專利名稱:噴墨打印機噴嘴板及其制造方法和燒蝕聚合物的蒙片的制作方法
本發(fā)明涉及一種改進了流動特性的噴墨嘴板以及制造用于噴墨打印機的該噴嘴板的方法。
噴墨打印機的打印頭是精密制造的，所以各部件與一個懸掛的油墨盒聯(lián)合將油墨輸送到打印頭的油墨噴射設(shè)備中，以獲得所期望的打印質(zhì)量。噴墨打印機打印頭的一個主要部件就是噴嘴板，該噴嘴板包括油墨供應(yīng)通道、噴墨腔和用來從打印頭噴射油墨的端口。
自從引進噴墨打印機以來，為了提高噴墨效率和降低生產(chǎn)成本，噴嘴板經(jīng)歷了相當(dāng)大設(shè)計上的變化。在噴嘴板設(shè)計上的變化是為了努力適應(yīng)高速打印和打印圖像的高分辨率。
噴嘴板的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它包含有多個用來噴射油墨的噴射端口或噴嘴和多個從油墨盒中供應(yīng)油墨到與正所用的噴嘴相連的噴墨室的通道。在噴墨腔中產(chǎn)生壓力以從噴墨腔通過噴嘴將墨滴噴射到基底上。該壓力也使得油墨從油墨供應(yīng)通道中出來，同時也可作用在輸送其它供應(yīng)通道和噴墨腔的供給區(qū)或通道中的油墨。
熱敏噴墨打印機在噴墨腔中使用了多個電阻式加熱元件來使油墨成份蒸發(fā)，然后該氣化的油墨膨脹成為蒸汽泡以使得油墨從與噴墨腔相連的噴嘴中噴出來。當(dāng)油墨/蒸汽界面冷卻時，氣泡開始收縮，并最后消失在加熱器的表面上。當(dāng)氣泡消失時，由于毛細管作用，噴墨腔重新被充滿。在噴墨腔重新充滿時，經(jīng)過擺動運動油墨表面形成了彎月面。彎月面擺動運動容易把小部分數(shù)量的空氣帶入噴墨腔，并在一定條件下，空氣可能被留在噴墨腔中。滯流在噴墨腔中的空氣經(jīng)過多次噴墨后可能在腔室中積累。一旦發(fā)生這種情況，噴嘴的性能將嚴重降低。滯留的空氣也擔(dān)當(dāng)起減震器的作用，它能減少蒸汽泡的泵作用。如果過多的空氣滯留在噴墨腔中，它可能將油墨擠出油墨供應(yīng)通道或阻塞通道的進口，并因此影響將噴墨腔的重新充滿的能力。除了滯留的空氣外，油墨中的雜質(zhì)同樣也影響噴墨腔的重新充填和從噴嘴中噴射的油墨質(zhì)量和效率。
在美國專利文獻US4882595中Trueba等人描述了控制噴墨打印頭噴墨腔流體充填速率的方法。如文獻‘595所述，噴墨腔之間的相互干擾可能影響打印速度和/或打印質(zhì)量。減少相互干擾的一種方法是阻尼式消除相互干擾，它采用在油墨供應(yīng)通道中存在的液體摩擦來消散與相互干擾有關(guān)的能量。另外一種方法采用慣性消除消除相互干擾，在這里，長而細的供應(yīng)通道據(jù)說可增大在通道中流體進入慣性。然而，可以看出阻力消除干擾和慣性消除干擾兩者都是導(dǎo)致在噴嘴噴墨之間的更長的設(shè)置時間。另一種建議解決該問題的方法是在供應(yīng)通道的進口采用局部壓縮或防結(jié)塊的元件。盡管有這些建議，然而在噴嘴板設(shè)計中仍然存在這種需要，即改善油墨到噴墨腔的流動特性和重新充填速度。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種改進了的噴墨打印頭的噴嘴板。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種降低熱敏噴墨打印頭噴墨腔之間互相干擾的方法。
更進一步，本發(fā)明的目的是提供一種噴墨打印機的噴嘴板，它能在各種操作條件下提供改善了的油墨流動性能。
本發(fā)明還有一個目的，是提供一種噴墨打印機噴嘴板的制造方法。
更進一步，本發(fā)明的是提供一種具有改進了油墨流動性能的激光燒蝕噴嘴板的方法。
針對上述發(fā)明目的和優(yōu)點，本發(fā)明提供一種用于熱敏噴墨打印機的聚合噴嘴板，該板包含有一種聚合物質(zhì)，其厚度足以設(shè)置多個布置在噴嘴板的相鄰對邊的噴墨腔，還包括在每個噴嘴室上的噴嘴孔和與油墨供應(yīng)區(qū)相連的供給噴墨腔的油墨供應(yīng)通道。每個噴墨腔有一個噴墨腔高度，每個供應(yīng)通道有一個供應(yīng)通道高度及供應(yīng)區(qū)有一個供應(yīng)區(qū)高度，其高度為該聚合物質(zhì)厚度的一部分。
另一方面，本發(fā)明提供一種制造噴墨打印機噴嘴板的方法，該方法包括在一個移動壓板上安裝一張聚酰亞胺薄膜，燒蝕出噴墨腔和與噴墨腔相連的油墨供應(yīng)通道，同時控制照射在聚酰亞胺物質(zhì)上的激光束散焦，從而在聚酰亞胺薄膜上形成噴嘴孔和噴墨腔。
另一方面，本發(fā)明提供一種用來燒蝕聚合物材料的蒙片，它包括一個耐激光束的網(wǎng)格，該網(wǎng)格具有的包含半透明的從不透明到透明的不同透明特性的區(qū)域，用于形成一個油墨供應(yīng)區(qū)，以及多個與油墨供應(yīng)區(qū)相連的油墨供應(yīng)通道和與每個油墨供應(yīng)通道相連的噴墨腔。該蒙片還含有在用來在用于形成噴墨腔的半透明區(qū)里形成噴嘴孔的透明區(qū)，其中不透明區(qū)限定了噴墨腔、油墨供應(yīng)通道和油墨供應(yīng)區(qū)的邊界，并且不透明區(qū)在蒙片的外圍。
本發(fā)明的裝置和方法提供了改進了的噴墨噴嘴板，該噴嘴板減少了與油墨流動到噴墨腔有關(guān)的問題，并且通過簡化制造步驟，基本降低了噴嘴板的制造成本。因為噴嘴孔、噴墨腔和油墨供應(yīng)通道都形成在同一種聚合物質(zhì)上，從而就不需要對含有噴墨腔和噴嘴孔的分離的聚合物質(zhì)或厚膜進行對中調(diào)整。同時，在同一聚合物質(zhì)里采用具有不同透明性的蒙片來形成流動部件，這樣就減少了對使用多個蒙片以及對每個蒙片的單獨調(diào)整對中步驟的需要。
本發(fā)明的上述優(yōu)點和其他特性將結(jié)合附圖和權(quán)利要求
書在下面優(yōu)選實施例的詳細說明中說明
圖1是一個剖視圖，沒有按本發(fā)明的噴嘴板的油墨供應(yīng)通道、噴墨腔和噴嘴孔的尺寸。
圖2是一個平面視圖，沒有按本發(fā)明的噴嘴板的油墨供應(yīng)通道、噴墨腔和噴嘴孔的尺寸。。
圖3、4和5是本發(fā)明的噴嘴板的油墨供應(yīng)通道、噴墨腔和噴嘴孔選擇性配置的剖視圖。
圖6和7是剖視圖，剖面沒有按比例通過本發(fā)明噴嘴板的噴墨腔和噴嘴孔，表示噴嘴孔的選擇性設(shè)計。
圖8是依據(jù)本發(fā)明燒蝕聚合物質(zhì)以形成噴嘴板的激光工藝的示意圖。
圖9和10的平面視圖所示為根據(jù)本發(fā)明用以生成噴嘴板的蒙片的一部分。
本發(fā)明提供一種改進了的噴嘴板以及制造噴嘴板的方法和裝置。特別地，本發(fā)明提供一種用聚合物質(zhì)制造的噴嘴板，該聚合物是從下列組群中選擇出來的，該組由聚酰亞胺聚合物、聚酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、聚碳酸酯聚合物和均聚物，共聚物，三元共聚物以及兩種或多種上述物質(zhì)的混合，最好是由聚酰亞胺聚合物等組成，它有足夠的厚度來容納噴墨腔、用于供給噴墨腔油墨的油墨供應(yīng)通道和與噴墨腔相連的噴嘴孔。最好聚合物質(zhì)的厚度為大約10微米到大約300微米之間，在大約15微米到大約250微米之間更好，最好是在35微米到70微米之間并包括這里所列的所有范圍。為了簡化說明，噴墨腔和供應(yīng)通道合并稱為噴嘴板的“流動部件”。
每個噴嘴板包含有多個安置在聚合物質(zhì)上的油墨供應(yīng)通道、噴墨腔和噴嘴孔，因此噴嘴孔和油墨的推進機構(gòu)相連，從而依靠噴墨腔的作用，將墨滴從噴墨腔經(jīng)過噴嘴孔噴射到被打印的基底上。一個和多個噴墨腔按順序快速交替地在基底上提供墨滴，當(dāng)這些墨滴互相結(jié)合時就生成了圖像。
噴嘴板可以通過激光加工聚合物質(zhì)的連續(xù)或半連續(xù)工藝來形成，聚合材料為連續(xù)拉長的帶或薄膜。通過制造步驟，為了幫助處理和提供聚合物長帶在制造步驟中的積極傳送，在沿帶的一邊或兩邊上都設(shè)置有鏈輪齒孔或縫隙。
形成噴嘴板的材料帶一般是用卷軸提供。幾個生產(chǎn)廠家如，日本的UBE和E.I.DuPont de Nemours & Co.of Wilmington Delawre，在商業(yè)上分別用UPILEX或KAPTON商標(biāo)提供用于制造噴嘴板的材料。用于制造噴嘴板的優(yōu)選材料是在其一個表面具有膠粘層的聚酰亞胺帶。
膠粘層(未畫出)最好是任意的縮合狀態(tài)乙階段物質(zhì)。合適的縮合狀態(tài)乙階段材料的例子如熱固化樹脂，熱固化樹脂包括酚醛樹脂、間苯二酚樹脂、尿素樹脂、環(huán)氧樹脂、亞乙基脲樹脂、呋喃樹脂、聚氨酯和含硅樹脂?？梢杂米髡衬z的熱塑性或熱熔材料包括乙烯乙酸乙烯酯，乙烯丙烯酸乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚酰胺，聚酯和聚氨酯。膠粘層厚度一般為大約1微米到大約100微米，為大約1微米到50微米更好，最好為大約5微米到20微米。在最佳優(yōu)選實施例中，粘膠層是一種如用于層壓制件RFLEX R1100或RFLEX R1000的苯酚丁醛粘膠，可以從美國亞利桑那州的Rogers零售商得到。
粘膠層最好涂一層犧牲層，更好是水溶聚合物，如聚乙烯醇，它滯留在粘膠層上，直至噴嘴板徹底完成流動部件的激光燒蝕?？捎糜跔奚鼘拥木垡蚁┐疾牧嫌忻绹e西法尼亞州的Air Products Inc.ofAllentoWn生產(chǎn)的AIRVOL 165、美國新澤西州的Emulsitone Inc.ofWhippany生產(chǎn)的EMS1146、以及美國威斯康星州的Aldrich ChemicalCompany of Milwaukee生產(chǎn)的各種聚乙烯醇。該犧牲層最好至少大約1微米厚，并涂在聚合物薄膜上的粘膠層上。
可將在涂布工業(yè)已知的方法如擠壓涂覆、滾筒涂覆、刷涂、刮刀涂覆、噴涂、浸漬涂覆和其他技術(shù)用于涂布具有粘膠層和犧牲層的聚合物質(zhì)。在加工聚合物質(zhì)以在其中形成流動部件后，通過浸漬或噴涂帶有如水的溶劑的聚合物質(zhì)把犧牲層除去。
通過參考附圖你將會理解噴嘴板的設(shè)計的各方面和操作對設(shè)計的影響。因此，圖1是一個剖視圖，沒有按比例畫出本發(fā)明的噴嘴板10的油墨供應(yīng)通道12、噴墨腔14和噴嘴孔16。圖2是一個平面視圖，沒有按比例畫由聚合物質(zhì)18構(gòu)成的本發(fā)明噴嘴板的油墨供應(yīng)通道12、噴墨腔14和噴嘴孔16。在聚合物質(zhì)18上的多個油墨供應(yīng)通道12、噴墨腔14和噴嘴孔16最好通過將在下面詳細說明的激光加工技術(shù)制成。
一旦在聚合物質(zhì)18上形成流動部件和噴嘴孔16后，噴嘴板10就與半導(dǎo)體基底20貼在一起，該基底20帶有油墨推進機構(gòu)22如用來加熱在噴墨腔14(圖1)中的油墨的電阻器。當(dāng)用電阻器型油墨推進機構(gòu)22加熱油墨時，油墨的成份很快氣化，在噴墨腔14中產(chǎn)生一個蒸汽泡，從而迫使部分油墨從噴墨腔中通過噴嘴孔16沖擊到基底上。因為蒸汽泡在所有的方向上迅速膨脹，它也迫使油墨從油墨供應(yīng)通道12中出來。
在把噴嘴板貼到基底上之前，最好在基底上涂上一個可光固化的環(huán)氧樹脂薄層，以增強噴嘴板和基底之間的粘接，并在薄層的表面充滿所有的形狀特征。將可光固化的環(huán)氧樹脂旋壓到基底上，從而在蒙片上光固化的環(huán)氧樹脂限定了油墨供應(yīng)通道12、噴墨腔14和油墨供應(yīng)區(qū)24。一種優(yōu)選的可光固化環(huán)氧樹脂的組成包括按重量比丁內(nèi)脂約占50％-75％，聚甲基丙烯酸甲酯共甲基丙烯酸約占10％-20％，雙官能環(huán)氧樹脂約占10％-20％，如EPON 1001F，可從美國德克薩斯州的Shell ChemicalCompany of Houston公司購得，約占0.5％-3.0％的多官能環(huán)氧樹脂如DEN431可從Dow Chemical Company of Midland Michigan購得，約占2％-6％的光引發(fā)劑如CYRACURE UVI-6974可從Union Carbide Corporation ofDanbury購得，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷約占0.1％-1％。
當(dāng)噴墨腔14里的油墨冷卻時，蒸汽泡就消失了。通過氣泡的合并和油墨供應(yīng)通道12的毛細管作用，將油墨從油墨供應(yīng)區(qū)24吸到油墨供應(yīng)通道12和噴墨腔14。一旦噴墨腔14被重新充滿，它又準備從噴嘴16噴射油墨。從噴墨腔噴射完油墨到噴墨腔又被重新充滿油墨之間的時間稱作“充墨時間”。
本發(fā)明的噴嘴板包含流動部件，使得噴墨腔14和供應(yīng)通道12可以單獨設(shè)計來優(yōu)化打印機的性能，并減少供應(yīng)通道12中的空氣和雜質(zhì)漂浮物，同時減小了噴墨腔噴墨之間的“充墨時間”。圖3是通過油墨供應(yīng)通道30、噴墨腔32和噴嘴孔34的剖視圖，噴嘴板36的結(jié)構(gòu)使得噴墨腔32的設(shè)計可以單獨地優(yōu)化供應(yīng)通道30。如圖3所示的噴嘴板，供應(yīng)通道30的高度38基本小于噴墨腔的高度40，一般是噴墨腔32高度40的0.2-4.0倍。
圖4所示為一個可選的噴嘴板設(shè)計，具有通過用于阻擋碎片的一個裝置來減小油墨供應(yīng)通道高度的部件，因此漂浮物不能進入和堵塞供應(yīng)通道。如圖4所示，噴嘴板50，如在通過兩個油墨供應(yīng)通道52A和52B剖開的剖面圖所看到的，兩個噴墨腔54A和54B及兩個噴嘴孔56A和56B，在油墨供應(yīng)區(qū)62中包含有凸出物60，該凸出物60延伸進油墨供應(yīng)通道52A和52B-段距離，該距離是從聚合物18到半導(dǎo)體基底20距離的一部分。因此，當(dāng)漂浮物或其他外來物質(zhì)從基底20中的油墨通路64進入供應(yīng)區(qū)62時，凸出物60阻止漂浮物進入油墨供應(yīng)通道52A和52B。因此，圖4所示的設(shè)計不僅將噴嘴孔56A和56B的設(shè)計與噴墨腔54A和54B的設(shè)計分離開，而且起到了在外來物質(zhì)進入并阻塞油墨供應(yīng)通道52A和52B之前阻擋外來物質(zhì)作用。
本發(fā)明的另一方面如圖5所示，圖5是噴嘴板70的剖視圖，剖面通過兩個供應(yīng)通道72A和72B、兩個噴墨腔74A和74B及兩個噴嘴孔76A和76B。在圖5所示的噴嘴板的設(shè)計中，已經(jīng)增加了油墨供應(yīng)區(qū)80中的聚合物18與半導(dǎo)體基底20之間的距離78，因此，油墨供應(yīng)區(qū)80的高度比噴墨腔74A和74B的油墨供應(yīng)通道72A和72B的高度要高。因為距離78比油墨供應(yīng)通道72A和72B的高度大，所以，減小了在油墨供應(yīng)區(qū)80中的流體慣性，從而增加了從油墨通路84到油墨供應(yīng)通道72A和72B及噴墨腔74A和74B的油墨流動。因此，那段時期的時間，如所述的充墨時間，在這里所提及的所有范圍內(nèi)，在同一的噴墨腔兩個連續(xù)噴墨之間經(jīng)過的時間間隔肯定會減少到小于約150微秒，50到130微秒更好，最好是80到125微秒。
此外，圖5的噴嘴板也可以包括上面所述圖3和圖4中的噴嘴板部件的一種或兩種。因此，供應(yīng)通道72A和72B的高度可以小于圖3中所示噴墨腔74A和74B的高度，并且/或者聚合物18可以帶有延伸到供應(yīng)通道72A和72B的凸出物，該凸出物延伸的長度是聚合物18到半導(dǎo)體基底20的距離的一部分。
圖6和圖7所示為各種噴嘴孔的設(shè)計，并可以應(yīng)用到任一上述噴嘴板電如圖6所示噴嘴孔90可以有一個基本為鈴形的結(jié)構(gòu)，其寬邊部分92對著噴墨腔94的孔90，因此從噴墨腔94到噴嘴孔90的出口96有一個圓滑的過渡。因為噴嘴孔90在噴墨腔94和噴嘴孔90的出口96之間沒有尖銳過渡，所以從噴嘴孔噴出的油墨具有改良的流動模式。
在圖7中，噴嘴板100包含有噴嘴孔102和噴墨腔104，它們在噴嘴孔102和噴墨腔104之間也沒有尖銳過渡。在本實施例中，在半導(dǎo)體基底20和噴嘴孔102的出口108之間的全距離106上噴嘴孔102和噴墨腔104具有平截頭圓錐形狀。通過消除了噴墨腔104和噴嘴孔102之間的尖銳邊界，噴嘴孔102和噴墨腔104的平截頭圓錐形狀減少了在噴墨腔中滯留的空氣量。通過消除噴墨腔104中的死區(qū)，此形狀也對在噴墨腔中和通過噴嘴孔102流出的油墨提供了較好的油墨流動性，因此減少了空氣殘留在噴墨腔區(qū)域的可能性。圓錐形狀通過增加彎月面振蕩的阻尼，也減少了空氣的吸入，該振蕩是由噴墨腔104中氣泡的形成和蒸汽泡的消失而引起的。
本發(fā)明的噴嘴板可以使用各種方法形成。這些方法可以包括使用單個蒙片或多個蒙片并通過控制沖擊到聚合物上的激光輻射能量的方法。為了生產(chǎn)圖6和圖7中所示的噴嘴孔形狀，最好采用一種散焦技術(shù)。在一種特別優(yōu)選的散焦技術(shù)中，如圖8所示，將要燒蝕的薄膜形狀聚合材料110從卷軸112上開卷到壓板114上。壓板114可沿從激光源120發(fā)出的激光束118的軸線在垂直方向116上移動。將含有在聚合物110形成的流動部件的蒙片122放在激光束118的路徑上，從而形成了上述部件。在聚合物質(zhì)110上燒蝕形成流動部件后，將聚合物重新纏繞在成品卷軸124上以用于進一步加工。
最初，將激光束聚在聚合物質(zhì)110的頂面范圍內(nèi)大約為正負50微米的一點，正負30微米更好，最好是正負10微米。當(dāng)聚合物被燒蝕后，為了控制激光束118的散焦，壓板沿激光束軸線118向激光源120在垂直方向上移動。
在沿著激光束118的軸線116垂直移動壓板114的同時，打開激光源120，在一個較小角度與一個較大角度之間逐漸變化在聚合物上形成的噴嘴孔的壁角，那個較小角度是從水平面的垂線到激光束軸線116和較大的孔的直徑測量的，該較大的孔的直徑是用于將大數(shù)值激光束散焦到小孔直徑，較大角度是從水平面的垂線到用于多聚焦激光束的激光束軸線116測量的。通過改變激光發(fā)射和壓板移動的關(guān)系，從而形成一個具有鈴形或平截頭圓錐形狀或鈴形和/或圓錐形狀相結(jié)合的噴嘴孔了。
使用上述蒙片，在聚合物質(zhì)上產(chǎn)生流動部件以形成噴嘴板激光器可從F2、ArF、KrCl、KrF或XeCl激光器或一個頻率增加的YAG激光器中挑選。在這里所包含的所有范圍內(nèi)，激光燒蝕聚合物的能量可達到大約100-5000毫焦耳/平方厘米，為大約150-1500毫焦耳/平方厘米更好，最好為大約700-900毫焦耳/平方厘米。在激光燒蝕過程中，激光束的波長大約為150-400毫微米，最好是大約280-330毫微米，將該激光束以脈沖的形式應(yīng)用，該脈沖的延續(xù)時間從大約1-200毫微秒，最好是大約20毫微秒。
噴嘴板特定的流動部件是通過用預(yù)定數(shù)量的激光束脈沖穿過蒙片而形成的。在要去除較大斷面深度材料的那些聚合材料部分中，如噴嘴孔，可能要求大的能量脈沖；而在僅僅要去除一部分斷面深度材料的那些聚合物部分中，如噴墨腔和油墨供應(yīng)通道，可能要求稍小的能量脈沖。
在本發(fā)明的一個方面，壓板能被固定，并且用激光工具中的光學(xué)成像器件產(chǎn)生的圖形平面在垂直/Z軸方向上變化。
在本發(fā)明的另一方面，激光工具中的光學(xué)成像器件是固定的，并且通過一個馬達，壓板在垂直軸方向上移動。因此，壓板和圖形平面的相對移動將決定燒蝕在聚合物上的部件。
在燒蝕過程的實施例中，圖形平面與聚合物質(zhì)的頂面是共面的。當(dāng)射出激光時，壓板向上移動以沿光學(xué)路徑來縮短激光器和聚合物質(zhì)之間的距離。一般地，假如沒有關(guān)于發(fā)射數(shù)量和壓板移動距離的限制，典型的實施例經(jīng)常包括大約發(fā)射激光300次，壓板移動大約60微米。
鑒于此，本發(fā)明的噴嘴板可以被用在噴墨打印機所能采用的任何基片上。
而且，噴嘴板和基底能導(dǎo)致噴墨打印頭能夠從基底的一邊或中心分配油墨到噴墨腔油墨。
可以采用結(jié)合了激光束散焦技術(shù)的多個蒙片來生產(chǎn)各種各樣的噴嘴板流動部件設(shè)計。在可選實施例中，可以采用具有從透明到不透明變化的不透明度的單個蒙片，來減少生產(chǎn)制造工序和生產(chǎn)噴嘴板所需要的時間。如圖9和圖10所示為一個特別優(yōu)選的蒙片。在圖10中，蒙片130(具有變化的不透明度)含有透明區(qū)132用來在聚合物上燒蝕出一個以上部件如噴嘴孔。圍繞透明區(qū)的是半透明區(qū)134，該區(qū)是用來在噴嘴板上生成噴墨腔的。同樣地，油墨供應(yīng)通道是由半透明區(qū)136形成的，油墨供應(yīng)區(qū)是由半透明區(qū)138形成的，區(qū)138具有與噴墨腔區(qū)134相同或不同的透明性。圍繞著流動部件的蒙片130的外圍140基本上是不透明的，因此在噴墨腔區(qū)134、供應(yīng)通道區(qū)136和油墨供應(yīng)區(qū)138外邊的聚合材料很少或沒有發(fā)生燒蝕。
通過增加不透明線來改變蒙片的遮蔽的方法可以得到蒙片130的半透明和不透明區(qū)，因此，就得到了在蒙片低透明性的區(qū)域的灰度遮蔽。本領(lǐng)域的熟練的技術(shù)人員所知的任何方法都可以用來制備帶有半透明和不透明區(qū)的蒙片。舉例來說，線條可以涂布或印刷到蒙片材料或者由金屬或其他耐激光輻射燒蝕的材料制成的網(wǎng)格上。
蒙片一般由石英或其他具有透過紫外線能力的材料制成，如氟化鈣、氟化鎂及玻璃。不透明區(qū)可從一定波長有吸收和/或反射紫外線能力的任意金屬制成，或由絕緣體如金屬氧化物制成。
燒蝕在聚合物上的流動部件的邊界是由蒙片限定的，蒙片允許基本上所有激光束能量通過蒙片的孔或透明區(qū)，并且在蒙片的不透明和半透明區(qū)分別限制或減少到達聚合材料上的激光束能量。
在激光燒蝕過程中，碎片從聚合物上產(chǎn)生，如不去除，可能影響噴嘴板的性能。然而，因為聚合物的頂層含有涂在膠粘層上犧牲層，任何漂浮物落在犧牲層上要比落在膠粘層上好。在形成噴嘴后，將犧牲層除去。
犧牲層最好用水溶性聚合材料，最好為聚乙烯醇，它可以通過在犧牲層上直接噴水去除，直至基本上所有的犧牲層從膠粘層上去除。由于犧牲層含有漂浮物，去除犧牲層可以帶走粘附在上面的漂浮物。在這種方式下，聚合物質(zhì)就沒有了可能引起結(jié)構(gòu)或運行問題的漂浮物。
在這里，已經(jīng)描述了本發(fā)明和本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解的是，本專業(yè)普通技術(shù)人員能夠?qū)Ρ景l(fā)明進行許多修改、重新組合和部分置換，而不脫離下面權(quán)利要求
書所限定的本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱敏噴墨打印機聚合物噴嘴板，包括一個聚合物質(zhì)或一層聚合物質(zhì)，該聚合物質(zhì)具有足夠厚度的來提供多個噴墨腔、在每個噴墨腔之上的噴嘴孔和與油墨供應(yīng)區(qū)相連的供給所述噴墨腔油墨的油墨供應(yīng)通道，其特征在于所述每個噴墨腔都有一個噴墨腔高度，所述每個油墨供應(yīng)通道都有一個油墨供應(yīng)通道高度以及油墨供應(yīng)區(qū)有一個油墨供應(yīng)區(qū)高度，其中噴墨腔、供應(yīng)通道和供應(yīng)區(qū)的高度都是聚合物質(zhì)厚度的一小部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的噴嘴板，其特征在于，所述噴嘴孔有一個鈴形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的噴嘴板，其特征在于，每個所述的噴墨腔和噴嘴孔都有一個平截頭圓錐形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的噴嘴板，其特征在于，還包括多個布置在油墨供應(yīng)區(qū)里用來過濾進入油墨供應(yīng)通道油墨的突起部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的噴嘴板，其特征在于油墨供應(yīng)區(qū)的高度大于油墨供應(yīng)通道的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的噴嘴板，其特征在于，還包括多個布置在油墨供應(yīng)區(qū)里用來過濾進入油墨供應(yīng)通道油墨的突起部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的噴嘴板，其特征在于油墨供應(yīng)通道的高度是噴墨腔高度的0.2-4.0倍。
8.一種熱敏噴墨打印機聚酰亞胺噴嘴板，包括一個聚合物質(zhì)或一層聚合物質(zhì)，該聚酰亞胺具有足夠的厚度來提供多個分布在噴嘴板相鄰對邊的噴墨腔，其特征在于所述噴墨腔具有與所述噴墨腔相連的噴嘴孔和油墨供應(yīng)通道，該通道用于對所述噴墨腔進行充墨，所述噴墨腔與油墨供應(yīng)區(qū)相連接，該油墨供應(yīng)區(qū)布置鄰近于在形成在聚酰亞胺材料上的油墨供應(yīng)通道斷面，每個所述的噴嘴孔有一個與噴墨腔相鄰的進口邊和一個與進口邊相對的出口邊，其中每個所述噴墨腔都有一個噴墨腔高度，每個所述油墨供應(yīng)通道都有一個油墨供應(yīng)通道高度以及油墨供應(yīng)區(qū)有一個油墨供應(yīng)區(qū)高度，其中供應(yīng)區(qū)高度大于供應(yīng)通道和噴墨腔的高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的噴嘴板，其特征在于，所述噴嘴孔有一個鈴形結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的噴嘴板，其特征在于，每個所述的噴墨腔和噴嘴孔都有一個平截頭圓錐形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的噴嘴板，其特征在于，還包括多個布置在油墨供應(yīng)區(qū)里用來過濾進入油墨供應(yīng)通道油墨的突起部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的噴嘴板，其特征在于油墨供應(yīng)通道的高度是噴墨腔高度的0.2-4.0倍。
13.一種制造噴墨打印機噴嘴板的方法，包括在一個可移動的壓板上安放聚酰亞胺薄膜，用激光束在聚酰亞胺薄膜上燒蝕出噴墨腔和與噴墨腔相連的油墨供應(yīng)通道，同時控制激光束相對聚酰亞胺材料的散焦，以為了在聚酰亞胺材料上形成噴嘴孔和噴墨腔。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的方法，其特征在于，在制造噴嘴孔的激光燒蝕階段，為了控制激光束相對聚酰亞胺的散焦，可沿激光束的軸線方向移動壓板和安放在其上的聚酰亞胺薄膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的方法，其特征在于，控制激光束的散焦以形成鈴形噴嘴孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的方法，其特征在于，控制激光束散焦以形成噴嘴孔和與噴嘴孔相連的噴墨腔，其中，每個噴嘴孔和噴墨腔都有一個平截頭圓錐形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的方法，其特征在于，還包括在相對排列的油墨供應(yīng)通道之間燒蝕出油墨供應(yīng)區(qū)，該油墨供應(yīng)區(qū)具有一個相對于油墨通道高度的高度，該高度大于油墨通道的高度。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17的方法，其特征在于，還包括燒蝕出多個突起部分，該突起部分分布在油墨供應(yīng)區(qū)，用來過濾進入油墨供應(yīng)通道的油墨。
19.根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，其特征在于，所燒蝕的油墨供應(yīng)通道高度是噴墨腔高度的0.2-4.0倍。
20.一種制造噴墨打印機頭噴嘴板的方法，包括用激光和一個具有變化透明度區(qū)域的蒙片來燒蝕聚合物以形成多種部件。
21.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其特征在于，所述多個部件基本上是用一個蒙片同時形成的。
22.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其特征在于，所述蒙片具有變化的透明度區(qū)域可足以形成鈴形噴嘴孔。
23.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其特征在于，所述蒙片具有變化的透明度，足以形成噴嘴孔以及與噴嘴孔相連的噴墨腔，其中每個噴嘴孔和與之相聯(lián)系的噴墨腔都有一個平截頭圓錐形狀。
24.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其特征在于，所述蒙片具有變化的透明度，足以在高度大于油墨供應(yīng)通道高度的相對的油墨供應(yīng)通道之間形成油墨供應(yīng)區(qū)。
25.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其特征在于，所述蒙片具有變化的透明度，足以形成多個分布在油墨供應(yīng)區(qū)以過濾進入油墨供應(yīng)通道油墨的突起部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其特征在于，所述蒙片具有變化的透明度，足以形成油墨供應(yīng)通道，該通道的高度是噴墨腔高度的0.2-4.0倍。
27.一種用來燒蝕聚合物質(zhì)的蒙片，包括一個耐激光束的網(wǎng)格，該網(wǎng)格具有從不透明到透明的透明度變化的區(qū)域，并且含有形成油墨供應(yīng)區(qū)的半透明區(qū)域，多個與油墨供應(yīng)區(qū)相連的油墨供應(yīng)通道和與每個油墨供應(yīng)通道相連的噴墨腔；形成噴嘴孔的透明區(qū)域位于用來形成噴墨腔的半透明區(qū)域的中心，其中不透明區(qū)域限定了噴墨腔、油墨供應(yīng)通道和油墨供應(yīng)區(qū)的邊界，且不透明區(qū)域在蒙片的周圍。
28.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的蒙片，其特征在于，為了形成鈴形噴嘴孔，用于形成噴墨腔和噴嘴孔區(qū)域的蒙片的透明度逐漸從半透明向透明變化。
29.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的蒙片，其特征在于，為了形成平截頭圓錐形狀的噴墨腔和與之相連的噴嘴孔，用于形成噴墨腔和噴嘴孔區(qū)域的蒙片的透明度是逐漸從半透明向透明變化的。
30.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的蒙片，其特征在于，蒙片的透明度在噴墨腔區(qū)和油墨供應(yīng)通道之間變化，因此，每個油墨供應(yīng)通道的高度小于與之相連的噴墨腔的高度。
31.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的蒙片，其特征在于，還包括，在油墨供應(yīng)區(qū)的不透明區(qū)足以形成多個分布在油墨供應(yīng)區(qū)的用來過濾進入油墨供應(yīng)通道油墨的突起部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的蒙片，其特征在于，蒙片的透明度在油墨供應(yīng)通道和油墨供應(yīng)區(qū)之間變化，因此，所形成的每個油墨供應(yīng)區(qū)的高度大于油墨供應(yīng)通道的高度。
專利摘要
本發(fā)明設(shè)計一種改進了的噴墨打印機的噴嘴板設(shè)計，以及用于制造噴嘴板的裝置和方法。本發(fā)明的噴嘴板是用聚合物制成，該聚合物具有足夠的厚度來形成多個流動部件和沿噴嘴板對邊排列的噴嘴孔，其中，流動部件是以一定深度燒蝕在噴嘴板上的，它可提供與噴嘴孔相分離的流動部件，因此，為了優(yōu)化噴嘴板以提供改進了的性能，流動部件和噴嘴孔可以單獨設(shè)計。
文檔編號B41J2/135GKCN1103688SQ98108080
公開日2003年3月26日 申請日期1998年3月27日
發(fā)明者A·默西, S·R·克姆普林, R·W·科奈爾, J·H·帕沃斯, M·A·考夫曼 申請人:萊克斯馬克國際公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),