CN1277110A - 喷墨记录头和喷墨记录装置 - Google Patents

Abstract

一种喷墨记录头,包括用于给排出油墨施加能量的多个记录元件,一个记录元件驱动器,用于驱动所说多个记录元件;一个控制电路,用于控制所说记录元件驱动器;和一个高分辨率参考信号发生器,利用从外部连续输入的预定周期的多个输入信号,产生一个周期比预定周期短的参考信号,这样,通过将参考信号提供给所说控制电路以进行记录控制。可以抑制由经电缆进行信号传输引起的脉冲波形钝化和由电缆产生的电磁噪声,从而喷墨记录头能解决高速和多种喷嘴的问题。

Description

喷墨记录头和喷墨记录装置

本发明涉及一种用于排出油墨，以在材料上形成记录的所需图像的喷墨记录头，以及一种喷墨记录装置。

迄今为止，已知的喷墨记录方法包括：给油墨施加热量和其他能量；引起油墨中体积急剧变化(产生气泡)的状态改变；通过基于状态改变的作用力从排出部分排出油墨；油墨附着在记录材料上形成图像，这就是所谓的气泡喷射记录方法。利用气泡喷射记录方法的记录装置，如美国专利NO.4,723,129中所描述的，一般具有：一个用于排出油墨的排出部分，一个与排出部分连通的油墨通道，和一个作为能量产生部件位于油墨通道内用于排出油墨的电热转换器。

根据该记录方法，可以高速低噪地记录一个优质图像，并且一个完成此记录方法的头可以具有高密度配置的用于排出油墨的排出部分，这样，通过小装置就可实现具有高分辨率的记录图像、容易获得彩色图像和很多其他优良方面。因此，近年来，气泡喷射记录方法应用在打印机、复印机、传真机和许多其他办公设备上，以及还应用在工业系统如纺织品打印设备上。

又，用于给排出油墨产生能量的记录元件可以利用半导体制造工艺制造。因此，利用气泡喷射技术的头通过在由硅片制成的元件基片上形成记录元件，并将该元件粘结到具有用于形成油墨通道、由聚砜、其他树脂、玻璃等制成的顶板上。

此外，因为元件基片由硅片制成，所以，不仅记录元件，而且一个用于驱动记录元件的驱动器，一个用于根据头温度控制记录元件的温度传感器，一个驱动控制器等构成在元件基片上。

头基片的一个实例如图25所示。又，图25表示与未公开的(Laid-Open)日本专利申请No.7-256883相关技术一样的结构。

在图25中，一个元件基片900具有：平行布置、用于给油墨施加一排出热能的多个加热器(记录元件)901；用于驱动每个加热器901的功率晶体管902；一个移位寄存器904，其中具有从外部连续输入的图像数据和与数据同步的连续时钟，且其为每条线锁存图像数据；一个闩锁电路903，用于为每条线锁存从移位寄存器输出与闩锁时钟同步的图像数据，并将数据并行转移给功率晶体管902；多个与门915，用于每个功率晶体管902，并将闩锁电路903的输出信号施加给与外部启动信号相应的功率晶体管902；和输入终端905-912，用于从外部输入图像数据、各种信号等。

此外，元件基片900具有一个用于测量元件基片900温度的温度传感器，一个用于测量每个加热器901电阻系数的电阻传感器，或其他传感器914。

由在元件基片上形成驱动器、温度传感器、驱动控制器等所构成的头特别用于记录头耐用性的增强和装置尺寸的减小。

在此结构中，作为连续信号输入的图像数据由移位寄存器904转换成并行信号，并由闩锁电路903与闩锁时钟同步输出/保持。当在此状态下，加热器901的驱动脉冲信号(与门915的启动信号)经由输入终端输入时，功率晶体管902依照图像数据打开，电流流入相应的加热器901，油墨通道中的油墨被加热，并从喷嘴末端以液滴排出。

这里，在图25所示的结构中，喷墨记录装置中的主体机构监测传感器914的输出值以检测加热器901的电阻系数，并根据树脂来改变电源电压和驱动频率，这样一个基本不变的能量施加给加热器901。

在未公开的日本专利申请No.7-256883中描述的喷墨记录装置中，为了减小喷墨记录装置主体机构负荷的目的，它建议驱动传感器914，在元件基片900上形成的，用于根据传感器914的输出值控制加热器901驱动脉冲宽度的驱动控制器，监测元件基片900中的每个加热器901和温度传感器的电阻系数，并检测头性质和状态，根据该性质和状态来改变加热器901的驱动脉冲宽度。

最近几年中，对于喷墨记录装置，在各种产品和领域对较高品质图像输出有越来越多的要求。此外，提高记录速度的要求也增加了，用于排出油墨的喷嘴数量的增加和记录周期的缩短已经实现。结果，同时驱动的记录元件数量增加，由于增加功率的需要而使成本增加，以及在进行稳定排出情况下不固定地大量油墨的同时排出是不利的。

为了解决这个问题，通过缩短施加给记录元件的驱动脉冲信号的宽度来减小同时驱动的记录元件的数量是有效的。

这里，在传统的实例中，头排出频率大约为10KHz(周期为100μs)，在时分数量为16的情况下，大约每时分6μs。在这种情况下，一个加热信号脉冲宽度能够在大约4-5μs内处理。这里，当在头部产生和控制加热信号脉冲所必需的时间分辨率在加热信号脉冲的1/20-1/40数量级时，可以进行通过传感器输出的脉冲宽度反馈，作为所获得分辨率的参考，时钟频率在5-10MHz的范围内(周期为0.2μs-0.1μs)。

此外，当缩短加热脉冲信号宽度以克服由喷嘴数量增加、高打印速度引起的瞬间电流增加，如在30KHz驱动频率和时分数量也为16时，一个时分时间仅约2μs，一个时分的时间大大小于约6μs的传统时间。因此，在这种情况下，一个加热信号脉冲宽度要求设定为2μs或更小(大约0.5-1.5μs)。在考虑脉冲宽度控制的情况下加热脉冲所要求的分辨率在0.01μs-0.07μs的范围内，满足此分辨率等级的参考时钟信号要求的频率为15MHz-100MHz(周期为0.07μs-0.01μs)。

当图像数据的转移时钟频率增加时(周期缩短)，可以提高分辨率，但是，如图25所示，时钟信号一般从记录装置的主体机构提供给头，因此，在打印期间头的移动用较长的柔性基片等电缆与主体机构相连。因为高电流流过电缆的附近，噪音容易迭加在由电缆传输的信号上，就会出现由电缆自感应部件引起的脉冲波形升高和降低现象(波形变钝)(特别地，图26A的波形变成图26B的波形)。这改变了记录元件的驱动时间。此外，当驱动脉冲信号周期变得较短时，变化比例相对增加，变钝的脉冲波形的影响不能忽视，信号不能被头方精确接收，就会产生故障的可能性此外，这也缩短了记录元件的寿命。

此外，当传输高频时钟时，电缆起天线作用并产生电磁噪声。此电磁噪声可能引起外围设备故障。

这种方式下，在增加时钟频率以缩短传统脉冲宽度方面有一个限制，迄今为止，难于将脉冲宽度设置为2μs或更小。

作为消除转移时钟波形的钝化和减小电磁噪声的技术，例如，建议一种方法，将信号光线从主体机构辐射给安装有头的滑架，在滑架方接收信号光线以重新产生一个电信号，从而通过所谓的光学通讯，将时钟从主体机构传输给滑架。

在这种情况下，然而，因为头和滑架根据记录材料的尺寸移动，在任何位置信号必须被正确接收。为此目的，在传输一方的主体机构必须在宽度范围内发射强烈的光线，并以高速打开/关闭光线。特别地，因为主体机构必须通过大电流到用于光学通讯的光线发射元件，驱动元件必须以高速开关，所以，难于通过光线传输用于带有增速和增加喷嘴的头的时钟。

本发明已经研究出解决上述相关技术的问题，本发明的一个目的是提供一个喷墨记录头和一个喷墨记录装置，它消除了由通过电缆传输信号引起的脉冲波形的钝化，以及由电缆产生的电磁噪声，并且解决了高速和多喷嘴问题。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种喷墨记录头，它包括：多个记录元件，用于给排出液体施加能量；一个记录元件驱动器，用于驱动多个记录元件；一个控制电路，用于控制记录元件驱动器；和一个高分辨率参考信号发生器，利用从外部连续输入的预定周期的多个输入信号，来产生一个参考信号，该信号的周期小于预定周期，所以，记录控制是通过将参考信号提供给控制电路来进行的。

根据本发明的另一方面，提供一种喷墨记录装置，它包括：一个喷墨记录头，由用于给排出油墨施加能量的多个记录元件，一个用于驱动多个记录元件的记录元件驱动器，和一个用于控制记录元件驱动器的控制电路构成；一个滑架，喷墨记录头可拆装在其上，且其沿记录材料的表面扫描；和一个主体机构，用于将用于记录控制的多个信号传递给喷墨记录头。在喷墨记录装置中，喷墨记录头包括：一个高分辨率参考信号发生器，利用从外部连续输入的预定周期的输入信号，产生一个参考信号，该参考信号的周期小于预定周期，记录控制是通过将参考信号提供给控制电路来进行的。

在上述喷墨记录装置中，因为在喷墨记录头内用于记录控制的部分信号周期能具有高分辨率，所以传递给实现高速和多喷嘴的喷墨记录头的信号周期可以设定为基本上与传统周期一样。

又，本发明说明书中所用的“下游”和“上游”用作表示液体从液体供应源经过一个气泡产生区(或一个可动部件)向着排出部分的流动方向，或结构的向上方向。

图1是一个沿液体通道方向的剖面图，表示根据本发明一个实施例的喷墨记录头的结构。

图2A和2B是一个剖面图，表示用于图1中所示的喷墨记录头的元件基片。

图3是一个示意性剖面图，表示沿纵向通过元件基片的主要部件所剖开的图2A和2B中所示的元件基片。

图4A和4B是图表，表示元件基片和顶板的电路结构，用于控制响应传感器输出而施加在加热器上的能量。

图5是一个框图，表示图4A和4B中所示的PLL电路的一个结构实例。

图6是一个框图，表示根据第一实施例的信号流。

图7是一个平面图，根据本发明一个实施例的喷墨记录装置的结构。

图8是一个框图，表示根据第二实施例的信号流。

图9是一个框图，表示根据第三实施例的信号流。

图10是一个框图，表示根据第四实施例的信号流。

图11是一个框图，表示根据第五实施例的信号流。

图12是一个框图，表示图11的一个变型。

图13是一个框图，表示图11的一个进一步变型。

图14是一个框图，表示根据第六实施例的信号流。

图15A和15B是框图，表示元件基片和顶板的电路结构，用于控制响应传感器输出的元件基片温度。

图16A和16B是框图，表示元件基片和顶板的电路结构，用于利用温度传感器的输出，检测油墨的存在/缺少。

图17A和17B是框图，表示图16A和16B中所示的元件基片和顶板电路结构的变型。

图18A和18B是框图，表示图16A和16B中所示的元件基片和顶板电路结构的变型。

图19A和19B是框图，表示图16A和16B中所示的元件基片和顶板电路结构的变型。

图20A和20B是框图，表示图16A和16B中所示的元件基片和顶板电路结构的变型。

图21是一个本发明可应用的喷墨记录头盒的分解立体图。

图22是一个本发明可应用的喷墨记录装置的示意性结构图。

图23是一个本发明可应用的喷墨记录装置的框图。

图24是一个本发明可应用的液体排出系统的框图。

图25是一个传统头元件基片的电路图。

图26A和26B是表示波形的说明图。

在本发明中，例如，在传统热信号发生器和打印装置主体之间构造了一个高分辨率参考信号发生器，打印装置主体传送传统标准频率(LEVELFREQUENCY)的时钟信号，高分辨率参考信号发生器在头或滑架部分，接受的时钟信号频率在此部分被放大，并产生高分辨率参考时钟信号及提供给热信号发生器。因为在此方式下，在头/滑架部分，放大参考信号频率得到了高分辨率，从而在高频率驱动头产生并提供了高精度驱动信号，基本上可以进行在头上的传感器反馈等。

下面将参照附图详细描述本发明。

(第一实施例)

下面将描述作为可用于本发明的第一实施例的喷墨记录头。该头具有：多个用于排出油墨(液体)的排出部分；互相粘结在一起用于构成多个液体通道与各自的排出部分相连的第一基片和第二基片；配置在每个液体通道的多个记录元件，用于在液体通道将电能转换成液体排出能量；多个功能上不同的元件或电路，用于控制记录元件驱动状态，按照功能，这些元件或电路分配给第一基片和第二基片。

下面将描述以加热元件(加热器)作为记录元件的例子，但是通过压电效应排出油墨的压电元件也可用于记录元件。图1是一个沿作为本发明一个实施例的喷墨记录头的液体通道方向的剖面图。

如图1所示，喷墨记录头具有：一个元件基片，该基片上有作为多个(图1中仅示出1个)记录元件平行布置的加热器2，以用热能在液体中产生气泡；一个粘结在元件基片1之上的顶板3；一个孔板4，该孔板4粘结在元件基片1和顶板3的前端表面上；以及一个可动部件6，该部件6安装在由元件基片1和顶板3所构成的液体通道7里。

在元件基片1上，为了绝缘和积热，一个氧化硅薄膜或氮化硅薄膜形成在硅等基片上，以及构成加热器2的一个电阻层和配线模制在薄膜上。当通过配线给电阻层施加电压时，电流就通过电阻层，加热器2就产生热量。

顶板3构成了用于每个加热器2的多个液体通道7和用于将液体供给给每个液体通道7的公共液体室8，和在天花板部分和每个加热器2之间延伸的通道侧壁9是整体布置的。顶板3由硅基材料构成，可通过蚀刻来制造，形成液体通道7和公共液体室8的模式，或以一种公知薄膜制造方法如CVD在硅基片上沉积通道侧壁9的氮化硅、氧化硅或其他材料，然后蚀刻并形成液体通道7部分。

孔板4具有多个排出部分5，排出部分5与每个液体通道7连接，并通过液体通道7与公共液体室8相通。孔板4也由硅基材料制成，如通过刮擦带有排出部分5的硅基片以得到10-150μm的厚度而制成。另外，对本发明来说孔板4不是一个必须的结构，代替孔板4的是，在顶板3形成液体通道7和在这部分形成排出部分5期间，具有排出部分的顶板可以通过留下一个壁来构成，该壁在顶板3的末端表面上具有与孔板4厚度相应的厚度。

可动部件6是一个悬臂状薄膜，与加热器2相对布置，用于将液体通道7分成一个与排出部分5相通的第一液体通道7a和一个包括加热器2的第二液体通道7b，它是用硅基材料如氮化硅和氧化硅制成的。

可动部件6具有一个支撑6a，该支撑6a在液体排放操作时，从公共液体室8经由可动部件6向着排出部分5的大流的上游侧，与加热器2相对布置且与加热器2有一个预定距离，以覆盖加热器2，这样自由端6b就位于与支撑6a相对的下游侧。气泡产生区10在加热器2和可动部件6之间。

当加热器2根据上述结构加热时，热量作用在可动部件6和加热器2间的气泡产生区10的液体上，根据薄膜沸腾现象，气泡在加热器2上产生并生长。随着气泡的生长产生的压力优先作用在可动部件6上，如图1中点划线所示，可动部件6以支撑6a为中心在排出部分5的一侧大大地张开。由于可动部件6的位移或移动状态，气泡产生和气泡自身生长引起的压力传播被导向排出部分5的一侧，液体从排出部分5排出。

特别地，当可动部件6位于气泡产生区10，且在液体通道7的液流上游侧(公共液体室8一侧)具有支撑6a，在下游侧(排出部分5一侧)具有自由端6b时，气泡的压力传播方向被导向下游侧，气泡的压力直接而有效地对排出起作用。而且气泡生长方向本身与压力传播方向同样被导向下游方向，且气泡在下游的生长大于上游。通过用可动部件控制气泡自身生长方向，和控制气泡压力传播方向，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，当气泡进入消泡过程，由于可动部件6的弹性力的复合作用，气泡很快消失，可动部件6最后也返回到图1中实线所示的初始位置。在这种情况下，为了补偿气泡产生区10中减小的气泡体积，或为了补偿排出液体的体积，上游侧也就是公共液体室8侧的液体流动，液体通道7重新充满液体，但是液体的再充填是由可动部件6返回作用有效、合理和稳定地完成的。

此外，本实施例的喷墨记录头具有用于驱动加热器2和控制其驱动的电路和元件。根据其功能，这些电路和元件分布在元件基片1或顶板3上。此外，因为元件基片1和顶板3由硅材料构成，这些电路和元件能够很方便、精细地利用半导体晶片工艺技术来制造。

下面将描述元件基片和顶板3上电路和元件的分布结构。

图2A和2B是说明图，表示图1中所示喷墨记录头的电路结构，图2A是元件基片的平面图，图2B是顶板的平面图。另外，图2A和2B表示的是相对面。

如图2A所示，元件基片1具有多个平行布置的加热器2，根据图像数据驱动这些加热器2的驱动器11，一个用于将输入图像数据输出到驱动器11的图像数据转移部分12，和一个传感器13，用于测量控制加热器2驱动状态所必需的参数。

图像数据转移部分12由一个移位寄存器和一个闩锁电路构成，移位寄存器用于将连续输入图像数据输出给并行的每个驱动器11，闩锁电路用于临时存储从移位寄存器输出的数据。另外，图像数据转移部分12可以单独输出图像数据到相应的加热器2，或可以将加热器2的排列分成多个块(block)，由块单元输出数据。特别地，通过提供一个具有多个移位寄存器的记录头和通过分配进行从记录装置主体转移数据，以及将数据输入到多个移位寄存器中，可以很容易应付加速的打印速度。

一个在加热器2的附近用于测量温度的温度传感器，一个用于监控加热器2电阻系数的电阻传感器等用作传感器13。

当考虑喷射液滴的排出数量时，排出数量主要与液体泡沫体积有关。液体泡沫体积随加热器2及其附近的温度而变化。

因此，通过用温度传感器测量加热器2及其附近的温度，施加一个小能量脉冲(预热脉冲)到这样一个程度，即在施加热脉冲之前没有液体排出，根据这个结果，改变预热脉冲和输出时钟的脉冲宽度来调节加热器2和其附近的温度，排出恒定不变的液滴，从而维持了图像级别。

此外，当考虑加热器2中使液体起泡所必需的能量时，在常辐射情况下，能量用加热器2单位面积上所必需的能量与加热器2的面积的乘积来表示。因此，施加在加热器2两端的电压和流过加热器2的电流和脉冲宽度可以设置为所得到的必需能量值。这里，通过将更多的电压施加到喷墨记录装置主体的电源上，施加在加热器2上的电压可以基本上保持常量。另一方面，对于加热器2中所流动的电流，由于在元件基片1的制造过程中加热器2薄膜厚度的离散性，加热器2的电阻系数随多个或元件基片1而变化。因此，当施加的脉冲宽度是常数时，加热器2的电阻系数大于设定值，电流值减小，输入到加热器2中的能量数值就变得不够了，液体就不能充分起泡。相反地，当加热器2的电阻系数减小，即使在相同的电压下，电流值也大于设定值。在这种情况下，由加热器2产生了过剩的能量，就有可能引起加热器2的损坏和寿命的减小。因此，另一种方法包括，用电阻传感器经常监测加热器2的电阻系数；根据电阻系数改变电源电压和热脉冲宽度；对加热器2施加基本上恒定的能量。特别地，在此结构中，用于控制油墨排出数量的排出量控制元件是加热器2本身。

另一方面，如图2B所示，顶板3具有：用于构成上述液体通道和公共液体室的槽3a和3b；一个用于驱动位于元件基片1上的传感器13的传感器驱动器17；和一个加热器控制器16，该加热器控制器16用于根据来自于传感器驱动器17所驱动传感器的输出结果，来控制加热器2的驱动状态。另外，在顶板3中，为了将液体从外部供应给公共液体室，供应部分3c敞开与公共液体室相连。

此外，为了将位于元件基片1和顶板3粘结表面相对位置的元件基片1上电路等与顶板3上的电路等进行电连接，连接接触垫14、18。此外，元件基片1具有一外部接触垫15，该垫15构成了来自外部的电信号输入终端。元件基片1的尺寸大于顶板3的尺寸，外部接触垫15位于，当元件基片1粘结到顶板3上时，从顶板3上暴露出来的位置。

这里，将描述在元件基片1和顶板3上形成电路等过程的一个实施例。

对于元件基片1，首先是在硅基片上用半导体晶片工艺技术制造构成驱动器11、图像数据转移部分12和传感器13的电路。随后，制造上述加热器2，最后制造连接接触垫14和外部接触垫15。

对于顶板3，首先是在硅基片上用半导体晶片工艺技术制造构成加热器控制器16和传感器17的电路。随后，用上述薄膜成形技术和蚀刻技术制造构成液体通道和公共液体室的槽3a、3b和供应部分3c，最后制造连接接触垫18。

当上述构造的元件基片1和顶板3定位并粘结后，为每个液体通道布置加热器2，在元件基片1和顶板3上形成的电路等通过各自的连接垫14、18进行电连接。此电连接如可通过在连接垫14、18上敷设金属凸起来完成，但也可用其他方式来完成。在通过连接接触垫14、18完成元件基片1与顶板3的电连接后，在元件基片1与顶板3粘结的情况下，上述电路能够同时使它们互相电连接。在将元件基片1粘结到顶板3上后，孔板4也粘结到液体通道7的末端，这样喷墨记录就完成了。

另外，本发明实施例的喷墨记录头包括如图1所示的可动部件6，在元件基片上形成电路等之后，可动部件6也利用光刻(photolithography)工艺成形在如上述元件基片1上。

当以这种方式得到的喷墨记录头安装在头盒或记录装置上后，如图3所示，头被固定到安装有印刷线路板23的底基片22上，液体排出头单元20就形成了。在图3中，印刷线路板23具有多个布线图24与记录装置的头控制器电连接，这些布线图24通过接合线25与外部接触垫15电连接。因为外部接触垫15仅布置在元件基片1上，液体排出头21能够同传统喷墨记录头一样与外部电连接。这里，已描述了一个外部接触垫15位于元件基片1上的例子，但是，垫也可仅位于顶板3上来代替仅位于元件基片1上。

如上所述，当通过考虑双方的电接合，将用于驱动和控制加热器2的各种电路等分布在元件基片1和顶板3上时，这些电路等不集中在一个基片上，从而喷墨记录头可以减小尺寸。此外，将元件基片1上的电路等与顶板3上的电路等通过连接接触垫14、18进行电连接，电连接到头外部的部件数量减少，可靠性增加，减少了部件数量，进而实现头尺寸的减小。

此外，通过将上述电路等分散在元件基片1和顶板3上，可以增加元件基片的合格率，结果可以降低喷墨记录头的生产成本。此外，因为元件基片1和顶板3是用同一硅材料构成，所以元件基片1和顶板3的热膨胀系数相同。结果，即使当元件基片1和顶板3由加热器2的驱动而热膨胀时，双方没有发生偏差，可令人满意地维持加热器2和液体通道7的位置精度。

在本实施例中，下面将描述根据功能分布的上述电路等和分布的基本思想。

单独或通过块单元由布线与每个加热器2连接的电路形成在元件基片1上。在图2A和2B所示的例子中，此方法应用于驱动器11和图像数据转移部分12。因为驱动信号供给每个并行的加热器2，布线需要围绕信号布置。因此，当在顶板3上形成电路时，元件基片1与顶板3的连接数量增加，从而增加了连接缺陷发生的可能性，但是，可通过在元件基片1上形成电路，来避免加热器2和上述电路的连接缺陷。

类似部件如控制电路易受热影响，因此布置在没有加热器2的基片上，也就是顶板3上。在图2A和2B所示的例子中，加热器控制器16与此相符合。

作为特殊需要，传感器13可以布置在元件基片1或顶板3上。例如，对于电阻传感器，因为不在元件基片1上的电阻传感器没有任何意义或测量精度恶化，传感器布置在元件基片1上。此外，为了检测由加热器驱动电路的异常性而引起的温度，最好将温度传感器布置在元件基片1上，但是，当经由稍后描述的油墨，通过温度上升来判断油墨状态时，温度传感器最好布置在顶板3或元件基片1和顶板3二者上。

另外，电路不单独或通过块单元由布线与每个加热器2相连，电路没必要必须布置在元件基片1上，作为特殊需要，即使当其布置在顶板3上，或类似部件形成在元件基片1或顶板3上，传感器对测量精度也没有影响，这样它们未能集中在元件基片1和顶板3任一个上面。在图2A和2B所示的实施例中，传感器驱动器17与此相符合。

根据上述思想，通过在元件基片1和顶板3上分布每个电路、传感器等，元件基片1和顶板3的电连接数量最小化，另外电路、传感器等可以很好地平衡分布。

上面描述了本发明基本构成的实施例，下面将描述上述电路、传感器等的具体例子。

<控制施加给加热器能量的实例>

图4A和4B是图表，表示元件基片和顶板的电路结构，根据传感器的输出来控制施加给加热器的能量。

如图4A所示，元件基片31具有：布置成一排的加热器32；一个起驱动器作用的功率管晶体41；一个用于控制功率晶体管41驱动的与电路39；一个用于控制功率晶体管41的驱动时钟的驱动时钟逻辑控制电路38；一个由一移位寄存器和闩锁电路组成的图像数据转移电路42；和一个用于检测加热器32电阻系数的列(rank)加热器43。

为了减小装置的功率，驱动时钟逻辑控制电路38以偏离时间分开驱动和给加热器32加电压来取代同时给所有的加热器32加电压，用于驱动驱动时钟逻辑控制电路38的启动信号(头驱动分时信号)由作为外部接触垫的45k、45n来输入。

此外，位于元件基片31上作为外部接触垫，除启动信号输入终端45k、45n外，有一个加热器32的驱动电源输入端45a，一个功率晶体管41的接地端45b，信号输入端45c、控制驱动加热器32的能量所必需的45e，一个逻辑电路驱动电源端45f，一个接地端45g，一个连续数据输入端45i，该连续数据输入到图像数据转移电路42的移位寄存器中，一个连续时钟信号的同步输入端45h，和一个输入给闩锁电路的闩锁时钟信号输入端45j。

另一方面，如图4B所示，顶板33具有：一个用于驱动列加热器43的传感器驱动电路47；一个用于监控列加热器43的输出并根据结果控制施加到加热器32上能量的驱动信号控制电路46；一个用于储存由列加热器43所监测的电阻系数数据或一个排列的电阻系数、由每个加热器32预先测量的液体排出量特性(在常温和预定脉冲下的液体排出量)代码值的存储器49，所说电阻系数数据或代码值作为头信息并将这些信息输出给驱动信号控制电路46；和一个作为周期缩短电路的锁相环路(PLL)电路50，用于缩短输入给驱动信号控制电路46的参考时钟脉冲CLK的周期。

此外，一个连接接触垫、元件基片31和顶板32具有：用于将列加热器43连接到传感器驱动电路47上的终端44g、44h、48g、48h；用于连接到驱动信号控制电路46上的终端44b至44d、48b至48d；用于控制从外部驱动加热器32能量所必需信号的输入端45c至45e；一个终端48a，该终端用于将驱动信号控制电路46的输出输入到与电路39的一个输入端；等等。

例如，如图5所示，PLL电路50由以下部件构成：一个相位比较器71，用于检测两个输入信号之间的相位差异；一个低通滤波器(LPF)72，用于平滑相位比较器71的输出脉冲；一个压控振荡器(VCO)73，用于输出与低通滤波器72输出电压成比例的频率脉冲信号；和一个分配器(divider)74，用于分配压控振荡器73输出脉冲的频率。

因为图5中所示的PLL电路是这样运行的，输入给相位比较器71的两个信号相(频率)互相一致，从压控振荡器73就可得到脉冲信号，该脉冲信号的频率(1/N周期)是由分配器74的分配率(1/N)决定的输入信号频率的N倍。

PLL电路50插在终端48d和驱动信号控制电路46之间，用系数1/N调整经由终端48d、44d输入的参考时钟CLK的周期。另外，驱动信号控制电路46可以利用用于转移图像数据的时钟DCLK来运行，并且在这种情况下，由PLL电路50用系数1/N来调整时钟DCLK周期，并输入给驱动信号控制电路46。

下面将描述上述结构的信号流。图6是一个本发明实施例的信号流图表。

首先，在装置的主体部分，头驱动控制电路部分产生用于产生热信号的参考输出信号、一个图像数据转移信号，用于转移图像数据如DCLK、DATA和LATCH，和一个头驱动分时信号(BENB_lton)，以及将这些信号输出给头一方(headside)。

在这些信号中，参考输入信号在输入给驱动信号控制电路46之前，输入给高分辨率信号产生部分50，具有高分辨率的时钟信号CLK由参考输入信号产生。驱动信号控制电路46根据具有高分辨率的时钟信号和一些图像数据转移信号，通过来自于传感器储存在存储器49中的信息来校正，产生一加热器驱动时间判断信号，并将此加热器驱动时间判断信号输出给驱动定时控制电路和与电路39。

另一方面，包括连续输入图像数据的图像数据转移信号被输入给图像数据转移电路42，并当作闩锁图像数据输出到驱动定时控制电路38和与电路39。此外，头驱动时分信号输入到驱动定时控制电路38和与电路39，一排出加热器由这些信号驱动。

特别地，加热器32的电阻系数用列加热器43检测，其结果储存在存储器49中。驱动信号控制电路46根据电阻系数数据和存储在存储器49中的液体排出量特性来决定加热器32驱动脉冲信号的上升和下降数据，并将数据经终端48a、44a输出给与电路39。另一方面，连续输入的图像数据存储在图像数据转移电路42的移位寄存器中，通过闩锁信号闩锁在闩锁电路中，并通过驱动定时控制电路38输出给与电路39中。因此，根据上升和下降数据来决定加热脉冲的脉冲宽度，加热器32由此脉冲宽度激励。结果，基本不变的能量施加给加热器32。

这里，在本实施例中，因为PLL电路50用系数1/N调整用于运行驱动信号控制电路46的参考时钟CLK的周期，所以可以产生高分辨率和良好精度的用于具有加速和多样喷嘴的喷墨记录头的驱动脉冲信号。

如上所述，参考时钟CLK从喷墨记录装置的主体部件经由柔性基片等电缆传输给安装在滑架上的喷墨记录头。在本实施例中，即使在具有加速和多样喷嘴的喷墨记录头中，参考时钟CLK的频率与传统技术中的一样为1MHz至10MHz，可以减小由电缆所产生的多余电磁噪声，脉冲波形钝化(pulse waveformbluntness)被减到最小，从而避免了喷墨记录头的故障。

此外，因为通过上述结构传输给喷墨记录头的参考时钟CLK的频率与传统结构中的程度一样，如图7所示，参考时钟也可从主体81的光学数据发射器83，通过辐射信号光线传输给一滑架82的光学数据接收器84，该滑架具有一安装在其上的喷墨记录头。在这种情况下，可以得到脉冲波形钝化和电磁噪声减小的喷墨记录装置80。另外，光学数据接收器84可以布置在喷墨记录头上来取代在滑架82上。

此外，即使在为了控制在排出部分的弯月位置，加热元件或压电元件布置在每个液体通道上的结构中，油墨排出量可以利用由PLL电路50用系数1/N调整的整个时钟周期并产生驱动脉冲信号来精确控制。

另外，如果在元件基片31的一侧有空间的话，存储器49和PLL电路50可以布置在元件基片31上而非顶板33上。为了解决这个问题，可以通过将PLL电路50布置在与元件基片不同的基片上或在也随喷墨记录头移动的滑架上来缩短时钟周期，虽然部件成本和安装成本稍微增加。

如上所述，即使当控制加热器32的驱动来得到一个满意的图像级别时，气泡也会在公共液体室中产生。当气泡在液体通道中随液体的再充填而移动时，虽然公共液体室中有液体，也会发生没有液体排出的缺陷。

为了解决这个问题，没有详述，可以布置一个用于检测每个液体通道中(特别是在加热器32附近)液体存在/缺少的传感器，以及可以在顶板33上布置一个处理电路，当传感器检测到缺少液体时，该处理电路将结果输出给外部。此外，根据处理电路的输出值，通过从喷墨记录装置侧的排出部分强力吸取头中的液体，液体通道中的气泡可以被消除。在没有液体存在时，可以使用用于检测液体存在/缺少的传感器、一个用于根据通过液体电阻系数的变化来检测的传感器，或一个用于检测加热器非正常升温的传感器。

<元件基片温度控制的例子>

图15A和15B是表示元件基片和顶板电路结构的图表，根据传感器的输出值来控制元件基片的温度。

在本例中，如图15A所示，除了用于排出液体的加热器52之外，对于一元件基片51，一个用于加热元件基片51自身的温度来调节元件基片51的温度的加热器55，该加热器55作为用于控制油墨排出量的排出量控制元件，以及一个作为温度加热器55的驱动器的功率晶体管56被添加到元件基片31上，如图4A所示。此外，一个用于测量元件基片51温度的温度传感器用作传感器63。

另一方面，如图15B所示，顶板53具有：一个用于驱动传感器63的传感器驱动电路57、一个用于存储液体排出量特性的存储器69、以及一个温度加热器控制电路66，该电路66用于监测传感器63的输出和根据结果控制温度加热55的驱动。温度加热器控制电路66包括一个比较器，该比较器将根据元件基片51所要求温度预定的阈值与传感器63的输出值比较，并当传感器63的输出值大于阈值时，输出一个用于驱动温度加热器55的温度加热器控制信号。元件基片51所要求的温度是喷墨记录头中的液体粘度在一个稳定排出范围时的温度。此外，用于将温度加热器控制电路66输出的温度加热器控制信号输入到元件基片51上的温度加热器功率晶体管56中的终端64a、68a，作为连接接触垫布置在元件基片51和顶板53上。其它结构与图4A和4B中所示的结构类似。

根据上述结构，温度加热器55由温度加热器控制电路66驱动，根据传感器63的输出结果，元件基片51的温度保持在一个预定的温度。结果，喷墨记录头中液体粘度保持在稳定排出范围，并且满意的排出也是可能的。此外，因为用于运行温度加热器控制电路66的参考时钟周期由与图4A和4B所示类似结构的PLL电路缩短，可以产生高分辨率的温度加热器55的驱动脉冲信号，从而较高精度的温度控制是可能的。

又，传感器63有一个固定差异的输出值分散。此外，当进行精确温度调整时，此分散可由在存储器69中存储作为头信息的输出值分散校正值来校正，并根据存储在存储器69中的校正值来调整在温度加热器控制电路66中的阈值。又，在图1所示的实施例中，用于构成液体通道7的槽成形在顶板3上，具有排出部分5的部件(孔板4)由与元件基片1和顶板3上不同的部件构成，但是，本发明所采用的喷墨记录头的结构并不局限于此。

例如，当在顶板端面上留下一个孔板厚度的壁，且通过离子束、电子束等处理在壁上形成排出部分时，在不用孔板的情况下也能构成喷墨记录头。此外，当用在元件基片上形成通道侧壁来取代在顶板上形成槽时，提高了液体通道关于加热器的位置精度，从而可以简化顶板形状。可动部件可利用光刻工艺成形在顶板上，但是，当元件基片具有通道侧壁时，元件基片可在可动部件在元件基片成形的同时成形。

下面将参照图16A和16B至20A和20B来描述根据检测结果，利用温度传感器和头驱动操作进行油墨存在/缺少的检测。

图16A和16B至20A和20B是示意性说明图，表示本发明喷墨记录头元件基片和顶板的电路结构的变形实施例，图A是表示元件基片的平面图，图B是表示顶板的平面图。这些图A和B表示与图2A和2B类似的相对面，每幅图B上的虚线表示当顶板粘结到元件基片上时液体室和通道的位置。

又，在图16A和16B至20A和20B所示的头结构实例中，元件基片401具有一个通道壁401a，但是元件基片和顶板的结构可用于上述任一实施例中。此外，在下面描述中除非不是特别提及就不必说，图16A和16B至20A和20B中所示的每个实施例的结合也包括在本发明中。又，在下面的描述中，具有相同功能的部分将用相同的参考数字来描述。

在图16A中，元件基片401具有：用于如上所述通道的并行配置的多个加热器402，一个子加热器455在公共液体室中，一个用于根据图像数据驱动这些加热器402的驱动器411，一个用于将输入的图像数据输出到驱动器411的图像数据转移部分412，用于形成喷嘴的通道壁401a，以及一个用于形成公共液体室的液体室框架401b。

另一方面，在图16B中，顶板403具有：一个用于测量公共液体室温度的温度传感器413，一个用于驱动温度传感器413的传感器驱动器417，一个用于根据温度传感器的输出值限制或停止加热器电阻元件驱动的限制电路459，和一个用于根据传感器驱动器417和限制电路459的信号控制加热器402驱动状态的加热器控制器416，以及一个与公共液体室相通的供应部分403a，它打开来从外部给公共液体室供应液体。

此外，元件基片401和顶板403粘结面的相对位置具有用于将元件基片401上的电路与顶板403上的电路进行电连接的连接接触垫414、418。此外，元件基片401具有作为外部电信号的输入端的外部接触垫415。元件基片401的尺寸比顶板403的尺寸大，并且外部接触垫415布置在，当元件基片401粘结到顶板403上时从顶板403上暴露的位置。

当如上所述结构的元件基片401和顶板403定位并粘结时，加热器402为每个液体通道布置，并且在元件基片401和顶板403上的电路等通过各个连接接触垫414、418电连接。

第一基片(元件基片401)和第二基片(顶板403)之间的几十微米的空间充满了油墨。因此，当通过子加热器455进行加热时，由于油墨的存在/缺少，产生了与第二基片热传导方面的差异。因此，当由利用PN结(PN bonding)等的二极管构成的温度传感器413检测到热传导差异时，从而能够检测液体室中油墨的存在/缺少。例如，根据温度传感器413的检测结果，当温度传感器413检测到与油墨存在相比的异常温度时，限制电路459限制或停止加热器402的驱动，异常信号指示输出给主体。因此，能够提供一个避免头物理损害并经常实现一个稳定排出操作的头。

特别地，在本发明中，因为温度传感器和限制电路可用半导体晶片工艺制造，所以元件可以布置在适宜的位置，在不增加头本身成本的情况下，能够增加一个防止头损害的功能。

图17A和17B是解释图，表示图16A和16B的实施例变形。如图17A和17B所示的变形实施例与图16A和16B所示实施例的不同点是排出加热器，也就是，用加热器402取代了子加热器。在图17A和17B所示的变形实施例中，温度传感器413布置在顶板403上与加热器402相对的一个区域中，通过检测温度来检测油墨的存在/缺少，所检测的温度为进行加热器402没有起泡或低电压程度的短脉冲驱动的温度。除了油墨存在/缺少的检测外，也可通过进行液体排出操作来监测温度，并将数据反馈给驱动。当很难将子加热器布置在公共液体室内时，本变形实施例的结构特别有效。此外，在本变形实施例中，加热器控制器416根据温度传感器413的输出值来限制或停止头驱动。

图18A和18B所示的变形实施例与图17A和17B所示的变形实施例的不同点在于，温度传感器413对不同的加热器402布置成多个组(在图中，413a、413b、413c...对应于单独的喷嘴)。因为加热器402通过布置多个温度传感器能选择地驱动，从而能够检测油墨状态如纤细部分(finer part)油墨的存在/缺少。

此外，因为在本实施例中，温度传感器布置成与每个加热器402一一对应的关系，所以通过喷嘴单元可以检测液体排出期间的温度变化，从而喷嘴中油墨的存在/缺少以及起泡状态可通过温度来检测。每个喷嘴油墨不足引起的局部不排出的检测可下面的方式来完成，通过如图20A和20B所示布置一个存储器并将数据与存储器中正常排出的数值相比较，或通过将数据与多个邻近喷嘴的数据相比较(例如，当一个异常输出仅由413a、413b、413c...中的413b产生时，判断413b的异常性)。

又，在这种情况下，因为每个温度传感器413a、413b、413c...不通过布线与加热器402对应，即使当温度传感器布置在顶板403上时，也没有复杂布线的问题。此外，在本发明中即使当布置了多个传感器时，也可通过半导体晶片工艺来生产，因此没有引起成本上升。因此，本实施例特别适合于在稍后描述的实线(full line)头采用。

图19A和19B所示的变形实施例与图17A和17B所示的变形实施例的不同在于，元件基片401和顶板403均具有温度传感器413a、413b。当温度传感器仅布置在任一基片上时，指示油墨存在/缺少的阈值由外部空气温度和头状态来改变(如在打印-结束后)，它将变得难于进行控制。然而，当传感器仅布置在一个基片上时，通过在加热期间测量两个传感器之间的温度上升差异，油墨状态如油墨的存在/缺少可以更方便容易和精确地检测。

图20A和20B所示的变形实施例与图19A和19B所示的变形实施例的不同在于，存储器469是布置用来存储在头制造工艺中作为头信息，用于指示油墨短缺和存在的加热电阻元件加热期间温度变化信息的，并将此信息输出给加热器控制器416。通过布置存储器469，并将存储器469的数值与传感器的输出值比较，就可以进行较高精度的油墨存在/缺少的检测。

当然，如上述实施例所述，存储器可保留由每个加热器402预测量的液体排出量特性(在常温下施加预定脉冲的液体排出量)或头信息如使用的油墨。

上面已经描述了由基本结构而产生的本发明要点，但是在本发明中，来自打印装置主体的参考信号并不单独要求，或从参考输入信号产生的信号并不局限于加热信号(加热器驱动时间判断信号)。下面将描述本实施例。

(第二实施例)

图8是一个表示本发明的第二实施例的信号流程图。

省略了与图6相同部分的描述。

在本实施例中，在启动信号发生器中，启动信号(enabling signal)产生于高分辨率参考信号和图像数据转移信号。在本实施例中，因为启动信号不需要从外部供应，所以可以产生一个效果，即可以减少信号线的数量。又，在图8中，数据转移信号用于获得加热脉冲信息，但是可增加头包括非易失性存储器如EEPROM，以及可增加一个用于控制存储器的结构。此外，只要互相同步，输入给启动信号发生器的高分辨率参考信号没有必要与输入给驱动信号控制电路的高分辨率参考信号一样。

(第三实施例)

图9是一个表示本发明第三实施例的信号流程图。

省略了与图6相同部分的描述。

在第二实施例中，启动信号产生于高分辨率参考信号和图像数据转移信号，但是，在本实施例中，启动信号产生于输入到高分辨率参考信号发生器之前的参考输入信号和图像数据转移信号。因为相对于加热信号，启动信号可以有一个小的分辨率，所以，相对于一些加热器驱动控制信号，原始参考输入信号可以不经过高分辨率参考信号发生器来利用。这里，当分辨率比必需的分辨率减小时，增大的用于计算高分辨率参考信号的CLK部分的结构很不利(因为电路也随着较大的计算值而增大)，并且它也对通过和不通过作为特殊需要的高分辨率参考信号发生器的信号混合有效。

(第四实施例)

图10是一个表示本发明第四实施例的信号流程图。

省略了与图6相同部分的描述。

在本实施例中，一个用于数据转移的数据时钟信号用作参考输入信号。根据本结构，有可能比第二实施例减小大量的信号线。在本实施例中，因为时钟数量由要转移的数据数量限定，所以与第三实施例一样，它也对通过和不通过高分辨率参考信号发生器的信号混合有效。

(第五实施例)

图11是一个表示本发明第五实施例的信号流程图。

省略了与图6相同部分的描述。

在本实施例中，在包括滑架的头中布置有一个用于产生参考输入信号的振荡器。在此情况下，可以删除用于参考输入信号的信号线。然而，在本实施例中，因为发送器容易被温度影响，所以发送器布置在远离头加热部分的滑架部分。此外，在本实施例中，高分辨率参考信号发生器位于滑架上，但是即使在滑架上，在一些情况下，也可发现由布线引起的参考信号波形钝化，和电磁噪声影响。因此，最好将高分辨率参考信号发生器如图12所示布置在头的内部或如图13所示布置在头基片上。

(第六实施例)

图14是一个表示本发明第六实施例的信号流程图。

省略了与图6相同部分的描述。

本实施例表示在不将单信号(single signal)用作参考输入信号和使用多个其它逻辑信号的情况下产生高分辨率参考信号的结构。这里，高分辨率参考信号是用多个启动信号形成的。特别地，参考信号是利用多个启动信号的定时偏差(timing deviation)形成的，且产生的高分辨率参考信号在频率上高于任何启动信号。根据本发明的结构，可将参考输入信号线删除。

上面已经描述了本发明主要部分的实施例，下面将描述可应用于本发明的其他应用实例。

首先，将示意性地描述具有安装在其上的本实施例喷墨记录头的喷墨记录头盒。

图21是一个示意性的分解立体图，表示包括上述喷墨记录头的喷墨记录头盒，该喷墨记录头盒主要由一个液体排出头部分200和一个液体容器140构成。

液体排出头部分200由一个元件基片151、一个开有排出部分的顶板153，一个压力弹簧128，一个液体供应部件130，一个铝基板(支撑)120等构成。在元件基片151中，如上所述用于给液体施加热量的多个加热电阻体布置成一排。通过将元件基片151粘结到顶板153，形成了排出液体在其中流通的液体通道(未示出)。压力弹簧128是一个用于在元件基片151方向上给顶板153施加压力的部件，元件基片151和顶板153通过此压力与以下所述支撑板120令人满意地整合在一起。例如，当通过一种粘结剂等将顶板粘结到元件基片上时，不能放置压力弹簧。支撑120支撑着元件基片151等，且其上还具有一个与元件基片151连接的印刷电路板123，用于给元件基片提供电信号，以及一个与装置一方连接的接触垫124，用于与装置一方交换电信号。

液体容器140包含着供应给液体排出头部分200的液体。位于液体容器140外部的是一个定位部分144，该定位部分用于布置一个连接件将液体排出头部分200与液体容器140连接在一起，以及一个用于固定该连接件的固定杆145。液体通过连接件从液体容器140的液体供应通道142、143中供应给液体供应部件130的液体供应通道131、132，并通过每个部件的液体供应通道133、129、153c供应给公共液体室。这里，液体是经过两个分开的通道从液体容器140供应给液体供应部件130的，但是该通道不是必需分开的。

又，在液体消耗后，液体容器140可以用液体重新充满并使用。为此，液体容器140最好具有一个液体导入部分。此外，液体排出头200可以与液体容器140整合在一起或与之分开。

图22示意性地表示具有安装在其上的上述喷墨记录头的喷墨记录装置的结构。在本实施例中，特别地将描述一个把油墨作为排出液体的喷墨记录装置IJRA。对于喷墨记录装置的滑架(扫描器)HC来说，头盒是这样安装的，即用于容纳油墨的液体容器140和液体排出头部分200是可分开/可连接的，并且滑架在由记录材料输送机构输送的、记录材料170如记录纸的宽度方向(箭头a、b的方向)上往复运动/移动。又，液体容器可以与液体排出头部分分离。

在图22中，当驱动信号从驱动信号供应部件(未示出)经柔性电缆提供给滑架HC上的液体排出部件时，与信号相对应的记录液体从液体排出头部分200排出到记录材料170上。

此外，本实施例的喷墨记录装置具有：一个作为驱动源的马达161，该马达用于驱动记录材料输送机构和滑架HC，用于从驱动源将动力传递给滑架HC的齿轮162、163，一个滑杆164等。通过由记录装置将液体排出到各种记录材料上，就可以得到满意的图像记录。

图23是整个装置的框图，用于操作采用了本发明喷墨记录头的喷墨记录装置。

记录装置从主机300上接收作为控制信号的打印信息。打印信息临时存储在打印装置内的输入/输出接口301里，又将之转换成记录装置可以处理的数据，并将该数据输入给作为头驱动信号提供装置的CPU302。CPU302使用外部设备如RAM304根据存储在ROM303中的控制程序来处理输入给CPU302的数据，并将该数据转换成打印数据(图像数据)。

此外，为了在记录纸上的合适位置记录图像，CPU302产生用于驱动一个驱动马达306来移动记录纸和头200与图像数据同步的驱动数据。图像数据和马达驱动数据分别由头驱动器307和马达驱动器305传递给头200和驱动马达306，并且头和马达受控定时驱动来形成图像。

作为可应用于上述记录装置和可施加液体如油墨的记录材料，可以使用各种纸张或OHP纸，用于压密磁盘和装饰板等的塑性材料、布、金属材料如铝和铜，皮革材料如牛皮、猪皮和人造革，木制材料如木头和胶合板，竹子材料，陶瓷材料如瓦片，三维结构体如海绵等

此外，上述记录装置实施例包括：一个用于在各种纸张或OHP纸上进行记录的打印装置，一个用于在塑性材料如压密磁盘上进行记录的塑性记录装置，一个用于在金属材料上进行记录的金属记录装置，一个用于在皮革上进行记录的皮革记录装置，一个用于在木材上进行记录的木材记录装置，一个用于在陶瓷材料上进行记录的陶瓷记录装置，一个用于在三维网状结构如海绵上进行记录的记录装置，和一个用于在布上进行记录的织物记录装置。

此外，作为用于这些记录装置的排出液体，可以使用适合于特定记录材料和记录条件的液体。

下面将描述喷墨记录系统的一个实施例，在该喷墨记录系统中，本发明的喷墨记录头作为记录头的固定型，并且记录是在记录材料上完成的。

图24是一个表示使用了本发明上述喷墨记录头的喷墨记录装置的结构的示意图。对于本实施例的喷墨记录头，实线(full line)型头具有多个沿与记录材料的可记录宽度对应的长度以360dpi的间距布置的排出部分，用于黄色(Y)、洋红(M)、青色(C)和黑色(BK)的四个头201a至201d由固定器202在X方向上以预定间距互相平行地固定/支撑。

构成驱动信号供应部件的头驱动器307将信号提供给每个头201a至201d，并且每个头201a至201d由该信号驱动。四种颜色的油墨Y、M、C、BK作为排出液体从油墨容器204a至204d提供给每个头201a至201d。

此外，具有油墨吸收部件如海绵的头盖203a至203d位于每个头201a至201d的下面，在不记录期间，可通过盖上每个头201a至201d的排出部分来进行头201a至201d的维护保养。

参考数字206表示一个输送带，该输送带构成用于输送上述实施例中所述的各种记录材料的输送部件。输送带206沿一个预定通道牵引，由与马达驱动器305连接的驱动辊驱动。

在本喷墨记录装置中，用于记录前和记录后在记录材料上进行各种处理的一个预处理装置251和一个后处理(post treatment)装置252分别位于记录材料输送通道的上游和下游。

预处理和后处理根据记录材料和油墨的类型而改变处理内容。例如，对于金属、塑料和陶瓷记录材料，进行紫外线和臭氧辐射作为预处理，这样表面被激活以增强油墨附着。此外，在容易产生静电的塑性记录材料中，灰尘容易由于静电而吸附在其表面上，在一些情况下，灰尘妨碍得到满意的记录。为了解决这个问题，在予处理时，通过使用电离器可以将静电从记录材料上除去，从而可以将灰尘从记录材料上除去。此外，当用布作为记录材料时，在防止洇纸和增强着色程度的预处理时，布可以具有一种物质，该物质是从一种碱性物质、一种水溶性物质、一种合成聚合物、一种水溶性金属盐、尿素和硫脲中选择的。预处理是不受限制的，可以作这样的处理，即将记录材料的温度设定为适合记录的温度。

另一方面，后处理实施例包括：一种其上粘附有油墨的记录材料的热处理，一种通过紫外线辐射等来促进油墨固定的固定处理，一种用于清除不反应残留预处理剂等的处理。

又，在本实施例中，已经描述了使用实线头的头201a至201d，但并不局限于此，上述小头可以在记录材料的宽度方向上移动以进行记录。这里，在此情况下的头也包括上述滑架部分。

根据如上所述结构的本发明，可以产生下列效果。

在信号提供给控制电路之前，外部提供的多个信号中一些信号的周期可通过周期缩短电路缩短。因此，即使当外部提供的信号周期等于传统周期时，可以产生高分辨率和高精度的具有加速和增加喷嘴的喷墨记录头的驱动脉冲信号。

此外，因为一些用于喷墨记录头中记录控制的信号周期缩短，所以传递给具有加速和增加喷嘴的喷墨记录头的信号周期也能设置成与传统周期一样的程度。因此，由电缆产生的多余电磁噪声也能减小，由脉冲波形钝化引起的故障也能避免。

Claims (25)

1、一种喷墨记录头包括：

多个记录元件，用于给排出油墨施加能量；

一个记录元件驱动器，用于驱动所说多个记录元件；

一个控制电路，用于控制所说记录元件驱动器；和

一个高分辨率参考信号发生器，利用从外部连续输入的预定周期的多个输入信号，产生一个周期比预定周期短的参考信号，这样，通过将参考信号提供给所说控制电路以进行记录控制。

2、根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，所说参考信号是一个记录控制时钟信号。

3、根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，所说输入信号是一个数据转移时钟信号。

4、根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，所说输入信号是一个加热启动信号。

5、根据权利要求2所述的喷墨记录头，其特征在于，加热器驱动时间判断信号由所说参考信号和一个图像数据转移信号产生。

6、根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，头驱动分时信号由所说参考信号和一个图像数据转移信号产生。

7、根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，头驱动分时信号由所说输入信号和一个图像数据转移信号产生。

8、根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，当n表示一个正整数时，所说高分辨率参考信号发生器用系数1/n来设定一个至少所说从外部输入的多个输入信号中一些信号的信号周期。

9、根据权利要求5所述的喷墨记录头，其特征在于，所说高分辨率参考信号发生器是一个PLL电路。

10、根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，所说记录元件是一个加热部件。

11、根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，所说记录元件是一个压电部件。

12、根据权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，所说多个记录元件、所说记录元件驱动器、所说控制电路和所说高分辨率参考信号发生器是在一个半导体基片上制成的。

13、根据权利要求1所述的喷墨记录头，还包括：

一第一基片和一第二基片，它们互相粘结在一起，用于构成与用于排出油墨的排出部分连通的多个液体通道，

其中，根据功能，将所说多个记录元件、所说记录元件驱动器、所说控制电路和所说高分辨率参考信号发生器分布在所说第一基片和所说第二基片上。

14、根据权利要求1所述的喷墨记录头，还包括：

一个用于控制油墨排出量的排出量控制部件；和

一个用于驱动所说排出量控制部件的控制部件驱动器，

其中，所说控制电路控制所说控制部件驱动器。

15、根据权利要求14所述的喷墨记录头，其特征在于，所说排出量控制部件是一个用于加热所说油墨的加热部件。

16、根据权利要求14所述的喷墨记录头，其特征在于，所说排出量控制部件是一个用于控制形成在所说排出部分的弯月面的部件。

17、根据权利要求14所述的喷墨记录头，其特征在于，所说排出量控制部件和控制部件驱动器形成在一个半导体基片上。

18、根据权利要求14所述的喷墨记录头，还包括：

一第一基片和一第二基片，互相粘结在一起，用于构成与用于排出油墨的排出部分连通的多个液体通道，

其中，根据功能，所说排出量控制部件和控制部件驱动器分布在所说第一基片和所说第二基片上。

19、根据权利要求1-10中任一项所说的喷墨记录头，其特征在于，根据其上形成所说记录元件的基片性质和状态，所说控制电路从所说高分辨率参考信号发生器的一个输出信号产生一个施加给所说记录元件驱动器的驱动脉冲信号。

20、根据权利要求11-15中任一项所说的喷墨记录头，其特征在于，根据其上形成所说排放量控制元件的基片的性能和状态，所说控制电路产生一个驱动脉冲信号，该脉冲信号从所说周期缩短电路的输出信号施加到所说控制元件驱动器上。

21、根据权利要求16或17所述的喷墨记录头，其特征在于，所说基片的性质是指所说记录元件的电阻系数。

22、根据权利要求16或17所述的喷墨记录头，其特征在于，所说基片的状态是指所说油墨的温度。

23、一种喷墨记录装置，包括：

一个喷墨记录头，包括用于将能量施加给排出油墨的多个记录元件，一记录元件驱动器，用于驱动所说多个记录元件，以及一个控制电路，用于控制所说记录元件驱动器；

一个滑架，所说喷墨记录头可拆装在其上，并且沿记录材料表面扫描；和

一个主体机构，用于将用作记录控制的多个信号传递给所说喷墨记录头，

其特征在于，所说喷墨记录头包括：一个高分辨率参考信号发生器，利用从外部连续输入的预定周期的一输入信号来产生一参考信号，该参考信号的周期小于预定周期，并通过将此参考信号提供给所说控制电路来进行记录控制。

24、根据权利要求23所述的喷墨记录装置，其特征在于，所说喷墨记录头沿记录材料的表面扫描，主体机构的信号经由柔性电缆输入。

25、根据权利要求23所述的喷墨记录装置，其特征在于，至少所说多个信号中的一些信号从主体机构经由光线传递给所说喷墨记录头。

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