專利名稱：一種用于噴墨打印機(jī)的加熱片單元的制作方法
交叉引用相關(guān)申請本申請涉及同時(shí)提交的如下美國專利申請，申請?zhí)?9/100,070,發(fā)明名稱”一種帶有密封膠材料的噴墨加熱片單元”(AN INK JETHEATER CHIP MODULE WITH SEALANT MATERIAL)；申請?zhí)?9/100,485,發(fā)明名稱”一種加熱片單元及其制造方法”(A HEATER CHIP MODULE ANDPROCESS FOR MAKING SAME)；申請?zhí)?9/099,854，發(fā)明名稱“一種加熱片單元的制造方法”(A PROCESS FOR MAKING AHEATER CHIP MODULE)；申請?zhí)?9/100,218，發(fā)明名稱“一種包括一個(gè)將加熱片結(jié)合到托架上的噴嘴板的加熱片單元”(AN INK JET HEATER CHIP MODULE INCLUDINGA NOZZLE PLATE COUPLING A HEATER CHIP TO A CARRIER)；以及申請?zhí)?9/100,544，發(fā)明名稱”一種噴墨加熱片單元”(AN INK JETHEATER CHIP MODULE)，此處引用作為參考。
噴墨打印盒在打印介質(zhì)，例如紙上橫向掃描一次，在其上打印上多個(gè)包含打印數(shù)據(jù)條帶的點(diǎn)。數(shù)據(jù)條帶具有給定的長度和寬度。數(shù)據(jù)條帶的長度在掃描方向的橫向延伸，并且由加熱片的大小決定。
打印機(jī)制造商總在尋找能夠提高打印速度的技術(shù)。一個(gè)可能的解決方法是使用較大的加熱片。但是大加熱片制造成本很高。典型的加熱片通常形成在圓形硅晶片上。而普通的矩形加熱片越大，所用來制造加熱片的硅晶片就越少。另外，隨著加熱片尺寸的增加，晶片上有可能出現(xiàn)有缺陷的加熱元件、導(dǎo)線或其它元件的幾率越大。因此，加熱片尺寸的增加或造成產(chǎn)量降低。
因此，需要一種改進(jìn)的打印頭或打印頭組件，其可以提高打印速度同時(shí)可以采用較經(jīng)濟(jì)的方式來生產(chǎn)。
兩個(gè)或更多個(gè)加熱片首尾對準(zhǔn)或者以一定角度排列，并且可以結(jié)合在單個(gè)托架上。這樣兩個(gè)或更多個(gè)加熱片可以組合形成單個(gè)較大的加熱片。也就是說，兩個(gè)或更多個(gè)較小的加熱片可以形成與較大的加熱片所打印的數(shù)據(jù)條帶大致相等的數(shù)據(jù)條帶。
結(jié)合在單個(gè)托架上的兩個(gè)或更多個(gè)加熱片可以賦予不同的顏色。例如，并排結(jié)合在單個(gè)托架上的三個(gè)加熱片可以接受任意一種三原色。
優(yōu)選，托架由熱傳導(dǎo)材料構(gòu)成，例如金屬陶瓷復(fù)合材料，金屬，陶瓷或者硅。熱傳導(dǎo)材料為結(jié)合在托架上的一個(gè)或多個(gè)加熱片提供了散熱通路。
因?yàn)閯傂酝屑懿粫艿酱蛴∵^程中的溫度或者濕度影響急劇地膨脹或者收縮，所以加熱片和單個(gè)托架之間的間隙不會顯著的變化。另外，因?yàn)閷ⅰ眱?yōu)良的”加熱片，也就是通過了質(zhì)量控制檢測的加熱片組合在了托架上，所以可以獲得較高的產(chǎn)量。
加熱片上的結(jié)合區(qū)可以通過引線結(jié)合方式與一個(gè)或者多個(gè)柔性線路的跡線結(jié)合在一起。在跡線和加熱片的結(jié)合區(qū)之間延伸有分隔開的導(dǎo)線。跡線部分和結(jié)合區(qū)大致與噴嘴板的底面共面。另外，這些導(dǎo)線基本上位于與被打印的紙基體最接近的充墨容器的底面和紙基體之間。
在所示實(shí)施例中，加熱片單元包括一個(gè)”頂部射出”單元或打印頭，其中噴嘴位于與加熱片的電阻加熱元件表面垂直的方向上。
打印盒20包括一個(gè)僅僅示出在

圖1中容器22，圖2中示出的是裝有墨水和加熱片單元50的狀態(tài)。容器22可以由聚合材料構(gòu)成。在所示實(shí)施例中，容器22由聚亞苯醚構(gòu)成，商業(yè)上現(xiàn)有General ElectricCompany的商標(biāo)為“NORYL SE-1”的產(chǎn)品。容器22也可以采用此處明確指出以外的材料構(gòu)成。
在圖2所示實(shí)施例中，單元50包括一個(gè)完全剛性的托架52，一個(gè)側(cè)邊供墨式加熱片60以及一個(gè)噴嘴板70。加熱片60包括多個(gè)布置在基板64上的電阻加熱元件62。在所示實(shí)施例中，基板64由硅構(gòu)成。噴嘴板70具有多個(gè)貫通的開口72，其構(gòu)成了噴射墨滴的噴嘴74。托架52直接固定在容器22的底側(cè)(未示出)，也就是通過，例如粘合劑(未示出)固定在圖1中最靠近紙基體12的一側(cè)。這樣，在所示實(shí)施例中，除了粘合劑之外，托架52和容器22之間就沒有任何其他元件了。用于將托架52固定在容器22上的一種粘合劑的實(shí)例可以是商業(yè)上現(xiàn)有的NationalStarch and Chemical Company的一個(gè)部門Emerson and CumingSpecialty Polymers生產(chǎn)的名稱為“ECCOBOND 3193-17”的產(chǎn)品。
噴嘴板70可以由柔性聚合材料基體構(gòu)成，其通過一種粘合劑(未示出)粘接在加熱片60上。構(gòu)成噴嘴板70的聚合材料以及用于將平板70固定在加熱片60上的粘合劑共同描述在授予Ashok Murthy等人的美國專利申請，申請?zhí)枮?8/966,281，發(fā)明名稱為”一種形成噴墨打印機(jī)噴嘴結(jié)構(gòu)的方法”(METHOD OF FORMING AN INK JET PRINTHEADNOZZLE STRUCTURE)中，申請日為1997年11月7日，該專利申請為下述授予Tonya H.Jackson等人的美國專利申請的部分延續(xù)，申請?zhí)枮?8/519,906，發(fā)明名稱”一種形成噴墨打印機(jī)噴嘴結(jié)構(gòu)的方法”(METHOD OF FORMING AN INK JET PRINTHEAD NOZZLE STRUCTURE)，申請日為1995年8月28日，此處公開作為參考。正如其中所述，平板70可以由聚酰亞胺，聚酯，氟碳聚合物或聚碳酸酯等聚合材料構(gòu)成，優(yōu)選其厚度為15到200微米，更優(yōu)選20到80微米。商業(yè)上現(xiàn)有的噴嘴板材料所包括的聚酰亞胺實(shí)例可以是E.I.DuPont de Nemours & Co.的商標(biāo)為“KAPTON”以及Ube(日本)的商標(biāo)為“UPILEX”的產(chǎn)品。用于將平板70固定在加熱片60上的粘合劑可以包括苯酚縮丁醛樹脂粘合劑。噴嘴板70可以通過任何技術(shù)手段粘接在加熱片60上，例如熱壓粘合處理。可以采用一種商業(yè)上現(xiàn)有的Rogers Corporation,Chandler,AZ的產(chǎn)品名稱為“RFLEX1100”的聚酰亞胺基體/苯酚縮丁醛樹脂粘合劑復(fù)合材料。在加熱片60和粘合劑復(fù)合材料之間使用到了一種可光成像的平面環(huán)氧樹脂(在申請?zhí)?9/064,019，申請日為1998年4月21日的美國專利申請中有所公開)中間層。
當(dāng)平板70和加熱片60結(jié)合在一起的時(shí)候，平板70的部分76和加熱片60的部分66構(gòu)成了多個(gè)氣泡腔65。墨水通過供墨槽65a從容器22流入氣泡腔65。如圖2A所示，供墨槽65a從氣泡腔65延伸出加熱片60的第一和第二外邊緣60a和60b。電阻加熱元件62位于加熱片60上，以使每個(gè)氣泡腔65只有一個(gè)加熱元件62。每個(gè)氣泡腔65都與一個(gè)噴嘴74相連通。
在圖2,2A和2B所示實(shí)施例中，托架52包括固定在支撐基片54上的一個(gè)支撐基片54和一個(gè)隔板56。隔板56具有一個(gè)由內(nèi)側(cè)壁56b確定的矩形開口56a。支撐基片54具有第一和第二外表面54a和54b以及一個(gè)構(gòu)成固定側(cè)邊供墨式加熱片60的托架支撐部分52a的部分54c。支撐基片部分54c的一個(gè)上表面54d和隔板56的內(nèi)側(cè)壁56b構(gòu)成了托架52的一個(gè)內(nèi)凹槽58。側(cè)邊供墨式加熱片60位于托架內(nèi)凹槽58中并且固定在托架的支撐部分52a上。支撐基片54的厚度Tp約為400微米到1000微米，優(yōu)選約為500微米到800微米。隔板56的厚度Ts約為400微米到1000微米，優(yōu)選約為500微米到800微米。
部分54c包括兩個(gè)從支撐基片54的第一外表面54a延伸到內(nèi)凹槽58中的通道54g。因此通道54g與內(nèi)凹槽58連通，從而形成了從容器22向凹槽58的供墨通路。墨水從內(nèi)凹槽58流入供墨槽65a。在所示實(shí)施例中通道54g通常為矩形。當(dāng)然它們可以是橢圓形或者其他幾何形狀。另外，每個(gè)通道54g可以包括多個(gè)相互隔開的較小的通道或槽。
支撐基片54優(yōu)選由熱傳導(dǎo)材料構(gòu)成。例如，熱傳導(dǎo)材料包括陶瓷，金屬陶瓷復(fù)合材料，硅以及金屬，例如不銹鋼，鋁，銅，鋅，鎳及其合金。在所示實(shí)施例中，支撐基片54可以采用任何方法切割成金屬片，例如沖壓，化學(xué)腐蝕或激光切割。熱傳導(dǎo)材料為結(jié)合在托架52上的加熱片60提供了散熱通路。
隔板56可以由金屬構(gòu)成，例如鋼，鋁，銅，鋅和鎳，或者可以是可模壓、可機(jī)加工的材料或者其他可加工的聚合材料，例如商業(yè)上現(xiàn)有的GE Plastics的產(chǎn)品名稱為“ULTEM”的聚醚酰亞胺構(gòu)成。
隔板56通過粘合劑55固定在支撐基片54上。用于將隔板56固定在支撐基片54上的粘合劑實(shí)例包括可熱固化的B-級(B-stage)粘合劑(聚砜)預(yù)成型膜，商業(yè)上現(xiàn)有的包括Alpha Metals Inc.的、名稱為“Staystik415”的產(chǎn)品，以及商業(yè)上現(xiàn)有的Mitsui Toatsu ChemicalsInc.的、名稱為“REGULUS”的產(chǎn)品。
另外還希望在單個(gè)托架52上可以形成兩個(gè)或更多的內(nèi)凹槽58以及相同數(shù)量的基片部分54c，這樣在單個(gè)托架52上就可以容納兩個(gè)或更多個(gè)加熱片60。同樣還希望在單個(gè)內(nèi)凹槽58d中可以布置兩個(gè)或更多個(gè)加熱片60，并且固定在單個(gè)基片部分54c上。在上述兩個(gè)可供選擇的實(shí)施例中，加熱片60可以并排首尾布置，或者相互以一定角度布置。
如果在單個(gè)托架52上結(jié)合了兩個(gè)或更多的加熱片60，那么就必須提供同樣數(shù)量的噴嘴板70，這樣在每個(gè)加熱片60上就可以分別結(jié)合一個(gè)噴嘴板70了。否則就必須將兩個(gè)或者更多的加熱片60結(jié)合在單個(gè)較大的噴嘴板(未示出)上。
內(nèi)凹槽58和加熱片60具有一定的尺寸，這樣就可以使得加熱片60相對的兩側(cè)部分60c和60d與相鄰的隔板56的內(nèi)側(cè)壁56b隔開，以形成具有足夠尺寸的間隙80a和80b，從而允許墨水在加熱片的兩側(cè)部分60c和60d以及相鄰的內(nèi)側(cè)壁56b之間自由流動(dòng)，參見圖2A。
噴嘴板70的尺寸伸出圍繞內(nèi)凹槽58的隔板56的部分56c之外，從而將內(nèi)凹槽58密封以防止墨水從內(nèi)凹槽58滲漏出來。如上所述，通道54g構(gòu)成了從容器22到內(nèi)凹槽58之間的供墨通路。墨水從內(nèi)凹槽58流入槽65a。
電阻加熱元件62單獨(dú)受到打印機(jī)電源電路(未示出)提供的電壓脈沖的控制。每個(gè)輸出給電阻加熱元件62的電壓脈沖瞬時(shí)將與電阻加熱元件62接觸的墨水汽化，從而在裝有電阻加熱元件62的氣泡腔65中形成一個(gè)氣泡。氣泡的作用是將氣泡腔65中的墨水排出，這樣就會從與氣泡腔65相連的噴嘴74中噴出墨滴。
固定在容器22和托架52上的柔性線路90用于從打印機(jī)電源線路向加熱片60提供電能脈沖。如圖2D所示，柔性線路90包括由聚合材料例如聚酰亞胺或聚酯材料構(gòu)成的第一和第二外基片層90a和90b，例如由丙烯酸，聚酯，酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂粘合材料構(gòu)成的第一和第二內(nèi)基片層90c和90d，以及金屬跡線90e，在所示實(shí)施例中為銅，其位于粘合劑和聚合層之間。
在所示實(shí)施例中，柔性線路90由基片層90b，粘合劑層90d以及一層銅片構(gòu)成。這種層狀結(jié)構(gòu)商業(yè)上現(xiàn)有E.I.DuPont de Nemours & Co.的名稱為“Pyralux WA/K Copper Clad Laminate”的產(chǎn)品。然后在銅片上施加一種光刻膠材料，例如反向光刻膠材料。將一個(gè)具有多個(gè)擋住的或遮蓋住的區(qū)域以及沒有擋住的區(qū)域的覆蓋物放置在光刻膠材料上。沒有擋住的部分與跡線相對應(yīng)。之后未擋住的光刻膠暴露在紫外光中，并使暴露的部分固化或者聚合。在經(jīng)過通常的顯影之后將未曝光或者未固化的部分去除。然后使用傳統(tǒng)的腐蝕方法將光刻膠層上形成的圖案轉(zhuǎn)移到銅片上。腐蝕完成之后，將殘留在銅片上的光刻膠用傳統(tǒng)的剝離方法去除。最后，將基片層90a和粘合劑層90c，其中之一為商業(yè)上現(xiàn)有的E.I.DuPont de Nemours & Co.的名稱為“Pyralux WA/KBond Ply”的產(chǎn)品，通過熱壓方法層壓到跡線90e以及基片層90b和粘合劑層90d上。最好，基片和粘合劑層90a和90c是預(yù)穿孔的，這樣在其層壓到基片層90b、粘合劑層90d和跡線90e上之前就可以具有一個(gè)或者多個(gè)開口90g。
加熱片60上的結(jié)合區(qū)68在柔性線路90中通過引線結(jié)合到跡線90e的90f上，這樣從每個(gè)結(jié)合區(qū)68伸出的單根導(dǎo)線91通過柔性線路90中的部分90g連接到跡線90e的部分90f上，參見附圖2和2D。導(dǎo)線91進(jìn)一步穿過形成在噴嘴板70上的窗口或開口71。同樣希望噴嘴板70的尺寸如上述引用的、發(fā)明名稱為“一種帶有密封膠材料的噴墨加熱片單元”(AN INK JET HEATER CHIP MODULE WITH SEALANT MATERIAL)的專利申請中所述，使得導(dǎo)線91不從噴嘴板70上的窗口伸出。電流從打印機(jī)電源線路流向柔性線路90中的跡線90e，并從跡線90e流向加熱片60上的結(jié)合區(qū)68。形成在基板64上的導(dǎo)線(未示出)從結(jié)合區(qū)68向電阻加熱元件62延伸。從結(jié)合區(qū)68流出的電流沿著導(dǎo)線流向電阻加熱元件62?；蛘呷嵝跃€路的跡線通過TAB(膠帶自動(dòng)粘合條)粘貼到加熱片的結(jié)合區(qū)上，并且可用于代替上述的柔性線路90，例如參見共同待批的美國專利申請，申請?zhí)枮?8/827,140，發(fā)明名稱為“一種將柔性線路連接到聚合材料容器上并且通過使用一種封裝材料在柔性線路以及其它元件上形成一個(gè)隔離層的方法”(A PROCESS FOR JOINING A FLEXIBLECIRCUIT TO A POLYMERIC CONTAINER AND FOR FORMING A BARRIER LAYEROVER SECTIONS OF THE FLEXIBLE CIRCUIT AND OTHER ELEMENTS USINGAN ENCAPSULANT MATERIAL)，申請日為1997年3月27日，此處引用作為參考。
現(xiàn)在對形成圖2所示的加熱片單元50的引線結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行描述。如上所述，噴嘴板70包括一個(gè)柔性聚合材料基片。在所示實(shí)施例中，柔性基片上覆蓋有一層苯酚縮丁醛樹脂粘合劑，用于將噴嘴板70固定在加熱片60和托架52上。
首先，噴嘴板70對準(zhǔn)加熱片60安裝在其上。由此，加熱片60與其它的加熱片60隔開形成在同一晶片上。對準(zhǔn)方法如下。在噴嘴板70上布置一個(gè)或者多個(gè)開口77，其與加熱片60上形成的一個(gè)或者多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)67對準(zhǔn)。當(dāng)噴嘴板70對準(zhǔn)布置在加熱片60上后，噴嘴板70采用，例如傳統(tǒng)的熱壓粘合處理粘合在加熱片60上。噴嘴板70上的苯酚縮丁醛樹脂粘合劑在粘和步驟完成之后并未固化。
如果兩個(gè)或更多個(gè)加熱片60結(jié)合在單個(gè)較大的噴嘴板上，加熱片60相對噴嘴板對準(zhǔn)的過程基本上是相同的。也就是說，在單個(gè)較大的噴嘴板上的開口與布置在兩個(gè)或更多個(gè)加熱片60上的基準(zhǔn)點(diǎn)對準(zhǔn)。
在噴嘴板70粘貼到加熱片60上之前或者之后，將隔板56粘合到支撐基片54上。將一層上述提及的粘合劑55施加到支撐基片54的第二外表面54b上布置隔板56的位置處。然后將隔板56安裝到支撐基片54上。之后，采用加熱和加壓的方法使粘合劑55完全固化。
在托架52上固定柔性線路90的位置還可以布置一種粘合材料(未示出)，例如0.002英寸，商業(yè)上現(xiàn)有的Rogers Corporation(Chandler,Arizona)的產(chǎn)品名稱為“1000B200”的切片(die-cut)酚醛樹脂粘合膜。當(dāng)粘合膜布置到托架上之后，將柔性線路90布置到粘合膜上，并采用加熱加壓的方法粘貼到托架52上。
然后將噴嘴板/加熱片組件安裝到托架52上。開始，在基片部分54c的上表面54d上布置一個(gè)或者多個(gè)加熱片60的位置處施加一種傳統(tǒng)的小片結(jié)合粘合劑110(die bond adhesive)，例如一種商業(yè)上現(xiàn)有的Alpha Metals Inc.的產(chǎn)品名稱為“Polysolder LT”的熱傳導(dǎo)小片結(jié)合粘合劑。之后，噴嘴板70上的開口(未示出)與托架52上的特征結(jié)構(gòu)(未示出)對準(zhǔn)。
噴嘴板/加熱片組件粘貼到托架52上，以使小片結(jié)合粘合劑110固化后保持組件和托架52連接在一起。在噴嘴板/加熱片組件對準(zhǔn)安裝到托架52上之前，在托架52上布置加熱片60的一個(gè)或者多個(gè)拐角位置處施加一種商業(yè)上現(xiàn)有的National Starch and Chemical Company的一個(gè)部門Emerson and Cuming Specialty Polymers的產(chǎn)品，名稱為UV9000的傳統(tǒng)可紫外光(UV)固化的粘合劑(未示出)。在噴嘴板/加熱片組件安裝在托架52上之后，利用紫外光使曝光的UV粘合劑固化以實(shí)現(xiàn)粘接。同樣還希望使用一種陽離子固化粘合材料將加熱片60粘貼到托架52上。這樣的一種粘合劑可以是商業(yè)上現(xiàn)有的Electronic MaterialsInc.的名稱為“Emcast 700 Series”的產(chǎn)品。這種材料同樣可以采用UV固化。
然后，將噴嘴板/加熱片組件和支撐基片/隔板組件在一個(gè)烘爐上以一定的溫度放置足夠長的時(shí)間，使下述物質(zhì)固化將噴嘴板70粘接到加熱片60和托架52上的苯酚縮丁醛樹脂粘合劑；將柔性線路90連接到托架52上的酚醛樹脂粘合膜；以及將加熱片60連接到54c上的小片結(jié)合粘合劑110。
當(dāng)噴嘴板/加熱片組件和柔性線路90已經(jīng)粘接到托架52上之后，柔性線路90上的跡線90e的部分90f通過引線結(jié)合法連接到加熱片60的結(jié)合區(qū)68上。同樣還希望，跡線的端部通過傳統(tǒng)的膠帶自動(dòng)粘貼條(TAB)連接到結(jié)合區(qū)上，膠帶自動(dòng)粘貼條在上述引用專利申請中有所描述，發(fā)明名稱為“一種包括一個(gè)將加熱片結(jié)合到托架上的噴嘴板的加熱片單元”(AN INK JET HEATER CHIP MODULE INCLUDING A NOZZLE PLATECOUPLING A HEATER CHIP TO A CARRIER)。在通過引線結(jié)合法或者TAB粘貼之后，一種商業(yè)上現(xiàn)有的National Starch and Chemical Company的一個(gè)部門Emerson and Cuming Specialty Polymers的產(chǎn)品，名稱為UV9000的可紫外光(UV)固化粘合劑一類的液體封裝材料144(僅僅顯示在圖2B中)施加到跡線部分90f、結(jié)合區(qū)68、開口71以及在跡線部分和結(jié)合區(qū)之間延伸的導(dǎo)線91上。然后利用紫外光使UV粘合劑固化。
包括噴嘴板/加熱片組件和托架52以及粘結(jié)柔性線路90的加熱片單元50對準(zhǔn)粘接到一個(gè)聚合材料容器22上。一種商業(yè)上現(xiàn)有的National Starch and Chemical Company的一個(gè)部門Emerson andCuming Specialty Polymers的產(chǎn)品，名稱為“ECCOBOND 3193-17”的粘合劑(未示出)施加到容器上布置加熱片單元50的一個(gè)部分上。然后將加熱片單元50安裝到容器部分上。
然后，將加熱片單元50和容器22在一個(gè)烘爐上以一定的溫度放置足夠長的時(shí)間，使粘合劑固化將加熱片單元50連接到容器22上。
柔性線路90上沒有連接在容器22上的一部分通過，例如一種獨(dú)立式的壓敏粘結(jié)膜粘接在容器22上，其參見共同待批的美國專利申請，申請?zhí)枮?8/827,140，發(fā)明名稱為“一種將柔性線路連接到聚合材料容器上并且通過使用一種封裝材料在柔性線路以及其它元件上形成一個(gè)隔離層的方法”(A PROCESS FOR JOINING A FLEXIBLE CIRCUIT TO APOLYMERIC CONTAINER AND FOR FORMING A BARRIER LAYER OVERSECTIONS OF THE FLEXIBLE CIRCUIT AND OTHER ELEMENTS USING ANENCAPSULANT MATERIAL)，申請日為1997年3月27日，此處引用作為參考。
同樣希望加熱片60可以通過低共熔點(diǎn)粘合或其他已知的粘合處理固定在托架52上。
依照本發(fā)明的第二實(shí)施例構(gòu)造的加熱片單元250如圖3和4所示，其中相同的元件用相同的數(shù)字進(jìn)行標(biāo)記。此處，托架152的支撐基片154的構(gòu)成是，每個(gè)加熱片160上只有一個(gè)通道154g。加熱片160包括一個(gè)傳統(tǒng)的中央供墨式加熱片，其具有一個(gè)中央供墨通道162。墨水從容器22流過支撐基片154中的通道154g進(jìn)入通道162。墨水通過噴嘴板170中的供墨槽165a從通道162流入氣泡腔165，其由噴嘴板170的部分和加熱片160的部分構(gòu)成。
支撐基片154和隔板156可以采用圖2所示的實(shí)施例中支撐基片54和隔板56所用相同的材料構(gòu)成。但是在支撐基片154上對每個(gè)加熱片160只形成了一個(gè)通道154g。
加熱片單元250的各部分可以采用如下方式組合而得。首先，噴嘴板170對準(zhǔn)安裝在加熱片160上。典型的是在單個(gè)晶片上形成多個(gè)加熱片160。在此實(shí)施例中，在晶片切成塊之前將噴嘴板170安裝到每個(gè)加熱片160上。對準(zhǔn)過程如下。在噴嘴板170上形成一個(gè)或者多個(gè)開口277，其與加熱片160上的基準(zhǔn)點(diǎn)267對準(zhǔn)。當(dāng)每個(gè)噴嘴板170對準(zhǔn)放置到相應(yīng)的加熱片160上之后，將噴嘴板170粘結(jié)到加熱片160上。另外還希望在單個(gè)較大的噴嘴板(未示出)上可以粘結(jié)兩個(gè)或更多個(gè)加熱片。在本實(shí)施例中，當(dāng)加熱片從加熱片晶片上分開之后，使加熱片與噴嘴板170對準(zhǔn)。
噴嘴板170包括一個(gè)或多個(gè)開口177，其在所示實(shí)施例中為三角形，參見圖4。開口177可以為圓形，正方形或其他幾何形狀。一種商業(yè)上現(xiàn)有的National Starch and Chemical Company的一個(gè)部門Emersonand Cuming Specialty Polymers的產(chǎn)品，名稱為LV-4359-88的可紫外光(UV)固化的粘接劑(未示出)施加在開口177上，以與噴嘴板170和加熱片160都接觸。之后利用UV射線使其粘接固化。加熱片晶片上的每個(gè)加熱片160接收一個(gè)噴嘴板170，并用這種方式粘接到相應(yīng)的加熱片160上。當(dāng)膠粘完成后，通過使用，例如熱壓粘合處理使布置在每個(gè)噴嘴板170下的酚縮丁醛樹脂粘合劑層固化，從而將噴嘴板170永久粘結(jié)到晶片上的加熱片160上。之后對加熱片晶片進(jìn)行切割，從而將噴嘴板/加熱片組件相互分開。
當(dāng)加熱片晶片切成小塊后，在每個(gè)噴嘴板/加熱片組件的加熱片160上附加一個(gè)柔性線路190。柔性線路190上的跡線192的跡線端部192a利用TAB粘接到加熱片160的結(jié)合區(qū)168上，參見圖3和4。在本實(shí)施例中，柔性線路190包括單獨(dú)一層基片，例如聚酰亞胺基片190a，銅跡線192形成在基片190a的下側(cè)。同樣還希望跡線部分通過引線結(jié)合粘合處理連接到結(jié)合區(qū)168上。但是，這種引線結(jié)合處理最好是在柔性線路190附加到隔板156上之后進(jìn)行。
在噴嘴板170附加到加熱片160上之前或者之后，可以使用上述將隔板56粘接到支撐基片54上一樣的方法將隔板156粘接到支撐基片154上。
在隔板156上固定柔性線路190的一個(gè)部分156e還可以布置一種粘合材料(未示出)，例如0.002英寸，商業(yè)上現(xiàn)有的Rogers Corporation(Chandler,Arizona)的產(chǎn)品名稱為“1000B200”的切片(die-cut)酚醛樹脂粘合膜。
當(dāng)噴嘴板170已經(jīng)粘接到加熱片160上、隔板156已經(jīng)粘接到支撐基片154上、酚醛樹脂粘合膜已經(jīng)放置到隔板156上之后，噴嘴板/加熱片組件將對準(zhǔn)粘貼到支撐基片/隔板組件上。開始的時(shí)候，先將小片結(jié)合粘合劑110施加到托架支撐部分152a上布置加熱片160的位置處。
之后，噴嘴板170中的開口(未示出)與托架152上的特征結(jié)構(gòu)(未示出)對準(zhǔn)。
噴嘴板/加熱片組件粘貼到支撐基片/隔板組件上，也就是托架152上，以使小片結(jié)合粘合劑110固化后保持兩個(gè)組件連接在一起。在噴嘴板/加熱片組件對準(zhǔn)安裝到支撐基片/隔板組件上之前，在支撐基片154上布置加熱片160的一個(gè)或者多個(gè)拐角位置處施加一種商業(yè)上現(xiàn)有的National Starch and Chemical Company的一個(gè)部門Emerson andCuming Specialty Polymers的產(chǎn)品，名稱為UV9000的傳統(tǒng)可紫外光(UV)固化粘合劑(未示出)。在噴嘴板/加熱片組件安裝到支撐基片/隔板組件上之后，利用紫外光使曝光的UV粘合劑固化以實(shí)現(xiàn)粘接。一旦噴嘴板/加熱片組件安裝到支撐基片/隔板組件上，柔性線路190與布置到隔板156上的酚醛樹脂粘合膜相接觸。
然后，將噴嘴板/加熱片組件和支撐基片/隔板組件在一個(gè)烘爐上以一定的溫度放置足夠長的時(shí)間，使下述物質(zhì)固化將柔性線路190連接到隔板156上的酚醛樹脂粘合膜；以及將加熱片160連接到支撐基片154上的小片結(jié)合粘合劑110。
然后在跡線端部192a和結(jié)合區(qū)168上施加一種液體封裝材料(未示出)，例如商業(yè)上現(xiàn)有的National Starch and Chemical Company的一個(gè)部門Emerson and Cuming Specialty Polymers的產(chǎn)品，名稱為UV9000的傳統(tǒng)可紫外光(UV)固化粘合劑。之后利用UV光使UV粘合劑固化。
包括噴嘴板/加熱片組件和支撐基片/隔板組件以及粘結(jié)柔性線路190的加熱片單元250對準(zhǔn)粘接到一個(gè)聚合材料容器22上。一種商業(yè)上現(xiàn)有的National Starch and Chemical Company的一個(gè)部門Emersonand Cuming Specialty Polymers的產(chǎn)品，名稱為“ECCOBOND 3193-17”的粘合劑(未示出)施加到容器上布置加熱片單元250的一個(gè)部分上。然后將加熱片單元250安裝到容器部分上。
然后，將加熱片單元250和容器22在一個(gè)烘爐上以一定的溫度放置足夠長的時(shí)間，使粘合劑固化將加熱片單元250連接到容器22上。
柔性線路190上沒有連接在隔板156上的一部分通過，例如一種獨(dú)立式的壓敏粘結(jié)膜粘接在容器22上。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例構(gòu)成的一種加熱片單元350如圖5所示，其中相同的元件用相同的數(shù)字表示。加熱片單元350的結(jié)構(gòu)與圖2A中所示的單元50除了托架352不一樣之外基本上一樣，托架352包括一個(gè)完全剛性的單層基片353。該單層基片353優(yōu)選熱傳導(dǎo)材料構(gòu)成，例如陶瓷，金屬或者硅。在所示實(shí)施例中，該單層基片353由金屬構(gòu)成，例如316型不銹鋼，可以采用任何切割方法將其切成金屬片，例如沖壓，化學(xué)腐蝕和激光切割。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例構(gòu)成的一種加熱片單元450如圖6所示，其中相同的元件用相同的數(shù)字表示。加熱片單元450的結(jié)構(gòu)與圖3中所示的單元250除了托架452不一樣之外基本上一樣，托架452包括一個(gè)完全剛性的單層基片453。該單層基片453優(yōu)選熱傳導(dǎo)材料構(gòu)成，例如陶瓷，金屬或者硅。
權(quán)利要求
1．一種加熱片單元包括一個(gè)剛性托架，適于固定在一個(gè)用于接受墨水的容器上，其包括一個(gè)支撐部分；一個(gè)結(jié)合在所述托架支撐部分的加熱片，所述支撐部分包括至少一個(gè)通道，其構(gòu)成了一個(gè)從該容器向所述加熱片的供墨通道；一個(gè)結(jié)合在所述加熱片上的噴嘴板。
2．一種如權(quán)利要求1所述的加熱片單元，其特征在于，所述托架包括固定在所述支撐基片上的一個(gè)支撐基片和一個(gè)隔板，所述隔板具有一個(gè)由內(nèi)側(cè)壁確定的開口，所述支撐基片具有第一和第二外表面以及一個(gè)構(gòu)成所述托架支撐部分的部分，所述支撐基片部分的一個(gè)上表面和所述隔板的一個(gè)所述內(nèi)側(cè)壁構(gòu)成了所述托架的一個(gè)內(nèi)凹槽，所述加熱片位于所述內(nèi)凹槽中，并且所述至少一個(gè)通道與所述內(nèi)凹槽連通。
3．一種如權(quán)利要求2所述的加熱片單元，其特征在于，所述內(nèi)凹槽和所述加熱片的尺寸是使所述加熱片的至少一個(gè)側(cè)面部分與所述隔板的至少一個(gè)所述內(nèi)側(cè)壁隔開。
4．一種如權(quán)利要求2所述的加熱片單元，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)側(cè)邊供墨式加熱片。
5．一種如權(quán)利要求2所述的加熱片單元，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)中央供墨式加熱片。
6．一種如權(quán)利要求2所述的加熱片單元，其特征在于，所述隔板選自下述材料組分，該組分包括金屬陶瓷復(fù)合材料，聚合材料，金屬材料和陶瓷。
7．一種如權(quán)利要求2所述的加熱片單元，其特征在于，所述支撐基片選自下述材料組分，該組分包括金屬陶瓷復(fù)合材料，金屬和陶瓷。
8．一種如權(quán)利要求1所述的加熱片單元，其特征在于，所述托架包括單獨(dú)一層基片。
9．一種如權(quán)利要求8所述的加熱片單元，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)側(cè)邊供墨式加熱片。
10．一種如權(quán)利要求8所述的加熱片單元，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)中央供墨式加熱片。
11．一種如權(quán)利要求8所述的加熱片單元，其特征在于，所述單層基片選自下述材料組分，該組分包括金屬陶瓷復(fù)合材料，金屬材料和陶瓷。
12．一種柔性線路/加熱片單元組件包括一種加熱片單元包括一個(gè)托架，適于固定在一個(gè)用于接受墨水的容器上，其包括一個(gè)支撐部分，一個(gè)結(jié)合在所述托架支撐部分的加熱片，一個(gè)結(jié)合在所述加熱片上的噴嘴板，所述支撐部分包括至少一個(gè)通道，其構(gòu)成了一個(gè)從該容器向所述加熱片的供墨通道；一個(gè)結(jié)合在所述加熱片上的柔性線路。
13．一種如權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于，所述托架包括固定在所述支撐基片上的一個(gè)支撐基片和一個(gè)隔板，所述隔板具有一個(gè)由內(nèi)側(cè)壁確定的開口，所述支撐基片具有第一和第二外表面以及一個(gè)構(gòu)成所述托架支撐部分的部分，所述支撐基片部分的一個(gè)上表面和所述隔板的一個(gè)所述內(nèi)側(cè)壁構(gòu)成了所述托架的一個(gè)內(nèi)凹槽，所述加熱片位于所述內(nèi)凹槽中，并且所述至少一個(gè)通道與所述內(nèi)凹槽連通。
14．一種如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，所述內(nèi)凹槽和所述加熱片的尺寸是使所述加熱片的至少一個(gè)側(cè)面部分與所述隔板的至少一個(gè)所述內(nèi)側(cè)壁隔開。
15．一種如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)側(cè)邊供墨式加熱片。
16．一種如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)中央供墨式加熱片。
17．一種如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，所述隔板選自下述材料組分，該組分包括金屬陶瓷復(fù)合材料，聚合材料，金屬材料和陶瓷。
18．一種如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，所述支撐基片選自下述材料組分，該組分包括金屬陶瓷復(fù)合材料，金屬材料和陶瓷。
19．一種如權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于，所述托架包括單獨(dú)一層基片。
20．一種如權(quán)利要求19所述的組件，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)側(cè)邊供墨式加熱片。
21．一種如權(quán)利要求19所述的組件，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)中央供墨式加熱片。
22．一種如權(quán)利要求19所述的組件，其特征在于，所述單層基片選自下述材料組分，該組分包括金屬陶瓷復(fù)合材料，金屬材料和陶瓷。
23．一種如權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于，所述柔性線路包括一個(gè)基片部分和至少一個(gè)布置在所述基片部分上的導(dǎo)線跡線，所述的至少一個(gè)導(dǎo)線跡線具有一個(gè)結(jié)合到所述加熱片的一個(gè)結(jié)合區(qū)(bondpad)上的部分。
24．一種如權(quán)利要求23所述的組件，其中所述導(dǎo)線跡線部分通過引線結(jié)合法粘結(jié)在所述結(jié)合區(qū)。
25．一種如權(quán)利要求23所述的組件，其中所述導(dǎo)線跡線部分通過TAB粘結(jié)在所述結(jié)合區(qū)。
26．一種噴墨打印盒包括一個(gè)用于接受墨水的容器；一種加熱片單元包括一個(gè)直接固定在所述容器上的大致剛性的托架并且包括一個(gè)支撐部分，一個(gè)結(jié)合在所述托架支撐部分的加熱片，一個(gè)結(jié)合在所述加熱片上的噴嘴板，所述支撐部分包括至少一個(gè)通道，其構(gòu)成了一個(gè)從該容器向所述加熱片的供墨通道；一個(gè)結(jié)合在所述加熱片上的柔性線路。
27．一種如權(quán)利要求26所述的噴墨打印盒，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)側(cè)邊供墨式加熱片。
28．一種如權(quán)利要求26所述的噴墨打印盒，其特征在于，所述加熱片包括一個(gè)中央供墨式加熱片。
29．一種柔性線路/加熱片組件包括一個(gè)具有一個(gè)帶有第一和第二外表面的基底的加熱片以及至少一個(gè)布置在所述第一基底表面的結(jié)合區(qū)；一個(gè)結(jié)合在所述加熱片上的噴嘴板，以與所述第一基底表面接近；一個(gè)柔性線路包括一個(gè)基片部分和至少一個(gè)布置在所述基片部分上的導(dǎo)線跡線，所述的至少一個(gè)導(dǎo)線跡線具有一個(gè)引線結(jié)合到所述加熱片的一個(gè)結(jié)合區(qū)基底上的部分，以使一根導(dǎo)線在所述跡線部分和所述結(jié)合區(qū)之間延伸。
30．一種如權(quán)利要求29所述的柔性線路/加熱片組件，其特征在于，所述跡線部分和所述結(jié)合區(qū)大致與所述噴嘴板的底面共面。
31．一種如權(quán)利要求29所述的柔性線路/加熱片組件，其特征在于，所述加熱片布置有多個(gè)結(jié)合區(qū)并且所述柔性線路布置有相同數(shù)量的跡線，其具有引線結(jié)合到所述結(jié)合區(qū)的部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種加熱片(50),該加熱片包括一個(gè)適合于固定在一個(gè)充墨容器(22)上的托架(52)、至少一個(gè)具有一個(gè)結(jié)合到托架上的基底的加熱片(60)以及至少一個(gè)結(jié)合到加熱片上的噴嘴板(70)。托架包括一個(gè)支撐部分(54),該支撐部分至少具有一個(gè)通道,其構(gòu)成了一個(gè)從容器到加熱片的供墨通路。
文檔編號B41J2/14GK1320080SQ9980888
公開日2001年10月31日 申請日期1999年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月19日
發(fā)明者詹姆斯·M·姆爾沃斯, 阿肖克·穆爾蒂 申請人:萊克斯馬克國際公司