CN101274518B - 打印头模块,液体释放头,和液体释放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种打印头模块，包括打印头芯片行，每个打印头芯片都具有用于释放液体的能量产生元件和用于将能量产生元件与控制基板电性连接的电极、和配线板，其具有用于将电极与控制基板电性连接的配线。打印头模块通过配线板驱动能量产生元件，以释放液体。配线板包括连接部分，其将配线与各自的电极连接、公共配线部分，其将打印头芯片共用的多个配线连接、和端子部分，其在配线板的一侧处将配线与控制基板连接。连接部分和端子部分中的配线沿水平方向以单层结构设置。公共配线部分中的配线以多层结构设置，其中部分配线在垂直方向上层叠。

Description

打印头模块，液体释放头，和液体释放装置
技术领域
本发明涉及一种通过配线板驱动打印头芯片中包含的能量产生部件来释放液体的打印头模块、包含多个打印头模块的液体释放头和包含多个打印头模块的液体释放装置。更具体地说，本发明涉及一种能大大减小用于建立与配线板连接的空间的技术。
背景技术
行式打印头喷墨打印机是液体释放装置的一个例子，其中在对应于记录纸张宽度的长度上设置用于释放墨(液体)的喷嘴。这种喷墨打印机包括具有用于释放墨的加热电阻(能量产生元件)的行式打印头(液体释放头)。加热电阻设置成面对各自的喷嘴并被驱动，从而从喷嘴释放墨。
行式打印头喷墨打印机能使用行式打印头打印具有与记录纸张宽度相对应的宽度的图像。与其中通过沿记录纸张宽度移动串行打印头(液体释放头)来打印图像的串行喷墨打印机不同，在行式打印头喷墨打印机中不包括沿记录纸张宽度方向移动的机构。因此，行式打印头喷墨打印机是有利的，因为可减小振动和噪声并可大大提高打印速度。
行式打印头包括两行打印头芯片，在每行打印头芯片中，在特定方向上设置有其中具有加热电阻的相对较小的打印头芯片。该两行打印头芯片中包含的打印头芯片以交错的图案设置，从而打印头芯片的整个长度对应于记录纸张的宽度。日本专利No.3405757(之后称作专利文献1)中公开了这种行式打印头的一个例子。
根据专利文献1，行式打印头的整体作为单个产品来制造。因此，如果行式打印头的一部分由于例如特定打印头芯片中的缺陷而具有缺陷，则就注定整个行式打印头有缺陷。因此，行式打印头的质量控制很难，其生产率较低。如果行式打印头的一部分出现故障，则要通过另一个行式打印头来替代该行式打印头的整体，导致较高的维修成本。
为了克服上述缺点，提出了通过将多个打印头模块组合在一起而获得的行式打印头。每个打印头模块都包括打印头芯片，其设置成在与记录纸张宽度的片段相对应的长度上形成打印头芯片行。该打印头芯片行中的每个打印头芯片都具有与设置在配线板上的配线连接的电极。将打印头模块组合在一起，从而形成具有与记录纸张宽度相对应的长度的行式打印头。日本未审公开专利申请No.2005-138528(之后称作专利文献2)公开了这种行式打印头的一个例子。
因为生产和质量控制是以打印头模块为单元来进行的，所以希望模块型的行式打印头减小片段缺陷并提高生产率。此外，因为有缺陷的打印头模块可由其他打印头模块单独替换，所以可提高服务效率。此外，通过改变打印头模块的数量和组合可以以各种尺寸提供行式打印头。因此，可有效设计和制造行式打印头。
发明内容
然而，根据专利文献2，使用较大的空间来在控制板与打印头芯片上的电极之间建立连接。在专利文献2中公开的行式打印头中，四个打印头模块组合在一起，从而整个长度对应于记录纸张的宽度。每个打印头模块都包括两行打印头芯片，在每行打印头芯片中，在特定方向上设置有两个打印头芯片。在每个打印头模块中，打印头芯片行中的打印头芯片(总共四个打印头芯片)以交错的图案设置。设置四行打印头模块来释放四个颜色的墨：黄色(Y)，品红色(M)，青色(C)和黑色(K)。因此总共使用16个打印头模块。
每个打印头模块都包括具有配线的配线板。配线在其一端与打印头芯片上的电极连接并在其另一端具有插入设置在控制板上的连接器中的端子部分。在行式打印头的组装工序中，16个端子部分分别与16个连接器连接。因此，使用较大的工作空间来进行连接工序。为了以较短的时间组装行式打印头，优选增加连接器之间的距离。
通过增加每个打印头模块中包含的打印头芯片的数量可减小打印头模块的数量，可相应减小控制板与配线板之间的连接部分的数量。然而，在这种情形中，每个配线板中的配线的数量增加，这导致端子部分的宽度增加。因此，配线结构变得复杂，在配线板的制造工序和打印头模块的组装工序中步骤数增加。因而，工序变得比较麻烦。此外，使用较大的工作空间来将具有较大宽度的端子部分与控制基板上的各自的连接器连接。
图12是依照第一个对比例的配线板50的平面图。
除了每个打印头模块中包含的打印头芯片20的数量从四个增加到六个之外，图12中所示的依照第一个对比例的配线板50具有与依照专利文献2类似的结构。
如图12中所示，每个打印头芯片20都包括多个电极23(用于电路电源、加热电阻驱动、时钟、数据通讯、地、其他控制信号等的电极)。配线板50具有与设置在一端处的连接部分51a中的各自的电极23连接的配线51。配线51具有用于将每个配线51与控制基板(没有示出)连接的端子部分51c。通过将配线51集中在两行打印头芯片20a之一的一侧处形成端子部分51c。
端子部分51c通过集中配线51形成，因此端子部分51c的宽度随着配线51的数量(打印头芯片20的数量)增加而增加。因此，即使每个打印头模块中包含的打印头芯片20的数量从专利文献2中的四个增加到图12中所述的六个，仍很难减小用于给打印头模块提供电连接的空间。
另一方面，依照专利文献1，行式打印头的整体作为单个产品来制造。因此，配线板50上设置的与打印头芯片20上的电极23连接的配线51的数量大于上述结构中的数量。因此，为了阻止配线板50上的端子部分51c的宽度过度增加，如下面所述，使用两个配线板60。
图13是依照第二个对比例的配线板60的平面图。
与专利文献1中公开的行式打印头类似，依照图13中所示的第二个对比例，为两行打印头芯片20a分别设置两个配线板60。
在图13所示的第二个对比例中，与图12中所示的第一个对比例类似，每个打印头模块中包含的打印头芯片20的数量是六个。在图13中所示的第二个对比例中，配线板60具有与各行打印头芯片20a连接的连接部分61a。因为设置两个配线板60且每个配线板60中的配线61数量减小为一半，所以减小了每个端子部分61c的宽度。
然而，因为在图13中配线板60的端子部分61c的数量增加为两个，所以使用较大的工作空间来将配线板60的端子部分61c与控制基板(没有示出)连接。此外，为了在较短的时间内完成连接工序，优选增加控制基板上的连接器(没有示出)之间的距离。
因此，在使用依照第一个对比例的配线板50或依照第二个对比例的配线板60提供与控制基板(没有示出)的连接的工序中存在多个问题。如果不解决这些问题，就很难确保生产率和行式打印头的组装性能。
因此，希望在提高生产率和行式打印头的组装性能的同时减小用于将配线板与控制基板连接的空间。
依照本发明的一个实施方式，打印头模块包括多行打印头芯片，每行打印头芯片都具有在特定方向上设置的多个打印头芯片，每个打印头芯片都具有用于释放液体的能量产生元件和用于将能量产生元件与控制基板电性连接的电极；和配线板，其具有用于将打印头芯片上的电极与控制基板电性连接的配线。打印头模块通过配线板驱动打印头芯片中的能量产生元件，以释放液体。配线板包括连接部分，其构造成将配线与各行打印头芯片中的打印头芯片上的各自的电极连接、公共配线部分，其构造成将在各行打印头芯片中的打印头芯片共用的多个配线连接、和端子部分，其构造成在配线板的一侧处将配线与控制基板连接。连接部分和端子部分中的配线沿水平方向以单层结构设置。公共配线部分中的配线以其中部分配线在垂直方向上层叠的多层结构设置。
依照本发明的另一个实施方式，液体释放头包括多个上述的打印头模块。依照本发明的另一个实施方式，液体释放装置包括多个上述结构的打印头模块。
在上述的实施方式中，配线板包括连接部分，其构造成将配线与各行打印头芯片中的打印头芯片上的各自的电极连接、公共配线部分，其构造成将在各行打印头芯片中的打印头芯片共用的多个配线连接、和端子部分，其构造成在配线板的一侧处将配线与控制基板连接。连接部分和端子部分中的配线沿水平方向以单层结构设置，公共配线部分中的配线以其中部分配线在垂直方向上层叠的多层结构设置。因此，公共配线在具有多层结构且设置在端子部分与连接部分之间的公共配线部分中连接在一起。因此，减小了端子部分中的配线数量。端子部分设置在配线板的一侧处。
依照本发明，在配线板中，具有多层结构的公共配线部分设置在与控制基板连接的端子部分和与打印头芯片的电极连接的连接部分之间。打印头芯片共用的配线通过公共配线部分连接在一起。因此，减小了端子部分中的配线数量和端子部分的宽度。此外，端子部分设置在配线板的一侧处。因此，配线板通过设置在配线板一侧处的薄的端子部分与控制基板连接。结果，可大大减小用于连接工序的空间。
附图说明
图1是从墨释放一侧看时依照一个实施方式的行式打印头的平面图；
图2是依照该实施方式的打印头模块中包含的打印头芯片的部分分解透视图；
图3是图解其中在依照该实施方式的打印头模块中打印头芯片与柔性配线板连接的方式的透视图；
图4是从墨释放一侧看时依照该实施方式的打印头模块中的柔性配线板的平面图；
图5是在依照该实施方式的打印头模块中的柔性配线板的配线结构的平面图；
图6是从墨释放一侧看时依照该实施方式的打印头模块中包含的缓冲槽的平面图；
图7是从墨释放一侧看时依照该实施方式的打印头模块的平面图；
图8是依照该实施方式的打印头模块的打印头芯片周围的部分的局部截面图；
图9A是从与图1相对的一侧看时行式打印头的平面图，其中依照该实施方式的打印头模块全部设置在打印头框架上；
图9B是沿线IXB-IXB的图9A的截面图；
图10是依照该实施方式的行式打印头中包含的控制基板的平面图；
图11A是从与图1相对的一侧看时依照该实施方式的行式打印头的平面图；
图11B是沿线XIB-XIB的图11A的截面图；
图12是依照第一个对比例的配线板的平面图；和
图13是依照第二个对比例的配线板的平面图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施方式。
作为依照本发明一个实施方式的液体释放装置，将描述彩色喷墨打印机。彩色喷墨打印机能释放四个颜色的墨(液体)：黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)。作为依照本发明一个实施方式的液体释放头，彩色喷墨打印机包括行式打印头1，作为依照本发明一个实施方式的打印头模块，行式打印头1包括打印头模块10。
图1是从墨释放一侧看时依照一个实施方式的行式打印头1的平面图。
参照图1，行式打印头1包括用螺丝3固定到打印头框架2的多个打印头模块10。打印头模块10设置成在打印头框架2的打印头模块接收孔中形成四行打印头模块10a。每行打印头模块10a都包括沿其纵向方向连续设置的两个打印头模块10。每行打印头模块10a足够长，从而能覆盖A4尺寸记录纸张的宽度。四行打印头模块10a彼此平行设置并释放四个颜色的墨：黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)。
每个打印头模块10都包括两行打印头芯片20a，每行打印头芯片都包括四个打印头芯片20。两行打印头芯片20a中的打印头芯片20(总共八个打印头芯片20)在柔性配线板30上以交错的图案设置，柔性配线板30对应于依照本发明一个实施方式的配线板。打印头芯片20设置在柔性配线板30的后表面(与墨释放表面相对的表面)上并与柔性配线板30电性连接。柔性配线板30具有用于使从打印头芯片20释放的墨穿过的开口30a。
在每个打印头模块10中，在柔性配线板30的后表面上设置有缓冲槽40。缓冲槽40确定了用于从打印头芯片20释放的墨的公共墨流通沟道，且其粘结到柔性配线板30，从而覆盖打印头芯片20的顶表面。因而，每个打印头模块10中包含的打印头芯片20构造成释放在相应缓冲槽40中包含的特定颜色的墨。
图2是依照该实施方式的打印头模块10中包含的每个打印头芯片20的部分分解透视图。
参照图2，打印头芯片20包括对应于依照本发明实施方式的能量产生元件的用于释放墨的多个加热电阻22、和用于将加热电阻22与相应柔性配线板30(见图1)电性连接的电极23。在打印头芯片20中，用于使墨释放的喷嘴25a形成为面对各自的加热电阻22。还可使用除加热电阻22之外的其他加热元件(加热器等)、压电元件等作为能量产生元件。
可使用半导体技术制造打印头芯片20。例如，在由硅(Si)等形成的半导体基板21的一侧上形成由钽(Ta)形成的加热电阻22。在与加热电阻22相同的一侧上并沿与形成加热电阻22的边缘相对的边缘在半导体基板21上形成用于接收从外部供给的电力和信号的电极23。在加热电阻22与电极23之间形成用于驱动加热电阻22的驱动器元件24(n-沟道金属氧化物硅(MOS)晶体管)。
接下来，通过旋涂以10μm的厚度涂敷用于形成墨室26的正型光致抗蚀剂(由Tokyo Ohka Kogyo公司制造的PMER-LA900等)，从而覆盖加热电阻22。然后，用掩模对准器曝光正型光致抗蚀剂，用显影剂(3％的氢氧化四甲基铵的水溶液)显影，并用纯净水清洗。结果，获得了与墨室26对应的抗蚀剂图案。然后，用掩模对准器将抗蚀剂图案的整个表面曝光，然后放置在氮气环境中24个小时。
接下来，在抗蚀剂图案和半导体基板21上形成喷嘴层25。更具体地说，通过旋涂以如此控制的旋转速度在包含驱动器元件24的区域中涂敷光固化的负型光致抗蚀剂，即抗蚀剂图案上的层厚度调整为10μm。然后，用掩模对准器将光致抗蚀剂曝光，用显影剂(由Tokyo Ohka Kogyo公司制造的OK73稀释剂)显影，并用清洗液(IPA)清洗，从而形成喷嘴层25。然后，在喷嘴层25中如此形成喷嘴25a(直径为15μm)，即喷嘴25a面对相应的加热电阻22。
然后，将整体浸在对与墨室26对应的抗蚀剂图案(正型抗蚀剂)具有溶解性的有机溶剂(PGMEA)中并施加超声波振动，直到抗蚀剂图案整个被溶解并移除。然后，进行清洗工序，由此完成墨室26。然后，对电极23施加金突块，并按希望的尺寸切断半导体基板21。结果，完成了打印头芯片20。
在每个打印头芯片20中，加热电阻22和喷嘴25a的排列尺寸设置为大约42.3μm，分辨率为600dpi。如图1中所示，八个打印头芯片20以交错的图案设置，从而形成单个打印头模块10，两个打印头模块10如此线性排列，即在其端部彼此交迭。因而，在A4尺寸记录纸张的整个宽度处可获得600dpi的分辨率。
在每个打印头芯片20中，墨室26形成在半导体基板21上。其上形成有加热电阻22的半导体基板21的表面确定了墨室26的底表面。加热电阻22周围的喷嘴层25的凹陷部分确定了墨26的侧壁。其中形成有喷嘴25a的喷嘴层25的表面确定了墨室26的顶表面。因此，在图2中的右下侧处形成有开口，墨可供给到墨室26，不用在半导体基板21中形成通孔。结果，通过半导体基板21确保每个打印头芯片20的硬度。
当驱动加热电阻22时，供给到墨室26的墨被释放。更具体地说，当通过驱动器元件24驱动加热电阻22时，与被驱动的加热电阻22对应的包含在墨时26中的墨通过喷嘴25a释放。因此，电极23与相应的柔性配线板30(见图1)连接。如图1中所示，依照本实施方式的每个打印头模块10都包括以交错图案设置的八个打印头芯片20。因此，每个柔性配线板30都与八个打印头芯片20中的电极23连接。
图3是图解其中在依照本实施方式的每个打印头模块10中打印头芯片20与柔性配线板30连接的方式的部分透视图。在图3中，柔性配线板30显示成这样，即柔性配线板30被部分剥离，从而便于理解附图。
如图3中所示，每个打印头芯片20安装在柔性配线板30的后表面上。柔性配线板30具有用于将每个打印头芯片20中的电极23与控制基板4(图3中没有示出)连接的配线31，将在下面描述控制基板4。因而，每个打印头芯片20中的加热电阻22(见图2)通过电极23和配线31与控制基板4电性连接。
柔性配线板30具有所谓的夹层结构，其中配线31设置在由聚酰亚胺树脂形成的膜之间。通过将铜片层叠在聚酰亚胺树脂膜上并蚀刻铜片来形成配线31。以与每个打印头芯片20的电极23(用于电路电源、加热电阻驱动、时钟、数据通讯、地、其他控制信号等的电极)对应的图案形成配线31。
在柔性配线板30中形成有开口30a。开口30a使从打印头芯片20的喷嘴25a释放的墨通过。通过向着柔性配线板30挤压具有刀刃的切断模具，在柔性配线板30中冲压出开口30a。还可使用激光、钻孔机等形成开口30a。
打印头芯片20如此粘结到柔性配线板30，即喷嘴25a位于各自的开口30a中。柔性配线板30具有当在柔性配线板30上安装打印头芯片20时定位打印头芯片20的定位标记。可由热量溶解的粘结片粘结到其中与每个打印头芯片20的喷嘴层25(见图2)接触的区域中的柔性配线板30的后表面。通过在安装打印头芯片20之后施加热量来完成将打印头芯片20粘结到柔性配线板30的工序。
在开口30a附近设置用于将配线31连接到打印头芯片20的各自的电极23的连接部分31a。连接部分31a中的配线31和各自的电极23在安装打印头芯片20的位置处彼此面对。通过仅在它们彼此面对的区域中施加压力和热量将具有金突块的电极23连接到各自的配线31。代替使用突块，还可通过软引出线(flying beads)或配线粘结提供电极23与各自的配线31之间的连接。
图4是从墨释放一侧看时依照本实施方式的打印头模块10中的柔性配线板30的平面图。
参照图4，在与开口30a对应的位置处，八个打印头芯片20粘结到柔性配线板30。因此，获得了两行打印头芯片20a，其每个都包括在特定方向上设置的四个打印头芯片20。打印头芯片行20a中的打印头芯片20以交错的图案设置。
柔性配线板30中形成的开口30a的尺寸大于其中在打印头芯片20中设置喷嘴25a(见图3)的区域的尺寸。因此，可不被柔性配线板30阻挡地释放墨。此外，打印头芯片20的粘结精度设为相对较低的级别，只要喷嘴25a不被柔性配线板30阻挡就行。因此，可通过使用夹具等的简单组装工序，以交错的图案设置八个打印头芯片20。
打印头芯片20通过柔性配线板30接收电力、信号等。柔性配线板30包括用于将打印头芯片行20a中设置的打印头芯片20中的电极23(见图3)与各自的配线31(见图3)连接的连接部分31a、其中将打印头芯片行20a中的打印头芯片20共用的配线31集中的公共配线部分31b、和在配线31与控制基板4(图4中没有示出)提供连接的端子部分31c。
因为两行打印头芯片20a彼此相邻设置，所以连接部分31a设置在两行打印头芯片20a的外部，公共配线部分31b设置在连接部分31a外部。端子部分31c紧邻两行打印头芯片20a中的一个设置(设置在图4中柔性配线板30的下侧)。为了将紧邻两行打印头芯片20a中的另一个设置的公共配线部分31b(设置在图4中柔性配线板30的上侧处)与端子部分31c连接，提供用于将两个公共配线部分31b彼此连接的结合部分31d。结合部分31d包括连接部分31a并确定墨释放表面，开口30a形成在结合部分31d中。
因而，柔性配线板30具有用于两行打印头芯片20a的两个连接部分31a和两个公共配线部分31b。两个公共配线部分31b通过结合部分31d彼此连接，并与单个端子部分31d连接。连接部分31a、结合部分31d和端子部分31c具有其中配线31(见图3)设置在水平方向上的单层结构。公共配线部分31b具有多层结构，其包括其中配线31层叠在垂直方向上的区域。
图5是在依照该实施方式的每个打印头模块10中的柔性配线板30的配线结构的平面图。
如图5中所示，在每个连接部分31a中，柔性配线板30上的配线31与打印头芯片20中的各自的电极23连接。每个连接部分31a中包含的配线31的数量对应于与配线31连接的电极23的数量。因此，每个连接部分31a都具有其中配线31设置在水平方向上的单层结构。
在每个打印头芯片20中，电极23用于电路电源、加热电阻驱动、时钟、数据通讯、地、其他控制信号等。多个电极23用于所有打印头芯片20共用的输入端，而另多个用于打印头芯片20之间不同的输入端。更具体地说，传送到打印头芯片20的释放数据和表示打印头芯片20状态的信号对于每个打印头芯片20都不同。然而，用于其他种类的信号和电源的电极对于所有的打印头芯片20都是共用的。因此，连接部分31a中的多个配线31连接在一起。
因此，打印头芯片20共用的配线31在公共配线部分31b中连接在一起。如图5中所示，每个公共配线部分31b都在柔性配线板30的纵向方向延伸。只有在每个连接部分31a中连接在一起的配线31才与相应的公共配线部分31b连接。因此，在使每个打印头芯片20得到单独释放控制的同时，可减小柔性配线板30上的配线31的数量。公共配线部分31b具有多层结构，其包括其中配线31层叠在垂直方向上的区域。因为配线31设置的方向改变了90°，所以可减小在柔性配线板30上设置配线31的区域的宽度。
连接部分31a具有单层结构，其中配线31设置在水平方向上。这没有导致特别的问题，因为设置配线31的区域的宽度由设置打印头芯片20的行的数量确定。相反，如果配线31在连接部分31a中以多层结构设置，则在粘结打印头芯片20的区域(打印头芯片20的释放表面)中，柔性配线板30的厚度增加。因此，开口30a(见图4)的深度增加，墨、灰尘等很容易保留在开口30a中。因此，在连接部分31a中配线31以单层结构设置，从而减小打印头芯片20的释放表面处的厚度(以减小开口30a的深度)。
柔性配线板30上的两个公共配线部分31b通过结合部分31d彼此连接。在每个公共配线部分31b中，相应打印头芯片20共用的配线31连接在一起。因此，结合部分31d中的配线31的数量比连接部分31a中小的多。因此，结合部分31d以单层结构形成，其中配线31与连接部分31a中的配线31平行地在水平方向上延伸。结果，在依照本实施方式的每个打印头模块10中，可减小在打印头芯片20的释放表面处的柔性配线板30的厚度。此外，因为跨过打印头芯片20的释放表面的配线31的数量较小，所以可减小以交错图案设置的打印头芯片20之间的距离。因此，可减小其中由于释放墨的操作而很难使用夹具等的每个打印头模块10的宽度。
如上所述，在每个柔性配线板30上以交错的图案设置有八个打印头芯片20，配线31与每个打印头芯片20中的各自的电极23连接。与紧邻端子部分31c(见图4)的打印头芯片20a(见图4)连接的配线31从具有单层结构的相应连接部分31a通过具有多层结构的相应公共配线部分31b延伸到具有单层结构的端子部分31c。在与端子部分31c相对的一侧处的打印头芯片行20a连接的配线31从具有单层结构的相应连接部分31a通过具有单层结构的相应公共配线部分31b、具有单层结构的结合部分31d和具有多层结构的其他公共配线部分31b延伸到具有单层结构的端子部分31c。端子部分31c具有单层结构，从而配线31与控制基板4(没有示出)连接。
缓冲槽40(见图1)粘结到各自的柔性配线板30，从而覆盖打印头芯片20的顶表面。每个缓冲槽40都粘结到相应的柔性配线板30和打印头芯片20，从而缓冲槽40确定了与每个打印头芯片20中的所有墨室26(见图2)相通的公共墨流通沟道，从每个打印头芯片20释放的墨可供给到所有墨室26中。
图6是从墨释放一侧看时依照该实施方式的每个打印头模块10中的缓冲槽40的平面图。
参照图6，缓冲槽40包括在其一侧处开口的中空的公共流通沟道部分41。公共流通沟道部分41确定了公共墨流通沟道并用作墨室26(见图2)的墨供给源。墨从墨供给端口42供给到公共墨流通沟道。
缓冲槽40具有用于支撑打印头芯片20(见图2)的打印头芯片支撑部43，从而公共墨流通沟道与墨室26(见图2)相通。缓冲槽40还具有用于支撑柔性配线板30(见图4)的配线板支撑部44。缓冲槽40具有当将柔性配线板30粘结到缓冲槽40时使用的定位标记。通过将打印头芯片20、柔性配线板30和缓冲槽40粘结在一起获得依照本实施方式的每个打印头模块10。缓冲槽40具有用于将打印头模块10固定到打印头框架2(见图1)的螺孔45。
图7是从墨释放一侧看时依照本实施方式的每个打印头模块10的平面图。
参照图7，在打印头模块10中，柔性配线板30和打印头芯片20分别由缓冲槽40的配线板支撑部44和打印头芯片支撑部43支撑。
打印头芯片20如此粘结到柔性配线板30，即打印头芯片20中的电极23(见图3)面对柔性配线板30上的相应配线31(见图3)，且从喷嘴25a(见图3)释放的墨流过柔性配线板30中的开口30a。通过给缓冲槽40施加粘结剂并将粘结有打印头芯片20的柔性配线板30粘结到缓冲槽40来获得图7中所示的打印头模块10。
当柔性配线板30粘结到缓冲槽40的配线板支撑部44时，打印头芯片20由打印头芯片支撑部43支撑。公共流通沟道部分41的开口侧由柔性配线板30覆盖，从而在柔性配线板30与公共流通沟道部分41之间形成公共墨流通沟道。
打印头芯片20被支撑在公共流通沟道部分41的开口侧附近，从而每个墨室26(见图2)与公共墨流通沟道相通。由半导体基板21(见图2)确保每个打印头芯片20硬度。因此，可阻止打印头芯片20破裂，即使它们被打印头芯片支撑部43直接支撑。因此，依照本实施方式的每个打印头模块10仅由三种组件，即打印头芯片20、柔性配线板30和缓冲槽40形成。
图8是依照本实施方式的每个打印头模块10的每个打印头芯片20周围部分的部分截面图。
参照图8，用粘结剂将打印头芯片20固定到缓冲槽40的相应打印头芯片支撑部43。柔性配线板30也粘结到缓冲槽40。打印头芯片20的喷嘴层25粘结到柔性配线板30，从而从喷嘴25a释放的墨流过开口30a。
因而，通过将打印头芯片20和柔性配线板30粘结到缓冲槽40获得每个打印头模块10。通过缓冲槽40中包含的公共流通沟道部分41确定公共墨流通沟道，公共流通沟道与打印头芯片20中的每个墨室26相通。更具体地说，缓冲槽40对打印头模块10中包含的所有打印头芯片20形成了公共墨流通沟道，由此临时存储将要供给到墨室26的墨。
在柔性配线板30中，配线31在连接部分31a中与打印头芯片20上的各自的电极23连接。柔性配线板30的公共配线部分31b设置在缓冲槽40外部。柔性配线板30通过端子部分31c(见图4)与控制基板4(没有示出)连接。
每个打印头模块10从控制基板4(没有示出)接收命令并通过驱动元件24选择性地驱动加热电阻22。因此，通过喷嘴25a释放与被驱动的加热电阻22相对应的包含在墨室26中的墨。更具体地说，在墨室26填充有墨时，响应于从控制基板4输入的命令，给加热电阻22施加短时间(例如1到3微秒)的脉冲电流。因此，加热电阻22快速被加热，从而在加热电阻22附近的区域中产生墨蒸汽的墨沸液和泡沫。随着泡沫扩张，推开特定体积的墨。结果，通过喷嘴25a释放与被推开的墨量相同量的墨作为墨液滴，由此进行打印。
为了保持打印质量，进行回收操作，以移除保留在喷嘴25a周围的墨、灰尘等。在本实施方式的每个打印头模块10中，柔性配线板30的连接部分31a具有单层结构。因此，很容易从喷嘴25a周围的区域移除墨、灰尘等。因为形成墨释放表面的连接部分31a中的柔性配线板30的厚度不与具有多层结构的公共配线部分31b中的一样大，所以开口30a的深度相对较小。更具体地说，具有多层结构的公共配线部分31b的厚度大约为130μm，而具有单层结构和开口30a的连接部分31a的厚度大约为50μm。因此，通过用薄的橡胶片等擦拭开口30a周围的区域很容易简单地移除剩余的墨、灰尘等。
行式打印头1包括具有上述结构的多个打印头模块10。如图1中所示，刚性打印头框架2具有其中在本实施方式中设置有八个打印头模块10的打印头模块接收孔2a。在本实施方式中，两个打印头模块10线性连接，从而形成一行，提供了四行打印头模块10。用螺丝3相对于打印头框架2定位并固定每个打印头模块10。在该工序中，打印头模块10的柔性配线板30的公共配线部分31b沿缓冲槽40的侧表面向上弯曲。
图9A是从与图1相对的一侧看时行式打印头1的平面图，其中依照本实施方式的打印头模块10全部设置在打印头框架2上。图9B是沿线IXB-IXB的图9A的截面图。
参照图9A和9B，每个打印头模块10放置在形成在打印头框架2中的打印头模块接收孔2a内部。
如图9B所示，每个打印头模块10的柔性配线板30沿缓冲槽40的侧表面向上弯曲。由于其柔韧性，柔性配线板30很容易弯曲。在柔性配线板30中，具有单层结构的连接部分31a(结合部分31d)用作墨释放表面。为了消除与释放表面的台阶并减小其宽度，通过弯曲具有多层结构且沿柔性配线板30的相对侧设置的公共配线部分31b，将每个打印头模块10以图9B中所述的状态设置在打印头模块接收孔2a中。因此，如此设置打印头模块10，即柔性配线板30的端子部分31c向上延伸并从打印头模块10的顶表面突出。
因而，在将打印头模块10设置在打印头模块接收孔2a中之后，柔性配线板30的端子部分31c被暴露出来。如图4中所示，每个端子部分31c从相应的公共配线部分31b延伸并具有较小的宽度，即使端子部分31c具有单层结构。此外，端子部分31c偏离柔性配线板30的中心。因此，参照图9A，即使当将所有的打印头模块10设置在打印头模块接收孔2a中时，端子部分31c也可设置在打印头模块线10a之间的不同位置处，不会彼此干扰。
每个缓冲槽40在其任意一端都具有墨供给端口42。墨通过供给端口42从墨盒(没有示出)供给到缓冲槽40。此外，控制基板4(没有示出)设置在缓冲槽40上，从而覆盖所有缓冲槽40并通过将螺丝拧进打印头框架2中形成的螺孔2b中来固定。
图10是依照本实施方式的行式打印头1中包含的控制基板4的平面图。
图10中所示的控制基板4控制墨从行式打印头1的释放操作。控制基板4具有设置在其上的各种电容器和连接器4a。连接器4a提供与图9A中所示的柔性配线板30的端子部分31c的连接。此外，在控制基板4中形成有用于使柔性配线板30的端子部分31c通过的切口4b。
连接器4a和切口4b设置在与图8中所示的柔性配线板30的端子部分31c相对应的位置处。因此，为两行四个打印头模块10提供八个连接器4a。因而，组件的数量最小化(在专利文献2中描述的结构中使用16个连接器4a)，且在连接器之间提供较大的间隔。切口4b的数量为四个，每个切口4b都使彼此相邻设置的两个端子部分31c通过。两个连接器4a以交错的图案沿每个切口4b设置。
控制基板4具有中心开口4c和形成为面对墨供给端口42(见图9A)的连接端口4d。中心开口4c形成在四行打印头模块10(见图9A)的中心，连接端口4d形成在四行打印头模块10的端部处(总共设置了八个连接端口4d)。通过以图9A中所示的状态将螺丝拧进螺孔4e和打印头框架2中形成的螺孔2b来固定控制基板4。
图11A是从与图1相对的一侧看时依照本实施方式的行式打印头1的平面图，图11B是沿线XIB-XIB的图11A的截面图。
参照图11A，控制基板4用螺丝7固定到打印头框架2。柔性配线板30的端子部分31c通过形成在控制基板4中的切口4b从下面延伸到上面。如图11B中所示，每个端子部分31c以直角弯曲并与具有开口的盖子的相应连接器4a连接。因而，打印头模块10(见图9A)通过柔性配线板30与设置在打印头模块10后面的控制基板4电性连接。
与柔性配线板30的端子部分31c连接的连接器4a沿切口4b的侧边设置。两个连接器4a以它们之间具有相应切口4b的方式以交错的图案设置。因此，如图11中所示，连接器4a之间的距离L较大，并很容易操作连接器4a。通过用手指一个一个地捏住端子部分31c并将端子部分31c插入相应的连接器4a中，可将从相应切口4b延伸的端子部分31c与相应的连接器4a连接。因此，具有较小宽度的每个端子部分31c很容易插入相应的连接器4a，由此完成每个打印头模块10(见图9A)的安装。不使用连接器4a，还可通过例如焊接或压接连接端子部分31c。
因为控制基板4具有中心开口4c和连接端口4d，所以图9A和9B中所示的缓冲槽40中的所有墨供给端口42都被暴露出来并防止被控制基板4阻挡。因此，通过将U形管5的两端和墨供给管6的端部从控制基板4的外部插入墨供给端口42，可给缓冲槽40供给墨。包含两个缓冲槽40的每行都覆盖A4尺寸记录纸张的宽度，四行缓冲槽40设置成释放四个颜色的墨：黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)。
在依照本实施方式的行式打印头1中，单个柔性配线板30与每个打印头模块10连接，柔性配线板30上的配线31通过具有多层结构的、其中将打印头模块10中的打印头芯片20共用的配线31连接在一起的公共配线部分31b延伸到具有单层结构的端子部分31c。因此，柔性配线板30具有单个的、薄的端子部分31c。行式打印头1包括四行的两个打印头模块10。在每行的打印头模块10，两个柔性配线板30的两个端子部分31c通过控制基板4中形成的单个切口4b延伸，并分别与两个连接器4a连接，该两个连接器4a以之间具有切口4b的方式以交错的图案设置。
因此，在依照本实施方式的行式打印头1中，柔性配线板30具有单个的、薄的端子部分31c，从而相邻的端子部分31c可与控制基板4上有限空间内的各自的连接器4a连接，而不用彼此交迭。此外，柔性配线板30的端子部分31c没有减小控制基板4上用于表面安装组件(电容器等)或妨碍组件的安装空间。结果，用于连接端子部分31c的空间大大减小且很容易连接端子部分31c。这可有效生产并容易组装行式打印头1。
通过每个柔性配线板30中具有单层结构的连接部分31a和结合部分31d形成行式打印头1的墨释放表面。因此，可减小释放表面的宽度释放表面处的柔性配线板30的厚度，并可相应减小整体宽度。此外，在回收工序中很容易移除保留在柔性配线板30中的开口30a中的墨、灰尘等。因而，可确保打印质量。
尽管已经描述了本发明的实施方式，但本发明并不限于上述的实施方式，可如下进行各种修改：
(1)在该实施方式中，喷嘴25a形成在每个打印头芯片20中的喷嘴层25中，每个柔性配线板30在结合部分31d中都具有用于使从喷嘴25a释放的墨通过的开口30a。然而，代替在每个打印头芯片20中形成喷嘴25a，还可在每个柔性配线板30的结合部分31d中形成喷嘴。在这种情形中，在每个柔性配线板30的结合部分31d中的喷嘴设置成面对在相应打印头芯片20中的各自的加热电阻22。
(2)依照本实施方式，每个柔性配线板30的端子部分31c紧邻一行打印头芯片20a设置(设置在柔性配线板30的纵向侧)。然而，本发明并不限于此，端子部分31c也可紧邻柔性配线板30的短侧设置。在该情形中，连接器4a在对应于端子部分31c的位置处设置在控制基板4上。
本领域熟练技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可进行各种修改、组合、再组合和变化，它们在所附权利要求及其等价物的范围内。
相关申请的交叉参考
本发明包含涉及2007年3月30日在日本专利局提交的日本专利申请JP2007-090859的主题，其全部内容在这里结合作为参考。

Claims (9)

1.一种打印头模块，包括：
多行打印头芯片，每行打印头芯片都具有在特定方向上设置的多个打印头芯片，每个打印头芯片都具有用于释放液体的能量产生元件和用于将能量产生元件与控制基板电性连接的电极；和
配线板，其具有用于将打印头芯片上的电极与控制基板电性连接的配线，
其中，所述打印头模块通过配线板驱动打印头芯片中的能量产生元件，以释放液体，
其中，所述配线板包括：
连接部分，其构造成将配线与各行打印头芯片中的打印头芯片上的各自的电极连接，
公共配线部分，其构造成将在各行打印头芯片中的打印头芯片共用的多个配线连接，和
端子部分，其构造成在配线板的一侧处将配线与控制基板连接，所述连接部分的与所述打印头芯片共用的所述多个配线对应的部分通过所述公共配线部分电连接至所述端子部分，
其中，所述连接部分和端子部分中的配线沿水平方向以单层结构设置，并且
其中，所述公共配线部分中的配线以多层结构设置，其中，部分配线在垂直方向上层叠。
2.根据权利要求1所述的打印头模块，其中，所述配线板的端子部分在一行打印头芯片的旁边位置处将配线与控制基板连接。
3.根据权利要求1所述的打印头模块，其中，所述配线板的端子部分位于偏离配线板中心的位置处。
4.根据权利要求1所述的打印头模块，其中，所述打印头芯片行的数量为两行，配线板的公共配线部分设置在彼此相邻设置的两行打印头芯片的外部，
其中，所述配线板进一步包括结合部分，该结合部分构造成将所述公共配线部分彼此连接，且
其中，所述结合部分中的配线沿与连接部分中的配线设置的方向平行的水平方向以单层结构设置。
5.根据权利要求1所述的打印头模块，其中，所述打印头芯片行中的每个打印头芯片都具有用于释放液体的喷嘴，所述喷嘴设置成面对各自的能量产生元件，
其中，所述打印头芯片行的数量为两行，配线板的公共配线部分设置在彼此相邻设置的两行打印头芯片的外部，
其中，所述配线板进一步包括结合部分，该结合部分构造成将公共配线部分彼此连接，且
其中，所述结合部分具有使从喷嘴释放的液体从中通过的开口。
6.根据权利要求1所述的打印头模块，其中，所述打印头芯片行的数量为两行，配线板的公共配线部分设置在彼此相邻设置的两行打印头芯片的外部，
其中，所述配线板进一步包括结合部分，该结合部分构造成将公共配线部分彼此连接，且
其中，所述结合部分具有用于释放液体的喷嘴，喷嘴设置成面对打印头芯片行中的打印头芯片中的各自的能量产生元件。
7.根据权利要求1所述的打印头模块，其中，所述配线板是柔性的。
8.一种液体释放头，包括：
多个打印头模块；和
控制基板，其构造成控制每个打印头模块，
其中，每个打印头模块包括：
多行打印头芯片，每行打印头芯片都具有在特定方向上设置的多个打印头芯片，每个打印头芯片都具有用于释放液体的能量产生元件和用于将能量产生元件与控制基板电性连接的电极；和
配线板，其具有用于将打印头芯片上的电极与控制基板电性连接的配线，
其中，所述打印头模块通过配线板驱动打印头芯片中的能量产生元件，以释放液体，
其中，所述配线板包括：
连接部分，其构造成将配线与各行打印头芯片中的打印头芯片上的各自的电极连接，
公共配线部分，其构造成将在各行打印头芯片中的打印头芯片共用的多个配线连接，和
端子部分，其构造成在配线板的一侧处将配线与控制基板连接，所述连接部分的与所述打印头芯片共用的所述多个配线对应的部分通过所述公共配线部分电连接至所述端子部分，
其中，所述连接部分和端子部分中的配线沿水平方向以单层结构设置，并且
其中，所述公共配线部分中的配线以多层结构设置，其中部分配线在垂直方向上层叠。
9.一种液体释放装置，包括：
多个打印头模块；和
控制基板，其构造成控制每个打印头模块，
其中，每个打印头模块包括：
多行打印头芯片，每行打印头芯片都具有在特定方向上设置的多个打印头芯片，每个打印头芯片都具有用于释放液体的能量产生元件和用于将能量产生元件与控制基板电性连接的电极；和
配线板，其具有用于将打印头芯片上的电极与控制基板电性连接的配线，
其中，所述打印头模块通过配线板驱动打印头芯片中的能量产生元件，以释放液体，
其中，所述配线板包括：
连接部分，其构造成将配线与各行打印头芯片中的打印头芯片上的各自的电极连接，
公共配线部分，其构造成将在各行打印头芯片中的打印头芯片共用的多个配线连接，和
端子部分，其构造成在配线板的一侧处将配线与控制基板连接，所述连接部分的与所述打印头芯片共用的所述多个配线对应的部分通过所述公共配线部分电连接至所述端子部分，
其中，所述连接部分和端子部分中的配线沿水平方向以单层结构设置，并且
其中，所述公共配线部分中的配线以多层结构设置，其中部分配线在垂直方向上层叠。
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