专利名称：液体喷射头、具有该喷射头的记录设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液体喷射记录头，它通过在例如纸张和织物等的记录介质上喷射液体而进行记录，本发明还涉及所述液体喷射记录头的制造方法以及采用所述液体喷射记录头的记录设备。
背景技术：
目前，所谓的串行式记录设备是主流记录设备之一。它具有一个或者多个记录头，以及其上设置记录头的滑架。它通过沿着与记录介质传送方向垂直的方向按照扫描记录介质的方式往复移动滑架而记录图像。这种设备流行的原因如下。即串行式记录设备可以利用远小于记录面积的记录头来形成图像，因此可以容易地减少尺寸和降低成本。
即使在载体移动过程中，串行式记录设备也需要在滑架上的记录头以及记录设备主组件的控制部件之间保持电连接。因此，通过柔性电缆来在控制部件和记录头之间保持电连接。
有许多方法可以在记录头和记录头主组件之间保持电连接。例如，焊接；将记录头的直接插入式芯片插入到记录设备主组件的电缆连接器中；将记录头基片的焊盘、或者柔性电缆的焊盘压在主组件的连接器插脚或者橡胶垫上等等。例如在日本专利2814330中披露了一种采用后一种方法的记录设备。
利用焊接方法，一旦连接了记录头之后，就不能移动记录头，因此当用户想使用不同类型的记录头或者记录头有问题时用户将不能更换记录头。
近年来，记录头上喷嘴的数量已经增加了，以在图像质量和记录速度方面改善记录头。从而增加了记录头侧以及记录设备主组件侧的电触点数量。因此，在将记录头的电连接焊盘与记录设备主组件的连接器插脚或者橡胶垫保持连接的连接方法中，必须在两侧之间保持极大的接触压力，由此使得记录头和记录设备主组件受到相当大的作用力。例如，根据这种连接方法的一种传统结构，记录头侧上的所有的电触点设置在记录头的一个表面上，记录设备主组件侧的所有电触点设置在滑架的其中安装有记录头的一个内表面上。然后，将记录头安装在滑架上，使得一个表面上的电触点保持为压在另一个表面上的相应电触点上。因此，两侧之间必须维持相当大的压力。更具体地说，如果每连接器插脚的接触压力是50g，连接器插脚的数量是40个，则其上设置了连接器插脚的记录头壳的表面将受到大约2kg的作用力。
在这种情况下，记录头上的保持该记录头柔性电缆或者电路芯片的电连接焊盘的表面需要具有高强度。因此可以设置电连接焊盘的位置数量是有限的，由此降低了设计的自由度。另外，采用这种措施在提高记录头或者滑架的结构元件厚度以改善记录头和滑架的刚性时，会导致记录设备尺寸的增加，这也是一个问题。
实际上，在便携式打印机领域，也就是可以用一只手携带的打印机领域，一个基本的设计要求是减少打印机的尺寸和重量。因此，在该领域，希望尽可能的减少滑架的结构壁的厚度，即使按照小至0.1mm的单位来减少也好。另一方面，必须确保记录头和滑架保持电连接。换句话说，滑架的壁必须尽可能的薄，同时确保记录头保持与滑架电连接。
当采用喷墨记录方法的记录头、也就是喷射例如墨水的液体的记录头进行操作时，有时大量的墨水附着在靠近记录头路径的记录设备的内部区域中。这种由于墨水喷射时产生的墨水薄雾、和/或记录头回收操作而带来的墨水附着，减少了可以设置电触点的位置的数量；减少了电触点定位的自由度。换句话说，在喷墨记录设备中，难以发现墨水不容易附着在电触点上的区域。因此喷墨记录设备容易发生短路等问题。
与上述采用电连接焊盘的连接方法相比而言，在向记录设备侧上的电缆连接器插入直接插入式芯片的连接方法中，因为直接插入式接触器和电缆连接器而消除了两套电触点之间的作用力，对滑架或者记录头没有直接的影响。因此不必使得滑架和记录头的结构元件的刚性高至足以承受传统记录头和传统滑架在彼此连接时在二者之间的接触所产生的作用力。换句话说，这种连接方法更加适合于减小记录设备的尺寸。
但是，在具有传统直接插入式接触器的液体喷射记录头中，用于响应记录设备主组件发出的驱动信号而喷射液体的记录元件芯片的连线和触点仅通过在例如环氧玻璃基片等的刚性基片上形成的有图案的电路来彼此电连接。换句话说，直接插入式图案位于该刚性基片上。由于该基片不是柔软的，因此就记录头电触点的设置位置以及其所指方向而言不能提供任何的自由度。因此，这种连接方法也容易因为前述的当喷射墨水时的墨水薄雾导致的墨水附着和回收操作而导致的墨水附着而造成短路。
换句话说，在传统的不仅可以用于向上的位置而且可以用于水平位置的便携式打印机中，就将记录头在滑架中的安装、安装所需的空间、墨水薄雾对电连接部分的附着、以及电连接元件与结构元件之间的牢固连接方面而言，都需要对电触点的定位进行极大的改善。
发明内容
因此本发明的一个主要目的是提供一种如下的液体喷射记录头，它就液体喷射记录头盒和记录设备之间的电连接可靠性而言能够改善液体喷射记录设备，容易安装在记录设备中，并且可以减小尺寸；本发明还提供一种所述液体喷射记录头的制造方法；以及采用所述液体喷射记录头的记录设备。
本发明的另一个目的是提供一种如下的液体喷射记录头，它包括具有多个电触点的直接插入式接触器，通过这些电触点传递驱动信号；以及记录元件芯片，用于保持响应驱动信号而产生将液体喷射在记录介质上所需能量的记录元件，直接插入式电接触器通过柔性电缆而与记录元件芯片电连接；本发明还提供一种所述液体喷射记录头的制造方法；以及采用所述液体喷射记录头的记录设备。
从以下结合附图对本发明优选实施例所做的详细描述中可以更容易地理解本发明的这些和其它目的、特征和优点。
图1是本发明第一实施例中记录头整体的示意透视图；图2是图1所示的记录头的直接插入式接触器以及直接插入式连接器的放大示意图；图3还是图1所示的记录头的直接插入式接触器以及直接插入式连接器的放大示意图；图4是图1所示的第一记录元件芯片的示意透视图；图5是图1所示的第二记录元件芯片的示意透视图；图6是图1所示的记录头的分解透视图，用于显示记录头的结构；图7是图1所示的记录头的透视图，用于显示记录头的一种制造方法；图8是记录头的直接插入式接触器和其附近处的放大透视图；图9是图1和其它图所示的墨水容器支架以及与其对准的直接插入式接触器的前视图；图10是本发明第二实施例中记录头的整体的示意透视图；图11是图10所示记录头的直接插入式接触器的放大截面图；图12是本发明第三实施例中部分分解的记录头的示意透视图；图13是图12所示的记录头的直接插入式接触器以及其附近的放大示意图；图14是图12所示的记录头一种改进形式在部分分解的情况下的示意透视图；图15是本发明第四实施例的记录头的整体示意透视图；图16是图15所示的记录头的放大示意截面图；图17是本发明一种记录设备的整体的放大透视图；图18(a)是图17所示的记录头从其后侧看的透视图；图18(b)是图17所示的滑架从其前侧看的透视图。
具体实施例方式以下参考附图详细的描述本发明的优选实施例。
(第一实施例)图1是本发明第一实施例中记录头整体的示意透视图，图1(a)和图1(b)是分别从记录元件芯片侧和从墨水容器侧看的视图。图2和图3是图1所示记录头的直接插入式接触器以及直接插入式连接器的放大示意截面图。
记录头H1001具有墨水容器支架6，它用作记录头H1001的框架。记录头盒H1000包括记录头H1001，以及可拆卸的安装在墨水容器支架6中的墨水容器1和2。墨水容器1具有黑色墨水，墨水容器2具有三种颜色的墨水，也就是青色、品色和黄色，它们由分隔壁分开。
记录头H1001可拆卸地安装在作为记录设备主组件(图17)的记录头支撑元件的滑架108(图17)上，并由定位部件相对于滑架103固定在适当位置。参考图2，当记录头H1001安装在滑架103上时，记录头H1001的直接插入式接触器3插入到记录设备侧上的直接插入式连接器4的孔中。这种插入使得在直接插入式接触器侧的电触点3a开始与直接插入式连接器侧上的电触点4a相接触，从而在直接插入式接触器3和直接插入式连接器4之间建立电连接。
因此，当直接插入式接触器3与直接插入式连接器4电连接时，该直接插入式接触器3一直处在来自直接插入式连接器4的电触点4a的接触压力Fa之下，如图3所示，并且直接插入式接触器3保持为压在直接插入式连接器4的一个内表面上，也就是，压在与具有电触点4a的表面相对的表面上，因此受到与具有电触点4a的表面相对的表面的支撑。直接插入式接触器3从直接插入式连接器4的支撑表面处接受到的反作用力Fb等于接触压力Fa。另外，该反作用力沿着与接触压力Fa的作用方向的相反方向作用。因此接触压力Fa和反作用力F6彼此抵消。从而，在直接插入式接触器3和直接插入式连接器4之间建立电连接所形成的物理接触导致的应力不会影响除了直接插入式接触器3和直接插入式连接器4之外的任何部分，不需要给在直接插入式接触器3附近的记录头H1001、实际上是记录头H1001的结构元件(连接有直接插入式接触器的结构元件)提供额外的结构来增强结构元件的刚性，以用于使得该结构元件能够承受直接插入式接触器3和直接插入式连接器4连接时产生的应力。因此，可以减小记录头H1001的尺寸。
参考图1(a)，记录头H1001设有记录元件芯片H1100以及H1101，用于利用电热换能元件，响应来自记录设备的驱动信号，通过使得墨水按照所谓的膜沸腾方式沸腾而将墨水喷射在记录介质上。第一记录元件芯片H1100是用于黑色墨水的，并被构成为使其喷射从存储黑色墨水的墨水容器1向第一记录元件芯片H1100提供的黑色墨水。第二记录元件芯片H1101用于彩色墨水，并被构成为使其喷射从存储三种彩色墨水的墨水容器2中向第二记录元件芯片H1101提供的三种不同颜色的墨水。以下参考图4和图5，详细描述两个记录元件芯片H1100和H1101。
图4是图1所示的第一记录元件芯片H1100的示意透视图，其中已经除去了其一部分以描述该芯片的结构。
第一记录元件芯片H1100包括例如由硅形成的基片H1110，其厚度为0.5mm-1.0mm，它具有墨水供应孔H1102作为墨水通道，也就是一个类似长沟槽的通孔。第一记录元件芯片H1100也具有多个电热换能元件，它们沿着分别位于墨水供应孔H1102的两侧的两个直线行设置。第一记录元件芯片H1100也设有未显示的电线，用于给电热换能元件提供电能。电线由铝等形成。这些电热换能元件和电线通过膜形成技术形成。这些电热换能元件设置成使得交替地连接一行中的元件和另一行中的元件的线成为之字形。对应于电热换能元件的这种设置，在一行中的喷射孔H1107(将在后面详细描述)与另一行中的相邻喷射孔H1107就它们的对准方向而言略有偏离，从而连接一行中给定喷射孔H1107和另一行中最靠近的喷射孔H1107的线不会与两个行的方向垂直。
另外，第一记录元件芯片H1100设有多个电触点H1104用于给电线提供电功率。电触点1104沿着第一记录元件芯片H1100的两个相对边缘设置，它们垂直于这两行电热换能元件H1103。每个电触点都是凸起H1105的形式，并由金等形成。硅基片H1110的具有上述元件的表面用具有多个墨水通道和多个喷射孔H1107的顶板所覆盖。每个墨水通道由墨水通道壁H1106环绕，其位置对应于给定的电热换能元件H1103。顶板由树脂通过光刻方法形成。喷射孔H1107按照分别与电热换能元件H1103相对的方式设置，形成喷射孔组H1108。
当黑色墨水从墨水容器1提供给如上构成的第一记录元件芯片H1100的墨水供应孔H1102时，通过具体的电热换能元件H1103产生热量而形成鼓泡导致的压力，分别从与该具体的电热换能元件H1103一一对应的喷射孔H1107来喷射黑色墨水。
图5是图1所示第二记录元件芯片的示意透视图，已经除去了其一部分以描述其结构。
第二记录元件芯片H1101用于喷射三种颜色的墨水，也就是青色、品色和黄色墨水。它有三个墨水供应孔H1102作为墨水通道，它们分别是类似于长沟槽的通孔。三个墨水供应孔H1102并排设置。每个墨水供应孔H1102两侧分别与两行电热换能元件H1103相接，并且两侧分别与两行墨水喷射孔H1107相接。电热换能元件H1103设置成使得交替连接一行中的电热换能元件H1103和另一行中的电热换能元件H1103的线成为之字形，墨水喷射孔H1107也同样如此。第二记录元件芯片H1101的硅基片H1110设有电线、电触点H1104等，与第一记录元件芯片H1100的硅基片H1110一样。它覆盖有设置了多个墨水通道和多个墨水喷射孔H1107的顶板。每个墨水通道由墨水通道壁H1106环绕。顶板由树脂利用光刻方法形成。另外第二记录元件芯片H1101设有多个电触点H1104，用于给电线提供电功率。每个电触点是凸起H1105的形式，由金等形成。
当从墨水容器2向如上构成的第二记录元件芯片H1101的相应墨水供应孔H1102提供彩色墨水时，通过具体的电热换能元件H1103产生热量而形成鼓泡导致的压力，分别从与该特定的电热换能元件H1103一一对应的喷射孔H1107来喷射彩色墨水。
参考图1，利用柔性电缆5将记录元件芯片H1100和H1101连接至直接插入式接触器3。参考图2，记录头H1001被构成为使得直接插入式接触器3插入到直接插入式连接器4中的方向实际上与从记录头H1001中喷射液体的方向平行。
图6是图1所示的记录头的分解透视图，用于显示其结构。
柔性电缆5设有通道，用于墨水喷射的电驱动信号通过该通道提供给第一和第二记录元件芯片H1100和H1101。它包括TAB基片或者FPC基片，该基片上印有线路。它具有其位置与第一和第二记录元件芯片H1100和H1101相对应的两个孔。它具有分别连接至记录元件芯片H1100和H1101的电接触部分H1104的电极终端5b和5c，并且这些电极终端沿着两个孔的边缘设置。柔性电缆5用胶牢固地连接至记录元件单元H1002，这些电极终端5b和5c通过超声波压接而分别连接至记录元件芯片H1100和H1101的每个电接触部分H1104，从而在柔性电缆5和记录元件芯片H1100、H1101之间建立电连接。
记录元件单元H1001具有用胶与其牢固的连接的柔性电缆5，该记录元件单元用小螺钉7a牢固地固定在墨水容器支架6的底表面上。墨水容器支架6的底表面设有接头密封元件7，该密封元件由例如硅橡胶的弹性材料形成。接头密封元件7在墨水容器支架6和记录元件单元H1002之间密封，并设有通孔，墨水容器支架6的墨水供应孔通过该通孔而连接至记录元件单元H1001的墨水供应孔。
该实施例中柔性电缆5的端部设有电触点3a，它由铜箔形成，并将连接至记录设备的直接插入式连接器4(图2)。柔性电缆5具有电触点3a的部分由胶粘在其上的加强板3b支撑。换句话说，直接插入式接触器3包括电触点3a和加强板3b。
加强板3b设有一对螺孔3c，一对小螺钉7b穿过该螺孔作为将直接插入式接触器3牢固地固定至墨水容器支架6的部件。该实施例中的加强板3b由环氧玻璃板制成，其厚度为0.3mm-1.0mm。但是这不意味着用于加强板3b的材料要仅限于环氧玻璃板。例如可以使用例如不锈钢板等的金属板。用于将加强板3b连接至柔性电缆5的方法可以是使得形成为特定图案的加强板3b在与形成图案的电触点3a相对准之后粘在该电缆5上。
如果需要制造具有更高尺寸精度的直接插入式接触器3，可以采用以下制造方法。也就是，首先，将加强板3b和柔性电缆5制成比所需尺寸大，并彼此胶粘在一起。然后将在具有较大尺寸的加强板3b和柔性电缆5的胶粘结合中冲出直接插入式接触器3。
以下参考图6和7，描述制造上述记录头的方法。图7是图1和其它图所示记录头的透视图，用于显示记录头的制造方法。
首先，将柔性电缆5用黏合剂牢固地粘在记录元件单元H1002上，将柔性电缆5的电极终端5b和5c通过超声波压接方法分别连接至记录元件芯片H1100和H1101的电接触部分H1104，从而在柔性电缆5和记录元件芯片H1100、H1101之间建立电连接。然后在与柔性电缆5连接至记录元件H1100、H1101的端部相对的一侧上，将加强板3b粘在柔性电缆5的端部上。换句话说，柔性电缆5设有直接插入式接触器3。然后，具有柔性电缆5的记录元件单元H1002用一对小螺钉7a牢固地固定至墨水容器支架6的底表面上，同时相对于该墨水容器支架6准确的定位。
以下，参考图7，柔性电缆7突然弯曲90°，从而该柔性电缆5跟随记录元件单元H1001的端部表面，并且该柔性电缆5利用胶牢固地粘在记录元件单元H1002的端部表面和墨水容器支架6的一部分表面6d上。希望墨水容器支架6的表面6d粘有柔性电缆5的该部分从记录元件单元H1002的端部表面延伸至表面6d的大致中心位置。至于用来将柔性电缆5粘至墨水容器支架6的胶，可以使用例如热固性胶。
然后，柔性电缆5的连接有直接插入式接触器3的部分按照大致180°的方式折回，从而直接插入式接触器3的螺孔3c与墨水容器支架6的直接插入式接触器背衬部分(backing portion)6a和6b相对准。然后在将螺钉7b穿过直接插入式接触器3的螺孔3c中之后，通过将小螺钉7b拧在直接插入式接触器背衬部分6a和6b的螺孔6c中，而将直接插入式接触器3牢固地固定在墨水容器支架6(直接插入式接触器背衬6a和6b)上。
柔性电缆5自身测量的公差、当将加强板3b粘在柔性电缆5上时产生的定位误差、以及类似误差会影响柔性电缆5从记录元件单元H1002至直接插入式接触器3的这一部分的长度。但是，柔性电缆5这一部分长度中的变化被吸收(补偿)，因为柔性电缆5折回180°的线的位置发生移动以适应该变化。因此，柔性电缆5这一部分长度上的误差根本不会影响直接插入式接触器3的螺孔3b与墨水容器支架6的直接插入接触器背衬部分6a、6b之间的对准；它不会影响直接插入式接触器3相对于墨水容器支架6的定位精度。
如上所述，根据该实施例的记录头制造方法，首先，至少部分柔性电缆粘在记录头的主组件表面上，然后，直接插入式接触器连接至该主组件，并且柔性电缆在该柔性电缆被粘的表面之上折回预定的角度。因此柔性电缆牢固地粘在主组件上；防止了该柔性电缆“浮动”。
另外，即使柔性电缆长度上有一定的误差，但是该误差也被吸收，因为没有粘在主组件上的这部分柔性电缆折回预定角度的线的位置根据误差量而发生移动。因此，即使柔性电缆长度有一定误差，但是该误差根本对直接插入式接触器与主组件之间的连接没有影响。
另外，参考图9，该实施例中的加强板3b的螺孔3c沿着与柔性电缆5纵向垂直的方向(宽度方向)拉长。因此，即使因为加强板3b粘在电缆5上时的误差而使得加强板3b相对于墨水容器支架6就前述宽度方向而言的位置有一个小的误差，该误差也不会影响将作为固定部件(图17)的小螺钉7b穿过螺孔3c，并且将该小螺钉7b拧在螺孔6c中的过程。换句话说，墨水容器支架6和直接插入式连接器3相对于彼此就上述宽度方向而言的定位误差由拉长的螺孔3c所吸收。因此，当直接插入式接触器3牢固地连接至墨水容器6时，直接插入式接触器3和已经粘有直接插入式接触器3的电缆5不会受到应力的作用。
通过上述步骤，组装如图1所示的记录头H1001。
顺便提一句，用于将直接插入式接触器3牢固地固定在墨水容器支架6上的部件不需要限于一对小螺钉7b。例如可以采用以下部件以将直接插入式接触器3牢固地固定在墨水容器支架6上。即，采用一对固定销来替换一对小螺钉7b，并且直接插入式接触器背衬部分设有一对通孔来代替一对螺孔6c，固定销分别一一穿过该通孔。然后，固定销穿过直接插入式接触器3的孔3c以及墨水容器支架6的通孔，并且固定销在两端是压平的。
另外，直接插入式接触器3可以形成为直接插入式芯片，包括刚性基片和在该刚性基片上形成的线路，用于将柔性电缆5的导线与电触点3a相连接。利用这种结构，直接插入式芯片上的线路可以再接线路或者集成化，使其可以在连接至直接插入式连接器4的线路部分处简化直接插入式接触器3。另外，利用高度刚性的直接插入式芯片，不需要上述加强板3b。换句话说，采用刚性直接插入式芯片减少了有关直接插入式接触器3的元件数量，以及与该直接插入式接触器3有关的组装步骤数量，由此降低了记录头盒的成本。当直接插入式接触器被形成为刚性直接插入式芯片时，通过利用各向异性膜并施加热量和压力，而将直接插入式芯片连接至柔性电缆5，从而在该直接插入式芯片和柔性电缆5之间建立电连接。
直接插入式接触器3与墨水容器支架6之间的位置关系不需要限于图1和其它图所示的一种。换句话说，直接插入式接触器3可以设置在墨水容器支架6的A至D的任一个表面之上，如图1所示，所需要的是按照需要在该柔性电缆5的延伸方向、该柔性电缆5的长度、该柔性电缆5的形状等方面改变要连接至记录头单元1002的柔性电缆5。
如上所述，当直接插入式接触器3连接至直接插入式连接器4时，该实施例的记录头H1001几乎不受到来自直接插入式接触器3的一套电触点和直接插入式连接器4的一套电触点之间所产生的接触压力Fa的反作用力的作用。因此，记录头H1001的各个部分不必都增加厚度，或者设置肋以提高记录头H1001的刚性，从而可以减小记录头H1001的尺寸。
利用柔性电缆5将记录元件单元H1002与直接插入式接触器3连接，使其可以将直接插入式接触器3相对于记录头H1001进行任选的定位。因此可以将直接插入式接触器3设置在当液体喷射产生的薄雾、在回收操作飞溅的液体以及类似的杂散液体不会粘附在柔性电缆5的区域内。因此，可以防止记录头H1001受到上述杂散液体附着而带来的影响。另外，只要当直接插入式接触器3连接至柔性电缆5时在直接插入式接触器3相对于柔性电缆5的定位中产生的误差相对较小，就可以吸收该误差，同时在柔性电缆5连接至记录头H1001时，防止记录头H1001从墨水容器支架的主要部分“漂动”。
另外，从图1和图2中可以明显地看出，在该实施例中，柔性电缆5按照在墨水容器支架6和加强板3b之间的空间内折回的方式连接至记录头H1001，由此大致弯成一个字母U型，其开口端面朝液体喷射方向(实际上平行于记录头盒安装在滑架中的方向)。因此，可以通过将记录头盒沿着上述方向直接从上向下插入到滑架中而简单地完成记录头盒在滑架中的安装，条件是滑架侧上的直接插入式连接器直的向上打开。因此，可以省略了在安装记录头盒时旋转记录头盒、或者改变记录头盒取向的方向所必须的空间，从而使得该记录设备更小。实际上，在该实施例中，记录头盒安装在滑架中的方向大致与液体(墨水)喷射的方向相平行。因此，当在记录头盒和滑架之间建立电连接时，将该记录头盒相对于滑架进行准确定位所需空间较小。
(第二实施例)以下参考图10和11，描述本发明的第二实施例。该实施例是对第一实施例的改进，其中改变了记录头H1001的直接插入式接触器3的结构。因此，该实施例中与第一实施例中类似的部分其效果与第一实施例的相同。
图10是本发明第二实施例中记录头整体的示意透视图，图11是图10所示的记录头的直接插入式接触器以及其附近的放大示意截面图。在图10和11中，与第一实施例相同的组件、元件、部分等等用与第一实施例同样的附图标记进行表示，并不再进行描述。
参考图10和11，在该实施例中，将记录头H1001B构成为使得直接插入式接触器23插入到记录设备(未显示)侧上的直接插入式连接器24中的方向变为实际上与从记录头H1001B喷射液体的方向垂直。换句话说，该实施例与第一实施例不同的是，直接插入式接触器23插入到直接插入式连接器24中的方向与第一实施例的不同，因此记录头H1001B安装在记录设备中或者从其中拆卸下来的方向与第一实施例的不同。
换句话说，记录头H1001B连接有直接插入式接触器23的区域、以及直接插入式接触器23连接至记录头H1001B的取向，都可以根据安装记录头H1001B的记录设备的结构来任选地设定。因此将记录头H1001B的结构构成为使得记录头H1001B插入到记录设备中的方向与直接插入式接触器23插入到记录设备的直接插入式连接器24的方向相一致，使其可以更容易地将记录头H1001B安装在记录设备中。这也减少了在记录设备中操纵记录头H1001B所需的空间，从而可以降低记录设备的尺寸。
直接插入式接触器23可以形成为一个刚性直接插入式芯片，包括刚性基片和在该刚性基片上形成的线路，用于将柔性电缆25的导线与电触点23a相连接。利用这种结构，直接插入式芯片23上的线路可以再接线路或者集成化，使其可以在连接至直接插入式连接器24的线路部分处简化直接插入式接触器23。另外，利用高度刚性的直接插入式芯片，不需要上述加强板。换句话说，采用刚性直接插入式芯片减少了有关直接插入式接触器的元件数量，以及与该直接插入式接触器有关的组装步骤数量，由此降低了记录头盒的成本。当直接插入式接触器23被形成为刚性直接插入式芯片(23)时，通过利用各向异性膜并施加热量和压力，而将直接插入式芯片(23)连接至柔性电缆25，从而在该直接插入式芯片(23)和柔性电缆25之间建立电连接。
直接插入式接触器23与墨水容器支架26之间的位置关系不需要限于图10所示的一种。换句话说，直接插入式接触器23可以设置在墨水容器支架26的A至D的任一个表面之上，如图10所示，所需要的是按照需要在该柔性电缆25的延伸方向、该柔性电缆25的长度、该柔性电缆25的形状等方面改变要连接至记录头单元1002的柔性电缆5。该实施例中的记录头H1001B除上述部分之外的部分在效果上与第一实施例的相同，这是不言而喻的。
(第三实施例)以下参考图12和13，描述本发明的第三实施例。该实施例中与第一和第二实施例中类似的部分在效果上与第一和第二实施例的相同。
图12是本发明第三实施例中部分分解的记录头的整体的示意透视图，并且显示了在将直接插入式接触器33牢固固定在墨水容器支架36之前的记录头的状态。图13是图12所示的记录头的直接插入式接触器以及其附近的放大示意截面图。
记录头H1001C(以墨水容器支架36作为记录头H1001C的主要部分)的粘有柔性电缆35的表面36d设有一对沟槽9，用于捕获在液体附着在记录头H1001C表面上时朝着直接插入式接触器33流动的液体。记录头H1001C也设有脊8，用于防止在液体附着在记录头H1001C表面上时该液体朝着直接插入式接触器33流动。
因此，该实施例中的记录头H1001C的制造方法包括用于设置脊8来阻挡在液体附着在记录头H1001C表面时该液体流向直接插入式接触器33的步骤；用于给墨水容器支架36的粘有至少部分柔性电缆35的表面36d(作为记录头H1001C主组件的其中一个表面)提供一对沟槽9的步骤，该沟槽用于在液体附着在记录头H1001C表面时捕获流向直接插入式接触器33的液体。
在液体附着在记录头H1001C表面上之后，大部分液体沿着与柔性电缆35纵向平行的方向朝着直接插入式接触器33流动。因此沟槽9和脊8沿着与液体流动方向垂直的方向延伸，换句话说，沿着直接插入式接触器33的宽度方向延伸。为了换一种方式描述，沟槽9和脊8沿着与液体可以从记录元件芯片朝着直接插入式接触器33流动的方向的垂直方向延伸。
脊8位于柔性电缆35上，靠近直接插入式接触器33。它的高度在0.5mm-2.0mm的范围，其长度大于直接插入式接触器33的电触点33a的宽度。它的位置使得在将直接插入式接触器33牢固连接至墨水容器支架36之后，脊8面对墨水容器支架36，如图13所示。
在该实施例中，通过涂布高粘性密封剂来形成脊8。作为高粘性密封剂，可以使用例如硅橡胶。只要能将脊8形成为预定形状，用于形成脊8的方法不限于如上所述。
参考图13，该密封剂也涂布在直接插入式接触器33和柔性电缆35之间的接头处，产生一个密封部分10。通过提供上述密封部分10，当通过施加热量和压力而将直接插入式接触器33连接至柔性电缆35时暴露出来的电线部分就受到保护；如果液体与该部分相接触，该电线不会短路也不会被腐蚀。
另外，用来设置墨水容器支架36的表面36d的两个沟槽9深度为0.5mm-1.0mm，它们的长度大于柔性电缆35的宽度。
利用上述结构，即使因为回收等操作而已经附着在记录头H1001C上的例如墨水的液体开始沿着图13箭头所示方向流动时，在例如柔性电缆35上朝着直接插入式接触器33移动的液体流就被脊8所阻挡。另外，在墨水容器支架36的表面36d上循着柔性电缆35的边缘朝着直接插入式接触器33流动的液体、以及穿过墨水容器支架36的表面36d和柔性电缆35之间的间隙而朝着直接插入式接触器33流动的液体由沟槽9所捕获。
如上所述，在该实施例中，由脊8和沟槽9防止已经附着在记录头H1001C上的液体到达直接插入式接触器33；防止其附着在直接插入式接触器33上。换句话说，该实施例可以就直接插入式接触器33的电可靠性而言改善记录头。
顺便提一句，上述脊8和沟槽9的形状和尺寸不必限于以上所述。换句话说，它们可以与上述不同，只要在能防止液体附着在记录头H1001C表面时的液体流向直接插入式接触器33就可以了。
图14是该实施例中记录头的一种改进的示意透视图，该记录头已经部分地分解了。
在图14所示记录头的情况下，柔性电缆35上的脊8设置成比沟槽9更加靠近记录元件单元H1002。因此，在比图12和其它图所示的点离直接插入式接触器33更远的位置处，脊8可以防止柔性电缆35上的液体流朝着直接插入式接触器33流动，由此确保柔性电缆35上的液体流不到达直接插入式接触器33。除了以上部分之外，该实施例中的记录头H1001C的与前述实施例中记录头的对应部分相同的部分具有与前述实施例相同的效果，这是不言而喻的。
(第四实施例)以下参考图15和16，描述本发明的第四实施例。
图15是本发明第四实施例记录头整体的示意透视图，图16是图15所示记录头的直接插入式接触器以及其附近的放大示意截面图。图15和16中与第一至第三实施例同样的组件、元件、部分等用与第一实施例至第三实施例同样的附图标记来表示，并且不再进行详细描述。该实施例中与第一至第三实施例类似的部分与第一至第三实施例具有同样的效果。
该实施例中的记录头H1001D的柔性电缆5类似与图7所示的柔性电缆5，也就是该柔性电缆5急剧弯曲90°，从而该柔性电缆5跟随着墨水容器支架46的表面46d，也就是粘有柔性电缆5的表面。然后，该柔性电缆5弧形弯曲大致180°，从而在表面46d上折回。然后，直接插入式接触器3牢固地固定在墨水容器支架46上。另外，墨水容器支架46设有屋檐状壁11，它从表面46d的顶端在柔性电缆5的弧形部分之上(弧形的外侧)弯曲，由此覆盖柔性电缆5的弧形部分。
参考图16，屋檐状壁11被构成为在柔性电缆5的弧形部分和屋檐状壁11之间提供间隙a。利用这种结构，即使由柔性电缆5吸收的制造公差等改变了柔性电缆5的弧形部分的位置，该屋檐状壁11也不会与柔性电缆5相干扰。在该实施例中，该间隙a设置在0.5mm-1.0mm的范围内，以防止屋檐状壁11和柔性电缆5之间发生干扰。但是，间隙a的尺寸不限于上述范围。它可以根据柔性电缆5等的尺寸中的制造公差而按照需要进行改变。
另外，屋檐状壁11的形状使得在屋檐状壁11和直接插入式接触器3之间提供间隙b。因此，直接插入式接触器3和柔性电缆5之间的电接头的暴露部分由注入到该间隙b中的密封剂形成的密封部分20所密封。另外，即使直接插入式接触器3是直接插入式芯片的形式，该直接插入式芯片的暴露电线的顶端部分也由密封部分20所密封，如图16所示。
因此，该实施例中记录头H1001D的制造方法包括用于形成屋檐状壁11的步骤，用于覆盖柔性电缆5的挨着直接插入式接触器3的弯曲部分；用于密封屋檐状壁11和直接插入式接触器3之间的间隙的步骤。
另外，参考图15和16，墨水容器支架46设有一对脊12，它位于墨水容器支架46的表面46d的两个竖直边缘，在柔性电缆5弯曲大概90°以跟随记录元件单元(未显示)的端部表面之后，部分该柔性电缆5用胶牢固的粘在所述这两个边缘上。相对于墨水容器支架46的粘有柔性电缆5的表面46d，墨水容器支架46的这些脊比柔性电缆5的粘至表面46d的这一部分的外表面更加突出。
在该实施例的记录头H1001D中，柔性电缆5的在外力作用于其上可以自由变形的弧形部分由位于该弧形部分之上(位置与该弧形部分相对应)的屋檐状壁11所覆盖，由此受到保护。因此，防止柔性电缆5的弧形部分受到外力作用。因此，可以防止因为该柔性电缆5受到外力而导致该柔性电缆5发生断裂的问题或类似问题，使得该记录头的电连接更加可靠。
另外，由于在屋檐状壁11和直接插入式接触器3之间设有间隙b，在屋檐状壁11和直接插入式接触器3之间由密封剂形成的弯液面的作用力增加了保持该密封剂的作用力。因此，可以使用具有较低粘度的密封剂，以确保电结头保持密封。
另外，墨水容器支架46设有脊12，它与柔性电缆5粘至墨水容器支架46的表面46d的这一部分的外表面相比更加突出。因此，当记录头H1001D安装在记录设备(未显示)中或者从其中拆去时，记录头H1001D的脊12与记录设备侧上的部件相接触，由此防止柔性电缆5弯曲90°的点、以及柔性电缆5粘至记录头H1001D的表面46d的这一部分的表面与记录设备侧上的部件相接触。换句话说，记录头H1001D设有脊12，从而柔性电缆5弯曲90°的点、以及柔性电缆5粘至记录头H1001D的表面46d的这一部分的表面不会与记录设备侧上的部件相干扰。
利用上述结构，该实施例中记录头H1001D的柔性电缆5不会发生当记录头在记录设备中安装或者拆卸时该柔性电缆5因为与记录设备侧上的部件相接触而断裂的问题。另外，防止柔性电缆5和记录设备侧上的部件发生接触，也可以防止发生在用刮片擦拭具有液体喷射孔的记录头表面的回收操作过程中已经附着在柔性电缆5上的液体转移到记录设备侧上的部件上的问题。因此，可以防止转移到记录设备侧上的组件上的液体附着在(弄脏)记录介质等的问题。除了上述部分之外，该实施例中的结构部件与前述实施例中的对应结构部件的效果相同，这是不言而喻的。
(混合实施例)图17是本发明的一种记录设备整体的透视图。
图17所示的记录设备是一种普通的串行式记录设备，它按照与记录头101沿着主扫描方向的往复移动(主扫描)的往复、以及沿着副扫描方向按照预定间距传送例如普通记录纸、特殊记录纸、OHP膜等记录片(记录介质)的传送(副扫描)同步的方式，使记录头101的墨水喷射孔选择性地喷射墨水而将墨水附着在记录片上，从而在记录片上形成字母、符号、图像等等。
如图17所示，记录头101由作为记录头保持元件的滑架103可拆卸地与装有形成图像用的墨水的墨水容器102一同保持。该滑架103由牢固地固定在记录设备中的引导轴104和导轨105保持并引导，因此可以仅沿着图17中箭头X所示方向(主扫描方向)移动。该滑架103由作为驱动部件的CR电机106通过滑架带106a往复驱动。换句话说，引导轴104、导轨105、CR电机106以及滑架带106a构成用于往复移动滑架103的扫描部件。
通过在记录设备中旋转设置的LF辊107和夹送辊108之间夹送，来保持记录头101在其上进行记录的记录介质(未显示)。当LF辊107由LF电机110通过LF齿轮109旋转驱动时，记录介质沿着箭头Y所示的方向(辅助扫描方向)被传送，其中该箭头Y所示方向垂直于图17中箭头X所示方向。
在记录设备中有一个控制芯片111。作为控制芯片111上的控制部件的控制电路为记录头101、CR电机106以及LF电机110产生控制信号，由此控制它们的操作。记录头101和控制芯片111彼此通过作为信号传递部件的柔性电缆112电连接。因此，当记录头101沿着箭头X所示方向进行扫描移动时，记录头101和控制芯片111可以通过该柔性电缆112向彼此传递控制信号。
记录头101具有多行喷嘴，每行对应于特定的颜色。因此，通过使喷嘴选择性地喷射墨水而进行记录。记录头101具有多个能量产生部件，用于产生能量来提供给喷嘴中的墨水，从而从喷嘴中喷射出墨水滴。在该实施例中，能量产生部件是发热电阻，作为电热换能元件，在每个喷嘴上设置一个。用于驱动记录头101的信号从控制芯片11通过控制芯片111和柔性电缆112之间的电接头、柔性电缆112、柔性电缆112和记录头101之间的电接头传递到记录头101上，响应于所传递的驱动信号而从记录头101中喷射墨水。
图18(a)是图17所示记录头从背侧看的透视图，图18(b)是图17所示滑架从前侧看的透视图。
记录头101的一端设有直接插入式芯片114，驱动信号通过未显示的线路传递到喷嘴行上。直接插入式芯片114是插头部分，也就是记录头线路芯片的一个端部，它具有导电物质形成的图案。如上所述，它牢固地连接至墨水容器支架。
滑架103的顶侧具有一个敞开的空间，从上方在该空间内插入记录头101。当记录头101沿着垂直于箭头X和Y方向的箭头Z所示方向推入到该敞开空间内时，记录头101就正确地设置在滑架103中。
滑架103具有与直接插入式芯片114相配合的直接插入式连接器113。该直接插入式连接器113在滑架103一侧，并可以相对于滑架103的连接器支撑部分103c沿着X和Y方向移动。直接插入式连接器113是矩形的，X方向较长，Y方向较短。该直接插入式连接器113具有一个孔，其中插入记录头101的直接插入式芯片114，该孔向上打开。直接插入式连接器113的背侧，也就是从图18中不能看见的一侧利用焊料连接至柔性电缆112的一端(图17)。换句话说，直接插入式连接器113和柔性电缆112构成信号传递部分，用于从控制芯片111向滑架103上的记录头101传递驱动信号。
从上述描述中可以清楚地知道，该实施例中的记录设备具有作为记录头保持元件的滑架103，可以可拆卸地保持本发明上述实施例中的任一记录头；电接触终端，连接至液体喷射记录头的直接插入式接触器的电触点；以及直接插入式连接器113，连接至滑架103。
如上所述，在前述实施例的记录设备中，液体喷射记录头的直接插入式接触器和记录元件芯片通过柔性电缆彼此电连接。因此，该直接插入式接触器可以按照任何取向连接至液体喷射记录头的任何区域。
因此，通过将直接插入式连接器按照使得诸如墨水的液体不会附着在记录头上的位置和取向进行设置，可以改善液体喷射记录头的电连接。另外，通过将液体喷射记录头的连接直接插入式接触器的位置以及连接直接插入式接触器的取向与液体喷射记录头插入到记录设备中的位置与取向、以及记录头的直接插入式接触器插入在记录设备的连接器中的位置与取向相匹配，不仅可以更容易地将液体喷射记录头安装在记录设备中，而且可以减少在记录设备中安装液体喷射记录头所必需的记录设备的内部空间，从而可以减少记录设备的尺寸。
尽管已经参考此处披露的结构描述了本发明，但是不限于此处披露的细节，本发明要覆盖落入到所附权利要求的改进用意或者范围内的改进或者改变。
权利要求
1.一种液体喷射记录头，包括直接插入式接触器，具有多个用于传递驱动信号的电触点；记录元件基片，具有用于产生能量的记录元件，该能量有助于响应所述驱动信号而将液体喷射在记录材料上；以及柔性电缆，用于在所述直接插入式接触器和所述记录元件基片之间电连接。
2.如权利要求1所述的液体喷射记录头，其中所述直接插入式接触器在与所述直接插入式接触器电连接的直接插入式连接器中的插入方向基本与从所述记录元件基片中喷射液体的方向垂直或者平行。
3.如权利要求1所述的液体喷射记录头，其中所述柔性电缆在所述液体喷射记录头的壳体的表面和具有直接插入式接触器并且设置成与所述壳体的所述表面相对的元件之间基本按照U型方式延伸。
4.如权利要求3所述的液体喷射记录头，其中所述U型方式具有一个沿着与所述液体喷射方向基本相同的方向打开的结构。
5.如权利要求1所述的液体喷射记录头，其中所述直接插入式接触器具有一个刚性基板的直接插入式基片，该基片之上形成构成电路的引线。
6.如权利1所述的液体喷射记录头，还包括一个凸起，用于阻挡表面上沉积的液体流向所述直接插入式接触器。
7.如权利要求6所述的液体喷射记录头，其中所述凸起设置在所述柔性电缆上，并沿着与所述液体朝着所述直接插入式接触器的流动方向相交的方向延伸。
8.如权利要求1所述的液体喷射记录头，还包括支撑着所述直接插入式接触器和所述记录元件基片的主体，其中所述主体部分设有连接表面，用于与所述柔性电缆连接，所述连接表面具有沟槽，用于捕获在所述液体喷射记录头的表面上沉积的并且朝着所述直接插入式接触器流动的液体流。
9.如权利要求8的所述的液体喷射记录头，其中所述沟槽沿着与所述液体朝着所述直接插入式接触器流动的方向相交的方向延伸。
10.如权利要求8所述的液体喷射记录头，其中所述主体部分具有墨水容器支架，用于保持装有液体的墨水容器。
11.一种制造液体喷射记录头的方法，该液体喷射记录头包括直接插入式接触器，具有多个用于传递驱动信号的电触点；记录元件基片，具有用于产生能量的记录元件，该能量有助于响应所述驱动信号而将液体喷射在记录材料上；记录元件单元，支撑着记录元件基片，以及对直接插入式接触器和记录元件基片进行支撑的主体，其中柔性电缆在所述直接插入式接触器和所述记录元件基片之间电连接，所述方法包括如下步骤在所述记录元件基片和所述直接插入式接触器彼此电连接的同时，将所述柔性电缆连接至所述记录元件单元，并将该记录元件单元安装在主体的一侧上；将所述柔性电缆弯曲，以使之沿着主体的与所述一侧相邻的另一侧；将至少部分柔性电缆连接至所述主体的所述另一侧；以及通过柔性电缆的没有连接至主组件的部分按照预定角度弯曲，将直接插入式接触器安装在主体上。
12.如权利要求11所述的方法，其中直接插入式接触器和主体设有各自的孔，固定元件通过该孔来将直接插入式接触器固定在主体上，并且直接插入式接触器中的孔沿着与柔性电缆从记录元件基片向直接插入式接触器延伸的方向的垂直方向伸展。
13.如权利要求11所述的方法，其中该预定角度是使得该直接插入式接触器在与该直接插入式接触器电连接的直接插入式连接器中的插入方向基本与液体喷射方向垂直或者平行。
14.如权利要求11所述的方法，其中还包括设置一个凸起的步骤，以阻挡在表面上沉积的液体朝着所述直接插入式接触器流动。
15.如权利要求11所述的方法，其中还包括在主体部分的连接有至少部分柔性电缆的所述另一侧中设置沟槽的步骤，以捕获在所述液体喷射记录头表面上沉积的并且朝着所述直接插入式接触器流动的液体。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述主体部分具有墨水容器支架，用于保持装有液体的墨水容器。
17.一种记录设备，包括记录头保持元件，用于可拆卸地保持如权利要求1所述的液体喷射记录头；多个电触点，连接至在液体喷射记录头的直接插入式接触器中设置的各电触点；以及直接插入式连接器，安装在记录头保持元件上。
全文摘要
一种液体喷射记录头，包括直接插入式接触器，具有多个用于传递驱动信号的电触点；记录元件基片，具有用于产生能量的记录元件，该能量有助于响应所述驱动信号而将液体喷射在记录材料上；以及柔性电缆，用于在所述直接插入式接触器和所述记录元件基片之间电连接。
文档编号B41J2/14GK1496836SQ03134
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月29日 优先权日2002年9月30日
发明者大桥哲也, 小泷靖夫, 三原弘明, 佐藤典子, 北畠健二, 二, 夫, 子, 明 申请人:佳能株式会社