CN108602350B - 喷嘴构件和使用该喷嘴构件的液体排出头以及记录装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的喷嘴构件(31)具有基材(60)、金属氧化膜(63)、疏水膜(64)。基材(60)具有第1面(60a)，在第1面(60a)上开设了多个作为排出孔(8)的贯通孔(8a)。金属氧化膜(63)配置在第1面(60a)上。疏水膜(64)配置在金属氧化膜(63)上。而且，在设排出孔(8)的周围的区域为第1区域(A1)、相邻的第1区域(A1)之间的区域为第2区域(A2)时，第1区域(A1)中的金属氧化膜(63)的厚度比第2区域(A2)中的金属氧化膜(63)的厚度厚。

Description

喷嘴构件和使用该喷嘴构件的液体排出头以及记录装置
技术领域
本公开涉及喷嘴构件和使用该喷嘴构件的液体排出头以及记录装置。
背景技术
作为液体排出头中使用的喷嘴构件，公知在基材与氟系疏水剂之间设置SiO2膜的结构(例如参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-341070号公报
发明内容
本公开的喷嘴构件具有基材、金属氧化膜、疏水膜。所述基材具有第1面，在该第1面上开设了多个作为排出孔的贯通孔。所述金属氧化膜配置在所述第1面上。所述疏水膜配置在所述金属氧化膜上。而且，在设所述排出孔的周围的区域为第1区域、相邻的所述第1区域之间的区域为第2区域时，所述第1区域中的所述金属氧化膜的厚度比所述第2区域中的所述金属氧化膜的厚度厚。
另外，本公开的另一个喷嘴构件具有基材、金属氧化膜、疏水膜。所述基材具有第1面，在该第1面上开设了多个作为排出孔的贯通孔。所述金属氧化膜配置在所述第1面上。所述疏水膜配置在所述金属氧化膜上。而且，在设所述排出孔的周围的区域为第1区域、相邻的所述第1区域之间的区域为第2区域时，所述第1区域中的所述金属氧化膜的靠所述疏水膜侧的面的粗糙度比所述第2区域中的所述金属氧化膜的靠所述疏水膜侧的面的粗糙度大。
另外，本公开的液体排出头具有上述任意一种喷嘴构件、与所述贯通孔相连的加压室、对该加压室施加压力的加压部。
另外，本公开的记录装置具有所述液体排出头、对所述液体排出头输送记录介质的输送部、对所述液体排出头进行控制的控制部。
附图说明
图1(a)是示出本公开的记录装置的一例的侧视图，图1(b)是示出本公开的记录装置的一例的俯视图。
图2是构成图1的液体排出头的头主体的俯视图。
图3是为了说明而省略示出一部分流路的、图2的单点划线所包围的区域的放大图。
图4是为了说明而省略示出一部分流路的、图2的单点划线所包围的区域的放大图。
图5(a)是沿着图3的V-V线的纵剖视图，图5(b)是图5(a)的排出孔8附近的局部纵剖视图，图5(c)是进一步放大图5(b)的局部纵剖视图。
具体实施方式
为了防止由于液体附着于表面的喷嘴附近而引起的排出特性的恶化，公知有在表面设置疏水膜的喷嘴构件。然而，由于去除喷嘴构件表面的液体的擦拭等，表面的喷嘴附近的疏水性降低，由此，有时产生排出特性恶化的问题。本公开的喷嘴构件能够减少该问题的产生。下面，使用附图对本公开的喷嘴构件、液体排出头和记录装置进行详细说明。
图1(a)是作为本公开的记录装置的一个具体例的彩色喷墨打印机1(下面有时简称为打印机1)的概略的侧视图。图1(b)是打印机1的概略的俯视图。打印机1从引导辊82A向输送辊82B输送作为记录介质的打印用纸P，由此使打印用纸P相对于液体排出头2相对移动。而且，打印机1通过控制部88对液体排出头2进行控制，根据图像或文字的数据从液体排出头2排出液体，使液滴弹落在打印用纸P上。这样，打印机1在打印用纸P上进行打印等记录。
在本具体例中，液体排出头2相对于打印机1是固定的，打印机1成为所谓行式打印机，但是不限于此。例如，也可以是如下的所谓串行打印机：交替进行使液体排出头2在与打印用纸P的输送方向交叉的方向例如大致正交的方向上往复移动等动作和打印用纸P的输送。
在打印机1上，以与打印用纸P大致平行的方式固定有平板状的头搭载框架70(下面有时简称为框架70)。在框架70上设置有未图示的20个孔，20个液体排出头2搭载在各个孔的部分，液体排出头2的排出液体的部位面向打印用纸P。液体排出头2与打印用纸P之间的距离例如为0.5～20mm左右。需要说明的是，在图1中，示出通过20个液体排出头2中的5个液体排出头2构成一个头组72且打印机1具有4个头组72的例子。
液体排出头2具有在图1(a)的从近前朝向里侧的方向、图1(b)的上下方向上细长的长条形状。有时将该较长的方向称为长度方向。在一个头组72内，3个液体排出头2沿着与打印用纸P的输送方向交叉的方向例如大致正交的方向并列。另外2个液体排出头2在沿着输送方向偏移的位置处在3个液体排出头2之间分别一个一个地并列。液体排出头2配置成能够利用各液体排出头2打印的范围在打印用纸P的宽度方向(与打印用纸P的输送方向交叉的方向)上连接或者端部重复，能够进行在打印用纸P的宽度方向上没有间隙的打印。
4个头组72沿着打印用纸P的输送方向配置。从未图示的液体罐对各液体排出头2供给液体例如墨水。对属于一个头组72的液体排出头2供给相同颜色的墨水，能够利用4个头组72打印4个颜色的墨水。从各头组72排出的墨水的颜色例如是品红(M)、黄色(Y)、青色(C)和黑色(K)。如果利用控制部88进行控制并打印这种墨水，则能够打印彩色图像。
需要说明的是，如果是单色打印且对能够利用一个液体排出头2打印的范围进行打印的情况，则搭载在打印机1中的液体排出头2的个数可以是一个。头组72中包含的液体排出头2的个数、头组72的个数能够根据要打印的对象和打印条件而适当变更。例如，为了进行更多颜色的打印，也可以增加头组72的个数。另外，如果配置多个利用相同颜色打印的头组72且在输送方向上交替打印，则即使使用相同性能的液体排出头2，也能够加快输送速度。由此，能够增大每单位时间的打印面积。另外，也可以准备多个利用相同颜色打印的头组72，在与输送方向交叉的方向上偏移配置，提高打印用纸P的宽度方向的分辨率。
进而，除了打印有色的墨水以外，也可以打印涂层剂等液体，以进行打印用纸P的表面处理。
打印机1在作为记录介质的打印用纸P上进行打印。打印用纸P成为卷绕在供纸辊80A上的状态，在通过2个引导辊82A之间后，通过搭载在框架70上的液体排出头2的下侧，然后通过2个输送辊82B之间，最终回收到回收辊80B。在进行打印时，使输送辊82B以一定速度旋转，由此，以一定速度输送打印用纸P，通过液体排出头2进行打印。回收辊80B卷绕从输送辊82B送出的打印用纸P。这样，通过供纸辊80A、引导辊82A、输送辊82B、回收辊80B构成对液体排出头2输送打印用纸P的输送部。输送速度例如为75m/分钟。各辊可以通过控制部88来控制，也可以由人手动操作。
除了打印用纸P以外，记录介质也可以是辊状的布等。另外，代替直接输送打印用纸P，打印机1也可以直接输送输送带，将记录介质放置在输送带上进行输送。这样，能够将单张纸、裁剪后的布、木材、瓷砖等作为记录介质。进而，也可以从液体排出头2排出包含导电性粒子的液体，打印电子设备的布线图案等。进而，也可以从液体排出头2朝向反应容器等排出规定量的液体的化学药剂或包含化学药剂的液体，通过进行反应等而制作化学药品。
另外，也可以在打印机1上安装位置传感器、速度传感器、温度传感器等，控制部88根据由来自各传感器的信息可知的打印机1各部的状态，对打印机1的各部进行控制。例如，在液体排出头2的温度、液体罐的液体的温度、液体罐的液体对液体排出头2施加的压力等对所排出的液体的排出量和排出速度等排出特性造成影响的情况下等，也可以根据这些信息改变排出液体的驱动信号。
需要说明的是，本公开中的记录装置具有液体排出头和对液体排出头输送记录介质的输送部即可，其他结构没有任何限定。另外，所述输送部的结构也不限于本具体例所示的结构。
接着，对作为本公开的液体排出头的一个具体例的液体排出头2进行说明。图2是示出图1所示的液体排出头2的主要部分即头主体13的俯视图。图3是由图2的单点划线包围的区域的放大图，是示出头主体13的一部分的图。图4是与图3相同的位置的放大图。在图3和图4中，为了容易理解附图，省略描绘一部分流路。另外，在图3和图4中，为了容易理解附图，利用实线描绘位于压电致动器基板21的下方且应该利用虚线描绘的加压室10、减径部12和排出孔8等。图5(a)是沿着图3的V-V线的剖视图，图5(b)是放大了图5(a)的排出孔8附近的局部剖视图，图5(c)是进一步放大了图5(b)的局部剖视图。
头主体13具有平板状的流路构件4和配置在流路构件4上的压电致动器基板21。流路构件4构成为层叠具有排出孔8的喷嘴构件即喷嘴板31和板22～30。压电致动器基板21具有梯形形状，以该梯形的一对平行对置边与流路构件4的长度方向平行的方式配置在流路构件4的上表面。另外，分别沿着与流路构件4的长度方向平行的2条假想线，整体呈交错状在流路构件4上排列各2个即合计4个压电致动器基板21。流路构件4上相邻的压电致动器基板21的斜边彼此在流路构件4的短边方向上部分重叠。在对该重叠的部分的压电致动器基板21进行驱动而打印的区域中，由2个压电致动器基板21排出的液滴混合弹落。
在流路构件4的内部形成有作为液体流路的一部分的歧管5。歧管5沿着流路构件4的长度方向延伸且具有细长形状，在流路构件4的上表面形成有歧管5的开口5b。分别沿着与流路构件4的长度方向平行的2条直线(假想线)形成各5个、合计10个开口5b。开口5b形成在避开配置有4个压电致动器基板21的区域的位置。而且，从未图示的液体罐经由开口5b对歧管5供给液体。
流路构件4内形成的歧管5分支成多根(有时将分支后的部分的歧管5称为副歧管5a)。与开口5b连接的歧管5沿着压电致动器基板21的斜边延伸，与流路构件4的长度方向交叉配置。在被2个压电致动器基板21夹持的区域中，相邻的压电致动器基板21共用一个歧管5，副歧管5a从歧管5的两侧分支。这些副歧管5a在与流路构件4的内部的各压电致动器基板21对置的区域中相互相邻，在头主体13的长度方向上延伸。
流路构件4具有呈矩阵状(即二维且规则的)形成多个加压室10的4个加压室组9。加压室10是具有对角部实施了圆角的大致菱形的平面形状的中空区域。加压室10形成为在流路构件4的上表面开口。这些加压室10排列在流路构件4的上表面中的与压电致动器基板21对置的区域的大致整面上。因此，由这些加压室10形成的各加压室组9占有与压电致动器基板21大致相同的大小和形状的区域。另外，通过在流路构件4的上表面粘接压电致动器基板21，各加压室10的开口被封闭。
在本具体例中，如图3所示，歧管5分支成在流路构件4的短边方向上相互平行并列的E1～E4这4列副歧管5a，与各副歧管5a连接的加压室10构成等间隔地在流路构件4的长度方向上并列的加压室10的列，该列在短边方向上相互平行地排列4列。与副歧管5a连接的加压室10的并列的列在副歧管5a的两侧各排列2列。
整体而言，从歧管5连接的加压室10构成等间隔地在流路构件4的长度方向上并列的加压室10的列，该列在短边方向上相互平行地排列16列。各加压室列中包含的加压室10的数量对应于致动器即位移元件50的外形形状，配置成从其长边侧朝向短边侧逐渐减少。
喷嘴即排出孔8在头主体13的分辨率方向即长度方向上以大约42μm(在600dpi的情况下，25.4mm/150＝42μm)的间隔大致等间隔地配置。由此，头主体13能够在长度方向上以600dpi的分辨率形成图像。在梯形形状的压电致动器基板21重叠的部分中，位于2个压电致动器基板21的下方的排出孔8配置成相互互补，由此，排出孔8在头主体13的长度方向上以相当于600dpi的间隔配置。
另外，在各副歧管5a上以平均相当于150dpi的间隔连接有独立流路32。这是指，在进行将600dpi的排出孔8与4列副歧管5a分开连接的设计时，与各副歧管5a连接的独立流路32不一定以相等间隔连接，因此，在副歧管5a的延伸方向即主扫描方向上以平均170μm(在150dpi的情况下，25.4mm/150＝169μm)以下的间隔形成有独立流路32。
在压电致动器基板21的上表面中的与各加压室10对置的位置分别形成有后述独立电极35。独立电极35比加压室10小一圈，具有与加压室10大致相似的形状，配置成收敛在压电致动器基板21的上表面中的与加压室10对置的区域内。
在图5(a)中示出开设一个排出孔8的例子，但是，在流路构件4的下表面即排出孔面4-1开设多个排出孔8。排出孔8配置在流路构件4的下表面侧的避开与副歧管5a对置的区域的位置。另外，排出孔8配置在流路构件4的下表面侧的与压电致动器基板21对置的区域内。排出孔8的集合即排出孔组占有与压电致动器基板21大致相同的大小和形状的区域，通过使对应的压电致动器基板21的位移元件50位移，能够从排出孔8排出液滴。而且，各个排出孔组内的排出孔8沿着与流路构件4的长度方向平行的多个直线等间隔地排列。
头主体13中包含的流路构件4具有层叠了多个板的层叠构造。这些板从流路构件4的上表面起依次是腔板22、底板23、孔隙(减径部)板24、供应板25、26、歧管板27、28、29、盖板30和喷嘴构件即喷嘴板31。在这些板上形成有多个孔。各板位置对齐地层叠，以使得这些孔相互连通而构成独立流路32和副歧管5a。如图5所示，加压室10配置在流路构件4的上表面，副歧管5a配置在流路构件4的内部的下表面侧，排出孔8配置在流路构件4的下表面。流路构件4具有如下结构：构成独立流路32的各部分相互接近配设，经由加压室10连接副歧管5a和排出孔8。
对形成在各板上的孔进行说明。在这些孔中具有以下部分。第1是形成在腔板22上的加压室10。第2是构成从加压室10的一端连接到副歧管5a的流路的连通孔。该连通孔形成在从底板23(详细地讲为加压室10的入口)到供应板25(详细地讲为副歧管5a的出口)的各板上。需要说明的是，在该连通孔中包含有形成在孔隙板24上的减径部12和形成在供应板25、26上的独立供给流路6。
第3是构成从加压室10的另一端连通到排出孔8的流路的连通孔，该连通孔在以下的记载中被称为下伸部(部分流路)。下伸部形成在从底板23(详细地讲为加压室10的出口)到喷嘴板31(详细地讲为排出孔8)的各板上。下伸部的一个端部的截面面积特别小，是形成在喷嘴板31上的排出孔8。在喷嘴板31的表面设置有镀膜61。镀膜61在后面叙述。
第4是构成副歧管5a的连通孔。该连通孔形成在歧管板27～29上。
这种孔相互连接，构成从来自副歧管5a的液体的流入口(副歧管5a的出口)到排出孔8的独立流路32。被供给到副歧管5a的液体按照以下路径从排出孔8排出。首先，从副歧管5a朝向上方向通过独立供给流路6而到达减径部12的一端部。接着，沿着减径部12的延伸方向水平行进而到达减径部12的另一端部。从这里朝向上方到达加压室10的一端部。进而，沿着加压室10的延伸方向水平行进而到达加压室10的另一端部。从这里稍微向水平方向移动，同时主要朝向下方向在下表面开设的排出孔8行进，从排出孔8排出。
如图5所示，压电致动器基板21具有层叠了2枚压电陶瓷层21a、21b的构造。这些压电陶瓷层21a、21b分别具有20μm左右的厚度。压电致动器基板21的进行位移的部分即位移元件50的厚度为40μm左右，通过为100μm以下而能够增大位移量。压电陶瓷层21a、21b中的任意一层均跨越多个加压室10进行延伸(参照图3)。这些压电陶瓷层21a、21b例如由具有强介电性的锆钛酸铅(PZT)系的陶瓷材料构成。
压电致动器基板21具有由Ag-Pd系等金属材料构成的共用电极34以及由Au系等金属材料构成的独立电极35。如上所述，独立电极35配置在压电致动器基板21的上表面中的与加压室10对置的位置。独立电极35由与加压室10对置的独立电极主体35a和被引出到与加压室10对置的区域外的引出电极35b构成。
压电陶瓷层21a、21b和共用电极34分别为大致相同的形状，由此，在同时烧结制作它们的情况下，能够减小翘曲。需要说明的是，大致相同的形状是指外周的尺寸差为该部分的宽度的1％以内。另外，压电致动器基板21的翘曲小到与压电致动器基板21的厚度相同的程度以下即可。而且，为了减少由于压电致动器基板21的内部存在电极的场所与不存在电极的场所的烧结收缩行为之差而引起的翘曲，共用电极34由内部没有图案的满版电极形成。压电陶瓷层21a、21b的外周基本上是在烧结前重叠的状态下进行切断而形成的，因此，在加工精度的范围内成为相同位置。在进行满版打印后，当与压电陶瓷层21a、21b同时切断形成共用电极34时，不容易产生翘曲。另外，当以与压电陶瓷层21a、21b相似的形状且以稍小的图案打印共用电极34时，共用电极34不会露出到压电致动器基板21的侧面，因此，电气可靠性提高。
虽然在后面详细叙述，但是，从控制部88通过外部布线即FPC(Flexible PrintedCircuit)向独立电极35供给驱动信号(驱动电压)。与打印用纸P的输送速度同步地以一定周期供给驱动信号。在压电陶瓷层21a与压电陶瓷层21b之间的区域中，在面方向的大致整面形成共用电极34。即，共用电极34以覆盖与压电致动器基板21对置的区域内的全部加压室10的方式延伸。共用电极34的厚度为2μm左右。共用电极34在未图示的区域接地，保持在接地电位。在本具体例中，在压电陶瓷层21b上，在避开由独立电极35构成的电极组的位置形成有与独立电极35不同的表面电极(未图示)。表面电极经由形成在压电陶瓷层21b的内部的通孔而与共用电极34电连接，并且，与多个独立电极35同样地与外部布线连接。
需要说明的是，如后所述，选择性地对独立电极35供给规定的驱动信号，由此，对与该独立电极35对应的加压室10内的液体施加压力。由此，通过独立流路32，从对应的排出孔8排出液滴。即，压电致动器基板21中的与各加压室10对置的部分相当于与各加压室10和排出孔8对应的独立的位移元件50(致动器)。即，通过位于加压室10的正上方的压电陶瓷层21a、共用电极34、压电陶瓷层21b、独立电极35，在由2枚压电陶瓷层21a、21b构成的层叠体中，按照每个加压室10构成将图5所示的构造作为单位构造的位移元件50。这样，在压电致动器基板21中包含有多个作为对加压室10进行加压的加压部发挥功能的位移元件50。需要说明的是，在本具体例中，通过一次排出动作从排出孔8排出的液体的量为5～7pL(皮升)左右。
平面观察压电致动器基板21时，独立电极主体35a配置成与加压室10重叠，位于加压室10中央的部位的被独立电极35和共用电极34夹持的压电陶瓷层21b在压电致动器基板21的层叠方向上极化。极化的方向可以朝向上下任意一个方向，与该方向对应地赋予驱动信号，由此能够进行驱动。
如图5所示，共用电极34和独立电极35配置成仅夹持最上层的压电陶瓷层21b。压电陶瓷层21b中的被独立电极35和共用电极34夹持的区域被称为活性部，在厚度方向上对该部分的压电陶瓷实施极化。在本具体例的压电致动器基板21中，仅最上层的压电陶瓷层21b包含活性部，压电陶瓷层21a不包含活性部，作为振动板发挥作用。该压电致动器基板21具有所谓单压电晶片型的结构。
对本具体例中的驱动步骤进行说明。首先，预先使独立电极35成为比共用电极34高的电位(下面称为高电位)。此时，位移元件50以朝向加压室10侧凸出的方式变形，加压室10内的容积减小。然后，当存在排出请求时，使独立电极35成为与共用电极34相同的电位(下面称为低电位)。由此，位移元件50返回原来的形状(平坦的形状)，加压室10的容积增加。此时，对加压室10内赋予负压，液体从歧管5侧被吸入到加压室10内。然后，在规定定时再次使独立电极35成为高电位。由此，位移元件50以朝向加压室10侧凸出的方式变形，加压室10的容积减少。由此，加压室10内的压力上升，排出液滴。这样，通过对独立电极35供给包含将高电位作为基准的脉冲的驱动信号，由此排出液体。理想情况下，该脉冲宽度设为加压室10内压力波从歧管5传播到排出孔8的时间长度即AL(Acoustic Length)。由此，在加压室10内部从负压状态反转成正压状态时，两者的压力合并，能够以更强的压力排出液滴。
下面，对作为本公开的喷嘴构件的一个具体例的喷嘴板31进行详细说明。图5(b)是排出孔8附近的流路构件4的局部纵剖视图。图5(c)是进一步放大了图5(b)的排出孔面4-1附近的局部纵剖视图。与实际的比例尺相比，更加强调地描绘图5(b)、(c)的排出孔面4-1附近的凹凸。
在以下的喷嘴板31的说明中，设排出孔面4-1侧为上侧进行说明。喷嘴板31具有基材60、镀膜61、复合膜68。
基材60具有作为流路构件4的外表面的第1面60a和与第1面60a相反的一侧的面即第2面60b。另外，基材60具有连接第1面60a和第2面60b的贯通孔8a。
镀膜61覆盖基材60的大致整面。复合膜68设置在设于基材60的第1面60a上的镀膜61的更靠上侧。复合膜68构成为从镀膜61侧起依次重叠金属膜62、金属氧化膜63、疏水膜64。疏水膜64的上侧的面成为排出孔面4-1。
镀膜61还设置在贯通孔8a的内壁上。需要说明的是，贯通孔8a是指在基材60单体的状态下开设的孔。在贯通孔8a的内壁上设置有镀膜61或复合膜68等的情况下，其内侧成为排出孔8。在贯通孔8a的内壁上未设置镀膜61等的情况下，排出孔8和贯通孔8是指相同的孔。
基材60例如能够使用不锈钢等金属的板构成，但是，也可以使用其他材料构成。另外，例如，还能够利用通过电铸形成的电铸膜构成基材60。通过构图形成电铸膜，能够形成贯通孔8a。通过利用电铸形成基材60，能够以期望形状高精度地形成贯通孔8a。例如，当利用打孔或激光形成贯通孔8a时，有时重复精度降低。
电铸膜例如将镍作为主要成分，镍的含有率为95质量％以上。镍以外的成分基本上是杂质，镍的含有率优选为98质量％以上，更加优选为99质量％以上。
喷嘴板31的厚度例如为20～100μm。排出孔8的截面形状可以是圆形，但是，也可以是椭圆形、三角形、四边形等其他旋转对称的形状。排出孔8呈随着接近排出孔面4-1而使截面的直径减小的锥形。锥角例如为10～30度。排出孔8的排出孔面4-1附近也可以呈随着接近排出孔面4-1而使直径稍微增大的倒锥形。排出孔面4-1中的排出孔8的开口的直径例如为10～200μm。
镍在形成电铸膜的方面是优良的材料，但是，针对酸的耐腐蚀性比较差。与镍相比，将镍和钯作为主要成分的镍钯针对酸等的耐腐蚀性较高。在将镍作为主要成分的基材60的表面设置镍钯的镀膜61作为覆盖金属膜，能够提高喷嘴板31的耐腐蚀性。镀膜61中的钯含有率优选为60质量％以上，更加优选为70质量％以上，特别优选为85质量％以上。通过提高钯含有率，能够提高耐腐蚀性。另外，镀膜61中的镍含有率优选为2质量％以上，更加优选为5质量％以上。通过降低钯含有率并提高镍含有率，能够加强与基材60之间的接合强度。另外，与钯相比，镍更加廉价，因此，能够降低成本。
需要说明的是，将镍和钯作为主要成分是指镍含有率和钯含有率的合计为80质量％以上。镍含有率和钯含有率的合计更加优选为95质量％以上，特别优选为99质量％以上。
排出孔8成为配置在流路构件4上的独立流路32的一部分。与配置在喷嘴板31上的排出孔8连接的流路连接到加压室10。与排出孔8连接的流路比排出孔8大，因此，在喷嘴板31的第2面60b的贯通孔8a的周围存在面向独立流路32的区域。镀膜61可以设置在面向独立流路32的区域整体，以抑制腐蚀。进而，镀膜61可以设置在基材60的大致整面。需要说明的是，在基材60不会由于要使用的液体而腐蚀的情况下，也可以不设置镀膜61。
镀膜61的厚度优选为0.1μm以上，更加优选为0.5μm以上。通过加厚镀膜61的厚度，能够减小到达基材60的液体腐蚀基材60的可能性。镀膜61的厚度优选为5μm以下，更加优选为3μm以下。通过减薄厚度，能够减少厚度的偏差增大而使排出孔8的形状的偏差增大、排出孔面4-1的平坦性降低的情况。
在喷嘴板31的排出孔面4-1上配置有疏水膜64，以使得针对要使用的液体的接触角增大。需要说明的是，有时要使用的液体的主要成分不是水，但是，包含这种情况在内，为了简便而称为疏水膜64。
通过在金属氧化膜63上配置疏水膜64，能够增大疏水膜64的接合强度，疏水膜64不容易剥离。疏水膜64例如能够使用包含硅烷醇基的氟系树脂、硅系疏水膜、聚四氟乙烯或镍共析镀层等。通过在金属氧化膜63上形成疏水膜64，能够在金属氧化膜63与疏水膜64之间进行大量结合，因此，能够提高接合强度。例如，如果使用包含硅烷醇基的氟系树脂作为疏水膜64，则在与金属氧化膜63之间，能够进行大量基于脱水聚合的结合。
通过去除排出孔面4-1上附着的液体时的擦拭而引起的物理影响和在化学上使用活性液体时的化学影响中的任意一方或双方复合发挥作用，由此产生疏水膜64的局部剥离或疏水膜64的厚度降低，由此，有时疏水效果降低。疏水效果大致具有2个作用。第一，在排出液体时，抑制所排出的液体从排出孔8润湿扩展到排出孔面4-1。当液体从排出孔8润湿扩展到排出孔面4-1时，在极端情况下有时无法排出液体。另外，即使能够排出液体，有时也产生排出量的降低或排出速度的降低。第二，防止排出时产生的液体的雾附着在排出孔面4-1上之后润湿扩展到排出孔面4-1而到达排出孔8。当润湿扩展到排出孔面4-1的液体到达排出孔8而成为与排出孔8内的弯液面连接的状态时，无法排出液体，或者排出方向偏移。
任意情况下，在排出孔面4-1中，优选排出孔8的周围区域即第1区域A1能够维持疏水性较高的状态。相邻的排出孔8彼此的中间区域即第2区域A2也优选基本上能够维持疏水性较高的状态。但是，难以维持与最初完全相同的疏水性。因此，关于因使用液体排出头2而产生的疏水膜64的疏水性降低的发展，与第1区域A1相比，在第2区域A2中快速发展。这样，在第1区域A1中，维持比较高的疏水性，并且，第2区域A2中附着的雾容易滞留在疏水性降低的第2区域A2中，由此，不容易润湿扩展到第1区域A1。
为了使第1区域A1中的疏水性降低的发展比第2区域A2中的疏水性降低的发展慢，使第1区域A1中的疏水膜64与金属氧化膜63的接合强度比第2区域A2中的疏水膜64与金属氧化膜63的接合强度强。具体而言，进行以下2种处理中的至少一方即可。一个是使第1区域A1中的金属氧化膜63的厚度比第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度大(厚)。另一个是使第1区域A1中的金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度比第2区域A2中的靠疏水膜64侧的面的粗糙度大。
第1区域A1是在排出孔面4-1中从排出孔8的缘部向外侧扩展了排出孔面4-1中的排出孔8的开口半径的宽度的区域。需要说明的是，第1区域A1中的厚度较大是指，在第1区域A1内存在厚度较大的部分即可，第1区域A1整体的厚度可以不大。第1区域A1中的粗糙度较大是指，在第1区域A1内存在粗糙度较大的部分即可，第1区域A1整体的粗糙度可以不大。另外，第1区域A1内的厚度和粗糙度较大的部分也可以不是以包围排出孔8的方式呈环状分布。第2区域A2是相邻的第1区域A1之间的区域。在相邻的第1区域A1的中央(相邻的排出孔8彼此的正中间)的场所测定第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度和粗糙度即可。
在本具体例中，关于金属氧化膜63的厚度，在排出孔8的缘部的稍微外侧最厚，随着远离排出孔8而逐渐减薄，在某个地点的外侧大致恒定。金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度也同样，在排出孔8的周围最大，随着远离排出孔8而逐渐减小，在某个地点的外侧大致恒定。
需要说明的是，能够通过化学处理等去除疏水膜64来测定金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度。另外，疏水膜64形成为追随于其下方的金属氧化膜63的面，因此，可以测定疏水膜64的面粗糙度，作为金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度。
另外，为了加强金属氧化膜63与基材60或镀膜61之间的接合，在金属氧化膜63与基材60或镀膜61之间配置金属膜62。金属膜62通过溅射等形成。金属膜62的材质例如是Ti、Ta、Si、Nb中的至少一方。这些金属元素占据金属膜62的95质量％以上，其他基本上是杂质。金属元素的比例优选为98质量％以上，更加优选为99质量％以上。金属氧化膜63通过金属结合而与基材60或镀膜61牢固地结合。
金属氧化膜63通过溅射等形成在金属膜62上。金属氧化膜63中包含的金属例如是Ti、Ta、Si、Nb中的至少一方。这些金属元素的氧化膜针对酸性或碱性墨水等的耐腐蚀性比较高。另外，能够提高与疏水膜64之间的接合强度。这些金属元素占据金属氧化膜63的除了氧以外的成分的95质量％以上，其他基本上是杂质。金属元素的比例优选为除了氧以外的成分的98质量％以上，更加优选为99质量％以上。
在金属氧化膜63的形成中，与金属元素一起供给氧。这里供给的氧与同时供给的金属元素合成而形成金属氧化膜63。进而，通过调整条件，所供给的氧的一部分使已经存在的金属膜62的一部分氧化而变成金属氧化膜63。通过在贯通孔8a中流过气流的状态下进行，与第2区域A2相比，使金属膜62的一部分氧化而变成金属氧化膜63的作用能够在第1区域A1中快速发展。由此，第1区域A1中的金属膜62的厚度比第2区域A2中的金属膜62的厚度薄。而且，第1区域A1中的金属氧化膜63的厚度比第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度厚。需要说明的是，也可以在后述氧等离子体处理中加厚第1区域A1的金属氧化膜63的厚度。
如果作为金属膜62的主要成分的金属和作为金属氧化膜63的主要成分的金属相同，则金属膜62与金属氧化膜63之间的接合牢固。另外，这样，能够通过金属氧化膜63容易地引起金属膜62的氧化。进而，这样，即使在金属膜62的一部分氧化而成为金属氧化膜63时体积增加，在金属膜62与金属氧化膜63之间也不容易产生不匹配。
根据金属膜62的材质，即使不是有意地形成金属氧化膜63，有时也由于空气中的氧使表面氧化而形成氧化膜，但是，这种氧化膜较薄，牢固地接合疏水膜64的效果较小，并且，形成为大致恒定的厚度，因此，无法发挥本公开的喷嘴部件中的金属氧化膜63那样的效果。本公开中的金属氧化膜63有意地形成为例如10nm以上的厚度、且选择性地加厚喷嘴的周围，以使得能够强化疏水膜64的接合，与无意地自然形成的(例如厚度为5nm程度以下的)厚度大致均匀的氧化膜不同。
可以在形成疏水膜64之前，对喷嘴板31进行氧等离子体处理。氧等离子体处理是为了使金属氧化膜63上的有机物等氧化并去除而进行的。另外，通过调整条件，能够使金属膜62的一部分氧化而变成金属氧化膜63。通过在贯通孔8a中流过气流的状态下进行，与第2区域A2相比，该作用能够在第1区域A1中快速发展。由此，第1区域A1中的金属膜62的厚度比第2区域A2中的金属膜62的厚度薄。而且，第1区域A1中的金属氧化膜63的厚度比第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度厚。
另外，通过以上这种工序，当使第1区域A1中的金属氧化膜63的厚度比第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度厚时，第1区域A1中的金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度比第2区域A2中的靠疏水膜64侧的面的粗糙度大。另外，随着接近排出孔8，面粗糙度增大。推测这可能是由于在金属膜62的一部分变成金属氧化膜63时体积增加、变形并挤压金属氧化膜63而引起的。而且，随着接近排出孔8，变成金属氧化膜63的金属膜62的量增多，因此，推测面粗糙度也增大。
另外，当使第1区域A1中的金属氧化膜63的厚度比第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度厚时，能够使第1区域A1的金属氧化膜63上形成的疏水膜64的密度比第2区域A2的金属氧化膜63上形成的疏水膜64的密度高。由此，能够使第1区域A1中的疏水膜64的疏水性比第2区域A2中的疏水膜64的疏水性高。由此，在疏水膜64的劣化发展前的状态下，也能够使排出孔面4-1的排出孔8的附近的疏水性比其他区域高。由此，能够减少由于液体附着于排出孔面4-1的排出孔8的周围而引起的排出特性的恶化。需要说明的是，通过第1区域A1中的疏水膜64的表面针对纯水的接触角比第2区域A2中的疏水膜64的表面针对纯水的接触角大，能够确认第1区域A1中的疏水膜64的疏水性比第2区域A2中的疏水膜64的疏水性高。另外，能够使用市售的接触角计进行接触角的测定。
通过以上这种工序，能够使第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度成为10～50nm，并且，能够在排出孔8的周围形成金属氧化膜63进一步变厚的区域。能够使金属氧化膜63变厚的区域成为从排出孔8的缘部起排出孔8的排出孔面4-1中的开口半径以上的宽度。例如，针对开口半径10μm的圆形的排出孔8，能够使从排出孔8的缘部起10μm的宽度的范围、即除了排出孔8的部分以外的从排出孔8的中心起20μm以内的范围整体成为比第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度厚的区域。从排出孔8的中心起20μm以内的范围中的金属氧化膜63的厚度能够比第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度厚10～100nm。金属氧化膜63比第2区域A2厚的区域能够扩展到从排出孔8的缘部起200μm的宽度。能够使金属氧化膜63的最厚的部分的厚度成为50～200nm。
金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度比第2区域A2大的区域与金属氧化膜63的厚度比第2区域A2厚的区域大致一致。能够使第2区域A2中的金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度成为1～5nm，并且，能够在排出孔8的周围形成金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度进一步变大的区域。能够使金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度变大的区域成为从排出孔8的缘部起排出孔8的排出孔面4-1中的开口半径以上的宽度。能够使除了排出孔8的部分以外的从排出孔8的中心起20μm以内的范围整体中的、金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度比第2区域A2中的金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度大4～50nm。能够使金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度比第2区域A2大的区域扩展到从排出孔8的缘部起200μm的宽度。能够使金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度最大的部分中的面的粗糙度成为5～51nm。
金属膜62的厚度比第2区域A2薄的区域与金属氧化膜63的厚度比第2区域A2厚的区域大致一致。能够使第2区域A2中的金属膜62的厚度成为20～200nm，能够在排出孔8的周围形成金属膜62的厚度进一步变薄的区域。能够使金属膜62的厚度变薄的区域成为从排出孔8的缘部起排出孔8的排出孔面4-1中的开口半径以上的宽度。能够使除了排出孔8的部分以外的从排出孔8的中心起20μm以内的范围整体中的金属膜62的厚度比第2区域A2中的金属膜62的厚度薄10～150nm。能够使金属膜62的厚度比第2区域A2薄的区域扩展到从排出孔8的缘部起200μm的宽度。能够使金属膜62的最薄的部分的厚度成为10～190nm。
当金属氧化膜63的厚度较厚时，在更多场所产生与疏水膜64之间的结合，能够加强疏水膜64的接合强度。因此，与第2区域A2相比，在第1区域A1中，疏水性的降低发展较慢。由此，能够延长可使用喷嘴板31的期间。
另外，当金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度较大时，与疏水膜64之间的结合牢固，能够加强疏水膜64的接合强度。因此，与第2区域A2相比，在第1区域A1中，疏水性的降低发展较慢。由此，能够延长可使用喷嘴板31的期间。
金属氧化膜63的厚度、疏水膜64的接合强度、以及由于疏水膜64的局部剥离等而引起的接触角降低之间的关系例如如下所述。当设金属氧化膜63的厚度为10nm时，疏水膜64的接合强度成为大约300μN，反复擦拭规定次数后的疏水膜64的接触角的降低成为大约40度。与此相对，当设金属氧化膜63的厚度为50nm时，疏水膜64的接合强度能够成为大约800μN，能够使在相同条件下擦拭后的疏水膜64的接触角的降低成为大约5度。
本公开的第1喷嘴构件具有基材60、金属氧化膜63、疏水膜64。基材60具有第1面60a，在第1面60a上开设了多个作为排出孔8的贯通孔8a。金属氧化膜63配置在第1面60a上。疏水膜64配置在金属氧化膜63上。而且，在设排出孔8的周围的区域为第1区域A1、相邻的第1区域A1之间的区域为第2区域A2时，第1区域A1中的金属氧化膜63的厚度比第2区域A2中的金属氧化膜63的厚度厚。该结构是本公开的第1喷嘴构件的基本结构，除此以外的结构不是必须的，能够适当变更。根据该结构，能够减少由于在排出孔8的周围附着液体而引起的排出特性的恶化。
另外，本公开的第2喷嘴构件具有基材60、金属氧化膜63、疏水膜64。基材60具有第1面60a，在第1面60a上开设了多个作为排出孔8的贯通孔8a。金属氧化膜63配置在第1面60a上。疏水膜64配置在金属氧化膜63上。而且，在设排出孔8的周围的区域为第1区域A1、相邻的第1区域A1之间的区域为第2区域A2时，第1区域A1中的金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度比第2区域A2中的金属氧化膜63的靠疏水膜64侧的面的粗糙度大。该结构是本公开的第2喷嘴构件的基本结构，除此以外的结构不是必须的，能够适当变更。根据该结构，能够减少由于在排出孔8的周围附着液体而引起的排出特性的恶化。
另外，在本公开的喷嘴构件中，可以在金属氧化膜63与基材60之间配置有金属膜62。在具有这种结构的情况下，能够加强金属氧化膜63与基材60的接合强度。
另外，在本公开的喷嘴构件中，作为金属膜62的主要成分的金属和作为金属氧化膜63的主要成分的金属可以相同。在具有这种结构的情况下，能够牢固地接合金属膜62和金属氧化膜63。
另外，在本公开的喷嘴构件中，第1区域A1中的疏水膜64的疏水性可以比第2区域A2中的疏水膜64的疏水性高。在具有这种结构的情况下，能够减少由于在排出孔8的周围附着液体而引起的排出特性的恶化。
另外，如上所述，本公开的液体排出头具有本公开的喷嘴构件、与排出孔8连接的加压室10、对加压室10施加压力的加压部(位移元件50)。该结构是本公开的液体排出头的基本结构，除此以外的结构不是必须的，能够适当变更。根据该结构，能够得到减少了由于在排出孔8的周围附着液体而引起的排出特性的恶化的液体排出头。
接着，对制作喷嘴板31的方法的一例进行说明。首先，准备由不锈钢等金属构成的电铸基板。接着，在电铸基板上形成负性光致抗蚀膜。
准备形成有掩模图案以使得能够以期望尺寸和配置形成贯通孔8a的光掩模。通过光掩模对光致抗蚀膜进行曝光。在光掩模中，在作为贯通孔8a的部分透射光，对该部分的光致抗蚀膜照射光而进行硬化。未硬化的部分通过显影液溶解并去除，保留硬化的部分。
接着，对电铸基板进行镀镍，形成作为基材60的电铸膜。在光致抗蚀膜硬化并保留的部分未形成电铸膜，因此，该部分成为贯通孔8a。接着，使用有机溶剂等去除贯通孔8a内部的光致抗蚀膜。进而，从电铸基板上剥离电铸膜，由此，能够得到形成有贯通孔8a的基材60。
接着，对基材60整体进行镀镍和钯，形成镀膜61。
接着，在第1面60a侧(排出孔面4-1侧)的镀膜61上通过溅射形成Ta的金属膜62。在贯通孔8a的第2面60b侧被堵住、贯通孔8a中不容易产生气流的状态下进行该工序，以使得金属膜62的厚度大致恒定。
接着，在金属膜62上通过溅射供给Ta和氧，形成金属氧化膜63。另外，通过所供给的Ta和氧形成金属氧化膜63，并且，通过对所供给的元素的分压和溅射电压进行调整，金属膜62的一部分变成金属氧化膜63。在贯通孔8a的第2面60b侧敞开、贯通孔8a中产生气流的状态下进行该工序。由此，与第2区域A2相比，在贯通孔8a的周围的第1区域A1中，从金属膜62到金属氧化膜63的转换较多。
接着，对金属氧化膜63进行氧等离子体处理，使金属氧化膜63的表面的有机物等氧化并去除。另外，通过对氧分压和电压进行调整，金属膜62的一部分变成金属氧化膜63。在贯通孔8a的第2面60b侧敞开、贯通孔8a中产生气流的状态下进行该工序。由此，与第2区域A2相比，在贯通孔8a的周围的第1区域A1中，从金属膜62到金属氧化膜63的转换较多。
关于在第1区域A1中使金属氧化膜63变厚的条件下的加工，可以仅在金属氧化膜63的制膜工序和氧等离子体处理中的任意一方中进行，但也可以在两个工序中进行。
接着，通过利用氟系疏水剂形成疏水膜64，由此能够得到喷嘴板31。
符号说明
1…打印机
2…液体排出头
4…流路构件
4-1…排出孔面
5…歧管
5a…副歧管
5b…歧管的开口
6…独立供给流路
8…排出孔(喷嘴)
8a…贯通孔
9…加压室组
10…加压室
11a、b、c、d…加压室列
12…减径部
13…头主体
15a、b、c、d…排出孔列
21…压电致动器基板
21a…压电陶瓷层(陶瓷振动板)
21b…压电陶瓷层
22～30…板
31…板(喷嘴构件)
32…独立流路
34…共用电极
35…独立电极
35a…独立电极主体
35b…引出电极
50…位移元件
60…(喷嘴板的)基材
60a…第1面
60b…第2面
61…镀膜
62…金属膜
63…金属氧化膜
64…疏水膜
68…复合膜
70…头搭载框架
72…头组
80A…供纸辊
80B…回收辊
82A…引导辊
82B…输送辊
88…控制部
P…打印用纸。

Claims (9)

1.一种喷嘴构件，其特征在于，
所述喷嘴构件具有：
基材，其具有开设了多个作为排出孔的贯通孔的第1面；
金属氧化膜，其配置在所述第1面上；以及
疏水膜，其配置在该金属氧化膜上，
在设所述排出孔的周围的区域为第1区域、相邻的所述第1区域之间的区域为第2区域时，所述第1区域中的所述金属氧化膜自身的厚度比所述第2区域中的所述金属氧化膜自身的厚度厚，
在所述金属氧化膜与所述基材之间配置有金属膜。
2.根据权利要求1所述的喷嘴构件，其特征在于，
所述第1区域中的所述金属氧化膜的靠所述疏水膜侧的面的粗糙度比所述第2区域中的所述金属氧化膜的靠所述疏水膜侧的面的粗糙度大。
3.一种喷嘴构件，其特征在于，
所述喷嘴构件具有：
基材，其具有开设了多个作为排出孔的贯通孔的第1面；
金属氧化膜，其配置在所述第1面上；以及
疏水膜，其配置在该金属氧化膜上，
在设所述排出孔的周围的区域为第1区域、相邻的所述第1区域之间的区域为第2区域时，所述第1区域中的所述金属氧化膜的靠所述疏水膜侧的面的粗糙度比所述第2区域中的所述金属氧化膜的靠所述疏水膜侧的面的粗糙度大，
所述第1区域具有所述贯通孔的开口半径的宽度。
4.根据权利要求3所述的喷嘴构件，其特征在于，
在所述金属氧化膜与所述基材之间配置有金属膜。
5.根据权利要求1或4所述的喷嘴构件，其特征在于，
作为所述金属膜的主要成分的金属和作为所述金属氧化膜的主要成分的金属相同。
6.根据权利要求1或4所述的喷嘴构件，其特征在于，
所述第1区域中的所述金属膜的厚度比所述第2区域中的所述金属膜的厚度薄。
7.一种喷嘴构件，其特征在于，
所述喷嘴构件具有：
基材，其具有开设了多个作为排出孔的贯通孔的第1面；
金属氧化膜，其配置在所述第1面上；以及
疏水膜，其配置在该金属氧化膜上，
在设所述排出孔的周围的区域为第1区域、相邻的所述第1区域之间的区域为第2区域时，所述第1区域中的所述金属氧化膜自身的厚度比所述第2区域中的所述金属氧化膜自身的厚度厚，
所述第1区域中的所述疏水膜的疏水性比所述第2区域中的所述疏水膜的疏水性高。
8.一种液体排出头，其特征在于，
所述液体排出头具有权利要求1～7中任一项所述的喷嘴构件、与所述排出孔相连的加压室、以及对该加压室施加压力的加压部。
9.一种记录装置，其特征在于，
所述记录装置具有权利要求8所述的液体排出头、对所述液体排出头输送记录介质的输送部、以及对所述液体排出头进行控制的控制部。
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