【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】 本專利技術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合將油墨輸送到打印頭的油墨噴射設備中，以獲得所期望的打印質量。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成本，噴嘴板經歷了相當大設計上的變化。在噴嘴板設計上的變化是為了努力適應高速打印和打印圖像的高分辨率。噴嘴板的結構復雜，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通道中出來，同時也可作用在輸送其它供應通道和噴墨腔的供給區或通道中的油墨。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，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過多次噴墨后可能在腔室中積累。一旦發生這種情況，噴嘴的性能將嚴重降低。滯留的空氣也擔當起減震器的作用，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通道或阻塞通道的進口，并因此影響將噴墨腔的重新充...
【技術保護點】
一種熱敏噴墨打印機聚合物噴嘴板，包括一個聚合物質，該聚合物質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區相連的供給所述噴墨腔油墨的油墨供應通道，其特征在于：所述每個噴墨腔都有一個噴墨腔高度，所述每個油墨供應通道都有一個油墨供應通道高度以及油墨供應區有一個油墨供應區高度，其中噴墨腔、供應通道和供應區的高度都是聚合物質厚度的一小部分。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 1997-3-28 827242書在下面優選實施例的詳細說明中說明圖1是一個剖視圖，沒有按本發明的噴嘴板的油墨供應通道、噴墨腔和噴嘴孔的尺寸。圖2是一個平面視圖，沒有按本發明的噴嘴板的油墨供應通道、噴墨腔和噴嘴孔的尺寸。。圖3、4和5是本發明的噴嘴板的油墨供應通道、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明噴嘴板的噴墨腔和噴嘴孔，表示噴嘴孔的選擇性設計。圖8是依據本發明燒蝕聚合物質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本發明用以生成噴嘴板的蒙片的一部分。本發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，本發明提供一種用聚合物質制造的噴嘴板，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通道和與噴墨腔相連的噴嘴孔。最好聚合物質的厚度為大約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上的油墨供應通道、噴墨腔和噴嘴孔，因此噴嘴孔和油墨的推進機構相連，從而依靠噴墨腔的作用，將墨滴從噴墨腔經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，當這些墨滴互相結合時就生成了圖像。噴嘴板可以通過激光加工聚合物質的連續或半連續工藝來形成，聚合材料為連續拉長的帶或薄膜。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。幾個生產廠家如，日本的UBE和E.I.DuPont de Nemours & Co.of Wilmington Delawre，在商業上分別用UPILEX或KAPTON商標提供用于制造噴嘴板的材料。用于制造噴嘴板的優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乙階段物質。合適的縮合狀態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、環氧樹脂、亞乙基脲樹脂、呋喃樹脂、聚氨酯和含硅樹脂。可以用作粘膠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生產的AIRVOL 165、美國新澤西州的Emulsitone Inc.ofWhippany生產的EMS1146、以及美國威斯康星州的Aldrich ChemicalCompany of Milwaukee生產的各種聚乙烯醇。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?？蓪⒃谕坎脊I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用于涂布具有粘膠層和犧牲層的聚合物質。在加工聚合物質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把犧牲層除去。通過參考附圖你將會理解噴嘴板的設計的各方面和操作對設計的影響。因此，圖1是一個剖視圖，沒有按比例畫出本發明的噴嘴板10的油墨供應通道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18構成的本發明噴嘴板的油墨供應通道12、噴墨腔14和噴嘴孔16。在聚合物質18上的多個油墨供應通道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制成。一旦在聚合物質18上形成流動部件和噴嘴孔16后，噴嘴板10就與半導體基底20貼在一起，該基底20帶有油墨推進機構22如用來加熱在噴墨腔14(圖1)中的油墨的電阻器。當用電阻器型油墨推進機構22加熱油墨時，油墨的成份很快氣化，在噴墨腔14中產生一個蒸汽泡，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。將可光固化的環氧樹脂旋壓到基底上，從而在蒙片上光固化的環氧樹脂限定了油墨供應通道12、噴墨腔14和油墨供應區24。一種優選的可光固化環氧樹脂的組成包括按重量比丁內脂約占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％的多官能環氧樹脂如DEN431可從Dow Chemical Company of Midland Michigan購得，約占2％-6％的光引發劑如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通道12的毛細管作用，將油墨從油墨供應區24吸到油墨供應通道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”。本發明的噴嘴板包含流動部件，使得噴墨腔14和供應通道12可以單獨設計來優化打印機的性能，并減少供應通道12中的空氣和雜質漂浮物，同時減小了噴墨腔噴墨之間的“充墨時間”。圖3是通過油墨供應通道30、噴墨腔32和噴嘴孔34的剖視圖，噴嘴板36的結構使得噴墨腔32的設計可以單獨地優化供應通道30。如圖3所示的噴嘴板，供應通道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計，具有通過用于阻擋碎片的一個裝置來減小油墨供應通道高度的部件，因此漂浮物不能進入和堵塞供應通道。如圖4所示，噴嘴板50，如在通過兩個油墨供應通道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，在油墨供應區62中包含有凸出物60，該凸出物60延伸進油墨供應通道52A和52B-段距離，該距離是從聚合物18到半導體基底20距離的一部分。因此，當漂浮物或其他外來物質從基底20中的油墨通路64進入供應區62時，凸出物60阻止漂浮物進入油墨供應通道52A和52B。因此，圖4所示的設計不僅將噴嘴孔56A和56B的設計與噴墨腔54A和54B的設計分離開，而且起到了在外來物質進入并阻塞油墨供應通道52A和52B之前阻擋外來物質作用。本發明的另一方面如圖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所示的噴嘴板的設計中，已經增加了油墨供應區80中的聚合物18與半導體基底20之間的距離78，因此，油墨供應區80的高度比噴墨腔74A和74B的油墨供應通道72A和72B的高度要高。因為距離78比油墨供應通道72A和72B的高度大，所以，減小了在油墨供應區80中的流體慣性，從而增加了從油墨通路84到油墨供應通道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，在同一的噴墨腔兩個連續噴墨之間經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計，并可以應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構，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，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。為了生產圖6和圖7中所示的噴嘴孔形狀，最好采用一種散焦技術。在一種特別優選的散焦技術中，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110的頂面范圍內大約為正負50微米的一點，正負30微米更好，最好...
【專利技術屬性】
技術研發人員：A默西，SR克姆普林，RW科奈爾，JH帕沃斯，MA考夫曼，
申請(專利權)人：萊克斯馬克國際公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]
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