專利名稱：一種制造噴墨頭的方法和一種噴墨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造噴墨頭的方法，和一種用該方法制造的噴墨頭。
噴墨頭用來從其噴嘴中排放微細(xì)的墨滴，實(shí)現(xiàn)對文字、圖像等的記錄。高精度的輸出圖像和高的打印速度是其最顯著的優(yōu)點(diǎn)。尤其是采用由電熱轉(zhuǎn)換元件等(下面稱之為加熱器產(chǎn)生的氣泡所施加的壓力的方法，也就是所謂的熱噴墨記錄方法，該方法在USP4,723,129，日本專利公布號NOS.61-59911至59914中均有披露，其特征在于這種方法可使制造的設(shè)備小型化，而且其特征還在于這種設(shè)備在保持其它優(yōu)點(diǎn)的同時，更容易實(shí)現(xiàn)高密度的圖像記錄。


圖14表示了以上所描述的一種熱噴墨頭的一個實(shí)例。圖14為表示所謂側(cè)射式熱噴墨頭的立體示意圖。圖15為表示用來構(gòu)成圖14代表的加熱器的加熱板的立體示意圖。
圖14所示噴墨頭是通過把包含多個噴孔101的一個噴嘴板部件102同一塊基板103粘接在一起而構(gòu)成的。在基板103上開有供墨入口104(如圖15所示)。在基板103的與噴嘴板部件102粘接的表面上配置有多個和噴孔101位置相對應(yīng)的加熱器。
同樣，圖16為表示沿圖14中線16-16剖開的橫截面圖。如圖16所示，在基板103和噴嘴板部件102之間，有一個液腔106和一個噴嘴107，其中，液腔106使供墨入口104與位于加熱器105上方的噴孔101通連。墨液經(jīng)由液腔106從供墨入口104輸送到噴嘴107，然后，在由加熱器105產(chǎn)生的氣泡所施加的壓力的作用下，墨滴從噴孔101中排出。
上述噴墨頭的特殊結(jié)構(gòu)在于液腔和噴嘴的所需空間是通過把基板103和噴嘴板部件102粘在一起而構(gòu)成的。
這種噴墨頭的制造可由圖17A至17G中所示的步驟來完成。以下將參照這些附圖，對上述噴墨頭的制造方法進(jìn)行說明。
首先備置一塊具有預(yù)置供墨入口104和加熱器105的基板(見圖17A)。然后，在其上面覆蓋一層光致正性抗蝕材料107(見圖17B)，如一種干膜ODUR(產(chǎn)品名稱—由Tokgo ohka KabushikiKaisha生產(chǎn))。利用光刻工藝把包含噴嘴和液腔的一個模制部件構(gòu)造在基板103上(見圖17C)。圖18示出了這種模制部件109的表面結(jié)構(gòu)。在圖18中，標(biāo)號B和C標(biāo)明的即分既分別為構(gòu)造噴嘴和液腔的部分。
然后，把下列混合物溶入二甲苯/環(huán)己烷＝8/2(按50重量百分率)，可得到樹脂材料；這種樹脂材料層覆在基板103和模制部件109上，利用光或熱對這種樹脂材料進(jìn)行硬化，從而獲得噴嘴板部件102(見圖7D)噴嘴板材料Epicoat 1002(產(chǎn)品名稱—Yuka Shall Epoxykk生產(chǎn))，100份，E-powrite 3002(產(chǎn)品名稱—由Kgonei Kabushiki Kaisha生產(chǎn))，20份，Irgacure 261(產(chǎn)品名稱—由CIBA GEIGY生產(chǎn))，3份。
此后，在噴嘴板部件102上涂上薄的抗氧化光硬化等離子材料層110，接著利用光刻工藝在預(yù)定位置上構(gòu)造噴孔形狀的去除部分，而該預(yù)定位置均一一對應(yīng)著每個加熱器(見圖17E)。這樣，利用等離子照射法即在噴嘴板部件102上得到噴孔101(見圖17F)。模制材料109被溶化并經(jīng)由噴孔和供墨入口排出，從而得到噴嘴107和液腔106(見圖17G)。
按照上述制造方法生產(chǎn)的噴墨頭的排墨性能主要取決于加熱器表面和噴孔構(gòu)形表面間的間隙。不過，由于噴嘴板部件是由樹脂涂層構(gòu)成的，因此很容易控制加熱器表面和噴孔構(gòu)形表面間的間隙。在制造噴墨頭時，該間隙顯著影響排墨特性。這樣，會使噴墨頭的制造成本更低。此外，還能夠提供小于10P1的微滴，而獲得高精度的圖像尤其需要這種微滴。另一方面，由于噴孔是利用光刻工藝得到的，所以對加熱器和噴孔進(jìn)行定位。對于這種通過在包含模制部件基板上涂覆樹脂材料來制造噴嘴板部件的方法，下面稱之為“樹脂板注模法”。
但是，如果采用圖3所示制造工藝構(gòu)造100μm或更小的極薄型噴嘴板部件(事實(shí)上，加熱器表面和噴孔構(gòu)形表面間的間隙越窄，排墨性能就越好)，那么，在基板上凸出成型部件的拐角附近處，噴嘴板部件上的樹脂材料涂層往往會變得不均勻。
下面將參照圖18和圖19，對于這種不勻性發(fā)生時遇到的問題進(jìn)行說明。圖19為表示利用樹脂板注模法構(gòu)造超細(xì)噴嘴板部件時的噴墨頭的局部橫截面圖。
換句話說，問題就發(fā)生在圖19中參考標(biāo)號E標(biāo)明的部分，這部分與圖18中D部分相對應(yīng)。層覆在基板上的樹脂材料厚度在構(gòu)造液腔的模制部件的凸出拐角附近局部變得更薄。結(jié)果，應(yīng)力集中在這一較薄部分，而在噴嘴板部件上產(chǎn)生裂紋112。更嚴(yán)重地會造成液腔下陷，導(dǎo)致噴墨頭生產(chǎn)時的低效率。
為了避免這種缺陷，應(yīng)當(dāng)使噴嘴和液腔部分的膜厚H與不包括噴嘴和液腔的那部分的膜厚h之間的差值盡可能小厚度H最好應(yīng)近似等于厚度h，即噴嘴板部件的表面應(yīng)大體上平坦。但是，僅僅通過設(shè)想出涂覆樹脂的某種方法很難在這方面有所改進(jìn)。同樣，如果重復(fù)多次涂覆過程以獲得平坦表面，那么整個過程會變得十分復(fù)雜，而且不可避免地會增加噴墨頭的制造成本。此外，為了改進(jìn)模制部件相對于基板的凸出拐角處的樹脂涂覆狀況，可以想見的方法是計入模制部件的厚度而涂覆足夠厚度的噴嘴板部件。但是這樣的話，加熱器表面和噴孔構(gòu)形表面間的間隙會變大，從而很難設(shè)計出具有特殊排放性能的噴嘴。
本發(fā)明是針對上述一般技術(shù)中所遇到的問題提出的。本發(fā)明的目的是提供一種噴墨頭的制造方法，當(dāng)采用樹脂板注模法制造噴墨頭時，該方法可以很容易地防止相對于基板的模制部件的凸出拐角附近處的樹脂膜厚度變得更薄。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明注意到了在一般制造方法中所觀察到的現(xiàn)象即在噴嘴以大于一給定值的密度下與液腔相連的表面上，沒有裂紋等產(chǎn)生，這一表面即為圖19中的參考標(biāo)號F所標(biāo)明的部分；以及當(dāng)按照前述方法制造噴墨頭時，噴嘴板部件在F部分的有大體是平坦的。
因此，換句話說，按照本發(fā)明的一種噴墨頭的制造方法是這樣組成的，它包括第一步，在基板上配置一通道成型材料，以構(gòu)造與用來排墨的排放口通連的墨道；第二步，在基板上的通道成型材料附近配置一邊緣部分成型材料；第三步，在基板上配置一壁構(gòu)形材料，以覆蓋通道成型材料和邊緣部分成型材料；以及第四步，從基板上去除通道成型材料，以構(gòu)造包含壁構(gòu)形材料的通道。
這樣，可能采用的一種方法，其特征在于配置一種部件，當(dāng)涂覆上述樹脂材料時，該部件用來減緩模制部件邊緣部分附近的樹脂材料表面的傾斜度。
或者，可能采用的一種方法，其特征在于提供一種輔助部件成型材料，它的構(gòu)造形式能夠使其從液腔成型材料的至少一個與噴嘴部件成型材料相連的區(qū)域內(nèi)排出(液腔成型材料的周邊部分除外)。
或者，可能采用的一種方法，其特征在于提供一種隔離部件，該部件與至少一個連著噴嘴部件成型材料的區(qū)域相隔一預(yù)定間距或與該區(qū)域(液腔成型材料的周邊部分除外)觸接。
并且，在任一個上述制造方法，詞“涂覆材料”意指方法中的一個涂覆步驟此外，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，由上述方法制造的噴墨頭包括一個具有能量產(chǎn)生元件的基板，產(chǎn)生能量，用來從排放口排墨；一個與該基板通連的壁構(gòu)形材料，包含用于構(gòu)造墨道壁的凹槽，該凹槽與排放口通連，其特征在于在通道的邊緣部分附近為壁構(gòu)形材料配置了不同于上述凹槽的邊緣凹槽，而通道處在可與上述基板通連的區(qū)域里。
按照本發(fā)明，首先在含有壓力機(jī)構(gòu)的基板上配置一模制部件，該部件包括一個液腔成型材料，用來構(gòu)造共用液腔；一個噴嘴部件成型材料，用來構(gòu)造噴嘴；以及一個輔助部件成型材料，它的構(gòu)形使其可以從側(cè)面區(qū)域排出，在該側(cè)面區(qū)域內(nèi)，上述噴嘴部件成型材料與液腔成型部件沒有連接。然后，再層覆上樹脂材料。結(jié)果，覆蓋模制部件凸出拐角的樹脂膜厚相對于基板而言不會變得更薄。而且，當(dāng)樹脂材料被硬化且模制部件被去除時，在噴嘴板部件上不會產(chǎn)生任何局部厚度變薄的部分。在噴嘴板部件也不會產(chǎn)生任何裂紋，從而提高了噴墨頭的制造效率。同樣，在配置隔離部件后，也可以把樹脂材料(而不是前述的輔助部件成型材料)層覆在和一側(cè)面區(qū)域相隔一預(yù)定間距或相觸接的位置上，而在該側(cè)面區(qū)域內(nèi)，噴嘴部件成型材料配置在液腔成型材料的周邊上。這樣也能得到和上述配置相同的效果。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，從下面的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的說明中可以明確地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的除上述之外的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。在說明中參照了附圖，這些附圖構(gòu)成了本發(fā)明的一部分并說明了本發(fā)明的一個實(shí)例。但是，這樣的例子不能詳盡地包容本發(fā)明的各種實(shí)施例，因此還須參照說明后的權(quán)利要求以確定本發(fā)明的范圍。
圖1為表示模制部件結(jié)構(gòu)的平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第一實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
圖2A至圖2C為表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的制造方法所獲得的液腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為表示模制部件周向構(gòu)形的局部平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第二實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
圖4為表示模制部件構(gòu)形的平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第三實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
圖5為表示模制部件構(gòu)形的平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第四實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
圖6A至圖6F為表示按照本發(fā)明第五實(shí)施例制造噴墨頭方法中實(shí)施步驟的示意圖。
圖7為表示關(guān)于模制部件配置狀態(tài)的平面示意圖，該模制部件包括噴嘴、液腔和隔離元件。
圖8A至圖8F為表示按照本發(fā)明第六實(shí)施例制造噴墨頭方法中實(shí)施步驟的示意圖。
圖9A至圖9E為表示按照本發(fā)明第七實(shí)施例制造噴墨頭方法中實(shí)施步驟的示意圖。
圖10為表示隔離元件另一種實(shí)例的平面示意圖。
圖11也為表示隔離元件另一種實(shí)例的平面示意圖。
圖12為表示模制部件構(gòu)形的平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第八實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
圖13A和圖13B為表示噴嘴和噴孔的防護(hù)位置與基板間關(guān)系的示意圖，噴嘴和噴孔由大體上沿三向環(huán)繞加熱器周邊的噴嘴壁構(gòu)造而成。
圖14為表示所謂側(cè)射型熱噴墨頭的立體示意圖。
圖15為表示圖14代表的噴墨頭的組件之一—加熱器板的立體示意圖。
圖16為表示沿圖14中16-16線剖開的噴墨頭的橫截面圖。
圖17A至圖17G為表示噴墨頭一般制造方法的示意圖。
圖18為表示噴墨頭一般制造方法中使用的模制部件的平面構(gòu)形示意圖。
圖19為表示利用樹脂板注模方法構(gòu)成超細(xì)噴嘴板部件時的噴墨頭的局部橫截面圖。
下面將參照附圖對按照本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。(第一實(shí)施例)圖1為表示模制部件構(gòu)形的平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第一實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
本實(shí)施例是這樣的，即當(dāng)利用上述樹脂板注模法制造噴墨頭的噴嘴和液腔時，相當(dāng)于噴嘴的多個凸出部分須按一定間距配置基板上的模制部件的周邊上。
換句話說，如圖1所示，一種干膜光致正性抗蝕材料，如ODUR(產(chǎn)品名稱—由Tokyo Ohka Kabushiki Kaisha生產(chǎn))層覆在含有預(yù)置供墨入口(未示出)和預(yù)置加熱器1的基板2上。然后，通過光刻工藝即可制成模制部件。該模制部件包括一噴嘴部件成型材料4，用來覆蓋基板2上的每個加熱器1以便在圖1所示的B6部分中構(gòu)成噴嘴；一液腔成型材料3，與每個噴嘴部件成型材料4的末端相連以便構(gòu)成液腔；輔助成型材料5，每一輔助成形部件5均從液腔成型材料的周邊向外伸出，其位置處于不與噴嘴部件成型材料4的每個末端相連的那一部分上。其后，加工步驟與圖17D至圖17G中的步驟相同。因此在此省去了相應(yīng)的說明。
按照本實(shí)施例，與圖19中所示的噴嘴板部件厚度H相當(dāng)?shù)拈g距規(guī)定為0.025(mm)；模制部件的厚度t等于0.015(mm)；噴嘴的連接部分到液腔的距離L為0.12(mm)；噴嘴節(jié)距等于0.0635(mm)；噴嘴寬度等于0.045(mm)；同樣，一個輔助部件成形材料611配置在液腔成形材料的周邊上，該部件成形材料與液腔連接處到其前端的距離Ld為0.1(mm)，其寬度Wd為0.03(mm)，節(jié)距Pd為0.127(mm)。
現(xiàn)在，通過使用圖1所示結(jié)構(gòu)的模制部件的樹脂板注模法制造出了噴墨頭，在噴墨頭中有液腔和噴嘴，其構(gòu)形基本上與圖1所示模制部件相同。同樣，例如對于本實(shí)施例的噴墨頭而言，其上與圖19中E部分相對應(yīng)的噴嘴板部件在相對于基板的模制部件的凸出拐角附近處并不是制造得更薄一些。結(jié)果，卻能夠消除大部分缺陷，如裂紋等。作為一個比較的例子，除了不使用輔助部件成型材料5，在其它與上述相同的條件下制造普通噴墨頭，結(jié)果，當(dāng)在模制部件的溶蝕過程中進(jìn)行超聲波清洗時，噴嘴板上即會產(chǎn)生裂紋。
如上所述，按照本實(shí)施例，每個輔助部件成型材料5按一定間距配置在液體成形部件3的周邊上，并從周邊向外伸出，其位置處于不與噴嘴部件成型材料4相連的那一部分上。這樣，即可以避免裂紋及其它缺陷等的產(chǎn)生，而這些缺陷在通過樹脂板注模法制造噴墨頭的過程中是經(jīng)常發(fā)生的。
按照上述實(shí)施例，輔助部件成型材料5具有噴嘴部件成型材料類似的外凸形狀，但是，如果模制部件的厚度t為0.05(mm)或更小，且噴嘴板部件在噴孔周邊上的厚度為0.2×t到2.0×t，那么就應(yīng)設(shè)法通過把抗蝕材料層覆在模制部件上的模制過程獲得輔助部件成型材料，從而該輔助部件具有這樣的構(gòu)形，即與液腔連接處到其前端的距離等于或大于0.01(mm)，其寬度Wd與厚度t的比值等于或小于4.0，且其寬度Wd與每個輔助部件成型材料的配置間隔的比值約為0.01到0.95。
圖2A至圖2C為表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的制造方法所獲得的液腔的構(gòu)形示意圖。
如圖2A所示，當(dāng)在上述構(gòu)形中使用具有輔助部件成型材料5的模制部件時，如果生產(chǎn)過程按預(yù)定方式進(jìn)行，那么該生產(chǎn)過程完成后就可以得到圖2B報示的液腔?？墒?，在某些情況下，當(dāng)模制部件被溶蝕和去除時，在輔助部件成型材料前端部分中的模制部件卻沒有被徹底清除掉。其結(jié)果，液腔6的周邊不具有圖2C所示的凸出形狀。盡管如此，這種情況仍可以看成是本發(fā)明完成模式中的一種。這時，可以想見，通過在輔助部件成型材料5正上方的噴嘴板部件上開孔即可以容易地除去模制材料。這里，開孔應(yīng)與輔助部件成型材料5導(dǎo)連。
同樣，按照本實(shí)施例，僅在圖1所示的一個位置上配置了輔助部件成型材料。但本發(fā)明并不局限于這種配置，可以在把該成型材料配置在不會產(chǎn)生局部缺陷的部位(當(dāng)該成型材料成為噴墨頭的一部分時)，或者配置在液腔成型材料的整個周邊上(但液腔成型材料與噴嘴部件成型材料相連的部分除外)。
此外，只要輔助部件成型材料配置在能夠消除局部缺陷的范圍內(nèi)，就沒有必要等間距配置每個輔助部件成型材料。
(第二實(shí)施例)圖3為表示模制部件周向構(gòu)形的局部平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第二實(shí)施例的噴墨頭制造方法的局部特點(diǎn)。
本實(shí)施例中使用的模制部件由多種類型的輔助部件成型材料5a，5b所構(gòu)成，這些輔助部件成型材料與一個和圖3所示相同的液腔成型材料3相連。在這種情況下，同樣能夠獲得與第一實(shí)施例相同的效果。
(第三實(shí)施例)圖4為表示模制部件構(gòu)形的平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第二實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
當(dāng)通過在液腔中配置與液腔周邊隔離的噴嘴分離壁部件來制造噴墨頭時，本實(shí)施例即為采用本發(fā)明制造方法的一個例證。
換句話說，如圖4所示，一種干膜光致正性抗蝕材料，如ODUR(產(chǎn)品名稱—由Tokyo Ohka Kabushki Kaisha生產(chǎn))層覆在含有采用普通技術(shù)預(yù)置的加熱器11和供墨入口16的基板12上。然后，通過光刻工藝即可在基板12上制成模制部件，該模制部件包括一噴嘴部件成型材料14，用來覆蓋基板12上的每個加熱器11以便構(gòu)成噴嘴；一液腔成型材料13，與每個噴嘴部件成型材料14的兩端相連以便構(gòu)成噴墨頭的液腔，其中噴嘴分離壁部件與液腔周邊相隔開；輔助成型部件15，每一輔助成型部件15均沿液腔成型材料13的周邊按一定間距配置并向外伸出。其后，加工步驟與圖17D至圖17G中的步驟相同。因此在此省去了相應(yīng)的說明。
對于按照上述方法所得到的、含有模制部件的基板而言，噴嘴板部件在模制部件的凸出拐角附近處并不是制造得更薄些(如同第一實(shí)施例)。結(jié)果，卻能夠消除如裂紋等大部分缺陷。
(第四實(shí)施例)圖5為表示模制部件構(gòu)形的平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第四實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
換句話說，如圖5所示，本實(shí)施例中使用的模制部件包括一噴嘴部件成型材料24，用來覆蓋基板22上的每個加熱器21以便構(gòu)成噴嘴；一液腔成型材料23以構(gòu)成液腔；輔助部件成型材料25，每一輔助部件成型材料25均沿液腔部件成型材料23周邊按一定間距配置并向外伸出，其位置處于不與噴嘴部件成型材料24的每個末端相連的那一部分上；一模制材料型板26，該型板配置在基板22上，并與液腔成型材料23的輔助部件成型材料25相隔一預(yù)定間距。
按照本實(shí)施例，正如同第一實(shí)施例一樣，亦能夠消除裂紋和其它缺陷。
下面將介紹幾種制造方法，如同本實(shí)施例一樣，這些方法通過在基板上與模制部件周邊相隔一預(yù)定間距處配置一成型材料模板(下文中稱為隔離板)，從而能夠防止噴嘴部件在相對于基板的模制部件的凸出拐角附近變薄。
(第五實(shí)施例)圖6A至圖6F是說明按照本發(fā)明第五實(shí)施例的噴墨頭制造方法的每一加工步驟的示意圖。
按照本實(shí)施例，當(dāng)利用圖17A至圖17G中所示的樹脂板注模法構(gòu)造噴墨頭的液腔時，通過使用構(gòu)造噴嘴板部件的樹脂材料即可在與噴嘴部件成型材料或液腔成型材料相隔一預(yù)定間距的位置處配置一隔離部件。
換句話說，光致正性抗蝕材料被層覆在含有預(yù)置加熱器和供墨入口的基板32上，利用光刻工藝即可制成模制部件36，以提供噴嘴和液腔(見圖6A)。
此外，在基板32和模制部件36上覆蓋第一層樹脂材料37以構(gòu)造噴嘴板部件(見圖6B)。這里，要求基板上第一層樹脂材料37的厚度h6大體等于模制部件36的厚度?？梢岳霉鈱渲牧?7進(jìn)行局部硬化。對本實(shí)施例而言，隔離部件35是通過樹脂模板構(gòu)造在與模制部件36的側(cè)面相隔一預(yù)定間距L6的位置上(見圖6C)的。
圖7為表示已成為噴嘴、液腔以及隔離部件的模制部件配置平面示意圖。如圖7所示，模制部件包括一噴嘴部件成型材料34，覆蓋著在基板32上的每個加熱器31以構(gòu)成噴嘴；一液腔成型材料33以構(gòu)成液腔；一直線形隔離部件35，配置在與液腔成型材料33一個側(cè)面相隔一預(yù)定間距的位置上，該側(cè)面位于連接噴嘴部件成型材料部分的對面。
然后，利用光硬化或熱硬化樹脂材料在基板32、模制部件及隔離部件35上覆蓋第二層樹脂材料(與隔離部件35的材料相同)。該層樹脂材料經(jīng)過光或熱在基板的整個表面上硬化，從而構(gòu)成噴嘴板部件38(見圖6D)。
其后，再涂上一層光硬化型抗氧化等離子材料39，在噴嘴板部件38上形成一層薄膜，并利用光刻工藝在特定位置上形成去除段40，而這些特定位置是與每個加熱器相對應(yīng)的(見圖6E)。接著，利用等離子照射，在噴嘴板部件38上制成噴孔41。溶解和去除模制部件36即可得到噴嘴和液腔(見圖6F)。
這時，可以根據(jù)模制部件36上的噴嘴板部件38的膜厚H6合理選擇模制部件36的一個側(cè)面與隔離部件35(圖6E所示)之間的間距L6，從而使噴嘴板部件38的表面大體上與基板601相平行。例如，按照本實(shí)施例，如果H6＝0.1(mm)，那么該間距約為L6＜20×H6。
按照本實(shí)施例，隔離部件35的作用就像堤壩一樣，以防止噴嘴板部件樹脂材料沿模制部件36周邊流出。結(jié)果，相對于基板的模制部件凸出拐角附近的樹脂材料厚度并非局部更薄一些，這樣可以防止裂紋和其它缺陷的產(chǎn)生。
同樣，由于隔離部件35和噴嘴板部件38是用相同材料制成的，所以這些部件之間具有非常好的粘附性，而且使生產(chǎn)過程中的工藝控制更加容易。
(第六實(shí)施例)圖8A至圖8F為表示按照本發(fā)明第六實(shí)施例的噴墨頭制造方法中實(shí)施步驟的示意圖。
如圖8A至圖8F所示，本實(shí)施例是一種制造方法，其中，隔離部件54和第五實(shí)施例中一樣(見圖7)，配置在與模制部件52的一個側(cè)面相隔一預(yù)定間距的位置處。不過，該隔離部件54的構(gòu)成材料55與模制部件52的抗蝕材料和噴嘴板部件55的材料是不同的，這是第六實(shí)施例中方法與本方法間的唯一不同點(diǎn)。
作為隔離部件54的材料53，可以想見的是使用光致負(fù)性抗蝕材料ORDYL SY300(產(chǎn)品名稱—由Tokyo Ohka Kabushiki Kaisha生產(chǎn))。
如果模制部件52由正性抗蝕材料構(gòu)成，那么最好對模制部件52進(jìn)行防護(hù)，以避免在模制隔離部件54時對模制部件52產(chǎn)生光致效應(yīng)。
同樣，對于本實(shí)施例中使用的模制部件52的材料選擇而言，必須保證在模制材料53時，作用在材料53上的顯影劑不會溶解所選用的材料。
此外，按照本實(shí)施例，隔離部件54在噴嘴板部件55的構(gòu)造完成后仍然存留在噴嘴板部件55上。因此，所選擇的隔離部件材料的化學(xué)和機(jī)械特性最好與噴嘴板部件材料的相應(yīng)特性相近。
(第七實(shí)施例)圖9A至圖9E為表示按照本發(fā)明第七實(shí)施例的噴墨頭制造方法中實(shí)施步驟的示意圖。
如圖9A至圖9E所示，本實(shí)施例也是一種制造方法，其中，隔離部件64和第五、第六實(shí)施例中一樣(見圖7)，配置在與模制部件63的一個側(cè)面相隔一預(yù)定間距的位置處。不過，與第五、第六實(shí)施例的不同之處在于該隔離部件64是由和模制中件63相同的抗蝕材料構(gòu)成的。
換句話說，抗蝕材料62層覆在含有預(yù)置(見圖9A)加熱器和供墨入口(未示出)的基板61上，然后，采用光刻工藝構(gòu)成模制部件63，以制造噴嘴和液腔，且隔離部件64與模制部件63相隔一預(yù)定間距(見圖9B)。
然后，在基板61，模制部件63和隔離部件64上覆蓋光凝性或熱凝性樹脂層以構(gòu)成噴嘴板部件65(見圖9C)。
其后，再涂上一層光硬化型抗氧化等離子材料66，在噴嘴部件102上形成一層薄膜，并利用光刻工藝在特定位置上形成噴孔形去除段67，而這些特定位置是與各個加熱器相對應(yīng)的(見圖9D)。利用等離子照射，在噴嘴板部件65上制成噴孔。溶解和去除模制部件63即可得到噴嘴和液腔(見圖9E)。
不過，如果在上述制造方法中所使用的抗蝕材料62會由于光等因素引起的反應(yīng)而產(chǎn)生氣體，(如材料ODUR，產(chǎn)品名稱—由TokgoOhka Kabushiki Kaisha生產(chǎn))，那么可以想見，當(dāng)對構(gòu)造在噴嘴板部件65上的抗氧化等離子體材料66配置去除段67的同時，須構(gòu)造孔形去除段68以排除感應(yīng)硬化隔離部件64時產(chǎn)生的氣體(見圖9D)。此后，利用等離子照射，在噴嘴板部件65上便構(gòu)成與去除段68貫通的除氣孔70(見圖9E)。
這里，構(gòu)造除氣孔70的工藝步驟適用于圖5所示的第四實(shí)施例或圖8A至圖8F所示的第六實(shí)施例。
(第七實(shí)施例)第五和第六實(shí)施例中使用的隔離部件的結(jié)構(gòu)不應(yīng)局限于圖7所示的一種。可以想見，圖10和圖11中所示的結(jié)構(gòu)也是適用的。
圖10和圖11分別為表示隔離部件其它結(jié)構(gòu)實(shí)例的平面示意圖。
換句話說，圖10中所示的隔離部件73構(gòu)造在基板72上并相隔一定間距整體環(huán)繞模制部件71。這里，模制部件包括噴嘴部件成型材料，覆蓋著基板72上的每個加熱器以構(gòu)成噴嘴；液腔成型材料，與每個噴嘴部件成型材料的一端相連。
同樣，圖11中所示的隔離部件81a和81b構(gòu)造在基板84上并分別相隔一定間距整體環(huán)繞模制部件82。模制部件包括噴嘴部件成型材料，覆蓋著基板84上的每個加熱器83以構(gòu)成噴嘴；液腔成型材料，與每個噴嘴部件成型材料的兩端相連以構(gòu)成液腔，且通過配置與液腔周邊相隔開的噴嘴分離壁部件而在液腔中設(shè)置噴墨頭。
按照使用由上述任何一種方式所構(gòu)造的隔離部件的方法，能夠防止裂紋和其它缺陷的產(chǎn)生，其原因在于如同第一到第六實(shí)施例一樣，相對于基板的模制部件凸出拐角附近的樹脂材料厚度并非制造得更薄些。
這里，本發(fā)明不應(yīng)局限于圖7、圖10和圖11中所示的模制結(jié)構(gòu)。只要模制結(jié)構(gòu)是這樣的，即所制造的噴嘴板部件厚度在噴墨頭的制造完成后不會在相對于基板的模制部件的凸出拐角處產(chǎn)生裂紋或其它缺陷，那么就沒有必要使噴嘴板部件的表面在模制部件和隔離部件之間相對于基板表面保持平滑。
(第八實(shí)施例)此外，沒有必要把第五至第七實(shí)施例中的每個隔離部件均與噴嘴部件和液腔成型材料隔離開來。
圖12為表示模制部件結(jié)構(gòu)的平面示意圖，該模制部件說明了按照本發(fā)明第八實(shí)施例的噴墨頭的制造方法。
按照本實(shí)施例，如圖12所示，模制部件93與構(gòu)造在基板91上的模制部件92的液腔成型材料密接，然后，在基板91上層覆噴嘴板部件成型材料?？梢韵胍?，模制部件93的材料通過光或熱加以硬化后，仍可以作為噴墨頭液腔壁的一部分保留下來，而不會和模制部件92一起被去除掉。
同樣，按照上述第五至第七實(shí)施例，可以把隔離部件局部配置在裂紋和其它缺陷易于產(chǎn)生的地方。此外，也可以配置多種結(jié)構(gòu)形式的隔離部件，且這些隔離部件可以與同一個液腔成型材料的周邊相隔一定間距，也可以與之密接。
(第九實(shí)施例)此外，如果噴嘴構(gòu)形是利用樹脂板注模法構(gòu)造而成的，那么最好選用圖13A和圖13B中所示出的模式，從而當(dāng)噴墨頭的噴嘴構(gòu)形從模制構(gòu)形中去除時，凸向基板的噴嘴壁構(gòu)形大體上沿三個方向環(huán)繞加熱器周邊(如圖4和圖11所示)。
圖13A和圖13B為表示噴嘴的外凸部分和噴孔與基板間位置關(guān)系的示意圖，而噴嘴的外凸部分和噴孔由大體上沿三向環(huán)繞加熱器周邊的噴嘴壁構(gòu)造而成。
如果噴嘴95的結(jié)構(gòu)形如圖13A中所示，那么只要模制部件上的噴嘴板部件的膜厚H6≤0.1(mm)(見圖6D)，則最好設(shè)置噴孔94和噴嘴壁間的間隙X0和Y0的值為0.05×H6或更大，該值包含了兩者的定位誤差。更優(yōu)先地，應(yīng)設(shè)置該值為0.1×H6或更大。
同樣，可以想見，為了提高每一噴嘴中模制部件的溶解和去除效率，可以在噴嘴95的前端附近設(shè)置一穿過噴嘴板表面至噴嘴95的小孔96(如圖13B所示)，應(yīng)該注意的是，該小孔不是用來排放熔滴的。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例中所特指的模制部件和噴嘴板部件成型材料同樣，只要按照本發(fā)明的思想而采用樹脂板注射的制造方法，那么本發(fā)明亦不局限于特定構(gòu)形噴墨頭的制造方法。而且如果噴嘴板部件并不是局部做得更薄一些，使其能保持一定大小的強(qiáng)度值，這樣在采用本發(fā)明的制造方法時不會產(chǎn)生缺陷，那么噴嘴板部件的平滑性便不再被認(rèn)為是一個必要因素。
這樣，如果模制部件由光敏樹脂構(gòu)成，那么在模制過程完成后，凸入基板的構(gòu)形就會在抗蝕側(cè)表面上產(chǎn)生波狀圖形，這主要取決于曝光時的光照能量和受曝光圖形的聚焦?fàn)顩r。如果這種狀態(tài)可以保證，那么那種構(gòu)形就沒有必要包含在本發(fā)明的方法中，其原因在于這種尺寸的不規(guī)則性(可在抗蝕側(cè)表面上自然形成，取決于曝光條件)通常會超過控制范圍，使得當(dāng)噴嘴部件成型材料層覆在模制部件上時，模制部件上的凸出拐角處可能會變得更薄。
按照上述構(gòu)想的本發(fā)明顯示出以下特點(diǎn)。
模制部件包括一個液腔成型材料，用來構(gòu)造一個共用液腔；一個用來構(gòu)造噴嘴的噴嘴部件成型材料；以及一個輔助部件成型材料，它的構(gòu)形使其可從噴嘴部件成型材料的側(cè)面區(qū)域中排出，在該側(cè)面區(qū)域里，液腔成型材料周邊上的噴嘴部件成型材料與模制部件不相連接。當(dāng)這個模制部件配置在包含壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的基板上之后，再涂覆樹脂材料，從而能夠保持平滑性且不致于使涂覆在模制部件凸出拐角附近的樹脂材料膜厚相對于基板變得更薄。結(jié)果，在通過硬化和去除樹脂材料所構(gòu)造而成的噴嘴板部件上不會產(chǎn)生裂紋，因而提高了噴墨頭的制造效率。
同樣，取代輔助部件成型材料的一個隔離部件被配置在與一側(cè)面區(qū)域相隔一給定間距或相觸接的位置上，在該側(cè)面區(qū)域里，液腔成型部件周邊上的噴嘴部件成型材料與模制部件不相連接。其后，涂覆上樹脂材料，從而能夠獲得和上述相同的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種制造噴墨頭的方法，包括第一步，在基板上配置一通道成型材料，以構(gòu)造與用來排墨的排放口通連的墨道；第二步在上述基板上的上述通道成型材料附近配置一邊緣部發(fā)成型材料；第三步在上述基板上配置一壁構(gòu)形材料，以覆蓋上述通道成型材料和上述邊緣部分成型材料；以及第四步從上述基板上去除上述通道成型材料，以構(gòu)造包含上述壁構(gòu)造材料的上述通道。
2.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述通道包括多個分別與多個排放口相連通的噴嘴部分，以及一個共用的墨腔，該墨腔與上述多個噴嘴部分通連而可以共用。
3.按照權(quán)利要求2的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述邊緣部分成型材料配置在上述通道成型材料部分的端部附近，以構(gòu)造上述共用墨腔。
4.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述第一制造步驟和上述第二制造步驟同時進(jìn)行。
5.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述第一制造步驟和上述第二制造步驟按著所述的順序進(jìn)行。
6.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述邊緣部分成型材料在上述基板上與上述通道成型材料連接，并從上述通道成型材料中排出。
7.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于除了上述通道成型材料之外，在基板上還配置有上述邊緣部分成型材料。
8.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述通道成型材料由正性光敏樹脂構(gòu)成。
9.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述通道成型材料由一種和上述通道成型材料相同的材料構(gòu)成。
10.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述邊緣部分成型材料由和上述通道成型材料不同的材料構(gòu)成。
11.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述邊緣部分成型材料由正性光敏樹脂構(gòu)成。
12.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述邊緣部分成型材料由負(fù)性光敏樹脂構(gòu)成。
13.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述邊緣部分成型材料由可用光除氣的材料構(gòu)成。
14.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述壁結(jié)構(gòu)材料由負(fù)性光敏樹脂構(gòu)成。
15.按照權(quán)利要求1的一種制造噴墨頭的方法，其特征在于上述排放口是在上述第三制造步驟和上述第四制造步驟之間形成的。
16.噴墨頭包括一個具有能量產(chǎn)生元件的基板，產(chǎn)生能量，用來從排放口排墨，以及一個與上述基板通連的壁構(gòu)形材料，包含用于構(gòu)造墨道壁的凹槽，該墨道與上述排放口通連，其特征在于在上述通道的邊緣部分附近為上述壁構(gòu)形材料配置了不同于上述凹槽的邊緣凹槽，而上述通道處在可與上述基板連通的區(qū)域里。
17.按照權(quán)利要求16的一種噴墨頭，其特征在于上述邊緣凹槽與上述基板上的上述通道通連，并用于從上述通道中排出。
18.按照權(quán)利要求16的一種噴墨頭，其特征在于除了上述通道之外，在上述基板上還配置著上述邊緣凹槽。
19.按照權(quán)利要求16的一種噴墨頭，其特征在于上述邊緣凹槽構(gòu)成一個間距。
20.按照權(quán)利要求16的一種噴墨頭，其特征在于用于構(gòu)造上述邊緣凹槽的邊緣部分成型材料留在上述邊緣凹槽中。
21.按照權(quán)利要求16的一種噴墨頭，其特征在于在上述基板上配置有供墨入口，用來為上述通道提供墨。
22.按照權(quán)利要求16的一種噴墨頭，其特征在于上述能量產(chǎn)生元件是電熱型轉(zhuǎn)換元件，用來產(chǎn)生如同上述能量的熱能。
全文摘要
制造噴墨頭的方法包括第一步，在基板上配置一通道成型材料以構(gòu)造與用來排墨的排放口通連的墨道；第二步，在基板上的通道成型材料附近配置一邊緣部分成型材料；第三步，在基板上配置一壁結(jié)構(gòu)材料，以覆蓋通道成型材料和邊緣成型材料；第四步，通過從基板上去除通道成型材料，以構(gòu)造包含壁結(jié)構(gòu)材料的通道。用這種方法可以制造出具有一個墨腔和多個噴嘴的噴墨頭，其構(gòu)形大體上與模制部件相同，不會產(chǎn)生裂紋和其它缺陷。
文檔編號B41J2/05GK1142439SQ961083
公開日1997年2月12日 申請日期1996年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月20日
發(fā)明者稻田源次, 大熊典夫 申請人:佳能株式會社