[发明专利]记录头、用于记录头的基底、以及记录设备

说明书

本发明涉及一种用于在记录介质上记录所希望的图象的记录头、用于一种记录头的基底、以及一种记录设备。本发明可被应用于诸如在纸、线、纤维、布、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷等上进行记录的打印机、复印机、带有通信系统的传真设备、带有打印单元的字处理器的设备。进一步地，本发明可被应用于工业用记录系统，该系统通过结合各种复杂的处理装置而得到设置。在此，本发明中使用的术语“记录”不仅适用于为记录介质提供诸如文字和图形的有意义的图象，而且还适用于为记录介质提供无意义的图象，诸如图案。

对传统的记录头，有通过利用热发生元件而把热量传送到一个色带或热敏纸上而进行记录的热头、通过利用压电元件而排放墨而进行记录形成喷墨头。以下的描述将以通过利用发热元件排墨而进行记录的喷墨头为例子，而对喷墨头进行描述。

当热量和其他的能量被提供给墨时，墨中发生状态改变，这是通过突然的体积改变(气泡的产生)而实现的。随后，墨借助由这种状态改变施加的激发力，而被从排放口排放。如此排放的墨被允许附着在记录介质上以形成图象。这被称为喷墨记录方法，传统上被称为所谓的气泡喷射记录法。如在美国专利第4,723,129和其他的说明书中所述的，采用这种气泡喷射记录法的记录设备通常包括：排墨的排放口；与该排放口连通的墨流动通路；以及，用作能量发生装置的记录元件，它被分别设置在墨流动通路中以排墨。

借助这种记录方法，能够以较小的噪声高速地记录高质量的图象。同时，进行这记录的头使得能够以高密度设置排放口。其结果，除了其他的好处以外，这种头具有一种优异的优点，即能够以小的设备和高分辨率记录图象，且彩色图象能够容易地实现。由于这些优点，气泡喷射记录法近年来已经被广泛地用于打印机、复印机、传真设备和其他很多办公室设备。进一步地，它已经开始被用于纺织印刷系统和某些其他的工业应用。

现在，产生排墨的能量的记录元件是利用半导体制作工艺而制作的，利用气泡喷射技术而制成的传统头是这样制作的，即通过在硅基板形成的元件基板上设置记录元件而形成一个基底，且借助polysulfone或某些其他树脂或玻璃等而形成的带有槽的顶板与这种基底接合，而提供墨流动通路。

另外，通过采用由硅基板形成的元件基板，不仅在元件基板上形成了记录元件，而且还在其上形成了驱动记录元件的驱动电路、用于控制记录元件的温度的温度检测器、驱动控制器、以及其他的一些元件。图15显示了这种元件基板的一个例子。

在图15中，在元件基板1001上形成了：加热器组1002，它具有由提供排墨所用的热能的电阻元件形成的多个发热元件(记录元件)1005，这些电阻元件被并行设置；驱动电路1003，它具有用于驱动各个加热元件1005的多个晶体管1008，它们被并联设置；一个控制电路1004，用于控制驱动电路1003上的各个晶体管1008；以及，一个输入端1007，用于接收来自外界的图象数据、各种信号等。另外，对于元件基板1001，提供了一个温度检测器，它测量元件基板1001或检测器1006的温度，其中该检测器诸如用于测量各个发热元件的电阻值的电阻检测器。

控制电路1004包括：移位寄存器，它向驱动电路1003输出从外界串行接收的图象数据；锁存电路，它有条件地存储数据并把它们输出至晶体管1008；一个驱动控制电路，它驱动检测器1006，并控制脉冲的宽度以根据来自检测器1006的输出驱动发热元件1005。在此方面，控制电路1004可被设置成分别输出图象数据或把加热器组1002分成多个块并以每块为单位输出图象数据等。以此方式，多个移位寄存器得到设置，且随后从喷墨记录设备传送来的图象数据被分配到多个移位寄存器上，从而方便地提高了打印速度。

作为检测器1006，采用了测量发热元件附近的温度的温度检测器、监测发热元件的电阻值的电阻检测器或其他检测器。

至于就所要排放的液滴来说的排放量，该排放量主要与墨的气泡值有关。墨的气泡值根据发热元件1005及其周边温度而改变。发热元件1005的温度和其周边的温度由该温度检测器测量。根据如此获得的结果，在施加造成排墨的加热脉冲之前，先施加强度较小而不会造成排墨的能量(预加热脉冲)。随后，使这种预加热脉冲的宽度或输出时序得到改变控制，以调节发热元件1005及其周边的温度，以通过排放指定量的墨滴而保持图象质量。