專利名稱：液滴排放頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及液滴排放頭(drop discharge head)、該液滴排放頭的制造方法、墨盒和噴墨式打印裝置。
背景技術(shù)：
在打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、繪圖器等中用作成像裝置的噴墨式打印裝置設(shè)置有噴墨打印頭作為液滴排放頭。噴墨打印頭包括用于噴射墨滴的噴嘴，與噴嘴液體連通的墨水溝槽(也稱作唇部腔室、壓力腔室、加壓墨滴腔室或者墨腔)，以及用于加壓墨水溝槽中的墨水的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。盡管下述說明主要涉及的是作為液滴排放頭的噴墨打印頭，但液滴排放頭還包括用于排放液滴形式的液體抗蝕劑的頭部件和用于排放液滴形式的DNA片段的頭部件。
采用壓電式噴墨打印頭，由于采用壓電元件的隔膜的變形所導(dǎo)致的墨水溝槽的容積變化而使墨滴排出(例如，見JP 61-51734A)。采用另一類型的噴墨打印頭，通過采用熱阻元件加熱墨水溝槽中的墨水所生成的氣泡而使墨滴排出(例如，見JP 61-59911A)。采用另一類型的噴墨打印頭，由于電極和隔膜之間生成靜電力導(dǎo)致的隔膜變形所引起的墨水溝槽的容積變化而使墨滴排出(例如，見JP 61-51734A)。
在這些類型的噴墨打印頭之中，壓電式噴墨打印頭對(duì)于彩色打印特別有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橄擞捎跓崮芤l(fā)的墨滴降解的潛在性(特別是，彩色墨水更易于由于受熱而降解)。此外，墨滴量的撓性控制可以通過壓電振動(dòng)器的變形量的控制來實(shí)現(xiàn)。因而，壓電式噴墨打印頭適于構(gòu)造具有高質(zhì)量彩色打印能力的噴墨式打印裝置。
順便說起，為了實(shí)現(xiàn)較高質(zhì)量的彩色打印，要求較高的清晰度。為此，壓電振動(dòng)器和與墨水溝槽相關(guān)的各部件(例如，壓力腔室之間的隔壁)的尺寸不可避免地要減小，要求在制造和組裝這些部件時(shí)精度增加。在這種情況下，為了精細(xì)地制造具有如壓力腔室的微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜部件，提出了顯微機(jī)械加工技術(shù)，其中各向異性刻蝕法應(yīng)用到單晶硅基板中。這時(shí)，由單晶硅基底制成的各部件(例如，布置在噴嘴板和隔膜之間并構(gòu)成壓力腔室的隔離件)相比于由光致抗蝕劑制成的各部件具有更高的力勁，由此由于壓電振動(dòng)器的振動(dòng)導(dǎo)致的噴墨打印頭的總體變形程度減小。此外，使壓力腔室均勻成為可能，因?yàn)閴毫η皇业谋豢涛g的壁表面垂直于隔離件的表面。
JP 7-178908A公開了一種采用顯微機(jī)械加工技術(shù)制成的打印頭，其中各向異性刻蝕法應(yīng)用于晶體取向(110)的單晶硅基板中以形成壓力腔室。壓力腔室鄰近其出口的部分由六個(gè)壁表面限定，即，從單晶硅基板橫截面視圖來看的垂直于單晶硅基板的四個(gè)壁表面，每個(gè)壁表面以鈍角連接到相鄰壁表面上；和以鈍角連接到這些四個(gè)壁表面具體一個(gè)上的兩個(gè)表面。該傳統(tǒng)技術(shù)試圖通過使鄰近流動(dòng)停滯易于發(fā)生的壓力腔室出口的區(qū)域(即，噴嘴板側(cè)上的開口)中的墨流盡可能快地均勻而避免氣泡停滯。
JP 7-125198A公開了使用顯微加工技術(shù)制成的打印頭，其中壓力腔室鄰近其出口的部分由垂直于單晶硅基板的五個(gè)壁表面限定，每個(gè)壁表面以鈍角連接到相鄰壁表面上。此外，壓力腔室的一個(gè)壁表面由儲(chǔ)墨水溝槽的一個(gè)壁的延伸表面構(gòu)成。該傳統(tǒng)技術(shù)試圖通過將儲(chǔ)墨水溝槽和壓力腔室之間平滑連通并且將壓力腔室出口定位于距壓力腔室壁表面幾乎等距處而消除在噴嘴板側(cè)上的開口的相鄰區(qū)域中的氣泡停滯。
JP10-264383A公開了一種打印頭，其包括墨腔(壓力腔室)，其中采用壓電元件使墨水受壓使之向外排放。吸水性和耐堿性薄膜(如，氧化鎳和氧化硅)沉積在墨腔的內(nèi)表面上，從而使得洗提到墨水(特別是在使用陰離子墨水情況下)中的硅最少。
JP 11-348282A公開了一種利用粘接劑將第一基板緊固到具有噴嘴孔的第二基板上而制成的打印頭。第一基板具有沿著墨腔邊緣和儲(chǔ)墨水溝槽錯(cuò)列布置的凹陷?？梢苑乐苟嘤嗾辰觿┝魅肽疁喜壑?，這是因?yàn)槎嘤嗾辰觿┝鬟M(jìn)了凹陷中。
但是，在通過刻蝕硅基板制造隔離件(該部件中形成有墨水溝槽)的情況下，很難將硅基板加工成所需的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)榭涛g工藝取決于硅基板的晶體取向。此外，刻蝕在壓力腔室的硅表面上也產(chǎn)生了粗糙度。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的上述打印頭不能將氣泡的停滯和墨水的保持性降低到足夠程度。特別是，壓力腔室具有不止四個(gè)壁表面由于多空間的表面結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致對(duì)墨水流動(dòng)的有害作用，并且難以控制墨水流動(dòng)。
此外，在將氧化物薄膜或者氮化鈦薄膜(液體(墨水)防護(hù)膜)沉積到隔離件的壓力腔室壁表面上以防止硅洗提到墨水中的情況下，液體防護(hù)薄膜的內(nèi)部應(yīng)力引起整個(gè)隔離件的變形(彎曲)。如果其他部件固定到隔離件上，其他部件例如噴嘴板、熱動(dòng)式打印頭和壓電式打印頭中的隔膜，以及用于組成墨水溝槽的蓋件(例如，壓力腔室)，會(huì)經(jīng)常引起這些部件和隔離件之間的故障粘接，由此可靠性下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總目的是提供液滴排放頭、制造該液滴排放頭的方法、以及可以以高穩(wěn)定性排放墨滴的噴墨打印裝置。
本發(fā)明另一個(gè)且更具體的目的是提供液滴排放頭、制造該液滴排放頭的方法、以及在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中可以以高可靠性進(jìn)行操作的噴墨打印裝置。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，液滴排放頭包括由硅基板制成的溝槽成形元件，其中溝槽成形元件中形成有溝槽，液體通過該溝槽流向噴嘴，所述溝槽具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面。
該配置提高了液滴排放頭的可靠性以及排墨性能的可靠性，因?yàn)樗乐沽藲馀菰跍喜郾砻娴娘@微凹凸不平處上受阻。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，液滴排放頭包括溝槽成形元件，其由硅基板制成并且其中形成有壓力腔室和噴嘴連通槽；和噴嘴板，其設(shè)置在溝槽成形元件一側(cè)上并具有經(jīng)由噴嘴連通槽與壓力腔室液體連通的噴嘴，其中噴嘴連通槽在溝槽成形元件內(nèi)側(cè)具有四個(gè)拐角，而噴嘴連通槽在噴嘴板側(cè)上其出口處具有六個(gè)鈍角拐角。
該配置提高了液滴排放頭的可靠性和排墨性能的穩(wěn)定性，因?yàn)榉乐沽苏辰觿┰谘b配過程中由于毛細(xì)管作用流入噴嘴連通槽中，由此防止由于噴嘴連通槽內(nèi)粘接劑凝固導(dǎo)致的墨滴軌跡線偏移。此外，該配置消除了控制液體流動(dòng)時(shí)的困難，因?yàn)閲娮爝B通槽在溝槽成形元件內(nèi)側(cè)的拐角不多于四個(gè)。
優(yōu)選的是，在溝槽成形元件內(nèi)部，噴嘴連通槽的四個(gè)側(cè)面受到基本上垂直于噴嘴板的四個(gè)表面的限制，而在噴嘴板側(cè)上，噴嘴連通槽的四個(gè)側(cè)面受到四個(gè)這樣垂直的表面和兩個(gè)相對(duì)于噴嘴板傾斜的附加表面的限制。采用這種配置，借助于傾斜表面可以防止空氣(或氣體)的氣泡和液體的流動(dòng)停滯，由此防止排墨故障。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明另一方面，液滴排放頭包括溝槽形成元件，其由硅基板制成并且具有壓力腔室(隔膜側(cè)溝槽43)、形成在其中的噴嘴連通槽和副腔室(噴嘴側(cè)溝槽42)；噴嘴板，其設(shè)置在溝槽成形元件一側(cè)上，并構(gòu)成連同溝槽成形元件副腔室，并且具有經(jīng)由副腔室和噴嘴連通溝槽與壓力腔室液體連通的噴嘴；以及隔膜，其設(shè)置在溝槽成形元件的另一側(cè)上，并且連同溝槽成形元件構(gòu)成壓力腔室，并且可以變形從而改變壓力腔室的容積，其中噴嘴連通槽具有四個(gè)拐角，而在噴嘴附近的噴嘴板側(cè)上，副腔室的開口形狀通過以鈍角連接的四條線限定。
該配置提高了液滴排放頭的可靠性和排墨性能的穩(wěn)定性，因?yàn)槠浞乐拐辰觿┯捎诿?xì)管作用流入噴嘴連通槽，由此防止由于容納在噴嘴連通槽內(nèi)的粘接劑而導(dǎo)致的墨滴軌跡線偏移。此外，該配置消除了控制液體流動(dòng)時(shí)的困難，因?yàn)閲娮爝B通槽在溝槽成形元件內(nèi)側(cè)的拐角不多于四個(gè)。
優(yōu)選的是，在噴嘴板側(cè)上噴嘴附近處，副腔室的三個(gè)側(cè)面受到基本上垂直于噴嘴板的三個(gè)表面和相對(duì)于噴嘴板傾斜的附加表面限制。采用這種配置，借助于傾斜表面可以防止氣泡和流體流動(dòng)的停滯，由此防止排墨故障。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，液滴排放頭包括溝槽成形元件，其具有形成在其中的溝槽，液體通過該溝槽流入到噴嘴，還具有在一側(cè)上的第一表面和在另一側(cè)上的第二表面，其中排除凹部在外，第一表面和第二表面之間的表面積基本上沒有差別。
該配置提高了液滴排放頭的可靠性并可以降低生產(chǎn)成本，因?yàn)榧词乖谌缪趸锬せ蛘叩伳さ姆酪后w膜形成在溝槽表面上的情況下也可以使變形程度小于2μm。
優(yōu)選的是，形狀類似于溝槽形狀的偽溝槽形成在第一表面?zhèn)龋瑐螠喜叟c溝槽成形元件的外側(cè)流體連通。采用這種配置，即使在粘接過程中有熱量施加到溝槽成形元件上時(shí)也可以使偽溝槽中的空氣膨脹程度最小。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明另一方面，液滴排放頭包括溝槽成形元件，其中形成有壓力腔室和噴嘴連通槽；以及噴嘴板，其設(shè)置在溝槽成形元件的一側(cè)上并且具有與壓力腔室液體連通的噴嘴；其中形狀類似于壓力腔室形狀的偽腔室形成在溝槽成形元件的噴嘴板側(cè)上，所述壓力腔室的深度大于或等于85μm。
該配置提高了液滴排放頭的可靠性和排墨性能的穩(wěn)定性，因?yàn)樵谑褂酶哒扯纫后w情況下即使以高排放頻率也可以降低溝槽成形元件的變形程度并且充分供應(yīng)墨水。
優(yōu)選的是，壓力腔室和偽腔室之間的硅基板厚度大于或等于100μm。采用這種配置，可以降低溝槽成形元件的變形程度，并且平衡驅(qū)動(dòng)一位和同時(shí)驅(qū)動(dòng)多位之間的墨滴速度，由此以高精度控制墨水滴落部位。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，墨盒包括根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印頭；和墨箱，其容納將要供應(yīng)的墨水并與噴墨打印頭成為一體。
該配置提高了墨盒的穩(wěn)定性和產(chǎn)量，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的液滴排放頭可以以高度可靠性進(jìn)行操作并且以高度穩(wěn)定性和精度排墨。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，噴墨式打印裝置包括根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印頭；墨箱，其容納將要供應(yīng)到噴墨打印頭的墨水；墨盒，其支承噴墨打印頭并且可以在主掃描方向上移動(dòng)；以及進(jìn)紙機(jī)構(gòu)，用于從進(jìn)紙盤經(jīng)由打印區(qū)域向出紙盤傳送紙張。
該配置提高了噴墨式打印裝置的可靠性和打印圖像質(zhì)量，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的液滴排放頭可以以高度可靠性進(jìn)行操作并且以高穩(wěn)定性和精度排放墨滴。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明另一方面，制造液滴排放頭的方法包括如下步驟提供硅基板；和利用氫氧化鉀溶液通過濕式刻蝕在硅基板中形成溝槽，其中氫氧化鉀溶液的濃度大于或等于25％，處理溫度大于或等于80℃。
該配置容易在由硅基板制造溝槽成形元件中形成具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面的溝槽。
優(yōu)選的是，防止氣泡附著到被刻蝕的表面上的工藝包括在形成溝槽的步驟中，該工藝?yán)鐡u動(dòng)(來回地傾斜)硅基板以及施加超聲波到硅基板上。
采用這種配置，可以防止在刻蝕工藝中產(chǎn)生的氫氣附著到壁表面上，并且可以容易地形成表面粗糙度Ra小于2μm的溝槽。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，制造液滴排放頭的方法包括如下步驟提供硅基板；以及由硅基板形成溝槽成形元件，該溝槽成形元件具有用于容納將被加壓的液體的壓力腔室和用于將受壓液體引導(dǎo)到噴嘴的噴嘴連通槽，其中在通過干式刻蝕硅基板形成非通孔(內(nèi)部通道)之后通過各向異性刻蝕硅基板形成噴嘴連通槽。采用這種配置，可以提高產(chǎn)量和液滴排放頭的可靠性。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印頭的分解透視圖。
圖2示出沿圖1的噴墨打印頭的縱向截取的剖視圖。
圖3示出沿圖1的噴墨打印頭主要部件的橫向截取的剖視圖。
圖4示出噴墨打印頭的第一實(shí)施例的隔離件1(溝槽形成元件)的剖視圖。
圖5A示出從噴嘴板3方向看到的隔離件1的平面圖，用于說明隔離件1的噴嘴板粘接表面。
圖5B示出噴嘴連通槽5的放大詳圖。
圖6A示出從隔膜2方向看到的隔離件1的平面圖，用于說明隔離件1的隔膜粘接表面。
圖6B示出壓力腔室6的放大詳圖。
圖7示出沿圖6B的線A-A截取的放大剖視圖。
圖8A示出根據(jù)比較例的隔離件1′的噴嘴板粘接表面的平面圖。
圖8B示出隔離件1′的噴嘴連通槽5′的放大詳圖。
圖9A示出根據(jù)比較例的隔離件1′的隔膜粘接表面的平面圖。
圖9B示出隔離件1′的壓力腔室6′的放大詳圖。
圖10示出沿圖9B的線B-B截取的放大的剖視圖。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印頭的隔離件的第二實(shí)施例的剖視圖。
圖12A至12E示出用于制造第一實(shí)施例隔離件1的工藝的一個(gè)示例。
圖13A至13E示出用于制造第一實(shí)施例隔離件1的工藝的繼續(xù)工藝。
圖14示出氫氧化鉀溶液濃度和用于各向異性刻蝕溫度對(duì)表面特征(粗糙度)的影響。
圖15A至15E示出用于制造第二實(shí)施例隔離件41的工藝的一個(gè)示例。
圖16A至16E繼續(xù)是用于制造第二實(shí)施例隔離件41的工藝的示例。
圖17示出配備有隔離件1的噴墨打印頭的注入操作的測(cè)試結(jié)果。
圖18A示出根據(jù)第三實(shí)施例隔離件11的噴嘴板粘接表面的平面圖。
圖18B示出噴嘴連通槽55的放大詳圖。
圖19A示出隔離件11的平面圖，用于示出隔離件11的隔膜粘接表面。
圖19B示出壓力腔室36的放大詳圖。
圖20A示出根據(jù)比較例的隔離件11′的部分的透視圖。
圖20B示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的隔離件11的部分的透視圖。
圖21A至21E示出用于制造第三實(shí)施例隔離件11的工藝的一個(gè)示例。
圖22A至22E繼續(xù)示出用于制造第三實(shí)施例隔離件11的工藝的示例。
圖23示出第四實(shí)施例的隔離件441的剖視圖。
圖24A至24E示出用于制造第四實(shí)施例隔離件441的工藝的一個(gè)示例。
圖25A至25E繼續(xù)示出用于制造第四實(shí)施例隔離件441的工藝的示例。
圖26示出根據(jù)本發(fā)明的另一種噴墨打印頭的分解透視圖。
圖27示出沿圖26的噴墨打印頭縱向截取的剖視圖。
圖28示出沿圖26的噴墨打印頭主要部件的橫向截取的剖視圖。
圖29示出圖26的噴墨打印頭的隔離件331的剖視圖。
圖30A示出隔離件331的噴嘴板粘接表面的平面圖。
圖30B示出隔離件331的隔膜粘接表面的平面圖。
圖31A示出根據(jù)比較例的隔離件331′的噴嘴粘接表面的平面圖。
圖31B示出隔離件331′的隔膜粘接表面的平面圖。
圖32示出隔膜粘接表面積與噴嘴板粘接表面積之比和隔離件的變形程度之間關(guān)系的測(cè)量后的測(cè)試結(jié)果。
圖33A示出根據(jù)備選實(shí)施例的隔離件331噴嘴板粘接表面的平面圖。
圖33B示出隔離件331的隔膜粘接表面的平面圖。
圖34A至34E示出用于制造第五實(shí)施例隔離件331的工藝的一個(gè)示例。
圖35A至35E繼續(xù)示出用于制造第五實(shí)施例隔離件331的工藝的示例。
圖36A至36E示出用于制造第五實(shí)施例隔離件331的工藝的另一示例。
圖37A至37E繼續(xù)示出用于制造第五實(shí)施例隔離件331的工藝的示例。
圖38A至38D示出用于制造第五實(shí)施例隔離件331的工藝的又一示例。
圖39A至39C繼續(xù)示出用于制造第五實(shí)施例隔離件331的工藝的示例。
圖40示出根據(jù)備選實(shí)施例的噴墨打印頭的分解透視圖。
圖41示出圖40的噴墨打印頭的剖視圖。
圖42示出根據(jù)另一個(gè)備選實(shí)施例的噴墨打印頭的透視圖。
圖43示出圖42的噴墨打印頭的分解透視圖。
圖44示出從墨水溝槽形成側(cè)看到的溝槽形成元件的透視圖。
圖45示出在驅(qū)動(dòng)一位的情況下和同時(shí)驅(qū)動(dòng)多位的情況下墨滴速度的評(píng)估結(jié)果。
圖46示出壓力腔室6的高度H1和排放故障率之間關(guān)系的評(píng)估結(jié)果。
圖47A至47E示出用于制造第六實(shí)施例隔離件的工藝的一個(gè)示例。
圖48A至48D繼續(xù)示出用于制造第六實(shí)施例隔離件的工藝的一個(gè)示例。
圖49A至49D示出用于制造第六實(shí)施例隔離件的工藝的另一個(gè)示例。
圖50A至50C繼續(xù)示出用于制造第六實(shí)施例隔離件的工藝的示例。
圖51A至51D示出用于制造第六實(shí)施例隔離件的工藝的又一個(gè)示例。
圖52A至52C繼續(xù)示出用于制造第六實(shí)施例隔離件的工藝的示例。
圖53示出墨箱整體式的墨盒的透視圖。
圖54示出噴墨式打印裝置的透視圖。
圖55示出噴墨式打印裝置的機(jī)械部件的概略側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的原理和實(shí)施例。
圖1-4示出根據(jù)本發(fā)明的作為液滴排放頭的噴墨打印頭的第一實(shí)施例。圖1示出噴墨打印頭的分解透視圖。圖2示出沿噴墨打印頭的縱向截取的剖視圖。圖3示出沿噴墨打印頭主要部件的橫向截取的剖視圖。圖4示出噴墨打印頭的隔離件(溝槽形成元件)的剖視圖。
噴墨打印頭包括單晶硅基板制成的隔離片1、隔膜2、噴嘴板3和壓電元件12。隔膜2粘接到隔離件1的下表面。噴嘴板3粘接到隔離件1的上表面。墨滴從其可排放的噴嘴孔(噴嘴)4經(jīng)由墨水溝槽連接到墨源，墨水溝槽包括噴嘴連通槽5、壓力腔室6、阻力溝槽7和儲(chǔ)墨水溝槽(公共墨水腔室)8。壓力腔室6、阻力溝槽7和儲(chǔ)墨水溝槽8位于隔膜2和隔離件1之間。限定了墨水溝槽表面的壓力腔室6表面、阻力溝槽7表面和隔離件1的儲(chǔ)墨水溝槽8的表面覆蓋有防液體膜10，如氧化物膜、氮化鈦膜和如聚酰胺的有機(jī)樹脂膜。
多層的壓電元件12粘接到隔膜2的下表面，其中每個(gè)壓電元件12相對(duì)于一個(gè)壓力腔室6定位。多層的壓電元件12粘接到由絕緣材料制成的基底13上，絕緣材料如鈦酸鋇、氧化鋁和鎂橄欖石。位于隔膜2和基底13之間的中間元件14(圖1未示出)粘接到基底13上。中間元件14圍繞著多行壓電元件12。
壓電元件12可以通過交替層疊壓電層15(如，10-50μm厚的鋯鈦酸鉛(PZT))和內(nèi)部電極16(如，幾微米厚的銀鈀(AgPd))制成。具有電動(dòng)機(jī)械特性的元件不限于PZT。各個(gè)內(nèi)部電極16被交替地拉長(zhǎng)到每一側(cè)，以電連接到形成在基底13上的公共電極圖案和單個(gè)電極圖案，而它們又經(jīng)由柔性印刷電路(未示出)電連接到控制單元。當(dāng)一定的驅(qū)動(dòng)脈沖電壓經(jīng)由內(nèi)部電極14施加時(shí)，壓電元件12呈現(xiàn)出層疊方向(即，d33方向)上的變形。壓電元件12的變形(移位)可以對(duì)壓力腔室6中的墨水充分加壓，從而使墨水排出到噴嘴孔4之外。注意到的是，墨水的加壓也可以利用d31方向上的壓電元件的變形實(shí)現(xiàn)。通孔(未示出)形成在基底13、中間元件14和隔膜2中，墨水經(jīng)由該通孔從外界墨源(未示出)引導(dǎo)到儲(chǔ)墨水溝槽8。
通過采用堿性溶液(如氫氧化鉀(KOH)溶液)對(duì)晶體取向(110)的單晶硅基板進(jìn)行各向異性刻蝕而形成隔離件1的結(jié)構(gòu)，也就是說，對(duì)應(yīng)于壓力腔室6和儲(chǔ)墨水溝槽8的凹部，以及對(duì)應(yīng)于阻力溝槽7的溝槽部分。噴嘴連通槽5通過干式刻蝕和各向異性刻蝕的結(jié)合而形成。
隔膜2通過電鑄鎳金屬板制成。隔膜2具有形成在其中的與壓力腔室6有關(guān)的薄壁部分21，從而有利于其變形。隔膜2還具有形成在其中的與壓電元件12有關(guān)的厚壁部分22，從而為壓電元件12提供粘接的表面。此外，隔膜2具有形成在其中的與間壁20有關(guān)的厚壁部分23，厚壁部分23的上表面(即，隔膜2的平面形上表面)利用粘接劑粘接到隔離件1上。支承部分24位于厚壁部分23和基底13之間。支承部分24通過切割壓電元件塊體而與壓電元件12一起形成，并且具有和壓電元件12相同的結(jié)構(gòu)。
噴嘴板3具有形成在其中的與壓力腔室6有關(guān)的10-30μm直徑的噴嘴孔4。噴嘴孔4以交錯(cuò)布置方式排列成兩行(為了解釋方便，圖2示出直的布置)。噴嘴板3由諸如不銹鋼和鎳的金屬、金屬和樹脂(如聚酰胺樹脂膜)的結(jié)合體、硅、及這些材料的結(jié)合體制成。噴嘴板3的噴嘴表面(圖3中的上表面)利用公知技術(shù)如電鍍薄膜涂層和防水涂層涂覆有防水薄膜，從而對(duì)于墨水呈現(xiàn)出排水性。
采用這種噴墨打印頭，有選擇地向壓電元件12施加20-50V的脈沖電壓導(dǎo)致壓電元件12在層疊方向上變形(圖3的情況)，由此引起隔膜2朝壓力腔室6變形。接著，壓力腔室6中的墨水根據(jù)壓力腔室6的容積變化而加壓，以作為墨滴從噴嘴孔4排出。
壓力腔室6內(nèi)部的微小負(fù)壓通過在由于墨滴排放而使內(nèi)部墨水壓力降低時(shí)的墨水流動(dòng)慣性而生成。這種狀態(tài)下，隨著壓電元件12轉(zhuǎn)變成鈍化狀態(tài)(inactivated state)，隔膜2回復(fù)到其原始狀態(tài)，這增加了負(fù)壓的大小。這時(shí)，來自墨源的墨水經(jīng)由儲(chǔ)墨水溝槽8和作為液體阻擋部分的阻力溝槽7流入壓力腔室6中。當(dāng)噴嘴孔4的墨水彎液面的振動(dòng)減弱至穩(wěn)定狀態(tài)，接下來的墨滴的排放通過向壓電元件12施加脈沖電壓而執(zhí)行。
參照?qǐng)D4，對(duì)應(yīng)于隔離件1壓力腔室6的凹部的壁表面1a和噴嘴連通溝槽5的壁表面1b的形成使得表面粗糙度(Ra)(Ra所測(cè)量的表面粗糙度的平均值)不超過2μm。
關(guān)于這方面的詳細(xì)說明，參見圖5-10，圖5A示出從噴嘴板3方向看到的隔離件1的平面圖，用于說明隔離件1的噴嘴板粘接表面；圖5B示出噴嘴連通槽5的放大詳圖。圖6A示出當(dāng)從隔膜2方向看到的隔離件1的平面圖，用于說明隔離件1的隔膜粘接表面；圖6B示出壓力腔室6的放大視圖。圖7示出沿圖6B的線A-A截取的放大剖視圖。
圖8A示出根據(jù)比較例的隔離件1′的噴嘴板粘接表面的平面圖，圖8B示出隔離件1′的噴嘴連通槽5′的放大詳圖。圖9A示出根據(jù)比較例的隔離件1′的隔膜粘接表面的平面圖，圖9B示出隔離件1′的壓力腔室6′的放大詳圖。圖10示出沿圖9B的線B-B截取的放大剖視圖。與根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的零件類似的比較例的零件采用附加標(biāo)注有“′”的相同附圖標(biāo)記描述。
隔離件1、1′分別具有形成在它們的噴嘴板粘接表面的凹部31，用于接收當(dāng)隔離件1、1′粘接到噴嘴板3、3′上時(shí)溢出的多余粘接劑。隔離件1、1′還分別具有形成在它們的隔膜粘接表面中的凹部32，用于接收當(dāng)隔離件1、1′粘接到隔膜2、2′上時(shí)溢出的多余粘接劑。
如這些附圖所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，與隔膜2相對(duì)的壓力腔室6的壁表面1a的形成使表面粗糙度(Ra)不超過2μm。該表面特征通過采取用于防止由于刻蝕產(chǎn)生的氫氣附著到壁表面上的特殊措施而實(shí)現(xiàn)的。例如，在刻蝕過程中，搖動(dòng)硅基板、使硅基板形成機(jī)械振動(dòng)，或者向硅基板施加超聲波可以防止氫氣附著到壁表面上。
因此，上述與隔膜2相對(duì)的壁表面1a的表面粗糙度允許墨水在壓力腔室6中平穩(wěn)流動(dòng)，并且防止氣泡Ba在表面1a的顯微凹凸不平之處受阻，如圖7所示，由此防止噴墨式打印機(jī)的故障，如排墨故障。因此，根據(jù)本發(fā)明的噴墨式打印機(jī)可以以高穩(wěn)定性排出墨滴。
相反，根據(jù)比較例，與隔膜2′相對(duì)的壓力腔室6′壁表面1a′的表面粗糙度(Ra)大于2μm。這是因?yàn)榭涛g硅基板時(shí)生成的氣泡(氫氣)附著到壁表面上，使得壁表面1a′的表面粗糙度小于2μm成為可能。
根據(jù)比較例，由于與隔膜2′相對(duì)的壁表面1a′的表面粗糙度超過2μm，墨水不能在壓力腔室6′中平穩(wěn)流動(dòng)，而且氣泡Ba容易在表面1a′上的凹凸不平之處受阻，如圖10所示。因此，噴墨式打印機(jī)的故障如排墨故障的可能性變大。因此，根據(jù)比較例的噴墨式打印機(jī)不能穩(wěn)定地排出墨滴。
限定噴嘴連通槽5、壓力腔室6、阻力溝槽7和儲(chǔ)墨水溝槽8的壁表面可以形成得使它們的表面粗糙度(Ra)不超過2μm。但是，至少壓力腔室6的壁表面1a和噴嘴連通槽5的壁表面1b可以滿足表面粗糙度的需求。
參照?qǐng)D11，根據(jù)本發(fā)明噴墨式打印機(jī)的隔離件的第二實(shí)施例以剖視圖示出。與參照?qǐng)D1-4描述的零件類似的零件參照采用相同附圖標(biāo)記的圖11描述。在該實(shí)施例中，隔離件41具有形成在其中的噴嘴側(cè)溝槽42和隔膜側(cè)溝槽43，它們用作將墨水引導(dǎo)到噴墨板3的噴孔4的墨水溝槽。換句話說，前述第一實(shí)施例的隔離件1具有單側(cè)墨水溝槽，而該第二實(shí)施例的隔離件41具有雙側(cè)墨水溝槽。
在該實(shí)施例中，隔膜側(cè)溝槽43用作壓力腔室(壓力溝槽)，用于借助于加壓裝置如壓電元件向墨水施壓。噴嘴側(cè)溝槽42經(jīng)由連通槽44、45連接到隔膜側(cè)溝槽43。
由于噴嘴側(cè)溝槽42和隔膜側(cè)溝槽43關(guān)于噴嘴板3的噴嘴孔4形成，在隔膜側(cè)溝槽43(壓力溝槽)中受壓的墨水不僅經(jīng)由連通槽44和噴嘴側(cè)溝槽42而且經(jīng)由連通槽45引導(dǎo)到噴嘴孔4。采用這種配置，即使在高頻率的操作過程中也可以充分地再填滿墨水。
參照?qǐng)D12、13，示出由本發(fā)明的發(fā)明人采用的用于制造前述第一實(shí)施例隔離件1的工藝的一個(gè)示例。首先，如圖12A所示，提供了400μm厚的晶體取向(110)的單晶硅基板61(在該示例中，硅晶片基底)。接著，在硅基板61的兩側(cè)形成了1.0μm厚的氧化硅膜62和0.2μm厚的氮化物膜63。氮化物膜63通過LP-CVD(低壓化學(xué)汽相沉積)形成。
接著，如圖12B所示，在硅基板61的氮化物膜63(在噴嘴板粘接側(cè))上形成了抗蝕劑圖形64，其具有用于噴嘴連通槽5的開口和用于殘余粘接劑的凹部31的開口。接著，通過干式刻蝕氮化物膜63，構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5和凹部31的開口65、66。抗蝕劑(未示出)形成在硅基板61a的整個(gè)未刻蝕的側(cè)面。
接著，如圖12C所示，當(dāng)用抗蝕劑填充氮化物膜63的開口66之后，具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于噴嘴連通溝槽5幾何形狀的開口的抗蝕劑圖形67形成在硅基板61的氮化物膜63上(在噴嘴板粘接側(cè))。接著，通過利用抗蝕劑圖形67作為掩膜對(duì)氧化硅膜62干式刻蝕而構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的開口68。
接著，如圖12D所示，在硅基板61的氮化物膜63上(在隔膜粘接側(cè))形成了抗蝕劑圖形69，該抗蝕劑圖形69具有用于壓力腔室6的開口和用于多余粘接劑的凹部32的開口。然后，通過干式刻蝕氮化物膜63而構(gòu)圖用于壓力腔室6和凹部32的開口70、71。
接著，如圖12E所示，當(dāng)用抗蝕劑填充氮化物膜63的開口之后，具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于壓力腔室6幾何形狀的開口的抗蝕劑圖形72形成在硅基板61的氮化物膜63上(在隔膜粘接側(cè))。接著，通過利用抗蝕劑圖形72作為掩膜對(duì)氧化硅膜62干式刻蝕而構(gòu)圖用于壓力腔室6的開口73。
接著，如圖13A所示，通過利用ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從隔膜粘接側(cè)干式刻蝕硅基板61而構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的孔74。這時(shí)，抗蝕劑72的膜厚是8μm。利用ICP干式刻蝕器的干式刻蝕在孔74深度達(dá)到300μm時(shí)終止。
接著，如圖13B所示，在去除抗蝕劑72之后，用于噴嘴連通槽5的通孔75通過利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61而形成。該各向異性刻蝕工藝從硅基板61的兩側(cè)(即，噴嘴板粘接側(cè)和隔膜粘接側(cè))進(jìn)行。盡管在形成通孔75之后(即，在通過各向異性刻蝕首次刻蝕穿透硅基板61之后)就通過各向異性刻蝕形成傾斜部分，但傾斜部分通過該刻蝕工藝徹底去除。
接著，如圖13C所示，以氮化物膜63作為掩膜利用稀釋的氟酸濕式刻蝕氧化硅膜62構(gòu)圖用于壓力腔室6的開口76和用于凹部31、32的開口77、78。
接著，如圖13D所示，通過利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61而形成對(duì)應(yīng)于壓力腔室6的凹部80和凹部31、32。
在該工藝中，氫氧化鉀溶液的濃度是30％，處理溫度是85℃。此外，硅基板61(硅晶片)受到機(jī)械地?fù)u動(dòng)。該搖動(dòng)操作防止在該刻蝕過程中生成的氫氣附著到壁表面上，并且能夠使對(duì)應(yīng)于壓力腔室6凹部80的底表面(即，與隔膜2相對(duì)的表面)的表面粗糙度(Ra)小于2μm。
接著，如圖13E所示，去除氧化硅膜62和氮化物膜63。接著，1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)，制造隔離件1的過程完成。
在上述工藝中，使表面粗糙度(Ra)小于2μm的特殊操作針對(duì)與隔膜2相對(duì)的壓力腔室6的表面進(jìn)行。因此，獲得了可以以較高程度的可靠性進(jìn)行運(yùn)行并且保證墨水平穩(wěn)流動(dòng)而不會(huì)使氣泡在表面上受阻的噴墨打印頭。
在此，將參照?qǐng)D14描述硅基板的各向異性刻蝕。圖14示出氫氧化鉀溶液濃度和各向異性刻蝕時(shí)的表面特征(即，表面粗糙度)之間的關(guān)系。
氫氧化鉀濃度越高，表面粗糙度(Ra)越小。但是，公知的是，過高濃度的氫氧化鉀形成了以硅的(110)表面圍繞的隆起部，該結(jié)構(gòu)通常被稱作“微型金字塔”。圖14中，符號(hào)A指示的區(qū)域是不生成微型金字塔的區(qū)域。符號(hào)C指示的區(qū)域是表面粗糙度(Ra)小于2μm的區(qū)域。符號(hào)B指示的區(qū)域是不生成微型金字塔并且表面粗糙度(Ra)小于2μm的區(qū)域。因此，各向異性刻蝕的工藝條件優(yōu)選確定在區(qū)域B之內(nèi)也就是防止氣泡(氫氣)附著的區(qū)域。
另外，在使用氫氧化鉀溶液進(jìn)行各向異性刻蝕的情況中，硅的刻蝕速度在氫氧化鉀溶液濃度為20-25％之內(nèi)最大。在該濃度范圍內(nèi)，對(duì)于區(qū)域B的要求來說，高于80℃的加工溫度。加工條件(濃度和溫度)的適當(dāng)選擇和刻蝕程序的最小變化使得噴墨式打印機(jī)的可靠性提高。
參照?qǐng)D15、16，示出用于制造前述第二實(shí)施例隔離件41(圖11所示)的工藝的一個(gè)示例。首先，如圖15A所示，提供了400μm的晶體取向(110)的單晶硅基板91(該示例中是硅晶片基底)。接著，在硅基板91的兩側(cè)形成了1.0μm厚的氧化硅膜92和0.2μm厚的氮化物膜93。氮化物膜93通過LP-CVD(低壓化學(xué)汽相沉積)形成。
接著，如圖15B所示，在硅基板91的氮化物膜93側(cè)(在噴嘴板粘接側(cè))形成抗蝕劑圖形94，該抗蝕劑圖形94具有用于噴嘴側(cè)溝槽42和用于殘余粘接劑的凹部31的開口。接著，通過干式刻蝕氮化物膜93構(gòu)圖用于噴嘴側(cè)溝槽42和凹部31的開口95、96?？刮g劑(未示出)形成在硅基板91a的整個(gè)未刻蝕側(cè)。
接著，如圖15C所示，填充了氮化物膜93的開口96之后，具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于連通槽44、45幾何形狀的開口的抗蝕劑圖形97形成在硅基板91的氮化物膜93上(在噴嘴板粘接側(cè))。接著，通過利用抗蝕劑圖形97作為掩膜干式刻蝕氧化硅膜92構(gòu)圖用于連通槽44、45的開口98。
接著，如圖15D所示，在硅基板91的氮化物膜93上(在隔膜粘接側(cè))形成抗蝕劑圖形69，該抗蝕劑圖形69具有用于隔膜側(cè)溝槽43和用于殘余粘接劑的凹部32的開口。接著，通過干式刻蝕氮化物膜93構(gòu)圖用于隔膜側(cè)溝槽43和凹部32的開口100、101。
接著，如圖15E所示，填充了氮化物膜93的開口101之后，具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于連通槽44、45幾何形狀的開口的抗蝕劑圖形102形成在硅基板91的氮化物膜93上(在隔膜粘接側(cè))。接著，通過利用抗蝕劑圖形102作為掩膜干式刻蝕氧化硅膜92構(gòu)圖用于連通槽44、45的開口103。
接著，如圖16A所示，通過利用ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從隔膜粘接側(cè)干式刻蝕硅基板91構(gòu)圖用于連通槽44、45的孔104。這時(shí)，抗蝕劑102的膜厚是8μm。
接著，如圖16B所示，去除抗蝕劑102之后，利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板91形成將隔膜側(cè)溝槽43連接到噴嘴側(cè)溝槽42的用于連通槽44、45的通孔105。
接著，如圖16C所示，以氮化物膜93作為掩膜利用稀釋的氟酸濕式刻蝕氧化硅膜92構(gòu)圖用于噴嘴側(cè)溝槽42和隔膜側(cè)溝槽43的開口106、107和用于凹部31、32的開口108、109。
接著，如圖16D所示，利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板91形成對(duì)應(yīng)于噴嘴側(cè)溝槽42和隔膜側(cè)溝槽43的凹部110、111，以及凹部31、32。
在該工藝中，氫氧化鉀溶液的濃度是30％加工溫度是85℃。此外，硅基板91(硅晶片)受到機(jī)械地?fù)u動(dòng)。該搖動(dòng)操作防止在該刻蝕過程中生成的氫氣附著到壁表面上，并且能夠使對(duì)應(yīng)于壓力腔室6的凹部11的底表面(即，與隔膜2相對(duì)的表面)的表面粗糙度(Ra)小于2μm。
接著，如圖16E所示，去除氮化物膜93和氧化硅膜92。接著，1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)，制造隔離件1的過程完成。
在上述工藝中，使表面粗糙度(Ra)小于2μm的特殊操作針對(duì)與隔膜2相對(duì)的隔膜側(cè)溝槽43(壓力腔室)的表面進(jìn)行。因此，獲得了可以以較高程度的可靠性進(jìn)行運(yùn)行并且保證墨水平穩(wěn)流動(dòng)而不會(huì)使氣泡在表面上受阻的噴墨打印頭。此外，由于隔離件41在其噴嘴板側(cè)上設(shè)置有附加溝槽(即，噴嘴側(cè)溝槽42)用于供應(yīng)墨水，所以即使在高頻率的操作情況下也可以充分地再充滿墨水，由此提高打印速度。
參照?qǐng)D17，圖17示出配備有隔離件1的噴墨打印頭的注入操作的測(cè)試結(jié)果(表面粗糙度(Ra)不大于2μm)，該隔離件1是根據(jù)前述第一實(shí)施例制造的。為了進(jìn)行比較，工藝條件(即，氫氧化鉀溶液的濃度和溫度和與氣泡粘附力有關(guān)的條件)得以變化，從而形成幾個(gè)分別具有3μm、4μm和5μm的表面粗糙度(Ra)的測(cè)試隔離件。
如圖17所示，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在表面粗糙度(Ra)大于2μm的情況下發(fā)生的噴墨式打印機(jī)的故障，如排墨故障和空滴落注入故障(empty-drop injection)。還已發(fā)現(xiàn)，表面粗糙度(Ra)越大，則噴墨式打印機(jī)發(fā)生故障的可能性越大。與這些測(cè)試性打印頭相比，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些故障不會(huì)發(fā)生在具有根據(jù)本發(fā)明制造的隔離件1的噴墨打印頭的情況中(表面粗糙度(Ra)不大于2μm)。
接下來，將參照?qǐng)D18-20說明根據(jù)本發(fā)明隔離件的第三實(shí)施例。與參照?qǐng)D1-4描述的零件相似的零件將參照使用相同附圖標(biāo)記的圖18-20描述。
圖18A示出根據(jù)第三實(shí)施例的隔離件11的平面圖，用于說明隔離件11的噴嘴板粘接表面；圖18B示出噴嘴連通槽55的放大詳圖。圖19A示出隔離件11的平面圖，用于說明隔離件11的隔膜粘接表面。圖19B示出壓力腔室36的放大詳圖。圖20A示出根據(jù)比較例的隔離件11′的部分(即，用于打印一位(點(diǎn))的部分)的透視圖；圖20B示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的隔離件11的部分的透視圖。
參照示出比較例的圖20B(和圖8、9)，噴嘴板粘接側(cè)上的噴嘴連通槽55′的開口形狀是一平行四邊形，其具有兩個(gè)銳角拐角(由圖20A和圖9A的圓圈符號(hào)指示的)，每個(gè)拐角由以銳角連接的兩條線所限定；還具有兩個(gè)鈍角拐角(每個(gè)拐角由以鈍角連接的兩條線所限定)(見圖8B)。這種開口形狀增加了將氣泡和墨水保留在兩個(gè)銳角拐角處的可能性。同樣，緊靠隔膜粘接側(cè)上的噴嘴連通槽55′下方的壓力腔室36′的開口形狀由包括銳角拐角的三條線(由圖20A和圖9B中的圓圈符號(hào)指示的)所限定。在該開口形狀中，當(dāng)利用粘接劑將隔離件11′粘接到隔膜2上時(shí)，粘接劑借助毛細(xì)管作用流入噴嘴連通槽55′，這導(dǎo)致排墨故障或者墨滴軌跡線的偏移。
相反，根據(jù)第三實(shí)施例，噴嘴板粘接側(cè)上的噴嘴連通槽55的開口形狀由僅以鈍角連接的六條線限定，因此具有六個(gè)鈍角拐角(見圖20B和圖18B的圓圈符號(hào))。同樣，緊靠隔膜粘接側(cè)上的噴嘴連通槽55下面的壓力腔室66的開口形狀由僅以鈍角連接的四條線限定，由此具有鈍角拐角(由圖20B和圖19B中的圓圈符號(hào)指示)。與上述比較例的開口形狀相比，該開口形狀可以防止粘接劑由于毛細(xì)管作用流入噴嘴連通槽55，由此防止排墨故障或者墨滴軌跡線的偏移。
參照?qǐng)D19A，根據(jù)比較例，噴嘴孔4最近的噴嘴連通槽55′的內(nèi)表面由垂直于隔離件11′的噴嘴板粘接表面的四個(gè)表面限定。同樣，隔膜粘接側(cè)上的壓力腔室36′的內(nèi)表面由垂直于隔離件11′的隔膜粘接表面的三個(gè)表面限定。
另一方面，參照?qǐng)D19B，根據(jù)第三實(shí)施例，噴嘴孔4最近的噴嘴連通槽55的內(nèi)表面由垂直于隔離件11的噴嘴板粘接表面的四個(gè)表面以及兩個(gè)傾斜的表面限定，所述傾斜表面以鈍角連接到噴嘴板粘接表面上(從剖視圖所見)。此外，隔膜粘接側(cè)上的壓力腔室66的內(nèi)表面由垂直于隔離件11的隔膜粘接表面的三個(gè)表面以及一傾斜表面限定，該傾斜表面以鈍角連接到隔膜粘接表面上(從剖視圖所見)。與上述比較例相比，這些傾斜表面可以防止氣泡和墨水的保留，由此防止故障，如排墨故障和空滴落注入故障。
此外，如參照?qǐng)D19B所討論的，噴嘴連通槽55的橫截面形狀從隔離件11內(nèi)側(cè)的四角形變化到噴嘴孔4最近的六角形。該橫截面形狀可以解決如下問題，如流動(dòng)控制和由于多空間內(nèi)表面復(fù)雜性導(dǎo)致的抵抗流動(dòng)的阻力增加中的困難。
參照?qǐng)D21、22，示出用于制造前述第三實(shí)施例隔離件11的工藝的一個(gè)示例。與參照?qǐng)D12、13描述的零件類似的零件參照采用相同附圖標(biāo)記的圖21、22進(jìn)行描述。
首先，如圖21A所示，提供了400μm厚的晶體取向(110)的單晶硅基板61(該示例中是硅晶片基底)。接著，在硅基板61的兩側(cè)形成了1.0μm厚的氧化硅膜62和0.2μm厚的氮化物膜63。氮化物膜63通過LP-CVD(低壓化學(xué)汽相沉積)形成。
接著，如圖21B所示，在硅基板61的氮化物膜63上(在噴嘴板粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形44，其具有用于噴嘴連通槽55的開口和用于殘余粘接劑的凹部31的開口。接著，通過干式刻蝕氮化物膜63，構(gòu)圖用于噴嘴連通槽55和凹部31的開口65、66。這時(shí)，用于噴嘴連通槽55的開口65被構(gòu)圖成由以鈍角連接的六條線限定的六角形。
接著，在硅基板61的氮化物膜63上(在隔膜粘接側(cè))形成了抗蝕劑圖形67，其具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于噴嘴連通槽55幾何形狀的開口。接著，如圖21C所示，通過利用抗蝕劑圖形67作為掩膜干式刻蝕氧化硅膜62構(gòu)圖用于噴嘴連通槽55的開口68。
接著，如圖21D所示，在硅基板61的氮化物膜63側(cè)(在隔膜粘接側(cè))形成抗蝕劑圖形69，該抗蝕劑圖形69具有用于壓力腔室36和用于殘余粘接劑的凹部32的開口。接著，通過干式刻蝕氮化物膜63構(gòu)圖用于壓力腔室36和凹部32的開口70、71。
接著，在硅基板61的氮化物膜63側(cè)(在隔膜粘接側(cè))形成抗蝕劑圖形72，該抗蝕劑圖形72具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于壓力腔室36幾何形狀的開口。接著，如圖21E所示，通過利用抗蝕劑圖形72作為掩膜干式刻蝕氧化硅膜62構(gòu)圖用于壓力腔室36的開口73。
接著，如圖22A所示，通過利用ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從隔膜粘接側(cè)干式刻蝕硅基板61而構(gòu)圖用于噴嘴連通槽55的孔74。這時(shí)，抗蝕劑72的膜厚是8μm。利用ICP干式刻蝕器的干式刻蝕在孔74深度達(dá)到300μm時(shí)終止。
接著，如圖22B所示，去除抗蝕劑72之后，利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61形成用于噴嘴連通槽5的通孔75。該各向異性刻蝕工藝從硅基板61的兩側(cè)(即，噴嘴板粘接側(cè)和隔膜粘接側(cè))進(jìn)行。盡管在形成通孔75之后(即，在通過各向異性刻蝕首次刻蝕穿透硅基板61之后)就通過各向異性刻蝕形成傾斜部分，但是傾斜部分通過該刻蝕工藝徹底去除。
接著，如圖22C所示，以氮化物膜63作為掩膜利用稀釋的氟酸濕式刻蝕氧化硅膜62而構(gòu)圖用于壓力腔室36的開口76和用于凹部31、32的開口77、78。
接著，如圖22D所示，利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61形成對(duì)應(yīng)于壓力腔室36的凹部80和凹部31、32。
接著，如圖22E所示，去除氧化硅膜62和氮化物膜63。接著，1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)，制造隔離件11的過程完成。
這樣，根據(jù)該實(shí)施例，隔離件11噴嘴板粘接表面上的噴嘴連通槽55的開口形狀由以鈍角連接的六條線限定，而且緊靠隔膜粘接表面的噴嘴連通槽55下面的壓力腔室36的開口形狀由以鈍角連接的四條線限定。由此，通過不形成任何銳角拐角，可以防止在利用粘接劑將隔離件11粘接到噴嘴板3的后續(xù)過程中由于毛細(xì)管作用使粘接劑流入噴嘴連通槽55。此外，通過形成傾斜表面，可以防止氣泡和墨水的保留，由此提高噴墨式打印機(jī)的可靠性。
接下來，將參照?qǐng)D23說明根據(jù)本發(fā)明的隔離件的第四實(shí)施例。與參照?qǐng)D11描述的零件相似的零件將參照使用相同附圖標(biāo)記的圖23描述。與參照?qǐng)D11所述的一樣，該第四實(shí)施例的隔離件441具有雙側(cè)墨水溝槽。該第四實(shí)施例的隔離件441的結(jié)構(gòu)等同于前述第二實(shí)施例的隔離件41，除了傾斜表面441a形成在噴嘴側(cè)溝槽42和隔膜側(cè)溝槽43的拐角處之外，而這是與前述第三實(shí)施例相同的。緊靠噴嘴孔4下方的噴嘴側(cè)溝槽42的開口形狀(未示出)由以鈍角連接的四條線限定，與前述第三實(shí)施例的情況一樣。同樣，緊靠噴嘴孔4下方的隔膜側(cè)溝槽43的開口形狀(未示出)由以鈍角連接的四條線限定，與前述第三實(shí)施例的情況一樣。
根據(jù)第四實(shí)施例，通過不在隔離件441兩側(cè)形成開口形狀的任何鈍角拐角，可以防止在利用粘接劑將隔離件441粘接到噴嘴板3時(shí)由于毛細(xì)管作用使粘接劑流入噴嘴連通槽44、45。此外，通過形成傾斜表面，可以防止氣泡和墨水的保留，由此提高噴墨式打印機(jī)的可靠性。此外，通過在噴嘴板側(cè)上形成用于供應(yīng)墨水的附加溝槽(即，噴嘴側(cè)溝槽42)，所以即使在高頻率操作情況下也可以充分地再充滿墨水，由此提高打印速度。
參照?qǐng)D24、25，示出用于制造前述第四實(shí)施例隔離件441的工藝的一個(gè)示例。與參照?qǐng)D15、16描述的零件類似的零件將參照采用相同附圖標(biāo)記的圖24、25進(jìn)行描述。
首先，如圖24A所示，提供了400μm厚的晶體取向(110)的單晶硅基板91(該示例中是硅晶片基底)。接著，在硅基板91兩側(cè)形成了1.0μm厚的氧化硅膜92和0.2μm厚的氮化物膜93。氮化物膜93通過LP-CVD(低壓化學(xué)汽相沉積)形成。
接著，如圖24B所示，在硅基板91的氮化物膜93上(在噴嘴板粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形94，其具有用于噴嘴側(cè)溝槽42的開口和用于殘余粘接劑的凹部31的開口。接著，通過干式刻蝕氮化物膜93，構(gòu)圖用于噴嘴側(cè)溝槽42和凹部31的開口95、96。這時(shí)，用于連通槽45的開口95被構(gòu)圖成由以鈍角連接的四條線所限定。
接著，在硅基板91的氮化物膜93上形成抗蝕劑圖形97，該抗蝕劑圖形97具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于連通槽44、45幾何形狀的開口97。接著，如圖24C所示，通過利用抗蝕劑圖形97作為掩膜干式刻蝕氧化硅膜92構(gòu)圖用于連通槽44、45的開口98。
接著，如圖24D所示，在硅基板91的氮化物膜93上(在隔膜粘接側(cè))形成抗蝕劑圖形69，該抗蝕劑圖形69具有用于隔膜側(cè)溝槽43和用于殘余粘接劑的凹部32的開口。接著，通過干式刻蝕氮化物膜93構(gòu)圖用于隔膜側(cè)溝槽43和凹部32的開口100、101。
接著，在硅基板91的氮化物膜93上(在隔膜粘接側(cè))形成抗蝕劑圖形102，該抗蝕劑圖形102具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于連通槽44、45幾何形狀的開口。接著，如圖24E所示，通過利用抗蝕劑圖形102作為掩膜干式刻蝕氧化硅膜92構(gòu)圖用于連通槽44、45的開口103。
接著，如圖25A所示，利用ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從隔膜粘接側(cè)干式刻蝕硅基板91構(gòu)圖用于連通槽44、45的孔104。這時(shí)，抗蝕劑102的膜厚是8μm。
接著，如圖25B所示，去除抗蝕劑102之后，利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板91形成將隔膜側(cè)溝槽43連接到噴嘴側(cè)溝槽42的用于連通槽44、45的通孔105。
接著，如圖25C所示，以氮化物膜93作為掩膜利用稀釋的氟酸濕式刻蝕氧化硅膜92而構(gòu)圖用于噴嘴側(cè)溝槽42和隔膜側(cè)溝槽43的開口106、107和用于凹部31、32的開口108、109。
接著，如圖25D所示，利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板91形成對(duì)應(yīng)于噴嘴側(cè)溝槽42和隔膜側(cè)溝槽43的凹部110、111，以及凹部31、32。
接著，如圖25E所示，去除氮化物膜93和氧化硅膜92。接著，1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)之后，制造隔離件441的過程完成。
接下來，將參照?qǐng)D26-29說明根據(jù)本發(fā)明隔離件的第五實(shí)施例。
圖26示出噴墨打印頭的分解透視圖。圖27示出噴墨打印頭的縱向截取的剖視圖。圖28示出噴墨打印頭主要部件的橫向截取的剖視圖。圖29示出噴墨打印頭的隔離件(包括儲(chǔ)墨水溝槽8和阻力溝槽7)的剖視圖。與參照?qǐng)D1-4描述的零件類似的零件將參照采用相同附圖標(biāo)記的圖26-29進(jìn)行描述。
第四實(shí)施例的隔離件331的結(jié)構(gòu)等同于前述第一實(shí)施例的隔離件1的結(jié)構(gòu)，除了隔離件331具有偽腔室(pseudo-pressure)26(其不構(gòu)成墨水溝槽)和形成在噴嘴板粘接側(cè)上的凹部25并且具有形成在隔膜粘接側(cè)上的凹部27之外。凹部25、27分別接收當(dāng)隔離件331粘接到噴嘴板3和隔膜2上時(shí)溢出的多余粘接劑。
附帶說明，在前述第一實(shí)施例中，隔離件1具有形成在噴嘴板粘接側(cè)上的壓力腔室6、阻力溝槽7和儲(chǔ)墨水溝槽8(見圖1-4)。但是，這種狀態(tài)下，噴嘴板粘接表面和隔膜粘接表面之間的表面積差值較大。應(yīng)該注意到，表面積是基于與目標(biāo)元件(即，噴嘴板3和隔膜2)表面接觸的隔離件表面而確定的。換句話說，在該情況中，不通過計(jì)數(shù)與噴嘴連通槽5相關(guān)的凹面而確定噴嘴板粘接表面的表面積。同樣，不通過計(jì)數(shù)與壓力腔室6、阻力溝槽7和儲(chǔ)墨水溝槽8相關(guān)的凹面而確定隔膜粘接表面的表面。
噴嘴板粘接表面和隔膜粘接表面之間的表面積差值變得越大，由于防液體膜10內(nèi)側(cè)的應(yīng)力發(fā)生導(dǎo)致的隔離件變形(彎曲)發(fā)生的可能性越大。特別是，在防液體膜1是由高度防液體材料(如氧化硅和氮化鈦)制成的情況下，隔離件的變形(彎曲)更易于發(fā)生。
為此原因，根據(jù)該第五實(shí)施例隔離件331的形成使得噴嘴板粘接表面的表面積基本上等于隔膜粘接表面的表面積。特別是，該基本上相同的表面積是通過在隔離件331的噴嘴板粘接側(cè)上形成偽腔室26和凹部25并在隔膜粘接側(cè)上形成凹部27獲得的。
在墨水溝槽壁表面上形成防液體膜10的情況下，隔離件331兩側(cè)之間基本相同的表面積減弱兩側(cè)之間膜中應(yīng)力差值，由此減輕隔離件331的變形(彎曲)。因此，可以提高隔離件331和噴嘴板3之間粘接的可靠性，以及隔離件331和隔膜2之間粘接的可靠性。此外，使制造過程中的故障粘接最少能夠提高產(chǎn)量，由此成本降低。
至于詳細(xì)解釋，請(qǐng)參照?qǐng)D29-31，圖30A示出隔離件331的噴嘴粘接表面的平面圖，圖30B示出隔離件331的隔膜粘接表面的平面圖。圖31A示出根據(jù)比較例的隔離件331′的噴嘴粘接表面的平面圖。圖31B示出隔離件331′的隔膜粘接表面的平面圖。
如圖30B、31B所示，在隔膜粘接表面331b、331b′上，隔離件331、331′具有對(duì)應(yīng)于壓力腔室6、6′的凹部以及以類似方式形成的用于接收多余粘接劑的凹部27、27′。因此，隔離件331的隔膜粘接表面331b上的凹部圖形與隔離件331′的隔膜粘接表面331b′的凹部圖形相同。
另一方面，如圖30A、31A所示，隔離件331噴嘴板粘接表面331a的凹部圖形不同于隔離件331′的噴嘴板粘接表面331a′的凹部圖形。特別是，根據(jù)比較例的隔離件331′具有多個(gè)噴嘴連通槽5和用于接收多余粘接劑的凹部57′，而根據(jù)本發(fā)明的隔離件331具有多個(gè)偽腔室26(開口形狀類似于壓力腔室6的開口形狀的凹部)和多個(gè)凹部25。
因此，根據(jù)比較例，凹部形狀以及噴嘴板粘接表面331a′和隔膜粘接表面331b′之間的表面積的差異較大。通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)確定，在將7000厚的氧化硅形成為防液體膜的情況下，這種隔離件331′的變形超過6μm。這時(shí)，當(dāng)隔離件331′粘接到噴嘴板3或者隔膜2上時(shí)將會(huì)發(fā)生故障粘接。盡管粘接劑的增大的厚度可以在一定程度上防止故障粘接，但是其增多了粘接劑的溢出，并且在總體裝配的剛度方面有缺陷。
相反，根據(jù)第五實(shí)施例，凹部形狀以及噴嘴板粘接表面331a和隔膜粘接表面331b之間的表面積基本沒有差異，因?yàn)榘凑招纬稍诟裟ふ辰觽?cè)的壓力腔室6，隔離件331在噴嘴板粘接側(cè)上具有偽腔室26。通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)確定，在將7000厚的氧化硅形成為防液體膜的情況下，這種隔離件331的變形不超過2μm，而且當(dāng)隔離件331粘接到噴嘴板3或者隔膜2上時(shí)，這種變形程度(即，2μm)不會(huì)導(dǎo)致故障粘接。
參照?qǐng)D32，圖32示出在形成1μm厚氧化硅的情況下，隔膜粘接表面與噴嘴板粘接表面的表面積之比和隔離件的變形等級(jí)之間關(guān)系的測(cè)量后的測(cè)試結(jié)果。
從圖32的測(cè)量的測(cè)試結(jié)果可以理解，表面積之比應(yīng)該在0.5-2.0之內(nèi)，以便使得隔離件的變形等級(jí)小于2μm。具有小于2μm的變形等級(jí)的隔離件基本上可以防止因?yàn)樽冃螌?dǎo)致的故障粘接。
參照?qǐng)D33，圖33A示出根據(jù)備選實(shí)施例的隔離件331噴嘴板粘接表面的平面圖，圖33B示出隔離件331的隔膜粘接表面的平面圖。
根據(jù)備選實(shí)施例的隔離件331具有為每一位形成的偽腔室28，每一個(gè)偽腔室28經(jīng)由延伸到隔離件331端部的連通槽29連接到隔離件331的外側(cè)。形成開放到隔離件331外部的用于每一位的偽腔室28可以防止由于在制造過程中的加熱導(dǎo)致的故障粘接。
與根據(jù)該備選實(shí)施例的偽腔室28相反，上述參照?qǐng)D5的偽腔室26具有與外界絕緣的大封閉容積。這種情況下，當(dāng)熱量和壓力在粘接過程中施加到隔離件331上時(shí)，偽腔室26之內(nèi)的空氣膨脹可以導(dǎo)致故障粘接。盡管室溫下進(jìn)行粘接操作可以防止故障粘接，但是其增加了整體加工時(shí)間因此制造成本增加。
另一方面，根據(jù)備選實(shí)施例，通過形成連通槽29使偽腔室28開放到隔離件331的外側(cè)，但是可以使空氣膨脹程度最小，即使在粘接過程中有熱量施加到隔離件331上也是如此，由此使整體加工時(shí)間最少。
參照?qǐng)D34、35，示出用于制造第五實(shí)施例的隔離件331的工藝的一個(gè)示例。
首先，如圖34A所示，提供了400μm厚的晶體取向(110)的單晶硅基板61(該示例中是硅晶片基底)。接著，在硅基板61的兩側(cè)形成了1.0μm厚的氧化硅膜62a、62b和0.2μm厚的氮化物膜63a、63b。氮化物膜63a、63b通過LP-CVD(低壓化學(xué)汽相沉積)形成。
接著，如圖34B所示，在硅基板61的氮化物膜63a上(在噴嘴板粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形640，其具有用于噴嘴連通槽5、凹部25、偽腔室28和連通槽29的開口。該示例涉及圖33所示的隔離件，其具有用于在粘接過程中接收多余粘接劑的附加凹部25。接著，通過干式刻蝕氮化物膜63a構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5和凹部25的開口650、660以及用于偽腔室28和連通槽29的開口680、690。
接著，如圖34C所示，當(dāng)填充氮化物膜63a的開口660、680和690之后，具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于噴嘴連通溝槽5幾何形狀的開口的抗蝕劑圖形700形成在硅基板61的氮化物膜63上(在噴嘴板粘接側(cè))。接著，通過利用抗蝕劑圖形700作為掩膜對(duì)氧化硅膜62a干式刻蝕而構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的開口710。
接著，如圖34D所示，在硅基板61的氮化物膜63b上(在隔膜粘接側(cè))形成了抗蝕劑圖形720，該抗蝕劑圖形720具有用于壓力腔室6的開口和用于多余粘接劑的凹部27的開口。然后，通過干式刻蝕氮化物膜63b而構(gòu)圖用于壓力腔室6和凹部27的開口730、740。
接著，如圖34E所示，當(dāng)填充氮化物膜63a的開口740之后，具有幾何形狀對(duì)應(yīng)于壓力腔室6幾何形狀的開口的抗蝕劑圖形750形成在硅基板61的氮化物膜63b上(在隔膜粘接側(cè))。接著，通過利用抗蝕劑圖形750作為掩膜對(duì)氧化硅膜62干式刻蝕而構(gòu)圖用于壓力腔室6的開口760。
接著，如圖35A所示，通過利用ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從隔膜粘接側(cè)干式刻蝕硅基板61而構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的孔770。這時(shí)，抗蝕劑750的膜厚是8μm。利用ICP干式刻蝕器的干式刻蝕在孔770深度達(dá)到300μm時(shí)終止。
接著，如圖35B所示，在去除抗蝕劑75之后，用于噴嘴連通槽5的通孔780通過利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61而形成。該各向異性刻蝕工藝從硅基板61的兩側(cè)(即，噴嘴板粘接側(cè)和隔膜粘接側(cè))進(jìn)行。盡管在形成通孔780之后(即，在通過各向異性刻蝕首次刻蝕穿透硅基板61之后)就通過各向異性刻蝕形成傾斜部分，但是傾斜部分通過該刻蝕工藝徹底去除。
接著，如圖35C所示，以氮化物膜63作為掩膜利用稀釋的氟酸濕式刻蝕氧化硅膜62a、62b而構(gòu)圖用于壓力腔室6的開口840和用于凹部27的開口850，以及分別用于凹部25、偽腔室28和連通槽29的開口810、820和830。
接著，如圖35D所示，通過利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61而形成對(duì)應(yīng)于壓力腔室6的凹部860和凹部25、27，以及對(duì)應(yīng)于偽腔室28和連通槽29的凹部。在該工藝中，氫氧化鉀溶液的濃度是30％，處理溫度是85℃。
接著，如圖35E所示，去除氧化硅膜62a、62b和氮化物膜63a、63b。接著，1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)，制造隔離件331的過程完成。
這樣，可以使變形水平小于2μm，即使在形成防液體膜的情況下也是如此，因?yàn)闃?gòu)圖的進(jìn)行使得噴嘴板粘接側(cè)上的粘接表面積基本上與隔膜粘接側(cè)上的表面積相等，而且噴嘴板粘接側(cè)上的偽腔室28的形狀近似于隔膜粘接側(cè)上的壓力腔室6的形狀。此外，可以防止由于在熱粘接操作時(shí)偽腔室28內(nèi)部的空氣膨脹導(dǎo)致的誤粘接，這是因?yàn)檫B通槽29的形成使得各個(gè)偽腔室28與外界連通。
此外，可以以高精度形成壓力腔室，由此使得排墨特征變化最小，因?yàn)楦綦x件由硅基板制成，墨水溝槽(如壓力腔室和噴嘴連通槽)通過干式刻蝕(用于深度刻蝕的部分)和濕式各向異性刻蝕的結(jié)合而形成。
此外，由于利用氧化硅/氮化硅的多層膜作為掩膜進(jìn)行濕式刻蝕工藝，在該示例中只需要兩組刻蝕工藝來形成隔離件。與只通過干式刻蝕形成噴嘴連通槽的情況相比，其提高了產(chǎn)量并由此降低了生產(chǎn)成本。
參照?qǐng)D36、37，示出用于制造第五實(shí)施例隔離件331的工藝的另一示例。
首先，如圖36A所示，提供了400μm厚的晶體取向(110)的單晶硅基板61(該示例中是硅晶片基底)。接著，在硅基板61的兩側(cè)形成了150nm厚的氮化物膜93a、93b。氮化物膜93a、93b通過LP-CVD(低壓化學(xué)汽相沉積)形成。
接著，如圖36B所示，在硅基板61的氮化物膜93a上(在噴嘴板粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形940，其具有用于噴嘴連通槽5、凹部25、偽腔室28和連通槽29的開口。該示例涉及圖33所示的隔離件，其具有用于在粘接過程中接收多余粘接劑的附加凹部25。接著，通過干式刻蝕氮化物膜93a構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5和凹部25的開口950、960以及用于偽腔室28和連通槽29的開口980、990。
接著，如圖36C所示，在硅基板61的氮化物膜93b上(在隔膜粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形802，其具有用于壓力腔室6的開口和用于多余粘接劑的凹部27。接著，通過干式刻蝕氮化物膜93b構(gòu)圖用于壓力腔室6的開口803和用于凹部27的開口804。
接著，如圖36D所示，在硅基板61的兩側(cè)上形成250nm厚的高溫氧化物膜805a、805b。接著，如圖36E所示，通過LP-CVD在高溫氧化物膜805a、805b上形成150nm厚的氮化物膜806a、806b。接著，通過干式刻蝕高溫氧化物膜805a、805b和氮化物膜806a、806b形成用于噴嘴連通槽5的相對(duì)的開口807、808。
接著，如圖37A所示，在氮化物膜806b上形成抗蝕劑809之后，利用ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從隔膜粘接側(cè)干式刻蝕硅基板61而構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的孔810。這時(shí)，抗蝕劑809的膜厚是8μm。
接著，如圖37B所示，在去除抗蝕劑809之后，用于噴嘴連通槽5的通孔811通過利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61而形成。
接著，如圖37C所示，利用高溫氧化物膜805a、805b作為阻擋膜通過被加熱的磷酸鹽去除氮化物膜806a、806b，通過稀釋的氟算去除高溫氧化物膜805a、805b。
接著，如圖37D所示，通過利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61而形成對(duì)應(yīng)于壓力腔室6的凹部816和凹部25、27，以及對(duì)應(yīng)于偽腔室28和連通槽29的凹部。在該工藝中，氫氧化鉀溶液的濃度是30％，處理溫度是85℃。
接著，如圖37E所示，去除氧化硅膜93a、93b和氮化物膜63a、63b。接著，1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)之后，制造隔離件331的過程完成。
該示例中，和前述示例的情況一樣，可以使變形水平小于2μm，即使在形成防液體膜的情況下也是如此，因?yàn)闃?gòu)圖的進(jìn)行使得噴嘴板粘接側(cè)上的粘接表面積基本上與隔膜粘接側(cè)上的表面積相等，而且噴嘴板粘接側(cè)上的偽腔室28的形狀近似于隔膜粘接側(cè)上的壓力腔室6的形狀。此外，可以防止由于在熱粘接操作時(shí)偽腔室內(nèi)部的空氣膨脹導(dǎo)致的誤粘接，這是因?yàn)檫B通槽29的形成使得各個(gè)偽腔室28與外界連通。
此外，可以以高精度形成壓力腔室，由此使得排墨特征變化最小，因?yàn)楦綦x件由硅基板制成，墨水溝槽(如壓力腔室和噴嘴連通槽)通過干式刻蝕(用于深度刻蝕的部分)和濕式各向異性刻蝕的結(jié)合而形成。
此外，由于利用氧化硅/氮化硅的多層膜作為掩膜進(jìn)行濕式刻蝕工藝，在該示例中只需要兩組刻蝕工藝來形成隔離件。與只通過干式刻蝕形成噴嘴連通槽的情況相比，其提高了產(chǎn)量并由此降低了生產(chǎn)成本。此外，可以以高精度控制尺寸，因?yàn)橹恍枰锬ぷ鳛檠谀硇纬蓧毫η皇摇?br> 參照?qǐng)D38、39，示出用于制造第五實(shí)施例的隔離件331的工藝的另一示例。
首先，如圖38A所示，提供了400μm厚的晶體取向(110)的單晶硅基板61(該示例中是硅晶片基底)。接著，在硅基板61的兩側(cè)形成了150nm厚的氮化物膜123a、123b。氮化物膜123a、123b通過LP-CVD(低壓化學(xué)汽相沉積)形成。
接著，如圖38B所示，在硅基板61的氮化物膜123a上(在噴嘴板粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形124，其具有用于噴嘴連通槽5、凹部25、偽腔室28和連通槽29的開口。該示例涉及圖33所示的隔離件，其具有用于在粘接過程中接收多余粘接劑的附加凹部25。接著，通過干式刻蝕氮化物膜123a構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的開口125和用于凹部25的開口126，以及用于偽腔室28和連通槽29的開口128、129。
接著，如圖38C所示，在硅基板61的氮化物膜123b上(在隔膜粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形132，其具有用于壓力腔室6的開口和用于多余粘接劑的凹部27。接著，通過干式刻蝕氮化物膜123b構(gòu)圖用于壓力腔室6的開口133和用于凹部27的開口134。
接著，如圖38D所示，在噴嘴板粘接側(cè)形成抗蝕劑圖形136，其具有用于噴嘴連通槽5的開口135。這時(shí)，抗蝕劑圖形136的膜厚是8μm。
接著，如圖39A所示，通過利用ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從隔膜粘接側(cè)干式刻蝕硅基板61而構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的孔137。
接著，如圖39B所示，去除抗蝕劑圖形136之后，通過利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61而形成用于噴嘴連通槽5的通孔138以及對(duì)應(yīng)于壓力腔室6的凹部139、凹部25、27，和對(duì)應(yīng)于偽腔室28和連通槽29的凹部。在該工藝中，氫氧化鉀溶液的濃度是30％，處理溫度是85℃。
接著，如圖39C所示，去除氧化硅膜123a、123b。接著，1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)之后，制造隔離件331的過程完成。
該示例中，和前述示例的情況一樣，可以使變形水平小于2μm，即使在形成防液體膜的情況下也是如此，因?yàn)闃?gòu)圖的進(jìn)行使得噴嘴板粘接側(cè)上的粘接表面積基本上與隔膜粘接側(cè)上的表面積相等，而且噴嘴板粘接側(cè)上的偽腔室28的形狀近似于隔膜粘接側(cè)上的壓力腔室6的形狀。此外，可以防止由于在熱粘接操作時(shí)偽腔室內(nèi)部的空氣膨脹導(dǎo)致的誤粘接，這是因?yàn)檫B通槽29的形成使得各個(gè)偽腔室28與外界連通。
此外，可以以高精度形成壓力腔室，由此使得排墨特征變化最小，因?yàn)楦綦x件由硅基板制成，墨水溝槽(如壓力腔室和噴嘴連通槽)通過干式刻蝕(用于深度刻蝕的部分)和濕式各向異性刻蝕的結(jié)合而形成。
此外，由于只利用氮化物膜作為掩膜進(jìn)行濕式刻蝕工藝，所以可以以高精度控制尺寸，并且使排墨特征變化最小，并且減少制造工藝。
參照?qǐng)D40和41，圖40示出根據(jù)備選實(shí)施例的噴墨打印頭的分解透視圖。圖41示出圖40的噴墨打印頭的剖視圖。
根據(jù)備選實(shí)施例的噴墨打印頭包括溝槽成形元件141(隔離件)。隔膜142安裝在溝槽成形元件上。由夾持器143夾持的壓電元件144粘接到溝槽成形元件141上。
溝槽成形元件141由硅基板制成，并且具有用于噴嘴145的溝槽部分、用于連接到噴嘴145的壓力腔室146上的凹部，用于阻力溝槽147(其用作液體阻力)的溝槽部分，以及通過各向異性刻蝕形成的用于儲(chǔ)墨水溝槽148的凹部。溝槽形成元件141還具有連接到儲(chǔ)墨水溝槽148上的供墨溝槽149。
剛剛描述的墨水溝槽當(dāng)隔膜142粘接到溝槽成形元件141上時(shí)得以建立。這種情況下，隔膜142還用作蓋件。防液體膜(未示出)形成在溝槽形成元件141的墨水接觸的壁表面上，如噴嘴145的壁表面、阻力溝槽147的壁表面和儲(chǔ)墨水溝槽148的壁表面。
壓電元件144具有通過僅僅多層疊加壓電材料生片形成的非驅(qū)動(dòng)部分151。壓電元件144具有通過交替地多層疊加生片和內(nèi)部電極于非驅(qū)動(dòng)部分151上形成的驅(qū)動(dòng)部分152。通過形成延伸到非驅(qū)動(dòng)部分151而不是穿透非驅(qū)動(dòng)部分151的凹槽，制成多個(gè)壓電元件156。隔膜142粘接到壓電元件156的端面上。
采用這種噴墨打印頭，有選擇地施加20-50V脈沖電壓到壓電元件156導(dǎo)致壓電元件156在層疊方向上變形，由此引發(fā)隔膜142朝向壓力腔室146移動(dòng)。接著，根據(jù)在垂直于壓電元件的變形方向上將要作為墨滴從噴嘴145排出的(注入的)壓力腔室146的容積變化，對(duì)壓力腔室146中的墨水加壓。
如前述實(shí)施例的情況一樣，溝槽成形元件141在其底表面上具有用于偽腔室的凹部155，該凹部155的開口形狀類似于墨水溝槽的開口形狀，該墨水溝槽例如形成在與底表面相對(duì)的表面(即，頂表面)中的壓力腔室146。因此，溝槽成形元件141在兩側(cè)上具有相同的表面積(除了凹部之外)。
因此，根據(jù)該備選實(shí)施例，可以降低由硅基板制成的溝槽成形元件141的變形程度，由此提高粘接操作的可靠性，即使在防液體膜由高效防陰離子墨水膜(如氧化硅膜和氮化物膜)形成時(shí)也是如此。
參照?qǐng)D42-44，圖42示出根據(jù)另一備選實(shí)施例的噴墨打印頭的透視圖，圖43示出噴墨打印頭的分解透視圖。圖44示出從墨水溝槽形成側(cè)看到的溝槽形成元件的透視圖。
根據(jù)備選實(shí)施例的噴墨打印頭包括對(duì)應(yīng)于溝槽成形元件(隔離件)的第一基底161。作為加熱元件的第二基底162安裝在第一基底161上。第一基底161和第二基底162共同限定用于噴射墨滴的多個(gè)噴嘴165、連接到噴嘴165上的壓力腔室166、用于向壓力腔室166供墨的儲(chǔ)墨水溝槽168，等等。通過形成在第一基底161中的供墨孔169供應(yīng)的墨水經(jīng)由儲(chǔ)墨水溝槽168和壓力腔室166引導(dǎo)從噴嘴165作為墨滴射出。
第一基底161由硅基板制成，并且具有用于噴嘴165和壓力腔室166的溝槽部分和通過刻蝕形成的用于儲(chǔ)墨水溝槽168的凹部。剛剛描述的墨水溝槽當(dāng)?shù)诙?62粘接到第一基底161上時(shí)得以建立。這種情況下，隔膜162還用作蓋件以限定墨水溝槽。防液體膜(未示出)形成在第二基底粘接側(cè)的第一基底161的墨水接觸表面上。
第二基底162設(shè)置有加熱電阻元件(電熱轉(zhuǎn)換元件)171。第二基底162設(shè)置有公共電極172和用于向加熱電阻元件171施加電壓的獨(dú)立電極173。
采用這種噴墨打印頭，有選擇地向獨(dú)立電極173施加驅(qū)動(dòng)電壓導(dǎo)致加熱電阻元件171產(chǎn)生熱，由此引發(fā)壓力腔室166內(nèi)的墨水壓力變化。該墨水壓力的變化導(dǎo)致墨滴從噴嘴165排出(注入)。
如前述實(shí)施例的情況一樣，第一基底161在其頂表面上具有用于偽腔室的凹部175，該凹部175的開口形狀類似于墨水溝槽的開口形狀，該墨水溝槽例如形成在與頂表面相對(duì)的表面(即，底表面)中的壓力腔室166。因此，第一基底161在其兩側(cè)上具有相同的表面積(除了凹部之外)。
因此，根據(jù)該備選實(shí)施例，可以降低由硅基板制成的第一基底161的變形程度，由此提高粘接操作的可靠性，即使在防液體膜由高效防陰離子墨水膜(如氧化硅膜和氮化物膜)形成時(shí)也是如此。
接著，將描述根據(jù)本發(fā)明的隔離件的第六實(shí)施例。
在隔離件(溝槽成形元件)中形成偽腔室可以防止由于防液體膜而產(chǎn)生的隔離件的變形，同時(shí)其減小了壓力腔室6和偽腔室26之間的隔壁6a的厚度D(間隔)，由此降低了隔壁6a的剛度。隔壁6a剛度的降低可能引發(fā)排墨性能下降。
在這點(diǎn)上，對(duì)于改變作為參數(shù)的壓力腔室6和偽腔室26之間距離D(隔壁6a的厚度D)時(shí)的驅(qū)動(dòng)一位情況下的墨滴速度和同時(shí)驅(qū)動(dòng)多位情況下的墨滴速度做出評(píng)估。圖45示出評(píng)估結(jié)果。下文中，驅(qū)動(dòng)一位被稱作“單次注入”，而同時(shí)驅(qū)動(dòng)多位被稱作“多次注入”。
從圖45中顯而易見，如果壓力腔室6和偽腔室26之間的距離D超過100μm，則單次注入和多次注入之間的墨滴速度之差消失。單次注入和多次注入之間墨滴速度之差引起滴落部位的變化并影響打印圖像質(zhì)量。
此外，對(duì)于壓力腔室6的高度(深度)H1和高頻排放高粘度(4cp)液體時(shí)的排墨故障率之間的關(guān)系進(jìn)行評(píng)估。
如圖46中顯而易見，如果壓力腔室6的高度(深度)H1大于或等于85μm，則即使在使用高粘度液體的情況下也能保證穩(wěn)定的排放性能。在采用高粘度液體時(shí)，壓力腔室6的不足的高度(深度)H1導(dǎo)致液體以高驅(qū)動(dòng)頻率向壓力腔室6的不充分地供給，并由此導(dǎo)致排墨故障。
此外，對(duì)于改變作為參數(shù)的壓力腔室6和偽腔室26之間距離D時(shí)的高驅(qū)動(dòng)頻率下的排墨故障和單次注入和多次注入之間墨滴速度之差做出評(píng)估。表1示出在隔離件(由硅基板)為350μm厚時(shí)的評(píng)估結(jié)果。表2示出在隔離件(由硅基板)為400μm厚時(shí)的評(píng)估結(jié)果。表3示出在隔離件(由硅基板)為450μm厚時(shí)的評(píng)估結(jié)果。在下列表中，術(shù)語“殘留厚度(remainingthickness)”指的是壓力腔室6和偽腔室26之間的距離D(隔壁6a的厚度)。







從這些評(píng)估結(jié)果顯而易見，無論晶片厚度多少，即使在采用高粘度液體時(shí)也不會(huì)發(fā)生由于不充分供墨引發(fā)的高驅(qū)動(dòng)頻率下的排墨故障，如果壓力腔室6的高度(深度)HI大于或等于85μm。此外，從這些評(píng)估結(jié)果顯而易見，如果壓力腔室6和偽腔室26之間的距離D大于或等于100μm，則不會(huì)發(fā)生單次注入和多次注入之間的墨滴速度之差。
在這些評(píng)估結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)第六實(shí)施例噴墨打印頭的壓力腔室6的形成使得壓力腔室6的高度(深度)H1大于或等于85μm。這就允許由于保護(hù)膜的應(yīng)力導(dǎo)致的硅基元件(隔離件)的變形程度減小，并且可以消除隔離件和隔膜或者噴嘴板之間誤粘接的可能性，即使防止硅洗提進(jìn)入陰離子墨水中的保護(hù)膜形成在硅基元件上也是如此。此外，即使以高頻排放在普通紙上打印高質(zhì)量圖像所需的高粘度液體時(shí)也可以向噴嘴充分供應(yīng)液體，由此提高打印圖像質(zhì)量。
此外，根據(jù)第六實(shí)施例的噴墨打印頭的形成使得壓力腔室6和偽腔室26之間距離D大于或等于100μm。這就允許由于將被驅(qū)動(dòng)的位數(shù)差異導(dǎo)致的速度差異最小，特別是單次注入和多次注入之間的墨滴速度差異。因而，可以使由于將被驅(qū)動(dòng)的位數(shù)差異導(dǎo)致的滴落部位差異最小，并由此提高打印圖像質(zhì)量。
參照?qǐng)D47、48，示出了用于制造第六實(shí)施例隔離件的工藝的一個(gè)示例。
首先，如圖47A所示，提供了400μm厚的晶體取向(110)的單晶硅基板61(該示例中是硅晶片)。接著，在硅基板61的兩側(cè)形成了1.0μm厚的氧化硅膜62a、62b和0.15μm厚的氮化硅膜63a、63b。氮化物膜63a、63b通過LP-CVD(低壓化學(xué)汽相沉積)形成。
接著，如圖47B所示，在硅基板61的氮化物膜63a上(在噴嘴板粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形64a，其具有用于噴嘴連通槽5、凹部25(用于接收殘余粘接劑)和偽腔室26。
接著，通過干式刻蝕氧化硅膜62a和氮化物膜63a，構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的開口65a和用于凹部25的開口66a，以及用于偽腔室26的開口68a。這時(shí)，用于偽腔室26的開口68a形成具有等同于壓力腔室6的平面形狀(開口形狀)。
接著，如圖47C所示，在硅基板61的氮化物膜63a上(在噴嘴板粘接側(cè))形成抗蝕劑圖形46b，該抗蝕劑圖形46b具有用于壓力腔室6的開口和用于凹部27的開口(用于接收殘余粘接劑)。接著，通過干式刻蝕氮化硅膜63a，構(gòu)圖用于壓力腔室6的開口70a和用于凹部27的開口71a。
接著，如圖47D所示，用抗蝕劑填充開口65a、66a和68a之后，具有用于噴嘴連通槽5的開口73a的抗蝕劑圖形72a形成在硅基板61的噴嘴板粘接側(cè)上。這時(shí)，抗蝕劑72a的膜厚是8μm。
接著，如圖47E所示，利用抗蝕劑圖形72a作為掩膜通過ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從噴嘴板粘接側(cè)對(duì)硅基板61干式刻蝕，構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的孔74a。
接著，如圖48A所示，去除抗蝕劑72a之后，利用氫氧化鉀溶液通過各向異性刻蝕硅基板61，形成用于噴嘴連通槽5的通孔75a。
接著，如圖48B所示，通過濕式刻蝕去除氧化硅膜62b的對(duì)應(yīng)于用于壓力腔室6的開口70a和用于凹部27的開口71a的部分。
接著，如圖48C所示，利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61構(gòu)圖用于壓力腔室6的凹部76a、凹部25、27，以及用于偽腔室26的凹部。在該工藝中，氫氧化鉀溶液的濃度是30％，處理溫度是85℃。盡管在形成通孔75a之后(即，在通過各向異性刻蝕首次刻蝕穿透硅基板61之后)就通過各向異性刻蝕形成傾斜部分，但是傾斜部分通過該刻蝕工藝徹底去除。
接著，如圖48D所示，去除氧化硅膜62a、62b和氮化物膜63a、63b。接著，在1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)之后，用于制造隔離件的工藝得以完成。
以此方式，即使在形成防液體膜的情況下也可以使變形程度小于1μm，因?yàn)闃?gòu)圖的進(jìn)行使得噴嘴板粘接側(cè)上的粘接表面積變得基本上和隔膜粘接側(cè)上的表面積相同，而且噴嘴板粘接側(cè)上的偽腔室的形狀變得與隔膜粘接側(cè)上的壓力腔室6的形狀類似，連通槽的形成允許各個(gè)偽腔室與外界連通。
此外，可以以高精度形成壓力腔室，由此使排墨特性變化最小，因?yàn)楦綦x件由硅基板制成，并且墨水溝槽(如壓力腔室)和噴嘴連通槽是通過干式刻蝕(用于深度刻蝕的部分)和濕式各向異性刻蝕結(jié)合起來形成的。
此外，由于濕式刻蝕工藝是利用氧化硅/氮化硅的多層膜作為掩膜進(jìn)行的，在該示例中，只需要兩次濕式刻蝕工藝來形成隔離件。與只通過干式刻蝕形成噴嘴連通槽的情況相比，提高了產(chǎn)量，由此降低生產(chǎn)成本。
在該示例中，偽腔室的刻蝕深度H2(見圖29)大于壓力腔室的刻蝕深度H1，因?yàn)閭吻皇医?jīng)歷了兩次濕式刻蝕。
此外，噴墨打印頭的隔離件的形成使得壓力腔室6和偽腔室26之間的硅基板厚度大于或等于100μm，壓力腔室6的高度(凹部76a的深度)大于或等于85μm。因而，通過使壓力腔室6和偽腔室26之間的硅基板厚度大于或等于100μm，可以使單次注入和多次注入之間的墨滴速度平衡，因此高精度地控制了墨水滴落部位。此外，通過使壓力腔室6的高度大于或等于85μm，即使在高排墨頻率下利用高粘度液體在普通紙上打印高質(zhì)量圖像的情況下也可以充分地供應(yīng)墨水。
參照?qǐng)D49、50，示出了用于制造第六實(shí)施例隔離件的工藝的另一示例。
首先，如圖49A所示，提供了400μm厚的晶體取向(110)的單晶硅基板61(該示例中是硅晶片)。接著，在硅基板61的兩側(cè)形成了1.0μm厚的氧化硅膜92a、92b。
接著，如圖49B所示，在硅基板61的氧化物膜92a上(在噴嘴板粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形94a，其具有用于噴嘴連通槽5、凹部25(用于接收殘余粘接劑)和偽腔室26的開口。
接著，通過干式刻蝕氧化硅膜92a，構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的開口95a和用于凹部25的開口96a，以及用于偽腔室26的開口98a。這時(shí)，用于偽腔室26的開口98a形成具有等同于壓力腔室6的平面形狀(開口形狀)。
接著，如圖49C所示，在硅基板61的氧化物膜92a上(在隔膜粘接側(cè))形成抗蝕劑圖形102b，該抗蝕劑圖形102a具有用于壓力腔室6的開口和用于殘余粘接劑的凹部27的開口。接著，通過干式刻蝕氮化硅膜92b，構(gòu)圖用于壓力腔室6的開口103a和用于凹部27的開口104a。
接著，如圖49D所示，用抗蝕劑填充氧化硅膜92a的開口95a、96a和98a之后，具有用于噴嘴連通槽5的開口105a的抗蝕劑圖形106a形成在噴嘴板粘接側(cè)上。這時(shí)，抗蝕劑圖形106a的膜厚是8μm。
接著，如圖50A所示，利用ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從噴嘴板粘接側(cè)對(duì)硅基板61干式刻蝕，構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的孔107a。
接著，如圖50B所示，去除抗蝕劑圖形106a之后，利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61，形成噴嘴連通槽5以及用于壓力腔室6的凹部116a的通孔115a，凹部25、27，以及偽腔室26的凹部。在該工藝中，氫氧化鉀溶液的濃度是30％，處理溫度是85℃。
接著，如圖50C所示，去除氧化硅膜92a、92b。接著，在1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)之后，用于制造隔離件的工藝完成。
在該示例中，如前述示例的情況一樣，即使在形成防液體膜的情況下也可以使變形程度小于1μm，因?yàn)闃?gòu)圖的進(jìn)行使得噴嘴板粘接側(cè)上的粘接表面積變得基本上和隔膜粘接側(cè)上的表面積相同，而且噴嘴板粘接側(cè)上的偽腔室26的形狀變得與隔膜粘接側(cè)上的壓力腔室6的形狀類似。此外，可以防止由于在熱粘接操作時(shí)偽腔室內(nèi)部的空氣膨脹導(dǎo)致的誤粘接，這是因?yàn)檫B通槽的形成使得各個(gè)偽腔室與外界連通。
此外，可以以高精度形成壓力腔室，由此使排墨特性變化最小，因?yàn)楦綦x件由硅基板制成，并且墨水溝槽(如壓力腔室)和噴嘴連通槽是通過干式刻蝕(用于深度刻蝕的部分)和濕式各向異性刻蝕結(jié)合起來形成的。
此外，由于濕式刻蝕工藝是利用氧化硅膜作為掩膜進(jìn)行的，在該示例中，只需要一次濕式刻蝕工藝來形成隔離件。與只通過干式刻蝕形成噴嘴連通槽的情況相比，這就提高了產(chǎn)量，由此降低了生產(chǎn)成本。此外，當(dāng)形成壓力腔室6時(shí)只有氧化硅膜被用作掩膜，所以可以簡(jiǎn)化制造掩膜的工藝，由此降低生產(chǎn)成本。
在該示例中，偽腔室的刻蝕深度H2(見圖29)基本上大于壓力腔室的刻蝕深度H1，因?yàn)閭吻皇液蛪毫η皇医?jīng)歷了兩次濕式刻蝕。
此外，噴墨打印頭的隔離件的形成使得壓力腔室6和偽腔室26之間的硅基板的厚度大于或等于100μm，壓力腔室6的高度(凹部116a的深度)大于或等于85μm。因而，通過使壓力腔室6和偽腔室26之間的硅基板的厚度大于或等于100μm，可以使單次注入和多次注入之間的墨滴速度平衡，因此高精度地控制了墨水滴落部位。此外，通過使壓力腔室6的高度大于或等于85μm，即使在高排墨頻率下利用高粘度液體在普通紙上打印高質(zhì)量圖像的情況下也可以充分地供應(yīng)墨水。
參照?qǐng)D51、52，示出了用于制造第六實(shí)施例隔離件的工藝的另一示例。
首先，如圖51A所示，提供了400μm厚的晶體取向(110)的單晶硅基板61(該示例中是硅晶片)。接著，通過LP-CVD在硅基板61的兩側(cè)形成了0.15μm厚的氮化硅膜122a、122b。
接著，如圖51B所示，在硅基板61的氮化物膜122a上(在噴嘴板粘接側(cè)上)形成了抗蝕劑圖形124a，其具有用于噴嘴連通槽5、凹部25(用于接收殘余粘接劑)和偽腔室26的開口。
接著，通過干式刻蝕氮化硅膜122a，構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的開口125a和用于凹部25的開口126a，以及用于偽腔室26的開口128a。這時(shí)，用于偽腔室26的開口128a形成具有等同于壓力腔室6的平面形狀(開口形狀)。
接著，如圖51C所示，在硅基板61的氮化物膜122b上(在隔膜粘接側(cè))形成抗蝕劑圖形132a，該抗蝕劑圖形132a具有用于壓力腔室6的開口和用于殘余粘接劑的凹部27的開口。接著，通過干式刻蝕氮化硅膜122b，構(gòu)圖用于壓力腔室6的開口133a和用于凹部27的開口134a。
接著，如圖51D所示，用抗蝕劑填充氮化硅膜122a的開口95a、96a和98a之后，具有用于噴嘴連通槽5的開口135a的抗蝕劑圖形136a形成在噴嘴板粘接側(cè)上。這時(shí)，抗蝕劑圖形136a的膜厚是8μm。
接著，如圖52A所示，利用ICP(感應(yīng)耦合等離子)干式刻蝕器從噴嘴板粘接側(cè)對(duì)硅基板61干式刻蝕，構(gòu)圖用于噴嘴連通槽5的孔127a。這時(shí)，利用抗蝕劑圖形136a作為掩膜進(jìn)行干式刻蝕。
接著，如圖52B所示，去除抗蝕劑圖形136a之后，利用氫氧化鉀溶液各向異性刻蝕硅基板61，形成噴嘴連通槽5以及用于壓力腔室6的凹部146a的通孔145a，凹部25、27，以及偽腔室26的凹部。在該工藝中，氫氧化鉀溶液的濃度是30％，處理溫度是85℃。
接著，如圖52C所示，去除氮化硅膜122a、122b。接著，在1μm厚的氧化硅膜形成為防液體膜10(未示出)之后，用于制造隔離件的工藝完成。
在該示例中，如前述示例的情況一樣，即使在形成防液體膜的情況下也可以使變形程度小于1μm，因?yàn)闃?gòu)圖的進(jìn)行使得噴嘴板粘接側(cè)上的粘接表面積變得基本上和隔膜粘接側(cè)上的表面積相同，而且噴嘴板粘接側(cè)上的偽腔室26的形狀變得與隔膜粘接側(cè)上的壓力腔室6的形狀類似。此外，可以防止由于在熱粘接操作時(shí)偽腔室內(nèi)部的空氣膨脹導(dǎo)致的誤粘接，這是因?yàn)檫B通槽的形成使得各個(gè)偽腔室與外界連通。
此外，可以以高精度形成壓力腔室，由此使排墨特性變化最小，因?yàn)楦綦x件由硅基板制成，并且墨水溝槽(如壓力腔室)和噴嘴連通槽是通過干式刻蝕(用于深度刻蝕的部分)和濕式各向異性刻蝕結(jié)合起來形成的。
此外，由于濕式刻蝕工藝是利用氮化硅膜作為掩膜進(jìn)行的，在該示例中，只需要一次濕式刻蝕工藝來形成隔離件。與只通過干式刻蝕形成噴嘴連通槽的情況相比，這就提高了產(chǎn)量，由此降低了生產(chǎn)成本。此外，當(dāng)形成壓力腔室6時(shí)只有氮化硅膜被用作掩膜，所以可以降低掩膜的膜厚，由此高精度地控制尺寸。
在該示例中，偽腔室的刻蝕深度H2(見圖29)基本上等于壓力腔室的刻蝕深度H1，因?yàn)閭吻皇液蛪毫η皇叶冀?jīng)歷了兩次濕式刻蝕。
此外，噴墨打印頭的隔離件的形成使得壓力腔室6和偽腔室26之間的硅基板的厚度大于或等于100μm，壓力腔室6的高度(凹部146a的深度)大于或等于85μm。因而，通過使壓力腔室6和偽腔室26之間的硅基板的厚度大于或等于100μm，可以使單次注入和多次注入之間的墨滴速度平衡，因此高精度地控制了墨水滴落部位。此外，通過使壓力腔室6的高度大于或等于85μm，即使在高排墨頻率下利用高粘度液體在普通紙上打印高質(zhì)量圖像的情況下也可以充分地供應(yīng)墨水。
接著，將參照?qǐng)D53說明根據(jù)本發(fā)明的墨盒。圖53示出墨箱整體式的墨盒的透視圖。根據(jù)本發(fā)明的墨盒200包括與作為根據(jù)本發(fā)明的液滴排放頭的噴墨打印頭202一體化的墨箱203。噴墨打印頭202可以是根據(jù)前述實(shí)施例的噴墨打印頭(具有噴嘴孔201)中的一種。墨箱203向噴墨打印頭202供墨。
在這樣的墨箱整體式的墨盒的情況中，噴墨打印頭的可靠性直接影響整個(gè)墨盒的可靠性。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的噴墨打印頭具有在以高穩(wěn)定性排放墨滴而不出現(xiàn)問題的能力，如已經(jīng)討論的，可以提高墨盒的可靠性和產(chǎn)量。
接著，將參照?qǐng)D54、55說明配備有根據(jù)前述實(shí)施例的噴墨打印頭(包括墨箱)的噴墨式打印裝置的實(shí)施例。圖54示出噴墨式打印裝置的透視圖。圖55示出噴墨式打印裝置的機(jī)械部件的概略側(cè)視圖。
噴墨式打印裝置包括主體211。主體211容納在主掃描方向上可以移動(dòng)的墨盒223、安裝在墨盒223上的根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印頭、包括用于向噴墨打印頭供墨的墨盒225的打印機(jī)構(gòu)212，等等。送紙盒214(進(jìn)紙盤)可拆卸地連接到主體211的下部，多張紙張213可從前側(cè)裝載到送紙盒214上。手動(dòng)進(jìn)紙盤215懸掛在絞合線上。當(dāng)被打印的圖像借助于打印機(jī)構(gòu)212形成之后，從送紙盒214或者手動(dòng)進(jìn)紙盤215送入的紙張通過主體211背面彈入出紙盤216。
打印機(jī)構(gòu)212借助主引導(dǎo)桿221和副引導(dǎo)桿222將墨盒223可滑動(dòng)地保持在主掃描位置。主引導(dǎo)桿221和副引導(dǎo)桿222側(cè)向延伸到主體211的兩側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的噴射黃色(Y)、青色(C)、品紅色(M)和黑色(B)彩色墨滴的噴墨打印頭224安裝在墨盒223上，從而多排噴嘴孔與主掃描方向橫向交叉并且指向向下方向。每一個(gè)用于提供各種彩色墨水的墨盒225安裝在墨盒223上，可以更換。應(yīng)該注意到，如上所述的墨箱整體式的墨盒可以安裝在墨盒223上。
與大氣連通的開口(未示出)形成在墨盒225上側(cè)，進(jìn)入口(未示出)形成在墨盒225下側(cè)，進(jìn)入口中的墨水從進(jìn)入口供應(yīng)到噴墨打印頭224上。多孔件設(shè)置在墨盒225內(nèi)部。墨盒225借助多孔件的毛細(xì)管作用將預(yù)供給到噴墨打印頭的墨水保持在負(fù)壓。
盡管根據(jù)該實(shí)施例中的墨水顏色設(shè)置了多個(gè)噴墨打印頭224，但是只有一個(gè)用于排放各種顏色墨水的具有噴嘴的噴墨打印頭也可適用。
墨盒223的背部(紙張輸送方向中的后部)可滑動(dòng)地裝配在主導(dǎo)引桿221上，而前部(紙張輸送方向中的前部)可滑動(dòng)地放置在副引導(dǎo)桿222上。圍繞傳動(dòng)輪228和從動(dòng)輪229行進(jìn)的計(jì)時(shí)帶230固定到墨盒223上。主電動(dòng)機(jī)227在垂直方向和橫向上的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致墨盒223的往復(fù)移動(dòng)。
設(shè)置了進(jìn)紙輥231和摩擦墊213以單獨(dú)傳送送紙盒214中的紙張213。設(shè)置了用于引導(dǎo)紙張213的第一引導(dǎo)件233和用于在將紙張213翻轉(zhuǎn)之后傳送紙張213的傳送輥234。此外，布置了一個(gè)壓靠傳送輥234周邊的輥235。設(shè)置了一個(gè)用于限制紙張213送入角的輥236。副電動(dòng)機(jī)237經(jīng)由齒輪系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)傳送輥234。
第二引導(dǎo)件239相對(duì)于墨盒223在主掃描方向上的移動(dòng)范圍設(shè)置在噴墨打印頭224下面。第二引導(dǎo)件239引導(dǎo)從位于噴墨打印頭224下面的傳送輥234傳送的紙張。輥241、242設(shè)置在紙張傳送方向上的第二引導(dǎo)件239后側(cè)。此外，還設(shè)置了用于將紙張213送入出紙盤216的輸出輥243、244和限定紙張213輸出路徑的第三引導(dǎo)件245、246。
在打印操作中，噴墨打印頭224根據(jù)墨盒223移動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)受到致動(dòng)。這時(shí)，噴墨打印頭224排出墨滴，在中止的紙張213上形成圖像的一行。同樣，當(dāng)紙張以步進(jìn)式方式前進(jìn)了一預(yù)定距離時(shí)，打印圖像的下一行。指示打印操作終止或者標(biāo)示紙張后端通過打印區(qū)域的信號(hào)引起打印操作的終止和被打印的紙張的輸出。在該打印操作中，以高穩(wěn)定性保證了被打印的圖像的高質(zhì)量，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的噴墨打印頭224可以以高效率排放墨滴。
如圖54所示，校正裝置(recovery apparatus)247向外設(shè)置在墨盒223的移動(dòng)區(qū)域右側(cè)。通過使用該校正裝置247可以校正(recovery)排墨故障。為此目的，該校正裝置247設(shè)置有帽件、真空裝置和清潔裝置。墨盒223朝向校正裝置247移動(dòng)，從而噴墨打印頭224在備用狀態(tài)下覆蓋有帽件。這就保持噴墨打印頭224的排墨部分(即，噴嘴孔)處于潮濕狀態(tài)下，從而防止由于變干的墨水導(dǎo)致的排墨故障。此外，為了保持穩(wěn)定的排墨性能，通過排放不用于打印的墨滴，保持墨水粘度在噴墨打印頭224的整個(gè)排墨部分上恒定。
在出現(xiàn)麻煩如排墨故障的情況下，噴墨打印頭224的排墨部分(即，噴嘴孔)被帽件包圍，從而氣泡和墨水在真空裝置的幫助下向上通過管道排空。沿著排墨部分表面積聚的墨水和顆粒利用清潔裝置去除。這樣，校正裝置247從麻煩(如排墨故障)中恢復(fù)。此外，被排空的墨水輸送到除墨捕集器(未示出)，在該位置除墨捕集器內(nèi)的吸墨材料吸收和存留被去除的墨水。
以此方式，噴墨式打印裝置可以在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中以高度的可靠性執(zhí)行穩(wěn)定的排墨操作，并且利用根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印頭(包括墨箱整體式的墨盒)提高圖像質(zhì)量。
此外，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下可以進(jìn)行各種變化和改進(jìn)。
例如，本發(fā)明的說明涉及的是作為液滴排放頭的噴墨打印頭，但是，本發(fā)明同樣適用于排放除了墨滴之外的液滴(如抗蝕劑液滴和用于DNA分析的液滴)的液滴排放頭。此外，本發(fā)明的說明涉及壓電式噴墨打印頭，但是，本發(fā)明同樣適用于熱動(dòng)式噴墨打印頭和靜電式噴墨打印頭。
此外，用于制造隔離件的工藝的前述示例可以以各種方式結(jié)合。例如，用于使表面粗糙度(Ra)小于2μm的特殊工藝可以添加到工藝的任何示例中。
本申請(qǐng)基于2001年12月11日提交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No.2001-376884，2002年3月18日提交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No.2002-073465，2002年3月22日提交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No.2002-081288，以及2002年5月15日提交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No.2002-139953，它們的全部?jī)?nèi)容在此引用作為參考。
權(quán)利要求
1.一種液滴排放頭，包括由硅基板制成的溝槽成形元件，其中溝槽成形元件中形成有溝槽，液體通過該溝槽導(dǎo)向噴嘴，所述溝槽具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的液滴排放頭，還包括噴嘴板，其設(shè)置在溝槽成形元件的一側(cè)上，并且具有排出液滴的噴嘴；和隔膜，其設(shè)置在溝槽成形元件的另一側(cè)上，并且連同溝槽成形元件構(gòu)成所述溝槽；其中溝槽成形元件具有與隔膜相對(duì)的所述溝槽的表面，所述表面具有不大于2μm的表面粗糙度Ra。
3.如權(quán)利要求1所述的液滴排放頭，其中溝槽成形元件還具有形成在其中的噴嘴連通槽，所述溝槽通過該噴嘴連通槽連接到噴嘴上，所述噴嘴連通槽具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面。
4.如權(quán)利要求1所述的液滴排放頭，其中溝槽成形元件的表面至少部分地覆蓋有氧化物膜或者氮化鈦膜。
5.一種液滴排放頭，包括溝槽成形元件，其由硅基板制成并且其中形成有壓力腔室和噴嘴連通槽；和噴嘴板，其設(shè)置在溝槽成形元件的一側(cè)上并具有經(jīng)由噴嘴連通槽與壓力腔室液體連通的噴嘴；其中噴嘴連通槽在溝槽成形元件內(nèi)側(cè)具有四個(gè)拐角，而噴嘴連通槽在噴嘴板側(cè)上其出口處具有六個(gè)鈍角拐角。
6.如權(quán)利要求5所述的液滴排放頭，其中在溝槽成形元件內(nèi)部，噴嘴連通槽的四個(gè)側(cè)面受到基本上垂直于噴嘴板的四個(gè)表面的限制，而在噴嘴板側(cè)上，噴嘴連通槽的四個(gè)側(cè)面受到所述四個(gè)表面和兩個(gè)相對(duì)于噴嘴板傾斜的附加表面的限制。
7.如權(quán)利要求6所述的液滴排放頭，還包括隔膜，其設(shè)置在溝槽成形元件的另一側(cè)上，并且連同溝槽成形元件構(gòu)成壓力腔室，并且可以變形從而改變壓力腔室的容積，其中在隔膜側(cè)上，壓力腔室的三個(gè)側(cè)面受到基本垂直于隔膜的三個(gè)表面和一相對(duì)于隔膜傾斜的表面的限制。
8.如權(quán)利要求7所述的液滴排放頭，其中壓力腔室的所述三個(gè)表面與噴嘴連通槽的所述四個(gè)表面中的三個(gè)表面連續(xù)連接。
9.如權(quán)利要求7所述的液滴排放頭，其中壓力腔室在緊靠噴嘴連通槽下方區(qū)域中在隔膜側(cè)上的開口形狀由以鈍角連接的四條線限定。
10.一種液滴排放頭，包括溝槽形成元件，其由硅基板制成并且具有壓力腔室、形成在其中的噴嘴連通槽和副腔室；噴嘴板，其設(shè)置在溝槽成形元件的一側(cè)上，連同溝槽成形元件構(gòu)成副腔室，并且具有經(jīng)由副腔室和噴嘴連通溝槽與壓力腔室液體連通的噴嘴；以及隔膜，其設(shè)置在溝槽成形元件的另一側(cè)上，并且連同溝槽成形元件構(gòu)成壓力腔室，并且可以變形從而改變壓力腔室的容積；其中噴嘴連通槽具有四個(gè)拐角，而在噴嘴附近的副腔室的開口形狀通過以鈍角連接的四條線限定。
11.如權(quán)利要求10所述的液滴排放頭，其中噴嘴連通槽具有四個(gè)拐角，而在緊靠噴嘴連通槽下方區(qū)域中隔膜側(cè)上的壓力腔室的開口形狀由以鈍角連接的四條線限定。
12.如權(quán)利要求10所述的液滴排放頭，其中在噴嘴附近的噴嘴板側(cè)上，副腔室的三個(gè)側(cè)面由基本上垂直于噴嘴板的三個(gè)表面和相對(duì)于噴嘴板傾斜的一個(gè)附加表面限定。
13.如權(quán)利要求10所述的液滴排放頭，其中在緊靠噴嘴連通槽下方的區(qū)域中的隔膜側(cè)上，壓力腔室的三個(gè)側(cè)面由基本上垂直于噴嘴板的三個(gè)表面和相對(duì)于噴嘴板傾斜的一個(gè)附加表面限定。
14.一種液滴排放頭，包括溝槽成形元件，其具有形成在其中的溝槽，液體通過該溝槽被導(dǎo)向噴嘴，還具有在一側(cè)上的第一表面和在另一側(cè)上的第二表面；其中排除凹部在外，第一表面和第二表面之間的表面積基本上沒有差別。
15.如權(quán)利要求14所述的液滴排放頭，其中排除凹部在外，第一表面的表面積和第二表面的表面積之比在0.5-2.0之間。
16.如權(quán)利要求14所述的液滴排放頭，還包括噴嘴板，其粘接到溝槽成形元件的第一表面上并且其中形成有噴嘴；和隔膜，其粘接到溝槽成形元件的第二表面上并且限定該溝槽的至少一個(gè)表面。
17.如權(quán)利要求14所述的液滴排放頭，還包括蓋件，其粘接到溝槽成形元件的第一表面或第二表面上并且限定溝槽的壁表面。
18.如權(quán)利要求14所述的液滴排放頭，其中溝槽成形元件的溝槽形成在第二表面?zhèn)壬稀?br> 19.如權(quán)利要求18所述的液滴排放頭，其中偽溝槽形成在第一表面?zhèn)壬吓c溝槽基本相對(duì)的位置處。
20.如權(quán)利要求19所述的液滴排放頭，其中偽溝槽與溝槽成形元件的外側(cè)流體連通。
21.如權(quán)利要求14所述的液滴排放頭，其中防液體膜至少部分地形成在溝槽的表面上。
22.如權(quán)利要求21所述的液滴排放頭，其中防液體膜為氧化物膜或者氮化鈦膜。
23.如權(quán)利要求14所述的液滴排放頭，其中溝槽成形元件由硅基板制成。
24.一種液滴排放頭，包括溝槽成形元件，其具有形成在其中的壓力腔室和噴嘴連通槽；以及噴嘴板，其設(shè)置在溝槽成形元件的一側(cè)上并且具有與壓力腔室液體連通的噴嘴；其中溝槽成形元件還具有形成在噴嘴板側(cè)上與壓力腔室基本相對(duì)的位置處的偽腔室，所述壓力腔室的深度大于或等于85μm。
25.如權(quán)利要求24所述的液滴排放頭，其中壓力腔室和偽腔室之間的隔壁厚度大于或等于100μm。
26.如權(quán)利要求25所述的液滴排放頭，其中壓力腔室和偽腔室之間的隔壁厚度大于或等于100μm。
27.如權(quán)利要求24所述的液滴排放頭，其中壓力腔室的深度基本上等于偽腔室的深度。
28.如權(quán)利要求24所述的液滴排放頭，其中壓力腔室的深度小于偽腔室的深度。
29.如權(quán)利要求24所述的液滴排放頭，其中壓力腔室的表面至少部分地涂覆有氧化物膜或者氮化鈦膜。
30.如權(quán)利要求24所述的液滴排放頭，其中偽溝槽與溝槽成形元件的外側(cè)流體連通。
31.如權(quán)利要求24所述的液滴排放頭，還包括設(shè)置在溝槽成形元件另一側(cè)上的隔膜；其中溝槽成形元件排除凹部之外在噴嘴板側(cè)上和隔膜側(cè)上基本上具有相同的表面積。
32.一種墨盒包括噴墨打印頭，其包括由硅基板制成的墨水溝槽成形元件，具有多個(gè)噴嘴孔的噴嘴板，和可變形的用以對(duì)墨水加壓的隔膜；和墨箱，其容納將要供應(yīng)的墨水并與噴墨打印頭成為一體；其中所述墨水溝槽成形元件具有形成在其中的墨水溝槽，該墨水溝槽表面的表面粗糙度Ra不大于2μm。
33.如權(quán)利要求32所述的墨盒，其中墨水溝槽具有在溝槽成形元件內(nèi)側(cè)的四個(gè)拐角，而墨水溝槽在其出口處具有六個(gè)鈍角拐角。
34.如權(quán)利要求32所述的墨盒，其中墨水溝槽被粘接到噴嘴板和隔膜上，噴嘴板粘接表面的表面積基本上等于隔膜粘接表面的表面積。
35.如權(quán)利要求32所述的墨盒，其中溝槽成形元件具有形成在一側(cè)上的壓力腔室，和形成在另一側(cè)上與壓力腔室基本相對(duì)的位置處的偽腔室，所述壓力腔室的深度大于或等于85μm，壓力腔室和偽腔室之間的硅基板的厚度大于或等于100μm。
36.一種噴墨式打印裝置，包括噴墨打印頭，其包括由硅基板制成的墨水溝槽成形元件，具有多個(gè)噴嘴孔的噴嘴板，和可變形的用以對(duì)墨水加壓的隔膜；和墨箱，其容納將要供應(yīng)到噴墨打印頭的墨水；墨盒，其支承噴墨打印頭并且在主掃描方向上可移動(dòng)；和進(jìn)紙機(jī)構(gòu)，用于從進(jìn)紙盤經(jīng)由打印區(qū)域向出紙盤傳送紙張；其中所述墨水溝槽成形元件具有形成在其中的墨水溝槽，該墨水溝槽具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面。
37.如權(quán)利要求36所述的噴墨式打印裝置，其中墨水溝槽具有在墨水溝槽成形元件內(nèi)側(cè)的四個(gè)拐角，而墨水溝槽在其出口處具有六個(gè)鈍角拐角。
38.一種噴墨式打印裝置，包括噴墨打印頭，其包括由硅基板制成的墨水溝槽成形元件，具有多個(gè)噴嘴孔的噴嘴板，和可變形的用以對(duì)墨水加壓的隔膜；和墨箱，其容納將要供應(yīng)到噴墨打印頭的墨水；墨盒，其支承噴墨打印頭并且在主掃描方向上可移動(dòng)；和進(jìn)紙機(jī)構(gòu)，用于從進(jìn)紙盤經(jīng)由打印區(qū)域向出紙盤傳送紙張；其中溝槽成形元件具有形成在一側(cè)上的壓力腔室，和形成在另一側(cè)上與壓力腔室基本相對(duì)的位置處的偽腔室，所述壓力腔室的深度大于或等于85μm，壓力腔室和偽腔室之間的硅基板的厚度大于或等于100μm。
39.如權(quán)利要求38所述的噴墨式打印裝置，其中墨水溝槽粘接到噴嘴板和隔膜上，噴嘴板粘接表面的表面積基本上等于隔膜粘接表面的表面積。
40.一種制造液滴排放頭的方法，包括如下步驟提供硅基板；和利用氫氧化鉀溶液通過濕式刻蝕在硅基板中形成溝槽；其中氫氧化鉀溶液的濃度大于或等于25％，處理溫度大于或等于80℃。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中在形成溝槽的步驟中添加了防止氣泡附著到被刻蝕的表面上的工藝。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中防止氣泡附著的工藝包括搖動(dòng)硅基板。
43.如權(quán)利要求41所述的方法，其中防止氣泡附著的工藝包括向硅基板施加超聲波。
44.一種制造液滴排放頭的方法，包括如下步驟提供硅基板；以及由硅基板形成溝槽成形元件，該溝槽成形元件具有用于容納將被加壓的液體的壓力腔室和用于將受壓液體引導(dǎo)到噴嘴的噴嘴連通槽；其中在通過干式刻蝕硅基板形成通孔成形部分之后，通過各向異性刻蝕硅基板形成噴嘴連通槽。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中在各向異性刻蝕工藝過程中添加防止氣泡附著到被刻蝕的表面上的工藝。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，其中溝槽成形元件通過用于深度刻蝕部分的硅基板干式刻蝕和硅基板各向異性刻蝕的結(jié)合而形成。
47.如權(quán)利要求44所述的方法，其中各向異性刻蝕工藝?yán)醚趸枘ず偷枘さ亩鄬幽ぷ鳛檠谀ざM(jìn)行。
48.如權(quán)利要求44所述的方法，其中各向異性刻蝕工藝?yán)醚趸枘ず偷枘さ亩鄬幽ぷ鳛檠谀ざM(jìn)行。
49.如權(quán)利要求44所述的方法，其中各向異性刻蝕工藝?yán)玫枘?、氧化硅膜和氮化硅膜的多層膜作為掩膜而進(jìn)行。
50.如權(quán)利要求44所述的方法，其中各向異性刻蝕工藝?yán)玫枘ぷ鳛檠谀ざM(jìn)行。
全文摘要
一種制造液滴排放頭的方法，包括如下步驟提供硅基板；由硅基板形成溝槽成形元件，該溝槽成形元件具有用于容納將被加壓的液體的壓力腔室和用于將受壓液體引導(dǎo)到噴嘴的噴嘴連通槽，其中在通過干式刻蝕硅基板形成非通孔之后，通過各向異性刻蝕硅基板形成噴嘴連通槽。
文檔編號(hào)B41J2/14GK1549774SQ02816878
公開日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
發(fā)明者金原滋 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光