專利名稱：噴墨頭結(jié)構(gòu)及噴墨印刷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，尤指一種具有縮小加熱芯片尺寸的噴墨頭結(jié)構(gòu)。本發(fā)明亦關(guān)于一種使用此一噴墨頭結(jié)構(gòu)的噴墨印刷系統(tǒng)。
(2)背景技術(shù)隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)逐漸發(fā)展，噴墨打印機(jī)(ink jet printer)已成為非常普遍的接口設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于家庭、個(gè)人工作室、甚至是各行各業(yè)。噴墨打印機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)為價(jià)格低廉、操作時(shí)噪音低以及優(yōu)良的打印品質(zhì)，并且可打印于各種媒體，例如一般紙張、特殊噴墨打印紙張、相片紙及專用投影片等。
控制噴墨頭(printhead)釋出墨滴至噴墨媒體的機(jī)構(gòu)為設(shè)計(jì)墨水匣需考慮的重要因素之一。一般而言，噴墨頭噴出墨滴的方式主要有熱氣泡式(thermal bubbletype)及壓電式(micro piezo type)兩種。以熱氣泡式噴墨頭為例，其操作原理是利用加熱電阻器(heater resistor)加熱使之產(chǎn)生氣泡進(jìn)而將墨水排擠出，并使之通過(guò)多個(gè)噴孔噴至噴墨媒體上。
請(qǐng)看圖1，習(xí)知的噴墨頭結(jié)構(gòu)主要是由一加熱芯片(heater IC)11、一障壁層(barrier layer)12及一噴孔片(nozzle plate)13所組成。加熱芯片11是為一般熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)的人員所知，其為具有電阻加熱器(resistor heater)的芯片，為便于描述，以下簡(jiǎn)稱加熱芯片(heater IC)。加熱芯片11包含設(shè)置于中央的供墨口(inkslot)110、一組圍繞供墨口的加熱電阻器(未顯示)及位于加熱芯片兩側(cè)的焊墊(contact pad)111。障壁層12中形成多個(gè)墨水腔(ink chamber)121，并且于加熱芯片11上的障壁層12間形成供墨流道(ink channel，未顯示)。噴孔片13上則有多個(gè)對(duì)應(yīng)于墨水腔121的噴孔131。
請(qǐng)看圖2，將噴墨頭組裝于墨水匣(ink cartridge)的步驟主要如下。首先使噴孔片(nozzle plate)13精密對(duì)位于加熱芯片11，以形成一IC組件(ICassembly)；接著使IC組件與供輸出入信號(hào)的電路軟板(TAB)完成電連接；最后，利用黏著劑將IC組件膠黏于墨水匣本體2底部的噴墨頭承載座21上，隨即完成噴墨頭組裝工作。請(qǐng)配合看圖1及圖2，當(dāng)使用此一墨水匣時(shí)，儲(chǔ)存于墨水匣本體2內(nèi)儲(chǔ)墨槽(ink reservoir，未顯示)中的墨水首先自儲(chǔ)墨槽流至底孔22，接著流入加熱芯片11中央的供墨口110，進(jìn)入障壁層12與加熱芯片11間所形成的供墨流道，再流至墨水腔121，最后則利用加熱電阻器加熱使的產(chǎn)生氣泡進(jìn)而將墨水排擠出，并使之通過(guò)噴孔片13上的噴孔131噴至噴墨媒體上。
上述用的噴墨頭結(jié)構(gòu)面臨以下問(wèn)題(1)形成加熱芯片11的中央供墨口110的步驟通常使用噴砂制程或激光穿孔制程進(jìn)行，其中噴砂制程潔凈度較差，而激光穿孔成本高且有材料限制的問(wèn)題。
(2)形成加熱芯片11中央供墨口110的過(guò)程容易使加熱芯片11產(chǎn)生裂縫，因而在后續(xù)制程或正常使用易造成加熱芯片11斷裂或線路受損，以致于噴墨頭無(wú)法正常操作。
(3)具有中央供墨口110的加熱芯片11有減弱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因而斷裂機(jī)會(huì)提高，造成優(yōu)良率降低。
(4)加熱芯片11上圍繞中央供墨口110兩側(cè)的兩排加熱電阻器共享一個(gè)供墨口，因此容易有供墨不順的現(xiàn)象發(fā)生，且也易產(chǎn)生流體串?dāng)_(cross-talk)，各噴墨腔互相影響的現(xiàn)象，不利地影響噴墨頭工作性能。
(5)為了制作中央供墨口110的緣故，因此加熱芯片11不可避免地需具有相當(dāng)大的尺寸，此大大提高了制造加熱芯片的成本。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種噴墨頭結(jié)構(gòu)，以解決具有中央供墨口的習(xí)用墨噴頭結(jié)構(gòu)所面臨的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明一方面的一種噴墨頭結(jié)構(gòu)，用以將一墨水匣儲(chǔ)墨槽中的墨水噴至一噴墨媒體上，該噴墨頭結(jié)構(gòu)包含一加熱芯片，大體上呈矩形；一障壁層，是形成于該加熱芯片上，且露出左右兩側(cè)部分加熱芯片，其中該障壁層在該加熱芯片上形成供墨流道及多個(gè)墨水腔；及一噴孔片，其寬度較該加熱芯片的寬度為大，且相對(duì)于該多個(gè)墨水腔處設(shè)有多個(gè)噴孔，其中當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)，該噴孔片與露出的左右兩側(cè)部分加熱芯片共同形成一第一及一第二供墨口，藉此，該墨水匣儲(chǔ)墨槽中的墨水是經(jīng)由該第一及第二供墨口通過(guò)該供墨流道及該多個(gè)墨水腔，進(jìn)而經(jīng)該多個(gè)噴孔噴至該噴墨媒體上。
如所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其中該加熱芯片相對(duì)于每一墨水腔處設(shè)有一加熱電阻器。
如所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其中該障壁層的厚度為20至40微米。
如所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其中該加熱芯片及該噴孔片分別承載于該墨水匣的噴墨頭承載座的第一承載區(qū)及第二承載區(qū)上。
如所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其中該第一承載區(qū)及該第二承載區(qū)是位于不同水平面上。
如所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其中該加熱芯片的上下兩側(cè)邊緣進(jìn)一步設(shè)置焊墊。
如所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其中該加熱芯片的長(zhǎng)度較該噴孔片的長(zhǎng)度為長(zhǎng)，且當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)露出該焊墊。
如所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其中該加熱芯片的長(zhǎng)度與該噴孔片的長(zhǎng)度相等，且該噴孔片具有一第一及一第二缺口，以當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)，自該第一及第二缺口處露出該焊墊。
如所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其中該噴孔片是呈″H″形。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種噴墨印刷系統(tǒng)，其包含一儲(chǔ)墨匣，用以容納墨水；一加熱芯片，大體上呈矩形，其上具有多個(gè)加熱電阻器，且于兩側(cè)邊緣具有供軟性電路板電連接用的焊墊；一噴孔片，其寬度較該加熱芯片的寬度為大，且對(duì)于該多個(gè)加熱電阻器處設(shè)多個(gè)噴孔；及一承載座，其包含分別用以承載該加熱芯片及該噴孔片的第一承載區(qū)及第二承載區(qū)。
如所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其中該加熱芯片相對(duì)于每一墨水腔處設(shè)有一加熱電阻器。
如所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其中該第一承載區(qū)及該第二承載區(qū)是位于不同水平面上。
如所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其中該加熱芯片的上下兩側(cè)邊緣進(jìn)一步設(shè)置焊墊。
如所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其中該加熱芯片的長(zhǎng)度較該噴孔片的長(zhǎng)度為長(zhǎng)，且當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)露出該焊墊。
如所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其中該噴孔片是呈″H″形。
如所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其中該加熱芯片的長(zhǎng)度與該噴孔片的長(zhǎng)度相等，且該噴孔片具有一第一及一第二缺口，以當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)，自該第一及第二缺口處露出該焊墊。
根據(jù)本發(fā)明又一方面提供一種噴墨印刷系統(tǒng)，其包含一儲(chǔ)墨匣，用以容納墨水；一加熱芯片，大體上呈矩形，其上具有多個(gè)加熱電阻器，且于兩側(cè)邊緣具有供軟性電路板電連接用的焊墊；一噴孔片，其至少有一軸向長(zhǎng)度大于該加熱片的長(zhǎng)度，該加熱芯片及該噴孔片中至少之一是定位于一承載座上，其中該承載區(qū)是位于該儲(chǔ)墨匣的墨水口外圍，藉由該加熱芯片及該噴孔片中至少之一密封墨水口，以防止漏墨。
如所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其中該承載區(qū)是為一突出狀的平臺(tái)。
如所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其中該承載區(qū)是為一具有溝槽的平臺(tái)。
如所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其中該噴孔片是呈″H″形。
(4)


通過(guò)下列結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明而可更清楚地了解本發(fā)明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的噴墨頭結(jié)構(gòu)。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中噴墨頭組裝于墨水匣的情形。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的噴墨頭結(jié)構(gòu)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭組裝于墨水匣的情形。
圖5是根據(jù)圖4的局部放大圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭封裝立體拆解圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的噴墨頭結(jié)構(gòu)。
(5)具體實(shí)施方式

請(qǐng)看圖3，根據(jù)本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的噴墨頭結(jié)構(gòu)主要由一加熱芯片(heater IC)31、一障壁層(barrier layer)32及一噴孔片(nozzle plate)33所組成。加熱芯片31大體上呈矩形，其上下兩側(cè)邊緣具有焊墊311。障壁層32是形成于加熱芯片31上，且與加熱芯片31共同形成供墨流道及多個(gè)墨水腔321。加熱芯片31相對(duì)于每一墨水腔321處設(shè)有一加熱電阻器(未顯示)。噴孔片33大致上呈″H″字形，且其上方設(shè)有多個(gè)對(duì)應(yīng)于墨水腔321的噴孔331。
本發(fā)明的特點(diǎn)是，當(dāng)障壁層32形成于加熱芯片31上時(shí)會(huì)露出左右兩側(cè)部分加熱芯片313及314(意即障壁層32大體上呈″I″字形)，并且噴孔片33的寬度較加熱芯片33為大，因此當(dāng)噴孔片33與加熱芯片31結(jié)合時(shí)，噴孔片33與未被障壁層32覆蓋的露出的左右兩側(cè)部分加熱芯片313及314間將共同形成第一供墨口(未顯示)及第二供墨口(未顯示)。由于障壁層32的厚度為20至40微米，因此第一及第二供墨口的高度大約為20至40微米。
在本實(shí)施例中，加熱芯片31的長(zhǎng)度與噴孔片33的長(zhǎng)度相等，為了避免加熱芯片31與噴孔片33產(chǎn)生電連接，噴孔片33具有第一缺口332及第二缺口333，俾當(dāng)噴孔片33與加熱芯片31結(jié)合時(shí)，可露出焊墊311。
請(qǐng)看圖4，將噴墨頭組裝于墨水匣的步驟主要如下。首先使噴孔片33精密對(duì)位于加熱芯片31，以形成一IC組件(IC assembly)；接著利用黏著劑將IC組件膠黏于墨水匣本體4底部的噴墨頭承載座41上，隨即完成噴墨頭組裝工作。如圖4及圖5所示，噴墨頭承載座41分別具有用以承載加熱芯片及噴孔片的第一承載區(qū)411及第二承載區(qū)412，第一承載區(qū)411及第二承載區(qū)412是位于不同水平面上，有助于提高墨水的密封性，以防止漏墨。再請(qǐng)看圖6，第一承載區(qū)411及第二承載區(qū)412外圍可具有凹槽413，以供黏著劑溢流或分布，當(dāng)然亦可為具有溝槽的平臺(tái)，且溝槽可容納黏著劑。
請(qǐng)配合看圖3及圖4，當(dāng)使用此一墨水匣時(shí)，儲(chǔ)存于墨水匣本體4內(nèi)儲(chǔ)墨槽(未顯示)中的墨水首先自儲(chǔ)墨槽流至底孔42，接著流入加熱芯片31與噴孔片33間的供墨口，再進(jìn)入障壁層32與加熱芯片31間所形成的供墨流道，再流至墨水腔321，最后則利用加熱電阻器加熱產(chǎn)生氣泡進(jìn)而將墨水排擠出，并使之通過(guò)多個(gè)噴孔噴至噴墨媒體上通過(guò)噴孔片33上的噴孔331噴至噴墨媒體上。
圖7顯示根據(jù)本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的噴墨頭結(jié)構(gòu)，除了加熱芯片31的長(zhǎng)度較噴孔片33的長(zhǎng)度為長(zhǎng)，以避免加熱芯片31與噴孔片33產(chǎn)生電連接外，其余與圖3結(jié)構(gòu)相同，在此不贅述。
綜上所述，本發(fā)明的噴墨頭結(jié)構(gòu)相較于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下(1)本發(fā)明形成噴墨頭供墨孔過(guò)程不需進(jìn)行噴砂或激光穿孔制程，因而不僅可提高生產(chǎn)優(yōu)良率，亦大大地降低制作成本。
(2)本發(fā)明的噴墨頭結(jié)構(gòu)不具有中央供墨孔，因此不會(huì)有現(xiàn)有技術(shù)面臨的加熱芯片產(chǎn)生裂縫、加熱芯片斷裂、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，有助于提升產(chǎn)品優(yōu)良率。
(3)加熱芯片兩側(cè)的兩排加熱電阻器具備個(gè)別供墨口，供墨較為順暢，可降低流體串?dāng)_(cross-talk)問(wèn)題，進(jìn)而提高噴墨頭工作性能。
(4)加熱芯片中央?yún)^(qū)域可用來(lái)制作IC線路，故可大幅減少加熱芯片尺寸，進(jìn)而降低加熱芯片的成本。
因此，本發(fā)明所提供的噴墨頭結(jié)構(gòu)具有制作簡(jiǎn)單、產(chǎn)品優(yōu)良率佳、尺寸縮小及成本低的特性，且可免除現(xiàn)有技術(shù)中遇到的缺點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨頭結(jié)構(gòu)，用以將一墨水匣儲(chǔ)墨槽中的墨水噴至一噴墨媒體上，其特征在于，包含一加熱芯片，大體上呈矩形；一障壁層，是形成于該加熱芯片上，且露出左右兩側(cè)部分加熱芯片，其中該障壁層在該加熱芯片上形成供墨流道及多個(gè)墨水腔；及一噴孔片，其寬度較該加熱芯片的寬度為大，且相對(duì)于該多個(gè)墨水腔處設(shè)有多個(gè)噴孔，其中當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)，該噴孔片與露出的左右兩側(cè)部分加熱芯片共同形成一第一及一第二供墨口，藉此，該墨水匣儲(chǔ)墨槽中的墨水是經(jīng)由該第一及第二供墨口通過(guò)該供墨流道及該多個(gè)墨水腔，進(jìn)而經(jīng)該多個(gè)噴孔噴至該噴墨媒體上。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，該加熱芯片相對(duì)于每一墨水腔處設(shè)有一加熱電阻器。
3.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，該障壁層的厚度為20至40微米。
4.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，該加熱芯片及該噴孔片分別承載于該墨水匣的噴墨頭承載座的第一承載區(qū)及第二承載區(qū)上。
5.如權(quán)利要求4所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一承載區(qū)及該第二承載區(qū)是位于不同水平面上。
6.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，該加熱芯片的上下兩側(cè)邊緣進(jìn)一步設(shè)置有焊墊。
7.如權(quán)利要求6所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，該加熱芯片的長(zhǎng)度較該噴孔片的長(zhǎng)度為長(zhǎng)，且當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)露出該焊墊。
8.如權(quán)利要求6所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，該加熱芯片的長(zhǎng)度與該噴孔片的長(zhǎng)度相等，且該噴孔片具有一第一及一第二缺口，以當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)，自該第一及第二缺口處露出該焊墊。
9.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，該噴孔片是呈″H″形。
10.一種噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，包含一儲(chǔ)墨匣，用以容納墨水；一加熱芯片，大體上呈矩形，其上具有多個(gè)加熱電阻器，且于兩側(cè)邊緣具有供軟性電路板電連接用的焊墊；一噴孔片，其寬度較該加熱芯片的寬度為大，且對(duì)于該多個(gè)加熱電阻器處設(shè)多個(gè)噴孔；及一承載座，其包含分別用以承載該加熱芯片及該噴孔片的第一承載區(qū)及第二承載區(qū)。
11.如權(quán)利要求10所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，該加熱芯片相對(duì)于每一墨水腔處設(shè)有一加熱電阻器。
12.如權(quán)利要求10所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，該第一承載區(qū)及該第二承載區(qū)是位于不同水平面上。
13.如權(quán)利要求10所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，該加熱芯片的上下兩側(cè)邊緣進(jìn)一步設(shè)置有焊墊。
14.如權(quán)利要求10所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，該噴孔片是呈″H″形。
15.如權(quán)利要求13所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，該加熱芯片的長(zhǎng)度較該噴孔片的長(zhǎng)度為長(zhǎng)，且當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)露出該焊墊。
16.如權(quán)利要求13所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，該加熱芯片的長(zhǎng)度與該噴孔片的長(zhǎng)度相等，且該噴孔片具有一第一及一第二缺口，以當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)，自該第一及第二缺口處露出該焊墊。
17.一種噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，包含一儲(chǔ)墨匣，用以容納墨水；一加熱芯片，大體上呈矩形，其上具有多個(gè)加熱電阻器，且于兩側(cè)邊緣具有供軟性電路板電連接用的焊墊；一噴孔片，其至少有一軸向長(zhǎng)度大于該加熱片的長(zhǎng)度，該加熱芯片及該噴孔片中至少之一是定位于一承載座上，其中該承載區(qū)是位于該儲(chǔ)墨匣的墨水口外圍，藉由該加熱芯片及該噴孔片中至少之一密封墨水口，以防止漏墨。
18.如權(quán)利要求17所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，該承載區(qū)是為一突出狀的平臺(tái)。
19.如權(quán)利要求17所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，該承載區(qū)是為一具有溝槽的平臺(tái)。
20.如權(quán)利要求17所述的噴墨印刷系統(tǒng)，其特征在于，該噴孔片是呈″H″形。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種噴墨頭結(jié)構(gòu)，用以將一墨水匣儲(chǔ)墨槽中的墨水噴至一噴墨媒體上，該噴墨頭結(jié)構(gòu)包含一加熱芯片，大體上呈矩形；一障壁層，是形成于該加熱芯片上，且露出左右兩側(cè)部分加熱芯片，其中該障壁層于該加熱芯片上共同形成供墨流道及多個(gè)墨水腔；及一噴孔片，其寬度較該加熱芯片的寬度為大，且相對(duì)于該多個(gè)墨水腔處設(shè)多個(gè)噴孔，其中當(dāng)該噴孔片與該加熱芯片結(jié)合時(shí)，該噴孔片與露出的左右兩側(cè)部分加熱芯片共同形成一第一及一第二供墨口，藉此，該墨水匣儲(chǔ)墨槽中的墨水是經(jīng)由該第一及第二供墨口通過(guò)該供墨流道及該多個(gè)墨水腔，進(jìn)而經(jīng)該多個(gè)噴孔噴至該噴墨媒體上。
文檔編號(hào)B41J2/14GK1539640SQ03123319
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者林富山, 張英倫, 余榮候 申請(qǐng)人:研能科技股份有限公司