CN1568259A - 一种基于粘合剂的喷墨打印头组件 - Google Patents

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Abstract

一种至少包括一个长条状喷墨打印头芯片(20)的喷墨打印头组件(10)，所述芯片(20)是采用集成电路制造技术制造的产品。所述组件(10)至少还包括一个相应的喷墨打印头芯片底座(14)，所述底座(14)中设有一个带一对相对的侧壁(28)的长条状凹槽(18)。所述的或每个打印头芯片(20)安装在相应的凹槽(18)中。设定所述的或每个打印头芯片(20)和所述相应的凹槽的尺寸，使得在所述的或每个打印头芯片(20)和每个侧壁(28)之间都有一个间隙(26)。在每个间隙中都有弹性可变形材料(22)，以把所述的或每个打印头芯片(20)固定在所述的凹槽(18)中的恰当位置上。

Description

一种基于粘合剂的喷墨打印头组件
技术领域
本发明涉及一种打印头组件。特别是涉及一种打印头组件和一种组装打印头的方法。
背景技术
本申请人开发出了一种页宽喷墨打印头，页宽喷墨打印头是众多美国专利和专利申请的主题。所述打印头能够打印分辨率高达1600dpi的文本和图像。
所述打印头的一个主要部分是一个或多个打印头芯片。所述打印头芯片是采用集成电路制造技术制造而成。具体而言，每个打印头芯片都包括沿着一段硅晶片基材分布的多个喷嘴装置。每个喷嘴装置都是一个微机电系统。本申请人已经开发出的技术可以制造带有多达84000个喷嘴装置的打印头。
通常，在组装打印头时，打印头芯片位于某种形式的底座中，所述底座是一个墨水分配装置的一部分，比如是一个墨水分配总管的一部分。此外，所述底座也能够以一定的方式连接在墨水分配装置上，以在打印头芯片和墨水分配装置之间设定某种形式的界面。
把所述打印头芯片放置在相应底座中的方法，通常是简单地把打印头芯片压入底座中的凹槽中去。所述凹槽尺寸的设置使得配合是滑动配合或者干涉配合，以确保打印头芯片在底座中保持在适当的位置上。
因为所述打印头芯片具有延伸性，所以打印头芯片容易弯曲。其结果是，在正常运转和操作中，任何作用在底座上的应力，都可能导致底座弯曲，从而导致打印头芯片弯曲。本领域的普通技术人员可以理解的是，所述喷嘴装置每个都是微机电系统，因而所述弯曲是我们所不希望的。
此种配合的一个特殊问题来源于可能进入所述凹槽的颗粒物质。如果颗粒物质是一个或多个相当坚硬的微粒，则问题更加严重。当芯片被压入凹槽时，所述微粒会夹在打印头芯片和凹槽的内壁之间，使打印头芯片在与微粒接触的点处形成应力集中。这样，当芯片遭受少量的弯曲时，通常不会造成问题，而应力集中会导致打印头芯片断裂。
本申请人构思出本发明以解决所述问题，使打印头制造商不必为组装打印头而准备无尘环境。众所周知，芯片制造商为了确保芯片制造环境无尘，需付出很高的成本。申请人相信，使打印头组装阶段不再需要在无尘环境中进行是人们所希望的。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种喷墨打印头组件，包括：
至少一个长条状喷墨打印头芯片，所述长条状喷墨打印头芯片是采用集成电路制造技术制造的；
至少一个相应的喷墨打印头芯片底座，所述底座设定一个长条状凹槽，所述长条状凹槽带有一对相对的侧壁。所述的或每个打印头芯片位于所述的对应的槽中，所述的或每个打印头芯片插在相应的凹槽中，设定所述的或每个打印头芯片和所述相应的凹槽的尺寸使得在所述的或每个打印头芯片和每个侧壁之间都有一个间隙；和
位于每个间隙中的弹性可变形材料，用于把所述的或每个打印头芯片定位于所述的凹槽中。
本发明的第二个目的在于，提供一种组装一种喷墨打印头的方法。所述喷墨打印头包括至少一个加长喷墨打印头芯片，所述加长喷墨打印头芯片是采用集成电路制造技术的产品，和至少一个相应的喷墨打印头芯片底座，所述底座设有一个有一对相对侧壁的加长凹槽；设定所述的或每个打印头芯片和所述相应的凹槽的尺寸，使得所述的或每个打印头芯片的宽度比相应的凹槽的宽度在规定的范围内小，所述方法包括以下步骤：
把所述的或每个喷墨打印头芯片定位在所述的相应的底座中，使得在所述的或每个打印头芯片和相应的凹槽的每个侧壁之间都有一个间隙；然后
至少向每个间隙的局部注入粘合剂，所述粘合剂从可以固化成弹性可变形材料的一组粘合剂中选出的，以把所述的或每个打印头芯片固定在所述相应凹槽中。
附图说明
图1是本发明中的喷墨打印头组件的第一个实施例的示意立体图；
图2是本发明中的喷墨打印头组件的第二个实施例的立体图；
图3是图2所示喷墨打印头组件中一个模块的分解图；
图4是图3所示模块的立体图；
图5是图3所示模块的平面图；
图6是图3所示模块的侧视图；
图7是图3所示模块从相对的另一侧透视所得的侧视图；
图8是图3所示模块沿图5中A-A的截面图；
图9是图3所示模块的局部放大视图。
具体实施方式
在图1中，标记10泛指本发明喷墨打印头组件的第一个实施例。
所述喷墨打印头组件10是一种页宽喷墨打印头组件。
所述喷墨打印头组件10包括一个喷墨打印头芯片底座14。在所述底座14上带有一个墨水分配总管12。
所述喷墨打印头芯片底座14包括一个支承元件16。在所述支承元件16中设有一个长条状凹槽或沟槽。
所述喷墨打印头组件10包括多个喷墨打印头芯片，其中一个喷墨打印头芯片标记为20。所述喷墨打印头芯片20是采用集成电路制造技术制造而成的。所述喷墨打印头芯片20还包括若干喷嘴装置(未图示)，每个喷嘴装置都是一个微机电系统。这样，每个喷嘴装置都至少具有一个运动部件，作用于喷嘴腔中的墨水，使所述墨水从喷嘴腔中喷出。
所述喷墨打印头芯片20和槽18的横截面都为矩形，槽18比喷墨打印头芯片20在规定范围内要大。具体而言，所述槽18的宽度比喷墨打印头芯片20的宽度在规定范围内大。槽18的宽度大约在310微米和5100微米之间。喷墨打印头芯片20的宽度大约在300微米和5000微米之间。
在组装过程中，将所述芯片20插入槽18中，如箭头21所示。所述喷墨打印头芯片20采用粘合剂固定在所述槽18中，所述粘合剂固化后成为一种如标记22所指示的弹性可变形材料。因为前面所述的尺寸差，当把所述打印头芯片20安置在所述槽18中时，在所述打印头芯片20的每个侧面24和槽18的侧壁28之间都有一个间隙26。所述间隙26的宽度大致在5到50微米之间。所述间隙26中填充弹性可变形材料22。
如同在参考的专利申请中所阐明的，所述打印头芯片20具有极大的长宽比。其原因在于，在制造芯片的过程中，允许使用者在保持足够的宽度以实现页宽打印的同时，通过使芯片的宽度尽可能的小来保持芯片的占空度(real estate)。此外，所述底座14和所述的墨水分配总管12也有相当大的长宽比。这导致所述打印头在正常的使用和操作中容易弯曲。应该理解的是，没有间隙26，此弯曲将直接传递给所述打印头芯片20，这是我们不希望的。在此情况下，当芯片10放入槽18中时，如果颗粒物质沾在所述芯片20的每个侧面24上或者沾在侧壁28的其中之一上，将在颗粒物质与所述侧壁28接触之处产生应力集中的点，这是本发明之前的实践情况。底座14任何后来的弯曲能导致芯片20在应力集中的点处断裂。
由此得出，所述间隙允许底座14有一定的弯曲，而且此弯曲不会传递给所述芯片20。更进一步地，所述粘合剂一旦固化成所述弹性可变形材料22，在保持所述芯片在槽18中处于适当位置的同时，可以容纳所述底座14的弯曲。
所述粘合剂可以固化成弹性材料。具体而言，此种粘合剂可以是一种硅橡胶粘合剂。
在图2至图9中，标记30泛指本发明中喷墨打印头组件的第二个实施例。除非另有说明，与图1相同的标记指代相同的部件。
所述打印头组件30与US 09/693,644、09/693,737和09/693,340中的打印头组件相似。由此得出，本说明书内容将限定在安装打印头芯片20的方法方面，不会再对所述美国专利申请中描述的细节内容进行详细说明，除非是以一种宽泛的方式。
所述打印头组件30是一个带有多个模块32的模块化打印头组件。每个模块32都有一个设定一个槽36的底座34，在所述槽36中，安装打印头芯片20。所述槽36和所述打印头芯片20的相对尺寸与前述打印头组件10一致。在所述打印头芯片20的每个侧面24和对应的槽36的侧壁40之间也都有一个间隙38。和打印头组件10一样，打印头芯片10被可固化成弹性可变形材料的粘合剂固定在相应的槽36中，所述弹性可变形材料在附图中采用标记42指代。所述间隙38和弹性可变形材料42的优点如同上述。
如同可以在图2中看到的，打印头30包括一个垫板结构44，模块32安装在其中。每个底座34都是瓦片形状，安装在垫板结构44中。在此实施例中，有三个瓦片34安装在垫板结构44中。根据需要，在打印头中，可以有一个以上的垫板结构44。所述垫板结构44有一对相对的侧部46和一个底部48，其中设定了一个安装瓦片34的区域50。
每个瓦片34都设定一个嵌套结构56，使得瓦片34能够沿着区域50采用端对端的方式嵌套在一起。瓦片设置在区域50中方式的细节和前面提及的专利申请中所描述的相同。
每个瓦片34都有一个第一模件52，位于第二模件54之上，模件52和54都安装在垫板结构44的区域50中。模件52和54的详细结构在前面提及的专利申请中描述了。槽36设定在第一模件52中。
在槽36的一侧，第一模件52设定有多条凸起的肋58。所述凸起的肋58用于使打印介质穿过打印头芯片20时，距离打印头芯片20以设定的距离。在槽36的另一侧设有多个传导带60。所述传导带60用导线和所述芯片20电连接，以把控制电路(图中没有显示)和打印头芯片20连接起来。
第一模件52在其长度方向的大致中部位置设有一个凹槽62。所述凹槽62的尺寸和位置设置使得，当瓦片34安装在垫板结构44的区域50中时，与垫板结构44的侧部46设定的一个挡块64接合。并且，把瓦片34安装在垫板结构44上的方式，也在前面提及的专利申请中描述了。
从图3可以看到，第一模件52上设有多个入口66。所述入口用于向打印头芯片20供应墨水。
入口66和相应的设定在第二模件54上的纵向间隔排列的开口68相通。此外，在模件54上设有开口70用于供应空气。详细的细节在前面提及的专利申请中描述了。
瓦片34和垫板结构44的设置容许所述瓦片34和垫板结构44之间有一定的相对运动。详细的实现方法在前面提及的专利申请中描述了。比如，环状结构72位于垫板结构44的底部48上。环状结构72是弹性可变形疏水性的材料制成，并且与设在第二模件54中的辅助凹槽接合。这样，尽管有所述相对运动，仍可保持严密的密封。所述环状结构72限制设在底部48中的通道74(如图8所示)的开口。前面提及的专利申请中描述了更详细的细节。
墨水和空气供应方式的详细细节也在前面提及的专利申请中描述了，因此在此不再描述。简要地说，然而，通道74和第二模件中的开口68相通，进而与入口66相通。通道74被分成六组，可以分别存放比如青色、黄色、洋红色、黑色和红外线墨水以及定影液六种墨水。也可以采用其它的六种墨水组合。这样，芯片就是“六色”芯片。
如图8所示，打印头50包括一个盖在一个喷嘴层78上的喷嘴防护装置76。所述喷嘴层78安装在一个硅入口衬背80上，所述硅入口衬背80在上面提到的US 09/608,779中有详细的描述。
在图9中，可以清楚地看到间隙38和弹性可变形材料42。
此领域的技术人员可以理解的是，间隙38和弹性可变形材料42的设置提供了一种方法，可以避免，因为颗粒物质进入芯片20和槽36的侧壁40之间，而产生应力集中的点。间隙38和弹性可变形材料42不再需要把芯片压配合甚至滑动配合安装在相应的槽中。因而可以在一定的程度上减少了由于颗粒物质进入而导致的不利影响。
此领域技术人员进一步可以理解的是，在具体的实施例的基础上，在不偏离本说明书充分公开描述的本发明的要旨或范围内，可以对本法明作多种变化或修改。因此，所述两个实施例，应理解为仅仅是例证性的，而不是限定性的。

Claims (8)

1.(经过修改)一种用于页宽喷墨打印头的喷墨打印头组件，所述打印头组件包括：
至少一个长条状喷墨打印头芯片，所述芯片是采用集成电路制造技术制造而成；
至少一个相应的喷墨打印头芯片底座，所述底座设有一个长条状凹槽，所述凹槽带有一对相对的侧壁，设定所述的或每个打印头芯片和所述凹槽的尺寸，使得在所述的或每个打印头芯片和其对应的侧壁之间都有一个间隙；和
位于各个间隙中的弹性可变形材料，所述弹性可变形材料填充所述间隙，并把所述的或每个打印头芯片固定在所述的相应的凹槽中，选用的所述弹性可变形材料，容许所述打印头组件正常运转时打印头芯片和打印头芯片底座之间的相对运动。
2.(经过两次修改)如权利要求1所述的喷墨打印头组件，其特征在于：包括多个打印头芯片，所述打印头芯片位于对应于所述喷墨打印头芯片的喷墨打印头芯片底座的所述加长凹槽中。
3.删除
4.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，其特征在于：所述的喷墨打印头芯片底座安装在一个墨水分配总管上。
5.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，其特征在于：所述喷墨打印头组件包括多个模块，所述每个模块都包括一个喷墨打印头芯片底座、一个安装在所述底座中的喷墨打印头芯片和一个安装所述模块的垫板结构。
6.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，其特征在于：所述弹性可变形材料是一种合成橡胶材料。
7.如权利要求6所述的喷墨打印头组件，其特征在于：所述合成橡胶材料是一种硅基材料。
8.(经过修改)一种喷墨打印头的组装方法，所述的喷墨打印头带有至少一个采用集成电路制造技术制成的加长喷墨打印头芯片，和至少一个相应的喷墨打印头芯片底座，所述底座设有一个带一对相对侧壁的长条状凹槽，设定所述的或每个打印头芯片和所述相应的槽的尺寸，使得所述的或每个打印头芯片宽度在规定的范围内比相应的槽的宽度要小，所述方法包括步骤：
把所述的或每个喷墨打印头芯片定位在相应的底座中，通过所述一对相对的侧壁和所述打印头芯片，使得所述或每个打印头芯片的两侧都有一个间隙；和
向每个间隙中注入粘合剂，所述粘合剂从一组粘合剂中选出，所述粘合剂可以固化成弹性可变形材料，以把所述的或每个打印头芯片定位于所述的凹槽中。所述粘合剂的选择，使得所述弹性可变形材料可以容许正常运转时所述的或每个打印头芯片与所述或每个打印头芯片底座之间的相对运动。
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