元件基板和液体喷出头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于喷出液体的元件基板和包括该元件基板的液体喷出头。
【背景技术】
[0002]用于喷出诸如墨等的液体以在记录介质上记录图像的液体喷出装置一般具有安装于液体喷出装置的液体喷出头，其中液体喷出头包括元件基板。
[0003]关于用于从元件基板喷出液体的机构，已知利用通过压电元件的动作收缩的压力室的机构。在具有这种机构的元件基板中，压力室的壁是隔膜(diaphragm)。通过对压电元件施加电压导致压电元件的变形，隔膜卷曲，压力室收缩和膨胀。压力室的收缩对压力室中的液体施加压力，液体通过与压力室连通的喷出口喷出。
[0004]供给路径形成于元件基板，液体被从供给路径供给至压力室。供给路径具有与液体的流动方向垂直的截面(以下称为“流路截面”)，供给路径的流路截面小于压力室的流路截面，并且供给路径用作流量减小部(flow reducing port1n)。已知对作为流量减小部的供给路径的使用使得流入压力室的液体的流路阻力维持在一定水平，从而稳定元件基板的喷出特性。
[0005]近年来，需要能够高速绘制图像的液体喷出装置。为了高速绘制图像，必须缩短各压力室的喷出周期。存在如下提案:随着喷出周期缩短，减小与喷出相关的液体体积、即压力室的容积，以便减小液体的柔量(compliance)。柔量的减小使压力室的固有频率增大，因此即使喷出周期缩短，也能够有效地喷出液体。
[0006]此外，已知流量减小部的流路截面随着压力室的小型化进一步减小的结构(日本特表2012-532772号公报)。在日本特表2012-532772号公报中公开的元件基板中，流量减小部和压力室形成在隔膜和喷出口形成构件之间。减小隔膜和喷出口形成构件之间的距离使得流量减小部的流路截面和压力室的容积减小。因此，能够在元件基板的喷出特性的稳定性不受损失的情况下改善压力室的频率响应。
[0007]根据日本特表2012-532772号公报中公开的技术，通过用喷出口形成构件填塞隔膜上的硅层中形成的孔中的一个孔，形成压力室以及用作流量减小部的流入口和流出口。压力室和流量减小部具有相同的深度，该深度在下文中是指上述孔的深度方向上的尺寸(同样用于下文的说明)。以具有如下宽度的方式通过形成与流量减小部对应的孔，确保流量减小部的流路阻力:在下文中该宽度是指在与深度方向和液体的流动方向垂直的方向上的尺寸(同样用于下文的说明)，并且该宽度小于与压力室对应的通孔的宽度。
[0008]隔膜位于上述孔的底部，并且形成压力室的壁和流量减小部的壁。当将要喷出液体时，对形成于隔膜上的压电元件施加电压，并且使压电元件变形。压电元件的变形伴随着隔膜的卷曲，从而使压力室收缩和膨胀。结果，当压力室收缩时，对压力室中的液体施加压力，从而通过喷出口喷出液体。
[0009]但是，在日本特表2012-532772号公报中公开的元件基板中，隔膜卷曲的区域为在平面图中从压力室侧突出至流量减小部侧的形状。因此，当对压电元件施加电压时，在隔膜的突出部附近的部分中产生扭曲变形应力。结果，可能会减小隔膜的耐久性并且隔膜可能会破损。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种能够高速绘制图像的元件基板，该元件基板的耐久性不易减小并且该元件基板不易破损。
[0011]为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种元件基板，其包括:喷出口，其用于喷出液体；隔膜，其用于使液体通过所述喷出口喷出；压电元件，其用于使所述隔膜变形；压力室，其用于将由于所述隔膜的变形而产生的压力施加至液体；流量减小部，其与所述压力室连通并且宽度比所述压力室的宽度小；以及连接部，其用于连通所述压力室和所述流量减小部，所述连接部和所述压力室在宽度方向上没有台阶的情况下彼此连通，所述连接部的深度比所述压力室的深度小。
[0012]此外，根据本发明的另一方面，提供一种元件基板，其包括:喷出口，其用于喷出液体；隔膜，其用于使液体通过所述喷出口喷出；压电元件，其用于使所述隔膜变形；压力室，其用于将由于所述隔膜的变形而产生的压力施加至液体；流量减小部，其与所述压力室连通并且宽度比所述压力室的宽度小；以及连接部，其用于连通所述压力室和所述流量减小部，所述连接部和所述压力室在宽度方向上没有台阶的情况下彼此连通，其中，当从与所述隔膜垂直的方向看时，所述连接部和所述压力室之间的边界以直线状或圆弧状延伸。
[0013]此外，根据本发明的再一方面，提供一种元件基板，其包括:喷出口形成构件，其中形成有用于喷出液体的喷出口 ；隔膜，其用于产生通过所述喷出口喷出液体用的压力；流路形成构件，其用于与所述喷出口形成构件和所述隔膜一起形成压力室，所述压力室用于将来自所述隔膜的压力施加至液体；流量减小部，其与所述压力室连通并且具有由所述喷出口形成构件和所述流路形成构件形成的流路壁；以及连接部，其形成在所述压力室和所述流量减小部之间并且用于连通所述压力室和所述流量减小部，所述压力室的宽度比所述流量减小部的宽度大，所述连接部由所述流路形成构件形成，并且所述连接部和所述压力室在宽度方向上没有台阶的情况下连通。
[0014]此外，根据本发明的又一方面，提供一种液体喷出头，其包括元件基板和电连接于所述元件基板的配线基板，所述元件基板包括:喷出口，其用于喷出液体；隔膜，其用于使液体通过所述喷出口喷出；压电元件，其用于使所述隔膜变形；压力室，其用于将由于所述隔膜的变形而产生的压力施加至液体；流量减小部，其与所述压力室连通并且宽度比所述压力室的宽度小；以及连接部，其用于连通所述压力室和所述流量减小部，所述连接部和所述压力室在宽度方向上没有台阶的情况下彼此连通，所述连接部的深度比所述压力室的深度小。
[0015]根据本发明，连接部和压力室在宽度方向上没有台阶(level difference)的情况下彼此连通，因此，能够从隔膜的卷曲的区域消除突出部或角部。因此，能够防止隔膜中产生的局部的扭曲变形应力。结果，改善了隔膜的耐久性并且隔膜不易破损。
[0016]从以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其他特征将变得明显。
【附图说明】
[0017]图1A、图1B、图1C和图1D是根据本发明的第一实施方式的元件基板的截面图和部分放大立体图。
[0018]图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F和图2G是图1A至图1D示出的元件基板的制造方法的图。
[0019]图3A和图3B分别是图2A示出的基板和驱动层的截面图和平面图。
[0020]图4A和图4B是图2A至图2G示出的制造方法中的第一抗蚀层和第二抗蚀层的图。
[0021]图5A和图5B是图1A至图1D示出的元件基板的制造方法的图。
[0022]图6A和图6B是图1A至图1D示出的元件基板的制造方法的图。
[0023]图7A和图7B是图1A至图1D示出的元件基板的制造方法的图。
[0024]图8A和图8B是图1A至图1D示出的元件基板的制造方法的图。
[0025]图9A和图9B是根据本发明的比较例的第一抗蚀层和第二抗蚀层的图。
[0026]图1OA和图1OB是根据比较例的元件基板的制造方法的图。
[0027]图1IA和图1IB是根据比较例的元件基板的制造方法的图。
[0028]图12A和图12B是根据比较例的元件基板的制造方法的图。
[0029]图13A和图13B是根据比较例的元件基板的制造方法的图。
[0030]图14A和图14B是根据本发明的第二实施方式的第一抗蚀层和第二抗蚀层的图。
[0031]图15A和图15B是根据第二实施方式的元件基板的制造方法的图。
[0032]图16是根据本发明的第三实施方式的元件基板的截面图。
[0033]图17A、图 17B、图 17C、图 17D、图 17E、图 17F、图 17G、图 17H、图 171、图 17J 和图17K是图16示出的元件基板的制造方法的图。
[0034]图18A、图 18B、图 18C、图 18D、图 18E、图 18F、图 18G、图 18H、图 181 和图 18J 是图16示出的元件基板的制造方法的图。
[0035]图19A、图19B、图19C、图19D、图19E、图19F、图19G和图19H是图16示出的元件基板的制造方法的图。
【具体实施方式】
[0036]以下参照【附图说明】用于实施本发明的实施方式。
[0037](第一实施方式)
[0038]图1A至图1D是用于示出根据本发明的元件基板的示意图。图1A是侧截面图(截面侧视图或竖截面)，图1B是从箭头Fl的方向看时沿着图1A的线1B-1B截取的截面图，图1C是从箭头F2的方向看时沿着图1A的线1C-1C截取的截面图，图1D是图1B示出的区域E的放大立体图。
[0039]如图1A至图1D所示，元件基板I包括用于喷出液体的喷出口 2和用于存储通过喷出口 2喷出的液体且用于对液体施加喷出压力的压力室3。压力室3的其中一个壁由隔膜4形成。致动部5接合于隔膜4。致动部5的致动使隔膜4变形，以对压力室3中的液体施加压力。优选地，致动部5形成在压力室3的外侧。
[0040]元件基板I还包括与压力室3连通的流量减小部(flow reducing port1n) 6和从流量减小部6延伸至共用液室(未示出)的连通孔7。液体经由连通孔7和流量减小部6从共用液室供给至压力室3。
[0041]流量减小部6比压力室3浅(流量减小部6的深度A小于压力室3的深度B)，流量减小部6的宽度比压力室3的宽度小(流量减小部6的流路宽度C小于压力室3的流路宽度D)。因此，流量减小部6的流路截面小于压力室3的流路截面，流量减小部6起到将从流量