JP2022017867A - 液体吐出ヘッド、及び液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体吐出ヘッド1は、液体を吐出する吐出エネルギーを発生する吐出素子31が形成された液体吐出ヘッド用基板10と、吐出口を形成する吐出口形成部材12と、液体吐出ヘッド用基板10と吐出口形成部材12との間に形成され吐出口13から吐出する液体を収容する液室23とを備える。液体吐出ヘッド用基板10は、基板11と、基板11に積層され、吐出素子31を絶縁する絶縁膜37と、液室23と連通するように基板11と絶縁膜と37に形成された連通口39と、吐出口形成部材12に対する密着性を有する耐液性絶縁膜38と、を備える。耐液性絶縁膜38は、絶縁膜37の吐出口形成部材12が設けられる側の面を覆い、一部が吐出口形成部材12と接する第1の部分と、絶縁膜37に形成された連通口39の内面を覆う第2の部分と、を備え、第1の部分と第2の部分とが連続的に設けられている。
【選択図】図2
Description
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。但し、以下の記載は本発明の範囲を限定するものではない。
本実施例に対する比較例における液体吐出ヘッド100の構成及び製造方法を、図3及び図4を参照しつつ説明する。図3(a)ないし図3(e)は本比較例の製造方法を示す断面図である。また、図4(a)は本比較例における液体吐出ヘッドの部分断面図、図4(b)は平面図である。
次に、本発明の第1実施例を説明する。以下では、図2(a)及び図2(b)に示す液体吐出ヘッド1の製造方法を、図5(a)ないし図5(e)に示した製造工程に基づいて段階的に説明する。図5(a)は、基板11上に耐キャビテーション層35のパターニング処理を行った状態を示す断面図である。この耐キャビテーション層35のパターニング処理を行うまでの工程は比較例1と同様であるため、説明を省略する。
次に本発明の第2実施例を説明する。上記の第1実施例では、吐出素子基板10のうち、インク等の液体との接触によって溶出し易い層間絶縁膜37のみをSiOCN膜等の耐液性絶縁膜38で覆う構成とした。これに対し、第2実施例は、基板11に形成されている液体流路18(液体供給流路18a、液体回収流路18b)の内面も耐液性を有する膜によって覆う構成を備える。
ここで、第1実施例及び第2実施例と比較例との比較を行う。図4(b)のように、比較例では、吐出素子基板10の表面側において、独立口39の周辺に、5μm程度の耐液性膜(TiO膜40)の重なり部40aを設けることが必要となる。これに対し、第1、第2実施例においては、図2及び図6に示すように、独立口39の周辺に耐液性膜の重なり部を設ける必要がない。このため本実施例では、比較例において必要とされていた重なり部40aの幅(5μm)を削除し、その分、独立口39の形成位置を吐出素子31に近づけた構成となっている。すなわち、本実施例における吐出素子31と独立口39との間の距離L1は、比較例における吐出素子31と独立口39との間の距離L2より、少なくとも重なり部40aの幅(5μm)だけ短縮された構成となっている。このため、比較例に比べ、液体吐出ヘッド1Aを小型化することが可能になると共に、液体の流抵抗を低減することができる。
上記実施形態及び実施例では、各吐出素子31の両側方に、独立供給口39aと独立回収口39bを形成し、独立供給口39aから圧力室23に供給した液体のうち、吐出口13から吐出されなかった残りの液体を独立回収口39bから回収する構成を示した。しかし、本発明はこのような構成に限定されない。吐出素子の両側方に設けた2つの独立口から圧力室に液体を供給する構成を採る液体吐出ヘッドにも本発明は適用可能である。さらに、圧力室に連通する独立口を吐出素子の一側方にのみ形成し、1つの独立口から圧力室に液体を供給する構成を採る液体吐出ヘッドにも本発明は適用可能である。
10 液体吐出ヘッド用基板
11 基板
12 吐出口形成部材
23 圧力室(液室)
31 吐出素子
37 層間絶縁膜(絶縁膜)
38 耐液性絶縁膜
39 独立口(連通口)
Claims (18)
- 液体の吐出エネルギーを発生する吐出素子が設けられた液体吐出ヘッド用基板と、液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材と、前記液体吐出ヘッド用基板と前記吐出口形成部材との間に形成され前記吐出口から吐出する液体を収容する液室と、を備えた液体吐出ヘッドであって、
前記液体吐出ヘッド用基板は、
基板と、
前記基板に積層され、前記吐出素子を絶縁する絶縁膜と、
前記液室と連通するように前記基板と前記絶縁膜とに形成された連通口と、
前記吐出口形成部材に対する密着性を有する耐液性絶縁膜であって、前記絶縁膜の前記吐出口形成部材が設けられる側の面を覆い、一部が前記吐出口形成部材と接する第1の部分と、前記絶縁膜に形成された前記連通口の内面を覆う第2の部分と、を備え、前記第1の部分と前記第2の部分とが連続的に設けられた耐液性絶縁膜と、を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記連通口は、前記絶縁膜に形成された第1開口部と、前記基板に形成された液体流路に連通する第2開口部とを含み、前記第1開口部の内面には前記耐液性絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記耐液性絶縁膜は、炭素原子を含んだ絶縁膜であることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記耐液性絶縁膜は、炭素原子を5atom%以上含有している絶縁膜であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記耐液性絶縁膜は、SiCN(炭窒化シリコン)膜、SiOCN(炭窒酸化シリコン)膜、SiOC(酸炭化シリコン)膜またはそれらの積層膜により形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出口形成部材は、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出口形成部材は、ネガ型感光性の樹脂層を複数積層した積層膜により構成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記積層膜を構成する前記樹脂層のうち、前記耐液性絶縁膜に接触する前記樹脂層には、ポリオールが含まれることを特徴とする請求項7に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1開口部及び前記第2開口部は、前記吐出素子の少なくとも一側方に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1開口部及び前記第2開口部は、前記吐出素子の両側方に形成され、
前記吐出素子の一側方に形成された前記第1開口部及び前記第2開口部は前記液室に液体を供給する供給口を構成し、
前記吐出素子の他側方に形成された前記第1開口部及び前記第2開口部は、前記液室から液体を回収する回収口を構成することを特徴とする請求項9に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第2開口部の内面及び前記液体流路の内面に第2耐液性絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第2耐液性絶縁膜は、前記第1開口部の内面に形成された前記耐液性絶縁膜を覆うことを特徴とする請求項11に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記耐液性絶縁膜は、SiCN(炭窒化シリコン)膜、SiOCN(炭窒酸化シリコン)膜、SiOC(酸炭化シリコン)膜またはそれらの積層膜により形成され、前記第2耐液性絶縁膜は、TiO(一酸化チタン)膜により形成されていることを特徴とする請求項11または12に記載の液体吐出ヘッド。
- 液体の吐出エネルギーを発生する吐出素子が設けられた液体吐出ヘッド用基板と、液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材と、前記液体吐出ヘッド用基板と前記吐出口形成部材との間に形成され前記吐出口から吐出する液体を収容する液室と、を備えた液体吐出ヘッドであって、
前記液体吐出ヘッド用基板は、
基板と、
前記基板に積層され、前記吐出素子を絶縁する絶縁膜と、
前記液室と連通するように前記基板と前記絶縁膜とに形成された連通口と、
前記絶縁膜の前記吐出口形成部材が設けられる側の面を覆い、一部が前記吐出口形成部材と接する第1の部分と、前記絶縁膜に形成された前記連通口の内面を覆う第2の部分と、を備え、前記第1の部分と前記第2の部分とが連続的に設けられた被覆膜であって、炭素原子を含むシリコン化合物で形成された前記被覆膜を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記被覆膜は、炭素原子を5atom%以上含有していることを特徴とする請求項14に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記被覆膜は、SiCN(炭窒化シリコン)膜、SiOCN(炭窒酸化シリコン)膜、SiOC(酸炭化シリコン)膜またはそれらの積層膜により形成されていることを特徴とする請求項14または15に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出口形成部材は、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項14ないし16のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 液体の吐出エネルギーを発生する吐出素子が形成された液体吐出ヘッド用基板と、液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材と、前記液体吐出ヘッド用基板と前記吐出口形成部材との間に形成され前記吐出口から吐出する液体を収容する液室と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
基板に対し前記吐出素子を絶縁する絶縁膜を積層する工程と、
前記絶縁膜に対し前記吐出素子の側方において開口部を形成する工程と、
前記吐出口形成部材に対する密着性を有し、前記絶縁膜において前記吐出口形成部材が設けられる側の面と前記開口部の内面とを連続的に覆う耐液性絶縁膜を形成する工程と、
前記耐液性絶縁膜の一部と接するように前記吐出口形成部材を設ける工程と、
を備えることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
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