热敏打印头的制作方法

本发明涉及打印器材领域，具体涉及用于热敏、热转移打印方式的热敏打印头，更具体而言，涉及一种以红外线辐射方式传递打印所需热能的热敏打印头。
背景技术：
：热敏打印和热转移打印方法都是使用热敏打印头对打印耗材表面加热来实现打印工作。热敏打印方式不使用碳带，热敏打印头直接在热敏打印介质表面上加热其表面的热敏感成分显色进而打印出相应的图案，因此，热敏打印方式的打印耗材只有一种，就是表面附有热敏感材料的热敏打印介质。而热转移打印方式工作时，碳带置于打印介质上面，热敏打印头的发热体部位紧贴碳带并将碳带紧压在打印介质上，当热敏打印头的发热体发热时对碳带加热，使碳带上的油墨融化或升华脱离碳带基膜而转移到打印介质材料上，从而打印出耐用、持久的打印内容，因此，热转移打印方式的打印耗材包括碳带和打印介质。现有技术中的热敏打印头通常采用“热传导”方式向打印耗材传递热能。以申请号为cn201620212061.9的中国专利为例，其公开了一种热敏打印头，包括金属基板、玻璃蓄热层、电阻层、导电层和保护层，金属基板上用导热胶贴附玻璃蓄热层，玻璃蓄热层上真空溅射电阻层，电阻层上真空溅射导电层，将导电层刻露出电阻层部分形成发热体，未刻掉部分形成两端导电层，在发热体上真空溅射保护层，发热体一端连接公共母线，一端分别连接驱动ic，由ic来控制各加热点的通断状态。当发热体通电时产生热量，温度升高。打印头发热体部位需紧压在打印耗材上，通过热传导的方式将发热体的热量传递给打印耗材，使打印耗材发生显色或油墨转移从而实现打印工作。众所周知的，热传导实质就是由物质中大量的分子、原子及自由电子等微观粒子热运动互相撞击，而使能量从物体的高温部分传至低温部分，或由高温物体传给低温物体的过程。热传导的微观过程是：在温度高的部分，物体的微粒振动动能较大。在低温部分，微粒振动动能较小。因微粒的振动互相作用，所以在物体内部热能由动能大的部分向动能小的部分传导。综上，受热传导传递热量方式的限制，现有技术中的热敏打印头至少存在以下缺点：1)发热体的温度要远高于热敏打印介质中的热敏成分显色的温度或碳带油墨发生融化或升华进而脱离碳带基膜转移到打印介质时所需要的温度。一般热敏纸的显色温度为70℃左右；碳带的融化或升华温度通常为65℃～85℃。而热敏打印头工作时其发热体的温度通常要达到几百度的高温才能将热能层层传递，将打印耗材加热到其相应的显色、融化或升华的温度。所以其加热效率低下，影响打印速度，同时造成能源浪费。2)以热传导加热方式传递热量的热敏打印头工作时，必须将打印头发热体部位紧压在打印耗材上；同时，为了保证热量传递效率，发热体表面的保护层又不能太厚。而在打印工作进行中，打印耗材是在持续运动中的。这样，紧压在打印头上的打印耗材在运动时将磨损打印头上的保护层，导致打印头寿命不长。尤其是当打印介质为附着在一层底纸上的一张张模切标签的情况下，当打印介质移动时，每张标签的边缘对打印头的冲击损害是相当严重的。对于一些大批量打印的使用者，几周就需要更换一次热敏打印头。对使用者来说，除了增加购买打印头的成本外，还需要配备具有一定专业技能的技术人员或者支付服务费用给专业的打印机技术人员才能更换打印头。此外，打印头磨损导致的损坏无事先预警，更换打印头势必造成打印工作停顿的情况，带来间接损失。3)因为打印头的发热体工作在几百度的高温下，对打印头的制造工艺以及材料有相当高的要求，导致热敏打印头尤其是高性能的热敏打印头价格高居不下。为此，有必要设计一种新的热敏打印头，以克服上述问题。技术实现要素：本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的热敏打印头由于采用“热传导”方式向打印耗材传递热能而导致打印速度慢、打印所需能耗高、打印头磨损大以及打印头的制造成本高难度大的问题，提供一种新的热敏打印头，其可以红外线辐射的方式向打印耗材传递热能从而有效的提高了打印速度且大幅降低了打印能耗、热敏打印头的机械损耗以及热敏打印头的制造难度和成本。本发明解决其问题所采用的技术方案是：本发明提供一种热敏打印头，其包括红外线辐射层，所述红外线辐射层，由红外线辐射材料构成，用于以热辐射的方式向打印耗材辐射热量。本发明提供的热敏打印头中，所述热敏打印头还包括基板、电极层和保护层，其中，所述红外线辐射层，形成在所述基板上，具有多个间隔排布的红外线辐射体，每一个所述红外线辐射体均包括位于中部的辐射部和位于所述辐射部两端的导接部；所述电极层，部分附着于多个所述红外线辐射体的导接部；所述保护层，覆盖于所述电极层和所述红外线辐射层的辐射部。本发明提供的热敏打印头中，所述热敏打印头还包括基板、电阻层和电极层，其中，所述电阻层，形成在所述基板的上，具有多个间隔排布的电阻发热体，每一个所述电阻发热体均包括位于中部的发热部和位于所述发热部两端的导通部；所述电极层，部分附着于多个所述电阻发热体的导通部；所述红外线辐射层，覆盖于多个所述电阻发热体的发热部。本发明提供的热敏打印头中，所述热敏打印头还包括基板、电极层和保护层，其中，所述电极层，形成在所述基板上，具有多个相互间隔的电极；所述红外线辐射层，具有多个分别附着于多个所述电极上的导接段和多个连接相邻的两个所述导接部的辐射段；所述保护层，覆盖所述电极层和所述红外线辐射层。本发明提供的热敏打印头中，所述热敏打印头还包括基板、电阻层和电极层，其中，所述电极层，形成在所述基板上，具有多个相互间隔的电极；所述电阻层，具有多个分别附着于多个所述电极上的导通段和多个连接相邻的两个所述导通段的发热段；所述红外线辐射层，覆盖于所述电阻层的发热段。本发明提供的热敏打印头中，所述热敏打印头还包括由红外线可穿透的材料构成的保护层，所述保护层遮覆于所述红外线辐射层和所述电极层。本发明提供的热敏打印头中，所述红外线辐射材料具有导电性。本发明提供的热敏打印头中，所述红外线辐射材料具有绝缘性。本发明提供的热敏打印头中，所述基板包括基层和形成在所述基层上的绝缘隔热层，所述绝缘隔热层由绝缘隔热材料构成。与现有技术相比，实施本发明提供的热敏打印头，具有如下有益效果：所述热敏打印头包括红外线辐射层，所述红外线辐射层，由红外线辐射材料构成，用于以热辐射的方式向打印介质辐射热量。由此，所述热敏打印头可以红外线辐射的方式对打印耗材进行加热，从而利用红外线辐射加热所具有的穿透力强、能内外同时加热、加热速度快、不需热传介质传递、热效率良好、以及被加热物体的红外线吸收率足够高时被加热物体可以在短时间内达到和红外线辐射源相近的温度的特性，有效的提高了打印速度且大幅降低了打印能耗、打印头的机械损耗以及打印头的制造难度和成本。附图说明图1为本发明实施例一提供的热敏打印头的局部俯视示意图；图2为沿图1的a-a线的剖面示意图；图3为本发明实施例二提供的热敏打印头的局部俯视示意图；图4为沿图3的a-a线的剖面示意图；图5为本发明实施例三提供的热敏打印头的局部俯视示意图；图6为沿图5的a-a线的剖面示意图；图7为本发明实施例四提供的热敏打印头的局部俯视示意图；图8为沿图7的a-a线的剖面示意图；具体实施例中的附图标号说明：基板1红外线辐射层2电阻层3电极层4保护层5基层11绝缘隔热层12公共电极4a、4c独立电极4b、4d红外线辐射体21电阻发热体31辐射部211第一导接部212第二导接部213发热部311第一导通部312第二导通部313辐射段22导接段23发热段32导通段33具体实施方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一本实施例提供一种热敏打印头，参见图1和图2，图中坐标系，x代表主扫描方向，y代表副扫描方向，z代表与xy平面垂直方向。所述打印头包括基板1、红外线辐射层2、电极层4和保护层5。为了方便理解，图1中只示意所述红外线辐射层2和所述电极层4的xy平面内的结构。所述基板1是在主扫描方向x上延伸的长方形平板。本实施例中，所述基板1包括基层11、金属层和绝缘隔热层12。所述基层11由氧化铝陶瓷形成；在所述基层11上镀金属材料(例如，au或cu等)以形成所述金属层，所述金属层可以减小所述红外线辐射层2向所述基层11方向辐射造成的能量损失；然后再在所述金属层上以厚膜印刷再烧结的方式附着一层绝缘隔热材料以形成所述绝缘隔热层12，所述绝缘隔热层12可以很好的避免所述红外线辐射层2工作时热量的散发。所述红外线辐射层2，以红外线辐射材料形成在所述基板1上，由多个间隔排布的条状的红外线辐射体21构成。本实施例中，采用蒸镀法在所述绝缘隔热层12上附着一层同时具备良好的电热性能和较高的红外线辐射率的红外线辐射材料(例如，碳或sno2的复合物等)以形成红外线辐射初始层，再用光刻技术将所述红外线辐射初始层分隔成间隔的条状，从而形成多个所述呈条状的红外线辐射体21。每一个所述红外线辐射体21均包括位于中部的辐射部211和位于所述辐射部211两端的第一导接部212和第二导接部213，当在所述红外辐射体的第一导接部212和第二导接部213加载电流时，所述辐射部211的表面温度随着加载电流的升高呈现近似线性的趋势增大，同时所述辐射部211的红外线辐射率也升至较高的水平。所述电极层4附着于多个所述红外线辐射体21的第一导接部212和第二导接部213。具体的，首先采用磁控溅射法将金属材料(例如，al等)沉积在所述红外线辐射层2(也即多个所述红外线辐射体21)上形成电极初始层，然后采用光刻技术将所述电极初始层制备成所需电路图样以形成所述电极层4，使得所述红外线辐射体21的辐射部211露出于所述电极层4。本实施例中，所述电极层4包括一个公共电极4a和多个独立电极4b；所述公共电极4a包括分别附着在多个所述第一导接部212的多个第一连接端，以及同时连接多个所述第一连接端的公共端；多个所述独立电极4b分别附着于多个所述第二导接部213。所述红外线辐射体21的辐射部211显露在所述公共电极4a和独立电极4b之间。所述独立电极4b可以由控制系统选择性地接通，当所述电极4b接通时，电流就会流过所述红外线辐射体21的辐射部211，促使所述辐射部211发热并辐射红外线，对打印耗材进行加热以完成打印动作。所述保护层5覆盖于所述电极层4和所述红外线辐射层2的辐射部211，所述保护层5由具备耐高温、耐磨、耐腐蚀、摩擦系数低以及红外线可穿透等性能的材料(例如，氮化硅或玻璃等)构成。具体的，采用薄膜沉积法将氮化硅(si3n4)附着在多个所述红外线辐射体21的辐射部211和所述电极层4上以形成所述保护层5。所述保护层5用于保护所述红外线辐射体21和电极层4。实施例二本实施例提供一种热敏打印头，参见图3和图4，图中坐标系，x代表主扫描方向，y代表副扫描方向，z代表与xy平面垂直方向。所述热敏打印头包括基板1、电阻层3、电极层4、红外线辐射层2以及保护层5。为了方便理解，图3中只示意所述电阻层3和所述电极层4的xy平面内的结构。所述基板1是在主扫描方向x上延伸的长方形平板。本实施例中，所述基板1包括基层11和绝缘隔热层12。所述基层11由氧化铝陶瓷形成；在所述基层11上以厚膜印刷再烧结的方式附着一层绝缘隔热材料以形成所述绝缘隔热层12，所述绝缘隔热层12可以很好的避免所述电阻层3工作时热量的散发,从而利于蓄热。所述电阻层3，形成在所述基板1的上，由多个间隔排布的呈条状的电阻发热体31构成。本实施例中，采用磁控溅射方式在所述绝缘隔热层12上附着一层钽ta基电阻材料以形成电阻初始层，然后通过光刻技术将所述电阻初始层分隔成间隔的条状，从而形成多个所述呈条状的电阻发热体31。每一个所述电阻发热体31均包括位于中部的发热部311和位于所述发热部311两端的第一导通部312和第二导通部313。所述电极层4附着于多个所述电阻发热体31的第一导通部312和第二导通部313。具体的，首先采用磁控溅射法将金属材料(例如，al等)沉积在所述电阻层3(也即多个所述电阻发热体31)上形成电极初始层，然后采用光刻技术将所述电极初始层制备成所需电路图样以形成所述电极层4，使得所述电阻发热体31的发热部311露出于所述电极层4。本实施例中，所述电极层4包括一个公共电极4a和多个独立电极4b；所述公共电极4a包括分别附着在多个所述第一导通部312的多个第一连接端，以及同时连接多个所述第一连接端的公共端；多个所述独立电极4b分别附着于多个所述第二导通部313。所述电阻发热体31的发热部311显露在所述公共电极4a和独立电极4b之间。所述独立电极4b可以由控制系统选择性地接通，当所述电极4b接通时，电流就会流过所述电阻发热体31的发热部311，促使所述发热部311发热。所述红外线辐射层2覆盖于多个所述电阻发热体31的发热部311。具体的，在所述电阻层3和所述电极层4的发热部311上沉积具有较高的红外线辐射率且不导电的金属氧化物(例如zro2、sio2的复合物)以形成所述红外线辐射层2。当所述电阻发热体31的发热部311发热时，所述红外线辐射层2的附着在所述发热部311上的部分的温度升高，并开始高效辐射红外线，从而加热打印耗材以完成打印动作。另外，所述红外线辐射层2因使用的材料特性还对所述电阻发热体31和所述电极层4具有一定的保护作用。所述保护层5遮覆于所述红外线辐射层2和所述电极层4，所述保护层5由具备耐高温、耐磨、耐腐蚀、摩擦系数低以及红外线可穿透等性能的材料(例如，氮化硅或玻璃等)构成。具体的，采用薄膜沉积法将氮化硅(si3n4)附着在所述红外线辐射层2和所述电极层4上以形成所述保护层5。所述保护层5用于保护所述红外线辐射层2和所述电极层4。实施例三本实施例提供一种热敏打印头，参见图5和图6，图中坐标系，x代表主扫描方向，y代表副扫描方向，z代表与xy平面垂直方向。所述热敏打印头包括基板1、电极层4、红外线辐射层2以及保护层5。为了方便理解，图5中只示意所述电极层4和所述红外线辐射层2的xy平面内的结构。所述基板1是在主扫描方向x上延伸的长方形平板。本实施例中，所述基板1包括基层11、金属层和绝缘隔热层12。所述基层11由氧化铝陶瓷形成；在所述基层11上镀金属材料(例如，au或cu等)以形成所述金属层，所述金属层可以减小所述红外线辐射层2向所述基层11方向辐射造成的能量损失；然后再在所述金属层上以厚膜印刷再烧结的方式附着一层绝缘隔热材料以形成所述绝缘隔热层12，所述绝缘隔热层12可以很好的避免所述红外线辐射层2工作时热量的散发。所述电极层4，形成在所述基板1上，具有多个相互间隔的电极。具体的，所述电极层4是由au浆料在所述绝缘隔热层12上进行厚膜印刷后，再进行烧结而形成的。所述电极层4具有公共电极4c和多个沿主扫描方向x间隔排列的独立电极4d。如图5所示，所述公共电极4c具有多个沿主扫描方向x间隔排列的呈长方形条状的子带以及同时连接多个所述子带的母带，每个所述独立电极4d均有一部分沿副扫描方向y伸入所述公共电极4c的两个相邻的所述子带的间隙中，并且公共电极4c和独立电极4d相互不接触，不构成电路回路。所述独立电极4d可以由控制系统选择性地接通。所述红外线辐射层2，具有多个分别附着于多个所述电极上的导接段23和多个连接相邻的两个所述导接部的辐射段22。具体的，所述红外线辐射层2由具备良好的电热性能和较高红外线辐射率的材料(例如，碳或sno2的复合物)形成，本实施例中，采用厚膜印刷再烧结的方式在所述电极层4上附着一层沿主扫描方向x延伸的细长带状导电碳膜，从而形成所述红外线辐射层2。如图5所示，所述红外线辐射层2与所述公共电极4c及全部所述独立电极4d均有重叠部分。所述红外线辐射层2的与所述公共电极4c和所述独立电极4d重叠的部分即为所述导接段23，相邻的两个所述导接段23所夹的部位即为所述辐射段22。当所述独立电极4d接通时，电流就会流过所述辐射段22，促使所述辐射段22发热并辐射红外线，对打印耗材进行加热以完成打印动作。所述保护层5覆盖所述电极层4和所述红外线辐射层2，用于保护所述红外线辐射层2和所述电极层4。所述保护层5由具备耐高温、耐磨、耐腐蚀、摩擦系数低以及红外线可穿透等性能的材料(例如，氮化硅或玻璃等)构成。本实施例中，所述保护层5由非晶玻璃(玻璃膏材料)在所述电极层4和所述红外线辐射层2上进行厚膜印刷后，再进行烧结而形成。实施例四本实施例提供一种热敏打印头，参见图7和图8，图中坐标系，x代表主扫描方向，y代表副扫描方向，z代表与xy平面垂直方向。所述热敏打印头包括基板1、电极层4、电阻层3、红外线辐射层2以及保护层5。为了方便理解，图7中只示意所述电极层4和所述电阻层3的xy平面内的结构。所述基板1是在主扫描方向x上延伸的长方形平板。本实施例中，所述基板1包括基层11和绝缘隔热层12。所述基层11由氧化铝陶瓷形成；在所述基层11上以厚膜印刷再烧结的方式附着一层绝缘隔热材料以形成所述绝缘隔热层12，所述绝缘隔热层12可以很好的避免所述电阻层3工作时热量的散发,从而利于蓄热。所述电极层4，形成在所述基板1上，具有多个相互间隔的电极。具体的，所述电极层4是由au浆料在所述绝缘隔热层12上进行厚膜印刷后，再进行烧结而形成的。所述电极层4具有公共电极4c和多个沿主扫描方向x间隔排列的独立电极4d。如图7所示，所述公共电极4c具有多个沿主扫描方向x间隔排列的呈长方形条状的子带以及同时连接多个所述子带的母带，每个所述独立电极4d均有一部分沿副扫描方向y伸入所述公共电极4c的两个相邻的所述子带的间隙中，并且公共电极4c和独立电极4d相互不接触，不构成电路回路。所述独立电极4d可以由控制系统选择性地接通。所述电阻层3，具有多个分别附着于多个所述电极上的导通段33和多个连接相邻的两个所述导通段33的发热段32。具体的，所述电阻层3由电阻率大的材料(例如，氧化钌等)形成，本实施例中，采用厚膜印刷再烧结的方式在所述电极层4上附着一层沿主扫描方向x延伸的由氧化钌材料构成的细长带状膜，从而形成所述电阻层3。如图7所示，所述电阻层3与所述公共电极4c及全部所述独立电极4d均有重叠部分。所述电阻层3的与所述公共电极4c和所述独立电极4d重叠的部分即为所述导通段33，相邻的两个所述导通段33所夹的部位即为所述发热段32。当所述独立电极4d接通时，电流就会流过所述发热段32，促使所述发热段32发热。所述红外线辐射层2覆盖于所述电阻层3的发热段32。具体的，在所述电极层4和所述电阻层3上面用厚膜印刷再烧结的方法附着一层具有高红外线辐射率的陶瓷材料以形成所述红外线辐射层2。当所述发热段32发热时，所述红外线辐射层2的附着在所述发热段32上的部分的温度升高，并开始高效辐射红外线，从而加热打印耗材以完成打印动作。另外，所述红外线辐射层2因使用的材料特性还对所述电阻发热体31和所述电极层4具有一定的保护作用。所述保护层5遮覆于所述红外线辐射层2和所述电极层4，用于保护所述红外线辐射层2和所述电极层4。所述保护层5由具备耐高温、耐磨、耐腐蚀、摩擦系数低以及红外线可穿透等性能的材料(例如，氮化硅或玻璃等)构成。本实施例中，所述保护层5由非晶玻璃(玻璃膏材料)在所述电极层4和所述红外线辐射层2上进行厚膜印刷后，再进行烧结而形成。综上所述，实例一、二、三、四所提供的热敏打印头都包括由红外线辐射材料构成的红外线辐射层2，由此，在利用所述热敏打印头完成热敏打印或热转移打印工作时，所述热敏打印头可以红外线辐射的方式对打印耗材进行加热。而红外线辐射加热的方式具有下述优点：1)具有穿透力，能内外同时加热，加热速度快；2)不需热传介质传递，热效率良好；3)被加热物体的红外线吸收率足够高时，被加热物体可以在短时间内达到和红外线辐射源相近的温度。那么，与现有技术相比，实施实例一、二、三、四所提供的热敏打印头将带来以下好处：1、所述热敏打印头采用红外线辐射方式传递热能，在对打印耗材进行加热时，辐射的红外线可以直接加热打印耗材，所述热敏打印头无需紧压在打印耗材上传来递热量。由此，有效的避免了所述热敏打印头被打印耗材磨损。2、所述热敏打印头采用红外线辐射方式传递热能，在对打印耗材进行加热时，所述热敏打印头只需要达到稍微高于热敏打印中的热敏打印介质的显色温度或热转移打印中的碳带油墨转移所需的温度(几十摄氏度)即可保证打印工作顺利完成，因而，所述热敏打印头的制造工艺会更简单，制造成本也将更加低廉，同时也降低了打印过程中的能源消耗。3、所述热敏打印头采用红外线辐射方式传递热能，由于红外线辐射加热的效率要远高于热传导方式的加热效率，在对打印耗材进行加热时，所述热敏打印头能够快速的对打印耗材进行加热，从而提高打印速度。总而言之，本发明提供的热敏打印头能够克服现有技术中的以热传导方式传递热量的热敏打印头的缺陷。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。当前第1页12