CN1736717A - 喷墨头用基板及其制造方法和使用该基板的喷墨头 - Google Patents

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Abstract

在具有与通电相应地产生为了喷出墨水而使用的热能的发热单元的喷墨头用基板上，可以高精度形成发热单元，在可以实现发热单元的小面积化的同时，抑制电极布线的腐蚀及其进行。为此，在基板上配置由耐腐蚀性金属构成的薄膜的第1电极101，在其上重叠用Al形成的第2电极103，进而配置发热电阻层107，用第1电极的间隙形成发热单元。由此可以不会产生大尺寸偏差地形成发热单元。即使在发热单元上或者附近产生保护层的缺陷，因为发热电阻层的材料比Al耐侵蚀强并且第1电极是耐腐蚀性电极，所以可以抑制腐蚀的进行。

Description

喷墨头用基板及其制造方法 和使用该基板的喷墨头
技术领域
本发明涉及喷出墨水进行记录的喷墨头用基板、该基板的制造方法以及使用上述基板的喷墨头。
背景技术
喷墨记录方式因为作为记录部件的喷墨头的紧凑化容易，在可以高速记录高精细的图像的同时，对于没有实施特别的处理的所谓普通纸也可以进行记录，所以具有运行成本低廉的优点。此外，因为是非撞击式的记录方式所以噪音的发生少，而且还具有容易与使用多色墨水的彩色图像记录相对应等的优点。
在用于实现喷墨记录方式的喷墨头中也有采用各种喷出方式的。而其中，利用在美国专利第4,723,129号说明书以及美国专利第4,740,796号说明书等中公开的那样的采用热能喷出墨水的方式的喷墨头一般是把使墨水加热发泡的多个发热单元(加热器)以及与之电连接的布线等制作在同一基体上作为喷墨头用基板，进一步在其上形成与发热单元对应使墨水喷出用的喷嘴(喷出口)的结构。该结构因为可以经由和半导体制造工序同样的工艺，容易并且高精度地制造高密度配置了多个发热电阻体以及布线等的喷墨头用基板，所以可以实现记录的高精细化以及高速化。由此，可以谋求喷墨头以及使用它的记录装置的进一步的紧凑化。
图1以及图2分别是一般的喷墨头用基板的发热单元的示意性平面图及其II-II线剖面图。如图2所示，在基体120上将发热电阻层107形成为下层，进而作为其上层形成电极布线层103’，通过除去电极布线层103’的一部分露出该部分的发热电阻体层来形成发热单元102。电极布线的图案205以及207在基体120上围绕，与驱动元件电路或者外部电源端子连接，可以接收来自外部的电力供给。在此，发热电阻体层107用电阻值高的材料形成，通过经由电极布线层103’流动来自外部的电流，作为电极布线103’不存在部分的发热单元102产生热能，使墨水发泡。此外，在形成电极布线层103’的材料中，主要使用Al或者包含Al的合金材料。
喷墨头用基板一方面谋求通过降低投入电能来节省能量，另一方面为了防止因墨水的发泡和消泡的重复引起的气蚀带来的机械性损伤、和因脉冲状电能重复施加而发热引起发热单元102被破坏，导致基板的寿命降低，在发热单元上设置保护层。
该保护层如果从热即能量效率的观点出发，热传导率高的保护层或者膜厚度薄的保护层的一方有利。而且另一方面，在保护层中还具有从墨水中保护与发热单元102连接的电极布线的目的，例如在成膜工序中从在膜上产生的缺陷的存在概率的观点出发，增加膜厚度的方法有利。因而，从在能源效率以及可靠性方面折衷的观点出发，保护层被设定在适宜的厚度。
但是，保护层受到伴随墨水的发泡等产生的气蚀引起的损伤即机械性损伤，和因为在发泡后表面高温，所以在高温下的保护层形成材料和墨水成分产生化学反应引起的损伤即化学性损伤的双方的影响。因此，实际上实现把布线从墨水中绝缘保护用的功能，和相对机械性以及化学性的损伤的稳定化功能这两个功能都有效是困难的。因而，一般是把喷墨基板的保护层设置成2层结构，在上层形成相对机械性以及化学性的损伤稳定性高的层，在下层形成用于保护布线的绝缘保护层。
而后具体地说，一般情况下在上层形成机械以及化学稳定性极高的Ta膜，在下层形成在现有的半导体制造装置中容易形成稳定的膜的SiN膜或SiO膜108。进一步具体地说，在布线上作为下层的保护层(保护绝缘层)108形成厚度约0.2～1μm的SiN膜，其后作为上层的保护层(一般从作为针对该气蚀引起的损伤的膜的性能出发被称为耐气蚀层)110，形成厚度0.2～0.5μm的Ta膜。通过该结构谋求喷墨头基板的电热变换效率的提高以及长寿命和可靠性的并存。
喷墨头近年来从节省能源以及热效率提高等的观点出发，发热电阻体的高电阻化提高，即使是微小的加热器尺寸的偏差，对加热器电阻值的偏差上也会给出很大影响。如果由于电阻值的偏差在各加热器中在发泡现象上产生不同，则不仅不能确保在1个喷嘴上所需要的墨水喷出量，而且在各喷嘴之间也出现墨水喷出量大的偏差，因为这会引起记录品质的降低，所以直至目前仍要求提高在加热单元中的电极布线的构图精度。
此外，在喷墨头打印装置中，随着其普及，近年来进一步要求记录的高解像度化、高画质化、高速化。其中作为针对高解像度化、高画质化的要求的一种解决办法，可以举每一点的喷出墨水量更少量化(把墨水作为液滴喷出时墨水液滴的小直径化)的方法。以往，为了实现墨水的少量化，通过在改变喷嘴的形状(减小喷嘴面积)的同时减小发热单元的面积(图1中的宽度W×长度L)来应对。因为发热单元越小面积化加热器尺寸的偏差的影响相对越大，所以在该意义上说也要求提高在加热器单元中的电极布线的构图精度。
另一方面，从谋求打印装置整体的节省电力化的观点看，电极布线的低电阻化也是重要的。通常，电极布线的低电阻化通过扩大形成在基板上的电极布线的宽度实现。但是，在被形成在基板上的发热单元的数量增加，并且追求其小面积化的状况下，不能确保不会导致基板的大型化而只是加宽电极布线的充分空间，并且通过扩大电极布线的宽度还制约了小面积的加热器或者喷嘴的高密度安装。
因而，一般还认为通过加厚电极布线谋求电极布线的低电阻化，但随之加热器单元的构图精度难以提高。
下面参照图1以及图3对此进行说明。
首先，在图1以及图2所示的结构中，在形成发热单元102的部分上，通过蚀刻除去电极布线层103’使那部分的发热电阻体层露出。在此，考虑保护绝缘层108和耐气蚀层110的覆盖性，使用湿蚀刻法把电极布线103’形成为锥形形状。在湿蚀刻中的蚀刻因为各向同性地进行，所以因蚀刻产生的误差、特别是在发热单元102的长度方向上的尺寸公差处于和电极布线层103’的厚度成比例的关系。
图3表示Al的电极布线层的厚度和上述L方向的尺寸公差的关系，横轴例如表示相对0.3μm(300nm)厚度的倍率，纵轴表示尺寸公差(μm)。如该图所示，相对在倍率＝1的厚度中尺寸公差是0.5μm来说，在倍率＝1.7中尺寸公差约为1μm，在倍率＝2.9中尺寸公差约为2μm。因而，例如与发热单元102的小面积化对应长度L越小，该公差部分的偏差引起的影响越大。
如上所述，发热电阻体的高电阻化及发热单元的小面积化、和电极布线的厚膜化并存极其困难，要求极其高精度的构图。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其第1个目的在于：可以高精度形成发热单元，适应发热电阻体的高电阻化和发热单元的小面积化的要求，帮助省能源化以及热效率的提高，和记录的高解像度化以及高画质化等。
进而本发明据此提供小型、可靠性高，并且可以稳定记录的喷墨头。
本发明提供了一种喷墨头用基板，具有响应通电而产生用于喷出墨水的热能的发热单元，该喷墨头用基板包括：具有用于形成上述发热单元的间隙的第1电极；具有比上述间隙宽的间隙且叠置于上述第1电极上的第2电极；以及包含上述第1电极的间隙和上述第2电极的间隙且作为上述第1电极以及上述第2电极的上层而配置的发热电阻体层，其中，上述第1电极的厚度比上述第2电极的厚度小。
本发明还提供了一种喷墨头用基板的制造方法，该喷墨头用基板具有响应通电而产生用于喷出墨水的热能的发热单元，该制造方法包括：在基体上形成具有用于形成上述发热单元的间隙的第1电极的工序；作为上述第1电极的上层配置待成为比上述第1电极厚度厚的第2电极的层，通过将该层除去为具有比上述间隙宽的间隙且其端部位于上述第1电极上，从而形成第2电极的工序；以及包含上述第1电极的间隙和上述第2电极的间隙且作为上述第1电极以及上述第2电极的上层配置发热电阻体层的工序。
此外，本发明还提供了具备上述喷墨头用基板和与发热单元对应的墨水喷出口的喷墨头。
如果采用本发明，则因为可以在薄膜化的第1电极的间隙上形成发热单元，所以可以减小发热单元的尺寸偏差，并且提高发热电阻层以及进一步提高其上层的保护层的覆盖性。由此，与发热电阻体的高电阻化和发热单元的小面积化的要求相适应，在可以帮助节省能源以及热效率的提高、和记录的高解像度以及高画质化等的同时，可以提高基板或者喷墨头的可靠性以及耐久性。
进而，由此可以提供小型、可靠性高，并且可以进行稳定的记录的喷墨头。
附图说明
图1是以往的喷墨头用基板的发热单元的示意性平面图。
图2是图1的II-II线剖面图。
图3是用于说明形成发热单元的电极布线层的厚度和发热单元面积的尺寸公差的关系的说明图。
图4是本发明的实施方式1的喷墨头用基板的发热单元的示意性剖面图。
图5a～图5d是用于说明图4所示的基板的制造工序的示意性剖面图。
图6是实施方式1的变形例的喷墨头用基板的发热单元的示意性剖面图。
图7a以及图7b分别用于说明谋求对发热单元的电极布线电阻的降低或者均匀化的以往结构的问题，以及在本发明的实施方式2中采用的基本性结构的优越性。
图8是本发明的实施方式2的喷墨头用基板的发热单元的示意性剖面图。
图9是展示使用实施方式1以及2之一的基板构成的喷墨头的实施方式的斜视图。
图10a～图10d是用于说明图9所示的喷墨头的制造工序的示意性剖面图。
图11是用于说明使用图9所示的喷墨头的制造工序构成的喷墨墨盒的斜视图。
图12是展示使用图11所示的喷墨墨盒进行打印的喷墨打印装置的概略构成例的示意性斜视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明。
(喷墨头用基板的实施方式1及其制造方法)
图4是本发明的实施方式1的喷墨头用基板的发热单元的示意性剖面图，与图1的II-II线剖面对应。在此，对于和图2的各部分同样的功能的部分在对应的位置上附加同一符号。
如图4所示，在本实施方式中，设置了所希望间隔的一对电极101隔着绝缘层106被配置在基体120上。在此，在本实施方式中把电极101设置成用耐腐蚀性金属构成的电极。作为其上层以比电极101形成的间隙还宽的间隙配置由Al或者包含Al的合金构成的电极布线层103，与电极101电连接。进而覆盖它们配置发热电阻体层107。即，用电极101的间隙形成发热单元102，并且规定其尺寸。另一方面，电极布线层103在基体120上围绕，与驱动元件电路或者外部电源端子连接，且端部位于第1电极101的表面上。进而以下，形成发热单元102，并且把规定该尺寸的电极101称为第1电极，把电极布线层103称为第2电极。
参照图5a～图5d说明图4所示的喷墨头用基板的制造方法的实施方式。
首先，在图5a中，准备和图2一样的由Si构成的基体(未图示)，在其上形成绝缘层106。在此，作为基体，对于<100>Si基体，可以设置成预先制作进由用于有选择地驱动发热单元102的开关晶体管等的半导体元件构成的驱动电路。进而，在绝缘层106上，在用溅射把耐腐蚀性金属例如Ta膜形成为100nm厚度后，构图为所希望的形状，形成第1电极101。
以下，如图5b所示，把用于得到第2电极103的Al膜形成为约350～600nm的厚度。接着用光刻法在把抗蚀剂涂布成规定的形状后，例如用BCl3以及Cl2的混合气体的反应性离子蚀刻(RIE)形成为所希望的形状。为了除去在发热单元102附近的成为第2电极103的间隙的部分的Al层，使用光刻法在把抗蚀剂涂布成所希望的形状后，用以磷酸为主要成分的湿蚀刻法除去Al层。
以下，如图5c所示，用溅射法，作为形成发热电阻体的层例如把由TaSiN构成的膜107形成为约50nm的厚度，接着用光刻法在把抗蚀剂涂布成规定的形状后，例如通过使用了BCl3以及Cl2的混合气体的RIE形成为所希望的形状。
以下，如图5d所示，为了防止发热电阻体层107以及布线部分直接与墨水接触，使用等离子体CVD法，在约400℃的温度下，把由SiN膜构成的保护绝缘层108形成为约300nm的厚度。
进而，为了形成耐气蚀层110，用溅射法例如把Ta膜形成为约200nm的厚度。而后，用光刻法在把抗蚀剂涂布成所希望的形状后，通过使用了CF4的反应性干蚀刻把Ta膜形成为所希望的形状，由此得到图4所示的喷墨头用基板。
经由以上那样的工艺制造出的喷墨记录头用基板在基体上具有：隔着第1间隙设置且在该间隙部分上形成有发热单元的一对第1电极；具有比第1间隙宽的第2间隙且重叠形成在一对第1电极上的一对第2电极；被形成在它们上的发热电阻体层，第1电极用耐腐蚀性金属层形成。通过采用这样的结构，可以得到以下那样的显著效果。
首先，因为对第1电极101重叠配置第2电极103，所以可以一边抑制布线电阻的急剧性增加一边薄膜化第1电极101。而后，发热单元102因为用第1电极101形成，所以可以减小发热单元的尺寸偏差，并且发热电阻体层及其上层的保护层(108，110)的覆盖性提高。此外，例如在使用湿蚀刻法进行第2电极的构图的情况下，因为它在发热单元102的外侧实施，所以不会对发热单元的尺寸有影响，并且即使假设覆盖性不充分也不会对加热器电阻的偏差有影响。由此因为可以高尺寸精度地形成发热单元，所以可以与发热电阻体的高电阻化和发热单元的小面积化的要求相适应，进而，因为台阶部中的保护层的覆盖性提高，所以可以提高可靠性以及耐久性。
此外，一般在电极布线层中使用的Al或者Al合金在保护层形成时施加的温度如果大于等于400℃则小丘的发生显著，因为该小丘成为电极布线层的覆盖性降低的原因，所以用于保护电极布线层的保护层需要充分的厚度。但是，如果在电极布线上形成发热电阻体，则即使在保护层形成时施加的温度大于等于400℃，由于存在包含高熔点金属的发热电阻体，因而也可以控制小丘的发生。
此外，和本实施方式不同，当作为第1电极101的下层形成发热电阻层的情况下，为了通过在第1电极的构图时即发热单元的形成时适用的加工不会侵蚀下层的发热电阻体层，理想的是使第1电极以及发热电阻体层的形成材料不同(例如在发热电阻体107用Ta或者包含Ta的合金形成的情况下，第1电极101至少选择Ta或者包含Ta的合金以外的耐腐蚀性金属)。因而，即使在高尺寸精度地形成发热单元，并且扩大材料选择的自由度上，如本实施方式那样在电极上形成发热电阻层这一方法有利。
此外，因为用Al等构成的第2电极103并不直面发热单元102，所以即使由于反复驱动而在发热单元102上或者其附近的保护层上产生缺陷，也降低了侵蚀第2电极103的危险，因而难以发生沿着布线的腐蚀。在此，发热电阻体层的形成材料与Al比一般耐侵蚀强，此外第1电极的形成材料从耐腐蚀性的金属材料中选择。因而，即使在发热单元102上或者其附近的保护层上产生缺陷，与图2所示那样的结构相比，也可以抑制腐蚀的进行。
即，在图2所示那样的构成中，如果在驱动中发热单元或者其最近的保护层被破坏，则面临发热单元的布线被侵蚀，引起断线的危险性高。而且，如果在发生断线后还继续驱动，则因电分解作用布线腐蚀从断线位置继续前行。喷墨头多是以规定个数的加热器为单位共用布线成块驱动的结构，而当设置成这种布线结构的情况下，例如即使是1个位置断线，也有可能从该部位腐蚀传染到块全体，但在本实施方式中，可以显著降低发生这样重大问题的危险。
进而，在不脱离本发明的思想，可以得到所希望的效果的范围中，可以确定第1电极的厚度。即，在高尺寸精度形成发热单元，此外把保护层的覆盖性设置成良好的状态后，理想的是把第1电极的厚度设置在小于等于100nm。
此外，作为在第1电极中可以选择的耐腐蚀性的金属材料，除了上述Ta外，可以设置成其合金、Pt或者其合金、或者TiW。而后，可以进行与被选择的材料相适应的适宜的加工。
如上述实施方式所示，例如在由SiO构成的绝缘层106的上层，当形成例如由Ta构成的第1电极101的情况下，作为其蚀刻方法，如上所述使用采用了Cl2、BCl3等的气体的RIE的干蚀刻法。在这样的干蚀刻法中如果与湿蚀刻相比则对尺寸精度的影响少，而通过过蚀刻减少在第1电极间的绝缘层106的膜厚度，可以产生大于等于第1电极的厚度的高差。这一点还成为造成在发热单元间的电阻值的偏差，或降低发热电阻层107至保护层(108，110)的覆盖性的主要原因。
因而，这种情况下，如图6所示，作为第1电极101的底层，只要在配置用可以得到比SiO膜还高的蚀刻选择比的SiC构成的膜210后，通过形成第1电极，抑制过蚀刻的影响即可。
此外，例如当作为第1电极的形成材料使用TiW的情况下，进行湿蚀刻，此时作为蚀刻液体如果使用过氧化氢溶液，则和作为下层的绝缘层106的蚀刻选择比提高。即，因为在第1电极间的绝缘层106的膜厚度减少量小，所以其后的发热电阻体层107至保护层(108，110)的覆盖性提高，可以得到基板或者喷墨头的可靠性提高的效果。
(喷墨头用基板的实施方式2)
如上所述，在采用利用热能喷出墨水的方式的喷墨头中，为了适应记录的高解像度化、高画质化、高速应，要求增加喷嘴数，进而要求高精细化并且高密度化。与此对应，要求被配置在基体上的发热单元的数目也增加，并且要求高精细和高密度地形成它们。此外，随之还要求提高热效率降低消耗电力的省电化。从这种省电化的观点出发，强烈希望实现与发热电阻体连接的电极布线的电阻的降低。通常，电极布线的低电阻化通过扩大形成在基板上的电极布线的宽度实现。但是，如果形成在基板上的能量发生单元的数目因上述原因巨大，则不能确保不伴随基板的大型化而只扩大电极布线的宽度的充分空间。
用图7a对此进行说明。
在该图中，当接近被配置在基板(未图示)的端部上的端子205T的发热单元102N的布线图案205N在Y方向上延伸的布线部分中具有宽度W时，离端子205T远的发热单元102F的布线图案205F在向图中的Y方向延伸的布线部分中具有宽度x·W(x＞1)。从端子205T到各发热单元的距离即布线长度是不一样的，这是因为根据离端子205T的距离电阻值变化的缘故。这样在同一平面中谋求布线电阻的降低或者均匀化的结构中，可以在基板上求与相对各发热单元的上述布线部分的宽度(离端子远的发热单元的距离宽)的合计值平衡的面积。
因而，当为了实现上述记录的高解像度化、高画质化、高速化等要增加发热单元的数量的情况下，基体在X方向上的尺寸的增大进一步显著，不仅成为成本上升的原因，而且还制约发热单元的安装个数。此外，对于各布线的发热单元附近的部分，把应该降低布线电阻的Y方向的宽度设置得大这一点，成为制约发热单元的配置间隔或者喷嘴的高密度配置的主要原因。
与此相反，本发明人研究了通过经由保护绝缘层叠层多层电极布线防止基体或者基板的大型化，谋求发热单元的高密度安装的结构。
如图7b所示，在使用多层电极布线谋求布线电阻的降低或者均匀化的结构的情况下，在把相对接近端子205T的发热单元102N的布线图案205N和距离端子205T远的发热单元102F附近的布线图案205F1形成为下层的第1电极布线层，把直至布线部分205F1的Y方向的布线部分205F2形成为上层的第2电极布线层的同时，把布线部分205F2的两端部分经由通孔分别连接在端子205T以及布线部分205F1上。在这样结构的情况下，因为只是在基板上求与上层的布线部分205F1的宽度(x·W)平衡的面积，所以在谋求布线电阻的降低或者均匀化的同时还可以实现基板的小面积化。
因而，在本发明的实施方式2中，除了上述的本发明的基本性的结构外，采用实现布线电阻的进一步的降低或者布线电阻的均匀化的结构。
图8是本发明的实施方式2的喷墨头用基板的发热单元的示意性剖面图。在此，对于和实施方式1一样功能的部分在对应的位置上标注相同符号。
在此，在第2电极103上，隔着保护绝缘层109进一步形成电极布线层104，经由通孔连接它们。这样通过多层化电极布线，不伴随基板上的电极布线的大面积化，就可以降低直至各发热单元的布线电阻，并且谋求发热单元间的布线电阻的均匀化。
进而，这样构成的基板可以用以下那样的工序制成。
即，首先通过和实施方式1的图5a～图5c一样的工序，顺序在基体上形成绝缘层106、第1电极101、第2电极103以及发热电阻体层107来形成发热单元102。
而后在它们之上形成保护绝缘层109后，把发热电阻体层107作为蚀刻停止层，在发热层102上及其外侧上除去保护绝缘层109。此外同时，根据需要形成通孔，以使第2电极103和以后形成的电极布线层104连接。而后，进行电极布线层104的形成或者构图，其后只要顺序形成保护层108、110即可。
进而，本实施方式的构成也可以适用于上述实施方式1的变形例。
(喷墨头的构成以及制造工序)
接着，说明使用上述实施方式1或者2的基板构成的喷墨头。
图9是喷墨头的示意性斜视图。
该喷墨头具有并列排列2列以规定的间隔形成有发热单元102的发热单元列构成的基板1。在此，也可以通过把经过上述制作工序制造出的2块基板通过将排列有发热单元102一侧的边缘相对配置，进行该并列排列，还可以如在1片基体上预先排列2列发热单元那样实施上述制造工序。
对于该基板1，通过接合形成有与发热单元102对应的墨水喷出口5、储存从外部导入的墨水的液室部分(未图示)、与喷出口5的各自对应用于从液室提供墨水的墨水供给口9、连通喷出口5和供给口9的流路的部件(喷嘴板)4，从而构成喷墨头410。
进而，在图9中，各列的发热单元102以及墨水喷出口5被描画成线对称配置，而通过将各列的发热单元102以及墨水喷出口5相互错开半个间距配置，可以进一步提高记录的解像度。
图10a～图10d是展示制造图9的喷墨头的工序的示意性剖面图。
作为用于构成基板1的基体，以上叙述了使用形成发热单元102的表面的Si晶体方位是<100>的基体。在这样的基板1背面的SiO2膜307上，如图10a所示，是用于形成墨水供给口310的掩模，形成用具有耐碱性的掩模剂构成的SiO2膜构图掩模308。SiO2膜构图掩模308例如如以下那样形成。
首先，用旋转涂布等在基板1的背面上整个涂布成为SiO2膜的构图掩模308的掩模剂，并热硬化。而后，通过旋转涂布等在其上涂布正型抗蚀剂并使其干燥。以下，用光刻技术构图该正型抗蚀剂，把该正型抗蚀剂作为掩模，通过干蚀刻等除去成为SiO2膜构图掩模308的掩模剂的露出部分。最后剥离正型抗蚀剂，得到所希望图案的SiO2膜构图掩模308。
以下，在形成有发热单元102的表面上形成型材303。型材303在以后的工序中溶解，用于把设置有它的部分形成为墨水流路。即，为了形成所希望高度以及平面图案的墨水流路，形成为适宜的高度以及平面图案。型材303的形成例如可以如以下那样进行。
作为型材303的材料，例如使用作为正型光敏抗蚀剂的ODUR1010(东京应化工业株式会社制造，商品名)，通过干膜叠层、旋转涂布等在基板1上以规定的厚度涂布它。以下，使用通过紫外线、远紫外光等进行曝光、显像的光刻技术形成图案。由此，得到具有所希望厚度以及平面图案的型材303。
以下，在图10b所示的工序中，用旋转涂布等涂布喷嘴板4的毛坯，被覆在前面的工序中形成在基板1上的型材303，用光刻技术构图为所希望的形状。而后，在发热单元102上的规定位置上用光刻技术开出墨水喷出口5。此外，在开有墨水喷出口5的喷嘴板4的表面上，用干膜的叠层等形成防水层306。
作为喷嘴板4的形成材料可以使用感光性环氧树脂、感光性丙稀树脂等。喷嘴板4是构成墨水流路的板，因为在喷墨头使用时始终与墨水接触，所以作为其材料，特别适宜根据光反应的阳离子聚合性化合物。此外，作为喷嘴板4的材料，因为耐久性等很大程度上被所使用的墨水的种类以及特性所左右，所以根据所使用的墨水，可以选择上述材料以外的相应的化合物。
以下，在图10c所示的工序中，在进行作为贯通基板1的贯通孔的墨水供给口310的形成时，如在形成有喷墨头的功能元件的表面和基板1的侧面上不接触蚀刻液体那样，通过用旋转涂布等涂布由树脂构成的保护材料311被覆这些部分。作为保护材料311的材料，使用对在进行各向异性蚀刻时使用的强碱性溶液具有充分的耐腐蚀性的材料。通过用这样的保护材料311还覆盖喷嘴板4的上面侧，还可以防止防水层306的劣化。
以下，使用预先形成的SiO2膜构图掩模308，用湿蚀刻等构图SiO2膜307，形成露出基板1的背面的蚀刻开始开口部分309。
以下，在图10d所示的工序中，用把SiO2膜307作为掩模的各向异性蚀刻形成墨水供给口310。作为在各向异性蚀刻中使用的蚀刻液体，例如使用TMAH(四甲基胺氢氧化钠)溶液等的强碱性溶液。而后，例如通过一边把TMAH的22重量％溶液的温度保持在80℃一边在规定时间(数十小时)，把其从蚀刻开始开口单元309向Si基板1给予，由此形成贯通口。
最后，除去SiO2膜构图掩模308和保护材料311。而后，进而，使型材303溶解，从墨水喷出口5和墨水供给口9或者310溶出除去并使其干燥。型材303的溶出可以通过用远紫外光进行全面曝光后，进行显像来实施，根据需要在显像时如果进行超声波浸渍，则实际上可以完全除去型材303。
以上，喷墨头的主要的制造工序完成，可以得到图9所示的构成。
(喷墨头墨盒以及打印装置)
该喷墨头可以安装在打印机、复印机、具有通信***的传真机、具有打印机单元的工作站等的装置上，进而可以安装在各种处理装置和复合组装的产业记录装置上。而后，通过使用该喷墨记录头，可以在纸张、线、纤维、布帛、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷等各种记录介质上进行记录。进而，在本说明书中，所谓“记录”不仅是对记录介质给予具有文字和图案等的意义的图像，而且还表示给予不具有图案等的意义的图像。
以下，说明把上述喷墨头和墨水罐一体化构成的墨盒形态的组件以及使用它的喷墨打印装置。
图11展示构成要素包含上述的喷墨头的喷墨头组件的构成例。图中，402是具有用于向喷墨头单元410提供电力的端子的TAB(载带自动键合)用的带状部件，由打印机主体经由接点403提供电力。404是用于向喷墨头单元410提供墨水的墨水罐。即，图11的喷墨头组件是具有可以安装在打印装置上的墨盒的形态。
图12是展示使用图11的喷墨头组件进行打印的喷墨打印装置的概略构成例。
在图示的喷墨打印装置中，滑架500被固定在无接头带501上，并且可以沿着导向轴502移动。无接头带501被卷绕在皮带轮503以及504上，在皮带轮503上联结滑架驱动电机504的驱动轴。因而，滑架500伴随电机504的旋转驱动沿着导向轴502在往复方向(A)方向上主扫描。
在滑架500上安装着上述墨盒形态的喷墨头组件。在此喷墨头组件被安装在滑架500上，使得喷墨头410的喷出口4和作为打印介质的纸张P相对，并且上述排列方向和与主扫描方向不同的方向(例如作为纸张P的传送方向的付扫描方向)一致。进而，喷墨头410以及墨水罐404的组可以设置成与所使用的墨水颜色对应的个数，在图示的例子中与4色(例如黑色，黄色，洋红，青色)对应设置4组。
此外，在图示的装置中，以检查滑架的主扫描方向上的移动位置等的目的设置线性编码器506。作为线性编码器506的一方的构成要素，有沿着滑架500的移动方向设置的线性标尺507，在该线性标尺507上以规定密度等间隔形成狭缝。另一方面，在滑架500上作为线性编码器506的另一构成要素，例如设置经由发光单元以及受光传感器的狭缝的检测***508以及信号处理电路。因而，从线性编码器506开始伴随滑架500的移动，输出用于规定墨水喷出时间的喷出定时信号以及滑架的位置信息。
作为打印介质的记录纸P被间歇性地在和滑架500的扫描方向正交的方向上传送。记录纸P由传送方向上游侧的一对滚轮组件509以及510，和下游一侧的滚轮组件511以及512支撑，被赋予一定的张力以确保在相对喷墨头410的平坦性的状态下传送。对各滚轮组件的驱动力由未图示的纸张转送电机传送。
通过以上那样的结构，一边交替重复伴随滑架500的移动与喷墨头410的喷出口的排列宽度对应的宽度的打印和纸张P的传送，一边对纸张P全体进行打印。
进而，滑架500在打印开始时或者在打印中根据需要在初始位置停止。在该初始位置上，设置压盖设置有各喷墨头410的喷出口的表面(喷出口面)的盖部件513，在该盖部件513上连接从喷出口强制性吸引墨水用于防止喷出口的堵塞等的吸引恢复装置(未图示)。

Claims (14)

1、一种喷墨头用基板，具有响应通电而产生用于喷出墨水的热能的发热单元，该喷墨头用基板包括：
具有用于形成上述发热单元的间隙的第1电极；
具有比上述间隙宽的间隙且叠置于上述第1电极上的第2电极；以及
包含上述第1电极的间隙和上述第2电极的间隙且作为上述第1电极以及上述第2电极的上层而配置的发热电阻体层，
其中，上述第1电极的厚度比上述第2电极的厚度小。
2、权利要求1所述的喷墨头用基板，上述第1电极由耐腐蚀性金属形成。
3、权利要求2所述的喷墨头用基板，上述耐腐蚀性金属由Ta、Pt、或者包含其中至少一种的合金构成。
4、权利要求3所述的喷墨头用基板，作为上述第1电极的下层配置有SiC层。
5、权利要求2所述的喷墨头用基板，上述耐腐蚀性金属是TiW。
6、权利要求1所述的喷墨头用基板，进一步具备隔着保护层配置在上述第2电极上且和上述第2电极电连接的电极布线层。
7、权利要求1所述的喷墨头用基板，上述第1电极的厚度小于等于100nm。
8、一种喷墨头用基板的制造方法，该喷墨头用基板具有响应通电而产生用于喷出墨水的热能的发热单元，该制造方法包括：
在基体上形成具有用于形成上述发热单元的间隙的第1电极的工序；
作为上述第1电极的上层配置待成为比上述第1电极厚度厚的第2电极的层，通过将该层除去为具有比上述间隙宽的间隙且其端部位于上述第1电极上，从而形成第2电极的工序；以及
包含上述第1电极的间隙和上述第2电极的间隙且作为上述第1电极以及上述第2电极的上层配置发热电阻体层的工序。
9、权利要求8所述的喷墨头用基板的制造方法，上述第1电极由耐腐蚀性金属形成。
10、权利要求9所述的喷墨头用基板的制造方法，进一步具备在形成上述第1电极之前，在上述基体上配置由SiC构成的层的工序。
11、权利要求10所述的喷墨头用基板的制造方法，形成上述第1电极的工序包括：用Ta、Pt，或者包含其中至少一种的合金形成待成为上述第1电极的层的工序；以及通过干蚀刻构图该层来形成上述第1电极的工序。
12、权利要求9所述的喷墨头用基板的制造方法，形成上述第1电极的工序包括：用TiW形成待成为上述第1电极的层的工序；用以过氧化氢为主要成分的水溶液蚀刻该层来形成上述第1电极的工序。
13、权利要求8所述的喷墨头用基板的制造方法，进一步包括隔着保护层在上述第2电极上配置与上述第2电极电连接的电极布线层的工序。
14、一种喷墨头，具有：
权利要求1所述的喷墨头用基板；以及
与上述发热单元对应的墨水喷出口。
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