專利名稱：記錄頭基板、記錄頭和利用其的記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠進(jìn)行穩(wěn)定打印的記錄頭，和涉及適合利用記錄頭進(jìn)行記錄的記錄裝置。
背景技術(shù)：
將多個(gè)記錄元件排列在一條線上或多條線上的各種記錄頭已經(jīng)為人們所熟知。在這種類型的記錄頭中，幾個(gè)或幾十個(gè)驅(qū)動(dòng)集成電路被安裝在同一個(gè)基板上，每個(gè)驅(qū)動(dòng)集成電路可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)作為一個(gè)塊的N個(gè)記錄元件。在這樣的記錄頭中，包括產(chǎn)生用于從排出口排出墨的排出能、作為記錄元件的多個(gè)電熱轉(zhuǎn)換元件的記錄頭也是人們熟知的。一些這樣的記錄頭驅(qū)動(dòng)大量記錄元件并需要大量電力來驅(qū)動(dòng)記錄元件。另外，在這樣的記錄頭連續(xù)驅(qū)動(dòng)記錄元件的情況下，熱量積聚在其中，使記錄密度發(fā)生變化。此外，記錄元件也受相鄰記錄元件的熱量影響。
因此，人們提出了如下一些方法。一種是將記錄元件劃分成多個(gè)塊，并且對(duì)每個(gè)塊中彼此相鄰的多個(gè)記錄元件進(jìn)行順序驅(qū)動(dòng)操作的方法。另一種是將記錄元件劃分成多個(gè)塊，并進(jìn)行同時(shí)驅(qū)動(dòng)每個(gè)塊中彼此定位較遠(yuǎn)的多個(gè)記錄元件的分散驅(qū)動(dòng)操作的方法。
同時(shí)，在噴墨記錄裝置中同時(shí)驅(qū)動(dòng)相鄰記錄元件的情況下，噴嘴有時(shí)因排出墨時(shí)產(chǎn)生的互壓力而相互干擾。這種壓力干擾(即，串?dāng)_)可能引起記錄密度變化。因此，最好是在驅(qū)動(dòng)記錄元件之后，提供一個(gè)空閑間隔，以防止熱耗散或串?dāng)_。
為此，進(jìn)行分散驅(qū)動(dòng)操作的方法更有效，尤其是在要同時(shí)驅(qū)動(dòng)的記錄元件沿著列方向分布的情況下。根據(jù)這種方法，相鄰記錄元件不是同時(shí)驅(qū)動(dòng)的。因此，通過提供空閑間隔，可以消除每個(gè)記錄元件受相鄰記錄元件的影響。更具體地說，分散驅(qū)動(dòng)操作是通過共同與可以同時(shí)被驅(qū)動(dòng)的所有記錄元件連接的多個(gè)啟動(dòng)端實(shí)現(xiàn)的。圖7例示了記錄頭的傳統(tǒng)記錄元件驅(qū)動(dòng)電路。已
公開日本專利申請(qǐng)第7-68761號(hào)討論了類似的電路。
現(xiàn)在描述傳統(tǒng)電路的驅(qū)動(dòng)方法。首先，將圖像數(shù)據(jù)傳送時(shí)鐘從時(shí)鐘端CLK傳送到移位寄存器電路10。此外，將圖像數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)信號(hào)端DATA傳送到移位寄存器電路10。為了使鎖存電路11鎖存圖像數(shù)據(jù)，從鎖存端LAT輸入鎖存脈沖信號(hào)。此外，與記錄元件相對(duì)應(yīng)地對(duì)齊圖像數(shù)據(jù)。在鎖存脈沖信號(hào)的一個(gè)周期中，可以在每個(gè)塊中根據(jù)圖像數(shù)據(jù)激勵(lì)記錄元件。以塊為單位對(duì)記錄元件進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)。解碼器將代表信號(hào)ENB_0、ENB_1、ENB_2、和ENB_3的接通電平和斷開電平的組合的數(shù)據(jù)解碼成分別代表16個(gè)塊的數(shù)據(jù)。因此，可以選擇這些塊。在鎖存脈沖信號(hào)的周期中，依次選擇這些塊。在與16個(gè)塊的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段中，從熱啟動(dòng)端HEAT_1和HEAT_2輸入分別對(duì)應(yīng)于16個(gè)塊的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)。因此，通過將時(shí)分?jǐn)?shù)設(shè)置為32可以實(shí)現(xiàn)時(shí)分分散驅(qū)動(dòng)操作。施加到每個(gè)記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)具有被設(shè)置的脈寬，使得功能元件(即，驅(qū)動(dòng)器)3的上升時(shí)間和下降時(shí)間短到足以實(shí)現(xiàn)高分辨率控制。
但是，在上述配置的記錄頭用于實(shí)現(xiàn)高速圖像形成、高分辨率彩色圖像形成、和記錄頭小型化的情況下，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)如下問題。在增加記錄元件數(shù)以實(shí)現(xiàn)高速圖像形成和高分辨率彩色圖像形成時(shí)，將被時(shí)分驅(qū)動(dòng)的塊數(shù)或?qū)⒈煌瑫r(shí)驅(qū)動(dòng)的記錄元件數(shù)可能也增加。但是，為了實(shí)現(xiàn)高速圖像形成，對(duì)塊數(shù)的增加有限制。因此，存在朝著將被同時(shí)驅(qū)動(dòng)的記錄元件數(shù)增加的方向的發(fā)展趨勢(shì)。
但是，將被同時(shí)驅(qū)動(dòng)的記錄元件數(shù)的增加導(dǎo)致由導(dǎo)線中的記錄電流集中引起的問題的出現(xiàn)。這個(gè)問題是由在驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的上升和下降時(shí)產(chǎn)生的開關(guān)噪聲引起的誤動(dòng)作。例如，在功能元件3的上升時(shí)間或下降時(shí)間是100毫微秒，導(dǎo)線的自感是100毫微亨，并且流入導(dǎo)線的集中電流是1安培的情況下，按如下計(jì)算感應(yīng)電壓V(伏特)
V＝L·(di/dt)＝100×10-9×1/100×10-9×1＝1(伏特)。
也就是說，產(chǎn)生了作為噪聲電壓的1V感應(yīng)電壓。該噪聲電壓極大地影響CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)或TTL(晶體管-晶體管邏輯)邏輯門電路單元。尤其，在邏輯門電路單元是工作電壓為3.3V或更低的CMOS邏輯電路的情況下，該噪聲電壓電平基本上達(dá)到閾電平。因此，有時(shí)，在包括含有適合開關(guān)大電流的功能元件3的控制塊、和構(gòu)成移位寄存器和鎖存電路的CMOS或TTL邏輯門電路單元兩者的記錄頭設(shè)備中會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。
同時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的開關(guān)噪聲早已成為一個(gè)問題。因此，幾種防范開關(guān)噪聲的措施也是人們熟知的。例如，逐步延遲施加到要作為同一塊的記錄元件而被驅(qū)動(dòng)的記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的方法是人們所熟知的。根據(jù)這種方法，延遲元件被配置成根據(jù)考慮到開關(guān)噪聲的電平和寬度的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)，逐步延遲驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)施加到每個(gè)記錄元件的定時(shí)。
但是，在進(jìn)一步增加在1個(gè)塊的驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)的記錄元件數(shù)的情況下，這種方法遇到了如下問題。也就是說，盡管通常將容許脈寬時(shí)間分配給每個(gè)記錄元件，以便可以在驅(qū)動(dòng)周期(即，連續(xù)驅(qū)動(dòng)1個(gè)記錄元件的周期)內(nèi)驅(qū)動(dòng)所有記錄元件，但不能獲得足夠的延遲時(shí)間。因此，難以防止開始噪聲不利地影響記錄頭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是不僅逐步延遲施加到記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，而且延遲時(shí)分塊信號(hào)，并且提供可以防止在同一塊中驅(qū)動(dòng)記錄元件時(shí)產(chǎn)生的開關(guān)噪聲不利地影響記錄頭的記錄頭基板和記錄頭。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，記錄頭包括多個(gè)記錄元件；塊選擇單元，被配置成將記錄元件劃分成每一個(gè)都含有多個(gè)記錄元件的塊，并根據(jù)用于以塊為單位進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)的時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)選擇塊；輸入單元，被配置成輸入用于調(diào)節(jié)將被施加到每個(gè)記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的寬度的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)；第一延遲電路，被配置成延遲驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)被施加到包括在塊選擇單元選擇的塊中的記錄元件的定時(shí)；和第二延遲電路，被配置成使塊選擇單元延遲時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行如下詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和方面將變得顯而易見。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖例示了本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面，并且，與如下描述一起，用于說明本發(fā)明的原理。
圖1例示了輸入到根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的記錄頭電路的記錄元件的示例性信號(hào)；圖2是例示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的噴墨記錄裝置的示例性控制單元的方塊圖；圖3是例示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的噴墨記錄頭的示例性配置的示意圖；圖4是例示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的來自圖3的記錄頭電路的示例性驅(qū)動(dòng)操作的驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖；圖5A和5B例示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的記錄頭的延遲電路的示例性配置；圖6例示了輸入到根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的來自圖3的記錄頭電路的每個(gè)記錄元件的示例性信號(hào)；圖7是例示傳統(tǒng)噴墨記錄頭電路的配置的示意圖；圖8是例示根據(jù)如圖11所示的實(shí)施例的記錄頭電路的示例性驅(qū)動(dòng)操作的驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖；圖9例示了根據(jù)如圖11所示的實(shí)施例的記錄頭電路中的解碼電路的示例性解碼操作；圖10是例示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的示例性噴墨記錄裝置的透視圖；和圖11是例示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的噴墨記錄頭的示例性配置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施例、特征和方面。
圖10是例示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的示例性噴墨記錄裝置IJRA的透視圖。滑架HC含有與導(dǎo)螺桿5004的螺槽5005嚙合的銷(未示出)。隨著導(dǎo)螺桿5004轉(zhuǎn)動(dòng)，滑架HC在導(dǎo)向桿5003上沿著箭頭a和b的方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。噴墨盒IJC安裝在滑架HC上。噴墨盒IJC含有噴墨頭IJH(下文稱為“頭單元”)和存儲(chǔ)記錄墨的墨容器IT。
壓紙板5002沿著滑架移動(dòng)的方向?qū)⒓垑涸跐L筒5000上。滾筒5000在傳送電機(jī)(未示出)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，輸送記錄紙P。構(gòu)件5016支承適合蓋住記錄頭的前面的帽狀構(gòu)件5022。當(dāng)滑架HC到達(dá)原位側(cè)區(qū)域時(shí)，通過導(dǎo)螺桿5004的動(dòng)作執(zhí)行蓋住、清除和抽吸恢復(fù)操作。
接著，下面參照例示在圖2中的方塊圖描述配置成在上述裝置上執(zhí)行記錄控制操作的示例性控制系統(tǒng)。主體側(cè)控制單元101包括用于輸入記錄信號(hào)的輸入接口1700、微處理單元(MPU)1701、配置成存儲(chǔ)要由MPU 1701執(zhí)行的控制程序的程序只讀存儲(chǔ)器(ROM)1702、和配置成存儲(chǔ)如將被提供給記錄頭的記錄信號(hào)和記錄數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)1703。主體側(cè)控制單元101還包括配置成提供和控制記錄數(shù)據(jù)和用于驅(qū)動(dòng)記錄頭的信號(hào)的門陣列(G.A.)1704。門陣列1704控制門陣列1704與接口1700之間、門陣列1704與MPU 1701之間、和門陣列1704與RAM 1703之間的數(shù)據(jù)傳送。
傳送電機(jī)1709(在圖10中未示出)用于傳送記錄紙P。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1706用于驅(qū)動(dòng)傳送電機(jī)1709。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1707用于驅(qū)動(dòng)滑架電機(jī)5013。
下面描述控制系統(tǒng)的示例性操作。當(dāng)接口1700接收到記錄信號(hào)時(shí)，通過門陣列1704將記錄信號(hào)從接口1700發(fā)送到MPU 1701，MPU1701將記錄信號(hào)轉(zhuǎn)換成記錄數(shù)據(jù)。然后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1706和1707。此外，根據(jù)發(fā)送到滑架HC的記錄數(shù)據(jù)，通過滑架側(cè)控制單元102驅(qū)動(dòng)噴墨頭IJH。因此，將圖像記錄在記錄紙P上。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)噴墨頭IJH的記錄元件單元時(shí)，參考保存在頭單元103的存儲(chǔ)器(未示出)中的特征信息，以便對(duì)其進(jìn)行最佳驅(qū)動(dòng)。因此，驅(qū)動(dòng)每個(gè)記錄元件的模式得到確定。另外，在如下的描述中，將噴墨頭IJH簡(jiǎn)稱為“記錄頭”。
第一示例性實(shí)施例圖11示意性地例示了可以應(yīng)用本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的記錄頭IJH的配置的特征部分。根據(jù)本示例性實(shí)施例，在噴墨記錄頭基板1上設(shè)置了多個(gè)記錄元件2(一行256個(gè)記錄元件Seg.0到Seg.255)。通過對(duì)其進(jìn)行各向異性蝕刻或噴砂在基板上形成供墨口14，供墨口14適用于將墨提供給在結(jié)構(gòu)上配置在記錄元件上面的墨排出噴嘴(未示出)。
墨排出噴嘴的排出口設(shè)置在與記錄元件相對(duì)的一側(cè)上。由排列成一條直線的電熱元件(電阻元件)構(gòu)成的記錄元件列2(每個(gè)記錄元件列的電熱元件可以排列在與一組的幾個(gè)噴嘴相對(duì)應(yīng)的雙層線上)被布置成與供墨口14相對(duì)應(yīng)。正如后面詳細(xì)描述的那樣，記錄元件與控制電路電連接，以便有選擇地根據(jù)記錄圖像數(shù)據(jù)被驅(qū)動(dòng)。接著，布置了適合分別驅(qū)動(dòng)記錄元件2的MOS-FET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)功能元件(驅(qū)動(dòng)器)列3、和使驅(qū)動(dòng)器3能夠控制各個(gè)記錄元件2的電路連線9。電源公用電極(VH)4和電源接地公用電極(GNDH)5可以布置在記錄元件2和功能元件3的兩端?？商娲?，可以這樣布置電源公用電極(VH)4和電源接地公用電極(GNDH)5，即使得公用電極4和5和功能元件構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)。公用電極4和5可以根據(jù)噴墨記錄頭的配置來布置。
大多數(shù)基板不僅包含記錄元件列，而且包含像驅(qū)動(dòng)器列那樣的功能元件組以及控制電路。這有助于降低整個(gè)記錄裝置的成本。在元件和電路當(dāng)中，像移位寄存器10和鎖存電路11那樣的電路起分別控制位于數(shù)百個(gè)噴嘴上的記錄元件列的作用。即使在記錄單元的數(shù)量增加的情況下，也沒有必要根據(jù)記錄元件的數(shù)量增加控制端的數(shù)量。因此，含有用作控制電路的這樣電路的組合的記錄頭基板正成為主流。在噴墨記錄頭的情況下，會(huì)發(fā)生由墨流動(dòng)引起的稱為“串?dāng)_”的現(xiàn)象。從排出噴嘴排出的墨滴有時(shí)因串?dāng)_而變得不穩(wěn)定。
因此，為了防止相鄰記錄元件被同時(shí)驅(qū)動(dòng)，需要采用這樣的裝置，即使得可以相互獨(dú)立地控制相鄰記錄元件。相鄰記錄元件可以通過對(duì)端子HEAT_1和HEAT_2施加激勵(lì)信號(hào)(或脈寬調(diào)節(jié)信號(hào))來控制。根據(jù)鎖存電路11產(chǎn)生的各記錄元件控制信號(hào)、激勵(lì)信號(hào)、和時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)的“與”輸出驅(qū)動(dòng)記錄元件。將來自時(shí)分控制信號(hào)端ENB_0(或1，2，3)的時(shí)分控制信號(hào)設(shè)置成與記錄頭的驅(qū)動(dòng)塊相對(duì)應(yīng)。存在各種時(shí)分方法、選擇電路、和連線配置。根據(jù)本發(fā)明的時(shí)分方法、選擇電路、和連線配置不局限于上述的方法、電路、和配置。
顯示在方框9中的每個(gè)延遲電路15將信號(hào)延遲預(yù)定時(shí)間。此外，延遲電路15被設(shè)置在時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)線BLOCK上。延遲時(shí)間與連接的延遲電路的數(shù)量成正比地增加。
圖5A和5B示出了分別由低通濾波器和緩沖器構(gòu)成的延遲電路15的例子。根據(jù)將被同時(shí)驅(qū)動(dòng)的記錄元件的驅(qū)動(dòng)電流或流過記錄元件的電流的上升時(shí)間或下降時(shí)間，設(shè)置延遲時(shí)間。設(shè)置的延遲時(shí)間的范圍從大約幾毫微秒到大約幾十毫微秒。存在各種產(chǎn)生必要延遲時(shí)間的電路配置。適合產(chǎn)生必要延遲時(shí)間的電路不局限于根據(jù)本示例性實(shí)施例的電路。
現(xiàn)在再參照?qǐng)D11，控制端焊盤(在圖11中未編號(hào))適合將記錄電流饋送到噴墨記錄頭基板并控制記錄。從時(shí)分驅(qū)動(dòng)電路延伸的多條控制系統(tǒng)線被設(shè)置成在噴墨記錄頭基板1的表面上延伸，因?yàn)樵谟涗浹b置變成彩色的情況下也使用這些條控制系統(tǒng)線。
圖8是例示根據(jù)如圖11所示的實(shí)施例的記錄頭基板電路的示例性驅(qū)動(dòng)操作的驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖。在記錄裝置中顯影的和利用記錄頭的噴嘴列記錄的圖像數(shù)據(jù)被輸入端子DATA中。該數(shù)據(jù)基本上是串行數(shù)據(jù)并被提供給移位寄存器電路10。在本實(shí)施例中，將數(shù)據(jù)寬度對(duì)應(yīng)于256個(gè)記錄元件的數(shù)據(jù)臨時(shí)保存在鎖存電路11。將保存數(shù)據(jù)的鎖存時(shí)鐘輸入端子LAT中。已經(jīng)保存在鎖存電路11中的數(shù)據(jù)一直保存在其中，直到下一個(gè)數(shù)據(jù)輸入其中并且再次將鎖存時(shí)鐘輸入端子LAT中。
256個(gè)記錄元件被劃分成16個(gè)塊，每個(gè)塊含有16個(gè)記錄元件。以塊為單位對(duì)記錄元件進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)。將用于進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)的時(shí)分控制信號(hào)輸入端子ENB_0、ENB_1、ENB_2、和ENB_3中。每一個(gè)具有如圖9所示的高電平或低電平的四個(gè)時(shí)分控制信號(hào)被輸入端子ENB_0、ENB_1、ENB_2、和ENB_3中。根據(jù)代表通過解碼獲得的數(shù)據(jù)的輸出信號(hào)BLOCK_n選擇16個(gè)塊。
當(dāng)數(shù)據(jù)保存在鎖存電路11中時(shí)，順序地選擇16個(gè)塊(未示出)。然后，將用于激勵(lì)和控制記錄元件的激勵(lì)信號(hào)輸入端子HEAT_1和HEAT_2中(根據(jù)圖8)。接著，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)選擇記錄元件。以激勵(lì)信號(hào)(或脈寬調(diào)節(jié)信號(hào))確定的脈寬將記錄電流饋送到記錄元件。激勵(lì)信號(hào)如圖8所示偏移地施加到端子HEAT_1和HEAT_2。
因此，可以在數(shù)據(jù)傳送時(shí)鐘傳輸時(shí)間的范圍內(nèi)縮短應(yīng)用持續(xù)時(shí)間等于脈寬的記錄電流的總時(shí)間。這是盡可能地縮短墨排出的時(shí)間以便實(shí)現(xiàn)高速記錄裝置的方法。因此，在如圖11所示的電路允許的程度內(nèi)，可以設(shè)置幾個(gè)驅(qū)動(dòng)記錄頭的定時(shí)序列?？梢愿鶕?jù)記錄裝置的打印模式設(shè)置定時(shí)。
圖1例示了輸入到如圖11所示的記錄頭電路的記錄元件中的信號(hào)的例子。圖1進(jìn)一步例示了延遲電路的操作的例子。在該記錄頭中，記錄元件Seg.0到Seg.15未引起延遲。記錄元件Seg.16到Seg.31每一個(gè)中的一個(gè)延遲級(jí)(stage)產(chǎn)生延遲周期(period)。并且，記錄元件Seg.32到Seg.47每一個(gè)中的兩個(gè)延遲級(jí)產(chǎn)生延遲周期。在從Seg.48到Seg.223的記錄元件中，每當(dāng)記錄元件的數(shù)量增加16個(gè)時(shí)，包含在每個(gè)記錄元件中的延遲級(jí)數(shù)就增加1。最后，在Seg.224和Seg.225的每一個(gè)中，15個(gè)延遲級(jí)產(chǎn)生延遲周期。
到延遲級(jí)數(shù)不同的每個(gè)記錄元件的塊信號(hào)由BLOCK_m_n(m是塊信號(hào)號(hào)，n是延遲級(jí)數(shù))指定。此外，到延遲級(jí)數(shù)不同的每個(gè)記錄元件的激勵(lì)信號(hào)由HEAT_1_n和HEAT_2_n(n是延遲級(jí)數(shù))指定。
圖1還特別例示了輸入到記錄元件Seg.0+16n(n是延遲級(jí)數(shù))的信號(hào)，因?yàn)檩斎氲狡渲械膲K信號(hào)對(duì)應(yīng)于相同塊信號(hào)線(因此，塊信號(hào)線BLOCK_0為這些塊信號(hào)所共有)，并且只有在延遲級(jí)數(shù)上彼此不同。通過延遲輸入定時(shí)將激勵(lì)脈沖信號(hào)輸入到端子HEAT_1和HEAT_2中，以便分別對(duì)應(yīng)于端子HEAT_1和HEAT_2的脈沖在脈沖信號(hào)BLOCK_0的寬度內(nèi)。塊信號(hào)BLOCK_0_0未被延遲。但是，由于每個(gè)單延遲級(jí)產(chǎn)生延遲周期tDL，塊信號(hào)BLOCK_0_7相對(duì)于塊信號(hào)BLOCK_0_0延遲了延遲周期tDL的7倍。此外，塊信號(hào)BLOCK_0_15相對(duì)于塊信號(hào)BLOCK_0_0延遲了延遲周期tDL的15倍。
類似地，輸入到記錄元件Seg.0中的激勵(lì)信號(hào)HEAT_1_0相對(duì)于信號(hào)HEAT_1未延遲。但是，輸入到記錄元件Seg.12中的激勵(lì)信號(hào)HEAT_2_7相對(duì)于信號(hào)HEAT_2延遲了延遲周期tDL的7倍。此外，輸入到記錄元件Seg.240中的激勵(lì)信號(hào)HEAT_2_15相對(duì)于信號(hào)HEAT_2延遲了延遲周期tDL的15倍。因此，在任何噴嘴，脈沖信號(hào)HEAT_1和HEAT_2在脈沖BLOCK_0的持續(xù)時(shí)間內(nèi)。因此，可以獲得足夠的延遲時(shí)間。在信號(hào)BLOCK_0和信號(hào)SMALL_0未延遲的情況下，與只延遲每個(gè)激勵(lì)信號(hào)(下文也稱為“HEAT信號(hào)”)，但不延遲每個(gè)塊的傳統(tǒng)記錄頭類似，從脈沖DATA_1_15和BLOCK_0_0(SMALL_0)之間的比較中可明顯看出，脈沖信號(hào)DATA_1_15在脈沖BLOCK_0_0(SMALL_0)的持續(xù)時(shí)間之外。因此，不能將足夠的能量提供給記錄元件Seg.226。因此，不能驅(qū)動(dòng)記錄元件。
根據(jù)本實(shí)施例，在每個(gè)單記錄元件中，與信號(hào)線BLOCK相對(duì)應(yīng)的延遲級(jí)數(shù)被設(shè)置成等于與端子HEAT_1(或HEAT_2)相對(duì)應(yīng)的延遲級(jí)數(shù)。
但是，一般說來，信號(hào)BLOCK的脈寬被設(shè)置得比信號(hào)HEAT的脈寬寬，以便提供余量。因此，在信號(hào)HEAT_1(或HEAT_2)在信號(hào)BLOCK的持續(xù)時(shí)間內(nèi)的情況下，可以減少延遲級(jí)數(shù)。例如，在每個(gè)記錄元件中，在與端子HEAT_1(或HEAT_2)相對(duì)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)延遲級(jí)的情況下，與信號(hào)線BLOCK相對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)延遲級(jí)。因此，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，可以減少設(shè)置在信號(hào)線BLOCK上的延遲電路的數(shù)量。
因此，即使在記錄元件的數(shù)量增加的情況下，通過在適合選擇對(duì)其進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)的塊的塊選擇單元中設(shè)置延遲電路，可以獲得足夠的延遲時(shí)間。因此，可以防止開關(guān)噪聲不利地影響記錄頭。
根據(jù)本發(fā)明的記錄頭不局限于上述配置的熱噴墨頭。也就是說，只要記錄頭適合以每一個(gè)含有預(yù)定個(gè)記錄元件的塊為單位對(duì)記錄元件進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)，并延遲地驅(qū)動(dòng)在同一塊中同時(shí)被驅(qū)動(dòng)的每個(gè)記錄元件，本發(fā)明可以應(yīng)用于任何這樣的記錄頭。另外，即使在記錄頭是熱敏頭而不是噴墨頭，或適合利用壓電元件排出墨的噴墨頭的情況下，只要記錄頭滿足上述條件，也可以對(duì)其應(yīng)用本發(fā)明。
第二示例性實(shí)施例圖3示意性地例示了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例可應(yīng)用的噴墨記錄頭的特征部分(即，記錄頭基板1的特征電路部分)。
現(xiàn)在描述第二示例性實(shí)施例與如圖11所示的第一示例性實(shí)施例的不同之處?？刂齐娐?將記錄元件劃分成每一個(gè)含有32個(gè)噴嘴的塊，并選擇這些塊之一。此外，控制電路6通過輸入時(shí)分控制信號(hào)和通過系統(tǒng)線7輸出時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)。控制電路6通常由解碼器電路或移位寄存器電路構(gòu)成?！芭c”電路列8用于設(shè)置通過驅(qū)動(dòng)脈沖將電流饋送到每個(gè)記錄元件的激勵(lì)時(shí)間。根據(jù)本實(shí)施例的記錄頭是這樣配置的，即相鄰記錄元件在加熱器阻值方面和在噴嘴形狀方面彼此不同，并可以分別排出數(shù)量不同的墨。大小加熱器被交替布置成記錄元件。
此外，以大小加熱器對(duì)為單位驅(qū)動(dòng)控制記錄元件。也就是說，考慮到串?dāng)_，控制電路以小加熱器對(duì)為單位驅(qū)動(dòng)控制記錄元件。每對(duì)大小加熱器可以通過將激勵(lì)信號(hào)分別施加到端子HEAT_1和HEAT_2來控制。代表保存在鎖存電路11中的圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)和施加到端子HEAT_1和HEAT_2的兩個(gè)信號(hào)的“與”輸出通過各自控制電路線9從“與”電路輸出。
“與”電路的輸出由從“與”電路輸出和時(shí)分驅(qū)動(dòng)解碼器電路6通過信號(hào)系統(tǒng)線7輸出的信號(hào)確定。這些信號(hào)分別與記錄頭中被驅(qū)動(dòng)的塊相對(duì)應(yīng)地被設(shè)置。存在各種時(shí)分方法、選擇電路、和連線配置，并且不局限于上述的方法、電路、和配置。顯示在方框7和8中的每個(gè)延遲電路15將信號(hào)延遲預(yù)定時(shí)間。
在圖3中未編號(hào)的部件是適合將記錄電流饋送到噴墨記錄頭基板和控制記錄的控制端焊盤。從時(shí)分驅(qū)動(dòng)電路延伸出來的多條控制系統(tǒng)線被設(shè)置成在噴墨記錄頭基板1的表面上延伸，因?yàn)?，即使在記錄裝置變成彩色的情況下，也使用這些條控制系統(tǒng)線。
將電流饋送到噴墨記錄頭使記錄頭基板本身的溫度升高。但是，在低溫環(huán)境下，墨的溫度和頭基板的溫度兩者都很低。在低溫環(huán)境下，在記錄裝置啟動(dòng)之后馬上開始排出墨的情況下，經(jīng)常達(dá)不到記錄頭的固有墨排出性能。因此，噴墨記錄頭含有基板加熱子加熱器12，基板加熱子加熱器12適合對(duì)頭基板進(jìn)行熱控制，以將頭基板的溫度改變到正常環(huán)境溫度。
一般說來，基板加熱子加熱器12包括由與記錄元件相似的材料制成的電阻元件?；寮訜嶙蛹訜崞?2還包括用于檢測(cè)環(huán)境溫度的基板溫度傳感器13。可以與子加熱器12一起制造在相同基板上的鋁電阻元件或二極管元件通常用作基板溫度傳感器13。直接將這些用于溫度控制的元件安裝在記錄頭基板上可以獲得相似的效果。在有必要高精度地直接檢測(cè)與頭基板接觸的墨的溫度以及基板的溫度的情況下，將子加熱器12和基板溫度傳感器13制造在同一基板上是最佳的。在這種情況下，沒有必要在記錄頭中安裝溫度控制部件。因此，可以降低記錄頭的成本。
圖4是例示如圖3所示的實(shí)施例的記錄頭電路的示例性驅(qū)動(dòng)操作的驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖。該數(shù)據(jù)基本上是串行數(shù)據(jù)并提供給移位寄存器電路10。在本實(shí)施例中，將數(shù)據(jù)寬度對(duì)應(yīng)于256個(gè)記錄元件的數(shù)據(jù)臨時(shí)保存在鎖存電路11。將保存數(shù)據(jù)的鎖存時(shí)鐘輸入端子LAT中。已經(jīng)保存在鎖存電路11中的數(shù)據(jù)一直保存在其中，直到下一個(gè)數(shù)據(jù)輸入其中并且再次將鎖存時(shí)鐘輸入端子LAT中。當(dāng)數(shù)據(jù)保存在鎖存電路11中時(shí)，將用于激勵(lì)和控制記錄元件的兩個(gè)信號(hào)輸入端子HEAT_1和HEAT_2中。隨后，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)有選擇地激勵(lì)記錄元件，以便記錄數(shù)據(jù)。
近年來，通過與圖像數(shù)據(jù)一起順序地將時(shí)分驅(qū)動(dòng)設(shè)置數(shù)據(jù)傳送到端子DATA以減少記錄頭的端子數(shù)的方法已經(jīng)為人們所熟知。通過局部放大驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖，圖4例示了用于分別控制16個(gè)記錄元件的控制數(shù)據(jù)、和用于設(shè)置將被時(shí)分驅(qū)動(dòng)的塊號(hào)的數(shù)據(jù)。
此外，還將選擇驅(qū)動(dòng)大加熱器和小加熱器的哪一個(gè)以便進(jìn)行灰度選擇的選擇數(shù)據(jù)輸入端子DATA(在下文中，將代表選擇數(shù)據(jù)的信號(hào)稱為DATA信號(hào))。根據(jù)該時(shí)間序列，通過選擇驅(qū)動(dòng)大加熱器和小加熱器的哪一個(gè)來驅(qū)動(dòng)64個(gè)噴嘴(附帶提一下，16×22＝64)。用于分別控制必要記錄元件的控制數(shù)據(jù)與時(shí)分設(shè)置數(shù)據(jù)(用時(shí)分控制信號(hào)表示)一起設(shè)置。這樣就沒有必要設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)64個(gè)噴嘴的移位寄存器和鎖存電路。因此，可以極大地縮小記錄頭基板的尺寸。
此外，將與時(shí)分驅(qū)動(dòng)控制相對(duì)應(yīng)的串行數(shù)據(jù)位加入控制數(shù)據(jù)中使塊數(shù)增加2的冪次倍。因此，根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳送可以靈活地應(yīng)付記錄元件數(shù)的增加。當(dāng)在鎖存了數(shù)據(jù)之后將HEAT信號(hào)施加到端子時(shí)，記錄電流在長(zhǎng)度等于施加HEAT信號(hào)的脈寬的時(shí)間內(nèi)饋送到記錄元件。如圖4所示，分別對(duì)應(yīng)于端子HEAT_1和HEAT_2的HEAT信號(hào)通過被偏移分別施加到這些端子。因此，可以在數(shù)據(jù)傳送時(shí)鐘傳輸時(shí)間的范圍內(nèi)，縮短饋送持續(xù)時(shí)間等于脈寬的信號(hào)所代表的記錄電流的總時(shí)間。這是盡可能地縮短墨排出的時(shí)間以便實(shí)現(xiàn)高速記錄裝置的方法。因此，在如圖3所示的電路允許的程度內(nèi)，可以設(shè)置幾個(gè)驅(qū)動(dòng)記錄頭的定時(shí)序列?？梢愿鶕?jù)記錄裝置的打印模式設(shè)置定時(shí)。
圖6例示了輸入到如圖3所示的記錄頭電路的記錄元件中的信號(hào)的例子。圖6進(jìn)一步例示了延遲電路的操作的例子。在該記錄頭中，記錄元件Seg.0到Seg.15未引起延遲。記錄元件Seg.16到Seg.31每一個(gè)中的一個(gè)延遲級(jí)產(chǎn)生延遲周期。并且，記錄元件Seg.32到Seg.47每一個(gè)中的兩個(gè)延遲級(jí)產(chǎn)生延遲周期。在從Seg.48到Seg.223的記錄元件范圍中，每當(dāng)記錄元件的數(shù)量增加16個(gè)時(shí)，包含在每個(gè)記錄元件中的延遲級(jí)數(shù)就增加1級(jí)。最后，在Seg.224和Seg.225的每一個(gè)中，15個(gè)延遲級(jí)產(chǎn)生延遲周期。
到延遲級(jí)數(shù)不同的每個(gè)記錄元件的塊信號(hào)由BLOCK_m_n(m是塊信號(hào)號(hào)，n是延遲級(jí)數(shù))指定。此外，輸入到含有不同延遲級(jí)的每個(gè)記錄元件并用于選擇大加熱器或小加熱器的選擇信號(hào)由LARGE_n(或SMALL_n)(n是延遲級(jí)數(shù))指定。另外，代表與端子HEAT_1(或HEAT_2)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)與用于選擇噴嘴的DATA信號(hào)的“與”積由DATA_1_n(或DATA_2_n)(n是延遲級(jí)數(shù))指定。
由于輸入到其中的塊信號(hào)對(duì)應(yīng)于相同塊信號(hào)線(因此，脈沖塊信號(hào)線BLOCK_0為這些塊信號(hào)所共有)并且只有在延遲級(jí)數(shù)上彼此不同，選擇信號(hào)對(duì)應(yīng)于相同加熱器(因此，小加熱器SMALL為這些選擇信號(hào)所共有)并且只有在延遲級(jí)數(shù)上彼此不同，圖6例示了輸入到記錄元件Seg.0+16n和Seg.2+16n(n是延遲級(jí)數(shù))的信號(hào)。對(duì)應(yīng)于信號(hào)線BLOCK_0的每個(gè)塊信號(hào)和對(duì)應(yīng)于小加熱器SMALL的選擇信號(hào)總是保存在鎖存電路中，直到將鎖存時(shí)鐘輸入其中。
通過延遲輸入定時(shí)將激勵(lì)脈沖信號(hào)輸入到端子HEAT_1和HEAT_2中，以便分別對(duì)應(yīng)于端子HEAT_1和HEAT_2的脈沖在脈沖信號(hào)BLOCK_0和對(duì)應(yīng)于小加熱器SMALL的選擇信號(hào)每一個(gè)的寬度內(nèi)。激勵(lì)信號(hào)輸入到端子HEAT_1(或HEAT_2)中的定時(shí)與選擇信號(hào)DATA_1_0(或DATA_2_0)輸入到端子DATA的定時(shí)相同。但是，由于每個(gè)單延遲級(jí)產(chǎn)生延遲周期tDL，選擇信號(hào)DATA_1_7相對(duì)于與端子HEAT_1相對(duì)應(yīng)的信號(hào)延遲了延遲周期tDL的7倍。此外，選擇信號(hào)DATA_1_15相對(duì)于與端子HEAT_1相對(duì)應(yīng)的信號(hào)延遲了延遲周期tDL的15倍。
類似地，輸入到記錄元件Seg.0中的信號(hào)BLOCK_0_0(或SMALL_0)未被延遲。但是，信號(hào)BLOCK_0_7(或SMALL_7)相對(duì)于信號(hào)BLOCK_0_0延遲了延遲周期tDL的7倍。此外，信號(hào)BLOCK_0_15(或SMALL_15)相對(duì)于信號(hào)BLOCK_0_0延遲了延遲周期tDL的15倍。因此，在任何噴嘴，信號(hào)DATA_1和DATA_2在脈沖BLOCK_0(或SMALL)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)。因此，可以獲得足夠的延遲時(shí)間。在與信號(hào)線BLOCK_0相對(duì)應(yīng)的信號(hào)和與加熱器SMALL相對(duì)應(yīng)的信號(hào)未被延遲的情況下，從脈沖DATA_1_15和BLOCK_0_0(或SMALL_0)之間的比較中可明顯看出，脈沖信號(hào)DATA_1_15在脈沖BLOCK_0_0(SMALL_0)的持續(xù)時(shí)間之外。因此，不能將足夠的能量提供給記錄元件Seg.226。因此，不能驅(qū)動(dòng)記錄元件。
根據(jù)本實(shí)施例，在每個(gè)單記錄元件中，與信號(hào)線BLOCK相對(duì)應(yīng)的延遲級(jí)數(shù)被設(shè)置成總是等于與端子HEAT_1(或HEAT_2)相對(duì)應(yīng)的延遲級(jí)數(shù)。但是，一般說來，信號(hào)BLOCK的脈寬被設(shè)置得比信號(hào)HEAT的脈寬寬，以便提供余量。因此，可以將記錄頭配置成減少延遲級(jí)數(shù)，以便信號(hào)HEAT_1(或HEAT_2)在信號(hào)BLOCK的持續(xù)時(shí)間內(nèi)。
例如，在每個(gè)記錄元件中，在與端子HEAT_1(或HEAT_2)相對(duì)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)延遲級(jí)的情況下，與信號(hào)線BLOCK相對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)延遲級(jí)。因此，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，可以減少設(shè)置在信號(hào)線BLOCK上的延遲電路的數(shù)量。
因此，正如在第二示例性實(shí)施例的描述中所述的那樣，在配置成進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)的塊選擇單元、和配置成選擇分別對(duì)應(yīng)于大小加熱器的灰度之一的灰度選擇單元的每一個(gè)中設(shè)置延遲電路。因此，提供了足夠的延遲時(shí)間。因此，可以防止開關(guān)噪聲不利地影響記錄頭。
此外，如上所述，除了記錄元件、塊選擇單元、適合輸入脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)的輸入單元、和適合延遲將驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)施加到記錄元件的定時(shí)的延遲電路之外，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的記錄頭還包括設(shè)置在塊選擇單元中的延遲電路。因此，即使在將被同時(shí)驅(qū)動(dòng)的加熱元件的數(shù)量與實(shí)現(xiàn)高速打印必不可少的記錄元件的數(shù)量和排出口的數(shù)量的增加一起增加的情況下，也可以減小噪聲對(duì)圖像數(shù)據(jù)控制線的影響。
雖然通過參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不局限于公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍應(yīng)該與最廣義的解釋一致，以便包含所有修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種記錄頭，包含多個(gè)記錄元件；塊選擇單元，被配置成將記錄元件劃分成每一個(gè)都含有多個(gè)記錄元件的塊，并根據(jù)用于以塊為單位進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)的時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)選擇塊；輸入單元，被配置成輸入用于調(diào)節(jié)將被施加到每個(gè)記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的寬度的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)；第一延遲電路，被配置成延遲驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)后來被施加到包括在塊選擇單元選擇的塊中的記錄元件的定時(shí)；和第二延遲電路，被配置成使塊選擇單元延遲時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭，其中，第二延遲電路的延遲級(jí)數(shù)小于第一延遲電路的延遲級(jí)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭，其中，每個(gè)延遲電路包括緩沖電路。
4.一種記錄頭，具有配置成排出不同數(shù)量墨的多組記錄元件、配置成以組為單位選擇多組記錄元件的選擇單元、配置成將記錄元件劃分成每一個(gè)都含有多個(gè)記錄元件的塊并以塊為單位進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)的塊選擇單元、配置成輸入用于調(diào)節(jié)將被施加到每個(gè)記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的寬度的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)的輸入單元、和配置成延遲驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)被施加到包括在塊選擇單元選擇的塊中的記錄元件的定時(shí)的第一延遲電路，該記錄頭包含配置成使塊選擇單元延遲時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二延遲電路；和設(shè)置在灰度選擇單元中的第三延遲電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的記錄頭，其中，第二延遲電路的延遲級(jí)數(shù)小于第一延遲電路的延遲級(jí)數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的記錄頭，其中，每個(gè)延遲電路包括緩沖電路。
7.一種記錄裝置，包含記錄頭，具有多個(gè)記錄元件、配置成將記錄元件劃分成每一個(gè)都含有多個(gè)記錄元件的塊并根據(jù)用于以塊為單位進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)的時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)選擇塊的塊選擇單元、配置成輸入用于調(diào)節(jié)將被施加到每個(gè)記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的寬度的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)的輸入單元、配置成延遲驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)被施加到包括在塊選擇單元選擇的塊中的記錄元件的定時(shí)的第一延遲電路、和配置成使塊選擇單元延遲時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二延遲電路；和控制單元，被配置成控制記錄頭的驅(qū)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的記錄裝置，其中，每個(gè)延遲電路包括緩沖電路。
9.一種記錄頭基板，包含多個(gè)記錄元件；塊選擇單元，被配置成將記錄元件劃分成每一個(gè)都含有多個(gè)記錄元件的塊，并根據(jù)用于以塊為單位進(jìn)行時(shí)分驅(qū)動(dòng)的時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)選擇塊；輸入單元，被配置成輸入用于調(diào)節(jié)將被施加到每個(gè)記錄元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的寬度的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)；第一延遲電路，被配置成延遲驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)被施加到包括在塊選擇單元選擇的塊中的記錄元件的定時(shí)；和第二延遲電路，被配置成使塊選擇單元延遲時(shí)分驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的記錄頭基板，其中，每個(gè)延遲電路包括緩沖電路。
全文摘要
記錄頭電路被配置成通過將多個(gè)記錄元件劃分成多個(gè)塊而驅(qū)動(dòng)多個(gè)記錄元件。該電路不僅延遲用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)塊中的記錄元件的加熱信號(hào)，而且延遲塊信號(hào)。因此，可以防止因信號(hào)重疊而出現(xiàn)噪聲。
文檔編號(hào)B41J2/00GK1990243SQ200610172509
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者赤間雄一郎, 林崎公之, 小川正彥, 武居康德 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社