专利名称：喷墨记录头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨记录头，其用于从排出口排出记录液(例如，墨)以形成用于记录操作的墨滴的记录设备。
背景技术：
参考图10说明一般的喷墨记录盒。下面的部分将示例性地说明排出黄色、品红色和青色墨以进行打印操作的彩色盒。
在图10中，喷墨记录盒601是通过将包括例如由硅制成的记录元件基板702的喷墨记录头部分和内部包含墨的墨容器部分709一体化而构成的。记录元件基板702是用于通过将电能转化为热能来使墨排出的加热器。记录元件基板702由喷嘴板构成，喷嘴板包括基板，其包括用于传输从喷墨记录设备提供给加热器的电能的配线；用于将墨提供给加热器的流路；以及用于排出墨的多个墨排出口。一个记录元件基板702包括用于排出黄色、品红色和青色三种颜色的墨的排出口列703、704和705。电线基板706用于通过经由外部信号输入端子将电信号从喷墨记录设备传输到记录元件基板702来将电信号从喷墨记录设备传输到记录元件基板702。将电线基板706在记录元件基板702的两个端面处电连接到记录元件基板702，使得电连接部分被密封剂708覆盖，用于保护不受墨的影响。
接下来，参考图11和图12说明喷墨记录头部分中的记录元件基板702的周边的一般结构。
图11是示出支撑基板802和支撑板804的平面图。支撑基板802由氧化铝等材料制成以准确地附着并固定记录元件基板702，对支撑基板802进行抛光处理。支撑板804固定并支撑电线基板706，支撑板804由与支撑基板802相同的材料制成。
图12是沿图10的XII-XII线截取的截面图。支撑基板802包括用于将墨容器中的墨提供给记录元件基板702的供墨口803。将记录元件基板702安装成供墨口803与记录元件基板702的供墨口连通。还安装支撑板804以支撑记录元件基板702。用密封剂805(例如，树脂)密封记录元件基板702和支撑板804之间的空间以防止墨进入该空间。进行密封的目的是防止当墨进入记录元件基板702和支撑板804之间的空间并且附着到记录元件基板702侧面的端部时，记录元件基板702侧面的端部处暴露的硅被洗脱，并保护电连接部分不受墨的影响。该密封剂805一般是可在制造步骤中以相对简单的方式使用的热固树脂。
记录元件基板702的安装精度对喷墨记录设备的记录精度有直接影响。为了提高安装精度或实现具有高产量的制造步骤，以往已提出了各种提案。日本特开平10-44420号公报提出通过将热特性与记录元件基板的热特性基本相同的支撑基板粘合到记录元件基板来固定记录元件基板。日本特开2002-19119号公报提出了一种通过在记录元件基板和支撑部件之间粘合例如由氧化铝制成的支撑基板来防止记录元件基板由于线膨胀系数的不同而断裂的方法。
记录元件基板的成本是喷墨记录头的制造成本中最高的成本。为了降低记录元件基板的成本，近来出现了将记录元件基板的尺寸减到最小使得可以从一个晶片获得更多的记录元件基板的需要。然而，当基板的尺寸减小而保持排出口的排列不变时，使排出口周围的壁(wall)部分减小，导致在记录元件基板中壁部分具有弱的刚性。由于如上所述用热固树脂密封记录元件基板的外周，所以当热固树脂固化收缩时，热固树脂在其中产生对记录元件基板施加的应力。下面的部分说明当密封剂固化收缩时产生的对记录元件基板施加的应力的概况。
图13示出密封剂805中对记录元件基板702施加的应力。在制造记录头时，将记录元件基板702、支撑板804和支撑基板802以及用于固定它们的粘合剂与密封剂置于烘箱中以100度加热。然后，各部件热膨胀并在膨胀的同时固化。各部件根据其材料具有不同的膨胀率。当从烘箱中取出固化了的各部件时，各部件的温度下降到室温，从而膨胀部件的形状回到原来的形状。已知一般的热固密封剂固化收缩大约5％。因此，由于各部件的固化收缩和各部件的温度的变化，在密封剂805中产生如图13中箭头所示的应力。尽管图13仅示出喷墨记录头的一部分，因此没有示出记录元件基板702的相对侧面的情况，但是相对侧面也处于同样的情况。具体来说，从侧面向外的力施加到记录元件基板702上。当如上所述的应力施加到如上所述的记录元件基板702时，如图12所示，记录元件基板702与密封剂805接触的截面面积小，因此当有应力作用时记录元件基板702趋于变形。此外，记录元件基板702与支撑基板802接触的面和与该面相对的面有不同的开口空间。因此，当密封剂805对记录元件基板702施加力时，记录元件基板702可能变形同时扭曲。当使用这种变形的记录元件基板702的记录头用于记录操作时，从喷墨记录设备的记录头排出的墨滴以错位的方式附着到纸上，从而引起记录质量劣化。此外，记录元件基板702可能在制造过程中断裂。
另一方面，当使用粘合剂粘合分别具有开口部分的电线基板706和从下侧支撑电线基板706的支撑板804使得前者和后者的开口部分重叠时，多余的粘合剂可能从接合的开口部分的接合面的端部突出。当该突出的粘合剂从电线基板的端面移动到到达上表面时，可能造成电接合部分的良好电接合或记录介质与电接合部分的接触等不方便。为了防止这一点，电线基板706具有比支撑板804的开口小的开口。这使得粘合剂从接合部分的端面的突出下降到支撑板804的开口部分的内部，从而防止粘合剂到达电线基板706的上表面。
从制造效率的观点来看，还出现了希望用于涂布粘合剂的针不具有小的内径的需要。考虑到上述问题提出了本发明。本发明的目的是提供一种可以稳定地进行具有高记录质量的记录操作而不会导致记录元件基板702的变形或断裂并且制造成本低的喷墨记录头。
发明内容
一种喷墨记录头，包括记录元件基板，其包括用于排出墨的排出口列；以及支撑基板，其具有用于支撑记录元件基板的支撑部分，并具有与该支撑部分相邻的密封剂填充区域，其中填充区域被分隔部分隔为与记录元件基板相邻的填充区域和远离记录元件基板的填充区域。
在本发明的喷墨记录头中，用于保护基板不受墨影响的密封剂填充槽包括突出部。该突出部的存在可以减小填充物的量以减小填充物的固化收缩产生的应力，从而减小该应力对记录元件基板的影响，由此实现能够提供高记录质量的记录操作的喷墨记录头。
从下面(参考附图)对示例性实施例的说明，本发明的其他特征将变得明显。
图1是第一实施例的喷墨记录盒的各部分的示意性分解立体图；图2A是示出记录元件基板的顶面的平面图；
图2B是示出记录元件基板的背面的平面图；图3是示出第一实施例的具有突出部的支撑部件的平面图；图4是示意性地示出在支撑部件中形成的突出部与记录元件基板的接合部分的一部分的截面图；图5示出当包含突出部的支撑部件中的粘合剂固化收缩时产生的应力；图6示出用针在记录元件基板和电线基板之间填充的密封剂；图7是示出第二实施例的支撑部件和突出部的平面图；图8是示出第三实施例的支撑部件和突出部的截面图；图9A是示出填充到支撑部件中的密封剂的纵向截面图；图9B是示出填充到支撑部件中的密封剂的俯视图；图10是示出传统的喷墨记录盒的立体图；图11是示出传统的支撑基板和支撑板的平面图；图12是沿图10的C-C线截取的截面图；以及图13示出施加到记录元件基板的密封剂中的应力。
具体实施例方式
第一实施例下面将详细说明本发明的实施例。
图1是本实施例的喷墨记录盒的各部分的示意性分解立体图。图2A是示出记录元件基板H1101的顶面的平面图。图2B示出记录元件基板H1101的背面。记录元件基板H1101在厚度为0.62mm的Si基板的一侧包括通过膜形成技术形成的、用于排墨(未示出)的多个能量生成元件(下文中也可称为加热器)和用于向各能量生成元件供电的电线(未示出)(例如，A1)。记录元件基板H1101还包括与各加热器相对应地设置的多个墨流路(未示出)和通过光刻技术形成的多个排墨口H1103。在与包括排墨口的面相对的面中设置用于向多个墨流路供墨的供墨口H1102。
电线基板H1301包括用于安装记录元件基板H1101的装置孔DH；与记录元件基板H1101的电极H1104相对应的电极端子H1302；以及用于从记录设备主体接收控制信号的外部信号输入端子H1303。用铜箔配线连接该外部信号输入端子H1303和电极端子H1302。
图3是示出本实施例的具有突出部H1503的支撑部件H1501的平面图。通过树脂成型形成支撑部件H1501，在本实施例中支撑部件H1501使用与35％的玻璃填充物混合的树脂材料以提高硬度。该支撑部件H1501具有从墨存储部分H1506开始的供墨路径H1502(见图5)，在与记录元件基板的接合面H1504处，支撑部件H1501在供墨路径H1502的两侧具有被设置为与供墨路径H1502平行的突出部H1503。
图4是示意性示出在支撑部件H1501中形成的突出部H1503与记录元件基板H1101的接合部分的一部分的截面图。记录元件基板H1101通过热固粘合剂H1201粘合到支撑部件H1501，并且用密封剂H1202围绕记录元件基板H1101。希望粘合剂H1201和密封剂H1202具有低的固化温度、在短时间内固化并具有耐墨性。在本实施例中，粘合剂H1201和密封剂H1202是主要包含环氧树脂的热固树脂。当使用这种粘合剂时，将粘合层设置为具有大约50μm的厚度。当在100度固化1小时时，在本实施例中使用的粘合剂H1201和密封剂H1202提供所希望的性能，例如上述耐墨性和粘合性。上述粘合剂和密封剂H1202不限于以上粘合剂和密封剂，可以是其它的粘合剂和密封剂，只要它们满足各喷墨记录头所需的条件即可。
图5示出在本实施例的包括突出部H1503的支撑部件H1501中当密封剂H1202固化收缩时所产生的应力。如上所述的突出部H1503的存在可以减小密封剂H1202的填充量，从而可以减小填充的密封剂H1202的量。因此，也减小了与记录元件基板H1101相邻的填充的密封剂H1202的量，还减小了固化收缩的量。因此，可以减小对记录元件基板H1101施加的应力。因此，可以将例如记录元件基板H1101的错位的影响减小到不产生问题的水平。此外，为了便于记录元件基板的清洁，优选地突出部的高度低于由支撑基板支撑的记录元件基板的高度。
在本实施例中，将突出部H1503设置为与记录元件基板H1101的纵向方向上的端面面对。从图2A和图2B可以看出，这是因为记录元件基板H1101纵向方向上的端面靠近供墨口，因此对纵向方向上的端面施加的外力趋于使记录元件基板H1101变形或断裂。还可以将突出部设置在与不处于纵向方向上的端部平行的位置处。在这种情况下，也可以减小对记录元件基板H1101施加的应力，以防止应力引起的错位。
优选使该突出部H1503和记录元件基板H1101之间的间隔最小化。最小化的间隔可以进一步减小对记录元件基板H1101施加的应力。
接下来，在下面的部分中将说明当在支撑部件H1501和电线基板H1301之间设置粘合剂H1304以固定前者和后者时，如何防止粘合剂H1304从二者之间的空间突出。
图6示出用针H1203在记录元件基板H1101和电线基板H1301之间的空间中填充的密封剂H1202。设置在密封涂布区域中的突出部H1503防止密封剂的应力增大。电线基板H1301具有比支撑部件H1501与电线基板H1301的接合面的开口部分小的开口部分，从而在电线基板H1301下面提供空间以存储粘合剂H1304。这可以防止粘合剂H1304突出到电线基板H1301的上面和侧面，从而防止粘合剂H1304附着到在制造过程中使用的粘合工具上。
第二实施例参考
本发明的第二实施例。
图7是示出本实施例的支撑部件H1501和突出部H1503的平面图。
除了突出部H1503的长度以外，第二实施例具有与第一实施例相同的结构。通过缩短第一实施例的突出部在纵向方向上的两个端部使与记录元件基板H1101相邻的密封槽H1505B和不与记录元件基板H1101相邻的密封槽H1505A连通来获得第二实施例的突出部H1503。上述结构使得填充的密封剂穿过突出部H1503的两个侧端流入填充槽H1505A和1505B二者中，从而对两个填充槽中的密封剂提供同一液面。然后，填充密封剂H1202，直到密封剂的液面与具有排出口的记录元件基板H1101的面处于相同的水平。
当记录设备进行记录操作时，擦除例如附着到排出口面的墨或灰尘，使得喷嘴一直能以正确的方式排墨。当密封剂H1202形成的面不同于记录元件基板H1101的具有排出口的面而妨碍墨被擦除时，墨可能会残留在密封剂H1202上且具有增大了的粘性。当随后的擦除操作使具有增大粘性的墨转移到排出口时，墨可能会堵塞排出口。为了避免上述缺陷，将密封剂H1202填充到与具有排出口的记录元件基板H1101的面的高度相同的高度。
尽管本实施例缩短了突出部H1503的两个侧端，但是还可以通过缩短一个侧端或者除去突出部的中央部分从而在中央处分开突出部H1503来实现上述目的。然而，考虑到应力对记录元件基板H1101的影响，优选两个填充槽在端部彼此连通。可选地，突出部还可以包括使密封剂H1202能够流过的槽口来代替完全去除突出部的一部分。此外，为了便于记录元件基板的清洁，优选地突出部的高度低于由支撑基板支撑的记录元件基板的高度。
第三实施例参考
本发明的第三实施例。图8是示出第三实施例的支撑部件H1501和突出部H1503的截面图。图9A是示出填充到支撑部件的密封剂的纵向截面图。图9B是示出填充到支撑部件的密封剂的俯视图。如在上述实施例中，第三实施例将密封剂H1503设置为减小应力对记录元件基板H1101的影响。除了填充密封剂H1202的填充槽H1505B具有较浅的深度以外，第三实施例具有与第二实施例相同的结构。如本实施例中的深度较浅的填充槽H1505B的存在可以减小填充的密封剂H1202的量，以减小固化后的收缩。这可以减小对记录元件基板H1101施加的应力。此外，将填充槽H1505B的容积设计为比当粘合剂H1304突出时的粘合剂H1304的体积大。因此，防止了粘合剂H1304突出到电线基板的上面或侧面。
如上所述的结构可以减小密封剂H1202的绝对量，从而减小了当密封剂H1202固化收缩时对记录元件基板H1101的应力。因此，可以实现能够提供高记录质量的记录操作的喷墨记录头。此外，为了便于记录元件基板的清洁，优选地突出部的高度低于由支撑基板支撑的记录元件基板的高度。
虽然参考示例性实施例说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围符合最宽的解释以包含全部此类修改、等同结构和功能。
权利要求
1.一种喷墨记录头，包括记录元件基板，其包括用于排出墨的排出口列；以及支撑基板，其具有用于支撑所述记录元件基板的支撑部分，并具有与所述支撑部分相邻的密封剂填充区域，其中，所述填充区域被分隔部分隔为与所述记录元件基板相邻的填充区域和远离所述记录元件基板的填充区域。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，所述喷墨记录头具有所述支撑基板，所述支撑基板支撑所述记录元件基板使得所述排出口列与所述分隔部平行。
3.根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，所述分隔部具有比由所述支撑基板支撑的所述记录元件基板的高度低的高度。
4.根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，所述分隔部具有用于将与所述记录元件基板相邻的所述填充区域和远离所述记录元件基板的所述填充区域之间连通的连通部分。
5.根据权利要求4所述的喷墨记录头，其特征在于，所述连通部分被设置在所述分隔部的端部处。
6.根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，用比填充到所述与所述记录元件基板相邻的填充区域的密封剂的量小的密封剂填充所述远离所述记录元件基板的填充区域。
全文摘要
提供一种喷墨记录头，利用该喷墨记录头可以进行高记录质量的记录操作而不会导致记录元件基板的变形或断裂，并且降低了制造成本。为了实现这一点，填充有用于保护记录元件基板(H1101)不受墨影响的密封剂(H1202)的填充槽包括突出部(H1503)。
文档编号B41J2/16GK101073944SQ200710103
公开日2007年11月21日 申请日期2007年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者柴田武, 但马裕基, 神田彻 申请人:佳能株式会社