CN1736714A - 喷墨头用基板、该基板的制造方法和使用上述基板的喷墨头 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种具有与通电对应地发生用于喷出墨的热能的发热部的喷墨头用基板，既可谋求实现记录的高清晰化或高画质等用的发热部的小面积化，又可防止热能效率的下降，降低功耗。为此，通过将对于电极布线层103的保护绝缘层作成2层(108a、108b)并在发热部102上除去其一方108a，提高了热能效率。此外，在电极布线层103上配置发热电阻体层107，通过在比形成发热部用的电极布线层103的间隙宽的范围内实施除去保护绝缘层108a时的构图，通过用第1和第2电极布线层103、104构成电极布线，使之不产生发热部102的有效发泡区域的减少。
Description
技术领域
本发明涉及喷出墨进行记录的喷墨头用的基板、该基板的制造方法和使用上述基板的喷墨头。
背景技术
喷墨记录方式具有下述优点：作为记录单元的喷墨头的小型化是容易的，能以高速记录高精细的图像，同时对于未进行特别的处理的所谓普通纸也可进行记录，因此，运行成本是低廉的。此外，由于是非冲击的记录方式，故噪声的发生较少，而且也具有容易与使用了多色的墨的彩色图像记录相对应等的优点。
在实现喷墨记录方式用的喷墨头中也有各种各样的喷出方式的喷墨头。其中，在美国专利第4,723,129号说明书和美国专利第4,740,796号说明书等中公开了利用热能喷出墨的方式的喷墨头的一般的结构如下：在同一基体上制作使墨加热发泡用的多个发热部(加热器)和进行至其上的电连接的布线等，作成喷墨头用基板，进而在其上与发热部对应地形成喷出墨用的喷嘴(喷出口)。因为经过与半导体制造工序同样的工艺，可容易且高精度地制造以高密度配置了多个发热电阻体和布线等的喷墨头用基板，故该结构可实现记录的高精细化和高速化。再者，由此可谋求喷墨头以及使用喷墨头的记录装置的进一步的小型化。
图1和图2分别是一般的喷墨头用基板的发热部的示意性的平面图和其II-II线剖面图。如图2中所示，在基体120上，在下层形成发热电阻体层107，进而在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形成发热部102。电极布线的图形205和207在基体120上迂回，连接到驱动元件电路以及外部电源端子上，可接受来自外部的电力供给。在此，发热电阻体层107用电阻值高的材料来形成，通过经电极布线层103从外部使电流流动，作为电极布线层103的非存在部分的发热部102发生加热能量，使墨发泡。此外，主要使用了Al或包含Al的合金材料作为形成电极布线层103的材料。
在这样的喷墨头用基板中，对于发热部102来说，处于在0.1～10微秒这样的极短时间内被暴露于1000℃左右的温度的上升和下降、此外被施加因发泡和消泡的重复引起的气穴带来的机械的冲击、进而被暴露于侵蚀中等的严酷的环境中。因此，设置对发热部102进行保护和绝缘使之不受墨的影响用的保护绝缘层108。对该保护绝缘层要求在耐热性、耐液性、防止液浸透性、氧化稳定性、绝缘性、耐破损性和热传导性方面良好。一半使用SiO或SiN等的无机化合物。此外，因为也有只用单层的保护层发热电阻体层的保护性能不充分的情况，故有时也在SiO或SiN等的保护绝缘层108的上层形成机械的稳定性更高的金属(Ta等)的层110(一般来说，根据作为耐受因该气穴引起的损伤的层的性能，有时称为耐气穴层)(参照图2)。此外，不仅对于发热部102，而且对于进行例如对发热电阻体层107的电连接用的电极布线层103，为了防止因墨引起的腐蚀，也采取了同样的结构。
这样的喷墨头用基板中的上述保护层的结构成为决定喷墨头的性能、例如功耗和寿命的重要的因素。
但是，在现有的保护层的结构中，降低功耗和提高层的可靠性以延长寿命这2方面成为相反的要求。
例如，发热电阻体和与墨相接的面之间的层的厚度越薄，热传导性越变得良好，减少了散逸到墨一侧以外的热量，因此，可减少产生发泡用的功耗。即，发热电阻体上的保护层的有效的厚度越薄，能量效率越高。但是，另一方面，如果保护层太薄，则保护层中存在的针孔使发热电阻体露出或因不能充分地覆盖布线的台阶部而产生了台阶部的覆盖不足。其结果，墨从该处侵入，引起布线的腐蚀或发热电阻体的腐蚀，其结果，发生可靠性的下降和寿命的下降。
作为对于这样的问题的对策，在日本国专利第3382424号中公开了下述的结构：设置第1和第2保护绝缘层，通过在发热部中除去第1保护绝缘层，提高了能量效率，降低功耗，而且提高作为保护层的可靠性，可延长寿命。
图3是在日本国专利第3382424号中公开了的喷墨头用基板的发热部的示意性的剖面图，剖面位置与图1的II-II线相对应。在该结构中，作为电极布线层103的上层，形成了第1保护绝缘层108a和第2保护绝缘层108b，作为下层的第1保护绝缘层108a在发热部102的上方被除去了。由此，减少了发热部102上的实质的保护层的厚度，提高了能量效率，另一方面，利用第2保护绝缘层108b得到了所需要的保护绝缘性能。在此，为了充分地覆盖面对发热部102的电极布线层103的端部中的台阶部，在从该端部起在发热部的内侧偏移了的部位上除去了第1保护绝缘层108a。
但是，在喷墨打印装置中，伴随其普及，近年来要求实现进一步的记录的高清晰化、高画质、高速化。其中，作为对于高清晰化、高画质的要求的一个解决方法，可举出进一步减少每1圆点(dot)的喷出墨量(在作为滴喷出墨的情况下，减小墨滴的直径)。以往，为了实现减少墨量，通过在改变喷嘴的形状(减小小孔的面积)的同时减小发热部的面积来予以对应。
在此，虽然发热部在整个面上发热，但因为发热部的周围边缘部的热的散逸大，故已知只在除了从发热部的周围边缘起到约几μm的内侧为止的区域(将该区域称为有效发泡区域)中产生发泡。
图4是其说明图，在此示出了连接到电极布线E上的具有大致正方形状的平面形状的发热部H。而且，其周围边缘部N无助于发泡，除了从周围边缘起到约几μm的内侧为止的区域成为有效发泡区域。从该图可明白，有效发泡区域A的面积对于发热部H的全部面积的比例越大，热效率越良好。
图5是示出发热部的大小与热效率的关系的说明图。在此，由于发热部的周围边缘部的无助于发泡的区域的宽度与发热部的面积无关，大致为恒定(通常为2～3μm)，故从该图可明白，伴随喷出墨量的减少的发热部的面积越小，热效率越下降。
因而，在采用上述日本国专利第3382424号中公开了的结构的情况下，在从面对发热部102的电极布线层103的端部起在发热部的内侧偏移了的部位上除去了第1保护绝缘层108a。换言之，直到在发热部的内侧偏移了的位置为止存在第1保护绝缘层108a。因此，实际的有效发泡区域进一步受到局限而变小，使热效率下降了。即，在要求发热部的小面积的状况下，在按原样采用了日本国专利第3382424号中公开的技术的情况下，产生使热效率进一步下降的问题。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于既可谋求实现记录的高清晰化或高画质等用的发热部的小面积化，又可防止热效率的下降，而且也能实现可靠性高、且降低功耗的省电。
此外，本发明的另一目的在于由此提供实现了小型化并以高密度配置了喷嘴的可靠性高的喷墨头。
在本发明的第1形态中，具有与通电对应地发生用于喷出墨的热能的发热部的喷墨头用基板具备：
具有形成上述发热部用的间隙的电极布线层；
包含上述间隙并作为上述电极布线层的上层被配置的发热电阻体层；
作为上述电极布线层和上述发热电阻体层的上层被配置的、在上述发热部上具有比上述间隙宽的间隙的第1保护层；以及
包含该第1保护层具有的间隔并作为上述第1保护层的上层被配置的第2保护层。
在本发明的第2形态中，具有与通电对应地发生用于喷出墨的热能的发热部的喷墨头用基板的制造方法具备下述工序：
在基体上配置具有形成上述发热部用的间隙的电极布线层的工序；
包含上述间隙并作为上述电极布线层的上层配置发热电阻体层的工序；
作为上述电极布线层和上述发热电阻体层的上层配置第1保护层并在上述发热部上在具有比上述间隙宽的间隙的范围内除去该第1保护层的工序；以及
包含上述范围并作为上述第1保护层的上层配置第2保护层的工序。
在本发明的第3形态中，提供具备上述的喷墨头用基板和与上述发热部对应的喷墨口的喷墨头。
按照本发明，首先，将保护层作成2层，通过在作为与喷墨头的功耗有关的区域的发热部上为了减薄实质的保护层厚度而除去其一方，可提高热效率，降低功耗。此外，通过在电极布线层上配置了发热电阻体层，可在比形成发热部用的电极布线的间隙宽的范围内实施除去第1保护层时的构图，可谋求实现记录的高清晰化或高画质用的发热部的小面积化而不产生有效发泡区域的减少。
此外，由此可提供实现了小型化并以高密度配置了喷嘴的可靠性高的喷墨头。
根据以下联系附图对本发明的实施例的描述，本发明的上述和其他目的、效果、特征以及优点将变得更加明显。
附图说明
图1是现有的喷墨头用基板的发热部的示意性的平面图。
图2是图1的II-II线剖面图。
图3是现有的另一喷墨头用基板的发热部的示意性的平面图。
图4是说明发热部上的有效发泡区域用的图。
图5是示出发热部的大小与热效率的关系的说明图。
图6是本发明的第1实施方式的喷墨头用基板的发热部用的示意性的平面图。
图7是图6的VII-VII线剖面图。
图8A和图8B是说明图6和图7中示出的基板的制造工序用的各自的示意性的剖面图和示意性的平面图。
图9A和图9B是说明图6和图7中示出的基板的制造工序用的各自的示意性的剖面图和示意性的平面图。
图10A和图10B是说明图6和图7中示出的基板的制造工序用的各自的示意性的剖面图和示意性的平面图。
图11是用于说明图6和图7中示出的基板的制造工序的示意性的剖面图。
图12A和图12B分别是示出利用湿法刻蚀形成了的锥形形状的层和利用反应离子刻蚀形成了的锥形形状的层的示意性的剖面图。
图13是本发明的第2实施方式的喷墨头用基板的发热部的示意性的平面图。
图14A和图14B分别是说明谋求对于发热部的电极布线电阻的降低以及均等化的现有的结构的问题和在本发明的第3实施方式中采用的基本的结构的优越性用的图。
图15A和图15B分别是本发明的第3实施方式的喷墨头用基板的发热部的示意性的剖面图和示意性的平面图。
图16A和图16B分别是说明图15A和图15B中示出的基板的制造工序用的各自的示意性的剖面图和示意性的平面图。
图17是说明图15A和图15B中示出的基板的制造工序用的各自的示意性的剖面图。
图18是说明图15A和图15B中示出的基板的制造工序用的各自的示意性的剖面图。
图19是示出使用与第1实施方式～第3实施方式的某一个有关的基板构成的喷墨头的实施方式的立体图。
图20是示出使用图19中示出的喷墨头构成的喷墨盒的立体图。
图21是示出使用图20中示出的喷墨盒进行打印的喷墨打印装置的概略结构例的示意性的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明。
(喷墨头用基板的第1实施方式及其制造工序)
图6和图7分别是本发明的第1实施方式的喷墨头用基板的发热部的示意性的平面图及其VII-VII线剖面图。在此，关于起到与图1～图4的各部同样的功能的部分，对于对应的部位附以同一符号。
在本实施方式中，与日本国专利第3382424号同样，首先，基本上采用将保护绝缘层作成2层(108a、108b)的结构，在作为与喷墨头的功耗有关的区域的发热部102上，为了减薄实质的保护层厚度而除去其一方(第1保护绝缘层108a)。此外，在本实施方式中，除了这样的基本的结构外，作成在基体120上形成的蓄热层106上实施了电极布线层103的构图后、即在电极布线层103上配置了发热电阻体层107的结构。
参照图8～图11，说明图6和图7中示出的喷墨头用基板的制造方法的实施方式。再有，图8A、图9A和图10A是基板的发热部附近的示意性的剖面，图8A、图9B和图10B示出相同的示意性的平面。此外，以下的制造工序对预先作入了用有选择地驱动由Si构成的基体120以及发热部102的用的开关晶体管等的半导体元件构成的驱动电路的基体120来实施，但为了简化起见，在以下的图中省略了基体120。
首先，如图8A和图8B中所示，对于基体120利用热氧化法、溅射法、CVD法等形成了用作为发热电阻体层的下部层的SiO2构成的蓄热层106。对预先作入了驱动电路的基体120来说，可在这些驱动电路的制造过程中形成蓄热层。其次，利用溅射法以约300nm的厚度形成了成为电极布线层103的Al层。然后，使用光刻法进行干法刻蚀，作成了图8B中示出的平面形状。再有，为了提高在后面的工序中形成的层的覆盖性，最好将已被构图的电极布线层的端部作成锥形形状。在本实施方式中，使用了反应离子刻蚀(RIE)法作为干法刻蚀的方法。作为被用作电极布线层的Al或Al合金的一般的干法刻蚀，可使用BCl3和Cl2的混合气体。与此不同，为了得到电极布线层的锥形形状，添加CF4、SF6等的氟类的气体。通过添加CF4、SF6等的氟类的气体，促进抗蚀剂的后退，形成平滑的锥形形状。
其次，在电极布线层103上利用反应溅射以约50nm的厚度形成了TaSiN等的发热电阻体层107。此时，在形成发热电阻体层107之前，为了使清洁的表面露出，实施了反溅射(高频刻蚀)，将基板表面刻蚀了约几μm。在与形成发热电阻体层为同一的装置内在Ar气氛中通过对基板施加RF电场实施了该反溅射。
通过实施反溅射(高频刻蚀)，使清洁的表面露出，同时削去电极布线层的端部中的边缘，形成更平滑的锥形形状，可提高对于电极布线层的覆盖性。然后，使用光刻法并利用反应离子刻蚀(RIE)法实施刻蚀，如图9A和图9B中所示，得到了与电极布线层103和发热部102对应的发热电阻体层107的规定图形。
其次，利用等离子CVD法以约200nm的厚度形成了成为第1保护绝缘层108a的SiO层。然后，如图10A和图10B中所示，以发热电阻体层107为刻蚀中止层，在发热部102上除去了该SiO层(在该图中用符号301示出的部分)。此时，使区域301在发热部102的外侧被构图。再有，在该工序中，使用光刻法并利用湿法刻蚀进行了形成。
其后，使用等离子CVD法以约200nm的厚度形成了SiN层作为第2保护绝缘层108b，进而利用溅射法以约230nm的厚度形成作为耐气穴和耐墨层的Ta层110，使用光刻法并利用干法刻蚀形成为所希望的形状，得到了图11中示出的结构。再有，Ta层与保护绝缘层相比，热传导率高，不会使热效率较大地下降。这一点在后述的实施方式中也是同样的。
在本实施方式中，与日本国专利第3382424号同样，首先，基本上采用将保护绝缘层作成2层的结构，在作为与喷墨头的功耗有关的区域的发热部102上，为了减薄实质的保护层厚度而除去其一方(第1保护绝缘层108a)，同时在必须使台阶的覆盖性变得良好的部分、即布线图形上可使用两者加厚保护绝缘层。由此，既可维持可靠性，又可降低功耗。
此外，在本实施方式中，除了这样的基本的结构外，在基体120上形成了的蓄热层106上实施了电极布线层103的构图后，即通过在电极布线层103上配置发热电阻体层107，可得到以下那样的显著的效果。
首先，由于用发热电阻体层107覆盖包含因面对发热部102的端部引起的台阶的外侧部分的电极布线层103，故可在比该端部的外侧、即形成发热部102用的电极布线103的间隙宽的范围中实施除去第1保护绝缘层108a时的构图，与在发热部102的内侧偏移了的部位上除去第1保护绝缘层108a的情况相比，有效发泡区域不会减少。这样的结构在为了减少喷出墨量以实现记录的高清晰化或高画质而谋求发热部的小面积化的情况下是特别有效的。
本发明者使用上述工序制造了具有正方形(一边为26μm)的发热部的喷墨头，此外，作为对于此的比较例，利用日本国专利第3382424号中示出的制造方法制造了能喷出实质上相等的大小的墨滴的喷墨头，进行了验证。在两者上形成了同一测试图像时，确认了利用本实施方式制造了的喷墨头的功耗降低了约10％。此外，也确认了即使在耐久性方面，也具有与比较例1同等的实力。
此外，对于一般在电极布线层中被使用的Al或Al合金来说，如果在保护层形成时施加的温度大于等于400℃，则凸起的发生变得显著，由于该凸起成为使电极布线层的覆盖性下降的原因，故对于保护层来说，必须有足够的厚度。但是，如果在电极布线上形成了发热电阻体，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，故可抑制凸起的发生。
再者，在形成发热电阻体层107之前，由于对电极布线层103被构图了的基体实施反溅射，可除去在电极布线层103的构图时在锥形部上形成的凸起部，可防止覆盖性的下降。
另外，通过在发热电阻体层的形成之前形成电极布线层103，可利用RIE来实施电极布线层的构图，可得到以下那样的效果。
图12A和图12B分别示出了利用湿法刻蚀形成了的锥形形状和利用反应离子刻蚀一边使抗蚀剂后退一边形成了的锥形形状。在由湿法刻蚀形成的锥形形状中，由于以各向同性的方式进行刻蚀，故如图12A那样成为曲线的剖面形状，而如上所述那样添加刻蚀抗蚀剂的气体，则抗蚀剂的图形端部依次后退，通过电极布线层的露出部逐渐地增加，形成平滑的剖面形状。
因而，在以这种方式对电极布线层进行了构图后，通过在其上形成发热电阻体层，发热电阻体层的覆盖性变得良好，进而，可用更薄的保护绝缘层108b或耐气穴层可靠地保护电极布线层的台阶部。
(喷墨头用基板的第2实施方式)
上述第2实施方式，如图6中所示，与在对于1个喷嘴的电极布线上设置一个发热部的形态的喷墨头用基板有关，而本发明即使对于在对于1个喷嘴的电极布线上设置2个或更多的发热部的形态的喷墨头用基板也可应用，而且是有效的。
图13示出其一例，是在对于1个喷嘴的电极布线103上串联地设置2个或更多的发热部102的形态的示意性的平面图。利用与上述第1实施方式同样的工序，通过在电极布线层103的形成以及构图后进行发热电阻体的形成以及构图，同时形成2个发热部。然后，在其上形成了第1保护绝缘层108a后，通过在区域301’中除去第1保护绝缘层108a，得到了图13中示出的那样的图形。
对于这样的形态来说，由于首先基本上可提高由2个发热部形成的合成电阻值，故可得到能减少发热部以外(布线电阻等)中的热损耗的效果，除此以外，也可得到以下那样的显著的效果。
即，在使用日本国专利第3382424号中公开了的技术的情况下，由于必须在各发热部102的内侧偏移了的部位上除去第1保护绝缘层108a，故如果在两发热部中第1保护层的除去面积不同，则有效发泡面积就不同。于是，由于在该形态中将因2个发热部上的沸腾而产生的2个气泡作为墨喷出的原动力，故气泡的生成状态(发泡时刻和气体的大小)就不同。这对墨喷出特性有很大的影响，导致记录品位的下降。与此不同，在应用了本发明的情况下，由于可在面对各发热部的端部的外侧实施除去第1保护绝缘层108a时的构图，故不会对本来的有效发泡区域产生影响，由于在两发热部中有效发泡面积相等，故可较好地使在各喷嘴中的气泡的生成状态达到一致，故不产生这样的问题。
(喷墨头用基板的第3实施方式及其制造工序)
但是，在利用热能喷出墨的方式的喷墨头中，为了适应于记录的高清晰化、高画质、高速化，要求增加喷嘴数，进而要求高精细且高密度化。与此相对应，在基体上配置的发热部的数目也增加，而且要求高精细且高密度地形成这些发热部。此外，伴随于此，也要求提高热效率及降低功耗的省电。从这样的省电的观点来看，强烈地希望谋求连接到发热电阻体上的电极布线的电阻的降低。通常通过扩展在基板上形成的电极布线的宽度来降低电极布线的电阻。但是，如果在基板上形成的能量发生部的数目因上述的原因而变得庞大，则不伴随基板的大型化就不能确保扩展电极布线的宽度的充分的空间。
利用图14A来说明这一点。
在图14A的情况下，对于接近于被配置在基板(未图示)的端部上的端子205T的发热部102N的布线图形205N在Y方向上延伸的布线部分中具有宽度W时，对于离端子205T远的发热部102F的布线图形205F在图的Y方向上延伸的布线部分中就具有宽度x·W(x＞1)。这是因为，从端子205T到各发热部为止的距离、即布线的长度是不一样的，电阻值随离端子205T的距离而变化。这样，在同一平面中在谋求布线电阻的减少以及均等化的结构中，要求基板具有与对于各发热部的上述布线部分的宽度(对于离端子越远的发热部，上述布线部分的宽度越宽)的合计值相称的面积。
因而，在为了实现上述的布线的高清晰化、高画质、高速化而打算使发热部的数目增加的情况下，基体的X方向的尺寸的增大变得更加显著，不仅成为成本上升的主要原因，而且也制约发热部的安装个数。此外，即使对于各布线的发热部附近的部分，为了降低布线电阻而增加Y方向的宽度的做法也可能成为制约发热部的配置间隔以及喷嘴的高密度配置的主要原因。
对于该问题，本发明者研究了通过经保护绝缘层层叠多条电极布线来防止基体以及基板的大型化以谋求发热部的高密度安装的结构。
如图14B中所示，在使用多个层进行电极布线来谋求布线电阻的的减少以及均等化的本实施方式那样的结构的情况下，将对于接近于端子205T的发热部102N的布线图形205N和离端子205T远的发热部102F附近的布线图形205F1作为下层的第1电极布线层来形成，将到达布线部205F1的Y方向的布线部分205F2作为上层的第2电极布线层来形成，同时经通孔将布线部分205F2的两端部分别连接到端子205T和布线部分205F1上。在这样的结构的情况下，由于只要求基板具有与上层的布线图形205F2的宽度(x·W)相称的面积，故既可谋求布线电阻的减少以及均等化，又可减少基板的面积。
因此，在本发明的第3实施方式中，除了上述的本发明的基本的结构外，为了既谋求布线电阻的减少又防止基板的大型化、谋求记录的高清晰化、高画质、高速化等用的发热部的高密度安装，采用在用多个层构成电极布线的同时实现提高热效率、降低功耗的省电的结构。
图15A和图15B分别是本发明的第3实施方式的喷墨头用基板的发热部的示意性的剖面图。在此，关于起到与第1实施方式同样的功能的部分，对于对应的部位附以同一符号。
在此，在覆盖下层的电极布线层103的发热电阻体层107上经第1保护绝缘层108形成了电极布线层104，将这些电极布线层(以下，将下层的电极布线层称为第1电极布线层，将上层的电极布线层称为第2电极布线层)经未图示的通孔进行了连接。此外，在第2电极布线层104和发热部102上形成了对这些部分进行保护绝缘使之不受墨的影响用的第2保护绝缘层109，进而在与发热部102对应的部位上形成了耐气穴层110。此外，第1保护绝缘层108与上述的第1保护绝缘层108a同样地被除去，由此可得到与第1实施方式同样的效果。此外，通过将电极布线作成多个层，可减少到达各发热部的布线电阻，而且可谋求发热部间的布线电阻的均等化而不伴随基板上的电极布线的大面积化。
参照图16A～图18，说明在图15A和图15B中示出的喷墨头用基板的制造方法的实施方式。
首先，利用与第1实施方式的图8A～图10B同样的工序，在基体120上依次形成蓄热层106、第1电极布线层103和发热电阻体层107，形成了发热部102。然后，在这些层上形成了第1保护绝缘层108后，以发热电阻体层107为刻蚀中止层，在发热部102上及其外侧除去了第1保护绝缘层108。此外，与此同时，根据需要形成了通孔，以便连接在第1电极布线层103之后形成的第2电极布线层104。再有，第1保护绝缘层108的厚度定为充分地覆盖第1电极布线层103且充分地确保与之后形成的第2电极布线层的绝缘耐压的厚度。在本实施方式中，将第1电极布线层103的厚度定为约600nm，第1保护绝缘层108定为约600nm的厚度的SiO层。
其次，如图16A和图16B中所示，利用溅射法以约350nm的厚度形成了Al作为第2电极布线层104，进而使用光刻法并利用湿法刻蚀形成为所希望的形状。通过该第2电极布线层104的厚度比第1保护绝缘层108的厚度薄，可减薄之后形成的第2保护绝缘层109的厚度。
其后，如图17中所示，使用等离子CVD法形成了SiN层作为第2保护绝缘层109。其厚度定为充分地覆盖第2电极布线层104且不使热传导率下降的厚度，在本实施方式中，定为约300nm。进而，利用溅射法以约230nm的厚度形成作为耐气穴和耐墨层的Ta层110，使用光刻法并利用干法刻蚀形成为所希望的形状，得到了图18中示出的结构。
再有，在以上的实施方式中，将对于发热部102的电极布线作成了2层结构，但即使在第2保护绝缘层109上再层叠第3电极布线和第3保护绝缘层等设置了3层或更多层的电极布线的情况下，也可应用同样的思想。
(喷墨头的结构例)
接着，说明使用了与以上的任一实施方式有关的基板的喷墨头。
图19是喷墨头的示意性的立体图。
该喷墨头具有使2列的按规定的间距形成了发热部102的发热部列并列的基板1。在此，可通过使排列了发热部102的一侧的边缘部相对地配置经过上述制造工序制造了的2片基板来进行该并列，也可在1片基体上预先以并列2列的发热部的方式实施上述制造工序。
对于该基板1，接合了与发热部102对应的喷墨口5、储存从外部导入的墨的液室部分(未图示)、分别与喷出口5对应地从液室供给墨用的墨供给口9和形成了连通喷出口5与供给口9的流路的部件(小孔板)4，构成喷墨头410。
再有，在图19中，将各列的发热部102和喷墨口5描绘为以线对称的方式来配置，但通过互相错开半个间距地配置发热部102和喷墨口5，可进一步提高记录的清晰度。
(喷墨头墨盒和打印装置)
该喷墨头可安装在打印机、复印机、具有通信系统的传真机、具有打印部的文字处理器等的装置、进而是与各种处理装置复合地组合了的产业记录装置上。而且，通过使用该喷墨记录头，可在纸、线、纤维、布匹、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷等各种各样的记录媒体上进行记录。再有，在本说明书中，所谓「记录」，不仅意味着对于记录媒体赋予具有文字或图形等的意义的图像，而且也意味着赋予不具有图形等的意义的图像。
以下，说明将上述喷墨头与墨罐一体化而构成的墨盒形态的单元和使用该单元的喷墨打印装置。
图20示出在构成要素中包含喷墨头的喷墨头单元的结构例。图中402是具有对喷墨头部410供给电力用的端子的TAB(带自动键合)用的带部件，从打印机本体经接点403供给电力。404是对头部410供给墨用的墨罐。即，图15的喷墨头单元具有可安装在打印装置上的墨盒的形态。
图21示出使用图20的喷墨头单元进行打印的喷墨打印装置的概略结构例。
在图示的喷墨打印装置中，将滑动架500固定在无端带501上，而且能沿引导轴502移动。无端带501被卷绕在皮带轮503，503上，在皮带轮503上连结了滑动架驱动电机504的驱动轴。因而，滑动架500伴随电机504的旋转驱动，沿引导轴502在往复方向(A方向)上进行主扫描。
在滑动架500上安装了上述墨盒形态的喷墨头单元。对于喷墨头单元来说，头410的喷出口5与作为打印媒体的用纸P相对，而且，以上述排列方向与主扫描方向不同的方向(例如，作为用纸P的运送方向的副扫描方向)一致的方式安装在滑动架500上。再有，关于喷墨头410和墨罐404的组，可设置与使用的墨色对应的个数，在图示的例中，与4色(例如黑、黄、紫红、蓝绿)相对应，设置了4组。
此外，在图示的装置中，为了检测滑动架的主扫描方向上的移动位置等的目的，设置了直线编码器506。作为直线编码器506的一个构成要素，有沿滑动架500的移动方向设置的直线标尺507，在该直线标尺507上以规定的密度按等间隔形成了狭缝。另一方面，在滑动架500上例如设置了具有发光部和受光传感器的狭缝的检测系统508和信号处理电路作为直线编码器506的另一个构成要素。因而，伴随滑动架500的移动，从直线编码器506输出规定墨喷出时序用的喷出时序信号和滑动架的位置信息。
在与滑动架500的扫描方向正交的箭头B方向上间歇地运送作为打印媒体的记录纸P。利用运送方向上流侧的一对辊单元509和510以及下流侧的一对辊单元511和512支撑记录纸P，在赋予一定的张力并确保了对于喷墨头410的平坦性的状态下运送记录纸P。从未图示的用纸运送电机传递对各辊单元的驱动力。
利用以上那样的结构，伴随滑动架500的移动，一边交替地重复进行与喷墨头410的喷出口的排列宽度对应的宽度的打印和用纸P的运送，一边进行对于用纸P整体的打印。
再有，滑动架500在打印开始时或打印中根据需要停止在起始位置上。在该起始位置上设置了对设置了喷墨头410的喷出口的面(喷出口面)进行加盖的顶盖部件513，在该顶盖部件513上连接了从喷出口强制地吸引墨并防止喷出口的堵塞等用的吸引回复单元(未图示)。
上面已经就优选实施例详细描述了本发明，本领域的技术人员可以根据以上内容在不偏离本发明的思想的情况下进行种种变更，这些变更也同样属于本发明。
Claims (12)
1.一种喷墨头用基板，具有与通电对应地发生用于喷出墨的热能的发热部，其特征在于，具备：
具有用于形成上述发热部的间隙的电极布线层；
包含上述间隙并作为上述电极布线层的上层被配置的发热电阻体层；
作为上述电极布线层和上述发热电阻体层的上层被配置的、在上述发热部上具有比上述间隙宽的间隙的第1保护层；以及
包含该第1保护层具有的间隔并作为上述第1保护层的上层被配置的第2保护层。
2.如权利要求1中所述的喷墨头用基板，其特征在于：
用Al或Al合金形成了上述电极布线层。
3.如权利要求1或2中所述的喷墨头用基板，其特征在于：
上述第2保护层的厚度比上述第1保护层的厚度薄。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的喷墨头用基板，其特征在于：
对于上述电极布线串联地形成有多个上述发热部。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的喷墨头用基板，其特征在于：
还具备被配置在上述第1保护层与上述第2保护层之间并与上述电极布线层电连接的第2电极布线层。
6.如权利要求5中所述的喷墨头用基板，其特征在于：
上述第2电极布线层的厚度比上述电极布线层的厚度薄。
7.一种喷墨头用基板的制造方法，该喷墨头用基板具有与通电对应地发生用于喷出墨的热能的发热部，该制造方法的其特征在于，具备下述工序：
在基体上配置具有用于形成上述发热部的间隙的电极布线层的工序；
包含上述间隙并作为上述电极布线层的上层配置发热电阻体层的工序；
作为上述电极布线层和上述发热电阻体层的上层配置第1保护层并在上述发热部上在具有比上述间隙宽的间隙的范围内除去该第1保护层的工序；以及
包含上述范围并作为上述第1保护层的上层配置第2保护层的工序。
8.如权利要求7中所述的喷墨头用基板的制造方法，其特征在于：
配置上述电极布线层的工序具有利用干法刻蚀进行构图的工序。
9.如权利要求7或8中所述的喷墨头用基板的制造方法，其特征在于：
在配置上述发热电阻体层的工序之前具有实施反溅射的工序。
10.如权利要求7至9中任意一项所述的喷墨头用基板的制造方法，其特征在于：
在配置上述发热电阻体层的工序后，存在将包含上述第1保护层的配置的上述基体暴露于大于等于400℃下的工序。
11.如权利要求7至10中任意一项所述的喷墨头用基板的制造方法，其特征在于：
在配置上述第1保护层的工序后，在上述第2保护层被配置之前，还具备配置作为第1保护层的上层被配置并且与上述电极布线层电连接的第2电极布线层的工序。
12.一种喷墨头，其特征在于，具备：
权利要求1至6中任意一项记载的喷墨头用基板；以及
与上述发热部对应的喷墨口。
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