液体喷射记录头的制作方法

专利名称：液体喷射记录头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于喷射液体以形成喷射液滴、从而进行 记录的液体喷射记录头。
背景技术：
液体喷射记录头具有如下构成流3各形成构件(在下文中 称为"孔板")被连接到记录元件基板上，其中，流路形成构件 包括多个墨喷出口和作为与墨喷出口连通的墨流路的槽。记录 元件基板设置有开口的墨供给口 。在记录元件基板的与孔板连 接的表面，在与墨喷出口的位置对应的位置布置多个能量产生 元件(发热电阻)。通过记录元件基板与孔板之间的连接，形成 墨流路，从而建立从墨供给口到位于发热电阻上方的墨喷出口 的连通。因此，从墨供给口向墨流路供给墨，并且通过由发热 电阻的作用而产生的气泡的压力从墨喷出口喷出墨。
通过在设置有用于喷墨的能量产生元件(发热电阻)的记 录元件基板上形成可溶解树脂层、然后通过旋转涂覆(spin coating)等涂布(涂覆)在可溶解树脂层上形成构成孔板的涂 覆树脂层来制造该液体喷射记录头。然后，在涂覆树脂层上形 成墨喷出口。其后，可溶解树脂层被溶解，同时形成墨喷出口。 结果，树脂层的被溶解部分构成与墨喷出口和墨供给口连通的 墨流路，从而与墨流路对应地存在发热电阻。
然而，在该方法中，沿着可溶解树脂层的角部(台阶部) 形成涂覆树脂层，使得可能产生孔板的较厚部分与较薄部分之 间的偏差。在具有这种不均 一 厚度结构的孔板的液体喷射记录 头的情况下，存在孔板的较薄部分由于受到应力集中而剥离或者破损的可能性。由用于产生喷墨能量的发热电阻与孔板的前 表面之间的间隔确定墨的喷出量。因此，当孔板的厚度不恒定 从而孔板与发热电阻之间的间隔不均 一 时，非常难以稳定地进
行作为实现高清晰度记录的有效手段之一 的小液滴记录。
例如，在日本特开平10-157150号7>才艮和日本特开平 11-138817号公报中公开了用于解决该问题的方法。在日本特 开平10-157150号公报和日本特开平11-138817号公报中说明 的制造方法中，为了形成平坦形状的孔板，不仅在构成墨流路 的图案(pattern)上形成可溶解树脂层，而且在图案的外周部 上也形成可溶解树脂层，从而通过使用可溶解树脂层作为基部 来形成涂覆树脂层。根据在墨流路的外周部形成槽的该方法， 可以形成平坦形状的涂覆树脂层，从而使孔板的厚度均一。因 此，所得到的液体喷射记录头在孔板的前表面与发热电阻之间 的间隔是均 一 的，从而可以稳定地进行用于实现高清晰度记录 的小液滴i己录。
此外，不仅墨喷出口的附近而且墨喷出口的外侧都被孔板 覆盖，从而基板的表面没有大面积地露出。结果，当为了使用 而在打印机中实施或者安装液体喷射记录头时，可以防止记录 元件基板的表面被损坏而导致喷出缺陷。
即使在该液体喷射记录头中，也存在由于孔板的硬化或者 孔板的温度变化产生的应力而使形成在墨流路的外周的槽的边 缘部、即孔板的边缘部与长尺寸的头(elongated head)剥离 的可能性。特别地，与由于设置墨喷出口和墨流路而使体积减 小的孔板的内侧相比，孔板在槽的外侧具有大体积并且因此受 到大应力，从而剥离的发生频率进一步增加。由于应力随着用 于液体喷射记录头的孔板的厚度增加而变大，因此更容易出现 该剥离。日本特开2003-080717号7>才艮/>开了通过连接记录元件基 板和孔^反而形成的流^各。孔板包括由形成为包围各种颜色的流 路组的外侧的许多孔部12构成的孔部列(图IO)或者包括锯齿 (状)槽。结果，在孔板的孔部中或者在槽的边缘部的附近， 混和地存在指向各个方向的应力，部分应力4皮此抵消，从而作 用在该范围中的孔板上的应力比传统的应力小。因此，将剥离 的可能程度抑制为低水平。
然而，上述传统液体喷射记录头伴随有以下问题。
也就是说，在孔板设置有呈如图IO所示的形状的孔部列， 使得许多孔部形成为包围流路的外侧的情况下，在制造液体喷 射记录头期间出现下述问题。在制造液体喷射记录头期间，为 了检查液体喷射记录头的打印性能，实际执行打印。在检查打 印性能之后，冲洗掉附着在头表面上的雾(mist)状墨滴并且 进行干燥处理。通常由吹气(air blow)进行该干燥。然而， 在具有如图10所示的孔部列的形状的情况下，孔部12是仅在一 个表面上开口的连通通路，从而不能充分地获得吹气效果。结 果，在一些情况下，水滴或者未被完全干燥的墨滴残留在孔部 中。图ll是图IO所示的部分C的放大图。如图11所示，水滴或 者未被完全干燥的墨滴16容易残留在孔部12的侧面部。顺便提 及，在图ll中，示出记录元件基板上的孔板为透明构件。
在该状态下包装液体喷射记录头并且在运输期间液体喷射 记录头经受温度变化直到液体喷射记录头被交付到使用者的情 况下，残留在孔部中的水滴或者未被完全干燥且残留在孔部中 的墨滴蒸发，使得增粘物或者固着物残留在孔部中。其后，在 使用者进行打印期间，为了恢复打印机的喷出功能，可以由头 表面的清洁擦拭操作等将墨的增粘物或者固着物引出到头表 面。然后，这些物质靠近墨喷出口附近，从而导致在一些情况
5下出现如条紋或者不均 一 性等图像品质的下降。
作为另 一 问题，在具有被形成为包围墨流路的槽的形状的 情况下，当使头的长度进一步增加时，存在施加到基板的四个 角的应力、施加到喷嘴壁的端部的应力、以及施加到形成在墨 流路的外周的槽的边缘部的流路形成构件与基板之间的应力增 加的可能性。由于应力增加，出现流路形成构件与记录元件基 板剥离的现象，从而难以使液体喷射记录头长尺寸化。
此外，当发生上述剥离时，在包含在墨中的溶剂进入流路 形成构件与记录元件基板之间的界面的情况下，流路形成构件 与记录元件基板之间的附着性降低，从而由应力造成的流路形 成构件的剥离更加显著。因此，能够用于墨的材料的可选择性 变窄。

发明内容
本发明的主要目的是解决传统液体喷射记录头的上述问题。
根据本发明的一方面，提供一种液体喷射记录头，其包括
记录元件基板，其包括用于产生喷出液体用的能量的多个 能量产生构件；以及
流路形成构件，其纟皮连接到记录元件基纟反，该流路形成构 件包括与多个能量产生元件对应的多个喷出口并且包括与喷出 口连通的多个流^各，
其中，流路形成构件包括孔列，其包括被配置成包围流 路的孔；以及连通通路，其用于在靠近记录元件基板的位置建 立相邻的孔之间的连通。
根据本发明，可以提高记录元件基板与流路形成构件之间 的紧贴(adhesive)可靠性，从而保持图像品质。通过下面结合附图对本发明的优选实施方式的说明，本发 明的这些和其它目的、特征及优点将变得更加明显。


图l是用于示出本发明的第 一 实施方式的俯视图。
图2是图1所示的部分A的放大图。
图3是沿着图2所示的B-B线截取的剖视图。
图4是示出用于适当地实施本发明的液体喷射记录头的一 个实施方式的立体图。
图5是用于示出本发明的第二实施方式的俯视图。
图6A至图6C是用于示出本发明的第二实施方式中的孔部 列的剖视图。
图7是用于示出在本发明的第二实施方式中的孔部列的连
通通路处的墨保持状态的剖视图。
图8是用于示出本发明的第二实施方式中的孔部列的变型
实施方式的俯^L图。
图9是图8所示的部分B的放大图。
图IO是用于示出传统液体喷射记录头的俯视图。
图ll是图IO所示的部分C的放大图。
图12是用于示出本发明的第三实施方式的俯视图。
图13是沿着图12所示的D-D线截取的剖视图。
具体实施例方式
在下文中，将说明本发明的实施方式。
以下实施方式中说明的数值是示例性的，并且本发明不限 于这些数值。此外，本发明不限于下述各实施方式，而是可以 是这些实施方式的组合。本发明也可应用到将被包含在本发明
7中的其它实施方式。
本发明的液体喷射记录头可应用到在如纸张、丝、纤维、 织物、皮革、金属、塑料、玻璃、木材和陶瓷等记录介质(材 料)上进行记录的如打印机、复印机、包括通信系统的传真机、 如包括打印机部的文字处理器装置等设备。此外，该液体喷射 记录头也可用于与各种处理装置复合地组合的工业记录装置 等。这里，术语"记录"不仅表示如字符图像或者图形图像等 有意义的图像被赋予到记录介质，而且也表示如图案图像等无 意义的图像被赋予到记录介质。
第一实施方式
图4是示出适当地实施或者应用本发明的液体喷射记录头 的一个实施方式的局部切除的立体图。
该实施方式中的液体喷射记录头l是使用发热电阻的气泡
喷墨(bubble jet，注册商标)型，该发热电阻用于取决于电 信号产生引起相对于墨的膜沸腾的热能。此外，液体喷射记录 头l也是所谓的侧射型(side shooter type )记录头，其中，发 热电阻和墨喷出口彼此相对布置。
通过在如硅基板等记录元件基板10上层叠作为流路形成 构件的孔板ll来构成液体喷射记录头1。记录元件基板10设置 有以平行配置布置的用于青色、品红色和黄色的三个墨供给口 2。在各墨供给口2的两侧，发热电阻3和墨喷出口 74皮此对应地 形成，以形成用于各种颜色的喷出口列8。在硅基板上，形成 电配线、保险丝(fuse)或者电阻等以及电极部4等。此外，在 硅基板上，墨流路壁6和墨喷出口 7由树脂材料通过光刻 (photolithographic )技术形成。在用于向电配线供给电力的 电极部4处，由Au等形成突起(bump ) 5。
图l是从孔板侧看的该实施方式中的液体喷射记录头的示意图。
以如下方式制备液体喷射记录头l。在形成有用于喷墨的 发热电阻(未示出)的记录元件基板10上，溶解树脂材料(聚
曱基异丙烯基酮，TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD.的 "ODUR-1010")的可溶解层以形成墨供给口 。结果，树脂层 的溶解部分构成与墨喷出口 7和墨供给口 2连通的墨流路，并且 与这些墨流^^对应地存在发热电阻3 (图4)。此外，孔板ll包 括均由许多孔部(孔)12构成的孔部列(孔列)，许多孔部(孑L ) 12#:配置成包围与各喷出口列对应的流^各的外侧。在相邻的孔 部12之间，在孔寺反ll的下部(孔板11与记录元件基板10接触的 一侧)形成用于使相邻的孔部12彼此连通的连通通路13。
图2是用于详细示出孔板ll包括形成为包围形成在孔板ll 中的流路的外侧的许多孔部12并且包括用于在孔板ll的下部 使相邻的孔部12彼此连通的连通通路13的示意图，并且还是图 1所示的部分A的放大图。在图2中，示出孔板ll为透明构件。 在图2中，各孔部12的沿墨喷出口列方向的宽度(长度)L是大 约0.02mm，并且沿与墨喷出口列垂直的方向的宽度(长度) M是大约0.45mm。
图3是沿着图2所示的B-B线截取的剖视图。在图3中，用于 在孔板11的下部建立连通的连通通路13的高度N是大约 0.014mm,并且形成为包围形成在孔板11中的流路的外侧的许 多孔部12的高度O是大约0.025mm。
在沖洗掉在形成为包围形成在孔板11中的流路的外侧的 许多孔部12中残留的墨滴之后，进行制造液体喷射记录头l期 间的干燥处理中的吹气。为了去除残留在孔部12中的水滴或者 未被完全干燥的墨滴，从前表面侧(对应于与图2的平面垂直 的向下方向)朝向孔^反11吹气。如在该实施方式中那样，在孔板ll的记录元件基板侧的部位设置连通通路13的构造的情况 下，充分地获得吹气效果，从而可以充分地去除水滴或者未被 完全干燥的墨滴。也就是说，在液体喷射记录头l在运输期间 经受温度变化直到液体喷射记录头l被交付到使用者的情况 下，可以防止残留在孔部12中的水滴或者未被完全干燥的墨滴
蒸发而作为增粘物或者固着物残留在孔部12中的现象。因此，
消除了出现如条紋或者不均一性等图像品质下降的可能性，该 条紋或者不均 一 性是由在使用者进行打印期间由印刷工
(painter )的擦拭操作等将墨的增粘物或者墨的固着物引出到 头表面并且使其靠近墨喷出口 7的附近的现象所导致的。
从而，4艮据该实施方式，可以解决由制造液体喷射记录头 期间的千燥处理中的残留墨滴造成的问题。
第二实施方式
将详细说明第二实施方式，但是，用相同的附图标记或者 符号表示与第一实施方式中的组成部分或者构件相同的组成部 分或者构件。
图5是从孔玲反的上方看的该实施方式的液体喷射记录头的 一部分的放大俯视图。图6A至图6C是用于示出图5所示的孔板 中的孔部列的形状的示意图，其中，图6B是沿着图6A所示的 a-a'线截取的剖视图，图6C是沿着图6A所示的b-b'线截取的剖视图。
在图5中，对于墨供给口 (未示出)的每一侧，以300dpi 的密度布置墨喷出口 7以夹着墨供给口 ，墨喷出口 7不是沿直线 配置，而是在X方向上稍微偏离的状态下沿Y方向配置。此外， 与第一实施方式中类似，在与喷出口列对应的流路的外周，布 置多个孔部(槽)12。从记录元件基板到孔板ll的表面的距离 (OH)是70pm。形成在孔板ll的与记录元件基板接触的表面侧的流路的高度(流路形成构件的沿其厚度方向的尺寸)是
20iim。从对应于墨喷出口 7定位的各发热电阻(未示出)的中 央到相关的孔部12的距离取决于其位置而变化，但是是大约 200iim。
各孔部12具有X方向上的宽度尺寸是大约63iim， Y方向上 的宽度尺寸是80iim，并且深度与OH相同、即70iim的形状。 此外，墨进入孔部12。为此，在记录元件基^^的与孔部12对应 的位置处形成用于保护记录元件基板的电配线不受墨影响的 Ta防液体膜。
如图5所示，孔部12的具体形状是位于易于剥离的喷嘴 壁的端部位置的延长线P上的各孔部12被形成为贯通孔板11。 此外，在各墨喷出口7的中心的延长线Q上，设置以共面方式桥 接如图5所示的以列配置的各孔部12的内侧和外侧的部分(下 文中称为"桥接部14")。桥接部14也起到相邻的孔部12之间的 分隔的分隔部的功能。桥接部14的宽度(Y方向上的尺寸)是 20pm，并且桥接部14形成有与墨喷出口7相同的节距，即具有 300dpi (大约是83iim)的节距。也就是说，沿与墨喷出口7的 列垂直的X方向在与各墨喷出口 7的位置对应的位置处定位桥 接部14。
此外，如图6B所示，在桥接部14的下方，设置连通通路(中 空部)13，从而相邻的孔部12彼此连通。中空部13距离孑L板11 与记录元件基板10接触的表面的高度尺寸是20iim,该尺寸等 于流路的高度。
从而，桥接部14不与记录元件基板10气密性接触，从而仅 由桥接部14的刚性使以列配置的各孔部12的内侧区域和外侧 区域处于连接状态。结果，桥接部14构成独立于记录元件基板 10的结构，乂人而应力的影响容易分到以列配置的各孔部12的内
ii作为传统液体喷射记录头的问题的 由如上所述的长尺寸化头引起的基板的四个角处的应力集中以 及喷嘴壁的端部处的应力集中。
比较该实施方式的形状(图5和图6A至图6C所示的桥接形 状)与日本特开2003-080717号公报所示的传统实施方式(锯 齿状槽形状作为传统实施方式l，无槽形状作为传统实施方式 2 )。表1示出这三种形状关于施加到喷嘴壁的端部的应力 (MPa)("应力")、孔部列或者槽的边缘部的剥离("边缘剥 离")、以及基板的四个角处的孔板剥离("角剥离")的评价结 果。所使用的墨是颜料墨。
表l
传统实施方式传统实施方式 2第二实施方式
锯齿槽无槽桥接形状
应力(MPa)0.56.22.1
边缘剥离出现未出现未出现
角剥离未出现出现未出现
在该实施方式中，如图6B所示，在桥接部14的下方设置连 通通路13 ，并且桥接部14与记录元件基板IO之间的间隙是 20iim。
在墨进入该连通通路13的情况下，如图7所示，由于表面 张力导致墨15被保持在该连通通路13中，并且已进入孔部12 的雾也容易由于弯月面力而进入连通通路13，从而雾保持性能 高。结果，孔部12处的用于保持墨的体积增加，从而也实现了 防止(孑L4反)面湿墨(face-wetting ink)到达墨喷出口7的效 果。从而，墨可以4皮保持在孔部12，但是如第一实施方式所述，
12可以通过向墨施加如吹气等外力而容易地移动墨。
此外，如图8和作为图8所示的部分B的放大图的图9所示， 为了防止孔板ll在基板的四个角处剥离，孔部12未被设置在与 基板的四个角对应的位置处。此外，在该构造中，获得了消除 基板的四个角处的剥离和喷嘴壁的端部处的剥离的效果。
如从表l了解的那样，通过本发明人的研究发现为了防 止形成在墨流路的外周的槽的边缘部的剥离，应力集中在基板 的四个角而使未设置有槽的构造发生剥离。另一方面，在槽形 成结构中，在基板的四个角不出现剥离，而是在槽的边缘部、
特别是在槽的四个角出现剥离。此外，在锯齿槽的情况下，在 槽的边缘部出现剥离。因此，在该实施方式中，为了防止在基 板的四个角的剥离，同时，为了在墨流路的外周形成槽的情况 下防止槽边缘部的剥离，槽形成为桥接形状、而非锯齿形状。 也就是说，通过为槽设置桥接部，连接用于槽的外侧和内侧的 孔板材料，从而当槽的边缘部可能被剥离时由桥接部的强度抑 制由于应力导致的翘曲，以防止剥离。
另外，在该实施方式中，为了进一步提高基板的四个角的 剥离防止效果，在桥接部的下方设置中空结构。结果，桥接部 不与基板气密性接触，从而应力的影响容易分到槽的外部和内 部。此外，槽中的用于保持墨的容积增加，从而实现防止面湿 墨到达墨喷出口的效果。特别地，在桥接部与基板之间的中空 部，由弯月面保持雾，并且已经进入槽中的雾由于中空部处的 弯月面力容易进入中空部，从而雾保持性能高。
第三实施方式
图12是用于详细示出孔板21包括形成为包围形成在孔板 21中的流路的外侧的许多孑L部22、并且包括用于在孔板21的下 部使相邻的孔部22彼此连通的连通通路23的示意图。在图12中，示出孔板21为透明构件。在图12所示的该实施方式中，各 孔部22的沿墨喷出口配置方向的宽度(长度)L是大约0.02mm, 沿与墨喷出口配置方向垂直的方向的宽度(长度)M是大约 0.45mm。如图12所示，用于在孔玲反21的下部建立连通的连通 通路23具有锯齿形状。类似地，孔部22的边缘具有锯齿形状。 该锯齿形状具有宽度为20iim的最窄部。
图13是沿着图12所示的D-D线截取的剖视图。在图13中， 用于在孔板21的下部建立连通的连通通路23的高度N是 0.014mm,形成为包围形成在孔板21中的流路的外侧的许多孔 部22的高度O是0.025mm。
在该实施方式的构造中，除了第一实施方式的效果之外， 形成为包围形成在孔4反21中的流路的外侧的许多孑L部22、用于
温度变化而导致的应力增加来适当地抑制剥离。也就是说，在 孔板21的孔部22或者连通通路23的附近，通过形成锯齿形状的 连通通3各2 3和孔部2 2的边纟彖部来混和地存在指向各个方向的 应力，乂人而作用在该范围内的孔^反21上的应力比传统液体喷射 记录头中的小。因此，容易将剥离抑制在低水平。
虽然已经参照这里公开的结构说明了本发明，但是，本发 明不限于所阐述的细节，并且该申请旨在覆盖处于改进的目的 或者所附权利要求书的范围内的变型或修改。
权利要求
1.一种液体喷射记录头，其包括记录元件基板，其包括用于产生喷射液体用的能量的多个能量产生元件；以及流路形成构件，其被连接到所述记录元件基板，所述流路形成构件包括与所述多个能量产生元件对应的多个喷出口并且包括与喷出口连通的多个流路，其中，所述流路形成构件包括孔列和连通通路，所述孔列包括被配置成包围流路的孔，所述连通通路用于在靠近所述记录元件基板的位置建立相邻的孔之间的连通。
2. 根据权利要求l所述的液体喷射记录头，其特征在于， 由所述流^各形成构件的相邻的孔之间的部分以共面的方式连4妄 所述孔列的内侧区i或和外侧区域。
3. 根据权利要求l所述的液体喷射记录头，其特征在于， 在相邻的孔之间的部分处，在所述流i 各形成构件与所述记录元 件基板之间形成所述连通通路。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷射记录头，其 特征在于，所述连通通路与所述流路在所述流路形成构件的厚 度方向上具有相同的尺寸。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷射记录头，其 特征在于，所述孔与所述喷出口具有相同的配置节距。
6. 根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷射记录头，其 特征在于，除了与所述记录元件基板的四个角对应的位置之外， 对所述流路形成构件设置所述孔。
全文摘要
一种液体喷射记录头，其包括记录元件基板，其包括用于产生喷射液体用的能量的多个能量产生元件；以及流路形成构件，其被连接到记录元件基板，该流路形成构件包括与多个能量产生元件对应的多个喷出口并且包括与喷出口连通的多个流路。流路形成构件包括孔列，其包括被配置成包围流路的孔；以及连通通路，其用于在靠近记录元件基板的位置建立相邻的孔之间的连通。
文档编号B41J2/14GK101491971SQ200910008
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月21日 优先权日2008年1月23日
发明者村上修一, 武居康德, 池龟健, 福井茂树, 饭岛康 申请人:佳能株式会社