(57)【要約】【課題】  ヒータの両側面で加熱されながらもインク供給圧を直接的に受けることなく，高効率特性を維持し，ヒータの寿命を長くすることの可能なインクジェットプリントヘッドを提供する。【解決手段】  カートリッジ１０に貯蔵されたインクを供給する供給孔を有する基板１１０と，供給孔に連通するインクチャンバー１２４を形成する流路層と，インクチャンバー内のインクを外部に排出する少なくとも１つのノズル１２８を有するノズル板１２６と，インクチャンバー１２４の内壁に隣接して位置し，表裏面がインクチャンバー１２４内のインクに当接して配置される少なくとも１つのヒータ１１８と，ヒータ１１８に電気的に連結される少なくとも１つのリードとを備えることにより，ヒータ１１８の両面がインクに接触して加熱され，熱效率を高めることができる。【選択図】    図４
2006056251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジに貯蔵されたインクを供給するインク供給孔を有する基板と；
前記インク供給孔に連通するインクチャンバーを形成する流路層と；
前記インクチャンバー内のインクを外部に排出させる，少なくとも１つのノズルを有するノズル板と；
前記インクチャンバーの内壁に隣接して位置し，表裏面が前記インクチャンバー内のインクに当接するように配置される，少なくとも１つのヒータと；
前記ヒータに電気的に連結される少なくとも１つのリードと；
を備えることを特徴とする，インクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記ヒータおよび前記リードは，一体に形成され，
前記リードは，前記流路層の内部に挿入固定されることを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】
前記ヒータは，一端部が曲折されて，前記基板上に支持される支持部を含むことを特徴とする，請求項２に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記ヒータは，前記インクチャンバーの内壁と前記支持部との間に斜めに延設されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記ヒータは，前記基板に対して垂直方向に前記支持部から延設される垂直部と，前記基板に対して水平方向に前記垂直部から前記インクチャンバーの内壁に延設される水平部とを含むことを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
前記ヒータは，薄板状に形成され，少なくとも１つのスリットを含むことを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】
前記ヒータは，少なくとも２つ以上が前記インクチャンバー内に設けられ，前記各々のヒータは，独立して動作することを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項８】
前記ヒータは，前記基板上に，前記インク供給孔を中心として，対向してそれぞれ配置されることを特徴とする，請求項７に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項９】
前記ヒータは，前記インク供給孔に近接した前記基板上の一定領域から前記インクチャンバーの内壁に向かって傾斜して延設されることを特徴とする，請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１０】
前記ヒータは，前記基板上の一定領域において前記インク供給孔から離れるほど，前記インクチャンバーの内壁に向かってさらに傾斜して延設されることを特徴とする，請求項９に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１１】
前記インク供給孔は，
前記カートリッジ側に連結される流入部と，
前記インクチャンバー側に連結され，前記流入部より小さい面積を有する供給部と，
から構成されることを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１２】
基板に保護層を形成する段階と；
前記保護層のうち，インク供給孔部分の上部に位置する保護層を除去する段階と；
前記保護層の上部に，インクチャンバーの下部を構成する下部流路層を形成する段階と；
前記下部流路層の内壁に当接するヒータ支持部を形成する段階と；
前記保護層，前記下部流路層の上部，および前記ヒータ支持部の上部面にヒータおよびリードを形成する段階と；
前記下部流路層の上部に，インクチャンバーの上部を構成する上部流路層を形成する段階と；
前記上部流路層の上部面を覆う程度の高さに犠牲層を形成する段階と；
前記上部流路層の上部面が露出するように，犠牲層を研磨する段階と；
前記上部流路層の上部に，ノズルを有するノズル板を形成する段階と；
前記基板の裏面に，インク供給孔を形成する段階と；
前記ヒータ支持部を含む犠牲層を除去する段階と；
を備えることを特徴とする，インクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記ヒータ支持部は，前記保護層においてインク供給孔周囲の端部から前記下部流路層の方向に一定の距離だけ離隔して位置されて形成されることを特徴とする，請求項１２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記ヒータ支持部の上部面は，前記基板の表面に対して傾斜して配置されることを特徴とする，請求項１３に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記ヒータ支持部は，前記保護層および前記下部流路層の上部に犠牲層を均一に形成し，前記下部流路層の表面が露出するように，前記犠牲層を研磨した後，前記犠牲層の一部を除去することによって形成されることを特徴とする，請求項１２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記ヒータ支持部は，前記犠牲層に対してグラデーションマスクを使用して部分的に露光した後，現像することによって形成されることを特徴とする，請求項１５に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記ヒータおよび前記リードは，前記保護層，前記下部流路層および前記ヒータ支持部の上部に導体層を形成し，パターニングした後，ヒータ部分，またはヒータ部分を除く他の部分に不純物が注入されることにより，ヒータ部分が導体に比べて相対的に高抵抗を有するように形成されることを特徴とする，請求項１２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記インク供給孔を形成する段階は，
前記基板の裏面に前記インク流入口を形成する段階と，
前記インク流入口にインク供給口を形成する段階と，
を含むことを特徴とする，請求項１２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記インク流入口を形成する段階および前記インク供給口を形成する段階は，それぞれ，
前記基板の裏面にフォトレジストを塗布する段階と，
前記フォトレジストをパターニングして，エッチングマスクを形成する段階と，
前記エッチングマスクを介して露出した部分をエッチングする段階と，
を含むことを特徴とする，請求項１８に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２０】
基板上に，インクチャンバーの下部を構成する下部流路層を形成する段階と；
前記基板の中央部から前記下部流路層の上面に延設される，少なくとも１つの面を有する犠牲層を，前記下部流路層の内壁に隣接して形成する段階と；
前記犠牲層の少なくとも１つの面および前記下部流路層の上面に，ヒータ層を形成する段階と；
前記下部流路層の上部に，前記インクチャンバーの上部を構成する上部流路層を形成する段階と；
前記上部流路層の上部に，少なくとも１つのノズルを有するノズル層を形成する段階と；
前記ヒータ層の下部に位置する前記犠牲層を除去する段階と；
を備えることを特徴とする，インクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２１】
前記犠牲層は，前記基板上に形成されるインク供給孔の両端から前記下部流路層の上面に斜めに延設される少なくとも２つの面を含むことを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２２】
前記犠牲層の少なくとも１つの面は，前記基板上から垂直に延びる第１面と，前記第１面から前記基板に対して水平に前記下部流路層の上面に延びる第２面とから構成されることを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２３】
前記ヒータ層をパターニングして，前記犠牲層の少なくとも１つの面上に少なくとも１つのヒータを形成し，前記下部流路層の上面に少なくとも１つのリードを形成し，前記リードより前記ヒータが高抵抗を有するように前記ヒータ層に不純物を注入する段階をさらに備えることを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２４】
カートリッジに貯蔵されたインクを前記インクチャンバーに供給し，前記基板を貫通するインク供給孔を形成する段階をさらに備えることを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２５】
前記ヒータ層に少なくとも１つのヒータを形成し，前記インク供給孔を介して供給されるインクを前記ヒータの両面に接触させることを特徴とする，請求項２４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２６】
前記犠牲層は，前記インク供給孔を介して前記ヒータ層の下部から除去されることを特徴とする，請求項２４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２７】
前記犠牲層の少なくとも１つの面および前記下部流路層の上面にヒータ層を形成する段階は，
前記ヒータ層をパターニングして，前記インク供給孔の両側に複数のヒータを形成する段階をさらに含むことを特徴とする，請求項２４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，インクジェットプリントヘッドおよびその製造方法に関し，より詳細には，高効率ヒータを備えたインクジェットプリントヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは，カートリッジの内部に貯蔵されたインクを，噴射手段を通じて，代表的にはヘッドのノズルを通じて用紙に噴射し，所望の形態を有するイメージやテキストを印刷する装置である。製品本体の価格が安価で，かつカラー具現が容易であることから，個人ユーザを中心として広く用いられている。
【０００３】
上述したようなヘッドは，大別すると，インクを加熱して沸騰させた後，それにより生じた圧力でインクを吐出する熱駆動方式と，圧電素子を，電源を印加することにより変形させ，それにより発生した圧力でインクを吐出する圧電駆動方式とがある。
【０００４】
図１に，熱駆動方式のヘッドの一例を示す。ヘッド１４は，インクが貯蔵されるカートリッジ１０の上面に取り付けられ，カートリッジ１０には，貯蔵されたインクをヘッド１４に供給するためのインク供給路１２が形成される。一方，ヘッド１４の底面には，インク供給路１２に連通するインク供給孔１６が形成され，これにより，インクがヘッド１４内部に供給される。そして，インク供給孔１６を介して供給されたインク２０は，インクチャンネル１８の内部に位置するようになる。
【０００５】
インクチャンネル１８の両端部には，抵抗発熱体から構成されるヒータ２２が位置し，ヒータ２２の上部には，インクからヒータ２２を保護するための保護層２４が取り付けられている。ヒータ２２は，ヘッドの表面に存在するパッド２６に電気的に連結されている。パッド２６は，プリンタ本体に搭載される制御部（図示せず）に連結され，これにより，制御部がヒータ２２を制御できるようになる。
【０００６】
ヒータ２２に電源が印加されると，ヒータ周囲のインクが加熱しつつ，図１に示すバブル３０が形成される。加熱され続けると，バブルが成長しながらその圧力によりインク液滴２８が吐出される。しかし，図１に示す形態では，ヒータ２２の上部面を介してだけ熱伝達がなされ，ヒータ２２の底面から発生した熱は，ヘッド１４の温度を上昇させるだけで，インクを加熱するには用いられない。さらに，ヘッド１４の上部面に位置する保護層２４により熱伝達効率は一層低くなる。
【０００７】
このような問題点を解決するために，図２Ａに示すように，インク供給路５２を有するカートリッジ５０の上部にヘッド５４を装着し，インク供給孔５６を介して流入したインクを加熱するヒータ５８を，インクチャンバー５７の中央部に位置するようにして，ヒータ５８の両面で加熱がなされるようにする技術が開示されている（特許文献１）。かかる技術では，従来に比べて伝導性の低いインクを使用しているので，上述した保護層を形成する必要がない。このため，従来に比べて高い効率を得ることができるという長所がある。
【０００８】
図２Ａおよび図２Ｂを参考すると，この技術では，ヒータ５８の熱によりヒータ５８周辺に小さいバブル６０が生成され，加熱され続けることにより成長したバブルが互いに集まって１つの大きいバブルを形成する。これにより，インク液滴６４が吐出される。液滴が吐出した後に生成したバブル６２は，かさが縮小しながらチャンバーの中央部分で消滅する。この際，バブルの消滅時に発生するキャビテーション力（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅ，図２Ｂの矢印参照）により，チャンバー中央部分のヒータ層が損傷されることもある。しかし，図３に示すように，ヒータ５８は，薄くかつ幅が狭い発熱体を配置したものであるため，直接的な損傷は発生しない。
【０００９】
しかしながら，ヒータ５８がチャンバーの中央部に位置するため，インク液滴６４の吐出の際に，チャンバーからインクが排出されたり，インク供給孔５６からインクが供給されるときの圧力をヒータ５８が受けるようになる。したがって，ヒータ５８は，インク供給圧により一定部分変形されてから復元するようになり，このような過程が持続的に反復されることによって，ヒータ５８が損傷される可能性がある。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６６６９３３３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は，このような課題に鑑みてなされたもので，この目的は，ヒータの両側面で加熱されながらもインク供給圧を直接的に受けることなく，高効率特性を維持することができ，さらにヒータの寿命を長くすることの可能な，新規かつ改良されたインクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，カートリッジに貯蔵されたインクを供給するインク供給孔を有する基板と，インク供給孔に連通するインクチャンバーを形成する流路層と，インクチャンバー内のインクが外部に排出される少なくとも１つのノズルを有するノズル板と，インクチャンバーの内壁に隣接して位置し，表裏面がインクチャンバー内のインクに当接するように配置される少なくとも１つのヒータと，ヒータに電気的に連結される少なくとも１つのリードと，を備えるインクジェットプリントヘッドが提供される。
【００１３】
すなわち，インクチャンバー内で表面と裏面が露出された形態で固定されるヒータを，インク供給孔の上部でなくインクチャンバーの内壁に隣接するように位置させる。これにより，インク供給孔からインクが供給されるときに発生するインク供給圧がヒータに直接に作用するのを防止できるので，ヒータの損傷を防止できる。この際，ノズルは，インクがチャンバー内から流れ出る過程における抵抗を最小化するために，インク供給孔の上部に位置するようになる。したがって，インク液滴が吐出された後，バブルの消滅過程で発生するキャビテーション力もヒータに直接的に影響することがない。
【００１４】
また，ヒータおよびリードは，一体に形成され，リードは，流路層の内部に挿入固定されることが好ましい。これにより，ヒータおよびリードを一体に形成され，リードが流路層の内部に挿入された状態で固定されるので，ヒータをより安定的に支持することができる。
【００１５】
さらに，ヒータは，一端部が曲折されて，基板上に支持される支持部を含むことが好ましい。かかる構成により，インクチャンバー内に存在するヒータの端部を，基板上の支持部を介して支持することによって，ヒータの固定力を増加させることができる。したがって，インクの流動過程で発生する圧力を受けても，ヒータは，リードおよび支持部により両端が固定されているので，安定的に支持される。また，ヒータは，流路層の内壁と支持部との間に斜めに延設されることが好ましい。
【００１６】
一方，ヒータは，薄板状をなし，少なくとも１つのスリットを含むことが好ましい。これにより，加熱時にヒータを中心にして生成されたバブルが消滅するとき，スリットによりバブルが縮小されるので，バブルの縮小時にヒータが受ける圧力を最小化できる。
【００１７】
また，ヒータは，インクチャンバー内に少なくとも２つ以上が設けられ，それぞれのヒータは，独立して動作するように設けることが好ましい。このように，多数のヒータのうちいずれか１つだけを作動させたり，全てのヒータを作動させることによって，吐出されるインク液滴のサイズを自由に調節できるようになる。
【００１８】
一方，インク供給孔は，カートリッジ側に連結される流入部と，インクチャンバー側に連結され，流入部より小さい面積を有する供給部とから構成されることが好ましい。本発明では，ヒータがインクチャンバーの内壁付近に位置するため，インク供給孔の直径を増やすのに限界がある。そこで，インクカートリッジに当接する部分とチャンバーに当接する部分との直径を相違させることにより，ヒータの設置空間を確保することができ，さらにインク流入時の抵抗を低減することができる。
【００１９】
また，本発明の他の観点によれば，基板に保護（Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層を形成する段階と，保護層のうちインク供給孔部分の上部に位置する保護層を除去する段階と，保護層の上部に，インクチャンバーの下部を構成する下部流路層を形成する段階と，下部流路層の内壁に当接するヒータ支持部を形成する段階と，保護層，下部流路層の上部，およびヒータ支持部の上部面にヒータおよびリードを形成する段階と，下部流路層の上部に，インクチャンバーの上部を構成する上部流路層を形成する段階と，上部流路層の上部面を覆う程度の高さに犠牲層を形成する段階と，上部流路層の上部面が露出するように，犠牲層を研磨する段階と，上部流路層の上部に，ノズルを有するノズル板を形成する段階と，基板の裏面にインク供給孔を形成する段階と，ヒータ支持部を含む犠牲層を除去する段階と，を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
【００２０】
かかるインクジェットプリントヘッドの製造方法は，半導体製造工程を活用して製造することができ，この製造方法におけるそれぞれの層は，例えば，フォトレジスト法，スパッタリングまたは化学気相蒸着法などの薄膜形成方法を活用して形成することができる。ここで，上部流路層と下部流路層は，それらの間にリードを形成するための金属層またはポリシリコン層を積層するために，２つに分離されて形成され，上部流路層と下部流路層とを結合して，上述した流路層が形成される。また，研磨過程は，化学機械研磨（ＣＭＰ）方法を活用することが好ましい。
【００２１】
そして，ヒータ支持部は，ヒータを構成する金属層またはポリシリコン層の形成時に，これらを一時的に支持するために形成されるものであって，製造過程で犠牲層と共に除去されるものである。好ましくは，ヒータ支持部は，保護層においてインク供給孔周囲の端部から下部流路層方向に一定の距離だけ離隔して位置するように形成されることが好ましい。これは，ヒータ支持部の端部とインク供給孔との間の空間に支持部を形成するためのものである。
【００２２】
また，ヒータ支持部の上部面は，基板の表面に対して斜めに配置されることが好ましい。かかる構成により，ヒータ支持部の上部にヒータが位置するようになるので，ヒータ支持部を斜めに配置することによって，ヒータを基板の表面に対して斜めに位置させることができる。
【００２３】
ここで，ヒータ支持部は，保護層および下部流路層の上部に犠牲層が均一に形成され，下部流路層の表面が露出するように犠牲層を研磨した後，犠牲層の一部を除去して形成することが好ましい。ここで，犠牲層の一部を除去することは，例えば，所望の形態のマスクを製造した後，露光し現像する段階を行うことができる。一方，上述のような斜めに配置されたヒータ支持部は，犠牲層に対してグラデーション（Ｇｒａｄａｔｉｏｎ）マスクを使用して露光の深さを相違させることにより現像して形成することができる。
【００２４】
一方，ヒータおよびリードは，保護層，下部流路層およびヒータ支持部の上部に導体層を形成し，パターニングした後，ヒータ部分，またはヒータ部分を除いた残りの部分に不純物を注入することで，ヒータ部分が導体に比べて相対的に高抵抗を有するように形成することができる。すなわち，導体層においてヒータ部分となるべき部分に相対的に高抵抗の不純物を注入することで，ヒータ部分の抵抗を高くしたり，反対に，リード部分となるべき部分に低抵抗の不純物を注入することで，ヒータ部分の抵抗を相対的に高くすることができる。
【００２５】
ここで，インク供給孔を形成する段階は，基板の裏面に前記インク流入口を形成する段階と，インク流入口にインク供給口を形成する段階とを含むことができる。この際，インク流入口を形成する段階およびインク供給口を形成する段階は，それぞれ，基板の裏面にフォトレジストを塗布する段階と，フォトレジストをパターニングして，エッチングマスクを形成する段階と，エッチングマスクを介して露出した部分をエッチングする段階とを含むことができる。
【００２６】
このように，本発明にかかるインクジェットプリントヘッドでは，ヒータの両面がインクに接触して加熱がなされる。このため，熱效率を高めることができるだけでなく，ヒータの両端が流路層および基板に支持されているので，安定した構造を有することができる。
【００２７】
また，ヒータが，インクの供給流路でなく，インクチャンバーの内壁側に隣接して配置されるので，インク供給圧またはバブル縮小時のキャビテーション力の影響をほとんど受けることがない。また，ヒータおよびリードが別個の部分を接合した形態ではなく，同じ材質で構成された後，不純物の注入により抵抗値を調節したものであるので，ヒータとリードの連結部が分離されるなどの問題が生じることなく，ヒータの損傷を最小化できる。また，１つのインクチャンバーに，独立して作動する多数のヒータを設けることができるので，吐出されるインク液滴のサイズを容易に調節できる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように本発明によれば，ヒータの両側面で加熱されながらもインク供給圧を直接的に受けることなく，高効率特性を維持することができ，さらにヒータの寿命を長くすることの可能な，インクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３０】
（第１の実施形態）
まず，第１の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドについて説明する。図４を参照すると，本実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの基板１１０は，例えばシリコンウェーハからなり，インク供給路１２を有するカートリッジ１０の底面に取り付けられる。基板１１０のカートリッジ１０に当接する部分には，インク流入口１１２ａが形成される。インク流入口１１２ａは，カートリッジ１０の内部に貯蔵されたインクが流入される部分であって，インク供給路１２より小さい幅を有する。インク流入口１１２ａの上部には，インク流入口１１２ａより小さい面積を有するインク供給口１１２ｂが形成される。インク供給口１１２ｂは，インク流入口１１２ａに一次的に流入したインクを，後述するインクチャンバー１２４の内部に供給する。
【００３１】
基板１１０の上部には，保護層１１４が形成される。保護層１１４は，後述するヒータ１１８と基板１１０とを絶縁するために形成されるものであって，例えば，シリコン酸化物やシリコン窒化物からなることができる。
【００３２】
保護層１１４の上部には，リード１１６とヒータ１１８が形成される。リード１１６およびヒータ１１８は，例えば１つの金属またはポリシリコン薄膜から構成され，不純物を注入することで，ヒータ１１８がリード１１６に比べて相対的に高抵抗を有するようになる。リード１１６は，例えばＴＡＢボンダー（ＴＡＢ  ｂｏｎｄｅｒ）により軟性回路基板（図示せず）に連結され，プリンタ本体に装着されて本体の制御部に電気的に連結される。したがって，制御部によりリード１１６にパルス電流が印加されると，ヒータ１１８から熱が発生し，これにより，ヒータ１１８周囲のインクが加熱される。
【００３３】
一方，リード１１６は，下部流路層１２０と上部流路層１２２との間に挿入固定される。下部流路層１２０と上部流路層１２２とは，インク供給口１１２ｂから供給されたインクを貯蔵するインクチャンバー１２４を形成する。ここで，ヒータ１１８は，下部流路層１２０および上部流路層１２２の内壁から突出した部分に該当し，残りの部分がリード１１６となる。また，ヒータ１１８は，図４に示すように，下部流路層１２０により支持され，一端部が保護層１１４から上向きに離隔して位置し，他端部が曲折されて，保護層１１４の表面に当接する支持部１１９を形成している。したがって，ヒータ１１８は，下部流路層１２０および上部流路層１２２並びに保護層１１４により両端が支持されるようになり，基板１１０に対して斜めに配置されるようになる。
【００３４】
すなわち，ヒータ１１８が折曲部やウェッジ部のような応力集中を誘発する部分を有していないため，構造的に安定した形態となる。また，インク供給口１１２ｂを基準にして２つのヒータ１１８が対称に配置されており，それぞれのヒータ１１８が独立的に制御部に連結されるので，噴射されるインク液滴のサイズを容易に調節できる。
【００３５】
上部流路層１２２の上部には，ノズル板１２６が位置し，ノズル板１２６は，インクが噴出されるノズル１２８を有する。ここで，ノズル１２８は，インク供給口１１２ｂの上部に位置するので，流入したインクが流動方向を変えずに噴出されるようにするため，流動経路が短く，流動過程で供給口およびノズル以外には流れを妨害する障害物がないため，流動抵抗を最小化できる。また，ヒータ１１８は，表裏面が共にインクに当接できるように配置されるので，小電力でもインクを吐出させることができる。さらに，インク供給口１１２ｂを中心にして下部流路層１２０の内壁に隣接して配置されるので，インク供給口１１２ｂからインクが供給される時に発生するインク供給圧の影響をほとんど受けることがない。
【００３６】
次に，図５および図６に，ヒータ１１８の構造が詳細に示す。すなわち，ヒータ１１８の中央部には，スリット１１８ａが形成されており，インクが円滑にヒータ１１８の裏面へ移動できる。
【００３７】
さらに，図４に示すように，加熱時には，ヒータ１１８の表面にバブル１３０が生じ，バブル１３０が大きくなると，２つのバブルが集まって，図７に示す大きいバブル１４２がチャンバー１２４の内部に生じるようになる。大きいバブル１４２が形成されると，ヒータ１１８の表面に形成された小さいバブルは縮小されて消滅する。ここで，バブルが縮小されるとき，スリット１１８ａを中心にしてバブルが縮小されるため，バブルの縮小時に発生するキャビテーション力の影響をあまり受けないようになる。これは，片方のヒータでだけ加熱がなされる場合も同様である。
【００３８】
また，大きいバブル１４２は，図７のようにインク液滴１４０を吐出した後，縮小されるが，このとき，キャビテーション力は，インクチャンバー１２４の中心に向くので，ヒータ１１８には大きな影響を与えない。
【００３９】
以上，第１の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドについて説明した。次に，第２の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドについて，図８に基づいて説明する。なお，本実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドは，２つのリード３１６およびヒータ３１８を設ける点においては，図６に示された第１の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドと類似している。そこで，以下では，第１の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドとの相違点について説明する。
【００４０】
（第２の実施形態）
図８に，本実施形態にかかるヒータ３１８およびリード３１６を示す。図８では，ヒータ３１８の形状が下部流路層１２０と保護層１１４とを一直線形状に連結されるものではなく，直角に折り曲げられた形状である点で第１の実施形態と相違している。このようなヒータ３１８の形状は，インクに接触する面積が図６に示す形状より大きいため，インクをより迅速に加熱できるという長所を有する。さらに，製造工程においてもグラデーションマスクを使用する必要がなく，より容易に製造できるという長所を有する。
【００４１】
なお，ヒータ３１８は，折曲部付近に応力集中現象が生じる可能性があり，面積が増加した分，インクの圧力による力を多く受ける。しかし，インクの流動経路上に配置されたものではないので，その影響は極めて少ない。
【００４２】
以上，第２の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドについて説明した。次に，第３の実施形態として，図９Ａ〜図９Ｍに基づき，インクジェットプリントヘッドの製造方法について説明する。
【００４３】
（第３の実施形態）
まず，図９Ａに示すように，シリコンウェーハからなる基板１１０の表面に，例えばシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜からなる保護層１１４を形成する。そして，図９Ｂに示すように，形成された保護層１１４において，上述したインク供給口１１２ｂを形成する部分に位置する保護層１１４を除去する。
【００４４】
次いで，図９Ｃに示すように，保護層１１４の上部に，所定の厚さのフォトレジスト層を形成した後，露光および現象し，インク供給口１１２ｂの周辺に下部流路層１２０を形成する。下部流路層１２０の厚さは，吐出されるインク液滴の量を考慮して決定され，フォトレジスト層は，例えばスピンコート法により形成することができる。
【００４５】
さらに，図９Ｄに示すように，下部流路層１２０の形成が完了した後，下部流路層１２０の上部面を覆う程度の厚さに，第１の犠牲層２００を形成する。この第１の犠牲層２００は，後続の金属層形成時にベースの役目をするものであり，ヘッドの製造工程で除去される。第１の犠牲層２００を形成した後，図９Ｅに示すように，第１の犠牲層２００の表面を均一にするために，研磨工程を行う。この際，下部流路層１２０の表面が露出される程度に研磨する。この研磨工程は，例えばＣＭＰ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏ１ｉｓｈｉｎｇ：化学的機械的研磨法）などにより行うことができる。
【００４６】
研磨作業が完了した後，図９Ｆに示すように，マスク２１０を用いて，第１の犠牲層２００を露光し，現像する。その後，下部流路層１２０の内壁に当接する部分を除いた第１の犠牲層２００の残りの部分を除去する。この際，残存された第１の犠牲層２００は，製造工程中にヒータを一時的に支持するためのヒータ支持部となり，ヒータ支持部は，保護層１１４の端部から一定の距離だけ離隔している。
【００４７】
一方，図９Ｆに示されたヒータ支持部の三角形断面は，マスク２１０のうち，ヒータ支持部の上部に位置する部分２１６にグラデーションマスク（ｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｍａｓｋ）を使用することによって得ることができる。ポジティブフォトレジストを使用する場合，マスク２１０は，光を透過する部分２１２と，光を遮断する部分２１４と，透光度が連続的に変化する部分２１６とを含む。したがって，露光過程で部分２１６には，露光される深さがマスクの外周部方向へ行くほど連続的に減少するようになり，現象過程を進行させると，図９Ｆに示すような傾斜を有する形状のヒータ支持部を得ることができる。
【００４８】
なお，部分２１６を，光を遮断する部分２１４に代替することにより，第２の実施形態にかかるヒータの形状を得るためのヒータ支持部を形成することができる。
【００４９】
ヒータ支持部が形成された後，図９Ｇに示すように，ヒータ１１８およびリード１１６が形成される。ヒータ１１８およびリード１１６は，図９Ｆが完了した状態の表面に，例えばスパッタリングまたは化学気相蒸着などの方法で金属層やポリシリコン層を形成した後，これを所定の形態でパターニングして得ることができる。一方，ヒータ１１８部分は，リード１１６と別途に形成することができるが，図９Ｇのように，ヒータ１１８およびリード１１６を同一材質で一体に形成した後，ヒータ１１８部分に高抵抗の不純物を注入したり，リード１１６部分に低抵抗の不純物を注入することが好ましい。図９Ｇの過程が完了すると，図６に示す形態となる。
【００５０】
次いで，図９Ｈに示すように，ヒータおよびリードの形成後，リードおよび下部流路層１２０の上部に上部流路層１２２を形成する。上部流路層１２２は，下部流路層１２０と共にインクチャンバーを構成し，リード１１６を固定しヒータ１１８を支持する役目をする。したがって，上部流路層１２２の厚さは，下部流路層１２０の厚さおよび吐出されるインク液滴の量によって決定される。
【００５１】
さらに，図９Ｉに示すように，上部流路層１２２の上部面を覆う程度の高さに第２の犠牲層２２０を形成する。第２の犠牲層２２０は，ノズル板１２４の形成時にベースの役目をするものであり，第２の犠牲層２２０を形成した後，図９Ｊに示すように，第２の犠牲層２２０の表面を研磨して，上部流路層１２２の表面が露出させる。この研磨方法としては，例えば，ＣＭＰ法（化学機械的研磨法）を使用することができる。
【００５２】
研磨が完了した後，図９Ｋに示すように，上部流路層１２２の上部およびインクチャンバーの上部に，ノズル孔１２８を有するノズル層１２６を形成する。この過程は，例えば，フォトレジスト法により行うことができる。
【００５３】
次いで，図９Ｌに示すように，基板１１０の裏面側に，例えばドライエッチングまたはウェットエッチング法を用いて，インク流入口１１２ａおよびインク供給口１１２ｂを形成する。この際，インク流入口１１２ａおよびインク供給口１１２ｂは，各々別途のエッチング工程により製造することができる。すなわち，まず，基板１１０の裏面にフォトレジストを塗布した後，インク流入口１１２ａおよびインク供給口１１２ｂの形態に基づいてパターニングして，エッチングマスクを形成する。その後，エッチングを進行する過程を行うことによって形成することができる。
【００５４】
その後，図９Ｍに示すように，インク流入口１１２ａおよびインク供給口１１２ｂを介して第１の犠牲層２００，第２の犠牲層２２０を除去すると，図４に示すインクジェットプリントヘッドが完成する。
【００５５】
以上，第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法について説明した。
【００５６】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は，インクジェットプリントヘッドおよびその製造方法に適用可能であり，特に高効率ヒータを備えたインクジェットプリントヘッドおよびその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来技術にかかるインクジェットプリントヘッドを示す断面図である。
【図２Ａ】従来技術にかかる他のインクジェットプリントヘッドを示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのインクジェットプリントヘッドにおいてインクが吐出された直後の状態を示す断面図である。
【図３】図２Ａのインクジェットプリントヘッドにおけるヒータ部分を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドを示す断面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】図４の保護層およびヒータを示す斜視図である。
【図７】図４のインクジェットプリントヘッドにおいてインクが吐出された直後の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかるヒータを示す斜視図である。
【図９Ａ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，保護層形成段階を示す断面図である。
【図９Ｂ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，インク供給口を形成する部分の保護層除去段階を示す断面図である。
【図９Ｃ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，インク供給口周辺における下部流路層形成段階を示す断面図である。
【図９Ｄ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，第１の犠牲層形成段階を示す断面図である。
【図９Ｅ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，第１の犠牲層研磨段階を示す断面図である。
【図９Ｆ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，第１の犠牲層露光段階を示す断面図である。
【図９Ｇ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，ヒータおよびリード形成段階を示す断面図である。
【図９Ｈ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，上部流路層形成段階を示す断面図である。
【図９Ｉ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，第２の犠牲層形成段階を示す断面図である。
【図９Ｊ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，第２の犠牲層研磨段階を示す断面図である。
【図９Ｋ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，ノズル層形成段階を示す断面図である。
【図９Ｌ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，インク流入口およびインク供給口形成段階を示す断面図である。
【図９Ｍ】本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドの製造方法の，第１および第２の犠牲層除去段階を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０      カートリッジ
１２      インク供給路
１４      ヘッド
１６      インク供給孔
１８      インクチャンネル
２０      インク
２６      パッド
１１０    基板
１１４    保護層
１１６    リード
１１８    ヒータ
１１８ａ  スリット
１１９    支持部
１１２ａ  インク流入口
１１２ｂ  インク供給口
１２０    下部流路層
１２２    上部流路層
１２４    インクチャンバー
１２６    ノズル板
１２８    ノズル
２００    第１の犠牲層
２１０    マスク
２２０    第２の犠牲層
【図１】
2006056251.tif 000003
【図２Ａ】
2006056251.tif 000004
【図２Ｂ】
2006056251.tif 000005
【図３】
2006056251.tif 000006
【図４】
2006056251.tif 000007
【図５】
2006056251.tif 000008
【図６】
2006056251.tif 000009
【図７】
2006056251.tif 000010
【図８】
2006056251.tif 000011
【図９Ａ】
2006056251.tif 000012
【図９Ｂ】
2006056251.tif 000013
【図９Ｃ】
2006056251.tif 000014
【図９Ｄ】
2006056251.tif 000015
【図９Ｅ】
2006056251.tif 000016
【図９Ｆ】
2006056251.tif 000017
【図９Ｇ】
2006056251.tif 000018
【図９Ｈ】
2006056251.tif 000019
【図９Ｉ】
2006056251.tif 000020
【図９Ｊ】
2006056251.tif 000021
【図９Ｋ】
2006056251.tif 000022
【図９Ｌ】
2006056251.tif 000023
【図９Ｍ】
2006056251.tif 000024