JP2003025576A - 熱式インクジェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装置 - Google Patents

熱式インクジェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装置

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JP2003025576A JP2001207041A JP2001207041A JP2003025576A JP 2003025576 A JP2003025576 A JP 2003025576A JP 2001207041 A JP2001207041 A JP 2001207041A JP 2001207041 A JP2001207041 A JP 2001207041A JP 2003025576 A JP2003025576 A JP 2003025576A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気抵抗並列特性を利用し、多用途の目的を
達成する熱式インクジェットプリントヘッドのインク加
熱電気抵抗装置を提供する。 【解決手段】 主に基板上に形成し、少なくとも一個の
加熱駆動ユニット、少なくとも一個の電気抵抗加熱器を
含む。該各加熱駆動ユニットは局部電流出力接点及び電
流入力接点を具える。該各電気抵抗加熱器は第一電気抵
抗及び導電金属エレメント、或いは第二電気抵抗を含
む。該第一電気抵抗の二端縁は、それぞれ対応する該加
熱駆動ユニットの電流出力接点及び電流入力接点に接続
し、かつ中間部分には屈折部分を形成し、該屈折部分は
二並列接点を具える。該導電金属エレメント、或いは第
二電気抵抗は該第一電気抵抗中間部分の屈折部分に位置
し、二端縁はそれぞれ第一電気抵抗の二並列接点と接続
し、並列を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一種の熱式インクジ
ェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装置に関す
る。特に一種の熱式インクジェットプリントヘッドに適
用し、電気抵抗並列特性を利用し、多用途の目的を達成
するインク加熱電気抵抗装置係る。
【0002】
【従来の技術】熱式インクジェットプリンターは、現
在、最も広範に使用されているプリンターの一つであ
る。図6が示す公知の制御装置は、ヒューレットパッカ
ード社の米国特許6,123,419明細書中における
もので、平行する二個の電気抵抗、及び該二個の電気抵
抗を接続する金属片を利用し直列電気抵抗を形成する。
さらに、金属片の内側にノッチを形成し、電流の短いル
ートへの集中によるショートを防止する。この種の設計
は、各ユニットの電気抵抗面積において一定の電流を流
すことができるが、電気抵抗値の調整が容易でなく、ま
た製造工程上の欠点を具え、そのため、用途が限られて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記公知構造の欠点を
解決するため、本発明は熱式インクジェットプリントヘ
ッドのインク加熱電気抵抗装置の提供を課題とする。そ
れは、並列熱式インクジェットプリントヘッドのインク
加熱電気抵抗装置で、熱電気抵抗並列特性を有効に利用
可能で、多用途の目的を達成する。またそれは、インク
収容室中の加熱電気抵抗の用途を向上させ、製造工程を
単純化し、部品の安定性を高め、加熱電気抵抗延長区域
の電気抵抗を改善し、インク予熱の効果を達成する。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は下記の熱式インクジェットプリントヘッド
のインク加熱電気抵抗装置を提供する。それは半導体基
板上に形成する。該基板の一面には複数の開口部及びチ
ャンネルを具えたノズル板が付着し、該ノズル板はカー
トリッジのインク出口に設置し、これにより、各開口部
のチャンネルとインクカートリッジのインク出口は相互
に通じる。インク加熱電気抵抗装置は少なくとも一個の
加熱駆動ユニット、少なくとも一個の電気抵抗加熱器を
含む。該各加熱駆動ユニットは局部電流出力接点及び電
流入力接点を具える。該各電気抵抗加熱器は第一電気抵
抗及び導電金属エレメント、或いは第二電気抵抗を含
む。該導電金属エレメントは通常は公知のCu−A1
で、その電気抵抗係数は29Ω未満である。該第二電気
抵抗の電気抵抗係数は加熱電気抵抗で、公知のTa−A
1合金で、その電気抵抗係数は通常は29Ω以上であ
る。該第一電気抵抗の二端縁は、それぞれ対応する該加
熱駆動ユニットの電流出力接点及び電流入力接点に接続
し、かつ中間部分には屈折部分を形成し、該屈折部分は
二並列接点を具え、それぞれ該導電金属エレメント、或
いは第二電気抵抗の二端縁に接続する。また、該導電金
属エレメント、或いは第二電気抵抗は該第一電気抵抗中
間部分は屈折部分である。該第一電気抵抗と該導電金属
エレメント、或いは第二電気抵抗の接続範囲は相互に重
なり、その長さは通常は5um以上であり、完全に重な
るか、或いは一部が重なる。しかも、該導電金属エレメ
ント、或いは第二電気抵抗は通常はノズル板のチャンネ
ルに位置する。また、該第一電気抵抗及び第二電気抵抗
の中間部分は弧状で、電気抵抗加熱器の屈折部分内側に
はノッチを形成し、大部分の電流がこの部分を流れるこ
とによる過熱及び加熱部品のショートを防止する。
【0005】
【発明の実施の形態】図1、2が示すように、ICチッ
プ20の一面には複数のロート状収容室41、及びチャ
ンネル42を具えたノズル板40が付着し、該ノズル板
40はカートリッジ90のインク出口に設置する。これ
により、該ノズル板40の各チャンネル42、及び該カ
ートリッジ90のインク出口は相互に通じる。インクは
該カートリッジ90の開口に沿い、該ノズル板40のチ
ャンネル42を経由し、該ロート状収容室41中におい
て、本発明のインク加熱電気抵抗装置10により加熱さ
れ、気泡を形成する。最後に、フレキシブル回路板80
の開口81、81’より噴出する。該ICチップ20は
プログラム化可能な電流制御機能を具え、ライン30に
よりプリンターの主制御機構と接続される。
【0006】次に図3が示すように、本発明のインク加
熱電気抵抗装置10はICチップ20の基板上に形成す
る。該インク加熱電気抵抗装置10は主に少なくとも一
個の加熱駆動電流ユニット70、少なくとも一個の電気
抵抗加熱器を含む。該加熱駆動電流ユニット70は公知
技術であるため詳述しないが、各加熱駆動電流ユニット
70は皆、局部電流出力接点71、及び局部電流入力接
点72を具える。該各電気抵抗加熱器は第一電気抵抗5
0、及び弧状の導電金属エレメント60を含む。該第一
電気抵抗50の端縁511、532は、それぞれ対応す
る該加熱駆動電流ユニット70の局部電流出力接点7
1、及び局部電流入力接点72に接続する。また、該第
一電気抵抗50は並列接点512、531を具え、それ
ぞれ該導電金属エレメント60の端縁61、62に接続
する。これにより、該導電金属エレメント60は該第一
電気抵抗50中間の屈折部分の弧状部分52に位置し、
しかも、該導電金属エレメント60と該第一電気抵抗5
0の弧状部分52は完全に重なる。並列後の等価回路
図、図4が示すように、該第一電気抵抗50の端縁51
1、532は並列接点512、531に繋がりそれぞれ
電気抵抗R51、R53を形成する。該弧状部分52は
電気抵抗R52を形成し、該導電金属エレメント60は
電気抵抗R60を形成する。
【0007】本実施例中において、該導電金属エレメン
ト60はノズル板40のチャンネル42下方に位置し、
ロート状収容室41に流入しようとするインクの予熱機
能を具える。こうして、インクは該ロート状収容室41
中において、迅速に気泡を形成し噴出する。また、電流
が電気抵抗加熱器の屈折部分において、最短ルートを経
由することによる過熱現象を減少させるため、該弧状部
分52、及び該導電金属エレメント60内側には蝕刻製
造工程によりT形ノッチ55、65を形成する。
【0008】本実施例の製造工程では、先ず約800A
のTa−A1メッキにより下層の第一電気抵抗50の雛
形を形成する。その電気抵抗係数は約300Ωである。
次に約8KAのCu−A1メッキにより上層の導電金属
エレメント60の雛形を形成する。その電気抵抗係数は
約70mΩである。適当な温度において放冷した後、該
第一電気抵抗50の端縁511、532から並列接点5
12、531までの間の矩形上層Cu−A1を蝕刻し除
去し、下層部分の第一電気抵抗50を露出させる。続い
て、Ta−A1の矩形ノッチ54、T形ノッチ55、及
びCu−A1のT形ノッチ65を蝕刻し合わせて除去す
る。上記製造工程はTa−A1を下層とする長所を用
い、SiO2及びTaの界面において、固体−固体反応
により、TaxSi(i−x)化合物を生産し、付着力
を増強する。これにより、SiO2表面に生じる層は比
較的剥落しにくくなる。この方式は米国特許6,12
3,419プロセスよりシンプルであり、しかも屈折部
分の構造は比較的安定する。本実施例のインク加熱電気
抵抗装置の製造工程は上記例に制限されず、フォトマス
ク製造、蝕刻工程の最良効果を加え調整することもでき
る。例えば、先ず、Cu−A1メッキを行い、蝕刻しT
形ノッチ65を具える導電金属エレメント60を形成す
る。続いて、Ta−A1メッキを行い、蝕刻しT形ノッ
チ55を具えるU形第一電気抵抗50を形成する。こう
して、弧状部分はちょうど該導電金属エレメント60の
上に位置することとなる。
【0009】さらに、図5が示す第二実施例は上記第一
実施例とほぼ同様である。その相違点はインク予熱機能
を達成するため、該導電金属エレメント60を適当な厚
さのTa−A1第二電気抵抗50’に代える点である。
その電気抵抗係数は約10Ωである。しかも、該第一電
気抵抗50の弧状部分は一部が該第二電気抵抗50’と
重なるだけである。並列部分の等価電気抵抗は7.5Ω
である。加熱エリア内のインクが熱を受け噴出後、該ロ
ート状収容室41は真空状態に近くなり、チャンネル4
2の予熱インクが吸入される。
【0010】
【発明の効果】上記のように、本発明は一電気抵抗と一
金属エレメント、或いは別の一電気抵抗との並列によ
り、屈折部分構造安定の効果を達成し、接続の問題が無
いシンプルな製造工程を提供する。一金属エレメントと
の並列は比較的低い屈折電気抵抗係数を得られる。一
方、別の一電気抵抗との並列はインク予熱効果を達成可
能であるため、インクはスムーズに噴出可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】公知のプリンターのインクカートリッジ位置の
指示図である。
【図2】公知のプリンターのインクカートリッジの局部
断面図である。
【図3】本発明第一実施例の指示図である。
【図4】本発明第一実施例の等価回路図である。
【図5】本発明第二実施例の指示図である。
【図6】公知のインク加熱電気抵抗の装置図である。
【符号の説明】
10 インク加熱電気抵抗装置 20 ICチップ 30 ライン 40 ノズル板 41 ロート状収容室 42 チャンネル 50 第一電気抵抗 50’ 第二電気抵抗 511 端縁 512 並列接点 52 弧状部分 532 端縁 531 並列接点 55 T形ノッチ 60 導電金属エレメント 61 端縁 62 端縁 65 T形ノッチ 70 加熱駆動電流ユニット 71 局部電流出力接点 72 局部電流入力接点 80 フレキシブル回路板 81 開口 81’ 開口 90 カートリッジ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主に基板上に形成され、該基板の一面には
    複数の開口部及びチャンネルを具えたノズル板が付着
    し、該ノズル板はカートリッジのインク出口に設置さ
    れ、これにより各開口部のチャンネルとインクカートリ
    ッジのインク出口は相互に通じ、 インク加熱電気抵抗装置は少なくとも一個の加熱駆動ユ
    ニット、少なくとも一個の電気抵抗加熱器を含み、 該各加熱駆動ユニットは局部電流出力接点及び局部電流
    入力接点を具え、 該各電気抵抗加熱器は第一電気抵抗及び導電金属エレメ
    ントを含み、 該第一電気抵抗の二端縁は、それぞれ対応する該加熱駆
    動ユニットの電流出力接点及び電流入力接点に接続し、
    かつ中間部分には屈折部分を形成し、該屈折部分は二並
    列接点を具え、 該導電金属エレメントは該第一電気抵抗中間部分の屈折
    部分に位置し、その電気抵抗係数は29Ω以下で、二端
    縁はそれぞれ第一電気抵抗の二並列接点と接続し、並列
    を形成することを特徴とする熱式インクジェットプリン
    トヘッドのインク加熱電気抵抗装置。
  2. 【請求項2】前記電気抵抗加熱器の屈折部分は弧状であ
    ることを特徴とする請求項1記載の熱式インクジェット
    プリントヘッドのインク加熱電気抵抗装置。
  3. 【請求項3】前記第一電気抵抗及び導電金属エレメント
    は完全に重なることを特徴とする請求項1記載の熱式イ
    ンクジェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装
    置。
  4. 【請求項4】前記第一電気抵抗及び導電金属エレメント
    は一部分が重なることを特徴とする請求項1記載の熱式
    インクジェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装
    置。
  5. 【請求項5】前記導電金属エレメントはノズル板のチャ
    ンネルに位置することを特徴とする請求項1記載の熱式
    インクジェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装
    置。
  6. 【請求項6】前記電気抵抗加熱器の屈折部分内側にはノ
    ッチを形成することを特徴とする請求項1記記載の熱式
    インクジェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装
    置。
  7. 【請求項7】主に基板上に形成し、少なくとも一個の加
    熱駆動ユニット、少なくとも一個の電気抵抗加熱器を含
    み、 該各加熱駆動ユニットは電流出力接点及び電流入力接点
    を具え、 該各電気抵抗加熱器は第一電気抵抗及び第二電気抵抗を
    含み、 該第一電気抵抗の二端縁は、それぞれ対応する該加熱駆
    動ユニットの電流出力接点及び電流入力接点に接続し、
    かつ中間部分には屈折部分を形成し、該屈折部分は二並
    列接点を具え、 該第二電気抵抗は該第一電気抵抗中間部分の屈折部分に
    位置し、その電気抵抗係数は29Ω以上で、二端縁はそ
    れぞれ第一電気抵抗の二並列接点と接続し、並列を形成
    することを特徴とする熱式インクジェットプリントヘッ
    ドのインク加熱電気抵抗装置。
  8. 【請求項8】前記電気抵抗加熱器の屈折部分は弧状であ
    ることを特徴とする請求項7記載の熱式インクジェット
    プリントヘッドのインク加熱電気抵抗装置。
  9. 【請求項9】前記第一電気抵抗及び第二電気抵抗は完全
    に重なることを特徴とする請求項7記載の熱式インクジ
    ェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装置。
  10. 【請求項10】前記第一電気抵抗及び第二電気抵抗は一
    部分が重なることを特徴とする請求項7記載の熱式イン
    クジェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装置。
  11. 【請求項11】前記第二電気抵抗はノズル板のチャンネ
    ルに位置することを特徴とする請求項7記載の熱式イン
    クジェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗装置。
  12. 【請求項12】前記電気抵抗加熱器の弧状部分内側には
    ノッチを形成することを特徴とする請求項7記記載の熱
    式インクジェットプリントヘッドのインク加熱電気抵抗
    装置。
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