專利名稱：噴墨記錄頭、記錄元件基板及制造該記錄頭和基板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨記錄頭、記錄元件基板、用于制造噴墨記錄頭的方法和用于制造 記錄元件基板的方法，該方法能夠容易地滿足用于接合具有被高密度地配置的排出口的記 錄元件基板所需的精度。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種噴墨記錄頭，其包括多個(gè)記錄元件基板，該多個(gè)記 錄元件基板均具有被構(gòu)造成產(chǎn)生用于從墨排出口排出墨的壓力的排出壓力產(chǎn)生元件，其中 多個(gè)記錄元件基板均包括第一面，相應(yīng)的排出壓力產(chǎn)生元件被布置于第一面；和第二面， 其被用作與第一面相交的端面，并且至少局部是通過(guò)蝕刻形成的。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種記錄元件基板，其包括排出壓力產(chǎn)生元件，其被構(gòu) 造成產(chǎn)生用于從墨排出口排出墨的壓力，其中，記錄元件基板包括第一面，排出壓力產(chǎn)生 元件被布置于第一面；和第二面，其被用作與第一面相交的端面，并且至少局部是通過(guò)蝕刻 形成的。 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，一種用于制造噴墨記錄頭的方法，該噴墨記錄頭包括形 成于支撐構(gòu)件上的記錄元件基板，該方法包括制備記錄元件基板，該基板具有被布置于該 基板的主面并被構(gòu)造成產(chǎn)生用于排出墨的壓力的排出壓力產(chǎn)生元件，與主面相交的側(cè)面至
4少局部地經(jīng)受蝕刻；使記錄元件基板的被蝕刻處理的側(cè)面與被構(gòu)造成定位記錄元件基板的 定位部接觸；以及在記錄元件基板的被蝕刻處理的側(cè)面與定位部相互接觸的狀態(tài)下，將記 錄元件基板固定到支撐構(gòu)件上。 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，一種用于制造記錄元件基板的方法，該記錄元件基板具 有被構(gòu)造成產(chǎn)生用于從墨排出口排出墨的壓力的排出壓力產(chǎn)生元件，該方法包括制備在 記錄元件基板的第一面上具有排出壓力產(chǎn)生元件的記錄元件基板；和至少局部地對(duì)用作記 錄元件基板的與第一面相交的端面的第二面實(shí)施蝕刻。 根據(jù)本發(fā)明的噴墨記錄頭、記錄元件基板、用于制造噴墨記錄頭的方法和用于制 造記錄元件基板的方法，與具有墨排出口的第一面相交并且形成各記錄元件基板的側(cè)面的 第二面至少局部地被蝕刻。因?yàn)榻?jīng)受蝕刻的第二面是耐腐蝕的(corrosion-resistant)，能 夠保證第二面的精度。因此，通過(guò)使記錄元件基板在表面精度得以保證的第二面彼此接觸， 能夠保證多個(gè)記錄元件基板在被接合時(shí)的相對(duì)位置的精度。結(jié)果，也能夠保證配置于記錄 元件基板的墨排出口之間的距離的精度，并且即使當(dāng)多個(gè)排出口被高密度地配置于各基板 時(shí)，噴墨記錄頭也能夠支持接合記錄元件基板所需的精度。 根據(jù)下面參照附圖對(duì)典型實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征和方面將變得 明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方式的噴墨記錄頭的示意立體圖。
圖2是沿圖1的II-II線截取的噴墨記錄頭的剖面圖。 圖3是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方式的噴墨記錄頭的記錄元件基板的示意立體圖。 圖4A至圖4E是示出制造圖3中所示的記錄元件基板的方法的剖面圖。 圖5是硅基板的平面圖，記錄元件基板通過(guò)圖4A至圖4E所示的方法形成于硅基板。 圖6是圖5中所示的硅基板的局部放大視圖。 圖7是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方式的用于組裝噴墨記錄頭的裝置的示意立體圖。
圖8是示出用于定位根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方式的噴墨記錄頭的記錄元件基板 的方法的示意剖面圖。 圖9A至圖9C是示出用于組裝根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方式的噴墨記錄頭的方法的 變型例的平面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考

本發(fā)明的典型實(shí)施方式。 圖1是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方式的噴墨記錄頭1的立體圖。圖2是沿圖1的 II-II線截取的噴墨記錄頭1的剖面圖。噴墨記錄頭1包括支撐構(gòu)件5和多個(gè)記錄元件基 板3，并且各記錄元件基板3均被布置于相應(yīng)的形成于支撐板5的凹陷(d印ression)中(參 見圖l)。此外，記錄元件基板3均包括墨流動(dòng)通過(guò)的流路(參見圖2);和墨排出口7。墨 從形成于支撐構(gòu)件5的墨供給口 9供給并且通過(guò)記錄元件基板3的流路從墨排出口 7被噴 射到打印材料。此外，熱固性粘合劑11 (heat-curable adhesive)被布置在記錄元件基板
53和支撐構(gòu)件5之間以將這兩個(gè)組件彼此固定。 接著，將參考圖3說(shuō)明記錄元件基板3的結(jié)構(gòu)。各記錄元件基板3均包括第一面 13 ;第二面15 ;及多個(gè)流路。流路彼此分離并且墨通過(guò)流路流動(dòng)以從排出口 7噴出。與各 流路連通的墨排出口 7被形成于第一面13。與第一面13相交的第二面15形成記錄元件基 板的側(cè)面，并且至少局部地通過(guò)蝕刻形成。如圖3所示，具有上述結(jié)構(gòu)的記錄元件基板3是 大致的長(zhǎng)方體，該長(zhǎng)方體在其側(cè)面具有切除部。 記錄元件基板3的制造如圖4A至4E所示。首先如圖4A所示，排出壓力產(chǎn)生元件 19被布置于由硅基板(〈100>定向結(jié)晶(crystallogr即hic orientation)，厚625 ii m)形 成的基板構(gòu)件17的頂面(主表面)，并且用作保護(hù)膜的氮化硅(silicon nitride)層21和 鉭層23也形成于基板構(gòu)件17的頂表面。 接著，如圖4B所示，使用抗蝕劑(resist) 25形成流路圖案，并且感光防水 (water-r印ellent)層29和由感光環(huán)氧樹脂(印oxyresin)組成的流路形成構(gòu)件27被形成 于抗蝕劑上，以在基板構(gòu)件17上形成墨流路35。然后，通過(guò)圖案化形成排出口 7。
接著，如圖4C所示，抗蝕劑31被涂覆到記錄元件基板3的兩側(cè)面。底面的抗蝕劑 31起到用于干法蝕刻的掩膜的作用，并在通過(guò)蝕刻形成墨供給口 9和被用作抵接部的第二 面(蝕刻面)15的位置處具有開口 33。接著，如圖4D所示，通過(guò)干法蝕刻同時(shí)形成墨供給 口 9和用作蝕刻面15的第二面15。優(yōu)選地，使用感應(yīng)耦合等離子體(ICP)類型的反應(yīng)離子 蝕刻(RIE)機(jī)以及SF6和C2F8蝕刻氣體用于蝕刻。 最后，如圖4E所示，除去墨供給口 9和抵接部上方的氮化硅層21、及在基板構(gòu) 件17上形成流路35的抗蝕劑25，從而形成流路35。最終，如圖5和作為圖5的局部放大 視圖的圖6所示的多個(gè)記錄元件基板3在切割處理階段被從硅基板37切去。使用上述 的方法，能夠以若干微米的精度形成各記錄元件基板3的蝕刻表面15。各排出壓力產(chǎn)生 元件19被連接到配線(未示出)和用于驅(qū)動(dòng)元件的晶體管電路。在使用具有〈110〉定 向結(jié)晶的硅基板的情況下，也能通過(guò)使用諸如氫氧化鉀(potassium hydrate)和四甲基 氫氧化銨(tetramethyl ammonium hydroxide)等的強(qiáng)減溶液的晶體各向異性(crystal anisotropic)蝕刻形成墨供給口 9和蝕刻面15。 使用如上制造的記錄元件基板3的噴墨記錄頭1采用以下的方法制造出。
首先，記錄元件基板3被布置于如圖8所示的組裝裝置41上的如圖7所示的定位 夾具43 (positioning jig)。定位夾具43具有用于精確定位記錄元件基板3的X基準(zhǔn)和Y 基準(zhǔn)。通過(guò)使用推銷(push pins) 51使得記錄元件基板3的蝕刻面15與定位夾具43的X 基準(zhǔn)和Y基準(zhǔn)接觸而精確地定位記錄元件基板3。 接著，如圖8所示，使用自動(dòng)手(automatic hand)45將被精確定位的記錄元件基 板3移動(dòng)到支撐構(gòu)件5，并且經(jīng)由熱固性粘合劑11將記錄元件基板3布置于支撐構(gòu)件5。這 里，自動(dòng)手45的移動(dòng)距離通常是固定的。此時(shí)，多個(gè)記錄元件基板3被布置于支撐記錄元 件基板3的支撐構(gòu)件5，且使得記錄元件基板3在其第二面15處彼此接觸。這些第二面15 起到記錄元件基板3之間的基準(zhǔn)定位面的作用。在保持上述接觸狀態(tài)的同時(shí)，通過(guò)加熱將 熱固性粘合劑11固化，從而使記錄元件基板3被固定到支撐構(gòu)件5。 作為另一種定位方法，能夠通過(guò)使記錄元件基板3的蝕刻面15與布置于支撐構(gòu)件 5的定位基準(zhǔn)接觸，而使多個(gè)記錄元件基板3被布置于支撐構(gòu)件5上的預(yù)定位置。
根據(jù)如上制造的噴墨記錄頭1，與具有墨排出口 7的第一面13相交并且形成記錄 元件基板3的側(cè)面的第二面15至少局部地經(jīng)受蝕刻，因?yàn)榻?jīng)受蝕刻的第二面15是耐腐蝕 的，所以能夠保證第二面15的表面精度。因此，通過(guò)使得記錄元件基板3在表面精度被保 證的第二面15處彼此接觸，能夠保證多個(gè)記錄元件基板3在它們被接合時(shí)的相關(guān)位置的精 度。結(jié)果，也能夠保證被配置于記錄元件基板的墨排出口之間的距離的精度，并且噴墨記錄 頭能夠支持用于粘接高密度地配置有排出口的記錄元件基板所要求的精度。因此，與那些 已知的噴墨記錄頭中的記錄元件基板相比，能夠顯著地改進(jìn)記錄元件基板被固定時(shí)的位置 精度的變化。此外，因?yàn)榻雍嫌涗浽?時(shí)不用圖像處理系統(tǒng)就能滿足記錄元件基板3 的位置精度，因此能夠容易地制造噴墨記錄頭。另外，因?yàn)槲g刻開口 33形成在兩個(gè)相鄰的 記錄元件基板3的蝕刻面15之間，如圖5和圖6所示，所以，不需要用切割機(jī)將記錄元件基 板3彼此分離。這能夠減小切割階段的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間(tact time)，并能夠提高諸如切割機(jī) 的切割裝置的壽命。 以下的變型例能夠用于將根據(jù)上述典型實(shí)施方式的記錄元件基板3固定在支撐 構(gòu)件5上。S卩，能夠在支撐構(gòu)件5上形成定位部，并且能夠以使記錄元件基板3的第二面15 與定位部接觸的方式來(lái)布置記錄元件基板3。利用這樣的結(jié)構(gòu)，多個(gè)記錄元件基板能夠被相 對(duì)于支撐構(gòu)件定位，并且不用使得記錄元件基板彼此接觸，也能保證支撐構(gòu)件上的記錄元 件基板3被固定時(shí)的位置。雖然在上述的典型實(shí)施方式中說(shuō)明了具有多個(gè)記錄元件基板的 全幅記錄頭，但是本發(fā)明不限于此。例如，本發(fā)明也適用于通過(guò)使得單個(gè)記錄元件基板與支 撐板上的定位部接觸而定位此單個(gè)記錄元件基板的記錄頭。 另外，能夠如下精確地定位記錄元件基板3。 S卩，如圖9所示，通過(guò)使用推銷52使 下一個(gè)記錄元件基板3在它的蝕刻面15處與預(yù)先接合到支撐構(gòu)件5的記錄元件基板3接 觸，而精確地定位記錄元件基板3。記錄元件基板3經(jīng)由熱固性粘合劑11被布置于支撐構(gòu) 件5，并且通過(guò)加熱并固化熱固性粘合劑11，使得記錄元件基板3被固定于支撐構(gòu)件5。與 已知的噴墨記錄頭的精度相比較，如上形成的噴墨記錄頭1的記錄元件基板3的被固定時(shí) 的位置精度更高，并且因?yàn)橥ㄟ^(guò)使記錄元件基板3彼此接觸而定位記錄元件基板3，能夠減 小噴墨記錄頭的尺寸。 雖然已經(jīng)參照典型實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的典 型實(shí)施方式。所附的權(quán)利要求書的范圍符合最寬泛的解釋，以包含所有這些變型、等同結(jié)構(gòu) 和功能。
權(quán)利要求
一種噴墨記錄頭，其包括多個(gè)記錄元件基板，所述多個(gè)記錄元件基板均具有被構(gòu)造成產(chǎn)生用于從墨排出口排出墨的壓力的排出壓力產(chǎn)生元件，其中，所述多個(gè)記錄元件基板均包括第一面，相應(yīng)的所述排出壓力產(chǎn)生元件被布置于所述第一面；和第二面，其被用作與所述第一面相交的端面，并且至少局部是通過(guò)蝕刻形成的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述多個(gè)記錄元件基板被布置成在記錄元件基板的所述第二面彼此接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述第二面起到用于限定所述多個(gè)記錄元件基板之間的相對(duì)位置的基準(zhǔn)定位面的作用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴墨記錄頭，還包括支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件被構(gòu)造成支撐所述多個(gè)記錄元件基板，其中，以所述多個(gè)記錄元件基板在記錄元件基板的所述第二面彼此接觸的方式將所述多個(gè) 記錄元件基板布置于所述支撐構(gòu)件上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所述支撐構(gòu)件包括定位部，并且所述記錄元件基板被布置成在所述記錄元件基板的所述第二面與所述定位部接觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴墨記錄頭，其特征在于， 所述第二面通過(guò)干法蝕刻形成。
7. —種記錄元件基板，其包括排出壓力產(chǎn)生元件，其被構(gòu)造成產(chǎn)生用于從墨排出口排出墨的壓力，其中，所述記錄元件基板包括第一面，所述排出壓力產(chǎn)生元件被布置于所述第一面；和第 二面，其被用作與所述第一面相交的端面，并且至少局部是通過(guò)蝕刻形成的。
8. —種用于制造噴墨記錄頭的方法，該噴墨記錄頭包括形成于支撐構(gòu)件上的記錄元件 基板，所述方法包括制備所述記錄元件基板，所述基板具有被布置于所述基板的主面并被構(gòu)造成產(chǎn)生用于 排出墨的壓力的排出壓力產(chǎn)生元件，與所述主面相交的側(cè)面至少局部地經(jīng)受蝕刻；使所述記錄元件基板的蝕刻過(guò)的所述側(cè)面與被構(gòu)造成定位所述記錄元件基板的定位 部接觸；以及在所述記錄元件基板的蝕刻過(guò)的所述側(cè)面與所述定位部相互接觸的狀態(tài)下，將所述記 錄元件基板固定到所述支撐構(gòu)件上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于制造噴墨記錄頭的方法，其特征在于， 在與所述主面相交的所述側(cè)面至少局部地經(jīng)受蝕刻的同時(shí)，通過(guò)蝕刻所述記錄元件基板而形成被構(gòu)造成將墨供給到所述排出壓力產(chǎn)生元件的墨供給口。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的用于制造噴墨記錄頭的方法，其特征在于， 所述定位部被形成于所述支撐構(gòu)件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于制造噴墨記錄頭的方法，還包括通過(guò)使所述記錄元件基板的蝕刻過(guò)的所述側(cè)面與定位夾具的定位基準(zhǔn)接觸而定位所 述記錄元件基板；將被定位的所述記錄元件基板移動(dòng)到所述支撐構(gòu)件；以及 將所述記錄元件基板配置到所述支撐構(gòu)件上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的用于制造噴墨記錄頭的方法，其特征在于， 蝕刻過(guò)的所述側(cè)面是通過(guò)干法蝕刻而形成的。
13. —種用于制造記錄元件基板的方法，該記錄元件基板具有被構(gòu)造成產(chǎn)生用于從墨 排出口排出墨的壓力的排出壓力產(chǎn)生元件，所述方法包括制備在所述記錄元件基板的第一面上具有所述排出壓力產(chǎn)生元件的所述記錄元件基 板；和對(duì)用作所述記錄元件基板的與所述第一面相交的端面的第二面至少局部地實(shí)施蝕刻。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于制造記錄元件基板的方法，其特征在于， 所述第二面起到用于限定所述記錄元件基板和另一所述記錄元件基板之間的相對(duì)位置的基準(zhǔn)定位面的作用。
全文摘要
噴墨記錄頭、記錄元件基板及制造該記錄頭和基板的方法。一種噴墨記錄頭，其包括多個(gè)記錄元件基板，每個(gè)記錄元件基板具有被構(gòu)造成產(chǎn)生用于從墨排出口排出墨的壓力的排出壓力產(chǎn)生元件。多個(gè)記錄元件基板均包括第一面，在第一面上布置相應(yīng)的排出壓力產(chǎn)生元件；和第二面，第二面被用作與第一面相交的端面，并且至少局部地通過(guò)蝕刻形成。
文檔編號(hào)B41J2/16GK101746136SQ200910252
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者宮崎浩孝 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社