专利名称：喷墨打印头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从喷出口喷出如墨等打印液以进行打 印的打印设备用的喷墨打印头。
背景技术：
近年来，如计算机、传真机和复印机等机器已经广泛使用。 并且，已经开发了多种打印方法并且这些打印方法已经被用于 这些机器。其中，采用将墨喷出到打印介质上以进行打印的喷 墨打印方法的喷墨打印设备具有优异的特性，也就是说，该喷 墨打印设备比按照其它打印方法的那些设备容易提供高精度的 打印，能够以高速且安静地进行打印，并且还能够降低价格。
上述喷墨打印设备设置有具有喷墨用的喷出口的打印头。
已知的喷墨方法包括使用如压电元件等电气机械转换器来喷 出墨的方法；以及安装如发热电阻器等电热转换器来加热墨从 而由电热转换器的作用产生膜沸腾来喷出墨的方法。
图8是示出传统的喷墨打印盒(下文中也被简称为打印盒) 的图。通过使包括由硅等制成的打印元件基板702的喷墨打印 头单元和容纳墨的墨容器单元709形成为 一 体而构成打印盒 601。打印元件基板702设置有通过将电能转换成热能而喷出墨 的加热器。打印元件基板702由如下部件构成基板，其具有 用于将从喷墨打印设备供给的电能传递到加热器的布线；流路， 其用于向加热器供给墨；以及喷嘴板，其具有喷墨用的多个喷 出口。 一个打印元件基板702设置有用于喷出三种颜色、即黄 色、品红色、青色的墨的喷出口列703、 704、 705。电布线基 板706用于将来自喷墨打印设备的电信号传递到打印元件基板702,并且经由外部信号输入端子707传递来自喷墨打印设备的
接到打印元件基板702,由密封剂708覆盖电连接部以保护电连 接部不被墨腐蚀。
图9是示出用于支撑打印元件基板702的支撑基板802和用 于固定支撑电布线基板706的支撑板804的图。支撑基板802由 如氧化铝等材料制成，用于以高精度接合固定打印元件基板 702,并且还对该支撑基板802进行研磨(polishing )。如支撑 基板802的情况那样，支撑板804也由如氧化铝等材料制成。
图10是沿着图8中的线X-X截取的剖视图。支撑基板802设 置有用于将墨容器单元709内的墨供给到打印元件基板702的 墨供给口 803,并且打印元件基板702被安装成使得上述墨供给 口 803与打印元件基板702的墨供给口 803连通地连接。此外， 支撑板804被安装成包围打印元件基板702的周围。密封剂805 被置于打印元件基板702和支撑板804之间以在打印元件基板 702和支撑板804之间进行密封，从而防止墨进入到打印元件基 板702和支撑板804之间。如果密封剂805不用于该目的，则墨 将进入到打印元件基板702和支撑板804之间，并且墨将附着在 打印元件基板702的侧面端部。硅在打印元件基板702的侧面端 部露出，存在如下情况当墨附着在打印元件基板702的侧面 端部时，^圭将;参漏。
密封剂8 0 5用于在打印元件基板7 0 2和支撑板8 0 4之间进行 密封，从而能够防止硅的渗漏。此外，由于密封剂805用于在 打印元件基板702和支撑板804之间进行密封，因此，保护电连 接部不被墨腐蚀。作为密封剂805, —般使用在制造过程中能 够较容易地处理的热固性树脂。
打印元件基板702的安装精度直接影响喷墨打印设备的打印精度。从而，为了提高打印元件基板702的安装精度或增加 制造过程中的产量，迄今为止已经提出了多种提案。日本特开 平10-044420 ( 1998)号/〉才艮提出了 在固定打印元件基板时， 热特性与打印元件基板的热特性基本上相同的支撑基板被接合 到打印元件基板以固定打印元件基板。此外，日本特开 2002-019119号公报提出了 如氧化铝等支撑基板被接合在打 印元件基板和支撑构件之间，从而防止由线膨胀率的不同引起 的打印元件基板的破损。
近年来，为了减少在喷墨打印头(下文中也被简称为打印 头)的制造成本中最贵的打印元件基板的成本，对使打印元件 基板小型化以增加每个硅片上的打印元件基板的数量存在许多 要求。作为使打印元件基板小型化的手段，已经考虑以较窄的 间隔配置喷出口列。然而，以4交窄的间隔配置喷出口列将总是 必需使喷出口周围的壁较薄，从而导致打印元件基板上的弱刚 性部分。如上所述，由于用热固化型密封剂来密封打印元件基 板的周围，因此，固化收缩将在密封剂的内部产生应力，并且 该应力向外4i打印元件基4反地作用。
图ll是图IO的剖视图中的密封剂805的周边部的放大图， 示出了密封剂805内的应力如何作用在打印元件基4反702上。在 制造打印头时，为了使粘合剂和密封剂固化以固定打印元件基 板702、支撑板804和支撑基板802,将打印元件基板702、支 撑板804和支撑基板802置于保持在100。C的加热炉中。在这种 情况下，这些构件经受热膨胀并且在膨胀状态下被固化。此时 的膨胀率取决于各构件的材料而不同。当在粘合剂和密封剂被 固化之后从加热炉中取出打印头时，由于温度降低至室温导致 这些构件从膨胀状态返回到它们的初始状态。此外，已知一般 使用的热固化型密封剂发生大约5%的固化收缩。因此，如图ll所示，由于固化收缩和这些构件的温度变化，在密封剂805的 内部产生沿图中的箭头所示的方向的应力。虽然仅示出了喷墨 打印头的一部分的图中未示出，但是，在与打印元件基板702 相反的侧面上发现类似的状态。更具体地，存在/人侧面向外侧 作用在打印元件基板702上的力。
如上所述，在于打印元件基板702上发现应力的情况下， 如从图IO明显看出的那样，与密封剂805接触的打印元件基板 702的开口部的侧部的截面积小，因此，在对该侧部施加力的 情况下，该侧部容易变形。此外，打印元件基^反702的由喷出 口 、墨供给口和其它开口构成的开口的面积在与支撑板802接 触的表面和与该表面相反的表面之间是不同的。因此，如果由 密封剂805对打印元件基板702施加力，则打印元件基板702可 能向后弯曲并变形。在如此变形的打印元件基^反702的打印头 被用于打印的情况下，从喷墨打印设备的打印头喷出的墨滴的 着落位置偏移，从而使打印品质劣化。此外，存在在制造过程 中打印元件基板702可能变形和破损的情况。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在制造过程中打印品质不 会劣化或破损的喷墨打印头。
本发明的第一方面可以提供一种喷墨打印头，在该喷墨打 印头中，由支撑构件支撑配备有喷出口的打印元件基板，并且 由密封剂密封邻近打印元件基板的部分，在该喷墨打印头中， 在支撑构件中的与打印元件基板的侧面的相对的位置设置肋， 并且肋能够在受到来自密封剂的应力时移位。
本发明的第二方面可以提供一种液体喷出打印头，其包括 打印元件基板，其配备有用于喷出液体的喷出口；支撑构件，其配备有与打印元件基板接合的接合面，由此在该接合面上支
撑打印元件基板；密封剂，其用于密封打印元件基板的一个侧 面和作为该侧面的背面的另一侧面；以及寺反状构件，其沿着一 个侧面和另 一侧面形成并且形成在与一个侧面和另 一侧面相对 的位置；其中，密封剂被置于一个侧面和板状构件之间的区域 以及另 一侧面和才反状构件之间的区域。
根据本发明，喷墨打印头的支撑构件在与打印元件基板的 侧端面相对的位置设置有肋，并且该肋在受到来自密封剂的应 力时移位。由此，可以提供一种在制造过程中打印品质不会劣 化或破损的喷墨打印头。
通过下面(参照附图)对典型实施方式的i兌明，本发明的 其它特征将变得明显。
图l是第 一 实施方式的喷墨打印盒的各部件被分解的示意 性立体图2A是示出打印元件基板的表面的图2B是示出打印元件基板的背面的图3是示出第 一 实施方式的支撑构件的底面的平面图4是示出形成在被接合到打印元件基板的支撑构件上的 肋的一部分的剖视图5A是示出在第一实施方式的设有肋的支撑构件中，在密 封剂经受固化收缩的情况下应力如何产生的图5B是示出在第一实施方式的设有肋的支撑构件中，在密 封剂经受固化收缩的情况下应力如何产生的图5C是示出在第一实施方式的设有肋的支撑构件中，在密 封剂经受固化收缩的情况下应力如何产生的图；图6是示出第一实施方式的肋的变型例的平面图； 图7A是设有第二实施方式的肋的支撑构件的 一部分的放 大剖视图7B是设有第二实施方式的变型例的肋的支撑构件的一 部分的放大剖视图8是示出传统的喷墨打印盒的图9是示出用于支撑传统的打印元件基板的支撑基板和用 于固定支撑电布线基板的支撑板的图10是沿着图8中的线X-X截取的剖视图ll是示出密封剂内的应力如何作用在打印元件基板上 的图。
具体实施例方式
第 一 实施方式
下文中，将参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。 图l是本实施方式的喷墨打印盒(下文中也被简称为打印 盒)的各部件被分解的示意性立体图。电布线基板H1301设置 有用于组装打印元件基板H1101的装置孔DH、与打印元件基板 H1101对应的电极端子H1302和用于接收来自打印设备的主体 的控制信号的外部信号输入端子H1303 。外部信号输入端子 H1303和电极端子H1302经由铜箔布线连^t妄。通过树脂成型来 形成支撑构件H1501，并且用于本实施方式的树脂材料是含有 35%的玻璃填料以提高刚性的树脂材料。该支撑构件H1501设 置有从墨存储单元H1506开始的墨供给流路H1502,并且在墨 供给流路H1502的两侧设置有由板状构件制成的两个肋 H1503,并且使两个肋H1503在接合打印元件基板的接合面 H1504与墨供给流^各H1502平行。在本实施方式中，肋的厚度是0.5mm。如稍后将说明的那样，肋的厚度优选是0.5mm以下， 使得肋能够由于在密封剂中产生的应力而容易地变形。
图2A和图2B示出了打印元件基板HllOl,更具体地，图2A 和图2B分别示出了打印元件基板H1101的表面和背面。通过成 膜技术在打印元件基板H1101中的0.62mm厚的Si基板的一侧 形成多个能量产生元件(下文中也被称为加热器)(未示出)和 如A1等电布线(未示出)，该能量产生元件用于喷出墨，该电 布线用于向各能量产生元件供给电力。此外，通过光刻法 (photolithography )在打印元件基一反H1101上形成被设置成 与各加热器对应的多个墨流路和多个墨喷出口H1103。此外， 在打印元件基板H1101上形成在背面开口的用于向墨流路供给 墨的多个墨供给口 H1102。
图3是示出本实施方式的支撑构件H1501的底面的平面 图。本实施方式的特征是在墨供给流路H1502的两侧设置肋 H1503。这些肋H1503可以与支撑构件H1501形成为一体，或 者也可以使肋H1503与支撑构件H1501分开形成，并且可以利 用粘合剂等来接合。
图4是示出形成在被接合到打印元件基板H1101的支撑构 件H1501上的肋H1503的一部分的剖视图。如图所示，本实施 方式的肋H1503被设置在打印元件基板H1101和支撑构件 H1501的壁部H1509之间。密封剂H1202^皮设置成在打印元件 基板H1101和肋H1503之间进行密封。由于密封剂H1202仅被 用于密封邻近打印元件基板H1101的部分，因此，在肋H1503 和壁部H1509之间的区域H1505没有设置密封剂H1202。更具 体地，区域H1505一皮作为空间。此外， -使肋的位于打印元件基 板侧的部分的前端逐渐变细，使得将没有密封剂流入到空间区 域中。此外，通过使用热固性粘合剂H1201将打印元件基板
10H1101接合固定到支撑构件H1501,并且打印元件基板HllOl 被构造成用密封剂H1202覆盖打印元件基板H1101的周围。期 望粘合剂H1201和密封剂H1202的固化温度较低，在短时间内 固化并且具有耐墨性。用于本实施方式的粘合剂H1201和密封 剂H1202是主要基于环氧树脂的热固化型。热固化型粘合剂 H1201和密封剂H1202是在100。C时固化一小时以实现如耐墨 性和粘合性等期望性能的粘合剂和密封剂。然而，粘合剂H12 01 和密封剂H1202不限于上述粘合剂和密封剂，并且可以包括其 它粘合剂和密封剂，只要它们能满足各喷墨打印头所要求的条 件。
图5A至图5C是示出在本实施方式的设有肋H1503的支撑 构件H1501中，在密封剂H1202经受固化收缩的情况下应力如 何产生的图。当密封剂H1202被固化时，根据固化收缩和温度 的变化产生沿图5 A中的箭头所示的方向的应力。于是，肋 H1503被构造成当在密封剂H1202中产生应力时，如图5B所 示，肋H1503由于应力而倾斜。由于肋H1503能够如上所述地 变形以吸收在密封剂H1202中产生的应力，因此，极大地减小
元件基板H1101具有沿着长度方向形成的侧面(下文中也被称 为长侧面)比较靠近墨供给口的位置关系，并且在对长侧面施 加外力的情况下，该长侧面容易变形或^C损。
因此，如图5C所示，肋H1503被连续地设在与打印元件基 板H1101的长侧面相对的位置，并且基本上均等地緩解施加到 打印元件基板H1101的两侧的应力。结果，可以将打印元件基 板HllOl的变形等对打印品质的影响抑制到可以忽略的程度。
示，肋H1603可被设置成横跨打印元件基板的长侧面的整个长度彼此相对。如上所述，由于使肋H1603变形以吸收在密封剂 中产生的应力，因此，优选肋更薄更长。更具体地，优选肋H1603 形成为等于形成在打印元件基板上的墨供给流路H15 0 2 ，或者 更优选肋H1603形成为比形成在打印元件基板上的墨供给流路 H1502长。此外，为了实现肋H1603的容易变形，优选肋连续 形成。然而，也可以沿着打印元件基板的长侧面不连续地形成 多个肋。在该情况下，优选使肋之间的间隔足够大，使得密封 剂不会由于弯月面力而流出到肋和壁部H15 0 9之间。
在本实施方式中，肋H1503仅被i殳在与打印元件基氺反 H1101的长侧面相对的位置，本发明不限于此。肋H1503可以 被设在与长侧面相对的位置，并且还被设在与打印元件基板的 短侧面相对的位置。类似地，在本发明中，可以密封打印元件 基板的至少 一个侧面和作为该侧面的背面的另 一侧面。然而， 也可以密封剩余的其它侧面。
如上所述，能够由于密封剂所产生的应力的影响而移位的 肋被安装在与打印元件基板的长侧面相对的位置，从而，密封 剂用于在肋和打印元件基板之间进行密封。从而，可以减少从 密封剂施加到打印元件基板的应力，并且也可以防止在制造过 程中打印元件基板破损或打印品质劣化。 第二实施方式
下文中，将参照附图对本发明的第二实施方式进行说明。 由于本实施方式的构成与第一实施方式的构成基本相同，因此， 下面将^f又对特;f正构成进行说明。
图7A是本实施方式的设有肋H1703的支撑构件H1701的 一部分的放大剖视图。图7 B是本实施方式的变型例的设有肋 H1803的支撑构件H1801的一部分的放大剖视图。
在第一实施方式中，打印元件基板H1101的高度与肋H1503的高度大致相同。然而，在本实施方式中，支撑构件 H1701或支撑构件H1801在设有肋的部分的槽比第一实施方式 的情况中的深。
受到来自固化后的密封剂的应力的肋在肋顶部H1503B (参照图5B)的位移比在肋开始部H1503A (参照图5B)的位 移大。更具体地，在第一实施方式中，打印元件基板H1101的 密封端面的应力不是从更靠近与支撑构件H1501接合的接合部 的下部到上部均等地减少，而是从下部到上部逐渐增多地减少 应力。
因此，如本实施方式所示，从比打印元件基板H1101与支 撑构件H1701的接合面低(深)的位置开始设置肋H1703,从 而更大程度地减少从密封剂H1202施加到打印元件基板HllOl 的下部的应力。本实施方式的构成比第一实施方式的构成优异 之处是本实施方式能够减轻应力对打印元件基板H1101与支 撑构件H17 01的接合部的影响。
此外，如图7B所示，使靠近肋H1803的支点部的部分的槽 更深，而其它部分的高度可以等于到打印元件基板H1101的接 合面的高度。与图7A相比，由于使用较少绝对量的密封剂 H1202,因此，可以优异地减少密封剂固化时产生的应力，并 且还可以优异地减少由于肋H1803而施加到打印元件基板 H1101的应力。此外，与图7A所示的构成相比，可以使用减少 的量的密封剂H1202,从而实现制造成本的减少。
如迄今为止所说明的那样，在比打印元件基板与支撑构件 的接合面低的位置设置设于支撑构件的肋，从而，可以有效地 减少从密封剂施加到打印元件基板的应力。从而，可以减少从 密封剂施加到打印元件基板的应力，并且也可以防止在制造过 程中打印元件基板破损或打印品质劣化。已经参照典型实施方式说明了本发明，但是，应该理解， 本发明不限于所公开的典型实施方式。所附权利要求书的范围 将符合最宽的解释，以包含所有变型、等同结构和功能。
权利要求
1.一种喷墨打印头，在该喷墨打印头中，由支撑构件支撑配备有喷出口的打印元件基板，并且由密封剂密封邻近所述打印元件基板的部分，在所述喷墨打印头中，在所述支撑构件中的与所述打印元件基板的侧面相对的位置设置肋，并且所述肋能够在受到来自所述密封剂的应力时移位。
2. 根据权利要求l所述的喷墨打印头，其特征在于，夹着 所述打印元件基板设置两个所述肋。
3. 根据权利要求l所述的喷墨打印头，其特征在于，所述 肋与所述支撑构件形成为一体。
4. 根据权利要求l所述的喷墨打印头，其特征在于，所述 肋与所述支撑构件分开形成。
5. 根据权利要求l所述的喷墨打印头，其特征在于，横跨 所述打印元件基板的整个长度地设置所述肋。
6. 根据权利要求l所述的喷墨打印头，其特征在于，所述 密封剂用于在所述肋和所述打印元件基板之间进行密封。
7. 根据权利要求l所述的喷墨打印头，其特征在于，从所 述肋的开始部到所述肋的顶部的长度比所述打印元件基板的厚 度大。
8. 根据权利要求7所述的喷墨打印头，其特征在于，所述 肋的所述开始部位于比所述支撑构件中的与所述打印元件基板 的接合面低的位置。
9. 根据权利要求7所述的喷墨打印头，其特征在于，接收 所述肋和所述打印元件基板之间的所述密封剂的所述支撑构件 的底面的一部分是所述支撑构件的与所述打印元件基板接合的 接合面。
10. —种液体喷出打印头，其包4舌打印元件基板，其配备有用于喷出液体的喷出口； 支撑构件，其配备有与所述打印元件基板接合的接合面，由此在所述接合面上支撑所述打印元件基板；密封剂，其用于密封所述打印元件基板的一个侧面和作为 该侧面的背面的另 一侧面；以及板状构件，其沿着所述一个侧面和所述另 一侧面形成并且 形成在与所述一个侧面和所述另 一侧面相对的位置；其中，所述密封剂被置于所述一个侧面和所述板状构件之间的区 域以及所述另 一侧面和所述才反状构件之间的区域。
11. 根据权利要求10所述的液体喷出打印头，其特征在于， 所述板状构件能够在所述打印元件基板的侧面方向上移位。
12. 根据权利要求10所述的液体喷出打印头，其特征在于， 所述板状构件与所述支撑构件的交点位于比所述支撑构件的接 合面低的位置。
全文摘要
本发明提供一种在制造过程中打印品质不会劣化或破损的喷墨打印头。为了这个目的，在与打印元件基板的长侧面相对的位置设置能够在受到由密封剂导致的应力的影响时移位的肋，并且该密封剂用于在肋和打印元件基板之间进行密封。
文档编号B41J2/14GK101607475SQ2009101472
公开日2009年12月23日 申请日期2009年6月17日 优先权日2008年6月17日
发明者小野敬之, 岛津聪 申请人:佳能株式会社