专利名称：喷孔片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷印元件，且特别涉及一种喷印元件之喷孔片。
背景技术：
数字喷印技术主要是利用喷印系统之喷印元件将微小液滴依照预定图案涂布在载体上。常见之喷印元件主要包括致动器、储墨槽、墨水流道、压力腔及喷孔片，其中喷孔片的主要功能包括(一)影响液滴的体积当液体脱离喷孔片之喷孔时，液体之体积大小会受到喷孔之孔径的影响而改变；(二)决定液滴的方向喷孔片之喷孔的准直性会直接影响液滴喷出的方向；(三)决定喷印分辨率喷孔片之喷孔的孔径大小及喷孔的排列密度决定喷印之分辨率；(四)影响液滴稳定性当喷印元件喷印时，喷孔片之材料选择、表面处理及结构设计都会影响残留在喷孔周围之墨水堆积的现象，因而影响液滴的稳定性。
传统喷孔片之制造通常采用金属电铸方式，但在电铸工艺上的诸多限制将造成以下缺点(一)由于以电铸方式所制造之喷孔片的喷孔孔径与喷孔片的厚度之间有很大的相依性，所以缩小喷孔之孔径必须相对减少喷孔片之厚度，这会造成喷孔片之结构强度的不足；(二)由于以电铸方式所制造之喷孔片在电铸过程中金属之各向异性的成长，为了使喷孔片具有足够的厚度以提供足够结构强度，所以喷孔片之两相邻喷孔间的间距必须大于某个预设值，这不利于喷孔之间距的缩小；(三)由于以电铸方式所制造之喷孔片的整体为同一材质，所以喷孔片之两面均呈现亲水性或斥水性，因而不容易在喷孔片之表面上定义出不同的亲水性区域及斥水性区域，这会影响到液滴的稳定性。
此外，在喷印元件执行喷印作业的过程中，由于喷印元件之喷孔片的表面上容易累积残墨，所以必须通过喷印系统之积墨刮除装置来刮除喷孔片之表面上的积墨，用以维持喷印元件之正常运行。然而，在长期使用上述之积墨刮除装置来刮除喷孔片之表面上的积墨以后，喷孔片之围绕在喷孔周围的表面很容易受到损伤，因而改变喷孔片之围绕在喷孔周围的表面其亲水性或斥水性，这会影响液滴的稳定性，因而造成喷印的质量下降。
由于目前数字喷印技术已经发展成熟，使得工业数字喷印技术成为必然发展趋势。因此，对于应用多元的工业溶液之喷印需求，如何预防喷印元件在喷印过程中喷液堆积于喷孔周围来造成液滴不稳定的现象，以及提高喷印元件之使用寿命异常重要。
发明内容
本发明之目的之一是提供一种喷孔片，以助于喷孔周围之积墨的导引及清除。
本发明之另一目的是提供一种喷孔片，以预防喷孔之输出墨水的一端受到喷印系统之积墨刮除装置所损伤。
为达上述或是其它目的，本发明提出一种喷孔片，其包括喷孔层。喷孔层具有第一面、相对于第一面之第二面、至少一个喷孔、至少一个积墨储槽及至少一个积墨导沟，而喷孔贯穿喷孔层而连接喷孔层之第一面及第二面，且积墨储槽及积墨导沟均位于第一面，而积墨储槽连通于喷孔之靠近第一面的一端，且积墨导沟之一端连通于积墨储槽。
在本发明之一实施例中，上述喷孔层之材质为硅、玻璃或金属。
在本发明之一实施例中，上述积墨储槽之内面及积墨导沟之内面具有斥水性。
在本发明之一实施例中，喷孔片还包括斥水层，其设置在积墨储槽之内面及积墨导沟之内面，以使积墨储槽之内面及积墨导沟之内面具有斥水性。
在本发明之一实施例中，上述斥水层之材质为金或四氟化碳。
在本发明之一实施例中，上述喷孔层之第一面具有亲水性。
在本发明之一实施例中，喷孔片还包括亲水层，其设置在喷孔层之第一面上，以使喷孔层之第一面具有亲水性。
在本发明之一实施例中，上述亲水层之材质为二氧化硅。
在本发明之一实施例中，上述喷孔层还具有至少一个墨水流道，其位于第二面，且连通于喷孔之靠近第二面的一端。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1A为本发明之第一实施例之一种喷孔片的局部俯视图。
图1B为图1之沿A-A线的剖视图。
图2为本发明之第二实施例之一种喷孔片的局部剖视图。
图3A至图3I表示图1B之喷孔片的工艺。
图4A至图4L表示图2之喷孔片的工艺。
主要元件标记说明100喷孔片110喷孔层110a第一面110b第二面112喷孔114积墨储槽116积墨导沟120斥水层130亲水层200喷孔片
210喷孔层210b第二面212喷孔218墨水流道302喷孔层302a第一面302b第二面304图案化光刻胶层306喷孔308图案化光刻胶层310积墨储槽312积墨导沟314斥水层316亲水层402喷孔层402a第一面402b第二面404图案化光刻胶层406喷孔408图案化光刻胶层410积墨储槽412积墨导沟414斥水层416图案化光刻胶层
418墨水流道420亲水层具体实施方式
图1A为本发明之第一实施例之一种喷孔片的局部俯视图，而图1B为图1之沿A-A线的剖视图。请参考图1A及图1B，第一实施例之喷孔片100包括喷孔层110，其中喷孔层110之材质例如为硅、玻璃或金属等。喷孔层100具有多个喷孔112、多个积墨储槽114及多条积墨导沟116。每个喷孔112均穿过喷孔层110，而连接喷孔层110之第一面110a及相对于第一面110a之第二面110b。此外，这些积墨储槽114位于喷孔层110之第一面110a，且这些积墨储槽114之一对应连通于这些喷孔112之一靠近第一面110a的一端。另外，这些积墨导沟116之一的一端对应连通于这些积墨储槽114之一。
在第一实施例中，每个积墨储槽114均连接两条积墨导沟116，且这些积墨导沟116之延伸方向可大致平行于喷印系统之积墨刮除装置(图中未表示)的刮除方向。在另一未用附图表示之实施例中，每个积墨储槽亦可连接一条或三条以上的积墨导沟，且这些积墨导沟之延伸方向亦可大致平行于喷印系统之积墨刮除装置的刮除方向。当喷印系统之积墨刮除装置沿着大致平行于这些积墨导沟116之延伸方向来刮过喷孔层110之第一面110a时，累积于这些积墨储槽114中的残墨可分别沿着这些积墨导沟116朝向图1A之左侧或右侧移动至脱离喷孔层110之第一面110a，用以清洁喷孔层110之第一面110a。
在第一实施例中，这些积墨储槽114之内面及这些积墨导沟116之内面还可具有斥水性，使得沾附于这些喷孔112之周围的墨水容易聚集成水滴状，因此墨水很容易通过喷印系统之积墨刮除装置的导引而离开这些喷孔112之周围。为了使得这些积墨储槽114之内面及这些积墨导沟116之内面具有斥水性，在第一实施例中，喷孔片100还可具有斥水层120，其设置于这些积墨储槽114之内面及这些积墨导沟116之内面。这些斥水层120之材质例如为金或四氟化碳。在另一未用附图表示之实施例中，当喷孔层110之材质为表面具有斥水性之材质时，这些积墨储槽114之内面及这些积墨导沟116之内面亦可具有斥水性而无须斥水层120。
在第一实施例中，喷孔层110之第一面110a还可具有亲水性。因此，当单一积墨储槽114及与其相连通之积墨导沟116累积过多的墨水时，过多的墨水可通过喷孔层110之第一面110a的亲水性而带至其它邻近的积墨导沟116，并通过喷印系统之积墨刮除装置的导引而离开喷孔层110之第一面110a。为了使得喷孔层110之第一面110a具有亲水性，在第一实施例中，喷孔片100还具有亲水层130，其设置于喷孔层110之第一面110a，其中亲水层之材质例如为二氧化硅。在另一未用附图表示之实施例中，当喷孔层110之材质为表面具有亲水性之材质时，喷孔层110之第一面110a亦可具有亲水性而无须亲水层130。
在第一实施例中，积墨储槽114之设置使得喷孔112之靠近第一面110a的一端相对远离第一面110a，使得喷印系统之积墨刮除装置不易损伤到喷孔112之靠近第一面110a的一端，即不易损伤到积墨储槽114之位于喷孔112之靠近第一面110a的一端外围的局部底面，这有助于提高喷孔片100之使用寿命。
图2为本发明之第二实施例之一种喷孔片的局部剖视图。与第一实施例之喷孔片100相比，第二实施例之喷孔片200的喷孔层210还具有多个墨水流道218于喷孔层210之第二面210b，而这些墨水流道218还分别对应连通于这些喷孔212之靠近第二面210b的一端。因此，在制造喷印元件时，第二实施例之喷孔片200除了通过喷孔层210来形成这些喷孔212以外，还可通过喷孔层210来形成这些墨水流道218。
图3A至图3I表示图1B之喷孔片的工艺，其中图3A至图3I之剖面观点类似于图1A之I-I线。
首先如图3A所示，提供喷孔层302。接着如图3B所示，在喷孔层302之第一面302a上形成图案化光刻胶层304，以暴露出局部之第一面302a。接着如图3C所示，以各向异性蚀刻移除局部之喷孔层302以形成多个喷孔306，其连接喷孔层302之第一面302a及相对第一面302a的第二面302b。接着如图3D所示，移除图3C之图案化光刻胶层304，以暴露出喷孔层302之第一面302a。
接着如图3E所示，在喷孔层302之第一面302a上形成另一图案化光刻胶层308，以暴露出局部之第一面302a及这些喷孔306之一端。接着如图3F所示，以各向异性蚀刻移除局部之喷孔层302以形成多个积墨储槽310及多个积墨导沟312，其中每个积墨储槽310分别连通于对应之喷孔306靠近第一面302a的一端，而每个积墨导沟312之一端则连通于对应之积墨储槽310。接着如图3G所示，在这些积墨储槽310之内面及这些积墨导沟312之内面形成斥水层314，其材质可为金或四氟化碳。接着如图3H所示，移除图3G之图案化光刻胶层308，以暴露出喷孔层302之第一面302a。
接着如图3I所示，当喷孔层302之材质为硅时，为了使喷孔层302之第一面302a具有亲水性，还可在喷孔层302之第一面302a上形成二氧化硅层来作为亲水层316。
图4A至图4L表示图2之喷孔片的工艺，其中图4A至图4L之剖面观点类似于图1A之I-I线。
首先如图4A所示，提供喷孔层402。接着如图4B所示，在喷孔层402之第一面402a上形成图案化光刻胶层404，以暴露出局部之第一面402a。接着如图4C所示，以各向异性蚀刻移除局部之喷孔层402以形成多个喷孔406，其一端连接喷孔层402之第一面402a。接着如图4D所示，移除图4C之图案化光刻胶层404，以暴露出喷孔层402之第一面402a。
接着如图4E所示，在喷孔层402之第一面402a上形成另一图案化光刻胶层408，以暴露出局部之第一面402a及这些喷孔406之一端。接着如图4F所示，以各向异性蚀刻移除局部之喷孔层402以将喷孔层402之这些喷孔406下移，并在喷孔层402上形成多个积墨储槽410及多个积墨导沟412，其中每个积墨储槽410分别连通于对应之喷孔406靠近第一面402a的一端，而每个积墨导沟412之一端则连通于对应之积墨储槽410。接着如图4G所示，在这些积墨储槽410之内面及这些积墨导沟412之内面形成斥水层414，其材质可为金或四氟化碳。接着如图4H所示，移除图4G之图案化光刻胶层408，以暴露出喷孔层402之第一面402a。
接着如图4I所示，在喷孔层402之相对于第一面402a的第二面402b上形成另一图案化光刻胶层416，以暴露出局部之第二面402a。接着如图4J所示，以各向异性蚀刻移除局部之喷孔层402以形成多个墨水流道418，其分别对应连通于这些喷孔406之靠近第二面402b的一端。接着如图4K所示，移除图4J之图案化光刻胶层416，以暴露出喷孔层402之第二面402b。
接着如图4L所示，当喷孔层402之材质为硅时，为了使喷孔层402之第一面402a具有亲水性，还可在喷孔层402之第一面402a上形成二氧化硅层来作为亲水层420。
综上所述，在喷印系统之积墨刮除装置的运行之下，本发明可通过积墨储槽及积墨导沟之设置，以助于喷孔周围之积墨的导引及清除，这有助于提高液滴之稳定性。此外，在喷印系统之积墨刮除装置的运行之下，本发明还可通过积墨储槽之设置使得积墨刮除装置不易损伤到喷孔之输出墨水的一端，这有助于提高喷孔片之使用寿命。
虽然本发明已以多个实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种喷孔片，其特征是包括喷孔层，具有第一面、相对于该第一面之第二面、至少一个喷孔、至少一个积墨储槽及至少一个积墨导沟，而该喷孔贯穿该喷孔层而连接该喷孔层之该第一面及该第二面，且该积墨储槽及该积墨导沟均位于该第一面，而该积墨储槽连通于该喷孔之靠近该第一面的一端，且该积墨导沟之一端连通于该积墨储槽。
2.根据权利要求1所述之喷孔片，其特征是该喷孔层之材质为硅、玻璃或金属。
3.根据权利要求1所述之喷孔片，其特征是该积墨储槽之内面及该积墨导沟之内面具有斥水性。
4.根据权利要求1所述之喷孔片，其特征是还包括斥水层，设置在该积墨储槽之内面及该积墨导沟之内面，以使该积墨储槽之内面及该积墨导沟之内面具有斥水性。
5.根据权利要求4所述之喷孔片，其特征是该斥水层之材质为金或四氟化碳。
6.根据权利要求1所述之喷孔片，其特征是该喷孔层之该第一面具有亲水性。
7.根据权利要求1所述之喷孔片，其特征是还包括亲水层，设置在该喷孔层之该第一面上，以使该喷孔层之该第一面具有亲水性。
8.根据权利要求7所述之喷孔片，其特征是该亲水层之材质为二氧化硅。
9.根据权利要求1所述之喷孔片，其特征是该喷孔层还具有至少一个墨水流道，其位于该第二面，且连通于该喷孔之靠近该第二面的一端。
全文摘要
一种喷孔片包括喷孔层。喷孔层具有第一面、相对于第一面之第二面、至少一个喷孔、至少一个积墨储槽及至少一个积墨导沟，而喷孔贯穿喷孔层而连接喷孔层之第一面及第二面，且积墨储槽及积墨导沟均位于第一面，而积墨储槽连通于喷孔之靠近第一面的一端，且积墨导沟之一端连通于积墨储槽。通过积墨储槽及积墨导沟之设置以助于喷孔周围之积墨的导引及清除。
文档编号B41J2/135GK1990247SQ2005101328
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月27日 优先权日2005年12月27日
发明者毛庆宜, 吴永祥, 陈来成 申请人:财团法人工业技术研究院