專利名稱：用于噴墨頭的基底、噴墨頭、噴墨盒及噴墨記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨頭用的基底，所述基底構(gòu)成噴墨頭，通過將油墨或別的功能液體排向記錄介質(zhì)，例如紙、塑料、布或別的適于做印刷物體的材料上，所述的噴墨頭記錄或印刷圖象，例如數(shù)字和符號。本發(fā)明也涉及一種由噴墨頭基底組成的噴墨頭、一種噴墨盒和裝有噴墨頭的噴墨記錄裝置，所述的噴墨盒包括存儲供給噴墨頭油墨的油墨儲存裝置。
在這方面，本發(fā)明所涉及的噴墨盒由一個可拆卸的機架組成，例如一種滑架，并被安裝在設(shè)備主體上。
本發(fā)明所涉及的噴墨記錄裝置不僅是指一種與信息處理設(shè)備成一體或單獨的輸出終端，所述的信息處理設(shè)備是指例如文字信息處理機、計算機，也意味著一種將噴墨記錄裝置與其它的設(shè)備相接合的記錄裝置，例如，具有讀取信息的復(fù)印機，一種具有傳輸和接收信息功能的傳真機，一種可在紡織品上印刷的設(shè)備。
普通噴墨記錄設(shè)備使用電熱轉(zhuǎn)換元件或壓電元件作為能量生成裝置，生成噴墨所需的能量。在噴墨記錄設(shè)備上，能量生成裝置所產(chǎn)生的能量作用在油墨或別的液體上，使得液體從噴墨口噴出。這種噴墨記錄裝置具有這樣的特性，即通過從噴墨口以液滴形式高速噴油墨或別的液體，能夠以高速高精度記錄圖像。所述類型的噴墨記錄設(shè)備，利用電熱轉(zhuǎn)換元件作為能量生成裝置，產(chǎn)生噴墨所需的能量，所述的能量在油墨中產(chǎn)生氣泡，利用所生成的氣泡進行噴墨，該種噴墨記錄設(shè)備特別適于在高速記錄中制作高精度的圖象，也適于作為一個噴墨頭和一種較小的彩色噴墨記錄設(shè)備。因此，最近這些年，上述類型的噴墨記錄設(shè)備引起更多的注意。美國專利US4,723,129或US4,740,796介紹了使用電熱轉(zhuǎn)換元件的噴墨記錄設(shè)備。
圖9是一個普通噴墨頭的橫截面視圖。如圖9所示，普通噴墨頭上裝有多個噴墨口701。電熱轉(zhuǎn)換元件702被形成在襯底704和每個油墨流動通道703的表面上，所述的電熱轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生熱能用以使每個噴墨口701進行噴墨，所述的每個油墨流動通道703與一個噴墨口701相通。電熱轉(zhuǎn)換元件702主要包括一個熱生成電阻元件705、向熱生成電阻元件705提供電能的電線路706和用以保護熱生成電阻元件705與電線路706的絕緣膜707。這種類型噴墨頭由噴墨頭基底形成，所述噴墨頭基底上裝有襯底704和安裝在襯底上的電熱轉(zhuǎn)換元件702。
油墨流動通道703由具有多個流動通道壁708的平頂板組成，所述的平頂板與襯底704連在一起。當(dāng)襯底704與平頂板連在一起時，電熱轉(zhuǎn)換元件702和襯底704上的別的元件與用以圖象處理的裝置或類似的裝置一起配置在平頂板上。在噴墨口701相反側(cè)的每個油墨流動通道703的端部與公用油墨槽709相連。從被用作油墨儲存裝置的油罐(圖中未示)所提供的油墨，被保存在公用油墨槽709內(nèi)。
從公共油墨槽709向每個油墨流動通道703提供油墨。因此通過形成在每個噴墨口701附近的彎液面，油墨被保持在油墨流動通道703內(nèi)。在油墨被保持在每個油墨流動通道703內(nèi)時，電熱轉(zhuǎn)換元件702被有選擇地驅(qū)動。因此利用熱生成電阻元件705所產(chǎn)生的熱能，熱生成電阻元件705上的油墨被很快加熱到沸騰狀態(tài)。利用沖擊力，從噴墨口701噴出油墨。
圖10是一個縱向橫截面視圖，顯示了圖9所示的噴墨頭上的基底，它是沿圖9中油墨流動通道703上的X-X線所作的剖視圖。圖9所示的由襯底704和電熱轉(zhuǎn)換元件形成的噴墨頭基底相應(yīng)于圖10中的基底720。
如圖10所示，在用于噴墨頭基底720的硅襯底721的表面上，形成一層由熱氧化膜組成的蓄熱層722。在蓄熱層722的表面上，由SiO膜或SiN膜或類似物質(zhì)形成夾層膜723，所述的SiO膜具有蓄熱的雙重功能。在夾層膜723的部分表面上，形成熱生成電阻層724。在熱生成電阻層724的表面上，鋁、鋁-硅、鋁-銅或別的金屬線路725被形成。在金屬線路725、熱生成電阻層724和夾層膜723上，用SiO膜或SiN膜或類似物質(zhì)形成保護膜726。在保護膜726的表面上，形成一層防氣蝕膜727，用以防止保護膜726在熱生成電阻層724加熱后受物理和化學(xué)沖擊。防氣蝕膜727表面上與熱生成電阻層724的表面上的金屬線路725不相對應(yīng)的位置是熱觸發(fā)部位728，在此部位，來自熱生成電阻層724的熱量作用于油墨。
對于圖9和圖10所示的噴墨頭，每個油墨流動通道703都配有一個熱生成電阻元件705。利用熱生成電阻元件705所生成的熱量，進行記錄。對于此類噴墨頭，存在著增加的需求，即要求能夠作出更高精度和更高密度的圖象。實踐中，作了大量工作以滿足這種需求。日本專利申請公開NO.62-261452和62-261453介紹了一種多值記錄方法，即每個油墨流動通道都配有多個熱生成元件，根據(jù)要被記錄的信息，多個熱生成元件被有選擇地驅(qū)動，用以改變從噴墨口噴出的墨滴尺寸。
在油墨流動通道上，沿油墨流動方向，為了執(zhí)行多值記錄方法，每個油墨流動通道都配有多個熱生成元件，以有選擇地驅(qū)動熱生成元件，對于上述結(jié)構(gòu)，仍存在如下所述的局限。
下面將介紹一個例子用以說明所述的局限，在油墨流動通道上，沿油墨流動方向，第一和第二熱生成元件被配置在一個油墨流動通道，以便利用有選擇地驅(qū)動這兩個熱生成元件而生成的大墨滴和小墨滴執(zhí)行雙值記錄。
首先，在這種情況下，為了更有效地執(zhí)行多值記錄，為了實現(xiàn)高精度，希望每個小墨滴都盡可能地小，而為了實現(xiàn)高速記錄，希望每個大墨滴都盡可能地大。為了實理上述目的，用于生成小墨滴的熱生成元件的面積應(yīng)該小，同時，用于生成大墨滴的熱生成元件的面積應(yīng)該大。按照這種關(guān)系，在垂直于油墨流動通道方向上，首先根據(jù)油墨流動通道的寬度自動確定用于生成大墨滴的熱生成元件的寬度。
于是，在考慮第一和第二熱生成元件的驅(qū)動條件時，優(yōu)先使作用在第一和第二熱生成元件上的驅(qū)動電壓相等。因此，自然也碰到這樣的局限，作用在第一和第二熱生成元件上的驅(qū)動電壓應(yīng)該相等。
考慮到上述兩個局限，下面將結(jié)合圖11和12介紹將第一和第二熱生成元件配置于襯底上的例子。
圖11是一個平面視圖，表示一具有第一和第二熱生成元件形成于襯底上的噴墨頭實例，所述的第一和第二熱生成元件的薄膜電阻值大致相等。圖11中，箭頭A表示噴墨方向。如圖11所示，沿油墨流動方向，當(dāng)?shù)谝粺嵘稍?81和第二熱生成元件782在噴墨口一側(cè)的油墨流動通道上順序配置時，為了使驅(qū)動電壓相等，第一熱生成元件781沿油墨流動通道方向上的長度L1和第二熱生成元件782沿油墨流動通道方向上的長度L2應(yīng)該相等。第一熱生成元件和第二熱生成元件均沿油墨流動通道方向上伸展。對于這種結(jié)構(gòu)的噴墨頭，如果第一熱生成元件781的長度L1和第二熱生成元件782的長度L2相等，則第二熱生成元件782遠離噴墨口。因此，如果想以高速度噴出大墨滴，這種結(jié)構(gòu)就具有局限。在垂直于油墨流動方向上，生成小墨滴的第一熱生成元件781的寬度W1也比生成大墨滴的第二熱生成元件782的寬度W2窄。因此，即使第一熱生成元件781產(chǎn)生最大氣泡，氣泡也不能到達噴嘴壁。當(dāng)為了提高印刷速度以高速度(4KHz或更高)重復(fù)產(chǎn)生氣泡和消失氣泡時，每個噴嘴都難以噴出氣泡，當(dāng)噴墨頭遇到此種情況時，就產(chǎn)生此種局限。
另一方面，圖12是一個平面視圖，表示一種噴墨頭實例，所述的噴墨頭由使用不同熱電阻層構(gòu)成的第一熱生成元件和第二熱生成元件構(gòu)成。圖12中，箭頭B表示噴墨方向。如圖12所示，通過改變材料和膜厚，用以生成小墨滴的第一熱生成元件791的薄膜電阻值變大。于是，通過使第一熱生成元件791的寬度W3變大，同時使第一熱生成元件791的長度L3小于第二熱生成元件792的長度L4，可以使第一熱生成元件791和第二生成元件792更靠近噴墨口。然而如上所述，改變第一熱生成元件791和第二熱生成元件792的薄膜電阻值，使制造過程變得復(fù)雜。因此遇到噴墨頭基底和噴墨頭的制造成本上升的問題。
更進一步地說，日本專利申請公開NO.9-239983介紹了一種結(jié)構(gòu)，其中將兩個熱生成電阻元件沿油墨流動方向順序相連，形成了一個用以生成小墨滴的熱生成裝置，在施加于第一熱生成元件和第二熱生成元件上的電壓幾乎相等的狀態(tài)下，所述的熱生成裝置更靠近噴墨口。
圖13是一個平面視圖，它表示日本專利申請公開NO.9-239983說明書中公開的噴墨頭。
如圖13所示，構(gòu)成噴墨頭的襯底上裝有生成小墨滴的第一熱生成裝置801和用作第二熱生成裝置的第二熱生成元件802，所述第一熱生成裝置801由沿油墨流動通道808配置的第一熱生成電阻元件801a和第二熱生成電阻元件802b構(gòu)成。在油墨流動通道808流動方向靠噴墨口的一側(cè)，第一熱生成裝置801和第二熱生成元件802按順序排列。第二熱生成電阻元件802靠近第一熱生成裝置801的一端與公共線路805電連接，第二熱生成電阻元件802背離第一熱生成裝置801的一端與單獨線路804電連接。
第一熱生成電阻元件801a和第二熱生成電阻元件802b與油墨流動通道808平行配置。
然而，當(dāng)以高頻率驅(qū)動執(zhí)行多值記錄時，具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭也未必能夠出現(xiàn)預(yù)期效果。換句話說，在噴墨頭中，有必要在油墨流動通道間隔內(nèi)，為每一個油墨流動通道808配置熱生成電阻元件和線路。因此，在油墨流動通道808寬度方向上，適于第一熱生成電阻元件801a和第二熱生成電阻元件802b的長度L5受油墨流動通道間隔P的影響。為了與圖13中的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，除了在第一熱生成裝置的兩側(cè)裝有公共線路805和單獨線路803之外，還需安裝一個連接線路806。作為結(jié)果，與油墨流動通道寬度相反，在垂直于油墨流動通道的方向上，熱生成裝置很難獲得足夠的寬度。因此，當(dāng)噴墨頭以高頻率執(zhí)行上述的多值記錄時，將遇上局限。如果在垂直于油墨流動通道的方向上，熱生成裝置想要獲得足夠的寬度，必須使線路條的寬度變窄，這將使線路的電阻增高。這樣的配置不是最佳的。
為了解決上述問題，提出本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種噴墨頭所用的基底，即使在以高頻率驅(qū)動噴墨頭執(zhí)行多值記錄時，所述的噴墨頭也能夠穩(wěn)定噴墨，而且在垂直于油墨流動通道的方向上，通過使生成小墨滴的第一熱生成裝置的寬度更寬以便更接近噴嘴壁，同時在油墨流動通道方向上使第一熱生成裝置的長度更短，本發(fā)明也能夠以高密度制造熱生成電阻元件和油墨流動通道。本發(fā)明目的也在于提供一種由該噴墨頭基底組成的噴墨頭以及一種噴墨盒和一種噴墨記錄裝置。
本發(fā)明另一個目的是提供一種噴墨頭所用基底，它增加了設(shè)計上的自由，即更自由地配置用于生成小墨滴的第一熱生成裝置和用于生成大墨滴的第二熱生成裝置，并有可能減少制造成本，同時提供一種噴墨頭、一種噴墨盒和一種噴墨記錄裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中用于構(gòu)成噴墨頭的基底包括多個用以排出液體的排出口；若干與多個排出口相連的液體流動通道；沿液體流動方向，在液體流動通道上順序配置的第一和第二熱生成裝置，所述的熱生成裝置產(chǎn)生熱能用以從排出口排出液體，第一和第二熱生成裝置被形成在襯底上。對于這種基底，以4KHz或更高的頻率驅(qū)動第一和第二熱生成裝置，并且所述的第一熱生成裝置垂直于液體流動方向平行配置，同時由多個熱生成電阻元件構(gòu)成，所述的多個熱生成電阻元件順序電連接，而且第二熱生成裝置至少由一個熱生成電阻元件構(gòu)成。
最好使形成第一熱生成裝置的每個熱生成電阻元件的薄膜電阻值與形成第二熱生成裝置的熱生成電阻元件的薄膜電阻值基本相等。
更具體地說，最好使該基底進一步包括在所述的基底上擬配置第一和第二熱生成裝置的一側(cè)，形成一個公共線路層；一個形成在公共線路層表面上的絕緣層，它被作為第一和第二熱生成裝置的底層配置；一個形成在絕緣層上的第一通孔，它在第一和第二熱生成裝置之間，用于借助公共線路層將第一和第二熱生成裝置電連接；一個形成在絕緣層表面上的第一單獨線路，它與第一熱生成裝置電連接；一個形成在絕緣層表面上的第二單獨線路，它與第二熱生成裝置電連接；一個安置在第二熱生成裝置背離排出口一側(cè)的公共線路；以及一個形成在絕緣層上的第二通孔，它的位置相應(yīng)于第二熱生成裝置一側(cè)上的公共線路的端部位置，以將公共線路與公共線路層電連接在一起；然后，沿液體流動方向，第一熱生成裝置被配置在第二熱生成裝置的下游側(cè)。
而且，所述的第一熱生成裝置最好由垂直于液體流動方向平行配置的第一和第二熱生成電阻元件構(gòu)成，且第一和第二熱生成電阻元件通過在它們排出口一側(cè)配置的連接線電相連。
此外，最好使第一和第二熱生成電阻元件的寬度基本上相等，而且第二熱生成裝置由一個熱生成電阻元件構(gòu)成，并且使第二熱生成裝置在液體流動方向上的長度基本上等于第一和第二熱生成電阻元件在液體流動方向上的長度之和。
此外，可以使用TaN、TaAl、TaSiN和HfB2中的任一種材料作為第一和第二熱生成元件的結(jié)構(gòu)材料。
并且，在第一熱生成裝置所配置的位置上，沿液體流動通道的寬度方向，最好使第一熱生成裝置的自由氣泡的寬度大于液體流動通道的最大距離，并且使第一和第二熱生成電阻元件的結(jié)構(gòu)和尺寸基本上相同。
為了達到上述目的，本發(fā)明中用于構(gòu)成噴墨頭的基底包括多個用以排出液體的排出口；若干與多個排出口相連的液體流動通道；沿液體流動方向，在液體流動通道上順序配置的第一和第二熱生成裝置，所述的熱生成裝置產(chǎn)生熱能用以從排出口排出液體，第一和第二熱生成裝置被形成在襯底上。該基底上擬配置第一和第二熱生成裝置的一側(cè)，形成一個公共線路層；一個形成在公共線路層表面上的絕緣層，它被作為第一和第二熱生成裝置的底層配置；一個形成在絕緣層上的第一通孔，它在第一和第二熱生成裝置之間，用于借助公共線路層將第一和第二熱生成裝置電連接；一個形成在絕緣層表面上的第一單獨線路，它與第一熱生成裝置電連接；一個形成在絕緣層表面上的第二單獨線路，它與第二熱生成裝置電連接，同時以4KHz或更高的驅(qū)動頻率驅(qū)動第一和第二熱生成裝置，第一熱生成裝置由多個熱生成電阻元件構(gòu)成，所述的多個熱生成電阻元件順序電連接，第二熱生成裝置至少由一個熱生成電阻元件構(gòu)成。
而且，形成第一熱生成裝置的每個熱生成電阻元件的薄膜電阻值與形成第二熱生成裝置的熱生成電阻元件的薄膜電阻值基本相等。
而且，沿液體流動方向，第一熱生成裝置被配置在第二熱生成裝置的下游側(cè)。
而且，第一熱生成裝置由垂直于液體流動方向平行配置的第一和第二熱生成電阻元件構(gòu)成，且第一和第二熱生成電阻元件通過在它們排出口一側(cè)配置的連接線路電連接。
而且，第一和第二熱生成電阻元件的寬度基本上相等，且第二熱生成裝置由一個熱生成電阻元件構(gòu)成，第二熱生成裝置在液體流動方向上的長度基本上等于第一和第二熱生成電阻元件在液體流動方向上的長度之和。
而且，可以使用TaN、TaAl、TaSiN和HfB2中的任一種材料作為第一和第二熱生成元件的結(jié)構(gòu)材料。
而且，在第一熱生成裝置所配置的位置上，沿液體流動通道的寬度方向，第一熱生成裝置的自由氣泡的寬度大于液體流動通道的最大距離，且第一和第二熱生成電阻元件的結(jié)構(gòu)和尺寸基本上相同。
按照本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，沿油墨流動通道方向順序配置第一和第二熱生成裝置，并且垂直于油墨流動通道方向配置第一熱生成裝置。更具體地說，第一熱生成裝置由在油墨流動通道寬度方向平行配置的第一和第二熱生成電阻元件構(gòu)成。因此，沿油墨流動方向，可以使第一熱生成裝置的長度變短。而且構(gòu)成第一熱生成裝置的每個熱生成電阻元件的寬度可以變大。其結(jié)果是，第一熱生成裝置可以更靠近噴嘴壁，而且沿油墨流動通道第一熱生成裝置和熱生成電阻元件可以更靠近排出口，因此當(dāng)以高頻率驅(qū)動噴墨頭進行多值記錄時，減少了液體流向排出口的阻力，以穩(wěn)定地進行排出。此外，構(gòu)成第一熱生成裝置的每個熱生成電阻元件都垂直于油墨流動通道彼此平行配置。因此，用以連接上述熱生成電阻元件本身的連接線路可被配置在第一熱生成裝置靠噴墨口的一側(cè)，因此與構(gòu)成第一熱生成裝置的每個熱生成電阻元件都平行于油墨流動通道配置的情況相比較，在油墨流動通道寬度方向上，可以減少應(yīng)配置連接線路的數(shù)量。因此，相對于油墨流動通道的寬度，每個熱生成電阻元件的寬度可以變大，因而增強了噴墨的穩(wěn)定性。而且也能使油墨流動通道和熱生成元件以更高的密度配置。更進一步地說，每個熱生成電阻元件的寬度可以變大，因此，可以更靠近噴墨口配置第一熱生成裝置和第二熱生成裝置。上述配置表明，在不降低噴墨性能的情況下，每個熱生成元件的配置、結(jié)構(gòu)和尺寸可以在一定范圍內(nèi)變化。換句話說，為了獲得多值記錄，可以增加熱生成電阻元件設(shè)計上的自由度。按此方式，在考慮每個熱生成裝置之間的平衡后，可以將設(shè)計上的自由度發(fā)揮到最大極限。因此，除了對多值記錄能穩(wěn)定地排出液體之外，還能使液體流動通道和熱生成電阻元件以更高的密度配置。
而且，用薄膜電阻值差不多相等的材料制造第一熱生成裝置和第二熱生成裝置，而不象在普通熱生成裝置中，用具有不同薄膜電阻值的材料制造第一和第二熱生成電阻元件，因此，本發(fā)明能降低基底、噴墨頭和噴墨盒的制造成本。
更進一步地說，可以采用下述結(jié)構(gòu)，利用第一熱生成裝置和第二熱生成裝置之間的第一通孔，在公共線路層上逐次安置第一熱生成裝置和第二熱生成裝置。因此，在每一液體流動通道的有限范圍的寬度內(nèi)，可以使第一熱生成裝置和第二熱生成裝置更靠近排出口。按此方式，可以實現(xiàn)上述的效果。此外，在液體流動通道寬度方向上安置的線路數(shù)可以變少。從而，相對于每一液體流動通道的寬度，每個熱生成電阻元件的寬度可以變得更寬，因此可以穩(wěn)定地進行排液，同時使液體流動通道和熱生成電阻元件以更高的密度配置。
更進一步地說，本發(fā)明所述的噴墨頭包括上述噴墨頭所用的基底和一個平頂板，在基底具有第一和第二熱生成裝置的一側(cè)，所述的平頂板與基底的表面相連接，因此在基底具有第一和第二熱生成裝置一側(cè)的表面上形成了液體流動通道。
更進一步地說，本發(fā)明所述的噴墨盒包括上述的噴墨頭和一種液體存儲裝置，所述的液體存儲裝置用以存儲供給噴墨頭的液體。
更進一步地說，本發(fā)明的噴墨記錄裝置包括上述的噴墨盒和一種記錄介質(zhì)傳送器，后者傳送記錄介質(zhì)，使之接收從該噴墨盒的噴墨頭排出的液體。
根據(jù)本發(fā)明上述的內(nèi)容，即使在進行多值記錄時，也能穩(wěn)定地排出液體，因此一種能以高分辨率進行高精度圖象記錄的噴墨頭、噴墨盒和噴墨記錄裝置得以獲得。
在本發(fā)明中，“熱生成裝置的自由氣泡寬度”表示，在周圍基本上沒有流體電阻元件時，熱生成裝置所能產(chǎn)生的最大的氣泡。
圖1是一個局部斷開透視圖，其表示本發(fā)明第一實施例中噴墨頭的主要部分；圖2是一個平面視圖，其說明圖1中排出裝置的結(jié)構(gòu)；圖3是一個沿圖2中III-III線所作的橫截面視圖；圖4是一個平面視圖，其表示本發(fā)明第二實施例的噴墨頭；圖5A和圖5B是用以說明形成圖4所示的通孔、公共線路和單獨線路的方法的視圖；圖6是一個平面視圖，其表示圖5A和5B所示排出裝置2a的改型實例；圖7是一個平面視圖，其表示本發(fā)明第三實施例的噴墨頭；圖8是一個透視圖，其表示裝有噴墨頭的噴墨記錄裝置；圖9是一個橫截面視圖，其表示傳統(tǒng)的噴墨頭；圖10是一個沿圖9上X-X線所做的縱向橫截面視圖，顯示了噴墨頭所用基底上相應(yīng)位置的情況；圖11是一個平面視圖，其表示具有在基底上以相同薄膜電阻值形成的第一和第二熱生成元件的噴墨頭實例；圖12是一個平面視圖，其表示由第一和第二熱生成元件組成的噴墨頭實例，所述的第一和第二熱生成元件由不同的熱生成電阻層形成在該基底上；圖13是一個平面視圖，其表示普通的噴墨頭。
下面將接合


本發(fā)明的實施例。
(第一實施例)圖1是一局部斷開的剖視圖，其表示本發(fā)明第一實施例中的噴墨頭。如圖1所示，通過使用具有良好的導(dǎo)熱性的粘附劑，將硅襯底1粘到鋁板5上，在本實施例中，鋁板5被用作散熱元件。在硅襯底1表面上，由多個熱生成電阻元件、線路和將接合附圖2描述的類似元件形成多個排出裝置。排出裝置2產(chǎn)生熱能用來噴出油墨或別的液體。在硅襯底1上裝有驅(qū)動電路(圖中未示)，用來驅(qū)動每個排出裝置2。驅(qū)動電路與硅襯底1后端(與排出口3a相反一側(cè)的端部)形成的終端(圖中未示)電相連。噴墨頭所用的基底6由硅襯底1、硅襯底1上形成的排出裝置2和驅(qū)動電路以及一些別的零件構(gòu)成。
噴墨頭所用的基底6的表面上，靠排出裝置2的一側(cè)連接的平頂板3上開有多個溝槽和多個排出口3a，所述的每個溝槽形成每個排出裝置2所用的液體流動通道4，每個排出口3a都有一個開口與所述的溝槽相通。由于平頂板3與硅襯底1連接在一起，所以每個排出裝置2被硅襯底1上溝槽之間的墻壁隔開。因此，一個排出裝置2配置一個油墨流動通道4。而且，一個印刷電路板(圖中未示)被固定在鋁板5上，用以鋪設(shè)硅襯底1上的驅(qū)動電路和噴墨記錄設(shè)備的控制電路。于是，印刷電路板的終端和硅襯底1的終端通過焊線被電連接在一起。
下文參照圖2介紹排出裝置2的結(jié)構(gòu)。圖2是一個顯示排出裝置2結(jié)構(gòu)的平面視圖。如圖2所示，排出裝置2包括由第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b構(gòu)成的第一熱生成裝置11和由熱生成電阻元件12構(gòu)成的第二熱生成裝置。在油墨通道4上，沿油墨流動方向，第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12按距排出口3a一側(cè)順序排列。熱生成電阻元件12靠近第一熱生成裝置11一側(cè)的端部與公共線路15相連。熱生成電阻元件12背離第一熱生成裝置11一側(cè)的端部與第二單獨線路14電連接。第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12的薄膜電阻值基本上相等。
第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b的形狀都是矩形。沿垂直于油墨流動通道4方向，平行配置第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b，也就是說，沿平行于油墨流動通道的寬度方向，安裝第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b。所以第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b的長度方向平行于油墨流動方向。按此方式，可以加大第一熱生成裝置11的自由氣泡寬度，以便增強噴小氣泡的能力。通過連接線路16，第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b靠近排出口3a一側(cè)的端部彼此電連接。在靠近熱生成電阻元件12的一側(cè)，第一熱生成電阻元件11a的端部與公共線路15電連接，在靠近熱生成電阻元件12的一側(cè)，第二熱生成電阻元件11b與單獨線路13電連接。排出裝置2的這種結(jié)構(gòu)使之能夠分別驅(qū)動第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12。本發(fā)明中的詞匯“熱生成裝置的自由氣泡寬度”意味著，在周圍環(huán)境中基本上沒有流體阻力元件的狀態(tài)下熱生成裝置能夠產(chǎn)生的最大寬度的氣泡。
可以用TaSiN作為第一熱生成電阻元件11a、第二熱生成電阻元件11b和熱生成電阻元件12的結(jié)構(gòu)材料。也可以使用TaN、TaAl、HfB2和類似物質(zhì)代替TaSiN。
可以用公共線路15和第二單獨線路14之間的電壓驅(qū)動熱生成電阻元件12。用公共線路15與第一單獨線路13之間的電壓驅(qū)動第一熱生成裝置11。如果公共線路15與第二單獨線路14之間的電壓與公共線路15與第一單獨線路13之間的電壓同步，則第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12可以被同時驅(qū)動。為了調(diào)整排出特性，使第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12被驅(qū)動的時間相差幾μs。通過使第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12之間的距離變小，同時賦予一個預(yù)定值，當(dāng)同時驅(qū)動第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12時，能夠穩(wěn)定產(chǎn)生一個呈整體的氣泡。按照這種方式，依靠每個熱生成裝置被驅(qū)動的情況，能夠以三種不同的方式調(diào)節(jié)油墨排口量。加上不進行排墨的情況，可以進行四種不同方式的變換。
第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b的尺寸和結(jié)構(gòu)相同，而且第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b的面積之和小于熱生成電阻元件12的面積。在油墨流動通道4方向上，熱生成電阻元件12的長度L2幾乎是第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b長度L1的兩倍，也就是說，熱生成電阻元件12的長度L2幾乎等于第一熱生成電阻元件11a的長度和第二熱生成電阻元件11b長度之和。
圖3是一個沿圖2III-III線所作的橫截面視圖。用下述方法制造構(gòu)成本發(fā)明噴墨頭的基底6。用熱氧化方法、噴涂方法、等離子CVD或類似的方法，如圖3所示，在單晶硅材料組成的硅襯底21的表面上，形成一層厚度為1.8μm由二氧化硅組成的蓄熱層22。在蓄熱層22的表面上，用等離子CVD或類似的方法，形成一層厚度為1.2μm由二氧化硅組成的中間絕緣膜23。利用Ta-Si合金靶，通過活性噴涂方法，在中間絕緣層23的表面上，局部形成一層Ta-Si-N熱生成電阻層24。通過噴涂方法，在熱生成電阻層24的表面上局部形成一層厚度為5500的鋁膜25。
利用形成熱生成電阻層24和鋁膜25的方法，首先在蓄熱層22的整個表面上形成中間絕緣膜23。然后，在中間絕緣層23的整個表面上形成鋁膜25。在此之后，用光刻方法，在鋁膜25的表面上制作圖案。隨后，用酸洗方法使熱生成電阻層24和鋁膜25被同時除去。于是如圖2所示，第一單獨線路13、第二單獨線路14、公共線路15、連接線路16、第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12被形成。隨后，第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12上的鋁膜15被蝕刻，以形成第一熱生成單元28和第二熱生成單元29。
在鋁膜25、熱生成電阻層24和中間絕緣層23的表面上，用等離子CVD方法形成一層厚度為1μm的SiN保護膜26。更進一步，在保護膜26的表面上，用噴涂方法形成一層厚度為2300的耐氣蝕膜27。用光刻方法使氣蝕膜27圖形化，以產(chǎn)生圖2和圖3所述噴墨頭用的基底6。用上述的基底6制成圖1所示的噴墨頭，通過從噴墨頭噴墨，評估噴墨頭的性能。
這里，組成第一熱生成裝置11的第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b的尺寸大小為15×45(μm)。組成第二熱生成裝置的熱生成電阻元件12的尺寸大小為40×90(μm)。那么就形成了300個油墨流動通道4，通道的寬度為55μm，密度為360dpi。
通過連續(xù)噴墨來評估本發(fā)明噴墨頭的性能，即單獨驅(qū)動第一熱生成裝置11，則噴出小墨滴，當(dāng)驅(qū)動電壓Vop＝1.3×Vth(Vth氣泡產(chǎn)生電壓)，脈沖寬度為4μs，驅(qū)動頻率在1～9KHz范圍內(nèi)變化時，同時驅(qū)動第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12，則噴墨頭噴出大墨滴。其結(jié)果是，即使頻率高于4KHz，都可以穩(wěn)定地噴出大墨滴和小墨滴。而且在缺少第一熱生成裝置11和流動通道壁的情況下，也可以產(chǎn)生氣泡。然后自由氣泡的寬度可以被測量。自由氣泡寬度的測量值大于流動通道的寬度。
用與制造本實施例噴墨頭所用基底6相同的方法來制造圖11所示普通噴墨頭所用的基底，除了后者中的第一熱生成裝置11由一個獨立的尺寸為15×90(μm)的熱生成電阻元件組成之外，將本發(fā)明中噴墨頭所用的基底6與圖11所示普通噴墨頭所用的基底相比較。用上述的兩種基底制成噴墨頭，以便比較噴墨頭的性能。在此情況下，當(dāng)以4KHz左右的低頻率驅(qū)動時，普通噴墨頭能夠穩(wěn)定的噴墨。但是，在以高達9KHz的頻率驅(qū)動時，在連續(xù)噴墨時發(fā)生波動，所以不可能進行足夠穩(wěn)定的多值記錄。
如上所述，對于本發(fā)明中的噴墨頭，在油墨通道4上，沿油墨流動方向，第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12順序排列，并且沿垂直于油墨流動方向，安裝第一熱生成裝置11。更具體地說，第一熱生成裝置11由沿平行于油墨流動通道的寬度方向安裝的第一熱生成電阻元件11a和第二熱生成電阻元件11b構(gòu)成。按此方式，沿油墨流動方向，可以使第一熱生成裝置11的長度變短。同時，也可以使形成第一熱生成裝置11的每個熱生成電阻元件的寬度變大。這樣，第一熱生成裝置11可以更靠近噴嘴壁，同樣，沿油墨流動通道4，第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12更靠近排出口3a，因而減少了油墨向排出口3a流動的阻力，因此，當(dāng)以高頻率驅(qū)動噴墨頭進行多值記錄時，可以穩(wěn)定地噴墨。
更進一步地說，沿垂直于油墨流動方向，平行安裝構(gòu)成第一熱生成裝置11的每個熱生成電阻元件。作為結(jié)果，用于連接熱生成電阻元件本身的連接線路16可以被布置在第一熱生成裝置11靠排出口一側(cè)，與沿平行于流動方向配置第一熱生成裝置11的每個熱生成電阻元件相比較，在油墨流動通道的寬度方向上，可以減少線路數(shù)量。因此，在油墨流動通道4寬度方向上，每個熱生成電阻元件的寬度可以變大，因而可以穩(wěn)定地噴墨。也可以實現(xiàn)更高密度地布置油墨流動通道4和熱生成電阻元件。
更進一步地說，由于每個熱生成電阻元件的寬度可以變大，故可以更靠近排出口3a一側(cè)配置第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12。上述配置表明，在不降低其排出性能的范圍內(nèi)，每個熱生成元件的配置、構(gòu)造和尺寸可以變化。換句話說，為了實現(xiàn)多值記錄，在設(shè)計每個熱生成電阻元件時，增加了自由度。按此方式，在考慮每個熱生成裝置之間的平衡時，對第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12結(jié)構(gòu)和配置，增加了設(shè)計上的自由度。因此，除了可以穩(wěn)定地進行多值排出液體外，可以用更高的密度配置熱生成電阻元件和液體流動通道。更進一步地說，具有幾乎相同的薄膜電阻值的材料可用于制造第一熱生成裝置11和熱生成電阻元件12，而不象普通噴墨頭，用具有不同薄膜電阻值的材料制造多個熱生成電阻元件。因此，可以降低噴墨頭用的基底、噴墨頭和噴墨盒的成本。
(第二實施例)圖4是一個表示本發(fā)明第二實施例的噴墨頭的平面視圖。本實施例的噴墨頭具有形成在襯底上的、與第一實施例不同結(jié)構(gòu)的排出裝置。圖4表示構(gòu)成本實施例噴墨頭的排出裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，在本實施例噴墨頭所用的基底上，順序安排第一熱生成裝置31和熱生成電阻元件32，后者被用作第二熱生成裝置。與第一實施例相同，沿油墨流動通道，從排出口一側(cè)起，第一熱生成裝置31和熱生成電阻元件32順序設(shè)置。在圖4中，箭頭C代表油墨排出的方向。熱生成電阻元件32背離第一熱生成裝置31一側(cè)的端部與第二單獨線路34電連接。熱生成電阻元件32靠近第一熱生成裝置31一側(cè)的端部與公共線路35a電連接，公共線路35a形成在熱生成電阻元件32和第二熱生成電阻元件31b之間。
在噴墨頭所用的基底上與公共線路35a相應(yīng)的位置處形成一個第一通孔37。如下接合附圖5A和5B描述，根據(jù)本實施例，對于噴墨頭用的基底，通過絕緣層在背離第一熱生成裝置31和熱生成電阻元件32的面上形成公共線路層。所述的公共線路層與第一通孔37電連接。在熱生成電阻元件32的后端，形成公共線路35b。在公共線路35b靠近熱生成電阻元件32一側(cè)，形成一個第二通孔38。在熱生成電阻元件32的背面，第二通孔38與上述的公共線路層電連接。因此，通過第一通孔37、公共線路層和第二通孔38，公共線路35a和公共線路35b電連接。
第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b的形狀都是矩形。第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b沿垂直于油墨流動方向配置，也就是說，沿平行于油墨流動通道的寬度方向安裝第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b，以致于第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b的長度方向平行于油墨流動方向。在排出口一側(cè)，通過連接線路36，第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b的端部彼此電連接。在靠近熱生成電阻元件32的一端，第一熱生成電阻元件31a的端部與第一單獨線路33電連接，而在靠近熱生成電阻元件32的一端，第二熱生成電阻元件31b與公共線路35a電連接。噴墨裝置2a的結(jié)構(gòu)使之能夠分別單獨驅(qū)動第一熱生成裝置31和熱生成電阻元件32。
第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b的尺寸和結(jié)構(gòu)相同，而且第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b的面積之和小于熱生成電阻元件32的面積。在油墨流動方向上，熱生成電阻元件32的長度幾乎是第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b長度的兩倍。
圖5A和圖5B是用以說明形成接觸通孔、公共線路和單獨線路以獲得更高分布密度的噴墨裝置2a的方法的視圖。圖5A是一個平面視圖，用以表示通過絕緣層在背離熱生成電阻元件的一側(cè)形成的公共線路層。圖5B是一個平面視圖，用以表示圖5A所示公共線路和單獨線路的圖型。
如圖5A所示，在硅襯底上形成公共線路層35c之后，在公共線路層35c上形成絕緣層以覆蓋公共線路層35c。然后對絕緣層進行蝕刻以形成第一通孔37和第二通孔38。如圖5B所示，在第一熱生成裝置31和熱生成電阻元件32的表面上以及在公共線路層35c的絕緣層上形成的鋁膜被構(gòu)圖，以在所述絕緣層的表面形成第一單獨線路33、第二單獨線路34、各公共線路35a和35b和連接線路36。
由于排出裝置2a具有上述結(jié)構(gòu)，與狹窄的噴墨嘴寬度相反，能夠適應(yīng)所要求的高密度形成第一和第二熱生成裝置。而且采取這種結(jié)構(gòu)，通過第一熱生成裝置31和熱生成電阻元件32之間的第一通孔37，在公共線路層上將第一熱生成裝置31和熱生成電阻元件32逐次配置。其結(jié)果是，由于在狹窄的油墨流動通道上可以更靠近排出口布置第一熱生成裝置31和熱生成電阻元件32，因此所形成的排出裝置能夠具有第一實施例中所描述的功能。
更進一步地說，與第一實施例相比，在側(cè)端面熱生成電阻元件32上，沿油墨流動通道寬度方向配置的線路的數(shù)量可以更小。因此，可以使每個熱生成電阻元件的寬度更寬，因而能更穩(wěn)定地噴墨，以更高的密度布置熱生成電阻元件和油墨流動通道。
圖6是一個平面視圖，其表示圖5A和圖5B所示的排出裝置2a發(fā)生變化的例子。圖6中的排出裝置具有與圖5A和圖5B不同的連接線路，所述的連接線路用以電連接第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b。如圖6所示，連接線路36a將第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b電連接。對于平行于第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b且通過其中心延伸的直線，連接線路36a為對稱分布。用此電連接方式，第一熱生成電阻元件31a和第二熱生成電阻元件31b中的每個均可分別作熱分配。而且如圖7所示，具有形成油墨流動通道的溝槽的平頂板被安裝在噴墨頭所用的具有排出裝置的基底上。于是，當(dāng)平頂板上的油墨流動通道壁更靠近第一單獨線路33時，由于第一單獨線路33上沒有一點間隔，可以改善平頂板和基底之間的接觸，因此噴墨更穩(wěn)定。在上述的噴墨裝置中，沿垂直于油墨流動方向配置第一熱生成電阻元件和第二熱生成電阻元件。然而本實施例并不局限于這種配置。即使沿液體流動通道安置第一熱生成電阻元件和第二熱生成電阻元件，用以布置公共線路的空間也可以被做得適于熱生成元件。即使在此情況下，本發(fā)明仍比普通結(jié)構(gòu)更有效。
(第三實施例)圖7是一個用以說明本發(fā)明第三個實施例中噴墨頭的平面視圖。對于本實施例的噴墨頭來說，第一熱生成裝置中的排出裝置與第二實施例中的不同。在圖7中，與第二實施例相同的部分用相同的數(shù)字代號表示。下面將集中描述與第二實施例不同的部分。
在第三實施例中，如圖7所示，第一熱生成裝置51包括第一熱生成電阻元件51a、第二熱生成電阻元件51b和第三熱生成電阻元件51c在噴墨頭所用的基底上，取代圖4中的第一熱生成裝置31。沿垂直于油墨流動方向安裝第一熱生成電阻元件51a、第二熱生成電阻元件51b和第三熱生成電阻元件51c，也就是說，沿油墨流動通道寬度方向平行安裝第一熱生成電阻元件51a、第二熱生成電阻元件51b和第三熱生成電阻元件51c。第一熱生成電阻元件51a、第二熱生成電阻元件51b和第三熱生成電阻元件51c都是矩形結(jié)構(gòu)，它們的長度方向都平行于油墨流動方向。
第一熱生成電阻元件51a靠近排出口的端部與第一單獨線路33電連接。通過連接線路56a，第一熱生成電阻元件51a和第二熱生成電阻元件51b靠近熱生成電阻元件32的端部彼此電連接。而且通過連接線路56b，第二熱生成電阻元件51b和第三熱生成電阻元件51c靠近排出口的端部被此電連接。第三熱生成電阻元件51c靠近熱生成電阻元件32的端部與公共線路35a電連接。
第一熱生成電阻元件51a、第二熱生成電阻元件51b和第三熱生成電阻元件51c的結(jié)構(gòu)和尺寸都相同，三者的面積之和小于熱生成電阻元件32的面積。沿油墨流動通道方向，熱生成電阻元件32的長度L6幾乎是第一熱生成電阻元件51a、第二熱生成電阻元件51b和第三熱生成電阻元件51c的長度L5的三倍。
如上所述，如此構(gòu)成的第一熱生成裝置51具有三個熱生成電阻元件，如果用薄膜電阻值小于80Ω/□的材料，例如TaN、TaAl、HfB2制造熱生成電阻元件，則結(jié)構(gòu)更有效。
使用噴墨頭所用基底制造的，油墨流動通道密度為400dpi的本發(fā)明三個實施例中的噴墨頭均能穩(wěn)定地進行多值記錄。這里，在第一實施例和第二實施例中，用以構(gòu)成第一熱生成裝置的第一熱生成電阻元件和第二熱生成電阻元件的結(jié)構(gòu)尺寸均是10×30(μm)，用以構(gòu)成第二熱生成裝置的熱生成電阻元件的結(jié)構(gòu)尺寸均是30×60(μm)。
圖8是一個透視圖，其表示安裝了第一～第三實施例中的任一種噴墨頭的噴墨記錄裝置。如圖8所示，安裝在噴墨記錄裝置600上的噴墨盒601內(nèi)裝有第一～第三實施例中的任一種噴墨頭和用于存儲供給噴墨頭油墨的油墨儲存裝置。如圖8所示，噴墨盒601安裝在框架上，所述框架與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向螺桿605上的螺紋槽相嚙合，通過能量傳輸齒輪603、604，電機602正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)驅(qū)動所述螺桿605。在電機602的驅(qū)動下，沿箭頭a、b所示的方向，噴墨盒601和框架607一起沿導(dǎo)桿608往返運動。噴墨記錄裝置600上裝有一種用以傳送打印紙P的記錄介質(zhì)饋送器(圖中未示)，噴墨盒601將液體例如油墨噴到打印紙P上。當(dāng)打印紙P被記錄介質(zhì)饋送器傳送到壓紙卷筒609上時，沿框架607的移動方向，壓紙板610將打印紙P壓在壓紙卷筒609上。
在導(dǎo)向螺桿605的一個桿端附近，安裝著光耦合器611和612，它們被用作原位監(jiān)視器，在光耦合器611和612所監(jiān)視區(qū)域。它們辨別框架607上的杠桿607a的位置，以便轉(zhuǎn)換電機602的旋轉(zhuǎn)方向。在壓紙卷筒609一端的附近，支承部件613用以支承罩蓋614，后者覆蓋噴墨盒601上的噴墨口的前面。由于噴墨頭座601的無效噴墨或類似原因，在罩蓋614內(nèi)部積存油墨，油墨抽取裝置615用以抽取所述的積存油墨。通過罩蓋614上的開口614a，油墨抽取裝置615進行抽取。
在噴墨記錄置上配置主體支承板619。在前后方向上，主體支承板619可移動地支承著傳輸部件618，也就是說，在垂直于框架607的移動方向上，可移動地支承著傳輸部件618。清潔刀片617被固定在傳輸部件618上。清潔刀片617并不是必須的，可采用別的形式的清潔用具。更進一步地說，通過油墨抽取裝置615，杠桿620用以啟動抽取功能。杠桿620與凸輪621一起運動，凸輪621與框架607嚙合，用眾所周知的傳輸機構(gòu)，例如離合器轉(zhuǎn)換來自電機602的驅(qū)動能量。噴墨記錄裝置上的控制部件提供熱生成電阻元件所需的控制信號，并控制上述配置在噴墨記錄裝置主體上的圖8中沒顯示的機構(gòu)的驅(qū)動。
對于具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨記錄裝置600，當(dāng)利用上述的記錄介質(zhì)饋送器將打印紙P送到壓紙卷筒609上時，在打印紙P的整個寬度方向上運動的噴墨盒601進行記錄。這里將噴墨頭所用基底裝在所述的噴墨頭座上。由于用上述的制造方法制造噴墨頭所用的基底，即使在多值記錄時，也能進行穩(wěn)定的噴墨，因而在高速記錄時，獲得高精度和高分辨率的圖象。
雖然通過上述實施例對本發(fā)明進行了描述，但本發(fā)明并不局限于此，參考本發(fā)明的說明，很容易對本發(fā)明的實施例進行各種變型。因此上述的變型也在本發(fā)明權(quán)利要求書所覆蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于構(gòu)成噴墨頭的基底，它包括多個用以排出液體的排出口；若干與多個排出口相連的液體流動通道；沿液體流動方向，在液體流動通道上順序配置的第一和第二熱生成裝置，所述的熱生成裝置產(chǎn)生熱能用以從排出口排出液體，第一和第二熱生成裝置被形成在基底上，其中以4KHz或更高的頻率驅(qū)動第一和第二熱生成裝置，并且所述的第一熱生成裝置垂直于液體流動方向平行配置，同時由多個熱生成電阻元件構(gòu)成，所述的多個熱生成電阻元件順序電連接，而且第二熱生成裝置至少由一個熱生成電阻元件構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底，其特征在于形成第一熱生成裝置的每個熱生成電阻元件的薄膜電阻值與形成第二熱生成裝置的熱生成電阻元件的薄膜電阻值基本相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底，其特征在于它還包括在所述的基底上擬配置第一和第二熱生成裝置的一側(cè)，形成一個公共線路層；一個形成在公共線路層表面上的絕緣層，它被作為第一和第二熱生成裝置的底層配置；一個形成在絕緣層上的第一通孔，它在第一和第二熱生成裝置之間，用于借助公共線路層將第一和第二熱生成裝置電連接；一個形成在絕緣層表面上的第一單獨線路，它與第一熱生成裝置電連接；一個形成在絕緣層表面上的第二單獨線路，它與第二熱生成裝置電連接；一個安置在第二熱生成裝置背離排出口一側(cè)的公共線路；以及一個形成在絕緣層上的第二通孔，它的位置對應(yīng)于第二熱生成裝置一側(cè)上的公共線路的端部位置，以將公共線路與公共線路層電連接在一起；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底，其特征在于沿液體流動方向，第一熱生成裝置被配置在第二熱生成裝置的下游側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底其特征在于所述的第一熱生成裝置由垂直于液體流動方向平行配置的第一和第二熱生成電阻元件構(gòu)成，且第一和第二熱生成電阻元件通過在它們排出口一側(cè)配置的連接線路電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基底，其特征在于所述的第一和第二熱生成電阻元件的寬度基本上相等，而且所述的第二熱生成裝置由一個熱生成電阻元件構(gòu)成，并且使第二熱生成裝置在液體流動方向上的長度基本上等于第一和第二熱生成電阻元件在液體流動方向上的長度之和。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底，其特征在于可以使用TaN、TaAl、TaSiN和HfB2中的任一種材料作為第一和第二熱生成元件的結(jié)構(gòu)材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底，其特征在于在第一熱生成裝置所配置的位置上，沿液體流動通道的寬度方向，第一熱生成裝置的自由氣泡的寬度大于液體流動通道的最大距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底，其特征在于第一和第二熱生成電阻元件的結(jié)構(gòu)和尺寸基本上相同。
10.一種用于構(gòu)成噴墨頭的基底，它包括多個用以排出液體的排出口；若干與多個排出口相連的液體流動通道；沿液體流動方向，在液體流動通道上順序配置的第一和第二熱生成裝置，所述的熱生成裝置產(chǎn)生熱能用以從排出口排出液體，第一和第二熱生成裝置被形成在基底上，其中所述基底設(shè)有在所述基底上擬配置第一和第二熱生成裝置的一側(cè)，形成一個公共線路層；一個形成在公共線路層表面上的絕緣層，它被作為第一和第二熱生成裝置的底層配置；一個形成在絕緣層上的第一通孔，它在第一和第二熱生成裝置之間，用于借助公共線路層將第一和第二熱生成裝置電連接；一個形成在絕緣層表面上的第一單獨線路，它與第一熱生成裝置電連接；一個形成在絕緣層表面上的第二單獨線路，它與第二熱生成裝置電連接，同時以4KHz或更高的驅(qū)動頻率驅(qū)動第一和第二熱生成裝置，第一熱生成裝置由多個熱生成電阻元件構(gòu)成，所述的多個熱生成電阻元件順序電連接，第二熱生成裝置至少由一個熱生成電阻元件構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基底，其特征在于用以形成第一熱生成裝置的每個熱生成電阻元件的薄膜電阻值與形成第二熱生成裝置的熱生成電阻元件的薄膜電阻值基本相等。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基底，其特征在于沿液體流動方向，第一熱生成裝置被配置在第二熱生成裝置的下游側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基底，其特征在于所述的第一熱生成裝置由垂直于液體流動方向平行配置的第一和第二熱生成電阻元件構(gòu)成，且第一和第二熱生成電阻元件通過在它們排出口一側(cè)配置的連接線路電連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基底，其特征在于所述的第一和第二熱生成電阻元件的寬度基本上相等，所述的第二熱生成裝置由一個熱生成電阻元件構(gòu)成，第二熱生成裝置在液體流動方向上的長度基本上等于第一和第二熱生成電阻元件在液體流動方向上的長度之和。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基底，其特征在于可以使用TaN、TaAl、TaSiN、HfB2中的任一種材料作為第一和第二熱生成元件的結(jié)構(gòu)材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基底，其特征在于在第一熱生成裝置所配置的位置上，沿液體流動通道的寬度方向，第一熱生成裝置的自由氣泡的寬度大于液體流動通道的最大距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基底，其特征在于第一和第二熱生成電阻元件的結(jié)構(gòu)和尺寸基本上相同。
18.一種噴墨頭，其特征在于它包括一種根據(jù)權(quán)利要求1～17中任一項權(quán)利要求所述的基底；以及一個平頂板，它與所述基底的表面在具有第一和第二熱生成裝置的一側(cè)相連接，以在基底具有第一和第二熱生成裝置一側(cè)的表面上形成液體流動通道。
19.一種噴墨盒，其特征在于它包括一種根據(jù)權(quán)利要求18所述的噴墨頭；一種用以存儲供給所述噴墨頭液體的液體存儲裝置。
20.一種噴墨記錄裝置，其特征在于它包括一種根據(jù)權(quán)利要求19所述的噴墨盒；以及一種記錄介質(zhì)傳送器，它傳送記錄介質(zhì)，使之接收從上述噴墨盒的噴墨頭排出的液體。
全文摘要
一種用于構(gòu)成噴墨頭的基底,它包括多個用以排出液體的排出口;若干與多個排出口相連的液體流動通道;沿液體流動方向,在液體流動通道上順序配置的第一和第二熱生成裝置,所述的熱生成裝置產(chǎn)生熱能用以從排出口排出液體,第一和第二熱生成裝置被形成在基底上。對此基底來說,以4KHz或更高的頻率驅(qū)動第一和第二熱生成裝置,并且所述的第一熱生成裝置垂直于液體流動方向平行配置,同時由多個熱生成電阻元件構(gòu)成,所述的多個熱生成電阻元件順序電連接,而且第二熱生成裝置至少由一個熱生成電阻元件構(gòu)成。該種結(jié)構(gòu)的基底。不僅能夠在多值記錄時穩(wěn)定地排出液體,而且能以更高的密度提供熱生成電阻元件和液體流動通道。
文檔編號B41J2/14GK1254647SQ9912
公開日2000年5月31日 申請日期1999年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月4日
發(fā)明者齊藤一郎, 竹之內(nèi)雅典, 今仲良行, 巖崎督, 石松伸, 井上良二 申請人:佳能株式會社