專利名稱：噴墨頭共享模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種噴墨頭共享模塊，適用于同一規(guī)格的單色噴墨頭及多色噴墨頭。
噴墨頭是噴墨打印機的最關鍵部分，分為壓電式(piezo electrical)或是熱泡式(thermal bubble)的噴墨頭。在高分辨率的熱泡式噴墨印刷中，單色與多色噴墨頭不論在墨水盒或噴墨芯片均采用個別不同的設計。當使用者要打印黑白或彩色的文字或圖案時，計算機會將文字或圖案譯碼，通過打印機轉換成控制信號，并分別傳送至單色及多色噴墨頭，再經由單色及多色噴墨頭上的軟性電路板(TAB)，由其傳遞而驅動控制噴墨芯片上的加熱電阻(heater)薄膜，用瞬間加熱來自噴墨頭內的墨水槽的墨水，使得墨水受高熱而汽化，進而噴射至紙張表面形成圖文。
在圖文的印刷中，色料屬于加法性質，色彩能夠有豐富的全彩表現，基本上是以黑色(Black)加上洋紅色(Magenta)、青色(Cyan)和黃色(Yellow)色料三原色，應用不同的比例濃淡調配而成，不同的三原色經過適當的比例混加，即能呈現不同的色相及色度，但即使三原色完全混加在一起，仍然只能得到所謂的藏青色，而無法得到純黑，因此必須加上黑色色墨來調和其明度的差異，才能達到圖文真正的全彩表現。
因此，公知的高分辨率的噴墨頭，其色彩表現的方式是將黑色色墨與彩色色墨(通常為三原色)，分別儲存于不同的墨水槽中，由海綿或氣袋使墨水槽內維持物理壓力平衡，并不斷地供給墨水到兩種不同芯片設計的加熱電阻薄膜上，再由計算機程序譯碼而發(fā)出控制信號，以分別驅動兩種芯片的加熱電阻薄膜，使其將墨水瞬間加熱，并同時將不同顏色的墨滴噴射在極相近的區(qū)域內，造成人眼視覺模糊誤差，而調和成人眼所認為的各種顏色。
綜上所述，美國專利第5,949,453號曾提出將高分辨率(600dpi，dotper inch)的黑色墨水盒與低分辨率(300dpi)的彩色墨水盒置放于同一臺打印機內，并同時打印圖文。此專利提到，當打印文件為偏重黑色的文字時，則利用高分辨率(600dpi)的黑色噴墨頭，以有效地提高整體打印速度及分辨率。此專利還指出，當打印文件為偏重深色的圖片時，利用高分辨率(600dpi)的黑色噴墨頭搭配低分辨率(300dpi)的噴墨頭，將使得圖片呈現更高分辨率的彩色表現。
雖然將不同顏色的墨水儲存于不同的墨水槽中，并由驅動噴墨芯片上不同的加熱電阻以噴出墨水，而將不同顏色的墨水調配成各種顏色，但是對于不同的噴墨頭，在設計上仍具有一些缺點與限制。
為了能達到黑色與彩色墨水分別印刷的目的，而將不同顏色的墨水分置于個別的墨水盒當中，但是個別的墨水盒設計，不只提高墨水盒的設計成本，甚至提高在制造封裝階段及包裝出貨的制造成本。
再以噴墨芯片來看，為了達到色墨分置的概念，一般是采取黑色單一芯片、彩色單一芯片的設計。在彩色芯片上開出三個供墨槽(ink slot)，三原色的色墨分別經由墨水盒內的三個墨水槽，送出墨水至三個顏色加熱區(qū)，以加熱噴出各色墨滴，而噴射黑色墨滴的噴墨芯片則開出單一供墨槽，使黑色墨水流入噴出黑色墨滴。所以要達到色彩高度全彩化，公知此種黑色及彩色噴墨芯片的個別設計最為普遍，但其缺點就如同上述墨水盒個別設計一樣，造成設計、制造及封裝等時間與人力成本的浪費。
綜上所述，公知對于黑色噴墨頭與彩色噴墨頭均采取個別設計，其主要缺點為(1)開發(fā)不同的墨水盒模塊，將導致后段的不同制造、封裝方法，造成的人力、設備、維護等成本負擔，以及質量控制的多一重不確定性。
(2)開發(fā)不同的噴墨芯片模塊，也將導致后段的不同制造、封裝方法，造成的人力、設備、維護等成本負擔，以及質量控制的多一重不確定性。
為實現本發(fā)明的上述目的及其它目的，本發(fā)明提出一種噴墨頭共享模塊，適用于一單色噴墨頭及一多色噴墨頭，此噴墨頭共享模塊包括一噴墨芯片，具有多個加熱元件，其位于噴墨芯片上，用于單色噴墨頭時，加熱元件分組形成至少一第一加熱區(qū)，而噴墨芯片對應第一加熱區(qū)，而具有至少一第一供墨槽，而用于多色噴墨頭時，加熱元件對應該第一加熱區(qū)，而分組形成至少二第二加熱區(qū)，且噴墨芯片對應第二加熱區(qū)，而具有至少二第二供墨槽，其中相鄰的第二供墨槽之間是以一槽壁相間隔。并且，此噴墨頭共享模塊還包括一墨水盒，其具有一墨水盒出墨區(qū)及一墨水盒本體，其中墨水盒出墨區(qū)位于墨水盒本體之上，而墨水盒出墨區(qū)的表面具有一出墨口，其中噴墨芯片配置于出墨口之上，且墨水盒出墨區(qū)的內部具有多條墨水流道，而墨水流道的開口均通過出墨口而暴露在外，并且至少二相鄰的墨水流道之間是以一中間墻分隔，且中間墻的頂面略低于墨水流道的開口所在的平面，此外，墨水盒本體具有多個墨水槽，其分別與對應的墨水流道相通。
用于單色噴墨頭時，墨水盒出墨區(qū)的墨水流道與第一供墨槽相通，而第一供墨槽供應墨水至第一加熱區(qū)的加熱元件，用以將墨水汽化噴出。當墨水槽儲存單色墨水時，單色墨水可經由中間墻的頂面上方的空間，流至中間墻上方的部分加熱元件。
用于多色噴墨頭時，墨水盒出墨區(qū)的墨水流道分別與對應的第二供墨槽相通，而第二供墨槽分別供應墨水至第二加熱區(qū)的加熱元件，用以將墨水汽化噴出。其中，中間墻的位置對應于槽壁的位置，使得中間墻與槽壁之間構成一間隙。當墨水槽儲存多色墨水時，封閉間隙，以隔離中間墻兩側的多色墨水，避免墨水混色。
另外，本發(fā)明的噴墨頭共享模塊還包括一軟性電路板及一噴孔片，其中軟性電路板與噴墨芯片電連接，而噴孔片對應配置在噴墨芯片上。
圖3E為圖3B的II-II線的剖示圖；圖4A為本發(fā)明第二實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的單色噴墨芯片相接合的立體圖；圖4B為本發(fā)明第二實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的多色噴墨芯片相接合的立體圖；圖4C為本發(fā)明第二實施例的部分墨水盒出墨區(qū)的立體圖；圖5A為本發(fā)明第三實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的單色噴墨芯片相接合的立體圖；以及圖5B為本發(fā)明第三實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的多色噴墨芯片相接合的立體圖。
附圖標記說明100噴墨頭108墨水盒110墨水盒本體112墨水槽120墨水盒出墨區(qū)122墨水流道124出墨口130噴墨芯片140軟性電路板142接合位置200、400、600墨水盒出墨區(qū)202、402、602出墨口204、404、404a墨水流道208、408中間墻
210、410間隙300、500、700單色噴墨芯片301、501、701多色噴墨芯片302、302a、502、508、508a、702、702a、708、708a供墨槽304、304a、504、510、510a、704、704a、710、710a加熱區(qū)306、506、706加熱元件308、512、712槽壁具體實施方式

第一實施例請參考

圖1，為本發(fā)明的噴墨頭共享模塊的結構分解圖。噴墨頭100至少具有一噴墨芯片130及一墨水盒108，其中墨水盒108具有一墨水盒本體110及一墨水盒出墨區(qū)120，在墨水盒本體110的內部配置有三個墨水槽112，用來分別置入多色墨水，例如三原色的彩色墨水如洋紅色、青色及黃色的墨水，或均置入單色墨水，例如黑色墨水。此外，墨水盒出墨區(qū)120配置于墨水盒本體110之上，而墨水盒出墨區(qū)120的內部具有多條墨水流道122的結構(如圖2所示)，分別與其對應的墨水槽112相通，將墨水槽112的墨水輸出至出墨口124。此外，噴墨芯片130，例如同一規(guī)格的單色噴墨芯片或多色噴墨芯片，配置于墨水盒出墨區(qū)120的出墨口124上，其中，噴墨芯片130還與軟性電路板140的接合位置142相接合，并與軟性電路板140電連接。
綜上所述，本發(fā)明的噴墨頭共享模塊至少包括具有特殊出墨口設計的墨水盒及噴墨芯片，使得使用相同的墨水盒及噴墨芯片可分別制作出單色及多色噴墨頭。此外，本發(fā)明的噴墨頭共享模塊還可包括一軟性電路板140及一噴孔片(未繪示)，其中噴孔片對應配置于噴墨芯片130上。
請參考圖3A，為本發(fā)明第一實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的單色噴墨芯片相接合的立體圖。單色噴墨芯片300配置于墨水盒出墨區(qū)200的出墨口202，其中單色噴墨芯片300的上具有多個加熱元件306，其分組形成一加熱區(qū)304，而單色噴墨芯片300對應加熱區(qū)304而具有一供墨槽302，供應墨水至加熱區(qū)304的加熱元件306，用來將墨水汽化噴出。
請同時參考圖3A、圖3B，其中圖3B為本發(fā)明第一實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的多色噴墨芯片相接合的立體圖。為符合本發(fā)明的同一模塊化設計的目的，多色噴墨芯片301與單色噴墨芯片300具有相同的尺寸規(guī)格，多色噴墨芯片301的加熱元件306則對應單色噴墨芯片300的加熱區(qū)304，而分組形成三個加熱區(qū)304a，并且多色噴墨芯片301對應三個加熱區(qū)304a而具有三個供墨槽302a，其中相鄰的供墨槽302a之間以槽壁308相分隔，并且供墨槽302a分別供應墨水至加熱區(qū)304a的加熱元件306，用以將墨水汽化噴出，使三個加熱區(qū)304a的加熱元件306得以分別負責不同顏色的噴墨。其中，槽壁308可由涂膠的方式來形成，或是在噴砂、激光切割或其它供墨槽工藝中，在形成三個供墨槽304a的同時保留槽壁308。
請參考圖3C，為本發(fā)明第一實施例的部分墨水盒出墨區(qū)的立體圖。墨水盒出墨區(qū)200的表面具有一出墨口202，并具有三條墨水流道204，其開口約位于同一平面上，且通過出墨口202而暴露在外。其中，兩相鄰的墨水流道204之間具有一中間墻208，其位置對應于圖3B的多色噴墨芯片301的槽壁308的位置，值得注意的是，中間墻208的頂面略低于墨水流道204的開口所在的平面，其作用將于下段說明。
為整合單色與多色噴墨頭為同一模塊的設計，請參考圖3D，其為圖3A的I-I線的剖示圖。單色噴墨芯片300配置于墨水盒出墨區(qū)200的出墨口202上，而三條墨水流道204同時與供墨槽302相通。由于單色噴墨芯片300的厚度遠小于中間墻208的頂面寬度，為避免墨水無法順利流至中間墻208的頂面上方的某些加熱元件306(如圖3A所示)，因而造成噴墨打印質量不好的問題。因此，本發(fā)明將中間墻208的頂面的高度降低，也就是使中間墻208的頂面略低于墨水流道204的開口所在平面，使得中間墻208的頂面上方有足夠的空間，讓墨水沿著箭頭方向流至單色噴墨芯片300的供墨槽302中，以增加墨水流至中間墻208的頂面上方的量，以順利供墨至加熱元件306。
請參考圖3E，為圖3B的II-II線的剖示圖。在同一模塊化的情況下，多色噴墨芯片301配置與墨水盒出墨區(qū)200的出墨口202上，其中，中間墻208的位置分別對應槽壁308的位置，由于中間墻208的頂面略低于墨水流道204的開口所在的平面，使得中間墻208與對應的槽壁308之間將分別構成間隙210。為避免中間墻208的兩側的墨水經由間隙210而相互混色，當多色噴墨芯片301配置于墨水盒出墨區(qū)200的出墨口202時，必須同時封閉間隙210，以避免上述墨水相互混色的情況發(fā)生。其中封閉間隙210的方式包括涂膠的方式。
因此，本發(fā)明的第一實施例的噴墨頭共享模塊是利用同一模塊化的墨水盒，并配合對應的同一規(guī)格的單色及多色噴墨芯片，當墨水槽儲存單色墨水時，由本發(fā)明的噴墨頭共享模塊可提供單色噴墨打印功能。此外，當墨水槽儲存多色墨水時，由本發(fā)明的噴墨頭共享模塊可提供多色噴墨打印功能，故可達到單色及多色噴墨頭同一模塊化的目的，以降低設計成本。
第二實施例第二實施例與第一實施例的不同處在于噴墨芯片的供墨槽的數目，以及對應改變墨水盒出墨區(qū)的墨水流道的數目，請參考圖4A，為本發(fā)明第二實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的單色噴墨芯片相接合的立體圖。單色噴墨芯片500配置于墨水盒出墨區(qū)400的出墨口402上，由于噴墨打印的分辨率是利用單色噴墨芯片500的兩個加熱區(qū)504、510上的多個加熱元件306之間的差排錯位產生，假若單一加熱區(qū)504提供300dpi的打印分辨率時，當單色噴墨芯片500同時提供兩個加熱區(qū)504、510來打印文件時，可提高打印分辨率至600dpi。
請同時參考圖4A、圖4B，其中圖4B為本發(fā)明第二實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的多色噴墨芯片相接合的立體圖。為符合本發(fā)明的同一模塊化設計的目的，多色噴墨芯片501與單色噴墨芯片500的尺寸規(guī)格均相同，而兩者的不同處如圖4B所示，多色噴墨芯片501的部分加熱元件506對應單色噴墨芯片500的加熱區(qū)510，分組形成二個加熱區(qū)510a，并且多色噴墨芯片501對應二個加熱區(qū)510a而具有二個供墨槽508a，其中相鄰的供墨槽508a之間以槽壁512相分隔。由于加熱區(qū)504及兩個加熱區(qū)510a分別負責不同顏色的噴墨，因而使得此多色噴墨芯片501可提供多色噴墨打印的功能。
請參考圖4B、圖4C，其中圖4C為本發(fā)明第二實施例的部分墨水盒出墨區(qū)的立體圖。墨水盒出墨區(qū)400的墨水流道404、404a的數目及位置均分別對應供墨槽502、508a的數目及位置，且中間墻408的位置也對應槽壁512的位置。為避免中間墻408兩側的墨水經由間隙410而相互混色，當多色噴墨芯片501配置在墨水盒出墨區(qū)400的出墨口402時，必須同時封閉間隙410，以避免上述墨水相互混色的情況發(fā)生。
因此，本發(fā)明的第二實施例的噴墨頭共享模塊同樣利用同一模塊化的墨水盒，配合對應的同一規(guī)格的單色及多色噴墨芯片，其中單色芯片由多排加熱元件的差排，以增加噴墨打印的分辨率，同時達到單色及多色噴墨頭同一模塊化的目的，故可降低設計成本。
第三實施例第三實施例與第二實施例的不同處在于多色噴墨芯片的槽壁的數目，以及對應增加墨水盒出墨區(qū)的墨水流道及中間墻的數目，請參考圖5A，為本發(fā)明第三實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的單色噴墨芯片相接合的立體圖。單色噴墨芯片700配置于墨水盒出墨區(qū)600的出墨口602上，由加熱區(qū)704、710的多個加熱元件706之間的差排錯位，以產生單色噴墨打印的分辨率。
請參考圖5B，為本發(fā)明第三實施例的部分墨水盒出墨區(qū)與對應的多色噴墨芯片相接合的立體圖。多色噴墨芯片701配置在墨水盒出墨區(qū)600的出墨口602上，而多色噴墨芯片701的加熱元件706分別對應單色噴墨芯片700的加熱區(qū)704、710，而分組形成三個加熱區(qū)704a及三個加熱區(qū)710a，并對應加熱區(qū)704a及710a而具有三個供墨槽702a及三個供墨槽708a，其中相鄰的供墨槽702a以槽壁712分隔，而相鄰的供墨槽710a同樣以槽壁712分隔。由兩兩成對的加熱區(qū)702a及加熱區(qū)708a上的多個加熱元件706間的差排錯位，在多色供墨的情況下，將可以產生多色噴墨打印的分辨率。
因此，本發(fā)明的第三實施例的噴墨頭共享模塊同樣利用同一模塊化的墨水盒，由多排加熱元件的差排及增加噴墨芯片的供墨槽的數目，及對應增加墨水盒出墨區(qū)的墨水流道及中間墻的數目，進而增加單色及多色噴墨打印的分辨率，可同時達到單色及多色噴墨頭同一模塊化的目的，以降低設計成本。
本發(fā)明的噴墨頭共享模塊至少包括墨水盒及噴墨芯片兩部分，使得同一規(guī)格的單色及多色噴墨頭，均適用于本發(fā)明的噴墨頭共享模塊的設計。此外，本發(fā)明的噴墨頭共享模塊的組成還可包括一軟性電路板及一噴孔片，其中軟性電路板與噴墨芯片電連接，而噴孔片對應配置于噴墨芯片上。
綜上所述，本發(fā)明的噴墨頭共享模塊，具有下列優(yōu)點(1)配合同一規(guī)格的單色及多色噴墨芯片，而將墨水盒、軟性電路板及噴孔片作同一模塊化，將可縮短設計開發(fā)、制造與封裝的時間。
(2)本發(fā)明的噴墨頭共享模塊將單色及多色的噴墨頭作同一模塊化，相對簡化生產工藝，易于控制成品質量。
(3)由本發(fā)明的噴墨頭共享模塊來制造單色及多色噴墨頭，將可大幅減少不必要的設計、模具開發(fā)、設備、人力等開發(fā)制造成本。
(4)本發(fā)明的噴墨頭共享模塊能同時提供美國專利第5,949,453號提出的快速打印高分辨率的黑色文字，以及提供高偏深色圖片分辨率的優(yōu)點。
(5)本發(fā)明的噴墨頭共享模塊及對應的同一規(guī)格的單色及多色噴墨芯片均適用于各種分辨率的單色或多色噴墨打印的功能。
雖然本發(fā)明已以三個實施例說明如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求
1.一種噴墨頭共享模塊，適用于一單色噴墨頭及一多色噴墨頭，其特征為至少包括一噴墨芯片，具有復數個加熱元件，位于該噴墨芯片上，用于單色噴墨頭時，該些加熱元件分組形成至少一第一加熱區(qū)，而該噴墨芯片對應該第一加熱區(qū)，而具有至少一第一供墨槽，而用于多色噴墨頭時，該些加熱元件對應該第一加熱區(qū)，而分組形成至少二第二加熱區(qū)，且該噴墨芯片對應該些第二加熱區(qū)，而具有至少二第二供墨槽，其中二相鄰的該些第二供墨槽之間以一槽壁相間隔；以及一墨水盒，具有一墨水盒出墨區(qū)及一墨水盒本體，其中該墨水盒出墨區(qū)位于該墨水盒本體上，而該墨水盒出墨區(qū)的表面具有一出墨口，其中該噴墨芯片配置在該出墨口上，且該墨水盒出墨區(qū)的內部具有復數個墨水流道，而該些墨水流道的開口均通過該出墨口而暴露在外，并且至少二相鄰的該些墨水流道間以一中間墻分隔，且該中間墻的頂面略低于該些墨水流道的開口所在的平面，此外，該墨水盒本體具有復數個墨水槽，而該些墨水槽分別與對應的該些墨水流道相通。
2.如權利要求1所述的噴墨頭共享模塊，其特征為用于單色噴墨頭時，該墨水盒出墨區(qū)的該些墨水流道與該第一供墨槽相通，而該第一供墨槽供應墨水至該第一加熱區(qū)的該些加熱元件，用來將墨水汽化噴出。
3.如權利要求2所述的噴墨頭共享模塊，其特征為當該些墨水槽儲存單色墨水時，單色墨水可經由該中間墻的頂面上方的空間，流至該中間墻上方的部分該些加熱元件。
4.如權利要求1所述的噴墨頭共享模塊，其特征為用于多色噴墨頭時，該墨水盒出墨區(qū)的該些墨水流道分別與對應的該些第二供墨槽相通，而該些第二供墨槽分別供應墨水至該些第二加熱區(qū)的該些加熱元件，用來將墨水汽化噴出。
5.如權利要求4所述的噴墨頭共享模塊，其特征為該中間墻的位置對應于該槽壁的位置，使得該中間墻與該槽壁之間構成一間隙。
6.如權利要求5所述的噴墨頭共享模塊，其特征為當該些墨水槽儲存多色墨水時，封閉該間隙，用來隔離該中間墻兩側的多色墨水。
7.如權利要求6所述的噴墨頭共享模塊，其特征為封閉該間隙的方式包括涂膠的方式。
8.如權利要求1所述的噴墨頭共享模塊，其特征為該槽壁包括涂膠的方式形成。
9.如權利要求1所述的噴墨頭共享模塊，其特征為該槽壁包括在噴砂工藝保留的方式形成。
10.如權利要求1所述的噴墨頭共享模塊，其特征為該槽壁包括在激光切割工藝保留的方式形成。
11.如權利要求1所述的噴墨頭共享模塊，其特征為還包括一軟性電路板，其與該噴墨芯片電連接。
12.如權利要求11所述的噴墨頭共享模塊，其特征為還包括一噴孔片，其對應配置在該噴墨芯片上。
13.如權利要求1所述的噴墨頭共享模塊，其特征為還包括一噴孔片，其對應配置在該噴墨芯片上。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種噴墨頭共享模塊，適用于同一規(guī)格的單色及多色的噴墨頭，其墨水盒可分成本體與出墨區(qū)，出墨區(qū)內具有多條墨水流道，其分別與本體的多個墨水槽相通，且分別與單色及多色噴墨芯片的供墨槽相通，而墨水流道的開口通過出墨區(qū)的出墨口而暴露在外。兩相鄰墨水流道之間具有一中間墻，其頂面略低于此兩墨水流道的開口所在的平面。若配置單色噴墨芯片在出墨區(qū)上，墨水將易于流至中間墻的頂面上方芯片的供墨槽中，若配置多色噴墨芯片在出墨區(qū)上，需封閉中間墻與芯片槽壁之間的間隙，避免兩側墨水混色，以達同一模塊化的目的。
文檔編號B41J2/21GK1406756SQ011309
公開日2003年4月2日 申請日期2001年8月24日 優(yōu)先權日2001年8月24日
發(fā)明者張智超, 蘇士豪, 呂志平, 藍元亮 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院