CN1303774A - 喷墨列印装置的喷墨头的制造方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷墨列印装置的喷墨头的制造方法及其装置,提供一具有多个喷嘴元件的微控制装置;于该微控制装置上形成一具有多个墨水腔及墨水通道的第一层薄膜,且于墨水通道上形成多个支撑柱;于该第一层薄膜上涂布一层液体介质;提供一感光高分子薄膜于第一层薄膜上,在该感光高分子薄膜上相对于第一层薄膜的墨水腔位置,以光蚀刻方式(曝光显影)形成喷墨孔;将该微控制装置与一讯号输入装置连接。

Description

喷墨列印装置的喷墨头的制造方法及其装置
本发明涉及一种喷墨列印装置的喷墨头的制造方法及其装置，特别是指一种利用光蚀刻(曝光显影)方式于高分子薄膜上形成喷墨孔的喷墨头装置及其制造方法。
传统的热气泡(Thermal Bubble)式喷墨头是利用加热装置产生高温，将位于加热装置上墨水腔内的墨水瞬间加热产生气泡，借由气泡的压力将墨水由喷墨头的喷墨孔推出，并使墨滴附着于所欲列印的底材(如纸张)上，以达到列印的目的。然而为了使加热所产生的气泡能将其所产生的压力充分地用来将墨水挤出并形成墨滴，因此，喷墨头的设计必须将墨水局限于其内的墨水腔内，让墨水沿着特定的喷墨孔喷出。
另一种压电(Piezo)式喷墨头是利用压电材料作为驱动方式用于喷墨，即利用电极的改变透过薄膜施压于墨水，使该点的墨水经由喷嘴喷出，并附着于待列印的基材上。
习知的一种热气泡式喷墨列印装置的喷墨匣(参阅图1)，包括有一墨水腔10及喷墨头12，墨水腔10内的墨水可流经喷墨头12内，借由喷墨头12将墨水喷出于列印底材上。参阅图2，为喷墨头12的构造，喷墨头12包括有一形成有多个喷嘴装置(本实施例中为加热装置14)的微控制装置16，一感光高分子薄膜(厚膜光阻)18形成于微控制装置16上，其相对于微控制装置16的加热装置14上方以光蚀刻(曝光显影)的方式形成墨水腔20，使墨水可流入墨水腔20内，喷墨孔22以电铸成形的方式形成喷孔片24，再将喷孔片24以精密对位方式贴合于厚膜光阻18上。于是，其在组装时，必需很精确地以精密对位的方式将喷孔片24上的喷墨孔22分别与感光高分子薄膜18上的墨水腔20对准，使墨水腔20内经加热装置加热的墨水由该喷墨孔22喷出。因此，此种制程所耗的成本相当高，包括精密对位所需的机具费用，且若对位组装及贴合不良将降低产品的制造良率。
另一种热气泡式喷墨列印装置的喷墨头，如美国专利第5,537,133号所述(参阅图3)，其喷墨头30装置包括有一形成有多个喷嘴装置(图示中为加热装置32)的微控制装置34，一感光高分子薄膜(厚膜光阻)35形成于微控制装置34上，且以光蚀刻(曝光显影)方式于每一加热装置32上方形成墨水腔36，于TAB38(软性电路板)上以镭射打洞方式形成喷墨孔39，再以精密对位方式将TAB38贴合于微控制装置34上，使喷墨孔39与墨水腔36相叠合成为喷墨头。然而，以镭射打洞方式于TAB38形成喷墨孔39，其设备费用相当昂贵，将使整个喷墨头的制造成本大幅提高，且其亦存在有精密对位及组装不良所产生产品良率降低的情况。
有鉴于此，发明人本于精益求精、创新突破的精神，致力于喷墨头的研究发展，发明出本发明喷墨列印装置的喷墨头的制造方法及其装置，其可改进目前习知喷墨头制造上设备成本高昂及产品制作良率低的缺点，以达到更为实用的目的。
本发明的主要目的在于提供一种喷墨列印装置的喷墨头的制造方法及其装置，其可将以光蚀刻形成的喷孔板贴设合于第一层薄膜上时，不致使第一层薄膜上的墨水通道及墨水腔与喷孔板黏结在一起。
本发明的又一目的在于提供一种喷墨列印装置的喷墨头的制造方法及其装置，其可将讯号输入装置与微控制装置形成电连接。
本发明的另一目的在于提供一种喷墨列印装置的喷墨头的制造方法及其装置，其具有精密对位及贴合准确的功效，以达到提高产品良率及减化制程的目的。
本发明的另一目的在于提供一种喷墨列印装置的喷墨头的制造方法及其装置，其具有减化喷墨头制程的功效，以达到节省设备支出费用及提高产品良率的目的。
为达到上述目的及功效，本发明的特征在于：形成一具有多个喷嘴元件的微控制装置；于该微控制装置上形成一具有多个墨水腔及墨水通道的第一层薄膜，且于墨水通道上形成多个支撑柱；于该第一层薄膜上涂布一层液体介质；提供一感光高分子薄膜于第一层薄膜上，在该感光高分子薄膜上相对于第一层薄膜的墨水腔位置，以光蚀刻方式(曝光显影)形成喷墨孔；将该微控制装置与一讯号输入装置连接。
于是，本发明的喷墨头及其制造方法在制造流程上相当便利，可免去习知喷墨头的喷墨孔需与墨水腔做贴合及精密对位的程序，因此可提高其生产速度及产品良率。
在此配合图示对本发明的详细技术与内容说明如下：
图1为习知喷墨印表机的喷墨匣的立体图。
图2为图1的喷墨头放大剖视图。
图3为另一习知喷墨头放大剖视图。
图4为本发明喷墨列印装置的喷墨头实施图。
图5为本发明喷墨列印装置的喷墨头制造方法的第一流程图。
图6为本发明喷墨列印装置的喷墨制造方法的第二流程图。
图7为图6的上视图。
图8为本发明喷墨列印装置的喷墨头制造方法的第三流程图。
图9为本发明喷墨列印装置的喷墨头制造方法的第四流程图。
参阅图4，为本发明的一较佳实施例，喷墨头4设于喷墨匣7的墨水输出埠71上，包括有一讯号输入装置(TAB软性电路板)61，其一端用以连接于印表机的讯号输出端，另一端连接于微控制装置上(本实施例中为IC晶片)，用以将印表机上的讯号传送至喷墨头4的微控制装置上，使喷墨头得以接受讯号而作动。此为习知的技术，在此不再赘述。
参阅图5，为本发明喷墨列印装置的喷墨头制造方法的第一流程图，步骤一，于一底材(SiO2)上以半导体制程方式形成有电子电路，而成为一微控制装置50，且其上形成有多个喷嘴装置52，其可为加热装置将墨水加热汽化产生气泡使墨水喷出者，或压电材料利用电极的改变透过薄膜施压于墨水，使该点的墨水经由喷墨孔喷出。
参阅图6，于微控制装置50(本实施例为IC晶片)涂覆一液态光阻层(图未显示)，而于该液态光阻层上形成一第一层薄膜54，第一层薄膜54为厚膜光阻，其可为正光阻或负光阻，其厚度约为20-50μm，于第一层薄膜54上以光蚀(曝光显影)方式相对于微控制装置50上每一个喷嘴装置52上方形成凹陷的墨水腔56及墨水通道57(参见图7)，及于墨水通道57上形成多个支撑柱59，使墨水可经由墨水通道57流入墨水腔56内。而液态光阻层用以使该支撑柱59得以稳固地形成于微控制装置50上。
参阅图8，于第一层薄膜54上方涂布一层液体介质，本实施例中，该液体介质为水溶液；一感光高分子薄膜58为正光阻形式的厚膜光阻，以滚压方式贴设于第一层薄膜54上，此时，该液体介质将被挤压于墨水腔56及墨水通道57内，使得感光高分子薄膜58与第一层薄膜贴合时，不致在墨水通道57处黏结在一起；再者，借由支撑柱59的支撑，也可使感光高分子薄膜58不致于黏贴于墨水通道57内。而于感光高分子薄膜58上以光蚀刻(曝光显影)方式相对于第一层薄膜54的每一个墨水腔56上方形成喷墨孔60，该光蚀刻方式为干蚀刻或湿蚀刻。
于是，本发明的喷墨孔60以曝光显影的方式形成于感光高分子薄膜58上，可精确对准第一层薄膜54的墨水腔56，因此可减化习知墨水腔与喷孔板的喷孔必须精密对位与贴合的制程，可有效地提升产品良率。再者，由于其制程上的省略，可节省电铸成形或镭射加工打洞及精密对位等机具设备，可大幅度降低产品的制造成本。
参阅图9，一讯号输入装置61，其为软性电路，其上布植有电连接讯号线路62，电连接线路62一端为讯号输入端64连接于列印装置，另一端讯号输出端66则与微控制装置50连接，借以传递讯号控制微控制装置50作动。
讯号输入装置61设有一适当大小的开口68，用以使微控制装置50由开口68露出，且开口68的口径较微控制装置50为小，使得讯号输入装置61可以点胶方式黏设于微控制装置50上。
本发明的喷墨头，其大致上包括有一具有多个喷嘴装置52的微控制装置50；一第一层薄膜54形成于微控制装置50上，其可为厚膜光阻，因而可于其上相对于每一喷嘴装置52上方以光蚀刻(曝光显影)方式形成有墨水腔56及墨水通道57，于墨水通道57上形成多个支撑柱59；一感光高分子薄膜58，其为厚膜光阻，形成于第一层薄膜54上方，以光蚀刻(曝光显影)方式相对于第一层薄膜54的墨水腔56位置形成喷墨孔60；一讯号输入装置61，其为软性电路板，其上布植有电连接线路62，电连接讯号62一端为讯号输入端64连接于列印装置，另一端讯号输出端66则与微控制装置连接，借以传递讯号控制微控制装置50作动。
讯号输入装置61设有一适当大小的开口68，用以使微控制装置50由开口68露出，且开口68的口径较微控制装置50为小，使得讯号输入装置61可以点胶方式黏设于微控制装置50上。
根据上述制造方法及其装置，本发明利用光蚀刻(曝光显影)的方式在感光高分子薄膜上形成喷墨孔，其可减化习知喷墨头必须精密对位及镭射或电铸形成喷墨孔的制造流程，因此可节省其机具设备的成本支出；再者，借由光蚀刻(曝光显影)方式于厚模光阻上形成喷墨孔，可有效地进行精密对位，由此提高了喷墨头的制造良率，而改进了习知喷墨头制造良率低的缺点。
另外，于第一层薄膜54上涂布液体介质及形成多个支撑柱59，可使感光高分子薄膜58贴设于第一层薄膜50上时，有效避免感光高分子薄膜58黏贴于墨水通道57上。
本发明喷墨印表机的喷墨头的制造方法及其装置，其确可达到发明的目的及功效，使喷墨头在制造上更为方便，及可节省设备机具的成本支出，更可提高产品的制作良率，使其更为实用，从而具有产业上的利用价值，也具有新颖性及创造性。
本发明虽借由实施例来描述，但仍可变化其形态与细节，亦不脱离本发明的精神，并可为本领域内普通技术人员所了解。
                图号说明习知墨水腔         10    喷墨头          12加热装置       14    微控制装置      16感光高分子薄膜 18    墨水腔          20喷墨孔         22    喷孔片          24喷墨头         30    加热装置        32微控制装置     34    高分子感光薄膜  25墨水腔         36    TAB              38喷墨孔         39本发明喷墨头         4     喷墨匣墨水输出埠     71    墨水通道        57微控制装置     50    加热装置        52第一层薄膜     54    墨水腔          56感光高分子薄膜 58    喷墨孔          60讯号输入装置   61    电连接线路      62讯号输入端     64    讯号输出端      66开口           68     支撑柱         59

Claims (18)

1．一种喷墨列印装置的喷墨头制造方法，其包括下列步骤：
      步骤一，形成一具有多个喷嘴元件的微控制装置；
      步骤二，于该微控制装置上形成一具有多个墨水腔及墨
  水通道的第一层薄膜；
      步骤三，于该第一层薄膜上涂布一层液体介质；
      步骤四，提供一感光高分子薄膜相对于第一层薄膜上；
      步骤五，在该感光高分子薄膜上相对于第一层薄膜的墨
  水腔位置，以光蚀刻方式(曝光显影)形成喷墨孔；
      步骤六，将该微控制装置与一讯号输入装置连接。
2．根据权利要求1所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，其中所述第一层薄膜为厚膜光阻，而以光蚀刻方式于每一喷嘴元件上方形成墨水腔及墨水通道。
3．根据权利要求2所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，其中所述厚膜光阻可为正光阻或负光阻。
4．根据权利要求1所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，其中所述液体介质为水溶液。
5．根据权利要求1所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，其中所述感光高分子薄膜为厚膜光阻。
6．根据权利要求1所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，其中于第一层薄膜上的墨水通道上形成有多个支撑柱。
7．根据权利要求6所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，其中所述多个支撑柱、墨水腔及墨水通道是以光蚀刻方式同时形成于第一层厚膜上。
8．根据权利要求1所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，其中所述讯号输入装置为一软性电路板，其上设有一适当大小的开口用以容置该微控制装置，该开口较微控制装置为小。
9．一种喷墨列印装置的喷墨头制造方法，其包括下列步骤：
      步骤一，形成一具有多个喷嘴元件的微控制装置；
      步骤二，于该微控制装置上涂布一液态光阻层；
      步骤三，于该液态光阻层上形成一具有多个墨水腔、墨水
   通道及多个支撑柱的第一层薄膜；
      步骤四，提供一感光高分子薄膜形成于第一层薄膜上；
      步骤五，在该感光高分子薄膜上相对于第一层薄膜的墨水
   腔位置，以光蚀刻方式(曝光显影)形成喷墨孔；
      步骤六，将该微控制装置与一讯号输入装置连接。
10．根据权利要求9所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，
    其中所述步骤三之后可于第一层薄膜上涂覆一层液体介质。
11．根据权利要求9所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，
    其中所述多个支撑柱、墨水腔及墨水通道是以光蚀刻方式同
    时形成于第一层厚膜上。
12．根据权利要求9所述的喷墨列印装置的喷墨头的制造方法，
    其中所述讯号输入装置为一软性电路板，其上设有一适当大
    小的开口用于容置该微控制装置，该开口较微控制装置为小。
13．一种喷墨列印装置的喷墨头装置，其包括有：
        一微控制装置，其上设有多个喷嘴元件；
        一第一层薄膜形成于微控制装置上方，其上相对于每一喷
    嘴元件位置形成有墨水腔及一连通墨水腔的墨水通道，且墨
    水通道上形成有多个支撑柱；
        一感光高分子薄膜形成于该第一层薄膜上方，其上相对于
    每一墨水腔位置处，以光蚀刻形成有喷墨孔；
        一讯号输入装置连接于微控制装置上。
14．根据权利要求13所述的喷墨列印装置的喷墨头装置，其中所
    述第一层薄膜为厚膜光阻。
15．根据权利要求13所述的喷墨列印装置的喷墨头装置，其中所
    述厚膜光阻可为正光阻或负光阻。
16．根据权利要求13所述的喷墨列印装置的喷墨头装置，其中所
    述感光高分子薄膜为厚膜光阻。
17．根据权利要求16所述的喷墨列印装置的喷墨头装置，其中所
    述感光高分子薄膜为正光阻。
18．根据权利要求13所述的喷墨列印装置的喷墨头装置，其中所
    述讯号输入装置为软性电路板，该软性电路板形成有一适当
    大小的开口，用以容置该微控制装置，且该开口较该微控制
    装置为小，使该讯号输入装置可贴设于该微控制装置表面。
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