在打印头的孔板中形成喷嘴的方法技术

一种用光能形成一个相对于工件的厚度方向倾斜的孔的方法，在作为工件的板的能量集中区上形成一个沟槽，以使得用作光能照射面的板主表面上具有缺口，从而形成不规则表面区段。以相对于板的厚度方向倾斜的方向将光能照射到板的主表面上的这个不规则表面区段上。该工件的不规则表面区段是通过注模工艺而与工件整体成型的。该不规则表面区段也可以通过喷砂方法、化学腐蚀或用研磨刷而形成。所采用的光能是激光，特别是激发物激光。该工件可以是由有机材料、无机材料或金属材料制成。通过采用光能，形成一个具有较大倾斜角的孔。（*该技术在2016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光能形成一个相对于工件的厚度方向倾斜的孔的方法，特别是涉及这样一种成孔方法，即在所述方法中，在工件的能量集中区域上形成一个不规则表面区段，从而使得即使在光能的入射角大于临界角的情况下也能防止光能反射，以能够形成一个相对于工件的厚度方向具有较大的倾斜角的孔。近来，一种所谓的“即答”型(on-demand type)打印设备由于其自身尺寸的减小和成本的降低而得以迅速普及使用，这种打印设备根据记录信号而从一喷嘴中喷射液体油墨墨滴，从而在记录媒体(例如纸张或胶片)上进行记录。同时，近来人们越来越多地要求不仅要输出字符或图象，而且除这些字符或图象之外还要输出类似于照片的彩色自然图片。为适应这种要求，人们已经迫切地需要打印一种高质量的自然图片，并极需进行半色调的复制。为了能够进行半色调的复制，本专利技术人已经提出过一种打印头，在这种打印头中，可通过排放由油墨和稀释溶液混和而成的油墨溶液，以及通过改变该油墨溶液的浓度，来控制打印点的密度，以在不破坏清晰度的情况下打印出自然图片。这种打印头包括这样一个部件，它适于提供一个将油墨或稀释溶液排放到油墨槽或稀释溶液槽中的力，该部件具有一个压电元件或加热元件；所述打印头还包括一个喷嘴部件(即所谓的孔板)，它用于导引所排放的油墨或稀释溶液。该孔板上具有一个用作油墨喷嘴的通孔和另一个用作稀释溶液喷嘴的通孔。这两个通孔的直径都很小。因此，用钻机或手钻很难形成上述通孔，这是因为这些通孔限于很小的尺寸，而如果通过切割的碎片产生磨削来形成多个通孔是不能保证其开口尺寸的精度的，用超声波切割方法也很难形成上述这些通孔。可以想到利用在半导体制作工艺中所采用的活性离子蚀刻(RIE)技术或离子磨蚀技术来形成上述这些通孔。但这些技术是不适宜的，因为用作孔板的工件要有足够的厚度，用上述技术对这样的工件进行加工是要耗费大量的时间的。本专利技术人已经在日本专利申请No.7-88999中提出了一种孔板，在这种孔板中，形成一个用作油墨喷嘴的通孔和一个用作稀释溶液喷嘴的第二通孔，这两个通孔中的至少一个通孔相对于孔板的厚度方向倾斜。然而，采用钻机或手钻或采用超声波方法很难形成这一倾斜的通孔。因此，孔板中那种直径很小并且不常见的倾斜通孔要通过光能的照射(例如通过激光)来形成。由于激光的光束直径和照射直径可被减小，所以它适于形成小直径的孔。作为激光，除了采用激发物激光外，还可采用二氧化碳气体激光或采用钇铝石榴石激光(YAG)。在激光加工中，激光光束具有与所形成的通孔同样的倾斜角度，这种激光光束从工件表面照射，以在激光光束的行进方向上形成通孔。然而，如果该通孔的倾斜角度很大，则激光加工也变得不可能。如图23所示，假设沿箭头L表示的激光光束射入折射率为n1的第一媒介物，这样该激光光束进入折射率为n2的第二媒介物。如果该激光光束L在第一媒介物和第二媒介物中的倾斜角度分别为θ和α，则等式Sinθ/Sinα＝n1/n2成立。如果倾斜角α为90°，则激光光束L进行全反射。也就是，Sinθ＝n1/n2，这样就不可能用激光光束形成一个具有满足这一等式的倾斜角的通孔，该倾斜角不小于θ。也就是说，如果一束由图24中的箭头L1表示的激光光束从工件101的表面101a照射，则该激光被该表面101a反射，如图24中的箭头L2所示。因此，本专利技术的一个目的是提供一种用光能形成一个具有较大倾斜角的通孔的方法。在一种方案中，本专利技术提供一种成孔的方法，该方法包括在工件的能量集中区形成一个不规则表面区段，并将光能照射到这个不规则表面区段上，以形成一个相对于工件的厚度方向倾斜的孔。在另一方案中，本专利技术提供一种在打印头的孔板上形成喷嘴的方法，该方法包括用光能照射该孔板表面上的不规则表面区段，以形成一个相对于该孔板的厚度方向以预定的角度倾斜的孔。在又一方案中，本专利技术提供一种在打印头的孔板上形成第一喷嘴的方法，该方法包括形成一个相对于该孔板的厚度方向以预定的角度倾斜的第一喷嘴，以及形成一个与第一喷嘴相邻并与该孔板的厚度方向垂直的第二喷嘴。第一喷嘴和第二喷嘴是通过光能照射而形成的，并且，在被光能照射之前，至少第一喷嘴所处的区域上形成有不规则表面区段。工件的不规则表面区段是通过注模工艺而与工件整体成型的。工件的不规则表面区段也可以通过喷砂方法、化学腐蚀或通过使用研磨刷而形成。光能是激光，特别是一种激发物激光。工件可以是由无机材料或有机材料或金属材料制成。本专利技术所述的成孔方法适用于在孔板中形成通孔。工件的成孔区的厚度最好为15～200μm。在本专利技术的成孔方法中，将不规则表面区段设置在工件的能量集中区，将光能照射到这个不规则表面区段上，在反射光的光路中设置一个壁，或是改善光能的约束状态。这样，可以增加光能的倾斜角度，并且可以开始加工以形成一个相对于工件的厚度方向倾斜的孔，此时，即使入射角大于临界角，也不存在光反射的危险。如果工件的不规则表面区段是通过注模工艺而与工件整体成型的，则可同步加工大量的工件，因此提高了生产率。如果这个不规则表面区段是通过喷砂方法或化学腐蚀或使用研磨刷而形成的，则该不规则表面区段被加工成精细尺寸的不规则表面区段。如果采用激光作为光能，则可形成小直径的孔。此外，如果采用激发物激光作为激光，则可在不对工件产生热效应的情况下完成对工件的加工，从而只对被激光光束照射的区段进行高质量的加工。在采用本专利技术所述的成孔方法形成孔板的情况下，由于在工件板的能量集中区上形成有不规则表面区段，并且是将光能照射到这个不规则表面区段上，所以易于用光能进行加工。即使光的入射角大于临界角，也能够在没有光反射的条件下开始加工，从而可形成一个相对于板的厚度方向具有一倾斜角的通孔，该倾斜角大于光能的临界角。如果用喷砂方法、化学腐蚀或研磨刷来形成板的不规则表面区段，则这个不规则表面区段被加工成多个不规则表面区段。如果在上述实施例中用激光作为光能，则可很容易地加工出小直径的孔。如果用激发物激光作为激光，则可在无热效应的情况下加工工件，从而仅在激光照射区获得高质量的加工。附图说明图1是用本专利技术所述的孔板生产方法生产出的孔板的横截面视图。图2是用本专利技术所述的孔板生产方法生产出的孔板的平面图。图3是表示采用了所生产的孔板的打印头的工作顺序和表示在所生产的孔板中形成一个弯液面的状态的示意图。图4是表示采用了所生产的孔板的打印头的工作顺序和表示油墨被排出到通孔外的状态的示意图。图5是表示采用了所生产的孔板的打印头的工作顺序和表示稀释溶液被排出到通孔外以形成油墨溶液的状态的示意图。图6是表示采用了所生产的孔板的打印头的工作顺序和表示油墨溶液增长成柱形的状态的示意图。图7是表示采用了所生产的孔板的打印头的工作顺序和表示柱形油墨溶液中产生缩颈的状态的示意图。图8是表示采用了所生产的孔板的打印头的工作顺序和表示油墨溶液准备开始喷射的状态的示意图。图9是表示采用了所生产的孔板的打印头的工作顺序和表示油墨溶液已经喷射到空气中的状态的示意图。图10表示的是在所说明的用本专利技术所述成孔方法生产孔板的方法中的加工步骤，该图表示了这样一种情形，即，在该孔板中形成一个沟槽。图11表示的是在所说明的用本专利技术所述成孔方法生产孔板的方法中的加工步骤，该图表示了这样一种情形，即，用光能进行照射，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成孔方法，包括：在工件的能量集中区上形成不规则表面区段，并将光能照射在该不规则表面区段上，以形成一个相对于工件的厚度方向倾斜的孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中山徹生，木岛公一朗，安藤真人，村上隆昭，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]