CN116890532A - 液体喷射记录元件单元及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液体喷射记录元件单元,包括:第一基板,其设有第一分隔壁和能量生成部分,第一分隔壁界定包括液体的喷射口的第一流动通道,能量生成部分生成用于从第一流动通道喷射液体的能量;以及设置有第二分隔壁的第二基板,第二分隔壁界定包括液体的供应口的第二流动通道,第二基板堆叠在第一基板上,使得第二流动通道与第一流动通道连通。第一分隔壁和第二分隔壁在第一基板和第二基板的堆叠方向上跨越预定间隙邻接。所述间隙的水力直径小于第一流动通道中具有最小流动通道横截面积的最小流动通道部分的水力直径。本发明还涉及一种液体喷射记录元件单元的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及液体喷射记录元件单元及其制造方法。
背景技术
喷墨打印机是通过从作为液体喷射记录头的喷墨记录头喷射作为记录液体的小墨滴来形成字符和图像的输出装置。近年来,喷墨打印机已被用作家用设备和办公设备,并已扩展到工业应用。通过将记录元件单元高精度地接合到与墨供应单元连接的支撑构件而形成这样的喷墨记录头。通过记录元件基板(其中,在硅基板中形成多个喷射能量生成部分、墨流动通道和墨喷射口)、诸如驱动IC的喷射信号输出部分、以及从打印机本体传输电信号的配线板的电安装而形成记录元件单元。在这方面,一种用于在记录元件单元中形成墨流动通道的方法包括贴合多个基板。公开号为H06-218923的日本专利申请描述了一种技术,该技术通过在经由连接而形成墨流动通道的过程中在结合表面处设置墨不通过的凹陷部分来防止由于粘合剂的溢出而导致的墨喷射驱动电力的损失。此外,公开号为H07-266567的日本专利申请提出了一种技术,其中,为了提高可加工性和成品率,将粘合剂填充到形成在结合表面上的凹陷部分中,然后将基板结合在一起,以形成流动通道。
发明内容
关于喷墨记录头,近年来见证了记录元件基板收缩以进一步降低产品成本的持续进展,以及旨在增强性能的部件尺寸减小的进展。为了满足这些产品要求,记录元件单元中的墨流动通道需要做得更精细,并且间距更窄。另一方面,在通过接合其上形成有凹凸的多个基板来形成墨流动通道的情况下,接合区域更小。在此,由于粘合剂溢出,墨流动通道本身变得更窄,因此更可能被堵塞。当通过简单地采用公开号为H06-218923和H07-266567的日本专利申请中的技术来解决该问题时,出现的问题是由于形成了并未用作墨流动通道的凹陷部分而扩大了芯片表面积。
因此本发明的目的是提供一种技术,其允许抑制由粘合剂溢出引起的墨流动通道的堵塞,且不会导致芯片表面积的扩大。
为了实现上述目的,本发明的液体喷射记录元件单元包括:
第一基板,所述第一基板具有第一分隔壁和能量生成部分,使得所述第一分隔壁界定包括用于喷射用于图像记录的液体的多个喷射口的第一流动通道,并且所述能量生成部分生成用于经由所述喷射口从所述第一流动通道喷射液体的能量;以及
设置有第二分隔壁的第二基板,所述第二分隔壁界定包括用于供应液体的供应口的第二流动通道,所述第二基板经由粘合剂堆叠并接合到所述第一基板,使得所述第二流动通道与所述第一流动通道连通;
其中所述第一分隔壁和所述第二分隔壁在所述第一基板和所述二基板的堆叠方向上以没有粘合剂介入的方式跨越预定对向距离的间隙而邻接;并且
其中所述间隙的水力直径小于在所述第一流动通道中具有最小流动通道横截面积的最小流动通道部分的水力直径。
为了实现上述目的,本发明的液体喷射记录元件单元的制造方法包括:
所述液体喷射记录元件单元包括:
第一基板,所述第一基板具有第一分隔壁和能量生成部分,使得所述第一分隔壁界定包括用于喷射用于图像记录的液体的多个喷射口的第一流动通道,并且所述能量生成部分生成用于经由所述喷射口从所述第一流动通道喷射液体的能量;以及
设置有第二分隔壁的第二基板,所述第二分隔壁界定包括用于供应液体的供应口的第二流动通道,所述第二基板经由粘合剂堆叠并接合到所述第一基板,使得所述第二流动通道与所述第一流动通道连通;所述方法包括:
制造所述第一基板和所述第二基板的基板制造步骤;以及
通过经由粘合剂接合来堆叠所述第一基板和所述第二基板的堆叠步骤;
其中在所述堆叠步骤中,所述第一基板和所述第二基板被堆叠,使得没有粘合剂被施加到沿所述第一基板和所述二基板的堆叠方向邻接的所述第一分隔壁和所述述第二分隔壁之间的间隙上,并且所述间隙的水力直径小于在所述第一流动通道中具有最小流动通道横截面积的最小流动通道部分的水力直径。
本发明允许抑制由粘合剂溢出引起的墨流动通道堵塞,且不会导致芯片表面积的扩大。
参考附图,根据对示例性实施例的以下描述,本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1A是本发明的实施例中的液体喷射记录元件单元的示意性透视图;
图1B是示出液体喷射记录元件单元的制造过程的示意性透视图;
图1C是示出液体喷射记录元件单元的制造过程的示意性透视图;
图1D是示出液体喷射记录元件单元的制造过程的示意性透视图;
图2A至图2C是示出墨流动通道基板的构造的示意图;
图3A至图3C是示出本发明的实施例1中的墨流动通道构造的示意图;
图4A至图4C是示出墨流动通道构件的构造的示意图;
图5A至图5C是由墨流动通道基板和墨流动通道构件构成的墨流动通道构造的示意图;
图6是示出本发明的实施例2中的墨流动通道构造的示意图;
图7是示出本发明的实施例3中的墨流动通道构造的示意图;
图8A和图8B是示出本发明的实施例4中的墨流动通道构造的示意图;以及
图9A至图9C是用于说明本发明的实施例1中的墨流动通道的水力直径的图。
具体实施方式
下面将参考附图,基于实施例来解释性地详细描述用于实施本发明的实施方式。实施例中描述的构成部件的尺寸、材料、形状、相对布置等将根据应用本发明的装置的构造和各种条件而适当地修改。此外,作为本发明问题的解决方案,并非本实施例中说明的特征的所有组合都是必要的。在实施例中描述的构成要素仅仅是说明性的,并且本发明的范围并不意味着仅受限于这些构成要素。
接下来,参考图1A至图1D,一并给出对根据本发明的实施例的液体喷射记录单元的构造的概述以及液体喷射记录单元的制造过程(制造方法)的说明。图1A是示出根据本发明的实施例的液体喷射记录元件单元的示意图。图1B、图1C和图1D是示出液体喷射记录元件单元的制造过程的示意图。
根据图1A所示的本发明的实施例的液体喷射记录元件单元1(以下称为记录元件单元1)用于液体喷射装置的液体喷射头中,该液体喷射装置设置在以喷墨打印机为代表的液体喷射型记录装置中。在喷墨打印机中,液体喷射头构造为喷墨记录头的形式,其用于通过将作为图像记录液体的墨喷射到记录材料上而在记录材料上记录期望的图像。在记录装置中,还提供了作为容纳被供应到液体喷射头的液体的液体存储部分的墨盒,以及作为要在其上进行记录的对象的诸如片材的记录材料的输送机构。
从墨盒(未示出)供应的墨从作为墨供应口的开口81穿过在墨流动通道构件80、墨流动通道基板30和记录元件基板10内界定的墨流动通道并且从墨喷射口14(例如参见图3A至图3C)喷射。通过接收由设置在墨流动通道中的喷射能量生成部分17(例如参见图3A至图3C)生成的能量,墨从墨喷射口14喷射。从墨喷射口14喷射的墨附着到设置为面对墨喷射口14的记录材料的图像记录表面,并且由此在记录材料上形成(记录)图像。
图1B是记录元件单元1的制造过程的示意性透视图,并且以分解的方式示出了记录元件单元1的构造的一部分。在记录元件单元1的构造中,图1B具体示出了将作为第一基板(流动通道形成构件)的记录元件基板10、作为第二基板(流动通道形成构件)的墨流动通道基板30、喷射口表面盖40和电配线构件50相互集成的步骤。在图1B所示的集成之前,例如通过蚀刻硅基板在记录元件基板10和墨流动通道基板30中形成相应的流动通道结构(基板制造步骤)。
根据硅蚀刻技术制造的记录元件基板10在后表面侧具有墨喷射口14(例如参见图3A至图3C)。在其上形成有喷射能量生成部分17以及与喷射能量生成部分17导通的电极PAD11的晶片、以及在其中形成有与墨喷射口14(例如参见图3A至图3C)连通的墨流动通道12的晶片彼此接合,然后切片,以得到单片化的记录元件基板10。
首先,将用于形成墨流动通道(通过该墨流动通道将墨供应到记录元件基板10)的墨流动通道基板30堆叠并接合到记录元件基板10(堆叠步骤)。在墨流动通道基板30中,在与记录元件基板10的接合表面(结合表面)处以及在其相反侧的表面处形成有流动通道开口,从而与形成在记录元件基板10中的墨流动通道12连通。
用于生成和输出用于墨喷射的电信号的驱动IC 20电安装在连接到打印机主体的电配线构件50上。在本实施例中,在基膜和盖膜中采用聚酰亚胺的柔性配线板被用作电配线构件50。电配线构件不限于特定构件,并且可以例如从印刷配线板中适当地选择。
接着,喷射口表面(在此开设记录元件基板10的墨喷射口14(例如参见图3A至图3C))接合到以匹配墨喷射口14的方式开口的喷射口表面盖40,并且进一步接合其上安装有驱动IC 20的电配线构件50。在本实施例中,作为喷射口表面盖40使用了氧化铝,但材料不限于此,并且可以适当地修改为金属构件等。
图1C是记录元件单元1的制造过程的示意性透视图,并且以分解的方式示出了记录元件单元1的构造的一部分。图1C示出了在图1B的步骤中电连接已彼此集成的记录元件基板10和电配线构件50的步骤。具体地,设置在与喷射口表面盖40接合的记录元件基板10上的电极PAD 11以及设置在安装于电配线构件50上的驱动IC 20上的电极PAD 21通过接线22彼此电连接。
图1D是记录元件单元1的制造过程的示意性透视图,并且以分解的方式示出了记录元件单元1的构造的一部分。图1D示出了保护和覆盖在图1C的步骤中形成的接线22、以及进一步堆叠和接合作为第三流动通道形成构件的墨流动通道构件80的步骤。
具体地,电连接的电极PAD 11、21和接线22覆盖有密封材料62。本文涉及的电安装装置和构造不限于上述内容,并且可以适当地修改。例如,喷射口表面盖40可以直接电连接到记录元件基板10,而不接合电配线构件50和驱动IC 20。
然后将墨流动通道构件80接合到墨流动通道基板30。由此形成了图1A所示的记录元件单元1。在墨流动通道构件80中,在与墨流动通道基板30接合的接合表面(结合表面)处以及在其相反侧的表面处形成有流动通道开口,从而与形成在墨流动通道基板30中的第一开口31连通。在本实施例中,作为墨流动通道构件80使用了氧化铝。材料不限于此,并且可以适当地修改为金属材料等。
实施例1
接下来将参考图2A至图2C、图3A至图3C、图4A至图4C、以及图5A至图5C解释根据本发明的实施例1的记录元件单元1。
图2A是墨流动通道基板30在它的与记录元件基板10接合的接合表面(结合表面)相反侧的表面(与墨流动通道构件80的接合表面)朝上的状态下的示意性透视图。图2B是墨流动通道基板30在它的与记录元件基板10接合的接合表面(结合表面)朝上的状态下的示意性透视图。图2C是示出从与记录元件基板10接合的接合表面的一侧观察的本实施例中的墨流动通道基板30的平面构造的示意性平面图。图3A、图3B和图3C是示出在本实施例中通过记录元件基板10和墨流动通道基板30的接合形成墨流动通道的状态的示意图。
在包括墨喷射口14的记录元件基板10中界定的流动通道(第一流动通道)以及在包括作为墨供应口的第一开口31的墨流动通道基板30中界定的流动通道(第二流动通道)由于基板结合而彼此连通,从而形成本实施例的墨流动通道。
在墨流动通道基板30中,第二开口32形成在与记录元件基板10接合的接合表面(结合表面)30b(第二表面)处,并且第一开口31形成在与接合表面30b相反侧的表面30a(第一表面)处。第一开口31和第二开口32在墨流动通道基板30内彼此连通。
具体地,多个第一开口31在表面30a上沿着墨流动通道基板30的纵向方向(第一方向)以及垂直于纵向方向的横向方向(第二方向)以彼此间隔开的方式排列。本文采用这样的构造,其中第二开口32具有在接合表面30b上沿墨流动通道基板30的纵向方向延伸的凹槽形状,使得多个第一开口31在凹槽的底部处沿相同的方向以彼此间隔开的方式敞开。也就是说,第二开口32构造成将在墨流动通道基板30的纵向方向上并列的多个第一开口31彼此连结。第二开口32在墨流动通道基板30的横向方向上彼此平行且间隔开地并列设置。两个给定的相邻第二开口32由作为在纵向方向上延伸的第一分隔壁的相应分隔壁37分隔开。因此,在接合表面30b的相反侧的表面30a上敞开的多个第一开口31经由在与记录元件基板10接合的接合表面30a的一侧上敞开的多个第二开口32中的任何一个与设置在记录元件基板10中的墨流动通道12连通。墨流动通道基板30在其中形成有与记录元件基板10接合的环形接合区域33,从而围绕接合表面30b的外周上的多个第二开口32。
就其本身而言,记录元件基板10在与墨流动通道基板30接合的接合表面(结合表面)上设置有具有凹槽形状且沿纵向方向延伸的墨流动通道12,以及设置在凹槽的底部处的多个最小流动通道部分19。最小流动通道部分19是在记录元件基板10内界定的流动通道中具有最小流动通道横截面积的流动通道。最小流动通道部分19连结到作为流动通道空间的能量赋予流动通道部分14a,该能量赋予流动通道部分与喷射能量生成部分17和墨喷射口14相对,以用于向墨赋予能量以便从墨喷射口13喷射。墨流动通道12在横向方向上彼此平行且间隔开地并列,从而与墨流动通道基板30的第二开口32相对应。两个给定的相邻墨流动通道12由相应的分隔壁15(其作为在纵向方向上延伸的第二分隔壁)分隔开。由一个相应的分隔壁15分隔开的两个给定的墨流动通道12经由相应的能量赋予流动通道部分14a彼此连通。
粘合剂60仅被施加到记录元件基板10和墨流动通道基板30的接合表面的外周边,由此记录元件基板20和墨流动通道基板30被压在一起,从而挤压粘合剂60,并且粘合记录元件基板10和墨流动通道基板30。结果,形成了引起从墨流动通道基板30的第一开口31直到记录元件基板10的墨喷射口14的连通的墨流动通道。在横向方向上相邻的每两个墨流动通道12和相应的两个第二开口32通过在基板堆叠方向上彼此邻接的相应的分隔壁15和相应的分隔壁37彼此分离。
在能量赋予流动通道部分14a中,由于喷射能量生成部分17生成的能量,流动通过这样的墨流动通道的墨从墨喷射口14喷射。喷射能量生成部分17的具体构造不受限于特定构造,而是例如可以提供压电元件,从而通过压电元件的变形来改变流动通道的容积,并且由于喷射墨而生成压力。此外,例如,可以采用这样的方案,其中提供电热交换元件,使得墨被加热以生成气泡,这样相应地导致墨被喷射。
墨流动通道是循环型墨流动通道,其中通过墨加压单元(未示出)使墨从墨流动通道基板30的第一开口31朝向记录元件基板10的喷射能量生成部分17流动,以使得未喷射的墨返回到第一开口31。也就是说,由一个分隔壁15分隔开的两个给定的墨流动通道12经由相应的能量赋予流动通道部分14a彼此连通;类似地,由与分隔壁15邻接的相应分隔壁37分隔开的两个给定的第二开口32也彼此连通。因此,如图3B和图3C所示,墨可以经由能量赋予流动通道部分14a在由沿记录元件基板10和墨流动通道基板30的堆叠方向彼此邻接的相应的分隔壁15和相应的分隔壁37分隔开的两个给定的墨流动通道中循环和流动。
图3B是沿着图3A中的A-A的横截面图,示出了墨从墨流动通道基板30的第一开口31朝向喷射能量生成部分17附近流动所遵循的路径(箭头70a)。图3C是沿着图3A中的B-B的B-B横截面图,示出了未喷射的墨从喷射能量生成部分17附近返回到墨流动通道基板30的第一开口31所遵循的路径(箭头70b)。液体流动通道中的墨循环不是本发明的必备构造要求,并且也可以类似地在不发生循环的墨流动通道构造中采用本发明。
在本实施例中,墨流动通道分隔壁宽度16(即分隔壁15的厚度)在100μm至200μm的范围内。在使用粘合剂将分隔壁15接合到墨流动通道基板30(分隔壁37)的情况下,会出现墨流动通道可能因粘合剂溢出而堵塞的问题。因此,在本实施例中,将除了分隔壁15和分隔壁37之间的相对区域之外的区域(具体地说是记录元件基板10和墨流动通道基板30的结合表面的外周区域)用作结合表面中施加粘合剂的接合区域。结果,可以抑制由于粘合剂溢出而导致的墨流动通道的堵塞,并且不会增加芯片表面积。通过硅蚀刻形成的记录元件基板10和墨流动通道基板30在相应的接合平面中以高精度精整。结果,通过尽可能薄地挤压仅施加到结合表面的外周部分的粘合剂,可以使间隙61(也就是各个分隔壁15和墨流动通道基板30(分隔壁37)之间在堆叠方向上的对向距离)最小化。各个分隔壁15和墨流动通道基板30(分隔壁37)之间的间隙61取决于诸如所使用的粘合剂60中包含的填料的粒径、以及粘弹性和固化收缩量这样的物理性质。
在本实施例中,作为预定的对向距离,分隔壁15和分隔壁37之间的间隙61为0至25μm,即25μm以下。
在使用相同类型墨的前提下,墨流动通道中的流体阻力通常由公式(1)定义,该公式(1)使用根据流动通道宽度的水力直径dh,并且基于相关部分的流动通道横截面积A和湿边缘长度(横截面的周边长度)S。
在本发明的应用范围内,只要最小流动通道部分19的水力直径dh1以及分隔壁15与分隔壁37之间的间隙61的水力直径dh2满足公式(2)的关系即可。
dh1>dh2 (2)
图9A至图9C示出了根据本实施例的记录元件单元1中的最小流动通道部分19的水力直径dh1以及间隙61的水力直径dh2。如图9A至图9C所示,在本实施例中,最小流动通道部分19是宽度为19w的60μm×60μm正方形。在图3B和图3C中,分隔壁15和分隔壁37之间的间隙61在深度方向(墨流动通道基板30的纵向方向)上的距离在此假设为25mm(=25000μm)。也就是说,在墨流动通道基板30和记录元件基板10的结合表面之间的间隙中,分隔壁15和分隔壁37之间的间隙61在纵向方向上较长,以与第二开口32和墨流动通道12相对应,并且在横向方向上非常窄。因此在本实施例中求出该区域中的水力直径。在以上述为前提的计算中,最小流动通道部分19中的水力直径dh1为60,并且分隔壁15和分隔壁37之间的间隙61的部分处的水力直径dh2为50,因此满足公式(2)的关系。
分隔壁15和分隔壁37之间的间隙61的水力直径相对于最小流动通道部分19的水力直径的值越小,即水力直径越小,对流体的阻力就越大,因此墨在最小流动通道部分19中比在间隙61中更容易流动。也就是说,通过满足公式(2)的关系,即使没有粘合剂介入,也可以充分抑制墨从间隙61泄漏,以使得既不会阻碍墨向喷射能量生成部分17附近流动,也不会阻碍墨在流动通道内的循环。此外,由于相同类型的墨在墨流动通道中流动,因此即使在从流动通道分隔壁处的间隙61少量泄漏的假设情况下,也不会出现产品功能性方面的问题。
墨流动通道分隔壁宽度的值、流动通道分隔壁之间的间隙的值、以及最小墨流动通道宽度的值不限于上述的值,并且可以根据诸如墨的物理性质、墨流动通道构件的材料以及墨流动所涉及的流动通道的内部压力的各种设计条件而适当地修改。墨流动通道基板30的材料不限于硅,并且例如抛光的金属或陶瓷可以在本文中适当地用作墨流动通道基板30的材料,只要其与记录元件基板10接合的接合平面的平坦度相对于流动通道分隔壁的可允许间隙成立即可。
图4A是墨流动通道构件80在它的与墨流动通道基板30接合的接合表面相反侧的表面(第一表面)朝上的状态下的示意性透视图。
图4B是墨流动通道构件80在它的与墨流动通道基板30接合的接合表面(第二表面)朝上的状态下的示意性透视图。图4C是示出从与墨流动通道基板30接合的接合表面侧观察的本实施例的墨流动通道构件80的平面构造的示意性平面图。图5A、图5B和图5C是示出通过本实施例的墨流动通道基板30和墨流动通道构件80的接合而形成墨流动通道的状态的示意图。
在墨流动通道构件80中,第二开口82形成在与墨流动通道基板30接合的接合表面中,并且第一开口81形成在与前述相反的一侧。此外,第一开口81和第二开口82在墨流动通道构件80内连通。第一开口81和第二开口82的形成间距大于墨流动通道基板30的开口31和32的形成间距,并且在此具有加宽墨流动通道间距的作用。墨流动通道构件80的接合区域83在此表示由第二开口82之间的区域(也就是沿墨流动通道构件80的横向方向的长形区域并且在纵向方向上彼此平行且间隔开地并列)以及围绕所有第二开口82的外周部分的区域构成的区域。粘合剂被施加到墨流动通道基板30或墨流动通道构件80,使得粘合剂溢出到接合区域83,以将墨流动通道基板30和墨流动通道构件80接合在一起。
与图3B类似地,这里的图5B是沿着图5A的A-A的横截面图,示出了墨朝向喷射能量生成部分17附近流动所遵循的路径(箭头70a)。类似于图3C,这里的图5C是沿着图5A中的B-B的横截面图,示出了未喷射的墨从喷射能量生成部分17附近返回到墨流动通道构件80的第一开口81所遵循的路径(箭头70b)。横截面A-A和横截面B-B所示的墨路径的第二开口82通过粘合剂(未示出)分离。尽管本实施例中的记录元件单元1具有三个墨流动通道形成构件,但是组成流动通道形成构件的数量不限于此,并且它可以根据例如所需的流动通道间距和设计的构造而适当地增加或减少。
因此,本实施例允许抑制由粘合剂溢出导致的墨流动通道的堵塞,并且不会导致芯片表面积的增大。因此可以提高记录装置的记录性能的可靠性。
实施例2
将参照图6说明根据本发明的实施例2的记录元件单元。实施例2的记录元件单元的基本构造和操作与实施例1相同。因此,具有与实施例1相同或对应的功能和构造的实施例2中的元件将用相同的附图标记表示,并且将省略其详细说明。实施例2中未具体说明的特征与实施例1相同。
图6是示意性横截面图,示出了通过接合实施例2的记录元件基板10和墨流动通道基板30而形成墨流动通道的状态。与实施例1相比,过滤器34现在是形成在墨流动通道基板30的墨流动通道中。过滤器34的功能是阻挡已侵入到相应墨流动通道中的污物,从而抑制墨喷射口的堵塞,并且抑制不良的墨喷射。
例如,在通过多个硅晶片的结合而形成的墨流动通道基板30和记录元件基板10中,可以通过在与墨流动通道相对应的部分处依赖于硅蚀刻在结合晶片中的至少一个中开设比墨流动通道小的通孔来形成过滤器34。除了硅蚀刻之外,可以适当地采用其他方法,包括例如在形成墨流动通道基板30和记录元件基板10的硅晶片中使用光敏树脂并依靠光刻法形成小于墨流动通道的通孔。
过滤器34不限于图6所示的形式,例如过滤器34也可以形成在诸如记录元件基板10和墨流动通道构件80的墨流动通道构成部件中。
因此,本实施例获得与实施例1相同的效果,并且还允许防止污物侵入墨流动通道而导致的可靠性受损。
实施例3
将参照图7说明根据本发明的实施例3的记录元件单元。实施例3的记录元件单元的基本构造和操作与实施例1相同。因此,具有与实施例1相同或对应的功能和构造的实施例3中的元件将用相同的附图标记表示,并且将省略其详细说明。实施例3中未具体说明的特征与实施例1特征相同。
图7是示意性横截面图,示出了通过接合实施例3的记录元件基板10和墨流动通道基板30而形成墨流动通道的状态。与实施例1相比,阻尼膜35现在是形成在墨流动通道基板30的墨流动通道中。通过阻尼膜35的作用,从喷射能量生成部分17施加到墨的喷射驱动力在流动通道内传播,以使得由此能够抑制对墨喷射的不利影响。
阻尼膜35可以例如通过在开口中形成聚酰亚胺膜等来形成,所述开口通过硅蚀刻在已经由多个硅晶片的接合而形成的记录元件基板10和墨流动通道基板30中开设通孔而形成。阻尼膜35不限于聚酰亚胺膜,并且可以通过在墨流动通道基板30和记录元件基板10中形成弹性膜来实现类似的构造。
阻尼膜35不限于图7所示的形式,例如阻尼膜35也可以形成在诸如记录元件基板10和墨流动通道构件80的墨流动通道构成部件中。
因此,本实施例获得与实施例1相同的效果,并且还允许根据所使用的墨的物理性质来控制墨流动通道内的流动特性。
实施例4
接下来将参照图8A和图8B说明本发明的实施例4。实施例4的记录元件单元的基本构造和操作与实施例1的相同。因此,具有与实施例1相同或对应的功能和构造的实施例4中的元件将用相同的附图标记表示,并且将省略其详细说明。实施例4中未具体说明的特征与实施例1中的特征相同。
图8A是示出本发明的实施例4的墨流动通道基板30的示意性平面图。图8B是示意性横截面图,示出了通过接合实施例4的记录元件基板10和墨流动通道基板30形成墨流动通道的状态。与实施例1相比,在实施例4中,在记录元件基板10和墨流动通道基板30中设置介于墨流动通道颜色之间的分隔壁。具体地,从多个第一开口31供应的墨的类型(颜色等)被设定成彼此不同,并且形成在记录元件基板10和墨流动通道基板30之间的墨流动通道(液体流动通道)的划分方式使得对于各种类型的墨,彼此独立地形成多个墨流动通道。例如,作为第三分隔壁的分隔壁15b设置在记录元件基板10中,而作为第四分隔壁的分隔壁18设置在墨流动通道基板30中,以便在堆叠方向上与分隔壁15a邻接。粘合剂60介于分隔壁15b和分隔壁18之间,从而将上述部件彼此接合。在该构造中,液体流动通道可以针对各种类型的墨进行划分,以使得一旦在具有多色头的记录装置中部署本发明的技术,就可以实现抑制多种类型的墨混合的实施方式。考虑到粘合剂60的溢出,本实施例中的分隔壁15b和分隔壁18的宽度(厚度)被设定为300μm以上的值。该值可以通过提供溢出的粘合剂逃逸所经过的区域来适当地修改。
因此,本实施例获得与实施例1至3相同的效果,并且还允许形成与多种类型的墨相对应的高度可靠的墨流动通道。因此,本实施例允许提高喷墨的可靠性,因此,也可以提高记录装置的记录性能的可靠性。本实施例不限于图8A和图8B所示的形式,并且类似的构造可以应用于各种流动通道形状。
上述实施例所示的构造可以彼此组合,只要这样做不会产生技术矛盾即可。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释,以便涵盖所有这样的变型以及等同的结构和功能。
Claims (17)
1.一种液体喷射记录元件单元,其包括:
第一基板,所述第一基板具有第一分隔壁和能量生成部分,使得所述第一分隔壁界定第一流动通道,所述第一流动通道包括用于喷射用于图像记录的液体的多个喷射口,并且所述能量生成部分生成用于经由所述喷射口从所述第一流动通道喷射液体的能量;以及
设置有第二分隔壁的第二基板,所述第二分隔壁界定第二流动通道,所述第二流动通道包括用于供应液体的供应口,所述第二基板经由粘合剂堆叠并接合到所述第一基板,使得所述第二流动通道与所述第一流动通道连通;
其中所述第一分隔壁和所述第二分隔壁在所述第一基板和所述二基板的堆叠方向上以没有粘合剂介入的方式跨越预定对向距离的间隙而邻接;并且
其中所述间隙的水力直径小于在所述第一流动通道中具有最小流动通道横截面积的最小流动通道部分的水力直径。
2.根据权利要求1所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述第一基板和所述第二基板是硅基板。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述第一分隔壁的形成所述间隙的部分的厚度为100μm至200μm。
4.根据权利要求1或2所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述预定对向距离为25μm以下。
5.根据权利要求1或2所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述第一基板和所述第二基板经由仅施加在结合表面的外周部分上的粘合剂接合。
6.根据权利要求1或2所述的液体喷射记录元件单元,
其中液体流动通道构造成从所述供应口经由所述第二流动通道和所述第一流动通道连通到所述多个喷射口;并且所述液体流动通道构造成允许未从所述多个喷射口喷射的液体通过所述液体流动通道的内部进行循环。
7.根据权利要求6所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述液体喷射记录元件单元还包括设置在所述液体流动通道中的过滤器。
8.根据权利要求6所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述液体喷射记录元件单元还包括设置在所述液体流动通道中的阻尼膜。
9.根据权利要求1或2所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述第二基板包括多个供应口;并且
其中从所述多个供应口中的每一个供应口供应的液体是相同类型的液体。
10.根据权利要求1或2所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述第二基板包括多个供应口,
其中液体流动通道构造成从多个供应口经由所述第二流动通道和所述第一流动通道连通到所述多个喷射口;并且所述液体流动通道被划分成与从所述多个供应口中的每一个供应口供应的液体的类型相对应的多个液体流动通道;
其中所述第一基板具有第三分隔壁,所述第三分隔壁将所述第一流动通道划分为多个第一流动通道,并且将所述多个喷射口划分成与划分的多个第一流动通道相对应;
其中所述第二基板具有第四分隔壁,所述第四分隔壁将所述第二流动通道划分为多个第二流动通道,从而与划分的多个第一流动通道相对应;并且
其中所述第三分隔壁和所述第四分隔壁通过在堆叠方向上经由粘合剂彼此接合而邻接。
11.根据权利要求10所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述第三分隔壁和所述第四分隔壁通过经由粘合剂接合而邻接的部分的厚度大于所述第一分隔壁的形成所述间隙的部分的厚度。
12.根据权利要求10或11所述的液体喷射记录元件单元,
其中所述第三分隔壁和所述第四分隔壁通过经由粘合剂接合而邻接的部分的厚度为300μm以上。
13.一种液体喷射记录元件单元的制造方法,
所述液体喷射记录元件单元包括:
第一基板,所述第一基板具有第一分隔壁和能量生成部分,使得所述第一分隔壁界定第一流动通道,所述第一流动通道包括用于喷射用于图像记录的液体的多个喷射口,并且所述能量生成部分生成用于经由所述喷射口从所述第一流动通道喷射液体的能量;以及
设置有第二分隔壁的第二基板,所述第二分隔壁界定第二流动通道,所述第二流动通道包括用于供应液体的供应口,所述第二基板经由粘合剂堆叠并接合到所述第一基板,使得所述第二流动通道与所述第一流动通道连通;所述方法包括:
制造所述第一基板和所述第二基板的基板制造步骤;以及
通过经由粘合剂接合来堆叠所述第一基板和所述第二基板的堆叠步骤;
其中在所述堆叠步骤中,所述第一基板和所述第二基板被堆叠,使得没有粘合剂被施加到沿所述第一基板和所述二基板的堆叠方向邻接的所述第一分隔壁和所述述第二分隔壁之间的间隙上,并且所述间隙的水力直径小于在所述第一流动通道中具有最小流动通道横截面积的最小流动通道部分的水力直径。
14.根据权利要求13所述的液体喷射记录元件单元的制造方法,
其中在所述基板制造步骤中,通过硅蚀刻来制造所述第一基板和所述第二基板。
15.根据权利要求13或14所述的液体喷射记录元件单元的制造方法,
其中,在所述基板制造步骤中,所述第一基板被制造成使得所述第一分隔壁的形成所述间隙的部分的厚度处于100μm至200μm的范围内。
16.根据权利要求13或14所述的液体喷射记录元件单元的制造方法,
其中在所述堆叠步骤中,所述第一基板和所述第二基板被堆叠成使得跨越所述间隙的所述第一分隔壁和所述第二分隔壁的对向距离为25μm以下。
17.根据权利要求13或14所述的液体喷射记录元件单元的制造方法,
其中在所述堆叠步骤中,在仅将粘合剂施加到所述第一基板和所述第二基板的结合表面的外周部分上的情况下将所述第一基板接合到所述第二基板。
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