專利名稱：噴墨記錄設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨記錄設(shè)備，尤其涉及一種噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)，該頭包括一個(gè)電阻元件，該電阻元件產(chǎn)生用于排放墨水的熱能。
近年來(lái)，在噴墨記錄設(shè)備中，經(jīng)常使用可替換的記錄頭。原因是這種可替換的記錄頭的生產(chǎn)成本相當(dāng)?shù)土?，并且通過(guò)利用這種低成本的記錄頭，噴墨記錄設(shè)備可以具有這樣一種結(jié)構(gòu)，當(dāng)墨水罐內(nèi)的墨水用盡時(shí)，能夠一次替換記錄頭以及與墨水罐結(jié)合在一起的盒式記錄頭單元。
另外，在可替換的記錄頭的各排放特性中，經(jīng)常存在變化，即使是輕微的變化。尤其是，對(duì)于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能的熱阻元件，其生產(chǎn)過(guò)程中的各種變化，經(jīng)常導(dǎo)致所排放的墨滴或類似物的改變。
這樣，在記錄頭的常規(guī)生產(chǎn)過(guò)程中，一般包括下述幾個(gè)過(guò)程第一，一個(gè)用于測(cè)量閾值電壓Vth(即剛實(shí)際產(chǎn)生墨水排放時(shí)，熱阻元件的最低電壓)的過(guò)程，以及一個(gè)用于將測(cè)量結(jié)果作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)電路(例如設(shè)在記錄頭的印刷電路板上)的過(guò)程。然后，利用安裝有記錄頭的噴墨記錄設(shè)備的控制部分，讀出在該過(guò)程中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所讀的數(shù)據(jù)，可以設(shè)定熱阻元件的驅(qū)動(dòng)電壓。
第二，用于穩(wěn)定記錄頭墨水排放的過(guò)程，尤其是過(guò)程在記錄頭出廠之前，將驅(qū)動(dòng)電壓(K倍于在上述測(cè)量過(guò)程中所測(cè)得的閾值驅(qū)動(dòng)電壓Vth)的一定脈沖多次施加到每個(gè)熱阻元件，以便穩(wěn)定記錄頭的墨水排放特性。
然而，對(duì)于上述用于設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓的、以及用于排放穩(wěn)定處理的常規(guī)過(guò)程，存在下列問題1)為設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓，在記錄頭的生產(chǎn)過(guò)程中，需要新提供下列兩個(gè)過(guò)程，即，一個(gè)在剛產(chǎn)生墨水排放而同時(shí)實(shí)際執(zhí)行墨水排放時(shí)，用于測(cè)量閾值電壓Vth的過(guò)程，以及一個(gè)將所測(cè)得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到記錄頭的過(guò)程。結(jié)果是，既增加生產(chǎn)過(guò)程，也增加生產(chǎn)成本。
2)需要提供一個(gè)電路，比如ROM，用于在產(chǎn)生墨水排放時(shí)，存儲(chǔ)閾值驅(qū)動(dòng)電壓，或者提供一種結(jié)構(gòu)，以在記錄頭中，保持與閾值驅(qū)動(dòng)電壓相應(yīng)的信息信號(hào)。于是，在提供諸如ROM的電路的情形下，產(chǎn)品成本增加，而在記錄頭中保持信息信號(hào)的情形下，需要設(shè)置多個(gè)接點(diǎn)或類似裝置，用于在其中保持多個(gè)信號(hào)，以致因此增加了成本，以及降低接觸部分的穩(wěn)定性。
3)在測(cè)量剛產(chǎn)生墨水排放時(shí)的最低電壓，而改變所施加的電壓以測(cè)量閾值電壓的情形下，可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的墨水排放狀態(tài)，例如，固定在熱阻元件上的污物，使得不能一直測(cè)量適當(dāng)?shù)拈撝惦娔堋?br> 4)因?yàn)榕欧欧€(wěn)定處理是通過(guò)向各熱阻元件施加K倍于所測(cè)得的閾值電壓Vth的電壓，而得以完成的，所以在實(shí)際記錄中，即使已向其施加了小于K倍于閾值電壓的所加電壓的一定脈沖，也可能得到不充分穩(wěn)定的排放狀態(tài)。這種情形下，可能使記錄質(zhì)量降低。
另一方面，與上述常規(guī)過(guò)程的第二點(diǎn)相似的問題，產(chǎn)生于一種結(jié)構(gòu)中，這種結(jié)構(gòu)不同于在記錄頭中保持多個(gè)信息信號(hào)的結(jié)構(gòu)。例如，問題產(chǎn)生于這樣一種情形，其中熱阻元件用于記錄頭的溫度控制。該問題將在下文參照

圖1和2加以詳述。
圖1是襯底1101上的一種結(jié)構(gòu)的示意圖。在襯底1101上，在靠近其端側(cè)(圖中，靠近上端側(cè)部分)設(shè)置多個(gè)(比如32個(gè))熱阻元件(下文，將熱阻元件稱為排放熱源)，分別與記錄頭的多個(gè)排放孔對(duì)應(yīng)，這些排放熱源形成電阻元件組1107。電阻元件組1107中的每個(gè)排放熱源，由驅(qū)動(dòng)器1109、根據(jù)各個(gè)熱源驅(qū)動(dòng)信號(hào)、經(jīng)導(dǎo)線1108組成的陣列驅(qū)動(dòng)，因而將熱加到墨水，并執(zhí)行墨水的排放。在靠近襯底1101的兩個(gè)側(cè)端處(圖中，靠近襯底的左側(cè)和右側(cè)的部分)，分別設(shè)置電阻元件(下文，電阻元件稱為副熱源)1103和1104。電阻元件1103和1104用于在記錄頭的溫度控制中進(jìn)行加熱。
在靠近襯底1101的另一端處(圖中，靠近下端的部分)，設(shè)置一個(gè)接地端1105，熱源驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一個(gè)輸入端1106，以及一個(gè)電源端1110，并且還分別為副熱源1103設(shè)置兩個(gè)端子1102a和1102a，和為副熱源104設(shè)置兩個(gè)端子1102b和1102b。
在上述常規(guī)記錄頭中，在記錄頭的襯底1101和印刷電路板1303之間具有20條引線的情形下，其中的4條引線用于副熱源1103和1104。另外，在包括具有上述結(jié)構(gòu)的記錄頭的、如圖2所示的噴墨記錄設(shè)備中，物理連接的四個(gè)接觸部分分別以這種方式連接在襯底1101與印刷電路板1303之間的接觸部分，由焊線1302連接;在印刷電路板1303與軟性板(軟性電纜)1305之間的接觸部分，由壓力接觸部分1304連接;以及在軟性板1305與記錄設(shè)備的主電組件安裝板1307之間的部分，由利用連接器1306的壓力接觸連接。
然而，對(duì)于上述常規(guī)記錄設(shè)備，需要提供四條引線，以檢測(cè)副熱源1103和1104的各電阻值。這樣，因?yàn)閺囊r底1101伸出的引線的數(shù)量增加了，便產(chǎn)生這種問題具有圖2所示結(jié)構(gòu)的記錄設(shè)備的連接部分的成本增加，并且其穩(wěn)定性也有所下降。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種記錄頭，以及一種利用記錄頭的噴墨記錄設(shè)備，其能夠解決與排放熱源的驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定、以及與如上所述的排放穩(wěn)定處理相關(guān)的問題，并且同時(shí)解決由上述兩問題得不到解決所引起的穩(wěn)定性下降的問題。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種噴墨記錄設(shè)備，它能夠根據(jù)其他電阻元件的電阻值，確定排放電阻元件的驅(qū)動(dòng)電功率，其他電阻元件，與噴墨記錄設(shè)備中所安裝的記錄頭的如上所述的排放電阻元件一樣，在同一個(gè)過(guò)程中設(shè)置。
本發(fā)明仍有一個(gè)目的在于，提供一種記錄頭，以及一種噴墨記錄設(shè)備，其中，通過(guò)將記錄頭中所包括的各個(gè)電阻元件的一端連接到記錄頭的接地端，或者電源端，從而減少了從電阻元件引出的引線數(shù)量，因而能夠改進(jìn)接觸部分的穩(wěn)定性，以及降低其生產(chǎn)成本。
本發(fā)明仍有另一個(gè)目的在于，提供一種記錄頭，以及一種噴墨記錄設(shè)備，其中，能夠設(shè)定排放熱源的驅(qū)動(dòng)功率，而不可能由于排放熱源或類似裝置上的污物，而引起實(shí)際排放墨水。
本發(fā)明第一方面，提供一種用于執(zhí)行記錄的噴墨記錄設(shè)備，它通過(guò)利用一個(gè)排放墨水的記錄頭，以便將墨水排放到記錄媒體上，包括一個(gè)第一電阻元件，形成于記錄頭內(nèi)，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;
一個(gè)第二電阻元件，利用與第一電阻元件的過(guò)程相同的過(guò)程，形成于記錄頭內(nèi);
一根導(dǎo)線，用于將第二電阻元件的一端連接到記錄頭的接地端，或者記錄頭的電源端，并且將電阻元件的另一端連接到記錄頭的檢測(cè)端;
一個(gè)設(shè)定裝置，用于根據(jù)噴墨記錄設(shè)備上安裝的記錄頭，經(jīng)接地端或電源端和檢測(cè)端，讀取第二電阻元件的電阻值;并且用于根據(jù)所讀取的電阻值，設(shè)定第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率;以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于將由設(shè)定裝置設(shè)定的驅(qū)動(dòng)功率提供到第一電阻元件，以便驅(qū)動(dòng)第一電阻元件。
本發(fā)明第二方面，提供一種用于執(zhí)行記錄的噴墨記錄設(shè)備，它通過(guò)利用一個(gè)排放墨水的記錄頭，以便將墨水排放到在記錄媒體上，包括一個(gè)第一電阻元件，形成于記錄頭內(nèi)，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;
一個(gè)第二電阻元件，利用與第一電阻元件的過(guò)程相同的過(guò)程，形成于記錄頭內(nèi);一個(gè)設(shè)定裝置，用于根據(jù)噴墨記錄設(shè)備上安裝的記錄頭，讀取第二電阻元件的電阻值;并且用于根據(jù)所讀取的電阻值，設(shè)定第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率;以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于將由設(shè)定裝置設(shè)定的驅(qū)動(dòng)功率提供到第一電阻元件，以便驅(qū)動(dòng)第一電阻元件。
本發(fā)明第三方面，提供一種排放墨水的記錄頭，包括一個(gè)第一電阻元件，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;以及一個(gè)第二電阻元件，利用與第一電阻元件的過(guò)程相同的過(guò)程形成，第二電阻元件的一端連接到記錄頭的接地端或者電源端，第二電阻元件的另一端連接到記錄頭的檢測(cè)端;根據(jù)噴墨記錄設(shè)備上安裝的記錄頭，經(jīng)接地端或電源端和檢測(cè)端，讀取第二電阻元件的電阻值;并且所讀的電阻值用于設(shè)定第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率。
本發(fā)明第四方面，提供一種排放墨水的記錄頭，包括一個(gè)第一電阻元件，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;以及一個(gè)第二電阻元件，利用與第一電阻元件的過(guò)程相同的過(guò)程形成，根據(jù)噴墨記錄設(shè)備上安裝的記錄頭，讀取第二電阻元件的電阻值;并且所讀的電阻值用于設(shè)定第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率。
本發(fā)明第五方面，提供一種用于對(duì)排放墨水的記錄頭的排放狀態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定的方法，包括步驟生產(chǎn)記錄頭，它包括用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能的第一電阻元件、以及與第一電阻同過(guò)程形成的第二電阻元件;
讀取第二電阻元件的電阻值;
根據(jù)所讀電阻值，設(shè)定第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率;以及提供10t脈沖以排放墨水，每個(gè)脈沖具有k倍于設(shè)定驅(qū)動(dòng)功率的功率;
其中，1.0≤k≤1.8且4≤t≤8。
本發(fā)明第六方面，提供一種排放墨水的記錄頭，包括一個(gè)第一電阻元件，形成于記錄頭內(nèi)，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;
一個(gè)第二電阻元件，有別于第一電阻元件而形成于記錄頭內(nèi);以及一根導(dǎo)線，用于將第二電阻元件的一端連接到記錄頭的接地端或者電源端，并且將另一端連接到記錄頭的檢測(cè)端。
本發(fā)明第七方面，提供一種用于執(zhí)行記錄的噴墨記錄設(shè)備，它利用了一個(gè)記錄頭的，包括一個(gè)第一電阻元件，形成于記錄頭內(nèi)，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;
一個(gè)第二電阻元件，有別于第一電阻元件而形成于記錄頭內(nèi);以及一根導(dǎo)線，用于將第二電阻元件的一端連接到記錄頭的接地端或者電源端，并且將另一端連接到記錄頭的檢測(cè)端。
通過(guò)以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其他目的、效果、特性以及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加明顯。
圖1是用于解釋常規(guī)記錄設(shè)備襯底的平面圖;
圖2是用于解釋一個(gè)記錄設(shè)備中的記錄頭的電連接結(jié)構(gòu)的框圖;
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)熱源的結(jié)構(gòu)的框圖;
圖4是顯示圖3所示襯底100上的電路的平面示意圖;
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的噴墨記錄設(shè)備中記錄頭的電連接的框圖;
圖6是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的記錄頭的另一實(shí)施例的平面圖;
圖7是圖6所示襯底上形成的電路的框圖;
圖8是用于解釋上述另一實(shí)施例的修改例的硅襯底的平面圖;
圖9是用于解釋上述另一實(shí)施例的另一修改例的硅襯底的平面圖;
圖10是用于解釋應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的記錄頭的排放孔部分的結(jié)構(gòu)例的部分剖視透視圖;以及圖11用于解釋應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的記錄設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。
參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的噴墨記錄設(shè)備中，用于驅(qū)動(dòng)熱阻元件的一種結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖3所示，在記錄頭的襯底100上，形成多個(gè)用于產(chǎn)生熱能的熱阻元件101(下文稱為排放熱源)，它分別與多個(gè)墨水排放孔對(duì)應(yīng)。多個(gè)熱阻元件101中的每一個(gè)，有選擇地由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路109根據(jù)排放數(shù)據(jù)被驅(qū)動(dòng)。
在襯底100上，形成兩個(gè)電阻元件102和103(下文稱為檢測(cè)熱源)，它們是通過(guò)與形成排放熱源101的過(guò)程相同的過(guò)程形成的，并且它們的電阻值是可測(cè)量的。如后文所述，這些電阻值，由設(shè)備200根據(jù)設(shè)備200的開關(guān)204的開關(guān)動(dòng)作讀取。
在設(shè)備200中，提供一個(gè)直流放大器205，用于對(duì)來(lái)自檢測(cè)熱源102或103的信號(hào)進(jìn)行放大，以及一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器206，用于對(duì)來(lái)自直流放大器的信號(hào)進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換。一個(gè)邏輯電路207，根據(jù)來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器206的電阻值的信號(hào)，確定排放熱源101的驅(qū)動(dòng)條件。參考號(hào)208指用于驅(qū)動(dòng)排放熱源101的電源。
圖4是顯示圖3中供以電能的部分的示意平面圖。
在圖4中，導(dǎo)線111形成的陣列，連接到多個(gè)排放熱源101，以根據(jù)排放數(shù)據(jù)，有選擇地驅(qū)動(dòng)多個(gè)排放熱源。一組接頭116，連接到陣列導(dǎo)線111的邊緣部分。用于向檢測(cè)熱源102和103供電的導(dǎo)線112和113，分別連接到檢測(cè)熱源102和103，并且端子122，122和123，123，分別連接到導(dǎo)線112和113的邊緣部分。
圖5是當(dāng)記錄頭1安裝在噴墨記錄設(shè)備200上時(shí)，示意性顯示電連接的框圖。
如圖5所示，記錄頭1，經(jīng)軟性電纜305，連接到電組裝襯底307。軟性電纜305，通過(guò)一個(gè)連接器306，連接到電組裝襯底307，并且記錄頭1，通過(guò)一個(gè)壓力連接，連接到軟性電纜305。記錄頭1的電結(jié)構(gòu)，由襯底100和一塊印刷電路板303組成，并且襯底100，通過(guò)焊接導(dǎo)線302，連接到印刷電路板303。
下面說(shuō)明圖3至5所示結(jié)構(gòu)中熱源驅(qū)動(dòng)電壓的設(shè)定。
當(dāng)記錄頭1安裝到記錄設(shè)備200時(shí)，邏輯電路207根據(jù)開關(guān)204的轉(zhuǎn)換按順序讀取檢測(cè)熱源102和103的電阻值。下面是讀取這兩個(gè)電阻值的原因。當(dāng)襯底100的尺寸較大時(shí)，排放熱源101的電阻值變化可能變得很大。這樣，修正變化，以設(shè)定一個(gè)適當(dāng)?shù)臒嵩打?qū)動(dòng)電壓。邏輯電路207，根據(jù)所讀電阻值與熱源驅(qū)動(dòng)電壓之間的預(yù)定關(guān)系，設(shè)定熱源驅(qū)動(dòng)電壓，并且，這些設(shè)定使得這一設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓能夠施加到熱源101。
上述關(guān)系如下確定首先，假設(shè)所讀電阻值和檢測(cè)熱源102和103的面積分別是Rsub[Ω]和Ssub[μm2]，檢測(cè)熱源的導(dǎo)線113的電阻值為rsub[Ω]，由排放熱源101開始排放墨水所需的單位面積熱源功率為PH[J/μm2]，熱源101的寬度和長(zhǎng)度分別為W[μm]和L[μm]，連接到熱源101的導(dǎo)線111的電阻值為rH[Ω]，開始排放墨水所需的施加閾值電壓為Vth[V]，并且此時(shí)驅(qū)動(dòng)脈沖的脈寬為PW[S]，則閾值電壓Vth[V]由下式給定Vt h=PH×W × L(Rs u b-rs u bSs u b)×LW×PW]]>×［(Rs u b-rs u bSs u b)×W ×L+rH］]]>其次，將排放熱源101的驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)為閾值電壓Vth的1.2倍。設(shè)定這些值的原因是，考慮了抵抗由于熱壓使熱源101破裂的耐久性，以及排放墨水的安全系數(shù)。即，當(dāng)大于上述設(shè)定電壓的電壓施加到熱源101時(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)額定壽命相比，熱源101的壽命將被縮短。相反，當(dāng)小于上述設(shè)定電壓的電壓施加到熱源101時(shí)，將產(chǎn)生不穩(wěn)定的墨水排放(例如未排放)，使記錄質(zhì)量下降。
上述設(shè)定，是基于檢測(cè)熱源102和103的電阻值Rsub而完成的，這些電阻值是在記錄設(shè)備200的邏輯電路中讀取的。并且，設(shè)定驅(qū)動(dòng)電壓經(jīng)電源208施加到排放熱源101。
在記錄頭生產(chǎn)完畢并出廠之前，將排放穩(wěn)定處理中的驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定為與上述電壓相同。
排放穩(wěn)定處理是以這種方式執(zhí)行的104至108的預(yù)定電壓數(shù)的脈沖施加到每個(gè)排放熱源101，然后排放墨水。通過(guò)這種過(guò)程，所排放的墨水點(diǎn)能夠統(tǒng)一，使得能夠降低非均衡的密度等，并且能夠記錄穩(wěn)定的高質(zhì)量圖象。
在排放穩(wěn)定處理中，驅(qū)動(dòng)電壓VE[V]是通過(guò)將閾值Vth乘以1.35獲得的，該閾值是根據(jù)檢測(cè)熱源102和103的電阻值Rsub，由上述等式得出的。即，在排放穩(wěn)定處理中的驅(qū)動(dòng)電壓，由等式VE＝1.35×Vth給定。然而，驅(qū)動(dòng)電壓并不限于上述值。即使在排放穩(wěn)定處理中，將驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定為閾值電壓的1至1.8倍，也能得到良好的排放穩(wěn)定處理。
另外，可以設(shè)置檢測(cè)熱源102和103，使得其電阻值僅如上所述讀取，但是也可以是一個(gè)用于對(duì)記錄頭加熱，或者對(duì)用于控制記錄頭溫度而檢測(cè)溫度的電阻元件加熱的熱源。再者，可以不只是為如上所述讀取檢測(cè)熱源的電阻值，而單獨(dú)設(shè)置檢測(cè)熱源，來(lái)讀取排放熱源101的部分電阻值。
另外，在上述實(shí)施例中，根據(jù)如何測(cè)量電阻值，檢測(cè)熱源的電阻值(當(dāng)安裝記錄頭時(shí)讀取)，也可以包括檢測(cè)熱源的導(dǎo)線和驅(qū)動(dòng)IC的電阻值。在這種情形下，例如，在將驅(qū)動(dòng)IC的電阻值從所讀的檢測(cè)熱源的電阻值中減去的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)定閾值電壓Vth可以設(shè)定更準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)電壓。
再者，在上述每個(gè)實(shí)施例例中，適當(dāng)?shù)臒嵩打?qū)動(dòng)電壓，是根據(jù)所讀電阻值來(lái)設(shè)定的。但是，熱源電阻值的設(shè)定并不限于此，而可以設(shè)定脈寬。在這種情形下，脈寬反過(guò)來(lái)成為檢測(cè)熱源的電阻值的函數(shù)，并且通過(guò)修改后的上述等式計(jì)算。
在上述實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電壓，是根據(jù)所測(cè)得的檢測(cè)熱源的電阻值來(lái)設(shè)置的，因而(1)能夠從生產(chǎn)過(guò)程中去掉測(cè)量并存儲(chǔ)閾值電壓Vth的過(guò)程。
(2)因?yàn)橛涗涱^不必具有關(guān)于閾值驅(qū)動(dòng)電壓信息的信號(hào)，所以可以通過(guò)襯底處的少量的連接端獲得驅(qū)動(dòng)電壓的信息。
(3)通過(guò)減少連接端的數(shù)量，能夠改進(jìn)接觸部分的可靠性。
(4)不管其他各原因，能夠?yàn)橛涗涱^設(shè)定適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)功率，以執(zhí)行穩(wěn)定的高質(zhì)量的記錄。
(5)因?yàn)槟軌蚴┘舆m當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓(根據(jù)檢測(cè)熱源的電阻值，適于不同的記錄頭)的適當(dāng)數(shù)量的脈沖，所以能夠獲得穩(wěn)定的排放狀態(tài)。
下述第二實(shí)施例，涉及這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，當(dāng)如上所述，將檢測(cè)熱源設(shè)于記錄頭上時(shí)，進(jìn)一步減少襯底上連接端的數(shù)量，以增加接觸部分的可靠性。另外，第二實(shí)施例不僅可以應(yīng)用于設(shè)有檢測(cè)熱源的記錄頭，也可以應(yīng)用于設(shè)有加熱副熱源(用于控制記錄頭的溫度)或一個(gè)電阻元件(用于檢測(cè)溫度)的記錄頭。
圖6是一張示意圖，圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的記錄頭的硅襯100的布線簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)。在襯底100上，設(shè)有上述檢測(cè)熱源102和103，一個(gè)排放熱源101，一個(gè)熱源驅(qū)動(dòng)器109，一根連接于排放熱源101與熱源驅(qū)動(dòng)器109之間的導(dǎo)線108，以及一個(gè)熱源驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入接點(diǎn)116。再者，接地端105a、105b和電源端110a、110b形成于襯底100的兩個(gè)邊緣部分。檢測(cè)熱源102的一端連接到監(jiān)測(cè)端132，檢測(cè)熱源102和103的一端，通過(guò)連接部分131互連，檢測(cè)熱源103的另一端連接到接地端105b。
圖7是形成于圖6所示襯底之上的電路的框圖。檢測(cè)熱源102和103，串聯(lián)在監(jiān)測(cè)端132與接地端105b之間。因此，在接線端132與105b之間，能夠監(jiān)測(cè)檢測(cè)熱源102和103的組合電阻的變化。將單一導(dǎo)線連接到監(jiān)測(cè)端132足以監(jiān)測(cè)上述變化。
當(dāng)不使用檢測(cè)熱源，而將兩個(gè)電阻元件作為溫度傳感器設(shè)置在硅襯100的兩個(gè)邊緣部分，并且串聯(lián)時(shí)，考慮到襯底100上的溫度變化，能夠檢測(cè)襯底100各邊緣部分的平均溫度。再者，當(dāng)作為加熱元件設(shè)置時(shí)，有源電阻元件加熱襯底100，以適當(dāng)控制襯底100的溫度。
第二實(shí)施例的效果總結(jié)如下(1)與圖2所示常規(guī)例相比，用于將硅襯1101連接到印刷電路板1303的焊線的導(dǎo)線數(shù)量能夠減少3條。
(2)在圖2中，在印刷電路板1303與軟性電纜1305之間的壓力接觸接點(diǎn)能夠減少3個(gè)。
(3)在圖2中，因?yàn)檐浶噪娎|1305的數(shù)量減少3條，所以，根據(jù)軟性電纜1305的數(shù)量，生產(chǎn)成本得以下降。
(4)在圖2中，在軟性電纜1305與電安裝襯底1307之間，連接器1306的接線端能夠減少3個(gè)。
由于上述(1)至(4)點(diǎn)原因，除了能夠直接降低記錄頭的生產(chǎn)成本之外，能夠減少接觸點(diǎn)數(shù)。結(jié)果是，能夠改進(jìn)連接部分的可靠性。
圖8是用于解釋第二實(shí)施例的修改例的電路框圖。在該例中，檢測(cè)熱源102和103，串聯(lián)在監(jiān)測(cè)端132與電源端110b之間。因此，在該例中，通過(guò)將檢測(cè)熱源102和103串聯(lián)在端132與110b之間，能夠監(jiān)測(cè)所形成的組合電阻。
圖9是用于解釋第二實(shí)施例的另一修改例的電路框圖。在該例中，檢測(cè)熱源102和103，并聯(lián)在監(jiān)測(cè)端132與接地端105b之間。因此，在該例中，通過(guò)將檢測(cè)熱源102和103并聯(lián)在端132與105b之間，能夠監(jiān)測(cè)所形成的組合電阻。
圖10中的部分剖視透視圖，顯示了能夠應(yīng)用上述每一實(shí)施例的記錄頭的排放部分的結(jié)構(gòu)。
在圖10中，記錄頭510具有一種結(jié)構(gòu)，其中，記錄頭芯片和墨水存儲(chǔ)部分是整體形成的。記錄頭芯片具有硅襯100和一個(gè)玻璃或樹脂頂板504的結(jié)構(gòu)，并且在結(jié)部分的排放表面?zhèn)?，成排地形成多個(gè)排放孔500。多個(gè)排放孔500，分別經(jīng)過(guò)多個(gè)液體路徑505，和一個(gè)公共液體倉(cāng)(液體倉(cāng))504相通。在兩個(gè)液體路徑505之間的部分501，是由紫外線設(shè)置樹脂等形成的。公共液體倉(cāng)504，經(jīng)過(guò)管道503與墨水存儲(chǔ)部分相通。
在襯底100的上表面，作為熱能產(chǎn)生元件而設(shè)置在多個(gè)液體路徑505中的每一個(gè)內(nèi)的排放熱源101，以及由鋁等制造的、用于向每個(gè)排放熱源101供電的導(dǎo)線111，是利用成膜技術(shù)形成的。上述檢測(cè)熱源102和103也設(shè)置在襯底100之上。
圖11是設(shè)有上述記錄頭510的噴墨記錄設(shè)備IJRA的示意圖。
在圖11中，引導(dǎo)螺桿5005，隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)5013的正向轉(zhuǎn)運(yùn)和反向轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)功率傳輸齒輪5011和5009，而正向轉(zhuǎn)和反向轉(zhuǎn)動(dòng)?；蹾C，具有一個(gè)嚙合于螺槽5004的銷(未示出)，滑架HC在箭頭a和b所示方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。記錄頭510安裝在滑架HC上。參考號(hào)5002指一紙張壓板，在滑架HC的移動(dòng)范圍內(nèi)，壓紙板將紙張P壓到壓紙卷筒5000之上。參考號(hào)5007和5008，指用于檢測(cè)原位置的光耦合器，或檢測(cè)裝置，它確定滑架HC的桿的存在，以便切換電機(jī)5013的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。參考號(hào)5016，指一個(gè)用于支持壓蓋組件5022的組件，該壓蓋固定記錄頭510的前表面。參考號(hào)5015，指用于吮吸壓蓋組件5022內(nèi)部的吮吸裝置，它經(jīng)過(guò)壓蓋組件5022上的一個(gè)孔5023，執(zhí)行記錄頭510的吮吸恢復(fù)。參考號(hào)5017和5019，指一個(gè)清潔刀口和一個(gè)使清潔刀口能正向和反向移動(dòng)的組件，它們由設(shè)備支持板5018支持。關(guān)于清潔刀口5017，勿用說(shuō)，在該實(shí)施例中，能夠應(yīng)用公知的清潔刀口而非上述刀口。再者，參考號(hào)5012，指一個(gè)桿，它隨著嚙合于滑架HC的凸輪5020的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，并且，從驅(qū)動(dòng)電機(jī)5013傳輸?shù)尿?qū)動(dòng)力，由諸如離合轉(zhuǎn)換裝置的公知傳輸裝置加以轉(zhuǎn)移和控制。
這些壓蓋、清潔和吮吸恢復(fù)動(dòng)作可以這樣構(gòu)造，以使當(dāng)滑架HC到達(dá)原位置區(qū)時(shí)，這些動(dòng)作通過(guò)引導(dǎo)螺桿5005的動(dòng)作，在相應(yīng)位置處，執(zhí)行所需的處理。當(dāng)所需操作以已知時(shí)序執(zhí)行時(shí)，這些壓蓋、清潔和吮吸恢復(fù)動(dòng)作能夠應(yīng)用于本發(fā)明的任一實(shí)施例。從單一結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來(lái)看，上述每種結(jié)構(gòu)是都優(yōu)秀的發(fā)明，并示出一種最佳結(jié)構(gòu)實(shí)施例。
當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于記錄頭或記錄設(shè)備，其中具有用于產(chǎn)生熱能的裝置，如電熱轉(zhuǎn)換器或激光，并通過(guò)熱能在墨水中產(chǎn)生變化以噴射墨水時(shí)，本發(fā)明達(dá)到明顯效果。這是因?yàn)椋@樣一種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高密度和高分辨度的記錄。
本發(fā)明的典型結(jié)構(gòu)及其操作原理，公布于美國(guó)專利4，723，129和4，740，796，并且最好地利用該基本原理實(shí)施這樣一種系統(tǒng)。盡管該系統(tǒng)能夠應(yīng)用于請(qǐng)求式或者連續(xù)式噴墨記錄系統(tǒng)，但它尤其適用于請(qǐng)求式設(shè)備。這是因?yàn)?，?qǐng)求式設(shè)備具有電熱轉(zhuǎn)換器，每個(gè)轉(zhuǎn)換器設(shè)于保持液體(墨水)的液體通路或者紙張之上，并如下操作第一，一個(gè)或更多的驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到電熱轉(zhuǎn)換器，以產(chǎn)生相應(yīng)于記錄信息的熱能;第二，熱能使溫度突升，超過(guò)核化沸騰，以致使記錄頭加熱部分之上的膜沸騰;以及第三，在相應(yīng)于記錄信號(hào)的液體(墨水)中產(chǎn)生氣泡。通過(guò)利用氣泡的產(chǎn)生和消失，墨水從記錄頭的至少一個(gè)墨水噴射孔中被推出，形成一個(gè)或多個(gè)墨滴。脈沖形式的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是最佳的，因?yàn)?，通過(guò)這種形式的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，氣泡的產(chǎn)生和消失能夠不間斷地和可適應(yīng)地實(shí)現(xiàn)。作為脈沖形式的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，那些在美國(guó)專利4，463，359和4，345，262中所說(shuō)明的是可取的。另外，在美國(guó)專利4，313，124中說(shuō)明，加熱部分的溫度的上升最好采用一定的速率，以實(shí)現(xiàn)較好的記錄。
美國(guó)專利4，558，333和4，459，600公開了記錄頭的下述結(jié)構(gòu)，它與本發(fā)明一起使用。這種結(jié)構(gòu)，除了公開于上述專利的噴射孔、液體通路、電熱轉(zhuǎn)換器的一種組合之外，包括設(shè)于彎曲部分的加熱部份。再者，本發(fā)明能夠應(yīng)用于已公開的日本專利申請(qǐng)123670/1984和138461/1984中所公開的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到相似的效果。前者公開了一種結(jié)構(gòu)，其中所有電熱轉(zhuǎn)換器使用一個(gè)公共的縫，作為電熱轉(zhuǎn)換器的噴射孔。后者公開了一種結(jié)構(gòu)，其中，與噴射孔相應(yīng)，形成用于吸收由熱能所引起的壓力波的孔。這樣，不管記錄頭的類型，本發(fā)明能夠積極有效地實(shí)現(xiàn)記錄。
本發(fā)明也能夠應(yīng)用于一種稱作滿行式的記錄頭，其長(zhǎng)度等于記錄媒體所跨的最大長(zhǎng)度。這樣一種記錄頭，可以包括多個(gè)組合在一起的記錄頭，或者一個(gè)整體設(shè)置的記錄頭。
另外，本發(fā)明能夠應(yīng)用于各種串行記錄頭一種固定在記錄設(shè)備主要部件上的記錄頭;一種常規(guī)可替換的芯片式記錄頭，當(dāng)裝配到記錄設(shè)備的主要部件上時(shí)，該頭能夠電連接到主要部件，并且從主要部件提供墨水;一種滑架式記錄頭，整體上包括墨水倉(cāng)。
對(duì)于記錄頭，作為記錄設(shè)備的組成，最好增加一個(gè)恢復(fù)系統(tǒng)，或者一個(gè)預(yù)輔助系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兪贡景l(fā)明的效果更為可靠。作為恢復(fù)系統(tǒng)的例子，是記錄頭的蓋壓裝置和清潔裝置，以及記錄頭的按壓或吮吸裝置。作為預(yù)輔助系統(tǒng)的例子，是利用電熱轉(zhuǎn)換器，或其他熱源元件與電熱轉(zhuǎn)換器的組合的預(yù)加熱裝置，以及用于獨(dú)立于記錄時(shí)的墨水的噴射、而執(zhí)行預(yù)噴射的裝置。這些系統(tǒng)對(duì)可靠記錄有效。
安裝到記錄設(shè)備的記錄頭的數(shù)量和類型也是能夠改變的。例如，能夠使用與單一一種墨水相應(yīng)的一個(gè)記錄頭，或者與多種不同顏色或濃度的墨水相應(yīng)的多個(gè)記錄頭。換言之，本發(fā)明能夠有效地應(yīng)用到具有至少一種單色、多色及全色的設(shè)備上。這里，單色方式僅利用一種主色(比如，黑色)進(jìn)行記錄。多色方式利用不同色的墨水進(jìn)行記錄。全色方式利用色彩混合進(jìn)行記錄。
再者，盡管上述實(shí)施例使用液體墨水，但是也能夠使用在施加記錄信號(hào)時(shí)才為液體的墨水例如，能夠使用在低于室溫時(shí)為固態(tài)，而在室溫或高于室溫時(shí)軟化或液化的墨水。這是因?yàn)樵趪娔到y(tǒng)中，墨水一般是在30℃-70℃范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的，以使墨水的粘度保持在這樣一種值，以使墨水能夠可靠地噴出。
另外，本發(fā)明能夠應(yīng)用于這樣的設(shè)備，其中，墨水僅在噴出之前，由熱能液化，使得墨水以液態(tài)從孔中推出，并且然后，在接觸記錄媒時(shí)開始固化，因而避免墨水蒸發(fā)，如下所述通過(guò)積極地利用熱能，將墨水從固態(tài)轉(zhuǎn)換到液態(tài)，否則將使溫度上升;或者這樣的墨水，當(dāng)在空氣中時(shí)，為干燥的，而由于記錄信號(hào)的熱能，則被液化。在這種情形下，墨水可以作為液體或固體物質(zhì)，保持在多孔紙張中所形成的凹陷或通孔中，使得墨水正對(duì)電熱轉(zhuǎn)換器，如在已公開的日本專利申請(qǐng)56847/1979或者71260/1985中所述。當(dāng)利用膜沸騰現(xiàn)象以推動(dòng)墨水時(shí)，本發(fā)明最有效。
再者，本發(fā)明的噴墨記錄設(shè)備，不僅能夠用作信息處理設(shè)備(如計(jì)算機(jī))的圖象終端，而且能夠用作一個(gè)含有記錄頭的復(fù)印機(jī)的輸出設(shè)備，也可以用作具有轉(zhuǎn)輸和接收功能的傳真設(shè)備的輸出設(shè)備。
已經(jīng)參照各種實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明加以了說(shuō)明，并且對(duì)于本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明的范圍內(nèi)，做出修改或變更將是明顯的。因此，所附權(quán)利要求書的目的在于覆蓋所有這些修改和變更，它們?cè)诒景l(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于執(zhí)行記錄的噴墨記錄設(shè)備，它通過(guò)利用一個(gè)排放墨水的記錄頭，以便將墨水排放到記錄媒體上，包括一個(gè)第一電阻元件，形成于所述記錄頭內(nèi)，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能；一個(gè)第二電阻元件，利用與所述第一電阻元件的過(guò)程相同的過(guò)程，形成于所述記錄頭內(nèi)；一根導(dǎo)線，用于將所述第二電阻元件的一端連接到所述記錄頭的接地端，或者所述記錄頭的電源端，并且將所述電阻元件的另一端連接到所述記錄頭的檢測(cè)端；一個(gè)設(shè)定裝置，用于根據(jù)所述噴墨記錄設(shè)備上所述安裝的記錄頭，經(jīng)所述接地端或所述電源端和所述檢測(cè)端，讀取所述第二電阻元件的電阻值；并且用于根據(jù)所述讀取的電阻值，設(shè)定所述第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于將由所述設(shè)定裝置設(shè)定的驅(qū)動(dòng)功率提供到所述第一電阻元件，以便驅(qū)動(dòng)所述第一電阻元件。
2.一種用于執(zhí)行記錄的噴墨記錄設(shè)備，它通過(guò)利用一個(gè)排放墨水的記錄頭，以便將墨水排放到在記錄媒體上，包括一個(gè)第一電阻元件，形成于所述記錄頭內(nèi)，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;一個(gè)第二電阻元件，利用與所述第一電阻元件的過(guò)程相同的過(guò)程，形成于所述記錄頭內(nèi);一個(gè)設(shè)定裝置，用于根據(jù)所述噴墨記錄設(shè)備上所述安裝的記錄頭，讀取所述第二電阻元件的電阻值;并且用于根據(jù)所述讀取的電阻值，設(shè)定所述第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率;以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于將由所述設(shè)定裝置設(shè)定的驅(qū)動(dòng)功率提供到所述第一電阻元件，以便驅(qū)動(dòng)所述第一電阻元件。
3.一種排放墨水的記錄頭，包括一個(gè)第一電阻元件，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;以及一個(gè)第二電阻元件，利用與所述第一電阻元件的過(guò)程相同的過(guò)程形成，所述第二電阻元件的一端連接到所述記錄頭的接地端或者電源端，所述第二電阻元件的另一端連接到所述記錄頭的檢測(cè)端;根據(jù)噴墨記錄設(shè)備上所述安裝的記錄頭，經(jīng)所述接地端或所述電源端和所述檢測(cè)端，讀取所述第二電阻元件的電阻值;并且所述所讀的電阻值用于設(shè)定所述第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率。
4.一種排放墨水的記錄頭，包括一個(gè)第一電阻元件，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;以及一個(gè)第二電阻元件，利用與所述第一電阻元件的過(guò)程相同的過(guò)程形成，根據(jù)噴墨記錄設(shè)備上所述安裝的記錄頭，讀取第二電阻元件的電阻值;并且所讀的電阻值用于設(shè)定第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率。
5.一種用于對(duì)排放墨水的記錄頭的排放狀態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定的方法，包括步驟生產(chǎn)記錄頭，它包括用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能的第一電阻元件、以及與所述第一電阻同過(guò)程形成的第二電阻元件;讀取所述第二電阻元件的電阻值;根據(jù)所述所讀電阻值，設(shè)定所述第一電阻元件的驅(qū)動(dòng)功率;以及提供10t脈沖以排放墨水，每個(gè)脈沖具有k倍于所述設(shè)定驅(qū)動(dòng)功率的功率;其中，1.0≤k≤1.8且4≤t≤8。
6.一種排放墨水的記錄頭，包括一個(gè)第一電阻元件，形成于所述記錄頭內(nèi)，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;一個(gè)第二電阻元件，有別于所述第一電阻元件而形成于所述記錄頭內(nèi);以及一根導(dǎo)線，用于將所述第二電阻元件的一端連接到所述記錄頭的接地端或者電源端，并且將另一端連接到所述記錄頭的檢測(cè)端。
7.如權(quán)利要求6所述的記錄頭，其中多個(gè)所述第二電阻元件相互串聯(lián)或并聯(lián)。
8.如權(quán)利要求7所述的記錄頭，其中所述第二電阻元件用于加熱所述記錄頭。
9.如權(quán)利要求7所述的記錄頭，其中所述第二電阻元件用于檢測(cè)所述記錄頭的溫度。
10.一種用于執(zhí)行記錄的噴墨記錄設(shè)備，它利用了一個(gè)記錄頭，所述記錄頭包括一個(gè)第一電阻元件，形成于所述記錄頭內(nèi)，用于產(chǎn)生用于排放墨水的熱能;一個(gè)第二電阻元件，有別于所述第一電阻元件而形成于所述記錄頭內(nèi);以及一根導(dǎo)線，用于將所述第二電阻元件的一端連接到所述記錄頭的接地端或者電源端，并且將另一端連接到所述記錄頭的檢測(cè)端。
11.如權(quán)利要求2所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述驅(qū)動(dòng)功率的所述設(shè)定，是通過(guò)設(shè)定加到所述第一電阻元件上的脈沖的電壓來(lái)完成的。
12.如權(quán)利要求2所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述驅(qū)動(dòng)功率的所述設(shè)定，是通過(guò)設(shè)定加到所述第一電阻元件上的脈沖的寬度來(lái)完成的。
13.如權(quán)利要求2所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述第二電阻元件用于檢測(cè)所述記錄頭的溫度。
14.如權(quán)利要求2所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述第二電阻元件用于加熱所述記錄頭。
15.如權(quán)利要求2所述的噴墨記錄設(shè)備，其中所述第二電阻元件是多個(gè)所述第一電阻元件的一部分。
全文摘要
噴墨記錄設(shè)備的排放熱源的驅(qū)動(dòng)電壓，是根據(jù)各個(gè)記錄頭的特性設(shè)定的。更具體地，在形成有排放熱源(101)的板上，利用與排放熱源相同的過(guò)程，形成副熱源(102，103)。讀取副熱源的電阻值，使得能夠根據(jù)所讀取的電阻值，設(shè)定排放熱源的驅(qū)動(dòng)電壓。
文檔編號(hào)B41J2/05GK1085496SQ93118480
公開日1994年4月20日 申請(qǐng)日期1993年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月15日
發(fā)明者上山雄次, 泉田昌明 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社