CN100421947C - 喷墨头及采用该喷墨头的墨水匣 - Google Patents

Abstract

本发明为一种喷墨头，适用于墨水匣，用以将墨滴喷至喷墨媒体上，喷墨头包含：多个打印晶片，其每一打印晶片的一两相对侧分别设置有多个焊垫，以及该打印晶片于与焊垫所处的平面相垂直的方向的一两相对应侧边各设有出墨侧边，用以与墨水匣的本体构成多个侧边供墨流道，两相邻的打印晶片所对应的出墨侧边与墨水匣的本体共同构成一侧边供墨流道；多个侧边墨滴产生器群组分别设置于打印晶片的表面邻近所对应的侧边供墨流道，用以因加热产生墨滴；以及喷孔板具有多个喷孔且相对应于侧边墨滴产生器群组，当喷孔板与打印晶片结合时可将侧边墨滴产生器所产生的墨滴自所对应的喷孔喷出至喷墨媒体上。

Description

喷墨头及采用该喷墨头的墨水匣

技术领域

本发明有关于一种喷墨头，尤指一种具有多个打印晶片的喷墨头.

背景技术

喷墨打印机因为具备打印质量好、打印成本低、操作容易、低噪音以及价格低廉等优点，成为打印输出装置的主流机种.而喷墨打印机的打印品质主要取决于墨水匣的设计，其中墨水匣的喷墨头的设计尤为重要.

请参阅图1，其为已知使用单色打印的喷墨头示意图.如图1所示，喷墨头1包括单一打印晶片11及喷孔板12，其中打印晶片11的两相对侧边设有多个焊垫111，且打印晶片11的中央设置有一垂直于两侧边多个焊垫111的中央供墨流道112，使墨水流至中央供墨流道112两侧的多个墨水腔(未图示)中，并透过墨水腔中的加热电阻(未图示)来加热墨水，以产生墨水气泡，并自喷孔板12上对应于加热电阻的喷孔121喷出至喷墨媒体上.

请参阅图2，其为已知使用三色打印的喷墨头示意图.如图2所示，喷墨头2亦包括单一打印晶片21以及喷孔板22，其中打印晶片21除焊垫211外，还设置有三个中央供墨流道212，用以将三色墨水各别供给所属中央供墨流道212两侧的多个墨水腔(未图示)中，并透过墨水腔中的加热电阻(未图示)加热墨水以产生墨水气泡，并自对应于加热电阻的喷孔221喷出至喷墨媒体上.

请再参阅图1及图2，如图所示，不管是使用单色打印或三色打印的喷墨头1、2，各中央供墨流道112、212仅能提供墨水给两侧的墨水腔，因此喷孔121、221的配置便局限在中央供墨流道112、212的两侧边且对应于墨水腔的位置，由于喷墨打印机打印的解析度取决于喷孔121、221的数目，喷孔数愈多解析度愈高，由此可知，已知喷墨头1、2若要配置更多排喷孔121、221来提高解析度，必须增加打印晶片11、21的中央供墨流道112、212的数目，然而在喷墨头1、2的制造过程中，中央供墨流道112与相邻侧边间，或是任意两中央供墨流道212相邻之间必须维持一定的距离，以避免打印晶片11、21断裂，故若要增加中央供墨流道112、212的数目，便需要加大打印晶片11、21的体积，相对的将会使打印晶片11、21的尺寸增加，这意谓着喷墨头1、2单位面积的利用率降低，且会提升喷墨头1、2的制造成本.又中央供墨流道112、212的数目受限于打印晶片11、21的尺寸，使得喷孔121、221可设置的数目受限，故难以提高解析度.

此外，打印晶片11、21是利用喷砂、激光切割或蚀刻等加工方式来形成中央供墨流道112、212，而喷砂制程的洁净度低，激光切割的加工费用昂贵，蚀刻则会使打印晶片11、21的结构较为脆弱，因此若要增加其喷孔121、221的设置，该打印晶片11、21的体积必须加大，故将造成生产成本与加工复杂度的增加，且解析度未必能相对提高.有鉴于此，如何设计一种喷墨头，以提高打印晶片单位面积的利用率，并增加喷墨头打印的变化以及提升打印品质，实为相关技术领域者目前所迫切需要解决的问题.

发明内容

本发明的主要目的为提供一种喷墨头，适用于一墨水匣，其利用多个打印晶片组合于同一个喷孔板上以制作一喷墨头，使相邻两打印晶片邻近的两侧边墨滴产生器群组可共用该相邻两打印晶片相对应的出墨侧边与墨水匣承载座所共同组成的侧边供墨流道，以减少喷墨头的整体面积，并于增加喷孔数的同时避免增加喷墨头尺寸，故可解决喷墨头单位面积利用率低、制作成本高等问题，并提高解析度及提升打印品质.

为达上述目的，本发明的一较广义实施样态为提供一种喷墨头，其适用于墨水匣，用以将多个墨滴喷至喷墨媒体上，喷墨头包含：多个打印晶片，其每一打印晶片的一两相对侧分别设置有多个焊垫，且该打印晶片于与焊垫所处的平面相垂直的方向的一两相对侧边各设置有出墨侧边，用以与墨水匣的本体构成多个侧边供墨流道，其中两相邻之打印晶片所对应的出墨侧边系与墨水匣的本体共同构成一侧边供墨流道；多个侧边墨滴产生器群组，分别设置于打印晶片的表面且实质上邻近所对应的侧边供墨流道，用以因加热产生墨滴；以及喷孔板，其具有多个喷孔且相对应于侧边墨滴产生器群组，当喷孔板与多个打印晶片结合时，用以将侧边墨滴产生器所产生的墨滴自所对应的喷孔喷出至喷墨媒体上.

附图说明

图1是已知使用单色打印的喷墨头示意图.

图2是已知使用三色打印的喷墨头示意图.

图3是本发明第一较佳实施例的喷墨头示意图.

图4是图3所示的喷墨头的立体图.

图5是结合图3的喷墨头的墨水匣结构示意图.

图6是本发明第二较佳实施例的喷墨头示意图.

图7是本发明第三较佳实施例的喷墨头示意图.

图8是本发明第四较佳实施例的喷墨头示意图.

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述.应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上系当作说明之用，而非用以限制本案.

本发明揭示一种适用于喷墨打印机的墨水匣所使用的喷墨头，用以将多个墨滴喷射至一喷墨媒体上，例如：纸张，本发明的喷墨头可由多个打印晶片、侧边墨滴产生器群组、中央墨滴产生器群组以及喷孔板所构成，主要藉由多个打印晶片的组合来提升喷墨头单位面积的利用率，以提高打印的解析度，并可避免已知技术因采用增加喷墨头尺寸的方式而造成制作成本高等问题.

请参阅图3，其为本发明第一较佳实施例的喷墨头示意图，如图所示，本较佳实施例的喷墨头3由两个打印晶片31、32以及喷孔板33所构成，打印晶片31、32组合于同一喷孔板33上以构成喷墨头3，且喷墨头3组装于墨水匣4的本体41的承载座411上(如图5所示).打印晶片31、32大致成矩形形状，且两相对侧边分别设置有多个焊垫311、321，用以与喷墨打印机的系统控制电路(未图示)电性连接用，使打印晶片31、32可依据喷墨打印机的系统控制电路所传送的控制信号的触发而将墨水匣内部所储存的墨水于墨水腔内加热喷射至喷墨媒体(未图示)上.而喷孔板33的长度实质上与两个打印晶片31、32的长度大致相等，且喷孔板33对应于打印晶片31、32上焊垫311、321处各设置有凹口331，使其形状大致上呈“H”字形(如图5所示)，因此当喷孔板33与打印晶片31、32组合时将露出焊垫311、321.此外喷孔板33的宽度实质上较两打印晶片31、32并排的宽度为大，故当喷孔板33与两打印晶片31、32组合成喷墨头3并安装至墨水匣4的本体41的承载座411封盖时，可避免墨水渗出.

请参阅图4并配合图5，其中图4为图3所示的喷墨头的立体图，其截切部份喷孔板33以暴露出两个打印晶片31、32的细部结构.而图5为结合图3的喷墨头的墨水匣结构示意图.如图所示，喷墨头3的打印晶片31于与焊垫311所处的平面相垂直的方向的一两相对侧边各形成有出墨侧边312、313，而打印晶片32于与焊垫321所处的平面相垂直的方向的一两相对侧边亦各形成有出墨侧边322、323，当打印晶片31、32同时承载于墨水匣4本体41的承载座411上时，打印晶片31的出墨侧边312会与承载座411构成侧边供墨流道341，打印晶片32的出墨侧边322则会与承载座411构成侧边供墨流道343，而相邻的两打印晶片31、32其对应的两出墨侧边313、323则与承载座411共同构成一互连通的侧边供墨流道342，至于侧边供墨流道341～343均以并列的方式相互平行排列.

请再参阅图4，在打印晶片31表面实质上邻近于侧边供墨流道341、342处分别设有一组侧边墨滴产生器群组314、315，而打印晶片32表面实质上邻近于侧边供墨流道342、343处亦分别设有一组侧边墨滴产生器群组325、324，其中侧边供墨流道341及343分别供应墨水至其邻近的侧边墨滴产生器群组314及324，而互连通的侧边供墨流道342则同时供给墨水至打印晶片31、32的侧边墨滴产生器群组315、325.而打印晶片31上的侧边墨滴产生器群组314、315的最小构成单位为一个墨滴产生器35，其中每一个墨滴产生器35皆包含墨水腔351以及设置于墨水腔351中的加热电阻352，而喷孔板33的多个喷孔332则对应于打印晶片31的侧边墨滴产生器群组314、315.更详细地说明，喷孔332对应于每一个加热电阻352，而打印晶片32的配置与打印晶片31相同，于此不再赘述.故当喷墨头3组装于墨水匣4的本体41的承载座411上时(如图5所示)，墨水匣4内部所储存的墨水将经由侧边供墨流道341、343分别流至打印晶片31及32的侧边墨滴产生器群组314、324，以及经由互连通的侧边供墨流道342流至打印晶片31、32的侧边墨滴产生器群组315、325，并经由每一个侧边墨滴产生器群组314、315、324、325的墨水腔351中的加热电阻352加热后，形成墨水气泡经由喷孔332喷射至喷墨媒体上.

请再参阅图5，如图所示，在本较佳实施例中，打印晶片31、32与墨水匣4的本体41的承载座411共同构成的侧边供墨流道34总数为三(341～343)，而打印晶片31及32上各具有两组侧边墨滴产生器群组314、315及324、325，因此侧边墨滴产生器群组的总数为四组，喷孔332的总排数亦为四排，且其侧边供墨流道的总数小于侧边墨滴生器群组的总数.当喷墨头3配置单色墨水时，单色墨水可经由侧边供墨流道341、342、343分别流至其对应的侧边墨滴产生器群组314、315与325以及324，并经由对应于该些墨滴产生器群组的喷孔332喷射至喷墨媒体上，以做一单色打印.

相较于已知使用单色打印的喷墨头(如图1所示)，本实施例的喷墨头3不仅可省略喷砂、激光切割或蚀刻等制程中央供墨流道的加工，就进行单色打印而言，由于已知使用的单色打印喷墨头其喷孔仅有两排，而本发明此实施例则具有四排喷孔332，因此较已知技术更可加倍提升打印解析度.

当然，在本实施例中(如图5所示)，墨水匣4亦可配置多色墨水时，各色的墨水可分别自供墨流道341、342、343流至其对应的侧边墨滴产生器群组314、315与325、324，再经由对应的喷孔332喷至喷墨媒体上，以做一多色打印.

虽然于图3至5中，喷墨头3是以两个打印晶片31、32与墨水匣4的承载座411共同构成三个侧边供墨流道341～343，但本发明所揭示的喷墨头3的实施态样并不以此为限.举例而言，两个打印晶片31、32的供墨流道并不局限于仅有侧边供墨流道341～343，当喷墨头3使用两打印晶片31、32时，其供墨流道的配置亦可如图6所示，在介于打印晶片31上多个焊垫311设置两侧且平行于侧边供墨流道341及342之间设置中央供墨流道316，当然打印晶片32亦可设置中央供墨流道326，且在打印晶片31、32的表面且邻近中央供墨流道316、326处亦各设有一组中央墨滴产生器群组(未图示)，且其同样由多个墨滴产生器所组成(请配合参考图4)，因此喷孔板33上的喷孔332可相对于中央墨滴产生器群组(未图示)的增加而增多，可进一步提升解析度.

请再参阅图6，本实施例的喷墨头3具有六排喷孔332以及五个供墨流道，包含三个侧边供墨流道341～343及两个中央供墨流道316、326，其是利用打印晶片31、32的出墨侧边与墨水匣4本体41的承载座411构成侧边供墨流道341～343来部分取代已知的中央供墨流道，因此相较于图2所示的喷墨头，本实施例可在较小的总打印晶片面积下同样提供六排喷孔以达成相同的打印功能，不但可减少中央供墨流道的使用，且可提高解析度及节省制程的程序，同时尚可缩减喷墨头的体积，降低制作成本.

同理，喷墨头3可配置单色墨水做一单色打印，因此相较于已知使用单色打印的喷墨头(如图1所示)可大幅地提高单色打印的解析度.当然，喷墨头3亦可配置多色墨水，举例而言，喷墨头3可配置于三色或五色墨水匣上，分别利用侧边供墨流道341、342、343以及中央供墨流道316、326的配置来提供各种不同色的墨水.

当然，打印晶片31、32上的侧边供墨流道341～343或中央供墨流道316、326并非仅限于上述图3至图6平行并列设置的状况，在本发明可施行的较佳实施例中，侧边供墨流道341～343或中央供墨流道316、326亦可使用串列的实施态样.请参阅图7，其是本发明第三较佳实施例的喷墨头的示意图，如图所示，喷墨头3同样由两打印晶片31、32以及喷孔板33所构成，而两打印晶片31、32上皆具有三组以串列方式排列的喷墨群组g1、g2及g3，亦即喷墨群组g1、g2及g3平行于打印方向设置，而喷墨群组g1、g2、g3其侧边墨滴产生器群组的配置方式与图4相同，且喷孔板33的喷孔332亦配合喷墨群组g1、g2及g3的设置态样同样以串列的方式排列.在此实施例中，喷墨头3除可配置于单色的墨水进行一单色打印外，亦可配置多色墨水，举例而言，喷墨头3可配置三色墨水，藉由墨水匣的承载座来区隔喷墨群组g1、g2、g3的侧边供墨流道341～343，因此打印晶片31、32的喷墨群组g1、g2及g3可分别提供第一、第二及第三色墨水，以做三色打印或藉由混色做一多色打印.当然，本实施例亦可再利用墨水匣的承载座来区隔每个喷墨群组g1、g2、g3的侧边供墨流道341～343，以使每个喷墨群组g1、g2、g3皆可做多色打印.

此外，图7所示的打印晶片31、32并不局限于仅有侧边供墨流道341～343，亦可比照图6所示的实施例，在打印晶片31及32上分别依喷墨群组g1、g2及g3的顺序再配置一组中央供墨流道，以增加喷孔的排列数目，又串列的喷墨群组的数目亦可增加或减少，即依解析度或色彩的需求做不同的调整.

请参阅图8，其是本发明第四较佳实施例的喷墨头示意图.如图所示，喷墨头3包含三个打印晶片31、32、36以及喷孔板33，打印晶片31、32、36组合于同一喷孔板33上以构成喷墨头3，同样地，喷墨头3亦组装于墨水匣4的本体41的承载座411上(请配合参阅图5)，因此打印晶片31、36可分别与承载座411构成侧边供墨流道341、344，而相邻的两打印晶片31、32可与承载座411共同构成互连通的侧边供墨流道342，同样地，打印晶片32、36亦可与承载座411共同构成互连通的侧边供墨流道343.在本实施例中，喷孔板33具有六排喷孔332，四个侧边供墨流道341～344，由于喷孔332对应于打印晶片31、32及36的侧边墨滴产生器群组(未图示)，因此可知，其侧边供墨流道的总数小于侧边墨滴产生器群组的总数.

请再参阅图8，本实施例的喷墨头3除可配置单色墨水，进行一单色打印外，亦可配置多色墨水，举例而言，喷墨头3可配置双色墨水，利用侧边供墨流道341及342、343及344分别提供第一、第二色墨水；亦或本实施例的喷墨头3可配置四色墨水，分别利用侧边供墨流道341～344分别供应四种不同色的墨水；当然，本实施例的喷墨头3亦可配置三色墨水，利用侧边供墨流道341及344供应第一色墨水，利用互连通的侧边供墨流道342及343分别供应第二色及第三色墨水，再经由对应的喷孔332喷至喷墨媒体上.另外，本发明互连通的侧边供墨流道342及343也可用利用本体41的承载座411增设阻隔件方式，促使互连通的侧边供墨流道342及343各形成二个侧边供墨流道，以配置多种不同色的墨水，例如配置三色墨水，该打印晶片31所构成的侧边供墨流道341及342分别提供第一色墨水，该打印晶片32所构成的侧边供墨流道342及343分别提供第二色墨水，该打印晶片36的侧边供墨流道343及344分别提供第三色墨水.

本实施例是将三个打印晶片31、32、36组合在同一喷孔板33上，可依需求设计为单色或多色打印，因不需要设置任何中央供墨流道，可完全避免因制造中央供墨流道而破坏打印晶片结构，不仅可节约打印晶片的制程成本，也可在较小的总打印晶片面积下达成相同的打印功能.

当然，在图8的实施例中，其侧边供墨流道的配置亦可有如图6、图7等的变化，换言之，使用者可依据实际需求做各种变化，以使喷墨头具有较高的打印解析度，且使其墨水的配置得以有更多的变化.此外，本发明所提供的上述实施例皆可使用相同功能或不同功能的打印晶片来组合，且亦可使用覆晶封装技术等制程进行喷墨头的制作.

由上述说明可知，本发明的喷墨头藉由结合多个打印晶片于同一喷孔板上以制成一喷墨头，相较于已知技术，本发明所提供的喷墨头可免除或减少中央供墨流道的使用，因此避免了制作中央供墨流道的制程对打印晶片结构造成的伤害，且可简化制程.此外，由于本发明的喷墨头免除或减少中央供墨流道的使用，因此打印晶片不需预留中央供墨流道间的距离来维持打印晶片的结构强度，因此喷墨头的体积可大幅缩小，换言之，喷墨头的单位面积利用率可提升，因此打印解析度可有效率地提升，且制作成本可相对的下降.

再者，由于喷墨头所使用的打印晶片数目并无设限，举凡结合两个以上的打印晶片与同一喷孔板结合的喷墨头皆为本发明的保护范围，而打印晶片的侧边供墨流道及中央供墨流道的配置态样亦无特别的限制，打印晶片可单纯配置侧边供墨流道、同时配置侧边供墨流道及中央供墨流道、或将侧边供墨流道以串行或并行的方式设置，因此使用者可依色彩使用的需求，机动地调整打印晶片的数目及侧边供墨流道或中央供墨流道的组合，使墨水匣的使用态样得以更臻完备.

纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由熟悉本技术领域者任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护范围.

Claims (11)

1. 一种喷墨头，其适用于一墨水匣，用以将多个墨滴喷至一喷墨媒体上，该喷墨头包含：

多个打印晶片，其每一打印晶片的一两相对侧分别设置有多个焊垫，且该打印晶片于与该多个焊垫所处的平面相垂直的方向的一两相对应侧边各设置有出墨侧边，用以与该墨水匣的一本体构成多个侧边供墨流道，其中两相邻的该打印晶片所对应的该出墨侧边与该墨水匣的该本体共同构成互连通的侧边供墨流道；

多个侧边墨滴产生器群组，分别设置于该多个打印晶片的表面且实质上邻近所对应的该多个侧边供墨流道，用以因加热产生该多个墨滴；以及

一喷孔板，其具有多个喷孔且相对应于该多个侧边墨滴产生器群组，当该喷孔板与该多个打印晶片结合时，用以将该多个侧边墨滴产生器所产生的该多个墨滴自所对应的该多个喷孔喷出至该喷墨媒体上.

2. 如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，该喷墨头具有两个打印晶片，用以与该墨水匣共同构成三个侧边供墨流道，以配置一单色墨水或一多色墨水做单色打印或多色打印.

3. 如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，该喷墨头具有三个打印晶片，用以与该墨水匣共同构成四个侧边供墨流道，以配置一单色墨水或一多色墨水做单色打印或多色打印.

4. 如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，该多个打印晶片中介于且平行于该侧边供墨流道之间处更进一步设有一中央供墨流道.

5. 如权利要求4所述的喷墨头，其特征在于，该多个打印晶片表面邻近该中央供墨流道处设有多个中央墨滴产生器群组.

6. 如权利要求5所述的喷墨头，其特征在于，该多个侧边墨滴产生器群组及该多个中央墨滴产生器群组各包含多个墨滴产生器.

7. 如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，该多个侧边供墨流道并列设置.

8. 如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，该多个侧边供墨流道串列设置.

9. 如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，该喷孔板的两相对侧分别具有一凹口，在该喷孔板与该多个打印晶片结合时用以暴露出该多个焊垫.

10. 如权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，该多个侧边供墨流道的总数少于该多个侧边墨滴产生器群组的总数.

11. 一墨水匣，其适用于一喷墨打印机，用以将多个墨滴喷至一喷墨媒体上，该墨水匣包括：

一本体；以及

一喷墨头，其包含：

多个打印晶片，其每一打印晶片的一两相对侧分别设置有多个焊垫，且该打印晶片于与该多个焊垫所处的平面相垂直的方向的一两相对应侧边各设置有出墨侧边，用以与该墨水匣的一本体构成多个侧边供墨流道，其中两相邻的该打印晶片所对应的该出墨侧边系与该墨水匣的该本体共同构成该侧边供墨流道；

多个侧边墨滴产生器群组，分别设置于该多个打印晶片的表面且实质上邻近所对应的该多个侧边供墨流道，用以因加热产生该多个墨滴；以及

一喷孔板，其具有多个喷孔且相对应于该多个侧边墨滴产生器群组，当该喷孔板与该多个打印晶片结合时，用以将该多个侧边墨滴产生器所产生的该多个墨滴自所对应的该多个喷孔喷出至该喷墨媒体上.

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