专利名称：喷墨头结构及喷墨印刷系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种墨水匣的喷墨头结构，尤指一种具有缩小加热芯片尺寸的喷墨头结构。本发明亦关于一种使用此一喷墨头结构的喷墨印刷系统。
(2)背景技术随着个人计算机逐渐发展，喷墨打印机(ink jet printer)已成为非常普遍的接口设备，广泛地应用于家庭、个人工作室、甚至是各行各业。喷墨打印机的主要优点为价格低廉、操作时噪音低以及优良的打印品质，并且可打印于各种媒体，例如一般纸张、特殊喷墨打印纸张、相片纸及专用投影片等。
控制喷墨头(printhead)释出墨滴至喷墨媒体的机构为设计墨水匣需考虑的重要因素之一。一般而言，喷墨头喷出墨滴的方式主要有热气泡式(thermal bubbletype)及压电式(micro piezo type)两种。以热气泡式喷墨头为例，其操作原理是利用加热电阻器(heater resistor)加热使之产生气泡进而将墨水排挤出，并使之通过多个喷孔喷至喷墨媒体上。
请看图1，习知的喷墨头结构主要是由一加热芯片(heater IC)11、一障壁层(barrier layer)12及一喷孔片(nozzle plate)13所组成。加热芯片11是为一般熟习该项技术的人员所知，其为具有电阻加热器(resistor heater)的芯片，为便于描述，以下简称加热芯片(heater IC)。加热芯片11包含设置于中央的供墨口(inkslot)110、一组围绕供墨口的加热电阻器(未显示)及位于加热芯片两侧的焊垫(contact pad)111。障壁层12中形成多个墨水腔(ink chamber)121，并且于加热芯片11上的障壁层12间形成供墨流道(ink channel，未显示)。喷孔片13上则有多个对应于墨水腔121的喷孔131。
请看图2，将喷墨头组装于墨水匣(ink cartridge)的步骤主要如下。首先使喷孔片(nozzle plate)13精密对位于加热芯片11，以形成一IC组件(ICassembly)；接着使IC组件与供输出入信号的电路软板(TAB)完成电连接；最后，利用黏着剂将IC组件胶黏于墨水匣本体2底部的喷墨头承载座21上，随即完成喷墨头组装工作。请配合看图1及图2，当使用此一墨水匣时，储存于墨水匣本体2内储墨槽(ink reservoir，未显示)中的墨水首先自储墨槽流至底孔22，接着流入加热芯片11中央的供墨口110，进入障壁层12与加热芯片11间所形成的供墨流道，再流至墨水腔121，最后则利用加热电阻器加热使的产生气泡进而将墨水排挤出，并使之通过喷孔片13上的喷孔131喷至喷墨媒体上。
上述用的喷墨头结构面临以下问题(1)形成加热芯片11的中央供墨口110的步骤通常使用喷砂制程或激光穿孔制程进行，其中喷砂制程洁净度较差，而激光穿孔成本高且有材料限制的问题。
(2)形成加热芯片11中央供墨口110的过程容易使加热芯片11产生裂缝，因而在后续制程或正常使用易造成加热芯片11断裂或线路受损，以致于喷墨头无法正常操作。
(3)具有中央供墨口110的加热芯片11有减弱的结构强度，因而断裂机会提高，造成优良率降低。
(4)加热芯片11上围绕中央供墨口110两侧的两排加热电阻器共享一个供墨口，因此容易有供墨不顺的现象发生，且也易产生流体串扰(cross-talk)，各喷墨腔互相影响的现象，不利地影响喷墨头工作性能。
(5)为了制作中央供墨口110的缘故，因此加热芯片11不可避免地需具有相当大的尺寸，此大大提高了制造加热芯片的成本。
(3)发明内容本发明的主要目的是提供一种喷墨头结构，以解决具有中央供墨口的习用墨喷头结构所面临的问题。
根据本发明一方面的一种喷墨头结构，用以将一墨水匣储墨槽中的墨水喷至一喷墨媒体上，该喷墨头结构包含一加热芯片，大体上呈矩形；一障壁层，是形成于该加热芯片上，且露出左右两侧部分加热芯片，其中该障壁层在该加热芯片上形成供墨流道及多个墨水腔；及一喷孔片，其宽度较该加热芯片的宽度为大，且相对于该多个墨水腔处设有多个喷孔，其中当该喷孔片与该加热芯片结合时，该喷孔片与露出的左右两侧部分加热芯片共同形成一第一及一第二供墨口，藉此，该墨水匣储墨槽中的墨水是经由该第一及第二供墨口通过该供墨流道及该多个墨水腔，进而经该多个喷孔喷至该喷墨媒体上。
如所述的喷墨头结构，其中该加热芯片相对于每一墨水腔处设有一加热电阻器。
如所述的喷墨头结构的喷墨头结构，其中该障壁层的厚度为20至40微米。
如所述的喷墨头结构，其中该加热芯片及该喷孔片分别承载于该墨水匣的喷墨头承载座的第一承载区及第二承载区上。
如所述的喷墨头结构的喷墨头结构，其中该第一承载区及该第二承载区是位于不同水平面上。
如所述的喷墨头结构，其中该加热芯片的上下两侧边缘进一步设置焊垫。
如所述的喷墨头结构，其中该加热芯片的长度较该喷孔片的长度为长，且当该喷孔片与该加热芯片结合时露出该焊垫。
如所述的喷墨头结构，其中该加热芯片的长度与该喷孔片的长度相等，且该喷孔片具有一第一及一第二缺口，以当该喷孔片与该加热芯片结合时，自该第一及第二缺口处露出该焊垫。
如所述的喷墨头结构，其中该喷孔片是呈″H″形。
根据本发明另一方面的一种喷墨印刷系统，其包含一储墨匣，用以容纳墨水；一加热芯片，大体上呈矩形，其上具有多个加热电阻器，且于两侧边缘具有供软性电路板电连接用的焊垫；一喷孔片，其宽度较该加热芯片的宽度为大，且对于该多个加热电阻器处设多个喷孔；及一承载座，其包含分别用以承载该加热芯片及该喷孔片的第一承载区及第二承载区。
如所述的喷墨印刷系统，其中该加热芯片相对于每一墨水腔处设有一加热电阻器。
如所述的喷墨印刷系统，其中该第一承载区及该第二承载区是位于不同水平面上。
如所述的喷墨印刷系统，其中该加热芯片的上下两侧边缘进一步设置焊垫。
如所述的喷墨印刷系统，其中该加热芯片的长度较该喷孔片的长度为长，且当该喷孔片与该加热芯片结合时露出该焊垫。
如所述的喷墨印刷系统，其中该喷孔片是呈″H″形。
如所述的喷墨印刷系统，其中该加热芯片的长度与该喷孔片的长度相等，且该喷孔片具有一第一及一第二缺口，以当该喷孔片与该加热芯片结合时，自该第一及第二缺口处露出该焊垫。
根据本发明又一方面提供一种喷墨印刷系统，其包含一储墨匣，用以容纳墨水；一加热芯片，大体上呈矩形，其上具有多个加热电阻器，且于两侧边缘具有供软性电路板电连接用的焊垫；一喷孔片，其至少有一轴向长度大于该加热片的长度，该加热芯片及该喷孔片中至少之一是定位于一承载座上，其中该承载区是位于该储墨匣的墨水口外围，藉由该加热芯片及该喷孔片中至少之一密封墨水口，以防止漏墨。
如所述的喷墨印刷系统，其中该承载区是为一突出状的平台。
如所述的喷墨印刷系统，其中该承载区是为一具有沟槽的平台。
如所述的喷墨印刷系统，其中该喷孔片是呈″H″形。
(4)
通过下列结合附图对实施例的详细说明而可更清楚地了解本发明。
图1是现有技术的喷墨头结构。
图2是现有技术中喷墨头组装于墨水匣的情形。
图3是根据本发明第一实施例的喷墨头结构。
图4是根据本发明的喷墨头组装于墨水匣的情形。
图5是根据图4的局部放大图。
图6是根据本发明的喷墨头封装立体拆解图。
图7是根据本发明第二实施例的喷墨头结构。
(5)具体实施方式
请看图3，根据本发明第一较佳实施例的喷墨头结构主要由一加热芯片(heater IC)31、一障壁层(barrier layer)32及一喷孔片(nozzle plate)33所组成。加热芯片31大体上呈矩形，其上下两侧边缘具有焊垫311。障壁层32是形成于加热芯片31上，且与加热芯片31共同形成供墨流道及多个墨水腔321。加热芯片31相对于每一墨水腔321处设有一加热电阻器(未显示)。喷孔片33大致上呈″H″字形，且其上方设有多个对应于墨水腔321的喷孔331。
本发明的特点是，当障壁层32形成于加热芯片31上时会露出左右两侧部分加热芯片313及314(意即障壁层32大体上呈″I″字形)，并且喷孔片33的宽度较加热芯片33为大，因此当喷孔片33与加热芯片31结合时，喷孔片33与未被障壁层32覆盖的露出的左右两侧部分加热芯片313及314间将共同形成第一供墨口(未显示)及第二供墨口(未显示)。由于障壁层32的厚度为20至40微米，因此第一及第二供墨口的高度大约为20至40微米。
在本实施例中，加热芯片31的长度与喷孔片33的长度相等，为了避免加热芯片31与喷孔片33产生电连接，喷孔片33具有第一缺口332及第二缺口333，俾当喷孔片33与加热芯片31结合时，可露出焊垫311。
请看图4，将喷墨头组装于墨水匣的步骤主要如下。首先使喷孔片33精密对位于加热芯片31，以形成一IC组件(IC assembly)；接着利用黏着剂将IC组件胶黏于墨水匣本体4底部的喷墨头承载座41上，随即完成喷墨头组装工作。如图4及图5所示，喷墨头承载座41分别具有用以承载加热芯片及喷孔片的第一承载区411及第二承载区412，第一承载区411及第二承载区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。再请看图6，第一承载区411及第二承载区412外围可具有凹槽413，以供黏着剂溢流或分布，当然亦可为具有沟槽的平台，且沟槽可容纳黏着剂。
请配合看图3及图4，当使用此一墨水匣时，储存于墨水匣本体4内储墨槽(未显示)中的墨水首先自储墨槽流至底孔42，接着流入加热芯片31与喷孔片33间的供墨口，再进入障壁层32与加热芯片31间所形成的供墨流道，再流至墨水腔321，最后则利用加热电阻器加热产生气泡进而将墨水排挤出，并使之通过多个喷孔喷至喷墨媒体上通过喷孔片33上的喷孔331喷至喷墨媒体上。
图7显示根据本发明第二较佳实施例的喷墨头结构，除了加热芯片31的长度较喷孔片33的长度为长，以避免加热芯片31与喷孔片33产生电连接外，其余与图3结构相同，在此不赘述。
综上所述，本发明的喷墨头结构相较于现有技术的优点如下(1)本发明形成喷墨头供墨孔过程不需进行喷砂或激光穿孔制程，因而不仅可提高生产优良率，亦大大地降低制作成本。
(2)本发明的喷墨头结构不具有中央供墨孔，因此不会有现有技术面临的加热芯片产生裂缝、加热芯片断裂、结构强度低等缺点，有助于提升产品优良率。
(3)加热芯片两侧的两排加热电阻器具备个别供墨口，供墨较为顺畅，可降低流体串扰(cross-talk)问题，进而提高喷墨头工作性能。
(4)加热芯片中央区域可用来制作IC线路，故可大幅减少加热芯片尺寸，进而降低加热芯片的成本。
因此，本发明所提供的喷墨头结构具有制作简单、产品优良率佳、尺寸缩小及成本低的特性，且可免除现有技术中遇到的缺点。
权利要求
1.一种喷墨头结构，用以将一墨水匣储墨槽中的墨水喷至一喷墨媒体上，其特征在于，包含一加热芯片，大体上呈矩形；一障壁层，是形成于该加热芯片上，且露出左右两侧部分加热芯片，其中该障壁层在该加热芯片上形成供墨流道及多个墨水腔；及一喷孔片，其宽度较该加热芯片的宽度为大，且相对于该多个墨水腔处设有多个喷孔，其中当该喷孔片与该加热芯片结合时，该喷孔片与露出的左右两侧部分加热芯片共同形成一第一及一第二供墨口，藉此，该墨水匣储墨槽中的墨水是经由该第一及第二供墨口通过该供墨流道及该多个墨水腔，进而经该多个喷孔喷至该喷墨媒体上。
2.如权利要求1所述的喷墨头结构，其特征在于，该加热芯片相对于每一墨水腔处设有一加热电阻器。
3.如权利要求1所述的喷墨头结构，其特征在于，该障壁层的厚度为20至40微米。
4.如权利要求1所述的喷墨头结构，其特征在于，该加热芯片及该喷孔片分别承载于该墨水匣的喷墨头承载座的第一承载区及第二承载区上。
5.如权利要求4所述的喷墨头结构，其特征在于，该第一承载区及该第二承载区是位于不同水平面上。
6.如权利要求1所述的喷墨头结构，其特征在于，该加热芯片的上下两侧边缘进一步设置有焊垫。
7.如权利要求6所述的喷墨头结构，其特征在于，该加热芯片的长度较该喷孔片的长度为长，且当该喷孔片与该加热芯片结合时露出该焊垫。
8.如权利要求6所述的喷墨头结构，其特征在于，该加热芯片的长度与该喷孔片的长度相等，且该喷孔片具有一第一及一第二缺口，以当该喷孔片与该加热芯片结合时，自该第一及第二缺口处露出该焊垫。
9.如权利要求1所述的喷墨头结构，其特征在于，该喷孔片是呈″H″形。
10.一种喷墨印刷系统，其特征在于，包含一储墨匣，用以容纳墨水；一加热芯片，大体上呈矩形，其上具有多个加热电阻器，且于两侧边缘具有供软性电路板电连接用的焊垫；一喷孔片，其宽度较该加热芯片的宽度为大，且对于该多个加热电阻器处设多个喷孔；及一承载座，其包含分别用以承载该加热芯片及该喷孔片的第一承载区及第二承载区。
11.如权利要求10所述的喷墨印刷系统，其特征在于，该加热芯片相对于每一墨水腔处设有一加热电阻器。
12.如权利要求10所述的喷墨印刷系统，其特征在于，该第一承载区及该第二承载区是位于不同水平面上。
13.如权利要求10所述的喷墨印刷系统，其特征在于，该加热芯片的上下两侧边缘进一步设置有焊垫。
14.如权利要求10所述的喷墨印刷系统，其特征在于，该喷孔片是呈″H″形。
15.如权利要求13所述的喷墨印刷系统，其特征在于，该加热芯片的长度较该喷孔片的长度为长，且当该喷孔片与该加热芯片结合时露出该焊垫。
16.如权利要求13所述的喷墨印刷系统，其特征在于，该加热芯片的长度与该喷孔片的长度相等，且该喷孔片具有一第一及一第二缺口，以当该喷孔片与该加热芯片结合时，自该第一及第二缺口处露出该焊垫。
17.一种喷墨印刷系统，其特征在于，包含一储墨匣，用以容纳墨水；一加热芯片，大体上呈矩形，其上具有多个加热电阻器，且于两侧边缘具有供软性电路板电连接用的焊垫；一喷孔片，其至少有一轴向长度大于该加热片的长度，该加热芯片及该喷孔片中至少之一是定位于一承载座上，其中该承载区是位于该储墨匣的墨水口外围，藉由该加热芯片及该喷孔片中至少之一密封墨水口，以防止漏墨。
18.如权利要求17所述的喷墨印刷系统，其特征在于，该承载区是为一突出状的平台。
19.如权利要求17所述的喷墨印刷系统，其特征在于，该承载区是为一具有沟槽的平台。
20.如权利要求17所述的喷墨印刷系统，其特征在于，该喷孔片是呈″H″形。
全文摘要
本发明有关一种喷墨头结构，用以将一墨水匣储墨槽中的墨水喷至一喷墨媒体上，该喷墨头结构包含一加热芯片，大体上呈矩形；一障壁层，是形成于该加热芯片上，且露出左右两侧部分加热芯片，其中该障壁层于该加热芯片上共同形成供墨流道及多个墨水腔；及一喷孔片，其宽度较该加热芯片的宽度为大，且相对于该多个墨水腔处设多个喷孔，其中当该喷孔片与该加热芯片结合时，该喷孔片与露出的左右两侧部分加热芯片共同形成一第一及一第二供墨口，藉此，该墨水匣储墨槽中的墨水是经由该第一及第二供墨口通过该供墨流道及该多个墨水腔，进而经该多个喷孔喷至该喷墨媒体上。
文档编号B41J2/14GK1539640SQ03123319
公开日2004年10月27日 申请日期2003年4月22日 优先权日2003年4月22日
发明者林富山, 张英伦, 余荣候 申请人:研能科技股份有限公司