專利名稱：噴墨頭的制造方法及噴墨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴出液滴的噴墨法中使用的噴墨頭的制造方法及噴墨頭。
背景技術(shù)：
作為可以將規(guī)定量的液狀材料配置在所需位置上的方法，已知有液滴噴出法。作為此種液滴噴出法之一，有特別適于噴出微量的液狀材料的噴墨法。
該噴墨法中使用的噴墨頭具有收裝液狀體的空腔、和形成有與該空腔連通的噴嘴的噴嘴平板，將與所述空腔相反一側(cè)的噴嘴開口作為噴出口，將收裝于所述空腔內(nèi)的液狀體從所述噴出口噴出。
但是，在此種噴墨頭中，特別是，噴嘴的噴出口附近部分的與液狀體的接觸性，即該噴出口附近部分是疏液性還是親液性，在進(jìn)行由所述液狀體形成的液滴的穩(wěn)定噴出方面，是十分重要的因素。
從此種觀點(diǎn)出發(fā)，一直以來，已知在噴嘴平板的所述噴出口側(cè)的面上實(shí)施共析鍍膜，使該噴出口側(cè)的面及噴嘴內(nèi)的噴出口附近部分疏液化(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
另外，作為著眼于是疏液性還是親液性的技術(shù)，已知有如下技術(shù)，即，在形成了噴嘴平板的所述噴出口一側(cè)的面上形成疏墨性薄膜(疏液膜)，作為要噴出的液狀體，使用相對于所述疏墨性薄膜，其后退動(dòng)態(tài)接觸角在15度以上的材料(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)1特開平4-294145號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2000-290556號(hào)公報(bào)但是，所述的實(shí)施了共析鍍膜的技術(shù)及著眼于相對于疏墨性薄膜的后退動(dòng)態(tài)接觸角的技術(shù)，都是防止液狀體在噴嘴平板表面，即噴嘴平板的形成了所述噴出口一側(cè)的面的浸潤，并防止由該浸潤現(xiàn)象引起的隨后噴出的液滴被不穩(wěn)定地噴出的情況的技術(shù)。
但是，當(dāng)考慮到液滴的穩(wěn)定噴出，特別是噴出量的穩(wěn)定化時(shí)，即使只考慮噴嘴平板的形成了噴嘴噴出口一側(cè)的面的液狀體的浸潤性(疏液性或親液性)，也不能說對于進(jìn)行穩(wěn)定噴出已經(jīng)足夠。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于所述情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有良好的穩(wěn)定噴出性的噴墨頭的制造方法及噴墨頭。
為了達(dá)成所述目的，本發(fā)明人等進(jìn)行反復(fù)深入的研究，得到了如下的發(fā)現(xiàn)。
在噴出液滴后，到下次的噴出之間，從收裝在從空腔到噴嘴的液狀體通常會(huì)在噴嘴內(nèi)形成彎月面。即，液狀體被保持在該彎月面的端部位于噴嘴的內(nèi)部的位置的狀態(tài)，等待下次的噴出。所以，如果該噴嘴的內(nèi)部的彎月面端部的位置每次都處于相同位置，則可以實(shí)現(xiàn)噴出量的穩(wěn)定化，從而可以進(jìn)行更良好的穩(wěn)定噴出。
這樣，根據(jù)如上的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明的噴墨頭的制造方法，是具有收裝液狀體的空腔、和與該空腔連通的噴嘴，并將與所述空腔相反一側(cè)的噴嘴開口作為噴出口，從所述噴嘴的噴出口中噴出所述空腔內(nèi)收裝的液狀體的噴墨頭的制造方法，其特征是，在所述噴嘴的內(nèi)壁面的所述噴出口的附近部分，形成相對于噴出的液狀體的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大的噴嘴內(nèi)疏液膜。
根據(jù)該噴墨頭的制造方法，由于在噴出口的附近部分，形成相對于噴出的液狀體的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大的噴嘴內(nèi)疏液膜，因此所得的噴墨頭就能夠利用該噴嘴內(nèi)疏液膜發(fā)揮良好的穩(wěn)定噴出性。即，在液狀體的彎月面端部在所述噴嘴內(nèi)疏液膜上移動(dòng)時(shí)，由于相對于該噴嘴內(nèi)疏液膜的所述液狀體的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差較大，因此與該差值較小的情況相比，彎月面端部更容易停留在該噴嘴內(nèi)疏液膜上的規(guī)定位置(初期位置)。
所以，由于彎月面端部的位置每次基本上都處于相同位置，因此就可以實(shí)現(xiàn)噴出量的穩(wěn)定化。
另外，在所述噴墨頭的制造方法中，最好所述噴嘴在噴嘴平板上形成，具備在所述噴嘴的內(nèi)壁面的所述噴出口的附近部分形成疏液膜的工序、和向所述疏液膜的一部分賦予能量，從而改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序。
這樣，通過形成疏液性改變了的所述噴嘴內(nèi)疏液膜，就可以使該后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大。
另外，在所述噴墨頭的制造方法中，最好所述噴嘴在噴嘴平板上形成，具備在所述噴嘴的內(nèi)壁面的所述噴出口的附近部分形成疏液膜的工序、和向所述疏液膜的一部分賦予能量分布，從而改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序。
這樣，通過形成疏液性改變了的所述噴嘴內(nèi)疏液膜，就可以使該后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大。
另外，在所述噴墨頭的制造方法中，所述能量最好為光，所述能量分布最好使用相干光的干涉。
這樣，就可以對疏液膜更良好地提供能量或其分布。
另外，在所述噴墨頭的制造方法中，所述疏液膜最好使用硅酮樹脂，此時(shí)，最好是在所述噴嘴平板的所述噴出口側(cè)使硅酮樹脂等離子聚合而形成的等離子聚合膜。另外，此時(shí)，疏液性的變化最好是通過對硅酮樹脂的紫外線的照射而引起的。
這樣，就可以良好的進(jìn)行疏液膜的疏液性的改變。
另外，在所述噴墨頭的制造方法中，所述改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序最好具備如下工序，即，覆蓋所述噴出口設(shè)置反射鏡，在氧存在下，從與所述噴出口相反一側(cè)向噴嘴內(nèi)照射紫外線激光，在該紫外線激光的入射光和由所述反射鏡反射的反射光之間產(chǎn)生干涉，以該干涉圖案將所述疏液膜曝光，形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜。
這樣，由于在紫外線激光的入射光和利用所述反射鏡反射的光之間產(chǎn)生干涉，以該干涉圖案將所述等離子聚合膜曝光，因此在所得的噴嘴內(nèi)疏液膜中利用干涉圖案形成曝光部和非曝光部。這時(shí)，曝光部因被導(dǎo)入氧而親液化，成為親液部，非曝光部仍然被維持為疏液部。所以，像這樣通過混合存在親液部和疏液部，噴嘴內(nèi)疏液膜相對于液狀體的前進(jìn)接觸角就較大，并且后退接觸角變小，因而后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差增大。
另外，在所述噴墨頭的制造方法中，所述改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序最好具備如下工序，即，覆蓋所述噴出口設(shè)置在表面具有凹凸的反射板，在氧存在下，從與所述噴出口相反一側(cè)向噴嘴內(nèi)照射紫外線激光，使該紫外線激光由所述反射板反射，以該反射光將所述等離子聚合膜曝光，形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜。
這樣，由于用來自具有凹凸的反射板的反射光將所述等離子聚合膜曝光，因此所得的噴嘴內(nèi)疏液膜成為被反射板的凹凸的漫反射不均勻地曝光的膜，這樣在噴嘴內(nèi)疏液膜上即形成強(qiáng)曝光部和弱曝光部。這時(shí)，強(qiáng)曝光部成為含有較多因?qū)胙醵H液化的部分的親液部，另一方面，弱曝光部因只形成較少的親液部而成為疏液部。所以，通過像這樣混合存在親液部和疏液部，噴嘴內(nèi)疏液膜相對于液狀體的前進(jìn)接觸角就較大，并且后退接觸角變小，因而后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差增大。
另外，在所述噴墨頭的制造方法中，所述改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序最好具備如下工序，即，在氧存在下，從與所述噴出口相反一側(cè)向噴嘴內(nèi)照射超短脈沖激光，以該超短脈沖激光將所述等離子聚合膜曝光，形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜。
這樣，由于用超短脈沖激光將所述等離子聚合膜曝光，因此所得的噴嘴內(nèi)疏液膜因被較大能量瞬間曝光而不均勻曝光，這樣在噴嘴內(nèi)疏液膜上形成強(qiáng)曝光部和弱曝光部。這時(shí)，如前所述，在噴嘴內(nèi)疏液膜中混合存在親液部和疏液部，所以，該噴嘴內(nèi)疏液膜相對于液狀體的前進(jìn)接觸角就較大，并且后退接觸角變小，因而后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差增大。
另外，在所述噴墨頭的制造方法中，在進(jìn)行所述的向噴嘴內(nèi)照射激光時(shí)，最好在激光光源和所述噴嘴之間配置聚光透鏡，利用該聚光透鏡使激光在噴嘴內(nèi)聚光。
這樣，通過利用聚光透鏡使激光在噴嘴內(nèi)聚光，就可以提高曝光效率而縮短例如曝光時(shí)間，或提高曝光度。
本發(fā)明的噴墨頭的特征是，在噴嘴的內(nèi)壁面的噴出口的附近部分，形成了相對于噴出的液狀體的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大的噴嘴內(nèi)疏液膜。
根據(jù)該噴墨頭，由于噴嘴內(nèi)疏液膜的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大，因此就可以利用該噴嘴內(nèi)疏液膜發(fā)揮良好的穩(wěn)定噴出性。
本發(fā)明的噴墨頭的特征是，在噴嘴內(nèi)壁面的噴出口的附近部分，分布有疏液部、親液部。
根據(jù)該噴墨頭，由于在噴出口的附近部分，分布有疏液部、親液部，因此由這些疏液部和親液部構(gòu)成的部分的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大，從而可以由此發(fā)揮良好的穩(wěn)定噴出性。


圖1(a)(b)是噴墨頭的概略構(gòu)成圖。
圖2是噴嘴平板的主要部分放大圖。
圖3(a)(b)是動(dòng)態(tài)接觸角的測定法說明圖。
圖4(a)(b)是實(shí)施方式1的說明圖。
圖5是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的圖。
其中，1...噴墨頭，9...噴出口，10...疏液膜，11...噴嘴內(nèi)疏液膜，11a...親液部，11b...疏液部，12...噴嘴平板，15...空腔，18...噴嘴，30...反射鏡，32...透鏡陣列(聚光透鏡)具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明的噴墨頭的制造方法及利用該方法獲得的本發(fā)明的噴墨頭進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1(a)、(b)是用于說明使用了本發(fā)明的制造方法的噴墨頭的概略構(gòu)成的圖，圖1(a)、(b)中，符號(hào)1是噴墨頭。該噴墨頭1如圖1(a)所示，例如具有不銹鋼制的噴嘴平板12和振動(dòng)板13，借助分隔構(gòu)件14將兩者接合在一起。在噴嘴平板12和振動(dòng)板13之間，利用分隔構(gòu)件14形成有多個(gè)空腔15...和貯存室16，這些空腔15...和貯存室16借助流路16而連通。
各空腔15和貯存室16在其內(nèi)部盛滿并收裝液狀體，它們之間的流路17作為從貯存室16向空腔15供給液狀體的供給口發(fā)揮作用。另外，在噴嘴平板12上，以縱橫排列的狀態(tài)形成有多個(gè)用于從空腔15噴出液狀體的孔狀的噴嘴18。噴嘴18在所述空腔15一側(cè)形成錐面形狀，隨著趨向空腔15側(cè)而逐漸擴(kuò)大直徑。另外，與空腔15相反一側(cè)的開口成為用于噴出液滴的噴出口9。這里，在噴嘴平板12上，在形成了該噴出口9的面上形成有疏液膜10，該疏液膜10是繞進(jìn)噴嘴18的內(nèi)壁面的所述噴出口9的附近部分而形成的膜。
另一方面，在振動(dòng)板13上，形成有向貯存室16內(nèi)開口的孔19，填充了液狀體的液罐(未圖示)借助管道(未圖示)與該孔19連接。
另外，在振動(dòng)板13的與朝向的空腔15的面相反一側(cè)的面上，如圖1(b)所示，接合有壓電元件(piezo元件)20。該壓電元件20是在噴墨頭1中作為噴出機(jī)構(gòu)而發(fā)揮作用的元件，被夾持在一對電極21、21之間，通過通電而彎曲，從而向外側(cè)突出。
在此種構(gòu)成的基礎(chǔ)上接合了壓電元件20的振動(dòng)板13，當(dāng)壓電元件20彎曲時(shí)，就會(huì)與之一體地同時(shí)向外側(cè)彎曲，這樣就會(huì)使空腔15的容積增大。此時(shí)，空腔15內(nèi)和貯存室16內(nèi)連通，在貯存室16內(nèi)填充有液狀體的情況下，與空腔15內(nèi)增大的容積相當(dāng)?shù)牧康囊籂铙w就會(huì)從貯存室16穿過流路17而流入。
此后，當(dāng)從此種狀態(tài)解除向壓電元件20的通電時(shí)，壓電元件20和振動(dòng)板13就會(huì)一起恢復(fù)到原來的形狀。這樣，由于空腔15也恢復(fù)到原來的容積，因此空腔15內(nèi)部的液狀體的壓力上升，從噴嘴18的噴出口9將液狀體的液滴22噴出。
而且，作為噴墨頭1的噴出機(jī)構(gòu)，也可以是使用所述的壓電元件(piezo元件)20的電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換體以外的裝置，例如作為能量產(chǎn)生元件，可以采用使用了電熱轉(zhuǎn)換體的方式、帶電控制型、加壓振動(dòng)型之類的連續(xù)方式、靜電吸附方式、以及照射激光等電磁波而發(fā)熱并利用該發(fā)熱產(chǎn)生的作用使液狀體噴出的方式。
在此種構(gòu)成的噴墨頭1中，在噴嘴平板12上，如前所述，從形成了噴出口9的面到噴嘴18的內(nèi)壁面的噴出口9的附近部分形成有疏液膜10。此外，在該疏液膜10上，如圖2所示，特別是形成于噴嘴18的內(nèi)壁面的噴出口9的附近部分的部分成為噴嘴內(nèi)疏液膜11，該噴嘴內(nèi)疏液膜11相對于要噴出的液狀體的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差較大，具體來說，前進(jìn)接觸角在50度以上100度以下，后退接觸角在30度以上，因而其差值在20度以上。
所以，該噴墨頭1能夠利用其噴嘴內(nèi)疏液膜11發(fā)揮良好的穩(wěn)定噴出性。即，在噴嘴18內(nèi)，在結(jié)束噴出動(dòng)作，進(jìn)行下次的噴出中應(yīng)當(dāng)具備的液狀體的彎月面端部M如圖2所示在所述噴嘴內(nèi)疏液膜11上移動(dòng)時(shí)，由于該噴嘴內(nèi)疏液膜11的相對于所述液狀體的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差較大，因此與該值較小的情況相比，彎月面端部M很容易停留在該噴嘴內(nèi)疏液膜11上的規(guī)定位置(初期位置)。所以，通過使彎月面端部M的位置每次基本上都處于相同位置，就可以實(shí)現(xiàn)噴出量的穩(wěn)定化。
這里，噴嘴內(nèi)疏液膜11(固體試樣)的相對于要噴出的液狀體(液體試樣)的后退接觸角及前進(jìn)接觸角被稱為動(dòng)態(tài)接觸角，作為其測定法，已知有例如(1)威廉(Welhelm)法、(2)擴(kuò)張收縮法、(3)滾動(dòng)下落法等。而且，在以下的測定法中，作為固體試樣，使用在不銹鋼板上形成與所述噴嘴內(nèi)疏液膜11相同的疏液膜的材料。
(1)威廉法是如下的方法，即，測定在試樣槽內(nèi)的液體試樣中沉入固體試樣的過程中、和將已經(jīng)沉下的試樣拉上的過程中的載荷，從該測定值和固體試樣的表面積的值求得動(dòng)態(tài)接觸角。在沉降固體試樣的過程中所得的接觸角為前進(jìn)接觸角，在拉上過程中所得的接觸角為后退接觸角。
(2)擴(kuò)張收縮法是如下的方法，即，通過從注射器或玻璃毛細(xì)管等的頭端，向固體試樣表面上以一定流量推出液體試樣，形成液滴，同時(shí)，通過測定固體試樣表面和液滴間的接觸角，求得前進(jìn)接觸角，相反，從注射器或玻璃毛細(xì)管等的頭端將形成了液滴的液體試樣吸入，同時(shí)，測定固體試樣表面和液滴之間的接觸角，求得后退接觸角。
(3)滾動(dòng)下落法是如下的方法，即，在固體試樣上形成液滴，將該固體試樣傾斜、或者垂直，一邊使固體試樣上的液體滾動(dòng)移動(dòng)，一邊測定固體試樣和液滴之間的接觸角。液體移動(dòng)方向的前方的接觸角為前進(jìn)接觸角，后方的接觸角為后退接觸角。
但是，在所述的測定法中，均有可以測定的試樣受到限制等難點(diǎn)，因此在本實(shí)施方式中，特別使用作為所述的(2)擴(kuò)張收縮法的變形的以下的測定法。
如圖3(a)所示，在將針狀管體4的頭端插入在固體試樣2的表面上形成的液滴3內(nèi)的狀態(tài)下，使固體試樣2沿水平方向移動(dòng)。這時(shí)，由于針狀管體4被插入液滴3內(nèi)，因此利用液滴3和針狀管體4的界面張力，如圖3(b)所示，隨著固體試樣2的移動(dòng)，液滴3被針狀管體4拉長而變形。
像這樣在液滴3發(fā)生變形的狀態(tài)下的固體試樣2和液滴3之間的接觸角的大小由形成液滴3的液體的表面張力、形成固體試樣2的固體的表面張力、液體-固體間的界面張力、摩擦力、吸附力、固體表面粗糙度等決定，因此通過測定該狀態(tài)下的接觸角，就可以獲得動(dòng)態(tài)接觸角。即，由固體試樣2的移動(dòng)方向的前方的接觸角θ1獲得后退接觸角，由后方的接觸角θ2獲得前進(jìn)接觸角。
此種測定方法通過在將針狀管體的頭端插入固體試樣2上的液滴內(nèi)的狀態(tài)下使所述固體試樣2沿水平方向移動(dòng)，就不需要研究表面能或摩擦等所述因素，而可以僅測定作為其結(jié)果而產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)接觸角，從而可以恰當(dāng)?shù)貙λ泄腆w試樣及液體試樣進(jìn)行動(dòng)態(tài)接觸角的測定。所以，在本實(shí)施方式中，作為前進(jìn)接觸角、后退接觸角的測定法，采用圖3所示的測定法。而且，本發(fā)明當(dāng)然也可以采用圖3所示的測定法以外的測定法，例如所述的(1)～(3)所示的測定法，但是，此時(shí)，由于測定裝置等的不同(儀器誤差)等，在測定法之間所獲得的動(dòng)態(tài)接觸角(前進(jìn)接觸角、后退接觸角)中會(huì)產(chǎn)生差值。所以，當(dāng)使用圖3所示的測定法以外的測定法時(shí)，最好先獲得該測定法和圖3所示的測定法之間的相關(guān)性，將實(shí)際測定的數(shù)值(動(dòng)態(tài)接觸角)換算為由圖3所示的測定法獲得的數(shù)值(動(dòng)態(tài)接觸角)，并使用。
下面，根據(jù)圖2所示的噴嘴內(nèi)疏液膜11的形成方法，對本發(fā)明的噴墨頭的制造方法及噴墨頭的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(實(shí)施方式1)本實(shí)施方式中，首先，準(zhǔn)備形成有噴嘴18的噴嘴平板12。而且，作為所準(zhǔn)備的噴嘴平板12的噴嘴18，采用如下的構(gòu)成，即，噴出口9的內(nèi)徑大約為25μm，從噴出口9到錐面部之間，即直的部分的長度大約為25μm。
然后，在該噴嘴平板12的形成了噴出口9的面上使硅酮樹脂等離子聚合，如圖4(a)所示，在形成了噴出口9的面上，以厚度0.5μm左右形成等離子聚合膜。這時(shí)，等離子聚合膜繞進(jìn)噴嘴18的噴出口9內(nèi)而形成，如圖4(a)所示，在噴嘴18的內(nèi)壁面的所述噴出口9的附近部分也形成等離子聚合膜。而且，形成于該噴嘴18的內(nèi)壁面上的等離子聚合膜的膜厚為例如數(shù)10nm左右，與形成于形成了噴出口9的面上的等離子聚合膜相比特別地薄。
像這樣進(jìn)行等離子聚合時(shí)，所得的等離子聚合膜形成具有由-Si-構(gòu)成的主鏈，并且將烷基或芳基等含碳基作為側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)，因此成為具有疏液性(疏水性)的膜，即疏液膜10。
這樣，如果在噴出口9形成面及噴嘴18內(nèi)的噴出口9附近部分分別形成由等離子聚合膜形成的疏液膜10后，則在該噴嘴平板12的疏液膜10側(cè)，即噴出口9側(cè)，覆蓋該噴出口9設(shè)置反射鏡30。作為反射鏡30，由于在要使用的波長區(qū)域內(nèi)的反射率較高，因此可以合適地使用電介質(zhì)鏡。
如果像這樣使反射鏡30與噴出口9側(cè)的疏液膜10密接，而覆蓋噴出口9，則在該狀態(tài)下，在氧存在下(其中，由于氧吸收紫外光而產(chǎn)生臭氧，因此本實(shí)施方式中，向氮?dú)庵刑砑恿宋⒘康难?，從噴嘴平板12的與噴出口9相反一側(cè)沿噴嘴18的軸向照射作為紫外線激光的準(zhǔn)分子激光。
這時(shí)，在噴嘴18內(nèi)，在準(zhǔn)分子激光的入射光和反射鏡30的反射光之間產(chǎn)生干涉，從而生成干涉條紋(干涉圖樣)。此外，由于噴嘴18內(nèi)的等離子聚合膜(疏液膜)10被該干涉條紋曝光，因此等離子聚合膜就被局部曝光。即，在該等離子聚合膜上，由干涉條紋以例如大約0.2μm的間距交互形成環(huán)狀的曝光部和非曝光部。
曝光部中，作為由硅酮樹脂形成的等離子聚合膜中的側(cè)鏈的烷基或芳基被準(zhǔn)分子激光破壞，通過取入氣氛中的氧，最終就會(huì)形成作為親水性(親液性)的SiO2。所以，如圖4(b)所示，在噴嘴18內(nèi)，曝光部中通過導(dǎo)入氧而親液化，形成親液部11a。另一方面，非曝光部中，仍維持等離子聚合膜(疏液膜)10的狀態(tài)，即仍作為疏液部11b。這樣，通過像這樣交互存在親液部11a和疏液部11b，該噴嘴18內(nèi)的等離子聚合膜相對于液狀體的前進(jìn)接觸角就較大，并且后退接觸角變小。
即，如果親液部11a和疏液部11b交互存在，則當(dāng)液狀體在該噴嘴18內(nèi)移動(dòng)時(shí)，由于在其前進(jìn)側(cè)，主要停留在疏液部11b，同時(shí)在這些疏液部11b間的親液部11a上瞬間地移動(dòng)，因此前進(jìn)接觸角有變大的傾向，另一方面，在后退側(cè)，由于被親液部11a拉長，因此后退接觸角有變小的傾向。所以，由于后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大，因此在曝光處理后得到的膜就形成本發(fā)明的噴嘴內(nèi)疏液膜11。
根據(jù)像這樣形成噴嘴內(nèi)疏液膜11的本實(shí)施方式的噴墨頭的制造方法，通過使親液部11a和疏液部11b交互存在，就可以增大噴嘴內(nèi)疏液膜11的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差。所以，所得的噴墨頭就可以如前所述，利用該噴嘴內(nèi)疏液膜11，發(fā)揮良好的穩(wěn)定噴出性，由此實(shí)現(xiàn)噴出量的穩(wěn)定化。
(實(shí)驗(yàn)例)利用所述實(shí)施方式1的方法，在噴嘴平板12上形成了噴嘴內(nèi)疏液膜11。利用圖3(a)、(b)所示的方法分別測定了所得的噴嘴平板12的噴嘴內(nèi)疏液膜11的相對于液狀體的前進(jìn)接觸角和后退接觸角，前進(jìn)接觸角為60°，后退接觸角為20°，其差為40°。
確認(rèn)了使用具有像這樣形成了噴嘴內(nèi)疏液膜11的噴嘴平板12的噴墨頭，進(jìn)行液狀體的噴出時(shí)，噴出的液滴量的重量變動(dòng)，即噴出量的變動(dòng)十分小，所以，形成有所述的噴嘴內(nèi)疏液膜11的噴墨頭具有良好的穩(wěn)定噴出性。
(實(shí)施方式2)本實(shí)施方式中，與所述實(shí)施方式1相同，準(zhǔn)備形成有噴嘴18的噴嘴平板12。而且，所準(zhǔn)備的噴嘴平板12也與實(shí)施方式1的相同。
然后，在該噴嘴平板12的形成了噴出口9的面上使硅酮樹脂等離子聚合，與實(shí)施方式1相同，在形成了噴出口9的面上，以厚度0.5μm左右形成等離子聚合膜。這時(shí)，等離子聚合膜繞進(jìn)噴嘴18的噴出口9內(nèi)而形成，在噴嘴18的內(nèi)壁面的所述噴出口9的附近部分也形成等離子聚合膜。此外，該等離子聚合膜如前所述，成為疏液膜10。
像這樣形成由等離子聚合膜構(gòu)成的疏液膜10后，則在該噴嘴平板12的疏液膜10側(cè)，即噴出口9側(cè)，覆蓋該噴出口9設(shè)置反射板(未圖示)。作為反射板，可以合適地使用例如在表面具有準(zhǔn)分子激光的波長(174nm)左右的微細(xì)的凹凸圖案的鋁制的材料。這里，作為微細(xì)的凹凸圖案，例如可以采用不規(guī)則的斑點(diǎn)花紋，使得反射光形成斑點(diǎn)圖案。另外，為了使反射光成像于噴嘴18的內(nèi)壁的特定位置，還可以采用條狀花紋的全息圖(例如相衍照片)。
像這樣使反射板與噴出口9側(cè)的疏液膜10密接，而覆蓋噴出口9后，則與所述實(shí)施方式相同，在氧存在下，從與噴出口9相反一側(cè)照射準(zhǔn)分子激光(波長174nm)。
這時(shí)，來自反射板的反射光因凹凸圖案而產(chǎn)生漫反射，形成斑點(diǎn)圖案。此外，通過用該斑點(diǎn)圖案曝光，等離子聚合膜(疏液膜10)就會(huì)被不均勻地曝光，由此在等離子聚合膜上，不均勻地形成曝光部即親液部11a、非曝光部即疏液部11b。
這樣，通過像這樣不均勻地存在親液部11a和疏液部11b，則如前所述，該噴嘴18內(nèi)的等離子聚合膜相對于液狀體的前進(jìn)接觸角較大，并且后退接觸角較小。即，如果親液部11a和疏液部11b不均勻地存在，當(dāng)液狀體在該噴嘴18內(nèi)移動(dòng)時(shí)，由于在其前進(jìn)側(cè)，主要停留在疏液部11b，同時(shí)在這些疏液部11b間的親液部11a上瞬間地移動(dòng)，因此前進(jìn)接觸角有變大的傾向，另一方面，在后退側(cè)，由于被親液部11a拉長，因此后退接觸角有變小的傾向。所以，由于后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大，因此在曝光處理后得到的膜就形成本發(fā)明的噴嘴內(nèi)疏液膜11。
根據(jù)像這樣形成噴嘴內(nèi)疏液膜11的本實(shí)施方式的噴墨頭的制造方法，通過使親液部11a和疏液部11b不均勻地存在，就可以增大噴嘴內(nèi)疏液膜11的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差。所以，所得的噴墨頭就可以如前所述，利用該噴嘴內(nèi)疏液膜11，發(fā)揮良好的穩(wěn)定噴出性，由此實(shí)現(xiàn)噴出量的穩(wěn)定化。
(實(shí)施方式3)本實(shí)施方式也與所述實(shí)施方式1相同，準(zhǔn)備形成了噴嘴18的噴嘴平板12。而且，所準(zhǔn)備的噴嘴平板12也與實(shí)施方式1相同。
然后，在該噴嘴平板12的形成了噴出口9的面上使硅酮樹脂等離子聚合，與實(shí)施方式1相同，在形成了噴出口9的面上，以厚度0.5μm左右形成等離子聚合膜。這時(shí)，等離子聚合膜繞進(jìn)噴嘴18的噴出口9內(nèi)而形成，在噴嘴18的內(nèi)壁面的所述噴出口9的附近部分也形成等離子聚合膜。此外，該等離子聚合膜如前所述，成為疏液膜10。
像這樣形成由等離子聚合膜構(gòu)成的疏液膜10后，則不需要使用反射鏡或反射板，直接在該狀態(tài)下，在氧存在下，從與噴出口9相反一側(cè)沿噴嘴18的軸向照射超短脈沖激光(飛秒激光)。
這時(shí)，通過將等離子聚合膜(疏液膜10)用較大的能量瞬間曝光，就會(huì)曝光成例如條紋圖樣等，從而不均勻地曝光。此外，這樣就會(huì)在等離子聚合膜上不均勻地形成曝光部即親液部11a、非曝光部即疏液部11b。
這樣，與所述實(shí)施方式2相同，通過不均勻地存在親液部11a和疏液部11b，如前所述，該噴嘴18內(nèi)的等離子聚合膜相對于液狀體的前進(jìn)接觸角較較大，并且后退接觸角變小。所以，由于后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大，因此曝光處理后所得的膜就成為本發(fā)明的噴嘴內(nèi)疏液膜11。
根據(jù)像這樣形成噴嘴內(nèi)疏液膜11的本實(shí)施方式的噴墨頭的制造方法，通過使親液部11a和疏液部11b不均勻地存在，就可以增大噴嘴內(nèi)疏液膜11的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差。所以，所得的噴墨頭如前所述，可以利用該噴嘴內(nèi)疏液膜11發(fā)揮良好的穩(wěn)定噴出性，由此可以實(shí)現(xiàn)噴出量的穩(wěn)定化。
而且，本發(fā)明并不限定于所述實(shí)施方式，只要不脫離本發(fā)明的主旨，可以進(jìn)行各種變更。例如，在所述的實(shí)施方式中，當(dāng)向噴嘴平板12的噴嘴18內(nèi)照射激光時(shí)，如圖5所示，也可以在激光光源31和噴嘴平板12之間配置透鏡陣列(聚光透鏡)32，利用該透鏡陣列32使激光在噴嘴平板12的噴嘴18內(nèi)聚光。即，也可以從激光光源31穿過光學(xué)透鏡系統(tǒng)33，使平行光入射透鏡陣列32，用該透鏡陣列32使之分別向噴嘴平板12的各噴嘴18聚光。
這樣，通過利用透鏡陣列32使激光在噴嘴18內(nèi)聚光，就可以提高曝光效率，縮短例如曝光時(shí)間，或者提高曝光度。
另外，特別是，通過不使之具有能量分布地向疏液膜提供能量，使提供能量的位置連續(xù)地或間斷地移動(dòng)，也可以形成疏液部、親液部。具體來說，通過將聚光于微小反光鏡(例如5微米×5微米)上的低輸出的超短脈沖激光向所述疏液膜照射，同時(shí)，一邊改變所述微小反光鏡的角度一邊照射，就可以在噴嘴內(nèi)形成疏液部的圖案和親液部的圖案。
這樣，通過混合存在親液部和疏液部，噴嘴內(nèi)疏液膜相對于液狀體的前進(jìn)接觸角就較大，并且后退接觸角變小。所以，后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差增大，從而發(fā)揮良好的穩(wěn)定噴出性，使噴出量穩(wěn)定化。
權(quán)利要求
1.一種噴墨頭的制造方法，是具有收裝液狀體的空腔、和與該空腔連通的噴嘴，并將與所述空腔相反一側(cè)的噴嘴開口作為噴出口，從所述噴嘴的噴出口中噴出所述空腔內(nèi)收裝的液狀體的噴墨頭的制造方法，其特征是，在所述噴嘴的內(nèi)壁面的所述噴出口的附近部分，形成相對于噴出的液狀體的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差大的噴嘴內(nèi)疏液膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述噴嘴在噴嘴平板上形成，具備在所述噴嘴的內(nèi)壁面的所述噴出口的附近部分形成疏液膜的工序、和向所述疏液膜的一部分賦予能量，從而改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述噴嘴在噴嘴平板上形成，具備在所述噴嘴的內(nèi)壁面的所述噴出口的附近部分形成疏液膜的工序、和向所述疏液膜的一部分賦予能量分布，從而改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中任意一項(xiàng)所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述能量為光。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述能量分布使用相干光的干涉。
6.根據(jù)權(quán)利要求2～5中任意一項(xiàng)所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述疏液膜使用了硅酮樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述疏液膜是通過在所述噴嘴平板的所述噴出口側(cè)使硅酮樹脂等離子聚合而形成的等離子聚合膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述疏液性的變化是由對硅酮樹脂照射紫外線而引起的。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序具備如下工序，即，覆蓋所述噴出口設(shè)置反射鏡，在氧存在下，從與所述噴出口相反一側(cè)向噴嘴內(nèi)照射紫外線激光，在該紫外線激光的入射光和由所述反射鏡反射的反射光之間產(chǎn)生干涉，以該干涉圖案將所述疏液膜曝光，形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序具備如下工序，即，覆蓋所述噴出口設(shè)置在表面具有凹凸的反射板，在氧存在下，從與所述噴出口相反一側(cè)向噴嘴內(nèi)照射紫外線激光，使該紫外線激光由所述反射板反射，以該反射光將所述等離子聚合膜曝光，形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，所述改變疏液性并形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜的工序具備如下工序，即，在氧存在下，從與所述噴出口相反一側(cè)向噴嘴內(nèi)照射超短脈沖激光，以該超短脈沖激光將所述等離子聚合膜曝光，形成所述噴嘴內(nèi)疏液膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求9～11中任意一項(xiàng)所述的噴墨頭的制造方法，其特征是，在進(jìn)行所述的向噴嘴內(nèi)照射激光時(shí)，在激光光源和所述噴嘴之間配置聚光透鏡，利用該聚光透鏡使激光在噴嘴內(nèi)聚光。
13.一種噴墨頭，其特征是，在噴嘴的內(nèi)壁面的噴出口的附近部分，形成了相對于噴出的液狀體的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差大的噴嘴內(nèi)疏液膜。
14.一種噴墨頭，其特征是，在噴嘴內(nèi)壁面的噴出口的附近部分，分布有疏液部、親液部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種噴墨頭的制造方法及噴墨頭，是具有收裝液狀體的空腔、和與該空腔連通的噴嘴(18)，并將與空腔相反一側(cè)的噴嘴開口作為噴出口(9)，從噴嘴(18)的噴出口(9)噴出收裝于空腔內(nèi)的液狀體的噴墨頭的制造方法。在噴嘴(18)的內(nèi)壁面的噴出口(9)的附近部分，形成相對于要噴出的液狀體的后退接觸角和前進(jìn)接觸角的差變大的噴嘴內(nèi)疏液膜(11)。從而，該噴墨頭具有良好的穩(wěn)定噴出性。
文檔編號(hào)B41J2/135GK1572504SQ2004100491
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者三浦弘綱, 渡邊信子, 尼子淳 申請人:精工愛普生株式會(huì)社