检查记录头的方法及设备的制作方法

专利名称：检查记录头的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将热能施加到液体并通过喷嘴排出(discharge ) 该液体的记录装置和记录头，并且还涉及一种用于记录头的检查装置 及其方法。
背景技术：
喷墨记录设备、例如喷墨打印机通过经由内置于记录头、例如喷 墨头中的喷嘴排出墨，从而使墨附着到打印用纸页面或其他记录材料 上，来打印各种类型的数据。这种喷墨打印机有许多优点，包括噪声 小、能够进行高速打印、以及可以与范围很广的各种记录材料一同使 用。在喷墨头中， 一种在经由喷嘴排出墨时将热能施加给墨的这种类 型的喷墨头具有这样的优点，即对于打印信号反应迅速，并且易于高 密度的集成(参见美国专利No.4723129和美国专利No.4740796)。
另一方面，使用这种喷墨头的喷墨打印机的一些或所有喷墨头易 于遭受排出故障，这是由于喷嘴被异物阻塞、由于气泡妨碍了供墨通 路，或者由于喷嘴表面的湿度水平(润湿性)的变化等。特别地，在 高速打印的情况下，当使用其上安装有对应于记录材料完整宽度的多 个喷嘴的整行式喷墨头时，出现的一个重要的问题是，在这多个喷嘴 中确定发生排出故障的那个喷嘴，提供对应于故障喷嘴的图像部分的 补偿，以及在喷墨头的恢复过程中考虑该补偿。使用这种喷墨头的喷 墨打印机可能出现这样的情况，即其中从每个相应喷嘴排出的墨的量会随着喷墨头中温度的改变而变化，并且所打印的图像的浓度不可 靠。在涉及整行式喷墨头的情况下，抑制由于所排出的墨的量的变化 而可能导致的图像的劣化是特别重要的。
鉴于上述的重要因素，长久以来已经提出了多种类型的用于检测 不排出墨的时间、补偿排出失败的方法、控制方法和设备、以及多种 用于控制墨排出量的方法。
日本已审专利公开No.H04-006549公开了 一种方法，其在墨排出 源中检测是否正在排出墨。根据该文献，电阻响应于热而改变的导体 被放置于这样一个位置，即从该位置可以检测由电热变换器、即加热 器所发射的热，以及检测将排出信号施加到响应于由导体的电阻值变 化程度所表示的温度变化而被控制的电热变换器上。
另一种在墨排出源中检测是否正在排出墨的方法在日本专利 No.2，831，778中公开，其中公开了一种喷墨头，其中电热变换器(加 热器)和温度传感器都被安装在硅晶片或者其它支承体上，并且被配 置为膜的温度传感器被覆盖以电热变换器的阵列区域。日本专利 No.2，831，778还公开了，加热器的阵列区域被完全包含在温度传感器 的阵列区域内，而温度传感器的阵列区域又作为加热器阵列的覆盖而 被放置，由此提高了检测以及温度控制的精度和响应度。
日本专利公开特许公报No.2002 - 178492公开了 一种通过才艮据 在特定能量被施加到喷墨头的加热器时所出现的温度变化确定检测 墨残余量的门限值，来检测喷墨头的温度属性的技术。
作为一种关于各种相应类型的排出故障确定标准或为了提高温 度检测精度的条件的建议，已经建议例如保护喷墨头免受热量过度升 高，并且执行排出故障的高精度检测。根据日本专利公开特许公报 No.H07-052408的建议，根据假负载电阻(dummy resistor)的电阻 值进行喷墨头的分级，并且根据分级改变确定是否已经发生排出故障 的条件。
作为 一种检测喷墨头的墨排出状态的检测方法，在日本专利公开 特许公报No.Hll-138788中公开了一种检测方法，其中与不允许墨排出的热上升的水平相当(commensurate )地测量温度升高和温度降低， 并且在与打印操作的定时不同的定时上测量喷墨头的温度上升和温 度降低，与预备的墨排出有关。如果墨排出发生故障，则测量到喷墨 头的温度上升和温度下降，根据打印状态监视步骤暂时获得喷墨头的 热属性，并且根据测量的比较结果确定是否正从喷墨头正确地排出 墨。
日本已审专利文献No.H04-006549和日本专利No.2，831，778都没 有公开指定排出故障的各个相应喷嘴的位置，也没有清楚说明用于根 据电热转换器所发射的热检测电阻值变化程度的各相应检测电路。因 此，不可能识别正经历排出故障的喷嘴。
日本专利公开特许公报No.2002-178492 、 H07-052408和 H11-138788的常规例子没有公开关于多喷嘴的检测技术，已知它们集 中检测在一个喷墨头基础上的排出故障。相应地，没有提及识别喷墨 头的故障喷嘴。假设仅仅根据所检测到的热属性计算阈值，则没有考 虑对应于电属性或多个不同热属性的检测中的精度。日本专利公开特 许公报No. H07-052408中的喷墨打印机使用 一种基于假负载电阻加 热器属性的分级。然而，该分级用电属性替代选择热属性，并且因此 没有提高基于作为其对象的热属性的检测值的检测中的精度。
因此，希望解决传统技术所固有的上述问题。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种技术，其校正对应于记录头 各对应喷嘴的温度传感器所检测的温度数据，并且校正各相应温度传 感器中的电或热失准(misalignment)。
根据本发明的另一方面，提供了一种技术，其适当地确定用于检 测记录头各相应喷嘴中故障发生定时，并且根据该定时检测在记录头 中是否存在故障。
根据本发明的一个方面，提供了一种记录装置，用于利用记录头 记录图像，该记录头用来自多个电热转换器的热能影响墨，以经由喷嘴排出墨。记录头包括多个温度传感器，其中每个温度传感器分别对
应于每个电热转换器而放置；还包括温度检测电路，被配置以选择这 多个温度传感器中的每一个并获得由所选择的温度传感器所检测的 温度数据。记录装置包括第一温度检测单元，在第一电热转换器不 被电流驱动的状态中，被配置以获得对应于第一电热转换器的温度传 感器通过温度检测电路而检测到的第 一温度数据；第二温度检测单 元，在第一电热转换器被电流驱动的状态中，被配置以获得对应于第 一电热转换器的温度传感器通过温度检测电路所检测到的第二温度 数据；获取单元，其获取用于校正对应于第一电热转换器的温度传感 器基于第一和第二温度检测单元所获得的第一和第二温度数据而检 测到的温度数据的校正数据；以及校正单元，被配置以根据获取单元 所获得的校正数据，校正对应于第一电热转换器的温度传感器所检测 的温度数据。
根据本发明的另一方面，提供了一种记录头，用于用来自电热转 换器的热能影响墨，以经由喷嘴排出墨。记录头包括多个温度传感 器，其中每个温度传感器分别对应于每个电热转换器而放置；温度检 测电路，被配置以选择这多个温度传感器中的每一个，并且获得由所 选择的温度传感器所检测的相应温度数据；存储单元，被配置以存储 用于校正这多个温度传感器中每一个所检测的温度数据的校正数据； 以及校正单元，被配置以根据存储在存储单元中的校正数据校正这多 个温度传感器中每一个所检测的温度数据。
此外，根据本发明的另一方面，提供了一种方法，用于检查记录 头，其中记录头用于用来自电热转换器的热能影响墨，以经由喷嘴排 出墨。该方法包括使电流流入第一电热转换器，并且获得对应于第一 电热转换器被设置在记录头中的温度传感器所检测的温度数据；检测 所获得的温度数据达到峰值温度的第一定时；检测出现温度变化并伴 随着已经出现的气泡的收缩的第二定时；设置用于作为确定在第一和 第二定时是否出现故障的参考的每个阈值；以及基于在第一和第二定 时由对应于第一电热转换器的温度传感器所检测的温度数据，确定第一电热转换器的驱动状态。
此外，根据本发明的另一方面，提供了一种设备，用于检查记录 头，其中该记录头用于以来自电热转换器的热能影响墨，以经由喷嘴
排出墨。该设备包括测量单元，被配置用来使电流流入第一电热转 换器并获取对应于第一电热转换器而相应地位于记录头中的温度传 感器所检测的温度数据；第一检测单元，被配置以检测所获得的温度 数据达到峰值温度的第一定时；第二检测单元，被配置以检测发生温 度改变并且伴随已经出现的气泡的收缩的第二定时；设置单元，被配 置以设置用作用于确定在第一和第二定时是否出现故障的参考的每 个阈值；以及确定单元，被配置以基于在第一和第二定时由对应于第 一电热转换器的温度传感器所检测的温度数据，确定第一电热转换器 的驱动状态。
本发明的其他特征和方面将从以下参照附图对示例性实施例的 描述而变得清楚。


被包含于此并且形成说明书一部分的示出本发明实施例的附图
与描述一起用于解释本发明的原理。
图1示出了示出根据 一 个实施例的示例性喷墨头的视图2示出了图1中所示喷墨头的倾斜剖视图3示出了一个示例性记录元件单元的倾斜剖视图4A示出了一个表示记录元件板的示例性配置的视图4B示出了图4A中标记为A-A的断面的横截面图5A和图5B分别示出了根据实施例的喷墨头的记录元件单
元的横截面图和简图(diagram)，其中省略了喷嘴；
图6示出了一个平面视图，其示出了根据本发明另一实施例的示
例性温度传感器；
图7是一个框图，其示出了根据本发明第一实施例的喷墨头的加
热器的示例性驱动电路和温度检测电路；图8是时序图，其说明了根据本发明第一实施例的用于驱动加热 器和获取喷墨头温度数据的控制信号的时序的 一个例子；
图9示出了一个示图，其根据实施例解释当喷墨头正常排出墨时 以及具有每个相应排出错误时温度传感器的输出值的变化；
图10示出了一个示图，其根据实施例解释温度传感器对于喷墨 头所检测的温度根据层间绝缘膜的厚度变化；
图11示出了使用根据实施例的喷墨头的示例性的完整多喷墨打 印才几的-见图12是示出根据实施例的喷墨打印机的示例性配置的方框图； 图13是解释根据第一实施例的示例性过程的流程图； 图14A至14C示出了说明根据实施例的喷墨头温度属性的测 量的示图15是说明根据第二实施例的示例性过程的流程图16示出了说明根据本发明第二实施例的热时序的例子的视
图17A和图17B示出了说明根据第二实施例的其中相对于加热
器驱动设置多个测量定时的情形的视图18示出了根据本发明第三实施例的喷墨头的电路图的例子；
图19A示出了说明根据第三实施例的喷墨头的配置的视图19B示出了说明与图19A中所示喷墨头相关的与各相应传感
器的输出终端有关的输出以及其失准的视图20是描述根据第三实施例的喷墨头的校准过程的流程图； 图21是说明根据第三实施例的存储在校正单元中的电失准和总
失准的视图。
具体实施例方式
以下将参照附图详细描述本发明的多个实施例。 第一实施例
图l-4描述了根据该实施例的喷墨头以及喷墨头、其驱动电路以及喷墨打印机之间的关系。以下是参照附图的总的描述，同时还有 各相应部件的配置的描述。
图l示出了根据该实施例的喷墨头；而图2示出了图1中所示喷 墨头的倾斜剖视图。
喷墨头1000通过响应于电信号引起热量，将热量施加到墨上、 并导致墨中膜沸腾来执行记录。如图2中所示，喷墨头1000包括记 录元件单元1001和墨供应单元1002的墨供应部件1500。附图标记 1800表示墨容器，其中积聚各种相应颜色的墨。
图3示出了图2中所示记录元件单元1001的倾斜剖视图。记录 元件单元1001包括记录元件板1100、第一板1200、电气布线板1300、 第二板1400以过滤部件1600。
图4A示出说明记录元件板1100的配置的浮见图。图4B示出了图 4A中标记为A-A的断面的冲黄截面图。
记录元件板1100例如由厚度在大约0.5mm和lmm之间的硅晶 片1108和薄膜的电热转换器、即加热器构成。作为墨流路，如图4B 中所示，由穿透开口 (penetrating opening)形成墨供应开口 1101， 并且电热转换器1102以交错的方式排列， 一个分别沿着墨供应开口 1101的一侧。电热转换器1102和铝或其他电布线通过沉积工艺形成。 包括如图4A中所示的电极1103，以便将电提供给电布线。通过使用 硅晶片1108的晶体取向执行各向异性刻蚀来形成墨供应开口 1101。 如果晶片表面具有[IOO](表示Miller指数)的晶体取向，并且厚度具 有[lll(表示Miller指数)的晶体取向，则碱性各向异性刻蚀、即 KOH、 TMAH或肼等等将以大约54.7度的角度进行。使用各向异性 刻蚀方法形成了具有期望深度的墨供应开口 1101。
如在图4B中所示，喷嘴板1110被置于硅晶片1108的顶部，并 且墨流路1104、喷嘴1105以及发泡室(bubbling chamber) 1107通 过光刻来形成。喷嘴1105被设置成使得其与电热转换器1102相对。 经由墨供应开口 1101所供应的墨被加热并且通过电热转换器1102的 热而起泡，并且经由各相应的喷嘴1105被排出。第一板1200例如由厚度在0.5mm和10mm之间的氧化铝 (Al203)形成。第一板1200的原材料并不局限于氧化铝。它可以由 线膨胀系数等于记录元件板1100的材料的线膨胀系数、并且热传导 系数等于或大于记录元件板1100的热传导系数的任何材料制成。第 一板1200的原材料例如可以是硅(Si)、氮化铝(A1N)、氧化锆、 氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、钼(Mo)或鴒(W)中的任何 材料。墨供应开口 1201被形成在第一板1200中，以便将墨提供给记 录元件板1100，其中墨供应开口 1101对应于墨供应开口 1201，并且 记录元件板1100以高的位置精度与第一板1200相对地安装和锁定。 期望的是，因此而使用的粘附材料具有低粘度，形成接触表面的薄粘 接层在固化(setting)之后具有相对高的硬度，并且例如是防墨的 (ink-repellent)。希望粘合剂例如是一种具有厚度不超过50jam的 粘接层、主要包括环氧树脂、或双紫外固化热硬化粘合剂(dual ultraviolet setting thermosetting adhesive)的热硬化粘合剂。第一板 1200具有X方向参考1204， Y方向参考1205以及Z方向参考1206， 它们用作确定位置的标准。
记录元件板1100 ( 1100a至llOOd)以交错形式位于第一板1200 上，从而使得借助单色的宽打印成为可能，如图1和图2中所示。例 如，l英寸加上a的喷嘴组长度以交错形式定位四个记录元件板1100a、 llOOb、 1100c和1100d，从而允许在4英寸宽度上的打印。记录元件 板的各喷嘴组的周缘部形成区域L，其中相互交错接触的记录元件板 的喷嘴组的周缘部在打印方向上重叠。相应地，防止在各相应i己录元 件板所形成的打印区域中出现间隙。例如，分别在喷嘴组1106a和喷 嘴组1106b中形成重叠区域1109a和1109b。
图3中所示电气布线板1300施加电信号，以使记录元件板IIOO 排出墨。电气布线板1300具有四个孔单元1303，记录元件板1100,皮 嵌入孔单元中，并且第二板1400被固定到背面。电气布线板1300还 具有对应于记录元件板1100的图4A中所示电极1103的电极端子 1302、以及,皮定位于线端子的信号输入端1301，以〗更从喷墨打印才几的主体接收电信号。电气布线板1300和记录元件板1100彼此电气连接。 连接方法例如可以是使用金线(未被示出)经由引线接合技术而将记 录元件板1100的电极1103连接到电气布线板1300的电极端子1302。 作为电气布线板1300的原材料，例如可以使用双层柔性布线板，其 中上表面覆盖以聚酰亚胺膜。
第二板1400例如由厚度大约在0.5mm和lmm之间的SUS板形 成。第二板1400的原材料并不局限于SUS，而是可以使用任何具有 防墨性和合适平坦性的材料。第二板1400具有记录元件板1100和孔 1402，记录元件板IIOO被嵌入该孔中，并且第二板1400被固定到第 一板1200。由第二板1400的孔1402和记录元件板1100的一侧所形 成的通道单元被填充以第一密封材料1304，如图1中所示，该密封材 料密封电气布线板1300的电安装单元。记录元件板的如图4A中所示 的电极1103由第二密封材料1305密封，如图1中所示，该密封材料 保护电连接部件免受墨侵蚀或外部沖击。位于第一板1200背侧上的 墨供应开口 1201具有粘附地固定到其上的过滤材料1600，如图3中 所示，以便去除可能混入墨中的异物。
图2中所示墨供应部件1500可以由树脂铸型(resin cast mold ) 形成，并且例如配备有公共墨室(ink chamber) 1501和Z方向参考 1502。 Z参考1502确定记录元件单元1001的位置，并且将记录元件 单元1001固定在适当的位置，并且用作喷墨头1000的Z参考。
如图2中所示，通过将记录元件单元1001与墨供应部件1500 集成而形成喷墨头1000。墨供应部件1500的公共墨室1501的凸缘和 记录元件单元1001被以第三密封材料1503密封，使得公共墨室1501 是气密的。记录元件单元1001的Z参考1206具有在墨供应部件1500 的Z参考1502内所确定的位置，并且例如以螺钉l卯O或其它器件固 定。期望的是，第三密封材料1503是防墨的，在室温下硬化，并且 足够柔软以忍耐不同类型材料之间的线性膨胀差。记录元件单元1001 的信号输入终端1301例如具有在墨供应部件1500的背面上所确定的 位置，并且被适当地固定。图5A和5B分别示出了根据该实施例的喷墨头的记录元件单元 1001的横截面视图和简图，其中省略了喷嘴。
对应于图4B中所示硅晶片1108的珪晶片100具有温度检测元 件，即传感器，其经由可以由热氧化物膜Si02等构成的热存储层101 由可以由A1、 Pt、 Ti、 TiN、 TiSi、 Ta、 TaN、 TaCr、 Cr、 CrSiN或 W等构成的薄膜电阻形成。附图标记131表示可以由铝等构成的线， 用于连接到各相应温度传感器102。标号133表示公共线，其公共地 连接到温度传感器102。对应于图4B中所示电热转换器1102的TaSiN 或其它材料的电热转换器104通过层间绝缘膜而由钝化膜105形成， 该钝化膜由Si02或其它材料构成。可以由Ta或其它物质构成的保护 膜106通过借助半导体工艺以高密度分层(layer)而形成，以便减少 空蚀影响。
通过薄膜电阻所形成的温度传感器102被直接安置在各相应电 热转换器104之下，并且与其分开和隔离。各相应温度传感器102所 连接的线131和公共线133被配置为获取各相应温度传感器102所检 测的温度数据的检测电路的部件。
硅晶片IOO被形成具有铝线，其中该铝线经由可以由热氧化物膜 Si02等构成的热存储层101而将由电热转换器104所形成的控制电路 和硅晶片100相连。经由层间绝缘膜103，在TaSiN或其它材料构成 的电热转换器104、由SiO2或其它物质构成的钝化膜105的顶部，通 过借助半导体工艺以高密度分层而形成可以由Ta或其它物质构成的 保护膜106，以便减小电热转换器的空蚀影响。可以形成膜，并将由 薄膜电阻以及铝或其它材料的用于连接布线的线131和公共线133所 形成的温度传感器102在热存储层101顶部图案化，并且其制造可以 无需对现有制造工艺的重大改变。于是，在工业制造方面同样获得显 著优点。
图6示出了一个视图，其表示了根据本发明另一实施形式的温度 传感器形式。其与图5中部件相似的部件被标以相同的附图标记。
在图5B中示出的例子中，方形温度传感器102被直接置于电热转换器104下。相反，在图6中，蜿蜒的温度传感器102a被直接置 于电热转换器104下方。图5B中的方形温度传感器102可以通过层 间绝缘膜103以电热转换器104的水平(level)形式的平坦方式形成。 因此，所得到的一个优点是，从各相应喷嘴的墨排出更稳定。相反， 通过图6中的蜿蜒的温度传感器102a可以相当大地设置温度传感器 的电阻值，并且由此得到能够以高精度检测电热转换器中细微温度变 化的优点。
图7是方框图，其示出了根据本发明第一实施例的喷墨头的电热 转换器(以下称为加热器)的驱动电路和温度检测电路。
一个段(segment)包括加热器104、驱动加热器104的开关元 件903，以及对选择信号和开/关信号执行AND运算的与门卯4。总 共640个段被分为20组，编号从0到19，每组配置有32个段。示出 了由20个组在32块中驱动的配置例子。块使能或者BLE，线905的 组合，被配置32比特的BLE信号，编号从BLEO到BLE31，其分别 使能各相应组中的一个段，即同时使能20个段，并且每个32位BLE 信号被公共连接到各相应组，从而总共得到32个块，其中每个块由 20个加热器构成，每个组一个。被配置对应于待打印数据的20比特 开/关信号的线卯6的驱动数据组合被编号为IDO到ID19，每个20比 特开/关信号被分别连接到各相应组。解码器907从锁存器909获取并 解码5比特块编号，并且激励(instigate ) BLEO到BLE31。与门908 确定提供给各加热器104的脉冲的长度、以及提供脉冲的定时。与门 908对加热使能或HE、所提供脉冲的信号以及打印数据执行与操作， 并且生成数据信号IDO至ID19。锁存器909和移位寄存器910获取 并存储串行数据Idata，该数据与CLK同步、被提供、被连续地转发 到并被储存在移位寄存器910中。因此，被储存在移位寄存器910中 的数据被存储在锁存器卯9中，使用最初由下一驱动块所输出的锁存 信号LT。因此，相应加热器104实际上根据初始转发数据由执行下 一块中待打印数据的转发的定时来驱动。
被转发给移位寄存器910的数据包含由数据驱动的块编号0到31、以及在块中驱动的加热器104的驱动数据(即打印数据)、模拟 开关916的选择数据、以及温度传感器102的开关数据。开关数据选 择对应于温度检测电路911的温度传感器102，将在下面描述。在收 到指定驱动块的编号数据时，解码器907解码BLE0至BLE31，并且 同时^f吏能在各相应组中32个加热器104中的一个加热器104，即总共 20个加热器104。同时，脉冲宽度对应于HE脉冲的宽度的20比特 打印数据IDO至ID19被提供给各相应的加热器104,然后这些加热 器被驱动。
最初，0块、即BLE-O被驱动，随后依次为块l、块2、块3等 等，直到块31、即BLE-31结束，于是，如果喷墨头被配置有多个 记录元件板，则所有记录元件板上的所有喷嘴都通过根据打印数据 IDO至ID19排出墨而执行打印。
温度检测电路911中包括连接至线131并且控制其开/关设置的 温度传感器102的一个端子处的开关元件913。温度传感器102的另 一端子被连接至各相应组的公共线133，多个温度传感器102又被连 接到该公共线。段被配置有执行块使能(BLE)和PTEN开/关信号 的AND运算的与门914、开关元件913以及形成温度传感器组的温度 传感器102。在当前的环境中，温度传感器组具有对应于加热器104 数目的640个温度传感器102。 640个温度传感器102按照驱动电路 901被分为20个组，每组32个单元，从而形成32x20的矩阵，具有 从各相应传感器使能的输出。线918的传感器BLE组合被配置有32 比特BLE信号，编号为BLEO至BLE31，它们分别使能各相应组中 的一个温度传感器102，并且被公共地连接到各相应组。线919的传 感器数据组合被配置有20比特BLE信号，编号的传感器数据为 SENSOR DATAO至SENSOR DATA19，其分别使能20个组中的一 个組，并ibf皮分别连接到各相应组。
在每个组中，维持恒定电流的恒流源915和切换各相应温度传感 器102输出的模拟开关916被连接到各组。参考电流源921控制恒流 源915的电流值。控制开关元件913和;f莫拟开关916的控制电路^皮配置有获取传感器块编号并且激励传感器块使能编号BLE0至BLE31 的解码器920、和获取温度传感器BLE0至BLE31并激励组使能编号 传感器数据SENSOR DATA0至SENSOR DATA19的解码器917。
被转发到串行寄存器910并被锁存在锁存器909中的传感器块编 号在Idata中被接收，并且与被传感器BLE0至BLE31使能的块相关 的所有20个开关元件913被驱动到ON状态。类似地被转发的温度 传感器组编号也被接收，并且选择解码器917所输出的组使能编号传 感器数据DATA0至DATA19所使能的模拟开关916。与被使能块的 被使能組相关的单个温度传感器102的输出被选择。来自所选择温度 传感器102的温度数据与信号PTEN同步，并且作为电压信号经由输 出端SEN净皮输出。
因此，通过控制选择各温度传感器102的输出的开关元件913 和选择各相应组的模拟开关916来选择各相应温度传感器102的输 出。以这种方式安装模拟开关916就使得能够减少线和端子的数目， 因为不必具有直接从各相应温度传感器组的每个单独传感器提取所 检测信号的线。
图8是一个时序图，其描述了驱动加热器104和控制信号以从温 度传感器102获取温度数据的时序图的例子。
温度传感器102所检测的温度在停止驱动加热器104的定时(块 0中的"te")之后大约1.2jLisec时变为峰值温度。如果被提供给加热器 104的脉冲的长度、即HE脉沖的长度是0.8iisec，则加热器的峰值温 度在脉冲供应开始定时(块0中的"tO")之后的2psec出现。在驱动 多个喷嘴的情况下，这些喷嘴通常以时分方式被驱动，虽然可能出现 这样的情形，即其中条件可能规定时分间隔为2psec或更少。在这种 情形中，不可能获得正被块驱动的加热器的峰值温度值。因此，有必 要在随后驱动的块正被使能期间检测连续块所驱动的加热器的峰值 温度，如图8中所示，图8示出了通过在随后的块1的加热器104,皮 使能时将传感器BLE信号设置为"0" (BLEO是高电平)而检测块0 中所驱动的加热器的温度的例子。因此，经由驱动电路901驱动加热器和经由温度传感器102检测 温度的操作不是同时执行的。因此，当集中在要检查的温度传感器102 时，通过使能传感器BLE的控制信号以及传感器数据SENSOR DATA,即通过使能模拟开关916，来在除了其中驱动加热器的块之 外的块的使能时间内检测加热器的温度。图8示出了这样的情况，即 其中峰值温度值在开始加热加热器之后2j^isec (tp)时获得，并且驱 动加热器的时分间隔td也是2|asec。
图8示出了其中传感器数据是SENSORDATA0、即检测组0的 加热器104的温度的时序。例如，当检测对应于组0的加热器104的 块0、即BLE0中所使能的加热器104的温度传感器102的输出时， 在驱动加热器104之前、在其峰值温度时以及在拐点之前和之后，温 度传感器102测量加热器的温度。这样做的原因将在下面参照图9详 细描述。
因此，调节加热器的温度的定时，以允许正确识别墨排出故障， 即使温度传感器102的温度检测属性在制造期间或者在随后的时间流 逝中失准地变化。
图9示出了一个曲线图，其阐明了当20V脉冲,皮施加到初始温 度为25。C的加热器104上0.80iasec，层间绝缘膜103的厚度是0.95nm, 并且电阻是360欧姆时，温度传感器的输出值在喷墨头正常排出墨时 和在具有各相应排出故障时的变化。图9所示的温度变化是在已经执 行墨排出操作一次之后得到的。
附图标记9卯表示当墨已经被正确排出时的温度曲线。标号991 表示在由于在喷嘴中俘获气泡而产生排出故障时的温度曲线。标号 992表示当由于因为在墨流路中聚集杂质而没有正确地重新填墨而产 生排出故障时的温度曲线。标号993表示当由于墨附着到喷嘴表面而 出现排出故障时的温度曲线。标号994表示当由于杂质阻塞喷嘴而导 致墨不能被正确排出时的温度曲线。
墨排出故障991是由于小气泡因各种原因聚集成更大气泡而引 起的。在这种情形中，加热器104所生成的热由于墨流路中的气泡而不被发出。因此，热不能按照图5A的上部而消散，而是聚集在热存 储层101中。因此，温度传感器102所检测到的温度将在任何时候都 高于在正常墨排出期间所检测的温度。
墨排出故障992是由于杂质聚集在墨流路中，使得没有及时完成 墨重填以用于下一待施加热使能信号(HE)而产生的。在这种情形 中，在保护膜106上将存在一定程度的墨。因此，与在由气泡所引起 的墨排出故障期间相比，更大量的热被发送给墨。因此，温度传感器 102所检测的温度将在任何时候都高于在正常墨排出期间所检测的温 度，而其比在由气泡所引起的墨排出故障991期间所检测的温度低。
在由于墨附着到喷嘴表面的墨排出故障993中，在喷墨时，墨滴 的尾部由于墨的表面张力而成为滴本身，并且产生墨的随体(satellite ) 或墨雾(mist)，而不是正常打印所需要的那种墨滴。当墨随体或喷 雾附着到喷嘴周部时，其干扰墨排出，并且可能导致诸如墨滴位置失 准这种的墨应用故障(异常润湿)。在这种情形中，由于弯液面从中 退出，附着到喷嘴表面的墨被上拉到喷嘴中。因此，墨接触保护膜106 的定时比正常情形中更快。于是，温度传感器102所检测的温度将与 正常墨排出沿着相同的曲线，直到附着到喷嘴表面的墨接触保护膜 106,而这样检测的温度与正常情形中相比以更快的定时下降，即在 拐点之前。特别地，标号993所表示的曲线在定时T2之后比标号990 所表示的曲线低。
在墨排出故障994中，墨排出不能正确进行，因为杂质阻塞喷嘴， 或者由于气泡产生并且在其中变大。在这种情形中，气泡变大和收缩， 而与由于被捕获气泡或不足的重新充填所产生的不一样。然而，如果 喷嘴被完全或部分阻塞，则气泡扩展到公共墨室中。因此，墨通过重 填而接触保护膜106的定时比在正常情形中更迟。因此，由从公共墨 室所重填的墨来冷却的定时将与正常情形中的不同。这种定时^:定义 为"在重填期间"。
因此，温度传感器102测量施加驱动脉沖之前的定时Tl、达到 峰值温度的定时T2、定时T2之后和定时Ti前大约2ps的定时T3以及大约在定时Ti后的定时T4。定时Ti表示墨接触保护膜106的 定时、以及对应于单位时间中温度变化的拐点的定时。定时TA表示 施加驱动脉冲的定时。注意，定时T3可以在定时Ti之前，并且在定 时T2之后大约3ps时。因此，可以很容易确定何时墨被正常排出， 以及何时存在墨排出故障。
图IO示出了一个曲线图，其说明了当墨在初始温度为25-C时被 正常排出时，温度传感器102所检测的温度如何随着层间绝缘膜103 的厚度而变化，其中实线10a表示层间绝缘膜103的厚度为0.85nm 的情况，虚线10b表示层间绝缘膜103的厚度为1.35jLim的情况。
如图中所示，与厚度为0.85pm、即曲线10a相比，当层间绝缘 膜103的厚度是1.35|Lim时，即曲线10b，在定时tl将驱动脉冲施加 到加热器104与达到峰值温度的时间点之间的间隔、以及峰值温度与 温度由于墨重填而变化的点之间的间隔更长。因此，适于确定墨排出 是否正常工作的定时可能由于层间绝缘膜103的厚度而失准。这样， 在根据固定定时进行排出故障确定的情况下，准确地确定墨排出是否 工作正常就变得更加困难。因此，根据本实施例，建议了不依赖于层 间绝缘膜103厚度的、确定墨排出是否工作正常的过程。
图11示出了使用根据本实施例的喷墨头的示例性的完整多喷墨 (multi-inkjet)打印机的视图。附图标记2210表示打印纸馈送盒。 标号2209表示手动打印纸馈送。可以想到的纸馈送协议可以包括诸 如Duplo协议，其中给纸辊2211和纸分离垫被用于将记录纸每次分 离一张；还有lug和retard协议。使从打印纸馈送盒2210或手动打 印纸馈送2209所提供的一张记录纸与抵抗辊子(resist roller) 2204 和2205的辊隙(nip)的前缘接触，其旋转被延緩。进纸辊子(paper advance roller) 2211在所得到的状态中略微转动。抵抗辊子2204和 进纸辊子2211之间记录纸张松散(slack)，并且馈送方向上的失准 被校正。当光传感器(未示出)检测到记录纸张已经与抵抗辊子2204 和2205的辊隙的前缘接触时，抵抗辊子2204和2205被旋转。可以 通过以抵抗辊子2204和2205的旋转开始作为其触发而调节驱动喷墨头的定时、即驱动加热器的定时，在记录纸张上的指定位置处打印图 像。
一旦通过纟氏抗辊子2204和2205的旋转馈送，记录纸张就,皮传送 带2206和压带辊(pinch roller) 2207及2208夹紧。高压电流被施加 到压带辊2207的下辊2208,并且上辊2207被接地。这样，通过压带 辊2207和2208的记录纸张在其沿着传送带2206馈送时吸收静电。 由作为其驱动源的脉冲马达(未示出)所驱动的驱动辊(drive roller) 2201的旋转向前移动传送带2206，以将记录纸张移动到打印开始位 置，直接处于喷墨头2221至2224下方。
传送带2206在驱动辊2201、驱动辊2202和压紧辊( pressure roller) 2203之间是拉紧的。压紧辊2203附着到臂(未示出)的一端， 以便自由转动，并且该臂的另一端被附着到自由摆动的外壳(未示 出)。该臂通过使弹簧施加压力到其上而将张力施加到传送带2206。
附图标记2221至2224表示所有整行式喷墨头，每个具有多个喷 嘴排列其上，这些喷嘴横跨记录纸张的打印区域的宽度。以从记录纸 张的馈送方向的上游端的顺序，这些头被定位为黑色头2224、黄色头 2223、品红头2222和青色头2221，它们以特定的间隔间隔开。喷墨 头2221至2224附着到喷墨头支架。
在该配置中，记录纸张被附着到传送带2206的上表面，其中传 送带2206在利用喷墨头打印记录纸张时馈送记录纸张。
附图标记2211和2212表示打印纸排出辊，其传送驱动是由于驱 动辊2202的旋转能量，通过转印(transfer)装置(未示出)实现。 在打印之后，记录纸张被打印纸排出辊和齿轮(spur) 2211夹紧，它 们将打印后的记录纸张排出到排出盘2213,纸张在排出盘中被收集。 如果齿轮2211与打印后的记录纸张的打印表面接触，则接触记录纸 张的齿轮2211的表面的边缘被尖锐化，以便使打印图像的墨的偏移 最小。
图12是方框图，其说明了根据本实施例的喷墨打印机的示例性 配置。图12中与其它图中相似的元件用相同的附图标记指示，并且其描述被省略。
具有CPU 1230、 ROM 1231和RAM 1232的控制单元1220控制 打印机的整体操作。喷墨头1000被构建为对应于黑色、黄色、品红 和青色墨中每一个，如图11中所示。其中各相应喷墨头的配置相同 的机构1221包含记录纸张的馈送机构，以及所有类型的传感器，诸 如打印纸传感器。A/D转换器1222从喷墨头接收温度数据，即SEN 信号，并且将这样所接收的SEN信号转换为数字值。CPU1230根据 存储在ROM 1231中的控制程序控制打印机的整体操作。RAM 1232 被用作CPU 1230在控制处理期间的工作区。所有类型的数据都被临 时存储在RAM 1232中。
根据图13中所示的用于改变确定墨是否正被正确地排出、或者 是否出现墨排出故障的定时的图表设置用于确定墨是否正被正确地 排出、或者是否出现墨排出故障的定时，以便墨排出故障可以被精确 地检测，而不管制造期间或随后时间流逝上的失准。
图13是流程图，其说明了根据第一实施例的过程。用于执行该 过程的程序净皮存储在ROM 1231中，并且在CPU 1230的控制下净皮执 行。
在步骤S101中，在确定操作之前，电流被传递通过对应于单个 喷嘴的加热器104，并且相应温度传感器102测量由此产生的温度变 化。净皮施加电流并,皮加热的加热器104的选择以及温度传感器102的 选择如参照图7所描述那样。这样得到的温度数据作为模数转换器 1222转换SEN信号而得到的数字值而被输入到CPU 1230。这也适用 于后面描述的连续温度测量。
在用于测量喷嘴的热传递属性的间隔期间，信号PTEN被多次 以短的时间段被输出，而温度传感器数据和温度传感器BLE信号是 固定的；或者信号PTEN被接通，而对应于此时SEN的数字值4皮推 导出来并^皮存储在RAM 1232中。因此，可以从初始温度获取喷墨头 温度属性，诸如例如图9或者图14A中所示的。
图14A示出了曲线图，其说明根据本实施例的喷墨头的温度属性的测量。这些属性与参照图9和10所描述的属性类似。
然后，过程前进到步骤S102,其中对于测量的持续时间获得步 骤S101中所测量的温度变化的一阶导数，并且输出结果。图14B示 出了结果的一个例子。
接下来，过程前进到步骤S103，其中在步骤S102中所得到的一 阶导数被进一步求导，并且获得温度变化对于时间段的二阶导数。图 14C示出了结果。虽然根据第一实施例，在软件中进行求导，但是也 可以采用微分计算器或其它硬件设备。
过程然后前进到步骤S104,其中获取当在步骤S102中所得到的 一阶导数值变为O时的时间，并且获取当在步骤S103中所获得的二 阶导数值成为负峰值而在步骤S102中所得到的一阶导数值为负值时 的时间。 一阶导数值变为0的定时表示温度传感器102所检测的温度 达到峰值温度的定时。 一阶导数值为负、并且二阶导数值处于其峰值 的定时表示温度由于墨接触保护膜106而变化的定时Ti。
然后，过程前进到步骤S105,其中建立用于从温度传感器102 获取温度数据的以下定时
1、 Tl,施加加热器的驱动脉冲之前的定时；
2、 T2，达到步骤S104中所检测的峰值温度的定时；
3、 Ti，在峰值温度之后，加热器的温度由于墨接触保护膜106 而改变的定时；
4、 T3，定时T2和Ti之间的定时，大约在定时Ti之前2ixs;以
及
5、 T4,定时Ti之后大约2ps的定时。
这样建立的与各相应定时相关的数据被存储在RAM 1232中。 过程前进到步骤S106，其中根据步骤S105中所存储的定时数据 获取各相应定时的温度数据。如果指定给定加热器104的温度数据， 则在Tl、即在施加驱动脉冲之前，相应温度传感器102测量加热器 104的温度。然后在定时T2、 T3和T4测量温度。
接下来，过程前进到步骤S107，其中基于在步骤SIOI中所测量的温度数据，将确定各相应定时Tl至T4的阈值重新设置为更适合于 当前情形的阈值。与在步骤S105中所获取的测量定时相关的温度数 据被用于建立用于基于当时的温度数据建立确定墨排出状态是否正 常的阈值。在当前的情形中，阈值被设置为微分高于或低于当时所测 量值的温度值。
过程然后前进到步骤S108，其中相应地比较通过步骤S106中各 相应定时处的测量所获得的温度数据和对应于步骤S107中所获得的 各相应定时的阈值，并且确定每个喷嘴的状态。
根据第 一实施例，用于获取温度数据以确定墨排出故障是否已经 出现的定时被取为定时Tl至T4,从而允许在各相应定时以最大精度 确定每个喷嘴处的墨排出故障是否已经出现。
根据第 一实施例，为了确定墨是否正被正确排出的测量定时的改 变被描述为在打印操作期间被执行。但是，也可以例如在前一行或序 列打印结束与下 一个打印开始之间的间隔中执行该过程。也可以在执 行预墨排出过程以便刷新墨以准备打印的期间执行。
根据第一实施例，也可以在离开工厂之前测量为了确定墨是否正 被正确排出的测量定时，并且将作为为喷墨头优化的定时的数据存储 在ROM 1231或其它非易失性存储器中。也可以由用户任意改变测量 定时。
也可以在建立测量定时之后经过给定时间时自动更新测量定时。 第二示例性实施例
以下是根据本发明第二实施例的描述，其有利于以高精度检测墨 排出故障，即使是在生产期间或在随后的时间流逝上的失准之后。根 据第二实施例，将省略对于诸如喷墨头配置和喷墨打印机配置的配置 的描述，因为它们与根据第一实施例的类似。
图15是一个流程图，其说明了根据第二实施例的过程。用于执 行该过程的程序被存储在ROM 1231中，并且在CPU 1230的控制下 被执行。此外，图15，步骤S201至S205与在图13中所描述的过程，步骤S101至S105相似。
在步骤S201中，电流在确定操作之前流经对应于单个喷嘴的加 热器104，并且相应温度传感器102测量由此产生的温度变化。将热 和驱动施加到喷嘴的加热器104的选择以及温度传感器102的选择与 参照图7的描述相同。这样收集的温度数据作为A/D转换器1222转 换SEN信号而得到的数字值被输入CPU 1230。这也适用于此后描述 的连续温度测量。
过程前进到步骤S202,其中对于测量的持续时间获取在步骤 S201中所测量的温度变化的一阶导数，并且输出结果。过程前进到步 骤S203，其中获取在步骤S202中所获得的一阶导数的结果的二阶导 数，并且输出结果。尽管根据第二实施例，在软件中进行求导，然而 也可以采用微分计算器或其它硬件设备。
过程然后前进到步骤S204,其中获取当在步骤S202中所获得的 一阶导数值变为0时的时间，并且获取当在步骤S203中所获得的二 阶导数值变为负峰值而步骤S202中所获得的一阶导数值为非正值时 的时间。 一阶导数值变为0的时间是温度传感器102所检测的温度达 到峰值温度的定时T2。 一阶导数值为负、并且二阶导数值处于负峰 值的定时T3是加热器的温度由于墨接触保护膜106而变化的时间。
接下来，过程前进到步骤S205，其中建立用于从温度传感器102 获取温度数据的定时
1、 Tl，施加加热器的驱动脉冲之前的定时；
2、 T2,当达到步骤S204中所检测的峰值温度的定时；
3、 Ti，在峰值温度之后，温度由于墨接触保护膜106而变化的
时间；
4、 T3，定时T2和Ti之间的定时，大约在定时Ti之前2fis;以
及
5、 T4，定时Ti之后大约2ps的定时。
与这样建立的各相应定时相关的数据,皮存储在RAM 1232中。 随后，过程前进到步骤S206,其中从锁存信号LT到驱动加热器104、即将电流提供到加热器104的间隔被这样改变，使得其与用 于确定在锁存信号LT之后预定时间段之后，步骤S205中所计算的待 确定喷嘴是否正经受墨排出故障的最佳点一致。
图16示出了一个视图，其说明了定时的一个变化例子。假设测 量定时是LT信号之后7.00ns。在这种情形中，比较峰值温度和待确 定喷嘴的阈值。然而，假设峰值温度的测量定时被计算为LT信号之 后8.00ps，这是由于制造失准。在这种情形中，确定在当前设置的测 量定时和所计算的峰值测量定时之间存在1.0(^is的差。因此，锁存信 号LT与将电流供应到加热器104、即输出HE信号的定时之间的间 隔净皮加速1.00|as。在附图中，标号1600表示改变前信号HE，而标号 1601表示改变后信号HE。因此，可以在LT信号之后7.00us测量峰 值温度。
过程然后前进到步骤S207，其中加热脉冲信号在步骤S206中所 改变的定时上被施加到加热器104，并且在LT信号之后预定间隔之 后的定时获取温度数据。过程前进到步骤S208,其中基于步骤S201 中所测量的温度数据，确定用于检测墨排出故障的各相应测量定时的 阈值被重新设置为更适合于当前情形的阈值。过程与图13中步骤 S107的过程类似地执行。过程前进到步骤S209，其中比较在步骤S207 中在各相应定时通过测量所获得的温度数据和在步骤S208中所获得 的对应于各相应定时的阈值，并且确定每个喷嘴的状态。
虽然已经在仅仅一个时间点上描述了根据第一和第二实施例的 预定测量间隔，但是也可以具有多个定时用于测量。
图17A和图17B根据第二实施例示出了说明这样的情形的视图， 其中对于加热器驱动设置多个测量定时。
图17A示出了通过将^^共校正值Cl施加到所有测量定时T2到 T4以确定是否存在墨排出故障的例子。图17B示出了一种情形，其 中不同校正值C2至C4被分别设置用于测量定时T2到T4，并且通 过获取被各相应校正值校正的各相应测量定时T2至T4的温度数据来 确定是否存在墨排出故障。根据第 一和第二实施例，也可以例如除了在执行预墨排出过程以 便刷新墨以准备打印期间执行之外，在前一行或序列的打印结束与在 下 一打印开始之间的间隔中对于各相应喷嘴确定是否存在墨排出故 障。
对于改变根据第一和第二实施例的测量定时的过程，还可以在离 开工厂之前测量温度，并且将作为为喷墨头优化的、为了确定墨是否
正被正确排出的测量定时的数据储存在ROM 1231或其它非易失性 存储器中。
也可以由用户任意改变测量定时。也可以在测量定时改变后经过 给定量的时间时自动重新设置测量定时。
根据第一和第二实施例的描述是关于图13和15中所示的执行检 查方法的喷墨打印机的。然而本发明并不局限于此。也可以由专用的 喷墨头检查设备来执行检查方法。这种设备的配置与喷墨打印机的配 置至少在喷墨头驱动组件方面相似，并且可以省去例如记录纸张的传 送组件。对于检查设备的配置的描述被相应地省略。
第三示例性实施例
图18是根据本发明第三实施例的喷墨头的电路图。电路图以基 本上与图7中所示电路类似的方式工作。
被设置在电热转换器(加热器)104附近的温度传感器102由薄 膜电阻形成。连接到各相应温度传感器102的端子的开关器件703控 制各相应温度传感器102是开还是关。各相应温度传感器102的另一 端子被共同地连接到公共线701,该线又提供来自恒流源705的给定 电流。多个检测电路706分别输出来自各相应温度传感器102的电压。 开关电路707选择检测电路706的输出，并且输出其输出到传感器输 出端712。传感器控制电路708控制接通开关电路707和部分开关器 件703，以便输出每个温度传感器102所检测的温度数据。检测电路 706、开关电路707和温度传感器控制电路708以与图7的例子中的 才莫拟开关916和解码器917及920相似的方式,皮配置。温度传感器输出端712的值被校正器711校正，并且被温度数据 输出端SEN输出，其中温度传感器输出端712是温度传感器控制电 路708、诸如模拟开关所选择的温度传感器102的温度输出端。加热 器控制电路709控制连接到各相应加热器104的开关元件710的开关， 与图像数据或加热信号HE同步等，并且发送功率到各相应加热器 104。加热器控制电路709对应于图7中的驱动电路901。
图19A示出了一个视图，其说明根据第三实施例的喷墨头的配 置。多个喷墨头板、芯片l至芯片4被定位于由铝或其它材料所制成 的支持单元的顶部。芯片的数目、布置或其它方面并不局限于本实施 例。各相应芯片的电路配置例如是诸如图7或图18中所述的电路配 置。
图19B示出了一个视图，其说明了关于各相应传感器的输出终 端的输出，以及其对于图19A中所述喷墨头的失准。
各相应温度传感器输出能够从开关器件703接通时的电阻和温 度传感器102的电阻之和与经由恒流源705所提供的电流的乘积而得 到。温度传感器102所检测的温度又可以从温度传感器的电阻Rs的 温度系数中得到。每个单元的温度传感器输出的失准的因素可以被分 类为电的或热的。以下是电种类的失准中的一些可能的因素
1、 恒流源705中电流的失准；
2、 由于温度传感器102的尺寸、膜厚度或质量所导致的电阻Rs 的失准；以及
3、 由于接通开关器件703时的电阻以及布线的电阻而导致的来 自恒流源705的电流的失准。
以下是热种类的失准中的一些可能的因素
1、 由于层间绝缘膜103的厚度或质量的失准；以及
2、 由受加热器104的尺寸或形状影响的电阻所引起的温度的失准。
其它可能的电和热失准的类型包括
1、由芯片上的温度传感器的位置失准所引起的失准；2、 由于喷墨头中喷墨头板的位置所引起的芯片之间的失准；以
及
3、 除了喷墨头板之间的失准之外的其他一般电或热失准。 自然，消除电和热失准是重要的。在设计和生产过程中在这方面
进行努力。然而，这些类型的失准在制造中不可避免地出现，并且这 种失准的存在使温度数据的精确检测变得不可能。
图20是一个流程图，其示出了根据第三实施例的喷墨头的校准 过程。用于执行该过程的程序被储存在控制单元1220的ROM 1231 中，并且在CPU 1230的控制下被执行。
在步骤S901中，即在第一过程中，温度传感器102的输出被读 出，而加热器104被切断。在步骤S902中，即第二过程中，温度传 感器102的输出被读出，而加热器104被接通。步骤S903中的校正 过程读取步骤S卯1和S902中所读出的值，以从中得到电和热失准。 步骤S903中的校正过程对应于图18中校正器711的过程。从温度传 感器102所输出的温度数据根据这样得到的电和热失准被校正。这样 校正，温度数据作为通过温度传感器102所检测的温度数据在步骤 S卯4被输出。虽然根据该实施例，校正器711被描述为被包含在喷墨 头配置中，但本发明并不局限于此。控制单元1220可以包括校正器 711。
根据该实施例，喷墨头的各相应喷嘴包括加热器104和温度传感 器102。当由于电流流经加热器104而加热喷嘴中的墨时，墨经由喷 嘴排出。
在步骤S901中，根据第三实施例，检测上面描述的电失准、即 每个芯片中传感器的位置失准所引起的失准，以及由于芯片之间电失 准的、由喷墨头中芯片的位置失准所引起的失准。这种失准在电失准 的范围内被检测，以参考值Ta为中心，该参考值是当加热器104关 断时温度传感器102所检测的温度；以下,皮称为"室温参考值"。这样 检测的各相应喷嘴中的电失准被存储在校正器711中。
在步骤S902中，以目标参考值Tg-即加热器104接通时温度传感器102所检测的温度，以下被称为"增大的温度参考值，，-为中心检 测喷墨头的热失准、即芯片的位置失准所引起的失准与喷墨头内芯片 的位置失准所引起的失准之间的失准。
根据各相应喷嘴的电失准Teoff和热失准K的总失准被存储在校 正器711中。这样存储的值可以也是被测量的值Tt。
这样，电失准和热失准被校正，并且确定参考值，以判断喷墨头 的状态。
读出用于校正电失准和热失准的校正值就使得制造者能够容易 地在从工厂出货时进行校准。也允许用户在使用期间执行校准，例如 通过在设备被激活时、或者在打印工作期间在打印纸张之间自动获取 校正的值。因此，可以以高精度检测喷墨头中各相应喷嘴的温度，即 使由于电失准或热失准而出现喷墨头属性的变化。
图21示出了一个视图，其说明了根据第三实施例的被存储在校 正单元中的电失准和总失准。
以下是对在紧邻墨排出之前的室温参考值Ta、以及假设在墨排 出后给定时间时要达到的目标提高温度参考值Tg的例子的介绍。
室温参考值Ta假设为10°C、 25。C或40。C,也可以更精细地设置 值。虽然提高的温度参考值Tg被描述为在墨排出驱动之后指定时间 量的时间点上的目标温度值，然而也可以为多个时间点i殳置提高的温 度参考值。通过被施加到加热器104的电压和脉宽建立提高的温度参 考值Tg。
在步骤S901中，对应于各相应喷嘴的温度传感器102所检测的 温度数据在恒定温度状态、例如室温参考值Ta-25。C中被读出。温度 数据与室温参考值Ta之间的差是电失准TEoff。
在步骤S902中，18V和0.8|asec脉宽的脉冲^皮施加到喷墨头的 加热器104上，温度传感器102通过层间绝缘膜103被设置在喷墨头 上，如图5A中所示。在从加热器104被接通的定时开始2psec之后， 喷墨头温度测量值Tt被检测并且被存储用于给定条件、例如正常的 墨排出状态。已经清楚，测量值Tt是总失准，包括电失准TEoff和热失准K， 其中在电流被施加到加热器104时，后者被温度传感器102检测。
期望的是，被测量和得到的热失准K和电失准TEoff被存储在 EEPROM(未示出)或其它非易失性存储装置中，而不是RAM 1232 中。
如上所述，各相应喷嘴的电失准TEoff和热失准K被存储到数 据表中，并且被用作在改写实际测量温度的数据时的校正值。因此， 可以以高精度获得喷墨头的各相应喷嘴的温度数据。
使用以各喷嘴为基础确定墨排出故障检测时的温度数据或阈值 数据、以及用于控制以各喷嘴为基础产生的墨排出量的变化的温度数 据就允许检测墨排出故障和以高精度控制墨排出量。
根据第三实施例，例如通过每2psec测量两点来测量1200dpi分 辨率的一英寸芯片所需要的时间为1200点乂2^60 = 4.8 msec。因此， 可以在非常短的时间段中测量和存储各相应喷嘴的温度，即使喷墨头 包含大量喷嘴，并且可以基于所测量的温度来对各相应喷嘴的温度数 据进行校准。
对于在改变温度条件时的校准，在步骤S卯l、即在第一过程中 所获得的电失准TEoff取决于诸如布线电阻或电路属性的原因所导致 的电失准。我们自己的回顾表明，可以为电失准TEoff重新使用25°C 测量值。然而，也可以在考虑电失准TEoff的温度属性的情况下，利 用上述方法执行另一测量，并且存储和校准结果。
对于该实施例，关于设置读出第一和第二过程的定时，多种组合
是可能的。例如可以由制造者在出货时执行第一过程，并且在最终用
户使用时例如自动执行第二过程，或者在设备被激活时，或者在打印
工作期间在打印纸张之间。也可以由制造者在出货时、以及在最终用
户使用期间执行第 一和第二过程。
关于电和热失准的描述，仅仅描述了相对于参考值的正或负失准
的一个或另一个。然而，自然也可以以相似的方式处理正和负失准二 者，从而得到类似的效果。根据第三实施例，在喷墨头的加热器104被关断时，温度传感器 102的输出被读出。随后，在加热器接通期间，温度传感器102的输 出被读出。可以使用这样读出的值来校正温度传感器的输出。
因此，可以在以各喷嘴为基础检测加热器附近的温度、以及使用 数据确定喷墨头的墨排出状态或控制墨排出量时，以高精度获得对于 电和热失准二者都校正过的温度数据。
行式喷墨头特别地能够提供具有高质量图像和产品质量、同时也 是经济、可靠的、并且以小的形状因子包装的喷墨头，以及提供一种 使用该喷墨头的喷墨打印装置。所得到的工业和制造效果因此很明 显。
此外，根据第三实施例，可以在出货时在制造者方面很容易地进 行校准。也可以例如自动地在最终用户使用时获得校正值，或者在设 备^L激活时，或者在打印工作期间在打印纸张之间。因此，可以以高 精度检测温度数据，即使存在喷墨头的属性的电或热变化。因此，可 以以高精度检测墨排出故障，或控制墨排出量。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是， 本发明并不局限于所公开的示例性实施例。以下的权利要求的内容是 符合范围最大的解释，以包含所有修改和等效结构以及功能。
权利要求
1.一种检查记录头的方法，其中所述记录头用于用来自电热转换器的热能影响墨，以经由喷嘴排出墨，所述方法包括使电流流入第一电热转换器，并且获取对应于所述第一电热转换器设置在所述记录头中的温度传感器所检测的温度数据；检测当所获取的温度数据达到峰值温度时的第一定时；检测当出现温度变化并且伴随有已经出现的气泡的收缩时的第二定时；设置用作确定在第一和第二定时是否发生故障的参考的每个阈值；以及基于在第一和第二定时由对应于所述第一电热转换器的温度传感器所检测的温度数据，确定所述第一电热转换器的驱动状态。
2. 根据权利要求l的方法，还包括在第一定时与规定的定时不 同的情况下，基于第一定时与所述规定的定时之间的差，使电流开始 流入所述第一电热转换器的定时变化。
3. 根据权利要求l的方法，还包括在第一定时与规定的定时不 同的情况下，基于第一定时与所述规定的定时之间的差，改变第一和 第二定时中的至少一个。
4. 根据权利要求l的方法，确定墨是否被正常地从对应于第一 电热转换器的喷嘴排出。
5. 根据权利要求l的方法，基于表示在测量步骤中所获取的温 度数据对于时间的一阶导数的温度变化曲线，检测第一定时。
6. 根据权利要求1的方法，基于表示所获取的温度数据对于时间的二阶导数的温度变化曲线，检测第二定时。
7. —种用于检查记录头的设备，其中所述记录头用于用来自电 热转换器的热能影响墨，以经由喷嘴排出墨，所述设备包括测量单元，被配置用来使电流流入第一电热转换器，并且获取对 应于第一电热转换器而相应地位于记录头中的温度传感器所检测的 温度数据；第一检测单元，被配置以检测当所获取的温度数据达到峰值温度 时的第一定时；第二检测单元，被配置以检测当出现温度变化并且伴随已经出现 的气泡的收缩时的第二定时；设置单元，被配置以设置用作确定在第一和第二定时是否出现故 障的参考的每个阈值；以及确定单元，被配置以基于在第一和第二定时由对应于第一电热转 换器的温度传感器所检测的温度数据，确定第一电热转换器的驱动状 态。
8. 根据权利要求7的设备，还包括一个单元，所述一个单元被 配置用于在第一定时与规定的定时不同的情况下，基于第一定时和所 述规定的定时之间的差，使电流开始流入第一电热转换器的定时变 化。
9. 根据权利要求7的设备，还包括一个单元，所述一个单元4皮 配置用于在第一定时与规定的定时不同的情况下，基于第一定时和所 述规定的定时之间的差，改变第一和第二定时中的至少一个。
10. 根据权利要求7的设备，其特征在于，所述确定单元确定墨 是否被正常地从对应于第一电热转换器的喷嘴排出。
11. 根据权利要求7的设备，其特征在于，所述第一检测单元基 于表示所述测量单元所获取的温度数据对于时间的一阶导数的温度 变化曲线，检测第一定时。
12. 根据权利要求7的设备，其特征在于，所述第二检测单元基 于表示所述测量单元所获取的温度数据对于时间的二阶导数的温度 变化曲线，检测第二定时。
全文摘要
本发明公开一种检查记录头的方法及设备，其适当地确定用于检测记录头各相应喷嘴中故障发生定时，并且根据该定时检测在记录头中是否存在故障。所述记录头用于用来自电热转换器的热能影响墨，以经由喷嘴排出墨，所述方法包括使电流流入第一电热转换器，并且获取对应于所述第一电热转换器设置在所述记录头中的温度传感器所检测的温度数据；检测当所获取的温度数据达到峰值温度时的第一定时；检测当出现温度变化并且伴随有已经出现的气泡的收缩时的第二定时；设置用作为确定在第一和第二定时是否发生故障的参考的每个阈值；以及基于在第一和第二定时由对应于所述第一电热转换器的温度传感器所检测的温度数据，确定所述第一电热转换器的驱动状态。
文档编号B41J2/05GK101683785SQ2009102063
公开日2010年3月31日 申请日期2007年5月18日 优先权日2006年6月19日
发明者青木孝纲, 高林广 申请人:佳能株式会社