打印头、具有流体通道的多层结构以及制造打印头的方法
【专利摘要】本发明提供一种打印头，其包括：具有孔的衬底；在所述衬底上的电路，所述电路具有迹线和对应于所述衬底中的所述孔的孔，所述孔形成流体路径；以及在所述衬底上围绕所述流体路径的凸起结构，所述凸起结构定位成将所述电路与所述流体路径封隔。
【专利说明】
打印头、具有流体通道的多层结构以及制造打印头的方法
技术领域
[0001]本公开涉及打印头，更特别地涉及具有挠性电路和墨穿过路径的打印头。
【背景技术】
[0002]典型的打印头设计使墨通过金属、聚合物和/或粘合剂层的各种层从打印头的后部处的墨储存器传到打印头的前部处的喷射器堆叠。墨穿过穿透这些层的流体通道，所述层中的一个是挠性电路。当在这里使用时术语挠性电路表示具有导电迹线的聚合物层，如聚酰亚胺，所述导电迹线在穿过打印头的间隙孔附近和周围布线。这些迹线具有与其关联的形貌，这使围绕墨口的密封困难，即使当使用顺应粘合剂时。
[0003]由于该形貌，当层被压在一起时有时在层内发生泄漏。如果墨泄漏到电信号在其上传递的任何层中，它们将短路并且打印头将不操作。另外，泄漏改变打印头中的墨流动的压力，这会导致其它问题。
【发明内容】
[0004]—种打印头包括:具有孔的衬底;在所述衬底上的电路，所述电路具有迹线和对应于所述衬底中的所述孔的孔，所述孔形成流体路径；以及在所述衬底上围绕所述流体路径的凸起结构，所述凸起结构定位将所述电路与所述流体路径封隔。
[0005]另一实施例包括一种多层结构，其包括:具有孔的衬底;在所述衬底上的至少一个层，所述至少一个层具有对应于所述衬底中的所述孔的孔；以及在所述衬底上的凸起结构，所述凸起结构围绕所述孔使得所述层与所述孔封隔。
[0006]另一实施例包括一种制造打印头的方法，其包括:提供衬底；在所述衬底中形成孔，所述孔配置成容纳流体路径;形成所述衬底上围绕所述孔的结构；以及将挠性电路附连到所述衬底，所述挠性电路具有孔以容纳所述结构。
【附图说明】
[0007]图1和2显示当前打印头架构设计中的流体路径。
[0008]图3和4显示具有围绕流体路径的凸起结构的流体路径。
[0009]图5显示具有围绕流体路径的凸起结构的流体路径的替代实施例。
【具体实施方式】
[0010]图1和2显示当前打印头架构中的流体路径。打印头可以包括其它部件，但是多数将典型地至少包括这里所述的部件。在图1中，打印头10具有衬底12，所述衬底具有挠性电路所附连的粘合剂14的层。挠性电路18具有金属接触迹线和接触垫，如19并且典型地包括阻焊层16。凸起结构防止挠性电路具有平面表面。因此，诸如20的空隙存在于挠性电路和粘合剂之间的结合部中。当墨流动通过通道22时，它泄漏到这些空隙中。图2显示具有墨通道22和迹线19的一部分的挠性电路的底部的视图。
[0011]泄漏到空隙中的墨可以导致许多问题，包括导致喷射器失灵的换能器信号的短路，改变墨路径中的压力，打印头故障等。当前打印头架构需要密封不同层之间的每个单独的界面。在一些打印头中，这可能意味着密封8个在以下特征之间不同的界面:衬底和粘合剂;粘合剂和挠性电路;挠性电路和粘合剂;粘合剂和聚酰亚胺的第一层;聚酰亚胺的第一层和粘合剂;粘合剂和第二聚酰亚胺;第二聚酰亚胺和粘合剂；以及粘合剂和顶部衬底。这提高打印头的制造成本，和其性能中的更多潜在故障点。
[0012]在例如图3中所示的这里的实施例中，结构30在衬底12上。凸起结构将各层14、16、18、24、26和28与墨通道22分离。层28可以是包括喷射器堆叠的打印头的另外层，或其它中间层，如将进一步更详细地所述。应当注意电路不必是挠性电路并且不必有使用的任何粘合剂，电路可以只是位于衬底上。
[0013]图4显示挠性电路衬底的底层。组成墨通道22的一部分的孔由结构30和间隙孔32围绕。使用该结构，该结构代替各层和墨通道之间所需的密封。该结构可以在这里被称为烟囱状或凸起结构，但是该结构的一部分实际上可以从该结构中的层的堆叠内的另一层‘下降’。该结构的顶部将移动密封界面直到不存在导致空隙的形貌的另一层。
[0014]作为替代实施例，突出结构可以被加入不同层，进一步改善可靠性。图5显示该实施例的例子。衬底12具有凸起结构30。粘合剂14的层附连具有阻焊层16和迹线19的挠性电路18。粘合剂层24附连第一中间层(在该情况下是聚酰亚胺层26)。中间层可以包括若干不同层，图5中显示的层仅仅是其它层的例子。另一层34可以包括第二聚酰亚胺层。另一中间层40可以包括另一突出结构42，其通过粘合剂层24与来自衬底的凸起结构30对准并且配合。该配合进一步提供通道中的墨和打印头的层之间的分离。
[0015]应当注意这里的结构与打印头相关，但是可以应用于任何多层结构，其中流动通道穿过结构的层并且那些层需要与通道中的流体封隔。多层结构将具有衬底、流体通道和至少一个其它层。衬底和其它层将具有孔以容纳如上所述的流体通道，但是流体通道可以是除了墨以外的任何类型的流体。
[0016]由此产生的结构现在仅仅具有必须被密封以及附连的一个界面。该界面在底部衬底和粘合剂之间，并且在粘合剂和顶部衬底之间，如果那是使用的实施例。层仍然被附连，但是它们不必被密封。
[0017]结构的制造可以包括在去除类型过程(如蚀刻或激光消融)中去除衬底的一部分。替代地，增材技术可以在衬底上构建或淀积结构，包括电成形、直接金属激光烧结、将衬底铸造成具有结构或将衬底模制成具有结构。典型地，结构将形成于衬底上并且然后将附连其它层。其它层中的孔将与形成于衬底上的结构对准，或提供间隙从而不干涉。结构上的一些特征可以提供对准并且这些与关联的间隙和公差正好配合。
[0018]在打印头的情况下，其它层将是挠性或其它类型的电路。挠性电路和衬底中的孔可以以许多方式中的一种类似地形成，包括切割、蚀刻、冲压等。包括换能器层和喷射器堆叠的打印头的另外层也将被附连。在使用突出结构的实施例中，突出结构可以形成于其它中间层中的任何一个中并且然后在过程中的适当步骤中间层将与衬底上的凸起结构配合。
[0019]以该方式，墨或流体通道与附连到衬底的层完全分离。这消除墨泄漏的任何问题并且增加打印头的可靠性。另外，它可以减小制造打印头的成本并且当然减小关于密封的过程的复杂性。
【主权项】
1.一种打印头，其包括: 具有孔的衬底； 在所述衬底上的电路，所述电路具有迹线和对应于所述衬底中的所述孔的孔，所述孔形成流体路径；以及 在所述衬底上围绕所述流体路径的凸起结构，所述凸起结构定位将所述电路与所述流体路径封隔。2.根据权利要求1所述的打印头，其还包括附连到所述电路的换能器层。3.根据权利要求1所述的打印头，其还包括附连到所述换能器层的喷射器堆叠。4.根据权利要求1所述的打印头，其中所述结构包括完整地形成于所述衬底上的凸起结构。5.根据权利要求1所述的打印头，其中所述电路包括挠性电路。6.根据权利要求5所述的打印头，其还包括将所述挠性电路附连到所述衬底的粘合剂。7.一种具有流体通道的多层结构，其包括: 具有孔的衬底； 在所述衬底上的至少一个层，所述至少一个层具有对应于所述衬底中的所述孔的孔；以及 在所述衬底上的凸起结构，所述凸起结构围绕所述孔使得所述层与所述孔封隔。8.根据权利要求7所述的多层结构，其中所述结构包括完整地形成于所述衬底上的凸起结构。9.根据权利要求7所述的多层结构，其中所述结构包括部分地由所述衬底和部分地由喷射器堆叠的中间层形成的结构。10.—种制造打印头的方法，其包括: 提供衬底； 在所述衬底中形成孔，所述孔配置成容纳流体路径； 形成所述衬底上围绕所述孔的结构；以及 将挠性电路附连到所述衬底，所述挠性电路具有孔以容纳所述结构。
【文档编号】B41J2/14GK105904851SQ201610082677
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】J·R·布里克, C·D·佛莱塔, G·A·琼斯, J·G·贾奇, D·R·克勒, C·J·斯莱恩斯, P·J·奈斯特龙, G·D·雷丁, M·A·赛卢拉
【申请人】施乐公司