CN1181978C - 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 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

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
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
在日本专利申请特许公开第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。
尤其在喷墨技术领域中，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。
发明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，且油墨运行的速度矢量仅仅被导向飞墨的方向，则降低了打印质量。
也就是说，应用在喷墨记录系统的喷墨记录头的喷墨口是在板内形成或在作为朝喷墨方向逐渐变细的圆锥形或多棱锥形孔的板部分内形成，并且墨滴是通过这样的一种方法飞散的，即：油墨液体交界面是通过液体表面张力在喷墨端的表面上形成的，而液体表面张力是通过使喷墨口内部具有亲水性(对液体油墨而言)，同时给予喷墨口边缘及周围以斥水的性能，而且压力是通过一个机械变形(替换)元件或一个热起泡元件来排出被储存在喷墨头内的液体油墨而施加到液体油墨上的。而且，已提出了一种方法，即：油墨液体交界面是通过给予在喷墨口内的预定区域以斥水性能，而在亲水区域和斥水区域之间的边界区域上形成，并且油墨液滴以相似的方式飞散。
然而，在传统的激光加工中，具有从第二结构变化到第一结构的加工区的圆锥形的三维加工不可能实施，同样在喷墨记录头中，供墨通路不可能平稳地与喷墨口相连，因此在供墨端处的喷墨口的拐角内产生了湍流。因而，墨滴点方位准确性的错误便增大了，并且，由于在没有获得完全呈圆形的打印点的墨滴周围产生了墨雾，因此降低了打印质量。
而且，在传统的喷墨记录头中，由于液体油墨运行的速度矢量仅仅被导向飞墨的方向，在喷嘴的壁表面处受到流体阻力的部分易于脱离飞墨的方向，因此，墨滴点方位准确性的错误便增大了，同时，由于在没有获得完全呈圆形的打印点的墨滴周围产生了墨雾，因此降低了打印质量。
为了改善这一不便，如果喷嘴可被设成螺旋或螺线结构，墨滴可具有绕飞墨方向的轴旋转的旋转部分，以便于墨滴能靠着旋转的惯性稳定地飞散，因此便解决了上述问题。然而，在传统的激光加工技术中，例如，不可能仅仅通过把从激发的激光发出的激光光束照射到加工件上，就获得具有与圆形、椭圆形或多边形结构相连的多边形底部结构的螺旋圆锥形状。
而且，在传统的喷墨记录头中，墨雾残留在喷墨口内，这对油墨的飞散造成了恶劣影响。也就是说，在传统的喷墨记录头中，当油墨如上述情况飞散时，如果墨滴的主墨滴和跟随主墨滴的子墨滴(称作附属物)都沿着喷墨口的对称轴飞散，则将获得高准确性的打印质量。然而，当喷墨操作的次数增加时，墨雾残留或聚积在喷墨口内，这对油墨的飞散造成了恶劣的影响。为了避免这一点，就需要诸如能移走这样固着在喷墨口的墨雾的擦拭器的擦拭装置。如果在喷墨端表面上形成的油墨液体交界面是通过采用这样的擦拭器得到擦拭的，喷墨口的喷墨面边缘将被破坏或者斥水薄膜将被剥去，其中喷墨口具有决定油墨飞散方向的重要作用，因此喷墨记录头的性能变得更差了。
而且，油墨通常溶解在水溶液中。如果没有长时间地使用喷墨记录头的话，湿气就从油墨溶液中蒸发，因此由于油墨的固化，喷墨口将被堵塞。因而，当搁置喷墨记录头到达一预定的时间段或更长时，为了避免喷墨口的堵塞，油墨必须得从喷墨端中吸出。
这样的吸墨操作不仅会导致过量的油墨耗费，而且会导致对瞬间打印启动的阻碍。尽管这样的问题可通过一个盖子盖住喷墨口而得到解决，但当盖子与喷墨口表面紧紧相连时，气泡易于进入喷嘴中，并且，为了使盖子与进墨口表面紧紧相连，就需要紧贴喷墨口表面的弹性材料。为此，尽管考虑到诸如橡胶或尿烷的材料被用于形成盖子，由于这样的材料易于由油墨的碱性而性能退化，如果这样的材料被用作盖子，则材料性能退化，便固着在喷墨口来改变油墨的飞散方向。
而且，在上述方法中，即油墨液体交界面是通过给予在喷墨口内的预定区域以斥水性能，而在亲水区域和斥水区域间的边界区域上形成的，并且油墨液滴以相似的方式飞散，从技术上来讲，通过以盖子与油墨不相接触的方式，将一个盖子施加到喷墨口来防止由于油墨的固化而造成喷墨口的堵塞是可能的。然而，考虑到墨滴的飞散方向，尽管墨滴沿着喷墨口的对称轴飞散，在附属的子墨滴中，当油墨离开喷墨口时，由于油墨被推向一个这样的位置，即范德华力依赖于提供了斥水薄膜的喷墨口区域处的飞散状况，而强烈作用的位置，附属子墨滴的飞散方向被改变，因此主墨滴和附属子墨滴不在同一个方向飞散。
而且，由于这个问题取决于喷墨口内斥水表面处的微小的油墨粘合力的平衡，所以控制起来就困难，并且，不论何时喷墨，附属墨滴的飞散方向可任意改变，因此，对于打印质量，打印密度变得不稳定，且产生了诸如图像粗糙等干扰。因而，达不到实际水平。
如果通过油墨的液体表面张力，在喷墨口内形成油墨液体交界面，得到一个这样的结构，即：朝激光光束的照射端扩展的圆锥形部分与朝公共对称轴的反方向扩展的圆锥形部分相连，可通过以盖子与油墨不相接触的方式，将一个盖子施加到喷墨口来防止由于油墨的固化而造成的喷墨口的堵塞，并且一个不连续的表面边界可在朝供墨端(亲墨区域)延伸的区域和朝喷墨端(斥墨区域)延伸的区域之间形成，因此，通过分离在不连续的表面边界处的飞散墨滴，油墨的主墨滴和附属墨滴总能沿着喷墨口的对称轴飞散，以实现高精确的打印和解决上述问题。然而，在传统的激光加工方法中，例如，仅仅通过把从激发的激光中发出的激光光束照射到加工件上，来获得上述结构是不可能的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种喷墨记录头的制造方法，一个由该方法制造的喷墨记录头和一种激光加工方法，其能解决上述传统的问题，并且其中通过从一个喷墨口形成板的外端(喷墨端)进行激光加工，可获得一个相对喷墨方向的轴对称的锥形结构并完全向外逐渐变细，并且能高精确性地实施，同时不会产生副产品，并且可防止激光加工过程中转换的热能堆积在诸如树脂的加工件上。
本发明的另一个目的是提供一种喷墨记录头的制造方法，一个由该方法制造的喷墨记录头和一种激光加工方法，其中可以实施具有从第二结构变化到第一结构的加工区的圆锥形的三维加工，或者可以获得具有与预定组合结构相连的多边形底部结构的螺旋圆锥形状，或者可以获得具有与预定多边形组合结构相连的预定结构的螺旋圆锥形状。
本发明的又一个目的是提供一种喷墨记录头的制造方法，一个由该方法制造的喷墨记录头和一种激光加工方法，其中一个朝激光光束的照射端扩展的圆锥形部分可与一个朝公共对称轴的反方向扩展的圆锥形部分相连，来防止由于油墨的固化而造成的喷墨口的堵塞，并且油墨的主墨滴和附属墨滴总能沿着喷墨口的对称轴飞散，因而实现高精确的打印。
为了实现上述目的，本发明提供了一种喷墨记录头的制造方法，一个由该方法制造的喷墨记录头和一种激光加工方法，其由下列条项(1)到(66)详细说明。
(1)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，其中，当一块其内设有喷墨口的孔板被施以激光加工时，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。
(2)根据(1)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中通过从一个具有许多设有一预定间距的开口图案的掩膜照射激光光线，来将许多喷墨口同时设成相距一预定的间隔。
(3)一种制造喷墨记录头的方法，其中通过激光加工形成一种制造喷墨记录头，喷墨记录头是通过将油墨与一个压力产生源相连，把能量施加到油墨上，把压力传递到一个喷墨口，来飞散被固着在记录介质上的墨滴的，其中，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，并且在掩膜图案的投射聚焦点处，穿过具有不同于第一结构的第二结构的掩膜图案，在预定的能量密度和预定的数值孔径下，通过将从激光振荡器发射的激光光束照射到孔板上，则可以实施具有持续从第二结构变化到第一结构的加工区的圆锥形状的三维加工，其中第一结构是在激光光束的非聚焦点处的光束部分结构。
(4)根据(3)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中第一结构基本上是多边形的结构，该第一结构是在激光光束的非聚焦点处的光束部分结构，而在掩膜图案中区别于第一结构的第二结构是圆形或椭圆形的结构，并且形成了一个这样的圆锥形状，即：其中喷墨端的一个部分结构是圆形或椭圆形结构，并且供墨端的一个部分结构基本上是多边形结构。
(5)根据(4)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中基本上是多边形结构的第一结构是通过采用透镜的多边形出射孔的图样而形成的。
(6)根据(4)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中基本上是多边形结构的第一结构是通过采用透镜的多边形光圈的图案而形成的。
(7)根据(3)到(6)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中供墨端的部分结构被设为一个基本上是多边形的平稳地与供墨通路相连的结构。
(8)根据(3)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中光束部分结构基本上是一个多边形的结构，并且在掩膜图案的投射聚焦点处穿过具有第二结构的掩膜图案，当在使光束部分结构绕光轴旋转的过程中，通过把光束部分结构照射在孔板上，而可以实施当从第二结构向多边形结构增加喷嘴部分结构的组合区域时，持续地作螺旋变化的螺旋圆锥形状的三维加工。
(9)根据(8)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中螺旋圆锥形状被设为一个逐渐平稳地被扭曲的螺旋圆锥形状，其具有基本上是多边形的底部结构。
(10)根据(8)或(9)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中螺旋圆锥形状是这样被加工的，即通过利用透镜的多边形出射孔的图样，在激光光束的非聚焦点处形成光束部分结构的多边形结构，并且使出射孔的图样绕光轴旋转，该光轴与加工件的加工推进方向有关。
(11)根据(8)或(9)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中螺旋圆锥形状是这样加工的，即通过利用透镜的多边形光圈的图案，在激光光束的非聚焦点处形成光束部分结构的多边形结构，并且使光圈的图案绕光轴旋转，该光轴与加工件的加工推进方向有关。
(12)根据(3)到(11)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中聚焦点设在对准激光光束的照射端的孔板的表面处，或处于与对准激光光束的照射端的孔板的表面有间隔的位置，借此便可实施圆锥形状的三维加工。
(13)根据(3)到(12)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中在喷墨记录头的喷墨口处，一层斥水薄膜被设在喷墨端的喷墨口的附近。
(14)一种制造喷墨记录头的方法，其中通过激光加工形成一种制造喷墨记录头，喷墨记录头是通过使油墨与一个压力产生源相接触，把能量施加到油墨上，将压力传递到一个喷墨口，来飞散被固着在记录介质上的墨滴的，其中，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进行激光光线的振荡，在投射聚焦点处，在预定的能量密度和预定的数值孔径下，通过利用从激光振荡器发射的激光光束，把预定的图样照射到孔板上，来加工这样一个结构，即在其内有一个朝喷墨端扩展的圆锥形部分与朝公共对称轴的供墨端扩展的圆锥形部分相连。
(15)根据(14)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中通过在孔板的喷墨面的后方位置处设置聚焦点，来加工朝喷墨端扩展的圆锥形部分，并且在加工完朝喷墨端扩展的圆锥形部分之后，通过在圆锥形部分与公共对称轴相连的位置处设置聚焦点，来加工朝供墨端扩展的圆锥形部分。
(16)根据(14)或(15)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中形成了一个圆锥形状，在该圆锥形状中朝喷墨端扩展的圆锥形部分要比朝供墨端扩展的圆锥形部分大。
(17)根据(14)到(16)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中喷墨口是采用亲水材料形成的。
(18)根据(14)到(17)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中一层斥水薄膜被设在朝喷墨端扩展的圆锥形部分的一个表面上，和设在喷墨端的喷墨口附近的区域。
(19)根据(18)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中在加工完朝喷墨端扩展的圆锥形部分之后，在喷墨端上涂覆一层斥水薄膜，然后加工朝供墨端扩展的圆锥形部分。
(20)根据(14)到(19)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中喷墨口的圆锥形状是在圆锥形部分之内形成的。
(21)根据(14)到(19)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中喷墨口的圆锥形状是在多边棱锥形部分之内形成的。
(22)根据(21)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中多边棱锥部分是通过采用具有多边形光束部分结构的激光光束来加工的。
(23)根据(22)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中激光光束的多边形光束部分结构是通过采用透镜的多边形出射孔的图样而形成的。
(24)根据(22)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中激光光束的多边形光束部分结构是通过采用透镜的多边形光圈的图案而形成的。
(25)根据(14)到(19)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中喷墨口的圆锥形状是在螺旋圆锥部分之内形成的。
(26)根据(25)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中当绕光轴旋转时，通过将激光光束的光束部分结构照射在加工件上，来加工螺旋圆锥部分。
(27)根据(16)到(19)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中喷墨口的圆锥形状是与圆锥形部分，多边棱锥部分或螺旋圆锥部分一起加工的。
(28)根据(1)到(27)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中形成喷墨口的元件是由树脂制成的。
(29)根据(1)到(27)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中形成喷墨口的元件是由硅或硅组合物制成的。
(30)根据(1)到(27)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中激光光线的波长是在从350nm到1000nm的范围内。
(31)根据(1)到(30)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中激光光线的脉冲发射时间是500飞秒或小一些。
(32)根据(1)到(31)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中激光光束的能量密度满足下列关系式：
(a×n×E)/t＞13×106(W/cm2)
其中，a是相对照射激光波长的加工件材料的吸收速率，n是一个光学系统的数值孔径，该光学系统用于在加工件的一旁将加工的图案投影到加工件上，E(单位：J/cm2/脉冲)是在照射到加工件的材料上的激光光线单位面积内的单位振荡脉冲时间内的能量，以及t(单位：秒)是激光振荡脉冲的时间宽度。
(33)根据(1)到(32)中的任一项所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中激光振荡器具有一个用于传播光线的空间压缩装置。
(34)根据(33)所述的一种制造喷墨记录头的方法，其中用于传播光线的空间压缩装置是由线性调频脉冲产生装置，以及利用光波长扩散性能的纵向波型同步装置而构成的。
(35)一个喷墨记录头，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，其中，喷墨记录头的喷墨口具有一个锥形部分结构，在该锥形部分结构内加工的部分结构朝孔板的外表面逐渐变细，它是这样被加工的，即通过将一种多脉冲的激光光束照射到孔板的外表面，将喷墨口的加工图案聚焦投射在一个与供墨端相对的孔板的外表面上，其中激光光束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，该激光振荡器用于在一个小于1皮秒的脉冲发射时间内对激光光束进行振荡。
(36)根据(35)所述的一个喷墨记录头，其中许多喷墨口都被设在相隔一预定间隔的地方。
(37)一个喷墨记录头，它是通过将油墨与一个压力产生源相连，把能量施加到油墨上，把压力传递到一个喷墨口，来飞散被固着在记录介质上的墨滴的，其中喷墨记录头的喷墨口具有一个持续地从第二结构变化到第一结构的圆锥形部分部分结构，它是这样被加工的，即通过采用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线进行振荡，以便于在掩膜图案的投射聚焦点处，穿过具有不同于第一结构的第二结构的掩膜图案，在预定的能量密度和预定的数值孔径下，通过照射从激光振荡器发射的激光光束，来照射孔板，其中第一结构是在激光光束的非聚焦点处的光束部分结构。
(38)根据(37)所述的一个喷墨记录头，其中在喷墨端处的喷墨记录头的喷墨口的部分结构是圆形或椭圆形的，而在供墨端处的部分结构基本上是多边形的。
(39)根据(38)所述的一个喷墨记录头，其中在供墨端处的部分结构被设为一个基本上是多边形的平稳地与供墨通路相连的结构。
(40)根据(37)所述的一个喷墨记录头，其中喷墨记录头的喷墨口具有一个逐渐平稳地扭曲的连续螺旋圆锥形状，并且在喷墨端处的喷墨记录头的喷墨口的部分结构是圆形或椭圆形的，而在供墨端处的部分结构基本上是多边形的。
(41)根据(40)所述的一个喷墨记录头，其中螺旋圆锥形状是一个逐渐平稳地扭曲的螺旋圆锥形状，其具有基本上是多边形的连续底部结构。
(42)根据(37)到(41)中的任一项所述的一个喷墨记录头，其中，在喷墨记录头的喷墨口处，一层斥水薄膜被设在喷墨端处的喷墨口附近。
(43)一个喷墨记录头，它是通过将油墨与一个压力产生源相连，把能量施加到油墨上，把压力传递到一个喷墨口，来飞散被固着在记录介质上的墨滴的，其中喷墨记录头的喷墨口具有一个部分结构，其内一个朝喷墨端扩展的圆锥形部分与一个朝公共对称轴的供墨端扩展的圆锥形部分相连。
(44)根据(43)所述的一个喷墨记录头，其中朝喷墨端扩展的圆锥形部分的扩展要比朝供墨端扩展的圆锥形部分的大。
(45)根据(43)或(44)所述的一个喷墨记录头，其中喷墨口是由亲水材料制成的。
(46)根据(43)到(45)中的任一项所述的一个喷墨记录头，其中一层斥水薄膜被设在朝喷墨端扩展的圆锥形部分的一个表面上，和设在喷墨端的喷墨口附近的区域。
(47)根据(46)所述的一个喷墨记录头，其中在加工完朝喷墨端扩展的圆锥形部分之后，在喷墨端上涂覆一层斥水薄膜，然后加工朝供墨端扩展的圆锥形部分。
(48)根据(43)到(47)中的任一项所述的一个喷墨记录头，其中喷墨口的圆锥形状是在圆锥形部分之内形成的。
(49)根据(43)到(47)中的任一项所述的一个喷墨记录头，其中喷墨口的圆锥形状是在多边棱锥形部分之内形成的。
(50)根据(43)到(47)中的任一项所述的一个喷墨记录头，其中喷墨口的圆锥形状是在螺旋圆锥形部分之内形成的。
(51)根据(43)到(47)中的任一项所述的一个喷墨记录头，其中喷墨口的圆锥形状是由一个圆锥形部分，一个多边棱锥形部分或一个螺旋圆锥形部分组合的。
(52)一种激光加工方法，通过将激光光束照射到加工件上对加工件实施激光研磨加工，其中，当通过研磨加工在加工件内形成一个穿孔时，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，该激光振荡器用于在一个小于1皮秒的脉冲发射时间内对激光光线进行振荡，并且激光光束是从加工件的外表面照射的，该加工件内通过激光研磨加工形成了穿孔，因此通过将穿孔的加工图案聚焦投射在加工件的外表面来加工加工件。
(53)根据(52)所述的一种激光加工方法，其中是通过穿过一个具有许多设有一预定间距的开口图案的掩膜来照射激光光线，而在相隔一预定间隔的地方同时设置许多穿孔。
(54)一种激光加工方法，通过在一个小于1皮秒的脉冲发射时间内，将激光振荡器的激光光束照射到加工件上来实施光学研磨加工，该激光振荡器持续地发射光脉冲，而光脉冲具有非常大的空间和时间能量密度，其中通过在一预定掩膜图案的投射聚焦点处，穿过具有不同于第一结构的第二结构的掩膜图案，在预定的能量密度和预定的数值孔径下，通过将从激光振荡器发射的激光光束照射到加工件上，来实施对具有持续从第二结构变化到第一结构的加工区的圆锥形状的三维加工，其中第一结构是在激光光束的非聚焦点处的光束部分结构。
(55)根据(54)所述的一种激光加工方法，其中通过利用透镜的多边形出射孔的图样来形成第一结构，该第一结构是在激光光束的非聚焦点处的光束部分结构。
(56)根据(54)所述的一种激光加工方法，其中通过利用透镜的多边形光圈的图案来形成第一结构，该第一结构是在激光光束的非聚焦点处的光束部分结构。
(57)根据(54)所述的一种激光加工方法，其中光束部分结构基本上是多边形结构，并且当使光束部分结构绕光轴旋转时，在掩膜图案的投射聚焦点处穿过具有第二结构的掩膜图案，将光束部分结构照射到加工件上，便当从预定的结构到多边形结构增加加工件的部分结构的部分区域时，实施对持续作螺旋变化的螺旋圆锥形状的三维加工。
(58)根据(57)所述的一种激光加工方法，其中螺旋圆锥形状被设为一个逐渐平稳地扭曲的螺旋圆锥形状，其具有基本上是多边形的底部结构。
(59)根据(57)或(58)所述的一种激光加工方法，其中螺旋圆锥形状是这样加工的，即通过利用透镜的多边形出射孔的图样，在激光光束的非聚焦点处形成光束部分结构的多边形结构，并且使出射孔的图样绕光轴旋转，该光轴与加工件的加工推进方向有关。
(60)根据(58)或(59)所述的一种激光加工方法，其中螺旋圆锥形状是这样加工的，即通过利用透镜的多边形光圈的图案，在激光光束的非聚焦点处形成光束部分结构的多边形结构，并且使光圈的图案绕光轴旋转，该光轴与加工件的加工推进方向有关。
(61)根据(54)到(60)中的任一项所述的一种激光加工方法，其中聚焦点是在对准激光光束的照射端的孔板的表面处，或处于与对准激光光束的照射端的孔板的表面有间隔的位置，借此便可实施圆锥形状的三维加工。
(62)根据(52)到(61)中的任一项所述的一种激光加工方法，其中激光光线的波长是在从350nm到1000nm的范围内。
(63)根据(52)到(62)中的任一项所述的一种激光加工方法，其中激光光线的脉冲发射时间是500飞秒或小一些。
(64)根据(52)到(63)中的任一项所述的一种激光加工方法，其中加工件是由硅或硅组合物制成的。
(65)根据(52)到(64)中的任一项所述的一种激光加工方法，其中激光振荡器具有一个用于传播光线的空间压缩装置。
(66)根据(65)所述的一种激光加工方法，其中用于传播光线的空间压缩装置是由线性调频脉冲产生装置，以及利用光波长扩散性能的纵向波型同步装置而构成的。
根据本发明的一个方面，提供了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用于排放将要被附在记录介质上的墨滴的喷墨口、一个用于盛放将被供应到所述喷墨口的墨的液体腔室、一个用于将喷墨口与液体腔室相连的墨流动通路、一个设在墨流动通路内并用于产生喷墨能量的能量产生元件、以及一个用于将墨从外面提供到液体腔室之内的供墨口，其特征在于：当一块其上将设有所述喷墨口的孔板受到激光加工时，采用了一种由多个脉冲构成的激光光束，该激光光束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，且该激光光束是从孔板的与一个供墨端相对的外表面照射的，并且借助一掩膜来照射该激光光束，从而通过聚焦投射而在所述孔板的外表面上形成喷墨口的一个加工图案；且所述激光光束的能量密度满足下列关系式：(a×n×E)/t＞13×106(W/cm2)，其中，a是加工件材料相对于照射激光波长的吸收率，n是一个光学系统的数值孔径，该光学系统用于将所述加工图案投射到加工件的一侧上，E是在照射到加工件的材料上的激光的单位面积内的单位振荡脉冲时间内的能量且以J/cm2/脉冲为单位，且t是所述激光的振荡脉冲的时间宽度且以秒为单位。
根据本发明的另一个方面，提供了一种喷墨记录头，所述记录头通过焊接或粘附板元件而形成一个用于排放将要被附在记录介质上的墨滴的喷墨口、一个用于盛放将被供应到喷墨口的墨的液体腔室、一个用于将喷墨口与液体腔室相连的墨流动通路、一个设在墨流动通路内并用于产生喷墨能量的能量产生元件、以及一个用于将墨从外面提供到液体腔室之内的供墨口，其特征在于：所述喷墨口具有这样一个截面形状，即该喷墨口的一个朝喷墨端扩展的锥形部分与一个具有公共对称轴的朝供墨端扩展的锥形部分相连，该截面形状是这样被加工的，即通过将一种多脉冲的激光光束照射到孔板的外表面，并且借助一掩膜来照射该激光光束，而将喷墨口的加工图案聚焦投射到在所述外表面附近且在所述外表面与所述供墨端之间的一个位置，其中所述激光光束是从一个激光振荡器发射的，该激光振荡器用于以一个小于1皮秒的脉冲发射时间对激光光束进行振荡，且所述激光光束的能量密度满足下列关系式：(a×n×E)/t＞13×106(W/cm2)，其中，a是加工件材料相对于照射激光波长的吸收率，n是一个光学系统的数值孔径，该光学系统用于将所述加工图案投射到加工件的一侧上，E是在照射到加工件的材料上的激光的单位面积内的单位振荡脉冲时间内的能量且以J/cm2/脉冲为单位，t是所述激光的振荡脉冲的时间宽度且以秒为单位。
根据本发明的另一个方面，提供了一种激光加工方法，通过将激光光束照射到加工件上对加工件实施激光研磨加工，其特征在于：当通过研磨加工在加工件内形成一个穿孔时，采用了一种多脉冲的激光光束，该激光光束从一个激光振荡器发射，该激光振荡器用于在一个小于1皮秒的脉冲发射时间内对激光光束进行振荡，并且激光光束对加工件的外表面进行照射，并且借助一掩膜来照射该激光光束，通过将穿孔的加工图案聚焦投射在加工件的外表面来加工加工件，在该加工件内通过激光研磨加工形成了穿孔，所述激光光束的能量密度满足下列关系式：(a×n×E)/t＞13×106(W/cm2)，其中，a是加工件材料相对于照射激光波长的吸收率，n是一个光学系统的数值孔径，该光学系统用于将所述加工图案投射到加工件的一侧上，E是在照射到加工件的材料上的激光的单位面积内的单位振荡脉冲时间内的能量且以J/cm2/肪冲为单位，t是所述激光的振荡脉冲的时间宽度且以秒为单位。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施例的激光加工装置的掩膜图案投射光学系统的光路的示意图；
图2是对第一实施例中的倒置式锥形结构的构造作出解释的示意图；
图3是根据本发明第二实施例的喷墨口的示意图；
图4A，4B和4C是对从一个根据第二实施例的喷墨记录头的喷墨口中飞散的墨滴作出解释的视图；
图5D，5E和5F是紧接着图4A，4B和4C，对从根据第二实施例的喷墨记录头的喷墨口中飞散的墨滴作出解释的视图；
图6是一种制造根据第二实施例的喷墨记录头的装置的示意光学图；
图7是一个用在本发明第二和第三实施例中的光掩膜的视图；
图8是一个用在第二和第三实施例中的光束光圈的视图；
图9是根据第三实施例的喷墨口的示意图；
图10A，10B和10C是对从一个根据第三实施例的喷墨记录头的喷墨口中飞散的墨滴作出解释的视图；
图11D，11E和11F是紧接着图10A，10B和10C，对从根据第三实施例的喷墨记录头的喷墨口中飞散的墨滴作出解释的视图；
图12是一种制造根据第三实施例的喷墨记录头的装置的示意光学图；
图13A，13B和13C是对从一个根据本发明第四实施例的喷墨记录头的喷墨口中飞散的墨滴作出解释的视图；
图14D，14E和14F是紧接着图13A，13B和13C，对从根据第四实施例的喷墨记录头的喷墨口中飞散的墨滴作出解释的视图；
图15是示出了一个盖子的设置的视图，其用于防止根据第四实施例的喷墨记录头的喷墨口的油墨的干燥；
图16A和图16B是对防止在根据第四实施例的喷墨记录头的喷墨口处的墨雾污染作出解释的视图；
图17A，17B和17C是对从一个传统喷墨记录头的喷墨口中飞散的墨滴作出解释的视图；
图18D，18E和18F是紧接着图17A，17B和17C，对从传统喷墨记录头的喷墨口中飞散的墨滴作出解释的视图；
图19是示出了一个盖子的设置的视图，其用于防止传统喷墨记录头的喷墨口的油墨的干燥；
图20A和图20B是对防止在传统喷墨记录头的喷墨口处的墨雾污染作出解释的视图；
图21A，21B和21C是对根据本发明第四实施例的喷墨记录头的喷墨口部分的制造步骤作出解释的视图；
图22D和22E是紧接着图21A，21B和21C，对根据第四实施例的喷墨记录头的喷墨口部分的制造步骤作出解释的视图；
图23A，23B和23C是示出了一个喷墨记录头的示意图，其是通过采用了根据第四实施例的加工方法而制造喷墨头的方法，来被制造的。
具体实施方式
在本发明中，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，并从一个激光振荡器发射，该激光振荡器用来在一个小于1皮秒的脉冲发射时间内对激光光线进行振荡。激光是指一种描述在“NextGeneration Optical Technology collection”(1992；Optronics K.K；第一零件技术；超-短光脉冲的产生和压缩；第24到31页)中所谓的飞秒激光。在目前所应用的飞秒激光中，有一种激光具有比150飞秒要小的脉冲发射时间和500mJ/脉冲的光能。根据这一点，辐射激光光束的能量密度大约为3GW。
在本发明中，通过利用飞秒激光来采有上述设置，在小于1皮秒的振荡时间内发射的激光光束的光波长就无需是紫外线，并且只要波长能被加工件吸收，就可采用可见光或红外线。通过采用这样的波长，由于时间光能密度非常大，材料在短时间内被升华，因此允许无液相的研磨加工。而且，可采用具有光亮数值孔径的透镜，且用在孔板内作为加工件的材料不受树脂材料的限制。例如，即便当使用诸如陶瓷或金属的具有高导热性的材料时，由于加工的过程是在从光线照射的起初传热之前完成的，所以获得无液相的研磨加工是可能的。而且，即便当使用诸如石英、光学水晶或玻璃的具有高透光性的材料时，由于能量时间密度大，即便吸收光的能力差，研磨加工也是允许的。
也就是说，到现在为止，尽管已经采用加工材料来形成一个喷墨记录头的喷墨口，油墨流动通路，油墨液体腔室或供墨口，甚至不仅采用诸如聚酰亚胺的树脂材料，还是采用无机材料、玻璃材料、金属材料或半导体材料，由于这样的材料可用来施以激光的研磨加工，相对于形成喷墨口的元件，可获得选择材料的自由程度。因而，高温热处理可被用在喷墨口表面的斥水过程中。
而且，当采用热延性小的材料时，防止由于剪切力而导致的元件之间交界面内的偏差是可能的，并且，如果由这样热延性小的材料制成的喷墨记录头是由直接在赤道下通过的船舶来输送的，由于可防止热变形，则可降低输送成本。而且，当采用陶瓷材料或玻璃材料时，可以获得一个不被油墨的强碱性所腐蚀的、具有耐久性和储存能力的喷墨记录头。
在本发明的一个实施例中，通过利用飞秒激光来采用上述设置，通过从孔板的表面照射激光光束来形成锥形的喷墨口是可能的。因而，可以在安装好喷墨记录头之后，而在最后设置喷墨口，因此一个关于由在传统技术中安装和组合孔板的过程中的变形而引起的喷嘴方向的各向异性的传统问题便可以得到解决。而且，由于可通过采用这种方式照射激光光束来获得部分或全部锥形结构，墨滴的喷放方向被固定(朝一个方向)以减少油墨流动的流体阻力，因而提高了流动的速率，因此，即便采用了同样的驱动源，喷墨的频率可得到提高来提高油墨飞散的速度，因此，便显著地改善了打印质量并允许高速打印。
而且，在本发明的另一个实施例中，通过利用飞秒激光来采用上述设置，例如，可以将喷墨口加工成圆锥形状，其中在喷墨口的喷墨端处的部分结构是圆形或椭圆形部分，并且供墨端处的部分结构基本上是与供墨通路平稳相连的圆锥形部分。因此，在供墨通路和喷墨口间的结构连贯性可以得到改善，因此液体油墨可以在一个基本上是层流的状态中流动，并且点方位能力也可以稳定，因此抑制住点方位位置的扩散来实现高准确的点方位。而且，墨雾的产生也可以得到抑制。
而且，例如，一个在喷嘴部分结构内具有基本上是多边形的底部结构的螺旋圆锥形状可由激光进行加工，因此液体墨滴可具有一个绕飞散方向的轴旋转的旋转部分。因而，液体墨滴可以通过旋转的惯性力稳定地流动，因此抑制住点方位位置的扩散来实现高准确的点方位。而且，墨雾的产生也可以得到抑制。
而且，在本发明的又一个实施例中，通过利用飞秒激光来采用上述设置，例如，喷墨记录头的喷墨口可以设置为这样一个结构，即在其中一个朝激光光束照射端扩展的圆锥形部分与一个朝公共旋转对称轴反方向扩展的圆锥形部分相连。因此，利用油墨的液体表面张力在喷墨口的内部形成油墨液体交界面，通过采用盖子与油墨不相接触的方式在喷墨口上施加一个盖子，可以防止由于油墨干燥的原因而导致的喷墨口的堵塞。而且，通过在朝供墨端扩展的亲墨区域和朝喷墨端扩展的斥墨区域之间的边界形成一个不连续的表面边界，飞散的墨滴可在不连续的表面边界分离，因此主墨滴和墨滴的附属墨滴二者都可沿着喷墨口的对称轴流动，因此获得高准确的打印质量。
而且，根据上述设置，由于朝喷墨端扩展的区域具有一个这样的结构，即以一预定的角度朝喷墨口形成元件的喷墨面扩展，并且不具有与油墨液体交界面有关的不连续的拐角部分(不同于分级的部分)，即使墨雾固着在朝喷墨端扩展的区域，由于墨雾不聚积和生长在这样的拐角部分内，并且与油墨液体交界面不接触，则墨滴的飞散不受阻碍。
而且，根据喷墨记录头的安装方向，只要喷墨端对准重力矢量方向，则固着在朝喷墨端扩展的区域的墨雾流动，并从喷墨口形成元件的喷墨面迁移走。
而且，如果喷墨端对准与重力矢量方向相反的方向，则墨雾朝在微小墨雾状态下的油墨液体交界面流动，并在其中被吸收。在这种情况下，考虑到墨滴的飞散，由于固着的油墨是小量的墨雾，则基本上不受阻碍。因此，在朝喷墨端扩展的区域中，由于没有与油墨液体交界面中断的拐角部分，总是能防止油墨的污染。因而，喷墨记录头的打印质量没有变差，并且喷墨记录头的可靠性和耐久性都得到了改善。
而且，通过制造朝供墨端扩展的区域以具有螺旋的结构，墨滴可具有绕飞散方向的轴旋转的旋转部分，因此墨滴能稳定地通过旋转的惯性力而飞散，因此抑制住点方位位置的扩散来实现高准确的点方位。
现在，将对本发明的实施例加以描述。
(第一实施例)
图1是示出了根据本发明第一实施例的采用飞秒激光的激光加工装置的掩膜图案投射光学系统的光路的示意图。
在图1中，从一个短脉冲振荡激光(未示出)的主体发射的光通量101被导入一个诸如蝇眼透镜的光学积分仪110，其中入射的光通量(光束)被分成若干部分，并且被划分的光通量部分都通过一个物镜111被重叠在一个掩膜1上，来校正激光的照射强度以变得一致，因此对掩膜进行照射。
而且，通过将被蝇眼透镜110收集到多点的点图像投射到一个掩膜图案透镜113的一个光圈112上，物镜111被用作定义一个Koehler照射系统。在这样的光学系统中，激光光束被照射到掩膜1上，并且通过投射聚焦透镜113，在掩膜1上形成的掩膜图案被投射并聚焦到一个喷墨记录头3的一孔板(加工件)的表面上。并且，喷墨口是通过激光的振荡被加工的。
也就是说，如图2所示，孔板是由相对775nm的激光振荡波长而具有低光吸收率约2％的聚砜制成的，并且在孔板2的外表面上的位置处，短脉冲激光光线101聚焦并投射掩膜图案，而且透镜的数值孔径(NA)明亮，以用0.3的NA投射掩膜图案，而且照射激光的能量密度非常高，且激光振荡脉冲时间为150飞秒而激光振荡能量为800uJ/脉冲。在这种情况下，通过用1mJ/cm2/脉冲(照射在孔板上的单位面积内的单位脉冲)照射掩膜，假定a是相对照射激光波长的加工件材料的吸收速率，n是一个光学系统的数值孔径(NA)，该光学系统用于在加工件的一旁将加工的图案投影到加工件上，E(单位：J/cm2/脉冲)是照射到作为加工件的孔板上的激光光束的单位面积内的单位振荡脉冲的能量，以及t(单位：秒)是激光振荡脉冲的时间宽度，相关的条件关系式如下：
(a×n×E)/t＞13×106(W/cm2)
则左边的一项为(0.02×0.3×0.001)/(150×10-15)＝40×106(W/cm2)，其满足上面的条件关系式。在这种情况下，作为加工件的孔板基本上沿着激光前进的方向被加工，并且，如图2所示，可设置一个朝孔板的外表面逐渐变细的锥形喷墨口。
(第二实施例)
图3是示出了根据本发明第二实施例的喷墨口部分的示意图。
在图3中，一个设在孔板201厚度内的喷墨口200在孔板201的喷墨端处具有圆形的形状，而在供墨通路203的一旁具有方形的形状。
在一个根据第二实施例端面喷放型的喷墨记录头中，设在一个喷墨压力产生元件上的喷墨口200与设在一个供墨通路形成元件207内的供墨通路203的壁相连，以使油墨平稳地流动。
紧接着，将参照图4A到4C和图5D到5F，根据图解实施例对一个喷墨记录头的喷墨操作作出解释。
首先，如图4A所示，通过在喷墨记录头(未示出)内充填或装载油墨，油墨204与包括喷墨口200的孔板201相连，而喷墨口200在孔板201的喷墨端处具有圆形的形状，而在供墨端处具有方形的形状。
由于油墨204是水溶液，油墨通过毛细管力，被一直充填到亲水的供墨通路形成元件207和孔板201的喷墨口200的侧表面，并且由于斥水效应，油墨没有固着在具有一层斥水薄膜(未示出)的孔板201的喷墨端表面。
然后，如图4B所示，通过由喷墨记录头(未示出)的喷墨压力产生元件产生的压力(由箭头所示方向指向)，油墨204朝着空气被推进。在这种情况下，在根据图解实施例的设置内，由于喷墨口200的侧表面平稳地与供墨通路形成元件207的壁相连，当油墨流动时，湍流便难于产生，因此油墨作为一种层流朝着空气被排出。
然后，如图4C所示，被排出的油墨204经历了排出的过程，并且，由于油墨表面张力的原因，表面能被最小化，油墨便开始转变为球形。
然后，如图5D所示，由喷墨记录头(未示出)的喷墨压力产生元件产生的压力被停止，并且油墨204在处于球形的过程中，通过自身的惯性力而飞散。
然后，如图5E所示，通过油墨在球形变形中的长度和表面张力间平衡，油墨204被分成一个主墨滴250和一个附属墨滴251。同时，在孔板201的喷墨侧缘处，其为处于亲水区和斥水区间的边界，油墨均匀对称地破裂，且墨滴从喷墨记录头分离。
然后，如图5F所示，分离墨滴的主墨滴250和附属墨滴251在相同的方向(由箭头所示)流动，该方向是喷墨口的轴向。
紧接着，将参照附图，根据图解实施例对一种加工或形成孔板的喷墨口的方法作出解释，该喷墨口在喷墨端处具有圆形的形状，而在供墨端处具有正方的圆锥形部分结构。
图6是根据图解实施例的一种用于加工喷墨口的激光加工装置的示意光学图。
从一个短脉冲振荡激光的主体发射的光通量202(朝向图6的粗箭头所示的指向)对准一个可变焦距光束压缩器210，其中光通量被转换为一依次对准一个掩膜照射透镜211的预定光束直径，形成了一种具有预定聚焦角度的激光光束，因此对一个如图7所示的掩膜214的掩膜图案部分215的一部分进行照射。在这种情况下，最终加工加工件的有效NA(数值孔径)是通过加工件的加工结构，由可变焦距光束压缩器210的压缩比和掩膜照射透镜211的焦距来决定的。
加工件的锥度是由数值孔径(NA)决定的。换句话说，是由可变焦距光束压缩器210的压缩比和掩膜照射透镜211的焦距决定或调整的。
然后，穿过图7所示的掩膜214的掩膜图案的激光穿过图8所示的光通量光圈212的开口部分216的方形图案，因此激光光束被转换为基本上是方形的光束，以便于图案图像被聚焦投射在作为加工件的孔板201的表面上，因此通过激光振荡对喷墨口进行加工。
通过制造激光光通量的光束部分结构以具有一个方形形状，并且通过制造掩膜图案以具有一个圆形形状，便可获得一个在聚焦点处具有圆形形状，而在非聚焦点处基本上具有方形形状的结构。也就是说，通过在加工件的表面(激光光通量的照射面)设置聚焦点，可以形成一个圆锥形状，其具有一个从喷墨端(基本上是与圆形部分结构相连的方形形状)向供墨端扩展的部分结构。而且，当从供墨端仅仅加工孔板时，通过在孔板一后表面的喷墨端上的位置设置聚焦点，可以形成一个圆锥形状，其具有一个从供墨端(基本上是方形形状)聚焦到喷墨端的部分结构。
而且，当没有采用上述光圈212被设在透镜213附近的设置时，通过采用Koehler照射系统，可通过在激光光路的不同位置处设置光通量光圈或光线图像，而在透镜上投射出射孔图像，并且通过制造透镜213的出射孔图像以具有方形形状或任何形状，来实施相似的加工。
在照射激光的同时，包括作为加工件的孔板201的喷墨记录头3的掩膜214和主体3，可通过机械步骤(未示出)以预定的速度相互同步地在与光轴(由细箭头所示)垂直的方向上或在各方向(由细箭头和虚线箭头所示的可逆运动)上被转换，因此对整个掩膜图案215进行加工。
(第三实施例)
图9是示出了根据本发明第三实施例的喷墨口的示意图。
在图9中，一个设在孔板301厚度内的喷墨口300在孔板301的喷墨端处具有一个圆形形状，而在供墨通路303的一旁具有一个方形形状，并且具有一个逐渐平稳地被扭曲的连续螺旋圆锥形状。
在一个根据第二实施例端面喷放型的喷墨记录头中，设在一个喷墨压力产生元件上的喷墨口300与设在一个供墨通路形成元件307内的供墨通路303的壁相连，以使油墨平稳地流动。
紧接着，将参照图10A到10C和图11D到11F，根据图解实施例对一个喷墨记录头的喷墨操作作出解释。
首先，如图10A所示，通过在喷墨记录头(未示出)内充填或装载油墨，油墨304与包括喷墨口300的孔板301相连，而喷墨口300在孔板301的喷墨端处具有圆形形状，而在供墨端处具有方形形状。
由于油墨304是水溶液，油墨通过毛细管力，被一直充填到亲水的孔板301的喷墨口200的侧表面，并且由于斥水效应，油墨没有固着在具有一层斥水薄膜(未示出)的孔板301的喷墨端表面。
然后，如图10B所示，通过由喷墨记录头(未示出)的喷墨压力产生元件产生的压力(由箭头所示方向指向)，油墨304朝着空气被推进。在这种情况下，由于喷墨口300具有螺旋结构，油墨受到了沿着螺旋图案的流体阻力，因此当油墨流动时，由于对油墨施加了绕着喷墨方向的轴旋转的旋转力，则当被旋转时，墨滴朝着空气被排出。
然后，如图10C所示，被排出的油墨304经历了排出的过程，并且，由于油墨304表面张力的原因，表面能被最小化，油墨便开始转变为球形。
然后，如图11D所示，由喷墨记录头(未示出)的喷墨压力产生元件产生的压力被停止，并且油墨304在处于球形的过程中，通过自身的惯性力而飞散。
然后，如图11E所示，通过油墨在球形变形中的长度和表面张力间的平衡，油墨304被分成一个主墨滴350和一个附属墨滴351。同时，在孔板301的喷墨侧缘处，其为处于亲水区和斥水区间的边界，油墨均匀对称地破裂，且墨滴从喷墨记录头分离。
然后，如图11F所示，分离墨滴的主墨滴350和附属墨滴351在相同的方向(由箭头所示)流动，该方向是喷墨口的轴向。在这种情况下，由于主墨滴350和附属墨滴351是在被旋转时飞散的，同手枪射子弹的原则相似，则墨滴由于旋转的惯性仍处于飞散方向的矢量，因此墨滴稳定地前进，因此在点方位位置上抑制扩散，以实现高准确的点位置。
紧接着，将参照附图，根据图解实施例对一种加工或形成孔板301的喷墨口的方法作出解释，该喷墨口在喷墨端处具有圆形形状，而在供墨通路旁具有方形形状，并且具有逐渐平稳地被扭曲的连续螺旋圆锥形状。
图12是根据图解实施例的一种加工喷墨口的激光加工装置的示意光学图。
从一个短脉冲振荡激光的主体发射的光通量302(朝向图12的粗箭头所示的指向)对准一个可变焦距光束压缩器310，其中光通量被转换为一依次对准一个掩膜照射透镜311的预定光束直径，形成了一种具有预定聚焦角度的激光光束，因此对一个如图7所示的掩膜314的掩膜图案部分315的一部分进行照射。在这种情况下，最终加工加工件的有效NA(数值孔径)是通过加工件的加工结构，由可变焦距光束压缩器310的压缩比和掩膜照射透镜311的焦距来决定的。加工件的锥度是由数值孔径(NA)决定的。换句话说，是由可变焦距光束压缩器310的压缩比和掩膜照射透镜311的焦距决定或调整的。
然后，穿过图7所示的掩膜314的掩膜图案315的激光穿过图8所示的光通量光圈312的开口部分316的方形图案，因此激光光束被转换为基本上是方形的光束，以便于图案图像被聚焦投射在作为加工件的孔板301的表面上，因此在使光通量光圈312围绕光轴旋转，与加工件的推进同步进行时，通过激光振荡对喷墨口进行加工。
通过制造激光光通量的光束部分结构以具有一个方形形状，并且通过制造掩膜图案以具有一个圆形形状，便可获得一个在聚焦点处具有圆形形状，而在非聚焦点处基本上具有方形形状的结构。同时，由于激光光通量的方形光束部分结构围绕光轴旋转，可形成螺旋圆锥结构。也就是说，通过在加工件的表面(激光光通量的照射面)设置聚焦点，并且当使其以一预定的旋转角度围绕光轴旋转时，通过将光束部分结构照射到加工件，可以形成一个螺旋圆锥形状，其从喷墨端处的圆形部分结构向供墨端处的方形部分结构扩展。而且，当从供墨端仅仅加工孔板时，通过在孔板一后表面的喷墨面上的位置设置聚焦点，可以形成一个螺旋圆锥形状，其具有一个从供墨端(基本上是方形形状)聚焦到喷墨端的部分结构。
而且，即使当没有采用上述光圈312被设在透镜313附近的设置时，通过采用Koehler照射系统，可通过在激光光路的不同位置处设置光通量光圈或光线图像，而在透镜上投射出射孔图像，并且通过制造透镜313的出射孔图像以具有方形形状或任何形状，来实施相似的加工。
在照射激光的同时，包括作为加工件的孔板301的喷墨记录头3的掩膜314和主体3，可通过机械步骤(未示出)以预定的速度相互同步地在与光轴(由图6的细箭头所示)垂直的方向上或在各方向(由细箭头和虚线箭头所示的可逆运动)上被转换，因此对整个掩膜图案315进行加工。
(第四实施例)
图13A到13C和图14D到14F是示出了一个根据本发明第四实施例的喷墨口部分的示意图。
参照图13A到13C和图14D到14F，根据第四实施例将对一个喷墨记录头的喷墨操作作简要的解释，该喷墨记录头具有一个这样的结构，即一个朝喷墨端扩展的圆锥形状与一个朝具有公共旋转对称轴的供墨端扩展的圆锥形状相连。
首先，如图13A所示，通过在喷墨记录头(未示出)内充填或装载油墨，油墨404与包括喷墨口的孔板401相连，而喷墨口具有一个朝喷墨端扩展的区域402和一个朝供墨端扩展的区域403。
由于油墨404是水溶液，油墨通过毛细管力，被一直充填到朝亲水的供墨端扩展的区域403，并且由于斥水效应，油墨没有固着在朝具有一层斥水薄膜(未示出)的喷墨端扩展的区域402。
然后，如图13B所示，通过由喷墨记录头(未示出)的喷墨压力产生元件产生的压力(由箭头所示方向指向)，油墨404朝着空气被推进。
然后，如图13C所示，被排出的油墨404经历了排出的过程，并且，由于油墨表面张力的原因，表面能被最小化，油墨便开始转变为球形。
然后，如图14D所示，由喷墨记录头(未示出)的喷墨压力产生元件产生的压力被停止，并且油墨404在处于球形的过程中，通过自身的惯性力而飞散。
然后，如图14E所示，通过油墨在球形变形中的长度和表面张力间的平衡，油墨404被分成一个主墨滴410和一个附属墨滴411。同时，在一个位于朝喷墨端扩展的区域402和朝供墨端扩展的区域403之间的边界(其为处于亲水区和斥水区间的边界)，油墨均匀对称地破裂，且墨滴从喷墨记录头分离。
然后，如图14F所示，分离墨滴的主墨滴410和附属墨滴411在相同的方向(由箭头所示)流动，该方向是喷墨口的轴向。
紧接着，将根据图解实施例，对一个通过喷墨记录头的喷墨口来防止油墨干燥的盖子进行解释。当喷墨记录头没有操作时，油墨溶液内的湿气便蒸发到空气中，并且油墨溶液内未蒸发物质的密度增加，因此堵塞了喷墨口。为了避免这一点，当喷墨记录头没有操作时，将一个如图15所示的盖子405与包括喷墨口的孔板表面紧紧相连，因此防止了喷墨口和空气之间的接触。在这种情况下，油墨404与盖子405不接触。
紧接着，将参照图16A和图16B，根据图解实施例对防止喷墨记录头的喷墨口部分的墨雾污染作出解释。
如图16A所示，当重力朝粗箭头所示的方向施加时，由于朝喷墨端扩展区域402斜面(具有斥水薄膜)的斥水效应，喷墨口部分处的墨雾颗粒420滑到细箭头所示的方向，并被喷墨口内的油墨404吸收。因此，由于墨雾颗粒420难于彼此组合成一个大的墨块，因此不对喷墨产生坏的影响。
另一方面，如图16B所示，当重力朝粗箭头所示的方向施加时，由于斥水效应，喷墨口部分处的墨雾颗粒420滑到由细箭头所示方向的朝喷墨端扩展的区域402的斜面(具有斥水薄膜)上，并离开喷墨口。因此不对喷墨产生坏的影响。
紧接着，将参照图17A到17C和图18D到18F，对一个传统喷墨记录头的喷墨操作作出解释，该喷墨记录头的喷墨口内设有一层斥水薄膜。
首先，如图17A所示，通过在喷墨记录头(未示出)内充填或装载油墨，油墨404与一块包括喷墨口400的孔板401相连，而喷墨口具有斥水效应。由于油墨404是水溶液，油墨通过毛细管力，被一直充填到亲水区域，并且由于斥水效应，油墨没有固着在具有一层斥水薄膜(未示出)的区域。
然后，如图17B所示，通过由喷墨记录头(未示出)的喷墨压力产生元件产生的压力(由箭头所示方向指向)，油墨404朝着空气被推进。
然后，如图17C所示，被排出的油墨404经历了排出的过程，并且，由于油墨404表面张力的原因，表面能被最小化，油墨便开始转变为球形。
然后，如图18D所示，由喷墨记录头(未示出)的喷墨压力产生元件产生的压力被停止，并且油墨404在处于球形的过程中，通过自身的惯性力而飞散。然而，油墨404由于范德华力的原因，固着在喷墨口400的斥水薄膜的一部分上，因此形成了不对称的流体流动。
然后，如图18E所示，通过油墨在球形变形中的长度和表面张力间的平衡，油墨404被分成一个主墨滴410和一个附属墨滴411。同时，在由喷墨口400的壁抵抗的过程中，具有由于范德华力而形成的不对称的流体流动的附属墨滴411被推进，并且油墨破裂，且墨滴从喷墨记录头分离。
然后，如图18F所示，分离墨滴的主墨滴410和附属墨滴411在相同的方向(由箭头所示)流动，该方向是喷墨口的轴向。在这种情况下，主墨滴沿着喷墨口的轴方向飞散，而附属墨滴在不同的方向飞散。
紧接着，将参照图19，对一个通过一传统喷墨记录头的喷墨口，来防止油墨干燥的盖子作出解释，在该喷墨记录头内，在喷墨口的表面上设有油墨液体交界面。
在这种情况下，由于油墨404与盖子405不接触，油墨404在孔板401的表面和盖子405间的交界面内被吸收。在这种情况下，为了与盖子紧密接触，需要与喷墨面紧密接触。然而，由于橡胶材料或尿烷材料易于因为油墨的碱性而老化，则盖子材料老化并固着在喷墨口，因此改变了油墨飞散的方向。
紧接着，将参照图20A和20B，对一个传统喷墨记录头的墨雾污染作出解释，在该喷墨记录头内，在一个喷墨口的周围设有一个点接触阶梯形部分。
如图20A和20B所示，喷墨口部分附近的墨雾颗粒420转向并集中在具有斥水薄膜的点接触阶梯形部分的拐角内。如果拐角内的液量超过了预定的量，墨雾便与油墨液体交界面接触，并通过表面张力，被转向由图20B的箭头所示的方向，且被喷墨口内的油墨404吸收。在这种情况下，由于大量的油墨流进，会发生不良的喷墨或者喷墨的方向会被改变，因此对喷墨产生坏的影响。
紧接着，将参照图21A到21C和图22D到22E，根据图解实施例对一个喷墨记录头的喷墨口部分的制造方法作简要的解释。
首先，如图21A所示，通过采用从激光振荡器发射的激光光线151，该激光振荡器用于输出脉冲发射时间小于1皮秒的激光光线，采用预定的能量密度和预定的数值孔径(NA)，在孔板401内一预定的聚焦点处，掩膜图案(未示出)的预定图案被照射到孔板401上。
然后，如图21B所示，通过激光照射加工，形成一个朝喷墨端扩展的区域402。
然后，如图21C所示，一层具有预定厚度的斥水薄膜被一个诸如微型喷雾器的覆盖装置覆盖。
然后，如图22D所示，与图21A相似，通过采用从激光振荡器发射的激光光线451，该激光振荡器用于输出脉冲发射时间小于1皮秒的激光光线，采用预定的能量密度和预定的数值孔径(NA)，在孔板401内斥水区域的一预定的聚焦点处，掩膜图案(未示出)的预定图案被照射到具有斥水薄膜406的孔板401上。
然后，如图22E所示，通过激光照射加工，形成一个朝供墨端扩展的区域403。
当朝喷墨端扩展的区域402或朝供墨端扩展的区域403被设为一个多边棱锥结构，通过制造激光光束的光束部分结构，来实施加工以具有多边形状。在这种情况下，例如，通过采用透镜的多边出射孔图案或采用透镜的多边光圈的图案，可形成激光光束的光束部分结构的多边形状。而且，为了形成如螺旋圆锥形状的喷墨口的圆锥形状，可在使激光光束的光束部分结构绕光轴旋转时，通过将其照射在加工件上来实施加工。
紧接着，将参照图23A到23C，对根据第一到第四实施例所采用的加工方法制造的喷墨记录头作出解释。
在图23A到23C中，喷墨压力产生元件34，诸如用来喷墨的电/热转换元件或电/机转换元件，被设在一个基片33上。
喷墨压力产生元件34被设在各个与相应的喷墨口21相通的油墨流动通路31内，并且油墨流动通路31与一个普通液体腔室32相通。
公共液体腔室32设有一个供墨导管(未示出)，通过该导管，油墨从一个墨槽被供应。
一块顶板33具有形成油墨流动通路31和普通液体腔室32的凹口部分。当顶板与基片33相连时，便确定了油墨流动通路31和普通液体腔室32。
而且，一块具有喷墨口21的喷墨口板(在下文称作“孔板”)与基片33的组件的油墨流动通路的端面和顶板35相连。
可通过下列方式，来制造这样的喷墨记录头。
也就是说，基片33是通过图案制作加热器(喷墨压力产生元件)34，一个硅基片上的诸如转换记录器(未示出)和电线的集成电路而形成的，且顶板35是通过化学腐蚀形成凹口部分(油墨流动通路31和普通液体腔室32)和一个供墨开口(未示出)来形成的。
此后，基片33和顶板35互相排成一直线并连在一起，以便于各喷墨端的端面排成一直线，以及油墨流动通路31和加热器34排成一直线。
连接之后，尚未形成喷嘴的孔板2固着在相连的顶板和基片的喷墨端端面上，并且，在这种情况下，喷嘴是通过上述的喷墨口加工方法形成的。
此后，连接了一个其上构造了加热器驱动终端(未示出)的电基片，并且一块铝基板与基片33相连。然后，支撑各不同元件的支撑器和供墨的墨槽相连。这样，便安装好了喷墨记录头。
通过以这样的方式制造喷墨记录头，防止由在喷墨口方位的扩散而引起的喷墨方向的改变是可能的。
正因为喷墨记录头是根据上述实施例制造的，而喷墨口的结构可观测得到，便可发现每个喷墨口的边缘都清晰，并且具有高密度的喷墨口平行排列，以及与传统技术相比，喷墨端处口径的扩散显著减小。而且，正因为打印基本上是采用这样的喷墨记录头来实施的，便可发现一致排列的打印墨点被记录下来，且每个点结构都很清晰，因此可获得优越的打印质量。
顺便说一下，在第一到第四实施例中，虽然对一个形成喷墨口的实例作了解释，但本发明不局限于这样的实例，油墨流动通路，一个油墨液体腔室和供墨开口都可通过本发明来加工，而具有相似的技术效果。
而且，虽然对喷墨记录头作了解释，但本发明并不局限于喷墨记录头，例如，本发明可以应用到对半导体基片进行微型加工的激光加工中。
如上所述，根据本发明，可以实现一个喷墨记录头的方法，一个由该方法制造的喷墨记录头和一种激光加工方法，其中可通过从喷墨口形成板的外端(从喷墨端)进行激光加工，来形成一个相对喷墨方向的轴对称，并完全朝外端逐渐变细的结构。
而且，根据本发明，假定a是相对照射激光波长的加工件材料的吸收速率，n是一个光学系统的数值孔径(NA)，该光学系统用于在加工件的一旁将加工的图案投影到加工件上，E(单位：J/cm2/脉冲)是照射到作为加工件的孔板上的激光光束的单位面积内的单位振荡脉冲的能量，以及t(单位：秒)是激光振荡脉冲的时间宽度，满足的条件关系式如下：
(a×n×E)/t＞13×106(W/cm2)
由于用了发射脉冲发射时间小于1皮秒的激光光束的激光，时间能量密度会大大增加，则诸如树脂的加工件可用小的光线能量进行研磨加工，并且，通过采用可见光或近红外线，因为可采用不同的光导材料，所以可易于利用一个具有光亮数值孔径(NA)的透镜，并且通过从孔板的外端照射激光，可容易地制造朝孔板外表面逐渐变细的喷墨口。因而，可实施高质量的加工，因此可显著地改善喷墨记录头的操作性能。
而且，根据本发明，加工材料不受树脂材料的限制，但即便采用了具有高导热性的陶瓷材料、金属材料，由于加工的实施是在照射激光光线之初热扩散之前完成的，所以实现无液相状态的研磨加工是可能的，并且，采用了诸如石英、光学水晶或玻璃的具有高透光性的材料，由于能量的密度高，即便这样的材料吸光性小，也可实施研磨加工。
而且，根据本发明，当采用了陶瓷材料或玻璃材料时，可以得到一个具有良好的耐久性和储存能力的、不被油墨的强碱性所腐蚀的喷墨记录头。
而且，根据本发明，由于可形成朝孔板外表面逐渐变细的喷墨口，在安装好喷墨记录头之后，可在最终形成喷墨口，因此由在安装喷墨口形成板的过程中的变形引起的喷墨方向的各向异性可以被消除。而且，由于可以形成部分或完全朝喷墨口外端(喷墨端)逐渐变细的锥形结构，墨滴的喷墨方向便固定(朝给定的方向)，并且油墨流动的流体阻力降低以提高流动的速率，因此喷墨频率通过同样的驱动源得以提高，且油墨的飞散速度也可提高，因此湿著地提高了打印质量并允许高速打印。
而且，根据本发明，通过将激光加工装置应用到喷墨记录头的制造方法或喷墨记录头，该激光加工装置用于实施圆锥形状的三维加工，该圆锥形状具有持续从第二结构变化到第一结构的部分结构，喷墨口可以被设为这样的圆锥形状，即在其中喷墨端处的部分结构是圆形形状或椭圆形形状，而供墨端处的部分结构基本上是与供墨通路平稳相连的多边形状，因此改善了在供墨通路和喷墨口之间的结构连贯性。因此，液体油墨可在层流状态下流动，因此墨滴可稳定地流动，因此对点方位位置的扩散进行抑制，以实现良好的点方位。而且，减少了墨雾的产生。
而且，根据本发明，通过将激光加工装置应用到喷墨记录头的制造方法或喷墨记录头，该激光加工装置用于对具有基本上是多边形的底部结构的螺旋圆锥形状进行加工，墨滴可具有绕飞散方向的轴旋转的旋转部分，因此墨滴可稳定地通过旋转的惯性力流动，因此对点方位位置的扩散进行抑制，以实现良好的点方位。而且，减少了墨雾的产生。
而且，根据本发明，可加工一个这样的结构，即在其中一个朝激光光束照射端扩展的圆锥形状部分与一个朝公共旋转对称轴反方向扩展的圆锥形状部分相连。因此，通过将这样的激光加工装置应用到喷墨记录头的制造方法或喷墨记录头，喷墨记录头的喷墨口可被设为这样的结构，即在其中一个朝激光光束照射端扩展的圆锥形状部分与一个朝公共旋转对称轴反方向扩展的圆锥形状部分相连。
因而，在本发明中，通过油墨的液体表面张力，在喷墨口内形成油墨液体交界面，由于油墨的干燥而引起的喷墨口的堵塞可通过以盖子与油墨不相接触的方式，将一个盖子施加在喷墨口上而得到防止。而且，通过在一个朝供墨端扩展的亲墨区域和一个朝喷墨端扩展的斥墨区域间的边界处形成一个不连续的表面边界，飞散的墨滴可在不连续的表面边界离开，因此墨滴的主墨滴和附属墨滴二者可沿着喷墨口的对称轴流动，因此得到高准确的打印质量。由于没有与油墨液体交界面相关的不连续拐角部分，即便墨雾固着在朝喷墨端扩展的区域，由于墨雾在这样的拐角部分内不聚积和生长，并且不与油墨液体交界面接触，则墨滴的飞散不受阻碍。而且，当喷墨端对准重力矢量方向时，固着在朝喷墨端扩展的区域上的墨雾流动并从喷墨口形成部件的喷墨面迁移走。如果喷墨端对准与重力矢量方向相反的方向，墨雾朝微小墨雾状态下的油墨液体交界面流动并在其中被吸收。这样，抵制墨滴飞散的阻碍大大消除，因此提高了喷墨记录头的可靠性和耐久性。

Claims (55)

1.一种制造喷墨记录头的方法，在所述记录头中通过焊接或粘附板元件而形成一个用于排放将要被附在记录介质上的墨滴的喷墨口、一个用于盛放将被供应到所述喷墨口的墨的液体腔室、一个用于将喷墨口与液体腔室相连的墨流动通路、一个设在墨流动通路内并用于产生喷墨能量的能量产生元件、以及一个用于将墨从外面提供到液体腔室之内的供墨口，其特征在于：
当一块其上将设有所述喷墨口的孔板受到激光加工时，采用了一种由多个脉冲构成的激光光束，该激光光束从一个激光振荡器发射，该激光振荡器以一个小于1皮秒的脉冲发射时间对激光光束进行振荡，且该激光光束是从所述孔板的与一个供墨端相对的外表面照射的，并且借助一掩膜来照射该激光光束，从而通过聚焦投射而在所述孔板的外表面上形成喷墨口的一个加工图案；且
所述激光光束的能量密度满足下列关系式：
(a×n×E)/t＞13×106(W/cm2)
其中，a是加工件材料相对于照射激光波长的吸收率，n是一个光学系统的数值孔径，该光学系统用于将所述加工图案投射到加工件的一侧上，E是在照射到加工件的材料上的激光的单位面积内的单位振荡脉冲时间内的能量且以J/cm2/脉冲为单位，t是所述激光的振荡脉冲的时间宽度且以秒为单位。
2.根据权利要求1所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述掩膜具有多个以预定节距形成的开口图案，并且借助通过该掩膜照射激光光束以一预定的间隔同时形成多个喷墨口。
3.根据权利要求1所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述掩膜具有第二形状的掩膜图案，所述方法进一步包括下列步骤：
使所述激光光束通过该掩膜图案；
把通过了所述掩膜图案的所述激光光束的截面形状调整成一种第一形状，该第一形状不同于所述第二形状；以及
把所述激光光束会聚到所述孔板的所述外表面上，从而在所述外表面上形成所述掩膜图案的象。
4.根据权利要求3所述的制造喷墨记录头的方法，其中第一形状是大体多边形的形状，该第一形状是在激光光束的非聚焦点处的光束截面形状，而在掩膜图案中区别于第一形状的第二形状是圆形或椭圆形的形状，并且形成了一个这样的圆锥形状，即：其中喷墨端的截面形状是圆形或椭圆形，并且供墨端的一个截面形状是大体多边形的。
5.根据权利要求4所述的制造喷墨记录头的方法，其中基本上是多边形的第一形状是通过采用一个投射透镜的一个多边形光瞳图案而形成的。
6.根据权利要求4所述的制造喷墨记录头的方法，其中基本上是多边形的第一形状是通过采用一个投射透镜的一个多边形光圈图案而形成的。
7.根据权利要求3到6中的任一项所述的制造喷墨记录头的方法，其中供墨端的截面形状被形成为一个平滑地与供墨通路相连的大体多边形的形状。
8.根据权利要求3所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述光束的截面形状是一个大体多边形的形状，通过在使光束截面形状绕光轴旋转的同时把光束照射在所述孔板上来进行螺旋锥形的三维加工，所述螺旋锥形在喷嘴的截面在从第二形状向多边形形状增大的同时持续地作螺旋变化。
9.根据权利要求8所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述螺旋锥形被形成为一个逐渐、平滑地被连续扭曲的螺旋锥形，并具有大体为多边形的底部形状。
10.根据权利要求8或9所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述螺旋锥形是这样被加工的，即通过利用投射透镜的多边形光瞳的图案，在激光光束的非聚焦点处形成光束截面形状的多边形形状，并且使光瞳的图案与工件的加工推进方向相关地绕光轴旋转。
11.根据权利要求8或9所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述螺旋锥形是这样加工的，即通过利用投射透镜的多边形光圈的图案，在激光光束的非聚焦点处形成光束截面形状的多边形形状，并且使光圈的图案与工件的加工推进方向相关地绕光轴旋转。
12.根据权利要求3-6、8和9中的任一项所述的制造喷墨记录头的方法，其中把聚焦点设置在对准激光光束的照射端的孔板的表面处，或设置于离开对准激光光束的照射端的孔板表面的位置上，以便实施圆锥形状的三维加工。
13.根据权利要求3-6、8和9中的任一项所述的制造喷墨记录头的方法，其中在所述喷墨记录头的喷墨口处，一层斥水薄膜被设在喷墨端的喷墨口的附近。
14.根据权利要求1所述的制造喷墨记录头的方法，进一步包括下列步骤：
使所述激光光束通过一个掩膜图案；以及
把所述激光光束会聚到所述孔板上，以把所述掩膜图案成象在所述外表面与所述液体腔室之间的靠近所述外表面的一个位置上。
15.根据权利要求14所述的制造喷墨记录头的方法，其中形成了一个圆锥形，在该圆锥形中朝喷墨端扩展的圆锥形部分要比朝供墨端扩展的圆锥形部分大。
16.根据权利要求14或15所述的制造喷墨记录头的方法，其中一层斥水薄膜形成在朝喷墨端扩展的圆锥形部分的一个表面上和喷墨端的喷墨口附近的区域上。
17.根据权利要求14或15所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述喷墨口的圆锥形是在朝供墨端扩展的圆锥形部分之内形成的。
18.根据权利要求14或15所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述喷墨口的圆锥形是在一个多边棱锥形部分之内形成的。
19.根据权利要求18所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述多边棱锥部分是通过采用具有多边形光束截面形状的激光光束来加工的。
20.根据权利要求19所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述激光光束的多边形光束截面形状是通过采用投射透镜的多边形光瞳图案而形成的。
21.根据权利要求19所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述激光光束的多边形光束截面形状是通过采用投射透镜的多边形光圈图案而形成的。
22.根据权利要求14或15所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述喷墨口的圆锥形是在螺旋锥形部分之内形成的。
23.根据权利要求22所述的制造喷墨记录头的方法，其中通过在绕光轴旋转的同时将所述激光光束的光束截面形状照射在加工件上，来加工所述螺旋锥形部分。
24.根据权利要求15所述的制造喷墨记录头的方法，其中所述喷墨口的圆锥形状是结合所述圆锥形部分、多边棱锥部分或螺旋锥形部分一起加工的。
25.根据权利要求1所述的制造喷墨记录头的方法，其中形成所述喷墨口的元件是由树脂制成的。
26.根据权利要求1所述的制造喷墨记录头的方法，其中形成所述喷墨口的元件是由硅或硅化合物制成的。
27.根据权利要求1-6、8、9、14和15中的任一项所述的制造喷墨记录头的方法，其中激光振荡器具有一个用于光传播的空间压缩装置。
28.根据权利要求27所述的制造喷墨记录头的方法，其中用于光传播的空间压缩装置是由线性调频脉冲产生装置和利用光波长扩散性能的纵向波型同步装置构成的。
29.一种喷墨记录头，所述记录头通过焊接或粘附板元件而形成一个用于排放将要被附在记录介质上的墨滴的喷墨口、一个用于盛放将被供应到喷墨口的墨的液体腔室、一个用于将喷墨口与液体腔室相连的墨流动通路、一个设在墨流动通路内并用于产生喷墨能量的能量产生元件、以及一个用于将墨从外面提供到液体腔室之内的供墨口，其特征在于：
所述喷墨口具有这样一个截面形状，即该喷墨口的一个朝喷墨端扩展的锥形部分与一个具有公共对称轴的朝供墨端扩展的锥形部分相连，该截面形状是这样被加工的，即通过将一种多脉冲的激光光束照射到所述孔板的外表面，并且借助一掩膜来照射该激光光束，而将喷墨口的加工图案聚焦投射到在所述外表面附近且在所述外表面与所述供墨端之间的一个位置，其中所述激光光束是从一个激光振荡器发射的，该激光振荡器用于以一个小于1皮秒的脉冲发射时间对激光光束进行振荡，且
所述激光光束的能量密度满足下列关系式：
(a×n×E)/t＞13×106(W/cm2)
其中，a是加工件材料相对于照射激光波长的吸收率，n是一个光学系统的数值孔径，该光学系统用于将所述加工图案投射到加工件的一侧上，E是在照射到加工件的材料上的激光的单位面积内的单位振荡脉冲时间内的能量且以J/cm2/脉冲为单位，t是所述激光的振荡脉冲的时间宽度且以秒为单位。
30.根据权利要求29所述的喷墨记录头，其中多个喷墨口是以一预定间隔形成的。
31.根据权利要求29所述的喷墨记录头，其中所述喷墨记录头的喷墨口具有一个连续地从第二形状变化到第一形状的圆锥形截面形状，它是通过使所述激光光束穿过具有不同于第一形状的第二形状的掩膜图案，以预定的能量密度和预定的数值孔径来照射孔板加工的，其中所述第一形状是在激光光束的非聚焦点处的光束截面形状。
32.根据权利要求31所述的喷墨记录头，其中在喷墨端处的喷墨记录头的喷墨口的截面形状是圆形或椭圆形的，而在供墨端处的截面形状是大致多边形的。
33.根据权利要求32所述的喷墨记录头，其中在供墨端处的截面形状被形成为一个大体是多边形的、平滑地与供墨通路相连的构造。
34.根据权利要求31所述的喷墨记录头，其中喷墨记录头的喷墨口具有一个逐渐平滑地扭曲的连续螺旋锥形状，并且在喷墨端处的喷墨记录头的喷墨口的截面形状是圆形或椭圆形的，而在供墨端处的截面形状是大体多边形的。
35.根据权利要求34所述的喷墨记录头，其中所述螺旋锥形状是一个逐渐平滑地扭曲的螺旋锥形状，其具有基本上多边形的连续底部构造。
36.根据权利要求31到35中的任一项所述的喷墨记录头，其中在喷墨记录头的喷墨口处，一层斥水薄膜被形成在喷墨端处的所述喷墨口附近。
37.根据权利要求31所述的一个喷墨记录头，其特征在于：朝喷墨端扩展的圆锥形部分的扩展要比朝供墨端扩展的圆锥形部分的大。
38.根据权利要求31或37所述的喷墨记录头，其中一层斥水薄膜形成在朝喷墨端扩展的圆锥形部分的一个表面上，和喷墨端的喷墨口附近的区域。
39.根据权利要求31或37所述的喷墨记录头，其中所述喷墨口的圆锥形状是在圆锥形部分之内形成的。
40.根据权利要求31或37所述的喷墨记录头，其中所述喷墨口的圆锥形形状是在一个多边棱锥形部分之内形成的。
41.根据权利要求31或37所述的喷墨记录头，其中所述喷墨口的圆锥形形状是在一个螺旋锥形部分之内形成的。
42.根据权利要求31或37所述的喷墨记录头，其中喷墨口的锥形形状是与一个圆锥形部分、一个多边棱锥形部分或一个螺旋锥形部分结合而成的。
43.一种激光加工方法，通过将激光光束照射到加工件上对加工件实施激光研磨加工，其特征在于：
当通过研磨加工在加工件内形成一个穿孔时，采用了一种多脉冲的激光光束，该激光光束从一个激光振荡器发射，该激光振荡器用于在一个小于1皮秒的脉冲发射时间内对激光光束进行振荡，并且激光光束从加工件的外表面进行照射，并且借助一掩膜来照射该激光光束，通过将穿孔的加工图案聚焦投射在加工件的外表面来加工加工件，在该加工件内通过激光研磨加工形成了穿孔，
所述激光光束的能量密度满足下列关系式：
(a×n×E)/t＞13×106(W/cm2)
其中，a是加工件材料相对于照射激光波长的吸收率，n是一个光学系统的数值孔径，该光学系统用于将所述加工图案投射到加工件的一侧上，E是在照射到加工件的材料上的激光的单位面积内的单位振荡脉冲时间内的能量且以J/cm2/脉冲为单位，t是所述激光的振荡脉冲的时间宽度且以秒为单位。
44.根据权利要求43所述的激光加工方法，其中所述掩膜具有多个以预定间距形成的开口图案，并且所述多个穿孔是通过穿过该掩膜来照射激光光束，而以预定间隔同时形成的。
45.根据权利要求43的激光加工方法，其中所述掩膜使具有不同于一种第一形状的一种第二形状的掩膜图案，所述方法进一步包括：
通过把所述激光光束穿过该掩膜图案在掩膜图案的投射聚焦点处照射到加工件上，来实施对具有连续地从第二形状变化到第一形状的加工区的圆锥形状的三维加工，其中所述第一形状是在激光光束的非聚焦点处的光束截面形状。
46.根据权利要求45所述的激光加工方法，其中通过利用投射透镜的多边形光瞳的图案来形成第一形状。
47.根据权利要求45所述的激光加工方法，其中通过利用投射透镜的多边形光圈的图案来形成第一形状。
48.根据权利要求45所述的激光加工方法，其中光束截面形状是大体多边形的形状，并且通过在使光束截面形状绕光轴旋转的同时把穿过具有第二形状的掩膜图案的光束截面形状在所述掩膜图案的投射聚焦点处照射到加工件上，来实施对螺旋锥形的三维加工，该螺旋锥形在从所述预定的形状增大到多边形形状的同时持续地作螺旋变化。
49.根据权利要求48所述的激光加工方法，其中螺旋锥形被形成为一个逐渐平滑地扭曲的螺旋锥形，其具有基本上是多边形的底部结构。
50.根据权利要求48或49所述的激光加工方法，其中螺旋锥形是这样加工的，即通过利用投射透镜的多边形光瞳的图案、在激光光束的非聚焦点处形成光束截面形状的多边形结构，并且使光瞳的图案与加工件的加工推进方向相关地绕光轴旋转。
51.根据权利要求48或49所述的激光加工方法，其中螺旋锥形是这样加工的，即通过利用投射透镜的多边形光圈的图案、在激光光束的非聚焦点处形成光束截面形状的多边形结构，并且使光圈的图案与加工件的加工推进方向相关地绕光轴旋转。
52.根据权利要求45所述的激光加工方法，其中把聚焦点设置在对准激光光束的照射端的工件的表面处，或设置于离开对准激光光束的照射端的工件表面的位置上，以便实施圆锥形状的三维加工。
53.根据权利要求43所述的激光加工方法，其中加工件是由硅或硅化合物制成的。
54.根据权利要求43所述的激光加工方法，其中激光振荡器具有一个用于传播光线的空间压缩装置。
55.根据权利要求54所述的激光加工方法，其中用于传播光线的空间压缩装置是由线性调频脉冲产生装置和利用光波长扩散性能的纵向波型同步装置构成的。
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