液体排出头的制作方法

本发明涉及包括记录元件基板和安装在记录元件基板的外部的电气元件的液体排出头。

背景技术：

典型的包括在记录设备中的液体排出头配置为将如用于使记录元件的驱动稳定化的电容器等电气元件安装在不同于记录元件基板的构件上。日本专利特开No.2007-268867公开了此类液体排出头的实例。日本专利特开No.2007-268867记载了其中电气部件(electric components)容纳在头的壳体内以防止电气部件由于外力的施加而损坏的构造。此外，该构造能够使头的尺寸进一步减小。然而，壳体容纳电气部件的这种构造具有以下缺点：用于壳体的树脂材料的不足的耐热性可能导致在电气部件过度发热时树脂材料熔化。

由于由通过最近在液体排出头的记录速度方面的改进而促使的记录元件的数量增加和每单位时间的记录密度增加所导致的电气部件的功率消耗增加，使得电气部件的过度发热常常趋于发生。

电气部件的过度发热可以是异常发热，其中所产生的热超过由自发故障或随机故障引起的基于规格估计的上限温度。壳体用树脂材料需要耐异常发热。

遗憾的是，用于此类头的壳体的高耐热性树脂材料倾向于在成形时显示低流动性。这些材料可能不适合高度先进的成形。

具体地，待成形的材料的低流动性抑制具有在小空间中以高密度配置的薄壁的结构的成形。遗憾的是，这限制头壳体的小型化。

先进的成形方法的实例包括以下方法：在单个模头(die)内一次成形多个构件，将一次成形的多个构件彼此组装(fitting)在模头内，并通过二次成形来密封组装的构件的界面以连接构件。该方法记载于例如日本专利特开No.2012-192749中。

对于这种高度先进的成形，在大多数情况下，必须选择并使用具有高流动性或差的耐热性的材料。这种情况的缺点是头的良好成形性和材料的良好耐热性之间的不相容性。

技术实现要素：

本发明提供一种液体排出头，其包括安装有记录元件的记录元件基板和安装在记录元件基板外部的电子部件(电气元件(electric element))，并且构成为实现头的壳体的良好成形性以及对电气元件的过度发热的良好耐热性。

本发明的一个方面提供一种液体排出头，所述液体排出头包括具备记录元件的记录元件基板；设置在记录元件基板的外部的电子基板；安装在电子基板上的电气元件；支承记录元件基板和电子基板并且由第一树脂材料制成的壳体；和包围且遮蔽电气元件并且由第二树脂材料制成的盖构件。与第一树脂材料相比，第二树脂材料的耐热性较高。

参考附图从以下示例性实施方案的描述中，本发明的进一步特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的一个或多个方面的喷墨记录设备的一部分的透视图。

图2是示出根据本发明的一个或多个方面的液体排出头的示意性构造的透视图。

图3是示出根据本发明的一个或多个方面的液体排出头的构造的透视图。

图4是示出根据本发明的一个或多个方面的液体排出头的内部结构的分解透视图。

图5是示出根据本发明的一个或多个方面的液体排出头的内部结构的分解透视图。

图6是示出根据本发明的一个或多个方面的液体排出头的内部结构的透视截面图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的实施方案。本发明不限于这些实施方案。图1是可应用根据本发明的一个或多个方面的液体排出头的喷墨记录设备的透视图。

液体排出头100安装在滑架(carriage)310内。滑架310沿与纸张输送方向垂直的方向(图1中的箭头所示)沿轴320移动。在供给至液体排出头100的排出口下方的区域(图1的下部)的记录介质上形成图像。

图2和3为根据本发明的一个或多个方面的液体排出头100的透视图。

液体排出头100可拆卸地安装至记录设备的主体。当液体排出头100安装至设备的主体时，配线基板103上的接触用焊盘(contact pads)105电连接至记录设备的主体的接触式探针(未示出)。

通过接触用焊盘105从记录设备的主体接收的电信号经由配线基板103和配线构件102被传送到记录元件基板101a、101b和101c。记录元件基板上的记录元件响应信号而被驱动，由此执行记录操作(即，排出记录用墨)。记录元件基板101a、101b和101c设置有单独的电气配线(electric wiring lines)(未示出)。

配线基板103定位并固定至壳体107，使得接触用焊盘105固定在预定位置。

各记录元件基板可以排出四种颜色的记录用墨。液体排出头实现了用最多12种颜色的墨记录。图1示出具有12个墨罐240a至240l和用于将墨从相应的一个墨罐供给至液体排出头的供墨管230a至230l的示意性构造。接头构件210用作液体供给构件。

图4是示出根据本发明的一个或多个方面的液体排出头100的内部结构的分解透视图。

配线基板103具有其上安装有用于使记录元件基板101a、101b和101c的电源电压稳定化的电容器104a、104b和104c的背面。配线基板103用作包括例如电容器等电子元件的电子基板。本发明中的电子基板不限于配线基板103，而可以是设置在记录元件基板的外部并且包括电子元件的任何基板。

电容器盖108作为单独的构件附接至壳体107，使得电容器盖108定位以面向电容器104a、104b和104c。用作单独部件的电容器盖108对应于本发明中的盖构件。盖构件设置在电子基板和壳体之间，以实现液体排出头100的小型化。

电容器盖108包括用于在配线基板103固定至壳体107的同时容纳电容器104a、104b和104c的电容器凹穴(capacitor pocket)109a、109b和109c。

壳体107由与制造电容器盖108的树脂材料不同的树脂材料制成。与壳体107的材料相比，电容器盖108的材料的耐热性较高。此类构造有效地防止在液体排出头的工作期间电容器过度发热时或在由随机故障等引起的异常发热时产生诸如壳体的机械性能降低的问题。这样产生的热可达到200℃以上。

在一些实施方案中，与壳体107的材料相比，电容器盖108的材料的玻璃化转变温度(Tg)较高。例如，电容器盖108的材料(以下，也称为第二树脂材料)的Tg比壳体107的材料(以下，也称为第一树脂材料)的Tg高优选10℃以上、更优选50℃以上。

在一些实施方案中，与壳体107的材料相比，电容器盖108的材料的熔点(MP)较高。例如，电容器盖108的材料(第二树脂材料)的MP比壳体107的材料(第一树脂材料)的MP高优选10℃以上、更优选50℃以上。

树脂材料的玻璃化转变温度和熔点可通过如差示扫描量热法(DSC)等已知的方法来测量。

在一些实施方案中，与壳体107的材料相比，电容器盖108的材料的熔体流动速率(MFR)较低。换言之，与第二树脂材料相比，第一树脂材料的流动性较高。例如，电容器盖108的材料(第二树脂材料)的MFR比壳体107的材料(第一树脂材料)的MFR低20％以上。更优选地，第二树脂材料的MFR小于或等于第一树脂材料的MFR的一半。具体地，在250℃下、在10kg压力下，第一树脂材料可具有27g/10min的MFR，第二树脂材料可具有6g/10min的MFR。

如上所述，具有比第一树脂材料高的耐热性的第二树脂材料的使用可消除或降低在异常发热时第二树脂材料会流动的可能性。

在一些实施方案中，与壳体107的材料相比，电容器盖108的材料较软。在这种情况下，树脂材料的弹性系数可以用作软化度的标准。例如，电容器盖108的材料(第二树脂材料)的弹性系数可以比壳体107的材料(第一树脂材料)的弹性系数低20％以上。

壳体用的第一树脂材料和盖构件用的第二树脂材料各自可以是满足上述要求的任何材料。例如，可以通过使用相同的基础树脂并调整第一和第二树脂材料的组成来制备第一和第二树脂材料。基础树脂的实例包括改性的聚苯醚。可以通过改变聚合方法或聚合度来制备具有不同耐热性的改性的聚苯醚。此外，可以使用不同的基础树脂。例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯可以用作其它基础树脂。

电容器盖108的电容器凹穴109a、109b和109c与配线基板103的背面基本接触，由此基本上遮蔽电容器104a、104b和104c。如图6所示，各电容器104可以被电容器盖108的电容器凹穴109包围且遮蔽，使得电容器不与电容器盖接触。

此类构造防止诸如墨雾的液体成分沉积在电容器安装区域中，并且有助于限制受电容器的过度发热影响的范围。

在一些实施方案中，用于保护配线基板103免受损坏的电容器盖108由无填料类材料制成，这是因为配线基板103的背面可与电容器盖108接触。

另一方面，壳体107可以具有高的刚性以消除或减少整个液体排出头100的变形。例如，壳体107可以由含填料类的材料制成。

虽然电容器盖108的材料可以包含填料类，但是电容器盖108中的填料含量可以小于壳体107中的填料含量。

填料类的实例包括玻璃、云母和二氧化硅。此类物质可以以例如颗粒状(珠状)或纤维状的形态使用。

在液体排出头100的上述构造中，电容器104a、104b和104c以及电容器盖108设置在配线基板103的背面。本发明不限于此构造。

电容器104a、104b和104c以及电容器盖108可以设置在配线基板103的正面侧(front surface)。

图5是示出根据本发明的一个或多个方面的液体排出头中的壳体107和电容器盖108的构造的分解透视图。

壳体107具有其中以高密度设置用于向记录元件基板供给墨的12个流路的复杂结构。相反，电容器盖108具有相对容易成形的形状。

壳体107和电容器盖108各自可以通过适合于所使用的材料的成形方法来制造。具有复杂结构的壳体107形成为多个部件的集合体。例如，可以使用以下先进的成形方法：在同一模头内同时成形多个部件(一次成形)，将部件在模头内组装，并且将与在一次成形时使用的树脂材料相同的树脂材料供给至接合部(二次成形)，从而完成模头内的组装。电容器盖108可以用与用于壳体的模头不同的模头来成形。根据本发明的构造，特别是当使用上述先进的成形方法以使壳体107成形时是有效的。

如上所述，通过先进的成形方法制造的壳体107的材料显示比电容器盖108的材料高的成形性。

电容器盖108可以置于预定的位置并且以弹簧制动的方式(spring-urged manner)附接至壳体107。电容器盖108可以在电容器盖108的长度方向的两个外端包括弹簧部，使得弹簧部朝向壳体逐渐变细(tapered)并且具有凹口。电容器盖108可以被压入壳体107的接合部，从而实现弹簧制动附接。此外，电容器盖108可以包括用于限制与配线基板的接触的抵接部，使得抵接部设置在电容器盖108的面向配线基板的表面上。抵接部可以设置成不与配线基板上的台阶干涉。扁平配线可以设置在配线基板上，使得扁平配线与抵接部接触。

虽然示出了电容器安装在配线基板103上的构造，但是本发明可以应用于其中除了电容器之外的电气元件安装在配线基板103上的构造。换言之，本发明可以应用于具有过度发热风险的一般的电气元件，例如发光元件、电阻器、二极管和晶体管。此类电气元件的电源容量越大，过度发热的风险越大。本发明可以应用于连接至具有大于两瓦的容量的电源的所有组件。

在一些实施方案中，除了如图4所示的电容器104a、104b和104c之外，液体排出头100还包括位于配线基板103的背面上的存储装置106。

该存储装置具有存储液体排出头100的最佳驱动所需的信息和指示例如制造日期的可追溯性信息的功能。记录装置从存储装置读取数据并向存储装置写入数据。

在本实施方案中，限制要供给至存储装置106在记录设备的主体侧的最大电流，使得减少过度发热的风险。

在此类构造中，在配线基板103固定至壳体107的同时，存储装置106不面向电容器盖108，而面向壳体107。

存储装置106容纳在由壳体107的材料制成的存储器凹穴(memory pocket)110中。

如上所述，根据本发明，包括电气元件的液体排出头包括支承记录元件基板和电子基板的壳体，并且还包括由与壳体的树脂材料不同的树脂材料制成的盖构件。壳体的材料具有良好的成形性，并且包围且遮蔽电气元件的盖构件的材料具有良好的耐热性。

这种构造防止壳体受到电气元件的过度发热的影响，从而至少避免对液体排出头100的过度损坏。由于这种构造在不牺牲头的壳体的成形性的情况下实现，所以例如可以没有限制地实现液体排出头的尺寸减小。因此，可以实现液体排出头的壳体的良好成形性与良好耐热性之间的相容性。

根据本发明，壳体的材料可以包含填料类，以提供壳体所需的刚性。另一方面，盖构件的材料可以包含比壳体的材料中的量少的填料类，或者可以不含填料类。此类构造可以降低以下风险：如果设置在安装于基板上的电气元件附近的盖构件干涉并接触基板，盖构件可能损坏基板。具体地，与壳体的第一树脂材料相比，盖构件的第二树脂材料包含较少量的填料类。

如上所述，根据本发明，可以构成其中电子部件(电气元件)安装在其上设置有记录元件的记录元件基板的外部的液体排出头，以实现对于由电气元件产生的热的良好耐热性以及头的壳体的良好成形性。

尽管已经参考示例性实施方案描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，以便包括所有这样的修改以及等同结构和功能。