SE522623C2 - Metod för tillverkning av munstycksplatta med miniatyrmunstycken, munstycksplatta med miniatyrmunstycken och skrivarhuvud av bläckstråletyp - Google Patents

Metod för tillverkning av munstycksplatta med miniatyrmunstycken, munstycksplatta med miniatyrmunstycken och skrivarhuvud av bläckstråletyp

Info

Publication number
SE522623C2
SE522623C2 SE0103126A SE0103126A SE522623C2 SE 522623 C2 SE522623 C2 SE 522623C2 SE 0103126 A SE0103126 A SE 0103126A SE 0103126 A SE0103126 A SE 0103126A SE 522623 C2 SE522623 C2 SE 522623C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
base plate
nozzle
stable base
nozzles
nozzle plate
Prior art date
Application number
SE0103126A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0103126D0 (sv
SE0103126L (sv
Inventor
Patrik Hollman
Per Ove Oehman
Original Assignee
Aamic Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aamic Ab filed Critical Aamic Ab
Priority to SE0103126A priority Critical patent/SE522623C2/sv
Publication of SE0103126D0 publication Critical patent/SE0103126D0/sv
Priority to PCT/SE2002/001695 priority patent/WO2003024719A1/en
Publication of SE0103126L publication Critical patent/SE0103126L/sv
Publication of SE522623C2 publication Critical patent/SE522623C2/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1637Manufacturing processes molding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/1433Structure of nozzle plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/162Manufacturing of the nozzle plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1626Manufacturing processes etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/164Manufacturing processes thin film formation
    • B41J2/1643Manufacturing processes thin film formation thin film formation by plating

Description

25 522 623 munstycksplattor i beständiga och mekaniskt och termiskt stabila material såsom metall, men variationerna i munstyckenas storlek kommer att vara för stora för att kunna möta kraven vid till exempel högupplöst utskrift.
Den senaste utvecklingen inom gjutteknikema har gjort det möjligt att i polymerer gjuta komplexa miniatyrkonstruktioner såsom bläckstrålemunstycken med mycket god noggrannhet och precision. Avancerade exempel beskrivs i sökandens egna svenska patentansökan SE- 0003799-4, och av däri förekommande referenser. Gjutna munstycksplattor kan tillverkas med den höga noggrannhet och precision, och till rimlig kostnad, som krävs för bläckstråleskrivartillämpningar. l jämförelse med ovan nämnda metoder har den ytterligare fördelen att tillhandahålla en väsentligen identisk (omvänd) kopia av den positiva gjutforrnen varje gång, medan tidigare metoder producerar ett original varje gång, vilket kan vara försämrat av oförutsägbara variationer. I vissa applikationer, speciellt när stora munstycksplattor är fördelaktiga, kan de i polymer gjutna munstycksplattorna sakna den mekaniska stabilitet som krävs. Ett annat område av vikt är polymerers låga nötningsmotstånd, nötningen orsakad av kontakten med utskriftsmediet.
US patent 6,23 8,584 beskriver en metod för att utforma munstycksplattor för bläckstrålar, vilken tillämpar en kombination av etsning och bondning av kiselsubstrat. Avancerade och mekaniskt stabila plattor kan konstrueras med denna metod, men det krävs ett stort antal produktionssteg för att åstadkomma samma funktionalitet som hos de gjutna munstyckskonstruktionerna. Eftersom detta måste göras för alla tillverkade munstycken medför det en hög produktionskostnad. Vidare kan endast ett begränsat antal material användas, till exempel kisel.
Det finns ett behov av munstycken och konstruktioner med munstycksplattor med miniatyrmunstycken av hög noggrannhet och precision i kombination med hög mekanisk och termisk stabilitet och beständighet. Vidare måste konstruktionema med munstycksplattor vara möjliga att tillverka på ett sätt som tillser att hög reproducerbarhet uppnås och till en rimlig kostnad per enhet.
Ingen av de kända metoderna och hålen gjorda enligt de kända metoderna uppfyller kraven på ett nöjaktigt sätt. 10 15 20 25 522 625 ba Sammanfattning av uppfinningen Det finns således ett behov att framställa mekaniskt och teriniskt stabila munstyckskonstruktioner, som dessutom tillhandahåller väldefinierade miniatyrmunstycken.
Munstyckskonstruktionerna ska dessutom vara möjliga att tillverka i stora kvantiteter till rimliga kostnader.
Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en sådan metod. Den innovativa metoden definieras av krav l.
En annan aspekt av uppfinningen är att tillhandahålla en munstyckskonstruktion som har de ovan nämnda egenskaperna. En sådan konstruktion definieras av krav 15.
En fördel given av föreliggande uppfinning är att det är möjligt att framställa mekaniskt och termiskt stabila munstycksplattor med miniatyrmunstycken med de dimensioner som krävs för högupplöst utskrift.
En annan fördel med föreliggande uppfinning är att metoden tillåter att munstycksplattans egenskaper optimeras för den avsedda tillämpningen. l synnerhet kan munstyckplattans mekaniska och termiska egenskaper kontrolleras. Den förstnämnda används för att minska munstycksplattans känslighet för nötning. Den senare används för att matcha munstycksplattans tenniska expansion med den termiska expansionen av till exempel andra delar av skrivarhuvudet.
Ytterligare en fördel med den innovativa metoden är att möjligheten att tillverka ett stort antal väsentligen identiska munstycksplattor, vilket möjliggör en låg kostnad per producerad munstycksplatta.
Kortfattad figurbeskrivning Uppfinningen kommer att beskrivas i detalj med hänvisning till ritningarna, i vilka Figur l a-d illustrerar gjutprocessen enligt uppfinningen, Figur 2 a-c visar den resulterande konstruktionen med munstycksplattan enligt uppfinningen, och Figur 3 a och b visar konstruktionen med munstycksplattan enligt två utföringsforrner av uppfinningen. 10 15 20 25 Detaljerad beskrivning av utfóringsformerna I samband med föreliggande uppfinning ska termen ”bläckstråleskrivare” (”ink jet printer”) anses innefatta alla utskriftsanordningar som bygger på principen att bläck dispenseras genom ett munstycke ut på ett utskriftsmedium. Sådana utskriftsanordningar är kända under många namn, till exempel BubbleJetTM (Varumärke för Canon K.K.) och hp deskj etTM (Varumärke för Hewlett Packard Company).
Termen ”diametern” av en geometrisk form skall ges en bredare tolkning än den strikt matematiska. l samband med föreliggande uppfinning skall den innebära diametern av den minsta cirkel som kan omskriva formen i fråga.
Utveckling av bläckstråleskrivare har varit enastående de senaste åren. Idag är skrivare som ger nästan fotografisk kvalite' tillgängliga till rimliga kostnader. Strävandet efter ännu snabbare utskrift, högre upplösning, tillförlitlighet och lägre kostnad fortgår. Ett nyckelelement i utvecklingen är skrivarhuvudet med en eller flera munstycksplattor.
Munstycksplattorna tillhandahåller miniatyröppningarna, munstyckena, från vilka bläcket lämnar skrivarhuvudet som en ström av små droppar för att mottagas på utskriftsmediet, vanligen papper. Munstyckenas storlek och form påverkar direkt kvalitetsmått såsom upplösning och fargreprodulnion. Munstycken med diametrar kring 15 um behövs för högupplösningsskrivare. Dessutom måste variationerna mellan olika munstycken vara liten, företrädesvis mindre än i0.5 um. Detta kan åstadkommas med munstycksplattor som gjuts i polymer. Elektroplätering och laserablation ger som bäst munstycken med diametrar om 15 i2 um.
För att höja utskriftshastigheten konstrueras större munstycksplattor med ett stort antal munstycken (ett flertal munstycken tillhandahåller samma färg). Ett stort antal munstycken ger färre slag för skrivarhuvudet över papperet och därigenom snabbare utskrift. En stor rnunstycksplatta skärper kraven på att alla munstycken bör ha väsentligen samma diameter och att munstycksplattan sj älv är mekaniskt och termiskt stabil. Då munstycksplattan kommer att utsättas för nötning av utskriftsmediet, behöver den dessutom vara motständskrafti g mot slitning och nötníng. Ett mått på ett materials motstånd mot nötning är dess hårdhet. I tabell 1 vissas hårdheten för några material som är möjliga att tillverka munstycksplattan av. Från tabell 1 kan slutsatsen dras att en metal eller en metallegering har lämpliga egenskaper för att tillhandahålla en stor munstycksplatta.
Llv 10 15 522 625 Material Hårdhet [V ickers] Polymer (vanligt) 25 Mässing (vanligt) 15 0 Stål 3 00 Härdat stål 700 Tabell 1 Skrivarhuvudet kommer att upphettas under användning. En del bläckstråletekiiiker, till exempel BubbleJetTM , vänner bläcket och värrnet kommer att spridas till munstycksplattan liksom till andra delar av skrivarhuvudet. En annan källa för värrneprodulction är friktionen mellan delar av skrivarhuvudet och utskriftsmediet. Om inunstycksplattan har en termisk expansion som signifikant skiljer sig från dess hölje, dvs skrivarhuvudet, kommer termiskt inducerad spänning att påverka munstycksplattan och möjligen deformera densamma.
Deforrnationen kan vara av sådan grad att utskriftskvaliten eller skrivarens tillförlitlighet påverkas. Detta problem ökar med ökande storlek på munstycksplattan. För att minska effekterna av den termiska expansionen bör material med låg termisk expansion väljas.
Dessutom kan de olika material som återfinns i skrivarhuvudet matchas med avseende på den termiska expansionen så att de har samma, eller liknande, termisk expansionskoefficient.
Tabell 2 visar de termiska expansionskoefficienterna for några material som kan återfinnas i ett skrivarhuvud. 10 15 Expansionskoefficient [l0'6 KJ] Material PZT ceramic 5 Nilo42 (42%Ni, 58%Fe) 150 Stål 12 Nickel 12 Aluminium 24 Epoxy 45-65 Nylon 6.6 70-100 Tabell 2 En föredragen utföringsforin av uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till figur l. l ett första steg (figur la) har en positiv nedre hälft av en gjutforrn 10 tillhandahållits.
En gjutforrn med lämpliga dimensioner och med den noggrannhet och precision som krävs kan produceras i en process som involverar litografisk etsning av en kiselwafer. Den etsade kiselstrukturen kan sedan täckas med ett metallager, till exempel av nickel, genom elektroplätering. Nickel har mekaniska egenskaper och ytegenskaper som gör den lämpligt som gjutformsmaterial, men andra material är möjliga. Tillverkning av gjutformar är känt, till exempel vid tillverkning av CD-skivor, och ska inte ses som en del av uppfinningen. Den undre delen av gjutformen 10 är försedd med ett flertal väldefinierade utskott 12, vilka ska komma att definiera munstyckenas forrn och diameter. l figur l visas utskott med en enkel konisk form med väsentligen cirkulärt tvärsnitt. Genom användandet av anisotrop etsning och avancerade litografiska tekniker, till exempel de som beskrivs i den svenska patentansökan SE0003799-4, är mer komplexa geometrier möjliga.
I ett andra steg (figur lb) införs en stabil grundplatta 14 in i gjutformen. Inlägget 14 har hål som svarar mot utskotten 12 hos den nedre halvan av gjutforrnen 10. Den stabila grundplattan 10 15 20 14 är noggrant placerad med styrpinnar (ej visade). Styrpinnarna kan, till exempel, vara en integrerad del av den undre delen av gjutformen 10. Hålen i den stabila grundplattan 14 är företrädesvis anordnade så att de är större än utskotten 12 och placerade så att ingen fysisk kontakt sker mellan utskotten 12 och den stabila grundplattan 14. Detta för att i ett senare processteg tillse att den injicerade polymeren fyller alla delar av gjutformen. Den stabila grundplattan 14 kan vara gjord av en rad material, innefattande metaller, polymerer, kolfiber, keramer mfl. Såsom kommer att diskuteras nedan väljs materialet för den stabila grundplattan företrädesvis för att optimera dess mekaniska egenskaper. Såsom indikeras i figuren är den stabila grundplattan 14 placerad så att dess övre yta ligger i de plan som definieras av utskottens övre yta. Detta föredras i många tillämpningar, men det är givetvis även möjligt att placera den stabila grundplattan längre ner i gjutformen om en munstycksplatta med polymer på alla ytor önskas.
I ett tredje steg, visat i figur lc, stängs gjutformen med ett lock 16 och den instängda volymen evakueras. En härdbar polymer 18 har förts in i gjutformen. Polymeren kan till exempel vara av UV-ljus härdbar typ, av termislct härdbar typ eller en kombination av båda. Företrädesvis väljs en polymer i vilken härdningsprocessen initieras av UV-ljus, men där härdning sker även i områden som inte direkt utsätts för ljus. Hänsyn bör även tas till att polymeren skall ha bra egenskaper i kombination med det bläck som ska användas, det vill säga inte påverkas av lösningsmedel som är vanliga i bläck eller vatten. Polymeren härdas inuti gjutformen, företrädesvis med UV-ljus eller termiskt, eller genom en kombination av båda.
Efter härdningsprocessen öppnas gjutformen och den gjutna konstruktionen med munstycksplatta avlägsnas. Den resulterande konstruktionen med munstycksplattan ses i figur 2a. Delen som utgörs av polymer och som definierar de individuella munstyckenas storlek och form kommer att benämnas ett gutet munstycke 22. Utskotten har format kanaler 24 som utsträcker sig från munstycksplattans övre till undre yta, och som har väldefinierade öppningar 26 på den övre ytan av det gjutna munstycket. Om så krävs kan polymeren på den undre ytan av den stabila grundplattan 14, det vill säga på den sidan av munstycksplattan som ej är vänd mot utskriftsmediet, avlägsnas mekaniskt eller kemiskt. Därigenom definieras konstruktionens tjocklek av den stabila grundplattan 14. Ett tunt ”skinn” av polymer kan bildas på den övre ytan av den stabila grundplattan 14, orsakad av bristande kontakt mellan inlägget och locket. Detta ”skinn” kan, om så krävs, även det avlägsnas mekaniskt eller kemiskt. Efter det valfria steget av avlägsnande av överflödig polymer kommer 10 20 konstruktionen med munstycksplattan 28 att ha utseendet avbildat i fi gur 2b och i en vy ovanifrån enligt figur 2c.
Den tillverkade munstycksplattan kommer i en hög grad att ha sina mekaniska egenskaper definierade av den stabila grundplattan 14, och munstyckets dimensioner, precision och noggrannhet definierade av det gjutna polymermunstycket 22. Detta kan utnyttjas för att optimera prestanda till den avsedda tillämpningen. Den ökade mekaniska stabiliteten, som uppnåtts genom införandet av den stabila grundplattan, förenklar dessutom handhavandet av munstycksplattan i en fortsatt tillverkningsprocess.
Den beskrivna metoden enligt uppfinningen gör det möjligt att producera ett stort antal väsentligen identiska munstycksplattor, i kontrast mot en del av den tidigare kända tekniken som ger individuellt olika plattor. Som beskrivits ovan tillverkas den undre delen av gjutformen företrädesvis utgående ifrån en kiselwafer. I de flesta fall finns det plats för mer än en munstycksplatta på Waferns yta. Så mycket som möjligt av ytan ska företrädesvis användas för att gjuta inunstycksplattor, och i de flesta fall kan ett flertal munstycksplattor gjutas samtidigt. l en uttöringsforni av uppfinningen tillhandahålls mer än ett gjutet munstycke i vardera av den stabila grundplattans hål. På detta sätt kan munstyckenas öppningar göras närmare varandra, men samtidigt försämras konstruldionens mekaniska stabilitet något.
En föredragen utföringsform som beaktar valet av material för den stabila grundplattan 14 beskrivs utifrån ett belysande exempel. I ett exempel på en bläckstråletillärnpning är skrivarhuvudets aktuator tillverkad av PZT ceramics. Med hänvisning till tabell 2, påpekas det att den termiska expansionskoefficienten för PZT-ceramics är 5>< l 0-6 Kil (en låg termisk expansion är typisk för keramiska material). Ett stort utbud av metallegeringar med termiska expansionskoefficienter i ett område från 0 (en nickellegering med produktnamnet ”invar”) upp till 50 >< l0'6 KJ finns kommersiellt tillgängliga. l detta exempel väljs en legering med produktnamnet Nilo42, vilken matchar keramens termiska expansionskoefficient (se tabell 2).
Legeringen tillhandahåller dessutom den stabilitet och nötningsbeständighet som krävs för en stor munstycksplatt-konstruktion. För att bilda den stabila grundplattan 14 prepareras en folie av legering med lito grafisk etsning för att skapa öppningarna, vilka kommer att inrymma de gjutna munstyckena. Öppningarna i den nietalliska grundplattan kan göras betydligt större än den diameter som krävs av munstyckena, och behöver inte ha exakt samma tvärsnittsgeometri 10 20 25 30 522 625 som de gjutna inunstyckeiia. Etsningsprocesseii ger vanligtvis öppningar med en diameter om 100 :20 um. Eftersom storleken och toleransen på öppningarna inte är kritisk, kan ett antal andra tekniker användas för att producera den metalliska grundplattan, till exempel elektroplätering. Munstycksplattan som resulterar från gjutprocessen kommer i princip att ha metallegeringens mekaniska och terrniska egenskaper, men munstyckena kommer att få storlek och tolerans som ges av gjutprocessen (vanligtvis 15 :2 um). Det torde vara uppenbart för fackmannen att materialvalen kan varieras i stor utsträckning för att möta kraven från olika tillämpningar.
I en ytterligare utföringsform av uppfinningen, illustrerad i figur 3 a-b, är konstruktionen med munstycksplattan, ytterligare optimerad för att motstå nötning orsakad av utskriftsmediet.
Eftersom munstyckena är gjorda av relativt mjuk polymer, med relativt lågt nötningsrnotstånd, skulle det för vissa tillämpningar vara fördelaktigt om de gjutna munstyckenas yta var något under den stabila grundplattans 22 yta. Många polymerer minskar sin volym något under härdningsprocessen. Detta kan på ett fördelaktigt sätt utnyttjas genom att polymeren, som utgör det gjutna munstycket 22, vid sin yttre diameter är fast vid metallen och därmed kommer att minska sin volym genom att reducera sin tjocklek. Detta resulterar i en fördjupning 30, vilket indikeras i figur 3a (fördjupningens djup har av illustrationsskäl överdrivits i figuren). Om det så krävs kan ett större avstånd mellan den metalliska grundplattans yta och munstyckenas yta åstadkommas genom att med elektroplätering anordna ett extra metallager 32 på den övre ytan av den metalliska grundplattan.
Elektroplätering kan bara ske på en ledande yta och därför kan uppbyggnaden av ett extra lager bara ske på ytan av den ledande metalliska grundplattan och inte på ytan av de isolerande gjutna munstyckena. Möjligheten att elektroplätera ytterligare lager av metall på den metalliska grundplattan kan utnyttjas för att vidare anpassa munstyckplattkonstruktionens mekaniska egenskaper. Den övre ytan av de gjutna munstyckena kan alternativt fås att vara i ett plan under den övre ytan av den stabila grundplattan genom förändringar i gjutprocessen.
Exempelvis kan locket förses med utskott som passar ihop med hålen i den stabila grundplattan och därigenom bilda fördjupningarna. Alternativt införs offergjutdelar, vilka definierar fördjupningarna, fasta vid locket eller vid den övre ytan av den stabila grundplattan.
Proceduren som beskrivits ovan med hänvisning till figur 1 a-c, ger en konstruktion som visas i figur 2 a-c och som karaktäriseras av att den övre ytan utgörs av två olika material. Detta kan, förutom de förbättrade mekaniska egenskaperna, vara fördelaktigt för att kunna 10 522 623 lO kontrollera storleken och formen av en droppe, till exempel en bläckdroppe bildad kring munstyckets öppning. l en exemplifierande utföringsforrn av uppfinningen har inlägget lägre vätningsförrnåga än polymeren, och följaktligen kan droppen fås att bara täcka den delen av den övre ytan som är gjord av polymer.
Inlägget 14 behöver nödvändigtvis inte införas genom att en konstruktion placeras i en gjutform, utan kan till exempel gjutas i en annan polymer, genom att använda en första undre halva av gjutfonnen. I ett påföljande steg byts den första undre halvan av gjutforinen ut mot en andra undre halva och resten av hålkonstruktionen gjuts i en annan polymer.
Upplinj eringen av de individuella munstycksplattoma med ett matningschip för att tillverka exempelvis ett skrivarhuvud är en tidsödande process eftersom den måste göras med stor noggrannhet. Metoden enligt uppfinningen använder en kiselwafer för att skapa den positiva gjutforrnen. Matningschipet kommer vanligen också att baseras på ett kiselwafer och genom att koordinera matningschipsens och munstycksplattornas layout blir det möjligt att i en fas upplinj era en hel batch munstycksplattor med rnatningschipsen.
Metoden och konstruktionen med munstycksplattan enligt uppfinningen har här beskrivits med hänvisning till en tillämpning vid bläckstråleskrivarhuwd. Fackmannen inser att den uppfunna konstruktionen och metoden kan användas i många andra tillämpningar där en vätska ska dispenseras med hög precision. Sådana tillämpningar innefattar doseringsanordningai' för kemiska och biokemiska analyser.
Andra tillämpningar som är uppenbara för fackmannen vid läsandet av beskrivningen skall anses ligga inom de efterföljande kravens skyddsomfång.

Claims (1)

1. 0 25 PATENTKRAV : b) L/l Metod för tillverkning av en munstycksplatta med ininiatyrinunstycken, vari munstyckena har en noggrant definierad geometri och en övre och en undre yta, och munstycksplattan innefattar en stabil grundplatta (14) med en övre och en undre yta, vilken munstycksplatta är försedd med åtminstone ett hål och varje åtminstone ett hål innehåller en gjuten konstruktion vilken bildar åtminstone ett av nämnda munstycken, varvid metoden innefattar stegen: tillhandahållande av en positiv undre halva av en gjutfonn (10) vilken är försedd med åtminstone ett utskott (12), vilket utskott definierar storlek och form av ininiatyrrnunstycket och passar med hålet i den stabila grundplatan; införande av den stabila grundplattan i gjutforrnen; stängning av gjutformen med ett lock (16); appliceríng av en härdbar polymer (18) till gjutformen och exponering av den härdbara hartsen for härdande betingelser; och avlägsnande av munstvcks lattan 20 från gutforrnen. O 4 p J Metoden enligt krav l, varvid införandesteget vidare innefattar att den stabila grundplattan anordnas så att den ej är i fysisk kontakt med motsvarande utskott. Metoden enligt krav l, varvid intörandesteget vidare innefattar att den stabila grundplattan anordnas så att dess övre yta ligger i det plan som definieras av utskottens övre yta. Metod enligt något av krav 1-3, varvid den stabila grundplattan är en metall eller en metallegering. Metod enligt något av krav l-4, varvid den stabila grundplattan är vald för att ha ett högt nötningsmotstånd. Metod enligt något av kraven 1-5, varvid metoden vidare innefattar ett steg om borttagande av överflödig polymer från den övre ytan av den stabila grundplattan. Metod enligt något av krav 1-6, varvid metoden vidare innefattar ett steg om borttagande av polymer från munstycksplattans undre yta så att tj ockleken på konstruktionen 10 15 20 25 10. 11. 14. 16. 522 623 1") 4. definieras av den stabila grundplattans tjocklek. Metoden enligt krav 1, vidare innefattande stegen: montering av niunstycksplattan i en stödkoiistruktion; och anpassande av den stabila grundplattans termiska expansion mot stödstrukturens termíska expansionskoefficient så att deras respektive termiska expansionskoefficienter är väsentligen lika. Metoden enligt krav 1, varvid härdningssteget innefattar ett steg där polymeren tillåts att minska sin volym så att en fördjupning (30) bildas på munstyckets övre yta. Metoden enligt krav 1, varvid metoden vidare innefattar ett steg om tillägg av ett ytterligare lager material (32) på den stabila grundplattans övre yta. Metoden enligt krav 10, i vilken grundplattan förses med ett ytterligare metallager genom clcktroplätering. . Metoden enligt något av kraven 1-1 1, i vilken locket är försett med utskott anordnade att inpassas i grundplattans hål. . Metoden enligt krav 12, i vilket utskotten är offerelement. Metoden enligt krav l, i vilken ett flertal munstycksplattor har tillverkats i samma gjutsteg, metoden vidare innefattande ett steg om samtidig upplinjeríng av flertalet munstycksplattor mot en motsvarande struktur. . Munstycksplatta med miniatyrrnunstycken, innefattande en stabil grundplatta (14) vilken är försedd med åtminstone ett genom grundplattan genomgående hål, kännetecknat av att miniatynnunstyckena (22) har en precist definierad geoinetri med åtminstone en kanal vilken utsträcker sig genom miniatyrmunstyckena, och att rniniatyrrnunstyckena åtminstone delvis är inrymda i och fasta i grundplattans hål. Munstycksplattan enligt krav 15, vari miniatyrmiinstyckena är gjutna polyinerrnunstycken. U! 10 15 20 25 17. 18. 19. 20. 21. k) u: Munstycksplattan enligt krav' 16, varvid munstycksplattans mekaniska egenskaper väsentligen ges av den stabila grundplattans mekaniska egenskaper och munstyckets dimensioner, precision och noggrannhet ges av det gjutna polymerrnunstycket. Munstycksplattan enligt krav 17, varvid den stabila grundplattans material är en metall eller en metallegering. Munstycksplattan enligt krav 17, varvid den stabila grundplattan har högt motstånd mot nötning. Munstycksplattan enligt krav 17, varvid den stabila grundplattans har en väsentligen plan övre yta, vilken övre yta ligger i samma plan som den övre ytan av de gjutna munstyckena. Munstycksplattan enligt krav 17, varvid den stabila grundplattans har en väsentligen plan övre yta, varvid åtminstone en del av den övre ytan av de gjutna plattorna är nedsänlft under det plan som definieras av den stabile grundplattans övre yta. . Munstycksplattan enligt krav 18, varvid den stabila grundplattans övre yta har försetts med ett extra lager (32) av en metall. . Skrivarhuvud av bläckstråletyp innefattande munstycksplatta enligt krav 15. . Skrivarhuvudet av bläckstråletyp enligt krav 23, vidare innefattande en stödkonstruktion på vilken åtminstone en munstycksplatta är monterad, varvid den stabila grundplattans terrniska expansionskoefficient är väsentligen lika med stödkonstruktionens terrniska expansionskoefficient. . Skrivarhuvudet av bläckstråletyp enligt krav 22, varvid stödkonstruktionen är gjord av PZT-keramik och den stabila grundplattan är gjord av en nickel-j ärn-legering.
SE0103126A 2001-09-19 2001-09-19 Metod för tillverkning av munstycksplatta med miniatyrmunstycken, munstycksplatta med miniatyrmunstycken och skrivarhuvud av bläckstråletyp SE522623C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0103126A SE522623C2 (sv) 2001-09-19 2001-09-19 Metod för tillverkning av munstycksplatta med miniatyrmunstycken, munstycksplatta med miniatyrmunstycken och skrivarhuvud av bläckstråletyp
PCT/SE2002/001695 WO2003024719A1 (en) 2001-09-19 2002-09-19 Method of making nozzle plates and structures comprising such nozzle plates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0103126A SE522623C2 (sv) 2001-09-19 2001-09-19 Metod för tillverkning av munstycksplatta med miniatyrmunstycken, munstycksplatta med miniatyrmunstycken och skrivarhuvud av bläckstråletyp

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0103126D0 SE0103126D0 (sv) 2001-09-19
SE0103126L SE0103126L (sv) 2003-04-01
SE522623C2 true SE522623C2 (sv) 2004-02-24

Family

ID=20285384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0103126A SE522623C2 (sv) 2001-09-19 2001-09-19 Metod för tillverkning av munstycksplatta med miniatyrmunstycken, munstycksplatta med miniatyrmunstycken och skrivarhuvud av bläckstråletyp

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE522623C2 (sv)
WO (1) WO2003024719A1 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20120426A1 (it) * 2012-05-11 2013-11-12 St Microelectronics Srl Processo di fabbricazione di una piastra degli ugelli, piastra degli ugelli, e dispositivo di eiezione di liquido dotato della piastra degli ugelli

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169008A (en) * 1977-06-13 1979-09-25 International Business Machines Corporation Process for producing uniform nozzle orifices in silicon wafers
DE3429496A1 (de) * 1984-08-10 1986-02-20 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer duesenplatte fuer tintenstrahldrucker
DE3520739A1 (de) * 1985-06-10 1986-12-11 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zur herstellung von tintenkanaelen in einem tintendruckkopf
DE4329728A1 (de) * 1993-09-03 1995-03-09 Microparts Gmbh Düsenplatte für Fluidstrahl-Druckkopf und Verfahren zu deren Herstellung
US5825385A (en) * 1995-04-12 1998-10-20 Eastman Kodak Company Constructions and manufacturing processes for thermally activated print heads

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003024719A1 (en) 2003-03-27
SE0103126D0 (sv) 2001-09-19
SE0103126L (sv) 2003-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100396559B1 (ko) 일체형 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법
US6780001B2 (en) Forming tool for forming a contoured microelectronic spring mold
JP5956353B2 (ja) 加法製造工程を用いて犠牲部材をパターニングして形成したプリントヘッド流体経路
JP5814747B2 (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
JP2011508900A (ja) スペーサ要素およびスペーサ要素を製造するための方法
US9090067B2 (en) Method for manufacturing liquid discharge head
US7222944B2 (en) Method of manufacturing printer head and method of manufacturing electrostatic actuator
TWI279326B (en) High resolution inkjet printer
US20030145464A1 (en) Method of using photolithography and etching for forming a nozzle plate of an inkjet print head
JPH11207962A (ja) インクジェット印刷装置
SE522623C2 (sv) Metod för tillverkning av munstycksplatta med miniatyrmunstycken, munstycksplatta med miniatyrmunstycken och skrivarhuvud av bläckstråletyp
KR100374600B1 (ko) 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법
JPH09300617A (ja) インクジェットヘッド及びインクジェットヘッド部品の製造方法
JP5328334B2 (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
TWI306812B (en) Liquid discharge head and manufacturing method of the same
JP2001191540A (ja) ノズル形成部材及びその製造方法、インクジェットヘッド並びにインクジェット記録装置
US10005283B2 (en) Method for manufacturing liquid ejection head
Yan et al. PDMS‐based hot embossing method of fabricating SU‐8 photoresist conical nozzle for inkjet print‐head
EP1602623B1 (en) Method of moulding a microfluidic structure and mould
JP2020006535A (ja) 液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法
JP2006007712A (ja) インクジェット記録ヘッドの製造方法
US20060209123A1 (en) High density reinforced orifice plate
CN1408549A (zh) 压电式喷墨打印头及其制造方法
KR100440957B1 (ko) 잉크 토출 헤드의 제조방법
Shen Manufacturing of Micro-Nozzle Plates for High Resolution Inkjethead Using LIGA-like Process

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed