CN102036823A - 液体排出头以及液体排出头的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明在排出元件基板与供给构件之间提供支撑构件，所述支撑构件包含混合物，所述混合物包含：对于形成供给构件的材料具有亲和力的材料；和另一种材料。

Description

液体排出头以及液体排出头的制造方法
技术领域
本发明涉及一种排出液体的液体排出头以及液体排出头的制造方法。本发明具体地涉及一种将墨排出到记录目标介质上以执行记录的喷墨记录头，并且涉及该喷墨记录头的制造方法。
背景技术
使用排出液体的液体排出头的示例是用在喷墨记录方法中的喷墨记录头，由此墨被排出到记录目标介质上以执行记录。
喷墨记录头(记录头)具有这样的基板，即，所述基板至少包括：排出墨的多个排出口；与每个排出口连通的流动通道；用于将墨供给到流动通道的供给口；和用于将排出能量施加到流动通道中的墨的能量产生元件。记录头还具有支撑基板的支撑构件、将墨供给到基板的墨供给通道形成构件。典型地使用由Si(硅)制成的基板作为所述基板。墨供给通道形成构件由塑料或者类似物制成。
在这种记录头中，传统的情况是，由于排出元件基板与用于保持液体的墨供给构件之间的线性膨胀系数的差异，到连结界面的应力增大，并且结果排出元件基板遭受翘曲或者歪曲，所述排出元件基板设有用于从排出口排出液体的能量产生元件。
在该情况下，由于在记录或者类似情况期间温度升高，在排出元件基板与墨供给构件之间的连结界面上出现热应力，并且导致排出元件基板变形，结果会影响所记录的图像。
为了解决上述的问题，美国专利N0.6257703说明了一种这样的结构，即，在所述结构中在排出元件基板与墨供给构件之间插置有具有与排出元件基板相等的线性膨胀系数的支撑构件。此外，日本专利申请特开No.2007-276156公开了一种将具有与排出元件基板相等的线性膨胀系数的支撑构件与墨供给构件一体地模制的方法。
然而，对于用于墨供给构件的材料和用于支撑构件的材料所需要的性能是不同的。因此，即使当支撑构件与墨供给构件一体地形成时，也不能获得良好的连结状态，并且有这样的可能性，即，在模制之后在支撑构件和供给构件之间出现剥离或者类似情况，并且导致液体紧密性降低。因此，具有这样的问题，即，需要获得其中支撑构件和墨供给构件借助极高的亲和力连结在一起的状态。
发明内容
本发明解决了上述的传统技术中的问题，并且其目的是提供一种液体排出头，在所述液体排出头中用于支撑排出元件基板的支撑构件和用于将墨供给到排出元件基板的墨供给构件借助极高的亲和力连结在一起。本发明的目的还在于提供一种用于高效率地且可再生产地制造这种液体排出头的方法。
根据本发明的示例，能够获得一种液体排出头，在所述液体排出头中用于支撑排出元件基板的支撑构件和用于将墨供给到排出元件基板的墨供给构件借助极高的亲和力连结在一起。本发明也能够有效地且可再生产地制造这种液体排出头。
本发明的其它特征将从以下参照附图的示例性实施例的说明而变得明显。
附图说明
图1A和1B是根据本发明的实施例的记录头的一部分的示意性剖视图；
图2A和2B是根据本发明的实施例的记录头的一部分的示意性透视图；
图3A和3B是根据本发明的实施例的记录头的一部分的示意性透视图；
图4是用在根据本发明的实施例的记录头中的排出元件基板的示意性透视图；
图5A和5B是根据本发明的实施例的记录头的一部分的示意性剖视图；
图6是根据本发明的实施例的记录头的示意性透视图；
图7是根据本发明的实施例的记录头的一部分的示意性剖视图；
图8A、8B、8C和8D是示出根据本发明的实施例的记录头的模制程序的示意性剖视图；
图9A和9B是根据本发明的实施例的记录头的一部分的示意性剖视图。
具体实施方式
以下参照附图详细地说明本发明。
在以下内容中，在附图中具有相同的功能的结构用相同的附图标记指示，并且可以省略它们的说明。
应注意，液体排出头可以安装在诸如打印机、复印机、具有通信系统的传真机和具有打印机单元的文字处理器的设备中，以及安装在与多种处理设备结合的工业记录设备中。液体排出头还可以应用于药物和类似物的排出。
通过使用液体排出头作为记录头，能够在诸如纸张、丝线、纤维、织物、皮革、金属、塑料、玻璃、木材和陶瓷的多种记录介质上执行记录。
以下使用喷墨记录头(记录头)作为液体排出头的示例来说明本发明。
图3A和3B是透视图，示出作为本发明实施例的喷墨记录头的结构。图3A示出组装了的记录头，并且图3B示出拆卸了的记录头。
如图3A和3B中的每个视图中所示，记录头101包括主体单元111、支撑构件121、排出元件基板131和印制线路基板135。在主体单元111中，一体地形成有墨供给构件116、作为用于保持墨的保持构件的墨罐和支撑构件121。排出元件基板131具有用于排出墨的墨排出口，并且布置在印制线路基板135的排出元件基板壳体单元136中。墨供给构件116不是必须与墨罐一体地形成。
印制线路基板135将排出元件基板131和端子单元137电连接起来，并且从端子单元137供给驱动控制信号组到排出元件基板131。例如，TAB(带式自动焊接)可以适用于印制线路基板135与排出元件基板131之间的连接。
图2A和2B是支撑构件121的透视图。支撑构件121具有：与墨供给通道连通的开口123；和连结面122，排出元件基板连结到所述连结面122。在此举例说明其中如图2A中所示提供多个开口123的情况和其中如图2B中所示提供一个开口的情况。可以适当地设定开口123的尺寸。
图1A和1B是示出沿着图3A中的线1A(1B)-1A(1B)得到的作为本发明的第一实施例的记录头的一部分的示意性剖视图。
首先，如图1A中所示，支撑构件121布置在形成墨供给通道112的墨供给构件116的凹陷部113中。支撑构件121定位成使得支撑构件121的开口123与墨供给通道112相对应。墨供给通道112通过墨供给构件116的中间壁115分隔。在该实施例中，说明具有三个墨供给通道112的结构的喷墨记录头，所述三个墨供给通道112允许供给不同类型的墨。应注意，支撑构件121不是必须布置在作为墨供给构件116的中空区域的凹陷部113中。支撑构件121可以布置在墨供给构件116的没有凹陷部的区域中，如图6和7中所示。
图1B示出将支撑构件121和排出元件基板131粘结在一起的结构。连接到印制线路基板135的排出元件基板131放置在主体单元111的凹陷部113中，以便使支撑构件121的开口123与排出元件基板131的墨供给口开口132相对应。这样产生其中墨供给通道112、开口123和墨供给口开口132彼此直接连通的结构。在这种结构中，驱动控制信号通过印制线路基板135供给到作为能量产生元件的加热器(未示出)，所述加热器设置在排出元件基板131的上表面上并且产生用于排出液体的能量。这使得每个加热器都产生热。此时，加热通过墨供给通道112引入到排出元件基板131的墨供给口开口132中的墨并且该墨由于膜态沸腾现象而形成气泡，并且随着气泡膨胀，墨从墨排出口133朝向记录介质的记录面排出。
这里，甚至当排出元件基板131由于每个加热器(未示出)的热而膨胀时，因为支撑构件121具有与排出元件基板131相似的线性膨胀系数，所以也可以抑制变形。
此外，排出元件基板131的连结面134通过粘合剂141粘结到支撑构件121的连结面122。这里，支撑构件121的连结面122的平面度可优选地不大于20μm。这种平面度允许使用用于作为简单的粘合剂涂覆方法的丝网印刷术，以便使排出元件基板可以通过将排出元件基板131压靠在连结面122上而准确地连结，从而遵循连结面122的平面度。这防止了在排出期间墨冲击准确度的损失。粘合剂141期望地具有较低的粘度和较低的固化温度，在较短的时间内固化，在固化之后呈现出较高的硬度，并且也抵抗墨的侵蚀。
图9A通过与图1A和1B中相同的剖视图示出其中使用图2B中所示的支撑构件的实施例。在该实施例中，支撑构件121设置成使得一个开口123与多个墨供给通道112相对应，即，多个墨供给通道112形成在与开口123相对应的主体单元111的区域中。因此，支撑构件121嵌入除了中间壁115以外的、围绕墨供给通道112的主体单元111的区域中。因而，支撑构件121与主体单元111一体地模制，而不接触墨供给通道112中的墨。
连接到印制线路基板135的排出元件基板131放置在主体单元111的凹陷部113中，以便使主体单元111的墨供给通道112与排出元件基板131的墨供给开132相对应。排出元件基板131的连结面134通过粘合剂141粘结到支撑构件121的连结面122。在中间壁115中，由于在该区域中没有形成支撑构件121，所以排出元件基板131和主体单元111通过粘合剂141彼此粘结。
图9B示出其中使用图2B中所示的支撑构件的另一个实施例。
在图9B中，在除了中间壁115以外的、围绕墨供给通道112的主体单元111的区域中，支撑构件121与主体单元111一体地形成。这里，支撑构件121设置成使得一个开口123与多个墨供给通道112相对应，即，主体单元111的多个墨供给通道112形成在开口123的内侧。
以下参照图4说明排出元件基板131的示例。图4是示出排出元件基板131的示例的示意图。在该实施例中，排出元件基板131的宽度尺寸是2mm至3mm，其长度尺寸(沿着排出口方向的尺寸)是25mm至35mm，并且其厚度尺寸是0.5mm至0.8mm。排出元件基板包括：基板H1110，其具有产生用于排出液体的能量的能量产生元件H1103；和排出口H1107，其用于排出墨。在基板H1110中设置有墨供给口H1102，所述墨供给口H1102具有与支撑构件121的开口123连通的墨供给口开口132。此外，在Si基板上布置有电极单元H1104，所述电极单元H1104具有电连接到能量产生元件H1103的凸起H1105，并且电极单元H1104连接到印制线路基板135。另外，墨流动通道壁H1106形成流动通道H1101，所述流动通道H1101在供给口H1102与排出口H1107之间连通。
在本发明中，支撑构件121可优选地由聚合物合金形成。尤其期望地是墨供给构件116由第一树脂形成，并且支撑构件121包含聚合物合金，所述聚合物合金是第一树脂和与第一树脂不同的第二树脂的混合物。
形成墨供给构件116的第一树脂的示例是改性的PPE(聚苯醚)、PS(聚苯乙烯)、HIPS(耐冲击性聚苯乙烯)和PET。考虑到润湿性、模制时的尺寸稳定性和刚度，则改性的PPE(聚苯醚)是优选的。改性的PPE树脂(改性的聚苯醚树脂)也可适用于将墨供给构件116和墨罐一体地模制的情况。虽然供给构件也可以包含第二树脂，但是也有供给构件优选地不包含第二树脂的情况。例如，依据需要作为第二树脂的树脂材料，会难以准确地模制供给构件的复杂部件。
另一方面，除了润湿性以外，形成支撑构件112的树脂需要具有耐受从排出元件基板产生的热的耐热性。既然如此，该树脂可以包括聚苯乙烯、PPS(聚苯硫醚)、丙烯酸树脂、HIPS(耐冲击性聚苯乙烯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、尼龙、PSF(聚砜)和类似物。尤其，PPS树脂(聚苯硫醚树脂)是适当的，这是由于甚至当包含能够减少线性膨胀系数的大量填充物时，PPS树脂也可以容易地模制。优选的是使用这种材料作为第二树脂，并且由第二树脂和对于墨供给构件116具有高度亲合力的材料的合金形成支撑构件121。尤其优选的是使用与形成墨供给构件的第一树脂相同的树脂和第二树脂的聚合物合金来形成支撑构件。在该情况下，支撑构件可优选地包含大量第一树脂。作为可替代方案，可以使用第一树脂和诸如镁的金属的合金。
结果，可以与墨供给构件一体地获得用作用于保持基板的支撑件且对于墨供给构件也具有高度亲和力的支撑构件。尤其，优选的是通过使用用于支撑构件的PPS和改性的PPE的聚合物合金和用于墨供给构件的改性的PPE而一体地模制墨供给构件和支撑构件。
这里，支撑构件还可以包含第三树脂以用于增强用于墨供给构件的亲和力，第三树脂例如是与环氧化合物共聚合的聚乙烯共聚物。
用填充物填充支撑构件能够使线性膨胀系数降低。使树脂的线性膨胀系数降低的材料可用作填充物，所述材料例如是诸如玻璃填充物、碳填充料、球形硅石、球形氧化铝、云母和滑石的无机填充物。当用填充物填充时，在表面平面度方面和也在防止各向异性的膨胀系数方面，优选的是使用由球形颗粒构成的球形填充物。另外，填充物的颗粒直径优选的是较小的。典型地用于液体排出头的排出元件基板((硅基板)+(树脂流动通道))的线性膨胀系数是3ppm。为了接近该线性膨胀系数，较高的填充物含量是优选的。期望的是结合作为填充物的、具有不同的颗粒直径的两种或者更多种类型的填充物，以便重复地执行用较小的颗粒填充较大的颗粒的空隙以减小空隙度并且由此增加填充系数。例如，当使用按重量计算75％至85％的具有30μm的平均颗粒直径的球形填充物和按重量计算15％至25％的具有6μm的平均颗粒直径的球形填充物时，可以获得高密度的填充。通过包含按重量计算与支撑构件成80％比例的填充物，可以充分地减小支撑构件的线性膨胀系数，并且可以充分地减少支撑构件在线性膨胀系数方面与排出元件基板的差异。在包含按重量计算与支撑构件成80％比例的填充物的情况下，通过使用在支撑构件中按重量计算不小于3.8％比例的PPS，并且优选地使用按重量计算与填充物成不小于5％比例的PPS，支撑构件可以在模制期间呈现出极高的流动性。
关于记录头制造方法，以下说明形成支撑构件121的示例方法。在支撑构件121的制造方法中，首先，支撑构件材料被揉捏并且制成粒状。当这样做时，在支撑构件原材料包含按质量计算不小于75％的填充物的情况下，可优选地使用能够在高温下施加较强剪切力的揉捏装置。例如，当使用开口辊连续挤压机“Kneadex”(商品名称，由三井矿业有限公司所生产)时，通过将支撑构件原材料供给到该装置，能够连续地执行从揉捏到制粒过程。
接下来，球粒被倾注到使用成型机的预定形状的模具中，并且支撑构件通过注射模制而制造。此时，在支撑构件材料具有较高的填充物含量和较低的流动性的情况下，采用能够以高速倾注支撑构件材料的高速、高压的成型机。虽然普通的成型机的注射速度是大约500mm/s，但是可以借助高速、高压的成型机获得1500mm/s到2000mm/s的注射速度。作为模制条件，不小于1000mm/s的注射速度和不低于300Mpa的注射压力是优选的，以便增强填充性能。
模制时的模具温度是在大于等于(Tg-30)℃到小于等于Tg℃的范围内，其中Tg是上述的热塑性树脂的玻璃化温度。通过将模具温度设定在该温度范围内，可以抑制在模具释放时出现的支撑构件121的变形，并且可以确保树脂的流动性和粘附性。由于可以改善记录元件基板131的连结面134的平面度，所以这也是优选的。
此外，期望地是，从当支撑构件材料的注射结束时开始到当模制的支撑构件从模具去除时为止的时间段(以下称为冷却时间)被设定成不少于60秒，并且去除时的模具温度被设定在从大于等于(Tg-30)℃到小于等于Tg℃的范围内。应注意，Tg是上述的热塑性树脂的玻璃化温度Tg(℃)。通过将冷却时间设定成不少于60秒，可以抑制在模具释放时出现的支撑构件121的变形，并且可以使支撑构件121的平面度不大于20μm。作为示例，依据改性的PPE中的PPE和PS的比率，改性的PPE的Tg是大约110℃，所述改性的PPE是可用于本发明的热塑性树脂的PPE和PS的聚合物合金。
如图5A中所示，在其中支撑构件121被放置并且固定在主体单元111的模具中的状态中，注射模制用于形成墨供给构件116和主体单元111的材料。当这样做时，墨供给构件116和支撑构件121的连结面被熔合在一起，产生图5B中所示的状态。这是通常称为嵌件模制的一体模制方法，并且能够将支撑构件121固定地连结到主体单元111。这里，与支撑构件121的连结面122相对应的、用于嵌件模制的模具的模具表面可优选地具有不大于5μm的平面度。
可以根据其它的模制方法形成支撑构件121和墨供给构件。以下说明一个示例。图6是示出作为本发明的实施例的记录头的一个部分的示意图，并且图7是沿着线7-7得到的剖视图。由第一树脂和第二树脂的混合材料制成的支撑构件121被连结到由第一树脂制成的墨供给构件116和主体单元111。图8A至8D示出模制程序。在图8A中，使用第一模具151和第二模具152注射模制第一树脂，以形成墨供给构件116和主体单元111。接下来，如图8B中所示去除第二模具152。此时，墨供给构件116和主体单元111处在固定到第一模具151的状态中。另外，如图8C中所示，固定有墨供给构件116和主体单元111的第一模具151连结有用于形成支撑构件121的第三模具153，并且通过注射第一树脂和第二树脂的混合材料而执行注射模制。当这样做时，墨供给构件116和支撑构件121的连结面熔合在一起。此时，如图8D中所示，去除第三模具153，并且取出模制的物体。这是通常称为两色模制的一体模制方法，并且具有在支撑构件121和墨供给构件116以及主体单元111之间容易获得相对的尺寸准确度的优点。也在这种情况下，可以根据需要施加上述优选的支撑构件的模制条件，例如支撑构件注射时的模具温度。
以下从热学的观点进一步说明支撑构件。
将排出元件基板制得较长有助于提高记录速度。当扫描液体排出头以在记录设备中执行记录时，期望地是减少扫描的次数，以便提高记录速度。鉴于此，经常使用大约25mm到40mm的排出元件基板。难以制造极长的排出元件基板。
以下说明支撑构件的热容量。热容量表示将物体的温度升高1℃所需要的热量。当排出元件基板是大约25mm到40mm时，支撑构件的热容量优选地是2.5J/K至3.9J/K。随着排出元件基板越长，通过施加电脉冲以驱动能量产生元件所产生的热能的总量增加。既然如此，如果承载排出元件基板的支撑构件具有适当的热容量，则热能可以从排出元件基板传递到支撑构件。这样抑制了排出元件基板中的热积聚，并且有助于稳定的排出。另一方面，就制造而言，例如在注射模制支撑构件的情况下，热容量优选地不大于3.9J/K，以便防止增加冷却时间。当热容量不大于3.9J/K时，注射模制之后的冷却时间是大约30秒。因而，可以利用注射模制的优点获得便宜的且简单的制造。
另外，支撑构件的平面度可优选地不大于20μm。该平面度允许水平地支撑长排出元件基板，并且有助于良好的排出。
此外，除了建立起适当的热容量之外，热导率期望地是0.5W/(m·K)至1.5W/(m·K)。当热导率不小于0.5W/(m·K)时，热能到支撑构件的传递可以更加平稳。另外，能够抑制在例如嵌件模制中预期出现的有害效应。在嵌件模制中，有这样的情况，即，当注射以形成墨供给构件的材料接触已经插入的支撑构件时，如果支撑构件具有较高的热导率，则墨供给构件的材料迅速地损失热并且单独地冷却成固体。因此，当通过嵌件模制连结支撑构件和墨供给构件时，尤其优选的是支撑构件的热导率不大于1.5W/(m·K)。
以下示出示例，以便详细地说明本发明。
(示例1)
通过以下方式制造与墨供给构件成一体的支撑构件。
首先，如下制造支撑构件121。PPS(由Tosoh公司所生产；SUSTEEL B-060P)、改性的PPE(由SABIC公司所生产；SE1-X)和具有30μm的平均颗粒直径的球形硅石(由MICRON有限公司所生产)在280℃至290℃的树脂温度下以8/2/90的重量比揉捏以生产球粒。在1500mm/s的注射速度、343MPa的注射压力、320℃的树脂温度、100℃的模具温度以及60秒的冷却时间的条件下在支撑构件121的模具中模制该材料。结果，获得如图2A中所示的支撑构件。
接下来，所获得的支撑构件121被预先插入主体单元111和墨供给单元116的模具中，并且改性的PPE(由SABIC公司所生产；SE1-X)树脂被倾注到模具中以执行嵌件模制。主体单元111的模制条件是70mm/s的注射速度、65MPa的注射压力、320℃的树脂温度以及100℃的模具温度。支撑构件是13mm长、9mm宽和1mm厚，并且在其中心处具有9.5mm长和0.5mm宽的三个开口。
结果，获得将支撑构件121、墨供给单元116和主体单元模制成一体的模制物体。
此后，制备具有Si基板的排出元件基板，所述Si基板设有流体通道形成构件和树脂的排出口，并且与排出口表面相对的排出元件基板的Si表面通过粘合剂被粘结到模制的物体的支撑构件121。注意，排出元件基板具有4.3mm的宽度、11.7mm的长度和0.65mm的厚度。
这样，获得了记录头。
(示例2)
除了作为支撑构件121的材料的PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到9.6/6.4/84以外，以相同的方式制造记录头。
(示例3)
除了PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到16/4/80以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(示例4)
除了PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到12/8/80以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(示例5)
除了PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到10/10/80以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(示例6)
除了PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到8/12/80以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(示例7)
除了PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到4/16/80以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(示例8)
除了PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到3/17/80以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(示例9)
除了PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到2.5/22.5/75以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(示例10)
除了聚合物合金PPS(由Tosoh公司所生产；SUSTEEL 301-066)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)以20/80的重量比揉捏以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(示例11)
除了PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到6/24/70以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(示例12)
首先，改性的PPE(由SABIC公司所生产；SE1-X)树脂在70mm/s的注射速度、65MPa的注射压力、320℃的树脂温度以及100℃的模具温度的条件下倾注以模制主体单元111。
接下来，PPS(由Tosoh公司所生产；SUSTEEL B-060P)、改性的PPE(由SABIC公司所生产；SE1-X)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)在280℃至290℃的树脂温度下以8/2/90的重量比揉捏以生产球粒。在1500mm/s的注射速度、343MPa的注射压力、320℃的树脂温度、100℃的模具温度以及60秒的冷却时间的条件下在主体单元111留在模具中的状态中提供该材料以模制支撑构件121。
结果，获得将支撑构件121、墨供给构件116和主体单元制成一体的模制物体。随后，以与示例1相同的方式制造了记录头。
(示例13)
首先，以与示例6相同的方式制造支撑构件。以下说明与示例6的不同之处。支撑构件的安装有排出元件基板的表面具有34mm×4mm的平面，并且具有渐缩的开口，所述渐缩的开口在排出元件基板侧上是28.5mm×1mm并且在供给构件侧上是30mm×1mm。当用激光三维测量机器测量时平面度是9μm。另外，支撑构件的厚度是4mm，质量是8g，密度是1.88g/cm3并且热容量是3.5J/K。在制造支撑构件之前的球粒的热导率和比热分别测量为0.8W/(m·K)和0.817J/(K·g)。应注意，根据JIS K 7123通过DSC方法测量比热[J/(K·g)]。根据以下公式：((热容量[J/K])＝(比热[J/(K·g)])×(质量[g]))，从较早测量的比热[J/(K·g)]和通过电子天平所测量的支撑构件的质量[g]的乘积而计算热容量[J/K]。同时，通过激光闪光方法测量热导率[W/(m·K)]。
另外，除了以下与示例6的不同之处以外，以与示例6相同的方式制造记录头。连结到支撑构件的排出元件基板的宽度是1.2mm，长度是33mm，并且厚度是0.7mm。另外，排出元件基板具有能够排出30pl的600个喷嘴。
(示例14)
除了安装的排出元件基板的宽度是1.2mm，长度是25mm，并且厚度是0.7mm以外，以与示例13相同的方式制造记录头。
(示例15)
除了安装的排出元件基板的宽度是1.2mm，长度是40mm，并且厚度是0.7mm以外，以与示例13相同的方式制造记录头。
(示例16)
除了支撑构件的厚度是4.5mm以外，以与示例13相同的方式制造记录头。支撑构件的平面度测量为12μm，并且支撑构件的热容量测量为3.9J/K。
(示例17)
除了PPS、改性的PPE和球形硅石的重量比改变到20/30/50以外，以与示例6相同的方式制造支撑构件。球粒的热导率是0.5W/(m·K)，支撑构件的平面度是20μm，并且支撑构件的热容量是2.5J/K。
另外，以与示例13相同的方式制造了记录头。
(示例18)
以下说明与示例13的不同之处。作为支撑构件的材料，PPS、改性的PPE和具有30μm的平均颗粒直径的球形氧化铝(由MICRON有限公司所生产)以8/12/80的质量比揉捏。支撑构件的厚度设定为2.5mm。除此之外，以与示例13相同的方式制造记录头。
(比较示例1)
除了PPS(由Tosoh公司所生产)、改性的PPE(由SABIC公司所生产)和球形硅石(由MICRON有限公司所生产)的重量比改变到20/0/80以外，以与示例1相同的方式制造记录头。
(比较示例2)
PPS(由Idemitsu有限公司所生产，NAC-117)用于支撑构件121，并且在1500mm/s的注射速度、343MPa的注射压力、350℃的树脂温度、80℃的模具温度以及冷却直到模具温度为50℃的冷却时间的模制条件下在支撑构件121的模具中模制。应注意，用于支撑构件的材料包含纤维填料作为填充物。主体单元111的模制条件与示例1相同。
(示例19)
除了支撑构件的厚度改变到2.5mm以外，以与示例13相同的方式制造记录头。支撑构件的平面度是8μm，并且支撑构件的热容量是2.2J/K。
<测试>
在使示例和比较示例的多个记录头经受以下温度循环之后，观察排出元件基板及其附近。通过填充用于更大的可见度的黄色墨并且注意基板与支撑构件之间的连结以及支撑构件与供给构件之间的剥离来实施附近的观察。当与测试(1)比较时，测试(2)包括剧烈的温度变化，并且因此可以看作是在恶劣条件下的测试。
(测试(1)：高/低温循环测试)
在执行以下处理10次之后观察记录头：2小时室温(25℃)→2小时低温(-30℃)→2小时室温(25℃)→2小时高温(60℃)。
(测试(2)：高/低温度冲击测试)
在执行以下处理10次之后观察记录头：2小时高温(60℃)→2小时低温(-30℃)。
(测试(3)：材料流动测试)
在记录头留在温度为60℃并且湿度为20％的环境中360小时之后观察记录头。在该测试中，已经经历上述的温度和湿度的记录头被安装在记录设备中并且提供多种彩色墨以记录图像。
<评定>
表1示出观察用于示例和比较示例的排出元件基板的结果。
<评定标准>
(基板与支撑构件之间)
A：排出元件基板与支撑构件之间没有剥离。另外，排出元件基板没有翘曲。
B：排出元件基板与支撑构件之间没有剥离。虽然排出元件基板已经在极少情况下翘曲，但是翘曲较小并且不影响排出。
C：排出元件基板与支撑构件之间没有剥离。在某些情况下，排出元件基板已经翘曲到影响当排出非常小的液滴时的程度。
D：在排出元件基板的一部分中看到诸如破裂的破坏，或者排出元件基板从支撑构件剥离开。
(支撑构件与供给构件之间)
A：支撑构件与供给构件之间没有剥离。
B：在极少情况下支撑构件与供给构件之间有较小的剥离。
D：支撑构件与供给构件之间有频繁的剥离。
(流动性)
A：可以从初始的模制开始连续地模制具有极好的模制准确度的支撑构件。
B：在某些次模制之后，可以连续地模制具有极好的模制准确度的支撑构件。
-：未评定
表1
Figure BPA00001256396500171
表1证明以下内容。
在测试(1)中在基板与支撑构件之间的评定中，在所有示例中获得极好的结果。在更严格的测试(2)中在基板与支撑构件之间的评定中，在示例1至8以及11和12中获得极优秀的结果，在所述示例1至8以及11和12中支撑构件中的填充物含量按重量计算不小于80％。从这些结果可知，可以理解，尤其当支撑构件中的填充物含量按重量计算不小于80％时，抑制了基板与支撑构件之间的剥离。这可以归因于支撑构件的线性膨胀系数更接近于基板的线性膨胀系数。
此外，在支撑构件与供给构件之间的评定中，在测试(1)中的所有示例中获得极好的结果。另一方面，在比较示例的记录头中在支撑构件与供给构件之间出现剥离。在比测试(1)更严格的测试(2)中，示例5至9以及11至12与其它示例不同。在示例5至9以及11至12中获得比其它示例更好的结果。从这些结果可知，可以理解，尤其优选的是作为用于形成墨供给构件的材料的改性的PPE在除了填充物以外的支撑构件的树脂成分中按重量计算不小于50％的比例(示例5至9以及11至12)。也就是说，聚苯醚的重量优选地不小于聚苯硫醚的重量。
此外，在模制期间的支撑构件的流动性方面，当支撑构件中的填充物按重量计算不小于80％时，优选的是使用按重量计算与填充物成不小于5％比例的PPS。这是因为流动性评定在示例1至7中比示例8和9中更好，在所述示例1至7中包含在支撑构件中的PPS以按重量计算与填充物成不小于5％的比例，在所述示例8和9中包含在支撑构件中的PPS以按重量计算与填充物成不大于5％的比例。这些结果指示，在除了填充物以外的树脂成分中，PPS的量影响流动性并且PPE的量影响支撑构件与供给构件之间的亲合力。
示例5至7示出在测试(1)至(3)中在基板与支撑构件之间以及在支撑构件与供给构件之间的所有评定中极好的结果。由此可以理解，尤其优选的是支撑构件中的填充物含量按重量计算不小于80％，包含有以与填充物成不小于5％比例的PPS，并且在除了填充物以外的树脂成分中的改性的PPE的比例按重量计算不小于50％。
在测试(3)中的排出结果中，在所有示例的记录头中，在没有直线或者不匀性的情况下获得良好的记录的图像。另一方面，在比较示例的记录头中出现图像失真。这可以归因于由于支撑构件与供给构件之间剥离而导致不同颜色的墨混合在一起。
(温度升高评定)
根据示例13至19的记录头中的每个都安装在记录设备中，并且当以5000Hz的排出频率连续地排出墨30秒时，通过二极管传感器测量排出元件基板的温度并且进行评定。表2示出结果。
A：低于50.1℃
B：不低于50.1℃
表2
Figure BPA00001256396500191
根据该表，由于示例13与示例16之间的厚度不同，示例13与示例16之间的热容量不同。当将示例13至18与示例19比较时，通过将支撑构件的热容量设定成不小于2.5J/K，当借助25mm或者更长的长排出元件基板连续地执行排出时，温度升高可以限制到不高于47℃的较低的温度。
虽然已经参照示例性实施例说明本发明，但应理解本发明不受所公开的示例性实施例限制。以下权利要求的范围将与最广泛的解释一致，从而包含所有这些修改和等同结构以及功能。
该申请享有2008年5月22日提交的日本专利申请号2008-134315、2008年6月30日提交的日本专利申请号2008-170441、2009年3月17日提交的日本专利申请号2009-064299和2009年3月26日提交的日本专利申请号2009-076767的优先权，这些申请的全部内容由此通过参考包含于此。

Claims (19)

1.一种液体排出头，其包括：
排出元件基板，所述排出元件基板包括设有能量产生元件的基板，所述能量产生元件产生用于排出液体的能量；
供给构件，所述供给构件由包含第一树脂的材料形成，并且所述供给构件具有用于将所述液体供给到所述排出元件基板的供给通道；和
支撑构件，所述支撑构件由包含第二树脂和所述第一树脂的混合物的材料形成，所述第二树脂具有与所述第一树脂不同的结构式，并且所述支撑构件被模制在所述供给构件与所述排出元件基板之间，从而与所述供给构件形成一体。
2.根据权利要求1所述的液体排出头，其中，所述支撑构件包含填充物。
3.根据权利要求1所述的液体排出头，其中，所述第二树脂是聚苯硫醚树脂。
4.根据权利要求1所述的液体排出头，其中，所述第一树脂是改性的聚苯醚树脂。
5.根据权利要求1所述的液体排出头，其中，所述第一树脂是改性的聚苯醚树脂，
其中，所述第二树脂是聚苯硫醚树脂，并且
其中，在所述支撑构件中，所述改性的聚苯醚树脂的重量不小于所述聚苯硫醚树脂的重量。
6.根据权利要求3所述的液体排出头，其中，所述支撑构件包含按重量计算与所述支撑构件成不小于80％比例的填充物，并且
其中，包含在所述支撑构件中的所述聚苯硫醚树脂按重量计算与所述填充物成不小于5％的比例。
7.根据权利要求1所述的液体排出头，其中，所述支撑构件的热容量是在大于等于2.5J/K至小于等于3.9J/K的范围内。
8.根据权利要求1所述的液体排出头，其中，所述支撑构件的面对所述排出元件基板的表面的平面度不大于20μm。
9.一种液体排出头的制造方法，所述液体排出头包括：排出元件基板，所述排出元件基板包括设有能量产生元件的基板，所述能量产生元件产生用于排出液体的能量；供给构件，所述供给构件具有用于将所述液体供给到所述排出元件基板的供给通道；和支撑构件，所述支撑构件布置在所述供给构件与所述排出元件基板之间，所述制造方法包括：
使用第一模具和第二模具由第一树脂形成所述供给构件；
在将所述供给构件留在所述第一模具中的同时，去除所述第二模具；
将所述第一模具和第三模具连结在一起；以及
通过在所述第一模具和所述第三模具之间注射模制混合物而将所述供给构件和所述支撑构件一体地模制，所述混合物是用于形成所述支撑构件的材料，并且包含所述第一树脂和与所述第一树脂不同的第二树脂。
10.一种液体排出头的制造方法，所述液体排出头包括：排出元件基板，所述排出元件基板包括设有能量产生元件的基板，所述能量产生元件产生用于排出液体的能量；供给构件，所述供给构件具有用于将所述液体供给到所述排出元件基板的供给通道；和支撑构件，所述支撑构件布置在所述供给构件与所述排出元件基板之间，所述制造方法包括：
将所述支撑构件固定在模具中，所述支撑构件由包含第一树脂和与所述第一树脂不同的第二树脂的混合物形成；以及
通过将用于形成所述供给构件的所述第一树脂添加到所述模具中而将所述供给构件和所述支撑构件一体地模制。
11.根据权利要求8所述的液体排出头，其中，所述支撑构件包含填充物。
12.根据权利要求8所述的液体排出头，其中，所述第二树脂是聚苯硫醚树脂。
13.根据权利要求8所述的液体排出头，其中，所述第一树脂是改性的聚苯醚树脂。
14.根据权利要求8所述的液体排出头，其中，所述第一树脂是改性的聚苯醚树脂，
其中，所述第二树脂是聚苯硫醚树脂，并且
其中，在所述支撑构件中，所述改性的聚苯醚树脂的重量不小于所述聚苯硫醚树脂的重量。
15.根据权利要求12所述的液体排出头，其中，所述支撑构件包含按重量计算与所述支撑构件成不小于80％比例的填充物，并且
其中，包含在所述支撑构件中的所述聚苯硫醚树脂以按重量计算与所述填充物成不小于5％的比例。
16.根据权利要求10所述的制造方法，其中，通过将所述混合物注射到所述模具中而模制所述支撑构件，并且
其中，所述模制期间的模具温度是在从大于等于(Tg-30)℃到小于等于Tg℃的范围内，其中Tg是所述混合物的玻璃化温度。
17.一种液体排出头，其包括：
排出元件基板，所述排出元件基板包括设有能量产生元件的基板，所述能量产生元件产生用于排出液体的能量；
供给构件，所述供给构件由包含第一树脂的材料形成，并且所述供给构件具有用于将所述液体供给到所述排出元件基板的供给通道；和
支撑构件，所述支撑构件包含混合物，所述混合物包含第二树脂和第三树脂，所述支撑构件被模制在所述供给构件与所述排出元件基板之间，从而与所述供给构件成一体，所述第二树脂具有与所述第一树脂不同的结构式，所述第三树脂具有与所述第一树脂和所述第二树脂中的每个都不同的结构式。
18.根据权利要求17所述的液体排出头，其中，所述第一树脂是改性的聚苯醚树脂，
其中，所述第二树脂是聚苯硫醚树脂，并且
其中，所述第三树脂是与环氧化合物共聚合的聚乙烯共聚物。
19.一种液体排出头，其包括：
排出元件基板，所述排出元件基板包括设有能量产生元件的基板，所述能量产生元件产生用于排出液体的能量；
供给构件，所述供给构件由包含第一树脂的材料形成，并且所述供给构件具有用于将所述液体供给到所述排出元件基板的供给通道；和
支撑构件，所述支撑构件包含混合物，所述混合物包含第一树脂和与所述第一树脂不同的第二树脂，并且所述支撑构件布置在所述供给构件与所述排出元件基板之间。
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