[发明专利]喷墨打印头及其制造方法和装配有喷墨打印头的绘图设备

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨打印头、喷墨打印头的制造方法和装配有喷墨打印头的绘图设备。

背景技术

绘图设备使用喷墨打印头，绘图设备为打印机的示例并且可在例如纸的介质上绘图，所述喷墨打印头喷出墨滴以进行绘图。热喷墨打印是喷墨打印技术之一，使得电流被传到加热电阻器以将墨加热且通过在加热电阻器上生成的蒸汽泡的压力将墨滴从喷嘴喷出。作为使用热喷墨打印的喷墨打印头的类型，已知通过将其上形成了加热电阻器和驱动电路的基板和其上形成喷嘴的基板进行组合来制造的喷墨打印头。从基板的制造精度变化的角度且从基板组合过程中基板的定位精度的角度，提出且使用了如下的喷墨打印头。例如，如在日本未审查专利申请公开特开平11-99649中所描述，喷墨打印头具有如下结构：提供了其上形成有加热电阻器的硅基板，且具有墨喷射端口的开孔板被安放在硅基板上以集成为一体。

从绘图过程的角度，打印头可分类为使用扫描打印方法的打印头和使用单路打印方法的打印头。在扫描打印中，打印头在垂直于打印介质的传送方向的方向上执行多次扫描(往复移动)。在单路打印中，打印头维持在固定的位置且在被传送的打印介质上在单路中完成图像打印。在使用这些技术的打印机中，使用单路打印方法的行式打印机因其高速能力是期望的。在单路打印方法中，打印头或多个打印头需要与打印介质的尺寸成比例布置。因此，在用于在例如户外广告的大尺寸打印介质上进行打印的行式打印机中，排布了大量的打印头。特别地从分辨率的角度，打印机需要大量微小的打印头。

当在这些打印机中使用利用硅基板的喷墨打印头时出现如下问题。因为一般地难于造成大尺寸的硅基板，可形成在基板上的喷墨打印头的数目受到限制，所以这些打印机需要使用多个组合在一起的喷墨打印头。当使用组合的喷墨打印头的打印机执行打印时，取决于过程精度和喷墨打印头的组合精度，打印出的图像在与其处喷墨打印头组合在一起的位置对应的位置处可能具有间隙。在高质量打印中，间隙变显眼。特别地，单路打印方法是使得打印头或多个打印头在单路中完成图像打印的方法且不能使用在多次扫描期间校正间隙的方式，这是问题所在。

另一方面，与硅基板相比，用于包括液晶显示装置在内的技术的玻璃基板被制造为更大的尺寸，且可以以低成本制造。因此，已提出了在玻璃基板上制造喷墨打印头的方法。例如，特开2000-289204公开了与驱动器集成的喷墨打印头，其中喷墨打印头形成在玻璃基板上且包括加热电阻器。

在使用热喷墨打印的打印头中，在加热电阻器周围，墨具有高达数百摄氏度的温度。为实现高速打印，打印头需要重复地以高速喷出墨滴。然而，如果打印头的热累积以使得打印头的温度过高，这种情况可使得打印头不能喷出合适的墨量且可能产生大量的低质量打印，这是问题所在。为解决此问题，打印头需要在短时间内传导且辐射在加热电阻器内生成的热。特开2001-191529公开了如下打印头。打印头包括基板和金属散热器层。金属散热器层邻近基板且其俯视图具有大体上与基板的俯视图相同且一致。金属散热器层有效地移除了通过电阻器或打印头的其它能量耗散元件生成的热。此外，特开2003-170597公开了如下的喷墨打印头。喷墨打印头包括：其热传导率小于等于15W/m/K的基板，厚度大于等于10μm的且安放在基板上的热传导层，安放在热传导层上的隔热层和安放在隔热层上的打印头。在喷墨打印头中，热传导层控制了安放在具有低热传导率的基板上的打印头周围的温度升高。

此外，特开2002-316419公开了如下的喷墨打印头，所述喷墨打印头可有效地向外侧辐射热。喷墨打印头包括具有顶表面和底表面的玻璃基板，在所述顶表面和底表面的每个上形成了金属膜。在顶表面上的金属膜上，依次层叠如下部件：绝缘膜、加热电阻器膜、单独布线的电极、共同电极、阻挡件和包括墨喷出开口的开孔板。玻璃基板被切割以形成墨供给通道和墨供给开口。在玻璃基板内进一步形成通孔，且金属膜形成在通孔的内壁上以将形成在基板的两个表面上的金属膜通过热联接而连接在一起。

关于制造喷墨打印头的方法，特开2003-36956公开了如下的加热电阻器的制造方法。加热电阻器包括具有优越的热传导率的氧化铝基板和安放在氧化铝基板上的热存储层。使用制造加热电阻器的方法有效地形成了热辐射层和热存储层，而带有良好地平衡的热辐射特性和热存储特性。

然而，上述的传统技术具有一些问题。