專利名稱：噴墨記錄頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在如紙、絲、纖維、織物、皮革、金屬、塑料、玻璃、木材和陶瓷等各種記錄材料(介質(zhì))上進(jìn)行記錄的噴墨記錄頭。
背景技術(shù)：
在噴墨記錄頭中，通過從基板的背面貫通基板而形成共通
(common)墨供給口，并且在基板的開口的左右兩側(cè)中的一側(cè)或者兩側(cè)布置很多噴嘴以實(shí)現(xiàn)小型化和圖像品質(zhì)改進(jìn)。
例如，日本特開2004-50794號(hào)公報(bào)/>開了 一種詳細(xì)的噴嘴結(jié)構(gòu)。作為一般的噴嘴結(jié)構(gòu)，設(shè)置通孔作為共通墨供給口 ，并且在兩側(cè)以預(yù)定尺寸布置用于產(chǎn)生噴墨用能量的能量產(chǎn)生元件、單獨(dú)的墨流路、噴出口、噴嘴過濾器等。特別地，要求構(gòu)成單獨(dú)墨流路的壁在硅基板的表面上具有預(yù)定長(zhǎng)度，以防止相鄰流路的壓力的影響，即防止所謂的串流(cross-talk )。類似地，要求噴嘴過濾器以預(yù)定尺寸和預(yù)定間隔并且以圓柱狀布置在硅基板的表面上，以防止灰塵進(jìn)入到噴出口部中。通過使用噴嘴過濾器來防止灰塵的進(jìn)入。
圖7是傳統(tǒng)的噴墨記錄頭的部分俯視圖。圖8是沿著圖7中的a-a'線截取的側(cè)剖視圖。
噴墨記錄頭包括硅基板101，在該硅基板101上以預(yù)定間距形成兩列能量產(chǎn)生元件。硅基板101設(shè)置有通過貫通硅基板101以在兩列能量產(chǎn)生元件之間開口而形成的通孔113。通孔113起到共通墨供給口 117的功能。在硅基板101上形成噴出口 lll和墨流路118,該噴出口 111由第二噴嘴層109在各能量產(chǎn)生元件的上方開口而形成，該墨流路118建立乂人通孔113到各噴出口 lll的連通。此外，在墨流路118和共通墨供給口 117之間設(shè)置 過濾器115。
噴墨記錄頭被布置成使得作為共通墨供給口 117的通孔 113的表面面對(duì)記錄材料的記錄面。由能量產(chǎn)生元件102產(chǎn)生的 能量經(jīng)由墨供給口 117施加到填充在墨流路118中的墨(液體)， 以從噴出口噴出墨滴，使得墨滴沉積在記錄材料上以進(jìn)行記錄。
然而，在上述噴墨記錄頭中，由硅基板101的開口寬度確 定共通墨供給口 117的開口寬度、即通孔113的開口寬度。通過 減小開口寬度，可以使基板小型化以降低成本。然而，當(dāng)形成 通孔時(shí)， 一般適用蝕刻技術(shù)。然而，通過蝕刻形成通孔會(huì)由于 如基板的雜質(zhì)等多種因素而引起通孔的變化。因此，當(dāng)考慮到 變化程度時(shí)，不能過多地減小上述開口寬度。
此外，考慮到如流體特性和串流等因素，要求流路和從流 路的端部到共通墨供給口的端部的區(qū)域的長(zhǎng)度不小于預(yù)定值。 因此，存在如下問題硅基板上的噴嘴結(jié)構(gòu)部的區(qū)域(從左側(cè) 墨流路116的端部到右側(cè)墨流路116的端部，且在左側(cè)墨流路 116和右側(cè)墨流路116之間夾著通孔113 )不能變窄。結(jié)果，特 別地，該問題對(duì)設(shè)置有多個(gè)共通墨供給口的芯片(基板)的影 響程度大，使得該問題成為降低成本的一個(gè)障礙。此外，關(guān)于 整個(gè)晶片，當(dāng)每個(gè)芯片的面積大時(shí)，在硅基板中可得到的芯片 的數(shù)量減少，結(jié)果，難以實(shí)現(xiàn)成本的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種無需減小如墨流路或者噴嘴 過濾器等噴嘴結(jié)構(gòu)件的尺寸就能減小芯片(基板)尺寸和成本 的噴墨記錄頭。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種噴墨記錄頭，其包括噴出口 ，其用于噴墨；
能量產(chǎn)生元件，其設(shè)置在硅基板上，用于產(chǎn)生從噴出口噴墨用的能量；
墨流路，其與能量產(chǎn)生元件對(duì)應(yīng)地設(shè)置并且與噴出口連通；通孔，其貫通硅基板；以及
墨供給口 ，其用于將供給到通孔中的墨供給到墨流路，
其中，利用伸出構(gòu)件形成墨供給口 ，該伸出構(gòu)件接觸構(gòu)成墨流路的流路壁的底部并且伸出到通孔的開口中。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 方面，無需減小如墨流路或噴嘴過濾器等噴嘴結(jié)構(gòu)件的尺寸就能夠減小噴墨記錄頭的尺寸和成本。
通過以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的說明，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的噴墨記錄頭的 一 個(gè)實(shí)施方式的局部切除的示意性立體圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式l中的噴墨記錄頭的示意性俯視立體圖。
圖3是噴墨記錄頭的沿著圖l和圖2所示的A-A'線截取的示意性剖視圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式2中的噴墨記錄頭的示意性剖視圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的噴墨記錄頭的 一 個(gè)例子的示意性剖視圖。
圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的噴墨記錄頭的另 一個(gè)例子的示意性剖視圖。圖7是傳統(tǒng)的噴墨記錄頭的 一個(gè)實(shí)施方式的示意性俯視立 體圖。
圖8是傳統(tǒng)的噴墨記錄頭的沿著圖7的a - a ，線截取的示意性 側(cè)剖纟見面。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。 在本發(fā)明中，術(shù)語"記錄"不僅意味著對(duì)記錄材料提供如
文字圖像或者圖形圖像等有意義的圖像，而且意味著對(duì)記錄材
料提供如圖案圖像等無意義的圖像。
圖1是噴墨記錄頭的 一 個(gè)實(shí)施方式的局部切除的示意性立體圖。
該實(shí)施方式的噴墨記錄頭(液體噴出頭)包括硅基板l， 在該硅基板l上以預(yù)定間距形成用于產(chǎn)生噴墨用能量的兩列能 量產(chǎn)生元件2。硅基板l設(shè)置有在兩列能量產(chǎn)生元件2之間開口 的通孔13。在石圭基4反1上形成噴出口 11和墨流路18，該噴出口 11由第二噴嘴層9在各能量產(chǎn)生元件2的上方開口而形成，該墨 流路18建立從通孔13到各噴出口 ll的連通。由構(gòu)成墨流路的壁 16隔開而形成的墨流路18與各噴出口對(duì)應(yīng)地單獨(dú)設(shè)置(圖2)。
該噴墨記錄頭被布置成使得形成通孔13的表面面對(duì)記錄 材料的記錄面。由用于產(chǎn)生噴出液體用的能量的能量產(chǎn)生元件 2產(chǎn)生的壓力經(jīng)由通孔13施加到填充在墨流路中的墨(液體)， 以從噴出口 ll噴出墨滴，使得墨滴沉積在記錄材料上以進(jìn)行記 錄。
實(shí)施方式l
下面將說明根據(jù)本發(fā)明的噴墨記錄頭的實(shí)施方式1 。 圖2是圖l所示的噴墨記錄頭的示意性俯視立體圖。圖3是噴墨記錄頭的沿著圖l和圖2所示的A-A，線截取的示意性剖視圖。
在該實(shí)施方式的噴墨記錄頭中，對(duì)于各流路，形成一個(gè)發(fā)熱元件，以進(jìn)4亍記錄。
在硅基板l上，形成作為絕緣層的熱氧化膜5、氧化硅膜3、能量產(chǎn)生元件2 、氮化硅膜4和耐氣蝕膜(anti-cavitation film )14。硅基板1設(shè)置有通孔13。在附圖的圖示中省略了電配線等。通過利用光刻4支術(shù)(photolithographic technique ) Y吏^口熱氧化膜5、氧化硅膜3、氮化硅膜4和耐氣蝕膜14等各薄膜均形成
術(shù)形成通孔13。
接著，將參照示出噴嘴結(jié)構(gòu)的例子的圖3說明噴嘴結(jié)構(gòu)。在氮化硅膜4上，用于提高與第二噴嘴層9的密合性的密合性提高層7形成預(yù)定形狀的圖案。對(duì)密合性提高層7進(jìn)行圖案形成以具有密合性提高層7伸出到通孔13的開口中的形狀。密合性提高層7作為伸出構(gòu)件伸出到通孔13的開口中，使得由密合性提高層7將硅基板1的基板側(cè)的開口寬度Wi變窄為開口寬度W2。也就是說，共通墨供給口 17的開口寬度被構(gòu)造成比開口寬度Wi窄的開口寬度W2。因此，供給到通孔13中的墨經(jīng)由共通墨供給口 17被引導(dǎo)到墨流路18。由朝向通孔13側(cè)伸出的密合性提高層7形成共通墨供給口 17。
在該實(shí)施方式中，使用屬于有機(jī)樹脂材料的聚醚酰胺樹脂材料作為密合性提高層7。具體地，使用由Hitachi ChemicalCo.， Ltd.(日立化成(抹))制造的材料"HIMAL-1200"。關(guān)于密合性提高層7的(膜)厚度，最低限度要求密合性提高層7具有不會(huì)由于噴墨等而破裂的厚度，但過厚的密合性提高層會(huì)降低再填充特性。為此，應(yīng)該考慮材料強(qiáng)度和再填充特性之間的平衡來設(shè)定密合性提高層7的厚度。結(jié)果，密合性提高層7的 厚度被設(shè)定為2iim。使墨流路壁16的底部與作為伸出到通孔13 的開口上的伸出構(gòu)件的密合性提高層7接觸。也就是說，在布 置了密合性提高層7的硅基板1上，通過使用成型材料使包括墨 流路的第二噴嘴層9形成預(yù)定形狀的圖案。如圖2所示，墨流路 壁16的一部分位于硅基板的開口中。結(jié)果，在墨流路壁16確保 必要長(zhǎng)度的狀態(tài)下，密合性提高層7位于通孔13上，使得可以 使包括能量產(chǎn)生元件2的整個(gè)噴嘴結(jié)構(gòu)靠近通孔13。
關(guān)于具體的尺寸，在密合性提高層7不位于通孔上的構(gòu)造 的情況下，從共通墨供給開口 17的開口寬度的中心到能量產(chǎn)生 元件2的端部的距離是127iim。另一方面，如該實(shí)施方式那樣， 通過采用密合性提高層7位于通孔13上的構(gòu)造，可以將上述距 離減小到85pim。
通過采用該實(shí)施方式的構(gòu)造，可以在基本上保持能夠提供 良好的噴出特性的噴嘴結(jié)構(gòu)的同時(shí)使硅基板1上的噴嘴結(jié)構(gòu)部 的區(qū)域變窄。此外，能夠有效地確保硅基板表面?zhèn)鹊拈_口寬度 Wh使得即使當(dāng)由各向異性刻蝕等形成通孔時(shí)，與傳統(tǒng)構(gòu)造相 比，產(chǎn)量也不會(huì)變差。
此外，在該實(shí)施方式中，考慮到能量產(chǎn)生元件的驅(qū)動(dòng)期間 的壓力和熱的影響，形成能量產(chǎn)生元件的部分可優(yōu)選形成在硅 基板上。用于形成流路的壁16的端部的一部分可優(yōu)選設(shè)置到如 上所述的伸出構(gòu)件的伸出部。此外，考慮到確保伸出部的強(qiáng)度， 如圖3所示，臺(tái)階部19 (彎曲部)可優(yōu)選設(shè)置到伸出部。
此外，也可以設(shè)置噴嘴過濾器15以在噴嘴過濾器15的底部 接觸密合性提高層7,該密合性提高層7是伸出到通孔13的開口 中的伸出構(gòu)件。也就是說，在該實(shí)施方式的噴墨記錄頭中，作 為用于防止異物進(jìn)入墨流路18中的過濾器的噴嘴過濾器15也可以設(shè)置在伸出到通孔13側(cè)的密合性提高層7上。結(jié)果，從具有過濾功能的記錄頭可以設(shè)置在較小的基板上的觀點(diǎn)考慮，適當(dāng)?shù)夭捎迷搶?shí)施方式的噴墨記錄頭。
在該實(shí)施方式中，示出了如下構(gòu)造墨流^各壁16的底部的一部分和噴嘴過濾器15的底部接觸密合性提高層7的位于開口寬度為Wi的通孔13的端部和開口寬度為W2的共通墨供給口 17的端部之間的部分。然而，本發(fā)明不限于該構(gòu)造，本發(fā)明的噴墨記錄頭也可以具有如下構(gòu)造不采用噴嘴過濾器15,僅墨流路壁16的底部接觸密合性提高層7。由于得到的噴嘴結(jié)構(gòu)被加強(qiáng)(strength)并且進(jìn)4亍防止異物到達(dá)噴出口的功能，因此，期望墨流路壁16和噴嘴過濾器15二者均接觸密合性提高層7的構(gòu)造。
如上所述，才艮據(jù)該實(shí)施方式，可以不必增加如墨流3各18和噴嘴過濾器15等噴嘴結(jié)構(gòu)件的尺寸而使位于共通墨供給口 17的兩側(cè)的能量產(chǎn)生元件之間的距離大大變窄。結(jié)果，對(duì)于存在許多共通墨供給口 17的芯片，可以使芯片尺寸減小如下的量從共通墨供給開口 17的開口寬度的中心到能量產(chǎn)生元件2的端部的距離的減小量x 2 x共通墨供給口 17的數(shù)量(即，通過在各共通墨供給口的兩側(cè)設(shè)置能量產(chǎn)生元件)。此外，關(guān)于整個(gè)晶片，每個(gè)芯片的面積減小，使得可以增加在硅基板中可得到的芯片的數(shù)量。此外，如前所述保持通孔13的開口寬度Wh使得可以抑制制造步驟的產(chǎn)量的降低。從而，根據(jù)該實(shí)施方式，可以降低每個(gè)芯片的制造成本。
順便提及，密合性提高層7的上述厚度值僅是用于說明本實(shí)施方式的參考值，因此，本發(fā)明并不限于該厚度值。實(shí)施方式2
圖4是該實(shí)施方式的噴墨記錄頭的示意性側(cè)剖視圖。如下
10所述，除了使用第一噴嘴層12來代替密合性提高層7作為伸出 到通孔13的開口中的伸出構(gòu)件以外，該實(shí)施方式基本上具有與 實(shí)施方式l的構(gòu)造相同的構(gòu)造。因此，將省略對(duì)類似構(gòu)造的說 明。此外，用相同的附圖標(biāo)記或符號(hào)表示與實(shí)施方式l中的組 成元件或構(gòu)件相同的組成元件或構(gòu)件。
在該實(shí)施方式的噴墨記錄頭中，在氮化硅膜4上，密合性 提高層7和第一噴嘴層12形成預(yù)定形狀的圖案。對(duì)第一噴嘴層 12進(jìn)行圖案形成，從而提供通孔13在硅基板1的表面?zhèn)鹊拈_口 寬度Wl變窄到開口寬度W2的形狀。也就是說，在實(shí)施方式l中， 通過使密合性提高層7伸出到通孔13上來形成密合性提高層7， 從而使開口寬度變窄。另一方面，在本實(shí)施方式中，由第一噴 嘴層12使開口寬度變窄。
在該實(shí)施方式中，使用與第二噴嘴層9的感光性環(huán)氧樹脂 材料相同的感光性環(huán)氧樹脂材料作為第 一 噴嘴層12的材料。通 過對(duì)第一噴嘴層12和第二噴嘴層9采用相同的材料，不必考慮 對(duì)新工廠和新設(shè)備的投資，使得能夠防止第一噴嘴層12的成本 增力口 。
順便提及，作為第一噴嘴層12,如果材料具有耐墨性，則 滿足要求的功能，從而不僅可以由作為噴嘴層材料的感光性環(huán) 氧樹脂材料來進(jìn)行類似的功能，而且如鍍金材料、鉭或者氮化 硅等無機(jī)材料也可以具有類似的功能。然而，該材料用作伸出 到通孔13的開口中的伸出構(gòu)件，因而伸出部分的強(qiáng)度是必需 的。因此，可以說，與無機(jī)材料相比，更期望具有高拉伸強(qiáng)度 的有機(jī)材料。考慮到材料強(qiáng)度和再填充特性之間的平衡，第一 噴嘴層12的厚度被設(shè)定為2iim。
根據(jù)該實(shí)施方式，與實(shí)施方式l類似，可以縮短從共通墨 供給口 17的中心到能量產(chǎn)生元件2的端部的距離，從而可以使噴墨記錄頭小型化。
實(shí)施方式3
圖5和圖6是該實(shí)施方式的噴墨記錄頭的示意性側(cè)剖視圖。如下所述，除了使用氧化硅膜3或者氮化硅膜4來代替實(shí)施方式1中的密合性提高層7作為伸出到通孔13的開口中的伸出構(gòu)件以外，該實(shí)施方式基本上具有與實(shí)施方式l的構(gòu)造相同的構(gòu)造。因此，將省略對(duì)類似構(gòu)造的說明。此外，用相同的附圖標(biāo)記或構(gòu)件。
該實(shí)施方式的特征在于硅基板1的構(gòu)造。可以通過預(yù)先以預(yù)定圖案形成氧化硅膜3或者氮化硅膜4而提供該構(gòu)造。此外，用于伸出到通孔13上的伸出構(gòu)件的材料也可以是含有如碳化硅等用于配線的材料的材料。
除了上述各實(shí)施方式中的材料以外，也可以使用熱塑性樹脂材料作為用于伸出構(gòu)件的材料。此外，在本發(fā)明中，也可以適當(dāng)?shù)亟M合上述各實(shí)施方式中的構(gòu)造。
雖然已經(jīng)參照這里公開的結(jié)構(gòu)說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于所闡述的細(xì)節(jié)，本申請(qǐng)旨在覆蓋落在所附權(quán)利要求書的改進(jìn)目的或范圍內(nèi)的所有變型或者修改。
權(quán)利要求
1.一種噴墨記錄頭，其包括噴出口，其用于噴墨；能量產(chǎn)生元件，其設(shè)置在硅基板上，用于產(chǎn)生從所述噴出口噴墨用的能量；墨流路，其與所述能量產(chǎn)生元件對(duì)應(yīng)地設(shè)置并且與所述噴出口連通；通孔，其貫通所述硅基板；以及墨供給口，其用于將供給到所述通孔中的墨供給到所述墨流路，其中，利用伸出構(gòu)件形成所述墨供給口，該伸出構(gòu)件接觸構(gòu)成所述墨流路的流路壁的底部并且伸出到所述通孔的開口中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構(gòu)件接觸用于防止異物進(jìn)入所述墨流路中的噴嘴過濾器的底部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構(gòu)件由有機(jī)樹脂材料形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述有機(jī)樹脂材料是環(huán)氧樹脂材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構(gòu)件由熱塑性樹脂材料形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構(gòu)件包括形成在所述硅基板上的密合性提高層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構(gòu)件包括形成在所述硅基板上的氮化硅膜或者形成在所述硅基板上的氧化硅膜。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構(gòu)件由與形成在所述硅基板上的噴嘴層的材料相同的材 料形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴墨記錄頭，其特征在于，伸 出到所述通孔的所述開口中的所述伸出構(gòu)件設(shè)置有臺(tái)階部。
全文摘要
一種噴墨記錄頭，其包括噴出口，其用于噴墨；能量產(chǎn)生元件，其設(shè)置在硅基板上，用于產(chǎn)生從噴出口噴墨用的能量；墨流路，其與能量產(chǎn)生元件對(duì)應(yīng)地設(shè)置并且與噴出口連通；通孔，其貫通硅基板；以及墨供給口，其用于將供給到通孔中的墨供給到墨流路。利用伸出構(gòu)件形成墨供給口，該伸出構(gòu)件接觸構(gòu)成墨流路的流路壁并且伸出到通孔的開口中。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101524920SQ20091011839
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者利重光則, 村山裕之, 渡邊啟治, 田川義則, 米本太地, 藤井謙兒 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社