发明名称 液体排放头及其制造方法
摘要 本发明提供液体排放头及其制造方法,其中液滴的排放速率可被增加,液滴的排放量可被稳定化,且液滴的排放效率可被增进。液体排放头包含一加热器;供加热器设置在上面的一元件基板;包含具有用来排放液滴的排放通口的排放通口部份的一喷嘴;一起泡室;用来供应液体至起泡室的一供应路径;用来供应液体至喷嘴的一供应室;及一孔口基板,并且起泡室包含第一起泡室及在第一起泡室上方的第二起泡室,排放通口部份经由一阶梯状部份与第二起泡室连通,第二起泡室的侧壁以10至45度的倾斜度朝向排放通口会聚,喷嘴设置有包含于起泡室的附近在流动路径中的阶梯状部份的控制部份,且流动路径的最大高度小于上至排放通口部份的下表面的高度。
申请公布号 TW590895 申请公布日期 2004.06.11
申请号 TW092118903 申请日期 2003.07.10
申请人 佳能股份有限公司 发明人 久保田雅彦;桧山
分类号 B41J2/05 主分类号 B41J2/05
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种液体排放头,包含:一排放能量产生元件,用来产生用来排放液滴的能量;一元件基板,具有一主要表面,而该排放能量产生元件被设置在该主要表面上;一排放通口部份,具有用来排放液滴的一排放通口;一喷嘴,具有其中气泡藉着该排放能量产生元件而产生在液体中的一起泡室,及用来供应液体至该起泡室的一供应路径;一供应室,用来供应液体至该喷嘴;及一孔口基板,结合于该元件基板的该主要表面;其中该起泡室包含一第一起泡室,其与该供应路径连通,且使用该元件基板的该主要表面成为其底部表面,并且气泡在该第一起泡室中藉着该排放能量产生元件而产生在液体中;及一第二起泡室,与该第一起泡室连通;该第二起泡室与该排放通口部份连通;该第二起泡室的一下表面的中心轴线于垂直于该基板的方向与该第二起泡室的一上表面的中心轴线一致;该第二起泡室的该上表面相对于中心轴线的截面面积小于该第二起泡室的该下表面相对于中心轴线的截面面积;该第二起泡室的于中心轴线方向的截面面积从该下表面连续地改变至该上表面;且该第二起泡室的该上表面相对于中心轴线的截面面积大于相对于该排放通口部份的中心轴线的截面面积。2.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中关于该第二起泡室的一侧壁表面,其于中心轴线方向的截面面积以相对于垂直于该元件基板的该主要表面的一平面形成10至45度的倾斜度从该第二起泡室的该下表面连续地改变至该上表面。3.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中该第一起泡室由用来分隔该多个喷嘴的喷嘴壁于三个方向围封,该喷嘴壁系平行于个别喷嘴配置;且该排放通口部份的一壁表面与垂直于该元件基板的该主要表面的平面平行。4.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中该第一起泡室由用来分隔该多个喷嘴的喷嘴壁于三个方向围封,该喷嘴壁系平行于个别喷嘴配置;且该排放通口部份的一壁表面相对于垂直于该元件基板的该主要表面的平面具有小于10度的推拔。5.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中该供应路径的与该元件基板的该主要表面平行的靠近该供应室的一上表面比该供应路径的邻接于该第一起泡室的上表面且与其齐平的一上表面高,且该先述的上表面经由一阶梯部份连接于该后述的上表面;且该供应路径距离该元件基板的表面的最大高度小于从该元件基板的表面至该第二起泡室的上表面的高度。6.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中该供应路径在垂直于液体的流动方向的平面上的宽度于该阶梯部份的附近沿着该孔口基板的厚度方向改变。7.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中该喷嘴被设计成为使得从该排放通口延伸至该供应室的流动路径的截面面积以多个阶段改变。8.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中该喷嘴形成为使得液滴从该排放通口飞行所沿着的排放方向成为垂直于液体在该供应路径中流动的流动方向。9.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中该喷嘴形成为使得该第一起泡室,该第二起泡室,与该排放通口部份的体积的总和成为小于该供应路径的体积。10.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中由该排放能量产生元件产生的气泡在排放期间与大气连通。11.如申请专利范围第1项所述的液体排放头,其中该孔口基板设置有相应于各别排放能量产生元件的多个喷嘴,且该多个喷嘴被分成一第一喷嘴阵列,其中该喷嘴被配置成为使得该喷嘴的纵向成为互相平行;及一第二喷嘴阵列,其被设置在相对于该第一喷嘴阵列而该供应室被设置在二者之间的位置处,且其中该喷嘴的纵向成为互相平行;且该第二喷嘴阵列中的该喷嘴的纵向中心轴线相对于该第一喷嘴阵列中的该喷嘴的纵向中心轴线以相邻喷嘴之间的节距的1/2设置。12.一种液体排放头的制造方法,该液体排放头包含一排放能量产生元件,用来产生用来排放液滴的能量;一元件基板,具有一主要表面,而该排放能量产生元件被设置在该主要表面上;一排放通口部份,具有用来排放液滴的一排放通口;一喷嘴,具有其中气泡藉着该排放能量产生元件而产生在液体中的一起泡室,及用来供应液体至该起泡室的一供应路径;一供应室,用来供应液体至该喷嘴;及一孔口基板,结合于该元件基板的该主要表面;该液体排放头的制造方法包含以下步骤:将可由溶剂溶解且可形成用于该第一起泡室及该供应路径的一下方部份的图型的热桥型(thermalbridge type)有机树脂涂覆在具有上面设置有该排放能量产生元件的该主要表面的该元件基板上,且加热该树脂以形成一热桥膜;将可由溶剂溶解且可形成用于该第二起泡室及该供应路径的一上方部份的图型的有机树脂涂覆在该热桥膜上;藉着使用具有260至330nm(毫微米)的波长的近UV(紫外)光来将该有机树脂曝光及显影,以形成用于该第二起泡室及该供应路径的该上方部份的图型;藉着于小于玻璃转变点的温度加热经曝光,显影,及图型形成的该有机树脂来形成10至45度的倾斜度;藉着使用具有210至330nm的波长的深UV光来将该热桥膜曝光及显影;将藉着涂覆,曝光,显影,及加热负型(negative type)有机树脂而具有排放通口的该孔口基板层叠在由该二层可溶解膜形成的流动路径图型上;及藉着照射深UV光在经由该孔口基板形成在该下方层上的该二层流动路径形成有机树脂上以因而藉着溶剂移除树脂来形成用来排放液滴的该排放通口部份,具有其中气泡藉着该排放能量产生元件而产生在液体中的该起泡室及用来供应液体至该起泡室的该供应路径的该喷嘴,用来供应液体至该喷嘴的该供应室,及结合于该元件基板的该主要表面的该孔口基板。13.如申请专利范围第12项所述的液体排放头的制造方法,其中该第二起泡室及该供应路径的该上方部份的形成是藉着图型转移,藉着使用其中该第二起泡室的图型为有机树脂的常态解析功率图型且该供应路径的该上方部份的图型为小于有机树脂的有限解析功率的图型的光罩,以及藉着使用具有260至330nm的波长的近UV光。14.如申请专利范围第12项所述的液体排放头的制造方法,其中在有机树脂的曝光及显影步骤中,该第二起泡室及该供应路径的该上方部份的形成被分成树脂被完全移除的区域,树脂被部份移除的区域,以及树脂完全未被移除的区域。15.如申请专利范围第14项所述的液体排放头的制造方法,其中在有机树脂的曝光及显影步骤中,树脂完全未被移除的该区域形成该第二起泡室,且树脂被部份移除的该区域形成该供应路径的该上方部份。16.如申请专利范围第12项所述的液体排放头的制造方法,其中该第一起泡室在该元件基板上的高度为5至20m(微米),且相对于垂直于该元件基板的该主要表面的平面形成为具有0至10度的倾斜度。17.如申请专利范围第12项所述的液体排放头的制造方法,其中用来形成该第一起泡室及该供应路径的该热桥型有机树脂主要包含甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate),且系藉着将使甲基丙烯酸(methacrylic acid)与甲基丙烯酸酯(methacrylic acid ester)共聚所获得的材料溶解在涂覆溶剂内而形成。图式简单说明:图1为用来说明根据本发明的液体排放头的整体构造的立体图。图2为将液体排放头中流体的流动显示成为三开口模型的视图。图3为将液体排放头显示成为等效电路的视图。图4为用来说明根据本发明的第一实施例的液体排放头中的单一加热器与喷嘴的组合结构的部份剖面立体图。图5为用来说明根据本发明的第一实施例的液体排放头中的多个加热器与多个喷嘴的组合结构的部份剖面立体图。图6为用来说明根据本发明的第一实施例的液体排放头中的单一加热器与喷嘴的组合结构的剖面侧视图。图7为用来说明根据本发明的第一实施例的液体排放头中的单一加热器与喷嘴的组合结构的剖面平面图。图8A,8B,8C,8D,及8E为用来说明根据本发明的第一实施例的液体排放头的制造方法的立体图,其中图8A显示元件基板,图8B显示下方树脂层及上方树脂层形成在元件基板上的情况,图8C显示涂覆树脂层形成的情况,图8D显示供应通口形成的情况,而图8E显示下方树脂层及上方树脂层溶解及流出的情况。图9A,9B,9C,9D,及9E为用来显示及说明用来制造根据本发明的第一实施例的液体排放头的各种不同步骤的第一纵向剖面图,其中图9A显示元件基板,图9B显示下方树脂层形成在元件基板上的情况,图9C显示上方树脂层形成在元件基板上的情况,图9D显示形成在元件基板上的上方树脂层形成图型以在侧表面处形成倾斜度的情况,而图9E显示形成在元件基板上的下方树脂层形成图型的情况。图10A,10B,10C,及10D为用来显示及说明用来制造根据本发明的第一实施例的液体排放头的各种不同步骤的第二纵向剖面图,其中图10A显示成为孔口基板的涂覆树脂层形成的情况,图10B显示排放通口部份形成的情况,图10C显示排放通口形成的情况,而图10D显示液体排放头藉着溶解及流出下方树脂层及上方树脂层而完成的情况。图11显示由电子束的照射所造成的上方树脂层及下方树脂层的化学反应式。图12显示在210至330nm(毫微米)的区域中的下方树脂层及上方树脂层的材料的吸收频谱曲线。图13为用来说明根据本发明的第二实施例的液体排放头中的单一加热器与喷嘴的组合结构的部份剖面立体图。图14为用来说明根据本发明的第二实施例的液体排放头中的单一加热器与喷嘴的组合结构的剖面侧视图。图15为用来说明根据本发明的第三实施例的液体排放头中的单一加热器与喷嘴的组合结构的部份剖面立体图。图16为用来说明根据本发明的第三实施例的液体排放头中的单一加热器与喷嘴的组合结构的剖面侧视图。图17A及17B为用来说明根据本发明的第四实施例的液体排放头中的单一加热器与喷嘴的组合结构的部份剖面立体图,其中图17A显示第一喷嘴阵列中的喷嘴,而图17B显示第二喷嘴阵列中的喷嘴。图18A,18B,18C,18D,及18E为用来显示及说明用来制造根据本发明的第四实施例的液体排放头的各种不同步骤的第一纵向剖面图,其中图18A显示元件基板,图18B显示下方树脂层形成在元件基板上的情况,图18C显示上方树脂层形成在元件基板上的情况,图18D显示形成在元件基板上的上方树脂层形成图型以在侧表面处形成倾斜度的情况,而图18E显示形成在元件基板上的下方树脂层形成图型的情况。图19A,19B,19C,及19D为用来显示及说明用来制造根据本发明的第四实施例的液体排放头的各种不同步骤的第二纵向剖面图,其中图19A显示成为孔口基板的涂覆树脂层形成的情况,图19B显示排放通口部份形成的情况,图19C显示排放通口形成的情况,而图19D显示液体排放头藉着溶解及流出下方树脂层及上方树脂层而完成的情况。
地址 日本