CN110831769A - 喷墨头、喷墨记录装置以及喷墨头的制造方法 - Google Patents

喷墨头、喷墨记录装置以及喷墨头的制造方法 Download PDF

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Abstract

防止喷嘴基板的射出面侧的拒液性降低。喷墨记录装置的喷墨头具备喷嘴基板(40A)。喷嘴基板(40A)具有：基板部(41)，形成有射出墨的喷嘴(2411)；拒液膜基底层(42A)，形成于基板部(41)的射出面侧，至少在表面具有硅氮化膜或者硅氧氮化膜；以及拒液膜(43)，形成于拒液膜基底层(42A)的射出面侧。

Description

喷墨头、喷墨记录装置以及喷墨头的制造方法
技术领域
本发明涉及喷墨头、喷墨记录装置以及喷墨头的制造方法。
背景技术
以往，已知从喷嘴吐出墨来形成图像等的喷墨记录装置。喷墨记录装置的喷墨头具有形成多个喷嘴孔并在射出面侧形成有拒液膜的喷嘴基板。
作为上述喷嘴基板，已知形成有喷嘴孔的内壁以及多个层的耐墨保护膜的喷嘴基板(参照专利文献1)。该喷嘴基板成为如下构造：首先形成覆膜性高的硅氧化膜，接下来用CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相蒸镀)法在内壁、射出面(表面)以及流路侧的面(背面)形成具有耐墨性的金属氧化物的保护膜，之后在射出面侧形成拒水膜(拒液膜)。该构造主要着眼于针对墨与喷嘴基板接触的状态的耐久性的提高。
另外，已知在流路侧的面形成硅氮化膜以及硅氧化膜，将该硅氧化膜与研削屑一起去除的喷嘴基板(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-184176号公报
专利文献2：日本特开2008-284825号公报
发明内容
另一方面，作为在喷嘴基板的射出面侧形成的拒液膜中要求的特性，可以举出抗摩耗性，如专利文献1的喷嘴基板，在金属氧化物或者硅氧化膜中由于维护时的擦除发生摩耗而拒液性易于降低。特别在射出面被包含色料的墨湿润的状态下进行擦除时，与拒液性的降低同时，拒液膜基底层的金属氧化物或者硅氧化膜发生膜的减少。
另外，在专利文献2的喷嘴基板中，也在射出面侧无保护膜，由于摩耗而拒液性降低。
本发明的课题在于防止喷嘴基板的射出面侧的拒液性降低。
为了解决上述课题，方案1记载的发明提供一种喷墨头，具备喷嘴基板，该喷嘴基板具有：
基板部，形成有射出墨的喷嘴；
拒液膜基底层，形成于所述基板部的射出面侧，至少在表面具有硅氮化膜或者硅氧氮化膜；以及
拒液膜，形成于所述拒液膜基底层的射出面侧。
方案2记载的发明在方案1记载的喷墨头中，
所述墨包含颜料分子。
方案3记载的发明在方案1或者2记载的喷墨头中，
所述墨是碱性的。
方案4记载的发明在方案1至3中的任意一项记载的喷墨头中，
所述拒液膜基底层形成于所述基板部的射出面侧以及所述喷嘴的流路内。
方案5记载的发明在方案1至4中的任意一项记载的喷墨头中，
具有形成于所述基板部的所述喷嘴的流路内的流路保护膜。
方案6记载的发明在方案1至5中的任意一项记载的喷墨头中，
所述拒液膜基底层由硅氮化膜构成。
方案7记载的发明在方案1至5中的任意一项记载的喷墨头中，
所述拒液膜基底层由硅氧氮化膜构成。
方案8记载的发明在方案1至5中的任意一项记载的喷墨头中，
所述拒液膜基底层具有所述基板部侧的硅氮化膜和所述射出面侧的硅氧氮化膜。
方案9记载的发明在方案1至5中的任意一项记载的喷墨头中，
所述拒液膜基底层具有所述基板部侧的硅氧化膜和所述射出面侧的硅氧氮化膜。
方案10记载的发明在方案1至5中的任意一项记载的喷墨头中，
在所述拒液膜基底层中，调整了所述基板部侧的硅氧化膜与所述射出面侧的硅氧氮化膜之间的氮以及氧的浓度梯度。
方案11记载的发明在方案1至10中的任意一项记载的喷墨头中，
所述基板部由硅、金属材料或者树脂材料构成。
方案12记载的发明提供一种喷墨记录装置，具备：
方案1至11中的任意一项记载的喷墨头；以及
清洁部，擦除所述拒液膜的射出面侧的墨。
方案13记载的发明提供一种喷墨头的制造方法，包括：
基板部生成工序，生成具有射出墨的喷嘴的基板部；
拒液膜基底层形成工序，在所述基板部的射出面侧，形成至少在表面具有硅氮化膜或者硅氧氮化膜的拒液膜基底层；
拒液膜形成工序，在所述拒液膜基底层的射出面侧，形成拒液膜而生成喷嘴基板；以及
喷墨头生成工序，生成具备所述喷嘴基板的喷墨头。
方案14记载的发明在方案13记载的喷墨头的制造方法中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧，形成硅氮化膜的拒液膜基底层。
方案15记载的发明在方案13记载的喷墨头的制造方法中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧，形成硅氧氮化膜的拒液膜基底层。
方案16记载的发明在方案13记载的喷墨头的制造方法中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧，形成硅氮化膜，在该硅氮化膜的表面进行追氧化处理形成所述拒液膜基底层。
方案17记载的发明在方案13记载的喷墨头的制造方法中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧，形成硅氧化膜，在该硅氧化膜的表面进行追氮化处理形成所述拒液膜基底层。
方案18记载的发明在方案13记载的喷墨头的制造方法中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，控制氮以及氧的浓度梯度，形成从所述基板部侧的硅氧化膜变化至所述射出面侧的硅氧氮化膜的所述拒液膜基底层。
方案19记载的发明在方案13至18中的任意一项记载的喷墨头的制造方法中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧以及所述喷嘴的流路内，形成所述拒液膜基底层。
方案20记载的发明在方案13至19中的任意一项记载的喷墨头的制造方法中，
包括在所述喷嘴的流路内形成流路保护膜的流路保护膜形成工序。
根据本发明，能够防止喷嘴基板的射出面侧的拒液性降低。
附图说明
图1是从正面观察本发明的实施方式的喷墨记录装置的结构的示意图。
图2A是在图像形成鼓的搬送面上方从记录介质的搬送方向上游侧观察头单元的情况的概略结构图。
图2B是从图像形成鼓的搬送面侧观察头单元的底面图。
图3A是斜视图像形成鼓的图。
图3B是从与图1相同的正面侧透视图像形成鼓而观察后侧的情况的图。
图4是示意地示出喷墨头的剖面形状的图。
图5是实施方式的第1喷嘴基板的示意性的剖面图。
图6是示出第1喷嘴基板制造处理的流程图。
图7A是示意地示出进行喷嘴孔加工后的基板部的剖面图。
图7B是示意地示出形成有拒液膜基底层的基板部的剖面图。
图7C是示意地示出形成有拒液膜的基板部的剖面图。
图7D是示意地示出形成有拒液膜保护层的基板部的剖面图。
图7E是示意地示出实施拒液膜去除处理后的基板部的剖面图。
图8是示出实施方式的相对第1喷嘴基板的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
图9是第2喷嘴基板的示意性的剖面图。
图10是示出第2喷嘴基板制造处理的流程图。
图11A是示意地示出进行喷嘴孔加工后的基板部的剖面图。
图11B是示意地示出形成有拒液膜基底层的基板部的剖面图。
图11C是示意地示出形成有拒液膜的基板部的剖面图。
图11D是示意地示出形成有拒液膜保护层的基板部的剖面图。
图11E是示意地示出实施拒液膜去除处理后的基板部的剖面图。
图12是第3喷嘴基板的示意性的剖面图。
图13是示出第3喷嘴基板制造处理的流程图。
图14A是示意地示出进行喷嘴孔加工后的基板部的剖面图。
图14B是示意地示出形成有流路保护膜的基板部的剖面图。
图14C是示意地示出形成有拒液膜基底层的基板部的剖面图。
图14D是示意地示出形成有拒液膜的基板部的剖面图。
图14E是示意地示出形成有拒液膜保护层的基板部的剖面图。
图14F是示意地示出实施拒液膜去除处理后的基板部的剖面图。
图15是第4喷嘴基板的示意性的剖面图。
图16是示出第4喷嘴基板制造处理的流程图。
图17A是示意地示出进行喷嘴孔加工后的基板部的剖面图。
图17B是示意地示出形成有流路保护膜的基板部的剖面图。
图17C是示意地示出形成有拒液膜基底层的基板部的剖面图。
图17D是示意地示出形成有拒液膜的基板部的剖面图。
图17E是示意地示出形成有拒液膜保护层的基板部的剖面图。
图17F是示意地示出实施拒液膜去除处理后的基板部的剖面图。
图18是示出第5喷嘴基板制造处理的流程图。
图19是示出第4变形例的相对第1喷嘴基板的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
图20是示出第6喷嘴基板制造处理的流程图。
图21是示出第5变形例的相对第1喷嘴基板的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
图22是示出第7喷嘴基板制造处理的流程图。
图23是示出第6变形例的相对第1喷嘴基板的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
图24是示出第8喷嘴基板制造处理的流程图。
图25是示出第7变形例的相对第1喷嘴基板的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
(附图标记说明)
1：喷墨记录装置；10：介质供给部；11：介质供给托盘；12：搬送部；121、122：辊；123：带；20：图像形成部；21：图像形成鼓；221：爪部；222：鼓；22：交接单元；23：温度测量部；24：头单元；241：喷墨头；241a：喷嘴开口面；2411：喷嘴；242：喷墨模块；243：第1子罐；244：第2子罐；245：固定部件；246：滑架；25：加热部；26：传送部；261、262、264：辊；263：带；27：清洁部；271：擦拭部件；272：弹性部件；73：卷出辊；274：卷入辊；30：介质排出部；31：介质排出托盘；40A、40B、40C、40D：喷嘴基板；41：基板部；42A、42B：拒液膜基底层；43、43a：拒液膜；44：流路保护膜；45：拒液膜保护层；50：压力室基板；51：压力室；60：振动板；70：间隔基板；71：压电元件部；80：布线基板；R：记录介质。
具体实施方式
参照附图，依次详细说明本发明所涉及的实施方式以及第1～第7变形例。此外，本发明不限定于图示例。此外，在以下的说明中，对具有同一功能以及结构的部分，附加同一符号，省略其说明。
(实施方式)
参照图1～图8，说明本发明所涉及的实施方式。首先，参照图1～图3B，说明本实施方式的喷墨记录装置1的装置结构。图1是从正面观察本实施方式的喷墨记录装置1的结构的示意图。
喷墨记录装置1具备介质供给部10、图像形成部20、介质排出部30、控制部(图示省略)等。在喷墨记录装置1中，根据由控制部进行的控制动作，将储存于介质供给部10的记录介质R搬送到图像形成部20，在形成图像后排出到介质排出部30。
介质供给部10具有介质供给托盘11、搬送部12等。介质供给托盘11是可载置一个或者多个记录介质R地设置的板状部件。介质供给托盘11根据载置的记录介质R的量而上下活动，将记录介质R中的最上方的介质保持于利用搬送部12的搬送开始位置。作为记录介质R，使用各种厚度的印刷纸张、壳、膜、布等能够弯曲承载到图像形成鼓21的外周面上的各种材料。
搬送部12具有多个(例如2根)辊121、122、在内侧面由辊121、122支撑的轮状的带123、以及将在介质供给托盘11上载置的记录介质R中的最上方的介质交接给带123的供给部(图示省略)。搬送部12搬送依照通过辊121、122的旋转实施的带123的旋转移动由供给部交接到带123上的记录介质R而送到图像形成部20。
图像形成部20具备图像形成鼓21、交接单元22、温度测量部23、头单元24、加热部25、传送部26、清洁部27(参照图3A、图3B)等。
图像形成鼓21具有圆筒状的外周形状，在该外周面(搬送面)上承载记录介质R，在与其旋转动作对应的搬送路径中搬送记录介质R。在该图像形成鼓21的内表面侧，设置有加热器，能够以使在搬送面上载置的记录介质R成为预定的设定温度的方式对搬送面进行加热。
交接单元22将从搬送部12交接的记录介质R交接给图像形成鼓21。交接单元22设置于介质供给部10的搬送部12与图像形成鼓21之间的位置。交接单元22具有夹持由搬送部12送来的记录介质R的一端的爪部221、对被爪部221夹持的记录介质R进行引导的圆筒状的交接鼓222等。由爪部221从搬送部12取得的记录介质R在被送到交接鼓222时沿着旋转的交接鼓222的外周面移动，原样地被引导到图像形成鼓21的外周面而交接。
温度测量部23设置于从记录介质R被载置到图像形成鼓21的搬送面上至被搬送到与最初的头单元24的墨射出面(吐出面)相向的位置之间的位置，测量搬送的记录介质R的表面温度(和与搬送面相接的面相反的面的温度)。作为该温度测量部23的温度传感器，例如，使用放射温度计，通过测量红外线的强度分布，测量未与温度测量部23(放射温度计)相接的记录介质R的表面温度。在温度测量部23中，沿着与沿着在图像形成部20中搬送记录介质R的路径的方向(搬送方向)正交的宽度方向(与图1的面垂直的方向)，可测量多个点的温度地排列有多个传感器，测量数据在预先设定的适合的定时被分别输出到控制部而进行控制。
头单元24根据承载记录介质R的图像形成鼓21的旋转，从设置于与记录介质R相向的墨射出面的多个喷嘴开口部(喷嘴孔)向记录介质R的各处射出(吐出)墨的液滴，从而形成图像。在本实施方式的喷墨记录装置1中，从图像形成鼓21的外周面隔开预先设定的距离，以预定的间隔配置有4个头单元24。4个头单元24分别输出C(青色)M(品红色)Y(黄色)K(黑色)4色的墨。在此，关于记录介质R的搬送方向，从上游侧起依次分别射出C、M、Y、K的各色墨。作为墨，能够使用任意的墨，在此，使用通常的液体墨，通过加热部25的动作使水分蒸发、干燥，由此墨在记录介质R上定影。在此，头单元24的各个是能够通过与图像形成鼓21的旋转进行组合来在记录介质R上的图像形成宽度上形成图像的行线(line)头。
加热部25对搬送的记录介质R的表面进行加热。加热部25例如具有电热线等，根据通电进行发热而对空气进行加热，并且通过照射红外线，对记录介质R进行加热。加热部25被配置成：在图像形成鼓21的外周面的附近，在从头单元24向通过图像形成鼓21的旋转而搬送的记录介质R上射出墨之后，将记录介质R从图像形成鼓21送到传送部26之前，可对记录介质R进行加热。通过加热部25的动作，使从头单元24的喷嘴射出的墨干燥而使墨在记录介质R上定影。
传送部26将射出墨并定影的记录介质R从图像形成鼓21搬送到介质排出部30。传送部26具有多个(例如2根)辊261、262、在内侧面被辊261、262支撑的轮状的带263、圆筒状的交接辊264等。传送部26利用交接辊264将图像形成鼓21上的记录介质R引导到带263上，并使交接的记录介质R与伴随辊261、262的旋转而旋转移动的带263一起移动，从而进行搬送并送出到介质排出部30。
清洁部27进行头单元24的墨射出面的清洁动作。相对图像形成鼓21关于宽度方向相邻地配置清洁部27。通过头单元24在宽度方向上移动，头单元24的墨射出面被设置到利用清洁部27的清洁位置。
介质排出部30将从图像形成部20送出的形成图像后的记录介质R储存至被用户取出。介质排出部30具有载置由传送部26搬送的记录介质R的板状的介质排出托盘31等。
图2A、图2B是示出头单元24的结构的图。图2A是在图像形成鼓21的搬送面上方从记录介质R的搬送方向上游侧观察头单元24的情况的概略结构图。图2B是从图像形成鼓21的搬送面侧观察头单元24的底面图。
头单元24具有多个喷墨头241。在此，在一个头单元24中设置有16个喷墨头241，但不限于此。16个喷墨头241分别以各2个为一组包含于8个喷墨模块242。喷墨模块242通过固定部件245在此是按照交错格子状以适合的相对位置调整并固定。
固定部件245被滑架246支撑并保持。在滑架246中，一并保持有第1子罐243以及第2子罐244，从这些第1子罐243以及第2子罐244对各喷墨头241供给墨。滑架246关于4个头单元24，可各自独立地在图像形成鼓21上在宽度方向上移动。
如图2B所示，喷墨头241分别具有多个喷嘴2411。喷墨头241从设置于各自的底面(喷嘴开口面241a)的多个喷嘴2411的开口部(喷嘴孔)射出墨(液滴)，使墨液滴附着到在图像形成鼓21的搬送面上承载的记录介质R。在此，作为喷墨头241，示出分别具有关于搬送方向按照2列排列有开口部的二维排列图案的例子，但不限于此。也可以按照适宜的一维或者二维排列图案排列开口部。关于这些开口部的排列范围，用16个喷墨头241整体，关于宽度方向覆盖在搬送面上承载的记录介质R的可记录宽度，能够以固定头单元24的状态以单次通过方式形成图像。16个喷墨头241的喷嘴开口面241a被拒液膜(拒墨膜)43(参照图4)覆盖。
图3A、图3B是说明清洁部27的结构的图。图3A是斜视图像形成鼓21的图。图3B是从与图1相同的正面侧透视图像形成鼓21而观察后侧的情况的图。
清洁部27擦拭并去除在与图像形成相关的墨射出后或维护后附着到喷墨头241的喷嘴开口面241a的墨、其他夹杂物(总称为异物)。如图3A所示，清洁部27相对图像形成鼓21在宽度方向上排列，被配置成在头单元24在该宽度方向上移动的情况下能够对墨射出面进行清洁。
如图3B所示，清洁部27具备擦拭部件271、弹性部件272、卷出辊273、卷入辊274等。这些结构针对多个头单元24各自独立地设置，但也可以使清洁部27可在搬送方向上移动而针对多个头单元24共用地设置。
擦拭部件271是长条状的布状片材部件，其宽度方向的长度(宽度)能够覆盖墨射出面(至少多个喷嘴开口面241a的整体)。作为擦拭部件271，优选为易于吸收墨的水分且硬度至少比墨射出面的材质低、并且不易对拒液膜造成损伤的部件。作为这样的部件，例如，可以举出聚酯、丙烯、聚酰胺、聚氨酯等。这些部件能够形成纺布或者无纺布。特别，水分的吸收性高、且即使在抵接时的按压力低仍易于吸收液体时更优选。或者，擦拭部件271也可以具有刀片状的构造。
弹性部件272隔着擦拭部件271与墨射出面相向，与墨射出面相向的面(按压面)的尺寸形成为能够覆盖该墨射出面整体。弹性部件272能够相对墨射出面大致垂直地移动。作为弹性部件272的材质，使用例如海绵(发泡树脂)、橡胶等即使按压到喷嘴开口面241a也不会使喷嘴破损的材质。通过使该弹性部件272在接近喷嘴开口面241a(墨射出面)的方向上移动，使擦拭部件271作为整体对喷嘴开口面241a以大致平行的状态抵接。
使擦拭部件271抵接到喷嘴开口面241a的情况下的弹性部件272和墨射出面的相对位置(距离)在此被固定，与其对应地擦拭部件271对墨射出面的按压力在喷嘴开口面241a的表面的拒液膜的剥离的影响的范围内每次恒定。以使此时的按压力成为适合于墨射出面中的墨的擦拭的大小的方式，决定相对位置。或者，该按压力也可以是可变的，在该情况下，如后所述，根据喷嘴开口面241a的表面形状和擦拭部件271的关系，决定最大值。
通过利用卷入辊274进行卷入动作，将擦拭部件271从卷出辊273卷出并利用卷入辊274卷入。在该期间，弹性部件272将擦拭部件271大致均等地按压到墨射出面，从而抵接到该墨射出面的新的(墨未附着的)擦拭部件271擦拭附着到喷嘴开口面241a(墨射出面)的墨等。在所有擦拭部件271从卷出辊273卷出的情况下，擦拭部件271可容易地更换。
接下来，详细说明设置于本实施方式的头单元24的墨射出面的喷嘴基板40A。图4是示意地示出喷墨头241的剖面形状的图。
各喷墨头241没有特别限定，如图4所示，设为层叠多个平板(基板)而形成的弯曲模式的喷墨头。具体而言，在各喷墨头241中，从喷嘴开口面241a(墨射出面、下方)侧向上方，依次层叠有喷嘴基板40A、压力室基板50、振动板60、间隔基板70、布线基板80。
使从第1子罐243以及第2子罐244供给的墨，经由与布线基板80、间隔基板70、振动板60连通的墨流路，流入到压力室基板50的压力室51。压力室51隔着振动板60抵接到间隔基板70的压电元件部71，并且与喷嘴2411导通。将来自喷墨记录装置1的控制部的控制信号经由布线基板80的布线输入到压电元件部71，压电元件部71物理性地振动，从而实现从布线基板80等的墨流路向压力室51内的墨的流入、和从压力室51内向喷嘴基板40A的喷嘴2411的墨的流出。而且，使喷嘴2411内的墨作为墨的液滴从喷嘴开口面241a(射出面)侧的开口部(喷嘴孔)射出，该墨的液滴附着在记录介质R上。
此外，也可以成为在喷嘴基板40A与压力室基板50之间，设置具有从压力室51向喷嘴2411导通的流路的中间基板(中间层)的结构。
接下来，参照图5，说明喷嘴基板40A的结构。图5是喷嘴基板40A的示意性的剖面图。在图5的喷嘴基板40A中，将图的下方表现为(墨)射出面侧(头外部侧)，同样地将上方表现为流路侧(头内部侧、压力室侧)，在其他喷嘴基板及其制造工序的剖面图中也相同。
如图5所示，喷嘴基板40A具有基板部41、拒液膜基底层42A、以及拒液膜43。基板部41是硅(silicon)制的基板部。喷嘴2411是形成于基板部41的墨的喷嘴，包括墨的流路和射出面侧的喷嘴孔。拒液膜基底层42A设置于基板部41的射出面侧，是拒液膜43的流路(基板部41)侧的基底层。在本实施方式中，设为拒液膜基底层42A是氮化硅(硅氮化膜)SiN。拒液膜43设置于拒液膜基底层42A的射出面侧，例如，具有在全氟聚醚(PFPE)的表面形成有氟链的结构，具有拒液性(拒墨性)。
拒液膜基底层42A由硅氮化膜构成，所以能够同时实现针对由于清洁部27的擦除引起的膜的减少的耐久性、和与拒液膜43的结合性(能够形成硅氧烷键)。该膜的减少被推测为由于化学机械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)引起。
近年来，在织物领域中使用喷墨打印的方式得到发展。相比于以前的印染法，在喷墨打印中无需制版，具有能够对应少批量且墨废液的量也少这样的优点。在作为记录介质R，使用聚酯、合成纤维的情况下，使用分散染料墨、升华性墨等水系墨，但分散剂等添加剂呈现碱性。在包含颜料分子的墨中，通过墨的pH来控制颜料分子的分散。在碱性环境中，拒液膜的加水分解被促进，所以通过以往的硅烷偶合形成的拒液膜的可靠性低。另外，即使印染用墨自身是中性、弱碱性，有时使用涂敷了发色性改善的碱性预处理剂的质地，在印染用喷墨打印机中，由于起毛处理等，布料表面的碱性预处理剂有时对后续的喷墨头表面的拒液性的可靠性造成影响。
相对于此，硅氮化膜的化学稳定性高。因此，在墨、预处理剂为碱性的区域中，在氮化硅的拒液膜基底层42A中，针对擦拭的膜的减少的耐久性高。特别，在大于pH＝9的碱性的区域中，以往技术的硅氧化膜的溶解变得显著，但在硅氮化膜的拒液膜基底层42A中，能够期待耐久性比SiO2格外提高。特别，在包含碳黑等颜料分子的墨中，颜料分子具有一种如砂粒(研磨粒子)的作用，所以拒液膜基底层42A的耐久性的效果也高。
接下来，参照图6～图8，说明本实施方式的喷嘴基板40A的制造方法。图6是示出第1喷嘴基板制造处理的流程图。图7A是示意地示出进行喷嘴孔加工后的基板部41的剖面图。图7B是示意地示出形成有拒液膜基底层42A的基板部41的剖面图。图7C是示意地示出形成有拒液膜43a的基板部41的剖面图。图7D是示意地示出形成有拒液膜保护层45的基板部41的剖面图。图7E是示意地示出实施拒液膜去除处理后的基板部41的剖面图。图8是示出本实施方式的相对喷嘴基板40A的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
参照图6，说明制造喷嘴基板40A的第1喷嘴基板制造处理。首先，如图7A所示，制造者针对成为基体部件的硅的基板的流路侧的表面，使用与形成包括墨流路的喷嘴2411的位置对应的掩模设置抗蚀剂图案，利用蚀刻来加工喷嘴孔以及喷嘴流路而形成形成有喷嘴2411的基板部41(步骤S11)。作为步骤S11的蚀刻的方法，例如，使用利用易于深挖的Bosch法的反应性离子蚀刻(RIE)。或者，也可以在墨流路、喷嘴的形成中，使用(并用)激光穿孔、喷射加工等。
然后，如图7B所示，制造者通过CVD、溅射法等，在基板部41的射出面侧形成氮化硅(硅氮化膜)的拒液膜基底层42A(步骤S12)。优选在步骤S12后将基板部41洗净而去除异物。在此，基板部41是硅基体，所以优选使用RCA洗净，但也可以根据基板部41的材质，使用其他洗净方法。
然后，如图7C所示，制造者通过浸渍处理等，在基板部41的射出面侧以及喷嘴2411的流路内形成拒液膜43a(步骤S13)。在步骤S13中，更详细而言，首先，进行使基板部41的表面的湿润性提高的处理。例如，通过在氧气中进行等离子体处理，在SiO2膜的表面形成OH基，从而使湿润性提高。然后，在湿润性提高的基材2410上涂敷拒液剂。在此，通过将基板部41浸渍到拒液剂中(浸渍涂敷)，在整面涂敷拒液剂。作为拒液剂，在此，例如，使用将预定的全氟聚醚(PFPE)用氟系溶剂稀释的液。也可以在该拒液剂中进而作为溶剂含水，并且含有界面活性剂等。作为涂敷的方法，还能够使用CVD、喷涂、旋涂、线锭涂敷(wire barcoating)(使用硅氧烷接枝型聚合物的情况等)等。
然后，在适宜的条件(温度湿度)下静置附着PFPE的基板部41，形成拒液膜43a。在PFPE与基板部41(拒液膜基底层42A的氮化硅)之间，根据上述等离子体处理和使用硅烷偶合剂的加水分解，产生化学键(硅氧烷键)，在基板部41的表面，形成氟链的拒液膜43a。根据拒液剂的类别等，决定适宜的条件，成为常温或者根据需要成为高温状态(例如300～400℃)而进行热处理。然后，在基板部41的表面整体形成拒液膜43a之后，利用氟系溶剂(氢氟醚等)，对形成有拒液膜43a的基板部41进行洗净(冲洗)。此时，通过进行超声波洗净，去除未产生化学键的剩余的PFPE。作为超声波的频率，优选使用MHz段。由此，在基板部41的表面通过化学键形成的拒液膜43a成为沿着基板部41的形状形成的单分子膜。
然后，如图7D所示，制造者在基板部41的射出面侧，形成遮盖带、抗蚀剂等拒液膜保护层45(步骤S14)。然后，如图7E所示，制造者通过氧等离子体处理等，去除未形成拒液膜保护层45的基板部41的流路内的拒液膜43a，留下拒液膜43(步骤S15)。然后，制造者去除拒液膜保护层45，形成喷嘴基板40A(步骤S16)，结束第1喷嘴基板制造处理。
然后，将由制造者通过第1喷嘴基板制造处理形成的喷嘴基板40A粘接到压力室基板50(或者中间基板)，形成层叠喷嘴基板40A、压力室基板50、振动板60、间隔基板70、布线基板80的基板，并且对该基板连接驱动电路以及墨的供给路等，形成喷墨头241，用作喷墨记录装置1的一部分。
图8示出与形成的喷嘴基板40A的膜深度方向(射出面侧→流路侧)的坐标对应的硅Si、氧O、氮N的组成比[％]。此外，拒液膜43被省略。拒液膜基底层42A由氮化硅SiN构成。基板部41由硅Si构成。
以上，根据本实施方式，喷墨头241具备喷嘴基板40A，该喷嘴基板40A具有形成有射出墨的喷嘴2411的基板部41、形成于基板部41的射出面侧且至少在表面具有硅氮化膜的拒液膜基底层42A、以及形成于拒液膜基底层42A的射出面侧的拒液膜43。拒液膜基底层42A由硅氮化膜构成。另外，基板部41由硅构成。因此，通过拒液膜基底层42A，防止墨擦除时的拒液膜43的膜的减少，所以能够防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低。
另外，墨包含碳黑等颜料分子。因此，能够抑制颜料分子如研磨粒子发挥作用的墨擦除时的大的化学机械研磨的效果，能够进一步防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低。
另外，墨是碱性的。特别，在墨的pH>9的情况的区域中，硅氧化膜SiO2溶解。因此，相比于以往的在拒液膜基底层中使用硅氧化膜SiO2的结构，拒液膜基底层42A的表面的硅氮化膜不会溶解，能够进一步防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低。
另外，拒液膜43通过硅氧烷键被承载到拒液膜基底层42A。因此，能够强化拒液膜43和拒液膜基底层42A的结合，进一步防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低。
另外，喷墨记录装置1具备喷墨头241、和擦除拒液膜43的射出面侧的墨的清洁部27。因此，能够抑制由清洁部27的墨擦除引起的化学机械研磨的效果，能够实现防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低的喷墨记录装置1。
另外，在喷墨头241的制造中，形成具有射出墨的喷嘴2411的基板部41，在基板部41的射出面侧，形成至少在表面具有硅氮化膜的拒液膜基底层42A，在拒液膜基底层42A的射出面侧，形成拒液膜43而形成喷嘴基板40A，形成具备喷嘴基板40A的喷墨头241。因此，通过拒液膜基底层42A，防止墨擦除时的拒液膜43的膜的减少，所以能够防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低。
另外，在基板部41的射出面侧，形成硅氮化膜的拒液膜基底层42A。因此，无需进行追加处理等，而能够容易地形成拒液膜基底层。
另外，基板部41由硅构成。因此，能够在喷嘴2411的加工中使用半导体工艺。通过使用该半导体工艺，能够高精度地加工喷嘴2411，能够制作射出角偏差非常少、且具有良好的描绘质量的喷墨头241。
(第1变形例)
参照图9～图11E，说明上述实施方式的第1变形例。本变形例的装置结构与上述实施方式的喷墨记录装置1相同，但成为将喷嘴基板40A替代为喷嘴基板40B的结构。因此，关于与上述实施方式同样的部分省略说明，主要说明不同的部分。
参照图9，说明喷嘴基板40B的结构。图9是喷嘴基板40B的示意性的剖面图。如图9所示，喷嘴基板40B具有基板部41、拒液膜基底层42B、以及拒液膜43。拒液膜基底层42B是设置于基板部41的射出面侧以及喷嘴2411的流路内，一部分成为拒液膜43的基板部41侧的基底层的层。在本变形例中，设为拒液膜基底层42B是由氮化硅SiN构成的硅氮化膜。
接下来，参照图10～图11E，说明喷嘴基板40B的制造方法。图10是示出第2喷嘴基板制造处理的流程图。图11A是示意地示出进行喷嘴孔加工后的基板部41的剖面图。图11B是示意地示出形成有拒液膜基底层42B的基板部41的剖面图。图11C是示意地示出形成有拒液膜43a的基板部41的剖面图。图11D是示意地示出形成有拒液膜保护层45的基板部41的剖面图。图11E是示意地示出实施拒液膜去除处理后的基板部41的剖面图。
参照图10，说明制造喷嘴基板40B的第2喷嘴基板制造处理。首先，与图11A对应的步骤S21与图6的第1喷嘴基板制造处理的步骤S11相同。然后，如图11B所示，与图6的步骤S12同样地，制造者通过CVD、溅射法等，在基板部41的射出面侧以及喷嘴2411的流路内形成氮化硅(硅氮化膜)的拒液膜基底层42B(步骤S22)。然后，与图11C、图11D、图11E分别对应的步骤S23～S25和步骤S26与图6的步骤S13～S16相同。
以上，根据本变形例，拒液膜基底层42B形成于基板部41的射出面侧以及喷嘴2411的流路内。另外，在喷墨头241的制造中，在基板部41的射出面侧以及喷嘴2411的流路内，形成拒液膜基底层42B。因此，相比于仅在基板部41的射出面侧形成拒液膜基底层42A的结构，能够容易地形成拒液膜基底层42B。另外，能够通过拒液膜基底层42B防止由喷嘴2411的流路内的墨引起的基板部41劣化。
(第2变形例)
参照图12～图14F，说明上述实施方式的第2变形例。本变形例的装置结构与上述实施方式的喷墨记录装置1相同，但成为将喷嘴基板40A替代为喷嘴基板40C的结构。因此，关于与上述实施方式同样的部分省略说明，主要说明不同的部分。
参照图12，说明喷嘴基板40C的结构。图12是喷嘴基板40C的示意性的剖面图。如图12所示，喷嘴基板40C具有基板部41、流路保护膜44、拒液膜基底层42A、以及拒液膜43。流路保护膜44是设置于基板部41的射出面侧以及喷嘴2411的流路内，一部分成为拒液膜基底层42A的基板部41侧的基底层的膜。流路保护膜44是具有耐墨性的保护膜。流路保护膜44的材料成为钛、锆、铬、铪、镍、钽、硅等的氧化物等。作为该氧化物的结构，也可以包括仅包含他们中的1个元素的情况、和以耐久性以及流路内湿润性改善为目的包含2个以上的材料的情况。作为一个例子，有含氧化铪以及硅的硅酸铪、含钽以及硅的硅酸钽。
接下来，参照图13～图14F，说明喷嘴基板40C的制造方法。图13是示出第3喷嘴基板制造处理的流程图。图14A是示意地示出进行喷嘴孔加工后的基板部41的剖面图。图14B是示意地示出形成有流路保护膜44的基板部41的剖面图。图14C是示意地示出形成有拒液膜基底层42A的基板部41的剖面图。图14D是示意地示出形成有拒液膜43a的基板部41的剖面图。图14E是示意地示出形成有拒液膜保护层45的基板部41的剖面图。图14F是示意地示出实施拒液膜去除处理后的基板部41的剖面图。
参照图13，说明制造喷嘴基板40C的第3喷嘴基板制造处理。首先，与图14A对应的步骤S31与图6的第1喷嘴基板制造处理的步骤S11相同。然后，如图14B所示，制造者通过CVD、ALD(Atomic Layer Deposition：原子层堆积)等，在基板部41的射出面侧以及喷嘴2411的流路内形成流路保护膜44(步骤S32)。然后，与图14C、图14D、图14E、图14F分别对应的步骤S33～S36和步骤S37与图6的步骤S12～S16相同。
以上，根据本变形例，喷墨头241具有形成于基板部41的射出面侧以及基板部41的喷嘴2411的流路内的流路保护膜44。另外，在喷墨头241的制造中，在基板部41的射出面侧以及喷嘴2411的流路内，形成流路保护膜44。因此，能够通过流路保护膜44防止由喷嘴2411的流路内的墨引起的基板部41的劣化。
(第3变形例)
参照图15～图17F，说明上述实施方式的第3变形例。本变形例的装置结构与上述实施方式的喷墨记录装置1相同，但成为将喷嘴基板40A替代为喷嘴基板40D的结构。因此，关于与上述实施方式同样的部分省略说明，主要说明不同的部分。
参照图15，说明喷嘴基板40D的结构。图15是喷嘴基板40D的示意性的剖面图。如图15所示，喷嘴基板40D具有基板部41、流路保护膜44、拒液膜基底层42B、以及拒液膜43。
接下来，参照图16～图17F，说明喷嘴基板40D的制造方法。图16是示出第4喷嘴基板制造处理的流程图。图17A是示意地示出进行喷嘴孔加工后的基板部41的剖面图。图17B是示意地示出形成有流路保护膜44的基板部41的剖面图。图17C是示意地示出形成有拒液膜基底层42B的基板部41的剖面图。图17D是示意地示出形成有拒液膜43a的基板部41的剖面图。图17E是示意地示出形成有拒液膜保护层45的基板部41的剖面图。图17F是示意地示出实施拒液膜去除处理后的基板部41的剖面图。
参照图16，说明制造喷嘴基板40D的第4喷嘴基板制造处理。首先，与图17A对应的步骤S41与图6的第1喷嘴基板制造处理的步骤S11相同。然后，与图17B对应的步骤S42与图13的第3喷嘴基板制造处理的步骤S32相同。然后，与图17C、图17D、图17E、图17F分别对应的步骤S43～S46和步骤S47与图10的步骤S22～S26相同。
以上，根据本变形例，通过喷嘴基板40D，得到与第1变形例以及第2变形例同样的效果。
(第4变形例)
参照图18以及图19，说明上述实施方式的第4变形例。本变形例的装置结构与上述实施方式的喷墨记录装置1相同，但成为将喷嘴基板40A的氮化硅(硅氮化膜)SiN的拒液膜基底层42A替代为氮化氧硅(硅氧氮化膜)SiON的拒液膜基底层42A的结构。因此，关于与上述实施方式同样的部分省略说明，主要说明不同的部分。
参照图18以及图19，说明本变形例的喷嘴基板40A的制造方法。图18是示出第5喷嘴基板制造处理的流程图。图19是示出本变形例的相对喷嘴基板40A的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
参照图18，说明制造本变形例的喷嘴基板40A的第5喷嘴基板制造处理。首先，步骤S51与图6的第1喷嘴基板制造处理的步骤S11相同。然后，如图7B所示，制造者通过CVD、溅射法等，在基板部41的射出面侧形成氮化氧硅(硅氧氮化膜)SiON的拒液膜基底层42A(步骤S52)。在步骤S52中，例如，在CVD中，在成为氮化硅的材料的气体中添加氧O2，将拒液膜基底层42A进行制膜。步骤S53～S56与图6的步骤S13～S16相同。
通过使拒液膜基底层42A成为硅氧氮化膜，能够维持针对化学机械研磨耐久性的耐久性，并且通过相比于硅氮化膜使表面的硅氧烷键位点增加，具有能够更高密度地形成表面的拒液膜43的效果。进而，硅氮化膜由于膜应力大而作为硅芯片的基板部41(喷嘴基板40A)的翘曲变大，但通过使拒液膜基底层42A成为硅氧氮化膜，应力被缓和而翘曲也被抑制。
图19示出与形成的喷嘴基板40A的膜深度方向(射出面侧→流路侧)的坐标对应的硅Si、氧O、氮N的组成比[％]。此外，拒液膜43被省略。拒液膜基底层42A由硅氧氮化膜SiON构成。基板部41由硅Si构成。
以上，根据本变形例，拒液膜基底层42A由硅氧氮化膜构成。另外，在喷墨头241的制造中，在基板部41的射出面侧，形成硅氧氮化膜的拒液膜基底层42A。因此，通过拒液膜基底层42A，防止墨擦除时的拒液膜43的膜的减少，所以能够防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低，并且能够实现表面的拒液膜43的密接性提高以及高密度形成，并且通过成为氮化氧硅(硅氧氮化膜)SiON，能够缓和应力而还抑制喷嘴基板40A的翘曲。进而，无需进行追加处理，而能够容易地形成拒液膜基底层42A。
(第5变形例)
参照图20以及图21，说明上述实施方式的第5变形例。本变形例的装置结构与上述实施方式的喷墨记录装置1相同，但成为将喷嘴基板40A的氮化硅(硅氮化膜)SiN的拒液膜基底层42A替代为表面是氮化氧硅(硅氧氮化膜)SiON的硅氮化膜的拒液膜基底层42A的结构。因此，关于与上述实施方式同样的部分省略说明，主要说明不同的部分。
参照图20以及图21，说明本变形例的喷嘴基板40A的制造方法。图20是示出第6喷嘴基板制造处理的流程图。图21是示出本变形例的相对喷嘴基板40A的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
参照图20，说明制造本变形例的喷嘴基板40A的第6喷嘴基板制造处理。首先，步骤S61与图6的第1喷嘴基板制造处理的步骤S11相同。然后，制造者通过CVD、溅射法等，在基板部41的射出面侧形成氮化硅(硅氮化膜)SiN的拒液膜基底层42A(步骤S62)。
然后，制造者通过氧等离子体处理等，对在步骤S62中形成的硅氮化膜的拒液膜基底层42A进行追氧化(additional oxidation)处理，形成使表面成为氮化氧硅(硅氧氮化膜)SiON的硅氮化膜的拒液膜基底层42A(步骤S63)。步骤S64～S67与图6的步骤S13～S16相同。
用于提高化学机械研磨耐性的硅氧氮化膜形成于至少表层附近即可。因此，在本变形例中，在形成硅氧氮化膜后，通过用氧等离子体等进行追加氧化，形成拒液膜基底层42A。
图21示出与形成的喷嘴基板40A的膜深度方向(射出面侧→流路侧)的坐标对应的硅Si、氧O、氮N的组成比[％]。此外，拒液膜43被省略。拒液膜基底层42A的表面由硅氧氮化膜SiON构成，表面以外由硅氮化膜SiN构成。基板部41由硅Si构成。
以上，根据本变形例，拒液膜基底层42A具有基板部41侧的硅氮化膜和射出面侧的硅氧氮化膜。另外，在喷墨头241的制造中，在基板部41的射出面侧，形成硅氮化膜，在该硅氮化膜的表面，进行追氧化处理，形成拒液膜基底层42A。因此，通过拒液膜基底层42A，防止墨擦除时的拒液膜43的膜的减少，所以能够防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低，通过拒液膜基底层42A的硅氧氮化膜，能够实现表面的拒液膜43的密接性提高以及高密度形成，并且能够缓和应力而还抑制喷嘴基板40A的翘曲。
(第6变形例)
参照图22以及图23，说明上述实施方式的第6变形例。本变形例的装置结构与上述实施方式的喷墨记录装置1相同，但成为将喷嘴基板40A的氮化硅SiN的拒液膜基底层42A替代为表面是氮化氧硅(硅氧氮化膜)SiON的二氧化硅(硅氧化膜)SiO2的拒液膜基底层42A的结构。因此，关于与上述实施方式同样的部分省略说明，主要说明不同的部分。
参照图22以及图23，说明本变形例的喷嘴基板40A的制造方法。图22是示出第7喷嘴基板制造处理的流程图。图23是示出本变形例的相对喷嘴基板40A的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
参照图22，说明制造本变形例的喷嘴基板40A的第7喷嘴基板制造处理。首先，步骤S71与图6的第1喷嘴基板制造处理的步骤S11相同。然后，制造者通过CVD、溅射法、热氧化处理等，在基板部41的射出面侧形成二氧化硅(硅氧化膜)SiO2的拒液膜基底层42A(步骤S73)。
然后，制造者通过等离子体氮化、气体氮化等，对在步骤S62中形成的硅氧化膜的拒液膜基底层42A进行追氮化处理，形成表面成为氮化氧硅(硅氧氮化膜)的硅氧化膜的拒液膜基底层42A(步骤S73)。等离子体氮化是使氮N2+氧O2或者氨NH3在真空中成为等离子体状态而使对象物的表面氮化的方法。气体氮化是通过将氨NH3投入到腔中并进行加热处理而使对象物的表面氮化的方法。步骤S74～S77与图6的步骤S13～S16相同。
用于提高化学机械研磨耐性的硅氧氮化膜形成于至少表层附近即可。因此，在本变形例中，在形成硅氧化膜后追加地进行氮化处理而使表面SiON化。通过使拒液膜基底层42A成为硅氧化膜基体，得到通过缓和膜应力而抑制硅的基板部41的翘曲、并且相比于硅氮化膜的拒液膜基底层42A提高与基板部41的密接性的效果。
图23示出与形成的喷嘴基板40A的膜深度方向(射出面侧→流路侧)的坐标对应的硅Si、氧O、氮N的组成比[％]。此外，拒液膜43被省略。拒液膜基底层42A的表面由硅氧氮化膜SiON构成，表面以外由硅氧化膜SiO2构成。基板部41由硅Si构成。
以上，根据本变形例，拒液膜基底层42A具有基板部41侧的硅氧化膜和射出面侧的硅氧氮化膜。另外，在喷墨头241的制造中，在基板部41的射出面侧，形成硅氧化膜，在该硅氧化膜的表面进行追氮化处理形成拒液膜基底层42A。因此，通过拒液膜基底层42A的硅氧氮化膜，防止墨擦除时的拒液膜43的膜的减少，所以能够防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低，并且能够实现表面的拒液膜43的密接性提高以及高密度形成，并且能够缓和应力而还抑制喷嘴基板40A的翘曲，能够通过拒液膜基底层42A的硅氧化膜，提高与基板部41的密接性。
(第7变形例)
参照图24以及图25，说明上述实施方式的第7变形例。本变形例的装置结构与上述实施方式的喷墨记录装置1相同，但成为将喷嘴基板40A的氮化硅(硅氮化膜)SiN的拒液膜基底层42A替换为表面是氮化氧硅(硅氧氮化膜)SiON且在基板部41侧逐渐成为二氧化硅(硅氧化膜)SiO2的拒液膜基底层42A的结构。因此，关于与上述实施方式同样的部分省略说明，主要说明不同的部分。
参照图24以及图25，说明本变形例的喷嘴基板40A的制造方法。图24是示出第8喷嘴基板制造处理的流程图。图25是示出本变形例的相对喷嘴基板40A的膜深度方向的坐标的硅、氧以及氮的组成比的图。
参照图24，说明制造本变形例的喷嘴基板40A的第8喷嘴基板制造处理。首先，步骤S81与图6的第1喷嘴基板制造处理的步骤S11相同。然后，制造者通过CVD、溅射法、热氧化处理等，在基板部41的射出面侧形成调整硅氧化膜中的氮以及氧的浓度梯度的拒液膜基底层42A(步骤S83)。在步骤S83中，例如，使用硅氧化膜生成用的气体，通过CVD开始形成硅氧化膜的拒液膜基底层，控制该硅氧化膜生成用的气体中的、氮源气体(氮或者氨)以及氧源气体的浓度，随着时间的经过提高氮浓度，降低氧浓度而将拒液膜基底层42A进行成膜。于是，在步骤S83中形成的拒液膜基底层42A的表面作为硅氧氮化膜发挥功能，基板部41侧作为硅氧化膜发挥功能。步骤S83～S86与图6的步骤S13～S16相同。
图25示出与形成的喷嘴基板40A的膜深度方向(射出面侧→流路侧)的坐标对应的硅Si、氧O、氮N的组成比[％]。此外，拒液膜43被省略。拒液膜基底层42A构成为沿着膜深度方向，表面由硅氧氮化膜SiON构成，表面以外在基板部41侧变化为硅氧化膜。基板部41由硅Si构成。
这样，通过在成膜工艺中控制氮源气体以及氧源气体的添加量(比例)，提高表面(拒液膜43形成表面)的氮浓度，随着进入到膜中成为低的组成，无需追加处理而能够形成应力低的硅氧氮化膜。
以上，根据本变形例，在拒液膜基底层42A中，调整基板部41侧的硅氧化膜与射出面侧的硅氧氮化膜之间的氮以及氧的浓度梯度。在喷墨头的制造中，控制氮以及氧的浓度梯度，形成从基板部41侧的硅氧化膜变化至射出面侧的硅氧氮化膜的拒液膜基底层42A。因此，通过拒液膜基底层42A的硅氧氮化膜，防止墨擦除时的拒液膜43的膜的减少，所以能够防止喷嘴基板40A的射出面侧的拒液性降低，并且能够实现表面的拒液膜43的密接性提高以及高密度形成，并且能够缓和应力而还抑制喷嘴基板40A的翘曲，能够通过基板部41侧的硅氧化膜，提高与基板部41的密接性。进而，无需进行追加处理，而能够容易地形成拒液膜基底层42A。
此外，上述实施方式以及变形例中的记述是本发明所涉及的优选的喷墨头、喷墨记录装置以及喷墨头的制造方法的一个例子，不限定于此。
例如，也可以成为适宜地组合上述实施方式以及变形例的至少2个的结构。
另外，在上述实施方式以及变形例中，说明为基板部41的材料是硅，但不限定于此。例如，也可以使基板部41的材料成为SUS(Steel Use Stainless，不锈钢)、镍等金属材料、聚酰亚胺等树脂材料。通过使基板部41成为作为树脂材料的聚酰亚胺，能够提高耐热性，能够在形成拒液膜基底层后或者形成拒液膜后在高温下进行退火处理。或者，通过使基板部41成为作为树脂材料的PPS(Poly Phenylene Sulfide：聚苯硫醚)，能够提高尺寸稳定性，能够降低喷嘴长度偏差。另外，通过使基板部41成为作为金属材料的SUS，能够利用向SUS膜的穿孔加工、激光加工、或者电铸，容易地形成喷嘴2411。
另外，在上述实施方式以及变形例中，说明了层叠多个基板的弯曲模式的喷墨头的喷嘴基板，但不限定于此。例如，也可以成为将上述实施方式以及变形例的喷嘴基板应用于通过在与压电元件的极化方向正交的方向上施加电场而提供弯曲变形并对通道内墨加压的剪切模式的喷墨头的喷嘴基板的结构。
另外，能够在不脱离本发明的要旨的范围内，适宜地变更构成以上的实施方式以及变形例中的喷墨记录装置1的各部的细节结构以及细节动作。
产业上的可利用性
如以上所述，本发明的喷墨头、喷墨记录装置以及喷墨头的制造方法能够应用于使用墨的记录。

Claims (20)

1.一种喷墨头，具备喷嘴基板，该喷嘴基板具有：
基板部，形成有射出墨的喷嘴；
拒液膜基底层，形成于所述基板部的射出面侧，至少在表面具有硅氮化膜或者硅氧氮化膜；以及
拒液膜，形成于所述拒液膜基底层的射出面侧。
2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述墨包含颜料分子。
3.根据权利要求1或者2所述的喷墨头，其中，
所述墨是碱性的。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的喷墨头，其中，
所述拒液膜基底层形成于所述基板部的射出面侧以及所述喷嘴的流路内。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的喷墨头，其中，
具有形成于所述基板部的所述喷嘴的流路内的流路保护膜。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的喷墨头，其中，
所述拒液膜基底层由硅氮化膜构成。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的喷墨头，其中，
所述拒液膜基底层由硅氧氮化膜构成。
8.根据权利要求1至5中的任意一项所述的喷墨头，其中，
所述拒液膜基底层具有所述基板部侧的硅氮化膜和所述射出面侧的硅氧氮化膜。
9.根据权利要求1至5中的任意一项所述的喷墨头，其中，
所述拒液膜基底层具有所述基板部侧的硅氧化膜和所述射出面侧的硅氧氮化膜。
10.根据权利要求1至5中的任意一项所述的喷墨头，其中，
在所述拒液膜基底层中，调整所述基板部侧的硅氧化膜与所述射出面侧的硅氧氮化膜之间的氮以及氧的浓度梯度。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的喷墨头，其中，
所述基板部由硅、金属材料或者树脂材料构成。
12.一种喷墨记录装置，具备：
权利要求1至11中的任意一项所述的喷墨头；以及
清洁部，擦除所述拒液膜的射出面侧的墨。
13.一种喷墨头的制造方法，包括：
基板部生成工序，生成具有射出墨的喷嘴的基板部；
拒液膜基底层形成工序，在所述基板部的射出面侧，形成至少在表面具有硅氮化膜或者硅氧氮化膜的拒液膜基底层；
拒液膜形成工序，在所述拒液膜基底层的射出面侧，形成拒液膜而形成喷嘴基板；以及
喷墨头生成工序，生成具备所述喷嘴基板的喷墨头。
14.根据权利要求13所述的喷墨头的制造方法，其中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧，形成硅氮化膜的拒液膜基底层。
15.根据权利要求13所述的喷墨头的制造方法，其中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧，形成硅氧氮化膜的拒液膜基底层。
16.根据权利要求13所述的喷墨头的制造方法，其中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧，形成硅氮化膜，对该硅氮化膜的表面进行追氧化处理而形成所述拒液膜基底层。
17.根据权利要求13所述的喷墨头的制造方法，其中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧，形成硅氧化膜，对该硅氧化膜的表面进行追氮化处理而形成所述拒液膜基底层。
18.根据权利要求13所述的喷墨头的制造方法，其中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，控制氮以及氧的浓度梯度，形成从所述基板部侧的硅氧化膜变化至所述射出面侧的硅氧氮化膜的所述拒液膜基底层。
19.根据权利要求13至18中的任意一项所述的喷墨头的制造方法，其中，
在所述拒液膜基底层形成工序中，在所述基板部的射出面侧以及所述喷嘴的流路内，形成所述拒液膜基底层。
20.根据权利要求13至19中的任意一项所述的喷墨头的制造方法，其中，
包括：在所述喷嘴的流路内形成流路保护膜的流路保护膜形成工序。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115315353A (zh) * 2020-03-30 2022-11-08 富士胶片株式会社 液体喷出结构体、液体喷出头及液体喷出装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060012656A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-19 Ricoh Printing Systems, Ltd. Inkjet head, method for producing inkjet head, inkjet recorder and inkjet coater
CN1785674A (zh) * 2004-12-08 2006-06-14 精工爱普生株式会社 液滴喷头的制造方法、液滴喷头及液滴喷出装置
WO2006070557A1 (ja) * 2004-12-28 2006-07-06 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出ヘッド、液体吐出装置および液体吐出方法
JP2007290359A (ja) * 2006-03-10 2007-11-08 Canon Inc 液体吐出ヘッド基体、その基体を用いた液体吐出ヘッド及びそれらの製造方法
CN101284450A (zh) * 2001-12-11 2008-10-15 株式会社理光 液滴排放头及其制造方法
JP2010284949A (ja) * 2009-06-15 2010-12-24 Ricoh Co Ltd 液体吐出ヘッド、その製造方法、液体カートリッジ及び画像形成装置
JP2012081601A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Canon Inc インクジェットヘッド及びその製造方法
CN103660575A (zh) * 2012-09-26 2014-03-26 兄弟工业株式会社 制造液体喷射装置、喷嘴板的方法和液滴喷射装置
US20140375725A1 (en) * 2013-06-23 2014-12-25 Ricoh Company, Ltd. Liquid ejection head, and image forming apparatus using the liquid ejection head
JP2015227027A (ja) * 2014-06-02 2015-12-17 株式会社リコー 液体吐出ヘッド及びその製造方法、並びに画像形成装置
JP2016049673A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドの製造方法
WO2016158917A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 コニカミノルタ株式会社 液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法、液体吐出ヘッド用ノズルプレート及び液体吐出ヘッド

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004066510A (ja) 2002-08-02 2004-03-04 Hitachi Printing Solutions Ltd インクジェットプリンタ及びその液路処理方法
EP1973741B1 (en) 2005-12-23 2009-06-17 Telecom Italia S.p.A. Method of manufacturing an inkjet printhead

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101284450A (zh) * 2001-12-11 2008-10-15 株式会社理光 液滴排放头及其制造方法
US20060012656A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-19 Ricoh Printing Systems, Ltd. Inkjet head, method for producing inkjet head, inkjet recorder and inkjet coater
CN1785674A (zh) * 2004-12-08 2006-06-14 精工爱普生株式会社 液滴喷头的制造方法、液滴喷头及液滴喷出装置
WO2006070557A1 (ja) * 2004-12-28 2006-07-06 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出ヘッド、液体吐出装置および液体吐出方法
JP2007290359A (ja) * 2006-03-10 2007-11-08 Canon Inc 液体吐出ヘッド基体、その基体を用いた液体吐出ヘッド及びそれらの製造方法
JP2010284949A (ja) * 2009-06-15 2010-12-24 Ricoh Co Ltd 液体吐出ヘッド、その製造方法、液体カートリッジ及び画像形成装置
JP2012081601A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Canon Inc インクジェットヘッド及びその製造方法
CN103660575A (zh) * 2012-09-26 2014-03-26 兄弟工业株式会社 制造液体喷射装置、喷嘴板的方法和液滴喷射装置
US20140375725A1 (en) * 2013-06-23 2014-12-25 Ricoh Company, Ltd. Liquid ejection head, and image forming apparatus using the liquid ejection head
JP2015003483A (ja) * 2013-06-23 2015-01-08 株式会社リコー 液体吐出ヘッド及び画像形成装置
JP2015227027A (ja) * 2014-06-02 2015-12-17 株式会社リコー 液体吐出ヘッド及びその製造方法、並びに画像形成装置
JP2016049673A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドの製造方法
WO2016158917A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 コニカミノルタ株式会社 液体吐出ヘッド用ノズルプレートの製造方法、液体吐出ヘッド用ノズルプレート及び液体吐出ヘッド

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115315353A (zh) * 2020-03-30 2022-11-08 富士胶片株式会社 液体喷出结构体、液体喷出头及液体喷出装置

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