专利名称：具有可同时喷射的喷嘴的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，更具体地，涉及一种能够通过多个喷嘴同时喷墨而进行高速打印的喷墨打印头。
背景技术：
图1是常规喷墨打印机中的喷墨打印头的部分透视图，图2是图1中的喷墨打印头的布线结构的顶视图。参考图1和图2，常规喷墨打印头具有基板10、墨腔图案(chamber pattern)20和喷嘴板30。基板10具有多个设置于其上并产生热量的加热器11以及与加热器11电连接的布线12。墨腔图案20在基板10的每个加热器11的顶部形成墨腔C和与每个墨腔C相通的墨通道。在墨腔图案20上设置喷嘴板30，使得可在每个墨腔C的上部设置一喷嘴N。由此，通过与电极分别连接的电极布线12a向每个加热器11选择性地施加电流，然后因加热器11加热而产生的气泡使得来自墨腔C中的墨通过喷嘴N被喷射出去。
图3是常规喷墨打印头的电气结构的简化视图。如图3中所示，通过控制器(未示出)从分立的电极(图中未示出)向各个电极布线12a施加的电流，通过流经加热器11而加热墨腔C的内部。继而，该电流通过流经接地布线12b而流向公共接地布线13。这里，电极布线12a和接地布线12b以及公共接地布线13的电阻与它们各自的导线的长度成正比，并且与它们各自导线的宽度成反比。因此，第一加热器的接地布线12b和公共接地布线13的电阻高于第八加热器的接地布线和公共接地布线的电阻。另一方面，第一加热器产生的热量低于第八加热器，因此在每个墨腔C中产生的气泡量是不同的。因而，在设置有常规布线结构的喷墨打印头中，当喷嘴N同时喷墨时，因加热器11产生的热量不同，每个喷嘴N喷出墨的量不同。
如图3所示，在常规打印头的布线结构中，十六个加热器(例如，第一加热器到第十六加热器)使用单个公共接地布线13，并且被控制每次驱动一个加热器，因为常规打印头是利用接地布线12b和公共接地布线13的电阻来产生热量。因而，对常规喷墨打印头来说，很难通过每个喷嘴N同时喷墨。
将在下文中详细描述上述缺点。由于常规布线结构的特性，喷墨打印头中的布线是薄膜状的，并且布线的厚度通常是1μm或者更小。当电流经过导线时，这些导线由于它们的内阻而产生热量。为了克服上述缺点，每次仅这些相邻的加热器中的一个工作，例如第一加热器到第十六加热器中的第八加热器。因此，常规的打印头不能有效的通过每个喷嘴N同时喷墨。另外，即使该喷墨打印头能够通过每个喷嘴N同时喷墨，导线中的电阻产生热量，从而损坏该喷墨打印头。
此外，由于常规打印头不得不重复打印同一行，常规打印头的打印速度较慢。
表1表示了具有图3所示的布线结构的常规打印头的工作效率的实验结果。
表1根据工作条件，加热器的电功率和公共接地布线的电阻
如表1中所示，当一个加热器工作时，每个加热器的电功率高达2.65～2.68W并且变化极小，但是当所有加热器工作时，每个加热器的电功率降低至1.12～1.31W，这是一个加热器工作时的电功率的45％。因为当所有加热器工作时，常规喷墨打印头的每个加热器产生大小不同的电功率，所以常规喷墨打印头不能在通过每个喷嘴N同时喷墨的时候进行高质量的打印。另外，如表1中所示，当所有加热器工作时，公共接地布线13的电阻升至当单个加热器工作时的电阻的十倍。从而，当通过每个喷嘴N同时喷墨时，公共接地布线13产生大量的热。
发明内容
因此，本发明提供这样的一种喷墨打印头，该喷墨打印头具有能够通过改进该喷墨打印头的布线结构而同时喷墨的喷嘴。
在下文中将阐述本发明的其它的方面和优点，并且，部分地，可从描述中显而易见，或者可以从本发明的实践中习得。
本发明的上述和/或其他方面和优点是通过提供一种喷墨打印头而获得的，该喷墨打印头包括与电极布线相连接和具有与驱动电极相连接的一第一端的多个加热器，以及在每个加热器处形成一墨腔的墨腔图案。该墨腔图案包括导电材料并且形成与每个加热器的第二端电连接的一公共接地布线。
该喷墨打印头此外还包括从每个加热器的第二端延伸的一接地连接部以及插入到接地连接部和墨腔图案之间的绝缘保护层，其中该绝缘保护层包括多个通孔并且墨腔图案通过通孔与接地连接部电连接。
至少墨腔的内壁的一部分形成有绝缘层。
墨腔图案上可镀有铜和/或镍。
墨腔图案的厚度可为5μm或更多。
本发明的上述和/或其他方面和优点通过提供一种喷墨打印头而获得，该喷墨打印头包括产生热量的多个加热器，以及一导电墨腔层，该导电墨腔层在每个加热器的表面上形成墨腔并且向每个加热器提供一公共接地布线。
该喷墨打印头还可包括用于将多个加热器和导电墨腔层电连接的接地连接布线。
该喷墨打印头还可包括围绕接地连接布线的一绝缘膜和设置在绝缘膜上用于允许接地连接布线与导电墨腔层接触的通孔。
通过导电墨腔层从每个加热器到公共接地布线的电阻可大致相等。
当所有加热器同时产生功率时，每个加热器产生的功率可大致相等。
该喷墨打印头还可包括设置在导电墨腔层上方的多个喷嘴，当多个加热器产生热量时从所述多个喷嘴处喷出墨。
当所述多个喷嘴中的每一个同时喷墨，所述多个加热器中的每一个可产生大致相等的热量。
当仅所述多个加热器中的一个加热器工作时由所述的一个加热器产生的热量可与所有加热器工作时由其中一个加热器产生的热量大致相等。
导电墨腔层的厚度可大致为10μm到20μm。
本发明的上述和/或其他方面以及优点通过提供一种喷墨打印机而获得，该喷墨打印机包括一喷墨打印头，该喷墨打印头包括沿着喷墨打印头的宽度设置的用于喷墨的多个喷嘴、在所述多个喷嘴的每一个上形成一墨腔的一导电墨腔图案、以及设置在每个墨腔上相互独立或同时地工作来加热存储在各个墨腔中的墨的加热器，每个加热器与导电墨腔图案电连接，以便通过该导电墨腔图案接地。
该喷墨打印头的宽度可与打印介质的宽度大致相等，并且当加热器同时工作时，多个喷嘴可沿着打印介质的宽度同时喷墨。
该喷墨打印机还可包括一接地端子，它与导电墨腔图案电连接，从而使多个加热器接地。
通过导电墨腔图案从每个加热器到地线的电阻可大致相等。
当所有加热器同时工作时，每个加热器产生的功率可大致相等。
本发明的这些和/或其他方面和优点从以下实施例的附图中将会变得清楚并且更容易认知，结合以下附图图1是常规喷墨打印头的示意图；图2是图1中的常规喷墨打印头的布线结构的顶视图；图3是图1中的常规喷墨打印头的整个布线结构的简化视图；图4是描述根据本发明一个实施例的喷墨打印头的示意图；图5是描述图4中的喷墨打印头的顶视图；图6是沿图5中线VI-VI截取的喷墨打印头的一部分的放大视图和图7是描述图4中的喷墨打印头的布线结构的视图。
具体实施例方式
下文将详细参考本发明典型实施例，它们的实例在附图中被描绘，其中所有附图中，相同的标号表示相同的元件。在下文中参考这些附图描述本发明的实施例。
图4和图5根据本发明的一个实施例的喷墨打印头。参考图4和图5，该喷墨打印头包括基板100，墨腔图案120和喷嘴板130。基板100包括多个设置在其上且用于产生热量的加热器101，以及与加热器101电连接并且涂覆有二氧化硅膜103的接地连接布线102b，该二氧化硅膜103用作绝缘保护层。墨腔图案120在每个加热器101的顶部形成墨腔C以及与每个墨腔C连通的墨通道220。在墨腔图案120上设置喷嘴板130，使得可在每个墨腔C的上部设置一喷嘴N。
每个加热器101的第一端通过电极布线102a与电极焊盘(pad)110电连接，电极布线102a通过各个驱动电极(未示出)与电极焊盘110接合。接地连接布线102b从每个加热器101的第二端伸出以便接合于一公共接地布线。电极布线102a和接地连接布线102b可用薄铝膜制成。接地连接布线102b从每个加热器伸出并且与墨腔图案120的第一侧电连接。
墨腔图案120可由导电材料制成，例如铜、镍等。或者，可用铜和/或镍对墨腔图案120电镀。如图5所示，墨腔图案120在紧密相邻的加热器101之间形成分隔壁，通过围绕每个加热器101的第一端形成墨腔壁，并且通过开放每个加热器的第二端而形成墨通道220。另外，沿着墨腔图案120的这些壁形成用作绝缘膜的光致抗蚀膜(photoresist film)122，用于防止墨腔图案120由于直接与墨接触而被腐蚀，并且还用于防止电流经由墨从加热器101流到墨腔图案120中。这里，可在形成墨腔图案120之后形成光致抗蚀膜122。例如，在墨腔图案120上涂覆光致抗蚀材料，然后对光致抗蚀材料进行曝光和蚀刻。
图6阐明了沿图5中线VI-VI截取的喷墨打印头。参考图6，墨腔图案120的形成墨通道220的第一侧121通过通孔H与接地连接布线102b电连接，该通孔H间隔地设置在二氧化硅膜中，以便允许接地连接布线102b与墨腔图案120的下部接触。
如此，流经加热器101的电流经由通孔H流到墨腔图案120中。这里，通过在墨腔图案120的第一端上设置接地端(参见图5)，墨腔图案120用作公共接地布线。由于墨腔图案120用作公共接地布线，该公共接地布线的电阻较低。墨腔图案120的厚度可在大约10μm到20μm之间。考虑到由于电阻产生的热量，墨腔的厚度可为5μm或者更大。
图7阐述了图4中的喷墨打印头的布线结构。参考图7，通过一控制器(未示出)从各个驱动电极(未示出)向各个电极接线102a施加电流，并且该电流流经加热器101而加热墨腔C的内部。然后，该电流通过接地连接布线102b流向作为公共接地布线的墨腔图案120。这里，从第一加热器到第四十八加热器的接地连接布线102b和墨腔图案120的电阻大致相等，并且作为公共接地布线的墨腔图案120的电阻大大低于薄膜型公共接地布线的电阻。因此，一个加热器工作和所有加热器工作时产生的能量差别极小，并且由电阻产生的热量被显著的减少。
表2阐述了具有图7所示的布线结构的打印头的工作效率的实验结果。
表2根据工作条件，加热器的电功率和公共接地布线的电阻
如表2中所述，一个加热器101工作和所有加热器101工作时(即加热器序号1-48)，加热器101所产生的功率差别极小。(表2表明最大功率差是在第48号加热器中，从2.86W到2.73W，即，4.5％的功率差。)因此，一个喷嘴N喷墨时和所有喷嘴N同时喷墨时，加热器101产生的功率差别极小。
此外，即使所有加热器101工作，由于公共接地布线120的电阻相对较低，因该喷墨打印头不会产生很多的热量。比较表1和表2中公共接地布线的电阻，根据本发明实施例的公共接地布线120在所有加热器工作时的电阻低于常规公共接地布线在一个加热器工作时的电阻。
根据本发明的具有能够同时喷墨的喷嘴的喷墨打印头可用于行宽打印头，这种行宽打印头的宽度与打印纸张的宽度一致。该行宽打印头可固定而从喷嘴喷墨，并且打印纸在该行宽打印头下方通过，从而提高打印速度。
虽然已在上文展示和描述本发明的一些实施例，但是本领域技术人员应理解可在不背离本发明的原理和精神的情况下进行各种变化，本发明的原理和精神的范围由所附权利要求及其等价物限定。
本申请要求享有于2004年11月12日在韩国专利局申请的韩国专利NO.2004-92367的优先权，其全部内容在此引用结合。
权利要求
1.一种喷墨打印头，包括与电极布线连接的多个加热器，每个加热器具有与电极焊盘连接的第一端；和在每个加热器处形成一墨腔的一墨腔图案，所述墨腔图案包括导电材料并且形成与每个加热器的第二端电连接的一公共接地布线。
2.如权利要求1中所述的喷墨打印头，其中，还包括从所述每个加热器的第二端延伸的一接地连接部；和在所述接地连接部和所述墨腔图案之间插入的一绝缘保护层，其中，所述绝缘保护层包括通孔，并且所述墨腔图案经由所述通孔与所述接地连接部电连接。
3.如权利要求1中所述的喷墨打印头，其中，至少所述墨腔的内壁的一部分上形成有绝缘层。
4.如权利要求1中所述的喷墨打印头，其中，所述墨腔图案上镀有导电材料。
5.如权利要求4中所述的喷墨打印头，其中，所述墨腔图案上镀有铜和/或镍。
6.如权利要求2中所述的喷墨打印头，其中，所述墨腔图案上镀有导电材料。
7.如权利要求6中所述的喷墨打印头，其中，所述墨腔图案上镀有铜和/或镍。
8.如权利要求3中所述的喷墨打印头，其中，所述墨腔图案上镀有导电材料。
9.如权利要求8中所述的喷墨打印头，其中，所述墨腔图案上镀有铜和/或镍。
10.如权利要求1中所述的喷墨打印头，其中，所述墨腔图案的厚度为5μm或更大。
11.如权利要求2中所述的喷墨打印头，其中，所述墨腔图案的厚度为5μm或更大。
12.如权利要求3中所述的喷墨打印头，其中，所述墨腔图案的厚度为5μm或更大。
13.一种喷墨打印头，包括产生热量的多个加热器；和在每个加热器的表面处形成墨腔并且向每个加热器提供公共接地的一导电墨腔层。
14.如权利要求13中所述的喷墨打印头，其中，还包括将所述多个加热器与所述导电墨腔层电连接的一接地连接布线。
15.如权利要求14中所述的喷墨打印头，其中，还包括围绕所述接地连接布线的一绝缘膜；和设置在绝缘膜中、以允许所述接地连接布线与所述导电墨腔层接触的通孔。
16.如权利要求13中所述的喷墨打印头，其中，通过所述导电墨腔层且从每个加热器到所述公共接地布线的电阻大致相等。
17.如权利要求13中所述的喷墨打印头，其中，当所有加热器同时产生功率时，每个加热器产生的热量大致彼此相等。
18.如权利要求13中所述的喷墨打印头，其中，还包括多个喷嘴，其设置在所述导电墨腔层上方，并且当所述多个加热器产生热量时从所述多个喷嘴喷墨。
19.如权利要求18中所述的喷墨打印头，其中，当所述多个喷嘴中的每一个同时喷墨时，所述多个加热器中的每一个产生大致相等的热量。
20.如权利要求13中所述的喷墨打印头，其中，当仅所述多个加热器中的一个加热器工作时由所述多个加热器中的一个加热器产生的热量，与当所有的所述多个加热器工作时由所述多个加热器中的一个加热器产生的热量大致相等。
21.如权利要求13中所述的喷墨打印头，其中，所述导电墨腔层的厚度大致为10μm到20μm。
22.一种喷墨打印机，包括一喷墨打印头，其包括沿着喷墨打印头的宽度设置的用于喷墨的多个喷嘴，在所述多个喷嘴中的每个喷嘴处形成墨腔的一导电墨腔图案，和设置在每个墨腔上用于相互独立或同时工作以便加热存储在各个墨腔中的墨的一加热器，每个加热器与所述导电墨腔图案连接以便通过所述导电墨腔图案接地。
23.如权利要求22中所述的喷墨打印机，其中，所述喷墨打印头的宽度大致与打印介质的宽度相等，并且当加热器同时工作时，所述多个喷嘴沿打印介质的宽度方向同时喷墨。
24.如权利要求22中所述的喷墨打印机，其中，还包括一接地端子，其与所述导电墨腔图案电连接从而使得所述多个加热器接地。
25.如权利要求22中所述的喷墨打印机，其中，通过所述导电墨腔图案从每个加热器到地线的电阻大致相等。
26.如权利要求22中所述的喷墨打印机，其中，当所有加热器同时工作时，每个加热器产生的功率大致相等。
全文摘要
一种喷墨打印头，包括与电极布线连接并且其第一端与驱动电极连接的多个加热器，以及在每个加热器上形成墨腔的墨腔图案。该墨腔图案包括导电材料，并且与每个加热器的第二端电连接从而形成一公共接地布线。因此，该打印头具有能够同时喷墨的喷嘴。
文档编号B41J2/16GK1772486SQ2005101192
公开日2006年5月17日 申请日期2005年11月1日 优先权日2004年11月12日
发明者朴用植, 权明钟, 朴性俊 申请人:三星电子株式会社