(57)【要約】【課題】  キャビテーション層の硬度と弾性および耐酸化性を向上することで発熱層の破損を防止することによりインクジェットプリントヘッドの耐久性および信頼性を向上することができるインクジェットプリントヘッドおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法は，基板上に発熱層と導電層を順次に積層するステップと；導電層をパターニングして発熱層の上面の一定領域を露出させるステップと；導電層および発熱層の上面に保護層を積層するステップ；および保護層の上面にインク室バリアおよびノズルプレートを積層してインク室を形成するステップと；を含み，保護層を形成するステップは，それぞれ相違する材質からなる少なくとも２種の薄膜層を導電層と前記発熱層の上部に交互に繰り返し積層してキャビテーション層を形成するステップを含む。【選択図】  図２
2005067203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク室内に充填されたインクを加熱する発熱層の上部に形成されるインクジェットプリントヘッドの保護層において，
前記発熱層の機械的破損を抑制するキャビテーション層を含み，
前記キャビテーション層は，それぞれ相違する材質からなる少なくとも２種の薄膜層が前記発熱層の上部に順次に積層されてなることを特徴とする，インクジェットプリントヘッドの保護層。
【請求項２】
前記キャビテーション層は，
タンタルからなる少なくとも１つの第１の薄膜層と，
タンタルナイトライドからなる少なくとも１つの第２の薄膜層と，
を含むことを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットプリントヘッドの保護層。
【請求項３】
前記第２の薄膜層は，タンタルの窒化により形成されることを特徴とする，請求項２に記載のインクジェットプリントヘッドの保護層。
【請求項４】
前記キャビテーション層は，前記少なくとも２種の薄膜層が交互に積層されてなることを特徴とする，請求項２または３に記載のインクジェットプリントヘッドの保護層。
【請求項５】
前記キャビテーション層の厚さは，前記第１および第２の薄膜層のそれぞれの厚さの総和と実質的に同一であることを特徴とする，請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドの保護層。
【請求項６】
前記キャビテーション層の最上面および最下面の少なくとも一方には，前記第２の薄膜層が配されることを特徴とする，請求項２〜５のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの保護層。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１の薄膜層のそれぞれが相互実質的に同一の厚さに形成され，
前記少なくとも１つの第２の薄膜層のそれぞれが相互実質的に同一の厚さに形成され，
前記キャビテーション層の厚さは，次式により定義される厚さ（Ｔ）と同一の大きさであることを特徴とする，請求項２〜６のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの保護層。
Ｔ＝ｎｔ１＋（ｎ＋１）ｔ２
（前記式中，ｎは前記第１の薄膜層の個数を，ｔ１は前記第１の薄膜層のそれぞれの厚さを，ｔ２は前記第２の薄膜層のそれぞれの厚さを表す。）
【請求項８】
前記第１の薄膜層と前記第２の薄膜層とは，実質的に同一の厚さに形成されることを特徴とする，請求項２〜７のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの保護層。
【請求項９】
前記キャビテーション層と前記発熱層との間に形成される絶縁層をさらに含むことを特徴とする，請求項２〜８のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの保護層。
【請求項１０】
前記キャビテーション層は，前記インク気泡の収縮時に発生する収縮衝撃による前記発熱層の機械的破損および前記発熱層の酸化を実質的に抑制することを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの保護層。
【請求項１１】
主基板と；
インク供給路から流入されたインクが収容できるように前記主基板上に形成され，その一側が前記インクの液滴が吐出されるノズルに連結されるインク室と；
前記インク室の底面に積層される発熱層と；
前記発熱層の一定の領域が前記インク室内へと露出するように所定の形状に前記発熱層の上面に積層される導電層と；
前記導電層および前記発熱層の上面に積層される保護層と；
を含み，
前記保護層は，その上面に形成されるキャビテーション層を含み，
前記キャビテーション層は，それぞれ相違する材質からなる少なくとも２種の薄膜層が交互に積層されてなることを特徴とする，インクジェットプリントヘッド。
【請求項１２】
前記キャビテーション層は，
タンタルからなる少なくとも１つの第１の薄膜層と，
タンタルナイトライドからなる少なくとも１つの第２の薄膜層と，
を含むことを特徴とする，請求項９に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１３】
前記第２の薄膜層は，タンタルの窒化により形成されることを特徴とする，請求項１２に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１４】
前記キャビテーション層の厚さは，前記第１および第２の薄膜層の厚さの総和と実質的に同一であることを特徴とする，請求項１２または１３に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１５】
前記キャビテーション層の最上面および最下面の少なくとも一方には，前記第２の薄膜層が配されることを特徴とする，請求項１２〜１４のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの第１の薄膜層のそれぞれが相互実質的に同一の厚さに形成され，
前記少なくとも１つの第２の薄膜層のそれぞれが相互実質的に同一の厚さに形成され，
前記キャビテーション層の厚さは，次式により定義される厚さ（Ｔ）と同一の大きさであることを特徴とする，請求項１２〜１５のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
Ｔ＝ｎｔ１＋（ｎ＋１）ｔ２
（前記式中，ｎは前記第１の薄膜層の個数を，ｔ１は前記第１の薄膜層のそれぞれの厚さを，ｔ２は前記第２の薄膜層のそれぞれの厚さを表す。）
【請求項１７】
前記保護層は，前記導電層および前記発熱層の上面と，前記キャビテーション層との間に形成される絶縁層をさらに含むことを特徴とする，請求項１１〜１６のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１８】
前記インク室は，前記保護層上に積層されるインク室バリアと，前記インク室バリアの上面に積層され前記ノズルが貫通形成されるノズルプレートと，により取り囲まれることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１９】
前記ノズルと前記インク供給路とは，同軸上に配されることを特徴とする，請求項１１〜１８のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２０】
前記保護層は，前記導電層および前記発熱層の上面と前記キャビテーション層との間にシリコンナイトライドからなる絶縁層をさらに含み，
前記インク室バリアの下端が前記キャビテーション層の両端および前記絶縁層の上面を覆うことを特徴とする，請求項１１〜１９のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２１】
基板上に発熱層と導電層を順次に積層するステップと；
前記導電層をパターニングして前記発熱層の上面の一定領域を露出させるステップと；
前記導電層および前記発熱層の上面に保護層を積層するステップと；
前記保護層の上面にインク室バリアおよびノズルプレートを積層してインク室を形成するステップと；
を含み，
前記保護層を形成するステップは，それぞれ相違する材質からなる少なくとも２種の薄膜層を前記導電層と前記発熱層の上部に交互に繰り返し積層してキャビテーション層を形成するステップを含むことを特徴とする，インクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２２】
前記キャビテーション層は，タンタルからなる少なくとも１つの第１の薄膜層と，タンタルナイトライドからなる少なくとも１つの第２の薄膜層とが，前記発熱層および導電層の上面に交互に蒸着されてなることを特徴とする，請求項２１に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２３】
前記第１の薄膜層は，スパッタリング工程により形成されることを特徴とする，請求項２２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２４】
前記第２の薄膜層は，前記スパッタリング工程中に気状の窒素を注入することにより，タンタルが窒化した状態で蒸着される反応スパッタリング工程により形成されることを特徴とする，請求項２３に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２５】
前記キャビテーション層の形成ステップは，前記スパッタリング工程と前記反応スパッタリング工程とが所定の時間繰り返されてなることを特徴とする，請求項２４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２６】
前記保護層の形成ステップは，前記発熱層および導電層の上面を覆うべくシリコンナイトライドを蒸着して絶縁層を形成するステップを含み，
前記キャビテーション層は，前記絶縁層の上面に積層形成されることを特徴とする，請求項２１〜２５のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２７】
前記インク室バリアおよび前記ノズルプレートは，モノリシック積層法により形成されることを特徴とする，請求項２１〜２６のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，インクジェットプリントヘッドに係り，より詳しくは，熱転写式インクジェットプリントヘッドの発熱層の保護のために形成される保護層と，これを含むインクジェットプリントヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常，インクジェットプリントヘッドの吐出方式は，圧電体を用いてインクを吐出する方式と，インクを発熱体で瞬間加熱する時に発生する気泡を用いてインクを吐出する熱転写方式が広く使用されている。この２方式のうち，近年のインクジェットプリントヘッドでは，インクジェットプリントヘッドを容易に小型化し得る熱転写方式が通用されている。
【０００３】
図１は，熱転写方式のインクジェットプリントヘッドの構造を示す図である。
【０００４】
同図に示すように，従来のインクジェットプリントヘッド１００は，主基板１２０上に順次に積層される発熱層１４０と，導電層１５０と，保護層１６０とを含む。ここで，発熱層１４０は，上述したようにインク室１１０内に充填されたインクを瞬間加熱するためのものであり，導電層１５０は，発熱層１４０に電源を印加するためのものである。
【０００５】
一方，保護層１６０（ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）は，発熱層１４０の保護のために形成されるものである。このために，従来の保護層１６０は，米国特許第４３３５３８９号明細書に開示されているように発熱層１４０と導電層１５０の上面に積層される絶縁層１６４と，絶縁層１６４の上面に積層されるキャビテーション層１６１とを含む。
【０００６】
ここで，前記キャビテーション層１６１は，インク液滴がノズル１８５から吐出された後，インク室１１０内のインク気泡（図示せず）が収縮する時に発生する収縮衝撃（Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ
Ｆｏｒｃｅ）により発熱層１４０が破損されることを抑制するためのものである。上述した機能を行うために，従来のキャビテーション層１６１は，Ｔａだけを絶縁層１６４の上面に蒸着してなる。
【０００７】
上述したように，発熱層１４０を前記収縮衝撃から保護するための硬度，弾力のような機械的性質と，インク室１１０内に充填されるインクによる酸化が行われ難いように耐酸化性のような化学的性質に複合的に優れている必要がある。通常，上述した性質のいずれにも優れている材料は希である。特に，薄膜状態の場合にも上述した性質に優れている材料は，一層希である。一例として，上述したように従来のキャビテーション層１６１を構成するＴａは，弾力には優れているものの，発熱層１４０を長期間保護できる程に硬度と耐酸化性には優れていない。この結果，従来のインクジェットプリントヘッド１００を長期間繰り返して使用する場合，上述した収縮衝撃により保護層１６０が破壊されたり，インク室１１０内に充填されているインクとの化学反応により保護層１６０が酸化し破壊されることにより，発熱層１４０の破損が抑制できないという問題点が発生する。特に，高速印刷用インクジェットプリンタの開発が盛んに行われている近年では，上述したような発熱層１４０の破損によりインクジェットプリントヘッド１００の取替え周期が短くなるという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４３３５３８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は，前記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって，インクジェットプリントヘッドの耐久性および信頼性を向上することができるように改善された保護層を有するインクジェットプリントヘッドと，そのインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記本発明の目的を達成するための本発明に係るインクジェットプリントヘッドの保護層は，インク気泡の収縮時に発生する収縮衝撃から前記発熱層の機械的破損を抑制すべく前記発熱層の上部に形成されるキャビテーション層（Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ
Ｌａｙｅｒ）を含み，前記キャビテーション層は，それぞれ相違する材質からなる少なくとも２種の薄膜層が前記発熱層の上部に順次に積層されてなり，前記少なくとも２種の薄膜層は，交互に積層されることに特徴がある。
【００１１】
そして，本発明に係るインクジェットプリントヘッドは，主基板と；インク供給路から流入されたインクが収容できるように前記主基板上に形成され，その一側に前記インクの液滴が吐出されるノズルが形成されるインク室と；前記インク室の底面に積層される発熱層と；前記発熱層の一定の領域が前記インク室内へと露出するように所定の形状に前記発熱層の上面に積層される導電層；および前記インク室内へと露出する前記導電層および前記発熱層の上面に積層される保護層と；を含み，前記保護層は，それぞれ相違する材質からなる少なくとも２種の薄膜層が前記発熱層および前記導電層の上面に交互に積層されてなるキャビテーション層を含むことに特徴がある。
【００１２】
本発明の好適な実施形態によれば，前記キャビテーション層は，タンタル（Ｔａ）からなる少なくとも１つの第１の薄膜層，および前記Ｔａを窒化したタンタルナイトライド（ＴａＮｘ）からなる少なくとも１つの第２の薄膜層を含むことが好ましい。
【００１３】
そして，前記キャビテーション層の厚さは，前記第１および第２の薄膜層のそれぞれの厚さの和と同一であることが好ましい。
【００１４】
また，前記キャビテーション層の最上面および最下面の少なくとも一方には，前記第２の薄膜層が配されることが好ましく，前記キャビテーション層の厚さは，次式を満たす厚さ（Ｔ）の大きさと同一であることがより好ましい。
【００１５】
Ｔ＝ｎｔ１＋（ｎ＋１）ｔ２
前記式中，Ｔは，キャビテーション層の総厚さを，ｎは，第１の薄膜層の積層個数を，ｔ１は，第１の薄膜層の厚さを，ｔ２は，第２の薄膜層の厚さをそれぞれ表す。
【００１６】
この時，前記第１の薄膜層のそれぞれと前記第２の薄膜層のそれぞれは，いずれも同一の厚さを有することが好ましい。
【００１７】
一方，前記保護層は，前記導電層および前記発熱層の上面と，前記キャビテーション層との間に形成される絶縁層をさらに含むことが好ましく，前記絶縁層は，シリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）からなることが好ましい。
【００１８】
そして，前記インク室は，前記保護層上に積層されるインク室バリアと，前記インク室バリアの上面に積層され前記ノズルが貫通形成されるノズルプレートにより取り囲まれることが好ましく，前記ノズルと前記インク供給路とは，同軸上に配されることがより好ましい。
【００１９】
上述したような本発明によれば，キャビテーション層の硬度と弾力および耐酸化性が複合的に強化されることにより，インクジェットプリントヘッドの耐久性および信頼性が向上するようになる。
【００２０】
このような本発明に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法は，基板上に発熱層と導電層を順次に積層するステップと；前記導電層をパターニングして前記発熱層の上面の一定領域を露出させるステップと；前記導電層および前記発熱層の上面に保護層を積層するステップ；および前記保護層の上面にインク室バリアおよびノズルプレートを積層してインク室を形成するステップと；を含み，前記保護層を形成するステップは，それぞれ相違する材質からなる少なくとも２種の薄膜層を前記導電層と前記発熱層の上部に交互に繰り返し積層してキャビテーション層を形成するステップを含むことに特徴がある。
【００２１】
そして，前記キャビテーション層は，前記発熱層および導電層の上面にＴａからなる少なくとも１つの第１の薄膜層と，ＴａＮｘからなる少なくとも１つの第２の薄膜層が交互に分割蒸着されてなる。
【００２２】
ここで，前記第１の薄膜層は，スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工程により形成され，前記第２の薄膜層は，前記スパッタリング工程中に気状の窒素（Ｎ２）を注入することにより前記Ｔａが窒化した状態で蒸着される反応スパッタリング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工程により形成され，前記キャビテーション層の形成ステップは，前記スパッタリング工程と前記反応スパッタリング工程が所定の時間周期的に繰り返されてなることが好ましい。
【００２３】
一方，前記保護層の形成ステップは，前記発熱層および導電層の上面を覆うべくＳｉＮｘを蒸着して絶縁層を形成するステップを含み，前記キャビテーション層は，前記絶縁層の上面に積層形成されることが好ましい。
【００２４】
そして，前記インク室バリアおよび前記ノズルプレートは，モノリシック（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ）積層法により形成されることが好ましく，この時のインク室バリアおよびノズルプレートは，エポキシまたは金属材からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
以上で説明した本発明によれば，単一材質で形成されていたキャビテーション層を，相違する材質からなる複数の薄膜層を交互に繰り返し積層することで形成することにより，キャビテーション層の機械的硬度と，弾力および耐酸化性を複合的に向上することができる。この結果，インクジェットプリントヘッドを長期間繰り返し使用しても発熱層の破損を抑制することができ，インクジェットプリントヘッドの耐久性および信頼性を向上することができる。
【００２６】
また，インクジェットプリントヘッドの構造に応じて多様に要求される硬度および弾力に合わせキャビテーション層の形成を容易にするという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２８】
図２は，本発明の好適な実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの構造を示す図である。
【００２９】
同図に示すように，本発明の好適な実施形態に係るインクジェットプリントヘッド２００は，上面吐出方式の熱転写式インクジェットプリントヘッドであって，主基板２２０と，発熱層２４０と，導電層２５０と，保護層２６０と，インク室バリア２７０と，ノズルプレート２８０とを備える。
【００３０】
前記発熱層２４０は，インク室バリア２７０とノズルプレート２８０により画成されるインク室２１０内に充填されたインクを瞬間加熱するためのものであって，Ｔａ−Ａｌ合金からなることが好ましい。発熱層２４０と主基板２２０との間には，ＳｉＯ２材質の断熱層２３０をさらに形成し，発熱層２４０から発生した熱が主基板２２０に伝わることを防止することが好ましい。
【００３１】
前記導電層２５０は，発熱層２４０に電源を印加するためのものであって，通電性の高い材質のＡｌからなることが好ましい。
【００３２】
一方，保護層２６０は，絶縁層２６４とキャビテーション層２６１を含む。
【００３３】
絶縁層２６４は，発熱層２４０および導電層２５０からインク室２１０に充填されるインクを絶縁するためのものであって，絶縁層と熱伝達効率の高いＳｉＮｘからなる。
【００３４】
キャビテーション層２６１は，ノズル２８５からのインク噴射の完了後，インク室２１０の内部におけるインク気泡が収縮する時に発生する収縮衝撃（Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ  Ｆｏｒｃｅ）により発熱層２４０が破損されることを抑制するためのものである。
【００３５】
図３に示すように，本実施形態に係るキャビテーション層２６１は，複数の薄膜層２６２，２６３が絶縁層２６４の上面に順次に積層されてなる。
【００３６】
本実施形態におけるキャビテーション層２６１は，Ｔａからなる複数の第１の薄膜層２６２と，Ｔａに比べて弾力は劣るものの，機械的硬度および耐酸化性に優れているＴａＮｘからなる複数の第２の薄膜層２６３が絶縁層２６４の上面に交互に繰り返し積層されてなる。参考までに，Ｔａの結合エネルギー（Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｅｎｅｒｇｙ）は，Ｅ（Ｔａ−Ｔａ）＝８８ｋｃａｌ／ｍｏｌであり，ＴａＮｘの結合エネルギーは，Ｅ（Ｔａ−Ｎｘ）＝１４６ｋｃａｌ／ｍｏｌである。上述のように形成されるキャビテーション層２６１のＴａ含有量の変化は，図４に示す通りである。
【００３７】
第１の薄膜層２６２の積層は，スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）のような通常の真空蒸着法により行われることが好ましい。第２の薄膜層２６３は，化学蒸着法（ＣＶＤ）のように多様な蒸着工程によりその形成が可能である。本実施形態のようにＴａ材質で第１の薄膜層２６２が形成される場合，Ｔａの蒸着時にＮ２ガスを所定の時間注入することでＴａを窒化した状態で蒸着する反応スパッタリング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）により形成されることが好ましい。この場合，通常の真空蒸着設備を使用してＴａを蒸着する間に周期的に気状のＮ２を真空蒸着設備に注入する時分割蒸着法の適用が可能であり，容易に第１および第２の薄膜層２６２，２６３を交互に繰り返し積層できるようになる。上述したように，第２の薄膜層２６３をＴａを窒化しながら蒸着して形成する場合，第２の薄膜層２６３の厚さは，Ｎ２ガスの注入時間の調節により決められる。
【００３８】
そして，第１および第２の薄膜層２６２，２６３は，いずれも同一の材質からなることが好ましい。この場合，第１および第２の薄膜層２６２，２６３の積層数を調節することにより容易にキャビテーション層２６１の全体の性質を調節できるようになる。この結果，インクジェットプリントヘッド２００の内部構造が変更されても，それに対応して柔軟にキャビテーション層２６１の全体の性質を調節できるようになる。
【００３９】
上述したように，キャビテーション層２６１が２種の薄膜層２６２，２６３を交互に積層されてなる場合，キャビテーション層２６１の全体の厚さは，第１の薄膜層２６２の厚さＴ１と，第２の薄膜層２６３の厚さＴ２の総和と同一である。本実施形態のようなインクジェットプリントヘッド２００の場合，キャビテーション層２６１の厚さは，およそ５０００Åに形成されることが一般的であり，第１および第２の薄膜層２６２，２６３のそれぞれの厚さは，５０〜５００Åに形成されることが好ましい。特に，各薄膜層２６２，２６３の固有性質を保ち，積層されたキャビテーション層２６１の全体の性質の調節を容易にするためには，第１および第２の薄膜層２６２，２６３のそれぞれが１００Åの厚さを有し，そのそれぞれがおよそ２５つずつ備えられる場合が最も好ましい。参考までに，図３には，図面の簡略化を図るために３つの第１の薄膜層２６２と４つの第２の薄膜層２６３を有するキャビテーション層２６１が示されている。
【００４０】
一方，上述したようなキャビテーション層２６１は，絶縁層２６４に当接する最下面とインク室２１０に露出される最上面に第２の薄膜層２６３が配されることが好ましい。これは，Ｔａに比べてＴａＮｘの方が絶縁層２６４との接着力に優れており，前述したようにＴａに比べてＴａＮｘの方が強度および耐酸化性に優れているためである。この場合，ＴａＮｘに比べて弾力に優れているＴａからなる第１の薄膜層２６２は，ＴａＮｘによりその硬度が上昇するキャビテーション層２６１の全体の弾力を一定の水準に保持させ，キャビテーション層２６１がインク気泡の収縮衝撃により割れ難いようにする。
【００４１】
上述したように構成されるキャビテーション層２６１と第１および第２の薄膜層２６２，２６３との相関関係は，次式を満たす。
【００４２】
Ｔ＝ｎｔ１＋（ｎ＋１）ｔ２
前記式中，Ｔは，キャビテーション層２６１の総厚さを，ｎは，第１の薄膜層２６２の積層個数を，ｔ１は，第１の薄膜層２６２の厚さを，ｔ２は，第２の薄膜層２６３の厚さをそれぞれ表す。
【００４３】
上述したように第１の薄膜層２６２と第２の薄膜層２６３を交互に積層することでキャビテーション層２６１が形成される場合，Ｔａの単一材質でキャビテーション層１６１（図１参照）が形成される従来の場合に比べてキャビテーション層２６１の硬度と耐酸化性に優れ，インクジェットプリントヘッド２００を長期間繰り返し駆動することによる発熱層２４０の破損を効率よく抑制することができる。この結果，インクジェットプリントヘッド２００の耐久性を向上することができる。
【００４４】
以下，本発明の好適な実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を，図５Ａ〜図５Ｉを参照して詳細に説明する。
【００４５】
まず，図５Ａに示すように，主基板２２０上に断熱層２３０を形成する。この時，断熱層２３０の材質は，断熱効率のよいＳｉＯ２であることが好ましい。
【００４６】
そして，図５Ｂに示すように，発熱層２４０および導電層２５０を断熱層２３０の上面に蒸着した後，導電層２５０をリソグラフィー（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）のようなエッチング工程によりパターニングして発熱層２４０の上面の一部領域を露出させる。この時，発熱層２４０は，Ｔａ−Ａｌからなる発熱抵抗体が真空蒸着されてなることが好ましく，導電層２５０は，Ａｌからなる導電体が真空蒸着されてなることが好ましい。
【００４７】
上述したように発熱層２４０および導電層２５０の形成が完了すると，保護層２６０を形成する。前述したように，本実施形態における保護層２６０は，絶縁層２６４とキャビテーション層２６１を含む。
【００４８】
ここで，前記絶縁層２６４は，図５Ｃに示すように，発熱層２４０および導電層２５０の上面に形成する。前記絶縁層２６４は，ＳｉＮｘをＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により発熱層２４０および導電層２５０の上面に形成されることが好ましい。
【００４９】
一方，キャビテーション層２６１は，絶縁層２６４の上面に積層される。本実施形態におけるキャビテーション層２６１は，図５Ｄに示すように，Ｔａからなる３つの第１の薄膜層２６２と，ＴａＮｘからなる４つの第２の薄膜層２６３を絶縁層２６４の上面に交互に積層してなる。この時，第１および第２の薄膜層２６２，２６３の形成は，前述したようにスパッタリングおよび反応スパッタリングにより行われることが好ましく，第２の薄膜層２６３がキャビテーション層２６１の上面および下面に配されることが好ましい。
【００５０】
図５Ｅは，キャビテーション層２６１をインク室バリア２７０の積層のためにパターニングされた状態を示す図である。この時，キャビテーション層２６１の縁部が，後述するインク室バリア２７０の下部で覆われるように所定の範囲にわたってパターニングされることが好ましい。これは，キャビテーション層２６１が絶縁層２６４から分離されることを抑制し，ＴａまたはＴａＮｘに比べてＳｉＮｘとの接着力に優れているインク室バリア２７０を直接に絶縁層２６４に結合するためのものである。
【００５１】
図５Ｆは，キャビテーション層２６１の上面にフォトレジストモールドＭ１（ＰＲ  Ｍｏｌｄ）を積層し，再びフォトレジストモールドＭ１をパターニングした状態を示す図である。
【００５２】
上述したようにフォトレジストモールドＭ１のパターニングが完了すると，図５Ｇに示すようにパターニングされたフォトレジストモールドＭ１の間に金属材料またはエポキシを蒸着してインク室バリア２７０を形成する。上述したようなインク室バリア２７０の形成方法は，いわゆるモノリシック積層法と呼ばれる方法であって，これによれば，インクジェットプリントヘッド２００を容易に小型化および集積化することができる。一方，上述したように，インク室バリア２７０がモノリシック積層法で形成される場合，図５Ｇおよび図５Ｈに示すように，ノズル２８５（図５Ｉ）が形成されたノズルプレート２８０もパターニングされたフォトレジストモールドＭ２を用いてモノリシック積層法により形成されることが好ましい。
【００５３】
参考までに，インク室バリア２７０をキャビテーション層２６１の上面に接合する場合，上述したようなキャビテーション層２６１のパターニング工程は省いてもよい。しかし，インク室バリア２７０とキャビテーション層２６１とを接合する場合，別の接着層（図示せず）を必要とする。
【００５４】
上述したようにノズルプレート２８０の積層が完了すると，図５Ｉに示すように，インク室２１０を形成するためにフォトレジストモールドＭ１，Ｍ２をエッチング工程により除去する。そして，インク供給路２９０を形成するために断熱層２３０，発熱層２４０，保護層２６０，および主基板２２０をエッチングする。この時，インク供給路２９０は，ノズル２８５と同軸上に配されることによりインクジェットプリントヘッド２００の小型化を容易にすることが好ましく，通常，乾式エッチング工程（Ｄｒｙ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）により形成されることが好ましい。
【００５５】
以上では，本発明を説明するにおいて上面吐出方式の熱転写インクジェットプリントヘッドを一例に挙げて説明した。しかし，インク収縮による発熱層の破損を防止するためにキャビテーション層２６１を備える熱転写インクジェットプリントヘッドであれば，インクジェットプリントヘッドの構造を問わず本発明に係るキャビテーション層の適用が可能であることはいうまでもない。また，インクジェットプリントヘッドの各構成要素の形成も同じく，各種の蒸着法により可能であることは無論である。
【００５６】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は，インクジェットプリントヘッドに利用可能であり，より詳しくは，熱転写式インクジェットプリントヘッドの発熱層の保護のために形成される保護層と，これを含むインクジェットプリントヘッドの製造方法に利用可能である。本発明は，発熱体およびその発熱体を保護する保護層を有する熱転写式インクジェットプリントヘッドに採用された時，保護層の弾力と硬度の向上を可能にすることにより，インクジェットプリントヘッドの耐久性を容易に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来のインクジェットプリントヘッドを示す説明図である。
【図２】インクジェットプリントヘッドを示す断面図である。
【図３】図２のＡ部分を抜粋して詳細に示す断面図である。
【図４】図３のキャビテーション層のＴａ含有量の変化をグラフで示した説明図である。
【図５Ａ】インクジェットプリントヘッドの製造方法を順次に示す説明図である。
【図５Ｂ】インクジェットプリントヘッドの製造方法を順次に示す説明図である。
【図５Ｃ】インクジェットプリントヘッドの製造方法を順次に示す説明図である。
【図５Ｄ】インクジェットプリントヘッドの製造方法を順次に示す説明図である。
【図５Ｅ】インクジェットプリントヘッドの製造方法を順次に示す説明図である。
【図５Ｆ】インクジェットプリントヘッドの製造方法を順次に示す説明図である。
【図５Ｇ】インクジェットプリントヘッドの製造方法を順次に示す説明図である。
【図５Ｈ】インクジェットプリントヘッドの製造方法を順次に示す説明図である。
【図５Ｉ】インクジェットプリントヘッドの製造方法を順次に示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
２００  インクジェットプリントヘッド
２１０  インク室
２２０  主基板
２３０  断熱層
２４０  発熱層
２５０  導電層
２６０  保護層
２６１  キャビテーション層
２６２  第１の薄膜層
２６３  第２の薄膜層
２６４  絶縁層
２７０  インク室バリア
２８０  ノズルプレート
２８５  ノズル
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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