CN1290705C - 喷墨记录头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有可以在实现小液滴化的同时提高排出能量、过滤性能和排出频率特性的流路结构的喷墨记录头。在供应路径(5)内，配有用于缩小相对于液流方向成直角的流路截面的面积、并同时改变其面积(形状)的流路结构体(3)，流路结构体(3)由作为堵塞供应路径(5)的一部分的第一结构体的平坦的四棱柱(3a)和作为堵塞供应路径(5)的一部分的第二构造体的多个圆柱(3b)构成。四棱柱(3a)以供应路径(5)的整个宽度形成于基板(34)上，堵塞供应路径(5)的基板(34)侧。多个圆柱(3b)关于供应路径(5)的中心对称地配置在四棱柱(3a)上，从四棱柱(3a)至排出口板(8)沿供应路径(5)的高度方向延伸。

Description

喷墨记录头

技术领域

本发明涉及一种在排出油墨并形成墨滴、以进行记录的喷墨记录装置中使用的喷墨记录头。

背景技术

在打印机、复印机和传真机等印制装置中，根据图像信息，在纸或塑料薄片、或者布等打印介质(也称为记录片或记录介质)上，印制由点状图形构成的图像。

这种打印装置可以根据其打印的方式分为喷墨式、针式、热印式和激光束式等。

其中，以喷墨式进行印制的装置，是从打印头向介质上排出油墨以进行打印(记录)的装置，可以高速地打印高精度的图像，进而，具有由于是非击打式所以噪音很小、而且易于使用多种颜色的油墨打印彩色图像等优点。在喷墨方式中，特别是利用由发热件使油墨产生膜沸腾时的发泡能将油墨从喷嘴排出的所谓气泡喷射式是非常有效的。

图9A、9B和9C是表示气泡喷射方式的喷墨记录头(也称为“气泡喷射打印头”)。图9A是表示现有记录头的多个喷嘴中的一个的平面透视图，图9B是贯穿切断排出口和油墨流路时的剖视图，图9C是沿图9B的9C-9C线剖开的剖视图。另外，在图9B中将流路构成构件107表示为透明构件。

如图9A、9B和9C所示，气泡喷射打印头在基板101的上层具有作为电热转换元件的发热件102。而且，在基板101上，设有平板状的流路构成构件107，该平板状的流路构成构件107形成有：面对发热件102的配置面形成的、作为内包发热件102的空间部的发泡室103，用于从发泡室103向规定方向排出油墨的油墨排出喷嘴104，和面对发热件102的配置面、从供应室105将油墨导入发泡室103的供应路径106。另外，在本说明书中，从发泡室103至作为将油墨液滴排出到记录头外部的开口的排出口108之间的部分被称为油墨排出喷嘴104。

在上述气泡喷射方式的记录头中，为了实现更高分辨率的打印，有必要减小液滴尺寸，以减小形成于打印介质上的墨点的直径。这样的减小液滴的情况，可以通过减小作为油墨排出喷嘴的前端开口的排出口的面积来实现。

但是，减小液滴的情况尤其存在以下问题。由于排出口的面积减小、排出方向的粘性阻力上升，为了进行排出需要很大的能量。粘性阻力由式1表示。

η：油墨粘度  S(x)：截面面积  G(x)：形状系数

例如，由于排出口径小于φ10μm时排出方向的粘性阻力变得非常高，所以影响特别显著。并且，由于向排出方向的流动阻力增加，所以在由作为能量发生元件的电热转换元件进行发泡时，油墨难以流向排出口侧，反而由于油墨易于流向供应路径侧而使发泡向供应路径侧的成长也增大。过去，为了抑制发泡向供应路径侧的成长、使发泡易于向排出口侧成长，以增加向排出口侧的能量分配，缩小了与排出口相反侧的供应路径的流路宽度，但是通过简单地缩小流路宽度，在排出之后用于对排出口部进行油墨的再补充的时间增加，排出频率特性(也称为“f特性”)下降。

进而，若由于小液滴化使得排出液滴需要很大的能量，则在能量发生元件为电热转换元件的情况下，由于投入的电能增加使得元件基板的温度上升，结果发泡变得不稳定而产生排出不良。因此，为了防止温度上升需要花费时间，使记录变得缓慢，产生了记录速度下降的问题。

并且，众所周知，在喷墨记录头中，由于杂质混入到排出口部中会产生排出不良现象。过去，对于这种杂质造成的不良效果所采取的措施是，如图9A所示，通过在供应路径106的入口处在供应路径106的整个高度上以规定的间隔配置柱状件作为过滤器109，以防止杂质混入。

但是，为了获得f特性，作为降低供应路径流动阻力的结构有必要提高供应路径的高度，并且由于构成过滤器109的柱状件的粗细(直径)沿供应路径的高度方向是一定的，所以如图9B所示，存在供应路径106的高度最终决定过滤器109的柱状件的间隙长度、不能达到使其充分具有过滤功能的目的的情况。并且，排出口径越小则过滤器的开口面积也必须越小，但是由于设置在供应路径中的过滤器的柱状件的粗细(直径)沿着供应路径的高度方向保持恒定，所以只能采取简单地减小构成过滤器的柱状件之间的间隙这样的对策，因而，在排出之后用于向排出口部进行油墨的再补充的时间增加，排出频率特性(也称为“f特性”)下降。

因此，鉴于上述实际情况，本发明的目的是提供一种具有即使在小液滴化时仍可提高排出能量、过滤性能和排出频率特性的流路结构的喷墨记录头。

发明内容

为了达到上述目的，本发明的喷墨记录头包括：元件基板，该元件基板具有利用热能在液体中产生气泡的多个排出能量发生元件和形成用于将液体引导至该排出能量发生元件的供应室的贯通口；和流路构成基板，该流路构成基板在元件基板的形成有前述排出能量发生元件的表面上分别形成有容纳前述排出能量发生元件的多个发泡室和用于将液体分别引导到各发泡室内的多个供应路径，并且对应于前述发泡室如此地设置有多个喷嘴，即，使前述各发泡室与记录头外部连通，其中，每个前述喷嘴的直径不大于这样一个距离，该距离为前述元件基板的前述排出能量发生元件所形成的表面与在前述各供应路径中与前述排出能量发生元件所形成的表面相对的前述流路构成基板的表面之间的距离。该喷墨记录头设置有一如此进行构造的流路结构体，即，相对于每个前述供应路径，该流路结构体的垂直于液流方向的横截面面积在前述各发泡室和贯通口之间最小，该流路结构体设置有(i)用于关闭每个前述供应路径的一部分的第一结构体，前述第一结构体被形成于前述元件基板的形成有前述排出能量发生元件的表面上，并且(ii)在前述流路构成基板上形成的第二结构体为从前述第一结构体延伸的柱状结构体，前述第二结构体也用于关闭每个前述供应路径的一部分。

上述结构的本发明的喷墨记录头具有以下效果。

(1)可以抑制气泡向油墨供应室侧的成长，并且可以提高排出能量。

(2)流路的一部分的流路截面面积缩小，该流路的一部分中，通过相对扩宽狭窄区域以外的部分，可以有效地抑制气泡向油墨供应室侧的成长，并且可以提高f特性(排出频率特性)。

(3)可以不依赖于流路高度地提高对杂质的过滤性能。

(4)同时，通过使流路截面形状形成正方形，可以形成对于f特性最有效的形状并提高对杂质的过滤性能。

过去，由于小液滴化使得排出液滴需要很大的能量，为了有效地提高流动阻力，减小在相对于液流方向成直角的流路截面形状中靠近电热转换元件的流路截面面积是非常有效的。这是因为在电热转换元件面上的发泡初始状态中，为了抑制发泡向供应路径侧发展并且使气泡向排出口侧成长，在靠近电热转换元件侧，必须缩小供应路径的流路面积或堵塞供应路径的一部分。在现有的结构中，在与排出口侧相反的供应路径侧气泡也会成长，与此相对，在本发明的结构中，由于可以抑制气泡向供应路径侧的成长，所以气泡的大部分向排出口侧成长，可以提高排出能量。特别地，在与大气连通的喷墨记录头中，具有图9A、9B和9C所示的现有形状的，其气泡向排出口侧的成长不充分，本发明与现有技术相比的不同之处在于，其在供应路径内靠近电热转换元件地形成流路截面积缩小的流路结构体，以此来促进气泡向排出口侧的成长。

并且，当使供应室侧的流路截面面积的整体比发泡室还要小时，排出频率特性(f特性)也大幅度下降。因此，根据本发明人的研究可知，使供应室侧的流路的一部分的截面面积比发泡室侧窄，并且使除此以外的部分宽，可以有效地抑制气泡向供应路径侧的成长。具体进行详细的研究表明，流体在通过前述流路的一部分的、截面面积相对宽的部分时，产生卷起的液流。根据本发明人的研究发现，这种流动进一步抑制了从前述流路的一部分的、截面面积相对狭窄的部分而来的流动，其抑制气泡向供应路径侧的成长的效果，较之上述利用减小相对于液流方向成直角的流路截面形状中靠近电热转换元件的流路截面面积的方法还要好。

即，由本发明人的研究可以观察到，在排出之后将油墨从油墨供应室填充至排出口的再补充工序中，在前述流路的一部分的相对截面面积缩小的部分中，流动阻力升高，并且当存在角部时，易于残留油墨。因而，在元件基板的形成有排出能量发生元件的面上设置堵塞前述流路一部分的第一结构体，通过在该第一结构体上沿液体流动方向形成切口部分，设置前述流路一部分的截面面积相对变窄的部分，借此抑制气泡向供应室侧的成长，并且，通过该狭窄部分的残留油墨，可以促进该部分处的弯液面的回复。因而，由本发明人的研究可知，为了提高排出效率，于电热转换元件的面上形成堵塞流路一部分的第一结构体，而在该结构体中具有间隙，这对同时谋求f特性的兼容性十分有效。

并且，在喷墨记录头中，对于杂质混入排出口部而言，如图8B所示，通过在相对于液流方向成直角的流路截面上改变一部分流路的高度，并且在该区域中形成用于过滤目的的柱状构造物，既可获得保持供应路径5等的流路高度又可获得对杂质的过滤性能。即，可以不依赖于流路高度地提高过滤性能。在本发明中，由于不像图8A中的现有接头那样、形成过滤器开口的圆柱3b之间的间隙形状有赖于流路的高度，因而可以以所需的形状缩小用于提高过滤性能的过滤器的开口形状。为了以相同流路截面面积保持f特性，应使角部处的流体不流动的滞留区域处于最小限度，因而，过滤器的开口形状为正方形是特别优选的，而采用本发明的结构，如图8B所示，在相对于液流方向成直角的流路截面中的过滤器部分的开口形状形成正方形因此能保持f特性，同时能获得对杂质的过滤性。

根据本发明的另一个方面的喷墨记录头，包括：元件基板，该元件基板具有利用热能在液体中产生气泡的多个排出能量发生元件和形成用于将液体引导至该排出能量发生元件的供应室的贯通口；排出口板，该排出口板与前述元件基板相对并且具有多个分别与前述多个排出能量发生元件相对的排出口；多个供应路径，该供应路径被设置在夹在前述元件基板和前述排出口板之间的空间中，用于将液体从前述贯通口分别供应到前述多个排出口；多个柱状结构体，设置该柱状结构体分别用于前述多个供应路径并且该柱状结构体从前述元件基板的一侧延伸到前述排出口板的一侧，其中，对于每个前述供应路径，前述排出口的直径不大于前述供应路径的高度，以及对于每个前述供应路径，将前述各柱状结构体的一端设置在形成于前述供应通路中的结构件上，该柱状结构体延伸跨过供应通路的从供应通路的垂直于前述供应通路延伸方向的横截面观察到的整个宽度，从而沿着前述供应通路的高度方向在前述柱状结构体的相邻圆柱之间的间隙的长度小于前述排出口的直径。

根据本发明的再一个方面的喷墨记录头，包括：元件基板，该元件基板具有利用热能在液体中产生气泡的多个排出能量发生元件和形成用于将液体引导至该排出能量发生元件的供应室的贯通口；排出口板，该排出口板与前述元件基板相对并且具有多个分别与前述多个排出能量发生元件相对的排出口；多个供应路径，该供应路径被设置在夹在前述元件基板和前述排出口板之间的空间中，用于将液体从前述贯通口分别供应到前述多个排出口；分别对应于前述多个供应通路设置的多个柱状结构体，前述柱状结构体的每一个被布置在相应的供应通路的在前述贯通口一侧的端部和前述贯通口之间，前述柱状结构体从前述元件基板的一侧延伸到前述排放口板的一侧，其中，对于每个前述供应路径，前述排出口的直径不大于前述供应路径的高度，以及前述柱状结构体的一端形成在结构件上，前述结构件部分地形成于前述供应通路的前述贯通口一侧与前述贯通口之间，在从供应通路的垂直于前述供应通路延伸方向的横截面观察时，前述结构件具有大于前述供应通路宽度的宽度，沿着前述供应通路的高度方向在前述柱状结构体的相邻圆柱之间的间隙的长度小于前述排出口的直径。

附图说明

图1是本发明第一个实施形式的喷墨记录头的斜视图。

图2是沿图1的2-2线剖开的剖视图。

图3A是沿与基板垂直的方向剖开第一个实施形式中的喷墨记录头的多个喷嘴中的一个的纵向剖视图，图3B是从垂直于基板的方向观察到的该喷嘴的平面透视图，图3C是沿图3A中的3C-3C线剖开的剖视图。

图4A是沿垂直于基板的方向剖开本发明第二个实施形式的喷墨记录头的多个喷嘴中的一个的纵向剖视图，图4B是从与基板垂直的方向观察到的该喷嘴的平面透视图，图4C是沿图4A的4C-4C线剖开的剖视图。

图5A是沿垂直于基板的方向剖开本发明第三个实施形式的喷墨记录头的多个喷嘴中的一个的纵向剖视图，图5B是从与基板垂直的方向观察到的该喷嘴的平面透视图，图5C是沿图5A的5C-5C线剖开的剖视图。

图6A、6B、6C是表示第三个实施形式的喷嘴的变形例的图示。

图7A是从与基板垂直的方向剖开本发明第四个实施形式的喷墨记录头的多个喷嘴中的一个的纵向剖视图，图7B是从与基板垂直的方向观察到的该喷嘴的平面透视图，图7C是沿图7A中的7C-7C线剖开的剖视图。

图8A、8B是用于对喷墨记录头的喷嘴流路的现有结构与本发明的结构进行比较说明的图示。

图9A、9B、9C是表示现有的气泡喷射方式的喷墨记录头的图示。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施形式。

(第一个实施形式)

图1是本发明第一个实施形式的喷墨记录头的斜视图，图2表示沿图1的2-2线剖开的剖面。另外，在本图中和其它附图中，没有表示出用于驱动电热转换元件的电路配线等。本实施形式采用由例如，玻璃、陶瓷、塑料或金属等构成的基板34。基板34的材质并不是本发明的实质，只要具有作为流路构成构件的一部分的功能，并具有作为排出能量发生元件以及作为形成后面所述的油墨流路和油墨排出口的材料层的支撑体的功能就可以，没有特别的限制。在本形式中，以采用Si基板(晶片)的情况进行说明。如图2所示，在基板34的一个面上，形成用于排出油墨的作为排出能量发生装置的电热转换元件1和细长矩形的油墨供应口6。油墨供应口6为由形成于基板34上的长槽状的贯通孔构成的油墨供应室4的开口。在油墨供应口6的长度方向的两侧各1列、呈锯齿状地配置电热转换元件1，每列以电热转换元件的间隔为600dpi的间距设置256个，两列共512个。进而，在基板34的一个面上设置流路构成构件7，将排出口板8接合到其上。在流路构成构件7上形成将从油墨供应口6供应的油墨引导入各电热转换元件1上的发泡室中的多个油墨供应路径5。而且，在排出口板8上，以流路构成构件7的发泡室与外部连通的方式形成油墨排出喷嘴，露出于排出口板8表面上的油墨排出喷嘴前端的开口形成墨滴的排出口26。

图3A是沿与基板垂直的方向剖开本实施形式的喷墨记录头的多个喷嘴中的一个时的纵向剖视图，图3B是从与基板垂直的方向观察到的该喷嘴的平面透视图，图3C是沿图3A的3C-3C线剖开的剖视图。另外，在图中，排出口板8作为透明构件表示。

如图3A、3B和3C所示，本实施形式的喷墨记录头在基板34的上层具有电热转换元件(例如发热件)1。而且，在基板34上设有平板状的排出口板8，该平板状的排出口板8形成有：面对电热转换元件1的配置面形成的作为内包电热转换元件1的空间部的发泡室2、用于从发泡室2沿规定方向排出油墨的油墨排出喷嘴9和面对电热转换元件1的配置面将油墨从供应室4引导至发泡室2的供应路径5。在图3A、3B和3C中，排出口板8兼用作流路构成构件，如图2所示，排出口板和流路构成构件不为相互独立的构件，不过不论采用同一构件还是分体的构件，其效果是相同的。并且，电热转换元件1为边长18μm的正方形，油墨供应路径5的高度为10μm，兼用作流路构成构件的排出口板8的厚度为10μm，排出口径的直径为10μm。

进而，在供应路径5内，配有用于在减小相对于液流方向成直角的流路截面的面积的同时、改变该面积(形状)的流路结构体3，在设有供应路径5的流路结构体3的部分中，相对于供应路径5的液流方向成直角的流路截面的面积在与基板34的形成有电热转换元件1的面垂直的方向上呈阶梯性变化。更具体地说，流路结构体3由作为堵塞供应路径5的一部分的第一结构体的平坦四棱柱3a和作为堵塞供应路径5的一部分的第二结构体的多个圆柱3b构成。四棱柱3a，以供应路径5的整个宽度形成于基板34上，以相对于液流方向成直角的流路截面的面积为零的方式堵塞供应路径5的基板34侧。多个圆柱3b关于供应路径5的中心对称地配置在四棱柱3a上，且从四棱柱3a向排出口板8沿着供应路径5的高度方向延伸。即，设有流路结构体3的部分的相对于液流方向成直角的流路截面形状(面积)呈阶梯性变化，在四棱柱3a的区域中为堵塞流路截面的形状，进而，在圆柱3b的部分中，圆柱3b之间的流路截面形成正方形。

另外，虽然在图4B和4C中，以规定的间隔配置有两个圆柱3b，但是对圆柱3b的数目和形状没有特别的限定。并且，在本说明书中，供应路径5的宽度方向是指供应路径5的流动方向成直角，并且与基板34的主面平行的方向，供应路径5的高度是指供应路径5的流动方向成直角，并且与基板34的主面垂直的方向。

在本实施形式中，图3B所示的N1～N7各个位置的在油墨供应路径5的长度方向上距电热转换元件中心O的距离为N1＝11μm、N2＝9μm、N3＝27μm、N4＝32μm、N5＝37μm、N6＝43μm、流路结构体3的圆柱3b的直径为φ8μm。并且，从电热转换元件中心O至大致平行于基板34的主面且与油墨供应路径5的长度方向成直角的方向的位置N7的距离为7.5μm。

因而，如图3C所示，四棱柱3a上的圆柱3b之间的间隙为边长7μm的正方形。在对于基板34的主面大致垂直方向上，四棱柱3a的厚度为3μm，圆柱3b的高度为7μm。

本形式采用利用电热转换元件1使油墨膜沸腾时的发泡形成通过油墨排出喷嘴9与大气连通的排出方式(所谓气泡穿过方式)。

在具有这种形状的油墨供应路径的喷墨记录头中，发明人进行仔细地研究，观察到气泡向供应路径5侧的成长受到抑制，并且，确认了排出速度从11m/s提高至12m/s的效果。这是因为在发泡室2上游侧的供应路径5内具有流路结构体3，因此供应路径5的一部分的流路截面面积相对变窄的缘故。

并且，流路结构体3具有过滤器的作用，作为过滤器开口的圆柱3b之间的间隙形状不依赖于供应路径5的高度，因而，为了提高过滤性能可以以正方形的形状使过滤器的开口形状减小。当过滤器的开口形状呈正方形时，可以将在角部的流体不流动的滞留区域控制在最小限度内，开口形状与长方形相比可以提高f特性。

(第二个实施形式)

图4A是沿与基板垂直的方向剖开本发明第二个实施形式的喷墨记录头的多个喷嘴中的一个的纵向剖视图，图4B是从与基板垂直的方向观察到的该喷嘴的平面透视图，图4C是沿图4A中的4C-4C线剖开的剖视图。以下，主要说明其与第一个实施形式的不同点。

在本实施形式中，电热转换元件1为边长18μm的正方形，油墨供应路径5的高度为10μm，兼用作流路构成构件的排出口板8的厚度为10μm，排出口径的直径为9μm。

如图4A、4B和4C所示，在供应路径5内，配有用于在减小相对于液流方向成直角的流路截面的面积的同时、改变该面积(形状)的流路结构体3，在设有供应路径5的流路结构体3的部分中，相对于供应路径5的液流方向成直角的流路截面的面积在与基板34的形成有电热转换元件1的面垂直的方向上呈阶梯性变化。更具体地说，流路结构体3由作为堵塞供应路径5的一部分的第一结构体的平坦四棱柱3a和作为堵塞供应路径5的一部分的第二结构体的多个圆柱3b构成。本实施形式的四棱柱3a，虽然沿供应路径5的整个宽度方向形成于基板34上，但是与第一个实施形式不同，中央部沿着供应路径5的长度方向以规定的宽度切开。多个圆柱3b关于供应路径5的中心对称地配置在四棱柱3a上，并沿供应路径5的高度方向延伸。即，设有流路结构体3的部分的相对于液流方向成直角的流路截面形状(面积)呈阶梯性变化，在四棱柱3a的切口部的区域中形成流路，进而，在圆柱3b的部分中，形成比该切口部的流路截面面积大的正方形的流路截面。

虽然在图4A、4B和4C中，在四棱柱3a的各个未切口部分中分别配置有一个圆柱3b，但是本实施对于圆柱3b的数目和形状没有特别的限定。

在本实施形式中，图4B所示的N1～N7各个位置的在油墨供应路径5的长度方向上距电热转换元件中心O的距离为N1＝11μm、N2＝9μm、N3＝27μm、N4＝32μm、N5＝37μm、N6＝43μm、流路结构体3的圆柱3b的直径为φ8μm。并且，在大致平行于基板34的主面且与油墨供应路径5的长度方向成直角的方向上距电热转换元件中心O的位置N7的距离为7.5μm。在与基板34的主面大致垂直的方向上，四棱柱3a的厚度为3μm，圆柱3b的高度为7μm。这些尺寸与第一个实施形式相同。作为本实施形式特征的流路结构体3的四棱柱3a中的切口间距为4μm。

通过研究得到确认，本实施形式在气泡向油墨供应室侧的成长方面具有与第一个实施形式相同的效果，并且，排出速度也从11m/s提高到12m/s的效果也得到了确认。对于这种结构，若单纯地考虑与发泡室2相比的供应室4侧的流路截面面积，则气泡向供应室4侧的成长应当比第一个实施形式中的大，但是，本发明人的观察发现，实际上气泡的成长量与第一个实施形式是相同的。在此，通过进行仔细地研究，本发明人设想，在发泡时液体向供应室4侧的液流通过流路结构体3时，在形成流路结构体3的流路截面面积相对较大的部分的圆柱3b的部分中的流体的流动会产生卷入流，该卷入流阻碍来自基板34上的四棱柱3a的切口部的发泡时的流动，因而，抑制了气泡的成长。即，这种卷入流，进一步抑制了从构成流路截面面积相对小的区域的流路结构体3的四棱柱3a的切口部分而来的流动，获得了与第一个实施形式相同的效果。

进而，在向发泡后的排出口进行油墨的再填充时(以下成为再补充)的过程中，与第一个实施形式相比，还可获得从基板34上的四棱柱3a的切口部而来的油墨供应，因此，其再补充比第一个实施形式完成得快。这是因为发泡时产生的卷入流难以在再补充时的流速缓慢的流体中生成的缘故。另外，本实施形式还获得了排出速度从11m/s→12m/s上升的与第一个实施形式相同的效果。并且，通过在发泡室2附近的供应路径5内设置流路结构体3，利用发泡时的液体流动可以将杂质推向油墨供应室4侧，可以防止由于混入杂质而造成的排出故障。

(第三个实施形式)

图5A是沿与基板垂直的方向剖开本发明第三个实施形式的喷墨记录头的多个喷嘴中的一个的纵向剖视图，图5B是从与基板垂直的方向观察到的该喷嘴的平面透视图，图5C是沿图5A中的5C-5C线剖开的剖视图。并且，图6A、6B和6C表示本实施形式的喷嘴的变形例。以下，主要说明其与第一个实施形式的不同点。特别是本实施形式的特征为，流路结构体3不设置在供应路径5内，而是设置在供应路径5和供应室4的开口之间。

在本实施形式中，电热转换元件1为边长18μm的正方形，油墨供应路径5的高度为10μm，兼用作流路构成构件的排出口板8的厚度为10μm，排出口径的直径为8μm。

而且如图5A、5B和5C所示，在供应路径5和供应室4的开口之间的流路中，配有用于在减小该流路的相对于液流方向成直角的流路截面的面积的同时、改变该面积(形状)的流路结构体3，在设有前述流路的流路结构体3的部分中，相对于供应路径5的液流方向成直角的流路截面的面积在与基板34的形成有电热转换元件1的面垂直的方向上呈阶梯性变化。更具体地说，流路结构体3由作为堵塞供应路径5和供应室4的开口之间的流路一部分的第一结构体的平坦四棱柱3a和作为堵塞供应路径5和供应室4的开口之间的流路的一部分的第二结构体的多个圆柱3b构成。四棱柱3a，沿供应路径5的宽度方向形成于基板34上，以相对于液流方向成直角的流路截面的面积为零的方式堵塞供应路径5和供应室4开口之间的流路的基板34侧。多个圆柱3b关于供应路径5的中心对称地配置在四棱柱3a上，且从四棱柱3a向排出口板8沿着供应路径5的高度方向延伸。即，设有流路结构体3的部分的相对于液流方向成直角的流路截面形状(面积)呈阶梯性变化，在四棱柱3a的区域中为堵塞流路截面的形状，进而，在圆柱3b的部分中，圆柱3b之间的流路截面形成正方形。

另外，虽然在图5A、5B和5C中，以规定的间距配置有两个圆柱3b，但是本实施形式对于圆柱3b的数目和形状没有特别的限定。

在本实施形式中，图5B所示的N1～N7各个位置的在油墨供应路径5的长度方向上距电热转换元件中心O的距离为N1＝11μm、N2＝9μm、N3＝48μm、N4＝57μm、N5＝66μm、N6＝43μm、流路结构体3的圆柱3b的直径为φ14μm。并且，在大致平行于基板34的主面且与油墨供应路径5的长度方向成直角的方向上距电热转换元件中心O的位置N7的距离为10μm。因而，四棱柱3a上的圆柱3b的间隙为6μm。并且，在与基板34的主面大致垂直的方向上，四棱柱3a的厚度为4μm，圆柱3b的高度为6μm。

在本实施形式中，通过在供应路径5和供应室4的开口之间设置用于改变供应路径5的供应室4侧开口形状的流路结构体3，使得起过滤器功能的柱状件3b之间的间隙的形状不依赖于基板34的主面和排出口板8的内面之间的高度，因而，如图5C所示可以以正方形的形状形成小的柱状件3b的间隙形状，杂质难以进入供应路径5。杂质不进入供应路径5内，可以减小由于杂质的暂时俘获而使发泡时油墨供应室4侧的流体阻力升高所导致的对排出速度上升等的影响，并且，在流路结构体3中俘获的杂质比供应路径5内更易于运动，从而，同样减小了对排出口的影响。并且，可以减小由于杂质被俘获的状态所造成的对排出的影响。在流路结构体3中俘获的杂质返回到油墨供应室4侧。

并且，如图6A、6B和6C所示，排出口板8的内面沿着供应路径5的宽度方向形成流路结构体3的四棱柱3a，多个圆柱3b关于供应路径5的中心对称地配置在四棱柱3a上，并且，从四棱柱3a至基板34沿供应路径5的高度方向形成这种结构，获得了与图5A、5B和5C的形式相同的效果。

(第四个实施形式)

图7A是沿与基板垂直的方向剖开本发明第四个实施形式的喷墨记录头的多个喷嘴中的一个的纵向剖视图，图7B是从与基板垂直的方向观察到的该喷嘴的平面透视图，图7C是沿图7A中的7C-7C线剖开的剖视图。以下，主要说明其与第一个实施形式的不同点。特别是本实施形式的特征为，流路结构体3不设置在供应路径5内，而是设置在供应路径5和供应室4的开口之间。

在本实施形式中，电热转换元件1为边长18μm的正方形，油墨供应路径5的高度为10μm，兼用作流路构成构件的排出口板8的厚度为10μm，排出口径的直径为8μm。

而且如图7A、7B和7C所示，在供应路径5和供应室4的开口之间的流路中，配有用于在减小该流路的相对于液流方向成直角的流路截面的面积的同时，改变其面积(形状)的流路结构体3，在设有前述流路的流路结构体3的部分中，相对于供应路径5的液流方向成直角的流路截面的面积在与基板34的形成有电热转换元件1的面垂直的方向上呈阶梯性变化。更具体地说，流路结构体3由作为堵塞供应路径5和供应室4的开口之间的流路一部分的第一结构体的平坦四棱柱3a和作为堵塞供应路径5和供应室4的开口之间的流路的一部分的第二结构体的多个圆柱3b构成。四棱柱3a，沿供应路径5的宽度方向形成于基板34上，中央沿供应路径5的长度方向以规定的宽度切开。多个圆柱3b关于供应路径5的中心对称地配置在四棱柱3a上，且沿供应路径5的高度方向延伸。虽然在图7A、7B和7C中，在四棱柱3a的各个未切口部分中分别配置有一个圆柱3b，但是本实施方式对于圆柱3b的数目和形状没有特别的限定。

特别地，在本实施形式中，圆柱3b以直径扩大的方式形成。

在本实施形式中，图7B所示的N1～N7各个位置的在油墨供应路径5的长度方向上距电热转换元件中心O的距离为N1＝11μm、N2＝9μm、N3＝48μm、N4＝57μm、N5＝66μm、N6＝43μm、流路结构体3的圆柱3b的最大直径为φ14μm。并且，在大致平行于基板34的主面且与油墨供应路径5的长度方向成直角的方向上距电热转换元件中心O的位置N7的距离为10μm。因而，四棱柱3a上的圆柱3b的间隙为6μm。并且，在与基板34的主面大致垂直的方向上，四棱柱3a的厚度为4μm，圆柱3b的高度为6μm。

以下是本发明的喷墨记录头的一种制造方法，它适用上述各实施形式。在形成有能量发生元件的基板上利用感光材料形成油墨流路模型的图案，然后，在前述基板上涂敷形成被覆树脂层，使其覆盖该模型图案，在该被覆树脂层上形成与前述油墨流路的模型连通的油墨排出孔，之后，去除在该模型中使用的感光材料(参照特公平6-45242号公报)而成。在该制造方法中，作为感光性材料，从易于去除的观点出发采用阳性抗蚀剂。这种制造方法适用于半导体的光刻法，因而，对于油墨流路、排出孔等的形成可以进行高精度的极其精细的加工。

并且，本实施形式的记录头的制造方法，一般优选以将特开平4-10940号公报、特开平4-10941号公报中公开的喷墨记录方法作为油墨排出方法的记录头的制造方法为标准。这些公报是关于使采用发热件产生的气泡与外部气体通气的结构中的墨滴排出方法的。在该方法中，过去，在以阳性抗蚀剂形成油墨流路的模型之后，在模型上覆盖树脂并形成排出口板(流路构成构件)，在这种情况下，虽然与抗蚀剂的灵敏度有关，但受光部分因曝光并显影而消失，因而，在发挥过滤器功能的孤立的流路结构体的侧面上如图7A、7B和7C所示形成锥形形状。

因而，在这种锥形形状的情况下，与杂质的俘获相关的柱状件之间的间隙变大，但是，在如本实施形式那样、流路结构体3的圆柱3b的直径沿其长度方向扩大的情况下，通过在位于圆柱3b之间的间隙变宽一侧的基板34的主面上形成四棱柱3a，可以防止杂质进入供应路径5。

并且，通过在四棱柱3a的中央沿供应路径5的长度方向设置规定宽度的切口，可以抑制由于发泡造成的流体向供应室4侧的流动，获得与第二个实施形式相同的效果。

Claims (6)

1.一种喷墨记录头，包括：

元件基板，该元件基板具有利用热能在液体中产生气泡的多个排出能量发生元件和形成用于将液体引导至该排出能量发生元件的供应室的贯通口；以及

流路构成基板，该流路构成基板(i)在元件基板的形成有前述排出能量发生元件的表面上分别形成有(a)容纳前述排出能量发生元件的多个发泡室和(b)用于将液体分别引导到各发泡室内的多个供应路径，并且(ii)对应于前述发泡室如此地设置有多个喷嘴，即，使前述各发泡室与记录头外部连通，

其中，每个前述喷嘴的直径不大于这样一个距离，该距离为前述元件基板的前述排出能量发生元件所形成的表面与在前述各供应路径中与前述排出能量发生元件所形成的表面相对的前述流路构成基板的表面之间的距离。

该喷墨记录头设置有一如此进行构造的流路结构体，即，相对于每个前述供应路径，该流路结构体的垂直于液流方向的横截面面积在前述各发泡室和贯通口之间最小，

该流路结构体设置有(i)用于关闭每个前述供应路径的一部分的第一结构体，前述第一结构体被形成于前述元件基板的形成有前述排出能量发生元件的表面上，并且(ii)在前述流路构成基板上形成的第二结构体为从前述第一结构体延伸的柱状结构体，前述第二结构体也用于关闭每个前述供应路径的一部分。

2.如权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，垂直于液流方向的并具有最小的横截面面积的供应路径的横截面部分的形状为正方形。

3.如权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，前述第一结构体包括一个或多个四棱柱，前述第二结构体包括一个或多个圆柱。

4.如权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，使前述排出能量元件产生的气泡与大气连通并排出液滴。

5.一种喷墨记录头，包括：

元件基板，该元件基板具有利用热能在液体中产生气泡的多个排出能量发生元件和形成用于将液体引导至该排出能量发生元件的供应室的贯通口；

排出口板，该排出口板与前述元件基板相对并且具有多个分别与前述多个排出能量发生元件相对的排出口；

多个供应路径，该供应路径被设置在夹在前述元件基板和前述排出口板之间的空间中，用于将液体从前述贯通口分别供应到前述多个排出口；

多个柱状结构体，设置该柱状结构体分别用于前述多个供应路径并且该柱状结构体从前述元件基板的一侧延伸到前述排出口板的一侧，

其中，对于每个前述供应路径，前述排出口的直径不大于前述供应路径的高度，以及

对于每个前述供应路径，将前述各柱状结构体的一端设置在形成于前述供应通路中的结构件上，该柱状结构体延伸跨过供应通路的从供应通路的垂直于前述供应通路延伸方向的横截面观察到的整个宽度，从而沿着前述供应通路的高度方向在前述柱状结构体的相邻圆柱之间的间隙的长度小于前述排出口的直径。

6.一种喷墨记录头，包括：

元件基板，该元件基板具有利用热能在液体中产生气泡的多个排出能量发生元件和形成用于将液体引导至该排出能量发生元件的供应室的贯通口；

排出口板，该排出口板与前述元件基板相对并且具有多个分别与前述多个排出能量发生元件相对的排出口；

多个供应路径，该供应路径被设置在夹在前述元件基板和前述排出口板之间的空间中，用于将液体从前述贯通口分别供应到前述多个排出口；

分别对应于前述多个供应通路设置的多个柱状结构体，前述柱状结构体的每一个被布置在相应的供应通路的在前述贯通口一侧的端部和前述贯通口之间，前述柱状结构体的一端形成在结构件上，前述结构件部分地形成于前述供应通路的前述贯通口一侧与前述贯通口之间，前述柱状结构体从前述元件基板的一侧延伸到前述排放口板的一侧，

其中，对于每个前述供应路径，前述排出口的直径不大于前述供应路径的高度，以及

在从供应通路的垂直于前述供应通路延伸方向的横截面观察时，前述结构件具有大于前述供应通路宽度的宽度，沿着前述供应通路的高度方向在前述柱状结构体的相邻圆柱之间的间隙的长度小于前述排出口的直径。

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