(57)【要約】【課題】液体の流れを発生させる電極に段差を設ける場合にも、低コストで液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】基板上に液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子を形成する工程と、前記基板上に前記エネルギー発生素子を駆動するための集積回路を形成する工程と、前記基板に前記基板を貫通する前記液体の供給口を形成する工程と、前記液体の流れを発生させる電極を形成する工程と、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材を形成する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記電極を形成する工程において、前記エネルギー発生素子を形成する工程、前記集積回路を形成する工程及び前記供給口を形成する工程の少なくとも一つの工程内で形成される前記基板上の段差の高低に渡って、前記電極を形成する液体吐出ヘッドの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子を形成する工程と、
前記基板上に、前記エネルギー発生素子を駆動するための集積回路を形成する工程と、
前記基板に、前記基板を貫通する前記液体の供給口を形成する工程と、
前記液体の流れを発生させる電極を形成する工程と、
前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材を形成する工程と、
を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記電極を形成する工程において、前記エネルギー発生素子を形成する工程、前記集積回路を形成する工程及び前記供給口を形成する工程からなる群から選択される少なくとも一つの工程内で形成される前記基板上の段差の高低に渡って、前記電極を形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記段差が、前記集積回路を形成する工程内で形成される段差である請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記段差が、前記集積回路を形成する工程内で形成される配線によって形成される段差である請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記配線が、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｉｒ、Ａｕ及びこれらを含む化合物、並びにポリシリコンからなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記段差が、前記基板上に設けられた絶縁膜を開口する際に形成される段差である請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記段差が、フィールド酸化膜を開口する際に形成される段差である請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記段差が、配線間又は配線と前記基板とを接続するためのスルーホールを形成する際に形成される段差である請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記段差が、前記基板上に配置されたＰＡＤ電極上の前記絶縁膜を開口する際に形成される段差である請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記段差が、前記絶縁膜内に配置された配線をエッチストップ層としてエッチングを行うことにより、前記ＰＡＤ電極上の前記絶縁膜を開口する際に形成される段差である請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁膜内に配置された配線上に、前記絶縁膜内に配置された配線と接触するように前記電極を形成する請求項９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記ＰＡＤ電極が、前記流路と接しない前記基板上に配置される請求項８から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記段差が、前記エネルギー発生素子を形成する工程内で形成される段差である請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記段差がテーパーを有する請求項１２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記段差が、前記供給口を形成する工程内で形成される段差である請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記基板上に絶縁膜が設けられており、
前記段差が、前記絶縁膜内に配置された配線をエッチストップ層としてエッチングを行うことにより、前記供給口を形成する際に形成される段差である請求項１４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記絶縁膜内に配置された配線上に、前記絶縁膜内に配置された配線と接触するように前記電極を形成する請求項１５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記流路形成部材と接触しないように前記電極を形成する請求項１５又は１６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記電極を、前記供給口と前記エネルギー発生素子との間の前記基板上に形成する請求項１から１７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１９】
基板と、
前記基板上に設けられた、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子と、
前記基板上に設けられた、前記エネルギー発生素子を駆動するための集積回路と、
前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材と、
前記液体の流れを発生させる電極と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記電極が、前記集積回路によって形成される前記基板上の段差の高低に渡って形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２０】
前記集積回路が配線を含み、前記段差が前記配線によって形成される段差である請求項１９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２１】
前記配線が、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｉｒ、Ａｕ及びこれらを含む化合物、並びにポリシリコンからなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項２０に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２２】
前記配線が、前記集積回路の電源配線又は信号配線である請求項２０又は２１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２３】
前記段差がテーパーを有する請求項２０から２２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２４】
前記集積回路が絶縁膜を含み、前記段差が前記絶縁膜の窪み部によって形成される段差である請求項１９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２５】
前記絶縁膜が、パシベーション膜、ＳｉＯ膜、ＢＰＳＧ膜、ＳＯＧ膜又はフィールド酸化膜である請求項２４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２６】
前記絶縁膜の窪み部の底面に配線が配置されており、前記電極と前記配線とが接触している請求項２４又は２５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２７】
前記配線が、前記基板上に配置されたＰＡＤ電極と同一の層である請求項２６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２８】
前記液体の流れを発生させるための電力が、前記配線を介して前記電極へ供給される請求項２６又は２７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２９】
前記電極が、前記流路形成部材と接触しないように形成されている請求項２４から２８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３０】
前記基板が、前記基板を貫通する前記液体の供給口を有し、
前記電極が、前記供給口と前記エネルギー発生素子との間の前記基板上に配置されている請求項１９から２９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、液体を吐出する吐出口から液体中の揮発成分が蒸発することで、吐出口内の液体が増粘する場合がある。この場合、吐出される液滴の吐出速度が変化したり、液滴の吐出不良が発生したりする場合がある。このような液体の増粘現象に対する対策の一つとして、吐出口内に増粘していないフレッシュな液体を流す方法が知られている。前記液体を流す方法として、例えば交流電気浸透流（ＡＣＥＯ）のようなμポンプを用いた方法が挙げられる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１３００３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記μポンプを用いた方法では、液体の流れを発生させる電極に段差を設けることによって液体の循環（送液）効率が向上するため、液体吐出に対する信頼性を向上させることができる。しかしながら、電極に段差を設ける場合、液体吐出ヘッドの製造において前記段差を設けるための部材を形成する工程を別途実施する必要があり、製造コストが増加する。
本発明は、液体の流れを発生させる電極に段差を設ける場合にも、低コストで液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、基板上に、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子を形成する工程と、前記基板上に、前記エネルギー発生素子を駆動するための集積回路を形成する工程と、前記基板に、前記基板を貫通する前記液体の供給口を形成する工程と、前記液体の流れを発生させる電極を形成する工程と、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材を形成する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記電極を形成する工程において、前記エネルギー発生素子を形成する工程、前記集積回路を形成する工程及び前記供給口を形成する工程からなる群から選択される少なくとも一つの工程内で形成される前記基板上の段差の高低に渡って、前記電極を形成することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板と、前記基板上に設けられた、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子と、前記基板上に設けられた、前記エネルギー発生素子を駆動するための集積回路と、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材と、前記液体の流れを発生させる電極と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記電極が、前記集積回路によって形成される前記基板上の段差の高低に渡って形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、液体の流れを発生させる電極に段差を設ける場合にも、低コストで液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す平面模式図及び断面模式図である。
【図２】本発明の実施形態の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態の一例を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施形態の一例を示す断面模式図である。
【図５】本発明の実施形態の一例を示す平面模式図及び断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の工程を有する。基板上に、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子を形成する工程（以下、エネルギー発生素子形成工程とも示す）。前記基板上に、前記エネルギー発生素子を駆動するための集積回路を形成する工程（以下、集積回路形成工程とも示す）。前記基板に、前記基板を貫通する前記液体の供給口を形成する工程（以下、供給口形成工程とも示す）。前記液体の流れを発生させる電極を形成する工程（以下、電極形成工程とも示す）。前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材を形成する工程（以下、流路形成部材形成工程とも示す）。ここで、前記電極形成工程において、前記エネルギー発生素子形成工程、前記集積回路形成工程及び前記供給口形成工程からなる群から選択される少なくとも一つの工程内で形成される前記基板上の段差の高低に渡って、前記電極を形成する。
【００１０】
本発明に係る方法では、前記エネルギー発生素子形成工程、前記集積回路形成工程及び前記供給口形成工程の少なくとも一つの工程内で形成される基板上の段差を利用して、前記段差の高い部分から低い部分にかけて電極を形成する。液体吐出ヘッドの製造において実施される工程内において形成される段差を利用して電極に段差を設けるため、別途段差を形成するための工程を実施する必要がなく、製造コストを低減することができる。
【００１１】
また、本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板と、エネルギー発生素子と、集積回路と、流路形成部材と、電極とを備える。前記エネルギー発生素子は、前記基板上に設けられ、液体を吐出するために利用される。前記集積回路は、前記基板上に設けられ、前記エネルギー発生素子を駆動するための集積回路である。前記流路形成部材は、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する。前記電極は、前記液体の流れを発生させる。ここで、前記電極は、前記集積回路によって形成される前記基板上の段差の高低に渡って形成されている。
【００１２】
本発明に係る液体吐出ヘッドの電極は、集積回路によって形成される基板上の段差を利用して、前記段差の高い部分から低い部分にかけて形成されているため、本発明に係る液体吐出ヘッドでは電極に段差を設けるための部材等が使用されていない。また、前記液体吐出ヘッドの製造においては段差を形成するための工程を別途実施する必要がない。このため、本発明では低コストの液体吐出ヘッドを提供することができる。
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドについて説明する。以下の各実施形態では、本発明の一実施形態である液体としてインクを吐出するインクジェット記録ヘッドについて具体的な構成を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明に係る液体吐出ヘッドは、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などの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用可能である。例えば、バイオチップ作製や電子回路印刷などの用途としても用いることができる。また、以下に述べる実施形態は本発明の適切な具体例であるため、技術的に好ましい様々な限定が付与されている。しかしながら、本発明の思想に沿うものであれば、本実施形態は本明細書の実施形態やその他の具体的な方法に限定されるものではない。
【００１４】
（第一の実施形態）
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す平面模式図である。図１（Ｃ）は図１（Ａ）及び（Ｂ）のＡ−Ａ’における断面模式図である。図１（Ｄ）は図１（Ｃ）における電極部分を拡大した、交流電気浸透流によるインクの流れを示す断面模式図である。なお、本実施形態では電極９が設けられているが、理解のため、形式的に図１（Ａ）では電極９を示さず、図１（Ｂ）では電極９を示している。
【００１５】
基板１上には、エネルギー発生素子５と、エネルギー発生素子５を駆動するための、トランジスタ（不図示）、配線１０、絶縁膜１３などの集積回路が形成されている。基板１はシリコンからなることができる。配線１０は前記集積回路の電源配線又は信号配線であることができる。配線１０は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｉｒ、Ａｕ及びこれらを含む化合物、ポリシリコン等を含むことができる。配線１０はこれらの一種を含んでもよく、二種以上を含んでもよい。本実施形態における配線１０はＡｌからなる配線である。本実施形態において配線１０は最上層の配線であり、配線１０上に形成された絶縁膜１３は、ＣＭＰ等による平坦化はなされていない。絶縁膜１３は、例えばパシベーション膜、ＳｉＯ膜、ＢＰＳＧ膜（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）、ＳＯＧ膜（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）又はフィールド酸化膜であることができる。本実施形態における絶縁膜１３は、ＳｉＮ等からなるパシベーション膜である。エネルギー発生素子５及び前記集積回路は、一般的な半導体プロセスにより形成することができる。
【００１６】
インクの流れを発生させる電極９は、配線１０によって形成される基板１上の段差の高低に渡って形成されている。電極９は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｔｉ、Ｗ及びこれらの化合物等の金属材料を含むことができる。電極９はＡＣ電源１５と接続されており、ＡＣ電源１５から電極９へインクの流れを発生させるための電力が供給される。電極９は、例えば基板１上の全面に電極９となる層を形成した後、該層上にレジストを塗布し、電極９形成部以外の部分のレジストを除去した後、ウエットエッチングにより該層をパターニングすることにより、基板１上の段差の高低に渡って形成できる。
【００１７】
基板１には、基板１を貫通し、流路６と連通するインクの供給口７が形成されている。供給口７は、基板１の絶縁膜１３が形成されている側の面からドライエッチングすることで形成することができる。また、基板１の絶縁膜１３が形成されている側とは反対側の面からも同様にドライエッチングを行い、基板１を貫通させてもよい。
【００１８】
基板１上には、インクを吐出する吐出口２を有し、基板１との間にインクの流路６を形成する流路形成部材４が設けられている。供給口７から流路６内へ供給されたインクは、エネルギー発生素子５によりエネルギーが付与され、吐出口２から記録媒体等の被記録体へ吐出される。流路形成部材４は、例えば基板１及び絶縁膜１３上に感光性樹脂フィルムをラミネート方式により接合し、露光、現像を行い、これを繰り返すことで形成することができる。
【００１９】
電極９は、交流電気浸透流によってインクの流れを発生させ、流路６内のインクを循環させる。図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、電極９は、供給口７とエネルギー発生素子５との間の基板１上に櫛歯状に形成されており、隣接する電極９間には交流電圧が印加される。電極９間に電圧差が生じると、電極９に接しているインクは電荷を帯び、電極９の表面には電気二重層が形成される。そのため、電極９間に発生する電界によって電極９表面の電荷を帯びたインクにクーロン力が付与される。その結果、図１（Ｄ）に示されるように、インクの流れ方向８のようなインクの流れが生じる。本実施形態に係る電極９は段差の高低に渡って形成されているため、電極９の段差の高い部分と低い部分（図１（Ｄ）では電極９の左半分と右半分）では、電極９表面のインクに逆向きのクーロン力が発生する。しかしながら、図１（Ｄ）に示されるように段差の低い部分では渦状の流れとなるため、流路６内においてインクの流れは互いにぶつかることがなく、インクの流れ方向８のように一方向にインクが流れる。このように、電極９に高低の段差を設けることで、より送液効率の高いμポンプを形成することが可能となる。
【００２０】
本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法では、集積回路を形成する工程内で形成される段差を利用して、前記段差の高低に渡って電極９を形成する。具体的には、集積回路を形成する工程内で形成される配線１０によって形成される段差を利用して、電極９を形成する。そのため、電極９用の段差を形成するための特別な工程を別途追加することなく前記段差を形成することができ、低コストで高性能なμポンプ搭載のインクジェット記録ヘッドを製造することができる。
【００２１】
本実施形態では、配線１０によって形成される段差を利用して電極９を形成しているが、配線１０による段差に限られず、集積回路を形成する工程内で形成される段差を適宜利用することができる。例えば、前記段差は、基板１上に設けられた絶縁膜１３を開口する際に形成される段差であることができる。例えば、トランジスタ形成時にフィールド酸化膜を開口する際に形成される段差であることができる。また、配線間又は配線１０と基板１とを接続するためのスルーホールを形成する際に形成される段差であることができる。
【００２２】
（第二の実施形態）
図２は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す断面模式図である。本実施形態では、エネルギー発生素子５及び配線１０の構造が第一の実施形態とは異なり、エネルギー発生素子５の両端部及び段差を形成する配線１０がテーパーを有する。本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法では、エネルギー発生素子５を形成する工程内で形成される段差を利用して、電極９を形成する。そのため、本実施形態では第一の実施形態と同様に、電極９用の段差を形成するための特別な工程を別途追加することなく前記段差を形成することができ、低コストで高性能なμポンプ搭載のインクジェット記録ヘッドを製造することができる。
【００２３】
本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドは、例えば以下の方法により製造することができる。絶縁膜１３が形成された基板１上に、エネルギー発生素子膜５ａと、Ａｌ等からなる配線１０となる膜との積層膜を形成し、前記積層膜を一括してドライエッチングすることで、配線１０のパターンニングを行う。その後、前記積層膜上にレジストを塗布し、エネルギー発生素子５の形成部分のみレジストを開口し、前記積層膜の配線１０となる膜のみをウエットエッチングで除去する。この際、前記レジスト開口の端部を、徐々に配線１０となる膜の表面から剥離するようにすることで、エッチングを基板１と水平な方向に進めることができ、エネルギー発生素子５の両端の配線１０にテーパーを形成することができる。このようにテーパーを設けることにより、エネルギー発生素子５と配線１０との境界における電流集中が緩和され、断線の発生が抑制される。また、エネルギー発生素子５上の絶縁膜１３のカバレッジ性が向上し、絶縁信頼性が向上する。その後は第一の実施形態と同様に、配線１０により形成される段差の高低に渡って電極９を形成し、また供給口７及び流路形成部材４を形成する。
【００２４】
本実施形態では、第一の実施形態と同様に配線１０によって形成される段差を利用して電極９に段差を設けているが、前記段差の形成をエネルギー発生素子５の形成と一括して行うことで、電極９の段差部分にもテーパーを設けることができる。前記段差がテーパーを有することで電極９のパターンニングが容易となり、段差部におけるエッチング不良による電極９間のショートを防ぐことができる。また、エネルギー発生素子５と同様に、配線１０上の絶縁膜１３のカバレッジ性も向上するため、配線１０と電極９との間の絶縁信頼性も確保することができる。このように、エネルギー発生素子５を形成する工程内で形成される段差を利用して電極９を形成することで、より電気信頼性の高いμポンプ搭載のインクジェット記録ヘッドを製造することができる。
【００２５】
（第三の実施形態）
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造における各工程を示す断面模式図である。本実施形態では、図３（Ｃ）に示されるように、絶縁膜１３の窪み部１７によって形成される段差を利用して、前記段差の高低に渡って電極９が形成されている。前記段差を形成する絶縁膜１３の窪み部１７は、基板１上に配置されたＰＡＤ電極１６上の絶縁膜１３を開口する際に一括して形成される。そのため、本実施形態では第一及び第二の実施形態と同様に、電極９用の段差を形成するための特別な工程を別途追加することなく前記段差を形成することができ、低コストで高性能なμポンプ搭載のインクジェット記録ヘッドを製造することができる。
【００２６】
本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドは、例えば以下の方法により製造することができる。まず、図３（Ａ）に示されるように、基板１上に、トランジスタ（不図示）、配線（不図示）、エネルギー発生素子５、パシベーション膜である絶縁膜１３、ＰＡＤ電極１６を形成する。エネルギー発生素子５は吐出口周辺部２０に配置され、ＰＡＤ電極１６は流路６と接しない基板１上であるＰＡＤ部２１に配置される。
【００２７】
次に、図３（Ｂ）に示されるように、ＰＡＤ電極１６上の絶縁膜１３をドライエッチングにより開口し、電気接続のためのＰＡＤ開口１８を設ける。このドライエッチングの際に、ＰＡＤ電極１６上の絶縁膜１３を開口するだけでなく、吐出口周辺部２０における絶縁膜１３の表面に窪み部１７を一括して形成する。この時、窪み部１７にはエッチストップ層がないため、窪み部１７の深さはエッチング時間によって決定される。一方、ＰＡＤ電極上の絶縁膜１３の開口では、ＰＡＤ電極１６がエッチストップ層となる。確実にＰＡＤ開口１８を形成するためにオーバーエッチングをするため、窪み部１７の深さはＰＡＤ開口１８よりも深くなる。その後は、図３（Ｃ）に示されるように、窪み部１７の段差の高低に渡って電極９を形成し、また供給口７及び流路形成部材４を形成する。
【００２８】
本実施形態では、ＰＡＤ電極１６上の絶縁膜１３を開口する際に絶縁膜１３の窪み部１７を一括して形成し、窪み部１７の段差を利用して電極９に段差を設けているが、供給口７を形成する工程内で形成される段差を利用してもよい。例えば、供給口７を形成する工程において、基板１をドライエッチングにより開口する際に、絶縁膜１３の表面に窪み部１７を一括して形成し、この窪み部１７の段差を利用して電極９に段差を設けてもよい。
【００２９】
（第四の実施形態）
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造における各工程を示す断面模式図である。また、図５（Ａ）から（Ｃ）は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す平面模式図及び断面模式図である。なお、本実施形態では電極９が設けられているが、理解のため、形式的に図５（Ａ）では電極９を示さず、図５（Ｂ）では電極９を示している。本実施形態では、図４（Ｃ）に示されるように、第三の実施形態と同様に絶縁膜１３の窪み部１７によって形成される段差を利用して、前記段差の高低に渡って電極９が形成されている。ここで、絶縁膜１３の窪み部１７の底面には配線１０が配置されており、電極９と配線１０とが接触している。また、図５（Ａ）から（Ｃ）に示されるように、インクの流れを発生させるための電力が、ＡＣ電源１５から配線１０を介して電極９へ供給される。第一の実施形態では、図１（Ｂ）に示されるようにＡＣ電源１５が電極９と直接接続されているが、本実施形態ではＡＣ電源１５は配線１０を介して電極９と接続されている。電極９の材料として抵抗率が高い材料を用いる場合、第一の実施形態の構成では電極９の消費電流により電圧ドロップが生じ、所望のＡＣ電圧を電極９に印加できない場合がある。一方、本実施形態の構成では抵抗の低いＡｌ等からなる配線１０で引き回されているため、電圧ドロップを最小限に抑えることができ、所望のＡＣ電圧を電極９に印加することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、前記段差を形成する窪み部１７は、絶縁膜１３内に配置された配線１０をエッチストップ層としてエッチングを行うことにより、ＰＡＤ電極１６上の絶縁膜１３を開口する際に一括して形成される。配線１０をエッチストップ層としてエッチングを行うことにより、窪み部１７の深さをより高精度に制御することができる。
【００３１】
本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドは、例えば以下の方法により製造することができる。まず、図４（Ａ）に示されるように、基板１上に、トランジスタ（不図示）、配線１０、エネルギー発生素子５、絶縁膜１３、及びＰＡＤ電極１６を形成する。本実施形態では、Ａｌ等からなる配線１０が絶縁膜１３内の窪み部１７を形成する位置に形成される。また、ＰＡＤ電極１６は配線１０と同じ工程で一括して形成される。すなわち、配線１０はＰＡＤ電極１６と同一の層である。また、ＰＡＤ電極１６は、絶縁膜１３内のエネルギー発生素子５よりも深い位置に形成される。
【００３２】
次に、図４（Ｂ）に示されるように、ＰＡＤ電極１６上の絶縁膜１３をドライエッチングにより開口してＰＡＤ開口１８を設け、このドライエッチングの際に、配線１０上の絶縁膜１３に窪み部１７を一括して形成する。第三の実施形態と同様にドライエッチングを行うが、本実施形態では絶縁膜内に配置された配線１０がエッチストップ層として機能するため、窪み部１７の深さを高い精度で制御することができる。例えば、配線１０を絶縁膜１３内のより深い位置に配置することで、より深い窪み部１７を精度よく形成でき、より高低差の大きい段差を有する電極９を精度よく形成することができる。また、本実施形態では配線１０はＰＡＤ電極１６と同一の層であり、両者は絶縁膜１３内で同じ深さに位置するため、どちらも余剰にオーバーエッチングされることを抑制することができる。その後は、図４（Ｃ）に示されるように、窪み部１７の段差の高低に渡って、また、配線上であって配線１０と接触するように電極９を形成し、また供給口７及び流路形成部材４を形成する。
【００３３】
本実施形態では、電極９は金属からなり、流路形成部材４は樹脂からなることができる。この時、基板１上の電極９と流路形成部材４とが接する場合、金属と樹脂は密着性が低いため、熱線膨張差による応力により流路形成部材４が基板１から剥離する場合がある。しかしながら、本実施形態では、図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）に示されるように、電極９は供給口７とエネルギー発生素子５との間の基板１上に配置されているため、電極９と流路形成部材４とは接触していない。したがって、本実施形態では流路形成部材４の基板１に対する密着性が確保される。
【００３４】
以上のように、本実施形態に係る構成では電極９を高精度に形成することができ、さらに電極９に対して電圧ドロップが抑制された所望のＡＣ電圧波形を印加することができる。また、流路形成部材４の基板１に対する密着性も確保でき、低コストで高性能かつ信頼性の高いμポンプ搭載のインクジェット記録ヘッドを製造することができる。
【００３５】
本実施形態では、ＰＡＤ電極１６上の絶縁膜１３を開口する際に、配線１０をエッチストップ層として窪み部１７を一括して形成し、窪み部１７の段差を利用して電極９に段差を設けているが、供給口７を形成する工程内で形成される段差を利用してもよい。例えば、供給口７を形成する工程において、基板１をドライエッチングにより開口する際に、配線１０をエッチストップ層として絶縁膜１３の表面に窪み部１７を一括して形成し、この窪み部１７の段差を利用して電極９に段差を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１    基板
２    吐出口
４    流路形成部材
５    エネルギー発生素子
６    流路
７    供給口
９    電極
１０  配線
１３  絶縁膜
１６  ＰＡＤ電極
１７  窪み部
【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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