專利名稱：噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動器，特別是涉及一種噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器。在其室內(nèi)板的上下表面均形成硬質(zhì)防止蝕刻膜，在室內(nèi)板上形成的以其中部厚度小于上、下部的液室壁來分隔的液室，從而增加室內(nèi)板強度以及與其它部件的接合強度。
一般來說，噴墨打印機是一種將墨水以微滴狀態(tài)噴射至紙張上的打印機。這種噴墨打印機決定其打印品質(zhì)及性能的部份就是打印頭，以前主要是利用墨水的電化或偏轉(zhuǎn)方式，此時需要一高電壓。然而，目前，打印機主要是利用待令噴墨方式。該待令噴墨方式是依指令將記錄液噴射至紙張上，從而簡化了打印方式。噴墨打印機里面的打印頭隨驅(qū)動部件的不同，其配置亦不相同。近來，打印頭采用最多的材料是壓電體材料，尤其采用氧化物壓電體材料(參閱

圖1)。
如圖1所示，打印機打印頭里依次設(shè)有以下層板噴嘴板100、儲存板200、流路板300、限制板400、室內(nèi)板500及振動板600，振動板600上設(shè)置有包括相隔一定距離的多個電極710和氧化物壓電體720的微驅(qū)動器700。
室內(nèi)板500底部設(shè)置有噴嘴板100、儲存板200、流路板300、限制板400它們均設(shè)有一通道，以便將墨水導(dǎo)入形成于室內(nèi)板500上的液室或者將液室內(nèi)墨水噴出到外部的流路。這些積層板根據(jù)需要例如根據(jù)制作者所選擇的墨水，可省略一部份，形成多種結(jié)構(gòu)的流路板。
當(dāng)以氧化物壓電體作為驅(qū)動部件的打印頭時，振動板和室內(nèi)板的制造非常重要。為使打印機具備優(yōu)良的性能，振動板與驅(qū)動部件間必須具備足夠的機械強度，從而要求振動板的厚度更薄、更均勻。
作為暫時儲存墨水的室內(nèi)板，必須具有充分的容量，使墨水流入或噴出時保持恒定狀態(tài)。
因此在制作打印頭驅(qū)動器時，采用機械方式來加工室內(nèi)板而形成液室，最近用電解沉積工藝將振動板和室內(nèi)板形成一體，用蝕刻工藝形成室內(nèi)板上的液室，以增加振動板的強度，同時形成多個所需形狀及大小的液室，圖2為圖1所示打印頭驅(qū)動器積成板的截面圖。圖中，由銀Au或鉑Pt材質(zhì)構(gòu)成的防止蝕刻膜830的對應(yīng)面上各層疊有振動板810和室內(nèi)板820，在室內(nèi)板820上的防止蝕刻膜830的對應(yīng)面上用照相平版印刷工藝和蝕刻工藝來形成液室。
請參閱圖3所示，在室內(nèi)板820上以一定厚度均勻地涂敷光記錄膜840后，再用面罩對光記錄膜840，進行曝光、顯象和沖洗形成如圖4所示形狀。
經(jīng)過該工藝成形后，光記錄膜840曝光的部分的寬度通常比形成于室內(nèi)板820上的液室的寬度小，室內(nèi)板820的暴露部分通過蝕刻液進行浸漬，參見圖5，然后開始慢慢蝕刻該室內(nèi)板820形成液室。該蝕刻液利用其反應(yīng)特性，快速對室內(nèi)板進行蝕刻，直到遇到防止蝕刻膜為止。
當(dāng)對室內(nèi)板820進行垂直方向蝕刻，直到遇到防止蝕刻膜830，其橫向也有相同程度的蝕刻。
然而當(dāng)蝕刻以圖5中虛線豎向漸漸擴散，直到遇到防止蝕刻膜830時，其橫向與光記錄膜840相連的部份比與防止蝕刻膜相連的部份受到更大程度的蝕刻，室內(nèi)板820上形成的液室寬度從防止蝕刻膜830至光記錄膜840方向漸漸增大。
利用上述工藝來蝕刻室內(nèi)板820，在室內(nèi)板820里形成如圖6所示形狀的液室821，留在室內(nèi)板820上的光記錄膜840再經(jīng)沖洗而被去除，然后在振動板810上與液室821同軸的垂直方向依次設(shè)置電極710和壓電體720，由此制成打印頭。
這樣形成的液室821是從防止蝕刻膜830的截面往其對應(yīng)的斷面漸漸增大其截面，而分隔液室的液室壁822的厚度則相應(yīng)減小。
液室壁822與防止蝕刻膜830接合的斷面所對應(yīng)的斷面通常與形成墨水流路的流路板或者限制板相接合。
于是，如果將與液室壁822的流路板或限制板接合的截面形成為比與防止蝕刻膜接合的截面更小，液室壁與流路板或者限制板的接合力比與防止蝕刻膜830的接合力低，結(jié)果降低了室內(nèi)板820的強度，減小了接合力，具有不穩(wěn)定接合液室821的缺點。
還有，如果沒有精確地控制形成液室821的蝕刻時間，則會使室內(nèi)板與光記錄膜接合部發(fā)生過度蝕刻，參閱圖7所示，在光記錄膜840的斷開部會嚴重地變形，各液室821的形狀變的不均等。
為了在室內(nèi)板800上制作出均等的液室形狀，必須精確地控制蝕刻時間，然而用人力控制蝕刻結(jié)束時間非常困難。
尤其是，這樣的調(diào)整蝕刻時間之困難和液室形像的不均等則會引起液室中的墨水流出、流入性能上的偏差，還會引起打印頭打印不穩(wěn)定。
本發(fā)明的主要目的在于克服上述背景技術(shù)的問題和缺點，而提供一種打印頭驅(qū)動器，其液室之間的液室壁的中間部位的厚度比上下部的厚度小，從而增大了室內(nèi)板和其它部件間的接合力以增加室內(nèi)板的強度。
本發(fā)明的次一個目的在于提供一種打印頭驅(qū)動器，其振動板和室內(nèi)板由第一抗蝕膜接合，在室內(nèi)板與第1蝕刻膜的接合面的對面經(jīng)過照相平版印刷工藝形成與之一體的第二抗蝕膜，從而通過蝕刻工藝在第一、二防止蝕刻膜之間形成均等的液室。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種打印頭驅(qū)動器，使形成液室的蝕刻工作更容易進行。
本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器，其包括振動板；積累在此振動板的一面的第一抗蝕膜；積層在第一抗蝕膜上與振動板相對應(yīng)面的室內(nèi)板，板內(nèi)設(shè)有多個由液室壁分隔的液室，液室的中部的寬度比上下部大；第二抗蝕膜，設(shè)置于室內(nèi)板與第一抗蝕膜相對應(yīng)的另一面，其中含有多個與液室同軸且其寬度小于液室的通孔。
振動板，其具有薄膜結(jié)構(gòu)及在縱向具有可撓性；第一抗蝕膜，其設(shè)置于振動板一表面并可防止振動板被蝕刻；室內(nèi)板，其層壓于第一抗蝕膜的表面上與振動板相對應(yīng)，其內(nèi)設(shè)有獨立勻置的若干液室，并通過可撓的振動板導(dǎo)入或噴出墨；第二抗蝕膜，其設(shè)置于室內(nèi)板與第一抗蝕膜相對的另一表面，其內(nèi)含與液室在同一垂直線上的通孔，通孔截面小于液室截面，從而使第二抗蝕膜具有更大的接合面。
本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。
前述的噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器，其中室內(nèi)板的液室間通過一中間部比上、下部薄的液室壁來分隔。
前述的噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器，其中第二抗蝕膜的厚度為0.1μm～10μm。
前述的打印機打印頭用驅(qū)動器，其中第二抗蝕膜上通孔的寬度(B)、室內(nèi)板蝕刻深度(t)及蝕刻后形成的相應(yīng)液室寬度(W)之間滿足以下關(guān)系式B≤W-2t。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和積極效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明本發(fā)明與利用機械加工來形成液室的方法相比，具有消除了各液室之間的差異，節(jié)省設(shè)備及材料費的優(yōu)點。而與用限制蝕刻的方法相比，與使用光記錄膜的方法相比，本發(fā)明在蝕刻結(jié)束后形成均等液室，增大了與限制板或流路板的接合面積，增大了其接合力和室內(nèi)板的強度，同時達到改善噴墨打印頭墨水噴出性能的功效。本發(fā)明由于在蝕刻室內(nèi)板設(shè)有第一、二抗蝕膜30、40，蝕刻室內(nèi)板可形成均等的液室，更可有利于大批量生產(chǎn)驅(qū)動器。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及其附圖詳細給出。
圖1是一般噴墨打印頭結(jié)構(gòu)的斷面圖；圖2是圖1驅(qū)動器形成積層板的斷面圖；圖3是圖2室內(nèi)板上接合光記錄膜后的斷面圖；圖4是把圖3接合光記錄膜曝光后的斷面圖；圖5是在圖4基礎(chǔ)上形成液室而蝕刻室內(nèi)板的斷面圖圖6是經(jīng)過圖5工藝后在室內(nèi)板形成液室的斷面圖；圖7是用圖5工藝蝕刻時變形后光記錄膜的斷面圖；圖8是按照本發(fā)明的噴墨打印頭使用驅(qū)動器構(gòu)成的斷面圖；圖9是將圖8所示驅(qū)動器的振動板、室內(nèi)板和第二抗蝕膜積層成一體的斷面圖；圖10是在圖9的室內(nèi)板上涂敷光記錄膜后的斷面圖；圖11是在圖10記錄膜曝光后的斷面圖12是在圖11基礎(chǔ)上利用已曝光成形后的光記錄膜來接合第二防止蝕刻斷面圖；圖13是蝕刻室內(nèi)板時，蝕刻速度和時間的關(guān)系曲線圖；圖14是利用圖12的防止蝕刻膜來蝕刻時蝕刻室內(nèi)板的斷面圖。
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器，其具體結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
請參閱圖8所述，本發(fā)明噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器，其是由振動板10、室內(nèi)板20、第一抗蝕膜30和第二抗蝕膜40等4層薄板積層而成，在室內(nèi)板20上形成的液室的中間部份呈往側(cè)彎曲的形狀，且與分隔液室的液室壁的上下端部間的接合面積更大。
在上述的結(jié)構(gòu)中，振動板10是以鎳Ni、銅Cu、鉻Cr或鐵Fe為主要成份、厚度約為3μm～50μm的金屬薄板，板面可往室內(nèi)板20的液室21方向變形，從而可使液室21內(nèi)一定量的墨水流入或流出液室21。
室內(nèi)板20是在板內(nèi)設(shè)有多個暫時儲存一定量墨水的液室21的金屬薄板。
液室21是豎向穿過室內(nèi)板20板面，中間部向側(cè)面彎曲，其中間部的厚度比上下端部更寬。于是連接各液室21的液室壁22的中間部的厚度比上下端部窄。
該室內(nèi)板20的材質(zhì)與振動板一樣以鎳Ni、銅Cu、鉻Cr或鐵Fe為主要成份，厚度比振動板10厚，約為10μm～500μm。
第一抗蝕膜30設(shè)于振動板10和室內(nèi)板20之間，是使振動板10和室內(nèi)板20牢固接合的接合部件，同時在形成于室內(nèi)板20上的液室21成形時，起到了避免振動板10被蝕刻液蝕刻的作用。該第一抗蝕膜30主要采用不易被蝕刻液溶解的銀Ag或鉑Pt等貴金屬，是厚度為0.1μm～10μm的薄膜。
第二抗蝕膜40接合于室內(nèi)板20上是與第一抗蝕膜30接合面的對應(yīng)面，是與第一抗蝕膜30同材質(zhì)的薄膜，尤其在第二抗蝕膜40上設(shè)有位于與液室21同一中心線上比液室21的上截面小且與液室21上下連通的通孔41，其個數(shù)與液室21相同。
然后依次將第二抗蝕膜40與形成將液室21內(nèi)的墨水導(dǎo)入或流出的通路的流路板或限制板等部材一起接合。當(dāng)形成液室21時，該第二抗蝕膜與第一抗蝕膜30同時起阻止蝕刻的作用。
振動板10和室內(nèi)板20以及第一抗蝕膜的積層可采用多種方法。
第一種方法是首先利用別的基板經(jīng)電解沉積、濺射或蒸發(fā)等汽相沉積工藝制成振動板10和室內(nèi)板20，再分別在振動板10和室內(nèi)板20的一表面上薄薄地涂敷一層第一抗蝕膜30后，再在高溫下溶融接合形成如圖9所示的3層積層板結(jié)構(gòu)。
第二種方法是先將振動板10或室內(nèi)板20之一，用別的基板，經(jīng)電解沉積或汽相沉積制成，再在此振動板10或室內(nèi)板20之一的表面上涂敷第一抗蝕膜30，再經(jīng)電解沉積或汽相沉積制得剩下的振動板10或室內(nèi)板20，形成如圖9所示的積層板結(jié)構(gòu)。
在用第一抗蝕膜30來接合振動板10和室內(nèi)板20后，如圖10所示的室內(nèi)板20的第一抗蝕膜30的接合面的對面上均勻地涂敷有光記錄膜50。光記錄膜50通過烘烤變硬，再用面罩進行曝光、顯像及沖洗后，形成如圖11所示形狀的光記錄膜50。于是光記錄膜50留下了比在室內(nèi)板20上形成的液室小而與液室同一豎直線上的部份，以外的部份均被去除。去除光記錄膜50的不需要部份而露出的室內(nèi)板20，再通過電解沉積或汽相沉積形成如圖12所示的與第一抗蝕膜30同材質(zhì)及厚度的第二抗蝕膜40。此第二抗蝕膜40由涂敷于室內(nèi)板20上的光記錄膜50的厚度決定。光記錄膜50的涂敷厚度比所需的第二抗蝕膜40厚度略厚為最佳。經(jīng)汽相沉積后，第二抗蝕膜40形成于室內(nèi)板20上，經(jīng)過洗滌完全除去室內(nèi)板20上留下的光記錄膜50，則在第二抗蝕膜40的已去除光記錄膜50的位置上形成如圖12所示同一大小的通孔41，通過該通孔41供給蝕刻液以蝕刻室內(nèi)板20。
另外，盡管室內(nèi)板20的蝕刻可以從開始時快速在短時間內(nèi)結(jié)束，但是蝕刻的速度過快，蝕刻就會很快結(jié)束，從而導(dǎo)致側(cè)向的蝕刻程度不均等。
如圖13所示，去除光記錄膜50處的通孔41的寬度小于所形成的液室的寬度，因此縮小了室內(nèi)板的蝕刻面積，順利地延緩了蝕刻速度，雖然所需時間變長，但可以精確制得所需形狀的液室。
再者，縮小供給蝕刻液的蝕刻面積，最初的蝕刻速度變慢，且以自我控制的反應(yīng)特性，迅速地進行豎向蝕刻，其蝕刻速度隨蝕刻時間延長而減慢。
雖然蝕刻速度全部延緩，但以蝕刻液特有的自我控制反應(yīng)的特性，快速進行豎向的蝕刻，慢慢進行側(cè)向的蝕刻而結(jié)束，這樣可以解決背景技術(shù)中蝕刻形成液室時最難解決的液室形狀不均等的問題。
如果在蝕刻開始時，延緩蝕刻速度直到蝕刻結(jié)束，從而延長了所需時間，就會得到如圖14所示的第一抗蝕膜30與第二抗蝕膜40的側(cè)向蝕刻程度幾乎相同的蝕刻效果。
本發(fā)明如降低蝕刻開始時的速度，從而延長了整體蝕刻時間，達到與以前相同的整體蝕刻程度。
本發(fā)明的特征在于以同樣的蝕刻程度來蝕刻室內(nèi)板20，并在室內(nèi)板20上均勻地形成多個液室。
防止蝕刻膜有延緩或阻止蝕刻液的蝕刻特性。如果象本發(fā)明在室內(nèi)板20兩面同時形成硬質(zhì)第一抗蝕膜30與第二抗蝕膜40后進行蝕刻，利用其自我控制反應(yīng)的特性及防止蝕刻膜阻止蝕刻的特性，在其側(cè)向的蝕刻程度幾乎均等。
因此，蝕刻液往豎向與往側(cè)向以同樣蝕刻程度進行蝕刻，此時流往側(cè)向的蝕刻液進行蝕刻幾乎不受第一、二抗蝕膜30、40的影響，故室內(nèi)板20的中間部位比受第一、二抗蝕膜30、40影響的接合部蝕刻程度更大。于是液室21形成如圖8所示室內(nèi)板20的中間部份往側(cè)向彎曲的形狀，而分隔各液室21的液室壁22則形成與液室相應(yīng)的形狀，即成為中央部位比從上下端部凹的形狀。也就是說，液室壁22形成為中央部位的寬度小于與第一、二抗蝕膜30、40接合的上下端部，從而增強了與第一、二抗蝕膜的接合力。
在由振動板10、室內(nèi)板20和第一、二抗蝕膜30、40構(gòu)成的多層板構(gòu)造中，在與室內(nèi)板20上的液室21同一中心線上的振動板10上依次積層電極和壓電體，然后在與其對應(yīng)的第二抗蝕膜40上接合形成墨水通路的限制板或流路板，從而制得所需噴墨打印頭。在該噴墨打印頭的制造過程中，不是把限制板或流路板直接接合到室內(nèi)板20上，而是接合到提供更寬面積的第二抗蝕膜40上，從而增強了限制板或流路板的接合力。
在本發(fā)明所述的噴墨打印頭里，假定形成液室21時蝕刻室內(nèi)板20的深度為t，蝕刻后形成的液室的寬度為W，除去第二抗蝕膜40的光記錄膜50而形成的通孔41的寬度為B，三者間滿足以下關(guān)系式B≤W-2t。
如上所述第二抗蝕膜40與第一抗蝕膜30一起阻止蝕刻的作用，當(dāng)利用背景技術(shù)蝕刻光記錄膜時，由于過度蝕刻，光記錄膜50曝光后的斷開端部發(fā)生變形，難以形成均等的液室。但本發(fā)明在室內(nèi)板20設(shè)有比光記錄膜硬的第二抗蝕膜40，從而具備了可在室內(nèi)板20上均勻地形成多個液室的優(yōu)點。
從前形成液室時，先把光記錄膜涂敷在板上再成形，然后去除光記錄膜50被曝光的部分，用蝕刻液蝕刻室內(nèi)板20的露出部分，該被過度蝕刻的光記錄膜的斷開端部往上或下變歪而引起變形，難以精確確定蝕刻的結(jié)束時間，其結(jié)果勢必造成液室壁的側(cè)面形狀不均等，室內(nèi)板20上的各液室形狀不均等的問題。
該不均等形狀的液室導(dǎo)致了各液室噴射墨水時的噴射壓力的差異，從而造成打印效果不好的結(jié)果。
與
背景技術(shù)：
相比本發(fā)明在進行蝕刻時在第一抗蝕膜30相對應(yīng)面已形成硬質(zhì)第二抗蝕膜40，即使進行側(cè)向過度蝕刻也不會象背景技術(shù)一樣，造成光記錄膜的變形，可以穩(wěn)定地進行蝕刻，形成各液室21均等的形狀。
本發(fā)明降低了蝕刻開始時的蝕刻速度，從而延長蝕刻進行的時間，使蝕刻進行得緩慢，但整個蝕刻程度沒有變化，可以穩(wěn)定地控制蝕刻結(jié)束的時間。
同時
背景技術(shù)：
只在振動板與室內(nèi)板間插入抗蝕膜而成為3層積層的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征則在于經(jīng)過上述工藝后再在振動板10和室內(nèi)板20之間，在室內(nèi)板20與第一抗蝕膜接合的對應(yīng)面上經(jīng)過照相平版印刷工藝積層與第一抗蝕膜30相同材質(zhì)及厚度的第二抗蝕膜40，形成4層積層板結(jié)構(gòu)的驅(qū)動器。
同時本發(fā)明還在室內(nèi)板20上形成均等形狀的液室21，增大了蝕刻后室內(nèi)板與第二抗蝕膜40間的接合面積。即，在第二抗蝕膜40斷開端部形成的與液室連通的通孔41的寬度比液室21上部小，于是接合在室內(nèi)壁的第二抗蝕膜40的面積比與室內(nèi)壁22的第二抗蝕膜40的接合面積大，在第二抗蝕膜40與限制板或流路板的接合面積增大，從而增大了其接合力。
當(dāng)在室內(nèi)板20上同時形成硬質(zhì)第一、二抗蝕膜30、40后，本發(fā)明經(jīng)過蝕刻可形成所需之大小及形狀的多個均等的液室21，與流路板或限制板直接接合到室內(nèi)板20的方法相比，提供更大的接合面，從而增大其接合力以及室內(nèi)板20的強度。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器，其特征在于其包括振動板具有薄膜結(jié)構(gòu)及在縱向具有可撓性；第一抗蝕膜其設(shè)置于振動板一表面并可防止振動板被蝕刻；室內(nèi)板層壓于第一抗蝕膜的表面上與振動板相對應(yīng)，其內(nèi)設(shè)有獨立勻置的若干液室，并通過可撓的振動板導(dǎo)入或噴出墨水第二抗蝕膜，其設(shè)置于室內(nèi)板與第一抗蝕膜相對的另一表面，其內(nèi)含與液室在同一垂直線上的通孔，通孔截面小于液室截面，從而使第二抗蝕膜具有更大的接合面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器，其特征在于室內(nèi)板的液室間通過一中間部比上、下部薄的液室壁來分隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴墨打印機打印頭用驅(qū)動器，其特征在于第二抗蝕膜的厚度為0.1μm～10μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機打印頭用驅(qū)動器，其特征在于第二抗蝕膜上通孔的寬度(B)、室內(nèi)板蝕刻深度(t)及蝕刻后形成的相應(yīng)液室寬度(W)之間滿足以下關(guān)系式 B≤W-2t。
全文摘要
噴墨打印頭用驅(qū)動器,將振動板和室內(nèi)板用第一抗蝕膜來接合,在與室內(nèi)板的第一抗蝕膜的接合面對應(yīng)面形成與之一體的第二抗蝕膜,而提高了與形成流路的部件的接合力,提高了室內(nèi)板的強度。其包括振動板;積層在振動板一表面的第一抗蝕膜;積層在第一抗蝕膜的振動板的積層面的對應(yīng)面、其內(nèi)含多個中間部比上下部往側(cè)彎曲的液室的室內(nèi)板;積層于室內(nèi)板的第一抗蝕膜的積層面的對應(yīng)面第二抗蝕膜。增加了室內(nèi)板與其它板間的接合面,增強了接合力,提高了室內(nèi)的強度。
文檔編號B41J2/055GK1262174SQ991263
公開日2000年8月9日 申請日期1999年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月25日
發(fā)明者金日, 劉永錫 申請人:三星電機株式會社