JP4708586B2 - 液体吐出ヘッド、液体吐出方法、および液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱エネルギーを液体に作用させて気泡を発生させることによって液体を吐出する液体吐出ヘッドおよびその製造方法、該液体吐出方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の被記録媒体に対し記録を行うプリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明である。
【０００３】
なお、本発明における、「記録」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を付与することをも意味するものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来から実用化されている液滴吐出ヘッドでは、液滴を吐出するために駆動される吐出素子（例えば、気泡形成用の電気熱変換素子や変位あるいは変形用の圧電素子等）を吐出口に対応させた関係で配置されている。この吐出素子が駆動されると、液体を吐出口に向かわせる圧力波や液体の流れが生じて吐出液滴が形成される一方で、液体の補充（リフィル）を吐出素子へ行うための液室に向かう圧力波や液体の流れも発生する。この液室は、吐出素子・吐出口を備えた液路の複数に対して共通させた場合、共通液室となる。
【０００５】
この液室や共通液室へ向かう圧力波や液体の流れは、一般に「バック波」の総称で呼ばれ、リフィルを妨害したり、隣接する吐出口でのメニスカス振動成分を与えたりすることがある。この「バック波」に着目した発明は数多く提案されており、バック波を阻止したり吸収したりする部材（膜や弁等）を吐出素子・吐出口を備えた流路内の構成要素とするものが一般的である。例えば、特開平６−３１９１８号公報（特に第３図）に記載の発明は、三角形状の板状部材の三角形部分を気泡を発生するヒーターに対して対向させたものである。この発明では、板状部材によってバック波を一時的に且つわずかには抑えられている。しかし、気泡の成長と三角形部分との相関関係については全く触れていないし、その着想もないため、上記の発明は以下の問題点を含んでいる。
【０００６】
すなわち、上記公報に記載の発明では、ヒーターが凹部の底に位置しており吐出口との直線的連通状態をとれないため、液滴形が安定できず、さらに気泡の成長は三角形の頂点の部分の周囲から許容されているため、気泡は三角形の板状部材の片側から反対側全体まで成長し、結果的に板状部材が存在していないかのように液中における通常の気泡の成長が完成してしまう。従って、成長した気泡にとって板状部材の存在は何ら関係のないものとなってしまう。逆に、板状部材の全体が気泡に囲まれるために、気泡の収縮段階において、凹部に位置するヒーターへのリフィルは乱流を生じせしめ、その凹部内に微小気泡を蓄積する原因となり、成長気泡に基づいて吐出を行う原理自体を乱すことになってしまう。
【０００７】
他方、ＥＰ公開公報ＥＰ４３６０４７Ａ１は、吐出口近傍域と気泡発生部との間にこれらを遮断する第１弁と、気泡発生部とインク供給部との間にこれらを完全に遮断する第２弁とを交互に開閉させる発明を提案している（ＥＰ４３６０４７Ａ１の第４〜９図）。しかし、この発明はこれら３つの部屋を２つづつに区分してしまうために、吐出時には液滴に追従するインクが大きな尾引きとなり、気泡成長・収縮・消泡を行う通常の吐出方式に比べてサテライトドットがかなり多くなってしまう（消泡によるメニスカス後退の効果を使えないと推定される）。また、リフィル時は、気泡発生部に液体が消泡に伴って供給されるが、吐出口近傍域には次の発泡が生じるまで液体は供給できないので、吐出液滴のばらつきが大きいだけでなく、吐出応答周波数が極めて小さく、実用レベルではない。
【０００８】
上述の従来技術とはまったく異なり液滴の吐出に関し有効に貢献できる可動部材(自由端を支点よりも吐出口側に有する板状部材等)を用いた発明が、本願出願人によって数多く提案されている。その発明のうち、特開平9-48127号公報は上述した可動部材の挙動がわずかに乱れることを防止すべく、可動部材の変位の上限を規制する発明を開示している。また、特開平9-323420号公報は、上記可動部材に対して、上流における共通液室の位置を、上記可動部材の利点を利用して可動部材の自由端側；つまり下流側にシフトさせてリフィル能力を高める発明を開示している。
【０００９】
また、特開平10-24588号公報は、液体吐出に関わる要素として圧力波伝播による気泡成長に注目した発明（音響波）として、気泡発生領域の一部を上記可動部材から開放する発明を開示している。加えて、特開2000-621845号公報等には、この吐出液滴形成という観点から気泡の発生から消泡にいたる経過をより詳細に解析することで、インクジェットに特有の印字品位を低下させ、装置自体や記録媒体を汚すサテライトを減少させ、高速リフィルを達成するとともに、メニスカスの変動を高速で収束させ、連続吐出動作における画像品位の安定性をも両立させる等の技術が開示されている。
【００１０】
一方、前述した可動部材や弁形状に対して、完全なる開閉を吐出素子の挙動によらず、個別の駆動により行うバイメタル方式を開示するものとして、特開平9-131891号公報がある。この公報は、液路が単一のヘッドであり、液路に対しての液室との連結部を完全に遮断する弁を図８に開示している。尚、この公報の他の実施例は、単一の流路内で変位駆動される複数のバイメタルを開示している。この公報は、開閉バイメタルを駆動するための配線や電力が必要となるため、マルチ化が困難である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の構成ではそれぞれ個々の液流路における特性は改善はされていたものの、複数の液流路で相互に及ぼす影響には着目されていなかった。
【００１２】
本発明は、これを技術課題とし、従来の弁等の可動部材の利点や不都合を再検討することで、従来にはない可動部材自体の新たな機能・作用を追及し、バック波の緩和とマルチ流路化を達成しつつ、リフィルの高速化を連続吐出においても実現できる新規な構成の液滴吐出ヘッドを提供すべくなされたものである。この検討において、本発明者達は、可動部材支点部の強度向上発明や可動部材の配設関係に着目した発明あるいは、複数の可動部材による共通液室領域の隣接流路へのクロストークの軽減発明などの発明を得るに至った。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を達成する本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出口を形成する吐出口形成部材と、前記各吐出口と対向し、液体を吐出するための気泡を発生させるための熱エネルギーを発生する複数の気泡発生手段と、長穴状の貫通口として形成される液体供給口と、を有する素子基板と、前記各吐出口と前記液体供給口とに連通し、前記熱エネルギーの作用によって液体中に前記気泡が発生する気泡発生領域を有する複数の液流路と、前記液流路内に自由端を有し、前記液体供給口の前記液流路側の開口に対して微小な隙間を隔てて支持され、前記開口を覆うように前記液体供給口の長手方向に配列された複数の可動部材と、を有し、前記気泡発生手段の熱エネルギー作用部から前記液体供給口に至る前記素子基板の表面は、下り斜面形状を有することを特徴とする。
【００１５】
また、上述の課題を達成する本発明の液体吐出製造方法は、液体を吐出するための複数の吐出口と、前記各吐出口に一端部が常に連通され、液体に気泡を発生させる気泡発生領域を有する複数の液流路と、前記気泡を発生し成長させるためのエネルギーを発生する気泡発生手段と、該気泡発生手段を備える素子基板と、前記複数の液流路にそれぞれ連通され、前記素子基板の貫通口からなる液体供給口と、前記液体供給口の前記液流路側に対して微小な隙間を隔てて支持された、自由端を有する可動部材とを有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記素子基板に前記気泡発生手段および可動部材を設ける工程と、前記前記気泡発生手段および可動部材を含む前記素子基板上に流路を形成するための流路形成パターンを形成する工程と、前記流路形成パターンを被覆するように流路壁を形成するための材料を被覆する工程と、前記素子基板の前記可動部材が形成された面の裏面より前記素子基板を異方性エッチングする工程と、前記流路形成パターンを除去する工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第1の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態による液体吐出ヘッドを示す模式図であり、図２は図１に示した液体吐出ヘッドの主要部の概略構成を示す切断図である。図３は図１及び図２に示した本実施形態による液体吐出ヘッドの液体吐出方向に沿った断面図である。図４は図３のＡ−Ａ’線断面図、図５は図４のＢ−Ｂ’線断面図である。
【００１７】
図１〜図５に示す液体吐出ヘッドでは、素子基板１上に吐出口形成部材２が積層状態で固着されることで、吐出口６が形成されるとともに、両部材１，２によって液流路３が形成されている。この液流路３は１個のヘッド内に多数設けられている。
【００１８】
また、素子基板１には各々の液流路３に対し、液流路３に補充された液体に気泡を発生させる気泡発生手段としての電気熱変換素子等の発熱体４が配されている。発熱体４と吐出液との接する面の近傍領域には、発熱体４が急速に加熱されて吐出液に発泡が生じる気泡発生領域８が存在する。
【００１９】
また、素子基板１には、一方側で複数の液流路３と連通し、他方側で共通液体供給室（不図示）と連通する長穴状の液体供給口５が形成されている。つまり、単一の液体供給口５から多数の液流路３に分岐した形状となっており、各液流路３と連通する吐出口６から吐出された液体に見合う量の液体をこの液体供給口５を介して共通液体供給室から受け取る。
【００２０】
各液流路３には、可動部材７が液体供給口５に対して微小な隙間α（例えば５μｍ以下）を有して略平行に液体供給口５を渡すように設けられおり、そして可動部材７の吐出口６側の端部７Ｂは素子基板１の発熱体４側に位置する自由端である。また、可動部材７の他端部側は吐出口形成部材２よってそれぞれ個別に固定されている。
【００２１】
図３及び図５中の符号７Ａは、吐出口形成部材２よって固定された複数の可動部材７の各々の根元を指しており、ここが、各可動部材７の変位時の支点となる。ここで、可動部材７の吐出口形成部材２によって固定されている部分（根元支持部７Ｃ）の幅を液流路３内の部分の幅よりも広くすることにより、高い密着性が得られ、可動部材７が安定して固定されている。また、複数の液流路３それぞれに対応した複数の可動部材７が１つの液体供給口５に対して設けられている。この形態により、液体供給口における液体のゆれや、各流路における圧力波の伝播を抑制する効果を有し、気泡発生手段を駆動していない状態であってもクロストークの低減に寄与し、安定的な吐出を行なうことが出来る。
【００２２】
ここで、前記複数の可動部材のうちの両端に配列された可動部材を有する液流路は、ダミー液路であってもよい。（ここで、ダミー液路は、液体の吐出を行わない液流路である。）その場合、液体の吐出を行う全ての液流路の両側に、可動部材を有する液流路が配されている構成となる。そのため、圧力波が液流路から液体供給口へ伝わった場合でも、その液流路の両側に隣接する液流路内の可動部材によりクロストークを低減し、安定した液体吐出を行うことが出来る。なお、これらの効果は、気泡発生手段の代わりに、液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段として、圧電素子を利用した圧力発生手段を用いても同様に得られるものである。
また、吐出口形成部材２によって形成される液流路３側壁と可動部材７との間には、常に微小な隙間が形成されており、この隙間を介して液流路３と液体供給口５とが連通している。
【００２３】
図６及び図７は図３〜図５で説明した液体吐出ヘッドの素子基板１（Ｓｉ基板）上の素子及び可動部材７をさらに詳細に説明するための図である。特に、図７は図６の主要部を拡大した模式図である。
【００２４】
図６及び図７において、符号１はＳｉ基板、符号９はフィールド酸化膜を示している。また、符号１０は蓄熱層、符号１１は蓄熱層を兼ねる層間膜であるところのＳｉＯ₂膜またはＳｉ₃Ｎ₄膜、符号１２は抵抗層、符号１３はＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ等のＡｌ合金配線、符号１４は保護膜であるところのＳｉＯ₂膜またはＳｉ₃Ｎ₄膜を示している。符号１５は発熱抵抗層１２の発熱に伴う化学的・物理的衝撃から保護膜１４を守るための耐キャビテーション膜を示している。また、符号８は、第２の配線層１３が形成されていない領域の発熱抵抗層１２の気泡発生領域を示している。これらの各層は、半導体技術によりＳｉ基板１に形成され、気泡発生領域が同一基板に更に形成される。
【００２５】
図６及び図７に示すように、基板に上記の各層が積層されることによって決められる気泡発生領域８の最表面の位置（高さ）は、初期状態で、可動部材７の自由端７Ｂ部分の下面より高い位置にある。ここで、気泡発生領域８の最表面と、可動部材７の自由端７Ｂ部分の下面が同一平面上に位置していてもよい。このような構成は、Ａｌ犠牲層（不図示）の厚さ（可動部材７の下面と基板表面との距離）をＡＴとし、フィールド酸化膜９の厚さをＦＯ、第２の配線層１３の厚さをＴＢ、層間膜１１の厚さをＩＬＯ、メンブレン膜１６の厚さをＬＰＭ、発熱抵抗層１２の厚さをＴＳＮ、第１の配線層、第２の配線層１３の厚さをＡＬ１、ＡＬ２、保護層１４の厚さをＰＴ、耐キャビテーション膜１５の厚さをＴＡ、ＡＥ犠牲層の厚さをＰＯとして、
｛（ＦＯ/２）＋ＴＢ＋ＩＬＯ＋ＴＳＮ＋ＴＡ｝ ≧ ｛ＡＴ＋ＬＰＭ｝
もしくは、折返し配線の場合は、
｛（ＦＯ/２）＋ＴＢ＋ＩＬＯ＋ＴＳＮ＋ＡＬ１＋ＴＡ｝ ≧ ｛ＡＴ＋ＬＰＭ｝
の関係を満たすことにより得られる。
【００２６】
さらに、気泡発生領域８の最表面の位置（高さ）は、初期状態で、可動部材７の自由端７Ｂ部分の上面より低い位置にあることが好ましい。このような構成は、可動部材７の厚さをＳＩＮとすると、
｛ＳＩＮ＋ＡＴ＋ＬＰＭ｝ ＞ ｛（ＦＯ/２）＋ＴＢ＋ＩＬＯ＋ＴＳＮ＋ＴＡ｝
≧ ｛ＡＴ＋ＬＰＭ｝
の関係を満たすことにより得られる。
【００２７】
また、気泡発生領域８から可動部材７の自由端７Ｂまでは、段階的に下り斜面形状となっている。このように気泡発生領域から可動部材先端に向かって、各種機能層の断面構造が緩やかな傾斜を持つために、発泡開始時での可動部材がインク供給口を遮蔽しやすいインクの流れを作り、且つ、インク供給口からノズル内へのリフィール時にも、インクがより流れ込みやすくなっている。
【００２８】
また、可動部材７の自由端７Ｂと液体供給口５の端面との距離は、可動部材７の下面と基板表面との隙間よりも離れている。
【００２９】
また、可動部材７は、その下面に耐キャビテーション膜が位置しないように耐キャビテーション膜より液体供給口５側の領域のみを覆っている。このような構成とすることにより絶縁膜の濡れ性が液体供給に寄与し、高速のインクの供給の高速化を促進できる。
【００３０】
また、気泡発生手段の最表面（熱作用面）から吐出口６までの距離をＯＨ、吐出口６の開口面積をＳｏ、気泡発生領域８の中心から可動部材７の自由端７Ｂまでの距離をＨＴ、液流路３の断面積をＳｈとすると、以下の関係が成り立つ。
【００３１】
ＯＨ×Ｓｏ ＞ ＨＴ×Ｓｈ
この関係を満たすＨＴとすることにより、吐出効率を特に向上させることができる。
【００３２】
また、可動部材７の自由端７Ｂ近傍には（ＡＥ犠牲層（不図示）とメンブレン膜１６との段差に対応して、）支点側から自由端７Ｂ側に向かって下る段差が形成されている。これは、異方性エッチングでの犠牲層(Poly-Si)とメンブレン膜（LP-SiN）との段差により、形成されるものであるが、この形状が発泡開始時での遮蔽効果を増すものとしている。
【００３３】
また、気泡発生領域８の中心から可動部材７の自由端７Ｂまでの距離ＨＴは、可動部材７が素子基板１に形成された駆動素子を覆わないように所定の距離とられている。
【００３４】
なお、本実施形態では、液体供給口５の幅を１４４μｍ、液流路３ピッチを４２.３μｍ、気泡発生領域８の中央から液体供給口５までの距離ＣＨを１５０μｍ、気泡発生領域８の最表面から吐出口６までの距離ＯＨを７５μｍ、液流路３の高さを１５μｍ、液流路３の幅を２４μｍ（すなわち、液流路３の断面積Ｓｈを３６０μｍ²）吐出口６の開口面積Ｓｏを５００〜６００μｍ²、気泡発生領域８の中心から可動部材７の自由端７Ｂまでの距離ＨＴを１００〜１４０μｍ、可動部材７の長さを２００μｍ、可動部材７の幅を２０μｍ、可動部材７の厚さを３．０μｍ、可動部材７の下面と基板表面との隙間を３．０μｍとした。
【００３５】
図８は、図６に示した液体吐出ヘッドの断面図における主要素子を中心とした模式的な断面図である。
【００３６】
図８に示すように、まず、Ｐ型導電体のＳｉ基板１上において、一般的なＭＯＳプロセスを用いてイオンプラテーション等の不純物導入及び拡散によりＮ型ウェル領域１７にＰ−ＭＯＳトランジスタ２６が、Ｐ型ウェル領域１８にＮ−ＭＯＳトランジスタ２７がそれぞれ形成される。
【００３７】
ここで、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ２６及びＮ−ＭＯＳトランジスタ２７においては、それぞれ、数百Å厚のゲート絶縁膜２１を介して、４０００Å以上５０００Å以下の厚さにＣＶＤ法で堆積したｐｏｌｙ−Ｓｉによるゲート配線２２並びにＮ型あるいはＰ型の不純物が導入されたソース領域１９及びドレイン領域２０等で構成され、それらＰ−ＭＯＳトランジスタ２６とＮ−ＭＯＳトランジスタ２７とによりＣ−ＭＯＳロジックが構成される。
【００３８】
また、素子駆動用Ｎ−ＭＯＳトランジスタは、不純物導入及び拡散等の工程によってＰ−ウェル基板中に、ドレイン領域２３、ソース領域２４及びゲート配線２５等で構成される。
【００３９】
ここで、素子駆動ドライバに、Ｎ−ＭＯＳトランジスタを用いた場合、１つのトランジスタを構成するドレイン−ゲート間の距離Ｌは、最小値で約１０μｍである。１０μｍの内訳は、ソースとドレインのコンタクト４１７が２×２μｍであるが、実際の半分は隣のトランジスタと兼用であるため、その１／２で、２μｍであり、第１の配線層２９とゲート配線２５間が２×２μｍで４μｍ、ゲート配線２５が４μｍであり、計１０μｍとなる。
【００４０】
また、各素子間においては、５０００Å以上１００００Å以下の厚さのフィールド酸化により、酸化分離膜領域２８が形成され、素子分離されている。このフィールド酸化膜９は、気泡発生領域８下においては蓄熱層としての作用を奏する。各素子が形成された後、ＣＶＤ法によるＰＳＧ，ＢＰＳＧ膜等によって蓄熱層１０が約７０００Åの厚さに堆積され、熱処理により平坦処理等を施された後、コンタクトホールを介して第１の配線層２９となるＡ１電極により配線が行われている。
その後、プラズマＣＶＤ法によるＳｉＯ₂膜等の層間膜１１が１００００Å以上１５０００Å以下の厚さに堆積され、さらに、スルーホールを介して、発熱抵抗層１２として約１０００Åの厚さのＴａＮ_0.8膜がＤＣスパッタ法により形成される。
その後、各発熱体４への配線となる第２の配線層１３Ａ１電極が形成される。
次に、プラズマＣＶＤにより約１００００Åの厚さのＳｉ₃Ｎ₄膜からなる保護層１４が成膜され、最上層には、約２５００Åの厚さのＴａ等からなる耐キャビテーション膜１５が堆積される。
【００４１】
上記のように形成された記録ヘッド基体においては、その後、インクを吐出するための吐出口６等が形成されてインクジェット記録ヘッドとなる。
【００４２】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの吐出動作について詳しく説明する。図２０（ａ）〜図２０（ｆ）は、本発明の上述した構造の液体吐出ヘッドの吐出動作を説明するために、液体吐出ヘッドを液流路方向に沿った切断図で示すとともに、特徴的な現象を図２０（ａ）〜図２０（ｆ）の６工程に分けて示したものである。
【００４３】
図２０（ａ）では、発熱体４に電気エネルギー等のエネルギーが印加される前の状態であり、発熱体が熱を発生する前の状態を示す。この状態では、液体供給口５と液流路３との間に設けられた可動部材７と、液体供給口５の形成面との間には微小な隙間（約3μm）が存在している。
【００４４】
図２０（ｂ）では、液流路３を満たす液体の一部が発熱体４によって加熱され、発熱体４上に膜沸騰が起こり、気泡１２１が等方的に成長した状態を示す。ここで、「気泡成長が等方的」とは、気泡表面のどの位置においても気泡表面の垂線方向を向いた気泡成長速度がそれぞれほぼ等しい大きさである状態をいう。
【００４５】
発泡初期の、気泡１２１の等方的な成長過程において、可動部材７が液体供給口側に変位することにより液体供給口５を実質的に塞ぎ、液流路３内が、吐出口６を除いて実質的に密閉状態になる。この密閉状態は、気泡１２１の等方的な成長過程のいずれかの期間維持されるものである。なお、密閉状態が維持される期間は、発熱体４に駆動電圧が印加されてから、気泡１２１の等方的な成長過程が終了するまでの間にあってもよい。
【００４６】
また、この密閉状態では、液流路３において発熱体４の中心から液体供給口側のイナータンス（静止液体が急に動き出すときの動きにくさ）は、実質的に無限大になる。この時、発熱体４から液体供給口側へのイナータンスは、発熱体４と可動部材７との距離が取れるほど無限大に近づく。
【００４７】
図２０（ｃ）は気泡１２１が成長し続けている状態を示す。この状態では、上述のように液流路３内が、吐出口６を除いて実質的に密閉状態になっているので、液体の流れが液体供給口５側には行かない。そのため、気泡は、吐出口６側へは大きく広がることができるが、液体供給口５側へはあまり広がらない。
【００４８】
そして、図２０（ｄ）では、気泡発生領域８の吐出口６側では気泡成長は続くが、逆に、気泡発生領域８の液体供給口５側では気泡成長が止まってしまう。
【００４９】
つまり、この気泡成長停止状態が、気泡発生領域８の液体供給口５側では、最大発泡状態になっている。そして可動部材の先端位置は、液流路後方への発泡後端より液体供給口側となっている。これにより、発泡効率を向上させるとともにリフィルを阻害することがない。
【００５０】
その後、可動部材７の自由端はその剛性による復元力や供給口側の気泡の消泡力で定常状態位置へと上方変位し始める。その結果、液体供給口５が開き、共通液体供給室と液流路３が連通状態となる。
【００５１】
図２０（ｅ）は、気泡１２１の成長は止まり消泡工程のみの段階であって、吐出液滴１２２とメニスカスが分断された状態を示す。気泡成長から消泡に変わった直後は、気泡１２１の収縮エネルギーは全体バランスとして吐出口６近傍の液体を上流方向へ移動させる力として働く。したがって、メニスカスはこの時点で吐出口６から液流路３内に引き込まれ、吐出液滴１２２と繋がっている液柱を強い力ですばやく切り離すことになる。その一方で、気泡の収縮に伴い可動部材７が上方変位し、共通液体供給室６から液体供給口５を介して液体が急速に大きな流れとなって液流路３内へ流れ込む。これにより、メニスカスを液流路３内へと急速に引き込む流れが急に低下するため、メニスカスの後退量が減少するとともに、メニスカスは比較的低速で発泡前の位置へ戻り始める。その結果、本発明に係る可動部材を備えていない液体吐出方式に比べてメニスカスの振動の収束性が非常に良い。
【００５２】
最後に、図２０（ｆ）では、気泡１２１が完全に消泡すると、可動部材７も図２０（ａ）に示した定常状態位置に復帰する。この状態へは、可動部材７はその弾性力により上方変位する。また、この状態では、メニスカスはすでに吐出口６近傍で復帰している。
【００５３】
以下、本実施例のインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
【００５４】
図２１、２２、２５、２６は本実施例のインクジェットヘッドの製造方法について説明する工程説明図であり、主に素子基板部分の製法として図２１−ａ〜ｅで示し、さらに、フォトリソグラフィプロセスを利用した、素子基板への可動部材の製造方法を図22で示し、本発明の半導体装置の構成図となるように図２５及び図２６では吐出口、インク供給口およびノズル形成部の製造方法について示している。
【００５５】
まず、P型シリコン基板、結晶面方位（１００）、厚さ625μmのシリコンウエハ２１０を用意し、これを熱酸化により、100〜500Åの酸化シリコン膜２１１をシリコン基板上に形成した。さらに、その上に減圧CVDにより堆積させたシリコン窒化膜２１２を1000〜3000Åの厚みで形成した。（図２１−ａ）
次に、上記シリコン窒化膜２１２を犠牲層形成部近傍のみに残るようにパターニングする。この時、パターニングの際のエッチングによりシリコン基板の裏面についたシリコン窒化膜はすべて除去される。（図２１−ｂ）
次にシリコン基板を熱酸化することにより、基板表面に6000〜12000Åの酸化シリコン膜２１３を形成する。この時パターニングされたシリコン窒化膜の下の酸化膜は酸化されず、その両端の酸化膜213のみが選択的に酸化が進み酸化シリコン膜の厚みがシリコン窒化膜が設けられた部分よりも厚くなって基板表面側にも成長している。この後、シリコン窒化膜をエッチングにて除去する。（図２１−ｃ）
次に窒化シリコン膜２１２の下の部分にあったシリコン酸化膜２１４の開口部となる部分をパターニング、エッチングし、基板のシリコン面を露出する。そしてこのシリコンが露出した部分に犠牲層となるpoly−Si膜２１５を形成する。このpoly−Si膜２１５のパターン幅が、後のプロセスにおいてインク供給口の幅に対応することになる。本パターン幅については後述する。（図２１−ｄ）
次に減圧CVD法により、シリコン窒化膜（LP-SiN）２１６を500〜2000Å堆積し、メンブレン部（犠牲層近傍）のみにこのシリコン窒化膜（LP-SiN）２１６が残るようにパターンを形成した。次に常圧CVD法により、PSG膜２１７を堆積し、これを所望のパターンに加工した。次に配線電極となるAl-Cu膜（不図示）をPSG膜２１７上に堆積し所望のパターンを形成した。この段階で、インクを吐出するために駆動される能動素子が完成される。（図２１−ｅ）（本実施例では、能動素子部は、この段階では図示せず、インク供給口５となるべきところのみを図示した。図２１−ａからｅ）
次に、プラズマCVDにより1.0〜1.8μmの膜厚のプラズマシリコン酸化膜（p-SiO）２１８を堆積させ、所望のパターンに加工した。
【００５６】
その後、窒化シリコン膜上にＯＦＰＲなどのレジストを塗布してから、裏面側に異方性エッチング用のマスクとなるポリエーテルアミドを塗布し、２００℃で加熱後、パターニングした。
【００５７】
次に発熱抵抗体４となるTaNを200〜1000Å程度反応性スパッタリング法によってプラズマシリコン酸化膜（p-SiO）２１８上に堆積させ、それを所望のパターンに加工した。次に発熱抵抗体の保護膜となるプラズマシリコン窒化膜（p-SiN）２２０をプラズマCVD法により6000〜12000Å程度堆積させた。
【００５８】
次に耐キャビテーション用に用いるTa膜２２１を200〜1000Å程度スパッタ法により堆積した。そして、Ta膜２２１を所望のパターンにパターニングした後、電極の取り出しのためのパターニングを施した。（図２１−ｆ）
次いで、フォトリソグラフィプロセスを利用した、素子基板への可動部材の製造方法について説明する。
【００５９】
図２２（ａ）では、素子基板１の発熱体２側の面全体に、発熱体２との電気的な接続を行うための接続用パッド部分を保護するための第１の保護層としてのＴｉＷ膜７６をスパッタリング法によって約５０００Åの厚さで形成する。
【００６０】
次に、図２２（ｂ）では、ＴｉＷ膜７６の表面に、間隙形成部材７１ａを形成するためのＡｌ膜をスパッタリング法によって約３μｍの厚さで形成する。間隙形成部材７１ａは、後述する図２２（ｄ）の工程において、ＳｉＮ膜７２ａがエッチングされる領域までに延在されている。
【００６１】
形成されたＡｌ膜を、周知のフォトリソグラフィプロセスを用いてパターニングすることで、そのＡｌ膜の、可動部材７の支持固定部に対応する部分のみを除去し、ＴｉＷ膜７６の表面に間隙形成部材７１ａを形成する。従って、ＴｉＷ膜７６表面の、可動部材７の支持固定部に対応する部分が露出することになる。この間隙形成部材７１ａは、素子基板１と可動部材７との間の間隙を形成するための、Ａｌ膜からなるものである。間隙形成部材７１ａは、図１に示した発熱体２と可動部材７との間の気泡発生領域１０に対応する位置を含む、ＴｉＷ膜７６の表面の、可動部材７の支持固定部に対応する部分を除く部分全てに形成されている。従って、この製造方法では、ＴｉＷ膜７６の表面の、流路側壁に対応する部分にまで間隙形成部材７１ａが形成されている。
【００６２】
この間隙形成部材７１ａは、後述するようにドライエッチングにより可動部材７を形成する際のエッチングストップ層として機能する。これは、ＴｉＷ膜７６や、素子基板１における耐キャビテーション膜としてのＴａ膜、および抵抗体上の保護層としてのＳｉＮ膜が、液流路７を形成するために使用するエッチングガスによりエッチングされてしまうからであり、それらの層や膜のエッチングを防止するために、このような間隙形成部材７１ａを素子基板１上に形成する。これにより、可動部材７を形成するためにＳｉＮ膜のドライエッチングを行う際にＴｉＷ膜７６の表面が露出することがなく、そのドライエッチングによるＴｉＷ膜７６および、素子基板１内の機能素子の損傷が間隙形成部材７１ａによって防止される。
【００６３】
次に、図２２（ｃ）では、間隙形成部材７１ａの表面全体および、ＴｉＷ膜７６の、露出した面全体に、プラズマＣＶＤ法を用いて、可動部材７を形成するための材料膜である厚さ約３μｍのＳｉＮ膜７２ａを、間隙形成部材７１ａを被覆するように形成する。ここで、プラズマＣＶＤ装置を用いてＳｉＮ膜７２ａを形成する際には、図２３を参照して次に説明するように、素子基板１を構成するシリコン基板などを介して、素子基板１に備えられたＴａからなる耐キャビテーション膜を接地する。これにより、プラズマＣＶＤ装置の反応室内でのプラズマ放電により分解されたイオン種およびラジカルの電荷に対して素子基板１内の発熱体２やラッチ回路などの機能素子を保護することができる。
【００６４】
図２３に示すように、ＳｉＮ膜７２ａを形成するためのプラズマＣＶＤ装置の反応室８３ａ内には、所定の距離をおいて互いに対向するＲＦ電極８２ａおよびステージ８５ａが備えられている。ＲＦ電極８２ａには、反応室８３ａの外部のＲＦ電源８１ａによって電圧が印加される。一方、ステージ８５ａのＲＦ電極８２ａ側の面上には素子基板１が取り付けられており、素子基板１の発熱体２側の面がＲＦ電極８２ａと対向している。ここで、素子基板１が有する、発熱体２の面上に形成されたＴａからなる耐キャビテーション膜は、素子基板１のシリコン基板と電気的に接続されており、間隙形成部材７１ａは、素子基板１のシリコン基板、およびステージ８５ａを介して接地されている。
【００６５】
このように構成されたプラズマＣＶＤ装置においては、前記耐キャビテーション膜が接地された状態で供給管８４ａを通して反応室８３ａ内にガスを供給し、素子基板１とＲＦ電極８２ａとの間にプラズマ４６を発生させる。反応室８３ａ内でのプラズマ放電により分解されたイオン種やラジカルが素子基板１上に堆積することで、ＳｉＮ膜７２ａが素子基板１上に形成される。その際、イオン種やラジカルにより素子基板１上に電荷が発生するが、上述したように耐キャビテーション膜が接地されていることにより、素子基板１内の発熱体２やラッチ回路などの機能素子がイオン種やラジカルの電荷によって損傷することが防止される。
【００６６】
次に、図２２（ｄ）では、ＳｉＮ膜７２ａの表面に、スパッタリング法によりＡｌ膜を約５０００Åの厚さで形成した後、形成されたＡｌ膜を、周知のフォトリソグラフィプロセスを用いてパターニングし、ＳｉＮ膜７２ａ表面の、可動部材７に対応する部分に第２の保護層としてのＡｌ膜（不図示）を残す。その第２の保護層としてのＡｌ膜は、可動部材７を形成するためにＳｉＮ膜７２ａのドライエッチングを行う際の保護層（エッチングストップ層）すなわちマスクとなる。
【００６７】
そして、誘電結合プラズマを使ったエッチング装置を用い、前記第２の保護層をマスクにしてＳｉＮ膜７２ａをパターニングすることで、そのＳｉＮ膜７２ａの残った部分で構成される可動部材７を形成する。そのエッチング装置ではＣＦ4とＯ2の混合ガスを用いており、ＳｉＮ膜７２ａをパターニングする工程では、図１に示したように可動部材７の支持固定部が素子基板１に直接固定されるようにＳｉＮ膜７２ａの不要な部分を除去する。可動部材７の支持固定部と素子基板１との密着部の構成材料には、パッド保護層の構成材料であるＴｉＷ、および素子基板１の耐キャビテーション膜の構成材料であるＴａが含まれる。
【００６８】
ここで、ドライエッチング装置を用いてＳｉＮ膜７２ａをエッチングする際には、図２４を参照して次に説明するように素子基板１などを介して間隙形成部材７１ａを接地する。これにより、ドライエッチングの際にＣＦ4ガスの分解により生じるイオン種およびラジカルの電荷が間隙形成部材７１ａに留まることを防止して、素子基板１の発熱体２やラッチ回路などの機能素子を保護することができる。また、このエッチングの工程において、ＳｉＮ膜７２ａの不要な部分を除去することで露出する部分、すなわちエッチングされる領域には、上述したように間隙形成部材７１ａが形成されているため、ＴｉＷ膜７６の表面が露出することがなく、間隙形成部材７１ａによって素子基板１が確実に保護される。
【００６９】
図２４に示すように、ＳｉＮ膜７２ａをエッチングするためのドライエッチング装置の反応室８３ｂ内には、所定の距離をおいて互いに対向するＲＦ電極８２ｂおよびステージ８５ｂが備えられている。ＲＦ電極８２ｂには、反応室８３ｂの外部のＲＦ電源８１ｂによって電圧が印加される。一方、ステージ８５ｂのＲＦ電極８２ｂ側の面上には素子基板１が取り付けられており、素子基板１の発熱体２側の面がＲＦ電極８２ｂと対向している。ここで、Ａｌ膜からなる間隙形成部材７１ａは、素子基板１に備えられたＴａからなる耐キャビテーション膜２２１と電気的に接続されており、かつ、その耐キャビテーション膜２２１は、前述したように素子基板１のシリコン基板と電気的に接続されており、間隙形成部材７１ａは、素子基板１の耐キャビテーション膜やシリコン基板、およびステージ８５ｂを介して接地されている。
【００７０】
このように構成されたドライエッチング装置において、間隙形成部材７１ａが接地された状態で供給管８４ａを通して反応室８３ａ内にＣＦ4とＯ2の混合ガスを供給し、ＳｉＮ膜７２ａのエッチングを行う。その際、ＣＦ4ガスの分解により生じるイオン種やラジカルによって素子基板１上に電荷が発生するが、上述したように間隙形成部材７１ａが接地されていることにより、素子基板１内の発熱体２やラッチ回路などの機能素子がイオン種やラジカルの電荷によって損傷することが防止される。
【００７１】
本実施形態では、反応室８３ａの内部に供給するガスとして、ＣＦ4とＯ2の混合ガスを用いたが、Ｏ2が混合されていないＣＦ4ガスまたはＣ2Ｆ6ガス、あるいはＣ2Ｆ6とＯ2の混合ガスなどを用いてもよい。
【００７２】
次に、図２２（ｅ）では、酢酸、りん酸および硝酸の混酸を用いて、可動部材７に形成したＡｌ膜からなる前記第２の保護層や、Ａｌ膜からなる間隙形成部材７１ａを溶出して除去し、素子基板１上に可動部材７を作り込む。その後、過酸化水素を用いて、素子基板１に形成したＴｉＷ膜７６の、気泡発生領域１０およびパッドに対応する部分を除去する。
【００７３】
以上のようにして、可動部材７が設けられた素子基板１が製造される。（図２５a）
その後、前記基板上にノズル型材となるポジ型厚膜レジスト：ＯＤＵＲ（ポリメチルイソプロペニルケトン及び、クロヘキサノン混合液）を約１５μｍ塗布し、約２９０nm領域の波長帯を使った露光・現像により、流路形状に対応する任意の形状にパターニングした。
【００７４】
次に、上記のように可動部材７および型材が形成された素子基板１の上にネガ型の感光性エポキシ樹脂をスピンコートによって５０μｍの厚さで塗布する。（図２５ｂ）
次に、本発明に用いる壁部材（吐出口形成部材）の材料について説明する。壁部材の材料としては液流路をフォトリソグラフィーで容易にかつ精度よく形成できることから、感光性樹脂が好ましい。このような感光性樹脂は、構造材料としての高い機械的強度、素子基板１との密着性、及び耐インク性、と同時に、液流路の微細なパターンを高アスペクトでパターニングするための高い解像性が要求される。ここで、本発明者は、鋭意検討の結果、エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物が構造材料として優れた強度、密着性、耐インク性を有し、また、前記エポキシ樹脂が常温にて固体状であれば、優れたパターニング特性を有することを見い出した。常温で固体状のエポキシ樹脂を用いる場合は、塗布の際には溶媒に溶かして液状とする。
【００７５】
まず、エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物は、通常の酸無水物もしくはアミンによる硬化物に比較して高い架橋密度（高Ｔｇ）を有するため、構造材として優れた特性を示す。
【００７６】
また、常温にて固体状のエポキシ樹脂を用いることで、光照射によりカチオン重合開始剤より発生した重合開始種のエポキシ樹脂中への拡散が抑えられ、優れたパターニング精度、形状を得ることができる。
【００７７】
続いて、ホットプレートを用いて９０℃，５分の条件で感光性エポキシ樹脂１００のプリベークを行った後に、露光装置（ＭＰＡ６００）を用いて２［Ｊ／ｃｍ2］の露光光量で感光性エポキシ樹脂１００を露光、現像して吐出口6を形成する。その後、異方性エッチング時のウェハー表面側の保護膜であるＯＢＣを塗布した（図２６a）のち、前述のウェハー裏面側のマスクにより、インクを基板の裏面から供給するためにSi基板を裏面側から異方性エッチングした。（図２６ｂ）この時使用した犠牲層の幅及びインク供給口５の幅についてそれぞれ形成するのに使用したマスク幅は、145μm、500〜700μmであった。ただし、本寸法は製品の使用により任意に設定するものであり、Si基板の厚さ等によっても変わるものである。また、本異方性エッチングに用いたエッチング液はTMAH水溶液であり、エッチング液温80〜90℃でのエッチング時間は、Si基板厚が625μm程度のときに15〜20時間要した。
次に基板の異方性エッチング後、インク供給口部分に存在するシリコン窒化膜（LP-SiN）２１６およびプラズマシリコン窒化膜（p-SiN）２２０からなるメンブレン部２２６をフッ素、酸素系のガスを用いたドライエッチングにて除去した。（図２６ｃ）
その際、前述のＯＤＵＲ層が、可動部材のエッチング防止層として機能して、可動部材である窒化シリコン膜への影響を防止する。
【００７８】
次いで、ウェハー表面側のＯＢＣ層を除去した。（図２６ｄ）
その後、ウェハー表面から全面に約３５０nm領域の光を露光し、ノズル型材であるＯＤＵＲを４−メチルー２−ペンタノンを現像液として、除去することで、本実施例のインクジェットヘッドを得た（図２６e）。
【００７９】
（第2の実施の形態）
図９及び図１０は本発明の第２の実施の形態を説明するための図である。図９は本実施形態による液体吐出ヘッドの１つの流路方向に沿った断面図であって第１の実施の形態における図４に相当するものであり、図１０は図９のＡ−Ａ’線断面図であって図５に相当するものである。
【００８０】
図９及び図１０に示すように、第２の実施の形態による液体吐出ヘッドは、液流路３の可動部材７の上方に位置する部分が、可動部材７に沿って凸の曲率をもっていることが第１の実施の形態と異なっており、その他の構成は第１の実施の形態による液体吐出ヘッドと同様である。
【００８１】
図１１は、本実施形態の特徴を説明するために、図１０の液流路３を中心とした部分を拡大した模式図である。本実施形態では、図１１示すように可動部材７が上方に変位するとき、液流路３の曲率に沿った液流が生じて可動部材７の上方から下方へ向かう液流が生じ易いため、液流路３の天井部３Ａへの圧力集中が低減される。それに対して、図１２は、液流路３の可動部材７の上方に位置する部分が、可動部材７に対応する曲率をもっていないものを示しており、このような構成では、図１１に示した構成と比べて可動部材７の上方から下方へ向かう液流が生じ難く、液流路３の天井部３Ａに対して垂直な圧力が掛かり易い。
【００８２】
（第３の実施の形態）
図１３〜図１５は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図である。図１３は第１の実施の形態における図４に相当するものであり、図１４及び図１５は、どちらも図１１のＡ−Ａ’線断面図であって図５に相当するものである。なお、図１４及び図１５は、それぞれ本実施形態の実施例１及び２を説明するための図である。
【００８３】
図１３〜図１５に示すように、第３の実施の形態による液体吐出ヘッドは、液流路３の可動部材７が配置された領域に対応する部分が二段構造となっている。
【００８４】
図１４に示した本実施形態の第１の実施例による液体吐出ヘッドの構成では、可動部材の側端部に対応する液流路の天井部３Ｂの高さが低くなっており、図１５に示した本実施形態の第２の実施例による液体吐出ヘッドの構成では、可動部材の幅方向の中央部に対応する液流路の天井部３Ｂ’の高さが低くなっている。
【００８５】
図１６は、図１４の液流路３を中心とした部分を拡大した模式図である。図１６に示すように、このような液流路３の構成をとることにより、可動部材７の上方への変位量を制御でき、且つ、液流路３の天井部３Ａに掛かる圧力を低減することができる。これらの効果は、図１４及び図１５に示したどちらの構成の液体吐出ヘッドであっても同様に得られるものである。
【００８６】
（第４の実施の形態）
図１７〜図１９は、本発明の第４の実施の形態を説明するための図である。図１７は本実施形態による液体吐出ヘッドの液体吐出方向に沿った断面図であって、第１の実施の形態における図３に相当するものであり、図１８及び図１９はそれぞれ図１７のＡ−Ａ’線断面図及びＢ−Ｂ’線断面図であって、図４及び図５に相当するものである。本実施形態では、図１７に示すように、複数の可動部材７の支点側の端部が互いに接合されており、Ｕ字形状になっている。このようなＵ字形状をとることにより、可動部材７の上下振動に対して振動を吸収する効果が得られる。
【００８７】
また、本実施形態では、可動部材７の密着性を高めるために可動部材７の吐出口形成部材２で固定されている７Ｃのうちの、液流路３側の部分では幅が広くなっており、互いに接合された端部側の部分では隣り合う液流路３を避けて形成され、幅が狭くなっている。
【００８８】
その他の構成は、各部の寸法の違いを除き、第１の実施の形態による液体吐出ヘッドと同様である。
【００８９】
なお、本実施形態では、インク供給口の幅を６４μｍ、液流路３ピッチを２１.２５μｍ、気泡発生領域８の中央から液体供給口５までの距離ＣＨを７０〜７５μｍ、気泡発生領域８の最表面から吐出口６までの距離ＯＨを２５μｍ、液流路３の高さを１５μｍ、液流路３の幅を１６μｍ（すなわち、液流路３の断面積Ｓｈを２４０μｍ²）吐出口６の開口面積Ｓｏを４００〜５００μｍ、気泡発生領域８の中心から可動部材７の自由端７Ｂまでの距離ＨＴを５０〜６０μｍ、可動部材７の長さを１００μｍ、可動部材７の幅を１２μｍ、可動部材７の厚さを３．０μｍ、可動部材７の下面と基板表面との隙間を２．０μｍとした。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、気泡発生手段によって気泡が発生した気泡の圧力により液流路と液体供給口との連通状態を可動部材によって遮断し、液流路内を吐出口を除いて、実質的に密閉状態にする構成をとった事で、気泡発生領域での気泡成長による圧力波を液体供給口側および他の液流路に伝播せずに、その大部分を吐出口側に向けて、吐出パワーを飛躍的に向上させることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液体吐出ヘッドを示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による液体吐出ヘッドの主要部の概略構成を示す切断図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による液体吐出ヘッドの液体吐出方向に沿った断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図６】図４の詳細図である。
【図７】図６の主要部を拡大した模式的断面図である。
【図８】図６における主要素子の模式的断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による液体吐出ヘッドの１つの流路方向に沿った断面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ’線断面図である。
【図１１】図１０の拡大模式図である。
【図１２】本願の第１の実施の形態による液体吐出ヘッドの図９に対応する模式図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態による液体吐出ヘッドの１つの流路方向に沿った断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態における第１の実施例を説明するための図１３のＡ−Ａ’線断面図に対応する図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態における第２の実施例を説明するための図１３のＡ−Ａ’線断面図に対応する図である。
【図１６】図１５の液流路を中心とした拡大模式図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態による液体吐出ヘッドの液体吐出方向に沿った断面図である。
【図１８】図１７のＡ−Ａ’線断面図である。
【図１９】図１７のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図２０】本発明第１実施形態の吐出方法を示す工程説明図である。
【図２１】本発明第１実施形態のインクジェットヘッドの素子基板部分の製造方法について説明する工程説明図である。
【図２２】本発明第１実施形態のインクジェットヘッドのフォトリソグラフィプロセスを利用した、素子基板への可動部材の製造方法について説明する工程説明図である。
【図２３】本発明に用いられるプラズマＣＶＤ装置の一例を示す模式図である。
【図２４】本発明に用いられるドライエッチング装置の一例を示す模式図である。
【図２５】本発明第１実施形態のインクジェットヘッドの吐出口、インク供給口およびノズル形成部の製造方法について説明する工程説明図である。
【図２６】本発明第１実施形態のインクジェットヘッドの吐出口、インク供給口およびノズル形成部の製造方法について説明する工程説明図である。
【符号の説明】
１ 素子基板（Ｓｉ基板）
２ 吐出口形成部材
３ 液流路
３Ａ 天井部
３Ｂ 可動部材の長手方向に沿った側端部近傍に対応する液流路の天井部
３Ｂ’ 可動部材の長手方向に沿った中央部近傍に対応する液流路の天井部
４ 発熱体（気泡発生手段）
５ 液体供給口
６ 吐出口
７ 可動部材
７Ａ 支点
７Ｂ 自由端
７Ｃ 根元支持部
８ 気泡発生領域
９ フィールド酸化膜
１０ 蓄熱層
１１ 層間膜
１２ 発熱抵抗体層
１３ 第２の配線層
１４ 保護膜
１５ 耐キャビテーション膜
１６ メンブレン膜
１７ Ｎ型ウェル領域
１８ Ｐ型ウェル領域
１９ ソース領域
２０ ドレイン領域
２１ ゲート絶縁膜
２２ ゲート配線
２３ ドレイン領域
２４ ソース領域
２５ ゲート配線
２６ Ｐ−ＭＯＳトランジスタ
２７ Ｎ−ＭＯＳトランジスタ
２８ 酸化分離膜領域
２９ 第１の配線層

Claims (13)

1. 液体を吐出する複数の吐出口を形成する吐出口形成部材と、
   前記各吐出口と対向し、液体を吐出するための気泡を発生させるための熱エネルギーを発生する複数の気泡発生手段と、長穴状の貫通口として形成される液体供給口と、を有する素子基板と、
   前記各吐出口と前記液体供給口とに連通し、前記熱エネルギーの作用によって液体中に前記気泡が発生する気泡発生領域を有する複数の液流路と、
   前記液流路内に自由端を有し、前記液体供給口の前記液流路側の開口に対して微小な隙間を隔てて支持され、前記開口を覆うように前記液体供給口の長手方向に配列された複数の可動部材と、を有し、
   前記気泡発生手段の熱エネルギー作用部から前記液体供給口に至る前記素子基板の表面は、下り斜面形状を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記可動部材と前記液体供給口の前記液流路側との微小な隙間は、５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記可動部材の自由端部と前記液体供給口の液流路側の端面との距離は、前記可動部材の下面と前記素子基板の表面との距離よりも長いことを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
4. 気泡発生手段の熱エネルギー作用部の最表面から吐出口までの距離と吐出口の開口面積との積は、気泡発生領域の熱エネルギー作用部の中心から可動部材の自由端までの距離と液流路の断面積との積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記可動部材の根元支持部は、前記液流路内を避けて形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
6. 可動部材の根元支持部は、前記液流路内を避けて複数が互いに接合されていることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記複数の根元支持部の接合部は、前記可動部材の自由端とは反対側の端部であることを特徴とする請求項６記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記可動部材の自由端側の部分は、前記可動部材の支点側から自由端側に向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記液流路の天井部の、前記可動部材の上方に位置する部分は、前記可動部材に長手方向に沿って凸状であることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記液流路の天井部の、前記可動部材の上方に位置する部分は、前記可動部材の長手方向に沿って段差を有することを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記液流路の天井部の段差は、前記液流路の天井部の、前記可動部材の長手方向に沿った端部近傍に対応する部分が、他の部分よりも低いことによって形成されたものであることを特徴とする請求項１０記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記液流路の天井部の段差は、前記液流路の天井部の、前記可動部材の長手方向に沿った中央部近傍に対応する部分が、他の部分よりも低いことによって形成されたものであることを特徴とする請求項１０記載の液体吐出ヘッド。
13. 液体を吐出するための複数の吐出口と、前記各吐出口に一端部が常に連通され、液体に気泡を発生させる気泡発生領域を有する複数の液流路と、前記気泡を発生し成長させるためのエネルギーを発生する気泡発生手段と、該気泡発生手段を備える素子基板と、前記複数の液流路にそれぞれ連通され、前記素子基板の貫通口からなる液体供給口と、前記液体供給口の前記液流路側に対して微小な隙間を隔てて支持された、自由端を有する可動部材とを有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記素子基板に前記気泡発生手段および可動部材を設ける工程と、
    前記前記気泡発生手段および可動部材を含む前記素子基板上に流路を形成するための流路形成パターンを形成する工程と、
    前記流路形成パターンを被覆するように流路壁を形成するための材料を被覆する工程と、
    前記素子基板の前記可動部材が形成された面の裏面より前記素子基板を異方性エッチングする工程と、
    前記流路形成パターンを除去する工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。

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