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公開番号2024082989
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2022197251
出願日2022-12-09
発明の名称基板
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類B41J 2/14 20060101AFI20240613BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】耐キャビテーション層が薄くなった場合のガスバリア性の低下を抑制する。
【解決手段】本発明の一実施形態は、液体を吐出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子を形成するための第1層と、前記第1層の上に配され、前記発熱抵抗素子と接続される電気配線として機能する第2層と、前記第1層及び前記第2層を覆う第3層と、前記第3層の上に配され、卑金属で形成された第4層と、前記第4層の上に配され、前記液体と電気化学反応を生じさせるための層であって、前記液体に接する側の第1平均結晶粒径と、前記第4層に接する側の第2平均結晶粒径と、が異なる第5層と、を有する、ことを特徴とする基板である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
液体を吐出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子を形成するための第1層と、
前記第1層の上に配され、前記発熱抵抗素子と接続される電気配線として機能する第2層と、
前記第1層及び前記第2層を覆う第3層と、
前記第3層の上に配され、卑金属で形成された第4層と、
前記第4層の上に配され、前記液体と電気化学反応を生じさせるための層であって、前記液体に接する側の第1平均結晶粒径と、前記第4層に接する側の第2平均結晶粒径と、が異なる第5層と、
を有する、
ことを特徴とする基板。
続きを表示(約 720 文字)【請求項2】
前記第5層は、イリジウムを含む貴金属で形成される、
請求項1に記載の基板。
【請求項3】
前記第1平均結晶粒径と、前記第2平均結晶粒径とは夫々、前記第5層の成膜面方向における長さとしての平均結晶粒径である、
請求項1又は2に記載の基板。
【請求項4】
前記第4層は、前記発熱抵抗素子の上方で前記液体と接触する熱作用部を含む領域に形成される、
請求項1又は2に記載の基板。
【請求項5】
前記第5層は、前記電気化学反応を生じさせるための電極となるように、前記第3層に形成されたスルーホールを介して、前記第2層と電気的に接続されている、
請求項1又は2に記載の基板。
【請求項6】
前記第4層は、タンタルを含む卑金属で形成される、
請求項1又は2に記載の基板。
【請求項7】
前記第1平均結晶粒径は、前記第2平均結晶粒径より大きい、
請求項1又は2に記載の基板。
【請求項8】
前記第1平均結晶粒径は、前記第2平均結晶粒径の2倍以上である、
請求項7に記載の基板。
【請求項9】
前記第1平均結晶粒径は、3.0nmであり、前記第2平均結晶粒径は、1.5nmである、
請求項8に記載の基板。
【請求項10】
前記第5層は、前記第2平均結晶粒径を有する第1の部分と、前記第1平均結晶粒径を有する第2の部分と、を有し、
前記第1の部分と前記第2の部分との間に、無機膜で形成される層が配される、
請求項1又は2に記載の基板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、インクジェット記録方式の記録装置が有する液体吐出ヘッドの製造に関する。
続きを表示(約 1,700 文字)【背景技術】
【0002】
インクジェット記録方式の1つに、熱エネルギーを利用してインク等の液体を発泡させることで高速かつ高画質の記録を可能としたものがある。
【0003】
上述のインクジェット記録方式の記録装置に使用されるヘッド(いわゆる液体吐出ヘッド)は、複数の吐出口と、複数の発熱抵抗素子と、を有する。基板上に設けられる発熱抵抗素子には、一対の電気配線が接続されており、当該一対の電気配線の一端と他端とで挟まれた部分が、実質的な発熱抵抗素子の領域として画定される。電気配線は基板から見て発熱抵抗素子層の裏面、すなわち発熱抵抗素子層の吐出口側の面に設けられている(液体吐出ヘッドの構成、特に発熱抵抗素子周りの構成について、詳しくは図面を用いて後述する。)。
【0004】
電気配線と発熱抵抗素子とを液体から保護するため、電気配線と発熱抵抗素子とは保護膜で覆われている。電気配線から発熱抵抗素子に電流を印加し、発熱抵抗素子を発熱させることで、インク等の液体において膜沸騰が生じる。このときに生じた気泡によって液体が吐出口から吐出し、該吐出された液滴が記録媒体に着弾することで、記録が行われる。このような液体吐出ヘッドにおいては、多数の吐出口と、多数の発熱抵抗素子とを夫々、高密度に配置することが容易であり、これにより高精細な記録画像を得ることができる。
【0005】
ところで、商業用途又は産業用途等で使用される記録装置のように大量の印刷を行う場合には、生産性の向上のために液体吐出ヘッドに従来以上の耐久性が求められる。特に液体を膜沸騰させることによって吐出を行う方式の場合、液体吐出ヘッドの熱作用部は、液体の発泡ないし収縮に伴うキャビテーションによる衝撃などの物理的作用を受ける。また、高温に熱された液体の化学的作用によって、複合的な作用を受ける。
【0006】
そこで、特許文献1、特許文献2には、例えばIrなどの高硬度で、化学的に安定な材料を発熱抵抗素子上の耐キャビテーション層に用いる構成が開示されている。Irのような安定材料を用いた場合、前述の熱作用部ではインクに含まれる色材、添加物などが、高温加熱されることにより分子レベルで分解され、難溶解性の物質に変化し耐キャビテーション層上に物理吸着される現象が生じる。この現象は「コゲ」と称されている。安定した液体の発泡が行われるためには、熱作用部上に堆積したコゲが均一かつ確実に除去されることが重要である。
【0007】
特に、特許文献2には、蓄積したコゲを一連の記録処理の過程で除去するためのクリーニング手法が開示されている。具体的には、耐キャビテーション層を電極として作用させる電気化学反応を利用して、耐キャビテーション層をインク中に溶解させることで、耐キャビテーション層上に蓄積したコゲを簡便に除去するクリーニング手法が開示されている。但し、安定的な液体の発泡のためには、均一かつ確実にコゲを除去することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
特開平9-29985号公報
特開2008-105364号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献2の方法を用いた場合、クリーニングの度に耐キャビテーション層の膜厚が減少する。そのため、クリーニングを繰り返していくと耐キャビテーション層が徐々に薄くなることでその保護機能が失われ、ついには発熱抵抗素子の断線に至りヘッドの故障につながる。特に、近年の研究により、発熱抵抗素子の断線に関して、耐キャビテーション層の膜厚が減少した際のガスバリア性の低下が重要な要因であることが判明した。
【0010】
そこで本開示は、上記課題に鑑み、耐キャビテーション層が薄くなった場合のガスバリア性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
(【0011】以降は省略されています)

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