TW419424B - Ink jet print system ink jet printhead and ink jet printhead chip thereof - Google Patents

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經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 419424 at Β7 五、發明説明（1 ) 發明範圍 本發明係關於噴墨印表裝置，特別是相關於用來調整墨 珠尺寸之噴墨頭裝置，其令墨珠尺寸可以選擇性地改變之a 發明背景 依傳統方式運作之標準熱感噴墨頭，基本上各噴嘴噴出 定量之墨水。 依據需求變動噴墨量之墨珠量調整程序，能大量提高列 印輸出的品質。由於能在紙張上任何位置產生墨跡，噴墨 及其它非撞擊式印表機長久以來被视為特別適於產生連績 及半色調（half tone)影像。然而，因為大部份噴墨頭僅能產 生固定容量墨點（droplet)，喷墨式印表機產生連續及半色 碉影像的能力受到極太之限制。因此，由這些墨點產生之 墨水汙跡之太小亦為固定。並且，喷墨頭通常使用—固定 解析度將墨點置於紙張上，通常為每英付3〇〇_400點（300 — 400 dots per inch)或更低。這並不足以產生要求高列印品 質之半色調影像。 列印品質亦能經由增加列印解析度而提高，增加每平方 英吋之墨點數目’例如，從每英吋矩陣3〇〇 X 3〇〇點增至 每英吋矩陣600 X 600點。調整墨珠量較增加列印解析度 更¥被使用。這疋由於調整墨珠尺寸並不會大大地增_加印 表頭之複雜度且由於其所需求之資料處理能力比增加列印 解析度所需求較少。資料處理能力之差別通常並未被體認 到，因此，以下提供一簡短理論上之討論以強調理論上調 整墨珠量較増加列印解析度之優點。 -4 - 本紙張尺i適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2l〇x"^公瘦}"~~' ~~- ---------之-----1 _ 丁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 嫂濟部中夾樣绛局員工消費合作社印絮 本 五、發明説明（2 於其最簡單之形式，數位列印機制利用填滿列印 平方格（square grid)内各點位置方式運作。， 户在Rxr方格（尺 X R grid)内各點位置都給予一個位元组（byte)來代表其； 息。符號R代表列印解析度，通常以方格邊之 、訊 點數 來描述。各位元組由整數數目之位元（blts)組成。各位元 傳達一個或二個可能狀態；所以二无（binary)—辭表示Λ b=0 或 1 〇 各位元組Bk包含k個位元’ k可為任何正整數： = d b2，._.，bk)。 一位元組Bk有二個相關性質：位元數目Nk組成如下：

Nk = N(Bk) = k ^ 及可能傳達之狀態數目Sk :

Sk = S(Bk) 因此，位元组Βι含有一個單一位元並傳達二種狀態；位 元組B2含有二個位元益傳達四種狀態；且位元組β3含有三 個位元並傳達八種狀態，較大之k值亦依此表示： B, = (0)或⑴， β3 < (〇,〇,〇)或（o,0，1)或（ο，1，0)或（ο，1，1) -5 - 通-用7国國兩⑽)Α4^(2丨Gx 297公费） X讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

'、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（3 ) 或〇,〇,〇)或（ι，〇，ι)或（ι，ι，〇)或（ι，ι，ι)。 標準單色列印（不具有點之尺寸調整）在列印方格上每一 點都需要一個B】大小之位元组。所以，要印出—軍位方格 需要V。容量之資料，其中： 單万格 V〇 - Ni X R2 = R2 若列印解析度R依係數F增加，則每—單位列印方格需 要之資料容量成為 V1 = N, X (FR)2 - = F2R2 » = f2V〇 因此，當列印解析度依係數F增加時，資料容量依乘方 係數F2而增加。 假設，依另~個增加列印解析度替代方案，可印出之點 狀態Μ從2(有點或無點）增加至較大之整數數目。以增加相 關於列印方格各位置之位元組大小來表示該額外資訊。傳 達Μ點狀態之最小位元組含有k位元，k為滿足此不等式 之最小正整數 M S Sk = 2k。 因此，當不作尺寸調整時—個簡單點能以一位元组Bl( 含有兩狀態）來傳達可能的狀態，一個有二或三個可能尺寸 之墨點能以一位元組h(含有四種狀態）來傳達。點尺寸調 整所需求的資料容量能與標準單色列印所需相比較。要印 出含有Μ彳能狀態之點，#一單位方格需求之容量資料％ -6 - 適用中_家樣牟（CN—ΓΓ^格（21〇χ 297公釐) fn u -- *----- I —— 士人 I—- - -----T___ ____ __ ---0.1 J ·(請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 1^4 Z 4 A7 --—— 五、發明説明（4 ) 給定如下 v2 = Nk X R2 - = kR2 * = kVo 其中k為滿足上述不等式之最小正整數。 因此在列印解析度固定時，當點狀態從2增加到Μ時， 資料容量依乘方係數k增加。將資料容量V2直接以變數Μ 表示有益有瞭解。回想位元數目k為滿足不等式MS 2_之 最小正整數。若我們在不等式兩邊各取自然對數’獲得 log Μ < k log 2 ° 因此，我們可以把公式代換成乂2: V2 = kV〇 > (log M/Iog 2) V〇 所以’資料容量V2可依加入之點狀態M來描述其特性， 大致上依Μ之自然對數増加而增加。所以在增加列印品質 方面’由於對數函數的增加比起表示資料容量與列印解析 度關係之平方函數的增加極慢，點尺寸調整較增加列印解 析度為佳。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (諳先W讀背面之注意事項再填寫本買} 既使考慮到墨珠尺寸調整理論上最大之利益，雖然有不 同對策嘗試調整噴出的墨珠尺寸’尚未有可行之系統發展 出來。許多專利專注於碉整伏特脈衝大小（v〇ltage pulse)及 /或各個伏特脈衝時間點（Uming)。參見，例如，Tsuzuki等 人 < 美國專利4,28】，333號；Lee等人之美國專利 4,5 1 j，299號，〇^〇此等人之美國專利5,202,659號。這 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210+X297公釐） * A 194 24 A7 __— B7 經濟部中央橒準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（5 ) 些專利都遭受到需求複雜之控制電路及大量之資料處理能 力之苦。 晶片溫度控制方案也曾嘗試出有限之成就，見Wys〇c]d Μ 等人之美國專利5,223,853號。其它方法專注於噴出墨點凹 凸面之流體動力，見Burr等人之美國專利5,495,27〇號。 一個不同方法，使用簡化控制線路說明於美國專利 4,499,479號"？袭'479專利說明一依需求而喷墨之列印系統 ，包括一含有許多分開之可促動段（actuable secti〇ns)之傳 感器（transducer)。該專利針對一侧邊射出型印表頭。提供 了足義選擇墨珠量（drop v〇lume)之列印資料及提供針對列 印資料運作之控制裝置以產生選擇性啟動傳感器 (transducer)之特定分開之可促動组合段（c〇mbinati〇n 〇fthe separately actuable sections)之訊號，以產生該列印資料所 指定之墨珠量。欲對墨珠量做更多的控制，在第二個具體 實施例中，在維持墨珠速度於所選定限制内時，啟動訊號 之振幅（amplitude)同時亦能加以改變。在第一具體實施例 中’壓電傳感器（piezoelectr丨c transducer)各段大小一樣， 然而在第二具體實施例中傳感器各段大小不相等。不利的 是’此專利設計需要一相對複雜結構以激發墨水槽内之墨 水。此外，其難以用描述於此專利内定速滴墨之振幅及脈 衝寬度預測墨珠量變化。該’479專利體認到由於有許多影 響列印頭運作之相關因素，而難以產生一墨珠大小查閱表 (look-up table)。這許多因素包括了各個分開之可促動段距 噴嘴之不同配置距離以及各個分開之可促動段彼此間之相 -8 - (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 419424 五'發明説明（6 ) (請先W讀背面之注意事項再填寫本莧) 互關係。參見美國專利4,730,197號，其描述並記述許多互 動特徵於噴墨幾何特性（ink jet geometric features).、傳動波 形（drive waveforms)、凹凸共振（meniscus resonance)、壓力 室共振（pressure chamber resonance)、和噴墨射出特性（ink jet ejection characteristics)之間。 所以，在此技藝中仍然需要一個能調整墨珠大小之印表 頭’其有著簡化之幾何特性、使用簡化的控制電路並減少 數位列印控制器對於資料處理之需求。 發明概述 因此’本發明目的之一為克服大部份以上提到之問題且 滿足以上提出之需求《 本發明另一個目的為使用一簡化幾何特性之列印頭來調 整射出墨珠量。 本發明利用一噴墨列印頭晶片於喷墨頭内，其含有—聯 土墨水供應及噴嘴之儲存槽（CaVjty),以達到這些及其它目 的。一致動器含有第一活動段及第二活動段。第一及第二 舌動有益地在大體上離噴嘴等距離以簡化列印頭之幾何 特性及該二活動段間之相互關係。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 ,另一個.目的為再提供致動器第三活動段。而另一個目的 為耦接列印頭晶片到裝置^選擇性地應用一分開之第一級 電壓傳動脈衝(dnVlngpulSe)至第一級導體來啟動致動器之 第-段並且選擇性地應用—分開之第二級電壓傳動脈衝至 第二級導體來啟動致動器之第二段。 本發明使用—含有喷墨列印頭晶片之噴墨頭，該晶片用 -9 - ί 94 2 4 A7 B7 經濟部中央標孪局貞工消費合作社印裝 五'發明説明（7 在=有一聯至墨水供應及噴嘴之儲存槽之噴墨頭内’以達 ^峄ί及其它目的。—致動器含有第—活動段及第.二活動 奴第一及第二活動段有益地在大體上離噴嘴等距離以簡 化，印社幾何特性及該二活動段間之才目互關係。 熟悉本技藝的人將可很快地從以下細述中，明顯地發現 本發月其i的目的及好處，其中僅利用例示此發明最好之 狀態來展不及描述最佳具體實施例。將可瞭解到，此發明 π有其不同之具體實施例，且它的一些細節能在不同方 面做出調適，而五全未離開本發明範圍之外。所以，圖示 及拓？述應視其為原則性之例示，而非限定於其内。 圖示簡單說明 為了更完整地瞭解本發明及其優點，因而現在參考以下 連結圖形相關描述中，相同的號碼代表相同的特性，其中： 圖I係典型先前技藝頂端射出噴墨頭之侧邊斷面圖； 圖2係本發明列印頭加熱器結構第—個具體實施例之平 面俯視圖； 圖2A係沿著圖2線2a_2A之側邊斷面圖，僅描述電阻元 件及相關導體； 圖2B係圖2A另一替代方案之侧邊斷面圖； 圖3係本發明列印頭加熱器結構第二個具體實施例之平 面俯視圖； 圖3 A係沿著圖3線3 A-3 A之惻邊斷面圖，僅描述電阻元 件及相關導體； 圖3 B係圖3及3a列印頭加熱器結構之平面俯視圖，顯 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNTS ) A4規格（210X 297公釐） .(讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •V5 .- 419424 A7 ________ B7 五、發明説明（8 ) 示在均勻電場分佈之上形成汽泡； 圖3 C係圖3及3 B列印頭加熱器結構之平面俯视圖，顯 示在不均勻電場分佈上形成之汽泡； 圖4係本發明列印頭加熱器結構第三個具體實施例之平 面俯視圖； 圖4A係沿著圖4線4A-4A之侧邊斷面圖’僅描述電阻元 件及相關導體； 圖5係本發明列印頭加熱器結構第四個具體實施例之平 面俯视圖； 圖5A係沿著圖5線5a_5A之側邊斷面圖； 圖5B係沿圖5之線5B-5B所取的侧視圖； 圖6係本發明列印頭加熱器結構第五個具體實施例之平 面俯視圖； 圖6A係沿著圖6線6A-6A之侧邊斷面圖；且 圖6B係沿著圖6線6B-6B之側邊斷面圖^ 發明詳述 首先參考圖1 ’描述了典型之噴墨頭依據需求滴出 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -- - n Ji n - -I -- >9^ I I (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} (drop-on-demand)之噴射器。此種型態列印頭通常與以下討 論丨_ 5具體實施例之加熱器結構一起使用。以下所提供依 據需求之列印頭反映本發明之作業環境並且不打算對在本 技藝中通常被典知之各元件做詳盡描述。 現在參考圖1，許多滴射元件（drop ejecting elements)20 通常在各平行列内依線性陣列排列。滴射元件2 0在架於晶 片（chip)23之柵板（barrier plate)22上成型，並且在嗜嘴板 -11 -本紙張尺度適用中國國家样孪（CNS ) A4規格（2iOX297公釐） 419424 A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印^ 五、發明説明（9 ) (nozzle plate)24之下對中（centered) =為了方便，將依圖1 描述之相對方位來討論本發明’因此，”上（above)”、"下 (below)"、"左（left)”等名稱，在此為相對之意。成形於柵 板22與晶片23之間為一開放通路（openvia)26。喷嘴板24 包含一配置在開放通路26上面之墨水供應區（丨^^ supply regi〇n)28。從墨水供應區28相反面延伸出的是一對各自與 各別啟動室（firing chamber)32相聯之墨水供給通道（ink feed channels)30。架在各個起動室32内之各個啟動元件 (firing element)34為本發明之主題。噴嘴（n〇zzle)36形成於 噴嘴板24内且從啟動室32垂直往上延伸。墨水從開放通 路2 6經過墨水供應區2 8進入啟動室3 2 =啟動啟動元件3 4 使得墨水噴過各別之噴嘴36。如圖1所示，啟動元件34 置於離噴嘴24上端表面38定距離h遠之處，以使敌動元件 34所有上端表面距離喷嘴36出口有相等垂直距離。 k開放通路過來之墨水留在各墨水供給通道3 〇内，直到 对fe制裝置傳來之驅動脈衝做出反應，馬上由啟動室3 2内 之啟動元件34將其加熱並蒸發。該墨水之快速蒸發產生一 汽泡而導致一些墨水經由噴嘴36噴至—影印紙4〇上。該 墨點打到紙上欲產生影像之特定位置並形成—直徑大，!、與 墨點噴出量直接相關之墨跡。 圖2-6例示依照本發明原則建構之加熱器結構。關於圖 只有描述運作之薄膜層。未描述之層則假設其與標準熱 Β貝墨應用類似，且對本技藝有一般技巧之人應能馬上瞭解 之。 ' 12- 本紙張尺度剌悄) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f-. 訂 L· A7 B7 經濟部中央橾準局員工消f合作社印製 五、發明説明（1〇 同時應該暸解到雖然本發明使用加熱器元件（致動器）來 形成墨珠，也可能使用其它形成墨珠之方法來實現本發明 ’例如，電磁螺管致動器（electro-magnet-solenoid actuators)及壓電致動器（piezoelectric actuators)。 現在參考圖2及2A，其中描述了根據本發明第一具體實 施例之列印頭加熱器結構。啟動元件（firing element)50適 於形成一般用在喷墨印表機應用中之阻抗加熱器元件 (resistive heater element)。啟動元件50包括分成第一活動 段54及第二活動段56之阻抗元件52，二段皆為矩形。第 -活動段54含有左邊58、右邊60、上邊62及底邊64。 左邊58鄰接一導體（conductor)Cia，二者寬度皆為w。上 邊62及底邊64長度皆為a。 第二活動段56含有左邊70、右邊72、上邊74、及底邊 ?6。右邊72鄰接第二個導體Ch，二者寬度皆為w。上邊 74及底邊76長度皆為b。第三個導體C3a置於第一活動段 54及第二活動段56之間。導體Ch左邊80相鄰並接觸第一 活動段Μ之右邊60且其右邊82相鄰並接觸第二活動段56 之左邊70。導體Ch上邊83與上邊62及74成一直線。元 件54及56之電阻能經由變動導體Cla與C2a寬度而改變。 導體C3 a ’如圖2所示，從阻抗元件5 2垂直往上延伸。 導體Cla、Ch與Ch以電路連接至控制裝置。該控制裝 置電路上連接至一第一定伏（const ant voltage)電源、第 二定伏電源Vz及一共用源（common)，例如接地。在運作中 ’該控制裝置作為導體Cu到V,、導體C2a到V2、及導體 -13 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格U丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，-=s Γ 經濟部中央橾準扃員工消費合作社印製 B7 --—-----------—--- -------------- 五、發明説明（11 )

Ch到共用源之聯接開關以啟動活動段54及56 =另—個選 擇，可以直接聯接導體C3a到共用源。 現在參考圖2A，加熱器結構5 0有一由分別由導體c j ^ 、Ch、Ch與第一活動段54及第二活動段56彬成之扁平 上表面88及一扁平下表面90。在圖2A之具體實施例中， 三個導體成形於同一光罩（optical mask)步驟以能置於同— 薄膜層。運作時，若讀二加熱器段54及56長度為&和^， 則此長度比例決定了各別啟動或混合啟動該二段時獲得之 墨水量射出率。例如，若選擇加熱器長度為a=2b則啟動元 件50成為三模（tri-modal)墨珠射出器，墨水射出量大约依j :2 : 3比率變動。利用啟動Ch及Ch間之段以獲得最小 之射出墨珠。利用啟動Cu及Ch間之段54以獲得中等尺 寸之墨珠’而同時啟動段54及56以射出最大墨珠。如同 本專利所有具體實施例’在此具體實施例中，提供了裝置 用來選擇性地經由第一個導體施以分開的第一個電壓樞動 脈衝，及經由第二個導體施以分開的第二個電壓驅動腺衝 。在此第一個具體實施例中，施一電壓到導體c2a會啟動 段56。如同知曉本技藝一般技巧之人所知，可以變動脈衝 之疋時及持續之時間來獲得不同尺寸之墨珠。 整個圖2結構亦能實施如同圖2B所示。圖2B中所示與 圖2A中相似功能部件使用共通之號碼。如同圖所示Y 阻抗元件52’形成一連接導體Cla’、及於其上之基 底層。依此安排’阻抗元件52·之第—活動區，基本上設 定於導體Cla及Ch之間且第二活動區56‘基本上設定於導 -14- 本紙張尺度適用中国國家標準（CN'S ) A4規格（2丨0X 297公笼） n 1 - n n - 1 I U - I ----- I n ^ ---1 - n - I...良 人請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4194 24 A7 ___B7____ 五、發明説明（12 ) 體c2a及c3a之間。 圖2 ' 2A、及2B能設置於頂端射出器或侧端射出器型 之噴墨頭。當設置於頂端射出型喷墨頭時，配置單—噴嘴 於組合加熱器上’或者在二個使用之加熱段上各配置一個 喷嘴。 現在參考圖3及3A ’其中描述了根據本發明第二具體實 施例之列印頭加熱器結構。啟動元件（firing element)〗〇〇包 括一扁平矩形阻抗元件102，連接至一控制裝置之第—個 導體Cu，連接至該控制裝置之第二個導體c2b，及連接至 該控制裝置之第三個導體C3b。該控制裝置電路上連接至 一第一定伏電源v〖 '第二定伏電源V2及一共用源，例如 接地。在運作中，該控制裝置作為導體（：16到、導體c2b 到V2、及導體c：3b到共用源之聯接開關=»另—個選擇，可 以直接聯接導體C2b到共用源及將導體c3b聯到v2。阻抗 元件102含有上邊104、底邊106、左邊108、右邊110、 及上表面I!2。導體Clb含有上邊114、底邊116、右邊II8 、及一扁平底面（未示出）。導體C3b含有上邊122、底邊124 、右邊I26 '及一扁平底面丨28。導體Clb及c3b寬度各為 a與b。導體Clb及Ch與阻抗元件1〇2之上表面112相連。 導體Ctb右邊1丨8及導體C；!b右邊126與阻抗元件ι〇2之左 邊108稍微重疊。導體cIb上邊Π4與上邊1〇4成一直線， 底邊106亦同樣與導體Cm底邊124自成一直線。導體Clh 底邊〖1 6與導體Cm上邊122彼此分開而在其中形成間隙。 導fa· Cu上邊〖30與上邊〖〇4成一直線，底邊132與阻抗 -15- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS丨A4規格（2〖0 X 297公釐） 『(讀先閉讀背面之注意事項再填寫本買) 訂 經济部中喪樣举局員工消費合作社印装 419424 a? _______B7_ 五、發明説明（13 ) 元件102之底邊106成—直線，左邊134與阻抗元件1〇2之 左邊U0稍微重疊。第一個及第二個導體之寬度比例決定 了最小中等尺寸墨珠之相對大小。第二個具體實施例同時 運作為第一個具體實施例所描述之三模（tn_m〇da丨）射出器 〇 現在參考圖3B及3C，其中描述了變動墨珠量之另外結 構。該控制裝置連接至變伏電源V|、—定伏電源％及— 共用源。 當Vt如圖3B所示為地電位（ground p0tentia丨）時，加熱器 内 < 電場均句地分佈，允許整個加熱器表面參與核成/汽泡 (nucleation/bubble)生長程序，使能形成—均勻汽泡尺寸而 能射出一均量之墨點。 當V,增加時’ Clb附近電場減少如圖3c所示。這會直接 影響到此區域電力散佈及汽泡尺寸產生之結果。當％相對 於V2增加時汽泡尺寸將減小，雖然如此形成之汽泡形狀將 如圖3 C所示般不均句。 現在參考圖4及4A’其中描述了根據本發明第三具體實 施例之列印頭加熱器結構。啟動元件（firingelement)15〇包 括一爲平矩形阻抗元件丨5 2，第一個導體（分成兩個對稱活 動段C!£〗和Cic2)，第二個導體c2c ’第三個導體c3c，及一 絕緣體I。阻抗元件丨52含有上邊154、底邊156、左邊ι58 、及右邊丨60 "第一個導體Clcl有一與阻抗元件上邊154 對齊之上邊162、底邊164、及一電路上與阻抗元件152 左邊丨58部份相連之右邊166。第一個導體另一個部份clc2 -16- 本紙張尺度適用中國國家橾牟（CNS ) A4規格（2〗0>< 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本莧)

經濟部中央標準局員Η消費合作枉印製 419424 at Β7 五、發明説明（14) 有一上邊168、一與阻抗元件1S2之底邊156對齊之底邊 170 、及右邊 172 。一 模型絕緣體層（patterned insulat〇r layer)I電路上隔絕導體Ci e和C：3。。絕緣體I有一上邊 與導體CU1底邊164相接觸’—底邊丨76與導體Ci<；2上邊 168相接觸’及一向内延伸超過阻抗元件Μ]左邊158之右 邊 178。 弟二個導體C3。有一延伸部份18〇及一向下伸長部份182 。導體Ck下表面1 84與絕緣體I相接觸。向下伸長部份182 之下表面186與阻抗元件152之上表面188相接觸。第二個 導體Cu有一與阻抗元件丨52上邊1S4對齊之上邊190，一 與阻抗元件152底邊156對齊之底邊192,及一與阻抗元件 152右邊160稍微重疊之左邊194。 一控制裝置連接至第一定伏電源V,、第二定伏電源v2 及共用源。導體C!ci、C】c2和Ck製成於同一遮罩（mask) 步驟。導體C3 e製成於較後之遮罩步驟。此第三具體實施例 可以利用驅動成對導體來作為三模（tri-m〇dal)墨珠射出器 °驅動導體C3。來獲得小墨珠。驅動導體Cui和Clc2來獲 得中等墨珠。驅動所有導體來獲得大墨珠。該控制裝置作 為聯接導體CU1和cU2到V,、導體c2。到V2、及導體C2c 到共用源之聯接開關。另一個選擇，可以直接聯接導體c2c 到共用源。 另一個選擇’導體Cui和Cu2可由位於絕緣體I下之單 一導體來形成。 在此第三具體實施例，墨珠量亦能如同圖3 B及3 C所描 -17- 用中國國家標孪（規格（210>< 297·^^ ' ~^ (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，?τ 令11- 4194 24 ” Α7 __ Β7 明 説明發 述般變動。導體（：1(；1和CIc2可經由此控制裝置連接至一變 動伏特源V!。導體c2e可連接至一共用源，或接地。導體 Ch可連接至—定伏源。 現在參考圖5、5A及5B，其中描述了根據本發明第四 具體實施例之列印頭加熱器結構。啟動元件200包括一第 —扁平矩形阻抗元件202 ，一扁平矩形第二阻抗元件204 ’一第三扁平矩形阻抗元件2〇6，第一個導體208，第二 個導體210 ’及第三個導體212 α 第一個阻抗元件202有上邊214、下邊216及右邊218 。第二個阻抗元件204有上邊220、下邊222、右邊224及 左邊226。第三個阻抗元件206有上邊228、下邊230及左 邊232。第一個阻抗元件202和第三個阻抗元件206互相對 稱並與第二阻抗元件204成對稱性配置。 第一個阻抗元件202具有右邊2 1 8與第二個阻抗元件204 左邊226間留出空隔。第三阻抗元件206具有左邊232與第 二阻抗元件204的右邊224間隔=> 上邊214、上邊220及上 邊228成一直線。下邊216、下邊2 22及下邊230成一直線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 阻抗元件202，204，206為扁平矩形狀。第二個阻抗元 件204 ’如圖5所示有一較阻抗元件202或206大之橫剖切 面。如圖5所示阻抗元件202和206有相同之橫剖切面。 第一個導體208有一延長部份240結束於一橫向配置之 橫向部份242。第一個延伸部份244自橫向部份242延伸且 結束於一稍微重疊於上邊2 I 4之邊緣246，使得下表面248 -18-本紙乐尺度適用中國國家標毕（CNS ) Α4規樁（210Χ297公釐） 4194 24 A7 B7 經濟部中夬標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（16 位於且電路上連接於第-個阻抗元件2〇2之上表面25〇。 相似地個向右延長部份252延伸出上邊228而結束於 邊緣254,使得延長部㈣2之下表面W重疊於第三阻抗 兀件206之上表面258並且與其電路上相連。 第二個導體210有一延長部份與第一個導體2〇8之延 長部备240間留出2隔。-向下延伸部份268自延長部份 266向下延伸且有一表面2?〇與第二阻抗元件上表面 2 7 2接觸。 第一個導體2〇8 ，第二個導體21〇 ,及第三個導體212 連接至一控制裝置。該控制裝置連接至—第—定伏源％， 第一疋伏源V2，並連接至—共用源。該控制裝置作為連接 第一個導體2〇8到V!、第二個導體2 1 〇到v2、及第三個導 2 12到共用源之聯接開關。另—個選擇’可以直接聯接 第三個導體212到共用源α 弟二個導體上邊28〇平行於下邊、222和230。 描述於圖5Α之導體212表面282配置於第一個阻抗元件 202表面284、第二個阻抗元件204表面286和第三個阻抗 元件2〇6表面288之上，使得第三個導體2丨2電路上與阻抗 元件202、204及206相接觸。 現在參考圖5 Β，其中例示側示圖。雖然不是本發明所必 需，為了完整性顯示出啟動元件200之薄膜層。底層300 為秒（silicon)。覆蓋300的為由二氧化梦（silicon dioxide) 组成之第二層302。位於第二層上之第三層304由磷硼矽 化玻璃（boron phosphorous sil丨con glass)组成。第一、第二 -19- 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ---------X------訂------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

结濟部中央標準局負工消费合作社印$ 五、發明説明（17) 及第三阻抗元件202、2〇4及206形成於第三層之上。第— 個導體208及第二個導體210之一部份成形配置於阻抗元 件2〇2 ' 204及206之上。除了向下延伸部份268外，覆蓋 所有部份者為硝化矽（silicon nitride)層306。覆蓋全部确化 石夕層者為碳化硬（silicon carbide)層308。 該第四具體實施例作為三模（tri-mo dal)墨珠射出器來運 作。驅動導體210來獲得小墨珠。驅動導體208來獲得較 大墨珠。兩個墨珠間之大小比例係由元件202 ' 206及204 之相對剖面面積來決定（假設第一及第二定伏源之電壓相 等）。驅動所有導體來獲得最大尺寸之墨珠。 現在參考圖6 ' 6A及6B，其中描述了根據本發明第五 具禮實施例之列印頭加熱器結構。啟動元件3 5 0包括·-第 一扁平矩形阻抗元件352 ，一扁平矩形第二阻抗元件354 ’一第三扁平矩形阻抗元件356，第一個導體358，第二 個導體36〇，第三個導體362，及第四個導體3ό3。 第一個阻抗元件352有上邊364、下邊366、左邊368 及右邊370。第二個阻抗元件354有上邊372、下邊374、 左邊376及右邊378。第三個阻抗元件356有上邊380與上 邊364對齊、下邊382與下邊366對齊、左邊384長度與右 邊370相等、及一右邊386。右邊3 78長度小於右邊3 70。 第一個阻抗元件352和第三個阻抗元件356與第二阻抗元 件3 5 4成對稱性配置，使得第一個阻抗元件3 5 2右邊3 7 0 鄰近第二阻抗元件3 54左邊3 76且留出空隙。相似地，第 三個阻抗元件356左邊384鄰近第二阻抗元件354右邊3 78 -20- 本紙浪尺度通用中國國家榡隼（CNS ) A4規格（210X29?公釐） (諳先閲讀背面之注意事項再填有本頁) U-. -11 艾 4^9424 a7 _ B7 五、發明説明（18 ) 且留出空隙= 第一個導體358有一延伸部份388結束於橫向部份390 。如圖6A所示，橫向部份39〇有一左邊部份394及一右邊 部份396。左邊部份394有一上表面392配置於第一個阻抗 兀件352下表面3 98之下，且右邊部份396有一上表面4〇2 配置於第三個阻抗元件356下表面4〇〇之下。 現在參考例示側面圖之圖6B。雖然斷面線6B-6B晝過第 三個阻抗元件356 ’應當瞭解到由於第一個阻抗元件352 對稱於第三個阻抗元件356，所以以下敘述同時適用於二 者。苐二個阻杬元件356有一水平部份420，由其一端延 伸成第一個向下延伸部份422而由另一端延伸成第二個向 下延伸部份424。向下延伸部份422有一下表面43〇與第— 個導體358之上表面432電路上相連接。類似地，向下延 伸部份424有一下表面434與第三個導體356之上表面436 電路上相連接。 水平部份420之下表面4U與第三個導體356之上表面 440垂直方向留有空隙。第二個導體354之下表面（未示出） 且接與弟一個導體360之上表面44〇相接觸。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考回到圖6，第二個導體362有—延伸部份及一分成 左邊454和右邊456之橫向郅份452。導體358、360、362 及363連接至一控制裝置。該控制裝置作為連接導體3兄 到Vt、導體360到V, '及導體362和36s到共用源之聯接 開關。另一個選擇，導體3 62和3 63可以直接聯接到共用 源。該第五具體實施例利用啟動成對之導體作為三模 -21 - 本紙弦尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 4 194 2 4 A7 B7 五、發明説明（19 ) mo dal)射出器來運作。驅動導體360來獲得小墨珠。驅動 導體3 5 8來獲得較大墨珠。兩個墨珠間之大小比例係由相 對之剖面面積來決定（假設第一及第二定伏源之電壓相等） 。驅動所有導體來獲得最大尺寸之墨珠。 現在當可由以上細述明顯知道所描述之噴墨頭加熱器結 構不需複雜電路便可調整射出墨珠大小，而且決定墨珠大 小因素彼此間的關係亦相對簡單直接。 對於本技藝有一般技巧之人將可馬上看出本發明滿足了 以上提出之目的。在讀過先前細述後，有一般技巧之人將 可運用不同改變，替代相等物件及在此中廣泛說明之其它 事物。因而專利保護只打算限制於所附之申請專利範圍内 所定義之内容及其同等事物。 圖式中主要元件之標號說明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 20 痛射元件 38 上端表面 22 栅板 40 影印紙 23 晶片 50 啟動元件 24 噴嘴板 52 阻抗元件 26 開放通路 54 第一活動段 28 墨水供應區 56 第二活動段 30 墨水供給通道 58 54之左邊 32 起動室 60 54之右邊 34 啟動元件 62 54之上邊 36 喷嘴 64 54之底邊 -22 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 1 9 〜 A7 B7 五、發明説明（2〇) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 70 56之左邊 126 C3b之右邊 72 56之右邊 128 c3b之底面 74 56之上邊 130 c2b之上邊 76 56之底邊 132 C2b之底邊 80 導體C3a之左邊 134 102之左邊 82 c3a之右邊 150 啟動元件 83 C3a之上邊 152 阻抗元件 88 上表面 154 152之上邊 90 扁平下表面 156 152之底邊 52’ 阻抗元件 158 152之左邊 54' 第一活動區 160 152之右邊 56' 第二活動區 162 Clcl之上邊 100 啟動元件 164 Clcl之底邊 102 阻抗元件 166 Clcl之右邊 104 102之上邊 168 Cic2之上邊 106 102之底邊 170 Clc2之底邊 108 102之左邊 172 C!c2之右邊 110 102之右邊 174 絕緣體之上邊 112 102之上表面 176 絕緣體之底邊 114 c16之上邊 178 絕緣體之右邊 116 Ci6之底邊 180 延伸部份 118 Ci6之右邊 182 向下伸長部份 122 C3b之上邊 184 匸3(:之下表面 124 C.ib之底邊 186 182之下表面 -23- _(讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

*1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 194 24 B7 五、發明説明（21) 188 152之上表面 246 邊緣 190 C2c之上邊 248 下表面 192 C2c之底邊 250 202之上表面 194 c2c之左邊 252 向右延長部份 200 啟動元件 254 邊緣 202 第一阻抗元件 256 252之下表面 204 弟二阻抗元件 258 206之上表面 206 第三阻抗元件 266 延長部份 208 第一導體 268 向下延仲部份 210 第二導體 270 268之表面 212 第三導體 272 204之上表面 214 202之上邊 280 212之上邊 216 202之下邊 282 212.之表面 218 202之右邊 284,286,288: 202之表面 220 204之上邊 300 底層 222 204之下邊 302 第二層 224 204之右邊 304 第三層 226 204之左邊 306 硝化矽層 228 206之上邊 308 碳化矽層 230 206之下邊 350 啟動元件 232 206之左邊 352 第一阻抗元件 240 延長部份 354 弟二阻抗元件 242 橫向部份 356 第二阻抗元件 244 第一延伸邵份 358 第一導體 -24- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210XM7公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4194 2- .A7 B7 、發明説明（ 22) 360 第二導體 422 第一向下廷伸部份 362 第三導體 424 第二向下延伸部份 363 第四導體 430 422之下表面 364 352之上邊 432 358之上表面 366 352之下邊 434 424之下表面 368 3¾之左邊 436 356之上表面 370 352之右邊 438 420之下表面 372 354之上邊 440 360之上表面 374 354之下邊 452 橫向部份 376 354之左邊 454 452之左邊 378 354之右邊 456 452之右邊 380 356之上邊 第一導體 388 延伸部份 C2it3C2b 第二導體 390 橫向部份 第三導體 392 394之上表面 Cla'3 C2a+, C3al 導體 394 390之左邊部份 Cicl，Cic2 第一導體 396 390之右邊部份 C2c 第二導體 398 352之下表面 C3C 第三導體 400 356之下表面 I 絕緣體 402 396之上表面 V, 第一定伏電源 420 水平部份 V2 弟-足伏電源 ---------t,------訂------京 (锌先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -25- 本紙伕尺度適用中国國家樣华（CMS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. ^ 1 ϋ ; i jf ； - Λ ^ . 第87101Π8號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(89年4月） AS B8 C8 D8 寒正 申請專利範圍 煩請委员"1 -'Π · :夂實質內容 經濟部中央梯率局貝工消費合作社印袈 I·—㈣墨頭晶片（ehip)，㈣—含有儲存槽（㈣ity)以連接 墨水供應及喷嘴之噴墨頭内，該晶片包括： 一含有第-活動段及第；活動段之致動器㈣祕Γ): 其中第一及第二活動段實質上離噴嘴等距離。 2.如申請專利範圍第丨項之噴墨頭晶片，尚包括： 一耦接至該第一活動段之第一個導體； 轉接至該第二活動段之第二個導體；和 一搞接至一共用源（c〇mmon)之第三個導體。 3·如申請專利範園第2項之喷签頭晶一片，其；該晶片镇接 :含有裝置之印表機’該裝置用來選擇性地經由第一個 導體施以分開的第-個電壓驅動脈衝來啟動肖致動器之 第一段，及經由第二個導體施以分開的第二個電壓驅動 脈衝來啟動該致動器之第二段。 4. 如申請專利範圍第2項之喷墨頭晶片，其中該第一個、 第二個及第三個導體位於相同平面内。 5. 如申請專利範圍$ 2項之嘴墨頭晶片，其中該阻抗元件 被該第三個導體分成第—段及第二段，該第三個導體電路 上連接（eleetrica丨丨y connected)至此第一及第二活動段。 6. 如申請專利範圍第丨項之噴墨頭晶片，其中第一段斷面 面積（sectional area)二倍於第二段面積， 7. 如申請專利範圍第1 j頁之噴墨頭晶片 動段。 8_如申請專利範園第1項之喷墨頭晶片 且包括一第三活 其中第一個導體 連接第一活動段第一個端點之整個寬度且第一個導體連 良紙張尺度適用中國國家梂隼（匚阳以4現格（21〇父297公羞） (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) Sr -a • —ί I —II u· 41942 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 經濟部中央標準局貞工消費合作社印氧 接第二個端點之整個宽度β 9·如申請專利範圍第1項之噴墨頭晶片，其中第三個導體 連接該致動器之整個長度。 10·如申請專利範園第1項之噴墨頭晶片，其中該致動器有 罘一邊及第二邊，該第一邊有一長度，第一個導體依該 長度之一部份與第一邊相接，第二個導體與第一個導禮 間留出空隙且依該長度另一部份與第—邊相接，第三個 導體依第二邊之全部長度與其電氣相接。 11.如申請專利範圍第10項之噴墨頭晶片，其中第一個導體 與第一邊相接部份之長度，和第二個導體與第一邊相接 部份之長度不同。 12_如申請專利範園第1項之噴墨頭晶片，其中該致動器有 第一邊及第二邊，第一個導體依第一邊之大部份與第一 邊相接’第三個導體依第二邊之大部份與第二邊相接， 且包括一覆蓋部份第一個導體和致動器之電絕緣體，其 中第三個導體連接到該致動器之上表面。 13.如申請專利範圍第3項之喷墨頭晶片’其中該選擇性應用 裝置同時供應分開之驅動脈衝給第一個及第二個導體。 I4‘如t請專利範園第3項之噴墨頭晶片，其中該選擇性應 用裝置在不同的時間供應分開之驅動脈衝給第一個及第 二個導體》 15. 如申請專利範圍第！項之噴墨頭晶片’其中該致動器為 扁平的。 16. 如申請專利範圍第1項之喷墨頭晶片，其中該致動器為 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 策 -訂· n^i I ,I - I -- - -- 2- 本紙張财家料（CNS ) A術! ( 2ΪΟΧ297公釐） 419424 A8 B8 C8 D8 : '申請專利範圍 "' 一阻抗元件。 --II - UK! H - - —--訂 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 17·如申請專利範圍第1項之嘴墨頭晶片，其中該致動器為 一壓電元件。 18. 如申請專利範圍第1項之喷墨頭晶片，其中該阻抗元件 配置於喷嘴之下。 19. 如申請專利範圍第1項之喷墨頭晶片，其中該喷墨頭為 上端射出型列印頭β 20. 如申請專利範圍第！項之喷墨頭晶片，其中該喷墨頭為 側端射出型列印頭。 21’種含有喷墨頭晶片之喷墨頭’晶片用於—含有連接墨 水供應及喷嘴之儲存槽之喷墨頭内，該晶片包括： 一含有第一活動段及第二活動段之致動器； 其中第一及第二活動段實質上離噴嘴等距離。 22.如申請專利範圍第2丨項之喷墨頭，且包括： —耦接至該第一活動段之第一個導體； 一耦接至該第二活動段之第二個導體；和 —耦接至一共用源之第三個導體。 經濟部中央標率局員工消费合作社印製 23·如申請專利範圍第22項之喷墨頭，其中該晶片耦接—含 有裝置之印表機’該裝置用來選擇性地經由第一個導體 施以分開的第一個電壓驅動脈衝來啟動該致動器之第一 段’及經由第二個導體施以分開的第二個電壓驅動脈衝 來啟動該致動器之第二段；且第三個導體連接至一共用 源並連接至該致動器。 24.如申請專利範圍第2 1項之喷墨頭，且包括一第三活動段。 -3-本纸伕尺度適用中國國家棵準（CNS ) Α4晚格（210Χ297公釐） '194 24 六 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 25· —種含有噴墨頭晶片列印頭之噴墨列印系統，該噴墨頭 含有一連接墨水供應及喷嘴之儲存槽，該晶片包括： 一含有第一活動段及第二活動段之致動器； 其中該第一及第二活動段實質上位於離喷嘴等距離處》 26. 如申請專利範圍第25項之喷墨列印系統，且包括： 一耦接至該第一活動段之第一個導體； —耦接至該第二活動段之第二個導體；和 一棋接至一共用源（common)之第三個導體》 27. 如申請專利範圍第25項之喷墨列印系統，且包括： 裝置用來選擇性地經由第一個導體施以分開的第一個 電壓驅動脈衝來啟動該致動器之第一段，及用來選擇性 地經由第二個導體施以分開的第二個電壓驅動脈衝來啟 動該致動器之第二段；和 第三個導體連接至一共用源並連接至該致動器。 28. 如申請專利範圍第25項之喷墨列印系統，且包括一第三 活動段。 29. —種噴墨頭晶片（chip)，用於一含有儲存槽（cavity)以連接 墨水供應及噴嘴之噴墨頭内，該晶片包括： 多個且至少三個之導體；及 一相應於該噴嘴且耦接至該多個且至少三個導體之單一 致動器’該單一致動器具有第一活動段及第二活動段，該 第一活動段及該第二活動段係由一關聯該多個且至少三個 導體之各個至該單一致動器之位置所定義； 其中該第一活動段及第二活動段係被定義而位於離噴嘴 實質上等距離處。 -4 - 衣紙伕尺度逋用中國國家榡準（CNS ) A4^ { 2iOX297公釐） H u —^ir n - t - - 1— I · --- Ι^ϋ HI ^^^1 \e, ,(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夹橾準局員工消費合作社印製