[发明专利]激光加工方法、利用该方法生产喷墨记录头和喷墨记录头

说明书

本发明涉及一种激光加工方法，例如一种用于通过象这样的一种激光加工方法来生产一种喷墨记录头的方法，该记录头用来排出墨滴并将这样的墨滴喷涂到一记录介质上，还涉及一种由这样一种方法生产出来的喷墨记录头。本发明尤其涉及一种激光加工方法，该方法能够加工一做好的工件而不会在那里产生熔化或热膨胀并能够在掩膜投影中精确地加工出一精美的掩模图案，一种用于通过这样的激光加工方法生产一种喷墨记录头的方法，以及一种这样生产出来的喷墨记录头。

由于构件的微量加工需要一精美的结构和高的精确度，所以已经应用一种采用一种紫外线激光器的激光加工方法。

象这样的微量加工可以通过一种喷墨记录头的油墨流动通道以及油墨排出口的加工方法来进行说明。

特许公开号No.2-121842或No.2-121845的日本专利申请公开了一种采用激发物激光器形成油墨流动通道和油墨排出口的高精度加工方法，激发物激光器是一种具有代表性的紫外线激光器。

该激发物激光器能够通过稀有气体和卤素气体的混合气体放电激励从而发射出一种短脉冲(15到35ns)的紫外光线，该紫外光线具有一几百毫焦耳/脉冲的振荡能和一10到500赫兹的脉冲重复频率。当聚合树脂表面被照射着一种具有象这样高的密度的短脉冲紫外光线的时候，就会产生出一烧蚀光解(APD)过程，在这过程中所照射的部分会立即分解并且发散出一种等离子体散射光以及一种撞击声，由此就促成了通常所说的聚合树脂的激光烧蚀加工方法。

在象这样的加工方法所采用的普通激光器中，所普遍采用的YAG激光器可以形成一孔，但是会产生出一粗造的边缘表面，而发射红外光线的CO2激光器的缺点在于沿着所形成的孔周围会产生出一烧蚀口。象这样的加工方法都是热加工方法，其中加工是通过将光能转化成热能来达到的，因此所加工的工件的形状经常会被磨损，从而很难获得优良的加工。另一方面，利用激发物激光器的激光烧蚀加工方法，基于通过一光化学反应破坏碳原子的共价键来进行升华蚀刻，该方法不会轻易破坏所加工的工件的形状，因此就能够获得具有非常高精度的加工。

该激光烧蚀加工方法指的不是通过一种液相而是通过采用一激光器进行升华作用的加工方法。

尤其是在喷墨技术领域。大家都知道，通过采用利用了象这样的激发物激光器的激光蚀刻加工技术，从而使该技术经历了一显著的进步达到目前的状态。

在实际应用这种采用激发物激光器的激光加工技术中，已经发现出以下问题。

照射激光的脉冲振荡时间在激发物激光器是一种紫外线激光器的情况下为大约几十个毫微秒，或在YAG激光器的情况下为大约100皮秒到几个毫微秒，但是所有照射在工件上的激光并没有完全用于劈开原子的共价键。

由于存在这种光能没有用在劈开原子的共价键的现象，因此工件上的激光所加工的部分在被完全分解之前就散开了，从而沿着加工面会形成副产品。

没有用在劈开原子的共价键的一部分光能被转化为热能。

还有，由于激发物激光器的能量密度在振荡脉冲最大的时候维持在100兆瓦的水平上，所以升华蚀刻加工方法就不容易应用在具有高热传导性的材料上，如金属、陶瓷或矿物质(如硅)或具有低光吸收性的材料如石英或玻璃上，并且该方法能原则上应用于有机树脂材料。

这些现象在采用激发物激光器的情况中是不可避免的，并且已经提出各种技术以避免这些现象在实际喷墨头上的影响。

例如，因为如果安装该喷墨记录头的同时这种副产品仍然存在的话，油墨排出口则有可能被堵住，因此可以执行一去掉副产品的工序。

还有，由于在加工期间部分光能转化为热能会引起热膨胀或工件的部分熔化，所以可以采用一种玻璃化转化点高的材料或一种减少的加工角度。

由于这些技术没有从根本上解决这些现象，因此在激光加工中就部分地加了各种限制。

另一方面，对于喷墨记录头来说在图象质量方面就要求一更高的清晰度，并且油墨排出口或油墨流动通道的布置密度，以前通常在300到400dpi的范围内，现在就要求增加到600dpi，或者甚至到1200dpi。

因此，就需要一种能够以小间距或小尺寸形成排出口和油墨流动通道的方法，如50μm或更小的布置间距和20μm或更小的加工直径，并具有高精度。

然而，由于加工间距或加工直径变得更小，因此激发物激光器所存在的上述现象就变得越来越显著，并且如上所述在生产高精度的喷墨记录头中形成限制。