CN101134391B - 液体喷射头 - Google Patents

Abstract

一种液体喷射头，包括：多个用于喷射液滴的喷射口；与所述喷射口流体连通的液流通道；用于向所述液流通道供应液体的液体供应口；其中，所述喷射口包括第一喷射口和第二喷射口，所述喷射口配置在所述液体供应口的至少一侧，其中，所述第一喷射口比所述第二喷射口更靠近所述液体供应口，所述第一喷射口和所述第二喷射口以交错的方式配置；用于所述第一液体喷射口的第一记录元件；用于所述第二液体喷射口的第二记录元件；其中，所述记第一录元件的每一个包括一个产生热的电阻，该电阻的形状为矩形，该矩形具有沿着与所述喷射口的配置方向交叉的方向延伸的长边；其中，所述第二记录元件包括多个产生热点电阻，所述电阻的每一个具有矩形的形状，并且所述电阻在其长边侧相互邻接，所述多个产生热的电阻串联地电连接。

Description

液体喷射头

技术领域

本发明涉及液体喷射头，所述液体喷射头用于通过向记录介质上喷墨，在记录介质上进行记录。

背景技术

近年来，各种记录装置已经被广泛使用，同时，对于比根据现有技术的任何记录装置都具有显著较高的记录速度、高的分辨率和成像质量、而噪音显著较低的成像装置的要求，日益增强。作为满足这种要求的记录装置之一，可以列举出喷墨记录装置。

在用于喷墨的各种方法中，利用电热转换器作为能量产生元件的喷墨方法，相对于其它类型的喷墨方法具有多种优点。例如，这种方法不要求用于能量产生元件的大的空间，并且其结构简单。进而，这种方法允许以高的密度配置大量的喷嘴。另一方面，这种方法具有其本身的问题。例如，电热转换器产生的热蓄积在记录头内，从而改变记录头喷射的墨滴的体积(尺寸)，或者，由于因气泡的破裂引起的气穴现象，会对电热转换器造成有害的影响。进而，在采用上述喷墨方法的记录头的情况下，已经溶解到墨水内的空气在记录头内形成气泡，这些气泡对记录头的喷墨性能和图像质量产生有害的影响。

在日本未审公开专利申请S61-185455、S61-249768和H04-10941中，描述了一些解决这些问题的方法。

采用上面描述的喷墨记录方法，使得可以稳定记录装置中的墨滴的体积，并且，能够以非常高的速度喷射极小的墨滴。进而，采用上面所述的喷墨记录方法，使得能够防止由于气泡破裂引起的气穴现象，从而能够延长加热器的寿命。与利用采用不同于上述方法的记录方法的喷墨记录装置形成的图像相比，可以很容易获得明显更加精确的图像。作为将气泡释放到周围空气中的结构，上面提到的的公开的专利申请描述了一种结构，该结构使得用于在墨水中产生气泡的电热转换器与对应的用于喷射墨水的墨水喷射口或者孔之间的距离，显著小于根据现有技术的喷墨记录头中的该距离。

进而，作为用于使喷墨记录装置形成不出现粒状的图像的一种手段，提出过一种方案，该方案提供一种带有两组喷嘴的喷墨记录头，所述两组喷嘴，它们喷射的墨水的颜色相同，但是色密度不同。从而，有些传统的喷墨记录头设有两组喷嘴，所述喷嘴喷射的墨水颜色相同，但是，色密度不同。

但是，这种结构要求每一种颜色有两个墨水容器，即，一个墨水容器用于颜色较浅的墨水，另一个容器用于颜色较浓的墨水，从而会增加装置的成本。因此，作为解决上述问题的方法之一，已经提出了如下的结构和记录方法的组合：一个喷墨记录头对于每一种颜色设有两组或多组喷嘴，这些喷嘴组的墨滴的尺寸不同，色调低于中等的图像的部分，由用相对较小的墨滴形成的墨点构成，而色调比中等色调浓的图像的部分，由用相对较大的墨滴形成的墨点构成。

这种解决方案也遇到一个问题。即，在喷墨记录头设有两组喷嘴、而这些喷嘴的液体(墨水)喷射口的直径不同的情况下，如果缩小两组喷嘴的墨水喷射口的直径，以便进一步缩小喷嘴(喷墨记录头)的墨滴尺寸的话，除非改变喷墨记录头在喷嘴口列方向上的分辨率，否则不能在记录介质的单位面积上沉积所需量的墨水。作为增大沉积在记录介质的单位面积上的液体(墨水)的量的方法，可以增大在记录头以扫描记录介质的方式运动的方向上的分辨率。但是，在这种方法的情况下，记录头必须增大墨水的喷射频率，或者，必须降低其运动速度。还提出过一种借助多行程、即借助增加记录头每一扫描线跨越记录介质运动的次数，来增大沉积在记录介质的单位面积上的液体(墨水)的量的方法。这种方法也会造成打印速度降低，因为增加每次扫描记录头跨越记录介质运动的次数，会增大完成对应于每一扫描线的图像部分所用的时间。因此，当缩小喷墨记录头的墨滴尺寸时，需要增大其墨水喷射口排列方向上的分辨率。但是，这种方法也具有它的局限性。即，众所周知，缩小喷墨记录头的墨滴的尺寸，会减小喷墨头的打印效率，并且，通过缩小墨滴的尺寸(墨水喷射口的尺寸)来增大喷墨记录头的分辨率，会导致对于单位面积的墨水喷射口的数目而言加热器过大，从而使得加热器的配线很难穿过(通过)。因此，将喷墨记录头的分辨率增加到一定的值以上的试图，使其不能将记录头的加热器排列在一条直线上。这种问题并不局限于加热器的配置；供应墨水的通路也遭遇同样的问题。

作为上述问题的解决方案之一，已知一种如图12所示的交错的加热器4000。在这种结构的情况下，可以使喷嘴中的一列与其它列之间的点的直径不同，或者可以使喷嘴中的两列的点的直径相同。

在图12中，示意地表示高分辨率的喷墨记录头的例子的一部分中的喷嘴。下面参照图12，详细描述喷嘴的尺寸。喷墨记录头设有一组短喷嘴和一组长喷嘴，在平行于共用墨水供应通道5000的方向上，短的喷嘴和长的喷嘴交替地设置。在每一组喷嘴中，将喷嘴配置成它们的墨水喷射口排列在平行于共用墨水供应通道5000的直线上。进而，将两个喷嘴列配置成使得短的喷嘴的墨水喷射口列比长的喷嘴的墨水喷射口列更靠近共用墨水供应通道5000。进而，将两组喷嘴列配置成使得墨水喷射口在平行于共用墨水供应通道5000的纵向方向上是交错的。并且，在平行于共用墨水供应通道5000的纵向方向上，长喷嘴的组和短喷嘴的组的墨水喷射孔的节距，均为每英寸600个喷射口(间隔为42.5μm)。每个加热器4000的外部尺寸为13μm×26μm。由于上面给出的原因，也由于和喷墨记录头芯片的制造相关的原因，将喷嘴壁形成为大约8μm厚。每个长喷嘴的墨水通路3000的较窄的部分，在平行于共用墨水供应通道5000的长边的方向上的尺寸，大致为10μm。

但是，这种结构也有问题。首先，与短喷嘴的加热器相比，长喷嘴的加热器配置在更远离墨水供应通道5000的位置上。从而，即使将每个短喷嘴的加热器4000制成矩形，以便允许相邻的长喷嘴的墨水通路3000更宽，也不能完全消除再补充频率不能达到令人满意的成像所需的足够高的水平的问题。

其次，矩形加热器4000的采用，在位于加热器4000的与共用墨水供应通路5000相反一侧的压力室2000的部分上，会产生死区，即，墨水难以流入的区域。进而已知，上面所述的空气气泡容易集聚在该死区内，并且，空气气泡在喷嘴中的集聚会使得喷嘴的喷墨性能不稳定，从而使得喷墨记录头的喷墨性能不稳定。还已知，液(墨)滴越小(不大于大约几个pl)，由这种死区引起的不稳定性越显著。

第三个问题是增加了喷墨记录头芯片的制造成本，这是由于具有多个喷嘴的记录头的部分的尺寸增大造成的。更具体地说，目前，其上放置加热器的喷墨记录头的基板，是特定物质的大晶片的一部分。从而，芯片尺寸越大，由单一晶片能够获得的喷墨记录头芯片的数目越少，因此，每个喷墨记录头芯片的制造成本越高。进而，在如图12所示构造的喷墨记录头芯片的情况下，不仅加热器是矩形的，而且，与将加热器排列在单一一列上的喷墨记录头芯片的情况相比，每个长的喷嘴中的加热器位于更远离共用墨水供应通路的位置。从而，具有如图12所示构造的喷嘴板的基板，其尺寸必须更大，从而制造成本更高。

作为解决上述问题的一个手段，已经提出了将用于长喷嘴的加热器的形状从矩形改变成方形的方案。

但是，将短喷嘴中的加热器和长喷嘴中的加热器制成不同的形状，会使前者和后者的电阻不同。因此，如果电流流过它们的时间长短相同(相同的驱动脉冲宽度)的话，则成像装置必须设置两个功率(电压)不同的用于驱动加热器的电源，或者设置使施加到前者上的电压的大小不同于施加到后者上的电压的大小的电路，从而增加制造电源的成本。这是第四个问题。

可以使施加到前者上的脉冲的宽度不同于施加到后者上的脉冲的宽度。但是，这种方法也存在问题，即，在根据打印速度允许的时间长度内，有时会防止加热器驱动脉冲到达加热器，并且还产生这样的问题，即，不仅接受到长脉冲的加热器的气泡产生效率次于接受到短脉冲的加热器的气泡产生效率，而且热通量的模式也不同于接受到短脉冲的加热器的热通量的模式，使得喷墨记录头的喷墨性能不稳定。已知，液滴(墨滴)的体积越小(大致为几个微微升)，(喷墨记录头的喷墨性能不稳定的)问题越显著。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种液体喷射头，在所述液体喷射头中，与根据现有技术的喷墨记录头相比，以显著更高的节距配置其喷嘴，从而图像质量明显地高于根据现有技术的液体喷射头，而不增加喷墨记录头芯片的成本，不增加芯片驱动电源的制造成本，不会恶化由于长脉冲引起的差的气泡产生效率，并且，不会使液体喷射头芯片的液体喷射性能不稳定。本发明的另一个目的是提供一种液体喷射头，其液体喷射喷嘴喷射的液滴的尺寸显著小于根据现有技术的任何一种液体喷射头的液滴尺寸。

根据本发明的一个方面，提供一种液体喷射头，包括：多个用于喷射液滴的喷射口；与所述喷射口流体连通的液流通道；用于向所述液流通道供应液体的液体供应口；其中，所述喷射口包括第一喷射口和第二喷射口，这些喷射口配置在所述液体供应口的至少一侧，其中，所述第一喷射口比所述第二喷射口更靠近所述液体供应口，所述第一喷射口和所述第二喷射口以交错的方式配置；用于所述第一喷射口的第一记录元件；用于所述第二喷射口的第二记录元件；其中，所述第一记录元件的每一个包括一个产生热的电阻，该电阻的形状为矩形，该矩形具有沿着与所述喷射口的配置方向交叉的方向延伸的长边；其中，所述第二记录元件包括多个产生热的电阻，所述电阻的每一个具有矩形的形状，并且所述电阻在其长边侧相互邻接，所述多个产生热的电阻串联地电连接。

根据本发明，可以获得高水平的图像质量，而无需增加喷墨记录头芯片的成本，无需增加芯片驱动电源的制造成本，不会恶化由于长的脉冲引起的差的气泡产生效率，并且，不会使液体喷射头芯片的液体喷射性能的不稳定。

本发明的这些和其它目的、特点以及优点，通过结合附图对本发明优选实施例进行的下面的描述，将会变得更加明显。

附图说明

图1是表示本发明的第一种优选实施形式的喷墨记录头的部分切去的透视图。

图2是第一种优选实施形式的喷墨记录头的一部分中的喷嘴的示意图。

图3是第二种优选实施形式的喷墨记录头的一部分中的喷嘴的示意图。

图4是第三种优选实施形式的喷墨记录头的一部分中的喷嘴的示意图。

图5是用于第一种优选实施形式中的喷墨记录头的第一和第二加热器的配线的示意图。

图6是用于第一和第二种优选实施形式中的喷墨记录头的配线的另一个例子的示意图。

图7是第三种优选实施形式中的喷墨记录头芯片的配线的示意图。

图8分别是在第一到第三种优选实施形式中的喷墨记录头芯片的示意剖视图。

图9是第一至第三种优选实施形式中、与喷墨记录头芯片的记录元件的驱动相关的电路的示意图。

图10是根据本发明的典型的喷墨打印机的透视图。

图11是上述喷墨打印机的控制电路的框图。

图12是典型的传统喷墨记录头的喷嘴列的部分的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地具体描述本发明的优选实施形式。

首先，说明根据本发明的喷墨记录头的整体结构。图1是本发明第一种优选实施形式中的喷墨记录头的部分切去的透视图。参照图1，在本发明的该实施形式中，喷墨记录头设有基板110、喷嘴板111以及多个电热转换器400(加热器)。电热转换器400构成记录元件。它们位于基板110上。喷嘴板111，通过叠层在具有电热转换器400的基板的表面上，为喷墨记录头提供作为多个墨水通路的多个液体通路。

基板110例如由玻璃、陶瓷、树脂材料、金属材料等形成。通常，由硅形成。加热器400、用于向加热器400施加电压的电极(未示出)、以及配线(未示出)，配置在基板110的主表面上。对于每个墨水通路设有一个加热器。形成配线图形，以与加热器400和电极布置相匹配。在基板110的主表面上，还设有电介质材料的膜(未示出)，用于改进喷墨记录头芯片的散热性能。该电介质材料的膜以覆盖加热器400的方式设置。进而，喷墨记录头芯片设有保护膜(未示出)，用于防止基板110的主表面受到气穴现象的影响，即，防止气泡(汽袋)的快速生长或破裂。保护膜以覆盖电介质膜的方式配置。

参照图1，喷嘴板111设有多个墨水流过的墨水通路300(喷嘴)，以及用于向这些喷嘴300供应墨水的共用墨水供应通道500(液体供应通道)。共用墨水供应通道500(下面可能会简单地称为墨水供应通道500)沿着平行于开口列的方向延伸。喷嘴板111还设有多个墨水喷射口100，每一墨水喷射口构成对应的喷嘴300的外端部，通过所述墨水喷射口喷射墨滴。在垂直于基板110的主表面的方向上，每个墨水喷射口100与实质上扁平的对应的加热器400对齐排列。

换句话说，在基板110的表面上，具有多个加热器400和多个喷嘴300。存在着两组喷嘴300，即，一组短的喷嘴300和一组长的喷嘴300。短的和长的喷嘴300垂直于共用液体供应通道500，从而它们彼此平行，并且与平行于共用墨水供应通道500的方向(下面可能称为纵向方向)平行地并列配置，从而，短的喷嘴300的喷射口形成平行于纵向方向的单一的列(第一列)，长的喷嘴的喷射口形成平行于纵向方向的单一的列(第二列)；液体(墨水)喷射口形成平行于纵向方向的两列。进而，第一喷嘴列的喷嘴节距相当于600dpi或者1200dpi，第二喷嘴列的喷嘴节距也一样。由于和点的配置相关的原因，将两个喷嘴列配置成使得第二列中的喷嘴的墨水喷射口沿着纵向方向偏离第一列中对应的喷嘴的墨水喷射口。

上述结构的喷墨记录头，具有和日本未审公开专利申请H04-10940及H04-10941揭示的喷墨记录方法相兼容的墨水喷射装置。将类似于这种喷墨记录头的一些喷墨记录头构造成允许在喷射墨水时产生的空气气泡通过墨水喷射口逸出到周围的空气中。

下面，将描述根据本发明的喷墨记录头芯片的典型的喷嘴结构，及其变型。

(实施形式1)

图2表示本发明的第一种优选实施形式的喷墨记录头的喷嘴结构。在本实施形式的下面的描述中，参照位于共用墨水供应通道500的一侧的喷墨记录头的部分，描述喷墨记录头的结构。但是，这并非试图限定本发明的范围。即，在共用墨水供应通道500的另外一侧，也可以设置和下面将要描述的喷嘴组类似的喷嘴组。第一液体通路300a的一端和第二液体通路300b的一端，分别与压力室200a和压力室200b连接，而第一液体通路300a的另一端和第二液体通路300b的另一端，与共用墨水供应通道500连接。参照图2，本实施形式中的喷墨记录头具有多个第一液体(墨水)喷射口100a(下面可能会简称为喷射口100a)，和多个第二液体(墨水)喷射口100b(下面，可能会简称为喷射口100b)。从每个喷射口100a到共用液体供应通道500的距离，比从每个喷射口100b到共用液体供应通道500的距离短。将喷墨记录头构造成使得第一喷射口100a排列成平行于(共用液体供应通道500的)纵向方向的单一的列，并且，使得第二喷射口100b也排列成平行于纵向方向的单一的列，而且，使得在纵向方向上，第一和第二喷射口100a和100b交替地配置；墨水喷射口100配置成之字形图形(交错)。进而，本实施形式中的喷墨记录头设有第一加热器400a和第二加热器400b。将第一加热器400a与第一墨水喷射口100a一一对应地对向配置，将第二加热器400b与第二墨水喷射口100b一一对应地对向配置。

下面，参照图2说明本实施形式中的喷墨记录头的规格。在喷嘴列的方向上，长喷嘴列的喷射口节距和短喷嘴列的喷射口节距为每英寸600个喷射口(间隔为42.3μm)。从而，喷墨记录头的总的喷射口节距(等同于图像分辨率-dpi)为每英寸1200个喷射口。顺便提及，喷墨记录头还设有另外一组墨水喷射口100的列，相对于第一组而言，位于共用墨水供应通道500的相反侧，这组的喷射口100在纵向方向上偏离第一组中的对应的喷射口100。因此，在本实施形式中的喷墨记录头可以达到高达2400dpi的分辨率。第一加热器400a(第一记录元件)，距离共用墨水供应通道500的距离相对较小，其形状为矩形，其尺寸为13μm×26μm。

距离共用液体供应通道500的距离相对较小的第一喷射口100a，其直径为10μm-15μm。如图2所示，将喷墨记录头构造成使得每个第一加热器400a的纵向方向平行于喷射口100a在每个喷射口列中的排列方向。

至于墨水通路300b的尺寸，即，相对较长的墨水通路的尺寸，在平行于共用墨水供应通道500的长边的方向上，墨水通路300b位于相邻的两个第一加热器400a之间的部分，其宽度小于第一加热器400a的实际的产生热的电阻部分的宽度。

第二加热器400b(第二记录元件)，即，距共用墨水供应通道500的距离相对较大的加热器，由两个产生热的电阻构成，其形状为矩形，尺寸为9.5μm×13.5μm。两个电阻串联连接。它们平行地并列配置，从而一个电阻中的一个长边面对另一个电阻的一个长边。两个电阻之间的距离大致为2μm-4μm。喷射口100b，即，距共用墨水供应通道500的距离相对较大的喷射口，直径大约为5μm-10μm。在本实施形式中的喷墨记录头的情况下，通过改变点的尺寸，可以获得各种色调等级，通过改变从第一和第二喷射口100a、100b喷射出来的液滴的尺寸，可以改变点的尺寸。因此，为了获得各种色调等级，不仅将第一喷射口100a制成与第二喷射口的直径不同的直径，而且，将第一加热器400a的尺寸制成与第二加热器400b不同的尺寸。

压力室200a的壁与加热器400a之间的间隙、以及压力室200b的壁与加热器400b之间的间隙，大致为2μm。从共用墨水供应通道500到第一加热器400a的距离为44μm，从而相对较短，并且，第一加热器400a的中心和相邻的第二加热器400b的中心之间的距离为35μm-45μm。

如上所述，墨水通路300b，即，本实施形式中的长喷嘴的墨水通路，比现有技术的墨水通路短。从而，将第一个问题，即，与再补充时间相关的问题，降低到最低限度。即，本实施形式中的喷墨记录头的再补充时间比现有技术的喷墨记录头的再补充时间显著地短。从而，与现有技术的喷墨记录头相比，本实施形式中的喷墨记录头能够以显著大的速度进行打印。至于第二个问题，即，与死区(即，墨水可能变得停滞、并且产生在压力室的与共用墨水供应通道500相反的部分中的区域)相关的问题，在本实施形式中的喷墨记录头中产生的死区，显著地小于在现有技术的喷墨记录头中发生的死区。从而，本实施形式中的喷墨记录头，不会遭遇到喷嘴中的空气气泡造成的液体(墨水)喷射性能不稳定的问题。

并且，如上所述，加热器400a、也就是距共用墨水供应通道500的距离相对较小的加热器400的纵向尺寸，是加热器400b、也就是距离共用墨水供应通道500的距离相对较大的加热器400的纵向尺寸的大约两倍。这种配置使得第一和第二加热器400a和400b的电阻相等，从而使之能够利用单一的共用电源同时驱动第一和第二加热器400a、400b；无需用于驱动加热器400的额外的电源。因此，本实施形式中的喷墨记录头不会遇到第四个问题，即，与制造电源的成本增加相关的问题。换句话说，本优选的实施形式，对于降低喷墨记录头的制造成本是有效的。

图5是在本实施形式中的喷墨记录头芯片的基板上的用于第一和第二加热器400a和400b的配线的示意图。图8(a)、8(b)和8(c)是本实施形式中的喷墨记录头芯片的剖视图，分别对应于图5中的A-A、B-B和C-C线。

下面参照图5和图8(a)-8(c)，从底层侧描述喷墨记录头芯片的结构。喷墨记录头芯片配备有基板，以及叠层到该基板上的多个功能层。所述功能层是：第一配线层703、绝缘层701a、加热器层700、第二配线层702和绝缘层701b，它们按照上述顺序形成在基板上。进而，芯片设有多个通孔800，每个通孔通过第一绝缘层701a和加热器层700、从第一配线层703延伸到第二配线层702。第一配线层703和第二配线层702通过通孔800相互电连接。除通孔800之外，第一和第二配线层703和702、加热器层700全部被绝缘层701a和701b覆盖。

第一加热器400a、或者距共用墨水供应通道500的距离相对较小的加热器，通过靠近加热器400a设置的通孔800，分别与作为顶部和底部配线层的第一和第二配线层703和702电连接。

参照图5，在加热器层700上不存在第一和第二配线层703和702的部分，对应于第一和第二加热器400a和400b。第一加热器400a和第二加热器400b由它们的短边之一与配线电连接。

参照图8(a)、8(b)，在第一和第二加热器400a和400b的正下方没有第二配线层702，使之不容易受到散热以及由基板的阶梯部引起的喷嘴板的阶梯部造成的不利影响。进而，通孔800位于加热器400a和加热器400b的附近，从而，与现有技术相比，芯片的面积利用效率更加优异。进而，通孔800位于相邻的两个加热器400a之间的中点，使之不容易受到由通孔800导致的喷嘴板的阶梯部造成的不利影响。

如上所述，通过利用上述结构，从面积(空间)利用的观点出发，可以更有效地在基板上布置上面所述的元件和部分，能够解决第三个问题，即，由于基板尺寸引起的制造成本增加的问题。

图9是本实施形式中喷墨记录头芯片的电路图。控制各种数据的处理和顺序驱动记录元件的程序的控制块630，根据输入的打印数据选择将要被驱动的加热器400a和400b。用于提供驱动加热器400a和400b的电压的电源供应元件610、以及GND端子611由加热器400a和400b共享，因为用于驱动加热器400a的电压和驱动加热器400b的电压大小是一样的。

驱动时间决定信号端子600和601，设定电流流过加热器400a和400b的持续时间(驱动加热器400a和400b的持续时间)。在本实施形式中，设有两个驱动系统，即，一个用于驱动加热器400a，另一个用于驱动加热器400b。但是，加热器400a和400b也可以共享单一的驱动系统。将控制电路设计成使得功率晶体管650和一对AND电路640a和640b的组合，能够以恰当的定时和恰当的持续时间，选择性地驱动加热器400a和400b，以便以恰当的定时喷射液(墨)滴。

如上所述，本实施形式，无需增加喷墨记录头芯片的制造成本，无需增加加热器驱动电源的制造成本，不会使由于长脉冲引起的气泡产生效率的降低更加恶化，也不会使喷墨记录头的液体(墨水)喷射性能不稳定，就可以获得显著的更高的图像质量。本发明的另一个目的是实现一种喷墨记录头芯片，所述喷墨记录头芯片具有喷嘴的列，所述喷嘴，其液滴的尺寸显著小于根据现有技术的喷墨记录头芯片所具有的喷嘴的液滴尺寸。

进而，在本实施形式中，用于向第一加热器提供电力的配线形成两层。从而，本实施形式的喷墨记录头芯片，在加热器及其配线的布置方面，其空间效率显著更高。进而，通孔位于加热器的附近，从而，本实施形式中的喷墨记录头芯片，其部件布置的空间效率也更高。另外，由基板的阶梯部引起的喷嘴部的阶梯部的影响，被降低到最低限度。进而，关于具有两个产生热的电阻的上述第二记录元件，两个电阻中的一个电阻的短边的长度、另一个电阻的短边的长度、和两个电阻之间的距离之和，不小于相邻的两个第二喷射口之间的距离的一半。

(实施形式2)

图3是本发明的第二种实施形式的喷墨记录头芯片的部分的平面图，表示其喷嘴结构。本实施形式与第一种实施形式的相似之处在于：每个墨水通路300a的一个端部连接到对应的压力室200a上，而另一个端部连接到共用墨水供应通道500上，并且还在于：每个墨水通路300b的一个端部连接到对应的压力室200b上，而另一个端部连接到共用墨水供应通道500上。参照图3，本实施形式中的喷墨记录头具有：多个第一墨水喷射口100a，这些第一墨水喷射口100a距共用墨水供应通道500的距离相对较小；多个第二墨水喷射口100b，这些第二墨水喷射口100b距共用墨水供应通道500的距离相对较大。第一喷射口100a平行于共用墨水供应通道500的纵向方向排列成单一的直列，第二喷射口100b也平行于共用墨水供应通道500的纵向方向排列成单一的直列，第二喷射口100b在共用墨水供应通道500的纵向方向上偏离对应的第一喷射口100a。因此，在共用墨水供应通道500的纵向方向上，这种喷墨记录头的喷射口100被配置成之字形(交错的)。并且，在本实施形式中，喷墨记录头设有多个与第一喷射口100a一一对向的第一加热器400a，以及多个与第二喷射口100b一一对向的第二加热器400b。

将喷墨记录头芯片制成这样的结构：在平行于共用墨水供应通道500的长边的方向上，每个墨水通路300b(相对较长的喷嘴的墨水通路)位于相邻两个第一加热器400a之间的部分的宽度，不大于每个第一加热器400a的产生热的电阻的短边的尺寸。

参照图3，和第一种实施形式一样，在喷嘴列的方向上，长喷嘴的列的喷射口节距和短喷嘴的列的喷射口节距为每英寸600个喷射口(间隔为42.3μm)。因此，第一喷射口100a的列和第二喷射口100b的列的组合，可以获得高达1200dpi的图像分辨率。顺便提及，喷墨记录头芯片还设有另外一组墨水喷射口100的列，所述另外一组相对于第一组而言，位于共用墨水供应通道500的相反侧，这一组的喷射口100也在纵向方向上偏离第一组中的对应的喷射口100。因此，在本实施形式中的喷墨记录头可以达到高达2400dpi的分辨率。

距共用墨水供应通道500的距离相对较小的第一加热器400a(第一记录元件)是矩形的，尺寸为13μm×26μm。距共用墨水供应通道500的距离相对较小的第一喷射口100a，直径为10μm-15μm。

第二加热器400b、即距共用墨水供应通道500的距离相对较大的加热器，由两个方形的产生热的电阻制成，所述方形的产生热的电阻的尺寸为13μm×13μm。它们平行地并列配置。两个电阻之间的距离大致为2μm-4μm。

本实施形式与第一种实施形式的不同之处在于：第二喷射口100b、即距共用墨水供应通道500的距离相对较大的喷射口，其直径与第一喷射口100、即距共用墨水供应通道500的距离相对较小的喷射口的直径相同，为10μm-15μm。换句话说，本实施形式与第一种实施形式的不同之处在于：在实际上保持短的和长的喷嘴每次被喷射的液体(墨水)的量相同的情况下，改进了喷射口的节距。从而，在本实施形式中，不仅第一喷射口100a的直径与第二喷射口100b的直径相同，而且第一加热器400a的总尺寸与作为第二加热器400b的产生热的部分的总尺寸也是一样的。

压力室200a的壁与加热器400a之间的间隙、以及压力室200b的壁与加热器200b之间的间隙，大约为2μm。从共用墨水供应通道500到距共用墨水供应通道500的距离相对较短的加热器的距离，大约为44μm，第一加热器400a的中心与相邻的第二加热器400b的中心之间的距离为35μm-45μm。

如上面所述，在本实施形式中，即使是长喷嘴、即其墨水喷射口距共用墨水供应通道500相对更远的喷嘴，其墨水通路的长度比第一种实施形式中的相应部分短得多。从而，本实施形式中的喷墨记录头的再补充时间显著更短，因此能够显著更快速地进行打印。换句话说，本实施形式还能够将第一个问题、即与再补充时间相关的问题降低到最小限度。从而，本实施形式中的喷墨记录头能够以比现有技术的喷墨记录头显著更快的速度进行打印。进而，本实施形式中的喷墨记录头芯片，其死区的尺寸显著更小，所述死区是压力室中位于加热器的与墨水通路相反一侧的部分，墨水很难流过该部分。从而，不会发生第二个问题，即，不会发生喷墨记录头的喷墨性能由于在死区中停滞的空气气泡而变得不稳定的问题。

进而，在加热器的纵向方向上，第一加热器400a、即距共用墨水供应通道500的距离相对较小的加热器的尺寸，是第二加热器400b、即距共用墨水供应通道500的距离相对较大的加热器的尺寸的两倍。从而，第一和第二加热器400a和400b可以由单一一个(共用的)电源驱动，从而不需要附加的电源。从而，本实施形式消除了第四个问题，即，与电源的制造成本增加相关的问题；本实施形式有效地降低了喷墨记录头芯片的制造成本。

在本实施形式中，基板上的用于加热器400a和400b的配线，与示于图5和图8的第一种实施形式的情况相同。从而，这里将不对其进行描述。进而，电路结构和示于图9中的第一种实施形式的电路结构相同。从而，这里将不对其进行描述。

顺便提及，上面描述的本实施形式中的结构，并不试图限定本发明的范围。例如，本发明可以应用于如图6所示的配线的喷墨记录头芯片。诸如图6所示的配线，根据结构要求，可以尽可能地缩小配线的宽度。利用图6所示的结构，和图5所示的结构一样，可以解决上面所述的各种问题。

(实施形式3)

图4是根据本发明的第三种实施形式的喷墨记录头的平面图，表示其喷嘴结构。每个墨水通路300a的一端连接到对应的压力室200a室上，而另一端连接到共用墨水供应通道500上。并且，每个墨水通路300b的一端连接到对应的压力室200b上，而另一端连接到共用墨水供应通道500上。参照图4，本实施形式中的喷墨记录头芯片具有：多个第一墨水喷射口100a，所述第一墨水喷射口100a距共用墨水供应通道500的距离相对较小；以及多个第二墨水喷射口100b，所述第二墨水喷射口100b距共用墨水供应通道500的距离相对较大。第一喷射口100a排列成平行于共用墨水供应通道500的纵向方向的单一的直列，第二喷射口100b也排列成平行于共用墨水供应通道500的纵向方向的单一的直列，其中，第二喷射口100b在共用墨水供应通道500的纵向方向上相对于对应的第一喷射口100a偏离。因此，在共用墨水供应通道500的纵向方向上，喷墨记录头的喷射口100排列成之字形图案。同样地，在本实施形式中，喷墨记录头芯片设置有多个与第一喷射口100a一一对向的第一加热器400a，以及多个与第二喷射口100b一一对向的第二加热器400b。

参照图4，和第一种实施形式一样，在平行于墨水喷射口列的方向上，长喷嘴的列的喷射口节距和短喷嘴的列的喷射口节距为每英寸600个喷射口(间隔为42.3μm)。因此，第一喷射口100a的列和第二喷射口100b的列的组合，可以获得1200dpi的图像分辨率。顺便提及，和第一种实施形式一样，喷墨记录头芯片还设置有另外一组墨水喷射口100的列，所述另外一组墨水喷射口位于共用墨水供应通道500的与第一组所在侧相反的一侧，并且，这一组的喷射口100在纵向方向上偏离第一组中的对应的喷射口100。因此，本实施形式的喷墨记录头可以实现高达2400dpi的图像分辨率。

距共用墨水供应通道500的距离相对较小的第一加热器400a(第一记录元件)是矩形的，其尺寸为13μm×26μm。距共用墨水供应通道500的距离相对较小的第一喷射口100a，其直径为10μm-15μm。

第二加热器400b、即距共用墨水供应通道500的距离相对较大的加热器，由两个矩形的产生热的电阻构成，所述两个矩形的产生热的电阻的尺寸为7μm×13.5μm。所述两个电阻平行地并列配置，使得一个电阻的长边之一面对另一个电阻的长边之一。两个电阻之间的距离大约为2μm-4μm。

对于墨水通路300b的尺寸，即相对较长的墨水通路的尺寸，在平行于共用墨水供应通道500的长边的方向上，墨水通路300b在相邻两个第一加热器400a之间的部分，小于第一加热器400a的实际上的产生热的电阻的部分的宽度。

本实施形式不同于第一种实施形式之处在于：第二喷射口100b、即距共用墨水供应通道500的距离相对较大的喷射口，其直径(3μm-7μm)显著小于第一种实施形式中相应部分的直径。因此，本实施形式中的喷墨记录头，可以喷射比第一种实施形式中的喷墨记录头能够喷射的最小液滴更小的液滴。换句话说，本实施形式适合于获得比第一种实施形式能够获得的色调等级更多的色调等级。从而，在本实施形式中，为了能够使第一和第二喷射口100a和100b喷射出来的液滴不同，不仅使第一和第二喷射口100a和100b的直径不同，而且使第一和第二加热器400a和400b的产生热的有效面积的总尺寸不同。

并且，本实施形式不同于第一种实施形式之处在于：加热器400b、即距共用墨水供应通道500的距离相对较长的加热器的纵向方向，相对于墨水通路300b的纵向方向具有90°的角度。进而，为了确保当墨滴从墨水喷射口喷出时，能够干净地与喷射口内的墨水体分离，将本实施形式中的喷墨记录头芯片构造成在墨滴从喷射口喷射的过程中，能够有效地阻塞来自墨水通路300的墨流。

在压力室200a的壁与加热器400a之间的间隙、以及压力室200b的壁与加热器400b之间的间隙，如在第一种实施形式中那样，大约为2μm。从共用墨水供应通道500到第一加热器400a、即距共用墨水供应通道500的距离相对较小的加热器4的距离，大约为44μm，第一加热器400a的中心与相邻的第二加热器400b的中心之间的距离大约为35μm-45μm。

如上面所述，在本实施形式中，即使是长的喷嘴，即，其墨水喷射口距共用墨水供应通道500相对更远的喷嘴，其墨水通路的长度也显著地小于第一种实施形式中的相应部分。从而，本实施形式中的喷墨记录头，其再补充时间显著地更短，从而能够以比现有技术中的喷墨记录头以显著更高的速度进行打印。换句话说，本实施形式也可以将与再补充时间相关的问题降低到最低限度。即，本实施形式中的喷墨记录头的再补充时间，比现有技术中的喷墨记录头的再补充时间显著更短。从而，本实施形式中的喷墨记录头，能够以比现有技术中的喷墨记录头以显著更快的速度进行打印。进而，本实施形式中的喷墨记录头芯片，其死区的尺寸显著更小，所述死区是压力室中位于加热器的与墨水通路相反一侧的部分，墨水很难流过该部分。从而，不会发生第二个问题，即，不会发生由于空气气泡在死区内停滞而引起的喷墨记录头的喷墨性能不稳定的问题。

进而，第一加热器400a、即距共用墨水供应通道500的距离相对较小的加热器的纵向方向的尺寸，是第二加热器400b、即距共用墨水供应通道500的距离相对较大的加热器的纵向方向的尺寸的两倍。从而，第一和第二加热器400a和400b可以由单一一个(共用的)电源驱动，从而，不需要附加的电源。因此，本实施形式消除了第四个问题，即，与电源的制造成本增加相关的问题；本实施形式对于降低喷墨记录头芯片的制造成本是有效的。

图7是在如上面所述的基板上构成的用于加热器400a和400b的配线的示意图。图8(b)-8(d)是本实施形式中的喷墨记录头芯片的示意剖视图，分别对应于图7中的B-B线、C-C线和D-D线。

如图8(b)-8(d)所示，本实施形式中的喷墨记录头芯片的层状结构，与第一种实施形式的相同。

参照图7，和第一种实施形式一样，第一加热器400a、或者距共用墨水供应通道500的距离相对较小的加热器，分别通过紧接着加热器400a设置的通孔800与第一和第二配线层703和702、即顶部和底部配线层电连接。进而，加热器层700的区域(其上不存在第一和第二配线层703和702)，对应于第一和第二加热器400a和400b。

并且，如在第一种实施形式中那样，第二配线层702不直接存在于第一和第二加热器400a和400b的下方，使得不容易受到散热和由于基板的阶梯部造成的喷嘴板的阶梯部的不利影响。进而，通孔800位于第一和第二加热器400a和400b的附近。从而，本实施形式中的喷墨记录头芯片在面积(空间)利用效率方面非常好。进而，通孔800设置在相邻的两个加热器400a之间的中点处，使之不容易受到由通孔800造成的喷嘴的阶梯部的有害影响。

本实施形式与前面的实施形式的不同之处在于：用于第二加热器400b、即距共用墨水供应通道500的距离相对较大的加热器的配线图形，不同于前面所述的实施形式的配线图形。更具体地说，在本实施形式中，第二加热器400b、即距共用墨水供应通道500的距离相对较大的加热器的两个产生热的电阻的纵向方向，与共用墨水供应通道500的纵向方向垂直(成90°角度)。因此，用于加热器400的配线比前面的实施形式的配线更复杂。更具体地说，如图7所示，在本实施形式中，用于加热器400b的第二配线层702的部分，弯曲成字母S形。

如上面所述，还是在本实施形式中，通过采用上面所述的结构，从空间利用效率的观点出发，可以有效地布置芯片的部件。因此，本实施形式可以解决第三个问题，即，由于增加基板的尺寸引起的喷墨记录头芯片的制造成本增加的问题。

本实施形式中的电路结构，和第一种实施形式中的结构一样，如图9所示。从而，这里不再进行描述。

最后，将简单地描述具有上面描述的喷墨记录头之一的典型的喷墨打印机。

<喷墨打印机的整体结构>

图10是根据本发明的典型的喷墨打印机IJRA的外部透视图，表示该打印机的整体结构。

参照图10，滑架HC被导向螺杆5005和导轨5003支承。导向螺杆5005由马达5013通过驱动力传动齿轮5009-5011旋转。马达5013的旋转方向是可逆的。因此，当马达5013正向或反向驱动时，滑架HC往复运动；它在箭头a或者b指示的方向上运动。滑架HC具有与导向螺杆5005的螺旋槽5004啮合的销(未示出)。滑架HC保持喷墨墨盒IJC，该喷墨墨盒是喷墨记录头IJH和墨水容器IT整体组合而成的。

压纸板5002在滑架HC的运动方向的整个范围内，将一张记录纸P压到压纸盘5000上。光耦合器5007-5008是用于检测滑架HC是否位于其原始位置上的检测器。更具体地说，光耦合器5007-5008检测滑架HC的杆5006在部分5007与5008之间的存在，以确定滑架HC位于其原始位置。当检测出滑架HC在原始位置上时，切换马达5013的旋转方向。用于覆盖记录头IJH的前侧的盖构件5022被支承构件5016支承。用于将盖构件5002的内部抽真空的真空处理器件5015，通过盖构件5022的开口5023抽吸记录头IJH内的液体(墨水)，恢复记录头IJH的性能。清洁刮刀5017和用于前后移动清洁刮刀5017的清洁刮刀移动构件5019由安装在喷墨打印机的主框架上的支承板5018支承。用于清洁刮刀5017的结构不必局限于上述结构。即，显然，任何公知的清洁刮刀都可以用于根据本发明的喷墨打印机。借助凸轮5020的运动，使用于启动喷墨记录头的抽吸以便恢复喷墨记录头的性能的杆5021移动，所述凸轮5020与滑架HC结合。杆5021的运动与诸如离合器等公知的机械力传动装置结合或者脱离，以便控制从马达向用于恢复喷墨记录头的性能用的装置传递驱动力。

将喷墨打印机制成这样的结构：当滑架HC位于其原始位置附近时，实行加盖操作、清洁操作和记录头性能的恢复操作；通过导向螺杆5005的旋转，使滑架HC(喷墨记录头)处于将要执行上述每个操作的位置处，从而可以执行所需要的操作。顺便提及，用于执行上述三个操作的结构，并不局限于上面所述的结构，只要能够以公知的定时进行三个操作的任何一个即可。

<控制系统的结构>

下面，描述用于控制上述喷墨打印机的记录操作的控制系统的结构。

图11是喷墨打印机IJRA的控制电路的框图，表示电路结构。参照图11，控制电路包括：接口1700，通过该接口输入记录信号；以及作为逻辑电路的MPU1701。控制电路还包括：ROM1702，其内部存储有由MPU1701执行的控制程序；DRAM1703，其内部存储有各种数据(记录信号、记录数据，等等，这些数据被提供给记录头IJH)。控制电路还具有门阵列(G.A.)1704，该门阵列控制向记录头IJH提供记录数据的过程。门阵列1704还控制在接口1700、MPU1701和RAM1703之间的数据传输。

控制电路驱动记录头IJH。更具体地说，它通过控制记录头驱动器1705，对记录头IJH进行控制，所述记录头驱动器，在电流流过记录元件的状态和电流不流过记录元件的状态之间，对记录元件的状态进行切换。控制电路，还通过控制用于驱动滑架马达1710的马达驱动器1707，控制用于移动滑架HC的滑架马达，以便移动记录头IJH，并通过控制用于驱动记录纸输送马达1709的马达驱动器1706，控制用于输送记录纸张的记录纸输送马达1709。

下面说明由控制电路控制的程序，当通过接口1700输入记录信号时，通过在门阵列1704与MPU1701之间的协调，将这些信号转换成用于打印机的记录数据。然后，驱动马达驱动器1706和1707，并且根据输出到记录头驱动器1705的记录数据，驱动记录头IJH。结果，在记录纸张上进行记录。

下面，描述喷墨记录头IJH。本发明适用于各种喷墨记录头，特别是，具有产生热能、用于改变液体墨水的状态以便喷射液体墨水的装置的喷墨记录头。通过采用这种利用热能由喷墨记录头喷射液体墨水的方法，与采用与上述不同的喷墨记录方法的喷墨记录头相比，喷墨记录头能够以显著更高的分辨率和显著更高的精度记录文字及图像。在前面所述的本发明的优选实施形式中，利用电热转换器作为产生热能的装置，液体墨水被电热转换器加热，以便利用墨水被加热沸腾时产生的气泡引起的压力，进行喷墨。

尽管参照本文所揭示的结构对本发明进行了描述，但是，本发明并不局限于所阐述的细节，本申请将包括以改进为目的或者在下面所述的权利要求的范围内的改型或者改变。

Claims (13)

1.一种液体喷射头，包括：

多个用于喷射液滴的喷射口；

与所述喷射口流体连通的液流通道；

用于向所述液流通道供应液体的液体供应口；

其中，所述喷射口包括第一喷射口和第二喷射口，所述第一喷射口和第二喷射口配置在所述液体供应口的至少一侧，其中，所述第一喷射口比所述第二喷射口更靠近所述液体供应口，所述第一喷射口和所述第二喷射口以交错的方式配置；

用于所述第一喷射口的第一记录元件；以及

用于所述第二喷射口的第二记录元件；

其中，所述第一记录元件的每一个包括一个产生热的电阻，该电阻的形状为矩形，该矩形具有沿着与所述第一喷射口的配置方向交叉的方向延伸的长边；

其中，所述第二记录元件包括多个产生热的电阻，所述电阻的每一个具有矩形的形状，该矩形具有沿着与所述第二喷射口的配置方向交叉的方向延伸的长边，并且所述电阻在其长边侧相互邻接，所述多个产生热的电阻串联地电连接。

2.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，用于向所述第一记录元件和所述第二记录元件提供电力的引线被连接到所述产生热的电阻的短边。

3.如权利要求2所述的液体喷射头，其特征在于，所述第二记录元件的数目为2，所述第一记录元件的每个所述产生热的电阻的长边的长度，是所述第二记录元件的每个所述产生热的电阻的长边的长度的大约两倍。

4.如权利要求1、2或3所述的液体喷射头，其特征在于，所述液流通道包括用于所述第一记录元件的第一液流通道、和用于所述第二记录元件的第二液流通道，并且，其中，所述第二液流通道的每一个具有沿着与所述喷射口的配置方向平行的方向测量的宽度，该宽度不大于所述第一记录元件的每个所述产生热的电阻的短边的长度。

5.如权利要求1、2或3所述的液体喷射头，其特征在于，从所述第二喷射口喷射出来的液滴的喷射量，小于从所述第一喷射口喷射出来的液滴的喷射量。

6.如权利要求3所述的液体喷射头，其特征在于，所述第一喷射口和所述第二喷射口喷射基本上相同量的液体。

7.如权利要求3所述的液体喷射头，其特征在于，每个所述第二记录元件的两个所述产生热的电阻的短边的长度和所述两个产生热的电阻之间的距离之和，不小于所述第二喷射口的配置节距的二分之一。

8.如权利要求1、2或3所述的液体喷射头，进一步包括：电力供应装置，用于向所述记录元件提供驱动电压；为每个所述记录元件配置的驱动器，用于切换所述记录元件的电力供应状态；以及逻辑电路，用于选择性地驱动所述驱动器，其中，所述电力供应装置向第一和第二记录元件提供驱动电压。

9.如权利要求1、2或3所述的液体喷射头，进一步包括：电力供应装置，用于向所述记录元件提供驱动电压；为每个所述记录元件配置的驱动器，用于切换所述记录元件的电力供应状态；以及逻辑电路，用于选择性地驱动所述驱动器，其中，所述逻辑电路包括驱动时间决定信号输出装置，用于向所述驱动器输出与所述记录元件的驱动时间相关的信号，并且，所述驱动时间决定信号输出装置由所述第一和第二记录元件共用。

10.如权利要求1、2或3所述的液体喷射头，其特征在于，用于向每个所述第一记录元件提供电力的引线，包括上部配线层和下部配线层，所述配线层经由与所述第一产生热的电阻邻接设置的通孔，相互电连接。

11.如权利要求10所述的液体喷射头，其特征在于，下部配线层配置在除所述第一记录元件正下方的部分之外的部分中，并且与构成所述第一产生热的电阻的电阻层不接触。

12.如权利要求10所述的液体喷射头，其特征在于，通孔配置在相邻的所述第一记录元件彼此之间。

13.如权利要求12所述的液体喷射头，其特征在于，通孔的中心与所述第一记录元件的中心基本上位于同一直线上。

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