the insulating layer 105 is planarized using the CMP method or the like.

この絶縁層105は、配線パターン104と発熱抵抗体層107とを絶縁するための層であるため、配線パターン104の厚さよりも厚く形成される。また、蓄熱性の高いSiOで形成された絶縁層105は、蓄熱層としての役割もあり、発熱抵抗素子108やヒューズ部112による放熱に影響を与える。したがって、液体吐出時に発熱抵抗素子108を駆動する際のエネルギー効率を向上したり、ヒューズ部112の切断性を向上したりするためには、絶縁層105は厚い方が好ましい。特に、ヒューズ部112が溶断される温度に達しやすくするためには、基板11を平面視した場合のヒューズ部112と重なるように位置する絶縁層105を1μm以上の厚さで形成することが好ましい。本実施形態では、配線パターン104を被覆しつつ、ヒューズ部112を切断しやすくするために、絶縁層105を例えば2μmの厚さで形成している。 Since the insulating layer 105 is a layer for insulating the wiring pattern 104 and the heating resistor layer 107 , it is formed thicker than the wiring pattern 104 . Moreover, the insulating layer 105 made of SiO, which has a high heat storage property, also serves as a heat storage layer, and affects heat dissipation by the heating resistor element 108 and the fuse portion 112 . Therefore, in order to improve the energy efficiency when driving the heat generating resistor element 108 during liquid ejection and to improve the disconnectability of the fuse portion 112, it is preferable that the insulating layer 105 is thick. In particular, in order to easily reach the temperature at which the fuse portion 112 is melted, it is preferable to form the insulating layer 105 with a thickness of 1 μm or more so as to overlap the fuse portion 112 when the substrate 11 is viewed from above. . In this embodiment, the insulating layer 105 is formed with a thickness of 2 μm, for example, in order to cover the wiring pattern 104 and facilitate disconnection of the fuse portion 112 .

絶縁層105の表面上には、TaSiNなどからなる発熱抵抗体層107が設けられている。発熱抵抗体層107のうち両端に接続されたプラグ106を介して電流が流れる部分が発熱抵抗素子108として機能する。発熱抵抗体層107は例えばSiNからなる厚さ200nmの絶縁層110で覆われている。さらにその上には、発熱抵抗素子108を覆う被覆部としての保護層111が設けられている。本実施形態では、保護層111は、一例として、絶縁層110の側から順に30nmのタンタル(Ta)、60nmのIrの2層が積層されて構成されている。このうち、Ir層の液体と接する部分が上述の上部電極131として機能する。また、Ta層は絶縁層110とIr層との密着性を高める役割を有している。発熱抵抗素子108と保護層111とは、絶縁層110によって電気的に絶縁されている。 A heating resistor layer 107 made of TaSiN or the like is provided on the surface of the insulating layer 105 . A portion of the heating resistor layer 107 through which current flows through plugs 106 connected to both ends functions as a heating resistor element 108 . The heating resistor layer 107 is covered with an insulating layer 110 made of, for example, SiN and having a thickness of 200 nm. Further thereon, a protective layer 111 is provided as a covering portion that covers the heating resistor element 108 . In this embodiment, as an example, the protective layer 111 is configured by laminating two layers of 30 nm tantalum (Ta) and 60 nm Ir in order from the insulating layer 110 side. Of these, the portion of the Ir layer that is in contact with the liquid functions as the upper electrode 131 described above. In addition, the Ta layer has a role of enhancing adhesion between the insulating layer 110 and the Ir layer. The heating resistor element 108 and the protective layer 111 are electrically insulated by the insulating layer 110 .

また、絶縁層110の上側には、ヒューズ部112、個別配線113、共通配線114が設けられている。本実施形態では、プロセスコストを抑えるために、ヒューズ部112、個別配線113、共通配線114は、同じ材料を用いて積層方向において同じ層として形成されている。具体的には、ヒューズ部112、個別配線113、共通配線114は、3層の積層体として構成されており、例えば、絶縁層110の側から30nmのTa、60nmのIr、70nmのTaの3層構成としている。このうち、絶縁層110の側Ta層とIr層の2層は保護層111と積層方向において同じ層から形成されており、プロセスコストをより抑えた構成となっている。 A fuse portion 112 , an individual wiring 113 and a common wiring 114 are provided on the upper side of the insulating layer 110 . In this embodiment, the fuse section 112, the individual wiring 113, and the common wiring 114 are formed as the same layer in the stacking direction using the same material in order to reduce the process cost. Specifically, the fuse portion 112, the individual wiring 113, and the common wiring 114 are configured as a three-layer laminate. It has a layered structure. Of these layers, the two layers of the Ta layer and the Ir layer on the side of the insulating layer 110 are formed from the same layer as the protective layer 111 in the stacking direction, thereby further suppressing the process cost.

また、上述のように、ヒューズ部112は、液室121の外側の領域、すなわち、流路形成部材120の液室121を形成する壁120aから、液室121とは反対側に離れた位置に設けられている(図4(b))。 In addition, as described above, the fuse portion 112 is located in a region outside the liquid chamber 121, that is, at a position away from the wall 120a forming the liquid chamber 121 of the flow path forming member 120 on the side opposite to the liquid chamber 121. provided (FIG. 4(b)).

ここで、ヒューズ部112は、耐液性(耐インク性)の高い絶縁層である被覆層115で覆われている。この構成に伴う効果について説明する。 Here, the fuse portion 112 is covered with a coating layer 115 that is an insulating layer with high liquid resistance (ink resistance). Effects associated with this configuration will be described.

ヒューズ部112が液体と接する構成であると、液体によって変質が生じる恐れがある。なお、ヒューズ部112が液室121の外部に設けられている構成であっても、印字時や吐出口面のワイピング時に液体が吐出口面をつたって液体が侵入する恐れがある。これにより、ヒューズ部112が液体と接触して変質する可能性がある。具体的には、Taを含むヒューズ部112が液体に接していると、正の電位が印加されることで液体との電気化学反応が生じて陽極酸化が起きる恐れがある。また、負の電位が印加されることで水素が発生し、ヒューズ部112がこの水素を吸蔵してヒューズ部112を構成する材料の脆化が生じる恐れがある。 If the fuse portion 112 is configured to be in contact with liquid, there is a risk that the liquid may cause deterioration. Even if the fuse portion 112 is provided outside the liquid chamber 121, there is a possibility that the liquid may enter through the ejection port surface during printing or wiping of the ejection port surface. As a result, the fuse portion 112 may come into contact with the liquid and deteriorate. Specifically, when the fuse portion 112 containing Ta is in contact with liquid, the application of a positive potential may cause an electrochemical reaction with the liquid, resulting in anodic oxidation. In addition, hydrogen is generated by applying a negative potential, and the fuse portion 112 absorbs this hydrogen, which may cause embrittlement of the material forming the fuse portion 112 .

このようにヒューズ部112が変質すると、発熱抵抗素子108と上部電極131とが導通した際に、ヒューズ部112を切断して導通された上部電極131を共通配線114から電気的に分離するというヒューズ部112の機能が損なわれる恐れがある。 When the fuse portion 112 is degraded in this manner, the fuse portion 112 is cut to electrically separate the conductive upper electrode 131 from the common wiring 114 when the heating resistor element 108 and the upper electrode 131 are electrically connected. The function of the part 112 may be impaired.

ここで、ヒューズ部112は、上述のような上部電極131へのコゲの付着抑制や上部電極131に付着したコゲを除去するクリーニングを行う際に、共通配線114から供給される電位を上部電極131へ印加するための配線としても機能する。そのため、ヒューズ部112の変質が生じると、上部電極131への電位の印加が不安定になる可能性があり、長期にわたって安定してコゲの付着を抑制したりクリーニングを行ったりすることが困難となる恐れもある。 Here, the fuse section 112 applies the potential supplied from the common wiring 114 to the upper electrode 131 when performing cleaning for suppressing adhesion of kogation to the upper electrode 131 and removing kogation adhering to the upper electrode 131 as described above. It also functions as a wiring for applying to . Therefore, if the fuse portion 112 is degraded, the potential applied to the upper electrode 131 may become unstable, making it difficult to stably suppress the adhesion of burnt deposits over a long period of time and perform cleaning. There is also a fear that

そこで、上述のようにヒューズ部112を覆う耐液性の高い被覆層115を設けることで、ヒューズ部112が液体によって変質する恐れを抑えることができる。これにより、発熱抵抗素子108と上部電極131とが導通した際に、ヒューズ部112を切断して導通された上部電極131を共通配線114から電気的に分離するというヒューズ部112の機能を維持することができる。また、長期にわたって安定してコゲの付着を抑制したりクリーニングを行ったりすることができる。 Therefore, by providing the highly liquid-resistant coating layer 115 that covers the fuse portion 112 as described above, it is possible to prevent the fuse portion 112 from being degraded by the liquid. This maintains the function of the fuse portion 112, which disconnects the fuse portion 112 and electrically isolates the conductive upper electrode 131 from the common wiring 114 when the heating resistor element 108 and the upper electrode 131 are electrically connected. be able to. In addition, it is possible to stably suppress the adhesion of burnt deposits and perform cleaning over a long period of time.

なお、コゲの付着抑制やクリーニングの際には、個別配線113や共通配線114も上部電極131へ電位を印加するための配線として機能するため、個別配線113や共通配線114も被覆層115に覆われていてもよい。なお、図6に示す構成では、個別配線113を構成する層のうち、被覆層115側のTa層の液室121内の側端部が液体と接している。このように数10nm程度と薄膜であるTa層の側端部が液体と接していても液体による変質の影響は少なく、配線としての機能を長期的に維持することができる。また、このような構成であると、被覆層115とこれに接するTa層とを同じ工程で除去する(図7(g))ことができるため、製造工程の負荷を抑えることができる。 It should be noted that the individual wirings 113 and the common wirings 114 also function as wirings for applying a potential to the upper electrode 131 when suppressing adhesion of burnt deposits and cleaning, so that the individual wirings 113 and the common wirings 114 are also covered with the coating layer 115 . It may be In the structure shown in FIG. 6, among the layers constituting the individual wiring 113, the side end of the Ta layer on the coating layer 115 side in the liquid chamber 121 is in contact with the liquid. Thus, even if the side edges of the Ta layer, which is a thin film of several tens of nanometers, are in contact with the liquid, there is little influence of deterioration due to the liquid, and the wiring function can be maintained for a long period of time. Moreover, with such a configuration, the coating layer 115 and the Ta layer in contact therewith can be removed in the same process (FIG. 7(g)), so the load in the manufacturing process can be reduced.

また、ヒューズ部112の周辺の絶縁層105や絶縁層110も被覆層115に覆われた構成とすることで、絶縁層105や絶縁層110の液体への溶出を抑えることができる。 In addition, by covering the insulating layer 105 and the insulating layer 110 around the fuse portion 112 with the covering layer 115, elution of the insulating layer 105 and the insulating layer 110 into the liquid can be suppressed.

なお、被覆層115は耐液性(耐インク性)を有していればどのような材料であっても良いが、個別配線113や共通配線114の上側には液室121を形成するための流路形成部材120が積層される。そのため、被覆層115は耐液性を有し、さらに流路形成部材120との密着性にも優れた材料で形成することが好ましい。例えば、有機材料を含む流路形成部材120を用いる場合、これと密着性が高く、耐液性に優れたSiCやSiCNといった、少なくとも珪素と炭素とを含む被覆層115を用いることが好ましい。特に、ヒューズ部112を液体から保護するために、この被覆層115の厚さは50nm以上であることが好ましい。また、SiCNを含む被覆層115は、SiCで構成された被覆層115と比べて絶縁性が高いため、発熱抵抗素子108と上部電極131とが導通した際の陽極酸化が抑えられ、流路形成部材120の剥がれの懸念も少ないため、より好ましい。本実施形態では、被覆層115はSiCNを用いて形成する。 The coating layer 115 may be made of any material as long as it has liquid resistance (ink resistance). The flow path forming members 120 are laminated. Therefore, it is preferable that the coating layer 115 is made of a material that has liquid resistance and also has excellent adhesion to the flow path forming member 120 . For example, when using the flow path forming member 120 containing an organic material, it is preferable to use the coating layer 115 containing at least silicon and carbon, such as SiC or SiCN, which has high adhesion to this and excellent liquid resistance. In particular, in order to protect the fuse portion 112 from liquid, the thickness of the coating layer 115 is preferably 50 nm or more. In addition, since the coating layer 115 containing SiCN has a higher insulating property than the coating layer 115 made of SiC, anodic oxidation is suppressed when the heating resistor element 108 and the upper electrode 131 are electrically connected to each other, thereby forming a flow path. This is more preferable because there is less concern about peeling of the member 120 . In this embodiment, the coating layer 115 is formed using SiCN.

また、ヒューズ部112の上側に位置する流路形成部材120に貫通口120bが形成されていてもよい。すなわち、記録素子基板10を平面視した場合に、ヒューズ部112と重なる位置に貫通口120bが流路形成部材120に形成されていてもよい。これにより、発熱抵抗素子108と上部電極131とが導通した場合に、貫通口120bが形成されていない場合と比べて流路形成部材120側への放熱を抑えることができ、ヒューズ部112の温度が上昇しやすくなり、ヒューズ部112が切断されやすくなる。このような貫通口120bが形成されていると、吐出口面側から液体が侵入し、液体が溜まる恐れがあるが、ヒューズ部112は耐液性の高い被覆層115で覆われているため、ヒューズ部112の液体による変質の恐れを抑えることができる。なお、ヒューズ部112と貫通口120bとの位置関係は、記録素子基板10を平面視した場合に、両者の少なくとも一部が互いに重複していればよい。ヒューズ部112の切断性を高めるには、記録素子基板10を平面視した場合に、ヒューズ部112の全体が貫通口120bの範囲内に含まれるように設けられていることがより好ましい。 Further, a through hole 120 b may be formed in the flow path forming member 120 positioned above the fuse portion 112 . That is, the through-hole 120b may be formed in the flow path forming member 120 at a position overlapping the fuse portion 112 when the recording element substrate 10 is viewed from above. As a result, when the heating resistor element 108 and the upper electrode 131 are electrically connected, the heat radiation to the flow path forming member 120 side can be suppressed compared to the case where the through hole 120b is not formed, and the temperature of the fuse portion 112 can be reduced. is likely to rise, and the fuse portion 112 is likely to be disconnected. If such a through-hole 120b is formed, there is a risk that liquid will enter from the ejection port side and accumulate there. It is possible to suppress the possibility that the fuse part 112 is altered by the liquid. As for the positional relationship between the fuse portion 112 and the through hole 120b, when the recording element substrate 10 is viewed from above, at least a part of the two may overlap each other. In order to enhance the disconnectability of the fuse portion 112, it is more preferable that the fuse portion 112 is provided so that the entire fuse portion 112 is included within the range of the through hole 120b when the recording element substrate 10 is viewed from above.

なお、ヒューズ部112上に被覆層115が設けられていると、被覆層115および流路形成部材120が設けられていない構成と比べて放熱が生じやすくなり、ヒューズ部112が切断されにくくなる。そこで、放熱の影響を抑えるために、被覆層115を厚さ300nm以下とすることが好ましい。また、上述のようにヒューズ部112の基材101側に蓄熱性の高いSiOからなる1μm以上と厚い絶縁層105を設けることで、ヒューズ部112の切断性を確保することができる。 Note that when the covering layer 115 is provided on the fuse portion 112, heat is more easily dissipated than in a configuration in which the covering layer 115 and the flow path forming member 120 are not provided, and the fuse portion 112 is less likely to be disconnected. Therefore, it is preferable to set the thickness of the coating layer 115 to 300 nm or less in order to suppress the influence of heat dissipation. Further, as described above, by providing the insulating layer 105 made of SiO having high heat storage property and having a thickness of 1 μm or more on the substrate 101 side of the fuse portion 112 , the disconnectability of the fuse portion 112 can be ensured.

また、本実施形態のように、被覆層115は、共通配線114や絶縁層110を被覆していていもよい。これにより、共通配線114の変質や絶縁層110の液体への溶出を抑えることができる。 Further, the covering layer 115 may cover the common wiring 114 and the insulating layer 110 as in this embodiment. As a result, deterioration of the common wiring 114 and elution of the insulating layer 110 into the liquid can be suppressed.

(記録素子基板の製造方法)
次に、図7(a)から図7(i)を用い、本実施形態における記録素子基板(液体吐出ヘッド)の製造工程について説明する。図7は図6に示した断面図に対応する図である。
(Manufacturing method of recording element substrate)
Next, the manufacturing process of the recording element substrate (liquid discharge head) according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 7(a) to 7(i). FIG. 7 is a diagram corresponding to the cross-sectional view shown in FIG.

まず、駆動素子や駆動素子駆動用の配線(不図示)が形成されたシリコン基材101の上側に絶縁層103を成膜し、その上に配線パターン104を形成する(図7(a))。 First, an insulating layer 103 is formed on the upper side of a silicon substrate 101 on which driving elements and wiring (not shown) for driving the driving elements are formed, and wiring patterns 104 are formed thereon (FIG. 7A). .

次に、絶縁層105を成膜し、CMP法により絶縁層105の表面を平坦化する(図7(b))。 Next, an insulating layer 105 is formed, and the surface of the insulating layer 105 is flattened by CMP (FIG. 7B).

次に、絶縁層105にスルーホールを形成し、少なくともスルーホールが埋まるようにCVD法でプラグ材料を成膜する。更に、CMP法で絶縁層105の表面を平坦化することにより、プラグ106を形成する(図7(c))。 Next, a through hole is formed in the insulating layer 105, and a film of a plug material is formed by the CVD method so as to fill at least the through hole. Further, the surface of the insulating layer 105 is flattened by CMP to form plugs 106 (FIG. 7(c)).

次に、発熱抵抗体層107、続いて例えばアルミニウムと銅の合金からなる金属層109をスパッタにより形成し、この金属層109をパターニングする。その後、金属層109をマスクとして用いて発熱抵抗体層107をパターニングする。続いて、発熱抵抗体層107をパターニングする際のマスクとして用いた金属層の部分をウェットエッチングで除去する(図7(d))。 Next, a heating resistor layer 107 and then a metal layer 109 made of an alloy of aluminum and copper, for example, are formed by sputtering, and this metal layer 109 is patterned. After that, the heating resistor layer 107 is patterned using the metal layer 109 as a mask. Subsequently, the portion of the metal layer used as a mask for patterning the heating resistor layer 107 is removed by wet etching (FIG. 7(d)).

次に、発熱抵抗体層107と金属層109とを覆うように絶縁層110を設ける(図7(e))。 Next, an insulating layer 110 is provided so as to cover the heating resistor layer 107 and the metal layer 109 (FIG. 7(e)).

さらにその上に、絶縁層110の側から、Ta層、Ir層、Ta層の3つの層の金属積層膜118をそれぞれスパッタ法で形成してパターニングを行う。これにより、上部電極131、個別配線113、ヒューズ部112、共通配線114、対向電極132(図4(b))、対向電極用の共通配線134(図4(b))を形成する(図7(f))。 Furthermore, a metal laminated film 118 of three layers, a Ta layer, an Ir layer, and a Ta layer, is formed thereon from the insulating layer 110 side by sputtering, and patterning is performed. Thereby, the upper electrode 131, the individual wiring 113, the fuse portion 112, the common wiring 114, the counter electrode 132 (FIG. 4B), and the common wiring 134 for the counter electrode (FIG. 4B) are formed (FIG. 7). (f)).

その後、SiCNからなる被覆層115を成膜し、上部電極131、対向電極132を露出させるため、これらの上に位置する被覆層115と、3層の金属積層膜118のうちの最表面のタンタル膜をドライエッチングにより除去する(図7(g))。 After that, a covering layer 115 made of SiCN is formed, and in order to expose the upper electrode 131 and the counter electrode 132, the covering layer 115 located thereon and the tantalum on the outermost surface of the three-layered metal laminated film 118 are deposited. The film is removed by dry etching (FIG. 7(g)).

その後、端子16を形成するために、金属層109の上に位置する被覆層115と絶縁層110とに開口を形成し、金属層109と導通するように、例えば、図の上側にAu、その下側にTiWとが積層されたパッド形成部材117を設ける(図7(h))。 After that, in order to form the terminals 16, openings are formed in the covering layer 115 and the insulating layer 110 located on the metal layer 109, and are electrically connected to the metal layer 109. A pad forming member 117 laminated with TiW is provided on the lower side (FIG. 7(h)).

最後に、図7(i)のように、発熱抵抗素子108の上側に液体を導入するための液室121を形成するための流路形成部材120を作製する。例えば、感光性有機材料を、スピンコート法にて5μmの厚さで塗布し、所定の部分のみを露光し、更にその上から感光性有機材料を5μm厚にて成膜後露光する。最後に2つの感光性有機材料を一括現像して、熱硬化させることで中空構造を伴う流路を形成することができる。 Finally, as shown in FIG. 7(i), a flow path forming member 120 for forming a liquid chamber 121 for introducing liquid above the heating resistor element 108 is produced. For example, a photosensitive organic material is applied to a thickness of 5 μm by a spin coating method, and only predetermined portions are exposed. Finally, the two photosensitive organic materials are collectively developed and thermally cured to form a channel with a hollow structure.

また、流路形成部材120にヒューズ部112の上側に位置する貫通口120bを形成する場合は、液室121や吐出口13を形成する際に合わせて貫通口120bを形成することが製造工程の負荷を抑えられるため好ましい。 Further, when forming the through-hole 120b located above the fuse portion 112 in the flow path forming member 120, forming the through-hole 120b in accordance with the formation of the liquid chamber 121 and the ejection port 13 is a manufacturing process. It is preferable because the load can be suppressed.

(検証試験)
以下、本発明の効果を確認するために行った複数の検証試験について説明する。
(verification test)
A plurality of verification tests conducted to confirm the effects of the present invention will be described below.

実施例の記録素子基板(液体吐出ヘッド)として、上述した図6に示す記録素子基板を図7に示した工程を経て作製した。 As the recording element substrate (liquid ejection head) of the example, the recording element substrate shown in FIG. 6 was manufactured through the process shown in FIG.

<吐出耐久試験>
この実施例の記録素子基板に、顔料シアンインクを充填し、吐出耐久試験を行った。まず、上部電極131に負電位に帯電した粒子が付着することを抑えることでコゲを抑制するため、対向電極132が陽極になるように対向電極132に+1.0Vの電位を付与し、上部電極131と対向電極132との間に電圧を印加した。この状態で、発熱抵抗素子108に吐出のための電位を印加して記録素子基板に(10^9)回の吐出動作を行わせた。
<Discharge durability test>
The printing element substrate of this example was filled with pigment cyan ink, and an ejection durability test was conducted. First, in order to suppress adhesion of negatively charged particles to the upper electrode 131 to suppress kogation, a potential of +1.0 V is applied to the counter electrode 132 so that the counter electrode 132 becomes an anode. A voltage was applied between 131 and the counter electrode 132 . In this state, a potential for ejection was applied to the heating resistor element 108 to cause the recording element substrate to perform the ejection operation (10̂9) times.

その後、液室121内をクリアインクで置換して表面状態を観察すると、上部電極131の表面にコゲや付着物が確認された。そこで、顔料シアンインクを再度充填し、上部電極131側が陽極になるように上部電極131に+5.0Vの電位を付与し、上部電極131と対向電極132との間に電圧を印加してクリーニング処理を行った。この際、インクの固着を防ぐために、上部電極131と対向電極132との間で極性を繰り返し反転させながら処理を行った。 Thereafter, when the inside of the liquid chamber 121 was replaced with clear ink and the surface condition was observed, kogation and deposits were confirmed on the surface of the upper electrode 131 . Therefore, the pigment cyan ink is filled again, a potential of +5.0 V is applied to the upper electrode 131 so that the upper electrode 131 side becomes the anode, and a voltage is applied between the upper electrode 131 and the counter electrode 132 to perform cleaning processing. did At this time, in order to prevent the ink from sticking, the treatment was performed while repeatedly reversing the polarity between the upper electrode 131 and the counter electrode 132 .

続いて、同じ記録素子基板を用いて、吐出動作(10^9)回分とクリーニング処理を1サイクルとして、5サイクル行った。 Subsequently, using the same recording element substrate, five cycles were performed, each cycle including (10̂9) ejection operations and cleaning processing.

5サイクル終了した後に、画像データに従って通常の記録動作を行ったところ、良好な品位の出力画像が確認された。 After five cycles were completed, a normal printing operation was performed according to the image data, and an output image of good quality was confirmed.

再度、液室121内をクリアインクで置換して観察したところ、流路形成部材120の基板11からの浮きや、個別配線113の変色や割れは観察されなかった。さらに、ヒューズ部112周辺を観察したところ、SiCNからなる被覆層115は、浮いたり剥がれたりすることなくヒューズ部周辺を覆っており、ヒューズ部は初期と同様の状態を保っていることがわかった。 When the inside of the liquid chamber 121 was again replaced with clear ink and observed, no lifting of the flow path forming member 120 from the substrate 11 and no discoloration or cracking of the individual wiring 113 were observed. Furthermore, when the surroundings of the fuse portion 112 were observed, it was found that the covering layer 115 made of SiCN covered the surroundings of the fuse portion without floating or peeling off, and the fuse portion maintained the same state as the initial state. .

<TEG形態でのヒューズ部の切断実験>
ヒューズ部112の下方側、すなわち基材101側のSiOの膜厚とヒューズ部112を切断可能な電流値との関係についてTEG形態にて検証した。
<Breaking Experiment of Fuse Portion in TEG Mode>
The relationship between the film thickness of SiO on the lower side of the fuse portion 112, that is, the side of the substrate 101, and the current value capable of disconnecting the fuse portion 112 was verified in the form of TEG.

サンプル1として、シリコン基板上にSiOが100nmの厚さで形成された基板に対し、PECVDにてSiOを2μmの厚さで形成し、続けてSiNを200nmの厚さで成膜した。その上に、Ta30nm、Ir60nm、Ta70nmを連続してスパッタ成膜し、積層膜を形成した。さらに、この積層膜を厚さ150nmのSiCNで覆う構成とした。さらに、このTa/Ir/Taの積層膜に対し、ヒューズ部とヒューズ部に電圧を印加するためのパッドとを形成するためのパターニングを行い、サンプル1を作製した。 As sample 1, SiO was formed to a thickness of 2 μm by PECVD on a silicon substrate on which SiO was formed to a thickness of 100 nm, followed by forming a SiN film to a thickness of 200 nm. Then, 30 nm of Ta, 60 nm of Ir, and 70 nm of Ta were successively deposited by sputtering to form a laminated film. Furthermore, this laminated film was covered with SiCN having a thickness of 150 nm. Further, the Ta/Ir/Ta laminated film was patterned to form a fuse portion and a pad for applying a voltage to the fuse portion, and a sample 1 was produced.

サンプル2として、サンプル1のPECVDで形成した厚さ2μmのSiOを厚さ1μmとしたTEGを作製した。その他はサンプル1と同様の構成とした。 As a sample 2, a TEG having a thickness of 1 μm was prepared from the 2 μm-thick SiO formed by PECVD of the sample 1. FIG. Other than that, the configuration was the same as that of the sample 1.

サンプル3として、サンプル1のPECVDで形成した厚さ2μmのSiOを設けない構成とし、その他はサンプル1と同様の構成であるTEGを作製した。すなわち、サンプル3は、ヒューズ部112のシリコン基板側に、厚さ100nmのSiOが形成された構成とした。 As a sample 3, a TEG having the same structure as the sample 1 except that the 2 μm-thick SiO formed by PECVD of the sample 1 was not provided was manufactured. That is, the sample 3 had a structure in which SiO having a thickness of 100 nm was formed on the silicon substrate side of the fuse portion 112 .

サンプル1、サンプル2、サンプル3に対し、電源を用いてヒューズ部の両端にかける電圧値を変え、ヒューズ部の切断特性を調べた。サンプル1はヒューズ部に50mA程度の電流が流れたところでヒューズ部が切断された。サンプル2はヒューズ部に60mA程度の電流が流れたところでヒューズ部が切断された。サンプル3は60mA程度の電流では切断されず、ヒューズ部を流れる電流値が100mA程度で、ヒューズ部が切断された。ヒューズ部の切断性からはSiOの膜厚が1μm以上であることが好ましいことがわかった。 For Sample 1, Sample 2, and Sample 3, the voltage value applied to both ends of the fuse portion was changed using a power source, and the disconnection characteristics of the fuse portion were examined. In the sample 1, the fuse section was blown when a current of about 50 mA flowed through the fuse section. In sample 2, the fuse was cut when a current of about 60 mA flowed through the fuse. Sample 3 was not cut at a current of about 60 mA, and the fuse was cut at a current value of about 100 mA flowing through the fuse. It was found that the film thickness of SiO is preferably 1 μm or more in terms of cutability of the fuse portion.

<断線試験>
吐出耐久試験で用いた実施例の記録素子基板を用い、任意の発熱抵抗素子108に通常吐出時の電圧の5倍のパルス電圧をかけ、故意に断線を発生させた。断線した発熱抵抗素子108上の上部電極131につながるヒューズ部112は溶断していた。電気検査を行ったところ、断線した発熱抵抗素子108上の上部電極131は、他の発熱抵抗素子108から電気的に分離されていることを確認できた。
<Disconnection test>
Using the recording element substrate of the example used in the ejection durability test, a pulse voltage five times the voltage during normal ejection was applied to an arbitrary heating resistor element 108 to intentionally cause disconnection. The fuse portion 112 connected to the upper electrode 131 on the broken heating resistor element 108 was melted. An electrical test confirmed that the upper electrode 131 on the broken heating resistor element 108 was electrically separated from the other heating resistor elements 108 .

その後、他の発熱抵抗素子108で通常の印字を行ったところ、安定した吐出動作を維持することが可能であった。 After that, when normal printing was performed with another heating resistor element 108, it was possible to maintain a stable ejection operation.

11 基板(液体吐出ヘッド用基板)
108 発熱抵抗素子
101 基材
110 絶縁層
111 保護層(被覆部)
112 ヒューズ部
113 個別配線
114 共通配線
115 絶縁層(被覆層)
120 流路形成部材
11 substrate (substrate for liquid ejection head)
108 Heating resistance element 101 Base material 110 Insulating layer 111 Protective layer (coating portion)
112 fuse portion 113 individual wiring 114 common wiring 115 insulating layer (coating layer)
120 channel forming member

Claims (16)

液体を吐出するために発熱する第1発熱抵抗素子および第2発熱抵抗素子を備える基材と、
前記第1発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第1被覆部と、
前記第2発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第2被覆部と、
前記第1発熱抵抗素子と前記第1被覆部との間および前記第2発熱抵抗素子と前記第2被覆部との間に配された絶縁層と、
前記基材の前記第1被覆部が設けられる側に設けられたヒューズ部と、
前記ヒューズ部を介して前記第1被覆部に電気的に接続され、前記第1被覆部と前記第2被覆部とを電気的に接続するための共通配線と、
前記第1被覆部と前記ヒューズ部とを電気的に接続し、液体吐出ヘッド用基板における積層方向において前記ヒューズ部と同じ層に設けられた個別配線と、
互いに隣接して設けられ、液体を流すための第1開口および第2開口と、
を有する液体吐出ヘッド用基板において、
少なくとも珪素と炭素とを含み、前記ヒューズ部を被覆する被覆層を有するとともに、
前記液体吐出ヘッド用基板を平面視した場合に、前記第1開口と前記第2開口とが隣接する方向と交差する方向において、前記第1発熱抵抗素子、前記第1開口、前記共通配線がこの順に配置されており、
前記個別配線は、前記第1開口と前記第2開口との間の領域を通って配置されており、
前記ヒューズ部は、前記領域よりも前記共通配線の側に位置することを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。
a substrate comprising a first heating resistor element and a second heating resistor element that generate heat to eject a liquid;
a conductive first coating covering the first heating resistor element;
a conductive second coating covering the second heating resistor element;
an insulating layer disposed between the first heating resistor element and the first covering portion and between the second heating resistor element and the second covering portion;
a fuse portion provided on the side of the substrate on which the first covering portion is provided;
a common wiring electrically connected to the first covering portion via the fuse portion and for electrically connecting the first covering portion and the second covering portion;
an individual wiring that electrically connects the first covering portion and the fuse portion and is provided in the same layer as the fuse portion in the stacking direction of the liquid ejection head substrate;
a first opening and a second opening adjacent to each other for liquid flow;
In a liquid ejection head substrate having
a covering layer containing at least silicon and carbon and covering the fuse portion ;
When the liquid ejection head substrate is viewed from above, the first heat generating resistor element, the first opening, and the common wiring are arranged in a direction intersecting the direction in which the first opening and the second opening are adjacent to each other. are arranged in order
The individual wiring is arranged through a region between the first opening and the second opening,
The liquid discharge head substrate, wherein the fuse portion is located closer to the common wiring than the region .
前記被覆層はSiCNを含む、請求項1に記載の液体吐出ヘッド用基板。 2. The liquid ejection head substrate according to claim 1, wherein said coating layer contains SiCN. 前記基材は、前記液体吐出ヘッド用基板を平面視した場合に、前記ヒューズ部と重なる位置に厚さ1μm以上のSiOを含む層を備える、請求項1または請求項2に記載の液体吐出ヘッド用基板。 3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the base material includes a layer containing SiO having a thickness of 1 μm or more at a position overlapping with the fuse portion when the liquid ejection head substrate is viewed from above. substrate. 前記ヒューズ部はタンタルを含む、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 4. The liquid ejection head substrate according to claim 1, wherein said fuse portion contains tantalum. 前記共通配線と前記ヒューズ部とは、前記液体吐出ヘッド用基板における積層方向において同じ層として設けられており、
前記被覆層は前記共通配線を被覆している、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
The common wiring and the fuse section are provided as the same layer in the stacking direction of the liquid ejection head substrate,
5. The liquid ejection head substrate according to claim 1, wherein the covering layer covers the common wiring.
前記共通配線はタンタルを含む請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 6. The liquid ejection head substrate according to claim 1, wherein the common wiring contains tantalum. 前記第1被覆部の、前記第1発熱抵抗素子の側の面と反対側の面は、イリジウムを含む層で構成されている、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 7. The liquid according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface of the first covering portion opposite to the surface facing the first heating resistor element is composed of a layer containing iridium. Substrate for ejection head. 前記ヒューズ部は、前記基材の側からイリジウムを含む層とタンタルを含む層とがこの順に積層された積層体を含み、
前記ヒューズ部の前記イリジウムを含む層と、前記第1被覆部の前記イリジウムを含む層とは、前記液体吐出ヘッド用基板における積層方向において同じ層として構成されている、請求項7に記載の液体吐出ヘッド用基板。
the fuse part includes a laminate in which a layer containing iridium and a layer containing tantalum are laminated in this order from the base material side,
8. The liquid according to claim 7, wherein the iridium-containing layer of the fuse portion and the iridium-containing layer of the first covering portion are configured as the same layer in the stacking direction of the liquid ejection head substrate. Substrate for ejection head.
前記共通配線と前記ヒューズ部とを介して前記第1被覆部に電位を印加可能である、請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 9. The liquid ejection head substrate according to claim 1 , wherein a potential can be applied to said first covering portion through said common wiring and said fuse portion. 前記液体吐出ヘッド用基板を平面視した場合に、前記ヒューズ部の重心と前記第1発熱抵抗素子の重心との距離が、150μm以下である、請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 10. The liquid ejection head substrate according to claim 1 , wherein a distance between the center of gravity of the fuse portion and the center of gravity of the first heating resistor element is 150 μm or less when the liquid ejection head substrate is viewed from above. A substrate for a liquid ejection head as described above. 液体を吐出するために発熱する第1発熱抵抗素子および第2発熱抵抗素子を備える基材と、前記第1発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第1被覆部と、前記第2発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第2被覆部と、前記第1発熱抵抗素子と前記第1被覆部との間および前記第2発熱抵抗素子と前記第2被覆部との間に配された絶縁層と、前記基材の前記第1被覆部が設けられる側に設けられたヒューズ部と、前記ヒューズ部を介して前記第1被覆部に電気的に接続され、前記第1被覆部と前記第2被覆部とを電気的に接続するための共通配線と、を備える液体吐出ヘッド用基板と、
前記液体吐出ヘッド用基板の前記第1被覆部の側に設けられ、流路を形成する壁を備える流路形成部材と、
を有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記液体吐出ヘッド用基板は、前記液体吐出ヘッド用基板の前記第1被覆部の側に設けられ、少なくとも珪素と炭素とを含み、前記ヒューズ部を被覆する被覆層を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
A substrate comprising a first heating resistor element and a second heating resistor element that generate heat to eject a liquid, a conductive first coating covering the first heating resistor element, and the second heating resistor element and an insulating layer disposed between the first heating resistor element and the first coating section and between the second heating resistor element and the second coating section, and a conductive second coating section covering the and a fuse portion provided on the side of the base material on which the first covering portion is provided, and electrically connected to the first covering portion via the fuse portion so that the first covering portion and the second covering portion are electrically connected to each other. a liquid ejection head substrate including a common wiring for electrically connecting the covering portion;
a channel forming member provided on the first covering portion side of the liquid ejection head substrate and having a wall forming a channel;
In a liquid ejection head having
A liquid characterized in that the liquid ejection head substrate has a coating layer provided on the first coating portion side of the liquid ejection head substrate, containing at least silicon and carbon, and covering the fuse portion. ejection head.
前記被覆層はSiCNを含む、請求項11に記載の液体吐出ヘッド。 12. The liquid ejection head according to claim 11 , wherein said coating layer contains SiCN. 前記ヒューズ部はタンタルを含む、請求項11または請求項12に記載の液体吐出ヘッド。 13. The liquid ejection head according to claim 11 , wherein said fuse portion contains tantalum. 前記ヒューズ部は、前記流路の側とは反対側に前記壁から離れた位置に設けられている、請求項11乃至請求項13のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 14. The liquid ejection head according to any one of claims 11 to 13 , wherein the fuse portion is provided at a position away from the wall on the side opposite to the flow path. 前記流路形成部材は、前記液体吐出ヘッド用基板を平面視した場合に前記ヒューズ部と重なる位置に貫通口を備え、
前記被覆層は前記貫通口から露出する面を備える、請求項11乃至請求項14のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
The flow path forming member has a through hole at a position overlapping the fuse portion when the liquid ejection head substrate is viewed from above,
15. The liquid ejection head according to any one of claims 11 to 14 , wherein said coating layer has a surface exposed from said through-hole.
前記共通配線と前記ヒューズ部とを介して前記第1被覆部に電位を印加可能である、請求項11乃至請求項15のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 16. The liquid ejection head according to any one of claims 11 to 15 , wherein a potential can be applied to said first covering portion via said common wiring and said fuse portion.
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