JP2001080073A - サーマルインクジェットプリントシステムとサーマルインクジェットプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気不活性素子をＥＳＤ事象から保護するイン
クジェットプリントシステム。 【解決手段】本発明はシステムの電気不活性構成要素を
保護する静電気放電からサーマルインクジェットプリン
トシステムを提供する。一実施例としては、ＥＳＤ事象
がプリントシステムの電気不活性構成要素から遠くに導
かれるように位置決めされたＥＳＤ保護システムがあ
る。さらに、ＥＳＤ事象を放散するために電気的に浮動
する大きな導電体領域を提供する。大きな導電体領域は
電気不活性構成要素に容量結合されており、ＥＳＤ事象
の蓄積領域を提供することによって電気不活性構成要素
のＥＳＤ事象に対する感度を低下させる。他の実施例で
は、大きい導電体領域と電気不活性構成要素を同電位ま
たは接地電位に維持し、ＥＳＤ事象の発生が大幅に減少
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、静電気放
電保護（electrostatic discharge protection,ＥＳ
Ｄ）システムに関し、より詳細には、サーマルインクジ
ェットプリントシステムの電気不活性(electronically-
inactive)構成要素をＥＳＤ事象から保護するシステム
および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電気放電（ＥＳＤ）事象は、プリント
システムなどの電子機器に大きな被害を引き起こす可能
性のある重大な出来事である。典型的なＥＳＤ事象は、
一般に、高電圧が発生し、低電圧で動作するように設計
されたプリントシステム、特にプリントヘッドを簡単に
破損させたり破壊したりすることがある。

【０００３】サーマルインクジェットプリントシステム
は、一般に、電気的に活性な（すなわち電気的）構成要
素（たとえば、抵抗器やキャパシタなど）と、主に非電
気的な機能を有する電気不活性構成要素（ある種の薄膜
層など）の両方を含む。サーマルインクジェットプリン
トシステムのプリントヘッドに対するＥＳＤ事象は、プ
リントヘッドに含まれる構成要素を簡単に破損したり破
壊したりすることがある。さらに、プリントヘッドの電
気的構成要素だけでなくプリントヘッドの電気不活性構
成要素にも損傷を引き起こすことがある。

【０００４】多くのプリントシステムは、ＥＳＤ保護シ
ステムを含むが、現在のＥＳＤ保護方式は、プリントシ
ステムの電気的構成要素だけを保護するように設計され
ている。したがって、電気不活性構成要素は、一般に、
損傷を与える可能性のあるＥＳＤ事象から保護されてい
ないままである。これは、電気的構成要素がＥＳＤ保護
機能を有する場合でも、特に電気不活性構成要素が電気
的構成要素のすぐ近くにある場合には、ＥＳＤ事象が印
刷システムの電気的構成要素を破損させることがあるた
め、問題である。したがって、サーマルインクジェット
プリントシステムの電気的構成要素だけでなく電気不活
性構成要素をＥＳＤ事象から保護するＥＳＤ保護システ
ムが必要である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上説明した従来技術の
制限を克服し、また本明細書を読み理解することによっ
て明らかになる他の制限を克服するために、本発明は、
システムの電気不活性構成要素を保護することによって
静電気放電（ＥＳＤ）からサーマルインクジェットプリ
ントシステムを保護するシステムおよび方法において実
施される。電気不活性構成要素にＥＳＤ保護機能を提供
することによって、プリントシステムの電気的構成要素
にＥＳＤ保護の追加の目安を提供するより完全でかつ効
率的なＥＳＤ保護システムが達成される。電気不活性構
成要素は、電気的機能をもたないプリントシステムの構
成要素と、主に非電気的な目的を有する構造（たとえ
ば、薄膜層）である。

【０００６】本発明は、電気不活性構成要素を含むプリ
ントシステムにきわめて効果的でかつ効率的なＥＳＤ保
護機能を提供する。詳細には、プリントシステムの電気
不活性構成要素と電気的構成要素にＥＳＤ保護を提供す
ることによって、本発明は、プリントシステム（特にプ
リントヘッド）のＥＳＤ事象による破損または破壊に対
する関与性と感度を大幅に低下させる。さらに、本発明
は、プリントヘッドの既存の構造および回路を使用しあ
るいは適切な微細加工および薄膜技術によって、プリン
トシステムのプリントヘッド内で実現することができ
る。

【０００７】本発明のシステムは、ＥＳＤ事象がプリン
トシステムの電気不活性構成要素から遠くに導かれるよ
うに位置決めされたＥＳＤ保護システムを含む。本発明
のＥＳＤ保護システムは、ＥＳＤ事象の有害な影響を弱
め、実施形態によっては、ＥＳＤ事象の発生を防ぐこと
ができこともある。本発明のＥＳＤ保護システムは、こ
れを達成するためのいくつかの実施形態を含む。

【０００８】詳細において、ＥＳＤ保護システムの１つ
の実施形態は、ＥＳＤ事象を放散するために電気的に浮
動する大きな導電体領域を提供する。この大きな導電体
領域は、電気不活性構成要素に容量結合されており、Ｅ
ＳＤ事象の蓄積領域を提供することによって電気不活性
構成要素のＥＳＤ事象に対する感度を低下させる。もう
１つの実施形態において、大きい導電体領域と電気不活
性構成要素が、同電位またはアース電位に維持され、そ
れにより、ＥＳＤ事象の発生が大幅に減少し、なくなる
こともある。さらに、製造工程中にＥＳＤ保護機能を提
供するために、実施形態は、切断可能なリンク（ヒュー
ズなど）を含み、それにより電気不活性構成要素と大き
い導電体領域を、大きい導電体領域と電位部分との接続
が切断されるまでのある一定期間同じ電位に維持するこ
とができる。それにより、このＥＳＤ保護システムは、
プリントシステムの通常の動作に影響を及ぼすことなく
製造工程中のＥＳＤ事象の発生を大幅に減少させる。

【０００９】本発明のもう１つの実施形態は、ＥＳＤ事
象の優先破壊位置をどの電気不活性構成要素からも遠い
位置に提供するＥＳＤ保護システムを含む。プリントシ
ステムに生じる破損は、他のすべてのＥＳＤ保護システ
ムが壊れた場合でも、プリントシステムの動作に影響し
ない位置になる。本発明の他の実施形態は、プリントシ
ステム内の大きい導電体領域をそれぞれ異なる薄膜層に
分割する様々なＥＳＤ保護システムを含む。ＥＳＤ事象
による電荷は、それらのさまざまな異なる層に蓄積さ
れ、それにより、どれか１つの層に高電荷領域ができて
その層が破壊されるのが防止される。さらに、分流バー
を使用してＥＳＤ事象がたどる優先経路を提供すること
ができ、この優先経路は、電気不活性構成要素から遠く
に配置される。本発明は、また、前述のシステムを使用
して電気不活性構成要素を有するプリントシステムを保
護する方法を含む。

【００１０】本発明のその他の態様と利点およびそのよ
り完全な理解は、本発明の原理を例として示す添付図面
と関連して行う以下の詳細な説明から明らかになるであ
ろう。さらに、本発明の範囲は、特許請求の範囲によっ
て制限され、前に説明した課題を解決するための手段ま
たは以下の詳細な説明によって制限されることはない。

【００１１】本発明は、好ましい実施形態を示す以下の
説明と添付図面を参照することによってさらに良く理解
することができる。その他の機能および利点は、本発明
の原理を例として示す添付図面と関連して行う以下の好
ましい実施形態の詳細な説明から明らかになるであろ
う。図面は、全体を通じて同じ参照番号が対応する部分
を示す。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の以下の説明において、本
発明の一部分を構成し、本発明を実施することができる
特定の例を例示として示す添付図面を参照する。本発明
の範囲を逸脱せずに他の実施形態を利用することができ
構造的な変更を行うことができることを理解されたい。

【００１３】Ｉ．概要 本発明は、直接ＥＳＤ事象と外部ＥＳＤ事象の両方から
のＥＳＤ保護機能を備えたマイクロシステムを提供す
る。一般に、直接ＥＳＤ事象は、電気不活性構成要素を
直接（または、すぐ近くから）襲うものである。外部Ｅ
ＳＤ事象は、電気不活性構成要素から遠くで起きるもの
である。外部ＥＳＤ事象は電気不活性構成要素から遠く
て起きるが、通常、攻撃領域から構成要素まで導電経路
があるため構成要素を破損させることがある。たとえ
ば、抵抗器がサーマルインクジェットプリントヘッドの
構成要素の深い位置に配置されることがあるが、ＥＳＤ
事象がプリントヘッドの表面のトレースを襲う場合に抵
抗器が破壊されることがある。本発明は、前述の両方の
タイプのＥＳＤ事象からマイクロシステムを保護する。

【００１４】Ａ．直接ＥＳＤ事象からのＥＳＤ保護 図１Ａは、構成要素に直接生じるＥＳＤ事象から保護さ
れた電気不活性構成要素を示す本発明の第１の実施形態
の概略ブロック図である。マイクロシステム１００は、
集積回路またはマイクロマシンでよく、電気不活性構成
要素１１０を含む。一般に、電気不活性構成要素１１０
は、本発明のＥＳＤ保護システムに結合される。回路の
電源側には、電源ループＥＳＤ保護システム１１５があ
り、回路のアース側には、接地ループＥＳＤ保護システ
ム１２０がある。

【００１５】電源ループＥＳＤ保護システム１１５は、
電源１２５に電気的に結合することができ、接地ループ
ＥＳＤ保護システム１２０は、アース１３０に電気的に
結合することができる。あるいは、電気不活性構成要素
１１０と電源ループＥＳＤ保護システム１１５と接地ル
ープＥＳＤ保護システム１２０の組合せは、電源１２５
またはアース１３０（点線で示したような）への接続を
必要としない。その代わりに、この組合せを電気的に浮
動させることができる。図１Ａに示したような構成は、
電気不活性構成要素１１０を直接襲うＥＳＤ事象による
破損からマイクロシステム１００を保護する。

【００１６】図１Ｂは、図１Ａの実施形態の機構例を示
すサーマルインクジェットプリントヘッド１４０のブロ
ック図である。図では、タンタル「島」（分離領域）な
どの複数の保護層１５０が、サーマルインクジェットプ
リントヘッド１４０の最上層の近くに配置され、ブリッ
ジ１６０によって接続されている。保護層１５０は、下
にある層をインク滴バブル破裂（ink drop bubble coll
apse。後で詳細に示す）から保護するためのものであ
る。以下の例では、材料はタンタルであるが、たとえば
ロジウム（Ｒｈ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）などの他の任意の適切な材料を使用することができ
る。各タンタル島１５０は、インク滴の発射に使用され
る抵抗器（図示せず）に重なっていることが好ましい。

【００１７】サーマルインクジェットプリントヘッド１
４０への電力は、プリントヘッド１４０を電源１７０と
アース１７５に接続することによって提供される。プリ
ントヘッド１４０のアース側には、タンタル島１５０を
ＥＳＤ放電事象から保護する接地ループ保護回路１８０
がある。同様に、プリントヘッド１４０の電源側には、
タンタル島１５０を保護する電源ループ保護回路１９０
がある。これらの保護回路は、プリントヘッド１４０と
の間に一方向の電荷を提供するダイオードを含むことが
好ましい。ＥＳＤ事象がタンタル島１５０の１つまたは
複数を襲うとき、それに伴う電荷が、電源ループ保護回
路１９０か接地ループ保護回路１８０を介して放散さ
れ、壊れやすい構成要素を破損しないようにＥＳＤ事象
が防止される。

【００１８】Ｂ．外部ＥＳＤ事象からのＥＳＤ保護 図２Ａは、構成要素の外部にある場所で起きるＥＳＤ事
象から保護される電気不活性構成要素を示す本発明の第
２の実施形態の概略ブロック図である。マイクロシステ
ム２００は、マイクロシステム２００に結合された外部
経路２０５を含み、何も介在せずに、ＥＳＤ事象による
電荷が電気不活性構成要素２１０に渡ることができる。
たとえば、外部経路は、ＥＳＤ事象を受けて電荷を電気
不活性構成要素に送ることがあるマイクロシステムの表
面に沿った導電性トレースを含む。

【００１９】図２Ａに示したマイクロシステム２００
は、マイクロシステム２００の電源側の電源ループＥＳ
Ｄ保護システム２１５と、マイクロシステム２００のア
ース側の接地ループＥＳＤ保護システム２２０を含む。
電源ループＥＳＤ保護システム２１５は、電源２２５に
結合されることが好ましく、接地ループＥＳＤ保護シス
テム２２０は、アース２３０に結合されることが好まし
い。遅延システム２３５が電気不活性構成要素２１０の
近くに配置され、それにより保護回路２１５および２２
０が、電気不活性構成要素２１０を破損させるよりも十
分に前に活性化しＥＳＤ事象による電荷を放散すること
ができる。この遅延システム２３５は、抵抗器であるこ
とが好ましい。

【００２０】図２Ｂは、図２Ａの実施形態の機構例を示
すサーマルインクジェットプリントヘッド２５０のブロ
ック図である。この例において、プリントヘッドの表面
にあるが他の導体に接近していない露出した導電体層２
５５が、マイクロシステムへの外部経路である。接地ル
ープ保護回路２６０と電源ループ保護回路２６５が、プ
リントヘッド２５０の電源側とアース側を保護する。抵
抗器２７０は、保護回路２６０および２６５が活性化す
るより前にＥＳＤ事象からの電荷が熱消散層２７５に達
しないように遅延させる遅延システムとしてはたらく。
熱消散層２７５は、サーマルインクジェット抵抗器（図
示せず）の下にあって抵抗器のヒートシンクとしてはた
らき、したがって電気的機能はない。熱消散層２７５を
ＥＳＤ事象から保護する他に、熱消散層２７５が抵抗器
のすぐ近くにあるため、抵抗器のＥＳＤ保護も達成され
る。この方式では、電気的に不活性な熱消散層２７５と
抵抗器の両方を破損させないように、露出した導電体層
２５５で生じるＥＳＤ事象が防止される。

【００２１】ＩＩ．ＥＳＤ保護システムの詳細 本発明は、ＥＳＤ事象からの保護を提供するいくつかの
実施形態を有するＥＳＤ保護システムを含む。次に、こ
れらのＥＳＤ保護システムのそれぞれについて検討す
る。

【００２２】Ａ．直接ＥＳＤ事象からのＥＳＤ保護シス
テム 電気的に浮動するＥＳＤ放散システム 本発明の１つの実施形態は、電気的に浮動しているＥＳ
Ｄ放散システムである。この実施形態において、電気不
活性構成要素は、システムの一部であり、ＥＳＤ事象の
放散に役立つ。電気不活性構成要素は、電気的構成要素
または別の電気不活性構成要素に容量結合することがで
きる大きい導電体領域を含むことが好ましい。ＥＳＤ事
象が生じるとき、ＥＳＤ事象によって生成された電荷
は、優先経路に沿って、電荷を放散する大きい導電体領
域まで送られる。電気的構成要素は、ＥＳＤ事象からの
電荷を優先経路に沿って大きい導電体領域に電荷を送っ
て放散させることによって保護され、電気不活性構成要
素は、電気的に浮いているために保護される。

【００２３】図３は、この種のＥＳＤ放散システムの例
を示す。この例において、マイクロシステムは、薄膜構
造を有するサーマルインクジェットプリントヘッドであ
る。薄膜構造は、電気的構成要素層（この例では抵抗器
である）と、抵抗器に重なる誘電体層と、誘電体層の少
なくとも一部分と重なる保護層とを含む。また、プリン
トヘッドの薄膜構造は、基板上に配置された他の適切な
層を含むことがある。

【００２４】保護層は、タンタル（Ｔａ）などの材料か
らなる。保護層は、通常、単体のスラブとしてではなく
抵抗器に重なる個別の絶縁領域または「島」としてタン
タルをマイクロシステム上に付着させることが好まし
い。これは、保護層の上に付着される薄膜が、タンタル
保護層以外の層の方がよく付着するためである。ほとん
どの場合、各抵抗器は、電気的に絶縁されたタンタルの
島によって覆われる。しかしながら、ＥＳＤ事象が生じ
ると、電荷がそのような島に溜まり、この電荷を放散さ
せることができないため、タンタル島と抵抗器の間に大
きな電位差が生じる。この大きな電位差は、タンタル島
と抵抗器の間のパッシベーション層に絶縁破壊を引き起
こすことがある。

【００２５】しかしながら、本発明のＥＳＤ放散装置
は、単体スラブと絶縁島の２つの両極端な状態を調和さ
せることができる。すなわち、１つの極端な状態では、
大きい導電体領域（単体スラブなど）は、本質的に、大
電流の流れを可能にする島の間の低抵抗ブリッジとして
はたらき、ＥＳＤ事象の間のパッシベーション層３２０
の両側のピーク電圧を低下させる。単体スラブは、島の
間を低抵抗で接続し、優れたＥＳＤ保護を提供する（大
量の電荷を蓄積することができるため）。しかしなが
ら、このような低抵抗ブリッジは、また、抵抗器の破壊
がマイクロシステム全体に広がる経路を提供し、そのよ
うな広がりにより、マイクロシステムの広い範囲が破壊
されることがある。

【００２６】他の極端な状態では、ブリッジに流れる電
流を妨げてピーク電圧を高くする分離した島（または、
島の間の高抵抗ブリッジ）があるため、大きい導電体領
域は事実上存在しない。さらに、島がまったく接続され
ないとき、島の間の抵抗は事実上無限大である。抵抗器
の破壊は、そのような高抵抗ブリッジを介して簡単に広
がることはないが、適切なＥＳＤ保護は提供されない。
本発明のＥＳＤ放散システムの利点は、機械的保護機能
を低下させることなくプリントヘッドの薄膜構造の要件
を調和させることができることである。詳細には、タン
タル島を結合することによって、プリントヘッド接着の
保護層が犠牲にならず、破損した抵抗器による損傷が他
の抵抗器に広がらず、空洞化およびバブル破裂保護機能
が維持される。さらに、タンタル島を接続することによ
って、ＥＳＤ事象による電荷が全体にひろがり、１つの
タンタル島に蓄積されるのではなく複数のタンタル島内
に放散される。導電結合されたタンタル島は、タンタル
層の電荷蓄積機能を大幅に高め、ＥＳＤ事象の間のパッ
シベーション層の両側の電圧を低下させ、それによりパ
ッシベーション層の破損を防ぐ。

【００２７】図３は、サーマルインクジェットインクヘ
ッド（図示せず）の薄膜構造３００の側面図であり、基
板３０５、基板３１０に重なる抵抗器層３１０、および
第１のパッシベーション層３２０を含む。基板３０５
は、たとえばシリコンやガラスからなり、抵抗器層３１
０は、たとえばタンタル・アルミニウムであり、第１の
パッシベーション層３２０は、たとえば炭化ケイ素や窒
化ケイ素からなる。抵抗器層３１０は、抵抗器材料（た
とえば、タンタル・アルミニウムなど）に重なる抵抗器
層３１０内の導電材料（たとえば、アルミニウムなど）
の組合せのエッチング・パターンによって形成された抵
抗器（図示せず）を含む。第２のパッシベーション層ま
たは保護層３３０は、ブリッジ３５０によって互いに接
続された島３４０を含む。前述のように、この保護層３
３０は、一般に、タンタルからなる。サーマルインクジ
ェットプリントヘッドの薄膜構造におけるその他の態様
と詳細は、Bohorquezらによる「Control of Energy to
Thermal Ink jet Heating Elements」と題する米国特許
第５，１８７，５００号に見ることができ、この特許の
内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

【００２８】島３４０を接続するブリッジ３５０は、保
護層３３０と同じ層に示され、通常の薄膜処理技術を使
用して作成することができる。代替として、島３４０を
接続するブリッジは、保護層３３０に重なるインク・リ
ザーバ（図示せず）かまたは薄膜構造３００の追加の金
属層（図示せず）の中を通すこともできる。さらに、ブ
リッジ３５０の形状は、便利でかつ有効な任意の形でよ
い。

【００２９】ブリッジ３５０を使用して島３４０を接続
することによって、抵抗器層３１０に容量結合され電気
的に浮動した一連のタンタル島３４０が作成される。装
置のキャパシタンスは、抵抗器層３１０の上の保護層３
３０の面積、パッシベーション層３２０の厚さ、および
パッシベーションの絶縁耐力の関数である。この高いキ
ャパシタンスにより、保護層３３０は、パッシベーショ
ン層３２０の絶縁破壊と抵抗器層３１０へのアーク発生
を招く可能性のある高電位を生じさせることなく多量の
電荷を蓄積することができる。

【００３０】図３に示したように、保護層３３０は、パ
ッシベーション層３２０によって抵抗器層３１０から離
され、事実上キャパシタを作成する。キャパシタの両側
の電圧は、次の通りである。

【００３１】Ｖ＝ｑ／Ｃ ・・・・（１）

【００３２】ここで、Ｖは誘電体の両側の電位差、ｑは
各電極上の電荷、Ｃはキャパシタンスである。保護層３
３０上の電荷は自ら均一に分散しようとし、下に抵抗器
層３１０がある保護層３３０だけがキャパシタとしては
たらくので、実際には、電荷の一部分だけ（ｑ_eff）が
電位差に影響する。その場合、式（１）は、次のように
なる。

【００３３】Ｖ＝ｑ_eff／Ｃ ・・・・(2)

【００３４】ここで、

【００３５】ｑ_eff＝ｑ（Ａ_RL／Ａ_CL） ・・・・(3)

【００３６】また、 Ａ_RL＝保護層の下の抵抗器層の面積 Ａ_CL＝保護層の総面積（島とブリッジ）

【００３７】これらの結果を組み合わせると、次の式が
得られる。

【００３８】 Ｖ＝（ｑ／Ｃ）＊（Ａ_RL／Ａ_CL） ・・・・(4)

【００３９】以上の式から、一般にＡ_RLは変化せずｑは
一定であるため、ＣかＡ_CLを大きくすることによって、
Ｖを小さくすることができる。

【００４０】誘電体間の電圧差がある限界値に達すると
パッシベーションの絶縁破壊が起きるため、Ｃを大きく
しｑを小さくすることによって、より堅牢なＥＳＤ放散
システムを作成することができる。キャパシタは、並行
に接続されたときに大きくなるため、島を接続するとキ
ャパシタンスが大幅に増大する。さらに、ＥＳＤ事象を
高電圧／低電荷事象と見なすことができるので、電荷
は、保護層上に自ら均一に分散しようとする。したがっ
て、保護層の面積を大きくすると電荷密度は小さくな
る。この電荷密度の低下は、キャパシタ（電気不活性構
成要素を含む）上の電荷を減少させ、さらに誘電体の両
側の電圧を低くするという有益な効果がある。

【００４１】１）切断可能リンクによってある電位に保
持されるＥＳＤ放散システム 本発明のもう１つの実施形態において、ＥＳＤ保護装置
は、電気不活性構成要素を電気的構成要素に導電結合す
るＥＳＤ放散システム（前述のシステムと似ている）を
含む。この組合せは、同じ電位またはアース電位に維持
され、それにより、ＥＳＤ事象が大幅に減少しなくなる
こともある。さらに、この実施形態は、切断可能リンク
（ヒューズなど）を含み、それにより電気不活性構成要
素と電気的構成要素を、それらの間の接続が切断される
までの期間同じ電位に維持することができる。したがっ
て、ＥＳＤ保護システムが、所望の期間（製造工程中な
ど）だけ使用され、マイクロシステムの通常動作には影
響を及ぼさない。

【００４２】前述のように、ＥＳＤ事象による電気不活
性構成要素への損傷は、大きい導電領域を有するＥＳＤ
放散システムを提供することによって減らすことができ
る。この放散システムは、大きい導電領域を提供し、そ
れによりＥＳＤ事象による電荷を安全に放散させること
ができる。ＥＳＤ放散システムの基準を既知の電位また
はアース電位にすることによって、ＥＳＤ事象から影響
を受けにくくすることができる。ＥＳＤ事象は、物体
（電気不活性構成要素と電気的構成要素など）の間に電
位差があるときだけ発生するため、構成要素を同じ電位
に維持することによって、ＥＳＤによる破損が生じる可
能性が大幅に低下する。

【００４３】いくつかの環境では、構成要素の電位をあ
る期間（たとえば、製造中）同じ電位に維持し、その後
で物体を同じ電位に維持するのをやめたいことがある。
そのような環境では、構成要素間の切断可能な導電性リ
ンク（ヒューズなど）を使用して、物体間の導電性リン
クが切断されるまでの期間、構成要素を同じ電位に維持
することができる。

【００４４】以上説明したＥＳＤ放散システムの機構例
では、前述の構造と類似の薄膜構造を有するサーマルイ
ンクジェットプリントヘッドが使用される。一般に、抵
抗器の上に重なる保護層と誘電体パッシベーション層
は、抵抗器を空洞化および泡破裂から保護する。プリン
トヘッドの通常の動作中、プリントヘッド上のリザーバ
内のインクが、抵抗器によって加熱され放出される。こ
のインクの泡の膨脹とその後の破裂によって、「ウォー
ター・ハンマー」効果が生じ、これが下の層に常に攻撃
する。最終的に、この空洞化と泡破裂によって、誘電体
層と抵抗器層が侵食され、抵抗器が破損する。保護層
は、このような有害な因子に起因する抵抗器への損傷を
減少させあるいはなくす。

【００４５】以上のように、保護層（通常はタンタルか
らなる）の島が接続されたとき、それらの島は、大きい
導電体領域を形成し、ＥＳＤ事象に対する感度を大幅に
低下させることができる。しかしながら、そのようなタ
ンタル島は、一般に電気的に分離されており、タンタル
島と抵抗器を同じ電位に接続するか両方をアースに接続
することによって、ＥＳＤ事象に対する感度をさらに低
下させることができる。さらに、製造中のタンタル島と
抵抗器のＥＳＤ事象による破損を少なくするか防ぐため
に、タンタル島と抵抗器を両方とも、プリントヘッドの
正電圧パッドに接続することが好ましい。プリントヘッ
ドのすべての抵抗器が、共通バスによって正電圧パッド
に接続されるため、抵抗器とその上に重なるタンタル島
との電位差はほとんどまたは全くなくなる。

【００４６】タンタル島を互いに接続し正電圧パッドに
接続することは、プリントヘッドにインクがないときは
プリントヘッドの動作に影響しない。しかしながら、プ
リントヘッドにインクが充填されたときは、タンタル島
とアースの間にインクによって導電経路が確立される。
したがって、プリントヘッドの通常の動作中にタンタル
島が正電圧パッドの電位である場合は、インクを介して
電流がアースに流れて、タンタル島が陽極酸化すること
がある。この酸化は、プリントヘッドの性能に悪影響を
及ぼすことがあり、通常のプリントヘッドの動作中にタ
ンタル島を正電圧パッドの電位にするのは望ましくな
い。

【００４７】以上の問題を回避するため、タンタル島
は、製造工程中だけ正電圧パッドに接続され、抵抗器と
同じ電位で保持される。これは、切断可能な導電性リン
クを使用してタンタル島を正電圧パッドに接続すること
によって達成される。この機構例では、切断可能リンク
はヒューズである。製造中は、タンタル島と抵抗器が正
電圧パッドの電位に保持されるが、ペンにインクが充填
された後は、タンタル島と正電圧パッドの間の接続が、
ヒューズによって切断される。この機構例において、ヒ
ューズは、抵抗器を発火させるために使用されるものと
類似のトランジスタ（好ましくは、スイッチング電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ））を使用することによって開
路される。サーマル・インクジェットプリントヘッドが
未使用のアドレスを含むため、プリントヘッドに著しい
回路の複雑さを加えることなく、そのような未使用アド
レスのうちの１つによって、そのような溶断されたリン
クのＦＥＴを開らくことができる。

【００４８】図４は、サーマルインクジェットプリント
ヘッド上の各タンタル島がそれ自体の接点を有する実施
形態の機構例の平面図である。図４に示したように、第
１のタンタル島４００と第２のタンタル島４１０は、ブ
リッジ４２０によって接続される。第１のタンタル島４
００は、第１の抵抗器４３０上に位置決めされ、同様
に、第２のタンタル島４１０は、第２の抵抗器４４０上
に位置決めされる。また図３を参照すると、タンタル島
が、少なくとも１つの誘電性パッシベーション層によっ
て抵抗器から分離される。２つの抵抗器は、単なる例の
ために示され、プリントヘッドは、一般に、複数の抵抗
器とタンタル島を含む。第１の抵抗器４３０と第２の抵
抗器４４０は両方とも、入力４５０（正の電圧入力な
ど）とドレイン４６０（ＦＥＴドレインなど）を含む。

【００４９】各タンタル島上の接点４７０は、タンタル
島を下にある抵抗器に導電結合する。バス４７５は、接
点４８０を介してタンタル島と抵抗器を正電圧パッド４
８５に接続し、切断可能リンク４９０は、バスとパッド
４８５の間に配置される。正電圧パッド４８５とバス４
７５との間の接続を切断するために、切換素子４９５
（たとえば、トランジスタ）を使って、所望の時間に切
断可能リンク４９０を開路することができる。切換素子
４９５は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であること
が好ましい。この方式において、タンタル島と抵抗器は
両方とも、切断可能リンク４９０が開路されるまで正電
圧パッド４８５の電位に保持される。図４に示した実施
形態は、すべての島の間に低抵抗接続を提供するという
利点を有し、ＥＳＤ事象による電荷を放散する速度を改
善することができる。

【００５０】図５は、本発明の機構例であり、タンタル
島を切断可能リンク構造に接続するために１つの接点だ
けを使用する図４に示した実施形態の変形の平面図を示
す。詳細には、第１のタンタル島５００と第２のタンタ
ル島５１０は、ブリッジ５１５によって接続される。前
の実施形態と同じように、第１の抵抗器５２０は、第１
のタンタル島５００の下にあり、第２の抵抗器５３０
は、第２のタンタル島５１０の下にある。各抵抗器は、
入力５３５とドレイン５４０を有する。タンタル島は、
接点５５０によって、バス５６０、切断可能リンク５７
０、およびバス５６０を正電圧パッド５８５に接続する
もう１つの接点５８０を含む切断可能リンク構造に接続
される。切換素子５９０は、バス５６０に接続され、切
断可能リンク５７０が所望の時間に破壊される方法を提
供する。

【００５１】図５に示した実施形態は、一般に、抵抗器
を覆うタンタル島を切断可能リンク構造に接続するのに
１つの接点しか必要としないため簡単に実現することが
できる。さらに、この実施形態を使用して、単一の接点
を使っていくつかのタンタル島を切断可能リンク構造に
容易に接続することができる。

【００５２】図４と図５の実施形態は、また、切断可能
リンクが開路された後でも追加の保護を提供する。詳細
には、接続されたタンタル島は、切断可能リンクが切断
された後でも切換素子に接続されたままである。好まし
い実施形態において、切換素子は、大型のＬＤＭＯＳ
ＦＥＴであり、接続されたタンタル島は、このＦＥＴの
ドレインに接続されたままである。ＦＥＴを使用して切
断可能リンクを開路した後、ＦＥＴは、引き続き、接続
されたタンタル島のＥＳＤ保護装置としてはたらく。さ
らに、接続されたタンタル島をＥＳＤ事象から保護する
ために他のタイプのＥＳＤ保護装置を使用することもで
きる。

【００５３】保護層をアースに接続すると、電源から過
度の電流を取り出し、抵抗器破損が生じた場合に発火す
ることがある。破局的な抵抗器破損は、残りの抵抗器層
と保護層との間に激しい短絡を形成することがある。発
火の危険を回避するために、多くのサーマルインクジェ
ットプリントヘッドの保護層は、アースから切り離され
る。したがって、切断可能リンク構造と正電圧パッドと
の接続を切断するために使用される切換素子は、リンク
が切断される前または後にＥＳＤ事象によってアースに
短絡される可能性がある。したがって、切換素子と接続
されたタンタル島の間に補助的な切断可能リンクを追加
することによってそのような可能性から守ることが望ま
しいことがある。

【００５４】図６は、図５の実施形態とにほぼ似てお
り、補助的な切断可能リンクが追加されている。図６に
示したように、第１のタンタル島６０５と第２のタンタ
ル島６１０が、ブリッジ６１５によって接続される。第
１のタンタル島６０５は、第１の抵抗器６２０を覆い、
第２のタンタル島６１０は、第２の抵抗器６２５を覆
う。両方の抵抗器は、入力６３０とドレイン６３５を有
する。単一の接点６４０が、接続されたタンタル島をバ
ス６４５に接続する。バス６４５は、一般に、タンタル
保護層よりも下のレベルにあり、接点６５０によって正
電圧パッド６６０に接続される。切断可能リンク６７０
は、バス６４５を正電圧パッド６６０に接続し、バス６
４５に接続された切換素子６８０によって切断すること
ができる。補助的な切断可能リンク６９０は、接続され
たタンタル島をバス６４５に接続する。

【００５５】補助的な切断可能リンク６９０を追加する
ことは、切換素子６８０が切断可能リンク６７０を開路
する能力には影響しない。接続されたタンタル島が接点
６４０で接続されるため、補助切断可能リンク６９０
は、切断可能リンク６７０が開いている間にタンタル島
から放散される電荷が補助切断可能リンク６９０を破損
しないように設計される。次に、この補助切断可能リン
ク６９０は、接続されたタンタル島が正電圧パッド６６
０から切り離された後も残り、破局的な抵抗器破損の場
合に電源から過度の電流（および発火の危険）が流れな
いようにする。

【００５６】図７〜図９は、電気不活性構成要素が電気
的構成要素に導電結合され、アース電位に保持される他
の実施形態の機構例を示す。これらの実施形態は、破局
的な抵抗器破損が生じるときの過電流保護機能を提供す
る切断可能リンクを含む。

【００５７】図７を参照すると、第１のタンタル島７０
５は、第１の抵抗器７１０を覆い、第２のタンタル島７
１５は、第２の抵抗器７２０を覆う。両方の抵抗器は、
入力７２５とドレイン７３０を含む。さらに、第１のタ
ンタル島７０５と第２のタンタル島７１５は、ブリッジ
７４０によって接続される。接続されたタンタル島は、
接点７５０によって下層のバス７４５に接続され、バス
７４５は、切断可能リンク７６０によってアースに接続
される。この実施形態は、接続されたタンタル島全体を
保護するために１つの接点と１つの切断可能リンク７６
０しか必要としないため、実現が最も容易なものの１つ
である。

【００５８】図８に、タンタル島が下層のバスによって
ブリッジされ、各島がそれぞれ接点とヒューズを有する
もう１つの実施形態を示す。具体的には、図８は、第１
の抵抗器８１０に重なる第１のタンタル島８０５と、第
２の抵抗器８２０に重なる第２のタンタル島８１５とを
示す。各抵抗器は、入力８２５とドレイン８３０を有
し、第１のタンタル島８０５は、第１のバス８４０によ
って下層にあるバス８５０に接続される。同様に、第２
のタンタル島８１５は、第２の接点８６０によってバス
８４０に接続される。第１の接点８５０とバス８４０の
間には第１の切断可能リンク８７０があり、第２の接点
８６０とバス８４０の間には第２の切断可能リンク８８
０がある。このようにして、両方のタンタル島がバス８
４０によって接続され、バス８４０がアースに接続され
る。

【００５９】図８に示した実施形態は、導電体層にバス
８４０によるアースへの接触を提供する。さらに、抵抗
器の破損すると、抵抗器の上に重なる１つのタンタル島
がアースから切り離され他の島がアースされたままにな
る。

【００６０】図９は、切断可能リンクが保護層自体に形
成されたもう１つの実施形態を示す。第１のタンタル島
９０５が第１の抵抗器９１０を覆い、第２のタンタル島
９１５が第２の抵抗器９２０を覆う。他の実施形態と同
じように、抵抗器は、入力９２５とドレイン９３０を含
む。タンタル島と同じ層上にあり同じ材料からなるバス
９４０が、アースに接続される。第１のタンタル島９０
５は、保護層材料（この例では、タンタル）から形成さ
れた第１の切断可能リンク９５０によってバス９４０に
接続される。同様に、第２のタンタル島９１５は、やは
り保護層材料から形成された第２の切断可能リンク９６
０によってバス９４０に接続される。

【００６１】図９に示した実施形態は、保護層のパター
ンを変更するだけでよいため実現が容易である。タンタ
ルは抵抗が大きく融点が高いため、タンタルで良好な切
断可能リンクを形成することは他の実施形態よりも難し
いことがある。しかしながら、図９の実施形態は、保護
層にタンタル以外の他の他の材料（たとえば、ロジウム
（Ｒｈ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）、ニッケル（Ｎｉ）など）が使用される場合に有用
なことがある。

【００６２】Ｂ．外部ＥＳＤ事象からのＥＳＤ保護 本発明は、マイクロシステムの電気不活性構成要素の外
部で生じるＥＳＤ事象からの保護を実現するＥＳＤ保護
システムのいくつかの実施形態を含む。次に、そのよう
なＥＳＤ保護システムについて検討する。

【００６３】１）犠牲ＥＳＤ破壊システム 本発明の以上の実施形態は、ＥＳＤ事象の防止と放散に
ついて考察した。本発明のこの実施形態では、分流素子
を使用して、マイクロシステムの電気不活性部分に優先
ＥＳＤ破壊位置が作成される。したがって、マイクロシ
ステムに使用されているＥＳＤ保護システムが故障して
いるか無効な場合に、分流素子が、ＥＳＤ事象を、生じ
た損傷がマイクロシステムの動作を損なうことがない優
先ＥＳＤ破壊位置に導く。

【００６４】この実施形態の１つの利点は、実現が簡単
でかつ経済的であり、ＥＳＤ事象による破損が、強制的
にマイクロシステムの予測可能な位置で行われることで
ある。したがって、本発明のこの実施形態は、ＥＳＤ事
象の大きさに関係なくマイクロシステムの機能を保護す
る。

【００６５】図１０は、本発明のマイクロシステム１０
００の犠牲ＥＳＤ保護システムの概略ブロック図であ
る。ＥＳＤ事象１０１０がマイクロシステム１０００を
襲うとき、生じる放電が、分流素子１０２０によって、
マイクロシステム１０００の重要部分１０３０から遠く
に導かれる。その代わりに、分流素子１０２０は、ＥＳ
Ｄ事象１０１０による放電を、優先ＥＳＤ破壊位置１０
４０まで、最終的にはアース１０５０まで導く。優先Ｅ
ＳＤ破壊位置１０４０は、マイクロシステム１０００の
重要部分１０３０から遠くにあり、したがって、マイク
ロシステム１０００の重要部分１０３０をＥＳＤ損傷か
ら保護する犠牲破壊位置が提供される。図１１は、図１
０に示した本発明の犠牲ＥＳＤ破損システムの例を示
す。詳細には、薄膜構造を有するサーマルインクジェッ
トプリントヘッド１１００を示す。図１１の薄膜構造
は、図３に示され、パッシベーション層（図示せず）の
上に重なる保護上層１１１０と、パッシベーション層の
下の金属層（図示せず）と、金属層の下の抵抗器層１１
２０とを含むいくつかの層を含む。一般に、保護層１１
１０はタンタル島であり、パッシベーション層は誘電体
（炭化ケイ素や窒化ケイ素など）であり、金属層はアル
ミニウムであり、抵抗器層１１２０はタンタル・アルミ
ニウムからなる。これらの材料の代わりまたは追加とし
て、他の材料を使用することができる。

【００６６】分流素子は、この例では蛇行構造１１３０
であり、導電材料からなり、保護層１０１０の下に配置
され、ＥＳＤ事象による破壊が生じるのに好ましい位置
を作成する。この導電材料は金属層と同じ材料であるこ
とが好ましいが、他の材料を使用することもできる。蛇
行構造１１３０は、接地バス１１４０に接続され、ＥＳ
Ｄ事象による電荷のアースまでの経路を提供する。

【００６７】蛇行構造１１３０は、優先破壊位置を少な
くとも２つの方法で作成する。第１に、構造１１３０
は、各セグメント１１６０間に大きい縦横比の溝１１５
０を含み、したがって製造が難しい。すなわち、溝１１
５０（パッシベーション材料で満たされている）は、薄
膜構造の他の部分よりも厚さが薄く絶縁耐力が小さい。
第２に、ＥＳＤ事象による電荷が蛇行構造１１３０内部
にある間、その電荷は、各セグメント１１６０の内側の
角で最も大きくなる。これらの２つの要因によって、パ
ッシベーション層は、抵抗器層１１２０から遠い位置、
すなわち蛇行構造１１３０の位置で破壊される。破壊さ
れた後、電荷は、接地バス１１４０への接続によってア
ースに放散される。

【００６８】本発明の犠牲ＥＳＤ破損システムがない場
合、プリントヘッド１１００の表面に対するＥＳＤ事象
は、通常、パッシベーション層に浸透し、金属層および
抵抗器層１１２０と接する。これは、抵抗器層１１２０
に不可逆的な損傷を引き起こしてプリントヘッド１１０
０の動作を損なう可能性のある。しかしながら、本発明
の犠牲ＥＳＤ破損システムは、プリントヘッド１１００
の機能を維持するＥＳＤ事象による電荷の優先経路およ
び破壊位置を提供する。

【００６９】蛇行構造１１３０は、ＥＳＤ事象による電
荷に抵抗器層１１２０よりも優先される領域を提供する
ことによって抵抗器層１１２０をＥＳＤ損傷から守る。
蛇行構造１１３０は、高抵抗の抵抗器層１１２０よりも
低い抵抗を有する（接地バス１１４０に直接接続される
ため）構造的に厚い領域を提供し、それにより電荷に優
先経路を提供する。さらに、ＥＳＤ事象によって大きい
短絡が形成された場合でも、そのような欠陥により、保
護層１１１０（この例では、タンタル島）しか接地され
ない。したがって、Ｕ字形の抵抗器層１１２０にＥＳＤ
欠陥は発生せず、それにより、抵抗器層１１２０にある
一定の電流が流れて次に抵抗器層１１２０が破損する状
況が回避される。

【００７０】２）遮蔽による容量結合 本発明のもう１つの実施形態は、電気不活性構成要素と
少なくとも１つの金属層を容量結合して、電気不活性構
成要素のまわりに「遮蔽」を提供するＥＳＤ保護システ
ムを含む。さらに、本発明のシステムは、マイクロシス
テム内の大きい導電体領域を別個の面に分割する。これ
らの面は、電気不活性構成要素をほとんどまたはすべて
のまわりを取り囲み、既存のＥＳＤ保護装置に接続さ
れ、ＥＳＤ事象からの電荷の優先経路を提供することに
よって電気不活性構成要素を遮蔽する。また、分流バー
を使用して、電荷を流す優先経路を提供することができ
る。優先経路は、電気不活性構成要素から離れているこ
とが好ましい。そのような別個の面に過剰な電荷が蓄積
され、マイクロシステムを破損する可能性のある１つの
面に高電荷領域ができるのが回避される。

【００７１】たとえば、サーマルインクジェットプリン
トヘッドにおいて、ＥＳＤ事象によって、パッシベーシ
ョン層に孔があいて抵抗器と保護層が短絡し、深刻な問
題（発火など）が生じることがある。したがって、ＥＳ
Ｄ事象による電荷を電気不活性構成要素からできるだけ
遠くに維持することが望ましい。多くの現在のシステム
は、保護する構成要素のまわりに配置されたファラデー
箱または電荷シース（charge sheath）を使用し、構成
要素と導電シールドとの間に半径が約３／８インチとな
る。しかしながら、小さい寸法のマイクロシステム（サ
ーマルインクジェットプリントヘッドなど）の場合は、
一般にこの間隔をとることができない。

【００７２】しかしながら、本発明は、この問題を解決
する。すなわち、図１２は本発明の容量結合で遮蔽した
実施形態の概略ブロック図である。詳細には、マイクロ
システム１２００は、電気不活性構成要素１２１０とＥ
ＳＤ保護装置１２２０を含む。電気不活性構成要素１２
１０のまわりには、導電材料からなる複数の遮蔽層１２
３０がある。これらの層１２３０は、互いに容量結合さ
れ、ＥＳＤ事象からの電荷をそれぞれ異なる層１２３０
に分割する。分流バー１２４０（点線）を使用して、層
１２３０を導電結合し、電荷が流れる優先経路を提供す
ることができる。層１２３０は、ＥＳＤ保護装置１２２
０に接続され、電荷の放散の一定の経路を提供する。

【００７３】本発明のこの実施形態は、ＥＳＤ事象によ
る電荷を通すことができる一定の経路を含むいくつかの
利点を提供する。さらに、この実施形態は、電荷をマイ
クロシステムのいくつかの層に分割して、各層に含まれ
る電荷の量を少なくする。さらに、いくつかの実施形態
では、分流バーを使用してＥＳＤ事象がたどる優先経路
を提供することができる。具体的には、電荷の優先経路
は、電気不活性構成要素ではなくＥＳＤ保護装置を通
る。

【００７４】図１３〜図１５に示した例において、前の
例と類似のサーマルインクジェットプリントヘッドを使
用する。図１３は、容量結合で遮蔽したＥＳＤ保護シス
テムの第１の実施形態の機構例を示す。この実施形態で
は、「音叉」型の設計により、電気的構成要素がＥＳＤ
事象から遮蔽される。詳細には、タンタル島１３１０
が、金属層１３２０と抵抗器層１３３０の上に重なる。
金属層１３２０が、抵抗器層１３３０のまわりに広が
り、抵抗器層１３３０をＥＳＤ事象から遮蔽する２つの
セグメントを含む。電荷の連続的な放散を実現する分流
バー１３４０が、ＥＳＤ保護装置（図示せず）に接続さ
れる。タンタル島１３１０は、分流バー１３４０に接続
され、抵抗器層１３３０から遠くに放電経路を提供す
る。抵抗器層は、保護を強化するためにタンタル島１３
１０と金属層１３２０の下にそれ自体の接点（図示せ
ず）を含む。

【００７５】図１４は、容量結合で遮蔽されたＥＳＤ保
護システムの第２の実施形態の機構例を示す。この実施
形態では、ＥＳＤ事象が経路をたどりやすくするため
に、抵抗器層の近くに分流バーが配置される。タンタル
島１４１０は、抵抗器層１４３０の上の金属層１４２０
に重なる。分流バー１４４０は、抵抗器層１４３０（最
上部から見られたとともに）の近くに配置され、接点１
４５０によってタンタル島１４１Ｃと接続される。これ
らの接点１４５０と分流バー１４４０は、抵抗器のすぐ
近くに配置され、ＥＳＤ事象による電荷のさらに多くを
抵抗器層１４３０から遠くに分流するはたきをする。

【００７６】図１５は、容量結合で遮蔽されたＥＳＤ保
護システムのもう１つの実施形態の例を示す。この実施
形態において、タンタル島は、抵抗器層のまわりの電気
的に浮いた金属層に導電結合される。詳細には、タンタ
ル島１５１０は、抵抗器層１５３０の上にある金属層１
５２０に重なっている。タンタル島１５１０は、下の金
属層１５２０に導電結合される。これにより、ＥＳＤ事
象のための大きくかつ低抵抗の接点領域が可能になる。
分流バー１５４０は、ＥＳＤ保護装置（図示せず）に接
続される。

【００７７】本発明の好ましい実施形態の以上の説明
は、例示と説明のために提示された。以上の説明は、網
羅的ではなくまた本発明を開示した厳密な形に制限する
ものではない。したがって、以上の説明は、限定ではな
く例示と見なされるべきであり、併記の特許請求の範囲
によって定義されたような本発明の範囲から逸脱するこ
となく、当業者によって示される実施形態に様々な変更
を行うことができることを理解されたい。

【００７８】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。 （実施態様１）プリントヘッドを備えたサーマルインク
ジェットプリントシステムであって、インク滴を放出す
るのに十分な量の熱を提供する抵抗器層（３１０）と、
前記抵抗器層（３１０）の上に重なるパッシベーション
層（３２０）と、前記パッシベーション層（３２０）の
上に重なり、前記抵抗器層（３１０）に少なくとも部分
的に重なる保護層（３３０）と、静電気放電事象を前記
抵抗器層（３１０）から遠くに分流させるために、前記
保護層（３３０）に導電結合された静電気放電装置とを
含むサーマルインクジェットプリントシステム。 （実施態様２）前記保護層（３３０）が、導電体ブリッ
ジ（３５０）によって接続された複数の保護層部分を含
む前項(1)に記載のインクジェットプリントシステム。 （実施態様３）前記導電体ブリッジ（３５０）の少なく
とも１つの寸法が、複数の保護層部分のそれぞれよりも
小さい前項(2)記載のインクジェットプリントシステ
ム。 （実施態様４）前記導電体ブリッジ（３５０）が、前記
パッシベーション層（３２０）の下に配置され、前記静
電気放電事象を抵抗器層（３１０）から遠くに分流させ
るのを支援する前項(2)記載のインクジェットプリント
システム。 （実施態様５）前記パッシベーション層（３２０）の基
礎となるバス構造（４７５）をさらに含む前項(2)記載
のインクジェットプリントシステム。 （実施態様６）前記保護層（３３０）と前記抵抗器層
（３１０）が、前記保護層（３３０）と前記抵抗器層
（３１０）が同じ電位になるように前記バス構造（４７
５）によって互いに電気結合された前項(5)記載のイン
クジェットプリントシステム。 （実施態様７）前記静電気放電事象に優先破壊位置を提
供する導電体蛇行構造（１１３０）をさらに含む前項
(1)記載のインクジェットプリントシステム。 （実施態様８）前記導電体蛇行構造（１１３０）が、前
記保護層（３３０）の下に配置された前項(7)記載のイ
ンクジェットプリントシステム。 （実施態様９）前記抵抗器層（３１０）を制御し活動化
するために前記抵抗器層（３１０）に電気的に結合され
た制御システムと、前記プリントヘッド（１４０）を含
むプリントヘッドアセンブリと、前記プリントヘッドア
センブリとプリント媒体の間の相対運動を提供すること
ができる移動装置とを含むプリンタ部分をさらに含む前
項(1)記載のインクジェットプリントシステム。 （実施態様１０）薄膜構造を有するサーマル・インクジ
ェットプリントヘッドであって、熱を生成する抵抗器層
（３１０）と、前記抵抗器層（３１０）の上に少なくと
も部分的に配置された保護層（３３０）と前記保護層
（３３０）と連絡した状態でプリントヘッド上に配置さ
れ、前記抵抗器層（３１０）から遠くに静電気放電事象
の優先経路を提供する静電気放電保護システムとを含
み、前記保護層（３３０）が、前記静電気放電保護シス
テムとの導電連絡部分を除いてき電気的に分離されたサ
ーマルインクジェットプリントヘッド。 （実施態様１１）前記保護層（３３０）が、大きい容量
性領域に導電結合された複数の保護層部分を含む前項(1
0)記載のインクジェットプリントヘッド。 （実施態様１２）前記静電気事象の優先経路を提供する
蛇行構造（１１３０）をさらに含む前項(10)記載のイン
クジェットプリントヘッド。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】構成要素に直接生じるＥＳＤ事象から保護さ
れた電気不活性構成要素を示す本発明の第１の実施形態
の概略ブロック図である。

【図１Ｂ】図１Ａの実施形態の機構例を示すサーマルイ
ンクジェットプリントヘッドのブロック図。

【図２Ａ】構成要素の外部のある場所で生じるＥＳＤ事
象から保護された電気不活性構成要素を示す本発明の第
２の実施例のブロック図。

【図２Ｂ】図２Ａの実施例を示すサーマルインクジェッ
トプリントヘッドのブロック図。

【図３】大きい容量性領域を形成するために「結合」さ
れたサーマルインクジェットプリントヘッドの複数の電
気不活性構成要素の例を示す図。

【図４】切断可能リンクと複数の接点を含む本発明の実
施例を示す図。

【図５】切断可能リンクと１つの接点を含む本発明の実
施例を示す図。

【図６】補助的な切断可能リンクを含む本発明の実施例
を示す図。

【図７】アースに接続された１つの切断可能リンクを含
む本発明の実施例を示す図。

【図８】複数の切断可能リンクと独立した接点を含む本
発明の実施例を示す図。

【図９】プリントヘッドの保護層に組み込まれた複数の
切断可能リンクを含む本発明の実施例を示す図。

【図１０】本発明の犠牲ＥＳＤ保護システムのブロック
図。

【図１１】図１０に示した本発明の犠牲ＥＳＤ破損シス
テムの機構例を示す図。

【図１２】本発明の容量結合で遮蔽した実施例のブロッ
ク図。

【図１３】容量結合で遮蔽したＥＳＤ保護システムの第
１の実施例を示す図。

【図１４】容量結合で遮蔽したＥＳＤ保護システムの第
２の実施例を示す図。

【図１５】容量結合で遮蔽したＥＳＤ保護システムの第
３の実施例を示す図。

【符号の説明】

１４０：プリントヘッド ３１０：抵抗器層 ３２０：パッシベーション層 ３３０：保護層 ３５０：導電体ブリッジ ４７５：バス構造 １１３０：導電体蛇行構造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マシュウ・ギエラ アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ セゴヴィア・コート 15240 (72)発明者 タイラー・シムス アメリカ合衆国オレゴン州コーバリス ノ ウスウエスト・オーク 805 (72)発明者 ノア・シィ・ラサー アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ サンタ・クラズ・アベニュー 4957 (72)発明者 マリー・ケント アメリカ合衆国オレゴン州コーバリス ノ ウスイースト・グラシア・ウエイ 2954

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリントヘッドを備えたサーマルインクジ
   ェットプリントシステムであって、 インク滴を放出するのに十分な量の熱を提供する抵抗器
   層と、前記抵抗器層の上に重なるパッシベーション層
   と、前記パッシベーション層の上に重なり、前記抵抗器
   層に少なくとも部分的に重なる保護層と、静電気放電事
   象を前記抵抗器層から遠くに分流させるために、前記保
   護層に導電結合された静電気放電装置とを含むサーマル
   インクジェットプリントシステム。
2. 【請求項２】薄膜構造を有するサーマルインクジェット
   プリントヘッドであって、 熱を生成する抵抗器層と、前記抵抗器層の上に少なくと
   も部分的に配置された保護層と前記保護層と連絡した状
   態でプリントヘッド上に配置され、前記抵抗器層から遠
   くに静電気放電事象の優先経路を提供する静電気放電保
   護システムとを含み、前記保護層が、前記静電気放電保
   護システムとの導電連絡部分を除いてき電気的に分離さ
   れたサーマルインクジェットプリントヘッド。