(57)【要約】      （修正有）【課題】液体吐出ヘッドの内部構造やＥＳＤの発生場所によらず、ＥＳＤ破壊を抑えることができる液体吐出ヘッド用の素子基板を提供する。【解決手段】液体吐出ヘッド用の素子基板は、基板１００と、基板１００の上に設けられ、液体に吐出のためのエネルギーを与えるエネルギー発生素子１１１と、液体が吐出する吐出口２０１が形成された吐出口形成面２０６を備え、基板１００との間にエネルギー発生素子１１１が位置する、絶縁体からなる吐出口形成部材２００と、基板１００の上にエネルギー発生素子１１１と電気的に分離して設けられた電流誘導部と、を有している。電流誘導部は、吐出口形成面２０６に開口する第１の端部３０４から基板１００側に開口する第２の端部３０５まで吐出口形成部材２００を貫通する貫通孔３０１と、第２の端部３０５に配置され、基板１００に電気的に接続された金属体３０２と、を有する。【選択図】図３
2017071174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に設けられ、液体に吐出のためのエネルギーを与えるエネルギー発生素子と、
液体が吐出する吐出口が形成された吐出口形成面を備え、前記基板との間に前記エネルギー発生素子が位置する、絶縁体からなる吐出口形成部材と、
前記基板の上に前記エネルギー発生素子と電気的に分離して設けられた電流誘導部と、を有し、
前記電流誘導部は、前記吐出口形成面に開口する第１の端部から前記基板側に開口する第２の端部まで前記吐出口形成部材を貫通する貫通孔と、前記第２の端部に配置され、前記基板に電気的に接続された金属体と、を有する、液体吐出ヘッド用の素子基板。
【請求項２】
前記エネルギー発生素子は複数設けられ、前記電流誘導部は互いに隣接する前記エネルギー発生素子の間に位置している、請求項１に記載の素子基板。
【請求項３】
少なくとも１つの前記電流誘導部が１つの前記エネルギー発生素子と対応している、請求項２に記載の素子基板。
【請求項４】
１つの前記電流誘導部が複数の前記エネルギー発生素子と対応している、請求項１に記載の素子基板。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記吐出口形成面と平行な断面において、鋭角をなす少なくとも１つの内角を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項６】
前記貫通孔の内部は空洞を形成している、請求項１から５のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項７】
前記電流誘導部は、前記貫通孔の内面に設けられた導電性の部材を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項８】
前記電流誘導部は、前記貫通孔の内部に前記貫通孔の内面から離れて設けられた絶縁性の部材を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項９】
前記エネルギー発生素子は、発熱抵抗体層と、前記発熱抵抗体層を部分的に覆う電極層と、を有し、
前記発熱抵抗体層と前記電極層を覆う耐キャビテーション層をさらに有し、
前記金属体と前記耐キャビテーション層とは電気的に分離している、
請求項１から８のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項１０】
前記金属体は、前記耐キャビテーション層に対応する位置にあって前記貫通孔の前記第２の端部と接する第１の金属層と、前記電極層に対応する位置にあって前記第１の金属層と電気的に接続された第２の金属層と、前記発熱抵抗体層に対応する位置にあって前記第２の金属層と電気的に接続された第３の金属層と、を有し、前記第１の金属層は前記耐キャビテーション層と同一の材料からなり、前記第２の金属層は前記電極層と同一の材料からなり、前記第３の金属層は前記発熱抵抗体層と同一の材料からなる、請求項９に記載の素子基板。
【請求項１１】
前記耐キャビテーション層と前記吐出口形成部材との間に位置し、前記耐キャビテーション層と前記吐出口形成部材との密着性を高める密着性向上層と、
前記金属体の上の、前記密着性向上層に対応する位置に設けられた、前記密着性向上層と同一の材料からなる絶縁層と、を有し、
前記絶縁層は前記貫通孔の内側で前記金属体の少なくとも一部を露出させる開口を有している、請求項９または１０に記載の素子基板。
【請求項１２】
前記耐キャビテーション層はＴａ，Ｗ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｌａのいずれか、もしくはいずれかの合金によって形成されている、請求項９から１１のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項１３】
前記基板の前記吐出口形成部材の外側に設けられた端子と、前記端子の上に設けられ、前記エネルギー発生素子の駆動信号を伝達するワイヤを前記端子に接続する接合材料と、を有し、
前記エネルギー発生素子は、発熱抵抗体層と、前記発熱抵抗体層を部分的に覆う電極層と、を有し、
前記金属体は、前記接合材料に対応する位置にあって前記貫通孔の前記第２の端部と接する第１の金属層と、前記電極層に対応する位置にあって前記第１の金属層と電気的に接続された第２の金属層と、前記発熱抵抗体層に対応する位置にあって前記第２の金属層と電気的に接続された第３の金属層と、を有し、前記第１の金属層は前記接合材料と同一の材料からなり、前記第２の金属層は前記電極層と同一の材料からなり、前記第３の金属層は前記発熱抵抗体層と同一の材料からなる、請求項１から８のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項１４】
前記第１の金属層と前記接合材料は金を含んでいる、請求項１３に記載の素子基板。
【請求項１５】
前記エネルギー発生素子は発熱抵抗体層を有し、
前記金属体は、前記発熱抵抗体層に対応する位置にあって前記貫通孔の前記第２の端部と接する金属層を有し、前記金属層は前記発熱抵抗体層と同一の材料からなっている、請求項１から８のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項１６】
前記発熱抵抗体層はＴａ，Ｗ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｌａのいずれか、もしくはいずれかの合金によって形成されている、請求項９から１５のいずれか１項に記載の素子基板。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の素子基板を有する液体吐出記録装置。
【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記録装置に関し、特に、エネルギー発生素子の静電気放電（ＥＳＤ; Electro-Static Discharge）による破壊（以下、ＥＳＤ破壊という）を防止するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
所望の文字や画像等の情報を紙やフィルム等の記録媒体に記録する情報出力装置の１つとして、インクジェットプリンタなどの液体吐出装置がある。液体吐出装置は、液滴を吐出し記録媒体に着弾させることで記録を行う液体吐出ヘッドを備えている。液体吐出ヘッドにおける液体吐出方式の一つとして、サーマルインクジェット方式が知られている。サーマルインクジェット方式では、インクに接するエネルギー発生素子に数μ秒程度通電することで熱エネルギーを発生させ、熱エネルギーで誘発されたインクの発泡現象をインク液滴の吐出に利用する。一般に、サーマルインクジェット方式の液体吐出ヘッドの素子基板は、シリコンからなる基板と、基板上に形成されたエネルギー発生素子と、絶縁体からなる吐出口形成部材と、を有している。エネルギー発生素子は基板と吐出口形成部材との間に位置している。
【０００３】
素子基板の製造工程や液体吐出ヘッドの記録動作において、素子基板にＥＳＤ破壊が生じる可能性のあることが知られている。特許文献１には、発熱抵抗素子（ヒータ）のＥＳＤ破壊を防止するため、発熱抵抗素子と並列にダミーＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）を設けることが記載されている。パッドから流入する電流をダミーＭＯＳに流すことで、発熱抵抗素子に大電流が流入することが防止される。
特許文献２には、耐キャビテーション層をゲート接地型ＭＯＳに接続することが記載されている。耐キャビテーション層に流れ込んだＥＳＤによる電流は、ゲート接地型ＭＯＳを介して基板に流れる。このため、耐キャビテーション層と発熱抵抗素子の電極との間の保護膜のＥＳＤ破壊が生じにくくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０５０６３６号公報
【特許文献２】米国特許第７２６７４３０Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＳＤは素子基板の様々な場所で発生する。このうち、吐出口形成部材の表面で発生したＥＳＤによる電流は、吐出口形成部材の表面に沿って進行する。この現象は沿面放電と呼ばれる。特許文献１に開示された構成では、例えばパッドよりも吐出口の近傍で発生したＥＳＤによる電流は、吐出口から素子基板の内部に沿面放電によって進入し、保護膜のＥＳＤ破壊などを引き起こす可能性がある。パッドは一般に素子基板の端部に設けられているため、ＥＳＤによる電流の多くは、パッドではなく素子基板の内部に進入する可能性がある。
特許文献２に開示された構成は、ゲート接地型ＭＯＳと発熱抵抗素子との距離が大きい場合、その間の保護膜の絶縁性が低い部位でＥＳＤ破壊が生じるおそれがある。特に、長尺化された液体吐出ヘッドでは、ゲート接地型ＭＯＳと発熱抵抗素子との距離が大きくなりやすく、ＥＳＤ破壊が生じやすい。
すなわち、特許文献１，２のいずれに開示された構成も、ＥＳＤがパッドやゲート接地型ＭＯＳなどの接地要素から離れたところで発生した場合、ＥＳＤ破壊が生じやすい。また、ＥＳＤ破壊の生じやすさは液体吐出ヘッドの内部構造に依存する。
本発明の目的は、液体吐出ヘッドの内部構造やＥＳＤの発生場所によらず、ＥＳＤ破壊が生じにくい液体吐出ヘッドの素子基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出ヘッド用の素子基板は、基板と、基板の上に設けられ、液体に吐出のためのエネルギーを与えるエネルギー発生素子と、液体が吐出する吐出口が形成された吐出口形成面を備え、基板との間にエネルギー発生素子が位置する、絶縁体からなる吐出口形成部材と、基板の上にエネルギー発生素子と電気的に分離して設けられた電流誘導部と、を有している。電流誘導部は、吐出口形成面に開口する第１の端部から基板側に開口する第２の端部まで吐出口形成部材を貫通する貫通孔と、第２の端部に配置され、基板に電気的に接続された金属体と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように構成された本発明によれば、吐出口形成部材の吐出口形成面に発生したＥＳＤによる電流を電流誘導部から基板に逃がすことができる。電流誘導部は、ＥＳＤによる電流を吐出口とは別に設けられた貫通孔に誘導するため、吐出口に流れ込む電流を制限することができる。電流誘導部はエネルギー発生素子と電気的に分離して設けられているため、電流誘導部に流れ込んだ電流がエネルギー発生素子を絶縁破壊する可能性は低い。
従って、本発明によれば、液体吐出ヘッドの内部構造やＥＳＤの発生場所によらず、ＥＳＤ破壊が生じにくい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】
【０００８】
【図１】本発明の液体吐出ヘッドの素子基板の概略図である。
【図２】第１の実施形態における素子基板の概略部分平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿った素子基板の概略断面図である。
【図４】第２の実施形態における素子基板の概略断面図である。
【図５】第３の実施形態における素子基板の概略断面図である。
【図６】第４の実施形態における素子基板の概略部分平面図である。
【図７】第５の実施形態における素子基板の概略部分平面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ線に沿った素子基板の概略断面図である。
【図９】第６の実施形態における素子基板の概略断面図である。
【図１０】第７の実施形態における素子基板の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの素子基板を示す斜視図、図１（ｂ）は、吐出口形成部材の図示を省略した素子基板の部分平面図である。図２（ａ）は図１の領域Ａを拡大して示す素子基板の概略部分平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）において吐出口形成部材を破線で示した素子基板の透視図である。図３（ａ）は、図２のＸ−Ｘ線に沿った素子基板の概略断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。液体吐出ヘッドの素子基板は、インクジェットプリンタなどの液体吐出記録装置の一部を構成している。
【００１０】
液体吐出ヘッドの素子基板１は、基板１００と、基板１００上に設けられた素子形成層１１０と、素子形成層１１０の上に設けられた吐出口形成部材２００と、を有している。基板１００はシリコンからなり、インクを供給するインク供給路１０１が形成されている。素子形成層１１０には液体に吐出のためのエネルギーを与える複数のエネルギー発生素子１１１が配置されている。本実施形態では、エネルギー発生素子１１１は発熱抵抗素子（ヒーター）である。吐出口形成部材２００はエポキシ系樹脂材料などの絶縁体からなり、天井部材２００ａと側面部材２００ｂを有している。本実施形態では吐出口形成部材２００の膜厚は４０μｍであり、より具体的には天井部材２００ａの膜厚が１５μｍ、側面部材２００の膜厚が２５μｍである。側面部材２００ｂは各発熱抵抗素子１１１に対応した発泡室２０２と、複数の発泡室２０２に共通するインクの液室２０４と、液室２０４と発泡室２０２の間に位置し、発泡室２０２にインクを誘導する連絡流路２０３と、を形成している。天井部材２００ａはインクが吐出する複数の吐出口２０１を有している。吐出口２０１は各発熱抵抗素子１１１に対応して設けられている。複数の吐出口２０１は６００ｄｐｉのピッチで直線状に配列されて、吐出口列２０５を形成している。本実施形態では、一つのインク供給路１０１の両側にそれぞれ一列の吐出口列２０５が形成されている。一つのインク供給路１０１の片側だけに一列の吐出口列２０５が形成されてもよい。天井部材２００ａの側面部材２００ｂと反対側の面は吐出口２０１が形成された吐出口形成面２０６を形成している。インクは図示しないインクタンクから、インク供給路１０１と液室２０４と連絡流路２０３を通って発泡室２０２に供給される。インクは発泡室２０２に面して設けられたエネルギー発生素子１１１で発熱され、発泡し、液滴として吐出口２０１から吐出する。
【００１１】
図１（ｂ）を参照すると、基板１００上に、エネルギー発生素子１１１のヒータ電圧の入力端子２１５と、グラウンド電圧の入力端子２１６と、が設けられている。入力端子２１５は共通発熱素子電極２１８に、入力端子２１６は共通グラウンド電極２１９に接続されている。データ入力端子２１７は制御回路（不図示）を介して各エネルギー発生素子１１１に接続されている。本実施形態では、素子基板１の幅Ｗｓｕｂは２．２ｍｍ、長さＬｓｕｂは３０．０ｍｍである。
【００１２】
図２を参照すると、エネルギー発生素子１１１には第１のヒータ電極層２１１と第２のヒータ電極層２１２が電気的に接続されている。第１のヒータ電極層２１１はエネルギー発生素子１１１と反対側の端部において共通発熱素子電極２１８に接続されている。第２のヒータ電極層２１２はエネルギー発生素子１１１と反対側の端部においてスイッチング素子２１３に接続されている。スイッチング素子２１３は第２のヒータ電極層２１２と反対側の端部において共通グラウンド電極２１９に接続されている。従って、共通発熱素子電極２１８は各エネルギー発生素子１１１に対応した第１のヒータ電極層２１１を介してエネルギー発生素子１１１と接続されている。また、共通グラウンド電極２１９は各エネルギー発生素子１１１に対応したスイッチング素子２１３及び第２のヒータ電極層２１２を介してエネルギー発生素子１１１に接続されている。制御回路は、データ入力端子２１７から入力されたデータに基づいて各スイッチング素子２１３を制御する。
エネルギー発生素子１１１の上には耐キャビテーション層２１４が配置されている。耐キャビテーション層２１４は、インクの発泡及び消泡時における熱的、物理的、化学的衝撃からエネルギー発生素子１１１を保護するための防護層である。
【００１３】
図３を参照すると、基板１００の上には熱酸化膜２２２が６００ｎｍ厚で、ゲート酸化膜（不図示）が膜厚５０ｎｍで形成されている。熱酸化膜２２２の上にはＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicon Glass）からなる第１の蓄熱層２２４が膜厚６００ｎｍで形成されている。第１の蓄熱層２２４の上には、ＡｌＳｉからなる第１のスイッチング素子電極（不図示）が膜厚４００ｎｍで形成されている。第１のスイッチング素子電極は第１の蓄熱層２２４に設けられたビアを介して基板１００に接続されている。基板１００と第１のスイッチング素子電極の接続領域にはＮ型の不純物拡散領域（不図示）が形成されている。第１のスイッチング素子電極と、不純物拡散領域と、基板１００と、第２のスイッチング素子電極（不図示）と、ゲート電極（不図示）と、でスイッチング素子２１３（図２参照）が形成される。第２のスイッチング素子電極は第１のスイッチング素子電極と同一の材料かつ同一の膜厚で形成されている。ゲート電極はポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）からなり、膜厚２５０ｎｍで形成されている。第１のスイッチング電極の上には絶縁体であるＰ−ＳｉＯからなる第２の蓄熱層２２５が膜厚９００ｎｍで形成されている。第２の蓄熱層２２５の上には、ＴａＳｉＮからなる発熱抵抗体層２２６が膜厚２０ｎｍで形成されている。発熱抵抗体層２２６は、Ｔａ，Ｗ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｌａのいずれか、もしくはいずれかの合金で形成してもよい。発熱抵抗体層２２６の上には、発熱抵抗体層２２６の上に部分的に設けられた第１のヒータ電極層２１１と第２のヒータ電極層２１２が形成されている。第１のヒータ電極層２１１、第２のヒータ電極層２１２はいずれもＡｌＣｕからなり、膜厚１μｍで形成されている。液体吐出ヘッドの作動時には、発熱抵抗体層２２６のうち、第１のヒータ電極層２１１と第２のヒータ電極層２１２との間に位置する部分が、発熱する発熱抵抗部を形成する。第１のヒータ電極層２１１と、第２のヒータ電極層２１２と、発熱抵抗体層２２６とによってエネルギー発生素子１１１が形成される。発熱抵抗体層２２６は第２の蓄熱層２２５に設けられたビアを介して第１のスイッチング電極に接続される。第１のヒータ電極層２１１と第２のヒータ電極層２１２と発熱抵抗体層２２６の上には、ＳｉＣＮからなる保護膜２２７が膜厚３００ｎｍで形成されている。保護膜２２７の上には、Ｔａからなる耐キャビテーション層２１４が膜厚２００ｎｍで形成されている。耐キャビテーション層２１４は発熱抵抗体層２２６及び電極２１１，２１２を覆っている。耐キャビテーション層２１４は、Ｔａ，Ｗ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｌａのいずれか、もしくはいずれかの合金で形成してもよい。耐キャビテーション層２１４と保護膜２２７の上には、吐出口形成部材２００の側面部材２００ｂが形成されている。熱酸化膜２２２から耐キャビテーション層２１４までの膜は素子形成層１１０を形成する。
以下、本発明の各実施形態についてさらに詳細に説明する。上述した構成は各実施形態に共通である。
【００１４】
（第１の実施形態）
図２に示すように、素子基板１は電流誘導部３００を有している。電流誘導部３００は互いに隣接するエネルギー発生素子１１１の間に位置している。より具体的には、電流誘導部３００は第１のヒータ電極層２１１と、第２のヒータ電極層２１２と、スイッチング素子２１３と、耐キャビテーション層２１４とに囲まれた領域に形成されている。
【００１５】
電流誘導部３００の設置位置と個数は、電流誘導部３００がエネルギー発生素子１１１と電気的に絶縁されている限り制約されない。ＥＳＤによる電流が吐出口２０１から素子基板１の内部に流入することを防止するためには、電流誘導部３００は吐出口２０１の近傍に位置していることが望ましく、多くの電流誘導部３００が設けられることが望ましい。電流誘導部３００はエネルギー発生素子１１１などの従来の要素がない場所を選んで配置できるため、素子基板１の内部構造に及ぼす影響が小さい。本実施形態では、２つの電流誘導部３００が１つのエネルギー発生素子１１１と対応しているが、少なくとも１つの電流誘導部３００が１つのエネルギー発生素子１１１と対応していればよい。電流誘導部３００は吐出口列２０５の長手方向端部の耐キャビテーション層２１４が形成されていない領域にも配置されている。
【００１６】
図３（ａ）に示すように、電流誘導部３００は、吐出口形成部材２００を厚さ方向に貫通して延びる貫通孔３０１と、基板１００の上に素子形成層１１０と同じレベルで設けられた金属体３０２と、を有する。貫通孔３０１は金属体３０２に対応して配置されている。すなわち、一つの貫通孔３０１と一つの金属体３０２で一つの電流誘導部３００が構成されている。電流誘導部３００は基板１００に設けられ、エネルギー発生素子１１１、すなわち第１のヒータ電極層２１１、第２のヒータ電極層２１２及び発熱抵抗体層２２６と電気的に分離している。電流誘導部３００は耐キャビテーション層２１４とも電気的に分離している。金属体３０２は基板１００に電気的に接続（接地）されている。従って、貫通孔３０１は金属体３０２によって基板１００に電気的に接続されている。
【００１７】
貫通孔３０１は、吐出口形成部材２００の吐出口形成面２０６に開口する第１の端部３０４から、吐出口形成面２０６と反対側の、基板１００と対向する第２の端部３０５まで延びている。本実施形態では、貫通孔３０１の深さは吐出口形成部材２００の厚さと同じ４０μｍである。貫通孔３０１の内部は空洞となっている。貫通孔３０１はＥＳＤによる電流を誘導する電流誘導孔として機能する。貫通孔３０１はどのような形状であってもよいが、内角θが鋭角をなす形状が好ましい。これによって、沿面放電を貫通孔３０１の内面の突起部（角部）に沿って効率的に伝達することができる。本実施形態では、貫通孔３０１は、図３（ｂ）に示すように星形の１６角形の形状を有し、一辺が１０μｍの正方形に包絡されている。
【００１８】
以下に述べるように、金属体３０２は第１〜第４の金属層３１１、３１２、３１３、３１４と、ビア３４２、３４３、３４４と、によって形成される。第１の金属層３１１は絶縁体からなる保護膜２２７の上に形成されている。第１の金属層３１１は貫通孔３０１の第２の端部３０５に配置され、第２の端部３０５で貫通孔３０１の内面と接触している。第１の金属層３１１は耐キャビテーション層２１４と対応する位置にあり、耐キャビテーション層２１４と同一の材料かつ同一の膜厚で形成されている。これによって、第１の金属層３１１を耐キャビテーション層２１４と同一の工程で同時に作成することができる。
【００１９】
第２の蓄熱層２２５の上に第３の金属層３１３が、第３の金属層３１３の上に第２の金属層３１２が形成されている。第３の金属層３１３と第２の金属層３１２は接触しており、電気的に接続されている。第２の金属層３１２は第１のヒータ電極層２１１（及び第２のヒータ電極層２１２）と対応する位置にあり、第１のヒータ電極層２１１（及び第２のヒータ電極層２１２）と同一の材料かつ同一の膜厚で形成されている。第３の金属層３１３は発熱抵抗体層２２６と対応する位置にあり、発熱抵抗体層２２６と同一の材料かつ同一の膜厚で形成されている。従って、第２の金属層３１２を第１のヒータ電極層２１１（及び第２のヒータ電極層２１２）と、第３の金属層３１３を発熱抵抗体層２２６と同一の工程で、それぞれ同時に作成することができる。第１の金属層３１１は、絶縁体からなる保護膜２２７に設けられた導電性のビア３４２を介して、第２の金属層３１２と電気的に接続されている。
【００２０】
第１の蓄熱層２２４の上には第４の金属層３１４が形成されている。第４の金属層３１４は第１のスイッチング電極と対応する位置にあり、第１のスイッチング電極と同一の材料かつ同一の膜厚で形成されている。これによって、第４の金属層３１４を第１のスイッチング電極と同一の工程で同時に作成することができる。第３の金属層３１３は、絶縁体からなる第２の蓄熱層２２５に設けられた導電性のビア３４３を介して、第４の金属層３１４と電気的に接続されている。第４の金属層３１４は、第１の蓄熱層２２４及びゲート熱酸化膜２２２に設けられた導電性のビア３４４を介して、基板１００と電気的に接続されている。第４の金属層３１４と基板１００との接続領域には、Ｐ型の不純物拡散領域３４１が形成されている。
【００２１】
このように、本実施形態では、金属体３０２をこれと隣接する素子形成層１１０と同じ層構成で構成し、かつ金属体３０２を構成する金属層の間に絶縁層が存在する箇所では、絶縁層に導電性のビアを設けている。よって、金属体３０２をほぼ素子形成層１１０を作成する工程に合わせて形成することができ、金属体３０２を形成するための追加の工程がほとんど必要ない。本実施形態では、金属体３０２の外形寸法は第２の金属層３１２で規定され、一辺２０μｍの正方形に包絡されている。
【００２２】
素子基板１の表面で発生したＥＳＤによる電流は、素子基板１のＥＳＤ破壊を引き起きす可能性がある。具体的には、吐出口形成部材２００の吐出口形成面２０６で発生したＥＳＤによる電流は、吐出口２０１から吐出口形成部材２００の内部に入る可能性がある。吐出口形成部材２００の内部に入った電流は、耐キャビテーション層２１４を通り、さらに保護膜２２７の絶縁性の弱い箇所を通って第１及び第２のヒータ電極層２１１，２１２に流れる可能性がある（図３の破線参照）。本実施形態では、基板１００に接地された金属体３０２に接続された貫通孔３０１にＥＳＤによる電流が誘導されやすいため、素子基板１がＥＳＤ破壊を起こす確率を低減することができる（図３の実線参照）。特に、本実施形態では耐キャビテーション層２１４と金属体３０２とが電気的に分離されており、耐キャビテーション層２１４よりも多くの電荷を蓄積可能である基板１００に金属体３０２が接地されている。これにより、ＥＳＤによる電流が貫通孔３０１により誘導されやすくなるため好ましい。
【００２３】
本実施形態の素子基板１と、本実施形態と同一構成で電流誘導部３００を有さない比較例１の素子基板１をそれぞれ、一つのウエハに２７０個形成して、製造工程後にＥＳＤ破壊の発生状況を評価した。比較例では３０の素子基板１でＥＳＤ破壊が発生し、本実施形態では、ＥＳＤ破壊を起こした素子基板１を５個まで低減することができた。
【００２４】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態の素子基板１について説明する。説明を省略した構成は第１の実施形態の素子基板１と同様である。特に、本実施形態の電流誘導部の配置は第１の実施形態と同様である。
図４（ａ）は、第２の実施形態の素子基板１の図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った貫通孔の断面図である。本実施形態は貫通孔の構成が第１の実施形態と異なる。すなわち、貫通孔３０１は４０μｍの厚さと、直径１０μｍの円形断面を有し、その内側に厚さ４０μｍ、直径６μｍの円形の絶縁性の部材４２１を有している。絶縁性の部材４２１は吐出口形成部材２００と同じ材料、本実施形態ではエポキシ系樹脂材料で形成することができる。換言すれば、本実施形態の貫通孔は環状の断面を有している。
第１の実施形態と同様に、２７０個の素子基板１に対して製造工程後にＥＳＤ破壊の発生状況を評価したところ、本実施形態では、ＥＳＤ破壊を起こした素子基板１は比較例１の３０個に対し５個であった。
【００２５】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態の素子基板１について説明する。説明を省略した構成は第１の実施形態の素子基板１と同様である。特に、本実施形態の電流誘導部の配置は第１の実施形態と同様である。
図５（ａ）は、第３の実施形態の素子基板１の図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った貫通孔の断面図である。本実施形態は貫通孔の構成が第１の実施形態と異なる。すなわち、貫通孔３０１の内面に導電性の部材５２１が形成されている。導電性の部材５２１は貫通孔３０１の全厚さに渡って（すなわち、４０μｍの厚さで）貫通孔３０１の内部に充填されている。導電性の部材５２１の材料は特に限定されないが、本実施形態ではポリチオフェン混合樹脂材料を用いている。本実施形態のように導電性の部材５２１を貫通孔３０１の内部に設けることでＥＳＤによる電流が貫通孔３０１により誘導されやすくなるため好ましい。
第１の実施形態と同様に、２７０個の素子基板１に対して製造工程後にＥＳＤ破壊の発生状況を評価したところ、本実施形態では、ＥＳＤ破壊を起こした素子基板１は比較例１の３０個に対し４個であった。
【００２６】
（第４の実施形態）
以下、第３の実施形態の素子基板１について説明する。説明を省略した構成は第１の実施形態の素子基板１と同様である。
図６（ａ）は本発明の第４の実施形態の素子基板１の図１の領域Ａを拡大して示す概略部分平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）において吐出口形成部材２００を破線で示した透視図である。電流誘導部３００は、２つのエネルギー発生素子に対して１箇所形成されている。つまり、１つの電流誘導部３００が複数のエネルギー発生素子１１１と対応している。電流誘導部３００は、第１のヒータ電極層２１１、第２の電極２１２、スイッチング素子２１３および耐キャビテーション層２１４に囲まれた領域に形成されている。
第１の実施形態と同様に、２７０個の素子基板１に対して製造工程後にＥＳＤ破壊の発生状況を評価したところ、本実施形態では、ＥＳＤ破壊を起こした素子基板１は比較例１の３０個に対し１５個であった。
【００２７】
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態の素子基板１について説明する。説明を省略した構成は第１の実施形態の素子基板１と同様である。特に、本実施形態の電流誘導部の配置は第１の実施形態と同様である。
図７は，第５の実施形態の素子基板１の図２（ｂ）と同様の断面図、図８は図７のＸ−Ｘ線に沿った貫通孔の断面図である。耐キャビテーション層２１４の上に耐キャビテーション層２１４と吐出口形成部材２００との密着性を高める密着性向上層６１１が形成されている。密着性向上層６１１はＰ−ＳｉＯで形成され、膜厚１００ｎｍで形成されている。図７に示すように、密着性向上層６１１の除去部６１２が発熱抵抗部に設けられている。第１の金属層３１１は絶縁層６１３で覆われている。絶縁層６１３は、貫通孔３０１の第２の端部３０５の内側で金属体３０２、すなわち第１の金属層３１１の少なくとも一部を露出させる開口６１４を有している。本実施形態では、絶縁層６１３の開口６１４の大きさは一辺１６μｍの正方形であり、貫通孔３０１を完全に含んでいる。従って、貫通孔３０１を伝搬するＥＳＤによる電流は第１の金属層３１１に伝搬される。絶縁体層６１３は密着性向上層６１１と同材料、同膜厚で形成されている。これによって、絶縁体層６１３を密着性向上層６１１と同一の工程で同時に作成することができる。
第１の実施形態と同様に、２７０個の素子基板１に対して製造工程後にＥＳＤ破壊の発生状況を評価したところ、本実施形態では、ＥＳＤ破壊を起こした素子基板１は比較例１の３０個に対し５個であった。
【００２８】
（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態の素子基板１について説明する。説明を省略した構成は第１の実施形態の素子基板１と同様である。特に、本実施形態の電流誘導部の配置は第１の実施形態と同様である。
図９は、第６の実施形態の素子基板１の図３（ａ）と同様の断面図である。金（Ａｕ）からなる金属層７１１が膜厚３μｍで形成されている。基板１００の吐出口形成部材２００の外側に設けられた端子２１５，２１６，２１７（図１（ｂ）参照）の上には、エネルギー発生素子１１１の駆動信号を伝達するワイヤを端子に接続する接合材料（不図示）が設けられている。金属層７１１はこの接合材料と対応した位置にあり、接合材料と同一の材料かつ同一の膜厚で形成されている。これによって、金属層７１１を接合材料と同一の工程で同時に作成することができる。本実施形態では金属層７１１をＡｕで形成しているが、Ａｕを含む別の金属材料で形成してもよい。なお、本実施形態では耐キャビテーション層２１４が形成されていない。
第１の実施形態と同様に、２７０個の素子基板１に対して製造工程後にＥＳＤ破壊の発生状況を評価したところ、本実施形態では、ＥＳＤ破壊を起こした素子基板１は比較例１の３０個に対し３個であった。
【００２９】
（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態の素子基板１について説明する。説明を省略した構成は第１の実施形態の素子基板１と同様である。特に、本実施形態の電流誘導部の配置は第１の実施形態と同様である。
図１０は、第７の実施形態の素子基板１の図３（ａ）と同様の断面図である。本実施形態は、金属体３０２の構成が第１の実施形態と異なる。本実施形態では、第１の金属層８１１が、絶縁体からなる第２の蓄熱層２２５の上に、発熱抵抗体層２２６と対応する位置に形成されている。金属層８１１は、発熱抵抗体層２２６と同一材料かつ同一膜厚で形成されている。これによって、第１の金属層８１１を発熱抵抗体層２２６と同一の工程で同時に作成することができる。第１の金属層８１１は第２の蓄熱層２２５に設けられた導電性のビア８４３を介して第４の金属層３１４と電気的に接続している。第１および第４の金属層８１１、３１４、ビア８４３、３４４により金属体３０２が形成される。本実施形態の金属体３０２の外形は第１の金属層８０１で規定され、一辺２０μｍの正方形に包含されている。
第１の実施形態と同様に、２７０個の素子基板１に対して製造工程後にＥＳＤ破壊の発生状況を評価したところ、本実施形態では、ＥＳＤ破壊を起こした素子基板１は比較例１の３０個に対し５個であった。
【００３０】
以上述べた各実施形態において、素子基板１の形状は長方形に限定されず、平行四辺形、三角形、その他の多角形でもよい。第１の蓄熱層１２２及び第２の蓄熱層１３２に平坦化処理を行ってもよい。これらの液体吐出ヘッドでも同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００３１】
１００  基板
１１１  エネルギー発生素子
２００  吐出口形成部材
３００  電流誘導部
３０１  貫通孔
３０２  金属体
【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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