专利名称：喷液头和喷液装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷液头，在该喷液头中，具有压力生成元件(pressuregenerating element)的第一衬底通过外部引线元件电连接到具有用于驱动压力生成元件的驱动电路的第二衬底，并且涉及一种包括所述喷液头的喷液装置。
背景技术：
喷墨打印装置是通过以加热墨而形成气泡，由此增加墨的体积并将墨滴喷落在记录纸上的方式在记录纸上打印字符和图像的。这样的打印装置提供了非常低的噪音打印以及高速记录而无需在普通纸上进行固定墨的额外工艺。在该打印装置中，用于喷墨的喷墨头包括其中填充有墨的墨室，设置在墨室中并具有压力生成元件(例如热元件或者用于向墨施加压力的压电元件)的电路板，以及喷墨的喷嘴。
例如，已审查公开的公开号为No.6-4325的日本专利公开了一种包括如图7所示的电路板200的喷墨头。所述电路板200包括压力生成元件202(例如电热转换器或者压电元件)，并且包括电连接到压力生成元件202的接线203。在电路板200中，用于控制电路板200驱动的驱动电路经由柔性印刷电路板204连接到接线203，以控制驱动压力生成元件202。保护膜205形成在压力生成元件202上，用于防止墨进入压力生成元件202中。
如图7所示，在电路板200中，因为多个压力生成元件202沿着衬底201的短边设置，使得接线203的连接到压力生成元件202的互连区域的尺寸增加，由此扩大了衬底201。因此，由于电路板200的尺寸增加，喷墨头的尺寸也增加。此外，在电路板200中，衬底201由价格高的材料，例如硅(Si)制成。因此，该电路板200的价格随着尺寸的增加而上升。
此外，在电路板200中，为了电连接到接线203，柔性印刷电路板204延伸至接线203，并且柔性印刷电路板204的接线端通过压焊、丝焊、钎焊、或者热压焊连接到接线203。在电路板200中，例如，压力生成元件202的图案以及连接到压力生成元件202的接线203的图案根据产品(例如用于计算机和传真机的打印装置)的不同而不同，计算机用的打印装置的图案具有8根接线，间隔为2.5根接线/mm，而传真机用的打印装置的图案具有16根接线，间隔为4根接线/mm。
在电路板200中，在蚀刻工艺和溅射沉积工艺中，不同的产品(例如计算机和传真机用的打印装置)用不同的掩膜。因此，蚀刻工艺和溅射沉积工艺变得复杂化，产品的生产率降低。此外，在电路板200中，所设置的接线203之间的小的间隙使得蚀刻工艺和溅射沉积工艺更加复杂。因此，接线203之间易于发生短路。
为了解决这些问题，已经提出了如图8所示的喷墨头300。在喷墨头300中，在电路板301上设置一些压力生成元件302，并且设置多个电路板301。在喷墨头300中，电路板301包括电连接于每一压力生成元件302的接线303。驱动控制单元304包括用于控制压力生成元件302的控制电路，电极部分305，以及用于电连接接线303到电极305的外部引线元件306。在喷墨头300中，外部引线元件306设置在喷嘴片307附近，在喷嘴片307中形成有用于喷墨的喷出部307a。外部引线元件306延伸超出喷射面307b的水平。因此，为了保护外部引线元件306并且为了增加外部引线元件306和接线303之间的连接可靠性以及增加外部引线元件306和电极部分305之间的连接可靠性，喷墨头300包括密封部分308，该密封部分密封整个外部引线元件306和外部引线元件306与接线303之间以及外部引线元件306与电极部分305之间的连接点。由于通过从外部喷射树脂材料而形成密封部分308使得其覆盖整个外部引线元件306，密封部分308延伸超过面307b的水平。因此，当利用用于清除多余的墨的清洁辊清除喷射面307b时，清洁辊与从喷射面307b的水平突出的密封部分308接触。如果清洁辊与密封部分308接触，通过密封部分308向外部引线元件306施加压力。为了防止压力施加于外部引线元件306，需要密封部分308具有一定程度的硬度。如果密封部分308的硬度低，当压力从清洁辊施加于外部引线元件306时，随着清洁辊的运动，外部引线元件306发生摆动。因此，外部引线元件306可能从其与接线303以及电极部分305的接触处裂开。如果压力生成元件302断路与驱动控制单元304的电连接，则喷墨头300无法工作。相反，如果施加于喷出面307b的压力降低，以减少施加于密封部分308的压力，则可以防止外部引线元件306与连接点分离。然而，用于清洁喷出面307b的清洁辊的清洁效果会降低。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种喷液头和一种具有喷液头的喷液装置，该喷液头包括包括压力生成元件的第一衬底；包括控制电路的第二衬底，其中控制电路用于控制驱动压力生成元件；以及用于将第一衬底电连接到第二衬底的外部引线元件，并且该喷液头通过采用硬度比已知的喷液头硬度高的树脂材料密封连接部分，提高了外部引线元件和第一衬底之间的连接部分的可靠性。
根据本发明的实施例，安装在喷液装置上用于喷液的喷液头包括包括用于向液体施加压力的压力生成元件的第一衬底，包括用于控制驱动压力生成元件的控制电路的第二衬底，用于将第一衬底电连接到第二衬底的外部引线元件，以及具有用于喷出液体的喷嘴和窗部的喷嘴片，外部引线元件和第一衬底之间的连接部分通过该窗部暴露于外，其中所述窗部用树脂材料密封，并且由树脂材料形成的密封部分被固化以具有大于或者等于55的邵氏硬度(Shore D硬度)。
根据本发明的实施例，通过向介质上喷液执行记录操作的喷液装置包括装置本体和安装在装置本体上的喷液头。所述喷液头包括包括用于向液体施加压力的压力生成元件的第一衬底，包括用于控制驱动压力生成元件的控制电路的第二衬底，用于将第一衬底电连接到第二衬底的外部引线元件，以及具有用于喷出液体的喷嘴和窗部的喷嘴片，外部引线元件和第一衬底之间的连接部分通过该窗部暴露于外，其中所述窗部用树脂材料密封，并且由树脂材料形成的密封部分被固化以具有大于或者等于55的邵氏硬度。
根据本发明的上述实施例，外部引线元件将包括压力生成元件的第一衬底电连接到包括用于控制压力生成元件的控制电路的第二衬底上。通过采用具有邵氏硬度大于或者等于55的树脂材料来密封外部引线元件和第一衬底之间的连接部分，即使施加外部压力给密封部分，也能防止密封部分的变形。因此，根据本发明的实施例，即使当施加外部压力给密封部分时，所述压力也不能传递给密封部分内侧的外部引线元件和第一衬底之间的连接部分。因此，防止了外部引线元件从引线及控制电路处断路或者分离。
图1是本发明的实施例的打印装置的分解透视图；图2是喷液盒的分解透视图；图3是喷液盒的截面图；图4A是当加热元件上产生气泡时，喷液头的截面示意图；图4B是当墨从喷嘴中喷出时，喷液头的截面示意图；图5是喷出面保护盖向前移动而清洁喷出面时喷液盒的截面示意图；图6是用于说明打印装置进行打印操作时的打印装置的侧面透视图；图7是一种已知电路板的平面图；和图8是一种已知喷液头的截面视图。
具体实施例方式
参照相应的附图详细说明根据本发明的实施例的打印装置。如图1所示的打印装置1是一种行式打印装置，其中喷墨口(喷嘴)的设置大致沿记录纸张P的宽度方向，即沿着图1中箭头W表示的方向成直线设置。喷墨口向记录纸张P上喷出基于字符数据和图像数据且由墨滴组成的墨i以记录图像和字符。
打印装置1包括喷头盒2(head cartridge)，即喷液头，以及打印机本体3。打印机本体3是其上安装有喷头盒2的打印装置1的本体。对于打印装置1，喷头盒2是消耗品。就是说，所述的喷头盒2是可以从打印本体3拆卸的，所以使用者可以容易地用新的喷头盒更换喷头盒2。
接着说明喷头盒2。喷头盒2是行式打印机喷头，其中多个喷嘴，即用于喷出墨i的喷出口，沿记录纸张P的宽度方向成直线设置。
如图1和2所示，喷头盒2包括盒体12，在盒体12中安装有容纳墨i的墨罐11。为了执行彩色打印，所述盒体12包括可拆卸的黄、洋红、青和黑四种颜色的彩色墨罐11y、11m、11c以及11k(此后统一称为墨罐11)。在墨罐11中的墨i含有着色剂，例如，作为彩色染料的水溶性染料或者各种颜料，用于分散着色剂的溶剂以及表面活性剂。例如，在墨罐11y、11m、11c以及11k中分别装入黄、洋红、青和黑的墨i。
如图2和3所示，墨罐11包括墨容器21，即用来容纳墨i的液体容器，以及用于将墨容器21中的墨i输出到盒体12的排墨部(discharger)22。
墨容器21提供了用于在墨罐11内容纳墨i的储存空间。排墨部22从墨容器21的底面大致中央处向下延伸。在墨容器21的顶面中央形成空气连通孔23以向外排出空气。墨容器21可通过从连通孔23向里延伸的进气管(未示出)吸入空气。具有这种结构的墨罐11通过形成在墨罐11长度方向一端的固定件24被安装在盒体12的罐安装部分31。在稍后说明所述罐安装部分31。因此，墨罐11被安装在盒体12上。
如图2和3所示，内部装有墨罐11的盒体12包括用于安装墨罐11y、11m、11c以及11k的罐安装部分31和用于喷出墨i的喷墨单元32。
如图2所示，盒体12的罐安装部分31是形状大致为矩形平行六面体的凹槽，其具有记录纸张P的宽度和足够容纳墨罐11的深度。卡合部(catchingpart)41形成在罐安装部分31的内表面。所述卡合部41与固定件24接合。为了在罐安装部分31中安装墨罐11，墨罐11的固定件24与罐安装部分31的卡合部41接合。
在罐安装部分31底面的短边方向形成多个分隔壁42，以确定每个墨罐11的位置。弹性件43被安装在分隔壁42之间。所述弹性件43在拆卸墨罐11的方向上提供一弹力，以便在拆卸墨罐11时推动墨罐11。
如图3所示，喷墨单元32包括用于限定墨i从墨罐11到喷液表面55a流动的路径的通道板51，联接到通道板51表面且靠近喷出面55a的第一衬底52，电连接到第一衬底52的第二衬底53，用于将第一衬底52电连接到第二衬底53的外部引线元件54，以及具有用于喷出墨i的喷嘴55b的喷嘴片55。此外，喷墨单元32包括具有用于各种颜色的开口57a的框架57，用于确定通道板51、第一衬底52、第二衬底53和喷嘴片55的位置。为了装配喷嘴单元32，喷嘴片55被粘接到框架57。然后，通道板51、第一衬底52、第二衬底53被插入框架57的开口57a中。
通道板51由一种刚度足以使其不易变形并且对容纳的墨i具有耐受性的材料构成。所述通道板51沿记录纸张P的宽度大致成直线延伸，以提供各个颜色的墨i所用的喷嘴55b，因为多个喷嘴55b沿此直线设置。通道板51包括将墨罐11供应的墨i引导到喷液表面55a的流动管道(channel)61和将墨i保持在朝向第一衬底52的位置上的液体墨室62。
流动管道61包括阀机构(未示出)，其可以通过在喷出墨i的一空间内以及在喷出墨i时产生的负压而打开，以便将墨i从墨罐11的墨容器21输送到喷液表面55a。在墨i从墨罐11的墨容器21被输送到喷液表面55a以及喷墨单元32内的压力恢复到正常压力后，阀机构关闭，以便停止从墨容器21向喷墨单元32供应墨i。
连接到流动管道61的液体墨室62沿记录纸张P的宽度形成，以限定向墨i施加压力的加压空间。在通道板51中，连接部分63形成在流动管道61上靠近墨罐11的位置。所述连接部分63与墨罐11的喷墨部22配合，由此可从墨罐11供应墨i。
第一衬底52设置在通道板51上靠近液体墨室62的位置。加热元件71和用于向加热元件71供应驱动电流和控制电流的接线(未示出)安装在第一衬底52的表面上靠近喷液表面55a的位置。第一衬底52由例如玻璃、硅或者陶瓷组成。
通过第二衬底53上的控制电路控制电流的供应而使加热元件71产生热量。稍后说明控制电路。加热元件71产生热量以加热液体墨室62内的墨i，由此产生气泡。产生的气泡向液体施加压力墨室62内的墨i以从喷嘴55b喷出墨i的液体墨滴。
所述接线利用金属，例如铝，钽，钛，镁，铪，锆，钒，钨，钼和铌，并通过例如气相淀积的方法制成。在接线上形成用于连接外部引线元件54的连接部分，下文说明外部引线元件。所述连接部分通过例如电镀，丝网印刷(screen printing)或者气相淀积的方法，由金，银-铂合金，或者银-铂合金制成。此外，可以在接线上覆盖保护膜以保护接线。
在第二衬底53中，控制电路和连接到第一衬底52的引线区形成在由例如硅制成的半导体晶片上。所述控制电路向第一衬底52提供从打印装置1的控制单元(未示出)输出的控制信号以用于控制驱动加热元件71。
外部引线元件54将第一衬底52电连接到第二衬底53。外部引线元件54的一端54a连接到第一衬底52上的接线的连接部分。外部引线元件54的另一端54b连接到，例如，第二衬底53的电路图案的连接部分，由此第一衬底52电连接到第二衬底53。外部引线元件54穿过由绝缘树脂制成的树脂层54c。外部引线元件54的分别连接到第一衬底52和第二衬底53的端部54a和54b，没有被树脂层54c覆盖而暴露于外面。
外部引线元件54由例如，金线、铝线或者铝-硅线制成。外部引线元件54的端部54a向喷液表面55a弯曲并被连接到第一衬底52上。
通过电解电镀的方法由主要由镍组成的材料制成喷嘴片55。在喷头盒2中，因为喷嘴55b是行式，就是说，因为多个喷嘴55b沿记录纸张P的宽度方向成直线设置，喷嘴片55尺寸大约为50×240mm，厚度大约为13μm。在喷嘴片55中形成喷嘴55b。喷嘴55b的直径沿朝向喷液表面55a的方向逐渐减小。在喷液表面55a上的直径大约为20μm。喷嘴片55面向通道板51和第一衬底52，与第一衬底52之间具有膜58。所述膜58是液体墨室62的壁面的一部分。
在喷嘴片55上形成窗部55c，由此可通过窗部55c观察外部引线元件54的端部54a。当窗部55c被密封时，所述窗部55c用作树脂材料的喷出口。通过用树脂材料密封窗部55c，从而形成密封部分56。所述密封部分56保护外部引线元件54的端部54a和第一衬底52上的接线的连接部分之间的连接点。为了使用树脂材料完全覆盖向外弯曲的外部引线元件54的端部54a，密封部分56从喷液表面55a上稍微凸出。
密封部分56可以由树脂材料制成，包括但不限于耐磨并且绝缘的合成树脂材料。例如，紫外线固化树脂和热固化树脂中的环氧树脂或者丙烯酸树脂或者玻璃均能用于密封部分56。
下面说明喷墨单元32的装配方法。框架57安装在喷嘴片55上，由此大致成直线设置的各种颜色所用的多个喷嘴55b分别与相对应的颜色所用的开口57a对应。然后用粘接剂将喷嘴片55粘接在框架57上。之后，第一衬底52，通过外部引线元件54连接到第一衬底52的第二衬底53和通道板51被插入框架57的开口57a中。膜58设置在第一衬底52和喷嘴片55之间。通道板51固定在框架57上。然后通过使膜58热固化而将第一衬底52固定到喷嘴片55。接着，从窗部55c喷涂树脂材料以密封通过窗部55c暴露于外的外部引线元件54。然后固化所述树脂材料以形成密封部分56。
在具有这样结构的喷墨单元32中，为了在喷嘴片55上装配第一衬底52和第二衬底53，喷嘴片55的窗部55c需要以树脂材料填充而形成密封部分56。此外，为了让树脂材料完全覆盖外部引线元件54的向外弯曲的端部54a，密封部分56从喷液表面55a上稍微凸出。例如，密封部分56凸出喷液表面55a大约300μm的高度。用于清除沉积在喷液表面55a上多余的墨i的清洁辊83与密封部分56接触，由此，在外部引线元件54的端部54a和第一衬底52上接线的连接部分之间的连接点施加压力。稍后说明清洁辊83。
为了解决这个问题，密封部分56由邵氏(Shore D)硬度(根据日本工业技术标准(JIS)K-7215)大于或者等于55，优选大于或者等于60，或者更优选大于或者等于70的树脂材料制成。例如，邵氏硬度大于或者等于55的密封部分56的树脂材料可防止密封部分56变形，即使当清洁辊83a对密封部分56施加大于或者等于100g/cm2的压力(这是要清除喷液表面55a上的墨的最小压力)。因此，可以防止施加于密封部分56内侧的外部引线元件54的压力。其结果是，外部引线元件54的端部54a不会由于压力而弯曲，而且外部引线元件54和第一衬底52之间的连接部分得到充分的保护，由此外部引线元件54不会断路或者从第一衬底52分离。在喷墨单元32中，外部引线元件54和第一衬底52之间的连接的可靠性增加。即使向喷液表面55a施加高压，也能保持外部引线元件54和第一衬底52之间的电连接，因此，防止了加热元件71无法工作。
此外，密封部分56能保护外部引线元件54、第一衬底52和外部引线元件54不受从喷嘴55b喷出的墨i的影响。由邵氏硬度大于或者等于80的树脂材料制成的密封部分56硬化后的线性膨胀系数大大的不同于第一衬底52的材料和喷嘴片55的材料的系数，稍后说明。当树脂材料被固化后，这会导致密封部分56分离。因此，最理想的是固化后的密封部分56的硬度小于邵氏硬度80。
在具有这样结构的喷墨单元32中，由驱动电路控制驱动加热元件71。例如，驱动电路在1到3微秒内供应脉冲电流给被选中的加热元件71以迅速地加热加热元件71。如图4A所示，在喷墨单元32中，容纳在与加热元件71接触的液体墨室62的墨i中产生气泡b。如图4B所示，气泡b膨胀而增加液体墨室62中的压力，由此被排出的墨i以液滴形式从喷嘴55b喷出。在喷出墨i的液滴后，墨i经过流动管道61被供应到液体墨室62中。因此，液体墨室62恢复到喷出之前的状态。
如图2和5所示，盒体12包括喷液表面保护盖81，其通过清除沉积在喷墨单元32中喷出墨i的喷液表面55a上的多余的墨i来保护喷液表面55a。
喷液表面保护盖81包括一对导片(guide blade)82和清洁辊83。导片82从喷液表面保护盖81的短边向上凸出，而且每导片82的顶部大致成90度向外弯曲。清洁辊83吸收沉积在喷液表面55a上的墨i。导片82与盒体12中形成的靠近喷液表面55a的一对导向槽12a配合，由此，导片82保持喷液表面保护盖81与喷液表面55a之间滑动接触并且大致彼此平行。喷液表面保护盖81可以通过打印机本体3的盖打开/关闭机构(未示出)在图2和图5中箭头A所示的方向上移动。在打印操作之前从盒体12的底部拆卸喷液表面保护盖81，并且在打印操作之后将其装配在盒体12的底部。
如图2所示，清洁辊83具有圆柱杆形状。所述清洁辊83由例如树脂制成的吸收泡沫材料制成。清洁辊83的硬度为35。在喷出墨i的打印操作之前，喷液表面保护盖81与喷液表面55a滑动接触并且在图5中箭头A所示的方向在喷液表面55a上平移，由此从盒体12的底部拆卸喷液表面保护盖81。此时，喷液表面保护盖81擦除或者吸收沉积在喷液表面55a上的多余的墨i，以清洁喷液表面55a。在打印操作之后，当喷液表面保护盖81装配在盒体12的底部时，清洁辊83与喷液表面55a滑动接触，并且在与图5中箭头A所示方向的相反方向上大致平行于喷液表面55a平移。因此，清洁辊83清洁喷液表面55a。
当清洁辊83清洁喷液表面55a时，清洁辊83推压从喷液表面55a朝着喷墨的方向凸出的密封部分56。在这个实施例中，在清洁工艺中，大约200g/cm2的压力从清洁辊83施加于喷液表面55a。因此，当清洁喷液表面55a时，大约200g/cm2的压力也施加于密封部分56。然而，由于密封部分56具有大于或者等于55的邵氏硬度，来自清洁辊83的压力就不能传递给容纳在密封部分56内的外部引线元件54上。就是说，通过用密封部分56密封外部引线元件54，外部引线元件54不会随着清洁辊83的动作而摆动或者弯曲。因此，防止了外部引线元件54从第一衬底52分离。
下面说明打印机本体3，其中具有上述结构的喷头盒2被安装在打印机本体3上。
如图1和6所示，为了防止灰土进入内部，打印机本体3被装配进包括上壳体91a和下壳体91b的外壳91中。
在打印机本体3中，在外壳91的前部，在上壳体91a的两个侧面板设置的一对支撑轴92被下壳体91b中的框架57(未示出)枢转地支撑着，由此上壳体91a相对下壳体91b是可打开的。
如图1所示，用于输送和输出记录纸张P的纸张进出口93形成在外壳91的前面板上。通过将储存记录纸张P的储纸盘94安装到纸张进出口93上，可将纸张输送到打印机本体3。通过纸张进出口93将记录纸张P输出到端盖盘95(cover tray)，端盖盘95覆盖储纸盘94的开口的前侧。
如图1所示，在上壳体91a上形成喷头盒2安装于其上的头部安装单元96。当喷头盒2被安装在头部安装单元96上时，喷头盒2的喷液表面55a被置于下壳体91b中的打印位置，这在稍后说明。盖91c可打开式地联接在头部安装单元96上。当所述盖91c被关闭以盖住头部安装单元96时，盖91c与上壳体91a一同形成连续的顶面。在上壳体91a的顶面的前部区域，设置了用于控制多种操作的操作按钮97和用于显示例如打印状态的显示面板98。
此外，如图1和2所示，在上壳体91a的顶面上形成喷头盒保持机构99，目的是当喷头盒2被安装在头部安装单元96时，喷头盒保持机构99可移动地保持喷头盒安装单元96内的喷头盒2。通过将形成在喷头盒2上的锁钮(knob)99a锁合到形成于上壳体91a周边的锁孔99b中的偏压件(例如弹簧)，喷头盒保持机构99可确定喷头盒2相对上壳体91a的位置，并且可固定地保持喷头盒2。因此，盒体12的喷液表面55a面向由传送带115输送到打印位置的记录纸张P的正面(main surface)，两者之间存在预定的间距，并彼此平行，传送带在稍后说明。
如图6所示，下壳体91b容纳纸张输入输出机构101，该机构将记录纸张P输入到喷头盒2并且向外输出由喷头盒2打印后的记录纸张P。更具体地，纸张输入输出机构101包括用于从储纸盘94输入记录纸张P的纸张输入单元102，用于将记录纸张P从纸张输入单元102输送到记录位置的输送单元103，以及将通过输送单元103传输的记录纸张P排出的纸张输出单元104。这些单元在下壳体91b中被组装成框架(未示出)。
纸张输入单元102用作纸张输送装置，将记录纸张P从储纸盘94输送到输送单元103。纸张输送单元102包括输送辊111和一对分离辊112a和112b，其中输送辊111用于将储纸盘94内的记录纸张P输送到输送单元103，分离辊112a和112b用于每次将单张记录纸P从输送辊111传送到输送单元103上。这些辊被下壳体91b内的驱动机构(未示出)驱动，以在图6中箭头B1、B2和B3所示的方向上协同转动。
输送单元103用作纸张传输装置，即将输入单元102中的纸张传输到输出单元104。输送单元103包括反转辊113和传送带115。反转辊113在图6中箭头C所示的方向转动，以从后到前的方向反向记录纸张P的输送方向。传送带115是绕驱动托辊114a和从动托辊114b受动的传送环带，并且传送带115将进纸方向被反转辊113反向的记录纸张P输送至打印位置。打印时，传送带115通过带提升机构(未示出)移动到与喷液表面55a相对的位置。在不打印时，传送带115被置于与喷液表面55a相对的位置的下面。
如图6所示，纸张输出单元104用作通过输送单元103排出记录纸张P的纸张输出装置。纸张输出单元104包括面向从动托辊114b的支撑件(spur)116，在从动托辊和支撑件之间是传送带115。记录纸张P穿过由支撑件116和传送带115限定的夹挤区被输出到纸张输入输出口93。
具有上述结构的打印装置1包括控制单元(未示出)，该控制单元通过控制上述用于打印机本体3的盖的盖打开/关闭机构、纸张输入输出机构101、用于提升传送带115的带提升机构和用于喷出墨i的喷墨单元32来执行对打印操作的整体控制。这种控制单元包括用于储存执行对打印装置1的整体控制的控制程序的只读存储器(ROM)，以及用于暂时储存从ROM读出的控制程序的随机存取存储器。通过控制单元控制盖打开/关闭机构、纸张输入输出机构101、带提升机构和喷墨单元32，打印装置1执行如下的打印操作为了开始打印装置1的打印操作，使用者操作打印机本体3上的操作按钮97指示控制单元开始打印操作。控制单元控制盖打开/关闭机构和带提升机构的驱动，由此打印装置1进入打印准备模式。更具体地，带提升机构移动传送带115到与喷液表面55a相对的位置。如图5所示，盖打开/关闭机构移动喷液表面保护盖81朝向打印装置1的前面。由此，露出喷头盒2的喷液表面55a。
如图5所示，当喷液表面保护盖81朝打印装置1的前面运动时，联接到喷液表面保护盖81上的清洁辊83与喷液表面55a滑动接触，以在喷出墨i之前吸收沉积在喷液表面55a上的多余的墨i。因此，清洁喷头盒2的喷液表面55a。与此同时，因为清洁辊83与喷墨单元32的喷液表面55a接触，来自清洁辊83的压力施加于在喷出墨的方向上从喷液表面55a凸出以保护外部引线元件54的密封部分56。即使当来自清洁辊83的压力施加于密封部分56时，由于被固化的密封部分56具有大于或者等于55的邵氏硬度，从而阻止了所述压力传递到密封部分56内的外部引线元件54。因此，当清洁辊83清洁喷液表面55a时，压力没有传递到外部引线元件54，外部引线元件54不会因清洁辊83的动作而发生摆动或者弯曲。因此，外部引线元件54不会断路或者从第一衬底52分离。因此，可保持第一衬底52和第二衬底53之间的电连接。
接下来，纸张输入输出机构101推动在图6中箭头B1所示的方向上旋转的输送辊111的外周面，使其抵靠在容纳在储纸盘94内的记录纸张P上，以输送来自储纸盘94的记录纸张P。被输送的记录纸张P穿过由分离辊112a和112b限定的夹挤区并且被送向打印装置1的后侧，分离辊112a和112b分别在图6中箭头B2和B3所示的方向上旋转。
利用图6中在箭头C所示的方向旋转的反转辊113，输送单元103将送向打印装置1后侧的记录纸张P输送到打印装置1的前侧。然后，利用在图6中箭头D所示的方向上旋转的传送带115，纸张输出单元104将输送到前侧的记录纸张P传送到打印位置。在打印位置，记录纸张P被设置与喷液表面55a相对的承纸板117抬升。由此，记录纸张P面向喷头盒2的喷液表面55a。
之后，在喷头盒2中，在第二衬底53上的控制电路控制加热元件71的驱动。被选中的加热元件71加热墨i以将墨i喷到被输送到打印位置的记录纸张P上。在喷头盒2中，因为第一衬底52和连接第一衬底52与第二衬底53的外部引线元件54之间的连接点被密封部分56保护，第一衬底52和第二衬底53之间的电连接处于良好的状态。因此，根据控制信号适当地喷出墨i。由此，喷头盒2可记录对应于输入到打印装置1的字符数据和图像数据的字符和图像。
纸张输入输出机构101通过驱动传送带115将打印后的记录纸张P输送穿过由传送带115和支撑件116限定的夹挤区到达打印装置1的前面。记录纸张P从纸张输入输出口93输出到端盖盘95上。在打印后，带提升机构将传送带115从输送位置降低到备用位置。
然后，盖打开/关闭机构将喷液表面保护盖81向打印装置1的后侧移动。喷液表面保护盖81被置于喷液表面保护盖81保护喷液表面55a的位置。同时，当喷液表面保护盖81在喷液表面55a上滑向打印装置1的后侧时，清洁辊83清洁喷液表面55a。由此，来自清洁辊83的压力施加于密封部分56。然而，由于被固化的密封部分56具有大于或者等于55的邵氏硬度，压力没有传递给密封部分56内侧的外部引线元件54。因此，外部引线元件54不会因清洁辊83的动作而发生摆动或者弯曲。由此，外部引线元件54也就不会断路或者从第一衬底52分离。因而，第一衬底52和第二衬底53之间的电连接保持在良好的状态。因此，当使用清洁辊83清洁喷头盒2的喷液表面55a时，喷液表面的保护盖81关闭。
因此，喷头盒2恢复到打印之前的初始模式。在这种打印装置1中，因为喷液表面保护盖81覆盖喷头盒2的喷液表面55a，因此即使将喷头盒2从打印机本体3的头部安装单元96中拆卸时，也可以防止墨i变干。这就是打印操作的结束。
如上所述，在打印装置1中，固化的密封部分56具有大于或者等于55的邵氏硬度，优选为大于或者等于60，更优选的大于或者等于70，密封部分56的作用是密封外部引线元件54以及外部引线元件54的连接部分，外部引线元件54用于连接具有加热元件71的第一衬底52和具有控制加热元件71的控制电路的第二衬底53。因此，即使当来自清洁辊83的压力施加于密封部分56时，压力也无法传递给密封部分56内侧的外部引线元件54。在打印装置1中，由于外部引线元件54和它的连接部分被密封部分56有效地保护，外部引线元件54不会断路或者从第一衬底52分离。因此，第一衬底52和第二衬底53之间的电连接的可靠性增加。由于第一衬底52和第二衬底53之间的电连接得到保证，可适当地控制加热元件71。
在前面的说明中，喷头盒2相对盒体12是可拆卸的。然而，本发明的实施例不限于这种结构。可选择地，由于喷头盒2本身被看作是消耗品并且相对打印机本体3是可拆卸的，墨罐11可集成到盒体12中。
此外，在前面的说明中，本发明适用于打印装置。然而，本发明不仅仅局限于打印装置。本发明能更广泛地适用于其它的喷出液滴的喷液装置。例如，本发明可适用于传真机、复印机、DNA芯片喷出装置(例如，参照日本未审查专利申请公开号No.2002-253200)和用于喷出容纳导电颗粒的液体以在印刷电路板上形成布线图案的喷液装置。
在前面的说明中，说明了利用加热墨i的单个加热元件71喷出墨i的喷墨单元32。然而，本发明不限于这样的结构。例如，本发明可适用于这样的喷液装置，即包括多个压力生成元件并且通过向每个压力生成元件供应不同的能量或者通过在不同时间向每个压力生成元件供应能量来控制喷出方向的喷出装置。
此外，在前面的说明中，采用了电热转换的方法，其中单个加热元件71加热墨i以从喷嘴55b喷出墨i。然而，本发明不限于这样的方法。例如，本发明可适用于机电转换方法，其中机电变换器(例如压电元件)从喷嘴片55机电式地喷出墨i。
还有，在前面的说明中，说明了一种行式打印装置。然而，本发明不限于这种类型的打印装置。例如，本发明可适用于串行式喷液装置，其中，例如，喷墨头大致在与记录纸张P的进纸方向垂直的方向运动。
实例在下面说明实例1至3以及对比实例1，实例1至3中根据本发明的实施例制造具有不同硬度的被固化的密封部分。
实例1在实例1中，喷液头这样构成第一，框架57安装在喷嘴片55上，大致成直线设置各个颜色用的多个喷嘴55b，使其面向框架57中相应颜色的开口57a。利用粘结剂将喷嘴片55粘结在框架57上。然后，在框架57开口57a中包括二十个加热元件71的第一衬底52通过二十个外部引线元件54连接到包括用于控制这些加热元件71的控制电路的第二衬底53。被连接的第一衬底52和第二衬底53以及通道板51插入框架57中，其间具有膜58。通道板51被固定到框架57。通过使膜58热固化，第一衬底52被固定到喷嘴片55。之后，为了密封通过喷嘴片55的窗部55c暴露于外的外部引线元件54，从窗部55c喷出邵氏硬度为55的紫外线固化树脂材料(丙烯酸紫外线固化树脂可从Three Bond有限公司购买，品号ThreeBond 3006C)。所述树脂材料被固化以形成密封部分56。至此，喷液头装配完毕。
实例2在实例2中，用同样的方法装配与实例1中的喷液头一样的喷液头，除了密封部分56使用了邵氏硬度为60的紫外线固化树脂材料(丙烯酸紫外线固化树脂材料可从Three Bond有限公司购买，牌号ThreeBond 3052D)。
实例3在实例3中，用同样的方法装配和实例1中的喷液头一样的喷液头，除了密封部分56使用了邵氏硬度为70的紫外线固化树脂材料(丙烯酸紫外线固化树脂材料可从Three Bond有限公司购买，牌号ThreeBond 3003)。
对比实例1在对比实例1中，利用同样的方法装配和实例1中的喷液头一样的喷液头，除了密封部分56使用了邵氏硬度为20的紫外线固化树脂材料(丙烯酸紫外线固化树脂材料可从Three Bond有限公司购买，牌号ThreeBond3006)。
对于试验1，当对喷液头的喷嘴片55的喷液表面55a施加100g/cm2的压力时，清洁辊83与根据实例1至3装配的喷液头以及对比实例1装配的喷液头接触100000次。然后检测外部引线元件54的断路以评价喷液头。
对于试验2，当施加100g/cm2的压力给喷液头的喷嘴片55的喷液表面55a时，清洁辊83与根据实例1至3以及对比实例1装配的喷液头接触100000次。然后如同试验1，检测外部引线元件54的断路以评价喷液头。
此外，对于试验3，当施加200g/cm2的压力给喷液头的喷嘴片55的喷液表面55a时，清洁辊83与根据实例1至3以及对比实例1装配的喷液头接触100000次。然后如同试验1，检测外部引线元件54的断路以评价喷液头。表1表示在实例1至3和对比实例1中的喷液头的评价结果。
表1
外部引线元件54的断路的评价是通过观察密封部分56的形状变化以及外部引线元件54的断路本身进行的。然后，通过喷墨评价正常的操作。在表1中，如果密封部分56没有在形状上发生改变并且外部引线元件54没有断路，而且如果密封部分56正常地工作，给出的结果是“良好”。虽然密封部分56的形状不同于施加压力之前的形状，如果外部引线元件54没有断路而且如果密封部分56正常地工作，给出的结果是“比较好”。相反，如果密封部分56的形状不同于施加压力之前的形状而且外部引线元件54断路，以及如果密封部分56不能正常地工作，给出的结果是“差”。
正如表1中所能看到的，在试验1中，对比实例1中使用邵氏硬度为20的紫外线固化树脂材料的喷液头，与实例1至3中使用邵氏硬度大于或者等于55的紫外线固化树脂材料的喷液头相比，不能保持密封部分56的形状，使外部引线元件54断路，并且不能正常地工作。在对比实例1中，因为使用了邵氏硬度为20的紫外线固化树脂材料，固化的密封部分56的硬度低。当施加100g/cm2的压力，且清洁辊与密封部分56接触100000次时，密封部分56变形并且来自清洁辊83的压力被传递到密封部分56内侧的外部引线元件54。因此，在对比实例1中，当清洁辊83与密封部分56接触时，外部引线元件54随着清洁辊83的动作而发生摆动或者弯曲。因此，外部引线元件54从第一衬底52分离或者断路，不能保持第一衬底52和第二衬底53之间的电连接。因此，不能被适当地喷出墨，喷液头不能正常地工作。
与此对比，在实例1至3中，密封部分56形状没有变化，外部引线元件54没有断路，而且正常地喷出墨。在实例1至3中，因为使用了邵氏硬度大于或者等于55的紫外线固化树脂材料，固化的密封部分56的硬度高。即使当施加100g/cm2的压力且清洁辊与密封部分56接触100000次时，密封部分56不会变形并且来自清洁辊83的压力没有被传递到密封部分56内侧的外部引线元件54。因此，外部引线元件54没有从第一衬底52分离或者断路，可保持第一衬底52和第二衬底53之间的电连接。因此，适当地喷出墨。
正如在对比实例1的试验1、试验2中，因为固化的密封部分56的硬度低，不能保持密封部分56的形状。外部引线元件54断路。喷液头不能正常地工作。相反，在实例1的试验2中，因为使用了邵氏硬度为55的紫外线固化树脂材料，来自清洁辊83的压力没有被传递到密封部分56内侧的外部引线元件54，虽然当清洁辊83与密封部分56接触1000000次时密封部分变形。第一衬底52和第二衬底53之间的电连接得到保持，在实例2中通过使用邵氏硬度为60的紫外线固化树脂和在实例3中通过使用邵氏硬度为70的紫外线固化树脂，固化的密封部分56的硬度高。因此，即使当施加100g/cm2的压力且清洁辊83与密封部分56接触1000000次时，密封部分56不会改变形状。外部引线元件54没有断路，因此，可保持第一衬底52和第二衬底53之间的电连接。适当地喷出墨并且喷液头能正常地工作。
在对比实例1的试验3中，正如在试验1和2中，因为固化的密封部分56的硬度低，密封部分56的形状不能保持，外部引线元件54断路并且喷液头没有正常地工作。与此对比，在实例1和2中，当施加200g/cm2的压力，清洁辊与密封部分56接触1000,000次时，密封部分56改变形状。然而，压力没有被传递到密封部分56内侧的外部引线元件54，因此，可保持第一衬底52和第二衬底53之间的电连接。在实例3中，因为使用了邵氏硬度为70的紫外线固化树脂材料，当施加200g/cm2的压力，清洁辊与密封部分56接触1000000次时，密封部分56没有改变形状。外部引线元件54没有断路。可保持第一衬底52和第二衬底53之间的电连接。适当地喷出墨并且喷液头正常地工作。因此，对密封部分56使用邵氏硬度大于或者等于70的紫外线固化树脂材料时，密封部分56能以足够的耐受性抵抗高压并且能可靠地保护外部引线元件54。
上述结果表明，通过对密封部分使用邵氏硬度大于或者等于55的紫外线固化树脂材料来保护连接第一衬底和第二衬底的外部引线元件，能可靠地保持第一衬底和第二衬底之间的电连接。因此，来自加热元件的热量能被适当地控制并且可使预定的图像被记录。
对于本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其他的因素，可进行不超出本发明的权利要求书或者其等价物的范围的各种的改进、组合、替代合并以及更改。
本发明要求2004年8月11日于日本专利局提交的日本专利申请JP2004-234747的优先权，该专利的所有内容在此引为参考。
权利要求
1.一种安装在喷液装置上用于喷液的喷液头，包括一第一衬底，其包括用于向液体施加压力的一压力生成元件；一第二衬底，其包括用于控制驱动所述压力生成元件的一控制电路；一外部引线元件，其用于将所述第一衬底电连接到所述第二衬底上；和一喷嘴片，其具有用于喷出液体的一喷嘴和一窗部，其中所述外部引线元件和所述第一衬底之间的连接部分通过该窗部暴露于外；其中，所述窗部由树脂材料密封，且由树脂材料形成的密封部分被固化以具有大于或者等于55的邵氏硬度。
2.如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述密封部分具有大于或者等于60的邵氏硬度。
3.如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述密封部分具有大于或者等于70的邵氏硬度。
4.如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述树脂材料是紫外线固化树脂。
5.如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述压力生成元件是一加热元件。
6.如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述喷嘴片设置成所述喷嘴面向所述压力生成元件。
7.一种用于通过向介质上喷射液体而执行记录操作的喷液装置，包括一装置本体；和安装在所述装置本体中的一喷液头，所述喷液头包括一第一衬底，一第二衬底，一外部引线元件和一喷嘴片，所述第一衬底包括用于向液体施加压力的一压力生成元件，所述第二衬底包括用于控制驱动所述压力生成元件的一控制电路，所述外部引线元件用于将所述第一衬底电连接到所述第二衬底，所述喷嘴片具有用于喷出液体的一喷嘴和一窗部，其中所述外部引线元件与所述第一衬底之间的连接部分通过该窗部暴露于外；其中，所述窗部由树脂材料密封，且由树脂材料形成的密封部分被固化以具有大于或者等于55的邵氏硬度。
8.如权利要求7所述的喷液装置，其特征在于，所述密封部分具有大于或者等于60的邵氏硬度。
9.如权利要求7所述的喷液装置，其特征在于，所述密封部分具有大于或者等于70的邵氏硬度。
10.如权利要求7所述的喷液装置，其特征在于，所述树脂材料是紫外线固化树脂。
11.如权利要求7所述的喷液装置，其特征在于，所述压力生成元件是一加热元件。
12.如权利要求7所述的喷液装置，其特征在于，所述喷嘴片设置成所述喷嘴面向所述压力生成元件。
全文摘要
一种安装在喷液装置内用于喷液的喷液头，包括一第一衬底，其包括一用于向液体施加压力的压力生成元件；一第二衬底，其包括一用于控制驱动压力生成元件的控制电路；一外部引线元件，其用于将第一衬底电连接到第二衬底上；一喷嘴片，其具有一用于喷出液体的喷嘴和一窗部，其中外部引线元件和第一衬底之间的连接部分通过该窗部暴露于外。所述窗部由树脂材料密封，并且由树脂材料形成的密封部分被固化以具有大于或者等于55的邵氏硬度。
文档编号B41J2/16GK1736718SQ200510109829
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月11日 优先权日2004年8月11日
发明者福田敏生, 安藤直志, 高仓成行, 牛滨五轮男 申请人:索尼株式会社