專(zhuān)利名稱(chēng)：液滴噴出頭及其制造方法以及液滴噴出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨頭等中所使用的液滴噴出頭及其制造方法以 及液滴噴出裝置。
背景技術(shù)：
作為用于噴出液滴的液滴噴出頭，已知例如裝載在噴墨記錄裝
置上的噴墨頭。噴墨頭， 一般包括噴嘴基板，形成有用于噴出油 墨滴的多個(gè)噴嘴孔；噴出室，接合于該噴嘴基板，在所述噴嘴孔與 噴嘴基板之間與所述噴嘴孔相連通；以及型腔基板(cavity substrate),包括具有儲(chǔ)存部(reservior )等的油墨流道；并形成為 通過(guò)由驅(qū)動(dòng)部向噴出室施加壓力從而使噴出室底部的振動(dòng)板變位， 從而從所選擇的噴嘴孔噴出油墨滴。作為驅(qū)動(dòng)手段，具有利用靜電 力的靜電驅(qū)動(dòng)方式、利用壓電元件的壓電驅(qū)動(dòng)方式、利用發(fā)熱元件 的方式等。
相乂于于該噴墨頭，與以4主相比小型4匕在不斷進(jìn)展，作為這才羊的 噴墨頭，具有例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的類(lèi)型。該噴墨頭是利用壓電 驅(qū)動(dòng)方式的類(lèi)型，其結(jié)構(gòu)是將^M亍器(actuator )、油墨壓力室(噴 出室)、公用油墨室(儲(chǔ)存部)劃分形成在不同的平面上，并將這 些部件層疊配置。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了將執(zhí)行器、油墨壓力室劃分形 成在不同的平面上、并相對(duì)于這些部件將^^用油墨室垂直配置的噴 墨頭。進(jìn)而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3、專(zhuān)利文獻(xiàn)4等中，公開(kāi)了將執(zhí)行器、油 墨壓力室、公用油墨室重疊并層疊配置的邊緣噴出方式或表面噴出 方式的噴墨頭。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:特開(kāi)平8-58089號(hào)/〉才艮專(zhuān)利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2001-334663號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3:特開(kāi)2001-253072號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4:特開(kāi)2006-272574號(hào)公報(bào)但是，相對(duì)于這些以往的噴墨頭，近年來(lái)要求進(jìn)一步提高記錄 密度進(jìn)行高精細(xì)的印刷、并且提高記錄速度的記錄裝置。因此，必須進(jìn)一步提高油墨流道、執(zhí)行器等的配置的密度。除 此之外，必須通過(guò)進(jìn)一步的噴頭的小型化實(shí)現(xiàn)記錄裝置的小型化、 提高可搬性和設(shè)置的自由度。為了噴墨頭的小型化，必須隨著執(zhí)行器的高密度化而將公用油 墨室、配線、IC安裝等在噴墨頭內(nèi)占4交大劃分面積的部分的面積縮 小。為了配線、IC安裝面積的小型化， 一般進(jìn)行高密度安裝，但由 于安裝在與執(zhí)行器的形成面相同平面上，所以有個(gè)限度。另夕卜，在^又縮小7>用油墨室時(shí)，具有下述的問(wèn)題由于乂>用油 墨室的流道阻力增加，所以油墨供給時(shí)的/>用油墨室處的損失水位 差變大，成為阻礙在噴嘴間均勻穩(wěn)定噴出油墨滴的重要原因。進(jìn)而， 由于公用油墨室的小型化，具有下述的問(wèn)題公用油墨室的柔性減 小，產(chǎn)生存在于噴嘴間的公用油墨室壓力干涉，阻礙在噴嘴間均勻 穩(wěn)、定噴出油墨滴。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決上述的問(wèn)題而進(jìn)行的，其目的在于提供能夠 小型化、能夠容易地實(shí)現(xiàn)高密度化、多噴嘴化的液滴噴出頭及其制 造方法，進(jìn)而其目的在于提供通過(guò)裝載本發(fā)明的液滴噴出頭、能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化、能夠應(yīng)對(duì)高^(guò)r細(xì) 高品位的液滴噴出與高速驅(qū) 動(dòng)的液滴噴出裝置。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所涉及的液滴噴出頭，其特征在于，所述液滴噴出頭為以下構(gòu)造與噴出液滴的多個(gè)噴嘴孔的各個(gè)噴嘴孔分別連接的噴出室、能夠變位地對(duì)形成在所述噴出室的底壁的振 動(dòng)板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器、和與所述噴出室的各噴出室公用地連通的 儲(chǔ)存部分別劃分形成在不同的平面上，為了將與所述儲(chǔ)存部的形成 面垂直的方向的沖殳影面包含在所述噴出室以及所述#1行器的形成 面內(nèi)，將所述噴出室、所述執(zhí)行器和所述儲(chǔ)存部按照該順序?qū)盈B配 置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制層疊構(gòu)造的液滴噴出頭在基板的長(zhǎng)度方 向上變大，所以能夠?qū)崿F(xiàn)液滴噴出頭的小型化、高密度化、多噴嘴化。另外，設(shè)為下述結(jié)構(gòu)將所述儲(chǔ)存部設(shè)置在與設(shè)置有所述執(zhí)行 器的基板的執(zhí)行器形成面相反一 側(cè)的面上。這樣，能夠使用相同基板，在上下的一方的面上形成執(zhí)行器， 在另一方的面上形成儲(chǔ)存部。i殳為下述結(jié)構(gòu)將與所述4諸存部和所述噴出室分別連通的液狀 材料的供給口，形成在所述振動(dòng)纟反上。儲(chǔ)存于儲(chǔ)存部的液狀材料，通過(guò)設(shè)置于各振動(dòng)板的供給口提供 給各噴出室。因此，不會(huì)滯留在流道中，不會(huì)產(chǎn)生氣泡。另外，在本發(fā)明中，所謂"液狀材料，，，指的是具有能夠從噴 嘴孔噴出的粘度的材料，不管材料為水性還是油性。只要具有能夠 從噴嘴孔噴出的流動(dòng)性(粘度)即可，即使混入、分散有固體物質(zhì)， 只要整體是流動(dòng)體即可。i殳為下述結(jié)構(gòu)將形成有所述儲(chǔ)存部和所述液狀材并+的供給口 的基板，層疊在與設(shè)置有所述執(zhí)行器的基板的執(zhí)行器形成面相反一 側(cè)的面上。也可以代替設(shè)置有所述執(zhí)行器的基板A，而使用形成有儲(chǔ)存部 和液狀材料的供給口的基板B。此時(shí)，后者的基板B層疊在與前者 的基板A的執(zhí)行器形成面相反一側(cè)的面上。設(shè)為下述結(jié)構(gòu)在形成有所述儲(chǔ)存部和所述液狀材料的供給口 的基板上，將所述儲(chǔ)存部的底壁設(shè)為隔膜。在使用形成有儲(chǔ)存部等的基板B時(shí)，能夠?qū)⒃搩?chǔ)存部的底壁形 成為隔膜。另外，能夠在基板B上設(shè)置液狀材料的供給口，所以能 夠形成精度較高的供給口 。在所述隔膜的背面?zhèn)仍O(shè)置空氣室?？諝馐沂沟酶裟さ淖冃纬蔀?可能。另外，由于成為內(nèi)藏有薄膜狀的隔膜的形態(tài)，所以具有能夠防止隔膜的損傷的優(yōu)點(diǎn)。另外，空氣室可以形成在所述的基板A、 基4反B中的任意一方之上。當(dāng)然也能夠形成在雙方之上。將配線連接在所述執(zhí)行器上的驅(qū)動(dòng)IC,安裝在與設(shè)置有所述執(zhí) 行器的基板的執(zhí)行器形成面相反一側(cè)的面上或者相同的面上。由此能能夠?qū)崿F(xiàn)配線、IC安裝面積的小型化，有助于液滴噴出 頭本身的小型化。所述執(zhí)行器，設(shè)為靜電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)方式?jīng)]有特別 限定，但通過(guò)設(shè)為靜電驅(qū)動(dòng)方式，能夠使液滴噴出頭更加小型化。另外，本發(fā)明的液滴噴出頭，更具體地說(shuō)，包括噴嘴基板， 形成有噴出液滴的多個(gè)噴嘴孔；型腔基板，劃分形成有與所述多個(gè) 噴嘴孔的各個(gè)噴嘴孔分別連通的噴出室，并將該噴出室的底壁設(shè)為 才展動(dòng)^反；以及電才及基才反，形成有個(gè)別電才及，所述個(gè)別電才及隔著^L定 的間隙與所述振動(dòng)4反相對(duì)地配置；其中，與所述噴出室的各噴出室 7>用地連通的々者存部^殳置在與所述電才及基才反的個(gè)別電4及形成面相 反一側(cè)的面上?？梢岳秒?及基纟反的背面，形成4諸存部。另夕卜，如下所述，也可以使用另外設(shè)置有儲(chǔ)存部的儲(chǔ)存部基板。 即，設(shè)為下述的構(gòu)造，包括噴嘴基板，形成有噴出液滴的多個(gè)噴 嘴孔；型腔基板，劃分形成有與所述多個(gè)噴嘴孔的各個(gè)噴嘴孔分別 連通的噴出室，并將該噴出室的底壁i殳為才展動(dòng)4反；電才及基4反，形成 有個(gè)別電極，所述個(gè)別電極隔著規(guī)定的間隙與所述振動(dòng)板相對(duì)地配 置；以及儲(chǔ)存部基壽反，形成有與所述噴出室的各噴出室7>用地連通 的儲(chǔ)存部；其中，所述儲(chǔ)存部基板層疊在與所述電極基板的個(gè)別電 才及形成面相反一側(cè)的面上。另外，所述驅(qū)動(dòng)IC,安裝在與所述電才及基沖反的個(gè)別電^l形成面相反一側(cè)的面或者相同的面上。本發(fā)明的液滴噴出裝置，是裝載有上面任意一項(xiàng)所述的液滴噴 出頭，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的液滴噴出裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小 型化，能夠應(yīng)對(duì)高精細(xì) 高品位的液滴噴出與高速驅(qū)動(dòng)。另外，通 過(guò)裝置的小型化，能夠提高可搬性和設(shè)置的自由度。本發(fā)明所涉及的液滴噴出頭的制造方法，所述液滴噴出頭包括噴嘴基板，形成有噴出液滴的多個(gè)噴嘴孔；型腔基板，劃分形 成有與所述多個(gè)噴嘴孔的各個(gè)噴嘴孔分別連通的噴出室，并將該噴 出室的底壁設(shè)為振動(dòng)板；以及電極基板，形成有個(gè)別電極，所述個(gè) 別電極隔著規(guī)定的間隙與所述振動(dòng)板相對(duì)地配置；所述液滴噴出頭 的制造方法的特征在于，具有以下工序在所述型腔基板的振動(dòng)板 上分別形成液狀材料的供給口的工序；和在與所述電極基板的個(gè)別 電極形成面向反相反一側(cè)的面上，形成儲(chǔ)存部和與所述供給口連通 的連通口的工序。通過(guò)該制造方法，能夠得到能夠同時(shí)達(dá)成小型高密度化和多噴 嘴化的液滴噴出頭。進(jìn)而，優(yōu)選具有將用于安裝驅(qū)動(dòng)IC的貫通電々及分別形成在所 述電極基板的所述個(gè)別電極上的工序。由此，能夠進(jìn)一步縮小驅(qū)動(dòng)IC的安裝面積、配線部，能夠?qū)?現(xiàn)噴頭的進(jìn)一步的小型化。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的噴墨頭的概略結(jié)構(gòu)的 局部剖面的分解立體圖。圖2是從下面?zhèn)扔^察圖1的電極基板、驅(qū)動(dòng)IC、隔膜 (diaphragm)時(shí)的局部剖面的分解立體圖。圖3是組裝狀態(tài)的噴墨頭的局部剖視圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的噴墨頭的局部剖視圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的噴墨頭的局部剖視圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的噴墨頭的局部剖^L圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的噴墨頭的局部剖視圖。圖8是表示本發(fā)明的噴墨頭的制造工序的 一個(gè)實(shí)例的流程圖。圖9是表示應(yīng)用了本發(fā)明的噴墨頭的噴墨打印機(jī)的一個(gè)實(shí)例的 才既略立體圖。符號(hào)說(shuō)明1:噴嘴基板 3:電極基板 5:噴嘴孔 7:型腔2:型腔基板 4:儲(chǔ)存部基板 6:噴出室 8:振動(dòng)板9:油墨供鄉(xiāng)合口10、 IOA:噴墨頭11:噴出室形成面13: ^f諸存部形成面15:槽部17: 19:4諸存部 連通口21:槽部12:執(zhí)行器形成面 14:靜電執(zhí)行器 16:個(gè)別電擬_18: 凹部 20:馬區(qū)動(dòng)IC22: lt入配線部23: FPC安裝端子(IC輸入端子)24:貫通電^L 31:油墨獲取口 33:空氣室 35:密封件 60:油墨供給管30: 32:隔膜連接構(gòu)件34:蓋50: FPC100:噴墨打印枳^具體實(shí)施方式

下面，基于附圖對(duì)^吏用了本發(fā)明的液滴噴出頭的實(shí)施方式進(jìn)行 說(shuō)明。在這里，作為液滴噴出頭的一個(gè)實(shí)例，參照?qǐng)D1~圖3對(duì)從 設(shè)置于噴嘴基板的表面的噴嘴孔噴出油墨液滴的表面噴出型的靜 電驅(qū)動(dòng)方式的噴墨頭進(jìn)行說(shuō)明。另外，本發(fā)明并不局限于下面的圖所示的構(gòu)造、形狀，對(duì)于從設(shè)置于基板的端部的噴嘴孔噴出油墨液 滴的邊緣噴出型的液滴噴出頭，同樣能夠應(yīng)用。另外，對(duì)于驅(qū)動(dòng)方 式也并不局限于靜電驅(qū)動(dòng)方式，對(duì)于壓電驅(qū)動(dòng)方式、利用發(fā)熱元件 的馬區(qū)動(dòng)方式，也能夠應(yīng)用。實(shí)施方式1圖1是將本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的噴墨頭的概略結(jié)構(gòu)分解進(jìn)行表示的分解立體圖，通過(guò)剖—見(jiàn)圖表示一部分。圖2是從下面?zhèn)?觀察圖l的電極基板、驅(qū)動(dòng)IC、隔膜時(shí)的局部剖面的分解立體圖， 表示電極基板的背面的樣子以及驅(qū)動(dòng)IC的安裝的樣子。圖3是組 裝狀態(tài)的噴墨頭的局部剖一見(jiàn)圖。實(shí)施方式1的噴墨頭10，如圖1 ~圖3所示，通過(guò)將具有下面 所說(shuō)明的構(gòu)造的3塊基板1、 2、 3粘貼起來(lái)而構(gòu)成的層疊構(gòu)造體。 另外，該噴墨頭10的結(jié)構(gòu)是將一個(gè)接一個(gè)的噴嘴孔5形成為2列， 但該噴頭部分也可以是具有單列的噴嘴孔5的結(jié)構(gòu)。另外噴嘴孔5 的數(shù)目沒(méi)有限制。該噴墨頭IO，是將噴嘴基板l、型腔基板2、電極基板3層疊 起來(lái)而構(gòu)成的。噴嘴基板1，由例如單晶體的硅基板制作，通過(guò)由干式蝕刻加 工進(jìn)行的擴(kuò)孔加工而形成有用于噴出油墨滴的多個(gè)噴嘴孔5。型腔基板2，由例如面方位為(110)的單晶體的硅基板制作， 在其噴出室形成面11上，通過(guò)濕式蝕刻法劃分形成有作為與所述 噴嘴孔5的每個(gè)連通的噴出室6的型腔7。該型腔7的底壁，以極 其薄的厚度由例如硼擴(kuò)散層高精度地形成，作為進(jìn)行面外變形的振 動(dòng)才反8而工作。在振動(dòng)才反8的一部分上通過(guò)干式蝕刻高精度地形成有與后述的儲(chǔ)存部17相連通的油墨供給口 9。油墨供給口 9被設(shè)置 成貫通型腔基板2與電極基板3的接合部。電極基板3，由例如硼硅酸鹽系玻璃基板制作，在該玻璃基板 的一方的4丸行器形成面(圖1的上面)12上，與所述振動(dòng)板8相對(duì) 地通過(guò)蝕刻劃分形成有槽部15，在各槽部15中，形成有個(gè)別電極 16。另外，與玻璃基板的形成有個(gè)別電極的面即所述執(zhí)行器形成面 12相反一側(cè)的背面(圖1的下面)，成為儲(chǔ)存部形成面13，在該儲(chǔ) 存部形成面13上，通過(guò)噴砂'加工、濕式蝕刻等，形成有成為/>用 油墨室即儲(chǔ)存部17的凹部18和用于安裝驅(qū)動(dòng)IC 20的槽部21。進(jìn) 而如圖2所示，形成有向驅(qū)動(dòng)IC 20的4俞入配線部22和FPC安裝 端子(IC輸入端子)23。另夕卜，在玻璃基板上形成有用于將表面的 個(gè)別電極16與背面的驅(qū)動(dòng)IC 20的輸出端子導(dǎo)通連接的貫通電極 24。另外，在書(shū)者存部17上形成有與所述油墨供給口 9相連通的稍 大的連通口 19。在所述4展動(dòng)^反8與個(gè)別電才及16之間設(shè)有^L定的空隙，進(jìn)而夾 著未圖示的絕緣膜的實(shí)際的間隙長(zhǎng)度為例如0.1 ium。通過(guò)振動(dòng)板8 與個(gè)別電極16構(gòu)成了靜電執(zhí)行器14。另外，在振動(dòng)板8與個(gè)別電 才及16的4壬意一方或者兩方上，形成有用于防止絕纟彖石皮壞、短-各等 的絕緣膜(未圖示)。絕緣膜使用Si02、 SiN等或者A1203、 Hf02 等所謂的High-k材料(高介電率4冊(cè)極絕緣膜)等。所述儲(chǔ)存部17,通過(guò)設(shè)置于端部的連通口 19以及油墨供給口 9而與各噴出室6連通。另外，為了緩沖儲(chǔ)存部17的壓力變動(dòng)而在 儲(chǔ)存部17上粘結(jié)粘貼有由樹(shù)脂制的薄膜構(gòu)成的隔膜30。隔膜30可 以使用聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide) (PPS)、聚烯烴、聚酰亞 胺、聚砜等。在本實(shí)施方式1中使用耐藥性?xún)?yōu)異的PPS。在P鬲膜30上形成有油墨獲取口 31。在油墨獲取口 31上粘結(jié)接 合有經(jīng)由油墨供給管而與未圖示的油墨盒相連接的連接構(gòu)件32 。用于驅(qū)動(dòng)所述靜電l丸行器14的驅(qū)動(dòng)IC 20，為了與形成在玻璃 基板上的貫通電極24以及IC輸入端子連接，通過(guò)各向異性導(dǎo)電粘 結(jié)劑接合、安裝。FPC (未圖示)與FPC連接端子相連接，以外部 的電路電氣性連接。貫通電極24，為了與個(gè)別電才及16相連4妄，通過(guò)電鍍等將銅等 金屬埋入在玻璃基板上開(kāi)出的貫通孔內(nèi)，形成電極。在這些貫通電 極24上，通過(guò)IC安裝，連接有IC的段(segment)輸出端子。FPC安裝端子形成IC輸入端子以及7>用電極端子。IC輸入端 子包括靜電執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)用的電源Vp、 IC驅(qū)動(dòng)用電源Vcc、接地電 位GND、邏輯系信號(hào)的時(shí)鐘CLK、數(shù)據(jù)DI、閂鎖(latch) LP等端 子，配線形成于FPC安裝端子和IC安裝端子之間。另外，公用電 極端子配線連4妄于與型腔基板2相連接的貫通孔電才及(部分未圖示 的FPC連接端子列23的兩外側(cè)的端子)。在本實(shí)施方式1中，公用 電才及端子不經(jīng)由驅(qū)動(dòng)IC 20地與FPC相連4妾。在這里，簡(jiǎn)單對(duì)噴墨頭10的動(dòng)作進(jìn)4亍說(shuō)明。油墨，從設(shè)置在 電極基板3上的儲(chǔ)存部17到噴嘴基板1的噴嘴孔5的前端，不產(chǎn) 生氣泡地充滿(mǎn)各油墨流道，油墨向圖3中箭頭所示的方向流動(dòng)。在進(jìn)行印刷時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)IC 20選擇噴嘴，如果在振動(dòng)板8與 個(gè)別電4及16之間施加失見(jiàn)定的脈沖電壓，則產(chǎn)生靜電吸引力乂人而才展 動(dòng)4反8 #:4立向個(gè)別電才及16側(cè)而撓曲、與個(gè)別電4及16 4氐4妾，從而在 噴出室6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。由此，^f諸存部17內(nèi)的油墨通過(guò)連通口 19以 及油墨供給口 9被吸引到噴出室6內(nèi)，產(chǎn)生油墨的振動(dòng)(彎液面振 動(dòng))。在該油墨的振動(dòng)變?yōu)榇笾伦畲蟮臅r(shí)刻，如果解除電壓，則振動(dòng)板8脫離，通過(guò)其復(fù)原力將油墨從噴嘴孔4齊出，將油墨滴向記錄 紙(未圖示)噴出。儲(chǔ)存部17如上所述，是通過(guò)將隔膜30粘結(jié)粘貼在形成于玻璃 基板的凹部18上將其閉合而構(gòu)成的，將油墨從連通口 19通過(guò)油墨 供給口 9而供給各噴出室6。而且，該儲(chǔ)存部17的凹部18的形狀， 從形成于隔膜30的油墨獲取口 31向連通口 19形成為大致三角形 或大致梯形的平面形狀，以便不產(chǎn)生滯留并不停留氣泡，并且以便 油墨流速均勻，。因此，通過(guò)這樣形成的隔膜30以及4諸存部17的形狀及其作用， 在從各噴嘴孔5噴出油墨滴時(shí)，壓力均勻，且油墨噴出穩(wěn)定，油墨 噴出量不會(huì)變動(dòng)，能夠穩(wěn)定確保較高的印刷品質(zhì)。另外，本實(shí)施方式1的噴墨頭10,將噴出室6、靜電沖丸行器14 和寸諸存部17分別劃分形成在不同的平面上，并且為了將與4諸存部 17的形成面13垂直的方向的投影面包含在靜電執(zhí)行器14的形成面 11、 12內(nèi)，設(shè)為將噴出室6、靜電執(zhí)行器14和儲(chǔ)存部17按照該順 序?qū)盈B配置的構(gòu)造。因此，噴墨頭不會(huì)在長(zhǎng)度方向上變大，能夠使 占據(jù)較大劃分面積的儲(chǔ)存部17縮小化，由此能夠?qū)崿F(xiàn)噴墨頭的小 型化。另外，由于是將驅(qū)動(dòng)IC 20安裝在形成在電極基板3的與個(gè) 別電極16相反一側(cè)的背面的槽部21內(nèi)的構(gòu)造，所以也能夠?qū)崿F(xiàn)配 線、IC的安裝面積的小型化。實(shí)施方式2圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的噴墨頭的剖視圖。另夕卜， 在該實(shí)施方式2以后，只要沒(méi)有特別i兌明，》t于與所述實(shí)施方式1 相同的結(jié)構(gòu)要素，f武予相同符號(hào)，i兌明/人略。本實(shí)施方式2的噴墨頭IOA,將噴嘴基板1、型腔基板2、電 極基板3、儲(chǔ)存部基板4層疊起來(lái)構(gòu)成噴墨頭。即，是層疊4塊基 板的構(gòu)造。在卡者存部基板4上，i殳有與各噴出室6連通的油墨供給口 9和 作為公用油墨室的儲(chǔ)存部17。儲(chǔ)存部基板4由硅基板構(gòu)成，作為油 墨供給口 9的貫通孔通過(guò)由干式蝕刻進(jìn)行的槽加工而形成在儲(chǔ)存部 基板4的單面上，從儲(chǔ)存部基板4的相反面即儲(chǔ)存部形成面13開(kāi) 始，通過(guò)濕式蝕刻形成作為儲(chǔ)存部17的凹部(也稱(chēng)作儲(chǔ)存槽)?！朵敬娌炕?通過(guò)陽(yáng)招j妾合或粘結(jié)接合而層疊在電極基板3 上，進(jìn)而將由樹(shù)脂制的薄膜構(gòu)成的隔膜30粘結(jié)粘貼在儲(chǔ)存部17上 將其閉合，構(gòu)成包含7>用油墨室等的油墨流道。與油墨供給口9連 通的連通口 19形成為貫通^皮璃基^反，并進(jìn)而與i殳置在由噴出室6 的底壁構(gòu)成的4展動(dòng)板8上的貫通孔連通。在隔膜30上進(jìn)而形成有油墨獲取口 31,在油墨獲取口 31上粘 結(jié)接合油墨供給用的連4妻構(gòu)件32，從而構(gòu)成噴墨頭IOA。才艮據(jù)本實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)，能夠與振動(dòng)板8的厚度無(wú)關(guān)地構(gòu)成 油墨供給口 9，所述油墨供給口 9構(gòu)成各油墨流道的流道阻力，能 夠擴(kuò)大流道阻力的調(diào)整范圍、進(jìn)一步提高精度，所以能夠更穩(wěn)定地 噴出均勻的油墨滴。實(shí)施方式3圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的噴墨頭的剖視圖。本實(shí)施 方式3的噴墨頭10B，與所述實(shí)施方式2相同，是將4塊基板即噴 嘴基板l、型腔基板2、電極基板3、儲(chǔ)存部基板4按照該順序?qū)盈B 而才勾成的。在本實(shí)施方式3中，相對(duì)于所述實(shí)施方式2的噴墨頭10A,將 儲(chǔ)存部17的底壁設(shè)為薄膜的隔膜30而構(gòu)成，在隔膜30的背面?zhèn)?的電極基板3 (玻璃基板)上，通過(guò)噴砂加工、濕式蝕刻等形成作 為空氣室33的槽部。進(jìn)而，在儲(chǔ)存部17上粘結(jié)接合設(shè)置有油墨獲 取口 31以及連接構(gòu)件32的樹(shù)脂制的蓋34。根據(jù)本實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)，相對(duì)于所述實(shí)施方式2的噴墨頭10A 的結(jié)構(gòu)，通過(guò)硅構(gòu)成隔膜30，所以能夠構(gòu)成耐藥品性更優(yōu)異的噴墨頭。實(shí)施方式4圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的噴墨頭的剖視圖。本實(shí)施 方式4的噴墨頭10C,與所述實(shí)施方式2、實(shí)施方式3相同，是將 4塊基板即噴嘴基板1、型腔基板2、電極基板3、儲(chǔ)存部基板4按 照該順序?qū)盈B而構(gòu)成的。在本實(shí)施方式4中，相對(duì)于所述實(shí)施方式3的噴墨頭10B,將 作為電極基板3的原料的玻璃基板薄板化，而且對(duì)玻璃基板側(cè)的儲(chǔ) 存部17的背面進(jìn)4于干式蝕刻從而形成作為空氣室33的槽部，由此 構(gòu)成由薄膜的硅構(gòu)件構(gòu)成的薄膜30。根據(jù)本實(shí)施方式4的結(jié)構(gòu)，相對(duì)于所述實(shí)施方式3的噴墨頭10B 的結(jié)構(gòu)，能夠減小連通口 19的流道阻力、慣性從而提高響應(yīng)性， 能夠在與電極基板3的背面相同平面上形成配線23、 22，也能夠使 貫通電極24的形成變得容易，所以電極基板3以及儲(chǔ)存部基板4 的制造變得更容易，能夠構(gòu)成能夠更簡(jiǎn)便地制作的噴墨頭。實(shí)施方式5圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的噴墨頭的剖視圖。本實(shí)施 方式5的噴墨頭10D，與所述實(shí)施方式2~4相同，是將4塊基板 即噴嘴基板l、型腔基4反2、電4及基^反3、儲(chǔ)存部基外反4纟安照該順序 層疊而構(gòu)成的。在本實(shí)施方式5中，相對(duì)于所述各實(shí)施方式的噴墨頭將驅(qū)動(dòng)IC 20的厚度形成得比型腔基板2的厚度薄，并安裝在與形成了個(gè)別電 才及16的面相同的面上。另外，通過(guò)UV ^更ib型或熱石更4匕型的環(huán)氧 樹(shù)脂等粘結(jié)劑、對(duì)氧化石圭或氧化鋁等無(wú)才幾材料進(jìn)行CVD處理而形 成的密封材料35，將形成在構(gòu)成靜電才丸行器14的振動(dòng)板8與個(gè)別 電極16之間的間隙的開(kāi)》文端部氣密密封。根據(jù)本實(shí)施方式5的結(jié)構(gòu)，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)IC 20安裝在與靜電執(zhí) 4亍器14的形成面相同的面上，不形成貫通電才及24，所以電才及基4反 3的制作變得更簡(jiǎn)便。作為其4也的實(shí)施方式，可以通過(guò)此前所示的驅(qū)動(dòng)IC 20的安裝 方式、結(jié)構(gòu)與4諸存部17的結(jié)構(gòu)的組合實(shí)現(xiàn)，也可以4艮據(jù)構(gòu)成噴墨 頭或裝載有該噴墨頭的噴墨頭記錄裝置時(shí)的目的，設(shè)為最合適的結(jié) 構(gòu)。在任何一種實(shí)施方式中，才艮據(jù)本發(fā)明的噴墨頭，將驅(qū)動(dòng)IC的 安裝面或者/>用油墨室，劃分形成并層疊配置在與油墨流道和4丸4亍 器不同的平面上，所以能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)噴墨頭的高密度化、多噴嘴化、 小型化。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭，向驅(qū)動(dòng)IC的連4妄、向油墨流道 的配管構(gòu)件的接合，能夠從與油墨滴的噴出面相反的面直接進(jìn)行， 能夠以更高的自由度進(jìn)行噴墨頭的向記錄裝置的配設(shè)，能夠同時(shí)實(shí) 現(xiàn)記錄裝置的進(jìn)一步的小型化、印刷速度的高速化。接下來(lái)，通過(guò)圖8對(duì)本發(fā)明的噴墨頭的制造方法進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。 圖8是表示本發(fā)明的噴墨頭的制造工序的一個(gè)實(shí)例的流程圖。在這 里，主要對(duì)實(shí)施方式1的噴墨頭的制造方法進(jìn)行i兌明(參照?qǐng)D1~ 圖3)。在其他的實(shí)施方式的情況下能夠以此為基準(zhǔn)制造。(步驟1 )準(zhǔn)備大約1 mm厚的玻璃基板，對(duì)兩面進(jìn)行研磨。(步驟2)在玻璃基板的一方的面上，使用例如金 鉻的蝕刻 掩模通過(guò)氟酸進(jìn)行蝕刻，由此形成所希望深度的個(gè)別電極用的槽部。(步驟3 )在形成有上述槽部的玻璃基4反的表面上，以100 nm 的厚度在整個(gè)面上通過(guò)例如濺射法形成ITO( Indium Tin Oxide )膜， 接下來(lái)，通過(guò)光刻法在該ITO膜上刻出抗蝕圖形，通過(guò)蝕刻將成為 個(gè)別電4及的部分以外的部分除去，在槽部?jī)?nèi)形成個(gè)別電4及16。(步驟4)接下來(lái)，通過(guò)光刻法僅在貫通電極用的孔以及油墨 供給口的連通孔的場(chǎng)所形成抗蝕圖形，通過(guò)干式蝕刻加工出所希望 的深度的孔。此時(shí)，也同時(shí)進(jìn)行IC輸入配線部的槽加工。(步驟5)接下來(lái)，對(duì)通過(guò)上述步驟加工出的貫通電極用的孔 以及IC輸入配線部的槽形成抗蝕圖形，通過(guò)例如無(wú)電解電鍍埋入 銅等金屬，形成貫通電極24。(步驟6 )在與形成有個(gè)別電極的面相反的玻璃基板的背面上， 粘貼例如干薄力莫(dry film ),形成卩諸存部以及IC安裝部的部分的圖 形，并通過(guò)噴砂、加工方法形成成為〗諸存部17的凹部以及成為IC安 裝部的槽部。進(jìn)而，通過(guò)濺射法等賊射金等而形成IC輸入端子23 以及IC llT入配線部22。通過(guò)上面的過(guò)程，制作出晶片狀的電極基板3。(步驟7)準(zhǔn)備作為型腔基寺反2的原料的厚度為例如280 jum 的石圭基板，形成成為各型腔底面的油墨供給口的孔部分的抗蝕圖 形，通過(guò)干式蝕刻形成成為油墨供給口 9的孔，然后陽(yáng)極接合在通 過(guò)上述步驟制作出的電極基板3的形成有個(gè)別電極的表面上。(步驟8)對(duì)陽(yáng)極接合之后的硅基板進(jìn)行研磨加工薄板化至厚 度約為30jum。然后，形成表面的抗蝕圖形，通過(guò)由KOH水〉容液 進(jìn)行的各向異性濕式蝕刻形成成為噴出室6的型腔。進(jìn)而，開(kāi)出成 為各型腔底面的油墨供給口的孔部分，貫通形成成為油墨供給口 9 的孔。(步驟9)在通過(guò)上述步驟在各個(gè)型腔上形成有油墨供給口 9 的石圭基外反的表面上，通過(guò)4吏用TEOS (Tetraethoxysilane:四乙氧基 石圭烷)為原泮牛氣體的等離子CVD (Chemical Vapor Deposition:化 學(xué)氣相沉積)法，形成由Si02膜構(gòu)成的表面保護(hù)膜(耐油墨保護(hù)膜)。通過(guò)上面的過(guò)程，乂人與預(yù)先制作的電一及基板3進(jìn)行陽(yáng)極接合之 后的硅基板制作型腔基板2 。(步驟10)在通過(guò)上述步驟制作出的型腔基板2的表面上粘結(jié) 接合噴嘴基板1。噴嘴基板1，通過(guò)其他的工序制作，例如這樣制 作使用厚度為50jam的硅基板，然后在其上通過(guò)干式蝕刻以與多 個(gè)型腔相同數(shù)目、相同間距形成噴嘴孔5，然后進(jìn)行表面處理。(步驟11 )在接合噴嘴基板1后，將片狀的驅(qū)動(dòng)IC 20安裝在 電極基板3上。(步驟12 )然后，在儲(chǔ)存部17上粘結(jié)接合隔膜30，進(jìn)而在隔 膜30的油墨獲取口 31上粘結(jié)接合連接構(gòu)件32。(步驟13 )然后，通過(guò)拉模(dicing )分割為多個(gè)噴頭片(head chips )。(步驟14)最后，在該噴頭片上，使用導(dǎo)電性粘結(jié)劑電氣性連 接FPC 50,或者將與油墨盒相連接的油墨供給管60連接在所述連 4妻構(gòu)件32上。通過(guò)上面步驟，噴墨頭的組裝結(jié)束。另夕卜，在制作實(shí)施方式1 ~5所示的儲(chǔ)存部基板4時(shí)，例如使 用厚度為525jum的硅基板，在其一個(gè)面上形成圖形，然后通過(guò)干 式蝕刻形成成為油墨供給口的孔，然后從相反側(cè)的面形成圖形，然 后通過(guò)濕式蝕刻形成成為儲(chǔ)存部的凹部。由此油墨供給口貫通。在上面的實(shí)施方式中，對(duì)噴墨頭及其制造方法進(jìn)行了敘述，但 本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方式，在本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)能夠 進(jìn)行各種變形。例如，本發(fā)明的靜電執(zhí)行器也能夠利用于光開(kāi)關(guān)或 者反光鏡裝置、微型泵、激光打印機(jī)的激光操作反光鏡的驅(qū)動(dòng)部等。 另外，通過(guò)改變從噴嘴孔噴出的液狀材料，除了如圖9所示的噴墨 打印機(jī)100，也可以用作液晶顯示器的彩色濾光片的制造、有機(jī)EL 顯示裝置的發(fā)光部分的形成、遺傳基因檢查等中所使用的生物體分 子溶液的^f效型陣列的制造等各種用途的液滴噴出裝置。
權(quán)利要求
1.一種液滴噴出頭，其特征在于，所述液滴噴出頭為以下構(gòu)造與噴出液滴的多個(gè)噴嘴孔的各個(gè)噴嘴孔分別連接的噴出室、能夠變位地對(duì)形成在所述噴出室的底壁的振動(dòng)板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器、和與所述噴出室的各噴出室公用地連通的儲(chǔ)存部分別劃分形成在不同的平面上，為了將與所述儲(chǔ)存部的形成面垂直的方向的投影面包含在所述噴出室以及所述執(zhí)行器的形成面內(nèi)，將所述噴出室、所述執(zhí)行器和所述儲(chǔ)存部按照該順序?qū)盈B配置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液滴噴出頭，其特征在于所述儲(chǔ)存部 被設(shè)置在與設(shè)置有所述執(zhí)行器的基板的執(zhí)行器形成面相反一 側(cè)的面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液滴噴出頭，其特征在于在所述 振動(dòng)板上形成有與所述儲(chǔ)存部和所述噴出室分別連通的液狀 材料的供給口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的液滴噴出頭，其特征在于形成有 所述儲(chǔ)存部和所述液狀材料的供給口的基板，層疊在與設(shè)置有 所述執(zhí)行器的基板的執(zhí)行器形成面相反 一 側(cè)的面上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、 3、 4中的任一項(xiàng)所述的液滴噴出頭，其特征 在于在形成有所述儲(chǔ)存部和所述液狀材一+的供給口的基板 上，所述儲(chǔ)存部的底壁成為隔膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液滴噴出頭，其特征在于在所述隔膜 的背面?zhèn)刃纬捎锌諝馐摇?br> 7. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~6中的任一項(xiàng)所述的液滴噴出頭，其特征在 于配線連接在所述執(zhí)行器上的驅(qū)動(dòng)IC,安裝在與設(shè)置有所 述執(zhí)行器的基板的執(zhí)行器形成面相反一側(cè)的面上或者相同的 面上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~7中的任一項(xiàng)所述的液滴噴出頭，其特征在 于所述執(zhí)行器為靜電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
9. 一種液滴噴出頭，其特征在于，包括噴嘴基板，形成有噴出 液滴的多個(gè)噴嘴孔；型腔基板，劃分形成有與所述多個(gè)噴嘴孔 的各個(gè)噴嘴孔分別連通的噴出室，并將該噴出室的底壁設(shè)為振 動(dòng)板；以及電極基板，形成有個(gè)別電極，所述個(gè)別電極隔著規(guī) 定的間隙與所述振動(dòng)板相對(duì)地配置；其中，與所述噴出室的各 噴出室7>用地連通的4諸存部i殳置在與所述電4及基^反的個(gè)別電 才及形成面相反一側(cè)的面上。
10. —種液滴噴出頭，其特征在于，包括噴嘴基板，形成有噴出 液滴的多個(gè)噴嘴孔；型腔基板，劃分形成有與所述多個(gè)噴嘴孔 的各個(gè)噴嘴孔分別連通的噴出室，并將該噴出室的底壁設(shè)為振 動(dòng)板；電4及基板，形成有個(gè)別電極，所述個(gè)別電極隔著規(guī)定的 間隙與所述振動(dòng)纟反相對(duì)地配置；以及4諸存部基板，形成有與所 述噴出室的各噴出室公用地連通的儲(chǔ)存部；其中，所述儲(chǔ)存部 基板層疊在與所述電極基板的個(gè)別電極形成面相反一 側(cè)的面 上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的液滴噴出頭，其特征在于向所 述振動(dòng)板與所述個(gè)別電極之間施加驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)IC，安裝 在與所述電極基板的個(gè)別電極形成面相反一側(cè)的面或者相同 的面上。
12. —種液滴噴出裝置，其特征在于裝栽有權(quán)利要求1-11中的 4壬一項(xiàng)所述的液滴噴出頭。
13. —種液滴噴出頭的制造方法，所述液滴噴出頭包括噴嘴基板， 形成有噴出液滴的多個(gè)噴嘴孔；型腔基板，劃分形成有與所述 多個(gè)噴嘴孔的各個(gè)噴嘴孔分別連通的噴出室，并將該噴出室的 底壁設(shè)為振動(dòng)板；以及電極基板，形成有個(gè)別電極，所述個(gè)別 電才及隔著失見(jiàn)定的間隙與所述振動(dòng)玲反相對(duì)地配置；所述液滴噴出 頭的制造方法的特征在于，具有以下工序在所述型腔基板的振動(dòng)板上分別形成液狀材料的供給口 的工序；和在與所述電極基板的個(gè)別電極形成面相反 一 側(cè)的面上， 形成4諸存部和與所述供纟會(huì)口連通的連通口的工序。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的液滴噴出頭的制造方法，其特征在于 具有將用于安裝驅(qū)動(dòng)IC的貫通電極分別形成在所述電極基板 的所述個(gè)別電纟及上的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠小型化、能夠容易地實(shí)現(xiàn)高密度化、多噴嘴化的液滴噴出頭及其制造方法，進(jìn)而提供通過(guò)裝載本發(fā)明的液滴噴出頭、能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化、能夠應(yīng)對(duì)高精細(xì)·高品位的液滴噴出與高速驅(qū)動(dòng)的液滴噴出裝置。該液滴噴出頭為以下構(gòu)造與噴出液滴的多個(gè)噴嘴孔(5)的各個(gè)噴嘴孔分別連接的噴出室(6)、能夠變位地對(duì)形成在噴出室底壁的振動(dòng)板(8)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器(14)、和與所述噴出室的各噴出室公用地連通的儲(chǔ)存部(17)分別劃分形成在不同的平面上，為了將與儲(chǔ)存部的形成面(13)垂直的方向的投影面包含在所述噴出室以及所述執(zhí)行器的形成面(11、12)內(nèi)，將所述噴出室、所述執(zhí)行器和所述儲(chǔ)存部按照該順序?qū)盈B配置。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101249748SQ200810005959
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月21日
發(fā)明者佐野朗, 藤井正寬 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社