特開 2023-132135 サーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023132135

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】サーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタ

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20230914BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 201

B41J2/14 209

B41J2/14 607

B41J2/14 611

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022037297

(22)【出願日】2022-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(72)【発明者】

【氏名】仲谷 吾郎

【テーマコード（参考）】

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C057AF01

2C057AG12

2C057AG33

2C057AG46

2C057AG69

2C057AG80

2C057AG93

2C057AN05

2C057AP51

2C057BA04

2C057BA13

(57)【要約】

【課題】 主走査方向の印刷幅を拡大するのに適したサーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタを提供すること。
【解決手段】 サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１は、基板１と、抵抗体層４と、電極層３と、保護層５と、複数の発熱部４１のそれぞれに対応して厚さ方向の一方側に配置された複数の発泡室６１と、複数の発泡室６１にそれぞれつながる複数の吐出口６２と、複数の発泡室６１に導入されるインクＩｋを収容するインクタンク９と、インクタンク９と複数の吐出口６２とを繋ぐ導入路６３とを備え、基板１は、セラミックスを含み発泡室６１に滞留したインクＩｋが発熱部４１からの熱によって発泡することにより、吐出口６２からインクＩｋの液滴Ｄｒが吐出される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚さ方向の一方側を向く主面および他方側を向く裏面を有する基板と、
前記基板の前記主面に支持され且つ主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
前記基板の前記主面に支持され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、
前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、
前記複数の発熱部のそれぞれに対応して前記厚さ方向の一方側に配置された複数の発泡室と、
前記複数の発泡室にそれぞれつながる複数の吐出口と、
前記複数の発泡室に導入されるインクを収容するインクタンクと、
前記インクタンクと前記複数の吐出口とを繋ぐ導入路とを備え、
前記基板は、セラミックスを含み
前記発泡室に滞留したインクが前記発熱部からの熱によって発泡することにより、前記吐出口からインクの液滴が吐出される、サーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項2】

前記複数の発泡室および前記複数の吐出口の少なくとも一部を形成するノズル層を備える、請求項１に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項3】

前記インクタンクは、前記基板に対して前記厚さ方向の他方側に配置されている、請求項２に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項4】

前記吐出口は、前記複数の発熱部に対して、前記厚さ方向の一方側に配置されている、請求項３に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項5】

前記導入路は、前記インクタンクから前記基板の副走査方向の一方側の端部に対して副走査方向の一方側に位置する第１部と、前記厚さ方向において前記基板と前記ノズル層との間に位置する第２部と、を含む、請求項４に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項6】

前記基板の前記裏面は、前記インクタンクの内部に露出している、請求項５に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項7】

前記インクタンクは、前記基板に対して前記厚さ方向の一方側に配置されている、請求項２に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項8】

前記吐出口は、前記複数の発熱部に対して、副走査方向の一方側に配置されている、請求項７に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項9】

前記導入路は、前記インクタンクから前記厚さ方向に沿って前記発泡室に向かう部分を含む、請求項８に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項10】

前記複数の吐出口は、前記ノズル層と前記保護層とによって構成されている、請求項９に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項11】

前記保護層は、前記抵抗体層を覆うガラス層と、前記厚さ方向の一方側の表層を構成する金属層と、を含む、請求項１ないし１０のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項12】

前記基板と前記抵抗体層および前記電極層との間に介在するグレーズ層をさらに備える、請求項１ないし１１のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項13】

前記グレーズ層は、前記厚さ方向に膨出した形状である膨出部を含み、
前記複数の発熱部は、前記厚さ方向に視て、前記膨出部に重なる、請求項１２に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項14】

前記電極層は、前記基板と前記抵抗体層の少なくとも一部との間に介在する、請求項１ないし１３のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項15】

前記電極層は、各々が副走査方向に延びており且つ主走査方向に間隔をおいて配置された個別電極帯状部を有する複数の個別電極と、各々が副走査方向に延びており且つ前記複数の個別電極帯状部と主走査方向に交互に配置された複数の共通電極帯状部を有する共通電極と、を有しており、
前記抵抗体層は、前記複数の個別電極帯状部および前記複数の共通電極帯状部を跨ぐ帯状である、請求項１ないし１３のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項16】

前記抵抗体層は、前記基板と前記電極層の少なくとも一部との間に介在する、請求項１ないし１３のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

【請求項17】

請求項１ないし１６のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッドを備える、サーマルインクジェットプリンタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、サーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタに関する。

【背景技術】

【0002】

記録媒体に印字する電子機器であるプリンタには、サーマルインクジェットプリントヘッドを備えたサーマルインクジェットプリンタがある。特許文献１には、従来のサーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタの一例が開示されている。同文献に開示されたサーマルインクジェットプリントヘッドは、シリコン基板、複数の発熱素子、複数の発泡室、複数の吐出口を備える。複数の発熱素子は、シリコン基板に支持されている。複数の発泡室に滞留されたインクは、複数の発熱素子によって加熱され、発泡する。複数の発泡室における発泡により、吐出口からインクの液滴が吐出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１９４８３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

シリコン基板の主走査方向の長さは、サーマルインクジェットプリンタの主走査方向の印刷幅よりも小さいことが一般的である。このため、サーマルインクジェットプリンタにおいては、サーマルインクジェットプリントヘッドを主走査方向に走査させつつ、副走査方向に移動させることが強いられる。

【0005】

本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、主走査方向の印刷幅を拡大するのに適したサーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタを提供することをその課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１の側面によって提供されるサーマルインクジェットプリントヘッドは、厚さ方向の一方側を向く主面および他方側を向く裏面を有する基板と、前記基板の前記主面に支持され且つ主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、前記基板の前記主面に支持され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、前記複数の発熱部のそれぞれに対応して前記厚さ方向の一方側に配置された複数の発泡室と、前記複数の発泡室にそれぞれつながる複数の吐出口と、前記複数の発泡室に導入されるインクを収容するインクタンクと、前記インクタンクと前記複数の吐出口とを繋ぐ導入路とを備え、前記基板は、セラミックスを含み前記発泡室に滞留したインクが前記発熱部からの熱によって発泡することにより、前記吐出口からインクの液滴が吐出される。

【0007】

本開示の第２の側面によって提供されるサーマルインクジェットプリンタは、本開示の第１の側面によって提供されるサーマルインクジェットプリントヘッドを備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、主走査方向の印刷幅を拡大するのに適したサーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタを提供することができる。

【0009】

本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本開示の第１実施形態に係るサーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタを示す断面図である。

【図2】図２は、本開示の第１実施形態に係るサーマルインクジェットプリントヘッドを示す平面図である。

【図3】図３は、本開示の第１実施形態に係るサーマルインクジェットプリントヘッドを示す要部平面図である。

【図4】図４は、本開示の第１実施形態に係るサーマルインクジェットプリントヘッドを示す要部拡大平面図である。

【図5】図５は、図２のＶ－Ｖ線に沿う要部断面図である。

【図6】図６は、図２のＶ－Ｖ線に沿う要部拡大断面図である。

【図7】図７は、本開示の第１実施形態に係るサーマルインクジェットプリントヘッドの第１変形例を示す要部拡大断面図である。

【図8】図８は、本開示の第２実施形態に係るサーマルインクジェットプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

【0012】

本開示における「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、単に識別のため用いたものであり、それらの対象物に順列を付することを意図していない。

【0013】

本開示において、「ある物Ａがある物Ｂに形成されている」および「ある物Ａがある物Ｂ上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに直接形成されていること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物を介在させつつ、ある物Ａがある物Ｂに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Ａがある物Ｂに配置されている」および「ある物Ａがある物Ｂ上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに直接配置されていること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物を介在させつつ、ある物Ａがある物Ｂに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Ａがある物Ｂ上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに接して、ある物Ａがある物Ｂ上に位置していること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物が介在しつつ、ある物Ａがある物Ｂ上に位置していること」を含む。また、「ある物Ａがある物Ｂにある方向に見て重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂのすべてに重なること」、および、「ある物Ａがある物Ｂの一部に重なること」を含む。また、本開示において「ある面Ａが方向Ｂ（の一方側または他方側）を向く」とは、面Ａの方向Ｂに対する角度が９０°である場合に限定されず、面Ａが方向Ｂに対して傾いている場合を含む。

【0014】

図１～図６は、本開示の第１実施形態に係るサーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタを示している。本実施形態のサーマルインクジェットプリンタＢ１は、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１を備える。サーマルインクジェットプリンタＢ１は、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１からインクＩｋの液滴Ｄｒを吐出させることにより、紙等の印刷媒体８２に印刷する機器である。サーマルインクジェットプリンタＢ１は、図示されたサーマルインクジェットプリントヘッドＡ１の他に、たとえば、印刷媒体８２を送る紙送り機構（図示略）、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１をはじめとする各部に電力を供給する電源部（図示略）、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１および紙送り機構を制御する制御部（図示略）、使用者が操作するための操作部（図示略）、コンピュータ等と接続するための通信部（図示略）等を適宜備える。

【0015】

図１は、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１およびサーマルインクジェットプリンタＢ１を示す断面図である。図２は、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１を示す平面図である。図３および図４は、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１を示す要部平面図である。図５は、図２のＶ－Ｖ線に沿う要部断面図である。図６は、図２のＶ－Ｖ線に沿う要部拡大断面図である。図３および図４においては、後述のノズル層６を省略している。これらの図において、ｚ方向は、本開示の厚さ方向である。ｘ方向は、本開示の主走査方向である。ｙ方向は、本開示の副走査方向である。また、ｘ方向の一方側をｘ１側、他方側をｘ２側と称する場合がある。また、ｙ方向の一方側をｙ１側、他方側をｙ２側と称する場合がある。また、ｚ方向の一方側をｚ１側、他方側をｚ２側と称する場合がある。

【0016】

サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１は、基板１、グレーズ層２、電極層３、抵抗体層４、保護層５、ノズル層６およびインクタンク９を備える。また、図示された例においては、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１は、駆動ＩＣ７１、封止樹脂７２、コネクタ７３および配線基板７４を備える。本実施形態のサーマルインクジェットプリントヘッドＡ１は、いわゆるトップシューターまたはルーフシューターと称される構造である。

【0017】

基板１は、本実施形態においては、たとえば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）などのセラミックを含み、たとえばその厚さが０．６～１．０ｍｍ程度とされている。図３に示すように、基板１は、ｘ方向に長く延びる長矩形状とされている。図１に示すように、配線基板７４は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基材層とＣｕなどからなる配線層とが積層された基板、あるいは、フレキシブル配線基板等である。基板１および配線基板７４は、互いに隣接して配置されている。図示された例においては、基板１上の駆動ＩＣ７１と配線基板７４の配線とが、ワイヤ７９によって接続されている。配線基板７４には、コネクタ７３が設けられている。コネクタ７３は、サーマルインクジェットプリンタＢ１の電源部および制御部等（いずれも図示略）と接続するためのものである。なお、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１は、配線基板７４を備えず、コネクタ７３が基板１に設けられていてもよい。また、基板１、配線基板７４および放熱部材７５の材料や寸法は限定されない。

【0018】

グレーズ層２は、基板１上に形成されており、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。このガラス材料の軟化点は、たとえば８００～８５０℃である。グレーズ層２は、ガラスペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより形成されている。本実施形態においては、基板１の図中上面すべてがグレーズ層２によって覆われている。

【0019】

本実施形態においては、図５および図６に示すように、グレーズ層２は、膨出部２２および平坦部２３を有する。膨出部２２は、ｘ方向と直角である断面の形状がｚ方向に膨出した形状であり、ｘ方向に長く延びるｚ方向視帯状である。平坦部２３は、膨出部２２のｙ方向の両側に配置されており、基板１の上面を覆っている。平坦部２３は、ｚ方向の厚さが概ね一定である。

【0020】

なお、グレーズ層２の構成は特に限定されず、様々な構成とすることができる。また、グレーズ層２は、基板１の一部のみを覆う構成であってもよい。

【0021】

電極層３は、抵抗体層４に通電するための経路を構成するためのものであり、導電性材料によって形成されている。電極層３は、たとえば添加元素としてロジウム、バナジウム、ビスマス、シリコンなどが添加されたＡｕを主成分とする層である。電極層３は、レジネートＡｕのペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより形成されている。電極層３は、複数のＡｕ層を積層させることによって構成してもよい。電極層３の厚さは、たとえば０．６～１．２μｍ程度である。本実施形態においては、電極層３は、グレーズ層２上に形成されている。図３に示すように、電極層３は、共通電極３３および複数の個別電極３６を有している。

【0022】

共通電極３３は、複数の共通電極帯状部３４および連結部３５を有している。連結部３５は、基板１のｙ方向下流側端寄りに配置されており、ｘ方向に延びる帯状である。複数の共通電極帯状部３４は、各々が連結部３５からｙ方向に延びており、ｘ方向に等ピッチで配列されている。また、本実施形態においては、連結部３５には、Ａｇ層（図示略）が積層されていてもよい。Ａｇ層は、連結部３５の抵抗値を低減させるためのものである。

【0023】

複数の個別電極３６は、抵抗体層４に対して部分的に通電するためのものであり、共通電極３３に対して逆極性となる部位である。個別電極３６は、抵抗体層４から駆動ＩＣ７１に向かって延びている。複数の個別電極３６は、ｘ方向に配列されており、各々が個別電極帯状部３８、連結部３７およびボンディング部３９を有している。

【0024】

各個別電極帯状部３８は、ｙ方向に延びた帯状部分であり、共通電極３３の隣り合う２つの共通電極帯状部３４の間に位置している。複数の個別電極帯状部３８と複数の共通電極帯状部３４とは、ｘ方向において交互に配置されている。隣り合う個別電極３６の個別電極帯状部３８と共通電極３３の共通電極帯状部３４との間隔はたとえば４０μｍ以下となっている。

【0025】

連結部３７は、個別電極帯状部３８から駆動ＩＣ７１に向かって延びる部分である。連結部３７は、平行部３７１および斜行部３７２を有する。平行部３７１は、一端がボンディング部３９につながり、かつｙ方向に沿っている。斜行部３７２は、ｙ方向に対して傾斜している。斜行部３７２は、ｙ方向において平行部３７１と、個別電極帯状部３８との間に挟まれている。また、複数の個別電極３６は、駆動ＩＣ７１に集約される。

【0026】

ボンディング部３９は、個別電極３６のｙ方向端部に形成されており、平行部３７１に繋がっている。ボンディング部３９には、個別電極３６と駆動ＩＣ７１とを接続するためのワイヤ７９がボンディングされている。複数のボンディング部３９は、第１ボンディング部３９Ａと第２ボンディング部３９Ｂとを含む。隣り合う２つの第１ボンディング部３９Ａに挟まれた平行部３７１の幅（ｘ方向における長さ）は、たとえば１０μｍ以下とされている。また、第２ボンディング部３９Ｂは、ｙ方向において第１ボンディング部３９Ａよりも抵抗体層４から遠ざかる側に位置する。第２ボンディング部３９Ｂは、隣り合う２つの第１ボンディング部３９Ａに挟まれた平行部３７１につながっている。このような構成により、複数のボンディング部３９は、連結部３７のほとんどの部位よりも幅が大きいにも関わらず、たがいに干渉することが回避されている。連結部３７のうち隣り合う第１ボンディング部３９Ａに挟まれた部位は、個別電極３６において最も幅が小さい。

【0027】

なお、電極層３の各部の形状および配置は特に限定されず、様々な構成とすることができる。また、電極層３の各部の材料も限定されない。

【0028】

抵抗体層４は、電極層３を構成する材料よりも抵抗率が大であるたとえば酸化ルテニウムなどを含む。本実施形態の抵抗体層４は、膨出部２２上でｘ方向に延びる帯状に形成されている。抵抗体層４は、共通電極３３の複数の共通電極帯状部３４と複数の個別電極３６の個別電極帯状部３８とに交差しており、これらを跨ぐように形成された帯状である。さらに、抵抗体層４は、共通電極３３の複数の共通電極帯状部３４と複数の個別電極３６の個別電極帯状部３８に対して基板１とは反対側に積層されている。

【0029】

抵抗体層４のうち各共通電極帯状部３４と各個別電極帯状部３８とに挟まれた部位が、電極層３によって部分的に通電されることにより発熱する発熱部４１とされている。発熱部４１の発熱によって印字ドットが形成される。抵抗体層４の厚さは、たとえば３～６μｍである。なお、抵抗体層４の材料および厚さは限定されない。抵抗体層４は、たとえば酸化ルテニウムを含むペーストを印刷した後に、このペーストを焼成することによって形成される。

【0030】

保護層５は、電極層３および抵抗体層４を保護するためのものであり、抵抗体層４および電極層３のほぼ全体を覆っている。ただし、保護層５は、複数の個別電極３６のボンディング部３９を含む領域を露出させている。本実施形態の保護層５は、ガラス層５１および金属層５２を含む。

【0031】

ガラス層５１は、抵抗体層４の複数の発熱部４１を覆っている。本実施形態においては、ガラス層５１は、複数の発熱部４１に直接接している。ガラス層５１は、主成分がたとえば非晶質ガラスなどのガラス材料である。このガラス材料の軟化点は、たとえば７００℃程度である。金属層５２の厚さは何ら限定されず、たとえば４μｍ以上７μｍ以下である。ガラス層５１は、複数種類のガラス層が組み合わされた構成であってもよい。

【0032】

また、保護層５は、ガラス層５１に加えてＳｉＣ（炭化ケイ素）やセラミックス等を含む層を有していてもよい。

【0033】

金属層５２は、ガラス層５１上に積層されており、保護層５の最表層を構成している。金属層５２は、たとえば、Ｔａ（タンタル）を含む層である。金属層５２は、後述のサーマルインクジェットプリントヘッドＡ１の印刷動作において、発泡室６１におけるインクＩｋの発泡によって、ガラス層５１等が損傷することを防止するための層である。

【0034】

駆動ＩＣ７１は、複数の個別電極３６を選択的に通電させることにより、抵抗体層４を部分的に発熱させる機能を果たす。駆動ＩＣ７１には、複数のパッド（図示略）が設けられている。駆動ＩＣ７１のパッドと複数の個別電極３６とは、それぞれにボンディングされた複数のワイヤ７９を介して接続されている。ワイヤ７９は、たとえばＡｕからなる。図１および図２に示すように、駆動ＩＣ７１およびワイヤ７９は、封止樹脂７２によって覆われている。封止樹脂７２は、たとえば黒色の軟質樹脂からなる。また、駆動ＩＣ７１とコネクタ７３とは、図示しない信号線によって接続されている。

【0035】

インクタンク９は、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１による印刷に用いられるインクＩｋを貯留するためのものである。インクタンク９は、インクＩｋを貯留する内部空間を有する。インクタンク９を構成する材質は何ら限定されず、たとえばインクタンク９による侵食等のおそれが少ない材質が適宜選択される。本実施形態においては、インクタンク９は、基板１に対してｚ方向のｚ２側に配置されている。基板１の裏面１２は、インクタンク９の内部に露出している。

【0036】

ノズル層６は、複数の発泡室６１および複数の吐出口６２の少なくとも一部を形成する層である。ノズル層６の材質は何ら限定されず、複数の発泡室６１および複数の吐出口６２を形成可能な樹脂等の材質が適宜選択される。ノズル層６は、基板１およびインクタンク９に対して、ｚ方向のｚ１側に配置されている。

【0037】

複数の発泡室６１は、複数の発熱部４１のそれぞれに対応してｚ方向のｚ１側に配置されている。複数の発泡室６１は、ｘ方向に配列されており、互いに区画されている。発泡室６１には、インクＩｋが導入される。

【0038】

複数の吐出口６２は、複数の発泡室６１にそれぞれつながっている。本実施形態においては、複数の吐出口６２は、複数の発泡室６１のｚ方向のｚ１側につながっている。図２に示すように、複数の吐出口６２は、ｘ方向に等ピッチで配列されている。吐出口６２の形状は何ら限定されず、円形、楕円形、矩形状、多角形等が適宜選択される。

【0039】

発泡室６１に導入されたインクＩｋは、対応する発熱部４１が発熱することにより、加熱される。この加熱によってインクＩｋが発泡すると、インクＩｋの一部が液滴Ｄｒとなって対応する吐出口６２から吐出される。

【0040】

導入路６３は、インクタンク９と複数の吐出口６２とを繋ぐインクＩｋの流路である。本実施形態の導入路６３は、第１部６３１と第２部６３２とを含む。第１部６３１は、基板１のｘ方向のｘ１側の端面１３に対してｘ方向のｘ１側に位置している。第１部６３１は、インクタンク９の内部空間につながっている。第２部６３２は、ｚ方向において基板１（保護層５）とノズル層６との間に位置する。第２部６３２は、第１部６３１と発泡室６１とにつながっている。インクタンク９内のインクＩｋは、たとえば毛細管現象によって、導入路６３の第１部６３１および第２部６３２の順に経由して、発泡室６１に導入される。

【0041】

次に、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１およびサーマルインクジェットプリンタＢ１の作用について説明する。

【0042】

本実施形態によれば、基板１は、セラミックスを含む。このため、たとえばシリコン基板と比べて、ｘ方向の大きさを格段に大きく設定することが可能である。したがって、ｘ方向の印刷幅を拡大するのに適したサーマルインクジェットプリントヘッドＡ１およびサーマルインクジェットプリンタＢ１を提供することができる。サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１の複数の吐出口６２が配列された長さを、サーマルインクジェットプリンタＢ１の印刷幅と同一に設定すれば、サーマルインクジェットプリンタＢ１の印刷において、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１をｘ方向に走査させる必要がない。これにより、印刷の高速化や、サーマルインクジェットプリンタＢ１のコスト低減を図ることができる。

【0043】

サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１の電極層３および抵抗体層４等の構成は、たとえば厚膜サーマルプリントヘッドと称されるサーマルプリントヘッドと同様の構成である。これにより、複数の吐出口６２のｘ方向における配列ピッチを、サーマルプリントヘッドにおけるｘ方向の印刷ドットピッチと同等の大きさに設定することが可能である。これにより、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１およびサーマルインクジェットプリンタＢ１の印刷解像度を、サーマルプリントヘッドと同等に設定することができる。

【0044】

インクタンク９のインクＩｋは、導入路６３を経由して複数の発泡室６１に導入される。導入路６３は、基板１の端面１３に沿った第１部６３１と、ノズル層６および保護層５によって規定された第２部６３２とを含む。したがって、導入路６３を構成するための専用の部材を用いることなく、導入路６３を合理的に構成することができる。基板１は、セラミックスを含むため、インクＩｋに侵食されるおそれが小さい。また、インクＩｋが基板１によって汚染されるおそれが少ない。

【0045】

金属層５２は、ガラス層５１のうち主面１１のｘ方向のｘ１側の端まで（端面１３まで）に至る領域を覆っている。これにより、導入路６３を流れるインクＩｋによって、ガラス層５１が侵食されることを抑制することができる。

【0046】

図７および図８は、本開示の変形例および他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。また、各変形例および各実施形態における各部の構成は、技術的な矛盾を生じない範囲において相互に適宜組み合わせ可能である。

【0047】

図７は、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１の第１変形例を示している。本変化例のサーマルインクジェットプリントヘッドＡ１１は、主に、電極層３および抵抗体層４の構成が上述したサーマルインクジェットプリントヘッドＡ１と異なっている。

【0048】

基板１上には、グレーズ層２が形成されている。グレーズ層２は、基板１の全面を覆っており、図示された例においては、厚さがほぼ均一である。

【0049】

抵抗体層４は、グレーズ層２上に形成されている。抵抗体層４は、たとえば酸化ルテニウム等の抵抗体材料を、ＣＶＤまたはスパッタリング等の薄膜形成手法によってグレーズ層２上に成膜し、これに対して所定のパターニング処理を施すことによって形成されている。

【0050】

電極層３は、抵抗体層４上に形成されている。電極層３は、たとえばＡｌ等の金属材料を、ＣＶＤまたはスパッタリング等の薄膜形成手法によって抵抗体層４上に成膜し、これに対して所定のパターニング処理を施すことによって形成されている。本例においては、共通電極帯状部３４の先端と、個別電極帯状部３８の先端とが、ｙ方向に離隔している。抵抗体層４のうち共通電極帯状部３４と個別電極帯状部３８との間に位置する部位が、発熱部４１とされている。

【0051】

このような変形例によっても、ｘ方向の印刷幅を拡大するのに適したサーマルインクジェットプリントヘッドＡ１１を提供することができる。また、本変形例から理解されるように、電極層３および抵抗体層４の具体的な構成は、何ら限定されない。

【0052】

図８は、本開示の第２実施形態に係るサーマルインクジェットプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルインクジェットプリントヘッドＡ２は、いわゆるサイドシューターと称される構造である。なお、図８においては、ｚ方向の向きを図６および図７とは逆に示している。

【0053】

本実施形態における基板１、グレーズ層２、電極層３、抵抗体層４および保護層５の構成は、たとえば上述のサーマルインクジェットプリントヘッドＡ１における基板１、グレーズ層２、電極層３、抵抗体層４および保護層５の構成と同様である。あるいは、サーマルインクジェットプリントヘッドＡ１１における構成を採用してもよく、これらの構成要素の具体的構成は何ら限定されない。

【0054】

本実施形態においては、インクタンク９は、基板１に対しｚ方向のｚ１側に配置されている。吐出口６２は、複数の発熱部４１に対して、ｙ方向のｙ１側に配置されている。複数の吐出口６２は、ノズル層６と保護層５とによって構成されている。たとえば、複数の吐出口６２は、ノズル層６に形成された複数の溝と保護層５とによって規定される流路の端部に位置する開口である。導入路６３は、インクタンク９からｚ方向に沿って発泡室６１に向かう部分を含む。

【0055】

本実施形態においては、インクタンク９のインクＩｋは、導入路６３を通じて、発泡室６１に導入される。発熱部４１の発熱によって発泡室６１内のインクＩｋが発泡すると、インクＩｋの一部が液滴Ｄｒとなって、吐出口６２からｙ方向のｙ１側に向けて吐出される。

【0056】

本実施形態によっても、ｘ方向の印刷幅を拡大するのに適したサーマルインクジェットプリントヘッドＡ２を提供することができる。また、本実施形態から理解されるように、本開示に係るサーマルインクジェットプリントヘッドの構造は、トップシューター、再度シューター等の種々の構造を採用することができる。

【0057】

本開示に係るサーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタは、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係るサーマルインクジェットプリントヘッドおよびサーマルインクジェットプリンタの具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【0058】

付記１．
厚さ方向の一方側を向く主面および他方側を向く裏面を有する基板と、
前記基板の前記主面に支持され且つ主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
前記基板の前記主面に支持され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、
前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、
前記複数の発熱部のそれぞれに対応して前記厚さ方向の一方側に配置された複数の発泡室と、
前記複数の発泡室にそれぞれつながる複数の吐出口と、
前記複数の発泡室に導入されるインクを収容するインクタンクと、
前記インクタンクと前記複数の吐出口とを繋ぐ導入路とを備え、
前記基板は、セラミックスを含み
前記発泡室に滞留したインクが前記発熱部からの熱によって発泡することにより、前記吐出口からインクの液滴が吐出される、サーマルインクジェットプリントヘッド。

付記２．
前記複数の発泡室および前記複数の吐出口の少なくとも一部を形成するノズル層を備える、付記１に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記３．（トップシューター）
前記インクタンクは、前記基板に対して前記厚さ方向の他方側に配置されている、付記２に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記４．
前記吐出口は、前記複数の発熱部に対して、前記厚さ方向の一方側に配置されている、付記３に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記５．
前記導入路は、前記インクタンクから前記基板の副走査方向の一方側の端部に対して副走査方向の一方側に位置する第１部と、前記厚さ方向において前記基板と前記ノズル層との間に位置する第２部と、を含む、付記４に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記６．
前記基板の前記裏面は、前記インクタンクの内部に露出している、付記５に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記７．（サイドシューター）
前記インクタンクは、前記基板に対して前記厚さ方向の一方側に配置されている、付記２に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記８．
前記吐出口は、前記複数の発熱部に対して、副走査方向の一方側に配置されている、付記７に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記９．
前記導入路は、前記インクタンクから前記厚さ方向に沿って前記発泡室に向かう部分を含む、付記８に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記１０．
前記複数の吐出口は、前記ノズル層と前記保護層とによって構成されている、付記９に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記１１．
前記保護層は、前記抵抗体層を覆うガラス層と、前記厚さ方向の一方側の表層を構成する金属層と、を含む、付記１ないし１０のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記１２．
前記基板と前記抵抗体層および前記電極層との間に介在するグレーズ層をさらに備える、付記１ないし１１のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記１３．
前記グレーズ層は、前記厚さ方向に膨出した形状である膨出部を含み、
前記複数の発熱部は、前記厚さ方向に視て、前記膨出部に重なる、付記１２に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記１４．
前記電極層は、前記基板と前記抵抗体層の少なくとも一部との間に介在する、付記１ないし１３のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記１５．
前記電極層は、各々が副走査方向に延びており且つ主走査方向に間隔をおいて配置された個別電極帯状部を有する複数の個別電極と、各々が副走査方向に延びており且つ前記複数の個別電極帯状部と主走査方向に交互に配置された複数の共通電極帯状部を有する共通電極と、を有しており、
前記抵抗体層は、前記複数の個別電極帯状部および前記複数の共通電極帯状部を跨ぐ帯状である、付記１ないし１３のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記１６．
前記抵抗体層は、前記基板と前記電極層の少なくとも一部との間に介在する、付記１ないし１３のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。

付記１７．
付記１ないし１６のいずれかに記載のサーマルインクジェットプリントヘッドを備える、サーマルインクジェットプリンタ。

【符号の説明】

【0059】

Ａ１，Ａ１１，Ａ２：サーマルインクジェットプリントヘッド
Ｂ１ ：サーマルインクジェットプリンタ
１ ：基板
２ ：グレーズ層
３ ：電極層
４ ：抵抗体層
５ ：保護層
６ ：ノズル層
９ ：インクタンク
１１ ：主面
１２ ：裏面
１３ ：端面
２２ ：膨出部
２３ ：平坦部
３３ ：共通電極
３４ ：共通電極帯状部
３５ ：連結部
３６ ：個別電極
３７ ：連結部
３８ ：個別電極帯状部
３９ ：ボンディング部
３９Ａ ：第１ボンディング部
３９Ｂ ：第２ボンディング部
４１ ：発熱部
５１ ：ガラス層
５２ ：金属層
６１ ：発泡室
６２ ：吐出口
６３ ：導入路
７１ ：駆動ＩＣ
７２ ：封止樹脂
７３ ：コネクタ
７４ ：配線基板
７５ ：放熱部材
７９ ：ワイヤ
８２ ：印刷媒体
３７１ ：平行部
３７２ ：斜行部
６３１ ：第１部
６３２ ：第２部
Ｄｒ ：液滴
Ｉｋ ：インク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】