11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : B41J 2/16. por dicho método y método de fabricación de un aparato mecánico miniatura.

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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : B41J 2/16 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación: Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Método de fabricación de un cabezal para descarga de líquido, cabezal para descarga de líquido fabricado por dicho método y método de fabricación de un aparato mecánico miniatura. 30 Prioridad: JP Titular/es: CANON KABUSHIKI KAISHA 30-2, 3-chome Shimomaruko, Ohta-ku, Tokyo, JP 4 Fecha de publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Suzuki, Yoshiaki; Tagawa, Yoshinori; Miyagawa, Masashi; Watanabe, Makoto; Masukawa, Tatsuya; Kurihara, Yoshiaki y Iijima, Yasushi 4 Fecha de la publicación del folleto de la patente: Agente: Durán Moya, Carlos ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 DESCRIPCIÓN Método de fabricación de un cabezal para descarga de líquido, cabezal para descarga de líquido fabricado por dicho método y método de fabricación de un aparato mecánico miniatura. Antecedentes de la invención Sector técnico al que pertenece la invención La presente invención se refiere a un método para la fabricación de un cabezal para la descarga de líquido destinado a descargar el líquido deseado por la creación de una burbuja que tiene lugar por la acción de energía calorífica que actúa sobre el líquido. En particular, la presente invención se refiere a un método de fabricación de un cabezal para la descarga de líquido que tiene un elemento móvil que es desplazado por la utilización de la burbuja creada, haciendo referencia asimismo a un método para la fabricación de un aparato mecánico en miniatura. Asimismo, la presente invención puede ser aplicada a aparatos tales como una impresora para realizar la impresión sobre soportes de impresión tales como papel, hilo, fibras, telas, metales, plásticos, cristal, madera o cerámica, una copiadora, un aparato facsímil que tiene un sistema de comunicación y un procesador de textos que tiene una parte de impresora, así como un aparato de impresión industrial combinado de manera compuesta con varios aparatos de proceso. El término impresión utilizado en la presente descripción significa no solamente el conseguir imágenes significativas tales como caracteres y cifras en los soportes de impresión, sino también facilitar imágenes sin significado, tales como modelos para los soportes de impresión. Técnicas anteriores relacionadas La figura 12 de los dibujos adjuntos es una vista en perspectiva parcialmente seccionada que muestra un cabezal para la descarga de líquido según la técnica anterior. Tal como se ha mostrado en la figura 12, el cabezal para la descarga de líquido según la técnica anterior tiene un sustrato (04) sobre el que se han dispuesto una serie de dispositivos de calentamiento (0) que son elementos creadores de burbujas para proporcionar energía al cabezal para crear burbujas en el líquido, quedando dispuestos en paralelo, así como una placa superior (01) unida sobre este sustrato (04). El sustrato (04) comprende un cuerpo de base de silicio o similar sobre el cual se forman una película de óxido de silicio o una película de nitruro de silicio con el objetivo de aislamiento y acumulación de calor, y capas de resistencia eléctrica y electrodos de cableado que constituyen los dispositivos de calentamiento (0) que son modelados sobre aquél. Al aplicar el voltaje desde estos electrodos de cableado a las capas de resistencia eléctrica para hacer pasar una corriente eléctrica a las capas de resistencia eléctrica, los dispositivos calentadores (0) generan calor. Sobre el sustrato (04) se han dispuesto electrodos (03) a los que se han conectado unos terminales externos (no mostrados) para suministro de energía eléctrica a dichos elementos de calentamiento (0). La placa superior (01) está destinada a la constitución de una serie de trayectorias de flujo de líquido (07) que corresponden a los dispositivos de calentamiento (0) y una cámara de líquido común () para suministrar el líquido a las trayectorias de flujo de líquido (07), estando dotado de manera integral con paredes laterales (01a) para trayectoria de flujo, que se extienden desde la parte superior o techo hasta la parte situada entre los dispositivos de calentamiento (0). Asimismo, la superficie superior de la placa superior (01) está dotada de una abertura (02) de comunicación de suministro de tinta para provocar que el líquido suministrado desde el exterior pase hacia adentro de la cámara común de líquido (). La placa superior (01) está constituida mediante un material de silicio y el modelo del líquido desde las trayectorias (07) y la cámara de líquido común () se puede formar por ataque, y las partes de las trayectorias de flujo de líquido (07) pueden ser atacadas y formadas después de que un material, tal como nitruro de silicio u óxido de silicio, que proporciona las paredes laterales (01a) de la trayectoria de flujo, se acumula sobre el sustrato de silicio por un método convencional de formación de una película tal como CVD. Una zona de pared queda dispuesta sobre la superficie extrema delantera de la placa superior (01) y esta parte de la pared está dotada de una serie de aberturas de descarga (06) que corresponden a las respectivas trayectorias de flujo de líquido (07) y que comunican con la cámara de líquido común () a través de las trayectorias de flujo de líquido (07). La figura 13 de los dibujos adjuntos es una vista en perspectiva parcialmente seccionada que muestra otro ejemplo del cabezal de descarga de líquido según la técnica anterior. El cabezal de descarga de líquido mostrado en la figura 13 está dotado de elementos móviles en voladizo (2009) dispuestos enfrentados a los dispositivos de calentamiento (200). Los elementos móviles (2009) comprenden una película delgada formada a base de un material de silicio, tal como nitruro de silicio u óxido de silicio o níquel o similar, con excelente elasticidad. Estos elementos móviles (2009) están dispuestos a una distancia predeterminada desde los dispositivos de calentamiento (200) a efectos de tener fulcros más arriba de los dispositivos de calentamiento (200) 2

3 y tener además extremos libres más abajo, con respecto a estos fulcros La placa superior (2001), la abertura (2002) de comunicación para el suministro de la tinta, los electrodos (2003), el sustrato (2004), los dispositivos de calentamiento (200), las aberturas de descarga (2006), las trayectorias de flujo de líquido (2007), y la cámara de líquido común (2013) del cabezal de descarga de líquido son similares a los del cabezal de descarga de líquido mostrado en la figura 12 y, por lo tanto, no es necesario describirlos en detalle. Las figuras 14A a 14D de los dibujos adjuntos son vistas en sección según la dirección de las trayectorias de flujo para ilustrar el método de descarga de líquido por el cabezal de descarga de líquido mostrado en la figura 13. Tal como se ha mostrado en la figura 14A, cuando el dispositivo de calentamiento (200) debe generar calor, éste actúa sobre la tinta situada entre el elemento móvil (2009) y el dispositivo de calentamiento (200), de manera que se crea una burbuja (2008) basándose en un fenómeno de ebullición laminar y desarrollándose sobre el dispositivo de calentamiento (200). La presión resultante del crecimiento de esta burbuja (2008) actúa preferentemente sobre el elemento móvil (2009) que, por esta razón, es desplazado abriéndose notablemente hacia la abertura de descarga (2006) alrededor del fulcro, tal como se ha mostrado en la figura 14B. Por el desplazamiento o estado desplazado del elemento móvil (2009), la propagación de la presión basada en la creación de la burbuja (2008) o el crecimiento de la propia burbuja (2008) está dirigido hacia la abertura de descarga (2006), y el líquido (gota de líquido (20)) es descargado desde la abertura de descarga (2006), tal como se ha mostrado en la figura 14C. Tal como se ha descrito anteriormente, el elemento móvil (2009) que tiene fulcro en el lado de más arriba (lado de la cámara de líquido común) del flujo de líquido en la trayectoria de flujo de líquido (2007) y que tiene un extremo libre en el lado descendente (lado de la abertura de descarga (2006)) del mismo, está dispuesto en cada uno de los calentadores (200), de manera que la dirección de propagación de la presión de la burbuja (2008) está dirigida hacia el lado de más abajo o descendente y, por lo tanto, la presión de la burbuja (2008) contribuye de manera directa y eficaz a la descarga. La dirección de crecimiento de la burbuja (2008), igual que la dirección de propagación de la presión de la burbuja, está dirigida hacia el lado de más abajo, y la burbuja se hace más grande en el lado de más abajo que en el lado de más arriba. La dirección de crecimiento de la burbuja (2008) está controlada por lo tanto por el elemento móvil (2009), controlando de esta manera la dirección de la propagación de la presión de la burbuja (2008), de manera que se pueden mejorar características de descarga fundamentales tales como rendimiento de la descarga y fuerza de la descarga, o bien velocidad de la misma. Por otra parte, tal como se ha mostrado en la figura 14D, cuando la burbuja (2008) entra en su fase de desaparición, dicha burbuja (2008) desaparece con rapidez por el efecto combinado con la fuerza elástica del elemento móvil (2009), y el elemento móvil (2009) vuelve finalmente a su posición inicial mostrada en la figura 14A. En este momento, a efectos de compensar la contracción de volumen de la burbuja y para compensar el volumen descargado del líquido, el líquido fluye desde el lado de más arriba, es decir, el lado de la cámara de líquido común, y se lleva a cabo el relleno de la trayectoria de flujo de líquido (2007) con el líquido, y este relleno con el líquido se efectúa de manera eficaz y racional con la acción de retorno del elemento móvil (2009). En un método de fabricación de un cabezal para descarga de líquido según la técnica anterior mostrada en la figura de los dibujos adjuntos, los elementos móviles (2009) se forman en primer lugar sobre un sustrato (2004) sobre el que se disponen los elementos calentadores (200), etc. Los elementos móviles (2009) están construidos por una serie de procesos de semiconductor que comprenden, por ejemplo, la formación de un modelo de capa de aluminio sacrificial, la formación de capas de SiN que forman los elementos móviles (2009) y el modelado de las capas de SiN. Tal como se ha descrito en lo anterior, se disponen dispositivos tales como los elementos móviles sobre la superficie del sustrato (2004) y, por lo tanto, la superficie del sustrato (2004) tiene irregularidades con una altura del orden de 3 a µm. A continuación, un elemento de pared (20) de la tobera para constituir trayectorias de flujo de líquido (2007) y la cámara de líquido común (2013) (ver figura 13 para ambos elementos) entre el sustrato (2004) y una placa superior (2001) es unido sobre el sustrato (2004). La superficie superior del elemento de pared (20) de la tobera a la que se tiene que unir la placa superior (2001) es aplanada a continuación. A continuación, la placa superior (2001) es unida a la superficie superior del elemento de pared (20) de la tobera, y una placa de orificios (2011) formada con aberturas de descarga (2006) se une a una superficie extrema en la que se abren las trayectorias de flujo de líquido (2007). Mediante las fases antes descritas, se fabrica el cabezal para descarga de líquido según la técnica anterior tal como se ha mostrado en la figura 13. No obstante, en el método de fabricación descrito con referencia a la figura, es necesario unir de manera precisa el elemento de pared (20) de la tobera sobre el sustrato (2004) y, además, es necesario aplanar la superficie superior del elemento de pared (20) de la tobera antes de la unión de la placa superior (2001) y, por lo tanto, las etapas de fabricación son engorrosas. Asimismo, cuando este elemento de pared tiene que ser formado a base de un material orgánico, se puede formar una película del grosor antes mencionado si se utiliza una película seca, pero la superficie del sustrato es irregular tal como se ha descrito anteriormente y, por lo tanto, no solamente resulta difícil conseguir el aplanado de la superficie superior del elemento de pared, sino que se tiene el temor de que los elementos móviles se deformen por la acción 3

4 de la película seca. Además, resulta difícil formar una película gruesa con un grosor de varias decenas de µm, por la utilización de un proceso húmedo convencional Características de la invención Por lo tanto, la presente invención tiene como objetivo dar a conocer un método para la fabricación de un cabezal para descarga de líquido en el que la superficie superior de un elemento de pared se puede aplanar y cuyo tiempo de fabricación se puede reducir, de manera que el cabezal de descarga de líquido es dotado de un elemento de pared constituido en forma de una película gruesa que tiene un grosor de varias decenas de µm, y un método de fabricación de un aparato de tipo mecánico minúsculo. Este objetivo se consigue por el método de fabricación de un cabezal de descarga de líquido que tiene las características definidas en la reivindicación 1, y se consigue mediante un método de fabricación de un aparato mecánico diminuto que tiene las características definidas en la reivindicación. De acuerdo con el cabezal de descarga de líquido construido tal como se ha descrito anteriormente, en comparación con el caso en el que se forma un material inorgánico tal como SiN o SiO en la película para formar un elemento de pared, resulta posible acortar el tiempo de fabricación. Además, de acuerdo con la presente invención, el elemento de pared es formado por la exposición a la luz de una parte predeterminada de resina de tipo negativo aplicada sobre el sustrato, para su endurecimiento y, por lo tanto, a diferencia del proceso húmedo convencional, resulta posible formar una película gruesa que tiene un grosor de varias decenas de µm. Asimismo, de modo preferente el elemento de pared puede tener una construcción constituida por el método de formación con una etapa de aplicación de la resina líquida a la superficie del sustrato sobre la que se dispone el elemento móvil por recubrimiento por centrifugación, teniendo además la etapa de exposición a la luz y endurecimiento de dicha parte de la resina aplicada que constituye el elemento de pared, y la etapa de eliminar dicha parte de la resina aplicada que no se ha endurecido. Además, el método de formación tiene la etapa de realizar la cocción de la resina a una temperatura igual o superior al punto de fusión de la resina endurecida después de la etapa de eliminar la parte de la resina aplicada que no se ha endurecido, de manera que el flujo de nivelación de la superficie superior del elemento de pared se consigue de manera muy precisa. Además, no es necesario aplanar la superficie superior del elemento de pared por pulido o similar, lo que constituye una fase posterior, y las etapas de fabricación para el cabezal de descarga de líquido se simplifican y, además, resulta posible fabricar el cabezal de descarga de líquido de manera económica. Además, al adoptar una construcción en la que la resina contiene un componente sólido en 0% o más y el peso molecular promedio del mismo es de.000 o menos, la viscosidad de la resina resulta relativamente baja y pasa a ser posible aplanar la resina satisfactoriamente en la etapa de aplicación por recubrimiento por centrifugación y asimismo, se puede hacer que la resina fluya satisfactoriamente en el intersticio existente entre el sustrato y el elemento móvil. Por lo tanto, la posibilidad de flexión o curvatura en el elemento móvil cuando la resina se aplica por recubrimiento por centrifugación se puede reducir. Por lo tanto, en comparación con el caso en el que se ha formado un material inorgánico tal como SiN o SiO en forma de película, para formar de esta manera un elemento de pared, el tiempo de fabricación se acorta y, además, a diferencia del proceso convencional en húmedo, resulta posible formar una película gruesa con un grosor de varias decenas de µm. Además, se puede adoptar una construcción que tiene la etapa de realizar la cocción en horno de la resina a una temperatura igual o superior al punto de fusión de la resina endurecida, después de la etapa de eliminar la parte de la resina aplicada que no se ha endurecido. Además, se puede adoptar una construcción en la que la resina contiene 0% de componentes sólidos o más, y el peso molecular promedio de la misma es de.000 o menos. 60 Además, preferentemente la resina puede contener un componente sólido en el 0% o más, y el peso molecular promedio del mismo puede ser de.000 o menos. Preferentemente, se puede adoptar una construcción con la etapa de realizar la cocción de la resina a una temperatura igual o superior al punto de fusión de la resina endurecida, después de la etapa de eliminar la parte de la resina aplicada que no se ha endurecido. Breve descripción de los dibujos 6 La figura 1 es una vista en sección según la dirección de la trayectoria de flujo de líquido para mostrar la estructura de un cabezal de descarga de líquido que constituye una realización de la presente invención. La figura 2 es una vista en sección de un elemento de sustrato utilizado en el cabezal para la descarga de líquido mostrado en la figura 1. 4

5 La figura 3 es una vista en sección típica en la que el elemento de sustrato mostrado en la figura 2 está seccionado a efectos de cortar los elementos principales del sustrato longitudinalmente. La figura 4 es una vista en planta de un cabezal para la descarga de líquido que soporta sobre el mismo el cabezal para la descarga de líquido mostrado en la figura 1. Las figuras A, B, C, D y E son vistas ilustrativas de un método para la formación de un elemento móvil sobre el elemento de sustrato. 20 La figura 6 es una vista ilustrativa de un método para la formación de una película de SiN sobre el elemento de sustrato por la utilización de un aparato de plasma CVD. La figura 7 es una vista ilustrativa de un método de formación de una película de SiN por la utilización de un aparato de ataque químico en seco. Las figuras 8A, 8B, 8C y 8D son vistas en sección de diferentes etapas que ilustran el método para la fabricación de elementos móviles y paredes laterales de trayectoria de flujo sobre el elemento de sustrato. Las figuras 9A, 9B y 9C son vistas en perspectiva ilustrativas del método de formación de los elementos móviles y las paredes laterales de la trayectoria de flujo sobre el elemento de sustrato. Las figuras A y B son vistas ilustrativas de la etapa de lavado lateral en la etapa de formación de las paredes laterales de trayectorias de flujo La figura 11 muestra la situación después de la etapa de recubrimiento por centrifugación y la etapa de escurrido lateral realizadas en la etapa de formación de las paredes laterales de la trayectoria de flujo. La figura 12 es una vista en perspectiva con sección parcial que muestra un cabezal para la descarga de líquido de acuerdo con la técnica anterior. La figura 13 es una vista en perspectiva con una sección parcial que muestra otro ejemplo del cabezal para la descarga de líquido según la técnica anterior. Las figuras 14A, 14B, 14C y 14D son vistas en sección según la dirección de una trayectoria de flujo ilustrativa del método de descarga de líquido por medio del cabezal de descarga de líquido mostrado en la figura 13. La figura es una vista en perspectiva ilustrativa de un método de fabricación del cabezal de descarga de líquido según la técnica anterior mostrado en la figura Descripción de las realizaciones preferentes Como realización aplicable a la presente invención se realizará a continuación la descripción de un cabezal para la descarga de líquido que tiene una serie de aberturas de descarga para la descarga de líquido desde las mismas, un primer sustrato y un segundo sustrato unidos entre sí para constituir una serie de trayectorias de flujo de líquido que comunican con las correspondientes aberturas de descarga, una serie de elementos de conversión de energía dispuestos en las correspondientes trayectorias de flujo de líquido para convertir energía eléctrica en energía de descarga de líquido en las trayectorias de flujo de líquido, y una serie de elementos o circuitos eléctricos que difieren en función entre sí para controlar el estado de activación de los elementos de conversión de energía, siendo atribuidos los elementos o circuitos eléctricos al primer sustrato y al segundo sustrato de conformidad con sus funciones. La figura 1 es una vista en sección transversal según la dirección de las trayectorias de flujos de líquido de un cabezal de descarga de líquido que constituye una realización de la presente invención. Tal como se muestra en la figura 1, el cabezal para la descarga de líquido tiene un elemento de sustrato (1) sobre el que se han dispuesto en paralelo una serie (solamente uno de ellos se ha mostrado en la figura 1) de elementos (2) generadores de calor para proporcionar energía eléctrica para la creación de una burbuja en el líquido, una placa superior (3) unida a este elemento de sustrato (1), una placa de orificios (4) unida a las superficies del extremo delantero del elemento de sustrato (1) y la placa superior (3), y un elemento móvil (6) montado en una trayectoria de flujo de líquido (7) constituida por el elemento de sustrato (1) y la placa superior (3). El elemento de sustrato (1) comprende un sustrato de silicio o similar y una película de óxido de silicio o nitruro de silicio dirigido al aislamiento y acumulación de calor y formado sobre el mismo, y capas de resistencia eléctrica y de cableado que constituyen los elementos generadores de calor (2) y modelado sobre los mismos. Se aplica un voltaje mediante este cableado a las capas de resistencia eléctrica para producir el flujo de una corriente eléctrica hacia las capas de resistencia eléctrica, con lo que los elementos generadores de calor (2) generan calor. La placa superior (3) está destinada a la construcción de una serie de trayectorias (7) de flujo de líquido que corresponden a los correspondientes elementos generadores de calor (2), y una cámara de líquido común (8) para

6 suministrar el líquido a las trayectorias de flujo de líquido (7) entre aquélla y el elemento de sustrato (1). Las paredes laterales (9) de la trayectoria de flujo, que constituyen la serie de trayectorias de flujo de líquido (7), y la cámara de líquido común (8) sobre el elemento de sustrato (1), están formadas a base de una resina epoxi fotosensible de tipo negativo sobre el elemento de sustrato (1), tal como se describirá más adelante con referencia a la figura 16 y figuras 9A a 9C. La placa de orificios (4) está constituida con una serie de aberturas de descarga () que corresponden a las trayectorias de flujo de líquido (7) y que comunican con la cámara de líquido común (8) a través de las trayectorias de flujo de líquido (7). La placa de orificios (4) está formada también en un material de silicio y está constituida, por ejemplo, planeando un sustrato de silicio formado con las aberturas de descarga () hasta un grosor del orden de a 0 µm. La placa de orificios (4) no tiene siempre la construcción necesaria para la presente invención y, en vez de proporcionar la placa de orificios (4), se puede dejar en la superficie del extremo delantero de la placa superior (3) una pared que corresponde al grosor de la placa de orificios (4), cuando se forman las trayectorias de flujo de líquido (7) en la placa superior (3), y las aberturas de descarga () pueden ser formadas en esta parte para proporcionar de esta manera una placa superior dotada de aberturas de descarga. El elemento móvil (6) es una película delgada en forma de voladizo dispuesta enfrentada al elemento generador de calor (2) a efectos de dividir cada trayectoria de flujo de líquido (7) en una primera trayectoria de flujo de líquido (7a) que comunica con la abertura de descarga (), y una segunda trayectoria de flujo de líquido (7b) que tiene el elemento generador de calor (2), estando construida en un material de silicio tal como nitruro de silicio u óxido de silicio. El elemento móvil (6) está dispuesto a una distancia predeterminada desde el elemento generador de calor (2) en una situación tal que cubre el elemento generador de calor (2) en una posición dirigida al elemento generador de calor (2) a efectos de disponer de un fulcro (6a) en el lado de más arriba de un flujo más importante que procede desde la cámara de líquido común (8) hacia la abertura de descarga () a través del elemento móvil (6) por la acción de descarga del líquido, y teniendo el extremo libre (6b) en el lado de más abajo con respecto a este fulcro (6a). El espacio entre el elemento generador de calor (2) y el elemento móvil (6) es un área () de creación de burbujas. Cuando el elemento generador de calor (2) está realizado para generar calor en base a la construcción antes descrita, el calor actúa sobre el líquido en el área () de creación de burbujas entre el elemento móvil (6) y el elemento generador de calor (2), de manera que una burbuja basada en el fenómeno de ebullición laminar es creada sobre el elemento generador de calor (2) y se desarrolla. La presión que resulta del crecimiento de esta burbuja preferentemente actúa sobre el elemento móvil (6) que, por esta razón, es desplazado para su apertura importante hacia la abertura de descarga () alrededor del fulcro (6a), tal como se ha indicado por las líneas de trazos de la figura 1. Por el desplazamiento o situación desplazada del elemento móvil (6), la propagación de la presión basada en la creación de la burbuja o el crecimiento de la propia burbuja se dirige hacia el lado de la abertura de descarga () y el líquido es descargado desde la abertura de descarga (). Es decir, el elemento móvil (6) que tiene el fulcro (6a) en el lado de más arriba (lado de la cámara de líquido común (8)) del flujo del líquido en la trayectoria de flujo de líquido (7) y que tiene su extremo libre (6b) en el lado de más abajo (lado de la abertura de descarga ()) está dispuesto en el área () de creación de las burbujas, de manera que la dirección de propagación de la presión de la burbuja se dirige al lado de más abajo y, por lo tanto, la presión de la burbuja contribuye de manera directa y eficaz a la descarga. La dirección de crecimiento de la burbuja, igual que la dirección de propagación de la presión, está dirigida en sentido descendente y la burbuja crece de manera más importante en el lado de más abajo que en el lado de más arriba. Tal como se ha descrito anteriormente, la dirección de crecimiento de la burbuja es controlada por el elemento móvil para controlar meramente la dirección de propagación de la presión de la burbuja, con lo que características de descarga fundamentales tales como la eficacia de la descarga y la fuerza de descarga o velocidad de descarga se pueden mejorar. Por otra parte, cuando la burbuja entra en la etapa de desaparición, la burbuja desaparece con rapidez por el efecto combinado de la fuerza elástica del elemento móvil (6), y el elemento móvil (6) vuelve finalmente a su posición inicial indicada por la línea continua de la figura 1. En este momento, a efectos de compensar la contracción de volumen de la burbuja en el área () de creación de la misma y compensar el volumen descargado de líquido, el líquido entra desde el lado de más arriba, es decir, el lado de la cámara de líquido común (8), de manera que se lleva a cabo el relleno de la trayectoria (7) de flujo de líquido con el líquido, y este relleno con el líquido se lleva a cabo de manera eficaz y racional, así como estable con la acción de retorno del elemento móvil (6). Asimismo, el cabezal de descarga de líquido de la presente realización tiene circuitos y elementos para controlar la activación de los elementos generadores de calor (2). Estos circuitos y elementos están dispuestos divisionalmente sobre el sustrato (1) o placa superior (3) de acuerdo con las funciones de los mismos. Asimismo, estos circuitos y elementos pueden quedar realizados fácilmente y de manera precisa por la utilización de la técnica de procesos de obleas semiconductoras, porque el elemento de sustrato (1) y la placa superior (3) están constituidos en un material de silicio. A continuación se realizará una descripción de la estructura del sustrato (1) constituido por la utilización de una técnica de proceso de obleas de semiconductores. La figura 2 es una sección del elemento de sustrato utilizado en el cabezal de descarga de líquido mostrado en la 6

7 figura 1. Tal como se ha mostrado en la figura 2, en el elemento de sustrato (1) utilizado en el cabezal de descarga de líquido de la presente realización, la película oxidada térmicamente (302) como capa de acumulación de calor y la película entre capas (303) que sirve también como capa de acumulación de calor quedan dispuestas en forma de capas en el orden indicado sobre la superficie de un sustrato de silicio (301). Una película de SiO 2 o de Si 3 N 4 es utilizada como película entre capas (303). Una capa de resistencia (304) queda formada parcialmente sobre la superficie de la película entre capas (303), y el cableado (30) queda formado parcialmente sobre la superficie de la capa de resistencia (304). Una aleación de cableado de Al-Si, Al-Cu o similar es utilizada como cableado (30). La película de protección (306) que comprende una película de SiO 2 o una película de Si 3 N 4 queda constituida sobre la superficie del cableado (30), la capa de resistencia (304) y la película entre capas (303). La película resistente a la cavitación (307) para proteger la película de protección (306) contra choques químicos y físicos resultado del calentamiento de la capa de resistencia (304) es formada sobre y alrededor de la parte de la superficie de la película de protección (306) que corresponde a la capa de resistencia (304). El área de la superficie de la capa de resistencia (304) sobre la que no se forma el cableado (30) es una parte de actuación térmica (308) que es una parte sobre la que actúa el calor de la capa de resistencia (304). La película de este elemento de sustrato (1) está formada sobre la superficie del sustrato de silicio (301) por técnica de fabricación de semiconductores y la parte de actuación térmica (308) queda dispuesta sobre el sustrato de silicio (301). La figura 3 es una vista en sección típica en la que el elemento de sustrato (1) mostrado en la figura 2 está seccionado a efectos de cortar los elementos principales del elemento de sustrato longitudinalmente. Tal como se muestra en la figura 3, un área (422) de tipo N y un área (423) de tipo P quedan dispuestas parcialmente sobre la capa superficial del sustrato de silicio (301) que es conductor P. Por la utilización de un proceso general Mos, se disponen sobre el área (422) de tipo N y el área (423) del tipo P, P-Mos (420) y N-Mos (421), respectivamente, por la introducción y difusión de impurezas, tal como implantación de iones. El P-Mos (420) está formado por un área fuente (4) y un área sumidero (426) formadas por impurezas de tipo N o de tipo P, introduciéndose parcialmente en la capa superficial del área (422) de tipo N, un cableado de tipo puerta (43) apilado sobre la superficie de dicha parte del área (422) de tipo N excepto el área fuente (4) y el área sumidero (426) a través de la película aislante de puerta (428) que tiene un grosor de varios centenares de Å, etc. Asimismo, N-Mos (421) queda formado por un área fuente (4) y un área sumidero (426) formadas por impurezas de tipo N o de tipo P parcialmente introducidas en la capa superficial del área (423) de tipo P, cableado puerta (43) apilado sobre la superficie de dicha parte del área de tipo P (422), excepto el área fuente (4) y el área sumidero (426) a través de la película de aislamiento de puerta (428) que tiene un grosor de varios cientos de Å, etc. El cableado de puerta (43) es formado de polisilicio con un grosor de 4000 Å a 000 Å apilado por el método CVD. C-Mos logic está formado de P-Mos (420) y N-Mos (421). Un transistor N-Mos (430) para activación de un elemento de conversión electrotérmico queda dispuesto en la parte del área (423) de tipo P que difiere del N-Mos (421). El transistor N-Mos (430) está formado también por un área fuente (432) y un área sumidero (431) parcialmente dispuestos en la capa superficial del área de tipo P (423) por las etapas de introducción y difusión de impurezas, cableado puerta (433) acumulado o apilado sobre la superficie de la parte del área (423) de tipo P, excepto el área de tipo fuente (432) y el área de tipo sumidero (431) a través de la película (428) de aislamiento de puerta, etc. Si bien en la presente realización, el transistor N-Mos (430) es utilizado como transistor para activar el elemento de conversión electrotérmica, el transistor no queda restringido a este tipo de transistor si es un transistor que tiene capacidad de activar individualmente una serie de elementos de conversión electrotérmica y que es capaz de obtener una estructura minúscula tal como se ha descrito anteriormente. Entre los elementos tales como los elementos P-Mos (420) y los N-Mos (421) y entre los elementos N-Mos (421) y el transistor N-Mos (430), se forma un área (424) de separación de la película oxidada por oxidación de campo con un grosor de 000 Å a 000 Å, y los elementos son separados por el área (424) de separación de película oxidada. La parte del área (424) de separación de la película oxidada que corresponde a la parte de acción térmica (308) juega el papel de primera capa de acumulación de calor (434) tal como se observa desde el lado de la superficie del sustrato de silicio (301). La película aislante entre capas (436) que comprende una película PSG o una película BPSG con un grosor aproximado de 7000 Å es formada sobre la superficie de cada uno de los P-Mos (420), el N-Mos (421) y el transistor N- Mos (430) por el método CVD. Después de haber aplanado por tratamiento térmico la película aislante entre capas (436), se lleva a cabo cableado mediante el electrodo de Al (437) que es una primera capa de cableado a través de un orificio de contacto que se extiende a través de la película (436) de aislamiento entre capas y la película (428) de aislamiento de puerta. La película (438) de aislamiento entre capas, que comprende una película de SiO 2 que tiene un grosor de 000 Å hasta 000 Å, queda formada sobre las superficies de la película aislante entre capas (436) y el electrodo de Al (437) por el método de plasma CVD. Una capa de resistencia (304) comprendiendo una película de TaN 0,8,hex con un grosor aproximado de 00 Å se forma sobre la parte de la superficie de la película aislante entre capas (438) que corresponde a la parte de acción térmica (308) y el transistor N-Mos (430) por el método de bombardeo iónico en corriente continua (DC). La capa de resistencia (304) está conectada eléctricamente al electrodo Al (437) cerca del área de drenaje (431) con intermedio de un orificio pasante formado en la película aislante (438) entre capas. 7

8 El cableado de Al (30) como segunda capa de cableado que proporciona cableado a cada uno de los elementos de conversión electrotérmica está formado sobre la superficie de la capa de resistencia (304) La película de protección (306) sobre la superficie del cableado (30), la capa de resistencia (304) y la película aislante entre capas (438) comprende una película de Si 3 N 4 con un grosor de 000 Å formada por el método de plasma CVD. La película de resistencia a la cavitación (307) formada sobre la superficie de la película de protección (306) comprende una película de Ta o similar con un grosor aproximado de 00 Å. Cuando el cabezal de descarga de líquido obtenido de este modo tiene que ser soportado sobre un cartucho de cabezal o un aparato de descarga de líquido, está fijado sobre un sustrato de base (22) sobre el que se dispone un sustrato (23) de cableado impreso, y queda realizado en una unidad de cabezal de descarga de líquido (20), tal como se ha mostrado en la figura 4. En la figura 4, una serie de modelos de cableado (24) eléctricamente conectados a la parte de control del cabezal del aparato de descarga de líquido quedan dispuestos sobre el sustrato de cableado impreso (23), y estos modelos de cableado (24) están conectados eléctricamente a patillas de contacto externo () con intermedio de conductores de unión (). Las patillas de contacto externo () están dispuestas solamente en el elemento de sustrato (1) y, por lo tanto, la conexión eléctrica entre el cabezal de descarga de líquido (21) y el exterior se puede realizar de manera similar a la del cabezal de descarga de líquido correspondiente a la técnica anterior. Mientras en este caso las patillas de contacto externo () han sido descritas por su disposición sobre el elemento de sustrato (1), se pueden disponer no sobre el elemento de sustrato (1), sino solamente sobre la placa superior. A continuación se realizará la descripción de un método de fabricación del elemento móvil del elemento de sustrato que utiliza el proceso de fotolitografía. Las figuras A-E son vistas ilustrativas de un ejemplo del método de fabricación del elemento móvil (6) sobre el cabezal de descarga de líquido que se ha descrito con referencia a la figura 1, y en las figuras A-E, se han mostrado una sección según la dirección de la trayectoria de flujo de la trayectoria de flujo de líquido (7) mostrada en la figura 1. En el método de fabricación que se describirá con referencia a las figuras A-E, el elemento móvil (6) formado sobre el elemento de sustrato (1) y las paredes del lado de la trayectoria de flujo formada sobre la placa superior son unidas entre sí para fabricar de esta manera el cabezal de descarga de líquido de la construcción mostrada en la figura 1. De acuerdo con ello, en este método de fabricación, las paredes laterales de la trayectoria de flujo quedan realizadas en la placa superior antes de que ésta sea unida al elemento de sustrato (1) sobre el que está realizado el elemento móvil (6). En primer lugar, en la figura A, en el conjunto de la superficie del elemento de sustrato (1) que es adyacente al elemento generador de calor (2), se forma una película de TiW (76) como primera capa protectora para proteger la parte de la patilla de conexión para realizar la conexión eléctrica en el elemento generador de calor (2) con un espesor aproximado de 000 Å por el método de bombardeo iónico. A continuación, en la figura B, sobre la superficie de la película de TiW (76), se forma una película de Al para formar un elemento (71a) constitutivo de un intersticio con un grosor aproximado de 4 µm por el método de bombardeo iónico. El elemento (71a) para la formación del intersticio se extiende a un área en la que la película de SiN (72a) es sometida a ataque químico en la etapa de la figura D que se describirá más adelante. La película de Al se forma por la utilización del bien conocido proceso fotolitográfico, para eliminar solamente la parte de la película de Al que corresponde a la parte soportada y fijada del elemento móvil (6), y el elemento (71a) de formación del intersticio queda constituido sobre la superficie de la película de TiW (76). De este modo, la parte de la superficie de la película de TiW (76) que corresponde a la parte soportada y fijada del elemento móvil (6) queda expuesta, es decir, a la vista. Este elemento (71a) de formación del intersticio comprende una película de Al para formar el intersticio entre el elemento de sustrato (1) y el elemento móvil (6). El elemento (71a) de formación del intersticio está constituido en la totalidad de la parte de la superficie de la película de TiW (76) incluyendo una posición que corresponde al área () de creación de burbuja entre el elemento de generación de calor (2) y el elemento móvil (6) mostrado en la figura 1 y excluyendo la parte que corresponde a la parte soportada y fijada del elemento móvil (6). De acuerdo con ello, en este método de fabricación, el elemento (71a) de formación del intersticio está constituido en la parte de la superficie de la película de TiW (76) que corresponde a las paredes laterales de la trayectoria de flujo. El elemento (71a) de formación del intersticio, tal como se describirá más adelante, funciona como capa de tope al ataque químico cuando el elemento móvil (6) queda constituido por ataque químico de secado. La razón de ello es que la película de TiW (76), la película de Ta como película de resistencia a la cavitación sobre el elemento de sustrato (1) y la película de SiN como capa de protección sobre el elemento de resistencia, son atacadas por un gas de ataque químico utilizado para formar la trayectoria de flujo líquido (7), y a efectos de impedir el ataque químico de dichas capas y película, se forma un elemento (71a) constitutivo de intersticio sobre el elemento de sustrato (1). De esta manera, la superficie de la película de TiW (76) no queda expuesta cuando el ataque en seco de la película de SiN se lleva a cabo para formar el elemento móvil (6), y se impiden averías en la película de TiW (76) y elementos funcionales del elemento de sustrato (1) por el ataque químico en seco, por el elemento (71a) de formación del intersticio. A continuación, en la figura C, en el conjunto de la superficie del elemento (71a) formador de intersticio y el conjunto de la superficie expuesta de la película de TiW (76), se forma la película de SiN (72a) que tiene un grosor aproximado de 4, µm que es una película de material destinada a la formación del elemento móvil (6) a efectos 8

9 de cubrir el elemento (71a) de formación de intersticio mediante la utilización del método de plasma CVD. En este caso, cuando se tiene que formar la película de SiN (72a) por la utilización de un aparato de plasma CVD, tal como se describirá a continuación con referencia a la figura 6, la película de resistencia a la cavitación formada por Ta dispuesta sobre el elemento de sustrato (1) se conecta a tierra a través del sustrato de silicio o similar que constituye el elemento de sustrato (1). De esta manera, los elementos funcionales tal como los elementos generadores de calor (2) y el circuito de retención del elemento de sustrato (1) pueden ser protegidos contra las cargas de iones y radicales descompuestos por la descarga de plasma en la cámara de reacción del aparato de plasma CVD. Tal como se ha mostrado en la figura 6, un electrodo RF (82a) y un soporte (8a) en oposición entre sí y a una distancia predeterminada, quedan dispuestos en la cámara de reacción (83a) del aparato de plasma CVD para formar la película de SiN (72a). Se aplica un voltaje al electrodo de RF (82a) mediante un suministro de potencia RF (81a) fuera de la cámara de reacción (83a). Por otra parte, el elemento de sustrato (1) es montado en la superficie del soporte (8a) adyacente al electrodo RF (82a), y la superficie del elemento de sustrato (1) adyacente al elemento generador de calor (2) queda dispuesta en oposición al electrodo RF (82a). En este caso, la película de resistencia a la cavitación que comprende Ta formado en la superficie del elemento generador de calor (2) que tiene el elemento de sustrato (1), está eléctricamente conectado al sustrato de silicio del elemento de sustrato (1), y el elemento (71a) formador de intersticio está conectado a tierra a través del sustrato de silicio del elemento de sustrato (1) y el soporte (8a). En el aparato de plasma CVD construido tal como se ha descrito, se suministra gas a la cámara de reacción (83a) a través del tubo de suministro (84a) en un estado en el que la película de resistencia a la cavitación está conectada a tierra y el plasma (46) es generado entre el elemento de sustrato (1) y el electrodo RF (82a). Los iones y radicales descompuestos por la descarga de plasma en la cámara de reacción (83a) se acumulan sobre el elemento de sustrato (1), de manera que se forma la película SiN (72a) sobre el elemento de sustrato (1). En este momento, se generan cargas sobre el elemento de sustrato (1) por los iones y radicales, pero la película de resistencia a la cavitación es conectada a masa tal como se ha descrito anteriormente, los elementos funcionales tales como los elementos generadores de calor (2) y el circuito de retención del elemento de sustrato (1) quedan protegidos contra averías por las cargas de tipo iones y radicales. A continuación, en la figura D, la película de Al es formada con un grosor aproximado de 60 Å sobre la superficie de la película de SiN (72a) por el método de bombardeo iónico, después de lo cual la película de Al que se ha formado es modelada por la utilización del bien conocido proceso fotolitográfico, y la película de Al (no mostrada) como segunda capa de protección se deja en la parte de la superficie de la película de SiN (72a) que corresponde al elemento móvil (6). La película de Al como segunda capa de protección pasa a ser una capa de protección (capa de tope de ataque químico), es decir, una máscara o plantilla, cuando se lleva a cabo el ataque en seco de la película de SiN (72a) para formar el elemento móvil (6). A continuación, por la utilización de un aparato de ataque químico utilizando plasma de acoplamiento dieléctrico, se modela la película de SiN (72a) con la segunda capa de protección antes mencionada como plantilla o máscara, formando de esta manera el elemento móvil (6) constituido por la parte izquierda de la película de SiN (72a). En el aparato de ataque químico, se utiliza una mezcla de gases CF 4 y O 2, y en la etapa de modelado de la película de SiN (72a), tal como se ha mostrado en la figura 1, se elimina la parte innecesaria de la película de SiN (72a), de manera que la parte soportada y fijada del elemento móvil (6) se puede fijar directamente al elemento de sustrato (1). El TiW que es el material componente de la capa de protección de las patillas y Ta que es el material componente de la película de resistencia a la cavitación del elemento de sustrato (1), quedan contenidos en el material componente de la parte en contacto íntimo entre la zona soportada y fijada del elemento móvil (6) y del elemento de sustrato (1). En este caso, cuando la película de SiN (72a) tiene que ser sometida a ataque mediante la utilización del aparato de ataque químico en seco, el elemento (71a) de formación de intersticio es conectado a tierra a través del elemento de sustrato (1) o similar, tal como se describirá a continuación con referencia a la figura 7. De esta manera, las cargas de iones y radicales producidos por la descomposición de gas CF 4 durante el ataque en seco, se puede impedir que permanezcan sobre el elemento (71a) de formación de intersticio para proteger de esta manera los elementos funcionales tales como los elementos generadores de calor (2) y el circuito de retención del elemento de sustrato (1). Asimismo, en la parte expuesta por la parte innecesaria de la película de SiN (72a) que es eliminada en esta etapa de ataque, es decir, el área de ataque químico, el elemento (71a) de formación de intersticio es constituido tal como se ha descrito anteriormente y, por lo tanto, la superficie de la película TiW (76) no queda expuesta y el elemento de sustrato (1) es protegido de manera fiable por el elemento (71a) que forma intersticio. Tal como se ha mostrado en la figura 7, un electrodo (82b) RF y un soporte o marco (8b) opuestos entre sí con una distancia predeterminada entre ellos, quedan dispuestos en la cámara de reacción (83b) del aparato de ataque químico en seco para el ataque de la película de SiN (72a). Se aplica un cierto voltaje al electrodo (82b) de RF mediante un suministro de potencia RF (81b) situado fuera de la cámara de reacción (83b). Por otra parte, el elemento de sustrato (1) está montado en la superficie del soporte (8b), que es adyacente al electrodo de RF (82b), y la superficie del elemento de sustrato (1), que es adyacente al elemento generador de calor (2), queda dispuesta en oposición al electrodo RF (82b). En este caso, el elemento de formación de intersticio (71a) comprende una película de Al y se encuentra conectado eléctricamente a la película de resistencia a la cavitación formada de Ta dispuesta sobre el elemento de sustrato (1), y la película de resistencia a la cavitación es conectada eléctricamente al sustrato de silicio del elemento de sustrato (1), tal como se ha descrito anteriormente, y el elemento (71a) de formación de intersticio 9

10 está conectado a tierra con intermedio de la película de resistencia a la cavitación y el sustrato de silicio del elemento de sustrato (1) y el soporte (8b). En el aparato de ataque químico en seco construido tal como se ha descrito anteriormente, se suministra la mezcla de gases CF 4 y O 2 a la cámara de reacción (83a) a través de un tubo de suministro (84a) con el elemento (71a) de formación de intersticio conectado a tierra, y se lleva a cabo el ataque químico de la película de SiN (72a). En este momento, se producen cargas sobre el elemento de sustrato (1) por iones y radicales producidos por la descomposición del gas CF 4, pero tal como se ha descrito anteriormente, el elemento de formación de intersticio (71a) está conectado a tierra, de manera que los elementos funcionales tales como los elementos generadores de calor (2) y el circuito de retención del elemento de sustrato (1) no pueden sufrir averías por las cargas de tipo iones y radicales. Si bien en la presente realización, los gases mixtos de CF 4 y O 2 se utilizan como gas suministrado a la cámara de reacción (83a), se puede utilizar también gas CF 4 o C 2 F 6 con los que no se mezcla O 2, o mezcla de gases C 2 F 6 y O A continuación, en la figura E, la segunda capa de protección que comprende la película de Al formada sobre el elemento móvil (6) y el elemento (71a) de formación de intersticio, que comprende la película de Al, son eluidos y eliminados por la utilización de una mezcla de ácidos formada por ácido acético, ácido fosfórico y ácido nítrico, y el elemento móvil (6) es realizado sobre el elemento de sustrato (1). Posteriormente, las partes de la película de TiW (76) formadas sobre el elemento de sustrato (1) que corresponden al área () de creación de burbujas y las patillas son eliminadas por la utilización de peróxido de hidrógeno. El elemento de sustrato (1) sobre el que se ha dispuesto el elemento móvil (6), es fabricado del modo descrito anteriormente. En este caso, se ha realizado la descripción con respecto a la situación en la que se fabrica un cabezal de descarga de líquido en el que, tal como se ha mostrado en la figura 1, la parte soportada y fijada del elemento móvil (6) está fijada directamente al elemento de sustrato (1), pero este método de fabricación se puede aplicar a la fabricación de un cabezal de descarga de líquido en el que el elemento móvil está fijado al elemento de sustrato con una zona de pedestal interpuesta entre ambos. En este caso, antes de la etapa de formación del elemento (71a) de formación del intersticio que se ha mostrado en la figura B, se forma una parte de pedestal para la fijación de la parte extrema del elemento móvil que se encuentra en oposición al extremo libre del elemento de sustrato en la superficie del elemento de sustrato que es adyacente al elemento generador de calor. También en este caso, TiW, que es el material componente de la capa protectora de la patilla, y Ta, que es el material componente de la película de resistencia a la cavitación del elemento de sustrato, están contenidos en el material componente de la parte en contacto íntimo entre la parte de pedestal y el elemento de sustrato. A continuación, la resina epoxi fotosensible (0) de tipo negativo que comprende el material mostrado en la Tabla 1 es aplicada con un grosor de 0 µm sobre un elemento de sustrato (1) (ver figuras 8A y 9A) sobre el que se ha formado el elemento móvil (6) tal como se ha descrito anteriormente, por recubrimiento por centrifugación (ver figuras 8B y 9B). TABLA 1 Material SU-8-0 (fabricado por Michro-chemical Corp.) 4 Espesor aplicado 0 µm Pre-cocción 90ºC, min., placa caliente 0 Aparato de exposición Cantidad de exposición de luz 2[J/cm 2 ] MPA600 (alineador por proyección simétrica fabricado por Canon) PEB Líquido de revelado Cocción principal 90ºC, min., placa caliente propilén glicol 1-monometil éter acetato (Kishida Kagaku) 200ºC, 1 hora 60 6 De este modo, la resina fotosensible (0) puede ser dispuesta entre el elemento móvil y el elemento de sustrato y también sobre la superficie del elemento móvil y, por lo tanto, se hace posible fabricar un cabezal de descarga de líquido que tiene un elemento móvil de alta fiabilidad, en el que se ha suprimido la deformación por la resina. El material de la pared utilizado en la presente invención se describirá a continuación. Como material del elemento de pared es preferible una resina fotosensible porque se pueden formar las trayectorias de flujo de líquido fácilmente y de manera precisa por fotolitografía. Se requieren en dicha resina fotosensible una elevada resistencia mecánica como material estructural, características de contacto íntimo con el elemento de sustrato (1), características de resistencia