专利名称：：打印头及其制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种喷墨打印机。更加特别地,本发明涉及一种向记录介质上喷墨的喷墨打印头。
背景技术：
：通常,喷墨打印机，做为一种向记录介质的期望位置喷墨从而形成期望图像的设备,其包括墨盒。墨盒设置有具有其间容纳泡沫和/或墨水的容纳空间的盒体，以及设置在盒体的供墨通道一侧的打印头。打印头具有多于一个的喷嘴，墨水从盒体通过喷嘴提供。根据喷墨机制,打印头分为热驱动型喷头和压电驱动型喷头。热驱动型喷头使用从诸如加热器等的热源产生的热在墨水中产生泡沫并由此通过气泡的膨胀力喷墨。压电驱动型喷头使用压电元件利用压电元件的变形喷墨。图1示出了一种传统热驱动型打印头。该打印头10包括基板11、叠置在基板11上用于限定墨腔22的腔层20、以及叠置在腔层20上的喷嘴板30。墨腔22中填充有墨水。墨腔22下设置有用于在墨水中产生气泡的加热器13。喷嘴板30具有多于一个的用于喷墨的喷嘴32。参照叠置在墨腔22下的打印头10的结构,在硅材料的基板11上按顺序叠置绝缘层12、加热器层13、为加热器层13提供电流的引线层14、用于保护加热器层13和引线层14的保护层15、以及防气蚀层16。绝缘层12通过在基板11上沉积二氧化硅Si02形成。绝缘层12将基板11从加热器层13绝缘，从而阻挡由加热器层13产生的热传导到基板11。因此,加热器层13的热更加有效地传输到墨腔22。加热器层13由诸如TaN、TaAl等等的含钽(Ta)的加热元件形成。引线层14由具有良好导电性的诸如铝(Al)等的金属材料形成。保护层15防止了加热器层13和引线层14氧化或直接接触墨水，并且主要通过沉积氮化硅SiNx形成。目前，打印头技术是沿着其中打印机以高速并且在较低电功率下驱动，并且以较大规模集成，诸如按阵列型喷头或线型喷头的方向发展。对于待在高速和低电功率下驱动并且将大规模集成的打印头，其必须要求上述加热器层13的效率应该提高。作为一种提高加热器层13效率的方法，有一种提高加热器层13的阻抗或厚度的方法。若加热器层13的厚度增加，绝缘效率提高，使得输入到加热器层13中的输入能量(即，电能)可以降低。结果，加热器层13的效率增加。然而，随着加热器层13的厚度增加，加热器层13的热量会过多地传输给墨腔22中的墨水。结果，墨腔22中的墨水过热，使得其无法保持适于喷墨的粘度，由此导致喷墨性能和/或打印性能的下降。因此，存在对于改善其中喷墨和打印性能不过多下降的打印机喷头的需求。
发明内容本发明典型实施例的一个方面在于提供一种能够改善喷墨性能和/或打印性能的打印机喷头及其制造方法。本发明的另一方面在于提供一种能够提高加热器层的能量效率并充分防止热过度传输到墨腔中的墨水的打印机喷头及其制造方法。根据本发明典型实施例的一个方面，一种打印头，包括具有墨腔和设置在其上的喷嘴的基板，叠置在基板上的绝缘层，以及叠置在绝缘层上并且具有用于传输热到墨腔的热传输部分的加热器层。绝缘层具有不均匀的厚度。可以形成绝缘层使得其面对热传输部分的部分具有比绝缘层其它部分更大的厚度。可以形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分不同的高度。可以形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分基本相同的高度。根据本发明典型实施例的另一方面，一种打印头，包括基板，设置在基板上侧的腔层，墨腔，叠置在基板上的绝缘层，叠置在绝缘层上的加热器层，热传输部分，叠置在加热器层上从而向加热器层施加电流的引线层，以及叠置在引线层和加热器层上的保护层。绝缘层具有不均匀的厚度。可以形成绝缘层使得其面对热传输部分的部分具有比绝缘层其它部分更大的厚度。可以形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分不同的高度。可以形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分相同的高度。绝缘层可以具有形成在其面对热传输部分的部分上的抬高的台。根据本发明典型实施例的另一方面，一种制造打印头的方法，包括在基板上形成具有不均匀厚度的绝缘层，以及在基板上形成绝缘层后在绝缘层上形成加热器层。可以形成绝缘层使得其面对热传输部分的部分具有比绝缘层其它部分更大的厚度。通过介绍结合附图公开本发明典型实施例的以下详细介绍，将使本发明的其它目的、优点和显著特征变得明显易懂。结合附图，通过以下介绍将使本发明特定典型示例的上述和其它目的、特征和优点更加明显，其中图1为传统打印头的截面正视及平均温度之间的比较结果的曲线图。附图中，相同的附图标记始终理解为表示相同的元件、部件和结构。具体实施例方式说明书中限定的内容，诸如详细构造及其元件，为帮助全面了解本发明的典型实施例而提供。因此，本领域技术人员将可以认识到此处介绍的典型实施例的各种变化和调整可以不脱离本发明的范围和实质。另外，对于熟知功能和构造的介绍将为了清楚和简明而略去。参照图2和/或图3，其示出了根据本发明典型实施例的示例打印头，打印头200包括基板210、绝缘层220、加热器层230、引线层240和保护层250。基板210可以通过机械加工主要用作半导体元件的硅晶片至近似400至650pm的厚度而形成。如图2和3所示，形成绝缘层220使得其具有不均匀(或非均匀)的厚度。绝缘层220面对将在后面介绍的加热器层230的热传输部分232的部分具有与绝缘层220其它部分不同的厚度。优选但非必要地，形成绝缘层220使得绝缘层220面对加热器层230热传输部分232的部分具有比绝缘层220的其它部分更大的厚度，由此使得从加热器层230产生的热更加有效地传输到墨腔270中并且基本阻挡了从加热器层230产生的热从热传输部分232传输到基板210。因此，形成绝缘层220使得绝缘层220面对将在后面介绍的加热器层230电流施加部分231的部分具有比绝缘层220面对热传输部分232的部分更小的厚度，由此使得从加热器层230产生的部分热通过加热器层230的电流施加部分231幅射到基板210中。即，利用具有不均匀厚度的绝缘层220,根据本发明典型实施例的打印头充分地防止热量过多地传输到墨腔270中的墨水里，使得墨腔270中的墨水不会过热。因此，墨腔270中的墨水可以保持适于喷射的粘度，由此充分防止了喷墨性能和打印性能不会下降。该绝缘层220可以按照图2所示的形状通过在基板210的表面上沉积诸如Si02的氧化物或通过氧化基板210的上表面的一部分并且随后利用诸如干法蚀刻或湿法蚀刻的蚀刻方法构图沉积的氧化物或氧化部分而形成。另外，绝缘层220可以按照图3所示的形状通过利用牺牲层氧化法氧化基板210上表面的一部分形成。加热器层230设置在绝缘层220的上表面上。加热器层230具有电流施加部分231和热传输部分232。电流施加部分231具有叠置在其上表面上的引线层240(下文介绍)，使得其通过引线层240接收电流。热传输部分232其上不具有引线层240，使得其直接向墨腔270传输产生的热。加热器层230可以构造为，如图2所示，使得绝缘层220具有不均匀的厚度，并且热传输部分232设置在电流施加部分231以上的高度。或者，如图3所示，热传输部分232设置在与电流施加部分231相同或类似的高度。该加热器层230可以通过在绝缘层220上表面上沉积诸如TaN、TaAl、TiN或硅化鴒的阻热材料并随后构图所沉积的阻热材料形成。引线层240沉积在加热器层230的电流施加部分231的上表面上，并且通过向加热器层230施加电流由金属制成。该引线层240通过在加热器层230上表面的一部分上沉积诸如Al等的具有高导电率的金属材料形成。所沉积的金属材料面对加热器层230的热传输部分232的部分随后利用蚀刻法等构图。保护层250沉积在引线层240和加热器层230的上表面上，并且充分防止了加热器层230的热传输部分232和引线层240氧化或与墨腔270中的墨水接触。该保护层250可以通过利用等离子增强化学汽相沉积(PECVD)法沉积氮化硅SiN4等来形成。另外，防气蚀层(未示出)可以形成在保护层上。下表1示出了用于形成气泡的多个特征值，其每一个分为根据本发明典型实施例的打印头的和传统打印头的。形成根据本发明典型实施例的绝缘层220使得其面对加热器层230热传输部分232的部分具有1.8|im的厚度并且其剩余部分具有0.3pm的厚度。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>输入电能表示输入到加热器层从而在墨水中形成气泡的电能值。Tb表示当气泡开始在墨水中形成时加热器层的表面温度。气泡形成临界能量表示从加热器层传输到墨水用于形成气泡的最小能量。如上表1所示，可以理解，在根据本发明典型实施例的打印头中，在于传统打印头的相比较时，包括输入电能等在内的全部特征值等保持几乎未变，尽管绝缘层220形成具有不均匀的厚度。所表现的大量墨水平均温度之间的比较结果的曲线图。大量墨水表示墨腔中所含的墨水。如图4所示，可以理解，随着时间流逝，传统打印头中大量墨水处于近似97°C的过热温度，但根据本发明典型实施例的打印头的大量墨水处于近似80°C，使得根据本发明典型实施例的打印头获得了近似18。C效果的温度下降。由此，可以理解，利用具有不均匀厚度的绝缘层220,根据本发明典型实施例的打印头最大限度地抑制了从加热器层230的热传输部分232产生的热过多地传输到墨腔270。由上述介绍显见，根据本发明典型实施例，打印头及其制造方法提高了加热器层的能量效率并充分防止了热过多地传输到墨腔，由此改善喷墨性能和/或打印性能。虽然已经参照本发明特定典型实施例示出和介绍了本发明，本领域技术人员可以理解，可以在不脱离如所附权利要求限定的本发明的实质和范围的情况下对其进行形式和细节上的各种改动。权利要求1.一种打印头，包括具有墨腔和设置在其上的喷嘴的基板；叠置在基板上的绝缘层；以及叠置在绝缘层上并且具有用于传输热到墨腔的热传输部分的加热器层，其中绝缘层具有不均匀的厚度。2.如权利要求1所述的打印头，其中形成绝缘层使得其面对热传输部分的部分具有比绝缘层其它部分更大的厚度。3.如权利要求1所述的打印头，其中形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分不同的高度。4.如权利要求1所述的打印头，其中形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分基本相同的高度。5.如权利要求1所述的打印头，其中绝缘层具有形成在其面对热传输部分的部分上的抬高的台。6.—种打印头，包括基板；设置在基板上侧并且具有墨腔的腔层；叠置在基板上的绝缘层；叠置在绝缘层上并具有热传输部分的加热器层；叠置在加热器层上从而向加热器层施加电流的引线层；以及叠置在引线层和加热器层上的保护层，其中绝缘层具有不均匀的厚度。7.如权利要求6所述的打印头，其中形成绝缘层使得其面对热传输部分的部分具有比绝缘层其它部分更大的厚度。8.如权利要求6所述的打印头，其中形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分不同的高度。9.如权利要求6所述的打印头，其中形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分基本相同的高度。10.如权利要求6所述的打印头，其中绝缘层具有形成在其面对热传输部分的部分上的抬高的台。11.一种制造打印头的方法，包括步骤在基板上形成具有不均匀厚度的绝缘层；以及在基板上形成绝缘层后在绝缘层上形成加热器层。12.如权利要求11所述的制造方法，其中形成绝缘层使得其面对加热器层热传输部分的部分具有比绝缘层其它部分更大的厚度。13.如权利要求11所述的制造方法，其中形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分不同的高度。14.如权利要求11所述的制造方法，其中形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的其它部分相同的高度。15.—种打印头，包括基板；储墨的墨腔；从墨腔喷墨的喷嘴；叠置在基板上具有不均匀厚度的绝缘层；叠置在绝缘层上并具有向墨腔传输热的热传输部分和向热传输部分施加电流的电流施加部分的加热器层；以及叠置在加热器层上向加热器层的电流施加部分施加电流的^1线层。16.如权利要求15所述的打印头，其中形成绝缘层使得其面对热传输部分的部分具有比绝缘层面对电流施加部分的部分更大的厚度。17.如权利要求15所述的打印头，其中形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的电流施加部分不同的高度。18.如权利要求15所述的打印头，其中形成加热器层使得热传输部分具有与加热器层的电流施加部分基本相同的高度。19.如权利要求15所述的打印头，其中绝缘层具有形成在其面对热传输部分的部分上的抬高的台。20.如权利要求15所述的打印头，其中保护层叠置在引线层和加热器层上。全文摘要提供一种打印头，其增强加热器层能量效率并充分防止热过多地传输至墨腔中的墨，由此改善喷墨性能和/或打印性能。并提供了制造该打印头的方法。打印头包括具有设置在顶上的墨腔和喷嘴的基板，叠置在基板上的绝缘层，以及叠置在绝缘层上的加热器层。热传输部分向墨腔传输热。形成绝缘层使得其面对加热器层热传输部分的部分具有比绝缘层的其余部分更大的厚度。文档编号B41J2/16GK101096142SQ2007100965公开日2008年1月2日申请日期2007年4月16日优先权日2006年6月27日发明者李有燮,闵在植申请人:三星电子株式会社