CN1721194A - 具有粘性绝缘层的墨盒及其制作方法和采用它的成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有粘性绝缘层的墨盒以及该墨盒的制作方法。该墨盒包括：盒体、安装在盒体上表面的头芯片和电连接到头芯片并联接到盒体上表面的柔性印刷电路，其中盒体和柔性印刷电路通过设置在盒体和柔性印刷电路之间的绝缘层相互粘接。此外，该墨盒的制作方法包括：在位于盒体上表面的头芯片安装部分上使用密封剂；在头芯片和柔性印刷电路的组件的后表面上施加绝缘材料，该组件上形成了导电迹线；将头芯片联接到头芯片安装部分；并热压柔性印刷电路以将柔性印刷电路联接到盒体上表面。

Description

具有粘性绝缘层的墨盒及其制作方法和采用它的成像装置

技术领域

本发明涉及一种具有粘性绝缘层的墨盒以及该墨盒的制作方法，更具体地说，本发明涉及一种结构，该结构可将一种柔性印刷电路粘在墨盒体上并且使该柔性印刷电路与墨盒体绝缘。

本申请要求第2004-55766号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请在2004年7月16日提交申请。该韩国专利申请在此全文结合引用。

背景技术

近来已经使用了各种类型的成像装置。特别地，由于喷墨打印机的低成本、容易地实现色彩，因而已得到广泛使用。喷墨打印机通过一个喷出部分，以微小墨滴的形式喷出储存在墨盒中的墨，从而在记录介质的表面上打印出期望的图象。根据用于产生墨喷射的压力的机制，喷墨打印机可以分为两类。热动型喷墨头芯片使用由微型加热器沸腾墨产生的压力来喷出墨滴；压电型喷墨头芯片使用由压电材料产生的压力来喷出墨滴。

图1示出了用于装在喷墨打印机上的墨盒10。墨盒10具有一个提供墨储存空间的盒体18。头芯片(head chip)安装部分12形成在盒体18的上表面(实际工作中是下表面)。头芯片安装部分12的尺寸大于头芯片13以利于头芯片13的安装。用于喷出墨的多个喷嘴15形成在头芯片13中，一个墨室(未示出)和一个加热器(未示出)也形成在头芯片13中。

头芯片13的操作由安装于打印机主体的控制器控制，该控制器通过一柔性印刷电路(FPC)20连接到头芯片13上。即，用于连接控制器的多个电极22形成于柔性印刷电路20的一侧上，进而通过导电迹线24连接到头芯片13中的加热器。为清楚起见，图1示出了导电迹线24，但实际上导电迹线通常成片形，多条导线对准布置在其上。导电迹线24的一部分在经过头芯片安装部分12的一部分时暴露于外界，该暴露部分由密封条11保护。此外，如图2所示，在头芯片13的侧边和头芯片安装部分12的内壁之间使用了侧密封剂16，以防止墨泄露并稳固头芯片13。

参见图1至4，柔性印刷电路(FPC)20以与头芯片13相连的组合形式联接在盒体18上。根据联接在盒体18的表面的位置，柔性印刷电路20分为前表面区20a、上表面区20b和后表面区20c。完成安装以后，柔性印刷电路20的结构如图2所示。即，由热固树脂制成的上粘合层40b位于盒体18的上表面，绝缘层30位于粘合层40b上，而导电迹线24和柔性印刷电路20依次位于绝缘层30上。该粘贴层也可分为前表面粘合层40a、上表面粘合层40b和后表面粘合层40c。

常规的粘合层通常使用压敏粘结剂(PSA)或热结合膜(TBF)。如图4所示，绝缘层30通过光致阻焊剂方法(photo solder resist method)或膜层叠方法(film laminating method)联接于柔性印刷电路20的后表面。然后将由热固树脂制成的粘合层40联接于柔性印刷电路的后表面或盒体18的上表面，再压或热压，因此完成连接。

然而，由热固树脂制成的粘合层40的耐墨性弱。特别地，使用pH值超过11的强碱性墨会使两种类型的粘合剂(即压敏粘结剂和热结合膜)性质恶化。因此，由墨膨胀引起的粘合表面的不均匀性降低了粘合剂的粘合性能。此外，由于粘合层40性质恶化，墨会穿过恶化的粘合层，导致导电迹线24的部分之间短路。

在制作过程中，粘合层40通常由卷轴提供，且由于其高的张力系数，粘合层40被拉长，这样就难于将粘合层40粘联接。进一步，即使将粘合层40联接了，由于硬化侧密封剂16的过程需要在大约100℃的温度下至少进行一个小时，其中由这一过程产生的热量可造成粘合层40的强度下降或造成粘接部分脱离。

发明内容

本发明提供一种墨盒，通过使粘好的表面耐碱性墨并且使在固化侧密封剂的高温下仍能保持墨盒的稳定性，该墨盒能提高粘合强度和稳定粘合表面。

本发明提供制作墨盒以及通过单一的过程形成粘合层和绝缘层的方法，在这一单一的过程中，当把柔性印刷电路放置到位时，可在柔性印刷电路上形成粘合层。

本发明提供一种具有该墨盒的成像装置。

本发明的其它方面和优势将在以下的描述中部分地提出，部分地，这些方面和优势将根据描述变得清楚，或者通过本发明的实施变得明了。

本发明的上述的和/或其它的方面和优势通过提供一种墨盒来达到，该墨盒包括盒体、安装在盒体上表面的头芯片以及通过电连接到头芯片且附于盒体上表面的柔性印刷电路，其中盒体和柔性印刷电路通过置于它们之间的绝缘层相互粘接。

本发明的绝缘层有粘合性能和既作为绝缘层又作为粘合层的功能。由于基于本发明的单一层能既用于绝缘又用于粘合，因而在将盒体与头芯片和柔性印刷电路的组件粘接时，不必象以前传统方法所做的那样分别形成绝缘层和粘合层。绝缘层可由环氧基材料制成。将液化的环氧基材料置于柔性印刷电路(FPC)的后表面以形成绝缘层，然后将绝缘层放置在盒体上并热压于其上。结果，柔性印刷电路由于环氧基材料的粘合性能而粘接在盒体上。环氧基材料的绝缘层可用丝网印刷方法或光致阻焊剂方法形成。由于粘合层可通过一单一的过程形成，故当将柔性印刷电路放置在合适的位置时，墨盒可易于制作且粘合层可形成。

环氧基材料可包含环氧树脂。如果环氧基材料包括接近100％的环氧树脂，由于在固化前环氧基材料初始的粘合性能通常是低的，因而最初难于定位环氧树脂于盒体上。因此，当环氧基材料包括重量比约80-90％的环氧树脂和含有热固树脂以及其它添加剂的剩余成份时，其初始的粘合性能将会提高，从而环氧基材料在盒体上易于定位。在此方法中，热固树脂可从一材料组中任选一种，该材料组包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或上述物质的混合物。

绝缘层可以有约20-100微米的厚度。然而，如果绝缘层的厚度小于20微米，绝缘层可能提供不充分的绝缘。此外，如果绝缘层的厚度小于20微米，由于绝缘层不是足够厚到能适应盒体的上表面的不均匀性，绝缘层也可能提供不充分的粘合。如果绝缘层的厚度大于100微米，会难于形成平坦的绝缘层。

本发明的上述的和/或其它的方面和优势通过提供一种制作墨盒的方法来实现，该方法包括：在位于盒体上表面的头芯片安装部分施加密封剂；在包括头芯片和柔性印刷电路的组件的后表面使用绝缘材料，导电迹线形成在该组件上；将头芯片联接在头芯片安装部分；和热压柔性印刷电路以将柔性印刷电路联接在盒体的上表面。

如上所述，绝缘材料可以是包括重量比约80-90％的环氧树脂和具有热固树脂以及其它添加剂的剩余成份的环氧基材料。另外，绝缘材料可附在包括头芯片和柔性印刷电路的组件的后表面，或在盒体自身上。

热压柔性印刷电路(FPC)可在约100-160℃的温度下进行约3-60秒。如果使用低于100℃的温度，固化可能不会顺利进行；如果使用高于160℃的温度，由塑料树脂形成的盒体可能会变形。另外，如果使用少于3秒的固化时间，固化可能不会充分进行；如果使用多于60秒的固化时间，盒体可能会变形。

可同一批压多个盒体和柔性印刷电路。将柔性印刷电路热压到多个墨盒的每一个上包括：用安装夹具将多个墨盒的每一个保持在合适的位置后，在约100-160℃的温度下和约3-60秒内进行第一步固化；在第一步固化后，将多个部分固化的墨盒放入一个室中，在与第一步固化相同的条件下继续进行第二步固化。换句话说，在热压柔性印刷电路时，可使用安装夹具将柔性印刷电路安装在盒体上合适位置，但同时利用安装夹具进行固化的墨盒的数量是有限的。使用安装夹具的固化操作可进行到整个固化过程的约80-90％，以达到一定程度的粘合。一旦达到部分粘合，就将多个部分固化的墨盒同时放入室中进行余下的固化。这样就完成了将柔性印刷电路热压到多个墨盒过程。

本发明的上述的和/或其它的方面和优势也可通过提供一成像装置来达到，该成像装置包括上述墨盒或由上述方法制作的墨盒。

附图说明

参照附图对本发明实施例进行描述，将使得本发明的上述方面和特点变得清楚和更易于评价，其中：

图1是传统墨盒透视图；

图2是图1中沿线I-I剖切的剖视图；

图3是图1的传统墨盒的包括头芯片和柔性印刷电路的组件的平面视图；

图4是图1的传统墨盒的绝缘层和粘合层的平面视图。

图5是基于本发明的实施例的墨盒的剖视图；

图6是安装在图5的墨盒上的柔性印刷电路和绝缘层的平面视图；

图7是基于本发明的实施例的墨盒的制作方法的流程图；和

图8是基于本发明的另一实施例的墨盒的制作方法的流程图；

具体实施方式

以下是关于本发明的详细的参考，将结合附图说明参考的例子，其中相似的标号指代相似的元素。为了解释本发明，以下将参考附图描述实施例。

此后，根据本发明的墨盒及该墨盒的制作方法的实施例将参照附图描述。

参见图5和6，具有多个喷嘴的头芯片33(类似于图1至3中的13)安装在盒体38(类似于图1和2中的18)的头芯片安装部分(类似于图1中的12)。为了防止墨在头芯片33和盒体38之间泄露，将侧密封剂36(类似于图2中的16)填充在头芯片33和头芯片安装部分之间的空间中。除了头芯片安装部分，在盒体38的上表面的剩余部分设置了由环氧树脂基材料制成的上绝缘层130b。应该理解，当该墨盒安装在打印机上时，已装上头芯片33的盒体38的上表面通常是向下面对记录介质。对于墨盒体38的彼此不同表面的描述不是限制性的，这样描述只是为了便于说明。上绝缘层130b、前绝缘层130a和后绝缘层130c分别由环氧树脂基材料制成。前绝缘层130a位于盒体38的前表面，上绝缘层130b位于盒体38的上表面，而后绝缘层130c位于盒体38的后表面。盒体38的前、上和后表面类似于图1所示的盒体18的各表面。由于上绝缘层130b含有的大部分是环氧树脂，因而为了将导电迹线54和柔性印刷电路50b粘接到盒体18上，把盒体18与导电迹线54(类似于图1至3中的24)和柔性印刷电路50b进行热压，以加强上绝缘层130b的粘合性能。

为防止墨被引入到导电迹线54或柔性印刷电路50b和/或使导电迹线54或柔性印刷电路50b脱开粘接，使密封条31形成在头芯片33的末端，在该处头芯片与导电迹线54和柔性印刷电路50b相连接。

参见图6，绝缘层分为三个绝缘层部分130a、130b和130c，通过丝网印刷方法或光致阻焊剂方法形成在柔性印刷电路50b的后表面，然后联接到盒体38的后表面。柔性印刷电路50也分为三个部分和一个剩余部分，因为该剩余部分没有施加绝缘层，因此在该剩余部分没有粘合性。这样，当把该剩余部分联接在盒体38上时，就可将该剩余部分作为一个参考点。即，首先将柔性印刷电路50的剩余部分与盒体38的一角接触，从而使柔性印刷电路50相对于盒体38的位置可以得到调整。这样有利于绝缘层(130a、130b和130c)的粘接。作为选择，也可以在柔性印刷电路50的整个后表面施加绝缘层，这样就没有剩余部分。这样，就可以在柔性印刷电路50的整个后表面施加绝缘层，因此可以将整个柔性印刷电路50粘合到盒体38上。

图7示出了基于本发明的一实施例的墨盒的制作方法。

在S10中，将在头芯片安装部分上固定头芯片的密封剂施加在盒体上，头芯片安装部分形成在该盒体上。在S20中，将形成在头芯片上的端子连接到柔性印刷电路(FPC)，从而形成一个柔性印刷电路组件。将液化的环氧基材料施加在柔性印刷电路组件的后表面(S30)。该环氧基材料可以是单液体型或双液体型。

一旦将头芯片联接到头芯片安装部分(S40)，就可以将柔性印刷电路对准到位进行热压和固化(S50)，这样就可完成把柔性印刷电路组件粘合到盒体。在S40中，热压在约100-160℃的温度下进行约3-60秒，直到柔性印刷电路组件完全固化；在这一过程中，使用安装夹具将柔性印刷电路保持在合适的位置。固化完成后，将密封剂填充到头芯片和头芯片安装部分之间的空间，形成了密封条，这样就完成了墨盒的制作。

图8示出了基于本发明另一实施例的墨盒的制作方法。图8中示出的该实施例的操作步骤S10至S40，类似于图7的实施例的相应的操作步骤，因此省略对它们的描述。

头芯片一旦联接到盒体的头芯片安装部分，就把多个墨盒的每一个都安装在安装夹具上以固定柔性印刷电路。再在约100-160℃的温度下进行第一步固化操作S50a约3-60秒，直到柔性印刷电路固化80-90％。第一步固化操作S50a完成后，将得到的多个部分固化的墨盒与安装夹具分离，并把多个部分固化的墨盒放入一个室中进行第二步固化操作。第二步固化操作S50b随后在与第一步固化操作S50a相同的温度下进行相同的时间，这样就完成了固化步骤。

尽管同图7的实施例相比，要进行两步固化操作的图8的实施例的步骤多，但由于在第二步固化操作S50b中可同时进行操作多个墨盒，因此图8的实施例有可在批量生产中应用的优势。故图8的实施例可做到同时生产多个墨盒。

从上述可知，本发明能通过简化制作墨盒的步骤来提高生产率。由于绝缘层有粘合性能，故可用于将柔性印刷电路与盒体绝缘并且粘合。特别地，传统墨盒存在着由一个原因造成的问题，该原因为：当将粘合膜联接在柔性印刷电路上时，粘合膜会被高度地拉长。本发明可减轻这一问题。

此外，由环氧基材料制成的绝缘层对强碱性墨具有强抗蚀性，从而可以阻止绝缘层由于恶化造成的不均匀，和阻止由于绝缘层与墨反应而膨胀造成的电短路。上述特点保证了墨盒的可靠性。特别地，由于在经过固化操作造成的反应后环氧基材料得到稳定，环氧基材料将不会失去粘合强度和不会变形，即使是暴露在用于固化密封条的密封剂固化操作(通常是110℃，1小时)这样的恶劣环境下也不会。

尽管已经显示并描述了几个本发明的实施例，但本领域技术人员应该理解：在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对这些实施例进行各种改变，这些改变都包含在本发明的权利要求及其等同物的范围之内。

Claims (27)

1、一种墨盒，包括：

一盒体；

安装在所述盒体上表面的一头芯片；和

电连接到所述头芯片并联接在所述盒体上表面上的一柔性印刷电路；

其中所述盒体和所述柔性印刷电路通过一绝缘层相互粘接，该绝缘层位于所述盒体和所述柔性印刷电路之间。

2、根据权利要求1所述墨盒，其特征在于：所述绝缘层由环氧基材料制成，并且所述绝缘层被热压以联接于所述柔性印刷电路。

3、根据权利要求2所述墨盒，其特征在于：所述环氧基材料具有抗碱性墨性能。

4、根据权利要求2所述墨盒，其特征在于：所述环氧基材料包含重量比约80-90％的环氧树脂和含有热固树脂以及其它添加物的剩余成份。

5、根据权利要求4所述的盒体，其特征在于：所述热固树脂包括从一材料组中选择的任何材料，该材料组包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或上述物质的混合物。

6、根据权利要求1所述墨盒，其特征在于：所述绝缘层具有约20-100微米的厚度。

7、一种墨盒，包括：

一盒体；

被置于所述盒体的一表面并且具有一喷墨头芯片的一柔性印刷电路组件；和

一单一的材料层，该单一的材料层被置于所述盒体的表面和所述柔性印刷电路组件之间，以使所述柔性印刷电路组件与所述盒体绝缘并使所述柔性印刷电路组件与所述盒体粘合。

8、根据权利要求7所述的墨盒，其特征在于：所述喷墨头芯片在一喷墨头芯片安装部分处联接在所述盒体的表面上，该喷墨头芯片安装部分位于所述盒体的一上表面。

9、根据权利要求7所述的墨盒，其特征在于：所述单一的材料层包括一环氧基材料。

10、根据权利要求9所述的墨盒，其特征在于：所述环氧基材料包括重量比80-90％的环氧树脂和一剩余成份，该剩余成份由一种或多种下述物质组成：聚丙烯、聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。

11、根据权利要求7所述的墨盒，其特征在于：所述绝缘层具有一20-100微米的厚度。

12、一种墨盒的制作方法，该方法包括：

在位于一盒体的一上表面的一头芯片安装部分上施加密封剂；

在包括一头芯片和一柔性印刷电路的组件的一后表面上施加一绝缘材料，一导电迹线形成在该组件上；

将所述组件的所述头芯片放置在所述头芯片安装部分的；和

热压放置在所述盒体的所述上表面的所述组件的所述柔性印刷电路。

13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述绝缘材料是一环氧基材料。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述绝缘材料包含重量比约80-90％的环氧树脂和含有热固树脂以及其它添加剂的剩余成份。

15、根据权利要求12所述的方法，其特征在于：在约100-160℃的温度热压柔性印刷电路约3-60秒。

16、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，热压柔性印刷电路包括：

将所述墨盒的每一个用安装夹具固定到位后，在约100-160℃的温度和约3-60秒内进行第一步固化；和

第一步固化完成后，在与第一步固化相同的条件下，将多个部分固化的墨盒放入一个室中进行第二步固化。

17、一种墨盒的制作方法，该方法包括：

在一柔性印刷电路组件的后表面和所述墨盒的主体部分的一表面之一上施加一绝缘材料；

利用所述绝缘材料将所述柔性印刷电路组件的后表面粘合到所述墨盒的主体部分的所述表面上。

18、根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述柔性印刷电路组件包括一喷墨头芯片和通过多个导电迹线而电连接到该喷墨头芯片的多个电极。

19、根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述柔性印刷电路组件分为：包括一喷墨头芯片的一上表面、包括多个电极的一前表面、一后表面和一剩余部分；

在所述柔性印刷电路组件的后表面和所述墨盒的主体部分的表面之一上施加所述绝缘材料，该过程进一步包括在所述柔性印刷电路组件的所述上、前、后表面上施加所述绝缘材料；并且

将所述柔性印刷电路组件的后表面粘合到所述墨盒的主体部分的所述表面上，该过程进一步包括：在所述墨盒的主体部分的一角处固定所述剩余部分作为一参考点，和将所述柔性印刷电路组件的上、前和后表面分别固定到所述墨盒的主体部分的上、前和后表面上。

20、根据权利要求17所述的方法，其特征在于：在所述柔性印刷电路组件的后表面和所述墨盒的主体部分的所述表面之一上施加所述绝缘材料，该过程进一步包括在所述柔性印刷电路组件的后表面上施加一环氧基材料。

21、根据权利要求20所述的方法，其特征在于：施加所述环氧基材料还包括施加如下材料：包括重量比约80-90％的环氧树脂和一剩余成份，该剩余成份包括下述一种或多种物质：聚丙烯、聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。

22、根据权利要求17所述的方法，其特征在于：使用所述绝缘材料将所述柔性印刷电路组件的后表面粘合到所述墨盒的主体部分的所述表面上，该过程进一步包括：

将所述柔性印刷电路组件放置在相对于所述墨盒的主体部分的一预定位置；和

热压所述绝缘材料以在所述柔性印刷电路组件和所述墨盒的主体部分之间产生粘合。

23、根据权利要求22所述的方法，其特征在于：所述热压所述绝缘材料包括在100-160摄氏度之间的一温度下和3-60秒内固化所述绝缘材料。

24、一种墨盒的制作方法，该方法包括：

提供多个盒体；

提供多个具有喷墨头芯片和电极的柔性印刷电路组件；

在所述多个柔性印刷电路组件的每一个的后表面和所述多个盒体的每一个的一表面之一上施加一绝缘材料；和

使用所述绝缘材料将所述多个柔性印刷电路组件的后表面粘合到所述多个盒体的所述表面上，该粘合过程包括：

使用一安装夹具将所述多个柔性印刷电路组件至少之一放置在相对于相应的所述多个盒体之一的一预定位置，并进行第一步固化，以将所述多个柔性印刷电路组件中所述至少一个部分固化到所述多个墨盒体中相应的一个，

再进行第二步固化，以固化多个已部分固化的盒体。

25、根据权利要求24所述的方法，其特征在于：当用一安装夹具将所述多个柔性印刷电路组件中所述至少一个放置在相对于所述多个盒体中相应的一个的所述预定位置时，进行第一步固化。

26、根据权利要求24所述的方法，其特征在于：所述第一步固化使所述多个柔性印刷电路组件中所述至少一个部分固化到所述多个盒体中相应的一个，达到完全固化的约80-90％。

27、根据权利要求24所述的方法，其特征在于：进行固化所述多个部分固化的盒体的第二步固化进一步包括：将多个已部分固化的盒体放入一个室中，并第二步固化以同时将多个部分固化的盒体完全固化。

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