專利名稱：噴墨記錄頭和噴墨記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于排出油墨，以在材料上形成記錄的所需圖像的噴墨記錄頭，以及一種噴墨記錄裝置。
迄今為止，已知的噴墨記錄方法包括給油墨施加熱量和其他能量；引起油墨中體積急劇變化(產(chǎn)生氣泡)的狀態(tài)改變；通過基于狀態(tài)改變的作用力從排出部分排出油墨；油墨附著在記錄材料上形成圖像，這就是所謂的氣泡噴射記錄方法。利用氣泡噴射記錄方法的記錄裝置，如美國(guó)專利NO.4,723,129中所描述的，一般具有一個(gè)用于排出油墨的排出部分，一個(gè)與排出部分連通的油墨通道，和一個(gè)作為能量產(chǎn)生部件位于油墨通道內(nèi)用于排出油墨的電熱轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)該記錄方法，可以高速低噪地記錄一個(gè)優(yōu)質(zhì)圖像，并且一個(gè)完成此記錄方法的頭可以具有高密度配置的用于排出油墨的排出部分，這樣，通過小裝置就可實(shí)現(xiàn)具有高分辨率的記錄圖像、容易獲得彩色圖像和很多其他優(yōu)良方面。因此，近年來，氣泡噴射記錄方法應(yīng)用在打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)和許多其他辦公設(shè)備上，以及還應(yīng)用在工業(yè)系統(tǒng)如紡織品打印設(shè)備上。
又，用于給排出油墨產(chǎn)生能量的記錄元件可以利用半導(dǎo)體制造工藝制造。因此，利用氣泡噴射技術(shù)的頭通過在由硅片制成的元件基片上形成記錄元件，并將該元件粘結(jié)到具有用于形成油墨通道、由聚砜、其他樹脂、玻璃等制成的頂板上。
此外，因?yàn)樵晒杵瞥?，所以，不僅記錄元件，而且一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)記錄元件的驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)用于根據(jù)頭溫度控制記錄元件的溫度傳感器，一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制器等構(gòu)成在元件基片上。
頭基片的一個(gè)實(shí)例如圖25所示。又，圖25表示與未公開的(Laid-Open)日本專利申請(qǐng)No.7-256883相關(guān)技術(shù)一樣的結(jié)構(gòu)。
在圖25中，一個(gè)元件基片900具有平行布置、用于給油墨施加一排出熱能的多個(gè)加熱器(記錄元件)901；用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)加熱器901的功率晶體管902；一個(gè)移位寄存器904，其中具有從外部連續(xù)輸入的圖像數(shù)據(jù)和與數(shù)據(jù)同步的連續(xù)時(shí)鐘，且其為每條線鎖存圖像數(shù)據(jù)；一個(gè)閂鎖電路903，用于為每條線鎖存從移位寄存器輸出與閂鎖時(shí)鐘同步的圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)并行轉(zhuǎn)移給功率晶體管902；多個(gè)與門915，用于每個(gè)功率晶體管902，并將閂鎖電路903的輸出信號(hào)施加給與外部啟動(dòng)信號(hào)相應(yīng)的功率晶體管902；和輸入終端905-912，用于從外部輸入圖像數(shù)據(jù)、各種信號(hào)等。
此外，元件基片900具有一個(gè)用于測(cè)量元件基片900溫度的溫度傳感器，一個(gè)用于測(cè)量每個(gè)加熱器901電阻系數(shù)的電阻傳感器，或其他傳感器914。
由在元件基片上形成驅(qū)動(dòng)器、溫度傳感器、驅(qū)動(dòng)控制器等所構(gòu)成的頭特別用于記錄頭耐用性的增強(qiáng)和裝置尺寸的減小。
在此結(jié)構(gòu)中，作為連續(xù)信號(hào)輸入的圖像數(shù)據(jù)由移位寄存器904轉(zhuǎn)換成并行信號(hào)，并由閂鎖電路903與閂鎖時(shí)鐘同步輸出/保持。當(dāng)在此狀態(tài)下，加熱器901的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)(與門915的啟動(dòng)信號(hào))經(jīng)由輸入終端輸入時(shí)，功率晶體管902依照?qǐng)D像數(shù)據(jù)打開，電流流入相應(yīng)的加熱器901，油墨通道中的油墨被加熱，并從噴嘴末端以液滴排出。
這里，在圖25所示的結(jié)構(gòu)中，噴墨記錄裝置中的主體機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)傳感器914的輸出值以檢測(cè)加熱器901的電阻系數(shù)，并根據(jù)樹脂來改變電源電壓和驅(qū)動(dòng)頻率，這樣一個(gè)基本不變的能量施加給加熱器901。
在未公開的日本專利申請(qǐng)No.7-256883中描述的噴墨記錄裝置中，為了減小噴墨記錄裝置主體機(jī)構(gòu)負(fù)荷的目的，它建議驅(qū)動(dòng)傳感器914，在元件基片900上形成的，用于根據(jù)傳感器914的輸出值控制加熱器901驅(qū)動(dòng)脈沖寬度的驅(qū)動(dòng)控制器，監(jiān)測(cè)元件基片900中的每個(gè)加熱器901和溫度傳感器的電阻系數(shù)，并檢測(cè)頭性質(zhì)和狀態(tài)，根據(jù)該性質(zhì)和狀態(tài)來改變加熱器901的驅(qū)動(dòng)脈沖寬度。
最近幾年中，對(duì)于噴墨記錄裝置，在各種產(chǎn)品和領(lǐng)域?qū)^高品質(zhì)圖像輸出有越來越多的要求。此外，提高記錄速度的要求也增加了，用于排出油墨的噴嘴數(shù)量的增加和記錄周期的縮短已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，同時(shí)驅(qū)動(dòng)的記錄元件數(shù)量增加，由于增加功率的需要而使成本增加，以及在進(jìn)行穩(wěn)定排出情況下不固定地大量油墨的同時(shí)排出是不利的。
為了解決這個(gè)問題，通過縮短施加給記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的寬度來減小同時(shí)驅(qū)動(dòng)的記錄元件的數(shù)量是有效的。
這里，在傳統(tǒng)的實(shí)例中，頭排出頻率大約為10KHz(周期為100μs)，在時(shí)分?jǐn)?shù)量為16的情況下，大約每時(shí)分6μs。在這種情況下，一個(gè)加熱信號(hào)脈沖寬度能夠在大約4-5μs內(nèi)處理。這里，當(dāng)在頭部產(chǎn)生和控制加熱信號(hào)脈沖所必需的時(shí)間分辨率在加熱信號(hào)脈沖的1/20-1/40數(shù)量級(jí)時(shí)，可以進(jìn)行通過傳感器輸出的脈沖寬度反饋，作為所獲得分辨率的參考，時(shí)鐘頻率在5-10MHz的范圍內(nèi)(周期為0.2μs-0.1μs)。
此外，當(dāng)縮短加熱脈沖信號(hào)寬度以克服由噴嘴數(shù)量增加、高打印速度引起的瞬間電流增加，如在30KHz驅(qū)動(dòng)頻率和時(shí)分?jǐn)?shù)量也為16時(shí)，一個(gè)時(shí)分時(shí)間僅約2μs，一個(gè)時(shí)分的時(shí)間大大小于約6μs的傳統(tǒng)時(shí)間。因此，在這種情況下，一個(gè)加熱信號(hào)脈沖寬度要求設(shè)定為2μs或更小(大約0.5-1.5μs)。在考慮脈沖寬度控制的情況下加熱脈沖所要求的分辨率在0.01μs-0.07μs的范圍內(nèi)，滿足此分辨率等級(jí)的參考時(shí)鐘信號(hào)要求的頻率為15MHz-100MHz(周期為0.07μs-0.01μs)。
當(dāng)圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移時(shí)鐘頻率增加時(shí)(周期縮短)，可以提高分辨率，但是，如圖25所示，時(shí)鐘信號(hào)一般從記錄裝置的主體機(jī)構(gòu)提供給頭，因此，在打印期間頭的移動(dòng)用較長(zhǎng)的柔性基片等電纜與主體機(jī)構(gòu)相連。因?yàn)楦唠娏髁鬟^電纜的附近，噪音容易迭加在由電纜傳輸?shù)男盘?hào)上，就會(huì)出現(xiàn)由電纜自感應(yīng)部件引起的脈沖波形升高和降低現(xiàn)象(波形變鈍)(特別地，圖26A的波形變成圖26B的波形)。這改變了記錄元件的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。此外，當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)周期變得較短時(shí)，變化比例相對(duì)增加，變鈍的脈沖波形的影響不能忽視，信號(hào)不能被頭方精確接收，就會(huì)產(chǎn)生故障的可能性此外，這也縮短了記錄元件的壽命。
此外，當(dāng)傳輸高頻時(shí)鐘時(shí)，電纜起天線作用并產(chǎn)生電磁噪聲。此電磁噪聲可能引起外圍設(shè)備故障。
這種方式下，在增加時(shí)鐘頻率以縮短傳統(tǒng)脈沖寬度方面有一個(gè)限制，迄今為止，難于將脈沖寬度設(shè)置為2μs或更小。
作為消除轉(zhuǎn)移時(shí)鐘波形的鈍化和減小電磁噪聲的技術(shù)，例如，建議一種方法，將信號(hào)光線從主體機(jī)構(gòu)輻射給安裝有頭的滑架，在滑架方接收信號(hào)光線以重新產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，從而通過所謂的光學(xué)通訊，將時(shí)鐘從主體機(jī)構(gòu)傳輸給滑架。
在這種情況下，然而，因?yàn)轭^和滑架根據(jù)記錄材料的尺寸移動(dòng)，在任何位置信號(hào)必須被正確接收。為此目的，在傳輸一方的主體機(jī)構(gòu)必須在寬度范圍內(nèi)發(fā)射強(qiáng)烈的光線，并以高速打開/關(guān)閉光線。特別地，因?yàn)橹黧w機(jī)構(gòu)必須通過大電流到用于光學(xué)通訊的光線發(fā)射元件，驅(qū)動(dòng)元件必須以高速開關(guān)，所以，難于通過光線傳輸用于帶有增速和增加噴嘴的頭的時(shí)鐘。
本發(fā)明已經(jīng)研究出解決上述相關(guān)技術(shù)的問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)噴墨記錄頭和一個(gè)噴墨記錄裝置，它消除了由通過電纜傳輸信號(hào)引起的脈沖波形的鈍化，以及由電纜產(chǎn)生的電磁噪聲，并且解決了高速和多噴嘴問題。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種噴墨記錄頭，它包括多個(gè)記錄元件，用于給排出液體施加能量；一個(gè)記錄元件驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)記錄元件；一個(gè)控制電路，用于控制記錄元件驅(qū)動(dòng)器；和一個(gè)高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器，利用從外部連續(xù)輸入的預(yù)定周期的多個(gè)輸入信號(hào)，來產(chǎn)生一個(gè)參考信號(hào)，該信號(hào)的周期小于預(yù)定周期，所以，記錄控制是通過將參考信號(hào)提供給控制電路來進(jìn)行的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種噴墨記錄裝置，它包括一個(gè)噴墨記錄頭，由用于給排出油墨施加能量的多個(gè)記錄元件，一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)記錄元件的記錄元件驅(qū)動(dòng)器，和一個(gè)用于控制記錄元件驅(qū)動(dòng)器的控制電路構(gòu)成；一個(gè)滑架，噴墨記錄頭可拆裝在其上，且其沿記錄材料的表面掃描；和一個(gè)主體機(jī)構(gòu)，用于將用于記錄控制的多個(gè)信號(hào)傳遞給噴墨記錄頭。在噴墨記錄裝置中，噴墨記錄頭包括一個(gè)高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器，利用從外部連續(xù)輸入的預(yù)定周期的輸入信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)參考信號(hào)，該參考信號(hào)的周期小于預(yù)定周期，記錄控制是通過將參考信號(hào)提供給控制電路來進(jìn)行的。
在上述噴墨記錄裝置中，因?yàn)樵趪娔涗涱^內(nèi)用于記錄控制的部分信號(hào)周期能具有高分辨率，所以傳遞給實(shí)現(xiàn)高速和多噴嘴的噴墨記錄頭的信號(hào)周期可以設(shè)定為基本上與傳統(tǒng)周期一樣。
又，本發(fā)明說明書中所用的“下游”和“上游”用作表示液體從液體供應(yīng)源經(jīng)過一個(gè)氣泡產(chǎn)生區(qū)(或一個(gè)可動(dòng)部件)向著排出部分的流動(dòng)方向，或結(jié)構(gòu)的向上方向。


圖1是一個(gè)沿液體通道方向的剖面圖，表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)。
圖2A和2B是一個(gè)剖面圖，表示用于圖1中所示的噴墨記錄頭的元件基片。
圖3是一個(gè)示意性剖面圖，表示沿縱向通過元件基片的主要部件所剖開的圖2A和2B中所示的元件基片。
圖4A和4B是圖表，表示元件基片和頂板的電路結(jié)構(gòu)，用于控制響應(yīng)傳感器輸出而施加在加熱器上的能量。
圖5是一個(gè)框圖，表示圖4A和4B中所示的PLL電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例。
圖6是一個(gè)框圖，表示根據(jù)第一實(shí)施例的信號(hào)流。
圖7是一個(gè)平面圖，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的噴墨記錄裝置的結(jié)構(gòu)。
圖8是一個(gè)框圖，表示根據(jù)第二實(shí)施例的信號(hào)流。
圖9是一個(gè)框圖，表示根據(jù)第三實(shí)施例的信號(hào)流。
圖10是一個(gè)框圖，表示根據(jù)第四實(shí)施例的信號(hào)流。
圖11是一個(gè)框圖，表示根據(jù)第五實(shí)施例的信號(hào)流。
圖12是一個(gè)框圖，表示圖11的一個(gè)變型。
圖13是一個(gè)框圖，表示圖11的一個(gè)進(jìn)一步變型。
圖14是一個(gè)框圖，表示根據(jù)第六實(shí)施例的信號(hào)流。
圖15A和15B是框圖，表示元件基片和頂板的電路結(jié)構(gòu)，用于控制響應(yīng)傳感器輸出的元件基片溫度。
圖16A和16B是框圖，表示元件基片和頂板的電路結(jié)構(gòu)，用于利用溫度傳感器的輸出，檢測(cè)油墨的存在/缺少。
圖17A和17B是框圖，表示圖16A和16B中所示的元件基片和頂板電路結(jié)構(gòu)的變型。
圖18A和18B是框圖，表示圖16A和16B中所示的元件基片和頂板電路結(jié)構(gòu)的變型。
圖19A和19B是框圖，表示圖16A和16B中所示的元件基片和頂板電路結(jié)構(gòu)的變型。
圖20A和20B是框圖，表示圖16A和16B中所示的元件基片和頂板電路結(jié)構(gòu)的變型。
圖21是一個(gè)本發(fā)明可應(yīng)用的噴墨記錄頭盒的分解立體圖。
圖22是一個(gè)本發(fā)明可應(yīng)用的噴墨記錄裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖。
圖23是一個(gè)本發(fā)明可應(yīng)用的噴墨記錄裝置的框圖。
圖24是一個(gè)本發(fā)明可應(yīng)用的液體排出系統(tǒng)的框圖。
圖25是一個(gè)傳統(tǒng)頭元件基片的電路圖。
圖26A和26B是表示波形的說明圖。
在本發(fā)明中，例如，在傳統(tǒng)熱信號(hào)發(fā)生器和打印裝置主體之間構(gòu)造了一個(gè)高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器，打印裝置主體傳送傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率(LEVELFREQUENCY)的時(shí)鐘信號(hào)，高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器在頭或滑架部分，接受的時(shí)鐘信號(hào)頻率在此部分被放大，并產(chǎn)生高分辨率參考時(shí)鐘信號(hào)及提供給熱信號(hào)發(fā)生器。因?yàn)樵诖朔绞较拢陬^/滑架部分，放大參考信號(hào)頻率得到了高分辨率，從而在高頻率驅(qū)動(dòng)頭產(chǎn)生并提供了高精度驅(qū)動(dòng)信號(hào)，基本上可以進(jìn)行在頭上的傳感器反饋等。
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
(第一實(shí)施例)下面將描述作為可用于本發(fā)明的第一實(shí)施例的噴墨記錄頭。該頭具有多個(gè)用于排出油墨(液體)的排出部分；互相粘結(jié)在一起用于構(gòu)成多個(gè)液體通道與各自的排出部分相連的第一基片和第二基片；配置在每個(gè)液體通道的多個(gè)記錄元件，用于在液體通道將電能轉(zhuǎn)換成液體排出能量；多個(gè)功能上不同的元件或電路，用于控制記錄元件驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，按照功能，這些元件或電路分配給第一基片和第二基片。
下面將描述以加熱元件(加熱器)作為記錄元件的例子，但是通過壓電效應(yīng)排出油墨的壓電元件也可用于記錄元件。圖1是一個(gè)沿作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的噴墨記錄頭的液體通道方向的剖面圖。
如圖1所示，噴墨記錄頭具有一個(gè)元件基片，該基片上有作為多個(gè)(圖1中僅示出1個(gè))記錄元件平行布置的加熱器2，以用熱能在液體中產(chǎn)生氣泡；一個(gè)粘結(jié)在元件基片1之上的頂板3；一個(gè)孔板4，該孔板4粘結(jié)在元件基片1和頂板3的前端表面上；以及一個(gè)可動(dòng)部件6，該部件6安裝在由元件基片1和頂板3所構(gòu)成的液體通道7里。
在元件基片1上，為了絕緣和積熱，一個(gè)氧化硅薄膜或氮化硅薄膜形成在硅等基片上，以及構(gòu)成加熱器2的一個(gè)電阻層和配線模制在薄膜上。當(dāng)通過配線給電阻層施加電壓時(shí)，電流就通過電阻層，加熱器2就產(chǎn)生熱量。
頂板3構(gòu)成了用于每個(gè)加熱器2的多個(gè)液體通道7和用于將液體供給給每個(gè)液體通道7的公共液體室8，和在天花板部分和每個(gè)加熱器2之間延伸的通道側(cè)壁9是整體布置的。頂板3由硅基材料構(gòu)成，可通過蝕刻來制造，形成液體通道7和公共液體室8的模式，或以一種公知薄膜制造方法如CVD在硅基片上沉積通道側(cè)壁9的氮化硅、氧化硅或其他材料，然后蝕刻并形成液體通道7部分。
孔板4具有多個(gè)排出部分5，排出部分5與每個(gè)液體通道7連接，并通過液體通道7與公共液體室8相通?？装?也由硅基材料制成，如通過刮擦帶有排出部分5的硅基片以得到10-150μm的厚度而制成。另外，對(duì)本發(fā)明來說孔板4不是一個(gè)必須的結(jié)構(gòu)，代替孔板4的是，在頂板3形成液體通道7和在這部分形成排出部分5期間，具有排出部分的頂板可以通過留下一個(gè)壁來構(gòu)成，該壁在頂板3的末端表面上具有與孔板4厚度相應(yīng)的厚度。
可動(dòng)部件6是一個(gè)懸臂狀薄膜，與加熱器2相對(duì)布置，用于將液體通道7分成一個(gè)與排出部分5相通的第一液體通道7a和一個(gè)包括加熱器2的第二液體通道7b，它是用硅基材料如氮化硅和氧化硅制成的。
可動(dòng)部件6具有一個(gè)支撐6a，該支撐6a在液體排放操作時(shí)，從公共液體室8經(jīng)由可動(dòng)部件6向著排出部分5的大流的上游側(cè)，與加熱器2相對(duì)布置且與加熱器2有一個(gè)預(yù)定距離，以覆蓋加熱器2，這樣自由端6b就位于與支撐6a相對(duì)的下游側(cè)。氣泡產(chǎn)生區(qū)10在加熱器2和可動(dòng)部件6之間。
當(dāng)加熱器2根據(jù)上述結(jié)構(gòu)加熱時(shí)，熱量作用在可動(dòng)部件6和加熱器2間的氣泡產(chǎn)生區(qū)10的液體上，根據(jù)薄膜沸騰現(xiàn)象，氣泡在加熱器2上產(chǎn)生并生長(zhǎng)。隨著氣泡的生長(zhǎng)產(chǎn)生的壓力優(yōu)先作用在可動(dòng)部件6上，如圖1中點(diǎn)劃線所示，可動(dòng)部件6以支撐6a為中心在排出部分5的一側(cè)大大地張開。由于可動(dòng)部件6的位移或移動(dòng)狀態(tài)，氣泡產(chǎn)生和氣泡自身生長(zhǎng)引起的壓力傳播被導(dǎo)向排出部分5的一側(cè)，液體從排出部分5排出。
特別地，當(dāng)可動(dòng)部件6位于氣泡產(chǎn)生區(qū)10，且在液體通道7的液流上游側(cè)(公共液體室8一側(cè))具有支撐6a，在下游側(cè)(排出部分5一側(cè))具有自由端6b時(shí)，氣泡的壓力傳播方向被導(dǎo)向下游側(cè)，氣泡的壓力直接而有效地對(duì)排出起作用。而且氣泡生長(zhǎng)方向本身與壓力傳播方向同樣被導(dǎo)向下游方向，且氣泡在下游的生長(zhǎng)大于上游。通過用可動(dòng)部件控制氣泡自身生長(zhǎng)方向，和控制氣泡壓力傳播方向，可以提高基本排出性能如排出效率、排出力和排出速度。
另一方面，當(dāng)氣泡進(jìn)入消泡過程，由于可動(dòng)部件6的彈性力的復(fù)合作用，氣泡很快消失，可動(dòng)部件6最后也返回到圖1中實(shí)線所示的初始位置。在這種情況下，為了補(bǔ)償氣泡產(chǎn)生區(qū)10中減小的氣泡體積，或?yàn)榱搜a(bǔ)償排出液體的體積，上游側(cè)也就是公共液體室8側(cè)的液體流動(dòng)，液體通道7重新充滿液體，但是液體的再充填是由可動(dòng)部件6返回作用有效、合理和穩(wěn)定地完成的。
此外，本實(shí)施例的噴墨記錄頭具有用于驅(qū)動(dòng)加熱器2和控制其驅(qū)動(dòng)的電路和元件。根據(jù)其功能，這些電路和元件分布在元件基片1或頂板3上。此外，因?yàn)樵?和頂板3由硅材料構(gòu)成，這些電路和元件能夠很方便、精細(xì)地利用半導(dǎo)體晶片工藝技術(shù)來制造。
下面將描述元件基片和頂板3上電路和元件的分布結(jié)構(gòu)。
圖2A和2B是說明圖，表示圖1中所示噴墨記錄頭的電路結(jié)構(gòu)，圖2A是元件基片的平面圖，圖2B是頂板的平面圖。另外，圖2A和2B表示的是相對(duì)面。
如圖2A所示，元件基片1具有多個(gè)平行布置的加熱器2，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)這些加熱器2的驅(qū)動(dòng)器11，一個(gè)用于將輸入圖像數(shù)據(jù)輸出到驅(qū)動(dòng)器11的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移部分12，和一個(gè)傳感器13，用于測(cè)量控制加熱器2驅(qū)動(dòng)狀態(tài)所必需的參數(shù)。
圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移部分12由一個(gè)移位寄存器和一個(gè)閂鎖電路構(gòu)成，移位寄存器用于將連續(xù)輸入圖像數(shù)據(jù)輸出給并行的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器11，閂鎖電路用于臨時(shí)存儲(chǔ)從移位寄存器輸出的數(shù)據(jù)。另外，圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移部分12可以單獨(dú)輸出圖像數(shù)據(jù)到相應(yīng)的加熱器2，或可以將加熱器2的排列分成多個(gè)塊(block)，由塊單元輸出數(shù)據(jù)。特別地，通過提供一個(gè)具有多個(gè)移位寄存器的記錄頭和通過分配進(jìn)行從記錄裝置主體轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，以及將數(shù)據(jù)輸入到多個(gè)移位寄存器中，可以很容易應(yīng)付加速的打印速度。
一個(gè)在加熱器2的附近用于測(cè)量溫度的溫度傳感器，一個(gè)用于監(jiān)控加熱器2電阻系數(shù)的電阻傳感器等用作傳感器13。
當(dāng)考慮噴射液滴的排出數(shù)量時(shí)，排出數(shù)量主要與液體泡沫體積有關(guān)。液體泡沫體積隨加熱器2及其附近的溫度而變化。
因此，通過用溫度傳感器測(cè)量加熱器2及其附近的溫度，施加一個(gè)小能量脈沖(預(yù)熱脈沖)到這樣一個(gè)程度，即在施加熱脈沖之前沒有液體排出，根據(jù)這個(gè)結(jié)果，改變預(yù)熱脈沖和輸出時(shí)鐘的脈沖寬度來調(diào)節(jié)加熱器2和其附近的溫度，排出恒定不變的液滴，從而維持了圖像級(jí)別。
此外，當(dāng)考慮加熱器2中使液體起泡所必需的能量時(shí)，在常輻射情況下，能量用加熱器2單位面積上所必需的能量與加熱器2的面積的乘積來表示。因此，施加在加熱器2兩端的電壓和流過加熱器2的電流和脈沖寬度可以設(shè)置為所得到的必需能量值。這里，通過將更多的電壓施加到噴墨記錄裝置主體的電源上，施加在加熱器2上的電壓可以基本上保持常量。另一方面，對(duì)于加熱器2中所流動(dòng)的電流，由于在元件基片1的制造過程中加熱器2薄膜厚度的離散性，加熱器2的電阻系數(shù)隨多個(gè)或元件基片1而變化。因此，當(dāng)施加的脈沖寬度是常數(shù)時(shí)，加熱器2的電阻系數(shù)大于設(shè)定值，電流值減小，輸入到加熱器2中的能量數(shù)值就變得不夠了，液體就不能充分起泡。相反地，當(dāng)加熱器2的電阻系數(shù)減小，即使在相同的電壓下，電流值也大于設(shè)定值。在這種情況下，由加熱器2產(chǎn)生了過剩的能量，就有可能引起加熱器2的損壞和壽命的減小。因此，另一種方法包括，用電阻傳感器經(jīng)常監(jiān)測(cè)加熱器2的電阻系數(shù)；根據(jù)電阻系數(shù)改變電源電壓和熱脈沖寬度；對(duì)加熱器2施加基本上恒定的能量。特別地，在此結(jié)構(gòu)中，用于控制油墨排出數(shù)量的排出量控制元件是加熱器2本身。
另一方面，如圖2B所示，頂板3具有用于構(gòu)成上述液體通道和公共液體室的槽3a和3b；一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)位于元件基片1上的傳感器13的傳感器驅(qū)動(dòng)器17；和一個(gè)加熱器控制器16，該加熱器控制器16用于根據(jù)來自于傳感器驅(qū)動(dòng)器17所驅(qū)動(dòng)傳感器的輸出結(jié)果，來控制加熱器2的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。另外，在頂板3中，為了將液體從外部供應(yīng)給公共液體室，供應(yīng)部分3c敞開與公共液體室相連。
此外，為了將位于元件基片1和頂板3粘結(jié)表面相對(duì)位置的元件基片1上電路等與頂板3上的電路等進(jìn)行電連接，連接接觸墊14、18。此外，元件基片1具有一外部接觸墊15，該墊15構(gòu)成了來自外部的電信號(hào)輸入終端。元件基片1的尺寸大于頂板3的尺寸，外部接觸墊15位于，當(dāng)元件基片1粘結(jié)到頂板3上時(shí)，從頂板3上暴露出來的位置。
這里，將描述在元件基片1和頂板3上形成電路等過程的一個(gè)實(shí)施例。
對(duì)于元件基片1，首先是在硅基片上用半導(dǎo)體晶片工藝技術(shù)制造構(gòu)成驅(qū)動(dòng)器11、圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移部分12和傳感器13的電路。隨后，制造上述加熱器2，最后制造連接接觸墊14和外部接觸墊15。
對(duì)于頂板3，首先是在硅基片上用半導(dǎo)體晶片工藝技術(shù)制造構(gòu)成加熱器控制器16和傳感器17的電路。隨后，用上述薄膜成形技術(shù)和蝕刻技術(shù)制造構(gòu)成液體通道和公共液體室的槽3a、3b和供應(yīng)部分3c，最后制造連接接觸墊18。
當(dāng)上述構(gòu)造的元件基片1和頂板3定位并粘結(jié)后，為每個(gè)液體通道布置加熱器2，在元件基片1和頂板3上形成的電路等通過各自的連接墊14、18進(jìn)行電連接。此電連接如可通過在連接墊14、18上敷設(shè)金屬凸起來完成，但也可用其他方式來完成。在通過連接接觸墊14、18完成元件基片1與頂板3的電連接后，在元件基片1與頂板3粘結(jié)的情況下，上述電路能夠同時(shí)使它們互相電連接。在將元件基片1粘結(jié)到頂板3上后，孔板4也粘結(jié)到液體通道7的末端，這樣噴墨記錄就完成了。
另外，本發(fā)明實(shí)施例的噴墨記錄頭包括如圖1所示的可動(dòng)部件6，在元件基片上形成電路等之后，可動(dòng)部件6也利用光刻(photolithography)工藝成形在如上述元件基片1上。
當(dāng)以這種方式得到的噴墨記錄頭安裝在頭盒或記錄裝置上后，如圖3所示，頭被固定到安裝有印刷線路板23的底基片22上，液體排出頭單元20就形成了。在圖3中，印刷線路板23具有多個(gè)布線圖24與記錄裝置的頭控制器電連接，這些布線圖24通過接合線25與外部接觸墊15電連接。因?yàn)橥獠拷佑|墊15僅布置在元件基片1上，液體排出頭21能夠同傳統(tǒng)噴墨記錄頭一樣與外部電連接。這里，已描述了一個(gè)外部接觸墊15位于元件基片1上的例子，但是，墊也可僅位于頂板3上來代替僅位于元件基片1上。
如上所述，當(dāng)通過考慮雙方的電接合，將用于驅(qū)動(dòng)和控制加熱器2的各種電路等分布在元件基片1和頂板3上時(shí)，這些電路等不集中在一個(gè)基片上，從而噴墨記錄頭可以減小尺寸。此外，將元件基片1上的電路等與頂板3上的電路等通過連接接觸墊14、18進(jìn)行電連接，電連接到頭外部的部件數(shù)量減少，可靠性增加，減少了部件數(shù)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頭尺寸的減小。
此外，通過將上述電路等分散在元件基片1和頂板3上，可以增加元件基片的合格率，結(jié)果可以降低噴墨記錄頭的生產(chǎn)成本。此外，因?yàn)樵?和頂板3是用同一硅材料構(gòu)成，所以元件基片1和頂板3的熱膨脹系數(shù)相同。結(jié)果，即使當(dāng)元件基片1和頂板3由加熱器2的驅(qū)動(dòng)而熱膨脹時(shí)，雙方?jīng)]有發(fā)生偏差，可令人滿意地維持加熱器2和液體通道7的位置精度。
在本實(shí)施例中，下面將描述根據(jù)功能分布的上述電路等和分布的基本思想。
單獨(dú)或通過塊單元由布線與每個(gè)加熱器2連接的電路形成在元件基片1上。在圖2A和2B所示的例子中，此方法應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器11和圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移部分12。因?yàn)轵?qū)動(dòng)信號(hào)供給每個(gè)并行的加熱器2，布線需要圍繞信號(hào)布置。因此，當(dāng)在頂板3上形成電路時(shí)，元件基片1與頂板3的連接數(shù)量增加，從而增加了連接缺陷發(fā)生的可能性，但是，可通過在元件基片1上形成電路，來避免加熱器2和上述電路的連接缺陷。
類似部件如控制電路易受熱影響，因此布置在沒有加熱器2的基片上，也就是頂板3上。在圖2A和2B所示的例子中，加熱器控制器16與此相符合。
作為特殊需要，傳感器13可以布置在元件基片1或頂板3上。例如，對(duì)于電阻傳感器，因?yàn)椴辉谠?上的電阻傳感器沒有任何意義或測(cè)量精度惡化，傳感器布置在元件基片1上。此外，為了檢測(cè)由加熱器驅(qū)動(dòng)電路的異常性而引起的溫度，最好將溫度傳感器布置在元件基片1上，但是，當(dāng)經(jīng)由稍后描述的油墨，通過溫度上升來判斷油墨狀態(tài)時(shí)，溫度傳感器最好布置在頂板3或元件基片1和頂板3二者上。
另外，電路不單獨(dú)或通過塊單元由布線與每個(gè)加熱器2相連，電路沒必要必須布置在元件基片1上，作為特殊需要，即使當(dāng)其布置在頂板3上，或類似部件形成在元件基片1或頂板3上，傳感器對(duì)測(cè)量精度也沒有影響，這樣它們未能集中在元件基片1和頂板3任一個(gè)上面。在圖2A和2B所示的實(shí)施例中，傳感器驅(qū)動(dòng)器17與此相符合。
根據(jù)上述思想，通過在元件基片1和頂板3上分布每個(gè)電路、傳感器等，元件基片1和頂板3的電連接數(shù)量最小化，另外電路、傳感器等可以很好地平衡分布。
上面描述了本發(fā)明基本構(gòu)成的實(shí)施例，下面將描述上述電路、傳感器等的具體例子。
<控制施加給加熱器能量的實(shí)例>
圖4A和4B是圖表，表示元件基片和頂板的電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)傳感器的輸出來控制施加給加熱器的能量。
如圖4A所示，元件基片31具有布置成一排的加熱器32；一個(gè)起驅(qū)動(dòng)器作用的功率管晶體41；一個(gè)用于控制功率晶體管41驅(qū)動(dòng)的與電路39；一個(gè)用于控制功率晶體管41的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘邏輯控制電路38；一個(gè)由一移位寄存器和閂鎖電路組成的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移電路42；和一個(gè)用于檢測(cè)加熱器32電阻系數(shù)的列(rank)加熱器43。
為了減小裝置的功率，驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘邏輯控制電路38以偏離時(shí)間分開驅(qū)動(dòng)和給加熱器32加電壓來取代同時(shí)給所有的加熱器32加電壓，用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘邏輯控制電路38的啟動(dòng)信號(hào)(頭驅(qū)動(dòng)分時(shí)信號(hào))由作為外部接觸墊的45k、45n來輸入。
此外，位于元件基片31上作為外部接觸墊，除啟動(dòng)信號(hào)輸入終端45k、45n外，有一個(gè)加熱器32的驅(qū)動(dòng)電源輸入端45a，一個(gè)功率晶體管41的接地端45b，信號(hào)輸入端45c、控制驅(qū)動(dòng)加熱器32的能量所必需的45e，一個(gè)邏輯電路驅(qū)動(dòng)電源端45f，一個(gè)接地端45g，一個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)輸入端45i，該連續(xù)數(shù)據(jù)輸入到圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移電路42的移位寄存器中，一個(gè)連續(xù)時(shí)鐘信號(hào)的同步輸入端45h，和一個(gè)輸入給閂鎖電路的閂鎖時(shí)鐘信號(hào)輸入端45j。
另一方面，如圖4B所示，頂板33具有一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)列加熱器43的傳感器驅(qū)動(dòng)電路47；一個(gè)用于監(jiān)控列加熱器43的輸出并根據(jù)結(jié)果控制施加到加熱器32上能量的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46；一個(gè)用于儲(chǔ)存由列加熱器43所監(jiān)測(cè)的電阻系數(shù)數(shù)據(jù)或一個(gè)排列的電阻系數(shù)、由每個(gè)加熱器32預(yù)先測(cè)量的液體排出量特性(在常溫和預(yù)定脈沖下的液體排出量)代碼值的存儲(chǔ)器49，所說電阻系數(shù)數(shù)據(jù)或代碼值作為頭信息并將這些信息輸出給驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46；和一個(gè)作為周期縮短電路的鎖相環(huán)路(PLL)電路50，用于縮短輸入給驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46的參考時(shí)鐘脈沖CLK的周期。
此外，一個(gè)連接接觸墊、元件基片31和頂板32具有用于將列加熱器43連接到傳感器驅(qū)動(dòng)電路47上的終端44g、44h、48g、48h；用于連接到驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46上的終端44b至44d、48b至48d；用于控制從外部驅(qū)動(dòng)加熱器32能量所必需信號(hào)的輸入端45c至45e；一個(gè)終端48a，該終端用于將驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46的輸出輸入到與電路39的一個(gè)輸入端；等等。
例如，如圖5所示，PLL電路50由以下部件構(gòu)成一個(gè)相位比較器71，用于檢測(cè)兩個(gè)輸入信號(hào)之間的相位差異；一個(gè)低通濾波器(LPF)72，用于平滑相位比較器71的輸出脈沖；一個(gè)壓控振蕩器(VCO)73，用于輸出與低通濾波器72輸出電壓成比例的頻率脈沖信號(hào)；和一個(gè)分配器(divider)74，用于分配壓控振蕩器73輸出脈沖的頻率。
因?yàn)閳D5中所示的PLL電路是這樣運(yùn)行的，輸入給相位比較器71的兩個(gè)信號(hào)相(頻率)互相一致，從壓控振蕩器73就可得到脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)的頻率(1/N周期)是由分配器74的分配率(1/N)決定的輸入信號(hào)頻率的N倍。
PLL電路50插在終端48d和驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46之間，用系數(shù)1/N調(diào)整經(jīng)由終端48d、44d輸入的參考時(shí)鐘CLK的周期。另外，驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46可以利用用于轉(zhuǎn)移圖像數(shù)據(jù)的時(shí)鐘DCLK來運(yùn)行，并且在這種情況下，由PLL電路50用系數(shù)1/N來調(diào)整時(shí)鐘DCLK周期，并輸入給驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46。
下面將描述上述結(jié)構(gòu)的信號(hào)流。圖6是一個(gè)本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)流圖表。
首先，在裝置的主體部分，頭驅(qū)動(dòng)控制電路部分產(chǎn)生用于產(chǎn)生熱信號(hào)的參考輸出信號(hào)、一個(gè)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)，用于轉(zhuǎn)移圖像數(shù)據(jù)如DCLK、DATA和LATCH，和一個(gè)頭驅(qū)動(dòng)分時(shí)信號(hào)(BENBlton)，以及將這些信號(hào)輸出給頭一方(headside)。
在這些信號(hào)中，參考輸入信號(hào)在輸入給驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46之前，輸入給高分辨率信號(hào)產(chǎn)生部分50，具有高分辨率的時(shí)鐘信號(hào)CLK由參考輸入信號(hào)產(chǎn)生。驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46根據(jù)具有高分辨率的時(shí)鐘信號(hào)和一些圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)，通過來自于傳感器儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器49中的信息來校正，產(chǎn)生一加熱器驅(qū)動(dòng)時(shí)間判斷信號(hào)，并將此加熱器驅(qū)動(dòng)時(shí)間判斷信號(hào)輸出給驅(qū)動(dòng)定時(shí)控制電路和與電路39。
另一方面，包括連續(xù)輸入圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)被輸入給圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移電路42，并當(dāng)作閂鎖圖像數(shù)據(jù)輸出到驅(qū)動(dòng)定時(shí)控制電路38和與電路39。此外，頭驅(qū)動(dòng)時(shí)分信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)定時(shí)控制電路38和與電路39，一排出加熱器由這些信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
特別地，加熱器32的電阻系數(shù)用列加熱器43檢測(cè)，其結(jié)果儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器49中。驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46根據(jù)電阻系數(shù)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器49中的液體排出量特性來決定加熱器32驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的上升和下降數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)經(jīng)終端48a、44a輸出給與電路39。另一方面，連續(xù)輸入的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移電路42的移位寄存器中，通過閂鎖信號(hào)閂鎖在閂鎖電路中，并通過驅(qū)動(dòng)定時(shí)控制電路38輸出給與電路39中。因此，根據(jù)上升和下降數(shù)據(jù)來決定加熱脈沖的脈沖寬度，加熱器32由此脈沖寬度激勵(lì)。結(jié)果，基本不變的能量施加給加熱器32。
這里，在本實(shí)施例中，因?yàn)镻LL電路50用系數(shù)1/N調(diào)整用于運(yùn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路46的參考時(shí)鐘CLK的周期，所以可以產(chǎn)生高分辨率和良好精度的用于具有加速和多樣噴嘴的噴墨記錄頭的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。
如上所述，參考時(shí)鐘CLK從噴墨記錄裝置的主體部件經(jīng)由柔性基片等電纜傳輸給安裝在滑架上的噴墨記錄頭。在本實(shí)施例中，即使在具有加速和多樣噴嘴的噴墨記錄頭中，參考時(shí)鐘CLK的頻率與傳統(tǒng)技術(shù)中的一樣為1MHz至10MHz，可以減小由電纜所產(chǎn)生的多余電磁噪聲，脈沖波形鈍化(pulse waveformbluntness)被減到最小，從而避免了噴墨記錄頭的故障。
此外，因?yàn)橥ㄟ^上述結(jié)構(gòu)傳輸給噴墨記錄頭的參考時(shí)鐘CLK的頻率與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的程度一樣，如圖7所示，參考時(shí)鐘也可從主體81的光學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)射器83，通過輻射信號(hào)光線傳輸給一滑架82的光學(xué)數(shù)據(jù)接收器84，該滑架具有一安裝在其上的噴墨記錄頭。在這種情況下，可以得到脈沖波形鈍化和電磁噪聲減小的噴墨記錄裝置80。另外，光學(xué)數(shù)據(jù)接收器84可以布置在噴墨記錄頭上來取代在滑架82上。
此外，即使在為了控制在排出部分的彎月位置，加熱元件或壓電元件布置在每個(gè)液體通道上的結(jié)構(gòu)中，油墨排出量可以利用由PLL電路50用系數(shù)1/N調(diào)整的整個(gè)時(shí)鐘周期并產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)來精確控制。
另外，如果在元件基片31的一側(cè)有空間的話，存儲(chǔ)器49和PLL電路50可以布置在元件基片31上而非頂板33上。為了解決這個(gè)問題，可以通過將PLL電路50布置在與元件基片不同的基片上或在也隨噴墨記錄頭移動(dòng)的滑架上來縮短時(shí)鐘周期，雖然部件成本和安裝成本稍微增加。
如上所述，即使當(dāng)控制加熱器32的驅(qū)動(dòng)來得到一個(gè)滿意的圖像級(jí)別時(shí)，氣泡也會(huì)在公共液體室中產(chǎn)生。當(dāng)氣泡在液體通道中隨液體的再充填而移動(dòng)時(shí)，雖然公共液體室中有液體，也會(huì)發(fā)生沒有液體排出的缺陷。
為了解決這個(gè)問題，沒有詳述，可以布置一個(gè)用于檢測(cè)每個(gè)液體通道中(特別是在加熱器32附近)液體存在/缺少的傳感器，以及可以在頂板33上布置一個(gè)處理電路，當(dāng)傳感器檢測(cè)到缺少液體時(shí)，該處理電路將結(jié)果輸出給外部。此外，根據(jù)處理電路的輸出值，通過從噴墨記錄裝置側(cè)的排出部分強(qiáng)力吸取頭中的液體，液體通道中的氣泡可以被消除。在沒有液體存在時(shí)，可以使用用于檢測(cè)液體存在/缺少的傳感器、一個(gè)用于根據(jù)通過液體電阻系數(shù)的變化來檢測(cè)的傳感器，或一個(gè)用于檢測(cè)加熱器非正常升溫的傳感器。
<元件基片溫度控制的例子>
圖15A和15B是表示元件基片和頂板電路結(jié)構(gòu)的圖表，根據(jù)傳感器的輸出值來控制元件基片的溫度。
在本例中，如圖15A所示，除了用于排出液體的加熱器52之外，對(duì)于一元件基片51，一個(gè)用于加熱元件基片51自身的溫度來調(diào)節(jié)元件基片51的溫度的加熱器55，該加熱器55作為用于控制油墨排出量的排出量控制元件，以及一個(gè)作為溫度加熱器55的驅(qū)動(dòng)器的功率晶體管56被添加到元件基片31上，如圖4A所示。此外，一個(gè)用于測(cè)量元件基片51溫度的溫度傳感器用作傳感器63。
另一方面，如圖15B所示，頂板53具有一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)傳感器63的傳感器驅(qū)動(dòng)電路57、一個(gè)用于存儲(chǔ)液體排出量特性的存儲(chǔ)器69、以及一個(gè)溫度加熱器控制電路66，該電路66用于監(jiān)測(cè)傳感器63的輸出和根據(jù)結(jié)果控制溫度加熱55的驅(qū)動(dòng)。溫度加熱器控制電路66包括一個(gè)比較器，該比較器將根據(jù)元件基片51所要求溫度預(yù)定的閾值與傳感器63的輸出值比較，并當(dāng)傳感器63的輸出值大于閾值時(shí)，輸出一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)溫度加熱器55的溫度加熱器控制信號(hào)。元件基片51所要求的溫度是噴墨記錄頭中的液體粘度在一個(gè)穩(wěn)定排出范圍時(shí)的溫度。此外，用于將溫度加熱器控制電路66輸出的溫度加熱器控制信號(hào)輸入到元件基片51上的溫度加熱器功率晶體管56中的終端64a、68a，作為連接接觸墊布置在元件基片51和頂板53上。其它結(jié)構(gòu)與圖4A和4B中所示的結(jié)構(gòu)類似。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，溫度加熱器55由溫度加熱器控制電路66驅(qū)動(dòng)，根據(jù)傳感器63的輸出結(jié)果，元件基片51的溫度保持在一個(gè)預(yù)定的溫度。結(jié)果，噴墨記錄頭中液體粘度保持在穩(wěn)定排出范圍，并且滿意的排出也是可能的。此外，因?yàn)橛糜谶\(yùn)行溫度加熱器控制電路66的參考時(shí)鐘周期由與圖4A和4B所示類似結(jié)構(gòu)的PLL電路縮短，可以產(chǎn)生高分辨率的溫度加熱器55的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，從而較高精度的溫度控制是可能的。
又，傳感器63有一個(gè)固定差異的輸出值分散。此外，當(dāng)進(jìn)行精確溫度調(diào)整時(shí)，此分散可由在存儲(chǔ)器69中存儲(chǔ)作為頭信息的輸出值分散校正值來校正，并根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器69中的校正值來調(diào)整在溫度加熱器控制電路66中的閾值。又，在圖1所示的實(shí)施例中，用于構(gòu)成液體通道7的槽成形在頂板3上，具有排出部分5的部件(孔板4)由與元件基片1和頂板3上不同的部件構(gòu)成，但是，本發(fā)明所采用的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)并不局限于此。
例如，當(dāng)在頂板端面上留下一個(gè)孔板厚度的壁，且通過離子束、電子束等處理在壁上形成排出部分時(shí)，在不用孔板的情況下也能構(gòu)成噴墨記錄頭。此外，當(dāng)用在元件基片上形成通道側(cè)壁來取代在頂板上形成槽時(shí)，提高了液體通道關(guān)于加熱器的位置精度，從而可以簡(jiǎn)化頂板形狀。可動(dòng)部件可利用光刻工藝成形在頂板上，但是，當(dāng)元件基片具有通道側(cè)壁時(shí)，元件基片可在可動(dòng)部件在元件基片成形的同時(shí)成形。
下面將參照?qǐng)D16A和16B至20A和20B來描述根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，利用溫度傳感器和頭驅(qū)動(dòng)操作進(jìn)行油墨存在/缺少的檢測(cè)。
圖16A和16B至20A和20B是示意性說明圖，表示本發(fā)明噴墨記錄頭元件基片和頂板的電路結(jié)構(gòu)的變形實(shí)施例，圖A是表示元件基片的平面圖，圖B是表示頂板的平面圖。這些圖A和B表示與圖2A和2B類似的相對(duì)面，每幅圖B上的虛線表示當(dāng)頂板粘結(jié)到元件基片上時(shí)液體室和通道的位置。
又，在圖16A和16B至20A和20B所示的頭結(jié)構(gòu)實(shí)例中，元件基片401具有一個(gè)通道壁401a，但是元件基片和頂板的結(jié)構(gòu)可用于上述任一實(shí)施例中。此外，在下面描述中除非不是特別提及就不必說，圖16A和16B至20A和20B中所示的每個(gè)實(shí)施例的結(jié)合也包括在本發(fā)明中。又，在下面的描述中，具有相同功能的部分將用相同的參考數(shù)字來描述。
在圖16A中，元件基片401具有用于如上所述通道的并行配置的多個(gè)加熱器402，一個(gè)子加熱器455在公共液體室中，一個(gè)用于根據(jù)圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)這些加熱器402的驅(qū)動(dòng)器411，一個(gè)用于將輸入的圖像數(shù)據(jù)輸出到驅(qū)動(dòng)器411的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移部分412，用于形成噴嘴的通道壁401a，以及一個(gè)用于形成公共液體室的液體室框架401b。
另一方面，在圖16B中，頂板403具有一個(gè)用于測(cè)量公共液體室溫度的溫度傳感器413，一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)溫度傳感器413的傳感器驅(qū)動(dòng)器417，一個(gè)用于根據(jù)溫度傳感器的輸出值限制或停止加熱器電阻元件驅(qū)動(dòng)的限制電路459，和一個(gè)用于根據(jù)傳感器驅(qū)動(dòng)器417和限制電路459的信號(hào)控制加熱器402驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的加熱器控制器416，以及一個(gè)與公共液體室相通的供應(yīng)部分403a，它打開來從外部給公共液體室供應(yīng)液體。
此外，元件基片401和頂板403粘結(jié)面的相對(duì)位置具有用于將元件基片401上的電路與頂板403上的電路進(jìn)行電連接的連接接觸墊414、418。此外，元件基片401具有作為外部電信號(hào)的輸入端的外部接觸墊415。元件基片401的尺寸比頂板403的尺寸大，并且外部接觸墊415布置在，當(dāng)元件基片401粘結(jié)到頂板403上時(shí)從頂板403上暴露的位置。
當(dāng)如上所述結(jié)構(gòu)的元件基片401和頂板403定位并粘結(jié)時(shí)，加熱器402為每個(gè)液體通道布置，并且在元件基片401和頂板403上的電路等通過各個(gè)連接接觸墊414、418電連接。
第一基片(元件基片401)和第二基片(頂板403)之間的幾十微米的空間充滿了油墨。因此，當(dāng)通過子加熱器455進(jìn)行加熱時(shí)，由于油墨的存在/缺少，產(chǎn)生了與第二基片熱傳導(dǎo)方面的差異。因此，當(dāng)由利用PN結(jié)(PN bonding)等的二極管構(gòu)成的溫度傳感器413檢測(cè)到熱傳導(dǎo)差異時(shí)，從而能夠檢測(cè)液體室中油墨的存在/缺少。例如，根據(jù)溫度傳感器413的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)溫度傳感器413檢測(cè)到與油墨存在相比的異常溫度時(shí)，限制電路459限制或停止加熱器402的驅(qū)動(dòng)，異常信號(hào)指示輸出給主體。因此，能夠提供一個(gè)避免頭物理損害并經(jīng)常實(shí)現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定排出操作的頭。
特別地，在本發(fā)明中，因?yàn)闇囟葌鞲衅骱拖拗齐娐房捎冒雽?dǎo)體晶片工藝制造，所以元件可以布置在適宜的位置，在不增加頭本身成本的情況下，能夠增加一個(gè)防止頭損害的功能。
圖17A和17B是解釋圖，表示圖16A和16B的實(shí)施例變形。如圖17A和17B所示的變形實(shí)施例與圖16A和16B所示實(shí)施例的不同點(diǎn)是排出加熱器，也就是，用加熱器402取代了子加熱器。在圖17A和17B所示的變形實(shí)施例中，溫度傳感器413布置在頂板403上與加熱器402相對(duì)的一個(gè)區(qū)域中，通過檢測(cè)溫度來檢測(cè)油墨的存在/缺少，所檢測(cè)的溫度為進(jìn)行加熱器402沒有起泡或低電壓程度的短脈沖驅(qū)動(dòng)的溫度。除了油墨存在/缺少的檢測(cè)外，也可通過進(jìn)行液體排出操作來監(jiān)測(cè)溫度，并將數(shù)據(jù)反饋給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)很難將子加熱器布置在公共液體室內(nèi)時(shí)，本變形實(shí)施例的結(jié)構(gòu)特別有效。此外，在本變形實(shí)施例中，加熱器控制器416根據(jù)溫度傳感器413的輸出值來限制或停止頭驅(qū)動(dòng)。
圖18A和18B所示的變形實(shí)施例與圖17A和17B所示的變形實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，溫度傳感器413對(duì)不同的加熱器402布置成多個(gè)組(在圖中，413a、413b、413c...對(duì)應(yīng)于單獨(dú)的噴嘴)。因?yàn)榧訜崞?02通過布置多個(gè)溫度傳感器能選擇地驅(qū)動(dòng)，從而能夠檢測(cè)油墨狀態(tài)如纖細(xì)部分(finer part)油墨的存在/缺少。
此外，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中，溫度傳感器布置成與每個(gè)加熱器402一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，所以通過噴嘴單元可以檢測(cè)液體排出期間的溫度變化，從而噴嘴中油墨的存在/缺少以及起泡狀態(tài)可通過溫度來檢測(cè)。每個(gè)噴嘴油墨不足引起的局部不排出的檢測(cè)可下面的方式來完成，通過如圖20A和20B所示布置一個(gè)存儲(chǔ)器并將數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)器中正常排出的數(shù)值相比較，或通過將數(shù)據(jù)與多個(gè)鄰近噴嘴的數(shù)據(jù)相比較(例如，當(dāng)一個(gè)異常輸出僅由413a、413b、413c...中的413b產(chǎn)生時(shí)，判斷413b的異常性)。
又，在這種情況下，因?yàn)槊總€(gè)溫度傳感器413a、413b、413c...不通過布線與加熱器402對(duì)應(yīng)，即使當(dāng)溫度傳感器布置在頂板403上時(shí)，也沒有復(fù)雜布線的問題。此外，在本發(fā)明中即使當(dāng)布置了多個(gè)傳感器時(shí)，也可通過半導(dǎo)體晶片工藝來生產(chǎn)，因此沒有引起成本上升。因此，本實(shí)施例特別適合于在稍后描述的實(shí)線(full line)頭采用。
圖19A和19B所示的變形實(shí)施例與圖17A和17B所示的變形實(shí)施例的不同在于，元件基片401和頂板403均具有溫度傳感器413a、413b。當(dāng)溫度傳感器僅布置在任一基片上時(shí)，指示油墨存在/缺少的閾值由外部空氣溫度和頭狀態(tài)來改變(如在打印-結(jié)束后)，它將變得難于進(jìn)行控制。然而，當(dāng)傳感器僅布置在一個(gè)基片上時(shí)，通過在加熱期間測(cè)量?jī)蓚€(gè)傳感器之間的溫度上升差異，油墨狀態(tài)如油墨的存在/缺少可以更方便容易和精確地檢測(cè)。
圖20A和20B所示的變形實(shí)施例與圖19A和19B所示的變形實(shí)施例的不同在于，存儲(chǔ)器469是布置用來存儲(chǔ)在頭制造工藝中作為頭信息，用于指示油墨短缺和存在的加熱電阻元件加熱期間溫度變化信息的，并將此信息輸出給加熱器控制器416。通過布置存儲(chǔ)器469，并將存儲(chǔ)器469的數(shù)值與傳感器的輸出值比較，就可以進(jìn)行較高精度的油墨存在/缺少的檢測(cè)。
當(dāng)然，如上述實(shí)施例所述，存儲(chǔ)器可保留由每個(gè)加熱器402預(yù)測(cè)量的液體排出量特性(在常溫下施加預(yù)定脈沖的液體排出量)或頭信息如使用的油墨。
上面已經(jīng)描述了由基本結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的本發(fā)明要點(diǎn)，但是在本發(fā)明中，來自打印裝置主體的參考信號(hào)并不單獨(dú)要求，或從參考輸入信號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)并不局限于加熱信號(hào)(加熱器驅(qū)動(dòng)時(shí)間判斷信號(hào))。下面將描述本實(shí)施例。
(第二實(shí)施例)圖8是一個(gè)表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的信號(hào)流程圖。
省略了與圖6相同部分的描述。
在本實(shí)施例中，在啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器中，啟動(dòng)信號(hào)(enabling signal)產(chǎn)生于高分辨率參考信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)。在本實(shí)施例中，因?yàn)閱?dòng)信號(hào)不需要從外部供應(yīng)，所以可以產(chǎn)生一個(gè)效果，即可以減少信號(hào)線的數(shù)量。又，在圖8中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)用于獲得加熱脈沖信息，但是可增加頭包括非易失性存儲(chǔ)器如EEPROM，以及可增加一個(gè)用于控制存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)。此外，只要互相同步，輸入給啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的高分辨率參考信號(hào)沒有必要與輸入給驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電路的高分辨率參考信號(hào)一樣。
(第三實(shí)施例)圖9是一個(gè)表示本發(fā)明第三實(shí)施例的信號(hào)流程圖。
省略了與圖6相同部分的描述。
在第二實(shí)施例中，啟動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生于高分辨率參考信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)，但是，在本實(shí)施例中，啟動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生于輸入到高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器之前的參考輸入信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)。因?yàn)橄鄬?duì)于加熱信號(hào)，啟動(dòng)信號(hào)可以有一個(gè)小的分辨率，所以，相對(duì)于一些加熱器驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，原始參考輸入信號(hào)可以不經(jīng)過高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器來利用。這里，當(dāng)分辨率比必需的分辨率減小時(shí)，增大的用于計(jì)算高分辨率參考信號(hào)的CLK部分的結(jié)構(gòu)很不利(因?yàn)殡娐芬搽S著較大的計(jì)算值而增大)，并且它也對(duì)通過和不通過作為特殊需要的高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)混合有效。
(第四實(shí)施例)圖10是一個(gè)表示本發(fā)明第四實(shí)施例的信號(hào)流程圖。
省略了與圖6相同部分的描述。
在本實(shí)施例中，一個(gè)用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)用作參考輸入信號(hào)。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，有可能比第二實(shí)施例減小大量的信號(hào)線。在本實(shí)施例中，因?yàn)闀r(shí)鐘數(shù)量由要轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)數(shù)量限定，所以與第三實(shí)施例一樣，它也對(duì)通過和不通過高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)混合有效。
(第五實(shí)施例)圖11是一個(gè)表示本發(fā)明第五實(shí)施例的信號(hào)流程圖。
省略了與圖6相同部分的描述。
在本實(shí)施例中，在包括滑架的頭中布置有一個(gè)用于產(chǎn)生參考輸入信號(hào)的振蕩器。在此情況下，可以刪除用于參考輸入信號(hào)的信號(hào)線。然而，在本實(shí)施例中，因?yàn)榘l(fā)送器容易被溫度影響，所以發(fā)送器布置在遠(yuǎn)離頭加熱部分的滑架部分。此外，在本實(shí)施例中，高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器位于滑架上，但是即使在滑架上，在一些情況下，也可發(fā)現(xiàn)由布線引起的參考信號(hào)波形鈍化，和電磁噪聲影響。因此，最好將高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器如圖12所示布置在頭的內(nèi)部或如圖13所示布置在頭基片上。
(第六實(shí)施例)圖14是一個(gè)表示本發(fā)明第六實(shí)施例的信號(hào)流程圖。
省略了與圖6相同部分的描述。
本實(shí)施例表示在不將單信號(hào)(single signal)用作參考輸入信號(hào)和使用多個(gè)其它邏輯信號(hào)的情況下產(chǎn)生高分辨率參考信號(hào)的結(jié)構(gòu)。這里，高分辨率參考信號(hào)是用多個(gè)啟動(dòng)信號(hào)形成的。特別地，參考信號(hào)是利用多個(gè)啟動(dòng)信號(hào)的定時(shí)偏差(timing deviation)形成的，且產(chǎn)生的高分辨率參考信號(hào)在頻率上高于任何啟動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可將參考輸入信號(hào)線刪除。
上面已經(jīng)描述了本發(fā)明主要部分的實(shí)施例，下面將描述可應(yīng)用于本發(fā)明的其他應(yīng)用實(shí)例。
首先，將示意性地描述具有安裝在其上的本實(shí)施例噴墨記錄頭的噴墨記錄頭盒。
圖21是一個(gè)示意性的分解立體圖，表示包括上述噴墨記錄頭的噴墨記錄頭盒，該噴墨記錄頭盒主要由一個(gè)液體排出頭部分200和一個(gè)液體容器140構(gòu)成。
液體排出頭部分200由一個(gè)元件基片151、一個(gè)開有排出部分的頂板153，一個(gè)壓力彈簧128，一個(gè)液體供應(yīng)部件130，一個(gè)鋁基板(支撐)120等構(gòu)成。在元件基片151中，如上所述用于給液體施加熱量的多個(gè)加熱電阻體布置成一排。通過將元件基片151粘結(jié)到頂板153，形成了排出液體在其中流通的液體通道(未示出)。壓力彈簧128是一個(gè)用于在元件基片151方向上給頂板153施加壓力的部件，元件基片151和頂板153通過此壓力與以下所述支撐板120令人滿意地整合在一起。例如，當(dāng)通過一種粘結(jié)劑等將頂板粘結(jié)到元件基片上時(shí)，不能放置壓力彈簧。支撐120支撐著元件基片151等，且其上還具有一個(gè)與元件基片151連接的印刷電路板123，用于給元件基片提供電信號(hào)，以及一個(gè)與裝置一方連接的接觸墊124，用于與裝置一方交換電信號(hào)。
液體容器140包含著供應(yīng)給液體排出頭部分200的液體。位于液體容器140外部的是一個(gè)定位部分144，該定位部分用于布置一個(gè)連接件將液體排出頭部分200與液體容器140連接在一起，以及一個(gè)用于固定該連接件的固定桿145。液體通過連接件從液體容器140的液體供應(yīng)通道142、143中供應(yīng)給液體供應(yīng)部件130的液體供應(yīng)通道131、132，并通過每個(gè)部件的液體供應(yīng)通道133、129、153c供應(yīng)給公共液體室。這里，液體是經(jīng)過兩個(gè)分開的通道從液體容器140供應(yīng)給液體供應(yīng)部件130的，但是該通道不是必需分開的。
又，在液體消耗后，液體容器140可以用液體重新充滿并使用。為此，液體容器140最好具有一個(gè)液體導(dǎo)入部分。此外，液體排出頭200可以與液體容器140整合在一起或與之分開。
圖22示意性地表示具有安裝在其上的上述噴墨記錄頭的噴墨記錄裝置的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，特別地將描述一個(gè)把油墨作為排出液體的噴墨記錄裝置IJRA。對(duì)于噴墨記錄裝置的滑架(掃描器)HC來說，頭盒是這樣安裝的，即用于容納油墨的液體容器140和液體排出頭部分200是可分開/可連接的，并且滑架在由記錄材料輸送機(jī)構(gòu)輸送的、記錄材料170如記錄紙的寬度方向(箭頭a、b的方向)上往復(fù)運(yùn)動(dòng)/移動(dòng)。又，液體容器可以與液體排出頭部分分離。
在圖22中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)從驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)部件(未示出)經(jīng)柔性電纜提供給滑架HC上的液體排出部件時(shí)，與信號(hào)相對(duì)應(yīng)的記錄液體從液體排出頭部分200排出到記錄材料170上。
此外，本實(shí)施例的噴墨記錄裝置具有一個(gè)作為驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)161，該馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)記錄材料輸送機(jī)構(gòu)和滑架HC，用于從驅(qū)動(dòng)源將動(dòng)力傳遞給滑架HC的齒輪162、163，一個(gè)滑桿164等。通過由記錄裝置將液體排出到各種記錄材料上，就可以得到滿意的圖像記錄。
圖23是整個(gè)裝置的框圖，用于操作采用了本發(fā)明噴墨記錄頭的噴墨記錄裝置。
記錄裝置從主機(jī)300上接收作為控制信號(hào)的打印信息。打印信息臨時(shí)存儲(chǔ)在打印裝置內(nèi)的輸入/輸出接口301里，又將之轉(zhuǎn)換成記錄裝置可以處理的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)輸入給作為頭驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供裝置的CPU302。CPU302使用外部設(shè)備如RAM304根據(jù)存儲(chǔ)在ROM303中的控制程序來處理輸入給CPU302的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成打印數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))。
此外，為了在記錄紙上的合適位置記錄圖像，CPU302產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)306來移動(dòng)記錄紙和頭200與圖像數(shù)據(jù)同步的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)分別由頭驅(qū)動(dòng)器307和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器305傳遞給頭200和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)306，并且頭和馬達(dá)受控定時(shí)驅(qū)動(dòng)來形成圖像。
作為可應(yīng)用于上述記錄裝置和可施加液體如油墨的記錄材料，可以使用各種紙張或OHP紙，用于壓密磁盤和裝飾板等的塑性材料、布、金屬材料如鋁和銅，皮革材料如牛皮、豬皮和人造革，木制材料如木頭和膠合板，竹子材料，陶瓷材料如瓦片，三維結(jié)構(gòu)體如海綿等此外，上述記錄裝置實(shí)施例包括一個(gè)用于在各種紙張或OHP紙上進(jìn)行記錄的打印裝置，一個(gè)用于在塑性材料如壓密磁盤上進(jìn)行記錄的塑性記錄裝置，一個(gè)用于在金屬材料上進(jìn)行記錄的金屬記錄裝置，一個(gè)用于在皮革上進(jìn)行記錄的皮革記錄裝置，一個(gè)用于在木材上進(jìn)行記錄的木材記錄裝置，一個(gè)用于在陶瓷材料上進(jìn)行記錄的陶瓷記錄裝置，一個(gè)用于在三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)如海綿上進(jìn)行記錄的記錄裝置，和一個(gè)用于在布上進(jìn)行記錄的織物記錄裝置。
此外，作為用于這些記錄裝置的排出液體，可以使用適合于特定記錄材料和記錄條件的液體。
下面將描述噴墨記錄系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，在該噴墨記錄系統(tǒng)中，本發(fā)明的噴墨記錄頭作為記錄頭的固定型，并且記錄是在記錄材料上完成的。
圖24是一個(gè)表示使用了本發(fā)明上述噴墨記錄頭的噴墨記錄裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。對(duì)于本實(shí)施例的噴墨記錄頭，實(shí)線(full line)型頭具有多個(gè)沿與記錄材料的可記錄寬度對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度以360dpi的間距布置的排出部分，用于黃色(Y)、洋紅(M)、青色(C)和黑色(BK)的四個(gè)頭201a至201d由固定器202在X方向上以預(yù)定間距互相平行地固定/支撐。
構(gòu)成驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)部件的頭驅(qū)動(dòng)器307將信號(hào)提供給每個(gè)頭201a至201d，并且每個(gè)頭201a至201d由該信號(hào)驅(qū)動(dòng)。四種顏色的油墨Y、M、C、BK作為排出液體從油墨容器204a至204d提供給每個(gè)頭201a至201d。
此外，具有油墨吸收部件如海綿的頭蓋203a至203d位于每個(gè)頭201a至201d的下面，在不記錄期間，可通過蓋上每個(gè)頭201a至201d的排出部分來進(jìn)行頭201a至201d的維護(hù)保養(yǎng)。
參考數(shù)字206表示一個(gè)輸送帶，該輸送帶構(gòu)成用于輸送上述實(shí)施例中所述的各種記錄材料的輸送部件。輸送帶206沿一個(gè)預(yù)定通道牽引，由與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器305連接的驅(qū)動(dòng)輥驅(qū)動(dòng)。
在本噴墨記錄裝置中，用于記錄前和記錄后在記錄材料上進(jìn)行各種處理的一個(gè)預(yù)處理裝置251和一個(gè)后處理(post treatment)裝置252分別位于記錄材料輸送通道的上游和下游。
預(yù)處理和后處理根據(jù)記錄材料和油墨的類型而改變處理內(nèi)容。例如，對(duì)于金屬、塑料和陶瓷記錄材料，進(jìn)行紫外線和臭氧輻射作為預(yù)處理，這樣表面被激活以增強(qiáng)油墨附著。此外，在容易產(chǎn)生靜電的塑性記錄材料中，灰塵容易由于靜電而吸附在其表面上，在一些情況下，灰塵妨礙得到滿意的記錄。為了解決這個(gè)問題，在予處理時(shí)，通過使用電離器可以將靜電從記錄材料上除去，從而可以將灰塵從記錄材料上除去。此外，當(dāng)用布作為記錄材料時(shí)，在防止洇紙和增強(qiáng)著色程度的預(yù)處理時(shí)，布可以具有一種物質(zhì)，該物質(zhì)是從一種堿性物質(zhì)、一種水溶性物質(zhì)、一種合成聚合物、一種水溶性金屬鹽、尿素和硫脲中選擇的。預(yù)處理是不受限制的，可以作這樣的處理，即將記錄材料的溫度設(shè)定為適合記錄的溫度。
另一方面，后處理實(shí)施例包括一種其上粘附有油墨的記錄材料的熱處理，一種通過紫外線輻射等來促進(jìn)油墨固定的固定處理，一種用于清除不反應(yīng)殘留預(yù)處理劑等的處理。
又，在本實(shí)施例中，已經(jīng)描述了使用實(shí)線頭的頭201a至201d，但并不局限于此，上述小頭可以在記錄材料的寬度方向上移動(dòng)以進(jìn)行記錄。這里，在此情況下的頭也包括上述滑架部分。
根據(jù)如上所述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，可以產(chǎn)生下列效果。
在信號(hào)提供給控制電路之前，外部提供的多個(gè)信號(hào)中一些信號(hào)的周期可通過周期縮短電路縮短。因此，即使當(dāng)外部提供的信號(hào)周期等于傳統(tǒng)周期時(shí)，可以產(chǎn)生高分辨率和高精度的具有加速和增加噴嘴的噴墨記錄頭的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。
此外，因?yàn)橐恍┯糜趪娔涗涱^中記錄控制的信號(hào)周期縮短，所以傳遞給具有加速和增加噴嘴的噴墨記錄頭的信號(hào)周期也能設(shè)置成與傳統(tǒng)周期一樣的程度。因此，由電纜產(chǎn)生的多余電磁噪聲也能減小，由脈沖波形鈍化引起的故障也能避免。
權(quán)利要求
1.一種噴墨記錄頭包括多個(gè)記錄元件，用于給排出油墨施加能量；一個(gè)記錄元件驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)所說多個(gè)記錄元件；一個(gè)控制電路，用于控制所說記錄元件驅(qū)動(dòng)器；和一個(gè)高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器，利用從外部連續(xù)輸入的預(yù)定周期的多個(gè)輸入信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)周期比預(yù)定周期短的參考信號(hào)，這樣，通過將參考信號(hào)提供給所說控制電路以進(jìn)行記錄控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說參考信號(hào)是一個(gè)記錄控制時(shí)鐘信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說輸入信號(hào)是一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時(shí)鐘信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說輸入信號(hào)是一個(gè)加熱啟動(dòng)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴墨記錄頭，其特征在于，加熱器驅(qū)動(dòng)時(shí)間判斷信號(hào)由所說參考信號(hào)和一個(gè)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，其特征在于，頭驅(qū)動(dòng)分時(shí)信號(hào)由所說參考信號(hào)和一個(gè)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，其特征在于，頭驅(qū)動(dòng)分時(shí)信號(hào)由所說輸入信號(hào)和一個(gè)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移信號(hào)產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，其特征在于，當(dāng)n表示一個(gè)正整數(shù)時(shí)，所說高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器用系數(shù)1/n來設(shè)定一個(gè)至少所說從外部輸入的多個(gè)輸入信號(hào)中一些信號(hào)的信號(hào)周期。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)PLL電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說記錄元件是一個(gè)加熱部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說記錄元件是一個(gè)壓電部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說多個(gè)記錄元件、所說記錄元件驅(qū)動(dòng)器、所說控制電路和所說高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器是在一個(gè)半導(dǎo)體基片上制成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，還包括一第一基片和一第二基片，它們互相粘結(jié)在一起，用于構(gòu)成與用于排出油墨的排出部分連通的多個(gè)液體通道，其中，根據(jù)功能，將所說多個(gè)記錄元件、所說記錄元件驅(qū)動(dòng)器、所說控制電路和所說高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器分布在所說第一基片和所說第二基片上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨記錄頭，還包括一個(gè)用于控制油墨排出量的排出量控制部件；和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)所說排出量控制部件的控制部件驅(qū)動(dòng)器，其中，所說控制電路控制所說控制部件驅(qū)動(dòng)器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說排出量控制部件是一個(gè)用于加熱所說油墨的加熱部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說排出量控制部件是一個(gè)用于控制形成在所說排出部分的彎月面的部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說排出量控制部件和控制部件驅(qū)動(dòng)器形成在一個(gè)半導(dǎo)體基片上。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴墨記錄頭，還包括一第一基片和一第二基片，互相粘結(jié)在一起，用于構(gòu)成與用于排出油墨的排出部分連通的多個(gè)液體通道，其中，根據(jù)功能，所說排出量控制部件和控制部件驅(qū)動(dòng)器分布在所說第一基片和所說第二基片上。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所說的噴墨記錄頭，其特征在于，根據(jù)其上形成所說記錄元件的基片性質(zhì)和狀態(tài)，所說控制電路從所說高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器的一個(gè)輸出信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)施加給所說記錄元件驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11-15中任一項(xiàng)所說的噴墨記錄頭，其特征在于，根據(jù)其上形成所說排放量控制元件的基片的性能和狀態(tài)，所說控制電路產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)從所說周期縮短電路的輸出信號(hào)施加到所說控制元件驅(qū)動(dòng)器上。
21.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說基片的性質(zhì)是指所說記錄元件的電阻系數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的噴墨記錄頭，其特征在于，所說基片的狀態(tài)是指所說油墨的溫度。
23.一種噴墨記錄裝置，包括一個(gè)噴墨記錄頭，包括用于將能量施加給排出油墨的多個(gè)記錄元件，一記錄元件驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)所說多個(gè)記錄元件，以及一個(gè)控制電路，用于控制所說記錄元件驅(qū)動(dòng)器；一個(gè)滑架，所說噴墨記錄頭可拆裝在其上，并且沿記錄材料表面掃描；和一個(gè)主體機(jī)構(gòu)，用于將用作記錄控制的多個(gè)信號(hào)傳遞給所說噴墨記錄頭，其特征在于，所說噴墨記錄頭包括一個(gè)高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器，利用從外部連續(xù)輸入的預(yù)定周期的一輸入信號(hào)來產(chǎn)生一參考信號(hào)，該參考信號(hào)的周期小于預(yù)定周期，并通過將此參考信號(hào)提供給所說控制電路來進(jìn)行記錄控制。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的噴墨記錄裝置，其特征在于，所說噴墨記錄頭沿記錄材料的表面掃描，主體機(jī)構(gòu)的信號(hào)經(jīng)由柔性電纜輸入。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的噴墨記錄裝置，其特征在于，至少所說多個(gè)信號(hào)中的一些信號(hào)從主體機(jī)構(gòu)經(jīng)由光線傳遞給所說噴墨記錄頭。
全文摘要
一種噴墨記錄頭,包括用于給排出油墨施加能量的多個(gè)記錄元件,一個(gè)記錄元件驅(qū)動(dòng)器,用于驅(qū)動(dòng)所說多個(gè)記錄元件;一個(gè)控制電路,用于控制所說記錄元件驅(qū)動(dòng)器;和一個(gè)高分辨率參考信號(hào)發(fā)生器,利用從外部連續(xù)輸入的預(yù)定周期的多個(gè)輸入信號(hào),產(chǎn)生一個(gè)周期比預(yù)定周期短的參考信號(hào),這樣,通過將參考信號(hào)提供給所說控制電路以進(jìn)行記錄控制?？梢砸种朴山?jīng)電纜進(jìn)行信號(hào)傳輸引起的脈沖波形鈍化和由電纜產(chǎn)生的電磁噪聲,從而噴墨記錄頭能解決高速和多種噴嘴的問題。
文檔編號(hào)B41J2/05GK1277110SQ00121698
公開日2000年12月20日 申請(qǐng)日期2000年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月4日
發(fā)明者今中良行, 山中昭弘, 久保田雅彥 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社