JP7528150B2 - 液体吐出ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
近年のインクジェットプリンタの分野では、高画質かつ高速な印刷物の出力が求められている。インクジェットプリンタには、液体を吐出する液体吐出ヘッドが設けられている。さらに液体吐出ヘッドは、液滴を吐出するための吐出口と、液体を吐出するための圧力を発生させるヒーターや圧電素子などの圧力発生素子と、その圧力が作用する圧力室を備えている。
特許文献1には、吐出口が形成された吐出口形成基板と、圧力室を形成する圧力室形成基板と、圧力発生素子が設けられ圧力室と連通する流路となる液体流路形成基板が接合された液体吐出ヘッドが記載されている。液体吐出ヘッドでは、液体流路形成基板の流路を流れた液体に、圧力発生素子が発生させる圧力が圧力室で作用することで、吐出口から液体が吐出される。また、吐出された液体の分だけ液体流路形成基板の流路を流れた液体が吐出口に供給されることで、メニスカスが一定に保たれ液体を高速に連続で吐出することが出来る。
特開2012-250517号公報
しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドでは、液体を高速に連続で吐出する場合、吐出口や流液体路などの流抵抗が大きいために吐出不良を生じる恐れがある。例えば吐出口では、液体を吐出する際に、吐出される液体と、吐出される液体に張力により引き寄せられながらも吐出されない液体が存在する。そのような吐出されない液体は、液面に戻るときの復帰力によりメニスカスに空隙を形成する。この時、メニスカスが吐出口形成基板の開口端にまでかかると、吐出口形成基板の開口端が抵抗となってしまう。その結果、液体が吐出口に導入されにくくなり、例えば、高周波数での吐出動作に液体のリフィルが間に合わなくなり、ひいては吐出不良が生じる恐れがある。
また、圧力室形成基板と液体流路形成基板とが接着剤で接合されている場合、液体流路が余剰接着剤で閉塞されることで、流抵抗が大きくなり液体が流れにくくなる恐れがある。このような場合も、吐出口に液体が供給されにくくなり、高周波数での吐出動作に液体のリフィルが間に合わず、吐出不良が生じる恐れがある。
本発明は上記課題を鑑み、液体の流抵抗の低減により吐出不良を抑制することができる液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、液体を吐出するための吐出口と、前記吐出口から液体を吐出する圧力を発生させるための圧力発生素子と、前記吐出口と連通し、かつ、前記圧力発生素子の駆動により発生する圧力を液体に作用させるための圧力室と、有する液体吐出ヘッドであって、前記吐出口が円柱状であり、前記吐出口の前記圧力室と連通する側の端部の内壁に、毛管現象により液体が導入される縦溝が、前記吐出口と前記圧力室とが連通する方向に延伸するように形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、液体の流抵抗の低減により吐出不良を抑制する液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することができる。
液体吐出ヘッドの断面図。 液体吐出ヘッドの吐出口近傍の拡大図。 2層構造の吐出口形成基板を備える液体吐出ヘッドの断面図。 2層構造の吐出口形成基板の接合部近傍の拡大図。 液体吐出ヘッドの吐出口近傍の拡大図。 圧力室形成基板と液体流路形成基板の接合部における拡大図。 液体吐出ヘッドの製造方法を示す概略図。
以下、図面を用いて本発明の各実施形態の例を説明する。尚、以下の実施形態は本発明事項を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせすべてが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。尚、同一の構成要素には同一の参照番号を付す。
(第1の実施形態)
図1は液体吐出ヘッド100の断面図である。本発明の液体吐出ヘッド100は、吐出口形成基板1、圧力室形成基板4及び液体流路形成基板7がこの順に積層されている。これらの基板は、複数の基板から形成されていてもよく、その他にも複数の基板が積層していても良い。
吐出口形成基板1には、液体を吐出するための吐出口2が形成されている。吐出口形成基板1は圧力室形成基板4と接着剤3により接合されている。吐出口形成基板1と圧力室形成基板4の接合方法は接着剤3に限定されず、2つの基板を接合することが出来ればよい。
圧力室形成基板4は振動板5と接合されており、後述する圧力発生素子の駆動により発生する圧力が作用する圧力室を形成する。圧力室形成基板4と振動板5を合わせて圧力室形成基板11とも称する。圧力室形成基板11は、液体流路10が形成された液体流路形成基板7と接着剤6により接着されている。図中の矢印方向に供給された液体は、液体流路10を流動し、圧力室8に供給される。
ここで、接着剤3及び接着剤6の材料は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、及びウレタン樹脂からなる群より選択されるいずれか一つの樹脂を含むことが好ましい。接着剤としては高い接合強度が得られることから、ベンゾシクロブテン樹脂を含むことがより好ましい。
振動板5上には圧力発生素子としての圧電素子9と、圧電素子9に電気的に接続される圧電駆動用の共通電極(不図示)が形成されている。また、各圧電素子の共通電極は、不図示の配線部材(例えば、フレキシブルケーブル等)を介して駆動回路と接続される。圧電素子9に駆動電気信号が伝達されることにより、圧電素子9が体積変化を起こし、振動板5を介して圧力室8に体積変化を伝える。これにより、圧力室8内の圧力が変化し、圧力室8内に充填されている液体を吐出口2から吐出する。
ここでは、圧力発生素子として圧電素子9を例に説明したが、圧力発生素子は熱により圧力室内の圧力を変化させるヒーターであってもよい。圧力発生素子がヒーターの場合、液体吐出ヘッド100は振動板5を有していなくてもよい。その場合、圧力室形成基板4は液体流路形成基板7と直接接合されていてもよい。
従来の液体吐出ヘッドの場合、上述したように、吐出口から液体を吐出する際に、実際に吐出される液体の張力により引き寄せられながらも、吐出されずに吐出口内に戻る液体が生じる。このような吐出されない液体が、吐出される液体の張力から解放され吐出口内に戻るとき、その復帰力によりメニスカス位置が圧力室内にまで後退することがある。このメニスカス位置の後退により、メニスカスが吐出口の入り口の開口端にまでかかると、吐出口入り口の開口端が抵抗となる。その結果、液体が吐出口内まで迅速に導入されにくくなり、高周波数での吐出動作に液体のリフィルが間に合わなくなり、吐出不良が生じる恐れがある。
図2は、本実施形態の液体吐出ヘッドの吐出口近傍の拡大図である。図2(a)は接合された吐出口形成基板1と圧力室形成基板4圧力室形成基板4側から見た面図、図2(b)は圧力室形成基板4側から見た吐出口2の斜視図、図2(c)は接合された吐出口形成基板1と圧力室形成基板4の断面図、図2(d)は吐出口の上面図である。本実施形態は、図2(c)に示すように吐出口の圧力室側の内壁に縦溝21が形成されている。
液体の吐出によりメニスカスに空隙が形成され、メニスカスが吐出口形成基板1の開口端にまでかかった場合であっても、吐出口2の圧力室側の内壁に縦溝21が形成されていることで毛管現象により液体が吐出口に導入されやすくなる。すなわち、縦溝21が形成されていることで、流抵抗を低減することが出来る。これにより、高周波数の吐出動作であっても液体のリフィルが追い付くようになり、吐出不良を抑制することが出来る。
縦溝21とは、図2(b)及び図2(c)に示すように、吐出口2の連通方向に略平行に形成される溝状の凹部を指す。なお、図2(a)に示すように、吐出口2の圧力室側の内壁に縦溝が形成されており、吐出口2の圧力室と反対側の内壁には縦溝が形成されていないことが好ましい。これにより、吐出口2の圧力室側の壁面では、吐出口形成基板の開口端との表面張力を抑制し、液体が吐出口に導入されやすくしながら、液体の吐出時にはメニスカの形状を丸形状にすることができるため、吐出される液体の精度を損なわない。すなわち、印刷物の画像品質を損なうことなく、吐出不良を抑制することができる。
液体を毛管現象により導入しやすくする観点から、本発明における縦溝は、吐出口の円周方向に沿って複数形成されていることが好ましい。さらに、毛管現象により効率的に液体を導入できるように、縦溝の径dは1μm以下であることが好ましい。ここで、縦溝の径dとは溝状の凹部の幅を示す。
以上の構成によれば、毛管現象により液体は吐出口に導入されやすくなるため、液体の流抵抗が低減され、吐出不良を抑制することが出来る。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態における液体吐出ヘッドの構成を図3を用いて説明する。尚、以降の説明においては、主として第1の実施形態と異なる部分のみを説明し、第1の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
本実施形態では、吐出口形成基板1が圧力室側に配される第1の基板31と、圧力室と反対側に配される第2の基板32が接着剤36により接着されて構成されている。第1の基板31は第1の貫通孔33を有し、第2の基板32は第2の貫通孔34を有している。第1の貫通孔33と第2の貫通孔34が連通することで吐出口35が形成されている。第1の貫通孔33と第2の貫通孔34の径は、同程度の寸法であることが好ましい。
図4は、第1の基板31と第2の基板32の接合部近傍の拡大図である。上述のように第1の基板と31と第2の基板32は接着剤36により接合されている。圧力室8から流れてきた液体は、第1の貫通孔33及び第2の貫通孔34をこの順に通過し、液体吐出ヘッドから吐出される。
第2の実施形態では、第1の貫通孔33の圧力室側の内壁に縦溝37が形成され、第2の基板側の内壁に縦溝38が形成されている。第1の貫通孔33の圧力室側の内壁に縦溝37が形成されていることで、第1の実施形態と同様に、第1の貫通孔33に液体が導入されやすくなる。また、第1の貫通孔33の第2の基板側の内壁に縦溝38が形成されていることで、第1の基板31と第2の基板32を接合する余剰接着剤が吐出口35を閉塞する恐れを抑制することができる。すなわち、第1の貫通孔33の第2の基板側に形成された縦溝38は、余剰接着剤の逃げ溝の役割を果たす。このように、余剰接着剤による閉塞を抑制することで、流抵抗を低減し吐出不良を抑制することできる。
なお、第1の貫通孔33の圧力室側の内壁に形成され縦溝37と、第2の基板側の内壁に形成された縦溝38は同一の縦溝であってもよい。すなわち、縦溝37と縦溝38は繋がっていても良い。この場合であっても、縦溝は流抵抗を下げる働きと、余剰接着剤の逃げ溝となる働きを果たすことが出来る。
第1の基板31と第2の基板32を接着している接着剤のうち、吐出口35の連通部分には凹凸が生じてしまいやすい。吐出口35の連通部分にそのような凹凸があると、液体の流抵抗が大きくなり、液体の流れが妨げられる。その結果、吐出速度や吐出体積のばらつきなどにより吐出不良が生じてしまう恐れがある。そこで、第2の貫通孔34の第1の基板31側の内壁に縦溝39が形成されていることが好ましい。これにより、第2の貫通孔34においても、第1の基板側の開口部の液体のメニスカス形状を縦溝の毛管現象により崩壊させることで、液体が導入されやすくなる。その結果、高周波数の吐出でも液体のリフィルが間に合うようになり、吐出不良を抑制することが出来る。
本実施形態における縦溝も第1の実施形態における縦溝と同様に、吐出口の円周方向に沿って複数形成されていることが好ましく、縦溝の径は1μm以下であることが好ましい。
以上の構成によれば、吐出口形成基板が複数の基板が接着剤により接合することで形成されている場合であっても、基板の接合面における液体の流抵抗を低減し、吐出不良を抑制することが出来る。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態における液体吐出ヘッドの構成を説明する。図5は、第3の実施形態における液体吐出ヘッドの吐出口近傍の拡大図である。第3の実施形態は、吐出口2の圧力室側の内壁に縦溝21が形成されているだけでなく、圧力室と反対側の内壁に凹凸部51が形成されている。
印刷速度向上のために、液滴を連続吐出すると、ノズル孔先端のメニスカスが吐出された液滴に引きつけられ振動し、液滴の形が崩れるなどの理由により、狙った形状や位置へ着弾できない恐れがある。そのため、液体の吐出後の吐出口先端のメニスカス形状を安定させることが重要である。
吐出口2の圧力室と反対側の内壁にスキャロップ(凹凸)構造を形成すると、吐出口の液体を吐出する側の開口端が丸みを帯びた形状になり、吐出される液滴の形状が安定した丸形状になりやすい。その結果、液体の着弾精度が向上し、印刷物の画質の低下を抑制することが出来る。
以上の構成によれば、高周波数の駆動における吐出不良を抑制しつつ、吐出口の圧力室と反対側の内壁にスキャロップ構造51が形成されることで、印刷物の画質の低下を抑制することが可能である。
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態における液体吐出ヘッドの構成を説明する。本実施形態では、吐出口形成基板1については、図1で述べた構成と同様であるため説明を省略する。図6は、圧力室形成基板11と液体流路形成基板7の接合面近傍の拡大図である。上述したように、圧力室形成基板11と液体流路形成基板7は接着剤6で接合されている。圧力室形成基板11と液体流路形成基板7が接合されることにより、液体が圧力室8へと供給される液体流路10が形成される。
圧力室形成基板11と液体流路形成基板7が接着剤6で接合されている場合には、液体流路10の配列を高密度化した際に、接合面からの余剰接着剤のはみ出しが生じやすい。その結果、液体流路が閉塞され流抵抗が大きくなり、吐出不良が生じる恐れがある。
第4の実施形態では、液体流路10の圧力室形成基板側の内壁に縦溝41が形成されている。余剰接着剤は毛管現象により縦溝41に充填され、液体流路10の内壁に周方向に広がる接着剤膜43を形成する。その結果、余剰接着剤が液体流路10を閉塞するリスクを抑制し、圧力室8及び吐出口2に液体が安定供給されるため、吐出不良を抑制することが出来る。
以上の構成によれば、圧力室形成基板11と液体流路形成基板7が接着剤6で接合されている場合であっても、余剰接着剤による液体の流抵抗を低減し、吐出不良を抑制することが出来る。
尚、本発明は上記の実施形態に制限されるものではない。本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。また、上述した各実施形態における構成を適宜組み合わせた形態も適用可能である。上述の実施形態に基づいて、以下に本発明にかかる実施例を示す。
本実施例では、本発明の特徴部分である吐出口形成基板1及び圧力室形成基板4の製造方法を説明する。図7は、上記実施形態における液体吐出ヘッドの製造方法を示す概略図である。吐出口形成基板1及び圧力室形成基板4の部材は、シリコン基板を用いるが、シリコン基板の導電性は限定されない。すなわち、シリコン基板の導電性は、P型、N型及びI型のいずれであってもよい。また、シリコン基板の厚さは、例えば、725μm程度であるが、これに限られない。
初めに、図7(a)に示すように、吐出口形成基板1となる725μm厚のシリコン基板70を用意した。シリコン基板70には、吐出口2から液体を吐出する方向となる第1の面71と、その裏面となる第2の面72が存在する。これを図7(b)に示すように、シリコン基板70の第1の面71側から、吐出口形成基板1の目標基板厚さ200μmよりも深い250μm深さの凹部73を形成した。凹部73の形成は、フォトリソグラフィの手法でパターニングし、ドライエッチングにより形成した。シリコン基板70の第1の面71にレジストをスピンコートで10um塗布し、露光現像処理を行うことでエッチングマスクを形成した。エッチングマスクのパターン(不図示)は、直径20μmであり、シリコン基板70の第1の面71に複数形成した。
次いで、ボッシュプロセスのドライエッチングにより、縦溝21が底部に複数形成された凹部73を形成した。ここで、ボッシュプロセスとは、基板の等方性エッチング、エッチング保護膜の形成及び基板の異方性エッチングの3つのステップを周期的に行うドライエッチング技術である。具体的には、等方性エッチングにより基板を等方的にエッチングし、エッチングされた凹部の底面及び側壁にエッチング保護膜を形成する。そして、凹部の深さ方向に異方性エッチングを行うことで、凹部の側壁に形成された保護膜を除去することなく、凹部の底面の保護膜を除去し、深さ方向にのみエッチングを進めていくことが出来る。これにより、基板の垂直な深掘りを高速かつ高アスペクト比で実現することが出来る。
ボッシュプロセスにより、凹部73に縦溝21を形成するためには、上記3つのエッチングサイクルにおいて、異方性エッチングの条件を弱くすることが挙げられる。条件を弱くすることにより異方性エッチングの異方性が小さくなると、異方性エッチング工程において、底面だけでなく側壁に形成された保護膜も一部除去される。すなわち、凹部の側壁の一部が露出された状態になる。凹部の側壁に保護膜残渣が形成された状態で等方性エッチングを行うことで、保護膜残渣のある箇所はエッチングが行われず、保護膜が除去され側壁の一部が露出された箇所はエッチングが進行するため縦溝が形成される。
具体的には、エッチングガスとして六フッ化硫黄ガスを使用し、保護膜の形成にはフルオロカーボンガスを用いた。通常の異方性エッチングを行う際のバイアスパワー100Wに対して、異方性エッチングにおけるバイアスパワーを50Wに設定してドライエッチングを行い、凹部に縦溝を形成した。その後、エッチングマスクであるレジストを除去し、図7(b)に示すような、シリコン基板70を形成した。
次いで、図7(c)に示す様に、シリコン基板70を第2の面72から200μm厚まで薄化し、吐出口形成基板1を作製した。薄化の方法は、シリコン基板の薄化方法であるバックグラインドによる研削薄化と、CMPによる研磨の工程を組み合わせて行った。薄化により、凹部73は貫通孔となり、吐出口形成基板1に吐出口2が形成された。このとき、凹部73に形成された縦溝21が吐出口開口部に露出し、吐出口開口部を始点として孔に沿った方向の縦溝21が形成された。
縦溝がある凹部が形成された基板の裏面から薄化処理をすることで、所望の厚さの基板に制御できるだけでなく、薄化面の開口部表面に縦溝を形成することができた。液体がメニスカスの表面張力による流路抵抗を受けるのは、開口部付近であるため、吐出口の開口部に縦溝が形成されていることが好ましい。
次に、図7(d)に示す様に圧力室形成基板4となる400μm厚のシリコン基板77を別体で用意した。シリコン基板77には、接着剤3が付される第1の面76と、裏面の第2の面75が存在する。
次に、図7(e)に示す様にシリコン基板77の第1の面76に圧力室8となる貫通孔78を開口し、圧力室形成基板4を作製した。貫通孔の形成では、まずフォトリソグラフィの手法でパターニングを行った。具体的には、シリコン基板77の表面にレジストをスピンコートで10um塗布し、露光現像処理を行うことでエッチングマスク(不図示)を形成した。エッチングマスクのパターンは、長辺100μm、横辺50μmであり、シリコン基板77に複数形成した。
次に、貫通孔を形成するために、ボッシュプロセスによるドライエッチングを行った。具体的には、六フッ化硫黄ガス及びフルオロカーボンガスを用いて、ドライエッチングを45分間行ない、シリコン基板77に設定狙い深さ450μmで貫通孔78を形成した。貫通孔78を形成した後、エッチングマスクであるレジストを除去した。
次に、図7(f)に示す様に、圧力室形成基板4の第1の面76に接着剤3を形成した。シリコン基板上に接着剤層を形成する方法としては、接着剤転写用基材に接着剤を塗布してから基板に転写する転写法を採用することができる。接着剤にはベンゾシクロブテン樹脂を用いた。
接着剤の硬化方式としては、熱硬化方式、及び紫外線遅延硬化方式が挙げられる。具体的には、接着剤転写用基材を用意し、接着剤としてベンゾシクロブテン溶液を厚さ3μmとなるようスピン塗布した。転写用基材としてはPETフィルムを用いた。また、溶液の塗布後に溶媒を揮発させるため、100℃で5分間ベーク処理を行った。転写用基材に形成された接着剤を、圧力室形成基板4の第1の面76に熱を加えながら接触させることで転写した。
次に、図7(g)に示す様に、吐出口形成基板1の第3の面74と圧力室形成基板4の第1の面76が対向するように貼りあわせることで、液体吐出ヘッドの接合基板79を形成した。基板の貼り合わせは、2つの基板に形成されている不図示のアライメントマークを用いて位置調整を行った上で、基板接合装置を用いて行い、その後接着剤を硬化させた。具体的には、接合アライメント装置を用いて吐出口形成基板1と圧力室形成基板4とを位置合わせしながら、真空中における加熱により接合を行った。真空度は100Pa以下、温度は150℃で接合を行った。接合を完了し冷却後に装置から取り出し、窒素雰囲気下のオーブンで250℃1時間の熱処理を行い、接着剤を硬化させた。このようにして、液体吐出ヘッドの接合基板79が完成した。
上記では、吐出口形成基板1の製造方法を詳述したが、吐出口形成基板1と同様の方法で液体流路形成基板7も製造することが出来る。また、作成した液体流路形成基板7と圧力室形成基板4の接合についても、吐出口形成基板1と圧力室形成基板4との接合方法と同様の方法で接合することが出来る。
上記では、第1の実施形態における液体吐出ヘッドの製造方法を例に説明したが、他の実施形態における液体吐出ヘッドも同様の方法で製造することが出来る。例えば、吐出口形成基板が第1の基板31及び第2の基板32から形成される場合には、第1の基板及び第2の基板のそれぞれに第1の凹部及び第2の凹部を形成し、ドライエッチングを行うことで第1の貫通孔33及び第2の貫通孔34を形成することが出来る。
作成した吐出口形成基板、圧力室形成基板及び液体流路形成基板を接合することで液体吐出ヘッド100を製造することが出来る。
以上、本発明を整理すると、本発明は以下の構成を含むものである。
(構成1)
液体を吐出するための吐出口と、前記吐出口が形成された吐出口形成基板と、液体を吐出する圧力を発生させる圧力発生素子と、前記圧力発生素子の駆動により発生する圧力が作用する圧力室と、前記圧力室が形成された圧力室形成基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、吐出口形成基板と前記圧力室形成基板は接合されており、前記吐出口の前記圧力室側の内壁に縦溝が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
(構成2)
前記縦溝は、前記吐出口の前記圧力室と反対側の内壁には形成されていない構成1に記載の液体吐出ヘッド。
(構成3)
前記縦溝は、前記吐出口の円周方向に沿って複数形成されている構成1または2に記載の液体吐出ヘッド。
(構成4)
前記吐出口の前記圧力室と反対側の内壁に凹凸部が形成されている構成1乃至3のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(構成5)
前記吐出口形成基板は、前記圧力室側に配される第1の基板が有する第1の貫通孔と、第2の基板が有する第2の貫通孔と、が連通するように、該第1の基板と該第2の基板とが接着剤により接着されて構成されており、前記吐出口は、前記第1の貫通孔と、前記第2の貫通孔と、から構成されており、前記縦溝は、前記第1の貫通孔の前記圧力室側の内壁に形成されている構成1乃至4のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(構成6)
前記第2の貫通孔の前記第1の基板側に縦溝が形成されている構成5に記載の液体吐出ヘッド。
(構成7)
前記第1の貫通孔に形成されている縦溝は、該第1の貫通孔の内壁の円周方向に沿って複数形成されており、前記第2の貫通孔に形成されている縦溝は、該第2の貫通孔の内壁の円周方向に沿って複数形成されている構成6に記載の液体吐出ヘッド。
(構成8)
前記圧力室に連通する液体流路と、前記液体流路が形成された液体流路形成基板と、をさらに有し、前記吐出口形成基板、前記圧力室形成基板、前記液体流路形成基板の順に積層されており、前記圧力室形成基板と前記液体流路形成基板は接着剤で接合されており、前記液体流路の前記圧力室形成基板側の内壁に縦溝が形成されている構成1乃至7のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(構成9)
液体を吐出する圧力を発生させる圧力発生素子と、前記圧力発生素子の駆動により発生する圧力が作用する圧力室と、前記圧力室が形成された圧力室形成基板と、前記圧力室に連通する液体流路と、前記液体流路が形成された液体流路形成基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、前記圧力室形成基板と前記液体流路形成基板は接着剤で接合されており、前記液体流路の前記圧力室形成基板側の内壁に縦溝が形成されていることを特徴する液体吐出ヘッド。
(構成10)
前記縦溝は、前記液体流路の円周方向に沿って複数形成されている構成9に記載の液体吐出ヘッド。
(構成11)
前記縦溝に前記接着剤が充填されている構成9または10に記載の液体吐出ヘッド。
(構成12)
前記縦溝の径が1μm以下である構成1乃至11のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(構成13)
液体を吐出する吐出口を形成する吐出口形成基板と、前記吐出口から液体を吐出するための圧力が作用する圧力室を形成する圧力室形成基板と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記吐出口形成基板に凹部を形成する工程と、前記凹部の側壁に保護膜を形成する工程と、前記凹部の前記圧力室側の保護膜の一部を除去することで、前記凹部の前記圧力室側の側壁の一部を周期的に露出させる工程と、前記凹部をドライエッチングすることで、前記吐出口形成基板に前記吐出口を形成する工程と、を有し、前記吐出口を形成する工程における前記ドライエッチングにより、前記吐出口の前記圧力室側に縦溝を形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
(構成14)
前記吐出口形成基板は、前記圧力室側に配される第1の基板が有する第1の貫通孔と、第2の基板が有する第2の貫通孔と、が連通するように、該第1の基板と該第2の基板とが接着剤により接着されて構成されており、前記吐出口は、前記第1の貫通孔と、前記第2の貫通孔と、から構成されており、前記第1の基板に第1の凹部を形成する工程と、前記第1の凹部の側壁に保護膜を形成する工程と、前記第1の凹部の前記圧力室側の保護膜の一部を除去することで、前記第1の凹部の前記圧力室側の側壁の一部を周期的に露出させる工程と、前記第1の凹部をドライエッチングすることで、前記第1の基板に前記第1の貫通孔を形成する工程と、を有し、前記第1の貫通孔を形成する工程における前記ドライエッチングにより、前記第1の貫通孔の前記圧力室側に縦溝を形成する構成13に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
(構成15)
前記第2の基板に第2の凹部と、を形成する工程と、前記第2の凹部の側壁に保護膜を形成する工程と、前記第2の凹部の前記第1の基板側の保護膜の一部を除去することで、前記第2の凹部の前記第1の基板側の側壁の一部を周期的に露出させる工程と、前記第2の凹部をドライエッチングすることで、前記第2の基板に前記第2の貫通孔を形成する工程と、を有し、前記第2の貫通孔を形成する工程における前記ドライエッチングにより、前記第2の貫通孔の前記第1の基板側に縦溝を形成する構成14に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
(構成16)
前記圧力室形成基板は、前記圧力室に連通する液体流路を形成する液体流路形成基板と接着剤により接着されて構成されており、前記液体流路形成基板に凹部を形成する工程と、前記液体流路形成基板の凹部の側壁に保護膜を形成する工程と、前記液体流路形成基板の凹部の前記圧力室側の保護膜の一部を除去することで、前記液体流路形成基板の凹部の前記圧力室側の側壁の一部を周期的に露出させる工程と、前記液体流路形成基板の凹部をドライエッチングすることで、前記液体流路形成基板に液体流路を形成する工程と、を有し、前記液体流路を形成する工程における前記ドライエッチングにより、前記液体流路の前記圧力室側に縦溝を形成する構成13乃至15のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
(構成17)
液体を吐出する圧力を発生させる圧力発生素子と、前記圧力発生素子の駆動により発生する圧力が作用する圧力室を形成する圧力室形成基板と、前記圧力室に連通する液体流路が形成された液体流路形成基板と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記液体流路形成基板に凹部を形成する工程と、前記凹部の側壁に保護膜を形成する工程と、前記凹部の前記圧力室側の保護膜の一部を除去することで、前記凹部の前記圧力室側の側壁の一部を周期的に露出させる工程と、前記凹部をドライエッチングすることで、前記液体流路形成基板に前記液体流路を形成する工程と、を有し、前記液体流路を形成する工程における前記ドライエッチングにより、前記液体流路の前記圧力室側に縦溝を形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
(構成18)
前記縦溝は、前記吐出口の円周方向に沿って複数形成されている構成13乃至17のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
(構成19)
前記縦溝の径が1μm以下である構成13乃至18のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
(構成20)
前記吐出口の前記圧力室と反対側の内壁に凹凸部が形成されている構成13乃至16のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
1 吐出口形成基板
2 吐出口
4 圧力室形成基板
5 振動板
7 液体流路形成基板
9 圧電素子
10 液体流路
11 圧力室形成基板
21 縦溝

Claims (12)

  1. 液体を吐出するための吐出口と、
    前記吐出口から液体を吐出する圧力を発生させるための圧力発生素子と、
    前記吐出口と連通し、かつ、前記圧力発生素子の駆動により発生する圧力を液体に作用させるための圧力室と、
    有する液体吐出ヘッドであって、
    前記吐出口が円柱状であり、
    前記吐出口の前記圧力室と連通する側の端部の内壁に、毛管現象により液体が導入される縦溝が、前記吐出口と前記圧力室とが連通する方向に延伸するように形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 前記縦溝は、前記吐出口の前記圧力室と反対側の端部の内壁には形成されていない請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記縦溝は、前記吐出口の円周方向に沿って複数形成されている請求項に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記吐出口の前記圧力室と反対側の端部の内壁に、前記溝が延伸する方向と交差する方向に延伸する横溝が形成されている請求項に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 前記吐出口が形成される吐出口形成基板を有し、
    前記吐出口形成基板は、第1の貫通孔を有し前記圧力室側に配される第1の基板第2の貫通孔を有する第2の基板、が接着剤により接着されて構成され、
    前記吐出口は、前記第1の貫通孔および前記第2の貫通孔によって形成されており、
    前記縦溝は、前記第1の貫通孔の前記圧力室側の端部の内壁に形成されている請求項に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 前記第2の貫通孔の前記第1の基板側の端部前記縦溝が形成されている請求項5に記載の液体吐出ヘッド。
  7. 前記第1の貫通孔に形成されている前記縦溝は、前記第1の貫通孔の内壁の円周方向に沿って複数形成されており、
    前記第2の貫通孔に形成されている前記縦溝は、前記第2の貫通孔の内壁の円周方向に沿って複数形成されている請求項6に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 前記圧力室が形成される圧力室形成基板と、
    前記圧力室に連通する液体流路が形成された液体流路形成基板と、
    を有し、
    前記吐出口形成基板、前記圧力室形成基板、前記液体流路形成基板、がこの順に積層され
    前記圧力室形成基板と前記液体流路形成基板第2の接着剤で接合され
    前記液体流路の前記圧力室形成基板側の端部の内壁に、毛管現象により液体が導入される第2の縦溝が、前記圧力室と前記液体流路とが連通する方向に延伸するように形成されている請求項に記載の液体吐出ヘッド。
  9. 前記第2の縦溝は、前記液体流路の円周方向に沿って複数形成されている請求項に記載の液体吐出ヘッド。
  10. 前記第2の縦溝には、前記第2の接着剤が充填されている請求項に記載の液体吐出ヘッド。
  11. 前記縦溝が延伸する方向と交差する方向における前記縦溝のは、1μm以下である請求項に記載の液体吐出ヘッド。
  12. 前記第2の縦溝が延伸する方向と交差する方向における前記第2の縦溝の幅は、1μm以下である請求項8に記載の液体吐出ヘッド。
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