[发明专利]喷墨打印头及其结构和制造方法以及喷墨打印机墨盒

说明书

本发明涉及一种喷墨打印机的改进打印头结构以及在打印头的组合结构中减小热和/或机械应力的方法。

喷墨打印头是一种组合结构，通常通过采用粘结剂直接将喷嘴板粘结在一块半导体基片上或者通过将喷嘴板附着在一个焊着或粘着在基片上的聚合层上的方法来制得。该聚合层可在其附着在基片上之前或之后进行加工，以形成油墨导流结构，该油墨导流结构将油墨提供给打印头并使油墨通过喷嘴板喷到打印介质上。

为了将喷嘴板附着到聚合层上，需要对喷嘴板和基片进行加热和加压。由于喷嘴板、聚合层以及基片材料各自通常具有不同的弹性模量和热膨胀系数，所以导致打印头组合结构的材料在受热和/或受冷时，以不同的比率膨胀和收缩并具有不同的膨胀和收缩量。在上述附着过程中，打印头各部件的不均匀膨胀和/或收缩，使得打印头产生引起各部件翘曲并导致不匹配的应力，以及在安装和使用打印头过程中产生导致各部件折裂倾向增加的应力。各部件的不匹配和/或翘曲可导致打印头喷不出油墨或喷偏油墨。

在喷嘴孔数量增加和喷嘴孔尺寸减小的情况下，打印头各部件的相互匹配对于打印机的正常使用就显得尤其重要。打印头结构翘曲或其包含相互不匹配的部件会导致打印机性能和质量大大降低。

本发明的一个目的就是要提高打印头结构各部件的相互匹配性。

本发明的另一个目的是在打印头安装过程中减小其部件中的热应力。

本发明的又一个目的是提供一种使各部件具有相对较小热应力的低制造成本的打印头制造工艺方法。

关于上述的和其它的优点，本发明提供一种打印头组合结构，其包括一块半导体基片、一个厚膜聚合层以及一个附着在聚合层上的喷嘴板，该半导体基片表面上设有给油墨以能量的装置和连接到那里的电追踪探测元件，所述厚膜聚合层毗邻基片上的能量配给表面。该聚合层具有足够的厚度和适当的尺寸，并设有多个储墨腔和油墨导流通道以及在靠近储墨腔的聚合层表面区域设有多个凹槽，该凹槽足以防止在将喷嘴板附着到聚合层上的工艺过程中，在聚合层中产生热应力。

在另一个实施例中，本发明提供一种制造喷墨打印头的方法，其包括以下步骤：首先提供一块含有电追踪探测元件的半导体基片，该电追踪探测元件在该基片表面上连接到油墨的能量配给装置上；然后将一个聚合层附着到该半导体基片表面上，该聚合层厚度范围大约是2至50微米，最好是约10至30微米；再对该聚合层进行一步或多步处理，以在该聚合层上形成储墨腔和油墨导流通道，使油墨可流到能量配给装置中，并在靠近储墨腔处制得凹槽；最后采用加热的方法将喷嘴板附着到该聚合层上，从而制得喷墨打印头，其中，所述凹槽大小相同，设置在该聚合层的同一区域，足以减小在上述附着过程中在该聚合层内所产生的热应力。

在又一个实施例中，本发明提供一种热敏式喷墨打印机墨盒，其包括一个储墨体、将该墨盒与打印机相连接的电触头以及与含有该电触头的电连接电路板相连的打印头结构，其中，该打印头结构包括一块在其油墨可润湿的表面上和油墨流经的通道内具有热阻元件及电追踪探测元件的半导体基片；一个毗邻该基片油墨可润湿表面的感光性树脂厚膜聚合层；以及一个附着在该聚合层上的喷嘴板，该聚合层含有多条从油墨入口区通向毗邻该油墨入口区的储墨腔中的油墨导流通道。在毗邻储墨腔的该聚合层区域上，该聚合层也含有多个空穴，这些空穴的大小足以防止在制造过程中在打印头结构中产生热应力。

尽管本发明特别适用于具有金属喷嘴板的打印头结构，然而，本发明也可很便利地应用于具有聚合物或其它材料的喷嘴板的打印头结构。本发明可应用于任何对于其喷嘴板、聚合层和/或基片材料各自具有不同弹性模量和热膨胀系数情况的打印头结构。

本发明的一个优点是凹槽或空穴设在聚合层上而不是设在喷嘴板上，简化了其加工制造工艺，该凹槽或空穴可在将喷嘴板附着到聚合层上的工艺过程中减小热应力。另外，由于该凹槽或空穴是与在厚膜或聚合层上加工其它导流结构同时或基本同时进行加工的，因此，与制造一个金属或表面覆盖金属的喷嘴板和采用独立的机加工步骤在喷嘴板上形成凹槽或空穴的加工工艺相比，本发明减少了工艺步骤。

通过结合附图对最佳实施例的详细描述可看出本发明更进一步的优点，为了更清楚地显示其详细结构，这些附图未按比例绘制，附图中相同的标号代表相同的部件。

图1是从本发明的打印头结构的一端穿过该结构的油墨导流区的横截面视图；

图2和图2A是未按比例绘制的本发明打印头结构的顶部平面视图；

图3是未按比例绘制的本发明打印头组合结构的局部侧视图；