(57)【要約】【課題】絶縁保護層からの液体の侵入による影響を抑えつつ、絶縁保護層の膜厚を低減する。【解決手段】液体吐出ヘッド１は、基板２と、基板２上に設けられ、吐出される液体が供給される圧力室８と、を有している。基板２は、圧力室８と対向する部分において、発熱抵抗層５と、発熱抵抗層５を覆う絶縁保護層６と、絶縁保護層６を介して発熱抵抗層５を覆う耐キャビテーション層７と、を有している。発熱抵抗層５は第１の領域５Ａと、第１の領域５Ａから間隔ａをおいて設けられた第２の領域５Ｂとを含み、第１の領域５Ａは、圧力室８の液体に吐出のための熱エネルギーを付与する発熱抵抗素子４を構成している。基板２の圧力室８に対向し耐キャビテーション層７が設けられていない部分には、絶縁保護層６と第２の領域５Ｂが設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられ、吐出される液体が供給される圧力室と、を有し、
前記基板は、前記圧力室と対向する部分に、発熱抵抗層と、前記発熱抵抗層を覆う絶縁保護層と、前記絶縁保護層を介して前記発熱抵抗層を覆う耐キャビテーション層と、を有し、
前記発熱抵抗層は第１の領域と、前記第１の領域から間隔をおいて設けられた第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記圧力室の液体に吐出のための熱エネルギーを付与する発熱抵抗素子を構成し、
前記基板の前記圧力室に対向し前記耐キャビテーション層が設けられていない部分には、前記絶縁保護層と前記第２の領域が設けられている、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記基板は、前記発熱抵抗素子を駆動する駆動回路と、前記駆動回路に接続された電気配線と、前記電気配線を前記発熱抵抗素子に接続する電極とを有し、前記駆動回路と前記電気配線と前記電極は前記圧力室からみて前記発熱抵抗層の裏側に設けられている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
吐出される液体が供給される圧力室と、少なくとも一部が前記圧力室と対向する発熱抵抗層と、前記圧力室とともに前記発熱抵抗層を挟み前記発熱抵抗層を覆う絶縁保護層と、前記圧力室と対向し、前記絶縁保護層を介して前記発熱抵抗層を覆う耐キャビテーション層と、を有し、
前記発熱抵抗層は第１の領域と、前記第１の領域から間隔をおいて設けられた第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記圧力室の液体に吐出のための熱エネルギーを付与する発熱抵抗素子を構成し、
前記第２の領域の前記圧力室に対向する部分の少なくとも一部が前記絶縁保護層を介して前記耐キャビテーション層で覆われている、液体吐出ヘッド。
【請求項４】
吐出される液体が供給される圧力室と、少なくとも一部が前記圧力室と対向する発熱抵抗層と、前記圧力室とともに前記発熱抵抗層を挟み前記発熱抵抗層を覆う絶縁保護層と、前記圧力室と対向し、前記絶縁保護層を介して前記発熱抵抗層を覆う耐キャビテーション層と、を有し、
前記発熱抵抗層は第１の領域と、前記第１の領域から間隔をおいて設けられた第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記圧力室の液体に吐出のための熱エネルギーを付与する発熱抵抗素子を構成し、
前記絶縁保護層の前記圧力室に対向し前記第１の領域に対向していない部分の一部は、前記耐キャビテーション層と前記第２の領域とに挟まれている、液体吐出ヘッド。
【請求項５】
吐出される液体が供給される圧力室と、少なくとも一部が前記圧力室と対向する発熱抵抗層と、前記圧力室とともに前記発熱抵抗層を挟み前記発熱抵抗層を覆う絶縁保護層と、前記圧力室と対向し、前記絶縁保護層を介して前記発熱抵抗層を覆う耐キャビテーション層と、を有し、
前記発熱抵抗層は第１の領域と、前記第１の領域から間隔をおいて設けられた第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記圧力室の液体に吐出のための熱エネルギーを付与する発熱抵抗素子を構成し、
前記絶縁保護層の前記圧力室と対向する部分の一部は前記耐キャビテーション層と前記第１の領域に挟まれ、他の一部は前記耐キャビテーション層と前記第２の領域に挟まれている、液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第２の領域は２μｍ以上のオーバーラップ量で前記耐キャビテーション層で覆われている、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記間隔は１μｍ以上である、請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第２の領域は、前記耐キャビテーション層で覆われている部分で複数の領域に分割されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
複数の前記第１の領域が互いに間隔をおいて列をなして配列し、前記第２の領域は、前記第１の領域の側方では前記第１の領域の外周部に沿って前記第１の領域に対して離隔され、互いに隣接する前記第１の領域の間では前記列の中心線に沿って分割されている、請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
複数の前記第１の領域が列をなして配列し、前記第２の領域は、前記列を内包する最小の帯状部を間に挟んで分割されている、請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記第２の領域は接地されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記発熱抵抗層は、金属とシリコンと窒素の三元系のサーメット材料からなる、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記発熱抵抗層はＴａＳｉＮからなる、請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
複数の前記第１の領域が設けられ、前記耐キャビテーション層は前記複数の第１の領域をそれぞれが覆う複数の第１の部分と、前記複数の第１の領域から離れて位置する第２の部分と、各第１の部分を前記第２の部分に接続する複数の第３の部分と、を有し、前記第３の部分は断面積が絞られた絞り部を有し、前記絞り部は前記絶縁保護層を介して前記第２の領域と対向している、請求項１から１３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】
本発明はインク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置等の液体吐出装置においては、記録技術の進展と共に記録の高速化、高画質化が望まれている。このため、液体吐出装置に搭載される液体吐出ヘッドは、記録媒体幅方向の寸法が拡大し、吐出口がより高密度で配置される傾向にあり、従って、消費電力も増加する傾向にある。液体吐出ヘッドの消費電力を抑制するためには、発熱抵抗素子が発生する熱を効率良く液体に伝えることが重要である。そのためには発熱抵抗素子を覆う絶縁保護層の厚さを低減することが有効である。しかし、発熱抵抗素子や発熱抵抗素子に接続された電気配線に対する保護性能を確保するためには、絶縁保護層に一定の膜厚が求められる。
特許文献１には、発熱抵抗素子が絶縁保護層で覆われた液体吐出ヘッドが開示されている。電気配線は発熱抵抗素子の下方に配置され、プラグで発熱抵抗素子に接続されている。発熱抵抗素子は基板に予め形成された溝に形成され、その後化学機械研磨（ＣＭＰ）によって研磨される。これらの構成及び製造方法によって、絶縁保護層の成膜面が平坦化され、絶縁保護層の膜厚を小さくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、液体吐出ヘッドの消費電力を抑制するためは、発熱抵抗素子を覆う絶縁保護層の厚さを低減することが有効である。その一方で、絶縁保護層の欠陥やインクへの溶解による絶縁保護層の腐食などによってインクが発熱抵抗素子や電気配線まで侵入すると、配線同士の電気的短絡、回路の誤動作などの予期せぬ事態が発生する可能性がある。すなわち、液体吐出ヘッドの消費電力抑制のために絶縁保護層の厚さを低減すれば、絶縁保護層の信頼性は低下する。
本発明は、絶縁保護層からの液体の侵入による影響を抑えつつ、絶縁保護層の膜厚を低減することが可能な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】
本発明の液体吐出ヘッドは、基板と、基板上に設けられ、吐出される液体が供給される圧力室と、を有している。基板は、圧力室と対向する部分において、発熱抵抗層と、発熱抵抗層を覆う絶縁保護層と、絶縁保護層を介して発熱抵抗層を覆う耐キャビテーション層と、を有している。発熱抵抗層は第１の領域と、第１の領域から間隔をおいて設けられた第２の領域とを含み、第１の領域は、圧力室の液体に吐出のための熱エネルギーを付与する発熱抵抗素子を構成している。基板の圧力室に対向し耐キャビテーション層が設けられていない部分には、絶縁保護層と第２の領域が設けられている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、絶縁保護層からの液体の侵入による影響を抑えつつ、絶縁保護層の膜厚を低減することが可能な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】
【０００７】
【図１】第１の実施形態における液体吐出ヘッドの模式的平面図である。
【図２】図１に示す液体吐出ヘッドの模式的回路である。
【図３】図１に示す液体吐出ヘッドの部分断面図と部分平面図である。
【図４】第２の実施形態における液体吐出ヘッドの部分平面図である。
【図５】第３の実施形態における液体吐出ヘッドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の液体吐出ヘッドをいくつかの実施形態によって説明する。本発明は液体を吐出する液体吐出ヘッドに広く適用されるが、ここではインクを吐出するインクジェットヘッドを例に説明する。本明細書においてインクは液体の一例である。本明細書において上方、上層は基板２から吐出口形成部材３に近づく方向ないし吐出口形成部材３に近い層を意味し、下方、下層は吐出口形成部材３から遠ざかる方向ないし吐出口形成部材３から遠い層を意味する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態の液体吐出ヘッド１の模式的平面図であり、吐出口形成部材３の図示は省略している。図２は液体吐出ヘッド１の電気回路の模式図である。図３（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った液体吐出ヘッド１の部分断面図、図３（ｂ）は発熱抵抗素子４近傍の拡大図を示す図３（ａ）の部分断面図である。図３（ｃ）は発熱抵抗層５のパターニング後における基板２の平面図であり、Ｂ−Ｂ線に沿った断面が図３（ａ）に対応する。液体吐出ヘッド１は、基板２と、基板上に設けられた吐出口形成部材３と、を有している。基板２はシリコン基板に発熱抵抗素子４とその駆動回路２１、電気配線２２、インクを供給するためのインク供給部１０などが形成されたものである。これらの要素は真空成膜、フォトリソグラフィ、ドライエッチング、イオン・インプランテーション等の半導体製造技術を用いて形成される。吐出口形成部材３は主に樹脂材料で形成されている。吐出口形成部材３は基板２とともに圧力室８を形成するとともに、インクを液滴として吐出する吐出口９を備えている。圧力室８は、吐出されるインクが供給される、基板２上に形成された空間である。圧力室８は基板２上に形成されたインク供給路１２を介してインク供給部１０と連通するとともに、吐出口９とも連通している。
【００１０】
基板２の中央には基板２の長手方向Ｙに沿って延びるインク供給部１０が形成されている。基板２の短手方向Ｘにおけるインク供給部１０の両側には、圧力室８のインクに吐出のための熱エネルギーを付与する複数の発熱抵抗素子４が、長手方向Ｙに互いに間隔をおいて、列２９をなして配列している。複数の発熱抵抗素子４はそれぞれ対応する圧力室８及び吐出口９と組み合わされている。発熱抵抗素子４の列２９の両外側には、発熱抵抗素子４の駆動回路２１が形成されている。基板２にはさらに駆動回路２１に接続された電気配線２２と、電気配線２２を発熱抵抗素子４に接続する一対の電極２５とが形成されている。駆動回路２１は電気配線２２を介して、発熱抵抗素子４及び基板２の端部付近に設けられた電極パッド２４に接続されている。電気配線２２は複数の配線層２３から構成され、各配線層２３はアルミニウム、または銅を含有するアルミニウム合金で形成されている。複数の配線層２３はシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜１１によって互いに絶縁されている。最下層の配線層２３とその一つ上段の配線層２３は主に回路素子間の接続配線や信号配線として用いられ、これらより上段の配線層２３は主に電力配線として用いられる。駆動回路２１と電気配線２２と電極２５は圧力室８からみて発熱抵抗層５の裏側に設けられており、発熱抵抗層５に接続される電気配線２２は層間絶縁膜１１で被覆されている。電気配線２２を絶縁保護層６で直接被覆する必要がないため、絶縁保護層６の膜厚の増加を抑制することができる。
【００１１】
駆動回路２１の記録素子駆動回路２６はポリシリコン層をゲート電極３３としたＭＯＳ−ＦＥＴにより構成されており、それぞれのＭＯＳ−ＦＥＴは選択的にシリコン表面に形成されたフィールド酸化膜２８によって互いに分離されている。駆動回路２１はタングステンからなるプラグ２０によって上方の配線層２３と接続されている。タングステンプラグ２０を形成するには、まずドライエッチングを用いた異方性エッチングにより、プラグ２０を形成する部分の層間絶縁膜１１を除去し、層間絶縁膜１１に穴を設ける。次に窒化チタンなどの拡散防止層と、プラグ材料であるタングステン層をＣＶＤによって成膜し、これらの層で穴を充填する。次にＣＭＰによって穴の外部に形成された拡散防止層とタングステン層を削り取り、穴の内部だけにこれらの層を残存させる。以上の工程によって、基板２にタングステンプラグ２０が形成される。電気配線２２を発熱抵抗素子４に接続する電極２５もタングステンプラグからなり、同様の方法で形成することができる。
【００１２】
液体吐出ヘッド１による記録は以下のように行われる。まず、特定の発熱抵抗素子４を選択するための選択信号と、発熱抵抗素子４を駆動するための駆動電力が記録装置本体から電極パッド２４に供給される。駆動回路２１は電極パッド２４から供給される電気信号に応じて発熱抵抗素子４の駆動電流を生成する。駆動回路２１の記録素子選択回路２７によって選択された発熱抵抗素子４が駆動素子２６によってスイッチングされ、選択された発熱抵抗素子４に駆動電流が流れ発熱する。インクは液体吐出ヘッド１の外部からインク供給部１０に供給され、さらにインク供給部１０からインク供給路１２を通って圧力室８に供給される。圧力室８のインクは発熱抵抗素子４から発生する熱により発泡し、吐出口９から液滴として吐出し、紙などの記録媒体に付着する。
【００１３】
発熱抵抗素子４は発熱抵抗層５の一部として形成されている。本実施形態では、第１の領域５Ａと第２の領域５Ｂとを含む発熱抵抗層５が基板２に設けられ、第１の領域５Ａが発熱抵抗素子４を構成している。第２の領域５Ｂは第１の領域５Ａから間隔ａをおいて設けられ、第１の領域５Ａと物理的及び電気的に分離されている。発熱抵抗素子４、すなわち発熱抵抗層５の第１の領域５Ａは基板２の圧力室８と対向する部分に設けられている。発熱抵抗層５は吐出口形成部材３の下にも形成されているが、基板２の圧力室８に対向する部分だけに形成されてもよい。換言すれば、発熱抵抗層５は少なくとも一部が圧力室８と対向するように設けられればよい。発熱抵抗層５は、金属とシリコンと窒素の三元系のサーメット材料から形成されている。サーメット材料としてはＴａＳｉＮが好適に用いられるが、ＷＳｉＮを用いることもできる。発熱抵抗層５はＴａやＷなどの高融点金属を含有したサーメット材料で形成することもできる。発熱抵抗層５の膜厚は１０〜２０ｎｍ程度である。
【００１４】
発熱抵抗層５は絶縁保護層６で覆われ、さらに発熱抵抗層５の第１の領域５Ａ（発熱抵抗素子４）は絶縁保護層６を介して耐キャビテーション層７で覆われている。絶縁保護層６は圧力室８とともに発熱抵抗層５を挟み、発熱抵抗層５を覆っている。絶縁保護層６は基板２の上面全面に渡って設けられている。耐キャビテーション層７は圧力室８と対向して設けられ、絶縁保護層６を介して発熱抵抗層５を覆っている。また、耐キャビテーション層７は複数の発熱抵抗層５を覆うように長手方向Ｙに帯状に形成されている。基板２の圧力室８に対向し耐キャビテーション層７が設けられていない部分には、絶縁保護層６と第２の領域５Ｂが設けられている。第２の領域５Ｂの圧力室８に対向する部分の少なくとも一部は、絶縁保護層６を介して耐キャビテーション層７で覆われている。絶縁保護層６の圧力室８に対向し第１の領域５Ａに対向していない部分の一部は、耐キャビテーション層７と第２の領域５Ｂとに挟まれている。絶縁保護層６の圧力室８と対向する部分の一部は耐キャビテーション層７と第１の領域５Ａに挟まれ、他の一部は耐キャビテーション層７と第２の領域５Ｂに挟まれている。絶縁保護層６は発熱抵抗素子４等の電気回路を含む基板２をインクから保護する。耐キャビテーション層７は発熱抵抗素子４の駆動によってインクが発泡した後、消泡する際に生じる機械的衝撃から発熱抵抗素子４を保護する。絶縁保護層６はＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）から形成され、耐キャビテーション層７はＴａ（タンタル）から形成される。絶縁保護層６の膜厚は１５０〜３００ｎｍ、耐キャビテーション層７の膜厚は５０〜３００ｎｍである。
【００１５】
従来の液体吐出ヘッドも本実施形態の液体吐出ヘッド１と同様、発熱抵抗素子４で発生した熱を、絶縁保護層６と耐キャビテーション層７を介して圧力室８のインクに伝えてインクを発泡させる。このため、絶縁保護層６及び耐キャビテーション層７の膜厚が厚いと、インクの発泡に利用できる熱エネルギーが減少する。すなわち、発熱抵抗素子４で発生した熱の利用効率が低下する。従って、熱の利用効率を向上させるためには絶縁保護層６の膜厚を小さくすることが有効である。しかしながら、従来の液体吐出ヘッドは層間絶縁膜１１が絶縁保護層６だけで保護される構成であった。絶縁保護層６に用いられるＳｉＮはインク耐性を有するものの、膜厚の減少とともにインク耐性が減少し、インクが絶縁保護層６の下にある層間絶縁膜１１に侵入しやすい。このため、絶縁保護層６の膜厚を小さくすると層間絶縁膜１１がインクによって腐食する可能性が高まる。層間絶縁膜１１に用いられるシリコン酸化膜はインク溶解レートが大きく、インク耐性が小さい。インクが配線層２３まで侵入すると、配線の腐食による導通不良や、配線間の電気的短絡などによる回路の誤動作などが生じやすくなる。絶縁保護層６にインクの腐食以外の原因で何らかの欠陥が生じた場合も、実質的に絶縁保護層６の膜厚が減少したのと同様の結果となる。すなわち、絶縁保護層６のインク耐性が減少し、同様の問題が生じる可能性がある。
【００１６】
熱の利用効率は耐キャビテーション層７の膜厚を小さくすることでも向上するが、耐キャビテーション性能の確保のため、耐キャビテーション層７の膜厚を大幅に小さくすることは困難である。さらに、耐キャビテーション層７に用いられるＴａは、インク耐性は高いが、圧縮応力が大きい。このため、耐キャビテーション層７を広い範囲に配置した場合、反りが生じやすく、製造プロセスに弊害が生じる可能性がある。また、Ｔａは主に樹脂材料で形成された吐出口形成部材３との十分な接着性を確保することが困難であるため、インクが充填された状態で吐出口形成部材３が膨潤した場合に、耐キャビテーション層７と吐出口形成部材３との界面で剥れが生じる可能性がある。このため、耐キャビテーション層７は吐出口形成部材３と重ならないように、発熱抵抗素子４の近傍領域だけに配置することが好ましい。従って、従来の液体吐出ヘッドでは、圧力室８やインク供給路１２に、耐キャビテーション層７に被覆されず、絶縁保護層６だけで電気配線２２や層間絶縁膜１１が保護される領域が生じる。
【００１７】
本実施形態では、発熱抵抗層５の第１の領域５Ａと物理的及び電気的に分離された第２の領域５Ｂが、絶縁保護層６がインクで腐食した際に耐インク膜として機能する。第２の領域５Ｂは基板２の表面のうち、耐キャビテーション層７で被覆されず、インクが絶縁保護層６と接するすべての領域、すなわち絶縁保護層６にインクが侵入し得るすべての領域を覆うことが望ましい。発熱抵抗層５として用いられるＴａＳｉＮ膜は、膜厚は数十ｎｍと薄いが、インク耐性は非常に高い。従来、ＴａＳｉＮ膜は発熱抵抗素子４を構成するために用いられてきたが、本実施形態ではＴａＳｉＮの高いインク耐性を利用し、ＴａＳｉＮ膜を、絶縁保護層６が腐食した際に層間絶縁膜１１の腐食の進行を防止するバックアップ層として用いている。これによって、絶縁保護層６の膜厚を抑えることによる消費電力の抑制と、インク腐食に対する信頼性の両立が可能となる。ＷＳｉＮ膜などの他のサーメット材料もＴａＳｉＮ膜と同様高いインク耐性を備えているため、耐インク層として用いることができる。また、耐キャビテーション層７を耐インク層として用いる必要がないため、耐キャビテーション層７のレイアウト自由度の確保も容易である。
【００１８】
発熱抵抗層５の第１の領域５Ａと第２の領域５Ｂは、好ましくは１μｍ以上の間隔ａを設けて配置される。これによって、２０〜４０Ｖ程度の駆動電圧に対し十分な電気的分離を確保することができる。また、インクが耐キャビテーション層７の端部から絶縁保護層６に侵入し、絶縁保護層６を溶解させる場合、インクによる腐食は起点となる耐キャビテーション層７の端部から等方的に進行するため、インクは耐キャビテーション層７の下側にも侵入する。このため、発熱抵抗層５の第２の領域５Ｂは耐キャビテーション層７に対してあるオーバーラップ量ｂをもって配置されることが望ましい。オーバーラップ量ｂが大きいほど侵入するインクによる腐食の進行を抑制することができる。オーバーラップ量ｂは発熱抵抗層５に対する耐キャビテーション層７のパターンの重ね合わせ精度、パターン寸法のばらつき、絶縁保護層６のインク溶解レート等を考慮して決めることが望ましい。第２の領域５Ｂは２μｍ以上の幅（オーバーラップ量ｂ）で、耐キャビテーション層７で覆われることが好ましい。
【００１９】
発熱抵抗層５の第２の領域５Ｂはいずれの配線層２３にも接続されておらず、電気的にフローティング状態となっている。しかし、タングステンプラグを介して第２の領域５Ｂを下層のＧＮＤ電位の配線層２３に接続することも可能である。すなわち、第２の領域５Ｂは接地されていてもよい。これによって、液体吐出ヘッド１の製造途中に生じる静電気放電に対して、発熱抵抗層５の第２の領域５Ｂの電位を一定値に維持することができる。また、発熱抵抗素子４の駆動時には比較的大きな電流が瞬間的に流れるため、ノイズが発生しやすい。シリコン基板を広く覆う発熱抵抗素子４の第２の領域５ＢをＧＮＤ電位にすることにより、発熱抵抗素子４の駆動時のノイズの影響を抑制することができる。
【００２０】
（第２の実施形態）
図４（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッド１の、発熱抵抗層１０５のパターニング後における平面図を示している。本実施形態は発熱抵抗層１０５の第２の領域１０５Ｂの構成を除き、第１の実施形態と同様である。発熱抵抗層１０５は、第１の実施形態と同様に構成された第１の領域５Ａと、第１の領域５Ａから物理的及び電気的に分離された第２の領域１０５Ｂと、から構成されている。発熱抵抗層１０５の第２の領域１０５Ｂは複数の領域（ここでは、領域１０５Ｃ、１０５Ｄ）に分割されている。インク充填領域Ｐは圧力室８、インク供給路１２などのインクが充填される領域を示している。第２の領域１０５Ｂは、耐キャビテーション層７で覆われている部分で分割されている。第２の領域１０５Ｂの分割線３１は、耐キャビテーション層７で被覆される領域に設けられている。分割された第２の領域１０５Ｂの各領域１０５Ｃ、１０５Ｄの一部は、耐キャビテーション層７が設けられていない領域（絶縁保護層６がインクと接触する領域）に配置されている。第２の領域１０５Ｂの分割線３１に沿った開口領域は耐インク層として機能しないが、耐キャビテーション層７が耐インク層として機能するため、インク腐食に対する信頼性は確保される。第２の領域１０５Ｂは、第１の領域５ＡのＸ方向側方では第１の領域５Ａの外周部に沿って第１の領域５Ａに対して離隔され、長手方向Ｙに互いに隣接する第１の領域５Ａの間では発熱抵抗素子４の列２９の中心線３０に沿って分割されている。第２の領域１０５Ｂを分割することにより、例えば、何らかの理由で第１の領域５Ａと第２の領域１０５Ｂとが電気的に接続した場合に、第１の領域５Ａを経由して高電位が掛かる第２の領域１０５Ｂの範囲を限定することができる。なお、本実施形態では第２の領域１０５Ｂは２つの領域に分割されているが、３以上の領域に分割されていてもよい。
【００２１】
図４（ｂ）は第２の実施形態の変形例を示している。発熱抵抗層２０５は、第１の実施形態と同様に構成された第１の領域５Ａと、第１の領域５Ａから物理的及び電気的に分離された第２の領域２０５Ｂと、から構成されている。第２の領域２０５Ｂは、発熱抵抗素子４（第１の領域５Ａ）の列２９を内包する最小の帯状部３２を間に挟んで複数の領域（ここでは、領域２０５Ｃ、２０５Ｄ）に分割されている。これによって、耐キャビテーション層７の下に配置される第２の領域２０５Ｂの面積を抑えることができる。第１の領域５Ａと第２の領域２０５Ｂとの間に発熱抵抗素子４の幅以上の大きな間隔ｃをおくことで、発熱抵抗素子４の周辺において第１の領域５Ａと第２の領域２０５Ｂとが電気的に接続される可能性を小さくすることができる。
【００２２】
（第３の実施形態）
図５（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッド１の、発熱抵抗素子４の近傍の平面図を、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図を示している。本実施形態では耐キャビテーション層１０７は複数の発熱抵抗素子４を覆う帯状の形状ではなく、個々の発熱抵抗素子４を個別に覆う形状とされている。具体的には、耐キャビテーション層１０７は複数の第１の部分１０７Ａと、複数の第１の部分１０７Ａから離れて位置する単一の第２の部分１０７Ｂと、複数の第３の部分１０７Ｃと、を有している。複数の第１の部分１０７Ａはそれぞれが第１の領域５Ａ（発熱抵抗素子４）を覆い、複数の第３の部分１０７Ｃは各第１の部分１０７Ａを第２の部分１０７Ｂに接続している。なお、図５（ａ）には、一つの第１の部分１０７Ａと一つの第２の部分１０７Ｂだけが示されている。第２の部分１０７Ｂは第１の領域５Ａ（発熱抵抗素子４）から短手方向Ｘに離れた位置を長手方向Ｙに延びており、耐キャビテーション層１０７は全体として櫛状の形状を有している。第２の部分１０７Ｂは電極パッド〈図示せず〉を介してＧＮＤ電位に接続されている。第３の部分１０７Ｃは断面積が絞られた絞り部１０７Ｄを有している。一つの発熱抵抗素子４が偶発的に断線し耐キャビテーション層に高電位が印加された場合、複数の第１の領域５Ａを覆う帯状の耐キャビテーション層７では、耐キャビテーション層７の全領域で陽極酸化が生じ、あるいはインクに対して溶解する可能性がある。
【００２３】
これに対して本実施形態では、第１の部分１０７Ａが、絞り部１０７Ｄを有する第３の部分１０７Ｃ及び第２の部分１０７Ｂを介して相互に接続されている。一つの発熱抵抗素子４の断線で対応する第１の部分１０７Ａに高電位が印加され、当該発熱抵抗素子４に接続された第３の部分１０７Ｃに電流が流れると、当該第３の部分１０７Ｃの絞り部１０７Ｄが溶融して切断される。これによって、他の第１の部分１０７Ａに高電圧が印加されることが防止される。すなわち、第３の部分１０７Ｃはヒューズ素子として機能する。絞り部１０７Ｄが確実に切断されるように、第３の部分１０７Ｃの上面は可能な限り吐出口形成部材３などで被覆されず、インクに接するように配置することが望ましい。インクに触れる可能性のある領域に第３の部分１０７Ｃを配置する場合、絶縁保護層６は耐キャビテーション層１０７によっては実質的に覆われない状態となる。本実施形態では、絞り部１０７Ｄは絶縁保護層６を介して第２の領域３０５Ｂと対向している。つまり、第３の部分１０７Ｃの下方に発熱抵抗層３０５の第２の領域３０５Ｂが設けられている。絶縁保護層６がインクで腐食しても、第２の領域３０５Ｂが耐インク層として機能するため、層間絶縁膜１１の腐食を防止ないし抑制することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  液体吐出ヘッド
２  基板
４  発熱抵抗素子
５、１０５，２０５，３０５  発熱抵抗層
５Ａ  発熱抵抗層の第１の領域（発熱抵抗素子）
５Ｂ、１０５Ｂ，２０５Ｂ，３０５Ｂ  発熱抵抗層の第２の領域
６  絶縁保護層
７，１０７  耐キャビテーション層
８  圧力室
【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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