元件基板和液體噴出頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于噴出液體的元件基板和包括該元件基板的液體噴出頭。
【背景技術(shù)】
[0002]用于噴出諸如墨等的液體以在記錄介質(zhì)上記錄圖像的液體噴出裝置一般具有安裝于液體噴出裝置的液體噴出頭，其中液體噴出頭包括元件基板。
[0003]關(guān)于用于從元件基板噴出液體的機(jī)構(gòu)，已知利用通過(guò)壓電元件的動(dòng)作收縮的壓力室的機(jī)構(gòu)。在具有這種機(jī)構(gòu)的元件基板中，壓力室的壁是隔膜(diaphragm)。通過(guò)對(duì)壓電元件施加電壓導(dǎo)致壓電元件的變形，隔膜卷曲，壓力室收縮和膨脹。壓力室的收縮對(duì)壓力室中的液體施加壓力，液體通過(guò)與壓力室連通的噴出口噴出。
[0004]供給路徑形成于元件基板，液體被從供給路徑供給至壓力室。供給路徑具有與液體的流動(dòng)方向垂直的截面(以下稱(chēng)為“流路截面”)，供給路徑的流路截面小于壓力室的流路截面，并且供給路徑用作流量減小部(flow reducing port1n)。已知對(duì)作為流量減小部的供給路徑的使用使得流入壓力室的液體的流路阻力維持在一定水平，從而穩(wěn)定元件基板的噴出特性。
[0005]近年來(lái)，需要能夠高速繪制圖像的液體噴出裝置。為了高速繪制圖像，必須縮短各壓力室的噴出周期。存在如下提案:隨著噴出周期縮短，減小與噴出相關(guān)的液體體積、即壓力室的容積，以便減小液體的柔量(compliance)。柔量的減小使壓力室的固有頻率增大，因此即使噴出周期縮短，也能夠有效地噴出液體。
[0006]此外，已知流量減小部的流路截面隨著壓力室的小型化進(jìn)一步減小的結(jié)構(gòu)(日本特表2012-532772號(hào)公報(bào))。在日本特表2012-532772號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的元件基板中，流量減小部和壓力室形成在隔膜和噴出口形成構(gòu)件之間。減小隔膜和噴出口形成構(gòu)件之間的距離使得流量減小部的流路截面和壓力室的容積減小。因此，能夠在元件基板的噴出特性的穩(wěn)定性不受損失的情況下改善壓力室的頻率響應(yīng)。
[0007]根據(jù)日本特表2012-532772號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的技術(shù)，通過(guò)用噴出口形成構(gòu)件填塞隔膜上的硅層中形成的孔中的一個(gè)孔，形成壓力室以及用作流量減小部的流入口和流出口。壓力室和流量減小部具有相同的深度，該深度在下文中是指上述孔的深度方向上的尺寸(同樣用于下文的說(shuō)明)。以具有如下寬度的方式通過(guò)形成與流量減小部對(duì)應(yīng)的孔，確保流量減小部的流路阻力:在下文中該寬度是指在與深度方向和液體的流動(dòng)方向垂直的方向上的尺寸(同樣用于下文的說(shuō)明)，并且該寬度小于與壓力室對(duì)應(yīng)的通孔的寬度。
[0008]隔膜位于上述孔的底部，并且形成壓力室的壁和流量減小部的壁。當(dāng)將要噴出液體時(shí)，對(duì)形成于隔膜上的壓電元件施加電壓，并且使壓電元件變形。壓電元件的變形伴隨著隔膜的卷曲，從而使壓力室收縮和膨脹。結(jié)果，當(dāng)壓力室收縮時(shí)，對(duì)壓力室中的液體施加壓力，從而通過(guò)噴出口噴出液體。
[0009]但是，在日本特表2012-532772號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的元件基板中，隔膜卷曲的區(qū)域?yàn)樵谄矫鎴D中從壓力室側(cè)突出至流量減小部側(cè)的形狀。因此，當(dāng)對(duì)壓電元件施加電壓時(shí)，在隔膜的突出部附近的部分中產(chǎn)生扭曲變形應(yīng)力。結(jié)果，可能會(huì)減小隔膜的耐久性并且隔膜可能會(huì)破損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高速繪制圖像的元件基板，該元件基板的耐久性不易減小并且該元件基板不易破損。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種元件基板，其包括:噴出口，其用于噴出液體；隔膜，其用于使液體通過(guò)所述噴出口噴出；壓電元件，其用于使所述隔膜變形；壓力室，其用于將由于所述隔膜的變形而產(chǎn)生的壓力施加至液體；流量減小部，其與所述壓力室連通并且寬度比所述壓力室的寬度??；以及連接部，其用于連通所述壓力室和所述流量減小部，所述連接部和所述壓力室在寬度方向上沒(méi)有臺(tái)階的情況下彼此連通，所述連接部的深度比所述壓力室的深度小。
[0012]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種元件基板，其包括:噴出口，其用于噴出液體；隔膜，其用于使液體通過(guò)所述噴出口噴出；壓電元件，其用于使所述隔膜變形；壓力室，其用于將由于所述隔膜的變形而產(chǎn)生的壓力施加至液體；流量減小部，其與所述壓力室連通并且寬度比所述壓力室的寬度小；以及連接部，其用于連通所述壓力室和所述流量減小部，所述連接部和所述壓力室在寬度方向上沒(méi)有臺(tái)階的情況下彼此連通，其中，當(dāng)從與所述隔膜垂直的方向看時(shí)，所述連接部和所述壓力室之間的邊界以直線(xiàn)狀或圓弧狀延伸。
[0013]此外，根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種元件基板，其包括:噴出口形成構(gòu)件，其中形成有用于噴出液體的噴出口 ；隔膜，其用于產(chǎn)生通過(guò)所述噴出口噴出液體用的壓力；流路形成構(gòu)件，其用于與所述噴出口形成構(gòu)件和所述隔膜一起形成壓力室，所述壓力室用于將來(lái)自所述隔膜的壓力施加至液體；流量減小部，其與所述壓力室連通并且具有由所述噴出口形成構(gòu)件和所述流路形成構(gòu)件形成的流路壁；以及連接部，其形成在所述壓力室和所述流量減小部之間并且用于連通所述壓力室和所述流量減小部，所述壓力室的寬度比所述流量減小部的寬度大，所述連接部由所述流路形成構(gòu)件形成，并且所述連接部和所述壓力室在寬度方向上沒(méi)有臺(tái)階的情況下連通。
[0014]此外，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種液體噴出頭，其包括元件基板和電連接于所述元件基板的配線(xiàn)基板，所述元件基板包括:噴出口，其用于噴出液體；隔膜，其用于使液體通過(guò)所述噴出口噴出；壓電元件，其用于使所述隔膜變形；壓力室，其用于將由于所述隔膜的變形而產(chǎn)生的壓力施加至液體；流量減小部，其與所述壓力室連通并且寬度比所述壓力室的寬度??；以及連接部，其用于連通所述壓力室和所述流量減小部，所述連接部和所述壓力室在寬度方向上沒(méi)有臺(tái)階的情況下彼此連通，所述連接部的深度比所述壓力室的深度小。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，連接部和壓力室在寬度方向上沒(méi)有臺(tái)階(level difference)的情況下彼此連通，因此，能夠從隔膜的卷曲的區(qū)域消除突出部或角部。因此，能夠防止隔膜中產(chǎn)生的局部的扭曲變形應(yīng)力。結(jié)果，改善了隔膜的耐久性并且隔膜不易破損。
[0016]從以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施方式的說(shuō)明，本發(fā)明的其他特征將變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1A、圖1B、圖1C和圖1D是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的元件基板的截面圖和部分放大立體圖。
[0018]圖2A、圖2B、圖2C、圖2D、圖2E、圖2F和圖2G是圖1A至圖1D示出的元件基板的制造方法的圖。
[0019]圖3A和圖3B分別是圖2A示出的基板和驅(qū)動(dòng)層的截面圖和平面圖。
[0020]圖4A和圖4B是圖2A至圖2G示出的制造方法中的第一抗蝕層和第二抗蝕層的圖。
[0021]圖5A和圖5B是圖1A至圖1D示出的元件基板的制造方法的圖。
[0022]圖6A和圖6B是圖1A至圖1D示出的元件基板的制造方法的圖。
[0023]圖7A和圖7B是圖1A至圖1D示出的元件基板的制造方法的圖。
[0024]圖8A和圖8B是圖1A至圖1D示出的元件基板的制造方法的圖。
[0025]圖9A和圖9B是根據(jù)本發(fā)明的比較例的第一抗蝕層和第二抗蝕層的圖。
[0026]圖1OA和圖1OB是根據(jù)比較例的元件基板的制造方法的圖。
[0027]圖1IA和圖1IB是根據(jù)比較例的元件基板的制造方法的圖。
[0028]圖12A和圖12B是根據(jù)比較例的元件基板的制造方法的圖。
[0029]圖13A和圖13B是根據(jù)比較例的元件基板的制造方法的圖。
[0030]圖14A和圖14B是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的第一抗蝕層和第二抗蝕層的圖。
[0031]圖15A和圖15B是根據(jù)第二實(shí)施方式的元件基板的制造方法的圖。
[0032]圖16是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的元件基板的截面圖。
[0033]圖17A、圖 17B、圖 17C、圖 17D、圖 17E、圖 17F、圖 17G、圖 17H、圖 171、圖 17J 和圖17K是圖16示出的元件基板的制造方法的圖。
[0034]圖18A、圖 18B、圖 18C、圖 18D、圖 18E、圖 18F、圖 18G、圖 18H、圖 181 和圖 18J 是圖16示出的元件基板的制造方法的圖。
[0035]圖19A、圖19B、圖19C、圖19D、圖19E、圖19F、圖19G和圖19H是圖16示出的元件基板的制造方法的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下參照【附圖說(shuō)明】用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0037](第一實(shí)施方式)
[0038]圖1A至圖1D是用于示出根據(jù)本發(fā)明的元件基板的示意圖。圖1A是側(cè)截面圖(截面?zhèn)纫晥D或豎截面)，圖1B是從箭頭Fl的方向看時(shí)沿著圖1A的線(xiàn)1B-1B截取的截面圖，圖1C是從箭頭F2的方向看時(shí)沿著圖1A的線(xiàn)1C-1C截取的截面圖，圖1D是圖1B示出的區(qū)域E的放大立體圖。
[0039]如圖1A至圖1D所示，元件基板I包括用于噴出液體的噴出口 2和用于存儲(chǔ)通過(guò)噴出口 2噴出的液體且用于對(duì)液體施加噴出壓力的壓力室3。壓力室3的其中一個(gè)壁由隔膜4形成。致動(dòng)部5接合于隔膜4。致動(dòng)部5的致動(dòng)使隔膜4變形，以對(duì)壓力室3中的液體施加壓力。優(yōu)選地，致動(dòng)部5形成在壓力室3的外側(cè)。
[0040]元件基板I還包括與壓力室3連通的流量減小部(flow reducing port1n) 6和從流量減小部6延伸至共用液室(未示出)的連通孔7。液體經(jīng)由連通孔7和流量減小部6從共用液室供給至壓力室3。
[0041]流量減小部6比壓力室3淺(流量減小部6的深度A小于壓力室3的深度B)，流量減小部6的寬度比壓力室3的寬度小(流量減小部6的流路寬度C小于壓力室3的流路寬度D)。因此，流量減小部6的流路截面小于壓力室3的流路截面，流量減小部6起到將從流量