CN111845080B - 液体排出头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

液体排出头及其制造方法。液体排出头具有包括构造成排出液体的元件的元件基板，液体排出头包括第一存储元件和第二存储元件。第一存储元件是熔丝元件或反熔丝元件。第二存储元件是能够比第一存储元件保持更大容量的半导体存储器。第二存储元件设置在除元件基板以外的区域。

Description

液体排出头及其制造方法
技术领域
本公开涉及液体排出头及其制造方法。
背景技术
传统地，已知在元件基板上安装只读存储器(ROM)以确保包括诸如用于排出液体的元件的液体排出机构的驱动特性在内的液体排出头所特有的信息被保持在液体排出头中。液体排出机构的各液体排出头的驱动特性不同，因此，基于储存在ROM中的液体排出头所特有的信息，使用安装在元件基板上的ROM使得能够对各个液体排出头进行矫正，以实现最佳的排出驱动。
日本特许第3428683号公报讨论了在液体排出头的元件基板上形成用作ROM的熔丝元件。选择性地使熔丝元件熔断，根据熔丝元件是否被熔断使得二进制数据被保持在液体排出头中。
在日本特许第3428683号公报中讨论的安装在元件基板上的熔丝元件等具有小的保持信息用存储容量。因此，需要在元件基板上安装许多熔丝元件以存储包括液体排出头本身的识别(ID)码的大量数据。结果，元件基板的尺寸可能增加。
发明内容
本公开涉及液体排出头以及该液体排出头的制造方法，该液体排出头能够在抑制元件基板的尺寸增加的同时增加由液体排出头保持的信息的容量。
根据本公开的一方面，具有包括构造成排出液体的元件的元件基板的液体排出头包括第一存储元件和第二存储元件，其中，所述第一存储元件是熔丝元件或反熔丝元件，所述第二存储元件是能够比所述第一存储元件保持更大容量的半导体存储器，并且所述第二存储元件设置在除所述元件基板以外的区域。
从以下参照附图对示例性实施方式的说明，本公开的其它特征将变得明显。
附图说明
图1A和图1B是分别示出液体排出头的立体图。
图2是示出元件基板的示意图。
图3是示出熔丝元件的示意图。
图4是示出第二电气配线基板的示意图。
图5是示出制造过程的流程图。
图6A和图6B分别示出了壳体。
图7A和图7B是分别示出壳体的凹部及其周围区域的放大示意图。
具体实施方式
下面将详细说明本公开的示例性实施方式。
<液体排出头>
将参照图1A和图1B、图6A和图6B以及图7A和图7B说明根据本示例性实施方式的液体排出头。图1A是从元件基板11侧观察根据本示例性实施方式的液体排出头1的外观立体图，图1B是从盖构件15侧观察液体排出头1的外观立体图。图6A是示出壳体14的表面20的平面图，其中省略了第一电气配线基板12、第二电气配线基板17等。图6B是示出沿着图6A所示的A-A截取的截面的图。液体排出头1主要包括被构造用于排出液体的元件基板11、电连接至元件基板11的第一电气配线基板12、第二电气配线基板17、壳体14以及盖构件15。第一端子13设置于第一电气配线基板12，并且来自记录装置主体的电气信号经由第一端子13传输至元件基板11。用作第二存储元件的半导体存储器(集成电路(IC)存储器)19(参见图4)安装于第二电气配线基板17，经由设置于第二电气配线基板17的第二端子18进行记录装置主体与半导体存储器19之间的电通信。将元件基板11、第一电气配线基板12和第二电气配线基板17接合到壳体14。在壳体14内储存有液体，并且将液体供给到元件基板11使得设置于元件基板11的排出口排出液体。
元件基板11设置有用作第一存储元件的熔丝元件或反熔丝元件，下面将详细说明。图2示出了安装有用作第一存储元件的熔丝元件22的元件基板11，下面将说明。除了熔丝元件22之外，上述半导体存储器19也安装于壳体14，作为能够存储信息的部件。这允许液体排出头1保持大量的信息，而无需在元件基板11上安装大量的熔丝元件22。因此，根据本公开，能够在抑制元件基板11的尺寸增加的同时增大由液体排出头1保持的信息的容量。半导体存储器19被用于第二存储元件的原因是半导体存储器具有高的每单位体积存储密度并且抗振动。
第二电气配线基板17被安装在与壳体14的配置有第一电气配线基板12的第一端子13的表面相同的表面上，即被安装在表面20上。结果，第一端子13和第二端子18配置在壳体14的相同表面上，因此能够简化记录装置主体的如下部分的构造：当将液体排出头1安装于记录装置主体时，第一端子13和第二端子18与该部分接触。在本示例性实施方式中，半导体存储器19设置于表面20，但本公开不限于此。即，只要将半导体存储器19设置在元件基板11以外的区域即可。设置在元件基板11以外的区域是指半导体存储器19既不设置在元件基板11上也不设置在元件基板11内。在将液体排出头1安装于记录装置主体的姿势下(元件基板11的形成有排出口的表面面向竖直向下方向的姿势)，第二电气配线基板17配置在第一电气配线基板12的竖直上方方向。第一电气配线基板12由易于加工成沿着壳体14的形状弯曲的构件形成。
如图6A和图6B所示，壳体14优选地包括形成在安装半导体存储器19的位置的第一凹部2。其原因在于，当将半导体存储器19插入到第一凹部2中时，能够防止半导体存储器19的位置从表面20突出。如果半导体存储器19的位置从表面20突出，则需要调节记录装置主体的构造匹配这种突出部分以便将液体排出头1稳定地装配到记录装置主体中。然而，当将半导体存储器19插入到第一凹部2中时，表面20变得基本平坦，并且能够简化记录装置主体的适合于液体排出头1的构造。更优选的是将密封材料注入到第一凹部2中，并且将半导体存储器19插入到注入有密封材料的第一凹部2中。结果，用密封材料密封了半导体存储器19，因此，能够抑制液体接触半导体存储器19。将密封材料注入到第一凹部2中还具有暂时固定半导体存储器19的效果。
图7A是图1A所示的区域B的放大图，并且图7B是沿着图7A所示的C-C截取的示意性截面图。从元件基板11排出的液体可能沿着第一电气配线基板12的边缘5(见图1A中)行进并且向上移动到第一电气配线基板12的端部6。这里，柔性板((柔性印刷电路板)FPC)通常用于第一电气配线基板12，并且柔性板的端部6具有柔性板中的配线露出的部分。因此，当来自元件基板11的液体被传输到这种柔性板时，液体可能与柔性板的端部6接触，从而导致柔性板的故障。
因此，在本示例性实施方式中，在壳体14中与柔性板的配线露出所在的一侧(配置有第一端子13的一侧)的端部6相对应的位置处优选地形成第二凹部4。结果，如图7B所示，柔性板的端部6漂浮在空气中，从第二凹部4的开口7的端部朝向第二电气配线基板17突出。因此，即使液体沿着柔性板的边缘5传输，液体也不会上爬超出第二凹部4的开口7的端部，从而抑制液体接触柔性板的端部6。
对于柔性板(FPC)用于第二电气配线基板17的情况也同样如此。即，如图7B所示，第二电气配线基板17配置成使得第二电气配线基板17的配线露出的一侧的端部从第二凹部4的开口7的端部朝向第一电气配线基板12突出。因此，能够抑制液体与第二电气配线基板17接触。如果第二电气配线基板17的端部不从开口7的端部突出并且位于开口7附近，则来自元件基板11的液体可能接触第二电气配线基板17的端部。这是因为沿着第一电气配线基板12的边缘5从元件基板11流向开口7的液体可能沿着开口7的边缘流动到达第二电气配线基板17的端部。
为了使液体不接触第二电气配线基板17的端部，可以在第二电气配线基板17的端部的下方设置与第二凹部4不同的凹部。然而，在该情况下，在壳体14的表面20上需要形成包括第一凹部2和第二凹部4在内的总共三个凹部，这会增加壳体14的尺寸。因此，优选第二电气配线基板17配置于表面20，使得第二电气配线基板17的端部从第二凹部4的开口7的端部突出，并且待设置在第二电气配线基板17的端部下方的凹部与待设置在第一电气配线基板12的端部6下方的凹部是共用的。结果，能够抑制壳体14的尺寸增大。
如上所述，在本示例性实施方式中，能够存储信息的元件包括两个元件，即熔丝元件22和半导体存储器19，因此，能够将包括液体排出头1的ID码和生产日期的信息和剩余的液体量写入半导体存储器19中。仅待要在液体排出头1的制造过程中测量的液体排出头1特有的信息可以被写入熔丝元件22中，这将在下面详细说明。因此，限制了待存储在熔丝元件22中的信息，从而节省了熔丝元件22的容量。制备两个电气配线基板(即第一电气配线基板12和第二电气配线基板17)的原因是期望在完成下述的液体喷出头1的制造过程的临近尾声的阶段将半导体存储器19安装在液体排出头1中。
<元件基板>
将参照图2说明根据本示例性实施方式的元件基板11。图2是根据本示例性实施方式的元件基板11的示意图。元件基板11主要包括元件21、熔丝元件22、温度传感器23、电极焊盘24和液体供给口25。液体供给口25形成在元件基板11的大致中央处，并且元件21包括配置在液体供应口25两侧的多个元件21。元件21响应于驱动信号对液体加热以在液体中产生气泡，并通过气泡的发泡压力从排出口(未示出)排出液滴。
经由电极焊盘24和设置在第一电气配线基板12上的第一端子13将驱动信号从记录装置主体发送到元件基板11。熔丝元件22在图2中包括三个熔丝元件22，并且在图3中提供了熔丝元件22的放大图。熔丝元件22具有窄配线宽度的区域3。当向熔丝元件22施加电压时，区域3熔断。取决于区域3是否熔断，能够存储指示电流是否流过熔丝元件22的二进制数据。尽管熔丝元件22被示出为安装在元件基板11上的存储元件，但在元件基板11上也能够安装反熔丝元件。反熔丝元件在写入信息之前具有第一电阻值，并且在写入信息之后具有比第一电阻值小的第二电阻值。第一电阻值越大越优选。理想地，第一电阻值可以是无限大的。此外，第一电阻值和第二电阻值之间的差越大越优选。例如，反熔丝元件在写入信息之前用作电容元件，而在写入信息之后用作电阻元件。
<第二电气配线基板>
将第二存储元件(在该情况下为半导体存储器19)设置在元件基板11的外部就足够了，但优选的是液体排出头1包括与第一电气配线基板12不同的第二电气配线基板17，并且第二存储元件设置于第二电气配线基板17。将参照图4说明第二电气配线基板17。图4是当从背侧观察第二电气配线基板17时的示意图。安装于第二电气配线基板17的半导体存储器19的存储容量大于熔丝元件22的存储容量。半导体存储器19存储除存储在熔丝元件22中的信息以外的信息，因此，该特征在液体排出头1需要保持更多信息的情况下是优选的，这将在下面详细说明。第二端子18和半导体存储器19通过设置在第二电气配线基板17中的配线而连接。该连接是焊接等，因此，优选第二电气配线基板17的构件与第一电气配线基板12的构件不同，并且使用耐热性相对高的构件。
<制造过程>
将参照图5说明液体排出头1的制造过程。图5是示出液体排出头1的制造过程的流程图。首先，在步骤S1中制备包括熔丝元件22的元件基板11。这里，包括排出口的排出口构件等已经形成在元件基板11上。在步骤S2中，元件基板11的电极焊盘24通过例如配线接合法电连接到第一电气配线基板12。在步骤S3中，彼此电连接的第一电气配线基板12和元件基板11利用粘合剂接合到壳体14。
此时，相对昂贵的半导体存储器19未安装在液体排出头1中。在液体排出头1的制造过程中，存在制造期间有缺陷的液体排出头。其原因的示例包括：液体排出头使液体紊乱地排出的排出故障，以及液体排出头不能正常进行电气操作的电气故障。因此，这种液体排出头不能正常操作，因此不能被运输。因此，如果此时将半导体存储器19安装于壳体14，则即使半导体存储器19本身是正常的，也需要将液体排出头与半导体存储器19一起废弃。换句话说，这在成本方面是不利的。因此，在制造过程中的相对早的阶段不将半导体存储器19安装在壳体14中。
在步骤S4中，从第一端子13向元件基板11施加电气信号，以对液体排出头1进行电气检查。在该步骤中，还测量了配置于元件基板11的温度传感器23的特性。温度传感器23的特性根据每个液体排出头1而不同。因此，当测量温度传感器23的特性时，能够计算出液体排出头1特有的温度矫正值并将温度传感器特性数据写入到各个液体排出头1的熔丝元件22中。当记录装置主体读取温度传感器特性数据时，能够矫正温度传感器23的输出值，从而允许记录装置主体将液体排出头1控制在最佳温度。因此，在液体排出头1的制造过程中，测量了液体排出头1特有的数据，同时，能够将该数据存储在液体排出头1的元件基板11中。该特征是熔丝元件22的优点。
将液体吸收体插入到壳体14中，并将液体(墨)注入到液体吸收体中，然后，用盖部件15覆盖壳体14。在步骤S5中，然后从排出口等将注入的液体吸出以将液体引入到元件基板11的排出口，从而能够排出液体。
在步骤S6中，进行排出检查。在排出检查中，实际上驱动液体排出头1排出液体，并且检查是否存在任何排出故障，同时测量元件21的最适于排出液体的驱动特性。元件21的驱动特性也是液体排出头1特有的数据，因此，与测量同步地将数据存储在元件基板11的熔丝元件22中。当实际从液体排出口排出液体时，通过读取元件21的驱动特性的记录装置主体来调节待施加于元件21的驱动电压。
在步骤S7中，将用于保护排出口面的保护带安装到排出口面。在步骤S8中，将具有半导体存储器19的第二电气配线基板17安装于液体排出头1。通过热铆接等将具有半导体存储器19的第二电气配线基板17固定到壳体14的、第一电气配线基板12的第一端子13定位所在的表面20。此时，在壳体14中形成有上述第一凹部2的情况下，在将密封材料注入到第一凹部2中之后将半导体存储器19插入到第一凹部2中，并使半导体存储器19安装于壳体14。作为液体排出头1的特有信息的温度传感器23的特性数据和元件21的特性数据是从元件基板11中的熔丝元件22读取的。经由第二电气配线基板17的第二端子18将读取的数据写入到半导体存储器19中。这时，除了存储在熔丝元件22中的数据之外，具有包括液体排出头1的ID码的大量信息的信息也被写入到半导体存储器19中。这是因为使用了存储容量比熔丝元件22大的半导体存储器19，因此除了液体排出头1特有的数据以外，还能够写入其它信息。
最后，利用包装材料对安装有半导体存储器19的液体排出头1进行封装。这样就完成了液体排出头1的制造。根据通过上述制造方法制造的液体排出头1，仅有在制造步骤中测量的液体排出头1特有的信息被存储在元件基板11中的熔丝元件22中，从而防止元件基板11的尺寸增加。此外，由于在一系列制造过程中的接近尾声阶段安装大容量半导体存储器，所以仅在确定为良好的液体排出头1中安装半导体存储器19，从而导致降低了成本。此外，将信息写入到熔丝元件22中所花费的时间比写入到半导体存储器19中所花费的时间长。因此，包括液体排出头1的ID码的大量信息被存储在半导体存储器19中，并且仅有诸如温度传感器23的特性数据的最少信息被存储在熔丝元件22中，从而导致减少了制造时间。
在本示例性实施方式的以上说明中，熔丝元件22中的信息被读取和写入到半导体存储器19中；然而，如果记录装置主体的数据读取回路能够从熔丝元件22和半导体存储器19两者中读取数据，则熔丝元件22中的信息不需要被读取和写入到半导体存储器19中。在该情况下，节省了半导体存储器19的容量，因此能够将其它信息写入到半导体存储器19中。
根据本公开，能够防止元件基板的尺寸增加，并且能够增加待由液体排出头保持的信息的容量。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的示例性实施方式。权利要求的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有这样的变型、等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种液体排出头，其具有包括构造成排出液体的元件的元件基板，其特征在于，所述液体排出头包括：
第一存储元件，
其中，所述第一存储元件是熔丝元件或反熔丝元件；
第二存储元件，其中，
所述第二存储元件是能够比所述第一存储元件保持更大容量的半导体存储器，并且
所述第二存储元件设置在除所述元件基板以外的区域，
第一电气配线基板，其包括电连接到所述第一存储元件的第一端子；和
第二电气配线基板，其包括所述第二存储元件，
其中所述液体排出头包括壳体，
其中所述第二电气配线基板包括电连接到所述第二存储元件的第二端子，并且
其中所述第一端子和所述第二端子配置于所述壳体的同一表面，
其中所述第一电气配线基板和所述第二电气配线基板是柔性板，
其中所述壳体在所述同一表面包括第二凹部，
其中所述第一电气配线基板的位于包括在所述第一电气配线基板中的配线露出的一侧的端部从所述第二凹部的开口突出，并且
其中所述第二电气配线基板的位于包括在所述第二电气配线基板中的配线露出的一侧的端部从所述第二凹部的所述开口突出。
2.根据权利要求1所述的液体排出头，其中，所述第二电气配线基板以所述液体排出头安装在记录装置主体中的姿势沿着所述第一电气配线基板的竖直向上方向配置。
3.根据权利要求1所述的液体排出头，其中，
所述壳体在配置有所述第二存储元件的表面包括第一凹部，并且
所述第二存储元件被插入到所述第一凹部中。
4.一种液体排出头的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
制备设置有第一存储元件的元件基板，所述第一存储元件是熔丝元件或反熔丝元件，所述元件基板被构造成排出液体；
检查所述元件基板；以及
在检查所述元件基板之后，将第二存储元件安装在除所述元件基板以外的区域，所述第二存储元件是能够比所述第一存储元件保持更大容量的半导体存储器，
其中，所述液体排出头包括：第一电气配线基板，其包括电连接到所述第一存储元件的第一端子；和
第二电气配线基板，其包括所述第二存储元件，
其中所述液体排出头包括壳体，
其中所述第二电气配线基板包括电连接到所述第二存储元件的第二端子，
其中所述第一端子和所述第二端子配置于所述壳体的同一表面，
其中所述第一电气配线基板和所述第二电气配线基板是柔性板，并且
其中所述壳体在所述同一表面包括第二凹部，所述制造方法还包括：
在制备所述元件基板之后，将所述第一电气配线基板配置在所述壳体的所述同一表面，使得包括在所述第一电气配线基板中的配线露出的一侧的端部从所述第二凹部的开口突出；以及
在安装所述第二存储元件时，将所述第二电气配线基板配置在所述壳体的所述同一表面，使得包括在所述第二电气配线基板中的配线露出的一侧的端部从所述第二凹部的开口突出。
5.根据权利要求4所述的液体排出头的制造方法，还包括：在安装所述第二存储元件之后将存储在所述第一存储元件中的信息写入到所述第二存储元件中。
6.根据权利要求4所述的液体排出头的制造方法，其中，
所述壳体在配置有所述第二存储元件的表面包括第一凹部，并且
所述制造方法还包括：在安装所述第二存储元件时将所述第二存储元件插入到所述第一凹部中。
7.根据权利要求6所述的液体排出头的制造方法，还包括：在安装所述第二存储元件时，在将密封材料注入到所述第一凹部中之后将所述第二存储元件插入到所述第一凹部中。
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