專利名稱：具有不對(duì)稱通路的噴墨打印頭加熱器芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨打印頭。本發(fā)明尤其涉及一種具有不對(duì)稱布置的墨水通路的加熱器芯片，并且這種加熱器芯片能夠節(jié)省硅。
背景技術(shù)：
利用噴墨技術(shù)打印圖像的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)公知。通常，通過(guò)在精確的時(shí)刻從噴墨打印頭噴射墨滴，使它們?cè)陬A(yù)定位置撞擊打印介質(zhì)來(lái)產(chǎn)生圖像。打印頭由在諸如噴墨打印機(jī)之類的裝置內(nèi)的可移動(dòng)的打印托架支撐，并且相對(duì)于送進(jìn)的打印介質(zhì)產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并在根據(jù)微處理器或其它控制器的命令的時(shí)間噴射墨滴。墨滴噴射的時(shí)間與被打印圖像的象素圖案相對(duì)應(yīng)。除了打印機(jī)之外，結(jié)合了噴墨技術(shù)的常見(jiàn)的裝置例如還包括傳真機(jī)、一體機(jī)、照片打印機(jī)和繪圖儀等等。
傳統(tǒng)地，熱噴墨打印頭包括到彩色或單色墨水的本地或遠(yuǎn)程供應(yīng)源的通路、加熱器芯片、噴嘴或附裝到加熱器芯片上的孔板、以及在使用中用于將加熱器芯片電連接到打印機(jī)上的諸如帶式自動(dòng)接合(TAB)電路之類的輸入/輸出連接器。加熱器芯片通常依次包括多個(gè)薄膜電阻或加熱器，所述多個(gè)薄膜電阻或加熱器通過(guò)在諸如硅之類的基片上沉積、掩模和蝕刻的技術(shù)進(jìn)行制造。穿過(guò)硅的厚度切割或蝕刻的一個(gè)或多個(gè)墨水通路用于流體地將墨水供應(yīng)源連接到各個(gè)單獨(dú)的加熱器上。
為了打印或噴出單個(gè)墨滴，一個(gè)單獨(dú)的電阻加熱器獨(dú)自通有少量電流以快速加熱少量墨。這使得墨在本地墨腔(在加熱器和噴嘴板之間)內(nèi)蒸發(fā)并噴射通過(guò)該墨腔，并且由噴嘴板朝向打印介質(zhì)射出。
在過(guò)去，制造者通常將他們的加熱器芯片構(gòu)造成具有居中布置的長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)墨水通路，在上述墨水通路的兩側(cè)都帶有附屬的加熱器。最近，由于加熱器芯片已經(jīng)變得更小并且更密集地與加熱器一起封裝，一些墨水通路已經(jīng)僅僅具有沿著其單側(cè)布置的加熱器。然而，這些設(shè)計(jì)繼續(xù)將它們的墨水通路設(shè)置在中間位置，這導(dǎo)致芯片硅浪費(fèi)。例如，考慮具有居中布置(+)的單個(gè)延長(zhǎng)墨水通路732的圖7A的加熱器芯片725，使得大約1000微米的硅(在橫交于墨水通路的延長(zhǎng)區(qū)域的方向上)存在于其兩側(cè)。如果加熱器芯片在靠近芯片邊緣具有按列狀布置的接合墊728，則芯片在加熱器列和接合墊之間具有固定距離d1、d2，其中上述芯片邊緣平行于在墨水通路兩側(cè)上的加熱器列734-L、734-R。為了在打印頭日常維護(hù)過(guò)程中擦拭加熱器之上的噴嘴，擦拭器(未示出)掃過(guò)噴嘴表面，但是出于打印頭壽命的原因不掃過(guò)接合墊。因此，由于打印機(jī)以使得所述擦拭器具有下降、升高和行進(jìn)的固定時(shí)間的方式將擦拭器機(jī)械和電連接到馬達(dá)和其它結(jié)構(gòu)上，所以打印頭也需要距離d1、d2，以具有某個(gè)最小長(zhǎng)度以便在避過(guò)接合墊的同時(shí)有效地擦拭噴嘴。
現(xiàn)在考慮圖7B的加熱器芯片，其中，已經(jīng)或許通過(guò)更密集地將加熱器封裝入列732-L、而除去了圖7A所示的右邊的成列的加熱器。如果墨水通路732保持居中布置(+)在芯片上，則因?yàn)椴辉傩枰潦糜疫叺哪?并且不需要最小距離)而從通路的中間到芯片周邊741的距離保持相同，所以造成浪費(fèi)的硅空間。需要注意，圖7A、7B的芯片725已經(jīng)被極大地簡(jiǎn)化并且通常包括附加的墨水通路和加熱器。
因此，噴墨打印頭技術(shù)需要加熱器芯片具有使硅成本最小化的、優(yōu)化布置的墨水通路。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)應(yīng)用與此后描述的具有不對(duì)稱墨水通路的噴墨打印頭加熱器芯片相關(guān)的原理和教示，上述以及其它問(wèn)題得以解決。
在一種實(shí)施例中，噴墨打印頭加熱器芯片具有在噴墨打印頭移動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向上不對(duì)稱地布置的墨水通路。該墨水通路具有兩側(cè)和基本平行于打印介質(zhì)送進(jìn)方向的縱向區(qū)域。一列流體發(fā)射元件只沿著兩側(cè)中的單側(cè)存在。加熱器芯片和墨水通路每一個(gè)均具有質(zhì)心并且沒(méi)有一個(gè)彼此相重合。優(yōu)選地，加熱器芯片質(zhì)心位于墨水通路邊界的外部。在一種實(shí)施例中，其位于所述列流體發(fā)射元件和墨水通路兩側(cè)中的一側(cè)之間。在另一實(shí)施例中，所述列流體發(fā)射元件通過(guò)質(zhì)心。在加熱器芯片上的一列輸入終端與噴墨打印機(jī)電連通，并且與所述列流體發(fā)射元件平行。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，以大約880微米的側(cè)向距離分隔兩列，同時(shí)以大約600微米分離墨水通路與所述列流體發(fā)射元件相對(duì)側(cè)和加熱器芯片的周邊。另外，加熱器芯片可以包括其它垂直地、水平地或成角度地布置的墨水通路，其中成列的流體發(fā)射元件處在上述墨水通路的一側(cè)或兩側(cè)上。所述墨水通路位于加熱器芯片的厚度內(nèi)并且流體連接到噴墨打印頭內(nèi)的墨水供應(yīng)源上。
所述列流體發(fā)射元件的垂直相鄰的流體發(fā)射元件在其間可以或者可以不具有水平間隙。流體發(fā)射元件的優(yōu)選間距范圍從一英寸的大約1/300th到大約1/2400th。盡管源于稱為加熱器芯片的熱技術(shù)的暗示，然而，流體發(fā)射元件可以包括在硅基片上形成薄膜層的熱阻加熱器元件或者壓電元件。
在本發(fā)明的另一方面，所述列的流體發(fā)射元件在往復(fù)方向上基本居中。
在本發(fā)明的又一方面，加熱器芯片具有單列流體發(fā)射元件和單個(gè)墨水通路。
本發(fā)明還公開(kāi)了包含加熱器芯片的打印頭和包含打印頭的打印機(jī)。
本發(fā)明的這些和其它實(shí)施例、方面、優(yōu)點(diǎn)和特征將在隨后的描述中闡述，并且通過(guò)參照本發(fā)明的下面描述和附圖、或者通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)部分地將會(huì)變得明顯。本發(fā)明的這些方面、優(yōu)點(diǎn)和特征，通過(guò)在所附權(quán)利要求中特別指出的手段、步驟以及組合而實(shí)現(xiàn)和獲得。


圖1是根據(jù)本發(fā)明教示的具有帶有不對(duì)稱墨水通路的加熱器芯片的熱噴墨打印頭的透視圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明教示的噴墨打印機(jī)的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明教示的具有在寬度方向上不對(duì)稱布置的墨水通路的加熱器芯片的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明教示的具有多個(gè)在長(zhǎng)度方向上不對(duì)稱布置的墨水通路的加熱器芯片的示意圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明教示的圍繞不對(duì)稱的墨水通路設(shè)置的多個(gè)流體發(fā)射元件的第一實(shí)施例的示意圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明教示的圍繞不對(duì)稱的墨水通路布置的多個(gè)流體發(fā)射元件的第二實(shí)施例的示意圖；圖5C是根據(jù)本發(fā)明教示的圍繞不對(duì)稱的墨水通路布置的多個(gè)流體發(fā)射元件的第三實(shí)施例的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明教示的具有在多個(gè)寬度方向上不對(duì)稱布置的墨水通路的加熱器芯片的示意圖；圖7A是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有對(duì)稱布置的墨水通路和兩個(gè)相應(yīng)列加熱器的噴墨加熱器芯片的示意圖，以及圖7B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有對(duì)稱布置的墨水通路和一個(gè)相應(yīng)列加熱器的噴墨加熱器芯片的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，對(duì)形成說(shuō)明書(shū)一部分的附圖和可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行參照，其中附圖以例示方式示出。這些實(shí)施例被充分詳細(xì)地描述，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，并且應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以使用各種方法、電學(xué)的、機(jī)械的、化學(xué)的、或者其它改變來(lái)實(shí)現(xiàn)其它的實(shí)施例。因此，下面的詳細(xì)描述并不以限定的意味給出，并且本發(fā)明的范圍僅僅通過(guò)所附的權(quán)利要求及它們的等價(jià)物來(lái)進(jìn)行限定。此后，根據(jù)本發(fā)明，我們描述具有不對(duì)稱布置的墨水通路的噴墨打印頭加熱器芯片。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的噴墨打印頭整體被標(biāo)為10。打印頭10具有由用于保持墨水的由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬傻臍んw12。其形狀可以改變，并且通常是根據(jù)載有或包含打印頭的外部裝置來(lái)改變。該殼體具有至少一個(gè)在其內(nèi)部的隔室16，用于保持最初的或可再填充供應(yīng)的墨水。在一種實(shí)施例中，該隔室具有單個(gè)腔室并且保持黑墨水、相片墨(photoink)、青色墨水、品紅墨水或黃墨水的供應(yīng)。在其它實(shí)施例中，該隔室具有多個(gè)腔室并且包含三種墨水的供應(yīng)。優(yōu)選地，其包括青、品紅和黃色墨水。在其它實(shí)施例中，該隔室包含黑、相片、青、品紅或黃色墨水中的多個(gè)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，雖然將隔室16表示為在本地一體化到打印頭的殼體12內(nèi)，但是，例如，也可以選擇連接到遠(yuǎn)程墨源并且通過(guò)管道接收供應(yīng)。
柔性電路、特別是帶式自動(dòng)接合(TAB)電路20的一部分19被粘附到殼體12的一個(gè)表面18上。TAB電路20的其它部分21粘附到殼體的另一表面22上。在該實(shí)施例中，兩個(gè)表面18、22關(guān)于殼體的邊緣23彼此垂直地布置。
TAB電路20在其上支持有多個(gè)輸入/輸出(I/O)連接器24，上述多個(gè)輸入/輸出(I/O)連接器24用于在使用過(guò)程中將加熱器芯片25電連接到諸如打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、相片打印機(jī)、繪圖機(jī)、一體機(jī)等等之類的外部裝置上。多個(gè)電連接器26處在TAB電路20上，以將I/O連接器24電連接和短接到加熱器芯片25的輸入終端(接合墊28)上。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道用于實(shí)現(xiàn)這些連接的不同技術(shù)。為了簡(jiǎn)化，圖1僅僅示出8個(gè)I/O連接器24、8個(gè)電導(dǎo)體26和8個(gè)接合墊28，但是目前的打印頭具有更大的數(shù)量，并且在本文中等同于包括任何數(shù)字。更進(jìn)一步，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解雖然連接器、導(dǎo)體和接合墊的數(shù)量彼此相等，但是實(shí)際打印頭可以具有不同的數(shù)量。
加熱器芯片25包含多個(gè)流體發(fā)射元件的列34，其在使用過(guò)程中用于從隔室16噴墨。盡管源于稱為加熱器芯片的熱技術(shù)暗示，流體發(fā)射元件可以包括在硅基片上形成薄膜層的熱阻加熱器元件(用于短路的加熱器)或者壓電元件。為了簡(jiǎn)化，在列34內(nèi)的多個(gè)流體發(fā)射元件被示為五個(gè)點(diǎn)一排，但是在實(shí)際中可以包括幾百或幾千個(gè)流體發(fā)射元件。如下所述，垂直相鄰的流體發(fā)射元件在它們之間可以或可以不具有橫向間隙或交錯(cuò)排列。通常，流體發(fā)射元件具有可以與附屬打印機(jī)的點(diǎn)每英寸的分辨率比較的垂直間距。一些例子包括沿著通路的縱向區(qū)域的一英寸的1/300、1/600、1/1200、1/2400或其它的間隔。為了形成通路，已知穿過(guò)加熱器芯片的厚度切割或蝕刻通路的許多加工方法。一些更優(yōu)選的加工方法包括噴砂或諸如濕式、干式、反應(yīng)離子蝕刻、深度反應(yīng)離子蝕刻之類的蝕刻或其它方法。噴嘴板(未示出)具有與每個(gè)加熱器對(duì)齊的孔，以便在使用過(guò)程中噴墨。該噴嘴板可以附著有膠粘層或環(huán)氧樹(shù)脂或者可以制造成硅薄膜層。
參照?qǐng)D2，用于包含打印頭10的噴墨打印機(jī)形式的外部設(shè)備整體上標(biāo)為40。打印機(jī)40包括托架42，該托架42具有用于包含一個(gè)或多個(gè)打印頭10的多個(gè)槽44。托架42借助于提供給驅(qū)動(dòng)帶50的運(yùn)動(dòng)力沿著軸48在打印區(qū)46上(根據(jù)控制器57的輸出59)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這一點(diǎn)在本領(lǐng)域是公知的。相對(duì)于打印介質(zhì)產(chǎn)生托架42的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該打印介質(zhì)例如為一張紙52，其沿著紙張路徑在打印機(jī)40中從輸入托盤54通過(guò)打印區(qū)46到輸出托盤56送進(jìn)。
同時(shí)在打印區(qū)，托架42在基本上垂直于紙52的往復(fù)方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上述紙52在如箭頭所示的送進(jìn)方向上送進(jìn)。在相應(yīng)于打印機(jī)微處理器或其它控制器57的指令的時(shí)間，使來(lái)自隔室16(圖1)的墨滴從加熱器芯片25噴射。墨滴噴射的時(shí)間對(duì)應(yīng)于被打印圖像的象素的圖案。通常，這些圖案在電連接到控制器57上的裝置中產(chǎn)生(經(jīng)由分機(jī)輸出)，該控制器57位于打印機(jī)外部并且包括、但不限定于計(jì)算機(jī)、掃描儀、照相機(jī)、可視顯示單元、個(gè)人數(shù)字助理及其它裝置等。
為了打印或噴出單個(gè)墨滴，流體發(fā)射元件(列34的所述點(diǎn)，圖1)獨(dú)自通有少量電流以快速加熱少量墨水。這引起墨水在加熱器和噴嘴板之間的本地墨水腔室內(nèi)蒸發(fā)并噴射通過(guò)該本地墨水腔室，并且通過(guò)噴嘴板噴向打印介質(zhì)。噴射這種墨滴所需的發(fā)射脈沖可以為單個(gè)或分離的發(fā)射脈沖，并且在輸入終端(例如接合墊28)上的加熱器芯片處、從在接合墊28、電導(dǎo)體26、I/O連接器24和控制器57之間的連接進(jìn)行接收。內(nèi)部加熱器芯片配線從輸入終端向一個(gè)或多個(gè)流體發(fā)射元件傳送發(fā)射信號(hào)。
具有用戶選擇界面60的控制面板58也伴有許多打印機(jī)62作為向控制器57的輸入62，以提供額外的打印機(jī)容量和穩(wěn)定性。
參照?qǐng)D3，本發(fā)明的一種實(shí)施例的加熱器芯片325具有單個(gè)墨水通路332，該墨水通路332具有由兩側(cè)384、386限定的縱向延伸。多個(gè)流體發(fā)射元件335的單列334只沿著墨水通路的兩側(cè)之一存在。
芯片質(zhì)心(+)位于在墨水通路的邊界337之外的單列334內(nèi)。通路質(zhì)心(·)在寬度方向w上實(shí)質(zhì)上偏離芯片質(zhì)心，使得兩個(gè)質(zhì)心不共存。按照這種方式，加熱器芯片具有不對(duì)稱布置的墨水通路并且不再浪費(fèi)在不包含任何流體發(fā)射元件的墨水通路的一側(cè)的硅空間。在優(yōu)選實(shí)施例中，在芯片質(zhì)心和通路質(zhì)心之間的直線距離大約為150微米。而且，從側(cè)部386到加熱器芯片的周邊339的距離大約是600微米，其相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省了大約100到300微米的硅。
在另一實(shí)施例中，流體發(fā)射元件的所述列在加熱器芯片的寬度方向w上基本上居中，使得距離D1基本等距離于距離D2。當(dāng)在使用中在噴墨打印機(jī)中定向噴墨打印頭時(shí)，寬度方向w對(duì)應(yīng)于圖2的往復(fù)方向。因此，單個(gè)墨水通路332因而在往復(fù)方向上不對(duì)稱地布置。
在現(xiàn)代的晶片切割實(shí)踐中，從更大的多芯片晶片上切下單個(gè)的加熱器芯片將很可能在其最大表面積中包含矩形形狀，并且具有所示的兩個(gè)長(zhǎng)端341和短端343。加熱器芯片的代表性的長(zhǎng)度距離L是大約17毫米(mm)，而寬度距離w是大約3mm。
將會(huì)理解到本發(fā)明預(yù)想到了其它加熱器芯片幾何形狀，這些幾何形狀例如為橢圓、圓形、正方形、三角形、多邊形或給予它們自身對(duì)稱或不對(duì)稱周邊或者規(guī)則或不規(guī)則邊界的其它形狀。為了計(jì)算芯片質(zhì)心，使用公知的標(biāo)準(zhǔn)公式。由于加熱器芯片本身是三維(3-D)物體，所以用于本發(fā)明目的的芯片質(zhì)心能夠或?qū)?yīng)于實(shí)際3-D物體的芯片質(zhì)心、或?qū)?yīng)于示意性示出的2-D圖的芯片質(zhì)心。同樣，通路質(zhì)心的計(jì)算通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)公式進(jìn)行，并且可以對(duì)應(yīng)于實(shí)際3-D物體或者2-D圖形表示。
由于矩形加熱器芯片的墨水通路可以包括在往復(fù)方向但不在寬度方向上保持不對(duì)稱的其它取向，現(xiàn)在對(duì)具有長(zhǎng)度不對(duì)稱的通路的圖4的加熱器芯片425進(jìn)行參照。特別地，布置多個(gè)墨水通路432-L、432-M、432-R(如圖中所示的左、中、右)，使它們的長(zhǎng)度方向區(qū)域基本上平行于芯片的寬度方向。然而，沒(méi)有通路質(zhì)心(·)與芯片質(zhì)心(+)共存。如所圖所示，兩個(gè)最右邊的墨水通路更靠近短端443-R，而最左邊的通路更靠近另一個(gè)短端443-L。然而，同時(shí)地，所有墨水通路相對(duì)于兩個(gè)長(zhǎng)端441基本上等距離。
優(yōu)選地，芯片質(zhì)心(+)位于流體發(fā)射元件的列434-M和中間墨水通路432-M的縱向側(cè)484之間。優(yōu)選的芯片距離包括大約8mm的長(zhǎng)度方向距離和大約5.1mm的寬度方向距離?；蛘?，長(zhǎng)度方向距離更短并且大約是5.1mm，而寬度方向距離大約是8mm。流體發(fā)射元件的最左列434-L距離加熱器芯片的短端周邊443-L大約1.2mm(D3)，而流體發(fā)射元件的最右列434-R距離另一短端周邊443-R大約1mm(D4)。
參照?qǐng)D5A-5C，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解流體發(fā)射元件的任何給出列將包括多個(gè)單個(gè)的流體發(fā)射元件，它們由數(shù)字1到n(圖5A、5B)或數(shù)字1到n-1或2到n(圖5C)表示。在圖5A中，給定列534的流體發(fā)射元件只沿著具有縱向區(qū)域的墨水通路532的一側(cè)584存在，并且具有在垂直相鄰的流體發(fā)射元件之間的微小水平間隙S。在優(yōu)選實(shí)施例中，間隙S大約是一英寸的3/1200。在垂直相鄰的流體發(fā)射元件之間的垂直距離為流體發(fā)射元件間距，并且通常對(duì)應(yīng)于它們所使用的打印機(jī)的DPI。因此，優(yōu)選的間距包括但不限定于一英寸的1/300、1/600、1/1200、1/2400。
在圖5B中，垂直相鄰的流體發(fā)射元件沿著墨水通路的整個(gè)長(zhǎng)度彼此基本線性對(duì)齊，盡管圖5A、5B中的流體發(fā)射元件被表示為只在通路的左側(cè)上，但是可以很容易地使它位于右側(cè)上。即便缺少已經(jīng)在圖中描述的直線性，但是它們也能夠包含“列”。
在圖5C中，加熱器芯片的一些墨水通路可以具有多于一列的流體發(fā)射元件，并且均可以布置在墨水通路532的相同側(cè)或者相反側(cè)上，并處在列534-L和534-R中。每個(gè)列可以或可以不具有在垂直相鄰的流體發(fā)射元件之間的間隙S1、S2。優(yōu)選地，間隙S1、S2基本相等?？梢栽陧樞蚓幪?hào)的流體發(fā)射元件之間測(cè)量在該實(shí)施例中的間距P，使得兩倍間距2P垂直間隔存在于順序的奇數(shù)或偶數(shù)編號(hào)的流體發(fā)射元件之間。
在另一實(shí)施例中，如圖6所示，加熱器芯片625可以具有更靠近芯片的單個(gè)端、例如長(zhǎng)端641-R不對(duì)稱地布置的所有多個(gè)墨水通路632。如前面所述，不對(duì)稱性也可以按照質(zhì)心來(lái)描述，并且沒(méi)有墨水通路質(zhì)心(·)與芯片質(zhì)心(+)相重合。在一種實(shí)施例中，芯片質(zhì)心位于在流體發(fā)射元件634的列(示出為線)和中間墨水通路的周邊637之間的位置A。在另一實(shí)施例中，流體發(fā)射元件的列在往復(fù)方向上位于中間并且芯片質(zhì)心(+)位于位置B。
僅僅為了表示的目的，成列布置的輸入終端、接合墊628基本上平行流體發(fā)射元件的所述列并且距離它們大約880微米(d1)。在墨水通路的縱向側(cè)686之一和加熱器芯片周邊641-R之間的距離是大約600微米。
雖然在前面附圖中示出的芯片質(zhì)心都位于任一個(gè)墨水通路的邊界之外，但是本發(fā)明并不因此限定為排除芯片質(zhì)心存在于墨水通路的邊界之內(nèi)。
再進(jìn)一步，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解到示出的加熱器芯片是經(jīng)過(guò)一系列生長(zhǎng)、沉積、掩模、光刻、和/或蝕刻或其它加工步驟對(duì)基片進(jìn)行加工獲得的。如此，優(yōu)選的沉積技術(shù)包括、但不限定于任何種類的化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、取向附生、蒸發(fā)、濺射或其它類似的已知技術(shù)。優(yōu)選的CVD技術(shù)包括低壓(LP)CVD、但也可以包括氣壓(AP)、等離子增強(qiáng)(PE)、高密度等離子(HDP)或其它。優(yōu)選的蝕刻技術(shù)包括、但不限于任何類型的濕式或干式蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻、深度反應(yīng)離子蝕刻等等。優(yōu)選的光刻步驟包括、但不限于暴露給紫外線或x射線源或其它，并且光掩模包括光掩模島和/或光掩?？?。對(duì)于特定的實(shí)施例，采用島或孔取決于掩模的構(gòu)造是透明場(chǎng)還是暗場(chǎng)掩模，而這些術(shù)語(yǔ)在本領(lǐng)域中公知。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，加熱器芯片的基片包括p型、100取向、具有5-20歐姆/cm電阻的硅晶片。其起始厚度優(yōu)選是如下中任何一個(gè)對(duì)于100+/-0.50mm、125+/-0.50m和150+/-0.50mm的各晶片直徑，分別為525+/-20微米M1.5-89、625+/-20微米M1.7-89或625+/-15微米M1.13-90。
最后，前面的描述用于例示和描述本發(fā)明不同方面。然而這些描述并不意欲排除或?qū)⒈景l(fā)明限定為在此公開(kāi)精確的形式。因此，選擇前述實(shí)施例以提供本發(fā)明原理及其實(shí)際應(yīng)用的最佳例示，以便從而使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠在各種實(shí)施例中使用本發(fā)明并且進(jìn)行適于預(yù)期的特定應(yīng)用的各種修改。當(dāng)根據(jù)它們被公平、合法和公正地授予的保護(hù)范圍進(jìn)行解釋時(shí)，所有這些修改和變型均處在由所附權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的修改)1.一種用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括芯片質(zhì)心；一列流體發(fā)射元件；以及在兩側(cè)具有縱向區(qū)域的單個(gè)墨水通路，所述列流體發(fā)射元件只沿著所述兩側(cè)中之一存在，其中，所述單個(gè)墨水通路的通路質(zhì)心實(shí)質(zhì)上偏離所述芯片質(zhì)心。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱器芯片，其中，所述芯片質(zhì)心位于所述單個(gè)墨水通路的所述兩側(cè)中的一側(cè)和所述列流體發(fā)射元件之間。
3.如權(quán)利要求1所述的加熱器芯片，其中，所述芯片質(zhì)心實(shí)質(zhì)上位于所述列流體發(fā)射元件之內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的加熱器芯片，進(jìn)一步包括一列輸入終端，并且在所述列輸入終端和所述列流體發(fā)射元件之間的距離是大約880微米。
5.如權(quán)利要求1所述的加熱器芯片，其中，在所述單個(gè)墨水通路的所述兩側(cè)中的另一側(cè)和所述加熱器芯片的周邊之間的距離是大約600微米。
6.一種用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括芯片質(zhì)心；多列流體發(fā)射元件；以及多個(gè)墨水通路，每個(gè)墨水通路均具有通路質(zhì)心并且所述通路質(zhì)心不與所述芯片質(zhì)心共存，所述列中的至少一個(gè)只沿著所述多個(gè)墨水通路中一個(gè)通路的單側(cè)存在，每個(gè)所述列的流體發(fā)射元件不存在于所述多個(gè)墨水通路的任何通路之上。
7.如權(quán)利要求6所述的加熱器芯片，其中，所述列中的其它列沿著所述多個(gè)墨水通路的另一個(gè)通路的至少兩側(cè)存在。
8.一種在使用中沿往復(fù)方向相對(duì)于打印介質(zhì)移動(dòng)的用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括
一列流體發(fā)射元件；以及不超過(guò)一個(gè)的墨水通路，所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路在所述往復(fù)方向上不對(duì)稱地布置，所述列的流體發(fā)射元件只沿著所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路的單側(cè)存在。
9.如權(quán)利要求8所述的加熱器芯片，進(jìn)一步包括一列輸入終端，所述列流體發(fā)射元件距離所述列輸入終端大約880微米。
10.如權(quán)利要求8所述的加熱器芯片，其中，所述列流體發(fā)射元件具有在垂直相鄰的所述流體發(fā)射元件之間的間隙。
11.一種在使用中沿往復(fù)方向移動(dòng)的用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括不超過(guò)一列的流體發(fā)射元件，所述不超過(guò)一列的流體發(fā)射元件在所述往復(fù)方向上基本上居中；以及墨水通路，所述不超過(guò)一列的流體發(fā)射元件只沿著所述墨水通路的單側(cè)存在。
12.一種在使用中沿往復(fù)方向移動(dòng)的用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括不超過(guò)一列的流體發(fā)射元件，所述不超過(guò)一列的流體發(fā)射元件在所述往復(fù)方向上基本上居中。
13.一種用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括厚度；芯片質(zhì)心；多列流體發(fā)射元件，每列基本上彼此平行；穿過(guò)具有兩側(cè)和縱向區(qū)域的所述厚度進(jìn)行布置的多個(gè)墨水通路，每個(gè)所述多個(gè)通路均具有通路質(zhì)心并且所述通路質(zhì)心不與所述芯片質(zhì)心共存，所述多列中的至少一個(gè)只沿著所述兩側(cè)中的一個(gè)存在；以及一列輸入終端，其基本上平行于所述多列流體發(fā)射元件。
14.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及至少三個(gè)基本平行的墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路中的兩個(gè)更靠近所述兩個(gè)短端之中的同一個(gè)布置，而所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路中其它的墨水通路更靠近所述兩個(gè)短端中的另一個(gè)布置，所有所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路基本上與所述兩個(gè)長(zhǎng)端等距離。
15.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及至少三個(gè)基本平行的墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路更靠近所述兩個(gè)長(zhǎng)端中的同一個(gè)布置。
16.如權(quán)利要求15所述的噴墨打印頭，進(jìn)一步包括多列流體發(fā)射元件，其中，所述多列中的一個(gè)只沿著所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路中的一個(gè)通路的一側(cè)存在。
17.如權(quán)利要求15所述的噴墨打印頭，其中，所述大致矩形的加熱器芯片具有存在于所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路中任一個(gè)的邊界之外的芯片質(zhì)心。
18.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及至少三個(gè)基本平行的墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路更靠近所述兩個(gè)短端之一布置。
19.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及不超過(guò)一個(gè)的墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路更靠近所述兩個(gè)長(zhǎng)端之一布置。
20.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及不超過(guò)一個(gè)的墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路更靠近所述兩個(gè)短端之一布置。
21.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及不超過(guò)一個(gè)的墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路具有基本平行于所述兩個(gè)長(zhǎng)端的縱向區(qū)域，所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路更靠近所述兩個(gè)長(zhǎng)端之一布置，其中，所述大致矩形的加熱器芯片具有芯片質(zhì)心，所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路具有通路質(zhì)心，所述芯片質(zhì)心和所述通路質(zhì)心不共域存在。
22.(刪除)23.如權(quán)利要求21所述的噴墨打印頭，進(jìn)一步包括只沿著所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路的單側(cè)存在的不超過(guò)一列的流體發(fā)射元件。
24.如權(quán)利要求23所述的噴墨打印頭，其中，所述不超過(guò)一列的流體發(fā)射元件通過(guò)所述芯片質(zhì)心。
25.如權(quán)利要求23所述的噴墨打印頭，其中，所述不超過(guò)一列的流體發(fā)射元件包括多個(gè)熱阻加熱器元件。
26.一種在使用中沿往復(fù)方向相對(duì)于在送進(jìn)方向上送進(jìn)的打印介質(zhì)移動(dòng)的用于噴墨打印機(jī)的噴墨打印頭，包括支持I/O連接器和電導(dǎo)體的柔性電路；以及具有電連接到所述電導(dǎo)體和所述I/O連接器上的輸入終端的加熱器芯片，所述加熱器芯片具有一個(gè)芯片質(zhì)心并且包括電連接到所述輸入終端上的多列流體發(fā)射元件；以及多個(gè)墨水通路，每個(gè)墨水通路均具有通路質(zhì)心并且所述通路質(zhì)心不與所述芯片質(zhì)心共存，所述列流體發(fā)射元件中的至少一列只沿著所述多個(gè)墨水通路中一個(gè)通路的單側(cè)存在，每個(gè)所述列的流體發(fā)射元件不存在于所述多個(gè)墨水通路的任何通路之上。
27.一種用于包含權(quán)利要求26所述的噴墨打印頭的噴墨打印機(jī)。
28.(刪除)29.(刪除)30.如權(quán)利要求26所述的噴墨打印頭，其中，所述各個(gè)墨水通路具有基本上與所述送進(jìn)方向平行的縱向區(qū)域。
31.一種在使用中沿往復(fù)方向相對(duì)于在送進(jìn)方向上送進(jìn)的打印介質(zhì)移動(dòng)的用于噴墨打印機(jī)的噴墨打印頭，包括墨水的供應(yīng)源；支持多個(gè)I/O連接器和多個(gè)電導(dǎo)體的柔性電路；以及加熱器芯片，其具有一個(gè)芯片質(zhì)心并且包括電連接到所述多個(gè)電導(dǎo)體和I/O連接器上的一列輸入終端；距離所述列輸入終端大約880微米的一列流體發(fā)射元件，其可操作用以在接收到來(lái)自所述列輸入終端中的一個(gè)輸入終端的發(fā)射信號(hào)時(shí)，從所述墨水供應(yīng)源噴射墨滴；以及不超過(guò)一個(gè)的墨水通路，所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路具有不與所述芯片質(zhì)心共域地布置的通路質(zhì)心，并且所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路具有兩側(cè)和基本平行于所述送進(jìn)方向的縱向區(qū)域，該墨水通路在所述往復(fù)方向上不對(duì)稱地布置，所述列流體發(fā)射元件只沿著所述兩側(cè)中的一側(cè)存在，所述兩側(cè)中的另一側(cè)與所述加熱器芯片的周邊相距大約600微米存在。
32.一種用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括芯片質(zhì)心；一列流體發(fā)射元件；以及在兩側(cè)具有縱向區(qū)域的不超過(guò)一個(gè)的墨水通路，所述列流體發(fā)射元件只沿著所述兩側(cè)中的一側(cè)存在，其中，所述不超過(guò)一個(gè)的墨水通路的通路質(zhì)心不與所述芯片質(zhì)心共存。
權(quán)利要求
1.一種用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括芯片質(zhì)心；一列流體發(fā)射元件；以及在兩側(cè)具有縱向區(qū)域的單個(gè)墨水通路，所述列流體發(fā)射元件只沿著所述兩側(cè)中之一存在，其中，所述單個(gè)墨水通路的通路質(zhì)心實(shí)質(zhì)上偏離所述芯片質(zhì)心。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱器芯片，其中，所述芯片質(zhì)心位于所述單個(gè)墨水通路的所述兩側(cè)中的一側(cè)和所述列流體發(fā)射元件之間。
3.如權(quán)利要求1所述的加熱器芯片，其中，所述芯片質(zhì)心實(shí)質(zhì)上位于所述列流體發(fā)射元件之內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的加熱器芯片，進(jìn)一步包括一列輸入終端，并且在所述列輸入終端和所述列流體發(fā)射元件之間的距離是大約880微米。
5.如權(quán)利要求1所述的加熱器芯片，其中，在所述單個(gè)墨水通路的所述兩側(cè)中的另一側(cè)和所述加熱器芯片的周邊之間的距離是大約600微米。
6.一種用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括芯片質(zhì)心；多列流體發(fā)射元件；以及多個(gè)墨水通路，每個(gè)墨水通路均具有通路質(zhì)心并且所述通路質(zhì)心不與所述芯片質(zhì)心共存，所述列中的至少一個(gè)只沿著所述多個(gè)墨水通路中一個(gè)通路的單側(cè)存在。
7.如權(quán)利要求6所述的加熱器芯片，其中，所述列中的其它列沿著所述多個(gè)墨水通路的另一個(gè)通路的至少兩側(cè)存在。
8.一種在使用中沿往復(fù)方向相對(duì)于打印介質(zhì)移動(dòng)的用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括一列流體發(fā)射元件；以及在所述往復(fù)方向上不對(duì)稱地布置的墨水通路，所述列流體發(fā)射元件只沿著所述墨水通路的單側(cè)存在。
9.如權(quán)利要求8所述的加熱器芯片，進(jìn)一步包括一列輸入終端，所述列流體發(fā)射元件距離所述列輸入終端大約880微米。
10.如權(quán)利要求8所述的加熱器芯片，其中，所述列流體發(fā)射元件具有在垂直相鄰的所述流體發(fā)射元件之間的間隙。
11.一種在使用中沿往復(fù)方向移動(dòng)的用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括在所述往復(fù)方向上基本上居中的單列流體發(fā)射元件；以及墨水通路，所述單列流體發(fā)射元件只沿著所述墨水通路的單側(cè)存在。
12.一種在使用中沿往復(fù)方向移動(dòng)的用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括在所述往復(fù)方向上基本上居中的單列流體發(fā)射元件。
13.一種用于噴墨打印頭的加熱器芯片，包括厚度；芯片質(zhì)心；多列流體發(fā)射元件，每列基本上彼此平行；穿過(guò)具有兩側(cè)和縱向區(qū)域的所述厚度進(jìn)行布置的多個(gè)墨水通路，每個(gè)所述多個(gè)通路均具有通路質(zhì)心并且所述通路質(zhì)心不與所述芯片質(zhì)心共存，所述多列中的至少一個(gè)只沿著所述兩側(cè)中的一個(gè)存在；以及一列輸入終端，其基本上平行于所述多列流體發(fā)射元件。
14.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及至少三個(gè)基本平行的墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路中的兩個(gè)更靠近所述兩個(gè)短端之一布置，而所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路中其它的墨水通路更靠近所述兩個(gè)短端中的另一個(gè)布置，所有所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路基本上與所述兩個(gè)長(zhǎng)端等距離。
15.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及至少三個(gè)基本平行的墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路更靠近所述兩個(gè)長(zhǎng)端之一布置。
16.如權(quán)利要求15所述的噴墨打印頭，進(jìn)一步包括多列流體發(fā)射元件，其中，所述多列中的一個(gè)只沿著所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路中的一個(gè)通路的一側(cè)存在。
17.如權(quán)利要求15所述的噴墨打印頭，其中，所述大致矩形的加熱器芯片具有存在于所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路中任一個(gè)的邊界之外的芯片質(zhì)心。
18.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及至少三個(gè)基本平行的墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述至少三個(gè)基本平行的墨水通路更靠近所述兩個(gè)短端之一布置。
19.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及更靠近所述兩個(gè)長(zhǎng)端之一布置的單個(gè)墨水通路的大致矩形的加熱器芯片。
20.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及更靠近所述兩個(gè)短端之一布置的單個(gè)墨水通路的大致矩形的加熱器芯片。
21.一種噴墨打印頭，包括具有兩個(gè)長(zhǎng)端和短端以及單個(gè)墨水通路的大致矩形的加熱器芯片，所述單個(gè)墨水通路具有基本平行于所述兩個(gè)長(zhǎng)端的縱向區(qū)域，所述單個(gè)墨水通路更靠近所述兩個(gè)長(zhǎng)端之一布置。
22.如權(quán)利要求21所述的噴墨打印頭，其中，所述大致矩形的加熱器芯片具有芯片質(zhì)心，并且所述單個(gè)墨水通路具有實(shí)質(zhì)上偏離所述芯片質(zhì)心的通路質(zhì)心。
23.如權(quán)利要求22所述的噴墨打印頭，進(jìn)一步包括只沿著所述單個(gè)墨水通路的單側(cè)存在的單列流體發(fā)射元件。
24.如權(quán)利要求23所述的噴墨打印頭，其中，所述單列流體發(fā)射元件通過(guò)所述芯片質(zhì)心。
25.如權(quán)利要求23所述的噴墨打印頭，其中，所述單列流體發(fā)射元件包括多個(gè)熱阻加熱器元件。
26.一種在使用中沿往復(fù)方向相對(duì)于在送進(jìn)方向上送進(jìn)的打印介質(zhì)移動(dòng)的用于噴墨打印機(jī)的噴墨打印頭，包括支持I/O連接器和電導(dǎo)體的柔性電路；以及具有電連接到所述電導(dǎo)體和所述I/O連接器上的輸入終端的加熱器芯片，所述加熱器芯片具有電連接到所述輸入終端上的一列流體發(fā)射元件；以及在所述往復(fù)方向上不對(duì)稱布置的墨水通路，所述列流體發(fā)射元件只沿著所述墨水通路的單側(cè)存在。
27.一種用于包含權(quán)利要求26所述的噴墨打印頭的噴墨打印機(jī)。
28.如權(quán)利要求26所述的噴墨打印頭，其中，所述加熱器芯片進(jìn)一步包括芯片質(zhì)心，并且所述墨水通路具有不與所述芯片質(zhì)心重合地存在的通路質(zhì)心。
29.如權(quán)利要求28所述的噴墨打印頭，其中，所述列流體發(fā)射元件具有在垂直相鄰的所述流體發(fā)射元件之間的間隙。
30.如權(quán)利要求28所述的噴墨打印頭，其中，所述墨水通路具有基本上與所述送進(jìn)方向平行的縱向區(qū)域。
31.一種在使用中沿往復(fù)方向相對(duì)于在送進(jìn)方向上送進(jìn)的打印介質(zhì)移動(dòng)的用于噴墨打印機(jī)的噴墨打印頭，包括墨水的供應(yīng)源；支持多個(gè)I/O連接器和多個(gè)電導(dǎo)體的柔性電路；以及加熱器芯片，其具有電連接到所述多個(gè)電導(dǎo)體和I/O連接器上的一列輸入終端；距離所述列輸入終端大約880微米的一列流體發(fā)射元件，其可操作用以在接收到來(lái)自所述列輸入終端中的一個(gè)輸入終端的發(fā)射信號(hào)時(shí)，從所述墨水供應(yīng)源噴射墨滴；以及具有兩側(cè)和基本平行于所述送進(jìn)方向的縱向區(qū)域的墨水通路，該墨水通路在所述往復(fù)方向上不對(duì)稱地布置，所述列流體發(fā)射元件只沿著所述兩側(cè)中的一側(cè)存在，所述兩側(cè)中的另一側(cè)與所述加熱器芯片的周邊相距大約600微米存在。
全文摘要
一種噴墨打印頭加熱器芯片，具有在噴墨打印頭移動(dòng)的往復(fù)方向上不對(duì)稱布置的墨水通路。該墨水通路具有兩側(cè)和基本平行于打印介質(zhì)送進(jìn)方向的縱向區(qū)域。一列流體發(fā)射元件只沿著所述兩側(cè)中的單側(cè)存在。加熱器芯片和墨水通路的每一個(gè)均具有質(zhì)心并且兩者都不一個(gè)彼此重合。優(yōu)選地，加熱器芯片質(zhì)心位于墨水通路的邊界之外。在其它方面，所述列流體發(fā)射元件可以是單列或多列，并且可以在往復(fù)方向上居中。墨水通路可以是單個(gè)通路或多個(gè)通路。加熱器芯片可以是矩形的，并且墨水通路可以更靠近加熱器芯片的長(zhǎng)端或者短端。本發(fā)明還公開(kāi)了容納所述打印頭的噴墨打印機(jī)。
文檔編號(hào)B41J2/05GK1732088SQ200380108015
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2003年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者喬治·K·帕里什, 克里斯蒂·M·羅 申請(qǐng)人:萊克斯馬克國(guó)際公司