專利名稱：一種基于粘合劑的噴墨打印頭組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種打印頭組件。特別是涉及一種打印頭組件和一種組裝打印頭的方法。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人開(kāi)發(fā)出了一種頁(yè)寬噴墨打印頭，頁(yè)寬噴墨打印頭是眾多美國(guó)專利和專利申請(qǐng)的主題。所述打印頭能夠打印分辨率高達(dá)1600dpi的文本和圖像。
所述打印頭的一個(gè)主要部分是一個(gè)或多個(gè)打印頭芯片。所述打印頭芯片是采用集成電路制造技術(shù)制造而成。具體而言，每個(gè)打印頭芯片都包括沿著一段硅晶片基材分布的多個(gè)噴嘴裝置。每個(gè)噴嘴裝置都是一個(gè)微機(jī)電系統(tǒng)。本申請(qǐng)人已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的技術(shù)可以制造帶有多達(dá)84000個(gè)噴嘴裝置的打印頭。
通常，在組裝打印頭時(shí)，打印頭芯片位于某種形式的底座中，所述底座是一個(gè)墨水分配裝置的一部分，比如是一個(gè)墨水分配總管的一部分。此外，所述底座也能夠以一定的方式連接在墨水分配裝置上，以在打印頭芯片和墨水分配裝置之間設(shè)定某種形式的界面。
把所述打印頭芯片放置在相應(yīng)底座中的方法，通常是簡(jiǎn)單地把打印頭芯片壓入底座中的凹槽中去。所述凹槽尺寸的設(shè)置使得配合是滑動(dòng)配合或者干涉配合，以確保打印頭芯片在底座中保持在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 因?yàn)樗龃蛴☆^芯片具有延伸性，所以打印頭芯片容易彎曲。其結(jié)果是，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)和操作中，任何作用在底座上的應(yīng)力，都可能導(dǎo)致底座彎曲，從而導(dǎo)致打印頭芯片彎曲。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的是，所述噴嘴裝置每個(gè)都是微機(jī)電系統(tǒng)，因而所述彎曲是我們所不希望的。
此種配合的一個(gè)特殊問(wèn)題來(lái)源于可能進(jìn)入所述凹槽的顆粒物質(zhì)。如果顆粒物質(zhì)是一個(gè)或多個(gè)相當(dāng)堅(jiān)硬的微粒，則問(wèn)題更加嚴(yán)重。當(dāng)芯片被壓入凹槽時(shí)，所述微粒會(huì)夾在打印頭芯片和凹槽的內(nèi)壁之間，使打印頭芯片在與微粒接觸的點(diǎn)處形成應(yīng)力集中。這樣，當(dāng)芯片遭受少量的彎曲時(shí)，通常不會(huì)造成問(wèn)題，而應(yīng)力集中會(huì)導(dǎo)致打印頭芯片斷裂。
本申請(qǐng)人構(gòu)思出本發(fā)明以解決所述問(wèn)題，使打印頭制造商不必為組裝打印頭而準(zhǔn)備無(wú)塵環(huán)境。眾所周知，芯片制造商為了確保芯片制造環(huán)境無(wú)塵，需付出很高的成本。申請(qǐng)人相信，使打印頭組裝階段不再需要在無(wú)塵環(huán)境中進(jìn)行是人們所希望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種噴墨打印頭組件，包括至少一個(gè)長(zhǎng)條狀噴墨打印頭芯片，所述長(zhǎng)條狀噴墨打印頭芯片是采用集成電路制造技術(shù)制造的；至少一個(gè)相應(yīng)的噴墨打印頭芯片底座，所述底座設(shè)定一個(gè)長(zhǎng)條狀凹槽，所述長(zhǎng)條狀凹槽帶有一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁。所述的或每個(gè)打印頭芯片位于所述的對(duì)應(yīng)的槽中，所述的或每個(gè)打印頭芯片插在相應(yīng)的凹槽中，設(shè)定所述的或每個(gè)打印頭芯片和所述相應(yīng)的凹槽的尺寸使得在所述的或每個(gè)打印頭芯片和每個(gè)側(cè)壁之間都有一個(gè)間隙；和位于每個(gè)間隙中的彈性可變形材料，用于把所述的或每個(gè)打印頭芯片定位于所述的凹槽中。
本發(fā)明的第二個(gè)目的在于，提供一種組裝一種噴墨打印頭的方法。所述噴墨打印頭包括至少一個(gè)加長(zhǎng)噴墨打印頭芯片，所述加長(zhǎng)噴墨打印頭芯片是采用集成電路制造技術(shù)的產(chǎn)品，和至少一個(gè)相應(yīng)的噴墨打印頭芯片底座，所述底座設(shè)有一個(gè)有一對(duì)相對(duì)側(cè)壁的加長(zhǎng)凹槽；設(shè)定所述的或每個(gè)打印頭芯片和所述相應(yīng)的凹槽的尺寸，使得所述的或每個(gè)打印頭芯片的寬度比相應(yīng)的凹槽的寬度在規(guī)定的范圍內(nèi)小，所述方法包括以下步驟把所述的或每個(gè)噴墨打印頭芯片定位在所述的相應(yīng)的底座中，使得在所述的或每個(gè)打印頭芯片和相應(yīng)的凹槽的每個(gè)側(cè)壁之間都有一個(gè)間隙；然后至少向每個(gè)間隙的局部注入粘合劑，所述粘合劑從可以固化成彈性可變形材料的一組粘合劑中選出的，以把所述的或每個(gè)打印頭芯片固定在所述相應(yīng)凹槽中。


圖1是本發(fā)明中的噴墨打印頭組件的第一個(gè)實(shí)施例的示意立體圖；圖2是本發(fā)明中的噴墨打印頭組件的第二個(gè)實(shí)施例的立體圖；圖3是圖2所示噴墨打印頭組件中一個(gè)模塊的分解圖；圖4是圖3所示模塊的立體圖；圖5是圖3所示模塊的平面圖；圖6是圖3所示模塊的側(cè)視圖；圖7是圖3所示模塊從相對(duì)的另一側(cè)透視所得的側(cè)視圖；圖8是圖3所示模塊沿圖5中A-A的截面圖；圖9是圖3所示模塊的局部放大視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，標(biāo)記10泛指本發(fā)明噴墨打印頭組件的第一個(gè)實(shí)施例。
所述噴墨打印頭組件10是一種頁(yè)寬噴墨打印頭組件。
所述噴墨打印頭組件10包括一個(gè)噴墨打印頭芯片底座14。在所述底座14上帶有一個(gè)墨水分配總管12。
所述噴墨打印頭芯片底座14包括一個(gè)支承元件16。在所述支承元件16中設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)條狀凹槽或溝槽。
所述噴墨打印頭組件10包括多個(gè)噴墨打印頭芯片，其中一個(gè)噴墨打印頭芯片標(biāo)記為20。所述噴墨打印頭芯片20是采用集成電路制造技術(shù)制造而成的。所述噴墨打印頭芯片20還包括若干噴嘴裝置(未圖示)，每個(gè)噴嘴裝置都是一個(gè)微機(jī)電系統(tǒng)。這樣，每個(gè)噴嘴裝置都至少具有一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，作用于噴嘴腔中的墨水，使所述墨水從噴嘴腔中噴出。
所述噴墨打印頭芯片20和槽18的橫截面都為矩形，槽18比噴墨打印頭芯片20在規(guī)定范圍內(nèi)要大。具體而言，所述槽18的寬度比噴墨打印頭芯片20的寬度在規(guī)定范圍內(nèi)大。槽18的寬度大約在310微米和5100微米之間。噴墨打印頭芯片20的寬度大約在300微米和5000微米之間。
在組裝過(guò)程中，將所述芯片20插入槽18中，如箭頭21所示。所述噴墨打印頭芯片20采用粘合劑固定在所述槽18中，所述粘合劑固化后成為一種如標(biāo)記22所指示的彈性可變形材料。因?yàn)榍懊嫠龅某叽绮?，?dāng)把所述打印頭芯片20安置在所述槽18中時(shí)，在所述打印頭芯片20的每個(gè)側(cè)面24和槽18的側(cè)壁28之間都有一個(gè)間隙26。所述間隙26的寬度大致在5到50微米之間。所述間隙26中填充彈性可變形材料22。
如同在參考的專利申請(qǐng)中所闡明的，所述打印頭芯片20具有極大的長(zhǎng)寬比。其原因在于，在制造芯片的過(guò)程中，允許使用者在保持足夠的寬度以實(shí)現(xiàn)頁(yè)寬打印的同時(shí)，通過(guò)使芯片的寬度盡可能的小來(lái)保持芯片的占空度(real estate)。此外，所述底座14和所述的墨水分配總管12也有相當(dāng)大的長(zhǎng)寬比。這導(dǎo)致所述打印頭在正常的使用和操作中容易彎曲。應(yīng)該理解的是，沒(méi)有間隙26，此彎曲將直接傳遞給所述打印頭芯片20，這是我們不希望的。在此情況下，當(dāng)芯片10放入槽18中時(shí)，如果顆粒物質(zhì)沾在所述芯片20的每個(gè)側(cè)面24上或者沾在側(cè)壁28的其中之一上，將在顆粒物質(zhì)與所述側(cè)壁28接觸之處產(chǎn)生應(yīng)力集中的點(diǎn)，這是本發(fā)明之前的實(shí)踐情況。底座14任何后來(lái)的彎曲能導(dǎo)致芯片20在應(yīng)力集中的點(diǎn)處斷裂。
由此得出，所述間隙允許底座14有一定的彎曲，而且此彎曲不會(huì)傳遞給所述芯片20。更進(jìn)一步地，所述粘合劑一旦固化成所述彈性可變形材料22，在保持所述芯片在槽18中處于適當(dāng)位置的同時(shí)，可以容納所述底座14的彎曲。
所述粘合劑可以固化成彈性材料。具體而言，此種粘合劑可以是一種硅橡膠粘合劑。
在圖2至圖9中，標(biāo)記30泛指本發(fā)明中噴墨打印頭組件的第二個(gè)實(shí)施例。除非另有說(shuō)明，與圖1相同的標(biāo)記指代相同的部件。
所述打印頭組件30與US 09/693,644、09/693,737和09/693,340中的打印頭組件相似。由此得出，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容將限定在安裝打印頭芯片20的方法方面，不會(huì)再對(duì)所述美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的細(xì)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，除非是以一種寬泛的方式。
所述打印頭組件30是一個(gè)帶有多個(gè)模塊32的模塊化打印頭組件。每個(gè)模塊32都有一個(gè)設(shè)定一個(gè)槽36的底座34，在所述槽36中，安裝打印頭芯片20。所述槽36和所述打印頭芯片20的相對(duì)尺寸與前述打印頭組件10一致。在所述打印頭芯片20的每個(gè)側(cè)面24和對(duì)應(yīng)的槽36的側(cè)壁40之間也都有一個(gè)間隙38。和打印頭組件10一樣，打印頭芯片10被可固化成彈性可變形材料的粘合劑固定在相應(yīng)的槽36中，所述彈性可變形材料在附圖中采用標(biāo)記42指代。所述間隙38和彈性可變形材料42的優(yōu)點(diǎn)如同上述。
如同可以在圖2中看到的，打印頭30包括一個(gè)墊板結(jié)構(gòu)44，模塊32安裝在其中。每個(gè)底座34都是瓦片形狀，安裝在墊板結(jié)構(gòu)44中。在此實(shí)施例中，有三個(gè)瓦片34安裝在墊板結(jié)構(gòu)44中。根據(jù)需要，在打印頭中，可以有一個(gè)以上的墊板結(jié)構(gòu)44。所述墊板結(jié)構(gòu)44有一對(duì)相對(duì)的側(cè)部46和一個(gè)底部48，其中設(shè)定了一個(gè)安裝瓦片34的區(qū)域50。
每個(gè)瓦片34都設(shè)定一個(gè)嵌套結(jié)構(gòu)56，使得瓦片34能夠沿著區(qū)域50采用端對(duì)端的方式嵌套在一起。瓦片設(shè)置在區(qū)域50中方式的細(xì)節(jié)和前面提及的專利申請(qǐng)中所描述的相同。
每個(gè)瓦片34都有一個(gè)第一模件52，位于第二模件54之上，模件52和54都安裝在墊板結(jié)構(gòu)44的區(qū)域50中。模件52和54的詳細(xì)結(jié)構(gòu)在前面提及的專利申請(qǐng)中描述了。槽36設(shè)定在第一模件52中。
在槽36的一側(cè)，第一模件52設(shè)定有多條凸起的肋58。所述凸起的肋58用于使打印介質(zhì)穿過(guò)打印頭芯片20時(shí)，距離打印頭芯片20以設(shè)定的距離。在槽36的另一側(cè)設(shè)有多個(gè)傳導(dǎo)帶60。所述傳導(dǎo)帶60用導(dǎo)線和所述芯片20電連接，以把控制電路(圖中沒(méi)有顯示)和打印頭芯片20連接起來(lái)。
第一模件52在其長(zhǎng)度方向的大致中部位置設(shè)有一個(gè)凹槽62。所述凹槽62的尺寸和位置設(shè)置使得，當(dāng)瓦片34安裝在墊板結(jié)構(gòu)44的區(qū)域50中時(shí)，與墊板結(jié)構(gòu)44的側(cè)部46設(shè)定的一個(gè)擋塊64接合。并且，把瓦片34安裝在墊板結(jié)構(gòu)44上的方式，也在前面提及的專利申請(qǐng)中描述了。
從圖3可以看到，第一模件52上設(shè)有多個(gè)入口66。所述入口用于向打印頭芯片20供應(yīng)墨水。
入口66和相應(yīng)的設(shè)定在第二模件54上的縱向間隔排列的開(kāi)口68相通。此外，在模件54上設(shè)有開(kāi)口70用于供應(yīng)空氣。詳細(xì)的細(xì)節(jié)在前面提及的專利申請(qǐng)中描述了。
瓦片34和墊板結(jié)構(gòu)44的設(shè)置容許所述瓦片34和墊板結(jié)構(gòu)44之間有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)方法在前面提及的專利申請(qǐng)中描述了。比如，環(huán)狀結(jié)構(gòu)72位于墊板結(jié)構(gòu)44的底部48上。環(huán)狀結(jié)構(gòu)72是彈性可變形疏水性的材料制成，并且與設(shè)在第二模件54中的輔助凹槽接合。這樣，盡管有所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)，仍可保持嚴(yán)密的密封。所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)72限制設(shè)在底部48中的通道74(如圖8所示)的開(kāi)口。前面提及的專利申請(qǐng)中描述了更詳細(xì)的細(xì)節(jié)。
墨水和空氣供應(yīng)方式的詳細(xì)細(xì)節(jié)也在前面提及的專利申請(qǐng)中描述了，因此在此不再描述。簡(jiǎn)要地說(shuō)，然而，通道74和第二模件中的開(kāi)口68相通，進(jìn)而與入口66相通。通道74被分成六組，可以分別存放比如青色、黃色、洋紅色、黑色和紅外線墨水以及定影液六種墨水。也可以采用其它的六種墨水組合。這樣，芯片就是“六色”芯片。
如圖8所示，打印頭50包括一個(gè)蓋在一個(gè)噴嘴層78上的噴嘴防護(hù)裝置76。所述噴嘴層78安裝在一個(gè)硅入口襯背80上，所述硅入口襯背80在上面提到的US 09/608,779中有詳細(xì)的描述。
在圖9中，可以清楚地看到間隙38和彈性可變形材料42。
此領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，間隙38和彈性可變形材料42的設(shè)置提供了一種方法，可以避免，因?yàn)轭w粒物質(zhì)進(jìn)入芯片20和槽36的側(cè)壁40之間，而產(chǎn)生應(yīng)力集中的點(diǎn)。間隙38和彈性可變形材料42不再需要把芯片壓配合甚至滑動(dòng)配合安裝在相應(yīng)的槽中。因而可以在一定的程度上減少了由于顆粒物質(zhì)進(jìn)入而導(dǎo)致的不利影響。
此領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步可以理解的是，在具體的實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在不偏離本說(shuō)明書(shū)充分公開(kāi)描述的本發(fā)明的要旨或范圍內(nèi)，可以對(duì)本法明作多種變化或修改。因此，所述兩個(gè)實(shí)施例，應(yīng)理解為僅僅是例證性的，而不是限定性的。
權(quán)利要求
1.(經(jīng)過(guò)修改)一種用于頁(yè)寬噴墨打印頭的噴墨打印頭組件，所述打印頭組件包括至少一個(gè)長(zhǎng)條狀噴墨打印頭芯片，所述芯片是采用集成電路制造技術(shù)制造而成；至少一個(gè)相應(yīng)的噴墨打印頭芯片底座，所述底座設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)條狀凹槽，所述凹槽帶有一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁，設(shè)定所述的或每個(gè)打印頭芯片和所述凹槽的尺寸，使得在所述的或每個(gè)打印頭芯片和其對(duì)應(yīng)的側(cè)壁之間都有一個(gè)間隙；和位于各個(gè)間隙中的彈性可變形材料，所述彈性可變形材料填充所述間隙，并把所述的或每個(gè)打印頭芯片固定在所述的相應(yīng)的凹槽中，選用的所述彈性可變形材料，容許所述打印頭組件正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)打印頭芯片和打印頭芯片底座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
2.(經(jīng)過(guò)兩次修改)如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭組件，其特征在于包括多個(gè)打印頭芯片，所述打印頭芯片位于對(duì)應(yīng)于所述噴墨打印頭芯片的噴墨打印頭芯片底座的所述加長(zhǎng)凹槽中。
3.刪除
4.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭組件，其特征在于所述的噴墨打印頭芯片底座安裝在一個(gè)墨水分配總管上。
5.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭組件，其特征在于所述噴墨打印頭組件包括多個(gè)模塊，所述每個(gè)模塊都包括一個(gè)噴墨打印頭芯片底座、一個(gè)安裝在所述底座中的噴墨打印頭芯片和一個(gè)安裝所述模塊的墊板結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭組件，其特征在于所述彈性可變形材料是一種合成橡膠材料。
7.如權(quán)利要求6所述的噴墨打印頭組件，其特征在于所述合成橡膠材料是一種硅基材料。
8.(經(jīng)過(guò)修改)一種噴墨打印頭的組裝方法，所述的噴墨打印頭帶有至少一個(gè)采用集成電路制造技術(shù)制成的加長(zhǎng)噴墨打印頭芯片，和至少一個(gè)相應(yīng)的噴墨打印頭芯片底座，所述底座設(shè)有一個(gè)帶一對(duì)相對(duì)側(cè)壁的長(zhǎng)條狀凹槽，設(shè)定所述的或每個(gè)打印頭芯片和所述相應(yīng)的槽的尺寸，使得所述的或每個(gè)打印頭芯片寬度在規(guī)定的范圍內(nèi)比相應(yīng)的槽的寬度要小，所述方法包括步驟把所述的或每個(gè)噴墨打印頭芯片定位在相應(yīng)的底座中，通過(guò)所述一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁和所述打印頭芯片，使得所述或每個(gè)打印頭芯片的兩側(cè)都有一個(gè)間隙；和向每個(gè)間隙中注入粘合劑，所述粘合劑從一組粘合劑中選出，所述粘合劑可以固化成彈性可變形材料，以把所述的或每個(gè)打印頭芯片定位于所述的凹槽中。所述粘合劑的選擇，使得所述彈性可變形材料可以容許正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所述的或每個(gè)打印頭芯片與所述或每個(gè)打印頭芯片底座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種至少包括一個(gè)長(zhǎng)條狀噴墨打印頭芯片(20)的噴墨打印頭組件(10)，所述芯片(20)是采用集成電路制造技術(shù)制造的產(chǎn)品。所述組件(10)至少還包括一個(gè)相應(yīng)的噴墨打印頭芯片底座(14)，所述底座(14)中設(shè)有一個(gè)帶一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁(28)的長(zhǎng)條狀凹槽(18)。所述的或每個(gè)打印頭芯片(20)安裝在相應(yīng)的凹槽(18)中。設(shè)定所述的或每個(gè)打印頭芯片(20)和所述相應(yīng)的凹槽的尺寸，使得在所述的或每個(gè)打印頭芯片(20)和每個(gè)側(cè)壁(28)之間都有一個(gè)間隙(26)。在每個(gè)間隙中都有彈性可變形材料(22)，以把所述的或每個(gè)打印頭芯片(20)固定在所述的凹槽(18)中的恰當(dāng)位置上。
文檔編號(hào)B41J2/16GK1568259SQ02820140
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2002年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月31日
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