摻雜有氮氣及氧氣的加熱器的流體盒的製作方法

2023-05-02 03:41:26

專利名稱：摻雜有氮氣及氧氣的加熱器的流體盒的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種墨水盒，特別是涉及一種具有摻雜有氮氣及氧氣的加熱器的墨水盒。
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圖1，圖2與圖3。圖1為現有墨水盒10的示意圖，圖2為墨水盒10的噴墨頭20的示意圖，圖3為噴墨頭20的加熱器24的示意圖。一般而言，噴墨印表機包括一墨水盒10，墨水盒10包括有一儲墨槽12用來儲存墨水，一噴墨頭20設於儲墨槽12的底側，用來接收儲墨槽12傳來的墨水。如圖2所示，噴墨頭20包括有多個墨水通道16設於儲墨槽12及噴墨頭20之間，用來將儲墨槽12的墨水傳入噴墨頭20，多個噴墨孔22設於噴墨頭20的底側，用來噴出墨水，以及多個加熱器24設於噴墨孔22的一側，用來將墨水加溫以噴出噴墨孔22。如圖3所示，每一加熱器24由一電阻層26和電源連接做為熱源，用來加熱噴墨頭20內的墨水。
一般而言，電阻層26的電阻值由其電阻係數及厚度來決定，電阻係數越高電阻值越大，另外，厚度越小電阻值越大。電阻係數會隨溫度起變化，其指標被稱為電阻係數的熱係數(TCR，Thermal Coefficient of Resistance)，TCR絕對值小表示噴墨頭在操作時，電阻層電阻值不容易受操作溫度影響。
現有技術，如美國專利第5,682,188號中，惠普公司(Hewlett PackardCompany)揭露加熱器24的電阻層26由摻雜鉭(Ta，tantalum)、鋁(Al，aluminum)及氧氣(Ox，oxygen)來形成。然而，此種材料有幾項缺點。其一為鉭鋁氧的電阻係數對溫度比較敏感，因此其電阻值容易受環境溫度的影響。再者，鉭鋁氧層的製作工藝繁索複雜且其後續圖形限定的蝕刻製作工藝需使用有毒的含氯氣體，因而會造成昂貴的製造成本並同時還要考慮其安全性。
若選用摻雜鉭氮(TaNx)做為加熱器的電阻層，雖然鉭氮具有較低的TCR值，但其缺點則為使用壽命短，主要是因為鉭氮(TaNx)材料的電阻係數較低。相對於電阻係數高的材料來說，想達到同樣的電阻值，鉭氮(TaNx)層的厚度只能做得比電阻係數高的材料薄。因此，就使用壽命而言，電阻係數低的材料，因其厚度較薄，在相同施加電流條件下，其單位截面積的電流密度較高，故使用壽命較短。
本發明的目的在於提供一種墨水盒，其提供鉭氮氧(TaNxOy)做為其加熱器的電阻層，以降低電阻層對環境溫度的敏感性並且延長電阻層的使用壽命。
本發明的目的是這樣實現的，即提供一種流體盒，其包括有一儲液槽，用來儲存流液；一噴液頭，設於該儲液槽的底側，用來接收該儲液槽傳來的流液；一流液通道，設於該儲液槽及該噴液頭之間，用來將該儲液槽的流液傳入該噴液頭；一噴液孔，設於該噴液頭的底側，用來噴出流液；以及一加熱器，設於該噴液孔的一側，其電阻層為耐火材料(refractory material)並摻雜有氮氣及氧氣，用來將流液加溫以噴出該噴液孔。
下面結合附圖，詳細說明本發明的實施例，其中圖1為現有墨水盒的示意圖；圖2為圖1墨水盒的噴墨頭的示意圖；圖3為圖2噴墨頭的加熱器的示意圖；圖4為本發明墨水盒的示意圖；圖5為圖4墨水盒的噴墨頭的示意圖；圖6為圖5噴墨頭的加熱器的示意圖。
請參閱圖4，圖5與圖6。圖4為本發明墨水盒30的示意圖，圖5為墨水盒30的噴墨頭40的示意圖，圖6為噴墨頭40的加熱器44的示意圖。如圖4所示，墨水盒30包括有一儲墨槽32用來儲存墨水，一噴墨頭40設於儲墨槽32的底側，用來接收儲墨槽32傳來的墨水。如圖5所示，噴墨頭40包括有多個墨水通道36設於儲墨槽32及噴墨頭40之間，用來將儲墨槽32的墨水傳入噴墨頭40，多個噴墨孔42設於噴墨頭40的底側，用來噴出墨水，以及多個加熱器44設於噴墨孔42的一側，用來將墨水加溫以噴出噴墨孔42。如圖6所示，每一加熱器44由一電阻層46連接電源做為熱源，用來加熱噴墨頭40內的墨水。
一般而言，電阻層的電阻值由其電阻係數及厚度來決定。電阻係數越高電阻值越大，厚度越小電阻值越大。從使用壽命的觀點來考慮，在相同施加電流條件下，加熱器的電阻層越厚，其使用壽命越長。電阻值不但和電阻層厚度有關，也受溫度影響，這是因為電阻係數會隨溫度起變化。其指標為電阻係數的熱係數(TCR，Thermal Coefficient of Resistance)，TCR低表示電阻係數不容易受溫度影響。
本發明的實施例之一，是提供鉭氮氧(TaNxOy)層做為加熱器44的電阻層46，其中氧(O)所佔全體的原子重量百分比為0.1％至15％。和現有技術的鉭鋁氧(TaAlOx)電阻層做比較，鉭氮氧(TaNxOy)層的氮元素可以用來調低鉭氮氧(TaNxOy)的TCR值以降低其電阻值對環境溫度的敏感性，除此之外，加熱器44僅僅摻雜鉭，而非鉭及鋁，因此製成非常容易。
另外，和現有技術的鉭氮(TaNx)電阻層做比較，鉭氮氧(TaNxOy)層的電阻係數比鉭氮(TaNx)層的電阻係數高，所以鉭氮氧(TaNxOy)可以做成比較厚的加熱器電阻層以延長其使用壽命。
在本實施例中，除了以鉭氮氧(TaNxOy)製成電阻層外，只要以摻雜耐火材料(refractory material)，氮氣及氧氣來製成電阻層，都屬本實施例所涵蓋的範圍，因為藉由摻雜氮氣，電阻層便會具有低TCR的優點，摻雜氧氣，電阻層的厚度可以增加來提高加熱器的使用壽命。
與現有加熱器的電阻層相比，電阻層46通過摻雜耐火材料，氮氣及氧氣來產生，因此電阻層在溫度改變的情況下，其阻值不易受到影響，且加熱器的使用壽命會因電阻層厚度的增加而提高。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種流體盒，其包括有一儲液槽，用來儲存流液；一噴液頭，設於該儲液槽的底側，用來接收該儲液槽傳來的流液；一流液通道，設於該儲液槽及該噴液頭之間，用來將該儲液槽的流液傳入該噴液頭；一噴液孔，設於該噴液頭的底側，用來噴出流液；以及一加熱器，設於該噴液孔的一側，其電阻層為耐火材料(refractorymaterial)並摻雜有氮氣及氧氣，用來將流液加溫以噴出該噴液孔。
2.如權利要求1所述的流體盒，其中該耐火材料為鉭(Ta，tantalum)。
3.如權利要求1所述的流體盒，其中氧(O)佔該電阻層的總重量的0.1％至15％。
全文摘要
一種墨水盒,尤指一種具有摻雜有氮氣及氧氣的加熱器的墨水盒,包括有一儲墨槽,用來儲存墨水,一噴墨頭設於儲墨槽的底側,用來接收儲墨槽傳來的墨水,一墨水通道設於儲墨槽及噴墨頭之間,用來將儲墨槽的墨水傳入噴墨頭,一噴墨孔設於噴墨頭的底側,用來噴出墨水,以及一加熱器設於噴墨孔的一側,該加熱器的電阻層由鉭氮氧(TaN
文檔編號B41J2/175GK1386640SQ01119
公開日2002年12月25日 申請日期2001年5月18日 優先權日2001年5月18日
發明者胡瑞華, 王介文 申請人:國際聯合科技股份有限公司