专利名称：墨水匣背压调节装置的制造方法
技术领域：
本发明有关一种墨水匣背压调节装置的制造方法，尤指一种利用微机电制程技术(MEMS)制造的墨水匣背压调节装置。
(2)背景技术现行喷墨打印机内的喷墨头依储墨方式区分可大致分为两种一种为含有储墨材料的墨水匣；另一种则为含有传统背压调节装置的墨水匣(例如钢管、钢珠等等)。其中，第一种包含有储墨材料的墨水匣大多利用多孔性材料(例如多孔性材质、泡棉…等)作为储墨材料置于墨水匣中，再于墨水匣上开一供气孔与气道来维持供墨的顺畅度，其是可防止漏墨情形的发生。由于，此种设计的墨水匣内的储墨槽必须容置多孔性材料，再加上必须考虑漏墨的问题，墨水匣内能够储存的墨水容量通常不足。而且，当消耗掉部分墨水后，没有吸附墨水的多孔性材料会将空气存于储墨槽中，而使得储墨槽内的墨水无法被完全使用，而发生墨水残余的现象。而且，多孔性材料大多为发泡材料以及纤维材料两大类，当墨水匣使用一段时间后，此两类的多孔性材料就会开始产生如短纤的堵塞物，当墨水流道被堵塞后，打印机便无法顺畅出墨。
另一种含有背压调节装置(例如钢管、钢珠等等)的墨水匣虽然不需容置多孔性材料，可容纳较多的墨水容量，但是要制造出精密准确的背压调节装置实在不容易。首先，由于背压调节装置内部的零件都必须采精密加工，但以目前的技术而言，零件的精度仍是需要大幅度改进，如果制造出来的零件精度不佳，优良率便无法提高，所需要的制造成本便无法降低。最重要的是，背压调节装置与墨水匣配合组装位置精度要求极准确，零件所需的射出制程成本也相对提高，此外，组装复杂，精度不易控制也更提高了墨水匣所需的制造成本。
由于打印机已成为一般大众日常生活所需的电子产品配备，墨水匣当然是不可或缺的产品，且墨水匣的背压调节直接影响到墨水匣出墨的顺畅度，以及墨水匣的品质。因此，为了适应使用者的需求，如何研发出可以储存较多墨水容量，同时可使背压调节装置与墨水匣之间组装配合精准，制造成本降低的墨水匣，实为目前所需积极研究的课题。
(3)发明内容本发明的主要目的是为提供一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其是以微机电制程技术制造而成，以适应墨水匣的背压调节装置的小型化以及精密化的趋势。
为达上述目的，本发明提供一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其特点是，至少包含下列步骤(a)提供一模板，并于该模板上形成所需的补气孔图样；(b)将一金属材料填入该补气孔图样中，以形成一金属模；(c)移除该模板；(d)以该金属模形成一补气孔片；以及(e)移除该金属模。
根据本发明上述的构想，其中还包含步骤(f)，其是将该补气孔片组装至一墨水匣。
根据本发明上述的构想，其中步骤(f)是以热熔接、超声波熔接、震动熔接以及/或胶粘接技术完成。
根据本发明上述的构想，其中于该步骤(a)中，该补气孔图样是以曝光显影或激光钻孔技术所形成。
根据本发明上述的构想，其中该激光钻孔技术是为准分子激光技术(excimer laser microstructuring)。
根据本发明上述的构想，其中该步骤(b)是以电镀技术完成。
根据本发明上述的构想，其中该步骤(b)是以无电镀技术与电镀技术结合所完成。
根据本发明上述的构想，其中该步骤(c)是以溶解技术完成。
根据本发明上述的构想，其中该步骤(d)是以射出成型技术将一材料填入该金属模内。
根据本发明上述的构想，其中该步骤(d)是以热压技术将一材料填入该金属模内。
根据本发明上述的构想，其中于该步骤(b)前还包含一步骤(a1)，其是为对该具有补气孔图样的模板进行热蒸发(themal evaporation)。
根据本发明上述的构想，其中于该步骤(c)前还包含一步骤(b1)，其是为于该金属模上方进行机械研磨。
根据本发明上述的构想，其中该模板是包含一基板与高分子材料。
根据本发明上述的构想，其中该基板是选自硅基板、塑料基板、金属基板、陶磁基板或玻璃基板的其中之一。
根据本发明上述的构想，其中该金属层的材料是选自镍、铜、金、银、铁、铁合金、钴合金、镍合金、磷合金或钯的其中之一。
根据本发明上述的构想，其中该补气孔片的材料是为高分子材料。
根据本发明另一方面的一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，至少包含下列步骤以微机电制程制造一补气孔片的压模板，并将其置于压铸模具内；以压力将加热后的塑料灌注入该压铸模具内；以及移除该压铸模具，以形成所需的一补气孔片。
根据本发明上述的构想，其中该塑料是为高分子材料。
根据本发明上述的构想，其中还包含以热熔接、超声波熔接、震动熔接以及/或胶粘接技术将该补气孔片与墨水匣相结合的步骤。
根据本发明又一方面的一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，至少包含下列步骤以微机电制程制造一补气孔片的模仁，并将其置于射出模具内；以射出技术将塑料射入该射出模具内；以及移除该射出模具，以形成所需的一补气孔片。
根据本发明上述的构想，其中还包含以热熔接、超声波熔接、震动熔接以及/或胶粘接技术将该补气孔片与墨水匣相结合的步骤。
根据本发明上述的构想，其中该塑料是为高分子材料。
根据本发明再一方面的一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其特点是至少包含下列步骤以微机电制程制造一补气孔片的模仁以及一墨水匣的模仁，并将其结合后置于射出模具内；以射出技术将塑料射入该射出模具内；以及移除该射出模具，以一体成型该补气孔片与该墨水匣。
根据本发明上述的构想，其中该塑料是为高分子材料。
根据本发明另一方面的一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其其特征在于，至少包含下列步骤提供一基板；以及以微机电制程(MEMS)于该基板上形成至少一补气孔。
根据本发明上述的构想，其中该基板是为硅基板、塑料基板、金属基板或玻璃基板的其中之一。
根据本发明上述的构想，其中该微机电制程还包含精密加工制程以及/或硅微加工制程。
根据本发明上述的构想，其中该硅微加工制程还包含面型硅基加工制程(surface micromachining)、微光刻电镀造膜制程(LIGA Process)以及/或体型微加工制程(bulk micromachining)。
根据本发明上述的构想，其中该面型硅基加工制程(surface micromachining)是以薄膜沉积制程以及/或蚀刻制程完成。
根据本发明上述的构想，其中该微光刻电镀造膜制程(LIGA Process)是以光学、电镀、膜造技术以及/或射出成型技术完成。
根据本发明上述的构想，其中该体型微加工制程(bulk micromachining)是以非等向性蚀刻、蚀刻终止以及/或蚀刻幕罩技术完成。
根据本发明上述的构想，其中该微机电制程还包含薄膜沉积、冲印微影幕罩以及/或干蚀刻制程。
根据本发明上述的构想，其中该微机电制程还包含微制造技术、接合技术、封装技术以及/或检测技术。
根据本发明上述的构想，其中该墨水匣背压调节装置是以热熔接、超声波熔接、震动熔接以及/或胶粘接等技术与该墨水匣相结合。
根据本发明上述的构想，其中该墨水匣背压调节装置是与该墨水匣一体成型。
本发明藉由下列结合附图对较佳实施例的说明可更清楚地予以了解。
(4)
图1(a)~(f)是本发明的墨水匣背压调节装置的制造方法的较佳实施例的流程图。
图2是本发明的墨水匣背压调节装置与墨水匣组装后的示意图。
图3是图2中所示本发明墨水匣背压调节装置的A部分的放大示意图。
图4(a)~(b)是本发明的墨水匣背压调节装置的补气孔的实施例的示意图。
图5是本发明墨水匣背压调节装置与墨水匣一体成型后墨水匣背压调节装置的放大示意图。
(5)具体实施方式
本发明是为一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其主要是以微机电系统的制造技术制造而成。以下将详细说明本发明的内容，并以实施例进一步说明本发明的技术，然而所应用的微机电制程技术并不限于所提的实施例，其它任何适用本发明的微机电制程技术亦可并入应用。
微机电制程(MEMS)技术主要是利用目前半导体制造技术为基础再加以延伸应用，在概念上是结合半导体制程技术与精密机械技术，来制造微小组件及功能整合的微系统，可广泛应用在电机、电子、机械、信息、材料、医工、生化、通讯、航天等科技领域，因此包含许多不同种类的制程技术，且制造的流程顺序也有相当多的变化。为了使得墨水匣背压调节装置的制造更加精密以及降低制造成本，本发明发展出一种以微机电制程来制造本发明墨水匣背压调节装置的方法，然而，可使用的微机电技术并无特别限定。一般来说，常见的微机电制程(MEMS)技术大约可分为精密加工制程以及硅微加工制程。而硅微加工制程又可大致分为面型硅基加工制程(surface micromachining)、微光刻电镀造膜制程(LIGA Process)以及体型微加工制程(bulkmicromachining)等三种类型。在面型硅基加工制程里，主要是包含薄膜沉积制程以及/或蚀刻制程；微光刻电镀造膜制程则是采用光学、电镀、膜造技术以及/或射出成型技术；而体型微加工制程则是利用非等向性蚀刻、蚀刻终止以及/或蚀刻幕罩技术等。以上所举出的各种微机电制程当然都可应用于本发明的技术，此外，本发明的微机电制程还可包含薄膜沉积、冲印微影幕罩、干蚀刻制程、微制造技术、接合技术、封装技术以及检测技术等等。
然而，为了更具体的说明本发明的技术内容，发明人由众多微机电制程中举出一种制造本发明墨水匣背压调节装置的流程作为较佳实施例，以使本发明技术更容易理解。请参阅图1(a)~(f)，其是为本发明的墨水匣背压调节装置的制造方法的较佳实施例的流程图。首先，如图1(a)所示，提供一模板11，此模板11至少包含一基板111与一高分子材料112，其中基板111的材质并不限定，通常可选自硅基板、塑料基板、金属基板、陶瓷基板或玻璃基板的其中之一。接着，如图1(b)所示，以准分子激光加工技术(excimer lasermicrostructuring)于模板11的高分子材料112上形成所需的补气孔图样12，并对该模板11进行热蒸发。接下来，如图1(c)所示，以电镀技术或结合无电镀技术，将金属材料填入补气孔图样12中，以形成一金属模13，并于该金属模13表面进行机械研磨制程，以使金属模13具有光滑表面。接着，如图1(d)所示，先将该模板11完全溶解，以使金属模13与模板11相脱离，再如图1(e)所示，以射出成型技术或热压技术将高分子材料填入金属模13内，这样便可于金属模13的下方形成一补气孔片14。之后，如图1(f)所示，只需将该金属模13脱模，便可完成所需的补气孔片14的制造。最后，再以热熔接、超声波熔接、震动熔接以及/或胶粘接等方式将补气孔片14组装于墨水匣接近底部的地方，可参阅图2，其是为本发明的墨水匣背压调节装置与墨水匣组装后的示意图。
请配合参阅图2及图3，其中图3是图2中所示本发明墨水匣背压调节装置的放大示意图。当墨水匣21内的墨水211逐渐消耗后，墨水匣21内的背压会不断地提高，一直到内部的背压大于液面的压力差时，外界空气就会突破补气孔片14上补气孔141与外界空气间的液面薄膜而进入墨水匣21内部来降低背压。当墨水匣21内的背压因外界空气的进入而降低了之后，补气孔141与外界空气间的液面薄膜就会因此而再次封闭起来，以防止外界空气继续进入墨水匣21的内部，这样便可达到调节背压的功效。因此，藉由补气孔片14的补气孔141便可适度调节墨水匣21内的背压大小，而使得墨水的流量得以顺畅，打印的品质也得以进一步提升。
由于，在本发明的制造过程中，是采用微机电制程的原理及技术来制造墨水匣背压调节装置中的补气孔片，因此所制造出来的补气孔非常精密。除此之外，本发明的制造方法还可以同时大量生产补气孔片，如此又可降低制造成本。更重要的是，与目前市面上常见的墨水匣背压调节装置比较起来，并不需要多孔性材料来储存墨水，也不需要组装其它的对象(例如钢珠等)来调节背压，不但可以储存较多的墨水容量，而且也不需要考虑组装及组件配合不易的问题，大大的提升产品的优良率，又可大幅降低墨水匣的制造成本。因此，本发明的技术对于墨水匣的制造领域来说，可视为一大进步。
当然，本发明的墨水匣背压调节装置还可以利用其它的微机电制程技术来完成。例如压铸技术(未图示)，首先，以微机电制程制造出一补气孔片的压模板，再将该压模板放置于压铸模具内，将加热后的高分子材料以压力的作用灌注入该压铸模具内，等到稍微冷却后，便可将压铸模具脱模，如此亦可得到所需的补气孔片。由于，补气孔片的压模板是以微机电的制程所完成，因此，所制造出的补气孔片一定相当精密。此外，射出技术(未图示)也可应用于本发明的发明。例如，首先以微机电制程制造出补气孔片的射出模具，并将高分子材料以射出技术注入该补气孔片的射出模具，最后将射出模具移除即可。当然，该补气孔片的射出模具亦可与相同以微微机电制程所制造出来的墨水匣模具先组装在一起后，再进行射出技术，以使墨水匣与背压调节装置一体成型，以更加精确的制造墨水匣背压调节装置以及减少组装所需的工时与劳力，所需的制造成本也就可以大幅降低。
另外，请再参阅图3，为了确保当墨水匣内背压提高时，补气孔能够适时的补入空气来调节背压，以使墨水可以更顺畅的流出，本发明所制造的补气孔141接近墨水储墨槽处的截面积a还可设计成稍稍小于接近外界空气的截面积b(a＜b)，以便利用不同截面下具有不同截面压力差的原理，使得当背压一提高时，外界空气不会非常快速的补进墨水匣里，而是等到背压达到临界值时才适当的补入气体。更进一步地，整个墨水匣背压调节装置的底部还可设计有一局部凹入22的设计，让补气孔141的截面适当的含墨，以使得墨水即将用尽时，仍可保有液面薄膜以维持背压的平衡。另外，请参阅图4(a)~(b)，其是为本发明的墨水匣背压调节装置的补气孔的实施例的示意图。补气孔41的大小、数量、形状或位置可视实际需要而调整设计，例如多个补气孔的形状可为圆柱状、圆锥柱状、长方柱状、梯形柱状(图中仅示出梯形柱状和圆锥柱状)。
当然，为了更加精确的制造墨水匣背压调节装置以及减少组装所需的工时与劳力，本发明的墨水匣背压调节装置还可与墨水匣以微机电制程技术一体成型。请参阅图5，其是为本发明墨水匣背压调节装置与墨水匣一体成型后墨水匣背压调节装置的放大示意图。此种墨水匣的制造流程则可参考以下步骤(未图示)利用微机电制程技术(例如微光刻电镀造模制程技术)或是传统的机械加工，作出一个墨水匣本体的模仁以及墨水匣背压调节装置的模仁(可以模造技术)，再将此二模仁相结合起来，再次利用微机电制程技术或是传统的机械加工(例如射出成型)将墨水匣与其内的背压调节装置一体成型。这样，墨水匣背压调节装置不但更加微小精确，而且再也不需要考虑组装的问题，还可大幅降低制造成本。
综上所述，本发明的墨水匣背压调节装置的制造方法是藉由以上所述的发明构想，进而小型精确化墨水匣背压调节装置，让墨水匣的制造上不再有墨水量储存不足的问题，也没有组装的困扰。而且，利用微机电制程所制造出来的墨水匣背压调节装置可以同时在同一基板(大多为硅芯片)上大量生产及制造，而使得墨水匣的制造成本可大大降低。况且，由微机电制程技术所生产的墨水匣背压调节装置由于精准度高，还可增加墨水匣的优良率。因此，本发明的墨水匣背压调节装置实符合现代的需求。
权利要求
1.一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，至少包含下列步骤(a)提供一模板，并于该模板上形成所需的一补气孔图样；(b)将一金属材料填入该补气孔图样中，以形成一金属模；(c)移除该模板；(d)以该金属模形成一补气孔片；以及(e)移除该金属模。
2.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，还包含步骤(f)，其是将该补气孔片组装至一墨水匣。
3.如权利要求2所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，步骤(f)是以热熔接、超声波熔接、震动熔接以及/或胶粘接技术完成。
4.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，于该步骤(a)中，该补气孔图样是以曝光显影或激光钻孔技术所形成。
5.如权利要求4所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该激光钻孔技术是为准分子激光技术。
6.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该步骤(b)是以电镀技术完成。
7.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该步骤(b)是以无电镀技术与电镀技术结合所完成。
8.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该步骤(c)是以溶解技术完成。
9.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该步骤(d)是以射出成型技术将一材料填入该金属模内。
10.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该步骤(d)是以热压技术将一材料填入该金属模内。
11.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，于该步骤(b)前还包含一步骤(a1)，其是对该具有补气孔图样的模板进行热蒸发。
12.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，于该步骤(c)前还包含一步骤(b1)，其是为于该金属模上方进行机械研磨。
13.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该模板是包含一基板与高分子材料。
14.如权利要求13所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该基板是选自硅基板、塑料基板、金属基板、陶磁基板或玻璃基板其中之一。
15.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该金属层的材料是选自镍、铜、金、银、铁、铁合金、钴合金、镍合金、磷合金或钯其中之一。
16.如权利要求1所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该补气孔片的材料是为高分子材料。
17.一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，至少包含下列步骤以微机电制程制造一补气孔片的压模板，并将其置于压铸模具内；以压力将加热后的塑料灌注入该压铸模具内；以及移除该压铸模具，以形成所需的一补气孔片。
18.如权利要求17所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该塑料是为高分子材料。
19.如权利要求17所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，还包含以热熔接、超声波熔接、震动熔接以及/或胶粘接技术将该补气孔片与墨水匣相结合的步骤。
20.一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，至少包含下列步骤以微机电制程制造一补气孔片的模仁，并将其置于射出模具内；以射出技术将塑料射入该射出模具内；以及移除该射出模具，以形成所需的一补气孔片。
21.如权利要求20所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，还包含以热熔接、超声波熔接、震动熔接以及/或胶粘接技术将该补气孔片与墨水匣相结合的步骤。
22.如权利要求20所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该塑料是为高分子材料。
23.一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，至少包含下列步骤以微机电制程制造一补气孔片的模仁以及一墨水匣的模仁，并将其结合后，置于射出模具内；以射出技术将塑料射入该射出模具内；以及移除该射出模具，以一体成型该补气孔片与该墨水匣。
24.如权利要求23所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该塑料是为高分子材料。
25.一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，至少包含下列步骤提供一基板；以及以微机电制程于该基板上形成至少一补气孔。
26.如权利要求25所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该基板是为硅基板、塑料基板、金属基板或玻璃基板的其中之一。
27.如权利要求25所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该微机电制程还包含精密加工制程以及/或硅微加工制程。
28.如权利要求27所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该硅微加工制程还包含面型硅基加工制程、微光刻电镀造膜制程以及/或体型微加工制程。
29.如权利要求28所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该面型硅基加工制程是以薄膜沉积制程以及/或蚀刻制程完成。
30.如权利要求28所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该微光刻电镀造膜制程是以光学、电镀、膜造技术以及/或射出成型技术完成。
31.如权利要求28所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该体型微加工制程是以非等向性蚀刻、蚀刻终止以及/或蚀刻幕罩技术完成。
32.如权利要求25所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该微机电制程还包含薄膜沉积、冲印微影幕罩以及/或干蚀刻制程。
33.如权利要求25所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该微机电制程还包含微制造技术、接合技术、封装技术以及/或检测技术。
34.如权利要求25所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该墨水匣背压调节装置是以热熔接、超声波熔接、震动熔接以及/或胶粘接等技术与该墨水匣相结合。
35.如权利要求25所述的墨水匣背压调节装置的制造方法，其特征在于，该墨水匣背压调节装置是与该墨水匣一体成型。
36.一种利用权利要求1所述的制造方法的墨水匣调节装置，其特征在于，包括一壳体及一补气片；其中该补气片是设置于壳体之上，且具有第一表面及第二表面，其中该第一表面是于壳体的内与墨水接触，另包含多个补气孔贯穿于第一表面及第二表面。
37.如权利要求36所述的墨水匣调节装置，其特征在于，第一表面的补气孔截面积小于第二表面的补气孔截面积。
38.如权利要求36所述的墨水匣调节装置，其特征在于，多个补气孔的形状可为圆柱状、圆锥柱状、长方柱状、梯形柱状。
全文摘要
本发明是关于一种墨水匣背压调节装置的制造方法，其至少包含下列步骤(a)提供一模板，并于该模板上形成所需的补气孔图样；(b)将一金属材料填入该补气孔图样中，以形成一金属模；(c)移除该模板；(d)以该金属模形成一补气孔片；以及(e)移除该金属模。
文档编号B41J2/175GK1535828SQ0311030
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月4日 优先权日2003年4月4日
发明者余荣候, 张正明 申请人:研能科技股份有限公司