CN1110945A

CN1110945A - 一种喷墨记录装置

Info

Publication number: CN1110945A
Application number: CN95102447A
Authority: CN
Inventors: 小泉宽; 杉谷博志; 稻页正树; 池田雅実; 笠本雅己; 折笠刚; 木村牧子; 野俊雄; 刈田诚一郎; 小山修司; 寺井晴彦; 林崎公之; 后藤显; 小俣好一; 小野敬之
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 1995-11-01
Anticipated expiration: 2015-03-03
Also published as: EP0670222B1; ATE185744T1; CA2143896A1; SG44309A1; CA2143896C; DE69512810D1; KR100190416B1; US5933163A; DE69512810T2; EP0670222A3; CN1093040C; EP0670222A2

Abstract

一种通过喷墨进行记录的喷墨记录头，包括：多个元件基座，每个元件基底都具有多个用于喷墨的喷射能产生部件；一个基板，用于在其一个表面上支承多个阵列形式的元件基座；一个开槽部件，其长度对应于所述阵列的长度，并具有与所述多个元件基座上的喷射能产生部件相对应的通路。

Description

本发明涉及一种喷液头，一种使用墨作为液体的喷墨记录头，具有该喷墨头的喷墨头座，一种喷墨记录装置，更具体地说，涉及一种喷墨记录头，使用该喷墨记录头的喷墨头座，以及喷墨头套件，以及一种喷墨记录装置，其中，记录头是长形的，具有多个带有喷射能产生部件的基座。本发明也涉及这种喷墨头的生产方法。此外，还涉及一种将墨注入到墨罐的方法。

本发明不仅适用于办公室使用的打印机，也使用于纺织品打印的打印机。

象打印机，复印机或传真机等这样的记录装置的原理是，根据一个图象信息，在例如纸，塑料薄板，织物等记录材料上形成点阵形式的图象。

根据记录系统，可以将记录装置分成喷墨型，点阵型，热升华型，光电型等。在这些类型中，喷墨型（喷墨打印装置）是通过喷墨记录头的喷射口向记录材料喷射记录液（墨）滴来完成记录的。

喷墨型的优点是速度高而噪音低，并且可以使用较为广泛的记录材料，可以很容易地实现彩色图象的记录，所以近来被广泛应用。

在喷墨型当中，热能喷墨型记录头靠向墨施加热能而产生热膨胀造成压力，其优点是对记录信号的响应性较高，可以毫不困难地增加喷墨口的密度。

在热能喷墨型中，从高记录速度的角度讲，具有喷射头及对应的电热换能器（喷射能产生元件）的可以覆盖整个记录材料的宽度的长全行型记录头（全行记录头）是所希望的。但是，在这种行记录头的生产中，很难保证在记录区的整个宽度的喷射能产生元件中不产生瑕纰。

更具体地说，在覆盖A3记录纸的记录头及在400dpi（dot perinch）的密度的情况下，必须毫无差错地提供4736个喷射能量元件，一对电极和一个生热电阻（在热能喷墨型的情况下）。因此，这种头的成本很高且难以实用。

因此已经提出了各种解决方案。

例如，日本延迟公开专利申请No.132253／1980，2009／1990，229278／1992，232749／1992，24192／1993中提出了相对容易生产的记录头，具有32，48，64和128个喷射口，按照喷嘴密度以高精度被连接到一个支承部件的顶部和底部。

更具体地说，记录头在支撑材料的相对表面重叠放置，以便提供一个长喷墨头。利用这种方法，相对较小的（记录）头被设置在支撑部件的相对表面，因此，在每个侧面有一个空白区。因此，这种头可以相对容易地利用头安装装置进行安装，使得在头布置的设计中有较大的余地。但是，在该结构的记录头中，驱动（记录）头的电信号和要喷射的墨必须要从支承部件的两侧提供，造成很高的生产成本。此外，由于在支承部件的两侧都设置有较小的头，因此记录头的尺寸较大。另外，每个部分，特别是用于小（记录）头的支承部件在每个侧面的平坦性，平行性，及表面之间的距离，要求具有很高的精度，因此，造成很高的成本。

日本延迟公开专利申请229278／1992公开了一个方法，其中多个小头被设置在基板的一侧以提供一个细长的头。利用这种方法，上述的缺点可以部分的被消除。但是，考虑到供墨系统，仍然需要将墨供到每个小头，结果，造成较高的成本。更为困难的是要在小头的两侧防止墨的泄漏。在这种长头中，小头的排列并不改变喷嘴的间距，于是，在小头的相对侧，容差仅仅小于喷嘴间距的一半。例如，对应于400dpi的喷嘴间距为63.5，端部喷嘴的中心之间的距离要不大于63.5／2＝30μm。这包括喷嘴宽度的一半。如果其为12μm，则其余部分小于18μm。需要进行密封以防止墨泄漏，而这是很困难的，造成记录头的生产成本非常高。

前面讲述了两种类型的记录头的生产中的问题。从设计的观点来看，还会遇到下面的问题。在两种类型当中，排列了多个小（记录）头，这些小头的定位具有一个容差，造成在喷墨方向上（前－后，左－右，及角偏移）的一个小的误差。这会造成喷墨头打印的不均匀。喷墨量也会略有不同，造成打印不均匀。因此，为了提供高质量的图象，要对每个头通过试验和误差校正来更换，以便提供一个满意的长记录头。这样就增加了成本。

因此，本发明的主要目的就是提供一种能够实现高速和高质量打印的小尺寸的价钱便宜的记录装置。

本发明的另一个目的是提供一种高效率低成本的喷墨头的生产方法。

本发明的另一个目的是提供一种能高质量高速度打印的小尺寸的价钱便宜的喷墨头。

本发明的另一个目的是提供一种喷墨头套件和向墨罐再充墨方法，通过再充墨，喷墨头可以重复使用，降低使用消耗。

根据本发明的一个方面，提供了一种喷墨记录头，用于通过喷墨进行记录，包括：多个元件基座，每个都具有多个喷射能产生元件用于喷墨；一个基板，用于支持其表面上的以阵列形式的多个元件基座；一个开槽部件，其长度对应于所述阵列的长度，并具有对应于多个元件基座的喷射能产生部件的通路。

根据本发明的另一个方面，提供了一种喷液记录头，用于通过喷液进行记录，包括：多个元件基座，每个都具有多个喷射能产生元件，用于喷射液体；一个基板，用于支持其表面上的以阵列形式的多个元件基座；一个开槽部件，其长度对应于所述阵列的长度，并具有对应于多个元件基座的喷射能产生部件的通路。

根据本发明的另一个方面，提供了一种喷墨记录装置，用于通过喷墨进行记录，包括：一个通过喷墨进行记录的喷墨记录头，包括多个元件基座，每个都具有多个喷射能产生元件用于喷墨；一个基板，用于支持其表面上的以阵列形式的多个元件基座；一个开槽部件，其长度对应于所述阵列的长度，并具有对应于多个元件基座的喷射能产生部件的通路；以及，驱动信号提供装置，用于提供驱动喷射能产生元件的驱动信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种喷墨记录头套件，包括：一个通过喷墨进行记录的喷墨记录头，包括多个元件基座，每个都具有多个喷射能产生元件用于喷墨；一个基板，用于支持其表面上的以阵列形式的多个元件基座；一个开槽部件，其长度对应于所述阵列的长度，并具有对应于多个元件基座的喷射能产生部件的通路；一个墨罐，用于盛放向喷墨记录头供应的墨；以及充墨装置，用于向墨罐充墨。

根据本发明的另一个方面，提供了一种喷墨记录头生产方法，包括下列步骤：包括排列每个都具有多个喷射能产生元件，用于喷墨的多个元件基座的步骤；将一个其长度对应于所述多个元件基座的阵列的长度并具有对应于多个元件基座的喷射能产生部件的通路的开槽部件与一个基底部件连接的步骤。

根据本发明的另外的一个方面，还提供了一种方便的充墨的方法。

根据本发明的另一个方面，无需使用低产量的长记录头，可以使用具有64或128个喷射能产生元件的高产量的头，高产量低成本的记录头的生产方法得以实现。此外，即使使用了多个基座，开槽部件是共用的，与使用具有基座和顶板的小头的结构相比，通路及喷口的方向可以作的很均匀，因此，可以得到能提供好的图象，且生产成本很低的长头。

本发明的其他目的，特征和优点通过结合附图对本发明实施例的描述，可以变的更为明晰。

图1是喷墨记录头的透视图。

图2是显示根据本发明的一个实施例的用于喷墨记录头的加热器板的排列的示意图。

图3是显示根据本发明的一个实施例的一个喷墨记录头的顶板的示意图。

图4是根据本发明的实施例的喷墨记录头的生产步骤的示意图。

图5是根据本发明的喷墨记录头的透视图。

图6是显示根据本发明的喷墨记录头的加热器板和顶板之间的位置关系的示意图。

图7是根据本发明的喷墨记录头的分解透视图。

图8是根据本发明的实施例的喷墨记录头的分解透视图。

图9显示了现有技术的喷墨记录头。

图10显示了加热板和顶板之间位置关系的示意图。

图11为现有技术的记录头的结构的示意图。

图12显示了现有技术的记录头的热学特性。

图13显示了本发明中所使用的顶板。

图14是本发明使用的顶板的示意图。

图15示意性地显示了本发明中所使用的顶板。

图16示意性地显示了根据本发明的一个实施例的头座。

图17显示了根据本发明的一个记录装置。

图18显示了根据本发明的一个记录装置。

图19显示了根据本发明的实施例的喷墨头套件。

在下面的描述中，液体为墨，但是本发明并不只限于墨。

在本发明中，记录装置并不只记录字符或有意义的图象，也包括无意义的图形。

记录材料可以是纸，塑料膜，塑料板，织物，纤维，木，革，金属板等可以通过记录头用墨进行记录的材料。

参见图1，示出了根据本发明的实施例的喷墨头的主要的部分。在该实施例中，喷墨头具有3008个喷嘴（打印宽度为212mm），在密度为360dpi（70.5μm）的情况下。

在密度为360dpi的情况下，基座（加热板）100具有128个在预定位置设置的喷射能产生元件。在该实施例中，该元件为生热电阻的形式，用于产生施加给墨的热能。加热板还提供有信号焊盘，用于接收外部信号，用于以适当时序和宽度驱动喷射能产生元件101，电能供应板102用于驱动喷射能产生元件101而提供电能。加热器板还具有功能元件，如转换电阻，或类似元件，用来向喷射能产生元件在串行输入信号的基础上输出并行的信号。

基板材料包括板状的单晶硅，多晶硅玻璃，或陶瓷材料。

加热器板100由粘结材料粘结在支承部件（铝，不锈钢或其他金属或陶瓷材料的基板300）的表面。

图2显示了多个加热器板被设置在基板300的一侧，相距一个较小的间隙，形成一个阵列状态。加热板100用一定厚度的粘结材料以预定的位置粘结并固定到基板300的表面。粘结的基板的精度要非常高，要使得相邻加热器板的相邻端喷射能产生部件之间的间隔大体等于在加热器板100内的相邻端喷射能产生部件之间的间隔（P＝70.5μm）。相邻加热器板之间的间隙也可以是这样，如果墨不泄漏的话，但是在本实施例中，是用密封剂302密封的。

在图1，基板300具有一个布线板400，用类似于加热器板100的粘结剂粘结。在焊盘102和信号及电能供应焊盘401之间形成预定的位置关系。布线板还有一个连接器402，用于提供外部的打印信号和驱动电能。

下面描述开槽的顶板200。

如图3所示，顶板200具有凹槽200，用于构成对应于加热器板100上的喷射能产生部件101的墨通路，小孔203与相关的通路连通，以便向记录材料喷墨，凹陷201用于构成一个液体室，与所述的多个通路连通，用于向通路202供墨，一个供墨口204，用于接收来自墨罐（未示出）的墨。顶板200的长度足以覆盖所有加热器板100上的所有喷射能产生部件（对应于喷射能产生部件的阵列的长度）。

在本发明中，图1中所示的顶板200被连接到加热器板，在通路202和基板300上的加热器板100上的喷射能产生部件之间形成预定的位置关系。顶板200可以是任何一种材料，只要可正确形成凹槽即可。最好具有较高的机械强度，稳定的形状，和耐墨的持久性。较佳的材料包括环氧树脂（epoxy resin），丙烯酸树脂（acrylic resin），二乙二醇（diglycol resin），二烃基碳酸树脂（dialkylcarbonate resin），不饱和聚酯树脂（unsaturated polyester resin），聚氨基甲酸酯树脂（polyurethane resin），聚酰亚胺树脂（polyimide resin），密胺树脂（melamine resin），苯酚树脂（phenol resin），尿素树脂（urea resin）材料。特别是可以使用聚砜（polysalphon），聚醚砜（polyethersalphon）或类似材料，因为其可塑性和对液体的持久性很好。

下面描述顶板和加热器板的支承部件的连接。

在基板300上，多个加热器板100以预定的尺寸关系被固定和连接。

接下来，如图4所示，基板被放置在基体205上的夹持装置（未示出其整体）的预定部分。利用基体205上的插销，基板的位置可以保持恒定。接下来，顶板200被放在夹持或连接装置的一个臂206上。顶板200也放到臂206上的预定位置利用这种方式将基板300和顶板200放到基体205和臂206上可以保证其位置关系恒定到一定的程度。然后利用夹持装置的显微镜检测该位置关系。首先，第1504个加热器101（喷墨嘴3008的个数的一半）在方向A被检测。换名话说，利用夹持装置，通过图象处理过程，加热器在A方向的位置可以被正确检测。然后对应于第1504个喷嘴的小孔在B方向被检测。在方向X位置关系被调整，使得在B方向确定的位置与从A方向观测的位置对准。

夹持装置的位置调整精度是±2μm，该精度在X方向上的位置也得到保证。接下来，臂206在Z方向降低，同时保持位置精度，使得顶板200被夹紧在加热器板100上。当在B（Y）方向压紧顶板时，臂206被去掉，然后，它们由弹簧500固定（图5）。

在该实施例中，所述的夹持方法利用了机械元件，如弹簧，但是也可以使用其它方法，如使用粘结剂或粘结剂和弹簧结合使用。在每种情况下，顶板200于加热器板100都按图6所示的关系进行固定。

前面所述的顶板200可以用已知的方法进行生产，例如，机械加工（切割），注模，注入，光刻等方法。

如前所述，一个长的开槽的顶板被安装在具有多个加热器板，每个加热器板具有多个能量产生元件的部件上，具体地，安装在所述基板的一侧。通过由顶板的凹陷201形成的液室，墨被从供墨口204提供到液体通路，到达如此生产得到的喷墨记录头。为了进行喷墨，一个电信号被送到与相关墨通路相对应设置的喷射能产生元件，使得墨被喷射能产生元件产生的热能加热。因为热量，在墨中产生墨泡，而产生压力，将墨通过喷墨口（孔）203喷出。

在该实施例中，使用了10个加热器板，在长记录头上提供1280个喷射能产生元件。但是，加热器板的个数没有限制，也可以是两个或更多。

利用这种结构，与多个小头，每个都具有安装每个加热器板上的顶板的结构相比，供墨系统得以简化，体积减小，成本较低。

而且，生产量也可以增加。此外，由于多个加热器板被设置在基板的一侧，电气走线也可以简化。此外，由于采用了一个可覆盖由多个加热器板提供的能量产生元件的阵列的长的顶板，与排列小记录头的情况相比，每个墨的通路非常均匀。特别是使用一个顶板时，所有的通路的方向都可以通过一次对准操作得到校准，从而可容易地得到没有打印误差的长记录头。

于是，通过一体的带孔的板，墨可以被喷出，而且通路也是一体的，使得喷射方向均匀，如同是一个单一的长头。

当使用小头时，需要对每个小头进行密封，在该实施例中，由于顶板覆盖了若干个加热器板，需要密封的数目很小。

当使用一个顶板时，只要一次密封即可，本发明也可以采用多个顶板，每个顶板覆盖若干个加热器板，而不是所有的加热器板，但是，使用单一的顶板是较好的。

在该实施例中，顶板具有小孔（喷射孔），用于喷墨。这样作是较好的，因为喷墨方向可以由顶板确定，使得可以很容易地得到高速的和高质量的记录头。即使顶板不设小孔，即由在加热器板和开槽的顶板之间的连接形成小孔，墨通路的方向也可以通过长顶板来对准，因此，也可以保证喷墨方向的稳定性，从而得到满意的图象打印效果。但是，在顶板上一体地形成小孔是较佳的，因为喷墨可以更精确地得到对准，而且生产步骤也可以简化。

在该实施例中，相邻加热器板之间的间隙由密封剂密封。下面详细描述该间隙的密封。当在一个支承部件上安装有多个加热器板时，加热器板可能会互相贴合在一起，这样便会产生下面的问题。加热器板的贴合面的平整性必须非常高。如果在它们之间夹有外来物时，位置精度便会不够了。这种贴合便会破坏加热器板。因热膨胀，加热器板会偏移。为了避免这种现象，在本发明中，在加热器板之间具有一定的间隙。但是，又会产生下面的问题。

（1）由于有间隙，墨会很容易地在单元的端部的底部泄漏，在喷墨时，墨会进入该缝隙，造成在端部的墨的窜扰。

（2）墨进入单元因切割等造成的保护膜间的缝隙，造成电腐蚀。

考虑到这些，所述缝隙必须要由树脂材料密封（图6和7）。

图8显示了这样一种喷墨记录头。在该图中，与图7中相同标号代表相同的元件。在该实施例中，基板300具有导槽7，以便控制在常温下可以固化的硅酮树脂的流动性，以充满相邻加热器板之间的间隙。导槽的截面最好为矩形，方形或V形。

下面描述图7和8所示的喷墨头的生产方法。

在该实施例中，为了提供360dpi的用于打印A4纸的行打印机的喷墨记录头，24个（加热器）板，每个具有128个能量产生元件12被设置在铝基板300上，如图7所示。

利用图象处理，这些板被正确地对准，使得相邻加热器板的能量产生元件之间的间隔等于在一个加热器板内的能量产生元件之间的间隔。相邻的加热器板之间的设计间隙为16μm，但是由于加热器板的切割精度和定位精度，实际上为2－16μm。

在支承部件300上排列加热器板之前，几个微米厚的热固化（dibon）粘结层通过屏幕打印（screen printing）的方法设置在支撑部件300上。加热器板的硅酮基底是用一个或相同的硅酮片切割，为了达到对准精度为±1μm的高度。

在粘结层固化以后，通过在加热器板之间的间隙的后侧滴入0.3g的硅酮密封剂（TSE399，从Toshiba Silicone Kabushiki Kaisha公司买到），利用毛细作用力，硅酮密封剂即可充满加热器板之间的间隙。

然后，已经粘结到基板300上的加热器板和PCB板通过导线被电气连接。于是，它被连接到具有凹槽以形成墨通路，以及具有喷墨口顶板200，使得凹槽与相关的能量产生元件分别对准。然后进行密封和与墨罐连接，于是，喷墨记录头便制造完成了。当利用这种喷墨记录头进行实际打印操作时，即可以打印出满意的高质量的图象而不会丢失任何部分。在实际当中，在加热器板的端部的喷嘴不会产生任何墨的泄漏（窜扰）。

下面描述图8的喷墨记录头的制造方法。其中，加热器板按照图7中相似的方式设置在基板300上，不同的是图8中所示的导槽7形成在基板300上，其截面为方形（0.5×0.5mm）。

在这种导槽的情况下，用于密封加热器板之间的间隙的硅酮密封剂（TSE399）首先进入加热器板之间的间隙，然后进入导槽。

在不利用该导槽的方法中，硅酮常温固化树脂材料在充入加热器板之间的间隙之前被固化。在该实施例，即使进行120次，硅酮也不会固化。其原因是在导槽中的密封剂总是提供到加热器板之间的缝隙。

因此，导槽的优良效果是显著的。利用这种行型打印机喷墨头打印的质量是足够高的。

在该实施例中，即使在相邻的加热器板之间形成一个阶梯，其贴合部分也会由密封剂作得很平滑，因此，可以得到很好的连接。

密封剂，在喷墨记录装置或半导体的生产中所使用的材料是已知的，但是该材料最好是电绝缘的，并具有弹性，以及对墨有良好的耐久性。这种材料的例子可以是硅酮密封剂或尿脘密封剂。

当相邻加热器板之间的间隙非常小时，为了固定加热器板，可以使用相同的密封剂。

下面描述在该实施例中，通过顶板的壁覆盖加热器之间的间隙的结构。

在记录头的生产过程中，当多个基板被相继地放置在支承部件的同时表面时，最好在相邻的加热器板之间形成较小的间隙，向前面所述的要考虑在支承部件上面的基板的位置精度，以及在支承部件和基板或加热器板之间热膨胀的差。

图9为一个记录头的截面图，这种记录头由一个开槽的顶板，连接到多个在支承部件上的加热器板构成，所述的槽用于形成墨通路。在加热器板之间，有一个间隙L，根据加热器板的位置精度，该间隙是不均匀的。如果这种情况发生或开槽的部件安装到加热器板的安装位置有偏差，所述通路通向该间隙，如标号202所指，容易引起用于喷墨的压力的释放。与该间隙相邻的喷墨口的喷墨性能可能会与其它的喷墨口不同。这可能会造成记录的图象不均匀或产生不希望的条带。

在该实施例中，该间隙由一个壁覆盖构成墨通路。

图10显示了在该实施例中所述间隙与顶板200之间的关系。

与加热器板的绝对位置相比，加热器板的尺寸精度为±2μm，加热器板的长度的尺寸精度为1±5μm。这些值是从目前可以得到的最好性能的装置中得出的。在目前很难再增加精度。因此，容差为±2＋±5×2＝±14。在该实施例中，考虑到该容差，L＝14而间隙L＝14±14μm。此时，相邻加热器板端部元件101设置的间隔为P＝70.5μm，其间隙与加热器板内的间隔相同。另一方面，顶板200面向基板部件一侧具有凹槽202，用于构成通路，间隔为P＝70.5μm。提供离散的通路202（在与基板接触面处的宽度）壁厚206W3为20μm。但是，对应于加热器板之间的间隙的壁206的宽度扩展为W1＝36μm。换句话说，夹有间隙的通路202偏移了a（a=8μm）。这样，在两侧的壁厚W2＝12μm，该值较小。因此，从左边起，通路之间的间隔为P，P－a，P＋2a，P－a和P。如间断线所指，孔203按照对应于喷射能产生元件的间隔的间隔或间距P排列。

利用上述的顶板的壁的结构，通过壁厚W1＝36μm，该值大于间隙L（因为容差，最大为28（L＝14＋14）即可覆盖所述间隙。实际上，当顶板与加热器板对准时有一个误差（通常±4μm左右），即使考虑该误差，所述的间隙也能被覆盖。利用这种结构，即使在相邻加热器板之间有间隙，该间隙也可以被覆盖，防止了用于喷墨的喷射压力的可能的泄漏。

下面描述的本发明的另一个实施例。

在前面的实施例中，顶板200的材料是树脂材料，支撑加热器板的基板的材料为金属例如，不锈钢或类似材料。

在图11中，示出了喷墨头的通路106和喷射能产生元件101之间的位置关系，其中喷射能产生元件大体在各自通路的中间（a接近等于b）。标号110b代表一个喷射出口，标号1101为构成通路的壁。当具有3008个喷嘴的长头被用来进行记录时，或记录环境温度非常高时或非常低时，很可能向图12所示的那样，因基板和顶板在头的端部的热膨胀系数的差别，造成通路和喷射能产生元件之间的位置关系产生偏差。

构成顶板的树脂材料的热膨胀系数大约为1x10^-5－1×10^-4。下面以polysulfone（热膨胀系数为56×10^-6）为例进行描述。当用硅作为加热器板100时，热膨胀系数为2.4×10^-6，作为支撑加热器板的基板的不锈钢的热膨胀系数为17.3×10^-6。即使假定记录头工作在室温25℃下，在工作中，记录头的温度可能会上升到60℃。

假定长头具有3008个喷嘴，产生的偏差如下：

（喷嘴的个数）×（间距）×（温差）×（热膨胀系数差）＝3008×0.0705×（60－25）×（56×10^-6－17.3×10^-6)=0.287mm

这对应于4个喷嘴，因此，头可能不在能够使用。

因此，当喷嘴的个数很大，或记录头工作在特定的温度条件下时，需要采取针对热膨胀的相对措施。

图13显示了一个实施例，其中开槽的顶板被示意性地示出，其中（a）为顶视图，（b）为前视图，（c）为仰视图，（d）为截面图。

如图13（d）所示，显示了顶板200在x－x方向的截面图，能够调整顶板200的热膨胀系数的支承部件205被包含在构成顶板200的凹槽部分的树脂材料中。支承部件205的材料具有与基板300相同的热膨胀系数。在该实施例中，与基板中的一样为不锈钢。支承部件205的表面进行了表面处理，如喷沙工艺（blast process），滚花工艺（knurling process），这样，与顶板200的树脂的接触可进一步得到改善。利用这种结构，顶板200的热膨胀系数接近于不锈钢。这样，顶板200和基板300具有相同热膨胀系数，因此，在顶板200和基板之间没有显著的偏移。

在单加热器板100和顶板之间也可能有热膨胀差，但是偏移是很小的，喷射性能不受影响。

在该实施例中支撑元件205处在树脂材料中，但是不必完全包含在其中，其中一部分，（例如相对端）可以露在外面。

在该实施例中，通过加工支承部件205的表面，改善树脂材料的接触性，如果支承部件和树脂部分接触是足够好的话，这是不必要的。但是，当通过注模制造顶板而支承部件在其中时，这种注模并不能包括足够好的接触性，最好在支承部件205的表面糙化，以改善接触性。

为了使得表面糙化，可直接加工成1mm左右的凹槽，或者当芯材料被加工时，留下加工的痕迹，表面通过磨砂变的糙化。在任何情况下，在芯材料和树脂材料之间要互相咬合，使得芯材料的热膨胀系数接近于树脂材料。

通过使支承部件表面糙化，或在支承部件利用耦合材料，例如硅烷耦合材料，可以改善支承部件和树脂材料之间的接触性。但是，考虑到对墨的影响，最好是形成凸凹的表面。

为了使树脂材料的热膨胀系数足够地响应支承部件的热膨胀系数，树脂材料的厚度最好为2mm或1.5mm或更少。

在前述的例子中，使用了不锈钢作为基板，因为由于其与基板具有相同的热膨胀系数。下面描述考虑到基板和支承部件之间的热膨胀系数有不同的情况下液体的喷射性能状态。

这里，铝和不锈钢在试验中交换地作为基板和支承部件。基板要承载加热器板，为了要与主组件连接，必须要作各种机械加工，因此，较高的加工性和散热性是所希望的以便迅速地释放来自加热器板的热量。考虑到上述问题，铝被采用。对于支撑材料，考虑到与聚砜树脂的接触性和机械强度，不锈钢被采用。

表1中给出了材料测试，热膨胀系数，在喷嘴和加热器之间在30℃，40℃，50℃和60℃时计算出来的偏差及在30℃，40℃，和50℃时打印的估计。偏差的计算是根据360dpi（＝70.5μm）在3008个喷嘴的第一喷嘴和最后的喷嘴之间进行的（＝3008×70.5μm×（温度－25℃）×（热膨胀系数差）×1／2））。

当头组装的温度为25℃，根据该温度的温差。

记录喷嘴的温度一般控制在35℃－40℃。但是，打印率是很高的，当进行长时间的打印时，或当环境温度增加时，头的温度有时可达50℃。但是，通过在温度到达60℃之前，打印操作停止。于是，在该温度下的打印是不实际的。但是，环境温度以保持60℃为最高，并给出了在该温度下的数据。

E：打印中未发现不同之处。

G：几乎未观察到不同，但是，测量的结果表明小点的精度劣化。

F：在打印中发现喷墨方向偏移。

NG：喷射方向显著偏移，有时喷墨失败。

上述问题皆是因喷嘴和加热器的位置关系引起的。在该实施例中，喷嘴间距（加热器间距）为70.5mm，喷嘴宽度为50μm。如果滴定半岛凹槽和加热器位置之间的偏移不大于10μm，喷射性能几乎不受影响。如果该值较大但是不大于20μm，可以看到劣化，但是在实际中并不成为问题。

在实际当中，如果基板和支撑元件之间在25℃－50℃时热膨胀系数差小于10×10^-6，则不会产生任何问题。但是，最好不要超过2.6×10^-6

这里，基板和支承部件的材料为铝，不锈钢或类似材料，但并不限于此，根据所希望的头的性能，基板也可以是不锈钢，铝，陶瓷材料，树脂材料或类似材料，支承部件可以不锈钢，铝，陶瓷材料，玻璃材料中任一种，只要它们处在上述的范围即可。

但是，当考虑到机械性能，导热率，和与树脂材料的接触性时，基板为铝，支承部件为不锈钢。利用上述结构，即使头的温度本身增加，在加热器板上的加热器和顶板的导槽之间也不会有显著的偏差，因此，可以得到稳定的满意的记录操作。

图14显示了顶板200的另一个实施例。其为图13中X－X方向的截面。相同的标号201－205代表相同的元件。支承部件205占据了顶板内部的大部分，具有一个隧道形的截面。这种结构可以使支承部件的机械刚性显著增加，也可以避免因为树脂部分和支承部件之间的温度系数而造成的弯曲。

与图13中的支承部件相比，除了液体通路部分以外，液室部分的热膨胀系数可以调整，使液体的形变较小，使得记录头可以长期使用。

图15显示了顶板的另一个实施例。图15的支承部件205是管形的，其相对的端部突出顶板以外。管子具有一个缝隙，与液室201的内部连通。这样，支承部件的管子也可以作为液室。此外，所述的端部可以作为供墨的连接头。缝隙206也可以由具有适当间隔的孔代替。这种结构可以显著增加支承部件的机械刚性。为了将支承部件用作供墨管，支承部件必须具有刚性和抗墨的腐蚀性。近来，酸碱性墨被广泛使用，因此，要求能抵抗这种墨的材料，这种材料的例子包括铝合金或不锈钢。铝合金包括A505，A506，A6063或类似具有抗腐蚀的材料，不锈钢包括SUS303，304，430，或420。从机械性和成本上来讲铝合金是较佳的，但是不锈钢抗墨的腐蚀性较好。

在该实施例中，支承部件构成公共液室的一部分。这样墨可以直接被供到液室，因此，利用较少的部件即可实现满意的供墨。

使用上述结构，即可很容易地制造出具有较少部件，均匀的喷墨性能的长喷墨记录头。与使用一体结构的例子相比，可以使用仅仅一个基板，因此，提高了产量，降低了成本。

在该实施例中，由于开槽部件（顶板）包含具有与基板相同热膨胀系数的支承部件，因此，可以避免因外部环境温度变化或记录头的工作引起的温度上升而产生的热膨胀差造成的喷射能产生元件和喷嘴之间产生的偏差，因此，在任何温度下，都可保证高质量的打印。

由于支承部件的表面的机械加工，而改善的接触特性，所以可以保证在树脂和支撑材料之间有良好的接触，可以在任何温度下，与支承部件一同热膨胀的顶板即可得到。

通过采用管形支承部件，同时也可以作为供墨管，部件的数目可以减少，成本可以进一步降低。

在前述的实施例中，喷墨的方向是沿着加热器板的表面的，喷墨口在通路的端部，但是本发明也适用于喷墨方向垂直于加热器板的表面的记录头。

图16是另一个实施例。在前面的描述中，具有喷射能产生元件的多个加热器板被精确地设置在玻璃，陶瓷材料，金属或类似材料的基板上。它还连接有具有用于形成液通路和孔的凹槽的顶板。图16显示了利用这种喷墨头的喷墨托架组件。包括喷墨头500和墨罐501，墨罐是与喷墨头500一体的或可以分离的。上述的喷墨组件可具有优良的效果。其中墨罐可以重复充墨，从而延长头组件的工作寿命，使用成本得以降低。

参见图17，图17显示了利用上述喷墨头的喷墨装置。

如图17所示，该喷墨记录装置具有行型头201a-201d。行型头201a-201d由固定件202固定并以一个预定的间隙相互平行地在X方向延伸。在每个记录头的底部表面，向下设置了3456个喷墨口，密度为每1mm16个喷射口。这样记录宽度为218mm。每个记录都是热能型的，并且由头驱动器220（HD）（驱动信号供应装置）控制。

头单元由头和固定件202构成。头单元相邻设置并对应于相关的头201a－201d。在头盖203a-203d内，提供有墨吸收材料，如海绵。

盖203a-203d由未示出的固定件固定，盖单元包括固定件和盖203a和203d。盖单元可以由一个盖移动装置225沿x方向移动。每个记录头201a-201d通过相应的供墨管205a-205d从墨罐204a-204d提供蓝绿(cyan)，品红(magenta)黄和黑色墨，以便进行彩色打印。

供墨是利用记录头的喷墨口毛细作用力，每个墨罐204a-204d的液体表面水平低于喷墨口位置一个预定量。

该装置还有一个电控的无缝的带206，用于承载记录纸227（记录材料）。

该带以预定的路径围绕驱动辊207，惰辊209，209a，209张力辊210延伸。该带由连接到驱动辊207的带驱动马达208旋转并由马达驱动器221驱动。

带206在头201a-201d的喷墨口下面沿x方向移动。这里，向下的偏移由固定件226抑制。

这种记录装置可以用于织物的打印，一个织物打印系统还包括预处理，包括定影，后处理，及具有阅读装置的复印机。

图18显示了一种记录装置，具有两个加热器板的记录头。其中喷墨记录头组件具有墨罐901和一个记录头902，可拆卸地安装在托架HC上，还包括一个马达903，作为一个驱动源，用于驱动供纸轧辊，提供记录材料800，托辊904，用于从驱动源向托辊提供驱动力。此外，还包括用于提供用于向喷墨记录头喷墨的信号的信号提供装置。

图19示意地示出了喷墨头组件700。包括一个喷墨头500，墨罐501与喷墨头一体或可分，充墨装置600，用于向墨罐充墨。利用这种喷墨头组件，可以降低喷墨头的使用成本。下面描述利用该喷墨头组件的充墨方法。

充墨装置的一部分通过墨罐的一个气孔510被插入到与头连接部分，在墨罐上形成有一个孔，通过该孔，墨可以被用完，然后墨被充入到墨罐。利用这种充墨方法，墨可以很容易地充入，头组件的使用成本得以降低。

在参照这里公开的结构描述本发明时，并不是意图对本发明的改进或替代进行限定，本发明的范围以附后的权利要求限定。

Claims

1、一种通过喷墨进行记录的喷墨记录头，包括：

多个元件基座，每个元件基座都具有多个用于喷墨的喷射能产生部件；

一个基板，用于在其一个表面上支承多个阵列形式的元件基座；

一个开槽部件，其长度对应于所述阵列的长度，并具有与所述多个元件基座上的喷射能产生部件相对应的通路。

2、根据权利要求1所述的记录头，其中所述的喷射能产生部件包括一个电热换能器。

3、根据权利要求2所述的记录头，其中在所述多个元件基座上的喷射能产生部件之间的间隔是有规律的。

4、根据权利要求1所述的记录头，其中在所述元件基座的相邻基座之间形成有间隙。

5、根据权利要求4所述的记录头，其中间隙用树脂材料密封。

6、根据权利要求5所述的记录头，其中树脂材料可在常温下固化。

7、根据权利要求1所述的记录头，其中所述的元件基座具有用于驱动喷射能产生元件的功能元件。

8、根据权利要求7所述的记录头，其中所述功能元件包括一个转换电阻，用于接收串行的图象信号并向喷射能产生元件产生并行信号。

9、根据权利要求7所述的记录头，其中所述的开槽部件具有凹槽，用于一个公共液室，用于盛放向所述通路提供的墨。

10、根据权利要求1所述的记录头，其中所述的开槽部件为树脂材料。

11、根据权利要求10所述的记录头，其中的树脂材料包括以聚砜作为主成分的树脂。

12、根据权利要求1所述的记录头，其中所述开槽部件包括一个支承部件。

13、根据权利要求12所述的记录头，其中所述的支承部件具有与所述基板的热膨胀系数相同的热膨胀系数。

14、根据权利要求12所述的记录头，其中所述的支承部件和基体部件的热膨胀系数差不大于1×10^-5

15、根据权利要求13所述的记录头，其中所述的支承部件和基体部件的热膨胀系数差不大于2.6×10^-6

16、根据权利要求14或15所述的记录头，其中所述支承部件为以铝作为主要成分的金属。

17、根据权利要求12所述的记录头，其中所述的支承部件也作为用于向所述通路供墨的供墨管。

18、根据权利要求17所述的记录头，其中所述的支承部件的大部分覆盖有树脂材料。

19、根据权利要求18所述的记录头，其中所述凹槽形成于所述的树脂材料中。

20、根据权利要求18所述的记录头，其中所述的树脂材料的厚度不大于2mm。

21、根据权利要求12所述的记录头，其中所述支承部件的一部分构成公共液室的内壁的一部分。

22、根据权利要求18所述的记录头，其中树脂材料以聚砜材料作为主成分。

23、根据权利要求12所述的记录头，其中支承部件的表面具有凹坑和凸起。

24、根据权利要求1所述的记录头，其中的所述的基体部件为包括不锈钢或铝作为主要成分的金属材料。

25、根据权利要求11或12所述的记录头，其中所述的支承部件为包括不锈钢或铝作为主要成分的金属材料。

26、根据权利要求1所述的记录头，其中所述的开槽部件具有一个将墨喷出的喷墨口阵列，分别与所述通路连通。

27、根据权利要求4所述的记录头，其中所述间隙由所述的开槽部件的通路壁覆盖。

28、根据权利要求27所述的记录头，其中所述的通路壁的宽度大于未覆盖所述间隙的通路壁的宽度。

29、根据权利要求1所述的记录头，其中，墨沿着所述元件基座的表面的方向喷出。

30、根据权利要求1所述的记录头，其中所述的墨沿着与所述元件基座不平行的方向喷出。

31、根据权利要求1所述的记录头，其中提供了多个与记录材料的宽度相对应的喷墨口，所述记录材料接收由所述喷墨记录头喷出的墨。

32、根据权利要求1所述的记录头，其中元件基座的个数为2。

33、根据权利要求1所述的记录头，其中元件基座的个数为11。

34、一种喷液记录头，包括：

多个元件基座，每个元件基座都具有多个用于喷液的喷射能产生部件；

35、根据权利要求34所述的记录头，其中所述的喷射能产生部件包括一个电热换能器。

36、根据权利要求34所述的记录头，其中在在所述多个元件基座上的喷射能产生部件之间的间隔是有规律的。

37、根据权利要求34所述的记录头，其中在所述元件基座的相邻基座之间形成有间隙。

38、根据权利要求34所述的记录头，其中间隙用树脂材料密封。

39、根据权利要求34所述的记录头，其中树脂材料可在常温下固化。

40、根据权利要求34所述的记录头，其中的开槽部件包括一个支承部件。

41、根据权利要求40所述的记录头，其中所述的支承部件具有与所述基板的热膨胀系数相同的热膨胀系数。

42、根据权利要求40所述的记录头，其中所述的支承部件也作为用于向所述通路供墨的供墨管。

43、根据权利要求34所述的记录头，其中所述的开槽部件具有一个将墨喷出的喷墨口阵列，分别与所述通路连通。

44、根据权利要求37所述的记录头，其中所述间隙由所述的开槽部件的通路壁覆盖。

45、根据权利要求44所述的记录头，其中所述的通路壁的宽度大于未覆盖所述间隙的通路壁的宽度。

46、根据权利要求34所述的记录头，其中，墨沿着所述元件基座的表面的方向喷出。

47、根据权利要求34所述的记录头，其中所述的墨沿着与所述元件基座不平行的方向喷出。

48、根据权利要求34所述的记录头，其中提供了多个与记录材料的宽度相对应的喷墨口，所述记录材料接收由所述喷墨记录头喷出的墨。

49、一种喷墨头组件，利用喷墨进行记录，包括：

一个通过喷墨进行记录的喷墨记录头，包括：

一个墨罐，用于盛放要提供到所述喷墨记录头的墨。

50、根据权利要求49所述的记录头组件，其中所述的喷射能产生部件包括一个电热换能器。

51、根据权利要求49所述的记录头组件，其中的开槽部件包括一个支撑部件。

52、根据权利要求49所述的记录头组件，其中所述的支承部件也作为用于向所述通路供墨的供墨管。

53、根据权利要求49所述的记录头组件，其中所述的开槽部件具有一个将墨喷出的喷墨口阵列，分别与所述通路连通。

54、根据权利要求49所述的记录头组件，其中在所述元件基座的相邻基座之间形成有间隙。

55、根据权利要求54所述的记录头组件，其中所述间隙由所述的开槽部件的通路壁覆盖。

56、根据权利要求55所述的记录头组件，其中所述的通路壁的宽度大于未覆盖所述间隙的通路壁的宽度。

57、根据权利要求49所述的记录头组件，其中所述的记录头和所述的墨罐是可分离的。

58、根据权利要求49所述的记录头组件，其中所述的墨罐充有墨。

59、根据权利要求57所述的记录头组件，其中所述的墨罐充有墨。

60、根据权利要求58或59所述的记录头组件，其中作所述墨罐中的墨是重新充入里面的。

61、利用喷墨进行记录的喷墨记录装置，包括：

一个通过喷墨进行记录的喷墨记录头，包括：

驱动信号提供装置，用于为驱动所述喷射能产生元件提供驱动信号。

62、根据权利要求61所述的装置，其中所述的喷射能产生部件包括一个电热换能器。

63、根据权利要求61所述的装置，其中所述的开槽部件具有凹槽，用于一个公共液室，用于盛放向所述通路提供的墨。

64、根据权利要求61所述的装置，其中所述开槽部件包括一个支承部件。

65、根据权利要求61所述的装置，其中所述的支承部件也作为用于向所述通路供墨的供墨管。

66、根据权利要求61所述的装置，其中所述的开槽部件具有一个将墨喷出的喷墨口阵列，分别与所述通路连通。

67、根据权利要求61所述的装置，其中所述间隙由所述的开槽部件的通路壁覆盖。

68、根据权利要求61所述的装置，其中提供了多个与记录材料的宽度相对应的喷墨口，所述记录材料接收由所述喷墨记录头喷出的墨。

69、利用喷墨时进行记录的喷墨记录装置，包括：

一个通过喷墨进行记录的喷墨记录头，包括：

记录材料供应装置，用于供应记录材料，以接收从所述喷墨记录头喷出的墨。

70、根据权利要求69所述的记录头，其中所述的喷射能产生部件包括一个电热换能器。

71、根据权利要求69所述的记录头，其中所述的开槽部件包括具有凹槽，用于一个公共液室，用于盛放向所述通路提供的墨。

72、根据权利要求69所述的记录头，其中所述的开槽部件包括一个支承部件。

73、根据权利要求72所述的记录头，其中所述的支承部件也作为用于向所述通路供墨的供墨管。

74、根据权利要求69所述的记录头，其中所述的开槽部件具有一个将墨喷出的喷墨口阵列，分别与所述通路连通。

75、根据权利要求69所述的记录头，其中所述的间隙由所述的开槽部件的通路壁覆盖。

76、根据权利要求69所述的记录头，其中提供了多个与记录材料的宽度相对应的喷墨口，所述记录材料接收由所述喷墨记录头喷出的墨。

77、一种喷墨头套件，包括：

一个通过喷墨进行记录的喷墨记录头，包括：

一个墨罐，用于盛放要提供到所述喷墨记录头的墨。

78、根据权利要求77所述的喷墨头套件，其中所述的记录头和所述的墨罐是可分离的。

79、根据权利要求77所述的喷墨头套件，其中所述的记录头和所述的墨罐是互相结为一体的。

80、一种喷墨头的生产方法，包括下列步骤：

设置多个元件基座，每个元件基座都具有多个用于喷墨的喷射能产生部件；

将多个元件基座与一个开槽部件结合，该开槽部件的长度对应于所述多个元件基座的阵列的长度，并具有多个凹槽形成与所述多个元件基座上的喷射能产生部件相对应的通路。

81、根据权利要求80所述的方法，其中在所述的结合步骤中，开槽部件担结合要使得相邻的元件基座之间的间隙被开槽部件覆盖。

82、根据权利要求81所述的方法，还包括密封所述相邻元件基座之间的间隙的步骤。

83、向权利要求49或57所述的喷墨头组件的墨罐充墨的方法，包括下述步骤：

准备一个用于权利要求49或57所限定的喷墨头组件的墨罐；

向所述的墨罐充墨。