制造喷墨记录头的方法及其制造的喷墨记录头以及激光加工方法技术

一种制造喷墨记录头的方法，其中通过焊接或粘附板元件而形成一个喷出被固着在记录介质上的墨滴的喷墨口，一个保存被供应到喷墨口的油墨的液体腔室，一个将喷墨口与液体腔室相连的油墨流动通路，一个设在油墨流动通路内并适于产生喷墨能量的能量产生元件，以及一个将油墨从外面向液体腔室供应的供墨口。在该方法中，当一块其内设有喷墨口的孔板经过激光加工时，采用了一种多脉冲的激光光线，其具有非常大的空间和时间能量密度，且从一个激光振荡器发射，该激光振荡器在一个小于１皮秒的脉冲发射时间内对激光光束进行振荡，并且激光光束是从与一个供墨端相对的孔板的外表面照射的，以为了通过聚焦投射，在孔板的外表面上形成一个喷墨口的加工图案。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造一个飞散墨滴以使其固着在记录介质上的喷墨记录头的方法，一个由该方法制造的喷墨记录头以及一种激光加工方法。在喷墨打印中，打印质量绝大部分取决于用于喷墨的喷嘴部分的性能，并且喷嘴部分的性能是由喷嘴直径的差量和喷嘴的形状决定的。就形成喷嘴的方法而言，一般说来已提出了两种方法，例如，采用金属版沉积的电镀喷放机加工法和紫外线激光加工方法，在紫外线激光加工方法中，有机聚合物树脂材料通过诸如激发的激光的高能量激光被升华。目前，后一种方法例如紫外线激光加工方法，已主要被用来进行微型加工。过去，当有机聚合物树脂材料通过紫外线激光被升华时，已实现了一个成形为锥体的加工性能，其中加工区域一般是通过将激光照射到材料上而从激光入射端降到激光出射端的。另外，在喷墨记录头中，为了提高打印质量，由于一块包括朝喷墨端逐渐变细的喷嘴的喷嘴板需要是一块具有喷放口的喷嘴板，当制造完喷嘴板时，便采用上述激光加工方法，并且，在这种情况下，当通过从供墨端将激光照射到喷嘴板上形成喷嘴后，喷嘴板与一个供墨元件相连。然而，喷嘴的长度需要在从好几微米到约100微米的范围内，以提高打印质量，且因而喷嘴板的厚度具有相同的尺寸。因此，由于喷嘴板是很易变形的，而且喷嘴板必须是从上述的供墨端来被激光加工的，且在板中形成喷嘴后，喷嘴板必须与供墨元件相连，则相连后，喷嘴板通过应力而发生应变。由于应力应变的原因，不可能形成在同一方向上彼此排成一直线的喷墨喷嘴，造成了喷墨方向不相同的结果，因此降低了打印质量。为了解决这样的问题，诸如一种在安装好喷墨记录头后形成喷墨喷嘴的方法，已提出了下列方法。一种方法是在国际专利申请第6-510958号的国家阶段中公开的。在这种方法中，由掩膜图案调整的光束是倾斜入射在一块喷放口形成板上的，因此由于倾斜入射，板便沿着光束前进的方向被加工，因此形成了一块包括每一个内径都比外径要宽的锥形喷嘴的喷嘴板。另一种方法是在日本专利公开第6-24874号中公开的。在这种方法中，光束是在一块具有喷嘴图案的掩膜板与一块喷墨口形成板紧紧相连的情况下，来被照射的。在这种情况下，彼此紧紧相连的掩膜板和喷墨口形成板摇动或者旋转，以便光束倾斜入射到板上，因此朝外端逐渐变细的喷嘴是沿着入射光的方向通过推进加工，而在喷墨口形成板上形成的。然而，在国际专利申请第6-510958号的国家阶段中公开的方法中，由于两个方向的光束加工，尽管考虑了与入射光方向垂直的方向，朝外端逐渐变细的喷嘴却是在入射光的方向上，在喷嘴板中形成的，由于在朝外端扩展的锥体方向上，形成了朝外端扩展的喷嘴，但没有形成相对喷墨方向是对称的圆锥形锥体，便产生了喷墨的流体阻力来延迟喷墨的时间段，因此使得高速打印成为可能，并且，就扩展的喷嘴来说，在喷墨的过程中产生墨雾。而且，同样在日本专利公开第6-24874号公开的方法中，由于掩膜板和喷墨口形成板以时间推移的方式，相对光束是倾斜的，在加工开始的状态和加工结束的状态中，例如在一段时间的加工过程中，形成相对喷墨方向是对称的锥体便变得困难，因此难于在各个喷墨记录头中给定的方向上，使墨滴稳定地飞散。在过去，已经采用了一种紫外线激光加工方法，作为一种用于微型加工需要微小构造和高准确性的结构的激光加工方法。一个这样进行微型加工的实例包括一个喷墨头的油墨通路和喷墨口的结构。在日本专利中请特许公开第2-121842号或日本专利申请特许公开第2-121845号中，公开了一种技术，即油墨通路和喷墨口是通过采用一种典型地为紫外线激光的激发的激光，而高准确性地形成的。也就是说，激发的激光是一种这样的激光，其中具有短脉冲(15到35ns)的紫外线光(辐射)是通过将稀有气体和卤素气体的混合气体进行释放激发而产生的，并且激光的振荡能量有好几百mJ／脉冲，且脉冲的重复频率为10-500赫兹。当诸如激发的激光光线的、具有高亮度的短脉冲紫外线光照射到聚合物树脂的表面上，便产生烧蚀光分解(APD)现象，在该现象中照射的部分被瞬间分解和漫射，伴有等离子体的闪烁和冲击的噪音，因此便允许对聚合物树脂进行所谓的激光研磨加工。在一种以前在激光加工中被采用的YAG激光中，尽管可形成一个孔，却存在边缘表面制作粗糙的劣势。而且，在一种CO2激光中，存在在孔周围形成凹坑的劣势。由于这样的激光加工是激光热加工，其中加工是通过将光能转换为热能而实现的，所以加工出的结构易于被破坏并且难于实现微型加工。相反，在采用激发的激光进行的激光研磨加工中，由于升华腐蚀是通过用于破坏碳原子的共价键的光化学反应而实现的，所以加工出的结构难以被破坏并且可实现高准确性的加工。激光研磨加工意味着一种通过无液相状态的激光来实现升华加工的方法。尤其在喷墨
中，通过采用激发的激光进行激光研磨加工，可取得显著的进展。因为已经把采用激发的激光进行激光加工的技术付诸于实施，所以实现了下列事实。也就是说，当把激发的激光看作紫外线激光时，照射激光的振荡脉冲时间大约好几ns(毫微秒)，并且当考虑到YAG激光的高谐波振荡的紫外线时，照射激光的振荡脉冲时间是从约100皮(可)秒到好几ns，并且，发现照射到加工件上的激光光线的光能并没有完全用在破坏原子共价键上。并且，由于没被用来破坏原子共价键的光能的存在，加工件的激光加工部分在被完全分解前漫射，因此，在加工部分的周围便产生副产品。而且，没被用来破坏原子共价键的光能的一部分被转换为热能。由于激发的激光的能量密度在振荡脉冲中达到100兆瓦特的最大值，具有高导热性的金属，陶瓷，矿石(诸如硅)，和一夸脱的容器以及具有低光吸收性的玻璃难于被加工，并且仅仅有机树脂材料才能够被施以升华研磨加工。这些是通过采用激发的激光而产生的不可避免的现象，并且已提出不同的技术，以来防止这样的现象对实际的记录头施加影响。例如，如果喷墨记录头是在仍然有副产品的状态下安装的，由于将会发生喷放口的堵塞，则增加一个移走副产品的新步骤。而且，当光能的一部分转换为热能时，加工件是在加工或部分熔化的过程中被热延伸的，采用了具有高玻璃透射点的材料或者减少了加工的间距。采用了这种方式，由于上述技术不可能完全解决问题，便在激光的加工中有了不同的局限性。另一方面，近来已要求在上述的喷墨记录头中，能产生高精细的图像质量。考虑到这一点，尽管喷放口和油墨流动通路的300到400dpi的设置密度按常规来说是足够了，但近几年来已要求600dpi或1200dpi的设置密度。为此，已要求一种形成方法，其用于高准确性地形成与50μm相等或小于50μm的诸如设置间隔(距离)(在喷放口和记录流体流动通路之间)的微小间隔(距离)或者与20μm相等或小于20μm的诸如加工直径的微小结构。然而，既然因为加工距离和加工直径变小了，则在激发的激光中发现的上述现象变得显著了，所以激发的激光在高精细记录头的制造中有局限性。专利技术者们认识到所有的现象都是建立在采用紫外线激光(诸如激发的激光)进行激光研磨加工的基础上，并且从区别于传统技术概念的新的调查研究中发现，一种具有划时代意义的激光研磨加工技术将在今后被提出来并将改进多种用途的应用，其能完全排除这样的现象并能实施微型加工技术。而且，在传统的喷墨记录头中，既然供墨通路和喷墨口不能平稳地相互连接，且油墨运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造喷墨记录头的方法，其中通过焊接或粘附板元件而形成一个喷出被固着在记录介质上的墨滴的喷墨口，一个保存被供应到喷墨口的油墨的液体腔室，一个将喷墨口与液体腔室相连的油墨流动通路，一个设在油墨流动通路内并适于产生喷墨能量的能量产生元件，以及一个将油墨从外面向液体腔室供应的供墨口，其特征在于：当一块其内设有喷墨口的孔板经过激光加工时，采用了一种多脉冲的激光光线，其具有非常大的空间和时间能量密度，且从一个激光振荡器发射，该激光振荡器在一个小于１皮秒的脉冲发射时间内对激光光束进行振荡，同时激光光束是从与一个供墨端相对的孔板的外表面照射的，以为了通过聚焦投射，在孔板的外表面上形成喷墨口的加工图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小出纯，铃木良明，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]