液滴喷射头的制造方法

专利名称：液滴喷射头的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种制造液滴喷射头的方法，更具体地涉及一种制造如下液滴喷射头 的方法，在所述液滴喷射头中可吸收液滴喷射量的变化以能够稳定地喷射并高质量地打 印，并且该液滴喷射头简单经济。
背景技术：
目前使用的一种喷墨头包括用于喷墨的喷嘴、与喷嘴连通的压力产生腔室、以及 用于将墨水供应到多个压力产生腔室的供墨路径。在这种喷墨头中，当液滴喷射量整体发 生较大变化时出现一个问题，即，紧接着液滴喷射量变化之后的喷射状态被供墨路径中的 墨水的惯性力(惯性)扰乱。为了防止出现该问题，公知这样一种构造，其中在供墨路径的 分支部中设置阻尼功能。已经提出了一种结构，其中在分支部中布置气室，并且该分支部通 过弹性件与墨流路径分离(例如参见JP-A-2002-307676 (此处使用的术语"JP-A"表示"未 审
公开日本专利申请")和日本专利No. 3， 402， 349)。 然而，在这些专利文献中提出的构造中，液滴喷射头的内部结构复杂，因此存在这 样的问题，即，在制造液滴喷射头时，部件数量和工时数的增加、以及产量的降低导致了制 造成本的增加。为了简化结构，可以设想其中喷嘴板也用作阻尼构件的构造。阻尼效果取决 于材料的杨氏模量、厚度和面积。当喷嘴板变薄以获得足够的阻尼效果时，喷嘴长度縮短， 从而出现液滴喷射的方向性变得不稳定的问题。当阻尼部形成为具有较大面积时，存在强 度的问题，由于卡纸而破损的可能性较高，并且可靠性也成问题。

发明内容
考虑上述问题作出本发明。本发明的目的在于提供一种液滴喷射头、用于喷射液 滴的装置以及制造这种液滴喷射头的方法，在所述液滴喷射头中可吸收液滴喷射量的变化 以能够稳定地喷射并高质量地打印，并且该液滴喷射头简单经济。换言之，本发明的另一目 的在于提供一种液滴喷射头，该液滴喷射头满足"可充分获得阻尼效果(尽可能消除供墨 路径中的墨水的惯性对打印质量的影响)"的所需品质，以及替代上述所需品质的其它所需 品质，或者"为了改进打印质量(方向性)，喷嘴形成构件的厚度(喷嘴长度)增加"以及 "提供防卡纸的高可靠性"的所需品质，并且所述液滴喷射头简单经济。 为了实现上述目的，本发明的一个方式提供了以下液滴喷射头、用于喷射液滴的 装置以及制造液滴喷射头的方法。 (1)根据本发明的一个方面，一种液滴喷射头包括喷嘴板，该喷嘴板具有多个喷 射液滴的喷嘴；流径构件，该流径构件包括与所述喷嘴连通的压力产生腔室以及供液路径， 液体通过该供液路径供应至所述压力产生腔室；以及阻尼部，该阻尼部布置在所述喷嘴板上与所述供液路径相对应的区域的至少一部分上，所述阻尼部减小所述液滴的喷射量的波 动以能够稳定地喷射。 根据该构造，可吸收液滴喷射量的变化，并可简单而经济地实现稳定的喷射和高 质量的打印。 (2)如项(1)所述的液滴喷射头，该液滴喷射头包括保护件，该保护件布置在所 述喷嘴板的位于液滴喷射侧上的表面上，且在所述喷嘴的周边和所述阻尼部的至少一部分 中；阻尼加强部，该阻尼加强部包括其中布置有所述保护件的第一部分，该第一部分是所述 阻尼部的一部分；以及阻尼功能部，该阻尼功能部包括作为所述阻尼部的除所述第一部分 之外的部分的第二部分。 根据该构造，所述阻尼部可有效地发挥所述阻尼效果，并且可确保所述阻尼部的 强度。 (3)如第一方面所述的液滴喷射头，其中所述阻尼部包含挠性材料并具有与所述 喷嘴板的厚度相等的厚度。 根据该构造，简单而确实的是，所述阻尼部能够充分发挥所述阻尼效果，并且可确 保所述阻尼部的强度。 (4)如项(1)所述的液滴喷射头，其中所述阻尼部包括厚度比所述喷嘴板薄的较 薄部分。 根据该构造，所述阻尼部可有效地发挥所述阻尼效果，所述喷嘴形成件的厚度 (所述喷嘴长度)可保持较大以改进打印质量(方向性)。 (5)如项(4)所述的液滴喷射头，其中所述较薄部分的至少一部分暴露于所述液 滴喷射头的外部。 根据该构造，所述阻尼部可确实地发挥所述阻尼效果。 (6)如项(4)所述的液滴喷射头，其中所述较薄部分独立布置，从而对应于至少一 个所述喷嘴。 根据该构造，所述阻尼部可确实地发挥所述阻尼效果。
(7)如项(4)所述的液滴喷射头，其中所述较薄部分通过与用于形成所述喷嘴的
开口加工同时进行的激光加工而形成。 根据该构造，所述阻尼部可简单而有效地形成。 (8)如项(2)所述的液滴喷射头，其中所述保护件设置成沿着与所述供液路径交 叉的方向桥接在多个喷嘴列上。 根据该构造，可实现确实的擦拭操作，并且可更加简单而有效地形成高可靠性的 阻尼部。 (9)如项(2)所述的液滴喷射头，其中所述保护件沿着擦拭所述喷嘴的表面的方 向布置。 根据该构造，可增强将液体或杂质从所述喷嘴表面排出的特性，并且可实现确实 的擦拭操作。 (10)根据本发明的第二方面，一种用于制造液滴喷射头的方法包括将用于喷嘴 的板和流径构件板接合；进行第一成形，该第一成形通过在所述流径构件板的至少一个中 蚀刻预定图案而形成流径构件和阻尼部，所述流径构件具有供液路径，所述阻尼部位于用
4于喷嘴的板上的对应于所述供液路径的区域的至少一部分中，所述阻尼部减小所述液滴的 喷射量的波动以能够稳定地喷射；进行第二成形，该第二成形通过在所述用于喷嘴的板上 从所述流径构件侧进行激光加工而形成喷嘴板，从而形成所述喷嘴。 根据该构造，可简单而有效地制造液滴喷射头，在该液滴喷射头中可吸收所述液 滴的喷射量的变化，并且可以稳定地喷射和高质量地打印。 (11)如项(10)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中在所述接合中的所述用 于喷嘴的板包括挠性板，并且在所述第一接合中的所述阻尼部具有与所述喷嘴板相同的厚度。 根据该构造，可简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部。
(12)如项(10)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中所述第一成形中的所述
阻尼部包括通过减小所述喷嘴板的厚度而形成的较薄部分。 根据该构造，可简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部，并且可有 效地制造其中喷嘴形成件的厚度(所述喷嘴长度)可保持较大以改进打印质量(方向性) 的液滴喷射头。 (13)如项(12)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中所述第一成形中的所述 较薄部分独立布置，从而对应于至少一个所述喷嘴。 根据该构造，可简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部。
(14)如项(12)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中通过进行激光加工形成
所述第一成形中的所述较薄部分，并且在所述第一成形中的对所述较薄部分的所述激光加
工与在所述第二成形中对所述喷嘴的所述激光加工同时进行。 根据该构造，可简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部。
(15)如项(14)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中通过使用一掩模进行在
所述第一成形中的对所述较薄部分的所述激光加工，以及在所述第二成形中对所述喷嘴的
所述激光加工，其中所述掩模包括n个或更少的较薄部分开口 ；以及从2到n个喷嘴开口 ，
n是自然数。 根据该构造，可更加简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部。
(16)根据本发明的第三方面，一种用于制造液滴喷射头的方法包括将保护件 板、用于喷嘴的板和流径构件板接合；进行第一成形，该第一成形通过在所述流径构件板 的至少一个中蚀刻预定图案而形成所述流径构件和阻尼部，所述流径构件具有供液路径， 所述阻尼部在对应于所述供液路径的区域的至少一部分中，所述阻尼部减小所述液滴的喷 射量的波动以能够稳定地喷射；进行第二成形，该第二成形通过在所述保护件板的至少一 部分中蚀刻预定图案而形成保护件，该保护件在用于喷嘴的板的液滴喷射侧上的表面的待 形成喷嘴的部分的周边的至少一部分中，并且将所述阻尼部分隔成阻尼加强部和阻尼功能 部；以及进行第三成形，该第三成形通过在所述用于喷嘴的板上从所述流径构件侧进行激 光加工而形成喷嘴板，从而形成所述喷嘴。 根据该构造，可以简单而有效地制造液滴喷射头，该液滴喷射头具有充分发挥所 述阻尼效果并且确保强度的阻尼部，并且可吸收所述液滴的喷射量的变化，进行稳定的喷 射和高质量的打印。
(17)如项(16)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中在所述接合中的所述用
5于喷嘴的板包括挠性板，并且所述阻尼部具有与所述喷嘴板相同的厚度。 根据该构造，可简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部。
(18)如项(16)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中在所述第一成形中对所
述流径构件板的所述蚀刻与所述在第二成形中对所述保护件板的所述蚀刻同时进行。 根据该构造，可简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部。
(19)如项(16)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中所述第一成形中的所述
阻尼部包括通过减小所述喷嘴板的厚度而形成的较薄部分。 根据该构造，可简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部，并且可有 效地制造其中喷嘴形成件的厚度(所述喷嘴长度)可保持较大以改进打印质量(方向性) 的液滴喷射头。 (20)如项(16)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中所述第一成形中的所述 较薄部分独立布置，从而对应于至少一个所述喷嘴。 根据该构造，可简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部。
(21)如项(16)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中通过进行激光加工形成
所述第一成形中的所述较薄部分，并且在所述第一成形中的对所述较薄部分的所述激光加
工与在所述第三成形中对所述喷嘴的所述激光加工同时进行。 根据该构造，可简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部。
(22)如项(21)所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中通过使用一掩模进行所述
第一成形中的对所述较薄部分的所述激光加工，以及所述第三成形中对所述喷嘴的所述激光
加工，其中所述掩模包括n个或更少的较薄部分开口 ；以及从2到n个喷嘴开口，n是自然数。 根据该构造，可更加简单而有效地制造确实地发挥所述阻尼效果的阻尼部。 (23)根据本发明的第四方面，一种用于喷射液滴的装置包括液滴喷射头，该液滴
喷射头包括喷嘴板，该喷嘴板具有多个喷射液滴的喷嘴；流径构件，该流径构件包括与
所述喷嘴连通的压力产生腔室以及供液路径，液体通过该供液路径供应至所述压力产生腔
室；以及阻尼部，该阻尼部布置在所述喷嘴板中与所述供液路径相对应的区域的至少一部
分中，所述阻尼部减小所述液滴的喷射量的波动以能够稳定地喷射。 根据该构造，可以获得用于喷射液滴的装置，该装置可吸收所述液滴的喷射量的 变化，从而进行稳定的喷射和高质量的打印。 (24)如项(23)所述的用于喷射液滴的装置，其中所述液滴喷射头包括保护件， 该保护件布置在所述喷嘴板的位于液滴喷射侧上的表面上，且在所述喷嘴的周边和所述阻 尼部的至少一部分中；阻尼加强部，该阻尼加强部包括其中布置有所述保护件的第一部分， 该第一部分是所述阻尼部的一部分；以及阻尼功能部，该阻尼功能部由作为所述阻尼部的 除所述第一部分之外的部分的第二部分构成。 根据本发明，可以提供一种液滴喷射头、用于喷射液滴的装置以及制造这种液滴 喷射头的方法，在所述液滴喷射头中可吸收液滴喷射量的变化以能够稳定地喷射并高质量 地打印，并且该液滴喷射头简单经济。


将基于附图详细描述本发明的示例性实施例，附图中
图1是本发明的第一实施例的液滴喷射头的平面图； 图2A是沿着图1中的线A-A剖取的剖面图，图2B是图2A的部分B的详视图；
图3是图1所示的液滴喷射头的分解立体图； 图4A和图4B表示第一实施例中的阻尼部，图4A是平面图，图4B是沿着图4A中 的线C-C剖取的剖面图，图4C是沿着图4A中的线D-D剖取的剖面图；
图5A至图5G表示制造液滴喷射头的步骤，图5A是表示板的接合的剖面图，图5B、 5C是表示用于流径构件的板的蚀刻的剖面图，图5D、5E是表示形成防水膜的剖面图，并且 图5F、5G是表示喷嘴的加工的剖面图； 图6A至图6D表示第二实施例中的阻尼部，图6A是平面图，图6B是沿着图6A中 的线E-E剖取的剖面图，图6C是沿着图6A中的线F-F剖取的剖面图，图6D是沿着图6A中 的线G-G剖取的剖面图； 图7A至图7C表示第三实施例中的阻尼部，图7A是平面图，图7B是沿着图7A中
的线H-H剖取的剖面图，图7C是沿着图7A中的线I-I剖取的剖面图； 图8A至图8C表示第四实施例中的阻尼部，图8A是平面图，图8B是沿着图8A中
的线J-J剖取的剖面图，图8C是沿着图8A中的线K-K剖取的剖面图； 图9A至图9D表示第五实施例中的阻尼部，图9A是平面图，图9B是沿着图9A中
的线M-M剖取的剖面图，图9C是沿着图9A中的线N-N剖取的剖面图，图9D是沿着图9A中
的线0-0剖取的剖面图； 图10A是表示激光掩模的示例的平面图，图10B是沿着图9A中的线M_M剖取的剖 面图，表示通过利用图IOA所示的激光掩模形成阻尼部11和喷嘴2a的方法，图10C是沿着 图9A中的线N-N剖取的剖面图，表示通过利用图IOA所示的激光掩模形成阻尼部11和喷 嘴2a的方法； 图11表示第六实施例中的阻尼部，图11A是平面图，图11B是沿着图11A中的线 P-P剖取的剖面图，图IIC是沿着图IIA中的线Q-Q剖取的剖面图，图11D是沿着图IIA中 的线R-R剖取的剖面图； 图12A是表示在激光加工中激光的照射区域的平面图，图12B是表示在激光加工 中使用的激光掩模的平面图； 图13A至图13C表示第六实施例中的阻尼部，图13A是平面图，图13B是沿着图 13A中的线S-S剖取的剖面图，图13C是沿着图13A中的线T-T剖取的剖面图；
图14表示第七实施例中的阻尼部，图14A是平面图，图14B是沿着图14A中的线 U-U剖取的剖面图，图14C是沿着图14A中的线V-V剖取的剖面图，图14D是沿着图14A中 的线W-W剖取的剖面图； 图15A是表示在激光加工中激光的照射区域的平面图，图15B是表示在激光加工 中使用的激光掩模的平面图； 图16A至图16D表示第八实施例中的阻尼部，图16A是平面图，图16B是沿着图 16A中的线X-X剖取的剖面图，图16C是沿着图16A中的线Y-Y剖取的剖面图，图16D是沿 着图16A中的线Z-Z剖取的剖面图； 图17A是表示在激光加工中激光的照射区域的平面图，图17B是表示在激光加工 中使用的激光掩模的平面 图18A至图18D表示另一实施例的制造方法，图18A是表示施加感光树脂的剖面 图，图18B是表示其中使用感光树脂的掩模的曝光的剖面图，图18C是表示通过显影的台阶 的成形的剖面图，图18D是表示形成喷嘴的剖面图；并且 图19是示意性地表示应用本发明的第十实施例的液滴喷射装置的彩色打印机的 图。
具体实施例方式(第一实施例)(液滴喷射头的构造) 图1和图2表示本发明第一实施例的液滴喷射头。图1是平面图，图2A是沿着图 1中的线A-A剖取的剖面图，图2B是图2A的部分B的详视图。 如图1所示，液滴喷射头1具有振动板7，其具有近似平行四边形的形状；多个压 电元件8，其设置在振动板7上；和多个喷嘴2a，其形成在对应于压电元件8的位置。当其 中一个压电元件8被驱动时，存储在头中的液体作为液滴从对应的一个喷嘴2a喷射。附图 标记7a表示布置在振动板7中的供应孔，液体通过该供应孔从液槽(未示出)供应至头1 的内部。 如图2A所示，液滴喷射头1具有其中形成有喷嘴2a的喷嘴板2。在喷嘴板2的与 喷射侧相对的表面(后表面)上，具有连通孔3a和液池3b的池板3、具有连通孔4a和供应 孔4b的供应孔板4A、具有连通孔5a和供应路径5b的供应路径板5、具有连通孔4a和供应 孔4b的供应孔板4B、具有压力产生腔室6a的压力产生腔室板6、以及振动板7顺序堆叠成 流径构件13。如上所述，多个压电元件8设置在振动板7上。用于向压电元件8施加电压 的挠性印刷电路板12(下文简称为"FPC 12'")布置成覆盖多个压电元件8。当其中一个 压电元件8通过FPC 12'驱动时，存储在头中的液体作为液滴从对应的一个喷嘴2a喷射。
液池3b构成沿垂直于纸平面的方向连续的供液路径12。构成将液体供应至各个 喷嘴2a的喷嘴供应路径14，其中供液路径12通过供应孔4b和供应路径5b与压力产生腔 室6a连通，并且压力产生腔室6a通过连通孔5a、4a、3a与喷嘴2a连通。
在喷嘴板2的对应于供液路径12的区域中形成阻尼部11，该阻尼部11吸收液滴 喷射量的变化以能够稳定地喷射。在喷嘴板2的液滴喷射侧的表面上、喷嘴2a的周边中以 及阻尼部11的对应区域中布置保护件9。 在液滴喷射头1中，如图2B所示，保护件9接合到在喷嘴板2的液滴喷射侧的表 面上的喷嘴2a的周边以及阻尼部11的预定区域中。下面将详细描述阻尼部11的构造和 保护件9的布置。在喷嘴板2的位于喷嘴2a周边中的表面上、以及保护件9的侧表面和表 面上形成由底层(gro皿dlayer) 10a和防水层10b构成的防水膜10。因为在喷嘴2a的周边 中形成防水膜IO，所以待从喷嘴2a喷射的液滴稳定地喷射。因为在喷嘴2a的周边中布置 保护件9，所以喷嘴2a的周边中的防水膜10可被保护不受由于卡纸等的机械损伤。
虽然图1和图2示出了一个液滴喷射头1，但多个液滴喷射头1可组合构成液滴喷 射头单元，或者多个液滴喷射头单元可设置成用作液滴喷射头阵列。
下面将详细描述液滴喷射头1的元件。
(喷嘴板)
8
作为喷嘴板2的材料，从该板为挠性以部分地与阻尼部11 (见图4)构成为一个部 件、并且喷嘴2a容易形成的观点来看，优选使用合成树脂。材料的示例有聚酰亚胺树脂、聚 对苯二甲酸乙二醇酯树脂、液晶聚合物、芳香族聚酰胺树脂、聚萘二甲酸乙二醇脂纤维树脂 和聚砜树脂。在树脂中，优选使用自粘合的聚酰亚胺树脂。喷嘴板2的厚度优选为lOym至 100iim。当厚度小于10iim时，有时难以确保足够的喷嘴长度并实现良好的打印质量(方 向性)。当厚度超过100 ii m时，有时难以确保挠性并获得足够的阻尼效果。
(用于流径构件的板) 作为用于流径构件13的板、例如池板3的材料，从可顺利进行以下将描述的蚀刻 加工，并且使该板具有高抗墨性的观点来看，优选使用诸如SUS的金属。
(保护件) 作为保护件9的材料，按照与用作用于流径构件13的板的池板3等相同的方式， 从可顺利进行蚀刻加工，并且使该保护件具有高抗墨性的观点来看，优选使用诸如SUS的 金属。当使用与池板3等材料相同的板时，可通过单个操作有效地进行蚀刻加工。保护件的 厚度优选为10 ii m至20 ii m。当厚度小于10 y m时，保护(加强)喷嘴2a和阻尼部11 (见 图4)的效果有时不足。当厚度超过20ym时，擦拭喷嘴附近的墨水和杂质的性能有时不足。
(压电元件) 作为压电元件8的材料，例如可使用锆钛酸铅(PZT)等。压电元件在上表面上具 有单独电极8a、在下表面上具有公共电极8b。单独电极8a和公共电极8b通过溅射加工等 形成。下表面上的公共电极8b通过导电粘接剂电连接到振动板7，并通过振动板7接地。 在压电元件8中，至少使用于喷射液滴所需的区域独立，并且接合到振动板7的对应于压力 产生腔室6a的位置。
(防水膜) 作为构成防水膜10的底层10a，例如优选使用厚度为10nm至100nm的诸如SiO、 Si02或SiOx的氧化硅膜、或者诸如Si2N3或SiNx的氮化硅膜，因为这样的膜具有高抗墨性， 并且具有与诸如用作喷嘴板2的聚亚酰胺的树脂、以及用于防水层10b的氟防水材料的高 粘合性。作为防水层10b，例如由氟化合物制成的氟防水膜、硅酮防水膜、等离子聚合保护 膜、镍共析电镀的聚四氟乙烯(PTFE)等是有用的。在它们当中，由氟化合物制成的氟防水 膜是优选的，因为其具有良好的防水性和粘合性。优选的是，防水层10b的厚度为10nm至 50nm。 (液体流动) 将参照图3描述液体流动。供应到振动板7的供应孔7a的液体穿过压力产生腔 室板6的供应孔6b、第二供应孔板4B的池(1/4)4c、供应路径板5的池(2/4)5c、第一供应 孔板4A的池(3/4) 4c、池板3的液池(4/4) 3b、供液路径12、第一供应孔板4A的供应孔4b、 供应路径板5的供应路径5b、第二供应孔板4B的供应孔4b、压力产生腔室板6的压力产生 腔室6a、第二供应孔板4B的连通孔4a、供应路径板5的连通孔5a、第一供应孔板4A的连通 孔4a和池板3的连通孔3a，从喷嘴板2的喷嘴2a作为液滴喷射。这样，液池3b和供液路 径12共同用于将液体供应至喷嘴2a。 图4表示第一实施例中的阻尼部。图4A是平面图，图4B是沿着图4A中的线C-C 剖取的剖面图，图4C是沿着图4A中的线D-D剖取的剖面图。
在第一实施例中，如图4所示，在喷嘴板2的与形成在流径构件13中的供液路径 12对应的区域中形成阻尼部ll，该阻尼部11吸收液滴喷射量的变化以能够稳定地喷射。
本实施例还包括保护件9，该保护件9布置在喷嘴板2的液滴喷射侧的表面上、且 在喷嘴2a的周边中以及阻尼部11的至少一部分中。由阻尼部11的其中布置有保护件9的 部分形成阻尼加强部lla，由阻尼部的其中未布置有保护件9的部分形成阻尼功能部llb。
在本实施例中，阻尼部11由作为挠性材料的聚酰亚胺树脂一体形成，从而具有与 喷嘴板2相同的厚度。保护件9和流径构件13由SUS板构成。 在本实施例中，喷嘴2a设置成与供液路径12的布置方向平行的多个喷嘴列。 保护件9延伸成沿着与供液路径12交叉的方向桥接在多个喷嘴列上，并且沿着擦
拭喷嘴2a的表面的方向布置。(制造液滴喷射头的方法) 图5A至图5G表示制造液滴喷射头1的步骤。 (1)板的接合(第一步骤) 首先，如图5A所示，例如由SUS制成并且厚度为10iim的保护件板9b和流径构件 板13b通过热压(例如，30(TC和300kgf) —起接合至用于喷嘴的例如由自粘合聚酰亚胺膜 制成并且厚度为25 ii m的板2b的两个表面。在不使用自粘合聚酰亚胺膜作为用于喷嘴的 板2b的情况下，可利用粘合剂等进行接合。
(4)防水膜的形成(第3'步骤) 按照要求，如图5D、5E所示(图5D是沿着线C_C剖取的剖面图，图5E是沿着线D-D 剖取的剖面图)，优选的是，例如通过溅射方法将10nm至100nm的氧化硅(Si02)膜形成为 在用于喷嘴的板2b的表面上和保护件板9b的表面和侧表面上的底层10a，之后通过汽相淀 积方法将由氟防水剂制成的防水层10b的膜形成为10nm至50nm，从而形成防水膜10。
(5)喷嘴的加工(第四步骤)
10
接着，如图5F、5G所示(图5F是沿着线C_C剖取的剖面图，图5G是沿着线D-D剖 取的剖面图)，从流径构件13侧向用于喷嘴的板2b进行激光加工以形成喷嘴2a，从而形成 喷嘴板2。作为在该激光加工中使用的激光器，可使用气体激光器或固态激光器。可用的气 体激光器的示例是准分子激光器，可用的固态激光器的示例是YAG激光器。在激光器中，优 选使用准分子激光器。 (6)振动板和压电元件的接合(第五步骤) 接着，如图2所示，振动板7和多个压电元件8接合在流径构件13上。作为接合 方法，可使用粘合剂，例如诸如聚酰亚胺或聚苯乙烯的热塑性树脂，或者诸如酚醛树脂或环 氧树脂的热固性树脂。 (7)挠性印刷电路板的布置(第六步骤) 接着，如图2所示，用于向压电元件8施加电压的FPC 12'布置成覆盖多个压电元
件8，使得当其中一个压电元件8通过FPC 12'驱动时，存储在头中的液体作为液滴从对应
的一个喷嘴2a喷射。(第一实施例的效果) 上述第一实施例可获得以下效果。 (a)因为除了喷嘴2a的周边之外，保护件9还布置在阻尼11的一部分上，所以阻 尼部11可有效地发挥阻尼效果。另外，可确保阻尼部的强度，并且可保护阻尼部。
(b)因为阻尼部11由挠性材料构成从而具有与喷嘴板2相同的厚度，所以可减少 元件的数量，并可供应经济的喷射头。
(c)保护件9延伸成沿着与供液路径12交叉的方向桥接在多个喷嘴列上，并且沿 着擦拭喷嘴2a的表面的方向布置。因此，可提高将液体或杂质从喷嘴2a的表面排出的性 能，并可实现确实的擦拭操作。
(第二实施例) 图6表示第二实施例中的阻尼部，图6A是平面图，图6B是沿着图6A中的线E-E 剖取的剖面图，图6C是沿着图6A中的线F-F剖取的剖面图，图6D是沿着图6A中的线G-G 剖取的剖面图。 如图6所示，除了将第一实施例中保护件9的布置(开口)形状形成为倾斜延伸
的形状之外，第二实施例与第一实施例相同，并发挥相同效果。(第三实施例) 图7表示第三实施例中的阻尼部，图7A是平面图，图7B是沿着图7A中的线H-H 剖取的剖面图，图7C是沿着图7A中的线I-I剖取的剖面图。 如图7所示，除了将第一实施例中保护件9的布置(开口)宽度构成为发生变化 之外，第三实施例与第一实施例相同，并发挥相同效果。即，除了保护件9在阻尼功能部llb 中的开口宽度例如设为350 ii m，并且保护件9在喷嘴2a的周边中的宽度例如设为200 y m 之外，第三实施例与第一实施例相同。 [ono](第三实施例的效果) 因为保护件9的阻尼功能部lib中的开口宽度增加(保护件9的布置宽度减小)， 所以阻尼部11的加强效果可限制在最小程度，并且阻尼效果可增强至最大程度。
(第四实施例)
图8表示第四实施例中的阻尼部，图8A是平面图，图8B是沿着图8A中的线J-J 剖取的剖面图，图8C是沿着图8A中的线K-K剖取的剖面图。 如图8所示，除了将第一实施例中的保护件9的布置形状构成为使得阻尼功能部 lib的形状具有独立岛形状之外，第四实施例与第一实施例相同。即，除了阻尼功能部lib 的形状(保护件9的开口形状)形成为使得保护件9的开口宽度具有例如350ym的矩形 岛形状，并且保护件9在喷嘴2a的周边中的开口形状形成为使得开口宽度具有200 ii m的 较薄的条形形状之外，第四实施例与第一实施例相同。
(第四实施例的效果) 因为保护件9的布置形状构成为使得阻尼功能部lib的形状具有独立岛形状，所
以可适当地调整阻尼效果。(第五实施例) 图9表示第五实施例中的阻尼部，图9A是从后表面看去时的平面图，图9B是沿着 图9A中的线M-M剖取的剖面图，图9C是沿着图9A中的线N-N剖取的剖面图，图9D是沿着 图9A中的线0-0剖取的剖面图。 如图9所示，本实施例中的阻尼部11由一较薄部分构成，该较薄部分通过由例如 使用激光掩模15进行激光照射来减小喷嘴板2的厚度而获得。优选的是，该较薄部分朝大 气开口 ，并且至少一个较薄部分对应于各个喷嘴2a独立地布置。 图IOA是表示激光掩模的示例的平面图，图10B是沿着图9A中的线M-M剖取的剖 面图，表示通过利用图IOA所示的激光掩模形成阻尼部11和喷嘴2a的方法，图10C是沿着 图9A中的线N-N剖取的剖面图，表示通过利用图IOA所示的激光掩模形成阻尼部11和喷 嘴2a的方法。 在本实施例的激光掩模15中，形成较薄部分开口 15a和喷嘴开口 15b。在本实施 例中，激光掩模15放置在入射侧，喷嘴布置间距为w2，以wl的幅度移动台(stage)。在使 用m个数量的激光图案用于形成一个喷嘴2a的情况下，当池板3的连通孔4a的开口直径 为w3时，用于喷嘴2a的图案的最大直径为Nmax，沿喷嘴列的方向的变薄区域(阻尼功能部 lib)的尺寸为w4，优选的是满足以下关系。S卩，通过激光掩模15和池板3的开口的组合在 期望位置有效地执行期望的加工。
w2-w3/2 > (n-l)物l+Nmax/2
w l-Nmax/2 > w3/2
wl > w4>Kn_l) 当公共供液路径的宽度为LO时，喷嘴列的间距为Lnp，激光掩模15的开口在沿垂 直于喷嘴列的方向上的长度为L3( " w3)，激光掩模15的开口在沿垂直于变薄区域(阻尼 功能部lib)的喷嘴列的方向上的尺寸为L，优选满足以下关系。
Lnp-L3 > L，优选L < LO 。
(第五实施例的效果) (A)因为对较薄区域和喷嘴2a的激光加工同时执行，所以确保发挥阻尼效果的阻 尼部11可更加简单和有效地制造。 (B)在对较薄区域和喷嘴的激光加工中，通过移位使用掩模15，在掩模15中布置 小于等于n个(n为自然数)的较薄部分开口 15a，并且布置两到n个(n是自然数)个喷嘴开口 15b。因此，可使用一个掩模执行对较薄区域和喷嘴2a的激光加工，即不同加工深度的 加工。结果，确保发挥阻尼效果的阻尼部和具有良好喷射性能的喷嘴可更加简单和有效地 制造。(第六实施例) 图ll表示第六实施例中的阻尼部，图IIA是从后表面看去时的平面图，图IIB是 沿着图IIA中的线P-P剖取的剖面图，图IIC是沿着图IIA中的线Q-Q剖取的剖面图，图 IID是沿着图IIA中的线R-R剖取的剖面图。图12A是表示在激光加工中激光的照射区域 的平面图，图12B是表示在激光加工中使用的激光掩模的平面图。图13表示第六实施例中 的阻尼部，图13A是平面图，图13B是沿着图13A中的线S-S剖取的剖面图，图13C是沿着 图13A中的线T-T剖取的剖面图。 除了使用其中在激光加工中的激光器(准分子激光器)的强度分布沿纵向为矩形 并且沿短方向(short direction)为高斯曲线的特性曲线，使用图12B所示的激光掩模15， 将照射区域作为沿短方向的中心的基准，在喷嘴2a的激光加工中使用沿纵向的峰束(在沿 短方向的中心)，并且在较薄部分(阻尼部ll)的激光加工中使用沿短方向的弱束之外，第 六实施例与第五实施例相同。 在图13A中，阻尼功能部llb用虚线表示，未经激光加工并保持在阻尼部11的中 间处的突出部llc同样用虚线表示。
(第六实施例的效果) (A)在激光加工中，使用沿纵向为矩形并且沿短方向为高斯曲线的激光器(准分 子激光器)的能量密度分布。因此，可使用一个掩模同时执行对较薄区域和喷嘴2a的激光 加工，即不同加工深度的加工，因此可提高能量利用效率。 (B)因为在沿短方向的中央区域中执行喷嘴加工，所以可以实现均匀的喷射方向 性。
(C)因为同时加工多个喷嘴，所以可提高加工效率。
(D)在能量密度较小的状态下加工阻尼部11。因此即使在未进行特殊控制时，也
不会穿透喷嘴板2。(第七实施例) 图14表示第七实施例中的阻尼部，图14A是从后表面看去时的平面图，图14B是 沿着图14A中的线U-U剖取的剖面图，图14C是沿着图14A中的线V-V剖取的剖面图，图 14D是沿着图14A中的线W-W剖取的剖面图。图15A是表示在激光加工中激光的照射区域 的平面图，图15B是表示在激光加工中使用的激光掩模的平面图。 除了给元件设置具体值，并且对应于喷嘴的阻尼部被分隔成多个部分之外，第七
实施例与第六实施例相同并发挥相同效果。(第八实施例) 图16表示第八实施例中的阻尼部，图16A是从后表面看去时的平面图，图16B是 沿着图16A中的线X-X剖取的剖面图，图16C是沿着图16A中的线Y-Y剖取的剖面图，图 16D是沿着图16A中的线Z-Z剖取的剖面图。图17A是表示在激光加工中激光的照射区域 的平面图，图17B是表示在激光加工中使用的激光掩模的平面图。 除了通过移位两次来使用图17B所示的激光掩模，通过三次照射形成喷嘴2a，通过一次照射形成较薄部分(阻尼部11)，并且较薄部分的厚度小于等于喷嘴板2的厚度的 2/3之外，第八实施例与第六实施例相同并发挥相同效果。 在本实施例中，在阻尼部11的宽度w4设为小于等于喷嘴图案的间距(wl > w4)， 较薄部分具有例如图16B中所示的形状，并且在wl < w4的情况下，在阻尼部ll(未示出) 上进行多次激光加工，因此在较薄部分中形成台阶。
(第九实施例) 图18表示另一实施例的制造方法，图18A是表示施加感光树脂的剖面图，图18B 是表示其中使用感光树脂的掩模的曝光的剖面图，图18C是表示通过显影形成台阶的剖面 图，图18D是表示形成喷嘴的剖面图。 在第九实施例中，如图18A所示，首先通过旋转涂覆(spin coat)方法在由聚酰亚 胺膜制成的基膜16上涂敷感光树脂17。接着，如图18B所示，通过使用掩模18使感光树 脂17曝光，从而使感光可固化树脂17的曝光部分固化。接着，如图18C所示，通过显影剂 进行显影处理以除去未固化部分19，从而形成台阶。接着，如图18D所示，通过激光加工喷 嘴2a，然后将其接合到另一流径构件13，从而完成液滴喷射头。
(第九实施例的效果) 可简单而经济地制造包括阻尼部的液滴喷射头。
(第十实施例)
(彩色打印机的构造) 图19是示意性地表示应用本发明的第十实施例的液滴喷射装置的彩色打印机的 图。彩色打印机100具有近似盒状的壳体101。在壳体101内部的下部中布置有容纳片材 P的片材供应盘20，并且在壳体101的上部中布置排放盘21，记录片材P待排放到该排放 盘21上。打印机具有从片材供应盘20经由记录位置102延伸至排放盘21的主输送路径 31a至31e，以及将片材P沿着从排放盘21侧延伸至记录位置102侧的逆输送路径32输送 的输送机构30。 在记录位置102处，多个如图1所示的液滴喷射头1并置而构成记录头单元，并且 沿片材P的输送方向设置四个记录头单元作为分别喷射黄色(Y)、洋红色(M)、青色(C)和 黑色(B)的墨滴的记录头单元41Y、41M、41C、41K，从而构成记录头阵列。
彩色打印机100包括充电辊43，其用作用于吸附片材P的吸附部件；压板44，其 经由环形带35与记录头单元相对；维护单元45，其放置在记录头单元41Y、41M、41C、41K的 附近；和未示出的控制单元，其控制彩色打印机100的各个部分，并基于图像信号向构成记 录头单元41Y、41M、41C、41K的液滴喷射头1的压电元件8施加驱动电压，以从喷嘴2a喷射 墨滴，从而在片材P上记录彩色图像。 记录头单元41Y、41M、41C、41K具有大于等于片材P的宽度的有效打印区域。使用 压电方法作为喷射液滴的方法。然而，该方法不受具体限制。例如，可适当使用诸如热方法 的另一常用方法。 在记录头单元41Y、41M、41C、41K的上方放置分别存储对应于记录头单元41Y、 41M、41C、41K的颜色的墨水的墨槽42Y、42M、42C、42K。墨水从墨槽42Y、42M、42C、42K通过 未示出的管供应至液滴喷射头1。 存储在墨槽42Y、42M、42C、42K中的墨水不受具体限制。例如，可适当使用诸如水基墨水、油基墨水和溶剂基墨水的常用墨水。 输送机构30包括拾取辊33，其将片材P从片材供应盘20 —张接一张地取出以 将片材供应至主输送路径31a ;多个输送辊34，其放置在主输送路径31a、31b、31d、31e和逆 输送路径32的各个部分中，并且输送片材P ;环形带35，其布置在记录位置102处，并且朝 着排放盘21输送片材P ;主动辊36和从动辊37，围绕它们张紧架设环形带35 ;和未示出的 驱动电机，其驱动输送辊34和主动辊36。
(彩色打印机的操作) 下面将描述彩色打印机100的操作。在控制单元的控制下，输送机构30驱动拾取 辊33和输送辊34，从片材供应盘20取出片材P，并沿着主输送路径31a、31b输送片材P。 当片材P到达环形带35的附近时，通过充电辊43向片材P施加电荷，从而通过静电力将片 材P吸附至环形带35。 通过主动辊36的驱动使环形带35旋转。当片材P输送至记录位置102时，通过 记录头单元41Y、41M、41C、41K记录彩色图像。 如图19所示的液滴喷射头1的液池3b充有从墨槽42Y、42M、42C、42K供应的墨 水，墨水从液池3b通过供应孔4b和供应路径5b供应至压力产生腔室6a，并且墨水存储在 压力产生腔室6a中。当控制单元基于图像信号选择性地向多个压电元件8施加驱动电压 时，振动板7根据压电元件8的变形而挠曲。这导致压力产生腔室6a的容量发生改变，从 而存储在压力产生腔室6a中的墨水作为墨滴从喷嘴2a通过连通孔5a、4a、3喷射到片材P 上，由此在片材P上记录图像。Y、 M、 C、 K的图像顺序叠加在片材P上，从而记录彩色图像。 在这种情况下，阻尼部11形成在喷嘴板2中，因此吸收了液滴喷射量的变化，从而可简单经 济地实现稳定的喷射和高质量的打印。 其上已经记录有彩色图像的片材P通过输送机构30经由主输送路径31d排放至 排放盘21。 在设定双面记录模式的情况下，已经排放到排放盘21上一次的片材P返回主输送 路径31e，通过逆输送路径32输送并通过主输送路径31b再次输送至记录位置102。通过 记录头单元41Y、41M、41C、41K在片材P的与先前已经进行记录的表面相反的表面上记录彩 色图像。 本发明不限于上述实施例和示例，并且可在不脱离本发明精神的情况下进行各种 修改。 例如在本实施例中，使用保护件9。或者可不使用保护件9。使用SUS作为保护件 9。或者可使用树脂。对较薄部分和喷嘴的激光加工同时进行。或者这些加工可分开进行。
本发明的液滴喷射头、用于喷射液滴的装置以及制造液滴喷射头的方法有效地用 于需要通过喷射液滴形成图像信息的高分辨率图案的各个工业领域，诸如其中通过使用喷 墨方法在聚合物膜或聚合物玻璃的表面上喷射墨水而形成用于显示装置的滤色器、通过在 电路板上喷射焊膏而形成用于安装元件的凸起、以及在电路板上形成布线的电力和电子工 业领域，以及通过向玻璃基板等喷射反应试剂而制造用于检查与试样的反应的生物芯片的 医学领域。
权利要求
一种用于制造液滴喷射头的方法，该方法包括将用于喷嘴的板和流径构件板接合；进行第一成形，该第一成形通过在所述流径构件板的至少一个中蚀刻预定图案而形成流径构件和阻尼部，所述流径构件具有供液路径，所述阻尼部位于所述用于喷嘴的板上的对应于所述供液路径的区域的至少一部分中，所述阻尼部减小所述液滴的喷射量的波动以能够稳定地喷射；以及进行第二成形，该第二成形通过在所述用于喷嘴的板上从所述流径构件侧进行激光加工而形成喷嘴板，从而形成所述喷嘴。
2. 根据权利要求1所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中，在接合中的所述用于喷 嘴的板包括挠性板，并且在所述第一接合中的所述阻尼部具有与所述喷嘴板相同的厚度。
3. 根据权利要求1所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中，所述第一成形中的所述 阻尼部包括通过减小所述喷嘴板的厚度而形成的较薄部分。
4. 根据权利要求3所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中，所述第一成形中的所述 较薄部分独立布置，从而对应于至少一个所述喷嘴。
5. 根据权利要求3所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中，通过进行激光加工形成 所述第一成形中的所述较薄部分，并且所述第一成形中的对所述较薄部分的所述激光加工与所述第二成形中对所述喷嘴的 所述激光加工同时进行。
6. 根据权利要求5所述的用于制造液滴喷射头的方法，其中，通过使用掩模进行所述第一成形中的对所述较薄部分的所述激光加工，以及所述第二 成形中对所述喷嘴的所述激光加工，其中 所述掩模包括n个或更少的较薄部分开口 ；以及 从2到n个喷嘴开口 ， n是自然数。
全文摘要
本发明提供了一种用于制造液滴喷射头的方法，该方法包括将用于喷嘴的板和流径构件板接合；进行第一成形，该第一成形通过在所述流径构件板的至少一个中蚀刻预定图案而形成流径构件和阻尼部，所述流径构件具有供液路径，所述阻尼部位于所述用于喷嘴的板上的对应于所述供液路径的区域的至少一部分中，所述阻尼部减小所述液滴的喷射量的波动以能够稳定地喷射；以及进行第二成形，该第二成形通过在所述用于喷嘴的板上从所述流径构件侧进行激光加工而形成喷嘴板，从而形成所述喷嘴。
文档编号B41J2/16GK101758666SQ2010100031
公开日2010年6月30日 申请日期2007年4月17日 优先权日2006年7月3日
发明者井上洋, 今关敦道, 平潟进, 片冈雅树, 福永秀树, 西村裕治 申请人:富士施乐株式会社