(57)【要約】【課題】  梁を記録ヘッド内共通液室に形成し、インクジェット記録ヘッド基板の変形を防止する。【解決手段】  通液室と、インクを加熱して気泡を発生させインクを突出させる発熱抵抗体を有する基板と、該基板上に設けられた吐出口を有するオリフィスプレートとを備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、該基板に基板を補強する梁を有し、該梁が略矩形であること特徴とするインクジェット記録ヘッド。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通液室と、インクを加熱して気泡を発生させインクを突出させる発熱抵抗体を有する基板と、該基板上に設けられた吐出口を有するオリフィスプレートとを備え、該オリフィスプレートの吐出口から該基板面に対し垂直方向にインク液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドにおいて、該基板に基板を補強する梁を有し、該梁が略矩形であること特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記梁は、アルカリ溶液に対して耐性があることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記梁は、金属であることを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記金属は、貴金属であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記梁の少なくとも一部は、基板に対してアンカーとなる部位を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記アンカーの少なくとも一部は、曲面であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
前記梁は、基板裏面にあることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
前記梁を構成する面の一つは、基板裏面と同一平面にあることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
前記基板は、シリコン単結晶体であることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１０】
前記共通液室を構成するシリコン単結晶体結晶方位は、（１１１）面よりなることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドを装備したプリンター。
【請求項１２】
共通液室と、インクを加熱して気泡を発泡させインクを吐出させる発熱抵抗体を有する基板と、該基板上に設けられた吐出口を有するオリフィスプレートとを備え、該オリフィスプレートの吐出口から基板に対し垂直方向にインク液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドの作製方法において、
（ａ）該梁形成用開口部より該基板をエッチングし、梁形成用溝を形成する工程（第１エッチング工程）
（ｂ）該梁形成用溝に梁材料を充填する工程
（ｃ）該インク供給口形成用開口部より該基板をエッチングし、インク供給口形成用溝を形成する工程（第２エッチング工程）
（ｄ）該基板面に対して垂直方向に貫通孔を形成すると共に隣接する該インク供給口形成用溝を連通する連通孔を形成し、共通液室を形成すると共に、工程（ｄ）の充填物の一部を基板より露出させ梁を形成する工程（第３エッチング工程）
の何れかの工程を用いることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項１３】
前記工程（ａ）の前に該基板表面にパッシベイション層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項１４】
前記工程（ａ）の前に該基板裏面に梁形成用開口部を有する梁形成用マスク層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項１５】
前記工程（ｃ）の前に該梁形成用マスク層を除去し、インク供給口形成用開口部を有するインク供給口形成用マスク層を形成することを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項１６】
前記工程（ｄ）の後にパッシベイション層を該基板裏面より除去する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項１７】
前記梁は、電着法により形成されることを特徴とする請求項１乃至１６の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項１８】
前記梁は、無電解メッキ法により形成されることを特徴とする請求項１乃至１７の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項１９】
前記梁は、蒸着法により形成されることを特徴とする請求項１乃至１８の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項２０】
前記第１、第２エッチング工程は、異方性エッチングであることを特徴とする請求項１乃至１９の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項２１】
前記第１、第２エッチング工程は、反応性イオンエッチングであることを特徴とする請求項１乃至２０の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項２２】
前記第１、第２エッチング工程は、ＳＦ系ガス、ＣＦ系ガス、Ｃｌ系ガスの何れかの反応性ガスを用いることを特徴とする請求項１乃至２１の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項２３】
前記第１、第２エッチング工程は、保護膜形成とエッチングの繰り返しであることを特徴とする請求項１乃至２２の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項２４】
前記第３エッチング工程は、異方性エッチングであることを特徴とする請求項１乃至２３の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項２５】
前記第３エッチング工程は、アルカリ水溶液を用いる結晶異方性エッチングであることを特徴とする請求項１乃至２４の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【請求項２６】
前記第３エッチング工程は、ＫＯＨ、ＥＤＰ、ＴＭＡＨ、ヒドラジンの何れかのエッチング溶液を用いることを特徴とする請求項１乃至２５の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出させて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録ヘッド及びその作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクを加熱して気泡を生成させ、この気泡の生成に基づいてインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着させて画像形成を行う、インクジェット記録方式（特開昭５４ー５１８３７に記載）は、高速記録が可能であり、また比較的記録品位も高く、低騒音であるという利点を有している。この方法はカラー画像記録が比較的容易であって、普通紙等にも記録でき、装置の小型化も容易であり、さらに、記録ヘッドにおける吐出口を高密度に配設することができるので、高解像度、高品位の画像を高速で記録することができるといった多くの優れた利点を有している。この方法を用いた記録装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等における情報出力手段として用いることができる。
【０００３】
このようなインクジェット記録方式の記録ヘッドの一般的構造は、インクを吐出するために設けられた突出口と、これに連通してインクが満たされたインク路とこのインク路中に設けられた熱エネルギーを発生する為の電気熱変換素子（以下、発熱体と記す）を具備している。発熱体は、発熱抵抗層とそれをインクから保護する上部の保護層と蓄熱するための下部の蓄熱層を具備している。これに電極配線を介してパルス的に通電（駆動パルスの印加）がなされることによって熱エネルギーを発生し、熱エネルギーの作用を受けた液体が過熱されて気泡を発生し、この気泡発生に基づく作用力によって、記録ヘッド部先端の吐出口から液滴が形成され、この液滴が被記録部材に付着して情報の記録が行われる。
【０００４】
近年、データ量の多い画像情報を被記録部材に出力する要求が高まり、高精細且つ高速な記録が望まれてきている。高精細な画像を出力するには小液滴を安定に吐出することとなるが、このためには高密度、且つ高精度に吐出口を形成する必要がある。
【０００５】
その形成方法として、特開平5-330066，及び特開平6-286149に示されたインクジェット記録ヘッドの吐出口の製造方法が提案されており、また、特開平10-146979にて前記の吐出口の形成方法においてインク供給口部上部のオリフィスプレートにリブ構造を有する形成方法が提案されている。
【０００６】
これらのインクジェット記録ヘッドは発熱体が形成された基板に対して、垂直方向にインク液滴が吐出するものであり、「サイドシュータ型」インクジェット記録ヘッドと称する構造を有する。
【０００７】
「サイドシュータ型」インクジェット記録ヘッドにおいて、高精細するに伴い吐出口の間隔が短くなり、これによりインク流路は狭くなる。インク流路が狭くなると発泡後にインクがインク流路に満たすに要する時間（リフィル時間）が長くなる為、発熱体とインク供給口との距離を短くする必要がある。インク供給口と発熱体との距離を制御できる方法として、アルカリ水溶液によるシリコンの結晶方位面に応じたエッチング速度差を利用するシリコン結晶異方性エッチングが知られている。この方法では、一般的に、基板として方位面が（１００）のシリコンウエハを用いて基板裏面よりシリコン結晶異方性エッチングを行い精度良くインク供給口の開口幅を形成し、発熱体とインク供給口との距離の制御を行う。より高精度な開口幅を提供する為に、特開平10-181032では表面に形成した犠牲層と異方性エッチングを組み合せたインク供給口の作製方法が提案されている。
【０００８】
高精細インクジェット記録ヘッドを形成する上、このようなアルカリ水溶液を用いたシリコン結晶異方性エッチングは、インク供給口を精度良く作製でき有用な技術となっている。
【特許文献１】特開昭５４ー５１８３７号公報
【特許文献２】特開平5-330066号公報
【特許文献３】特開平6-286149号公報
【特許文献４】特開平10-146979号公報
【特許文献５】特開平10-181032号公報
【特許文献６】特開平２−１１２８３２号公報
【特許文献７】特開平２−１１２８３３号公報
【特許文献８】特開平２−１１２８３４号公報
【特許文献９】特開平２−１１４４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、高精細且つ高速に印字を行うには、特開平5-330066、特開平6-286149の製造方法において、吐出口数を増やし、印字出力幅を大きく取るヘッド構造とする必要がある。すなわち、図１に示す吐出口数を増やした長尺のインクジェット記録ヘッド（以下、長尺ヘッドと記す。）となる。吐出口数を増やすとインク供給口の開口長は吐出口数に対応して長くなり、基板の機械的強度が低下しインクジェット記録ヘッドを製造する上で基板の変形や破損等の問題が生じる。樹脂よりなるオリフィスプレートにリブを立てる構造を提案する特開平10-146979の作製方法では、オリフィスプレートがインクにて膨潤する際のオリフィスプレートの変形を防止することは可能であるが、樹脂が無機材料からなる基板と比べ、ヤング率が２桁から５桁程度小さく、ハンドリングに必要なインクジェット記録ヘッドの機械的強度は基板に因ることになり、長尺化に対応した機械的強度の改善を見込むことは困難である。長尺化に伴う機械的強度の低下で起きる基板の変形や破損等の問題点を以下に具体的に説明する。
【００１０】
１）膜応力による基板の変形
基板上には、蓄熱層、発熱抵抗層、保護層、配線電極、及びオリフィスプレートが形成されている。このような複数の層からなる基板は、各層の薄膜応力により基板内に圧縮または引っ張り応力が生じる。例えば、引っ張り応力の場合には長尺化するに従い図２（ヘッドの基板部のみを簡略して示す。）に示すように、インク供給口を形成したことで応力が開放され、インク供給口中心から幅方向に曲げモーメントが発生し、インク供給口の幅がヘッドの端部と中心部とで差が生まれ突出口の位置が所望の位置からズレることとなる。このズレは、インク供給口の長さに依存する為、長尺になるに従い、ズレ量が増す。印刷を行う際にこのズレが大きくなると、突出口のズレに対応した印字ムラや、画像の歪み等の印字不良が見られることとなる。
【００１１】
２）ハンドリングによる基板の破損
基板上に一括形成した複数のインクジェット記録ヘッドをチッピングし流路部材に貼る上述の工程では、長尺化した個々のインクジェット記録ヘッドをハンドリングし流路部材の所定の位置にアライメントする必要がある。インク供給口が長尺となる場合、図１の正面図の上の側と下の側はインク供給口で分離しており、長尺のインク供給口を有するヘッドの端部の基板（図１の左右の上下が接続された部分）のみでヘッド構造を保持している。インクジェット記録ヘッドをハンドリングするに際に、ヘッドの一部を掴むと曲げモーメントが発生し、前記のヘッドの端面に応力が集中し、破損する事となる。長尺化するにつれインクジェット記録ヘッドの機械的強度が低下し製造歩留まりもそれにつれて低下する。
【００１２】
３）流路部材接合時の熱応力による基板の変形、破損
ヘッドをカートリッジタンクに取り付けるには、基板上に一括形成した複数のインクジェット記録ヘッドをチッピングし、ヘッドの突出エレメント毎に分け、マウント用の流路部材に接着し、カートリッジホルダに組み込む。インクジェット記録装置では、一般に、吐出エレメントを流路部材に接合する接着剤として、耐インク性のある為に熱硬化性接着剤が採用されている。また、流路部材は加工の容易で、低価格な樹脂が採用されている。吐出エレメントと樹脂製の流路部材を熱硬化性接着剤を使用して貼り合わせる場合、吐出エレメントと流路部材の熱膨張率の差から常温時に戻ったとき、熱応力が吐出エレメント中に発生する。これにより、図３（図１のＣ−Ｃ断面の模式図）に示すように突出口が平面性を保てなくなり、突出方向に角度が生じる様になる。インク供給口を長尺にすると吐出エレメントの機械的強度が低下し、熱応力により吐出エレメントの基板が変形する事でオリフィスプレートが変形を起こす。
【００１３】
以上のような問題点から、印字を行う際にこのズレが大きくなると、突出口の角度ズレに対応した印字ムラや、画像の歪み等の印字不良が見られることとなる。さらに、熱応力が基板の降伏応力を超えた場合には、基板が割れる場合がある。
【００１４】
インクジェット記録ヘッドを長尺にするに伴いインク供給口も同様に長尺にする方法では、製造歩留まりの低下や印字不良が発生する。これらの問題点を解決する方法として、基板にシリコン（１００）基板を用い、基板の裏面にエッチング用のマスクを形成しシリコン結晶異方性エッチングより、複数のインク供給口を形成するサイドシュータ型インクジェット記録ヘッド構成が考えられる。図４に複数のインク供給口（図中破線で示す）からなるインクジェット記録ヘッドの例を示す。図４（ａ）は上面図であり、図４（ｂ）はＤ−Ｄ断面の模式図である。この構成においては、図４（ｂ）から明らかなように、仮に基板下面で５０μｍの梁幅を形成しても、シリコン異方性エッチングにより（１１１）面と（１００）面との成す角度である５４．７°でシリコンが裏面よりエッチングされ梁形状が逆台形となり、基板表面での梁幅が９４０μｍ程度に広がる。この結果、表面の梁の中心に位置する発熱体とインク供給口の距離は４００μｍを超える事となり、この発熱体でのリフィル時間は極めて遅く、実用的な印字速度を得ることができなくなり、高速な印字を行うことはできない。
【００１５】
高精細なインクジェット記録ヘッドを形成するには、サイドシュータ型構造で且つ、シリコン結晶異方性エッチングのインク供給口の形成方法を用いる必要があるが、ヘッドを長尺にして高速印字を達成する方法は困難であった。高速印字を行うには、リフィル時間を短くでき、且つインク供給口を長尺する必要があり、この結果、製造歩留まりや印字不良が発生し、良好なインクジェット記録ヘッドを形成することができない。
【００１６】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、
（１）基板の変形を抑え、突出口の位置ズレを低減でき、
（２）機械的強度の高く、ハンドリング及びマウント時の破損を回避できる、
良好な印字を可能にする高精細且つ高速な記録を行うことが可能な長尺にできるインクジェット記録ヘッド及びその作製方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
かかる目的を達成する本発明のインクジェット記録ヘッド及びその作製方法は、
第１に、
共通液室と、インクを加熱して気泡を発生させインクを突出させる発熱抵抗体を有する基板と、該基板上に設けられた吐出口を有するオリフィスプレートとを備え、該オリフィスプレートの吐出口から該基板面に対し垂直方向にインク液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドにおいて、該基板に基板を補強する梁を有し、該梁が略矩形であること特徴とするインクジェット記録ヘッドであり、
第２に、
前記梁は、アルカリ溶液に対して耐性があることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドであり、
第３に、
前記梁は、金属であることを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであり、
第４に、
前記金属は、貴金属であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであり、
第５に、
前記梁の少なくとも一部は、基板に対してアンカーとなる部位を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであり、
第６に、
前記アンカーの少なくとも一部は、曲面であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであり、
第７に、
前記梁は、基板裏面にあることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであり、
第８に、
前記梁を構成する面の一つは、基板裏面と同一平面にあることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであり、
第９に、
前記基板は、シリコン単結晶体であることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであり、
第１０に、
前記共通液室を構成するシリコン単結晶体結晶方位は、（１１１）面よりなることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであり、
第１１に、
請求項１乃至１０の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドを装備したプリンターであり、
第１２に、
共通液室と、インクを加熱して気泡を発泡させインクを吐出させる発熱抵抗体を有する基板と、該基板上に設けられた吐出口を有するオリフィスプレートとを備え、該オリフィスプレートの吐出口から基板に対し垂直方向にインク液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドの作製方法において、
（ａ）該梁形成用開口部より該基板をエッチングし、梁形成用溝を形成する工程（第１エッチング工程）
（ｂ）該梁形成用溝に梁材料を充填する工程
（ｃ）該インク供給口形成用開口部より該基板をエッチングし、インク供給口形成用溝を形成する工程（第２エッチング工程）
（ｄ）該基板面に対して垂直方向に貫通孔を形成すると共に隣接する該インク供給口形成用溝を連通する連通孔を形成し、共通液室を形成すると共に、工程（ｄ）の充填物の一部を基板より露出させ梁を形成する工程（第３エッチング工程）
の何れかの工程を用いることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第１３に、
前記工程（ａ）の前に該基板表面にパッシベイション層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第１４に、
前記工程（ａ）の前に該基板裏面に梁形成用開口部を有する梁形成用マスク層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第１５に、
前記工程（ｃ）の前に該梁形成用マスク層を除去し、インク供給口形成用開口部を有するインク供給口形成用マスク層を形成することを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第１６に、
前記工程（ｄ）の後にパッシベイション層を該基板裏面より除去する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第１７に、
前記梁は、電着法により形成されることを特徴とする請求項１乃至１６の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第１８に、
前記梁は、無電解メッキ法により形成されることを特徴とする請求項１乃至１７の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第１９に、
前記梁は、蒸着法により形成されることを特徴とする請求項１乃至１８の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第２０に、
前記第１、第２エッチング工程は、異方性エッチングであることを特徴とする請求項１乃至１９の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第２１に、
前記第１、第２エッチング工程は、反応性イオンエッチングであることを特徴とする請求項１乃至２０の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第２２に、
前記第１、第２エッチング工程は、ＳＦ系ガス、ＣＦ系ガス、Ｃｌ系ガスの何れかの反応性ガスを用いることを特徴とする請求項１乃至２１の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第２３に、
前記第１、第２エッチング工程は、保護膜形成とエッチングの繰り返しであることを特徴とする請求項１乃至２２の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第２４に、
前記第３エッチング工程は、異方性エッチングであることを特徴とする請求項１乃至２３の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第２５に、
前記第３エッチング工程は、アルカリ水溶液を用いる結晶異方性エッチングであることを特徴とする請求項１乃至２４の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法であり、
第２６に、
前記第３エッチング工程は、ＫＯＨ、ＥＤＰ、ＴＭＡＨ、ヒドラジンの何れかのエッチング溶液を用いることを特徴とする請求項１乃至２５の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの作製方法である。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の共通液室と、インクを加熱して気泡を発生させインクを突出させる発熱抵抗体を有する基板と、該基板上に設けられた吐出口を有するオリフィスプレートとを備え、該オリフィスプレートの吐出口から該基板面に対し垂直方向にインク液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記基板の共通液室内に梁を設けることにより、第１に、基板の変形を抑え、吐出口の位置ずれを低減でき、第２に、基板の機械的強度の高く、ハンドリング及びマウント時の破損を回避できる、高精細且つ高速な記録を行うことが可能な長尺にできる、インクジェット記録ヘッドを得ることができた。
【００１９】
また、基板裏面側に梁を設けることでインク供給口は各発熱体に対し共通となり、リフィル時間が各インク流路で一様となり、吐出の周波数特性が均一となった。
【００２０】
また、基板裏面側に梁を形成したことで流路部材との接着面積を広げることができ、接着強度が向上した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明のインクジェット記録ヘッド及びその作製方法を説明する。
【００２２】
本発明のインクジェット記録ヘッドを図５乃至７に示す。図５、６、７は、夫々本発明のインクジェット記録ヘッドの斜視図、図５のＡ−Ａ断面図、図５のＢ−Ｂ断面図である。インクジェット記録ヘッドは、基板５０１と、発熱体５０７と、インク流路５０５と、吐出口５０６を有するオリフィスプレート５０４からなり、基板５０１の表面には共通液室５０２からインク流路５０５へインクを供給する為に開口部を設けることでインク供給口５０３が形成されている。さらに、基板５０１の裏面側に梁５０８を設けてあり、この梁によりインクジェット記録ヘッドの長尺なインク供給口を設けたことに伴う機械的強度の低下を抑え、基板を変形し難くし、基板の変形に伴う吐出口の位置ずれを低減することができる。
【００２３】
また、図７を見ても明らかなように、梁が基板裏面側に形成されることにより、基板表面は共通液室となり、これによりインク供給口も共通となり、各発熱体へのインクのリフィルのずれや低下が無い。
【００２４】
図８を用いて流路部材とインクジェット記録ヘッドとの接着時の効果を詳細に説明する（梁形状及び基板は原理を説明する為に模式的に示してある）。図８（ａ）は本発明のインクジェット記録ヘッドの基板及び梁の構造を示す図６と同様の断面模式図である。図８（ｂ）は本発明のインクジェト記録ヘッドを説明する為の、梁が基板厚み方向の中心付近にある断面比較図ある。発明が解決しようとする課題にて記載した流路部材接合時の熱応力による基板８０１、８０２の変形、破損に関して、貼り合わせた後に樹脂からなる流路部材８０５はシリコン基板に対し熱膨張率が大きく、常温時に戻ったとき収縮する。これにより、流路部材とヘッドとの界面にせん断応力が発生する。本発明のインクジェット記録ヘッドでは、図８（ａ）に示すように、梁８０３を構成する面の一つが基板８０１の裏面と同一平面にあり接着面積が広く、せん断応力に強くなる。これに対し梁８０４が基板厚の中心位置に配置される場合には、図８（ａ）に比べ接着面積が小さくなりせん断応力に弱い。
【００２５】
また、梁が裏面側にある為、流路部材８０５との接着面積を広く取れ、せん断応力の有無によらず流路部材との接着強度を上げることができる。」
この場合、流路部材と接着する梁の幅は制御することが可能である。
【００２６】
さらに、図５、図６、図７に示すように、従来のシリコン方位面が（１００）の基板を用いたインクジェット記録ヘッドに比べ、共通液室の側面がＶ字に折れ曲がる形状をとり、裏面開口部の寸法を狭くできるので、裏面の接着面積を広く取れている。
【００２７】
以上より本発明のインクジェット記録ヘッドは、良好な印字を可能にする高精細且つ高速な記録を行うことが可能なインクジェット記録ヘッドとなる。
【００２８】
また、共通液室をシリコン異方性エッチングにより形成することで、共通液室を構成する面の一部が、シリコン結晶方位の（１１１）面よりなる。（１１１）面のアルカリ水溶液のエッチング速度が遅いことから、共通液室がアルカリ性のインクに対して腐蝕され難くなり、耐蝕性に優れた共通液室となる。
【００２９】
次に、本発明のインクジェット記録ヘッドの作製方法の特徴を図９乃至１０を用いて詳細に説明する。基板９０１の表面にパッシベイション層９０２を設け、裏面に第１マスク層９０５を形成する。発熱体及び発熱体を駆動する為の電気的な配線（図示せず）、オリフィスプレート９０４が設けられる。第１マスク層９０５には、梁形状の第１開口部９０６が形成されている。梁の本数は任意選択可能である。
【００３０】
梁９０８は、第１開口部を通じて第１エッチングを行い第１溝９０７を形成する工程、第１溝に梁材料を充填する工程より形成される。（梁９０８は第２、第３エッチング工程を経て基板より露出されることで梁となるが、本発明では、場合によって露出される前後でも梁として記載する。）
続いて、第１マスク層を除去し、共通液室１００２、インク供給口１００３を形成するため複数の第２開口部９１０を有する第２マスク層９０９を形成する工程、第２開口部より第２エッチングを行い第２溝１００７を形成する工程、第２溝を第３エッチングにより連通し、共通液室、インク供給口を形成する工程からなる。
【００３１】
この場合、第１マスク層を形成する前に、予め第２マスク層、第２開口部を形成しておく図１２乃至１３の工程を用いる場合、第２マスク層として、酸化性ガスによる熱酸化にて作製される酸化膜をマスク層として用いることができる。
【００３２】
この場合、第２マスク層を梁の幅よりも広くとることにより（図１５）梁の第２エッチングに対する耐性は必要無くなる。更には図１５（ｃ）に示すように基板の一部を残すことも可能となりこれを梁として利用することが可能である。
【００３３】
この場合、梁形状は任意の形状が作製でき、例えば格子状に形成することも可能であり、格子状の梁にフィルターとしての機能を付加することが可能となり、インク中のゴミを吐出口近傍に達しにくくし、インクの吐出不良を減少させることが可能である。
【００３４】
この場合、図１１に示すように、梁は少なくとも共通液室の短辺よりも長くなるよう形成され、共通液室、インク供給口形成後も基板に保持される。図１６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように梁端部にアンカー効果を付与することで、そしてエッチング条件を制御して図１７（ｂ）に示すようなアンカー効果を有するエッチング形状とすることで梁が抜けるのを回避できる。
【００３５】
この場合、梁形状は１回のエッチング工程にて作製された溝に形成されているが、必要に応じて複数回のエッチング工程を経ることで、より機械的特性に優れた、アンカー効果に優れた形状を得ることも可能である。
【００３６】
梁形状は、第１開口部及び第１溝の形状の組合せから選択できる。
【００３７】
梁形状（即ち、第１開口部形状）は、例えば図１６に示すような形状が可能であり、基板に対してアンカー効果を有するよう一部に凸形状を有する梁を作製できる。また、梁幅は選択可能であるので、基板に発生する圧縮応力、引っ張り応力、流路部材の貼り付けに伴う熱応力等に耐えるよう幅を選択できる。
【００３８】
この場合、図１６（ｄ）に示すような形状を有する梁とすることで、梁−基板の界面の一部分に応力が集中しないようにすることができる。
【００３９】
梁形状（即ち、第１溝形状）は、例えば、図１７に示すような形状が可能であり、梁の形成方法に応じて選択でき、各第１溝形状はエッチング条件（例えば、反応性イオンエッチングを用いる場合、エッチングガスの流量や圧力）によって選択できる。
【００４０】
この場合、図１７（ｂ）に示すような第１開口部よりも第１溝底部の幅が大きくなるような断面形状を有する梁とすることで、梁を基板より抜け難くできる。
【００４１】
上記手法により得られる梁は、形状や材料を広く選択できるため機械的設計の自由度が高く、共通液室に対して垂直方向、水平方向、斜め等の何れの方向にも自在に任意の材料で梁を形成することが可能である為、基板に発生する種々の応力に対して最適な梁を形成することが可能である。
【００４２】
梁の作製方法によっては、図２１（ｂ）に示すように途中、コの字型の梁形状が得られるので、この形状を利用してコの字型の梁を作製することも可能である。コの字型の梁を得ることで、様々な方向からの応力に対して変形し難い梁を得ることが出きる。
【００４３】
第１エッチングには、反応性イオンエッチング、等方性ウエットエッチング、イオンミーリング、エキシマレーザーやＹＡＧレーザー等を用いたレーザーアブレイション、サンドブラストによる物理的エッチング等を用いることができる。
【００４４】
梁の作製に電着法を用いる場合、例えば図１５に示す工程を用いることができる。第１溝を形成した基板（図１８（ａ））に第１溝を覆うように導電層１８０７を形成する（図１８（ｂ））。これに電着層１８０８を形成し（図１８（ｃ））、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等の研磨方法により余分な電着物を除去することで第１溝に充填された梁が作製できる。
【００４５】
この場合、例えば導電層１８０７をパターニングし、さらに第１溝内の導電層のみ露出するように残りの導電層を絶縁性マスク層で覆うことで、電着後の余分な電着物の除去工程が軽減できる。
【００４６】
導電層の形成方法としては、例えば蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ法、メッキ法、薄膜塗布法等の薄膜作製技術を用いることができる。
【００４７】
梁の作製に無電解メッキ法を用いる場合、例えば図１９に示す工程を用いることができる。第１溝を形成した基板に図１９（ｂ）のような下敷き層１９０７を形成する。不要な下敷き層を第１マスク層ごと除去し、残った下敷き層より無電解メッキ層を成長させる（図１９（ｃ））ことにより梁が作製できる。
【００４８】
この場合、第１溝の形状を図１７（ｂ）のような逆テーパ状にしておくことで、下敷き層１９０７を断続的に作製でき、第１溝内にのみ下敷き層を残すことができ、第１溝内にのみ無電解メッキ層を成長させることができる。基板１９０１に対して選択的に無電解メッキ層が成長する場合、下敷き層は必ずしも必要ない。また図１８に示す導電層１８０７と同様に下敷き層を連続膜として作製しても構わない。この場合、余分な無電解メッキ層はＣＭＰ法等の研磨方法により除去する。
【００４９】
ここで下敷き層とは、無電解メッキを開始させる物性を有する材料を指し、析出種に応じて選択される。
【００５０】
下敷き層の形成方法としては、例えば蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ法、メッキ法、薄膜塗布法等の薄膜作製技術を用いることができる。
【００５１】
梁の作製に蒸着法を用いる場合、図２０（ｂ）に示すように梁材料を第１溝２００６、基板２００１上に蒸着させ、ＣＭＰ法等により余分な蒸着層を除去することで梁が作製できる。また、図２１に示す工程のように選択−ＣＶＤ等の蒸着法を用い第１溝に選択的に梁材料を析出させることができる。また、図１９（ｂ）に示すように梁材料を断続的に蒸着させ、第１マスク層上の蒸着物を第１マスク層ごと除去してもよい。
【００５２】
蒸着法としては、他に熱−ＣＶＤ、ＬＰ−ＣＶＤ、プラズマ−ＣＶＤ等の何れかの手法が選択できるが、上記以外の蒸着法やスパッタリング法等も利用可能であれば利用して構わない。
【００５３】
梁材料は上記梁作製方法に利用でき、少なくとも第３エッチングに対してエッチング耐性を持ち、インクに対して腐食され難く且つ種々の応力に対して耐える材料から選択される。図９乃至１０に示す工程を用いる場合、第２エッチングに対してもエッチング耐性を持つ材料を選択する必要があるが、図１５に示すように第２エッチング時に梁を露出させないことも可能であり、この場合、第２エッチングに対するエッチング耐性は必要ない。
【００５４】
梁材料は、上記手法に用いることが可能で且つ少なくとも第３エッチングに対して耐性を持つ材料から選択され例えば、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Os、Rh、Ir、Pd、Pt、Ag、Au、Ge、SiO2、Si3N4、Al2O3、BeO等の材料から選択できるが、上記要件を満たす材料で上記手法に利用可能であればこれに限らない。
【００５５】
上記手法により作製される梁が、例えば金属、樹脂等の材料よりなる場合、基板（シリコン単結晶体）の一部を利用して作製される梁に比べてヘキ開等の心配が無く、更に、塑性変形が可能な材料である場合、梁が破壊される前に先ず塑性変形が起こり、梁が長持ちする。
【００５６】
第３エッチングの際に、パッシベイション層と流路となる部材とオリフィスプレートを含むメンブレンが形成される。パッシベイション層は第３エッチングに対しに少なくともエッチング耐性を持つ材料からなる。また、第２エッチングにて基板に溝を形成し、その溝がパッシベイション層に到達する場合には、パッシベイション層は第２エッチング液に対してもエッチング耐性を有する必要がある。パッシベイション層の形成方法としては、従来公知の技術たとえば真空蒸着法やスパッタ法、化学気相成長、メッキ法、薄膜塗布法等の薄膜作製技術を用いることが可能である。
【００５７】
第２エッチングには、反応性イオンエッチング、等方性ウエットエッチング、イオンミーリング、エキシマレーザーやＹＡＧレーザー等を用いたレーザーアブレイション、サンドブラストによる物理的エッチング等の何れかをもちいることができる。
【００５８】
第３エッチングは、アルカリ水溶液からなるエッチャントによるシリコン結晶異方性エッチングであり、ＫＯＨ、ＥＤＰ、ＴＭＡＨ、ヒドラジン等の結晶面によるエッチング速度差を生じるエッチング液が用いられる。第２エッチングがシリコン結晶異方性エッチングよりなることでインク供給口の幅の精度を保つことができる。第３エッチングにより、第２エッチングにて複数の開口部に設けた形成した溝が基板側面方向にエッチングされ、連通し、共通液室を形成する。
【００５９】
第３エッチングにより、前記連通された共通液室を形成する方法として、パッシベイション下部に所望のインク供給口寸法となる寸法の犠牲層を設ける方法が用いることができる。この場合第３エッチング用のエッチング液に対し等方性エッチングする材料より犠牲層を選択することで、第３エッチング時に犠牲層と犠牲層下部のシリコンが同時エッチングされる。パッシベイション層下に開口長を決定する犠牲層を設け、該犠牲層上にパッシベイション層を形成することにより、基板裏面側からエッチングする場合、基板の厚み、基板内の結晶欠陥、ＯＦの角度バラツキ、及びエッチング液の濃度バラツキ等により生じる開口長バラツキを回避することができる。ずなわち、犠牲層のパターンによりインク供給口の大きさを制御することが可能となる。
【００６０】
犠牲層に用いる材料として、シリコン結晶異方性エッチングに用いるエッチャントにて等方性エッチングできる材料であり、且つ薄膜形成できる材料であれば半導体、絶縁体、金属等様々な材料を利用できる。例えば、半導体であれば、多結晶シリコン、多孔質シリコン等、金属ではアルミニウム、絶縁体ではＺｎＯ等のアルカリ水溶液に容易に溶解可能な材料が好ましい。特に、多結晶シリコン膜はＬＳＩプロセスとのコンパチビリティーに優れており、プロセス再現性が高く犠牲層に好適である。犠牲層の厚みとしては薄膜形成可能な厚みであればよく、例えば、犠牲層に数百オングストローム程度の多結晶シリコンを用いた場合には、犠牲層の等方性エッチングと基板の異方性エッチングを同時に行うことができる。
【００６１】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、気泡連通吐出方式において有効な構成となる。ここに記載した気泡連通吐出方式とは、吐出のためにインクを加熱することにより生成される膜沸騰による気泡を、吐出口近傍で外気に連通させて吐出を行うインクジェット記録方式であり、特開平２−１１２８３２号、特開平２−１１２８３３号、特開平２−１１２８３４号、特開平２−１１４４７２号等において提案されている方式である。連通吐出方式によれば、吐出口近傍への気泡成長を急激にしかも確実に行うことができるので、上記非遮断状態のインク路によるリフィル性も手伝って、高安定高速記録を達成できる。また、気泡と大気とを連通させることによって、気泡の消泡過程が無くなり、キャビテーションによるヒータや基板の損傷を防止することもできる。また、気泡連通吐出方式の基本的な作用として、気泡が生成される部位より吐出出口側にあるインクは原理的に全てインク液滴となって吐出されるということがある。この為、吐出インク量は、吐出出口から上記気泡生成部位までの距離等、記録ヘッドの構造によって定めることができる。この結果、上記気泡連通吐出方式によれば、インク温度の変化等の影響をそれほど受けずに吐出量の安定した吐出を行うことが可能となる。
【００６２】
サイドシュータ型インクジェット記録ヘッドは、オリフィスプレートの厚さによりインク突出口と発熱体との距離を容易に制御できる。気泡連通吐出方式では前記距離が突出インク量を決定する重要な因子の一つであることより、本発明のインクジェット記録ヘッドは、気泡連通吐出方式に好適な構造となる。
【００６３】
以下本発明のインクジェット記録ヘッド及びその作製方法を図９乃至図２１の何れかの工程図面を用いて詳細に説明する。
【００６４】
（第１実施例）
−電気メッキ物の梁−
本実施例にて、図５に示した本発明のインクジェット記録ヘッドの本発明の第１の作製方法を説明する。
【００６５】
以下、本実施例の作製工程を図１０、１８の工程断面図を用いて説明する。尚、図１０、１８は図５におけるＢ−Ｂ線で切断したときの断面図として示されている。また、図面中、発熱体及び発熱体に通電（駆動パルスの印加）する為の配線、及び各発熱体へのインク流路は省略し、基板の幅方向に梁を形成する工程のみを記載してある。
【００６６】
基板として結晶方位面が（１００）のシリコン製の基板１８０１を用いた。基板上に酸化ガスにて熱酸化し、基板表面及び裏面に二酸化シリコンを形成した。次いで、先ほど基板表面に形成された二酸化シリコンのインク供給口にあたる部分と裏面全面をバッファード弗酸により除去した。続いて窒化シリコン膜をＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法にて形成しパッシベイション層１８０２を形成した。基板裏面に形成された窒化シリコン膜はＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去し基板を露出させた。この後、図１８（ａ）に示すように、後工程にて除去することによりインク流路となる樹脂層１８０３を設け、さらに樹脂層上部に吐出口を有するオリフィスプレート１８０４を設けた。
【００６７】
シリコンが露出した裏面に感光性レジストとよりなる第１マスク層１８０５を形成し、梁を形成するための第１開口部を形成した。開口部形状は図１６（ｃ）に示すような形状とし基板に対してアンカー効果を有する形状とした。
【００６８】
第１エッチングとして、裏面よりＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い第１溝１８０６を形成した。第１エッチングはエッチング条件を制御し、図１７（ｃ）に示すようなテーパ形状とした。第１マスク層は反応性イオンエッチング後も残存していた（図１８（ａ））。残存していた第１マスク層はＯ２ガスを用いたアッシングにより除去した。
【００６９】
（第１溝の形状を上記形状とした理由は、導電層を連続する膜として得るために好適な形状であるためであって、導電層を連続する膜として形成可能な形状の第１溝であれば、特にこれに限定されない。）
第１溝にスパッタリング法にてＴｉを基板とのバインダーとしてＰｔよりなる導電層１８０７を形成した。この基板をワークとして用いて導電層を陰極としてＮｉ電気メッキ浴を用いて電気メッキを行い、第１溝がＮｉ電気メッキ物で埋まるまで電気メッキを行った（図１８（ｃ））。続いて、ＣＭＰ法により、図１８（ｄ）に示すような梁１８０９を形成した。
【００７０】
この場合、電気メッキ物として、例えばＡｕ等の貴金属を梁として得てもよく、アルカリ溶液に対して耐性のある梁を得ることができる。
【００７１】
次に、第２開口部を有する第２マスク層を金属膜の蒸着、そのパターニングより形成し、第２エッチングをＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチングで行い、開口部と略同一の寸法で垂直な第２溝１００１を作製した（図１０（ａ））。
【００７２】
次に、第３エッチングとしてシリコン結晶異方性エッチングを行った。第３エッチングでは、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液により第２溝から露出したシリコン基板をエッチングすることで、共通液室１００２（図１０（ｃ））及びインク供給口１００３が形成された。
【００７３】
最後にインク供給口を通じてパッシベイション層１８０２をＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去し、さらに樹脂層１８０３を樹脂層の溶媒にて溶解除去してインク流路を形成し、本発明の図５に示すインクジェット記録ヘッドを作製することができた（図１０（ｄ））。
【００７４】
比較の為、本実施例と吐出エレメント寸法が等しい、梁を有さない、図１に示す従来例のインクジェット記録ヘッドを作製した。図１のインク供給口の幅方向に基板が破損するまで荷重を与える破壊試験を行った。この時の破損した荷重と等しい荷重を本発明のインクジェット記録ヘッドに加えたところ、基板の破損は見られなかった。本発明の作製方法で作製した本発明のインクジェット記録ヘッドはでは基板に梁が形成してあり、梁の無いヘッドに比べて機械的強度が向上していた。
【００７５】
本発明のインクジェット記録ヘッドでは梁１８０９を構成する面の一つが基板１８０１の裏面と同一平面にある為、従来と比べて接着面積が広く流路部材との接着強度も向上していた。
【００７６】
本発明のインクジェット記録ヘッドにより、印字を行ったところ、インク供給口から発熱体までの距離が略等しく、各ヘッドでのリフィル時間がほとんど差のない、リフィル特性に関し均一な周波数特性を得ることができた。
【００７７】
以上より本発明のインクジェット記録ヘッドは、良好な印字を可能にする高精細且つ高速な記録を行うことが可能なインクジェット記録ヘッドであった。
【００７８】
（第２実施例）
−無電解メッキ物の梁−
本実施例にて、図５に示した本発明のインクジェット記録ヘッドの本発明の第２の作製方法を説明する。
【００７９】
以下、本実施例の作製工程を図１０、１９の工程断面図を用いて説明する。尚、図１０、１９は図５におけるＢ−Ｂ線で切断したときの断面図として示されている。また、図面中、発熱体及び発熱体に通電（駆動パルスの印加）する為の配線、及び各発熱体へのインク流路は省略し、基板の幅方向に梁を形成する工程のみを記載してある。
【００８０】
基板として結晶方位面が（１００）のシリコン製の基板１９０１を用いた。基板上に酸化ガスにて熱酸化し、基板表面及び裏面に二酸化シリコンを形成した。次いで、先ほど基板表面に形成された二酸化シリコンのインク供給口にあたる部分と裏面全面をバッファード弗酸により除去した。続いて窒化シリコン膜をＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法にて形成しパッシベイション層１９０２を形成した。基板裏面に形成された窒化シリコン膜はＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去し基板を露出させた。この後、図１９（ａ）に示すように、後工程にて除去することによりインク流路となる樹脂層１９０３を設け、さらに樹脂層上部に吐出口を有するオリフィスプレート１９０４を設けた。
【００８１】
シリコンが露出した裏面に感光性レジストとよりなる第１マスク層１９０５を形成し、梁を形成するための第１開口部を形成した。開口部形状は図１６（ｄ）に示すような形状とし基板に対してアンカー効果を有する形状とした。
【００８２】
第１エッチングとして、裏面よりＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い第１溝１９０６を形成した。第１エッチングはエッチング条件を制御し、図１７（ｂ）に示すような逆テーパ形状とした。第１マスク層は反応性イオンエッチング後も残存していた（図１９（ａ））。
【００８３】
（第１溝の形状を上記形状とした理由は、１つには梁にアンカー効果が発生する為であり、１つには下敷き層を第１溝とそれ以外の部分で断続的に形成できる為である。同様の効果を得さしめるエッチング形状であれば特にこれに限定されない。）
第１溝にスパッタリング法にてＦｅよりなる下敷き層１９０７を形成した。第１溝以外に形成された下敷き層は残存していた第１マスク層ごと除去した。この基板を無電解Ｎｉメッキ浴に投入し、第１溝がＮｉ無電解メッキ物で埋まるまで無電解メッキを行い梁を形成した（図１９（ｄ））。
【００８４】
次に、第２開口部を有する第２マスク層を金属膜の蒸着、そのパターニングより形成し、第２エッチングをＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチングで行い、開口部と略同一の寸法で垂直な第２溝１００１を作製した（図１０（ａ））。
【００８５】
次に、第３エッチングとしてシリコン結晶異方性エッチングを行った。第３エッチングでは、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液により第２溝から露出したシリコン基板をエッチングすることで、共通液室１００２（図１０（ｃ））及びインク供給口１００３が形成された。
【００８６】
最後にインク供給口を通じてパッシベイション層１９０２をＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去し、さらに樹脂層１９０３を樹脂層の溶媒にて溶解除去してインク流路を形成し、本発明の図５に示すインクジェット記録ヘッドを作製することができた（図１０（ｄ））。
【００８７】
比較の為、本実施例と吐出エレメント寸法が等しい、梁を有さない、図１に示す従来例のインクジェット記録ヘッドを作製した。図１のインク供給口の幅方向に基板が破損するまで荷重を与える破壊試験を行った。この時の破損した荷重と等しい荷重を本発明のインクジェット記録ヘッドに加えたところ、基板の破損は見られなかった。本発明の作製方法で作製した本発明のインクジェット記録ヘッドはでは基板に梁が形成してあり、梁の無いヘッドに比べて機械的強度が向上していた。
【００８８】
本発明のインクジェット記録ヘッドでは梁１９０９を構成する面の一つが基板１９０１の裏面と同一平面にある為、従来と比べて接着面積が広く流路部材との接着強度も向上していた。
【００８９】
本発明のインクジェット記録ヘッドにより、印字を行ったところ、インク供給口から発熱体までの距離が略等しく、各ヘッドでのリフィル時間がほとんど差のない、リフィル特性に関し均一な周波数特性を得ることができた。
【００９０】
以上より本発明のインクジェット記録ヘッドは、良好な印字を可能にする高精細且つ高速な記録を行うことが可能なインクジェット記録ヘッドであった。
【００９１】
（第３実施例）
−蒸着物の梁（１）−
本実施例にて、図５に示した本発明のインクジェット記録ヘッドの本発明の第３の作製方法を説明する。
【００９２】
以下、本実施例の作製工程を図１０、２１の工程断面図を用いて説明する。尚、図１０、２１は図５におけるＢ−Ｂ線で切断したときの断面図として示されている。また、図面中、発熱体及び発熱体に通電（駆動パルスの印加）する為の配線、及び各発熱体へのインク流路は省略し、基板の幅方向に梁を形成する工程のみを記載してある。
【００９３】
基板として結晶方位面が（１００）のシリコン製の基板２１０１を用いた。基板上に酸化ガスにて熱酸化し、基板表面及び裏面に二酸化シリコンを形成した。次いで、先ほど基板表面に形成された二酸化シリコンのインク供給口にあたる部分と裏面全面をバッファード弗酸により除去した。続いて窒化シリコン膜をＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法にて形成しパッシベイション層２１０２を形成した。基板裏面に形成された窒化シリコン膜はＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去し基板を露出させた。この後、図２１（ａ）に示すように、後工程にて除去することによりインク流路となる樹脂層２１０３を設け、さらに樹脂層上部に吐出口を有するオリフィスプレート２１０４を設けた。
【００９４】
シリコンが露出した裏面に感光性レジストとよりなる第１マスク層２１０５を形成し、梁を形成するための第１開口部を形成した。開口部形状は図１６（ａ）に示すようなライン状の形状とした。
【００９５】
第１エッチングとして、裏面よりＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い第１溝２１０６を形成した。第１エッチングはエッチング条件を制御し、図１７（ｂ）に示すような逆テーパ形状とした。第１マスク層は反応性イオンエッチング後も残存していた（図２１（ｂ））。
【００９６】
（第１溝の形状を上記形状とした理由は、１つには梁にアンカー効果が発生する為であり、１つにはＣＶＤ層を第１溝とそれ以外の部分で断続的に形成できるためである。同様の効果を得さしめるエッチング形状であれば特にこれに限定されない。）
第１溝に選択ＣＶＤ法にてＷよりなる蒸着層２１０７を選択的に形成させた。第１溝よりはみだしたＷは第１マスク層ごとＣＭＰ法にて研磨除去した。
【００９７】
次に、第２開口部を有する第２マスク層を金属膜の蒸着、そのパターニングより形成し、第２エッチングをＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチングで行い、開口部と略同一の寸法で垂直な第２溝１００１を作製した（図１０（ａ））。
【００９８】
次に、第３エッチングとしてシリコン結晶異方性エッチングを行った。第３エッチングでは、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液により第２溝から露出したシリコン基板をエッチングすることで、共通液室１００２（図１０（ｃ））及びインク供給口１００３が形成された。
【００９９】
最後にインク供給口を通じてパッシベイション層２１０２をＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去し、さらに樹脂層２１０３を樹脂層の溶媒にて溶解除去してインク流路を形成し、本発明の図５に示すインクジェット記録ヘッドを作製することができた（図１０（ｄ））。
【０１００】
比較の為、本実施例と吐出エレメント寸法が等しい、梁を有さない、図１に示す従来例のインクジェット記録ヘッドを作製した。図１のインク供給口の幅方向に基板が破損するまで荷重を与える破壊試験を行った。この時の破損した荷重と等しい荷重を本発明のインクジェット記録ヘッドに加えたところ、基板の破損は見られなかった。本発明の作製方法で作製した本発明のインクジェット記録ヘッドはでは基板に梁が形成してあり、梁の無いヘッドに比べて機械的強度が向上していた。
【０１０１】
本発明のインクジェット記録ヘッドでは梁２１０９を構成する面の一つが基板２１０１の裏面と同一平面にある為、従来と比べて接着面積が広く流路部材との接着強度も向上していた。
【０１０２】
本発明のインクジェット記録ヘッドにより、印字を行ったところ、インク供給口から発熱体までの距離が略等しく、各ヘッドでのリフィル時間がほとんど差のない、リフィル特性に関し均一な周波数特性を得ることができた。
【０１０３】
以上より本発明のインクジェット記録ヘッドは、良好な印字を可能にする高精細且つ高速な記録を行うことが可能なインクジェット記録ヘッドであった。
【０１０４】
（第４実施例）
−蒸着物の梁（２）−
本実施例にて、図５に示した本発明のインクジェット記録ヘッドの本発明の第４の作製方法を説明する。
【０１０５】
以下、本実施例の作製工程を図１０、１２、１３、１４の工程断面図を用いて説明する。尚、図１０、１２は図５におけるＢ−Ｂ線で切断したときの断面図として示されている。また、図面中、発熱体及び発熱体に通電（駆動パルスの印加）する為の配線、及び各発熱体へのインク流路は省略し、基板の幅方向に梁を形成する工程のみを記載してある。
【０１０６】
基板として結晶方位面が（１００）のシリコン製の基板１２０１を用いた。基板上に酸化ガスにて熱酸化し、基板表面及び裏面に二酸化シリコンを形成した。次いで、先ほど基板表面に形成された二酸化シリコンのインク供給口にあたる部分と裏面の第２開口部１２０６（この開口部は図１４に模式図を示すように、第１溝を作製するための第１マスク層のパターンを含む。）にあたる部分をバッファード弗酸により除去した。続いて窒化シリコン膜をＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法にて形成しパッシベイション層１２０２を形成した。基板裏面に形成された窒化シリコン膜はＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去し基板を露出させた（図１２（ａ））。さらに図１２（ａ）に示すように、後工程にて除去することによりインク流路となる樹脂層１２０３を設け、さらに樹脂層上部に吐出口を有するオリフィスプレート１２０４を設けた。第２開口部が形成された裏面に感光性レジストとよりなる第１マスク層１２０７を形成し、梁を形成するための第１開口部を形成した。開口部形状は図１４（ｂ）の第１溝１４０４として示すようなライン状の形状とした。
【０１０７】
第１エッチングとして、裏面よりＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い第１溝１２０８を形成した。第１エッチングはエッチング条件を制御し、図１７（ｂ）に示すような逆テーパ形状とした。第１マスク層は反応性イオンエッチング後も残存していた（図１２（ｂ））。
【０１０８】
（第１溝の形状を上記形状とした理由は、１つには梁にアンカー効果が発生する為であり、１つにはＣＶＤ層を第１溝とそれ以外の部分で断続的に形成できるためである。同様の効果を得さしめるエッチング形状であれば特にこれに限定されない。）
基板裏面に選択ＣＶＤ法にてＷよりなる梁１２０９を形成した。基板裏面よりはみだしたＷをＣＭＰ法にて研磨除去し、残った第１マスク層をＯ２ガスを用いたアッシングにより除去し、図１４（ｃ）に示すような基板を得た。
【０１０９】
次に、予め基板裏面に作製しておいた第２マスク層よりＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチングを用いて第２エッチングを行い、第２開口部（このうち、Ｗ梁が形成された部分は除く）と略同一の寸法で垂直な第２溝を作製した（図示せず）。このときＷよりなる梁１２０９は第２エッチングに対して耐性があるためエッチングされなかった（即ち第２マスク層１２０５と同様の機能を有していた）。
【０１１０】
次に、第３エッチングとしてシリコン結晶異方性エッチングを行った。第３エッチングでは、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液により第２溝から露出したシリコン基板をエッチングすることで共通液室１３０１（図１３（ｂ））及びインク供給口１３０２が形成された。
【０１１１】
最後にインク供給口を通じてパッシベイション層１２０２をＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去し、さらに樹脂層１２０３を樹脂層の溶媒にて溶解除去してインク流路を形成し、本発明の図５に示すインクジェット記録ヘッドを作製することができた（図１３（ｃ））。
【０１１２】
比較の為、本実施例と吐出エレメント寸法が等しい、梁を有さない、図１に示す従来例のインクジェット記録ヘッドを作製した。図１のインク供給口の幅方向に基板が破損するまで荷重を与える破壊試験を行った。この時の破損した荷重と等しい荷重を本発明のインクジェット記録ヘッドに加えたところ、基板の破損は見られなかった。本発明の作製方法で作製した本発明のインクジェット記録ヘッドはでは基板に梁が形成してあり、梁の無いヘッドに比べて機械的強度が向上していた。
【０１１３】
本発明のインクジェット記録ヘッドでは梁１２０９を構成する面の一つが基板１２０１の裏面と同一平面にある為、従来と比べて接着面積が広く流路部材との接着強度も向上していた。
【０１１４】
本発明のインクジェット記録ヘッドにより、印字を行ったところ、インク供給口から発熱体までの距離が略等しく、各ヘッドでのリフィル時間がほとんど差のない、リフィル特性に関し均一な周波数特性を得ることができた。
【０１１５】
以上より本発明のインクジェット記録ヘッドは、良好な印字を可能にする高精細且つ高速な記録を行うことが可能なインクジェット記録ヘッドであった。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】従来のインクジェット記録ヘッドの長尺化に伴う課題を説明する正面図である。
【図２】従来のインクジェット記録ヘッドの長尺化に伴う基板の変形を説明する正面図である。
【図３】従来のインクジェット記録ヘッドの長尺化に伴うオリフィスプレートの変形を説明する正面図である。
【図４】従来のインクジェット記録ヘッドの長尺化に伴う課題を説明する正面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図５】本発明のインクジェット記録ヘッドを説明する斜視図である。
【図６】本発明のインクジェット記録ヘッドを説明する図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明のインクジェット記録ヘッドを説明する図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明のインクジェット記録ヘッドを説明する模式図である。
【図９】本発明のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図の一例である。
【図１０】本発明のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図の一例である。
【図１１】本発明のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図の一例である。
【図１２】本発明の第４のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図である。
【図１３】本発明の第４のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図である。
【図１４】本発明の第４のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図である。
【図１５】本発明のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図の一例である。
【図１６】本発明のインクジェット記録ヘッドに用いる梁を作製する為の開口部の形状の一例である。
【図１７】本発明のインクジェット記録ヘッドに用いる梁を作製する為の開口部の形状の一例である。
【図１８】本発明の第１のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図である。
【図１９】本発明の第２のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図である。
【図２０】本発明のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図の一例である。
【図２１】本発明の第３のインクジェット記録ヘッドの作製方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、８０２、９０１、１１０６、１２０１、１４０７、１５０１、１７０１、１８０１、１９０１、２００１、２１０１  基板
１０２、２０２、３０３、４０２、５０３、１００３、１３０２、１５０９  インク供給口
１０３、３０４、４０３、５０４、６０３、７０３、９０４、１１０７、１２０４、１４０８、１５０４、１８０４、１９０４、２００４、２１０４  オリフィスプレート
１０４、３０５、４０４、５０６、６０５  吐出口
３０２、４０５、５０２、６０２、７０２、１００２、１３０１、１５０８  共通液室
３０６  インク液滴
４０６、５０５、６０４、７０４  インク流路
５０７、６０６  発熱体
５０８、６０７、７０５、８０３、８０４、９０８、１１０３、１２０９、１４０６、１５０５、１８０９、１９０９、２００８、２１０８  梁
８０５  流路部材
９０２、１２０２、１５０２、１８０２、１９０２、２００２、２１０２  パッシベイション層
９０３、１２０３、１５０３、１８０３、１９０３、２００３、２１０３  樹脂層
９０５、１１０１、１２０７、１４０３、１６０２、１７０２、１８０５、１９０５、２００５、２１０５  第１マスク層
９０６、１６０１  第１開口部
９０７、１１０２、１２０８、１４０４、１７０３、１８０６、１９０６、２００６、２１０６  第１溝
９０９、１１０４、１２０５、１４０１、１５０６  第２マスク層
９１０、１１０５、１２０６、１４０２  第２開口部
１００１、１５０７  第２溝
１８０７  導電層
１８０８  電着層
１９０７  下敷き層
１９０８  無電解メッキ層
２００７、２１０７  蒸着層
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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