制造液體噴射裝置、噴嘴板的方法和液滴噴射裝置制造方法
【專利摘要】提供制造液體噴射裝置、噴嘴板的方法和液滴噴射裝置，液體噴射裝置包括形成有被構造成噴射液體的噴嘴的噴嘴板和形成有與噴嘴連通的液體通道的通道結構。制造液體噴射裝置的方法包括：去除堆疊體的金屬層的一部分以部分地露出樹脂層，在堆疊體中在不介入粘合劑的情況下堆疊樹脂層和金屬層；在樹脂層中形成噴嘴使得噴嘴在通過金屬層露出的區域中開放；將堆疊體接合到通道結構，在形成噴嘴的情況下該堆疊體是噴嘴板。
【專利說明】制造液體噴射裝置、噴嘴板的方法和液滴噴射裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本發明要求2012年9月26日提交的日本專利申請JP2012-212259的優先權，其公開內容通過參考以其整體并入本文。
【技術領域】
[0003]本發明涉及液體噴射裝置的噴嘴板，在該噴嘴板中形成有噴嘴。
【背景技術】
[0004]在液體噴射裝置例如噴墨頭中，由合成樹脂制成的板已經被廣泛用于將形成噴嘴的噴嘴板。然而，由合成樹脂材料制成的噴嘴板具有低強度或剛性，并且是軟的。因此，噴射表面由于與紙的接觸而易于磨損，也易于損壞。
[0005]在這方面，迄今，為了保護和增強噴射表面的目的，已經提出了一種噴嘴板，在該噴嘴板中，金屬層被堆疊在將形成噴嘴的樹脂層上。例如，日本專利JP3108771公報公開了一種噴墨頭，在該噴墨頭中金屬板被粘貼到由聚合樹脂材料制成的頭基板的噴射表面，其中多個噴嘴在噴射表面中開放。在金屬板中預先形成與噴嘴對應的孔，且金屬板被粘著到頭基板。因此，每一個噴嘴的噴射口周圍的區域由金屬板圍繞且被保護。
【發明內容】
[0006]然而，在日本專利JP3108771公報中，形成有噴嘴的樹脂層(頭基板)和金屬層通過粘合劑粘貼。因此，在制造過程期間存在一些粘合劑進入噴嘴的可能性，從而由于液體噴射被阻礙而導致缺陷噴射或傾斜噴射。例如，如日本專利JP3108771中那樣，在噴嘴被形成在樹脂層中之后將金屬板粘貼到樹脂層的情況下，在粘貼金屬板時存在過量粘合劑流入噴嘴的可能性。
[0007]而且，如圖5中，可以考慮在樹脂層40和金屬層41通過粘合劑61粘貼之后，在通過去除金屬層41的一部分而使樹脂層40部分地露出時通過激光束加工而在樹脂層40中形成噴嘴44。在這種情況下，噴嘴44被形成為使得不僅樹脂層40而且粘合劑61的層被刺穿。因此，如圖6A所示，在噴射口 44a周圍存在一些粘合劑膨出的可能性。而且，如圖6B所示，存在一些熔融的粘合劑可能流入噴嘴44或停留而堵塞噴射口 44a的可能性。
[0008]本發明的目的是:使用在樹脂層和金屬層之間沒有粘合劑的堆疊體；以及防止出現可能由于粘合劑而引起的噴射缺陷。
[0009]根據本教導的第一方面，提供一種制造液體噴射裝置的方法，所述液體噴射裝置包括噴嘴板和通道結構，在所述噴嘴板中形成噴嘴，所述噴嘴被構造成噴射液體，在所述通道結構中形成與所述噴嘴連通的液體通道，所述方法包括:
[0010]去除堆疊體的金屬層的一部分以部分地露出樹脂層，在所述堆疊體中，在不介入粘合劑的情況下堆疊所述樹脂層和所述金屬層；
[0011]在所述樹脂層中形成噴嘴，使得所述噴嘴在通過所述金屬層露出的區域中開放；和
[0012]將所述堆疊體接合到所述通道結構，在形成所述噴嘴的情況下所述堆疊體是所述噴嘴板。
[0013]由于樹脂層的在噴嘴開放的一側上的表面被金屬層覆蓋，所以噴射口周圍的區域被金屬層保護。而且，在形成堆疊體的樹脂層和金屬層之間沒有粘合劑。因此，在制造過程期間沒有粘合劑流入噴嘴，并且不會出現液體噴射被粘合劑阻礙的問題。在本教導中，其中噴嘴開放的“通過所述金屬層露出的區域”指未被金屬層覆蓋的區域。換言之，術語“通過所述金屬層露出的區域”還包括在金屬層已經被去除后被另一層例如拒液膜覆蓋的狀態。
[0014]制造液體噴射裝置的方法可進一步包括:在所述金屬層的所述部分已經被去除之后，至少在所述堆疊體的一區域中形成拒液膜，通過所述堆疊體的所述區域，所述樹脂層通過所述金屬層露出。形成所述拒液膜可包括:將具有分散在溶劑中的構成所述拒液膜的微粒子的分散液涂敷到所述堆疊體；和將涂敷有所述分散液的所述堆疊體加熱到不小于250°C的溫度。
[0015]由于樹脂層和金屬層之間沒有粘合劑，所以在樹脂層的通過金屬層露出的區域中，或換言之，在噴嘴的噴射口周圍的區域中，拒液膜與樹脂層直接接觸。因此，拒液膜相對于樹脂層的粘合強度高，并且拒液膜難以脫落。而且，通常，在多數情況下需要熱處理以形成拒液膜，并且在存在粘合劑的情況下，需要考慮樹脂的上限溫度(樹脂的耐熱溫度)選擇粘合劑。關于這一點，在本教導中，由于沒有粘合劑，所以能夠選擇熱處理溫度高的拒液膜，并且拒液膜的選擇自由度高。通常，粘合劑的上限溫度不高于250°C。然而，由于本教導中沒有粘合劑，所以能夠在250°C或高于250°C的溫度執行熱處理。
[0016]在根據本教導的制造液體噴射裝置的方法中，可以通過將呈液體形式的樹脂材料涂敷到所述金屬層的一個表面并且通過使涂敷的樹脂材料固化來形成所述堆疊體。
[0017]在粘貼樹脂層和金屬層的方法中，金屬層的處理困難，特別是當金屬層薄時。在將金屬層粘貼到樹脂層時，有在金屬層中產生皺紋或金屬層被撕掉的可能性。而且，即使在輸送金屬層直到粘貼到樹脂層時，也存在使金屬層彎曲或破裂的可能性。然而，在本教導中，呈液體形式的樹脂材料被涂敷到金屬層，且通過使已經被涂敷的樹脂材料固化使樹脂層形成在金屬層上。因此，在本教導中，金屬層的處理例如將金屬層粘貼到樹脂層不是必需的，即使在金屬層薄的情況下，堆疊體的形成也變得容易。
[0018]在根據本發明的制造液體噴射裝置的方法中，在將所述呈液體形式的樹脂材料涂敷到所述金屬層的所述一個表面上之前，可以僅在所述金屬層的所述一個表面的在去除所述金屬層的所述部分時未被去除的區域上執行表面粗糙化。
[0019]當通過將呈液體形式的樹脂材料涂敷到金屬層的表面而形成樹脂層時，在使該表面粗糙化時，金屬層和樹脂層之間的粘合強度高。然而，此時，樹脂層的與金屬表面接觸的表面成為與金屬層的粗糙表面對應的粗糙表面。而且，當這種粗糙表面靠近樹脂層的噴嘴的噴射口時，存在出現噴射缺陷例如傾斜噴射的可能性。在本教導中，由于僅在金屬層的在去除過程中仍保留而沒被去除的部分上執行表面粗糙化處理，所以在樹脂層的噴射口周圍的區域中不形成凹凸。
[0020]根據本教導的第二方面，提供一種制造噴嘴板的方法，在所述噴嘴板中形成噴嘴，所述噴嘴被構造成噴射液體，所述方法包括:[0021]去除堆疊體的金屬層的一部分以部分地露出樹脂層，在所述堆疊體中，在不介入粘合劑的情況下堆疊所述樹脂層和所述金屬層；和
[0022]在所述樹脂層中形成所述噴嘴，使得所述噴嘴在通過所述金屬層露出的區域中開放。
[0023]由于在形成堆疊體的樹脂層和金屬層之間沒有粘合劑，所以不會出現粘合劑阻礙從噴嘴噴射液體的問題。
[0024]根據本發明的第三方面，提供一種液滴噴射裝置，所述液滴噴射裝置被構造成噴射液體，所述液滴噴射裝置包括:
[0025]噴嘴板，在所述噴嘴板中形成噴嘴，所述噴嘴被構造成噴射所述液體；和
[0026]通道結構，在所述通道結構中形成與所述噴嘴連通的液體通道，并且所述通道結構被接合到所述噴嘴板，
[0027]其中所述噴嘴板包括樹脂層和金屬層，在所述樹脂層和所述金屬層之間不介入粘合劑的情況下堆疊所述樹脂層和所述金屬層，
[0028]所述樹脂層通過所述金屬層部分地露出，并且
[0029]所述噴嘴被形成為在所述樹脂層的通過所述金屬層露出的區域處開放。
[0030]由于噴嘴板的樹脂層和金屬層之間不存在粘合劑，所以沒有粘合劑流入噴嘴，并且不會出現粘合劑阻礙從噴嘴噴射液體的問題。
[0031]根據本教導，由于樹脂層的在噴嘴開放的一側上的表面被金屬層覆蓋，所以噴嘴的噴射口周圍的區域被金屬層保護。而且，形成堆疊體的樹脂層和金屬層之間沒有粘合劑。因此，不會出現粘合劑阻礙從噴嘴噴射液體的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是根據本發明實施例的噴墨打印機的示意性平面圖；
[0033]圖2是噴墨頭的平面圖；
[0034]圖3A是圖2的部分A的放大圖，圖3B是沿圖3A中的線IIIB-1IIB的剖面圖；
[0035]圖4A、圖4B、圖4C、圖4D和圖4E是示出關于噴嘴板的制造的過程的圖；
[0036]圖5是在去除金屬層的過程之后的堆疊體的局部放大平面圖；
[0037]圖6A和圖6B是描述當在使用粘合劑的堆疊體中形成噴嘴時粘合劑的效果的圖；
[0038]圖7A、圖7B和圖7C是描述在與根據本教導的變型實施例的噴嘴板的制造相關的過程中形成噴嘴的過程和接合的過程的圖；
[0039]圖8A、圖8B和圖8C是特別描述在與根據本教導的另一變型實施例的噴嘴板的制造相關的過程中形成噴嘴的過程和形成拒液膜的過程的圖；
[0040]圖9A和圖9B是描述在本教導的又一變型實施例中金屬層的表面粗糙化的圖；并且
[0041]圖1OA和圖1OB是根據本教導的又一變型實施例在去除金屬板的過程之后堆疊體的局部放大平面圖。
【具體實施方式】
[0042]接下來，下面將描述本教導的示范性實施例。下面描述的實施例是本教導被應用到作為液體噴射裝置的噴墨頭的例子。首先下面將描述包括噴墨頭的噴墨打印機的示意性結構。在以下描述中，圖1的紙面的向前側被定義為上側，紙面的向后側被定義為下側，并且使用表示方向的術語“上”、“下”。如圖1所示，噴墨打印機I包括壓盤2、滑架3、噴墨頭
4、輸送機構5和維護機構6。
[0043]作為記錄介質的例子的記錄紙100被放置在壓盤2的上表面上。滑架3在面對壓盤2的區域中沿兩個導軌10和11在掃描方向上可往復移動。無端皮帶14被連接或固定到滑架3。當無端皮帶14被滑架驅動馬達15驅動時，滑架3在掃描方向上移動。
[0044]噴墨頭4被安裝在滑架3上，且與滑架3—起在掃描方向上移動。在噴墨頭4的下表面中形成多個噴嘴44，該下表面是圖1的紙面的向后側的表面。而且，如圖1所示，保持器9被設置到打印機I的打印機主體la。存儲四種顏色即黑色、黃色、青色和品紅色的墨的四個墨盒17被分別安裝在保持器9上。保持器9和安裝在滑架3上的噴墨頭4通過管(未示出)連接。存儲在四個墨盒17中的四種顏色的墨經由這些管供應到噴墨頭4。噴墨頭4從所述多個噴嘴44將四種顏色的墨噴射到放置在壓盤2上的記錄紙100上。
[0045]輸送機構5包括布置成在輸送方向上夾著壓盤2的兩個輸送棍18、19。輸送機構5通過兩個輸送棍18、19在輸送方向上輸送放置在壓盤2上的記錄紙100。
[0046]噴墨打印機I使噴墨頭4與滑架3 —起在掃描方向上往復移動，將墨噴射到放置在壓盤2上的記錄紙100上。而且，記錄紙100被兩個輸送輥18、19在輸送方向上輸送。通過上述操作在記錄紙100上記錄圖像和字符。
[0047]在滑架3的在掃描方向上的移動范圍內，維護機構6位于壓盤2的右側。維護機構6包括:帽30 ;連接到帽30的抽吸泵31 ;和擦拭器32。
[0048]帽30在豎直方向上可移動。帽30被布置成當滑架3處于與帽30面對的位置處時向上移動。此時，帽30與噴墨頭4的下表面緊密接觸，且覆蓋所述多個噴嘴44。在該狀態下，帽30內部被抽吸泵31減壓。因此，執行抽吸清洗，在抽吸清洗中，通過所述多個噴嘴44中的每一個噴嘴44強制排出墨。此時，灰塵和氣泡或由于噴墨頭4內部變干導致的變稠的墨被從所述多個噴嘴44排出。因此，可能由于灰塵和氣泡引起的噴嘴44的噴射缺陷被消除。
[0049]擦拭器32是呈由彈性材料例如橡膠形成的薄板形式的構件，且被布置成在掃描方向上與帽30鄰近的位置處豎立。在已經執行抽吸清洗之后的狀態下，墨附著到噴墨頭4的下表面。因此，在抽吸清洗之后，帽30與噴墨頭4的下表面分離，然后滑架3在掃描方向上移動。此時，擦拭器32在與噴墨頭4的下表面接觸的狀態下相對于噴墨頭4相對地移動，且擦去附著到噴墨頭4的下表面的墨。
[0050]接下來，下面將描述噴墨頭4。如圖2、圖3A和圖3B所示，噴墨頭4包括通道單元32和壓電促動器34。在圖3B中，填充在墨通道中的墨由附圖標記“ I ”表示。
[0051]首先，下面將描述通道單元33。如圖3B所示，通道單元33包括堆疊的五塊板35、36、37、38和39 (下文中，“板35至39”)。在五塊板35至39中的最下層處的板39是形成有所述多個噴嘴44的噴嘴板39。噴嘴板39包括由合成樹脂例如聚酰亞胺制成的樹脂層40和由金屬材料例如不銹鋼制成的金屬層41的堆疊體42。如將在后面描述的，樹脂層40和金屬層41在直接接觸的狀態下被堆疊，并且沒有粘合劑介入樹脂層40和金屬層41之間。被切割貫穿樹脂層40的厚度方向的所述多個噴嘴44被形成在樹脂層40中。所述多個噴嘴44的剖面是錐形形狀。金屬層41覆蓋樹脂層40的下表面，在樹脂層40的下表面中形成所述多個噴嘴44的噴射口 44a。而且，略大于噴射口 44a的孔41a被形成在金屬層41中以包圍每個噴嘴44的噴射口 44a。因此，樹脂層40的下表面上的噴射口 44a和圍繞噴射口44a的區域通過與噴射口 44a對應的孔41a從金屬層41露出。
[0052]噴嘴板39的下表面被由含氟樹脂例如PTFE (聚四氟乙烯)形成的拒液膜43覆蓋。當拒液膜43覆蓋通過金屬層41露出的圍繞噴射口 44a的區域時，拒液膜43能夠防止從噴嘴44噴射的墨滴落和堆積在噴射口 44a周圍。在圖3B中，拒液膜43被形成在包括金屬層41的噴嘴板39的下表面的整個區域上。然而，本教導不限于這種布置。拒液膜43可覆蓋至少樹脂層40的下表面上的噴射口 44a的周圍區域，且拒液膜43可不覆蓋金屬層41。
[0053]在噴嘴板39中，金屬層41被堆疊在樹脂層40上，并且圍繞噴射口 44a的區域被金屬層41包圍。因此，即使在輸送的記錄紙100的角部或邊緣與噴嘴板39接觸的情況下，記錄紙100也難以與樹脂層40直接接觸，且防止樹脂層40被磨損或損壞。特別地，當形成在圍繞嗔射口 44a的區域中的拒液I旲43被損壞時，拒液性能下降且墨易于保留在嗔射口 44a周圍，從而引起噴射缺陷例如傾斜噴射。關于這一點，在該實施例中，在圍繞噴射口 44a的區域中的拒液膜43被金屬層41保護。因此，保護拒液膜43免于被損壞。
[0054]而且，在上述抽吸清洗已經被執行之后，存在從噴嘴44排出的墨堆積在金屬層41中的孔41a的內側處的可能性。必需通過擦拭器32從孔41a確實地擦去墨。然而，當金屬層41厚時，孔41a深，擦拭器32難以到達孔41a內部。即使在金屬層41厚的情況下，當孔41a的直徑大時，擦拭器32可容易到達孔41a的內部。然而，當考慮保護噴射口 44a的周圍的目的時，不優選孔41a的直徑相對于噴射口 44a的直徑過大。由此，為了在抽吸清洗之后通過擦拭器32確實地排出在孔41a的內部處的墨，優選金屬層41的厚度不大于確定厚度。具體地，處在5 μ m至30 μ m范圍內的厚度是優選的。樹脂層40的厚度主要通過噴嘴44的必要的內部容積確定，并且在30 μ m至100 μ m的范圍內。
[0055]在形成通道單元33的五塊板35至39中位于上側處的其余的四塊板35、36、37和38(下文中，“板35至38”)由金屬材料例如不銹鋼形成。通道例如集管46和與所述多個噴嘴44連通的壓力室47被形成在四塊板35至38中。
[0056]接下來，下面將描述形成在通道單元33中的墨通道的布置。如圖2所示，在通道單元33的上表面中，四個供墨孔45在掃描方向上排列。四種顏色的墨被從保持器19的四個墨盒17(參考圖1)供應到四個供墨孔45。而且，每個均在輸送方向上延伸的四個集管46被形成在通道單元33的內部處。四個集管46被連接到四個供墨孔45。
[0057]而且，通道單元33包括在其下表面中開放的所述多個噴嘴44和分別與所述多個噴嘴44連通的多個壓力室47。如圖2所示，在平面圖中，所述多個噴嘴44被布置成與四個集管46對應的四行。而且，與所述多個噴嘴44類似，所述多個壓力室47被布置成與四個集管46對應的四行。如圖3B所示，壓力室47中的每一個壓力室47均與對應集管46連通。
[0058]如圖3B所示，從每個集管46分支的經由壓力室47到達噴嘴44的多個單獨通道48被形成在通道單元33內部處。
[0059]接下來，下面將描述壓電促動器34。如圖2、圖3A和圖3B所示，壓電促動器34包括振動板50、壓電層54和55、多個單獨電極52和公共電極56。振動板50在已經覆蓋所述多個壓力室47的狀態下接合到通道單元33的上表面。兩個壓電層54和55被堆疊在振動板50的上表面上。多個單獨電極52被布置在作為上壓電層的壓電層55的上表面上,從而單獨電極52中的每一個分別面對壓力室47。公共電極56被布置在兩個壓電層54和55之間，以在所述多個壓力室47上伸展。
[0060]所述多個單獨電極52中的每一個單獨電極52均被連接到驅動器IC53，該驅動器IC53被構造成驅動壓電促動器34。然而，公共電極56總是保持在地電位。而且，作為上壓電層的壓電層55的在單獨電極52和公共電極56之間的部分被在其厚度方向上極化。
[0061]在從噴嘴44噴射墨時壓電促動器34的操作如下面所述。當驅動信號被從驅動器IC53應用到某單獨電極52時，在單獨電極52和保持在地電位的公共電極56之間出現電位差。因此，在壓電層55的夾在單獨電極52和公共電極56之間的部分中產生在厚度方向上的電場。而且，由于壓電層55被極化的方向和電場的方向一致,所以壓電層55在作為極化方向的厚度方向上伸長且在壓電層55的平面方向上收縮。由于壓電層55的收縮產生的變形，振動板50的與壓力室47面對的部分被彎曲以形成朝著壓力室47的突出部。此時，壓力室47的容積減少且壓力被施加到壓力室47內部的墨，且墨滴被從與壓力室47連通的噴嘴44噴射。
[0062]接下來，下面將參考圖4A至圖4E描述噴墨頭4的制造，特別地，制造噴嘴板39的過程。
[0063]<制備堆疊體>
[0064]首先，如圖4A所示，制備樹脂層40和金屬層41的堆疊體42。堆疊體42包括在直接接觸且其間沒有介入粘合劑的狀態下堆疊的樹脂層40和金屬層41。下面描述的鑄造方法作為不使用粘合劑制造堆疊體42的方法的示例。
[0065]在鑄造方法中，通過在呈液體形式的樹脂材料被涂敷到金屬層41的一個表面之后使樹脂材料固化而形成樹脂層40。將通過引證形成聚酰亞胺樹脂層的情況的例子來進行描述。首先，將聚酰亞胺前體溶液涂敷到金屬例如不銹鋼的金屬層41的一個表面。接下來，將聚酰亞胺前體層加熱到200°C或更高的溫度，并且聚酰亞胺前體層固化且成為聚酰亞胺層。為了提高樹脂層40相對于金屬層41的粘合強度，在涂敷液體形式樹脂之前可執行表面粗糙化處理。通過利用例如化學蝕刻的方法或通過利用微噴砂機使金屬層的一個表面粗糙化來形成凹凸，能夠執行表面粗糙化處理。
[0066]<去除的過程>
[0067]如圖4B所示，通過在金屬層41中形成多個孔41a，金屬層41被部分去除。在圖5中，金屬層41的剩余部分畫上了陰影線。如圖5所示，孔41a被形成為包圍樹脂層40的在后面的過程中形成噴嘴44的部分。因此，樹脂層40的形成有噴嘴44的部分通過金屬層41露出。在以下描述中，樹脂層40的不被金屬層41覆蓋的區域將被稱為“露出區域40a”。能夠通過例如濕蝕刻的方法去除金屬層41。具體地，在通過使在金屬層41的被留下而未被去除的區域中的抗蝕劑圖案化形成掩模之后，通過蝕刻劑將金屬層41的未被抗蝕劑覆蓋的部分去除。
[0068]〈形成拒液膜的過程〉
[0069]接下來，如圖4C所示，拒液膜43被形成在堆疊體42上。首先，呈含氟樹脂的液體形式的拒液材料被涂敷到堆疊體42的包括金屬層41的整個區域和樹脂層40的露出區域40a。接下來，通過在根據含氟樹脂的類型的預定溫度的熱處理使已經被涂敷的拒液材料硬化，從而獲得拒液膜43。
[0070]<接合的過程>
[0071]接下來，如圖4D所示，堆疊體42通過粘合劑60接合到通道單元33的金屬板38，在通道單元33的金屬板38中形成與噴嘴44連通的孔49。此時，堆疊體42和金屬板38在對準成使得樹脂層40的露出區域40a和金屬板38中的孔49重合時接合。形成有與噴嘴44連通的孔49的金屬板38對應于根據本教導的“通道結構”。而且，在圖中，堆疊體42被接合到僅一塊金屬板38。然而，可以通過接合的過程將形成通道單元33的兩塊或更多塊金屬板接合到堆疊體42，只要這種布置不阻礙通過將在后面描述的激光加工的噴嘴形成即可。在這種情況下，所述兩塊或更多塊金屬板對應于根據本教導的“通道結構”。
[0072]<形成噴嘴的過程>
[0073]接下來，如圖4E所示，激光束從接合到金屬板38的一側通過已經形成在金屬板38中的孔49而照射到堆疊體42。因此，具有切割貫穿樹脂層40的錐形形狀的噴嘴44被形成為在樹脂層40的露出區域40a中形成開口。
[0074]如已經提到的，在該實施例中，在不介入粘合劑的情況下將堆疊體42的樹脂層40和金屬層41堆疊。然而，在如圖6A中具有熱塑性的粘合劑61存在于樹脂層40和金屬層41之間的情況下，當噴嘴44被形成在樹脂層40中時，存在粘合劑的被激光束的能量軟化或熔融的部分61a在噴嘴40周圍膨出的可能性。而且，如圖6B所示，存在粘合劑的一部分61b覆蓋噴射口 44a或進入噴嘴44的可能性。這種阻礙從噴嘴44噴射墨的粘合劑61a和61b成為噴射缺陷例如不噴射和傾斜噴射的原因。在粘合劑61是熱固性粘合劑例如環氧樹脂的情況下，不發生例如被激光束的能量軟化或熔融的現象。然而，對于熱固性粘合劑與對于例如聚酰亞胺的材料的樹脂層40而言，激光的可加工性(激光束的可吸收性)不同。因此，加工速度與激光被照射到僅樹脂層40的情況不同，不能得到理想噴嘴形狀(錐形形狀)。結果，與已經使用具有熱塑性的粘合劑的情況類似，存在出現噴射缺陷例如傾斜噴射的可能性。然而，由于在該實施例中樹脂層40和金屬層41之間沒有粘合劑，所以沒有粘合劑阻礙墨噴射的可能性。
[0075]而且，當粘合劑61介入樹脂層40和金屬層41之間時，在圍繞噴射口 44a的區域中，在粘合劑61上將形成拒液I旲43。因此，在粘合劑61的形成有拒液I旲43的部分中，拒液膜43易于脫落。然而，在該實施例中，由于拒液膜43在圍繞噴射口 44a的區域中與樹脂層40直接接觸，所以拒液膜43相對于樹脂層40的粘合強度高，拒液膜43難以脫落。
[0076]此外，當在拒液膜43上的熱處理的溫度高于粘合劑61的上限溫度時，粘合劑61被軟化或熔融，或經受熱分解。而且，通常使用的粘合劑的上限溫度不很高，最多約250°C。因此，由于粘合劑61的上限溫度的限制，拒液膜43的選擇范圍窄。關于這一點，在該實施例中，由于堆疊體42中不存在粘合劑，所以能夠在不超過樹脂層40的上限溫度的范圍內選擇具有更高熱處理溫度的拒液膜43，并且拒液膜43的選擇自由度更高。例如，由于聚酰亞胺的上限溫度是400°C，所以能夠使用熱處理溫度是350°C的拒液膜43。例如，在涂敷分散液(通過將PTFE微粒子分散在溶劑例如水中而制成)之后，在形成在樹脂材料中具有最優拒液性的PTFE(聚四氟乙烯)拒液膜43的情況下，通過施加330°C或高于330°C的熱而焙烤分散液。因此，在上限溫度是約250°C的粘合劑存在于堆疊體42中的情況下，不能夠使用PTFE。然而，在本專利申請中，由于在堆疊體42中沒有粘合劑，所以能夠加熱堆疊體42至250°C或高于250°C的溫度。因此，能夠形成需要被加熱到330°C或高于330°C的溫度的PTFE拒液膜43。
[0077]本實施例中的堆疊體42已經通過所謂的鑄造方法被制造。然而，鑄造方法不是用于粘貼已經預先單獨形成的樹脂層40和金屬層41的方法。在用于粘貼樹脂層40和金屬層41的方法中，當金屬層41薄時，這種薄金屬層41的處理是困難的。例如，在將金屬層41粘貼到樹脂層40時，有在金屬層41中產生皺紋或金屬層41被撕掉的可能性。而且，即使在輸送金屬層41直到粘貼到樹脂層40的情況下，也存在金屬層41甚至由于小振動而彎曲或破裂的可能性。關于這一點，在本實施例中，由于用于將金屬層41粘貼到樹脂層40的金屬層41的處理是不需要的，所以即使在金屬層41薄的情況下，也容易形成堆疊體42。
[0078]接下來，下面將描述對該實施例作出各種變型的變型實施例。相同附圖標記被分配給與該實施例中的部件相同的部件，并且這種部件的描述被省略。
[0079]如圖4A至圖4E所示，在該實施例中，在將堆疊體42接合到形成有與噴嘴44連通的孔49的金屬板38之后，噴嘴44被形成在堆疊體42的樹脂層40中。然而，如圖7A至圖7C所示，可以在堆疊體42的樹脂層40中形成噴嘴44之后將金屬板38接合到噴嘴板39。
[0080]如圖4A至圖4E所示，在該實施例中，在堆疊體42上形成拒液膜43之后，噴嘴44被形成在樹脂層40中。然而，如圖8A至8C所示，在堆疊體42的樹脂層40中形成噴嘴44之后，可在噴嘴板39的表面上在圍繞噴射口 44a的區域中形成拒液膜43。
[0081]在將呈液體形式的樹脂材料涂敷到金屬層41之前，在金屬層41上執行表面粗糙化處理的情況下，金屬層41的凹凸粗糙表面被轉印到樹脂層40的與金屬層41接觸的表面，且形成相同的凹凸度(粗糙度)。此時，在去除金屬層41的一部分使得噴嘴44在樹脂層40的露出區域40a中開放時形成噴嘴44的情況下，在噴射口 44a附近存在如上所述的凹凸形狀。因此，存在出現傾斜噴射的可能性。因此，優選如圖9A所示僅在金屬層41的區域41b上執行表面粗糙化處理，該區域41b在隨后的去除過程(圖9B)中留下而沒有被去除，在去除過程中被去除的區域41c上不執行表面粗糙化處理。在這種情況下，當噴嘴44被形成在樹脂層40中時，在圍繞噴射口 44a的區域中不形成凹凸(粗糙部)。
[0082]在去除過程中能夠適當地改變去除金屬層41的區域。例如，如圖1OA所示，孔41b可被形成為包圍樹脂層40的形成有一行噴嘴的整個區域。而且，相反，可以僅在形成有噴射口 44a的區域周圍留下金屬層41，其余金屬層41可被完全去除。例如，如圖1OB所示，僅具有(隔離)島形狀的金屬層41可被留在樹脂層40的形成每個噴射口 44a的區域周圍，其余的金屬層41可被完全去除。
[0083]如實施例的圖5中，當在金屬層41中與一個噴射口 44a對應地形成孔41a時，噴射口 44a整個周邊被金屬層41包圍。因此，從保護噴射口 44a周圍的區域這一觀點出發，該實施例中的布置比圖1OA和圖1OB中的布置優選。在去除金屬層41的過程之后，形成在堆疊體42上的拒液膜43相對于樹脂層40的粘合強度比拒液膜43相對于金屬層41的粘合強度高。因此，在堆疊體42的整個區域上形成拒液膜43的情況下，由于由金屬層41覆蓋樹脂層40的區域越小，拒液膜43的粘合性越高，所以拒液膜43難以脫落。換言之，從防止拒液膜43脫落的觀點出發，優選擴寬金屬層41的如圖1OA和圖1OB所示將被去除的區域。[0084]制備在不介入粘合劑的情況下堆疊樹脂層40和金屬層41的堆疊體42的方法不限于在該實施例中示范的鑄造方法。可行的是采用所謂的層壓方法，該層壓方法是通過在對表面上具有熱壓樹脂層的樹脂膜進行加熱的同時擠壓該樹脂膜從而在不使用粘合劑的情況下進行粘貼的方法。
[0085]而且，通過使用用于形成薄金屬膜的已知技術例如氣相沉積、濺射或化學鍍，金屬層41可被形成為在樹脂層表面上的膜。在上述用于形成薄膜的技術中，已經很好地確立了通過使用掩模而在基板上圖案化薄金屬膜的技術，并且能夠僅在樹脂層40的希望區域上形成金屬層41。在這種情況下，在樹脂層40的整個表面上形成金屬層41之后，不需要再次執行通過例如蝕刻的方法去除金屬層41的一部分的過程。換言之，將同時執行堆疊樹脂層40和金屬層41的過程和去除的過程。
[0086]成為噴嘴板39的基板的堆疊結構42不限于一個樹脂層40和一個金屬層41的兩層結構。例如，金屬層41可以是多層結構，在該多層結構中堆疊多種不同類型的金屬。而且，陶瓷層可被堆疊在金屬層41上。例如,金剛石狀碳(DLC)可被堆疊在金屬層41的表面上以提聞耐磨耗性。
【權利要求】
1.一種制造液體噴射裝置的方法，所述液體噴射裝置包括噴嘴板和通道結構，在所述噴嘴板中形成噴嘴，所述噴嘴被構造成噴射液體，在所述通道結構中形成與所述噴嘴連通的液體通道，所述方法包括: 去除堆疊體的金屬層的一部分以部分地露出樹脂層，在所述堆疊體中，在不介入粘合劑的情況下堆疊所述樹脂層和所述金屬層； 在所述樹脂層中形成噴嘴，使得所述噴嘴在通過所述金屬層露出的區域中開放；和 將所述堆疊體接合到所述通道結構，在形成所述噴嘴的情況下所述堆疊體是所述噴嘴板。
2.根據權利要求1所述的制造液體噴射裝置的方法，進一步包括:在所述金屬層的所述部分已經被去除之后，至少在所述堆疊體的一區域中形成拒液膜，通過所述堆疊體的所述區域，所述樹脂層通過所述金屬層露出。
3.根據權利要求1所述的制造液體噴射裝置的方法，其中通過將呈液體形式的樹脂材料涂敷到所述金屬層的一個表面并且通過使涂敷的樹脂材料固化來形成所述堆疊體。
4.根據權利要求3所述的制造液體噴射裝置的方法，其中在將所述呈液體形式的樹脂材料涂敷到所述金屬層的所述一個表面之前，僅在所述金屬層的所述一個表面的在去除所述金屬層的所述部分時未被去除的區域上執行表面粗糙化。
5.根據權利要求2所述的制造液體噴射裝置的方法，其中形成所述拒液膜包括:將具有分散在溶劑中的構成所述拒液膜的微粒子的分散液涂敷到所述堆疊體；和將涂敷有所述分散液的所述堆疊體加熱到不小于250°C的溫度。
6.一種制造噴嘴板的方法，在所述噴嘴板中形成噴嘴，所述噴嘴被構造成噴射液體，所述方法包括: 去除堆疊體的金屬層的一部分以部分地露出樹脂層，在所述堆疊體中，在不介入粘合劑的情況下堆疊所述樹脂層和所述金屬層；和 在所述樹脂層中形成所述噴嘴，使得所述噴嘴在通過所述金屬層露出的區域中開放。
7.一種液滴噴射裝置，所述液滴噴射裝置被構造成噴射液體，所述液滴噴射裝置包括: 噴嘴板，在所述噴嘴板中形成噴嘴，所述噴嘴被構造成噴射所述液體；和通道結構，在所述通道結構中形成與所述噴嘴連通的液體通道，并且所述通道結構被接合到所述噴嘴板， 其中所述噴嘴板包括樹脂層和金屬層，在所述樹脂層和所述金屬層之間不介入粘合劑的情況下堆疊所述樹脂層和所述金屬層， 所述樹脂層通過所述金屬層部分地露出，并且 所述噴嘴被形成為在所述樹脂層的通過所述金屬層露出的區域處開放。
8.根據權利要求7所述的液滴噴射裝置，其中在圍繞所述噴嘴的區域中或在所述樹脂層的通過所述金屬層露出的所述區域中形成拒液膜。
9.根據權利要求8所述的液滴噴射裝置，其中所述拒液膜是聚四氟乙烯膜。
【文檔編號】B41J2/14GK103660575SQ201310094865
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年3月22日 優先權日:2012年9月26日
【發明者】宇野仁 申請人:兄弟工業株式會社