專利名稱：噴墨打印頭晶片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨打印頭晶片，特別是涉及一種墨水流道分布于晶片上兩排噴墨孔之間而控制電路分布于兩排噴墨孔的相對(duì)外側(cè)的噴墨打印頭晶片。
由于過去加工技術(shù)不如今日進(jìn)步，在硅基板中間制槽是一道相當(dāng)費(fèi)工費(fèi)時(shí)的工序。后有美國(guó)專利US 5,635,966號(hào)“從側(cè)緣送墨的熱式打印頭構(gòu)造及其制法(Edge Feed Ink Delivery Thermal Inkjet Print-headStructure And Method of Fabrication)”提出下述的改良構(gòu)造而舍棄挖中間槽的結(jié)構(gòu)與工序。該經(jīng)過改良的結(jié)構(gòu)外觀如

圖1所示，在其鼻端11的噴墨打印頭晶片30包藏在軟性電路板20的下方，該軟性電路板20上經(jīng)特殊激光加工成極細(xì)微的噴墨孔22，因此具有一般噴孔片的功能。由于該噴墨孔22是利用激光在軟性電路板20上加工制成的，每一噴墨孔22隨后必須極精密地對(duì)準(zhǔn)噴墨打印頭晶片30中的每一激發(fā)室33后才能黏合在噴墨打印頭晶片30上，否則無法產(chǎn)生完全的噴墨功能。
如圖2所示，可進(jìn)一步得知這種噴墨盒10的鼻端11的斷面構(gòu)造，在鼻端11的內(nèi)部設(shè)有一中間槽道12，于中間槽道12的末端固定硅基板31，利用硅基板31的兩旁邊緣310與鼻端11之間的空間構(gòu)成一對(duì)分開的且與中間槽道12相通的墨水流道13。墨水從中間槽道12流經(jīng)硅基板邊緣310最后進(jìn)入激發(fā)室33，藉由激發(fā)元件34激發(fā)，從而可從軟性電路板20上的噴墨孔22噴出化為墨滴。
從圖3所示的立體剖視圖可再進(jìn)一步了解，墨水沿圖中的大箭頭40方向經(jīng)過硅基板31的邊緣310進(jìn)入激發(fā)室33，在激發(fā)室33內(nèi)的墨水可由激發(fā)元件34激發(fā)而從軟性電路板20上的噴墨孔22噴出而變成墨滴。所謂激發(fā)室33的構(gòu)成可同時(shí)參考圖4加以了解，在圖4中有網(wǎng)點(diǎn)的區(qū)域代表分隔層32的平面輪廓。分隔層32在硅基板31的表面，制作圖案后蝕刻成若干隔柵，依序形成若干墨水入口321、縮窄口320及最內(nèi)端的激發(fā)室33，在各個(gè)激發(fā)室33的里面均設(shè)有一激發(fā)元件34。激發(fā)元件34可以是熱電阻元件或壓電元件，可根據(jù)信號(hào)輸入金墊21所傳入的信號(hào)經(jīng)過控制電路35的解譯而分別反應(yīng)動(dòng)作，使噴墨盒10能依指令控制而從噴墨孔22中噴出墨滴。
在全部的噴墨孔22與激發(fā)室33一一對(duì)準(zhǔn)之后，分隔層32與軟性電路板20之間便以薄黏合層23黏合，同時(shí)利用封黏材料24將四周黏合。最后，如圖5所示，所有元件均覆蓋在軟性電路板20之下，其中噴墨盒10的鼻端11表面只露出該極細(xì)微的噴墨孔22。
后經(jīng)許多同一系列的美國(guó)專利沿用上述結(jié)構(gòu)，例如美國(guó)專利US5,638,101、US 5,648,805及US 5,946,012號(hào)等專利皆披露有近似的結(jié)構(gòu)。由于每一軟性電路板20上細(xì)微的噴墨孔22要完全對(duì)準(zhǔn)各個(gè)激發(fā)室33相當(dāng)不易，牽涉到裝配環(huán)境的溫度、濕度控制及軟性電路板20與分隔層32黏合時(shí)又要完全避免黏結(jié)劑溢出而堵塞噴墨孔22或激發(fā)室33，因此需要極昂貴的高精密設(shè)備。若要擴(kuò)大生產(chǎn)能力，就意味著需要巨額的設(shè)備投資。
本發(fā)明的目的在于提供一種噴墨打印頭晶片，利用構(gòu)造的改變，來免除組裝時(shí)需要精密對(duì)準(zhǔn)軟性電路板20與分隔層32的技術(shù)問題。其主要改變，在于將上述墨水流道從噴墨孔的外側(cè)移到噴墨孔的內(nèi)側(cè)，而將中間的控制電路一分為二，移到兩排噴墨孔的相對(duì)外側(cè)，使設(shè)有窗口的軟性電路板于晶片的外緣與控制電路相接，以讓出該晶片中間的面積供噴孔片的黏合。
按照本發(fā)明的噴墨打印頭晶片安置于噴墨盒的鼻端而與軟性電路板電性接合，其中該晶片至少包括表面設(shè)有多個(gè)墨水激發(fā)元件的硅基板；位于該硅基板之上，具有多個(gè)圍繞墨水激發(fā)元的墨水激發(fā)室的分隔層；具有分成兩排且大致平行的多個(gè)噴墨孔的噴孔片，噴墨孔的分布位置與該多個(gè)墨水激發(fā)元件對(duì)應(yīng)，可供處于該墨水激發(fā)室內(nèi)的墨水分別從其中噴出；分布于該兩排噴墨孔的相對(duì)外側(cè)的一對(duì)控制電路，用以和前述的軟性電路板電性接合，以接收其外來的控制信號(hào)而使該墨水激發(fā)元件動(dòng)作；及分布于該兩排噴墨孔之間的內(nèi)側(cè)的一對(duì)墨水流道，用以供應(yīng)及補(bǔ)充墨水到該墨水激發(fā)室內(nèi)。
圖2是已有的噴墨盒鼻端的斷面結(jié)構(gòu)圖。
圖3是已有的噴墨打印頭晶片的局部剖視透視圖。
圖4是已有的噴墨打印頭晶片的分隔層與噴墨盒鼻端的相對(duì)關(guān)系示意圖。
圖5是已有的噴墨打印頭晶片與軟性電路板的相對(duì)關(guān)系示意圖。
圖6是本發(fā)明的噴墨打印頭晶片與軟性電路板的相對(duì)關(guān)系示意圖。
圖7是沿圖6的A-A線的剖視圖。
圖8是本發(fā)明的噴墨盒外觀透視圖。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，以下以優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。
如圖6和圖7所示，本發(fā)明的噴墨打印頭晶片30A具有一對(duì)左右分開的控制電路56、57，與軟性電路板70電性相接。此外，噴墨打印頭晶片50具有一噴孔片55，而軟性電路板70上具有一窗口使該噴孔片55可至少露出其噴墨孔550。由于該噴孔片的制作過程與材質(zhì)并非本發(fā)明的重點(diǎn)，故在此不予贅述，但可參考目前已有的各種專利技術(shù)加以制造，例如美國(guó)專利US 4,809,428號(hào)所披露的方法，可直接用同一套制作過程完成具有熱電阻元件的激發(fā)室與鎳質(zhì)噴孔片；或參考美國(guó)專利UA 5,376,856號(hào)的技術(shù)內(nèi)容，用同一套制作過程完成具有壓電元件的激發(fā)室與噴孔片。此外，該噴孔片材質(zhì)亦可為高分子材料，例如美國(guó)專利US 4,829,319號(hào)披露的模壓方法，可生產(chǎn)以聚碳酸酯或以壓克力系列的聚丙烯酸酯材料所制的噴孔片。
本發(fā)明的噴墨晶片50的構(gòu)成，至少具有一硅基板51及一分隔層53。硅基板51中可設(shè)置供墨溝槽52，使墨水得以流入墨水流道54，并進(jìn)入與墨水流道54相通的激發(fā)室內(nèi)。分隔層53的上方貼著噴孔片55，該分隔層53先經(jīng)蔭罩制成圖案后蝕刻成相同或近似圖4所示的分隔層32的輪廓(即加上網(wǎng)點(diǎn)的區(qū)域)，形成隔柵及構(gòu)成若干激發(fā)室，并在每一激發(fā)室里設(shè)置加熱元件或壓電元件，用以激發(fā)在激發(fā)室內(nèi)的墨水，使之能從噴孔片55的噴墨孔550中噴出。
比較圖5與圖6的差異，本發(fā)明和圖5所示的構(gòu)造相異處如下一.本發(fā)明在軟性電路板70設(shè)有窗口，噴孔片550不受該軟性電路板70遮蔽；二.為了增加噴孔片55與噴墨打印頭晶片50的黏接面積，將原先在噴墨打印頭晶片30中間的控制電路35A一分為二，使之改分布于本發(fā)明的噴墨打印頭晶片50上的噴墨孔550外側(cè)的左、右控制電路56、57，而將原本位于外側(cè)的墨水流道移到噴墨孔550的內(nèi)側(cè)。軟性電路板70與左、右控制電路56、57電性連接，于另一端設(shè)有外露于噴墨盒10側(cè)邊的信號(hào)輸入金墊71，而可將來自外部的控制信號(hào)傳達(dá)至左、右控制電路56、57。最后完成品的外觀如圖8所示。
上面已經(jīng)以優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明，但并非用以限定本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)有能力再運(yùn)用本發(fā)明作出其他簡(jiǎn)易的等效設(shè)計(jì)與改型。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以后附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印頭晶片，安置于噴墨盒的鼻端而與軟性電路板電性接合，其中該晶片至少包括一硅基板，表面設(shè)有多個(gè)墨水激發(fā)元件；一分隔層，位于該硅基板之上，具有多個(gè)圍繞所述墨水激發(fā)元件的墨水激發(fā)室；一噴孔片，具有分成兩排且大致平行的多個(gè)噴墨孔，該噴墨孔的分布位置與所述多個(gè)墨水激發(fā)元件對(duì)應(yīng)，可供處于所述墨水激發(fā)室內(nèi)的墨水個(gè)別地從中噴出；一對(duì)控制電路，分布于所述兩排噴墨孔的相對(duì)外側(cè)，用以和所述軟性電路板電性接合，以接收其外來的控制信號(hào)而令所述墨水激發(fā)元件動(dòng)作；及一對(duì)墨水流道，分布于所述兩排噴墨孔之間的內(nèi)側(cè)，用以供應(yīng)及補(bǔ)充墨水到所述墨水激發(fā)室內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭晶片，其特征在于所述軟性電路板設(shè)有一窗口，使所述噴孔片的表面至少露出其噴墨孔。
3.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭晶片，其特征在于所述軟性電路板具有若干信號(hào)輸入金墊，可將來自外部的信號(hào)連接至所述控制電路。
4.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭晶片，其特征在于所述軟性電路板的信號(hào)輸入金墊外露于噴墨盒側(cè)邊。
5.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭晶片，其特征在于所述墨水激發(fā)元件是一壓電元件。
6.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭晶片，其特征在于所述墨水激發(fā)元件是一加熱元件。
7.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭晶片，其特征在于所述噴孔片為金屬材質(zhì)所構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求7所述的噴墨打印頭晶片，其特征在于所述噴孔片的材質(zhì)可為鎳金屬或鎳金屬化合物。
9.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印頭晶片，其特征在于所述噴孔片為高分子材料所制成。
10.如權(quán)利要求9所述的噴墨打印頭晶片，其特征在于所述噴孔片的高分子材料是指聚碳酸酯或壓克力系列的聚丙烯酸酯材料。
全文摘要
一種噴墨打印頭晶片，用以安置于噴墨盒的鼻端，其構(gòu)造包括硅基板、分隔層及噴孔片，其中噴孔片上平行分布有兩排噴墨孔，而于該硅基板、分隔層及噴孔片之間則形成兩排與噴墨孔的分布方向大致平行的墨水流道及兩排分開的控制電路；其中墨水流道是分布于兩排噴墨孔之間，而控制電路則是分布于兩排噴墨孔的相對(duì)外側(cè)。利用此結(jié)構(gòu)的墨水流道與控制電路的分布型態(tài)，使噴墨打印頭晶片的中央部位能保留較大的面積供黏合噴孔片，而利用軟性電路板從晶片的兩側(cè)外緣將外來的控制信號(hào)傳遞給控制電路以啟動(dòng)墨水激發(fā)元件朝貼近的媒體上噴墨構(gòu)成圖形或文字。
文檔編號(hào)B41J2/14GK1417031SQ0113449
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2001年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月6日
發(fā)明者楊長(zhǎng)謀, 林振華, 楊明勛, 呂文崇 申請(qǐng)人:飛赫科技股份有限公司