专利名称：制造喷嘴板的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造用于喷液头例如喷墨头的喷嘴板的方法。
背景技术：
在上面具有用于喷射液滴的喷嘴的喷嘴板的喷射表面往往设有抗 水膜。该抗水膜用于抑制液滴喷射量的变化，并用于抑制液滴飞行方向的弯曲。日本待审专利公开No.355957/2002(特开2002-355957)公开 了具有用作喷嘴板的孔板的喷墨头，该喷嘴板的喷射表面在其上具有第一抗墨膜和比该第一抗墨膜厚的第二抗墨膜。第一抗墨膜形成为离 喷嘴开口比第二抗墨膜离喷嘴开口近。也就是，分别具有不同厚度的 两个抗墨膜形成为在喷嘴开口周围产生不同的高度。该第一抗墨膜表 现出比第二抗墨膜高的抗墨性。因此，粘附到第一抗墨膜上的墨被吸 引到第二抗墨膜，从而能够稳定喷射任何类型的墨。上述特开2002-355957描述了如下形成的两种类型的抗墨膜。首 先，使光致抗蚀剂在孔板的喷射表面上形成图案，以便形成第二抗墨 膜的图案。在该步骤中，将光致抗蚀剂涂敷到整个喷射表面。然后利 用具有第二抗墨膜的图案的光掩模使光致抗蚀剂暴露，之后使光致抗 蚀剂经受显影。接下来，将光致抗蚀剂的图案用作掩模来在孔板的没 有光致抗蚀剂的部分上形成第一抗墨膜。在去除光致抗蚀剂之后，形 成第二抗墨膜。由于第一抗墨膜是非导体，所以在第一抗墨膜上不形 成第二抗墨膜。最终，除了喷射表面上以外，将氧等离子体施加到喷 射表面的背面，以去除由有机材料制成的第一抗墨膜。以上方法需要预先制造具有图案的光掩模以在喷嘴板上形成分别 具有不同厚度的两种不同类型的抗墨膜。但是，制造光掩模花费许多工作和时间，从而导致喷嘴板的生产成本的增加。此外，当制造多种 类型的喷嘴板时，必须制造用于各种类型的喷嘴板的光掩模，所述多 种类型的喷嘴板的在它们的喷射开口周围形成的不同高度的各自位置 是不同的。因此，以上方法不适于制造多种类型的喷嘴板。发明内容本发明的目的是提供一种喷嘴板制造方法，该方法使得能够在没 有对需要用许多工作和时间来制造的构件的特别需求的情况下制造在 喷嘴板的喷射开口周围形成不同高度的喷嘴板。一种制造喷嘴板的方法，该喷嘴板在其上具有用于喷射液体的喷 嘴孔，该方法包括用于在待成为喷嘴板的板上形成该喷嘴孔的步骤； 第一可光致固化树脂注射步骤；第一固化步骤；第一未固化树脂去除 步骤；基膜形成步骤；固化树脂去除步骤；和抗水膜形成步骤。喷嘴 孔在厚度方向上贯穿所述板。在第一可光致固化树脂注射步骤中，涂 敷可光致固化树脂以涂布该板的第一表面，在该第一表面上形成有用 作喷嘴孔的喷射开口的第一开口。此外，将可光致固化树脂注射到喷 嘴孔内连续地导向第一开口的区域中。在第一固化步骤中，在从(i)设 有喷嘴孔的第二开口的第二表面到(ii)第一表面的方向上对所述板施加 光，以便形成第一固化树脂部，该第一固化树脂部包括柱状部，该 柱状部是在沿着从该第二表面到该第一表面的方向与第一开口重叠的 区域内的可光致固化树脂的固化部分；和环形部，该环形部是围绕柱 状部的位于喷嘴孔外的部分的可光致固化树脂的固化部分。在第一固 化步骤之后执行的第一未固化树脂去除步骤中，去除第一表面上的可 光致固化树脂的未固化部分。在第一未固化树脂去除步骤之后执行的 基膜形成步骤中，在第一表面上形成基膜，其形成方式使得该基膜接 触并围绕该第一固化树脂部的环形部。在基膜形成步骤之后执行的固 化树脂去除步骤中，去除第一固化树脂部。在固化树脂去除步骤之后 执行的抗水膜形成步骤中，形成抗水膜，以涂布基膜的表面和所述板 的第一表面的从基膜暴露的部分。在本发明中，可光致固化树脂经受过度曝光，以便形成包括柱状 部和环形部的第一固化树脂部。采用该方法，能够在没有对单独制备 需要许多工作和时间来制造的光掩模的特别需求的情况下形成在喷嘴 板的喷射开口周围具有不同高度的喷嘴板。
本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将从以下结合附图的描述更充分地显现，其中图1是根据本发明的实施例1制造的喷嘴板的透视图。图2是提供包括图1所示喷嘴板的喷嘴孔的部件的放大视图的纵向剖视图。图3A至3G是顺次示出制造图l所示的喷嘴板的方法的步骤的横截面视图。图4A至4E是顺次示出根据本发明实施例2的制造喷嘴板的方法 的步骤的横截面视图。具体实施方式
<实施例1>图1是根据本发明的实施例1制造的喷嘴板的透视图。图1示出 为大约50pm至100pm厚的做成不锈板的喷嘴板1。该喷嘴板1具有沿 厚度方向通过喷嘴板形成的多个喷嘴孔3。图2是提供包括图1所示喷嘴板1的喷嘴孔3中的一个喷嘴孔的 部分的放大视图的纵向剖视图。在图2中，喷嘴板1定位成使得从附 图底部到顶部的方向是喷射液滴朝着的方向。如图2所示，喷嘴孔3 是穿过(i)喷射开口 10直到(ii)流入开口 11形成的通孔，该喷射开口 10 作为第一开口形成在作为喷嘴板1的第一表面的喷射表面la上，而该 流入开口 ll作为第二开口形成在作为位于喷射表面la的另一侧的第二 表面的连接表面lb上。喷嘴孔3相对于中心轴线A对称。喷嘴孔3具有圆柱部3a和截头圆锥体部3b。圆柱部3a在其一端具有喷射开口 10 并连续地导向喷射表面la。截头圆锥体部3b在其一端具有流入开口 11， 并连续地导向连接平面lb。截头圆锥体部3b的顶部具有与圆柱部3a 的直径相同的直径。喷嘴板1的喷射表面la涂布有作为大约lpm至lpm厚的基膜的 镀镍膜5。该镀镍膜5不包含氟基聚合材料。在镀镍膜5上，形成有直 径比喷射开口 10大的通孔7。通孔7的中心轴线与喷嘴孔3的中心轴 线A相配。因此，喷射开口 IO在喷射表面la上的周向区域未涂布镀 镍膜5并从镀镍膜5暴露。镀镍膜5的表面(即顶表面和侧表面)和喷射表面la从镀镍膜5暴 露的区域涂布有包含抗水成分例如氟基树脂、硅基树脂等的膜。在本 实施例中，这些表面涂布有包含聚四氟乙烯(PTFE)的大约10nm厚的抗 水膜8。喷射表面la涂布有覆盖到喷射开口 10的边缘的抗水膜8。本 实施例的抗水膜8没有突出于喷射开口 IO之上。因此，抗水膜8上的 开口的直径与喷射开口 io的直径相同。因此，如图2所示，喷嘴板1的喷嘴孔3导向直径比喷嘴孔3大 的通孔7。因此，喷射开口 10定位在由通孔7限定的凹入部分的底表 面上。此外，抗水膜8的形成在喷射表面la的喷射开口 10的周向区 域上的部分低于镀镍膜5的顶表面。简而言之，围绕喷射开口10形成不同的高度。因此，当具有喷嘴板1的喷墨头的维修过程中抗水膜8 被擦拭器擦拭时，由擦拭器承载的杂质很可能捕获于形成在镀镍膜5的顶表面与侧表面之间边界处的角部附近，而不会捕获于喷射开口 10 附近。这防止杂质干涉从喷嘴孔3喷射的墨滴，从而有助于喷墨特性 的均衡。另外，由于形成在喷射开口 10周向区域上的抗水膜8难于被 利用擦拭器的擦拭操作所磨损，所以能够实现喷嘴板1的较长使用寿接下来，下文参考图3A至图3G描述图1和图2所示的制造喷嘴 板1的方法。图3A至3G是顺次示出制造喷嘴板1的方法的步骤的横 截面视图。如从以上描述清楚的，镀镍膜5和抗水膜8明显比喷嘴板1 薄。因此，具有镀镍膜5和抗水膜8的喷嘴板1在本说明书中也统称 为喷嘴板。首先，如图3A所示，喷嘴孔3通过两个不同的挤压步骤形成在喷 嘴板l上用于形成截头圆锥体部3b的挤压步骤；和用于形成圆柱部 3a的另一挤压步骤。挤压沿着从连接平面lb到喷射表面la的挤压方 向执行。挤压将在喷射表面1上产生例如飞边的突出部。但是，通过 研磨和抛光处理去除所述突出部。要注意的是能够通过蚀刻处理形成 喷嘴孔3。接下来，如图3B所示，当施加热时，将用作保护层的可光致固化 树脂21的膜压配合到喷嘴板1的喷射表面la上。然后，调节加热温 度、压力、和辊子速度，并将预定量的可光致固化树脂21注射到为喷 嘴孔3前端部分的圆柱部3a中(第一可光致固化树脂注射步骤)。在此， 在压配合时的加热温度过高；例如大大超过玻璃化转变点的温度将使 得可光致固化树脂21显示出较高的流动性，因而使得喷射表面la涂 上具有必要膜厚(例如，大约5至15pm)的可光致固化树脂21非常困难。 反之，太低的加热温度不会使膜软化，并且不能将必要量的可光致固 化树脂注射到圆柱部3中。鉴于这种情况，例如，将加热温度设定在 玻璃化转变点或比玻璃化转变点高的温度，从而可光致固化树脂21显 示出类似橡胶的特性。具体而言，加热温度优选地为落在8(TC至IOO'C 的范围内的温度。但是，加热温度不局限于此。此外，为了将必要量 的可光致固化树脂21注射到圆柱部3a，优选的是膜状可光致固化树脂 21的厚度f不超过圆柱部3a的直径么接下来，如图3C所示，紫外(UV)光沿着从连接平面lb到喷射表 面la的方向施加于喷嘴板1，从而局部地固化可光致固化树脂21(第一固化步骤)。在该步骤中，固化沿喷嘴孔3的轴线方向与喷嘴孔3的圆柱部3a重叠的区域内的可光致固化树脂21，即固化与喷射开口 10重 叠的区域内的可光致固化树脂21。具体而言，固化可光致固化树脂21 从圆柱部3a自上延伸到喷射表面la上的圆柱部3a内的区域内的部分， 以便形成圆柱形柱状部22。在本实施例中，即使在形成柱状部22之后，还继续UV光的照射， 即执行所谓的过度曝光，以便还固化可光致固化树脂21的一部分，该 部分环形地围绕柱状部22从喷射表面la突出的部分。结果，形成环 形部23，该环形部23为可光致固化树脂21在喷嘴孔3外侧的区域中 围绕柱状部22的固化部分。换句话说，通过暴露于UV光，在可光致 固化树脂21中形成包括柱状部22和环形部23的固化树脂部25。环形 部23的外径根据施加到喷嘴板1的UV光的量改变。但是，能够高度 准确地调节用于曝光的UV光的量。因此，能够根据施加到喷嘴板1 的UV光的量高度准确地调节环形部22的直径。接下来，如图3D所示，通过显影液例如包含1%的Na2C03溶液 的碱性显影液去除喷嘴板1的喷射表面la上未固化的可光致固化树脂 21(第一未固化树脂去除步骤)。因此，只有固化树脂部25保留在喷嘴 板1上。随后，如图3E所示，喷嘴板l的其上具有固化树脂部25的喷射 表面la上形成镀镍膜5(基膜形成步骤)。镀镍膜5可通过电镀法或无电 镀法形成。由于固化树脂部25是非金属物质，所以难于在固化树脂部 25上形成镀镍膜5。当采用电镀法形成镀镍膜5时，镀镍膜5选择性 地在喷嘴板1上生成。另一方面，当采用无电镀法形成镀镍膜5时， 镀镍膜5也可在固化树脂部25上形成。但是，在以下详细描述的固化 树脂去除步骤中，可与固化树脂部25 —起去除固化树脂部25上的镀 膜5。要注意的是镀膜不局限于镀镍膜，并且镀膜可以是镀铬膜、镀铜 膜等镀膜。可选择地，镀膜可包括多个镀膜。随后，如图3F所示，作为3。/。的NaOH溶液的剥离液用于溶解固 化树脂部25，并且从喷嘴板1去除该固化树脂部25(固化树脂去除步 骤)。接下来，如图3G所示，通过物理蒸汽沉积(PVD)方法在镀镍膜5 的表面(顶表面和侧表面)和喷射表面la从镀镍膜5暴露的区域上形成 抗水膜8(抗水膜形成步骤)。因此，完成如图l和图2所示的具有围绕 喷射开口 IO形成的不同高度的喷嘴板。要注意的是在高度真空的环境 下形成抗水膜8。因此，构成抗水膜8的微粒在真空环境中从蒸汽源笔 直的行进并粘附到喷嘴板1的表面上。为此，喷嘴孔3内难于形成抗 水膜8。还能够通过除PVD以外的蒸汽沉积方法形成抗水膜8。根据本实施例，包括柱状部22和环形部23的固化树脂部25通过 可光致固化树脂21的过度曝光形成。这允许在无需单独制备要花费许 多工作和时间制造的例如光掩模的构件的情况下，制造围绕其喷射开 口 IO具有不同高度的喷嘴板。此外，通过PVD方法形成抗水膜8。这使得易于在喷嘴板1的表 面上选择性地形成抗水膜8。此外，本实施例允许根据用于曝光的UV光的量高度准确地调节 固化树脂部25的环形部22的直径。这抑制了在喷射表面从镀镍膜5 暴露的长度；即从喷射开口 10到镀镍膜5的距离方面由生产误差引起 的变化。因此，能够防止以下问题被镀镍膜5的角部捕获的杂质中 断从喷嘴孔3喷射墨的问题，这归因于镀镍膜5与喷射开口 IO之间太 短的距离；和擦拭器接触喷射表面la上的抗水膜8并损坏喷射开口 10 周围的问题，这归因于镀镍膜5与喷射开口 IO之间的距离太长。<实施例2〉接下来，下文描述根据本发明实施例2制造喷嘴板的方法。用于 制造喷嘴板的本实施例的方法除了图3F之后的步骤以外，与实施例1相同。因此，下文通过进一步参考图4A至图4E，描述图3F之后的步 骤。图4A至4E是顺次示出根据本实施例制造喷嘴板的方法的步骤的 横截面视图。首先，如图4A所示，当施加热时，将用作保护层的可光致固化树 脂31的膜压配合在镍镀膜5的顶表面上。然后，调节加热温度、压力、 和辊子速度，并将预定量的可光致固化树脂31注射到为通孔7和喷嘴 孔3的前端部分的圆柱部3a中(第二可光致固化树脂注射步骤)。在该 步骤中，从镀镍膜5暴露的喷射表面la涂布有可光致固化树脂31。接下来，如图4B所示，紫外(UV)光沿着从连接平面lb到喷射表 面la的方向施加于喷嘴板1。在该步骤中，固化沿喷嘴孔3的轴线方 向与喷嘴孔3的圆柱部3a重叠的区域内的可光致固化树脂31，即固化 与喷射开口 10重叠的区域内的可光致固化树脂31(第二固化步骤)。以 这种方式，使可光致固化树脂31在从圆柱部3a上方延伸到喷射表面 la上的圆柱部3a内的区域内的部分固化，以便形成具有与喷射开口 10 直径相同的圆柱形固化树脂部35。通过使可光致固化树脂31在从圆柱 部3a上方延伸到喷射表面la上的圆柱部3a内的区域内的部分固化， 可光致固化树脂31的一部分形成从喷射表面la突出的部分。简而言 之，固化树脂部35包括从喷射表面la突出的部分(以下称为突出部) 和在喷嘴孔内的部分。在喷嘴孔内的固化树脂部35的外径根据施加到喷嘴板130的UV 光的量，在不超过圆柱部3a的直径即喷射开口 IO的直径的范围内改 变。此外，突出部的外径可根据施加到喷嘴板130的UV光的量小于或 大于喷射开口 IO的直径。在本实施例中，在喷嘴孔内的固化树脂部35 的外径等于喷射开口 IO的直径。换句话说，在喷嘴孔内的固化树脂部 35在覆盖喷嘴孔3连续地导向喷射表面la的内壁表面区域(即，在当前实施例中，圆柱部3a的大约上半部区域)的同时阻断喷嘴孔3。此外， 突出部的外径与喷射开口 IO的外径相同。此外，在本实施例中，用于曝光的光的量减少至小于用于完全固 化可光致固化树脂31的量，以便使固化树脂部35达到为固化反应中 间状态的半固化状态。在该半固化状态过程中，固化树脂部35具有轻 微的挠性和粘性。因此，固化树脂部35在喷嘴孔内的侧表面粘附在喷 嘴孔3的内壁表面上。在完全固化可光致固化树脂31所需的光的量为 100的情况下，优选地是将施加到可光致固化树脂31的光的量设定在 20至50的范围内，以形成呈半固化状态的固化树脂部35。要注意的 是所述用于曝光的光的量表示成光强度与照射持续时间的乘积，因此 控制光强度与照射持续时间中的一个将允许调节曝光量。接下来，如图4C所示，通过显影液例如包含1%的Na2C03溶液 的碱性显影液去除喷嘴板1的镍镀膜5和喷射表面la上未固化的可光 致固化树脂31(第一未固化树脂去除步骤)。因此，去除未固化的可光致 固化树脂31，并且只有固化树脂部35保留在喷嘴板1上。然后，如图4D所示，通过电镀法在镀镍膜5的表面(顶表面和侧 表面)和喷射表面la从镀镍膜5暴露的区域上形成抗水膜8(抗水膜形成 步骤)。由于固化树脂部35是非金属物质，所以难于在固化树脂部35 上形成抗水膜8。要注意的是抗水膜8可通过电镀法或无电镀法形成。随后，如图4E所示，作为3n/。的NaOH溶液的剥离液用于溶解固 化树脂部35，并且从喷嘴板1去除该固化树脂部35(固化树脂去除步 骤)。因此，完成如图l和图2所示的具有围绕喷射开口 10形成的不同 高度的喷嘴板。本实施例也产生上述有利效果能够在无需单独制备要花费许多 工作和时间制造的例如光掩模的构件的情况下制造围绕其喷射开口10具有不同高度的喷嘴板。此外，在本实施例中，将部分地在喷嘴孔3内的柱状树脂部35用 作掩模来形成抗水膜8。因此，喷嘴孔3内不形成抗水膜8。这产生平 滑的弯月面形状，和改善喷墨特性。可能有本实施例的以下可选择的实例。也就是，抗水膜形成步骤 可以是用于通过上述PVD(物理蒸汽沉积)方法形成抗水膜8的步骤。在 该情况下，抗水膜8也以与抗水膜8其它部分大约相同的厚度形成在 固化树脂部35的顶表面上。但是，抗水膜8不会在固化树脂部35的 侧表面上生成。这归因于构成抗水膜8的汽相微粒笔直行进的特性。 因此，在随后的固化树脂去除步骤中，与固化树脂部35—起容易地去 除固化树脂部25上的抗水膜。尽管已结合以上概述的具体实施例描述了本发明，但显然对于本 领域的技术人员将显而易见许多替代、变型和变体。因此，以上提出 的本发明的优选实施例是用于例证性的，而非限制性的。在不偏离如 所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可作出各种变 化。
权利要求
1.一种制造喷嘴板的方法，该喷嘴板在其上具有用于喷射液体的喷嘴孔，该方法包括用于在待成为喷嘴板的板上形成该喷嘴孔的步骤，喷嘴孔在厚度方向上贯穿该板；第一可光致固化树脂注射步骤，该第一可光致固化树脂注射步骤用于(i)用可光致固化树脂涂布所述板的第一表面，在该第一表面上形成有用作喷嘴孔的喷射开口的第一开口；和(ii)将可光致固化树脂注射到喷嘴孔内连续地导向该第一开口的区域中；用于在从设有喷嘴孔的第二开口的第二表面到第一表面的方向上对所述板施加光的第一固化步骤，以便形成第一固化树脂部，该第一固化树脂部包括柱状部和环形部，该柱状部是在沿着从该第二表面到该第一表面的方向与第一开口重叠的区域内的可光致固化树脂的固化部分，而该环形部是围绕柱状部的位于喷嘴孔外的部分的可光致固化树脂的固化部分；第一未固化树脂去除步骤，该第一未固化树脂去除步骤在第一固化步骤之后执行，用于去除第一表面上的可光致固化树脂的未固化部分；基膜形成步骤，该基膜形成步骤在第一未固化树脂去除步骤之后执行，用于在第一表面上形成基膜，其形成方式使得该基膜接触并围绕该第一固化树脂部的环形部；固化树脂去除步骤，该固化树脂去除步骤在基膜形成步骤之后执行，用于去除第一固化树脂部；和抗水膜形成步骤，该抗水膜形成步骤在固化树脂去除步骤之后执行，用于用抗水膜涂布基膜的表面和所述板的第一表面的从所述基膜暴露的部分。
2. 如权利要求l所述的方法，其中在所述抗水膜形成步骤中通过 蒸汽沉积形成所述抗水膜。
3.如权利要求l所述的方法，其中-所述抗水膜形成步骤包括(i)第二可光致固化树脂注射步骤，该 第二可光致固化树脂注射步骤用于用可光致固化树脂涂布从所述基膜 暴露的所述第一表面，并将所述可光致固化树脂注射到所述喷嘴孔内 连续地导向所述第一开口的区域中；(ii)第二固化步骤，该第二固化步 骤用于在从所述第二表面到所述第一表面的方向上对所述板施加光， 以便形成柱状第二固化树脂部，该柱状第二固化树脂部是在沿着从所 述第二表面到所述第一表面的方向与所述第一开口重叠的范围内的可 光致固化树脂的固化部分；和(iii)第二未固化树脂去除步骤，该第二未 固化树脂去除步骤在所述第二固化步骤之后执行，用于去除所述第一 表面上的可光致固化树脂的未固化部分；并且使用该第二固化树脂部作为掩模在所述基膜和所述板的从所述基 膜暴露的所述第一表面上形成所述抗水膜。
全文摘要
一种制造喷嘴板的方法，包括用于在待成为喷嘴板的板上形成喷嘴孔的步骤；第一可光致固化树脂注射步骤，该第一可光致固化树脂注射步骤用于(i)通过可光致固化树脂涂布板的第一表面和(ii)将可光致固化树脂注射到喷嘴孔内的区域中；第一固化步骤，用于对板施加光以便形成包括柱状部和环形部的第一固化树脂部；用于去除可光致固化树脂的未固化部分的第一未固化树脂去除步骤；用于在第一表面上形成基膜的基膜形成步骤；用于去除第一固化树脂部的固化树脂去除步骤；和用于用抗水膜涂布基膜的表面和板的第一表面的从基膜暴露的部分的抗水膜形成步骤。
文档编号B41J2/16GK101274524SQ20081008
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者大川康夫, 小林靖功 申请人:兄弟工业株式会社