インクジェットヘッド，インクジェットヘッドの製造方法
【課題】 向上したインク吐出速度およびインク吐出周波数を有するインクジェットヘッドおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 チャネルダンパーＤを備えたインクジェットヘッドおよびその製造方法であって，インクジェットヘッドは，基板Ｓと，該基板Ｓ上に配置され，インク吐出のための圧力を生成する発熱抵抗器Ｒとを備える。基板Ｓ上に，少なくとも１つの開放部Ｏを提供するように発熱抵抗器Ｒを取り囲み，かつ基板Ｓから第１の高さを有するチャンバー層Ｃが配置される。開放部Ｏに，チャンバー層Ｃと共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲み，かつ第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーＤが配置される。そして，発熱抵抗器Ｒに対応するノズルＮを有するノズル層が，チャンバー層Ｃの上部面に当接するように配置される。かかる構成により，インクの吐出時のインクの逆流現象が減少し，インク吐出周波数およびインク吐出速度が向上される。
【解決手段】 チャネルダンパーＤを備えたインクジェットヘッドおよびその製造方法であって，インクジェットヘッドは，基板Ｓと，該基板Ｓ上に配置され，インク吐出のための圧力を生成する発熱抵抗器Ｒとを備える。基板Ｓ上に，少なくとも１つの開放部Ｏを提供するように発熱抵抗器Ｒを取り囲み，かつ基板Ｓから第１の高さを有するチャンバー層Ｃが配置される。開放部Ｏに，チャンバー層Ｃと共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲み，かつ第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーＤが配置される。そして，発熱抵抗器Ｒに対応するノズルＮを有するノズル層が，チャンバー層Ｃの上部面に当接するように配置される。かかる構成により，インクの吐出時のインクの逆流現象が減少し，インク吐出周波数およびインク吐出速度が向上される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，インクジェットヘッドおよびその製造方法に関し，特に，チャネルダンパーを備えたインクジェットヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置（ｉｎｋ ｊｅｔ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）は，印刷用インクの微小な液滴を記録媒体上の所望の位置に吐出させ，画像として印刷する装置である。このようなインクジェット記録装置は，価格が安く，多くの種類の色相を有する画像を高解像度で印刷できるので，広範囲に使われている。かかるインクジェット記録装置は，基本的に，インクが実質的に吐出されるインクジェットヘッド（ｉｎｋ ｊｅｔ ｈｅａｄ）と，インクジェットヘッドと流体連通するインク収納容器とを含む。インクジェット記録装置のインク吐出方式は，電気−熱変換機（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｔｈｅｒｍａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を使用する熱方式と，電気−機械変換機（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を使用する圧電方式とに分けられる。
【０００３】
熱方式のインクジェット記録装置に使われるインクジェットヘッドは，電気−熱変換機として提供される発熱抵抗器（ｈｅａｔ−ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）と，記録媒体上に吐出されるインクが臨時的に貯蔵されるインクチャンバーとを含む。インクチャンバーは，発熱抵抗器の周辺に配置されたチャンバー層のようなバリアー構造物（ｂａｒｒｉｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を用いて，その内部に発熱抵抗器を含むように形成される。
【０００４】
このような発熱抵抗器の３辺を取り囲むバリアー構造物を有する従来のインクジェットヘッドが，特許文献１に開示されている。ここで，図１は，特許文献１に開示された従来のバリアー構造物を示す平面図である。
【０００５】
図１を参照すると，発熱抵抗器１の３辺を取り囲むように，バリアー構造物３が配置される。バリアー構造物３は，発熱抵抗器１の３辺を取り囲み，かつ互いに連結された３つの壁から構成され，発熱抵抗器１の残りの１辺を開放させる。バリアー構造物３により，発熱抵抗器１をその内部に含むインクチャンバーが形成される。バリアー構造物３により開放された部分は，図示しないインク供給口と前記インクチャンバーとを連結するインクチャネル（ｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ）５として提供される。インク供給口を介して流入したインクがインクチャネル５を経て，インクチャンバーに一時的に貯蔵される。
【０００６】
インクチャンバーに貯蔵されたインクは，発熱抵抗器１により瞬間的に加熱され，インクの内部にバブルが生成される。このバブルは，インクチャンバー内の圧力を増加させるため，インクチャンバー内のインクが，図示しないノズルを介して液滴の形態で吐出される。この際，インクチャンバー内のインクは，ノズルを介して外部に吐出されると同時に，インクチャネル５を介してインク供給口側に逆流（ｂａｃｋ ｆｌｏｗ）するようになる。このような逆流現象は，発熱抵抗器１により発生したバブルが，インクチャネル５を介してインク供給路側に拡張されることに起因する。この逆流現象は，インク吐出に必要な圧力を減少させ，ノズルを介して吐出されるインク液滴の速度および直進性を低下させる。また，インク吐出後，インクチャンバーの内部にインクが再充填される速度を減少させ，インク吐出周波数を減少させる。
【０００７】
逆流現状の観点からすると，図１に示されたバリアー構造物を有するインクジェットヘッドは，以下の問題点を有する。すなわち，インクチャネル５が発熱抵抗器１の１辺を全て開放させることによって，インクの吐出時，インクチャネル５を介して多量のインクがインク供給路側に逆流してしまう。その結果，インク液滴の吐出速度および直進性が低下し，吐出周波数が減少するという問題がある。
【０００８】
このような問題点を改善するために，インクチャネルの断面積を減少させることを目的にして，バリアー構造物の両端にレストリクター（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）を形成する方法が提案された（例えば，特許文献２）。しかしながら，レストリクターを形成する場合，インクの逆流現象を減少させるが，インクチャネルの断面積が減少するに伴い，インクチャンバーの内部にインクが再充填される速度が減少してしまう。
【０００９】
以上より，発熱抵抗器により生成されたバブルがインクチャンバーの外部に拡張されるのを最大限抑制することによって，インク液滴の吐出速度および直進性を向上させることができると同時に，インク吐出後，インクの再充填速度を向上させ，インク吐出周波数を向上させることができるインクジェットヘッドが要求されている。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４７９４４１０号明細書
【特許文献２】米国特許第４８８２５９５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，インク吐出速度およびインク吐出周波数が向上された，新規かつ改良されたインクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，チャネルダンパーを備えたインクジェットヘッドが提供される。かかるインクジェットヘッドは，基板と，基板上に配置され，インク吐出のための圧力を生成する発熱抵抗器とを備える。基板上には，少なくとも１つの開放部を提供するように発熱抵抗器を取り囲み，かつ基板から第１の高さを有するチャンバー層が配置される。開放部には，チャンバー層と共に発熱抵抗器を取り囲み，かつ基板から第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーが配置される。そして，発熱抵抗器に対応するノズルを有するノズル層が，チャンバー層の上部面に当接するように配置される。
【００１３】
ここで，チャンバー層は，基板から第１の高さを有する単一の樹脂層から形成ことができる。また，チャンバー層は，下部チャンバー層と，該下部チャンバー層を覆う上部チャンバー層とを含んで形成してもよい。この場合，下部チャンバー層は，チャネルダンパーと同じ物質層からなり，同じ高さを有する。すなわち，下部チャンバー層およびチャネルダンパーは，発熱抵抗器を完全に取り囲むように配置された同一の樹脂層であってもよい。
【００１４】
チャネルダンパーおよび下部チャンバー層は，発熱抵抗器から所定距離離隔して発熱抵抗器を取り囲み，かつ四角枠の構造をなすように配置することができる。または，チャネルダンパーおよび下部チャンバー層は，発熱抵抗器を取り囲む環状構造をなすように配置することもできる。
【００１５】
チャネルダンパーおよび下部チャンバー層が，四角枠の構造を有するように配置される場合，チャネルダンパーが配置される開放部は，発熱抵抗器の少なくとも１辺を開放させて提供することができる。また，開放部は，発熱抵抗器の少なくとも１つの角部を開放させてもよい。これとは異なり，開放部は，発熱抵抗器の１辺および１辺の両端の角部を開放させて提供することができる。また，開放部は，発熱抵抗器の３つの角部および３つの角部間の２辺を開放させてもよい。
【００１６】
インクジェットヘッドは，基板を貫通するインク供給路をさらに備えることができる。インク供給路は，発熱抵抗器を取り囲むチャンバー層およびチャネルダンパーの一側部を通るライン形態を有するように配置することができる。また，発熱抵抗器の一側の基板上には，遮断壁が，チャンバー層およびチャネルダンパーから離隔するように配置させることができる。かかる遮断壁は，例えば発熱抵抗器の１辺に平行なバー形状であってもよい。
【００１７】
また，本発明の他の観点によれば，インクジェットヘッドの製造方法が提供される。この製造方法は，まず，発熱抵抗器形成段階において，基板上に，インク吐出のための圧力を生成する発熱抵抗器を形成する。次いで，チャンバー層形成段階において，基板上に，少なくとも１つの開放部を備えるように発熱抵抗器を取り囲み，かつ基板から第１の高さを有するチャンバー層を形成する。さらに，チャネルダンパー形成段階において，開放部に，チャンバー層と共に発熱抵抗器を取り囲み，かつ基板から第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーを形成する。その後，ノズル層形成段階において，チャンバー層の上部に，発熱抵抗器に対応するノズルを有するノズル層を形成する。
【００１８】
ここで，チャンバー層形成段階，チャネルダンパー形成段階，ノズル層形成段階では，まず，基板上に，発熱抵抗器を取り囲むチャンバー／ダンパー層を形成してもよい。次いで，チャンバー／ダンパー層を有する基板上に上部チャンバー層を形成する。上部チャンバー層の上部面に接触し，ノズルを有するノズル層を形成する。チャネルダンパーは，上部チャンバー層により露出したチャンバー／ダンパー層の所定領域に形成される。
【００１９】
また，チャンバー／ダンパー層形成段階は，発熱抵抗器を有する基板上に，チャンバー／ダンパー樹脂層を形成するチャンバー／ダンパー樹脂層形成段階と，チャンバー／ダンパー樹脂層をパターニングして，チャンバー／ダンパー層を形成するパターニング段階と，を含むこともできる。このチャンバー／ダンパー層は，例えば，発熱抵抗器を取り囲むように，四角枠状や環状構造に形成することができる。
【００２０】
さらに，基板を貫通するインク供給路を形成するインク供給路形成段階をさらに備えることもできる。
【００２１】
また，本発明の他の観点によれば，基板と；基板上に配置された発熱抵抗器と；基板に配置され，基板の上面に対して垂直である第１の方向に第１の高さを有し，基板の上面に対して平行である第２の方向に発熱抵抗器の第１の部分を取り囲むチャンバー層と，発熱抵抗器の前記チャンバー層により取り囲まれていない第２の部分として形成される開放部と，開放部に形成され，第１の高さより小さい第２の高さを有するチャネルダンパーと，を含むバリアー構造物と；チャンバー層上に配置され，チャンバー層と共に発熱抵抗器に対応するインクチャンバーを形成し，インクチャンバーに連通するノズルを含むノズル層と；を備えるインクジェットヘッドが提供される。
【００２２】
ここで，チャネルダンパーは，第２の高さに，ノズル層側の基板上に形成され，開放部の面積より小さいインクチャネルを形成することができる。このチャネルダンパーは，ノズル層と共にインクチャネルを形成し，インクチャンバーに貯蔵されたインクがインクチャンバーから吐出される場合，インクチャンバーとインクチャネルとの間に逆流現象が生じることを防止する。また，チャネルダンパーは，インク液滴の体積を基準値以上に維持することによっても，インクチャンバーとインクチャネルとの間に逆流現象が生じることを防止することができる。
【００２３】
また，インクチャネルは，第１の高さと第２の高さとの差以下の第３の高さを有することができる。
【００２４】
さらに，発熱抵抗器から離隔して基板上に配置された第２発熱抵抗器と；基板に配置され，第１の方向に第１の高さを有し，第２の方向に第２発熱抵抗器の第３の部分を取り囲む第２チャンバー層と，第２発熱抵抗器における第２チャンバー層により取り囲まれていない第４の部分として形成される第２開放部と，第２開放部に形成され，第１の高さより小さい第２高さを有する第２チャネルダンパーと，を含む第２バリアー構造物と；を備えることもできる。
【００２５】
また，基板とノズル層との間に形成され，バリアー構造物および第２バリアー構造物各々に対してインクを供給する，第１の流路および第２の流路を提供するインクチャネルと，基板とノズル層との間に形成された側壁と，をさらに備えることもできる。この側壁は，第１の流路および第２の流路を提供するために，例えば，バリアー構造物および第２バリアー構造物から離隔して配置してもよい。
【００２６】
さらに，基板とノズル層との間に形成され，開放部と第２開放部を連通する流路を提供するインクチャネルと，基板上に，バリアー構造物と第２バリアー構造物との間のインクチャネル内部に形成され，インクチャネルの流路より狭い第２の流路を提供する遮断壁と，を備えることもできる。この遮断壁は，第２の高さより高い第３の高さに形成することができ，さらに，第２の高さより高く，第１の高さより低い第３の高さに形成することもできる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば，チャネルダンパーを備えたバリアー構造物を形成することにより，インクの吐出時のインクの逆流現象を減少させ，インク吐出周波数およびインク吐出速度を向上させることのできるインクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の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。なお，図面において，層および領域の厚みは，明確性を図るために誇張されたものである。
【００２９】
（第１の実施形態）
図２Ａは，本実施形態にかかるインクジェットヘッドに使用されるバリアー構造物を示す平面図である。また，図２Ｂは，図２ＡのＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。さらに，図２Ｃは，図２Ａに示すバリアー構造物の斜視図である。
【００３０】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように，基板Ｓ上に，発熱抵抗器Ｒが配置される。この発熱抵抗器Ｒは，例えば，タンタル（Ｔａ）のような高融点金属または高融点金属を含む合金から形成することができる。また，発熱抵抗器Ｒは，例えば，平面視で正方形の形状とすることができ，矩形の形状を有する２つのサブ発熱体（ｓｕｂ ｈｅａｔ−ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｂｏｄｙ）から構成して全体的に正方形の形状とすることもできる。
【００３１】
インクジェットヘッドは，発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むバリアー構造物Ｂを有する。バリアー構造物Ｂは，少なくとも１つの開放部Ｏを提供するように，発熱抵抗器Ｒを部分的に取り囲むチャンバー層Ｃと，チャンバー層Ｃにより形成された開放部Ｏに配置され，チャンバー層Ｃと共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤとを含む。チャンバー層Ｃは，基板Ｓから第１の高さＨ１を有し，チャネルダンパーＤは，第１の高さＨ１より低い第２の高さＨ２を有する。
【００３２】
チャンバー層Ｃの上部面に当接するように，ノズル層ＮＬが配置される。ノズル層ＮＬは，発熱抵抗器Ｒに対応するノズルＮを有する。バリアー構造物Ｂおよびノズル層ＮＬにより，発熱抵抗器Ｒの上部空間にインクチャンバーＩＣが形成される。チャンバー層Ｃによって形成された開放部Ｏは，インク供給路（図示せず）とインクチャンバーＩＣを連結するインクチャネルＩとして提供される。本実施形態にかかるインクチャネルＩは，開放部Ｏに配置されたチャネルダンパーＤによってその高さが決定される。すなわち，チャンバー層Ｃが有する第１の高さＨ１と，チャネルダンパーＤが有する第２の高さＨ２との差によってインクチャネルＩの高さＨ３が決定される。
【００３３】
以下に，バリアー構造物Ｂについて詳細に説明する。
【００３４】
上述したように，バリアー構造物Ｂは，チャンバー層Ｃと，チャネルダンパーＤとを含む。チャンバー層Ｃは，基板から第１の高さを有する単一の樹脂層，または，下部チャンバー層ＬＣおよび上部チャンバー層ＵＣを含む２つの樹脂層から形成することができる。チャンバー層Ｃが下部チャンバー層ＬＣおよび上部チャンバー層ＵＣを含む場合，下部チャンバー層ＬＣおよびチャネルダンパーＤは，同じ樹脂層よりなり，基板上から同じ第２の高さを有する。下部チャンバー層ＬＣおよびチャネルダンパーＤは，同一の工程段階で同じ物質を使用して，発熱抵抗器Ｒを取り囲むように形成することができる。
【００３５】
以下では，チャンバー層Ｃが，下部チャンバー層ＬＣおよび上部チャンバー層ＵＣを含む場合について説明する。また，下部チャンバー層ＬＣおよびチャネルダンパーＤを共に指す場合，「チャンバー／ダンパー層」という。なお，基板Ｓは，周知のように，保護層，または発熱抵抗器Ｒに連結された導電層を含むことができる。
【００３６】
チャンバー／ダンパー層は，熱硬化性樹脂またはネガティブ感光性を有する樹脂層であってもよい。また，チャンバー／ダンパー層は，発熱抵抗器Ｒを取り囲み，かつ，図２Ａに示すように，内辺と外辺との間に第１幅Ｗ１を有する四角枠の構造を有することができる。上部チャンバー層ＵＣは，チャンバー／ダンパー層を選択的に覆うように配置される。図２Ｃに示すように，上部チャンバー層ＵＣは，発熱抵抗器Ｒの４つの角部部分を覆わないように配置することができる。その結果，上部チャンバー層ＵＣにより露出したチャンバー／ダンパー層の部分にチャネルダンパーＤが形成され，上部チャンバー層ＵＣによって覆われたチャンバー／ダンパー層の部分に下部チャンバー層ＬＣが形成される。
【００３７】
ここで，上部チャンバー層ＵＣは，熱硬化性樹脂またはネガティブ感光性を有する樹脂層であってもよい。上部チャンバー層ＵＣは，下部チャンバー層ＬＣの内辺が発熱抵抗器Ｒから離隔した距離と同一の距離だけ発熱抵抗器Ｒから離隔した内辺を有し，その内辺と外辺との間に，第１幅Ｗ１以上の第２幅Ｗ２を有することができる。図２Ａ〜図２Ｃに示すように，上部チャンバー層ＵＣは，第１幅Ｗ１より大きい幅を有することが，基板Ｓとの接着性の向上のために好ましい。
【００３８】
図２Ａ〜図２Ｃに示されたバリアー構造物Ｂは，発熱抵抗器Ｒの４つの角部部分を開放させる開放部Ｏを提供するチャンバー層Ｃと，開放部Ｏに配置されたチャネルダンパーＤとを含む。開放部Ｏに，チャネルダンパーＤによって形成された高さＨ３を有する４つのインクチャネルＩが形成される。そして，インク供給路（図示せず）から提供されたインクがインクチャネルＩを介してインクチャンバーＩＣに流入される。流入されたインクは，発熱抵抗器Ｒにより瞬間的に加熱され，バブルが生成される。本実施形態によれば，例えば，バブルの拡張を，４つのインクチャネルＩを介して分散させることができる。その結果，３面バリアー構造物（ｔｈｒｅｅ ｓｉｄｅｄ ｂａｒｒｉｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する従来のインクジェットヘッドに比べて，インク吐出時，インクチャンバーＩＣの外部にバブルが拡張されるのを減少させることができる。したがって，インク吐出後，４つのインクチャネルＩを介して新しいインクが速く再充填されるようにすることができる。
【００３９】
発熱抵抗器Ｒを取り囲むバリアー構造物Ｂの形状は，多様な形態に変形することができる。以下に，本実施形態にかかるバリアー構造物の第１〜第１２の変形例を示す。ここで，別の説明が付加されない場合，図２Ａ〜図２Ｃと同一の名称を有する構成要素は，図２Ａ〜図２Ｃにおける構成要素と同一であるとする。
【００４０】
図３Ａ〜図７Ｂに，本実施形態にかかるバリアー構造物の第１〜第５の変形例を示す。図３Ａ〜図７Ｂにおいて，図３Ａ，図４Ａ，図５Ａ，図６Ａおよび図７Ａは，第１〜第５の変形例にかかるバリアー構造物を示す平面図である。また，図３Ｂ，図４Ｂ，図５Ｂ，図６Ｂおよび図７Ｂは，各々図３Ａ，図４Ａ，図５Ａ，図６Ａおよび図７Ａに示すバリアー構造物の斜視図である。
【００４１】
図３Ａ〜図７Ｂに示すように，第１〜第５の変形例にかかるバリアー構造物は，基板Ｓに形成され，各々発熱抵抗器Ｒの少なくとも１辺を開放させる開放部Ｏ３，Ｏ４，Ｏ５，Ｏ６，Ｏ７を提供するチャンバー層Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７と，開放部Ｏ３，Ｏ４，Ｏ５，Ｏ６，Ｏ７に各々配置され，それぞれのチャンバー層Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７と共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７とを含む。
【００４２】
次に，図８Ａ〜図１１Ｂには，本実施形態にかかるバリアー構造物の第６〜第９の変形例を示す。図８Ａ〜図１１Ｂにおいて，図８Ａ，図９Ａ，図１０Ａおよび図１１Ａは，第６〜第９の変形例にかかるバリアー構造物を示す平面図である。また，図８Ｂ，図９Ｂ，図１０Ｂおよび図１１Ｂは，各々図８Ａ，図９Ａ，図１０Ａおよび図１１Ａに示すバリアー構造物の斜視図である。
【００４３】
図８Ａ〜図１１Ｂに示すように，第６〜第９の変形例にかかるバリアー構造物は，各々発熱抵抗器Ｒの少なくとも１つの角部を開放させる開放部Ｏ８，Ｏ９，Ｏ１０，Ｏ１１を提供するチャンバー層Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１と，開放部Ｏ８，Ｏ９，Ｏ１０，Ｏ１１に各々配置され，それぞれのチャンバー層Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１と共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤ８，Ｄ９，Ｄ１０，Ｄ１１とを含む。本実施形態にかかる発熱抵抗器Ｒの角部は，例えば発熱抵抗器Ｒの隣接する２辺の所定部分を含むことができる。
【００４４】
さらに，図１２Ａ〜図１４Ｂに，本実施形態にかかるバリアー構造物の第１０〜第１２の変形例を示す。図１２Ａ〜図１４Ｂにおいて，図１２Ａ，図１３Ａ，および図１４Ａは，第１０〜第１２の変形例にかかるバリアー構造物を示す平面図である。また，図１２Ｂ，図１３Ｂおよび図１４Ｂは，各々図１２Ａ，図１３Ａおよび図１４Ａに示すバリアー構造物を示す斜視図である。
【００４５】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示すバリアー構造物は，基板Ｓに形成され，発熱抵抗器Ｒの選択された１辺および選択された１辺の両端の角部を開放させる開放部Ｏ１２を提供するチャンバー層Ｃ１２と，開放部Ｏ１２に配置され，チャンバー層Ｃ１２と共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤ１２とを含む。
【００４６】
また，図１３Ａおよび図１３Ｂに示すバリアー構造物は，基板Ｓに形成され，発熱抵抗器Ｒの３つの角部および３つの角部間の２辺を開放させる開放部Ｏ１３を提供するチャンバー層Ｃ１３と，開放部Ｏ１３に配置され，チャンバー層Ｃ１３と共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤ１３とを含む。
【００４７】
さらに，図１４Ａおよび図１４Ｂに示すバリアー構造物は，発熱抵抗器Ｒを取り囲む環状構造を有することができる。すなわち，発熱抵抗器Ｒの選択された領域を開放させる開放部Ｏ１４を提供するチャンバー層Ｃ１３と，開放部Ｏ１４に配置され，チャンバー層Ｃ１３と共に環状構造を有するように発熱抵抗器を完全に取り囲むチャネルダンパーＤ１４とを含む。図２Ａ〜図２Ｃで説明したように，チャンバー層Ｃ１３は，図示しない下部チャンバー層および上部チャンバー層を含むことができる。環状構造において，下部チャンバー層およびチャネルダンパーＤ１４を含むチャンバー／ダンパー層は，発熱抵抗器を取り囲むことができる。図１４Ａ〜１４Ｂに示された開放部Ｏ１４は，同じ間隔を有するが，開放部Ｏ１４は，互いに異なる間隔を有するように配置することができる。また，バリアー構造物は，楕円形構造又は多角形構造であってもよい。
【００４８】
図１５は，本実施形態にかかるバリアー構造物を有するインクジェットヘッドを示す一部平面図である。
【００４９】
図１５に示すように，基板１００上に複数の発熱抵抗器Ｒが配置される。発熱抵抗器Ｒは，一定の規則を有して基板１００上に配列することができる。例えば，発熱抵抗器Ｒは，インク供給路１１０を挟んで２列で配置してもよい。また，インク供給路１１０が適切な位置に配置される場合，マトリックスタイプで配置することもできる。基板１００上には，発熱抵抗器Ｒ以外に他の層および構造物をさらに配置することができる。例えば，基板１００は，シリコン酸化膜のような熱障壁層（ｔｈｅｒｍａｌ ｂａｒｒｉｅｒ ｌａｙｅｒ）で被覆することができ，この場合，発熱抵抗器Ｒは，熱障壁層上に配置することができる。また，発熱抵抗器Ｒには，例えば，インク吐出のための電気的信号を提供するための金属配線，または，発熱抵抗器Ｒおよび金属配線を覆う絶縁性パッシベーション層（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を配置することもできる。
【００５０】
また，発熱抵抗器Ｒを取り囲むバリアー構造物Ｂを備えることもできる。バリアー構造物Ｂは，基板から第１の高さを有するチャンバー層Ｃと，第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーＤとを含む。バリアー構造物Ｂによって，発熱抵抗器Ｒの上部にインクチャンバーＩＣが形成される。バリアー構造物Ｂは，図２Ａ〜図２Ｃで説明したような構造を有することができ，図３Ａ〜図１４Ｂにて示したように，多様に変形することができる。
【００５１】
インク供給路１１０は，基板１００を貫通するように配置され，バリアー構造物Ｂの一側部を通るライン形態を有するように配置することができる。チャンバー層Ｃ上には，チャンバー層Ｃの上部面に当接する平板構造のノズル層（図示せず）が配置される。ノズル層は，発熱抵抗器Ｒの上部に対応する位置に，インク吐出のためのノズルを有する。発熱抵抗器Ｒ間の基板１００上には，例えばバリアー構造物Ｂから離隔した遮断壁（ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１０５を配置することができる。
【００５２】
遮断壁１０５は，インク吐出および再充填時，隣接したノズル間の干渉（ｃｒｏｓｓ ｔａｌｋ）を防止するために配置され，発熱抵抗器Ｒの１辺に平行なバー形状を有することができる。遮断壁１０５は，チャンバー層Ｃ，より詳細には，図２Ａ〜図２Ｃで説明した上部チャンバー層と同一の工程段階で形成することができる。したがって，上部チャンバー層と同じ物質層で形成することができ，同じ高さに形成することができる。なお，バリアー構造物Ｂによって隣接ノズル間の干渉が防止される場合，遮断壁１０５は省略してもよい。
【００５３】
基板１００上の両側部には，基板１００上においてインクの移動通路となる流路の側端を形成する側壁１０４ｂを配置することができる。また，側壁１０４ｂは，遮断壁１０５と同様に，上部チャンバー層と同一の工程段階で形成することができる。これにより，上部チャンバー層と同じ物質層で形成することができ，同じ高さを有することができる。
【００５４】
次に，図１６Ａ〜図１６Ｅに基づいて，本実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法について説明する。ここで，図１６Ａ〜１６Ｅは，本実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を説明するための，図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図である。
【００５５】
図１６Ａに示すように，まず，基板３００上に発熱抵抗器Ｒが形成される。発熱抵抗器Ｒは，例えば，タンタルのような高融点金属または高融点金属を含む合金で形成することができる。発熱抵抗器Ｒは，当業者にとって公知の方法にて形成することができ，これについての説明は省略する。そして，発熱抵抗器Ｒを有する基板３００上に，チャンバー／ダンパー樹脂層３０２を形成する。チャンバー／ダンパー樹脂層３０２は，例えば，スピンコート法により，インクに対して化学的耐性を有する熱硬化性樹脂またはネガティブ感光性樹脂層から形成することができる。
【００５６】
次いで，図１６Ｂに示すように，チャンバー／ダンパー樹脂層３０２をパターニングして，発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャンバー／ダンパー層３０２’を形成する。チャンバー／ダンパー層３０２’は，基板３００の上面に平行な面に対して，発熱抵抗器Ｒの各々取り囲む四角枠の構造となるようにパターニングすることができる。チャンバー／ダンパー樹脂層３０２は，例えば，フォトリソグラフィ工程または異方性エッチング工程によってパターニングすることができる。また，チャンバー／ダンパー層３０２’は，基板３００の上面に平行な面に対して，発熱抵抗器Ｒの各々取り囲む環状構造となるように形成することもできる。チャンバー／ダンパー層３０２’は，図２Ｂで説明したチャネルダンパー（図２ＢのＤ）と同じ高さＨ２を有するように形成される。
【００５７】
さらに，図１６Ｃに示すように，チャンバー／ダンパー層３０２’を有する基板３００上にチャンバー樹脂層（図示せず）を形成する。チャンバー樹脂層は，チャンバー／ダンパー層３０２’を覆い，基板３００から，図２Ｂで説明したチャンバー層Ｃと同じ高さＨ１を有するように形成される。その後，チャンバー樹脂層をパターニングして，チャンバー／ダンパー層３０２’の所定領域を覆う上部チャンバー層３０４ａを形成する。
【００５８】
上部チャンバー層３０４ａは，発熱抵抗器Ｒの所定部分を開放させるように形成される。または，上部チャンバー層３０４ａは，図１５に示すように，発熱抵抗器Ｒの４つの角部を開放させて形成することもできる。その結果，上部チャンバー層３０４ａにより露出した部分のチャンバー／ダンパー層３０２’の４つの角部部分にチャネルダンパーが形成され，上部チャンバー層３０４ａに重畳する下部のチャンバー／ダンパー層３０２’に下部チャンバー層が形成される。
【００５９】
上部チャンバー層３０４ａは，チャンバー／ダンパー層３０２’上のみに形成することができるが，基板３００との接着性を向上させるために，図１６Ｃに示すように，基板３００に当接して，チャンバー／ダンパー層３０２より大きい幅を有するように形成することもできる。一方，チャンバー樹脂層をパターニングする工程で，遮断壁（図１５の１０５）を共に形成することもできる。また，基板３００上の両側部には，基板３００上においてインクの移動通路となる流路のＣ側端を形成する側壁３０４ｂを形成することもできる。
【００６０】
その後，図１６Ｄに示すように，上部チャンバー層３０４ａを有する基板３００上に犠牲モールド層３０６’を形成する。犠牲モールド層３０６’は，チャンバー／ダンパー層３０２’，上部チャンバー層３０４ａおよび側壁３０４ｂ間の空き空間を満たし，上部チャンバー層３０４ａと同じ高さを有するように形成される。犠牲モールド層３０６’は，例えば，溶媒を用いて除去可能なポジティブ感光性樹脂層で形成することができる。その後，犠牲モールド層３０６’を有する結果物上に，ノズル樹脂層（図示せず）を形成し，ノズル樹脂層をパターニングして，発熱抵抗器Ｒの上部に対応する位置にノズル３０８’を有するノズル層３０８を形成する。ノズル樹脂層は，例えば，ネガティブ感光性樹脂層で形成することができ，フォトリソグラフィ工程によってパターニングすることができる。
【００６１】
次いで，図１６Ｅに示すように，基板３００の中心部を貫通するインク供給路３１０を形成する。インク供給路３１０は，例えば，公知の異方性エッチング工程により形成することができる。その後，例えば，ウェットエッチング工程により犠牲モールド層３０６’を除去し，犠牲モールド層３０６’が除去された領域に，インクの移動通路となる流路を最終的に形成する。
【００６２】
以上，本実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法について説明した。次に，図１７Ａおよび図１７Ｂに基づいて，本実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法の変形例を示す。ここで，図１７Ａおよび図１７Ｂは，他の変形例にかかるインクジェットヘッドの製造方法を説明するための，図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。
【００６３】
図１７Ａに示すように，図１６Ａおよび図１６Ｂで説明した工程を行うことによって，基板５００上に，発熱抵抗器Ｒを取り囲むチャンバー／ダンパー層５０２’を形成する。その後，チャンバー／ダンパー層５０２’を有する基板５００上にモールド樹脂層５０６を形成する。モールド樹脂層５０６は，例えば，ポジティブ感光性樹脂層で形成することができる。これにより，モールド樹脂層５０６は，図１６Ｃで説明したチャンバー樹脂層と同じ高さを有するように形成される。
【００６４】
次いで，図１７Ｂに示すように，例えば，フォトリソグラフィ工程を行うことによって，モールド樹脂層５０６をパターニングして，犠牲モールド層５０６’を形成する。犠牲モールド層５０６’は，図１６Ｄで説明したように，領域を覆うように形成される。犠牲モールド層５０６’を有する基板５００上の全面に，パターニング可能な樹脂層（図示せず），例えば，ネガティブ感光性樹脂層を形成する。その後，樹脂層をパターニングして，上部チャンバー層５０４ａ，側壁５０４ｂ，および発熱抵抗器Ｒに対応するノズルを有するノズル層５０８を同時に形成する。その後，図１６Ｅで説明した工程を行うことによって，インクジェットヘッドを製造する。
【００６５】
以上，本実施形態にかかるインクヘッドヘッドの製造方法と，その変形例について説明した。次に，本実施形態にかかるバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのインク吐出特性を調べるために，コンピュータシミュレーションを実施した。以下，図１８Ａ〜１９Ｆに基づいて，コンピュータシミュレーションによる実施例について説明する。
【実施例】
【００６６】
図１８Ａは，本実施例にかかるインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーションにおいて使用されたバリアー構造物の規格および寸法を示す平面図である。また，図１８Ｂは，図１８ＡのＩＩＩ〜ＩＩＩ’線に沿う断面図である。図１８Ａおよび図１８Ｂにおいて，バリアー構造物は，図２Ａ〜図２Ｃに示された構造を有するように設計した。ただし，チャンバー層（図２ＡのＣ）の幅Ｗ２は，チャネルダンパー（図２ＡのＤ）の幅Ｗ１と同等に設計した。
【００６７】
図１９Ａ〜図１９Ｆは，図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション結果を示す図である。ここで，図１９Ａ〜図１９Ｆは，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，各々０μｓｅｃ，２μｓｅｃ，４μｓｅｃ，６μｓｅｃ，９μｓｅｃおよび２１μｓｅｃが経過した後の結果を示す図である。
【００６８】
図１９Ａ〜図１９Ｆに示すように，まず，２μｓｅｃが経過した時点で，インク液滴が吐出し始めた。この時に発生したバブルは，図１９Ｂに示すように，インクチャンバーの外部に拡張される。しかし，このバブルの拡張は，図１８Ａおよび図１８Ｂに示す４つのインクチャネルＩを介して分散して行われ，インクチャンバーＩＣの外部にバブルが拡張されるまでの時間が短縮した。その結果，インク吐出後，インク再充填速度が増加し，約２０μｓｅｃが経過した後には，インク再充填が完了した。
【００６９】
また，インク吐出周波数，インク吐出速度および液滴体積の最大値は，各々３０ＫＨｚ，１９．５ｍ／ｓｅｃおよび４．２ｐＬであった。この結果は，従来の３面構造のバリアー構造物を有するインクジェットヘッドの場合，各々約１８ＫＨｚ，約１３ｍ／ｓおよび約４．５ｐＬの値を有することから，インク吐出特性が改善されたことが分かる。すなわち，インク吐出周波数が高いということは，インク吐出後，インクチャンバー内へのインクの再充填が容易になされることを意味し，インク吐出速度が高いということは，高速印刷が可能であることを意味する。また，液滴体積の観点からみれば，従来と同等以上の水準を維持するので，高解像度を維持しながら，高速印刷が可能であることが分かる。
【００７０】
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，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，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】
【００７１】
本発明は，インクジェットヘッドおよびその製造方法に適用可能であり，特にチャネルダンパーを備えたインクジェットヘッドおよびその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来のインクジェットヘッドのバリアー構造物を示す平面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドに使用されるバリアー構造物を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａに示すバリアー構造物の斜視図である。
【図３Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１の変形例を示す平面図である。
【図３Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１の変形例を示す斜視図である。
【図４Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第２の変形例を示す平面図である。
【図４Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第２の変形例を示す斜視図である。
【図５Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第３の変形例を示す平面図である。
【図５Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第３の変形例を示す斜視図である。
【図６Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第４の変形例を示す平面図である。
【図６Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第４の変形例を示す斜視図である。
【図７Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第５の変形例を示す平面図である。
【図７Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第５の変形例を示す斜視図である。
【図８Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第６の変形例を示す平面図である。
【図８Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第６の変形例を示す斜視図である。
【図９Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第７の変形例を示す平面図である。
【図９Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第７の変形例を示す斜視図である。
【図１０Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第８の変形例を示す平面図である。
【図１０Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第８の変形例を示す斜視図である。
【図１１Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第９の変形例を示す平面図である。
【図１１Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第９の変形例を示す斜視図である。
【図１２Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１０の変形例を示す平面図である。
【図１２Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１０の変形例を示す斜視図である。
【図１３Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１１の変形例を示す平面図である。
【図１３Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１１の変形例を示す斜視図である。
【図１４Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１２の変形例を示す平面図である。
【図１４Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１２の変形例を示す斜視図である。
【図１５】第１の実施形態にかかるバリアー構造物を有するインクジェットヘッドを示す一部平面図である。
【図１６Ａ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法の発熱抵抗器形成段階およびチャンバー／ダンパー樹脂層段階を示す。
【図１６Ｂ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法のパターニング段階を示す。
【図１６Ｃ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法の上部チャンバー層形成段階および下部チャンバー層形成段階を示す。
【図１６Ｄ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法のノズル層形成段階を示す。
【図１６Ｅ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法のインク供給路形成段階を示す。
【図１７Ａ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，インクジェットヘッドの製造方法の他の実施例を示す。
【図１７Ｂ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，インクジェットヘッドの製造方法の他の実施例を示す。
【図１８Ａ】本発明の実施例にかかるインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーションに使用されたバリアー構造物を示す平面図である。
【図１８Ｂ】図１８ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿った断面図である。
【図１９Ａ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，０μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｂ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，２μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｃ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，４μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｄ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，６μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｅ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，９μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｆ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，２１μｓｅｃ経過後を示す。
【符号の説明】
【００７３】
Ｓ 基板
Ｒ 発熱抵抗器
Ｂ バリアー構造物
Ｏ 開放部
Ｃ チャンバー層
Ｄ チャネルダンパー
Ｎ ノズル
ＮＬ ノズル層
ＩＣ インクチャンバー
Ｉ インクチャネル
ＬＣ 下部チャンバー層
ＵＣ 上部チャンバー層
【技術分野】
【０００１】
本発明は，インクジェットヘッドおよびその製造方法に関し，特に，チャネルダンパーを備えたインクジェットヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置（ｉｎｋ ｊｅｔ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）は，印刷用インクの微小な液滴を記録媒体上の所望の位置に吐出させ，画像として印刷する装置である。このようなインクジェット記録装置は，価格が安く，多くの種類の色相を有する画像を高解像度で印刷できるので，広範囲に使われている。かかるインクジェット記録装置は，基本的に，インクが実質的に吐出されるインクジェットヘッド（ｉｎｋ ｊｅｔ ｈｅａｄ）と，インクジェットヘッドと流体連通するインク収納容器とを含む。インクジェット記録装置のインク吐出方式は，電気−熱変換機（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｔｈｅｒｍａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を使用する熱方式と，電気−機械変換機（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を使用する圧電方式とに分けられる。
【０００３】
熱方式のインクジェット記録装置に使われるインクジェットヘッドは，電気−熱変換機として提供される発熱抵抗器（ｈｅａｔ−ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）と，記録媒体上に吐出されるインクが臨時的に貯蔵されるインクチャンバーとを含む。インクチャンバーは，発熱抵抗器の周辺に配置されたチャンバー層のようなバリアー構造物（ｂａｒｒｉｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を用いて，その内部に発熱抵抗器を含むように形成される。
【０００４】
このような発熱抵抗器の３辺を取り囲むバリアー構造物を有する従来のインクジェットヘッドが，特許文献１に開示されている。ここで，図１は，特許文献１に開示された従来のバリアー構造物を示す平面図である。
【０００５】
図１を参照すると，発熱抵抗器１の３辺を取り囲むように，バリアー構造物３が配置される。バリアー構造物３は，発熱抵抗器１の３辺を取り囲み，かつ互いに連結された３つの壁から構成され，発熱抵抗器１の残りの１辺を開放させる。バリアー構造物３により，発熱抵抗器１をその内部に含むインクチャンバーが形成される。バリアー構造物３により開放された部分は，図示しないインク供給口と前記インクチャンバーとを連結するインクチャネル（ｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ）５として提供される。インク供給口を介して流入したインクがインクチャネル５を経て，インクチャンバーに一時的に貯蔵される。
【０００６】
インクチャンバーに貯蔵されたインクは，発熱抵抗器１により瞬間的に加熱され，インクの内部にバブルが生成される。このバブルは，インクチャンバー内の圧力を増加させるため，インクチャンバー内のインクが，図示しないノズルを介して液滴の形態で吐出される。この際，インクチャンバー内のインクは，ノズルを介して外部に吐出されると同時に，インクチャネル５を介してインク供給口側に逆流（ｂａｃｋ ｆｌｏｗ）するようになる。このような逆流現象は，発熱抵抗器１により発生したバブルが，インクチャネル５を介してインク供給路側に拡張されることに起因する。この逆流現象は，インク吐出に必要な圧力を減少させ，ノズルを介して吐出されるインク液滴の速度および直進性を低下させる。また，インク吐出後，インクチャンバーの内部にインクが再充填される速度を減少させ，インク吐出周波数を減少させる。
【０００７】
逆流現状の観点からすると，図１に示されたバリアー構造物を有するインクジェットヘッドは，以下の問題点を有する。すなわち，インクチャネル５が発熱抵抗器１の１辺を全て開放させることによって，インクの吐出時，インクチャネル５を介して多量のインクがインク供給路側に逆流してしまう。その結果，インク液滴の吐出速度および直進性が低下し，吐出周波数が減少するという問題がある。
【０００８】
このような問題点を改善するために，インクチャネルの断面積を減少させることを目的にして，バリアー構造物の両端にレストリクター（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）を形成する方法が提案された（例えば，特許文献２）。しかしながら，レストリクターを形成する場合，インクの逆流現象を減少させるが，インクチャネルの断面積が減少するに伴い，インクチャンバーの内部にインクが再充填される速度が減少してしまう。
【０００９】
以上より，発熱抵抗器により生成されたバブルがインクチャンバーの外部に拡張されるのを最大限抑制することによって，インク液滴の吐出速度および直進性を向上させることができると同時に，インク吐出後，インクの再充填速度を向上させ，インク吐出周波数を向上させることができるインクジェットヘッドが要求されている。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４７９４４１０号明細書
【特許文献２】米国特許第４８８２５９５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，インク吐出速度およびインク吐出周波数が向上された，新規かつ改良されたインクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，チャネルダンパーを備えたインクジェットヘッドが提供される。かかるインクジェットヘッドは，基板と，基板上に配置され，インク吐出のための圧力を生成する発熱抵抗器とを備える。基板上には，少なくとも１つの開放部を提供するように発熱抵抗器を取り囲み，かつ基板から第１の高さを有するチャンバー層が配置される。開放部には，チャンバー層と共に発熱抵抗器を取り囲み，かつ基板から第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーが配置される。そして，発熱抵抗器に対応するノズルを有するノズル層が，チャンバー層の上部面に当接するように配置される。
【００１３】
ここで，チャンバー層は，基板から第１の高さを有する単一の樹脂層から形成ことができる。また，チャンバー層は，下部チャンバー層と，該下部チャンバー層を覆う上部チャンバー層とを含んで形成してもよい。この場合，下部チャンバー層は，チャネルダンパーと同じ物質層からなり，同じ高さを有する。すなわち，下部チャンバー層およびチャネルダンパーは，発熱抵抗器を完全に取り囲むように配置された同一の樹脂層であってもよい。
【００１４】
チャネルダンパーおよび下部チャンバー層は，発熱抵抗器から所定距離離隔して発熱抵抗器を取り囲み，かつ四角枠の構造をなすように配置することができる。または，チャネルダンパーおよび下部チャンバー層は，発熱抵抗器を取り囲む環状構造をなすように配置することもできる。
【００１５】
チャネルダンパーおよび下部チャンバー層が，四角枠の構造を有するように配置される場合，チャネルダンパーが配置される開放部は，発熱抵抗器の少なくとも１辺を開放させて提供することができる。また，開放部は，発熱抵抗器の少なくとも１つの角部を開放させてもよい。これとは異なり，開放部は，発熱抵抗器の１辺および１辺の両端の角部を開放させて提供することができる。また，開放部は，発熱抵抗器の３つの角部および３つの角部間の２辺を開放させてもよい。
【００１６】
インクジェットヘッドは，基板を貫通するインク供給路をさらに備えることができる。インク供給路は，発熱抵抗器を取り囲むチャンバー層およびチャネルダンパーの一側部を通るライン形態を有するように配置することができる。また，発熱抵抗器の一側の基板上には，遮断壁が，チャンバー層およびチャネルダンパーから離隔するように配置させることができる。かかる遮断壁は，例えば発熱抵抗器の１辺に平行なバー形状であってもよい。
【００１７】
また，本発明の他の観点によれば，インクジェットヘッドの製造方法が提供される。この製造方法は，まず，発熱抵抗器形成段階において，基板上に，インク吐出のための圧力を生成する発熱抵抗器を形成する。次いで，チャンバー層形成段階において，基板上に，少なくとも１つの開放部を備えるように発熱抵抗器を取り囲み，かつ基板から第１の高さを有するチャンバー層を形成する。さらに，チャネルダンパー形成段階において，開放部に，チャンバー層と共に発熱抵抗器を取り囲み，かつ基板から第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーを形成する。その後，ノズル層形成段階において，チャンバー層の上部に，発熱抵抗器に対応するノズルを有するノズル層を形成する。
【００１８】
ここで，チャンバー層形成段階，チャネルダンパー形成段階，ノズル層形成段階では，まず，基板上に，発熱抵抗器を取り囲むチャンバー／ダンパー層を形成してもよい。次いで，チャンバー／ダンパー層を有する基板上に上部チャンバー層を形成する。上部チャンバー層の上部面に接触し，ノズルを有するノズル層を形成する。チャネルダンパーは，上部チャンバー層により露出したチャンバー／ダンパー層の所定領域に形成される。
【００１９】
また，チャンバー／ダンパー層形成段階は，発熱抵抗器を有する基板上に，チャンバー／ダンパー樹脂層を形成するチャンバー／ダンパー樹脂層形成段階と，チャンバー／ダンパー樹脂層をパターニングして，チャンバー／ダンパー層を形成するパターニング段階と，を含むこともできる。このチャンバー／ダンパー層は，例えば，発熱抵抗器を取り囲むように，四角枠状や環状構造に形成することができる。
【００２０】
さらに，基板を貫通するインク供給路を形成するインク供給路形成段階をさらに備えることもできる。
【００２１】
また，本発明の他の観点によれば，基板と；基板上に配置された発熱抵抗器と；基板に配置され，基板の上面に対して垂直である第１の方向に第１の高さを有し，基板の上面に対して平行である第２の方向に発熱抵抗器の第１の部分を取り囲むチャンバー層と，発熱抵抗器の前記チャンバー層により取り囲まれていない第２の部分として形成される開放部と，開放部に形成され，第１の高さより小さい第２の高さを有するチャネルダンパーと，を含むバリアー構造物と；チャンバー層上に配置され，チャンバー層と共に発熱抵抗器に対応するインクチャンバーを形成し，インクチャンバーに連通するノズルを含むノズル層と；を備えるインクジェットヘッドが提供される。
【００２２】
ここで，チャネルダンパーは，第２の高さに，ノズル層側の基板上に形成され，開放部の面積より小さいインクチャネルを形成することができる。このチャネルダンパーは，ノズル層と共にインクチャネルを形成し，インクチャンバーに貯蔵されたインクがインクチャンバーから吐出される場合，インクチャンバーとインクチャネルとの間に逆流現象が生じることを防止する。また，チャネルダンパーは，インク液滴の体積を基準値以上に維持することによっても，インクチャンバーとインクチャネルとの間に逆流現象が生じることを防止することができる。
【００２３】
また，インクチャネルは，第１の高さと第２の高さとの差以下の第３の高さを有することができる。
【００２４】
さらに，発熱抵抗器から離隔して基板上に配置された第２発熱抵抗器と；基板に配置され，第１の方向に第１の高さを有し，第２の方向に第２発熱抵抗器の第３の部分を取り囲む第２チャンバー層と，第２発熱抵抗器における第２チャンバー層により取り囲まれていない第４の部分として形成される第２開放部と，第２開放部に形成され，第１の高さより小さい第２高さを有する第２チャネルダンパーと，を含む第２バリアー構造物と；を備えることもできる。
【００２５】
また，基板とノズル層との間に形成され，バリアー構造物および第２バリアー構造物各々に対してインクを供給する，第１の流路および第２の流路を提供するインクチャネルと，基板とノズル層との間に形成された側壁と，をさらに備えることもできる。この側壁は，第１の流路および第２の流路を提供するために，例えば，バリアー構造物および第２バリアー構造物から離隔して配置してもよい。
【００２６】
さらに，基板とノズル層との間に形成され，開放部と第２開放部を連通する流路を提供するインクチャネルと，基板上に，バリアー構造物と第２バリアー構造物との間のインクチャネル内部に形成され，インクチャネルの流路より狭い第２の流路を提供する遮断壁と，を備えることもできる。この遮断壁は，第２の高さより高い第３の高さに形成することができ，さらに，第２の高さより高く，第１の高さより低い第３の高さに形成することもできる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば，チャネルダンパーを備えたバリアー構造物を形成することにより，インクの吐出時のインクの逆流現象を減少させ，インク吐出周波数およびインク吐出速度を向上させることのできるインクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の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。なお，図面において，層および領域の厚みは，明確性を図るために誇張されたものである。
【００２９】
（第１の実施形態）
図２Ａは，本実施形態にかかるインクジェットヘッドに使用されるバリアー構造物を示す平面図である。また，図２Ｂは，図２ＡのＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。さらに，図２Ｃは，図２Ａに示すバリアー構造物の斜視図である。
【００３０】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように，基板Ｓ上に，発熱抵抗器Ｒが配置される。この発熱抵抗器Ｒは，例えば，タンタル（Ｔａ）のような高融点金属または高融点金属を含む合金から形成することができる。また，発熱抵抗器Ｒは，例えば，平面視で正方形の形状とすることができ，矩形の形状を有する２つのサブ発熱体（ｓｕｂ ｈｅａｔ−ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｂｏｄｙ）から構成して全体的に正方形の形状とすることもできる。
【００３１】
インクジェットヘッドは，発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むバリアー構造物Ｂを有する。バリアー構造物Ｂは，少なくとも１つの開放部Ｏを提供するように，発熱抵抗器Ｒを部分的に取り囲むチャンバー層Ｃと，チャンバー層Ｃにより形成された開放部Ｏに配置され，チャンバー層Ｃと共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤとを含む。チャンバー層Ｃは，基板Ｓから第１の高さＨ１を有し，チャネルダンパーＤは，第１の高さＨ１より低い第２の高さＨ２を有する。
【００３２】
チャンバー層Ｃの上部面に当接するように，ノズル層ＮＬが配置される。ノズル層ＮＬは，発熱抵抗器Ｒに対応するノズルＮを有する。バリアー構造物Ｂおよびノズル層ＮＬにより，発熱抵抗器Ｒの上部空間にインクチャンバーＩＣが形成される。チャンバー層Ｃによって形成された開放部Ｏは，インク供給路（図示せず）とインクチャンバーＩＣを連結するインクチャネルＩとして提供される。本実施形態にかかるインクチャネルＩは，開放部Ｏに配置されたチャネルダンパーＤによってその高さが決定される。すなわち，チャンバー層Ｃが有する第１の高さＨ１と，チャネルダンパーＤが有する第２の高さＨ２との差によってインクチャネルＩの高さＨ３が決定される。
【００３３】
以下に，バリアー構造物Ｂについて詳細に説明する。
【００３４】
上述したように，バリアー構造物Ｂは，チャンバー層Ｃと，チャネルダンパーＤとを含む。チャンバー層Ｃは，基板から第１の高さを有する単一の樹脂層，または，下部チャンバー層ＬＣおよび上部チャンバー層ＵＣを含む２つの樹脂層から形成することができる。チャンバー層Ｃが下部チャンバー層ＬＣおよび上部チャンバー層ＵＣを含む場合，下部チャンバー層ＬＣおよびチャネルダンパーＤは，同じ樹脂層よりなり，基板上から同じ第２の高さを有する。下部チャンバー層ＬＣおよびチャネルダンパーＤは，同一の工程段階で同じ物質を使用して，発熱抵抗器Ｒを取り囲むように形成することができる。
【００３５】
以下では，チャンバー層Ｃが，下部チャンバー層ＬＣおよび上部チャンバー層ＵＣを含む場合について説明する。また，下部チャンバー層ＬＣおよびチャネルダンパーＤを共に指す場合，「チャンバー／ダンパー層」という。なお，基板Ｓは，周知のように，保護層，または発熱抵抗器Ｒに連結された導電層を含むことができる。
【００３６】
チャンバー／ダンパー層は，熱硬化性樹脂またはネガティブ感光性を有する樹脂層であってもよい。また，チャンバー／ダンパー層は，発熱抵抗器Ｒを取り囲み，かつ，図２Ａに示すように，内辺と外辺との間に第１幅Ｗ１を有する四角枠の構造を有することができる。上部チャンバー層ＵＣは，チャンバー／ダンパー層を選択的に覆うように配置される。図２Ｃに示すように，上部チャンバー層ＵＣは，発熱抵抗器Ｒの４つの角部部分を覆わないように配置することができる。その結果，上部チャンバー層ＵＣにより露出したチャンバー／ダンパー層の部分にチャネルダンパーＤが形成され，上部チャンバー層ＵＣによって覆われたチャンバー／ダンパー層の部分に下部チャンバー層ＬＣが形成される。
【００３７】
ここで，上部チャンバー層ＵＣは，熱硬化性樹脂またはネガティブ感光性を有する樹脂層であってもよい。上部チャンバー層ＵＣは，下部チャンバー層ＬＣの内辺が発熱抵抗器Ｒから離隔した距離と同一の距離だけ発熱抵抗器Ｒから離隔した内辺を有し，その内辺と外辺との間に，第１幅Ｗ１以上の第２幅Ｗ２を有することができる。図２Ａ〜図２Ｃに示すように，上部チャンバー層ＵＣは，第１幅Ｗ１より大きい幅を有することが，基板Ｓとの接着性の向上のために好ましい。
【００３８】
図２Ａ〜図２Ｃに示されたバリアー構造物Ｂは，発熱抵抗器Ｒの４つの角部部分を開放させる開放部Ｏを提供するチャンバー層Ｃと，開放部Ｏに配置されたチャネルダンパーＤとを含む。開放部Ｏに，チャネルダンパーＤによって形成された高さＨ３を有する４つのインクチャネルＩが形成される。そして，インク供給路（図示せず）から提供されたインクがインクチャネルＩを介してインクチャンバーＩＣに流入される。流入されたインクは，発熱抵抗器Ｒにより瞬間的に加熱され，バブルが生成される。本実施形態によれば，例えば，バブルの拡張を，４つのインクチャネルＩを介して分散させることができる。その結果，３面バリアー構造物（ｔｈｒｅｅ ｓｉｄｅｄ ｂａｒｒｉｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する従来のインクジェットヘッドに比べて，インク吐出時，インクチャンバーＩＣの外部にバブルが拡張されるのを減少させることができる。したがって，インク吐出後，４つのインクチャネルＩを介して新しいインクが速く再充填されるようにすることができる。
【００３９】
発熱抵抗器Ｒを取り囲むバリアー構造物Ｂの形状は，多様な形態に変形することができる。以下に，本実施形態にかかるバリアー構造物の第１〜第１２の変形例を示す。ここで，別の説明が付加されない場合，図２Ａ〜図２Ｃと同一の名称を有する構成要素は，図２Ａ〜図２Ｃにおける構成要素と同一であるとする。
【００４０】
図３Ａ〜図７Ｂに，本実施形態にかかるバリアー構造物の第１〜第５の変形例を示す。図３Ａ〜図７Ｂにおいて，図３Ａ，図４Ａ，図５Ａ，図６Ａおよび図７Ａは，第１〜第５の変形例にかかるバリアー構造物を示す平面図である。また，図３Ｂ，図４Ｂ，図５Ｂ，図６Ｂおよび図７Ｂは，各々図３Ａ，図４Ａ，図５Ａ，図６Ａおよび図７Ａに示すバリアー構造物の斜視図である。
【００４１】
図３Ａ〜図７Ｂに示すように，第１〜第５の変形例にかかるバリアー構造物は，基板Ｓに形成され，各々発熱抵抗器Ｒの少なくとも１辺を開放させる開放部Ｏ３，Ｏ４，Ｏ５，Ｏ６，Ｏ７を提供するチャンバー層Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７と，開放部Ｏ３，Ｏ４，Ｏ５，Ｏ６，Ｏ７に各々配置され，それぞれのチャンバー層Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７と共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７とを含む。
【００４２】
次に，図８Ａ〜図１１Ｂには，本実施形態にかかるバリアー構造物の第６〜第９の変形例を示す。図８Ａ〜図１１Ｂにおいて，図８Ａ，図９Ａ，図１０Ａおよび図１１Ａは，第６〜第９の変形例にかかるバリアー構造物を示す平面図である。また，図８Ｂ，図９Ｂ，図１０Ｂおよび図１１Ｂは，各々図８Ａ，図９Ａ，図１０Ａおよび図１１Ａに示すバリアー構造物の斜視図である。
【００４３】
図８Ａ〜図１１Ｂに示すように，第６〜第９の変形例にかかるバリアー構造物は，各々発熱抵抗器Ｒの少なくとも１つの角部を開放させる開放部Ｏ８，Ｏ９，Ｏ１０，Ｏ１１を提供するチャンバー層Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１と，開放部Ｏ８，Ｏ９，Ｏ１０，Ｏ１１に各々配置され，それぞれのチャンバー層Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１と共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤ８，Ｄ９，Ｄ１０，Ｄ１１とを含む。本実施形態にかかる発熱抵抗器Ｒの角部は，例えば発熱抵抗器Ｒの隣接する２辺の所定部分を含むことができる。
【００４４】
さらに，図１２Ａ〜図１４Ｂに，本実施形態にかかるバリアー構造物の第１０〜第１２の変形例を示す。図１２Ａ〜図１４Ｂにおいて，図１２Ａ，図１３Ａ，および図１４Ａは，第１０〜第１２の変形例にかかるバリアー構造物を示す平面図である。また，図１２Ｂ，図１３Ｂおよび図１４Ｂは，各々図１２Ａ，図１３Ａおよび図１４Ａに示すバリアー構造物を示す斜視図である。
【００４５】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示すバリアー構造物は，基板Ｓに形成され，発熱抵抗器Ｒの選択された１辺および選択された１辺の両端の角部を開放させる開放部Ｏ１２を提供するチャンバー層Ｃ１２と，開放部Ｏ１２に配置され，チャンバー層Ｃ１２と共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤ１２とを含む。
【００４６】
また，図１３Ａおよび図１３Ｂに示すバリアー構造物は，基板Ｓに形成され，発熱抵抗器Ｒの３つの角部および３つの角部間の２辺を開放させる開放部Ｏ１３を提供するチャンバー層Ｃ１３と，開放部Ｏ１３に配置され，チャンバー層Ｃ１３と共に発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャネルダンパーＤ１３とを含む。
【００４７】
さらに，図１４Ａおよび図１４Ｂに示すバリアー構造物は，発熱抵抗器Ｒを取り囲む環状構造を有することができる。すなわち，発熱抵抗器Ｒの選択された領域を開放させる開放部Ｏ１４を提供するチャンバー層Ｃ１３と，開放部Ｏ１４に配置され，チャンバー層Ｃ１３と共に環状構造を有するように発熱抵抗器を完全に取り囲むチャネルダンパーＤ１４とを含む。図２Ａ〜図２Ｃで説明したように，チャンバー層Ｃ１３は，図示しない下部チャンバー層および上部チャンバー層を含むことができる。環状構造において，下部チャンバー層およびチャネルダンパーＤ１４を含むチャンバー／ダンパー層は，発熱抵抗器を取り囲むことができる。図１４Ａ〜１４Ｂに示された開放部Ｏ１４は，同じ間隔を有するが，開放部Ｏ１４は，互いに異なる間隔を有するように配置することができる。また，バリアー構造物は，楕円形構造又は多角形構造であってもよい。
【００４８】
図１５は，本実施形態にかかるバリアー構造物を有するインクジェットヘッドを示す一部平面図である。
【００４９】
図１５に示すように，基板１００上に複数の発熱抵抗器Ｒが配置される。発熱抵抗器Ｒは，一定の規則を有して基板１００上に配列することができる。例えば，発熱抵抗器Ｒは，インク供給路１１０を挟んで２列で配置してもよい。また，インク供給路１１０が適切な位置に配置される場合，マトリックスタイプで配置することもできる。基板１００上には，発熱抵抗器Ｒ以外に他の層および構造物をさらに配置することができる。例えば，基板１００は，シリコン酸化膜のような熱障壁層（ｔｈｅｒｍａｌ ｂａｒｒｉｅｒ ｌａｙｅｒ）で被覆することができ，この場合，発熱抵抗器Ｒは，熱障壁層上に配置することができる。また，発熱抵抗器Ｒには，例えば，インク吐出のための電気的信号を提供するための金属配線，または，発熱抵抗器Ｒおよび金属配線を覆う絶縁性パッシベーション層（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を配置することもできる。
【００５０】
また，発熱抵抗器Ｒを取り囲むバリアー構造物Ｂを備えることもできる。バリアー構造物Ｂは，基板から第１の高さを有するチャンバー層Ｃと，第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーＤとを含む。バリアー構造物Ｂによって，発熱抵抗器Ｒの上部にインクチャンバーＩＣが形成される。バリアー構造物Ｂは，図２Ａ〜図２Ｃで説明したような構造を有することができ，図３Ａ〜図１４Ｂにて示したように，多様に変形することができる。
【００５１】
インク供給路１１０は，基板１００を貫通するように配置され，バリアー構造物Ｂの一側部を通るライン形態を有するように配置することができる。チャンバー層Ｃ上には，チャンバー層Ｃの上部面に当接する平板構造のノズル層（図示せず）が配置される。ノズル層は，発熱抵抗器Ｒの上部に対応する位置に，インク吐出のためのノズルを有する。発熱抵抗器Ｒ間の基板１００上には，例えばバリアー構造物Ｂから離隔した遮断壁（ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１０５を配置することができる。
【００５２】
遮断壁１０５は，インク吐出および再充填時，隣接したノズル間の干渉（ｃｒｏｓｓ ｔａｌｋ）を防止するために配置され，発熱抵抗器Ｒの１辺に平行なバー形状を有することができる。遮断壁１０５は，チャンバー層Ｃ，より詳細には，図２Ａ〜図２Ｃで説明した上部チャンバー層と同一の工程段階で形成することができる。したがって，上部チャンバー層と同じ物質層で形成することができ，同じ高さに形成することができる。なお，バリアー構造物Ｂによって隣接ノズル間の干渉が防止される場合，遮断壁１０５は省略してもよい。
【００５３】
基板１００上の両側部には，基板１００上においてインクの移動通路となる流路の側端を形成する側壁１０４ｂを配置することができる。また，側壁１０４ｂは，遮断壁１０５と同様に，上部チャンバー層と同一の工程段階で形成することができる。これにより，上部チャンバー層と同じ物質層で形成することができ，同じ高さを有することができる。
【００５４】
次に，図１６Ａ〜図１６Ｅに基づいて，本実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法について説明する。ここで，図１６Ａ〜１６Ｅは，本実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法を説明するための，図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図である。
【００５５】
図１６Ａに示すように，まず，基板３００上に発熱抵抗器Ｒが形成される。発熱抵抗器Ｒは，例えば，タンタルのような高融点金属または高融点金属を含む合金で形成することができる。発熱抵抗器Ｒは，当業者にとって公知の方法にて形成することができ，これについての説明は省略する。そして，発熱抵抗器Ｒを有する基板３００上に，チャンバー／ダンパー樹脂層３０２を形成する。チャンバー／ダンパー樹脂層３０２は，例えば，スピンコート法により，インクに対して化学的耐性を有する熱硬化性樹脂またはネガティブ感光性樹脂層から形成することができる。
【００５６】
次いで，図１６Ｂに示すように，チャンバー／ダンパー樹脂層３０２をパターニングして，発熱抵抗器Ｒを完全に取り囲むチャンバー／ダンパー層３０２’を形成する。チャンバー／ダンパー層３０２’は，基板３００の上面に平行な面に対して，発熱抵抗器Ｒの各々取り囲む四角枠の構造となるようにパターニングすることができる。チャンバー／ダンパー樹脂層３０２は，例えば，フォトリソグラフィ工程または異方性エッチング工程によってパターニングすることができる。また，チャンバー／ダンパー層３０２’は，基板３００の上面に平行な面に対して，発熱抵抗器Ｒの各々取り囲む環状構造となるように形成することもできる。チャンバー／ダンパー層３０２’は，図２Ｂで説明したチャネルダンパー（図２ＢのＤ）と同じ高さＨ２を有するように形成される。
【００５７】
さらに，図１６Ｃに示すように，チャンバー／ダンパー層３０２’を有する基板３００上にチャンバー樹脂層（図示せず）を形成する。チャンバー樹脂層は，チャンバー／ダンパー層３０２’を覆い，基板３００から，図２Ｂで説明したチャンバー層Ｃと同じ高さＨ１を有するように形成される。その後，チャンバー樹脂層をパターニングして，チャンバー／ダンパー層３０２’の所定領域を覆う上部チャンバー層３０４ａを形成する。
【００５８】
上部チャンバー層３０４ａは，発熱抵抗器Ｒの所定部分を開放させるように形成される。または，上部チャンバー層３０４ａは，図１５に示すように，発熱抵抗器Ｒの４つの角部を開放させて形成することもできる。その結果，上部チャンバー層３０４ａにより露出した部分のチャンバー／ダンパー層３０２’の４つの角部部分にチャネルダンパーが形成され，上部チャンバー層３０４ａに重畳する下部のチャンバー／ダンパー層３０２’に下部チャンバー層が形成される。
【００５９】
上部チャンバー層３０４ａは，チャンバー／ダンパー層３０２’上のみに形成することができるが，基板３００との接着性を向上させるために，図１６Ｃに示すように，基板３００に当接して，チャンバー／ダンパー層３０２より大きい幅を有するように形成することもできる。一方，チャンバー樹脂層をパターニングする工程で，遮断壁（図１５の１０５）を共に形成することもできる。また，基板３００上の両側部には，基板３００上においてインクの移動通路となる流路のＣ側端を形成する側壁３０４ｂを形成することもできる。
【００６０】
その後，図１６Ｄに示すように，上部チャンバー層３０４ａを有する基板３００上に犠牲モールド層３０６’を形成する。犠牲モールド層３０６’は，チャンバー／ダンパー層３０２’，上部チャンバー層３０４ａおよび側壁３０４ｂ間の空き空間を満たし，上部チャンバー層３０４ａと同じ高さを有するように形成される。犠牲モールド層３０６’は，例えば，溶媒を用いて除去可能なポジティブ感光性樹脂層で形成することができる。その後，犠牲モールド層３０６’を有する結果物上に，ノズル樹脂層（図示せず）を形成し，ノズル樹脂層をパターニングして，発熱抵抗器Ｒの上部に対応する位置にノズル３０８’を有するノズル層３０８を形成する。ノズル樹脂層は，例えば，ネガティブ感光性樹脂層で形成することができ，フォトリソグラフィ工程によってパターニングすることができる。
【００６１】
次いで，図１６Ｅに示すように，基板３００の中心部を貫通するインク供給路３１０を形成する。インク供給路３１０は，例えば，公知の異方性エッチング工程により形成することができる。その後，例えば，ウェットエッチング工程により犠牲モールド層３０６’を除去し，犠牲モールド層３０６’が除去された領域に，インクの移動通路となる流路を最終的に形成する。
【００６２】
以上，本実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法について説明した。次に，図１７Ａおよび図１７Ｂに基づいて，本実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法の変形例を示す。ここで，図１７Ａおよび図１７Ｂは，他の変形例にかかるインクジェットヘッドの製造方法を説明するための，図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。
【００６３】
図１７Ａに示すように，図１６Ａおよび図１６Ｂで説明した工程を行うことによって，基板５００上に，発熱抵抗器Ｒを取り囲むチャンバー／ダンパー層５０２’を形成する。その後，チャンバー／ダンパー層５０２’を有する基板５００上にモールド樹脂層５０６を形成する。モールド樹脂層５０６は，例えば，ポジティブ感光性樹脂層で形成することができる。これにより，モールド樹脂層５０６は，図１６Ｃで説明したチャンバー樹脂層と同じ高さを有するように形成される。
【００６４】
次いで，図１７Ｂに示すように，例えば，フォトリソグラフィ工程を行うことによって，モールド樹脂層５０６をパターニングして，犠牲モールド層５０６’を形成する。犠牲モールド層５０６’は，図１６Ｄで説明したように，領域を覆うように形成される。犠牲モールド層５０６’を有する基板５００上の全面に，パターニング可能な樹脂層（図示せず），例えば，ネガティブ感光性樹脂層を形成する。その後，樹脂層をパターニングして，上部チャンバー層５０４ａ，側壁５０４ｂ，および発熱抵抗器Ｒに対応するノズルを有するノズル層５０８を同時に形成する。その後，図１６Ｅで説明した工程を行うことによって，インクジェットヘッドを製造する。
【００６５】
以上，本実施形態にかかるインクヘッドヘッドの製造方法と，その変形例について説明した。次に，本実施形態にかかるバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのインク吐出特性を調べるために，コンピュータシミュレーションを実施した。以下，図１８Ａ〜１９Ｆに基づいて，コンピュータシミュレーションによる実施例について説明する。
【実施例】
【００６６】
図１８Ａは，本実施例にかかるインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーションにおいて使用されたバリアー構造物の規格および寸法を示す平面図である。また，図１８Ｂは，図１８ＡのＩＩＩ〜ＩＩＩ’線に沿う断面図である。図１８Ａおよび図１８Ｂにおいて，バリアー構造物は，図２Ａ〜図２Ｃに示された構造を有するように設計した。ただし，チャンバー層（図２ＡのＣ）の幅Ｗ２は，チャネルダンパー（図２ＡのＤ）の幅Ｗ１と同等に設計した。
【００６７】
図１９Ａ〜図１９Ｆは，図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション結果を示す図である。ここで，図１９Ａ〜図１９Ｆは，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，各々０μｓｅｃ，２μｓｅｃ，４μｓｅｃ，６μｓｅｃ，９μｓｅｃおよび２１μｓｅｃが経過した後の結果を示す図である。
【００６８】
図１９Ａ〜図１９Ｆに示すように，まず，２μｓｅｃが経過した時点で，インク液滴が吐出し始めた。この時に発生したバブルは，図１９Ｂに示すように，インクチャンバーの外部に拡張される。しかし，このバブルの拡張は，図１８Ａおよび図１８Ｂに示す４つのインクチャネルＩを介して分散して行われ，インクチャンバーＩＣの外部にバブルが拡張されるまでの時間が短縮した。その結果，インク吐出後，インク再充填速度が増加し，約２０μｓｅｃが経過した後には，インク再充填が完了した。
【００６９】
また，インク吐出周波数，インク吐出速度および液滴体積の最大値は，各々３０ＫＨｚ，１９．５ｍ／ｓｅｃおよび４．２ｐＬであった。この結果は，従来の３面構造のバリアー構造物を有するインクジェットヘッドの場合，各々約１８ＫＨｚ，約１３ｍ／ｓおよび約４．５ｐＬの値を有することから，インク吐出特性が改善されたことが分かる。すなわち，インク吐出周波数が高いということは，インク吐出後，インクチャンバー内へのインクの再充填が容易になされることを意味し，インク吐出速度が高いということは，高速印刷が可能であることを意味する。また，液滴体積の観点からみれば，従来と同等以上の水準を維持するので，高解像度を維持しながら，高速印刷が可能であることが分かる。
【００７０】
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，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，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】
【００７１】
本発明は，インクジェットヘッドおよびその製造方法に適用可能であり，特にチャネルダンパーを備えたインクジェットヘッドおよびその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来のインクジェットヘッドのバリアー構造物を示す平面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドに使用されるバリアー構造物を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａに示すバリアー構造物の斜視図である。
【図３Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１の変形例を示す平面図である。
【図３Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１の変形例を示す斜視図である。
【図４Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第２の変形例を示す平面図である。
【図４Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第２の変形例を示す斜視図である。
【図５Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第３の変形例を示す平面図である。
【図５Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第３の変形例を示す斜視図である。
【図６Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第４の変形例を示す平面図である。
【図６Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第４の変形例を示す斜視図である。
【図７Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第５の変形例を示す平面図である。
【図７Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第５の変形例を示す斜視図である。
【図８Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第６の変形例を示す平面図である。
【図８Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第６の変形例を示す斜視図である。
【図９Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第７の変形例を示す平面図である。
【図９Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第７の変形例を示す斜視図である。
【図１０Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第８の変形例を示す平面図である。
【図１０Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第８の変形例を示す斜視図である。
【図１１Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第９の変形例を示す平面図である。
【図１１Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第９の変形例を示す斜視図である。
【図１２Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１０の変形例を示す平面図である。
【図１２Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１０の変形例を示す斜視図である。
【図１３Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１１の変形例を示す平面図である。
【図１３Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１１の変形例を示す斜視図である。
【図１４Ａ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１２の変形例を示す平面図である。
【図１４Ｂ】第１の実施形態にかかるバリアー構造物の第１２の変形例を示す斜視図である。
【図１５】第１の実施形態にかかるバリアー構造物を有するインクジェットヘッドを示す一部平面図である。
【図１６Ａ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法の発熱抵抗器形成段階およびチャンバー／ダンパー樹脂層段階を示す。
【図１６Ｂ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法のパターニング段階を示す。
【図１６Ｃ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法の上部チャンバー層形成段階および下部チャンバー層形成段階を示す。
【図１６Ｄ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法のノズル層形成段階を示す。
【図１６Ｅ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法のインク供給路形成段階を示す。
【図１７Ａ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，インクジェットヘッドの製造方法の他の実施例を示す。
【図１７Ｂ】図１５のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図であり，インクジェットヘッドの製造方法の他の実施例を示す。
【図１８Ａ】本発明の実施例にかかるインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーションに使用されたバリアー構造物を示す平面図である。
【図１８Ｂ】図１８ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿った断面図である。
【図１９Ａ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，０μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｂ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，２μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｃ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，４μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｄ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，６μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｅ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，９μｓｅｃ経過後を示す。
【図１９Ｆ】図１８Ａおよび図１８Ｂに示すバリアー構造物を有するインクジェットヘッドのコンピュータシミュレーション図であり，発熱抵抗器から熱エネルギーが発生した時点を基準として，２１μｓｅｃ経過後を示す。
【符号の説明】
【００７３】
Ｓ 基板
Ｒ 発熱抵抗器
Ｂ バリアー構造物
Ｏ 開放部
Ｃ チャンバー層
Ｄ チャネルダンパー
Ｎ ノズル
ＮＬ ノズル層
ＩＣ インクチャンバー
Ｉ インクチャネル
ＬＣ 下部チャンバー層
ＵＣ 上部チャンバー層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
前記基板上に配置され，インクを吐出するための圧力を生成する発熱抵抗器と；
前記基板上に配置され，少なくとも１つの開放部を提供するように前記発熱抵抗器を取り囲み，前記基板から第１の高さを有するチャンバー層と；
前記開放部に配置され，前記チャンバー層と共に前記発熱抵抗器を取り囲み，前記基板から前記第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーと；
前記発熱抵抗器に対応するノズルを有し，前記チャンバー層の上部面に当接するノズル層と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッド。
【請求項２】
前記チャンバー層は，下部チャンバー層と，該下部チャンバー層を覆う上部チャンバー層とを含み，
前記下部チャンバー層は，前記チャネルダンパーと同物質の層からなり，同じ高さを有することを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記発熱抵抗器は，四角形の形状を有することを特徴とする，請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記チャネルダンパーおよび前記下部チャンバー層は，前記発熱抵抗器から所定距離離隔され，前記発熱抵抗器を取り囲むことを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記上部チャンバー層は，前記下部チャンバー層が前記発熱抵抗器から離隔された距離と同じ距離をもって前記発熱抵抗器から離隔され，
前記上部チャンバー層の幅は，前記下部チャンバー層の幅以上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ヘッド。
【請求項６】
前記発熱抵抗器の少なくとも１辺は，前記開放部により開放されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記発熱抵抗器の少なくとも１つの角部は，前記開放部により開放されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記発熱抵抗器の１辺および前記１辺の両端の角部は，前記開放部により開放されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記発熱抵抗器の３つの角部および前記３つの角部間の２辺は，前記開放部により開放されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記チャネルダンパーおよび前記下部チャンバー層は，前記発熱抵抗器を取り囲む環状構造に形成されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記基板を貫通して形成され，前記チャンバー層により形成されるインクチャネルに連通するインク供給路をさらに備えることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記インク供給路は，前記発熱抵抗器を取り囲む前記チャンバー層および前記チャネルダンパーの一側部を通るライン形態に形成さ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ヘッド。
【請求項１３】
前記発熱抵抗器の一側に配置され，前記チャンバー層および前記チャネルダンパーから離隔して前記基板上に形成された遮断壁をさらに備えることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１４】
前記遮断壁は，前記上部チャンバー層と同物質の層からなり，前記チャンバー層と同じ第１の高さを有することを特徴とする，請求項１３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１５】
前記遮断壁は，前記発熱抵抗器の１辺に対して平行なバー形状であることを特徴とする，請求項１４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１６】
基板上に，インクを吐出するための圧力を生成する発熱抵抗器を形成する発熱抵抗器形成段階と；
前記基板上に，少なくとも１つの開放部を提供するように前記発熱抵抗器を取り囲み，前記基板から第１の高さを有するチャンバー層を形成するチャンバー層形成段階と；
前記開放部に，前記チャンバー層と共に前記発熱抵抗器を取り囲み，前記基板から前記第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーを形成するチャネルダンパー形成段階と；
前記チャンバー層の上部に，前記発熱抵抗器に対応するノズルを有するノズル層を形成するノズル層形成段階と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記チャンバー層形成段階と，前記チャネルダンパー形成段階と，前記ノズル層形成段階とは，
前記基板上に前記発熱抵抗器を取り囲むチャンバー／ダンパー層を形成するチャンバー／ダンパー層形成段階と，
前記チャンバー／ダンパー層を有する基板上に，上部チャンバー層を形成する上部チャンバー層形成段階と，
前記上部チャンバー層の上部面に接触し，前記ノズルを有するノズル層を形成する上部チャンバー層ノズル層形成段階と，
を含み，
前記チャネルダンパーは，前記上部チャンバー層より露出した前記チャンバー／ダンパー層の所定領域に形成されることを特徴とする，請求項１６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記チャンバー／ダンパー層形成段階は，
前記発熱抵抗器を有する基板上に，チャンバー／ダンパー樹脂層を形成するチャンバー／ダンパー樹脂層形成段階と，
前記チャンバー／ダンパー樹脂層をパターニングして，前記チャンバー／ダンパー層を形成するパターニング段階と，
を含むことを特徴とする，請求項１７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記チャンバー／ダンパー層は，前記発熱抵抗器を取り囲む四角枠に形成されることを特徴とする，請求項１８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２０】
前記チャンバー／ダンパー層は，前記発熱抵抗器を取り囲む環状構造に形成されることを特徴とする，請求項１８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２１】
前記基板を貫通するインク供給路を形成するインク供給路形成段階をさらに備えることを特徴とする，請求項１７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２２】
基板と；
前記基板上に配置された発熱抵抗器と；
前記基板に配置され，前記基板の上面に対して垂直である第１の方向に第１の高さを有し，前記基板の上面に対して平行である第２の方向に前記発熱抵抗器の第１の部分を取り囲むチャンバー層と，
前記発熱抵抗器の前記チャンバー層により取り囲まれていない第２の部分として形成される開放部と，
前記開放部に形成され，前記第１の高さより小さい第２の高さを有するチャネルダンパーと，を含むバリアー構造物と；
前記チャンバー層上に配置され，前記チャンバー層と共に前記発熱抵抗器に対応するインクチャンバーを形成し，前記インクチャンバーに連通するノズルを含むノズル層と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッド。
【請求項２３】
前記チャネルダンパーは，前記第２の高さに，前記ノズル層側の前記基板上に形成され，前記開放部の面積より小さいインクチャネルを形成することを特徴とする，請求項２２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２４】
前記チャネルダンパーは，前記ノズル層と共にインクチャネルを形成し，
前記インクチャンバーに貯蔵されたインクが前記インクチャンバーから吐出される場合，前記インクチャンバーと前記インクチャネルとの間に逆流現象が生じることを防止することを特徴とする，請求項２２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２５】
前記チャネルダンパーは，インク液滴の体積を基準値以上に維持することによって，前記インクチャンバーと前記インクチャネルとの間に逆流現象が生じることを防止することを特徴とする，請求項２４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２６】
前記インクチャネルは，前記第１の高さと前記第２の高さとの差以下の第３の高さを有することを特徴とする，請求項２４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２７】
前記発熱抵抗器から離隔して前記基板上に配置された第２発熱抵抗器と；
前記基板に配置され，前記第１の方向に前記第１の高さを有し，前記第２の方向に前記第２発熱抵抗器の第３の部分を取り囲む第２チャンバー層と，
前記第２発熱抵抗器における前記第２チャンバー層により取り囲まれていない第４の部分として形成される第２開放部と，
前記第２開放部に形成され，前記第１の高さより小さい前記第２高さを有する第２チャネルダンパーと，を含む第２バリアー構造物と；
をさらに備えることを特徴とする，請求項２２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２８】
前記基板と前記ノズル層との間に形成され，前記バリアー構造物および前記第２バリアー構造物各々に対してインクを供給する，第１の流路および第２の流路を提供するインクチャネルと，
前記基板と前記ノズル層との間に形成された側壁と，
をさらに備えることを特徴とする，請求項２７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２９】
前記側壁は，前記第１の流路および前記第２の流路を提供するために，前記バリアー構造物および前記第２バリアー構造物から離隔されることを特徴とする，請求項２８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３０】
前記基板と前記ノズル層との間に形成され，前記開放部と前記第２開放部を連通する流路を提供するインクチャネルと，
前記基板上に，前記バリアー構造物と前記第２バリアー構造物との間の前記インクチャネル内部に形成され，前記インクチャネルの前記流路より狭い第２の流路を提供する遮断壁と，
をさらに備えることを特徴とする，請求項２７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３１】
前記遮断壁は，前記第２の高さより高く，前記第１の高さより低い第３の高さを有することを特徴とする，請求項３０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３２】
前記遮断壁は，前記第２の高さより高い第３の高さを有することを特徴とする，請求項３０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１】
基板と；
前記基板上に配置され，インクを吐出するための圧力を生成する発熱抵抗器と；
前記基板上に配置され，少なくとも１つの開放部を提供するように前記発熱抵抗器を取り囲み，前記基板から第１の高さを有するチャンバー層と；
前記開放部に配置され，前記チャンバー層と共に前記発熱抵抗器を取り囲み，前記基板から前記第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーと；
前記発熱抵抗器に対応するノズルを有し，前記チャンバー層の上部面に当接するノズル層と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッド。
【請求項２】
前記チャンバー層は，下部チャンバー層と，該下部チャンバー層を覆う上部チャンバー層とを含み，
前記下部チャンバー層は，前記チャネルダンパーと同物質の層からなり，同じ高さを有することを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記発熱抵抗器は，四角形の形状を有することを特徴とする，請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記チャネルダンパーおよび前記下部チャンバー層は，前記発熱抵抗器から所定距離離隔され，前記発熱抵抗器を取り囲むことを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記上部チャンバー層は，前記下部チャンバー層が前記発熱抵抗器から離隔された距離と同じ距離をもって前記発熱抵抗器から離隔され，
前記上部チャンバー層の幅は，前記下部チャンバー層の幅以上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ヘッド。
【請求項６】
前記発熱抵抗器の少なくとも１辺は，前記開放部により開放されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記発熱抵抗器の少なくとも１つの角部は，前記開放部により開放されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記発熱抵抗器の１辺および前記１辺の両端の角部は，前記開放部により開放されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記発熱抵抗器の３つの角部および前記３つの角部間の２辺は，前記開放部により開放されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記チャネルダンパーおよび前記下部チャンバー層は，前記発熱抵抗器を取り囲む環状構造に形成されることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記基板を貫通して形成され，前記チャンバー層により形成されるインクチャネルに連通するインク供給路をさらに備えることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記インク供給路は，前記発熱抵抗器を取り囲む前記チャンバー層および前記チャネルダンパーの一側部を通るライン形態に形成さ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ヘッド。
【請求項１３】
前記発熱抵抗器の一側に配置され，前記チャンバー層および前記チャネルダンパーから離隔して前記基板上に形成された遮断壁をさらに備えることを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１４】
前記遮断壁は，前記上部チャンバー層と同物質の層からなり，前記チャンバー層と同じ第１の高さを有することを特徴とする，請求項１３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１５】
前記遮断壁は，前記発熱抵抗器の１辺に対して平行なバー形状であることを特徴とする，請求項１４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１６】
基板上に，インクを吐出するための圧力を生成する発熱抵抗器を形成する発熱抵抗器形成段階と；
前記基板上に，少なくとも１つの開放部を提供するように前記発熱抵抗器を取り囲み，前記基板から第１の高さを有するチャンバー層を形成するチャンバー層形成段階と；
前記開放部に，前記チャンバー層と共に前記発熱抵抗器を取り囲み，前記基板から前記第１の高さより低い第２の高さを有するチャネルダンパーを形成するチャネルダンパー形成段階と；
前記チャンバー層の上部に，前記発熱抵抗器に対応するノズルを有するノズル層を形成するノズル層形成段階と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記チャンバー層形成段階と，前記チャネルダンパー形成段階と，前記ノズル層形成段階とは，
前記基板上に前記発熱抵抗器を取り囲むチャンバー／ダンパー層を形成するチャンバー／ダンパー層形成段階と，
前記チャンバー／ダンパー層を有する基板上に，上部チャンバー層を形成する上部チャンバー層形成段階と，
前記上部チャンバー層の上部面に接触し，前記ノズルを有するノズル層を形成する上部チャンバー層ノズル層形成段階と，
を含み，
前記チャネルダンパーは，前記上部チャンバー層より露出した前記チャンバー／ダンパー層の所定領域に形成されることを特徴とする，請求項１６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記チャンバー／ダンパー層形成段階は，
前記発熱抵抗器を有する基板上に，チャンバー／ダンパー樹脂層を形成するチャンバー／ダンパー樹脂層形成段階と，
前記チャンバー／ダンパー樹脂層をパターニングして，前記チャンバー／ダンパー層を形成するパターニング段階と，
を含むことを特徴とする，請求項１７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記チャンバー／ダンパー層は，前記発熱抵抗器を取り囲む四角枠に形成されることを特徴とする，請求項１８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２０】
前記チャンバー／ダンパー層は，前記発熱抵抗器を取り囲む環状構造に形成されることを特徴とする，請求項１８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２１】
前記基板を貫通するインク供給路を形成するインク供給路形成段階をさらに備えることを特徴とする，請求項１７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２２】
基板と；
前記基板上に配置された発熱抵抗器と；
前記基板に配置され，前記基板の上面に対して垂直である第１の方向に第１の高さを有し，前記基板の上面に対して平行である第２の方向に前記発熱抵抗器の第１の部分を取り囲むチャンバー層と，
前記発熱抵抗器の前記チャンバー層により取り囲まれていない第２の部分として形成される開放部と，
前記開放部に形成され，前記第１の高さより小さい第２の高さを有するチャネルダンパーと，を含むバリアー構造物と；
前記チャンバー層上に配置され，前記チャンバー層と共に前記発熱抵抗器に対応するインクチャンバーを形成し，前記インクチャンバーに連通するノズルを含むノズル層と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッド。
【請求項２３】
前記チャネルダンパーは，前記第２の高さに，前記ノズル層側の前記基板上に形成され，前記開放部の面積より小さいインクチャネルを形成することを特徴とする，請求項２２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２４】
前記チャネルダンパーは，前記ノズル層と共にインクチャネルを形成し，
前記インクチャンバーに貯蔵されたインクが前記インクチャンバーから吐出される場合，前記インクチャンバーと前記インクチャネルとの間に逆流現象が生じることを防止することを特徴とする，請求項２２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２５】
前記チャネルダンパーは，インク液滴の体積を基準値以上に維持することによって，前記インクチャンバーと前記インクチャネルとの間に逆流現象が生じることを防止することを特徴とする，請求項２４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２６】
前記インクチャネルは，前記第１の高さと前記第２の高さとの差以下の第３の高さを有することを特徴とする，請求項２４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２７】
前記発熱抵抗器から離隔して前記基板上に配置された第２発熱抵抗器と；
前記基板に配置され，前記第１の方向に前記第１の高さを有し，前記第２の方向に前記第２発熱抵抗器の第３の部分を取り囲む第２チャンバー層と，
前記第２発熱抵抗器における前記第２チャンバー層により取り囲まれていない第４の部分として形成される第２開放部と，
前記第２開放部に形成され，前記第１の高さより小さい前記第２高さを有する第２チャネルダンパーと，を含む第２バリアー構造物と；
をさらに備えることを特徴とする，請求項２２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２８】
前記基板と前記ノズル層との間に形成され，前記バリアー構造物および前記第２バリアー構造物各々に対してインクを供給する，第１の流路および第２の流路を提供するインクチャネルと，
前記基板と前記ノズル層との間に形成された側壁と，
をさらに備えることを特徴とする，請求項２７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２９】
前記側壁は，前記第１の流路および前記第２の流路を提供するために，前記バリアー構造物および前記第２バリアー構造物から離隔されることを特徴とする，請求項２８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３０】
前記基板と前記ノズル層との間に形成され，前記開放部と前記第２開放部を連通する流路を提供するインクチャネルと，
前記基板上に，前記バリアー構造物と前記第２バリアー構造物との間の前記インクチャネル内部に形成され，前記インクチャネルの前記流路より狭い第２の流路を提供する遮断壁と，
をさらに備えることを特徴とする，請求項２７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３１】
前記遮断壁は，前記第２の高さより高く，前記第１の高さより低い第３の高さを有することを特徴とする，請求項３０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３２】
前記遮断壁は，前記第２の高さより高い第３の高さを有することを特徴とする，請求項３０に記載のインクジェットヘッド。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１６Ｅ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図１９Ｄ】
【図１９Ｅ】
【図１９Ｆ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１６Ｅ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図１９Ｄ】
【図１９Ｅ】
【図１９Ｆ】
【公開番号】特開２００６−７７８０（Ｐ２００６−７７８０Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８７１３０（Ｐ２００５−１８７１３０）
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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