在流体喷射器上的非润湿涂层制造技术

一种流体喷射器，具有第一表面、第二表面和允许与所述第二表面接触的流体喷出的孔。所述流体喷射器具有暴露在所述流体喷射器的至少第一表面上的非润湿层以及暴露在第二表面上的覆层，所述覆层的润湿性大于所述非润湿层。该装置的制造可包括：在所述第一和第二表面上沉积非润湿层、遮蔽所述第一表面、视情况从所述第二表面去除所述非润湿层以及在所述第二表面上沉积覆层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在流体喷射器上的涂层。
技术介绍
流体喷射器(如墨喷打印头)通常具有内表面、喷射流体的孔和外表面。当流体从孔喷出时，流体可能聚积在流体喷射器的外表面上。当流体聚积在邻近孔的外表面上吋，从孔喷出的另外的流体可能偏离所需的前进路径，或者通过与聚积的流体的相互作用(如，由于表面张カ)而被完全遮断。诸如特氟龙(Teflon )和氟碳聚合物(fluorocarbon polymer)等非润湿涂料可用于涂覆表面。然而，特氟龙和氟碳聚合物通常是柔性的，并且不是耐用涂料。这些涂料还可能昂贵，并且难以形成图案(pattern)。
技术实现思路
本专利技术提供ー种流体喷射器，其具有第一表面、第二表面和允许与所述第二表面接触的流体喷出的孔。在一方面，所述流体喷射器具有覆盖至少所述第一表面的部分的非润湿层、以及覆盖所述第二表面的部分但不覆盖所述第一表面的实质部分(substantialportion)的覆层(overcoat layer),所述覆层与所述非润湿层相比润湿性大。该装置的实施方式可包括一个或多个下列特征。非润湿层可包括含有碳和氟各自的至少ー个原子的分子。非润湿层可为单层(monolayer)。非润湿层可为憎水性的。非润湿层可直接形成在无机种子层上。覆层可包括无机氧化物，例如ニ氧化硅。覆层可为亲水性的。在一个实施方式中，覆层可直接形成在非润湿层上。在ー个替代实施方式中，覆层可直接形成在无机氧化物层上。在实施方式中，第一表面可为流体喷射器的外表面。本专利技术还公开在流体喷射器的所选部分上形成非润湿单层的方法。在流体喷射器的第一表面和第二表面上沉积非润湿层，遮蔽第一表面，视情况从第二表面去除非润湿层，以及在第二表面上沉积覆层。这些方法的实施方式可包括一个或多个下列特征。可通过气相沉积来沉积非润湿层。遮蔽可包括施加带、光阻材料或蜡中的至少ー种。沉积覆层可包括沉积无机氧化物。无机氧化物可为ニ氧化硅。在某些实施方式中，可在沉积覆层后从第一表面去除遮蔽物，并且去除遮蔽物还可去除沉积在遮蔽物上的覆层。在其它实施方式中，可在沉积覆层前，但在将流体喷射器暴露于氧等离子体后，去除遮蔽物。可在沉积非润湿层前，在第一表面和第二表面上沉积无机层。第一表面可包括围绕流体喷射器中的孔的区域，而第二表面可包括与流体喷射器喷射的流体接触的区域。第一表面可为外表面，而第二表面可为内表面。某些实施方式可具有一个或多个下列优势。围绕孔的外表面可为非润湿性的，而与待喷射流体接触的内表面可为润湿性的。非润湿层能降低流体在流体喷射器的外表面上的聚积，从而能改善流体喷射器的可靠性。非润湿层可具有耐用性并且不能溶于多数溶剂中，从而允许多种墨用于流体喷射器。覆层能覆盖在预先清洗步骤中未从内表面去除的非润湿涂层的任意部分，从而能确保内表面被高润湿性的层覆盖。位干与待喷射流体接触的表面上的高润湿性覆层能实现改善对小滴尺寸、喷射率以及其它流体喷射性质的控制。附图说明图IA是未经涂覆的流体喷射器的实施方式的截面图。图IB是图IA的流体喷射器的所有暴露表面均沉积有无机层的实施方式的截面图。图IC是图IB的流体喷射器的所有暴露表面均具有非润湿涂层的实施方式的截面图。图ID是图IC的流体喷射器的外表面覆盖有遮蔽物的实施方式的截面图。图IE是图ID的流体喷射器的内表面部分地去除了非润湿涂层的实施方式的截面图。图IF是图IE的流体喷射器去除了遮蔽物的实施方式的截面图。图IG是图IF的流体喷射器的内表面涂覆有覆层的实施方式的截面图。图2A是图ID的流体喷射器的内表面涂覆有覆层的实施方式的截面图。图2B是图2A的流体喷射器去除了遮蔽物的实施方式的截面图。图3A图ID的流体喷射器的内表面去除了非润湿涂层的实施方式的截面图。图3B是图3A的流体喷射器的内表面涂覆有覆层的实施方式的截面图。图3C是图3B的流体喷射器去除了遮蔽物的实施方式的截面图。具体实施例方式图IA是未经涂覆的流体喷射器100 (如，墨喷打印头喷嘴)的截面图，该流体喷射器100可构造为如2005年10月21日提交的美国专利申请序列号11/256669中所述那样，该美国专利申请序列号11/256669的内容通过引用并入本文。未经涂覆的流体喷射器100包括流道模块110和喷嘴层120，两者均可由硅(如单晶硅)制成。在ー实施方式中，未经涂覆的流体喷射器100是单ー単元，流道模块110和喷嘴层120不是分开的部件。隔膜层182位于泵送室135上方。致动器172使泵送室135中的流体(如墨，例如水基墨)增压。流体流经下行通道130，并经由喷嘴层120中的孔140喷出。致动器172可包括压电层176、下电极178(如接地电极)和上电极174(如驱动电极)。以下图中未示出隔膜层182和致动器172，但它们是可以存在的。如图IB所示，未经涂覆的流体喷射器100视情况可包括无机层165，该无机层165 形成在流体喷射器(如喷嘴层120和流道模块110)的包括内表面和外表面的暴露表面上。在这种情况下，未经涂覆的喷射器表面可被看作无机层165的表面。无机层165可由例如促进娃烧涂层(silane coating)或娃氧烧涂层(siloxane coating)的粘附性的SiO2等无机氧化物材料形成。在ー实施方式中，无机种子(seed)层165是自然(native)氧化物层(这种自然氧化物通常具有l_3nm的厚度)。在另ー实施方式中，无机层165是沉积的种子层，例如SiO2。可通过将SiCl4和水蒸气引入容纳未经涂覆的流体喷射器100的化学气相沉积(CVD)反应器中，而在喷嘴层120和流道模块110的暴露表面上形成SiO2的无机种子层165。化学气相沉积室和真空泵之间的阀在沿该室泵送后闭合，SiCl4和H2O的蒸气被引入了该室。SiCl4的分压可在0.05-40托之间(如，0. 1-5托)，而％0的分压可在0.05-20托之间(如，0. 2-10托)。种子层165可沉积在被加热到处于约室温到约100摄氏度之间的温度的基底上。例如，基底可不加热，而化学气相沉积室可在35摄氏度。或者，可喷溅(sputter)无机种子层165。可在涂覆前通过例如施加氧等离子体来清洗待无机种子层165涂覆的表面。在该过程中，感应耦合等离子体(ICP)源用于生成蚀刻有机材料的活性氧自由基(active oxygen radical),从而得到清洁的氧化物表面。制造エ艺的一个实施方式在单次连续步骤中沉积整个种子层，以提供単一的、整体的种子层。种子层165的厚度可在约5nm-约200nm之间。对于部分待喷射的流体，性能可能受无机层厚度的影响。例如，对于某些“困难”流体，较厚的层，如30nm或更大，例如40nm或更大，如50nm或更大，将提供改善的性能。这种“困难”流体可包括例如各种传导性聚合物和发光聚合物，如聚-3,4-こ烯ニ氧噻吩(poly-3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT),或例如来自DowChemical公司的DOW Green K2等发光聚合物。其它发光聚合物(又称为聚合物发光二极管)可从包括 Cambridge Display Technologies 公司、Sumitomo Chemical公司和Covion公司(M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2006.12.01 US 60/868,328;2006.12.04 US 60/868,536;1.ー种流体喷射器，包括 嗔嘴层； 第一表面，它是流体喷射器的外表面； 第二表面，它是流体喷射器的内表面； 喷嘴层中的孔，其允许流体与第二表面接触以待喷射； 形成在暴露表面上的无机种子层，所述暴露表面包括所述第一表面和所述第二表面； 覆盖至少所述第一表面的无机种子层的部分的非润湿层；和 覆层，所述覆层覆盖所述第二表面的无机种子层的一部分但不覆盖所述第一表面的无机种子层的实质部分，并且与所述非润湿层相比润湿性大。2.如权利要求I所述的流体喷射器，其中，所述无机种子层包括无机氧化物层。3.如权利要求2所述的流体喷射器，其中，所述无机种子层包括ニ氧化硅。4.如权利要求I所述的流体喷射器，其中，所述覆层比所述无机种子层薄。5.如权利要求I所述的流体喷射器，其中，所述覆层比所述无机种子层的可润湿性更強。6.如权利要求I所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈村好真，
申请(专利权)人：富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：