KR100340272B1 - 액체 토출 헤드, 그 제조 방법, 및 미소 전기기계 장치 - Google Patents

액체 토출 헤드, 그 제조 방법, 및 미소 전기기계 장치 Download PDF

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Abstract

기판과, 기판에 접착된 상판과, 기판과 상판 사이에 형성된 액체 흐름 경로와, 기판에 고정된 고정단 및 액체 흐름 경로로 연장하는 자유단을 갖는 캔틸레버형 가동 부재를 구비하는 액체 토출 헤드가 제공되며, 여기서 가동 부재는 하부 보호층, 열발생 저항층, 하부 전극층, 절연층, 상부 전극층, 상부 보호층이 이 순서대로 기판측으로부터 적층되어 형성되고, 열 발생 저항층의 열 발생부에 전압을 인가함으로서 가동 부재와 기판 사이의 액체 흐름 경로내의 액체를 버블링하여 액체를 토출한다.

Description

액체 토출 헤드, 그 제조 방법, 및 미소 전기기계 장치{LIQUID DISCHARGE HEAD, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MICROELECTROMECHANICAL DEVICE}
본 발명은 액체 토출 헤드, 그 제조 방법, 및 미소 전기기계 장치에 관한 것이다.
잉크젯 프린터등에서 사용하기 위한 미소 전기기계 장치의 한 예인 액체 토출 헤드에서는, 통상적으로 액체 흐름 경로에서 액체를 가열하여 버블링(bubbling)함으로써 발생되는 압력에 의해 액체가 토출구로부터 방출된다. 액체를 가열하기 위해, 토출용 히터가 소자 기판상에 배치된다. 구동 전압은 소자 기판상의 배선을 통해 토출용 히터에 공급된다.
최근에, 이러한 액체 토출 헤드에 관하여, 대부분의 기포를 토출구 측으로 도입하여 방출 효율을 향상시키기 위한 목적으로, 한 단부가 지지되어 있는 캔틸레버형 가동 부재가 액체 흐름 경로에 배치되는 구조가 제안되었다. 가동 부재의 한 단부는 소자 기판에 고정 지지되고 다른 단부는 액체 흐름 경로로 연장된다. 이렇게 하여, 가동 부재는 소자 기판상에서 일정 거리가 유지되고 버블링 등에 의해 발생된 압력에 의해 액체 흐름 경로에서 이동가능하도록 구성된다.
일본 특허공개공보 제10-76659호는, 액체 흐름 경로에 전술한 가동 부재를 갖는 액체 토출 헤드중에서, 가동 부재에 토출용 헤드가 제공되는 것을 개시하고 있다.
그런데, 도 14에 도시된 것처럼, 일본 특허공개공보 제10-76659호에 개시된토출용 히터에서, 전열 변환부 전극(1204, 1205)은 가동 부재의 표면을 따라 접혀지도록 형성된다. 전열 변환부가 이러한 방식으로 배치되면, 토출용 히터(1206)의 위치가 가동 부재의 폭 방향으로 비대칭되고, 그 결과 버블링시 가동 부재가 뒤틀리는 경향이 생기며, 따라서 어떤 경우 가동 부재의 내구성이 만족스럽지 않게 된다. 또한, 전극의 폭이 충분하지 않으므로, 그 구조는 대량의 전류가 흐르기에는 적합하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 액체 흐름 경로내의 가동 부재가 토출용 히터를 구비하고 있는, 충분한 내구성 및 신뢰성을 갖는 액체 토출 헤드 및 미소 전기기계 장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 기판과, 기판에 접착된 상판과, 기판과 상판 사이에 형성된 액체 흐름 경로와, 기판에 고정된 고정단 및 액체 흐름 경로로 연장하는 자유단을 갖는 캔틸레버형 가동 부재를 구비하며, 가동 부재는 하부 보호층, 열발생 저항층, 하부 전극층, 절연층, 상부 전극층, 상부 보호층이 이 순서대로 기판측으로부터 적층되어 형성되고, 열 발생 저항층의 열 발생부에 전압을 인가함으로서 가동 부재와 기판 사이의 액체 흐름 경로내의 액체를 버블링하여 액체를 방출하는 액체 토출 헤드가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 기판과, 기판에 접착된 상판과, 기판과 상판 사이에 형성된 액체 흐름 경로와, 기판에 고정된 고정단 및 액체 흐름 경로로 연장하는 자유단을 갖는 캔틸레버형 가동 부재를 구비하는 액체 토출 헤드를 제조하는방법이 제공되는데, 상기 방법은,
기판상에 공간 형성 부재를 제공하는 단계;
하부 보호층, 열발생 저항층, 하부 전극층, 절연층, 상부 전극층, 상부 보호층이 이 순서대로 기판측으로부터 적층되는 가동 부재를 형성하는 단계;
공간 형성 부재를 제거하여 가동 부재를 캔틸레버 형상으로 만드는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 기판에 고정된 고정단 및 액체 흐름 경로로 연장하는 자유단을 갖는 캔틸레버형 가동 부재를 구비하며, 가동 부재는 하부 보호층, 열발생 저항층, 하부 전극층, 절연층, 상부 전극층, 상부 보호층이 이 순서대로 기판측으로부터 적층되어 형성되고, 열발생 저항층의 열 발생부에 전압을 인가함으로서 액체 흐름 경로내의 액체를 가열하는 미소 전기기계 장치가 제공된다.
상부 전극층 및 하부 전극층은 고융점 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
절연층은 SiN으로 만드는 것이 바람직하다.
열발생 저항층은 열 발생부의 방출 방향에 대해 상류 및 하류의 전극층에 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.
상부 전극층 및 하부 전극층은 가동 부재의 정면측에서부터 배면측까지 걸쳐 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 열 발생부와는 별도로, 액체 흐름 경로에는 토출용 히터에 대응하여 제공되는 조정용 히터와 조정용 히터를 구동하기 위한 조정용 히터의 구동기를 더 포함할 수 있다.
조정용 히터에 인가되는 전압은 열 발생부에 인가되는 전압보다 낮다.
상판에는 조정용 히터에 인가되는 전압이 토출용 히터에 인가되는 전압보다 낮게 만들어 주는 변압기가 제공될 수 있다.
토출용 히터에 접속된 전원과는 다른 전원에 조정용 히터를 접속함으로써, 조정용 히터에 인가되는 전압이 토출용 히터에 인가되는 전압보다 낮게 만들 수도 있다.
조정용 히터에 접속된 전원은 논리 회로용 전원과 공통일 수 있다.
조정용 히터는 토출용 히터의 방출 방향에 대해 하류측에 제공될 수 있다.
조정용 히터는 토출용 히터의 방출 방향에 대해 상류측에 제공될 수 있다.
복수의 조정용 히터가 토출용 히터의 방출 방향에 대해 상류측 및 하류측에 제공될 수 있다.
조정용 히터의 면적은 토출용 히터의 면적보다 작은 것이 바람직하다.
조정용 히터를 위한 구동기의 면적은 토출용 히터를 위한 구동기의 면적보다 작은 것이 바람직하다.
토출용 히터를 위한 구동기의 신호 발생부가 조정용 히터를 위한 구동기의 신호 발생부로 될 수 있다.
상판은 조정용 히터에 대응하는 액체 흐름 경로내의 상태를 센싱하는 센서를 포함한다.
되고, 열 발생 저항층의 열 발생부에 전압을 인가함으로서 가동 부재와 기판 사이의 액체 흐름 경로내의 액체를 버블링하여 액체를 방출하는 액체 토출 헤드가제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에서와 같은 액체 토출 헤드의 구조를 포함하는 액체 흐름 경로의 방향을 따라 절취된 단면도.
도 2a, 2b, 및 2c는 본 발명의 제1 실시예에서와 같은 액체 토출 헤드를 제조하는 방법에서의 제1 공정을 도시한 단면도.
도 3a, 3b, 및 3c는 본 발명의 제1 실시예에서와 같은 액체 토출 헤드를 제조하는 방법에서의 제2 공정을 도시한 단면도.
도 4a, 4b, 및 4c는 본 발명의 제1 실시예에서와 같은 액체 토출 헤드를 제조하는 방법에서의 제3 공정을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에서와 같은 액체 토출 헤드의 확대 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에서와 같은 액체 토출 헤드의 구조를 도시한 액체 흐름 경로의 방향을 따라 절취된 단면도.
도 7a 및 7b는 도 6에 도시된 바와 같은 액체 토출 헤드의 기판 및 상판(ceiling plate)의 개략도.
도 8a 및 8b는 도 6에 도시된 액체 토출 헤드의 회로 구조를 각각 도시한 소즈 기판 및 상판의 평면도.
도 9는 도 6에 도시된 액체 토출 헤드 그 상부에 장착된 액체 토출 헤드 유닛의 평면도.
도 10a 및 10b는 각각 도 6에 도시된 도 6에 도시된 액체 토출 헤드의 가열용 히터와 토출용 히터의 구동 펄스 파형의 예시도.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에서와 같은 액체 토출 헤드의 구조를 도시한 액체 흐름 경로의 방향을 따라 절취된 단면도.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에서와 같은 액체 토출 헤드의 구조를 도시한 액체 흐름 경로의 방향을 따라 절취된 단면도.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에서와 같은 액체 토출 헤드의 구조를 도시한 액체 흐름 경로의 방향을 따라 절취된 단면도.
도 14는 토출용 히터가 가동 부재 상에 제공된 종래의 구조를 도시한 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 소자 기판
3 : 상판
4 : 오리피스 플레이트
5 : 토출구
7 : 액체 흐름 경로
9 : 액체 흐름 경로 측벽
본 발명의 양호한 실시예들이 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 액체 토출 헤드는 소자 기판(1) 및 상판(3)에 의해 형성된 액체 흐름 경로(7) 내에 배치된 가동 부재(206)를 구비한다. 가동 부재(206)는 액체 흐름 경로(7)를 토출구(5) 및 기포 발생 영역(bubble generating region)(10)을 구비한 제2 액체 흐름 경로(7b)와 공유하는 제1` 액체 흐름 경로(7a)로 분할하도록 소자 기판(1)에 대향적으로 배치된 캔틸리버형 박막(cantilever-like thin film)이다. 가동 부재(206)는 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물과 같은 실리콘계로 형성된다.
가동 부재(206)는 액체 토출 동작으로 인해 공통 액실(8)로부터 가동 부재(206)를 통해 토출구(5)로의 큰 흐름의 상류측 상에 지점(fulcrum)(6a) 및 하류측 상에 자유단(free end)(6n)를 갖도록, 그리고, 소자 기판(1)과 면하는 위치에서 소자 기판(1)을 커버하도록, 소자 기판(1)으로부터 소정의 거리에 배치된다. 소자 기판(1) 및 가동 부재(206) 상에 제공된 토출용 히터(207)는 그 사이에 기포 발생 영역(10)을 한정한다.
상판(3)는 토출용의 각각의 히터(207)에 대응하는 복수의 액체 흐름 경로(7)를 형성하고, 각각의 흐름 경로(7)에 액체를 공급하기 위한 공통 액실(8)를 형성하기 위한 것이며, 실링 부분으로부터 각각의 토출용 히터(207) 사이 사이의 부분으로 연장하는 액체 흐름 경로 측벽(9)이 통합적으로 제공된다. 상판(3)는 실리콘 시스템의 재료로 형성되며, 예를 들어, 액체 흐름 경로(7) 및 공통 액실(9)의 패턴을 에칭하거나, 액체 흐름 경로 측벽(9)이 되는 실리콘 질화물, 실리콘 산화물 등의 재료가 CVD와 같은 공지된 막 형성 방법을 사용하녀 실리콘 기판 상에 증착된 후에 액체 흐름 경로(7)의 부분을 에칭함으로써 형성될 수 있다.
각각의 액체 흐름 경로(7)에 대응하며 공통 액실(8)를 갖는 각각의 액체 흐름 경로(7)를 통해 공유되는 복수의 토출구(5)가 오리피스 플레이트(orifice plate)(4)에 형성된다. 이 오리피스 플레이트(4)는 또한 실리콘 시스템의 재료로 형성되며, 예를 들어, 10 내지 150 ㎛ 정도로 그 내부에 형성된 토출구(5)로 실리콘 기판의 두께를 감소시킴으로써 형성된다. 오리피스 플레이트(4)는 본 발명의 필수 구성 요소가 아니며, 오리피스 플레이트(4)를 제공하는 대신에, 토출구를 갖는 상판이, 액체 흐름 경로(7)가 상판(3)에 형성될 때 상판(3)의 전단면에서의 오리피스 플레이트(4)의 두께에 대응하는 두께를 남기고 이 부분에 토출구(5)를 형성함으로써 형성될 수 있다는 것에 유의한다.
상술한 구조에서, 토출용 히터(207)가 열을 발생시킬 때, 히터는 소자 기판(1)과 토출용 히터(207) 사이의 기포 발생 영역(10) 내의 액체에 작용한다. 이는 막 보일링 현상(film boiling phenomenon)에 기초한 토출용 히터(207)의 표면 상의 기포의 생성 및 성장을 야기한다. 기포의 성장에 의해 증가된 압력은 우선적으로 가동 부재(206)에 작용하여 도 1에 파선으로 도시된 바와 같이 지점(6a)이 이동의 중심이 되어 토출구(5)측 상에 넓게 개방하도록 가동 부재(206)를 이동시킨다. 가동 부재(206)의 이동 또는 이동된 상태는 기포의 발생 및 토출구(5) 측으로부터 도입된 기포의 성장으로 인한 압력의 전달을 가능하게 하여, 토출구(5)로부터의 액체의 토출을 야기한다.
특히, 액체 흐름 경로(7)의 액체 흐름의 상류측 (공통 액실(8) 측) 상의 지점(6a) 및 하류측 (토출구(5) 측) 상의 자유단(6b)를 갖는 가동 부재(206)를 기포 발생 영역(10) 위에 제공함으로써, 기포 압력의 전달 방향이 하류측으로 유도되는데, 이는 압력이 토출에 직접적으로 그리고 효율적으로 기여하도록 한다. 또한, 기포의 전달 방향 뿐만 아니라 기포 자체의 성장 방향도 하류 방향으로 유도되며, 기포는 상류보다 하류측에서 더 크게 성장한다. 이러한 방식으로, 가동 부재에 의해 기포 성장 방향 및 압력 전달 방향을 제어함으로써, 토출 효율, 토출력, 및 토출 레이트와 같은 기본적인 토출 특성이 향상될 수 있다.
한편, 기포의 디포밍 공정(defoaming process)에서, 기포는 가동 부재(206)의 탄성력을 통한 시너지 효과가 급속히 사라진다. 가동 부재(206)는 최종적으로 도 1에서 단선으로 도시된 초기 위치로 복귀한다. 여기서, 액체는 상류측, 즉 공통 액실(8) 측으로부터 흘러들어와서 기포 발생 영역(10) 내의 기포의 감소량을 보상하고 토출되지 않은 액체량을 보상하며, 액체 흐름 경로(7)는 액체로 다시 채워진다. 이 액체 리필(refill)은 복귀하는 가동 부재(206)의 도움으로 효율성, 적합성(reasonableness), 및 안정성을 갖도록 수행된다.
또한, 본 실시예의 액체 토출 헤드는 토출용 히터(207)를 구동하기 위한 그리고 토출용 히터(207)의 구동을 제어하기 위한 회로 및 소자를 구비한다. 이러한 회로 및 소자는 그 기능에 따라 소자 기판(1)이나 상판(3) 상에 배치된다. 소자 기판(1) 및 상판(3)는 실리콘 재료로 형성되므로, 이들 회로 및 소자는 반도체 웨이퍼 공정 기술을 사용하여 쉽고 끊임없이 형성될 수 있다.
다음에, 가동 부재(206)를 제조하는 방법이 도 2a 내지 2c, 3a 내지 3c, 및 4a 내지 4c를 참조로 하여 설명된다.
먼저, 그 상부에 형성된 IC 및 그 상부에 적층된 절연층(502)을 구비한 실리콘 기판(501) 상에, 알루미늄 배선(503)이 약 1 ㎛의 두께로 스퍼터링함으로써 형성되고, 포토리소그래피 및 건식 에칭에 의해 소정의 패턴으로 패터닝된다. 다음에, 도 2a에 도시된 바와 같이, SiN의 전극 보호층(504)은 1 ㎛의 두께로 CVD에 의해 형성된다. 다음에, 도 2b에 도시된 바와 같이, Al로 구성된 공간 형성 부재(506)가 약 5 ㎛의 두께로 스퍼터링에 의해 형성되며 포토리소그래피 및 건식 에칭에 의해 소정의 패턴으로 패터닝된다. 다음에, 도 2c에 도시된 바와 같이, 그 상부에 다음에 형성될 기포 발생부에 대한 안티캐비테이션층 (Ta층)(505)이 2000 Å의 두께로 형성되고, 포토리소그래피 및 건식 에칭에 의해 소정의 패턴으로 패터닝된다. 다음에, 도 3a에 도시된 바와 같이, SiN의 히터 보호층(507)이 0.1 내지 0.5 ㎛의 두께로 CVD에 의해 형성되고, 관통구(520 및 521)가 포토리소그래피 및 건식 에칭에 의해 형성된다.
다음에, 도 3b에 도시된 바와 같이, TaN의 저항층 (토출용 히터)이 1000 Å의 두께로 스퍼터링에 의해 형성되고, 다음에, 연속적으로, 도 3c에 도시된 바와 같이, Cu 배선(509)이 또한 3000 Å의 두께로 스퍼터링에 의해 형성된다. 전극 및 열 반응부는 포토리소그래피 및 에칭에 의해 형성된다. 이는 저항층 (토출용 히터)(508)가 접속된 배선(509)이 관통구(520)를 통해 배선(503)에 접속되도록 한다.
또한, 후술되는 턴 업/다운 배선(511) 및 VH 배선 (신호 전압 공급용 배선) 사이의 접속도(connectivity)를 향상시키기 위해, Cu 배선(509)이 공간 형성 부재(506) 상의 관통구(521)를 커버하도록 전극부로서 형성된다.
다음에, 도 4a에 도시된 바와 같이, SiO층(510)이 SiO의 열 축적층(510)이 2.0 ㎛의 두께로 CVD에 의해 형성되고 관통구(522 및 523)가 포토리소그래피 및 에칭에 의해 VH 배선 상의 전극부(509) 및 저항층(508)의 턴 업/다운부의 배선(509) 상에 형성된다.
다음에, 도 4b에 도시된 바와 같이, 턴 업/다운 배선인 Cu 배선(511)이 5000 Å의 두께로 스퍼터링에 의해 형성되는데, 이는 다음에 리소그래피 및 에칭에 의해 소정의 패턴으로 패터닝된다. 그 결과, 저항층(508)을 배선(503)에 접속시키기 위한 턴 업/다운 배선(509 및 511)이 현성된다.
다음으로, 도 4c에 나타난 바와 같이, 턴 업/다운 배선을 위한 SiN의 보호층(512)이 CVD에 의해 1㎛의 두께에서 형성된다. 그 후, 포토리소그래피 및 건식 에칭에 의하여 보호층(512)에서 내캐비테이션(505)까지 가동 부재(206)의 모양으로 층들이 계속 패턴화된다. 그 후, 간극 형성 부재(506)의 부분이 가동 부재(206)를 형성하기 위해 습식 에칭으로 제거된다. 마지막으로, 외부 연결용의전극 패드가 포토리소그래피 및 에칭에 의해 도 5에 나타난 상태로 형성된다.
소자 기판(1) 및 상판(3)상에는 어떠한 히터도 공급되지 않기 때문에, 가동 부재(206)와 연결하기 위한 상술된 배선이 아닌 다른 배선 등은 형성되지 않는다는 것을 유념해야 한다.
이러한 방식으로, 기판과, 기판에 연결된 상판와, 기판과 상판 간에 형성된 액체의 흐름 통로와, 기판에 고정된 고정 엔드 및 액체의 흐름 통로로 확장하는 자유단을 갖는 캔틸레버 등의 가동 부재가 구성되어서, 기판 측으로부터, 하부 보호층, 열 발생 저항층, 하부 전극층, 절연층, 상부 전극층, 및 상부 보호층의 순으로 쌓음으로써 가동 부재가 형성되며, 열 발생 저항층의 열 발생부로의 전압의 인가가 액체를 토출하기 위해 가동 부재와 기판 간의 액체의 흐름 통로내의 액체에 기포를 형성할 때, 가동 부재의 기포가 나는 표면이 평평하게 만들어질 수 있고, 이것은 열 발생부의 내구성을 향상시키는 것을 가능하게 한다.
상술된 구성은 기판상에 간극 형성 부재를 제공하는 단계와, 기판 측으로부터, 하부 보호층, 열 발생 저항층, 하부 전극층, 절연층, 상부 전극층, 및 상부 보호층의 순으로 쌓음으로써 가동 부재를 형성하는 단계와, 가동 부재를 캔틸레버의 형태로 형상화하기 위해 간극 형성 부재를 제거하는 단계에 의해 형성될 수 있다.
이러한 방식으로 형성된 가동 부재에서 형성되는 토출용 히터(207)에 대해, 저항층(508) 아래의 층들은 저항층(508) 위의 층들보다 더 얇아서, 기포는 하부측상에 발생된다. 또한, 기포 작용으로 인해 가동 부재(206)가 점핑하기 때문에, 잉크가 뒤로 덜 새게 되어서 기포 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 이동하는 기포표면때문에, 디포밍부가 표면에 고정되지 않아, 캐비테이션의 집결이 일어나기 어려워서 기판(501) 등의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 그에 더하여 토출용 히터가 가동 부재의 폭 방향에서 대칭으로 형성될 수 있기 때문에, 동작시의 가동 부재의 디스토션이 감소될 수 있다. 또한, 기포 표면 측이 전극의 어떠한 스텝과도 평평해지지 않도록 구성되기 때문에, 열 충격 효과가 발생하기 어려워서, 가동 부재의 수명을 향상시킬 수 있다. 게다가, 보통의 세라믹 물질로 형성된 가동 부재의 주 물질로써의 절연층에 대해서, 세라믹 부재 양측에 전극이 제공되기 때문에, 절연층이 강화되어서, 가동 부재의 내구성을 더욱 향상시키는 결과를 갖는다.
또한, 상부 전극층 및 하부 전극층이 고융점 금속으로 형성된다면, 전극층의 응력으로 인한 힐록(hillock)과 디스토션(distortion)이 방지될 수 있다.
[실시예 2]
도 6은 본 발명의 제2 실시예를 도시한다. 본 발명에서, 토출용 히터(207)가 가동 부재(206)상에 제공되며, 제1 실시예의 경우와 유사하게, 가열용 히터(208)는 상판(3)상에 형성된다.
우선, 본 발명이 적용가능한 하나의 실시예로써, 액체 토출 헤드가 설명된다. 액체 토출 헤드는 액체를 토출하기 위한 복수의 토출부와, 서로 연결됨으로써 토출부와 각각 교통하는 복수의 액체의 흐름 통로를 형성하기 위한 제1 및 제2 기판과, 전기 에너지를 액체의 흐름 통로내의 액체를 토출하기 위한 에너지로 변환하기 위해 액체의 흐름 통로에 각각 배치된 복수의 에너지 변환 소자와, 에너지 변환 소자 구동에 대한 조건을 제어하기 위해 상이한 기능을 갖는 복수의 소자 및 전기회로를 갖는다. 소자 및 전기 회로는 그들 기능에 따라서, 제1 기판 혹은 제2 기판상에 배치된다.
액체 토출 헤드의 회로 구성은 도 7a 및 도 7b에 개략적으로 나타난다. 도 7a에 나타난 바와 같이, 기판(1)에는 토출용의 복수의 히터(307) 및 그것의 드라이버(317)와, 시-분할 제어 로직 회로와, 시프트 레지스터가 제공된다. 도 7b에 도시한 바와 같이, 상판(3)에는 가열용 히터(327)(조정용 회로 혹은 제어 회로)와, 센서(328)와, 그것의 드라이버와, 전압 변환기와, 메모리 등을 포함하는 제어 회로가 주어진다. 가열용 히터와 센서의 크기는 최적화될 수 있기 때문에, 드라이버뿐만 아니라 이들의 소형화가 만들어질 수 있다. 조정용 히터(가열용)에 인가된 전압을 토출용 히터에 인가된 전압보다 더 낮게 만들 목적으로, 전압 변환기가 제공된다.
액체의 점착성을 조정하는 액체의 온도에 따른 가열용 히터(208)를 동작시킴으로써, 일정한 토출 성능을 항상 유지하도록 본 실시예가 조절된다. 보다 구체적으로는, 토출부 근처에서의 액체가 점착성이 너무 많은 경우에, 가열용 히터(208)는 액체를 국부적으로 가열하기 위하여 적당한 타이밍에서 동작할 수 있어서, 액체의 점착성이 감소하는 결과를 갖는다. 이것은 요구된 토출 특성을 얻는 것을 가능하게 한다. 가열용 히터(208)는 토출용 히터 위에서 또는 토출부에 즉시 배치된다. 가열용 히터(208)는 안정된 토출이 가능해지도록 점착성 있는 드래그를 밸브 앞 또는 밸브 둘레로 완화시킬 수 있다. 가열용 히터(208)를 상판(3)에 설치함으로써, 액체 토출 헤드 그 자체가 소형화될 수 있다. 또한, 가열용 히터(208)와 히터(208)를 구동하기 위한 소자 등이 토출용 히터(207), 히터(207)를 구동하기 위한 소자, 및 장치 기판(1)에 제공된 배선 패턴과는 무관하게 임의의 위치에 배치될 수 있기 때문에, 토출용 액체를 가열하기 위한 최적의 위치에 배치될 수 있으며, 공간 관점에서의 자유도가 높기 때문에, 액체 토출 헤드 그 자체를 최소화하기 위하여 부재가 콤팩트하게 배치될 수 있다.
이제 가열용 히터(208)가 상판(ceiling plate)(3) 상에 배치되는 구조의 잇점들이 더 상세히 설명된다. 이 구조에서, 토출용 히터(207)는 소자 기판(1)에 대한 반도체 공정을 사용하여 형성된다. 소자 기판(1)에 접속됨으로써 액체 흐름 경로(7)를 형성하는 상판(3)에, 토출량을 제어하는 가열용 히터(208), 가열용 히터(208)를 구동하기 위한 소자(드라이버), 및 구동 제어 회로가 각각의 액체 흐름 경로(7)에 대하여 배치된다. 이것은 가열용 히터(208)의 저항, 모양, 구동 전압, 구동 펄스폭 등에 대한 자유도를 높여준다. 예를 들면, 가열용 히터(208)는 도 10a에 도시된 바와 같은 토출용 히터(207)와 동일한 전압에서 짧은 펄스들에 의해 구동될 수 있고, 가열용 히터(208)는 도 10b에 도시된 바와 같은 토출용 히터(207)의 전압보다 낮은 전압에서 긴 펄스에 의해 구동될 수 있다. 이것은 가열용 히터(208)가 상판(3)상에 배치되므로, 토출용 히터(207)의 발포 조건들에 의해 정해지는 제약들로부터 자유롭기 때문이다. 또한, 최근의 기록용 소자들의 고밀도 경향에 따라, 상술한 구동 펄스폭 등의 자유도를 확보하면서 가열용 히터들(207), 히터들(208)을 구동하기 위한 소자들(드라이버들) 및 제어 로직 회로를 토출용 히터들(207)을 갖는 소자 기판(1)상에 탑재하는 것은 레이아웃의 관점에서 곤란하다. 그러나, 본 실시예에서는, 가열용 히터(208)와 가열용 히터를 위한 드라이버가 상판(3)상에 탑재되도록 구성되기 때문에, 상기 자유도가 유지되면서 상술한 구성이 실현될 수 있다.
액체의 토출량에 대해 살펴보면, 발포 센터 앞에서 류저항과 발포 센터 뒤에서의 류저항 간의 비율들에 따라 변화하기 때문에, 뒤에서의 류저항이 일정한 경우, 앞에서의 류저항이 작을수록 액체의 토출량이 많아지게 된다. 그러므로, 본 실시예에 있어서, 발포 전에, 앞에 있는 액체만이 토출용 히터의 하류측에 제공된 가열용 히터(208)에 의해 발포 전에 가열된다. 더 구체적으로, 앞에 있는 액체만을 가열하기 위한 가열 동작을 야기하는 구동용 펄스가 가열용 히터(208)에 공급된다. 이러한 방법으로, 토출량은, 액체의 점성도를 제어하고 앞에 있는 류저항을 실질적으로 변화시키기 위한 가열용 히터(208)에 인가되는 제어용 에너지에 의해 제어될 수 있다.
종래에, 가열용 히터가 동일 기판상의 토출용 히터의 앞쪽에 배치되는 구조가 있었다. 그러나, 이 경우, 레이아웃상의 몇가지 제약들 때문에, 가열용 히터를 앞측에 배치하는 것이 곤란하다. 그러나, 본 실시예에서는, 가열용 히터들(208) 각각에 대응하여 토출용 히터들의 구동 전압보다 낮은 구동 전압을 공급하는 개별적인 구동 소자들(드라이버들) 등이 제공될 수 있기 때문에, 최적의 사이즈의 가열용 히터들(208)이 최적의 위치들에 배치될 수 있다. 또한, 칩의 전체 사이즈가 확대되지 않는다. 가열용 히터에 인가되는 전압은, 전압 컨버터뿐만 아니라 또 다른 전원을 상판에 접속함으로써, 토출용 히터에 인가되는 전압보다 낮게 만들어질 수있다는 것을 주목한다. 로직 회로의 전원이 이 전원으로서 사용된다면, 추가적인 전원은 불필요하다.
또한, 토출용 히터를 위한 드라이버들의 신호 발생부가 제어용 히터를 위한 드라이버의 신호 발생부인 경우, 토출용 히터와 제어용 히터는 서로 동기적으로 구동될 수 있다.
상판은 제어용 히터들에 대응하여 액체 흐름 경로들 각각의 상태를 감지하기 위한 센서들을 가지며, 액체 흐름 경로들 내의 상태는 토출용 히터들과는 상관없이 제어용 히터들에 의해 제어될 수 있다.
그 다음, 상기 회로들과 소자들을 소자 기판(1) 및 상판(3)에 할당하는 구조를 설명한다.
도 8a와 도 8b는 도 6에 도시된 액체 토출 헤드의 회로 구조를 나타낸다. 도 8a는 소자 기판의 평면도이고, 도 8b는 상판의 평면도이다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 표면들은 서로 대향한다는 것을 주목한다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 소자 기판(1)에는 토출용 히터들(207), 화상 데이터에 따라 토출용 히터들(207)을 구동하기 위한 드라이버들(11), 입력된 화상 데이터를 드라이버들(11)에 출력하기 위한 화상 데이터 전송부(12) 및 토출용 히터들(207)을 구동하기 위한 조건들을 제어하는 데 필요한 파라메터들을 측정하기 위한 센서(13)가 복수개 병렬적으로 배치된다.
화상 데이터 전송부(12)는 직렬로 입력된 화상 데이터를 각각의 드라이버들(11)에 병렬적으로 출력하기 위한 시프트 레지스터와, 시프트 레지스터로부터 출력된 데이터를 임시로 저장하기 위한 래치 회로로 구성된다. 화상 데이터 전송부(12)는 토출용 히터들(207) 각각에 대응하여 개별적으로 화상 데이터를 출력할 수 있고, 또는 배치된 토출용 히터들(207)을 분할함으로써 형성된 복수개의 블럭들에 대응하여 화상 데이터를 출력할 수 있다. 구체적으로, 하나의 헤드에 대해 복수개의 시프트 레지스터들을 제공함으로써, 그리고 저장 장치로부터 전송된 데이터를 복수개의 시프트 레지스터들에 입력함으로써, 더 빠른 프린팅 속도를 용이하게 수용할 수 있다.
센서(13)로서는, 토출용 히터들(207)의 근방의 온도를 측정하기 위한 온도 센서, 토출용 히터들(207)의 저항값을 감시하기 위한 저항 센서 등이 사용된다.
분출된 액체 방울의 토출량에 대해 살펴보면, 이 토출량은 주로 액체의 발포량에 관련된다. 액체의 발포량은 토출용 히터(207) 및 그 근방의 온도에 따라 변화한다. 따라서, 토출용 히터(207) 및 그 근방의 온도를 센서를 사용하여 측정함으로써, 그리고 그 결과에 따라 액체를 토출하기 위한 가열 펄스를 인가하기 전에, 액체를 방출하기에는 너무 작은 펄스(preheat pulse)를 인가함으로써, 그리고 이 펄스의 폭과 출력 타이밍을 변화시킴으로써, 토출용 히터(207) 및 그 근방의 온도가 선정된 양의 액체 방출을 토출하도록 제어된다. 이러한 방법으로, 화상의 품질이 유지될 수 있다.
또한, 토출용 히터(207)에서 액체를 발포하는 데 필요한 에너지에 대해서 살펴보면, 가열 방사 조건들이 동일하다면, 이 에너지는 토출용 히터(207)의 단위 면적당 입력되는 필요 에너지에 토출용 히터(207)의 면적을 곱한 것으로 표현된다.이를 기초로 하여, 토출용 히터(207)를 가로지르는 전압, 토출용 히터(207)를 통하는 전류 및 펄스폭이 정해져서 상기 필요 에너지가 구해질 수 있다. 여기서, 토출용 히터(207)에 인가되는 전압은 액체 토출 장치 본체의 전원으로부터 공급되는 전압에 의해 거의 일정하게 유지될 수 있다. 토출용 히터(207)를 통하는 전류에 관해서는, 토출용 히터(207)의 저항값이 소자 기판(1)의 제조 공정중에 야기된 토출용 히터(207)의 막 두께의 변화에 따라, 그 전체에 따라, 그리고 소자 기판(1)에 따라 변화한다. 따라서, 인가될 펄스폭이 일정하고 토출용 히터(207)의 저항값이 설정치보다 크다면, 전류값은 작아지며 토출용 히터(207)에 입력될 에너지는 불충분해지며, 액체가 적절히 기포화될 수 없다. 한편, 토출용 히터(207)의 저항값이 작아지면, 동일한 전압이 인가될 경우에도 전류값은 설정치보다 커진다. 이 경우에, 토출용 히터(207)에 의해 너무 많은 에너지가 발생되어 토출용 히터(207)에 손상을 입히며 히터의 수명을 단축시키게 된다. 따라서, 저항 센서로 토출용 히터(207)의 저항값을 항상 모니터하고 모니터된 저항값에 따라 전원 전압 및 히트 펄스폭이 변하여 토출용 히터(207)에 실질적으로 일정한 에너지가 인가되는 방법이 있다.
한편, 도 8b에 도시된 바와 같이, 액체 흐름 경로 및 공통 액실을 형성하는 그루브(3a 및 3b) 이외에, 상판(3)에는 센서 구동부(17) 및 센서 구동부(17)에 의해 구동된 센서로부터의 출력 결과에 기초하여 토출용 히터(207)를 구동하기 위한 조건을 제어하는 토출 히터 제어부(16)가 구비되어 있다. 공통 액실과 통신하는 공급 포트(3c)는 상판(3)에서 개방되어 외부로부터 공통 액실로 액체를 제공한다는것을 주목할 필요가 있다.
또한, 소자 기판(1) 상에 형성된 회로 등을 소자 기판(1)의 표면 상의 대향부 및 상판(3)의 표면 상에서 각각 상판(3) 상에 형성된 회로 등과 전기적으로 접속시키기 위한 접속용 콘택트 패드(14 및 18)는 서로 접속된다. 소자 기판(1)에는 또한 외부로부터의 전기 신호의 입력 단자인 외부 콘택트 패드(15)가 구비되어 있다. 소자 기판(1)은 상판(3)보다 크며, 소자 기판(1) 및 상판(3)이 서로 접속되는 경우 노출되고 상판(3)으로 커버되지 않는 위치에 외부 콘택트 패드(15)가 설치된다.
이제, 소자 기판(1) 및 상판(3) 상에 회로 등을 형성하는 절차의 한 예를 설명하기로 한다.
소자 기판(1)의 경우에, 먼저, 반도체 웨이퍼 처리 기술을 사용하여, 드라이버(11), 화상 데이터 전송부(12) 및 센서(13)를 형성하는 회로가 실리콘 기판 상에 형성된다. 그 후, 상술된 바와 같이 토출용 히터(2)가 형성된다. 마지막으로, 접속용 콘택트 패드(14) 및 외부 콘택트 패드(15)가 형성된다.
상판(3)의 경우에, 먼저, 반도체 웨이퍼 처리 기술을 사용하여, 토출용 히터 제어부(16) 및 센서 구동부(17)를 형성하는 회로가 실리콘 기판 상에 형성된다. 그 후, 상술된 바와 같이 막 형성 기술 및 에칭에 의해 액체 흐름 경로 및 공통 액실을 형성하는 그루브(3a 및 3b) 및 공급 포트(3c)가 형성된다. 마지막으로, 접속용 콘택트 패드(18)가 형성된다.
상술된 바와 같이 형성된 소자 기판(1) 및 상판(3)이 정렬되어 서로 접속되면, 토출용 히터(207)는 각각의 액체 흐름 경로에 대응하여 배치되며 소자 기판(1) 및 상판(3) 상에 형성된 회로 등은 각각 접속용 패드(14 및 18)를 통해 전기적으로 접속된다. 전기적 접속은 예를 들어 접속용 패드(14 및 18) 상에 금 범프를 장착함으로써 수행될 수 있으나, 다른 방법이 사용될 수도 있다. 이러한 방식으로 소자 기판(1)과 상판(3)을 접속용 콘택트 패드(14 및 18)를 통해 서로 잡속시킴으로써, 소자 기판(1)과 상판(3)의 접속과 함께 상술된 회로들간에 전기적 접속이 수행될 수 있다. 소자 기판(1)과 상판(3)이 서로 접속된 후, 오리피스 플레이트(4)가 액체 흐름 경로(7)의 전단에 접속되며 액체 토출 헤드가 완성된다. 상기 설명에서는, 소자 기판(1) 상에 배치된 가열용 히터(208)의 전기 접속 구조가 상세히 설명되었지만, 상판(3) 상에 설치된 가열용 히터(208)의 전기 접속 구조는 상술된 구조와 대체적으로 유사하므로, 여기에서는 그에 대한 설명을 생략하기로 한다.
이러한 방식으로 얻어진 액체 토출 헤드가 도 9에 도시된 바와 같이 헤드 카트리지 또는 액체 토출 디바이스 상에 장착되는 경우, 액체 토출 헤드는 프린트 배선 기판(23)이 상부에 장착된 베이스 기판(22) 상에 고정되어 액체 토출 헤드 유닛(20)을 형성한다. 도 9에서, 프린트 배선 기판(23)에는 액체 토출 디바이스의 헤드 제어부에 전지적으로 접속되는 복수의 배선 패턴(24)이 설치된다. 이러한 배선 패턴(24)은 본딩 배선(25)을 통해 외부 콘택트 패드(15)와 전기적으로 접속된다. 외부 콘택트 패드(15)는 디바이스 기판(1)에만 설치되어 있기 때문에, 종래의 액체 토출 헤드의 경우와 동일한 방식으로 액체 토출 헤드(21)와 외부 사이의 전기적 접속이 수행될 수 있다. 여기서는 외부 콘택트 패드(15)가 소자 기판(1) 상에설치되어 있는 한 예가 설명되었지만, 소자 기판(1) 상부가 아닌 상판(3) 상에만 외부 콘택트 패드(15)가 설치될 수도 있다.
상술된 바와 같이, 소자 기판과 상판간의 전기적 접속을 고려하여, 토출용 히터(207)를 구동하고 제어하기 위한 각종 회로들을 소자 기판(1) 및 상판(3)에 할당함으로써, 소자 기판(1) 또는 상판(3) 상의 이들 회로 등이 집중되는 거을 피할 수 있으므로, 액체 토출 헤드가 소형화될 수 있다. 또한, 소자 기판(1) 상에 설치된 회로 등과 상판(3) 상에 설치된 회로들 사이에 접속용 콘택트 패드(14 및 18)를 통해 전기 접속을 수행함으로써, 헤드의 외부에 전기적으로 접속하는 부분의 수가 감소되므로, 신뢰성이 향상되고 부품수가 저감될 수 있으며 헤드의 소형화가 실현될 수 있다.
또한, 소자 기판(1) 및 상판(3)에 상술된 회로를 할당함으로써, 소자 기판(1)의 수율이 향상될 수 있으며, 그 결과 액체 토출 헤드의 제조 비용이 절감될 수 있다. 또한, 소자 기판(1) 및 상판(3)는 동일 물질의 실리콘에 기초한 물질로 형성되므로, 소자 기판(1)의 열팽창 계수는 상판(3)의 열팽창 계수와 동일하다. 따라서, 토출용 히터(207)가 구동되고 소자 기판(1) 및 상판(3)가 열적으로 팽창될 때에도, 이들 둘이 오정렬되는 일 없이 토출용 히터(207)와 액체 유동로(7) 간에서의 위치 정밀도가 충분히 유지된다.
본 실시예에서, 상기 회로 등은 그들의 기능에 따라 할당되어 있다. 이러한 할당의 기준에 대해서는 이하에서 기술하기로 한다.
전기 배선 접속을 통해 개별적으로 또는 단위 블럭으로 토출용 히터(207)에대응하는 회로는 소자 기판(1) 상에 형성된다. 도 8a 및 도 8b에서 도시된 예에서, 드라이버(11) 및 이미지 데이타 전송부(12)는 이들 범주 내에 속한다. 구동 신호는 토출용 히터(207) 각각에 병렬적으로 공급되므로, 배선은 신호 주변에서 인출되어야 한다. 따라서, 이러한 회로들이 상판(3) 상에 형성되면, 소자 기판(1)과 상판(3) 간의 접속수가 많게 되어 불충분한 접속이 많아지기 쉽다. 소자 기판(1) 상에 이 회로들을 형성함으로써, 토출용 히터(207)와 회로들 간의 불충분한 접속을 방지시킬 수 있다.
제어 회로 등의 아날로그부는 열에 의해 쉽게 영향을 받기 때문에, 토출용 히터(207)가 제공되지 않는 기판 상에, 즉 상판(3) 상에 제공된다. 도 8a 및 도 8b에서 도시된 예에서, 토출 히터 제어부(16)는 이들 범주 내에 속한다.
상황에 따라 소자 기판(1) 또는 상판(3) 상에 센서(13)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서(13)가 저항성 센서인 경우, 저항성 센서는 이것이 소자 기판(1) 상에 제공되지 않으면 의미가 없거나, 충분한 정밀도로 측정할 수 없으므로, 소자 기판(1) 상에 제공된다. 센서(13)가 온도 센서인 경우, 센서가 오동작하는 히터 구동 회로 등으로 인한 온도 상승을 검출해야 하면, 센서는 소자 기판(1) 상에 제공되는 것이 바람직하다. 반면에, 잉크의 상태를 후술될 잉크를 통한 온도 상승에 의해 판단해야 하면, 센서는 상판(3) 상에 제공되거나, 또는 소자 기판(1) 및 상판(3) 상에 제공되는 것이 바람직하다.
개별적으로나 단위 블럭으로 토출용 히터(207)에 대응하지 않는 회로 등의 다른 회로, 반드시 소자 기판(1) 상에 제공될 필요는 없는 회로, 및 상판(3) 상에제공되더라도 측정 정밀도에 영향을 미치지 않는 센서들은 소자 기판(1) 또는 상판(3) 중 어느 하나에 집중되지 않도록 상황에 따라 기판(1) 상이나 상판(3) 상에 형성된다. 도 8a 및 도 8b에서 도시된 예에서, 센서 구동부(17)는 이들 범주 내에 속한다.
상기 기준에 따라 각 회로, 센서 등을 소자 기판(1) 또는 상판(3) 상에 제공함으로써, 각각의 회로, 센서 등은 소자 기판(1)와 상판(3) 간의 전기 접속수를 가능한 적게 하면서 알맞은 균형으로 할당될 수 있다.
이와 같이, 소자 기판(1) 상에 제공된 다수의 토출용 히터(207)에 개별적으로 대응하거나 직접 접속되는 구동 소자 등을 소자 기판(1) 상에 배치시키는 것이 바람직하므로, 구동 소자 등의 타이밍을 제어하기 위한 회로들을 반드시 소자 기판(1) 상에 배치시킬 필요 없이 소자 기판(1) 또는 상판(3) 상의 개방 공간에 적절히 배치시키면 된다. 이러한 논리는 가열용 히터(208)에도 적용된다. 상세히 기술하자면, 상판(3) 상에 제공된 다수의 가열용 히터(208)에 개별적으로 대응하며 또한 직접 접속되는 구동 회로 등은 상판(3) 상에 제공되는 반면, 구동 회로 등을 구동시키는 타이밍을 제어하기 위한 회로들은 소자 기판(1) 또는 상판(3) 상의 개방 공간 내에 적절히 배치된다.
[제3 실시예]
도 11은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 것이다. 제1 및 제2 실시예에서와 동일한 구조물에 대해서는 동일 참조 부호로 표시하였으며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에서는, 한 액체 유동로(7)에 두개의 가열용 히터(209)가배치되어 있는 데, 하나는 토출용 히터(207)의 상측에 다른 하나는 하측에 배치되어 있다. 이러한 구조는 액체가 토출된 후의 리필 특성을 개선시켜 매니스커스가 안정화되는 효과를 나타낸다.
[제4 실시예]
도 12는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 것이다. 제1 내지 제3 실시예에서와 동일한 구조물에 대해서는 동일 참조 부호로 표시하였으며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에서는, 제1 실시예의 경우와 동일하게, 소자 기판(1) 상에 토출용 히터(207)가 제공되어 있다. 또한, 상판(3) 상에 제공된 가동 부재(210) 상에는 가열용 히터(211)가 형성되어 있다. 상판(3) 자체의 구조는 제1 실시예의 구조와 동일하고, 가동 부재(210)의 구조는 제1 실시예의 가동 부재(206)와 거의 동일하다. 그들을 제조하는 방법은 소자 기판(1) 및 상판(3)가 바뀐 것을 제외하고는 거의 동일하다. 본 실시예에서, 가열용 히터(211)는 토출 성능을 유지시키기 위해 액체의 점도를 떨어뜨릴 수 있다. 특히, 가열용 히터(211)는 액체 유동로(7)에 위치된 가동 부재(210) 상에 형성되므로, 가열을 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 토출용 히터(207)와 그 구동 소자는 소자 기판(1) 상에 할당되고, 가열용 히터(211)와 그 구동 소자는 가동 부재(210) 상에 할당되므로, 공간을 절약할 수 있으며 그들이 희망하는 구동을 서로 독립적으로 행할 수 있다.
[제5 실시예]
도 13은 본 발명의 제5 실시예를 도시한 것이다. 제1 내지 제4 실시예에서와 동일한 구조물에 대해서는 동일 참조 부호로 표시하였으며, 이에 대한 설명은생략하기로 한다. 본 실시예에서는, 제4 실시예의 경우와 동일하게, 소자 기판(1) 상에 토출용 히터(207)가 제공되고 가동 부재(210) 상에 가열용 히터(211)가 형성되어 있다. 또한, 상판(3) 상에는 다른 가열용 히터(212)가 형성되어 있다. 상판(3)의 구조는 제1 실시예의 경우와 동일하다. 본 실시예는 제4 실시예의 효과 이외에, 액체가 토출된 후의 리필 특성이 향상되고 매니스커스가 안정화되는 효과를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 액체 흐름 경로내의 가동 부재가 토출용 히터를 구비하고 있는, 충분한 내구성 및 신뢰성을 갖는 액체 토출 헤드 및 미소 전기기계 장치가 제공된다.

Claims (26)

  1. 기판과, 기판에 접착된 상판과, 기판과 상판 사이에 형성된 액체 흐름 경로와, 기판에 고정된 고정단 및 액체 흐름 경로로 연장하는 자유단을 갖는 캔틸레버형 가동 부재를 구비하며,
    상기 가동 부재는 하부 보호층, 열발생 저항층, 하부 전극층, 절연층, 상부 전극층, 상부 보호층이 이 순서대로 기판측으로부터 적층되어 형성되고,
    열 발생 저항층의 열 발생부에 전압을 인가함으로서 가동 부재와 기판 사이의 액체 흐름 경로내의 액체를 버블링하여 액체를 방출하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상부 전극층 및 하부 전극층은 고융점 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  3. 제1항에 있어서, 절연층이 SiN으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  4. 제1항에 있어서, 열발생 저항층이 열 발생부의 방출 방향에서 상류 및 하류의 전극층에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  5. 제1항에 있어서, 상부 전극층 및 하부 전극층이 가동 부재의 정면측에서부터 배면측까지 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  6. 제1항에 있어서, 액체 흐름 경로에 열 발생부와는 별도로 토출용 히터에 대응하여 제공되는 조정용 히터와 조정용 히터를 구동하기 위한 조정용 히터의 구동기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  7. 제6항에 있어서, 조정용 히터에 인가되는 전압은 열 발생부에 인가되는 전압보다 낮은 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  8. 제7항에 있어서, 상판에는 변압기가 제공되어, 변압기에 의해 조정용 히터에 인가되는 전압이 열 방출부에 인가되는 전압보다 낮게 만들어 주는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  9. 제7항에 있어서, 조정용 히터는 열 방출부에 접속된 전원과는 다른 전원에 접속되어, 조정용 히터에 인가되는 전압이 열 방출부에 인가되는 전압보다 낮게 만들어 주는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  10. 제9항에 있어서, 조정용 히터에 접속된 전원이 논리 회로용 전원인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  11. 제6항에 있어서, 조정용 히터는 열 방출부의 방출 방향에서 하류측에 제공되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  12. 제6항에 있어서, 조정용 히터는 열 방출부의 방출 방향에서 상류측 및 하류측에 각각 복수개 제공되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  13. 제6항에 있어서, 조정용 히터의 면적이 열 방출부의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  14. 제6항에 있어서, 조정용 히터를 위한 구동기의 면적이 열 방출부를 위한 구동기의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  15. 제6항에 있어서, 열 방출부를 위한 구동기의 신호 발생부가 조정용 히터를 위한 구동기의 신호 발생부와 공통인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  16. 제6항에 있어서, 상판이 조정용 히터에 대응하는 액체 흐름 경로 내부의 상태를 센싱하는 센서를 액체 흐름 경로에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  17. 기판과, 기판에 접착된 상판과, 기판과 상판 사이에 형성된 액체 흐름 경로와, 기판에 고정된 고정단 및 액체 흐름 경로로 연장하는 자유단을 갖는 캔틸레버형 가동 부재를 구비하는 액체 토출 헤드를 제조하는 방법에 있어서,
    기판상에 공간 형성 부재를 제공하는 단계;
    하부 보호층, 열발생 저항층, 하부 전극층, 절연층, 상부 전극층, 상부 보호층이 이 순서대로 기판측으로부터 적층되는 가동 부재를 형성하는 단계;
    공간 형성 부재를 제거하여 가동 부재를 캔틸레버 형상으로 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상부 전극층 및 하부 전극층은 고융점 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서, 절연층이 SiN으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드의 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서, 열발생 저항층이 열 발생부의 방출 방향에서 상류 및 하류의 전극층에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드의 제조 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상부 전극층 및 하부 전극층이 가동 부재의 정면측에서부터 배면측까지 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드의 제조 방법.
  22. 기판에 고정된 고정단 및 액체 흐름 경로로 연장하는 자유단을 갖는 캔틸레버형 가동 부재를 구비하며,
    상기 가동 부재는 하부 보호층, 열발생 저항층, 하부 전극층, 절연층, 상부 전극층, 상부 보호층이 이 순서대로 기판측으로부터 적층되어 형성되고,
    상기 열발생 저항층의 열 발생부에 전압을 인가함으로서 액체 흐름 경로내의 액체가 가열되는 것을 특징으로 하는 미소 전기기계 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상부 전극층 및 하부 전극층은 고융점 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 미소 전기기계 장치.
  24. 제23항에 있어서, 절연층이 SiN으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 미소 전기기계 장치.
  25. 제22항에 있어서, 열발생 저항층이 열 발생부의 방출 방향에서 상류 및 하류의 전극층에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 미소 전기기계 장치.
  26. 제22항에 있어서, 상부 전극층 및 하부 전극층이 가동 부재의 정면측에서부터 배면측까지 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 미소 전기기계 장치.
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