(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に位置する絶縁膜と、液体を吐出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子と、前記発熱抵抗素子を覆う保護膜と、前記絶縁膜内に設けられ前記発熱抵抗素子に電流を供給するための第１の電気配線層と、前記絶縁膜内を延びて前記第１の電気配線層と前記発熱抵抗素子とを接続する複数の第１の接続部材と、前記絶縁膜内を延びて前記第１の電気配線層と前記発熱抵抗素子とを接続する複数の第２の接続部材と、を有する液体吐出ヘッドの素子基板であって、
前記電流は、前記複数の第１の接続部材から前記複数の第２の接続部材へ、前記発熱抵抗素子を第１の方向に沿って流れるようにされ、
前記素子基板の前記発熱抵抗素子が設けられる面に直交する方向からみて、前記複数の第１の接続部材および前記複数の第２の接続部材は前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って配設されている、液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項２】
前記複数の第１の接続部材の前記発熱抵抗素子との当接面と、前記複数の第２の接続部材の前記発熱抵抗素子との当接面と、前記絶縁膜の前記発熱抵抗素子との当接面とは同一平面に設けられている、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項３】
前記直交する方向からみて、前記複数の第１の接続部材および前記複数の第２の接続部材は前記発熱抵抗素子に覆われている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項４】
前記絶縁膜の、前記第１の電気配線層とは異なる層に設けられ、前記発熱抵抗素子に電流を供給するための第２の電気配線層と、
前記絶縁膜の、前記第１の電気配線層および前記第２の電気配線層とは異なる層に設けられ、前記発熱抵抗素子を駆動するためのロジック電源配線を含む第３の電気配線層と、を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項５】
前記第１の電気配線層および前記第２の電気配線層は、前記第３の電気配線層よりも、前記発熱抵抗素子に近い側に配されている、請求項４に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項６】
前記絶縁膜の、前記第１の電気配線層とは異なる層に設けられ、前記発熱抵抗素子に電流を供給するための第２の電気配線層と、
前記絶縁膜の、前記第１の電気配線層および前記第２の電気配線層とは異なる層に設けられ、前記発熱抵抗素子を駆動するための信号配線を含む第４の電気配線層と、を備える、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の素子基板。
【請求項７】
前記発熱抵抗素子は、前記複数の第１の接続部材が接続される第１の接続領域と、前記複数の第２の接続部材が接続される第２の接続領域と、前記第１の接続領域と前記第２の接続領域との間に設けられ、液体が発泡する発泡領域と、を有し、前記第１の接続領域および前記第２の接続領域は、前記第２の方向において前記発泡領域の全長を含む範囲を延びている、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の素子基板。
【請求項８】
前記複数の第１の接続部材および前記複数の第２の接続部材は前記絶縁膜内を延びるプラグである、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の素子基板。
【請求項９】
前記発熱抵抗素子は、前記第１の方向に関して、前記複数の第１の接続部材が接続される第１の接続領域を含む第１の電極領域と、前記複数の第２の接続部材が接続される第２の接続領域を含む第２の電極領域と、前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間に位置する中央領域と、に区画され、前記第１の電極領域と前記第２の電極領域と前記中央領域とは前記第２の方向に関し同一の寸法を有している、請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項１０】
前記発熱抵抗素子は、前記第１の方向に関して、前記複数の第１の接続部材が接続される第１の接続領域を含む第１の電極領域と、前記複数の第２の接続部材が接続される第２の接続領域を含む第２の電極領域と、前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間に位置する中央領域と、に区画され、前記複数の第１の接続部材の前記第２の方向における長さの合計は前記第１の電極領域の前記第２の方向における長さの５０％以下であり、前記複数の第２の接続部材の前記第２の方向における長さの合計は前記第２の電極領域の前記第２の方向における長さの５０％以下である、請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項１１】
前記第２の方向に関して両端部の２つの前記第１の接続部材は、前記第２の方向において前記発熱抵抗素子の周縁部から同じ距離だけ離れており、前記第２の方向に関して両端部の２つの前記第２の接続部材は、前記第２の方向において前記発熱抵抗素子の周縁部から同じ距離だけ離れている、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項１２】
前記第２の方向に関して両端部の２つの前記第１の接続部材の各々と前記発熱抵抗素子の周縁部との間の距離は、前記複数の第１の接続部材の前記第２の方向における平均間隔の１／４以上１未満であり、前記第２の方向に関して両端部の２つの前記第２の接続部材の各々と前記発熱抵抗素子の前記周縁部との間の距離は、前記複数の第２の接続部材の前記第２の方向における平均間隔の１／４以上１未満である、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の素子基板。
【請求項１３】
前記発熱抵抗素子は、前記第１の方向に関して、前記複数の第１の接続部材が接続される第１の接続領域を含む第１の電極領域と、前記複数の第２の接続部材が接続される第２の接続領域を含む第２の電極領域と、前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間に位置する中央領域と、に区画され、前記第１の電極領域および前記第２の電極領域は前記第２の方向に関し前記中央領域より長い寸法を有している、請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項１４】
前記第１の接続領域および前記第２の接続領域は、前記第２の方向に関し前記中央領域の範囲内に配置されている、請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項１５】
前記第２の方向に関して両端部の２つの前記第１の接続部材の各々と前記発熱抵抗素子の周縁部との間の距離は、前記複数の第１の接続部材の前記第２の方向における平均間隔より大きく、前記第２の方向に関して両端部の２つの前記第２の接続部材の各々と前記発熱抵抗素子の周縁部との間の距離は、前記複数の第２の接続部材の前記第２の方向における平均間隔より大きい、請求項１から１１、１３、１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項１６】
前記発熱抵抗素子は、前記第１の方向に関して、前記複数の第１の接続部材が接続される第１の接続領域を含む第１の電極領域と、前記複数の第２の接続部材が接続される第２の接続領域を含む第２の電極領域と、前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間に位置する中央領域と、に区画され、前記中央領域と前記基材との間の前記絶縁膜には前記第１の電気配線層とは別の電気配線層が配されている、請求項１から１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項１７】
前記別の電気配線層は前記基材と電気的に接続されている、請求項１６に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項１８】
前記発熱抵抗素子は、前記第１の方向に関して、前記複数の第１の接続部材が接続される第１の接続領域を含む第１の電極領域と、前記複数の第２の接続部材が接続される第２の接続領域を含む第２の電極領域と、前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間に位置する中央領域と、に区画され、前記中央領域と前記基材との間の前記絶縁膜にはトランジスタが配されている、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素子基板。
【請求項１９】
前記発熱抵抗素子の膜厚は０．０１〜０．０５μｍの範囲にあり、前記保護膜の膜厚は０．１５〜０．３μｍの範囲にある、請求項１から１８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項２０】
前記複数の第１の接続部材の前記第２の方向における平均間隔および前記複数の第２の接続部材の前記第２の方向における平均間隔は、１.２μｍ以下である、請求項１から１９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項２１】
前記第２の方向は、前記素子基板の長手方向である、請求項１から２０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項２２】
複数の前記発熱抵抗素子と、前記複数の発熱抵抗素子の配列される方向に沿って配列され、前記複数の発熱抵抗素子に液体を供給するための複数の供給口と、を備える、請求項１から２１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項２３】
前記複数の発熱抵抗素子の配列される方向に沿って配列され、前記複数の供給口から供給された液体を回収するための複数の回収口を含み、前記供給口と前記回収口とを介して液体が循環される、請求項２２に記載の液体吐出ヘッドの素子基板。
【請求項２４】
素子基板を備える液体吐出ヘッドであって、
前記素子基板は、基材と、前記基材上に位置する絶縁膜と、液体を吐出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子と、前記発熱抵抗素子を覆う保護膜と、前記絶縁膜内に設けられ前記発熱抵抗素子に電流を供給するための第１の電気配線層と、前記第１の電気配線層と前記発熱抵抗素子の前記保護膜が設けられる側の裏面とを接続する、前記絶縁膜内を延びる複数の第１の接続部材と、前記第１の電気配線層と前記発熱抵抗素子の前記裏面とを接続する、前記絶縁膜内を延びる複数の第２の接続部材と、を有し、
前記素子基板の前記発熱抵抗素子が設けられる面に直交する方向からみて、前記複数の第１の接続部材は前記発熱抵抗素子の第１の方向における一端側と接続され、前記複数の第２の接続部材は前記発熱抵抗素子の前記第１の方向における他端側と接続され、
前記直交する方向からみて、前記複数の第１の接続部材および前記複数の第２の接続部材は、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って配設されている、液体吐出ヘッド。
【請求項２５】
前記絶縁膜の、前記第１の電気配線層とは異なる層に設けられ、前記発熱抵抗素子に電流を供給するための第２の電気配線層と、
前記絶縁膜の、前記第１の電気配線層および前記第２の電気配線層とは異なる層に設けられ、前記発熱抵抗素子を駆動するためのロジック電源配線を含む第３の電気配線層と、を備える、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、前記第１の電気配線層とは異なる層に設けられ、前記発熱抵抗素子に電流を供給するための第２の電気配線層と、
前記絶縁膜の、前記第１の電気配線層および前記第２の電気配線層とは異なる層に設けられ、前記発熱抵抗素子を駆動するための信号配線を含む第４の電気配線層と、を備える、請求項２４または２５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２７】
前記第１の電気配線層および前記第２の電気配線層は、前記第３の電気配線層に対して前記発熱抵抗素子に近い側に配されている、請求項２５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２８】
前記基材の前記絶縁膜側には、前記発熱抵抗素子を駆動するための駆動回路が設けられており、前記第３の電気配線層は、前記第１の電気配線層および前記第２の電気配線層に対して前記駆動回路に近い側に配されている、請求項２５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の素子基板及び液体吐出ヘッドに関し、より詳細には、発熱抵抗素子と電気配線の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等における情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行う記録装置が一般的に広く用いられている。特許文献１には、発熱抵抗素子を用いた液体吐出ヘッドが開示されている。基板上に設けられた発熱抵抗素子に一対の電気配線が接続されており、一対の電気配線の端部で挟まれた部分が実質的な発熱抵抗素子の領域を画定している。電気配線は基板から見て発熱抵抗素子の裏面、すなわち発熱抵抗素子の吐出口側の面に設けられている。電気配線の端部はテーパー状の形状を有している。電気配線と発熱抵抗素子を液体から保護するため、電気配線と発熱抵抗素子は保護膜で覆われている。電気配線から発熱抵抗素子に電流を印加し、発熱抵抗素子を発熱させることで、インク等の液体は膜沸騰を生じる。このときに生じた気泡によって液体が吐出口から吐出し、記録が行われる。このような液体吐出ヘッドは多数の吐出口、発熱抵抗素子を高密度に配置することが容易であり、これにより高精細な記録画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３２０８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の吐出口の数の増加や吐出の高速化により、液体吐出ヘッドの消費電力が増加している。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の熱量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保護膜の厚さを低減することが有効である。一方で、保護膜の電気配線と発熱抵抗素子に対する保護性能を確保するためには一定の膜厚が必要となる。特に電気配線は発熱抵抗素子と比べて膜厚が大きいため、電気配線と発熱抵抗素子の境界部の段差を確実に覆うために大きな膜厚が必要となる。特許文献１に記載の液体吐出ヘッドは電気配線の端部がテーパー状の形状を有しているため、保護膜のカバレッジ性が向上し、それに伴い保護膜の膜厚を低減することが可能である。しかし、保護膜のさらなる薄膜化を実現するためには電気配線のテーパー角度を小さくする必要があり、テーパー角度を小さくすると、電気配線の端部で画定される発熱抵抗素子の実効長の寸法精度を確保することが困難となる。発熱抵抗素子の実効長の寸法が変動すると発熱抵抗素子間で発熱特性が変動し高画質の印字が困難となる。
本発明は高画質な印字性能と保護膜の性能を確保しつつ、保護膜の膜厚を低減可能な液体吐出ヘッドの素子基板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の素子基板は、基材と、基材上に位置する絶縁膜と、液体を吐出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子と、発熱抵抗素子を覆う保護膜と、絶縁膜内に設けられ発熱抵抗素子に電流を供給するための第１の電気配線層層と、絶縁膜内を延びて第１の電気配線層と発熱抵抗素子とを接続する複数の第１の接続部材と、絶縁膜内を延びて第１の電気配線層と発熱抵抗素子とを接続する複数の第２の接続部材と、を有している。電流は、複数の第１の接続部材から複数の第２の接続部材へ、発熱抵抗素子を第１の方向に沿って流れるようにされ、素子基板の発熱抵抗素子が設けられる面に直交する方向からみて、複数の第１の接続部材および複数の第２の接続部材は第１の方向と交差する第２の方向に沿って配設されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高画質な印字性能と保護膜の性能を確保しつつ、保護膜の膜厚を低減可能な液体吐出ヘッドの素子基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る発熱抵抗素子の近傍の平面図と断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る発熱抵抗素子の電流密度分布の例を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係る発熱抵抗素子の近傍の平面図である。
【図４】第２の実施形態に係る発熱抵抗素子の電流密度分布の例を示す図である。
【図５】第３の実施形態に係る発熱抵抗素子の近傍の平面図である。
【図６】第３の実施形態に係る発熱抵抗素子の電流密度分布の例を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係る接続部材の様々な位置に対する電流密度分布の変化を示す図である。
【図８】図７（ｃ）の電流コンターレンジを拡大した図である。
【図９】第４の実施形態に係る発熱抵抗素子の近傍の平面図である。
【図１０】第４の実施形態に係る発熱抵抗素子の電流密度分布の例を示す図である。
【図１１】第４の実施形態に係る接続部材の様々な位置に対する電流密度分布の変化を示す図である。
【図１２】第５の実施形態に係る発熱抵抗素子の近傍の平面図である。
【図１３】第５の実施形態に係る発熱抵抗素子の電流密度分布の例を示す図である。
【図１４】第５の実施形態に係る接続部材の様々な位置に対する電流密度分布の変化を示す図である。
【図１５】液体吐出ヘッドの素子基板の平面図である。
【図１６】第６の実施形態に係る素子基板の平面図および拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の液体吐出ヘッドの素子基板の第１の実施形態について説明する。図１５は液体吐出ヘッドの素子基板１００の平面図であり、吐出口形成部材の図示を省略している。図１は図１５において１つの発熱抵抗素子の周辺領域に関して拡大した模式図であり、図１（ａ）は発熱抵抗素子の近傍の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。以下の説明では発熱抵抗素子に電流が流れる方向を第１の方向ＸまたはＸ方向、発熱抵抗素子の第１の方向Ｘと直交する方向を第２の方向ＹまたはＹ方向とする。Ｙ方向は発熱抵抗素子ないし吐出口が配列する方向に沿っている。Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向をＺ方向とする。Ｚ方向は吐出口形成面と直交する方向であり、液体が吐出する方向に沿っている。以下に説明する実施形態は印字用のインクを吐出させるインクジェットプリントヘッドを対象とするが、本発明は任意の液体を吐出する液体吐出ヘッドに適用することができる。
【０００９】
液体吐出ヘッドの素子基板１００（図１５）は基板１１４と、吐出口形成部材１０８と、を有している。基板１１４はＳｉにより形成される基材１１３と、基材１１３上に形成される絶縁膜１０４とを含んでおり、基板１１４上には液体を吐出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子１０１、保護膜１０５、及び耐キャビテーション膜１０６が設けられている。絶縁膜１０４はＳｉＯなどの絶縁体で形成されている。図１５に示すように、素子基板１００の中央部には長手方向（本実施形態ではＹ方向に一致する）に延びるインク供給口２０２が設けられ、インク供給口２０２の両側に複数の発熱抵抗素子１０１がそれぞれ列状に配列されている。発熱抵抗素子１０１はＴａＳｉＮなどのＴａ化合物から形成されている。発熱抵抗素子１０１の膜厚（Ｚ方向寸法）は０．０１〜０．０５μｍ程度であり、後述する電気配線１０３の膜厚と比べてはるかに小さい。基板１１４の発熱抵抗素子１０１が形成された面１０４ａに吐出口形成部材１０８が設けられている。吐出口形成部材１０８は各発熱抵抗素子１０１に対応した吐出口１０９を有し、基板１１４とともに吐出口１０９毎の圧力室１０７を形成している。圧力室１０７はインク供給口２０２と連通しており、インク供給口２０２から供給されるインクが圧力室１０７に導入される。
【００１０】
図１５に示すように、素子基板１００のインク供給口２０２を挟んだ両側には発熱抵抗素子１０１を駆動するための駆動回路２０３が設けられている。駆動回路２０３は基板１１４の長手方向Ｙにおける両端に設けられた電極パッド２０１に接続され、電極パッド２０１を介して液体吐出ヘッドの外部から供給される記録信号に応じて発熱抵抗素子１０１の駆動電流を生成する。基板１１４上に設けられた絶縁膜１０４内には、発熱抵抗素子１０１に電流を供給するための電気配線１０３が延びている。電気配線１０３は絶縁膜１０４に埋め込まれるように設けられている。電気配線１０３は後述の接続部材１０２を介して、駆動回路２０３と発熱抵抗素子１０１とを電気的に接続している。電気配線１０３はアルミニウムからなり、膜厚（Ｚ方向寸法）は０．６〜１．２μｍ程度である。供給された電流によって発熱抵抗素子１０１が発熱し、高温となった発熱抵抗素子１０１は圧力室１０７内のインクを加熱して気泡を発生させる。この気泡によって吐出口１０９の近傍のインクが吐出口１０９から吐出し、記録が行われる。
【００１１】
発熱抵抗素子１０１は保護膜１０５で覆われている。保護膜１０５はＳｉＮからなり、膜厚は０．１５〜０．３μｍ程度である。保護膜１０５はＳｉＯまたはＳｉＣで形成してもよい。保護膜１０５は耐キャビテーション膜１０６で覆われている。耐キャビテーション膜１０６はＴａからなり、膜厚は０．２〜０．３μｍ程度である。
【００１２】
絶縁膜１０４内には、電気配線１０３と発熱抵抗素子１０１とを接続するための複数の接続部材１０２が設けられている。膜厚方向（Ｚ方向）に延在する複数の接続部材１０２は、第２の方向Ｙに沿って互いに間隔をおいて位置している。接続部材１０２は発熱抵抗素子１０１が設けられる面に直交する方向からみて、発熱抵抗素子１０１に覆われている。接続部材１０２は、発熱抵抗素子１０１のＸ方向における両側端部の近傍で、電気配線１０３と発熱抵抗素子１０１とを接続している。従って、電流は発熱抵抗素子１０１を第１の方向Ｘに沿って流れる。発熱抵抗素子１０１のＸ方向における両側端部の近傍にはそれぞれ複数の接続部材１０２が設けられている。発熱抵抗素子１０１はその一端側と他端側との夫々に、複数の接続部材１０２が接続される接続領域１１０を有している。接続部材１０２は電気配線１０３の端部付近からＺ方向に延びるプラグである。接続部材１０２は本実施形態では概ね正方形の断面を有しているが、角部が丸められていてもよく、正方形に限らず長方形、円形、楕円形など他の形状をとることもできる。接続部材１０２はタングステンで形成されているが、チタン、白金、コバルト、ニッケル、モリブデン、タンタル、ケイ素のいずれか、またはこれらの化合物で形成することができる。接続部材１０２は電気配線１０３と一体形成されてもよい。すなわち、電気配線１０３の一部を厚さ方向に切り欠くことで電気配線１０３と一体化された接続部材１０２を形成してもよい。
【００１３】
接続領域１１０は、全ての接続部材１０２を含みかつその四辺がいずれかの接続部材１０２に外接する最小の長方形の領域である。接続領域１１０は第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙに沿って延びているが、第２の方向は第１の方向Ｘと直交していなくてもよい。すなわち、接続領域１１０は第１の方向Ｘと斜め方向に交差する第２の方向に沿って延びていてよい。発熱抵抗素子１０１において実際にインクの発泡に寄与する領域、すなわちインクが発泡する領域を発泡領域１１１と呼ぶ。発泡領域１１１は発熱抵抗素子１０１の外周よりも内側にあり、発泡領域１１１と発熱抵抗素子１０１の外周との間の領域はインクの発泡に寄与しない領域（以下、額縁領域１１２という）となっている。額縁領域１１２においても通電により発熱はするが周囲への放熱量が多く、インクが発泡しない。発泡領域１１１のＸ方向及びＹ方向の寸法は発熱抵抗素子１０１の周囲の構造や発熱抵抗素子１０１の熱伝導率等によって決まる。接続領域１１０は額縁領域１１２を挟んで、第１の方向Ｘに発泡領域１１１と隣接しており、第２の方向Ｙにおいて発泡領域１１１の全長を含む範囲を延びている。すなわち、第１の方向Ｘに見たときに、接続領域１１０のＹ方向に関する両側端部１１０ａ，１１０ｂは、発泡領域１１１のＹ方向に関する両側周縁部１１１ａ，１１１ｂよりも発熱抵抗素子１０１のＹ方向に関する両側周縁部１０１ａ，１０１ｂに近接している。このため、発泡領域１１１の全域において電流密度が均一化される。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、電気配線１０３は絶縁膜１０４中に設けられており、接続部材１０２によって発熱抵抗素子１０１に接続されている。このように発熱抵抗素子１０１に対して裏面側から電気接続を行うため、発熱抵抗素子１０１の表面側を覆う電気配線が不要となる。電気配線が発熱抵抗素子１０１の表面側に接続される従来構成では、発熱抵抗素子１０１の上に膜厚約０．６〜１．２μｍの電気配線が積層されている。このため、約０．６〜１．２μｍの段差に対するカバレッジ性を確保するために比較的厚い膜厚の保護膜を設ける必要がある。これに対し本実施形態では、発熱抵抗素子１０１の表面側に設ける電気配線が不要となる。発熱抵抗素子１０１の膜厚は０．０１〜０．０５μｍ程度であるため従来構成に比べて段差が格段に小さくなる。よって膜厚０．１５〜０．３μｍ程度の保護膜１０５で十分なカバレッジ性を確保することができるので保護膜１０５の薄化が可能となり、インクへの熱伝達効率が格段に向上する。これにより、消費電力の低減と、発泡の安定化による高画質化を両立することができる。耐キャビテーション膜１０６のパターニング精度と信頼性の向上、吐出口形成部材１０８の基板１１４への密着性と加工精度の向上なども見込むことができ、高画質化だけではなく製造面でのメリットも得ることができる。
【００１５】
発熱抵抗素子１０１に対する接続部材１０２の接続位置は発熱抵抗素子１０１のＸ方向の実質的な長さ（有効長Ｌ）を規定する（図３参照）。発熱抵抗素子１０１の有効長Ｌは両側の接続領域１１０のＸ方向の間隔に等しい。発熱抵抗素子１０１の有効長Ｌの寸法精度を高めることで、発泡領域１１１のＸ方向の長さの寸法精度を高めることができる。特許文献１に代表される従来の液体吐出ヘッドは、一般に電気配線１０３をウェットエッチングで抜いて発熱抵抗素子の形状を形成するため、発熱抵抗素子１０１の有効長Ｌの寸法精度を向上することは難しい。これに対し、本実施形態では、平坦な絶縁膜１０４にドライエッチングでホールを形成し、ホールに接続部材１０２の材料を埋め込むことで接続部材１０２を形成するため、従来構成に比べて発熱抵抗素子１０１の有効長Ｌの寸法精度が相対的に高い。発熱抵抗素子１０１は薄い発熱抵抗素子１０１の膜をパターニングすることで形成できるため、発熱抵抗素子１０１のＹ方向幅Ｗについても寸法精度を高めることが可能である。発熱抵抗素子１０１の寸法精度の向上により発熱抵抗素子１０１間での発泡特性のばらつきが低減する。これにより液体吐出ヘッドの高画質化が実現できるほか、ばらつきを見込んだ過剰なエネルギー投入が不要となり、消費電力の低減を実現することができる。また、接続部材１０２をホールに埋め込まずに、ホールから直接、電気配線１０３と接続する構成に対しても、本発明の構成は平坦な下地に発熱抵抗素子の膜が製膜されるため、信頼性の高い発熱抵抗素子を形成することができる。
【００１６】
より均一なインク吐出特性を得るために、発泡ばらつきや抵抗値ばらつきに対し精度が必要であるため、発熱抵抗素子１０１の下地（下部領域）は平坦であることが好ましい。従来は発熱抵抗素子の直下およびその周辺には段差が生じないように配線パターン等を配置することが困難であった。本発明の構成では各層の電気配線１０３および発熱抵抗素子１０１の下地部はＣＭＰ等の処理により平坦化している。それにより図１（ｂ）に示すように、接続部材１０２の発熱抵抗素子１０１との当接面と、絶縁膜１０４の発熱抵抗素子１０１との当接面とは同一平面に設けられている。このように、発熱抵抗層の下地（下部領域）を平坦化することで発熱抵抗素子１０１の直下、すなわち後述する中央領域１２２と基材１１３との間の絶縁膜１０４やその周辺に信号配線や電源配線等のパターンの電気配線１０３を通すことが可能となる。さらにはその領域にトランジスタを配置することも可能となるため、素子基板１００の面積を小さくすることが出来、液体吐出ヘッドのローコスト化、吐出口１０９の高密度化が可能となる。本実施形態においては図１（ｂ）に示すようにＳｉにより形成される基材１１３の絶縁膜１０４との界面領域に駆動回路２０３およびフィールド酸化膜１３２が形成されている。
【００１７】
上記構成によって発熱抵抗素子１０１の特性への影響を抑制しつつ電気配線１０３を多層化することが可能となる。このように、電気配線１０３に複数の配線層を割り当てることで電源配線抵抗を大幅に削減することが可能となり、省エネ化や発熱抵抗素子１０１への投入エネルギーの均一化を実現することが可能となる。図１（ｂ）では電気配線１０３は発熱抵抗層１０１からの距離が互いに異なる４層の構成になっている。下層側の電気配線層１０３ａ、１０３ｂを、発熱抵抗素子１０１を駆動するための信号配線層やロジック電源配線層（第３の電気配線層１０３ａ、第４の電気配線層１０３ｂ）に割り当てている。また、上層側（絶縁膜側）の電気配線層１０３ｃ、１０３ｄを、発熱抵抗素子１０１に電流を供給するための配線層に割り当てている。本実施形態においては、電気配線層１０３ｄをグランド（ＧＮＤＨ）配線層（第１の電気配線層１０３ｄ）、電気配線層１０３ｃを電源（ＶＨ）配線層（第２の電気配線層１０３ｃ）とし、電気配線層１０３ｃ、１０３ｄともに所謂ベタ配線としている。このように電源系の第１の電気配線層および第２の電気配線層を異なる層に形成する多層配線とし、両電気配線層を、素子基板の全面に設ける構成（ベタ配線）とすることで、素子基板１００の大型化を抑制しつつ、配線抵抗を非常に小さくすることができる。
本実施形態では、絶縁膜１０４中に、発熱抵抗素子１０１に電流を流す為の電気配線層１０３ｃ、１０３ｄと、発熱抵抗素子を駆動するための信号配線層やロジック電源配線層のための電気配線層１０３ａ、１０３ｂの４層の電気配線層を備えている。第２及び第１の電気配線層１０３ｃ、１０３ｄは第３及び第４の電気配線層１０３ａ、１０３ｂに対して発熱抵抗素子１０１に近い側に配されており、第２及び第１の電気配線層１０３ｃ、１０３ｄの膜厚は相対的に厚い方が効率を考慮すると好ましい。逆に第３及び第４の電気配線層１０３ａ、１０３ｂは第２及び第１の電気配線層１０３ｃ、１０３ｄに対して駆動回路２０３に近い側に配されており、第３及び第４の電気配線層１０３ａ、１０３ｂの膜厚は相対的に薄い方が好ましい。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように発熱抵抗素子１０１は、各々が接続領域１１０を含む２つの電極領域１２１と、２つの電極領域１２１の間に位置する中央領域１２２とに、第１の方向Ｘに区画されている。２つの電極領域１２１と中央領域１２２は第２の方向Ｙに関し同一の寸法を有している。すなわち、発熱抵抗素子１０１はＸ−Ｙ面内で長方形の平面形状を有している。本実施形態では、接続部材１０２の幅ａ、間隔ｂ、発熱抵抗素子１０１のオーバーラップ幅ｃはこのような発熱抵抗素子１０１の形状を前提に最適化される。ここで、接続部材１０２の幅ａは接続部材１０２のＹ方向幅、接続部材１０２の間隔ｂは隣接する接続部材１０２の第２の方向Ｙにおける間隔、オーバーラップ幅ｃは両端の接続部材１０２と発熱抵抗素子１０１の周縁部１０１ａ，１０１ｂとの間の距離である。
【００１９】
接続部材１０２の配置は以下の式に基づいて決定することが望ましい。
【数１】
0006598658.tif 000002
式中の各記号は図１（ａ）に示した通りである。ａｍｉｎ，ｂｍｉｎ，ｃｍｉｎはレイアウト上の最小寸法であり、パターニングの際のマスクのずれ、エッチングのずれ、接続部材１０２のずれなど製造装置の性能に依存する。（式１）は発熱抵抗素子１０１のＹ方向幅Ｗに対して、接続部材１０２の数ｎが最大となるように配置することを示している。余った寸法はオーバーラップ幅ｃに割り当てられる。
【００２０】
本実施形態では、各電極領域１２１における全ての接続部材１０２の幅ａは等しく、全ての間隔ｂは等しく（等間隔で設置され）、Ｙ方向両側のオーバーラップ幅ｃは等しい。また、２つの電極領域１２１間でも接続部材１０２の幅ａ、間隔ｂ、オーバーラップ幅ｃは等しい。すなわち、２つの電極領域１２１の接続部材１０２はＹ方向に関し対称形で配置されている。ｎ個の接続部材１０２の長さａの合計は発熱抵抗素子１０１のＹ方向幅Ｗの５０％以下である。
【００２１】
図２は、本実施形態における発熱抵抗素子１０１内の電流密度分布のシミュレーション結果を示している。額縁領域１１２の幅は２μｍとしている。シミュレーションはＳＰＩＣＥにて行い、発熱抵抗素子１０１は０.１μｍ単位の２次元抵抗メッシュ、接続部材１０２は３次元メッシュでモデル化している。電流密度のコンターは発熱抵抗素子１０１の発泡領域１１１の中心部の電流密度を基準とし、−５〜＋５％のレンジで示している。図中濃い部分が高い電流密度を、淡い部分が低い電流密度を示している。発熱抵抗素子１０１の有効長Ｌ：２０μｍ、発熱抵抗素子１０１のＹ方向幅Ｗ：２０μｍ、接続部材１０２の幅ａ：０.６μｍ、接続部材１０２の間隔ｂ：０.６μｍ、オーバーラップ幅ｃ：０.７μｍである。発熱抵抗素子１０１内の接続部材１０２の幅ａと接続部材１０２の間隔ｂとオーバーラップ幅ｃはすべて等しい。接続部材１０２の数ｎは片側１６個である。
【００２２】
シミュレーション結果より、複数の接続部材１０２を一列に配置することにより、発泡領域１１１の電流分布を均一性の向上が確認された。接続部材１０２の近傍である、額縁領域１１２の電流密度は多少ばらついているが、発泡領域１１１外であるためインク発泡に影響を及ぼさない。電流は接続部材１０２の発熱抵抗素子１０１中心側の辺に集中している。電流の集中を防止するために片側２列の接続部材１０２を設けることも考えられる。しかし、電流は主に発熱抵抗素子１０１の中心寄りの１列を流れるため、発熱抵抗素子１０１のシート抵抗をよほど低くしない限り２列の接続部材１０２を設ける利点がない。また、２列の接続部材１０２に電流が流れる場合、発熱抵抗素子１０１の有効長Ｌを規定しづらくなるおそれがある。従って、複数の接続部材１０２は一列で設けることが望ましい。
【００２３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では図２のシミュレーション結果に示すように、発熱抵抗素子１０１の四隅の電流分布が低下する可能性がある。第１の実施形態における額縁領域１１２の幅では問題のないレベルであるが、発熱抵抗素子１０１の膜構成や熱伝導率によっては、額縁領域１１２の幅が縮まった場合、四隅の電流分布の低下が問題となる可能性がある。本実施形態では複数の接続部材１０２が一列で配置された構成において、より電流分布が均一化される。
【００２４】
本実施形態における発熱抵抗素子１０１、接続部材１０２の配置を図３に、関係式を（式２）に示す。
【数２】
0006598658.tif 000003
式中の各記号は第１の実施形態と同じであり、図１に示すとおりである。本実施形態によれば、接続部材１０２の位置によらず接続部材１０２周りの電流分布は実質的に同じになる。図４に（式２）を満たす接続部材１０２配置の電流密度分布のシミュレーション結果を示す。シミュレーション条件は第１の実施形態と同様である。図示した位置は発熱抵抗素子１０１の左下で、額縁領域１１２の幅は第１の実施形態と同様２μｍとしている。接続部材１０２の間隔ｂは図４（ａ）でｂ=０.６μｍ、図４（ｂ）でｂ=１.２μｍ、図４（ｃ）でｂ=１.８μｍである。（式２）の条件を満たすことで、端部の接続部材１０２も中央の接続部材１０２も電流の流れ方が実質的に等しくなり、図２で見られたような四隅の電流密度が低下する現象が生じにくくなる。ただし、接続部材１０２の間隔ｂが広がるにつれ接続部材１０２近傍の電流分布が不均一な領域が広がっていき、ｂ=１.２μｍ付近（不図示）からその不均一な領域が発泡領域１１１に広がってゆく。このことから接続部材１０２の間隔ｂは極力小さいことが望ましく、具体的には１.２μｍ以下であることが望ましい。
【００２５】
発熱抵抗素子１０１のＹ方向幅Ｗに対して、（式２）と以下に示す（式３）が同時に成り立つのが理想である。
【数３】
0006598658.tif 000004
式中の各記号は第１の実施形態と同じであり、図１に示すとおりである。ａｍｉｎ、ｂｍｉｎは第１の実施形態と同様、レイアウト上の最小寸法を示している。（式２）と（式３）を同時に満たすということは、ｃ＝ｂ／２の関係を満たすとともに、接続部材１０２が製造プロセス上可能な最小の寸法及び間隔で配置されることを示している。
【００２６】
発熱抵抗素子１０１の発泡特性で決められる中央領域１２２のＹ方向幅Ｗに対して発熱抵抗素子１０１の電流分布を均一化するためには、できる限り（式２）を満足しつつ、接続部材１０２の幅ａまたは間隔ｂをａｍｉｎ、ｂｍｉｎに近づけることが望ましい。接続部材１０２の幅ａを広げる場合、電流密度の高い領域が広がり、接続部材１０２の間隔ｂを広げる場合、電流密度の低い領域が広がる。従って、電流密度の高い領域を縮小する場合は接続部材１０２の間隔ｂを広げることが望ましく、電流密度の低い領域を縮小する場合は接続部材１０２の幅ａを広げることが望ましい。接続部材１０２の幅ａと間隔ｂの両者を広げることもできる。いずれの場合も電流分布をできるだけ均一化するため、ａｍｉｎまたはｂｍｉｎに対する増分を全ての接続部材１０２に均等に割り当てることが望ましい。接続部材１０２の間隔ｂは第１の実施形態と同様、１.２μｍ以下であることが望ましい。
【００２７】
ａｍｉｎまたはｂｍｉｎに対する増分を全ての接続部材１０２に均等に割り当てることが困難である場合、接続部材１０２の幅ａまたは間隔ｂは不均等になってもよい。その場合（式２）のｂは、接続部材１０２の間隔ｂの列当たりの平均値とすることが望ましい。（式２）が実現できない場合は、両端部のオーバーラップ幅ｃは、ｎ個の接続部材１０２の第２の方向Ｙにおける平均間隔の１／４以上１未満とすることが好ましい。特に、発熱抵抗素子１０１の四隅の電流密度を上げるため、両端部のオーバーラップ幅ｃを平均間隔の１／４以上１/２未満とすることが望ましい。
【００２８】
（第３の実施形態）
第２の実施形態はオーバーラップ幅ｃを小さくすることが可能な場合は特に有効であるが、オーバーラップ幅ｃが大きい場合は図４（ｃ）に示すように、電流密度の不均一な領域が発泡領域１１１まで広がる可能性がある。本実施形態は発熱抵抗素子１０１の四隅の電流密度の低下を抑えることができるだけでなく、オーバーラップ幅ｃの変動や接続部材１０２の製造上の位置のばらつきに対しても電流分布の変動が生じにくい。
【００２９】
図５は第３の実施形態における発熱抵抗素子１０１の近傍の平面図である。第１の実施形態と同様、発熱抵抗素子１０１は、各々が接続領域１１０を含む２つの電極領域１２１と、２つの電極領域１２１の間に位置する中央領域１２２とに、第１の方向Ｘに区画されている。しかし、第１の実施形態と異なり、２つの電極領域１２１は第２の方向Ｙに関し中央領域１２２より長い寸法を有している。電極領域１２１のＹ方向幅を中央領域１２２のＹ方向幅に対して独立して設定することができるため、中央領域１２２のＹ方向幅の制約を受けることなく電極領域１２１に接続部材１０２を配置し、Ｙ方向に大きな接続領域１１０を確保することが可能である。本実施形態によれば常に発熱抵抗素子１０１の四隅の電流密度を上げることができる。接続部材１０２の製造上の位置ずれが生じても、四隅の電流密度が下がることはない。さらに、本実施形態では第１及び第２の実施形態よりも多くの接続部材１０２を配置できるため、並列に接続される接続部材１０２（抵抗）の数が増え、接続部材１０２の電圧ロスが低減され、消費電力の低減につながる。
【００３０】
本実施形態でも、複数の接続部材１０２は第２の方向Ｙに沿って互いに間隔をおいて位置している。各電極領域１２１における全ての接続部材１０２の幅ａは実質的に等しく、全ての間隔ｂは実質的に等しく（等間隔で設置され）、Ｙ方向両側のオーバーラップ幅ｃは実質的に等しい。また、２つの電極領域１２１における接続部材１０２の幅ａ、間隔ｂ、オーバーラップ幅ｃは実質的に等しい。すなわち、２つの電極領域１２１において、接続部材１０２はＹ方向に関し対称形で配置されている。ｎ個の接続部材１０２のＹ方向幅の合計は電極領域１２１のＹ方向幅の５０％以下である。接続部材１０２の間隔ｂは第１の実施形態と同様、１.２μｍ以下であることが望ましい。接続領域１１０は、第２の方向Ｙに関し中央領域１２２の範囲内に配置されている。具体的には、Ｙ方向端部に位置する２つの接続部材１０２（以下、端部接続部材１０２ａ，１０２ｂという）は中央領域１２２の周縁部１２２ａ，１２２ｂよりも内側にある。他の実施形態では接続領域１１０の一部が、第２の方向Ｙに関し中央領域１２２の範囲外に配置されていてもよい。以下、端部接続部材１０２ａ，１０２ｂの外側の辺と中央領域１２２の周縁部１２２ａ，１２２ｂとの間の距離（端部接続部材１０２ａ，１０２ｂの外側の辺が中央領域１２２の周縁部１２２ａ，１２２ｂから引き込んでいる距離）を引き込み距離ｄという。
【００３１】
図６は、本実施形態における電流分布のシミュレーション結果を示す。シミュレーションの条件は第１及び第２の実施形態と同様である。接続部材１０２の幅ａは０.６μｍ、接続部材１０２の間隔ｂは０.６μｍ、オーバーラップ幅ｃは０.６μｍ、引き込み距離ｄは０.１μｍである。電極領域１２１のＹ方向幅が第１の実施形態よりも大きいため、第１の実施形態よりも１つ多い１７個の接続部材１０２が配置されている。額縁領域１１２の幅は第１及び第２の実施形態と同様２μｍである。図６に示すように、電極領域１２１のＹ方向幅が広いため四隅の電流密度の低下が抑えられている。
【００３２】
図７は、接続部材１０２の様々な位置に対する電流密度を示している。図７（ａ）は図６の発熱抵抗素子１０１の左下部の拡大図である。図７（ｂ），（ｃ）では図７（ａ）に対し、端部接続部材１０２ａ，１０２ｂの位置を発熱抵抗素子１０１の内側にずらしている。第１の実施形態では端部接続部材１０２ａ，１０２ｂの位置を内側にずらすと電流の不均一な領域が広がるが、本実施形態では図７に示すように、電流の不均一な領域が狭くなる。しかし、接続部材１０２ａ，１０２ｂをあまり内側にずらすと電流の不均一な領域が広がるため、引き込み距離ｄは好ましくは１．２μｍ以下、より好ましくは０．９μｍ以下とするのがよい。図８は、図７（ｃ）のシミュレーション結果のコンターのレンジを広げた図である。図８からわかるように端部接続部材１０２ａの側方を電流が流れている。電極領域１２１のＹ方向幅が広いため、接続領域１１０の端部からＹ方向外側に流れる電流が増加し、第１の実施形態とは異なる電流分布となる。本実施形態においても接続領域１１０をＹ方向に広げることで電流分布を均一化することができるが、中央領域１２２のＹ方向幅よりも内側だけに接続部材１０２を配置することで、電流分布の不均一な領域を最小化することができる。さらに、Ｙ方向両側のオーバーラップ幅ｃは接続部材１０２の間隔ｂより大きいことが望ましく、より一般的には、Ｙ方向両側のオーバーラップ幅ｃは接続部材１０２の第２の方向Ｙにおける平均間隔より大きいことが望ましい。
【００３３】
（第４の実施形態）
図９は第４の実施形態における発熱抵抗素子１０１の近傍の平面図である。２つの電極領域１２１と中央領域１２２は第２の方向Ｙに関し同じ寸法を有しており、発熱抵抗素子１０１は長方形の平面形状を有している。接続部材１０２は第２の方向Ｙに沿って連続して設けられている。換言すれば、接続領域１１０は接続部材１０２によって完全に埋められている。接続部材１０２をスリット状の長方形形状にすることで、第１〜３の実施形態に比べ、発熱抵抗素子１０１内の電流密度をより均一化することができる。
【００３４】
図１０に本実施形態におけるシミュレーション結果を示す。第１〜第３の実施形態では、接続部材１０２がＹ方向に分断されているため接続部材１０２の抵抗が大きくなる。例えば図２に示すシミュレーション結果では、理想的な（発熱抵抗素子１０１の全幅を均一に電流が流れる）四角形の発熱抵抗素子１０１に対し約１％の電圧ロスが生じている。これに対し、図１０に示すシミュレーション結果では電圧ロスは０.１％以下であり、ほぼ電圧ロスなく発熱抵抗素子１０１にエネルギーを与えることが可能となる。このように、本実施形態では接続部材１０２の端部を除き電流分布が一様になっており、理想的な発熱抵抗素子１０１の構成が得られる。
【００３５】
図１１に、接続部材１０２の端部位置をずらした場合のシミュレーション結果を示す。図１１（ａ）は図１０に示す発熱抵抗素子１０１の左下部を拡大したもので、図１１（ｂ）は図１０に示す接続部材１０２の端部位置をＹ方向にずらしたものである（接続部材１０２のＹ方向幅を変更している）。図１１（ａ）はオーバーラップ幅ｃ=０.６μｍ、図１１（ｃ）はオーバーラップ幅ｃ=１.１μｍである。長方形の発熱抵抗素子１０１の場合はオーバーラップ幅ｃが小さいほど電流の不均一な領域が減り、より理想的な電流分布となる。
【００３６】
（第５の実施形態）
図１２は第５の実施形態における発熱抵抗素子１０１の近傍の平面図である。２つの電極領域１２１と中央領域１２２は第２の方向Ｙに関し異なる寸法を有しており、発熱抵抗素子１０１の形状は第３の実施形態と同様である。接続部材１０２は第２の方向Ｙに沿って連続して設けられており、接続部材１０２の形状は第４の実施形態と同様である。従って、接続部材１０２の電圧ロスは第４の実施形態と同様極めて小さい。本実施形態においても、接続部材１０２をスリット状の長方形形状にすることによって、第１〜３の実施形態に比べ、発熱抵抗素子１０１内の電流密度をより均一化することが可能となる。図１３に本実施形態におけるシミュレーション結果を示す。第４の実施形態と同様電圧ロスは０.１％以下であり、ほぼ電圧ロスなく発熱抵抗素子１０１にエネルギーを与えることが可能となる。本実施形態でも接続部材１０２の端部を除き電流分布が一様になっており、理想的な発熱抵抗素子１０１の構成が得られる。
【００３７】
図１４に、接続部材１０２の端部位置をずらした場合のシミュレーション結果を示す。図１４（ａ）は図１３に示す発熱抵抗素子１０１の左下部を拡大したもので、図１４（ｂ），（ｃ）は図１３に示す接続部材１０２の端部位置をＹ方向にずらしたものである（接続部材１０２のＹ方向幅を変更している）。図１４（ａ）はオーバーラップ幅ｃ=０.１μｍ、引き込み距離ｄ=０.６μｍ、同（ｂ）はオーバーラップ幅ｃ=０.６μｍ、引き込み距離ｄ=０.１μｍ、同（ｃ）はオーバーラップ幅ｃ=０.９μｍ、引き込み距離ｄ=０.４μｍである。図１４（ａ），（ｂ）より、電極領域１２１が中央領域１２２よりも広い発熱抵抗素子１０１の場合は、オーバーラップ幅ｃを小さくすると逆に電流の不均一な領域が広がる。これは第３の実施形態で述べた原理と同様、接続部材１０２の端部から電流が回り込むためである。本実施形態の発熱抵抗素子の形状の場合、オーバーラップ幅ｃと引き込み距離ｄをある大きくした方が一様な電流密度分布が得られる。電流の不均一な領域は図１３（ｃ）のｃ=０.９μｍ,ｄ=０.４μｍの場合に最小化されており、引き込み距離ｄは０.６μｍ以下とするのが好ましい。
【００３８】
以上述べた各実施形態では様々なシミュレーション結果を示しているが、実際の発熱抵抗素子１０１と接続部材１０２の相対位置は、製造上の精度、ばらつき等により、シミュレーション結果に対しずれを生じる。シミュレーション結果で示された接続部材１０２の幅ａ、間隔ｂ、オーバーラップ幅ｃ、引き込み距離ｄの最適値ないし好適値は±０.１μｍ程度の範囲で変動し得る。例えば上述の第５の実施形態において、電流の不均一な領域が最小化されるオーバーラップ幅ｃの最適範囲は０．８以上１．０μｍ以下となり、引き込み距離の最適範囲は０．３μｍ以上０．５μｍ以下となる。
【００３９】
（第６の実施形態）
図１６に第６の実施形態における素子基板１００の構成を示す。図１６（ａ）は素子基板１００の吐出口１０９が形成される側の面の平面図を示し、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＡで示した部分の拡大図を示す。本実施形態における素子基板１００の外見は、略平行四辺形の外径形状であり、素子基板１００の吐出口形成部材１０８に、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の各インク色に対応する４列の吐出口列が２次元的に配列されている。なお、以後、複数の吐出口１０９が配列される吐出口列が延びる方向を「吐出口列方向Ｓ」と呼称する。
【００４０】
図１６（ｂ）に示すように、各吐出口１０９に対応した位置にはインクを熱エネルギーにより発泡させるための発熱抵抗素子１０１が配置されている。隔壁３０３により、発熱抵抗素子１０１を内部に備える圧力室１０７が区画されている。発熱抵抗素子１０１は素子基板１００に設けられる電気配線層１０３ｃ、１０３ｄ（図１参照）によって、図１６（ａ）に示す電極パッド２０１と電気的に接続されている。発熱抵抗素子１０１は記録装置（不図示）の制御回路から入力されるパルス信号に基づいて発熱して、インクを沸騰させる。この沸騰による発泡の力でインクを吐出口１０９から吐出する。図１６（ｂ）に示すように、吐出口列方向Ｓに沿って、各吐出口列の一方の側には液体供給路３０１が、他方の側には液体回収路３０２が延在している。液体供給路３０１及び液体回収路３０２は、素子基板１００の基材１１３に設けられた、吐出口列方向Ｓに延在する流路であり、それぞれ供給口３００ａ、回収口３００ｂを介して吐出口１０９と連通している。供給口３００ａ、回収口３００ｂは素子基板１００の基板１１４（図１（ｂ）参照）を貫通する貫通孔である。これらの流路構成により、液体供給路３０１を流れるインクは複数の供給口３００ａを介して記録素子１０１に供給され、吐出口１０９から吐出される。記録素子１０１に供給されたインクのうち吐出されなかったインクは、複数の回収口３００ｂを介して液体回収路３０２に回収される。液体回収路３０２に回収されたインクは記録装置に設けられたタンク部（不図示）を介して、再度液体吐出ヘッドに供給される。このような経路を経ることでインクは循環される。本実施形態においては、タンク部を介した循環構成について説明したがこれに限られず、例えば、液体回収路３０２から回収口３００ｂを介して記録素子１０１にインクを供給する構成であっても良い。このような構成により、記録素子１０１に対してその両側の開口（３００ａ、３００ｂ）からインクを供給でき、吐出における対称性が確保でき、またインクの吐出後のリフィルも比較的高速になるので好ましい。
【００４１】
本実施形態のように複数の吐出口列（記録素子１０１の列）、および基板１１４を貫通する複数の液体開口（例えば供給口３００ａ、回収口３００ｂ）を備える素子基板１００においては図１（ｂ）に示した多層の配線構成が特に好適に適用できる。このような記録素子１０１が２次元配置された構成において、電気配線層１０３ａ、１０３ｂの多層構成およびスルーホール構成を用いることで基板の大型化を抑制した素子基板１００が可能となる。
また複数の素子基板１００を配列することで、記録媒体の幅に対応した長さを有するライン型の液体吐出ヘッドを提供することが可能である。特に本実施形態のように素子基板１００の外形を略平行四辺形の形状とし、複数の素子基板１００を直線上（インライン）に配列することで、短手方向の長さを抑えた小型のライン型ヘッドの提供が可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１００  素子基板
１０１  発熱抵抗素子
１０２  接続部材
１０３ｄ  第１の電気配線層
１０３ｃ  第２の電気配線層
１０４  絶縁膜
１０５  保護膜
１１０  接続領域
１１３  基材
Ｘ  第１の方向
Ｙ  第２の方向
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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