[发明专利]喷墨头和设有该喷墨头的喷墨设备

说明书

本发明涉及喷墨头和设有该喷墨头的喷墨设备。

一个喷墨系统，其优点是它通过形成墨滴和将墨滴喷射于像纸张这样的记录介质上，以完成打印。因为在高的打印速度下，以非常小的噪声进行打印，并可以紧揍的设备容易地完成彩色打印，这归功于具有较小的喷墨头。近来，人们注意到一种气泡喷射系统，它通过加热元件使油墨鼓泡而喷射墨滴。

这样制备该喷墨头，例如用常规的硅工艺，在硅基片上形成加热元件，激励电路(例如移位寄存器)，布线图案；用冲模接合法将硅基片接合于铝底板上，在其上已预先设置用于与设备主体接触的印刷基片；用金属线接合法使硅基片与印刷基片电连接；将底板与具有槽的顶板结合，所说的顶板槽作为油墨流体的腔室和油墨流体的通道，它由注塑法成型，并且用激态原子激光器形成油墨排放孔，该排放孔设置在基片上，并具有可调节的相对位置，而发热元件设置在顶板上；通过弹簧将底板固定于顶板上；用热嵌缝胶或类似的方法将油墨供应件固定于底板上；用密封胶密封结合的界面。

图1示意地表示一拆开的喷墨盒，它由喷墨头和油墨箱整体构成。具有加热元件的硅基片(加热器板)100用冲模结合法结合于铝或类似材料构成的底板300上。印刷线路板200也结合于底板300上。用硅工艺在加热器板100上预先形成加热元件，用于激励的移位寄存器，以及布线图案。用常规的金属线接合法，在线路板200上形成用于接触主体设备的接触垫201和用于接触硅片的金属线结合垫(在图中未示出)。

用弹簧500将顶板1300固定于加热器板上，顶板1300具有许多槽(它用作油墨流体的通道，油墨流体的腔室)，和喷嘴(未在图上示出)，这些均用注塑法在顶板上形成，还用激光工艺在其上形成油墨排放孔80。在油墨排放孔和加热器板的加热元件之间，对准位置将顶板1300结合于加热器板上，并且用弹簧500紧紧地固定。

然后，用热嵌缝胶或类似的方法将油墨供给件600和油墨箱14固定于支承件300上。

用密封胶密封这些件之间的间隙，以防止油墨泄漏。要求密封胶完全地填满被密封的间隙，但不能渗入细小的结构部分，例如，喷嘴，并且能容易地操作。为此，通常使用湿润固化单组分型的硅氧烷胶进行密封。这是因为硅氧烷密封胶具有高油墨阻力，高粘性，湿润固化性和给予所要求的粘度和消粘时间的可能性。

在喷墨头中包括一个重要的问题是，防止形成气泡。如果在喷墨头的油墨流体通道或油墨流体腔室中形成气泡，即喷射的能量被气泡吸收，使得油墨喷射不稳定或中断油墨供应。用常规的方法去除气泡，即在喷墨设备内设置回收泵以抽吸油墨的方法来实现。然而，去除气泡之后，在喷头工作期间，油墨内气泡将再次逐渐形成，导致上述不方便的操作。因此，喷墨头的回收操作要经常地进行。近年来，要求喷墨设备小型化，由此，油墨箱的存储容量倾向于较小，而废油墨吸收剂的吸收能力也倾向于较小。这样，一个重要的技术问题是，为了喷墨设备的小型化，要最大限度的减少回收泵的操作。

对上述气泡形成进行了综合研究，本发明的发明人发现，形成气泡的主要原因是，气体通过硅氧烷密封胶渗入，尽管，还包括其它原因，例如，构件之间的松动，构件的材料，取决于回收泵的抽吸条件的去除气泡的程度。

设想，通常用作湿润固化硅氧烷密封胶的有机硅氧烷化合物，具有高的透气性并允许在油墨流体通道中形成气泡，这多半由于该化合物的硅与碳原子或其它原子之间，具有大的键长。

许多发明人注意到密封胶的重要性，并研究用别的密封胶代替通常使用的湿润固化单组分型的硅氧烷密封胶。

美国专利5013383公开了一种粘合剂，可用于粘接打印头和笔体。这种粘合剂包括环氧树脂/硬化剂等。

为解决上述的透气性问题，已考虑采用具有高的气体阻挡性的有机高聚物。普通的有机高聚物其透气性比硅氧烷型高聚物低100倍。但是，有机高聚物本身不用作密封材料。少数的有机高聚物是可湿润固化的，但其油墨阻力与构件间的粘结性等方面是不令人满意的。

为了密封喷墨头零件之间的间隙，使用湿润固化单组分型的密封胶是不可避免的，所说的密封胶是与油墨接触的，这样可以稳定和简化喷头的生产。因为喷墨头是由各种模压树脂件构成，该喷墨头用浇注热塑性树脂或使用热固性树脂不易密封。另一方面，使用两组分型固化树脂作为喷墨头的密封，对于工业化生产是不适合的，因为在使用前，两固化组分需要立即混合，并且要在规定的时间内使用。由于毛细现象，湿润固化型树脂渗入构成喷头零件之间的间隙，并且在间隙以外的部分形成弯月面，即停止渗入，并最终固化。因此，其优点是，密封胶可以稳定地渗入需要密封的间隙，而不进入不要求密封胶渗入的部位。