專利名稱：液滴噴射頭的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種制造液滴噴射頭的方法，更具體地涉及一種制造如下液滴噴射頭 的方法，在所述液滴噴射頭中可吸收液滴噴射量的變化以能夠穩定地噴射并高質量地打 印，并且該液滴噴射頭簡單經濟。
背景技術：
目前使用的一種噴墨頭包括用于噴墨的噴嘴、與噴嘴連通的壓力產生腔室、以及 用于將墨水供應到多個壓力產生腔室的供墨路徑。在這種噴墨頭中，當液滴噴射量整體發 生較大變化時出現一個問題，即，緊接著液滴噴射量變化之后的噴射狀態被供墨路徑中的 墨水的慣性力(慣性)擾亂。為了防止出現該問題，公知這樣一種構造，其中在供墨路徑的 分支部中設置阻尼功能。已經提出了一種結構，其中在分支部中布置氣室，并且該分支部通 過彈性件與墨流路徑分離(例如參見JP-A-2002-307676 (此處使用的術語"JP-A"表示"未 審
公開日本專利申請")和日本專利No. 3， 402， 349)。 然而，在這些專利文獻中提出的構造中，液滴噴射頭的內部結構復雜，因此存在這 樣的問題，即，在制造液滴噴射頭時，部件數量和工時數的增加、以及產量的降低導致了制 造成本的增加。為了簡化結構，可以設想其中噴嘴板也用作阻尼構件的構造。阻尼效果取決 于材料的楊氏模量、厚度和面積。當噴嘴板變薄以獲得足夠的阻尼效果時，噴嘴長度縮短， 從而出現液滴噴射的方向性變得不穩定的問題。當阻尼部形成為具有較大面積時，存在強 度的問題，由于卡紙而破損的可能性較高，并且可靠性也成問題。

發明內容
考慮上述問題作出本發明。本發明的目的在于提供一種液滴噴射頭、用于噴射液 滴的裝置以及制造這種液滴噴射頭的方法，在所述液滴噴射頭中可吸收液滴噴射量的變化 以能夠穩定地噴射并高質量地打印，并且該液滴噴射頭簡單經濟。換言之，本發明的另一目 的在于提供一種液滴噴射頭，該液滴噴射頭滿足"可充分獲得阻尼效果(盡可能消除供墨 路徑中的墨水的慣性對打印質量的影響)"的所需品質，以及替代上述所需品質的其它所需 品質，或者"為了改進打印質量(方向性)，噴嘴形成構件的厚度(噴嘴長度)增加"以及 "提供防卡紙的高可靠性"的所需品質，并且所述液滴噴射頭簡單經濟。 為了實現上述目的，本發明的一個方式提供了以下液滴噴射頭、用于噴射液滴的 裝置以及制造液滴噴射頭的方法。 (1)根據本發明的一個方面，一種液滴噴射頭包括噴嘴板，該噴嘴板具有多個噴 射液滴的噴嘴；流徑構件，該流徑構件包括與所述噴嘴連通的壓力產生腔室以及供液路徑， 液體通過該供液路徑供應至所述壓力產生腔室；以及阻尼部，該阻尼部布置在所述噴嘴板上與所述供液路徑相對應的區域的至少一部分上，所述阻尼部減小所述液滴的噴射量的波 動以能夠穩定地噴射。 根據該構造，可吸收液滴噴射量的變化，并可簡單而經濟地實現穩定的噴射和高 質量的打印。 (2)如項(1)所述的液滴噴射頭，該液滴噴射頭包括保護件，該保護件布置在所 述噴嘴板的位于液滴噴射側上的表面上，且在所述噴嘴的周邊和所述阻尼部的至少一部分 中；阻尼加強部，該阻尼加強部包括其中布置有所述保護件的第一部分，該第一部分是所述 阻尼部的一部分；以及阻尼功能部，該阻尼功能部包括作為所述阻尼部的除所述第一部分 之外的部分的第二部分。 根據該構造，所述阻尼部可有效地發揮所述阻尼效果，并且可確保所述阻尼部的 強度。 (3)如第一方面所述的液滴噴射頭，其中所述阻尼部包含撓性材料并具有與所述 噴嘴板的厚度相等的厚度。 根據該構造，簡單而確實的是，所述阻尼部能夠充分發揮所述阻尼效果，并且可確 保所述阻尼部的強度。 (4)如項(1)所述的液滴噴射頭，其中所述阻尼部包括厚度比所述噴嘴板薄的較 薄部分。 根據該構造，所述阻尼部可有效地發揮所述阻尼效果，所述噴嘴形成件的厚度 (所述噴嘴長度)可保持較大以改進打印質量(方向性)。 (5)如項(4)所述的液滴噴射頭，其中所述較薄部分的至少一部分暴露于所述液 滴噴射頭的外部。 根據該構造，所述阻尼部可確實地發揮所述阻尼效果。 (6)如項(4)所述的液滴噴射頭，其中所述較薄部分獨立布置，從而對應于至少一 個所述噴嘴。 根據該構造，所述阻尼部可確實地發揮所述阻尼效果。
(7)如項(4)所述的液滴噴射頭，其中所述較薄部分通過與用于形成所述噴嘴的
開口加工同時進行的激光加工而形成。 根據該構造，所述阻尼部可簡單而有效地形成。 (8)如項(2)所述的液滴噴射頭，其中所述保護件設置成沿著與所述供液路徑交 叉的方向橋接在多個噴嘴列上。 根據該構造，可實現確實的擦拭操作，并且可更加簡單而有效地形成高可靠性的 阻尼部。 (9)如項(2)所述的液滴噴射頭，其中所述保護件沿著擦拭所述噴嘴的表面的方 向布置。 根據該構造，可增強將液體或雜質從所述噴嘴表面排出的特性，并且可實現確實 的擦拭操作。 (10)根據本發明的第二方面，一種用于制造液滴噴射頭的方法包括將用于噴嘴 的板和流徑構件板接合；進行第一成形，該第一成形通過在所述流徑構件板的至少一個中 蝕刻預定圖案而形成流徑構件和阻尼部，所述流徑構件具有供液路徑，所述阻尼部位于用
4于噴嘴的板上的對應于所述供液路徑的區域的至少一部分中，所述阻尼部減小所述液滴的 噴射量的波動以能夠穩定地噴射；進行第二成形，該第二成形通過在所述用于噴嘴的板上 從所述流徑構件側進行激光加工而形成噴嘴板，從而形成所述噴嘴。 根據該構造，可簡單而有效地制造液滴噴射頭，在該液滴噴射頭中可吸收所述液 滴的噴射量的變化，并且可以穩定地噴射和高質量地打印。 (11)如項(10)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中在所述接合中的所述用 于噴嘴的板包括撓性板，并且在所述第一接合中的所述阻尼部具有與所述噴嘴板相同的厚度。 根據該構造，可簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部。
(12)如項(10)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中所述第一成形中的所述
阻尼部包括通過減小所述噴嘴板的厚度而形成的較薄部分。 根據該構造，可簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部，并且可有 效地制造其中噴嘴形成件的厚度(所述噴嘴長度)可保持較大以改進打印質量(方向性) 的液滴噴射頭。 (13)如項(12)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中所述第一成形中的所述 較薄部分獨立布置，從而對應于至少一個所述噴嘴。 根據該構造，可簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部。
(14)如項(12)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中通過進行激光加工形成
所述第一成形中的所述較薄部分，并且在所述第一成形中的對所述較薄部分的所述激光加
工與在所述第二成形中對所述噴嘴的所述激光加工同時進行。 根據該構造，可簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部。
(15)如項(14)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中通過使用一掩模進行在
所述第一成形中的對所述較薄部分的所述激光加工，以及在所述第二成形中對所述噴嘴的
所述激光加工，其中所述掩模包括n個或更少的較薄部分開口 ；以及從2到n個噴嘴開口 ，
n是自然數。 根據該構造，可更加簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部。
(16)根據本發明的第三方面，一種用于制造液滴噴射頭的方法包括將保護件 板、用于噴嘴的板和流徑構件板接合；進行第一成形，該第一成形通過在所述流徑構件板 的至少一個中蝕刻預定圖案而形成所述流徑構件和阻尼部，所述流徑構件具有供液路徑， 所述阻尼部在對應于所述供液路徑的區域的至少一部分中，所述阻尼部減小所述液滴的噴 射量的波動以能夠穩定地噴射；進行第二成形，該第二成形通過在所述保護件板的至少一 部分中蝕刻預定圖案而形成保護件，該保護件在用于噴嘴的板的液滴噴射側上的表面的待 形成噴嘴的部分的周邊的至少一部分中，并且將所述阻尼部分隔成阻尼加強部和阻尼功能 部；以及進行第三成形，該第三成形通過在所述用于噴嘴的板上從所述流徑構件側進行激 光加工而形成噴嘴板，從而形成所述噴嘴。 根據該構造，可以簡單而有效地制造液滴噴射頭，該液滴噴射頭具有充分發揮所 述阻尼效果并且確保強度的阻尼部，并且可吸收所述液滴的噴射量的變化，進行穩定的噴 射和高質量的打印。
(17)如項(16)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中在所述接合中的所述用
5于噴嘴的板包括撓性板，并且所述阻尼部具有與所述噴嘴板相同的厚度。 根據該構造，可簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部。
(18)如項(16)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中在所述第一成形中對所
述流徑構件板的所述蝕刻與所述在第二成形中對所述保護件板的所述蝕刻同時進行。 根據該構造，可簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部。
(19)如項(16)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中所述第一成形中的所述
阻尼部包括通過減小所述噴嘴板的厚度而形成的較薄部分。 根據該構造，可簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部，并且可有 效地制造其中噴嘴形成件的厚度(所述噴嘴長度)可保持較大以改進打印質量(方向性) 的液滴噴射頭。 (20)如項(16)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中所述第一成形中的所述 較薄部分獨立布置，從而對應于至少一個所述噴嘴。 根據該構造，可簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部。
(21)如項(16)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中通過進行激光加工形成
所述第一成形中的所述較薄部分，并且在所述第一成形中的對所述較薄部分的所述激光加
工與在所述第三成形中對所述噴嘴的所述激光加工同時進行。 根據該構造，可簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部。
(22)如項(21)所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中通過使用一掩模進行所述
第一成形中的對所述較薄部分的所述激光加工，以及所述第三成形中對所述噴嘴的所述激光
加工，其中所述掩模包括n個或更少的較薄部分開口 ；以及從2到n個噴嘴開口，n是自然數。 根據該構造，可更加簡單而有效地制造確實地發揮所述阻尼效果的阻尼部。 (23)根據本發明的第四方面，一種用于噴射液滴的裝置包括液滴噴射頭，該液滴
噴射頭包括噴嘴板，該噴嘴板具有多個噴射液滴的噴嘴；流徑構件，該流徑構件包括與
所述噴嘴連通的壓力產生腔室以及供液路徑，液體通過該供液路徑供應至所述壓力產生腔
室；以及阻尼部，該阻尼部布置在所述噴嘴板中與所述供液路徑相對應的區域的至少一部
分中，所述阻尼部減小所述液滴的噴射量的波動以能夠穩定地噴射。 根據該構造，可以獲得用于噴射液滴的裝置，該裝置可吸收所述液滴的噴射量的 變化，從而進行穩定的噴射和高質量的打印。 (24)如項(23)所述的用于噴射液滴的裝置，其中所述液滴噴射頭包括保護件， 該保護件布置在所述噴嘴板的位于液滴噴射側上的表面上，且在所述噴嘴的周邊和所述阻 尼部的至少一部分中；阻尼加強部，該阻尼加強部包括其中布置有所述保護件的第一部分， 該第一部分是所述阻尼部的一部分；以及阻尼功能部，該阻尼功能部由作為所述阻尼部的 除所述第一部分之外的部分的第二部分構成。 根據本發明，可以提供一種液滴噴射頭、用于噴射液滴的裝置以及制造這種液滴 噴射頭的方法，在所述液滴噴射頭中可吸收液滴噴射量的變化以能夠穩定地噴射并高質量 地打印，并且該液滴噴射頭簡單經濟。


將基于附圖詳細描述本發明的示例性實施例，附圖中
圖1是本發明的第一實施例的液滴噴射頭的平面圖； 圖2A是沿著圖1中的線A-A剖取的剖面圖，圖2B是圖2A的部分B的詳視圖；
圖3是圖1所示的液滴噴射頭的分解立體圖； 圖4A和圖4B表示第一實施例中的阻尼部，圖4A是平面圖，圖4B是沿著圖4A中 的線C-C剖取的剖面圖，圖4C是沿著圖4A中的線D-D剖取的剖面圖；
圖5A至圖5G表示制造液滴噴射頭的步驟，圖5A是表示板的接合的剖面圖，圖5B、 5C是表示用于流徑構件的板的蝕刻的剖面圖，圖5D、5E是表示形成防水膜的剖面圖，并且 圖5F、5G是表示噴嘴的加工的剖面圖； 圖6A至圖6D表示第二實施例中的阻尼部，圖6A是平面圖，圖6B是沿著圖6A中 的線E-E剖取的剖面圖，圖6C是沿著圖6A中的線F-F剖取的剖面圖，圖6D是沿著圖6A中 的線G-G剖取的剖面圖； 圖7A至圖7C表示第三實施例中的阻尼部，圖7A是平面圖，圖7B是沿著圖7A中
的線H-H剖取的剖面圖，圖7C是沿著圖7A中的線I-I剖取的剖面圖； 圖8A至圖8C表示第四實施例中的阻尼部，圖8A是平面圖，圖8B是沿著圖8A中
的線J-J剖取的剖面圖，圖8C是沿著圖8A中的線K-K剖取的剖面圖； 圖9A至圖9D表示第五實施例中的阻尼部，圖9A是平面圖，圖9B是沿著圖9A中
的線M-M剖取的剖面圖，圖9C是沿著圖9A中的線N-N剖取的剖面圖，圖9D是沿著圖9A中
的線0-0剖取的剖面圖； 圖10A是表示激光掩模的示例的平面圖，圖10B是沿著圖9A中的線M_M剖取的剖 面圖，表示通過利用圖IOA所示的激光掩模形成阻尼部11和噴嘴2a的方法，圖10C是沿著 圖9A中的線N-N剖取的剖面圖，表示通過利用圖IOA所示的激光掩模形成阻尼部11和噴 嘴2a的方法； 圖11表示第六實施例中的阻尼部，圖11A是平面圖，圖11B是沿著圖11A中的線 P-P剖取的剖面圖，圖IIC是沿著圖IIA中的線Q-Q剖取的剖面圖，圖11D是沿著圖IIA中 的線R-R剖取的剖面圖； 圖12A是表示在激光加工中激光的照射區域的平面圖，圖12B是表示在激光加工 中使用的激光掩模的平面圖； 圖13A至圖13C表示第六實施例中的阻尼部，圖13A是平面圖，圖13B是沿著圖 13A中的線S-S剖取的剖面圖，圖13C是沿著圖13A中的線T-T剖取的剖面圖；
圖14表示第七實施例中的阻尼部，圖14A是平面圖，圖14B是沿著圖14A中的線 U-U剖取的剖面圖，圖14C是沿著圖14A中的線V-V剖取的剖面圖，圖14D是沿著圖14A中 的線W-W剖取的剖面圖； 圖15A是表示在激光加工中激光的照射區域的平面圖，圖15B是表示在激光加工 中使用的激光掩模的平面圖； 圖16A至圖16D表示第八實施例中的阻尼部，圖16A是平面圖，圖16B是沿著圖 16A中的線X-X剖取的剖面圖，圖16C是沿著圖16A中的線Y-Y剖取的剖面圖，圖16D是沿 著圖16A中的線Z-Z剖取的剖面圖； 圖17A是表示在激光加工中激光的照射區域的平面圖，圖17B是表示在激光加工 中使用的激光掩模的平面 圖18A至圖18D表示另一實施例的制造方法，圖18A是表示施加感光樹脂的剖面 圖，圖18B是表示其中使用感光樹脂的掩模的曝光的剖面圖，圖18C是表示通過顯影的臺階 的成形的剖面圖，圖18D是表示形成噴嘴的剖面圖；并且 圖19是示意性地表示應用本發明的第十實施例的液滴噴射裝置的彩色打印機的 圖。
具體實施例方式(第一實施例)(液滴噴射頭的構造) 圖1和圖2表示本發明第一實施例的液滴噴射頭。圖1是平面圖，圖2A是沿著圖 1中的線A-A剖取的剖面圖，圖2B是圖2A的部分B的詳視圖。 如圖1所示，液滴噴射頭1具有振動板7，其具有近似平行四邊形的形狀；多個壓 電元件8，其設置在振動板7上；和多個噴嘴2a，其形成在對應于壓電元件8的位置。當其 中一個壓電元件8被驅動時，存儲在頭中的液體作為液滴從對應的一個噴嘴2a噴射。附圖 標記7a表示布置在振動板7中的供應孔，液體通過該供應孔從液槽(未示出)供應至頭1 的內部。 如圖2A所示，液滴噴射頭1具有其中形成有噴嘴2a的噴嘴板2。在噴嘴板2的與 噴射側相對的表面(后表面)上，具有連通孔3a和液池3b的池板3、具有連通孔4a和供應 孔4b的供應孔板4A、具有連通孔5a和供應路徑5b的供應路徑板5、具有連通孔4a和供應 孔4b的供應孔板4B、具有壓力產生腔室6a的壓力產生腔室板6、以及振動板7順序堆疊成 流徑構件13。如上所述，多個壓電元件8設置在振動板7上。用于向壓電元件8施加電壓 的撓性印刷電路板12(下文簡稱為"FPC 12'")布置成覆蓋多個壓電元件8。當其中一個 壓電元件8通過FPC 12'驅動時，存儲在頭中的液體作為液滴從對應的一個噴嘴2a噴射。
液池3b構成沿垂直于紙平面的方向連續的供液路徑12。構成將液體供應至各個 噴嘴2a的噴嘴供應路徑14，其中供液路徑12通過供應孔4b和供應路徑5b與壓力產生腔 室6a連通，并且壓力產生腔室6a通過連通孔5a、4a、3a與噴嘴2a連通。
在噴嘴板2的對應于供液路徑12的區域中形成阻尼部11，該阻尼部11吸收液滴 噴射量的變化以能夠穩定地噴射。在噴嘴板2的液滴噴射側的表面上、噴嘴2a的周邊中以 及阻尼部11的對應區域中布置保護件9。 在液滴噴射頭1中，如圖2B所示，保護件9接合到在噴嘴板2的液滴噴射側的表 面上的噴嘴2a的周邊以及阻尼部11的預定區域中。下面將詳細描述阻尼部11的構造和 保護件9的布置。在噴嘴板2的位于噴嘴2a周邊中的表面上、以及保護件9的側表面和表 面上形成由底層(gro皿dlayer) 10a和防水層10b構成的防水膜10。因為在噴嘴2a的周邊 中形成防水膜IO，所以待從噴嘴2a噴射的液滴穩定地噴射。因為在噴嘴2a的周邊中布置 保護件9，所以噴嘴2a的周邊中的防水膜10可被保護不受由于卡紙等的機械損傷。
雖然圖1和圖2示出了一個液滴噴射頭1，但多個液滴噴射頭1可組合構成液滴噴 射頭單元，或者多個液滴噴射頭單元可設置成用作液滴噴射頭陣列。
下面將詳細描述液滴噴射頭1的元件。
(噴嘴板)
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作為噴嘴板2的材料，從該板為撓性以部分地與阻尼部11 (見圖4)構成為一個部 件、并且噴嘴2a容易形成的觀點來看，優選使用合成樹脂。材料的示例有聚酰亞胺樹脂、聚 對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、液晶聚合物、芳香族聚酰胺樹脂、聚萘二甲酸乙二醇脂纖維樹脂 和聚砜樹脂。在樹脂中，優選使用自粘合的聚酰亞胺樹脂。噴嘴板2的厚度優選為lOym至 100iim。當厚度小于10iim時，有時難以確保足夠的噴嘴長度并實現良好的打印質量(方 向性)。當厚度超過100 ii m時，有時難以確保撓性并獲得足夠的阻尼效果。
(用于流徑構件的板) 作為用于流徑構件13的板、例如池板3的材料，從可順利進行以下將描述的蝕刻 加工，并且使該板具有高抗墨性的觀點來看，優選使用諸如SUS的金屬。
(保護件) 作為保護件9的材料，按照與用作用于流徑構件13的板的池板3等相同的方式， 從可順利進行蝕刻加工，并且使該保護件具有高抗墨性的觀點來看，優選使用諸如SUS的 金屬。當使用與池板3等材料相同的板時，可通過單個操作有效地進行蝕刻加工。保護件的 厚度優選為10 ii m至20 ii m。當厚度小于10 y m時，保護(加強)噴嘴2a和阻尼部11 (見 圖4)的效果有時不足。當厚度超過20ym時，擦拭噴嘴附近的墨水和雜質的性能有時不足。
(壓電元件) 作為壓電元件8的材料，例如可使用鋯鈦酸鉛(PZT)等。壓電元件在上表面上具 有單獨電極8a、在下表面上具有公共電極8b。單獨電極8a和公共電極8b通過濺射加工等 形成。下表面上的公共電極8b通過導電粘接劑電連接到振動板7，并通過振動板7接地。 在壓電元件8中，至少使用于噴射液滴所需的區域獨立，并且接合到振動板7的對應于壓力 產生腔室6a的位置。
(防水膜) 作為構成防水膜10的底層10a，例如優選使用厚度為10nm至100nm的諸如SiO、 Si02或SiOx的氧化硅膜、或者諸如Si2N3或SiNx的氮化硅膜，因為這樣的膜具有高抗墨性， 并且具有與諸如用作噴嘴板2的聚亞酰胺的樹脂、以及用于防水層10b的氟防水材料的高 粘合性。作為防水層10b，例如由氟化合物制成的氟防水膜、硅酮防水膜、等離子聚合保護 膜、鎳共析電鍍的聚四氟乙烯(PTFE)等是有用的。在它們當中，由氟化合物制成的氟防水 膜是優選的，因為其具有良好的防水性和粘合性。優選的是，防水層10b的厚度為10nm至 50nm。 (液體流動) 將參照圖3描述液體流動。供應到振動板7的供應孔7a的液體穿過壓力產生腔 室板6的供應孔6b、第二供應孔板4B的池(1/4)4c、供應路徑板5的池(2/4)5c、第一供應 孔板4A的池(3/4) 4c、池板3的液池(4/4) 3b、供液路徑12、第一供應孔板4A的供應孔4b、 供應路徑板5的供應路徑5b、第二供應孔板4B的供應孔4b、壓力產生腔室板6的壓力產生 腔室6a、第二供應孔板4B的連通孔4a、供應路徑板5的連通孔5a、第一供應孔板4A的連通 孔4a和池板3的連通孔3a，從噴嘴板2的噴嘴2a作為液滴噴射。這樣，液池3b和供液路 徑12共同用于將液體供應至噴嘴2a。 圖4表示第一實施例中的阻尼部。圖4A是平面圖，圖4B是沿著圖4A中的線C-C 剖取的剖面圖，圖4C是沿著圖4A中的線D-D剖取的剖面圖。
在第一實施例中，如圖4所示，在噴嘴板2的與形成在流徑構件13中的供液路徑 12對應的區域中形成阻尼部ll，該阻尼部11吸收液滴噴射量的變化以能夠穩定地噴射。
本實施例還包括保護件9，該保護件9布置在噴嘴板2的液滴噴射側的表面上、且 在噴嘴2a的周邊中以及阻尼部11的至少一部分中。由阻尼部11的其中布置有保護件9的 部分形成阻尼加強部lla，由阻尼部的其中未布置有保護件9的部分形成阻尼功能部llb。
在本實施例中，阻尼部11由作為撓性材料的聚酰亞胺樹脂一體形成，從而具有與 噴嘴板2相同的厚度。保護件9和流徑構件13由SUS板構成。 在本實施例中，噴嘴2a設置成與供液路徑12的布置方向平行的多個噴嘴列。 保護件9延伸成沿著與供液路徑12交叉的方向橋接在多個噴嘴列上，并且沿著擦
拭噴嘴2a的表面的方向布置。(制造液滴噴射頭的方法) 圖5A至圖5G表示制造液滴噴射頭1的步驟。 (1)板的接合(第一步驟) 首先，如圖5A所示，例如由SUS制成并且厚度為10iim的保護件板9b和流徑構件 板13b通過熱壓(例如，30(TC和300kgf) —起接合至用于噴嘴的例如由自粘合聚酰亞胺膜 制成并且厚度為25 ii m的板2b的兩個表面。在不使用自粘合聚酰亞胺膜作為用于噴嘴的 板2b的情況下，可利用粘合劑等進行接合。
(4)防水膜的形成(第3'步驟) 按照要求，如圖5D、5E所示(圖5D是沿著線C_C剖取的剖面圖，圖5E是沿著線D-D 剖取的剖面圖)，優選的是，例如通過濺射方法將10nm至100nm的氧化硅(Si02)膜形成為 在用于噴嘴的板2b的表面上和保護件板9b的表面和側表面上的底層10a，之后通過汽相淀 積方法將由氟防水劑制成的防水層10b的膜形成為10nm至50nm，從而形成防水膜10。
(5)噴嘴的加工(第四步驟)
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接著，如圖5F、5G所示(圖5F是沿著線C_C剖取的剖面圖，圖5G是沿著線D-D剖 取的剖面圖)，從流徑構件13側向用于噴嘴的板2b進行激光加工以形成噴嘴2a，從而形成 噴嘴板2。作為在該激光加工中使用的激光器，可使用氣體激光器或固態激光器。可用的氣 體激光器的示例是準分子激光器，可用的固態激光器的示例是YAG激光器。在激光器中，優 選使用準分子激光器。 (6)振動板和壓電元件的接合(第五步驟) 接著，如圖2所示，振動板7和多個壓電元件8接合在流徑構件13上。作為接合 方法，可使用粘合劑，例如諸如聚酰亞胺或聚苯乙烯的熱塑性樹脂，或者諸如酚醛樹脂或環 氧樹脂的熱固性樹脂。 (7)撓性印刷電路板的布置(第六步驟) 接著，如圖2所示，用于向壓電元件8施加電壓的FPC 12'布置成覆蓋多個壓電元
件8，使得當其中一個壓電元件8通過FPC 12'驅動時，存儲在頭中的液體作為液滴從對應
的一個噴嘴2a噴射。(第一實施例的效果) 上述第一實施例可獲得以下效果。 (a)因為除了噴嘴2a的周邊之外，保護件9還布置在阻尼11的一部分上，所以阻 尼部11可有效地發揮阻尼效果。另外，可確保阻尼部的強度，并且可保護阻尼部。
(b)因為阻尼部11由撓性材料構成從而具有與噴嘴板2相同的厚度，所以可減少 元件的數量，并可供應經濟的噴射頭。
(c)保護件9延伸成沿著與供液路徑12交叉的方向橋接在多個噴嘴列上，并且沿 著擦拭噴嘴2a的表面的方向布置。因此，可提高將液體或雜質從噴嘴2a的表面排出的性 能，并可實現確實的擦拭操作。
(第二實施例) 圖6表示第二實施例中的阻尼部，圖6A是平面圖，圖6B是沿著圖6A中的線E-E 剖取的剖面圖，圖6C是沿著圖6A中的線F-F剖取的剖面圖，圖6D是沿著圖6A中的線G-G 剖取的剖面圖。 如圖6所示，除了將第一實施例中保護件9的布置(開口)形狀形成為傾斜延伸
的形狀之外，第二實施例與第一實施例相同，并發揮相同效果。(第三實施例) 圖7表示第三實施例中的阻尼部，圖7A是平面圖，圖7B是沿著圖7A中的線H-H 剖取的剖面圖，圖7C是沿著圖7A中的線I-I剖取的剖面圖。 如圖7所示，除了將第一實施例中保護件9的布置(開口)寬度構成為發生變化 之外，第三實施例與第一實施例相同，并發揮相同效果。即，除了保護件9在阻尼功能部llb 中的開口寬度例如設為350 ii m，并且保護件9在噴嘴2a的周邊中的寬度例如設為200 y m 之外，第三實施例與第一實施例相同。 [ono](第三實施例的效果) 因為保護件9的阻尼功能部lib中的開口寬度增加(保護件9的布置寬度減小)， 所以阻尼部11的加強效果可限制在最小程度，并且阻尼效果可增強至最大程度。
(第四實施例)
圖8表示第四實施例中的阻尼部，圖8A是平面圖，圖8B是沿著圖8A中的線J-J 剖取的剖面圖，圖8C是沿著圖8A中的線K-K剖取的剖面圖。 如圖8所示，除了將第一實施例中的保護件9的布置形狀構成為使得阻尼功能部 lib的形狀具有獨立島形狀之外，第四實施例與第一實施例相同。即，除了阻尼功能部lib 的形狀(保護件9的開口形狀)形成為使得保護件9的開口寬度具有例如350ym的矩形 島形狀，并且保護件9在噴嘴2a的周邊中的開口形狀形成為使得開口寬度具有200 ii m的 較薄的條形形狀之外，第四實施例與第一實施例相同。
(第四實施例的效果) 因為保護件9的布置形狀構成為使得阻尼功能部lib的形狀具有獨立島形狀，所
以可適當地調整阻尼效果。(第五實施例) 圖9表示第五實施例中的阻尼部，圖9A是從后表面看去時的平面圖，圖9B是沿著 圖9A中的線M-M剖取的剖面圖，圖9C是沿著圖9A中的線N-N剖取的剖面圖，圖9D是沿著 圖9A中的線0-0剖取的剖面圖。 如圖9所示，本實施例中的阻尼部11由一較薄部分構成，該較薄部分通過由例如 使用激光掩模15進行激光照射來減小噴嘴板2的厚度而獲得。優選的是，該較薄部分朝大 氣開口 ，并且至少一個較薄部分對應于各個噴嘴2a獨立地布置。 圖IOA是表示激光掩模的示例的平面圖，圖10B是沿著圖9A中的線M-M剖取的剖 面圖，表示通過利用圖IOA所示的激光掩模形成阻尼部11和噴嘴2a的方法，圖10C是沿著 圖9A中的線N-N剖取的剖面圖，表示通過利用圖IOA所示的激光掩模形成阻尼部11和噴 嘴2a的方法。 在本實施例的激光掩模15中，形成較薄部分開口 15a和噴嘴開口 15b。在本實施 例中，激光掩模15放置在入射側，噴嘴布置間距為w2，以wl的幅度移動臺(stage)。在使 用m個數量的激光圖案用于形成一個噴嘴2a的情況下，當池板3的連通孔4a的開口直徑 為w3時，用于噴嘴2a的圖案的最大直徑為Nmax，沿噴嘴列的方向的變薄區域(阻尼功能部 lib)的尺寸為w4，優選的是滿足以下關系。S卩，通過激光掩模15和池板3的開口的組合在 期望位置有效地執行期望的加工。
w2-w3/2 > (n-l)物l+Nmax/2
w l-Nmax/2 > w3/2
wl > w4>Kn_l) 當公共供液路徑的寬度為LO時，噴嘴列的間距為Lnp，激光掩模15的開口在沿垂 直于噴嘴列的方向上的長度為L3( " w3)，激光掩模15的開口在沿垂直于變薄區域(阻尼 功能部lib)的噴嘴列的方向上的尺寸為L，優選滿足以下關系。
Lnp-L3 > L，優選L < LO 。
(第五實施例的效果) (A)因為對較薄區域和噴嘴2a的激光加工同時執行，所以確保發揮阻尼效果的阻 尼部11可更加簡單和有效地制造。 (B)在對較薄區域和噴嘴的激光加工中，通過移位使用掩模15，在掩模15中布置 小于等于n個(n為自然數)的較薄部分開口 15a，并且布置兩到n個(n是自然數)個噴嘴開口 15b。因此，可使用一個掩模執行對較薄區域和噴嘴2a的激光加工，即不同加工深度的 加工。結果，確保發揮阻尼效果的阻尼部和具有良好噴射性能的噴嘴可更加簡單和有效地 制造。(第六實施例) 圖ll表示第六實施例中的阻尼部，圖IIA是從后表面看去時的平面圖，圖IIB是 沿著圖IIA中的線P-P剖取的剖面圖，圖IIC是沿著圖IIA中的線Q-Q剖取的剖面圖，圖 IID是沿著圖IIA中的線R-R剖取的剖面圖。圖12A是表示在激光加工中激光的照射區域 的平面圖，圖12B是表示在激光加工中使用的激光掩模的平面圖。圖13表示第六實施例中 的阻尼部，圖13A是平面圖，圖13B是沿著圖13A中的線S-S剖取的剖面圖，圖13C是沿著 圖13A中的線T-T剖取的剖面圖。 除了使用其中在激光加工中的激光器(準分子激光器)的強度分布沿縱向為矩形 并且沿短方向(short direction)為高斯曲線的特性曲線，使用圖12B所示的激光掩模15， 將照射區域作為沿短方向的中心的基準，在噴嘴2a的激光加工中使用沿縱向的峰束(在沿 短方向的中心)，并且在較薄部分(阻尼部ll)的激光加工中使用沿短方向的弱束之外，第 六實施例與第五實施例相同。 在圖13A中，阻尼功能部llb用虛線表示，未經激光加工并保持在阻尼部11的中 間處的突出部llc同樣用虛線表示。
(第六實施例的效果) (A)在激光加工中，使用沿縱向為矩形并且沿短方向為高斯曲線的激光器(準分 子激光器)的能量密度分布。因此，可使用一個掩模同時執行對較薄區域和噴嘴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)因為在沿短方向的中央區域中執行噴嘴加工，所以可以實現均勻的噴射方向 性。
(C)因為同時加工多個噴嘴，所以可提高加工效率。
(D)在能量密度較小的狀態下加工阻尼部11。因此即使在未進行特殊控制時，也
不會穿透噴嘴板2。(第七實施例) 圖14表示第七實施例中的阻尼部，圖14A是從后表面看去時的平面圖，圖14B是 沿著圖14A中的線U-U剖取的剖面圖，圖14C是沿著圖14A中的線V-V剖取的剖面圖，圖 14D是沿著圖14A中的線W-W剖取的剖面圖。圖15A是表示在激光加工中激光的照射區域 的平面圖，圖15B是表示在激光加工中使用的激光掩模的平面圖。 除了給元件設置具體值，并且對應于噴嘴的阻尼部被分隔成多個部分之外，第七
實施例與第六實施例相同并發揮相同效果。(第八實施例) 圖16表示第八實施例中的阻尼部，圖16A是從后表面看去時的平面圖，圖16B是 沿著圖16A中的線X-X剖取的剖面圖，圖16C是沿著圖16A中的線Y-Y剖取的剖面圖，圖 16D是沿著圖16A中的線Z-Z剖取的剖面圖。圖17A是表示在激光加工中激光的照射區域 的平面圖，圖17B是表示在激光加工中使用的激光掩模的平面圖。 除了通過移位兩次來使用圖17B所示的激光掩模，通過三次照射形成噴嘴2a，通過一次照射形成較薄部分(阻尼部11)，并且較薄部分的厚度小于等于噴嘴板2的厚度的 2/3之外，第八實施例與第六實施例相同并發揮相同效果。 在本實施例中，在阻尼部11的寬度w4設為小于等于噴嘴圖案的間距(wl > w4)， 較薄部分具有例如圖16B中所示的形狀，并且在wl < w4的情況下，在阻尼部ll(未示出) 上進行多次激光加工，因此在較薄部分中形成臺階。
(第九實施例) 圖18表示另一實施例的制造方法，圖18A是表示施加感光樹脂的剖面圖，圖18B 是表示其中使用感光樹脂的掩模的曝光的剖面圖，圖18C是表示通過顯影形成臺階的剖面 圖，圖18D是表示形成噴嘴的剖面圖。 在第九實施例中，如圖18A所示，首先通過旋轉涂覆(spin coat)方法在由聚酰亞 胺膜制成的基膜16上涂敷感光樹脂17。接著，如圖18B所示，通過使用掩模18使感光樹 脂17曝光，從而使感光可固化樹脂17的曝光部分固化。接著，如圖18C所示，通過顯影劑 進行顯影處理以除去未固化部分19，從而形成臺階。接著，如圖18D所示，通過激光加工噴 嘴2a，然后將其接合到另一流徑構件13，從而完成液滴噴射頭。
(第九實施例的效果) 可簡單而經濟地制造包括阻尼部的液滴噴射頭。
(第十實施例)
(彩色打印機的構造) 圖19是示意性地表示應用本發明的第十實施例的液滴噴射裝置的彩色打印機的 圖。彩色打印機100具有近似盒狀的殼體101。在殼體101內部的下部中布置有容納片材 P的片材供應盤20，并且在殼體101的上部中布置排放盤21，記錄片材P待排放到該排放 盤21上。打印機具有從片材供應盤20經由記錄位置102延伸至排放盤21的主輸送路徑 31a至31e，以及將片材P沿著從排放盤21側延伸至記錄位置102側的逆輸送路徑32輸送 的輸送機構30。 在記錄位置102處，多個如圖1所示的液滴噴射頭1并置而構成記錄頭單元，并且 沿片材P的輸送方向設置四個記錄頭單元作為分別噴射黃色(Y)、洋紅色(M)、青色(C)和 黑色(B)的墨滴的記錄頭單元41Y、41M、41C、41K，從而構成記錄頭陣列。
彩色打印機100包括充電輥43，其用作用于吸附片材P的吸附部件；壓板44，其 經由環形帶35與記錄頭單元相對；維護單元45，其放置在記錄頭單元41Y、41M、41C、41K的 附近；和未示出的控制單元，其控制彩色打印機100的各個部分，并基于圖像信號向構成記 錄頭單元41Y、41M、41C、41K的液滴噴射頭1的壓電元件8施加驅動電壓，以從噴嘴2a噴射 墨滴，從而在片材P上記錄彩色圖像。 記錄頭單元41Y、41M、41C、41K具有大于等于片材P的寬度的有效打印區域。使用 壓電方法作為噴射液滴的方法。然而，該方法不受具體限制。例如，可適當使用諸如熱方法 的另一常用方法。 在記錄頭單元41Y、41M、41C、41K的上方放置分別存儲對應于記錄頭單元41Y、 41M、41C、41K的顏色的墨水的墨槽42Y、42M、42C、42K。墨水從墨槽42Y、42M、42C、42K通過 未示出的管供應至液滴噴射頭1。 存儲在墨槽42Y、42M、42C、42K中的墨水不受具體限制。例如，可適當使用諸如水基墨水、油基墨水和溶劑基墨水的常用墨水。 輸送機構30包括拾取輥33，其將片材P從片材供應盤20 —張接一張地取出以 將片材供應至主輸送路徑31a ;多個輸送輥34，其放置在主輸送路徑31a、31b、31d、31e和逆 輸送路徑32的各個部分中，并且輸送片材P ;環形帶35，其布置在記錄位置102處，并且朝 著排放盤21輸送片材P ;主動輥36和從動輥37，圍繞它們張緊架設環形帶35 ;和未示出的 驅動電機，其驅動輸送輥34和主動輥36。
(彩色打印機的操作) 下面將描述彩色打印機100的操作。在控制單元的控制下，輸送機構30驅動拾取 輥33和輸送輥34，從片材供應盤20取出片材P，并沿著主輸送路徑31a、31b輸送片材P。 當片材P到達環形帶35的附近時，通過充電輥43向片材P施加電荷，從而通過靜電力將片 材P吸附至環形帶35。 通過主動輥36的驅動使環形帶35旋轉。當片材P輸送至記錄位置102時，通過 記錄頭單元41Y、41M、41C、41K記錄彩色圖像。 如圖19所示的液滴噴射頭1的液池3b充有從墨槽42Y、42M、42C、42K供應的墨 水，墨水從液池3b通過供應孔4b和供應路徑5b供應至壓力產生腔室6a，并且墨水存儲在 壓力產生腔室6a中。當控制單元基于圖像信號選擇性地向多個壓電元件8施加驅動電壓 時，振動板7根據壓電元件8的變形而撓曲。這導致壓力產生腔室6a的容量發生改變，從 而存儲在壓力產生腔室6a中的墨水作為墨滴從噴嘴2a通過連通孔5a、4a、3噴射到片材P 上，由此在片材P上記錄圖像。Y、 M、 C、 K的圖像順序疊加在片材P上，從而記錄彩色圖像。 在這種情況下，阻尼部11形成在噴嘴板2中，因此吸收了液滴噴射量的變化，從而可簡單經 濟地實現穩定的噴射和高質量的打印。 其上已經記錄有彩色圖像的片材P通過輸送機構30經由主輸送路徑31d排放至 排放盤21。 在設定雙面記錄模式的情況下，已經排放到排放盤21上一次的片材P返回主輸送 路徑31e，通過逆輸送路徑32輸送并通過主輸送路徑31b再次輸送至記錄位置102。通過 記錄頭單元41Y、41M、41C、41K在片材P的與先前已經進行記錄的表面相反的表面上記錄彩 色圖像。 本發明不限于上述實施例和示例，并且可在不脫離本發明精神的情況下進行各種 修改。 例如在本實施例中，使用保護件9。或者可不使用保護件9。使用SUS作為保護件 9。或者可使用樹脂。對較薄部分和噴嘴的激光加工同時進行。或者這些加工可分開進行。
本發明的液滴噴射頭、用于噴射液滴的裝置以及制造液滴噴射頭的方法有效地用 于需要通過噴射液滴形成圖像信息的高分辨率圖案的各個工業領域，諸如其中通過使用噴 墨方法在聚合物膜或聚合物玻璃的表面上噴射墨水而形成用于顯示裝置的濾色器、通過在 電路板上噴射焊膏而形成用于安裝元件的凸起、以及在電路板上形成布線的電力和電子工 業領域，以及通過向玻璃基板等噴射反應試劑而制造用于檢查與試樣的反應的生物芯片的 醫學領域。
權利要求
一種用于制造液滴噴射頭的方法，該方法包括將用于噴嘴的板和流徑構件板接合；進行第一成形，該第一成形通過在所述流徑構件板的至少一個中蝕刻預定圖案而形成流徑構件和阻尼部，所述流徑構件具有供液路徑，所述阻尼部位于所述用于噴嘴的板上的對應于所述供液路徑的區域的至少一部分中，所述阻尼部減小所述液滴的噴射量的波動以能夠穩定地噴射；以及進行第二成形，該第二成形通過在所述用于噴嘴的板上從所述流徑構件側進行激光加工而形成噴嘴板，從而形成所述噴嘴。
2. 根據權利要求1所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中，在接合中的所述用于噴 嘴的板包括撓性板，并且在所述第一接合中的所述阻尼部具有與所述噴嘴板相同的厚度。
3. 根據權利要求1所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中，所述第一成形中的所述 阻尼部包括通過減小所述噴嘴板的厚度而形成的較薄部分。
4. 根據權利要求3所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中，所述第一成形中的所述 較薄部分獨立布置，從而對應于至少一個所述噴嘴。
5. 根據權利要求3所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中，通過進行激光加工形成 所述第一成形中的所述較薄部分，并且所述第一成形中的對所述較薄部分的所述激光加工與所述第二成形中對所述噴嘴的 所述激光加工同時進行。
6. 根據權利要求5所述的用于制造液滴噴射頭的方法，其中，通過使用掩模進行所述第一成形中的對所述較薄部分的所述激光加工，以及所述第二 成形中對所述噴嘴的所述激光加工，其中 所述掩模包括n個或更少的較薄部分開口 ；以及 從2到n個噴嘴開口 ， n是自然數。
全文摘要
本發明提供了一種用于制造液滴噴射頭的方法，該方法包括將用于噴嘴的板和流徑構件板接合；進行第一成形，該第一成形通過在所述流徑構件板的至少一個中蝕刻預定圖案而形成流徑構件和阻尼部，所述流徑構件具有供液路徑，所述阻尼部位于所述用于噴嘴的板上的對應于所述供液路徑的區域的至少一部分中，所述阻尼部減小所述液滴的噴射量的波動以能夠穩定地噴射；以及進行第二成形，該第二成形通過在所述用于噴嘴的板上從所述流徑構件側進行激光加工而形成噴嘴板，從而形成所述噴嘴。
文檔編號B41J2/16GK101758666SQ2010100031
公開日2010年6月30日 申請日期2007年4月17日 優先權日2006年7月3日
發明者井上洋, 今關敦道, 平潟進, 片岡雅樹, 福永秀樹, 西村裕治 申請人:富士施樂株式會社