專利名稱：液體噴出頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
頭及該液體噴出頭的制造方法，具體地，涉及一種用于通過(guò)向 打印介質(zhì)噴出墨來(lái)進(jìn)行打印的噴墨打印頭以及該噴墨打印頭的 制造方法。
背景技術(shù)：
通常，用在噴墨打印設(shè)備中的液體噴出頭(下文中也被稱 為打印頭)包括噴出口、與該噴出口連通的流^各、以及在該流 路中產(chǎn)生噴墨用的熱能的熱產(chǎn)生部。該熱產(chǎn)生部包括發(fā)熱電阻 器和向該發(fā)熱電阻器供給電力的電極。通常，在打印頭中，為 了防止電從熱產(chǎn)生部向墨傳導(dǎo)，用具有電絕緣性的保護(hù)層覆蓋 熱產(chǎn)生部。例如，氮化硅等被用作該保護(hù)層。由于用具有電絕 緣性的保護(hù)層覆蓋熱產(chǎn)生部并且以該方式配置熱產(chǎn)生部，因此， 確保了熱產(chǎn)生部與墨的電絕緣。
此外，在噴墨時(shí)的熱產(chǎn)生部中，由于熱產(chǎn)生部中的發(fā)熱電 阻器的加熱導(dǎo)致影響起泡的起泡部暴露于高溫。于是，在噴墨 時(shí)，熱產(chǎn)生部將受到例如墨的化學(xué)作用以及由于與墨中的起泡 和氣泡的收縮相關(guān)的氣穴現(xiàn)象導(dǎo)致的沖擊。為此，在熱產(chǎn)生部 的起泡部中，可在靠近貯墨器的部分設(shè)置具有耐氣穴性和耐墨 性的保護(hù)層，以覆蓋起泡部。當(dāng)由打印頭噴出墨時(shí)，隨著墨的
起泡，靠近貯墨器的保護(hù)層的表面升溫到接近700。C。因此， 除了如良好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性和耐堿性等特性之外，該 保護(hù)層還要求耐熱性。根據(jù)這些所要求的特性，已經(jīng)提出了貴 金屬、高熔點(diǎn)過(guò)渡金屬或其合金作為用于鄰近貯墨器的保護(hù)層的材料。此外，還提出了貴金屬或高熔點(diǎn)過(guò)渡金屬的氮化物、 氧化物、硅化物及碳化物或者非晶硅、無(wú)定形合金等。
在這些物質(zhì)之中，由于如銥和鉑等貴金屬的化學(xué)性能穩(wěn)定 并且具有難以與墨反應(yīng)的特性，因此，已經(jīng)采用如銥和鉑等貴 金屬作為配置在鄰近貯墨器的位置的保護(hù)層。日本特開
2007-269011號(hào)7>凈艮禾口日本#爭(zhēng)開2007-230127號(hào)7>才艮/>開了 <吏
用貴金屬作為配置在鄰近貯墨器的位置的保護(hù)層的材料的打印 頭。
圖8A示出了在日本特開2007-269011號(hào)公報(bào)中公開的噴 墨打印頭的剖視圖。在日本特開2007-269011號(hào)公報(bào)的噴墨打 印頭中，熱產(chǎn)生部10 2被埋設(shè)配置在基板101中的允許熱能被傳 遞到墨的位置。然后，具有電絕緣性的第一保護(hù)層103被配置 成覆蓋熱產(chǎn)生部102。此外，由貴金屬形成的第二保護(hù)層107 被配置在鄰近存儲(chǔ)墨的墨流路的部分，該第二保護(hù)層107覆蓋 第一保護(hù)層103。日本特開2007-269011號(hào)公報(bào)列舉了氮化硅作 為形成具有電絕緣性的第一保護(hù)層103的材料。此外，作為形 成第二保護(hù)層107的材料，列舉了作為貴金屬的銥。
圖8B示出了在日本特開2007-230127號(hào)/>才艮中公開的噴 墨打印頭的主要部分的放大剖視圖。在日本特開2007-230127 號(hào)公報(bào)的噴墨打印頭中，蓄熱層202、發(fā)熱電阻器層208、電極 層216 、保護(hù)層203和輔助層217順次形成在基才反201的上方。 此外，在輔助層217的上方，形成覆蓋所產(chǎn)生的熱作用于墨的 熱作用部的保護(hù)功能層218。蓄熱層202由熱氧化膜、SiO膜、 SiN膜等形成，并且暫時(shí)存儲(chǔ)由發(fā)熱電阻器層208產(chǎn)生的熱。發(fā) 熱電阻器層208通過(guò)被通電而產(chǎn)生熱，并且將熱能向墨傳遞。 電極層216由金屬材料形成并且起到布線的功能。保護(hù)層203 由SiO膜、SiN膜等形成并且用作具有電絕緣性的絕緣層。輔助層217由鉭(Ta )或者鈮(Nb )形成，在電解液中電解蝕刻時(shí) 形成鈍化膜(passive film),以通過(guò)蝕刻形成保護(hù)功能層218。 保護(hù)功能層218是用來(lái)保護(hù)熱產(chǎn)生部免受與發(fā)熱電阻器層208 中的發(fā)熱電阻器的熱產(chǎn)生相關(guān)的化學(xué)沖擊或者物理沖擊的層。 作為形成保護(hù)功能層218的材料，列舉了作為貴金屬的銥。
然而，在采用由貴金屬形成的保護(hù)層作為鄰近貯墨器配置 的保護(hù)層的情況下，存在由貴金屬形成的保護(hù)層與流路形成構(gòu) 件之間的附著性差的問(wèn)題。
通常，流路形成構(gòu)件被接合到配置有熱產(chǎn)生部的基板，從 而在流^各形成構(gòu)件中限定墨流^各和液室。以該方式形成打印頭。 此外，在用于保護(hù)被配置的熱產(chǎn)生部的保護(hù)層被配置在基板中 的情況下，基板和流路形成構(gòu)件經(jīng)由該保護(hù)層被接合在一起。 因此，如果保護(hù)層與流路形成構(gòu)件之間的附著性差，則在保護(hù) 層與流路形成構(gòu)件之間可能出現(xiàn)剝離。為此，在日本特開 2007-269011號(hào)公報(bào)中，在貴金屬與流路形成構(gòu)件之間設(shè)置附 著層，以提高貴金屬與流路形成構(gòu)件之間的附著性。
在日本特開2007-269011號(hào)公報(bào)中，如圖8A所示，在基板 101和流路形成構(gòu)件10 9之間夾著第 一 保護(hù)層10 3和第二保護(hù)層 107的狀態(tài)下將基板101和流路形成構(gòu)件109接合在一起，從而 形成打印頭。這里，日本特開2007-269011號(hào)公^t艮的打印頭中 的第二保護(hù)層107由作為貴金屬的銥形成，從而，如果第二保 護(hù)層107和流路形成構(gòu)件109被直接接合在一起，則第二保護(hù)層 107和流路形成構(gòu)件109之間的附著性差。因此，在日本特開 2007_269011號(hào)7>報(bào)中，在第二保護(hù)層107和流路形成構(gòu)件109 之間夾著附著層112和樹脂附著層113的狀態(tài)下將第二保護(hù)層 107和流路形成構(gòu)件109接合在一起。從而，當(dāng)流路形成構(gòu)件109 被接合到基板101時(shí)，樹脂附著層113和流路形成構(gòu)件10 9將被接合在一起。因此，提高了這些構(gòu)件之間的附著性，并且防止
了構(gòu)成打印頭的基板101與流路形成構(gòu)件109之間的剝離。
然而，在制造日本特開2007-269011號(hào)/>沖艮中乂>開的打印 頭時(shí)，在基板101的上方形成第二保護(hù)層107之后，需要與保護(hù) 層103、 107的形成步驟分開的附著層112和;時(shí)脂附著層113的形 成步驟。為了將由熱產(chǎn)生部102產(chǎn)生的熱高效地向墨傳遞，熱 產(chǎn)生部102與液室之間的部件越少越好。因此，可以預(yù)期如下 構(gòu)造如日本特開2007-269011號(hào)公報(bào)中公開的打印頭那樣， 在熱產(chǎn)生部102與液室之間不配置 一對(duì)脂附著層113。如果以該方 式在熱產(chǎn)生部102與液室之間不配置樹脂附著層113,則將出現(xiàn) 去除與熱產(chǎn)生部102對(duì)應(yīng)的區(qū)域中的樹脂附著層113的步驟，結(jié) 果可能進(jìn)一步增加制造步驟的數(shù)量。因此，打印頭的制造步驟 的數(shù)量的增加可能增加制造打印頭所需的時(shí)間，并且還可能增 力口制造成本。
此外，在日本特開2007-230127號(hào)公報(bào)公開的打印頭中， 如圖8B所示，在熱產(chǎn)生部中的發(fā)熱電阻器的上方，配置由作為 貴金屬的銥形成的覆蓋起泡部的保護(hù)功能層218。于是，在日 本特開2007-230127號(hào)公報(bào)公開的打印頭中，在發(fā)熱電阻器的 除了起泡部之外的區(qū)域不形成保護(hù)功能層218。在日本特開 2007-230127號(hào)公報(bào)的打印頭中，通過(guò)蝕刻去除發(fā)熱電阻器的 除了起泡部之外的區(qū)域中的保護(hù)功能層218。從而，當(dāng)流路形 成構(gòu)件被接合到基板2 01時(shí)，由作為貴金屬的銥形成的保護(hù)功 能層218和流路形成構(gòu)件將不會(huì)被接合在一起。因此，很好地 確保了基板201與流路形成構(gòu)件之間的附著性并且防止了基板 201與流路形成構(gòu)件之間的剝離。
然而，在制造日本特開2007-230127號(hào)7>才艮的打印頭時(shí)， 需要如下步驟保護(hù)功能層218被形成為預(yù)定形狀，使得保護(hù)功能層218可以不與基板2 01和流路形成構(gòu)件之間的接合部接 觸。在日本特開2007-230127號(hào)公才艮中，通過(guò)蝕刻去除與保護(hù) 功能層218中的除了起泡部之外的區(qū)域?qū)?yīng)的部分而使保護(hù)功 能層218形成為預(yù)定形狀。為此，制造打印頭所需的時(shí)間可能 增加了使保護(hù)功能層218形成為預(yù)定形狀的步驟的時(shí)間，并且 制造成本可能增加。
發(fā)明內(nèi)容
于是，考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種在防止 打印頭中的基板與流路形成構(gòu)件之間的剝離的同時(shí)簡(jiǎn)化打印頭
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種液體噴出頭，其具有噴 出液體用的噴出口，該液體噴出頭包括基板，其包括用于產(chǎn) 生/人噴出口噴出液體用的熱能的熱產(chǎn)生部以及被i殳置成覆蓋熱 產(chǎn)生部的層；以及由樹脂制成并且被設(shè)置成與所述層接觸的構(gòu) 件，該構(gòu)件包括與噴出口連通的液體流路的壁；其中，所述層 的與熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分含有作為主要成分的貴金屬，并且該 部分的每單位體積的貴金屬的原子百分?jǐn)?shù)的值比所述層的與所 述構(gòu)件接觸的部分的每單位體積的貴金屬的原子百分?jǐn)?shù)的值 大。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種液體噴出頭的制造方法， 該液體噴出頭具有噴出液體用的噴出口 ；該方法包4舌以下步驟 設(shè)置基板，在該基板中設(shè)置用于產(chǎn)生從噴出口噴出液體用的熱 能的熱產(chǎn)生部以及被設(shè)置成覆蓋熱產(chǎn)生部的層，該層包括貴金 屬的氧化物；在所述層上設(shè)置由樹脂制成的構(gòu)件，該構(gòu)件包括 與噴出口連通的流路的壁；以及通過(guò)對(duì)熱產(chǎn)生部進(jìn)4亍加熱來(lái)還 原所述層的與熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分。根據(jù)本發(fā)明，在防止打印頭中的基板與流路形成構(gòu)件之間 的剝離的同時(shí)簡(jiǎn)化打印頭的制造過(guò)程。因此，可以提供一種減 少制造打印頭所需的時(shí)間并且減少打印頭的制造成本的打印頭 及其制造方法。
通過(guò)下面(參照附圖)對(duì)典型實(shí)施方式的說(shuō)明，本發(fā)明的 其它特征將變得明顯。
圖l是根據(jù)本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式的打印頭的立體圖2是沿著圖1的打印頭的II-II線的剖視圖3是示出圖l的打印頭的變型例的剖視圖4A至圖4D是用于說(shuō)明圖l的打印頭的制造過(guò)程的說(shuō)明
圖5A至圖5D是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的打
印頭的制造過(guò)程的說(shuō)明圖6是示出圖5D的打印頭的變型例的剖視圖7是根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施方式的液體噴出頭的另 一 示
意性剖視圖8A是示出傳統(tǒng)打印頭的例子的剖視圖，圖8B是示出傳統(tǒng) 打印頭的另 一例子的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照
實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。 第一實(shí)施方式
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式的打印頭100的立 體圖。打印頭100包括基板l,在該基板l中配置有熱產(chǎn)生部2; 和流路形成構(gòu)件9，在該流路形成構(gòu)件9中形成有噴出口 11。用于有選擇地驅(qū)動(dòng)熱產(chǎn)生部2的如轉(zhuǎn)換晶體管等半導(dǎo)體元件被配 置在基板1中。然后，基板1和流路形成構(gòu)件9被接合在一起，
從而在基板1和流路形成構(gòu)件9之間限定能夠存儲(chǔ)作為液體的 墨的液室IO。墨被存儲(chǔ)在液室10中，由熱產(chǎn)生部2將熱能傳遞 到該墨，從而從噴出口ll噴出墨。此外，在基板l中，用于向 打印頭100供給墨的墨供給口 21被形成為與液室IO連通。墨從 未示出的儲(chǔ)墨器經(jīng)由墨供給口 21被供給到打印頭100。
圖2示出了沿著圖1的II-II線的剖視圖。圖2是示出該實(shí)施 方式的打印頭100的主要部分的放大剖視圖。如圖2所示，在該 實(shí)施方式的打印頭100中，熱產(chǎn)生部2被埋設(shè)配置在基板1中的 流路形成構(gòu)件側(cè)的部分，該部分面對(duì)液室IO。這里，在基^反1 中，液室10和流^各形成構(gòu)件9的近側(cè) 一皮稱為流路形成構(gòu)件側(cè)。
在基板1的流路形成構(gòu)件側(cè)的部分，配置覆蓋熱產(chǎn)生部2的 保護(hù)層20。在該實(shí)施方式中，保護(hù)層20包括第一保護(hù)層3和第 二保護(hù)層7。第 一保護(hù)層3被配置成覆蓋基板1的流路形成構(gòu)件 側(cè)的部分，并且第一保護(hù)層3由具有電絕緣性的材料形成。在 該實(shí)施方式中，在基板l的流路形成構(gòu)件側(cè)，形成覆蓋基板l中 的流路形成構(gòu)件側(cè)的整個(gè)表面的第 一 保護(hù)層3 。第 一 保護(hù)層3被 形成為含有氮化硅。在該實(shí)施方式中，第一保護(hù)層3由氮化硅 形成。此外，第二保護(hù)層7被布置成覆蓋第一保護(hù)層3的流路形 成構(gòu)件側(cè)，并且第二保護(hù)層7被形成為含有作為主要成分的貴 金屬。術(shù)語(yǔ)"主要成分"指的是每單位體積的貴金屬的原子百 分?jǐn)?shù)不小于大約60%并且優(yōu)選不小于80%。作為用于形成第二 保護(hù)層的貴金屬，可以使用例如金、銀、鉑、銠、4巴、銥、釕、 鋨等。
在第一保護(hù)層3和第二保護(hù)層7之間，配置有被形成為含有 鉭(Ta)、鈮(Nb)或其化合物的附著層4。從而，能夠保持間的附著性高。
此外，在保護(hù)層20中的流路形成構(gòu)件9接合到基板1的部
分，流路形成構(gòu)件側(cè)的表面由貴金屬的氧化物制成?？梢允褂?包括環(huán)氧樹脂、聚醚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、
聚酯樹脂等的熱塑性樹脂作為用于流路形成構(gòu)件9的材料。
在圖2所示的第一實(shí)施方式的打印頭100中，使用銥作為用 于形成第二保護(hù)層的貴金屬。于是，在形成于基板l的上方的 第二保護(hù)層7的將被接合到流路形成構(gòu)件9的部分40 ，流路形成 構(gòu)件側(cè)的表面由氧化銥制成。因此，在被布置成覆蓋基板l的 流路形成構(gòu)件側(cè)的表面的第二保護(hù)層7的由氧化銥制成的部 分，流路形成構(gòu)件9被接合到基板1。
然后，在第二保護(hù)層7的流路形成構(gòu)件側(cè)的與熱產(chǎn)生部2對(duì) 應(yīng)的部分30的表面由貴金屬制成。與熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分30的 貴金屬的每單位體積的氧的原子百分?jǐn)?shù)低于與流路形成構(gòu)件接 觸的部分40的貴金屬的每單位體積的氧的原子百分?jǐn)?shù)。在該實(shí) 施方式中，在第二保護(hù)層7的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分，流路形 成構(gòu)件側(cè)的表面由銥形成。此外，在第二保護(hù)層7中，與熱產(chǎn) 生部對(duì)應(yīng)的部分3 0優(yōu)選與和流路形成構(gòu)件4妻觸的部分4 0連續(xù)。 然而，這些部分可以不連續(xù)，并且可以在這些部分之間i殳置其 它構(gòu)件。
此外，在該實(shí)施方式的打印頭100中，在第二^f呆護(hù)層7的距 流路形成構(gòu)件側(cè)的由氧化銥制成的部分的表面預(yù)定距離內(nèi)的區(qū) 域中，越靠近流路形成構(gòu)件9，氧化銥的氧含量越高。換句話 說(shuō)，上述含量是每單位體積的氧化銥的氧的原子百分?jǐn)?shù)。相反 地，在第二保護(hù)層7的距流路形成構(gòu)件側(cè)的表面預(yù)定距離內(nèi)的 區(qū)域中，越遠(yuǎn)離流路形成構(gòu)件9，氧化銥中的氧含量越低。因 此，第二保護(hù)層中的流路形成構(gòu)件側(cè)的由氧化銥制成的部分被形成為使得最靠近流路形成構(gòu)件側(cè)定位的部分可以具有最高的 氧含量。由于第二保護(hù)層7的被接合到流路形成構(gòu)件9的部分是
具有較高的氧含量的部分，因此，確保了第二保護(hù)層7和流路 形成構(gòu)件9之間的高附著性。
根據(jù)該實(shí)施方式的打印頭100,保護(hù)層20中的流路形成構(gòu) 件側(cè)的部分的表面的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分由作為貴金屬的 銥制成。因此，可以保護(hù)熱產(chǎn)生部2免受由于氣穴導(dǎo)致的沖擊 或者墨的化學(xué)作用。
此外，根據(jù)該實(shí)施方式的打印頭100,流路形成構(gòu)件9在被 配置成覆蓋基板1的第二保護(hù)層7中的由作為金屬氧化物的氧 化銥制成的部分被接合到基板l。因此，能夠確保基板l與流路 形成構(gòu)件9之間的高附著性，并且能夠防止基板l與流路形成構(gòu) 件9之間的剝離。這確保了打印頭100的高可靠性。
此外，在該實(shí)施方式中，由于與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分30 由銥制成，因此，可以通過(guò)電化學(xué)溶出該銥來(lái)去除附著到第二 保護(hù)層上的難溶物質(zhì)"結(jié)垢(kogation)"。這里，當(dāng)由打印頭 噴出墨時(shí)，在熱產(chǎn)生部的起泡部中，含在墨中的顏色材料、添 加劑等被高溫加熱，從而這些材料可以以分子級(jí)^皮分解并且被 轉(zhuǎn)化成難溶物質(zhì)。然后，這些物質(zhì)可能被吸附到熱產(chǎn)生部上。 該現(xiàn)象被稱為"結(jié)垢(焦沉積)"。如果出現(xiàn)"結(jié)垢"并且難溶 有機(jī)物和無(wú)機(jī)物被吸附到熱產(chǎn)生部上，則由于被吸附的物質(zhì)， 從熱產(chǎn)生部到墨的熱傳導(dǎo)可能變得不均勻，結(jié)果，起泡可能變 得不穩(wěn)定。然而，在該實(shí)施方式中，第二^f呆護(hù)層7的流^^形成 構(gòu)件側(cè)的表面的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分由銥形成。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的液體噴出頭的另 一示 意性剖視圖。利用圖7說(shuō)明去除結(jié)垢的電化學(xué)反應(yīng)。在基板1中， 設(shè)置有由SiO膜、SiN膜等形成的蓄熱層202。電極布線層205包括如A1、 Al-Si、 Al-Cu等金屬材料。通過(guò)去除電極布線層205 的一部分并且露出發(fā)熱電阻器層204來(lái)形成熱產(chǎn)生部2。電極布 線層205被連接到未示出的驅(qū)動(dòng)元件電路或者外部電源端子， 從而電極布線層205能夠接收來(lái)自外部的電力。第一保護(hù)層3被 設(shè)置為熱產(chǎn)生部2和電極布線層205的上層，并且第一保護(hù)層3 由SiO膜、SiN膜等形成。在熱產(chǎn)生部2的上方，經(jīng)由附著層4 設(shè)置第二保護(hù)層7,該第二保護(hù)層7保護(hù)熱產(chǎn)生部2免受與熱產(chǎn) 生相關(guān)的化學(xué)沖擊或者物理沖擊，并且溶出以在清潔處理時(shí)去 除結(jié)垢。在該實(shí)施方式中，作為與墨接觸的第二保護(hù)層7，設(shè) 置含有通過(guò)墨中的電化學(xué)反應(yīng)而溶出的貴金屬作為主要成分的 第二保護(hù)層。具體地，與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分含有作為主要 成分的銥。
第二保護(hù)層的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)且含有作為主要成分的銥 的部分用作向墨施加由熱產(chǎn)生部2產(chǎn)生的熱的熱作用部。利用 導(dǎo)電性材料形成附著層4,從而第二保護(hù)層7借助于通孔210經(jīng) 由附著層4被電連接到電極布線層205。電極布線層205延伸到 噴墨頭用的基體的端部，并且電極布線層205的頂部用作與外 部形成電連接的外部電才及211。為了去除熱產(chǎn)生部2上方的結(jié) 垢，利用墨與第二保護(hù)層7的與熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分的銥部分 之間的電化學(xué)反應(yīng)。為此，在第一保護(hù)層3中形成通孔210，從 而第二保護(hù)層7與電極布線層205經(jīng)由附著層4彼此電連接。電 極布線層205一皮連接到外部電極211, 乂人而第二保護(hù)層7與外部 電極211彼此電連接。
此外，在由流路形成構(gòu)件9形成的流^各中，設(shè)置電極層207。 作為電極層207,優(yōu)選使用即使與如墨等電解液接觸也不受影 響的金屬。當(dāng)流路中不存在溶液時(shí)，第二保護(hù)層7與電極層207 彼此不電連接。然而，如果在基板的上方存在含有墨的電解液，
14則電流將流過(guò)該溶液。結(jié)果，銥部分的表面在第二保護(hù)層7與 墨之間的界面處發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，并且銥部分的表面被電解以 去除結(jié)垢。當(dāng)打印頭被安裝在打印設(shè)備等上時(shí)，可以通過(guò)從設(shè) 備側(cè)對(duì)打印頭通電來(lái)施加上述電壓。此外，也可以通過(guò)將打印 頭安裝在施加電壓專用的設(shè)備上并且對(duì)打印頭通電來(lái)去除結(jié) 垢。
因此，通過(guò)4吏由銥制成的部分的表面溶出并JU吏形成沉積 的"結(jié)垢"的物質(zhì)與溶出的銥一起流動(dòng)來(lái)從第二保護(hù)層7的流 路形成構(gòu)件側(cè)的表面去除打印頭中的"結(jié)垢"。這樣，能夠從基 板1上方的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分的表面去除形成"結(jié)垢"的 物質(zhì)。
注意，如圖3所示，含有聚醚酰胺的熱塑性樹脂的附著提 高層50可被設(shè)置在打印頭100中的包含環(huán)氧樹脂的流路形成構(gòu) 件9與第二保護(hù)層7的氧化銥部分6接觸的表面。這可以進(jìn) 一 步 提高基板l與流路形成構(gòu)件9之間的附著性。由于含有聚醚酰胺 的熱塑性樹脂與環(huán)氧樹脂具有良好的附著性，并且與如銥等貴 金屬具有高附著性，因此，該熱塑性樹脂能夠防止流路形成構(gòu) 件9剝離。
接著，參照?qǐng)D4A至圖4D說(shuō)明第 一 實(shí)施方式的打印頭的制 造方法。
首先，在保護(hù)層形成步驟中，在基板l的流路形成構(gòu)件側(cè) 的部分，形成第一保護(hù)層3和第二保護(hù)層7，該第一保護(hù)層3被 形成為覆蓋熱產(chǎn)生部2，該第二保護(hù)層7由作為貴金屬的銥制成 并且被形成為覆蓋第一保護(hù)層。在保護(hù)層形成步驟中，首先， 如圖4 A所示，在其中配置有熱產(chǎn)生部2的基板1的上方形成第一 保護(hù)層3。從而，在配置于基板l中的熱產(chǎn)生部2的上方形成第 一保護(hù)層3。此時(shí)，通過(guò)等離子體增強(qiáng)CVD形成第一保護(hù)層3。由氮化硅形成厚度為300nm至1000nm的第 一保護(hù)層3。
接著，在第一保護(hù)層3的上方，通過(guò)濺射在第一保護(hù)層3和 第二保護(hù)層7之間形成由鉭制成的厚度為20nm至200nm的層 作為附著層4。然后，在附著層4的上方，在第二保護(hù)層7中形 成由銥制成的部分。此時(shí)，在第二保護(hù)層7中形成厚度為20nm 至80nm的銥部分。然后，在第二保護(hù)層7中形成銥部分5之后， 在氧化物形成步驟中，在第二保護(hù)層7中的流路形成構(gòu)件側(cè)的 部分的表面形成由氧化銥制成的層。這樣，在該實(shí)施方式中， 第二保護(hù)層7首先形成為由位于與流路形成構(gòu)件側(cè)相反的里面 側(cè)的銥部分5和位于流^各形成構(gòu)件側(cè)的氧化銥部分6構(gòu)成的兩 層。
在該實(shí)施方式中，進(jìn)行氧化物形成步驟，使得越靠近流路 形成構(gòu)件9，形成第二保護(hù)層7的氧化銥中的氧含量越高，而距 流路形成構(gòu)件越遠(yuǎn)，氧含量變得越低。然后，在第二保護(hù)層7 的內(nèi)部，在距第二保護(hù)層7中的流路形成構(gòu)件側(cè)的表面預(yù)定距 離內(nèi)的區(qū)域中形成該氧含量的分布。在該實(shí)施方式中，僅在第 二保護(hù)層7中的距流路形成構(gòu)件側(cè)的表面預(yù)定距離內(nèi)的區(qū)域 中，第二保護(hù)層7由氧化銥形成。這里，第二保護(hù)層7中的距流 路形成構(gòu)件側(cè)的表面預(yù)定距離內(nèi)的區(qū)域是由氧化銥制成的部 分。
此時(shí)，通過(guò)濺射進(jìn)行在第二保護(hù)層7中形成銥部分5的步 驟。在該情況下，通過(guò)施加電壓使如氬等氣體電離，從而如氬 等電離氣體與銥碰撞。然后，當(dāng)包含氬等的離子與銥靶材碰撞 時(shí)從銥耙材的表面散開的銥原子或者分子沉積在基板1的上 方，從而進(jìn)行銥的膜形成。從而，通過(guò)濺射進(jìn)行基板l上的銥 的膜形成。
此外，在氧化物形成步驟中，通過(guò)反應(yīng)濺射進(jìn)行在第二保護(hù)層7的流路形成構(gòu)件側(cè)的部分的表面形成作為貴金屬氧化物 的氧化銥的步驟。在上述濺射步驟中，通過(guò)向如氬等氣體添加 氧氣，在膜形成過(guò)程中從靶材表面散開的銥被氧化，從而能夠 進(jìn)行氧化銥的膜形成。這樣，能夠通過(guò)反應(yīng)濺射形成氧化銥層。
此時(shí)的氧化銥層被形成為其厚度可以位于20nm至80nm的范 圍中。由銥制成的部分與由氧化銥制成的部分組合用作第二保 護(hù)層7。這樣，如圖4B所示，在基板l的上方順次形成第一保護(hù) 層3、附著層4以及第二保護(hù)層7。在該實(shí)施方式中，附著層4由 鉭形成。從而，可以保持第一保護(hù)層3和第二保護(hù)層7之間的高 附著性。
接著，對(duì)第二保護(hù)層中的氧化銥部分6涂布抗蝕劑，并且 通過(guò)進(jìn)行曝光和顯影處理使得到的抗蝕層圖案化。然后，以該 圖案化的抗蝕劑作為掩模，如圖4C所示，對(duì)第二保護(hù)層7和附 著層4順次進(jìn)行干法蝕刻。從而，在第二保護(hù)層7和附著層4中 形成稍后說(shuō)明的墨流路。在該干法蝕刻中，利用含有如Ch或 BCl3等氯基氣體的混合氣體作為蝕刻劑進(jìn)行蝕刻。隨后，通過(guò) 蝕刻在基板l中形成墨供給口 21。此外，在基板l的上方配置流 路形成構(gòu)件9，在該流路形成構(gòu)件9中，形成用于限定噴出口ll 和液室10的空間。這樣組裝打印頭IOO。
接著，在保護(hù)層還原步驟中，通過(guò)對(duì)熱產(chǎn)生部2通電來(lái)加 熱和還原在氧化物形成步驟中形成的氧化物中的流路形成構(gòu)件 側(cè)的表面的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分。通過(guò)濺射形成的氧化銥 具有例如如下性能當(dāng)在真空或者氮?dú)夥障率┘訜崮苁沟醚趸?銥被加熱到不低于幾百度時(shí)，氧被還原且氧化銥轉(zhuǎn)化成銥。因 此，通過(guò)在真空或者氮?dú)夥障聦?duì)熱產(chǎn)生部2施加電壓將第二保 護(hù)層7的氧化銥部分6加熱到不低于500°C,僅與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng) 的部分可以纟皮有選擇地還原為銥。在基板l的上方配置第 一保護(hù)層3、附著層4和第二保護(hù)層7 之后、或者在其后形成墨供給口21之后、或者在其后通過(guò)將流 路形成構(gòu)件9接合到基板1來(lái)組裝打印頭之后，進(jìn)行該步驟。在 保護(hù)層還原步驟中，在真空、大氣、氮?dú)夥栈蛘邭錃夥障?，與 噴出墨時(shí)相同，通過(guò)對(duì)熱產(chǎn)生部2施加脈沖電壓將第二保護(hù)層7 的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分力口熱到不低于500。C。
從而，在第二保護(hù)層7的氧化銥部分6中，僅與熱產(chǎn)生部2 對(duì)應(yīng)的部分被有選擇地加熱。這里，與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分 是自基板1的流^各形成構(gòu)件側(cè)的部分，該部分位于熱產(chǎn)生部2與 液室10之間。這樣，在第二保護(hù)層7的氧化4衣部分6中，僅與熱 產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分一皮加熱，從而，該部分的作為貴金屬氧化 物的氧化銥被還原而形成銥部分5。
該實(shí)施方式中的氧化銥的組成比是除了通過(guò)反應(yīng)濺射等成 膜時(shí)混入的少量雜質(zhì)之外的二氧化銥的組成比。類似地，還原 后的銥的組成比是除了通過(guò)反應(yīng)濺射等成膜時(shí)混入的少量雜質(zhì) 之外的銥金屬的組成比。此時(shí)，如果與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分 的每單位體積的銥的原子百分?jǐn)?shù)與其它部分的每單位體積的銥 的原子百分?jǐn)?shù)比較，與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分的每單位體積的 銥的原子百分?jǐn)?shù)更高。此外，作為氧化銥的部分的每單位體積 的銥的原子百分?jǐn)?shù)是大約33原子％,而用作銥的部分的每單位 體積的銥的原子百分?jǐn)?shù)在大約95原子％至100原子％的范圍內(nèi)。
另 一方面，除了與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分之外的區(qū)域?qū)⒉?會(huì)達(dá)到第二保護(hù)層7中的氧化銥部分6的氧化銥被還原的溫度。 因此，在除了與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分之外的區(qū)域中，氧化銥 將不會(huì)被還原而是保持原樣。因此，如圖4D所示，形成如下打 印頭100:在第二保護(hù)層7的氧化銥部分6中，僅與熱產(chǎn)生部2 對(duì)應(yīng)的部分3CH皮/人氧化4衣還原為銥，而其它區(qū)域?qū)⒈３譃檠趸灐?br>
由于以該方式制造打印頭IOO，因此，在第二保護(hù)層7中，
在基板1與流路形成構(gòu)件9之間的接合部的流路形成構(gòu)件側(cè)的 表面保留形成氧化銥層。另一方面，第二保護(hù)層7的與熱產(chǎn)生 部2對(duì)應(yīng)的部分的流^各形成構(gòu)件側(cè)的表面由銥制成。
在該實(shí)施方式中，僅與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分可以被銥覆 蓋，而不需要進(jìn)行特殊的圖案化，因此，可以相應(yīng)地減少制造 打印頭時(shí)的處理步驟的數(shù)量。這使得可以提供一種減少制造打 印頭所需的時(shí)間并且減少制造成本的打印頭的制造方法。 第二實(shí)施方式
接著，說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的第二實(shí)施方式。省略與第一實(shí)施 方式具有相同構(gòu)造的部分的說(shuō)明，并且將僅說(shuō)明具有不同構(gòu)造 的部分。
在第一實(shí)施方式中，第二保護(hù)層7被形成為由位于與流路 形成構(gòu)件側(cè)相反的里面?zhèn)鹊你灢糠?和位于流路形成構(gòu)件側(cè)的 氧化銥部分6構(gòu)成的兩層。然后，在第二保護(hù)層7中的第二銥部 分5和氧化4衣部分6〗皮此重疊的狀態(tài)下，通過(guò)對(duì)與熱產(chǎn)生部2對(duì) 應(yīng)的部分進(jìn)行加熱來(lái)進(jìn)行保護(hù)層還原步驟。另一方面，在第二 實(shí)施方式中，在第一保護(hù)層3的流路形成構(gòu)件側(cè)隔著附著層4形 成全體由氧化銥制成的第二保護(hù)層8。然后，在該狀態(tài)下，通 過(guò)對(duì)第二保護(hù)層8中的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分進(jìn)行加熱來(lái)進(jìn) 行保護(hù)層還原步驟，從而還原該部分。在該方面，第二實(shí)施方 式與第一實(shí)施方式不同。
下面，參照?qǐng)D5A至圖5D說(shuō)明第二實(shí)施方式中的打印頭的 制造方法。
首先，如圖5A所示，在配置于基板l中的熱產(chǎn)生部2的流路 形成構(gòu)件側(cè)，通過(guò)等離子體增強(qiáng)C V D形成由氮化硅制成的厚度為300nm至1000nm的第一保護(hù)層3。接著，在第一保護(hù)層之上 的流路形成構(gòu)件側(cè)，通過(guò)濺射形成由鉭制成的厚度為2 0 n m至 200nm的附著層4，以覆蓋第一保護(hù)層3。然后，如圖5B所示， 在附著層4的流^各形成構(gòu)件側(cè)，通過(guò)反應(yīng)濺射形成由氧化銥制 成的厚度為40nm至160nm的第二保護(hù)層8。此時(shí)，在沿從流路 形成構(gòu)件側(cè)到其相反側(cè)的里面的厚度方向的整個(gè)區(qū)域上，由氧 化銥形成在該實(shí)施方式中形成的第二保護(hù)層8。接著，如圖5C 所示，對(duì)第二保護(hù)層8和附著層4順次進(jìn)行干法蝕刻。
在該實(shí)施方式中的形成保護(hù)層的保護(hù)層形成步驟中，保護(hù) 層被形成為使得在距保護(hù)層中的流路形成構(gòu)件側(cè)的表面預(yù)定距 離內(nèi)的區(qū)域中，距流路形成構(gòu)件9越近，形成保護(hù)層的氧化銥 中的氧含量越高。在該實(shí)施方式中，保護(hù)層中的距流路形成構(gòu) 件側(cè)的表面預(yù)定距離內(nèi)的區(qū)域指的是沿第二保護(hù)層8的從第二 保護(hù)層8的流路形成構(gòu)件側(cè)到其相反側(cè)的里面的厚度方向的整 個(gè)區(qū)域。
然后，在保護(hù)層還原步驟中，通過(guò)對(duì)熱產(chǎn)生部2通電，對(duì) 由氧化銥形成的第二保護(hù)層8的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分進(jìn)行 加熱。如在第一實(shí)施方式中那樣，通過(guò)在真空、大氣、氮?dú)夥?或氫氣氛下對(duì)熱產(chǎn)生部2施加脈沖電壓來(lái)進(jìn)行該加熱。這樣， 在保護(hù)層還原步驟中對(duì)第二保護(hù)層8的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部 分進(jìn)行力口熱，從而還原該部分的氧化銥而形成銥部分22。在該 實(shí)施方式中，銥部分22被形成為貫穿第二保護(hù)層8并且從第二 保護(hù)層8中的流路形成構(gòu)件側(cè)的表面延伸到其相反側(cè)的里面。 于是，第二保護(hù)層8中的除了與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分的銥部分 22之外的所有區(qū)域都由氧化銥形成。從而，如圖5D所示，打印 頭的第二保護(hù)層8中的基板l與流路形成構(gòu)件9之間的接合部由 氧化銥形成。此外，第二保護(hù)層中的與熱產(chǎn)生部2對(duì)應(yīng)的部分
20由還原的4衣形成。因此，保持基板1和流路形成構(gòu)件9之間的附
著性高。此外，保護(hù)熱產(chǎn)生部2免受墨的化學(xué)作用。此外，可 以防止熱產(chǎn)生部2由于氣穴導(dǎo)致的沖擊而被損壞。
注意，如圖6所示，含有聚醚酰胺的熱塑性樹脂的附著提 高層5 0可被設(shè)置在包含環(huán)氧樹脂的流路形成構(gòu)件9與第二保護(hù) 層8接觸的表面。這可以進(jìn) 一 步提高流路形成構(gòu)件9與第二保護(hù) 層8之間的附著性。由于含有聚醚酰胺的熱塑性樹脂與環(huán)氧樹 脂具有良好的附著性并且與如銥等貴金屬具有高附著性，因此， 該熱塑性樹脂能夠防止流路形成構(gòu)件9剝離。
根據(jù)該實(shí)施方式的打印頭的制造方法，與第 一 實(shí)施方式不 同，在第二保護(hù)層的形成步驟中，無(wú)需使在第二保護(hù)層的流路
形成構(gòu)件側(cè)形成氧化銥部分的形成步驟和在第二保護(hù)層的流路 形成構(gòu)件側(cè)的相反側(cè)形成銥部分的形成步驟分開。因此，第二 保護(hù)層8的形成步驟僅需要通過(guò)反應(yīng)濺射由氧化銥形成第二保 護(hù)層8的一個(gè)步驟，因此，與第一實(shí)施方式相比，可以減少制 造步驟的數(shù)量。這使得可以進(jìn)一 步減少制造打印頭所需的時(shí)間， 并且還可以進(jìn)一步減少制造成本。
注意，本發(fā)明的打印頭可以被安裝在如打印才幾、復(fù)印機(jī)、 具有通信系統(tǒng)的傳真機(jī)、以及具有打印單元的文字處理器等設(shè) 備上，并且還可以被安裝在與各種處理單元組合的工業(yè)打印設(shè) 備上。于是，使用該打印頭使得可以在如紙、絲、纖維、織物、 皮革、金屬、塑料、玻璃、木材和陶瓷等各種打印介質(zhì)上進(jìn)行 打印。注意，該說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)"打印"不僅指向打印介 質(zhì)施加文字、圖形等有意義的圖像，而且指向打印介質(zhì)施加圖 案等不具有任何意義的圖像。
雖然已經(jīng)參照典型實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但是，應(yīng)該理 解，本發(fā)明不限于所公開的典型實(shí)施方式。所附權(quán)利要求書的范圍將符合最寬的解釋，以包含所有變型、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種液體噴出頭，其具有噴出液體用的噴出口，該液體噴出頭包括基板，其包括用于產(chǎn)生從所述噴出口噴出液體用的熱能的熱產(chǎn)生部以及被設(shè)置成覆蓋所述熱產(chǎn)生部的層；以及由樹脂制成并且被設(shè)置成與所述層接觸的構(gòu)件，該構(gòu)件包括與所述噴出口連通的液體流路的壁；其中，所述層的與所述熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分含有作為主要成分的貴金屬，并且該部分的每單位體積的所述貴金屬的原子百分?jǐn)?shù)的值比所述層的與所述構(gòu)件接觸的部分的每單位體積的所述貴金屬的原子百分?jǐn)?shù)的值大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體噴出頭，其特征在于，所述 液體噴出頭包括暴露于所述流路并且被電連接到所述層的與所述熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分的電才及。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體噴出頭，其特征在于，能夠 通過(guò)在所述電極與所述層之間施加電壓來(lái)電解所述層的與所述 熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分的表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體噴出頭，其特征在于，所述 層含有氧原子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液體噴出頭，其特征在于，所述 層的與所述構(gòu)件接觸的部分的每單位體積的氧的原子百分?jǐn)?shù)的 值比所述層的與所述熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分的每單位體積的氧的 原子百分?jǐn)?shù)的值大。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液體噴出頭，其特征在于，所述 層的與所述構(gòu)件接觸的部分的每單位體積的氧的原子百分?jǐn)?shù)隨 著從所述構(gòu)件側(cè)靠近所述基板而減少。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液體噴出頭，其特征在于，所述 貴金屬是銥，所述層的與所述構(gòu)件接觸的部分含有氧化銥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體噴出頭，其特征在于，在所 述層中，與所述熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分和與所述構(gòu)件接觸的部分 連續(xù)。
9. 一種液體噴出頭的制造方法，該液體噴出頭具有噴出液 體用的噴出口；該方法包括以下步驟設(shè)置基板，在所述基板中設(shè)置用于產(chǎn)生從所述噴出口噴出 液體用的熱能的熱產(chǎn)生部和被設(shè)置成覆蓋所述熱產(chǎn)生部的層，該層包括貴金屬的氧化物；在所述層上設(shè)置由樹脂制成的構(gòu)件，該構(gòu)件包括與所述噴 出口連通的流3各的壁；以及通過(guò)對(duì)所述熱產(chǎn)生部進(jìn)行加熱來(lái)還原所述層的與所述熱產(chǎn) 生部對(duì)應(yīng)的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，進(jìn)行所述還原步驟，使得所述層的與所述構(gòu)件接觸的部 分的每單位體積的氧的原子百分?jǐn)?shù)的值大于所述層的與所述熱 產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分的每單位體積的氧的原子百分?jǐn)?shù)的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，進(jìn)行所述還原步驟，使得所述層的與所述構(gòu)件接觸的部 分的每單位體積的貴金屬的原子百分?jǐn)?shù)的值小于所述層的與所 述熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分的每單位體積的貴金屬的原子百分?jǐn)?shù)的 值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，包括貴金屬的氧化物的所述層被形成為其氧含量能隨著 從所述層的所述構(gòu)件側(cè)的表面靠近所述層的所述基板側(cè)的表面 而減少。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體噴出頭的制造方法，其特征 在于，利用反應(yīng)濺射方法形成包括貴金屬的氧化物的所述層。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體噴出頭的制造方法，其特征 在于，所述貴金屬是銥，在所述還原步驟中被還原的所述層的 與所述熱產(chǎn)生部對(duì)應(yīng)的部分是二氧化銥。
全文摘要
一種液體噴出頭及其制造方法。提供一種在防止打印頭中的基板與流路形成構(gòu)件之間的剝離的同時(shí)簡(jiǎn)化打印頭的制造過(guò)程并且降低制造成本的打印頭及其制造方法。在本發(fā)明的打印頭中，在熱產(chǎn)生部(2)中的流路形成構(gòu)件側(cè)的部分形成保護(hù)層。保護(hù)層(20)含有貴金屬。于是，在保護(hù)層(20)中的流路形成構(gòu)件側(cè)的部分，除了與熱產(chǎn)生部(2)對(duì)應(yīng)的部分之外，表面由貴金屬的氧化物制成，而在保護(hù)層(20)中的流路形成構(gòu)件側(cè)的與熱產(chǎn)生部(2)對(duì)應(yīng)的部分中，表面由貴金屬制成。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101607476SQ2009101472
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者松居孝浩, 石田讓, 齊藤一郎 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社