專利名稱：具有凸形壁氣泡腔室的噴墨打印頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨打印頭。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及具有局部包圍著矩形加熱器元件的氣泡腔室的布置。
背景技術(shù)：
噴墨打印機(jī)的技術(shù)相對(duì)是公知的。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)在精確的時(shí)刻從打印頭噴射出墨滴使它們?cè)谒蟮奈恢锰帗舸虼蛴〗橘|(zhì)來(lái)產(chǎn)生出圖像。打印頭由可動(dòng)打印滑架支撐在設(shè)備例如噴墨打印機(jī)內(nèi)，并且使之相對(duì)于前進(jìn)的打印介質(zhì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)并且在按照微處理器或其它控制器的命令按時(shí)噴射出墨滴。墨滴噴射的定時(shí)與所要打印的圖像的象素圖案對(duì)應(yīng)。除了打印機(jī)之外，結(jié)合了噴墨技術(shù)的類似設(shè)備包括傳真機(jī)、多功能機(jī)、照片打印機(jī)和繪圖機(jī)等。
傳統(tǒng)的熱噴墨打印頭包括通向當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程彩色或單色墨水供應(yīng)源的通道、加熱器片、阻擋層、安裝或形成有加熱器片的噴嘴或噴孔板、以及輸入/輸出連接器例如帶狀自動(dòng)連接(TAB)電路，用于在使用期間使加熱器片與打印機(jī)電連接。加熱器片通常又包括通過(guò)沉積、掩蔽和蝕刻技術(shù)構(gòu)造在基底例如硅上的多個(gè)薄膜電阻或加熱器元件。
為了打印或噴射出單個(gè)墨滴，給各個(gè)加熱器單獨(dú)提供預(yù)定量電流以迅速加熱少量墨水。這使得墨水在當(dāng)?shù)貧馀萸皇?在加熱器和噴嘴板之間)中蒸發(fā)，并且通過(guò)噴嘴板朝著打印介質(zhì)噴射。墨水腔室的形狀通常與其附屬的加熱器的形狀和取向一致。
問(wèn)題是，當(dāng)加熱器和氣泡腔室兩者都為矩形形狀時(shí)，會(huì)在氣泡腔室中產(chǎn)生出停滯區(qū)域并且捕獲在墨水中的氣泡。隨著時(shí)間流逝，所捕獲的氣泡積累并且長(zhǎng)得足夠大，從而妨礙了正確的熱交換。最終，加熱器失效或者功能型變差。
因此，需要防止在噴墨打印頭中的氣泡形成和積累。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)應(yīng)用與下面所述的具有彎曲壁氣泡腔室的打印頭相關(guān)的原理和教導(dǎo)可以解決上述和其它問(wèn)題。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明教示了一種具有基本上為矩形的加熱器元件的噴墨打印頭。通過(guò)將長(zhǎng)度除以寬度尺寸，該加熱器元件具有大于約2.0的縱橫比。更具體地說(shuō)，它具有大約為4.0或5.0或大于約2.5的縱橫比。具有彎曲或凸形壁部的氣泡腔室局部包圍著該加熱器元件。彎曲壁部的弧的半徑大于加熱器元件的寬度尺寸，而小于長(zhǎng)度尺寸，并且任何彎曲壁部都不與加熱器元件的周邊重疊。在另一個(gè)實(shí)施方案中，半徑大于寬度尺寸的一半而小于長(zhǎng)度尺寸的一半，并且任何凸形壁部都不與加熱器元件的周邊重疊。穿過(guò)覆蓋著氣泡腔室的噴嘴板厚度的噴孔的噴墨側(cè)直接位于加熱器元件上方。優(yōu)選的長(zhǎng)度和寬度尺寸為大約35和13微米或40和10微米，并且半徑大約為16微米。氣泡腔室可以形成在噴嘴板中、在限定了該加熱器片的多個(gè)層中、或在位于噴嘴板和加熱器片之間的阻擋層中。
在本發(fā)明的其它方面中，氣泡腔室包括與凸形壁部分連接的矩形壁部分，并且任一部分可以占據(jù)著氣泡腔室的終端。矩形部分的角部區(qū)域可以包括斜切面、倒角切面或其它切面。
在任一氣泡腔室的實(shí)施方案中，穿過(guò)其中一個(gè)氣泡腔室壁的墨流通道具有與加熱器元件的長(zhǎng)度尺寸基本上平行的主墨流方向。兩個(gè)基本上平行的墨流壁限定了該主方向，并且與長(zhǎng)度尺寸基本上平行并且與墨水通道的縱向尺寸基本上垂直。與氣泡腔室類似，墨流通道可以形成在噴嘴板中、在限定了加熱器片的多個(gè)層中、或在位于噴嘴板和加熱器片之間的阻擋層中。
還披露了用于容納所述打印頭的噴墨打印機(jī)。
本發(fā)明的這些和其它實(shí)施方案、方面、優(yōu)點(diǎn)和特征將在下面的說(shuō)明書中闡述，并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將通過(guò)參照本發(fā)明的以下說(shuō)明和參考附圖或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解其一部分。通過(guò)在所附權(quán)利要求中所具體指出的手段、方法和組合可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些方面、優(yōu)點(diǎn)和特征。


圖1a為根據(jù)本發(fā)明教示的具有彎曲或凸形壁部的噴墨打印頭氣泡腔室的示意性頂視圖；圖1b為圖1a的噴墨打印頭氣泡腔室沿著1b-1b線剖開的局部側(cè)視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施方案的具有圓形彎曲壁部和矩形壁部的噴墨打印頭氣泡腔室的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施方案的具有橢圓凸形壁部和矩形壁部的噴墨打印頭氣泡腔室的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明教示的具有加熱器片的噴墨打印頭的透視圖，該加熱器片具有帶有凸形壁部的氣泡腔室；圖5為根據(jù)本發(fā)明教示的用于容納具有帶有凸形壁部的氣泡腔室的噴墨打印頭的噴墨打印機(jī)的透視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明教示的形成加熱器元件的加熱器片的多層薄膜層的透視圖；并且圖7為根據(jù)本發(fā)明教示的具有凸形壁部的噴墨打印頭氣泡腔室的可選實(shí)施方案的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在優(yōu)選實(shí)施方案的以下詳細(xì)說(shuō)明中，參照了形成其一部分的附圖，并且在這些附圖中以舉例說(shuō)明的方式顯示出可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施方案。對(duì)這些實(shí)施方案進(jìn)行足夠詳細(xì)的說(shuō)明以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，但是要理解的是可以采用其它實(shí)施方案，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下作出處理或其它變化。因此下面詳細(xì)說(shuō)明不是進(jìn)行限定，本發(fā)明的范圍只是由所附權(quán)利要求及其等同方案所限定。根據(jù)本發(fā)明下面對(duì)具有彎曲壁部的噴墨打印頭氣泡腔室進(jìn)行說(shuō)明。
參照?qǐng)D1a和1b，用于在噴墨打印頭中加熱墨水的加熱器元件10具有由長(zhǎng)度為l并且寬度為w的周邊16限定的基本上呈矩形的形狀。在一個(gè)實(shí)施方案中，長(zhǎng)度尺寸與寬度尺寸的縱橫比大于約2.0。在另一個(gè)實(shí)施方案中，縱橫比大于約2.5。優(yōu)選的是，長(zhǎng)度尺寸大約為35.6微米，而寬度尺寸大約為13.2微米。在另一個(gè)實(shí)施方案中，縱橫比大約為4.0。具體地說(shuō)，長(zhǎng)度尺寸大約為40微米，而寬度尺寸大約為10微米。在另外的實(shí)施方案中，縱橫比大約為5.0或更大。
具有彎曲壁部14的氣泡腔室12包圍著加熱器元件的一部分。在橫截面(圖1b)中，彎曲壁14上升至加熱器元件10上方，從而提供一腔室，在該腔室中如在本領(lǐng)域中所公知的一樣可以將墨水加熱至形成氣泡。半徑R限定了氣泡腔室的尺寸。在該實(shí)施方案中，由于彎曲壁部幾乎限定出一個(gè)完整的圓，所以該半徑對(duì)應(yīng)于在點(diǎn)a和b之間沿著逆時(shí)針?lè)较虻幕〉陌霃?。在一個(gè)實(shí)施方案中，該半徑大約為16微米。具體地說(shuō)，它大約為15.5微米。
因此，該弧的半徑超過(guò)加熱器元件的寬度尺寸同時(shí)不超過(guò)長(zhǎng)度尺寸。更具體地說(shuō)，半徑超過(guò)寬度尺寸的一半，同時(shí)不超過(guò)長(zhǎng)度尺寸的一半。這樣，氣泡腔室的彎曲壁部不會(huì)完全包圍加熱器元件，也不會(huì)與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)一樣模仿加熱器元件的形狀。另外，由于氣泡腔室通常位于加熱器元件的表面38上方，所以普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，與各種現(xiàn)有技術(shù)的氣泡腔室設(shè)計(jì)不同，任何彎曲壁部分都不與加熱器元件的周邊或任何其它部分重疊。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，彎曲壁部可以不是圓。例如，參照?qǐng)D7，彎曲壁部可以通過(guò)在點(diǎn)A至F之間形成一系列直的壁段75-1至75-5來(lái)近似。因此，換句話說(shuō)該彎曲壁部可以被稱為凸形壁部(凸形是相對(duì)于加熱器元件在氣泡腔室中的位置的術(shù)語(yǔ))，并且可以由大體上為圓形或彎曲的壁或近似曲線的一系列基本上直的壁構(gòu)成。通過(guò)這些凸形壁部分，接近通過(guò)所有點(diǎn)A-F的圓弧的半徑R仍然限定了氣泡腔室的尺寸，并且R仍然大于加熱器元件的寬度尺寸并且小于長(zhǎng)度尺寸，它也大于寬度尺寸的一半且小于長(zhǎng)度尺寸的一半。雖然顯示出五個(gè)直壁，但是由本發(fā)明想到的其它實(shí)施方案包括三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)壁或多個(gè)的壁段。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，氣泡腔室具有的直壁越多，則對(duì)具有把半徑為R的圓弧的近似就越好。相反，普通技術(shù)人員了解，越少的直線將形成更少的近似，并且圓弧可以只是穿過(guò)限定了直線段的點(diǎn)的兩個(gè)。
在氣泡腔室上方為噴嘴板18，它作為一系列聚合物或其它材料的層或者作為由環(huán)氧樹脂等緊固的離散部件而形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，噴嘴板具有限定其厚度的第一表面20和第二表面22。從第二表面軸向延伸穿過(guò)噴嘴板到第一表面的是用于在使用期間噴射并且投射墨水的噴孔24。優(yōu)選但不必需的是，該噴孔的形狀包括由斜壁26限定的截頭圓錐形，所述斜壁26在其一個(gè)端部處具有大直徑開口28并且在其另一個(gè)噴墨端處具有小直徑開口30。為了方便起見，圖1a用陰影線顯示出小直徑開口30相對(duì)于加熱器元件和氣泡腔室的位置。如所看到的一樣，噴孔24的小直徑開口直接位于加熱器元件的表面38上方，但是與中心36偏置。作為尺寸的典型示例，目前的打印頭其小直徑開口大約為11或14微米。將來(lái)預(yù)計(jì)該尺寸將隨著打印分辨率從600DPI(每英寸的點(diǎn)數(shù))增加至900或1200DPI或更大而逐漸縮小。在其它實(shí)施方案中，噴嘴板裝在層疊在加熱器元件的層上的阻擋層上。
另外穿過(guò)位于離墨水通道40最近的氣泡腔室側(cè)上的壁與氣泡腔室連接的是長(zhǎng)尺寸和短尺寸分別大約為22微米和18微米的墨流通道50。兩個(gè)基本上平行的壁57、59在其中限定了墨流通道和主墨流方向。這些壁與墨水通道40的縱向尺寸基本上垂直并且與加熱器元件的長(zhǎng)度尺寸基本上平行。在使用期間，墨水58沿著與在表面38上的加熱器元件的長(zhǎng)度尺寸1基本上平行的主方向流動(dòng)穿過(guò)墨水通道。墨水通過(guò)噴孔24沿著相對(duì)于主方向基本上呈橫向的方向噴射出。下面將對(duì)該打印頭的其它操作進(jìn)行說(shuō)明。
參照?qǐng)D2，具有彎曲壁部14a-14c的氣泡腔室12a-12c的其它實(shí)施方案包括與之連接的分叉或鄰接的矩形壁部54aL、54aR、54bL、54bR、54c(分叉部分具有用字母L和R表示的左右半部)，并且任一部分占據(jù)著氣泡腔室的終端52(離墨水通道40最遠(yuǎn)的端部)。與圖1a、1b的實(shí)施方案相比，普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，在氣泡腔室的彎曲或凸形壁部和矩形壁部之間，加熱器元件10被基本上完全包圍，從而加熱器元件不會(huì)延伸進(jìn)入墨流通道。這樣，在墨流通道50與矩形壁部分54相交的地方產(chǎn)生出差壓點(diǎn)。因此，還可以優(yōu)選通過(guò)如用墨水通道50c代表性表示的一樣，將長(zhǎng)尺寸和短尺寸的位置對(duì)換來(lái)改變墨流通道的取向。
作為另一個(gè)典型示例，矩形壁部可以基本上模仿加熱器元件的周邊形狀和取向，并且任一個(gè)矩形壁部54可以具有大約為22-26微米的距離D1，它與加熱器元件的長(zhǎng)度尺寸基本上平行。它可以具有與加熱器的寬度尺寸基本上平行的大約為25-29微米的距離D2。對(duì)于分叉矩形壁設(shè)計(jì)而言，打印頭設(shè)計(jì)者主要根據(jù)要求將距離D1分配在彎曲壁部(14a或14b)的左右側(cè)上。
在本發(fā)明的其它方面中，氣泡腔室的矩形壁部的角部區(qū)域60的任一個(gè)、全部或一些可以具有斜切面62，以使垂直角部基本上圓化。在一個(gè)實(shí)施方案中，斜切面相對(duì)于墨水流動(dòng)穿過(guò)墨水通道50的主方向大致成45度，并且只位于兩個(gè)最右邊角部區(qū)域60上。在其它實(shí)施方案中，在這些角部區(qū)域的任一個(gè)、一些或全部上可以用倒角來(lái)代替這些斜切面。
圖3與圖2的不同之處僅在于彎曲或凸形壁部的形狀。具體地說(shuō)，圖3的彎曲壁部314a-314c對(duì)應(yīng)于橢圓形部分而不是圓形部分。但是，在橢圓情況下，大于加熱器的寬度并且小于長(zhǎng)度尺寸的半徑只是對(duì)于在點(diǎn)G和H以及I和J之間的弧形部分而存在，因?yàn)樵邳c(diǎn)H和I之間基本上為直線。但是，任一個(gè)實(shí)施方案都不應(yīng)該將彎曲壁部限制成特定的形狀、尺寸或弧形半徑，也不應(yīng)該限制其相對(duì)于在氣泡腔室中的加熱器元件的位置。還有，應(yīng)該理解的是，橢圓形形狀也可以采用與圖7的那些相當(dāng)?shù)囊幌盗谢旧瞎P直的壁段來(lái)近似。還可以用形成一個(gè)以上弧部的筆直壁段來(lái)近似。
要理解的是，單獨(dú)的加熱器元件為在加熱器片上的許多加熱器元件中的一個(gè)，普通技術(shù)人員知道，通過(guò)一系列生長(zhǎng)層、沉積層、掩蔽、圖案、光刻和/或蝕刻或其它加工步驟在基底上構(gòu)造出作為薄膜層的加熱器元件來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。在優(yōu)選實(shí)施方案(圖6)中，加熱器片100的薄膜層包括但不限于基底102(包括任一基底半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、例如藍(lán)寶石硅(SOS)技術(shù)，絕緣體硅(SOI)技術(shù)、薄膜晶體管(TFT)技術(shù)、摻雜和未摻雜半導(dǎo)體、由基底半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)支撐的硅的外延層，以及其它已知的或之后開發(fā)出的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu))；在基底上的熱阻擋層104；在熱阻擋層上的加熱器或電阻層106；在電阻層上的導(dǎo)體層(分支成正電極112和負(fù)電極114部分，即陽(yáng)極和陰極)，用來(lái)在使用期間通過(guò)導(dǎo)熱性加熱電阻層；鈍化層124(一層或多層)，例如SiC和/或SiN；以及在鈍化層(一層或多層)上的重疊的空穴層。結(jié)合作為參考的于2002年5月14日提交的題目為“Heater Chip Configuration for an InjetPrinthead and Printer”并且具有共同受讓人(Lexmark代理人證號(hào)2001-0699.01)的共同未決申請(qǐng)No.10/146578教導(dǎo)了與本發(fā)明相關(guān)的適合的層和穩(wěn)定的噴墨能量范圍。
在薄膜加工的各個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)化學(xué)蒸汽沉積(CVD)、物理蒸汽沉積(PVD)、外延法、離子束沉積、蒸發(fā)、濺射或其它類似的已知技術(shù)來(lái)沉積這些層。優(yōu)選的CVD技術(shù)包括低壓(LP)、大氣壓(AP)、等離子增強(qiáng)(PE)、高密度等離子(HDP)或其它CVD技術(shù)。優(yōu)選的蝕刻技術(shù)包括但不限于干刻或濕刻、反應(yīng)離子蝕刻、深反應(yīng)離子蝕刻等。優(yōu)選的光刻技術(shù)包括但不限于暴露于紫外線或x射線光源或其它已知或以后開發(fā)出的技術(shù)。
在其它實(shí)施方案中，基底包括p型、取向?yàn)?00并且電阻率為5-20Ω/cm的硅圓晶。其起始厚度優(yōu)選但不必一定為525+/-20微米、625+/-20微米或625+/-15微米的任一個(gè)，并且相應(yīng)的圓晶直徑為100+/-0.50mm，125+/-0.50mm和150+/-0.50mm。
覆蓋在基底上的熱阻擋層包括與玻璃例如BPSG、PSG或PSOG混合的氧化硅層，并且示例的厚度大約為0.5至大約3微米，尤其為1.82+/-0.15微米。根據(jù)制造偏好該層可以被沉積或生長(zhǎng)。
在熱阻擋層上的加熱器元件為厚度大約為900或1000埃的大約50-50％鈦-鋁復(fù)合層。在其它實(shí)施方案中，電阻層基本上包括以下任一種的純凈或復(fù)合層鉿、Hf，鉭、Ta，鈦、Ti，鎢、W，二硼化鉿、HfB2，氮化鉭、Ta2N，TaAl(N，O)，TaAlSi，TaSiC，Ta/TaAl分層電阻，Ti(N，O)，WSi(O)等。
加熱器層的導(dǎo)體層覆蓋部分包括陽(yáng)極和陰極，并且具有大約為5000+/-10％埃厚的99.5-0.5％鋁-銅復(fù)合物。在其它實(shí)施方案中，導(dǎo)體層包括純鋁或具有2％銅的鋁或具有4％銅的鋁的稀釋復(fù)合物。
參照?qǐng)D4，本發(fā)明的打印頭總體上由101表示。打印頭101具有由主體161和蓋子160形成的外殼121。雖然顯示出大體上為矩形實(shí)體，但是該外殼形狀可以變化并且取決于承載或包含該打印頭的外部設(shè)備。該外殼其內(nèi)部具有至少一個(gè)隔室，用于保存初始或可再填充的墨水供應(yīng)源，并且具有一個(gè)結(jié)構(gòu)，例如泡沫插入件、呼吸裝置或其它，用來(lái)在使用期間在其中保持適當(dāng)?shù)呢?fù)壓。在另一個(gè)實(shí)施方案中，內(nèi)部隔室包括三個(gè)用于容納三種墨水供應(yīng)源尤其是青色、品紅色和黃色墨水的腔室。在其它實(shí)施方案中，該隔室可以裝有黑色墨水、相片墨水和/或多種青色、品紅色或黃色墨水。要理解的是，可以通過(guò)流體連通部分(未示出)來(lái)使這些隔室與遠(yuǎn)程墨水源連接。
帶狀自動(dòng)連接(TAB)電路201的一部分191粘貼在外殼的一個(gè)表面181上，同時(shí)另一個(gè)部分211粘貼在另一個(gè)表面221上。如所示一樣，兩個(gè)表面181、221繞著邊緣231基本上相互垂直。
TAB電路201具有多個(gè)構(gòu)造在其上用于在使用期間使加熱器片251與外部設(shè)備例如打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、照片打印機(jī)、繪圖機(jī)、多功能機(jī)等電連接的輸入/輸出(I/O)連接器241。多個(gè)導(dǎo)電體261位于TAB電路201上，以使I/O連接器241與加熱器片251的焊盤281電連接并且短路，并且已知有各種制造技術(shù)來(lái)構(gòu)造出這些連接。普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，雖然顯示出八個(gè)I/O連接器241、八個(gè)導(dǎo)電體261和八個(gè)焊盤281，但是可以為任意數(shù)量并且本發(fā)明涵蓋了所有變型。本發(fā)明還包含了其中連接器、導(dǎo)體和焊盤的數(shù)量彼此不相同的實(shí)施方案。
加熱器芯片251包括有至少一個(gè)墨水通道321(可選的是元件40)，用來(lái)使加熱器片與在外殼內(nèi)部的墨水源流體連通。在打印頭制造期間，加熱器片251優(yōu)選通過(guò)本領(lǐng)域所公知的多種粘接劑、環(huán)氧樹脂等的任一種附在外殼上。如所示一樣，加熱器片在通道321的任一側(cè)上包含有兩列加熱器元件。為了簡(jiǎn)化該擁擠的附圖，用點(diǎn)或小圓顯示出成列的加熱器元件。在實(shí)際的打印頭中，在打印頭上可以發(fā)現(xiàn)有成百或上千個(gè)加熱器元件，并且這些加熱器元件可以具有各種垂直和水平對(duì)準(zhǔn)、偏置或其它排列。具有多個(gè)噴孔的噴嘴板(元件18，圖1a，1b)粘貼在加熱器片上，使噴嘴孔與加熱器對(duì)準(zhǔn)?？蛇x的是，噴嘴板貼在覆蓋于加熱器片上的阻擋層上。
參照?qǐng)D5，以噴墨打印機(jī)形式的外設(shè)包含有該打印頭101，并且大體上由401表示。打印機(jī)401包括具有用于包含一個(gè)或多個(gè)打印頭的狹槽441的滑架421。如在本領(lǐng)域所公知的一樣，通過(guò)提供給傳動(dòng)帶501的動(dòng)力使滑架421在打印區(qū)461上方沿著軸481往復(fù)運(yùn)動(dòng)(借助控制器571的輸出591)。相對(duì)于打印介質(zhì)例如紙張521進(jìn)行滑架421的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該紙張?jiān)诖蛴C(jī)401中沿著紙張通道從輸入盤541通過(guò)打印區(qū)461前進(jìn)至輸出盤561。
在打印區(qū)中，如由箭頭所示一樣，滑架421沿著與紙張前進(jìn)方向大體上垂直的往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。使來(lái)自打印頭(圖4)的墨滴在根據(jù)打印機(jī)微處理器或其它控制器571的命令的這些時(shí)刻從加熱器片噴射出。墨滴噴射的定時(shí)對(duì)應(yīng)于所要打印的圖像的象素圖案。通常，這些圖案在與控制器(通過(guò)外接輸入裝置)電連接的位于打印機(jī)外面的設(shè)備例如計(jì)算機(jī)、掃描器、照相機(jī)、視覺(jué)顯示裝置、個(gè)人數(shù)據(jù)助理等中產(chǎn)生出來(lái)。
為了打印或噴射出單個(gè)墨滴，給加熱器元件獨(dú)特地提供短電流脈沖以迅速加熱小體積的墨水。這使得在加熱器表面上薄墨水層蒸發(fā)；所得到的蒸汽氣泡將一定量墨水從噴孔中朝著打印介質(zhì)排出。
具有用戶選擇界面601的控制面板581還可以給控制器571提供輸入621，以便能夠具有附加的打印機(jī)能力和穩(wěn)健性。
如在這里所述一樣，術(shù)語(yǔ)噴墨打印頭除了熱噴墨技術(shù)之外還可以包括壓電技術(shù)或其它技術(shù)。
上面的說(shuō)明是用來(lái)舉例說(shuō)明本發(fā)明的各個(gè)方面。這些說(shuō)明不是打算窮舉或者將本發(fā)明限制于所披露的具體形式。上述實(shí)施方案選擇用來(lái)為了最清楚地舉例說(shuō)明本發(fā)明的原理及其實(shí)際用途，由此使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠在各個(gè)實(shí)施方案中并且以適用于所想到的特定用途的各種變型利用本發(fā)明。所有這些改進(jìn)和變型都在對(duì)所附權(quán)利要求在根據(jù)它們被公平、合法、公正地授予的外延加以解釋時(shí)所確定的本
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印頭，包括基本上為矩形的加熱器元件，其周邊具有這樣的長(zhǎng)度和寬度尺寸，即，所述長(zhǎng)度尺寸和所述寬度尺寸的縱橫比大于約2.0；氣泡腔室，它具有局部包圍著所述加熱器元件的凸形壁部，所述凸形壁部具有半徑大于所述寬度尺寸的大約0.5并且小于所述長(zhǎng)度尺寸的大約0.5的弧，而且所述凸形壁部不與所述加熱器元件的周邊重疊；以及具有厚度的噴嘴板，其中具有噴孔，所述噴孔的噴墨側(cè)直接位于所述加熱器元件上方。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其特征在于，還包括與所述氣泡腔室連接的墨流通道，其中所述加熱器元件延伸進(jìn)入所述墨流通道的一部分中。
3.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述氣泡腔室還包括與所述凸形壁部流體連通的矩形壁部。
4.如權(quán)利要求3所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述矩形壁部具有帶斜切面或倒角的角部。
5.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述長(zhǎng)度尺寸大約為35微米，所述寬度尺寸大約為13微米，并且所述半徑大約為16微米。
6.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述長(zhǎng)度尺寸大約為40微米，所述寬度尺寸大約為10微米，并且所述半徑大約為16微米。
7.一種噴墨打印頭，包括具有縱向尺寸的墨水通道；基本上為矩形的加熱器元件，其周邊具有這樣的長(zhǎng)度和寬度尺寸，即，所述長(zhǎng)度尺寸和所述寬度尺寸的縱橫比大于約2.0，所述寬度尺寸與所述縱向尺寸基本上平行；基本上筆直的墨流通道，它使所述加熱器元件與所述墨水通道流體連通，所述墨流通道具有由兩個(gè)基本上平行的墨流壁限定的主墨流方向，所述墨流壁與所述長(zhǎng)度尺寸基本上平行并且與所述縱向尺基本上垂直；氣泡腔室，其流體連通至所述墨流通道，具有局部包圍著所述加熱器元件的凸形壁部，所述凸形壁部具有半徑大于所述寬度尺寸的大約0.5并且小于所述長(zhǎng)度尺寸的弧，而且所述凸形壁部不與所述加熱器元件的周邊重疊；以及具有厚度的噴嘴板，其中具有噴孔，所述噴孔的噴墨側(cè)直接位于所述加熱器元件上方。
8.如權(quán)利要求7所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述縱橫比大于約2.5。
9.如權(quán)利要求8所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述長(zhǎng)度尺寸大約為35微米，所述寬度尺寸大約為13微米，并且所述半徑大約為16微米。
10.如權(quán)利要求7所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述縱橫比大約為4.0。
11.如權(quán)利要求10所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述長(zhǎng)度尺寸大約為40微米，所述寬度尺寸大約為10微米，并且所述半徑大約為16微米。
12.如權(quán)利要求7所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述氣泡腔室由所述噴嘴板形成。
13.如權(quán)利要求7所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述墨流通道形成在所述噴嘴板中。
14.如權(quán)利要求7所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述噴孔的所述噴墨側(cè)的直徑為大約11微米和14微米中的一個(gè)。
15.如權(quán)利要求7所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述噴孔具有截頭圓錐形形狀。
16.如權(quán)利要求7所述的噴墨打印頭，其特征在于，還包括墨水源。
17.一種噴墨打印頭，包括具有縱向尺寸的墨水通道；多個(gè)基本上為矩形的加熱器元件，每個(gè)加熱器元件具有這樣的長(zhǎng)度、寬度尺寸和加熱器表面，即，所述長(zhǎng)度尺寸和所述寬度尺寸的縱橫比大于約2.5，所述寬度尺寸與所述縱向尺寸基本上平行；多條基本上筆直的墨流通道，每條墨流通道使所述多個(gè)加熱器元件的單個(gè)加熱器元件與所述墨水通道流體連通，所述每個(gè)墨流通道具有由兩個(gè)基本上平行的墨流壁限定的主墨流方向，所述墨流壁與所述長(zhǎng)度尺寸基本上平行并且與所述縱向尺寸基本上垂直；多個(gè)氣泡腔室，每個(gè)氣泡腔室與所述多條墨流通道的單個(gè)墨流通道流體連通，所述每個(gè)氣泡腔室具有多個(gè)升至所述加熱器表面之上的壁，這些壁具有凸形壁部和基本上包圍著所述加熱器表面的矩形壁部，所述凸形壁部具有半徑大于所述寬度尺寸的大約0.5并且小于所述長(zhǎng)度尺寸的大約0.5的弧；以及具有多個(gè)噴孔的噴嘴板，每個(gè)所述噴孔位于所述多個(gè)加熱器元件的單個(gè)加熱器元件的一部分之上。
18.如權(quán)利要求17所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述凸形壁部位于所述氣泡腔室的終端上。
19.如權(quán)利要求17所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述矩形壁部位于所述氣泡腔室的終端上。
20.如權(quán)利要求19所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述矩形壁部在其角部區(qū)域中具有斜切面。
全文摘要
在噴墨打印頭中，基本上為矩形的加熱器元件具有長(zhǎng)度尺寸和寬度尺寸，這些尺寸限定了大于約2.0的縱橫比。具有彎曲或凸形壁部的氣泡腔室局部包圍著該加熱器元件。限定了凸形壁部的圓弧的半徑大于寬度尺寸的一半同時(shí)小于長(zhǎng)度尺寸的一半，并且凸形壁部沒(méi)有與加熱器元件的周邊重疊。噴墨孔穿過(guò)覆蓋著氣泡腔室的噴嘴板的厚度，并且位于加熱器元件上方。因此，氣泡腔室可以具有與凸形壁部連接的矩形壁部，并且任一部分可以占據(jù)著氣泡腔室的終端。優(yōu)選的長(zhǎng)度和寬度尺寸為35和13微米或40和10微米，并且半徑大約為16微米。
文檔編號(hào)B41J2/05GK1784311SQ200480012436
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者J·H·鮑爾斯 申請(qǐng)人:萊克斯馬克國(guó)際公司