インク吐出ヘッドおよびインク吐出ヘッドの製造方法
【課題】インク吐出ヘッドの各部位の精度を確保しつつ、熱源のインクに対する熱伝導の効率を維持して安定した気泡を発生させること
【解決手段】インク吐出ヘッド１００は、インクを収容可能なインク室２００を形成する基板２０１上に配置された、インクを吐出するための熱エネルギーをインクに与えるヒータ部２１０と、少なくともヒータ部２１０を覆うよう、基板２０１上に形成される保護膜２０４と、を有し、保護膜２０４は、ヒータ部２１０の上面領域２２０の膜厚より、上面領域２２０とは異なる領域の膜厚の方が厚くなるよう形成されている。
【解決手段】インク吐出ヘッド１００は、インクを収容可能なインク室２００を形成する基板２０１上に配置された、インクを吐出するための熱エネルギーをインクに与えるヒータ部２１０と、少なくともヒータ部２１０を覆うよう、基板２０１上に形成される保護膜２０４と、を有し、保護膜２０４は、ヒータ部２１０の上面領域２２０の膜厚より、上面領域２２０とは異なる領域の膜厚の方が厚くなるよう形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットプリンターなどに用いられるインク吐出ヘッドおよびインク吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱源駆動方式を用いたインク吐出ヘッドは、インク室内部に設けられた熱源によってインクに気泡を発生させる。インク吐出ヘッドは、発生させた気泡の膨張力によって、ノズルからインクを用紙面に吐出する。
【０００３】
従来のインク吐出ヘッドは、熱源や配線などが内部に形成されるインク室の基板上の全面に保護膜であるパッシベーション層が形成されている（たとえば、特許文献１参照）。保護膜は、インク吐出の際に発生する気泡によるキャビテーションやインクから熱源を保護する。また、保護膜は、アルカリ溶液によるウェットエッチングによってインク供給口を基板に形成する際、インク室内に既に形成されている熱源や配線などにアルカリ溶液が浸透しないようにするためのエッチングストップ層としても機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９３７８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術は、基板上の全面に保護膜を一様に形成する構成である。確実にエッチングストップの機能を実現するために保護膜を厚く成膜する場合は、熱源の上面領域の保護膜も厚くなり、インク吐出の際にインクへの熱が伝わりにくくなる。したがって、厚く成膜された保護膜によって、安定して気泡を発生させることができなくなってしまうという問題が一例として挙げられる。
【０００６】
安定して気泡を発生させるために保護膜を薄く成膜する場合、保護膜が確実にエッチングストップ層として機能せずに、インク室内の熱源や配線などにアルカリ溶液が浸透してしまう。したがって、薄く成膜された保護膜によって、インク吐出ヘッドにおける各部位の精度が低下してしまうという問題が一例として挙げられる。
【０００７】
この発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、インク吐出ヘッドの各部位の精度を確保しつつ、熱源のインクに対する熱伝導の効率を維持して安定した気泡を発生させることができるインク吐出ヘッドおよびインク吐出ヘッド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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明のインク吐出ヘッドは、インクを収容可能なインク室を形成する基板上に配置された、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部と、少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に形成される保護膜と、を有し、前記保護膜は、前記ヒータ部の上面領域の膜厚より、前記上面領域とは異なる領域の膜厚の方が厚くなるよう形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明のインク吐出ヘッドは、前記上面領域は、前記基板および前記保護膜を貫通するインク供給口が形成される供給口形成領域とは異なる領域であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明のインク吐出ヘッドの製造方法は、インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域とは異なる領域に、エッチングマスクを形成するマスク形成工程と、前記エッチングマスクの形成されていない前記保護膜の一部にエッチングをおこなって、前記保護膜形成工程によって形成された保護膜の膜厚よりも薄い膜厚領域を前記基板上に形成する膜厚形成工程と、前記エッチングマスクを除去するマスク除去工程と、前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、前記基板および前記保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明のインク吐出ヘッドの製造方法は、インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に第一の保護膜を形成する第一保護膜形成工程と、前記第一の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域を覆うようメタルマスクを配置して前記メタルマスクに覆われた上面領域とは異なる領域に第二の保護膜を形成した後、前記メタルマスクを除去することで、前記第一の保護膜からなる保護膜の膜厚よりも厚い膜厚領域を前記基板上に形成する膜厚形成工程と、前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、前記基板、前記第一の保護膜および前記第二の保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明のインク吐出ヘッドの製造方法は、インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に第一の保護膜を形成する第一保護膜形成工程と、前記第一の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域に、前記ヒータ部をキャビテーションから保護する金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記第一の保護膜および前記金属膜を覆うよう、第二の保護膜を形成する第二保護膜形成工程と、前記第二の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域とは異なる領域に、エッチングマスクを形成するマスク形成工程と、前記エッチングマスクの形成されていない前記第二の保護膜の一部にエッチングをおこなって、前記第二の保護膜のうち膜厚が薄くなる膜厚領域を形成する膜厚形成工程と、前記エッチングマスクを除去するマスク除去工程と、前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、前記基板、前記第一の保護膜および前記第二の保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、ヒータ部の上面領域とは異なる領域の保護膜の膜厚は、上面領域の保護膜の膜厚よりも厚く形成される。換言すれば、上面領域の保護膜の膜厚は、上面領域とは異なる領域の保護膜の膜厚よりも薄く形成される。したがって、保護膜は、確実にエッチングストップ層として機能するとともにヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができるため、精度の高いインク吐出をおこなうことができる。
め、ヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、供給口形成領域に形成される保護膜の膜厚は、上面領域に形成される保護膜よりも厚く形成されるため、インク供給口を形成するウェットエッチングの際、インク室内への溶液の浸透を防ぐことができ、インク吐出ヘッドの各部位の精度を確保することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、ヒータ部の上面領域とは異なる領域の保護膜の膜厚は、上面領域の保護膜の膜厚よりも厚く形成される。換言すれば、上面領域の保護膜の膜厚は、上面領域とは異なる領域の保護膜の膜厚よりも薄く形成される。したがって、保護膜は、確実にエッチングストップ層として機能するとともにヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができるため、精度の高いインク吐出をおこなうことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、ヒータ部の上面領域とは異なる領域には第一の保護膜および第二の保護膜が形成され、上面領域には第一の保護膜が形成されることとなる。したがって、上面領域における第一の保護膜の膜厚と、上面領域とは異なる領域における第一および第二の保護膜の膜厚は、上面領域の方が、上面領域とは異なる領域よりも薄くなる。したがって、保護膜は、インク供給口を形成する際、確実にエッチングストップ層として機能するとともにヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができるため、精度の高いインク吐出をおこなうことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、ヒータ部の上面領域とは異なる領域には第一の保護膜および第二の保護膜が形成され、上面領域には第一の保護膜が形成されることとなる。したがって、上面領域における第一の保護膜の膜厚と、上面領域とは異なる領域における第一および第二の保護膜の膜厚は、上面領域の方が、上面領域とは異なる領域よりも薄くなる。したがって、保護膜は、インク供給口を形成する際、確実にエッチングストップ層として機能するとともにヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができるため、精度の高いインク吐出をおこなうことができる。さらに、第二の保護膜をエッチングする際、第二の保護膜を除去可能で金属膜を除去不可となる溶液によって簡易にエッチングをおこなうことができるため、効率的なインク吐出ヘッドの製造をおこなうことができる。さらに、第一の保護膜のエッチングはおこなわない構成であるため、ヒータ部の上面領域に形成される第一の保護膜の厚さの精度を容易に確保することができる。
【００１８】
以上説明したように、本発明にかかるインク吐出ヘッドおよびインク吐出ヘッドの製造方法によれば、インク吐出ヘッドの各部位の精度を確保しつつ、熱源のインクに対する熱伝導の効率を維持して安定した気泡を発生させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドについて、図１に示したＡ−Ａ断面を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例について模式的に示す説明図である。
【図４】本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例（その１）を示す説明図である。
【図５】本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例（その２）を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるインク吐出ヘッドおよびインク吐出ヘッドの製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（実施形態）
（インク吐出ヘッドの構成）
図１および図２を用いて、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。図１において、インク吐出ヘッド１００は、整列した複数のノズル孔１１０を有する。ノズル孔１１０のそれぞれは、図２で後述する個別に設けられたインク室２００にそれぞれ連通する。
【００２２】
インク室２００は、図２に詳述する基板２０１、流路壁・ノズル層２０５などによって区画形成されている。インク室２００内には、インクを吐出するためのヒータ部２１０（図２参照）がそれぞれ設けられる。インク吐出ヘッド１００の下面からインク室２００へとつながるインク供給口１２０によって、インク室２００へとインクが供給される。インク室２００に供給されたインクは、ヒータ部２１０の加熱によりその一部が気泡となる。この気泡によって押し出されたインク室２００内のインクは、ノズル孔１１０から吐出する。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドについて、図１に示したＡ−Ａ断面を模式的に示す説明図である。Ａ−Ａ断面は、図示上側鉛直方向からの断面である。図２において、インク吐出ヘッド１００の層構造は、基板２０１と、発熱抵抗層２０２と、電極層２０３と、保護膜２０４と、流路壁・ノズル層２０５とから構成されている。基板２０１、保護膜２０４は、インク供給口１２０が設けられる。インク室２００は、基板２０１、発熱抵抗層２０２、電極層２０３、保護膜２０４、流路壁・ノズル層２０５からなる各層によって区画形成され、インク供給口１２０を介して供給されるインクを保持する。
【００２４】
基板２０１は、シリコンなどを含み構成され、たとえば、５００μｍ〜７００μｍ程度の厚さを有する。発熱抵抗層２０２は、ＴａＮやＴａＡｌなどを含み構成され、たとえば、２０〜１００ｎｍ程度の厚みとなるように基板２０１上に形成される。発熱抵抗層２０２は、熱エネルギーを発生するヒータ部２１０を有し、電極層２０３を介してヒータ部２１０に印加される電圧によって加熱され、インク室２００に保持されるインクに気泡を発生させる。ヒータ部２１０は、所定の解像度に応じてインク吐出ヘッド１００に複数設けられる。インク吐出ヘッド１００は、流路壁・ノズル層２０５に設けられたノズル孔１１０から、発生した気泡の膨張力によってインク室２００に保持されたインクを吐出する。
【００２５】
なお、特に図示はしないが、インク吐出ヘッド１００は、基板２０１と、発熱抵抗層２０２との間に絶縁および蓄熱の機能を有する酸化シリコンを含み構成される絶縁層を備える構成でもよい。絶縁層は、たとえば、シリコンからなる基板２０１を熱酸化することによって形成したり、予め酸化シリコン膜が設けられた基板２０１を用いる構成でもよい。
【００２６】
電極層２０３は、ＡｌやＡｌ合金を含み構成され、たとえば、５００ｎｍ程度の厚さとなるように発熱抵抗層２０３上に形成される。具体的には、たとえば、電極層２０３は、図示しない電源制御部から印加される電圧が電極層２０３を介して発熱抵抗層２０２におけるヒータ部２１０に印加され、インク室２００からインクの吐出がおこなわれるように形成される。
【００２７】
保護膜２０４は、耐インク性および耐アルカリウェットエッチング性を有する窒化シリコンなどを含み構成され、基板２０１、電極層２０２および発熱抵抗層２０３上に形成される。ヒータ部２１０の上面領域２２０における保護膜２０４の厚さは、上面領域２２０とは異なる領域における保護膜２０４の厚さよりも薄い構成である。具体的には、たとえば、上面領域２２０の保護膜２０４の厚さは４００〜５００ｎｍ程度であり、上面領域２２０とは異なる領域の保護膜２０４の厚さは１μｍ程度である。
【００２８】
膜厚の異なる上面領域２２０および上面領域２２０とは異なる領域を有する保護膜２０４の形成についての詳細は図３を用いて説明するが、上面領域２２０は、少なくともヒータ部２１０の一部以上を覆う領域を有している。上面領域２２０の厚さを薄く形成することで、ヒータ部２１０からインクに対する伝熱性を確保することができるため、安定的なインク吐出をおこなうことができる。
【００２９】
具体的には、たとえば、インク室２００の形状、インク種別などを同条件とした場合、保護膜２０４の厚さに対するインク室２００からインクを吐出するために同等の熱エネルギーを発生させるための吐出電圧は、保護膜２０４の厚さが厚いほど高い電圧が必要となる。より具体的には、たとえば、同条件下において、保護膜２０４の厚み３３３ｎｍに対する吐出電圧は１０．１Ｖ、保護膜の厚み３９４ｎｍに対する吐出電圧は１１．７Ｖ、保護膜の厚み４７１ｎｍに対する吐出電圧は１２．７Ｖ程度となった。すなわち、吐出電圧は、保護膜２０４の厚さが５００ｎｍ異なることで約５Ｖ程度低くてもよい。したがって、インク吐出ヘッド１００は、上面領域２２０の保護膜２０４の厚さを薄くすることで、ヒータ部２１０のインクへの伝熱性を確保し、過剰な電圧をヒータ部２１０に印加することなく安定的なインク吐出を実現することができる。
【００３０】
上面領域２２０は、基板２０１および保護膜２０４を貫通するインク供給口１２０が形成される領域とは異なる領域である。換言すれば、インク供給口１２０は、上面領域２２０とは異なる領域に形成される構成である。詳細は図３を用いて説明するが、インク供給口１２０が形成される領域の保護膜２０４は、基板２０１にインク供給口１２０をウェットエッチングによって形成する際、インク室２００内部に、ウェットエッチングに用いる溶液が流入しないためのエッチングストップ層として機能する。上面領域２２０とは異なる領域は、上面領域２２０よりも厚く形成されているため、インク室２００内への溶液の流入を確実に防止し、インク室２００内の各部位に対する悪影響を防止することができる。
【００３１】
流路壁・ノズル層２０５は、基板２０１上に設けられたヒータ部２１０の周囲位置に設けられ、インク室２００を区画形成する。具体的には、たとえば、側壁である流路壁の内側にインク室２００の内部空間を保持する犠牲層を形成した上で、流路壁および犠牲層の上面にノズル層を形成する。その後、流路壁・ノズル層２０５おいて、基板２０１上のヒータ部２１０に対向する位置にノズル孔１１０を設けるとともに犠牲層の除去をおこなうことで流路壁・ノズル層２０５によるインク室２００の区画形成がなされる。なお、特に図示はしないが、インク吐出ヘッド１００は、各層を接続する密着層、流路壁・ノズル層２０５上面の撥水膜など備える構成でもよい。
【００３２】
（インク吐出ヘッドの製造方法）
図３を用いて、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッド１００の製造方法について説明する。図３は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例について模式的に示す説明図である。
【００３３】
図３において、保護膜形成工程３１０では、基板２０１上に形成された発熱抵抗層２０２および電極層２０３上の全面を覆うように保護膜２０４が形成される。保護膜２０４の形成は、たとえば、プラズマを利用した化学気相成長（プラズマＣＶＤ）やスパッタリング法などによって基板２０１上に成膜される。保護膜２０４は、たとえば、耐インク性および耐アルカリウェットエッチング性を有する窒化シリコンを含み構成され、１μｍ程度の厚さで一様に成膜される。
【００３４】
エッチングマスク形成工程３２０では、保護膜形成工程３１０によって成膜された保護膜２０４のうち、ヒータ部２１０の上面領域２２０とは異なる領域に対して、エッチングマスク３０１を形成する。エッチングマスク３０１は、後述する保護膜エッチング工程３３０におけるドライエッチングに用いられるＣＦ４などのガスに耐性を有するポジ型フォトレジストで形成される。具体的には、たとえば、エッチングマスク３０１は、以下のように形成される。まず、保護膜２０４上の全面にスピンコート法などによってポジ型フォトレジストが塗布される。保護膜２０４上の全面に塗布されたポジ型フォトレジストは、フォトリソグラフィー法によって上面領域２２０に相当する部分が露光されることで感光する。感光した上面領域２２０に相当する部分のポジ型フォトレジストは、アルカリ現像溶液などによって溶解され除去される。
【００３５】
保護膜エッチング工程３３０では、保護膜２０４に対し、ＣＦ４などのガスによってドライエッチングをおこなう。保護膜２０４のうちエッチングマスク３０１が形成された領域は、ドライエッチングによるエッチングがおこなわれない。保護膜２０４のうちエッチングマスク３０１が形成されていない上面領域２２０に相当する領域は、ドライエッチングによるエッチングがおこなわれ、厚さが４００〜５００ｎｍ程度となるよう薄膜が形成される。
【００３６】
エッチングマスク除去工程３４０では、エッチングマスク形成工程３２０によって形成されたエッチングマスク３０１が除去される。具体的には、たとえば、エッチングマスク３０１は、剥離液などによって除去される。また、エッチングマスク３０１は、保護膜エッチング工程３３０によって用いられたＣＦ４ガスを、酸素などを含むガスに変えることで灰化・除去されることとしてもよい。
【００３７】
インク室形成工程３５０では、基板２０１上に設けられたヒータ部２１０の周囲位置にインク室２００を区画形成するよう流路壁・ノズル層２０５を形成するとともに流路壁・ノズル層２０５にノズル孔１１０を設ける。具体的には、たとえば、インク室形成工程３５０では、側壁である流路壁の内側にインク室２００の内部空間を保持する犠牲層を形成した上で、流路壁および犠牲層の上面にノズル層を形成する。
【００３８】
そして、インク室形成工程３５０では、流路壁・ノズル層２０５おいて、ネガ型フォトレジストを用いたフォトリソグラフィー法などによって基板２０１上のヒータ部２１０に対向する位置にノズル孔１１０を設けるとともに犠牲層の除去をおこなう。なお、本実施形態では、インク室２００の区画形成に際して犠牲層を設けることとして説明したが、犠牲層を用いることなくインク室２００を区画形成することとしてもよい。また、特に図示はしないが、インク室形成工程３５０において、ヒータ部２１０上にタンタル（Ｔａ）製の耐キャビテーション膜などが形成されることとしてもよい。
【００３９】
インク供給口形成工程３６０では、ウェットエッチングによって基板２０１の一部が除去されることで、基板２０１における図示下側からインク室２００側へ向けてインク供給口１２０が形成される。本実施形態では、たとえば、ウェットエッチングは、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いておこなう。具体的には、たとえば、フォトレジストを用いて基板２０１における図示下側の酸化シリコンについて、インク供給口１２０に相当する位置に対してフッ酸などを用いてエッチングする。その後、剥離液などによってフォトレジストを除去した後、残存した酸化シリコンをエッチングマスクとして機能させることで、基板を溶解除去する構成である。
【００４０】
インク供給口形成工程３６０では、基板２０１における図示下側からインク室２００側へ向けてエッチングが進むが、保護膜２０４は、アルカリ水溶液に対して不溶な窒化シリコンなどからなるため、エッチングストップ層としての機能を有する。すなわち、インク供給口形成工程３６０では、基板２０１におけるインク供給口１２０に相当する部分についてウェットエッチングをおこなって除去することとなる。
【００４１】
インク供給口開口工程３７０では、ＣＦ４などによるドライエッチングによって保護膜２０４が除去されることで、図示下側からインク室２００内へ向けてインク供給口１２０が形成される。すなわち、インク供給口形成工程３６０およびインク供給口開口工程３７０によって、インク室２００内にインクを供給するためのインク供給口１２０の形成がなされる。
【００４２】
なお、本発明における各工程と、本発明の実施形態の各工程とを関連付けて説明すると、図３に示した保護膜形成工程３１０によって、本発明の素子配置工程および保護膜形成工程の処理が実行される。エッチングマスク形成工程３２０によって、本発明のマスク形成工程の処理が実行される。保護膜エッチング工程３３０によって、本発明の膜厚形成工程の処理が実行される。エッチングマスク除去工程３４０によって、本発明のマスク除去工程の処理が実行される。インク室形成工程３５０によって、本発明の流路壁形成工程の処理が実行される。インク供給口形成工程３６０およびインク供給口開口工程３７０によって、本発明の供給口形成工程の処理が実行される。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、ヒータ部２１０の上面領域２２０の保護膜２０４の厚さを薄く形成する構成であるため、ヒータ部２１０によるインクへの伝熱性が向上したインク吐出ヘッド１００によって、安定したインク吐出を図ることができる。
【００４４】
また、上面領域２２０以外の領域については、保護膜２０４の厚さを厚く形成する構成であるため、インク供給口１２０を形成する際に、ウェットエッチングに用いるアルカリ溶液などがインク室２００内に流入することを防止し、インク吐出ヘッド１００の各部位の精度を確保することができる。
【００４５】
すなわち、本発明の実施形態にかかる保護膜２０４によれば、インク吐出ヘッド１００において、インク供給口１２０を形成する際のエッチングストップ層としての機能を十分に確保しつつ、インク吐出の際のヒータ部２１０のインクへの熱伝導の効率を維持することができる。
【００４６】
（その他一部の変形例）
本発明の実施形態では特に、保護膜２０４について、ヒータ部２１０の上面領域２２０の厚さを、上面領域２２０とは異なる領域の厚さよりも薄くなるよう形成するようエッチングすることとして説明したが、これに限ることはない。具体的には、複数の保護膜を積層することによって、保護膜の合計の厚さが厚い領域と薄い領域とを形成することとしてもよい。
【００４７】
図４を用いて、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッド１００の製造方法について説明する。図４は、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例（その１）を示す説明図である。なお、図４において、本実施形態で示した図１および図２と同等の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
第一保護膜形成工程４１０では、基板２０１上に形成された発熱抵抗層２０２および電極層２０３上の全面を覆うように第一保護膜４０１が形成される。第一保護膜４０１の形成は、たとえば、プラズマＣＶＤやスパッタリング法などによって、４００〜５００ｎｍ程度の厚さとなるよう基板２０１上に成膜される。
【００４９】
メタルマスク配置形成工程４２０では、第一保護膜形成工程４１０によって成膜された第一保護膜４０１のうち、ヒータ部２１０の上面領域２２０を覆うように別途用意したメタルマスク４００を配置する。メタルマスク４００は、たとえば、厚み数十〜数百μｍのステンレス板の所定の位置に開口部が設けられた金属製の板であり、上面領域２２０に対して、後述する第二保護膜形成工程４３０における第二保護膜４０２が成膜されないように配置される。より具体的には、たとえば、メタルマスク４００は、メタルマスク端部および基板２０１などに設けられた位置合わせ用のマークに基づいて、第二保護膜４０２が成膜される部分を開口部とし、第二保護膜４０２が成膜されない部分を非開口部として配置される。
【００５０】
第二保護膜形成工程４３０では、基板２０１上に成膜された第一保護膜４０１のうち、メタルマスク４００が配置されていない領域を覆うように第二保護膜４０２が形成される。第二保護膜４０２は、たとえば、第一保護膜４０１と同等の構成を有することとしてもよく、第一保護膜４０１および第二保護膜４０２の合計の厚さを１μｍ程度とする。
【００５１】
インク室形成工程４４０では、メタルマスク配置工程４２０において形成されたメタルマスク４００を取り外す。また、インク室形成工程４４０では、基板２０１上に設けられたヒータ部２１０の周囲位置にインク室２００を区画形成するよう流路壁・ノズル層２０５を形成するとともに流路壁・ノズル層２０５にノズル孔１１０を設ける。また、特に図示はしないが、インク室形成工程４４０において、ヒータ部２１０上にタンタル（Ｔａ）製の耐キャビテーション膜などが形成されることとしてもよい。
【００５２】
メタルマスク４００を取り外すことによって、上面領域２２０には第一保護膜４０１が設けられ、上面領域２２０とは異なる領域には第一保護膜４０１および第二保護膜４０２が設けられることとなる。すなわち、上面領域２２０上における第一保護膜４０１からなる保護膜の厚さは、上面領域２２０とは異なる領域における第一保護膜４０１および第二保護膜４０２からなる保護膜の厚さよりも薄くなる。
【００５３】
インク供給口形成工程４５０では、ウェットエッチングによって基板２０１の一部が除去されることで、基板２０１における図示下側からインク室２００側へ向けてインク供給口１２０が形成される。インク供給口開口工程４６０では、ＣＦ４などによるドライエッチングによって第一保護膜４０１および第二保護膜４０２が除去されることで、図示下側からインク室２００内へ向けてインク供給口１２０が形成される。
【００５４】
なお、本発明における各工程と、図４に示した変形例の各工程とを関連付けて説明すると、第一保護膜形成工程４１０によって、本発明の素子配置工程および第一保護膜形成工程の処理が実行される。メタルマスク配置工程４２０および第二保護膜形成工程４３０によって、本発明の膜厚形成工程の処理が実行される。インク室形成工程４４０によって、本発明の流路壁形成工程の処理が実行される。インク供給口形成工程４５０およびインク供給口開口工程４６０によって、本発明の供給口形成工程の処理が実行される。
【００５５】
このように図４に示した変形例では、上面領域２２０に第一保護膜４０１が形成され、上面領域２２０とは異なる領域には第一保護膜４０１および第二保護膜４０２が積層される構成である。したがって、上面領域２２０と、上面領域２２０とは異なる領域の保護膜の厚さの合計は、上面領域２２０の方が上面領域２２０とは異なる領域よりも薄くなる。したがって、インク供給口１２０を形成する際、第一保護膜４０１および第二保護膜４０２によって確実にエッチングストップ層としての機能を実現するとともに、ヒータ部２１０のインクに対する伝熱性を確保することができる。
【００５６】
また、上面領域２２０の第一保護膜４０１の厚さをエッチングによって薄くする構成ではないため、上面領域２２０上の保護膜の厚さを容易に一様とすることができる。換言すれば、上面領域２２０上の第一保護膜４０１の厚さは一様であるため、安定したインク吐出を実現することができる。なお、図４に示した変形例では、上面領域２２０に１層からなる第一保護膜４０１を設け、上面領域２２０とは異なる領域に２層からなる第一保護膜４０１および第二保護膜４０２を設けることとして説明したが、これに限ることはない。すなわち、上面領域２２０の保護膜の層数のほうが、上面領域２２０とは異なる領域の保護膜の層数よりも少なくなるようにすればよい。
【００５７】
また、本発明の実施形態および図４に示した変形例では特に、保護膜２０４または第一保護膜４０１および第二保護膜４０２が形成された上で、ヒータ部２１０上にＴａ製の耐キャビテーション膜を設けることとして説明したが、これに限ることはない。具体的には、保護膜の形成に際してＴａの耐キャビテーション膜を設けて、耐キャビテーション膜を用いて保護膜の厚さを調整することとしてもよい。
【００５８】
図５を用いて、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッド１００の製造方法について説明する。図５は、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例（その２）を示す説明図である。なお、図５において、本実施形態で示した図１および図２と同等の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
第一保護膜形成工程５１０では、基板２０１上に形成された発熱抵抗層２０２および電極層２０３上の全面を覆うように第一保護膜５０１が形成される。第一保護膜５０１の形成は、たとえば、プラズマＣＶＤやスパッタリング法などによって基板２０１上に一様に成膜される。
【００６０】
耐キャビテーション膜形成工程５２０では、第一保護膜形成工程５１０によって成膜された第一保護膜５０１のうち、少なくともヒータ部２１０の上面領域２２０を覆うように耐キャビテーション膜５００を成膜する。耐キャビテーション膜５００は、たとえば、Ｔａなどを含み構成され、スパッタリング法などによって第一保護膜５０１の上面領域２２０上に成膜される。
【００６１】
また、耐キャビテーション膜５００は、ヒータ部２１０をインク吐出の際に発生するキャビテーションから保護する機能を有しており、後述する第二保護膜エッチング工程５４０においてエッチングされず、エッチングに用いられる溶液やガスを第一保護膜５０１に浸透させない。
【００６２】
第二保護膜形成工程５３０では、基板２０１上に形成された第一保護膜５０１および耐キャビテーション膜５００を覆うよう、第二保護膜５０２が形成される。第二保護膜５０２は、たとえば、第一保護膜５０１と同等の構成を有することとしてもよく、第一保護膜５０１および第二保護膜５０２の合計の厚さを１μｍ程度とする。
【００６３】
エッチングマスク形成工程５４０では、耐キャビテーション膜形成工程５２０によって成膜された耐キャビテーション膜５００のうち、ヒータ部２１０の上面領域２２０とは異なる領域に対して、後述する第二保護膜エッチング工程５５０におけるドライエッチングに用いられるＣＦ４ガスなどのガスに耐性を有するポジ型フォトレジストであるエッチングマスク５０３を塗布する。
【００６４】
第二保護膜エッチング工程５５０では、第二保護膜５０２に対し、ＣＦ４などのガスによってドライエッチングをおこなう。保護膜５０２のうちエッチングマスク５０３が形成された領域は、ドライエッチングによるエッチングがおこなわれない。第二保護膜５０２のうちエッチングマスク５０３が形成されていない上面領域２２０に相当する領域は、ドライエッチングによるエッチングがおこなわれる。なお、図示の例では、第二保護膜エッチング工程５５０によって、上面領域２２０に形成された第二保護膜５０２をすべてエッチングして、耐キャビテーション膜５００を露出させる例を示しているが、これに限ることはない。すなわち、第二保護膜エッチング工程５５０では、上面領域２２０上の第二保護膜５０２を薄くするようエッチングかおこなわれる構成である。
【００６５】
エッチングマスク除去工程５６０では、エッチングマスク形成工程５４０によって形成されたエッチングマスク５０３が除去される。具体的には、たとえば、エッチングマスク５０３は、剥離液や酸素などを含むガスなどによって灰化・除去される。
【００６６】
インク室形成工程５７０では、基板２０１上に設けられたヒータ部２１０の周囲位置にインク室２００を区画形成するよう流路壁・ノズル層２０５を形成するとともに流路壁・ノズル層２０５にノズル孔１１０を設ける。インク供給口形成工程５８０では、ウェットエッチングによって基板２０１の一部が除去され、基板２０１における図示下側からインク室２００側へ向けてインク供給口１２０が形成される。インク供給口開口工程５９０では、ＣＦ４などによるドライエッチングによって第一保護膜５０１および第二保護膜５０２が除去されることで、図示下側からインク室２００内へ向けてインク供給口１２０が形成される。
【００６７】
なお、本発明における各工程と、図５に示した変形例の各工程とを関連付けて説明すると、第一保護膜形成工程５１０によって、本発明の素子配置工程および第一保護膜形成工程の処理が実行される。耐キャビテーション膜形成工程５２０によって、本発明の金属膜形成工程の処理が実行される。第二保護膜形成工程５３０によって、本発明の第二保護膜形成工程の処理が実行される。エッチングマスク形成工程５４０によって、本発明のマスク形成工程の処理が実行される。第二保護膜エッチング工程５５０によって、本発明の膜厚形成工程の処理が実行される。エッチングマスク除去工程５６０およびインク室形成工程５７０によって、本発明の流路壁形成工程の処理が実行される。インク供給口形成工程５８０およびインク供給口開口工程５９０によって、本発明の供給口形成工程の処理が実行される。
【００６８】
このように、図５に示した変形例では、基板２０１上に形成される第一保護膜５０１および第二保護膜５０２における上面領域２２０を含む領域について、第一保護膜５０１と、第二保護膜５０２との間に耐キャビテーション膜５００を設けている。耐キャビテーション膜５００によって、上面領域２２０上の第二保護膜５０２をエッチングする際、第一保護膜５０３がエッチングされることなく、上面領域２２０上の保護膜（第一保護膜５０１および第二保護膜５０２）の厚さを薄くすることができる。すなわち、耐キャビテーション膜５００によって、保護膜に対して意図しないエッチングを確実に防ぐことができる。
【００６９】
また、上述した説明では、実施形態および一部の変形例について別々の例として説明したが、これに限ることはない。すなわち、それぞれを組み合わせた構成として、実施形態および一部の変形例を適宜組み合わせて利用してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１００ インク吐出ヘッド
１１０ ノズル孔
１２０ インク供給口
２００ インク室
２０１ 基板
２０２ 発熱抵抗層
２０３ 電極層
２０４ 保護膜
２０５ 流路壁・ノズル層
２１０ ヒータ部
２２０ 上面領域
３０１，５０３ エッチングマスク
４００ メタルマスク
４０１，５０１ 第一保護膜
４０２，５０２ 第二保護膜
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットプリンターなどに用いられるインク吐出ヘッドおよびインク吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱源駆動方式を用いたインク吐出ヘッドは、インク室内部に設けられた熱源によってインクに気泡を発生させる。インク吐出ヘッドは、発生させた気泡の膨張力によって、ノズルからインクを用紙面に吐出する。
【０００３】
従来のインク吐出ヘッドは、熱源や配線などが内部に形成されるインク室の基板上の全面に保護膜であるパッシベーション層が形成されている（たとえば、特許文献１参照）。保護膜は、インク吐出の際に発生する気泡によるキャビテーションやインクから熱源を保護する。また、保護膜は、アルカリ溶液によるウェットエッチングによってインク供給口を基板に形成する際、インク室内に既に形成されている熱源や配線などにアルカリ溶液が浸透しないようにするためのエッチングストップ層としても機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９３７８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術は、基板上の全面に保護膜を一様に形成する構成である。確実にエッチングストップの機能を実現するために保護膜を厚く成膜する場合は、熱源の上面領域の保護膜も厚くなり、インク吐出の際にインクへの熱が伝わりにくくなる。したがって、厚く成膜された保護膜によって、安定して気泡を発生させることができなくなってしまうという問題が一例として挙げられる。
【０００６】
安定して気泡を発生させるために保護膜を薄く成膜する場合、保護膜が確実にエッチングストップ層として機能せずに、インク室内の熱源や配線などにアルカリ溶液が浸透してしまう。したがって、薄く成膜された保護膜によって、インク吐出ヘッドにおける各部位の精度が低下してしまうという問題が一例として挙げられる。
【０００７】
この発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、インク吐出ヘッドの各部位の精度を確保しつつ、熱源のインクに対する熱伝導の効率を維持して安定した気泡を発生させることができるインク吐出ヘッドおよびインク吐出ヘッド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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明のインク吐出ヘッドは、インクを収容可能なインク室を形成する基板上に配置された、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部と、少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に形成される保護膜と、を有し、前記保護膜は、前記ヒータ部の上面領域の膜厚より、前記上面領域とは異なる領域の膜厚の方が厚くなるよう形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明のインク吐出ヘッドは、前記上面領域は、前記基板および前記保護膜を貫通するインク供給口が形成される供給口形成領域とは異なる領域であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明のインク吐出ヘッドの製造方法は、インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域とは異なる領域に、エッチングマスクを形成するマスク形成工程と、前記エッチングマスクの形成されていない前記保護膜の一部にエッチングをおこなって、前記保護膜形成工程によって形成された保護膜の膜厚よりも薄い膜厚領域を前記基板上に形成する膜厚形成工程と、前記エッチングマスクを除去するマスク除去工程と、前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、前記基板および前記保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明のインク吐出ヘッドの製造方法は、インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に第一の保護膜を形成する第一保護膜形成工程と、前記第一の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域を覆うようメタルマスクを配置して前記メタルマスクに覆われた上面領域とは異なる領域に第二の保護膜を形成した後、前記メタルマスクを除去することで、前記第一の保護膜からなる保護膜の膜厚よりも厚い膜厚領域を前記基板上に形成する膜厚形成工程と、前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、前記基板、前記第一の保護膜および前記第二の保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明のインク吐出ヘッドの製造方法は、インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に第一の保護膜を形成する第一保護膜形成工程と、前記第一の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域に、前記ヒータ部をキャビテーションから保護する金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記第一の保護膜および前記金属膜を覆うよう、第二の保護膜を形成する第二保護膜形成工程と、前記第二の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域とは異なる領域に、エッチングマスクを形成するマスク形成工程と、前記エッチングマスクの形成されていない前記第二の保護膜の一部にエッチングをおこなって、前記第二の保護膜のうち膜厚が薄くなる膜厚領域を形成する膜厚形成工程と、前記エッチングマスクを除去するマスク除去工程と、前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、前記基板、前記第一の保護膜および前記第二の保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、ヒータ部の上面領域とは異なる領域の保護膜の膜厚は、上面領域の保護膜の膜厚よりも厚く形成される。換言すれば、上面領域の保護膜の膜厚は、上面領域とは異なる領域の保護膜の膜厚よりも薄く形成される。したがって、保護膜は、確実にエッチングストップ層として機能するとともにヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができるため、精度の高いインク吐出をおこなうことができる。
め、ヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、供給口形成領域に形成される保護膜の膜厚は、上面領域に形成される保護膜よりも厚く形成されるため、インク供給口を形成するウェットエッチングの際、インク室内への溶液の浸透を防ぐことができ、インク吐出ヘッドの各部位の精度を確保することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、ヒータ部の上面領域とは異なる領域の保護膜の膜厚は、上面領域の保護膜の膜厚よりも厚く形成される。換言すれば、上面領域の保護膜の膜厚は、上面領域とは異なる領域の保護膜の膜厚よりも薄く形成される。したがって、保護膜は、確実にエッチングストップ層として機能するとともにヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができるため、精度の高いインク吐出をおこなうことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、ヒータ部の上面領域とは異なる領域には第一の保護膜および第二の保護膜が形成され、上面領域には第一の保護膜が形成されることとなる。したがって、上面領域における第一の保護膜の膜厚と、上面領域とは異なる領域における第一および第二の保護膜の膜厚は、上面領域の方が、上面領域とは異なる領域よりも薄くなる。したがって、保護膜は、インク供給口を形成する際、確実にエッチングストップ層として機能するとともにヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができるため、精度の高いインク吐出をおこなうことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、ヒータ部の上面領域とは異なる領域には第一の保護膜および第二の保護膜が形成され、上面領域には第一の保護膜が形成されることとなる。したがって、上面領域における第一の保護膜の膜厚と、上面領域とは異なる領域における第一および第二の保護膜の膜厚は、上面領域の方が、上面領域とは異なる領域よりも薄くなる。したがって、保護膜は、インク供給口を形成する際、確実にエッチングストップ層として機能するとともにヒータ部のインクに対する伝熱性を確保することができるため、精度の高いインク吐出をおこなうことができる。さらに、第二の保護膜をエッチングする際、第二の保護膜を除去可能で金属膜を除去不可となる溶液によって簡易にエッチングをおこなうことができるため、効率的なインク吐出ヘッドの製造をおこなうことができる。さらに、第一の保護膜のエッチングはおこなわない構成であるため、ヒータ部の上面領域に形成される第一の保護膜の厚さの精度を容易に確保することができる。
【００１８】
以上説明したように、本発明にかかるインク吐出ヘッドおよびインク吐出ヘッドの製造方法によれば、インク吐出ヘッドの各部位の精度を確保しつつ、熱源のインクに対する熱伝導の効率を維持して安定した気泡を発生させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドについて、図１に示したＡ−Ａ断面を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例について模式的に示す説明図である。
【図４】本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例（その１）を示す説明図である。
【図５】本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例（その２）を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるインク吐出ヘッドおよびインク吐出ヘッドの製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（実施形態）
（インク吐出ヘッドの構成）
図１および図２を用いて、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。図１において、インク吐出ヘッド１００は、整列した複数のノズル孔１１０を有する。ノズル孔１１０のそれぞれは、図２で後述する個別に設けられたインク室２００にそれぞれ連通する。
【００２２】
インク室２００は、図２に詳述する基板２０１、流路壁・ノズル層２０５などによって区画形成されている。インク室２００内には、インクを吐出するためのヒータ部２１０（図２参照）がそれぞれ設けられる。インク吐出ヘッド１００の下面からインク室２００へとつながるインク供給口１２０によって、インク室２００へとインクが供給される。インク室２００に供給されたインクは、ヒータ部２１０の加熱によりその一部が気泡となる。この気泡によって押し出されたインク室２００内のインクは、ノズル孔１１０から吐出する。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドについて、図１に示したＡ−Ａ断面を模式的に示す説明図である。Ａ−Ａ断面は、図示上側鉛直方向からの断面である。図２において、インク吐出ヘッド１００の層構造は、基板２０１と、発熱抵抗層２０２と、電極層２０３と、保護膜２０４と、流路壁・ノズル層２０５とから構成されている。基板２０１、保護膜２０４は、インク供給口１２０が設けられる。インク室２００は、基板２０１、発熱抵抗層２０２、電極層２０３、保護膜２０４、流路壁・ノズル層２０５からなる各層によって区画形成され、インク供給口１２０を介して供給されるインクを保持する。
【００２４】
基板２０１は、シリコンなどを含み構成され、たとえば、５００μｍ〜７００μｍ程度の厚さを有する。発熱抵抗層２０２は、ＴａＮやＴａＡｌなどを含み構成され、たとえば、２０〜１００ｎｍ程度の厚みとなるように基板２０１上に形成される。発熱抵抗層２０２は、熱エネルギーを発生するヒータ部２１０を有し、電極層２０３を介してヒータ部２１０に印加される電圧によって加熱され、インク室２００に保持されるインクに気泡を発生させる。ヒータ部２１０は、所定の解像度に応じてインク吐出ヘッド１００に複数設けられる。インク吐出ヘッド１００は、流路壁・ノズル層２０５に設けられたノズル孔１１０から、発生した気泡の膨張力によってインク室２００に保持されたインクを吐出する。
【００２５】
なお、特に図示はしないが、インク吐出ヘッド１００は、基板２０１と、発熱抵抗層２０２との間に絶縁および蓄熱の機能を有する酸化シリコンを含み構成される絶縁層を備える構成でもよい。絶縁層は、たとえば、シリコンからなる基板２０１を熱酸化することによって形成したり、予め酸化シリコン膜が設けられた基板２０１を用いる構成でもよい。
【００２６】
電極層２０３は、ＡｌやＡｌ合金を含み構成され、たとえば、５００ｎｍ程度の厚さとなるように発熱抵抗層２０３上に形成される。具体的には、たとえば、電極層２０３は、図示しない電源制御部から印加される電圧が電極層２０３を介して発熱抵抗層２０２におけるヒータ部２１０に印加され、インク室２００からインクの吐出がおこなわれるように形成される。
【００２７】
保護膜２０４は、耐インク性および耐アルカリウェットエッチング性を有する窒化シリコンなどを含み構成され、基板２０１、電極層２０２および発熱抵抗層２０３上に形成される。ヒータ部２１０の上面領域２２０における保護膜２０４の厚さは、上面領域２２０とは異なる領域における保護膜２０４の厚さよりも薄い構成である。具体的には、たとえば、上面領域２２０の保護膜２０４の厚さは４００〜５００ｎｍ程度であり、上面領域２２０とは異なる領域の保護膜２０４の厚さは１μｍ程度である。
【００２８】
膜厚の異なる上面領域２２０および上面領域２２０とは異なる領域を有する保護膜２０４の形成についての詳細は図３を用いて説明するが、上面領域２２０は、少なくともヒータ部２１０の一部以上を覆う領域を有している。上面領域２２０の厚さを薄く形成することで、ヒータ部２１０からインクに対する伝熱性を確保することができるため、安定的なインク吐出をおこなうことができる。
【００２９】
具体的には、たとえば、インク室２００の形状、インク種別などを同条件とした場合、保護膜２０４の厚さに対するインク室２００からインクを吐出するために同等の熱エネルギーを発生させるための吐出電圧は、保護膜２０４の厚さが厚いほど高い電圧が必要となる。より具体的には、たとえば、同条件下において、保護膜２０４の厚み３３３ｎｍに対する吐出電圧は１０．１Ｖ、保護膜の厚み３９４ｎｍに対する吐出電圧は１１．７Ｖ、保護膜の厚み４７１ｎｍに対する吐出電圧は１２．７Ｖ程度となった。すなわち、吐出電圧は、保護膜２０４の厚さが５００ｎｍ異なることで約５Ｖ程度低くてもよい。したがって、インク吐出ヘッド１００は、上面領域２２０の保護膜２０４の厚さを薄くすることで、ヒータ部２１０のインクへの伝熱性を確保し、過剰な電圧をヒータ部２１０に印加することなく安定的なインク吐出を実現することができる。
【００３０】
上面領域２２０は、基板２０１および保護膜２０４を貫通するインク供給口１２０が形成される領域とは異なる領域である。換言すれば、インク供給口１２０は、上面領域２２０とは異なる領域に形成される構成である。詳細は図３を用いて説明するが、インク供給口１２０が形成される領域の保護膜２０４は、基板２０１にインク供給口１２０をウェットエッチングによって形成する際、インク室２００内部に、ウェットエッチングに用いる溶液が流入しないためのエッチングストップ層として機能する。上面領域２２０とは異なる領域は、上面領域２２０よりも厚く形成されているため、インク室２００内への溶液の流入を確実に防止し、インク室２００内の各部位に対する悪影響を防止することができる。
【００３１】
流路壁・ノズル層２０５は、基板２０１上に設けられたヒータ部２１０の周囲位置に設けられ、インク室２００を区画形成する。具体的には、たとえば、側壁である流路壁の内側にインク室２００の内部空間を保持する犠牲層を形成した上で、流路壁および犠牲層の上面にノズル層を形成する。その後、流路壁・ノズル層２０５おいて、基板２０１上のヒータ部２１０に対向する位置にノズル孔１１０を設けるとともに犠牲層の除去をおこなうことで流路壁・ノズル層２０５によるインク室２００の区画形成がなされる。なお、特に図示はしないが、インク吐出ヘッド１００は、各層を接続する密着層、流路壁・ノズル層２０５上面の撥水膜など備える構成でもよい。
【００３２】
（インク吐出ヘッドの製造方法）
図３を用いて、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッド１００の製造方法について説明する。図３は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例について模式的に示す説明図である。
【００３３】
図３において、保護膜形成工程３１０では、基板２０１上に形成された発熱抵抗層２０２および電極層２０３上の全面を覆うように保護膜２０４が形成される。保護膜２０４の形成は、たとえば、プラズマを利用した化学気相成長（プラズマＣＶＤ）やスパッタリング法などによって基板２０１上に成膜される。保護膜２０４は、たとえば、耐インク性および耐アルカリウェットエッチング性を有する窒化シリコンを含み構成され、１μｍ程度の厚さで一様に成膜される。
【００３４】
エッチングマスク形成工程３２０では、保護膜形成工程３１０によって成膜された保護膜２０４のうち、ヒータ部２１０の上面領域２２０とは異なる領域に対して、エッチングマスク３０１を形成する。エッチングマスク３０１は、後述する保護膜エッチング工程３３０におけるドライエッチングに用いられるＣＦ４などのガスに耐性を有するポジ型フォトレジストで形成される。具体的には、たとえば、エッチングマスク３０１は、以下のように形成される。まず、保護膜２０４上の全面にスピンコート法などによってポジ型フォトレジストが塗布される。保護膜２０４上の全面に塗布されたポジ型フォトレジストは、フォトリソグラフィー法によって上面領域２２０に相当する部分が露光されることで感光する。感光した上面領域２２０に相当する部分のポジ型フォトレジストは、アルカリ現像溶液などによって溶解され除去される。
【００３５】
保護膜エッチング工程３３０では、保護膜２０４に対し、ＣＦ４などのガスによってドライエッチングをおこなう。保護膜２０４のうちエッチングマスク３０１が形成された領域は、ドライエッチングによるエッチングがおこなわれない。保護膜２０４のうちエッチングマスク３０１が形成されていない上面領域２２０に相当する領域は、ドライエッチングによるエッチングがおこなわれ、厚さが４００〜５００ｎｍ程度となるよう薄膜が形成される。
【００３６】
エッチングマスク除去工程３４０では、エッチングマスク形成工程３２０によって形成されたエッチングマスク３０１が除去される。具体的には、たとえば、エッチングマスク３０１は、剥離液などによって除去される。また、エッチングマスク３０１は、保護膜エッチング工程３３０によって用いられたＣＦ４ガスを、酸素などを含むガスに変えることで灰化・除去されることとしてもよい。
【００３７】
インク室形成工程３５０では、基板２０１上に設けられたヒータ部２１０の周囲位置にインク室２００を区画形成するよう流路壁・ノズル層２０５を形成するとともに流路壁・ノズル層２０５にノズル孔１１０を設ける。具体的には、たとえば、インク室形成工程３５０では、側壁である流路壁の内側にインク室２００の内部空間を保持する犠牲層を形成した上で、流路壁および犠牲層の上面にノズル層を形成する。
【００３８】
そして、インク室形成工程３５０では、流路壁・ノズル層２０５おいて、ネガ型フォトレジストを用いたフォトリソグラフィー法などによって基板２０１上のヒータ部２１０に対向する位置にノズル孔１１０を設けるとともに犠牲層の除去をおこなう。なお、本実施形態では、インク室２００の区画形成に際して犠牲層を設けることとして説明したが、犠牲層を用いることなくインク室２００を区画形成することとしてもよい。また、特に図示はしないが、インク室形成工程３５０において、ヒータ部２１０上にタンタル（Ｔａ）製の耐キャビテーション膜などが形成されることとしてもよい。
【００３９】
インク供給口形成工程３６０では、ウェットエッチングによって基板２０１の一部が除去されることで、基板２０１における図示下側からインク室２００側へ向けてインク供給口１２０が形成される。本実施形態では、たとえば、ウェットエッチングは、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いておこなう。具体的には、たとえば、フォトレジストを用いて基板２０１における図示下側の酸化シリコンについて、インク供給口１２０に相当する位置に対してフッ酸などを用いてエッチングする。その後、剥離液などによってフォトレジストを除去した後、残存した酸化シリコンをエッチングマスクとして機能させることで、基板を溶解除去する構成である。
【００４０】
インク供給口形成工程３６０では、基板２０１における図示下側からインク室２００側へ向けてエッチングが進むが、保護膜２０４は、アルカリ水溶液に対して不溶な窒化シリコンなどからなるため、エッチングストップ層としての機能を有する。すなわち、インク供給口形成工程３６０では、基板２０１におけるインク供給口１２０に相当する部分についてウェットエッチングをおこなって除去することとなる。
【００４１】
インク供給口開口工程３７０では、ＣＦ４などによるドライエッチングによって保護膜２０４が除去されることで、図示下側からインク室２００内へ向けてインク供給口１２０が形成される。すなわち、インク供給口形成工程３６０およびインク供給口開口工程３７０によって、インク室２００内にインクを供給するためのインク供給口１２０の形成がなされる。
【００４２】
なお、本発明における各工程と、本発明の実施形態の各工程とを関連付けて説明すると、図３に示した保護膜形成工程３１０によって、本発明の素子配置工程および保護膜形成工程の処理が実行される。エッチングマスク形成工程３２０によって、本発明のマスク形成工程の処理が実行される。保護膜エッチング工程３３０によって、本発明の膜厚形成工程の処理が実行される。エッチングマスク除去工程３４０によって、本発明のマスク除去工程の処理が実行される。インク室形成工程３５０によって、本発明の流路壁形成工程の処理が実行される。インク供給口形成工程３６０およびインク供給口開口工程３７０によって、本発明の供給口形成工程の処理が実行される。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、ヒータ部２１０の上面領域２２０の保護膜２０４の厚さを薄く形成する構成であるため、ヒータ部２１０によるインクへの伝熱性が向上したインク吐出ヘッド１００によって、安定したインク吐出を図ることができる。
【００４４】
また、上面領域２２０以外の領域については、保護膜２０４の厚さを厚く形成する構成であるため、インク供給口１２０を形成する際に、ウェットエッチングに用いるアルカリ溶液などがインク室２００内に流入することを防止し、インク吐出ヘッド１００の各部位の精度を確保することができる。
【００４５】
すなわち、本発明の実施形態にかかる保護膜２０４によれば、インク吐出ヘッド１００において、インク供給口１２０を形成する際のエッチングストップ層としての機能を十分に確保しつつ、インク吐出の際のヒータ部２１０のインクへの熱伝導の効率を維持することができる。
【００４６】
（その他一部の変形例）
本発明の実施形態では特に、保護膜２０４について、ヒータ部２１０の上面領域２２０の厚さを、上面領域２２０とは異なる領域の厚さよりも薄くなるよう形成するようエッチングすることとして説明したが、これに限ることはない。具体的には、複数の保護膜を積層することによって、保護膜の合計の厚さが厚い領域と薄い領域とを形成することとしてもよい。
【００４７】
図４を用いて、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッド１００の製造方法について説明する。図４は、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例（その１）を示す説明図である。なお、図４において、本実施形態で示した図１および図２と同等の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
第一保護膜形成工程４１０では、基板２０１上に形成された発熱抵抗層２０２および電極層２０３上の全面を覆うように第一保護膜４０１が形成される。第一保護膜４０１の形成は、たとえば、プラズマＣＶＤやスパッタリング法などによって、４００〜５００ｎｍ程度の厚さとなるよう基板２０１上に成膜される。
【００４９】
メタルマスク配置形成工程４２０では、第一保護膜形成工程４１０によって成膜された第一保護膜４０１のうち、ヒータ部２１０の上面領域２２０を覆うように別途用意したメタルマスク４００を配置する。メタルマスク４００は、たとえば、厚み数十〜数百μｍのステンレス板の所定の位置に開口部が設けられた金属製の板であり、上面領域２２０に対して、後述する第二保護膜形成工程４３０における第二保護膜４０２が成膜されないように配置される。より具体的には、たとえば、メタルマスク４００は、メタルマスク端部および基板２０１などに設けられた位置合わせ用のマークに基づいて、第二保護膜４０２が成膜される部分を開口部とし、第二保護膜４０２が成膜されない部分を非開口部として配置される。
【００５０】
第二保護膜形成工程４３０では、基板２０１上に成膜された第一保護膜４０１のうち、メタルマスク４００が配置されていない領域を覆うように第二保護膜４０２が形成される。第二保護膜４０２は、たとえば、第一保護膜４０１と同等の構成を有することとしてもよく、第一保護膜４０１および第二保護膜４０２の合計の厚さを１μｍ程度とする。
【００５１】
インク室形成工程４４０では、メタルマスク配置工程４２０において形成されたメタルマスク４００を取り外す。また、インク室形成工程４４０では、基板２０１上に設けられたヒータ部２１０の周囲位置にインク室２００を区画形成するよう流路壁・ノズル層２０５を形成するとともに流路壁・ノズル層２０５にノズル孔１１０を設ける。また、特に図示はしないが、インク室形成工程４４０において、ヒータ部２１０上にタンタル（Ｔａ）製の耐キャビテーション膜などが形成されることとしてもよい。
【００５２】
メタルマスク４００を取り外すことによって、上面領域２２０には第一保護膜４０１が設けられ、上面領域２２０とは異なる領域には第一保護膜４０１および第二保護膜４０２が設けられることとなる。すなわち、上面領域２２０上における第一保護膜４０１からなる保護膜の厚さは、上面領域２２０とは異なる領域における第一保護膜４０１および第二保護膜４０２からなる保護膜の厚さよりも薄くなる。
【００５３】
インク供給口形成工程４５０では、ウェットエッチングによって基板２０１の一部が除去されることで、基板２０１における図示下側からインク室２００側へ向けてインク供給口１２０が形成される。インク供給口開口工程４６０では、ＣＦ４などによるドライエッチングによって第一保護膜４０１および第二保護膜４０２が除去されることで、図示下側からインク室２００内へ向けてインク供給口１２０が形成される。
【００５４】
なお、本発明における各工程と、図４に示した変形例の各工程とを関連付けて説明すると、第一保護膜形成工程４１０によって、本発明の素子配置工程および第一保護膜形成工程の処理が実行される。メタルマスク配置工程４２０および第二保護膜形成工程４３０によって、本発明の膜厚形成工程の処理が実行される。インク室形成工程４４０によって、本発明の流路壁形成工程の処理が実行される。インク供給口形成工程４５０およびインク供給口開口工程４６０によって、本発明の供給口形成工程の処理が実行される。
【００５５】
このように図４に示した変形例では、上面領域２２０に第一保護膜４０１が形成され、上面領域２２０とは異なる領域には第一保護膜４０１および第二保護膜４０２が積層される構成である。したがって、上面領域２２０と、上面領域２２０とは異なる領域の保護膜の厚さの合計は、上面領域２２０の方が上面領域２２０とは異なる領域よりも薄くなる。したがって、インク供給口１２０を形成する際、第一保護膜４０１および第二保護膜４０２によって確実にエッチングストップ層としての機能を実現するとともに、ヒータ部２１０のインクに対する伝熱性を確保することができる。
【００５６】
また、上面領域２２０の第一保護膜４０１の厚さをエッチングによって薄くする構成ではないため、上面領域２２０上の保護膜の厚さを容易に一様とすることができる。換言すれば、上面領域２２０上の第一保護膜４０１の厚さは一様であるため、安定したインク吐出を実現することができる。なお、図４に示した変形例では、上面領域２２０に１層からなる第一保護膜４０１を設け、上面領域２２０とは異なる領域に２層からなる第一保護膜４０１および第二保護膜４０２を設けることとして説明したが、これに限ることはない。すなわち、上面領域２２０の保護膜の層数のほうが、上面領域２２０とは異なる領域の保護膜の層数よりも少なくなるようにすればよい。
【００５７】
また、本発明の実施形態および図４に示した変形例では特に、保護膜２０４または第一保護膜４０１および第二保護膜４０２が形成された上で、ヒータ部２１０上にＴａ製の耐キャビテーション膜を設けることとして説明したが、これに限ることはない。具体的には、保護膜の形成に際してＴａの耐キャビテーション膜を設けて、耐キャビテーション膜を用いて保護膜の厚さを調整することとしてもよい。
【００５８】
図５を用いて、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッド１００の製造方法について説明する。図５は、本発明の変形例にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の一例（その２）を示す説明図である。なお、図５において、本実施形態で示した図１および図２と同等の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
第一保護膜形成工程５１０では、基板２０１上に形成された発熱抵抗層２０２および電極層２０３上の全面を覆うように第一保護膜５０１が形成される。第一保護膜５０１の形成は、たとえば、プラズマＣＶＤやスパッタリング法などによって基板２０１上に一様に成膜される。
【００６０】
耐キャビテーション膜形成工程５２０では、第一保護膜形成工程５１０によって成膜された第一保護膜５０１のうち、少なくともヒータ部２１０の上面領域２２０を覆うように耐キャビテーション膜５００を成膜する。耐キャビテーション膜５００は、たとえば、Ｔａなどを含み構成され、スパッタリング法などによって第一保護膜５０１の上面領域２２０上に成膜される。
【００６１】
また、耐キャビテーション膜５００は、ヒータ部２１０をインク吐出の際に発生するキャビテーションから保護する機能を有しており、後述する第二保護膜エッチング工程５４０においてエッチングされず、エッチングに用いられる溶液やガスを第一保護膜５０１に浸透させない。
【００６２】
第二保護膜形成工程５３０では、基板２０１上に形成された第一保護膜５０１および耐キャビテーション膜５００を覆うよう、第二保護膜５０２が形成される。第二保護膜５０２は、たとえば、第一保護膜５０１と同等の構成を有することとしてもよく、第一保護膜５０１および第二保護膜５０２の合計の厚さを１μｍ程度とする。
【００６３】
エッチングマスク形成工程５４０では、耐キャビテーション膜形成工程５２０によって成膜された耐キャビテーション膜５００のうち、ヒータ部２１０の上面領域２２０とは異なる領域に対して、後述する第二保護膜エッチング工程５５０におけるドライエッチングに用いられるＣＦ４ガスなどのガスに耐性を有するポジ型フォトレジストであるエッチングマスク５０３を塗布する。
【００６４】
第二保護膜エッチング工程５５０では、第二保護膜５０２に対し、ＣＦ４などのガスによってドライエッチングをおこなう。保護膜５０２のうちエッチングマスク５０３が形成された領域は、ドライエッチングによるエッチングがおこなわれない。第二保護膜５０２のうちエッチングマスク５０３が形成されていない上面領域２２０に相当する領域は、ドライエッチングによるエッチングがおこなわれる。なお、図示の例では、第二保護膜エッチング工程５５０によって、上面領域２２０に形成された第二保護膜５０２をすべてエッチングして、耐キャビテーション膜５００を露出させる例を示しているが、これに限ることはない。すなわち、第二保護膜エッチング工程５５０では、上面領域２２０上の第二保護膜５０２を薄くするようエッチングかおこなわれる構成である。
【００６５】
エッチングマスク除去工程５６０では、エッチングマスク形成工程５４０によって形成されたエッチングマスク５０３が除去される。具体的には、たとえば、エッチングマスク５０３は、剥離液や酸素などを含むガスなどによって灰化・除去される。
【００６６】
インク室形成工程５７０では、基板２０１上に設けられたヒータ部２１０の周囲位置にインク室２００を区画形成するよう流路壁・ノズル層２０５を形成するとともに流路壁・ノズル層２０５にノズル孔１１０を設ける。インク供給口形成工程５８０では、ウェットエッチングによって基板２０１の一部が除去され、基板２０１における図示下側からインク室２００側へ向けてインク供給口１２０が形成される。インク供給口開口工程５９０では、ＣＦ４などによるドライエッチングによって第一保護膜５０１および第二保護膜５０２が除去されることで、図示下側からインク室２００内へ向けてインク供給口１２０が形成される。
【００６７】
なお、本発明における各工程と、図５に示した変形例の各工程とを関連付けて説明すると、第一保護膜形成工程５１０によって、本発明の素子配置工程および第一保護膜形成工程の処理が実行される。耐キャビテーション膜形成工程５２０によって、本発明の金属膜形成工程の処理が実行される。第二保護膜形成工程５３０によって、本発明の第二保護膜形成工程の処理が実行される。エッチングマスク形成工程５４０によって、本発明のマスク形成工程の処理が実行される。第二保護膜エッチング工程５５０によって、本発明の膜厚形成工程の処理が実行される。エッチングマスク除去工程５６０およびインク室形成工程５７０によって、本発明の流路壁形成工程の処理が実行される。インク供給口形成工程５８０およびインク供給口開口工程５９０によって、本発明の供給口形成工程の処理が実行される。
【００６８】
このように、図５に示した変形例では、基板２０１上に形成される第一保護膜５０１および第二保護膜５０２における上面領域２２０を含む領域について、第一保護膜５０１と、第二保護膜５０２との間に耐キャビテーション膜５００を設けている。耐キャビテーション膜５００によって、上面領域２２０上の第二保護膜５０２をエッチングする際、第一保護膜５０３がエッチングされることなく、上面領域２２０上の保護膜（第一保護膜５０１および第二保護膜５０２）の厚さを薄くすることができる。すなわち、耐キャビテーション膜５００によって、保護膜に対して意図しないエッチングを確実に防ぐことができる。
【００６９】
また、上述した説明では、実施形態および一部の変形例について別々の例として説明したが、これに限ることはない。すなわち、それぞれを組み合わせた構成として、実施形態および一部の変形例を適宜組み合わせて利用してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１００ インク吐出ヘッド
１１０ ノズル孔
１２０ インク供給口
２００ インク室
２０１ 基板
２０２ 発熱抵抗層
２０３ 電極層
２０４ 保護膜
２０５ 流路壁・ノズル層
２１０ ヒータ部
２２０ 上面領域
３０１，５０３ エッチングマスク
４００ メタルマスク
４０１，５０１ 第一保護膜
４０２，５０２ 第二保護膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容可能なインク室を形成する基板上に配置された、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部と、
少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に形成される保護膜と、を有し、
前記保護膜は、前記ヒータ部の上面領域の膜厚より、前記上面領域とは異なる領域の膜厚の方が厚くなるよう形成されていることを特徴とするインク吐出ヘッド。
【請求項２】
前記上面領域は、前記基板および前記保護膜を貫通するインク供給口が形成される供給口形成領域とは異なる領域であることを特徴とする請求項１に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項３】
インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、
少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域とは異なる領域に、エッチングマスクを形成するマスク形成工程と、
前記エッチングマスクの形成されていない前記保護膜の一部にエッチングをおこなって、前記保護膜形成工程によって形成された保護膜の膜厚よりも薄い膜厚領域を前記基板上に形成する膜厚形成工程と、
前記エッチングマスクを除去するマスク除去工程と、
前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、
前記基板および前記保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、
を含むことを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、
少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に第一の保護膜を形成する第一保護膜形成工程と、
前記第一の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域を覆うようメタルマスクを配置して前記メタルマスクに覆われた前記上面領域とは異なる領域に第二の保護膜を形成した後、前記メタルマスクを除去することで、前記第一の保護膜からなる保護膜の膜厚よりも厚い膜厚領域を前記基板上に形成する膜厚形成工程と、
前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、
前記基板、前記第一の保護膜および前記第二の保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、
を含むことを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、
少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に第一の保護膜を形成する第一保護膜形成工程と、
前記第一の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域に、前記ヒータ部をキャビテーションから保護する金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記第一の保護膜および前記金属膜を覆うよう、第二の保護膜を形成する第二保護膜形成工程と、
前記第二の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域とは異なる領域に、エッチングマスクを形成するマスク形成工程と、
前記エッチングマスクの形成されていない前記第二の保護膜の一部にエッチングをおこなって、前記第二の保護膜のうち膜厚が薄くなる膜厚領域を形成する膜厚形成工程と、
前記エッチングマスクを除去するマスク除去工程と、
前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、
前記基板、前記第一の保護膜および前記第二の保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、
を含むことを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１】
インクを収容可能なインク室を形成する基板上に配置された、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部と、
少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に形成される保護膜と、を有し、
前記保護膜は、前記ヒータ部の上面領域の膜厚より、前記上面領域とは異なる領域の膜厚の方が厚くなるよう形成されていることを特徴とするインク吐出ヘッド。
【請求項２】
前記上面領域は、前記基板および前記保護膜を貫通するインク供給口が形成される供給口形成領域とは異なる領域であることを特徴とする請求項１に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項３】
インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、
少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域とは異なる領域に、エッチングマスクを形成するマスク形成工程と、
前記エッチングマスクの形成されていない前記保護膜の一部にエッチングをおこなって、前記保護膜形成工程によって形成された保護膜の膜厚よりも薄い膜厚領域を前記基板上に形成する膜厚形成工程と、
前記エッチングマスクを除去するマスク除去工程と、
前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、
前記基板および前記保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、
を含むことを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、
少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に第一の保護膜を形成する第一保護膜形成工程と、
前記第一の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域を覆うようメタルマスクを配置して前記メタルマスクに覆われた前記上面領域とは異なる領域に第二の保護膜を形成した後、前記メタルマスクを除去することで、前記第一の保護膜からなる保護膜の膜厚よりも厚い膜厚領域を前記基板上に形成する膜厚形成工程と、
前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、
前記基板、前記第一の保護膜および前記第二の保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、
を含むことを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
インクを収容可能なインク室を形成する基板上に、前記インクを吐出するための熱エネルギーを前記インクに与えるヒータ部を配置する素子配置工程と、
少なくとも前記ヒータ部を覆うよう、前記基板上に第一の保護膜を形成する第一保護膜形成工程と、
前記第一の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域に、前記ヒータ部をキャビテーションから保護する金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記第一の保護膜および前記金属膜を覆うよう、第二の保護膜を形成する第二保護膜形成工程と、
前記第二の保護膜のうち、前記ヒータ部の上面領域とは異なる領域に、エッチングマスクを形成するマスク形成工程と、
前記エッチングマスクの形成されていない前記第二の保護膜の一部にエッチングをおこなって、前記第二の保護膜のうち膜厚が薄くなる膜厚領域を形成する膜厚形成工程と、
前記エッチングマスクを除去するマスク除去工程と、
前記インク室を区画する流路壁を形成する流路壁形成工程と、
前記基板、前記第一の保護膜および前記第二の保護膜の一部を除去することで、前記インク室内にインクを供給するインク供給口を形成する供給口形成工程と、
を含むことを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−７５４１６（Ｐ２０１３−７５４１６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６３１２（Ｐ２０１１−２１６３１２）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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