CN101015987A - 在喷墨头的喷嘴板的表面上形成憎水涂层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种在喷墨头的喷嘴板的表面上形成憎水涂层的方法。所述方法包括：制备印模和具有多个喷嘴的喷嘴板；将憎水材料施加到印模上；将印模移到喷嘴板上以将印模的憎水材料贴附到喷嘴板且加热喷嘴板，从而将憎水材料接合到喷嘴板；以及将印模从喷嘴板分离。贴附到喷嘴板的憎水材料的部分留在喷嘴板以在喷嘴板上形成憎水涂层，而当印模从喷嘴板分离时，对应于喷嘴板的喷嘴的憎水材料的其他部分从喷嘴板分离。仅在喷嘴板的外表面上均匀地形成了憎水涂层，从而可以改善具有多个喷嘴的喷墨头的喷墨性能。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨头，更具体而言，涉及一种仅在喷墨头的喷嘴板的表面上形成憎水涂层的方法。
背景技术
一般而言，喷墨头是通过将墨滴喷射到打印介质的期望的区域上而将彩色图像打印到打印介质上的装置。根据喷墨的方法，喷墨头可以分为两种类型：热喷墨头和压电喷墨头。热喷墨头通过使用热在将被喷射的墨中产生气泡且利用气泡的膨胀来喷墨，而压电喷墨头则使用通过变形压电材料而产生的压力来喷墨。
图1是示出作为常规喷墨头的示例的压电喷墨头的剖面图，且图2是用于说明由在喷墨头的喷嘴板的表面处理失效导致的问题的视图。
参考图1，在喷墨头的流道板10中形成了歧管(manifold)11、多个限流器12和形成墨流道的多个压力腔13。可以通过压电驱动器40变形的振动板20接合到流道板10的顶表面，且其中形成多个喷嘴31的喷嘴板30接合到流道板10的底表面。振动板20可以与流道板10一体形成，且喷嘴板30也可以与流道板10一体形成。
歧管11是将墨从贮墨室(未显示)供给到各自的压力腔13的墨通道，且限流器12是允许来自歧管11的墨流入压力腔13的墨通道。压力腔13用供给的墨填充以用于喷墨，且排列在歧管11的一侧或两侧。喷嘴31形成为透过喷嘴板30，且连接到各自的压力腔13。振动板20接合到流道板10的顶表面以覆盖压力腔13。振动板20由压电驱动器40的操作而变形以改变各自的压力腔13中的压力以从压力腔13喷墨。每个压电驱动器40包括依次层叠在振动板20上的下电极41、压电层42和上电极43。下电极41形成于振动板20的整个表面上，作为公共电极。压电层42形成于下电极41上，在每个压力腔13的上方。上电极43形成于压电层42上，作为将电压施加到压电层42的驱动电极。
在上述喷墨头中，喷嘴板30的表面处理对于喷墨头的喷墨性能具有影响，例如喷墨速度和从喷嘴31喷射的墨的准直度。即，喷嘴31的内表面应具有亲水表面，且喷嘴板30的外表面应具有憎水表面以提高喷墨头的喷墨性能。
因此，一般而言，根据各种公知的方法在喷嘴板30上形成憎水涂层。在喷嘴板30上形成憎水涂层的常规方法的示例包括浸渍方法和沉积方法。在前者的方法中，将喷嘴板30浸渍在憎水材料溶液中以在喷嘴板30上形成憎水材料。在后者的方法中，在喷嘴板30上沉积憎水材料。
然而，在常规的涂敷方法中，难于仅在喷嘴板的外表面上而不在喷嘴31的内表面上形成憎水涂层。即，憎水涂层可以不平整地形成于喷嘴31的内表面上。在这种情况，如图2所示，墨滴可能不从喷嘴31准直地喷射，且喷射的墨滴的速度和体积不是均匀分布的，由此恶化了喷墨头的喷墨性能。
发明内容
本发明提供了一种具体而言仅在喷墨头的喷嘴板的外表面上更均匀地形成憎水涂层的方法。
根据本发明的方面，提供有一种在喷墨头的喷嘴板上形成憎水涂层的方法，所述方法包括：制备印模(stamp)和具有多个喷嘴的喷嘴板；将憎水材料施加到印模上；将印模移到喷嘴板上以将印模的憎水材料贴附到喷嘴板且加热喷嘴板，从而将憎水材料接合到喷嘴板；以及将印模从喷嘴板分离，其中贴附到喷嘴板的憎水材料的部分留在喷嘴板以在喷嘴板上形成憎水涂层，而当印模从喷嘴板分离时，对应于喷嘴板的喷嘴的憎水材料的其他部分从喷嘴板分离。
将憎水材料施加到印模可以包括：制备包含憎水材料的溶液；将溶液施加到印模；且蒸发溶液的溶剂。在该情形，溶液的溶剂可以选自THF(四氢呋喃)、丙酮、甲苯、二甲苯和乙醇。溶液可以包括溶解在溶剂中的5到20wt％的憎水材料。溶液的施加可以通过旋涂或浸渍来进行。
憎水材料可以是氟化物化合物或硫化合物。
印模可以由PDMS(聚二甲基硅氧烷)形成。
施加憎水材料、接合憎水材料以及印模的分离可以进行两次或更多次。
所述方法可以在完全形成的喷墨头上进行。
根据本发明，仅在喷嘴板的外表面上均匀地形成了憎水涂层，从而可以改善具有多个喷嘴的喷墨头的喷墨性能。
附图说明
参考附图，通过详细描述其示范性实施例，本发明的以上和其他特征和优点将变得更加显见，在附图中：
图1是示出作为常规的喷墨头的示例的压电喷墨头的剖面图；
图2是用于说明由在喷墨头的喷嘴板的表面处理失效导致的问题的视图；
图3A到3D是用于说明根据本发明实施例在喷墨头的喷嘴板的表面上形成憎水涂层的方法的视图；和
图4是用于说明根据本发明另一实施例在完全形成的喷墨头的喷嘴板的表面上形成憎水涂层的方法的视图。
具体实施方式
现将参考其中显示本发明实施例的附图在其后更加全面地描述本发明。在附图中，相似的附图标记指示相似的元件，且为了清晰夸大了层和区域的厚度。
图3A到3D是用于说明根据本发明实施例在喷墨头的喷嘴板的表面上形成憎水涂层的方法的视图。虽然在附图中显示了喷嘴板的一部分，但是喷嘴板通常具有排列为一行或多行的几十到几百个喷嘴。
参考图3A，制备印模200和具有多个喷嘴131的喷嘴板130。喷嘴板130可以由硅晶片、玻璃基板或金属基板形成。印模200可以由例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)的高分子物质形成。
参考图3B，将憎水材料170施加到印模200上到预定的厚度。这里，可以通过使用包含憎水材料170的溶液的旋涂或浸渍方法，可以将憎水材料170施加到印模200上，至约5nm到约10nm的厚度。所述溶液可以包括溶剂，例如全氟化物、四氢呋喃(THF)、甲苯、二甲苯和乙醇；和溶解在所述溶剂中的5到20wt％(如10wt％)的憎水材料170。例如氟化物化合物或硫化合物的典型的憎水材料可以被用作憎水材料170。接下来，施加到印模200的溶液自然干燥持续预定的时间以通过蒸发来去除溶剂。以该方法，憎水材料170形成于印模200上。
参考图3C，将印模200移到喷嘴板130上以将憎水材料170贴附到喷嘴板130。这里，将喷嘴板130加热到预定的温度，例如约100℃。可以在憎水材料170接触喷嘴板130之前、当时或之后加热喷嘴板130。因为喷嘴板130被加热，与喷嘴板130接触的憎水材料170的表面被软化并牢固地接合到喷嘴板130上。
参考图3D，将印模200从喷嘴板130移开。因为憎水材料170牢固地接合到喷嘴板130但是松弛地贴附到印模200上，憎水材料170和喷嘴板130之间的连接力远大于憎水材料170和印模200之间的连接力。因此，当印模200从喷嘴板130移开时，接合到喷嘴板130的憎水材料170的部分留在喷嘴板130且因此形成了憎水涂层170’。对应于喷嘴131的憎水材料170的其他部分与印模200一起移动且由此这些部分从喷嘴板130去除。
以该方法，在喷嘴板130的外表面上形成了憎水涂层170’。即，喷嘴131的内表面没有用憎水涂层170’涂布。
在上述操作之后，除了喷嘴131的内表面之外，在喷嘴板130的外表面上均匀地形成了憎水涂层170。
通过重复图3B、3C和3D所示的操作一次或多次(如，两次或三次)，可以将憎水涂层170’的厚度调整为期望的值。
同时，在上述的实施例中憎水涂层170’形成于没有接合到喷墨头的喷嘴板130上；然而，本发明不限于所示的实施例。如下所述，憎水涂层170’可以仅形成于完全形成的喷墨头100的喷嘴板130的外表面上。
图4是用于说明根据本发明另一实施例在完全形成的喷墨头100的喷嘴板130上形成憎水涂层170’的方法的视图。
参考图4，完全形成的喷墨头100包括：具有多个压力腔113的流道板110、接合到流道板110的顶表面且覆盖多个压力腔113的振动板120、和形成于振动板120上的压电驱动器140。喷墨头100还包括接合到流道板110的底表面且具有形成从其透过的多个喷嘴131的喷嘴板130。流道板110可以包括歧管(未显示)和多个限流器。压电驱动器140对于各自的压力腔113提供喷墨力。每个压电驱动器140包括依次形成在振动板120上的下电极141、压电层142和上电极143。下电极141形成于振动板120的整个顶表面上，作为公共电极。压电层142形成于下电极141上，在每个压力腔113的上方。上电极143形成于压电层142上，作为将电压施加到压电层142的驱动电极。
同时，振动板120可以与流道板110一体形成，且喷嘴板130也可以与流道板110一体形成。
可以在完全形成的喷墨头100上进行图3A到3D所示的操作。在该情形，憎水材料层170’可以形成于喷嘴板130的外表面上，但不形成于喷嘴131的内表面和喷嘴板130的内表面上。即，根据本发明，憎水材料层170’可以仅形成于完全形成的喷墨头100的喷嘴板130的外表面上，从而完全形成的喷墨头100的其他部分不受到憎水材料层170’的影响。
如上所述，根据形成憎水涂层的方法，可以仅在喷嘴板的外表面上均匀地形成憎水涂层。因此，可以改善喷墨头的喷墨性能，例如喷墨速度和从喷嘴喷墨的准直度，且由此可以改善喷墨头的打印品质。
另外，根据本发明，通过使用包含憎水材料的溶液的印模方法来形成憎水涂层，从而当与相关技术相比时，更多的憎水材料可以用于憎水涂层。另外，不需要昂贵的沉积设备，减小了喷墨头的制造成本。
虽然参考其示范性实施例具体显示和描述了本发明，然而本领域的一般技术人员可以理解在不脱离由权利要求所界定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的不同变化。
Claims (9)
1、一种在喷墨头的喷嘴板上形成憎水涂层的方法，包括：
制备印模和具有多个喷嘴的喷嘴板；
将憎水材料施加到所述印模上；
将所述印模移到所述喷嘴板上以将所述印模的憎水材料贴附到所述喷嘴板且加热所述喷嘴板，从而将所述憎水材料接合到所述喷嘴板；以及
将所述印模从所述喷嘴板分离，
其中贴附到所述喷嘴板的憎水材料的部分留在所述喷嘴板以在所述喷嘴板上形成憎水涂层，而当所述印模从所述喷嘴板分离时，对应于所述喷嘴板的喷嘴的憎水材料的其他部分从所述喷嘴板分离。
2、根据权利要求1所述的方法，其中将所述憎水材料施加到所述印模包括：
制备包含所述憎水材料的溶液；
将所述溶液施加到所述印模；且
蒸发所述溶液的溶剂。
3、根据权利要求2所述的方法，其中所述溶液的溶剂选自全氟化物、四氢呋喃、甲苯、二甲苯和乙醇。
4、根据权利要求2所述的方法，其中溶液包括溶解在所述溶剂中的5到20wt％的所述憎水材料。
5、根据权利要求2所述的方法，其中所述溶液的施加通过旋涂或浸渍来进行。
6、根据权利要求1所述的方法，其中所述憎水材料是氟化物化合物或硫化合物。
7、根据权利要求1所述的方法，其中所述印模由聚二甲基硅氧烷形成。
8、根据权利要求1所述的方法，其中所述施加憎水材料、所述接合憎水材料以及所述印模的分离进行两次或更多次。
9、根据权利要求1所述的方法，其中所述方法在完全形成的喷墨头上进行。
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