(57)【要約】【課題】インク供給口における開口部７の開口幅における寸法精度を一定に保ち、インクのリフィル性能を安定させることができるインクジェット記録ヘッド１及びその製造方法を提供すること。また、インク供給口４の開口端部からヒーター材１２までの距離における寸法精度を一定に保ち、インクのリフィル性能を安定させることができるインクジェット記録ヘッド１及びその製造方法を提供すること。【解決手段】基板３に、インク供給口４におけるインク流路６と連通する部分の開口部７の内周部よりも内方に突出したインク流量調節層が設けられている。インク流量調節層は耐アルカリ性及び耐インク性を有している。そして、インク流量調節層をフォトリソグラフィ技術によって所望の形状・寸法に形成することで、インク流量調節層が精度良く形成され、インクのリフィル性能を安定させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面から表面までを貫通して液体供給口が形成され、前記表面に液体吐出圧力発生素子を有した基板と、
液体を吐出する吐出口を有し、前記基板に接合されることで、前記液体供給口から供給された液体を前記吐出口に供給する液体流路を画成する吐出口形成層と
を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
前記基板には、前記表面における前記液体供給口の開口部の内周部よりも内方に張り出した液体流量調節層が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記液体供給口は、アルカリ性を有する液体によってエッチングが行われることで形成され、
前記液体流量調節層は耐アルカリ性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記液体流量調節層は、フォトリソグラフィによって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記液体供給口及び前記液体流量調節層によって形成された液体流量調節開口部が、短辺及び長辺を有した長方形に形成され、
前記液体供給口の短辺方向の開口幅をＡ、前記液体流量調節開口部の短辺方向の開口幅をＢとしたとき、
Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記液体流量調節層は、前記液体吐出圧力発生素子と同じ材料から形成される層を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記液体吐出圧力発生素子は、通電に応じて発熱するヒーター材と同じ材料によって形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記液体流量調節層は、耐キャビテーション材と同じ材料から形成される層を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記液体流量調節層には、該液体流量調節層を補強する補強層が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記補強層は前記基板と前記吐出口形成層とを密着させる密着向上層と同じ材料から形成される層を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記補強層は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記液体流量調節層は、Ｔａを含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記液体流量調節層は、ＴａＳｉＮ、ＴａＡｌ、およびＴａＮのいずれかを含むことを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
裏面から表面までを貫通して液体供給口が形成され、前記表面に液体吐出圧力発生素子を有した基板と、液体を吐出する吐出口が形成されると共に、前記基板に接合されることで、前記液体供給口から供給された液体を前記吐出口に供給する液体流路を画成するための吐出口形成層とを備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記表面に、前記液体吐出圧力発生素子及び、前記表面に形成される前記液体供給口の開口部の内周部よりも内方に張り出す液体流量調節層を形成する工程と、
前記基板に前記液体供給口を形成する工程と、
前記基板に前記吐出口形成層を配置する工程と
を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記液体流量調節層は耐アルカリ性を有し、
前記基板に前記液体供給口を形成する工程は、アルカリ性を有する液体によってエッチングが行われることで形成されることを特徴とする請求項請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記液体供給口及び前記液体流量調節層によって形成された開口部である液体流量調節開口部が、短辺及び長辺を有した長方形に形成され、
前記液体供給口の短辺方向の開口幅をＡ、前記液体流量調節開口部の短辺方向の開口幅をＢとしたとき、
Ａ＞Ｂの関係を満たしている請求項１３または１４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記基板に前記液体流量調節層を形成する工程は、フォトリソグラフィを用いて行われることを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出口から吐出可能な液体吐出ヘッド、及びその液体吐出ヘッドを製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液体吐出ヘッドとして、液体吐出圧発生素子が、液体吐出圧発生素子の配置されている面に対して垂直方向に液滴を吐出させるサイドシュータ型の液体吐出ヘッドが知られている。
【０００３】
サイドシュータ型の液体吐出ヘッドにおいては、近年、小型化、高密度化に対応するために、基板内に半導体製造技術を用いて、液体吐出圧力発生素子を駆動するための電気制御回路を内蔵した方法が提案されている。このようなサイドシュータ型のインクジェットヘッドの製造方法としては、特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１には、基板としてシリコン基板が用いられ、シリコンの異方性エッチング技術を用いて液体供給口が形成されたシリコン基板が形成され、そのシリコン基板に吐出口形成層が接合されることで製造される液体吐出ヘッドの製造方法が開示されている。
【０００４】
また、サイドシュータ型の液体吐出ヘッドの別の製造方法としては、図１２及び図１３に示されたようなものがある。この製造方法では、シリコン基板に形成された液体供給口と吐出口形成層に形成された液体流路とが、熱酸化膜、層間絶縁膜、保護膜によって形成された層によって隔てられている。この状態から、図１１にＩで示される液体供給口を形成する部位の熱酸化膜、層間絶縁膜、保護膜によって形成された層を、エッチングを行うことによって除去し、液体供給口と液体流路とを連通させる。
【０００５】
この種の液体吐出ヘッドにおいては、高速プリントに対応して印字品位を向上させるために、液体吐出ヘッドにおける周波数特性が安定化されることが求められている。この周波数特性を安定化させるためには、液体吐出ヘッドにおける液滴を吐出した後に液体吐出圧力発生素子と吐出口との間の液体流路へ液体を供給する液体のリフィル性能を安定化させることが必要とされている。近年では、画質を向上させるために液滴を小さくして記録密度を高くしているので、特に、リフィル性能を安定させることが必要とされている。液体のリフィル性能は、液体供給口の開口幅及び液体供給口の開口端部から液体吐出圧発生素子までの距離に依存している。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１１４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１におけるインクジェットヘッドの製造方法では、シリコン基板にエッチングを行うことで液体供給口を形成している。従って、液体供給口の精度は、エッチングにおける加工精度に依存することになる。ところが、シリコン基板へのエッチングにおいては、エッチング液に対するシリコンの溶解度によってエッチングレートが変化する。そして、シリコン基板のエッチング液に対する溶解度は部位によって異なる。また、シリコン基板の内部には結晶欠陥や不純物が含まれていることもある。従って、シリコン基板は部位によってエッチングレートが異なる。このようなことから、液体供給口の開口端部の位置精度が一定ではなく、開口端部が安定して形成されない。液体供給口の開口端部の位置が一定でないので、液体供給口における液体通路に連通する部位の開口幅が一定ではなく、また、液体供給口の開口端部から液体吐出圧力発生素子までの距離が一定ではない。従って、吐出口から吐出される液滴が安定して記録媒体に供給されない。このように、シリコン基板への液体供給口の加工においては、エッチングによって加工を行うことから、液体供給口の開口幅及び液体供給口の開口端部から液体吐出圧力発生素子までの距離については、その精度にばらつきが生じる。
【０００８】
また、図１２及び図１３に示される液体吐出ヘッドの製造方法においても、液体供給口における液体通路に連通する部位の開口部はエッチングによって形成される。従って、特許文献１と同様に、液体供給口の開口幅における加工精度は、エッチングによる液体供給口の加工精度に依存する。これにより、製造された液体吐出ヘッドにおける液体供給口の開口端部の位置精度が一定ではなく、開口端部が安定して形成されない。また、図１３には、異なる部位における液体吐出圧発生素子の中心から液体供給口の開口端部までの距離がＥ及びＦとして示されている。図１３に示されるように、エッチングによって形成される液体供給口の開口端部から液体吐出圧力発生素子までの距離はＥであったりＦであったりと一定ではなく、１０〜３０μｍ程度のばらつきが生じる。これは、エッチングを行う部位によってシリコンの溶解度が異なり、また、シリコン基板へのエッチングにおけるエッチングレートが異なることによるものである。
【０００９】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、液体供給口における開口部の開口幅における寸法精度を一定に保ち、液体のリフィル性能を安定させることができる液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。また、液体供給口の開口端部から液体吐出圧発生素子までの距離における寸法精度を一定に保ち、液体のリフィル性能を安定させることができる液体吐出ヘッド及びその製造方法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】
【００１０】
本発明の液体吐出ヘッドは、裏面から表面までを貫通して液体供給口が形成され、前記表面に液体吐出圧力発生素子を有した基板と、液体を吐出する吐出口を有し、前記基板に接合されることで、前記液体供給口から供給された液体を前記吐出口に供給する液体流路を画成する吐出口形成層とを備えた液体吐出ヘッドにおいて、前記基板には、前記表面における前記液体供給口の開口部の内周部よりも内方に張り出した液体流量調節層が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、裏面から表面までを貫通して液体供給口が形成され、前記表面に液体吐出圧力発生素子を有した基板と、液体を吐出する吐出口が形成されると共に、前記基板に接合されることで、前記液体供給口から供給された液体を前記吐出口に供給する液体流路を画成するための吐出口形成層とを備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記表面に、前記液体吐出圧力発生素子及び、前記表面に形成される前記液体供給口の開口部の内周部よりも内方に張り出す液体流量調節層を形成する工程と、前記基板に前記液体供給口を形成する工程と、前記基板に前記吐出口形成層を配置する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
なお、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搭載可能である。そして、この液体吐出ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。なお、本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。
【００１３】
さらに、「インク」または「液体」とは、広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインクまたは記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。ここで、インクまたは記録媒体の処理としては、例えば、記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化による定着性の向上や、記録品位ないし発色性の向上、画像耐久性の向上などのことを言う。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液体吐出ヘッドによれば、基板に液体供給口における液体流路と連通する部分の開口部の内周部よりも内方に突出した液体流量調節層を設けることにより、精度良く形成される液体流量調節層によって液体の流量が良好に制御される。従って、液体吐出ヘッドにおける液体のリフィル性能を安定させることができる。これにより、液体吐出ヘッドの周波数特性が安定化する。
【００１５】
また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法によれば、液体流量調節層を精度良く製造することができるので、吐出口から吐出される液体の流量が良好に制御される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（第一実施形態）
図１には、本発明の第一実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッド１の斜視図が示されている。また、図２には、図１におけるインクジェット記録ヘッド１のII−II線断面を模式的に表したものが示されている。また、図３には、図２の断面図における領域Ｇを拡大した拡大図が示されている。このインクジェット記録ヘッド１には、インクを収容する不図示のインクタンクが接続され、このインクタンクからインクジェット記録ヘッド１のインク供給口（液体供給口）４に対し、不図示の連通路を介しインクが供給される。このインクジェット記録ヘッド１は、いわゆるオリフィスプレートである吐出口形成層２が基板３の表面に貼り付けられて接合されることで構成されている。
【００１８】
インク供給口４は、基板３自身を貫通するように形成されている。本実施形態においては、インク供給口４は、基板３の裏面すなわちインク供給路の上流側から表面すなわち吐出口形成層２が配置される側の面へ向かうにつれて開口幅が狭まるように形成されている。
【００１９】
吐出口形成層２における記録媒体と対向することになる面には、複数の吐出口５が形成されている。また、吐出口形成層２と基板３とによって、各吐出口５とインク供給口４とに連通するインク流路（液体流路）６を有するインク室６Ａが画成される。また、インク室６Ａは、インク供給口４の開口部７における開口幅よりも大きな開口幅を有している。
【００２０】
基板３は、シリコンの基体３Ａに熱酸化膜８、層間絶縁膜９、保護膜１０及び密着向上層１１が順次設けられることで作成される。ここで、熱酸化膜８は、後述するエッチング工程を停止させるためのストップ層ともなる層である。層間絶縁膜９は、後述するヒーター材１２に接続される配線類から基板３を電気的に絶縁するための層である。保護膜１０は、基板３及び基板３上に配置されたそれぞれの層の剛性不足を補うために、ＳｉＮ（シリコン窒化）によって形成された膜である。密着向上層１１は、熱可塑性樹脂から形成されて、基板３と吐出口形成層２との密着性を向上するために配置された層である。なお、熱酸化膜８は、基板３の一部が酸化されることで形成されるものなので、基板３の厚みを増すものではない。また、熱酸化膜８は、基板３の裏面にも形成されている。
【００２１】
また、基板３上には、インク吐出圧力発生素子（液体吐出圧力発生素子）であって、通電に応じて発熱するヒーター材１２が所定のピッチで２列に並んで配置されている。なお、本実施形態では図示していないが、実際のインクジェット記録ヘッド１には、ヒーター材１２に接続された配線や、ヒーター材１２を駆動する駆動素子等が形成されている。吐出口５は、基板３上のヒーター材１２に対応して吐出口形成層２に形成されている。
【００２２】
また、ヒーター材１２上には、耐キャビテーション層１３が配置されている。ヒーター材１２は、短時間に１０００℃前後の温度の上昇及び下降にさらされ、また発泡と消泡との繰り返しによるキャビテーションがもたらす機械的衝撃が加わるなど、厳しい環境に置かれている。このように、厳しい環境からヒーター材１２を保護するために、機械的安定性の高い金属であるタンタル（Ｔａ）等により形成された耐キャビテーション層１３がヒーター材１２上に配置されている。
【００２３】
また、吐出口形成層２における記録媒体に対向することになる面には、その全体を覆うように撥水層１４が形成されている。
【００２４】
本実施形態では、基板３には、インク供給口４の開口部７の内周部よりも内方に張り出すようにインク流量調節層（液体流量調節層）１５が設けられている。具体的には、インク流量調節層１５は、保護膜１０、第二ヒーター材１６および第二耐キャビテーション層１７によって形成されている。ここで、保護膜１０と基板３との間には、ヒーター材１２と同一の材料により形成された第二ヒーター材１６が配置されている。そして、保護膜１０上の第二ヒーター材１６に対応した位置には、耐キャビテーション層１３と同一の材料により形成された第二耐キャビテーション層１７が配置されている。
【００２５】
図２に示されるように、インク供給口４の開口幅をＡ、インク流量調節層１５によって形成されたインク流量調節開口部（液体流量調節開口部）１８の開口幅をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係が満たされている。また、インク流量調節層１５のそれぞれの層は、インクに接する部位に形成されることになるので、耐インク性を備えている。
【００２６】
図４は、図２におけるインクジェット記録ヘッド１から説明のために吐出口形成層２を取り除いたものの平面図である。図４に示されるように、インク供給口４及びインク流量調節開口部１８は、短辺及び長辺を有した長方形状に形成されている。そして、図２と同様にインク供給口４の短辺方向の開口幅をＡ、インク流量調節開口部１８の短辺方向の開口幅をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係が満たされていることが確認される。
【００２７】
次に、本実施形態におけるインクジェット記録ヘッド１の製造方法について説明する。
【００２８】
なお、本実施形態においては、基板３の素材となる基体３Ａには、結晶方位＜１００＞とされているシリコンが用いられていることとするが、結晶面方位がこれに制限されるわけではなく、他の結晶方位のものが用いられても良い。
【００２９】
まず、図５（Ａ）に示されるように、基体３Ａの表裏面に熱酸化膜８が形成される。そして、図５（Ｂ）に示されるように、熱酸化膜８の上に層間絶縁膜９が配置され、その上にヒーター材１２が配置されると同時に熱酸化膜８上に第二ヒーター材１６が配置される。ヒーター材１２及び第二ヒーター材１６が配置されると、図５（Ｃ）に示されるように、それらの上面に保護膜１０が配置される。それから、図５（Ｄ）に示されるように、保護膜１０の上面に耐キャビテーション層１３が配置されると共に、第二耐キャビテーション層１７が配置される。こうして、インク流量調節層１５を形成する層が基体３Ａに配置される。このとき、インク流量調節層１５を形成するそれぞれの層は、フォトリソグラフィによって所望の形状にパターニングされて形成される。従って、インク流量調節層１５の位置決めを高精度に行うことが可能になる。そして、図５（Ｅ）に示されるように、保護膜１０の上面に、密着向上層１１がフォトリソグラフィによって所望の形状にパターニングされて形成される。このようにして、基体３Ａに熱酸化膜８、層間絶縁膜９、保護膜１０及び密着向上層１１が配置される。この際に、後述する第五実施形態のように、密着向上層１１と同じ材料から形成される第二密着向上層が、流量調節層１５の耐キャビテーション層１７の上面に、パターニングによって配置されてもよい。
【００３０】
次に、図５（Ｆ）に示されるように、基板３の上面に、インク流量調節層１５等を介して、後にインク流路６ないしインク室６Ａに相当する部位となる溶解可能な樹脂層が配置されて基板３が形成される。そして、図５（Ｇ）に示されるように、この状態で基板３上に、密着向上層１１等を挟んで吐出口形成層２が形成される。吐出口形成層２は、光、または熱エネルギーの付与により重合、硬化し、基板３に対して強く密着されるものが好ましい。そして、吐出口形成層２の記録媒体側の面に撥水層１４を形成する。
【００３１】
そして、吐出口形成層２が硬化すると、図５（Ｈ）に示されるように、吐出口形成層２に吐出口５が形成される。吐出口５は、フォトリソグラフィを用いることで、吐出口形成層２上に精度良く位置決めされて形成される。次に、図５（Ｉ）に示されるように、インク供給口４を形成する際に用いられる溶液から保護するために、ワックス、感化ゴム等のコーティング材２７によって吐出口形成層２をコーティングする。
【００３２】
次いで、図５（Ｊ）に示されるように、基板３の裏面であってインク供給口４を形成する部位に存在する熱酸化膜８をＢＨＦ液による、或いはＣＦ４を用いたドライエッチング等の方法により除去する。ここで、基板３の裏面の熱酸化膜８は、この後、インク供給口４を形成するためのエッチング工程におけるマスクとして機能する。
【００３３】
そして、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキシド）やＫＯＨ（水酸化カリウム）等の強アルカリ性溶液を用いて異方性エッチングが行われる。異方性エッチングは、基板３の裏面の熱酸化膜８が除去された部位に対し、基板３を貫通するまで行われる。エッチングが進み、熱酸化膜８に到達すると、それ以上はエッチングが進まない。このように熱酸化膜８は、エッチングストップ層として機能する。こうして、図５（Ｋ）に示されるように、インク供給口４が基板３に形成されることになる。
【００３４】
なお、基板３上にインク流量調節層１５として形成されたそれぞれの層は、耐アルカリ性を有することが強く望ましい。既にインク流量調節層１５が精度良く位置決めされて配置されていたとしても、インク流量調節層１５がエッチングの際に強アルカリ性を有する溶液によって浸食された場合には、インク流量調節開口部１８の寸法が狂うことになるからである。すると、インク流量調節開口部１８の開口幅の精度が低下し、インク流量調節開口部１８における開口端部からヒーター材１２までの距離における寸法精度が一定に保たれず、ばらつきが生じることになる。ばらつきが生じると、製造後のインクジェット記録ヘッド１における液体のリフィル性能が安定せず、周波数特性が安定しなくなるので、インク流量調節層１５を設けた意味が滅却される虞がある。
【００３５】
この後、図５（Ｌ）に示されるように、インク供給口４の基板表面側開口に相当する部位に対してＣＦ４を用いたプラズマドライエッチング等の方法を適用することにより熱酸化膜８を除去して、インク供給口４をインク流路６に連通させる。このとき、インク流量調節層１５の耐キャビテーション層１３及び第二耐キャビテーション層１７が、Ｔａ等の金属を含んで構成されている。従って、プラズマドライエッチング等の方法を適用した場合でも、インク流量調節層１５がエッチングの工程で用いられる溶液によって消失する事なく、インク流量調節層１５を選択的に残すことができる。
【００３６】
それから、インク流路６に相当する部位に配置した樹脂層を溶融させて樹脂層を除去し、インク流路６ないしインク室６Ａを形成する。そして、インク供給口４を形成する際に使用する溶液から吐出口形成層２を保護するためのワックス、感化ゴム等のコーティング材２７を除去する。こうして、図２に示される本実施形態のインクジェット記録ヘッド１が製造される。
【００３７】
なお、本実施形態では、エッチングの工程を終了させるストップ層として熱酸化膜８を用いたが、これに限定されずシリコン窒化膜を用いても良い。
【００３８】
本実施形態においては、フォトリソグラフィを用いてインク流量調節層１５が精度良く位置決めして形成されるので、インク流量調節層１５によって形成されたインク流量調節開口部１８の開口幅が安定して製造されることなる。このとき、インク流量調節開口部１８の開口幅は、基板３のエッチングレートに関係なく正確に形成される。従って、インク流量調節開口部１８の開口幅における寸法精度を一定に保ち、インクのリフィル性能を安定させることができる。また、インク流量調節開口部１８における開口端部からヒーター材１２までの距離における寸法精度が一定に保たれる。これにより、インク流量調節開口部１８を通ってインク流路６に流通するインクの流量が良好に制御される。
【００３９】
さらに、本実施形態においては、インク流量調節層１５を形成するために新たな材料を用いるのではなく、ヒーター材１２や耐キャビテーション層１３等の材料を基板３上に形成する際に、これらと同一の材料を用いて形成することとしている。従って、従来用いられていた材料がインク流量調節層１５として機能することとなり、インク流量調節層１５を形成するためにインクジェット記録ヘッド１の製造コストの増加を抑えることができる。また、ヒーター材１２や耐キャビテーション層１３が基板３上に形成されるのと同時にインク流量調節層１５が形成されることが可能となるので、新たな製造工程を加えることなく製造されることが可能である。
【００４０】
次に、本実施形態におけるインクジェット記録ヘッド１の動作について説明する。このインクジェット記録ヘッド１に対してインクが充填されると、インクは不図示のインクタンクからインク供給口４へ充填され、インク流路６に供給している。そして、インクジェット記録ヘッド１は、インク流路６内に充填されたインクに、ヒーター材１２によって気泡を発生させることで得られる圧力により、吐出口５からインク液滴を吐出させ、記録媒体に付着させることによって記録を行う。
【００４１】
本実施形態のインクジェット記録ヘッド１は、インク流量調節層１５を高精度に形成することによりインクのリフィル性能が安定されるので、インクを吐出する際の吐出量が安定し、周波数特性が安定化する。従って、インクジェット記録ヘッド１の印字品位が向上する。
【００４２】
（第二実施形態）
図６を参照して本発明の第二実施形態を説明する。なお、第一実施形態と重複している部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４３】
第一実施形態においては、インク流量調節層１５が、保護膜１０、第二ヒーター材１６、第二耐キャビテーション層１７によって形成されていることとした。これに対して、第二実施形態では、インク流量調節層１９が保護膜１０及び第二ヒーター材１６のみによって形成されることとした。これは、第二耐キャビテーション層１７を用いなくてもインク流量調節層１９の強度が十分である場合に有効なものである。このように、本実施形態ではインク流量調節層１９を構成する層の数を減らすことで、少ない材料によってインク流量調節層１９を製造することができるので、インクジェット記録ヘッド１の製造コストを抑えることができる。
【００４４】
（第三実施形態）
図７を参照して本発明の第三実施形態を説明する。なお、前記第一及び第二実施形態と重複している部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４５】
第三実施形態では、インク流量調節層２０が、第二対キャビテーション層１７のみによって形成されていることとした。本実施形態では、第二耐キャビテーション層１７のみから形成されるインク流量調節層２０で強度が十分であるのでこのように形成された。インク流量調節層２０を構成する層の数がさらに減少するので、さらに少ない材料によってインク流量調節層２０を製造することができ、インクジェット記録ヘッド１の製造コストをさらに抑えることができる。本実施形態のインク流量調節層２０を形成する第二耐キャビテーション層１７は、機械的安定性の高いＴａ（タンタル）を含み、特に、ＴａＳｉＮ（タンタルシリコン窒化）、ＴａＡｌ（タンタルアルミニウム）、ＴａＮ（窒化タンタル）のいずれかを含んでいる。従って、一層のみのインク流量調節層２０であっても強度が十分なように、インク流量調節層２０の強度が向上されている。
【００４６】
（第四実施形態）
図８を参照して本発明の第四実施形態を説明する。なお、前記第一ないし第三実施形態と重複している部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４７】
第四実施形態では、インク流量調節層２１が、第二ヒーター材１６のみによって形成されていることとした。本実施形態では、第三実施形態と同様に第二ヒーター材１６のみから形成されるインク流量調節層２１で強度が十分であるのでこのように形成された。従って、一層のインク流量調節層２１により製造されるので、インクジェット記録ヘッド１の製造コストを抑えることができる。
【００４８】
（第五実施形態）
図９を参照して本発明の第五実施形態を説明する。なお、前記第一ないし第四実施形態と重複している部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４９】
第五実施形態では、第一実施形態において用いられた保護膜１０、第二ヒーター材１６、第二耐キャビテーション層１７に加え、第二耐キャビテーション層１７の上面に、第二密着向上層２３が配置されてインク流量調節層２２が形成されることとした。本実施形態においては、第二密着向上層２３は液体流量調節層を補強する補強層として機能する。ここで、第二密着向上層２３は、基板３と吐出口形成層２との密着が向上されるために熱可塑性樹脂から形成された密着向上層１１と同一の材料から形成された層である。第一実施形態におけるインク流量調節層で強度が不足するのであれば、本実施形態のように第二耐キャビテーション層１７の上面に第二密着向上層２３が配置されてインク流量調節層２２が形成される。これにより、インク流量調節層２２の強度が高められ、インク流量調節層２２がより過酷な環境に晒されたとしても耐えることができ、インクジェット記録ヘッド１の耐久性が向上される。また、第二密着向上層２３は、基板３と吐出口形成層２との間に配置される密着向上層１１と同時に形成されるので、インクジェット記録ヘッド１の製造のために新たに工程を追加することは必要としない。ただし、インク流路６におけるインク流量調節層２２から記録媒体側の吐出口形成層２までの高さが減少することになる。
【００５０】
（第六実施形態）
図１０を参照して本発明の第六実施形態を説明する。なお、前記第一ないし第五実施形態と重複している部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
上記の第一ないし第五実施形態ではインク流量調節層は、インクジェット記録ヘッド１の製造の際に基板３上に配置される層と同一の材料を用いて形成することとしたが、本実施形態ではインク流量調節層２４を形成するための材料を新たに適用することとする。基板３上に第二耐キャビテーション層１７が配置され、その上には第二耐キャビテーション層１７を補強するために新たに形成された補強層２５が配置されてインク流量調節層２４が形成される。本実施形態では、補強層２５は、ポリエーテルアミドをフォトリソグラフィ技術によって第二耐キャビテーション層１７と同一の寸法でパターニングされて配置される。
【００５２】
なお、補強層２５は、ポリエーテルアミドに限定されず、他の材料が用いられても良い。ただし、インク流量調節層は、基板３にインク供給口４を形成するためのエッチング工程の際に、エッチング液に接することになる。従って、エッチング液として用いられるＴＭＡＨやＫＯＨ等の強アルカリ性を有する溶液に晒されてもダメージを受けずに耐えられる材料から選択される。また、インク流量調節層は、製造された後のインクジェット記録ヘッド１の使用の際には、インクに接する部位に位置することになる。従って、インク流量調節層は耐インク性を有する材料で形成される。すなわち、補強層２５を形成する材料は、耐強アルカリ性及び耐インク性を有するものであれば、材料について他の制限は無い。
【００５３】
また、補強される側の層は第二耐キャビテーション層１７に限定されない。図１１に示されるように補強層２５が第二ヒーター材１６を補強してインク流量調節層２６を形成することとしても良い。また、第二耐キャビテーション層１７や第二ヒーター材１６以外の、他の材料から形成された層であっても良い。
【００５４】
また、第六実施形態では、新たな材料を用いてインク流量調節層を補強する補強層２５を形成することとしたが、新たな材料が単独でインク流量調節層を形成することとしても良い。その際、インク流量調節層を形成するための材料は、耐強アルカリ性及び耐インク性を有する材料から選択される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第一実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの一部を破断した斜視図である。
【図２】図１におけるインクジェット記録ヘッドのII線断面を模式的に示した断面図である。
【図３】図２におけるインクジェット記録ヘッドの領域Ｇを拡大した拡大図である。
【図４】図１のインクジェット記録ヘッドから吐出口形成層を除去し、表面側から見た平面図である。
【図５】図１のインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの断面における要部拡大図である。
【図７】本発明の第三実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの断面における要部を拡大した拡大図である。
【図８】本発明の第四実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの断面における要部を拡大した拡大図である。
【図９】本発明の第五実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの断面における要部を拡大した拡大図である。
【図１０】本発明の第六実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの断面における要部を拡大した拡大図である。
【図１１】本発明の第六実施形態における別のインクジェット記録ヘッドの断面における要部を拡大した拡大図である。
【図１２】従来の液体吐出ヘッドの製造方法を説明するための製造途中における液体吐出ヘッドの断面図である。
【図１３】従来の液体吐出ヘッドの製造方法を説明するための液体吐出ヘッドにおける液体吐出圧力発生素子から液体供給口の開口端部までの距離を示した断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  インクジェット記録ヘッド
２  吐出口形成層
３  基板
４  インク供給口
５  吐出口
６  インク流路
７  開口部
１１  密着向上層
１２  ヒーター材
１３  耐キャビテーション層
１５、１９、２０、２１、２２、２４、２６  インク流量調節層
１６  第二ヒーター材
１７  第二耐キャビテーション層
１８  インク流量調節開口部
【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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【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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