CN1549774A - 液滴排放头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种制造液滴排放头的方法，包括如下步骤：提供硅基板；由硅基板形成沟槽成形元件，该沟槽成形元件具有用于容纳将被加压的液体的压力腔室和用于将受压液体引导到喷嘴的喷嘴连通槽，其中在通过干式刻蚀硅基板形成非通孔之后，通过各向异性刻蚀硅基板形成喷嘴连通槽。

Description

液滴排放头及其制造方法

技术领域

本发明总体上涉及液滴排放头(drop discharge head)、该液滴排放头的制造方法、墨盒和喷墨式打印装置。

背景技术

在打印机、传真机、复印机、绘图器等中用作成像装置的喷墨式打印装置设置有喷墨打印头作为液滴排放头。喷墨打印头包括用于喷射墨滴的喷嘴，与喷嘴液体连通的墨水沟槽(也称作唇部腔室、压力腔室、加压墨滴腔室或者墨腔)，以及用于加压墨水沟槽中的墨水的驱动机构。尽管下述说明主要涉及的是作为液滴排放头的喷墨打印头，但液滴排放头还包括用于排放液滴形式的液体抗蚀剂的头部件和用于排放液滴形式的DNA片段的头部件。

采用压电式喷墨打印头，由于采用压电元件的隔膜的变形所导致的墨水沟槽的容积变化而使墨滴排出(例如，见JP 61-51734A)。采用另一类型的喷墨打印头，通过采用热阻元件加热墨水沟槽中的墨水所生成的气泡而使墨滴排出(例如，见JP 61-59911A)。采用另一类型的喷墨打印头，由于电极和隔膜之间生成静电力导致的隔膜变形所引起的墨水沟槽的容积变化而使墨滴排出(例如，见JP 61-51734A)。

在这些类型的喷墨打印头之中，压电式喷墨打印头对于彩色打印特别有优势，因为消除了由于热能引发的墨滴降解的潜在性(特别是，彩色墨水更易于由于受热而降解)。此外，墨滴量的挠性控制可以通过压电振动器的变形量的控制来实现。因而，压电式喷墨打印头适于构造具有高质量彩色打印能力的喷墨式打印装置。

顺便说起，为了实现较高质量的彩色打印，要求较高的清晰度。为此，压电振动器和与墨水沟槽相关的各部件(例如，压力腔室之间的隔壁)的尺寸不可避免地要减小，要求在制造和组装这些部件时精度增加。在这种情况下，为了精细地制造具有如压力腔室的微观结构的复杂部件，提出了显微机械加工技术，其中各向异性刻蚀法应用到单晶硅基板中。这时，由单晶硅基底制成的各部件(例如，布置在喷嘴板和隔膜之间并构成压力腔室的隔离件)相比于由光致抗蚀剂制成的各部件具有更高的力劲，由此由于压电振动器的振动导致的喷墨打印头的总体变形程度减小。此外，使压力腔室均匀成为可能，因为压力腔室的被刻蚀的壁表面垂直于隔离件的表面。

JP 7-178908A公开了一种采用显微机械加工技术制成的打印头，其中各向异性刻蚀法应用于晶体取向(110)的单晶硅基板中以形成压力腔室。压力腔室邻近其出口的部分由六个壁表面限定，即，从单晶硅基板横截面视图来看的垂直于单晶硅基板的四个壁表面，每个壁表面以钝角连接到相邻壁表面上；和以钝角连接到这些四个壁表面具体一个上的两个表面。该传统技术试图通过使邻近流动停滞易于发生的压力腔室出口的区域(即，喷嘴板侧上的开口)中的墨流尽可能快地均匀而避免气泡停滞。

JP 7-125198A公开了使用显微加工技术制成的打印头，其中压力腔室邻近其出口的部分由垂直于单晶硅基板的五个壁表面限定，每个壁表面以钝角连接到相邻壁表面上。此外，压力腔室的一个壁表面由储墨水沟槽的一个壁的延伸表面构成。该传统技术试图通过将储墨水沟槽和压力腔室之间平滑连通并且将压力腔室出口定位于距压力腔室壁表面几乎等距处而消除在喷嘴板侧上的开口的相邻区域中的气泡停滞。

JP10-264383A公开了一种打印头，其包括墨腔(压力腔室)，其中采用压电元件使墨水受压使之向外排放。吸水性和耐碱性薄膜(如，氧化镍和氧化硅)沉积在墨腔的内表面上，从而使得洗提到墨水(特别是在使用阴离子墨水情况下)中的硅最少。

JP 11-348282A公开了一种利用粘接剂将第一基板紧固到具有喷嘴孔的第二基板上而制成的打印头。第一基板具有沿着墨腔边缘和储墨水沟槽错列布置的凹陷。可以防止多余粘接剂流入墨水沟槽中，这是因为多余粘接剂流进了凹陷中。

但是，在通过刻蚀硅基板制造隔离件(该部件中形成有墨水沟槽)的情况下，很难将硅基板加工成所需的结构，这是因为刻蚀工艺取决于硅基板的晶体取向。此外，刻蚀在压力腔室的硅表面上也产生了粗糙度。

根据现有技术的上述打印头不能将气泡的停滞和墨水的保持性降低到足够程度。特别是，压力腔室具有不止四个壁表面由于多空间的表面结构而导致对墨水流动的有害作用，并且难以控制墨水流动。

此外，在将氧化物薄膜或者氮化钛薄膜(液体(墨水)防护膜)沉积到隔离件的压力腔室壁表面上以防止硅洗提到墨水中的情况下，液体防护薄膜的内部应力引起整个隔离件的变形(弯曲)。如果其他部件固定到隔离件上，其他部件例如喷嘴板、热动式打印头和压电式打印头中的隔膜，以及用于组成墨水沟槽的盖件(例如，压力腔室)，会经常引起这些部件和隔离件之间的故障粘接，由此可靠性下降。

发明内容

本发明的总目的是提供液滴排放头、制造该液滴排放头的方法、以及可以以高稳定性排放墨滴的喷墨打印装置。

本发明另一个且更具体的目的是提供液滴排放头、制造该液滴排放头的方法、以及在长期运转中可以以高可靠性进行操作的喷墨打印装置。

为了实现这些目的，根据本发明一个方面，液滴排放头包括由硅基板制成的沟槽成形元件，其中沟槽成形元件中形成有沟槽，液体通过该沟槽流向喷嘴，所述沟槽具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面。

该配置提高了液滴排放头的可靠性以及排墨性能的可靠性，因为它防止了气泡在沟槽表面的显微凹凸不平处上受阻。

为了实现所述目的，根据本发明另一个方面，液滴排放头包括：沟槽成形元件，其由硅基板制成并且其中形成有压力腔室和喷嘴连通槽；和喷嘴板，其设置在沟槽成形元件一侧上并具有经由喷嘴连通槽与压力腔室液体连通的喷嘴，其中喷嘴连通槽在沟槽成形元件内侧具有四个拐角，而喷嘴连通槽在喷嘴板侧上其出口处具有六个钝角拐角。

该配置提高了液滴排放头的可靠性和排墨性能的稳定性，因为防止了粘接剂在装配过程中由于毛细管作用流入喷嘴连通槽中，由此防止由于喷嘴连通槽内粘接剂凝固导致的墨滴轨迹线偏移。此外，该配置消除了控制液体流动时的困难，因为喷嘴连通槽在沟槽成形元件内侧的拐角不多于四个。

优选的是，在沟槽成形元件内部，喷嘴连通槽的四个侧面受到基本上垂直于喷嘴板的四个表面的限制，而在喷嘴板侧上，喷嘴连通槽的四个侧面受到四个这样垂直的表面和两个相对于喷嘴板倾斜的附加表面的限制。采用这种配置，借助于倾斜表面可以防止空气(或气体)的气泡和液体的流动停滞，由此防止排墨故障。

为了实现所述目的，根据本发明另一方面，液滴排放头包括：沟槽形成元件，其由硅基板制成并且具有压力腔室(隔膜侧沟槽43)、形成在其中的喷嘴连通槽和副腔室(喷嘴侧沟槽42)；喷嘴板，其设置在沟槽成形元件一侧上，并构成连同沟槽成形元件副腔室，并且具有经由副腔室和喷嘴连通沟槽与压力腔室液体连通的喷嘴；以及隔膜，其设置在沟槽成形元件的另一侧上，并且连同沟槽成形元件构成压力腔室，并且可以变形从而改变压力腔室的容积，其中喷嘴连通槽具有四个拐角，而在喷嘴附近的喷嘴板侧上，副腔室的开口形状通过以钝角连接的四条线限定。

该配置提高了液滴排放头的可靠性和排墨性能的稳定性，因为其防止粘接剂由于毛细管作用流入喷嘴连通槽，由此防止由于容纳在喷嘴连通槽内的粘接剂而导致的墨滴轨迹线偏移。此外，该配置消除了控制液体流动时的困难，因为喷嘴连通槽在沟槽成形元件内侧的拐角不多于四个。

优选的是，在喷嘴板侧上喷嘴附近处，副腔室的三个侧面受到基本上垂直于喷嘴板的三个表面和相对于喷嘴板倾斜的附加表面限制。采用这种配置，借助于倾斜表面可以防止气泡和流体流动的停滞，由此防止排墨故障。

为了实现所述目的，根据本发明另一个方面，液滴排放头包括：沟槽成形元件，其具有形成在其中的沟槽，液体通过该沟槽流入到喷嘴，还具有在一侧上的第一表面和在另一侧上的第二表面，其中排除凹部在外，第一表面和第二表面之间的表面积基本上没有差别。

该配置提高了液滴排放头的可靠性并可以降低生产成本，因为即使在如氧化物膜或者氮化钛膜的防液体膜形成在沟槽表面上的情况下也可以使变形程度小于2μm。

优选的是，形状类似于沟槽形状的伪沟槽形成在第一表面侧，伪沟槽与沟槽成形元件的外侧流体连通。采用这种配置，即使在粘接过程中有热量施加到沟槽成形元件上时也可以使伪沟槽中的空气膨胀程度最小。

为了实现该目的，根据本发明另一方面，液滴排放头包括：沟槽成形元件，其中形成有压力腔室和喷嘴连通槽；以及喷嘴板，其设置在沟槽成形元件的一侧上并且具有与压力腔室液体连通的喷嘴；其中形状类似于压力腔室形状的伪腔室形成在沟槽成形元件的喷嘴板侧上，所述压力腔室的深度大于或等于85μm。

该配置提高了液滴排放头的可靠性和排墨性能的稳定性，因为在使用高粘度液体情况下即使以高排放频率也可以降低沟槽成形元件的变形程度并且充分供应墨水。

优选的是，压力腔室和伪腔室之间的硅基板厚度大于或等于100μm。采用这种配置，可以降低沟槽成形元件的变形程度，并且平衡驱动一位和同时驱动多位之间的墨滴速度，由此以高精度控制墨水滴落部位。

为了实现所述目的，根据本发明另一个方面，墨盒包括：根据本发明的喷墨打印头；和墨箱，其容纳将要供应的墨水并与喷墨打印头成为一体。

该配置提高了墨盒的稳定性和产量，因为根据本发明的液滴排放头可以以高度可靠性进行操作并且以高度稳定性和精度排墨。

为了实现所述目的，根据本发明另一个方面，喷墨式打印装置包括：根据本发明的喷墨打印头；墨箱，其容纳将要供应到喷墨打印头的墨水；墨盒，其支承喷墨打印头并且可以在主扫描方向上移动；以及进纸机构，用于从进纸盘经由打印区域向出纸盘传送纸张。

该配置提高了喷墨式打印装置的可靠性和打印图像质量，因为根据本发明的液滴排放头可以以高度可靠性进行操作并且以高稳定性和精度排放墨滴。

为了实现该目的，根据本发明另一方面，制造液滴排放头的方法包括如下步骤：提供硅基板；和利用氢氧化钾溶液通过湿式刻蚀在硅基板中形成沟槽，其中氢氧化钾溶液的浓度大于或等于25％，处理温度大于或等于80℃。

该配置容易在由硅基板制造沟槽成形元件中形成具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面的沟槽。

优选的是，防止气泡附着到被刻蚀的表面上的工艺包括在形成沟槽的步骤中，该工艺例如摇动(来回地倾斜)硅基板以及施加超声波到硅基板上。

采用这种配置，可以防止在刻蚀工艺中产生的氢气附着到壁表面上，并且可以容易地形成表面粗糙度Ra小于2μm的沟槽。

为了实现所述目的，根据本发明的另一方面，制造液滴排放头的方法包括如下步骤：提供硅基板；以及由硅基板形成沟槽成形元件，该沟槽成形元件具有用于容纳将被加压的液体的压力腔室和用于将受压液体引导到喷嘴的喷嘴连通槽，其中在通过干式刻蚀硅基板形成非通孔(内部通道)之后通过各向异性刻蚀硅基板形成喷嘴连通槽。采用这种配置，可以提高产量和液滴排放头的可靠性。

附图说明

图1示出根据本发明的喷墨打印头的分解透视图。

图2示出沿图1的喷墨打印头的纵向截取的剖视图。

图3示出沿图1的喷墨打印头主要部件的横向截取的剖视图。

图4示出喷墨打印头的第一实施例的隔离件1(沟槽形成元件)的剖视图。

图5A示出从喷嘴板3方向看到的隔离件1的平面图，用于说明隔离件1的喷嘴板粘接表面。

图5B示出喷嘴连通槽5的放大详图。

图6A示出从隔膜2方向看到的隔离件1的平面图，用于说明隔离件1的隔膜粘接表面。

图6B示出压力腔室6的放大详图。

图7示出沿图6B的线A-A截取的放大剖视图。

图8A示出根据比较例的隔离件1′的喷嘴板粘接表面的平面图。

图8B示出隔离件1′的喷嘴连通槽5′的放大详图。

图9A示出根据比较例的隔离件1′的隔膜粘接表面的平面图。

图9B示出隔离件1′的压力腔室6′的放大详图。

图10示出沿图9B的线B-B截取的放大的剖视图。

图11示出根据本发明的喷墨打印头的隔离件的第二实施例的剖视图。

图12A至12E示出用于制造第一实施例隔离件1的工艺的一个示例。

图13A至13E示出用于制造第一实施例隔离件1的工艺的继续工艺。

图14示出氢氧化钾溶液浓度和用于各向异性刻蚀温度对表面特征(粗糙度)的影响。

图15A至15E示出用于制造第二实施例隔离件41的工艺的一个示例。

图16A至16E继续是用于制造第二实施例隔离件41的工艺的示例。

图17示出配备有隔离件1的喷墨打印头的注入操作的测试结果。

图18A示出根据第三实施例隔离件11的喷嘴板粘接表面的平面图。

图18B示出喷嘴连通槽55的放大详图。

图19A示出隔离件11的平面图，用于示出隔离件11的隔膜粘接表面。

图19B示出压力腔室36的放大详图。

图20A示出根据比较例的隔离件11′的部分的透视图。

图20B示出根据本发明第三实施例的隔离件11的部分的透视图。

图21A至21E示出用于制造第三实施例隔离件11的工艺的一个示例。

图22A至22E继续示出用于制造第三实施例隔离件11的工艺的示例。

图23示出第四实施例的隔离件441的剖视图。

图24A至24E示出用于制造第四实施例隔离件441的工艺的一个示例。

图25A至25E继续示出用于制造第四实施例隔离件441的工艺的示例。

图26示出根据本发明的另一种喷墨打印头的分解透视图。

图27示出沿图26的喷墨打印头纵向截取的剖视图。

图28示出沿图26的喷墨打印头主要部件的横向截取的剖视图。

图29示出图26的喷墨打印头的隔离件331的剖视图。

图30A示出隔离件331的喷嘴板粘接表面的平面图。

图30B示出隔离件331的隔膜粘接表面的平面图。

图31A示出根据比较例的隔离件331′的喷嘴粘接表面的平面图。

图31B示出隔离件331′的隔膜粘接表面的平面图。

图32示出隔膜粘接表面积与喷嘴板粘接表面积之比和隔离件的变形程度之间关系的测量后的测试结果。

图33A示出根据备选实施例的隔离件331喷嘴板粘接表面的平面图。

图33B示出隔离件331的隔膜粘接表面的平面图。

图34A至34E示出用于制造第五实施例隔离件331的工艺的一个示例。

图35A至35E继续示出用于制造第五实施例隔离件331的工艺的示例。

图36A至36E示出用于制造第五实施例隔离件331的工艺的另一示例。

图37A至37E继续示出用于制造第五实施例隔离件331的工艺的示例。

图38A至38D示出用于制造第五实施例隔离件331的工艺的又一示例。

图39A至39C继续示出用于制造第五实施例隔离件331的工艺的示例。

图40示出根据备选实施例的喷墨打印头的分解透视图。

图41示出图40的喷墨打印头的剖视图。

图42示出根据另一个备选实施例的喷墨打印头的透视图。

图43示出图42的喷墨打印头的分解透视图。

图44示出从墨水沟槽形成侧看到的沟槽形成元件的透视图。

图45示出在驱动一位的情况下和同时驱动多位的情况下墨滴速度的评估结果。

图46示出压力腔室6的高度H1和排放故障率之间关系的评估结果。

图47A至47E示出用于制造第六实施例隔离件的工艺的一个示例。

图48A至48D继续示出用于制造第六实施例隔离件的工艺的一个示例。

图49A至49D示出用于制造第六实施例隔离件的工艺的另一个示例。

图50A至50C继续示出用于制造第六实施例隔离件的工艺的示例。

图51A至51D示出用于制造第六实施例隔离件的工艺的又一个示例。

图52A至52C继续示出用于制造第六实施例隔离件的工艺的示例。

图53示出墨箱整体式的墨盒的透视图。

图54示出喷墨式打印装置的透视图。

图55示出喷墨式打印装置的机械部件的概略侧视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图描述本发明的原理和实施例。

图1-4示出根据本发明的作为液滴排放头的喷墨打印头的第一实施例。图1示出喷墨打印头的分解透视图。图2示出沿喷墨打印头的纵向截取的剖视图。图3示出沿喷墨打印头主要部件的横向截取的剖视图。图4示出喷墨打印头的隔离件(沟槽形成元件)的剖视图。

喷墨打印头包括单晶硅基板制成的隔离片1、隔膜2、喷嘴板3和压电元件12。隔膜2粘接到隔离件1的下表面。喷嘴板3粘接到隔离件1的上表面。墨滴从其可排放的喷嘴孔(喷嘴)4经由墨水沟槽连接到墨源，墨水沟槽包括喷嘴连通槽5、压力腔室6、阻力沟槽7和储墨水沟槽(公共墨水腔室)8。压力腔室6、阻力沟槽7和储墨水沟槽8位于隔膜2和隔离件1之间。限定了墨水沟槽表面的压力腔室6表面、阻力沟槽7表面和隔离件1的储墨水沟槽8的表面覆盖有防液体膜10，如氧化物膜、氮化钛膜和如聚酰胺的有机树脂膜。

多层的压电元件12粘接到隔膜2的下表面，其中每个压电元件12相对于一个压力腔室6定位。多层的压电元件12粘接到由绝缘材料制成的基底13上，绝缘材料如钛酸钡、氧化铝和镁橄榄石。位于隔膜2和基底13之间的中间元件14(图1未示出)粘接到基底13上。中间元件14围绕着多行压电元件12。

压电元件12可以通过交替层叠压电层15(如，10-50μm厚的锆钛酸铅(PZT))和内部电极16(如，几微米厚的银钯(AgPd))制成。具有电动机械特性的元件不限于PZT。各个内部电极16被交替地拉长到每一侧，以电连接到形成在基底13上的公共电极图案和单个电极图案，而它们又经由柔性印刷电路(未示出)电连接到控制单元。当一定的驱动脉冲电压经由内部电极14施加时，压电元件12呈现出层叠方向(即，d33方向)上的变形。压电元件12的变形(移位)可以对压力腔室6中的墨水充分加压，从而使墨水排出到喷嘴孔4之外。注意到的是，墨水的加压也可以利用d31方向上的压电元件的变形实现。通孔(未示出)形成在基底13、中间元件14和隔膜2中，墨水经由该通孔从外界墨源(未示出)引导到储墨水沟槽8。

通过采用碱性溶液(如氢氧化钾(KOH)溶液)对晶体取向(110)的单晶硅基板进行各向异性刻蚀而形成隔离件1的结构，也就是说，对应于压力腔室6和储墨水沟槽8的凹部，以及对应于阻力沟槽7的沟槽部分。喷嘴连通槽5通过干式刻蚀和各向异性刻蚀的结合而形成。

隔膜2通过电铸镍金属板制成。隔膜2具有形成在其中的与压力腔室6有关的薄壁部分21，从而有利于其变形。隔膜2还具有形成在其中的与压电元件12有关的厚壁部分22，从而为压电元件12提供粘接的表面。此外，隔膜2具有形成在其中的与间壁20有关的厚壁部分23，厚壁部分23的上表面(即，隔膜2的平面形上表面)利用粘接剂粘接到隔离件1上。支承部分24位于厚壁部分23和基底13之间。支承部分24通过切割压电元件块体而与压电元件12一起形成，并且具有和压电元件12相同的结构。

喷嘴板3具有形成在其中的与压力腔室6有关的10-30μm直径的喷嘴孔4。喷嘴孔4以交错布置方式排列成两行(为了解释方便，图2示出直的布置)。喷嘴板3由诸如不锈钢和镍的金属、金属和树脂(如聚酰胺树脂膜)的结合体、硅、及这些材料的结合体制成。喷嘴板3的喷嘴表面(图3中的上表面)利用公知技术如电镀薄膜涂层和防水涂层涂覆有防水薄膜，从而对于墨水呈现出排水性。

采用这种喷墨打印头，有选择地向压电元件12施加20-50V的脉冲电压导致压电元件12在层叠方向上变形(图3的情况)，由此引起隔膜2朝压力腔室6变形。接着，压力腔室6中的墨水根据压力腔室6的容积变化而加压，以作为墨滴从喷嘴孔4排出。

压力腔室6内部的微小负压通过在由于墨滴排放而使内部墨水压力降低时的墨水流动惯性而生成。这种状态下，随着压电元件12转变成钝化状态(inactivated state)，隔膜2回复到其原始状态，这增加了负压的大小。这时，来自墨源的墨水经由储墨水沟槽8和作为液体阻挡部分的阻力沟槽7流入压力腔室6中。当喷嘴孔4的墨水弯液面的振动减弱至稳定状态，接下来的墨滴的排放通过向压电元件12施加脉冲电压而执行。

参照图4，对应于隔离件1压力腔室6的凹部的壁表面1a和喷嘴连通沟槽5的壁表面1b的形成使得表面粗糙度(Ra)(Ra：所测量的表面粗糙度的平均值)不超过2μm。

关于这方面的详细说明，参见图5-10，图5A示出从喷嘴板3方向看到的隔离件1的平面图，用于说明隔离件1的喷嘴板粘接表面；图5B示出喷嘴连通槽5的放大详图。图6A示出当从隔膜2方向看到的隔离件1的平面图，用于说明隔离件1的隔膜粘接表面；图6B示出压力腔室6的放大视图。图7示出沿图6B的线A-A截取的放大剖视图。

图8A示出根据比较例的隔离件1′的喷嘴板粘接表面的平面图，图8B示出隔离件1′的喷嘴连通槽5′的放大详图。图9A示出根据比较例的隔离件1′的隔膜粘接表面的平面图，图9B示出隔离件1′的压力腔室6′的放大详图。图10示出沿图9B的线B-B截取的放大剖视图。与根据本发明第一实施例的零件类似的比较例的零件采用附加标注有“′”的相同附图标记描述。

隔离件1、1′分别具有形成在它们的喷嘴板粘接表面的凹部31，用于接收当隔离件1、1′粘接到喷嘴板3、3′上时溢出的多余粘接剂。隔离件1、1′还分别具有形成在它们的隔膜粘接表面中的凹部32，用于接收当隔离件1、1′粘接到隔膜2、2′上时溢出的多余粘接剂。

如这些附图所示，根据本发明的第一实施例，与隔膜2相对的压力腔室6的壁表面1a的形成使表面粗糙度(Ra)不超过2μm。该表面特征通过采取用于防止由于刻蚀产生的氢气附着到壁表面上的特殊措施而实现的。例如，在刻蚀过程中，摇动硅基板、使硅基板形成机械振动，或者向硅基板施加超声波可以防止氢气附着到壁表面上。

因此，上述与隔膜2相对的壁表面1a的表面粗糙度允许墨水在压力腔室6中平稳流动，并且防止气泡Ba在表面1a的显微凹凸不平之处受阻，如图7所示，由此防止喷墨式打印机的故障，如排墨故障。因此，根据本发明的喷墨式打印机可以以高稳定性排出墨滴。

相反，根据比较例，与隔膜2′相对的压力腔室6′壁表面1a′的表面粗糙度(Ra)大于2μm。这是因为刻蚀硅基板时生成的气泡(氢气)附着到壁表面上，使得壁表面1a′的表面粗糙度小于2μm成为可能。

根据比较例，由于与隔膜2′相对的壁表面1a′的表面粗糙度超过2μm，墨水不能在压力腔室6′中平稳流动，而且气泡Ba容易在表面1a′上的凹凸不平之处受阻，如图10所示。因此，喷墨式打印机的故障如排墨故障的可能性变大。因此，根据比较例的喷墨式打印机不能稳定地排出墨滴。

限定喷嘴连通槽5、压力腔室6、阻力沟槽7和储墨水沟槽8的壁表面可以形成得使它们的表面粗糙度(Ra)不超过2μm。但是，至少压力腔室6的壁表面1a和喷嘴连通槽5的壁表面1b可以满足表面粗糙度的需求。

参照图11，根据本发明喷墨式打印机的隔离件的第二实施例以剖视图示出。与参照图1-4描述的零件类似的零件参照采用相同附图标记的图11描述。在该实施例中，隔离件41具有形成在其中的喷嘴侧沟槽42和隔膜侧沟槽43，它们用作将墨水引导到喷墨板3的喷孔4的墨水沟槽。换句话说，前述第一实施例的隔离件1具有单侧墨水沟槽，而该第二实施例的隔离件41具有双侧墨水沟槽。

在该实施例中，隔膜侧沟槽43用作压力腔室(压力沟槽)，用于借助于加压装置如压电元件向墨水施压。喷嘴侧沟槽42经由连通槽44、45连接到隔膜侧沟槽43。

由于喷嘴侧沟槽42和隔膜侧沟槽43关于喷嘴板3的喷嘴孔4形成，在隔膜侧沟槽43(压力沟槽)中受压的墨水不仅经由连通槽44和喷嘴侧沟槽42而且经由连通槽45引导到喷嘴孔4。采用这种配置，即使在高频率的操作过程中也可以充分地再填满墨水。

参照图12、13，示出由本发明的发明人采用的用于制造前述第一实施例隔离件1的工艺的一个示例。首先，如图12A所示，提供了400μm厚的晶体取向(110)的单晶硅基板61(在该示例中，硅晶片基底)。接着，在硅基板61的两侧形成了1.0μm厚的氧化硅膜62和0.2μm厚的氮化物膜63。氮化物膜63通过LP-CVD(低压化学汽相沉积)形成。

接着，如图12B所示，在硅基板61的氮化物膜63(在喷嘴板粘接侧)上形成了抗蚀剂图形64，其具有用于喷嘴连通槽5的开口和用于残余粘接剂的凹部31的开口。接着，通过干式刻蚀氮化物膜63，构图用于喷嘴连通槽5和凹部31的开口65、66。抗蚀剂(未示出)形成在硅基板61a的整个未刻蚀的侧面。

接着，如图12C所示，当用抗蚀剂填充氮化物膜63的开口66之后，具有几何形状对应于喷嘴连通沟槽5几何形状的开口的抗蚀剂图形67形成在硅基板61的氮化物膜63上(在喷嘴板粘接侧)。接着，通过利用抗蚀剂图形67作为掩膜对氧化硅膜62干式刻蚀而构图用于喷嘴连通槽5的开口68。

接着，如图12D所示，在硅基板61的氮化物膜63上(在隔膜粘接侧)形成了抗蚀剂图形69，该抗蚀剂图形69具有用于压力腔室6的开口和用于多余粘接剂的凹部32的开口。然后，通过干式刻蚀氮化物膜63而构图用于压力腔室6和凹部32的开口70、71。

接着，如图12E所示，当用抗蚀剂填充氮化物膜63的开口之后，具有几何形状对应于压力腔室6几何形状的开口的抗蚀剂图形72形成在硅基板61的氮化物膜63上(在隔膜粘接侧)。接着，通过利用抗蚀剂图形72作为掩膜对氧化硅膜62干式刻蚀而构图用于压力腔室6的开口73。

接着，如图13A所示，通过利用ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从隔膜粘接侧干式刻蚀硅基板61而构图用于喷嘴连通槽5的孔74。这时，抗蚀剂72的膜厚是8μm。利用ICP干式刻蚀器的干式刻蚀在孔74深度达到300μm时终止。

接着，如图13B所示，在去除抗蚀剂72之后，用于喷嘴连通槽5的通孔75通过利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61而形成。该各向异性刻蚀工艺从硅基板61的两侧(即，喷嘴板粘接侧和隔膜粘接侧)进行。尽管在形成通孔75之后(即，在通过各向异性刻蚀首次刻蚀穿透硅基板61之后)就通过各向异性刻蚀形成倾斜部分，但倾斜部分通过该刻蚀工艺彻底去除。

接着，如图13C所示，以氮化物膜63作为掩膜利用稀释的氟酸湿式刻蚀氧化硅膜62构图用于压力腔室6的开口76和用于凹部31、32的开口77、78。

接着，如图13D所示，通过利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61而形成对应于压力腔室6的凹部80和凹部31、32。

在该工艺中，氢氧化钾溶液的浓度是30％，处理温度是85℃。此外，硅基板61(硅晶片)受到机械地摇动。该摇动操作防止在该刻蚀过程中生成的氢气附着到壁表面上，并且能够使对应于压力腔室6凹部80的底表面(即，与隔膜2相对的表面)的表面粗糙度(Ra)小于2μm。

接着，如图13E所示，去除氧化硅膜62和氮化物膜63。接着，1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)，制造隔离件1的过程完成。

在上述工艺中，使表面粗糙度(Ra)小于2μm的特殊操作针对与隔膜2相对的压力腔室6的表面进行。因此，获得了可以以较高程度的可靠性进行运行并且保证墨水平稳流动而不会使气泡在表面上受阻的喷墨打印头。

在此，将参照图14描述硅基板的各向异性刻蚀。图14示出氢氧化钾溶液浓度和各向异性刻蚀时的表面特征(即，表面粗糙度)之间的关系。

氢氧化钾浓度越高，表面粗糙度(Ra)越小。但是，公知的是，过高浓度的氢氧化钾形成了以硅的(110)表面围绕的隆起部，该结构通常被称作“微型金字塔”。图14中，符号A指示的区域是不生成微型金字塔的区域。符号C指示的区域是表面粗糙度(Ra)小于2μm的区域。符号B指示的区域是不生成微型金字塔并且表面粗糙度(Ra)小于2μm的区域。因此，各向异性刻蚀的工艺条件优选确定在区域B之内也就是防止气泡(氢气)附着的区域。

另外，在使用氢氧化钾溶液进行各向异性刻蚀的情况中，硅的刻蚀速度在氢氧化钾溶液浓度为20-25％之内最大。在该浓度范围内，对于区域B的要求来说，高于80℃的加工温度。加工条件(浓度和温度)的适当选择和刻蚀程序的最小变化使得喷墨式打印机的可靠性提高。

参照图15、16，示出用于制造前述第二实施例隔离件41(图11所示)的工艺的一个示例。首先，如图15A所示，提供了400μm的晶体取向(110)的单晶硅基板91(该示例中是硅晶片基底)。接着，在硅基板91的两侧形成了1.0μm厚的氧化硅膜92和0.2μm厚的氮化物膜93。氮化物膜93通过LP-CVD(低压化学汽相沉积)形成。

接着，如图15B所示，在硅基板91的氮化物膜93侧(在喷嘴板粘接侧)形成抗蚀剂图形94，该抗蚀剂图形94具有用于喷嘴侧沟槽42和用于残余粘接剂的凹部31的开口。接着，通过干式刻蚀氮化物膜93构图用于喷嘴侧沟槽42和凹部31的开口95、96。抗蚀剂(未示出)形成在硅基板91a的整个未刻蚀侧。

接着，如图15C所示，填充了氮化物膜93的开口96之后，具有几何形状对应于连通槽44、45几何形状的开口的抗蚀剂图形97形成在硅基板91的氮化物膜93上(在喷嘴板粘接侧)。接着，通过利用抗蚀剂图形97作为掩膜干式刻蚀氧化硅膜92构图用于连通槽44、45的开口98。

接着，如图15D所示，在硅基板91的氮化物膜93上(在隔膜粘接侧)形成抗蚀剂图形69，该抗蚀剂图形69具有用于隔膜侧沟槽43和用于残余粘接剂的凹部32的开口。接着，通过干式刻蚀氮化物膜93构图用于隔膜侧沟槽43和凹部32的开口100、101。

接着，如图15E所示，填充了氮化物膜93的开口101之后，具有几何形状对应于连通槽44、45几何形状的开口的抗蚀剂图形102形成在硅基板91的氮化物膜93上(在隔膜粘接侧)。接着，通过利用抗蚀剂图形102作为掩膜干式刻蚀氧化硅膜92构图用于连通槽44、45的开口103。

接着，如图16A所示，通过利用ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从隔膜粘接侧干式刻蚀硅基板91构图用于连通槽44、45的孔104。这时，抗蚀剂102的膜厚是8μm。

接着，如图16B所示，去除抗蚀剂102之后，利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板91形成将隔膜侧沟槽43连接到喷嘴侧沟槽42的用于连通槽44、45的通孔105。

接着，如图16C所示，以氮化物膜93作为掩膜利用稀释的氟酸湿式刻蚀氧化硅膜92构图用于喷嘴侧沟槽42和隔膜侧沟槽43的开口106、107和用于凹部31、32的开口108、109。

接着，如图16D所示，利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板91形成对应于喷嘴侧沟槽42和隔膜侧沟槽43的凹部110、111，以及凹部31、32。

在该工艺中，氢氧化钾溶液的浓度是30％加工温度是85℃。此外，硅基板91(硅晶片)受到机械地摇动。该摇动操作防止在该刻蚀过程中生成的氢气附着到壁表面上，并且能够使对应于压力腔室6的凹部11的底表面(即，与隔膜2相对的表面)的表面粗糙度(Ra)小于2μm。

接着，如图16E所示，去除氮化物膜93和氧化硅膜92。接着，1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)，制造隔离件1的过程完成。

在上述工艺中，使表面粗糙度(Ra)小于2μm的特殊操作针对与隔膜2相对的隔膜侧沟槽43(压力腔室)的表面进行。因此，获得了可以以较高程度的可靠性进行运行并且保证墨水平稳流动而不会使气泡在表面上受阻的喷墨打印头。此外，由于隔离件41在其喷嘴板侧上设置有附加沟槽(即，喷嘴侧沟槽42)用于供应墨水，所以即使在高频率的操作情况下也可以充分地再充满墨水，由此提高打印速度。

参照图17，图17示出配备有隔离件1的喷墨打印头的注入操作的测试结果(表面粗糙度(Ra)不大于2μm)，该隔离件1是根据前述第一实施例制造的。为了进行比较，工艺条件(即，氢氧化钾溶液的浓度和温度和与气泡粘附力有关的条件)得以变化，从而形成几个分别具有3μm、4μm和5μm的表面粗糙度(Ra)的测试隔离件。

如图17所示，已经发现了在表面粗糙度(Ra)大于2μm的情况下发生的喷墨式打印机的故障，如排墨故障和空滴落注入故障(empty-drop injection)。还已发现，表面粗糙度(Ra)越大，则喷墨式打印机发生故障的可能性越大。与这些测试性打印头相比，已经发现，这些故障不会发生在具有根据本发明制造的隔离件1的喷墨打印头的情况中(表面粗糙度(Ra)不大于2μm)。

接下来，将参照图18-20说明根据本发明隔离件的第三实施例。与参照图1-4描述的零件相似的零件将参照使用相同附图标记的图18-20描述。

图18A示出根据第三实施例的隔离件11的平面图，用于说明隔离件11的喷嘴板粘接表面；图18B示出喷嘴连通槽55的放大详图。图19A示出隔离件11的平面图，用于说明隔离件11的隔膜粘接表面。图19B示出压力腔室36的放大详图。图20A示出根据比较例的隔离件11′的部分(即，用于打印一位(点)的部分)的透视图；图20B示出根据本发明第三实施例的隔离件11的部分的透视图。

参照示出比较例的图20B(和图8、9)，喷嘴板粘接侧上的喷嘴连通槽55′的开口形状是一平行四边形，其具有两个锐角拐角(由图20A和图9A的圆圈符号指示的)，每个拐角由以锐角连接的两条线所限定；还具有两个钝角拐角(每个拐角由以钝角连接的两条线所限定)(见图8B)。这种开口形状增加了将气泡和墨水保留在两个锐角拐角处的可能性。同样，紧靠隔膜粘接侧上的喷嘴连通槽55′下方的压力腔室36′的开口形状由包括锐角拐角的三条线(由图20A和图9B中的圆圈符号指示的)所限定。在该开口形状中，当利用粘接剂将隔离件11′粘接到隔膜2上时，粘接剂借助毛细管作用流入喷嘴连通槽55′，这导致排墨故障或者墨滴轨迹线的偏移。

相反，根据第三实施例，喷嘴板粘接侧上的喷嘴连通槽55的开口形状由仅以钝角连接的六条线限定，因此具有六个钝角拐角(见图20B和图18B的圆圈符号)。同样，紧靠隔膜粘接侧上的喷嘴连通槽55下面的压力腔室66的开口形状由仅以钝角连接的四条线限定，由此具有钝角拐角(由图20B和图19B中的圆圈符号指示)。与上述比较例的开口形状相比，该开口形状可以防止粘接剂由于毛细管作用流入喷嘴连通槽55，由此防止排墨故障或者墨滴轨迹线的偏移。

参照图19A，根据比较例，喷嘴孔4最近的喷嘴连通槽55′的内表面由垂直于隔离件11′的喷嘴板粘接表面的四个表面限定。同样，隔膜粘接侧上的压力腔室36′的内表面由垂直于隔离件11′的隔膜粘接表面的三个表面限定。

另一方面，参照图19B，根据第三实施例，喷嘴孔4最近的喷嘴连通槽55的内表面由垂直于隔离件11的喷嘴板粘接表面的四个表面以及两个倾斜的表面限定，所述倾斜表面以钝角连接到喷嘴板粘接表面上(从剖视图所见)。此外，隔膜粘接侧上的压力腔室66的内表面由垂直于隔离件11的隔膜粘接表面的三个表面以及一倾斜表面限定，该倾斜表面以钝角连接到隔膜粘接表面上(从剖视图所见)。与上述比较例相比，这些倾斜表面可以防止气泡和墨水的保留，由此防止故障，如排墨故障和空滴落注入故障。

此外，如参照图19B所讨论的，喷嘴连通槽55的横截面形状从隔离件11内侧的四角形变化到喷嘴孔4最近的六角形。该横截面形状可以解决如下问题，如流动控制和由于多空间内表面复杂性导致的抵抗流动的阻力增加中的困难。

参照图21、22，示出用于制造前述第三实施例隔离件11的工艺的一个示例。与参照图12、13描述的零件类似的零件参照采用相同附图标记的图21、22进行描述。

首先，如图21A所示，提供了400μm厚的晶体取向(110)的单晶硅基板61(该示例中是硅晶片基底)。接着，在硅基板61的两侧形成了1.0μm厚的氧化硅膜62和0.2μm厚的氮化物膜63。氮化物膜63通过LP-CVD(低压化学汽相沉积)形成。

接着，如图21B所示，在硅基板61的氮化物膜63上(在喷嘴板粘接侧上)形成了抗蚀剂图形44，其具有用于喷嘴连通槽55的开口和用于残余粘接剂的凹部31的开口。接着，通过干式刻蚀氮化物膜63，构图用于喷嘴连通槽55和凹部31的开口65、66。这时，用于喷嘴连通槽55的开口65被构图成由以钝角连接的六条线限定的六角形。

接着，在硅基板61的氮化物膜63上(在隔膜粘接侧)形成了抗蚀剂图形67，其具有几何形状对应于喷嘴连通槽55几何形状的开口。接着，如图21C所示，通过利用抗蚀剂图形67作为掩膜干式刻蚀氧化硅膜62构图用于喷嘴连通槽55的开口68。

接着，如图21D所示，在硅基板61的氮化物膜63侧(在隔膜粘接侧)形成抗蚀剂图形69，该抗蚀剂图形69具有用于压力腔室36和用于残余粘接剂的凹部32的开口。接着，通过干式刻蚀氮化物膜63构图用于压力腔室36和凹部32的开口70、71。

接着，在硅基板61的氮化物膜63侧(在隔膜粘接侧)形成抗蚀剂图形72，该抗蚀剂图形72具有几何形状对应于压力腔室36几何形状的开口。接着，如图21E所示，通过利用抗蚀剂图形72作为掩膜干式刻蚀氧化硅膜62构图用于压力腔室36的开口73。

接着，如图22A所示，通过利用ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从隔膜粘接侧干式刻蚀硅基板61而构图用于喷嘴连通槽55的孔74。这时，抗蚀剂72的膜厚是8μm。利用ICP干式刻蚀器的干式刻蚀在孔74深度达到300μm时终止。

接着，如图22B所示，去除抗蚀剂72之后，利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61形成用于喷嘴连通槽5的通孔75。该各向异性刻蚀工艺从硅基板61的两侧(即，喷嘴板粘接侧和隔膜粘接侧)进行。尽管在形成通孔75之后(即，在通过各向异性刻蚀首次刻蚀穿透硅基板61之后)就通过各向异性刻蚀形成倾斜部分，但是倾斜部分通过该刻蚀工艺彻底去除。

接着，如图22C所示，以氮化物膜63作为掩膜利用稀释的氟酸湿式刻蚀氧化硅膜62而构图用于压力腔室36的开口76和用于凹部31、32的开口77、78。

接着，如图22D所示，利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61形成对应于压力腔室36的凹部80和凹部31、32。

接着，如图22E所示，去除氧化硅膜62和氮化物膜63。接着，1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)，制造隔离件11的过程完成。

这样，根据该实施例，隔离件11喷嘴板粘接表面上的喷嘴连通槽55的开口形状由以钝角连接的六条线限定，而且紧靠隔膜粘接表面的喷嘴连通槽55下面的压力腔室36的开口形状由以钝角连接的四条线限定。由此，通过不形成任何锐角拐角，可以防止在利用粘接剂将隔离件11粘接到喷嘴板3的后续过程中由于毛细管作用使粘接剂流入喷嘴连通槽55。此外，通过形成倾斜表面，可以防止气泡和墨水的保留，由此提高喷墨式打印机的可靠性。

接下来，将参照图23说明根据本发明的隔离件的第四实施例。与参照图11描述的零件相似的零件将参照使用相同附图标记的图23描述。与参照图11所述的一样，该第四实施例的隔离件441具有双侧墨水沟槽。该第四实施例的隔离件441的结构等同于前述第二实施例的隔离件41，除了倾斜表面441a形成在喷嘴侧沟槽42和隔膜侧沟槽43的拐角处之外，而这是与前述第三实施例相同的。紧靠喷嘴孔4下方的喷嘴侧沟槽42的开口形状(未示出)由以钝角连接的四条线限定，与前述第三实施例的情况一样。同样，紧靠喷嘴孔4下方的隔膜侧沟槽43的开口形状(未示出)由以钝角连接的四条线限定，与前述第三实施例的情况一样。

根据第四实施例，通过不在隔离件441两侧形成开口形状的任何钝角拐角，可以防止在利用粘接剂将隔离件441粘接到喷嘴板3时由于毛细管作用使粘接剂流入喷嘴连通槽44、45。此外，通过形成倾斜表面，可以防止气泡和墨水的保留，由此提高喷墨式打印机的可靠性。此外，通过在喷嘴板侧上形成用于供应墨水的附加沟槽(即，喷嘴侧沟槽42)，所以即使在高频率操作情况下也可以充分地再充满墨水，由此提高打印速度。

参照图24、25，示出用于制造前述第四实施例隔离件441的工艺的一个示例。与参照图15、16描述的零件类似的零件将参照采用相同附图标记的图24、25进行描述。

首先，如图24A所示，提供了400μm厚的晶体取向(110)的单晶硅基板91(该示例中是硅晶片基底)。接着，在硅基板91两侧形成了1.0μm厚的氧化硅膜92和0.2μm厚的氮化物膜93。氮化物膜93通过LP-CVD(低压化学汽相沉积)形成。

接着，如图24B所示，在硅基板91的氮化物膜93上(在喷嘴板粘接侧上)形成了抗蚀剂图形94，其具有用于喷嘴侧沟槽42的开口和用于残余粘接剂的凹部31的开口。接着，通过干式刻蚀氮化物膜93，构图用于喷嘴侧沟槽42和凹部31的开口95、96。这时，用于连通槽45的开口95被构图成由以钝角连接的四条线所限定。

接着，在硅基板91的氮化物膜93上形成抗蚀剂图形97，该抗蚀剂图形97具有几何形状对应于连通槽44、45几何形状的开口97。接着，如图24C所示，通过利用抗蚀剂图形97作为掩膜干式刻蚀氧化硅膜92构图用于连通槽44、45的开口98。

接着，如图24D所示，在硅基板91的氮化物膜93上(在隔膜粘接侧)形成抗蚀剂图形69，该抗蚀剂图形69具有用于隔膜侧沟槽43和用于残余粘接剂的凹部32的开口。接着，通过干式刻蚀氮化物膜93构图用于隔膜侧沟槽43和凹部32的开口100、101。

接着，在硅基板91的氮化物膜93上(在隔膜粘接侧)形成抗蚀剂图形102，该抗蚀剂图形102具有几何形状对应于连通槽44、45几何形状的开口。接着，如图24E所示，通过利用抗蚀剂图形102作为掩膜干式刻蚀氧化硅膜92构图用于连通槽44、45的开口103。

接着，如图25A所示，利用ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从隔膜粘接侧干式刻蚀硅基板91构图用于连通槽44、45的孔104。这时，抗蚀剂102的膜厚是8μm。

接着，如图25B所示，去除抗蚀剂102之后，利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板91形成将隔膜侧沟槽43连接到喷嘴侧沟槽42的用于连通槽44、45的通孔105。

接着，如图25C所示，以氮化物膜93作为掩膜利用稀释的氟酸湿式刻蚀氧化硅膜92而构图用于喷嘴侧沟槽42和隔膜侧沟槽43的开口106、107和用于凹部31、32的开口108、109。

接着，如图25D所示，利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板91形成对应于喷嘴侧沟槽42和隔膜侧沟槽43的凹部110、111，以及凹部31、32。

接着，如图25E所示，去除氮化物膜93和氧化硅膜92。接着，1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)之后，制造隔离件441的过程完成。

接下来，将参照图26-29说明根据本发明隔离件的第五实施例。

图26示出喷墨打印头的分解透视图。图27示出喷墨打印头的纵向截取的剖视图。图28示出喷墨打印头主要部件的横向截取的剖视图。图29示出喷墨打印头的隔离件(包括储墨水沟槽8和阻力沟槽7)的剖视图。与参照图1-4描述的零件类似的零件将参照采用相同附图标记的图26-29进行描述。

第四实施例的隔离件331的结构等同于前述第一实施例的隔离件1的结构，除了隔离件331具有伪腔室(pseudo-pressure)26(其不构成墨水沟槽)和形成在喷嘴板粘接侧上的凹部25并且具有形成在隔膜粘接侧上的凹部27之外。凹部25、27分别接收当隔离件331粘接到喷嘴板3和隔膜2上时溢出的多余粘接剂。

附带说明，在前述第一实施例中，隔离件1具有形成在喷嘴板粘接侧上的压力腔室6、阻力沟槽7和储墨水沟槽8(见图1-4)。但是，这种状态下，喷嘴板粘接表面和隔膜粘接表面之间的表面积差值较大。应该注意到，表面积是基于与目标元件(即，喷嘴板3和隔膜2)表面接触的隔离件表面而确定的。换句话说，在该情况中，不通过计数与喷嘴连通槽5相关的凹面而确定喷嘴板粘接表面的表面积。同样，不通过计数与压力腔室6、阻力沟槽7和储墨水沟槽8相关的凹面而确定隔膜粘接表面的表面。

喷嘴板粘接表面和隔膜粘接表面之间的表面积差值变得越大，由于防液体膜10内侧的应力发生导致的隔离件变形(弯曲)发生的可能性越大。特别是，在防液体膜1是由高度防液体材料(如氧化硅和氮化钛)制成的情况下，隔离件的变形(弯曲)更易于发生。

为此原因，根据该第五实施例隔离件331的形成使得喷嘴板粘接表面的表面积基本上等于隔膜粘接表面的表面积。特别是，该基本上相同的表面积是通过在隔离件331的喷嘴板粘接侧上形成伪腔室26和凹部25并在隔膜粘接侧上形成凹部27获得的。

在墨水沟槽壁表面上形成防液体膜10的情况下，隔离件331两侧之间基本相同的表面积减弱两侧之间膜中应力差值，由此减轻隔离件331的变形(弯曲)。因此，可以提高隔离件331和喷嘴板3之间粘接的可靠性，以及隔离件331和隔膜2之间粘接的可靠性。此外，使制造过程中的故障粘接最少能够提高产量，由此成本降低。

至于详细解释，请参照图29-31，图30A示出隔离件331的喷嘴粘接表面的平面图，图30B示出隔离件331的隔膜粘接表面的平面图。图31A示出根据比较例的隔离件331′的喷嘴粘接表面的平面图。图31B示出隔离件331′的隔膜粘接表面的平面图。

如图30B、31B所示，在隔膜粘接表面331b、331b′上，隔离件331、331′具有对应于压力腔室6、6′的凹部以及以类似方式形成的用于接收多余粘接剂的凹部27、27′。因此，隔离件331的隔膜粘接表面331b上的凹部图形与隔离件331′的隔膜粘接表面331b′的凹部图形相同。

另一方面，如图30A、31A所示，隔离件331喷嘴板粘接表面331a的凹部图形不同于隔离件331′的喷嘴板粘接表面331a′的凹部图形。特别是，根据比较例的隔离件331′具有多个喷嘴连通槽5和用于接收多余粘接剂的凹部57′，而根据本发明的隔离件331具有多个伪腔室26(开口形状类似于压力腔室6的开口形状的凹部)和多个凹部25。

因此，根据比较例，凹部形状以及喷嘴板粘接表面331a′和隔膜粘接表面331b′之间的表面积的差异较大。通过实验已经确定，在将7000厚的氧化硅形成为防液体膜的情况下，这种隔离件331′的变形超过6μm。这时，当隔离件331′粘接到喷嘴板3或者隔膜2上时将会发生故障粘接。尽管粘接剂的增大的厚度可以在一定程度上防止故障粘接，但是其增多了粘接剂的溢出，并且在总体装配的刚度方面有缺陷。

相反，根据第五实施例，凹部形状以及喷嘴板粘接表面331a和隔膜粘接表面331b之间的表面积基本没有差异，因为按照形成在隔膜粘接侧的压力腔室6，隔离件331在喷嘴板粘接侧上具有伪腔室26。通过实验已经确定，在将7000厚的氧化硅形成为防液体膜的情况下，这种隔离件331的变形不超过2μm，而且当隔离件331粘接到喷嘴板3或者隔膜2上时，这种变形程度(即，2μm)不会导致故障粘接。

参照图32，图32示出在形成1μm厚氧化硅的情况下，隔膜粘接表面与喷嘴板粘接表面的表面积之比和隔离件的变形等级之间关系的测量后的测试结果。

从图32的测量的测试结果可以理解，表面积之比应该在0.5-2.0之内，以便使得隔离件的变形等级小于2μm。具有小于2μm的变形等级的隔离件基本上可以防止因为变形导致的故障粘接。

参照图33，图33A示出根据备选实施例的隔离件331喷嘴板粘接表面的平面图，图33B示出隔离件331的隔膜粘接表面的平面图。

根据备选实施例的隔离件331具有为每一位形成的伪腔室28，每一个伪腔室28经由延伸到隔离件331端部的连通槽29连接到隔离件331的外侧。形成开放到隔离件331外部的用于每一位的伪腔室28可以防止由于在制造过程中的加热导致的故障粘接。

与根据该备选实施例的伪腔室28相反，上述参照图5的伪腔室26具有与外界绝缘的大封闭容积。这种情况下，当热量和压力在粘接过程中施加到隔离件331上时，伪腔室26之内的空气膨胀可以导致故障粘接。尽管室温下进行粘接操作可以防止故障粘接，但是其增加了整体加工时间因此制造成本增加。

另一方面，根据备选实施例，通过形成连通槽29使伪腔室28开放到隔离件331的外侧，但是可以使空气膨胀程度最小，即使在粘接过程中有热量施加到隔离件331上也是如此，由此使整体加工时间最少。

参照图34、35，示出用于制造第五实施例的隔离件331的工艺的一个示例。

首先，如图34A所示，提供了400μm厚的晶体取向(110)的单晶硅基板61(该示例中是硅晶片基底)。接着，在硅基板61的两侧形成了1.0μm厚的氧化硅膜62a、62b和0.2μm厚的氮化物膜63a、63b。氮化物膜63a、63b通过LP-CVD(低压化学汽相沉积)形成。

接着，如图34B所示，在硅基板61的氮化物膜63a上(在喷嘴板粘接侧上)形成了抗蚀剂图形640，其具有用于喷嘴连通槽5、凹部25、伪腔室28和连通槽29的开口。该示例涉及图33所示的隔离件，其具有用于在粘接过程中接收多余粘接剂的附加凹部25。接着，通过干式刻蚀氮化物膜63a构图用于喷嘴连通槽5和凹部25的开口650、660以及用于伪腔室28和连通槽29的开口680、690。

接着，如图34C所示，当填充氮化物膜63a的开口660、680和690之后，具有几何形状对应于喷嘴连通沟槽5几何形状的开口的抗蚀剂图形700形成在硅基板61的氮化物膜63上(在喷嘴板粘接侧)。接着，通过利用抗蚀剂图形700作为掩膜对氧化硅膜62a干式刻蚀而构图用于喷嘴连通槽5的开口710。

接着，如图34D所示，在硅基板61的氮化物膜63b上(在隔膜粘接侧)形成了抗蚀剂图形720，该抗蚀剂图形720具有用于压力腔室6的开口和用于多余粘接剂的凹部27的开口。然后，通过干式刻蚀氮化物膜63b而构图用于压力腔室6和凹部27的开口730、740。

接着，如图34E所示，当填充氮化物膜63a的开口740之后，具有几何形状对应于压力腔室6几何形状的开口的抗蚀剂图形750形成在硅基板61的氮化物膜63b上(在隔膜粘接侧)。接着，通过利用抗蚀剂图形750作为掩膜对氧化硅膜62干式刻蚀而构图用于压力腔室6的开口760。

接着，如图35A所示，通过利用ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从隔膜粘接侧干式刻蚀硅基板61而构图用于喷嘴连通槽5的孔770。这时，抗蚀剂750的膜厚是8μm。利用ICP干式刻蚀器的干式刻蚀在孔770深度达到300μm时终止。

接着，如图35B所示，在去除抗蚀剂75之后，用于喷嘴连通槽5的通孔780通过利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61而形成。该各向异性刻蚀工艺从硅基板61的两侧(即，喷嘴板粘接侧和隔膜粘接侧)进行。尽管在形成通孔780之后(即，在通过各向异性刻蚀首次刻蚀穿透硅基板61之后)就通过各向异性刻蚀形成倾斜部分，但是倾斜部分通过该刻蚀工艺彻底去除。

接着，如图35C所示，以氮化物膜63作为掩膜利用稀释的氟酸湿式刻蚀氧化硅膜62a、62b而构图用于压力腔室6的开口840和用于凹部27的开口850，以及分别用于凹部25、伪腔室28和连通槽29的开口810、820和830。

接着，如图35D所示，通过利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61而形成对应于压力腔室6的凹部860和凹部25、27，以及对应于伪腔室28和连通槽29的凹部。在该工艺中，氢氧化钾溶液的浓度是30％，处理温度是85℃。

接着，如图35E所示，去除氧化硅膜62a、62b和氮化物膜63a、63b。接着，1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)，制造隔离件331的过程完成。

这样，可以使变形水平小于2μm，即使在形成防液体膜的情况下也是如此，因为构图的进行使得喷嘴板粘接侧上的粘接表面积基本上与隔膜粘接侧上的表面积相等，而且喷嘴板粘接侧上的伪腔室28的形状近似于隔膜粘接侧上的压力腔室6的形状。此外，可以防止由于在热粘接操作时伪腔室28内部的空气膨胀导致的误粘接，这是因为连通槽29的形成使得各个伪腔室28与外界连通。

此外，可以以高精度形成压力腔室，由此使得排墨特征变化最小，因为隔离件由硅基板制成，墨水沟槽(如压力腔室和喷嘴连通槽)通过干式刻蚀(用于深度刻蚀的部分)和湿式各向异性刻蚀的结合而形成。

此外，由于利用氧化硅/氮化硅的多层膜作为掩膜进行湿式刻蚀工艺，在该示例中只需要两组刻蚀工艺来形成隔离件。与只通过干式刻蚀形成喷嘴连通槽的情况相比，其提高了产量并由此降低了生产成本。

参照图36、37，示出用于制造第五实施例隔离件331的工艺的另一示例。

首先，如图36A所示，提供了400μm厚的晶体取向(110)的单晶硅基板61(该示例中是硅晶片基底)。接着，在硅基板61的两侧形成了150nm厚的氮化物膜93a、93b。氮化物膜93a、93b通过LP-CVD(低压化学汽相沉积)形成。

接着，如图36B所示，在硅基板61的氮化物膜93a上(在喷嘴板粘接侧上)形成了抗蚀剂图形940，其具有用于喷嘴连通槽5、凹部25、伪腔室28和连通槽29的开口。该示例涉及图33所示的隔离件，其具有用于在粘接过程中接收多余粘接剂的附加凹部25。接着，通过干式刻蚀氮化物膜93a构图用于喷嘴连通槽5和凹部25的开口950、960以及用于伪腔室28和连通槽29的开口980、990。

接着，如图36C所示，在硅基板61的氮化物膜93b上(在隔膜粘接侧上)形成了抗蚀剂图形802，其具有用于压力腔室6的开口和用于多余粘接剂的凹部27。接着，通过干式刻蚀氮化物膜93b构图用于压力腔室6的开口803和用于凹部27的开口804。

接着，如图36D所示，在硅基板61的两侧上形成250nm厚的高温氧化物膜805a、805b。接着，如图36E所示，通过LP-CVD在高温氧化物膜805a、805b上形成150nm厚的氮化物膜806a、806b。接着，通过干式刻蚀高温氧化物膜805a、805b和氮化物膜806a、806b形成用于喷嘴连通槽5的相对的开口807、808。

接着，如图37A所示，在氮化物膜806b上形成抗蚀剂809之后，利用ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从隔膜粘接侧干式刻蚀硅基板61而构图用于喷嘴连通槽5的孔810。这时，抗蚀剂809的膜厚是8μm。

接着，如图37B所示，在去除抗蚀剂809之后，用于喷嘴连通槽5的通孔811通过利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61而形成。

接着，如图37C所示，利用高温氧化物膜805a、805b作为阻挡膜通过被加热的磷酸盐去除氮化物膜806a、806b，通过稀释的氟算去除高温氧化物膜805a、805b。

接着，如图37D所示，通过利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61而形成对应于压力腔室6的凹部816和凹部25、27，以及对应于伪腔室28和连通槽29的凹部。在该工艺中，氢氧化钾溶液的浓度是30％，处理温度是85℃。

接着，如图37E所示，去除氧化硅膜93a、93b和氮化物膜63a、63b。接着，1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)之后，制造隔离件331的过程完成。

该示例中，和前述示例的情况一样，可以使变形水平小于2μm，即使在形成防液体膜的情况下也是如此，因为构图的进行使得喷嘴板粘接侧上的粘接表面积基本上与隔膜粘接侧上的表面积相等，而且喷嘴板粘接侧上的伪腔室28的形状近似于隔膜粘接侧上的压力腔室6的形状。此外，可以防止由于在热粘接操作时伪腔室内部的空气膨胀导致的误粘接，这是因为连通槽29的形成使得各个伪腔室28与外界连通。

此外，可以以高精度形成压力腔室，由此使得排墨特征变化最小，因为隔离件由硅基板制成，墨水沟槽(如压力腔室和喷嘴连通槽)通过干式刻蚀(用于深度刻蚀的部分)和湿式各向异性刻蚀的结合而形成。

此外，由于利用氧化硅/氮化硅的多层膜作为掩膜进行湿式刻蚀工艺，在该示例中只需要两组刻蚀工艺来形成隔离件。与只通过干式刻蚀形成喷嘴连通槽的情况相比，其提高了产量并由此降低了生产成本。此外，可以以高精度控制尺寸，因为只需要氮化物膜作为掩膜来形成压力腔室。

参照图38、39，示出用于制造第五实施例的隔离件331的工艺的另一示例。

首先，如图38A所示，提供了400μm厚的晶体取向(110)的单晶硅基板61(该示例中是硅晶片基底)。接着，在硅基板61的两侧形成了150nm厚的氮化物膜123a、123b。氮化物膜123a、123b通过LP-CVD(低压化学汽相沉积)形成。

接着，如图38B所示，在硅基板61的氮化物膜123a上(在喷嘴板粘接侧上)形成了抗蚀剂图形124，其具有用于喷嘴连通槽5、凹部25、伪腔室28和连通槽29的开口。该示例涉及图33所示的隔离件，其具有用于在粘接过程中接收多余粘接剂的附加凹部25。接着，通过干式刻蚀氮化物膜123a构图用于喷嘴连通槽5的开口125和用于凹部25的开口126，以及用于伪腔室28和连通槽29的开口128、129。

接着，如图38C所示，在硅基板61的氮化物膜123b上(在隔膜粘接侧上)形成了抗蚀剂图形132，其具有用于压力腔室6的开口和用于多余粘接剂的凹部27。接着，通过干式刻蚀氮化物膜123b构图用于压力腔室6的开口133和用于凹部27的开口134。

接着，如图38D所示，在喷嘴板粘接侧形成抗蚀剂图形136，其具有用于喷嘴连通槽5的开口135。这时，抗蚀剂图形136的膜厚是8μm。

接着，如图39A所示，通过利用ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从隔膜粘接侧干式刻蚀硅基板61而构图用于喷嘴连通槽5的孔137。

接着，如图39B所示，去除抗蚀剂图形136之后，通过利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61而形成用于喷嘴连通槽5的通孔138以及对应于压力腔室6的凹部139、凹部25、27，和对应于伪腔室28和连通槽29的凹部。在该工艺中，氢氧化钾溶液的浓度是30％，处理温度是85℃。

接着，如图39C所示，去除氧化硅膜123a、123b。接着，1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)之后，制造隔离件331的过程完成。

该示例中，和前述示例的情况一样，可以使变形水平小于2μm，即使在形成防液体膜的情况下也是如此，因为构图的进行使得喷嘴板粘接侧上的粘接表面积基本上与隔膜粘接侧上的表面积相等，而且喷嘴板粘接侧上的伪腔室28的形状近似于隔膜粘接侧上的压力腔室6的形状。此外，可以防止由于在热粘接操作时伪腔室内部的空气膨胀导致的误粘接，这是因为连通槽29的形成使得各个伪腔室28与外界连通。

此外，可以以高精度形成压力腔室，由此使得排墨特征变化最小，因为隔离件由硅基板制成，墨水沟槽(如压力腔室和喷嘴连通槽)通过干式刻蚀(用于深度刻蚀的部分)和湿式各向异性刻蚀的结合而形成。

此外，由于只利用氮化物膜作为掩膜进行湿式刻蚀工艺，所以可以以高精度控制尺寸，并且使排墨特征变化最小，并且减少制造工艺。

参照图40和41，图40示出根据备选实施例的喷墨打印头的分解透视图。图41示出图40的喷墨打印头的剖视图。

根据备选实施例的喷墨打印头包括沟槽成形元件141(隔离件)。隔膜142安装在沟槽成形元件上。由夹持器143夹持的压电元件144粘接到沟槽成形元件141上。

沟槽成形元件141由硅基板制成，并且具有用于喷嘴145的沟槽部分、用于连接到喷嘴145的压力腔室146上的凹部，用于阻力沟槽147(其用作液体阻力)的沟槽部分，以及通过各向异性刻蚀形成的用于储墨水沟槽148的凹部。沟槽形成元件141还具有连接到储墨水沟槽148上的供墨沟槽149。

刚刚描述的墨水沟槽当隔膜142粘接到沟槽成形元件141上时得以建立。这种情况下，隔膜142还用作盖件。防液体膜(未示出)形成在沟槽形成元件141的墨水接触的壁表面上，如喷嘴145的壁表面、阻力沟槽147的壁表面和储墨水沟槽148的壁表面。

压电元件144具有通过仅仅多层叠加压电材料生片形成的非驱动部分151。压电元件144具有通过交替地多层叠加生片和内部电极于非驱动部分151上形成的驱动部分152。通过形成延伸到非驱动部分151而不是穿透非驱动部分151的凹槽，制成多个压电元件156。隔膜142粘接到压电元件156的端面上。

采用这种喷墨打印头，有选择地施加20-50V脉冲电压到压电元件156导致压电元件156在层叠方向上变形，由此引发隔膜142朝向压力腔室146移动。接着，根据在垂直于压电元件的变形方向上将要作为墨滴从喷嘴145排出的(注入的)压力腔室146的容积变化，对压力腔室146中的墨水加压。

如前述实施例的情况一样，沟槽成形元件141在其底表面上具有用于伪腔室的凹部155，该凹部155的开口形状类似于墨水沟槽的开口形状，该墨水沟槽例如形成在与底表面相对的表面(即，顶表面)中的压力腔室146。因此，沟槽成形元件141在两侧上具有相同的表面积(除了凹部之外)。

因此，根据该备选实施例，可以降低由硅基板制成的沟槽成形元件141的变形程度，由此提高粘接操作的可靠性，即使在防液体膜由高效防阴离子墨水膜(如氧化硅膜和氮化物膜)形成时也是如此。

参照图42-44，图42示出根据另一备选实施例的喷墨打印头的透视图，图43示出喷墨打印头的分解透视图。图44示出从墨水沟槽形成侧看到的沟槽形成元件的透视图。

根据备选实施例的喷墨打印头包括对应于沟槽成形元件(隔离件)的第一基底161。作为加热元件的第二基底162安装在第一基底161上。第一基底161和第二基底162共同限定用于喷射墨滴的多个喷嘴165、连接到喷嘴165上的压力腔室166、用于向压力腔室166供墨的储墨水沟槽168，等等。通过形成在第一基底161中的供墨孔169供应的墨水经由储墨水沟槽168和压力腔室166引导从喷嘴165作为墨滴射出。

第一基底161由硅基板制成，并且具有用于喷嘴165和压力腔室166的沟槽部分和通过刻蚀形成的用于储墨水沟槽168的凹部。刚刚描述的墨水沟槽当第二基底162粘接到第一基底161上时得以建立。这种情况下，隔膜162还用作盖件以限定墨水沟槽。防液体膜(未示出)形成在第二基底粘接侧的第一基底161的墨水接触表面上。

第二基底162设置有加热电阻元件(电热转换元件)171。第二基底162设置有公共电极172和用于向加热电阻元件171施加电压的独立电极173。

采用这种喷墨打印头，有选择地向独立电极173施加驱动电压导致加热电阻元件171产生热，由此引发压力腔室166内的墨水压力变化。该墨水压力的变化导致墨滴从喷嘴165排出(注入)。

如前述实施例的情况一样，第一基底161在其顶表面上具有用于伪腔室的凹部175，该凹部175的开口形状类似于墨水沟槽的开口形状，该墨水沟槽例如形成在与顶表面相对的表面(即，底表面)中的压力腔室166。因此，第一基底161在其两侧上具有相同的表面积(除了凹部之外)。

因此，根据该备选实施例，可以降低由硅基板制成的第一基底161的变形程度，由此提高粘接操作的可靠性，即使在防液体膜由高效防阴离子墨水膜(如氧化硅膜和氮化物膜)形成时也是如此。

接着，将描述根据本发明的隔离件的第六实施例。

在隔离件(沟槽成形元件)中形成伪腔室可以防止由于防液体膜而产生的隔离件的变形，同时其减小了压力腔室6和伪腔室26之间的隔壁6a的厚度D(间隔)，由此降低了隔壁6a的刚度。隔壁6a刚度的降低可能引发排墨性能下降。

在这点上，对于改变作为参数的压力腔室6和伪腔室26之间距离D(隔壁6a的厚度D)时的驱动一位情况下的墨滴速度和同时驱动多位情况下的墨滴速度做出评估。图45示出评估结果。下文中，驱动一位被称作“单次注入”，而同时驱动多位被称作“多次注入”。

从图45中显而易见，如果压力腔室6和伪腔室26之间的距离D超过100μm，则单次注入和多次注入之间的墨滴速度之差消失。单次注入和多次注入之间墨滴速度之差引起滴落部位的变化并影响打印图像质量。

此外，对于压力腔室6的高度(深度)H1和高频排放高粘度(4cp)液体时的排墨故障率之间的关系进行评估。

如图46中显而易见，如果压力腔室6的高度(深度)H1大于或等于85μm，则即使在使用高粘度液体的情况下也能保证稳定的排放性能。在采用高粘度液体时，压力腔室6的不足的高度(深度)H1导致液体以高驱动频率向压力腔室6的不充分地供给，并由此导致排墨故障。

此外，对于改变作为参数的压力腔室6和伪腔室26之间距离D时的高驱动频率下的排墨故障和单次注入和多次注入之间墨滴速度之差做出评估。表1示出在隔离件(由硅基板)为350μm厚时的评估结果。表2示出在隔离件(由硅基板)为400μm厚时的评估结果。表3示出在隔离件(由硅基板)为450μm厚时的评估结果。在下列表中，术语“残留厚度(remainingthickness)”指的是压力腔室6和伪腔室26之间的距离D(隔壁6a的厚度)。

[表1]

晶片厚度	压力腔室深度	残留厚度	高频率排墨	单次注入和多次注入之间差异
					350	70	210	×	○
350	75	200	×	○
					350	80	190	×	○
350	85	180	○	○
					350	90	170	○	○
350	95	160	○	○
					350	100	150	○	○
350	105	140	○	○

350	110	130	○	○
					350	115	120	○	○
350	120	110	○	○
					350	125	100	○	○
350	130	90	○	×
					350	135	80	○	×
350	140	70	○	×

[表2]

晶片厚度	压力腔室深度	残留厚度	高频率排墨	单次注入和多次注入之间差异
					400	70	260	×	○
400	75	250	×	○
					400	80	240	×	○
400	85	230	○	○
					400	90	220	○	○
400	95	210	○	○
					400	100	200	○	○
400	105	190	○	○
					400	110	180	○	○
400	115	170	○	○
					400	120	160	○	○
400	125	150	○	○
					400	130	140	○	○
400	135	130	○	○
					400	140	120	○	○
400	145	110	○	○
					400	150	100	○	○
400	155	90	○	×

400	160	80	○	×
					400	165	70	○	×

[表3]

晶片厚度	压力腔室深度	残留厚度	高频率排墨	单次注入和多次注入之间差异
					450	70	310	×	○
450	75	300	×	○
					450	80	290	×	○
450	85	280	○	○
					450	90	270	○	○
450	95	260	○	○
					450	100	250	○	○
450	105	240	○	○
					450	110	230	○	○
450	115	220	○	○
					450	120	210	○	○
450	125	200	○	○
					450	130	190	○	○
450	135	180	○	○
					450	140	170	○	○
450	145	160	○	○
					450	150	150	○	○
450	155	140	○	○
					450	160	130	○	○
450	165	120	○	○
					450	170	110	○	○
450	175	100	○	○
					450	180	90	○	×

450	185	80	○	×
					450	190	70	○	×

从这些评估结果显而易见，无论晶片厚度多少，即使在采用高粘度液体时也不会发生由于不充分供墨引发的高驱动频率下的排墨故障，如果压力腔室6的高度(深度)HI大于或等于85μm。此外，从这些评估结果显而易见，如果压力腔室6和伪腔室26之间的距离D大于或等于100μm，则不会发生单次注入和多次注入之间的墨滴速度之差。

在这些评估结果的基础上，根据第六实施例喷墨打印头的压力腔室6的形成使得压力腔室6的高度(深度)H1大于或等于85μm。这就允许由于保护膜的应力导致的硅基元件(隔离件)的变形程度减小，并且可以消除隔离件和隔膜或者喷嘴板之间误粘接的可能性，即使防止硅洗提进入阴离子墨水中的保护膜形成在硅基元件上也是如此。此外，即使以高频排放在普通纸上打印高质量图像所需的高粘度液体时也可以向喷嘴充分供应液体，由此提高打印图像质量。

此外，根据第六实施例的喷墨打印头的形成使得压力腔室6和伪腔室26之间距离D大于或等于100μm。这就允许由于将被驱动的位数差异导致的速度差异最小，特别是单次注入和多次注入之间的墨滴速度差异。因而，可以使由于将被驱动的位数差异导致的滴落部位差异最小，并由此提高打印图像质量。

参照图47、48，示出了用于制造第六实施例隔离件的工艺的一个示例。

首先，如图47A所示，提供了400μm厚的晶体取向(110)的单晶硅基板61(该示例中是硅晶片)。接着，在硅基板61的两侧形成了1.0μm厚的氧化硅膜62a、62b和0.15μm厚的氮化硅膜63a、63b。氮化物膜63a、63b通过LP-CVD(低压化学汽相沉积)形成。

接着，如图47B所示，在硅基板61的氮化物膜63a上(在喷嘴板粘接侧上)形成了抗蚀剂图形64a，其具有用于喷嘴连通槽5、凹部25(用于接收残余粘接剂)和伪腔室26。

接着，通过干式刻蚀氧化硅膜62a和氮化物膜63a，构图用于喷嘴连通槽5的开口65a和用于凹部25的开口66a，以及用于伪腔室26的开口68a。这时，用于伪腔室26的开口68a形成具有等同于压力腔室6的平面形状(开口形状)。

接着，如图47C所示，在硅基板61的氮化物膜63a上(在喷嘴板粘接侧)形成抗蚀剂图形46b，该抗蚀剂图形46b具有用于压力腔室6的开口和用于凹部27的开口(用于接收残余粘接剂)。接着，通过干式刻蚀氮化硅膜63a，构图用于压力腔室6的开口70a和用于凹部27的开口71a。

接着，如图47D所示，用抗蚀剂填充开口65a、66a和68a之后，具有用于喷嘴连通槽5的开口73a的抗蚀剂图形72a形成在硅基板61的喷嘴板粘接侧上。这时，抗蚀剂72a的膜厚是8μm。

接着，如图47E所示，利用抗蚀剂图形72a作为掩膜通过ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从喷嘴板粘接侧对硅基板61干式刻蚀，构图用于喷嘴连通槽5的孔74a。

接着，如图48A所示，去除抗蚀剂72a之后，利用氢氧化钾溶液通过各向异性刻蚀硅基板61，形成用于喷嘴连通槽5的通孔75a。

接着，如图48B所示，通过湿式刻蚀去除氧化硅膜62b的对应于用于压力腔室6的开口70a和用于凹部27的开口71a的部分。

接着，如图48C所示，利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61构图用于压力腔室6的凹部76a、凹部25、27，以及用于伪腔室26的凹部。在该工艺中，氢氧化钾溶液的浓度是30％，处理温度是85℃。尽管在形成通孔75a之后(即，在通过各向异性刻蚀首次刻蚀穿透硅基板61之后)就通过各向异性刻蚀形成倾斜部分，但是倾斜部分通过该刻蚀工艺彻底去除。

接着，如图48D所示，去除氧化硅膜62a、62b和氮化物膜63a、63b。接着，在1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)之后，用于制造隔离件的工艺得以完成。

以此方式，即使在形成防液体膜的情况下也可以使变形程度小于1μm，因为构图的进行使得喷嘴板粘接侧上的粘接表面积变得基本上和隔膜粘接侧上的表面积相同，而且喷嘴板粘接侧上的伪腔室的形状变得与隔膜粘接侧上的压力腔室6的形状类似，连通槽的形成允许各个伪腔室与外界连通。

此外，可以以高精度形成压力腔室，由此使排墨特性变化最小，因为隔离件由硅基板制成，并且墨水沟槽(如压力腔室)和喷嘴连通槽是通过干式刻蚀(用于深度刻蚀的部分)和湿式各向异性刻蚀结合起来形成的。

此外，由于湿式刻蚀工艺是利用氧化硅/氮化硅的多层膜作为掩膜进行的，在该示例中，只需要两次湿式刻蚀工艺来形成隔离件。与只通过干式刻蚀形成喷嘴连通槽的情况相比，提高了产量，由此降低生产成本。

在该示例中，伪腔室的刻蚀深度H2(见图29)大于压力腔室的刻蚀深度H1，因为伪腔室经历了两次湿式刻蚀。

此外，喷墨打印头的隔离件的形成使得压力腔室6和伪腔室26之间的硅基板厚度大于或等于100μm，压力腔室6的高度(凹部76a的深度)大于或等于85μm。因而，通过使压力腔室6和伪腔室26之间的硅基板厚度大于或等于100μm，可以使单次注入和多次注入之间的墨滴速度平衡，因此高精度地控制了墨水滴落部位。此外，通过使压力腔室6的高度大于或等于85μm，即使在高排墨频率下利用高粘度液体在普通纸上打印高质量图像的情况下也可以充分地供应墨水。

参照图49、50，示出了用于制造第六实施例隔离件的工艺的另一示例。

首先，如图49A所示，提供了400μm厚的晶体取向(110)的单晶硅基板61(该示例中是硅晶片)。接着，在硅基板61的两侧形成了1.0μm厚的氧化硅膜92a、92b。

接着，如图49B所示，在硅基板61的氧化物膜92a上(在喷嘴板粘接侧上)形成了抗蚀剂图形94a，其具有用于喷嘴连通槽5、凹部25(用于接收残余粘接剂)和伪腔室26的开口。

接着，通过干式刻蚀氧化硅膜92a，构图用于喷嘴连通槽5的开口95a和用于凹部25的开口96a，以及用于伪腔室26的开口98a。这时，用于伪腔室26的开口98a形成具有等同于压力腔室6的平面形状(开口形状)。

接着，如图49C所示，在硅基板61的氧化物膜92a上(在隔膜粘接侧)形成抗蚀剂图形102b，该抗蚀剂图形102a具有用于压力腔室6的开口和用于残余粘接剂的凹部27的开口。接着，通过干式刻蚀氮化硅膜92b，构图用于压力腔室6的开口103a和用于凹部27的开口104a。

接着，如图49D所示，用抗蚀剂填充氧化硅膜92a的开口95a、96a和98a之后，具有用于喷嘴连通槽5的开口105a的抗蚀剂图形106a形成在喷嘴板粘接侧上。这时，抗蚀剂图形106a的膜厚是8μm。

接着，如图50A所示，利用ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从喷嘴板粘接侧对硅基板61干式刻蚀，构图用于喷嘴连通槽5的孔107a。

接着，如图50B所示，去除抗蚀剂图形106a之后，利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61，形成喷嘴连通槽5以及用于压力腔室6的凹部116a的通孔115a，凹部25、27，以及伪腔室26的凹部。在该工艺中，氢氧化钾溶液的浓度是30％，处理温度是85℃。

接着，如图50C所示，去除氧化硅膜92a、92b。接着，在1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)之后，用于制造隔离件的工艺完成。

在该示例中，如前述示例的情况一样，即使在形成防液体膜的情况下也可以使变形程度小于1μm，因为构图的进行使得喷嘴板粘接侧上的粘接表面积变得基本上和隔膜粘接侧上的表面积相同，而且喷嘴板粘接侧上的伪腔室26的形状变得与隔膜粘接侧上的压力腔室6的形状类似。此外，可以防止由于在热粘接操作时伪腔室内部的空气膨胀导致的误粘接，这是因为连通槽的形成使得各个伪腔室与外界连通。

此外，可以以高精度形成压力腔室，由此使排墨特性变化最小，因为隔离件由硅基板制成，并且墨水沟槽(如压力腔室)和喷嘴连通槽是通过干式刻蚀(用于深度刻蚀的部分)和湿式各向异性刻蚀结合起来形成的。

此外，由于湿式刻蚀工艺是利用氧化硅膜作为掩膜进行的，在该示例中，只需要一次湿式刻蚀工艺来形成隔离件。与只通过干式刻蚀形成喷嘴连通槽的情况相比，这就提高了产量，由此降低了生产成本。此外，当形成压力腔室6时只有氧化硅膜被用作掩膜，所以可以简化制造掩膜的工艺，由此降低生产成本。

在该示例中，伪腔室的刻蚀深度H2(见图29)基本上大于压力腔室的刻蚀深度H1，因为伪腔室和压力腔室经历了两次湿式刻蚀。

此外，喷墨打印头的隔离件的形成使得压力腔室6和伪腔室26之间的硅基板的厚度大于或等于100μm，压力腔室6的高度(凹部116a的深度)大于或等于85μm。因而，通过使压力腔室6和伪腔室26之间的硅基板的厚度大于或等于100μm，可以使单次注入和多次注入之间的墨滴速度平衡，因此高精度地控制了墨水滴落部位。此外，通过使压力腔室6的高度大于或等于85μm，即使在高排墨频率下利用高粘度液体在普通纸上打印高质量图像的情况下也可以充分地供应墨水。

参照图51、52，示出了用于制造第六实施例隔离件的工艺的另一示例。

首先，如图51A所示，提供了400μm厚的晶体取向(110)的单晶硅基板61(该示例中是硅晶片)。接着，通过LP-CVD在硅基板61的两侧形成了0.15μm厚的氮化硅膜122a、122b。

接着，如图51B所示，在硅基板61的氮化物膜122a上(在喷嘴板粘接侧上)形成了抗蚀剂图形124a，其具有用于喷嘴连通槽5、凹部25(用于接收残余粘接剂)和伪腔室26的开口。

接着，通过干式刻蚀氮化硅膜122a，构图用于喷嘴连通槽5的开口125a和用于凹部25的开口126a，以及用于伪腔室26的开口128a。这时，用于伪腔室26的开口128a形成具有等同于压力腔室6的平面形状(开口形状)。

接着，如图51C所示，在硅基板61的氮化物膜122b上(在隔膜粘接侧)形成抗蚀剂图形132a，该抗蚀剂图形132a具有用于压力腔室6的开口和用于残余粘接剂的凹部27的开口。接着，通过干式刻蚀氮化硅膜122b，构图用于压力腔室6的开口133a和用于凹部27的开口134a。

接着，如图51D所示，用抗蚀剂填充氮化硅膜122a的开口95a、96a和98a之后，具有用于喷嘴连通槽5的开口135a的抗蚀剂图形136a形成在喷嘴板粘接侧上。这时，抗蚀剂图形136a的膜厚是8μm。

接着，如图52A所示，利用ICP(感应耦合等离子)干式刻蚀器从喷嘴板粘接侧对硅基板61干式刻蚀，构图用于喷嘴连通槽5的孔127a。这时，利用抗蚀剂图形136a作为掩膜进行干式刻蚀。

接着，如图52B所示，去除抗蚀剂图形136a之后，利用氢氧化钾溶液各向异性刻蚀硅基板61，形成喷嘴连通槽5以及用于压力腔室6的凹部146a的通孔145a，凹部25、27，以及伪腔室26的凹部。在该工艺中，氢氧化钾溶液的浓度是30％，处理温度是85℃。

接着，如图52C所示，去除氮化硅膜122a、122b。接着，在1μm厚的氧化硅膜形成为防液体膜10(未示出)之后，用于制造隔离件的工艺完成。

在该示例中，如前述示例的情况一样，即使在形成防液体膜的情况下也可以使变形程度小于1μm，因为构图的进行使得喷嘴板粘接侧上的粘接表面积变得基本上和隔膜粘接侧上的表面积相同，而且喷嘴板粘接侧上的伪腔室26的形状变得与隔膜粘接侧上的压力腔室6的形状类似。此外，可以防止由于在热粘接操作时伪腔室内部的空气膨胀导致的误粘接，这是因为连通槽的形成使得各个伪腔室与外界连通。

此外，可以以高精度形成压力腔室，由此使排墨特性变化最小，因为隔离件由硅基板制成，并且墨水沟槽(如压力腔室)和喷嘴连通槽是通过干式刻蚀(用于深度刻蚀的部分)和湿式各向异性刻蚀结合起来形成的。

此外，由于湿式刻蚀工艺是利用氮化硅膜作为掩膜进行的，在该示例中，只需要一次湿式刻蚀工艺来形成隔离件。与只通过干式刻蚀形成喷嘴连通槽的情况相比，这就提高了产量，由此降低了生产成本。此外，当形成压力腔室6时只有氮化硅膜被用作掩膜，所以可以降低掩膜的膜厚，由此高精度地控制尺寸。

在该示例中，伪腔室的刻蚀深度H2(见图29)基本上等于压力腔室的刻蚀深度H1，因为伪腔室和压力腔室都经历了两次湿式刻蚀。

此外，喷墨打印头的隔离件的形成使得压力腔室6和伪腔室26之间的硅基板的厚度大于或等于100μm，压力腔室6的高度(凹部146a的深度)大于或等于85μm。因而，通过使压力腔室6和伪腔室26之间的硅基板的厚度大于或等于100μm，可以使单次注入和多次注入之间的墨滴速度平衡，因此高精度地控制了墨水滴落部位。此外，通过使压力腔室6的高度大于或等于85μm，即使在高排墨频率下利用高粘度液体在普通纸上打印高质量图像的情况下也可以充分地供应墨水。

接着，将参照图53说明根据本发明的墨盒。图53示出墨箱整体式的墨盒的透视图。根据本发明的墨盒200包括与作为根据本发明的液滴排放头的喷墨打印头202一体化的墨箱203。喷墨打印头202可以是根据前述实施例的喷墨打印头(具有喷嘴孔201)中的一种。墨箱203向喷墨打印头202供墨。

在这样的墨箱整体式的墨盒的情况中，喷墨打印头的可靠性直接影响整个墨盒的可靠性。因为根据本发明的喷墨打印头具有在以高稳定性排放墨滴而不出现问题的能力，如已经讨论的，可以提高墨盒的可靠性和产量。

接着，将参照图54、55说明配备有根据前述实施例的喷墨打印头(包括墨箱)的喷墨式打印装置的实施例。图54示出喷墨式打印装置的透视图。图55示出喷墨式打印装置的机械部件的概略侧视图。

喷墨式打印装置包括主体211。主体211容纳在主扫描方向上可以移动的墨盒223、安装在墨盒223上的根据本发明的喷墨打印头、包括用于向喷墨打印头供墨的墨盒225的打印机构212，等等。送纸盒214(进纸盘)可拆卸地连接到主体211的下部，多张纸张213可从前侧装载到送纸盒214上。手动进纸盘215悬挂在绞合线上。当被打印的图像借助于打印机构212形成之后，从送纸盒214或者手动进纸盘215送入的纸张通过主体211背面弹入出纸盘216。

打印机构212借助主引导杆221和副引导杆222将墨盒223可滑动地保持在主扫描位置。主引导杆221和副引导杆222侧向延伸到主体211的两侧。根据本发明的喷射黄色(Y)、青色(C)、品红色(M)和黑色(B)彩色墨滴的喷墨打印头224安装在墨盒223上，从而多排喷嘴孔与主扫描方向横向交叉并且指向向下方向。每一个用于提供各种彩色墨水的墨盒225安装在墨盒223上，可以更换。应该注意到，如上所述的墨箱整体式的墨盒可以安装在墨盒223上。

与大气连通的开口(未示出)形成在墨盒225上侧，进入口(未示出)形成在墨盒225下侧，进入口中的墨水从进入口供应到喷墨打印头224上。多孔件设置在墨盒225内部。墨盒225借助多孔件的毛细管作用将预供给到喷墨打印头的墨水保持在负压。

尽管根据该实施例中的墨水颜色设置了多个喷墨打印头224，但是只有一个用于排放各种颜色墨水的具有喷嘴的喷墨打印头也可适用。

墨盒223的背部(纸张输送方向中的后部)可滑动地装配在主导引杆221上，而前部(纸张输送方向中的前部)可滑动地放置在副引导杆222上。围绕传动轮228和从动轮229行进的计时带230固定到墨盒223上。主电动机227在垂直方向和横向上的转动导致墨盒223的往复移动。

设置了进纸辊231和摩擦垫213以单独传送送纸盒214中的纸张213。设置了用于引导纸张213的第一引导件233和用于在将纸张213翻转之后传送纸张213的传送辊234。此外，布置了一个压靠传送辊234周边的辊235。设置了一个用于限制纸张213送入角的辊236。副电动机237经由齿轮系统驱动传送辊234。

第二引导件239相对于墨盒223在主扫描方向上的移动范围设置在喷墨打印头224下面。第二引导件239引导从位于喷墨打印头224下面的传送辊234传送的纸张。辊241、242设置在纸张传送方向上的第二引导件239后侧。此外，还设置了用于将纸张213送入出纸盘216的输出辊243、244和限定纸张213输出路径的第三引导件245、246。

在打印操作中，喷墨打印头224根据墨盒223移动时的驱动信号受到致动。这时，喷墨打印头224排出墨滴，在中止的纸张213上形成图像的一行。同样，当纸张以步进式方式前进了一预定距离时，打印图像的下一行。指示打印操作终止或者标示纸张后端通过打印区域的信号引起打印操作的终止和被打印的纸张的输出。在该打印操作中，以高稳定性保证了被打印的图像的高质量，因为根据本发明的喷墨打印头224可以以高效率排放墨滴。

如图54所示，校正装置(recovery apparatus)247向外设置在墨盒223的移动区域右侧。通过使用该校正装置247可以校正(recovery)排墨故障。为此目的，该校正装置247设置有帽件、真空装置和清洁装置。墨盒223朝向校正装置247移动，从而喷墨打印头224在备用状态下覆盖有帽件。这就保持喷墨打印头224的排墨部分(即，喷嘴孔)处于潮湿状态下，从而防止由于变干的墨水导致的排墨故障。此外，为了保持稳定的排墨性能，通过排放不用于打印的墨滴，保持墨水粘度在喷墨打印头224的整个排墨部分上恒定。

在出现麻烦如排墨故障的情况下，喷墨打印头224的排墨部分(即，喷嘴孔)被帽件包围，从而气泡和墨水在真空装置的帮助下向上通过管道排空。沿着排墨部分表面积聚的墨水和颗粒利用清洁装置去除。这样，校正装置247从麻烦(如排墨故障)中恢复。此外，被排空的墨水输送到除墨捕集器(未示出)，在该位置除墨捕集器内的吸墨材料吸收和存留被去除的墨水。

以此方式，喷墨式打印装置可以在长期运转中以高度的可靠性执行稳定的排墨操作，并且利用根据本发明的喷墨打印头(包括墨箱整体式的墨盒)提高图像质量。

此外，本发明并不限于这些实施例，在不脱离本发明范围的前提下可以进行各种变化和改进。

例如，本发明的说明涉及的是作为液滴排放头的喷墨打印头，但是，本发明同样适用于排放除了墨滴之外的液滴(如抗蚀剂液滴和用于DNA分析的液滴)的液滴排放头。此外，本发明的说明涉及压电式喷墨打印头，但是，本发明同样适用于热动式喷墨打印头和静电式喷墨打印头。

此外，用于制造隔离件的工艺的前述示例可以以各种方式结合。例如，用于使表面粗糙度(Ra)小于2μm的特殊工艺可以添加到工艺的任何示例中。

本申请基于2001年12月11日提交的日本优先权申请No.2001-376884，2002年3月18日提交的日本优先权申请No.2002-073465，2002年3月22日提交的日本优先权申请No.2002-081288，以及2002年5月15日提交的日本优先权申请No.2002-139953，它们的全部内容在此引用作为参考。

Claims (50)

1.一种液滴排放头，包括由硅基板制成的沟槽成形元件，其中沟槽成形元件中形成有沟槽，液体通过该沟槽导向喷嘴，所述沟槽具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面。

2.如权利要求1所述的液滴排放头，还包括：

喷嘴板，其设置在沟槽成形元件的一侧上，并且具有排出液滴的喷嘴；和

隔膜，其设置在沟槽成形元件的另一侧上，并且连同沟槽成形元件构成所述沟槽；

其中沟槽成形元件具有与隔膜相对的所述沟槽的表面，所述表面具有不大于2μm的表面粗糙度Ra。

3.如权利要求1所述的液滴排放头，

其中沟槽成形元件还具有形成在其中的喷嘴连通槽，所述沟槽通过该喷嘴连通槽连接到喷嘴上，所述喷嘴连通槽具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面。

4.如权利要求1所述的液滴排放头，

其中沟槽成形元件的表面至少部分地覆盖有氧化物膜或者氮化钛膜。

5.一种液滴排放头，包括：

沟槽成形元件，其由硅基板制成并且其中形成有压力腔室和喷嘴连通槽；和

喷嘴板，其设置在沟槽成形元件的一侧上并具有经由喷嘴连通槽与压力腔室液体连通的喷嘴；

其中喷嘴连通槽在沟槽成形元件内侧具有四个拐角，而喷嘴连通槽在喷嘴板侧上其出口处具有六个钝角拐角。

6.如权利要求5所述的液滴排放头，

其中在沟槽成形元件内部，喷嘴连通槽的四个侧面受到基本上垂直于喷嘴板的四个表面的限制，而在喷嘴板侧上，喷嘴连通槽的四个侧面受到所述四个表面和两个相对于喷嘴板倾斜的附加表面的限制。

7.如权利要求6所述的液滴排放头，还包括：

隔膜，其设置在沟槽成形元件的另一侧上，并且连同沟槽成形元件构成压力腔室，并且可以变形从而改变压力腔室的容积，

其中在隔膜侧上，压力腔室的三个侧面受到基本垂直于隔膜的三个表面和一相对于隔膜倾斜的表面的限制。

8.如权利要求7所述的液滴排放头，

其中压力腔室的所述三个表面与喷嘴连通槽的所述四个表面中的三个表面连续连接。

9.如权利要求7所述的液滴排放头，

其中压力腔室在紧靠喷嘴连通槽下方区域中在隔膜侧上的开口形状由以钝角连接的四条线限定。

10.一种液滴排放头，包括：

沟槽形成元件，其由硅基板制成并且具有压力腔室、形成在其中的喷嘴连通槽和副腔室；

喷嘴板，其设置在沟槽成形元件的一侧上，连同沟槽成形元件构成副腔室，并且具有经由副腔室和喷嘴连通沟槽与压力腔室液体连通的喷嘴；以及

隔膜，其设置在沟槽成形元件的另一侧上，并且连同沟槽成形元件构成压力腔室，并且可以变形从而改变压力腔室的容积；

其中喷嘴连通槽具有四个拐角，而在喷嘴附近的副腔室的开口形状通过以钝角连接的四条线限定。

11.如权利要求10所述的液滴排放头，

其中喷嘴连通槽具有四个拐角，而在紧靠喷嘴连通槽下方区域中隔膜侧上的压力腔室的开口形状由以钝角连接的四条线限定。

12.如权利要求10所述的液滴排放头，

其中在喷嘴附近的喷嘴板侧上，副腔室的三个侧面由基本上垂直于喷嘴板的三个表面和相对于喷嘴板倾斜的一个附加表面限定。

13.如权利要求10所述的液滴排放头，

其中在紧靠喷嘴连通槽下方的区域中的隔膜侧上，压力腔室的三个侧面由基本上垂直于喷嘴板的三个表面和相对于喷嘴板倾斜的一个附加表面限定。

14.一种液滴排放头，包括：

沟槽成形元件，其具有形成在其中的沟槽，液体通过该沟槽被导向喷嘴，还具有在一侧上的第一表面和在另一侧上的第二表面；

其中排除凹部在外，第一表面和第二表面之间的表面积基本上没有差别。

15.如权利要求14所述的液滴排放头，其中排除凹部在外，第一表面的表面积和第二表面的表面积之比在0.5-2.0之间。

16.如权利要求14所述的液滴排放头，还包括：

喷嘴板，其粘接到沟槽成形元件的第一表面上并且其中形成有喷嘴；和

隔膜，其粘接到沟槽成形元件的第二表面上并且限定该沟槽的至少一个表面。

17.如权利要求14所述的液滴排放头，还包括：

盖件，其粘接到沟槽成形元件的第一表面或第二表面上并且限定沟槽的壁表面。

18.如权利要求14所述的液滴排放头，其中沟槽成形元件的沟槽形成在第二表面侧上。

19.如权利要求18所述的液滴排放头，其中伪沟槽形成在第一表面侧上与沟槽基本相对的位置处。

20.如权利要求19所述的液滴排放头，其中伪沟槽与沟槽成形元件的外侧流体连通。

21.如权利要求14所述的液滴排放头，其中防液体膜至少部分地形成在沟槽的表面上。

22.如权利要求21所述的液滴排放头，其中防液体膜为氧化物膜或者氮化钛膜。

23.如权利要求14所述的液滴排放头，其中沟槽成形元件由硅基板制成。

24.一种液滴排放头，包括：

沟槽成形元件，其具有形成在其中的压力腔室和喷嘴连通槽；以及

喷嘴板，其设置在沟槽成形元件的一侧上并且具有与压力腔室液体连通的喷嘴；

其中沟槽成形元件还具有形成在喷嘴板侧上与压力腔室基本相对的位置处的伪腔室，所述压力腔室的深度大于或等于85μm。

25.如权利要求24所述的液滴排放头，其中压力腔室和伪腔室之间的隔壁厚度大于或等于100μm。

26.如权利要求25所述的液滴排放头，其中压力腔室和伪腔室之间的隔壁厚度大于或等于100μm。

27.如权利要求24所述的液滴排放头，其中压力腔室的深度基本上等于伪腔室的深度。

28.如权利要求24所述的液滴排放头，其中压力腔室的深度小于伪腔室的深度。

29.如权利要求24所述的液滴排放头，其中压力腔室的表面至少部分地涂覆有氧化物膜或者氮化钛膜。

30.如权利要求24所述的液滴排放头，其中伪沟槽与沟槽成形元件的外侧流体连通。

31.如权利要求24所述的液滴排放头，还包括：

设置在沟槽成形元件另一侧上的隔膜；

其中沟槽成形元件排除凹部之外在喷嘴板侧上和隔膜侧上基本上具有相同的表面积。

32.一种墨盒包括：

喷墨打印头，其包括由硅基板制成的墨水沟槽成形元件，具有多个喷嘴孔的喷嘴板，和可变形的用以对墨水加压的隔膜；和

墨箱，其容纳将要供应的墨水并与喷墨打印头成为一体；

其中所述墨水沟槽成形元件具有形成在其中的墨水沟槽，该墨水沟槽表面的表面粗糙度Ra不大于2μm。

33.如权利要求32所述的墨盒，其中墨水沟槽具有在沟槽成形元件内侧的四个拐角，而墨水沟槽在其出口处具有六个钝角拐角。

34.如权利要求32所述的墨盒，其中墨水沟槽被粘接到喷嘴板和隔膜上，喷嘴板粘接表面的表面积基本上等于隔膜粘接表面的表面积。

35.如权利要求32所述的墨盒，其中沟槽成形元件具有形成在一侧上的压力腔室，和形成在另一侧上与压力腔室基本相对的位置处的伪腔室，所述压力腔室的深度大于或等于85μm，压力腔室和伪腔室之间的硅基板的厚度大于或等于100μm。

36.一种喷墨式打印装置，包括：

喷墨打印头，其包括由硅基板制成的墨水沟槽成形元件，具有多个喷嘴孔的喷嘴板，和可变形的用以对墨水加压的隔膜；和

墨箱，其容纳将要供应到喷墨打印头的墨水；

墨盒，其支承喷墨打印头并且在主扫描方向上可移动；和

进纸机构，用于从进纸盘经由打印区域向出纸盘传送纸张；

其中所述墨水沟槽成形元件具有形成在其中的墨水沟槽，该墨水沟槽具有表面粗糙度Ra不大于2μm的表面。

37.如权利要求36所述的喷墨式打印装置，其中墨水沟槽具有在墨水沟槽成形元件内侧的四个拐角，而墨水沟槽在其出口处具有六个钝角拐角。

38.一种喷墨式打印装置，包括：

喷墨打印头，其包括由硅基板制成的墨水沟槽成形元件，具有多个喷嘴孔的喷嘴板，和可变形的用以对墨水加压的隔膜；和

墨箱，其容纳将要供应到喷墨打印头的墨水；

墨盒，其支承喷墨打印头并且在主扫描方向上可移动；和

进纸机构，用于从进纸盘经由打印区域向出纸盘传送纸张；

其中沟槽成形元件具有形成在一侧上的压力腔室，和形成在另一侧上与压力腔室基本相对的位置处的伪腔室，所述压力腔室的深度大于或等于85μm，压力腔室和伪腔室之间的硅基板的厚度大于或等于100μm。

39.如权利要求38所述的喷墨式打印装置，其中墨水沟槽粘接到喷嘴板和隔膜上，喷嘴板粘接表面的表面积基本上等于隔膜粘接表面的表面积。

40.一种制造液滴排放头的方法，包括如下步骤：

提供硅基板；和

利用氢氧化钾溶液通过湿式刻蚀在硅基板中形成沟槽；

其中氢氧化钾溶液的浓度大于或等于25％，处理温度大于或等于80℃。

41.如权利要求40所述的方法，其中在形成沟槽的步骤中添加了防止气泡附着到被刻蚀的表面上的工艺。

42.如权利要求41所述的方法，其中防止气泡附着的工艺包括摇动硅基板。

43.如权利要求41所述的方法，其中防止气泡附着的工艺包括向硅基板施加超声波。

44.一种制造液滴排放头的方法，包括如下步骤：

提供硅基板；以及

由硅基板形成沟槽成形元件，该沟槽成形元件具有用于容纳将被加压的液体的压力腔室和用于将受压液体引导到喷嘴的喷嘴连通槽；

其中在通过干式刻蚀硅基板形成通孔成形部分之后，通过各向异性刻蚀硅基板形成喷嘴连通槽。

45.如权利要求44所述的方法，其中在各向异性刻蚀工艺过程中添加防止气泡附着到被刻蚀的表面上的工艺。

46.如权利要求44所述的方法，其中沟槽成形元件通过用于深度刻蚀部分的硅基板干式刻蚀和硅基板各向异性刻蚀的结合而形成。

47.如权利要求44所述的方法，其中各向异性刻蚀工艺利用氧化硅膜和氮化硅膜的多层膜作为掩膜而进行。

48.如权利要求44所述的方法，其中各向异性刻蚀工艺利用氧化硅膜和氮化硅膜的多层膜作为掩膜而进行。

49.如权利要求44所述的方法，其中各向异性刻蚀工艺利用氮化硅膜、氧化硅膜和氮化硅膜的多层膜作为掩膜而进行。

50.如权利要求44所述的方法，其中各向异性刻蚀工艺利用氮化硅膜作为掩膜而进行。

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