[发明专利]液体排出头及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及排出液体的液体排出头及其制造方法。更具体地，本发明涉及通过将墨排出到记录介质上而进行记录的喷墨记录头及其制造方法。

背景技术

如喷墨头等的液体排出头包括排出口、与排出口连通的液体通路、用于排出液体并且布置在液体通路中的能量产生单元、与液体通路连通的液室以及用于从储墨器等向液室供给墨的供应口。通过将能量产生单元产生的能量提供给填充液体通路的墨，使墨滴从排出口排出。这些排出的墨滴落到记录材料上而形成像素，从而进行记录。

在这些液体排出头中，因为可以高密度地配置多个排出口，利用热能排出液体的液体排出头能够以高分辨率进行记录，。此外，这种液体排出头的优点还在于可以容易地减小多个排出头的整体尺寸。

通常，在上述已知的利用热能的液体排出头中，通过将多个发热电阻(exothermic resistive)元件成列地配置在例如由硅制成的基板上来实现高密度配置，并且使用具有共用于多个发热电阻元件的蓄热层和电绝缘层的基板。

第6984024号美国专利公开了一种背射(back-shooting)式头，其是喷墨头的实例。在热驱动式喷墨头中，通过布置在液体通路中的发热电阻元件(加热器)产生的热量，在墨中形成气泡，液体通路中的墨通过气泡生长产生的压力而从排出口中排出。排出墨滴的方向与气泡膨胀所在的加热器表面所面向的方向相反的墨滴排出系统被称为“背射式”。

利用绝缘体上硅(SOI)晶片制造第6984024号美国专利中说明的背射式头。例如，构成SOI晶片的硅表面层和绝缘层的厚度分别是40μm和1μm。在制造该头的过程中，首先，形成墨室和墨通道壁。更具体地，形成槽，然后通过热氧化处理埋置该槽。氧化膜作为最后的使用XeF₂的各向同性蚀刻的停止层。热氧化处理之后，通过化学机械研磨(CMP)去除基板表面上形成的热氧化膜。

随后，形成并图案化加热器下层、加热器层和配线层(加热器上层)、以及金属保护膜。接着，形成用于电镀的金属晶种(seed)层，图案化用作排出口的图案的正抗蚀层(resist)。通过电铸形成作为排出口板的镍膜，使得该镍膜的厚度为30μm。随后，通过蚀刻下层的硅形成管道(manifold)，然后蚀刻绝缘层。然后，沉积聚对亚苯基二甲基(parylene)以保护暴露的硅部分。随后，蚀刻平行于基板表面布置的部分聚对亚苯基二甲基以去除位于对应于排出口的位置的硅。最后，通过用XeF₂进行各向同性蚀刻使墨室和墨通道与排出口连通。

目前，使用大量的记录设备，并且这些记录设备需要例如高速记录、高分辨率、高图像品质和低噪音等。符合上述要求的记录设备的记录头的一个实例是喷墨头。在利用热能排出墨的喷墨头中，为满足以上要求所需的墨排出的稳定性，即，墨排出量的稳定性受到排出部中墨温度的显著影响。具体地，如果墨的温度过低，则墨的粘度过分增加。结果，无法利用正常的热能排出墨。另一方面，如果温度过高，则排出量增加，例如，墨可能溅到记录薄片上，导致图像品质劣化。此外，为了实现高速记录，必须通过高效地消耗加热器产生的热量而不在基板中蓄集热量来增加驱动频率(对于驱动频率，将从排出液滴到下一次排出之间的时间段定义为一个周期)。

另一方面，在背射式喷墨头中，在厚度约30μm的排出口板中设置加热器。在该结构中，因为具有加热器的部分的热容量低，所以与堆叠在形成加热器的硅基板上的、包括带加热器的液体通路的排出口板的头相比，墨的温度容易升高。因此，这种背射式头具有缺点：墨温度容易升高，难以稳定排出量。

发明内容

本发明提供一种背射式液体排出头，其中，可以抑制待排出的记录液体的温度升高以稳定排出量。根据本发明，即使在背射式液体排出头中，也可以抑制排出口板的温度增加，在液室内的墨的温度也不容易增加。结果，可以进一步地稳定排出量。

根据本发明的一方面，液体排出头包括基板；流路壁形成层，其与基板结合，以在基板与流路壁形成层之间形成液体用流路，该流路与被构造成排出液体的排出口连通；被构造成产生用于从排出口排出液体的能量并设置在流路壁形成层中的元件；金属层，其设置有与所述元件对应的排出口；以及突出部，其由金属制成，并且该突出部从金属层延伸穿过流路壁形成层，并且沿基板的方向突出。