TWI295969B - Ink jet printing head and ink jet printing apparatus using the same - Google Patents

Description

1295969 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關係於一噴墨列印頭’用以射出如墨般的液體 ，以及一噴墨列印設備，其使用該列印頭來執行列印操作 。除了通用之列印設備外，一影印機、一具有電信系統之 傳真機、一具有列印單元之文字處理機等，或一組合有這 些設備的多功能列印設備可以被採用爲噴墨列印設備的形 【先前技術】 噴墨列印設備爲一採用所謂非接觸列印方法之列印設 備，其特徵在於其高速列印、印在各種列表媒體上、在列 印時產生很小噪音等等。爲了這理由’噴墨列印設備被寬 泛採用以作爲在列印機、影印機、傳真機及文字處理機等 中，作爲進行列印操作的設備。 被安裝在墨列印設備中之列印頭中之典型的噴墨方法 包含使用電機換能器，如壓電元件的噴墨方法；以及，由 於以如雷射之電磁波照射所產生熱的作用，來噴出墨滴的 噴墨方法。然而，由於以具有加熱元件之電熱換能器來加 熱墨水之膜沸騰作用，這些噴墨滴係被廣泛使用。於此形 式之噴墨列印頭中，電熱換能元件被設置在墨射出開口的 內側，以及，變成列印信號之電脈衝被供給至其上以產生 熱。熱能係藉此方法並藉由在墨轉相時所產生之墨泡沬（ 發泡時）時，使用發泡壓力而施加給墨水，藉由將墨水微 -5- (2) 1295969 滴自細微射出開口射出，而執行對列印媒體的列印。噴墨 列印頭大致具有一噴嘴，用以射出墨水成爲滴狀，以及， 一墨水供給系統，用以供給墨水至此噴嘴。 如上所述之具有噴墨列印頭的列印設備能以低成本， 輸出高品質的文字及影像。使用膜沸騰被產生於液體中， 伴隨著發泡形成（產生、發展、去泡沬、及消退），墨被 - 噴出的原理的噴墨列印設備係特別爲噴嘴列印設備的主流 φ 。這是因爲此等列印設備具有優點在於其能以低成本執行 彩色列印，藉由使用噴墨列印頭，其具有射出部份，用以 射出例如藍、紅及黃墨水的彩色液體，不同於黑墨作爲黑 色液體。 在需要更高速及列印解析度的狀態下，通常有64、 128甚至256或更多之射出開口需要被設置在噴墨列印頭 中之射出部份中。然而，射出開口的配置密度變成3 00dpi 、60 0dpi、或更高，其中縮寫“dpi”表示每一吋之射出開口 φ 數量，也被加強。作爲安排在這些射出開口的個別開口中 之電熱換能器的加熱元件，由於約幾微秒至1 0微秒之脈 衝驅動的膜沸騰，而形成泡沬，並藉由此高頻驅動，來實 現具有高影像品質的高速列印。 作爲此一噴墨列印設備的一形式，使用有射出部份的 噴墨列印頭或整合射出部份與墨水容器成爲一墨匣的噴墨 列印頭都是可行的。換句話說，這是一種架構（例如，曰 本專利公開200 1 -3 22279號），其中墨匣爲可以附著至設 在列印設備主體中之支撐單元/可自該支撐單元拆卸取出 -6- (3) 1295969 (該支撐單元爲串列型列印設備中，用以安裝列印頭的載 台，並使之以預定方向掃描列印媒體）。在噴墨列印頭及 列印設備側中，設有一電源配線端子及一接地配線端子， 用以供給電力給電熱換能元件、及資料端子等以接收及傳 送資料，用以回應於列印資料等，而驅動控制電熱換能元 件。這些端子彼此接觸，以當噴墨列印頭被安裝時，電氣 ^ 連接噴墨列印頭及列印設備。 0 然而，當噴墨列印頭並未安裝在列印設備主體中之正 常位置時，列印頭的端子與列印設備主體之端子接觸不足 ，使得噴墨列印頭不能執行正常驅動。然而，在極端情形 下，藉由將未想到的電脈衝輸入至列印頭，會考量到被設 有噴墨列印頭等之電熱換能元件的元件基板會被破壞。 因此，強烈需要在執行列印操作的電氣連接前，進行 正常安裝之檢測。可以考慮應用於日本專利特開平1卜 0 996 79 ( 1 999 )所揭示之技術作爲執行此檢測的架構，雖 • 然該架構並不是直接有關於噴墨列印設備。在使用熱傳遞 帶等之列印頭中，該架構藉由計數於加熱控制線與個別多 數資料線間之邏輯積，來檢測是否每一接收控制基板的信 號線是否被插入。 然而，當多個射出開口以高密度被實施於射出部份時 ’用以執行上述電氣連接之端子數量也愈來愈多，再者， 使用設有多數射出部份對應至多顏色墨水的噴墨列印頭變 成主流。因此，於日本特開平11-099679號（1999)中所 揭示之技術，用以檢測所有端子的接觸出現否導致了更長 (4) 1295969 ^ 的檢測時間。再者，因爲用以檢測機制的配線量增加，用 以安裝各種元件及列印頭的基板的尺寸增加也會有問題， 同時，製造成本也增加。 【發明內容】 雖然可能考慮檢測一部份端子的接觸出現否，但這並 ^ 不能保護所有端子的接觸。即，爲了避免安裝各種元件與 φ 列印頭的尺寸增加與製造成本的增加，雖然，可能想要檢 測部份端子的接觸出現否，但仍更想要所有端子的接觸均 由該部份端子的接觸檢測加以完成。爲了完成此目的’本 發明人知道用於此檢測的端子的適當決定是一問題’並應 加以解決。 換句話說，本發明之一目的爲提供一種藉由只檢測列 印頭側及列印設備側中之部份端子間之接觸，即保證所有 端子接觸的架構。 # 於本發明之第一態樣中，提供一噴墨列印頭，其可附 著/拆卸至噴墨設備，該列印頭包含： 一射出部份，具有墨水射出開口及元件，用以產生能 量，以由噴墨開口射出墨水；及 多數連接端子，用以當該列印頭被安裝在噴墨列印設 備之主體中時，藉由接觸於噴墨列印設備中之多數端子’ 而執行包含元件的驅動信號的信號的電氣連接； 其中，多數連接端子中，當在安裝中發生偏移時，遠 離噴墨列印設備中之連接端子的至少兩端子係被用作爲檢 -8- (5) 1295969 .、測端子’用以執行所有多數連接端子接觸的確認。 於本發明之第二態樣中，設有一噴墨列印設備，其可 以附著/拆卸有上述噴墨列印頭，該噴墨列印設備包含： 通知機構，用以當在頭側的至少兩連接端子與設備側 、 的至少兩對應端子間之接觸未被檢測時，通知異常。 於本發明之第三態樣中，設有一噴墨列印頭，其可附 著/拆卸進出一噴墨列印設備，該噴墨列印頭包含： φ 一射出部份，具有墨水射出開口及產生能量的元件， 以自墨水射出開口射出墨水；及 多數連接端子，用以當列印頭安裝在噴墨列印設備的 主體時，藉由接觸噴墨列印設備中之多數連接端子，而執 行包含元件的驅動信號的信號之電氣連接， 其中多數連接端子係排列呈一平面區域，其係實質爲 矩形，及 其中定位在平面區域之角落中之至少兩端子係被使用 • 作爲檢測端子，用以執行所有多數連接端子的接觸確認， 該至少兩檢測端子係被用於不同類型的至少兩信號。 於本發明之中，在列印頭側之連接端子與列印設備主 體側中之對應連接端子的配置區域中，由於安裝之偏移’ 在端子間之距離可以爲最大之區域中的至少兩對連接端子 係被使用作爲接觸檢測的端子。例如，於排列呈一大致爲 矩形的平面區域中之一群連接端子中，定位在該區域中的 兩角落中之連接端子係被使用作爲接觸檢測端子。藉由此 而檢測這些端子的接觸，所有在區域之內側中之連接端子 -9- (6) 1295969 的連接可以被保證。 本發明之上述及其他目的、作用、特性及優點將由以 下實施例之詳細說明，配合上附圖加以了解。 【實施方式】 本發明將參考附圖加以詳細說明。 φ 1 ·噴墨列印設備的架構例 第1圖爲一平面圖，顯示本發明可以應用之噴墨列印 設備例。此列印設備具有一載台1 02，用以可拆卸地安裝 列印頭H1 000及H1 001。載台102設有電氣連接部，用以 經由在載台102上之列印頭H1 000及H1 001上的外部信 號連接端子，而傳送驅動信號等給射出部份。 載台102係被支撐以往復地沿著一安裝在設備之主體 中並延伸於主掃描方向的導桿103移動。載台102係被驅 φ 動及其位置與移動係爲一主掃描馬達（載台馬達）104所 經由驅動傳動機制所控制，該驅動傳動機制係例如馬達滑 輪105、一惰輪106、及一計時帶107。然而，一回歸位 置感應器130係設在載台102上。當在載台102上之回歸 位置感應器130通過在一屏蔽板136上之一位置寺，作爲 回歸位置的一位置將被檢出。 由紙、塑膠薄板等作成之列印媒體1 0 8係由一自動饋 紙器（ASF ) 132，藉由經由齒輪旋轉拾取滾子13 1的饋 紙馬達135 —張一張地饋送。再者，列印媒體108藉由爲 -10- 1295969 ⑺ 運送馬達1 3 4經由一齒輪所驅動的運送滾子1 09的旋轉被 傳送（次掃描），通過一相反於形成有列印頭Η1 000及 Η1001的表面（射出面）之位置（列印區）。是否列印媒 體1 08被饋送否的決定及當紙被饋送時列印媒體頭尾位置 識別係在列印媒體1 〇8通過一紙末端感應器1 33的時間點 被執行。此紙末端感應器也被用以識別列印媒體1 08的後 ~ 端的實際位置，以根據末端的實際位置，來最後決定現行 0 列印位置。 應注意的是，列印媒體1 08係被一平台（未示出）所 支撐於其背面上，以在列印區域中，形成予以列印的平坦 表面。於此時，被安裝在載台102上之列印頭Η 1 000及 Η1001係被固持住，使得其射出面由載台102向下突出， 並平行於列印媒體1 〇8，及在列印區域上作主掃描。 列印頭Η1 000及Η1001被安裝在載台102上，使得 在每一射出部份中之射出開口的配置方向與載台102的主 φ 掃描方向相交的方向（例如次掃描方向）重合。在主掃描 時，藉由自這些射出開口注射出墨水，執行了對應射出開 口配置範圍的寬度的列印。 2 .噴墨列印頭的架構例 第一列印頭Η1 000及第二列印頭Η1001被用於此實 施例中。每一列印頭係被不可分離的整合墨水槽所形成。 第一列印頭Η 1 000具有一墨水收容部份，其被塡入以黑 墨水，以及，射出部份’用以射出自此墨水收容部份供給 -11 - (8) 1295969 的黑墨水。第二列印頭H 1 00 1具有一墨水收容部份被塡 入以彩色墨水（藍墨水、紅墨水、黃墨水）’以及’射出 部份，用以射出供給自個別墨水收容部份的個別彩色墨水 。各個墨水頭H1 000及H1001均被定位機構及一電氣接 觸點所固定地支撐在載台102上，並呈一可附著至載台/ 可自載台拆卸的卡匣形式。當所塡入墨水用完時’列印頭 可以被替換。 φ 在用於實施例當中之列印頭H1 000及H1 001 ’以下將 說明用於彩色墨水的列印頭Η 1 0 0 1。至於列印頭Η 1 0 0 0， 除了其架構係只用於一顏色，即黑色墨水之外’因爲其採 用類似於列印頭Η1 001的類似架構，所以，其說明係被 省略。 第2Α及2Β圖係爲透視圖，用以顯示列印頭Η1 001 的架構例，其係可以安裝至第1圖所示之列印設備中，及 第3Α及3Β圖係爲其分解圖。 φ 列印頭Η1001係用以射出三顏色的墨水，即藍、紅 及黃，並被架構成爲如第3Α及3Β圖所示之分解圖中所 示。換句話說，列印頭具有一列印元件基板Η 1 1 0 1、電配 線帶Η 1 3 0 1、墨水收容及供給墨水組件Η 1 5 0 1、過濾器 Η1701、Η1702、及 Η1703、墨水吸收體 Η1601、Η1602、 及HI 603、一蓋組件HI 901、及一密封組件180 1。 第4圖爲一部份剖去透視圖，用以解釋列印元件基板 Η 1 1 0 1的架構。此列印元件基板η 1 1 0 1藉由形成用於藍、 紅、頁之每一彩色墨水的二個長孔形墨水供給璋Η 1 1 0 2 -12- (9) 1295969 加以架構，長孔形墨水供給埠係平行於具有厚度Ο . 5 mm 至1 mm的矽基板Η 1 1 1 0上。墨水供給埠Η 1 1 Ο2係藉由例 如利用矽的結晶取向之非等向蝕刻及噴砂方法所形成。一 陣列之用以產生熱能的電熱換能元件Η 1 1 0 3被安排在墨 • 水供給埠Η 1 1 02的每一側上，該陣列的電熱換能元件反 應於一電信號而在墨水中造成一膜沸騰。兩陣列的電熱換 能元件被以交錯方式放置，以在一排列方向，即次掃描方 φ 向中，位移開半配排列間距。用於每一顏色的射出部份 Η 1 1 0 8係藉由將一射出開口形成組件結合至形成有墨水通 過壁Η1 106及射出開口 Η1 107處，而架構在此列印元件 基板Η 1 1 0 1上，這係藉由在將每一電熱換能元件對準每 一射出開口的同時，對樹脂材料施加一光微影技術，加以 形成。具有此架構的列印頭爲以垂直方向射出墨水至列印 元件基板表面上的列印頭。 電配線、邏輯電路、溫度感應器、電極部份Η 1 1 0 4 • 等係形成在矽基板Η 1 1 1 0上。電配線係用以供給電力給 電熱換能元件Η1 103，並由Α1等加以形成。邏輯電路係 回應於列印資料，而驅動電熱換能元件。溫度感應器執行 列印頭之溫度調整用之溫度檢測，並由二極體等所構成。 這些部份係爲電極部份Η1 104所連接至外部。再者，由 Au等作成之凸塊Η1 105係被形成在電極部份Η11 04中之 每一電極上。注意電熱換能元件Η 1 1 03等可以使用現行 成膜技術加以形成。 於第3Α及3Β圖中，參考數Η1301表示電配線帶， -13- (10) 1295969 該配線帶係在由聚醯亞胺形成之基板上，形成由銅箔作成 配線圖案所作成。電配線帶具有電信號路徑，其施加電信 號至用以射出墨口的列印元件基板Η 1 1 0 1。用以加入此列 印元件基板Η 1 1 0 1的開口係形成在電配線帶Η 1 3 0 1 ;及連 接至列印元件基板Η1 101的電極部份Η1 104的電極端子 Η 1 3 04係被形成在此開口邊緣的附近。再者，用以自設備 的主體接收電信號的外部信號連接端子（接觸墊）Η1 302 φ 被形成在電配線帶Η1 301中；以及，電極端子1 3 04及外 部信號連接端子Η 1 3 02係爲由銅箔所作成之連續配線圖 案所連接。 於電配線帶Η 1 3 0 1與列印元件基板Η 1 1 0 1間之電連 接可以例如執行如下。其係藉由以熱超音波壓縮黏合法， 將形成在電極部份Η1104中之凸塊Η1105連接至列印元 件基板Η1 101上，以及，對應於電極部份Η1 104的電配 線帶Η1301中之電極端1 3 04連接至列印元件基板Η1 101 • 加以形成。 參考元件符號Η 1 5 0 1表示墨水收容及供給組件，其 係例如藉由樹脂模製加以形成。吾人想要使用混合有5至 4 0%玻璃塡料的樹脂材料，以改良形狀的剛性。該墨水收 容與供給組件Η 1 5 0 1具有墨水槽功能及墨水供給功能。 換句話說，如第3Α及3Β圖所示，可以了解到具有獨立 收容各個墨水吸收體Η1601、Η1 602、及Η 1 603的空間的 墨水槽功能係用以產生負壓，以將藍、紅、及黃墨水維持 在其中。再者，墨水供給功能係藉由針對在列印元件基板 -14- (11) 1295969 Η 1 1 Ο 0上的每一墨水供給埠Η 1 1 Ο 2，形成引入墨水的獨立 墨水通道加以實現。雖然，壓縮聚丙烯（ΡΡ )纖維係用作 爲墨水吸收體H1601、H1602、及H1603，但也可以使用 壓縮氨基甲酸纖維加以替代。每一過濾器Η 1 7 Ο 1、Η 1 7 0 2 . 及HI 703均藉由焊接至每一墨水通道間之邊界部份加以 結合，以及，每個墨水吸收體H1601、H1602、及H1603 係定位在其上游。這些係被依序排列，以防止外來微粒進 φ 入列印元件基板Η 1 1 0 1的內部。雖然每一過濾器Η 1 7 0 1、 HI 702及HI 7 03可以爲網狀，但一種由例如SUS、燒結金 屬（例如SUS )纖維型的金屬所形成者係較佳的。 用以供給各個藍、紅、及黃墨水至列印元件基板 H1 101的墨水供給埠H1 201係被形成在墨水通道的下游。 列印元件基板Η 1 1 0 1被以高準確位置黏著並固定至墨水 收容及供給組件Η 1 5 0 1，使得在列印元件基板Η 1 1 0 1上的 每一墨水供給埠Η11 02與墨水收容與供給組件Η1 50 1之 # 每一墨水供給埠Η1 201相通。用於此黏著的第一黏著劑 係較佳地具有低黏度及低固化溫度，並在短時間固化、及 具有相當高的硬度，同時，在被固化後，有一高墨水電阻 ° 一具有環氧樹脂作爲其主要成份的熱固黏著劑可以爲此 第一黏著劑的例子。當使用此熱固型黏著劑時，黏著層的 厚度最好約5 0微米。 再者，電配線帶Η 1 3 0 1 —部份的背面係藉由一第二 黏著劑被黏著並固定至接近墨水供給埠Η1201的週邊中 之平面。電氣連接至第二列印元件基板Η 1 1 0 1及電配線 -15- (12) 1295969 帶Η 1 3 Ο 1的部份係爲第一及第二密封劑所密封，使得電 氣連接部被保護不受到墨水或外部衝擊的腐飩。第一密封 劑主要密封於電配線帶1301中之電極端子Η 1 3 04及在列 印元件基板上之凸塊HI 1 05間之連接部份的背側與列印 元件基板的圓周部，而第二密封劑密封連接部份的前側。 電配線帶Η 1 3 0 1之未黏著部被彎曲並藉由熱打樁或黏著 ~ 等方法固定至墨水收容及供給組件Η1 501的側面，及該 φ 側面幾乎垂直於具有墨水供給埠Η 1 20 1的表面。 元件符號Η 1 9 0 1表示一蓋組件，其藉由焊接於墨水 收容及供給組件Η 1 5 0 1的上開口中，而阻擋住在該墨水 收容及供給組件Η1501內的獨立空間。注意蓋組件Η1901 具有薄埠Η 1 9 1 1、Η 1 9 1 2、及Η 1 9 1 3，用以釋放於墨水收 容及供給組件Η 1 5 0 1內的每一室及分別與這些薄埠相通 的細微凹槽Η1921、Η 1 922、及Η 1 923中之壓力變動。細 微凹槽Η1921及Η1 922之其他端結合至細微凹槽Η1923 Φ 的中點。再者，一通氣埠Η 1 925係藉由以一密封組件 Η1801覆蓋多數細微凹槽Η1923，以及，所有薄埠Η1911 、Η1912及Η1913與細微凹槽Η1921及Η 1 922並開放細 微凹槽Η1 923的另一端部加以形成。再者，蓋組件Η1 901 具有嚙合部份Η 1 93 0，用以將第二列印頭固定至噴墨列印 設備。 列印頭 Η1001設有一安裝-件Η 1 5 60、嚙合部份 Η 1 93 0、及倚靠部份Η 1 570、Η 1 5 8 0及Η1 5 90。安裝導件 Η 1 5 60係用以導引至噴墨列印設備主體中之載台102的安 -16- (13) 1295969 裝位置。嚙合部份HI 93 0係藉由嚙合一設在載台側中之 固定槓桿（未示出），而安裝及固定列印頭H1001至載 台。倚靠部份H 1 5 70、H 1 5 80及H 1 5 90係用以定位列印頭 H1001於載台的預定安裝位置。倚靠部份H 1 5 70、H1580 . 及H1590分別執行於X方向（主掃描方向）、γ方向（ 次掃描方向）、及Ζ方向（墨射出方向）的定位。於藉由 以這些倚靠部份定位於載具1 02，使得設在載台中之電配 φ 線帶Η1 301中之外部信號連接端子Η 1 3 02與電氣連接部 份之接觸接腳間之電接觸變成可能。 注意，排除黑色墨水的列印頭Η 1 0 0 0的包含有淡紅 墨水、淡藍墨水及黑墨水的列印頭的安裝也可能以類似於 前述列印頭Η 1 0 0 1的架構加以進行。換句話說，列印設 備也可以使用作爲高影像品質的相片列印機。 再者，由不可分的整合墨水槽所形成之列印頭係被顯 示作爲本實施例之例子。然而，只要該架構爲可能附著至 # 如載台般的支撐組件/自該支撐組件拆卸，則由整合地分 離墨水槽所形成之列印頭也可以採用，再者，與墨水槽分 開的列印頭也可以採用。 3.特徵架構 我們非常想要定位用的基準被設置在射出部份的附近 。這是因爲射出部份接近並面向列印媒體時，藉由射出墨 水執行列印。另一方面，從降低電極間由於可能墨水洩漏 造成短路可能性的觀點看來’ 一接觸墊係設在容易完成載 -17- (14) 1295969 台側中之連接至連接端子（例如接觸接腳）的位置中，其 係想要設在遠離射出部份的一位置中。然後，當安裝列印 頭時，即使到達載台被定位基準所固定在射出部份的附件 的狀態，但仍有可能在一位置，其中的電氣連接狀態由於 安裝偏移的影響仍爲不穩定，該位置處的連接端子應彼此 接觸。 ^ 例如，在本實施例所示，當發生安裝偏移時，在列印 φ 設備側（載台1 〇2側）的端子面及在列印頭側中之接觸墊 面在架構中並未平行，其中，一群接觸墊H13 02係被設 在電配線帶Η 1 3 0 1的平面部中。於此時，於列印設備側 中之端子面與列印頭側中之接觸墊面間之距離係與在端子 配置區域中之彼此相對的端部份間之距離不同。然後，當 距離超出接觸機制的行程公差時，發生接觸故障。因此， 即使接觸墊的簡單隨機選擇的一部份的接觸被檢出，仍不 能保護接觸墊的接觸。 φ 因此，於本發明中，一架構係被設置，其中，作用爲 檢測的端子係被適當地選擇及所有端子的接觸只藉由檢測 部份端子的接觸加以檢測。換句話說，本發明使用連接端 子，用於接觸檢測，由於安裝偏移，在列印頭側之外部信 號連接端子與該主體側之對應連接端子的排列區域上，該 等端子係被定位在於端子間之距離差可以爲最大者。於本 實施例中，一群接觸墊係以二維方式被排列於一平面區域 ，其大約爲矩形。因此，在相對於該區域的邊緣部份，尤 其是最遠離及最靠近定位基準的邊緣部份，由於安裝偏移 -18- (15) 1295969 ，在端子間之距離差可以爲最大。換句話說，設有外部信 號連接端子的區域的任意角落中，端子間之距離可以爲最 大。因此，當在角落中檢測到接觸時，可以保護在該區域 中之所有接觸墊的連接。定位在三角落中之連接端子係用 於本實施例中之接觸檢測。 第5圖爲一放大透視圖，顯示於本實施例之列印頭中 ' 之電配線帶Η 1 3 0 1的外部信號連接部份。3 2個矩形之外 φ 部信號連接端子（接觸墊）Η 1 3 02係被二維排列於電氣配 線帶 Η 1 3 0 1中。三個定位在排列區域角落中之接觸墊 Η 1 3 02係用作爲接觸檢測。換句話說，分別定位在圖之右 上角、左上角及左下角的接觸墊 H 1 3 02a、H 1 3 02b、 Η 1 3 02c係被用作接觸檢測。以下，這些墊被稱爲接觸檢 查墊。當一連接狀態係藉由將來自列印設備主體的電力或 信號輸入至設在角落的這三個接觸檢查墊而加以確認時， 有可能完成其他接觸墊的接觸。 φ 再者，在本實施例中，不只是接觸檢查墊的位置’同 時，用於接觸檢查的信號也可以適當地選擇。再者’在此 點上，接觸檢測係藉由不只使用相同類型的信號，同時， 也可使用不同類型的信號加以執行。注意’至少一類型的 信號係相關於噴嘴的驅動控制’換句話說’執行噴嘴驅動 控制的邏輯信號係被使用’及其他類型信號的至少一個係 無關於此。 明確地說，邏輯信號包含電熱換能器依據列印資料的 驅動控制信號（DATA (資料））、決定驅動波形的信號 -19- (16) 1295969 (HE )、及調整各種合號的傳送或在列印元件基板上的 操作的時鐘信號（CLK )。於本實施例中’決定驅動波形 的信號係用於接觸檢測’及接觸檢查墊H 1 3 02a執行此信 號的連接。再者，一用以執行列印頭或墨水溫度調整的溫 度檢測機構（溫度感應器）的信號係用作爲無關於決定驅 動波形的信號。此溫度感應器可以在列印元件基板製造步 ' 驟中加以實施於列印元件單元中，並成爲半導體二極體形 φ 式。接觸墊Η 1 3 02b係用以執行此信號的連接。 較佳如上所述使用不同類型的信號，特別是當使用由 類似於半導體製程的程序，在相同列印元件基板上形成有 電熱換能元件及驅動邏輯電路的列印頭時。因爲整個邏輯 電路可能由於接觸故障而誤動作，所以，即使當接觸檢測 係只根據在邏輯系統中之多數信號加以執行時，檢測的可 靠度並不能保證。 再者，因爲對於在列印元件基板上之邏輯電路等之操 φ 作，除了用於電熱換能元件的電源VH外，也需要TTL位 準（通常爲5伏）之電源v D D，該電源V D D係經由接觸 墊H 1 3 02C加以供給。 第6圖爲一電路圖，顯示設在列印元件單元中之列印 元件基板上的電氣架構。於此注意，所示Η 1 1 2 0爲一用 於串聯傳送的列印資料信號（電熱換能元件的驅動控制信 號）DATA (資料）的電極。元件符號η 1 1 2 1表示用於時 鐘信號CLK的電極。元件符號H1 122表示用於信號he ( 加熱致能信號）的電極’該信號決定電熱換能元件的驅動 -20- (17) 1295969 波形。元件符號HI 123表示用於閂鎖信號LAT的電極’ 以閂鎖住被對準於移位暫存器中之電熱換能器的驅動控制 信號DATA (資料），這將如後述。元件符號H1 125表示 一用於供給至電熱換能元件的電源（VH )的電極墊，及 元件符號H1124表示對應於此之地端（GND )的電極。元 件符號Η 1 1 26表示用於信號輸出的電極，以使用加熱致 能信號HE來執行接觸檢測，以及，元件符號Η 1 1 29表示 一用於邏輯電源（VDD )的電極。再者，雖然未顯示於此 圖中，但仍設有用於連接至溫度感應器的信號DIA的電 極及用於邏輯電路與溫度感應器的地端（VSS )的電極。 這些電極係經由形成在電配線帶Η 1 3 0 1中之電信號 路徑，而連接至第5圖之接觸墊Η1302。尤其是，用於加 熱致能信號HE的電極Η1 122係連接至定位於第3Α及3Β 圖之墊排列區域中之右上角的接觸墊HI 3 02a。用於邏輯 電源（VDD)的電極H1 129係連接至定位在左下角的接觸 墊HI 3 02c。連接至溫度感應器之信號DIA的電極係連接 至位在左上角的接觸墊HI 3 02b。 於本實施例之列印頭Η 1 1 0 1中，η個噴嘴係爲在每個 射出部份中之墨水供給璋Η 1 1 02所設在每一列上。用於 加熱於噴嘴中之墨水的電熱換能元件Η 1 1 03及用於驅動 電熱換能元件Η1 103的驅動元件Η1 116係對應於相關一 噴嘴加以設置。隨後，每一電熱換能元件、驅動元件、及 噴嘴的組合也被稱爲一列印元件。將η個列表元件分割成 多數方塊並依序驅動的分時驅動法係被採用於第6圖的架 -21 - (18) 1295969 構中。 此架構的列印頭的驅動方法之簡要說明係如 與時鐘信號CLK經由電極H1 121輸入的時 步的預定位元數的列印資料DATA (於一單位時 被同時驅動的噴嘴數）係經由電極Η 1 1 2 0加以 ，並被對準並維持在移位暫存器（S/R) Η1118 印資料被如上所述地維持在移位暫存器Η 1 1 1 8 φ 在下一級移位暫存器Η 1 1 1 8中的閂鎖電路Η 1 1 ] 經由電極HI 123輸入的閂鎖信號LAT，閂鎖進 。由閂鎖電路Η 1 1 1 7輸出之電熱換能元件的每 制信號與輸入至電極Η 1 1 22的加熱致能信號HE 係爲一及閘（AND )電路HI 1 19所計算。 另一方面，用以除法及驅動η電熱換能元 的方塊選擇信號（BLE )被加入成爲串列資料形 資料的一部份。這被輸入至未示出之解碼器，以 φ 選擇信號BLK係被產生用於選擇每一方塊（分 單位），其包含在列印元件基板上的予以被同時 熱換能元件。從爲這些方塊選擇信號所選出之列 爲來自AND電路HI 1 19的輸出所選擇之列印元 動，以及，反應於此，而供電給電熱換能元件， 由噴嘴射出，並執行列印操作。於此驅動時，用 單元的時間分區驅動執行列印的列印信號、時鐘 鎖信號等係被輸入至列印頭。 執行爲本實施例特徵項的接觸檢測的架構將 下。 鐘信號同 間分區中 串聯輸入 中。當列 中時，位 .7反應於 列印資料 一驅動控 的邏輯積 件 Η 1 1 0 3 成的列印 及，方塊 時驅動的 驅動的電 印元件所 件係被驅 造成墨水 於在下一 信號、閂 如下所述 -22- (19) 1295969 。第7圖爲一電路圖，顯示應用於第6圖之外部信號連接 部份的接觸檢測。 在本實施例中，加熱致能信號HE係被採用爲用於接 觸檢測的信號之一。也可能藉由一架構執行檢測，其中， 加熱致能信號HE係簡單地被送回到主體側。然而，在本 實施例中，由一 AND電路HI 127a構成的連接狀態確認電 " 路H1 127的運算結果CNO係經由一連接狀態輸出端子 φ H1 126輸出至列印設備的主體，該AND電路H1 12 7a在信 號加熱致能信號HE與時鐘信號CLK間運算一邏輯積。供 給電力給由電晶體所形成的邏輯系統的電源VDD也驅動 此一連接狀態確認電路H1 127，該等電晶體係相關於列印 元件的驅動控制。 如同本實施例中，藉由使用兩邏輯信號，即使當誤動 作發生於一信號路徑時，造成一狀態，其中正常信號均被 一直輸出於電源的輸入，則電連接狀態可以藉由來自其他 φ 信號路徑的信號加以正確地確認。注意，雖然時鐘信號 CLK的接觸墊可以定位在任意處，但其可以定位在第3A 及3 B圖排列中之其他角落（該區域的右下側）。 再者，爲電極H1130所連接至溫度感應器TS之輸入 信號DIA係被使用作爲確認電連接狀態的不同類型的信 號，並被供給至列印設備的主體’以量測用於接觸檢測的 電流値，該溫度感應器係由半導體二極體形成，該信號 DIA係無關於列印元件驅動控制。 藉由使用上所述之使用多數類型信號，以執行接觸檢 -23- (20) 1295969 測，即使在一信號路徑發生誤動作並執行不正確的接觸檢 測時（雖然沒有接觸，但仍檢測完成接觸），電氣連接狀 態可以被其他信號路徑所正確地確認。 在列印設備側之架構與用以執行接觸檢測或處理或電 氣連接狀態的確認將如下所述。 第8圖爲一方塊圖，顯示於第1圖中之列印設備的控 制系統架構例。 如於第8圖所示，形成該設備的主控制部份的控制器 6 00包含一 MPU601、及一 ROM602儲存一對於如後所述 之控制程序的程式、所需表格及其他固定資料。再者，控 制器600具有一特殊應用積體電路（ASIC) 603，用以產 生控制信號，以控制載台馬達1 04、運送馬達1 3 4、及列 印頭H1 000及H1001。再者，控制器600具有一 RAM604 ，被提供有一用以展開影像資料的區域，以及，一在程式 執行時的工作區域。再者，控制器600具有一系統匯流排 605，用以藉由連接這些MPU601、ASIC603及RAM604， 來執行資料的傳送與接收。 再者，元件符號6 1 0表示一主機設備，作爲供給給列 印設備的影像資料供給源，例如電腦、用於讀取影像的讀 取器、或數位相機。影像資料、命令、狀態信號等係經由 一介面（I/F ) 6 1 1被傳送及接收於主機設備6 1 0與列印設 備之間。 元件符號620表示由開關構成的一群開關，用以接收 藉由操作員所輸入的指令，該等開關係例如電源開關62 1 -24- (21) 1295969 及列印開關622等，用以指示開始列印。元件符號63 0表 示一群感應器，用以檢測設備狀態並由例如光耦合器的位 置感應器63 1構成，用以檢測回歸位置，及設在列印元件 基板等上的溫度感應器（二極體感應器）ΤΗ。 再者，元件符號640表示一載台馬達驅動器，用以驅 動載台馬達104，以使得載台102以主掃描方向前後地掃 ^ 描，及元件符號642表示一運送馬達驅動器，用以驅動運 φ 送馬達1 3 4，用以運送列印媒體。 第9圖爲一流程圖，顯示外部信號連接部份的接觸檢 測程序。首先，在步驟S1，邏輯電源VDD被供給，及在 步驟S3中，決定連接狀態確認電路Η1 127的運算所得結 果CNO。因爲加熱致能信號HE並未供給至此級，所以， 如果有任何波形出現，同時輸出CNO應爲基本上爲“〇”， 由於安裝偏移的結果，其決定部份形式之誤動作已經發生 ，並且執行異常通知.（步驟S 1 3 )。 φ 另一方面，當輸出CNO被確定爲“0”時，在步驟S5 ，時鐘信號CLK及加熱致能信號HE被供給，及連接狀態 確認電路H1 127的運算結果CNO被決定。當AND運算結 果的兩信號爲正常供給時，相同於時鐘信號CLK的波形 被出現在輸出CNO的加熱致能信號HE的導通（0N )期 間。然而，如果不是如此，則決定由於安裝偏移的結果， 部份形式之誤動作已經發生，並執行異常通知（步驟S i 3 )° 當輸出CN 0在步驟S 7被確認爲非0，則程序進行至 -25- (22) 1295969 步驟S9，並決定有關於溫度感應器ΤΗ的信號DIA的電 流値。當溫度資訊被檢出時，程序正常地結束（步驟S 1 1 )，如果不是如此（當因爲接觸墊HI 3 02b未接觸對應載 台側的端子，未檢測到電流値），則執行一異常通知（步 驟 S 1 3 )。 另外，異常通知可以經由一設在列印設備中之通知部 份650 (第8圖）加以執行。例如設在列印設備中之操作 面板等上的LCD及LED之顯示機構，或者，如蜂鳴器之 聲音輸出機構可以採用作爲通知部份650。再者，藉由與 主機設備6 1 0相通訊，通知可以經由主機設備側上之顯示 機構或聲音輸出機構加以執行。因此，這些均可以適當地 組合使用。 另外，不論是使用邏輯信號的檢測或者是使用溫度感 應器信號的檢測均可以首先執行。 φ 4.其他 於上述實施例中，一群接觸墊被二維排列爲平面區域 ，其幾乎爲矩形。因此，因爲於列印頭側及列印設備側之 端子間之距離，由於安裝移，在排列區域的某些角落變成 最大，出現在角落的連接端子被選擇爲接觸檢查墊。然而 ，接觸檢查墊可以依據接觸墊等之排列區域的形狀加以適 當選擇。即，應選擇端子中，離開列印設備中之連接端子 的距離由於連接偏移變成最大者。 再者，雖然加熱致能信號及時鐘信號係被使用作爲用 -26- (23) 1295969 於上述實施例中之接觸檢測的邏輯信號，但也可以使用其 他信號。例如，也可以使用構成串列列印資料信號格式之 位元的一部份。同樣地’如果有上述溫度感應器信號以外 的信號，如果它們爲無關於邏輯信號的信號，則也可以使 用這些信號。 再者，當然有可能適當地決定所用墨水的顏色及密度 * 之色調及類型的數量，不必說，本發明並不限定於所述之 φ 實施例。 另外，因爲列印元件及驅動邏輯電路可以以類似於半 導體製程，而整合在同一列印元件基板上，所以，本發明 可以有利地應用至使用電熱換能元件的噴墨列印頭。這是 因爲在此一列印頭中’執行電連接的端子數量增加，因爲 射出開口的數係以高密度實施，及多數射出部份係被設有 對應於多數顏色的墨水。然而，有各種墨射出方法可應用 至噴墨列印設備，本發明當然可應用至一使用電機能量轉 φ 換元件，例如壓電元件的噴墨列印頭。 本發明已經針對較佳實施例加以詳細描述，可以爲熟 習於本技藝者所了解，可以在不脫離本發明最寬態樣下完 成各種變化與修改，因此，隨附之申請專利範圍係想要涵 盍此寺在本發明精神內的變化與修改。 【圖式簡單說明】 第1圖爲一平面圖，顯示本發明可以應用之噴墨列印 設備例； -27- (24) 1295969 第2A及2B圖爲透視圖，顯示列印頭之一架構例， 該列印頭可以被安裝至第1圖之列印設備中； 第3A及3B圖爲示於第2A及2B圖之列印頭的分解 透視圖； 第4圖爲一透視圖，顯示設備於第2A及2B圖中之 列印頭中之列印元件單元的架構例； • 第5圖爲一放大透視圖，顯示示於第2A及2B圖中 φ 之列印頭中之電氣配線帶的外部信號連接部份； 第6圖爲一電路圖，顯示設於第4圖中之列印元件單 元中之列印元件基板上的電氣架構； 第7圖爲一電路圖，特別顯示在第6圖之外部信號連 接部份的接觸檢測的主要部份； 第8圖爲一方塊圖，顯示第1圖之列印設備控制系統 的架構圖；及 第9圖爲一流程圖，顯示外部信號連接部份的接觸檢 • 測程序例。 【主要元件符號說明】 1 0 2 :載台 1 0 3 :導桿 104 :主掃描馬達 1 0 5 :馬達齒輪 106 :惰輪 1 0 7 :計時帶 -28- (25) 1295969

1 Ο 8 :列印媒體 109 :運送滾子 1 3 0 :回歸位置感應器 1 3 1 :拾取滾子 1 3 2 :自動饋紙器 1 3 3 :紙末端感應器 1 3 4 :運送馬達 1 3 5 :饋紙馬達 1 3 6 :屏蔽板 Η 1 0 0 0 :列印頭 Η 1 0 0 1 :列印頭 Η 1 1 0 1 :列印元件基材 Η 1 3 0 1 :電配線帶 Η1601-3 :墨吸收體 Η 1 7 0 1 - 3 :過濾器 Η 1 8 0 1 :密封組件 Η1 102 :孔形墨水供給埠 Η 1 1 1 0 :矽基板 Η1 103 :電熱換能元件 Η1 106 :通道壁 Η 1 1 0 7 :射出開口 Η 1 1 0 8 :射出部份 Η 1 1 0 4 :電極部份 Η 1 1 0 5 :凸塊 -29 (26) 1295969

HI 3 02 :外部信號連接端子 Η 1 3 0 4 :電極端子 Η 1 5 0 1 :墨水收容及供給組件 Η 1 5 60 :安裝導件 Η 1 5 7 0 :倚靠部份 Η 1 5 8 0 :倚靠部份 Η 1 5 90 :倚靠部份 Η 1 9 0 1 :蓋組件 Η 1 9 1 1 - 3 :薄埠 Η 1 9 2 1 - 3 :細微凹槽 Η 1 925 ：通氣埠 Η 1 93 0 :嚙合部份 H1302a-c :接觸墊 Η 1 1 2 0 :資料電極 Η 1 1 2 1 :時鐘電極 Η 1 1 2 2 :熱致能電極 Η 1 1 2 3 :閂鎖電極 Η1 124 :接地電極 Η 1 1 2 6 :輸出電極 Η 1 1 2 9 :電源電極 Η 1 1 1 6 :驅動元件 Η 1 1 1 8 :移位暫存器 Η 1 1 1 7 :閂鎖電路 Η 1 1 1 9 :及閘電路 -30- (27) 1295969 HI 127 :連接狀態確認電路 Η 1 1 2 7 a :及閘電路 HI 130 : DIA 電極 TS :溫度感應器 6 0 0 :控制器

601 ： MPU

602 ： ROM

603 :特殊應用積體電路

604 ： RAM 605 :系統匯流排 6 1 0 :主機設備 6 1 1 :介面 620 :開關群 6 2 1 :電源開關 622 :列印開關 63 0 :感應器群 631 :位置感應器 640 :載台馬達驅動器 642 :運送馬達驅動器 6 5 0 :通知部份

Claims (1)

1295969 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種噴墨列印頭，可附著至一噴墨列印設備/可由 該噴墨列印設備拆卸，該列印頭包含： 一射出部份，具有墨水射出開口及用以產生能量以由 該墨水射出開口射出墨水的元件；及 多數連接端子，用以當該列印頭安裝在該噴墨列印設 ^ 備的一主體時，藉由接觸多數在該噴墨列印設備中之連接 0 端子，而執行包含該等元件之驅動信號的信號之電氣連接 ， 其中當安裝發生偏移時，在該多數連接端子中之至少 兩個端子其離開該噴墨列印設備中之該連接端子的距離變 .爲最大者係被使用作爲檢測用端子，以執行該多數連接端 子的所有端子的接觸確認。 2.如申請專利範圍第1項所述之噴墨列印頭，其中該 多數連接端子被排列成一大致爲矩形的平面區域，以及該 φ 檢測用的至少兩端子係被定位在該平面區域的角落中的端 子。 3 .如申請專利範圍第1項所述之噴墨列印頭，其中該 檢測用的至少兩端子係用於不同類型的至少兩信號。 4·如申請專利範圍第3項所述之噴墨列印頭，其中該 不同類型的至少兩信號包含一被施加至一執行該等元件驅 動控制的電路之信號，以及一無關於此的信號。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之噴墨列印頭，其中該 被施加至該電路的信號爲一用以決定該等元件的驅動波形 •32- (2) 1295969 的信號。 6 ·如申請專利範圍第4項所述之噴墨列印頭，其中該 檢測用的至少三個端子係被使用，及其中該三端子之一係 用以供給電力至該電路。 7 ·如申請專利範圍第4項所述之噴墨列印頭，其中被 施加至該電路的無關於該信號的信號係爲關係於一溫度感 ‘ 應器的信號，該溫度感應器係設在該噴墨列印頭中用以執 φ 行溫度檢測。 8 .如申請專利範圍第7項所述之噴墨列印頭，其中該 溫度感應器具有一二極體感應器的形式，該二極體感應器 係被設在形成該等元件的一基板上。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之噴墨列印頭’其中該 等元件具有電熱換能元件，用以產生熱能作爲造成墨水中 之膜沸騰的能量。 1 0 · —種噴墨列印設備，如申請專利範圍第1項所述 φ 之噴墨列印頭可以附著至其上/自其上拆卸，該噴墨列印 設備包含： 通知機構，用以當在該列印頭側的該至少兩連接端子 與在該設備側的至少兩對應端子間之接觸未被檢測到時， 通知異常。 1 1 . 一種噴墨列印頭，可附著至一噴墨列印設備/可 自該噴墨列印設備拆卸，該噴墨列印頭包含： 一射出部份，具有墨水射出開口及用以產生能量以由 該墨水射出開口射出墨水的元件；及 -33- (3) 1295969 多數連接端子，用以當該列印頭安裝在該噴墨列印設 備的一主體時，藉由接觸多數在該噴墨列印設備中之連接 端子，而執行包含該等元件之驅動信號的信號之電氣連接 其中該多數連接端子被排列成一大致爲矩形的平面區 域，及 其中定位在該平面區域之角落中的至少兩端子係被使 φ 用作爲檢測用端子，以執行該多數連接端子的所有端子的 接觸之確認，該檢測用的該至少兩端子係用於不同類型的 至少兩信號。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項所述之噴墨列印頭，其中 該不同類型的至少兩信號包含一施加至執行該等元件的驅 動控制的電路之信號，以及一無關於此的信號。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之噴墨列印頭，其中 該被施加至該電路的信號爲一用以決定該等元件的驅動波 0 形的信號。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項所述之噴墨列印頭，其中 該檢測用的至少三端子係被使用，以及其中該三端子之一 係用以供給電力給該電路。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項所述之噴墨列印頭’其中 無關於被施加至該電路的該信號之信號係爲一關係於一溫 度感應器的信號，該溫度感應器係被設在該噴墨列印頭中 ，用以執行溫度檢測。 -34-