CN1431957A - 表面改良的喷嘴板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷墨打印机的喷嘴板(10，30，50)，在该喷嘴板中包含有喷嘴孔并且在其至少一个表面上具有耐用的非可湿层。喷嘴板包括聚酰亚胺材料，非可湿层含有胺封端的硅烷化合物的衍生物，与喷嘴板中的聚酰亚胺材料共价连接的胺封端的硅烷化合物衍生物。层中还含有数均分子量为约400～约150000并且其端基可与胺封端的硅烷化合物衍生物反应的聚二烷基硅氧烷化合物的衍生物。聚二烷基硅氧烷化合物衍生物通过缩合反应与胺封端的硅烷化合物衍生物连接从而在喷嘴板的表面上得到耐用的非可湿层。由于硅烷和聚二烷基硅氧烷材料共价键连接在聚酰亚胺上，所以在含喷嘴板的打印头(120)的使用寿命内，非可湿层基本上可保持其耐用性。

Description

表面改良的喷嘴板

                        发明领域

本发明涉及喷墨打印机，特别是涉及用于打印头的、润湿性得到改良的表面改良的喷嘴板。

                        发明背景

人们在不断地提高喷墨打印机技术以便得到更快的，可打印出更高品质印刷品的打印机。为了实现这些目标，打印头的材料，设计和制造工艺都在不断地变化和发展着。在最新的打印头的设计中，喷嘴板上含有更小的、间距更加紧密的喷嘴孔并且在每个喷嘴板上的喷嘴孔的数目增加了。当喷嘴孔的大小和间距减小并且对提高打印量的需求增加时，要想得到相对便宜的，在打印头的使用期限内获得高品质印刷品的打印头变得越来越困难。

在打印过程中所要发生的问题之一是在邻近喷嘴孔的喷嘴板的表面上油墨的聚集。随着时间的推移，聚集的油墨会部分堵塞由喷嘴板射出的墨滴并使墨滴打歪，或者在严重的情况下，完全堵塞住由喷嘴孔排出的油墨。在喷嘴起动期间，油墨在邻近喷嘴孔的喷嘴板上过量的聚集经常在本领域中称为“溢流(flooding)”，这是由于油墨聚集在了遮住喷嘴孔的那点上造成的。油墨在喷嘴板上的另一种积聚是由油墨淤积(link pooling)造成的。当墨滴喷出，油墨的尾料与主滴脱离并返过来沉积在喷嘴板上形成油墨“尾料(tail)”时，“淤积(pooling)”就为油墨在喷嘴板上的积聚物。油墨淤积不仅发生在邻近喷嘴孔的地方，它还可发生在喷嘴板的任何地方上。

除了影响从打印头排出油墨外，油墨在多色打印头的喷嘴板上的积累，无论是溢流还是淤积均可导致油墨色彩的混合。其结果会使从受影响喷嘴孔排出的墨滴不能得到想要的色点从而降低了打印品的质量。当喷嘴孔以及与其相关的喷墨加热器变得越来越小并且减小相邻喷嘴孔间的距离以得到更高品质，更快打印速度时，喷嘴板上油墨的积聚或溢流就成为影响打印机运转的一个极为重要的因素。

人们通过将某种碳氟化合物施加在喷嘴板上来控制喷嘴的溢流和淤积。例如，Albinson的美国专利US5010356公开了一种通过将氟硅烷的粘附层涂覆在喷墨记录头上来减小基底表面润湿性的方法。根据该方法，第一层固化的硅氧烷形成在表面上，含包括可水解基团在内的氟硅烷基团的第二层施加在第一层上。第一硅氧烷层在表面上通过在50℃下烘烤涂层30分钟，之后在45℃和95％的相对湿度下烘烤30分钟来固化(即聚合)。在压力为50乇，相对湿度小于10％的干燥器内把氟硅烷层施加在硅氧烷涂覆的聚酰亚胺片材的表面上。在把氟硅烷层施加在硅氧烷涂覆的聚酰亚胺片材上后，将干燥器放置在180℃的烘箱中2小时。烘烤后，把干燥器冷却15分钟，再与真空泵连接排气，同时将其继续冷却。之后用于燥的氮气将干燥器增压到室压。据说在用浸在三丙二醇单甲基醚溶剂中的棉签(bud)试验1000次后，涂覆的聚酰亚胺的非可湿性能依然很显著。

尽管在喷嘴板的制造领域上取得了进步，但还没有发现使用硅氧烷层和/或氟硅烷层以及传统的涂覆技术来改良喷嘴板的润湿性以得到耐用的喷嘴板涂层，该涂层在包括数千次清洗循环的打印头的使用寿命内要保持其有效性。传统的润湿性改良的涂层在打印头达到预期的寿命之前通过清洗打印头技术可很容易的将其去除或使其无效。因此需要一种润湿性得到改良的涂层，从而在打印头的使用寿命内能足够的耐用以保持其有效性。

                      发明概述

根据上面的和其它目的和优点，本发明提供一种含喷嘴孔并在其至少一个表面上具有耐用的非可湿层的喷墨打印机喷嘴板。具有非可湿层的表面与要打印的介质相邻。喷嘴板包括一种聚酰亚胺材料，非可湿层含有胺封端硅烷化合物的衍生物，胺封端的硅烷化合物的衍生物与喷嘴板的聚酰亚胺材料共价键连接。该层还含有数均分子量为约400～约150000并且端基可与胺封端的硅烷化合物衍生物反应的聚二烷基硅氧烷化合物的衍生物。聚二烷基硅氧烷化合物的衍生物通过缩合反应与胺封端的硅烷化合物的衍生物相连从而在喷嘴板的表面上得到耐用的非可湿层。

另一方面本发明提供一种改良喷墨打印机高分子喷嘴板表面润湿性的方法。根据该方法，胺封端的硅烷化合物涂覆在由聚酰亚胺材料制成的喷嘴板第一表面的至少一部分上。喷嘴板和胺封端的硅烷化合物在足以使胺封端的硅烷化合物与聚酰亚胺材料共价键连接的条件下加热一段时间。接下来将聚二烷基硅氧烷化合物与共价键连接的胺封端的硅烷化合物反应从而在聚酰亚胺喷嘴板的第一表面上得到耐用的非可湿层。

另一方面，本发明提供一种处理聚酰亚胺材料的第一表面以使第一表面基本上与油墨相斥的方法。该方法包括将胺封端的硅烷化合物涂覆在聚酰亚胺材料的第一表面上，把胺封端的硅烷化合物和聚酰亚胺材料加热到足以在胺端基和聚酰亚胺材料间形成共价键的温度。聚二烷基硅氧烷化合物涂覆在共价键连接的硅烷化合物和含有共价键连接硅烷化合物的聚酰亚胺材料上并将聚二烷基硅氧烷化合物加热到足以在共价键连接的硅烷化合物和聚二烷基硅氧烷化合物间进行缩合反应的温度，从而在聚酰亚胺材料的表面上生产出耐用的非可湿层。耐用非可湿层的厚度约为0.5～7微米。优选聚二烷基硅氧烷化合物的数均分子量约为400～140000。

在另一实施方案中，一掩模施加在喷嘴板上的耐用非可湿层上以遮蔽喷嘴板上喷嘴孔周围的环形区域，而特定的未遮蔽的区域可被反应离子蚀刻(RIE)从而增加了其润湿性。这样在喷嘴板上就可获得可湿的区域和油墨非可湿的区域，从而改良了打印头清洗期间过多的油墨被除掉问题。

本发明的耐用非可湿层和方法的优点在于在喷嘴板上得到了有效的非可湿层，从而在打印头的使用寿命期限内增强了其耐用性。尽管不愿受理论束缚，据信非可湿层耐用性的增强至少部分是由于硅烷化合物和喷嘴板的聚酰亚胺材料间由相对高的反应温度而形成的共价键造成的。当聚酰亚胺和硅烷被加热到足以打开聚酰亚胺的环结构的温度，以便使硅烷上的反应端基与聚酰亚胺的环结构连接时就形成了共价键。与聚酰亚胺材料上的硅烷化合物衍生物缩合的聚二烷基硅氧烷化合物通过增加非可湿层的有效厚度可进一步增强涂层的耐用性。由于在硅烷和/或聚二烷基硅氧烷化合物上存在有反应性的端基，所以在高温下，硅烷和聚二烷基硅氧烷化合物间就形成了Si-O-Si键。所得到的非可湿层在打印头用擦拭器清洗操作期间特别耐损坏或剥离。

                     附图的简要说明

本发明的优点在结合附图对优选实施方案做详细地描述后而变得一目了然，为了便于描述，这些附图不是成比例的，其中在几幅图中相同的附图标记代表相同的元件。其中：

图1A，1B和1C为含有本发明表面能改良层的喷嘴板的顶视图。

图2是本发明含有表面能改良层的喷嘴板/芯片组件的顶视图。

图3为本发明含有表面能改良层的部分喷墨笔(pen)的截面图。

图4为本发明改良喷嘴板部分以得到润湿性区域和非可湿性区域的方法的示意图。

                   本发明的详细描述

在本发明的优选实施方案中，所提供的喷墨打印机的喷嘴板包括与要打印的介质邻近的喷嘴板的至少部分第一表面上的表面能改良层。对于现代的喷墨打印机而言，其喷嘴板一般为高分子材料，最优选为聚酰亚胺材料。聚酰亚胺是一种相对疏水的材料并且具有约45达因的未处理的表面能。但对于喷墨打印机的应用而言，为了减小油墨的溢流并在邻近喷嘴孔的喷嘴板上堆积干的油墨或碎片，而希望较低的表面能，优选低于约40达因，最优选低于约30达因。

为了降低聚酰亚胺材料的表面能，对聚酰亚胺的表面进行处理以得到具有所需润湿性能的层。由于聚酰亚胺对化学反应的相对惰性，所以广泛地使用涂覆材料以减小喷嘴板的表面能。但涂层一般要定期地进行重新涂覆并且经常在打印头的使用寿命内不够耐用。

作为用非可湿材料涂覆聚酰亚胺喷嘴板的一种替代方式，聚酰亚胺可在一定条件下反应或蚀刻从而为其表面性能的化学改性提供反应活性部位。例如，聚酰亚胺可在高温下置于强碱例如，氢氧化钾或氢氧化钠中足够长的时间，然后冲洗并用稀酸中和。这种处理的结果是在聚酰亚胺的表面上形成了羧基。羧基可与环氧，肼，醇等发生反应，这一内容在Buchwalter等人的US5133840中作了更加详细地描述，在这里将其作为参考资料引入。

对降低聚酰亚胺喷嘴板表面能的特别优选的方法是把聚酰亚胺材料和具有至少一个可与聚酰亚胺反应的端基的化合物接触，之后使端基与聚酰亚胺在足以在聚酰亚胺和化合物的端基间形成相对强化学键的条件下反应。对于聚酰亚胺喷嘴板材料而言，化合物的端基优选为碱性端基，最优选为在高温下足以打开聚酰亚胺的酰亚胺环以形成酰胺键的碱性的胺端基。

因此，优选聚酰亚胺喷嘴板与胺封端的硅烷化合物反应，更优选与氨基烷基封端的烷氧基硅烷化合物反应。氨基烷基封端的烷氧基硅烷化合物优选选自(氨基乙基氨基甲基)苯乙基-三甲氧基硅烷，氨基丙基三乙氧基硅烷，3-(间-氨基苯氧基)丙基三甲氧基硅烷和对-氨基苯基三甲氧基硅烷。为了与聚酰亚胺材料反应，最优选的氨基烷基封端的硅烷化合物是(氨基乙基氨基甲基)-苯乙基三甲氧基硅烷。

虽然上述胺封端的聚二烷基硅氧烷化合物对降低聚酰亚胺材料的表面能是特别有用的，但在聚酰亚胺材料上获得超过约一微米的非可湿层的厚度是很困难的。因此，虽然用共价连接的硅烷化合物制出的表面能改良的层比传统的涂层要耐用，但人们希望能进一步提高该表面能改良层的耐用性。

现已发现，通过把共价键连接的胺封端的硅烷化合物与具有反应端基的无卤素聚二烷基硅氧烷反应可以获得厚度增加的非可湿层。优选聚二烷基硅氧烷化合物是无卤素的具有至少一个封端的甲硅烷醇基团的聚二烷基硅氧烷。无卤素的聚二烷基硅氧烷化合物优选具有约400～约150000，最优选约为130000～约145000的数均分子量。特别优选的聚二烷基硅氧烷化合物是下式的甲硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷(STPDS)。

其中p为约4～约2000的整数，它可得自于Gelest，Inc.，Tullytown，Pennsylvania，其商品名为DMS-S51。

为了用上面所述的硅烷化合物和聚二烷基硅氧烷化合物改良聚酰亚胺喷嘴板的表面能，在用粘结剂涂覆聚酰亚胺薄膜的相对表面之前，聚酰亚胺薄膜可根据本发明用硅烷和聚二烷基硅氧烷化合物进行处理。这是因为一般用于将喷嘴板粘附在硅半导体芯片上的粘结剂通常是在硅烷和聚二烷基硅氧烷化合物与聚酰亚胺材料反应的温度范围内进行固化的。虽然没有特别的要求，但为了在反应步骤之前改良硅烷化合物与聚酰亚胺材料的粘结性，在用硅烷化合物涂覆表面之前，优选聚酰亚胺材料的表面用氧等离子体处理来活化。

用硅烷化合物与乙醇的溶液以每分钟2500rpm的速度旋涂聚酰亚胺，从而将硅烷化合物涂覆在聚酰亚胺材料上。在乙醇中的硅烷化合物的浓度优选为溶液的约0.03～约0.1％重量。之后在足以使硅烷化合物的反应端基与聚酰亚胺材料发生反应的条件下加热硅烷化合物涂层和聚酰亚胺材料。优选硅烷化合物与聚酰亚胺材料反应的温度为约135E～约200E C，最优选约为150℃～约200℃。反应温度优选保持约5分钟～约1小时。在硅烷化合物与聚酰亚胺材料反应后，优选冲洗，并优选用乙醇冲洗聚酰亚胺薄膜以去除多余的硅烷。在上面所描述的条件下，优选形成厚度约500埃至小于约0.1微米的单层共价键连接的硅烷。在反应期间，大气中的水分优选与共价键连接的硅烷化合物中的甲氧基反应以形成甲硅烷醇基团。

接下来将无卤素的聚二烷基硅氧烷，优选STPDS，其数均分子量为约400～约150000，优选为约130000～约145000，最优选约为139000，涂覆在聚酰亚胺材料上的共价键连接的硅烷层上。聚二烷基硅氧烷被溶剂涂覆在共价键连接的硅烷层上，其涂层的厚度优选为约0.5～约7微米。优选使用旋涂技术把聚二烷基硅氧烷涂覆在共价键连接的硅烷层上，其中用于聚二烷基硅氧烷的溶剂选自二甲苯或四氢呋喃，聚二烷基硅氧烷的浓度优选为约0.1～约2.0％重量。

在用聚二烷基硅氧烷化合物涂覆了共价连接的硅烷化合物后，在足以使聚二烷基硅氧烷化合物和共价键连接的硅烷层间形成键的条件下再次加热聚酰亚胺材料。反应优选为缩合反应，该反应据信产生很少的(若有的话)硅烷层与聚二烷基硅氧烷化合物间的交联。反应条件和硅烷化合物与聚酰亚胺的反应条件类似。对于聚二烷基硅氧烷化合物与共价连接的硅烷化合物间进行的反应而言，优选反应温度为约135℃～约200℃，最优选约150℃～约200℃。反应温度优选保持约5分钟～约1小时。反应优选在大气压下进行。在聚二烷基硅氧烷化合物与共价连接的硅烷化合物反应后，任选地，冲洗聚酰亚胺薄膜，优选用乙醇冲洗以去除多余的聚二烷基硅氧烷。所得非可湿层的厚度优选为约0.5～约7微米，最优选约2～约3微米。

由于聚二烷基硅氧烷化合物相对较高的分子量，所以相对薄的非可湿层就可使聚酰亚胺的表面能得到实质性的降低。而未处理的聚酰亚胺的表面能约为45达因，在这里所述的条件下处理聚酰亚胺的表面可将表面能降低到小于约30达因，优选小于约25达因，最优选约为15～约20达因。

不必将聚酰亚胺薄膜的整个表面与改良表面能的化合物反应。适当的做法是将化合物选择性的涂覆在聚酰亚胺材料表面的一或多个部位上以充分地降低由聚酰亚胺材料制成的喷嘴板选择区域的表面能。因此，通过各种技术，包括喷涂，浸涂，旋涂，刷涂等在用掩模或不用掩模的情况下把硅烷化合物选择性的涂覆在聚酰亚胺薄膜上。但从实际和生产的观点上考虑，如下面将做更详细描述的，将整个聚酰亚胺材料表面进行反应，之后去掉或改良非可湿层部分会更容易些。

在聚酰亚胺薄膜上形成非可湿层后，将粘结剂层涂覆在与含非可湿层表面相对的聚酰亚胺薄膜相对表面上。粘结剂层优选为B阶热固性树脂，包括但不限于，酚醛树脂，间苯二酚树脂，环氧树脂，乙烯-脲树脂，呋喃树脂，聚氨酯树脂，硅氧烷树脂等，它们可将聚酰亚胺材料牢固地粘附在硅的基底上。粘结剂优选为能有效地将由聚酰亚胺薄膜制成的喷嘴板粘结在硅半导体芯片上的酚醛/缩丁醛(butryal)粘合剂。在用粘结剂涂覆了聚酰亚胺材料后，保护带施涂在非可湿涂层上，保护性聚乙烯基醇(PVA)层施涂在粘结剂层上。之后将聚酰亚胺薄膜分割成或切割(sprocketted)成适于制造喷嘴板使用的尺寸。之后在聚酰亚胺薄膜上从粘合剂侧通过激光烧蚀包括喷嘴孔、引发室(firing chamber)和油墨流动槽的流动部件(feature)。

在烧蚀了薄膜中的流动部件后，将保护性PVA层用水冲洗掉，于是在切除过程中形成的碎片就被带走了。之后从薄膜上切下各个喷嘴板并用热压工艺将其粘着在半导体芯片上。然后固化粘结剂以形成喷嘴板/芯片组件。制成的喷嘴板/芯片组件准备用于制造喷墨笔。

喷嘴板/芯片组件中喷嘴板部分的选择区域与打印介质相邻，它可任选地被制成可湿的，或者比含有上面所述层的某些非可湿区域更可湿。优选如图1-A，1-B和1-C所示，在喷嘴板的表面上形成可湿和非可湿区域的图样。正如图1-A所示，喷嘴板10含有非可湿区域12，14和16，它们与喷嘴阵列18，20和22相邻。在区域12，14和16外部的区域24要基本上保持比非可湿区域12，14和16更可湿。喷嘴板10可用于油墨的多色喷涂到打印介质上，每个阵列18，20和22被用于单独的颜色或者阵列18，20和22可一起使用从而将单色油墨施涂到打印介质上。

在图1-B中，喷嘴板30具有不同的喷嘴阵列图样。喷嘴阵列32，34和36彼此错位排列而不是象图1-A那样排成一行。另外，可使用每个喷嘴阵列32，34和36向打印介质施涂不同的颜色或者它们可一起使用而把单色施涂给介质。非可湿区域38，40和42优选要与喷嘴阵列32，34和36相邻。在多色喷嘴阵列的情况中，在喷嘴阵列32，34和36间提供非可湿区域44是特别优选的，这样可进一步减小不同颜色的油墨积聚在喷嘴板的表面上并发生混合的趋势。

此外在图1C中示出了另一种含有可湿和非可湿区域的喷嘴板50。喷嘴板50包括喷嘴阵列52，54和56。正如前面喷嘴板的设计那样，可用每个喷嘴孔阵列向打印介质施涂单色或不同颜色的油墨。阵列52-56中的每一个分别被非可湿区域58，60或62包围着，这样可有效地降低围绕或邻近喷嘴孔区域内的喷嘴板的表面能。

在前述设计的每个喷嘴板中，围绕喷嘴孔的环形处理的区域优选具有约5～约100μm的宽度。优选紧邻每个喷嘴孔的环形处理区域的宽度为约35～约50μm。在图1B中，处理区域44的环形宽度为约50～约300μm宽。

上面所述的非可湿区域可有效地排斥油墨以便使油墨在紧邻喷嘴孔阵列的区域处不会积聚在喷嘴板10，30或50的表面上。由于硅烷和聚二烷基硅氧烷键合在聚酰亚胺材料上，所以处理的区域具有充分的耐用性并且在打印头用接触擦拭器例如，擦拭叶片进行清洗操作时，可抗剥离。例如，根据本发明，将含有由氨基丙基封端的聚二甲基硅氧烷(ATPDMS)组成单层的喷嘴板与含非可湿层的喷嘴板相比较。喷嘴板用于染料基和颜料基油墨。在试验中使用的染料基油墨披露在例如Beach等人的US5364461和McCain等人的US5981623中。在试验中使用的颜料基油墨披露在例如Kappele等人的US5925692中。在用擦拭器重复清洗多次后，每个层的性能示于下面的表中。

                       表

可维持其性能的清洗循环次数
			喷嘴板非可湿层	染料基油墨	颜料基油墨
ATPDMS单层	1000	＜100
			按照本发明的层	15000+	15000+

由上述结果可见，从喷嘴板可清洗循环的次数上看，本发明含有非可湿层的喷嘴板要比由ATPDMS组成的单层更耐用。

由于表面能的改良层仅在喷嘴板10，30和50的选择区域上，所以油墨就会趋于积累在未处理的区域，例如喷嘴板10的区域24内。为了从未处理的区域上去掉油墨，喷嘴板的这些区域可含有槽或油墨排出孔或其它设计的形状以将油墨输送回墨源或油墨收集结构中。排出孔可位于半导体芯片上油墨经过区域或供墨区域上部的喷嘴孔阵列之间或位于喷嘴孔和邻近半导体芯片边缘的电接触垫之间。擦拭器可与排出孔结合使用以去除排出孔区域中多余的油墨。从积聚区域中去除油墨的一种方法公开在Allen的US4542389中，在这里将其作为参考资料引入。

虽然在这里描述的非可湿层在打印操作期间对改良喷嘴板的表面能以防止油墨溢流特别地有用，但该非可湿层也可改良其它打印头组件的表面能。例如，图2和3说明了用于喷墨打印机的打印头120，它包括连接在半导体硅芯片124上的喷嘴板122和TAB电路，柔性电路或印刷电路板126。TAB电路，柔性电路或印刷电路板126含有用于把芯片124上的油墨激励(ink energizing)元件电连接到打印机上以便从喷嘴孔130中选择性的射出油墨的电迹线(electrical traces)128。

电连接一般是通过把电迹线128上来自于接触垫136的金属丝或迹线134通过喷嘴板122、粘合剂层140和142以及柔性电路材料126(图3)中的开口或窗口132连接在硅芯片124上的接触垫138上。一旦实现了电连接，弹性体封装材料144被施加到邻近的窗口132上以保护连接垫136和138的导线134和连接件。弹性材料层的厚度优选不厚于约10密耳。适合的密封材料包括硅聚合物涂层，其热膨胀系数大于或等于导线134以及硅氧烷，聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯涂层的热膨胀系数。

在封装材料144使用过程中，该材料有向喷嘴孔130，特别是向最靠近窗口132的喷嘴孔130流动或跑动的趋势。因此，为了减小封装材料向喷嘴孔流动的趋势，在喷嘴孔130的周围要具有低表面能区域146。根据上面所描述的方法，低表面能区域也优选设置在邻近窗口132处。

图4公开了一种形成表面能改良层的方法。在该方法中，一部分非可湿层被去掉和/或转变成可湿的部分。通过用具有图中所示图样的掩模材料来遮盖区域12，14，16，38，40，42，58，60，62和146就可得到选择的非可湿区域，该区域已参照图1-A～1-C和图2进行了描述。通过掩模150(图4)而使遮蔽的区域不被改良，优选该掩模是由不锈钢材料制成的。优选掩模150要与喷嘴板122紧密地接触，如上所述，喷嘴板122是通过粘合剂140连接在硅半导体基底或芯片124上的。之后将掩模和喷嘴板/芯片组件122/124放在反应离子蚀刻(RIE)腔152以暴露于定向等离子体中，这样就可去除不被掩模保护区域中的部分非可湿涂层。300瓦特、100％质量流量的O₂RIE等离子体10秒钟足以从喷嘴板122上去除至少部分，优选约0.1微米的非可湿层。

尽管不但被理论束缚，据信O₂RIE等离子体在非可湿层的遮蔽区域外将非可湿层的暴露区域转变成润湿性能增强的玻璃状材料。为了增强可湿区域的亲水性，使用400瓦特、75质量流量的O₂RIE等离子体100秒钟。这样的条件可去除约0.4微米的非可湿层。

经过对本发明以及优选实施方案所作的描述，对于本领域的技术人员来说，可对本发明做各种的改良，调整和替代，它们都没有脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。

Claims (34)

1、一种喷墨打印机喷嘴板，含有喷嘴孔并且在其至少一个表面上具有一耐用的非可湿层，所述表面与要打印的介质相邻，喷嘴板包括聚酰亚胺材料和非可湿层，所述的非可湿层主要由胺封端的硅烷化合物衍生物，共价键连接在喷嘴板的聚酰亚胺材料上的胺封端的硅烷化合物衍生物和数均分子量约为400～约150000并且其端基可与胺封端硅烷化合物衍生物反应的无卤素聚二烷基硅氧烷化合物的衍生物组成，聚二烷基硅氧烷化合物衍生物通过缩合反应与胺封端的硅烷化合物衍生物连接从而在喷嘴板的表面上得到耐用的非可湿层。

2、根据权利要求1的喷嘴板，其中胺封端的硅烷化合物包括胺封端的烷氧基硅烷化合物。

3、根据权利要求2的喷嘴板，其中与聚酰亚胺共价连接的胺封端的烷氧基硅烷化合物衍生物的厚度为约500埃至小于约0.1微米。

4、根据权利要求2的喷嘴板，其中胺封端的烷氧基硅烷化合物选自(氨基乙基氨基甲基)苯乙基-三甲氧基硅烷，氨基丙基三乙氧基硅烷，3-(间-氨基苯氧基)丙基三甲氧基硅烷和对-氨基苯基三甲氧基硅烷。

5、根据权利要求4的喷嘴板，其中胺封端的烷氧基硅烷化合物包括(氨基乙基氨基甲基)苯乙基-三甲氧基硅烷。

6、根据权利要求1的喷嘴板，其中在非可湿层中的聚二烷基硅氧烷化合物衍生物的厚度为约0.5～约7微米。

7、根据权利要求1的喷嘴板，其中聚二烷基硅氧烷化合物包括无卤素的甲硅烷醇封端的聚二烷基硅氧烷化合物。

8、根据权利要求1的喷嘴板，其中聚二烷基硅氧烷化合物是下面公式中的化合物

其中，p是约4～约2000之间的一个整数。

9、根据权利要求1的喷嘴板，其中聚二烷基硅氧烷化合物的数均分子量为约130000～约145000。

10、根据权利要求1的喷嘴板，它含有可湿和非可湿区域。

11、根据权利要求10的喷嘴板，其中非可湿区域与喷嘴孔相邻以便在喷嘴孔周围的环形非可湿区域的宽度为约5～约100微米。

12、一种改良喷墨打印机聚合物喷嘴板表面润湿性的方法，包括将胺封端的硅烷化合物施加在由聚酰亚胺材料制成的喷嘴板第一表面的至少一部分上，喷嘴板和胺封端的硅烷化合物在足以使胺封端的硅烷化合物与聚酰亚胺材料共价键连接的条件下加热一段时间，并将聚二烷基硅氧烷化合物与共价链连接的胺封端的硅烷化合物反应从而在聚酰亚胺喷嘴板的第一表面上得到耐用的非可湿层。

13、根据权利要求12的方法，其中胺封端的硅烷化合物包括胺封端的三烷氧基硅烷化合物。

14、根据权利要求12的方法，其中将足够量的胺封端的硅烷化合物与聚酰亚胺材料反应以得到厚度为约500埃至小于约0.1微米的胺封端的硅烷化合物衍生物层。

15、根据权利要求14的方法，其中通过把喷嘴板和胺封端的硅烷化合物加热到约150～约200℃的温度约5～约60分钟，胺封端的硅烷化合物就可与聚酰亚胺材料共价链连接。

16、根据权利要求12的方法，其中胺封端的硅烷化合物选自(氨基乙基氨基甲基)苯乙基-三甲氧基硅烷，氨基丙基三乙氧基硅烷，3-(间-氨基苯氧基)丙基三甲氧基硅烷和对-氨基苯基三甲氧基硅烷。

17、根据权利要求16的方法，其中胺封端的三烷氧基硅烷化合物包括(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷。

18、根据权利要求12的方法，其中将足够量聚二烷基硅氧烷化合物与胺封端的硅烷化合物衍生物反应以得到厚度为约0.5～约7微米的聚二烷基硅氧烷化合物衍生物的层。

19、根据权利要求12的方法，其中聚二烷基硅氧烷化合物包括数均分子量为约130000～约145000的无卤素甲硅烷醇封端的聚二烷基硅氧烷化合物。

20、根据权利要求12的方法，其中聚二烷基硅氧烷化合物为下面结构式的化合物

其中，p是约4～约2000之间的一个整数。

21、根据权利要求12的方法，还包括用反应离子蚀刻处理耐用非可湿层的一部分以增加蚀刻部分的润湿性。

22、根据权利要求21的方法，其中反应离子蚀刻步骤是用掩模遮蔽住喷嘴板上要保持非可湿的部分进行的。

23、根据权利要求12的方法，还包括把粘合剂层涂覆在与耐用非可湿层相对的喷嘴板的第二表面上。

24、根据权利要求23的方法，还包括在喷嘴板中通过耐用非可湿层和粘合剂层形成喷嘴孔和流动部件。

25、根据权利要求24的方法，还包括用反应离子蚀刻处理耐用非可湿层的一部分以增强处理部分的润湿性。

26、根据权利要求25的方法，其中反应离子蚀刻步骤是用掩模遮蔽住邻近喷嘴孔的喷嘴板上要保持非可湿的部分进行的。

27、根据权利要求26的方法，其中非可湿部分包括在每个喷嘴孔周围的环形区域，其宽度为约5～约100微米。

28、一种处理聚酰亚胺材料的第一表面以使该表面基本上与油墨相斥的方法，该方法包括如下的步骤：

将胺封端的硅烷化合物涂覆在聚酰亚胺材料的第一表面上，

把胺封端的硅烷化合物和聚酰亚胺材料加热到足以在胺端基和聚酰亚胺材料间形成共价键的温度；

聚二烷基硅氧烷化合物涂覆在共价链连接的硅烷化合物上；

将含有共价链连接硅烷化合物的聚酰亚胺材料和聚二烷基硅氧烷化合物加热到足以在共价链连接的硅烷化合物和聚二烷基硅氧烷化合物间进行缩合反应的温度，从而在聚酰亚胺材料的表面上得到耐用的非可湿层，

其中聚二烷基硅氧烷化合物为无卤素的聚二烷基硅氧烷化合物，其数均分子量约为400～140000，耐用非可湿层的厚度约为0.5～7微米。

29、根据权利要求28的方法，其中胺封端的硅烷化合物和聚酰亚胺材料被加热到约150～约200℃的温度约5～约60分钟。

30、根据权利要求28的方法，其中缩合反应是在约150～约200℃的温度下加热约5～约60分钟进行的。

31、根据权利要求28的方法，还包括用反应离子蚀刻处理耐用非可湿层的一部分以增强聚酰亚胺材料第一表面的至少第一部分的润湿性。

32、根据权利要求31的方法，其中反应离子蚀刻步骤是用掩模遮蔽住聚酰亚胺材料第一表面中的第二部分以保持其基本上与油墨相斥来进行的。

33、根据权利要求28的方法还包括把粘合剂层涂覆在与第一表面相对的聚酰亚胺材料的第二表面上。

34、根据权利要求33的方法，还包括在聚酰亚胺材料中形成喷嘴孔和流动特征和/或耐用非可湿层。

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