專(zhuān)利名稱(chēng)：噴墨記錄頭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在噴墨記錄法中，用于產(chǎn)生記錄液微滴的噴墨記錄頭的制造方法。
通常，噴墨記錄法中使用的噴墨記錄頭包括噴射記錄液微滴的出口(下稱(chēng)噴墨口)、液流路徑和裝在液流路徑中的液體噴射能量發(fā)生部分。使用這種噴墨記錄頭欲得到高質(zhì)量的圖象，記錄液微滴必須從各自的噴墨口始終以等速度量的方式噴射。為滿足這個(gè)條件，已經(jīng)公布的日本專(zhuān)利申請(qǐng)10940／1992號(hào)至10942／1992號(hào)公開(kāi)的方法包括響應(yīng)記錄信息施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)給噴墨壓力產(chǎn)生元件(電熱轉(zhuǎn)換元件)使得電熱轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生熱能導(dǎo)致溫度迅速的增加讓油墨成泡沸騰，由此在油墨內(nèi)形成泡，并通過(guò)油墨泡與空氣的交換噴射油墨微滴。
完成上述方法的噴墨記錄頭最好是電熱轉(zhuǎn)換元件和噴墨口之間的距離較短(下稱(chēng)OH距離)。上述方法需要精確地確定OH距離而且必須具有良好的再現(xiàn)性，因?yàn)樵搮?shù)實(shí)際上在確定噴射量。傳統(tǒng)的噴墨記錄頭制造方法如同在已經(jīng)公布的日本專(zhuān)利申請(qǐng)208255/1982號(hào)至208256/1982號(hào)中描述的那樣。該方法包括使用光敏樹(shù)脂材料在具有噴墨壓力產(chǎn)生元件的基底上形成包含墨流路徑和噴墨口部分的噴嘴成形模，再裝一個(gè)罩到噴嘴上，例如玻璃片制成的罩。在已經(jīng)公布的日本專(zhuān)利申請(qǐng)154947/1986號(hào)公開(kāi)的方法中，還包括用可溶樹(shù)脂形成墨流路徑模，用環(huán)氧樹(shù)脂或者類(lèi)似物覆蓋該模，然后固化該樹(shù)脂，切去基板，再用溶解的方法除去可溶樹(shù)脂形成的模。所有這些方法制成的噴墨記錄頭，其墨泡的生長(zhǎng)方向和油墨微滴的噴射方向是不同的(近似垂直)。用這種方式制作的記錄頭噴墨壓力產(chǎn)生元件和噴墨口之間的距離由切去基板來(lái)確定，這樣切去基板的精確度成了控制噴墨壓力產(chǎn)生元件和噴墨口之間距離的重要參數(shù)。然而，切去基板通常采用機(jī)械方式，例如用小片鋸，這樣確保高精確度是困難的。
一種將墨泡生長(zhǎng)方向和油墨微滴的噴射方向設(shè)計(jì)成幾乎相同的噴墨記錄頭制造方法在已經(jīng)公布的日本專(zhuān)利申請(qǐng)8658/1983號(hào)中公開(kāi)。該方法包括將基底通過(guò)另一個(gè)已形成模的干膜和作為噴墨口板的干膜組合在一起，然后用光刻法形成噴墨口。在已經(jīng)公布的日本專(zhuān)利申請(qǐng)264975/1987號(hào)公開(kāi)的另一種方法包括將在其上具有噴墨壓力產(chǎn)生元件的基底通過(guò)一個(gè)已形成模的干膜和用電鑄法制成的噴墨口板組合在一起。用這兩種方法制成薄(例如20微米或者更薄)而且均勻的噴墨口板則很困難。即使又薄又均勻的噴墨口板已經(jīng)做好，將它與其上具有噴墨壓力產(chǎn)生元件的基底組合在一起也是非常困難的，因?yàn)樵搰娔诎鍢O易破碎。
本發(fā)明已經(jīng)解決了上述的問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種噴墨記錄頭制造方法，它不僅能夠精確地確定和再現(xiàn)噴墨壓力產(chǎn)生元件和噴墨口之間的短距離，而且能夠進(jìn)行高質(zhì)量的記錄。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種經(jīng)濟(jì)的制造方法，通過(guò)一種簡(jiǎn)化的制造方法得到高可靠性的噴墨記錄頭。
為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種噴墨記錄頭的制造方法，它包括下列步驟(1)在有噴墨壓力產(chǎn)生元件的基底上，用可溶樹(shù)脂形成墨流路徑模；(2)將含有在常溫下為固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂的覆蓋樹(shù)脂溶解在溶劑中，再將其溶液覆蓋在該墨流路徑模上形成覆蓋樹(shù)脂層作為墨流路徑壁；(3)在噴墨壓力產(chǎn)生元件上方的覆蓋樹(shù)脂層上形成噴墨口；和(4)溶解墨流路徑模。
根據(jù)本發(fā)明提供的噴墨記錄頭的制造方法，它不僅能夠以很高的精確度和再現(xiàn)性確定噴墨壓力產(chǎn)生元件和噴口之間的短距離，而且能夠進(jìn)行高質(zhì)量的記錄。
本發(fā)明的上述目的和其它目的、效果、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下述的實(shí)施例結(jié)合各附圖的描述得以體現(xiàn)。


圖1是墨流路徑和噴墨口部分形成前的基底透視圖；圖2是基板的示意圖，其上有可溶解掉的墨流路徑模；圖3是基板的示意圖，其上有覆蓋樹(shù)脂層；圖4是基板的示意圖，其上有覆蓋樹(shù)脂層曝光模用于噴墨口的成形；圖5是基板的示意圖，其上有顯影成形的覆蓋樹(shù)脂層；圖6是基板的示意圖，其上的可溶樹(shù)脂模形已被溶解掉；和圖7是基板的示意圖，其上裝有供墨部件。
本發(fā)明將參照各附圖作詳細(xì)的描述。
圖1至圖6是本發(fā)明基本體現(xiàn)的示意圖，它們當(dāng)中的每一幅圖都是有關(guān)本發(fā)明的噴墨記錄頭制造方法中各步驟的構(gòu)造例。
在具體的實(shí)施例中，圖1中的基板1可以用玻璃、陶瓷、塑料或者金屬制成。
基板1可以是任何形狀，也可以用任何材料制成，只要它能構(gòu)成液流路徑的一部分，并且形成墨流路徑模和噴墨口的各材料層的支承就可以了，以后還將描述。在基板1上還要配置需要數(shù)量的噴墨能量產(chǎn)生元件2，例如電熱轉(zhuǎn)換元件或者壓電元件。用這種噴墨能量產(chǎn)生元件2，將記錄液噴射液滴的噴射能量傳給油墨，然后進(jìn)行記錄。順便說(shuō)一句，用電熱轉(zhuǎn)換元件作噴墨能量產(chǎn)生元件2，它加熱其附近的記錄液，由此改變了記錄液的狀態(tài)并產(chǎn)生噴射能量。另外，使用壓電元件時(shí)，噴射能量由它的機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生。
為了使這些元件起作用，將這些元件2與控制信號(hào)輸入電極(圖中未顯示)相連接。為了提高這些噴射能量產(chǎn)生元件的壽命，通常設(shè)置很多功能層，例如保護(hù)層。不用說(shuō)，這種功能層的設(shè)置是必要的。
圖1舉例說(shuō)明在基板上預(yù)先設(shè)置了進(jìn)墨口3，油墨從該基板的后面進(jìn)給。進(jìn)墨口可以任何方式形成，只要能夠在基板上形成一個(gè)孔就可以了。例如，用鉆床機(jī)械打孔，或者用激光器的光能打孔。除此之外，也可以在基板上形成抗蝕圖形或者類(lèi)似物，然后用化學(xué)方法蝕刻它。
不必說(shuō)，進(jìn)墨口也可以不作在基板上而作在樹(shù)脂模上，相對(duì)于基板與噴墨口在同一平面上。
接下來(lái)，看圖2(圖1的沿線A-A，取的剖面圖)，墨流路徑模4由可溶樹(shù)脂在有噴墨能量產(chǎn)生元件2的基板1上形成。形成該模最常用的方式是采用光敏材料，當(dāng)然也可以采用絲網(wǎng)印刷的方式。當(dāng)使用光敏材料時(shí)，正抗蝕(a positive resist)或者可變?nèi)苄缘呢?fù)抗蝕(a solubility-changeable negative resist)都可以采用，因?yàn)槟髀窂侥Ｊ强梢匀芙獾摹?br> 當(dāng)基板有一個(gè)進(jìn)墨口時(shí)，形成抗蝕層的最好方法是在一種適合的溶劑中溶解光敏材料，將該溶液覆蓋到PET膜上或者類(lèi)似物上，隨后用干燥法制備干膜，然后將該干膜包在基板上。對(duì)于干膜，最好使用由乙烯基酮得到的可光分解聚合物，如聚甲基異丙基甲酮(polymethylisopropyl ketone)或者聚乙烯基酮。
這些化合物能夠容易地包在進(jìn)墨口上，因?yàn)樵谄毓馇?，它們保持著聚合物的特?成膜特性)。
再有，該進(jìn)墨口3中的填充物可以在隨后的步驟中被除去，接下來(lái)用常規(guī)的方法，例如旋涂法或者輥涂法形成一個(gè)膜。
正如圖3所示的那樣，用常規(guī)的方法，例如旋涂法或者輥涂法，可以在有這樣成模的墨流路徑的可溶樹(shù)脂材料層上形成覆蓋樹(shù)脂層5。在形成覆蓋樹(shù)脂層的過(guò)程中，其特征是要求不得造成可溶樹(shù)脂模的變形。這就是說(shuō)，當(dāng)在一種溶劑中溶解覆蓋樹(shù)脂形成覆蓋樹(shù)脂層，再用旋涂法或者輥涂法將該溶液覆蓋到可溶樹(shù)脂模上時(shí)，需要選擇一種不溶化該可溶樹(shù)脂模的溶劑。
下一步，就本發(fā)明使用的覆蓋樹(shù)脂層予以說(shuō)明。最好的覆蓋樹(shù)脂層是光敏層，因?yàn)樗軌蛴霉饪谭ㄈ菀缀途_地形成噴墨口。這樣一種光敏覆蓋樹(shù)脂層應(yīng)當(dāng)具有如同構(gòu)件材料一樣的高機(jī)械強(qiáng)度、對(duì)基板的強(qiáng)附著力、很好的抗墨性和形成噴墨口復(fù)雜模形的精細(xì)的分辨力。我們經(jīng)過(guò)大量的研究發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂的陽(yáng)離子聚合硬化產(chǎn)物具有如同構(gòu)件材料一樣的極好的強(qiáng)度、附著力和抗墨性，而且如果該環(huán)氧樹(shù)脂在常溫下是固態(tài)的話，它還具有極好的形成模形的特性。這些發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致我們完成本發(fā)明。
環(huán)氧樹(shù)脂的陽(yáng)離子聚合硬化產(chǎn)物比酸酐或者胺的常規(guī)硬化產(chǎn)物具有更高的交聯(lián)密度(高玻璃化溫度〔Tg〕)，顯現(xiàn)出如同構(gòu)件材料一樣的滿意特性。另外，在常溫下為固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂的使用可以防止在曝光時(shí)陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑擴(kuò)散到已出現(xiàn)的聚合晶粒的環(huán)氧樹(shù)脂中去，以確保高精度成形和得到一個(gè)確定形狀的模形。
在可溶樹(shù)脂層上形成覆蓋樹(shù)脂層的這一步驟的實(shí)施需要先用一種溶劑溶解在常溫下為固態(tài)的覆蓋樹(shù)脂，再用旋涂法涂蓋該溶液。
使用旋涂法(一種涂膜技術(shù))可以使覆蓋樹(shù)脂層均勻和精確地形成，以縮短噴墨壓力產(chǎn)生元件和噴墨口的間距(用傳統(tǒng)的方法很難實(shí)現(xiàn))和容易地實(shí)現(xiàn)噴射墨滴。
我們期望覆蓋樹(shù)脂層在平面上平整地形成。這是因?yàn)?1)在噴墨口板平面上出現(xiàn)的不平有可能造成油墨積蓄在凹陷處，這是難處理的；(2)在覆蓋樹(shù)脂層上形成噴墨口時(shí)，平整將有利于加工。
我們急切地研究形成平整的覆蓋樹(shù)脂層的條件時(shí)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于該溶劑覆蓋樹(shù)脂的濃度對(duì)于覆蓋樹(shù)脂層的平面度是一個(gè)非常重要的參數(shù)。
具體地說(shuō)，為實(shí)施旋涂步驟，在溶劑中溶解覆蓋樹(shù)脂的濃度按重量計(jì)為30-70%，最好為40-60%時(shí)，它將使覆蓋樹(shù)脂層的表面平整。
如果在可溶樹(shù)脂層的模形形成后，用覆蓋樹(shù)脂被溶解的濃度小于30%(按重量計(jì))的溶液旋涂，其結(jié)果是覆蓋樹(shù)脂層凹凸不平。如果覆蓋樹(shù)脂被溶解的濃度超過(guò)70%(按重量計(jì))，該溶液變得非常粘稠，不能進(jìn)行旋涂；即使它能被旋涂，其結(jié)果是膜的厚度不均勻，不能令人滿意。
用旋涂法進(jìn)行覆蓋時(shí)，覆蓋溶液的粘度應(yīng)為10-3000厘泊(cps)。粘度太低將會(huì)使覆蓋溶液流掉；粘度太高將造成覆蓋溶液層的不均勻。因此，需要選擇適合的溶劑以使含覆蓋樹(shù)脂的溶液達(dá)到上述期望的濃度值。
當(dāng)使用前面提到的負(fù)光敏材料作為覆蓋樹(shù)脂時(shí)，通常會(huì)發(fā)生從基板表面的反射和浮渣(顯影殘余物)。然而，在本發(fā)明中，噴墨口模形形成在由可溶樹(shù)脂成形的墨流路徑上，這樣基板反射的影響很小。再有，在顯影時(shí)出現(xiàn)的浮渣，將在后面描述的洗滌步驟中清除掉，該步驟用于洗掉構(gòu)成墨流路徑的可溶樹(shù)脂。所以，浮渣不會(huì)產(chǎn)生有害影響。
在本發(fā)明中使用的固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂的例子包括雙酚A和表氯醇(分子量為大約900或者更高)之間的反應(yīng)產(chǎn)物、含雙酚A的溴和表氯醇之間的反應(yīng)產(chǎn)物、酚醛清漆或者O-甲酚清漆(o-cresol novolak)和表氯醇之間的反應(yīng)產(chǎn)物以及有氧環(huán)已烷(oxycyclohexane)骨架的多官能環(huán)氧樹(shù)脂(見(jiàn)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)161973/1985號(hào)、221121/1988號(hào)、9216/1989號(hào)和140219/1990號(hào))。顯然，本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂將不受這些化合物的限制。
對(duì)于這些環(huán)氧化合物，最好使用其環(huán)氧當(dāng)量為2000的或者小于2000的，以1000的或者小于1000的為最佳。使用環(huán)氧當(dāng)量超過(guò)2000的，可能導(dǎo)致在固化反應(yīng)時(shí)交聯(lián)密度下降，從而降低Tg或固化產(chǎn)品的熱變形溫度，或者降低附著力或抗墨性。
硬化環(huán)氧樹(shù)脂的陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑的例子包括芳族碘鹽、芳族锍鹽(見(jiàn)J.POLYMER SCI∶Symposium No.56，383-395(1976)和由Asahi-Denka KogyoKabushiki Faisha推向市場(chǎng)的SP-150和SP-170。
陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑和還原劑的組合能夠通過(guò)加熱改善陽(yáng)離子光聚合作用(即，與沒(méi)有這種組合的陽(yáng)離子光聚合相比，可以提高交聯(lián)密度)。然而，當(dāng)陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑與還原劑組合時(shí)，需要選擇這樣一種還原劑，使得給出的氧化還原式引發(fā)劑體系在常溫下不反應(yīng)，但是在某一特定的溫度或者高于這個(gè)溫度(最佳為60℃或以上)時(shí)，才起反應(yīng)。考慮到在環(huán)氧樹(shù)脂中的反應(yīng)速度和可溶性，最適合作為還原劑的是銅的化合物，特別是三氟甲烷磺酸銅(copper triflate[copper(Ⅱ)trifluoromethanesulfonate])。另外，象抗壞血酸這樣的還原劑也可以使用。如果因?yàn)樵黾訃娮鞌?shù)量(高速打印)或者使用非中性油墨(改進(jìn)顏料的防水性)而要求比較高的交聯(lián)密度(比較高的Tg)，則提高交聯(lián)密度是可能的，其方法是在覆蓋樹(shù)脂層的顯影步驟完成后，將覆蓋樹(shù)脂層浸漬在還原劑溶液中，并加熱它，這之后就可以實(shí)現(xiàn)。
如果需要的話，在上述的組分中可以加入添加劑。例如，為了提高環(huán)氧樹(shù)脂的彈性，可以加入增塑劑；或者為了得到強(qiáng)的與基板的附著力，可以加入硅烷偶合劑。
在此之后，如同圖4所示的那樣，包括上述化合物的光敏覆蓋樹(shù)脂層5通過(guò)一個(gè)遮蓋膜6曝光成形。在具體實(shí)施例中，設(shè)置噴墨口的光敏覆蓋樹(shù)脂層5是負(fù)抗蝕方式設(shè)計(jì)，用遮蓋膜將要保護(hù)的部分遮蓋起來(lái)(當(dāng)然，被保護(hù)的部分還將有電的連接，圖上未表示)。
成形曝光用的光線可以根據(jù)使用的陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑的光敏范圍來(lái)選擇，可以是紫外線、遠(yuǎn)紫外線(deep-UV radiation)、電子射線和X射線。
所有上述的步驟都可以用傳統(tǒng)的光刻技術(shù)完成，并能得到比把噴墨口板分開(kāi)準(zhǔn)備再包在基板上的方法顯著改善的精度。如果需要的話，也可以加熱曝光成形的光敏覆蓋樹(shù)脂層5，以加速反應(yīng)。如前所述，由于光敏覆蓋樹(shù)脂層是由在常溫下為固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂組成，在成形曝光時(shí)出現(xiàn)的陽(yáng)離子光聚合晶粒的擴(kuò)散極小，這樣就保證了模形形成的精度和形狀。
然后，如圖5所示，經(jīng)過(guò)成形曝光的光敏覆蓋樹(shù)脂層5被放入一種適合的溶劑中顯影，以形成噴墨口。在未曝光的光敏覆蓋樹(shù)脂層顯影的同時(shí)，能夠顯影形成墨流路徑的可溶樹(shù)脂模形4。然而，通常有許多相同或者不同形狀的記錄頭安排在基板上，并且在切割步驟后用作噴墨記錄頭。因此，在切割步驟中，為排除切屑的干擾可以采用下述的步驟如圖5所示，只選擇顯影光敏覆蓋樹(shù)脂層，從而保留構(gòu)成墨流路徑的樹(shù)脂模形4(保留樹(shù)脂模形4在顯影液罐中，不讓在切割步驟中產(chǎn)生的切屑進(jìn)入顯影液罐)，并在切割步驟之后顯影樹(shù)脂模形4(圖6)。再有，在光敏覆蓋樹(shù)脂層5顯影過(guò)程中出現(xiàn)的浮渣(顯影殘余物)連同可溶樹(shù)脂一起被溶解掉，這樣在噴嘴里不會(huì)有顯影殘余物留下來(lái)。
如上所述，如要提高交聯(lián)密度，將有墨流路徑和噴墨口的光敏覆蓋樹(shù)脂層5浸漬在含有還原劑的溶液中并加熱它以進(jìn)行二次硬化。該步驟進(jìn)一步地提高了光敏覆蓋樹(shù)脂層5的交聯(lián)密度，使得其對(duì)基極的附著力和抗墨性都令人滿意。當(dāng)然，在銅離子溶液中浸漬的步驟可以在該光敏覆蓋樹(shù)脂層5的成形曝光和顯影成形噴墨口之后立即實(shí)施，并在隨后進(jìn)行加熱。之后，可溶樹(shù)脂4可以被溶解掉。浸漬和加熱步驟可以同時(shí)進(jìn)行。也可以先浸漬后加熱。
這樣一種還原劑可以是有還原活度的任何物質(zhì)，特別是含有銅離子的化合物最有效，例如三氟甲烷磺酸銅(copper triflate)、乙酸銅或者苯甲酸銅。這些化合物中，以三氟甲烷磺酸銅為最佳。除這些化合物外，抗壞血酸也可以采用。
有墨流路徑和噴墨口的基板與供墨部件7和驅(qū)動(dòng)噴墨壓力產(chǎn)生元件的電氣連接(圖中未畫(huà))裝在一起完成整個(gè)噴墨記錄頭(圖7)。
所舉的實(shí)施例中，噴墨口由光刻法形成，但是本發(fā)明不受此限制；如果改變掩膜，噴墨口也可以用氧等離子體干蝕刻法或者受激準(zhǔn)分子激光器形成。如果使用受激準(zhǔn)分子激光器或者使用氧等離子體干蝕刻法形成噴墨口，基板應(yīng)用樹(shù)脂模形保護(hù)不受激光或者等離子的破壞，以便得到高精度和可靠的護(hù)錄頭。另外，如果使用干蝕刻法或者受激準(zhǔn)分子激光器形成噴墨口，覆蓋樹(shù)脂層可以是光敏層或者熱固層。
本發(fā)明對(duì)在同一時(shí)間能在記錄紙的整個(gè)寬度上記錄的整行方式記錄頭，和將記錄頭或者多個(gè)記錄頭組合成一體的彩色記錄頭最為有效。
另外，根據(jù)本發(fā)明的記錄頭最適合于用超過(guò)某一特定溫度就成為液體的固體油墨。
本發(fā)明的幾個(gè)例子將在下面描述。
例1根據(jù)表示在圖1至圖7中的上述程序制造一種噴墨記錄頭。
在有作為噴墨能量產(chǎn)生元件的電熱轉(zhuǎn)換元件2(由HFB2材料組成的加熱器)的硅基極1上安置噴砂遮蓋層。進(jìn)墨通孔3用噴砂方法形成(圖1)。
然后，用聚甲基、異丙基甲酮(ODUR-1010，Tokyo Oka Kogyo Kabushiki Kaisha)覆蓋在PET上，經(jīng)干燥形成干膜，它作為可溶樹(shù)脂層被轉(zhuǎn)移到基板上。ODER-1010產(chǎn)品應(yīng)使用濃縮形式，因?yàn)樗恼扯容^低不能形成薄膜。
在120℃的溫度下，將該系統(tǒng)預(yù)烘20分鐘后，使用Canon公司制造的掩膜對(duì)準(zhǔn)器PLA520(Cold Mirror CM290)進(jìn)行成形曝光以形成墨流路徑。曝光時(shí)間持續(xù)1.5分鐘，然后用甲基、異丁基甲酮二甲苯=2/1的溶液顯影，再用二甲苯進(jìn)行漂洗。由可溶樹(shù)脂形成的模形4是用來(lái)獲得在進(jìn)墨口3和電熱傳換元件2之間的墨流路徑(圖2)。顯影后，該保護(hù)膜厚10微米。
此后，如表1所示的樹(shù)脂組分被溶解在甲基、異丁基甲酮二甲苯混合溶劑中，其濃度按重量計(jì)為50%，然后該溶液被旋涂以形成光敏覆蓋樹(shù)脂層5(在模形4上的該膜厚度為10微米，見(jiàn)圖3)。
接下來(lái)，噴墨口成形的成形曝光使用裝置PLA520(CM250)來(lái)實(shí)施。曝光持續(xù)10秒鐘，然后在60℃的溫度下，后烘30分鐘。
用甲基、異丁基甲酮顯影形成噴墨口，本例中形成的噴墨口直徑為25微米。
按照上面提到的條件，墨流路徑模形4沒(méi)有完全地被顯影，而是保留下來(lái)。
通常，相同的或者不同的形狀的許多記錄頭被安排在基板1上，以便用小片鋸或者類(lèi)似的設(shè)備在上述的階段切割基板以得到各自的噴墨記錄頭。然而在本例中，如前所述，墨流路徑模形4保留下來(lái)，這樣可以防止在切割基板時(shí)產(chǎn)生的切屑進(jìn)入記錄頭。這樣得到的噴墨記錄頭用裝置PLA520(CM290)曝光2分鐘，隨后浸漬在甲基異丁基，酮溶液中，同時(shí)使用超聲波，以溶解留下的墨流路徑模形4(圖6)。
然后，在150℃的溫度下，將噴墨記錄頭加熱1小時(shí)，以完全硬化光敏覆蓋材料層5。
最后，供墨部件7裝到供墨部位完成整個(gè)的噴墨記錄頭。
將這樣制成的噴墨記錄頭裝到記錄設(shè)備中，使用組分為軟化水/二亞乙基二醇/異丙醇/乙酸鋰/黑色染料食用黑2＝79.4/1/5/3/0.1/2.5的油墨進(jìn)行記錄，可以穩(wěn)定的打印，并取得高質(zhì)量的打印結(jié)果。
例2將例1中用的光敏覆蓋樹(shù)脂層的組分換成表2給出的組分，也同樣可以制成。在本例中，噴嘴構(gòu)成(光敏覆蓋樹(shù)脂的固化產(chǎn)物)的機(jī)械強(qiáng)度、它對(duì)基板的附著力由于使用了陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑和還原劑大大改善了。在光敏覆蓋樹(shù)脂層5形成之前的各步驟與例1中的方式相同。噴墨口成形的模形曝光使用裝置PLA520(CM250)曝光5秒鐘，然后在60℃的溫度下，后烘10分鐘。在這些條件下，陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑和還原劑(三氟甲烷磺酸銅)實(shí)質(zhì)上不反應(yīng)，這樣能夠用光線成形。
在墨流路徑4的顯影、切割和漂洗之后按與例1相同的方式實(shí)施，并在150℃溫度下，烘1小時(shí)。在此階段，陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑和三氟甲烷磺酸銅起反應(yīng)，改善了環(huán)氧樹(shù)脂的陽(yáng)離子光聚合作用。這樣得到的環(huán)氧樹(shù)脂固化產(chǎn)物比只用光固化的有更高的交聯(lián)密度。而且機(jī)械強(qiáng)度、對(duì)基板的附著力的抗墨性都更優(yōu)。將這樣制成的噴墨記錄頭裝到記錄設(shè)備上，使用組分為軟化水／二亞乙基二醇／異丙醇／乙酸鋰／黑色染料食用黑2＝79.4/15/3/0.1/2.5的油墨進(jìn)行記錄，可以穩(wěn)定地打印，并取得高質(zhì)量的打印結(jié)果。
上述的噴墨記錄頭注入上述的油墨在60℃的溫度下，存放三個(gè)月后，再實(shí)施打印，結(jié)果打印質(zhì)量與三個(gè)月前是一樣的好。
例3例1的噴墨記錄頭在含有還原劑的溶液中實(shí)施補(bǔ)充浸漬并加熱的步驟也可采用。
在例1中的墨流路徑4漂洗步驟之后，將噴墨記錄頭放入按重量計(jì)三氟甲烷磺酸銅為2%的乙醇溶液中浸漬30分鐘，并使用超聲波，然后將其干燥。在150℃的溫度下，加熱處理2小時(shí)，再用凈水漂洗。在此之后，將供墨部件7按照與例1中相同的方式裝到供墨部位上，完成整個(gè)的噴墨記錄頭。
將這樣制成的噴墨記錄頭裝到記錄設(shè)備上，如同在例1中那樣使用組分為軟化水/二亞乙基二醇/異丙醇/乙酸鋰/黑色染料食用黑2＝79.4/15/3/0.1/2.5的油墨進(jìn)行記錄，可以穩(wěn)定的打印，并取得高質(zhì)量的打印結(jié)果。
為了證實(shí)由于在銅離子中浸漬而改善交聯(lián)密度，實(shí)施下面的實(shí)驗(yàn)。按照表1所示的組分形成10微米厚的capton膜，然后光處理。此后，將該薄膜浸漬在含有銅離子的乙醇溶液中，并加熱處理制成試件(a)；或者，將該薄膜浸漬在沒(méi)有銅離子的純乙醇溶液中，并加熱處理制成試件(b)。用動(dòng)態(tài)粘彈性評(píng)定方法測(cè)量這兩種試件的玻璃化點(diǎn)[Tg]。測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)試件(a)的Tg為240℃，試件(b)的Tg只有200℃。由此結(jié)果可以證實(shí)，用銅離子后處理的方法可以改善交聯(lián)密度，并能得到高可靠性能的噴墨記錄頭。
表1
表2
上述的本發(fā)明能夠嚴(yán)格地控制噴墨壓力產(chǎn)生元件和噴墨口之間的距離，保證其位置精度。因此，它帶來(lái)的效果是噴墨記錄頭具有穩(wěn)定的噴墨性能和使用簡(jiǎn)單的方法可以得到高的可靠性。
本發(fā)明已經(jīng)對(duì)照最佳實(shí)施例作了詳細(xì)地描述，在更寬的范圍上不離開(kāi)本發(fā)明可以有一些變化和改進(jìn)，但是所有變化和改進(jìn)都落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所述的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨記錄頭的制造方法，它包括下列步驟(1)在有噴墨壓力產(chǎn)生元件的基底上，用可溶樹(shù)脂形成墨流路徑模型；(2)將含有在常溫下為固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂的覆蓋樹(shù)脂溶解在溶劑中，再將其溶液覆蓋在該墨流路徑模型上并在其上形成覆蓋樹(shù)脂層作為墨流路徑壁；(3)在噴墨壓力產(chǎn)生元件上方的覆蓋樹(shù)脂層上形成噴墨口；和(4)溶解墨流路徑模型。
2.按照權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于該覆蓋樹(shù)脂是光敏樹(shù)脂并含有陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑。
3.按照權(quán)利要求2所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于該覆蓋樹(shù)脂含有還原劑。
4.按照權(quán)利要求2所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑是芳族碘鹽。
5.按照權(quán)利要求3所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于該還原劑是三氟甲烷磺酸銅。
6.按照權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于該環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量等于或者小于2000。
7.按照權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于還包括以下步驟溶解墨流路徑模型后，在含有還原劑的溶液中浸漬覆蓋樹(shù)脂層并加熱該覆蓋樹(shù)脂層。
8.按照權(quán)利要求7所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于該還原劑含有銅離子。
9.按照權(quán)利要求7所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于該還原劑含有三氟甲烷磺酸銅。
10.按照權(quán)利要求2所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于噴墨口用光刻法形成。
11.按照權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于噴墨口用氧等離子體干蝕刻法形成。
12.按照權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于噴墨口用受激準(zhǔn)分子激光器形成。
13.按照權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于溶解在該溶劑中的覆蓋樹(shù)脂的濃度按重量計(jì)為30-70%。
14.按照權(quán)利要求13所述的噴墨記錄頭制造方法，其特征在于溶解在該溶劑中的覆蓋樹(shù)脂的濃度按重量計(jì)為40-60%。
全文摘要
一種噴墨記錄頭的制造方法，它包括下列步驟在有噴墨壓力產(chǎn)生元件的基底上，用可溶樹(shù)脂形成墨流路徑模形；將含有在常溫下為固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂的覆蓋樹(shù)脂溶解在溶劑中，再將其溶液覆蓋在該墨流路徑模型上并在其上形成覆蓋樹(shù)脂層作為墨流路徑壁；在噴墨壓力產(chǎn)生元件上方的覆蓋樹(shù)脂層上形成噴墨口；和溶解墨流路徑模型。
文檔編號(hào)B41J2/16GK1104585SQ94102
公開(kāi)日1995年7月5日 申請(qǐng)日期1994年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月3日
發(fā)明者大熊典夫, 宮川昌士, 稻田源次, 戶(hù)島博彰, 佐藤環(huán)樹(shù) 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社