用于制造模制設備組件以及打印頭組件的方法與流程

噴墨筆或打印桿中的每個打印頭模包括將墨水或其它打印流體運送到噴射室的微小通路。打印流體通過支撐所述筆或打印桿上的打印頭模的結構中的通道被分配到模通路。可能期望縮小每個打印頭模的尺寸，例如，以便降低模的成本，并相應地降低筆或打印桿的成本。

附圖說明

圖1例示諸如可在噴墨打印機的筆或打印桿中使用的新的模制噴墨打印頭組件的一個示例。

圖2為圖1的細節。

圖3為沿圖2中的線3-3看去的剖面。

圖4為圖3的細節。

圖5為示出圖1-圖4中例示的打印頭組件中的打印頭模之一的一部分的平面圖細節。

圖6-圖11為例示用于制造諸如圖1-圖5中所示的組件的打印頭組件的方法的一個示例的一系列剖面圖。

圖12為例示圖6-圖11中所示的方法的流程圖。

圖13和圖14為例示圖12的方法中的通道形成步驟的一個示例的剖面圖。

圖15為例示圖12的方法中的模制步驟的一個示例的剖面圖。

圖16-圖18示出蓋模制件包括沿每個打印頭模的凹槽的一個示例。

圖19-圖21示出蓋模制件包括沿打印頭模的一側的脊的一個示例。

在全部附圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的部件。附圖不一定按比例繪制。一些部件的尺寸被夸大以更清楚地例示所示的示例。

具體實施方式

利用基底寬打印頭組件(substrate wide printhead assembly)、通常被稱為“打印桿”的噴墨打印機已經被開發用于幫助提高打印速度并降低打印成本。常規打印桿包括將打印流體從打印流體供給部運送到小打印頭模的多個部件，其中打印流體從該小打印頭模噴射到紙長或其它打印基底上。雖然減小打印頭模的尺寸和間距對于降低成本仍然很重要，但是將打印流體從較大的供應部件引導至更小且更緊密間隔的模需要復雜的流道結構和制造工藝，這實際上會增加成本。

已經開發新的制造工藝來實現利用更小的打印頭模和更緊湊的模電路，以幫助降低基底寬噴墨打印機打印桿的成本。在新工藝的一個示例中，打印頭模條以所需的構造布置在印刷電路板(PCB)的前部上，并例如利用絲焊電連接到PCB中的電路。然后，蓋模制件(cover molding)圍繞模條被模制在PCB上，留下流體噴射噴嘴暴露在每個條上。流體輸送通道被切割至PCB的后部中以連接到每個條中的流體通路。每個模條中的流體通路在條制造期間可不打開，以簡化條制造工藝并使得條更堅固以便于后續處理。模中的流體通路打開，同時流體輸送通道通過切割穿透PCB并切割至每個片的后部中而被切割至PCB中。

產生的結構包括嵌入PCB的前部上的模制件中的多個打印頭模條，其中打印頭噴嘴被暴露用以分配打印流體，并且有通道穿過PCB的后部以將打印流體直接供應到每個模條中的通路。印刷電路板實際上增長了每個模條用于建立流體連接和電連接的尺寸，因此使得能夠使用更小的條。印刷電路板可被制造和加工的容易性，幫助簡化打印頭組件的制造。另外，模制可被用于成形打印頭組件的表面，例如利用凸部以防止紙張撞到暴露的噴嘴板上和/或利用凹槽以幫助控制可能圍繞噴嘴積聚的任意墨水。

新的制造工藝和流體分配結構不限于打印桿或用于噴墨打印的其它類型的打印頭組件，而是可以實施為其它設備并用于包括例如添加劑制造機器(additive manufacturing machine)以及數字滴定和其它這種藥物分配設備的其它流體流應用。在附圖中示出并在本文描述的示例例示但不限制本發明，本發明由本說明書后附的權利要求書限定。

如在本文獻中所使用的，“微型設備”意指具有一個或多個小于或等于30mm的外部尺寸的設備；“薄”意指厚度小于或等于650μm；“條”意指具有至少為三的長寬比(L/W)的薄微型設備；“打印頭模”意指噴墨打印機或其它噴射型分配器的用于將流體從一個或多個開口分配的部件。“打印頭模”不限于用墨水和其它打印流體打印，而且包括其它流體的噴射型分配和/或用于打印以外的用途。

圖1-圖5例示具有四排打印頭模條12的打印頭組件10，四排打印頭模條12大體上以交錯的構造首尾相連地布置，其中每個模條12與另一模條12交疊，諸如可在基底寬打印桿中用于分配四種顏色的墨水的噴墨打印機。其它合適的構造也是可能的。例如，可使用具有更多或更少模和/或為不同構造的比條大的打印頭模12。如在圖3和圖4中最佳可見的，模12例如利用粘合劑18被安裝到印刷電路板(PCB)16的前表面14。噴墨打印頭模12通常為形成在硅基底20上的復雜的IC(集成電路)結構。每個打印頭IC結構中的熱、壓電或其它合適的流體噴射器元件22和其它部件(未示出)通過每個模12上的接合焊盤或其它合適的電端子26連接到PCB電路24。在所示的示例中，接合線或其它合適的導體28將模接合焊盤26連接到PCB16上的接合焊盤或其它合適的端子30。

現在特別參照圖3-圖5，在所示的示例中，每個打印頭模12包括兩排噴射室32和對應的噴嘴34，墨水或其它打印流體通過該對應的噴嘴34從室32噴出。PCB16中的通道36將打印流體供應到打印頭模12中對應的一個。用于打印頭模12和通道36的其它合適的構造也是可能的。例如，可使用更多或者更少的噴射室32和/或通道36。打印流體從沿每個模12在兩排噴射室32之間縱向延伸的岐管38流入每個噴射室32中。打印流體通過在每個模12的后部42處連接到打印流體供應通道36的流體通路40注入岐管38中。

打印頭組件10在圖1-圖5中面朝上地示出以更清楚地示出組件的一些特征部。打印頭組件10在被安裝于打印機中時通常面朝下地定向。而且，圖3-圖5中的打印頭模12的理想化圖示為了方便僅描繪三個層(基底20、室層44和噴嘴板46)以清楚地示出噴射室32、噴嘴34、岐管38和通路40。實際的噴墨打印頭模12可包括比所示的那些更少或更多的層和/或用于將流體供應到室32的不同路徑。例如，可使用具有或不具有岐管38的單個通路來代替多個通路40。

參見圖1-5，模制件48覆蓋PCB16的前表面，從而包圍模12并封裝接合線28，在流體分配噴嘴34處留出每個模12的暴露的前表面50。在所示的示例中，模制件48覆蓋模基底20的延伸經過噴嘴板46的部分以及PCB前表面14的全部。雖然蓋模制件48的前表面52在圖1-圖5中所示的示例中為完全平坦的，但是模制件48的其它表面構造也是可能的。

圖6-圖11為例示用于制造打印頭組件10的方法的一個示例的一系列剖面圖。圖12為圖6-圖11中所示的方法的流程圖。雖然在圖6-圖11的一系列的局部剖面圖中僅示出一個打印頭模12，但是該方法步驟同時應用于組裝并模制類似圖1-圖5中所示的打印頭組件10的所有模12。如圖6-圖8中所示，各個打印頭模12例如利用施加到PCB16的帶圖案的粘合劑18被附接到預制為具有支撐打印頭模12所需的結構和電子特性的PCB16(圖12中的步驟102)。可以使用任意合適的技術來施加粘合劑18并將粘合劑18形成圖案，包括例如粘合劑膜和通常在IC設備制造和包裝中使用的粘膠輸送系統(paste delivery system)。如圖9中所示(圖12中的步驟104)，絲焊或其它電連接部被形成在模12和PCB16之間。如圖10中所示(圖12中的步驟106)，蓋模制件48被模制到圖9的加工中的組件上。在圖11中(圖12中的步驟108)，通道36被形成在PCB16中。

在圖13和圖14中所示的示例中，通道36通過割鋸穿透PCB16的后部54并割鋸至模12的后部42中以打開流體通路40而形成。參見圖13和圖14，加工中的模制組件56被保持在固定位置中，同時鋸片58在通道36的位置處開始切割穿透PCB16的后部54。在該示例中，模基底20中的流體流動通路40在打印頭模12的制造期間未打開以簡化模制造工藝并使模12更堅固以便處理，包括放置在PCB16上。圖13和圖14中的鋸片58代表任意合適的切削片，包括，例如，鋸齒狀鋸片或切割砂輪。另外，在所示的示例中，鋸片58的外圍切割邊緣60具有弓形輪廓。其它合適的邊緣輪廓也是可能的，包括例如平坦的和錐形的輪廓。

如圖13和圖14中的方向箭頭64和虛線66、68所指示，鋸片58被移動至PCB16的后部54中并繼續移動至模12的后部42中以形成通道36，并且去除覆蓋流體通路40的“帽”62。如圖14中的方向箭頭70所指示，鋸片58以所需的深度沿PCB16縱向移動以切割通道36并打開通路40，以形成延伸通過PCB16的后部54并延伸至模12的后部42中通向通路40的單個連續的通道輪廓。如圖2中最佳可見，一系列分離的通道36被切割至PCB16中。因此，每個通道36通過對于每個通道36將鋸片58插入PCB16的后部中并繼續至模12的后部42中進行切割。

可使用任意合適的模制技術來形成模制件48。在圖15中所示的一個示例中，傳遞模具(transfer mold)72被用于形成模制件48。在該示例中，頂模鏤刻腔74被構造為形成類似圖3中所示的蓋模制件48，在圖3中模制件48橫過打印頭組件10的全部寬度為完全平坦的。在圖16-圖18中所示的另一示例中，頂模鏤刻腔74包括凸部76以形成帶有凹部78的蓋模制件48，以例如幫助控制可能積聚在噴嘴34周圍的任意墨水。在圖19-圖21中所示的另一示例中，頂模鏤刻腔74包括凹部80以形成蓋模制件48中的凸部82，以例如防止紙張撞到暴露的噴嘴34上。因此，通過改變模鏤刻腔的構造，蓋模制件48的拓撲結構可以被改變以實現打印頭組件10的暴露的表面輪廓的期望特性。

如在本說明書的開始提示的，在附圖中示出并且在上面描述的示例例示但不限制本發明。其它示例也是可能的。因此，前述描述不應該被解釋為限制本發明的范圍，本發明的范圍在所附權利要求書中限定。