专利名称：喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构(一)的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种喷墨头结构，属于一种喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构。
喷墨打印机的打印方式是利用控制微细墨水滴的喷出，也就是将墨水匣中的墨水，利用电能加热的方式以转换成汽泡墨水的型式或者利用压电式直接推挤墨水的方式，把墨水从墨水匣内喷射出来，两者都能达到字型打印的效果。但是，这种利用电能加热的方式是在墨水匣内设置一个加热板，且该加热板之设计是为具有一个平坦表面的电阻层，可以理解到的是该表面平坦的电阻层在喷墨过程中之墨滴的回冲时，极容易因为回冲墨水的反作用力，而承受到连续不断的震波，于是造成表面平坦的加热板之裂损，终而导致该喷墨头的使用寿命之终结。
最近的喷墨打印机的墨水匣，已有利用陶瓷薄膜及韧性金属层(ShockAbsorbing Layer)与该加热板相配合的方式，减少加热板及吸收回冲墨滴所造成的震波的影响，来改善这加热板容易裂损的问题。亦即是先在加热板上增加成长多层陶瓷薄膜之后，再把一层韧性金属层(其材质不限于铁或铝)覆盖在陶瓷薄膜之上，以达到保护加热板的目的。按照这种作法，虽然可以避免加热板的裂损，但是仍有下列缺点存在A1．成长在加热板上的多层陶瓷薄膜，其制造过程相当复杂而耗费许多时间，并且制作过程中的化学沉积法必须利用到有毒性的化学物质和更添加了许多的危险性；A2．覆盖在多层陶瓷薄膜上的韧性金属层，其厚度高达0.5微米(micron)，在覆盖这么厚、一片金属层之过程时，很容易造成其与多层陶瓷薄膜间应力蓄积，引致质量的降低；A3．在墨水喷出的加热过程中，必须要利用脉冲电流使电阻层能够瞬间加热墨水以产生汽泡，而厚的韧性金属层有可能引起汽泡产生与电流脉冲两者之间的时间迟滞，无可避免的降低了打印速度。
为了提高喷墨头结构的质量，经过了一番研究发展之后，遂得到了一种良好的喷墨头结构；除了能够免除前述之喷墨头结构的困扰外，并且简化了喷墨头结构的制程与材料，使其不仅在制作上相当省事又提高了成本效益。
本实用新型的目的是设计一种能提高墨水匣的制造过程的效率，能使喷墨头结构的材料成本得以降低以及能使喷墨打印机的打印速度能够有效提高的喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构。
本实用新型的目的是这样实现的一种喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构，其位于一喷墨打印机内的一墨水匣中的一晶片上，该喷墨头结构包括一包含一墨水喷出孔的喷墨部和一能把电能转换成热能，以加热墨水匣中的墨水，使该墨水转换成气态墨水，并以气态喷射法式冲击墨水喷出孔中而喷出的作为加热板的电阻层，其中所述的电阻层装设于晶片上；在所述的电阻层上设置一承接层，其以单一材质所完成并形成一能够耐冲击的隆起承接面；有一限止气态墨水，使气态墨水得以气态喷射方式冲击喷墨部的环状侧壁，其与所述的喷墨部及电阻层相接。
本实用新型所使用的墨水匣上具有复数个以一次喷射墨水即能打印一字的方式进行打印的墨水喷出孔。另外，该喷墨部之喷出孔底面为一个具有喇叭形剖面的环状面。
综合来看，本实用新型具有下列四大优点B1．不需制作多层陶瓷薄膜，而能具有消除回冲之墨水震波的特性，同样地提高了加热板和喷墨头的寿命；极完美地免除了这项具有毒性的化学沉积法之制作过程；B2．本创作可经由减少或免去多层陶瓷薄膜之结构，而简化了喷墨头结构的制作过程，并同时降低了材料成本，大幅提高了工厂的营运绩效。
B3．喷墨头结构之承接层为单一材质经多层光罩在加热板上筑成，且相邻的隆起结构之主体并未相连，与原有的利用两种材质(即多层陶瓷薄膜沉积与厚金属层覆盖)且主体相连的作法相较之下，晶片上的应力相对减少，应力不会蓄积，故不致造成制造过程中薄膜破裂或脱层的问题，所以喷墨头结构的质量即可以提高；B4．当利用脉冲电流使电阻层能够瞬间加热墨水以产生汽泡时，因为不需再透过多层陶瓷薄膜，而能提高热传导的效率，使得汽泡产生与电流脉冲两者之间的时间迟滞可减到最低，而能提高喷墨打印机的打印速度。
下面根据一个实施例的附图对本实用新型的结构详述如下
图1是本实用新型一个实施例的墨水匣的外观示意图；图2是
图1中墨水匣上的墨水喷出孔部分的放大示意图；图3是对图2中的墨水喷出孔，沿着A-A横断面的示意图；图4是本实用新型的喷墨头结构中的承接层造型的一个实施例的示意图。
附图中主要部分的代表符号10墨水匣 11墨水喷出孔20喷墨头结构21晶片 22喷墨部231喇叭形剖面232环状面 24电阻层25环状侧壁 26承接层27隆起承接面参阅
图1至图3，
图1为本实用新型的一个实施例的墨水匣的外观示意图，图2为墨水匣上的墨水喷出孔部分的放大示意图，图3为图2中的墨水喷出孔，沿着A-A线剖开之横断面示意图。其中可见一个墨水匣10，其上方具有50个或更多个极微细的墨水喷出孔11，如把该墨水喷出孔11放大，即可以看到如图2中所示的许多圆形孔洞11，将该孔洞沿A-A线来剖开，便可以清楚地看到如图3所示之喷墨头结构20的横断面轮廓。该喷墨头结构20，其位于一喷墨打印机内的一墨水匣10中的一晶片21上，该喷墨头结构20包括一喷墨部22，其位于该墨水匣10上而包含一墨水喷出孔11，使墨水得由该墨水喷出孔11中喷出；一电阻层24，装设于晶片21上，利用该电阻层24把电能转换成热能，以加热该墨水匣10中的墨水，使该墨水转换成气态墨水，并以气体喷射方式冲击该墨水喷出孔11中而喷出，但因动量守恒之反作用力，未完全喷出的墨水反弹回至该电阻层24上而成为反弹墨水；一环状侧壁25，其与该喷墨部22及该电阻层24相接，以限止气态墨水，使气忝墨水得以气体喷射方式冲击该喷墨部22；一承接层26，设置于该电阻层24上，其由单一材质所完成并形成一隆起承接面27，由该隆起承接面27来承接该反弹墨水之冲击力，而达到喷墨头结构20能够耐冲击的效果。
为了使反弹之墨水所造成的冲力能被本喷墨头结构20的承接层26有效地抵消，所以该承接层26由经过多层光罩的程序来制作，而完成其隆起承接面27的结构。其中该承接层26之隆起承接面27的造型为一略呈金字塔形，而该金字塔形的基地面积系可大于或小于暴露于墨水下的电阻层表面的面积。当然，该具有金字塔形外观的隆起承接面27之承接层26，可以改为另外一种精密加工方法来制成(例如多层的相移式光罩的制造过程)。
图4为本实用新型的喷墨头结构中的承接层26的其它造型的示意图。其中可见上述的喷墨头结构20的承接层26的略呈金字塔形的外观结构亦可以改成为半圆球形的结构。至于具有该隆起承接面27的该承接层26的材质结构，是由一金层材料或一具有金属之硬度的材料所构成。
为了使具有该隆起承接面27的该承接层26之材料结构更加容易制作，我们可以应用相同于该电阻层24的材料来构成这个承接层26，当然也就完全地省去了机械保护层(Passivation Layers)之制作，而本实用新型所使用的墨水匣10上是具有50个或更多个墨水喷出孔11，并以一次喷射墨水即能印出一字的方式进行打印；且墨水匣10内的晶片21为矽所结晶而成的晶片21。另外，该喷墨部22的喷出孔11的底面为一个具有喇叭形剖面231的环状面232。
总之，本实用新型的特色即是在不需制作多层陶瓷薄膜，而能具有消除回冲之墨水震波的特性，再经减少或免去多层陶瓷薄膜的结构，而简化了喷墨头结构的制造过程，亦即在制作过程上以单一材料来完成喷墨头的承接层结构，所以喷墨头结构的质量即可以提高，并因为不需再透过多层陶瓷薄膜，而能提高热传导的效率，使得汽泡产生与电流脉冲两者之间的时间迟滞可减至最低，达到提高喷墨打印机的打印速度的优异功能。
综上所述，本实用新型经由具有特殊的隆起承接面的承接层，达到保护电阻层而提高了墨水匣之制作过程的功效。此外，本喷墨头结构不仅能够简化制作过程，亦能因之而伴随地节省许多制造成本，适合工业上之生产。
权利要求1．一种喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构，其位于一喷墨打印机内的一墨水匣中的一晶片上，该喷墨头结构包括一包含一墨水喷出孔的喷墨部和一能把电能转换成热能，以加热墨水匣中的墨水，使该墨水转换成气态墨水，并以气态喷射法式冲击墨水喷出孔中而喷出的作为加热板的电阻层，其特征在于所述的电阻层装设于晶片上；在所述的电阻层上设置一承接层，其以单一材质所完成并形成一能够耐冲击的隆起承接面；有一限止气态墨水，使气态墨水得以气态喷射方式冲击喷墨部的环状侧壁，其与所述的喷墨部及电阻层相接。
2．根据权利要求1所述的喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构，其特征在于所述的承接层为经过多层光罩程序所完成之隆起承接面的结构。
3．根据权利要求1所述的喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构，其特征在于所述的承接层之隆起承接面的造型为一略呈金字塔形，而该金字塔形的基地面积可大于或小于暴露于墨水下的电阻层表面之面积。
4．根据权利要求1所述的喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构，其特征在于所述的承接层之隆起承接面的造型为一半圆球形。
5．根据权利要求1所述的喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构，其特征在于所述的隆起承接面的该承接层之材质结构由一金属层或一具有金属之硬度的材料所成构。
6．根据权利要求1所述的喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构，其特征在于所述的隆起承接面的承接层之材质结构是由相同于所述的电阻层之材料所构成。
7．根据权利要求1所述的喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构，其特征在于所述的墨水匣具有复数个以一次喷射墨水即能打印一字的方式进行打印的墨水喷出孔。
8．根据权利要求1所述的喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构，其特征在于所述的喷墨部的喷出孔底面为一个具有喇叭形剖面的环状面。
专利摘要一种喷墨打印机的墨水匣的喷墨头结构,其位于墨水匣中一晶片上,包括带有墨水喷出孔的喷墨部及作为加热板的能使墨水转换成气态墨水的电阻层,有一限止该气态墨水,使气态墨水得以气体喷射方式冲击喷墨部的环状侧壁及设置于电阻层上的一承接层,承接层是一隆起的承接面,由其来承接被喷出孔底面所弹回的墨水之冲击力,而达到喷墨头结构能够耐冲击的效果。本喷墨头结构的造型,能降低喷墨头结构的制作过程所耗费的成本。
文档编号B41J2/14GK2312127SQ9722027
公开日1999年3月31日 申请日期1997年10月21日 优先权日1997年10月21日
发明者莫自治, 杨长谋, 张一熙 申请人:研能科技股份有限公司