專利名稱：液體排出頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于排出液體的液體排出頭，具體地說，涉及一種用于利用從加熱電阻器輻射的熱量將墨水排出到記錄介質(zhì)上的噴墨記錄頭(下面稱為“記錄頭”)。
背景技術(shù)：
日本專利公開No.2002-79672中描述的公知記錄頭包括兩個(gè)噴嘴行以及設(shè)置在噴嘴行之間的進(jìn)墨口，其中每一行包括多個(gè)以規(guī)則節(jié)距排列的噴嘴。通過在該進(jìn)墨口的兩側(cè)設(shè)置噴嘴使得一個(gè)噴嘴行中的噴嘴相對(duì)于另一個(gè)噴嘴行中的噴嘴偏移節(jié)距的一半，在具有這種結(jié)構(gòu)的公知記錄頭中的噴嘴密度是只包括一個(gè)噴嘴行的記錄頭的噴嘴密度的兩倍。
圖1是示出公知記錄頭的進(jìn)墨口及其外圍的透視平面圖。如圖1所示，在進(jìn)墨口1500的兩側(cè)，多個(gè)出口1100以預(yù)定節(jié)距沿著進(jìn)墨口1500的縱向(即圖中的垂直方向)排列。進(jìn)墨口1500與每一個(gè)都包括一個(gè)出口1100和墨水通道1300的噴嘴相通。通過這種方式，墨水從進(jìn)墨口1500提供給每個(gè)出口1100。
具體的說，墨水通道1300由包括記錄元件1400的壓力腔1302和用于向壓力腔1302提供墨水的輸送路徑1301構(gòu)成，該記錄元件1400具有加熱電阻器。壓力腔1302是對(duì)墨水施加排出能量的空間。壓力腔1302必須大到足以從出口1100適當(dāng)排出墨水。
日本專利公開No.2002-374163描述了一種記錄頭，包括記錄元件、用于驅(qū)動(dòng)該記錄元件的驅(qū)動(dòng)器(例如晶體管)和根據(jù)圖像數(shù)據(jù)選擇性地驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)器的邏輯電路，其中每個(gè)記錄元件都具有加熱電阻器。
圖1所示的記錄頭的商業(yè)化版本具有每種顏色每英寸1200個(gè)點(diǎn)(dpi)的噴嘴密度(即每個(gè)噴嘴行的噴嘴密度是600dpi)和從出口1100排出的每個(gè)墨滴2皮升(pl)的墨滴體積。但是，為了產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，需要能排出更小體積的墨滴的記錄頭。為了獲得這樣的記錄頭，可以增加噴嘴密度同時(shí)減小從噴嘴排出的墨滴體積。具體的說，例如記錄頭的排出量可以低于2pl，而包含在該記錄頭中的兩個(gè)噴嘴行的噴嘴密度可以是2400dpi，其中每個(gè)噴嘴行的噴嘴密度是1200dpi。
但是，由于具有上述噴嘴密度的記錄頭的出口1100沿著進(jìn)墨口1500的縱向按行排列，因此難以維持每個(gè)墨水通道1300之間的壁厚。結(jié)果記錄頭的可靠度降低。
為了解決該問題，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的記錄頭包括具有以交錯(cuò)圖案排列的出口1100的噴嘴行，如圖2所示。圖2所示的記錄頭構(gòu)造為使得相鄰出口1100到進(jìn)墨口1500的距離交替變化。對(duì)應(yīng)于設(shè)置得更靠近進(jìn)墨口1500的出口1100的墨水通道1300包括輸送路徑1301和壓力腔1302。對(duì)應(yīng)于設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口1500的出口1100的墨水通道1305包括輸送路徑1306，其中每個(gè)輸送路徑1306置于相鄰的壓力腔1302之間。
當(dāng)如上所述，按照相對(duì)于進(jìn)墨口1500的交錯(cuò)圖案設(shè)置出口1100時(shí)，輸送路徑1301和輸送路徑1306的長度是不同的。由于期望噴嘴密度高(即期望噴嘴的節(jié)距小)，所以輸送路徑的長度差異將導(dǎo)致在加熱電阻器的后部區(qū)域產(chǎn)生很大的通道阻力差異。此外，設(shè)置得更靠近進(jìn)墨口1500的加熱電阻器的形狀為沿著通道的縱向延伸的矩形，以增大其加熱面積。加熱電阻器的矩形形狀導(dǎo)致輸送路徑的長度差異更為突出。
輸送路徑的長度差異導(dǎo)致再填充(refilling)速度的差異。很難在對(duì)應(yīng)于設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口1500的加熱電阻器的液體通道中獲得令人滿意的再填充速度。
通道阻力的差異也導(dǎo)致出口的排出性能出現(xiàn)差異。每個(gè)出口的排出性能的巨大差異可能導(dǎo)致圖像質(zhì)量的降低。
這些問題不僅對(duì)配置為從噴嘴排出相同體積墨滴的記錄頭是典型的。例如，當(dāng)噴嘴密度增加時(shí)，既包括用于排出較大體積墨滴的噴嘴又包括用于排出較少體積墨滴的噴嘴的記錄頭也可能存在相同的問題。這些問題不限于配置為通過排出墨水執(zhí)行記錄的記錄頭。在除記錄之外使用包括加熱電阻器的記錄元件排出液體的技術(shù)領(lǐng)域(例如濾色器制造和電路圖繪制)中使用的液體排出頭中也可能面臨相同的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而配置的，并提供一種包含按照交錯(cuò)圖案設(shè)置的出口的液體排出頭，使得各出口與入口之間的距離按照設(shè)置得更遠(yuǎn)離入口的出口也能穩(wěn)定排出液體的方式而不同。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體排出頭包括多個(gè)用于排出液體的出口、與對(duì)應(yīng)出口相通的液體通道、設(shè)置在基板上并配置為向液體通道提供液體的入口、設(shè)置為與該多個(gè)出口相面對(duì)并包括設(shè)置在基板上的加熱電阻器的記錄元件。出口包括設(shè)置得更靠近入口的第一出口，和設(shè)置得更遠(yuǎn)離入口的第二出口，而且這些出口以交錯(cuò)圖案設(shè)置，其中第一出口和第二出口交替地設(shè)置在該入口的至少一側(cè)。該記錄元件包括對(duì)應(yīng)于第一出口的第一記錄元件和對(duì)應(yīng)于第二出口的第二記錄元件。第一記錄元件的基于液體通道的流向的長寬比大于第二記錄元件的長寬比。
由于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體排出頭中包含的對(duì)應(yīng)于設(shè)置得更遠(yuǎn)離入口的第二出口的第二記錄元件基本上是方形的，因此與矩形的記錄元件相比，該第二記錄元件可以更為高效地向液體施加排出能量。結(jié)果是第二出口也能夠穩(wěn)定地排出液體。
本發(fā)明的其它特征將通過下面(參照附圖)對(duì)示例性實(shí)施例的描述而變得明顯。


圖1是公知記錄頭的透視平面圖。
圖2是包含按照交錯(cuò)圖案設(shè)置的出口的記錄頭的透視平面圖。
圖3是根據(jù)第一實(shí)施例的記錄頭的透視示意圖。
圖4是圖3所示的記錄頭的出口表面的部分透視平面圖，示出了記錄元件及其外圍。
圖5是包含在圖4所示記錄頭中的兩類墨水通道及其外圍的分解透視平面圖。
圖6A、6B和6C示出記錄元件的細(xì)節(jié)，其中圖6A是配置記錄元件的布線圖案的頂視圖，圖6B和6C分別示出沿著圖6A中的線VIB-VIB和VIC-VIC截取的截面視圖。
圖7是將驅(qū)動(dòng)脈沖分開的電路的框圖。
圖8是示出將驅(qū)動(dòng)電壓分開的電路的框圖。
圖9是示出將驅(qū)動(dòng)脈沖和驅(qū)動(dòng)電壓都分開的電路的框圖。
圖10A和10B是根據(jù)第二實(shí)施例的記錄頭的透視平面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
第一實(shí)施例圖3是根據(jù)第一實(shí)施例的記錄頭的透視示意圖。
如圖3所示，記錄頭101包括硅(Si)基板110(半導(dǎo)體基板)和通道形成部件111。在Si基板110的上表面設(shè)置了具有例如加熱電阻器的多個(gè)記錄元件400。通道形成部件111覆蓋Si基板上的記錄元件400。盡管本發(fā)明的特征在于記錄元件400及其外圍結(jié)構(gòu)，但是首先還是簡要描述記錄頭101的整體結(jié)構(gòu)。
Si基板110包括穿透該Si基板110的公共液體腔室112。在該公共液體腔室112的上表面設(shè)置了開口，以便用作縱向進(jìn)墨口500。盡管圖3只在進(jìn)墨口500的一側(cè)示出記錄元件400，但記錄元件400設(shè)置在進(jìn)墨口500的兩側(cè)。記錄元件400包括加熱電阻器，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)將在下面描述，該加熱電阻器配置為當(dāng)從外部通過未在圖中示出的電線向其施加電壓時(shí)輻射熱量。通過加熱墨水，向該墨水施加了排出能量。
在圖3中，記錄元件400沿著進(jìn)墨口500的縱向排列。但是如圖4所示，記錄元件400實(shí)際上按照交錯(cuò)圖案設(shè)置，如下所述。
通道形成部件111包括多個(gè)配置為排出墨水的出口100。每個(gè)出口100設(shè)置為與每個(gè)對(duì)應(yīng)記錄元件400相面對(duì)。出口100構(gòu)成設(shè)置在進(jìn)墨口500兩側(cè)的兩個(gè)出口組900。配置為將墨水從進(jìn)墨口500引導(dǎo)至出口100的多個(gè)墨水通道300設(shè)置在通道形成部件111和Si基板110的上表面之間。
具有這種結(jié)構(gòu)的記錄頭101在墨水供應(yīng)元件150上排列并固定，該墨水供應(yīng)元件150具有向Si基板110中的公共液體腔室112提供墨水的墨水通道(未示出)。當(dāng)使用記錄頭101時(shí)，其如下所述地操作。首先，從外部通過電線(未示出)施加給記錄元件400的電壓使包含加熱電阻器的記錄元件400輻射出熱量。該熱能使得墨水通道300中的墨水沸騰。通過該沸騰產(chǎn)生的氣泡將墨水通道300中的墨水從出口100作為墨滴推出。當(dāng)通道形成部件111的上表面、即出口表面面對(duì)著記錄介質(zhì)如紙張時(shí)，具有這種結(jié)構(gòu)的記錄頭101執(zhí)行上述操作。結(jié)果，排出的墨滴涂敷到該記錄介質(zhì)上從而在該記錄介質(zhì)上形成圖像。
下面，參照?qǐng)D4和圖5描述作為本發(fā)明特征的記錄元件400的結(jié)構(gòu)及其外圍。圖4是圖3所示的記錄頭101的出口表面的部分透視平面圖，并示出記錄頭101中的記錄元件400及其外圍。圖5是包含在圖4所示記錄頭101中的兩類墨水通道及其外圍的分解透視平面圖。
如圖5所示，上述出口組900包括出口組900a和出口組900b，其中進(jìn)墨口500插在出口組900a和900b之間。出口組900a和900b基本上具有相同的結(jié)構(gòu)，只是在進(jìn)墨口500的縱向(即圖中的垂直方向)上彼此偏移節(jié)距的一半(p/2)。下面，作為出口組900的例子，描述出口組900a。下文中，“出口組900a”可以簡稱為“出口組900”。
出口組900包括設(shè)置得更靠近進(jìn)墨口500的第一出口100a和設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500的第二出口100b。每個(gè)第一出口100a和每個(gè)第二出口100b沿著圖中的垂直方向交替設(shè)置。換句話說，出口100a和100b按照交錯(cuò)圖案設(shè)置。第一出口100a和第二出口100b以節(jié)距p在圖中的垂直方向上以相同的間隔設(shè)置。出口100a和100b(或統(tǒng)稱為“出口100”)是圓形的，并具有相同的尺寸。
節(jié)距p設(shè)置為使得出口組900的出口密度是1200dpi。由于如上所述出口組900a和900b偏移節(jié)距的一半(p/2)，因此整個(gè)記錄頭101的分辨率是2400dpi。根據(jù)該實(shí)施例，從每個(gè)出口100排出的每個(gè)墨滴的體積是1pl。下面將詳細(xì)描述適用于獲得上述分辨率的部件的尺寸和墨滴體積。
由于出口100a和100b如上所述按照交錯(cuò)圖案設(shè)置，因此墨水通道300和記錄元件400也按照對(duì)應(yīng)于出口100a和100b的交錯(cuò)圖案設(shè)置。
具體地說，墨水通道300如圖4所示包括通道長度較短并且與對(duì)應(yīng)的第一出口100a連接的第一墨水通道300a，以及通道長度較長并且與對(duì)應(yīng)的第二出口100b連接的第二墨水通道300b。如圖5所示，墨水通道300a和300b分別包括壓力腔302a、302b以及輸送路徑301a、301b。壓力腔302a、302b設(shè)置在包含出口100的區(qū)域中。輸送路徑301a、301b配置為分別向壓力腔302a和302b輸送墨水。在圖5中，輸送路徑301b的上游區(qū)域的寬度大于輸送路徑301b的其它區(qū)域的寬度。但是，對(duì)輸送路徑301b的結(jié)構(gòu)沒有限制。
壓力腔302a和302b分別包括第一記錄元件400a和第二記錄元件400b。第一記錄元件400a的形狀與第二記錄元件400b的形狀不同。為了達(dá)到從出口100a和100b令人滿意地排出，在記錄元件400a和400b的外邊緣和壓力腔302a和302b的內(nèi)壁之間提供一定的空間。將出口100a和100b設(shè)置為分別基本上定位在記錄元件400a和400b的中心。
如上所述，輸送路徑301a和301b可以分別具有比壓力腔302a和302b的寬度小的寬度(分別是W300a和W300b)，只要墨水穩(wěn)定地提供給壓力腔302a和302b就行。在該實(shí)施例中，由于出口100a和100b按照交錯(cuò)圖案設(shè)置，因此壓力腔302a和壓力腔302b沒有沿著圖中的垂直方向排列。通過這種方式，出口100a和100b以高度密集的方式設(shè)置，同時(shí)維持了輸送路徑301a和301b的令人滿意的壁厚。具體地說，當(dāng)輸送路徑301b的寬度W300b基本上等于或小于第一記錄元件400a的寬度W400a時(shí)，可以高度密集地設(shè)置出口100a和100b。
下面參照?qǐng)D6A、6B和6C描述包含加熱電阻器的記錄元件400a和400b的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖6A是配置記錄元件400a和400b的布線圖案的頂視圖。圖6B和6C分別示出沿著圖6A中的線VIB-VIB和VIC-VIC截取的截面視圖。
如圖6A、6B和6C所示，記錄元件400a和400b中每一個(gè)都通過去除堆疊在電阻層700上的布線層702的一部分來形成。當(dāng)在布線層702上施加電壓時(shí)，從電阻層700上的布線層702中去除的部分起電阻器的作用并產(chǎn)生熱量。形成具有這種結(jié)構(gòu)的記錄元件400a和400b的圖案是很容易的，因?yàn)槠痣娮杵髯饔玫膮^(qū)域可以通過只改變電阻層700和布線層702的圖案來很容易地改變。通過這種方式，可以很容易地調(diào)節(jié)記錄元件400a和400b的加熱值。如圖6A、6B和6C所示，形成在進(jìn)墨口500附近的第一記錄元件400a是通過從布線層702去除一部分從而暴露電阻層700的矩形區(qū)域來形成的。更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500而形成的第二記錄元件400b是通過從布線層702去除一部分從而基本上暴露電阻層700的方形區(qū)域來形成的。
當(dāng)按照交錯(cuò)圖案高密度地設(shè)置出口100a和100b時(shí)，第二墨水通道300b的長度變得較長。結(jié)果，墨水再填充時(shí)間可能延長且/或從第二出口100b的排出可能變得不穩(wěn)定。因此，根據(jù)該實(shí)施例，通過采用下述兩種不同的對(duì)策來穩(wěn)定從第二出口100b的排出。所采取的第一個(gè)對(duì)策是將限定每個(gè)第二記錄元件400b的區(qū)域設(shè)置為小于限定每個(gè)第一記錄元件400a的區(qū)域。另一個(gè)對(duì)策是將第二記錄元件400b的外形的長寬比設(shè)置為小于第一記錄元件400a的外形的長寬比，從而第二記錄元件400b基本上是正方形。
下面詳細(xì)描述這些對(duì)策。
為了維持第一出口100a和第二出口100b之間的排出平衡，可以提高在更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500之處設(shè)置的噴嘴(即包括第二出口100b的噴嘴)的排出性能。此外，每個(gè)加熱電阻器的長寬比可以設(shè)置為接近1(即加熱電阻器的形狀可以基本上是正方形)。由于以下原因，通過減小每個(gè)第二記錄元件400b的長寬比來穩(wěn)定排出。對(duì)于記錄元件400a和400b來說，其外圍區(qū)域的溫度低于其中心的溫度。因此，記錄元件400a和400b的外圍區(qū)域?qū)δ姆序v沒有什么貢獻(xiàn)。因此，當(dāng)比較矩形的第一記錄元件400a和基本上方形的第二記錄元件400b時(shí)，第二記錄元件400b的對(duì)墨水沸騰有貢獻(xiàn)的面積與該記錄元件的整個(gè)面積之比大于第一記錄元件400a的對(duì)墨水沸騰有貢獻(xiàn)的面積與該記錄元件的整個(gè)面積之比。換句話說，第二記錄元件400b能夠高效地向墨水輸送排出能量。
為了通過改造矩形加熱電阻器形狀來獲得基本上為1的長寬比，可以增加該加熱電阻器的寬度或者減小該加熱電阻器的長度。在該實(shí)施例中，噴嘴密度是預(yù)定的。因此加熱電阻器的寬度由于缺乏空間無法增加，但是加熱電阻器的長度可以減小。結(jié)果，設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500設(shè)置的加熱電阻器的面積減小，使得第二記錄元件400b的面積小于第一記錄元件400a的面積。
根據(jù)該實(shí)施例的記錄頭101包括具有相同尺寸并排出相同體積的墨滴的出口100。由于記錄頭101的排出量很小，因此絕對(duì)再填充頻率幾乎沒有降低，這是因?yàn)樵O(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500的噴嘴的再填充量很小。
如果第二記錄元件400b的形狀基本上是方形的，則與第二記錄元件400b是矩形的情況相比，第二記錄元件400b的中心可以設(shè)置得更靠近進(jìn)墨口500，如圖4所示。通過這種方式，再填充就變得很容易了。
下面描述根據(jù)該實(shí)施例的部件的詳細(xì)尺寸。
作為上述部件的示例性尺寸，每個(gè)出口100的開口的面積可以是70μm2。此外，第一記錄元件400a的寬度W400a和長度可以分別是10μm和28μm，第一記錄元件400b的寬度W400b和長度可以分別是14μm和18μm。換句話說，第一記錄元件400a可以具有280μm2的面積，第二記錄元件400b可以具有252μm2的面積，其中每個(gè)第一記錄元件400a的面積大于每個(gè)第二記錄元件400b的面積。
根據(jù)該實(shí)施例，可以在記錄頭101的第一和第二記錄元件400a、400b之間保持良好的排出平衡，其中該實(shí)施例具有1200dpi或更大的噴嘴密度并包括相同形狀的出口100，該出口100在滿足以下公式(其中長寬比基于通道方向)的情況下能夠排出相同體積的墨滴0.95＞第二記錄元件的面積/第一記錄元件的面積＞0.6 (1)以及第二記錄元件的長寬比/第一記錄元件的長寬比＜0.95 (2)如上所述，在該實(shí)施例中，第二記錄元件400b的排出比第一記錄元件400a的排出更為高效。結(jié)果，排出特性對(duì)所有出口100來說都是相同的，而不管墨水通道300a和300b的長度的差異。
在該實(shí)施例中，可以向記錄元件400a和400b提供足夠的能量，以便足以驅(qū)動(dòng)記錄元件400a和400b。
具體地說，由于記錄元件400a和400b包括加熱電阻器，因此記錄元件400a和400b的加熱值根據(jù)電阻層700的材料的每單位面積的阻抗和加熱值來確定。記錄元件400a和400b的阻抗根據(jù)記錄元件400a和400b的形狀確定。具有圖6A、6B、6C所示結(jié)構(gòu)的記錄元件400a和400b的阻抗隨著記錄元件400a和400b在電流流動(dòng)方向(即在圖6A、6B、6C的水平方向或進(jìn)墨口500的寬度方向)上的長度增加而變大。換句話說，阻抗隨著記錄元件400a和400b的垂直長度與水平長度之比增加而變大，其中該垂直長度等于進(jìn)墨口500的寬度。因此，當(dāng)對(duì)記錄元件400a和400b都施加相同的驅(qū)動(dòng)電壓和相同的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，提供給記錄元件400a和400b的能量可能過多或不足。結(jié)果，記錄元件400a和400b的排出性能將會(huì)變化。為了向記錄元件400a和400b都施加相同的驅(qū)動(dòng)脈沖，基于相同的驅(qū)動(dòng)時(shí)間來驅(qū)動(dòng)記錄元件400a和400b。
根據(jù)該實(shí)施例的記錄頭101可以通過分開部件(如配置為確定記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖的邏輯電路)，或者通過將向驅(qū)動(dòng)裝置提供電能的驅(qū)動(dòng)電壓分開，來適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)記錄元件400a和400b。
下面參照?qǐng)D7、8、9描述在根據(jù)該實(shí)施例的記錄頭101中采用的示例電路。圖7是將驅(qū)動(dòng)脈沖分開的電路的框圖。圖8是示出將驅(qū)動(dòng)電壓分開的電路的框圖。圖9是示出將驅(qū)動(dòng)脈沖和驅(qū)動(dòng)電壓都分開的電路的框圖。
用于將驅(qū)動(dòng)脈沖分開的結(jié)構(gòu)圖7所示的電路包括處理塊630、多個(gè)端子620a至620n、電源端子610、接地端子(GND)611、功率晶體管(驅(qū)動(dòng)器)650、第一驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子600、第二驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子601、第一與(AND)電路640a、第二與電路640b。處理塊630配置為控制各種數(shù)據(jù)的處理和時(shí)分驅(qū)動(dòng)。多個(gè)端子620a至620n與處理塊630連接，并向處理塊630發(fā)送時(shí)鐘(CLK)數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和與時(shí)分驅(qū)動(dòng)有關(guān)的數(shù)據(jù)。電源端子610向記錄元件400a和400b提供驅(qū)動(dòng)電壓。該電路包括功率晶體管(驅(qū)動(dòng)器)650，其配置為切換對(duì)記錄元件400a和400b中每一個(gè)的功率配送。第一驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子600確定第一記錄元件400a的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。第二驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子601確定第一記錄元件400b的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。第一與電路640a和第二與電路640b的輸出端都連接到功率晶體管650。
在處理塊630處理的信號(hào)發(fā)送給與電路640a和640b的第一輸入端。來自第一驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子600的信號(hào)發(fā)送給第一與電路640a的第二輸入端，來自第二驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子601的信號(hào)發(fā)送給第二與電路640b的第二輸入端。
在如上所述配置的電路中，驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子分為分別對(duì)應(yīng)于記錄元件400a和400b的驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子600和601。根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子600或601的驅(qū)動(dòng)脈沖和來自處理塊630的記錄數(shù)據(jù)的邏輯乘積(與)來驅(qū)動(dòng)記錄元件400a和400b。因此，分別根據(jù)從驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子600和601發(fā)送的不同驅(qū)動(dòng)時(shí)間(即不同的驅(qū)動(dòng)脈沖)來驅(qū)動(dòng)記錄元件400a和400b。通過這種方式，可以根據(jù)能產(chǎn)生令人滿意的排出的合適驅(qū)動(dòng)時(shí)間來操作記錄元件400a和400b。
用于將驅(qū)動(dòng)電壓分開的結(jié)構(gòu)在圖8所示的電路中，將提供給記錄元件400a和400b的驅(qū)動(dòng)電壓(電源電壓)分開。在圖8所示的電路中，包含在圖7所示電路中的電源端子610被兩個(gè)電源端子610a和610b代替。第一電源端子610a向第一記錄元件400a提供驅(qū)動(dòng)電壓，第二電源端子610b向第一記錄元件400b提供驅(qū)動(dòng)電壓。在圖8所示的電路，包含在圖7所示電路中的驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子600和601被公用驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子602代替。圖8所示的電路中包含的其它部件與圖7所示電路中包含的那些相同。圖8所示的與圖7所示部件具有相同功能的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。
在按照這種方式配置的電路中，分別從電源端子610a和610b向記錄元件400a和400b提供獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電壓。通過這種方式，可以基于能產(chǎn)生令人滿意的排出的合適驅(qū)動(dòng)時(shí)間來操作記錄元件400a和400b。
用于將驅(qū)動(dòng)脈沖和驅(qū)動(dòng)電壓都分開的結(jié)構(gòu)上面描述了圖7和圖8所示的電路。這兩類電路可以如圖9所示結(jié)合。圖9所示的電路包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子600和601以及兩個(gè)電源端子610a和610b。通過使用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)端子600和601以及兩個(gè)電源端子610a和610b，可以實(shí)現(xiàn)更精確的驅(qū)動(dòng)控制。
第二實(shí)施例圖10A和10B是根據(jù)第二實(shí)施例的記錄頭的出口表面的透視平面圖，并且示出了記錄元件及其外圍。
圖10A示出的記錄頭包括在進(jìn)墨口500的一側(cè)上的出口組900b。出口組900b具有1200dpi的噴嘴密度，該噴嘴密度與根據(jù)第一實(shí)施例的上述記錄頭101的噴嘴密度相同。在進(jìn)墨口500的另一側(cè)，設(shè)置包括出口100c的出口組900c，這些出口的開口面積較大。出口100c沿著進(jìn)墨口500的縱向排列，并通過寬度較大的相應(yīng)墨水通道300c來接收墨水。設(shè)置在墨水通道300c中的記錄元件400c基本上是方形的，它們的表面積大于根據(jù)第一實(shí)施例的記錄元件400a和400b的表面積。
根據(jù)圖10A所示的記錄頭，如果需要高分辨率，則主要使用出口組900b，而當(dāng)需要以較低分辨率進(jìn)行高速記錄時(shí)，主要使用出口組900c。通過這種方式，記錄頭既可用于高質(zhì)量記錄又可用于高速記錄。
除了設(shè)置第三出口100d、第三記錄元件400d和第三墨水通道300d來分別代替第二出口100b、第二記錄元件400b和第二墨水通道300b之外，圖10B所示的記錄頭與記錄頭101相同。
第三出口100d小于第二出口100b，第三記錄元件400d小于第二記錄元件400b。第三出口100d的形狀是圓形的，第三記錄元件400d的形狀基本上是方形的。
當(dāng)記錄頭具有不同直徑的出口以執(zhí)行分級(jí)(gradation)記錄時(shí)，對(duì)應(yīng)于小直徑的出口100d(即小出口)的記錄元件400d(加熱電阻器)小于對(duì)應(yīng)于直徑較大的出口100a(即大出口)的記錄元件400a。對(duì)于設(shè)置在更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500的記錄元件400d中的加熱電阻器的長寬比基本上為一的情況，設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500的出口100d的出口直徑可以較小。只要排出頻率對(duì)所有噴嘴都是相同的，對(duì)應(yīng)于小出口100d的墨水通道300d的再填充量小于對(duì)應(yīng)于大出口100a的墨水通道300a的再填充量。因此，通過使小出口400d設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500，可以提高整個(gè)記錄頭的再填充頻率。
根據(jù)圖10B所示的記錄頭，盡管從第三出口100d的排出量小于從根據(jù)第一實(shí)施例的第一出口100a的排出量，但是由于記錄元件400d基本上是方形的，因此以類似于上述記錄頭101的方式使從第三出口100d的排出穩(wěn)定。
如圖10B所示，下面描述交替地設(shè)置在根據(jù)該實(shí)施例的記錄頭上的直徑不同的噴嘴的排出量的細(xì)節(jié)。
為了執(zhí)行分級(jí)記錄，通過大出口100a排出大排出量而記錄的圖像和通過小出口100d排出小排出量而記錄的圖像之間的對(duì)比程度(contrast)可以是兩倍。如果將節(jié)距設(shè)置為使得噴嘴密度是1200dpi，則相鄰噴嘴之間的距離是21μm。在該21μm的距離內(nèi)，設(shè)置了對(duì)應(yīng)于設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500的出口100d的墨水通道300d，設(shè)置得更靠近進(jìn)墨口500的記錄元件400a，以及分隔墨水通道300d和記錄元件400a的壁。
排出量也取決于加熱電阻器的面積。但是，由于加熱電阻器的寬度因上述約束而有限，因此設(shè)置得更靠近進(jìn)墨口500的大出口100a的最大排出量大約是2pl。設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500的小出口100d的最大排出量大約是1pl，而且由于到小出口100d的墨水通道300d的寬度，小出口100d的優(yōu)選排出量大約是0.6pl。如果設(shè)置得更靠近進(jìn)墨口500的大出口100a的排出量大約為1pl，則設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500的小出口100d的排出量可以小于約0.6pl。但是，如果排出量非常小，則會(huì)降低到達(dá)目標(biāo)區(qū)域的墨滴的精度。因此，大約0.6pl的排出量是合適的。因此，在該實(shí)施例中，如果將設(shè)置得更遠(yuǎn)離進(jìn)墨口500的小出口100d的排出量設(shè)置在0.4至1.0pl(允許有一個(gè)誤差范圍)之間，則能保持通過大出口100a記錄的圖像和通過小出口100d記錄的圖像之間的對(duì)比程度，而且不管墨水通道的長度是多少都使每個(gè)噴嘴的排出特性穩(wěn)定。
如上所述，根據(jù)實(shí)施例的記錄頭可以安裝在用于噴墨記錄的典型打印設(shè)備上。此外，該記錄頭可以安裝在復(fù)印機(jī)、包括通信系統(tǒng)的傳真機(jī)、包括打印單元的字處理器、或組合了各種處理器的工業(yè)記錄設(shè)備上。上述典型的打印設(shè)備例如可以包含用于傳送記錄介質(zhì)的傳送單元、用于保持記錄頭使得出口面對(duì)記錄介質(zhì)并且用于在寬度方向(即與傳送方向正交的方向)上往復(fù)掃描記錄介質(zhì)的頭保持單元、以及用于驅(qū)動(dòng)該傳送單元和頭保持單元的控制單元。
根據(jù)該實(shí)施例的記錄頭不限于配置為排出墨水以進(jìn)行記錄的記錄頭，并且可以包括配置為使用包含在記錄元件中的加熱電阻器排出液體的液體排出頭。
雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)被賦予最寬泛的解釋，以涵蓋所有修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。
本申請(qǐng)要求2004年11月10日提交的日本專利申請(qǐng)No.2004-326781的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其合并于此。
權(quán)利要求
1.一種液體排出頭，包括多個(gè)用于排出液體的出口；多個(gè)液體通道，每個(gè)液體通道與對(duì)應(yīng)的出口相通；向液體通道提供液體的入口，該入口設(shè)置在基板上；設(shè)置在對(duì)應(yīng)的液體通道中且面對(duì)該多個(gè)出口的多個(gè)記錄元件，每個(gè)記錄元件包括設(shè)置在基板上的加熱電阻器，其中所述出口包括設(shè)置得相對(duì)更靠近入口的第一出口和設(shè)置得相對(duì)更遠(yuǎn)離入口的第二出口，而且這些出口以交錯(cuò)圖案排列，其中第一出口和第二出口交替地設(shè)置在該入口的至少一側(cè)，所述記錄元件包括對(duì)應(yīng)于第一出口的第一記錄元件和對(duì)應(yīng)于第二出口的第二記錄元件，并且第一記錄元件的基于液體通道的流向的長寬比大于第二記錄元件的長寬比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭，其中從第一出口排出的每個(gè)液滴和從第二出口排出的每個(gè)液滴基本上具有相同的體積，并且通過將一個(gè)第二記錄元件的面積除以一個(gè)第一記錄元件的面積而獲得的值小于0.95且大于0.60，而且通過將一個(gè)第二記錄元件的長寬比除以一個(gè)第一記錄元件的長寬比而獲得的值小于0.95。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭，其中從第二出口排出的每個(gè)液滴的體積小于從第一出口排出的每個(gè)液滴的體積。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體排出頭，其中從第二出口排出的每個(gè)液滴的體積是0.4至1.0皮升。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭，其中所述液體通道包括其中設(shè)置了第一記錄元件的第一液體通道和其中設(shè)置了第二記錄元件的第二液體通道，并且第二通道的插在相鄰第一記錄元件之間的部分的寬度基本上與第一記錄元件的寬度相同或者比第一記錄元件的寬度窄。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭，還包括包括第一出口的第一出口組；和包括第二出口的第二出口組；其中第一和第二出口組設(shè)置在所述入口的兩側(cè)，并且第一出口組和第二出口組彼此偏移節(jié)距的一半。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭，還包括電源單元，配置為向記錄元件提供驅(qū)動(dòng)電壓；驅(qū)動(dòng)器，其能夠切換對(duì)記錄元件的功率配送的條件，所述驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在記錄元件上；以及邏輯電路，配置為選擇性地驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)器，其中該邏輯電路包括第一和第二驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)提供單元，配置為向所述驅(qū)動(dòng)器輸出對(duì)應(yīng)于記錄元件的驅(qū)動(dòng)時(shí)間的信號(hào)，該第一驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)提供單元是為第一記錄元件設(shè)置的，而第二驅(qū)動(dòng)時(shí)間確定信號(hào)提供單元是為第二記錄元件設(shè)置的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出頭，還包括第一和第二電源單元，配置為向記錄元件提供驅(qū)動(dòng)電壓；驅(qū)動(dòng)器，其能夠切換對(duì)記錄元件的功率配送的條件，所述驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在記錄元件上；邏輯電路，配置為選擇性地驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)器，其中第一電源單元是為第一記錄元件設(shè)置的，而第二電源單元是為第二記錄元件設(shè)置的。
全文摘要
一種記錄頭，包括按照交錯(cuò)圖案排列的出口(100a，100b)，使得對(duì)相鄰出口而言，進(jìn)墨口(500)與出口之間的距離交替變化。記錄頭包括含有設(shè)置在進(jìn)墨口至少一側(cè)的多個(gè)出口的出口組。該出口組包括第一出口(100a)和第二出口(100b)，其中進(jìn)墨口與第一出口之間的距離不同于進(jìn)墨口與第二出口之間的距離。提供了包括加熱電阻器的第一記錄元件(400a)和第二記錄元件(400b)。第一記錄元件和第二記錄元件分別對(duì)應(yīng)于第一出口和第二出口，并分別設(shè)置在第一墨水通道和第二墨水通道中。第一記錄元件是矩形的，而第二記錄元件基本上是方形的。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101056765SQ2005800382
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2005年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者今仲良行, 初井琢也, 竹內(nèi)創(chuàng)太, 山口孝明, 松居孝浩, 久?？档v 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社