KR100567301B1

KR100567301B1 - 잉크젯 기록 헤드

Info

Publication number: KR100567301B1
Application number: KR1020040076993A
Authority: KR
Inventors: 까시노도시오; 끼가미히로유끼
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-04-04
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: TW200523124A; CN100341700C; US7025441B2; TWI243100B; JP4332416B2; CN1626348A; US20050128548A1; JP2005169951A; KR20050059405A

Abstract

본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드는 기록 소자 기판과, 기록 소자 기판의 측면 주연부를 둘러쌈으로써 기록 소자 기판을 수납하는 플레이트와, 기판 상에 배치되고 기록 소자 기판용 전기 배선부를 갖는 전기 배선 테이프 부재와, 플레이트에 의해 둘러싸인 기록 소자 기판을 둘러싸는 공간을 채우는 제1 밀봉제와, 전기 배선부의 일부를 피복하는 제2 밀봉제를 포함한다. 이러한 구조에서는, 비록 제2 밀봉제를 지지하기 위해 사용된 전기 배선 테이프의 두께가 감소되어 테이프의 강성이 감소되더라도, 전기 연결 내의 응력 집중은 경감된다. 이를 위해, 플레이트(H1401')는 전기 배선 테이프의 연장부(H1305)를 통해 제2 밀봉제(H1308)를 지지하는 지지 부재로서 돌기(H1402)를 구비한다.

기록 헤드, 응력 집중, 기록 소자, 탄성 배선, 돌기

Description

잉크젯 기록 헤드 {INK JET PRINT HEAD}

도1은 본 발명을 적용할 수 있는 예시적인 잉크젯 기록 헤드의 사시도이다.

도2는 도1의 잉크젯 기록 헤드의 주 구성 요소인 기록 소자 유닛, 잉크 공급 유닛 및 탱크 홀더에 대한 분해 사시도이다.

도3은 도2의 인쇄 요소 유닛과 잉크 공급 유닛 각각의 추가적인 분해 사시도이다.

도4a 및 도4b는 각각 기록 매체의 대향면에서 본 종래의 기록 소자 유닛의 전기 배선 테이프, 디바이스 구멍 및 관련 구성요소에 대한 개략적인 도면과 도4a의 선 IVB-IVB을 따라 취한 개략적인 단면도이다.

도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기록 소자 유닛의 분해 사시도이다.

도6a 및 도6b는 각각 기록 매체의 대향면에서 본 도5의 기록 소자 유닛의 전기 배선 테이프, 디바이스 구멍 및 관련 구성요소에 대한 개략적인 도면과 도6a의 선 VIB-VIB 를 따라 취한 개략적인 단면도이다.

도7은 본 발명을 적용할 수 있는 잉크젯 기록 헤드의 제1 기록 소자 기판의 구성을 도시하는 사시도이다.

도8은 본 발명을 적용할 수 있는 잉크젯 기록 헤드의 제2 기록 소자 기판의 구성을 도시하는 사시도이다.

도9는 본 발명을 적용하는 잉크젯 기록 헤드를 사용하는 잉크젯 인쇄 장치의 예시적인 구성을 도시하는 개략적인 사시도이다.

도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기록 소자 유닛의 분해 사시도이다.

도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기록 소자 유닛의 분해 사시도이다.

도12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기록 소자 유닛의 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

H1100: 제1 기록 소자 기판

H1104: 전극부

H1107: 잉크 토출구

H1108: 잉크 토출구 어레이

H1300: 전기 배선 테이프

H1302: 전극 단자

H1304: 디바이스 구멍

H1305: 디바이스 구멍 연장부

H1307: 제1 밀봉제

H1308: 제2 밀봉제

H1401': 제2 플레이트의 디바이스 구멍

H1402: 돌출부

본 발명은 기록 매체의 표면 상에 잉크를 토출하여 화상을 형성하는 잉크젯 기록 헤드에 관한 것으로, 특히 잉크를 토출하기 위한 에너지를 생성하는 기록 소자가 형성된 기판 상에 장착된 가요성(flexible) 필름 기판을 갖는 잉크젯 기록 헤드에 관한 것이다.

잉크젯 기록 시스템은 잉크를 토출하는 노즐 또는 토출구와 기록 헤드에 잉크를 공급하는 공급 시스템을 대체로 포함한다.

도1 내지 도3은 잉크젯 기록 헤드의 대표적인 예를 도시하는 사시도이다. 이러한 구조는 기본적으로 후술하는 본 발명에 적절하게 적용할 수 있다.

잉크젯 기록 헤드(H1000)는 기록 소자 유닛(H1002), 잉크 공급 유닛(H1003) 및 탱크 홀더(H2000)를 대체로 포함한다. 도3에 도시된 바와 같이, 기록 소자 유닛(H1002)은 제1 기록 소자 기판(H1100), 제2 기록 소자 기판(H1101), 기저(base)로 사용되는 제1 플레이트 (H1200), 가요성 배선 부재로 작용하는 전기 배선 테이프(H1300), 전기 접촉 기판(H2200) 및 기록 소자 기판을 수납하기 위한 제2 플레이트(H1400)를 갖는다. 이들은 잉크 공급 유닛(H1003) 상에 조립되고 장착된다. 잉크 공급 유닛(H1003)은 잉크 공급 부재(H1500), 유동 경로 형성 부재(H1600), 조인트 밀봉 부재(H2300), 필터(H1700) 및 밀봉 고무(H1800)를 갖는다. 이들은 탱크 홀더(H2000) 내에 조립되고 수납된다.

이하, 기록 소자 유닛(H1002)의 구성을 설명한다.

기록 소자 헤드(H1002)는 대체로

제1 플레이트(H1200)와 제2 플레이트(H1400)를 연결하여 플레이트 조립체를 형성하는 공정1과,

플레이트 조립체 상에 두 개의 기록 소자 기판(H1100, H1101)을 장착하는 제2 공정과,

기록 소자 기판의 전극부와 전기 배선 테이프(H1300)의 전극 단자(H1302)를 위치 정렬시키고, 전기 배선 테이프를 플레이트 조립체에 연결하는 제3 공정과,

전기 배선 테이프(H1300)의 전극 단자(H1302)와 기록 소자 기판의 전극부를 접속하는 제4 공정과,

전기 접속부를 밀봉하는 제5 공정에 의해 제조된다.

이하 상기 각 공정을 설명한다.

공정1

제1 플레이트(H1200)에는, 블랙 잉크를 제1 기록 소자 기판(H1100)에 공급하고 시안, 마젠타 및 옐로우 잉크를 제2 기록 소자 기판(H1101)에 공급하는 잉크 공급 포트(H1201)가 형성된다. 제2 플레이트(H1400)는 잉크 공급 포트(H1201)를 노출시키는 방식으로 제1 플레이트(H1200)에 연결된다. 잉크 공급 포트(H1201)가 노출되는 부분에서, 제1 플레이트(H1200)에 연결되는 제2 플레이트(H1400)에는 두 개의 기록 소자 기판(H1100, 1101)을 수납하는 디바이스 구멍(H1401)이 형성된다.

공정2

제1 기록 소자 기판(H1100)과 제2 기록 소자 기판(H1101)은, 디바이스 구멍(H1401)을 통해 제1 플레이트(H1200)의 노출부에 높은 정밀도로 견고하게 접착된 다. 제1 및 제2 기록 소자 기판의 위치 설정은 제1 플레이트(H1200) 내에 모두 형성된 X 방향 위치 기준면(H1204) 및 Y 방향 위치 기준면(H1205)에 대하여 행해진다. 복수의 잉크 토출구를 각각 갖는 기록 소자 기판은 잉크젯 기록 헤드에 이용되는 공지된 구성을 갖는다.

공정3

전극 배선 테이프(H1300)는 기저 필름, 구리 포일(foil) 도선 및 도선 보호 피복 필름 또는 땜납 저항(solder resist)의 적층물이다. 기저 필름은 예를 들어 약 25-125 μm 두께인 폴리이미드 수지로 형성될 수 있다. 구리 포일 도선은 35 μm 두께를 가지며, 두 개의 기록 소자 기판과 전기 접촉 기판(H2200)에 접속하는 소정 형상으로 형성된다. 기록 소자 기판이 내장되는 전기 배선 테이프(H1300)의 부분에는, 디바이스 구멍(H1401)과 거의 동일한 형상인 디바이스 구멍(H1304)이 형성된다. 기록 소자 기판의 전극부에 대응하는 각 디바이스 구멍(H1304)의 두 측면에는, 표면이 금으로 도금된 전극 단자(H1302)가 접속 단자로서 배열된다. 전기 배선 테이프(H1300)는, 피복 필름측 상에서 열경화성 에폭시 수지 접착층을 통해 제2 플레이트(H1400)의 표면에 고정된다. 전기 배선 테이프(H1300)의 기저 필름은, 기록 소자 유닛의 캐핑(capping) 부재와 맞물림되도록, 그 표면 상에서 평활하게 형성된다.

공정4

전기 배선 테이프(H1300)와 두 개의 기록 소자 기판 사이의 전기 접속부는, 예를 들어 기록 소자 기판의 전극부 상에 미리 구비된 범프(bump)와 전기 배선 테 이프(H1300)의 전극 단자(H1302)에 대한 내부 납 접합(ILB: inner lead bonding)을 수행함으로써 이루어진다.

공정5

ILB 이후에 전기 접속부가 노출되면, 토출구로부터 비산하는 미세 잉크 스프레이와 기록 매체로부터 튀어 되돌아오는 잉크 액적이 전극부에 부착되어 전극부 및 기저 금속을 부식시킬 수 있으므로, 전극부는 에폭시 수지와 같이 우수한 밀봉과 이온 차단 능력을 갖는 밀봉제(H1308, 도2)로 피복되고 밀봉된다. 잉크 공급 포트(H1201)로부터 토출구(H1107)로 연장되는 액체 기밀 잉크 연통 경로를 형성하기 위해, 각 기록 소자 기판의 주변 및 기록 소자 기판과 디바이스 구멍 사이의 간극은 밀봉제(H1307)로 피복된다.

기록 소자 기판의 주변에 도포되는 밀봉제(제1 밀봉제)(H1307)는, 경화될 때 밀봉제가 기록 소자 기판에 경화 수축과 같은 응력을 일으키지 않도록 고 탄성과 고 유동성을 갖는 것으로 선택된다. 전기 접속부에 도포되는 다른 밀봉제(제2 밀봉제)(H1308)는, 토출구 형성면에 부착되는 잉크 액적을 닦아 내기 위한 고무 와이퍼 블레이드(wiper blade)의 마찰 운동에 대한 내마모성 및 기록 매체에 접촉된 경우에 박리가 발생되지 않는 내구성과 같은 특성을 갖도록 고 강도를 갖는 것으로 선택된다.

그런 다음, 인쇄 장치 본체로부터 전기 신호를 전달하는 전기 접촉 기판(H2200)과 전기 배선 테이프(H1300)의 전기 입력측의 전기 단자 접촉 부재(H1303)는, 예를 들어 이방성 도전성 필름(ACF: anisotropic conductive film)에 의해 서 로 접속되고, 단자 접속 부분도 또한 밀봉제로 피복된다.

전술한 공정에서 조립된 기록 소자 유닛(H1002)과 잉크 공급 유닛(H1003)은 조인트 밀봉 부재(H2300)를 통해 서로 연결된다. 나사(H2400)는, 제1 플레이트의 두 개의 나사 설정부(H1206) 내에 구비된 나사 설정 위치(H1207)를 통해 잉크 공급 유닛(H1003) 내의 나사 정착 보스(H1517) 내로 체결된다. 이 경우에, 제1 플레이트의 위치 기준면(H1204, H1205)과 그 이면은 잉크 공급 유닛(H1003)의 지지부(H1509, H1510, H1511)와 맞물림된다. 이로써 X 방향 (주 주사 방향), Y 방향 (부 주사 방향) 및 Z 방향 (잉크 토출 방향)으로 기록 소자 유닛(H1002)이 위치 설정된다. 전기 접촉 기판(H2200)은, 전기 접촉 기판의 단자 접속 구멍(H1310)과 단자 위치 설정 구멍(H1309)으로 진입되는 잉크 공급 유닛(H1003)의 단자 고정부(H1512)의 단자 위치 설정 핀(H1515)과 단자 접속 핀(H1516)에 의해 위치 설정되고 고정된다.

그런 다음, 탱크 홀더(H2000)는 잉크 공급 유닛(H1003)과 기록 소자 유닛(H1002)의 조립체 상에 장착되어, 도1의 잉크젯 기록 헤드(H1000)를 제공한다. 잉크 탱크(도시되지 않음)가 탱크 홀더(H2000) 내에 설치되면, 잉크는 잉크 공급 유닛(H1003)의 필터(H1700)로부터 유동 경로 형성 부재(H1600) 내의 잉크 경로(H1501)로 공급된다. 잉크는 잉크 도입 포트(H1602)로부터 기록 소자 유닛(H1002)으로도 또한 공급된다.

비록 전술한 잉크젯 기록 헤드가 일 편(one-piece)의 일체로 형성된 블랙 잉크 토출 포트와 칼라 잉크 토출 포트를 갖지만, 유사한 제조 공정이 개개의 칼라 마다 별개의 기록 소자 기판을 갖는 잉크젯 기록 헤드에도 적용될 수도 있다.

그러나 상기 잉크젯 기록 헤드는 신뢰도를 떨어뜨릴 수 있는 다음과 같은 문제점을 갖는다.

전술한 바와 같이, 전기 배선 테이프(H1300)와 기록 소자 기판 사이에 전기 접속부를 피복하는 제2 밀봉제(H1308)는 단단하고 매우 내구적이다. 그러므로, 기록 소자 기판의 외부 주연을 밀봉하는 연성의 제1 밀봉제(H1307) 위에 제2 밀봉제(H1308)가 위치되는 부분은, 제1 밀봉제(H1307)가 변형되어 국부적인 외력이 가해질 때 균열될 수 있다. 이들 균열부로부터 잉크가 스며들어, 전기 접속부의 부식이 일어날 수 있다.

이 문제를 해결하기 위해서, 전기 단자(H1302) 어레이의 양단에서 전기 배선 테이프(H1300)의 기저 필름을 디바이스 구멍 내로 약간 연장하며, 연장부(H1305) 위에 제2 밀봉제(H1308)를 도포하여 전기 접속부를 피복하는 것과 관련된 방법(일본 특허 출원 공개 2002-187273호 참조)이 제안되었다. 이 문헌은, 특히 강성(stiffness)을 개선하기 위해, 연장부(H1305)가 도전층을 갖는 경우를 개시한다.

잉크젯 인쇄 장치가 널리 사용됨에 따라, 잉크젯 인쇄 장치 내에 사용되는 기록 헤드의 비용의 감소에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해, 기록 헤드를 이루는 구성요소의 비용을 필연적으로 낮추어야 한다. 비용 감소 효과 측면에 따라, 상대적으로 비싼 부품인 전기 배선 테이프(H1300)를 이루는 구리 포일층과 기저 필름의 두께가 감소되면, 전술한 구성이 변화되지 않은 채 전술한 문제가 완전히 방지될 수도 있을 것이다.

이러한 문제를 도4a 및 도4b를 참조하여 설명한다. 도4a는 잉크 토출구(H1007)의 어레이(H1108)가 형성된 측면(기록 매체의 대향면)으로부터 본 기록 소자 유닛 내의 전기 배선 테이프 및 디바이스 구멍과 그 관련 부품을 개략적으로 도시한다. 도4b는 도4a의 선 IVB-IVB를 따라 취해진 개략적인 단면도이다.

도4a에 도시된 바와 같이, 일본 특허 출원 공개 2002-187273호에 개시된 기술이 적용되면, 전기 배선 테이프(H1300)의 기저 필름은, 제1 기록 소자 기판(H1100)과 디바이스 구멍(H1401) 사이의 공간의 부분을 피복하도록 제1 기록 소자 기판(H1100)의 전극부(H1104)에 접속된 테이프의 전극 단자(H1302) 어레이의 양단을 향해 연장되며, 제2 밀봉제(H1308)는 전기 접속부와 연장 부분(H1305)을 피복한다.

그러나, 제1 밀봉제(H1307)가 도4b에 도시된 바와 같이 (예를 들어, 경화 수축에 의해) 변형되면, 전기 배선 테이프(H1300)의 디바이스 구멍(H1304)의 모서리에 있는 연장부(H1305)도 또한 화살표로 표시한 바와 같이 디바이스 구멍의 바닥쪽으로 변형된다. 제2 밀봉제(H1308)가 단단하므로, 국부적인 응력 집중을 일으키면서 접속 안정성을 떨어뜨리는 변형이 수반될 수 없다.

전술한 문제의 관점에서, 본 발명은 전술한 문제를 해소하는 매우 신뢰할 만한 잉크젯 기록 헤드를 제공하도록 달성되었다.

본 발명의 기록 헤드는

잉크를 토출하기 위한 기록 소자와 상기 기록 소자를 구동하기 위한 전력 공 급원을 수용하는 전극부를 구비하며, 기저 상에 배치된 기록 소자 기판과,

상기 기저 상에 장착되어, 상기 기록 소자 기판의 측면 주연부를 둘러쌈으로써 상기 기록 소자 기판을 수납하는 수납 유닛과,

상기 기록 소자 기판의 전극부에 연결되도록 형성된 배선부를 상부에 구비하며, 상기 수납 유닛 상에 배치된 탄성 배선 부재와,

상기 수납 유닛에 의해 둘러싸인 상기 기록 소자 기판을 감싸는 공간을 채우는 제1 밀봉제와,

상기 기록 소자 기판의 전극부와 상기 전극부에 대응하는 상기 배선 부재의 배선부의 일부를 피복하는 제2 밀봉제와,

상기 공간 내에 위치되어 상기 기저 상에 상기 제2 밀봉제를 지지하는 지지 부재를 포함한다.

본 발명에 따라, 비교적 비싼 배선 부재인 전기 배선 테이프와 같은 배선 부재를 이루는 기저 필름 및 구리 포일층의 두께를 감소시킨 결과에 따라 발생할 염려가 있는 전기 접속부에서의 응력 집중이 완화되어 신뢰성을 개선할 수 있다. 제2 밀봉제를 지지하는 지지 부재를 제공함에 따라, 비록 배선 부재의 두께를 감소시켜 비용이 감소되는 경우에도, 기록 소자 기판과 배선 부재 사이의 접속부의 신뢰성 및 제조 안정성이 개선될 수 있다. 특히 비교적 값싼 재료로 형성될 수 있는 수납 유닛(제2 플레이트) 내의 기록 소자 기판 수용 공간을 형성하는 디바이스 구멍 내부에 돌출부가 구비되면, 부품의 수가 증가되지 않고 부품 비용도 증가하지 않는다. 그러므로, 적은 비용으로 아주 신뢰할 수 있는 잉크젯 기록 헤드를 제공 할 수 있다.

본 발명의 전술한 목적, 효과, 특성 및 장점 및 다른 목적, 효과, 특성 및 장점은 첨부하는 도면과 관련된 실시예에 대한 설명으로부터 명백해질 것이다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

(제1 실시예)

도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기록 소자 유닛의 분해 사시도이다. 도6a는 제1 기록 소자 기판(H1100)의 잉크 토출구(H1007) 어레이(H1108)가 형성된 측면(기록 매체와 대면하고 있는 표면)으로부터 본 기록 소자 유닛 내의 전기 배선 테이프, 디바이스 구멍 및 관련 부품을 도시하는 개략도이다. 도6b는 도6a의 선 VIB-VIB를 따라 취한 개략적인 단면도이다. 이들 도면에서, 도1 내지 도3과 도4a 및 도4b의 부품과 동일한 부품들은 동일한 참조부호를 할당하였다.

본 실시예는, 제1 및 제2 기록 소자 기판(H1100, H1101)에 대한 제2 플레이트(H1400') 내의 각 디바이스 구멍의 네 모서리에 전기 배선 테이프(H1300)의 디바이스 구멍 연장부(H1305)에 대응하는 돌출부(H1402)가 구비된다는 점에서 도4a 및 도4b의 구성과 다르다. 돌출부(H1402)는, 제2 플레이트(H1400')가 세라믹, 수지 또는 금속과 같은 모재(base material)로부터 성형되는 경우에 제2 플레이트(H1400')와 일체로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 펀칭된 알루미나(Al₂O₃) 그린 시트를 변형함으로써 이러한 것을 쉽고 저 비용으로 달성하였다.

이런 방법으로 형성된 제2 플레이트(H1400')를 사용하여 전술한 공정 내에 기록 소자 유닛(H1002)이 조립됨으로써, 전기 배선 테이프의 디바이스 구멍 연장부(H1305)는 도6b에 도시된 바와 같이 제2 플레이트의 돌출부(H1402)에 의해 지지된다. 그러므로, 제1 밀봉제(H1307)가 경화 수축을 겪으면, 전술한 구성은, 그렇게 구성하지 않은 경우에 연장부(H1305)를 하방으로 편향시켜 제2 밀봉제(H1308)를 변형시키는 힘이 발생되는 것을 방지하게 된다. 그러므로, 기록 소자 기판과 전기 배선 테이프 사이의 전기 접속부 내에 국부적인 응력 집중이 발생되지 않게 되어, 접속 안정성을 보호하게 된다. 결과적으로, 높은 신뢰도의 잉크젯 기록 헤드를 제공할 수 있다.

본 실시예에서, 전기 배선 테이프 측 상에 연장부(H1305)가 제공되어 제2 밀봉제(H1308)를 지지한다. 이러한 구성에서, 연장부(H1305)가 전기 접속부를 향해 확실히(positively) 돌출하도록 형성되어, 밀봉제(H1308)의 주연 근처에 전기 배선 테이프의 일단에서의 단차가 위치되지 않도록 보장함으로써, 밀봉제(H1308)의 단차 피복이 안정되고 양호되게 된다. 이러한 단차에 의한 밀봉제(H1308)의 박리가 문제되지 않으면, 전기 배선 테이프 측 상에 연장부(H1305)가 구비되지 않고, 그 대신에 제2 플레이트의 돌출부(H1402)가 밀봉제(H1308)로 직접 피복될 수 있으며, 즉 제2 플레이트의 돌출부(H1402)가 밀봉제(H1308)를 직접 지지할 수 있다. 이것은 제2 및 제3 실시예에서도 동일할 수 있다.

본 실시예는 제2 플레이트(H1400')의 디바이스 구멍(H1401')의 모서리에서 거의 정사각형 돌출부(H1402)를 갖지만, 돌출부가 전기 배선 테이프의 디바이스 구 멍 연장부(H1305) 또는 제2 밀봉제(H1308)를 효과적으로 지지할 수 있는 한, 돌출부의 형상은 이러한 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이들 정사각 모서리부는 경사진 표면 또는 곡선 표면 내에서 모따기 될 수 있다. 이러한 형상의 돌출부는 제2 플레이트와 함께 일 편으로 용이하게 성형될 수 있고 동일한 효과를 얻을 수 있다.

제2 플레이트(H1400')는 기록 소자 유닛의 다른 부분의 구성에 영향을 받지 않으며, 그러므로 기록 소자 유닛의 기본적인 설계와 제조 공정에 중요한 변화를 요구하지 않는다. 그러므로, 기록 소자 기판(H1100, H1101)에 잉크젯 기록 헤드의 공지된 구성이 이용될 수 있다. 기록 소자 기판의 구성을 도7 및 도8을 참조하여 간단하게 설명한다.

도7은 블랙 잉크용 제1 기록 소자 기판(H1100)을 도시한다. 도8은 칼라 잉크용 제2 기록 소자 기판(H1101)을 도시한다. 두 개의 기록 소자 기판은, 잉크 공급 유닛(H1003)의 잉크 도입 포트(H1602)(도3)로부터 관련 잉크가 도입되는 잉크 공급 경로를 갖는 두께 0.5 내지 1 mm의 실리콘 기판(H1110)으로 형성되며, 각 칼라에 대한 잉크 공급 경로는 긴 홈형 관통 구멍 형상이다. 또한, 각 칼라의 잉크 공급 경로(H1102)의 각 측면 상에는, 토출 에너지 생성 수단으로서 전기 열 변환기(H1103) 어레이가 배열되며, 두 개의 전기 열 변환기 어레이는 Y 방향으로 1/2 피치 만큼 서로 엇갈리게 된다. 전기 열 변환기에 대응하는 위치에는, 잉크 경로 벽(H1106)에 의해 형성된 액체 경로와, 액체 경로와 연통하여 기록 매체 상으로 잉크를 토출하도록 구성된 잉크 토출구(H1107)의 어레이(H1108)가 있다. 칼라 잉크용 제2 기록 소자 기판(H1101)은, 세 가지 칼라, 옐로우, 마젠타 및 시안에 대한 모든 토출구 칼럼들이 각 칼라 마다 두 개의 칼럼이 사용되면서 내부에 일체로 형성하고 있다. 또한, 개별 칼라에 대한 토출구 칼럼은 별개의 부품으로 형성될 수도 있다.

또한, 전기 열 변환기(H1103) 어레이의 방향(도면에서 Y 방향)에 수직인 방향(도면에서 X 방향)으로 기록 소자 기판의 두 측면을 따라, 외부 회로를 구비한 제1 기록 소자 기판에 내장된 구동 회로와 제1 기록 소자 기판 상에 형성된 전기 열 변환기들을 접속하기 위한 전극부(H1104)가 형성된다. 전극부(H1104)에는, 전기 배선 테이프(H1300)의 전극 단자(H1302)와 접속을 위한 금으로 된 볼 범프(ball bump)(스터드 범프(stud bump))(H1105)는 예를 들어 와이어 본딩(wire bonding) 장치에 의해 형성된다.

잉크 토출 에너지를 생성하는 수단은, 통전되는 경우 열 에너지를 생성하여 잉크를 가열시켜 기포를 발생시키는 전기 열 변환기에 한정되지 않고, 다른 형태의 에너지 생성 수단이 이용될 수 있다.

도5에 도시된 바와 같이 구성된 기록 소자 유닛(H1002)을 사용하여 조립된 기록 헤드(H1100)는, 프린터, 복사기, 통신 시스템을 갖는 팩시밀리 및 프린터 유닛을 갖는 워드 프로세서에 장착될 수 있으며, 또한 다양한 처리 소자와 함께 사용되는 산업용 기록 장치에도 장착될 수 있다. 이러한 잉크젯 기록 헤드를 사용하여, 용지, 실, 섬유, 천, 가죽, 금속, 플라스틱, 유리, 나무 및 세라믹과 같은 다양한 기록 매체 상에 기록할 수 있다. 본 상세한 설명에서 "기록"이란 단어는 글자 및 그림과 같이 중요성 또는 의미를 갖는 화상은 물론 패턴과 같이 의미를 갖지 않는 화상을 기록 매체에 부여하는 것을 의미한다.

도9는 전술한 잉크젯 기록 헤드를 사용한 잉크젯 인쇄 장치의 예시적인 구조를 도시하는 개략적인 사시도이다. 본 장치에서, 캐리지(500)는 이음매 없는 벨트(501)에 고정되고, 안내 샤프트를 따라 이동 가능하다. 이음매 없는 벨트(501)는 풀리(503) 상에 권취되며, 풀리 중 하나에는 캐리지 구동 모터(504)의 구동 샤프트가 접속된다. 그러므로, 모터(504)가 동작함에 따라, 캐리지(500)는 주 주사를 위해 안내 샤프트(502)를 따라 (방향 A로) 왕복 구동된다. 캐리지(500) 상에는, 사용된 잉크 칼라와 동일한 수의 잉크 탱크(404)에 부착된 카트리지 형태의 잉크젯 기록 헤드(H1000)가 장착되어 있다.

이 장치는 주 주사 방향으로의 캐리지의 위치를 감지하는 선형 엔코더(506)를 갖는다. 선형 엔코더(506)는 캐리지(500)의 이동 방향을 따라 구비된 선형 스케일(507)을 하나의 구성 요소로 가지며, 선형 스케일(507)에는 소정 밀도로 등간격으로 형성된 슬릿이 구비되어 있다. 선형 엔코도(506)는 발광부와 광센서를 갖는 슬릿 감지 시스템(508)과 신호 처리 회로를 나머지 다른 구성요소로서 갖는다. 그러므로, 캐리지(500)가 이동함에 따라, 선형 엔코더(506)는 잉크 토출 타이밍을 결정하는 토출 타이밍 신호와 캐리지 위치 정보를 출력한다.

기록 매체로서의 용지(P)가 캐리지(500)의 주사 방향에 수직인 방향(B)으로 간헐적으로 공급된다. 용지(P)는 용지 전달 방향으로 상류에 위치된 한 쌍의 롤러 유닛(509, 510)에 의해 그리고 하류에 위치된 한 쌍의 롤러 유닛(511, 512)에 의해 지지되고, 이들 용지가 반송됨에 따라 기록 소자 유닛(H1002)의 토출구 형성면에 대해 평탄성 또는 평면성을 보장하도록 이들 롤러에 의해 소정 장력이 주어진다. 각 롤러 유닛에 대한 구동력은 도시되지 않은 용지 공급 모터로부터 전달된다.

전술한 구성에서, 캐리지(500)가 이동하는 동안 잉크젯 기록 헤드의 토출구 어레이의 길이와 동일한 폭에 대한 인쇄 및 용지(P) 공급은, 모든 용지(P)가 기록될 때까지 교대로 반복된다.

캐리지(500)는 기록 시작 시점에서 또는 인쇄 동작 동안에 요구된 바와 같은 홈(home) 위치로 정지한다. 이 홈 위치에는 (내부에 토출구가 형성된) 각 잉크젯 헤드의 토출구 형성면을 캐핑(capping)하는 캡 부재(513)가 구비된다. 캡 부재(513)는 토출구로부터 잉크를 강제로 흡입 배출하고 토출구에서 생길 수 있는 막힘을 방지하기 위한 흡입 기반 회복 수단(suction-based recovery means)(도시되지 않음)이 구비되어 있다. 홈 위치에서, 기록 소자 유닛(H1002)의 토출구 형성면을 깨끗하게 닦아 내는 와이핑 부재(550)가 수직으로 이동 가능하도록 배열된다.

(제2 실시예)

도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기록 소자 유닛의 분해 사시도이다. 도면에서, 도1 내지 도3, 도4a 및 도4b에 기재된 것과 동일한 부분은 동일한 참조 번호를 부여했다.

본 실시예는, 도4a 및 도4b에 도시된 형상과 동일한 형상의 디바이스 구멍(H1401)을 갖는 제2 플레이트(H1400)가 사용되지만, 제2 플레이트의 디바이스 구멍(H1401)의 깊이와 동일한 높이의 지지 부재(H1403)가, 제1 및 제2 기록 소자 플레이트 (H1100, H1101)의 디바이스 구멍(H1401) 각각의 네 모서리에 지지 부재들이 전기 배선 테이프의 디바이스 구멍 확대부(H1305) 아래에 위치되도록 배열된다는 점에서 도5의 구성과 다르다. 본 예시에서, 작은 입방체 지지 부재(H1403)(0.6mm x 0.6mm x 0.6mm)는, 아크릴 재료로 형성되며, 제1 및 제2 플레이트(H1200, H1400)가 조립된 후에, 디바이스 구멍(H1401)의 각각의 네 모서리에서 접착된다.

다른 단계에서는, 기록 소자 유닛(H1002)이 유사한 방식으로 조립되어, 전기 배선 테이프의 디바이스 구멍 확대부(H1305)가 지지 부재(H1403) 상에 지지된다. 그러므로, 제1 밀봉제(H1307)가 경화 수축을 겪으면, 연장부(H1305)의 하방 편향이 방지되어, 기록 소자 기판과 전기 배선 테이프 사이의 전기 접속부 내에 국부적인 응력 집중을 방지할 수 있고, 이에 따라 접속 안정성을 유지할 수 있다. 그러므로, 매우 신뢰할 만한 잉크젯 기록 헤드를 제공할 수 있다.

(제3 실시예)

도11은 제2 실시예의 변형인 제3 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 전기 배선 테이프의 디바이스 구멍 연장부(H1305)의 후면 상에, 즉 디바이스 구멍(H1401)과 대향하는 측면 상에, 디바이스 구멍의 깊이와 동일한 두께의 아크릴 지지 부재(H1403)가 배열되어 제2 실시예와 동일한 효과를 생성한다.

다른 단계에서는, 기록 소자 유닛(H1002)은 유사한 방식으로 조립되어 전기 배선 테이프의 디바이스 구멍 연장부(H1305)를 갖는 지지 부재(H1403) 상에 지지된다. 그러므로, 제1 밀봉제(H1307)가 경화 수축을 경험하면, 연장부(H1305)의 하향 편향이 방지되어 기록 소자 기판과 전기 배선 테이프 사이의 전기 접속부 내에 국부적인 응력 집중을 방지할 수 있음으로, 접속 안정성이 유지될 수 있다. 그러므 로, 매우 신뢰할 만한 잉크젯 기록 헤드를 제공할 수 있다.

지지 부재들이 전기 배선 테이프의 디바이스 구멍 연장부(H1305) 또는 제2 밀봉제(H1308)를 효과적으로 지지할 수 있는 한, 지지 부재의 형상은 입방체 등에 한정되지 않는다. 지지 부재의 재료도 또한 아크릴 재료에 한정되지 않고 금속, 세라믹 및 성형이 용이한 수지와 같이 값싸고 용이하게 형성되는 재료를 사용할 수 있다.

(제4 실시예)

도12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기록 소자 유닛의 분해 사시도이다. 본 실시예에서, 도4a 및 도4b에 도시된 것과 동일한 형상의 디바이스 구멍(H1401)을 갖는 제2 플레이트가 사용된 반면, 전기 배선 테이프의 이들 돌출부는 연장부(H1305)에서 후면쪽으로, 즉 제2 플레이트(H1400)의 디바이스 구멍(H1401) 쪽으로 절첩되어 절첩부(H1306)를 형성하며, 절첩부(H1306)는 제2 밀봉제(H1308) 또는 전기 배선 테이프의 디바이스 구멍 연장부(H1305)를 지지하는 지지 부재로서 사용된다. 절첩부의 크기는 디바이스 구멍(H1401)의 높이와 같이 0.6 mm로 설정된다. 이러한 배열은, 전술한 바와 같이 조립체가 형성된 후에 제1 밀봉제(H1307)가 경화 수축을 하는 경우에, 절첩부(H1306)의 선단(tip)이 전기 배선 테이프를 지지하고 그 하방 편향을 방지하여, 기록 소자 기판과 전기 배선 테이프 사이의 전기 접속부 내에 국부적인 응력 집중을 방지함으로써, 접속 안정성을 유지하게 된다. 그러므로, 매우 신뢰할 만한 잉크젯 기록 헤드를 제공할 수 있다.

절첩부의 크기는 이와 달리 설정될 수 있다. 즉, 절첩부(H1306)의 선단이 제1 플레이트(H1200)의 상면과 완전히 접촉할 필요가 없다. 절첩부(H1306)는 기록 소자 기판과 전기 배선 테이프 사이의 전기 접속부 내에 바람직하지 않은 국부적인 응력 집중이 발생하지 않는 정도로 전기 배선 테이프가 변형을 허용하도록 그 크기가 설정될 수 있다.

본 발명은 양호한 실시예에서 상세하게 설명되었으며, 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 전술한 설명으로부터 더 넓은 양태로 변경과 변형을 만들 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이며, 그러므로 본 발명은 본 발명의 진정한 사상 내에 위치되는 모든 변경과 변형을 포함하도록 청구항에 기재되었다.

본 발명에 따라, 비교적 비싼 배선 부재인 전기 배선 테이프와 같은 배선 부재를 이루는 기저 필름 및 구리 포일층의 두께를 감소시킨 결과에 따라 발생할 염려가 있는 전기 접속부에서의 응력 집중이 완화되어 신뢰성을 개선할 수 있다. 제2 밀봉제를 지지하는 지지 부재를 제공함에 따라, 비록 배선 부재의 두께를 감소시켜 비용이 감소되는 경우에도, 기록 소자 기판과 배선 부재 사이의 접속부의 신뢰성 및 제조 안정성이 개선될 수 있다. 특히 비교적 값싼 재료로 형성될 수 있는 수납 유닛(제2 플레이트) 내의 기록 소자 기판 수용 공간을 형성하는 디바이스 구멍 내부에 돌출부가 구비되면, 부품의 수가 증가되지 않고 부품 비용도 증가하지 않는다. 그러므로, 적은 비용으로 아주 신뢰할 수 있는 잉크젯 기록 헤드를 제공할 수 있다.

Claims

잉크를 토출하기 위한 기록 소자와 상기 기록 소자를 구동하기 위한 전원을 수용하는 전극부를 구비하며, 기저 상에 배치된 기록 소자 기판과,

상기 기저 상에 장착되어, 상기 기록 소자 기판의 측면 주연부를 둘러쌈으로써 상기 기록 소자 기판을 수납하는 수납 유닛과,

상기 기록 소자 기판의 전극부에 연결되도록 형성된 배선부를 상부에 구비하며, 상기 수납 유닛 상에 배치된 탄성 배선 부재와,

상기 수납 유닛에 의해 둘러싸인 상기 기록 소자 기판을 감싸는 공간을 채우는 제1 밀봉제와,

상기 기록 소자 기판의 전극부와 상기 전극부에 대응하는 상기 배선 부재의 배선부의 일부를 피복하는 제2 밀봉제와,

상기 공간 내에 위치되어 상기 기저 상에 상기 제2 밀봉제를 지지하는 지지 부재를 포함하는 잉크젯 기록 헤드.
제1항에 있어서, 상기 배선 부재는 상기 공간 내로 돌출되는 부분을 갖고, 상기 지지 부재는 상기 돌출 부분을 통해 상기 제2 밀봉제를 지지하는 잉크젯 기록 헤드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 부재는 세라믹, 금속 또는 수지로 형 성되는 잉크젯 기록 헤드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 공간을 형성하는 상기 수납 유닛의 돌출부로서 상기 수납 유닛과 일체로 형성되는 잉크젯 기록 헤드.
제1항에 있어서, 상기 배선 부재는 상기 공간 위에 돌출되는 부분을 갖고, 상기 지지 부재는 상기 돌출 부분을 상기 기저를 향해 절첩하여 형성되는 잉크젯 기록 헤드.
제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기록 소자는 잉크를 토출하기 위한 열 에너지를 생성하는 전기 열 변환기를 각각 갖는 잉크젯 기록 헤드.
제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기저는 상기 기록 소자 기판에 잉크를 공급하는 공급 포트를 갖는 부재인 잉크젯 기록 헤드.