(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、低コストで液滴の吐出量を高精度に保ち且つヘッドの高密度化を図ることができる液滴吐出ヘッド、液体カートリッジ及びインクジェット記録装置を得ることである。【解決手段】  液滴を吐出する吐出口６と、吐出口６に連通し液滴を供給する液室部４と、隣接する液室部４同士を分割する流路隔壁３と、素子基板９とを備え、素子基板９は液室部４に充填された液滴に熱を与えて吐出口６から液滴を吐出させる吐出エネルギー発生部を備え、吐出エネルギー発生部は電気熱変換素子であり、電気熱変換素子は発生した熱を蓄えるための蓄熱層５２と、熱を発生させる発熱抵抗層５６と、発熱抵抗層５６に電気を導く配線層５９と、配線を保護する保護層６０と、消泡時に発生する衝撃を緩和する衝撃緩和層６１とを備え、発熱抵抗層５６の一部が配線層５９よりも表面近くに配置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する吐出口と、吐出口に連通し液滴を供給する液室部と、隣接する液室部同士を分割する流路隔壁と、素子基板とを備え、素子基板は液室部に充填された液滴に熱を与えて吐出口から液滴を吐出させる吐出エネルギー発生部を備え、吐出エネルギー発生部は電気熱変換素子であり、電気熱変換素子は発生した熱を蓄えるための蓄熱層と、熱を発生させる発熱抵抗層と、発熱抵抗層に電気を導く配線層と、配線を保護する配線保護層と、消泡時に発生する衝撃を緩和する衝撃緩和層とを備え、発熱抵抗層の一部が配線層よりも表面近くに配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
配線層より表面に配置された配線保護層の少なくとも一部を平坦化処理していることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
配線保護層は化学的及び機械的研磨により平坦化処理していることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
吐出口は解像度が８００dpi以上に相当する密度で配列されてあることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドに液体を供給する液体タンクを一体化した液体カートリッジにおいて、液滴吐出ヘッドが請求項１〜４の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする液体カートリッジ。
【請求項６】
液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置において、請求項１〜４の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッド又は請求項５に記載の液体カートリッジを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド、液体カートリッジ及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、ファクシミリ等の画像記録装置（画像形成装置）として用いるインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズル（吐出口）と、このノズルが連通する個別液室（インク流路、吐出室、加圧液室、流路とも称される）と、液室内のインクを加圧する駆動手段（圧力発生手段）とを備えた液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドを搭載したものである。
【０００３】
インクジェットヘッドとしてバブル式によるものは、信号が印加される配線と、配線を介して発熱してインクを加熱し発泡させる発熱抵抗層と、インクが充填される個別液室とを有し、発熱抵抗層による熱エネルギーによって個別液室のインクを微細なノズルから吐出する。
【０００４】
この時、発熱抵抗層及び電極などは半導体プロセスによって形成されるものであり、例えば基板上（シリコン、ガラス、セラミックス等）に設けられた発熱抵抗体層上に電気良導体である金属からなる配線部が形成される。その配線部は発熱抵抗体層を一部露出するように積層して形成され、その露出した部分がヒータとなる。またヒータおよび電極上には必要に応じてインクからの電食、酸化を防ぐための耐熱性、インク液遮断性に優れた保護膜等が形成される。
【０００５】
上記のようなバブル式インクジェット記録装置においては、その気泡の発生メカニズムは伝熱理論の分野で知られているいわゆる膜沸騰現象を利用しているものであり、この膜沸騰現象によって発生する気泡は気泡の発生から消滅の再現性が非常に良く、インクジェットのインク噴射の駆動手段としては最適のものである。しかしながら、その気泡の発生から消滅の挙動は気泡の発生と消滅（１か０か）というように２値的な挙動であって気泡の大きさを変化させることは困難である。このためインク吐出滴の大きさは、個別液室の大きさでほぼ決まる。
【０００６】
一方、インクジェット記録装置においては高品位の画像を得るためには、設計されたインク吐出滴に対してバラツキは極力小さくする必要があり、従ってこのような２値的な挙動を示すバブル式インクジェット記録装置において、吐出滴の大きさのバラツキを抑えるには、各ビットの個別液室の体積が精度よく同じ体積（同じ寸法）に加工されている必要がある。
【０００７】
配線材料が積層されていない発熱抵抗層の一部（以下、当該部を「ヒータ」と言う。）及び配線の一部は個別液室内に配置されるため、インク耐性のある材料でカバーする必要があり、またヒータ以外の発熱抵抗層は抵抗を下げ消費電力を下げるためＡＬ等の配線材料を積層する必要がある。これらの部材（電気熱変換素子）の上に個別液室が形成されるため、電気熱変換素子部の段差が個別液室の体積バラツキの要因となる。また、個別液室を感光性樹脂材料などを用いてスピンコート塗布とリソグラフィ技術とにより形成する場合には、この段差がスピンコート時の塗布不良などの要因となる。この段差をなくすための手段として以下に挙げる技術が開示されている。
【０００８】
特許文献１には、気泡圧力を駆動手段とするインクジェット記録ヘッドにおいて、配線材料下に溝を設けて選択ＣＶＤ法により該溝内を配線材料で埋め込みその上に発熱抵抗層を形成することにより配線材料の段差を吸収する方法や、配線材料と発熱抵抗層との間をスルーホール構造とし該スルーホール内を選択ＣＶＤ法で埋め込むことにより配線材料下の段差をなくす等の方法により発熱抵抗層下の面を平坦化する技術が開示されている。
【０００９】
特許文献２には、気泡圧力を駆動手段とするインクジェット記録ヘッドにおいて、基板上の下部層表面の形状を凹凸形状とし電極形成する部分を凹部、発熱抵抗層を凸形成し、発熱抵抗層表面とその周囲の電極面との間に実質的に高低差がなくなる高さとし、この状態で保護膜を形成する技術が開示されている。
【００１０】
特許文献３には、インクを吐出するための流路と、熱作用面上のインクに熱エネルギーを与えてインクを吐出させるための電気熱変換体とを、支持基盤上に配設したインクジェット記録ヘッドの製造方法において、単結晶Ｓｉからなる支持基板の一方の面に前記流路の一部となる溝を形成する溝形成工程、前記支持基板の溝形成面に平板を接合する接合工程、該接合した面の裏面から該支持基板を研磨する研磨工程、及び該研磨された裏面の前記溝に対応する位置に電気熱変換体を形成する電気熱変換体形成工程とで記録ヘッドを製造する技術が開示されている。
【００１１】
特許文献４には、熱エネルギーの作用で液滴を吐出するインクジェットヘッドにおいて、電気熱変換素子の下層の表面を平滑にした技術が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】特許第３２４７４２６号公報
【特許文献２】特開平７-１２５２１３号公報
【特許文献３】特許第３４０２６１８号公報
【特許文献４】特開平９−２１６３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上述の特許文献１に記載の従来技術は、何れの方法も配線材料より下の層での平坦化方法であり、配線材料上層の配線材料をインクから遮断する保護膜の段差については言及されていない。
【００１４】
また、特許文献２に記載の従来技術は、配線材料下の蓄熱層に凹凸の段差を設けて配線材料の段差を吸収することが開示されているが、保護膜はヒータ上に厚く形成されたままであり、該構造ではヒータのインクへの熱伝導効率が低く実用的なインク吐出性能は得られないという問題がある。
【００１５】
更に特許文献３に記載の従来技術は、Ｓｉ基板で個別液室を形成し、その裏面にアクチュエータ部を形成することにより個別液室へのアクチュエータ部の影響をなくすことが開示されているが、工程が複雑で且つＳｉ基板の研磨も必要でありコスト面でのデメリットが大きいという問題がある。
【００１６】
特許文献４に記載の従来技術は、電気熱変換素子の下層の表面を平滑にしたものであり、電気熱変換素子の最上面を平滑にする技術ではなく、個別液室の底面を平滑にするものではない。
【００１７】
本発明は、低コストで液滴の吐出量を高精度に保ち且つヘッドの高密度化を図ることができる液滴吐出ヘッド、液体カートリッジ及びインクジェット記録装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、液滴を吐出する吐出口と、吐出口に連通し液滴を供給する液室部と、隣接する液室部同士を分割する流路隔壁と、素子基板とを備え、素子基板は液室部に充填された液滴に熱を与えて吐出口から液滴を吐出させる吐出エネルギー発生部を備え、吐出エネルギー発生部は電気熱変換素子であり、電気熱変換素子は発生した熱を蓄えるための蓄熱層と、熱を発生させる発熱抵抗層と、発熱抵抗層に電気を導く配線層と、配線を保護する保護層と、消泡時に発生する衝撃を緩和する衝撃緩和層とを備え、発熱抵抗層の一部が配線層よりも表面近くに配置されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、配線層より表面に配置された配線保護層の少なくとも一部を平坦化処理していることを特徴とする。
【００２０】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、配線保護層を化学的及び機械的研磨により平坦化処理していることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、吐出口は解像度が８００dpi以上に相当する密度で配列されてあることを特徴とする。
【００２２】
請求項５に記載された発明は、液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドに液体を供給する液体タンクを一体化した液体カートリッジにおいて、液滴吐出ヘッドが請求項１〜４の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする。
【００２３】
請求項６に記載された発明は、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置において、請求項１〜４の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッド又は請求項５に記載の液体カートリッジを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、発熱抵抗層の一部が配線層よりも表面近くに配置されているので、発熱抵抗層を電気熱変換素子の最上面に位置させることができ、電気熱変換素子の上面に保護層を積層してこれを加工することで、発熱抵抗層を基準面として電気熱変換素子の平坦化を図ることができる。よって、ヘッド間での液室部の体積がばらつき難く、液滴の吐出量を高精度に保ち且つヘッドの高密度化を図ることができる。また、従来技術のように個別液室の裏面にアクチュエータ部を設ける必要がなく、低コスト化を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は図４に示すインクジェットヘッドを抜き出して示す斜視図、図２は図１に示すインクジェットヘッドの要部を拡大して示す斜視図、図３は本発明に係るインクジェット記録装置の全体を概略的に示す斜視図、図４は本発明に係るインクジェット記録装置の全体を概略的に示す断面図、図５に示す（ａ）〜（ｈ）は本発明の第１実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造工程の流れを示す断面図であり、（ｊ）は（ｈ）のＡ−Ａ断面図、（ｋ）は（ｈ）のＢ―Ｂ断面図である。
【００２６】
第１実施の形態に係るインクジェット記録装置は、記録装置本体８１と、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ９３と、キャリッジ９３に搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド９４と、記録ヘッド９４へインクを供給するインクカートリッジ９５等で構成される印字機構部８２等を収納し、装置本体８１の下方には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）８４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができ、給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８６に排紙する。
【００２７】
印字機構部８２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向（図９で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ９３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係るインクジェットヘッドからなる記録ヘッド９４の複数の吐出口（ノズル）６を主走査方向と交差する方向に配列し、吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ９３には記録ヘッド９４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ（液体カートリッジ）９５を交換可能に装着している。
【００２８】
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口を有し、下方には記録ヘッド９４へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド９４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッド９４としてここでは各色のヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズル６を有する１個のヘッドでもよい。
【００２９】
キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００３０】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３を記録ヘッド９４の下方側に搬送するために、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００３１】
そして、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３を記録ヘッド９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、更に用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５、１１６とを配設している。
【００３２】
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量だけ搬送した後、次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙８３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙８３を排紙する。
【００３３】
また、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。回復装置１１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ９３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド９４をキャッピングされ、ノズル６を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全てのノズル６のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００３４】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド９４のノズルを密封し、チューブを通して吸引手段でノズル６からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００３５】
次に本実施の形態に係る記録ヘッド９４について説明する。図１及び図２に示すように、記録ヘッド９４は、熱エネルギーを発生させる発熱抵抗層５６と、発熱抵抗層５６に電流を流す配線２と、配線２を備えた素子基板９に感光性樹脂を用いて個別液室（液室部）４を形成する隔壁（流路隔壁３）を設け、この隔壁３の上部にガラス等からなるインク供給孔１０を有する天板５を接着して個別液室４、共通液室７、及びノズル６を形成し、発熱抵抗層５６の熱エネルギーの作用でインクに急峻な体積増大を伴う状態変化を生起し、その状態変化に基づく作用力によってノズル６からインク滴を吐出させる。
【００３６】
図５は図２に示すのヒータ部の断面（Ｘ−Ｘ）を示しており、本実施例の製造工程を該図で説明する。図５（ａ）に示すようにＳｉ基板５１上にヒータの熱を効率よくインクに伝えるための蓄熱層として熱酸化膜５２を形成し、次に熱酸化膜５２上に窒化膜５３を成膜し、リソグラフィ及びドライエッチング技術によりヒータ部が配置される開口部５４をパターニングする。
【００３７】
次に、図５（ｂ）に示すようにＬＯＣＯＳ酸化により開口部５４における熱酸化膜５２を成長させ、熱酸化膜５２の厚い凸部５５を形成する。この時、熱酸化膜５２の高さは後で述べる配線材料の膜厚（高さ）以上とする。その後、窒化膜５３は熱リン酸を用いてウェットエッチにて全面除去する。
【００３８】
次に、図５（ｃ）に示すように電子ビーム蒸着やスパッタ法などにより発熱抵抗層５６を成膜する。発熱抵抗層５６の材料としては、ＨｆＢ２、ＺrＢ２等の金属ホウ化物は特性がよく一般的に使用されるが、通電されることによって所望の熱が発生するものであればその他の材料でもよい。この発熱抵抗層５６の上にＡＬやＣｕ等の低抵抗の配線材料層５７を発熱抵抗層５６と同様に電子ビーム蒸着やスパッタ法などにより成膜する。この時、配線材料層５７の膜厚（高さ）は、前記に示した熱酸化膜５２の凸部高さ６６（図５（ｂ）に示す）より低くする。
【００３９】
次に、図５（ｄ）に示すように、リソグラフィ及びエッチング技術により配線材料層５７及び発熱抵抗層５６を所望の形状にパターニングをする。これにより発熱抵抗部５８及び配線部５９を形成する。
【００４０】
次に、図５（ｅ）に示すようにＳｉＯ２等の配線保護層６０、及びインクの消泡時に発生するキャビテーションに耐えるための耐キャビテーション層（衝撃緩和層）６１を成膜する。尚、耐キャビテーション層６１はＴａ等をスパッタ等により成膜する。
【００４１】
次に、図５（ｆ）に示すように、絶縁性の平坦化膜６２を発熱抵抗部５８と配線部５９の段差以上の膜厚で成膜し、次に、図５（ｇ）に示すように、化学機械研磨法であるＣＭＰにてキャビテーション層６１の表面６３まで研磨を行う。これにより個別液室４の底面となる電気熱変換素子部の表面が平坦化される。
【００４２】
上記の絶縁性の平坦化膜６２としては、例えば感光性樹脂材料が挙げられ、スピンコート法やスプレーコート法などで塗布することができる。またこの時、電極取り出し部などの電気的接続部を開口する必要がある場合には、リソグラフィ技術により必要部分を開口することができる。
【００４３】
尚、図５（ｆ）に示す変形例としては、図５（ｉ）に示すようにＣＭＰで研磨する前にエッチバックを行っても良い。この場合、ＣＭＰでの研磨をキャビテーション層６１の表面６３が露出する直前、例えば０、５μｍ程度残した状態（符号６４で示す距離）でストップする。次に、ドライエッチング技術でキャビテーション膜表面が露出するまでエッチバックを行う。ＣＭＰのみの場合は、ある程度キャビテーション層６１を研磨することになるが、それに比較しエッチバックを併用した場合には工程は増すが、キャビテーション層６１へのダメージが少ないのでより信頼性の高いキャビテーション膜を得ることができる。
【００４４】
次に図５（ｈ）に示すように平坦化されたアクチュエータ部の表面に感光性樹脂をスピンコートし、リソグラフィ技術により個別液室４の隔壁３を形成する。この時、アクチュエータ部の表面は上記の平坦化処理を行っているため、段差による塗布不良は発生せずまた、液室高さも段差要因がないので設計値通りの形成が可能となり、各ビット内での液室の体積にバラツキはなく高解像度で高品質な印刷が可能なヘッドを得ることができる。
【００４５】
また、インクジェット記録装置においては本実施の形態に係るインクジェットヘッド９３を搭載しているので、高画質、高速での記録を行うことができる。また高速であるので、インクジェット記録装置全体の消費電力も低減できる。
【００４６】
次に、他の実施の形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では上述の第１実施の形態と異なる点を主に説明する。図６を用いて第２実施の形態について説明する。
【００４７】
第２実施の形態では図６（ａ）に示すように、Ｓｉ基板５１上にヒータの熱を効率よくインクに伝えるための蓄熱層として熱酸化膜５２及び段差形成膜７０を形成する。この段差形成膜７０は、ＮＳＧ膜等の絶縁膜であれば特に膜種は問わない。
【００４８】
次に図６（ｂ）に示すようにリソグラフィ及びドライエッチング技術を用いてヒータ部が配置される部位のみに段差形成膜７１を形成する。この形状は熱酸化膜５２を厚く形成し、リソグラフィ及びハーフエッチングで熱酸化膜５２のみで形成してもよい。尚、図６（ｃ）以降の工程は図６（ｃ）〜（ｈ）の方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００４９】
次に図７及び図８を用いて第３実施の形態について説明する。図中（ａ）〜（ｊ）は図２に示すＸ−Ｘ断面図、（ａ１）〜（ｊ１）は図２に示すＸ−Ｘ切断面に直交する方向で切断した断面図である。まず、図７（ａ）に示すようにＳｉ基板５１上にヒータの熱を効率よくインクに伝えるための蓄熱層として熱酸化膜５２を形成する。次に図７（ｂ）に示すように、電子ビーム蒸着やスパッタ法などによりＡＬ、Ｃｕなどの配線層を成膜し、リソグラフィ及びエッチング技術により所望の形状にパターニングする。これにより第１配線７０を形成する。
【００５０】
次に図７（ｃ）に示すように、ＳｉＯ２膜などの絶縁膜層７１を成膜し、リソグラフィ及びエッチング技術により、第１配線７０上に凹部７３を形成する。この時の凹部７３の深さは後の工程で成膜する第２配線膜より深く設定する。次に同様にリソグラフィ及びエッチング技術により、絶縁膜下の第１配線７０へのスルーホール７２を形成する。
【００５１】
次に図７（ｄ）に示すように選択堆積法によりスルーホール７２内にＡＬ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏなどの金属材料（導体）７４を成長させる。次に図７（ｅ）に示すように電子ビーム蒸着やスパッタ法などにより発熱抵抗層５６を成膜し、リソグラフィ及びエッチング技術により所望のパターニングを行う。発熱抵抗層材料としては、ＨｆＢ２、ＺrＢ２等の金属ホウ化物は特性がよく一般的に使用されるが、その他の材料でも通電されることによって所望の熱が発生するものであればよい。次に図７（ｆ）に示すように第２配線層７５としてＡＬ等をスパッタリング法等で成膜し、リソグラフィ及びエッチング技術により第２配線層７５をパターニングする。
【００５２】
次に図７（ｇ）に示すようにＳｉＯ２等の配線保護層６０、及び耐キャビテーション層６１としてＴａ等をスパッタ等により成膜する。次に図８（ｈ）に示すように、絶縁性の平坦化膜６２をヒータ部とそれ以外との段差高さ以上（図８（ｈ）の符号７６で示す部分）の膜厚で成膜する。次に図８（ｉ）に示すように、化学機械研磨法であるＣＭＰにて発熱抵抗層面６３まで研磨を行う。これにより個別液室４の底面となるアクチュエータ部の表面が平坦化される。この時の別の実施例としては、図８（ｋ）に示すようにＣＭＰでの研磨を熱変換層が露出する直前、例えば０．５μｍ程度残した状態（符号６４で示す）でストップする。次に、ドライエッチング技術で熱変換層が露出するまでエッチバックを行う。ＣＭＰのみの場合は、ある程度キャビテーション層６１を研磨することになるが、それに比較しエッチバックを併用した場合には工程は増すが、キャビテーション層６１へのダメージが少ないのでより信頼性の高いキャビテーション膜を得ることができる。
【００５３】
次に図８（ｊ）に示すように平坦化されたアクチュエータ部の表面に感光性樹脂をスピンコートし、リソグラフィ技術により個別液室４の隔壁３を形成する。この時、アクチュエータ部の表面は上記の平坦化処理を行っているため、段差による塗布不良は発生せずまた、液室高さも段差要因がないので設計値通りの形成が可能となり、各ビット内での液室の体積にバラツキはなく高解像度で高品質な印刷が可能なヘッドを得ることができる。
【００５４】
（実験例）
次に、個別液室４の底面を平坦化した場合と、平坦化していない場合とで画質の違いを比較実験した。まず、個別液室４の底面を平坦化していないヘッド（３００、６００、８００、１０００、１２００ｄｐｉの４インチ長尺ヘッド）を製作しベタ塗りの印字テストを実施した。その結果、８００ｄｐｉ以上の高密度ヘッドにおいてインクが完全に埋まらず白スジが確認された。これは、高密度化に伴って個別液室４の容積は小さくなり、また液室高さも低くなる。このため個別液室内での配線等による段差バラツキは液室高さに対して影響が大きく、個別液室４の体積のバラツキとなり、これが吐出液滴の大きさのバラツキとなるものと考えられる。これに対し、平坦化処理を行った場合のヘッドを用いた場合には、８００ｄｐｉ以上の高密度ヘッドにおいても８００ｄｐｉ以上の高密度ヘッドにおいても白スジは確認されなかった。
【００５５】
次に、平坦化処理を行った場合と行わなかった場合における、インクの吐出体積のばらつきを解像度毎にプロットしたものを図９に示す。図９に示すように、平坦化処理を行わなかった場合、解像度が８００ｄｐｉを超えるあたりから、ヘッド内のビット間でインク吐出滴体積ばらつきは１０％を超えるようになった。よって、このばらつきの増加が白スジの要因になっていることが分かった。これに対し、平坦化処理を行った場合のヘッドを用いてインク吐出滴体積ばらつきを測定したところ、１２００ｄｐｉにおいてもバラツキは１０％未満であり平坦化の効果が確認できた。
【００５６】
次に、本発明に係る液体カートリッジの変形例について図１０を参照して説明する。この液体カートリッジ９５は、ノズル６等を有する上記各実施形態の何れかの記録ヘッド９４と、この記録ヘッド９４に対して液体を供給する液体タンク８０とを一体化したものである。このように液体タンク一体型のヘッドの場合、ヘッドの性能はただちに液体カートリッジ全体の性能につながるので、前記の高密度、長尺の液滴吐出ヘッドを使用することにより、高画質、高速の液体カートリッジを達成することができる。
【００５７】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。上述の実施の形態において、液滴吐出ヘッドはインクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液滴、例えば、パターニング用の液体レジストを吐出する液滴吐出ヘッドにも適用することできる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図５に示すインクジェットヘッドを抜き出して示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの要部を拡大して示す斜視図である。
【図３】本発明に係るインクジェット記録装置の全体を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るインクジェット記録装置の全体を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造工程の流れを示す断面図であり、（ｊ）は（ｈ）のＡ−Ａ断面図、（ｋ）は（ｈ）のＢ―Ｂ断面図である。
【図６】本発明の第２実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造工程の流れを示す断面図であり、（ｊ）は（ｈ）のＡ−Ａ断面図、（ｋ）は（ｈ）のＢ―Ｂ断面図である。
【図７】本発明の第３実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造工程の流れを示す断面図であり、（ａ）〜（ｇ）は図２に示すＸ−Ｘ断面図、（ａ１）〜（ｇ１）は図２に示すＸ−Ｘ切断面に直交する方向で切断した断面図である。
【図８】本発明の第３実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造工程の流れを示す断面図であり、（ｈ）〜（ｊ）は図２に示すＸ−Ｘ断面図、（ｈ１）〜（ｊ１）は図２に示すＸ−Ｘ切断面に直交する方向で切断した断面図である。
【図９】本発明のインクジェットヘッドの実験例を示すグラフである。
【図１０】インクジェットヘッドを搭載した液体カートリッジの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
２      配線
３      隔壁（流路隔壁）
４      個別液室（液室部）
６      ノズル（吐出口）
９      素子基板
５２    熱酸化膜（蓄熱層）
５６    発熱抵抗層
５９    配線層
６０    配線保護層
６１    耐キャビテーション層（衝撃緩和層）
８０    液体タンク
９４    記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
９５    液体カートリッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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