JP3828728B2

JP3828728B2 - 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

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Publication number: JP3828728B2
Application number: JP2000251825A
Authority: JP
Inventors: ドナルド・ダブリュ・シュルトゥ; マシュウ・ギエラ; タイラー・シムス; ノア・シィ・ラサー; マリー・ケント
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: KR20010021455A; US6361150B1; JP2001080073A; DE60037781T2; KR100860450B1; EP1080897A3; DE60037781D1; EP1080897B1; EP1080897A2

Description

【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, ＥＳＤ）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、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。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ＥＳＤ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 collapse。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（Ｎｉ）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１４０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ＥＳＤ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２２０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２５５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ＥＳＤ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３０５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３１０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３３０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３３０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３３０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４００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４８５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４７５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５７０、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ＬＤＭＯＳＦＥＴ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６４５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６６０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７０５は、第１の抵抗器７１０を覆い、第２のタンタル島７１５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７６０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８８０がある。このようにして、両方のタンタル島がバス８４０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９０５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９６０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（Ｚｒ）、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１０００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、ＥＳＤ事象１０１０による放電を、優先ＥＳＤ破壊位置１０４０まで、最終的にはアース１０５０まで導く。優先ＥＳＤ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１０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１１２０とを含むいくつかの層を含む。一般に、保護層１１１０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、ＥＳＤ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１１５０を含み、したがって製造が難しい。すなわち、溝１１５０（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１１００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、ＥＳＤ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ＥＳＤ保護装置１２２０を含む。電気不活性構成要素１２１０のまわりには、導電材料からなる複数の遮蔽層１２３０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１２２０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１３１０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１４５０によってタンタル島１４１０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らきをする。
【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１５２０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（４７５）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(10)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

Claims

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み、
前記保護層が、導電体ブリッジによって接続された複数の保護層部分を含むサーマルインクジェットプリントシステム。
前記導電体ブリッジは、前記複数の保護層部分よりも小さい寸法であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリントシステム。
前記導電体ブリッジが、前記パッシベーション層の下に配置され、これにより、前記静電気放電事象を抵抗器層から遠くに分流させることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリントシステム。
前記パッシベーション層の下層に設けられるバス構造をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリントシステム。
前記保護層と前記抵抗器層が、前記保護層と前記抵抗器層が同じ電位になるように前記バス構造によって互いに電気結合されることを特徴とする請求項４記載のインクジェットプリントシステム。
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をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリントシステム。
前記導電体蛇行構造が、前記保護層の下に配置されることを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリントシステム。
前記抵抗器層を制御し、活性化するために前記抵抗器層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ことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリントシステム。
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電気的に分離され、前記保護層が、大きい容量領域に導電結合された複数の保護層部分を含むサーマルインクジェットプリントヘッド。
前記静電気事象の優先経路を提供する蛇行構造をさらに含むことを特徴とする請求項９記載のインクジェットプリントヘッド。