用于在一喷墨打印盒上形成隔离层并进行检查的方法 本发明涉及一种用包封材料在一喷墨打印盒的一部分上形成一隔离层然后进行检查以确定其是否在打印盒上适当定位的方法。
按需要滴墨的喷墨打印机使用热能以在墨腔中产生汽泡而排出墨滴。一热能产生器或加热元件，通常为一电阻，位于排出孔附近的加热片的腔中。一组腔(各有单独的加热元件)位于打印机的打印头上。打印头典型地包括加热片和一孔板，一组排出孔形成在孔板上。打印头形成喷墨打印盒的一部分，喷墨打印盒也包括一充墨容器。
通过一打印机供电电路提供的电脉冲对电阻单独进行寻址。各电脉冲提供到电阻中之一瞬间使与电阻接触的墨水汽化，形成一气泡而排出一墨滴。使用一柔性电路对电脉冲提供从打印机电源电路到打印头的通路。柔性电路包括一基片部分，和一组位于基片部分上的轨线。轨线有延伸到基片部分之外的端部。延伸部分连接至打印头的接合垫。典型地，有第一排连接的接合垫和轨线部分和一相对的第二排连接的接合垫和轨线部分。
在本领域中，已知在各排连接的接合垫和延伸的轨线部分上形成一隔离层。一个形成这种隔离层地已知方法是使用一排放针在连接的接合垫和轨线部分上分布包封材料从而形成一隔离层。
一旦在各排连接的接合垫和延伸的轨线部分上形成了一隔离层，就要进行检查以确定是否各隔离层在打印盒上适当地定位。如果一个隔离层不能在打印盒上适当地定位，隔离层可能会堵塞一或多个孔。并且，如果两隔离层之间的距离太窄，就难于揩拭孔板表面。
一种用于检查隔离层适当定位的已知方法是测量孔板中央到隔离层内缘之间的距离。如果该距离小于预定值，则隔离层是不适当地定位，和打印头是不可接受的。在大量制造的情况下，这样的检查是不容易进行的，所以其是不理想的。所以，需要一种改进的方法以检查隔离层在喷墨打印盒上的定位。
本发明的目的是满足上述的需要，其提供了一改进的方法，用包封材料在打印盒第一部分上形成一隔离层，然而检查打印盒，以确定是否包封材料适当地定位于打印盒第一部分上。打印盒第一部分包括一或多个柔性电路的延伸部分，打印盒打印头的一或多个接合垫，和打印头的外部。该方法在隔离层形成之前于打印头的孔板上形成检查标记。在形成隔离层之后，进行检查，以确定是否隔离层延伸到检查标记之外，并与打印盒的第二部分接触。如果是这样，则打印盒是不可接受的。如果不是这样，则打印盒是可接受的。另一方面，如果隔离层的位置与检查标记的任何部分接触，即使其不与打印盒的第二部分接触，也认为其位置是不可接受的。
下面通过实施例并参照附图对本发明进行描述。
图1是本发明的喷墨打印盒一部分的透视图；
图2是连接于孔板的加热片一部分的视图，孔板的一部分已去掉而处于两个不同的平面；
图3是图1所示的打印头、柔性电路一部分和充墨容器一部分的放大图；
图3A是打印头和第一和第二隔离层的示意图，显示了第一隔离层的不适当的定位；
图4是本发明的喷墨打印盒一部分的透视图，其上有一定长度的密封带；
图5是沿图4中5-5线的剖视图；
图6是一包封材料分布装置和一喷墨打印盒的侧视图，在该处，打印盒位于可从分布装置接受包封材料。
现在参见图1，其中显示了一根据本发明的喷墨打印盒10。其适用于喷墨打印机。打印盒10包括一聚合物的充墨容器12，一打印头20粘固在容器12上，和一柔性电路30。
打印头20包括一加热片22，其有一组电阻加热元件24，如图2所示。打印头20还包括一孔板26，其上有一组贯穿板的开口28，形成了一组墨滴可从中喷出的孔28a。板26的部分26a和加热片22的部分22a形成了一组气泡室29。由容器12供应的墨水通过供应通道29a进入气泡室29。
电阻的加热元件24由电压脉冲分别地寻址。各电压脉冲供到加热元件24上，使与加热元件24接触的墨水瞬间汽化，在装有加热元件24的室29中形成一气泡。气泡的作用是使室29中的墨水移动，使墨滴从与室29相连的气泡室孔28a中排出。
柔性电路30对电压脉冲从打印机电源电路(未示)到打印头20的接合垫20a提供了一通路，如图3所示。导体24a从接合垫20a延伸到加热元件24，如图2所示。
柔性电路30包括一基片部分32，其有一组形成于其第一侧32a的金属轨线34，如图3和5所示。轨线34有一主体部分34a和一端部34b。端部34b形成了梁式引线。主体部分34a形成于基片部分32上，并且端部34b从基片部分32上伸出。基片部分32的第一侧32a朝向容器12，使主体部分34a位于基片部分32和容器12之间。可以在主体部分34a上涂覆环氧树脂涂层(未示)，以防止墨水接触这些部分34a。
延伸的端部34b最好通过普通的自粘带(TAB)粘合技术连接于粘合垫20a，在打印头20或柔性电路30固定在容器12之前进行TAB粘合工艺。典型地，第一排35a连接的粘合垫20a和轨线部分34b，和一相对的第二排35b连接的粘合垫20a和轨线部分34b，如图3所示。
聚合物容器12可由聚苯撑氧制造，其可从市场上买到(通用电器公司制造，商标为“NORYL SE-1”)。基片部分32最好由聚合物材料制造，例如聚酰亚胺材料，其可从市场上买到(E.I,Dupont de Nemours&Co，商标为“KAPTON”)。在图示的实施例中，金属轨线34为涂金的铜轨线。为了图示的目的，这里仅提到制造容器12，基片部分32和金属轨线34的特定材料。但在本发明中，用于制造这些部件的材料不仅限于这些。
孔板26可由柔性聚合物材料制造，其通过粘合剂(未示)粘合在加热片22上。用于制造孔板26和将板26固定在加热片22上的聚合物材料的例子在一共同转让的专利申请中提出(US08/519,906，名称“形成一喷墨打印头喷嘴结构的方法”，申请人是Tonya H,Jackson et al.申请日是1995年8月28日，代理人附项NO LE9-95-024)，其在此包括一并进行参考。如其中所述，板26可以由聚合物材料例如聚酰亚胺、聚酯、碳氟聚合物、或聚碳酸酯制造，其最好大约15-200微米厚。可从市场上买到的板材料的例子包括聚酰亚胺材料(E.I,DuPont de Nemours&Co.制造，商标为“KAPTON”，和Ube(日本)制造，商标为“UPILEX”)。粘合剂可以包括任何B-可分级的热固树脂，包括酚醛树脂、间苯二酚树脂、尿素树脂、环氧树脂、乙烯尿素树脂、呋喃树脂、聚胺酯、和硅酮树脂。其他合适的粘合剂材料包括高分子热塑料、或热熔材料，例如乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯和聚氨酯。
根据本发明，第一和第二检查标记90a和90b在孔板26粘合在加热片22之前形成于孔板26上。图示的实施例中，标记90a和90b包括大致直的固体线。另一方面，标记90a和90b可以包括大致直的虚线，曲线，一或多个小的标记或任何其他可视的标记。标记90a和90b最好通过激光刻线作业形成于聚合物板26上，使用例如YAG激光、CO2激光、或激元激光。另一方面，标记90a和90b也可以通过使用普通的切割刀片，冲模或冲头形成。对于厚度大约为25-200微米，较好为50-100微米，最好为63微米的板26来说，各标记90a和90b进入板26的深度最好为大约1-25微米。
可以相信，通过激元激光可以用下列方式在聚合物孔板上划出深度为大约1-15微米(最好为3-5微米)的检查标记。激光刻线在大约850毫焦耳/cm2的能量密度水平上完成。波长为大约248毫微米的激光束在一预定时间间隔以脉冲方式施加，例如在大约一秒的时间间隔以5-50，更好为10-30，最好为10-15的脉冲施加。
第一检查标记90a在打印盒10的第一和第二部分15a和15b之间延伸，参见图3。打印盒10的第一部分15a包括第一排35a连接的粘合垫20a和轨线部分34b，和孔板26的第一外部26b。打印盒10的第二部分15b包括孔板26的第二内部26c。第二检查标记90b在打印盒10的第二部分15b和打印盒10的第三部分15c之间延伸。第三部分15c包括第二排35b连接的粘合垫20a和轨线部分34b，和孔板26的第三外部26d。
另一方面，孔板26可以包括一金属板。例如，板26可以包括一镍基的镀金的上层。可以通过普通的蚀刻或类似工艺在金属板26上形成第一和第二检查标记90a和90b。
在图示的实施例中，一模片固定粘合剂(未示)，例如热固的环氧树脂聚合物，施加在容器12的打印头接受部分(未示)，以将打印头20固定在容器12上。可以使用一自由粘贴的压敏粘合剂(未示)将柔性电路30固定在容器12上。将打印头20和柔性电路30固定在聚合物容器12上的方式的更详细的讨论可以在共同转让的未决专利申请US08/827,140(名称“将柔性电路连接到聚合物容器上和使用包封材料在柔性电路部分上和其他元件上形成隔离层的方法”，申请人是Singh et al，申请日是1997年3月27日，代理人附项No LE9-97-038)上找到，其在此一并进行参考。
在打印头20和柔性电路30已连接到容器20上之后，但在模片固定粘合剂固化之前，在两排35a和35b连接的粘合垫20a和延伸的轨线部分34b的每一个上施加液体的包封材料60的液泡。最好通过一分布针70分布液体包封材料，如图6所示。所述分布针可以有椭圆形截面，如上述专利申请“将柔性电路连接到聚合物容器上和使用包封材料在柔性电路部分上和其他元件上形成隔离层的方法”中所提出的那样。
如图6中所示，分布针70可以连接于一普通的有一分布泵(未示)的分布装置72，其将包封材料60从一包封材料管(未示)中挤出并通过分布针70。装置72可以有一横向机构(未示)，使分布针70沿分布路线移动，从分布针70中沿两排35a和35b分布包封材料60。提供一工件固定器74，以将容器12固定在分布针70下面。可以想象，可以用普通的注射器通过分布针70用人工分布包封材料60。最好，将包封材料60分布在打印盒10的第一和第三部分15a和15b上，而不与打印盒10的第二部分15b接触。
包封材料60在排35a上形成第一隔离层60a，在排35b上形成第二隔离层60b。包封材料60可以包括任何聚合物材料，其在基本硬化或固化之后，能在两排35a和35b连接的粘合垫20a和延伸的轨线部分34b的每一个上形成有效的机械和化学的绝缘隔离层。隔离层60a和60b防止粘合垫20a(在图示的实施例中是铝制的)由于接触墨水而腐蚀。在墨水通过一普通的作为打印机一部件的聚合物揩拭器(未示)从板26上除掉时，隔离层60a和60b还能进一步保护接合垫20a和延伸部分34a。包封材料60可以包括一尿烷丙烯酸脂材料，其可以从市场上买到(Grace SpecialtyPolymers Division of W.r.Grace and Company制造，商标为“UNISET UV-9000”)。这种材料是紫外光(UV)固化材料，在用Brookfield粘度计(HATB式)测量时，在大约25℃时有大约11,000厘泊的粘度。也可以使用其他的这里没有特别提出的热固性或热塑性的包封材料。
在包封材料60的液珠已施加在两排35a和35b连接的粘合垫20a和延伸的轨线部分34b上之后，使包封材料60固化或硬化。然后，将打印盒10放在加热炉中保持大约110℃大约45分钟使模片固定粘合剂固化。
检查第一和第二隔离层60a和60b，以确定它们是否在打印盒10上适当定位。隔离层60a和60b的检查可以在模片固定粘合剂已固化之后进行。
最初，进行检查以确定第一隔离层60a是否延伸到第一检查标记90a之外并与打印盒10的第二部分15b接触。另外，进行第二检查，以确定第二隔离层60b是否延伸到第二检查标记90b之外并与打印盒10的第二部分15b接触。例如可以使用一视频的显微镜(未示)检查隔离层60a和60b以及检查标记90a和90b，显微镜产生一输出信号，或提供给一检测器由人眼进行分析，或提供给一光学分析仪由一电子装置进行分析。可以想象，操作者可以通过标准显微镜的目镜观查隔离层60a和60b和检查标记90a和90b。包封材料60应当是清楚的，或用染料上色，应足够地透明，使能透过隔离层60a和60b能看见检查标记90a和90b。
如果两隔离层60a和60b之间的距离太窄，就不可能形成合适的带密封。并且，打印头20的加带(这将在下面描述)将更困难。应注意到，如果隔离层60a和60b中的一个不能在打印盒10上适当定位，该层可能会覆盖一个或多个孔28a，而使在打印时，墨水不会通过被覆盖的孔。所以，第一和第二检查标记90a和90b应定位在孔板26上，使如果两隔离层60a和60b能相对于检查标记90a和90b合适地定位，则包封材料将不会覆盖任何孔28a，并且隔离层60a和60b将不会妨碍擦拭和贴带作业。
在图3的实施例中，第一隔离层60a适当地定位于打印盒10的第一部分15a上，并不与第一检查标记90a接触。同样，第二隔离层69b适当地定位于打印盒10的第三部分15c上，并不与第二检查标记90b接触。所以，图3所示的打印盒10是一个可接受的例子。
在图3A所示的例子中，第一隔离层60a在打印盒10上不适当地定位，因为其明显地延伸到第一检查标记90a之外，并与打印盒10的第二部分15b接触。第二隔离层60b在打印盒第三部分15c上适当定位，因为其不与第二检查标记90b接触。然而，因为第一隔离层60a在打印盒10上不适当地定位，所以图3A所示的打印盒10例子是不可接受的。
另一方面，如果隔离层60a接触检查标记90a的任何部分但不接触第二部分15b，则其位置也认为是不可接受的。同样，如果隔离层60b接触检查标记90b的任何部分，即使其可以不接触第二部分15b，其位置可以认为是不可接受的。
在图示的实施例中，在打印头20上贴上密封带80，如图4和5所示，以密封孔28a防止墨水泄漏，直到要将打印盒10装在喷墨打印机(未示)之前将带子取下。