CN101879815B - 液体喷射头 - Google Patents

Abstract

提供一种液体喷射头，该喷射打印头通过有效地进行墨预加热，能够在打印时很好地保持墨的特性。打印头具有加热器和形成于与加热器相对应的位置处的喷射口。从喷射墨的一侧观察时，在该打印头中，在墨供给口和打印元件之间以包围墨供给口的方式设置副加热器。

Description

液体喷射头

技术领域

本发明涉及一种液体喷射头，该液体喷射头通过将液体喷射到打印介质上而进行打印。

背景技术

近年来，在打印设备中大量地采用作为主要的打印方法之一的喷墨方法。液体喷射头形式的打印头不需要接触片材或其他打印介质而进行打印的能力、改变颜色的容易性和低噪音被视为喷墨方法的一些优点。然而，一般地，在基于喷墨打印方法的喷墨打印设备中，随着环境温度的降低，用于打印的墨的粘稠度增加。为此，在喷墨打印设备处于极端低温的环境的情况下，诸如从打印头中喷射的墨量减小(喷射量波动)和正常的喷墨无法实现(非正常喷射)等现象增多。在此情况下，伴随着喷射量的波动，在打印得到的图像上经常看见由于密度不均匀或非正常喷射而形成的不合要求的墨点等。在此情况下，存在打印品质下降的可能性。为了避免此种喷射量波动和非正常喷射的发生，在传统的喷墨打印设备中，在打印操作之前或在打印操作过程中进行加热控制，从而使得打印头的温度落在规定的范围内。作为实现该加热控制的一种方法，在打印头中提供了用于加热喷墨打印头的热生成元件(下文称为“预加热用加热器”或“副加热器(sub-heater)”)。因此，在低温环境下，通过驱动副加热器而调节喷墨打印头的温度和喷墨打印头内部的墨的温度。喷墨打印头温度的调节使得可以以此方式稳定从喷墨打印头中喷射出的墨量。

在日本特开2006-224444号公报中公开了带有副加热器的喷墨打印设备的一个示例，其中副加热器用作用于控制打印头的温度的预加热器。根据在日本特开2006-224444号公报中公开的喷墨打印设备，在至少具有2个墨喷射量不同的喷嘴列的喷墨打印头中，温度调节用副加热器被配置成靠近具有较小的墨喷射量的喷嘴列。因此，可以更加灵敏地控制具有较小的墨喷射量的喷嘴列和该喷嘴列的周围的温度，此外，在不需要特别地增加副加热器的个数的情况下，可以避免由于墨的粘稠度等的增加而造成的墨喷射量的大幅度波动。

然而，在日本特开2006-224444号公报中公开的副加热器被配置在打印头中的情况下，副加热器被配置在与基板上的墨供给口分开的位置处。结果，施加到收纳于墨供给口内部的墨的热量可能不充足。由于打印开始时墨温度低并且喷射的墨的粘稠度高，结果可能发生非正常喷射。此外，为了充分地提高墨的温度而长时间地进行加热的情况可能使得总的打印时间增加。

发明内容

因此，考虑到上述的问题，本发明意图提供一种液体喷射打印头，通过对收纳于液体供给口中的液体进行有效的预加热，该液体喷射打印头能够在打印时很好地保持墨的特性。

根据本发明的第一方面，提供一种液体喷射头，所述液体喷射头包括：液体喷射头基板，所述液体喷射头基板具有正面，所述正面具有用于产生从喷射口喷射出液体用的能量的多个打印元件，并且该液体喷射头基板设有贯通所述正面和背面而用于供给液体的供给口；和流路形成构件，所述流路形成构件具有将所述供给口与多个所述喷射口中的每一个喷射口连通的多个液体流路壁，并且通过将所述流路形成构件附着连接到所述液体喷射头基板而形成流路，其中，当从与所述正面垂直的方向观察时，能够加热多个所述流路内部的液体的预加热元件以包围所述供给口的方式被设置在多个所述打印元件和所述供给口之间。

根据本发明的第二方面，提供一种液体喷射头，所述液体喷射头包括：液体喷射头基板，所述液体喷射头基板具有正面，所述正面具有用于产生从第一喷射口喷射出液体用的能量的多个第一打印元件和用于产生从第二喷射口喷射出液体用的能量的多个第二打印元件，并且所述液体喷射头基板设有贯通所述正面和背面而用于供给液体的供给口；流路形成构件，所述流路形成构件具有将所述供给口与多个所述第一喷射口和多个所述第二喷射口中的每一个喷射口连通的多个液体流路壁，并且通过将所述流路形成构件附着连接到所述液体喷射头基板而形成流路；以及预加热元件，以包围所述供给口的方式设置所述预加热元件；其中，多个所述第一打印元件被设置在所述预加热元件和所述液体供给口之间，多个所述第二打印元件被设置在比所述预加热元件离所述供给口远的位置。

根据本发明的液体喷射头，因为可以有效地加热收纳于液体供给口内部的液体，所以在打印时能够在合适的温度下将液体供给口内部的液体供给到喷射口，并且从该喷射口中喷射出液体。因此，能够很好地保持打印图像的品质。

通过下面(参照附图)对示例性实施方式的详细说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是装配有本发明的第一实施方式的打印头的喷墨打印设备的示意立体图；

图2是装配在图1的喷墨打印设备中的打印头的立体图，其中该打印头的一部分被断裂；

图3是用于说明图2的打印头中的配线结构的说明图；

图4是用于说明图2的打印头的打印元件驱动电路和副加热器的构造的说明图；

图5A是用在图2的打印头中的打印头基板的加热器的附近区域的放大平面图，图5B是沿图5A的线VB-VB截取的剖面图；

图6是用于说明在驱动图2的打印头中的加热器时驱动电路的一系列操作的时序图(timing chart)；

图7是用于说明用在图4的打印元件驱动电路中的电压转换电路的说明图；

图8是用于说明本发明的第二实施方式的打印头中的配线结构的说明图；

图9是用于说明本发明的第三实施方式的打印头中的配线结构的说明图；

图10是用于说明图9的打印头中的打印元件驱动电路和副加热器的结构的说明图；

图11A是用在图9的打印头中的打印头基板的加热器的附近区域的放大平面图，图11B是沿图11A的线XIB-XIB截取的剖面图；

图12是装配在本发明的第四实施方式的喷墨打印设备中的打印头的示意性立体图；

图13是打印头基板的示意平面图，其用于说明配置于图12的打印头的打印头基板上的部件的位置关系；

图14A是图12的打印头中的打印头基板的加热器附近区域的放大示意平面图，其用于说明副加热器的位置，图14B是沿图14A的线XIVB-XIVB截取的剖面图；

图15是打印头基板的示意平面图，其用于说明用在图12的打印头中的打印头基板的加热器形成区域和形成为与加热器相对应的喷射口之间的位置关系；

图16A是图15的区域C的墨通路(ink path)的放大示意剖面图，图16B是沿图16A的线XVIB-XVIB截取的剖面图；

图17是本发明的第五实施方式的打印头中的打印头基板的副加热器的附近区域的放大示意平面图，其用于说明副加热器的位置；以及

图18是本发明的第六实施方式的打印头中的打印头基板的副加热器的附近区域的放大示意平面图，其用于说明副加热器的位置。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施方式。

图1是喷墨打印设备100的示意性立体图，其具有安装在其上的打印头，该打印头作为本发明的第一实施方式的液体喷射头。

图2是用于说明用在本发明的第一实施方式的喷墨打印设备100中的打印头1(液体喷射头)的示例的立体图，其中打印头1的一部分被断裂。用在第一实施方式的喷墨打印设备100中的打印头1具有：发泡加热器(bubble forming heater)102，其用作打印元件；和喷射口402，其位于喷孔板(orifice plate)401的面对打印介质的表面的与发泡加热器102相对应的位置。在第一实施方式中，形成和配置有多个喷射口402和发泡加热器102。因此，通过打印头1将墨滴形式的液体从喷射口402喷射到打印介质P上，从而在打印介质P上形成墨点。通过以此方式在打印介质P上形成墨点而进行打印介质P上的图像打印。如图2所示，通过将喷孔板401隔着流路形成构件403地接合到打印头基板101而形成打印头1。打印头1具有墨供给口210(液体供给口)。打印头1还具有发泡室404，发泡室404均具有喷射口402。当墨被供给到各发泡室404时，经由墨供给口210供给墨。以贯穿打印头基板101的方式形成墨供给口210。墨供给口210被形成为：其开口的宽度从打印头基板101的背侧(墨供给路径的上游侧)到所述表面(布置有喷孔板401的一侧)越来越窄。沿墨供给口210形成本实施方式的喷射口列。

由喷孔板401、流路形成构件403和打印头基板101限定多个墨流路405和共用液体室406，其中墨流路405与各喷射口402连通，共用液体室406收纳从墨供给口210供给的墨并且将墨分配到墨流路405。作为能量激活室的发泡室404形成于各墨流路405的与共用液体室侧相反的一侧的端部。至于发泡室404的内部，由墨供给口210提供将被喷射的墨，并且在发泡室404的内部收纳这些墨。

发泡加热器102以预定的间距(pitch)在打印头基板101(液体喷射头基板)上被配置成2列。发泡加热器102在与喷射口相对的位置处被布置于发泡室404中，并且产生用于喷射墨的热能。该热能作用于收纳在发泡室404的内部的墨。形成于喷孔板401中的喷射口402形成为与形成于打印头基板101中的发泡加热器102相对应。更具体地，由发泡加热器102向发泡室404的内部的墨添加的热和膜沸腾造成了在发泡室404中产生气泡从而产生发泡压力，由于该发泡压力使得发泡室404内部的压力增加。将动能提供给发泡室404的内部的墨，然后由此将墨从喷射口402中喷射出。以此方式，由于向发泡加热器102提供了电信号，于是驱动发泡加热器102，将能量施加到从墨供给口210中供给的墨，然后从喷射口402中喷射出墨，并且进行打印。应当注意，这里喷孔板401和流路形成构件403被制成独立的构件，打印头基板101、用作流路壁的流路形成构件403以及用作流路的顶面的喷孔板401通过被接合在一起而设置。然而，也可以以如下的方式创建：通过将打印头基板101接合到具有腔体的构件而构成流路，其中该腔体用作流路的一部分；流路形成构件403自身具有喷射口(将流路形成构件和喷孔板看成一体)。

在图3中示出了说明图，该说明图用于说明图2所示的打印头1的打印头基板101的配线结构。在本实施方式中，如图3所示，每个打印头1都形成有两个墨供给口210。用于形成加热器102的加热器形成区域150被形成于墨供给口210的两侧，从而墨供给口210被夹在中间。加热器102形成于该加热器形成区域的与喷射口相对应的位置处。在打印头基板101上还配置有打印元件驱动电路205，其中该打印元件驱动电路205设置有加热器选择电路115、电压转换电路107和开关元件103。在本实施方式中，打印元件驱动电路205被以如下方式配置成与加热器形成区域150相邻：打印元件驱动电路205从外侧额外地将加热器形成区域150夹在中间，其中该加热器形成区域150将墨供给口210夹在中间。

用于暂时存储打印数据的M位移位寄存器(M-bit shiftregister)(S/R)106也被配置于打印头基板101，其中该M位移位寄存器106位于墨供给口210和加热器形成区域150延伸所在的区域的外部。用作块选择电路(block selection circuits)的解码器104也被配置于打印头基板101。如下所述，通过时分驱动(time-division driving)而进行打印的情况下，解码器104从由加热器102和开关元件103形成的N个块(组)中选择期望的块。锁存电路(latch circuit)105和加热电路116被配置于移位寄存器(S/R)106和打印元件驱动电路205之间。锁存电路105分批处理和保持存储在移位寄存器(S/R)106中的打印数据。

图4是说明图，其示出了更详细的打印元件驱动电路205。打印元件驱动电路205设置有开关元件103、电压转换电路107和加热器选择电路115。开关元件103、电压转换电路107和加热器选择电路115被用于从形成于打印头中的多个加热器中选择期望的加热器102，并且驱动被选择出的加热器102。由各自的加热器选择电路115决定是否驱动各加热器102。加热器选择电路115的输出信号经由电压转换电路107被传递到开关元件103，然后开关元件103根据来自加热器选择电路的电信号选择性地导通，从而允许电流通过。被选择用于驱动产热的开关元件103导通，从而该开关元件103使得电流通过。当由于开关元件103的导通而使得电流通过开关元件103时，电能被施加到加热器102，然后驱动该加热器102。以此方式，开关元件103被连接到加热器，其中该开关元件103能够在传导和不传导供给到加热器的电信号的状态之间切换。电压转换电路107将来自加热器选择电路115的输出信号电压转换成足够驱动开关元件103的电压。

在图4中，140表示从VH端子连接到加热器102的VH电源线，141表示用于回收(recovering)流进加热器102的电流的GNDH线。

由N个加热器102，N个开关元件103和N个加热器选择电路115形成一组。均由N个元件形成的M个组被分成组1至M。

在本实施方式的打印头1中，如图3所示，副加热器201被配置成预发热元件，其用于加热打印头基板101。在如图3所示的墨供给口210中，一侧被称为墨供给口210a，另一侧被称为墨供给口210b。在本实施方式中，一个连续的副加热器沿与墨供给口210a和墨供给口210b邻近的部位被布置在打印头基板101上，且包围以矩形构造的墨供给口210的三侧。一个长副加热器的一端的电极被连接到靠近墨供给口210a的位置处的副加热器电源端子VSUBH-1，另一端的电极被连接到靠近墨供给口210b的位置处的副加热器电源端子VSUBH-2。这里，副加热器电源端子VSAUBH-1和副加热器电源端子VSUBH-2被设置在打印头基板的相同侧。以此方式沿墨供给口210配置副加热器201。

当从墨喷射侧绘制打印头1的平面图时，以副加热器201穿过墨供给口210和开关元件103之间的空间的方式来配置副加热器201。具体地，在如图3所示的本实施方式中，副加热器201被布置于相对的加热器102中的每一方和打印元件驱动电路205之间，其中相对的加热器102将墨供给口210夹在中间。因此，由一条连续的导线形成的副加热器201被配置成包围墨供给口210的周围。

以上述的方式将副加热器201配置成包围墨供给口210的周围。因此，副加热器201能够有效地将热施加到收纳于墨供给口210中的墨。此外，与副加热器201被配置在靠近基板外侧的部位的现有技术中的打印头相比，能够更加均匀地加热整个打印头基板101。由导电层形成副加热器201。至于组成副加热器201的材料，例如，AL(铝)等材料能够被用作电阻材料。由AL等形成的副加热器201的两端均被连接到副加热器电源端子124(VSUBH)。因此，通过在两端之间施加适当的电压，副加热器201能够产生热并且加热整个打印头基板。因此，副加热器201能够适当地进行打印头基板的温度调节。此外，因为副加热器201邻近墨供给口210，所以副加热器201能够有效地加热从墨供给口210中供给的墨流体。因此，副加热器201能够更好地进行墨供给口210内部的墨的温度调节。

在图5A中示出了打印头1的导线的示意性放大平面图，在图5B中示出了沿图5A的线VB-VB截取的示意性剖面图。使用图5A和图5B说明加热器102、副加热器201和开关元件103之间的位置关系。

在图5A中示出了具有AL的打印头的示意平面图，其中AL用作经过加热器102和开关元件103之间的副加热器201。从属于多个加热器的加热器驱动电路的一部分被放大，并且在图5A中示出。在图5B中示出了沿图5A的线VB-VB截取的剖面图。如图5B所示，层间(inter-layer)绝缘膜413形成于基板101之上，其中在基板101的顶部中埋设有开关元件103。副加热器201和第二导电层303形成于层间绝缘膜413之上，并且在这些之上形成层间绝缘膜412。此外，加热器层410形成于层间绝缘膜412之上，第一导电层301形成于加热器层410之上。保护膜形成于第一导电层301之上。

由于第一导电层301的选择性的去除，所以在没有形成第一导电层301的部位暴露加热器层410。在去除了第一导电层301的部位，在第一导电层301中流动的电流暂时通过具有较高的电阻的加热器层410，然后当电流到达形成有第一导电层的部位的正下方时，电流再次流进第一导电层301，然后从那里通过第一导电层301的内部。当电流通过加热器层410时，电流产生热。

第一导电层301和第二导电层303经由通孔304被连接在一起。在除了形成有通孔304的部位以外的其他部位，层间绝缘膜412形成在第一导电层301和第二导电层303之间，并且以使得电在第一导电层301和第二导电层303之间不导通的方式形成。为了使得第二导电层303和埋设于基板101中的开关元件103电连接，通孔416形成于第二导电层303和开关元件103之间的间隔中。再次，如图5A和图5B所示，当从喷墨侧观察打印头基板101时，副加热器201被配置于加热器102和开关元件103之间的间隔中。在喷射墨的方向上(从垂直于设置有打印头的打印元件的表面的方向观察)，副加热器201靠加热器102的后方布置。因此，由于有效地利用了至今仍没有利用的空间死角，所以可以使得打印头基板101小型化。

在图6示出了时序图，其用于说明驱动加热器102时驱动电路的一系列操作。图6的时序图与1个序列(1个喷射周期)相对应，其中在一个周期中从M*N个加热器单元中选出期望的加热器并且该加热器只被选择一次。也就是，直到相同的加热器能够再次被驱动才算完成1个周期。

如图6的时序图所示，从打印设备主体供给的时钟信号CLK被输入到端子109。当进行打印时，将串行传送的M位打印数据信号DATA从端子110输入到移位寄存器106中，然后将其顺次存储。根据从锁存信号端子108中输入的锁存信号LT，该串行数据被保持在锁存电路中。这时，输入到块选择电路104中的信号也随着打印头信号串行地传送，通过解码器将该信号转换成N位块选择信号，并且将其连接到组1至M。通过上述的构造，M位打印数据信号和N位块选择信号通过加热器选择电路115进行矩阵中的逻辑分离，并且从M*N个的加热器102中选择待驱动的加热器。

首先，通过与时钟信号CLK同步的DATA信号而将与M位数据相对应的打印数据串行地传送到移位寄存器，然后数据被并行地传送到锁存电路。当接下来的锁存信号LT变成“Lo”(低电平)时，输入数据被传送并且输出到数据线117，当接下来的锁存信号LT变成“High”(高电平)时，保持该信号。在M位数据信号117中，与期望的数据信号相对应的打印数据变成“High”。

以相同的方式，X位块控制信号也与时钟信号CLK同步地串行地传送到移位寄存器中，并且并行地传送到锁存电路。然后，当接下来的锁存信号LT变成“High”时，该X位块控制信号保留在解码器中。当从解码器中选择出块选择信号118的N个输出中的任意一个输出时，该输出变成“High”。

由加热器选择电路115的AND电路从被共同连接到块选择信号的M个驱动电路中选择期望的加热器。至于选择出的加热器，根据从端子111中输入的HE信号和从加热电路116中输入的打印数据信号进行“与”运算而得到的信号，电流IH流动，并且驱动加热器。

通过依次重复与上述的操作类似的操作N次，在M个单元均被驱动N次的定时下，分时驱动M*N个加热器，并且根据图像数据可以选择所有的加热器。

更具体地，M*N个加热器被分成M组，其中每组由N个加热器组成，在如下的定时下驱动M*N个加热器：一个周期的时间被时分成N个，从而不能同时驱动同一组中的两个以上的加热器。以同时驱动M位的图像数据的方式来控制打印头。

在图4中，块选择信号118和打印数据信号117被输入到用作AND门的加热器选择电路115。在这两个信号共同变得有效(active)的情况下，AND门的输出变得有效。在图7中示出了这部分的电路图。由于电压转换电路107，图7的AND门的输出信号的电压大小被转换成比加热器选择电路的输出的电压大小(第一电源电压)高的电压(第二电源电压)。转换后的信号被施加到开关元件103的栅极，其中该开关元件103为MOS晶体管。当电压被施加到开关元件103的栅极时，电流进入被连接到开关元件103的加热器102，然后驱动加热器102。

这里，因为电信号被施加到开关元件103的栅极，所以输入电信号通过电压转换电路107被转换成更高的电压。这里因为开关元件103的导通电阻(on-resistance)被降低，所以允许电流高效地流进加热器。此时，优选地在不超过电路的击穿电压或MOS栅极的击穿电压的情况下，将上升的电源电压的电压水平设定为最大程度。

以此方式，通过选择性地向加热器102发送电信号的方式，可以选择性地驱动加热器102。这里，可以减少同时驱动的喷嘴的数量，抑制驱动电压的波动，稳定地喷射墨。

至于本发明的打印头1，副加热器201被配置在墨供给口210和开关元件103之间。结果，副加热器201被定位成靠近收纳于墨供给口210中的墨。因此，可以从靠近墨供给口210的位置有效地加热收纳于墨供给口210中的墨。结果，当喷射墨时，可以使得墨处于其特性与当时的需要对应的更加适宜的状态。此外，因为当墨的特性处于更加适宜的状态时进行墨喷射，所以抑制了喷射缺陷的发生，并且能够更加可靠地进行墨喷射。因此，可以获得墨喷射性能和打印图像品质的改善。同样，因为可以有效地加热墨供给口210中的墨，所以能够在短时间内使得收纳于墨供给口210内部的墨处于适宜的温度。因此，可以缩短打印所需的时间。

在图5B中也示出了，在本实施方式中，副加热器层201以与第二导电层303相同的方式被配置于层间绝缘膜413上方，其中第二导电层303连接通孔304和开关元件103之间的间隔。因此，在副加热器201和第二导电层303由相同的材料形成的情况下，可以同一步骤中形成两者。因为以此方式同步地形成副加热器201和第二导电层303而可以简化制造程序，所以可以缩短制造打印头的时间。也可以使得打印头的制造成本降低。

至于本实施方式，通过如上所述形成打印头1的方式，埋设有开关元件等的部分也可以不处于副加热器201下方地形成。因此，可以完成抑制凸起(bump)的产生的结构，其中该凸起在开关元件等被设在副加热器201正下方的层中的情况下出现。因此，形成副加热器201的AL的膜厚度在整个打印头基板101上变得均匀。因此，可以抑制由于导电层中的电迁移等引起的断线(disconnection)现象的发生。以此方式，因为副加热器201的膜厚度变得均匀，所以可以抑制断线现象的发生等，并提高副加热器201的耐久性。

接着，将使用图8说明第二实施方式。应该注意，以与上述第一实施方式相同的方式给出附图标记，对于那些以与上述第一实施方式相同的方式构造的部分，省略对其的说明，这里只针对那些不同的部分进行说明。

如图8所示的第二实施方式的打印头具有2列墨供给口210-a和210-b。副加热器201被布置于墨供给口的周围，从而包围以矩形构造的墨供给口210的三侧。在本实施方式中，被配置成与墨供给口210-a邻近的副加热器是副加热器201-a，被配置成与墨供给口210-b邻近的副加热器是副加热器201-b。与之相对应地，打印数据输入端子是110-a和110-b，并且加热信号端子是111-a和111-b。因此，在本实施方式中，当从与设置有加热器102的面垂直的方向观察打印头1时，对于各墨供给口210，均以包围墨供给口210的周围的带状形式配置有独立的副加热器201-a和副加热器201-b。也分别地设有与各自的副加热器201-a和201-b相对应的副加热器电源端子124-a1和124-a2以及124-b1和124-b2。应当注意，两对副加热器电源端子分别被设置在打印头基板的相同侧，其中两对副加热器电源端子中的每一对分别与一个副加热器相对应。

至于一般的打印头，从不同的墨供给口中喷射不同颜色的墨。取决于墨色，墨的特性和粘稠度也不同。在本实施方式中，为了根据墨的以此方式依颜色不同而不同的特性来调节到适当的温度，以如下的方式构造打印头：可以分开地单独地针对于各墨供给口而控制温度。此外，在每个位置处，打印头温度也是不恒定的，而是存在打印头的各个区域处的温度不同的情况。根据本实施方式，即使打印头的各个区域处的温度不同，也可以根据打印头的各区域的温度分布在各区域处进行温度控制。

在本实施方式中，打印头具有多个墨供给口，其中墨供给口具有各自的能够独立地被调节温度的副加热器201-a和201-b。因此，对于各墨供给口210-a和210-b，可以将副加热器201-a和201-b的温度调节成对收纳于各墨供给口210中的墨来说合适的温度。因此，可以更精细地控制收纳于各墨供给口210中的墨的温度。

应当注意，虽然通过使用具有两个副加热器201-a和201-b的打印头而说明了本实施方式，但是也可以设置比此更多的副加热器。在此情况下，可以通过设置与各墨供给口相对应的副加热器电源端子而独立地控制各副加热器。

接着，将使用图9至图11A-11B来说明第三实施方式。应当注意，以与上述第一和第二实施方式相同的方式给出附图标记，对于那些以与上述第一和第二实施方式相同的方式构造的部分，省略对其的说明，这里只针对那些不同的部分进行说明。

在第一和第二实施方式的打印头中，从喷射墨的一侧观察打印头，副加热器位于加热器和开关元件之间。另一方面，第三实施方式的打印头与第一和第二实施方式的不同之处在于，从喷射墨的一侧观察，第三实施方式的副加热器被配置于墨供给口和加热器之间。

图9示出了示意平面图，其示出了用在所示的第三实施方式的打印头中的基板的配线结构。在图9中，在打印头中也形成了两个墨供给口210。加热器和打印元件驱动电路被放大，在图10中也示出了用于说明加热器和打印元件驱动电路的附近的配线的说明图。在图11A中示出了示意平面图，其示出了加热器102、副加热器201和开关元件103之间的位置关系。图11B再次示出了沿图11A的线XIB-XIB截取的剖面图。

如图9、10、11A和11B所示，从喷射墨的一侧观察(从垂直于设有加热器102的表面的方向观察打印头1)，在墨供给口210和形成发泡加热器102的加热器形成区域150之间以包围墨供给口210的周围的带的形状形成副加热器201。此外，从垂直于设有加热器102的表面的方向观察打印头1，以如下的方式配置副加热器201：副加热器201位于与喷射口402和墨供给口210连通的流路的下侧。因此，将副加热器201配置成更加靠近墨供给口210。因此，可以对收纳于墨供给口210中的墨和收纳于流路中的墨进行温度调节，可以减小墨的粘稠度，并且更好地保持打印图像的品质。

以下，将使用图12至图16A-16B说明第四实施方式。应当注意，以与上述第一至第三实施方式相同的方式给出附图标记，对于那些以与上述第一至第三实施方式相同的方式构造的部分，省略对其的说明，这里只针对那些不同的部分进行说明。

在第一至第三实施方式的打印头中，与墨供给口等间距的一列喷射口在墨供给口的一侧以平行于墨供给口延伸的方向的方式对齐。另一方面，在第四实施方式的打印头4中，墨喷射口以与墨供给口相距不同距离的方式交替错开地排列。

在图12中示出了第四实施方式的打印头的立体图。如图12所示，在第四实施方式的打印头4中，在墨供给口210的一侧形成两种类型的喷射口，也就是，与墨供给口相距较短距离的喷射口和与墨供给口相距较长距离的喷射口。在图13中，示出了用在第四实施方式的喷墨打印头4中的打印头基板101的示意平面图。也以相同的方式在用在本实施方式的打印头4中的打印头基板101中形成贯穿基板101的墨供给口210。

如图13所示，本实施方式的打印头4具有发泡加热器形成区域150，其中发泡加热器形成区域150具有沿墨供给口210配置的发泡加热器111和112以在墨中形成气泡。除此之外，本实施方式的打印头4还具有：开关元件形成区域160，其配置有用于驱动发泡加热器111和112的开关元件103；和打印元件驱动电路205，其用于驱动上述的开关元件。在墨供给口210在打印头基板101上延伸的方向上的端部，形成电极焊盘形成区域408，其形成电连接打印头基板101和控制器的电极焊盘，其中控制器配置于打印头基板101的外部。用在本实施方式的打印头中的打印头基板101的宽度是Wc。

图14A是示出图13的区域A的放大平面图，其中用在打印头4中的打印头基板101的加热器部位的附近被放大。如图14A所示，两列发泡加热器111和112在墨供给口210的一侧形成于打印头4中，其中发泡加热器111和发泡加热器112均具有600dpi的间距。至于这些喷射口列，各列的喷射口形成为彼此偏移一半间距。也就是，喷射口311和312在墨供给口210的一侧错开地配置成两列，并且在墨供给口210延伸的方向上喷射口311和312偏移1200dpi。至于各发泡加热器111和112，各发泡加热器的中心之间的距离是dH。各发泡加热器111和112的彼此最靠近的边缘之间的距离是dH’。这里，副加热器201被配置在发泡加热器之间的间隔中，并且以副加热器宽度WsH满足dH’＞WsH的关系的方式来形成加热器。

图14B是沿图14A的线XIVB-XIVB截取的剖面图。作为蓄热层(heat storage laYer)的SiO场(field)热氧化膜208形成于用作打印头基板的Si基板101之上，并且用作第一绝缘层的BPSG202形成在蓄热层208之上。在绝缘层BPSG 202之上，通过图案化形成开关元件的一部分和起副加热器作用的第一铝导电层203。此外，作为第二绝缘层的等离子体SiO 204被配置在BPSG202和铝导电层203上方，并且在此第二绝缘层204上方形成有TaSiN加热器层209和第二铝导电层206。通过光刻法和干法蚀刻形成作为第二层的铝导电层206部分和发泡加热器部外部的TaSiN加热器层209。在本实施方式中，铝导电层206和TaSiN加热器层209在同一步骤中一起形成。此后，只在发泡加热器部通过光刻法和湿法蚀刻进行作为第二层的铝导电层206的蚀刻，然后该发泡加热器部形成为发泡加热器。此外在基板上还在这些构件上方层叠SiN保护膜207。在完成上述的步骤之后，通过激光处理形成墨供给口210。

图15是打印头基板101的示意平面图，其用于说明用在本实施方式的打印头4中的打印头基板101的加热器形成区域150和形成为与加热器111和112相对应的喷射口之间的位置关系。在除了位于打印头基板101的端部的电极焊盘形成区域408之外的区域中，打印头基板101被结合到具有墨流路壁的流路形成构件403。因此，在发泡加热器形成区域150内部，在交替地改变喷射口311和312与墨供给口210相距的距离的同时，错位排列喷射口311和312，并且喷射口列形成为与墨供给口210延伸的方向平行。此外，通过将流路形成构件403接合到打印头基板101而形成流路313和314，其中流路313与喷射口311相对应而流路314与喷射口312相对应，并且流路313和314与墨供给口210连通。

图16A是在图15中示出的区域C的放大图，并且也是示意平面图，其示出了本实施方式的打印头4的加热器附近的墨流路313和314。以如下的方式形成打印头4：形成与墨供给口210相距不同距离的两种类型的喷射口311和312，根据与墨供给口210相距的距离而长度不同的墨流路313和314与喷射口311和312连通。在本实施方式中，在这两种类型的喷射口中，与墨供给口相距较短距离的喷射口是喷射口311(第一喷射口)。与墨供给口相距的距离比墨供给口和喷射口311之间的间隔大的喷射口是喷射口312(第二喷射口)。这里，第一喷射口311能够用于喷射比第二喷射口312的墨滴大的墨滴。也就是，设定第二喷射口312的开口直径比第一喷射口311的开口直径小。此后，为了简单起见，从第一喷射口311中喷射出的墨滴被称为大液滴，从第二喷射口312中喷射出的墨滴被称为小液滴。从墨供给口210延伸到第一喷射口311的墨流路称为墨流路313，从墨供给口210延伸到第二喷射口312的墨流路称为墨流路314。形成多个喷射口311和多个喷射口312，并且由此而形成喷射口列。沿墨供给口210形成这些喷射口列。在本实施方式中，沿墨供给口210交替地形成与墨供给口相距较短距离的第一喷射口311和与墨供给口相距较长距离的第二喷射口312，并且错开排列第一喷射口311和第二喷射口312。在与第一喷射口311相对应的位置处形成用于喷射大液滴的第一发泡加热器111(第一打印元件)。在与第二喷射口312相对应的位置处形成用于喷射小液滴的第二发泡加热器112(第二打印元件)。因此，从喷射墨的一侧观察时，副加热器201以带的形状被配置于第一发泡加热器111和第二发泡加热器112之间，并且以与图9相同的方式包围墨供给口210的周边。也就是，当从设置有加热器的一侧观察打印头4时，副加热器201被配置于与第二喷射口312和墨供给口210连通的墨流路314的下侧。

以此方式，从喷射墨的一侧观察，副加热器201被配置于多个发泡加热器(打印元件)的一部分和墨供给口210之间。这里，多个发泡加热器的一部分是沿墨供给口210配置的多个打印元件的一部分。在本实施方式中，在沿墨供给口210配置的发泡加热器中，多个打印元件的一部分是发泡加热器112，其用作与墨供给口210相距较长距离的第二打印元件。在多个打印元件中，不包括多个打印元件的所述一部分的其他部分被设置在副加热器201和墨供给口210之间的间隔中。不包括多个打印元件的所述一部分的其他部分是配置的多个打印元件中的不包括上述的打印元件的一部分的其他打印元件。在本实施方式中，多个打印元件中的其他部分是发泡加热器111，其用作沿墨供给口210形成的发泡加热器中的与墨供给口210相距较短距离的第一打印元件。

在本实施方式中，因为副加热器201以此方式被配置在加热器111和112之间，除了能够有效地加热墨供给口210中的墨之外，还可以通过副加热器201预加热发泡加热器111和112。因此，当进行打印时，副加热器201可能已经将发泡加热器111和112预加热到给定的温度。此外，因为第二喷射口312的直径比喷射口311的直径小，因此在墨的粘稠度大的情况下，很可能发生非正常喷射。然而，通过在与用于喷射小液滴的第二喷射口312连通的墨流路314的下侧设置副加热器201和可靠地加热墨流路314内部的墨并降低墨的粘稠度，可以防止非正常喷射。此外，如图9所示，通过以包围墨供给口的三侧的带的形式配置副加热器201，能够有效地加热墨供给口210内部的墨。

图16B是沿图16A的打印头的XVIB-XVIB线截取的剖面图。由流路形成构件300形成与加热器111相对应的喷射口311和墨流路313。考虑到发泡加热器111(第一打印元件)和112(第二打印元件)的加热器尺寸、喷射口311(第一喷射口)和312(第二喷射口)的直径以及墨流路313和314的流路结构，设置各发泡加热器111和112的中心之间的距离dH，从而满足喷射功能。从喷射墨的一侧观察，通过将副加热器201配置在发泡加热器111和112的墨喷射方向上的后侧，即发泡加热器111和112之间的电流作用死角空间，可以使得打印头基板101、型化。此外，根据本实施方式的打印头4，除了通过副加热器201对收纳于墨供给口210中的墨进行温度调节之外，还可以预加热两个发泡加热器111和112，可以使得打印图像性质稳定。

在本实施方式的打印头中，发泡加热器的边缘之间的距离dH’是32μm。副加热器201的宽度WsH是28μm。通过使用本实施方式的打印头4，与现有技术中的不使用本发明的打印头相比较，可以将基板的宽度Wc从1420μm减小到1364μm，也就是减小大概4％。

以下将使用图17说明第五实施方式。应当注意，以与上述第一至第四实施方式相同的方式给出附图标记，对于那些以与上述第一至第四实施方式相同的方式构造的部分，省略对其的说明，这里只针对那些不同的部分进行说明。喷射口和打印元件之间的关系与图16相同。

图17示出了放大的示意平面图，其示出了第五实施方式的打印头的副加热器和发泡加热器的配线部。在本实施方式中，将第一副加热器201设置在交错排列的第一喷射口311和第二喷射口312之间的区域。另外，第二副加热器126形成于墨供给口210和第一喷射口311之间的区域，第三副加热器125形成于更加远离墨供给口210的第二喷射口312的外部。也就是，当从设置加热器的一侧观察打印头4时，第二副加热器126设置在与第一喷射口311和墨供给口210连通的墨流路313的下侧。此外，第一副加热器201和第二副加热器126被设置在与第二喷射口312和墨供给口210连通的墨流路314的下侧。在本实施方式中，第二喷射口312的开口直径也被设成比第一喷射口311的开口直径小，并且从第二喷射口312中喷射出的墨滴比从第一喷射口311中喷射出的墨滴小。

如图17所示，开关元件103被配置在比喷射口312更加远离墨供给口的位置，其中喷射口312形成于离墨供给口210比较远的位置。因此，第三副加热器125(外侧预热产热元件)被配置在发泡加热器112和开关元件103之间，其中发泡加热器112处于与喷射口312相对应的位置处。此外，第二副加热器126(内侧预热产热元件)形成为墨供给口210和发泡加热器111之间的附加副加热器，其中发泡加热器111处于较靠近墨供给口210的位置。

这里，各发泡加热器111和112的各中心之间的距离是dH。发泡加热器111和112的彼此最靠近的边缘之间的距离是dH’。副加热器201的宽度还是WsH1。这里，在本实施方式的打印头中，以被形成于发泡加热器列之间的副加热器201的加热器宽度WsH1满足dH’＞WsH1的关系的方式来形成加热器。在本实施方式的打印头的打印头基板101中，由于加热器电极路线的原因，与第四实施方式相比，开关元件103的边缘和发泡加热器112的边缘之间的间隔的距离dH-S加宽。另外在形成墨供给口210时，由于处理精度等的原因，与第四实施方式相比，墨供给口210边缘和发泡加热器111边缘之间的间隔的距离dH-I加宽。形成于远离墨供给口的位置处的第三副加热器125被配置于发泡加热器112和开关元件103之间，且宽度WsH2满足关系dH-S＞WsH2。此外，形成于靠近墨供给口的位置处的第二副加热器126被配置于发泡加热器111和墨供给口210之间，且宽度WsH3满足关系dH-I＞WsH3。

在第五实施方式中，以此方式，除了形成于发泡加热器111和112之间的副加热器201外，在加热器列之间的空间之外的区域中还配置副加热器125和副加热器126。这样一来，对于打印头基板101上的各区域，由于副加热器201、125和126而可以更精细地建立预加热温度控制，并且可以更有效地进行预加热而降低墨的粘稠度。至于第二喷射口312的直径，因为其比第一喷射口311的直径小，所以当墨的粘稠度高时，发生墨喷射缺陷的可能性高。然而，第一副加热器201和第二副加热器126被设置在墨流路314的下侧，其中墨流路314与用于喷出小液滴的第二喷射口312连通。因此，可以可靠地加热墨流路314内部的墨，并且由于墨的粘稠度的降低，可以防止喷射缺陷。

此外，因为通过以如图9所示包围墨供给口210的周围的带的形式配置副加热器201、126和125，所以可以均匀地加热墨供给口210中的墨。

以下将使用图18说明第六实施方式。应当注意，以与上述第一至第五实施方式相同的方式给出附图标记，对于那些以与上述第一至第五实施方式相同的方式构造的部分，省略对其的说明，这里只针对那些不同的部分进行说明。喷射口和打印元件之间的关系与图16相同。

图18示出了放大的示意平面图，其示出了第六实施方式的打印头的副加热器和发泡加热器的配线部。至于与墨供给口相距不同距离的相邻的发泡加热器111和112，以如下的方式配置各加热器：以各发泡加热器的中心作为基准，间隔dH占据加热器111和112的中心之间的空间。相对于发泡加热器111和112的彼此最靠近的边缘之间的距离dH’，在发泡加热器列之间配置副加热器201且使其宽度WsH满足关系dH’＞WsH。至于本实施方式的基板，由于配线效率的原因，在与墨供给口相距不同距离的两种类型的加热器之间共用发泡加热器导电层114的一部分。因此，以如下的方式形成打印头：在液体喷射的方向上，在副加热器201的上方区域连接发泡加热器导电层114。应当注意，液体喷射的方向表示与本实施方式的打印头基板垂直的方向。应当注意，在本实施方式中，第一喷射口311也能够被用于喷射比第二喷射口312的液滴大的液滴。也就是，第二喷射口312的开口直径被设成比第一喷射口311的开口直径小。

导电层的被连接到发泡加热器的联接部形成于与副加热器相对应的位置处。至于本发明，被连接到发泡加热器的导电层被连接到副加热器的喷墨方向上的前方。

以此方式，导电层被连接到预加热用副加热器的上方区域，其中导电层被连接到与墨供给口相距不同距离的发泡加热器，并且可以有效地利用打印头基板中的空间。因此，可以使得喷墨打印头基板小型化，并且可以降低制造成本。

应当注意，本发明的液体喷射头可以被安装在诸如打印机、复印机、传真机等的具有通信系统的设备中，但是也可以被安装于具有打印机的文字处理器以及各种类型的处理设备和复杂地组合的工业打印机设备。通过使用该液体喷射头，可以在多种打印介质上进行打印，诸如纸、线(thread)、纤维、布、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷等。应当注意，说明书中所用的“打印”不只是意味着在打印介质上生成承载文字和图形等意思的图像，也意味着在打印介质上生成不具有含义的图案等的图像。

此外，“墨”和“液体”应当被广义地理解，被定义成为图像、图样(design)、图案的形成等、打印介质加工，墨或打印介质的处理等所供给的液体。这里，诸如如下的事情被称为墨或打印介质的处理：例如，通过改善施加在打印介质上的墨内部的着色颜料的凝固或不溶性来改善着色颜料的固着性，或者改善打印品质、颜色以及改善图像耐久性。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。所附的权利要求书的范围符合最宽泛的解释，以包含所有这些变型、等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种液体喷射头，其包括：

液体喷射头基板，所述液体喷射头基板具有正面，所述正面具有用于产生从第一喷射口喷射出液体用的能量的多个第一打印元件和用于产生从第二喷射口喷射出液体用的能量的多个第二打印元件，并且所述液体喷射头基板设有贯通所述正面和背面而用于供给液体的供给口；

流路形成构件，所述流路形成构件具有将所述供给口与多个所述第一喷射口和多个所述第二喷射口中的每一个喷射口连通的多个液体流路壁，并且通过将所述流路形成构件附着连接到所述液体喷射头基板而形成流路；以及

预加热元件，以包围所述供给口的方式设置所述预加热元件，

其中，当从与所述正面垂直的方向观察时，多个所述第一打印元件被设置在所述预加热元件和所述供给口之间，多个所述第二打印元件被设置在比所述预加热元件离所述供给口远的位置。

2.根据权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，沿所述供给口交替地设置所述第一打印元件和所述第二打印元件。

3.根据权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，所述第二喷射口的开口直径比所述第一喷射口的开口直径小。

4.根据权利要求3所述的液体喷射头，其特征在于，从所述第二喷射口喷射出的液滴的体积比从所述第一喷射口喷射出的液滴的体积小。

5.根据权利要求3所述的液体喷射头，其特征在于，在所述液体喷射头基板上，在所述供给口和所述第一打印元件之间以包围所述供给口的方式还设置有另一预加热元件。

6.根据权利要求5所述的液体喷射头，其特征在于，当从与所述正面垂直的方向观察时，所述流路设置在所述预加热元件和所述另一预加热元件至少之一的上方。

7.根据权利要求5所述的液体喷射头，其特征在于，多个所述流路被分成多个第一流路和多个第二流路，多个所述第一流路将所述供给口和多个所述第一喷射口中的每一个喷射口连通，多个所述第二流路将所述供给口和多个所述第二喷射口中的每一个喷射口连通，

所述预加热元件被用于加热所述供给口内部的液体和多个所述第二流路内部的液体，所述另一预加热元件被用于加热所述供给口内部的液体、多个所述第一流路内部的液体和多个所述第二流路内部的液体。

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