CN113211985B - 热气泡喷墨头装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热气泡喷墨头装置，包括载座、基板组以及薄膜组。基板组包括彼此电性连接的印刷电路板与玻璃基板。载座具有至少一个供墨槽。基板组设置于载座且具有至少一个镂空部。镂空部对应且连通供墨槽。基板组具有多个驱动芯片与多个加热元件。薄膜组设置于基板组，且薄膜组具有多个流道与多个喷孔，分别对应且连通镂空部与供墨槽，其中喷孔分别对应加热元件。

Description

热气泡喷墨头装置
技术领域
本公开涉及一种喷墨头装置，且特别涉及一种热气泡喷墨头装置。
背景技术
近年来随着个人电脑普及与网际网络的快速发展，喷墨打印机目前已成为个人电脑设备中必备的产品。对一般的使用者来说，一台基本型的喷墨打印机就足以应付各种文件打印的需求。众所周知，影响喷墨打印机打印品质的因素有很多，例如墨水的组成，纸张的选择以及墨水匣的供墨方式等等。为追求更完美的打印品质，相关研发人员已投入大量时间与心力于墨水匣储墨与供墨结构设计，以期能符合结构简单、制作成本低、高储墨能力以及高打印品质等要求。
喷墨打印技术发展至今，控制喷墨头(printhead)释放墨滴至喷墨媒体的方式可大致分为两大主流，其中之一即是热气泡式(Thermal Bubble Ink Jet)技术，其操作原理是利用加热电阻器(thin film resistor)加热使部分墨水产生气泡进而将墨水排挤出，并使其通过多个喷孔喷至喷墨媒体上。另一则为压电致动式(Piezo-electric)技术，其原理是利用压电材料的压电特性，于通电后而将墨水推出喷嘴。由于每一种类型的喷墨打印技术都需要配合独特的喷墨头，再加上各种喷墨头都有其特殊的规格，包含：喷墨头的结构、使用的墨水、喷孔数以及喷墨控制电路等特性，因此需要搭配相容的打印系统，才能正确地完成打印工作。
然而无论上述哪种方式，多数喷墨头仍须设置于墨水匣(cartridge)上而无法从墨水匣拆卸下来，因此对于使用者而言，墨水匣与喷墨头是同时会被视为耗材而不具维修的可能，故而此举明显会对使用者造成相当负担。此外，现有喷墨头上的驱动芯片是以COT(chip on tape)贴附在墨水匣上，再经由接触端子与线缆而与控制电路相连接，故而此举也容易在使用时或在动作时造成端子与线缆产生接触不良的情形，进而可能造成喷墨失效。
发明内容
本公开提供一种热气泡喷墨头装置，其将相关喷墨构件整合成一体式封装装置，而有益于拆装维修与微型化，同时减少喷墨时的不利因素。
本公开的热气泡喷墨头装置，包括载座、基板组以及薄膜组。基板组包括彼此电性连接的印刷电路板与玻璃基板。载座具有至少一个供墨槽。基板组设置于载座且具有至少一个镂空部。镂空部对应且连通供墨槽。基板组具有多个驱动芯片与多个加热元件。薄膜组设置于基板组，且薄膜组具有多个流道与多个喷孔，分别对应且连通镂空部与供墨槽，其中喷孔分别对应加热元件。
在本公开的实施例中，上述印刷电路板设置于载座，玻璃基板设置于印刷电路板，驱动芯片设置于印刷电路板上，加热元件设置于玻璃基板上，驱动芯片与加热元件同在基板组上彼此配套对接。
在本公开的实施例中，上述印刷电路板具有上述镂空部，玻璃基板的侧沿位于镂空部上方，加热元件邻近上述镂空部与上述的侧沿。
在本公开的实施例中，上述印刷电路板具有一对镂空部，以分别对应载座的一对供墨槽。驱动芯片在印刷电路板上的正投影位于上述一对镂空部之间，驱动芯片在载座上的正投影位于上述一对供墨槽之间。
在本公开的实施例中，上述玻璃基板的单个侧沿或多个侧沿在载座上的正投影各位于对应的供墨槽中。
在本公开的实施例中，上述基板组还具有设置于印刷电路板的多个第一接垫，以及设置于玻璃基板上的多个第二接垫，而薄膜组还具有多个电连接器，这些电连接器电性连接在第一接垫与第二接垫之间。
在本公开的实施例中，上述第二接垫与加热元件是以面板工艺形成于玻璃基板上。
在本公开的实施例中，上述薄膜组包括绝缘薄膜与可挠电路板，绝缘薄膜设置在印刷电路板与玻璃基板上，可挠电路板设置在绝缘薄膜上，可挠电路板具有上述电连接器。
在本公开的实施例中，上述绝缘薄膜具有多个开口，电连接器包括多个第三接垫，通过开口而电性连接第一接垫与第二接垫。
在本公开的实施例中，上述的热气泡喷墨头装置还包括多个导电胶，第三接垫通过导电胶而电性连接第一接垫与第二接垫。
在本公开的一实施例中，热气泡喷墨头装置是整合且固定式的喷墨装置。
基于上述，热气泡喷墨头装置是以载座、基板组以及薄膜组相互叠置所构成的一体式封装装置，墨水已填充于载座的供墨槽。此外，基板组设置于载座且以其镂空部与载座的供墨槽对应并连通，且基板组上设置有驱动芯片与加热元件。薄膜组配置在基板组上，且其流道与喷孔分别对应且连通基板组的镂空部与载座的供墨槽。据此，基板组的驱动芯片便能控制同在基板组的加热元件对来自供墨槽的墨水进行加热，进而从喷孔喷出而完成喷墨动作。此举让热气泡喷墨头装置采用载座、基板组与薄膜组的叠置装置，而有效地避免现有装置需以端子、线缆等连接方式，因此能有效地避免前述接触不良的情形。
附图说明
图1A与图1B是本公开实施例的热气泡喷墨头装置的示意图；
图2是本公开实施例的热气泡喷墨头装置的立体装配图；
图3是本公开实施例的热气泡喷墨头装置的部分结构示意图；
图4A与图4B是本公开实施例的热气泡喷墨头装置的局部剖视图；
图5A与图5B分别是图2的局部放大图；
图5C是本公开实施例的热气泡喷墨头装置的局部示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。
图1A与图1B是本公开实施例的热气泡喷墨头装置的示意图。图2是热气泡喷墨头装置的立体装配图。在此同时提供直角坐标系X-Y-Z以利于装置描述。参考图1A、图1B与图2，在本实施例中，热气泡喷墨头装置100包括载座110、基板组PA以及薄膜组FA。载座110具有至少一个供墨槽(本实施例以一对供墨槽111)。基板组PA设置于载座110且具有至少一个镂空部123。镂空部123对应且连通供墨槽111。基板组PA具有多个驱动芯片170与多个加热元件132。薄膜组FA设置于基板组PA上，且薄膜组FA具有多个流道144与多个喷孔143、151，分别对应且连通镂空部123与供墨槽111，其中喷孔143、151分别对应加热元件132，后续会进一步描述薄膜组FA的相关结构组成与特征。
进一步地说，载座110具有位于底部的多个流管113，其分别连通供墨槽111，墨水(未绘示)适于从流管113的开口处进入供墨槽111或适于从流管113将供墨槽111内的墨水排出。此外，基板组PA包括彼此电性连接的印刷电路板120与玻璃基板130，印刷电路板120设置于载座110，玻璃基板130设置于印刷电路板120的凹陷124，驱动芯片170设置于印刷电路板120上，加热元件132设置于玻璃基板130上，驱动芯片170与加热元件132彼此背对且同在基板组PA上彼此配套对接，也就是一个驱动芯片170能对应驱动多个加热元件132。在此，加热元件132是以面板工艺而形成于玻璃基板130上，用以提高工艺效率且有效降低制造成本。在此，印刷电路板120还具有沿X轴设置于相对两个板端的连接器121，以利于控制模组(未绘示)经由电性连接至所述连接器121而控制热气泡喷墨头装置100的喷墨打印动作。
此外，图3是本公开实施例的热气泡喷墨头装置的部分结构示意图，在此暂将薄膜组FA移除，以利于辨识载座110与基板组PA的局部特征。图4A与图4B是本公开实施例的热气泡喷墨头装置的局部剖视图，其以不同视角绘示热气泡喷墨头装置100于同一处的剖视图。同时参考图3、图4A与图4B，详细来说，载座110、印刷电路板120与玻璃基板130彼此沿Z轴叠置在一起。载座110的流管113以其开口113a连通于供墨槽111，而对应地，印刷电路板120具有镂空部123，而玻璃基板130的侧沿131位于镂空部123的上方，且加热元件132邻近所述侧沿131与所述镂空部123。如图3所示，本实施例的印刷电路板120具有沿Y轴配置的一对镂空部123，且各个镂空部123是沿X轴延伸，以分别对应载座110的一对同沿X轴延伸的供墨槽111，故而在此将供墨槽111与镂空部123一同标示。又如图2所示，多个驱动芯片170沿X轴在印刷电路板120上的正投影是位于这对镂空部123之间(也相当于在这对侧沿131之间)，且驱动芯片170在载座110上的正投影是位于这对供墨槽111之间。此外，本实施例的玻璃基板130的单个侧沿或多个侧沿(例如相对的两个侧沿131)在载座110上的正投影各位于对应的供墨槽(例如供墨槽111)中，因而能顺利地让墨水流至邻近侧沿131的加热元件132而进行加热与喷墨动作。
另一方面，本实施例的基板组PA还具有设置于印刷电路板120的多个第一接垫122，以及设置于玻璃基板130上的多个第二接垫133，而薄膜组FA还具有多个电连接器，用以电性连接在第一接垫122与第二接垫133之间。详细来说，薄膜组FA包括绝缘薄膜140与可挠电路板150，绝缘薄膜140设置在印刷电路板120与玻璃基板130上，可挠电路板150设置在绝缘薄膜140上，可挠电路板150具有前述喷孔151与前述电连接器，绝缘薄膜140具有前述流道144。在此，第二接垫133与前述的加热元件132同以面板工艺而形成于玻璃基板130上。
更进一步地说，绝缘薄膜140具有多个开口141、142，而前述电连接器包括多个第三接垫152a、152b(绘示于图2、图4B)与相关线路(未绘示)，以通过这些开口141、142而电性连接第一接垫122与第二接垫133。在此，热气泡喷墨头装置100还包括多个导电胶161、162，其例如是异方性导电胶。当薄膜组FA叠置在基板组PA上后，第三接垫152a通过导电胶161而电性连接第一接垫122，也就是第一接垫122与第三接垫152a会从开口141处暴露出来，而使导电胶161实质上位于开口141并连接于第一接垫122与第三接垫152a之间。类似地，当薄膜组FA叠置在基板组PA上后，第三接垫152b通过导电胶162而电性连接第二接垫133，也就是第二接垫133与第三接垫152b会从开口142处暴露出来，而使导电胶162实质上位于开口142并连接于第二接垫133与第三接垫152b之间。需说明的是，在此仅以图4B绘示热气泡喷墨头装置100于开口142处的剖视图，而热气泡喷墨头装置100于开口141处也会有类似的连接结构，便不再赘述。
图5A与图5B分别是图2的局部放大图，其中图5A绘示图2于A部分的局部放大图，图5B绘示图2于B部分的局部放大图。图5C是本公开实施例的热气泡喷墨头装置的局部示意图，以绘示热气泡喷墨头装置100在流道144与喷孔143、151处的详细结构特征。同时参考图5A、图5B和图5C，在本实施例中，薄膜组FA的绝沿薄膜140具有流道144与喷孔143，其中流道144实质上对应地连通至印刷电路板120的镂空部123以及玻璃基板130的侧沿131，如图3所示，而可挠电路板150具有喷孔151，其对应地叠置在绝沿薄膜140的喷孔143上。如图5C所示箭头，即表示供墨槽111的墨水将会通过镂空部123、侧沿131、流道144的主要部分C1而流向流道的多个分支部分C2，进而流入位于分支部分C2末端的加热元件132处，故墨水经加热元件132加热后即能依序穿过喷孔143、151而喷出热气泡喷墨头装置100之外。
另一方面，如图2所示，本实施例的热气泡喷墨头装置100是以多个驱动芯片170配置在同一个印刷电路板130上，因此能让热气泡喷墨头装置100成为整合且固定式的喷墨装置，也就是说，设计者可依据所需打印目标(纸张)的大小，而对应地将热气泡喷墨头装置100设计为符合所述打印目标的大小。换句话说，本实施例所示热气泡喷墨头装置100不需要被现有墨水匣的承载结构所带动，且不需依据打印目标的尺寸大小而往复移动。据此，配置有热气泡喷墨头装置100的印表机，便不用再增设现有的移动结构，而改以让打印目标进行传送并行经热气泡喷墨头装置100的打印范围即可完成打印动作。
综上所述，在本公开的上述实施例中，热气泡喷墨头装置是以载座、基板组以及薄膜组相互叠置所构成的一体式封装装置，墨水已填充于载座的供墨槽。此外，基板组设置于载座且以其镂空部与载座的供墨槽对应并连通，且基板组上设置有驱动芯片与加热元件。薄膜组配置在基板组上，且其流道与喷孔分别对应且连通基板组的镂空部与载座的供墨槽。据此，基板组的驱动芯片便能控制同在基板组的加热元件对来自供墨槽的墨水进行加热，进而从喷孔喷出而完成喷墨动作。此举让热气泡喷墨头装置采用载座、基板组与薄膜组的叠置装置，而有效地避免现有装置需以端子、线缆等连接方式，因此能有效地避免前述接触不良的情形。
同时，热气泡喷墨头装置也同时将多个驱动芯片整合于单一印刷电路板上，故而使热气泡喷墨头装置成为固定式的热气泡喷墨头装置，也就是说，设计者借由上述整合式封装装置而让热气泡喷墨头装置固定于印表机内而不须另行增设往复移动结构，即让打印目标进行传送并行经热气泡喷墨头装置100的打印范围即可完成打印动作。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种热气泡喷墨头装置，包括：
载座，具有至少一个供墨槽；
基板组，包括彼此电性连接的印刷电路板与玻璃基板，设置于所述载座且具有至少一个镂空部，所述镂空部对应且连通所述供墨槽，所述基板组还具有多个驱动芯片与多个加热元件；以及
薄膜组，设置于所述基板组，所述薄膜组具有多个流道与多个喷孔，分别对应且连通所述镂空部与所述供墨槽，其中所述多个喷孔分别对应所述多个加热元件。
2.根据权利要求1所述的热气泡喷墨头装置，其中，所述印刷电路板设置于所述载座，所述玻璃基板设置于所述印刷电路板，所述多个驱动芯片设置于所述印刷电路板上，所述多个加热元件设置于所述玻璃基板上，所述多个驱动芯片与所述多个加热元件同在所述基板组上彼此配套对接。
3.根据权利要求2所述的热气泡喷墨头装置，其中，所述印刷电路板具有所述镂空部，所述玻璃基板的一个侧沿或两个侧沿位于所述镂空部上方，所述多个加热元件邻近所述镂空部与所述侧沿。
4.根据权利要求2所述的热气泡喷墨头装置，其中，所述印刷电路板具有一对镂空部，以分别对应所述载座的一对供墨槽，所述多个驱动芯片在所述印刷电路板上的正投影位于所述一对镂空部之间，所述多个驱动芯片在所述载座上的正投影位于所述一对供墨槽之间。
5.根据权利要求4所述的热气泡喷墨头装置，其中，所述玻璃基板的单个侧沿或多个侧沿在所述载座上的正投影各位于对应的所述供墨槽中。
6.根据权利要求2所述的热气泡喷墨头装置，其中，所述基板组还具有设置于所述印刷电路板的多个第一接垫，以及设置于所述玻璃基板上的多个第二接垫，而所述薄膜组还具有多个电连接器，所述多个电连接器电性连接在所述第一接垫与所述第二接垫之间。
7.根据权利要求6所述的热气泡喷墨头装置，其中，所述多个第二接垫与所述多个加热元件是以面板工艺形成于所述玻璃基板上。
8.根据权利要求6所述的热气泡喷墨头装置，其中，所述薄膜组包括一个绝缘薄膜与一个可挠电路板，所述绝缘薄膜设置在所述印刷电路板与所述玻璃基板上，所述可挠电路板设置在所述绝缘薄膜上，所述可挠电路板具有所述多个电连接器。
9.根据权利要求8所述的热气泡喷墨头装置，其中，所述绝缘薄膜具有多个开口，所述多个电连接器包括多个第三接垫，通过所述多个开口而电性连接所述多个第一接垫与所述多个第二接垫。
10.根据权利要求1所述的热气泡喷墨头装置，其中，还包括：
多个导电胶，所述多个第三接垫通过所述多个导电胶而电性连接所述多个第一接垫与所述多个第二接垫。
11.根据权利要求1所述的热气泡喷墨头装置，所述装置是一个整合且固定式的喷墨装置。
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