| 【発明の名称】 |
サーマルインクジェットヘッド及びサーマルインクジェットヘッドの抵抗値調整方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】元 洋一
【住所又は居所】鹿児島県姶良郡隼人町内９９９番地３ 京セラ株式会社鹿児島隼人工場内
|
| 【要約】 |
【課題】記録紙に歪みの少ない鮮明な画像を形成することができ、しかも構成を簡素に維持しつつ記録速度の高速化にも供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を提供する。
【解決手段】ベースプレート２の上面に、抵抗薄膜からなる多数の発熱素子３と、該発熱素子に電気的に接続される給電配線４とを被着させてなるヘッド基板１上に、前記発熱素子３に対応する多数のインク吐出孔８を有する天板７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９を充填してなるサーマルインクジェットヘッドにおいて、前記発熱素子３の電気抵抗値は、対応するインク吐出孔８が、該インク吐出孔８の直下に位置する保護膜表面との間の距離が近いものほど大きな値に設定する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ベースプレートの上面に、抵抗薄膜からなる多数の発熱素子と、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、これら発熱素子及び給電配線を保護膜で被覆してなるヘッド基板上に、前記発熱素子に対応する多数のインク吐出孔を有する天板を間に所定の間隙を形成するように配設するとともに、該間隙にインクを充填してなるサーマルインクジェットヘッドにおいて、前記発熱素子の電気抵抗値は、対応するインク吐出孔が、該インク吐出孔の直下に位置する保護膜の表面に対して近いものほど大きな値に設定されていることを特徴とするサーマルインクジェットヘッド。
【請求項２】前記発熱素子の電気抵抗値は、パルストリミング法により調整されていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルインクジェットヘッド。
【請求項３】ベースプレートの上面に、抵抗薄膜からなる多数の発熱素子と、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、これら発熱素子及び給電配線を保護膜で被覆してなるヘッド基板上に、前記発熱素子に対応する多数のインク吐出孔を有する天板を間に所定の間隙を形成するように配設するとともに、該間隙にインクを充填して成るサーマルインクジェットヘッドにおいて、前記発熱素子の電気抵抗値が下記工程１乃至工程３を経て調整されることを特徴とするサーマルインクジェットヘッドの抵抗値調整方法。
工程１：前記インク吐出孔と、その直下に位置する保護膜表面との間の距離を個々に測定する工程。
工程２：工程１で測定されたインク吐出孔と保護膜表面との間の距離に対応するトリミングパルスを選択する工程。
工程３：工程２で選択したトリミングパルスを対応する発熱素子に印加して発熱素子の電気抵抗値を調整する工程。
【請求項４】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対応する発熱素子に印加されることを特徴とする請求項３に記載のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値調整方法。
|
【発明の詳細な説明】【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形成するサーマルインクジェットヘッド及びサーマルインクジェットヘッドの抵抗値調整方法に関するものである。【０００２】
【従来の技術】従来より、記録紙にインク滴を所定パターンに付着させて画像を形成するもの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インクジェットヘッドタイプのものは、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出来ることから、高密度記録に適したものとして注目されている。
【０００４】かかる従来のサーマルインクジェットヘッドは、図７に示す如く、単結晶シリコン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多数の発熱素子２３と、該発熱素子２３に電気的に接続される給電配線２４とを被着してなるヘッド基板２１上に、前記発熱素子２３と１対１に対応する多数のインク吐出孔２８を有する天板２７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、記録紙を天板２７の外表面に沿って搬送しながら、多数の発熱素子２３を外部からの画像データに基づいて個々に選択的に発熱させ、発熱素子２３上のインク２９中に気泡Ａを発生させるとともに、該発生した気泡Ａの圧力でもって発熱素子２３上のインク２９をインク吐出孔２８側へ押し上げ、これをインク滴ｉとしてインク吐出孔２８より外部に向けて吐出させて記録紙に付着させることにより所定の画像が記録される。
【０００５】尚、前記発熱素子２３及び給電配線２４は、従来周知の薄膜形成技術、具体的には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２２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（フォトエッチング）技術にて所定パターンに微細加工することにより形成されていた。
【０００６】また、これら発熱素子２３及び給電配線２４を被覆する保護膜２６は、例えば、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）等を採用することにより、発熱素子２３や給電配線２４等の表面にＳｉＯ2（酸化珪素）やＳｉＯＮ，Ｓｉ3Ｎ4（窒化珪素）等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ていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したサーマルインクジェットヘッドにおいては、発熱素子２３や保護膜２６，天板２７等を形成する際に、成膜条件や製造条件のバラツキ等に起因して抵抗薄膜や保護膜２６，天板２７の厚みが発熱素子２３の配列方向に沿って異なることがある。
【０００８】しかしながら、発熱素子２３の発熱によってインク中に発生した気泡からの圧力は、保護膜２６の表面からインク吐出孔２８までの距離が小さいものほど良好に上方まで伝わりやすいことから、対応するインク吐出孔が保護膜表面に対して近いものほど、インク吐出孔２８より吐出されるインク滴ｉの吐出速度が大きくなる。それ故、全ての発熱素子２３を同一条件で発熱させると、これらインク滴ｉの吐出速度が個々にばらついてインク滴ｉが記録紙に対して異なるタイミングで着弾することとなり、記録紙に対するインク滴ｉの着弾位置にズレを生じて画像に歪みが形成される恐れがあった。
【０００９】そこで上述の欠点を解消するために、各インク吐出孔２８と保護膜２６の表面との間の距離を測定するとともに該測定した距離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、着弾するインク滴ｉのタイミングを均一化することが提案されている。
【００１０】しかしながら、各発熱素子２３への印加電力を補正データを使って調整する場合、全ての発熱素子２３に与える補正データを格納しておくための大きなメモリや複雑な補正回路，電源回路等が別途、必要になり、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が大幅に複雑化する上に、このような補正は印画ライン毎に行なわれることから、記録動作に要する時間が長引いて記録速度の低下を招く欠点が誘発される。
【００１１】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、記録紙に歪みの少ない鮮明な画像を形成することができ、しかも構成を簡素に維持しつつ記録速度の高速化にも供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を提供すること、並びにかかるサーマルインクジェットヘッドが得られるサーマルインクジェットヘッドの抵抗値調整方法を提供することにある。
【００１２】
【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は、ベースプレートの上面に、抵抗薄膜からなる多数の発熱素子と、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、これら発熱素子及び給電配線を保護膜で被覆してなるヘッド基板上に、前記発熱素子に対応する多数のインク吐出孔を有する天板を間に所定の間隙を形成するように配設するとともに、該間隙にインクを充填してなるサーマルインクジェットヘッドにおいて、前記発熱素子の電気抵抗値は、対応するインク吐出孔が、該インク吐出孔の直下に位置する保護膜の表面に対して近いものほど大きな値に設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】また本発明のサーマルインクジェットヘッドは、前記発熱素子の電気抵抗値は、パルストリミング法により調整されていることを特徴とするものである。
【００１４】更に本発明のサーマルインクジェットヘッドの抵抗値調整方法は、ベースプレートの上面に、抵抗薄膜からなる多数の発熱素子と、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、これら発熱素子及び給電配線を保護膜で被覆してなるヘッド基板上に、前記発熱素子に対応する多数のインク吐出孔を有する天板を間に所定の間隙を形成するように配設するとともに、該間隙にインクを充填して成るサーマルインクジェットヘッドにおいて、前記インク吐出孔と、その直下に位置する保護膜表面との間の距離を個々に測定する工程１と、該工程１で測定されたインク吐出孔と保護膜表面との間の距離に対応するトリミングパルスを選択する工程２と、該工程２で選択したトリミングパルスを対応する発熱素子に印加して発熱素子の電気抵抗値を調整することを特徴とするものである。
【００１５】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調整方法は、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対応する発熱素子に印加されることを特徴とするものである。
【００１６】本発明によれば、発熱素子の電気抵抗値を個々に補正して、発熱素子の発する熱エネルギーをインク吐出孔と、その直下に位置する保護膜の表面との間の距離に応じて調整するようにしたことから、インク吐出孔より吐出される全てのインク滴を記録紙に対して略同じタイミングで着弾させることができ、歪みの少ない鮮明な画像を記録することが可能となる。
【００１７】また本発明によれば、発熱素子の電気抵抗値を調整することで全てのインク滴を記録紙に対して略同じタイミングで着弾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，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することができる上に、記録動作中の補正処理等も一切不要で、記録速度の高速化にも供することができる高性能のサーマルインクジェットヘッドを得ることが可能となる。
【００１８】更に本発明によれば、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、トリミングパルスの印加に使用されるプロービング装置の探針（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かかる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のサーマルインクジェットヘッドの断面図であり、同図に示すサーマルインクジェットヘッドは、大略的にヘッド基板１と天板７とで構成され、両部材間にはインク９が充填されている。
【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、直線状に配列した多数の発熱素子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の全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多数の発熱素子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（厚み０．０１μｍ〜０．２μｍ）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は後述するパルストリミング法によって抵抗値補正がなされており、その電気抵抗値は対応する後述のインク吐出孔８が、該インク吐出孔８の直下に位置する保護膜６の表面に対して近いものほど大きな値に設定されている。
【００２６】更に前記発熱素子３に接続されている給電配線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ている。
【００２７】また前記給電配線４は、各々の途中で、且つインク９の充填領域外に、給電配線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。
【００２８】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プロービング装置の探針（プローブ）１２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。
【００２９】尚、前記発熱素子３及び給電配線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行なわれる。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（フォトエッチング）技術にて微細加工することにより発熱素子３及び給電配線４が所定形状にパターニングされる。サーマルインクジェットヘッドの組み立て工程が完了した後で、各発熱素子３の電気抵抗値を後述の調整方法により調整する。
【００３０】また前記給電配線４のパッド５は、給電配線４の所定箇所に従来周知の無電解めっき法等によってニッケルめっきや金めっき等を施すことにより、例えば２μm〜５μmの厚みに被着・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、例えばＳｉＯ2（酸化珪素）やＳｉＯＮ，Ｓｉ3Ｎ4（窒化珪素）等の無機質材料によって例えば０．２μｍ〜２．０μｍの厚みに形成される。
【００３２】この保護膜６は、前記パッド５が露出するように、その端部をパッド５よりも発熱素子３側に位置させてあり、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０．２μｍ〜２０μｍの厚みに被着させることによって形成される。尚、かかる保護膜６を形成する際、あるいは、上述した発熱素子３を形成する際に、成膜条件を一定に保つことは困難であるため、保護膜６や抵抗薄膜の厚みは発熱素子３の形成箇所毎にばらついている。
【００３３】また一方、上述したヘッド基板１上には、間に所定の間隙を形成するようにして天板７が配設される。
【００３４】前記天板７は、ヘッド基板１との間隙に充填されるインク９から成るインク流路を塞ぐためのものであり、かかる天板７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。
【００３５】かかる天板７は、発熱素子３と１対１に対応する多数のインク吐出孔８を有しており、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位置決めされている。
【００３６】前記インク吐出孔８は、インクジェットヘッドの記録動作時、インク中に発生した気泡Ａからの圧力によってインクをインク滴ｉとして記録紙に向けて吐出させるためのものであり、上述した如く、保護膜６や抵抗薄膜の厚みが発熱素子３の形成箇所毎にばらついているため、かかるインク吐出孔８と、その直下に位置する保護膜６の表面との間の距離が個々に異なっている。
【００３７】一方、上述した如く、発熱素子３の電気抵抗値は、対応するインク吐出孔８が、該インク吐出孔８の直下に位置する保護膜６の表面に対して近いものほど大きな値に設定されているため、インク吐出孔８が保護膜表面に対して近いものほど発熱素子３の発する熱エネルギーが小さくなり、吐出されるインク滴ｉの吐出速度が遅くなる。従って、記録動作時、インク吐出孔８より吐出されるインク滴ｉが記録紙に対して略同じタイミングで着弾することとなり、歪みの少ない鮮明な画像を記録することが可能となる。
【００３８】しかもこの場合、前記発熱素子３の電気抵抗値を調整することで全てのインク滴ｉを記録紙に対して略同じタイミングで着弾させるようにしたものであるため、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，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することができる上に、記録動作中の補正処理等も一切不要で、記録速度の高速化にも供することができる高性能のサーマルインクジェットヘッドを得ることが可能となる。
【００３９】このような天板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など種々の材料により形成された板体からなり、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レーザ加工やフォトエッチング技術等を採用することによって孔明けを行い、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をスペーサ等を介してヘッド基板１上に載置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。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】次に上述したサーマルインクジェットヘッドの抵抗値調整方法について図３のフローチャートを用いて説明する。
【００４３】（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。
【００４４】（２）次に、インク吐出孔８と、該インク吐出孔８の直下に位置する保護膜６の表面との間の距離を測定する。
【００４５】前記インク吐出孔８と保護膜表面との間の距離は、例えば、レーザを用いることにより測定される。具体的には、インク吐出孔８の開口部より、その直下の保護膜６に向けてレーザを照射するとともに、該照射されたレーザが保護膜表面で反射したものをフォトセンサーを用いて検出し、しかる後、レーザの照射から検出までに要した時間と、レーザの速度とから前記インク吐出孔８と保護膜表面との間の距離を算出することによって求められ、その精度は例えば±０．１μｍに設定される。
【００４６】（３）次に、（２）の工程で測定されたインク吐出孔８と保護膜表面との間の距離に対応した目標抵抗値を図４に示す換算テーブルより求める。
【００４７】この換算テーブルは、インク吐出孔８と保護膜表面との間の距離を少しずつ異ならせて、実際にインク滴ｉを吐出させることによって得たデータに基づくものであり、同図によれば、例えばインク吐出孔８と保護膜表面との間の距離が１６μmのとき、目標抵抗値は２７５Ωに、インク吐出孔８と保護膜表面との間の距離が２０μmのとき、目標抵抗値は２６５Ωにそれぞれ設定される。
【００４８】（４）次に、発熱素子３の電気抵抗値を、プロービング装置の探針（プローブ）１２等を用いて個々に測定するとともに、該測定値と（２）の工程で得た目標抵抗値とのサーマルヘッドに相当する抵抗値補正幅を求め、しかる後、“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５）から、個々の発熱素子３に印加すべきトリミングパルスのエネルギーを求め、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。
【００４９】尚、測定によって得られた電気抵抗値が目標抵抗値よりも大きい場合は抵抗値を下降させる方向に補正することとなるため、図５（ａ）の線図が用いられ、また測定によって得られた電気抵抗値が目標抵抗値よりも小さい場合は抵抗値を上昇させる方向に補正することとなるため、図５（ｂ）の線図が用いられる。
【００５０】（４）そして最後に、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に印加して発熱素子３の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。
【００５１】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６に示す如くプロービング装置の探針１２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プロービング装置より印加することにより発熱素子３のトリミングが行なわれ、これによって発熱素子３の電気抵抗値が調整される。
【００５２】このとき、トリミングパルスの印加に際してプロービング装置の探針１２を接触させる給電配線４のパッド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、プロービング装置の探針１２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利点もある。
【００５３】かかるパルストリミング法では、例えば、発熱素子３に対しパルス幅（通電時間）が比較的短く、振幅（電圧値）が比較的大きなトリミングパルスを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、この場合、発熱素子３がアニールされて抵抗値の下降現象が起こる。
【００５４】また一方、発熱素子３の抵抗値を上昇させる場合は、例えば、酸素を２ｗｔ％〜１０ｗｔ％含有する保護膜６で発熱素子３を被覆したヘッド基板１が用いられ、発熱素子３に対しパルス幅が比較的長く、振幅が比較的小さなトリミングパルスを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中の酸素と結合させ、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。
【００５５】このとき、発熱素子３をＴａＳｉＯ系抵抗材料により形成し、且つＴａ含有率を５０原子％〜６０原子％に設定しておけば、発熱素子３を形成する抵抗材料の電気抵抗値をパルストリミング法にて調整する際、所定のパルスを印加したとき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。
【００５６】ここで、発熱素子３内のＴａ含有率が６０原子％よりも大きいと、トリミングパルスを印加したときの発熱素子３の抵抗値変動が大きくなって細かな抵抗値調整が困難になる傾向があり、一方、発熱素子３内のＴａ含有率が５０原子％よりも小さいと、トリミングパルスを印加したときの発熱素子３の抵抗値変動が小さいため、発熱素子３の電気抵抗値を大きく変化させる場合に、抵抗値調整に長時間を要してしまう。従って、発熱素子３内のＴａ含有率を５０原子％〜６０原子％に設定しておくことが好ましい。
【００５７】そして、上述のトリミング作業を行った後、トリミングを行った発熱素子３の抵抗値を測定し、その測定値が目標抵抗値に対して十分に近づいていない場合は、抵抗値が許容範囲に入るまで上述のトリミング作業を繰り返し行う。
【００５８】尚、このようなトリミング作業では、抵抗値調整を、抵抗値の下降もしくは上昇のいずれかのみで行っても良いし、抵抗値の下降、上昇の双方で行うようにしても良く、例えば、抵抗値の下降のみで発熱素子３の抵抗値調整を行う場合は、当初の抵抗値が全て目標抵抗値に対し十分に高く設定されるように抵抗薄膜の材料、膜厚等を選択する。
【００５９】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。
【００６０】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。
【００６１】また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、隣合う給電配線４、パッド５間の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】本発明によれば、発熱素子の電気抵抗値を個々に補正して、発熱素子の発する熱エネルギーをインク吐出孔と、その直下に位置する保護膜の表面との間の距離に応じて調整するようにしたことから、インク吐出孔より吐出される全てのインク滴を記録紙に対して略同じタイミングで着弾させることができ、歪みの少ない鮮明な画像を記録することが可能となる。
【００６３】また本発明によれば、発熱素子の電気抵抗値を調整することで全てのインク滴を記録紙に対して略同じタイミングで着弾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，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することができる上に、記録動作中の補正処理等も一切不要で、記録速度の高速化にも供することができる高性能のサーマルインクジェットヘッドを得ることが可能となる。
【００６４】更に本発明によれば、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、トリミングパルスの印加に使用されるプロービング装置の探針（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。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６６３３
【氏名又は名称】京セラ株式会社
【住所又は居所】京都府京都市伏見区竹田鳥羽殿町６番地
|
| 【出願日】 |
平成１４年５月３０日（２００２．５．３０） |
| 【代理人】 |
|
| 【公開番号】 |
特開２００３−３４１０６６（Ｐ２００３−３４１０６６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１２月３日（２００３．１２．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１５６７３１（Ｐ２００２−１５６７３１） |
|