专利名称：热驱动喷墨打印头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨打印头，具体地，涉及一种提高图像质量的热驱动喷墨打印头。
背景技术：
喷墨打印头是一种将预设颜色的微细墨滴喷射到记录介质的所需位置从而打印图像的装置。喷墨打印头可根据墨滴喷射机制分为两种类型。其中一种类型是用热源在墨中产生气泡并在气泡膨胀时喷出墨的热驱动喷墨打印头。另一种类型是利用压电材料的变形喷出墨的压电驱动喷墨打印头。
现将详细描述热驱动喷墨扫描头的墨滴喷射机制。当电流脉冲流过由电阻加热材料制成的加热器时，该加热器产生热，这种热将与所述加热器邻近的墨的温度瞬时提高到300℃。由此，墨沸腾并产生气泡，气泡膨胀并对墨室中填充的墨施加压力。与喷嘴相邻的墨因来自气泡的膨胀力而以墨滴形式从墨室通过喷嘴喷出。
热驱动喷墨扫描头可分为气泡通过型喷墨扫描头(bubble-through type)或气泡收缩型(bubble-collapse type)喷墨打印头。图1示出常规的气泡通过型喷墨打印头，图2示出常规的气泡收缩型喷墨打印头。
参照图1，在目前市场已有的气泡通过型喷墨打印头中，墨室22内部通过加热器15加热产生的气泡B1膨胀通过喷嘴32，从而喷出墨。在气泡通过型喷墨打印头中，顺序堆叠在基板10上的墨室层20和喷嘴层30的总厚度大约为34um或更小。从上述气泡通过型喷墨打印头喷出的墨滴的方向受到喷嘴32的加工表面的严重影响。如此，墨滴的方向会变得不稳定。为克服该问题，已研发出如图2所示的气泡收缩型喷墨打印头。在气泡收缩型喷墨打印头中，墨室52内部通过加热器45加热产生的气泡B2在墨室52或喷嘴62内部膨胀到最大，然后收缩，从而喷出墨。在该气泡收缩型喷墨打印头中，顺序堆叠在基板40上的墨室层50和喷嘴层60大约为35um或更大。但是，随着在上述气泡收缩型喷墨打印头中墨室层50和喷嘴层60的厚度增加，打印质量下降。具体地，如果墨室层50的厚度增加，加热器45与喷嘴62之间的距离增加，从而降低墨被收集墨的喷嘴62喷出的喷嘴效果。因此，所喷出墨滴的方向不正确，从而降低打印质量。如果喷嘴层60的厚度增加，喷嘴62内部的流体阻力增加。因此，墨滴喷射速度降低，从而导致喷射能力较差。为了提高墨滴喷射速度，需要更高的功率，并且加热器尺寸必须增加。因而，需要打印质量比常规的气泡收缩型喷墨打印头的打印质量提高的热驱动喷墨打印头。
发明内容
本发明提供一种提高打印质量的热驱动喷墨打印头。
本发明的另外的方面将部分在以下描述中阐释，部分从描述中显见，或可从本发明的实践中习得。
本发明的前述和/或其它方面通过提供连一种热驱动喷墨打印头而实现。该喷墨打印头包括基板；在所述基板上形成的加热器；堆叠在所述基板上的墨室层，用于限定所述加热器上部上的墨室以及在墨室一侧的将墨供应到所述墨室的墨进给孔；堆叠在所述墨室层上的中间层，在所述中间层内形成连接到所述墨室的通孔；以及堆叠在所述中间层上的喷嘴层，在所述喷嘴层中形成连接到所述通孔的喷嘴。所述通孔连接到所述墨进给孔，并且其横截面面积小于加热器的尺寸。
所述墨室层、所述中间层和所述喷嘴层的总厚度可为35um或更多。
所述通孔可形成在所述墨室上方，而所述喷嘴可形成在所述通孔上方。所述加热器可位于所述墨室的中部底板上。
所述通孔的剖面可为圆形或者多边形。所述中间层可由光敏聚合物制成。
所述中间层可堆叠在所述墨室层上，以与所述墨室层一起限定所述墨进给孔。连接所述墨进给孔与所述通孔的供墨入口可形成在所述中间层内。
本发明的前述和/或其它方面还通过提供连一种喷墨打印头而实现，所述喷墨打印头包括其上设有加热器的基板；位于所述基板上的第一层，用于限定具有第一横截面面积的墨室以暂时储存墨；位于所述第一层上的第二层，用于限定延伸到所述墨室并具有第二横截面面积的通孔；以及位于所述第二层上的第三层，用于限定具有第三横截面面积且与所述通孔相连的喷嘴，其中所述第二横截面面积小于所述第一横截面面积并大于所述第三横截面面积。
本发明的前述和/或其它方面还通过提供连一种喷墨打印头而实现，所述喷墨打印头包括其上设有加热器的基板；至少两个中间层，用于形成具有底部和小于所述底部的上部的墨室；位于所述墨室一侧的墨进给孔，以将墨经由所述至少两个中间层提供到所述墨室；以及位于所述至少两个中间层上的喷嘴层，用于在所述墨室上方限定喷嘴。
本发明的前述和/或其它方面还通过提供一种喷墨打印头而实现，所述喷墨打印头包括其上设有加热器的基板；位于所述基板上所述加热器附近的墨室层，用于限定具有通孔且包括随着远离所述加热器而宽度减小的梯形部分的墨室；以及具有喷嘴的喷嘴层，其中所述墨室层的宽度减小的部分向其延伸。
本发明的前述和/或其它方面还通过提供一种制造喷墨打印头的方法而实现，所述方法包括在其上设有加热器的基板上形成第一层，以限定具有第一横截面面积的墨室以暂时储存墨；在所述第一层上形成第二层，以限定具有第二横截面面积的通孔；以及在所述第二层上形成第三层，以限定具有第三横截面面积的喷嘴，其中所述第二横截面面积小于所述第一横截面面积并大于所述第三横截面面积。
本发明的这些和/或其它方面可从以下结合附图对实施例的描述而显见并更易于理解，其中图1是示出常规的热驱动喷墨打印头的示意性剖视图；图2是示出另一常规的热驱动喷墨打印头的示意性剖视图；图3是示出根据本发明的实施例的热驱动喷墨打印头的示意性平面视图；图4是示出图3中热驱动喷墨打印头沿IV-IV′线的剖视图；图5是示出图3中热驱动喷墨打印头沿V-V′线的剖视图；以及图6是示出图3中热驱动喷墨打印头沿VI-VI′线的剖视图。
具体实施例方式
现将给出本发明的实施例的详细参考，本发明的例子在附图中示出，其中整个附图中相同的参考标号表示相同的元件。为了通过参考
本发明，下面描述该实施例。在附图中，为清楚起见，部件和/或层的大小和厚度被放大。应理解当一层被称作在另一层或基板“上(on)”的时候，可以是直接在另一层或基板上，也可有居间层。
图3是示出根据本发明的实施例的热驱动喷墨打印头的示意性平面视图。图4是示出图3的热驱动喷墨打印头沿IV-IV′线的剖视图，图5是示出图3的热驱动喷墨打印头沿V-V′线的剖视图，而图6是示出图3的热驱动喷墨打印头沿VI-VI′线的剖视图。
参考图3到6，热驱动喷墨打印头包括顺序堆叠在基板110上的墨室层120，中间层150以及喷嘴层130。通常，基板110为硅基板。通过加热墨产生气泡的加热器115形成在基板110的表面上。
根据本实施例的热驱动打印头是气泡收缩型打印头，其中由加热器115加热产生的气泡在墨室层120内形成的墨室122、中间层150内形成的通孔152和/或喷嘴层130内形成的喷嘴132中膨胀到最大，然后气泡收缩以喷出墨。因此，墨室层120、中间层150以及喷嘴层130的总厚度可为大约35um或更大。
堆叠在基板110上的墨室层120在加热器115上方限定墨室122。另外，墨室层120在墨室122的一侧限定墨进给孔112，通过所述墨进给孔112将墨供应到墨室122。加热器115可在基板110表面上、墨室122中部形成。
中间层150堆叠在墨室层120上。连接到墨室122的通孔152形成在中间层150内。通孔152可形成在墨室122上方。中间层150可堆叠在墨室层120上，以与墨室层120一起限定墨进给孔112。这里可形成通孔152以连接到墨进给孔112。为此，可在中间层150内形成连接通孔152和墨进给孔112的供墨入口155。因此，中间层150被通过墨进给孔112经由供墨入口155送入的墨填充。
位于墨室122与喷嘴132之间的通孔152同时实现墨室122与喷嘴132的功能。特别地，通孔152还与墨室122一起向加热器115的上部供应墨，以满足墨喷出时所需液滴量。同时，通孔152汇集墨以通过喷嘴132喷出墨，从而提高喷墨打印头的喷射能力。这里，通孔152的横截面面积可小于加热器115的大小，使得通孔152可用作喷嘴132。尽管图3所示通孔152的剖面为圆形，本发明并不局限于此，通孔152的剖面还可为多边形，例如四边形，五边形等。
中间层150可由光敏聚合物制成。可通过在墨室层120上旋涂液体光敏聚合物或层压由光敏聚合物制成的干膜，然后将光敏聚合物构图而形成预设形式而制成中间层150。
喷嘴层130堆叠在中间层150上。喷墨的喷嘴132形成在喷嘴层130内以连接到通孔152。喷嘴132可位于通孔152上方。
因此，通过在夹在墨室层120与喷嘴层130之间的中间层150内形成实现墨室122和喷嘴132功能的通孔152，可提高气泡收缩型喷墨打印头的打印性能。
如上所述，在根据本发明的实施例的热驱动喷墨打印头中，中间层夹在墨室层与喷嘴层之间。在中间层内形成尺寸小于加热器的通孔，以同时实现墨室和喷嘴的功能。因此，该通孔将预定体积的墨供应到加热器的上部，从而满足喷射所需墨量。另外，该通孔汇集墨以通过喷嘴喷射墨，从而可提高喷墨打印头的喷射能力。因此，可改善常规的气泡收缩型喷墨打印头的打印性能的问题。
尽管已示出和描述了本发明的几个实施例，本领域的技术人员可理解在不背离本发明的原则和精神的情况下可对这些实施例进行改变，其范围在所附权利要求及其等效物中限定。
本申请要求于2005年7月20日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请第2005-65705号的优先权，其公开内容在此全部引用作为参考。
权利要求
1.一种热驱动喷墨打印头，包括基板；在所述基板上形成的加热器；堆叠在所述基板上的墨室层，所述墨室层限定所述加热器上部上的墨室以及墨室一侧的将墨供应到所述墨室的墨进给孔；堆叠在所述墨室层上的中间层，在所述中间层内形成连接到所述墨室的通孔；以及堆叠在所述中间层上的喷嘴层，在所述喷嘴层中形成连接到所述通孔的喷嘴，其中，所述通孔连接到所述墨进给孔且其横截面面积小于所述加热器的尺寸。
2.根据权利要求1所述的热驱动喷墨打印头，其中，所述墨室层、所述中间层和所述喷嘴层的总厚度为35um或更多。
3.根据权利要求1所述的热驱动喷墨打印头，其中，所述通孔形成在所述墨室上方，而所述喷嘴形成在所述通孔上方。
4.根据权利要求3所述的热驱动喷墨打印头，其中，所述加热器位于所述基板上、所述墨室的中部。
5.根据权利要求1所述的热驱动喷墨打印头，其中，所述通孔的剖面包括圆形或者多边形。
6.根据权利要求1所述的热驱动喷墨打印头，其中，所述中间层包括光敏聚合物。
7.根据权利要求1所述的热驱动喷墨打印头，其中，所述中间层堆叠在所述墨室层上并与所述墨室层一起限定所述墨进给孔。
8.根据权利要求1所述的热驱动喷墨打印头，其中，在所述中间层内形成连接所述墨进给孔和所述通孔的供墨入口。
9.一种喷墨打印头，包括其上设置有加热器的基板；位于所述基板上的第一层，用于限定具有第一横截面面积的墨室来暂时储存墨；位于所述第一层上的第二层，用于限定延伸到所述墨室并具有第二横截面面积的通孔；以及位于所述第二层上的第三层，用于限定具有第三横截面面积且与所述通孔相通的喷嘴，其中，所述第二横截面面积小于所述第一横截面面积并大于所述第三横截面面积。
10.根据权利要求9所述的喷墨打印头，其中，所述第二横截面面积小于所述加热器的横截面面积。
11.根据权利要求9所述的喷墨打印头，其中，所述加热器产生气泡以填充所述墨室和所述通孔，从而当气泡收缩时，经由所述喷嘴喷出一个或更多墨滴。
12.根据权利要求9所述的喷墨打印头，其中，进一步包括设于一部分所述通孔和所述墨室处的墨进给孔，从而所述通孔和所述墨室都将经由所述墨进给孔接收的墨供应到所述加热器。
13.根据权利要求12所述的喷墨打印头，其中，所述通孔包括供墨入口，以提供墨从所述墨进给孔流到所述通孔所通过的路径。
14.根据权利要求13所述的喷墨打印头，其中，由所述供墨入口形成的所述路径与所述喷嘴大约一样宽。
15.根据权利要求9所述的喷墨打印头，其中，所述通孔汇集从所述墨室接收的墨以将所汇集的墨提供到所述喷嘴。
16.一种喷墨打印头，包括其上设有加热器的基板；至少两个中间层，用于形成具有底部和小于所述底部的上部的墨室；位于所述墨室一侧的墨进给孔，用于将墨经由所述至少两个中间层提供到所述墨室；以及位于所述至少两个中间层上的喷嘴层，用于限定所述墨室上方的喷嘴。
17.根据权利要求16所述的喷墨打印头，其中，所述至少两个中间层中的一个或更多由光敏聚合物制成。
18.一种喷墨打印头，包括其上设有加热器的基板；位于所述基板上、所述加热器附近的墨室层，用于限定具有随着远离所述加热器而宽度减小的梯形部分的墨室；以及包括喷嘴的喷嘴层，所述墨室层的宽度减小的部分向其延伸。
19.根据权利要求18所述的喷墨打印头，其中，所述墨室的梯形部分包括通孔，并且其一部分包括墨进给孔，所述墨进给孔在所述宽度减小的部分处更小。
20.一种制造喷墨打印头的方法，所述方法包括在其上设有加热器的基板上形成第一层，以限定具有第一横截面面积的墨室以暂时储存墨；在所述第一层上形成第二层，以限定具有第二横截面面积的通孔；以及在所述第二层上形成第三层，以限定具有第三横截面面积的喷嘴，其中，所述第二横截面面积小于所述第一横截面面积并大于所述第三横截面面积。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，形成所述第二层的步骤包括在所述第一层上形成光敏聚合物并对所述光敏聚合物构图。
全文摘要
一种热驱动喷墨打印头，包括基板；在所述基板上形成的加热器；堆叠在所述基板上的墨室层，用于限定所述加热器上部上的墨室以及在墨室一侧的将墨供应到所述墨室的墨进给孔；堆叠在所述墨室层上的中间层，在所述中间层内形成连接到所述墨室的通孔；以及堆叠在所述中间层上的喷嘴层，在所述喷嘴层中形成连接到所述通孔的喷嘴。所述通孔连接到所述墨进给孔且其横截面面积小于所述加热器的尺寸。
文档编号B41J2/16GK1899826SQ200610106170
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月20日 优先权日2005年7月20日
发明者李镇郁, 朴性俊, 权明钟, 朴用植 申请人:三星电子株式会社