專利名稱：噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)(一)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種噴墨頭結(jié)構(gòu)，屬于一種噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)。
噴墨打印機(jī)的打印方式是利用控制微細(xì)墨水滴的噴出，也就是將墨水匣中的墨水，利用電能加熱的方式以轉(zhuǎn)換成汽泡墨水的型式或者利用壓電式直接推擠墨水的方式，把墨水從墨水匣內(nèi)噴射出來，兩者都能達(dá)到字型打印的效果。但是，這種利用電能加熱的方式是在墨水匣內(nèi)設(shè)置一個加熱板，且該加熱板之設(shè)計是為具有一個平坦表面的電阻層，可以理解到的是該表面平坦的電阻層在噴墨過程中之墨滴的回沖時，極容易因為回沖墨水的反作用力，而承受到連續(xù)不斷的震波，于是造成表面平坦的加熱板之裂損，終而導(dǎo)致該噴墨頭的使用壽命之終結(jié)。
最近的噴墨打印機(jī)的墨水匣，已有利用陶瓷薄膜及韌性金屬層(ShockAbsorbing Layer)與該加熱板相配合的方式，減少加熱板及吸收回沖墨滴所造成的震波的影響，來改善這加熱板容易裂損的問題。亦即是先在加熱板上增加成長多層陶瓷薄膜之后，再把一層韌性金屬層(其材質(zhì)不限于鐵或鋁)覆蓋在陶瓷薄膜之上，以達(dá)到保護(hù)加熱板的目的。按照這種作法，雖然可以避免加熱板的裂損，但是仍有下列缺點存在A1．成長在加熱板上的多層陶瓷薄膜，其制造過程相當(dāng)復(fù)雜而耗費(fèi)許多時間，并且制作過程中的化學(xué)沉積法必須利用到有毒性的化學(xué)物質(zhì)和更添加了許多的危險性；A2．覆蓋在多層陶瓷薄膜上的韌性金屬層，其厚度高達(dá)0.5微米(micron)，在覆蓋這么厚、一片金屬層之過程時，很容易造成其與多層陶瓷薄膜間應(yīng)力蓄積，引致質(zhì)量的降低；A3．在墨水噴出的加熱過程中，必須要利用脈沖電流使電阻層能夠瞬間加熱墨水以產(chǎn)生汽泡，而厚的韌性金屬層有可能引起汽泡產(chǎn)生與電流脈沖兩者之間的時間遲滯，無可避免的降低了打印速度。
為了提高噴墨頭結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，經(jīng)過了一番研究發(fā)展之后，遂得到了一種良好的噴墨頭結(jié)構(gòu)；除了能夠免除前述之噴墨頭結(jié)構(gòu)的困擾外，并且簡化了噴墨頭結(jié)構(gòu)的制程與材料，使其不僅在制作上相當(dāng)省事又提高了成本效益。
本實用新型的目的是設(shè)計一種能提高墨水匣的制造過程的效率，能使噴墨頭結(jié)構(gòu)的材料成本得以降低以及能使噴墨打印機(jī)的打印速度能夠有效提高的噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其位于一噴墨打印機(jī)內(nèi)的一墨水匣中的一晶片上，該噴墨頭結(jié)構(gòu)包括一包含一墨水噴出孔的噴墨部和一能把電能轉(zhuǎn)換成熱能，以加熱墨水匣中的墨水，使該墨水轉(zhuǎn)換成氣態(tài)墨水，并以氣態(tài)噴射法式?jīng)_擊墨水噴出孔中而噴出的作為加熱板的電阻層，其中所述的電阻層裝設(shè)于晶片上；在所述的電阻層上設(shè)置一承接層，其以單一材質(zhì)所完成并形成一能夠耐沖擊的隆起承接面；有一限止氣態(tài)墨水，使氣態(tài)墨水得以氣態(tài)噴射方式?jīng)_擊噴墨部的環(huán)狀側(cè)壁，其與所述的噴墨部及電阻層相接。
本實用新型所使用的墨水匣上具有復(fù)數(shù)個以一次噴射墨水即能打印一字的方式進(jìn)行打印的墨水噴出孔。另外，該噴墨部之噴出孔底面為一個具有喇叭形剖面的環(huán)狀面。
綜合來看，本實用新型具有下列四大優(yōu)點B1．不需制作多層陶瓷薄膜，而能具有消除回沖之墨水震波的特性，同樣地提高了加熱板和噴墨頭的壽命；極完美地免除了這項具有毒性的化學(xué)沉積法之制作過程；B2．本創(chuàng)作可經(jīng)由減少或免去多層陶瓷薄膜之結(jié)構(gòu)，而簡化了噴墨頭結(jié)構(gòu)的制作過程，并同時降低了材料成本，大幅提高了工廠的營運(yùn)績效。
B3．噴墨頭結(jié)構(gòu)之承接層為單一材質(zhì)經(jīng)多層光罩在加熱板上筑成，且相鄰的隆起結(jié)構(gòu)之主體并未相連，與原有的利用兩種材質(zhì)(即多層陶瓷薄膜沉積與厚金屬層覆蓋)且主體相連的作法相較之下，晶片上的應(yīng)力相對減少，應(yīng)力不會蓄積，故不致造成制造過程中薄膜破裂或脫層的問題，所以噴墨頭結(jié)構(gòu)的質(zhì)量即可以提高；B4．當(dāng)利用脈沖電流使電阻層能夠瞬間加熱墨水以產(chǎn)生汽泡時，因為不需再透過多層陶瓷薄膜，而能提高熱傳導(dǎo)的效率，使得汽泡產(chǎn)生與電流脈沖兩者之間的時間遲滯可減到最低，而能提高噴墨打印機(jī)的打印速度。
下面根據(jù)一個實施例的附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)詳述如下


圖1是本實用新型一個實施例的墨水匣的外觀示意圖；圖2是
圖1中墨水匣上的墨水噴出孔部分的放大示意圖；圖3是對圖2中的墨水噴出孔，沿著A-A橫斷面的示意圖；圖4是本實用新型的噴墨頭結(jié)構(gòu)中的承接層造型的一個實施例的示意圖。
附圖中主要部分的代表符號10墨水匣 11墨水噴出孔20噴墨頭結(jié)構(gòu)21晶片 22噴墨部231喇叭形剖面232環(huán)狀面 24電阻層25環(huán)狀側(cè)壁 26承接層27隆起承接面參閱
圖1至圖3，
圖1為本實用新型的一個實施例的墨水匣的外觀示意圖，圖2為墨水匣上的墨水噴出孔部分的放大示意圖，圖3為圖2中的墨水噴出孔，沿著A-A線剖開之橫斷面示意圖。其中可見一個墨水匣10，其上方具有50個或更多個極微細(xì)的墨水噴出孔11，如把該墨水噴出孔11放大，即可以看到如圖2中所示的許多圓形孔洞11，將該孔洞沿A-A線來剖開，便可以清楚地看到如圖3所示之噴墨頭結(jié)構(gòu)20的橫斷面輪廓。該噴墨頭結(jié)構(gòu)20，其位于一噴墨打印機(jī)內(nèi)的一墨水匣10中的一晶片21上，該噴墨頭結(jié)構(gòu)20包括一噴墨部22，其位于該墨水匣10上而包含一墨水噴出孔11，使墨水得由該墨水噴出孔11中噴出；一電阻層24，裝設(shè)于晶片21上，利用該電阻層24把電能轉(zhuǎn)換成熱能，以加熱該墨水匣10中的墨水，使該墨水轉(zhuǎn)換成氣態(tài)墨水，并以氣體噴射方式?jīng)_擊該墨水噴出孔11中而噴出，但因動量守恒之反作用力，未完全噴出的墨水反彈回至該電阻層24上而成為反彈墨水；一環(huán)狀側(cè)壁25，其與該噴墨部22及該電阻層24相接，以限止氣態(tài)墨水，使氣忝墨水得以氣體噴射方式?jīng)_擊該噴墨部22；一承接層26，設(shè)置于該電阻層24上，其由單一材質(zhì)所完成并形成一隆起承接面27，由該隆起承接面27來承接該反彈墨水之沖擊力，而達(dá)到噴墨頭結(jié)構(gòu)20能夠耐沖擊的效果。
為了使反彈之墨水所造成的沖力能被本噴墨頭結(jié)構(gòu)20的承接層26有效地抵消，所以該承接層26由經(jīng)過多層光罩的程序來制作，而完成其隆起承接面27的結(jié)構(gòu)。其中該承接層26之隆起承接面27的造型為一略呈金字塔形，而該金字塔形的基地面積系可大于或小于暴露于墨水下的電阻層表面的面積。當(dāng)然，該具有金字塔形外觀的隆起承接面27之承接層26，可以改為另外一種精密加工方法來制成(例如多層的相移式光罩的制造過程)。
圖4為本實用新型的噴墨頭結(jié)構(gòu)中的承接層26的其它造型的示意圖。其中可見上述的噴墨頭結(jié)構(gòu)20的承接層26的略呈金字塔形的外觀結(jié)構(gòu)亦可以改成為半圓球形的結(jié)構(gòu)。至于具有該隆起承接面27的該承接層26的材質(zhì)結(jié)構(gòu)，是由一金層材料或一具有金屬之硬度的材料所構(gòu)成。
為了使具有該隆起承接面27的該承接層26之材料結(jié)構(gòu)更加容易制作，我們可以應(yīng)用相同于該電阻層24的材料來構(gòu)成這個承接層26，當(dāng)然也就完全地省去了機(jī)械保護(hù)層(Passivation Layers)之制作，而本實用新型所使用的墨水匣10上是具有50個或更多個墨水噴出孔11，并以一次噴射墨水即能印出一字的方式進(jìn)行打??；且墨水匣10內(nèi)的晶片21為矽所結(jié)晶而成的晶片21。另外，該噴墨部22的噴出孔11的底面為一個具有喇叭形剖面231的環(huán)狀面232。
總之，本實用新型的特色即是在不需制作多層陶瓷薄膜，而能具有消除回沖之墨水震波的特性，再經(jīng)減少或免去多層陶瓷薄膜的結(jié)構(gòu)，而簡化了噴墨頭結(jié)構(gòu)的制造過程，亦即在制作過程上以單一材料來完成噴墨頭的承接層結(jié)構(gòu)，所以噴墨頭結(jié)構(gòu)的質(zhì)量即可以提高，并因為不需再透過多層陶瓷薄膜，而能提高熱傳導(dǎo)的效率，使得汽泡產(chǎn)生與電流脈沖兩者之間的時間遲滯可減至最低，達(dá)到提高噴墨打印機(jī)的打印速度的優(yōu)異功能。
綜上所述，本實用新型經(jīng)由具有特殊的隆起承接面的承接層，達(dá)到保護(hù)電阻層而提高了墨水匣之制作過程的功效。此外，本噴墨頭結(jié)構(gòu)不僅能夠簡化制作過程，亦能因之而伴隨地節(jié)省許多制造成本，適合工業(yè)上之生產(chǎn)。
權(quán)利要求1．一種噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其位于一噴墨打印機(jī)內(nèi)的一墨水匣中的一晶片上，該噴墨頭結(jié)構(gòu)包括一包含一墨水噴出孔的噴墨部和一能把電能轉(zhuǎn)換成熱能，以加熱墨水匣中的墨水，使該墨水轉(zhuǎn)換成氣態(tài)墨水，并以氣態(tài)噴射法式?jīng)_擊墨水噴出孔中而噴出的作為加熱板的電阻層，其特征在于所述的電阻層裝設(shè)于晶片上；在所述的電阻層上設(shè)置一承接層，其以單一材質(zhì)所完成并形成一能夠耐沖擊的隆起承接面；有一限止氣態(tài)墨水，使氣態(tài)墨水得以氣態(tài)噴射方式?jīng)_擊噴墨部的環(huán)狀側(cè)壁，其與所述的噴墨部及電阻層相接。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的承接層為經(jīng)過多層光罩程序所完成之隆起承接面的結(jié)構(gòu)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的承接層之隆起承接面的造型為一略呈金字塔形，而該金字塔形的基地面積可大于或小于暴露于墨水下的電阻層表面之面積。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的承接層之隆起承接面的造型為一半圓球形。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的隆起承接面的該承接層之材質(zhì)結(jié)構(gòu)由一金屬層或一具有金屬之硬度的材料所成構(gòu)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的隆起承接面的承接層之材質(zhì)結(jié)構(gòu)是由相同于所述的電阻層之材料所構(gòu)成。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的墨水匣具有復(fù)數(shù)個以一次噴射墨水即能打印一字的方式進(jìn)行打印的墨水噴出孔。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的噴墨部的噴出孔底面為一個具有喇叭形剖面的環(huán)狀面。
專利摘要一種噴墨打印機(jī)的墨水匣的噴墨頭結(jié)構(gòu),其位于墨水匣中一晶片上,包括帶有墨水噴出孔的噴墨部及作為加熱板的能使墨水轉(zhuǎn)換成氣態(tài)墨水的電阻層,有一限止該氣態(tài)墨水,使氣態(tài)墨水得以氣體噴射方式?jīng)_擊噴墨部的環(huán)狀側(cè)壁及設(shè)置于電阻層上的一承接層,承接層是一隆起的承接面,由其來承接被噴出孔底面所彈回的墨水之沖擊力,而達(dá)到噴墨頭結(jié)構(gòu)能夠耐沖擊的效果。本噴墨頭結(jié)構(gòu)的造型,能降低噴墨頭結(jié)構(gòu)的制作過程所耗費(fèi)的成本。
文檔編號B41J2/14GK2312127SQ9722027
公開日1999年3月31日 申請日期1997年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月21日
發(fā)明者莫自治, 楊長謀, 張一熙 申請人:研能科技股份有限公司