專(zhuān)利名稱:用于噴墨打印頭的聚合物內(nèi)部污染物過(guò)濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本教導(dǎo)涉及打印設(shè)備領(lǐng)域,并且特別涉及包含噴墨打印頭的噴墨打印設(shè)備。
背景技術(shù):
為消費(fèi)消費(fèi)者和工業(yè)用途而在諸如紙張之類(lèi)的印刷介質(zhì)上打印圖像通常是激光技術(shù)和噴墨技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位。由于噴墨打印分辨率和打印質(zhì)量的提升,噴墨技術(shù)已變得更為普遍。噴墨打印機(jī)典型地采用熱噴墨技術(shù)或壓電技術(shù)。壓電技術(shù)即使比熱噴墨制造起來(lái)更貴,但是因?yàn)樗鼈兛梢允褂枚喾N多樣的墨水并消除了受熱焦化(kogation)帶來(lái)的問(wèn)題,所以廣受歡迎。壓電噴墨打印頭典型地包括例如由不銹鋼制成的柔性隔膜片。壓電噴墨打印頭還可以包括附著在隔膜片上的壓電換能器(即致動(dòng)器)陣列。其它的打印頭結(jié)構(gòu)可包括一個(gè)或多個(gè)激光形成圖案的介質(zhì)隔絕層和與每個(gè)換能器電氣耦合的柔性印刷電路(柔性電路)或印刷電路板(PCB)。打印頭可進(jìn)一步包括主體板(body plate)、入口 /出口板和孔徑板(aperture plate),它們的每個(gè)都可由不銹鋼制成??讖桨灏ǘ鄠€(gè)噴嘴(即一個(gè)或多個(gè)開(kāi)孔、孔徑或噴射口),在打印期間墨水通過(guò)噴嘴而配送出去。單位面積上的噴嘴數(shù)量通常決定了打印機(jī)的分辨率,較高分辨率的設(shè)備在給定面積內(nèi)具有更多的孔徑。隨著打印機(jī)分辨率的提升,噴嘴的尺寸和配送在打印介質(zhì)上的每個(gè)墨滴的墨水量也有所減少。在壓電打印頭使用期間,電壓典型地通過(guò)與柔性電路電極的電氣連接被施加在壓電換能器上,該柔性電路電極電氣耦合至電壓源,該電壓源使得壓電換能器彎曲或偏斜,導(dǎo)致隔膜片的彎折(flexing)。壓電換能器引起的隔膜片彎折增加了墨水腔內(nèi)的壓力并且將一定數(shù)量的墨水從腔中經(jīng)孔徑板內(nèi)的特定噴嘴排出。當(dāng)隔膜片返回其松弛(未彎折)位置時(shí),其使腔中壓力降低并且將墨水從主墨水庫(kù)經(jīng)開(kāi)孔吸入腔內(nèi)以替換被排出的墨水。在打印頭制造期間,可能有污染物引入打印頭。這些污染物可能在打印期間被輸送到噴嘴,它們?cè)趪娮熘锌赡軙?huì)堵塞墨水經(jīng)噴嘴的流動(dòng)并降低打印質(zhì)量。為了濾除打印頭內(nèi)的污染物,可以采用不銹鋼顆粒過(guò)濾器或“碎石篩(rock screen)”??筛纳拼蛴≠|(zhì)量和降低打印成本的打印頭結(jié)構(gòu)是被期望的。
發(fā)明內(nèi)容
在本教導(dǎo)的一個(gè)實(shí)施例中,用于形成噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器的方法包括將聚合物片與圖案化掩模對(duì)準(zhǔn),其中,圖案化掩模包括多個(gè)使聚合物片的第一部分暴露的開(kāi)孔和覆蓋聚合物片第二部分的不透明層,該方法還包括去除聚合物片被暴露的第一部分以形成多個(gè)通過(guò)聚合物片的過(guò)濾器開(kāi)孔。在另一實(shí)施例中,形成噴墨打印頭的方法可包括利用這樣的方法來(lái)形成噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器,該這樣的方法包括將聚合物片與圖案化掩模對(duì)準(zhǔn),其中,圖案化掩模包括多個(gè)位于其中的、使聚合物片的第一部分暴露的開(kāi)孔和覆蓋聚合物片第二部分的主體,并且該這樣的方法還包括去除聚合物片被暴露的第一部分以形成多個(gè)通過(guò)聚合物片的過(guò)濾器開(kāi)孔。該方法可進(jìn)一步包括將噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器定位在墨水路徑內(nèi),在其所處位置上足以使墨水在打印頭工作期間被過(guò)濾。在另一實(shí)施例中,噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器可包括其中具有多個(gè)過(guò)濾器開(kāi)孔的聚合物片,其中多個(gè)過(guò)濾器開(kāi)孔的每一個(gè)的寬度或直徑介于大約5微米至大約30微米之間,并且間距介于大約15微米至大約40微米之間。
圖1為形成聚合物顆粒過(guò)濾器的加工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的剖面圖,而圖2為圖1的平面 圖3為在聚合物片激光燒蝕期間的聚合物層和透鏡系統(tǒng)的剖面圖,激光燒蝕是為了從聚合物片形成顆粒過(guò)濾器;
圖4為描述激光燒蝕完成之后一部分聚合物片的剖面 圖5和6為平面圖,其描述用作噴墨打印頭的顆粒過(guò)濾器的兩種不同聚合物片的部
分;
圖7為合成的剖面圖,其描述按照本教導(dǎo)的實(shí)施例的兩個(gè)過(guò)濾器,它們位于打印頭內(nèi)的兩個(gè)可能的位置;
圖8為按照本教導(dǎo)一個(gè)實(shí)施例的打印機(jī)的透視圖(perspective depiction);以及 圖9和10為剖面圖,其描述利用另一種技術(shù)的打印頭顆粒過(guò)濾器的形成。應(yīng)該指出的是,附圖的某些細(xì)節(jié)被簡(jiǎn)化并且繪制成便于理解本教導(dǎo)而非與結(jié)構(gòu)精度、細(xì)節(jié)和比例保持嚴(yán)格一致。
具體實(shí)施例方式除非特別說(shuō)明,這里所用的詞語(yǔ)“打印機(jī)”涵蓋出于任何目的而實(shí)現(xiàn)打印輸出功能的任何裝置,例如數(shù)字復(fù)印機(jī)、編輯機(jī)(bookmaking machine)、傳真機(jī)、多功能機(jī)、繪圖儀等。除非特別說(shuō)明,詞語(yǔ)“聚合物”涵蓋由長(zhǎng)鏈分子形成的、寬范圍的碳基化合物中的任何一種,包括熱固聚酰亞胺、熱塑性塑料、樹(shù)脂、聚碳酸酯、環(huán)氧樹(shù)脂和本領(lǐng)域內(nèi)已知的相關(guān)化合物。隨著噴墨打印頭分辨率的提高和噴嘴直徑的減小,高分辨率噴墨打印頭的制造已經(jīng)包括了不銹鋼顆粒過(guò)濾器(也稱為“碎石篩”)的使用以在打印期間從墨水中濾除污染物。通過(guò)顆粒過(guò)濾器的開(kāi)孔必須足夠得小,以確保污染物的濾除,這些污染物大到足以阻塞或堵塞噴嘴。例如因?yàn)楦叨舜蛴☆^可能非常昂貴的緣故,效率高的濾除是必需的。40微米的顆粒可能阻塞噴嘴,導(dǎo)致打印頭故障而需要更換。因?yàn)槲廴疚锕收隙鴮?dǎo)致的保修成本可能是高昂的并且昂貴部件的過(guò)早失效可能會(huì)傷害品牌忠誠(chéng)度。在類(lèi)似于集成電路(IC)制造清潔室的清潔室環(huán)境內(nèi)制造打印頭可能會(huì)減少污染物,使得碎石篩不再需要,但是例如因?yàn)榇蛴☆^的生產(chǎn)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于IC的生產(chǎn)數(shù)量并且在IC清潔室制造的單位成本高得多,所以在清潔室制造的成本將高得驚人(prohibitively expensive)。如上所述,噴嘴的尺寸隨著打印分辨率的提高而降低。而且隨著噴嘴尺寸的減小,碎石篩開(kāi)孔的尺寸也必須減小以濾除更小的顆粒,這些顆粒會(huì)阻塞更小的噴嘴。隨減小顆粒過(guò)濾器開(kāi)孔尺寸而引發(fā)的問(wèn)題是通過(guò)過(guò)濾器的墨水流受到限制,這減小了輸送至噴嘴的墨水流量并且增大了打印頭內(nèi)的壓力。對(duì)于各種其它技術(shù),在典型的肉眼可見(jiàn)尺度的過(guò)濾器中,當(dāng)減少開(kāi)孔尺寸時(shí)可能經(jīng)常會(huì)增加開(kāi)孔的數(shù)量,以保證合適流量的材料通過(guò)過(guò)濾器。但是打印頭的碎石篩通常是在肉眼可見(jiàn)的尺度下,利用酸腐蝕(濕法刻蝕)和一對(duì)掩模形成的,其中如圖9和10所示,不銹鋼板的每個(gè)面上有一個(gè)掩模。在圖9中,不銹鋼板110的第一面112上被第一光致抗蝕劑掩模114掩蔽,并且第二面116上被第二光致抗蝕劑掩模118掩蔽。不銹鋼板110和兩個(gè)光致抗蝕劑掩模114、118必須組裝在一起,從而使得通過(guò)掩模114、118的開(kāi)孔垂直對(duì)準(zhǔn)。在形成圖9的結(jié)構(gòu)之后,該組件被放入酸性溶液(acid bath)中以腐蝕不銹鋼板112的兩個(gè)面,從而得到圖10的結(jié)構(gòu)。深入不銹鋼板一定厚度的酸腐蝕可能導(dǎo)致不銹鋼點(diǎn)、突起或“鳥(niǎo)喙”120的形成,這些形成物如圖10所示延伸經(jīng)過(guò)掩模的邊緣。當(dāng)形成較大開(kāi)孔的碎石篩時(shí),這些突起對(duì)于過(guò)濾器開(kāi)孔間距的影響是可接受的,但是隨著噴嘴直接的不斷減小,突起面積相對(duì)于顆粒過(guò)濾器開(kāi)孔面積的百分比較大。換句話說(shuō),不管孔徑如何,每個(gè)突起的尺寸都是相同的。不銹鋼碎石篩的最小可能開(kāi)孔間距例如被限制為大約59.8微米。此外,小開(kāi)孔的化學(xué)腐蝕是不精確的并且可能導(dǎo)致過(guò)濾器開(kāi)孔具有以目標(biāo)直徑為中心的大范圍的統(tǒng)計(jì)分布。例如目標(biāo)開(kāi)孔直徑為30微米的不銹鋼碎石篩可能具有大約1.85微米的σ和大約29.4微米的平均(均值)尺寸。例如由于圖10所示的突起120的緣故,平均開(kāi)孔尺寸小于目標(biāo)尺寸。這對(duì)于形成足夠數(shù)量的小開(kāi)孔將變得愈加困難(特別是小于或等于30微米的開(kāi)孔),形成足夠數(shù)量的小開(kāi)孔是要在濾除掉可能堵塞小噴嘴的顆粒的同時(shí)可使打印頭內(nèi)的壓力保持在足夠的水平。而且污染物不一定是球形的并可能有大的縱橫比,因此當(dāng)將遠(yuǎn)小于噴嘴直徑作為過(guò)濾器開(kāi)孔直徑的目標(biāo)值時(shí),顆粒過(guò)濾器的效果最好。本教導(dǎo)的一個(gè)實(shí)施例可包括用于諸如固體墨水打印頭之類(lèi)的噴墨打印頭的顆粒過(guò)濾器(碎石篩),這類(lèi)噴墨打印頭由能夠利用非化學(xué)技術(shù)(例如通過(guò)使用激光)刻蝕的材料制成。本教導(dǎo)還可包括具有上述顆粒過(guò)濾器的打印頭和打印機(jī)。本教導(dǎo)的實(shí)施例可包括諸如聚酰亞胺膜或片之類(lèi)的聚合物材料的使用。在一個(gè)實(shí)施例中,聚酰亞胺膜的厚度可介于大約6微米至大約125微米之間,或者介于大約6微米至大約50微米之間,或者介于大約12微米至大約25微米之間,例如大約為25微米厚。圖1為示意性的剖面圖,而圖2為示意性的平面圖,它們示出了與圖案化的掩?;驑?biāo)線片(reticle) 12 (以下統(tǒng)稱為“掩?!?對(duì)準(zhǔn)的聚合物片10 (例如聚酰亞胺片),掩模12位于聚合物片10的表面上方。聚酰亞胺聚合物片10例如可包括DuPont 的開(kāi)普通牌(Kapton (注冊(cè)商標(biāo)))聚酰亞胺或者從宇部興產(chǎn)株式會(huì)社獲得的尤皮勒克斯牌(Upilex (注冊(cè)商標(biāo)))聚酰亞胺。掩模12可包括在不透明層18 (例如透明石英板19上的鉻)內(nèi)的開(kāi)孔16的布置。在另一實(shí)施例中,掩模12可以是具有穿過(guò)其的開(kāi)孔的單層金屬。開(kāi)孔16使聚合物片10的第一部分暴露,而石英掩模12的不透明層18或者金屬掩模的主體覆蓋和保護(hù)聚合物片10的第二部分。雖然為簡(jiǎn)單起見(jiàn),圖1和2示出的掩模12具有與聚合物片10相同的尺寸,但是應(yīng)該理解的是,掩模12可以例如利用光刻透鏡系統(tǒng)(例如以下相關(guān)于圖3進(jìn)行描述的那樣)而采用不同的比例。而且為簡(jiǎn)單起見(jiàn)圖2示出了 12個(gè)開(kāi)孔,但是應(yīng)該理解的是,按照本教導(dǎo)的碎石篩可以具有成百上千的開(kāi)孔,并且因此圖2僅僅示出了完整結(jié)構(gòu)的一部分。在形成類(lèi)似于圖1和2的結(jié)構(gòu)之后,如圖3的示意性剖面圖所示,激光器32輸出的激光束30輸出可以被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)掩模12內(nèi)的開(kāi)孔16并且到達(dá)聚合物片10的上表面14的暴露部分,以加熱和燒蝕聚合物片10由掩模12內(nèi)的開(kāi)孔16暴露的部分。圖3的結(jié)構(gòu)可包括作為光刻系統(tǒng)部分的透鏡34,其將激光束30如圖所示地聚焦。在一個(gè)實(shí)施例中,透鏡34可以提供對(duì)特征尺寸的成比例縮小(例如5倍的縮小),使得掩模12內(nèi)的開(kāi)孔16的直徑可以5倍于聚合物層10中形成的開(kāi)孔的直徑。雖然圖3示出了激光燒蝕以形成單個(gè)顆粒過(guò)濾器的開(kāi)孔,但是應(yīng)該理解的是,可以在單個(gè)聚合物片10內(nèi)的幾個(gè)不同位置上形成多個(gè)顆粒過(guò)濾器。對(duì)于厚度大約為25微米的聚酰亞胺聚合物片10,可以采用輸出波長(zhǎng)為248納米的氟化氪(KrF)激光器或者輸出波長(zhǎng)為308納米的氯化氙(XeCl)激光器以及其它輸出波長(zhǎng)的其它激光器。激光束30可以以一定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)或者以一定的脈沖計(jì)數(shù),采用脈沖形式入射到聚合物片10的暴露部分,該持續(xù)時(shí)間或者脈沖計(jì)數(shù)足以燒穿暴露的聚酰亞胺的厚度以提供具有類(lèi)似圖4所示開(kāi)孔42的聚合物片40,其中這些開(kāi)孔穿過(guò)了聚合物片。在一個(gè)實(shí)施例中,由激光器32形成導(dǎo)致的開(kāi)孔42可具有錐狀。開(kāi)孔直徑在較為遠(yuǎn)離激光器32的末端具有較小的直徑。即,位于聚合物層40的正面14處的每個(gè)開(kāi)孔42比位于聚合物層40的背面44處的開(kāi)孔42更大。由于激光器32從正面14到背面44燒蝕聚合物10的厚度,所以表面14處的開(kāi)孔42可以稱為“入口開(kāi)孔”而表面44處的開(kāi)孔可稱為“出口開(kāi)孔”。在利用25微米厚的聚合物層40的一個(gè)實(shí)施例中,表面14處的每個(gè)入口開(kāi)孔可比表面44處的每個(gè)出口開(kāi)孔大6微米左右??梢詫⑷肟陂_(kāi)孔間距的目標(biāo)值設(shè)定為等于每個(gè)開(kāi)孔42的目標(biāo)直徑加上大約10微米。對(duì)于每個(gè)將目標(biāo)值設(shè)定為15微米的出口開(kāi)孔,入口開(kāi)孔可以大約為21微米并且因此入口開(kāi)孔的間距的目標(biāo)值可以設(shè)定為31微米左右。在縮小倍數(shù)為5倍的透鏡系統(tǒng)中,針對(duì)本特定實(shí)施例的掩模12中的開(kāi)孔16可以具有5X21微米(即105微米)的直徑并且間距可以為5X31微米(即155微米)。在一個(gè)實(shí)施例中,出口開(kāi)孔直徑的目標(biāo)值可以設(shè)定為介于大約I微米至大約40微米之間,或者介于大約5微米至大約30微米之間,或者介于大約10微米至大約15微米之間。在本實(shí)施例中,包含顆粒過(guò)濾器的聚合物片40可在類(lèi)似于圖2圖示形式的平面圖中出現(xiàn)。由于在利用具有正方形開(kāi)孔的接觸掩模從正方形開(kāi)孔堅(jiān)固的(tight)角部去除金屬時(shí)濕法刻蝕的表現(xiàn)不佳,所以普通的不銹鋼碎石篩通常局限于圓形開(kāi)孔。雖然圖2的掩模12可用來(lái)形成具有圓形開(kāi)孔(這些開(kāi)孔如所示地在網(wǎng)格內(nèi)對(duì)準(zhǔn))的顆粒過(guò)濾器40,但是其它的碎石篩設(shè)計(jì)也被考慮到。例如,圖5示出了具有正方形開(kāi)孔52的碎石篩50,其每個(gè)開(kāi)孔52與相鄰的開(kāi)孔在水平和垂直方向上對(duì)準(zhǔn)以形成網(wǎng)格。圖5的結(jié)構(gòu)包括7X8網(wǎng)格的正方形開(kāi)孔,但是應(yīng)該理解的是,碎石篩50可具有成百上千的開(kāi)孔52。在有些應(yīng)用中,正方形開(kāi)孔優(yōu)于圓形開(kāi)孔,因?yàn)檎叫伍_(kāi)孔的圖案有更多的表面積專(zhuān)門(mén)用于(devoted to)過(guò)濾器開(kāi)孔,因此改進(jìn)了通過(guò)過(guò)濾器的墨水流量。換句話說(shuō),對(duì)于給定的過(guò)濾器尺寸和開(kāi)孔數(shù)量,由于正方形開(kāi)孔的總面積大于圓形開(kāi)孔的總面積,所以通過(guò)采用圓形開(kāi)孔的過(guò)濾器的流體阻力要大于采用正方形開(kāi)孔的過(guò)濾器。當(dāng)使圓形孔的直徑與正方形孔的高度/寬度相等時(shí),正方形孔形成的空間比圓形孔大33%左右。其它形狀的開(kāi)孔也被考慮到,例如長(zhǎng)方形開(kāi)孔和星形開(kāi)孔以及其它的多邊形形狀。圖6示出了具有以多行和多列形式排布的正方形開(kāi)孔62的碎石篩60,每行開(kāi)孔62在水平方向上與緊隨其上和緊隨其下的行有所偏離以形成有偏移量的碎石篩。圖6的結(jié)構(gòu)示出了總計(jì)52個(gè)開(kāi)孔62,但是應(yīng)該理解的是,碎石篩60可具有成百上千的開(kāi)孔62。由如圖6所示的開(kāi)孔62的替換圖案所得到的顆粒過(guò)濾器與其中開(kāi)孔以網(wǎng)格形式排布(例如如圖5所示)的顆粒過(guò)濾器相比,織網(wǎng)強(qiáng)度得到改善。例如由于粘滯損失,普通的噴射和清洗操作在橫跨碎石篩的范圍內(nèi)產(chǎn)生(impart)流體靜壓力梯度。流體靜壓力導(dǎo)致碎石篩織網(wǎng)中的張應(yīng)力。業(yè)已發(fā)現(xiàn)為形成圖6所示的有偏移量的碎石篩而進(jìn)行更改的開(kāi)孔取向可能導(dǎo)致應(yīng)力減小(例如與圖5的對(duì)準(zhǔn)的網(wǎng)格取向相比)。利用激光燒蝕進(jìn)行蝕刻得到的聚合物顆粒過(guò)濾器與借助接觸掩模和濕法刻蝕進(jìn)行圖案化的不銹鋼顆粒過(guò)濾器相比,具有更小的孔-孔間距。例如,不銹鋼顆粒過(guò)濾器的最小孔間距局限于大約60微米,例如大約59.8微米,而聚酰亞胺顆粒過(guò)濾器的孔間距介于大約10微米至大約30微米(或更小)之間,例如大約12微米。而且業(yè)已發(fā)現(xiàn),雖然不銹鋼碎石篩可以被刻蝕以形成大約30微米的圓形開(kāi)孔直徑,但是聚合物碎石篩可具有只有幾個(gè)微米寬的正方形開(kāi)孔,例如介于大約I微米至大約40微米之間,或介于大約5微米至大約30微米之間,或介于大約10微米至大約15微米之間。在一個(gè)實(shí)施例中,聚合物顆粒濾波器可具有大約15微米的正方形或圓形開(kāi)孔尺寸以及介于大約25微米至30微米之間的間距。而且聚合物片中開(kāi)孔的形成可以更為精確。目標(biāo)值設(shè)定為14微米的寬度的多個(gè)正方形開(kāi)孔可具有大約14.2微米的完全平均寬度(complete mean width)和大約0.27微米的σ。除了這里所述的功能上的改進(jìn)以外,與不銹鋼碎石篩相比,聚合物碎石篩的成本可以降低。而且與金屬腐蝕工藝相比,該形成工藝對(duì)環(huán)境的破壞更小。不銹鋼碎石篩的形成需要在化學(xué)腐蝕期間利用對(duì)金屬有強(qiáng)腐蝕性的酸。利用對(duì)金屬有腐蝕性的酸需要相對(duì)更長(zhǎng)的刻蝕時(shí)間,并且所產(chǎn)生的腐蝕后溶液的處理成本可能更高。激光鉆孔的聚合物過(guò)濾器產(chǎn)生的副產(chǎn)品(這些副產(chǎn)品通常包括碳、氮和氧的化合物)有所減少,并且制造產(chǎn)量高,因此與濕法刻蝕的不銹鋼碎石篩層相比,降低了制造成本。普通的碎石篩在打印頭內(nèi)需要作特定的放置,從而使得內(nèi)部壓力在可接受的水平以內(nèi)。隨著噴嘴直徑減小,通過(guò)不銹鋼顆粒過(guò)濾器的墨水流量因?yàn)榇┰竭^(guò)濾器的開(kāi)孔的大間距和減小的尺寸而受到限制。將不銹鋼過(guò)濾器放置在相對(duì)于經(jīng)過(guò)打印頭的墨水流而言的更上游位置將考慮更大的過(guò)濾器表面積和由此而來(lái)的更多的開(kāi)孔,從而導(dǎo)致打印頭壓力的減小。但是墨水路徑內(nèi)的位于過(guò)濾器下游的結(jié)構(gòu)必須在清潔的條件下制造和組裝,因?yàn)槿魏卧谥圃炱陂g引入到碎石篩下游位置的顆粒不會(huì)被濾除并且任何位于顆粒過(guò)濾器下游的顆??赡軙?huì)進(jìn)入噴嘴。本教導(dǎo)的實(shí)施例可包括服務(wù)于單個(gè)噴嘴(也即僅為單個(gè)噴嘴過(guò)濾墨水)而非不得不服務(wù)于多個(gè)噴嘴的打印篩。由于本教導(dǎo)的顆粒過(guò)濾器的流體阻力小于普通的顆粒過(guò)濾器,所以可以采用較小的過(guò)濾器并且將其放置在打印頭內(nèi)改進(jìn)的位置上,與不銹鋼顆粒過(guò)濾器相比,該位置相對(duì)于經(jīng)過(guò)打印頭的墨水流而言在更為上游處。圖7描述了打印頭70的一部分和經(jīng)過(guò)打印頭70的墨水路徑72。墨水路徑結(jié)束于開(kāi)孔板75內(nèi)的噴嘴74處,在噴嘴74處墨水被噴射到打印介質(zhì)(為簡(jiǎn)化起見(jiàn)未畫(huà)出)上。圖7示出了位于墨水路徑內(nèi)的兩個(gè)不同的顆粒過(guò)濾器,其中第一過(guò)濾器76由第一可塑聚合物(compliant polymer)墊78構(gòu)成而第二過(guò)濾器80由第二可塑聚合物墊82構(gòu)成。第一過(guò)濾器76位于第一打印頭位置并且第二過(guò)濾器80位于第二打印頭位置。應(yīng)該理解的是,圖7的流體路徑可包括過(guò)濾器76或過(guò)濾器78,但是典型情況下不同時(shí)包括二者。然而墨水路徑內(nèi)的多個(gè)顆粒過(guò)濾器也被考慮到了并且屬于本教導(dǎo)的范圍之內(nèi)。墨水路徑內(nèi)的噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器的位置足以在打印頭工作期間過(guò)濾墨水。將會(huì)認(rèn)識(shí)到的是,過(guò)濾器76、78的每一個(gè)都僅服務(wù)于一個(gè)噴嘴74。即,打印頭的每個(gè)噴嘴74包括僅與該噴嘴74相連的過(guò)濾器。應(yīng)該理解的是,可塑墊78、80的每一個(gè)可有多個(gè)形成其內(nèi)的、用于多個(gè)不同噴嘴的過(guò)濾器,但是這些實(shí)施例的每個(gè)墊內(nèi)的每個(gè)過(guò)濾器76、78僅服務(wù)于單個(gè)噴嘴。在一個(gè)實(shí)施例中,可塑墊78位于垂直的入口層84的下方和隔離片層86的上方,使得可塑墊78插入在結(jié)構(gòu)84、86之間。在另一實(shí)施例中,可塑墊82位于隔離片層86的下方和入口 /出口板88的上方,使得可塑墊82插入在結(jié)構(gòu)86、88之間。這些結(jié)構(gòu)84、86、88的每個(gè)可以是不銹鋼或其它合適的材料。一旦完成打印頭結(jié)構(gòu)的制造,就可以在打印機(jī)內(nèi)安裝一個(gè)或多個(gè)打印頭70。圖8示出了按照本教導(dǎo)的實(shí)施例的打印機(jī)90,其包括一個(gè)或多個(gè)打印頭92和從一個(gè)或多個(gè)噴嘴74噴射出來(lái)的墨水94。每個(gè)打印頭92被配置為按照數(shù)字指令工作以在諸如紙張、塑料等打印介質(zhì)96上形成所希望的圖像。每個(gè)打印頭92可以掃描運(yùn)動(dòng)的方式,相對(duì)于打印介質(zhì)96前后移動(dòng),從而逐個(gè)長(zhǎng)條地(swath by swath)生成打印的圖像。可選地,打印頭92可以保持固定而打印介質(zhì)96相對(duì)其移動(dòng),從而形成在單程內(nèi)(in a single pass)與打印頭92等寬的圖像。打印頭92可以比打印介質(zhì)96窄或者與其等寬。包括打印頭92的打印機(jī)硬件可以封裝在打印機(jī)外殼98內(nèi)。在另一實(shí)施例中,打印頭92可以打印至諸如旋轉(zhuǎn)鼓或旋轉(zhuǎn)帶(為簡(jiǎn)化起見(jiàn)未畫(huà)出)之類(lèi)的過(guò)渡表面以隨后轉(zhuǎn)印至打印介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用于形成噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器的方法,包括: 將聚合物片與圖案化掩模對(duì)準(zhǔn),其中,所述圖案化掩模包括多個(gè)使所述聚合物片的第一部分暴露的開(kāi)孔和覆蓋所述聚合物片第二部分的不透明層;以及 去除所述聚合物片被暴露的第一部分以形成多個(gè)通過(guò)所述聚合物片的過(guò)濾器開(kāi)孔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括引導(dǎo)激光束經(jīng)過(guò)所述圖案化掩模內(nèi)的多個(gè)開(kāi)孔的每一個(gè)并且到達(dá)所述聚合物片以燒蝕所述聚合物片被暴露的第一部分,從而形成所述多個(gè)過(guò)濾器開(kāi)孔。
3.如權(quán)利要求2所述的方法,進(jìn)一步包括在將所述激光束引導(dǎo)至所述聚合物片上期間形成具有大約15微米的寬度或直徑以及大約25微米的間距的過(guò)濾器開(kāi)孔。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括在去除所述聚合物片被暴露的第一部分期間形成多個(gè)正方形孔。
5.如權(quán)利要求4所述的方法,進(jìn)一步包括在去除所述聚合物片被暴露的第一部分期間形成多行和多列形式的多個(gè)正方形孔,其中每行正方形孔與緊隨其上的行和緊隨其下的行在水平方向上有所偏離以形成有偏移量的顆粒過(guò)濾器。
6.一種形成噴墨打印頭的方法,包括: 利用這樣的方法來(lái)形成噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器,該這樣的方法包括: 將聚合物片與圖案化掩模對(duì)準(zhǔn),其中,所述圖案化掩模包括多個(gè)位于其中的、使所述聚合物片的第一部分暴露的開(kāi)孔和覆蓋所述聚合物片第二部分的主體;以及 去除所述聚合物片被暴露的第一部分以形成多個(gè)通過(guò)所述聚合物片的過(guò)濾器開(kāi)孔;以及 將噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器定位在墨水路徑內(nèi),在其所處位置上足以使墨水在所述打印頭工作期間被過(guò)濾。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,進(jìn)一步包括將所述噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器定位在所述墨水路徑內(nèi),在其所處位置上僅為單個(gè)噴嘴過(guò)濾墨水。
8.如權(quán)利要求6所述的方法,進(jìn)一步包括引導(dǎo)激光束經(jīng)過(guò)所述圖案化掩模內(nèi)的多個(gè)開(kāi)孔的每一個(gè)并且到達(dá)所述聚合物片以燒蝕所述聚合物片被暴露的第一部分,從而形成所述多個(gè)過(guò)濾器開(kāi)孔。
9.如權(quán)利要求6所述的方法,進(jìn)一步包括在將所述激光束引導(dǎo)至所述聚合物片上期間形成具有大約15微米的寬度或直徑以及大約25微米的間距的過(guò)濾器開(kāi)孔。
10.一種噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器,包括: 其內(nèi)具有多個(gè)過(guò)濾器開(kāi)孔的聚合物片,其中: 所述多個(gè)過(guò)濾器開(kāi)孔的每一個(gè)的寬度或直徑介于大約5微米至大約30微米之間,并且間距介于大約15微米至大約40微米之間; 所述多個(gè)過(guò)濾器開(kāi)孔為以多行和多列方式排布的多個(gè)正方形孔;以及 每行正方形孔與緊隨其上和緊隨其下的正方形孔的行在水平方向上有所偏離以形成有偏移量的顆粒過(guò)濾器。
全文摘要
本教導(dǎo)涉及打印設(shè)備領(lǐng)域,并且特別涉及包含噴墨打印頭的噴墨打印設(shè)備。按照本教導(dǎo)的形成噴墨打印頭的方法包括利用這樣的方法來(lái)形成噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器,該這樣的方法包括將聚合物片與圖案化掩模對(duì)準(zhǔn),其中,所述圖案化掩模包括多個(gè)位于其中的、使所述聚合物片的第一部分暴露的開(kāi)孔和覆蓋所述聚合物片第二部分的主體;以及去除所述聚合物片被暴露的第一部分以形成多個(gè)通過(guò)所述聚合物片的過(guò)濾器開(kāi)孔;以及將噴墨打印頭顆粒過(guò)濾器定位在墨水路徑內(nèi),在其所處位置上足以使墨水在所述打印頭工作期間被過(guò)濾。
文檔編號(hào)B41J2/165GK103171289SQ20121055739
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者T.L.斯蒂芬斯, J.D.佩吉特, J.R.安德魯斯, A.W.海斯 申請(qǐng)人:施樂(lè)公司