CN102963127A - 液体喷出头 - Google Patents
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Abstract
一种液体喷出头，其包括：记录元件基板，其包括喷出液体的喷出口和产生用于喷出液体的能量的能量产生元件；电布线基板，其包括用于传输驱动能量产生元件用的电力的布线和使记录元件基板暴露的开口；多个连接部，其将记录元件基板和电布线基板电连接；凹部，其形成在记录元件基板和电布线基板之间；以及至少一个槽，其与多个连接部中的至少一个对应地形成在凹部的底部。至少一个槽包括第一部分和第二部分，该第一部分沿着多个连接部的排列方向形成，该第二部分沿着与排列方向交叉的方向形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体喷出头。
背景技术
日本特开2002-019120号公报公开了一种典型的液体喷出头。图11A、图11B和图11C是日本特开2002-019120号公报中所公开的典型液体喷出头的概略构造图。图11A是立体图，图11B是沿着图11A的XIB-XIB线截取的放大截面图，图11C是沿着图11A的XIC-XIC线截取的放大截面图。
液体喷出头100可以安装于在例如纸张等记录介质上进行记录的记录设备主体（未图示）。如图11A所示，液体喷出头100包括两个矩形的记录元件基板1a和1b以及支撑记录元件基板1a和1b的支撑基板8。
液体喷出头100包括用于在液体喷出头100被安装于记录设备主体时从记录设备主体向记录元件基板1a和1b传输电脉冲信号的电接触基板16和电布线基板11。电布线基板11被支撑基板8支撑。
如图11B和图11C所示，记录元件基板1a包括基板2和形成为用以覆盖基板2的喷出口板5。作为电热转换元件的喷出能量产生元件4设置在基板2上。喷出口6以与喷出能量产生元件4相面对的方式形成在喷出口板5中。
凹部17形成在记录元件基板1a的四边和支撑板9之间。比凹部17窄的槽28形成于支撑基板8的与凹部17对应的部分。因此，记录元件基板1a完全被凹部17和槽28包围。
如图11C所示，电连接记录元件基板1a和电布线基板11的电极端子13被布置在凹部17的上方。响应于从电布线基板11传输的电脉冲信号，记录元件基板1a驱动喷出能量产生元件4从而从喷出口6喷出墨。
当制造液体喷出头100时，通过分配法（dispense method）将处于未固化状态的第一密封树脂18注入到凹部17中。由于毛细作用，被注入到凹部17中的未固化的第一密封树脂18沿着槽28流动并填充凹部17。填充凹部17的第一密封树脂18通过加热而固化。
在液体喷出头100中，可以由第一密封树脂18来防止墨对支撑基板8的腐蚀以及由墨引起的记录元件基板1a和电布线基板11之间的短路。
此外，如图11C所示，以覆盖电极端子13的方式形成第二密封树脂19层。当制造液体喷出头100时，第二密封树脂19在未固化的状态下被涂布于电极端子13，并随后如同第一密封树脂18一样通过加热而固化。
在液体喷出头100中，电极端子13可以被第二密封树脂19保护，从而可以防止墨对电极端子13的腐蚀等。
当制造如图11A至图11C所示的液体喷出头100时，如前所述，未固化的第一密封树脂18被注入到槽28上方的凹部17中。此时，因为槽28是窄的，所以由于未固化的第一密封树脂18的表面张力等，有时候未固化的第一密封树脂18不能从凹部17进入到槽28的某些部分中。
在这种情况下，在凹部17被未固化的第一密封树脂18填充后，在未固化的第一密封树脂18中存留有空气。未固化的第一密封树脂18中的空气形成气泡，并且有时候气泡的直径长大到1mm或更大。
如果气泡在第一密封树脂18中破裂，则未固化的第一密封树脂18可能会散乱从而可能会附着于记录元件基板1a等。这可能妨碍记录元件基板1a适当地喷出墨。
当第一密封树脂18和第二密封树脂19被加热以便固化时，有时候第一密封树脂18中的气泡会移动到第二密封树脂19中。在这种情况下，可能会在电极端子13和覆盖电极端子13的第二密封树脂19之间形成间隙，并且此间隙可能引起电极端子13的密封缺陷。日本特开2002-019120号公报中公开的液体喷出头具有这种问题。
发明内容
根据本发明的方面，一种液体喷出头，其包括：记录元件基板，其包括喷出液体的喷出口和产生用于喷出液体的能量的能量产生元件；电布线基板，其包括用于传输驱动所述能量产生元件用的电力的布线和使所述记录元件基板暴露的开口；多个连接部，其电连接所述记录元件基板和所述电布线基板；凹部，其形成在所述记录元件基板和所述电布线基板之间；以及至少一个槽，其与所述多个连接部中的至少一个对应地形成在所述凹部的底部。所述至少一个槽包括第一部分和第二部分，该第一部分沿着所述多个连接部的排列方向形成，该第二部分沿着与所述排列方向交叉的方向形成。
从以下参照附图对示例性实施方式的描述，本发明的其他特征将变得明显。
附图说明
图1是根据实施方式的液体喷出头的分解立体图。
图2是图1所示的记录元件基板的立体图。
图3是图1所示的记录元件基板的立体图。
图4A和图4B是图1所示的支撑基板的概略构造图。
图5A、图5B和图5C是示出图1所示的液体喷出头的制造过程中的状态的示意图。
图6是示出图1所示的液体喷出头的制造过程中的状态的示意图。
图7是密封树脂涂布设备的概略构造图。
图8是沿图6中的VIII-VIII线截取的截面图。
图9是示出图1所示的液体喷出头的制造过程中的状态的示意图。
图10是图1所示的液体喷出头的分解立体图。
图11A、图11B和图11C是典型液体喷出头的概略构造图。
具体实施方式
以下将参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是根据实施方式的液体喷出头H1000的分解立体图。液体喷出头H1000可以安装于在例如纸张等记录介质上进行记录的记录设备主体（未图示）。液体喷出头H1000包括两个单元：记录元件单元H1002和供墨单元H1003。
保持墨盒（未图示）的盒保持件H2000被可拆装地安装到供墨单元H1003，其中墨盒储存待供给到记录元件单元H1002的墨。供墨单元H1003被构造成将安装到盒保持件H2000的墨盒中的墨供给到记录元件单元H1002。
具体地，供墨单元H1003包括供墨构件H1500、流路形成构件H1600、接头橡胶H2300、过滤器H1700和密封橡胶H1800。
记录元件单元H1002包括两个矩形的记录元件基板H1100和H1101以及支撑构件H1200，支撑构件H1200包括支撑基板H1201和支撑板1202。记录元件基板H1100和H1101由支撑基板H1201的支撑部保持。用于将从供墨单元H1003供给的墨输送至记录元件基板H1100和H1101的供墨通道形成在支撑构件H1200中。
记录元件单元H1002包括从安装有液体喷出头H1000的记录设备主体向记录元件基板H1100和H1101传输电脉冲信号和电力的电接触基板H2200和电布线基板H1300。
图2是记录元件基板H1100的局部剖切立体图，图3是记录元件基板H1101的局部剖切立体图。记录元件基板H1100和H1101均包括厚度为大约0.5mm至1mm的硅基板H1110。记录元件基板H1100的硅基板H1110具有贯穿硅基板H1110形成的供墨口H1102。记录元件基板H1101的硅基板H1110具有贯穿硅基板H1110形成的供墨口H1102。利用硅的结晶取向通过各向异性蚀刻来形成供墨口H1102。
液体喷出头H1000是侧喷型气泡喷射头（side shooter typebubble jet head）。在每个记录元件基板H1100和H1101中，配置有多个电热转换器H1103，电热转换器H1103是产生用于喷出液体的能量的能量产生元件。电热转换器H1103沿着一个或多个供墨口H1102以交错的方式排列于硅基板H1110的上表面。
在硅基板H1110的上表面设置有喷出口板H1111。喷出口板H1111具有形成为与电热转换器H1103相面对的喷出口H1107和形成墨流路的墨流路壁H1106，其中墨流路用于将供给到一个或多个供墨口H1102的墨引导至喷出口H1107。
电热转换器H1103与沿着硅基板H1110两端的两边排列的电极H1104连接。电热转换器H1103以及连接电热转换器H1103和电极H1104的布线（未图示）是通过膜形成技术而形成的。在每个电极H1104上用金形成凸块H1105。
响应于来自记录设备主体的电脉冲信号，电热转换器H1103产生热能并在墨中引起膜沸腾。因此，墨从喷出口H1107喷出。
图4A和图4B是图1所示的记录元件单元H1002的支撑基板H1201的放大视图。图4A是平面图，图4B是沿着图4A中的IVB-IVB线截取的截面图。
支撑基板H1201通过将氧化铝（Al2O3）粉末压缩成型后烧制而形成。支撑基板H1201的厚度可以是大约0.5mm至10mm。形成支撑基板H1201的材料不限于氧化铝。形成支撑基板H1201的材料可以具有与形成记录元件基板H1100和H1101的材料的线性膨胀系数相等的线性膨胀系数以及等于或高于形成记录元件基板H1100和H1101的材料的导热率的导热率。形成支撑基板H1201的材料的示例包括氮化铝（AlN）、氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）。
支撑基板H1201设置有用于将从供墨单元H1003（见图1）供给的墨导向设置在记录元件基板H1100和H1101中的供墨口H1102的供墨口H6001和H6002。
此外，支撑基板H1201具有形成在供墨口H6001的长度方向上的两端附近的槽H6003、和形成在供墨口H6002的长度方向上的两端附近的槽H6004。换言之，槽H6003被设置在支撑基板H1201的、设置有记录元件基板H1100的面的外周的、在长度方向上相互面对的两边附近；并且槽H6004被设置在支撑基板H1201的、设置有记录元件基板H1101的面的外周的、在长度方向上相互面对的两边附近。每个槽H6003均包括一个第一部分H6003a和一对第二部分H6003b，并且每个槽H6004均包括一个第一部分H6004a和一对第二部分H6004b。
两个槽H6003的第一部分H6003a以彼此相互面对的方式被布置在供墨口H6001的长度方向上的两端。两个槽H6004的第一部分H6004a以彼此相互面对的方式被布置在供墨口H6002的长度方向上的两端。两个槽H6003的两对第二部分H6003b从第一部分H6003a的两端沿供墨口H6001的长度方向朝向彼此延伸预定的长度。两个槽H6004的两对第二部分H6004b从第一部分H6004a的两端沿供墨口H6002的长度方向朝向彼此延伸预定的长度。
槽H6003的第二部分H6003b的宽度W2大于槽H6003的第一部分H6003a的宽度W1，槽H6004的第二部分H6004b的宽度W2大于槽H6004的第一部分H6004a的宽度W1。
图5A、图5B和图5C示出了记录元件基板H1100和H1101以及支撑板H1202被结合至支撑基板H1201的状态。图5A是平面图，图5B是沿图5A的VB-VB线截取的截面图，图5C是沿图5A的VC-VC线截取的截面图。
支撑板H1202通过第一粘合剂结合至支撑基板H1201。第一粘合剂可以是耐墨（resistant to ink）的。记录元件基板H1100和H1101通过第二粘合剂结合至支撑基板H1201。第一粘合剂层和第二粘合剂层都可以具有50μm或更小的厚度。
支撑板H1202具有与记录元件基板H1100和H1101的厚度相等的厚度，使得记录元件基板H1100和H1101的从支撑基板H1201开始的高度大致等于电布线基板H1300的从支撑基板H1201开始的高度。因此，支撑板H1202的厚度也是大约0.5mm至1.0mm。支撑板H1202由氧化铝形成。然而，支撑板H1202可以由任何材料（陶瓷材料、金属材料等）形成，只要这种材料具有与形成支撑基板H1201的材料相同的线性膨胀系数即可。
在支撑板H1202中形成用于使记录元件基板暴露的开口H1204和H1205。记录元件基板H1100被布置在开口H1204中，记录元件基板H1101被布置在开口H1205中。因此，在记录元件基板H1100和H1101的周围，并且在记录元件基板H1100和H1101与支撑板H1202之间，形成凹部H7001和H7002。凹部H7001和H7002的底部是支撑基板H1201的部分上表面。槽H6003的第二部分H6003b的末端暴露在凹部H7001中，槽H6004的第二部分H6004b的末端暴露在凹部H7002中。
在图5A至图5C所示的状态下，图4A和图4B所示的支撑基板H1201的供墨口H6001与图2所示的记录元件基板H1100的供墨口H1102相连通，图4A和图4B所示的支撑基板H1201的供墨口H6002与图3所示的记录元件基板H1101的供墨口H1102相连通。
图6是示出了电布线基板H1300安装到图5A至5C所示的支撑板H1202的状态的平面图。在电布线基板H1300中形成与支撑板H1202的开口H1204和H1205相类似的开口。电布线基板H1300被定位成使得电布线基板H1300的开口重叠在支撑板H1202的开口H1204和H1205上，并且电布线基板H1300通过第三粘合剂结合至支撑板H1202。
尽管记录元件基板H1100和H1101通过凹部H7001和H7002与电布线基板H1300间隔开，但是记录元件基板H1100和H1101的电极H1104通过作为连接部的电极端子H1302与电布线基板H1300电连接。电极H1104和电极端子H1302例如通过热超声接合法而连接。
电极端子H1302布置在凹部H7001和H7002的上方，并且将来自记录设备主体的电脉冲信号从电布线基板H1300传输到记录元件基板H1100和H1101的电极H1104。
接下来，将描述根据本实施方式的密封树脂层形成方法。密封树脂层的形成是在图6所示的状态下进行的。
图7是示出在本实施方式中使用的密封树脂涂布设备1700的概略构造的立体图。在密封树脂涂布设备1700中，图6所示的组件（即密封树脂的涂布对象）被置于台架1701上。台架1701能够在如箭头所示的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上移动。
密封树脂涂布设备1700包括喷出装置1702。填充有未固化的第一密封树脂H1307的注射器1703和填充有未固化的第二密封树脂H1308的注射器1704与喷出装置1702相连接。
能够喷出未固化的密封树脂的针1703a安装到注射器1703的末端，能够喷出未固化的密封树脂的针1704a安装到注射器1704的末端。针1703a的外径小于凹部H7001和H7002的宽度。具体地，针1703a的外径可以比凹部H7001和H7002的宽度小大约0.2mm到0.6mm。
将参照图6描述用未固化的第一密封树脂H 1307填充凹部H7001和H7002的方法。
首先，使注射器1703的针1703a位于凹部H7001的如下的A部分的上方：在该A部分不包含第二部分H6003b。针1703a的末端和电布线基板H1300的上表面之间的距离可以是大约-0.2mm到0.3mm。在此状态下，未固化的第一密封树脂H1307连续地从针1703a的末端喷出，并且针1703a被移动到A’部分。
这样，未固化的第一密封树脂H 1307被注射到A部分和A’部分之间。类似地，未固化的第一密封树脂H1307被注射到B部分和B’部分之间、C部分和C’部分之间以及D部分和D’部分之间。由于凹部H7001和H7002的位于A部分和A’部分之间的、B部分和B’部分之间的、C部分和C’部分之间的以及D部分和D’部分之间的底部是平坦的，所以能够防止空气混入到未固化的第一密封树脂H1307中。
从而，可以避免如下情况：因为混入到密封树脂中的气泡破裂，使得密封树脂附着到记录元件基板，而造成印刷品质下降，还可以通过提高生产率来实现成本削减。
被注入到凹部H7001和H7002中的未固化的第一密封树脂H1307从第二部分H6003b和H6004b的末端进入槽H6003和H6004，从而槽H6003和H604被未固化的第一密封树脂H1307填充。
由于槽H6003的第二部分H6003b比第一部分H6003a宽，槽H6004的第二部分H6004b比第一部分H6004a宽，所以未固化的第一密封树脂H1307可以轻易地进入槽H6003和H6004。第一密封树脂H1307在未固化的情况下可以具有低粘性和高流动性。
因为槽H6003的第一部分H6003a以及槽H6004的第一部分H6004a是窄的，所以由于毛细作用，未固化的第一密封树脂H1307轻易地扩散遍布槽H6003和H6004。
如上所述，注入到凹部H7001和H7002中的第一密封树脂填充槽H6003和H6004并且填充凹部H7001和H7002。
图8是在凹部H7001和H7002被未固化的第一密封树脂H1307填充后沿着图6中的VIII-VIII线截取的截面图。如图8所示，未固化的第一密封树脂H1307到达布置在凹部H7001和H7002上方的电极端子H1302。
由于在图6所示的状态下，第二部分H6003b和H6004b的末端暴露在凹部H7001和H7002中，所以未固化的第一密封树脂H1307可以快速地到达电极端子H1302。
在凹部H7001和H7002被未固化的第一密封树脂H1307填充后，如图9所示，利用注射器1704涂布未固化的第二密封树脂H1308。
使注射器1704的针1704a的末端位于E部分的上方并且稍微地高于图8所示的电极端子H1302。在此状态下，未固化的第二密封树脂H1308连续地从针1704a的末端喷出，并且针1704a被移动到E’部分。
这样，未固化的第二密封树脂H1308被涂布在E部分和E’部分之间。类似地，未固化的第二密封树脂H1308被涂布在F部分和F’部分之间、G部分和G’部分之间以及H部分和H’部分之间。
之后，第一密封树脂H1307和第二密封树脂H1308通过加热而固化。
在本实施方式中，第一密封树脂H1307和第二密封树脂H1308是热固性环氧树脂。加热恒温槽被用于加热密封树脂。密封树脂H1307和H1308可以在同一温度下固化。
图10示出了记录元件单元H1002和供墨单元H1003被组装的状态。记录元件单元H1002、供墨单元H1003和盒保持件H2000被组装成液体喷出头H1000。
尽管已经参照示例性实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明并不局限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求书的范围应符合最宽泛的阐释，以涵盖全部的变型、等同结构以及功能。
Claims (10)
1.一种液体喷出头，其包括：
记录元件基板，其包括喷出液体的喷出口和产生用于喷出液体的能量的能量产生元件；
电布线基板，其包括用于传输驱动所述能量产生元件用的电力的布线和使所述记录元件基板暴露的开口；
多个连接部，其电连接所述记录元件基板和所述电布线基板；
凹部，其形成在所述记录元件基板和所述电布线基板之间；以及
至少一个槽，其与所述多个连接部中的至少一个对应地形成在所述凹部的底部，
其中，所述至少一个槽包括第一部分和第二部分，该第一部分沿着所述多个连接部的排列方向形成，该第二部分沿着与所述排列方向交叉的方向形成。
2.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，所述记录元件基板具有矩形的面，所述喷出口形成于该矩形的面，所述第一部分沿着所述面的形成有所述连接部的第一边形成，并且所述第二部分沿着邻接所述第一边的第二边形成。
3.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，所述至少一个槽的所述第二部分的宽度大于所述至少一个槽的所述第一部分的宽度。
4.根据权利要求2所述的液体喷出头，其中，所述至少一个槽的所述第二部分的长度小于所述第二边的长度。
5.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，被所述连接部覆盖的密封材料被布置在所述至少一个槽中。
6.根据权利要求2所述的液体喷出头，其中，所述至少一个槽的所述第一部分的长度对应于所述第一边的长度。
7.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，所述至少一个槽包括两个槽，该两个槽分别形成在所述记录元件基板的第一端和位于所述第一端的相反侧的第二端。
8.根据权利要求5所述的液体喷出头，其中，与布置在所述至少一个槽中的密封材料不同的密封材料被布置在所述连接部的上方。
9.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，所述至少一个槽形成在支撑所述记录元件基板的支撑基板中。
10.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，所述液体喷出头还包括支撑所述电布线基板的支撑板。
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