200940350 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於列印機，而且特別係關於噴墨式列印 機。 【先前技術】 本案申請人已經發展出範圍寬廣之列印機，其使用頁 寬列印頭，並非傳統式往復列印頭設計。當列印頭並未來 回地橫越紙頁以留下一條影像線時，頁寬設計會增加列印 速度。當頁寬列印頭以高速通過時，其僅將墨水留在媒體 上。這種列印頭係能以近於每分鐘60頁之速度進行全彩 1 600dpi之列印，這種速度爲習知噴墨式列印機所無法達 成者。 以這些速度列印會很快地消耗墨水，而且對於供應列 印頭充分墨水會產生問題。不僅僅流動速率較高，且相較 於饋入墨水至較小之往復列印頭，頁寬列印頭且沿著頁寬 列印頭整體長度分配墨水係較複雜。 列印頭積體電路一般係以黏著薄膜而附著於墨水歧 管。必須提供一種薄膜，其將附著程序最佳化，以提供最 小墨水洩漏之列印頭組件。 【發明內容】 於第一態樣中，本發明提供疊層薄膜，用於將一或更 多之列印頭積體電路附著於墨水供應歧管，該薄膜具有界 200940350 定於其中之複數個墨水供應孔，該疊層薄膜包含： 中央聚合薄膜； 第一黏著層，用於將該薄膜之第一側接合军該墨水供 應歧管；以及 第二黏著層，用於將該薄膜之第二側接合至該一或更 多之列印頭積體電路，該中央聚合薄膜係夾於該第一及第 二黏著層之間， 其中該第一黏著層之第一融化溫度係比該第二黏著層 之第二融化溫度至少低1 〇 °c。 選擇性地，該第一融化溫度係比該第二融化溫度至少 低 20°c。 選擇性地，該中央聚合薄膜係聚醯亞胺薄膜。 選擇性地，該第一及第二黏著層係環氧薄膜。 選擇性地，該薄膜之總厚度之範圍爲40至200微 米。 選擇性地，該中央聚合薄膜之厚度之範圍爲20至100 微米。 選擇性地，該第一及第二黏著層各層之厚度之範圍爲 10至50微米。 選擇性地，每一墨水供應孔之長度之範圍爲50至500 微米，且寬度之範圍爲50至500微米。 於另一態樣中，本發明提供薄膜封裝，包含·· 中央聚合薄膜； 第一黏著層，用於將該薄膜之第一側接合至該墨水供 -6- 200940350 應歧管；以及 第二黏著層，用於將該薄膜之第二側接合至該一或更 多之列印頭積體電路，該中央聚合薄膜係夾於該第一及第 二黏著層之間， 其中該第一黏著層之第一融化溫度係比該第二黏著層 之第二融化溫度至少低1 0 °c ;以及
第一及第二保護襯墊，每一該櫬墊係可移除地附著於 各別黏著層。 選擇性地，每一保護襯墊係聚酯薄膜。 於另一態樣中，本發明提供列印頭組件，包含： 墨水歧管，具有界定於歧管接合表面中之複數個墨水 出口； 一或更多之列印頭積體電路，每一列印頭積體電路具 有界定於列印頭接合表面中之複數個墨水入口；以及 疊層薄膜，夾於該歧管接合表面及該一或更多列印頭 接合表面之間，該薄膜具有界定於其中之複數個墨水供應 孔，每一墨水供應孔係與各別墨水出口及墨水入口對齊， 該疊層薄膜包含： 中央聚合薄膜； 第一黏著層，接合至該歧管接合表面；以及 第二黏著層，接合至該一或更多之列印頭接合表面， 該中央聚合薄膜係夾於該第一及第二黏著層之間， 其中該第一黏著層之第一融化溫度係比該第一黏者層 之第二融化溫度至少低1 0 °c。 200940350 選擇性地’每一墨水供應孔係實質上無任何黏著物。 選擇性地，該第一及第二黏著層各層具有沿著該列印 頭組件之縱長範圍之均勻厚度。 選擇性地’該第一黏著層之第一接合表面及該第二黏 著層之第二接合表面沿著該列印頭組件之縱長範圍而均勻 地平坦。 選擇性地，該列印頭組件包含沿著該墨水供應歧管之 縱長範圍而端對端接合之複數個列印頭積體電路。 選擇性地，該複數個列印頭積體電路界定具有均勻平 坦噴墨面之列印頭。 選擇性地，當該列印頭組件於1 0 kPa充氣時，該列 印頭組件之洩漏率係小於每分鐘5mm3，於9(TC將該列印 頭組件浸泡於墨水中爲期一個星期之後，測量該洩漏率。 選擇性地，複數個墨水入口係由沿著列印頭接合表面 縱長方向延伸之墨水供應溝道所界定，其中複數個墨水供 應孔係與一個墨水供應溝道對齊，每一個該複數個墨水供 應孔係沿著該墨水供應溝道於縱長方向隔開。 選擇性地，該墨水供應歧管係液晶聚合體（LCP )鑄 造物。 於另一態樣中，本發明提供包含靜止列印頭組件之頁 寬列印機，該靜止列印頭組件包含： 墨水歧管，具有界定於歧管接合表面中之複數個墨水 出口； 一或更多之列印頭積體電路’每一列印頭積體電路具 -8 - 200940350 有界定於列印頭接合表面中之複數個墨水入口；以及 疊層薄膜’夾於該歧管接合表面及該一或更多列印頭 接合表面之間，該薄膜具有界定於其中之複數個墨水供應 孔’每一墨水供應孔係與各別墨水出口及墨水入口對齊， 該疊層薄膜包含： 中央聚合薄膜； 第一黏著層’接合至該歧管接合表面；以及 ❹ 第二黏著層，接合至該一或更多之列印頭接合表面， 該中央聚合薄膜係夾於該第一及第二黏著層之間， 其中該第一黏著層之第一融化溫度係比該第二黏著層 之第二融化溫度至少低1 o°c。 於第二態樣中，本發明提供一種將一或更多之列印頭 積體電路附著於墨水供應歧管之方法，該方法包含下列步 驟： (a) 提供疊層薄膜，其具有界定於其中之複數個墨 Q 水供應孔，該疊層薄膜包含夾於第一及第二黏著層之間之 中央聚合薄膜，其中該第一黏著層之第一融化溫度係比該 第二黏著層之第二融化溫度至少低1 o°c ; (b) 將該薄膜對齊該墨水供應歧管，使每一墨水供 應孔對齊界定於該墨水供應歧管之歧管接合表面中之各別 墨水出口； (b) 藉由施加熱及壓力於該薄膜之相反側，而將該 第一黏著層接合至該歧管接合表面； (c) 將該一或更多之列印頭積體電路對齊該薄膜， -9- 200940350 使每一墨水供應孔對齊界定於每一列印頭積體電路之 頭接合表面中之墨水入口；以及 (d)將該一或更多之列印頭積體電路接合至該 黏著層。 選擇性地，於步驟（b )中，該第二黏著層係由 除保護襯墊保護。 選擇性地，於步驟（c)之前，移除該保護襯墊。 選擇性地，於步驟（b )中，該第一黏著層到達 化溫度，且該第二黏著層未到達其融化溫度。 選擇性地，該第一融化溫度係比該第二融化溫度 低 20〇C。 選擇性地，於步驟（b )中，該施加之熱對應於 一融化溫度。 選擇性地，於至少步驟（b )期間，實質上無黏 流入該墨水供應孔中。 選擇性地，步驟（c)包括之步驟爲：以光學方 出每一墨水供應孔中心之位置，其中係藉由該墨水供 無黏著物而促進該找出位置之步驟。 選擇性地，每一墨水供應孔之長度之範圍爲50至 微米，且寬度之範圍爲50至500微米。 選擇性地，於步驟（b )之後，該疊層薄膜係維 結構完整性，以使該第二黏著層沿著其縱長範圍維持 之厚度。 選擇性地，於步驟（b )之後，該疊層薄膜係維 列印 第二 可移 其融 至少 該第 著物 式找 應孔 500 持其 均勻 持其 -10- 200940350 結構完整性，以使由該第二黏著層所界定之第二接合表面 沿著其縱長範圍維持其均勻平坦性。 選擇性地，步驟（d)包含加熱每一列印頭積體電路 及定位每一該加熱之列印頭積體電路於該第二接合表面 上。 選擇性地，於步驟（d)中，由於該第二接合表面之 該均勻平坦性，黏著接合時間係小於2秒。 選擇性地，複數個列印頭積體電路係分別對齊並接合 於該第二黏著層，該複數個列印頭積體電路係被定位，以 使其沿著該墨水供應歧管之縱長範圍而端對端接合在一 起。 選擇性地，複數個墨水入口係由沿著該列印頭接合表 面以縱長方向延伸之墨水供應溝道所界定，而且其中複數 個墨水供應孔係與一個墨水供應溝道對齊，該複數個墨水 供應孔之每一個係沿墨水供應溝道於縱長方向間隔分開。 選擇性地，該中央聚合薄膜係聚醯亞胺薄膜。 選擇性地，該第一及第二黏著層係環氧薄膜。 選擇性地，該薄膜之總厚度之範圍爲40至200微 米。 選擇性地，該中央聚合薄膜之厚度之範圍爲20至100 微米。 選擇性地，該第一及第二黏著層各層之厚度之範圍爲 10至50微米。 於第三態樣中’本發明係提供列印頭組件’包含： -11 - 200940350 墨水歧管，具有界定於歧管接合表面中之複數個墨水 出口； 一或更多之列印頭積體電路，每一列印頭積體電路具 有界定於列印頭接合表面中之複數個墨水入口；以及 黏著薄膜，夾於該歧管接合表面及該一或更多列印頭 接合表面之間，該薄膜具有界定於其中之複數個墨水供應 孔’每一墨水供應孔係與墨水出口及墨水入口對齊， φ 其中，當該列印頭組件於1 〇 kPa充氣時，該列印頭 組件之洩漏率係小於每分鐘1 0mm3，於90 °C將該列印頭組 件浸泡於墨水中爲期一個星期之後，測量該洩漏率。 選擇性地，該列印頭組件之洩漏率係小於每分鐘1 mm3 ° 選擇性地，該列印頭組件之洩漏率係小於每分鐘〇.2 mm3 ° 選擇性地’每一墨水供應孔係實質上無任何黏著物。 Q 選擇性地，每一墨水供應孔之長度之範圍爲50至500 微米，且寬度之範圍爲50至500微米。 選擇性地，該黏著薄膜之總厚度之範圍爲40至200 微米。 選擇性地’該墨水供應歧管係液晶聚合體（LCP )鑄 造物。 於另一態樣中，本發明提供該列印頭組件，包含沿著 該墨水供應歧管之縱長範圍而端對端接合之複數個列印頭 積體電路。 -12- 200940350 選擇性地，複數個墨水入口係由沿著列印頭接合表面 縱長方向延伸之墨水供應溝道所界定，其中複數個墨水供 應孔係與一個墨水供應溝道對齊，每一個該複數個墨水供 應孔係沿著該墨水供應溝道於縱長方向隔開。 選擇性地，每一列印頭接合表面具有界定於其內之複 數個墨水供應溝道，每一墨水供應溝道係界定複數個墨水 入口。 選擇性地，該黏著薄膜係疊層薄膜，包含： 中央聚合薄膜； 第一黏著層，接合至該歧管接合表面；以及 第二黏著層，接合至該一或更多之列印頭接合表面， 該中央聚合膜板係夾於該第一及第二黏著層之間。 選擇性地，該第一黏著層之第一融化溫度係比該第二 黏著層之第二融化溫度至少低1CTC。 選擇性地，該第一及第二黏著層各層具有沿著該列印 頭組件之縱長範圍之均勻厚度。 選擇性地，該第一黏著層之第一接合表面及該第二黏 著層之第二接合表面沿著該列印頭組件之縱長範圍而均勻 地平坦。 選擇性地，該中央聚合薄膜係聚醯亞胺薄膜。 選擇性地，該第一及第二黏著層係環氧薄膜。 選擇性地，該中央聚合薄膜之厚度之範圍爲20至100 微米。 選擇性地，該第一及第二黏著層各層之厚度之範圍爲 -13- 200940350 10至50微米。 於另一態樣中，本發明提供該列印頭組件，其爲頁寬 列印頭組件。 於另一態樣中，本發明提供包含靜止列印頭組件之頁 寬列印機，該靜止列印頭組件包含： 墨水歧管，具有界定於歧管接合表面中之複數個墨水 出口； φ 一或更多之列印頭積體電路，每一列印頭積體電路具 有界定於列印頭接合表面中之複數個墨水入口；以及 黏著薄膜，夾於該歧管接合表面及該一或更多列印頭 接合表面之間，該薄膜具有界定於其中之複數個墨水供應 孔，每一墨水供應孔係與墨水出口及墨水入口對齊， 其中，當該列印頭組件於1 〇 kPa充氣時，該列印頭 組件之洩漏率係小於每分鐘1 〇 mm3，於9 0 °C將該列印頭 組件浸泡於墨水中爲期一個星期之後，測量該洩漏率。 ❹ 【實施方式】 槪觀 第1圖表示實施本發明之列印機2。列印機之主體4 支撐後方之媒體饋送盤14及前方之樞轉面6。第1圖表示 樞轉面6關閉，以使顯示螢幕8處於其直立觀看位置。控 制鈕10由螢幕8之側邊延伸，便於操作者觀看螢幕時輸 入。若要列印，單一紙張係由饋送盤14中之媒體堆疊12 抽取，並饋送經過列印頭（隱藏於列印機中）。經列印之 -14- 200940350 紙張1 6係傳送經過經列印媒體出口槽1 8。 第2圖表示樞轉面6打開，以顯現列印機2之內部 打開列印機之前面係將安裝於其中之列印頭匣96暴露 來。列印頭匣96係藉由匣接合凸輪20而固定定位，匣 合凸輪20係將其往下推，以確保墨水耦合件（將說明 後）完全接合，且列印頭1C (將說明於後）正確地定位 紙張饋送路徑附近。藉由釋放桿24而手動作動凸輪20 0 樞轉面6將不會關閉，因此列印機將不運作，直到釋放 24被往下推以完全接合凸輪爲止。關閉樞轉面6會使列 機接觸點22與匣接觸點1 04接合。 第3圖表示列印機之樞轉面6打開且列印頭匣96 移除。由於樞轉面6向前傾斜，使用者將匣釋放桿24 上拉，以脫離凸輪20。這使得匣96上之把手26被緊抓 向上拉。上游及下游墨水耦合件1 1 2A及1 1 2B脫離列印 導管142。這將於下文做較詳細之說明。若要安裝新匣 Q 程序會相反。新匣在運送及銷售時係未注入墨水。爲了 列印機就緒用於列印，主動流體系統（將說明於後）係 用下游幫浦來使匣及列印頭注入墨水。 於第4圖中，列印機2之外殼已經被移除，以顯現 部。大型墨水槽60具有各別之貯器，用於所有4種不 樣墨水。墨水槽60本身是可替換匣，其耦合至關斷閥 (參看第6圖）之列印機上游。亦有一箱體92，用於藉 幫浦62將墨水自匣96抽出。將會參考第6圖來詳細說 列印機流體系統。簡言之，來自槽60之墨水流經上游 出 接 於 於 〇 桿 印 被 向 且 機 使 使 內 66 由 明 Egr -15- 200940350 水線8 4至關斷閥6 6，並上至列印機導管1 4 2。如第5圖 所示’當安裝匣96時，幫浦62(由馬達196驅動）能將 墨水抽取至LCP鑄造物64內（參見第6圖及17至20 圖）’以藉由毛細管作用使列印頭1C 68 (同樣地，參見 第6圖及17至20圖）注入墨水。被幫浦62抽取之過多 墨水係饋入以墨水槽60罩護之箱體92。 因爲所使用之數個接觸點，匣接觸點104與列印機接 觸點22之間之總連接力相當大。於所示之實施例中，總 接觸力爲45牛頓。這種負荷足以使匣彎曲並變形。於第 30圖中，表示機架鑄造物100之內部結構。第3圖所示之 支撐表面28係示意性地表示於第30圖中。匣接觸點104 上之列印機接觸點之壓縮負荷係以箭頭表示。於支撐表面 28之作用力同樣地以箭頭表示。爲了維持匣96之結構完 整性，機架鑄造物1〇〇具有延伸於連接力平面之結構構件 30。爲了保持連接力作用於連接力平面中，機架亦具有接 觸肋32，其支撐抵靠支撐表面28。這使結構構件30上之 負荷完全可壓縮，以使匣之堅硬度最大，使任何彎曲程度 最小。 列印引擎管線 列印引擎管線係有關於從外部來源所接收及輸出至列 印頭用於列印之列印資料之列印機處理。列印引擎管線係 詳述於在2004年 12月 20日申請之 USSN 1 1/014769 (RRC001US)中，在此以引用方式納入其揭示內容。 -16- 200940350 流體系統 傳統列印機係仰賴列印頭、匣、墨水線內之結構及元 件以避免流體問題。一些共同之流體問題爲未注入墨水或 乾噴嘴、氣體外出氣泡餘留及交互污染之顏色混合。對於 流體控制而言，使列印機元件設計最佳化以避免這些問題 係一種被動之方法。一般而言，用於改正這些問題之主動 Φ 元件是噴嘴作動器本身。然而，這通常是不足的，並會浪 費很多墨水在改正這些問題的工作上。於頁寬列印頭中， 因爲供應給列印頭1C之墨水導管之長度及複雜度，其問 題會加重。 本案申請人已發展出用於列印機之主動流體系統而解 決了此問題。一些這種問題係說明於 USSN 1 1/677049 (我們的檔案SBF006US )中，在此以引用方式納入其揭 示內容。第6圖表示主動流體系統之單一幫浦實施方式其 Q 中之一，該主動流體系統係適於與本案說明書所述之列印 頭配合使用。 第6圖所示之流體架構係僅用於一種顏色之單一墨水 線。彩色列印機將具有用於每一種顏色之分別的墨水線 (及分別的墨水槽60 )。如第6圖所示，該架構於LCP 鑄造物64下游處具有單一幫浦62及於LCP鑄造物上游處 具有關斷閥66。LCP鑄造物經由黏著1C附著膜174支撐 列印頭1C 68。每當列印機電源關閉時，關斷閥66便將墨 水槽6 0中之墨水與列印頭1C 6 8隔離。這使得在不運作 -17- 200940350 期間之列印頭ic 68處之色彩混合避免到達墨水槽60。這 些問題係進一步詳述於交互參照之說明書 USSN 11/677049 (我們的檔案 SBF006US)中。 墨水槽60具有通氣氣泡點壓力調節器72，用於在噴 嘴處之墨水中維持相當固定之負靜水壓力。在墨水貯器中 之氣泡點壓力調節器係詳述於共同待決之 USSN 11/6 40355 (我們的檔案RMC007US)中，在此倂入參考。 0 然而，爲了說明，所示之調節器72有氣泡出口 74，其沉 入墨水槽60之墨水中，且經由延伸至空氣入口 78之密封 導管76而通氣至大氣。當列印頭1C 68消耗墨水時，墨 水槽60中之壓力下降，直到氣泡出口 74處之壓力差將空 氣吸入槽中爲止。該空氣於墨水中形成氣泡，上升至槽之 頂部空間。這種壓力差是氣泡點壓力，且與氣泡出口 74 之直徑（或最小尺寸）與出口處之墨水凹凸面之Laplace 壓力有絕對關係，其防止空氣進入。 〇 氣泡點壓力調節器使用所需之氣泡點壓力而在下沉之 氣泡出口 74處產生氣泡，以便在出口處保持靜水壓力實 質上不變（當空氣之鼓起凹凸面形成氣泡並上升至墨水槽 之頂部空間時’會有梢許變動）。如果出口處之靜水壓力 是在氣泡點，則不論墨水槽已消耗了多少墨水，墨水槽中 之靜水壓力廓形亦是已知。當墨水水平下降至出口，墨水 槽中之墨水表面之壓力會朝氣泡點壓力下降。當然，一旦 出口 74暴露出來’頂部空間便通氣到大氣，且負壓力會 消失。如果墨水水平到達氣泡出口 74，墨水槽應該要再補 -18- 200940350 充墨水或替換（如果是匣體）。 墨水槽60可爲能補充墨水之固定式貯器、可替換匣 或（揭不於RRC001US中，在此倂入參考）可補充匣。爲 了防止粒子污塞，墨水槽60之出口 80具有粗過濾器82。 該系統在耦合至列印頭匣處亦使用了細過濾器。因爲過濾 器使用壽命有限’簡易地以更換墨水匣或列印頭匣來更換 舊的過濾器，對於使用者而言是特別方便。假如過濾器是 各別的消耗品，就需依賴使用者勤勞地定期更換。 當氣泡出口 74之是在氣泡點壓力，而且關斷閥66是 開啓的，則噴嘴處之靜水壓力亦會是固定不變且小於大氣 壓力。然而如果關斷閥66已被關閉一段時間，則氣體外 出之氣泡可能會形成於LCP鑄造物64中或列印頭1C 68 中，改變了噴嘴處之壓力。同樣地，每日氣溫變動所造成 氣泡膨脹或收縮會改變關斷閥66下游處墨水線84中之壓 力。同樣地，由於溶解氣體跑出溶液，於不運作期間，墨 水槽中之壓力會變化。 從LCP鑄造物64到幫浦62之下游墨水線86可包括 連結至電子控制器90用於幫浦之墨水感測器8 8。感測器 8 8感測下游墨水線86中之墨水存在或不存在。替代地， 該系統可不使用感測器8 8，且幫浦62能設置成其針對每 一個不同之操作而運作一段適當時間。因爲所增加之墨水 浪費，這可能會不利地影響到操作成本。
幫浦62饋入至箱體92中（當以向前方向抽取時）。 箱體92係實體定位於列印機中，以使其低於列印頭1C -19- 200940350 68。這允許下游墨水線86中之墨水行於代命期間「掛 於」LCP鑄造物64，藉以於列印頭1C 68產生負靜水壓 力。噴嘴處之負壓力將墨水凹凸面向內拉並避免顏色混 合。當然，蠕動幫浦62需停止於開啓狀況，以使LCP鑄 造物64與幫浦92中之墨水出口之間有液體連通。 不同顏色之墨水線之間之壓力差會產生於不運作期 間。此外，噴嘴盤上之紙張灰塵或其它粒子會損壞各個噴 φ 嘴之墨水。由每一墨水線之間之輕微壓力差所驅動之顏色 混合會發生於列印機不運作期間。關斷閥66使墨水槽60 隔離列印頭1C 68之噴嘴，以防止顏色混合延伸上至墨水 槽60。一旦墨水槽中之墨水污染了不同顏色，便無法回復 且必須被更換。 蓋器94係列印頭維護站，其於待命期間隱藏噴嘴， 以避免列印頭1C 68脫水，並使噴嘴盤阻隔紙張灰塵或其 它粒子。蓋器94亦設置成用於清理噴嘴盤，以去除乾墨 φ 水及其它污染物。當墨水溶劑（一般是水）蒸發並增加了 墨水黏度時，便會產生列印頭1C 6 8脫水現象。假如墨水 黏度太高，噴墨作動器便無法噴出墨水滴。假如犧牲了蓋 器密封，則當於關機或待命期間之後再度作動列印機，脫 水之噴嘴會是個問題。 於列印機使用壽命期間，以上所列之種種問題並非不 常見，而且可利用第6圖所示之相當簡易之流體架構給予 移列 於將 、 定 水協 墨查 入檢 注障 機故 印之 列易 將簡 初用 最使 者或 用、 使水 許墨 允入 亦注 其不 。 前 正機 修印 效列 有動 -20- 200940350 印機回復至已知列印就緒狀態。數個這些情況的範例係 述於以上參照之 USSN 1 1 /677049 (我們的檔 SBF006US )中。 列印頭匣 列印頭匣96係表示於第7至1 6A圖中。第7圖係 示組裝完整之列印頭匣96。匣體係安裝於匣機架1 00及 ❹ 架蓋102之內。機架100之視窗暴露出匣接觸點1〇4, 接收來自列印機中列印引擎控制器之資料。 第8及9圖表示匣96，其按扣係在保護蓋98之上 保護蓋98係防止損壞與電接觸點1 04及列印頭1C 68 接觸（參見第10圖）。使用者可固持匣96之頂部並於 裝於列印機內之前立刻移除保護蓋98。 第1 〇圖表示列印頭匣96之底側及「後面」（相對 紙張饋送方向）。列印頭接觸點1 04係爲在撓性印刷電 © 板1 〇8上之導電墊，撓性印刷電路板1 08係纏繞著彎曲 撐表面（將於以下關於LCP鑄造物之說明中討論）而至 於列印頭1C 68之一側之一行接線接合處1 1 〇。列印頭 68之另一側則爲紙張遮蔽件丨06，用以防止直接與媒體 板接觸。 第1 1圖表示列印頭匣9 6之底側及「前面」。該匣 前面有兩個墨水耦合件112A與112B在任一端處。每一 水耦合件具有四個匣閥1 1 4。當匣安裝於列印機中時， 水耦合件1 12A與1 12B接合互補墨水供應介面（以下將 詳 案 表 機 其 之 安 於 路 支 位 1C 基 之 tnzr 墨 墨 更 -21 - 200940350 詳細說明）。墨水供應介面具有列印機導管1 4 2，其接合 並打開匣閥114。墨水親合件112A其中之一係上游墨水 耦合件’其它則是下游墨水耦合件1丨2 B。上游墨水耦合 件112A於列印頭1C 68及墨水槽60之間建立了液體連通 (參見第6圖）’而且下游墨水耦合件112B連接至箱體 92 (同樣地參見第6圖）。 第1 2圖表示列印頭匣9 6之各種視圖。列印頭匣9 6 之平面圖亦表示第14、15及16圖之剖面圖之位置。 第13圖是列印頭匣96之分解立體圖。LCP鑄造物64 附著至匣機架1 0 0之底側。然後，撓性P c B 1 0 8附著於 LCP鑄造物64之底側並纏繞一邊以暴露出列印頭接觸點 104。入口歧管及過濾器116經由彈性連接器120連接至 LCP入口 122。同樣地，LCP出口 124經由另一組彈性連 接器12〇連接至出口歧管118。機架蓋1〇2由頂部將入口 及出口歧管裝入機架100之內，而且可移除保護蓋98快 速蓋於底部上，以保護接觸點1 04及列印頭1C (參見第 11 圖）。 入口及過濾器歧管 第1 4圖係沿第1 2圖線1 4· 1 4而取之放大剖面圖，其 表示經由上游耦合件112A之匣閥114其中之一而至LCP 鑄造物64之流體路徑。匣閥114具有彈性套管126，其被 偏置成與固定閥構件1 2 8密封接合。藉由壓縮彈性套管 1 26，使列印機導管〗42打開匣閥1 1 4 (參見第1 6圖）， -22- 200940350 致使其由固定閥構件1 2 8開啓並允許墨水沿著入口及過濾 器歧管116之頂部向上流至頂溝道138。頂溝道138通至 上游過濾器室132，上游過濾器室132之一壁係由過濾器 隔膜1 3 0所界定。墨水流經過濾器隔膜1 3 0進入下游過濾 器室134並流出至LCP入口 122。從該處，經過濾之墨水 沿著 LCP主溝道 136流動，以饋入列印頭1C (圖未 示）。 ❹ 入口及過濾器歧管116之特點及優點現在將參考第15 圖而說明。第15圖分解立體圖非常明確地說明了入口及 過濾器歧管116之精巧設計。該設計之一些特點有助於精 巧形式。首先，匣閥係靠近相隔。這與傳統自行密封墨水 閥架構是不一樣的。先前之設計係使用被偏置成與固定構 件密封接合之彈性構件。然而，彈性構件是墨水流動繞過 之固體形狀’要不然就是墨水流動穿過之膜片形式。 於匣耦合件中’在安裝時，匣閥很方便地自動開啓。 0 這可藉由耦合件而以輕易且成本低之方式來達成，其中一 個閥具有彈性構件’該彈性構件係在其他閥上被堅硬構件 接合。假如彈性構件是膜片形式，則其通常於張力情況下 將本身固持抵住中央堅硬構件。這提供了有效密封及需要 相當低之容差。然而’其亦需要彈性構件有寬廣之周邊安 裝。彈性構件之寬度將會是所需耦合力、密封完整性與所 使用彈性構件之材料特性之間的取捨。 如第1 ό圖所明確表示’本發明之匣閥丨丨4使用彈性 套管126 ’其於殘留壓縮情況下密封抵住固定閥構件 -23- 200940350 1 2 8。當匣安裝於列印機中時，閥1 1 4會打開，列印機閥 H2之導管148之末端進一步壓縮套管126。軸環146由 固定閥構件128開啓，以經由上游耦合件1 12A及下游耦 合件1 12B連接LCP鑄造物64進入列印機流體系統（參 見第6圖）。套管之側壁係設計成向外鼓起，因爲向內下 陷會造成流動阻礙。如第16圖所示，套管126有一行較 弱處繞其中間部份，其增強並引導彎曲。這會降低將匣接 合至列印機所需之力，並確保套管向外彎曲。 耦合件係用於使匣以「無水滴」脫離列印機。當匣由 列印機向上拉時，彈性套管1 2 6推軸環1 4 6，以密封抵住 固定閥構件128。一旦彈性套管126密封抵住固定閥構件 128(因此密封耦合件之匣側），密封軸環146與匣一起 升高。如此會由導管148之末端開啓軸環146。當密封破 裂，墨水凹凸面會形成通過介於軸環與導管148之末端間 之間隙。固定閥構件1 28之末端形狀會引導凹凸面朝向其 底部表面中間行進，而非穿過一點。於固定閥構件128之 圓形底部中間處，凹凸面被驅動以使本身脫離幾乎水平之 底部表面。爲了達到最低可能之能量狀態，表面張力驅使 凹凸面脫離固定閥構件128。將凹凸面表面積最小化之偏 置作用是強的，致使在脫離後僅有很少墨水（如果有）殘 留於匣閥114之上。在處理匣之前，任何殘留墨水並不足 以成爲會滴下及造成污染之一滴墨水。 當新匣安裝於列印機內時，導管150內之空氣會進入 墨水流體1 52內並被匣所吸收。有鑑於此，入口歧管及過 -24- 200940350 濾器組件具有高的氣泡容差。參見第1 5圖，墨水流經固 定閥構件128之頂部並進入頂溝道138。因爲頂溝道是入 口歧管116之最高點，頂溝道可補獲氣泡。然而，氣泡仍 有可能流入過濾器入口 158中。在這種情況中，過濾器組 件本身係可容許氣泡。 過濾器構件130之上游側上之氣泡會影響流動速率， 它們有效地降低過濾器構件1 3 0骯髒側上之濡濕表面積。 過濾器隔膜具有長矩形，致使即使少許之氣泡被吸到過濾 器骯髒側中，濡濕表面積仍然會大的足以所需流動速率過 濾墨水。這對於本發明所提供之高速操作而言是重要的。 當上游過濾器室132中之氣泡無法越過過濾器隔膜 130，氣體外出之氣泡可能會產生氣泡於下游過濾器室134 中。過濾器出口 156係定位於下游過濾器室134之底部處 並斜對著上游過濾器室132中之入口 158，以便在該流動 速率下將任一室中之氣泡效應降到最低。 用於每一種顏色之過濾器130係並列垂直地靠近堆 疊。隔間壁1 62係部份地於一側界定上游過濾器室1 3 2， 且部份地於另一側界定相鄰顏色之下游過濾器室1 34。因 爲過濾器室係如此之薄（用於精巧設計），過濾器隔膜 130可被推抵下游過濾器室134之相對壁。這有效地降低 了過濾器隔膜130之表面積。因此使流動速率達最大是有 害的。爲了避免這種情況，下游過濾器室134之相對壁具 有一連串之間隔肋1 60 ’以維持隔膜1 30與壁分開。 將過濾器入口及出口定位於斜向對角亦有助於在系統 -25- 162 162
200940350 初始注入墨水期間清洗空氣系統。 爲了降低列印頭粒子污染風險，於下一個隔間壁 焊接至第一隔間壁前，過濾器隔膜130係焊接至第一 壁之下游側。如此，於焊接過程之任何斷裂之小片過 隔膜130將會在過濾器130「骯髒」側上。
LCP鑄造物/撓性PCB/列印頭1C LCP鑄造物64，撓性PCB 108以及列印頭1C 68 係表示於第17至33圖。第17圖係LCP鑄造物64之 立體圖，其中附著有撓性PCB及列印頭1C 68。LCP 物64係經由埋頭孔166及168固定於匣機架1〇〇。子| 是反圓孔，用以不需使LCP彎曲便可接納熱膨脹 (CTE )不匹配狀況。列印頭1C 68係於LCP鑄造! 縱長方向向下以端對端之方式排成一線。撓性P C B 1 —邊緣以接線接合至列印頭1C 68。撓性PCB 108亦 印頭1C邊緣及匣接觸點104邊緣固定至LCP鑄造物 在兩個邊緣固定撓性PCB使其緊緊地固持於彎曲支撐 170 (參見第19圖）。這樣可確保撓性PCB不會彎曲 設定最小値還緊之半徑，藉以降低經過撓性PCB之導 跡破碎之風險。 第18圖係第17圖中之插入物A之放大圖，其 著撓性PCB 108側邊之接線接合接觸點164排及列 1C 68 排。 第19圖係LCP/撓性PCB/列印頭1C組件之分 隔間 濾器 組件 底面 鑄造 ,166 係數 吻64 08在 在列 6 4° 表面 成比 電線 示沿 印頭 立體 -26- 200940350 圖’表示各元件之底側。第20圖係另—分解立體圖，表 示各元件頂側。LCP鑄造物64具有密封至其底側之LCP 溝道鑄造物176。列印頭1C 68係藉由黏著1c附著膜174 附著至溝道鑄造物1 76之底側。LCP主溝道1 84係在LCP 溝道鑄造物176之頂側。於LCP鑄造物64中’LCP主溝 道1 84係開放給墨水入口 1 22及墨水出口 1 24。通到列印 頭1C 68之一連串之墨水供應通路182係在LCP主溝道 184之底部。黏著1C附著膜174具有一連串之雷射鑽孔供 應孔1 86，使得每一列印頭1C 68之附著側與墨水供應通 路1 82液體連通。以下將參考第3 1至3 3圖詳細說明黏著 1C附著膜。LCP鑄造物64具有凹部178用以接納撓性 PCB 108上之驅動電路中之電子元件180。爲了達到最佳 電氣效率與操作，PCB 108上之匣接觸點1 04應靠近列印 頭1C 68。然而，爲了保持鄰近列印頭之紙張路徑是直 的，而非彎曲或有角度，匣接觸點104需要在匣96之側 邊。撓性PCB中之導電路徑稱爲線跡。因爲撓性PCB必 須彎曲轉角，線跡可能會使連接處裂開及斷裂。爲了克服 這種情況，可於彎曲前使線跡分叉，然後於彎曲後使線跡 在合而爲一。如果分叉段之一個分支裂開了，則其它分支 維持連接。不幸地，使線跡一分爲二，然後在將其接在一 起，這會造成電磁干擾問題，而會於電路中產生雜訊。 使線跡變寬並非有效之解決方案，因爲較寬之線跡對 於防止裂開並不顯著。一旦線跡中已開始裂開，其會相當 快且容易地傳遍整個寬度。比起將撓性PCB中經過彎曲之 -27- 200940350 線跡之數目減少到最小程度’要使線跡裂開程度減到最 小，小心地控制彎曲半徑會較爲有效。 頁寬列印頭呈現額外之複雜性，因爲大的噴嘴陣列必 須於相當短時間發射。立刻使許多噴嘴發射會使系統承受 很大電流負載。這會在電路產生高位準電感，進而造成電 壓驟降，而不利於操作。爲了避免這種情況，撓性PCB具 有串接電容器，其於噴嘴依序發射時放電，以減輕其餘電 路上之負載。因爲需要保持經過列印頭1C之紙張路徑爲 直的，電容器一般係附著於靠近匣側邊上之接觸點的撓性 PCB。不幸地，它們產生了額外之線跡，而使撓性PCB之 彎曲段有裂開的風險。 這個問題解決之方法爲：安裝電容器180(參見第20 圖）緊鄰列印頭1C 68，以降低線跡裂開的機會。藉由將 電容器及其它元件隱藏於LCP鑄造物64內，使紙張路徑 維持線性。 列印頭1C 68之下游之撓性PCB 108之相當平坦之表 面及安裝於匣96「前面」（關於饋送方向）之紙張遮蔽件 1 72使塞紙之風險降至最低。 將接觸點與撓性PCB之其餘元件隔離可將延伸經過彎 曲段之線跡之數目減到最小。這樣能有較大之可靠度，因 爲裂開之機會降低了。將電路元件放在列印頭1C旁邊意 謂匣需要以最低限度加寬，這不利於精巧設計。然而，這 種架構具有之優點卻超過了任何稍爲較寬之匣之缺點。首 先’接觸點會較大，因爲沒有來自於元件之線跡存在於接 -28- 200940350 觸點之間及接觸點周圍。有了較大之接觸點，連接會較可 靠且更能克服製造上之不準確度於匣接觸點與列印機側之 間。於這種情況中，這點尤其重要，接合接觸點仰賴使用 者準確地插入匣。 第二，接線接合至列印頭IC側邊之撓性p c B之邊緣 並非在殘餘應力之下且試著要脫離彎曲半徑。撓性PCB可 在電容器其其它元件處被固定於支撐結構，使得於製造期 Q 間接合至列印頭1C之接線較易於形成，且較不會裂開， 因爲其並非也要用於固定燒性PCB。 第三，電容器尤其更靠近列印頭1C之噴嘴，使得放 電電容器所產生之電磁干擾降到最低程度。 第21圖係列印頭匣之底面之放大圖，其表示撓性 PCB108及列印頭1C 68。撓性PCB 108之接線接合接觸點 164係與黏著1C附著膜174底側上之列印頭1C 68之接觸 墊平行配置。第22圖表示第21圖中將列印頭1C 68及撓 〇 性PCB移除以顯露供應孔1 86之放大圖。該等孔係排列成 四個縱長列。每一列傳送一種特殊顏色之墨水，而且每— 列對齊於每一列印頭IC 6 8後側之單一溝道。 第23圖表示LCP溝道鑄造物176之底側圖，其中已 移除黏著1C附著膜174。這顯露出墨水供應通路182 ,其 連接至形成於溝道鑄造物1 76其它側中之LCP主溝道1 84 (參見第20圖）。可以知道，當黏著1(：附著膜174被黏 住時，其部份界定墨水供應通路1 8 2。可以知道，.附著薄 膜必須被準確地定位，因爲各別墨水供應通路丨82必須對 -29-
❹ 200940350 齊於經由膜I74而雷射鑽孔之供應孔186。 第24圖表示LCP鑄造物之底側圖，其中已 溝道鑄造物。這顯露出盲洞200陣列’當匣注入 肓洞200含有空氣，以便減弱任何壓力脈波。這 進一步詳細討論。 列印頭IC附著薄膜 雷射燒鈾薄膜 參考第31圖至33圖，將更詳細說明黏著1C 膜。膜174可受雷射鑽孔並捲於捲輪198上，便於 印頭匣96。爲了處理與儲存，膜174具有兩個保 (一般爲PET襯墊）於任一側上。其中之一爲現 188B，其於雷射鑽孔前已經附著至薄膜上。另一 I 換襯墊192，其於鑽孔操作後替換現用襯墊188A。 第32圖所示之雷射鑽孔膜174之部份具有E 用以暴露供應孔186之一些現用襯墊188B。在？ 側上之替換襯墊1 92於供應孔1 86受雷射鑽孔後1 襯墊1 88A。 第33 A至33C圖詳細表示膜174如何以雷 造。第33 A圖詳細表示雷射鑽孔前薄膜之疊層結 膜板190 —般係爲聚醯亞胺薄膜並提供該疊層所 度。膜板190夾於第一黏著層19 4A及第二黏著層 間，其一般爲環氧層。第一黏著層194A係用於 LCP溝道鑄造物176。第二黏著層194B係用於接 除LCP 水時， 於以下 附著薄 倂入列 護襯墊 用襯墊 墊爲替 被移除 膜另一 換現用 燒蝕製 。中央 需之強 1 94B 之 接合至 :合至列 -30- 200940350 印頭IC 68。根據本發明，第一黏著層194A之融化溫度係 比第二黏著層194B之融化溫度至少低10 °C。如以下所詳 細說明，這種融化溫度之差異大大地改善了列印頭1C附 著製程之控制，進而改善了使用中之膜174之效能。 爲了薄膜處理與儲存，每一第一黏著層194 A及第二 黏著層194B係覆蓋著各別襯墊188A及188B。中央膜板 190 —般厚度爲20至100微米（通常約爲50微米）。每 一第一黏著層194A及第二黏著層194B —般厚度爲10至 50微米（通常約爲25微米）。 參考第33B圖，從由襯墊188A所界定之薄膜之側進 行雷射鑽孔。透過第一襯墊1 88A、環氧層1 94A及1 94B 及膜板190對孔186進行鑽孔。孔186止於襯墊188B某 處，使得襯墊188B可較襯墊188A爲厚（例如，襯墊 188A可爲10至20微米厚；襯墊188B可爲30至100微 米厚）。 然後移除在雷射進入側上之有小孔襯墊1 88A並以替 換襯墊192取代之，以提供第33C圖所示之薄膜封裝。然 後將這種薄膜封裝捲繞於捲輪198上（參見第31圖）用 於在附著前之處理與儲存。當組裝列印頭匣時，由捲輪 198取出適當長度、移除襯墊、以及將膜丨74黏著於LCP 溝道鑄造物1 7 6之底側，使得孔1 8 6對準正確之墨水供應 通路182 (參見第25圖）。 雷射鑽孔是用於界定聚合薄膜中之孔之標準方法。然 而’雷射鑽孔存在之問題爲：其會沉積含碳煤灰1 9 7於鑽 200940350 孔位置中及周圍（參見第33B及33C圖）。在保護襯墊周 圍之媒灰可能易於處理，因爲其通常在雷射鑽孔後會換 掉。然而，沉積於實際供應孔186中及周圍之煤灰197是 一潛在問題。當於接合期間將薄膜壓縮於LCP溝道鑄造物 1 76及列印頭1C 68之間時，煤灰可能會被逐出。被逐出 之煤灰197代表了粒子可能會進入墨水供應系統及有可能 阻塞於列印頭1C 68內。此外，煤灰速度非常快且無法以 0 習知之超音波及/或IPA清洗技術移除。 藉由雷射鑽孔之膜174分析，本案申請人已觀察到： 煤灰1 97 —般存在於膜1 74之雷射進入側上（亦即，環氧 層194A及膜板190)，但通常不會存在於膜174之雷射 離開側上（亦即，環氧層1 94B )。 雙重雷射燒鈾薄膜 本案申請人驚人地發現到··雙重雷射燒蝕墨水供應孔 φ 186可消除大部份之煤灰沉積197，包括存在於薄膜之雷 射進入側上之煤灰。雷射燒蝕薄膜之起始點是第33A圖所 示之薄膜。 於第一步驟中，從由襯墊188A所界定之薄膜之側對 第一孔185進行雷射鑽孔。透過襯墊I88A、環氧層194A 及194B及中央膜板190對孔185進行鑽孔。孔185止於 襯墊1 8 8 B某處。第一孔1 8 5之大小係小於想要的墨水供 應孔1 86之大小。一般而言，第一孔185之每一長度及寬 度約比想要的墨水供應孔1 86之長度及寬度小10微米。 -32- 200940350 由第3 4A圖可知’第一孔185具有煤灰197沉積於第一襯 墊188A、第一環氧層194A及中央膜板190之上。 於第二步驟中，藉由進一步雷射鑽孔而擴大第一孔 1 85，以便提供具有所需尺寸之墨水供應孔1 86。該擴大程 序產生非常小的煤灰，因此所形成之墨水供應孔1 86具有 如第3 4B圖所示之乾淨側壁。 最後，參考第34C圖，以替換襯墊192取代第一襯墊 ^ 188A，以提供薄膜封裝，其係就緒被捲繞於捲輪198上並 隨後被用於將列印頭1C 68附著至LCP溝道鑄造物176。 假如有需要，第二襯墊18 8B在此階段亦可被取代。 比較第33 C與34C圖中所示之薄膜，雙重雷射燒蝕方 法提供之膜174具有之墨水供應孔186比單純雷射燒蝕乾 淨得多。因此該薄膜係非常適用於將列印頭1C 68附著至 LCP溝道鑄造物1 76，並且不會使墨水污染到不想要之煤 灰沉積。 ❹ 列印頭1C附著程序 參考第19圖及第20圖，吾人皆明瞭，列印頭1C附 著程序是列印頭製造重要階段。於1C附著程序中’雷射 鑽孔膜174之第一黏著表面係首先接合至LCP溝道鑄造物 176之底側，隨後列印頭1C 68便接合至膜174之相對第 二黏著表面。膜174於每一側具有環氧-黏著層194A及 1 94 B，其於施加熱及壓力下融化及接合。 由於LCP溝道鑄造物176具有非常不好之熱傳導性， -33- 200940350 必須經由膜1 74之第二表面來於每一接合程序期間施加 熱，該第二表面並不接觸LCP溝道鑄造物。 就每一列印頭I c 6 8之定位及供應墨水至列印頭IC 68而言，爲了達到最佳列印頭效能，接合程序之控制非常 重要。使用先前技術之膜174(如美國公開2007/0206056 所說明）之列印頭1C附著步驟之典型順序係以縱剖面示 意地表示於第35A至35D圖。參考第35A圖，膜174首 先對齊LCP溝道鑄造物1 76，使墨水供應孔1 86準確地對 準界定於歧管接合表面175之墨水出口。如上所述，該墨 水出口係與墨水供應通路182形狀配合。第一黏著層 194A面對歧管接合表面175，同時薄膜之相對側係以保護 襯墊188B保護。 參考第35B圖，藉由施加來自加熱塊302之熱及壓 力，進行將膜174接合至歧管接合表面175。矽橡膠墊 300將加熱塊3 02與薄膜襯墊188B分開，以防止於接合 期間對膜1 74造成任何損害。於接合期間，第一環氧層 1 9 4 A係加熱至其融化溫度並接合至L C P溝道鑄造物1 7 6 之接合表面175。 如第35C圖所示，然後將襯墊188B由膜174剝離， 以顯現第二環氧層1 9 4 B。接下來，列印頭I c 6 8與膜1 7 4 對齊，準備用於第二接合步驟。第35C圖說明存在於第一 接合步驟的幾個問題。由於環氧層194A及194B係與先前 技術薄膜相同，這兩個層於第一接合步驟期間融化。基於 許多原因’第二環氧層194B之融化會產生問題。首先， -34- 200940350 部份環氧黏著物199從第二環氧層194B被擠出，且使雷 射鑽孔之墨水供應孔1 86起皺紋。這會減少墨水供應孔 1 86之面積，進而增加整個列印頭組件之墨水流動阻力。 於一些情況中，墨水供應孔1 86可能會於接合過程中完全 阻塞，這是極不當的。 第36B圖表示遭遇環氧「擠出」之問題之墨水供應孔 1 86其中之一之實際相片。外圍壁3 1 0表示雷射鑽孔之孔 0 186之原始尺寸大小。外圍壁310內之低著色材料312是 黏著性的，其於接合至LCP溝道鑄造物1 76期間已經擠壓 進入墨水供應孔186之內。最後，由外圍壁314所界定之 中心暗區表示於接合之後之墨水供應孔1 86之有效剖面面 積。於此範例中，原始雷射鑽孔之墨水供應孔1 86之尺寸 爲40 0微米X130微米。於接合及環氧「擠出」後，這些尺 寸減少至3 40微米X80微米。儘管存在墨水流動阻力增加 之顯著問題，但第二接合步驟亦存在墨水供應孔1 86邊緣 Q 污染之問題，因爲列印頭1C 68必須準確地對準墨水供應 孔1 86。於自動化之列印頭製造中，特製之對準裝置使用 光學裝置來找出每一墨水供應孔1 8 6之中心。當每一墨水 供應孔186之邊緣被擠出之環氧所污染，要找出每一中心 之光學位置會較爲困難。因此，對準誤失之可能性高。 第二環氧層194B融化之第二個問題在於：膜174失 去其整個結構完整性之部份。因此，膜1 7 4傾向於鼓起或 下垂進入LCP溝道鑄造物176所界定之墨水供應通路182 中。第3SC圖表示於第一接合步驟後之膜I74之下垂部份 -35- 200940350 198。本案申請人係使用用語「帳蓬蓋住」來說明 象。「帳蓬蓋住」確實是個問題，因爲第二黏著層 之接合表面195失去其平坦性。由於環氧「擠出」 題，第二黏著層194B厚度之變動進一步使失去平坦 化。「帳蓬蓋住」與第二黏著層194B厚度變動這兩 題組合降低了接合表面195之接觸面積，並導至第二 步驟中之問題。 於第二接合步驟中，如第3 5D圖所示，每一列 1C 68被加熱至約250°C，然後準確第定位於第二黏 194B上。列印頭1C 68與膜174準確地對齊確保墨水 溝道218 (與噴嘴69液體連通）係設置於其對應之墨 應孔1 8 6上。一個墨水供應溝道2 1 8之縱剖面係表示 3 5D圖中，雖然從第25圖會希望，每一列印頭1C 68 有數列墨水供應溝道。 因爲環氧「擠出」，原始厚度約爲25微米之第 著層194B之厚度於某些區域可能會降低至5到10微 第二黏著層194B這種顯著厚度之變動會導致斜斜放 印頭1C，其中列印頭1C 68之一端係較另一端高。這 是不好的且會影響到列印品質。非平坦接合表面1 95 一問題在於：通長會需要約5秒之較長接合時間，且 列印頭1C 68需被壓入第二黏著層194B內相當深。 與列印頭組件相關之最顯著問題係發生於黏著膜 之「帳蓬蓋住」，其問題在於：薄膜所提供之密封可 缺陷。本發明申請人已經發展出洩漏測試以決定列印 這現 1 94B 之問 性惡 個問 接合 印頭 著層 供應 水供 於第 可具 二黏 米。 置列 顯然 之另 每一 1 74 能有 頭組 -36- 200940350 件中膜1 7 4所提供密封之有效性。於該測試中’開始在9 0 °C下將列印頭組件浸泡在墨水中爲期一星期。在墨水浸泡 及沖洗後，使列印頭組件之—個顏色溝道於1 0kPa下充 氣，並測量從該顏色溝道之空氣洩漏率。空氣洩漏可能是 空氣轉移到列印頭中其它顏色溝道（經由膜174 )或空氣 直接洩漏至大氣所引起的。於該測試中，利用IC附著膜 (說明於美國公告2007/0206056中）所製造之典型列印 φ 頭組件具有約每分鐘30mm3或更大之洩漏率。 鑑於上述問題，本發明提供一種改良式列印頭1C附 著製程，其可將這些問題減少至最小程度。該改良式列印 頭1C附著製程基本上遵循與以上所述有關於第35 A至 3 5D圖之相同步驟。然而，膜174之設計減少了相關於第 一接合步驟之問題，且同樣重要地，減少了相關於第二接 合步驟之後續問題。於本發明中，膜174仍然包含中央聚 醯亞胺膜板190，其夾於該第一及第二黏著層194 A及 Q 1 94B之間。（爲了便於說明，膜1 74之對應部份具有與 前面說明之相同標式）。然而，與先前薄膜設計有差異的 是，於薄膜中，本發明之第一及第二環氧層194A及194B 是不一樣的。尤其是，環氧層194 A之融化溫度比第二環 氧層194B之融化溫度至少低i(TC。一般而言，融化溫度 差至少爲20°C或30°C。舉例而言，第一環氧層194A可具 有範圍爲80°C至130°C之融化溫度，而第二環氧層194B 可具有範圍爲140°C至180°C之融化溫度。熟悉本項技術 之人士完全能夠選擇符合本發明標準之黏著膜（例如環氧 -37- 200940350 膜）。適用於疊層膜174之黏著膜爲Hitachi DF-XL9環氧 膜（具有約l2〇°C之融化溫度）以及Hitachi DF-47〇環氧 膜（具有約16(TC之融化溫度）。 利用本發明之薄膜，第一接合步驟（說明於第35B 圖）可受控制，使得於將第一黏著層194A接合至LCP溝 道鑄造物176之接合表面195期間，第二黏著層194B不 會融化。一般而言，加熱塊302之溫度匹配第一黏著層 194 A之融化溫度。因此，第一黏著層之「擠出」會減至 最小程度或整個消除。此外，於接合程序期間，「帳蓬蓋 住」會減至最小程度或不會發生。 參考第3 7A圖，其表示使用根據本發明膜174之已接 合LCP/薄膜組件。與第35C圖所示之組件不同的是，膜 174並無「帳蓬蓋住」，而且第二黏著層194B具有均勻 之平坦度及厚度。第36A圖係實際之相片，表示使用本發 明之膜174於接合至LCP溝道鑄造物176之後之墨水供應 孔1 8 6其中之一。與第3 6B圖之墨水供應孔相比較，墨水 供應孔186之定義爲一種充分改良之墨水供應孔186，且 無環氧「擠出」之現象。因此，經過第3 6 A圖之孔之墨水 流動阻力不會增加，且可以最小之誤差找出孔中心之光學 位置。 此外，因爲與第一接合步驟相關之問題減到最少，與 第二接合步驟相關之問題亦減到最少。如第3 7 A圖所示， 第二黏著層194B具有平坦之接合表面195，而且具有最 少之厚度變動。因此，列印頭1C之放置及接合係明顯改 -38- 200940350 善了，導致可使用約1秒之相當短之接合時間。第3 7 A 所示之平坦之接合表面1 95亦代表列印頭1C 68不需深 壓入第二黏著層194B中，以提供足夠之接合力，而且 著過程後也比較不會產生歪斜的列印頭1C 68。 參考第3 7B圖，改良之列印頭1C附著製程所形成 列印頭組件具有優良之密封於每一墨水供應孔1 86周圍 其係因爲沒有「帳蓬蓋住」及環氧「擠出」。與第35D 之列印頭相較之下，於上述本案申請人之洩漏測試中， 3 7B圖中之列印頭組件（利用本發明之膜1 74所製造） 有優良之3000倍改善效果。在90 °C下將第37B圖中之 印頭組件浸泡在墨水中爲期一星期，然後於1 OkPa下使 列印頭組件充氣，所測量得到之空氣洩漏率約爲每分 0. 1mm3。與例如說明於美國公告2007/0206056中之列 頭組件相較之下，該洩漏測試顯現出本發明之顯著優點 改善之墨水供應至列印頭1C端 第25圖表示列印頭1C 68，其經由黏著1C附著膜 重疊於墨水供應孔186上’接著重疊於LCP溝道鑄造 176底側中之墨水供應通路182上。相鄰之列印頭1C 係以端對端方式經由附著膜1 74定位於LCP溝道鑄造 1 76之底部。於相鄰之列印頭1C 68之間之接面處，列 頭1C 68其中之一具有噴嘴之「水滴三角形」206部份 列中，其側向偏移於其餘噴嘴陣列220之對應列。如此 得從一個列印頭1C之列印邊緣接續著相鄰列印頭1C之 圖 深 附 之 1 圖 第 具 列 該 鐘 印 74 物 68 物 印 於 使 列 -39- 200940350 印。藉由偏移噴嘴之水滴三角形206 ’不論是否噴嘴是在 相同1C或不同1C上之接面任一側，相鄰噴嘴間之間隔 (在垂直於媒體饋送方向）仍維持不變。這需要相鄰之列 印頭1C 68之精確相對定位’而且使用基準標示204來達 到此目的。這種過程會消耗時間’但卻避免於列印影像上 留下暇疵。 不幸地，相對於陣列220之其它部份中之整體噴嘴， 於列印頭1C 68之末端之一些噴嘴會缺乏墨水。例如，可 由兩個墨水供應孔供應墨水給噴嘴222。墨水供應孔224 最爲靠近。然而’如果由噴嘴到墨水供應孔224之左側有 阻礙或特別大之需求’供應孔226亦會靠近噴嘴222，導 致因缺乏墨水而使墨水未注入這些噴嘴之機會非常小。 相較之下，如果不是爲了置放於相鄰列印頭1C 68之 間之接面處之「額外」墨水供應孔210，列印頭1C 68末 端處之噴嘴2 1 4僅會與墨水供應孔2 1 6液體連通。具有 「額外」墨水供應孔2 1 0代表沒有任何噴嘴會距離墨水供 應孔如此遠以致有墨水缺乏之風險。 墨水供應孔208及2 10兩者皆由共用墨水供應通路 212饋入墨水。墨水供應通路212具有供應兩個孔之容 量，因爲墨水供應孔2 0 8僅有噴嘴在其左側，墨水供應孔 2 1 0僅有噴嘴在其右側。因此，經過墨水供應通路2 1 2之 總流動速率大約等於經過僅饋入一個孔之供應通路。 第25圖重點表示列印頭1C 68中之墨水供應之溝道 (顏色）之數目一4個溝道與5個溝道218之間之差異。 -40- 200940350 列印頭I c 6 8之後側中之第3個及第4個溝道2 1 8係由相 同之墨水供應孔1 8 6饋入墨水。這些墨水供應孔有點擴大 以跨越兩個溝道2 1 8。 這種做法之原因在於’列印頭1C 6 8係製造用於寬廣 範圍之列印機及列印頭架構。這些可有5種顏色溝道_ C Μ Y K及IR (紅外線）-但其它列印機（這種設計）可能 僅爲4溝道列印機，其它仍然可能是3通道（CC、ΜΜ及 Υ)。有鑑於此，單一顏色溝道可饋至列印頭1c溝道其中 兩個。列印引擎控制器（PEC )微處理器能輕易地將此納 入傳送至列印頭IC之列印資料中。此外’供應相同顏色 給1C中之兩個噴嘴列提供了某程度之噴嘴備份’而可用 於死噴嘴補償。 壓力脈波 當流至列印頭之墨水突然停止’會產生墨水壓力尖 波。這會發生於列印工作或頁之結束時。本案受讓人之高 速頁寬列印頭於操作期間需要高流動速率之供應墨水。因 此，墨水線中供應至噴嘴之墨水之質量相當大且以少許速 率移動。 突然結束列印工作或剛好在列印頁結束，這需要流動 相當快之相當大之墨水量立刻停止。然而’突然停止墨水 動量會於墨水線中引起震波。當墨水線之墨水要停止時， LCP鑄造物64 (參見第19圖）係特別堅硬並且幾乎無撓 性。由於墨水線無任何相容性，震波會超過LaPlace壓力 -41 - 200940350 (於噴嘴開口處之墨水表面張力所產生之壓力，其用以維 持噴嘴室中之墨水）並湧到列印頭IC 6 8之前表面。如果 噴嘴漲滿墨水，墨水可能無法噴出，就會有暇疵出現於列 印中。 當噴嘴發射率匹配墨水線之共振頻率時，於墨水中會 產生共振脈波。同樣地，因爲墨水線之堅硬結構，用於一 種顏色之同時發射之佔大比例的噴嘴可產生駐波或共振脈 波。這會造成噴嘴漲滿墨水，或是假如超過Laplace壓 力，因爲突然降壓，反而使噴嘴未注入墨水。 爲解決此問題，LCP鑄造物64係倂入了脈波阻尼 器，以自墨水線移除壓力尖波。脈波阻尼器可爲能被墨水 壓縮之封閉之氣體容積。或者脈波阻尼器可爲能彈性撓曲 及吸收壓力脈波之墨水線相容部份。 爲了使設計複雜度減到最小程度並維持精巧形式，本 發明使用可壓縮之氣體容積以減弱壓力脈波。利用氣體壓 縮以減弱壓力脈波可以小氣體容積來完成。如此便能保持 精巧設計，同時又可避免因爲墨水壓力中暫態尖波造成之 任何噴嘴漲滿。 如第24圖及第26圖所示，由於墨水中之脈波，脈波 阻尼器並非單一壓縮氣體容積。該脈波阻尼器係凹洞200 陣列，其沿著LCP鑄造物64長度分佈。移動通過延長列 印頭（諸如頁寬列印頭）之壓力脈波可於墨水流體排中之 任何點被減弱。然而，當脈波通過列印頭積體電路中之噴 嘴時，脈波會使噴嘴脹滿墨水，不論脈波隨後是否會消失 -42- 200940350 於阻尼器。藉由於緊鄰噴嘴陣列之墨水供應導管中倂入一 些脈波阻尼器，任何壓力尖波會被減弱於原本會造成不利 之漲滿墨水之位置。 如第2 6圖所示，空氣阻尼凹洞2 0 0係配置成4列。 每一列凹洞直接置放於LCP溝道鑄造物176中之LCP主 溝道184之上方。任何於中主溝道184中之墨水內之壓力 脈波直接作用於凹洞200中之空氣，並很快地消失。 ❹ 列印頭注入墨水 以下將特別參考第27圖所示之LCP溝道鑄造物176 來說明使匣注入墨水。藉由從流體系統之幫浦（參見第6 圖）施加於主溝道出口 23 2之吸力，使LCP溝道鑄造物 176注入墨水。使主溝道184充塡墨水，然後藉由毛細管 作用使墨水供應通路1 82及列印頭1C自行注入墨水。 主溝道1 84相當長及細。此外，如果空氣凹洞200需 0 要用於減弱墨水中之壓力脈波，則其必須維持未注入墨 水。對於墨水注入程序而言，這會是個問題，其會輕易地 藉由毛細管作用塡充凹洞200，或者因爲有空氣陷入而使 主溝道1 84無法完全注入墨水。 爲了確保LCP溝道鑄造物176全注入墨水，主溝道 184於出口 232之前之下游端處具有堰228。爲了確保 LCP鑄造物64中之空氣凹洞200不會注入墨水，其具有 開口，其中上游邊緣之形狀係做成可由向凹洞壁之上方前 進來引導墨水凹凸面。 -43- 200940350 匣之這些態樣係參考第28A、28B及29A至29C圖而 說明。這些圖式示意性地說明墨水注入程序。第2 8 A及 28B圖表示如果於主溝道中沒有堰會產生之問題，而第 2 9A至29C圖表示堰228之功能。 第28A及28B圖係LCP溝道鑄造物176之主溝道184 其中之一及溝道頂部中之空氣凹洞200列之示意性剖面 圖。墨水238係抽引經過入口 230並沿主溝道184底面流 動。請特別注意，前進之凹凸面具有與主溝道184接觸之 較陡峭之接觸角度。這使得墨水流體23 8之前部具有稍成 氣泡之形狀。當墨水抵達主溝道184之末端，墨水水平會 上升，且於墨水流動停止之前，氣泡狀之前部接觸溝道頂 部。如第28B圖所示，溝道184係已無法完全注入墨水， 且現在有空氣陷入。這種空氣袋會持續並干擾到列印頭之 運作。墨水阻尼特性被改變，且空氣會成爲墨水之阻礙。 於第29A至29C圖中，溝道184於下游端處具有堰 228。如第29A圖所示，墨水流體23 8於堰228之後形成 池狀，並朝溝道頂部上升。堰22 8於頂部具有尖銳邊緣 240，以做爲凹凸面固定點。前進之凹凸面固定於該固定 邊緣240，使得當墨水水平超過頂部邊緣時，墨水不會輕 易地流過偃228。 如第2 9 B圖所示，鼓起之凹凸面使得墨水上升，直到 其塡充溝道1 8 4到頂部爲止。由於墨水密封凹洞2 0 〇成爲 分離之空氣袋，於堰22 8處之鼓起墨水凹凸面從尖銳頂部 邊緣240破裂，並塡充於溝道184之末端及出口 232 (參 -44 - 200940350 見第29C圖）。尖銳頂部邊緣240係精確地定位，使得墨 水凹凸面會鼓起，直到墨水充塡至溝道184之頂部爲止， 但不會允許墨水鼓起太多以使其接觸到末端空氣凹洞 242。如果凹凸面接觸並固定於末端空氣凹洞242之內 部，其可能會注入墨水。因此，堰之高度及其於凹洞之下 之位置係受到準確控制。堰228之彎曲下游表面可確保沒 有更多之固定點，如果有這些固定點可能會允許墨水凹凸 面橋接空隙至凹洞242。 LCP所使用以保持凹洞不注入墨水之另一方式爲凹洞 開口上游及下游邊緣之形狀。如第28A、28B及29A至 29C圖所示，所有上游邊緣具有彎曲過渡表面234，然而 下游邊緣是尖銳狀。沿著溝道184之頂部前進之墨水凹凸 面可固定於尖銳上游邊緣並隨後藉由毛細管作用向上移動 進入凹洞。過渡表面以及特別是在上游邊緣處之彎曲過渡 表面234係移除了尖銳邊緣提供之強固定點。 同樣地，本案申請人之工作有所發現：如果凹洞200 不慎塡充了一些墨水，則尖銳下游邊緣236會加強不注入 墨水。若列印機受碰撞、震動或傾斜，或如果流體系統因 爲某種原因而必須逆流，則凹洞200可能會完全或部份注 入墨水。當墨水再次以其正常方向流動時，則尖銳下游邊 緣236有助於將墨水凹凸面拉引回到自然固定點（亦即， 尖銳轉角）。如此，墨水凹凸面移動經過LCP溝道鑄造物 176之管控便是用以正確地使匣注入墨水之方式。 本說明書已僅藉由實例而說明本發明。熟悉本領域之 -45- 200940350 人士會認同於不背離本發明寬廣之發明理念之精神及範疇 前提下，可進行許多變化及修改。因此’圖式中所說明及 表示之實施例係僅在於說明，並不在於限制本發明。 【圖式簡單說明】 本發明實施例係藉由僅參考圖式之範例而說明之。 第1圖係實施本發明之列印機之前視及側視立體圖。 第2圖表示第1圖之列印機’其前表面係於打開位 置。 第3圖表示第2圖之列印機，其列印頭匣係被移除。 第4圖表示第3圖之列印機，其外殻係被移除。 第5圖表示第3圖之列印機，其外殼係被移除且印頭 匣係被安裝。 第6圖係列印機之流體系統之示意圖。 第7圖係列印頭厘之俯視及前視立體圖。 第8圖係列印頭匣在其保護蓋內之俯視及前視立體 圖。 第9圖係列印頭匣由其保護蓋移除之俯視及前視立體 圖。 第1 〇圖係列印頭匣之仰視及前視立體圖。 第1 1圖係列印頭匣之仰視及後視立體圖。 第1 2圖表示列印頭匣之所有側之視圖。 第1 3圖係列印頭匣之分解立體圖。 第1 4圖係列印頭匣之墨水耦合件之橫剖面圖。 -46- 200940350 第15圖係墨水入口及過濾器組件之分解立體圖。 第1 6圖係匣閥接合著列印機閥之剖面圖。 第17圖係LCP鑄造物及撓性PCB之立體圖。 第18圖係第17圖中之插入物A之放大圖。 第19圖係LCP/撓性PCB/列印頭1C組件之分解仰視 立體圖。 第20圖係LCP/撓性PCB/列印頭1C組件之分解俯視 巍 立體圖。 〇 第21圖係LCP/撓性PCB/列印頭1C組件之底面之放 大圖。 第22圖表示第21圖中將列印頭1C及撓性PCB移除 之放大圖。 第23圖表示第22圖中將列印頭1C附著膜移除之放 大圖。. 第24圖表示第23圖中將LCP溝道鑄造物移除之放大 ❹ 圖。 第25圖表示列印頭1C，其中後溝道及噴嘴係重疊於 墨水供應通路之上。 第26圖係LCP/撓性PCB/列印頭1C組件之放大橫剖 面立體圖。 第27圖係LCP溝道鑄造物之平面圖。 第28A及28B圖係LCP溝道鑄造物注入墨水且無堰 之示意性剖面圖。 第29A、29B及29C圖係LCP溝道鑄造物注入墨水且 -47- 200940350 有堰之示意性剖面圖。 第30圖係LCP鑄造物之放大橫剖面立體圖，其中表 示接觸力及作用力之位置。 第31圖表示1C附著膜之捲輪。 第32圖表示介於襯墊之間之1C附著膜之剖面。 第3 3 A至3 3 C圖係部份剖面圖，表示傳統附著膜雷射 鑽孔之各種不同階段。 第34A至3 4C圖係部份剖面圖，表示雙重附著膜雷射 鑽孔之各種不同階段。 第35A至35D圖係示意性列印頭1C附著程序之縱剖 面圖。 第36A圖及第36B圖係相片，表示於第一接合步驟後 兩個不同附著膜之墨水供應孔。 第3 7 A圖及第3 7B圖係根據本發明之示意性列印頭 1C附著程序之縱剖面圖。 【主要元件符號說明】 2 :列印機 4 :主體 6 :樞轉面 8 :螢幕 10 :控制鈕 :媒體堆疊 14 :饋送盤 -48- 200940350 〇 :紙張 :出口槽 :凸輪 :接觸點 :釋放桿 :把手 :支撐表面 :墨水槽 :幫浦 :LCP鑄造物 :關斷閥 :列印頭1C :噴嘴 :壓力調節器 :氣泡出口 :密封導管 :空氣入口 :出口 :粗過濾器 :墨水線 :墨水線 :感測器 :電子控制器 :箱體 -49- 200940350 94 :蓋器 96 :列印頭匣 98 :保護蓋 100 :機架 102 :機架蓋 104 :接觸點 106 :紙張遮蔽件 108 :撓性印刷電路板 110·接線接合處 1 1 2 A :墨水耦合件 1 1 2 B :墨水耦合件 1 1 4 :匣閥 116:入口及過濾器歧管 1 1 8 :出口歧管 1 2 0 :連接器 122 :入口 1 24 :出口 1 2 6 :彈性套管 1 2 8 :固定閥構件 1 3 0 :隔膜 1 3 2 :過濾器室 134 :過濾器室 1 3 6 : L C P主溝道 1 3 8 :頂溝道 -50- 200940350 1 1 1 1 1 1 1 ❹ 1 1 1 1 1 1 1 1 〇 1 1 1 1 1 1 1 1 列印機導管 軸環 導管 導管 墨水流體 過濾器出口 過瀘器入口 間隔肋 隔間壁 接線接合接觸點 埋頭孔 埋頭孔 支撐表面 紙張遮蔽件 附著膜 歧管接合表面 LCP溝道鑄造物 凹部 電子元件 墨水供應通路 溝道 第一孔 墨水供應孔 =襯墊 1 200940350 :襯墊 膜板 替換襯墊 :第一黏著層 :第二黏著層 接合表面 馬達 〇 煤灰 捲輪 黏著物 凹洞 基準標示 水滴三角形 墨水供應孔 墨水供應孔 墨水供應通路 噴嘴 墨水供應孔 墨水供應溝道 噴嘴陣列 噴嘴 墨水供應孔 供應孔 堰 200940350 :入口 :出口 ❹ :彎曲過渡表面 :尖銳下游邊緣 :墨水流體 :邊緣 :凹洞 :矽橡膠墊 :加熱塊 :外圍壁 :低著色材料 :外圍壁