喷墨记录头和喷墨记录装置制造方法及图纸

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。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。本专利技术已经研究出解决上述相关技术的问题，本专利技术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，根据本专利技术的一个方面，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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：今中良行，山中昭弘，久保田雅彦，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]