CN102673155B - 液体喷射头 - Google Patents

Abstract

一种液体喷射头，其包括：记录元件基板，其包括具有液体喷出口的构件和具有喷出液体用的能量产生元件的基板；配线基板，其包括连接到端子的配线，该端子沿着基板的形成有所述元件的面的端部侧形成并且电连接到所述元件；以及支撑构件，其包括经由粘合剂而支撑记录元件基板的支撑部、形成在支撑部周围的槽部以及支撑配线基板的配线支撑部。密封材料被涂布到端子和配线之间的连接部并且被涂布到形成于所述面的没有形成端子的端部侧的槽部的底面。基板的与所述端部侧对应的侧面的一部分没有被密封材料覆盖而暴露。

Description

液体喷射头

技术领域

本发明涉及液体喷射头。

背景技术

迄今，喷墨记录设备中所使用的喷墨记录头已设置有记录元件基板、用于保持和固定记录元件基板的支撑构件和具有与记录元件基板的连接端子组连接的引线端子组的电气配线基板，其中记录元件基板中已形成用于喷出墨的喷出口组。设置于记录元件基板的连接端子组和设置为从电气配线基板突出的引线端子组构成电连接部。

记录元件基板经由粘合剂被保持和固定到支撑构件。用密封材料密封电连接部以及记录元件基板的外周部，以防止诸如由墨引起的腐蚀和由外力引起的断线等连接不良。在电连接部附近，例如，用密封材料涂覆记录元件基板的外周部，用密封材料密封引线端子组的下方空间，然后用密封材料涂覆包括引线端子组的电连接部。作为密封材料，通常使用在制造过程中较容易处理的热固化性树脂。

喷墨记录头在出货前进行打印测试，然后洗去附着到记录元件基板的表面的墨滴。随后，干燥记录元件基板的表面，最后，将涂覆有压敏粘合剂的带贴于记录元件基板的表面以防止在物流途中从喷出口泄漏墨。

当在洗涤步骤和干燥步骤之后洗涤液残留于记录元件基板时，在传送到下一步骤期间残留的洗涤液可能由于振动而飞散并且在某些情况下可能重新附着到记录元件基板的表面。当在该状态下将带贴于记录元件基板的表面时，在某些情况下可能会引起渗墨或混色。

作为应对该情况的对策，日本特开2006-239992号公报已经提出了如下的构造：在配置于支撑构件的电气配线基板的外周的除了和与喷墨记录设备接触的接触部相对的面以外的三个面分别设置肋，并且在这些肋中的距离接触部最远的肋中形成槽。该槽是以使肋的一部分开放的方式设置的缺口。在洗涤步骤之后的干燥步骤中，洗涤液能够通过设置在与接触部相对的肋中的槽被排出到外部，以防止洗涤液从记录元件基板的表面飞散并重新附着到记录元件基板的表面。

近年来，已存在如下的要求：在市场上提供在保持高记录品质的状态下较廉价的喷墨记录头。为了满足该要求，需要极力减小在喷墨记录头中最昂贵的记录元件基板的尺寸并且增加能够从一个晶片制造的记录元件基板的数量。然而，当减小了记录元件基板的尺寸时，喷出口周围的壁部不可避免地变薄，从而降低了记录元件基板的刚性。因此，记录元件基板容易由于小的力而变形或断裂。

在密封步骤之后，对喷墨记录头进行热处理以固化密封材料。由于密封材料的固化温度高于室温，所以密封材料在返回到室温之前被固化和收缩以约束记录元件基板。树脂材料由于能够被廉价地制造的优点而通常用于支撑构件，并且记录元件基板主要由硅材料形成，使得支撑构件和记录元件基板两者的热膨胀系数彼此不同。当密封时，记录元件基板和支撑构件变成比室温下的状态膨胀的状态，使得在记录元件基板和支撑构件之间产生热膨胀差以经由固化后的密封材料来使记录元件基板和支撑构件互相约束。

结果，记录元件基板的内应力在某些情况下可能已经增大以使记录元件基板变形。从具有如上所述地变形的记录元件基板的喷墨记录头喷出的墨改变墨的喷出方向，使得墨的着落位置移位从而引起记录品质的下降。因此，考虑省略或简化记录元件基板的没有设置电连接部的部分的密封，以减小密封材料的约束力。

另一方面，期望在用于将记录元件基板接合到支撑构件的接合部的周围设置槽。通过设置槽，在涂覆粘合剂时形成弯月面以使粘合剂的涂覆高度稳定。然而，当在接合之后不设置密封材料时，沿着记录元件基板的外周部残留槽。当在打印测试之后，在洗涤步骤中洗涤液进入该槽部时，难以在接下来的干燥步骤中去除洗涤液。当在洗涤液残留在槽部中的状态下传送到下一步骤时，洗涤液在传送时由于振动而飞散并且重新附着到记录元件基板的表面，从而在贴带时引起渗墨或混色。

日本特开2006-239992号公报中公开的槽用于将记录元件基板和电气配线基板上的水排出。然而，难以有效地排出残留在记录元件基板的接合部附近的槽部中的洗涤液。

发明内容

根据本发明，提供一种液体喷射头，其包括：记录元件基板，其包括喷出口形成构件和基板，其中，所述喷出口形成构件设置有用于喷出液体的喷出口，所述基板设置有能量产生元件，所述能量产生元件产生用于喷出液体的能量；电气配线基板，其包括连接到多个端子的多个配线，所述多个端子沿着所述基板的形成有所述能量产生元件的面的端部侧形成并且电连接到所述能量产生元件；以及支撑构件，其包括经由粘合剂而支撑所述记录元件基板的支撑部、形成在所述支撑部周围的槽部以及支撑所述电气配线基板的电气配线支撑部，其中，密封材料被涂布到所述端子和所述配线之间的连接部，并且密封材料被涂布到形成于所述面的没有形成所述端子的端部侧的所述槽部的底面，并且所述基板的与所述基板的没有形成所述端子的端部侧对应的侧面的至少一部分没有被密封材料覆盖而暴露。

从下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1A和图1B是示出根据本发明的喷墨记录头的示意性立体图。

图2是示出第一实施方式中的记录元件基板的示意性立体图。

图3是示出已固定有记录元件基板和电气配线基板的支撑构件的平面图。

图4A和图4B是相应地沿着图3中的线4A-4A和线4B-4B截取的截面图。

图5A和图5B是示出支撑构件的与记录元件基板接合的区域的概念图。

图6是示出槽部附近的示意性截面图。

图7是示出第二实施方式中的记录元件基板的示意性立体图。

图8是示出支撑构件的与图7所示的记录元件基板接合的区域的概念图。

具体实施方式

现在将根据附图详细说明本发明的优选实施方式。

(第一实施方式)

图1A和图1B是根据第一实施方式的喷墨记录头的示意性立体图。图1A是喷墨记录头的分解立体图，图1B是组装后的立体图。喷墨记录头1主要包括记录元件基板2、电气配线基板3和支撑构件4。

图2是示出记录元件基板的示意性立体图。记录元件基板2由厚度为0.6mm至0.8mm的硅基板和设置有喷出口的喷出口形成构件形成。记录元件基板具有喷出口面21、与喷出口面21相反的背面22和设置于喷出口面的侧部的多个侧面23(这里，4个侧面)。通过成膜技术在喷出口面21形成多个电热转换元件24和电气配线(未示出)，其中，电热转换元件24作为用于产生喷出液体用的能量的能量产生元件，电气配线用于将电力供给到各电热转换元件24。此外，与电热转换元件24对应的喷出口组(下文中称为喷出口组26)通过光刻法形成于喷出口面21。沿着记录元件基板2的喷出口面21的至少一边(在本实施方式中为两边)形成连接端子组27，连接端子组27被电连接到随后将要描述的引线端子组32并且用于接收驱动信号和驱动电力。用于将墨供给到喷出口组26的供墨口28被设置成朝向记录元件基板2的背面22开口。

图3是已固定有记录元件基板2和电气配线基板3的支撑构件4的喷出口面21的平面图。图4A和图4B是相应地沿着图3中的线4A-4A和线4B-4B截取的、示出已经保持有记录元件基板2的凹部的截面图。在图4A中，没有示出电气配线基板3。图5A和图5B是示出支撑构件4的与记录元件基板2接合的区域的概念图。图5A是支撑构件4的俯视图，图5B是沿着图5A中的线5B-5B截取的截面图，其示出了通过针而涂覆有密封材料的部分的周边并且还示出了用于密封引线端子组的周边的方法。

设置电气配线基板3的目的是施加电信号以用于将墨供给到记录元件基板2。如图1A和图1B所示，电气配线基板3具有用于组装记录元件基板2的装置孔31，并且如图3所示，沿着装置孔31的两边形成与记录元件基板2的连接端子组27对应的引线端子组32。引线端子组32与沿着喷出口面21的两边形成的连接端子组27一起形成电连接部5。如图1A和图1B所示，电气配线基板3还具有用于接收来自喷墨记录设备的驱动信号和驱动电力的外部信号输入端子33。

多个侧面23包括电连接部形成侧面23a和电连接部未形成侧面23b，其中，电连接部形成侧面23a形成于设置有电连接部5的一侧，电连接部未形成侧面23b形成于没有设置电连接部5的一侧。电连接部形成侧面23a形成位于记录元件基板2的短边侧的侧面23，电连接部未形成侧面23b形成位于记录元件基板2的长边侧的侧面23。

树脂材料和以Al₂O₃为代表的陶瓷材料可以被广泛地用作形成支撑构件4的材料。然而，在本实施方式中，含有大约35％的量的玻璃填料的改性PPE(聚苯醚poly(phenylene ether))树脂被用于提高支撑构件4的刚性。

形成于支撑构件4的凹部41在喷出口面21转向外侧的状态下保持记录元件基板2。凹部41的底面42包括墨流路43的开口43a、主平面44和在主平面44与凹部41的侧壁45之间延伸的槽部46，其中墨流路43与供墨口28连通并且将墨供给到记录元件基板2。记录元件基板2经由粘合剂47在主平面44处接合到支撑构件4。当沿着墨流路的外周部涂布粘合剂47时，在主平面44与槽部46的边界部48处产生弯月面，以防止粘合剂47向外侧流出。通过以该方式设置槽部46，在涂布粘合剂时形成弯月面，使得能够厚且稳定地涂布粘合剂。在本实施方式中，仅在电连接部未形成侧面23b和凹部41的侧壁45之间配置槽部46。然而，槽部可以被配置于墨流路43的开口43a的整个外周区域。

通过流入到凹部41的侧壁45和记录元件基板2的电连接部未形成侧面23b之间的密封材料6的量来确定槽部46的体积，并且在本实施方式中将槽部46的体积控制为5.58mm³(15.5mm×1.2mm×0.3mm)。

现在将说明喷墨记录头1的制造方法。

首先，以如下的方式对记录元件基板2和电气配线基板3进行定位：记录元件基板2的连接端子组27能够被连接到电气配线基板3的引线端子组32，并且通过TAB安装技术将这些端子组27和32电连接。由此在记录元件基板2的连接端子组27和电气配线基板3的引线端子组32之间形成电连接部5。然后，在支撑构件4的主平面44上沿着墨流路43的开口43a的周围涂布粘合剂47以将记录元件基板2接合到支撑构件4。由此使支撑构件4的墨流路43与记录元件基板2的供墨口28连通。在将记录元件基板2接合到支撑构件4时，在涂布粘合剂47之后记录元件基板2的背面22以不显著地改变粘合剂47的涂覆高度的方式按压粘合剂47。粘合剂47塌陷并且从记录元件基板2的侧面23的整个外周突出。由此防止支撑构件4和记录元件基板2之间的墨泄漏。之后，利用粘合剂(未示出)将电气配线基板3接合到支撑构件4的主平面44。这些接合步骤中所使用的粘合剂的耐墨性良好。例如，可以使用含有作为主要成分的环氧树脂的热固化性粘合剂。

然后，利用密封材料6密封记录元件基板2的电连接部形成侧面23a和凹部41的侧壁45之间的第一空间8。沿着电连接部未形成侧面23b延伸的槽部46的至少一部分被进一步填充密封材料6。之后，利用密封材料6密封电连接部5。

具体地，首先借助于图4A和图4B中示出的针7将密封材料6涂布到位于引线端子组32下方的第一空间8。所涂布的密封材料6由于毛细力而在第一空间8中扩散开以密封第一空间8。密封第一空间8之后残留的密封材料6流入到沿着电连接部未形成侧面23b延伸的槽部46中并且填充槽部46。然后密封由记录元件基板2的连接端子组27和电气配线基板3的引线端子组32所形成的电连接部5(在引线端子组32的上方)，并且加热固化密封材料6。与密封电连接部5的密封材料6相同的密封材料可以填充槽部46。可选地，与密封第一空间8的密封材料6相同的密封材料6可以填充槽部46，然后可以用另一密封材料密封电连接部5。

图6是示出槽部附近的示意性截面图。理想地，密封材料6将槽部46填充到图中的虚线部的位置(高度L2)。密封材料6在槽部46中的填充状态根据各构件的可湿性和涂覆量的扩散性而变化，使得在槽部46的所有位置处槽部46都不可能被填充到图6中的虚线部的位置，但是可以被部分地填充到高度L 3或L4附近。然而，期望的是记录元件基板2的电连接部未形成侧面23b的至少一部分不被密封材料6覆盖而暴露。由此可以使固化和收缩密封材料6时对记录元件基板2的约束效果减轻以减小记录元件基板2中产生的内应力。更有利的是，记录元件基板2的整个电连接部未形成侧面23b不被密封材料6覆盖而暴露。期望地，以洗涤液不残留在槽部46中的方式用密封材料6覆盖槽部46的底面的至少两个角部46a和46b(高度L1)。密封材料6将槽部46填充到图中的虚线部的位置，即，填充到不与记录元件基板2的电连接部未形成侧面23b接触的位置，由此能够抑制记录元件基板2中产生的内应力，并且还可以防止残留洗涤液。

为了控制密封材料6的填充量，重要的是控制涂覆位置。为了控制流入到槽部46中的密封材料的量，期望将针7的位置、即密封材料6的涂覆位置设定到第一空间8的在引线端子排列方向D上的两端附近。所涂布的密封材料6主要朝向第一空间8的中央取向以通过第一空间8、即引线端子组32下方的空间中产生的毛细力进行填充，并且残留的密封材料6填充槽部46。在本实施方式中，在与引线端子排列方向D垂直的方向上的针涂覆位置Y被控制成位于距离电气配线基板3的端部3a 700μm的范围内。此外，所涂布的密封材料6的量被控制为大约20mg。

之后，对喷墨记录头1进行打印测试，最后，洗涤、干燥并且用带密封记录元件基板2的表面。

(第二实施方式)

现在将说明本发明的第二实施方式。本实施方式可以适当地适用于能喷出多种墨的喷墨记录头。

图7是示出本实施方式中的记录元件基板2的立体图。设置三个墨流路43和三个喷出口组26，并且以朝向记录元件基板2的背面22开口的方式形成用于将墨供给到相应喷出口组26的三个供墨口28。

图8是示出本实施方式中的支撑构件的平面图。支撑构件4的凹部41包括与记录元件基板2接合的主平面44、将墨供给到记录元件基板2用的墨流路43的开口43a以及槽部46。以等间隔形成三个墨流路43，并且槽部46以平行于墨流路43的方式配置于端部的墨流路43和凹部41的侧壁45之间。槽部46和邻近该槽部的墨流路43之间的间隔t 1以及各墨流路43之间的间隔t2都被控制为相等间隔，因此涂布有粘合剂47的表面都被控制成具有相等宽度。由此，粘合剂47的涂覆厚度被均一地控制。槽部46的体积被控制为5.2mm³(8.7mm×1.2mm×0.5mm)。因此，流出到槽部46中的密封材料6能够被有效地收纳在槽部46中。

在本实施方式中，使记录元件基板2的在引线端子排列方向D上的尺寸大，以与多种墨对应。由此，引线端子组32下方的密封区域被扩大，并且所需的密封材料6的量也增多。在所需的密封材料6的量增多的情况中，在一次涂布必要量的密封材料6时，密封材料6溢流到记录元件基板2的喷出口面21从而导致打印不良。因此，根据第一实施方式的构造，需要多次涂布密封材料6以应对多种墨。在本实施方式中，在记录元件基板2的连接端子组27的两端附近形成密封材料储藏部9。密封材料储藏部9设置于从第一空间8的两端向外侧突出并且与第一空间8和槽部46连通的位置。密封引线端子组32下方的第一空间8并且填充槽部46所需的密封材料6被临时储藏在密封材料储藏部9中并且通过毛细力填充第一空间8。此外，残留的密封材料6填充槽部46。必要的密封材料6被从密封材料储藏部9连续地送出，使得可以仅通过一次涂覆来涂布密封材料。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应理解本发明不限于所公开的示例性实施方式。所附的权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以涵盖所有的变型、等同结构和功能。

Claims (4)

1.一种液体喷射头，其包括：

记录元件基板，其包括喷出口形成构件和基板，其中，所述喷出口形成构件设置有用于喷出液体的喷出口，所述基板设置有能量产生元件，所述能量产生元件产生用于喷出液体的能量；以及

电气配线基板，其包括连接到多个端子的多个配线，所述多个端子沿着所述基板的形成有所述能量产生元件的面的端部侧形成并且电连接到所述能量产生元件，

所述液体喷射头的特征在于，还包括：

支撑构件，其包括经由粘合剂而支撑所述记录元件基板的支撑部、形成在所述支撑部周围而作为相对于所述支撑部的凹部的槽部以及支撑所述电气配线基板的电气配线支撑部，

其中，密封材料被涂布到所述端子和所述配线之间的连接部，并且

密封材料被涂布到形成于所述面的没有形成所述端子的端部侧的所述槽部的底面，并且所述基板的与所述基板的没有形成所述端子的端部侧对应的侧面的至少一部分没有被密封材料覆盖而暴露。

2.根据权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，所述槽部的所述底面的角部覆盖有密封材料。

3.根据权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，在所述槽部的位于所述面的形成有所述端子的侧的端部设置密封材料储藏部。

4.根据权利要求3所述的液体喷射头，其特征在于，所述密封材料储藏部与所述槽部连通。