CN102139567A - 液体喷射记录头和制造液体喷射记录头的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液体喷射记录头和制造液体喷射记录头的方法。一种记录头包括：衬底，其第一表面具有产生用来喷射液体的能量的元件；第一部分，其支撑该衬底的第二表面；布线部件，其具有连接到在该衬底中设置的多个电极焊盘的多个电极引线；第二部分，其支撑该布线部件；以及密封剂，其密封包括该电极焊盘和该电极引线之间的连接部的部分。由该衬底、第二部分和该电极引线围绕的区域被设置有在从第二表面向第一表面延伸的方向上高度增大的上升部分，该上升部分的高度在该电极引线的排列方向上从该区域的第一末端向第二末端增大。

Description

液体喷射记录头和制造液体喷射记录头的方法

技术领域

本发明涉及通过向记录介质喷射液体来执行记录操作的液体喷射记录头并且涉及制造该液体喷射记录头的方法。

背景技术

一般，通过将记录元件衬底与电气布线部件结合到支撑单元上来制造液体喷射记录头，所述记录元件衬底包括墨室(ink chamber)和用于喷射液体的能量产生元件，所述电气布线部件用于将记录元件衬底电连接到液体喷射记录装置。从电气布线部件延伸的多个电极引线电接合到记录元件衬底，并且通过使用由密封材料组成的密封剂来密封该接合部。

在现有技术的配置中，使用不同种类的密封剂来密封电极引线的上侧和下侧。对于下侧，涂敷(apply)在被固化时具有弹性并且还具有相对高的流动性的第一密封剂，以使得第一密封剂可以容易地流入电极引线的下侧处的狭窄的间隙中。对于用作记录元件衬底和电气布线部件之间的电连接部的电极引线的上侧，涂敷在被固化时具有强的粘着力并且保持刚性的形状的第二密封剂。通过涂敷这样的密封剂，可以保护电极引线和电连接部不受诸如擦拭力(wiping force)的外力影响。

在这样的配置中，将记录元件衬底和电气布线部件结合到支撑单元，并且使第一密封剂流入支撑单元和记录元件衬底的侧面之间的区域中。第一密封剂覆盖电极引线的下侧。随后，在第一密封剂和电极引线的上表面之上涂敷第二密封剂从而覆盖电极引线。日本专利公开No.2006-167972公开了一种使用这两种密封剂的液体喷射记录头。

在现有技术的方法中，用这样的方式使用两种密封剂来覆盖电极引线的上表面和下表面。用于实现简化的过程和降低的成本以及减轻施加在记录元件衬底上的应力的一种方法包括除去涂敷在记录元件衬底周围的密封剂(即，第一密封剂)。期望除去涂敷在记录元件衬底周围的密封剂来实现减轻施加在记录元件衬底上的应力的益处。如上所述，第二密封剂要具有在被固化时第二密封剂可以维持它的形状并且处于牢固的状态的特性，以便保护电极引线和记录元件衬底之间的连接部免受外力影响。由于第二密封剂具有极低的流动性，因此如果在不涂敷第一密封剂的情况下从电极引线的上表面上方涂敷第二密封剂，则第二密封剂将难以通过电极引线之间向下流动并到达电极引线的下侧，导致电极引线的部分暴露的状态。暴露的电极引线与空气或墨接触有时会有不利影响。

如果假设使用具有低粘度的密封剂，则密封剂可能会流到电极引线的下表面。但是，这可能不是优选的，因为当在高温下执行密封剂的固化过程期间它们的粘度降低时，密封剂可能会溢出，导致电极引线暴露。

发明内容

本发明提供了一种记录头，其包括：衬底，其第一表面被设置有产生用来喷射液体的能量的元件；第一部分，其支撑作为第一表面的下侧面的第二表面；布线部件，其具有连接到在所述衬底中设置的多个电极焊盘的多个电极引线；第二部分，其支撑所述布线部件；以及密封剂，其密封包括在所述电极焊盘和所述电极引线之间的连接部的部分。由所述衬底、第二部分和所述电极引线围绕的区域被设置有在从第二表面向第一表面延伸的方向上的高度增大的上升部分，所述上升部分的高度在排列所述电极引线的排列方向上从所述区域的第一末端到第二末端增大。

根据下面参考附图对示例性实施例的描述，本发明的另外的特征将变得清晰。

附图说明

图1A和图1B示意性地示出了根据第一实施例的液体喷射记录头。

图2A-2C示意性地示出了根据第一实施例的密封剂涂敷方法，并且图2D示意性地示出了比较示例的密封剂涂敷方法。

图3示意性地示出了根据第一实施例的液体喷射记录头中的记录元件衬底及其周围区域。

图4示意性地示出了根据第一实施例的液体喷射记录头中的记录元件衬底及其周围区域。

图5A和图5B示意性地示出了根据第一实施例的液体喷射记录头中的记录元件衬底及其周围区域。

图6A和图6B示意性地示出了根据第二实施例的液体喷射记录头中的记录元件衬底及其周围区域。

图7A和图7B是根据本发明的液体喷射记录头的透视图。

图8示出了装载有根据本发明的液体喷射记录头的液体喷射记录装置。

具体实施方式

现在将参考附图描述本发明的实施例。图7A和图7B是用于说明适合应用本发明的液体喷射记录头的图。下面将参考这些附图描述每个组件。

1.液体喷射记录头

根据实施例的液体喷射记录头H1001使用产生热能的电热变换器作为产生用来喷射液体的能量的能量产生元件。此外，液体喷射记录头H1001是所谓的侧喷型(side-shooter)记录头，其中将电热变换器布置为面向喷射墨滴的喷嘴。

液体喷射记录头H1001被配置为喷射液体，在本实施例中具体地为喷射黄色、青色和品红色的墨。如图7B中的分解的透视图所示，液体喷射记录头H1001包括具有喷嘴和能量产生元件的记录元件衬底202、由柔性膜材料形成的电气布线部件H1301以及墨供应/保持部件H1501。尽管这里描述了用于喷射三种墨的配置，但是本发明不限于这样的配置，只要该配置在本发明的范围之内。

2.将液体喷射记录头装载到液体喷射记录装置中

如图7A和图7B所示，液体喷射记录头H1001包括装载引导器(guide)H1560，该装载引导器H1560用于将液体喷射记录头H1001引导到液体喷射记录装置的主装置体中的支架(carriage)的预定装载位置。此外，液体喷射记录头H1001还包括支架扫描方向挡块(stopper)H1570和墨喷射方向挡块H1590，作为用于将液体喷射记录头H1001定位到支架的预定装载位置的定位单元。通过使用上述的挡块定位液体喷射记录头H1001，使电气布线部件H1301上的外部信号输入端子H1302与支架内设置的电连接部中的接触管脚准确地电接触。

3.液体喷射记录装置

接下来将描述能够装载有如上所述的盒式液体喷射记录头的液体喷射记录装置。图8示出了能够装载有根据本发明的液体喷射记录头的记录装置的示例。

将图7A和图7B中的液体喷射记录头H1001以可更换的方式装载到图8中的记录装置的支架102中。支架102被设置有用于将驱动信号经由液体喷射记录头H1001上的外部信号输入端子发送到喷射部分的电连接部。

沿着在主装置体中设置的并且在主扫描方向上延伸的引导轴103以可往复的方式可引导地支撑支架102。主扫描马达104经由包括马达滑轮105、从动滑轮106和同步带(timing belt)107的驱动机构来驱动支架102并控制它的位置和移动。将液体喷射记录头H1001装载到支架102上，以使得喷嘴的排列方向垂直于支架102的扫描方向，并且通过经由这些喷嘴喷射墨来执行记录。

图1A和图1B是示意性地示出根据第一实施例的记录元件衬底202及其周围区域的放大图。图1B是沿着图1A中的线IB-IB截取的截面图。在液体喷射记录头H1001的墨供应/保持部件H1501中设置的支撑单元201被设置有用于在其中布置记录元件衬底202的凹部209。如图1A所示，在支撑单元201中的凹部209的底部(第一支撑部分)处支撑记录元件衬底202。在支撑单元201的上表面(第二支撑部分)处支撑电气布线部件203。在电气布线部件203中形成的多个电极引线206电连接到在记录元件衬底202中形成的多个电极焊盘215。

当凹部209的稳固保持记录元件衬底202的表面被定义为底面时，电极引线206下方的凹部209的底面被设置有倾斜部分214，该倾斜部分214具有在电极引线206的排列方向上在高度上逐渐增大的倾斜表面208。具体来说，在由记录元件衬底202、支撑单元201和多个电极引线206围绕的区域中设置倾斜部分214。在此围绕的区域中，本实施例中的倾斜部分214形成倾斜表面208，该倾斜表面208的高度在电极引线206的排列方向上从底面开始从所述区域的第一末端到第二末端增大。倾斜表面208的最低点位于所述区域的第一末端处并且在排列方向上在位于电极引线群的末端处的电极引线206的外侧。

倾斜表面208的最高点位于区域的第二末端处。具体来说，形成倾斜部分214以使得作为倾斜部分214的上表面的倾斜表面208和电极引线206之间的距离从第一末端向第二末端逐渐减小。由于要使用密封剂来密封此区域，因此位于所述区域的第二末端处的倾斜部分214的最高点的位置比电极引线206低。

图2A-2D示出了向记录元件衬底202和电气布线部件203之间的电连接部涂敷密封剂的制造过程。

如图2A所示，在与倾斜部分214的最低点附近对应的位置处设置用于涂敷密封剂的分配器(dispenser)针210。在使针210在此位置处保持静止的状态下，向倾斜部分214的最低点排出密封剂(第一涂敷步骤)。在本实施例中，出于如上所述的密封性的目的，这里使用的密封剂具有相对高的粘度。因此，排出的密封剂从排出位置向周围区域慢慢地散布。由于在本实施例中设置了上述的倾斜部分214，因此倾斜表面208和电极引线206之间的距离逐渐减小。这意味着形成倾斜部分214以使得涂敷密封剂的空间(体积)逐渐减小。因此，涂敷的密封剂逐渐散布，同时在高度方向上不溢出的情况下向上述区域的第二末端沿倾斜表面208上升。

如图2B所示，在针210处于固定位置的情况下，连续地涂敷密封剂直到密封剂到达位于第二末端处的电极引线206的下表面。因而，能够可靠地密封达到电极引线206的下表面的空间，从而防止或减少密封区域中不必要的空隙的形成。

如图2C所示，在将密封剂填充到位于第二末端处的电极引线206的下表面之后，针210开始从第一末端向第二末端移动。当开始此移动时，虽然针210在继续涂敷密封剂的同时开始移动以便缩短周期时间，但是可以在暂时停止涂敷密封剂之后开始移动针210并然后再次开始涂敷密封剂。针210在电极引线206的排列方向上以预定的速率移动，同时每个电极引线206和针尖之间的距离保持恒定。在必要时，涂敷的密封剂的量可以随针210的移动而逐渐增加，以使得尽可能平滑地将密封剂涂敷于电极引线206的上表面。由于电极引线206的上表面也可以可靠地用密封剂来覆盖，因此以这样的方式在将针210设置为静止持续预定的时间段时涂敷密封剂达到电极引线206的下表面并且随后在移动针210时涂敷密封剂可以是优选的。作为上述步骤的结果，多个电极引线206和多个电极焊盘215之间的电连接部能够可靠地被密封剂覆盖(第二涂敷步骤)。

现在将描述如图2D所示的不设置本发明的倾斜部分214的比较示例的密封剂涂敷过程。在图2D中的配置中，由于密封剂具有高粘度因而具有低的流动性，因此密封剂在到达远离涂敷开始位置的电极引线的下表面之前在高度方向上溢出。即使在密封剂在高度方向上溢出之前将针向第二末端移动，密封剂也难以通过多个电极引线之间向下流动，因为密封剂具有高粘度。因此，密封剂在不能够密封电极引线下面的空间的情况下溢出。

通过如本发明中那样地在密封区域中设置倾斜部分214从而从密封剂的涂敷开始位置向涂敷结束位置逐渐减小电极引线206下面的体积，具有高粘度的密封剂能够被填充到电极引线206下方。当在电极引线206上方涂敷密封剂时，由于密封剂已经填充到电极引线206的下表面和电极引线206之间，因此电极引线206的上表面处的密封剂和电极引线206的下表面处的密封剂可以成一体，而不会由于表面张力带入气泡。

倾斜部分214的倾斜表面208可以不必是如上所述的平滑的斜坡，并且可替代地可以具有在高度上逐渐增大的阶梯形状。但是，考虑到在涂敷密封剂时可能带入的气泡，阶梯应该尽可能小，并且倾斜表面208是没有任何阶梯的斜坡以便减少这样的气泡的形成。

此外，倾斜部分214的面向记录元件衬底202的侧面的侧壁和记录元件衬底202的侧面之间的间隙应该尽可能窄。当在高温下固化密封剂(例如，在100℃下持续一个小时)时，与密封剂在室温下时相比，软化的密封剂更容易变形。如果倾斜部分214的侧壁和记录元件衬底202的侧面之间的间隙较宽，则软化的密封剂倾向于变形成落入渐细的(tapered)侧面和记录元件衬底202之间的间隙中的形状。通过使此间隙变窄，能够减少密封剂的落入的变形。

如图3所示，可以在倾斜部分214的最低点附近形成壁部分212。此壁部分212的厚度小于倾斜表面208的在与电极引线206平行的方向上的宽度，并且定位壁部分212从而将倾斜部分214的最低点与支撑单元201中的凹部209的底面隔开。通过形成此壁部分212，基本上防止在倾斜部分214的最低点附近填充的密封剂流到电极引线206下方的空间之外。

用于实现记录头H1001的小型化的实施例如图4-5B所示。为了首先用密封剂填充电极引线206下方的空间，均在涂敷开始位置附近的电极引线206和支撑单元201的壁表面之间的距离L1要大于排出密封剂的针210的直径以及要从针210排出的密封剂的直径。另一方面，由于在涂敷结束位置处距离L1不是必要的，因此如图4所示，相对于支撑单元201的壁表面将记录元件衬底202偏向一侧地布置，使得满足关系L1＞L2。此配置的有用之处在于，可以减少液体喷射记录头H1001的宽度。此外，如图5A和图5B所示，使得针210被设置为静止处的并且涂敷密封剂的位置局部地比其它区域宽。因而，密封剂可以在密封过程的初始阶段可靠地落到密封区域，并且此外，可以减小液体喷射记录头H1001的尺寸。图5A示出了在相对于记录元件衬底202的对角位置处设置涂敷开始突出部213的配置。相对照地，图5B示出了分别挨着相对的电极引线206的组在相同侧上设置涂敷开始突出部213的配置。

图6A和图6B示出了本发明的第二实施例。在第一实施例中，将多个电极引线206布置在记录元件衬底202的四个外围边缘中的两个横向边缘处。相对照地，在本实施例中，将电极引线206布置在记录元件衬底202的两个纵向边缘处。在这种情况下，可以使用与第一实施例中的配置类似的配置。但是，如果密封区域很长，则以下实施例更适合。

图6A和图6B是在记录元件衬底202的每个纵向边缘处形成的电极引线206的区域的截面图。如这些图所示，在由电极引线206的下表面、记录元件衬底202的相应的纵向侧面以及支撑单元201围绕的区域中形成倾斜部分214。在这种情况下，倾斜部分214的最低点分别位于电极引线206的阵列的相对的末端处。倾斜部分214的高度从最低点到其中心逐渐增大。通过制备具有这样的配置的液体喷射记录头并且从倾斜部分214的最低点起执行密封过程，即使当密封区域较长时，也可以在密封剂不溢出的情况下稳定地密封电连接部。图6B示出了同时从电极引线206的阵列的相对的末端开始涂敷密封剂的示例。由于可以减少密封过程消耗的时间，因此可以使用此方法。可替代地，可以使用单个针在每个末端处分别执行密封过程。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将符合最宽的解释从而包含所有这种修改和等同的结构与功能。

Claims (12)

1.一种记录头，包括：

衬底，其第一表面被设置有产生用来喷射液体的能量的元件；

第一部分，其支撑作为第一表面的下侧面的第二表面；

布线部件，其具有连接到在所述衬底中设置的多个电极焊盘的多个电极引线；

第二部分，其支撑所述布线部件；以及

密封剂，其密封包括所述电极焊盘和所述电极引线之间的连接部的部分，

其中由所述衬底、第二部分和所述电极引线围绕的区域被设置有在从第二表面向第一表面延伸的方向上高度增大的上升部分，所述上升部分的高度在排列所述电极引线的排列方向上从所述区域的第一末端向第二末端增大。

2.根据权利要求1所述的记录头，其中所述上升部分在所述区域的第一末端处具有最小高度并且在第二末端处具有最大高度。

3.根据权利要求1所述的记录头，其中所述上升部分的高度在所述排列方向上从所述区域的第一末端和第二末端向所述区域的中心增大。

4.根据权利要求1所述的记录头，其中在所述上升部分中具有最小高度的部分位于所述排列方向上在排列的电极引线的末端之外。

5.根据权利要求2所述的记录头，其中满足关系L1＞L2，其中L1表示排列的电极引线中的位于邻近所述区域的第一末端处的一个电极引线与在第一末端处形成的并且垂直于所述排列方向延伸的第二部分的表面之间的距离，以及L2表示排列的电极引线中的位于邻近所述区域的第二末端处的一个电极引线与在第二末端处形成的并且垂直于所述排列方向延伸的第二部分的表面之间的距离。

6.一种制造记录头的方法，包括：

制备记录头，所述记录头包括：衬底，其第一表面被设置有产生用来喷射液体的能量的元件；第一部分，其支撑作为第一表面的下侧面的第二表面；布线部件，其具有连接到在所述衬底中设置的多个电极焊盘的多个电极引线；和第二部分，其支撑所述布线部件，其中由所述衬底、第二部分和所述电极引线围绕的区域被设置有在从第二表面向第一表面延伸的方向上高度增大的上升部分，所述上升部分的高度在排列所述电极引线的排列方向上从所述区域的第一末端向第二末端增大；

向所述上升部分的第一末端侧涂敷密封剂；以及

涂敷所述密封剂以使得所述密封剂覆盖在所述电极焊盘和电极引线之间的连接部。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在向第一末端侧涂敷密封剂时，在排出所述密封剂时将排出所述密封剂的针设置为静止在与所述上升部分的第一末端侧对应的位置处持续预定时间，随后在向第二末端移动时排出所述密封剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在涂敷所述密封剂时，在将密封剂涂敷达到所述电极引线的下表面之后，所述针开始向第二末端移动。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述上升部分在所述区域的第一末端处具有最小高度并且在第二末端处具有最大高度。

10.根据权利要求6所述的方法，其中所述上升部分的高度在所述排列方向上从所述区域的第一末端和第二末端向所述区域的中心增大。

11.根据权利要求6所述的方法，其中在所述上升部分中具有最小高度的部分位于所述排列方向上在排列的电极引线的末端之外。

12.根据权利要求9所述的方法，其中满足关系L1＞L2，其中L1表示排列的电极引线中的位于邻近所述区域的第一末端处的一个电极引线与在第一末端处形成的并且垂直于所述排列方向延伸的第二部分的表面之间的距离，以及L2表示排列的电极引线中的位于邻近所述区域的第二末端处的一个电极引线与在第二末端处形成的并且垂直于所述排列方向延伸的第二部分的表面之间的距离。

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