液体喷射记录头及其制造方法

专利名称：液体喷射记录头及其制造方法
技术领域：
本发明涉及以液滴的形式排出液体的液体喷射记录头，更特别地，所述液体是作 为用于在记录介质中执行记录的记录液体的墨。本发明还涉及液体喷射记录头的制造方 法。
背景技术：
将通过参照图IOA和图IOB描述现有的液体喷射记录头和液体喷射记录头的主要 部件的配置。图IOA是液体喷射记录头的透视图，图IOB是示出液体喷射记录头的主要部 件的配置的分解透视图。在图IOA和图IOB中，液体喷射记录头包含记录元件基板200和 电气布线部件300，所述记录元件基板200排出液体(墨)，所述电气布线部件300在记录 元件基板200和记录装置之间提供电连接并且由柔性材料形成。另外，液体喷射记录头包 含储罐(tank)壳体100，诸如记录元件基板200和电气布线部件300之类的部件固定到所 述储罐壳体100。储罐壳体100在其中保持墨。一般地，为了在电气布线部件300中安装记录元件基板200，在记录元件基板200 上设置镀金凸块，然后在内部引线接合(ILB)工艺中将设置在电气布线部件300中的多个 引线与电镀凸块电气接合在一起。然后，通过粘接，使已在ILB工艺中与电气布线部件300 接合的记录元件基板200接合到储罐壳体100。此后，用第一密封剂400密封围绕记录元件 基板200的区域(以下，也被称为边界密封)。另外，如果存在经受过ILB工艺的电连接部 分的露出部分，那么，由于存在墨滴等将粘附于这种露出部分的可能性，因此通过用诸如具 有密封能力的环氧聚合物之类的第二密封剂500涂敷电连接部分而密封该电连接部分(以 下，也被称为ILB密封)。因此，第一密封剂400和第二密封剂500分别被施加于围绕记录 元件基板200的区域和包含电镀凸块和引线的电连接部分。然后，将得到的结构热硬化并 将其安装在液体喷射记录头中。图IlA IlC是示出液体喷射记录头的主要部件的示意性配置的平面图。图11A、 图IlB和图IlC中的每一个示出液体喷射记录头的制造过程中的步骤。图IlA示出经受了 ILB工艺的记录元件基板200和电气布线部件300被安装在储罐壳体100中的状态。图IlB 是示出第一密封剂400被施加于围绕安装在储罐壳体100中的记录元件基板200的区域的 状态的示意性平面图。图IlC示出第二密封剂500被施加于包含镀金凸块和引线的电连接 部分的状态。这里，一般对于用于密封围绕记录元件基板200的区域的第一密封剂400选 择的材料具有高的可流动性，并且在材料硬化之后向记录元件基板200施加由于硬化收缩 等导致的应力的趋势低。另一方面，通过考虑与记录装置的刮板(wiper blade)等一起使 用的情况下的耐久性，选择用于ILB密封的第二密封剂500的材料。通常，使用具有X轴、Y 轴和Z轴的三轴机器人、点涂机、注射器和针等执行点涂(dispensing)，以便向预定的位置 供给希望的量的密封剂。如图12所示那样执行如上所述的边界密封。连附到其中包含有第一密封剂400的 注射器的针的点涂端被定位于A，所述A存在于面对支撑部件中的凹部的记录元件基板200与电气布线部件300之间的间隙中。然后，在从针喷射第一密封剂400的同时，针的点涂端 在记录元件基板200的纵向(图12中从A到A')上移动。同样地，针的点涂端从B'向 B移动以施加第一密封剂400。由于使用的第一密封剂400具有比较好的流动特性，因此它 流向引线301下方的区域。由此执行边界密封。然后，在引线301和第一密封剂400上施 加第二密封剂500。第一密封剂400和第二密封剂500热硬化。在日本专利No. 3592172中 描述被执行这种密封的液体喷射记录头。近年来，在市场上存在对于具有减小的尺寸的记录装置的需求。通过使储罐壳体 的宽度变窄来减小液体喷射记录头的尺寸对于满足这种需求是有效的。随着在这种减小液 体喷射记录头的尺寸的尝试中减小了储罐壳体的宽度，记录元件基板和电气布线部件之间 的距离相应地被减小。因此，密封剂的施加变得困难。特别地，在如上面描述的那样使用针 来施加密封剂的情况下，由于针的点涂端不能移动到记录元件基板和电气布线部件之间的 间隙中，因此密封剂的施加变得困难。

发明内容
提供一种记录头的制造方法，该记录头包含设置有产生用于喷射液体的能量的元 件的基板、与基板连接的布线部件，以及支撑所述记录元件基板和布线部件的支撑部件，该 方法包括通过连接存在于基板的侧面和支撑部件之间的区域与支撑部件的外周区域的连 通路径而向所述区域施加密封剂的方法。所述连通路径的至少一部分被设置有密封剂。参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。


图IA ID示出根据本发明的第一实施例。图2A 2C是示出用于根据本发明的液体喷射记录头的密封步骤的示意图。图3A和图:3B是示出如何根据本发明在液体喷射记录头的记录元件基板周围执行 边界密封的示意图。图4A 4C是详细示出如何根据本发明在液体喷射记录头的记录元件基板周围执 行边界密封的示意图。图5示出如何根据本发明对液体喷射记录头执行ILB密封。图6A和图6B是示出如何根据本发明对液体喷射记录头执行密封的示意图。图7示出根据本发明的第二实施例。图8A和图8B示出根据本发明的第三实施例。图9示出根据本发明的第四实施例。图IOA和图IOB是示出现有的液体喷射记录头的示意性透视图。图IlA IlC是示出用于现有的液体喷射头的密封步骤的示意图。图12是示出用于现有的液体喷射头的密封步骤的示意图。
具体实施例方式
以下将基于附图描述根据本发明的实施例。
第一实施例
图IA ID示出本发明的第一实施例。图IA是示出用作支撑部件的储罐壳体100 的一部分的平面图。图IC是沿图IA中的线IC-IC切取的储罐壳体100的断面图，图ID是 沿图IA中的线ID-ID切取的储罐壳体100的断面图。在储罐壳体100的中心部分中设置 凹部101。凹部101包含粘接表面，具有能量产生元件的记录元件基板200通过粘接而固定 到所述粘接表面，所述能量产生元件用于产生用于排出液体的能量。另外，在凹部101的中 心部分附近形成用作用于供给墨的通道的供墨端口 103。在第一实施例中，在储罐壳体100中形成连通路径102以在凹部101和储罐壳体 100的外周区域之间提供连通。虽然在储罐壳体100中设置一个或更多个连通路径102就 够了，但是，可以在构成电连接部分并且形成在记录元件基板200的端部附近的引线301附 近设置连通路径102，使得可以如下面描述的那样以稳定的方式执行密封。因此，在本实施 例中，连通路径102被设置在凹部101的纵向端部附近的位置处。图IB是示出通过其中施加热和负荷的内部引线接合(ILB)工艺而事先相互电连 接的电气布线部件300和记录元件基板200被安装在储罐壳体100中的配置的平面图。在 安装过程中，执行高度精确的粘接，以便将电气布线部件300和记录元件基板200固定到储 罐壳体100。另外，本发明的储罐壳体100的宽度为约10mm，这大约小于现有的储罐壳体宽 度的一半。伴随以上的宽度减小，记录元件基板200和电气布线部件300之间的间隙(在 图IB中由“W”表示)也被减小了。在图IB中，连通路径102是通过贯穿储罐壳体100而 将凹部101连接到储罐壳体100的外周区域的连通路径。连通路径102中的每一个被构成 为由在储罐壳体100中形成的沟槽和电气布线部件300所限定的区域。作为替代方案，这 种连通路径可以是在储罐壳体100自身中形成的通孔。如上所述，在第一实施例中，连通路径102中的每一个被构成为由在储罐壳体100 中形成的沟槽和电气布线部件300所限定的区域。在两个位置处即在设置在储罐壳体100 中的凹部101的两个纵向端部处设置连通路径102。接着，将描述在制造本发明的液体喷射记录头中使用的密封方法。如图2A 2C 所示，在密封步骤中，首先，执行使用第一密封剂400的边界密封，以密封围绕记录元件基 板200的区域，然后，执行使用第二密封剂500的ILB密封，以如上面描述的那样密封电连 接部分。图2A是示出执行密封之前的状态的示意性平面图。图2B是示出执行记录元件基 板200周围的边界密封之后的状态的示意性平面图。图2C是示出执行ILB密封之后的状 态的示意性平面图。图3A是示出如何在记录元件基板200周围执行其中施加第一密封剂400的边界 密封的示意图。在图3A中，为了使得更容易描述，部分切除电气布线部件300的一部分。分 别被连附到其中包含第一密封剂400的注射器的针700从储罐壳体100侧被插入连通路径 102中。选择针700，使得每一个针700均具有断面面积比各连通路径102的断面面积小的 外形。在图3A中，连通路径102被设置在电气布线部件300的器件孔的纵向端部处，使得 针700的点涂端可被布置为接近构成电连接部分的引线301附近的区域。在施加第一密封 剂400时，虽然能够在点涂机装置的程序中使一个针通过两个连通路径102施加第一密封 剂400，但是，可以如图3A所示的那样使用两个针施加第一密封剂400，以有效率地执行密 封。作为替代方案，可以如图:3B所示的那样在凹部101的对角的角部处布置连通路径102。通过这样做，可以在密封剂施加装置不相互干涉的情况下分配点涂机装置的空间。因 此，可以执行使用两个针700的同时施加。下面，将参照图4A 4C详细描述如何根据本发明施加第一密封剂400。图4A是 示出施加第一密封剂400之前的电连接部分的部分平面图。记录元件基板200和电气布线 部件300通过引线301相互电连接。图4B是示出施加第一密封剂400期间的状态的示意性平面图。被连附到其中包含有第一密封剂400的注射器的针700的点涂端从连通路径102 的外部向凹部101被插入，并且被定位于电连接部分的附近。第一密封剂400在预定的压 力下被注入。由于第一密封剂400是高度可流动的，因此，它从接近针700的点涂端的一侧 逐渐沿由图中箭头指示的方向而平滑伸展。关于高度方向，电连接部分关于重力方向从下 到上逐渐地完全被第一密封剂400填充。这里，由于表面张力，填充于相邻的引线301之间 的第一密封剂400首先上升到形成引线301的高度。然后，在表面张力与第一密封剂400 的自重平衡的条件下，第一密封剂400保持形状。因此，面向凹部101的引线301下方的区 域填充有第一密封剂400。此外，如图4C中的箭头所示，在面向凹部101的引线301下方的 区域被填充有第一密封剂400的同时，第一密封剂400还在记录元件基板200的纵向上伸 展，同时与记录元件基板200和电气布线部件300形成弯月形状。因此，在执行用第一密封剂400的填充之后，使用第二密封剂500执行ILB密封。 图5是示出使用第二密封剂500执行ILB密封的状态的示意性侧视图。当连附到其中包含 有第二密封剂500的注射器的针600的点涂端在由图5中的箭头表示的方向上移动时，第 二密封剂500被施加到引线301和第一密封剂400上。图6A和图6B示出施加了第一密封 剂400和第二密封剂500的状态。图6B是沿图6A中的线VIB-VIB切取的储罐壳体100的 断面图。如上所述，由于毛细作用力，电连接部分完全被填充有事先施加的第一密封剂400。 另外，第二密封剂500被施加到第一密封剂400上。因此，如图6A和图6B所示，包含引线 301的电连接部分被密封而不被露出。当如上面描述的那样完成使用第一密封剂400和第二密封剂500的密封时，得到 的结构被热硬化。可使用如上面描述的那样构成的记录元件基板单元来构建液体喷射记录 头。如上所述，本实施例的特征在于，液体喷射记录头包含连通路径102，所述连通路 径102将设置在储罐壳体100中的凹部101连接到储罐壳体100的外周区域。通过该配置， 消除了对于在记录元件基板200和电气布线部件300之间确保用于接受针700的区域的需 要，由此允许减小储罐壳体100和电气布线部件300的尺寸。因此，可以减小储罐壳体100 的宽度，并且，作为结果，可以实现液体喷射记录头的尺寸的减小。另外，通过本发明的液体喷射记录头，可以通过经由连通路径102插入针700，直 接在电连接部分的附近施加密封剂。因此，不需要如在现有的情况中所需要的那样设定密 封剂的流动时间，由此允许在更短的时间内执行密封剂的填充。因此，制造效率得到提高。 另外，由于不需要放大电气布线部件300的开口，因此，可以减小电气布线部件300的尺寸， 而不存在否则可能由电气布线部件300的布线宽度和导线数量等施加的限制。第二实施例图7是示出本发明的第二实施例的示意性平面图。第二实施例与以上的实施例的不同在于，储罐壳体100总共包含四个连通路径102，所述四个连通路径102在设置在储罐 壳体100中的凹部101与储罐壳体100的外周区域之间提供连通。这四个连通路径102被 设置在凹部101的两个纵向端部处的相对的位置处。在本实施例中，可以沿布置包含引线301的电连接部分的方向同时从两侧施加密 封剂，由此允许以在左右方向上平衡的方式有效率地执行密封。另外，由于可以使用多个针 700以同时通过多个连通路径102施加密封剂，因此不需要如在现有的情况中所需要的那 样设定流动时间。因此，可以在更短的时间内执行密封，并且因此可以提高制造效率。第三实施例图8A和图8B是示出本发明的第三实施例的示意性平面图。图8A是示出根据本 发明的第三实施例的储罐壳体100的示意性平面图。图8B是沿图8A中的线VIIIB-VIIIB 切取的储罐壳体100的断面图。在本实施例的连通路径102中的每一个中，设置在与凹部 101相邻并且面对凹部101的位置中的开口(第一开口 )的深度(在图8B中示为D)大于 设置在与储罐壳体100的外周区域相邻并且面对储罐壳体100的外周区域的位置中的另一 开口(第二开口)的深度(在图8B中示为d)。换句话说，第二开口的底面位于第一开口的 底面的水平(level)的垂直方向上的上方。在本实施例中，每一个连通路径102的底面倾斜，使得底面从面对储罐壳体100的 凹部101的开口向面对储罐壳体100的外周区域的另一开口逐渐上升。因此，就作用于密封 剂的重力方面来说，该配置在防止密封剂向储罐壳体100的外周区域溢出方面是有效的。 这允许密封剂在被执行以加热和硬化密封剂的硬化步骤中以头朝上(排出端口指向上方) 的状态流动。另外，可以沿布置包含引线301的电连接部分的方向同时从两侧施加密封剂， 由此允许以在左右方向上平衡的方式有效率地执行密封。此外，由于可以使用多个针700以同时通过多个连通路径102施加密封剂，因此不 需要如在现有的情况中所需要的那样设定流动时间，由此使得能够在更短的时间内执行第 一密封剂400的密封。因此，也提高制造效率。第四实施例图9是示出本发明的第四实施例的示意性平面图。在本实施例的每一个连通路径 102中，面对设置在储罐壳体100中的凹部101的开口的面积(在图9中示为t)小于面对 储罐壳体100的外周区域的另一开口的面积(在图9中示为T)。形成连通路径102，使得 面对储罐壳体100的凹部101的各连通路径102的断面面积在预定范围中为恒定，然后向 着储罐壳体100的外周区域逐渐增大。根据本发明的液体喷射记录头执行墨回收处理以将墨供给到排出端口。一般 地，在该处理中，通过对于电气布线部件300按压由弹性材料形成的盖子而执行压盖 (capping) 0参照图9，压盖区域802指示盖子与电气布线部件300接触的区域。在该区域 中，弹性材料和电气布线部件300相互接触以覆盖包含设置在记录元件基板200中的一组 排出端口的区域。在这种情况下，要求平坦性和密闭性质，使得压盖部件在压盖区域802中 压着电气布线部件300而没有间隙。出于这种目的，可通过用密封剂填充压盖区域802中 的连通路径102的内部，确保压盖区域802中的平坦性。在本实施例中，连通路径102的断面面积在压盖区域802中较小，但是在压盖区域 802外面的区域中向着储罐壳体100的外周区域逐渐增大。通过这样做，通过断面面积小的范围中的每一个连通路径102中的表面张力(meniscus force)来保持密封剂。因此，可以 防止密封剂向储罐壳体100的外周区域溢出。如上所述，在本实施例中，可以通过用密封剂填充压盖区域802中的连通路径 102，以稳定的方式执行使用盖子的吸引。另外，存在防止密封剂向储罐壳体100的外周区 域溢出的另一效果。上述实施例中的每一个被构造为使得储罐壳体100自身用作支撑部件。但是，本 发明不限于这种结构，并且被应用于例如这样一种结构其中，可以在由氧化铝等构成、并 且被设置在由聚合物等构成的储罐壳体中的支撑板上设置记录元件基板。在这种情况下， 可以在支撑板中设置连通路径。虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性 实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式和等同的结构 及功能。
权利要求
1.一种记录头，包括基板，设置有产生用于喷射液体的能量的元件；与基板连接的布线部件；支撑所述基板和布线部件的支撑部件；和连通路径，将存在于基板的侧面和支撑部件之间的区连接到支撑部件的外周区域，其中，所述连通路径的至少一部分被设置有密封剂。
2.根据权利要求1所述的记录头，其中，所述连通路径由支撑部件中形成的沟槽和所述布线部件二者限定的区域构成。
3.根据权利要求1所述的记录头，其中，所述连通路径由在支撑部件中形成的通孔构成。
4.根据权利要求1所述的记录头，其中，所述连通路径的面对所述区的第一开口在基板的纵向端部附近形成。
5.根据权利要求1所述的记录头，其中，所述连通路径的面对所述外周区域的第二开口的面积大于所述连通路径的面对 所述区的第一开口的面积。
6.根据权利要求1所述的记录头，其中，所述连通路径的面对所述外周区域的第二开口的底面在垂直方向上位于所述连 通路径的面对所述区的第一开口的底面的水平之上，并且，所述第二开口的面积小于所述 第一开口的面积。
7.—种记录头的制造方法，该记录头包含设置有产生用于喷射液体的能量的元件的基 板、与基板连接的布线部件，以及支撑所述基板和布线部件的支撑部件，该方法包括通过将存在于基板的侧面和支撑部件之间的区连接到支撑部件的外周区域的连通路 径，向所述区施加密封剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在用于注射密封剂的针插入在连通路径中并且 所述针的点涂端移动接近基板的纵向端部附近的区域之后，从所述针向所述区施加密封 剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述区的宽度小于所述针的点涂端的直径。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括在所述支撑部件中形成沟槽，其中，所述连通路径由所述沟槽和所述布线部件所限定 的区域构成。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述连通路径由在支撑部件中形成的通孔构成。
12.根据权利要求7所述的方法，还包括形成连通路径的面对所述区的第一开口。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，所述连通路径的面对所述外周区域的第二开口的面积大于所述连通路径的面对 所述区的第一开口的面积。
14.根据权利要求7所述的方法，其中，所述连通路径的面对所述外周区域的第二开口的底面在垂直方向上位于所述连通路径的面对所述区的第一开口的底面的水平之上，并且，所述第二开口的面积小于所述 第一开口的面积。
全文摘要
本发明涉及液体喷射记录头及其制造方法。提供一种记录头的制造方法，该记录头包含设置有产生用于喷射液体的能量的元件的基板、与基板连接的布线部件，以及支撑所述基板和布线部件的支撑部件，该方法包括通过将存在于基板的侧面和支撑部件之间的区域连接到支撑部件的外周区域的连通路径，向所述区域施加密封剂。
文档编号B41J2/14GK102069641SQ201010518128
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月25日 优先权日2009年11月25日
发明者岛村亮 申请人:佳能株式会社