CN110520302B - 喷出用基板、液滴喷出头及液滴喷出装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种喷出用基板，即使喷出碱性较高的液滴也不会被腐蚀从而能够维持出色的喷出稳定性，该课题通过如下喷出用基板来解决：其是液滴喷出头的构成部件，具有形成有供从液滴喷出头喷出的液体通过的喷嘴(11a)的基材(11b)，在喷嘴(11a)内的表面上形成有耐碱性较高的保护层(30)，在基材(11b)的液滴喷出侧的表面(P)上形成有接触角比保护层(30)大的疏液层(40)。

Description

喷出用基板、液滴喷出头及液滴喷出装置

技术领域范围

本发明涉及一种作为液滴喷出头的构成部件的喷出用基板，详细而言，涉及能够实现出色的喷出稳定性、即使喷出碱性较高的液滴也不会被腐蚀从而维持喷出稳定性的喷出用基板。另外，涉及一种使用该喷出用基板的液滴喷出头及液滴喷出装置。

背景技术

以往，提出了从形成于喷出用基板的喷嘴喷出液滴而在记录介质上进行图像形成的液滴喷出头，并提出了使用该液滴喷出头的液滴喷出装置、例如喷墨式打印机。

在液滴喷出头中，当喷出液滴时，由于液滴流路内蒸气(喷雾)化的液体或从记录介质弹回的液体的影响等，液体有时会附着于喷嘴面(喷嘴的喷出侧开口的周围)。已知如下情况：如果液体附着于喷嘴面，则从喷嘴喷出液滴时，受到附着于喷嘴面的液体的影响，会导致喷出角度弯曲。

因此，以往为了确保喷出稳定性，提出了如图17所示那样在喷嘴面201上形成有疏液层202的喷出用基板(专利文献1)。在该喷出用基板中，在形成于喷嘴面201的氧化物层203上形成有疏液层202。

另外，在记录介质例如为布料等的情况下，液滴喷出头有时喷出碱性的液体。在该情况下，喷出用基板需要有耐碱性。因此，提出了如图18所示那样在喷嘴204内的表面和到达喷嘴204的液体流路内形成有耐碱性较高的保护层205的喷出用基板(专利文献2)。在该喷出用基板中，在喷嘴面201和喷嘴204内的表面上形成有氧化物层203，在该氧化物层203上形成有疏液层202。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-171094号公报

专利文献2：日本专利第5108565号公报

发明内容

在专利文献1记载的喷出用基板中，氧化物层203的一部分(面向喷嘴204的内侧的截面)被暴露在喷出的液体中，因此在该液体呈碱性的情况下，氧化物层203被腐蚀，存在疏液层202剥离的可能性。

在专利文献2记载的喷出用基板中，图示了形成于喷嘴204内的表面的疏液层202，认为喷出稳定性被破坏。这是由于，被喷出的液体的弯液面的端部(edge)在位于喷嘴204的内侧的保护层205与疏液层202的边界线上形成的可能性较高。

因此，本发明的课题在于提供一种喷出用基板，其能够实现出色的喷出稳定性，即使喷出碱性较高的液滴也不会被腐蚀，从而维持喷出稳定性。另外，其课题在于提供一种使用该喷出用基板的液滴喷出头及液滴喷出装置。

本发明的其他课题可以通过以下的记载来明确。

用于解决课题的手段

上述课题通过以下的各发明来解决。

1.

一种喷出用基板，其为液滴喷出头的构成部件，其中，

所述喷出用基板具有形成有供从所述液滴喷出头喷出的液体通过的喷嘴的基材，

在所述喷嘴内的表面上形成有耐碱性高的保护层，

在所述基材的液滴喷出侧的表面上形成有接触角比所述保护层大的疏液层。

2.

根据所述1记载的喷出用基板，其中，

在所述疏液层与所述基材之间形成有氧化物层，

所述保护层的耐碱性比所述氧化物层高。

3.

根据所述2记载的喷出用基板，其中，

所述保护层覆盖所述氧化物层的面向所述喷嘴内的截面。

4.

根据所述3记载的喷出用基板，其中，

所述保护层覆盖所述氧化物层的截面和所述疏液层的面向所述喷嘴内的截面。

5.

根据所述2、3或4记载的喷出用基板，其中，

所述氧化物层由钽(Ta)、锆(Zr)、铪(Hf)、钛(Ti)、钌(Ru)、铑(Rh)、铼(Re)、铱(Ir)、铝(Al)、硅(Si)、碳(C)中的至少一种的氧化物构成。

6.

根据所述1～5中任一项记载的喷出用基板，其中，

在所述基材上形成有液体流路，该液体流路与所述喷嘴连通且开口截面积比该喷嘴大，供从该喷嘴喷出的液体通过，

所述保护层从所述喷嘴内的表面起连续地涂覆所述液体流路内的表面，所述保护层的涂覆厚度在所述喷嘴内的表面上比在所述液体流路内的表面上薄。

7.

根据所述1～6中任一项记载的喷出用基板，其中，

涂覆所述喷嘴内的表面的所述保护层随着朝向液滴喷出侧呈锥状地变薄。

8.

根据所述1～7中任一项记载的喷出用基板，其中，

所述保护层由钽(Ta)、锆(Zr)、铪(Hf)、铌(Nb)、钛(Ti)、钨(W)、钴(Co)、钼(Mo)、钒(V)、镧(La)、锰(Mn)、铬(Cr)、钇(Y)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铼(Re)、铱(Ir)、铈(Ce)、铝(Al)中的至少一种的氧化物、氮化物、氮氧化物、硅酸盐(silicate)或硅化物、或者类金刚石碳(DLC)或感光性环氧树脂构成。

9.

根据所述1～8中任一项记载的喷出用基板，其中，

所述疏液层由至少具有烷氧硅基或膦酸基、全氟烃基或全氟聚醚基的混合物构成。

10.

根据所述1～9中任一项记载的喷出用基板，其中，

所述基材由硅(Si)、不锈钢、镍(Ni)、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂构成。

11.

一种液滴喷出头，其具备：

共用液体室；

多个压力室，它们被供给所述共用液体室内的液体，并且被提供驱动信号，根据所述驱动信号对被供给的液体施加压力；以及

所述1～10中任一项记载的喷出用基板，

在所述压力室中被施加了压力的液体经过所述喷出用基板的所述喷嘴被喷出。

12.

一种液滴喷出装置，其具备：

所述11记载的液滴喷出头；

液体供给单元，其向所述液滴喷出头的所述共用液体室供给所述液体；

驱动电路，其向所述液滴喷出头的压力室提供与描绘数据相对应的驱动信号；以及

移动操作机构，其对从所述液滴喷出头喷出的所述液体所附着的记录介质相对于该液滴喷出头的相对位置进行移动操作。

发明效果

根据本发明，能够提供一种喷出用基板，其能够实现出色的喷出稳定性，即使喷出碱性较高的液滴也不会被腐蚀，从而维持喷出稳定性。另外，能够提供一种使用该喷出用基板的液滴喷出头及液滴喷出装置。

附图说明

图1是表示使用本发明的喷出用基板的液滴喷出头的立体图。

图2是图1所示的液滴喷出头的剖视图。

图3是表示本发明的喷出用基板的剖视图。

图4是表示本发明的喷出用基板的另一例的剖视图。

图5是表示本发明的喷出用基板的又一例的剖视图。

图6是表示本发明的喷出用基板的又一例的剖视图。

图7是表示本发明的喷出用基板的又一例的剖视图。

图8是表示在图4所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层较薄的例子的剖视图。

图9是表示在图5所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层较薄的例子的剖视图。

图10是表示在图6所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层较薄的例子的剖视图。

图11是表示在图7所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层较薄的例子的剖视图。

图12是表示在图4所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层呈锥状的例子的剖视图。

图13是表示在图5所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层呈锥状的例子的剖视图。

图14是表示在图7所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层呈锥状的例子的剖视图。

图15是表示本发明的喷出用基板的制造工序的工序图。

图16是表示本发明的液滴喷出装置的结构的框图。

图17是表示以往的喷出用基板的喷出头的剖视图。

图18是表示以往的喷出用基板的喷出头的另一例的剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

(液滴喷出头)

图1是表示使用本发明的喷出用基板的液滴喷出头的立体图。

如图1所示，本发明的喷出用基板11是液滴喷出头的构成部件，将经过液体流路的液体从喷嘴11a作为液滴喷出。该实施方式是将本发明的液滴喷出头构成为喷出墨滴作为液滴的喷墨头1的方式。此外，本发明的液滴喷出头不限于喷出墨滴，能够作为喷出各种液滴的装置而构成。

在图1中，仅示出了1个喷墨头1。通常，在喷墨记录装置中，例如搭载黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(K)等各颜色墨水用的多个喷墨头1。

喷出用基板11具备二维排列地设置在作为平面的墨水喷出面P上的多个喷嘴11a。从这些喷嘴11a朝向远离墨水喷出面P的方向(图1中的下方)喷出墨水。

以下，将与设置有多个喷嘴11a的墨水喷出面P平行的平面设为X-Y平面，将作为与X-Y平面平行的方向且彼此正交的方向分别设为“X方向”及“Y方向”。另外，将与X-Y平面正交的方向设为“Z方向”。将“Z方向”中的喷出墨水的方向设为“下方”，其相反方向设为“上方”。

关于多个喷嘴11a，由沿Y方向排列的多个喷嘴11a构成的喷嘴列在X方向上设置有多列，呈二维排列。

图2是图1所示的液滴喷出头的剖视图。此外，在图2中，示出了多个喷嘴11a中的4个喷嘴11a。

如图2所示，多个喷嘴11a作为在厚度方向(Z方向)上贯穿构成喷出用基板11的平板状基材11b的贯通孔而形成。在基材11b上形成有与喷嘴11a连通且开口截面积比喷嘴11a大的液体流路。在液体流路中，从喷嘴11a向外侧喷出的液体通过。

仅将基材11b中的、与喷嘴11a的长度相当的厚度部分称为喷嘴板。喷出用基板11也可以由厚度与喷嘴11a的长度相当的基材11b构成(即，仅由喷嘴板构成)。在该情况下，在基材11b中没有形成液体流路。

在喷出用基板11上，沿着与从多个喷嘴11a喷出墨水的方向(下方)相反的方向(上方)层叠有多个基板等板状部件。在喷出用基板11上，从较近的一侧起层叠有压力室基板60、间隔部件61及配线基板62，构成层叠体A。

在压力室基板60上，呈二维排列地形成有与多个喷嘴11a对应地连通的多个压力室13。压力室基板60沿着上表面部具有振动板64。压力室13是在厚度方向(Z方向)上贯穿压力室基板60的贯通孔的上表面侧由振动板64封盖且下表面侧由喷出用基板11封盖的空间。振动板64构成压力室13的顶面，构成压力室13的一部分。

多个喷嘴11a及液体流路使压力室13在喷出用基板11的下表面与外侧(下方)连通。多个喷嘴11a将压力室13内的液体作为液滴喷出到外侧(下方)。

在压力室基板60的上表面隔着振动板64设置有多个致动器65。致动器65与压力室13对应地配置。致动器65通过使振动板64振动，对压力室13内施加压力。

致动器65位于设置在间隔部件61上的多个开口部内，该间隔部件61层叠于压力室基板60的上表面。该开口部是在Z方向上贯穿间隔部件61的透孔。间隔部件61形成得比致动器65的厚度(例如50μm左右)厚，其厚度例如是100μm左右。因此，致动器65以整体被收纳在开口部内的状态设置。间隔部件61在压力室基板60与配线基板62之间确保了与致动器65及与致动器65连接的连接部90的沿着Z方向的厚度对应的空间。

致动器65经由连接部90与设置在配线基板62的下表面侧的配线66电连接。配线66与向致动器65提供驱动信号的未图示的驱动电路连接。致动器65经由连接部90及配线66与驱动电路连接，由此在驱动电路的控制下进行动作。

在间隔部件61及配线基板62开设有与压力室13连通的多个导通路径。这些导通路径是在厚度方向(Z方向)上贯穿间隔部件61及配线基板62的贯通孔，彼此连通而构成墨水流路。

在压力室基板60形成有用于从压力室基板60的上表面向压力室13内供给墨水的流路。该流路经过在间隔部件61及配线基板62所形成的墨水流路，与设置在配线基板62的上方的作为共用液体室的共用墨室70连通。因此，压力室13与共用墨室70连通。

共用墨室70设置在配置于配线基板62的上方的壳体80内，与未图示的作为液体供给单元的墨水供给单元连接。此外，在共用墨室70与配线基板62之间、以及共用墨室70与壳体80之间设置有由树脂材料或SiO₂形成的绝缘物层。从墨水供给单元供给至共用墨室70的墨水通过导通路径及流路被供给至压力室13。被供给至压力室13的墨水因振动板64与致动器65的动作相对应地进行振动而被施加压力，从喷嘴11a喷出。

此外，在该液滴喷出头中，喷嘴11a优选开口截面呈圆形，但是并不限定于此，也可以具有方形或其他形状的开口截面。另外，液体流路的开口截面多与喷嘴11a的开口截面对应地采用圆形，但是并不限定于此，也可以与压力室13的开口截面对应，也可以采用方形或其他形状。

(喷出用基板)

喷出用基板11由平板状的基材11b形成，优选由硅(Si)、不锈钢、镍(Ni)或其他金属材料、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂或其他有机物材料形成，还优选掺杂硼(B)的硅(Si)。

在价格方面(廉价)，不锈钢、聚酰亚胺树脂材料出色，在加工的容易度方面，不锈钢、聚酰亚胺树脂材料出色，在加工精度方面，硅材料出色，在化学的稳定性方面，聚酰亚胺树脂材料出色。

近年来，在纺织品领域内液滴喷出装置的使用正在扩大，以布料作为记录介质利用液滴喷出装置进行图像形成的情况逐渐增加。在由液滴喷出装置进行的图像形成中，与现有的印染法相比，具有因无需制版而能够应对少数批量且墨水废液的量也较少的优点。

在利用液滴喷出装置在由聚酯等合成纤维构成的布料上进行图像形成的情况下，使用分散染料墨水或升华性墨水(sublimable ink)等水系墨水。这样的水系墨水因包含分散剂等添加剂而液性呈碱性。另外，即使墨水自身的液性呈中性或弱碱性，也存在为了改善显色性等而使用涂覆了液性呈碱性的预处理剂的布料的情况。此外，在普通纸用的水性墨水中，基于防止对纸的浸透等目的，液性呈碱性的情况也较多。

图3是表示本发明的喷出用基板的剖视图。

此外，在以下的使用图3～图7进行的说明中，对喷出用基板11中的喷嘴板(仅与喷嘴11a的长度相当的厚度部分)进行说明。

如图3所示，在喷嘴11a内的表面上形成有耐碱性较高的保护层30。该保护层30优选从喷嘴11a内的表面起连续地遍及基材11b的背面(压力室13一侧)地涂覆表面。这是由于，期望存在与碱性墨水接触的可能性的部位全都由保护层30保护。

保护层30优选由钽(Ta)、锆(Zr)、铪(Hf)、铌(Nb)、钛(Ti)、钨(W)、钴(Co)、钼(Mo)、钒(V)、镧(La)、锰(Mn)、铬(Cr)、钇(Y)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铼(Re)、铱(Ir)、铈(Ce)、铝(Al)中的至少一种的氧化物、氮化物、氮氧化物、硅酸盐(silicate)或硅化物、或者类金刚石碳(DLC)或感光性环氧树脂构成。它们显示出对碱性液体较高的耐性。

保护层30的耐碱性通过以下的试验方法来确认。即，将在喷出用基板11形成有保护膜30的试验片作为样本，浸渍在设想为印染预处理液的pH11的水、溶剂混合溶液中。作为浸渍条件，设为70℃下浸渍1星期。通过SEM确认浸渍后的样本的保护膜30的膜厚变化。设保护膜30的膜厚在浸渍前后没有变化为耐碱的合格基准。

而且，在喷出用基板11的墨水喷出侧的表面(下表面)、即喷嘴11a的喷出侧开口的周围部(墨水喷出面P)形成有作为疏液层的抗墨性涂层40。抗墨性涂层40的接触角比保护层30大，具有抗水性。

抗墨性涂层40优选由至少具有烷氧硅基或膦酸基、全氟烃基或全氟聚醚基的混合物构成，例如能够使用“Optool(オプツール)”(商品名)。

图4是表示本发明的喷出用基板的另一例子的剖视图。

如图4所示，优选在抗墨性涂层40与喷出用基板11之间形成氧化物层50。设置该氧化物层50的主要目的是确保抗墨性涂层40的密接性，因此氧化物层50的耐碱性可以比保护层30低。

氧化物层50优选由钽(Ta)、锆(Zr)、铪(Hf)、钛(Ti)、钌(Ru)、铑(Rh)、铼(Re)、铱(Ir)、铝(Al)、硅(Si)、碳(C)中的至少一种的氧化物构成。既可以如SiO₂那样是它们中的一种元素的氧化物，也可以如TaSiO那样是它们中的两个以上的元素结合而得到的氧化物。它们能够确保与抗墨性涂层40的较高的密接性。

保护层30优选覆盖氧化物层50的面向喷嘴11a内侧的截面。由于氧化物层50的耐碱性未必高，所以期望存在与碱性墨水接触的可能性的截面由耐碱性较高的保护层30保护。氧化物层50的截面由保护层30覆盖，因此氧化物层50不会被碱性墨水腐蚀，能够维持与抗墨性涂层40的密接性。

另外，如前述那样，被喷出的液体(墨水)的弯液面M的端部(edge)形成在保护层30与抗墨性涂层40的边界线上的可能性较高。由于保护层30覆盖抗墨性涂层40的截面，所以弯液面M的端部形成在与未设置保护层30及抗墨性涂层40的喷嘴11a单体的情况同样的位置，液滴的喷出稳定性良好。

图5是表示本发明的喷出用基板的又一例子的剖视图。

如图5所示，期望保护层30不但覆盖氧化物层50的截面，还覆盖抗墨性涂层40的面向喷嘴11a内的截面。由于抗墨性涂层40的截面被保护层30覆盖，所以能够更可靠地防止氧化物层50被碱性墨水腐蚀，从而维持氧化物层50与抗墨性涂层40的密接性。

图6是表示本发明的喷出用基板的又一例子的剖视图。

如图6所示，抗墨性涂层40也可以以覆盖保护层30的喷嘴11a内的下截面的方式形成。保护层30以覆盖氧化物层50的面向喷嘴11a内的截面的方式形成，下截面与氧化物层50的下表面成为共面。抗墨性涂层40遍及保护层30的下截面地形成于氧化物层50的下表面。

由于氧化物层50被抗墨性涂层40及保护层30覆盖，所以能够更可靠地防止氧化物层50被碱性墨水腐蚀，从而维持氧化物层50与抗墨性涂层40的密接性。

图7是表示本发明的喷出用基板的又一例子的剖视图。

如图7所示，在由保护层30覆盖氧化物层50的面向喷嘴11a内的截面、由抗墨性涂层40覆盖保护层30的下截面的情况下，也可以使抗墨性涂层40的喷嘴11a的周围部(覆盖保护层30的下截面的部分)朝向喷嘴11a呈锥状地变薄。

由于氧化物层50被抗墨性涂层40及保护层30覆盖，所以能够更可靠地防止氧化物层50被碱性墨水腐蚀，从而维持氧化物层50与抗墨性涂层40的密接性。另外，可以防止抗墨性涂层40的喷嘴11a的周围部从保护层30剥离。

以下，使用图8～图14进行说明的喷出用基板11形成有喷嘴11a及开口截面积比喷嘴11a大的液体流路11c(喷嘴11a的上方侧)。在这些喷出用基板11中，可以使保护层30的涂覆厚度在液体流路11c内的表面上和喷嘴11a内的表面上相等。但是，从制造的容易度或液滴(墨水)的喷出稳定性的观点出发，也可以使保护层30的涂覆厚度在液体流路11c内的表面上和喷嘴11a内的表面上不同。

图8是表示在图4所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层较薄的例子的剖视图。

如图8所示，在由保护层30覆盖氧化物层50的面向喷嘴11a内侧的截面的情况下，也可以使保护层30的涂覆厚度在喷嘴11a内的表面上比在液体流路11c内(喷嘴11a的上方侧)的表面上薄。由于使喷嘴11a内的表面上的保护层30的涂覆厚度增加比较麻烦，所以也可以使该涂覆厚度较薄，从而制造变得容易。

图9是表示在图5所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层较薄的例子的剖视图。

如图9所示，在由保护层30覆盖氧化物层50的截面及抗墨性涂层40的截面的情况下，也可以使保护层30的涂覆厚度在喷嘴11a内的表面上比在液体流路11c内(喷嘴11a的上方侧)的表面上薄。由于使喷嘴11a内的表面的保护层30的涂覆厚度增加比较麻烦，所以也可以使该涂覆厚度较薄，从而制造变得容易。

图10是表示在图6所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层较薄的例子的剖视图。

如图10所示，在由抗墨性涂层40覆盖保护层30的喷嘴11a内的下截面的情况下，也可以使保护层30的涂覆厚度在喷嘴11a内的表面上比在液体流路11c内(喷嘴11a的上方侧)的表面上薄。由于使喷嘴11a内的表面上的保护层30的涂覆厚度增加比较麻烦，所以也可以使该涂覆厚度较薄，从而制造变得容易。

图11是表示在图7所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层较薄的例子的剖视图。

如图11所示，在由保护层30覆盖氧化物层50的面向喷嘴11a内的截面、由抗墨性涂层40覆盖保护层30的下截面并且抗墨性涂层40的喷嘴11a的周围部朝向喷嘴11a呈锥状地变薄的情况下，也可以使保护层30的涂覆厚度在喷嘴11a内的表面上比在液体流路11c内(喷嘴11a的上方侧)的表面上薄。由于使喷嘴11a内的表面上的保护层30的涂覆厚度增加比较麻烦，所以也可以使该涂覆厚度较薄，从而制造变得容易。

图12是表示在图4所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层呈锥状的例子的剖视图。

如图12所示，在由保护层30覆盖氧化物层50的面向喷嘴11a内侧的截面的情况下，也可以使保护层30的涂覆厚度在喷嘴11a内的表面上随着朝向液滴喷出侧呈锥状地变薄。由于使喷嘴11a内的液滴喷出侧的保护层30的涂覆厚度增加比较麻烦，所以也可以使该涂覆厚度呈锥状地变薄，从而制造变得容易。

另外，由于保护层30的涂覆厚度随着朝向液滴喷出侧呈锥状地变薄，由此，形成弯液面的端部的位置(保护层30与抗墨性涂层40的边界线上)接近未设置保护层30及抗墨性涂层40的喷嘴11a单体的情况，因此液滴(墨水)的喷出稳定性良好。

图13是表示在图5所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层呈锥状的例子的剖视图。

如图13所示，在由保护层30覆盖氧化物层50的截面及抗墨性涂层40的截面的情况下，也可以使保护层30的涂覆厚度在喷嘴11a内的表面上随着朝向液滴喷出侧呈锥状地变薄。由于使喷嘴11a内的液滴喷出侧的保护层30的涂覆厚度增加比较麻烦，所以也可以使该涂覆厚度呈锥状地变薄，从而制造变得容易。

另外，由于保护层30的涂覆厚度随着朝向液滴喷出侧呈锥状地变薄，所以形成弯液面的端部的位置(保护层30与抗墨性涂层40的边界线上)接近未设置保护层30及抗墨性涂层40的喷嘴11a单体的情况，因此液滴(墨水)的喷出稳定性良好。

图14是表示在图7所示的喷出用基板中喷嘴内的保护层呈锥状的例子的剖视图。

如图14所示，在由保护层30覆盖氧化物层50的面向喷嘴11a内的截面并且抗墨性涂层40的喷嘴11a的周围部朝向喷嘴11a呈锥状地变薄的情况下，也可以使保护层30的涂覆厚度在喷嘴11a内的表面上随着朝向液滴喷出侧呈锥状地变薄。由于使喷嘴11a内的液滴喷出侧的保护层30的涂覆厚度增加比较麻烦，所以也可以使该涂覆厚度呈锥状地变薄，从而制造变得容易。

另外，由于保护层30的涂覆厚度随着朝向液滴喷出侧呈锥状地变薄，所以形成弯液面的端部的位置(保护层30与抗墨性涂层40的边界线上)接近未设置保护层30及抗墨性涂层40的喷嘴11a单体的情况，因此液滴(墨水)的喷出稳定性良好。

在前面根据图4至图14所描述的各实施方式中，形成弯液面的端部的位置(保护层30与抗墨性涂层40的边界线上)越接近未设置保护层30及抗墨性涂层40的喷嘴11a单体的情况，液滴(墨水)的喷出稳定性越出色。喷出稳定性最出色的实施方式是由保护层30覆盖氧化物层50的面向喷嘴11a内侧的截面而不覆盖抗墨性涂层40的截面的方式(图4、图8、图12)，其次是抗墨性涂层40的喷嘴11a的周围部朝向喷嘴11a呈锥状地变薄的方式(图7、图11、图14)，其次是由抗墨性涂层40覆盖保护层30的喷嘴11a内的下截面的方式(图6、图10)，其次是由保护层30覆盖氧化物层50的截面及抗墨性涂层40的截面的方式(图5、图9、图13)。

另外，在前面根据图4至图14所描述的各实施形态中，氧化物层50越可靠地被覆盖，耐碱性越出色。耐碱性最出色的实施方式是由保护层30覆盖氧化物层50的截面及抗墨性涂层40的截面的方式(图5、图9、图13)，其次是由抗墨性涂层40覆盖保护层30的喷嘴11a内的下截面的方式(图6、图10)，其次是抗墨性涂层40的喷嘴11a的周围部朝向喷嘴11a呈锥状地变薄的方式(图7、图11、图14)，其次是由保护层30覆盖氧化物层50的面向喷嘴11a内侧的截面而不覆盖抗墨性涂层40的截面的方式(图4、图8、图12)。

此外，在前述的各实施方式中，从耐久性的观点出发优选抗墨性涂层40形成在喷出用基板11的下表面整个面上，但是也可以仅形成在喷嘴11a的喷出侧开口的周围部。产生墨水的喷出角度的弯曲等问题是由于墨水附着在喷嘴11a的喷出侧开口的周围部。

(喷出用基板及抗墨性涂层的制造方法)

图15是表示本发明的喷出用基板的制造工序的工序图。

以下，对前述的各实施方式的喷出用基板的制造方法进行说明。

首先，如图15的(a)所示，平板状基材(喷出用基板的素材)11b由硅材料、或者不锈钢、镍或其他金属材料、聚酰亚胺树脂材料或其他有机物材料形成(第1工序)。例如，形成厚度为250μm左右的平板状基材11b。

接着，如图15的(b)所示，例如对由硅材料构成的基材11b进行热氧化处理，在整个表面上形成氧化物层50(SiO₂膜)(第2工序)。氧化物层50的厚度例如是30nm～200nm。

接着，如图15的(c)所示，在基材11b的上表面上形成抗蚀图案R，利用使用博施(Bosch)法的Deep-RIE(Reactive Ion Etching，反应性离子蚀刻)装置从上表面进行干蚀刻，由此形成液体流路11c(第3工序)。液体流路11c的开口截面呈圆形，内径例如是200μm～400μm，高度例如是100μm～200μm。

接着，如图15的(d)所示，为了保护液体流路11c的内表面，在液体流路11c内及上表面(氧化物层50上)例如通过CVD法形成SiO₂膜。

接着，如图15的(e)所示，在基材11b的下表面形成抗蚀图案R，利用使用博施法的Deep-RIE装置从下表面进行干蚀刻，使SiO₂膜成为阻挡层，由此形成喷嘴11a(第4工序)。此外，也可以将基材11b作为SOI(Silicon on Insulator，绝缘体上硅)基板，将其中间层用作阻挡层。喷嘴11a的开口截面呈圆形，内径例如是15μm～30μm，高度(长度)例如是10μm～50μm。

喷嘴11a也能够通过对基材11b进行激光加工来形成。另外，喷嘴11a能够在对基材11b进行冲孔加工产生开孔之后对孔周边进行研磨来形成。在通过冲孔加工形成喷嘴11a的情况下，优选使用由不锈钢构成的基材11b。在形成喷嘴11a时，也可以采用上述任意的方法。

接着，如图15的(f)所示，通过干蚀刻去除墨水喷出面P以外的氧化物层50(第5工序)。

接着，如图15的(g)所示，保护墨水喷出面P，通过ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)、溅射、PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体化学气相沉积)等蒸镀保护层30(Ta₂O₃、TaSiO等)(第6工序)。保护层30的厚度例如是50nm～100nm。

接着，如图15的(h)所示，通过EB蒸镀等在墨水喷出面P上形成抗墨性涂层40，通过灰化、UV照射等，去除多余部分的抗墨性涂层40(第7工序)。

此外，在由保护层30覆盖氧化物层50的截面及抗墨性涂层40的截面的方式(图5、图9、图13)的情况下，对调第6工序(图15的(g))和第7工序(图15的(h))的顺序，在抗墨性涂层40之后形成保护层30。

(液滴喷出装置)

图16是表示本发明的液滴喷出装置的结构的框图。

如图16所示，本发明的喷墨记录装置构成为具备：前述的喷墨头1(参照图2)；向共用墨室70内供给墨水的墨水供给单元100；控制喷墨头1的喷出动作的作为控制部的驱动电路102；以及对喷墨头1及记录介质101的相对位置进行移动操作的移动操作机构104。

驱动电路102从存储器103获取描绘数据，基于该描绘数据，向喷墨头1的致动器65提供驱动信号。被提供了驱动信号的致动器65将压力室13内的墨水从喷嘴11a朝向记录介质101喷出。

另外，驱动电路102控制墨水供给单元100，从而向喷墨头1的共用墨室70内供给墨水。墨水供给单元100具有：储存墨水的墨盒、从墨盒至喷墨头1的流路、使墨水在流路中朝向喷墨头1流动的泵。驱动电路102驱动泵，使其向喷墨头1供给墨水。

驱动电路102控制移动操作机构104，从而进行使喷墨头1及记录介质101相对移动的操作。移动操作机构104具有：用于对记录介质101进行移动操作的支承机构及驱动机构、以及用于对喷墨头1进行移动操作的支承机构及驱动机构。驱动电路102基于描绘数据，向驱动机构供给驱动电流，从而进行使喷墨头1及记录介质101相对移动的操作。

在进行描绘时，喷墨头1及记录介质101的相对移动方向是主扫描方向。驱动电路102一边像这样进行主扫描一边从多个喷嘴11a喷出液滴，基于描绘数据向记录介质101进行描绘。

接着，驱动电路102不进行描绘，而使喷墨头1及记录介质101在副扫描方向上相对移动。当这样的副扫描结束时，驱动电路102重新进行主扫描及描绘。这样，通过反复进行主扫描及描绘和副扫描，在记录介质101上形成基于描绘数据的图像。

本发明不限定于前述的各实施方式，也可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种改良以及设计的变更。

在前述的实施方式中，液滴喷出装置也可以是喷出墨水以外的其他液体的液滴喷出装置。另外，这里所说的液体只要是能够从液滴喷出装置喷出的材料即可。例如，只要是物质为液相时的状态的液体即可，包括粘性较高或较低的液状体、溶胶、胶酪水、其他无机溶剂、有机溶剂、溶液、液状树脂、液状金属(金属熔液)这样的流状体。另外，不仅包括作为物质的一个状态的液体，还包括由颜料或金属颗粒等固形物构成的功能材料的颗粒在溶剂中溶解、分散或混合而得到的液体等。作为液体的代表性的例子，能够列举在上述实施方式中说明的墨水或液晶等。这里，墨水包括一般的水性墨水、油性墨水、以及胶状墨水(gelink)、热熔墨水等各种液体组合物。

作为液滴喷出装置的具体例子，例如存在使以分散或溶解的形态包含有用于液晶显示器、EL(电致发光)显示器、面发光显示器、彩色滤色片的制造等的电极材料或颜色材料等材料的液体成为液滴而喷出的液滴喷出装置。另外，也可以是喷出被用于生物芯片制造的生物体有机物的液滴喷出装置、作为精密移液管使用来喷出作为试样的液体的液滴喷出装置等。而且，也可以是对时钟或照相机等精密机械用针尖喷出润滑油的液滴喷出装置、为了形成被用于光通信元件等的半球透镜(光学透镜)等而将紫外线固化树脂等透明树脂液喷出到基板上的液滴喷出装置。另外，也可以是为了对基板等进行蚀刻而喷出酸或碱等蚀刻液的液滴喷出装置。

喷墨头1只要是如下结构，就可以是任意结构：具有分别设置有入口及出口的多个压力室13，通过压电元件对压力室13施加压力，使得从与压力室13的出口连通的喷嘴11a喷出墨水。

另外，在上述各实施方式中，示出了以墨水喷出方向与上下方向大致平行的方式构成的喷墨头1，但是墨水喷出方向也可以是任意的方向，例如也可以以墨水喷出方向为倾斜方向或水平方向的方式构成。

而且，除此以外，显然也能够对驱动电路102的控制内容或具体的细部构造等进行适当变更。并且，应当认为此次公开的各实施方式的全部内容仅为例示，并非用于限制。本发明的范围由权利要求而并非由上述说明示出，包含与权利要求等同的含义及范围内的全部变更。

附图标记说明

1：喷墨头

11：喷出用基板

11a：喷嘴

11b：基材

11c：液体流路

13：压力室

30：保护层

40：抗墨性涂层

50：氧化物层

70：共用墨室

100：墨水供给单元

101：记录介质

102：驱动电路

104：移动操作机构

P：墨水喷出面。

Claims (11)

1.一种喷出用基板，为液滴喷出头的构成部件，所述喷出用基板的特征在于：

所述喷出用基板具有形成有供从所述液滴喷出头喷出的液体通过的喷嘴的基材，

在所述喷嘴内的表面上形成有耐碱性高的保护层，

在所述基材的液滴喷出侧的表面上形成有接触角比所述保护层大的疏液层,

其中，涂覆所述喷嘴内的表面的所述保护层随着朝向液滴喷出侧呈锥状地变薄。

2.根据权利要求1所述的喷出用基板，其特征在于：

在所述疏液层与所述基材之间形成有氧化物层，

所述保护层的耐碱性比所述氧化物层高。

3.根据权利要求2所述的喷出用基板，其特征在于：

所述保护层覆盖所述氧化物层的面向所述喷嘴内的截面。

4.根据权利要求3所述的喷出用基板，其特征在于：

所述保护层覆盖所述氧化物层的截面和所述疏液层的面向所述喷嘴内的截面。

5.根据权利要求2、3或4所述的喷出用基板，其特征在于：

所述氧化物层由钽（Ta）、锆（Zr）、铪（Hf）、钛（Ti）、钌（Ru）、铑（Rh）、铼（Re）、铱（Ir）、铝（Al）、硅（Si）、碳（C）中的至少一种的氧化物构成。

6.根据权利要求1所述的喷出用基板，其特征在于：

在所述基材上形成有液体流路，该液体流路与所述喷嘴连通且开口截面积比该喷嘴大，供从该喷嘴喷出的液体通过，

所述保护层从所述喷嘴内的表面起连续地涂覆所述液体流路内的表面，所述保护层的涂覆厚度在所述喷嘴内的表面上比在所述液体流路内的表面上薄。

7.根据权利要求1所述的喷出用基板，其特征在于：

所述保护层由钽（Ta）、锆（Zr）、铪（Hf）、铌（Nb）、钛（Ti）、钨（W）、钴（Co）、钼（Mo）、钒（V）、镧（La）、锰（Mn）、铬（Cr）、钇（Y）、铂（Pt）、钌（Ru）、铑（Rh）、铼（Re）、铱（Ir）、铈（Ce）、铝（Al）中的至少一种的氧化物、氮化物、氮氧化物、硅酸盐（silicate）或硅化物、或者类金刚石碳（DLC）或感光性环氧树脂构成。

8.根据权利要求1所述的喷出用基板，其特征在于：

所述疏液层由至少具有烷氧硅基或膦酸基、全氟烃基或全氟聚醚基的混合物构成。

9.根据权利要求1所述的喷出用基板，其特征在于：

所述基材由硅（Si）、不锈钢、镍（Ni）、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂构成。

10.一种液滴喷出头，其特征在于，具备：

共用液体室；

多个压力室，它们被供给所述共用液体室内的液体，并且被提供驱动信号，根据所述驱动信号对被供给的液体施加压力；以及

权利要求1～9中任一项所述的喷出用基板，

在所述压力室中被施加了压力的液体经过所述喷出用基板的所述喷嘴被喷出。

11.一种液滴喷出装置，其特征在于，具备：

权利要求10所述的液滴喷出头；

液体供给单元，其向所述液滴喷出头的所述共用液体室供给所述液体；

驱动电路，其向所述液滴喷出头的压力室提供与描绘数据相对应的驱动信号；以及

移动操作机构，其对从所述液滴喷出头喷出的所述液体所附着的记录介质相对于该液滴喷出头的相对位置进行移动操作。

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