專利名稱：噴墨記錄頭的制作方法
技術領域：
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)上進行記錄的噴墨記錄頭。
背景技術：
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中的一側或者兩側布置很多噴嘴以實現小型化和圖像品質改進。
例如，日本特開2004-50794號公報/>開了 一種詳細的噴嘴結構。作為一般的噴嘴結構，設置通孔作為共通墨供給口 ，并且在兩側以預定尺寸布置用于產生噴墨用能量的能量產生元件、單獨的墨流路、噴出口、噴嘴過濾器等。特別地，要求構成單獨墨流路的壁在硅基板的表面上具有預定長度，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定尺寸和預定間隔并且以圓柱狀布置在硅基板的表面上，以防止灰塵進入到噴出口部中。通過使用噴嘴過濾器來防止灰塵的進入。
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'線截取的側剖視圖。
噴墨記錄頭包括硅基板101，在該硅基板101上以預定間距形成兩列能量產生元件。硅基板101設置有通過貫通硅基板101以在兩列能量產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的表面面對記錄材料的記錄面。由能量產生元件102產生的 能量經由墨供給口 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，當形成 通孔時， 一般適用蝕刻技術。然而，通過蝕刻形成通孔會由于 如基板的雜質等多種因素而引起通孔的變化。因此，當考慮到 變化程度時，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)域的長度不小于預定值。 因此，存在如下問題硅基板上的噴嘴結構部的區(qū)域(從左側 墨流路116的端部到右側墨流路116的端部，且在左側墨流路 116和右側墨流路116之間夾著通孔113 )不能變窄。結果，特 別地，該問題對設置有多個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障礙。此外，關于 整個晶片，當每個芯片的面積大時，在硅基板中可得到的芯片 的數量減少，結果，難以實現成本的降低。

發(fā)明內容
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 過濾器等噴嘴結構件的尺寸就能減小芯片(基板)尺寸和成本 的噴墨記錄頭。根據本發(fā)明的一個方面，提供一種噴墨記錄頭，其包括噴出口 ，其用于噴墨；
能量產生元件，其設置在硅基板上，用于產生從噴出口噴墨用的能量；
墨流路，其與能量產生元件對應地設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，利用伸出構件形成墨供給口 ，該伸出構件接觸構成墨流路的流路壁的底部并且伸出到通孔的開口中。
根據本發(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構件的尺寸就能夠減小噴墨記錄頭的尺寸和成本。
通過以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的說明，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點將變得更加明顯。


圖l是根據本發(fā)明的噴墨記錄頭的 一 個實施方式的局部切除的示意性立體圖。
圖2是本發(fā)明的實施方式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)明的實施方式3中的噴墨記錄頭的 一 個例子的示意性剖視圖。
圖6是本發(fā)明的實施方式3中的噴墨記錄頭的另 一個例子的示意性剖視圖。圖7是傳統(tǒng)的噴墨記錄頭的 一個實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 側剖纟見面。
具體實施例方式
在下文中，將參照

本發(fā)明的實施方式。 在本發(fā)明中，術語"記錄"不僅意味著對記錄材料提供如
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 個實施方式的局部切除的示意性立體圖。
該實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上以預定間距形成用于產生噴墨用能量的兩列能 量產生元件2。硅基板l設置有在兩列能量產生元件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。由構成墨流路的壁 16隔開而形成的墨流路18與各噴出口對應地單獨設置(圖2)。
該噴墨記錄頭被布置成使得形成通孔13的表面面對記錄 材料的記錄面。由用于產生噴出液體用的能量的能量產生元件 2產生的壓力經由通孔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行記 錄。
實施方式l
下面將說明根據本發(fā)明的噴墨記錄頭的實施方式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。
在該實施方式的噴墨記錄頭中，對于各流路，形成一個發(fā)熱元件，以進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、能量產生元件2 、氮化硅膜4和耐氣蝕膜(anti-cavitation film )14。硅基板1設置有通孔13。在附圖的圖示中省略了電配線等。通過利用光刻4支術(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
術形成通孔13。
接著，將參照示出噴嘴結構的例子的圖3說明噴嘴結構。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形成預定形狀的圖案。對密合性提高層7進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中的墨經由共通墨供給口 17被引導到墨流路18。由朝向通孔13側伸出的密合性提高層7形成共通墨供給口 17。
在該實施方式中，使用屬于有機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具有不會由于噴墨等而破裂的厚度，但過厚的密合性提高層會降低再填充特性。為此，應該考慮材料強度和再填充特性之間的平衡來設定密合性提高層7的厚度。結果，密合性提高層7的 厚度被設定為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。結果，在墨流路壁16確保 必要長度的狀態(tài)下，密合性提高層7位于通孔13上，使得可以 使包括能量產生元件2的整個噴嘴結構靠近通孔13。
關于具體的尺寸，在密合性提高層7不位于通孔上的構造 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生 元件2的端部的距離是127iim。另一方面，如該實施方式那樣， 通過采用密合性提高層7位于通孔13上的構造，可以將上述距 離減小到85pim。
通過采用該實施方式的構造，可以在基本上保持能夠提供 良好的噴出特性的噴嘴結構的同時使硅基板1上的噴嘴結構部 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使得即使當由各向異性刻蝕等形成通孔時，與傳統(tǒng)構造相 比，產量也不會變差。
此外，在該實施方式中，考慮到能量產生元件的驅動期間 的壓力和熱的影響，形成能量產生元件的部分可優(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)選設置到如 上所述的伸出構件的伸出部。此外，考慮到確保伸出部的強度， 如圖3所示，臺階部19 (彎曲部)可優(yōu)選設置到伸出部。
此外，也可以設置噴嘴過濾器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 中的伸出構件。也就是說，在該實施方式的噴墨記錄頭中，作 為用于防止異物進入墨流路18中的過濾器的噴嘴過濾器15也可以設置在伸出到通孔13側的密合性提高層7上。結果，從具有過濾功能的記錄頭可以設置在較小的基板上的觀點考慮，適當地采用該實施方式的噴墨記錄頭。
在該實施方式中，示出了如下構造墨流^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)明不限于該構造，本發(fā)明的噴墨記錄頭也可以具有如下構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。由于得到的噴嘴結構被加強(strength)并且進4亍防止異物到達噴出口的功能，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的構造。
如上所述，才艮據該實施方式，可以不必增加如墨流3各18和噴嘴過濾器15等噴嘴結構件的尺寸而使位于共通墨供給口 17的兩側的能量產生元件之間的距離大大變窄。結果，對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的數量(即，通過在各共通墨供給口的兩側設置能量產生元件)。此外，關于整個晶片，每個芯片的面積減小，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量的降低。從而，根據該實施方式，可以降低每個芯片的制造成本。
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施方式的參考值，因此，本發(fā)明并不限于該厚度值。實施方式2
圖4是該實施方式的噴墨記錄頭的示意性側剖視圖。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的開口中的伸出構件以外，該實施方式基本上具有與 實施方式l的構造相同的構造。因此，將省略對類似構造的說 明。此外，用相同的附圖標記或符號表示與實施方式l中的組 成元件或構件相同的組成元件或構件。
在該實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形成預定形狀的圖案。對第一噴嘴層 12進行圖案形成，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，在本實施方式中，由第一噴 嘴層12使開口寬度變窄。
在該實施方式中，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 對新工廠和新設備的投資，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) 氧樹脂材料來進行類似的功能，而且如鍍金材料、鉭或者氮化 硅等無機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的開口中的伸出構件，因而伸出部分的強度是必需 的。因此，可以說，與無機材料相比，更期望具有高拉伸強度 的有機材料。考慮到材料強度和再填充特性之間的平衡，第一 噴嘴層12的厚度被設定為2iim。
根據該實施方式，與實施方式l類似，可以縮短從共通墨 供給口 17的中心到能量產生元件2的端部的距離，從而可以使噴墨記錄頭小型化。
實施方式3
圖5和圖6是該實施方式的噴墨記錄頭的示意性側剖視圖。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的開口中的伸出構件以外，該實施方式基本上具有與實施方式l的構造相同的構造。因此，將省略對類似構造的說明。此外，用相同的附圖標記或構件。
該實施方式的特征在于硅基板1的構造。可以通過預先以預定圖案形成氧化硅膜3或者氮化硅膜4而提供該構造。此外，用于伸出到通孔13上的伸出構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件的材料。此外，在本發(fā)明中，也可以適當地組合上述各實施方式中的構造。
雖然已經參照這里公開的結構說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于所闡述的細節(jié)，本申請旨在覆蓋落在所附權利要求書的改進目的或范圍內的所有變型或者修改。
權利要求
1.一種噴墨記錄頭，其包括噴出口，其用于噴墨；能量產生元件，其設置在硅基板上，用于產生從所述噴出口噴墨用的能量；墨流路，其與所述能量產生元件對應地設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，利用伸出構件形成所述墨供給口，該伸出構件接觸構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. 根據權利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構件接觸用于防止異物進入所述墨流路中的噴嘴過濾器的底部。
3. 根據權利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構件由有機樹脂材料形成。
4. 根據權利要求3所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述有機樹脂材料是環(huán)氧樹脂材料。
5. 根據權利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構件由熱塑性樹脂材料形成。
6. 根據權利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構件包括形成在所述硅基板上的密合性提高層。
7. 根據權利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構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. 根據權利要求1或2所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述伸出構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.根據權利要求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件設置有臺階部。
全文摘要
一種噴墨記錄頭，其包括噴出口，其用于噴墨；能量產生元件，其設置在硅基板上，用于產生從噴出口噴墨用的能量；墨流路，其與能量產生元件對應地設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。利用伸出構件形成墨供給口，該伸出構件接觸構成墨流路的流路壁并且伸出到通孔的開口中。
文檔編號B41J2/14GK101524920SQ20091011839
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權日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 申請人:佳能株式會社