CN101274520B - 打印头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种打印头，其允许不管从墨供给口(4)到加热元件(7)的距离的变化调节每个喷墨口的喷墨特性。在根据本发明的打印头中，加热元件(7)的面积随着距墨供给口(4)的距离的增大而减小，随着距墨供给口(4)的距离的减小而增大。加热元件(7)被成形为长方形，沿与布置多个喷墨口(6)的方向垂直的方向比沿布置多个喷墨口(6)的方向长。加热元件(7)的长宽比取决于将墨导入到起泡室(9)中的墨通路(8)的长度。

Description

打印头

技术领域

本发明涉及一种用于通过喷墨进行打印的喷墨打印装置的打印头。

背景技术

普通的喷墨打印装置使用例如电热转换元件(加热元件)作为喷出墨滴用的能量产生元件。喷墨打印配置向各加热元件施加电压，以使加热元件附近的墨瞬时沸腾。然后，墨相的变化迅速产生起泡压力，从而以高速喷出墨。

由于与半导体制造工艺类似的工艺，喷墨打印配置允许具有减小尺寸的加热元件的配置。这使得打印头内部不需要较大空间。该装置还有以下优点：例如，打印头具有简单的结构并允许密集地布置喷墨口。

将说明这种打印头的构造。打印头包括具有允许喷墨的加热元件的元件基板和与元件基板接合的锐孔板。该锐孔板具有：喷出墨滴的多个喷墨口；起泡室，当锐孔板与元件基板接合时，该起泡室与喷墨口连通，并且用作能量作用室；以及与起泡室连通的墨通路。喷墨口、能量作用室和墨通路的组合被称为喷嘴。每个加热元件被埋设在限定起泡室的内部空间的壁的与元件基板的内部对应的部分中。驱动加热元件以在起泡室内部产生气泡，从而气泡的起泡压力使墨通过喷墨口喷出。此外，在元件基板上形成墨供给口，该墨供给口从与锐孔板接触的正表面到位于正面的相反侧的背面地穿透元件基板。

在如上所述构造的打印头中，墨通过墨通路从墨供给口被供给至起泡室的内部，从而，起泡室填充有墨。通过由驱动能量产生元件引起的膜沸腾所产生的气泡沿几乎垂直于元件基板的正表面的方向吹填充到起泡室中的墨。从而，墨作为墨滴通过喷墨口喷出。

近年来，要求打印装置实现高分辨率打印。从而，要求在打印装置中形成具有更精细的喷墨口的打印头。然而，线性密集地布置喷墨口减小了邻近喷墨口之间的距离，从而减小了与喷墨口对应的起泡室之间的距离。这减小了起泡室之间的壁的厚度以及墨通路之间的壁的厚度。从而，不利的是，例如，使元件基板与锐孔板之间的附着性减弱，从而使锐孔板和元件基板容易彼此脱离。

从而，如日本特开2006-315395号公报中所述，在普通的线性延伸的墨供给口的相同侧可布置两列喷墨口，使得一列喷墨口相对于另一列喷墨口错开。喷墨口的该配置在喷墨口被密集地布置的情况下确保邻近的起泡室之间的适当的距离。这使起泡室之间的壁的厚度增大，改进了元件基板与锐孔板之间的附着性。

然而，喷墨口的该配置阻止了从墨供给口到每个喷墨口具有固定的距离。也就是说，锐孔板上的一些喷墨口距墨供给口的距离较长，而其它喷墨口距墨供给口的距离较短。这还阻止了从墨供给口到与喷墨口对应的每个能量产生元件的距离为固定的。

从而，从墨供给口到喷墨口或能量产生元件的距离的变化改变了喷出的墨的喷出特性。从墨供给口到喷墨口或能量产生元件的距离的增加增大了喷墨速度和墨的流量。这是因为从墨供给口到喷墨口的距离的变化改变了墨供给口与喷墨口之间的墨通路中的墨的流动阻力。墨通路长度的增加增大了墨供给口与喷墨口之间的摩擦，该摩擦发生作用直至墨被喷出。这进而增大了移动墨所需的惯性力。因此，在喷墨过程中，由墨通路中的墨提供的阻力与墨通路的长度一致地增大。当墨通过墨供给口沿与从墨供给口朝喷墨口的方向相反的方向(即，从喷墨口朝墨供给口的方向)喷出时，增大的阻力减少了通过加热元件加热所产生的气泡的膨胀量。从而，由气泡推墨的起泡压力产生的力的从喷墨口向墨供给口行进的分力减小。这相应地增大了气泡沿从加热元件朝喷墨口的喷出方向膨胀的量。这反过来增大了由起泡压力产生的力的喷出方向分力的大小。由起泡压力产生的力的喷出方向分力的增大值提高了通过喷墨口喷出的墨的流速和流量。

图11是示出距墨供给口的距离与喷出的墨的速度和流量之间的关系的表。图11是通过距墨供给口较长距离的喷墨口与距墨供给口较短距离的喷墨口之间的喷墨口喷出的墨的速度的比较的表，其中，大致成形为边长为15μm的正方形的电热转换元件用作电热转换元件。

基于通过距墨供给口较短距离的喷墨口喷出的墨的速度，用通过距墨供给口较长距离的喷墨口喷出的墨的速度除以通过距墨供给口较短距离的喷墨口喷出的墨的速度，以确定速度比为1.2。从而，从墨供给口到喷墨口的距离的变化改变了通过喷墨口喷出的墨的速度。不管喷出量是0.6、0.8或1.1(pl)，墨速度显示出类似的趋势。

当从墨供给口到喷墨口的距离的增长过度地增大了喷墨的速度时，从墨滴分离出微细的墨滴，从而导致墨雾。特别地，如果产生大量的墨雾，则雾可附着到打印装置的内部，并且污染打印装置的内部。污染物进一步可附着到打印介质，并且污染打印介质。此外，附着到位于喷墨打印装置中的传感器的墨雾可使装置产生故障。

图12是示出喷墨速度与墨雾产生量之间的关系的趋势的图，当至多喷出1pl墨时观察该关系。在图12中，纵轴表示墨雾产生量。横轴表示喷墨速度。现在，焦点集中在图12中的墨雾产生量上。然后，该图示出：一旦喷墨速度超过一定值，墨雾产生量与喷墨速度一致地增长。

此外，如果喷墨口之间的喷墨流量不同，则当墨置于打印介质上时，产生的图像的密度也不同。喷墨流量的增大使图像更暗，而喷墨流量的减少使图像更亮。喷墨流量的过度增大干扰了喷墨流。然后，当墨碰撞打印介质时，产生的点的形状可能改变。

这里，为了给布置在距墨供给口不同距离的喷墨口设定相同的喷出速度和相同的喷出量，可以减小离墨供给口较短距离的喷墨口的墨通路的宽度，以增大流动阻力以调节墨的阻力。然而，减小的墨通路宽度可能降低墨通路的耐用性。参照图13和图14，将说明减小的墨通路宽度降低了墨通路的耐用性的具体例子。图13是示出，由墨通路的宽度尺寸相对于8或6μm的基准墨通路宽度的±1μm的误差引起的墨通路中的墨的粘性阻力的变化的表和图；在打印头的制造过程中发生该误差。图14是示出由墨通路的宽度尺寸相对于8或4μm的基准墨通路宽度的±1μm的误差引起的墨通路中的墨的惯性阻力的变化的表和图；在打印头的制造过程中出现该误差。对于图13和图14的说明，具有距墨供给口较大的通路长度的喷墨口被定义为长喷嘴。具有距墨供给口较小的通路长度的喷墨口被定义为短喷嘴。对于8μm的墨通路宽度，当在打印头的制造过程中发生±1μm的尺寸变化时，长喷嘴和短喷嘴的流动阻力(粘性阻力和惯性阻力)以大致相同的方式改变。然而，如果减小短喷嘴的墨通路的宽度以将长喷嘴和短喷嘴的墨通路中的流动阻力设定成大致相同的值，则当发生±1μm的变化时，短喷嘴的粘性阻力和惯性阻力变化更显著。从而，甚至在打印头的制造过程中的轻微的尺寸变化也会显著改变喷墨的特性。从而，用于制造打印头的制造过程需要非常精确，这导致制造时需要很大的努力。因此，减小墨通路宽度不是优选的。

为了减少通过长喷嘴喷出的墨的流量，可减小喷墨口的直径。然而，即使该方法能够减少墨流量，该方法也难以减小喷墨速度。

发明内容

喷墨口的距离不同，也能够获得相同的墨特性。

本发明的第一方面是一种打印头，其包括：多个喷嘴，每个喷嘴具有：用于喷墨的喷墨口、当被激励时产生热量并产生用于通过所述喷墨口喷墨的能量的电热转换元件、用于布置所述电热转换元件的能量作用室、以及用于将墨导入到所述能量作用室中的通路；以及墨供给口，其与所述喷嘴连通，其中，各包括较长的第一通路的第一喷嘴均包括第一喷墨口和第一电热转换元件，各包括较短的第二通路的第二喷嘴均包括第二喷墨口和第二电热转换元件，所述第一喷墨口和所述第二喷墨口具有相等的开口直径，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴被布置在所述墨供给口的相同侧，所述第一电热转换元件具有比所述第二电热转换元件小的面积，当沿与布置多个所述喷墨口的方向垂直的方向激励所述电热转换元件时，所述电热转换元件产生热量，并且所述电热转换元件被成形为沿与布置多个所述喷墨口的方向垂直的方向比沿布置多个所述喷墨口的方向长的长方形，并且用所述电热转换元件的沿与布置多个所述喷墨口的方向垂直的方向的长度除以所述电热转换元件的沿布置多个所述喷墨口的方向的长度获得所述电热转换元件的长宽比，并且所述电热转换元件的长宽比取决于所述通路的长度，使该长宽比与所述通路的长度一致地增长。

喷墨口喷墨的能量的电热转换元件、布置有所述电热转换元件的能量作用室、用于将墨导入到所述能量作用室中的通路、以及与所述通路连通的墨供给口，其中，所述打印头包括：较长的第一通路、与所述第一通路连通的第一喷墨口、布置在与所述第一喷墨口对应的位置处的第一电热转换元件、较短的第二通路、与所述第二通路连通的第二喷墨口、布置在与所述第二喷墨口对应的位置处的第二电热转换元件，所述第一通路和所述第二通路被布置在所述墨供给口的一侧，所述第一电热转换元件的面积比所述第二电热转换元件的面积小，并且用所述电热转换元件的沿与布置多个所述喷墨口的方向垂直的方向的长度除以所述电热转换元件的沿布置多个所述喷墨口的方向的长度获得所述电热转换元件的长宽比，并且所述第一电热转换元件的长宽比比所述第二电热转换元件的长宽比大。

在根据本发明的打印头中，能量产生元件具有与墨通路的从墨供给口起的长度对应的面积。从而，即使在打印头中布置多个喷嘴并且这些喷嘴的从墨供给口到喷墨口的距离不同，也可以相应地调节施加给墨的能量的量。从而，即使由施加在墨上的沿喷墨方向的起泡压力产生的力根据从墨供给口到喷墨口或能量产生元件的距离而变化，喷出的墨也呈现相同的特性。当将墨应用到打印介质时，可以抑制图像密度和点形状的可能的变化。

通过以下对实施例的说明(参照附图)，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1A是根据本发明的第一实施例的打印头的局部分解立体图，图1B是用于打印头的元件基板的平面图；

图2是沿图1A中的线II-II截取的打印头的剖视图；

图3是沿图2中的线III-III截取的打印头的剖视图；

图4是沿图2中的线IV-IV截取的打印头的剖视图；

图5是根据本发明的第二实施例的打印头的基本部分的剖视图；

图6是沿图5中的线VI-VI截取的打印头的剖视图；

图7是沿图5中的线VII-VII截取的打印头的剖视图；

图8A是根据本发明的第三实施例的打印头的基本部分的剖视图，图8B是沿图8A中的线VIIIB-VIIIB截取的打印头的剖视图，图8C是沿图8A中的线VIIIC-VIIIC截取的打印头的剖视图；

图9是示出在根据第三实施例的打印头中，通过喷墨口6A喷出的墨的速度与通过喷墨口6B喷出的墨的速度的比较的表；

图10A是根据本发明的第四实施例的打印头的基本部分的剖视图，图10B是沿图10A中的线XB-XB截取的打印头的剖视图，图10C是沿图10A中的线XC-XC截取的打印头的剖视图；

图11是示出在距墨供给口不同距离的喷墨口之间使用相同形状的加热元件喷出的墨的速度的比较的表；

图12是示出当至多喷出1pl墨时，喷墨速度与墨雾产生量之间的关系的趋势的图；

图13是示出由墨通路的宽度尺寸相对于8或6μm的基准墨通路宽度的±1μm的误差引起的墨通路中的墨的粘性阻力的变化的表和图；和

图14是示出由墨通路的宽度尺寸相对于8或4μm的基准墨通路宽度的±1μm的误差引起的墨通路中的墨的惯性阻力的变化的表和图。

具体实施方式

第一实施例

下面，将参照附图详细说明根据本发明的第一实施例。

图1A是示意性示出根据第一实施例的喷墨打印装置中的打印头1的结构的局部分解立体图。通过使锐孔板3与元件基板2接合来形成根据本实施例的打印头1。图1B示出元件基板2的平面图。

通过元件基板2形成墨供给口4，以使墨被导入到打印头1中。元件基板2和锐孔板3被接合在一起，以在元件基板2和锐孔板3之间限定与墨供给口4连通的公共储液室5。喷墨口6形成在锐孔板3中并且与公共储液室5连通，以向打印头1的外部喷墨。加热元件7被设置在元件基板2中的与喷墨口6对应的位置处，并且作为产生用于通过喷墨口6喷出墨的能量的能量产生元件。在本实施例中，加热元件7是响应激励产生热量的电热转换元件。墨通路8被形成为从公共储液室延伸，使得墨通过墨通路8朝喷墨口6供给。起泡室9位于每个墨通路8的布置在与公共储液室5连通的端部的相反侧的端部，并且也与喷墨口6对应；热量产生元件7被埋设在起泡室9中，而起泡室9用作能量作用室。

在根据本实施例的打印头1中，在锐孔板3上形成多个喷墨口6。具有较小的、相同的开口直径并被布置成两列的多个喷墨口6a被交错布置在墨供给口4的一侧。具有较大的开口直径的多个喷墨口6b被线性布置在墨供给口4的另一侧。每个喷墨口6a被形成为提供较少量(例如，0.5pl)的墨。每个喷墨口6b被形成为提供较多量(例如，3pl)的墨。以例如2400dpi(点/英寸；参考值)的密度布置喷墨口6a。以例如1200dpi的密度布置喷墨口6b。

多个圆柱10被设置在元件基板2和锐孔板3之间的公共储液室5中以承受荷载。这增强了公共储液室5的占据锐孔板3内部的较大空间的部分，改进了打印头1的耐久性。

图2示出了沿图1A中的线II-II截取的打印头1的剖视图的主要部分。图3是示出沿图2中的线III-III截取的打印头1的剖视图。图4是示出沿图2中的线IV-IV截取的打印头1的剖视图。如图2所示，在本实施例中，喷墨口6a成两列地交错布置在墨供给口4的一侧(相同侧)。这样，距墨供给口4不同距离的两种类型的喷墨口6a布置在墨供给口4一侧的锐孔板3上。这里，喷墨口6、公共储液室5和墨通路8的组合被称为喷嘴。

每个加热元件7被埋设在对应的起泡室9的与喷墨口6对应的位置的下方。这样，由于喷墨口6被布置在距墨供给口4不同距离处，因此，布置在对应位置处的加热元件7具有距墨供给口4不同的长度。也就是说，在本实施例中，设置与具有距墨供给口4不同长度的墨通路8对应的两种类型的加热元件7。这里，位于与从墨供给口4到喷墨口6的距离较短的墨通路8(第二通路)连通的起泡室9中的加热元件被定义为加热元件7A(第二能量产生元件)。与加热元件7A相关联地形成的喷墨口被定义为喷墨口6A(第二喷墨口)。位于与从墨供给口4到喷墨口6的距离较长的墨通路8(第一通路)连通的起泡室9中的加热元件被定义为加热元件7B(第一能量产生元件)。与加热元件7B相关联地形成的喷墨口被定义为喷墨口6B(第一喷墨口)。这样，一些喷嘴包括较长的墨通路8(第一喷嘴)，而另一些包括较短的墨通路8(第二喷嘴)。加热元件7被埋设在元件基板2中，这样，实际上它们在图1或图2中并没有出现。然而，为了说明，示出了加热元件7。

如图2所示，在加热元件的面积方面，加热元件7A比加热元件7B大。也就是说，具有较大面积的加热元件7A位于与形成为距墨供给口4的距离较短的墨通路8对应的起泡室9上。具有较小面积的加热元件7B位于与形成为距墨供给口4的距离较长的墨通路8对应的起泡室9上。

在本实施例中，与喷墨口6a连通的墨通路8被形成为具有8μm的宽度和14μm的高度。该墨通路具有大致相等的截面。

现在，将说明进行喷墨的打印头1的操作。

当加热元件7被激励时，加热元件7通过将电能转化成热量而产生热量。这使得位于加热元件上方的起泡室9内的墨蒸发，产生气泡。当在起泡室9内产生气泡时，起泡室内的墨被气泡推出。位于加热元件7上方的墨被推动和移动。通过产生的气泡使起泡室9内的部分移动的墨被推向喷墨口，然后通过喷墨口6喷出。通过喷墨口6喷出的墨在预定位置撞击打印介质。

此时，如果墨通路8中的墨提供一个很大的阻力，则需要强大的力使气泡朝墨供给口4扩散。这使产生在加热元件7上方的气泡难以朝墨供给口4膨胀。从而，气泡朝喷墨口6膨胀而不朝墨供给口4膨胀。气泡朝喷出方向膨胀的偏离，提高了施加到储存在起泡室9内的墨沿喷出方向的动能成分。这增大了喷墨的速度和流量。相反地，减小的墨通路8中墨的流动阻力，减少了施加到储存在起泡室9内的墨沿喷出方向的动能成分。这相对减少了喷墨的速度和流量。从而，经由气泡施加到墨的动能的喷出方向成分根据墨通路8的流动阻力而改变。

给定相同的宽度和高度，即，相同的截面，墨通路8中的流动阻力根据其长度而改变。增大的墨通路8的长度增大流经墨通路8的墨的流动阻力。减小的墨通路8的长度减小流经墨通路8的墨的流动阻力。因此，如图2所示，由于喷墨口6交错布置，因此，两种类型的喷墨口6A和6B位于距墨供给口4不同的距离处，并且与提供不同的流动阻力的两种类型的墨通路连通。

两种类型的喷墨口6A和6B形成在锐孔板上，并且与提供不同的流动阻力的墨通路8连通。从而，喷墨速度和流量在喷墨口6A和6B之间固有地变化。

然而，在本实施例中，具有较短的墨通路8的加热元件7A形成为比具有较长的墨通路8的加热元件7B具有更大的加热元件7的面积。每个加热元件7具有与距墨供给口4的距离对应的面积。距墨供给口4较长距离的加热元件7具有小的面积。距墨供给口4较短距离的加热元件7具有大的面积。这样，加热元件7A比加热元件7B产生更多的热量。因此，加热元件7A比加热元件7B向储存在起泡室9中的墨施加更高的动能。这消除了由从墨供给口4到加热元件7的距离的不同导致的流动阻力的不同。结果，通过与不同长度的墨通路8连通的喷墨口6以相同的速度和相同的流量喷墨。

从而，调节加热元件7的面积使得可以减小由于交错配置导致的距墨供给口4不同距离的喷墨口6A和6B处的墨通路8的不同的流动阻力的影响。这能够通过与提供不同流动阻力的墨通路8连通的喷墨口6A和6B以大致相等的速度和大致相等的流量喷墨。从而，当墨被施加到打印介质时，可以抑制图像密度和点形状的可能变化。此外，通过在避免过度增大每个加热元件7的面积的同时获得相同的墨特性以降低墨的速度，可以防止喷墨时可能的墨雾。此外，可以通过使包括喷墨口6A的喷嘴总是显示相同的特性以在避免增大加热元件7的面积的同时降低喷墨的速度和流量来降低与喷墨口6B相关联的加热元件7的面积。这能够减少热量产生元件7的能量消耗。加热元件7的面积的减小使打印头1的尺寸减小。此外，加热元件的能量消耗的减小使打印装置的操作费用降低。另外，在该情况下，由加热元件7产生的总热量降低，抑制了由于重复喷墨操作引起打印头1的温度的可能升高。打印头1的温度的可能升高的抑制也使由打印头的一部分的温度升高引起的喷墨量变化减小。

此外，对于在邻近的墨通路8之间维持的适当距离以及密集布置的喷墨口6，根据本实施例的打印头1允许通过喷墨口6喷出的墨显示相同的墨特性。这确保墨通路8之间的壁的适当的厚度，改进了元件基板2和锐孔板3之间的附着性。这进而确保打印头1的适当的强度。

在本实施例中，与下面说明的实施例不同，加热元件7成形为大致正方形。具体地，加热元件7B的长宽比比加热元件7A的长宽比大。术语长宽比是指加热元件的沿与喷墨口列垂直的方向延伸的长度与沿喷墨口列的方向延伸的长度之比。从而，与下面说明的相同面积的长方形加热元件相比，根据本实施例的加热元件具有有助于起泡的较大的有效面积(有效的起泡面积)。这样，加热元件7可以实现相对于加热元件的面积的高起泡效率。因此，根据本实施例的加热元件7可以形成为具有比下面说明的长方形加热元件小的面积。因此，根据本实施例的加热元件7需要比长方形加热元件小的电力消耗。根据本实施例的加热元件7还可以防止打印头1的温度的升高。

而且，如图2中的剖视图所示，起泡室9的截面成形为大致正方形。因此，在起泡室9中，从喷墨口6的中心到起泡室9的与墨供给口4相对的壁面的距离比设置有下面说明的长方形加热元件的起泡室中的距离短。这可以防止当通过喷墨口6喷墨时空气被不利地引入起泡室9中。特别地，墨不能流动的停滞区域可能形成在喷墨口6周围的起泡室9的内壁面附近。该区域的尺寸的增大使空气很容易被引入起泡室9中。不利地，引入起泡室9中的空气可改变例如通过喷墨口喷出的墨量。因此，本实施例的构造是有利的。

第二实施例

现在，将参照图5至图7说明第二实施例。在图5至图7中，用相同的附图标记表示第二实施例中的可以被构造成与第一实施例的情况相同的组件，并且下面将不再进行说明。下面将仅说明与第一实施例的不同之处。

图5是示出第二实施例的打印头1的主要部分的剖视图。图6是沿图5中的线VI-VI截取的剖视图。图7是沿图5中的线VII-VII截取的剖视图。在第一实施例中，加热元件7成形为大致正方形，且加热元件7的面积根据距墨供给口4的距离而调节。在第二实施例中，在喷墨口6A和喷墨口6B之间喷出的墨滴流量大致相同。另外，在本实施例中，距墨供给口4较短距离的加热元件分别成形为大致正方形，而距墨供给口4较长距离的加热元件分别成形为大致长方形。

如图5、图6和图7所示，加热元件被埋设在元件基板2中的与各自的喷墨口6对应的位置。距墨供给口4较短距离的加热元件被定义为加热元件11A。距墨供给口4较长距离的加热元件被定义为加热元件11B。尽管在图中未示出，但是，沿墨通路8延伸的方向并且沿与喷墨口6的布置方向垂直的方向激励本实施例中的每个加热元件11。加热元件11被成形为当具有较小面积时沿激励方向较长，而当具有较大面积时沿激励方向较短。在本实施例中，沿与多个喷墨口6交错布置的方向垂直的方向激励加热元件11。加热元件11被成形为与布置多个喷墨口6的方向垂直的方向比布置多个喷墨口6的方向长的长方形。

当根据本实施例的打印头1喷墨时，墨通路8中的流动阻力根据从墨供给口4到加热元件11的距离而变化。这改变了喷墨的速度和流量。从而，设置了具有与从墨供给口4到加热元件11的距离对应的适当面积的加热元件11。对于距墨供给口4距离较短的加热元件11A，对应的墨通路8提供了较小的阻力，并且以较低的速度和较低的流量喷墨。对于距墨供给口4距离较长的加热元件11B，对应的墨通路8提供了较大的阻力，并且以较高的速度和较高的流量喷墨。从而，为了消除这种差异，以允许以相同的速度和相同的流量喷墨，相对于加热元件11B的面积增大加热元件11A的面积。

然而，加热元件11之间的该差异可改变当加热元件11被激励时产生的电流提供的阻力以及激励加热元件11所需的电压。通常，当加热元件11具有较大面积时所需的驱动电压似乎较高，而加热元件11具有较小面积时所需的驱动电压较低。需要给定不同的电压以激励加热元件11A和11B，所需的驱动电压改变，需要独立的驱动电源。在该情况下，打印头1可能需要高的制造成本。

这样，为了采用相同的单一驱动电压喷墨，距墨供给口4较长距离的加热元件11B被成形为沿墨通路8延伸的方向较长的长方形。根据本实施例的加热元件11沿长方形加热元件11B的长边延伸的方向、并且沿与喷墨口6的布置方向垂直的方向被激励。也就是说，加热元件11B被成形为沿与布置多个喷墨口6的方向垂直的方向比沿布置多个喷墨口6的方向长的长方形。

这在维持加热元件11B的阻力和激励加热元件11B所需的电压的同时提供了具有较小面积的加热元件11B，并且减少了由加热元件11B产生的热量。相对增加了加热元件11B沿激励方向的长度，在使通过喷墨口6喷出的墨的特性对于加热元件11A和加热元件11B相同的同时，允许采用相同的电压激励加热元件11B和11A。从而，在使距墨供给口4不同距离的两个喷墨口6的喷墨具有相同的特性的同时，可以通过允许加热元件采用相同的驱动电压而使用相同的单一电源操作打印装置。这能够降低打印头1的制造成本。

第三实施例

现在，将参照图8说明第三实施例。在图8中，用相同的附图标记表示第三实施例中的可以被构造成与第一和第二实施例的情况相同的组件，并且下面将不再进行说明。下面将仅说明与第一和第二实施例的不同之处。

在第二实施例中，为了使用相同的电压激励加热元件11A和11B，加热元件11A被成形为正方形，面积较小的加热元件11B被成形为沿激励方向较长的长方形，从而采用与加热元件11A相同的电压来激励。在第三实施例中，位于与喷墨口6a对应的位置的加热元件11A也成形为长方形，从而采用与位于与图1所示的喷墨口6b对应的位置的加热元件12相同的电压来激励，通过该喷墨口6b喷出高流量的墨。因此，加热元件12被成形为大致正方形，但加热元件11A和11B都被成形为长方形。此外，用加热元件的沿与喷墨口6的布置方向垂直的方向的长度除以加热元件的沿喷墨口6的布置方向的长度获得加热元件的长宽比。在本实施例中，加热元件的长宽比取决于加热元件的面积，以使其随着加热元件的面积的增大而减小，随着加热元件的面积的减小而增大。在本实施例中，喷墨口6A与喷墨口6B之间喷出的墨滴量大致相等。

图8A示出根据第三实施例的打印头1的主要部分的剖视图。图8B示出沿图8A中的线VIIIB-VIIIB截取的剖视图。图8C示出沿图8A中的线VIIIC-VIIIC截取的剖视图。喷墨口6交错布置在墨供给口4的一侧。每个加热元件11B位于与布置在距墨供给口4较长距离的喷墨口6B对应的位置。每个加热元件11A位于与布置在距墨供给口4较短距离的喷墨口6A对应的位置。在本实施例中，加热元件11A形成为具有比加热元件11B更大的面积。而且，用加热元件11的沿与喷墨口6的布置方向垂直的方向的长度除以加热元件11的沿喷墨口6的布置方向的长度获得加热元件11的长宽比。加热元件11B的长宽比大于加热元件11A的长宽比。

此外，在本实施例中，喷墨口6b布置在墨供给口4的与喷墨口6a相反的一侧。喷墨口6b被形成为通过喷墨口6b喷出较大体积的墨。位于与喷墨口6b对应的位置处的加热元件12被形成为比加热元件11A和11B大。在本实施例中，加热元件12成形为大致正方形。用加热元件12的沿与喷墨口6的布置方向垂直的方向的长度除以加热元件12的沿喷墨口6的布置方向的长度获得加热元件12的长宽比。加热元件12的长宽比小于加热元件11A和11B的长宽比。加热元件的长宽比的关系是加热元件11B＞加热元件11A＞加热元件12。

从而，每个加热元件的长宽比取决于从墨供给口4到加热元件的距离，以使其与距喷墨口4的距离一致地增大和减小。

图9是示出通过用于本实施例的喷墨口6A与6B之间的喷墨口6喷出的墨的速度的比较的表。图10示出实验用的打印头1。表中的喷墨速度比部分示出基于通过距墨供给口4较短距离的喷墨口6A喷出的墨的速度，用通过喷墨口6A喷出的墨的速度除以通过喷墨口6B喷出的墨的速度获得的值。不管通过喷墨口6喷出的墨量是0.8还是1.1(pl)，喷墨口6A和喷墨口6B的喷墨速度相同。当喷墨量是0.6(pl)时，通过喷墨口6B喷出的墨的速度是通过喷墨口6A喷出的墨的速度的1.1倍；在喷墨口6A和6B之间不产生速度的显著差异。当与上述表11中所示的、并且当相同的加热元件用于距墨供给口不同距离的喷墨口时观察到的喷墨速度比较时，图9中数值表示几乎以相同的速度通过喷墨口6A和6B喷墨。

通过如此形成加热元件，本实施例允许所有的加热元件，即，加热元件12、11A和11B，采用相同的电压激励。这使得所有加热元件可使用相同的驱动电压，使得在打印装置的制造过程中驱动电源的数量进一步减少。因此，根据本实施例的打印头1的应用能够使用相同的单一电源，使得打印装置的制造成本进一步减少。

第四实施例

现在，将参照图10说明第四实施例。在图10中，用相同的附图标记表示第四实施例中的可以被构造成与第一至第三实施例的情况相同的组件，并且下面将不再进行说明。下面将仅说明与第一至第三实施例的不同之处。

图10A示出根据本实施例的打印头1的主要部分的剖视图。图10B示出沿图10A中的线XB-XB截取的剖视图。图10C示出沿图10A中的线XC-XC截取的剖视图。为了说明，图中示出根据本实施例的打印头1的一些组件的尺寸。在本实施例中，喷墨口6A与喷墨口6B之间喷出的墨滴量大致相等。

在加热元件的配置和尺寸方面，本实施例与第三实施例类似，而在如图10B和图10C的剖视图中所示的喷墨口的外周形状方面，本实施例与第三实施例不同。在根据第一至第三实施例的喷嘴中，喷墨口6形成在从起泡室9朝打印介质延伸的直线上。然而，在根据本实施例的喷嘴中，在起泡室9与喷墨口13之间形成台阶。通过台阶在起泡室9和喷墨口13之间形成的孔在以下说明中被称为第二喷墨口14。

在本实施例中，第二喷墨口14形成在喷墨口6和起泡室9之间。从而，从起泡室9向喷墨口6延伸的墨通路8的一部分具有渐变的直径。当喷墨时，墨首先遇到墨通路8的在第二喷墨口14处的减小的直径，然后遇到在喷墨口13处的进一步减小的直径。因此，当墨从起泡室9向喷墨口6流动时，在被喷出到打印头1的外部之前，墨遇到墨通路8的逐渐减小的直径而不是快速减小的直径。这减小了当喷墨时沿喷出方向作用的墨的流动阻力。这进而提高了将通过加热元件施加到墨的能量转换成动能的能量效率。

这样，根据本实施例的喷墨口6的外周形状的应用使得每个加热元件的面积进一步减小。这使得通过打印装置进行打印时消耗的电力减少。此外，加热元件的减小的面积可以防止在从打印头1重复喷墨的过程中打印头1的温度升高。本实施例还可以进一步减小由打印头1的一部分的温度升高引起的喷墨量的变化。

虽然已经参照典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有的变形、等同结构及功能。

Claims (4)

1.一种打印头，其包括：

多个喷嘴，每个喷嘴具有：用于喷墨的喷墨口、当被激励时产生热量并产生用于通过所述喷墨口喷墨的能量的电热转换元件、用于布置所述电热转换元件的能量作用室、以及用于将墨导入到所述能量作用室中的通路；以及

墨供给口，其与所述喷嘴连通，

其中，各包括较长的第一通路的第一喷嘴均包括第一喷墨口和第一电热转换元件，各包括较短的第二通路的第二喷嘴均包括第二喷墨口和第二电热转换元件，

所述第一喷墨口和所述第二喷墨口具有相等的开口直径，

所述第一喷嘴和所述第二喷嘴被布置在所述墨供给口的相同侧，所述第一电热转换元件具有比所述第二电热转换元件小的面积，

当沿与布置多个所述喷墨口的方向垂直的方向激励所述电热转换元件时，所述电热转换元件产生热量，并且所述电热转换元件被成形为沿与布置多个所述喷墨口的方向垂直的方向比沿布置多个所述喷墨口的方向长的长方形，并且

用所述电热转换元件的沿与布置多个所述喷墨口的方向垂直的方向的长度除以所述电热转换元件的沿布置多个所述喷墨口的方向的长度获得所述电热转换元件的长宽比，并且所述电热转换元件的长宽比取决于所述通路的长度，使该长宽比与所述通路的长度一致地增长。

2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述第一通路和所述第二通路具有相同的截面积。

3.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，通过交替布置所述第一喷墨口和所述第二喷墨口来交错布置多个所述喷墨口。

4.一种打印头，其包括：

用于喷墨的喷墨口、当被激励时产生热量并产生用于通过所述喷墨口喷墨的能量的电热转换元件、布置有所述电热转换元件的能量作用室、用于将墨导入到所述能量作用室中的通路、以及与所述通路连通的墨供给口，

其中，所述打印头包括：较长的第一通路、与所述第一通路连通的第一喷墨口、布置在与所述第一喷墨口对应的位置处的第一电热转换元件、较短的第二通路、与所述第二通路连通的第二喷墨口、布置在与所述第二喷墨口对应的位置处的第二电热转换元件，

所述第一通路和所述第二通路被布置在所述墨供给口的一侧，

所述第一电热转换元件的面积比所述第二电热转换元件的面积小，并且

用所述电热转换元件的沿与布置多个所述喷墨口的方向垂直的方向的长度除以所述电热转换元件的沿布置多个所述喷墨口的方向的长度获得所述电热转换元件的长宽比，并且所述第一电热转换元件的长宽比比所述第二电热转换元件的长宽比大。

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