噴墨頭用基板、噴墨頭及其清潔方法、噴墨記錄裝置的製作方法

2023-10-18 17:52:39 2

專利名稱：噴墨頭用基板、噴墨頭及其清潔方法、噴墨記錄裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於用噴墨方式噴出墨水而在記錄介質上進行記錄的噴墨頭、該噴墨頭用基板、上述噴墨頭的清潔方法、清潔裝置、以及使用上述噴墨頭的噴墨記錄裝置。
背景技術：
美國專利第4723129號說明書或美國專利第4740796號說明書等所公開的噴墨記錄方式，通過利用熱能使墨水發泡，從而能進行高速、高圖像質量的記錄，且適合於彩色化、小型化，因此，近年來成為噴墨記錄方式的主流。
作為用於噴墨記錄的頭(噴墨頭)的通常結構，可以舉出這樣的結構，具有多個噴出口；與噴出口連通的液體流道；產生用於噴出墨水的熱能的電熱轉換元件。電熱轉換元件具有發熱電阻以及用於向發熱電阻供電的電極。由於該電熱轉換元件被具有電絕緣性的保護層覆蓋，所以能確保各電熱轉換元件之間的絕緣性。各墨水流道與共用液室連通。從作為墨水儲存部的墨盒供給墨水到該共用液室。而且，被供給到共用液室的墨水從此處被引導到各液體流道之後，在噴出口附近形成並保持彎液面。在該狀態下，當有選擇地驅動電熱轉換元件時，由被驅動的電熱轉換元件產生熱能。利用該熱能，墨水被電熱轉換元件上方的墨水接觸部分(熱作用部)急劇加熱而發泡。由隨著該發泡而產生的壓力使墨水噴出。
這樣的噴墨頭(以下也簡稱為頭)的熱作用部，由於發熱電阻的加熱而暴露在高溫下，並且，承受由於伴隨墨水的發泡、收縮而產生的空化(cavitation)所帶來的衝擊等物理作用和由於墨水產生的化學作用的複合作用。因此，通常為了保護電熱轉換元件不受它們的影響，而在熱作用部上設置上部保護層。以住，通過設置將相對於這些由於空化而產生的衝擊、或由於墨水而產生的化學作用有較強保護作用的Ta膜製成0.2～0.5μm厚度而成的保護層，來謀求同時實現噴墨頭的長壽命化和可靠性這兩方面。
圖26是表示以往的噴墨頭的熱作用部周邊的示意剖視圖。在圖26中，601是矽的基體。602是由熱氧化膜、SiO膜、SiN膜等構成的蓄熱層。604是發熱電阻層，605是由Al、Al-Si、Al-Cu等金屬材料構成的、作為布線的電極布線層。作為電熱轉換元件的發熱部604′是通過除去電極布線層605的一部分、並使該部分的發熱電阻層604露出而形成的。電極布線層604在基板601上被拉引，與驅動元件電路或外部電源端子連接。因此，電極布線層604能接受來自外部的供電。
606是作為發熱部604′和電極布線層604的上層而設置的保護層。該保護層606也具有由SiO膜、SiN膜等構成的絕緣層的功能。607是設於保護層606上的上部保護層。該上部保護層607是用於保護電熱轉換元件不受上述化學和物理的作用的層。而且，在上部保護層607中位於發熱部604′之上的部分成為與墨水接觸、對其作用熱的熱作用部。該上部保護層607是為保護電熱轉換元件不受化學和物理的衝擊而設置的，不與外部電極電連接。
在以上結構的噴墨頭用基板600上設有流道形成構件620。該流道形成構件620在與熱作用部對應的位置上具有噴出口621，並形成有從貫通基板600而設置的墨水供給口經過熱作用部608與墨水噴出口621連通的流道。
因此，在噴墨頭上的熱作用部608，產生這樣的現象墨水所含有的色材和添加物等，由於被高溫加熱而以分子水平被分解，變成難溶解的物質，而被物理吸附在上部保護層607上。該現象稱為「結痂」。如此，若難溶解的有機物或無機物吸附在上部保護層607上，則從熱作用部608向墨水的熱傳導變得不均勻，發泡不穩定。
因此，以往通過使用含有耐熱性好的染料的墨水、或使用充分地進行精製、減少了染料中的雜質的量的墨水，使其難以產生結痂。但是因此產生了墨水的製造成本變高了、能使用的染料的種類受到了限制等問題。
為了解決上述那樣的問題，日本專利特開平9-29985號公開這樣的清潔方法在噴墨頭中充滿含有與記錄墨水不同的電解質的水溶液(除痂液)，通過對構成熱作用部的Ta的表面層通電，來除去堆積在熱作用部上的結痂。該文獻中記載有通過該通電，在Ta和水溶液之間產生電化學反應，Ta層表面的一部分受到腐蝕而溶解到水溶液中，堆積的結痂通過與Ta層一起脫落而被除去。
在此，為了進行穩定的墨水的發泡，均勻且可靠地除去堆積在熱作用部上的結痂是很重要的。但是，本發明人驗證了上述日本專利特開平9-29985號所公開的技術，結果發現了有時並不能充分地除去堆積的結痂這樣的問題。並且，本發明人專心研究，結果發現由於加熱，在用作上部保護層的Ta層的表面形成了氧化膜，該氧化膜妨礙了除去結痂時的電化學反應。即，由於有時在堆積了結痂的熱作用部表面被阻礙了電化學反應，所以，不能均勻且可靠地除去結痂。
另外，在日本專利特開平9-29985號公報中，使用專用的除痂液，必須在將除痂液供給到噴墨頭中之後實施清潔。因此，要由再利用業者等進行清潔或者由用戶進行清潔。但是，至少在用戶實施的一系列的記錄處理的過程中，不能進行清潔。

發明內容
本發明是鑑於這些問題而作出的，其目的在於即使在熱作用部上蓄積了結痂，也能均勻且可靠地將痂除去，因此能使噴出特性穩定、能進行具有可靠性的高質量的圖像記錄。
另外，本發明的其他目的在於不需要由專用的從業者或用戶進行的特別且煩雜的清潔處理，就能在一系列的記錄處理過程中進行清潔。
為了達到上述目的，本發明具有以下結構本發明的第1技術方案提供一種噴墨頭用基板，其特徵在於，包括發熱部，由電極布線層的間隙和發熱電阻層形成；保護層，配置在上述電極布線層和上述發熱電阻層上；上部保護層，可電連接地配置在至少包含上述發熱部上方的、與墨水接觸的熱作用部的上述保護層上的區域，以成為用於與上述墨水產生電化學反應的電極，該上部保護層包含通過上述電化學反應而溶解出的金屬，且由不會由於加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成。
本發明的第2技術方案提供一種噴墨頭，其特徵在於，包括上述基板；流道形成構件，具有與上述熱作用部對應的墨水噴出口，且通過與上述基板接合而形成到達上述噴出口的上述墨水的流道。
可以使上述上部保護層，在上述密接層上配置於避開應接合有用於形成上述墨水流道的流道形成構件的部分的位置。
本發明的第3技術方案提供一種清潔方法，用於除去堆積在上述任一技術方案所述的噴墨頭的上述熱作用部上的結痂，其特徵在於，通過將上述上部保護層用作一電極，並使其發生上述電化學反應，使上述上部保護層溶解到上述墨水中。
另外，本發明的第4技術方案提供一種使用本發明的上述一技術方案或其它技術方案的噴墨頭進行記錄的噴墨記錄裝置，其特徵在於，具有清潔部件，該清潔部件是進行這樣的處理通過將上述上部保護層用作一電極，並使其發生上述電化學反應，使上述上部保護層溶解到上述墨水中，由此除去堆積在上述熱作用部上的結痂。
本發明的第5技術方案提供一種噴墨頭的清潔方法，該噴墨頭具有電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層，該噴墨頭的清潔方法是對噴墨頭除去堆積在上述上部保護層上的結痂的方法，其特徵在於，噴墨頭的清潔方法具有這樣的電壓施加工序將上述上部保護層作為一電極、並將通過上述墨水能與上述上部保護層導通的部分作為另一電極，使兩電極的極性反向並施加電壓。
本發明的第6技術方案提供一種噴墨頭的清潔裝置，該噴墨頭具有 電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水的接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層，該噴墨頭的清潔裝置是對噴墨頭除去堆積在上述上部保護層上的結痂的裝置，其特徵在於，該清潔裝置具有在通過上述墨水能與上述上部保護層導通的電極和上述上部保護層之間施加電壓的電壓施加部件，上述電壓施加部件具有使上述上部保護層的極性反向並能在該上部保護層與上述電極之間施加電壓的電壓反向部件。
本發明的第7技術方案提供一種噴墨頭，具有電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水的接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層，其特徵在於，還包括電極，通過墨水能與上述上部保護層導通；反向部件，當在上述上部保護層和上述電極之間施加電壓時，能使上述上部保護層的極性反向。
本發明的第8技術方案提供一種噴墨記錄裝置，使用噴墨頭進行記錄，該噴墨頭具有電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水的接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層，其特徵在於，該噴墨記錄裝置具有清潔部件，該清潔部件進行這樣處理將上述上部保護層作為一電極、並將通過上述墨水能與上述上部保護層導通的部分作為另一電極，通過使兩電極的極性反向並施加電壓，從而除去堆積在上述上部保護層上的結痂。
本發明的第9技術方案提供一種噴墨頭的清潔方法，該噴墨頭具有電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水的接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層，該噴墨頭的清潔方法是對噴墨頭除去堆積在上述上部保護層上的結痂的方法，其特徵在於，該清潔方法，通過將上述上部保護層用作一電極，使其發生上述電化學反應，將上述上部保護層溶解到上述墨水中，為了進行上述電化學反應而對上述上部保護層施加電壓的動作，與使上述墨水流道內的墨水從上述墨水噴出口排出的墨水排出動作相關聯地進行。
在上述第1至第4技術方案中，用包含通過電化學反應而溶解的金屬、且不會由於加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層。由此，通過使其發生可靠的電化學反應而使上部保護層的表面層溶解，從而能均勻且可靠地除去熱作用部上的結痂。另外，由此能使噴墨頭的噴出特性穩定，能進行具有可靠性的高質量的圖像記錄。
另外，通過將即使對不具有高pH值的液體也會因電化學反應而溶解的材料用作上部保護層，從而即使在噴墨頭內存在墨水的狀態下也能使其發生電化學反應。由此，能在由用戶進行的一系列的記錄處理過程中，實施噴墨頭的清潔處理。
另外，在上述第5至第8技術方案中，與上述第1至第4技術方案同樣，能通過由電化學反應使上部保護層的表面層溶解而除去在上部保護層上產生的結痂。而且，當在上部保護層和電極之間施加電壓時，可以使上部保護層的電極反向。因此，即使在進行電化學反應的過程中，在墨水成分附著在上部保護層上的情況下，也能使該墨水成分分散到墨水中。因此，能更加適當地使其發生電化學反應，能更加可靠地除去結痂。由此，能謀求噴墨頭的噴出特性的穩定化和提高可靠性，能獲得高質量的記錄圖像。
另外，在上述第9技術方案中，與上述第1至第5技術方案同樣，能通過由電化學反應使上部保護層的表面層溶解而除去在上部保護層上產生的結痂。而且，由於與排出上述墨水的動作相關聯地進行為進行上述電化學反應而對上述上部保護層施加電壓，所以能將在上述上部保護層上產生的氣泡與墨水一起排出。因此，能更加適當地使其發生電化學反應，能更加可靠地除去結痂。
從以下結合附圖對本發明示範性實施例所作的說明中，本發明的其他特點將變得更加明顯。


圖1是在本發明的實施方式中用作上部保護層的形成材料的Ir的電位-pH圖。
圖2是本發明的第1實施方式的噴墨頭用基板的發熱部附近的示意俯視圖。
圖3是以沿圖2的III-III線垂直切斷噴墨頭用基板的狀態表示的示意剖視圖。
圖4A～圖4F是用於說明圖2和圖3所示的噴墨頭用基板的製造工序的示意剖視圖。
圖5A～圖5E是分別與圖4A～圖4E對應的示意俯視圖。
圖6A～圖6D是用於說明使用第1實施方式的噴墨頭用基板製造噴墨頭的工序的示意剖視圖。
圖7是經本發明的第1實施方式的製造工序製成的噴墨頭的示意立體圖。
圖8是本發明的第2實施方式的噴墨頭用基板的發熱部附近的示意俯視圖。
圖9是以沿圖8的IX-IX垂直切斷噴墨頭用基板的狀態表示的示意剖視圖。
圖10A～圖10D是用於說明圖8和圖9所示的噴墨頭用基板的製造工序的示意剖視圖。
圖11A～圖11C分別是與圖10A～圖10C對應的示意俯視圖。
圖12A和圖12B分別是表示在第2實施方式的噴墨頭用基板的熱作用部上堆積的結痂的狀態和除去了結痂後的狀態的示意圖。
圖13是表示沿圖12B的XIII-XIII線垂直切斷基板面的狀態的示意剖視圖。
圖14是表示在構成要素中包含第1或第2實施方式的噴墨頭的噴墨頭單元的結構例的立體圖。
圖15是表示使用圖14的噴墨頭單元進行記錄的噴墨記錄裝置的概要結構例子的立體圖。
圖16是表示圖15的記錄裝置的控制系統的構成例子的框圖。
圖17是表示使用本發明的噴墨頭的記錄裝置能實施的記錄處理順序的一個例子的流程圖。
圖18是本發明的第3實施方式的噴墨頭用基板的熱作用部附近的示意俯視圖。
圖19是沿圖18的XIX-XIX線垂直切斷噴墨頭用基板的狀態表示的示意剖視圖。
圖20A是表示對上部保護層的兩個區域施加電壓的狀態的圖，表示將包含熱作用部的區域作為陽極側電極施加電壓的狀態。
圖20B是表示對上部保護層的兩個區域施加電壓的狀態的圖，表示將同一區域作為陰極側電極施加電壓的狀態。
圖21A是表示電熱轉換元件的上部保護層的狀態的說明圖，表示電熱轉換元件的驅動動作剛剛結束之後的狀態。
圖21B～圖21D是表示電熱轉換元件的上部保護層的狀態的說明圖，表示通過本發明的實施例的除痂處理除去附著在上部保護層上的結痂的過程。
圖22是表示由本發明的第3實施方式的噴墨記錄裝置實施的記錄處理順序的一個例子的流程圖。
圖23A是表示本發明的第4實施方式的電熱轉換元件的上部保護層的狀態的說明圖，表示電熱轉換元件的驅動動作剛剛結束後的狀態。
圖23B和圖23C是表示本發明的第4實施方式的電熱轉換元件的上部保護層的狀態的說明圖，表示通過本發明的實施例的除痂處理、除去附著在上部保護層上的結痂的過程。
圖23D是表示本發明的第4實施方式的電熱轉換元件的上部保護層的狀態的說明圖，表示氣泡殘留在上部保護層表面上的狀態。
圖24是表示本發明的第4實施方式的電化學反應與墨水排出動作的時間的時間圖。
圖25表示由本發明的第4實施方式的噴墨記錄裝置實施的記錄處理順序的一個例子的流程圖。
圖26是表示以往的噴墨頭的熱作用部周邊的示意剖視圖。
具體實施例方式
以下參照附圖詳細說明本發明。
1.材料的選定等為了由電化學反應使熱作用部的表面層腐蝕，均勻且可靠地除去堆積的結痂，強烈希望在上部保護層上均勻地施加電位。但是，本發明人發現，若不能適當地選擇用作上部保護層的材料，則會由於用於使墨水發泡的加熱而暴露在高溫下，從而在上部保護層的表面形成氧化膜，即使施加電壓，也會妨礙所希望的電化學反應。因此，本發明人得出這樣的見解為了避免這一現象的發生，應選擇會通過墨水中的電化學反應溶解、且即使在高溫下也化學穩定、不會由於加熱而形成牢固的氧化膜的材料作為上部保護層。
上部保護層其前提是除了具有保護其免受物理、化學的衝擊這一本來的功能之外，還要具有通過電化學反應而溶解在液體中的性質。通過電化學反應是否有金屬的溶析，通常只要看各種金屬的電位-pH圖就能掌握。而且，本發明人發現，最好是選定以Ir或Ru的單體、或Ir與其他金屬的合金、或Ru與其他金屬的合金，作為具有理想的溶解區域、且不會由於加熱而形成牢固的氧化膜的材料。特別是，作為上部保護層，Ir或Ru的含有率越多，電化學反應越高效率地進行，因此，最好是採用各金屬單體。然而，即使是Ir合金或Ru合金，可能得到本發明的效果。如此，只要最少包含Ir或Ru的材料就能得到本發明的效果。即，應選擇含有通過與墨水的電化學反應而溶解的金屬的材料作為上部保護層。
圖1所示是這些材料中的Ir的電位-pH圖。如由圖1所表明的那樣，可知，Ir具有通過將其作為陽極電極施加電位而進行溶解的區域(由於溶解到溶液中而產生的腐蝕域。以下稱為溶解區域)。而且，在圖1中，線L1、L2表示關於水的生成、分解的電位。即，僅在線L1之上的區域產生氧，僅在線L2以下的區域產生氫。因此，兩線L1和L2之間為水的穩定區域。
另外，通常估計是由於由電極布線的間隙和發熱電阻層形成的發熱部的發熱，發熱部上方的上部保護層的熱作用部表面被加熱到300～600℃左右。對此，可知，由於Ir即使在大氣中直到800℃也不會形成氧化膜，所以，最好是選定Ir作為上部保護層。
另一方面，日本專利特開平9-29985號公報所述的那樣的Ta由於加熱而形成了牢固的氧化膜，而且溶解區域極小。因此，為了使其產生腐蝕或溶解，必須使用具有高pH值的溶液，可以認為是因此而使用專用的除痂液。
對此，如圖1所示，由於Ir具有理想的溶解區域，所以不需要使用pH值高的專用的除痂液。噴墨記錄所使用的墨水含有電解質，在使用Ir的情況下就足夠了。即，即使在噴墨頭內存在墨水的狀態下，也能產生電化學反應。因此，在用戶進行一系列的記錄處理過程中，也可以實施清潔處理。
2.第1實施方式2.1噴墨頭的構成圖2是本發明的第1實施方式的噴墨頭用基板的熱作用部附近的示意俯視圖。圖3是沿圖2的III-III線垂直切斷了基板的狀態表示的示意剖視圖。
在圖2和圖3中，101是矽的基體。102是由熱氧化膜、SiO膜、SiN膜等構成的蓄熱層。104是發熱電阻層，105是由Al、Al-Si、Al-Cu等金屬材料構成的、作為布線的電極布線層。作為電熱轉換元件的發熱部104′是通過除去電極布線層105的一部分而形成間隙，露出該部分的發熱電阻層而形成的。電極布線層104與未圖示的驅動元件電路或外部電源端子連接，能接受來自外部的供電。而且，在圖示的例子中，雖然在發熱電阻層104上配置有電極布線層105，但也可以採用在基體101或熱氧化膜102上形成電極布線層105，局部除去其一部分形成間隙之後，配置發熱電阻層的結構。
106是作為發熱部104′和電極布線層104的上層設置的，是由SiO膜、SiN膜等構成的、也具有絕緣層功能的保護層。107是保護電熱轉換元件不受隨著發熱部104′的發熱而產生的化學的、物理的衝擊、且在清潔處理時為了除去結痂而溶解的上部保護層。在本實施方式，使用通過墨水中的電化學反應而溶解的金屬、具體地說是使用Ir作為與墨水接觸的上部保護層107。而且，位於發熱部104′的上方、且將發熱部104′產生的熱作用於墨水的上部保護層107的部分成為熱作用部。109是配置在保護層106和上部保護層107之間、用於提高上部保護層107與保護層106的密接性的密接層，使用具有導電性的材料製成。
上部保護層107穿過通孔110，通過密接層109與電極布線層105電連接。電極布線層105延伸到噴墨頭用基板的端部，其前端構成用於與外部進行電連接的外部電極111。
在以上結構的噴墨頭用基板100(以下，也簡稱為基板)上連接有流道形成構件120。該流道形成構件120在與熱作用部對應的位置上具有噴出口121，而且，而且形成有從貫通基板100設置的墨水供給口經熱作用部與墨水噴出口121連通的流道。
以上結構，由於使用即使在大氣中到800℃也不形成氧化膜的Ir形成上部保護層107，所以，能在熱作用部上均勻地施加電位，能通過與墨水的電化學反應而產生的溶解，除去堆積在熱作用部108上的結痂。
而且，通常用作上部保護層107的Ir的密接性低。因此，通過在保護層106和上部保護層107之間形成密接層109來提高密接性。
另外，為了除去熱作用部108上的堆積物，在本實施例，以利用上部保護層107和墨水之間的電化學反應為前提。因此，在保護層106上形成通孔110，通過密接層109連接上部保護層107和電極布線層105。由於電極布線層105與外部電極111連接，所以，上部保護層107與外部電極111被電連接。
再有，在本實施方式，上部保護層107被分為包含形成在發熱部104′上的熱作用部108的區域107a，和除此以外的區域(對置電極側的區域)107b這兩個區域，並分別被電連接。在基板上並不存在溶液時，區域107a和區域107b並不相互電連接。但若在基板上填充含有電解質的溶液，則電流通過該溶液而流動，在上部保護層107和溶液的界面上發生電化學反應。雖然噴墨記錄使用的墨水含有電解質，但在本實施方式，在上部保護層107使用具有圖1那樣的特性的Ir，所以，只要存在墨水，就能發生電化學反應乃至溶解。此時，如圖1所表明的那樣，由於在陽極電極側發生金屬溶解，所以為了除去熱作用部108上的結痂，以使區域107a為陽極側、區域107b為陰極側的方式施加電位即可。
另外，在本實施方式，在實施電化學反應時的陰極電極使用上部保護層區域107b。即，對上部保護層區域107b也使用Ir製成。但是，只要是能通過溶液(墨水)進行理想的電化學反應，也可以使用其它材料形成上部保護層區域107b。
另外，在以上的結構中，將Ir用作上部保護層107，但只要是含有通過電化學反應而溶解的金屬、且不會由加熱而形成阻礙溶解的氧化膜的材料，也可以使用其它的材料。另外，上述那樣所謂不會由加熱而形成阻礙溶解的氧化膜的材料，不是完全不形成氧化膜的材料，而是即使由加熱形成了氧化膜，其氧化膜也是不阻礙溶解的程度的材料。採用Ir合金或Ru合金時，形成了氧化膜的程度傾向於Ir或Ru的含有率越多則氧化膜程度越輕。因此，選擇構成上部保護層107的金屬的組成，根據上述那樣的傾向和所要求的金屬的耐久性等來選擇。
2.2噴墨頭的製造工序對第1實施方式的噴墨頭的製造工序的一個例子進行說明。
圖4A～圖4F是用於說明圖2和圖3所示的噴墨頭用基板的製造工序的示意剖視圖，圖5A～圖5E分別是與圖4A～圖4E對應的示意俯視圖。
而且，以下的製造工序是對由Si構成的基體101、或預先做上了由用於有選擇地驅動發熱部104′的開關電晶體等半導體元件構成的驅動電路的基體進行實施的。但是，為了簡化，在以下的圖中示出了由Si構成的基體101。
首先，對基體101，用熱氧化法、濺射法、CVD法等方法形成由SiO2的熱氧化膜構成的蓄熱層102作為發熱電阻層104的下部層。而且，對預先做上的驅動電路的基體，可以在這些驅動電路的製造工序中形成蓄熱層。
接著，在蓄熱層102上，通過反應濺射形成厚度大約為50nm的TaSiN等的發熱電阻層104，再用濺射形成厚度大約為300nm的成為電極布線層105的Al層。然後，使用光刻法，對發熱電阻層104和電極布線層105同時實施幹蝕刻，得到圖4A所示那樣的截面形狀和圖5A所示那樣的平面形狀。而且，在本實施方式，作為幹蝕刻使用活性離子蝕刻(RIE)法。
接著，如圖4B和圖5B所示，為了形成發熱部104′，再次使用光刻法，通過溼蝕刻除去Al的電極布線層105的一部分，使該部分的發熱電阻層104露出。而且，為了使布線端部的保護層106的覆蓋性好，最好是在布線端部進行能獲得適當的圓錐形狀的公知的溼蝕刻。
然後，如圖4C和圖5C所示，使用等離子CVD法，形成厚度大約為350nm的SiN膜作為保護層106。
接著，如圖4D和圖5D所示，為了使用光刻法形成用於使上部保護層107和電極布線層105電連接的通孔110，進行幹蝕刻。由此除去部分SiN膜，使該部分的電極布線層105露出。
接著，通過濺射在保護層106上形成厚度大約為50nm的Ti層，作為提高保護層106和上部保護層107的密接性的密接層109。接著，通過濺射在該密接層109上形成厚度大約為200nm的作為上部保護層107的Ir層。另外，該狀態未特別圖示。
接著，為了形成圖4E和圖5E那樣形狀的上部保護層107和密接層109的圖形，使用光刻法，通過幹蝕刻除去上部保護層107和密接層109的一部分。由此形成熱作用部108上的上部保護層區域107a和另一側上方的上部保護層區域107b。
接著，如圖4F所示，為了形成外部電極111，使用光刻法，通過幹蝕刻除去保護層106的一部分，使該部分的電極布線層105露出一部分。
而且，在以上的製造工序中，雖然選擇了幹蝕刻法作為密接層109和上部保護層107的圖案形成方法，但由於上部保護層107所使用的Ir的蝕刻速度慢，所以工序需要較長的時間。因此，也可以使用剝離(lift off)法作為密接層109和上部保護層107的圖案形成方法。在該情況下，在形成密接層109和上部保護層107之前配置剝離用構件，由光刻法形成圖案。此時，在應該除去密接層109和上部保護層107的區域上形成剝離用構件。然後，使密接層109和上部保護層107形成膜，用溶液等剝離剝離用構件。由此形成密接層109和上部保護層107的圖案。作為剝離用構件，可以使用無機材料或抗蝕劑等有機材料。
圖6A～圖6D是用於說明使用上述基板100製造噴墨頭的工序的示意剖視圖。
在噴墨頭用基板100上，用旋轉塗敷法塗敷保護層作為最終成為墨水流道的能溶解的固體層201和202，該噴墨頭用基板100是在基體101上形成有由上述各層構成的電路部115而成的。保護層材料，例如由聚甲基異丙烯基酮構成，具有負型抗蝕劑的作用。然後，如圖6A所示，使用光刻技術，將保護層圖案形成為所希望的墨水流道的形狀。
接著，如圖6B所示，為了形成構成流道形成構件120(圖3)的液體流道壁和噴出口121，形成覆蓋樹脂層203。在形成該覆蓋樹脂層203之前，為了提高密接性，可以適當地進行矽烷偶聯劑處理等。覆蓋樹脂層203，可以通過適當地選擇以往所公知的塗敷法，在形成有墨水流道圖案的噴墨頭用基板100上塗敷樹脂而製成。
接著，如圖6C所示，使用光刻技術，將覆蓋樹脂層203圖案形成為所希望的液體流道壁和噴出口的形狀。
然後，如圖6D所示，從基板100的裡面，使用各向異性腐蝕法、噴砂法、各向異性等離子蝕刻法等形成墨水供給口116。最好是用使用四甲基氫氧化銨(TMAH)、NaOH、KOH等的化學上的矽各向異性腐蝕法形成墨水供給口116。接著，通過用Deep-UV光進行全面曝光，進行顯像和乾燥，從而除去能溶解的固體層201和202。
圖7是經過以上製造工序製成的噴墨頭的示意立體圖。
該噴墨頭具有以規定間距並列排列2列形成有電熱轉換元件117(發熱部104′以及熱作用部108)的元件列而成的基板100。
2.3除痂實驗對基本上使用圖2和圖3所示的基板結構製成的噴墨頭的兩個實施例和比較例進行除痂實驗，驗證第1實施方式的效果。
(實施例1)使用多個按照上述工序製造出的噴墨頭進行了除痂實驗。實驗方法是在以規定條件驅動發熱部而在熱作用部108上堆積結痂，然後通過對上部保護層107通電，進行除痂處理。墨水使用BCI-6eM(佳能制)。
首先，以頻率5kHz對發熱部施加5.0×106次電壓為20V和寬度為1.5μs的驅動脈衝。
圖12A是表示剛施加脈衝後的狀態的說明圖。如圖12A所示，在熱作用部108上大致均勻地堆積著稱為結痂的雜質K。確認到若使用該狀態的噴墨頭進行記錄，則由於結痂K的堆積而使得記錄質量降低。
接著，向與上部保護層107a連接的外部電極111施加10V的DC電壓30秒。此時，將上部保護層的區域107a作為陽極電極，將區域107b作為陰極電極。
圖12B是表示該施加電壓後的狀態的說明圖。如圖12B所示，確認到在此前堆積的結痂K被從熱作用部108上除去了。在此，在施加電壓後用臺階測量儀測定了上部保護層的區域107a和密接層109的圖案端部，結果發現膜厚大約減少了5nm。由此可知，對上部保護層107a施加電壓，在上部保護層與墨水之間發生了電化學反應，從而形成為上部保護層107a的Ir溶解到墨水中，隨之除去了堆積在熱作用部108上的結痂K。當使用該狀態的噴墨頭進行記錄時，確認到記錄質量恢復到與初始大致同樣的狀態。
接著，對除痂處理後的噴墨頭再次進行與上述驅動條件同樣條件的驅動。在緊接於施加驅動之後確認到，與上述同樣，堆積結痂K以及記錄質量降低。
然後進行了與上述相同的除痂處理後，確認到堆積著的結痂K沒有了，記錄質量恢復了。另外，上部保護層107a和密接層109的圖案端部又減少了大約5nm。
(實施例2)接著，除了使用Ru形成上部保護層107之外，其餘用與實施例1完全相同的工序，製造多個實施例2的噴墨頭，進行同樣的除痂實驗。除痂實驗是這樣實施的以與上述同樣的條件驅動噴墨頭，在緊接於驅動之後和除痂處理後，觀察結痂的堆積狀態和記錄質量，並對上部保護層107a和密接層109的圖案端部進行臺階測定。
然後，確認到在使用Ru作為上部保護層107的情況下，也與使用Ir的情況同樣，除去了熱作用部上的結痂，記錄質量可以恢復。
而且，可以得知，Ru比Ir容易幹蝕刻，與使用Ir相比，使用Ru能更容易製造噴墨頭用基板。
(比較例)接著，除了使用Cr形成上部保護層107之外，其餘用與實施例1完全相同的工序，製造多個比較例的噴墨頭，進行同樣的除痂實驗。
在此，首先以頻率5kHz對電熱轉換元件施加5.0×106次電壓為18V和寬度為1.2μs的驅動脈衝。在施加脈衝剛剛結束後，與上述同樣，確認到結痂的堆積和記錄質量的降低。
然後，實施與上述同樣的除痂處理，但與實施例1和實施例2不同，結痂仍然堆積著不變化。在此，在施加電壓後，用臺階測量儀測定上部保護層的區域107a和密接層109的圖案端部、即遠離熱作用部108的部位，結果膜減薄了大約7nm。可知由於對上部保護層107施加電壓、在上部保護層與墨水之間發生了電化學反應，從而在熱作用部108以外的區域，形成為上部保護層107的Cr溶解到了墨水中。儘管這樣，並不能除去堆積在熱作用部108上的結痂，認為原因是由於加熱而在熱作用部上形成了氧化膜。即，認為原因是在形成有該氧化膜的部位的上部保護層107不發生電化學反應。另外，因此也看不到記錄質量的恢復。
將以上的實驗結果示於表1。
表1

由該實驗結果可知，為了通過電化學反應溶解出金屬而除去熱作用部108上的結痂，應該選定上部保護層107本身不會由於加熱而形成氧化膜的金屬。
另外，可知，上部保護層的厚度可以是根據由1次除痂處理的膜厚減少的量、和估計對噴墨頭進行除痂處理的次數來適當地確定。
3.第2實施方式如上所述，當為了除去熱作用部上的結痂而通過電化學反應使上部保護層107溶解出時，上部保護層107的厚度減少。而且，不僅是熱作用部108上的厚度減少，整個上部保護層的區域107a的厚度都減少。
因此，在圖3所示的、連接上部保護層107的區域107a和流道形成構件120的結構中，由於厚度的減少而在上部保護層107a和流道形成構件120的界面上產生了間隙。認為若進行除痂處理的次數少，就不會產生顯著的間隙，或即使產生了一些間隙也不會成為問題。但是，進行除痂處理的次數越多，上部保護層107的厚度越減少以至間隙越大。因此，不能說沒有上部保護層107與流道形成構件120的密接性降低、最後局部剝離的情況。當產生了這樣的剝離時，可能會產生與相鄰的噴嘴連通，導致記錄質量降低。
為了避免發生這種情況，也考慮僅在發熱部104′的上方形成上部保護層107和密接層109。但是，這種情況下，保護層106與墨水接觸，在對電極布線部105的臺階等的覆蓋性不充分的部分，擔憂絕緣的可靠性。因此，為了消除這樣的擔憂，也可以採用以下所示的第2實施方式的結構。
3.第2實施方式3.1噴墨頭的構成本發明的第2實施方式採用的結構是用不同的圖案形成介於保護層106和上部保護層107之間的密接層109、和上部保護層107，使密接層109與流道形成構件120接觸。作為密接層109，用含有不會由於墨水中的電化學反應而溶解出的金屬的材料製成。由此，既能保持在不存在上部保護層107的區域的覆蓋性，還能在上部保護層107溶解出後也不會降低基板與流道形成構件120的密接性。
圖8是本發明的第2實施方式的噴墨頭基板100的發熱部104′附近的示意俯視圖。圖9是以沿圖8的IX-IX垂直切斷了基板100的狀態表示的示意剖視圖。在這些圖中，對能與上述第1實施方式同樣構成的各部件標註相同附圖標記。
本實施方式與第1實施方式不同之處是，雖然與上述同樣形成密接層109，但對於上部保護層107，將其在避開應接合用於形成墨水流道的流道形成構件120的部分的位置。此外，使該上部保護層107的形成部位局限於熱作用部108的部位。密接層109分為兩個區域，即分為從熱作用部108延伸、穿過與流道形成構件120接觸的部位到達通孔110的區域109a、和成為作為與該區域109a的對置電極的陰極電極的區域109b。另外，在本實施方式，由Ta形成密接層。
本實施方式中，上部保護層107不與流道形成構件120接觸，而通過密接層區域109a和電極布線層105與外部電極111連接，成為陽極側被施加電壓。即使上部保護層107由於此時發生的電化學反應而產生了溶析，也不會出現流道形成構件120和基板100的密接性降低的問題。這是由於密接層109與流道形成構件120接觸，並且在本實施方式使用Ta作為密接層109的緣故。如上所述，在墨水中發生電化學反應時，Ta由於陽極氧化而在表面形成氧化膜，所以實際上不會發生溶解出。
而且，在本實施方式，對於在進行電化學反應時成為陰極電極的密接層區域109b，也用Ta製成。但只要是能通過溶液(墨水)進行理想的電化學反應，也可以使用其它材料形成密接層區域109b。
3.2噴墨頭的製造工序說明第2實施方式的噴墨頭的製造工序的一個例子。
圖10A～圖10D是用於說明圖8和圖9所示的噴墨頭用基板的製造工序的示意剖視圖， 圖11A～圖11C分別是與圖10A～圖10C對應的示意俯視圖。本製造工序可以在上述第1實施方式中說明了的圖4A～圖4D以及圖5A～圖5D的工序後進行實施。
首先，實施與圖4A～圖4D以及圖5A～圖5D同樣的工序。
然後，如圖10A和圖11A所示，通過濺射形成厚度大約為100nm的作為密接層109的Ta層。再通過濺射在密接層109上形成厚度大約為100nm的作為上部保護層107的Ir層。
接著，為了形成如圖10B和圖11B所示那樣的上部保護層107的圖案，使用光刻法，通過幹蝕刻除去上部保護層107的一部分。
接著，為了形成如圖10C和圖11C所示那樣的密接層109的圖案，使用光刻法，通過幹蝕刻除去密接層109的一部分。由此，形成了與熱作用部108電連接的密接層區域109a、和另一密接層區域109b。
接著，為了形成外部電極111，如圖10D所示，用光刻法，通過幹蝕刻除去保護層106的一部分，使該部分的電極布線層105部分露出。
然後，經過與圖6A～圖6D所示的同樣的工序，在基板100上配置噴出口形成構件120，得到如圖7～圖9所示那樣的噴墨頭。
3.3除痂實驗對使用圖8和圖9所示的基板結構製成的噴墨頭的兩個實施例(實施例3和實施例4)進行除痂實驗，驗證第2實施方式的效果。
(實施例3)
使用多個按照上述工序製造出的噴墨頭，進行了除痂實驗。實驗方法這樣實施的在以規定條件驅動電熱轉換元件117而在熱作用部108上堆積了結痂後，通過對上部保護層107通電，實施除痂處理。墨水使用BCI-6eM(佳能制)。
首先，以頻率5kHz對電熱轉換元件施加5.0×106次電壓為20V和寬度為1.5μs的驅動脈衝。
圖12A是表示剛剛施加了脈衝後的狀態的說明圖。如圖12A所示，在熱作用部108上大致均勻地堆積了稱為結痂的雜質K。確認到當使用該狀態的噴墨頭進行記錄時，由於結痂K的堆積而使記錄質量降低。
接著對與上部保護層107連接的外部電極111施加8V的DC電壓15秒。此時，將上部保護層的區域107a作為陽極電極，將密接層區域109b作為陰極電極。
圖12B是表示該施加電壓後的狀態的說明圖。如圖12B所示，確認到在此前堆積著的結痂被從熱作用部108上除去了。當使用該狀態的噴墨頭進行記錄時，確認到記錄質量恢復到與初始大致同樣的狀態。
圖13是表示沿圖12B的XIII-XIII線垂直切斷了基板面的狀態的示意剖視圖。上部保護層107的圖案端部由於溶析而稍稍變圓了。另外，在密接層區域109a的與墨水接觸著的區域(圖13內的用符號A表示的區域)，由於陽極氧化在表面上形成了氧化膜。
由此可以推測，在施加電壓期間變成以下那樣的狀態。首先，若在除去結痂時對密接層區域109a和上部保護層107施加電壓，則在區域109a的與墨水接觸著的部分的表面上形成了與電壓相應的氧化膜。而且，當該氧化膜達到一定厚度時，在該表面上的電化學反應停止。與此相反，在上部保護層107上通過密接層109繼續被施加電壓，繼續進行溶析。
如圖13所表明的那樣，密接層109由於在表面上形成了氧化膜，所以，並不通過電化學反應而產生溶解，因此，在密接層109與流道形成構件120的界面上不產生降低密接性那樣的間隙。
接著，對除痂處理後的噴墨頭再次進行與上述驅動條件同樣條件的驅動。確認到，在剛剛實施了驅動之後，與上述同樣，堆積了結痂K以及記錄質量降低。
然後進行與上述相同的除痂處理，結果確認到堆積的結痂K沒有了，記錄質量恢復了。
(實施例4)接著，除了使用Nb形成密接層109之外，其餘用與實施例3完全相同的工序，製造多個實施例4的噴墨頭，進行同樣的除痂實驗。除痂實驗是這樣實施的以與上述同樣的條件驅動噴墨頭，在緊接在驅動之後和除痂處理後，觀察結痂的堆積狀態和記錄質量。
然後，在使用Nb作為密接層109的情況下，也與使用Ta的情況同樣，確認到，可以在不會降低流道形成構件與基板的密接性的情況下除去熱作用部上的結痂。
以上的實驗結果示於表2。
表2

從該實驗結果可知，使用本實施方式的噴墨頭，即使由於長時間使用而在熱作用部上蓄積了結痂的情況下，也能均勻且可靠地將結痂除去。
另外，通過使用本實施方式的噴墨頭，可以在不降低流道形成構件與基板的密接性的情況下除去熱作用部上的結痂。即，即使進行許多次除痂處理來長時間使用，也能提供噴出特性穩定、具有可靠性的高質量的記錄圖像。
另外，使用Ta或Nb作為密接層，但只要是不會由於除去熱作用部的結痂時的電化學分解而溶析的材料，密接層的形成材料並不限於此。在使用其它材料時，通過基於電位-pH圖確定密接層不溶析且上部保護層進行溶析的電位，也能在不降低流道形成構件與基板的密接性的情況下除去結痂。
4.裝置的實施方式4.1噴墨頭上述各實施方式的噴墨頭，能安裝在印表機、複印機、具有通訊系統的傳真機、具有列印部的文字處理機等裝置上，還能安裝在與各種處理裝置複合組合而成的工業記錄裝置上。而且，通過使用該噴墨頭能在紙、絲、纖維、布匹、皮革、金屬、塑料、玻璃、木材、陶瓷等各種記錄介質上進行記錄。而且，在本說明書中，所謂「記錄」不僅是指對記錄介質賦予具有文字或圖形等意思的圖像，還指著賦予圖案等不具有意思的圖像。
在此對使上述噴墨頭與墨盒成為一體的集成盒形態的單元以及使用該集成盒形態的單元的噴墨記錄裝置進行說明。
圖14表示在構成要素中包含上述噴墨頭(以下參照附圖標記1)的噴墨頭單元410的結構例。圖中，402是具有用於向噴墨頭1供電的端子的TAB(Tape Automated Bonding帶式自動焊接)用的帶構件。該帶構件402通過觸點403從印表機主體供電。404是用於將墨水供給到噴墨頭1的墨盒。即，圖14的噴墨頭單元具有能安裝在記錄裝置上的集成盒形態。
而且，當然，噴墨頭不限於像上述那樣適用於與墨盒成為一體的形式。例如，可以將墨盒安裝成可與噴墨頭分離，在墨盒內沒有墨水殘餘量時，將該墨盒卸下來安裝新的墨盒。另外，也可以是噴墨頭與墨盒分開構成，通過導管等供給墨水。另外，作為噴墨頭，除了適用於以下所述那樣的串行記錄方式，也可以是適用於行式印表機那樣的、在與記錄介質的整個寬度對應的範圍內具有噴嘴而成的噴墨頭。
4.2裝置的機械結構圖15是表示使用圖14的噴墨頭單元410進行記錄的噴墨記錄裝置的概要結構例的圖。
在圖示的噴墨記錄裝置中，滑架500固定在環形皮帶501上，且能沿導向軸502移動。環形皮帶501纏繞在皮帶輪503、503上，滑架驅動電動機504的驅動軸與一皮帶輪503連接。因此，滑架500能隨著電動機504的旋轉驅動而沿導向軸502嚮往複方向(A方向)進行主掃描。
在滑架500上安裝有上述集成盒形態的噴墨頭單元。在此，噴墨頭單元以使噴墨頭1的噴出口4與作為記錄介質的用紙P相對，且上述排列方向同與主掃描方向(A方向)不同的方向(例如作為用紙P的輸送方向的副掃描方向(B方向))一致的方式安裝在滑架500上。而且，噴墨頭1和墨盒404的組可以設置與使用的墨水顏色對應的個數，在圖示的例子中，與4色(例如黑色、黃色、品紅、青色)對應地設置4個組。
在圖示的裝置上，為了檢測滑架500在主掃描方向上的移動位置等而設有線性編碼器506。作為線性編碼器506的一構成要素，具有沿滑架500的移動方向設置的線性標尺507，在該線性標尺507上以規定密度、等間隔地形成有狹縫。另一方面，在滑架500上設有例如具有發光部和受光傳感器的狹縫檢測系統508和信號處理電路，作為線性編碼器506的另一構成要素。因此，隨著滑架500的移動，從線性編碼器506輸出用於規定墨水噴出時刻的噴出時刻信號和滑架的位置信息。
作為記錄介質的記錄紙P，被間歇地沿與滑架500的掃描方向正交的箭頭B方向輸送。記錄紙P由輸送方向上遊側的一對輥單元509及510、和下流側的一對輥單元511及512支承，被賦予恆定的張力，以確保相對噴墨頭1的平坦性的狀態被輸送。對各輥單元的驅動力，由在此未圖示的輸送電動機進行傳遞。
通過以上那樣的結構，隨著滑架500的移動，一邊交替地反覆進行與噴墨頭1的噴出口的排列寬度相對應的寬度的記錄和對用紙P的輸送，一邊對整張用紙P進行記錄。
另外，滑架500在記錄開始時或在記錄過程中根據需要可以停在起始位置。在該起始位置上設有蓋構件513，該蓋構件513用於蓋住各噴墨頭1的設有噴出口的面(噴出口面)。在該蓋構件513上連接有用於從噴出口強制地吸引墨水而使墨水流道內的墨水排出的機構(未圖示)。這樣吸引墨水並將其排出的機構，通常稱為吸引恢復機構，由其進行的墨水排出動作被稱為吸引恢復動作。通過該吸引恢復動作，防止噴出口堵塞等。
4.3控制系統的構成圖16是表示上述結構的記錄裝置的控制系統的構成例子的框圖。
在圖16中，1700是接口，接受從計算機、數位照相機、掃描儀等具有適當形式的主機裝置1000輸送來的、包含指令、圖像數據的記錄信號。另外，根據需要將記錄裝置的狀態信息輸送到主機裝置1000。1701是MPU，依據存儲在ROM1702中的、與在圖17中描述的處理順序相對應的控制程序或所需要的數據，對印表機內的各部進行控制。作為其數據，例如，除了施加在發熱部104上的驅動脈衝的形狀或施加時間之外，還有施加在上部保護層107上的電壓及其持續時間等噴墨頭的驅動條件。另外，也可以包含記錄介質輸送的條件、還有滑架速度等。
1703是保存各種數據(上述記錄信號或供給到噴墨頭的記錄數據等)的DRAM。另外，也可以在DRAM1703上設有在後述的控制過程中所使用的識別標誌用的區域等。1704是進行對噴墨頭1的記錄數據的供給控制的門電路陣列(G.A.)。該門電路陣列1704也進行接口1700、MPU1701和DRAM1703之間的數據傳輸控制。1725是點計數器，每做一次記錄動作對墨水噴出數(點數)進行計數。1726是用於在記錄裝置斷電時也保存所需要的數據的EEPROM等非易失性存儲器。
1709是輸送電動機，用作用於輸送記錄紙P的驅動源。1711是恢復系統電動機，用作蓋構件513的蓋動作、或用於進行吸引恢復的泵等的吸引恢復部件的動作的驅動源。而且，通過適當地構成傳動機構，它們也可以兼用作電動機1709和1711。1705是驅動噴墨頭1的噴墨頭驅動器，1706、1707和1708分別是用於驅動輸送電動機1709、滑架電動機504和恢復系電動機1711的電動機驅動器。
4.4控制順序上述第1或第2實施方式的噴墨頭1，用適當的材料形成有上部保護層107。因此，即使在噴墨頭內部存在墨水的狀態下，也可以使其發生電化學反應。因此，沒有必要使用在日本專利特開平9-29985號公報中所述的那樣的專用的除痂液，而且，在用戶側的一系列的記錄處理過程中，也可以進行清潔處理。
圖17表示使用本發明的噴墨頭的記錄裝置能實施的記錄處理順序的一個例子。
當從主機裝置1000等發出記錄指令時，開始以下的本順序。首先從主機裝置1000接收與記錄相關的圖像數據，將該圖像數據展開為適合於記錄裝置的數據(步驟S1)。然後，基於展開了的記錄數據，交替地進行記錄紙P的輸送和噴墨頭1的主掃描的同時、進行記錄動作(步驟S3)。另外，此時進行記錄點數(電熱轉換元件的驅動脈衝數)的計數。
然後，當1單位(例如1張記錄紙)的記錄動作結束時，讀出存儲在EEPROM1726中的點計數值的累積數據(步驟S5)，在該累積數據上加上本次統計的點數(步驟S7)。接著，判斷該相加值是否大於等於規定的值Th(例如5×106)(步驟S9)。
在此，如果判定相加值大於等於規定的值Th，則如上述那樣，對上部保護層107施加電壓，使熱作用部108上的結痂與上部保護層107一起被除去(步驟S11)。在進行了這樣的除痂處理之後，包含溶解出的上部保護層的形成材料和剝離下的結痂的墨水滯留在噴嘴附近。如果未給記錄質量帶來影響，則也可以通過將該墨水直接用於下次的記錄動作而使該墨水從噴嘴噴出。但是，在本實施方式，通過實施吸引恢復等(步驟S13)，積極地排出該墨水。然後，清除存儲在EEPROM1726中的點計數值的累積數據(步驟S15)，結束一系列的記錄處理。
另一方面，在步驟S9判斷為否定時，用上述相加值更新存儲在E EPROM1726中的點計數值的累積數據(步驟S17)，結束記錄處理。
另外，在以上的順序中，是在記錄動作之後進行除痂處理、恢復處理，但也可以先於記錄動作進行。在這種情況下，也可以基於在步驟S1展開了的記錄數據進行點計數，將其加到點計數的累積值上，基於該相加值判斷是否進行了除痂處理。另外，也可以在每規定量的記錄動作(例如噴墨頭的每1或數次掃描)時實施除痂處理。
另外，作為用於在除痂處理後排出墨水的處理，並不限於上述那樣的吸引恢復。也可以通過對到噴出口的墨水供給系統進行加壓來使其進行排出。另外，也可以與記錄動作不同，通過驅動發熱部使墨水噴出的處理(預備噴出處理)進行排出。在這種情況下，用於預備噴出的驅動脈衝也可以反映到上述計數中。
不管怎樣，根據本發明，可以在一系列的記錄處理過程中直接實施包含除痂處理的清潔處理。因此，不需要卸下噴墨頭進行那樣的特別且煩雜的清潔處理，能高效率地實施清潔處理。
5.第3實施方式以下參照附圖詳細說明本發明的第3實施方式。
5.1噴墨頭的構成圖18是本發明的第3實施方式的噴墨頭基板的熱作用部附近的示意俯視圖。圖19是以沿圖18的XIX-XIX線垂直切斷了基板的狀態表示的示意剖視圖。
在圖18和圖19中，101是矽的基體。102是由熱氧化膜、SiO膜、SiN膜等構成的蓄熱層。104是發熱電阻層，105是由Al、Al-Si、A1-Cu等金屬材料構成的、作為布線的電極布線層。作為電熱轉換元件的發熱部104′是通過除去電極布線層104的一部分、形成間隙而露出該部分的發熱電阻層104形成的。電極布線層104與未圖示的驅動元件電路或外部電源端子連接，能接受來自外部的供電。而且，在圖示的例子中，在發熱電阻層104上配置有電極布線層105。但也可以採用在基體101上形成電極布線層105、在局部除去其一部分形成間隙之後，配置發熱電阻層104的結構。
106是設置為發熱部104′和電極布線層105的上層的保護層。該保護層106也具有由SiO膜、SiN膜等構成的絕緣層的功能。107是保護電熱轉換元件不受隨著發熱部104′的發熱而產生的化學、物理衝擊的上部保護層。該上部保護層107是在進行清潔處理時用於除去結痂而進行溶解出的層。在本實施方式中，使用通過在墨水中的電化學反應而溶解出的金屬、具體地說是使用Ir作為與墨水接觸的上部保護層107。該Ir具有即使在大氣中到800℃也不形成氧化膜的特性。而且，位於發熱部104′的上方的上部保護層107的部分108，成為將發熱部104′發生的熱作用在墨水上的熱作用部。而且，用作上部保護層107的Ir，通常與保護層106的密接性低。因此，通過在保護層106和上部保護層107、107b之間形成密接層109，來提高與保護層106的密接性。
該密接層109構成電連接上部保護層107和外部端子的布線部，使用具有導電性的材料製成。另外，密接層109穿過形成於保護層106上的通孔110而與電極布線層105連接。另外，電極布線層105延伸到基體101的端部。該電極布線層105的前端構成用於與外部端子進行電連接的外部電極111。由此，上部保護層107與外部端子111電連接。
另外，在上述噴墨頭用基板100上設有與該基板100一起形成墨水流道122的流道形成構件120。在該流道形成構件120上，在與熱作用部108對應的位置上形成有噴出口121，噴出口121與墨水流道122連通。
再有，在該第3實施方式中，上部保護層107的形成部位分為包含熱作用部108的區域107a、和在實施電化學反應時為對置電極的區域107b這兩個區域。而且，密接層109也同樣分為兩個區域109a、109b。各密接層的區域109a、109b分別與外部電極連接。
圖20A和圖20B是表示對上述噴墨頭基板的上部保護層的兩個區域109a、109b施加電壓狀態的圖。在此，圖20A表示將包含熱作用部108的區域109a作為陽極側電極、在區域109a和區域109b之間施加電壓的狀態。另外，圖20B表示將同一區域109a作為陰極側電極、在區域109a和區域109b之間施加電壓的狀態。如圖所示，密接層109a和109b它們本身並未相互電連接，但通過作為外部電極的電極布線層105與由開關元件等構成的電壓反向電路113連接。能由該電壓反向電路在上部保護層107a和107b上施加電壓使得陰極、陰極交替反向。
如以上所述，噴墨頭用基板100的上部保護層107的區域107a和107b在基板單體上並不相互電連接。但是，在基板上填充有包含電解質的溶液的狀態下，當在兩區域之間施加電壓時，通過該溶液在兩區域107a和107b之間有電流流通，在上部保護層107和溶液的界面上發生電化學反應。即，噴墨記錄所使用的墨水(在本實施方式是顏料墨水)含有電解質。另外，上部保護層107使用具有即使在較低的pH值的電解液中也溶解出的特性的Ir。因此，如果在基板上存在墨水，則能使上部保護層發生電化學反應甚至溶解出。此時，在Ir為陽極電極側時發生Ir的溶解出。因此，在施加電壓以使得區域107a為陽極側、區域107b為陰極側時，在區域107上發生Ir溶解出，與該溶解出的同時除去了熱作用部108上的結痂。
但是，在使施加在兩區域上的電壓極性保持恆定時，即將區域107a、107b分別固定為陽極側、陰極側，若進行電化學反應，則有時墨水成分逐漸地附著在陽極電極的表面上而覆蓋表面。在這種情況下，妨礙了上部保護層107a的溶解出，其結果，有時不能完全除去結痂。
因此，在該第3實施方式，使施加的電壓極性反向，以使上部保護層的各區域107a和107b交替地成為陽極、陰極。這由電壓反向向電路來進行。此時，在上部保護層107的各區域107a為陽極側時，如上所述，區域產生Ir的溶解，除去了熱作用部108上的結痂。然後，若使施加電壓反向，則附著或被吸引在陽極側和陰極側的各區域107a、107b上墨水成分被除去或分散開。即，各區域107a、107b並沒有被由墨水成分構成的層覆蓋。在此，若再次切換電壓的極性，使區域107a為陽極側，則發生Ir從區域107a上溶解出，殘留在熱作用部108上的結痂進一步被除去。通過反覆進行以上的動作，能幾乎完全除去區域107a的結痂。
而且，在該第3實施方式中，將上部保護層區域107b用作實施電化學反應時的對置電極，該上部保護層區域107b也用Ir製成。但是，只要是能通過溶液(墨水)實施理想的電化學反應的材料，也可以使用其它材料形成上部保護層區域107b。
另外，在以上的結構中，使用Ir作為上部保護層107，但只要是以包含通過電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於加熱而形成阻礙溶解的氧化膜的材料，則也可以使用其它材料。
在該第3實施方式，上部保護層107不與流道形成構件120接觸。另外，上部保護層107通過密接層區域109a和電極布線層105與外部電極111連接，被施加電位。即使由於此時產生的電化學反應上部保護層107發生溶解出了，也不會出現流道形成構件120與基板100的密接性降低的問題。這是因為除了密接層109與流道形成構件120接觸之外，而且在本實施方式中與上述第2實施方式同樣，使用Ta作為密接層109。即，如上所述，在墨水中發生電化學反應時，Ta因陽極氧化而在表面上形成了氧化膜，所以實際上不發生溶解。因此並不會降低密接層109與流道形成構件120以及基板100的密接性。
而且，在第3實施方式中，用設置在噴墨頭用基板上的電壓反向電路113進行陽極側電極、陰極側電極的反向。但是，也可以在噴墨記錄裝置主體上使電壓反向，由外部電極將其施加在上部保護層107上。
5.2除痂實驗以下基於以下實施例更加具體地對上述第3實施方式的噴墨頭的清潔方法進行說明。
(實施例5)準備多個上述噴墨頭，分別對每個噴墨頭實施根據上述實施方式的清潔方法的除痂實驗。實驗方法是這樣實施的在以規定條件驅動作為電熱轉換元件的發熱部104′，使得在熱作用部108上堆積結痂後，通過向上部保護層107通電，實施除痂處理。墨水使用樹脂分散型的顏料墨水。
首先，為了在上部保護層107上堆積結痂，以頻率5kHz對發熱部104′施加5.0×106次電壓為20V和寬度為1.5μsec的驅動脈衝。
圖21A是表示剛剛進行了發熱部104′的驅動動作後的上部保護層107的狀態的說明圖。如圖21A所示，在熱作用部108上大致均勻地堆積了雜質(結痂)K。確認到，使用該狀態的噴墨頭進行記錄動作的結果是，與在未堆積結痂K的狀態下記錄的圖像的記錄質量相比，記錄的圖像的質量降低了。
接著，作為除去結痂K的處理(清潔處理)，對與上部保護層107a連接著的外部電極111施加10V的DC電壓15秒。此時，使上部保護層107a為陽極電極，使上部保護層107b為陰極電極。
圖21B是表示在該結痂處理時的施加電壓後的狀態的說明圖。如圖21B所示，確認到，在此前堆積的結痂K有一些從熱作用部108上除去了。但是，由於在上部保護層107a的表面上附著有墨水成分，所以，判明未能完全除去結痂K。
於是，將上部保護層107a作為陰極電極、將上部保護層107b作為陽極電極，除此之外用與上述同樣的條件施加電壓。如圖21C所示，雖然附著在上部保護層107a的表面上的墨水成脫離了，但結痂K的堆積狀態並沒有變化。然後，再次用相同的條件使上部保護層107a作為陽極電極施加電壓，此後再使上部保護層107a作為陰極電極施加電壓。其結果是，如圖21D所示，在此前堆積的結痂K完全從熱作用部108上除去了。確認到，若使用該狀態的噴墨頭進行記錄，則記錄質量恢復到了與初始大致同樣的狀態。
由此可以推測，如圖21B至圖21D所示，在施加電壓期間，在上部保護層107a的表面上發生了以下那樣的狀態變化。
首先，在除去結痂K時，若在密接層區域109a和上部保護層107上施加電壓，則在密接層109a上的與墨水接觸的部分的表面上形成了與電壓相應的氧化膜。該氧化膜達到一定厚度時，在其表面上的電化學反應停止。與此相反，在上部保護層107a上通過密接層109繼續施加電壓，溶解出繼續進行。但是，由於在與溶解出的同時附著了墨水成分，所以，抑制了墨水與107a的反應，溶解出停止。因此，不能完全除去結痂K。於是，若接著將107a作為陰極電極來施加電壓，則附著在107a上的墨水成分再次分散到墨水中，107a的表面返回到直接與墨水接觸的狀態。通過反覆做該一系列的動作，能完全除去結痂K。
另外，密接層109，由於在表面上形成了氧化膜，所以，並不會通過電化學反應而溶解出。因此，在密接層109和流道形成構件120的界面上不會產生像密接性降低那樣的間隙。
接著，對除痂處理後的噴墨頭，以與上述驅動條件相同的條件再次驅動電熱轉換元件。確認到，在驅動該電熱轉換元件後，與上述同樣，堆積了結痂K。因此，在該狀態下記錄的圖像上確認到了記錄質量降低情況。
然後，實施與上述同樣的除痂處理，結果堆積的結痂K沒有了，確認到記錄質量恢復了。
以上的實驗結果示於表3。
表3

在表3中，在表面狀態欄中，○表示未堆積結痂的狀態，×表示堆積了結痂的狀態。另外，在記錄質量欄中，○表示良好的記錄質量，×表示記錄質量變差。另外，染料墨水使用BCI-6e(佳能制)。
從該實驗結果可知，根據本實施方式的清潔方法，即使在由於使用顏料墨水長時間做記錄動作而在熱作用部108上堆積了結痂K的情況下，能夠與使用染料墨水的情況同樣地可靠地除去結痂K。
5.3控制順序圖22是表示在本發明的第3實施方式中實施的記錄處理順序的一個例子的流程圖。而且，在該第3實施方式中也使用具有圖15和圖16所示結構的噴墨記錄裝置。但是，在該第3實施方式中，噴墨頭驅動器1705具有基於記錄數據驅動設置在各墨水流道上的發熱部104′的發熱驅動部的功能，而且，還具有控制電壓反向電路113的電壓反向動作的反向控制部的功能。另外，由該噴墨頭驅動器1705和用於向各部施加電壓的電源部構成電壓施加部件。
當從主機裝置1000等發出記錄指令時，開始本程序，首先從主機裝置1000接收與記錄相關的圖像數據，將該圖像數據展開為適合於記錄裝置的數據(步驟S21)。然後，基於該展開了的記錄數據，交替地進行記錄紙P的輸送和噴墨頭1的主掃描，同時進行記錄動作(步驟S22)。另外，此時進行記錄點數(電熱轉換元件的驅動脈衝數)的計數。
然後，當1單位(例如1張記錄紙)的記錄動作結束時，讀出在該記錄動作開始前在E EPROM1726中累積的點計數值的數據(步驟S23)，在該數據上加上本次統計的點數(步驟S24)。接著，判斷該相加值是否大於等於規定的閾值(例如1×107)(步驟S25)。
在此，在判定為大於等於閾值時，如上所述那樣，上部保護層107的區域107a，在電化學反應中，交替地切換為陽極側和陰極側地被施加電壓。由此，熱作用部108上的結痂與上部保護層107a一起被除去(步驟S26、S27)。在進行了這樣的除痂處理之後，包含溶解出了的上部保護層的形成材料和剝離下的結痂的墨水滯留在噴嘴附近。如果該滯留的墨水不會給記錄質量帶來影響，則也可以通過將該墨水直接用於下次的記錄動作而使該墨水從噴嘴噴出。但是，在本實施方式，通過實施吸引恢復等(步驟S28)，積極地排出該墨水。另外，由於伴隨著除痂動作，上部保護層107的區域107a發生溶解出，所以，發熱部104′上方的膜厚減少。因此，為了保證高記錄質量，再次測定為使墨水發泡而應對發熱部104′施加的電能的閾值、例如脈衝寬度或脈衝電壓的閾值Pth，並將其存儲(步驟S29、S30)。然後，清除存儲在EEPROM1726中的點計數值的累積數據(步驟S31)，結束一系列的記錄處理。
另一方面，在步驟S25判斷為否定時，用上述相加值更新存儲在EEPROM1726中的點計數值的累積數據(步驟S32)，結束記錄處理。
而且，在記錄動作之後實施除痂處理、恢復處理，但在該第3實施方式，也可以先於記錄動作進行除痂處理、恢復處理。
另外，作為用於在除痂處理後排出墨水的處理，並不限於上述那樣的吸引恢復，也可以通過對到噴出口的墨水供給系統進行加壓來使其進行排出。另外，也可以與記錄動作不同，通過驅動發熱部使墨水噴出的處理(預備噴出處理)進行排出。
不管怎樣，根據該第3實施方式，不需要卸下噴墨頭進行那樣的特別且煩雜的清潔處理，能高效率地實施清潔處理。
6.第4實施方式如上述第1實施方式那樣，為了除去熱作用部上的結痂，通過電化學反應使上部保護層107溶解，則伴隨著反應發生氣泡。這樣發生的氣泡有可能妨礙均勻的上部保護層向墨水中溶解出的原因。特別是近年來，已經實現或提出噴出的墨水的液滴尺寸為數皮升～1皮升、甚至1皮升以下的噴墨頭。在這樣的墨水液滴尺寸非常小的情況下，若使用本發明的除痂方法，則有時由於電化學反應產生的氣泡一部分阻礙了上部保護層與墨水的反應，不能充分地進行均勻且可靠的除痂。
因此，本發明的第4實施方式採用的清潔方法是在使墨水吸引動作開始後，進行為了通過電化學反應使上部保護層107溶解出而對上部保護層107施加電壓。由此，由於電化學反應產生的氣泡並不會成長得很大，由於通過墨水吸引而被排出了，所以，能均勻且可靠地除去結痂。
6.1除痂實驗在製造圖8和圖9所示的基板和圖6所示的噴墨頭的工序中，製作噴出的墨水液滴量為5皮升的噴墨頭。對使用該噴墨頭的實施例(實施例6)和比較例進行除痂實驗，驗證第4實施方式的效果。
(實施例6)
使用上述噴墨頭和本實施方式的清潔方法，實施除痂實驗。實驗方法是這樣實施的在以規定條件驅動發熱部、使得在熱作用部108上堆積結痂後，通過向上部保護層107通電，實施除痂處理。墨水使用BCI-6eM(佳能制)。
首先，以頻率5kHz對發熱部施加5.0×106次電壓為20V和寬度為1.5μs的驅動脈衝。如圖23A所示，在熱作用部108上大致均勻地堆積了稱為結痂的雜質K。確認到，若使用該狀態的噴墨頭進行記錄，則由於結痂K的堆積，記錄質量降低了。
接著，對與上部保護層107a連接的外部電極111施加10V的DC電壓30秒。此時，使上部保護層的區域107a為陽極電極，使區域107b為陰極電極。另外，如圖24的時間圖所示，在t＝t1通過施加電壓開始進行電化學反應之前，在t＝t0時，使用恢復泵開始進行吸引恢復。而且，強制地將伴隨著施加電壓而從上部保護層107a產生的氣泡與墨水一起排出，並且，直到t2，實施由上部保護層107的溶解出而進行的除痂處理。尚且，吸引恢復在施加DC電壓結束後，在t3結束。
如圖23(b)所示，確認到，在此前堆積的結痂K從熱作用部108上除去了。確認到，若使用該狀態的噴墨頭進行記錄，則記錄質量恢復到與初始大致同等的狀態。
從該結果可知，通過在吸引墨水的過程中進行用於使上部保護層107溶解出的電化學反應，從而在電化學反應中產生的氣泡並不附著在上部保護層107上，而是與墨水一起被排出了。因此，即使在墨水液滴小到數皮升以下的情況下，也不能阻礙墨水與上部保護層107的電化學反應，能均勻且可靠地向墨水溶解，所以，即使在長期使用過程中也能除去結痂。
接著，為了在熱作用部108上再次堆積結痂，再次對除痂處理後的噴墨頭，以與上述驅動條件相同的條件進行驅動。其結果確認到，與上述同樣，堆積了結痂K以及記錄質量降低。
然後，實施與上述相同的除痂處理，結果堆積的結痂K沒有了，確認到記錄質量恢復了。
(比較例)以下，在用於電化學反應的施加電壓開始後，開始使用恢復泵吸引墨水，實施除痂處理。而且，吸引墨水的動作進行到施加電壓結束。
首先，以頻率5kHz對發熱部施加5.0×106次電壓為20V和寬度為1.5μs的驅動脈衝。如圖23A所示，在熱作用部108上大致均勻地堆積了稱為結痂的雜質K。確認到，若使用該狀態的噴墨頭進行記錄，則由於結痂K的堆積，記錄質量降低了。
而且，與上述實施例6同樣地實施除痂處理，但與實施例6不同，如圖23C所示，結痂K仍然堆積著一部分。
為了確認發生了這樣的現象，在施加電壓的過程中停止吸引墨水，觀察上部保護層107的區域。其結果，由圖23D所示的圖得知，在電化學反應中產生的氣泡BB附著在了上部保護層107上。認為由於該氣泡BB阻礙了上部保護層與墨水的電化學反應，所以，該區域的結痂並沒有被除去。另外，由於在上部保護層107的一部分區域沒有附著氣泡，所以在進行反應，能除去附著在該部分區域上的結痂K。但是，用於電化學反應的電壓集中施加在與墨水接觸的地方，即未被氣泡阻礙的地方。因此，可知在持續長期使用時，該區域的上部保護層過度地向墨水中溶解，上部保護層107不能保持均勻的膜厚。
以上實驗結果示於表4。
表4


從該實驗可知，為了均勻且可靠地溶解出上部保護層107，一邊吸引墨水一邊進行電化學反應是恰當的。我們知道，特別是在噴出的墨水液滴量是數皮升以下時，應該選定並不會使產生的氣泡成長到阻礙上部保護層107與墨水的反應的程度而將氣泡一邊與墨水一起排出，一邊溶解上部保護層107的除痂方法。
在本實施例，由於在上部保護層107開始電化學反應之前進行墨水恢復處理，所以，能防止被在電化學反應中產生的氣泡阻礙電化學反應，使上部保護層107能均勻且可靠地溶解出。如圖24所示的時間圖所示，如果為t0＜t1則能獲得本實施方式的效果。在此，通常在電極材料由於電化學反應而溶解出到溶液中時，在與施加電壓幾乎同時，在電極表面附近形成稱為電氣雙層的層，然後進行溶解反應。由於形成該電氣雙層所需要的時間大概是0.01秒，所以，在圖24所示的時間圖中，即使在開始施加電壓的時間t1和開始吸引墨水的時間t0為t0＝t1時，也能獲得在本實施方式示出的清潔方法的效果。
6.2控制順序圖25表示使用本發明的清潔方法的記錄裝置能實施的記錄處理順序的一個例子。
當從主機裝置1000等發出記錄指令時，開始以下的本程序。首先從主機裝置1000接收與記錄相關的圖像數據，將該圖像數據展開為適合於記錄裝置的數據(步驟S41)。然後，基於展開了的記錄數據，交替地進行記錄紙P的輸送和噴墨頭1的主掃描，同時進行記錄動作(步驟S43)。另外，此時進行記錄點數(電熱轉換元件的驅動脈衝數)的計數。
然後，當1單位(例如1張記錄紙)的記錄動作結束時，讀出存儲在EEPROM1726中的點計數值的累積數據(步驟S45)，在該累積數據上加上本次統計的點數(步驟S47)。接著，判斷該相加值是否大於等於規定的值Th(例如5×106)(步驟S49)。
在此，如果判定為大於等於規定的值Th，則如上述那樣，開始進行恢復處理(步驟S51)。然後，對上部保護層107施加電壓，使熱作用部108上的結痂與上部保護層107一起被除去(步驟S53)。在進行了這樣的除痂處理之後，包含溶解了的上部保護層的形成材料和剝離下的結痂的墨水滯留在噴嘴附近。如果未給記錄質量帶來影響，則也可以通過將該墨水直接用於下次的記錄動作而使該墨水從噴嘴噴出。但是，在本實施方式，通過在除痂處理結束後停止吸引恢復(步驟S55)，積極地排出包含上部保護層的形成材料和剝離了的結痂的墨水。然後，清楚存儲在EEPROM1726中的點計數值的累積數據(步驟S57)，結束一系列的記錄處理。
另一方面，在步驟S49判斷為否定時，用上述相加值更新存儲在EEPROM1726中的點計數值的累積數據(步驟S59)，結束記錄處理。
而且，在以上的順序中，在進行記錄動作之後進行恢復處理、除痂處理，也可以先於記錄動作進行恢復處理、除痂處理。在這種情況下，可以基於在步驟S41展開了的記錄數據進行點計數，將其加到點計數的累積值上，基於該相加值判斷是否進行了除痂處理。另外，也可以在每進行規定量的記錄動作(例如噴墨頭的每1或數次掃描)時實施除痂處理。
根據本發明，可以在一系列的記錄處理過程中直接實施包含除痂處理的清潔處理。因此，不需要卸下噴墨頭進行那樣的特別且煩雜的清潔處理，能高效率地實施清潔處理。
而且，在上述第4實施方式中，也可以像上述第3實施方式那樣，使施加在上部保護層上的電壓極性反向。由此有望獲得更加可靠的除痂效果。
此外，在以上的說明中，為了防止噴出口的堵塞，做成進行使墨水流道內的墨水從噴出口排出的墨水排出動作的墨水排出機構，以藉助負壓吸引墨水流路內的墨水的吸引恢復機構為例進行說明。然而，本發明也可使用除吸引恢復機構以外的墨水排出機構。即，作為墨水排出機構，公知有這樣的加壓恢復機構，對噴墨頭的墨水流道內的墨水施加壓力(正壓)，藉助其壓力強制使墨水從噴出口排出。該加壓恢復機構用於主要使用大型噴墨頭進行高速記錄的噴墨記錄裝置、例如工業用噴墨記錄裝置、或全行式的噴墨記錄裝置等。本發明可應用於由這樣的加壓恢復機構進行墨水排出動作的噴墨記錄裝置，可期待得到與進行上述吸引恢復動作時同樣的效果。
儘管已經參照示範性實施例對本發明進行了說明，但應理解，本發明不限於所公開的示範性實施例。所附權利要求的範圍符合最廣的解釋以覆蓋所有變形以及等同結構和功能。
權利要求
1.一種噴墨頭用基板，其特徵在於，包括發熱部，由電極布線層的間隙和發熱電阻層形成；保護層，配置在上述電極布線層和上述發熱電阻層上；上部保護層，可電連接地配置在至少包含上述發熱部上方的、與墨水接觸的熱作用部的上述保護層上的區域，以成為用於與上述墨水產生電化學反應的電極，該上部保護層包含通過上述電化學反應而溶解出的金屬，且由不會由於加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成。
2.根據權利要求1所述的噴墨頭用基板，其特徵在於，上述上部保護層用含有Ir或Ru的材料形成。
3.根據權利要求1所述的噴墨頭用基板，其特徵在於，上述上部保護層隔著具有導電性的密接層配置在上述保護層上，上述上部保護層通過上述密接層和設置在上述保護層上的通孔與上述電極布線層連接，從而被進行上述電連接。
4.根據權利要求3所述的噴墨頭用基板，其特徵在於，上述上部保護層，在上述密接層上配置於避開應接合用於形成上述墨水流道的流道形成構件的部分的位置。
5.根據權利要求4所述的噴墨頭用基板，其特徵在於，上述密接層是用包含通過加熱而形成氧化膜，從而不會通過上述電化學反應而發生實質的溶解出的金屬的材料形成。
6.根據權利要求5所述的噴墨頭用基板，其特徵在於，上述密接層用包含Ta或Nb的材料形成。
7.一種噴墨頭，其特徵在於，包括權利要求1所述的基板；流道形成構件，具有與上述熱作用部對應的墨水噴出口，且通過與上述基板接合而形成到達上述噴出口的上述墨水的流道。
8.一種噴墨頭，其特徵在於，包括權利要求4所述的基板；流道形成構件，具有與上述熱作用部對應的墨水噴出口，且通過與上述基板接合而形成與上述噴出口相對的上述墨水的流路，該流道形成構件通過直接接合在上述密接層上而形成上述流道。
9.一種噴墨頭的清潔方法，用於除去堆積在權利要求7所述的噴墨頭的上述熱作用部上的結痂，其特徵在於，通過將上述上部保護層用作一電極，並使其發生上述電化學反應，使上述上部保護層溶解到上述墨水中。
10.根據權利要求9所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，施加電位，使該上部保護層成為上述電化學反應中的陽極電極。
11.一種噴墨記錄裝置，使用權利要求7所述的噴墨頭進行記錄，其特徵在於，具有清潔部件，該清潔部件是進行這樣的處理通過將上述上部保護層用作一電極，並使其發生上述電化學反應，使上述上部保護層溶解到上述墨水中，由此除去堆積在上述熱作用部上的結痂。
12.根據權利要求11所述的噴墨記錄裝置，其特徵在於，還具有在上述處理後進行排出上述墨水的處理的部件。
13.一種噴墨頭的清潔方法，該噴墨頭具有電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層，該噴墨頭的清潔方法是對噴墨頭除去堆積在上述上部保護層上的結痂的方法，其特徵在於，噴墨頭的清潔方法具有這樣的電壓施加工序將上述上部保護層作為一電極、並將通過上述墨水能與上述上部保護層導通的部分作為另一電極，使兩電極的極性反向並施加電壓。
14.根據權利要求13所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，上述電壓施加工序具有第1工序，通過將上述上部保護層作為陽極電極、將上述另一電極作為陰極電極施加電壓，從而通過電化學反應使上述上部保護層溶解到上述墨水中；第2工序，通過將上述上部保護層作為陰極電極、將上述另一電極作為陽極電極施加電壓，從而除去堆積在上述熱作用部上的由墨水成分構成的附著物，反覆進行上述第1和第2工序。
15.根據權利要求13所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，上述上部保護層用包含Ir或Ru的材料形成。
16.根據權利要求13所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，還具有在上述電壓施加工序後，使滯留在上述墨水流道內的墨水從上述墨水流道內排出的工序。
17.根據權利要求13所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，上述電壓施加工序，在記錄動作開始前和記錄動作開始後的至少一種情況下進行。
18.根據權利要求13所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，上述電壓施加工序，在由上述噴墨頭記錄的點數達到預定的一定數的時刻進行。
19.根據權利要求13所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，為了使墨水從上述墨水噴出口排出，測定應施加到上述電熱轉換部的電能的閾值，將與該測定結果相應的電能供給到上述電熱轉換部。
20.一種噴墨頭的清潔裝置，該噴墨頭具有電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水的接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解程度的氧化膜的材料形成上述上部保護層，該噴墨頭的清潔裝置是對該噴墨頭除去堆積在上述上部保護層上的結痂的裝置，其特徵在於，該清潔裝置具有在通過上述墨水能與上述上部保護層導通的電極和上述上部保護層之間施加電壓的電壓施加部件，上述電壓施加部件具有使上述上部保護層的極性反向並能在該上部保護層與上述電極之間施加電壓的電壓反向部件。
21.根據權利要求20所述的噴墨頭的清潔裝置，其特徵在於，上述電壓反向部件由連接上述上部保護層和上述電極的開關元件構成。
22.根據權利要求20所述的噴墨頭的清潔裝置，其特徵在於，上述電壓反向部件設於上述噴墨頭上。
23.一種噴墨頭，具有電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水的接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層，其特徵在於，還包括電極，通過墨水能與上述上部保護層導通；反向部件，當在上述上部保護層和上述電極之間施加電壓時，能使上述上部保護層的極性反向。
24.一種噴墨記錄裝置，使用噴墨頭進行記錄，該噴墨頭具有電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水的接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層，其特徵在於，該噴墨記錄裝置具有清潔部件，該清潔部件進行這樣的處理將上述上部保護層作為一電極、並將通過上述墨水能與上述上部保護層導通的部分作為另一電極，通過使兩電極的極性反向並施加電壓，從而除去堆積在上述上部保護層上的結痂。
25.一種噴墨頭的清潔方法，該噴墨頭具有電熱轉換部，配置在與墨水噴出口連通的墨水流道內；絕緣性保護層，隔斷上述電熱轉換部與上述墨水流道內的墨水的接觸；上部保護層，具有至少覆蓋上述保護層的被上述電熱轉換部加熱的部分的熱作用部，用包含通過與上述墨水發生的電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於被加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成上述上部保護層，該噴墨頭的清潔方法是對噴墨頭除去堆積在上述上部保護層上的結痂的方法，其特徵在於，該清潔方法，通過將上述上部保護層用作一電極，使其發生上述電化學反應，將上述上部保護層溶解到上述墨水中，為了進行上述電化學反應而對上述上部保護層施加電壓的動作，與使上述墨水流道內的墨水從上述墨水噴出口排出的墨水排出動作相關聯地進行。
26.根據權利要求25所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，為了進行上述電化學反應而對上述上部保護層施加電壓的動作，在排出上述墨水的墨水排出動作過程中進行。
27.根據權利要求25所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，為了進行上述電化學反應而對上述上部保護層施加電壓的動作，在開始了上述墨水排出動作後進行。
28.根據權利要求25所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，為了進行上述電化學反應而對上述上部保護層施加電壓的動作，與排出上述墨水的墨水排出動作一同進行。
29.根據權利要求25所述的噴墨頭的清潔方法，其特徵在於，排出上述墨水的恢復動作是從上述墨水噴出口吸引噴墨記錄頭內的墨水的墨水吸引動作。
全文摘要
本發明提供一種噴墨頭用基板、具有該基板的噴墨頭、該噴墨頭的清潔方法以及使用上述噴墨頭的噴墨記錄裝置，目的在於在使利用熱能作為用於噴出墨水的能量的噴墨頭，能可靠且均勻地除去蓄積在與墨水接觸的熱作用部上的結痂。為此，本發明在包含熱作用部(108)的區域上可電連接地配置上部保護層(107)，該上部保護層(107)能電連接成為用於與墨水發生電化學反應的電極。用包含通過電化學反應而溶解出的金屬、且不會由於加熱而形成阻礙上述溶解的氧化膜的材料形成該上部保護層。由此，使其發生可靠的電化學反應而使上部保護層的表面層溶解出，從而能均勻且可靠地除去熱作用部上的結痂。
文檔編號C25F1/00GK1978198SQ20061014039
公開日2007年6月13日 申請日期2006年12月8日 優先權日2005年12月9日
發明者坂井稔康, 齊藤一郎, 尾崎照夫, 橫山宇, 松居孝浩, 初井琢也, 柴田和昭 申請人:佳能株式會社