(57)【要約】【課題】  従来のサイドシューター型のインクジェット記録ヘッドでは、基板はＳｉの単結晶基板に限定され、作製できるインクジェット記録ヘッドの大きさにも単結晶基板の大きさが制約になった。また、Ｓｉの異方性エッチングには７〜１１６時間という長大な時間が掛かるという問題点もあった。【解決手段】  基板にインク吐出圧力発生素子が設けられ、インク吐出圧力発生素子に対向するプレート側に吐出口が配されて、インク内に気泡を発生させて該吐出口基板に垂直にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、セラミック等の耐熱基板にインク供給口のための貫通孔が開けられ、前記基板表面に放熱のための第一の金属層と、前記基板と第一の金属層の間に両者を接合するための第二の金属の積層が形成されて、電気−熱エネルギー変換素子およびインク吐出口、インク流路が形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッドによって解決される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にインク吐出圧力発生素子が設けられ、インク吐出圧力発生素子に対向するプレート側に吐出口が配されて、インク内に気泡を発生させて該吐出口基板に垂直にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、セラミックの耐熱基板にインク供給口のための貫通孔が開けられ、前記基板表面に放熱のための第一の金属層と、前記基板と第一の金属層の間に両者を接合するための第二の金属の積層が形成されて、電気熱エネルギー変換素子およびインク吐出口、インク流路が形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記第一の金属膜は、１０μｍ以上の厚さであることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記第一の金属膜は、タングステン膜であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記第一の金属膜は、モリブデン膜であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記第二の金属膜は、マンガンまたはマンガンを含む合金であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記セラミック基板は、アルミナであることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
基板に電気−熱エネルギー変換体よりなるインク吐出圧力発生素子が設けられ、インク吐出圧力発生素子に対向するプレート側に吐出口が配されて、インク内に気泡を発生させて該吐出口基板に垂直にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、セラミックの耐熱基板にインク供給口加工する工程、供給口を耐熱性の高い無機物で充填し基板を平坦化する工程、基板表面に金属材料を箔状にしたものを張り合わせる工程、電気−熱エネルギー変換素子およびインク吐出口、インク流路の形成する工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記セラミックの耐熱基板に、金属箔を張り合わせる際に、セラミック基板上に密着力を向上させる第二の金属層を設けることを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記セラミックと金属膜は、加熱とプレスによって接着することを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
基板にインク吐出圧力発生素子が設けられ、インク吐出圧力発生素子に対向するプレート側に吐出口が配されて、インク内に気泡を発生させて該吐出口基板に垂直にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、セラミックの耐熱基板にインク供給口加工する工程、インク供給口を埋め込まず基板表面に金属材料を箔状にしたものを張り合わせる工程、電気−熱エネルギー変換素子およびインク吐出口、インク流路の形成する工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に外部からエネルギーを加えることによって、液体を吐出するインクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱等のエネルギーをインクに与えることで、気泡の発生を促し、この体積変化を利用して吐出口からインクを吐出し、これを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法が知られている。インクジェット方式の中で、基板に対し垂直にインクを吐出するサイドシューター型（特開平４−１０９４０号公報）が提案されている。このサイドシューター型では、基板の裏面から表面の吐出圧発生素子部にインクを供給するために、単結晶Ｓｉ基板に異方性エッチング法で貫通するインク供給口を開けている。
【０００３】
いっぽう、インクジェット記録ヘッド用の基板として、アルミナにシリコンを堆積して、良好な熱伝導と低コスト化を両立する技術が特許公告０２８２４１３号公報に開示されている。
【特許文献１】特開平４−１０９４０号公報
【特許文献２】特許公告０２８２４１３号公報
【非特許文献１】溶接学会誌（第６５巻３号１９９６年６〜１１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のサイドシューター型のインクジェット記録ヘッドでは、単結晶Ｓｉの面方位によってエッチング速度が異なることを利用した異方性エッチング法で、基板裏面からインク供給口をエッチングにより形成していた。このため、基板はＳｉの単結晶基板に限定され、作製できるインクジェット記録ヘッドの大きさにも単結晶基板の大きさが制約になった。また、Ｓｉの異方性エッチングには７〜１１６時間という長大な時間が掛かるという問題点もあった。
【０００５】
また、特許公告０２８２４１３に開示されているインクジェット記録ヘッドの構成では、高精細の印字に不向きであった。
【０００６】
一方、本発明に関係のあるセラミックと金属を接合する方法としては、溶接学会誌（第６５巻３号１９９６年６〜１１頁）に開示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような問題点は、基板にインク吐出圧力発生素子が設けられ、インク吐出圧力発生素子に対向するプレート側に吐出口が配されて、インク内に気泡を発生させて該吐出口基板に垂直にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、セラミック等の耐熱基板にインク供給口のための貫通孔が開けられ、前記基板表面に放熱のための第一の金属層と、前記基板と第一の金属層の間に両者を接合するための第二の金属の積層が形成されて、電気−熱エネルギー変換素子およびインク吐出口、インク流路が形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッドによって解決される。
【０００８】
さらに、基板にインク吐出圧力発生素子が設けられ、インク吐出圧力発生素子に対向するプレート側に吐出口が配されて、インク内に気泡を発生させて該吐出口基板に垂直にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、セラミック等の耐熱基板にインク供給口加工する工程、基板表面に放熱性の良い金属材料を箔状にして張り合わせる工程、電気−熱エネルギー変換素子およびインク吐出口、インク流路の形成する工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法によって解決される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、安価なセラミック基板に貫通孔を開けて、その上に熱伝導性の良い金属製の箔を張り付けて、ＣＶＤなどの高温プロセスに耐えうる、インクジェット記録ヘッド用の基板を供給するものである。
【００１０】
この際に、金属箔とセラミック基板の密着力を向上するために、両者の間に薄膜の密着向上層を設けるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下で本発明に至る、検討結果について述べる。従来の熱による発泡エネルギーを用いたインクジェット記録ヘッドでは、発泡エネルギーを発生するヒーターは、主に単結晶Ｓｉ上に形成されていた。Ｓｉは、高い周波数での印字に伴う、温度上昇と放熱を繰り返すのに十分な熱の導電性を持っていた。本発明では、アルミナのようなセラミックを用いて安価で大きなインクジェット記録ヘッド基板を作製しようとしている。すると、アルミナの熱伝導はＳｉより低いので、熱シュミュレーションの結果から、アルミナ表面に５μｍ以上のＳｉに相当する良好な熱伝導を持った層を形成する必要があることが判った。
【００１２】
下の表１は、放熱層に適用可能な物質の熱伝導率、線膨張係数を示したものである。
【００１３】
【表１】
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これらの中で、ＳｉＣは膜の成長レートが遅く生産性が低い、Ａｌは線膨張係数がＳｉと大きく異なり、厚い膜を形成した場合膜剥がれの懸念がある。そこで、本発明では、ＷとＭｏの金属箔シートを用いて簡便な方法で、インクジェット記録ヘッドに適したベース基板の作製を試みた。
【００１４】
［実験１］
アルミナ基板に、金属箔を接合して複合基板を作製するための検討を行った。
【００１５】
まず、図１５（１）の様に表面を研磨したアルミナ基板５０１上を用意した。そして、そのアルミナ基板５０１上に、それぞれ３０μｍ厚のＷとＭｏの金属箔５０２を１０００〜１３００℃に加熱して１００〜７００ｇ／ｃｍ２の加圧プレスを行い、アルミナ基板に圧着できるかどうか検討した。しかし、いずれも膜剥がれが発生した部分があった。
【００１６】
［実験２］
次に、図１５（２）の様に先の工程でエッチングストップ層として機能するＳｉＮ膜５０３を３０００Å、アルミナ基板上に堆積し、それぞれ３０μｍ厚のＷとＭｏの金属箔を１０００〜１３００℃に加熱して１００〜７００ｇ／ｃｍ２の加圧プレスを行い、アルミナ基板に圧着できるかどうか検討した。しかし、いずれも一部に膜剥がれが発生した部分があった。
【００１７】
［実験３］
さらに、図１５（３）の様に中間層としてＭｎを１０００Åをスパッター法でアルミナ基板上に堆積した。そしてこのアルミナ基板上に、それぞれ３０μｍ厚のＷとＭｏの金属箔を１０００〜１３００℃に加熱して１００〜７００ｇ／ｃｍ２の加圧プレスを行い、アルミナ基板に圧着できるかどうか検討した。結果、膜剥がれの無い金属層が実現できた。
【００１８】
［実験４］
さらに、図１５（４）の様にＳｉＮ５０３を３０００Å堆積した上に、中間層としてＭｏＭｎを１０００Åスパッターでアルミナ基板上に堆積した。そして、それぞれ３０μｍ厚のＷとＭｏの金属箔を１０００〜１３００℃に加熱して１００〜７００ｇ／ｃｍ２の加圧プレスを行い、アルミナ基板に圧着できるかどうか検討した。その結果、膜剥がれの無い金属層が実現できた。
【００１９】
［実施態様例］
図１は本発明による実施態様例を示すインクジェット記録ヘッドのベース基板の模式図である。基板１０１としてはアルミナ、窒化アルミなどのセラミックなどが用いられる。基板の中心部にインクを裏面から供給するための貫通穴１０２があけられている。インクジェット記録ヘッドノズルの幅が広くなると、この供給口が基板中心を縦断しているために、基板の強度が低下して、変形や破損が起きる可能性が増える。そこで、図２（図１の側面図）のように供給口を複数に分割して、内部にハリ１０６を設けて強度増加をはかる。このときハリ上部１０７（インク吐出圧発生素子形成面側）がインク流路の抵抗とならないように連続した溝形状にする。この供給口の加工は、ダイシング、レーザー加工などで行う。
【００２０】
加工したインク供給口は、薄膜プロセスを通すために、ＳｉやＧｅおよびそれらを含む合金等で穴埋めされる。基板表面をラッピング等で平坦化した後、基板表面にエッチングストップ層１０３としてＳｉＮやＳｉＯ２などの薄膜を堆積する。
【００２１】
セラミック基板の上には、密着力を向上させるための層１０４として、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｖやそれらの複合膜などを蒸着、スパッターなどによって堆積する。
【００２２】
さらにこの上にインクジェットのインク吐出用ヒーターの放熱を良くするためにＷ、Ｍｏなどの熱伝導性の良い１０〜６０μｍの金属箔を張り合わせる。張り合わせには、熱溶着や加圧接着などが用いられる。ここで用いる金属箔は、１０μｍ以下の厚さにすることは難しく、また、薄いと取り扱いに困難が伴う。
【００２３】
他のケースとして、加工したインク供給口は、穴埋めせずそのままで、この上に直接Ｗ、Ｍｏなどの熱伝導性の良い３０〜６０μｍの金属箔を張り合わせる。張り合わせには、第一のケースと同様に熱溶着や加圧接着などが用いられる。張り合わせる金属膜が厚い場合に限って適応できる。
【００２４】
次に、本発明によるインクジェット記録ノズルのプロセスを図３〜図８（便宜上、図３〜図８には（１）〜（２１）の通し番号を付加した。）および図９（１）〜（４）を使って順を追って説明する。
【００２５】
アルミナなどのセラミック製基板２０１に、機械加工によってインク供給口２０２を形成する。供給口は、図２のように基板表面では連続しているが、基板下面で一部繋がっていて強度を保つようになっている。
【００２６】
形成した供給口に、図９（２）のように加熱用の表面のフラットなボート３０４に基板を設置して、基板と線膨張係数の近い材料３０３の粉末を充填する。この材料は、例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎやその合金等などが用いられる。
【００２７】
この後、充填材の融点以上に加熱し、図９の３０５のように供給口に多結晶のＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ等を密に充填する。
【００２８】
さらに、図９（４）のように埋め込み部の突起部を研磨して平坦化する。
【００２９】
平坦化した基板上に、ＣＶＤ法やスパッター等でＳｉＮまたはＳｉＯ２膜を堆積して、エッチングストップ層２０５とする。積層されたエッチングストップ膜のトータルの膜厚は、一般には５０００Å〜３μｍ、好ましくは８０００〜２５０００Å、最適には１μｍ〜２μｍである。また積層されたエッチングストップ膜のトータルの応力は、一般には２×１０ｅｘｐ―９dyne/cm2以下、より好ましくは１．８×１０ｅｘｐ―９dyne/cm2以下、最適には１．５×１０ｅｘｐ―９dyne/cm2以下である。
【００３０】
更にセラミック基板の上には、密着力を向上させるための層２０６として、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｖやそれらの複合膜などを蒸着、スパッターなどによって堆積する。この時の膜厚は、２００〜３０００Åである。
【００３１】
さらにこの上にインクジェットのインク吐出用ヒーターの放熱を良くするためにＷ、Ｍｏなどの熱伝導性の良い金属箔２０７を張り合わせる。この時の金属箔の厚さは、１０〜６０μｍである。張り合わせには、熱溶着や加圧接着、またはそれらを組み合わせた手法を用いる。
【００３２】
このベース基板上に、ＣＶＤ法やスパッター等でＳｉＮまたはＳｉＯ２膜を堆積しパターニングして、蓄熱層２０８を形成する。その上に、ＡｌやＣｕおよびその合金を堆積パターニングして、下層配線電極２０９を形成する。
【００３３】
プラズマＣＶＤ等を使って、ＳｉＮやＳｉＯＮ、ＳｉＯ２等の膜を堆積して層間絶縁膜２１０とする。さらに、層間絶縁膜にコンタクトホール２１１を形成する。
【００３４】
インク供給口に合わせて、インク吐出圧力発生素子としてヒーター部２１３形成する。ヒーター材料としては、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＮＳｉ等などの金属膜をスパッターや真空蒸着等によって堆積しパターニングする。さらに電力供給用の上層電極２１２としてＡｌ、Ｍｏ、Ｎｉ，Ｃｕ等の金属膜を同様にして形成する。
【００３５】
ヒーターには寿命の向上を目的としてプラズマＣＶＤでＳｉＮ膜２１４を堆積し保護膜とする。
【００３６】
この上に、耐キャビテーション膜２１５としてスパッター法等でＴａを堆積しパターニングする。この膜の膜厚は、好ましくは１０００〜５０００Å、さらに好ましくは２０００〜４０００Å、最適には２５００〜３５００Åである。
【００３７】
ここで、配線とヒーターの形成の順番等に特に制限はない。
【００３８】
樹脂製のノズルの密着性を上げるために、耐食性の高い樹脂膜２１６を形成する。そして、ヒーター部とインク供給口部をパターニングする。
【００３９】
インク流路確保のために、強アルカリや有機溶剤等で溶解可能な樹脂で流路パターン２１７を形成する。このパターンは、印刷法や感光性樹脂によるパターニング等で形成する。
【００４０】
インク流路のパターンの上に、被覆樹脂層２１８を形成する。この被覆樹脂層は微細パターンを形成するので感光性レジストが望ましく、さらに流路を形成した樹脂層を除去する際のアルカリや溶剤等によって変形変質しない性質が必要である。
【００４１】
次に流路の被覆樹脂層をパターニングして、ヒーター部に対応したインク吐出口２１９と電極の外部接続部を形成する。この後、被覆樹脂層を光や熱等によって硬化する。
【００４２】
この基板のノズル形成面側を保護するためレジストで保護膜２２０を形成する。
【００４３】
この基板をアルカリ系エッチャント（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒドラジン等）に浸け、インク供給口に充填した充填材をエッチングして、インク供給口２２１を形成する。この時、エッチングは、エッチングストップ層２０５の手前で止まる。
【００４４】
エッチングストップ層のＳｉＮ等の膜をフッ酸等の薬液または、ドライエッチ等で部分的に除去してインク供給口２２２を開口する。最後にインク流路形成材を除去し、インクの流路２２３を確保する。
【００４５】
上記プロセスにおいて、基板の加工手順は特に限定されるものではなく、任意に選ぶことができる。
【実施例１】
【００４６】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【００４７】
図１は本発明による実施例を示すインクジェット記録ヘッドのベース基板の模式図である。外形６インチΦで厚さ１ｍｍのアルミナ基板１０１の中心部にインクを裏面から供給するための貫通穴１０２を形成した。インク供給口の幅は２００μｍ、長さは１００ｍｍとした。
【００４８】
この時、基板強度を確保するために図２（図１の側面図）のように供給口を複数に分割して、内部にハリ１０５を設けて強度増加をはかった。このハリピッチは１０ｍｍ、ハリ幅は５ｍｍとした。
【００４９】
加工された供給口の中には、溶融後に固化させた多結晶シリコンを充填し、表面をラッピングによって平坦化した。
【００５０】
基板表面にはエッチングストップ層１０３としてＳｉＮ薄膜を８０００Å堆積した。さらに、密着向上層１０４として、Ｍｎを２０００Åを堆積し、さらにこの上にインクジェットのインク吐出用ヒーターの放熱を良くするために４０μｍも厚さのタングステン箔１０５を張り合わせた。
【実施例２】
【００５１】
以下に、本発明によるインクジェット記録ヘッドの作製方法について、図３から図７を用いて順を追って説明する。
【００５２】
アルミナ基板２０１に、機械加工によってインク供給口２０２を形成した。供給口は、図２のように基板表面では連続しているが、基板下面で一部繋がっていて強度を保つようになっている。インク供給口の幅は２００μｍ、長さは１００ｍｍ、上部の連続した溝の部分の深さは３０μｍとした。
【００５３】
加工した基板を、カーボンボートに乗せ、供給口の上部を塞いで、供給口に粒径５０μｍ以下の粉末状のＳｉを充填して、１４００℃溶融して多結晶化して密に充填した。さらに、基板を冷却した後、コロイダルシリカの砥粒を用いて、埋め込み部の突起部を研磨して平坦化した。この時、供給口の部分の凹凸は５０００Å以下に抑えた。
【００５４】
平坦化した基板上に、プラズマＣＶＤ法でＳｉＮを１μｍ堆積して、エッチングストップ層２０５とした。この時の成膜条件は、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝ １６０／４００／２０００ｓｃｃｍ、圧力１６００ｍｔｏｒｒ、基板温度３００℃、ＲＦ１４００Ｗであった。
【００５５】
更にスパッター法で、ＭｎＭｏの混晶膜を、１５００Å堆積した。
【００５６】
この基板に、２５μｍのＷシートを重ねて、１２００℃に加熱して５００ｇ／ｃｍ２の加圧プレスを行い、アルミナ基板に接着して、放熱層２０７を形成した。
【００５７】
さらにプラズマＣＶＤ法でＳｉＯ２膜を８０００Å堆積しパターニングして、蓄熱層２０８を形成した。そのときの成膜条件は、ＳｉＨ４／Ｎ２Ｏ／Ｎ２＝ ２５０／１２００／４０００ｓｃｃｍ、圧力１８００ｍｔｏｒｒ、基板温度３００℃、ＲＦ１８００Ｗであった。
【００５８】
その上に、ＡｌＣｕを３０００Å堆積パターニングして、下層配線電極２０９を形成した。
【００５９】
さらにプラズマＣＶＤ法を使って、前述と同条件でＳｉＯ２膜を１２０００Å堆積して層間絶縁膜２１０とした。さらに、層間絶縁膜にコンタクトホール２１１を形成した。
【００６０】
インク供給口に合わせて、インク吐出圧力発生素子としてヒーター部２１３形成した。ヒーター材料としては、ＴａＳｉＮ膜をスパッターで５００Å堆積しパターニングした。さらに電力供給用の上層電極２１２としてＡｌＣｕ膜を２０００Å堆積してパターニングした。
【００６１】
ヒーターには寿命の向上を目的としてプラズマＣＶＤでＳｉＮ膜２１４を３０００Å堆積した。
【００６２】
この上に、耐キャビテーション膜２１５としてスパッター法でＴａを２３００Å堆積しパターニングした。
【００６３】
樹脂製のノズルの密着性を上げるために、耐アルカリ性の膜（HIMAL日立化成製）２１６を形成する。そして、ヒーター部パターニングする。
【００６４】
感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を２０μｍ塗布してパターニングして、図６（１５）のようにインク流路型材２１７を形成した。さらに表２に示した感光性樹脂層２１８を１２μｍ塗布しパタ−ニングして、図６（１６）のようにインク吐出口２１９を形成した。
【００６５】
【表２】
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ノズル形成面側を保護するために、ゴム系レジスト（東京応化製  ＯＢＣ）で保護膜２２０を形成した。
【００６６】
この基板を２１％のＴＭＡＨ水溶液に浸漬して異方性エッチングした。エッチャント温度は８３℃、エッチング時間は３時間とした。
【００６７】
エッチングは図７（１８）のように進み、エッチングストップ層の前で止まっている。この時、エッチングストップ層に亀裂はなく、流路形成樹脂層やノズル部へのエッチング液の浸入は見られなかった。
【００６８】
次に、図７（１９）のようにエッチングストップ層のＳｉＮとその上のＷ膜をＣＤＥ法によって除去した。エッチング条件は、ＣＦ４／Ｏ２＝３００／２５０ｓｃｃｍ、ＲＦ８００Ｗ、圧力２５０ｍｔｏｒｒであった。
【００６９】
保護膜を除去した後、図８（２１）のように、乳酸メチル中で超音波を掛け流路形成樹脂を除去して、インク流路２２３を形成しインクジェット記録ヘッドが完成した。
【００７０】
このインクジェット記録ヘッドに電気的外部配線を接続し、４．５ｐｌのインク滴で吐出周波数１０ＫＨｚで印字テストを行ったが、１００ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。
【実施例３】
【００７１】
図１４に本発明によるインクジェット記録ヘッド基板の平面図を示す。
【００７２】
以下に、本発明によるインクジェット記録ヘッドの作製方法の他の実施例について図１０から図１３（便宜上、図１０から図１３には（１）から（１２）の通し番号を付加した。）を使って説明する。
【００７３】
アルミナ基板４０１に、実施例２と同様の形状に機械加工法でインク供給口４０２を形成した。
【００７４】
加工した基板上に、スパッター法で、Ｍｎ膜４０３を、２０００Å堆積した。
【００７５】
この基板に、５０μｍのＭｏシートを重ねて、１２００℃に加熱して５００ｇ／ｃｍ２の加圧プレスを行い、アルミナ基板に接着して、放熱層４０４を形成した。
【００７６】
さらにプラズマＣＶＤ法でＳｉＯ２膜を８０００Å堆積しパターニングして、蓄熱層４０５を形成した。そのときの成膜条件は、ＳｉＨ４／Ｎ２Ｏ／Ｎ２＝ ２５０／１２００／４０００ｓｃｃｍ、圧力１８００ｍｔｏｒｒ、基板温度３００℃、ＲＦ１８００Ｗであった。
【００７７】
絶縁膜上に、スパッターで下層にＴａＳｉＮ膜（Ｔａ：Ｓｉ：Ｎ＝４３：４２：１５）を４００Å、上層にＡｌＣｕ膜（Ａｌ：Ｃｕ＝９９．５：０．５）を２０００Å堆積した。フォトリソ技術によって図１０（６）のようにパターニングしてヒーター層４０６と電極配線層４０７の積層構造を形成した。
【００７８】
次に、インク供給口に合わせて、上層の配線材を一部エッチングして取り除き下層のＴａＳｉＮを露出させヒーター部４０８形成する。（平面図６参照）ヒーター部の大きさは２４Ｘ２４μｍとした。配線は図６のように平面上で折り返し、個別信号供給線と下流のグラウンド電源部を同一配線で形成した。
【００７９】
ヒーターには寿命の向上を目的としてプラズマＣＶＤでＳｉＮ膜４０９を堆積し保護膜とした。以下は、ノズル形成までは実施例２と同様に行い。保護レジストで表面を覆った後、ＣＤＥでＷ膜を除去しインク流路形成樹脂を除去してインクジェット記録ヘッドを完成した。
【００８０】
このインクジェット記録ヘッドに電気的外部配線を接続し、インク滴４．５ｐｌ、吐出周波数８ＫＨｚで印字テストを行ったが、１００ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。
【００８１】
以上述べたように本発明では、セラミック基板に機械加工でインク供給口を形成し、その上に放熱性の高い金属膜を張り合わせる。その結果、本発明によれば、十分な機械強度と良好な蓄熱性と放熱性のバランスがとれたインクジェット記録ヘッド用の基板を得ることが可能になる。
【００８２】
これを用いて、低コストで面積の大きな基板を用いて、高品位な印字が可能なインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板を示す概略図である。
【図２】図１の他の側面を示す図である。
【図３】本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図４】本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図５】本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図６】本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図７】本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図８】本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図９】本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図１０】本発明の他の実施例によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図１１】本発明の他の実施例によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図１２】本発明の他の実施例によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図１３】本発明の他の実施例によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図である。
【図１４】本発明によるインクジェット記録ヘッド基板の平面図である。
【図１５】本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０１  セラミック基板
１０２  インク供給口充填材
１０３  エッチングストップ層
１０４  密着向上層
１０５  金属箔層
１０６  ハリ
１０７  基板上部インク供給口
２０１  セラミック基板
２０２  インク供給口
２０３  インク供給口充填材
２０４  基板上部研磨面
２０５  エッチングストップ層
２０６  密着向上層
２０７  金属箔層
２０８  蓄熱層（絶縁膜）
２０９  下層電極
２１０  層間絶縁膜
２１１  コンタクトホール
２１２  上部電極
２１３  ヒーター
２１４  ヒーター保護膜
２１５  耐キャビテーション膜
２１６  耐アルカリ有機膜
２１７  インク流路形成材
２１８  ノズル形成樹脂
２１９  インク吐出口
２２０  エッチング保護膜
２２１  インク供給口アルカリエッチング部
２２２  インク供給口ドライエッチング部
２２３  インク流路
３０１  セラミック基板
３０２  インク供給口
３０３  充填材の粉末
３０４  カーボンボート
３０５  充填材が充填されたインク供給口表面
３０６  インク供給口の裏面
３０７  研磨処理後のフラットなインク供給口表面
４０１  セラミック基板
４０２  インク供給口
４０３  密着向上層
４０４  金属箔層
４０５  蓄熱層（絶縁膜）
４０６  ヒーター層
４０７  配線電極
４０８  ヒーター
４０９  ヒーター保護膜
４１０  耐キャビテーション膜
４１１  耐アルカリ有機膜
４１２  インク流路形成材
４１３  ノズル形成樹脂
４１４  インク吐出口
５０１  アルミナ基板
５０２  金属箔
５０３  エッチングストップ層
５０４  密着向上層
【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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