专利名称：记录头和记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种记录头及使用该记录头的记录装置，更详细地说是涉及一种使用热能喷墨的喷墨型记录头及使用这种类型记录头的记录装置。
在使用热能执行记录的喷墨型记录头中，一加热元件被安置在与用来喷射墨点的喷射出口相通的一流动通道中。这种加热元件被激励约几个微秒以便在墨中产生气泡并喷射墨点，从而执行记录。在这种记录头中，大量的喷射出口和加热元件可容易地高密度地被安置以便能够记录高清晰度图象。
如果这种喷射头的所有加热元件被同时驱动，则电流会立刻增加。通常，几十或成百的加热元件被分成约4至8个组，并且各组的驱动定时相互间稍有偏移，以便将该瞬间电流抑制得较小。
如果将对各个加热元件供电的电线外部地安置到该记录头以便驱动多个加热元件，则布线的数量增加而使记录头和安装它的记录装置主要部件之间的电连接复杂化。为此，该记录头通常包括有一用于加热元件的驱动电路以防止在该记录头和记录装置之间布线数量的增加。这种驱动电路的安置与该加热元件板无关，它们是通过线连接等而被连接的。近来，一种包括有一驱动电路的Si(硅)片被广泛地作为加热元件板而使用。
这种驱动电路可有各种不同的构型，下面将说明其典型的配置。
(1)作为最通用的构成，该驱动电路包括有其位数等于加热元件数的一移位寄存器、一锁存电路、门电路和晶体管。记录数据被串行地从该记录装置传送到移位寄存器，并被锁存。该被锁存的信号通过与对应于提供给每个单元的驱动信号的一门电路驱动一晶体管。
(2)在这种构成中，采用了一个二极管矩阵。即，加热元件是以N×M矩阵布线，并且这些二极管与各个加热元件串联，以便避免各个加热元件之间的电流串扰。因此，用来将该记录头连到外部的布线数仅是N+M条线。
(3)这种构成使用了一晶体管矩阵和一在其中晶体管是对应于各个加热元件而被安置的电路，每一集电极与一相应的加热元素的终端相连，而发射极共同连接在一起。用于加热元件的电源线和用于晶体管的基极信号线按矩阵形式布线以驱动它们。因而，用来将该记录头连接到外部的布线数大于所使用的仅利用发射极公共布线的二极管矩阵的构成的布线数。该三极管可以是双极性三极管或是FET。
上面常规的驱动电路具有如下的问题。
更详细地说，虽然在具有移位寄存器和锁存电路的构成(1)中被连接的布线数较少，但该电路庞大并且其价格较高。特别是，当使用多个加热元件时，该驱动电路的制造效率较低，使得成本提高。在驱动该加热元件中，大电流同时地流动而产生强烈的电噪声。在具有这种构成的该电路中，因为利用高速时钟驱动许多触发器，所以在移位寄存器中的数据可被移位或可被改变。另外，因为该加热元件被分成多组，并且以稍有不同的运行定时来驱动，所以在一数据传送期间反复地产生强噪声，从而增加了操作误差的概率。
在使用二极管矩阵或三极管矩阵的电路中，基本上没有使用触发器。即使没有强烈的噪声，除了该噪声混合瞬间之外该电路正常地工作。该瞬间噪声不影响后面的工作，这样，操作误差很少出现。通常，当在一记录操作中加热元件的驱动时间是几个微秒时，噪声产生时间约为10纳秒，该噪声的影响可以忽略。但是，在另外两种构成中，电源线必须通过在记录装置侧的一个电路而被高速转换，以便驱动在记录头中的驱动电路。为此原因，在该记录装置侧的驱动电路变得庞大并需要高的成本。另外，由于为了在该加热元件的正和负侧执行转换而在记录头的电源和地之间存有在二个晶体管，而使功耗增大。
在使用二极管矩阵或三极管矩阵的矩阵驱动电路中，需要N+M或更多的信号线。因此，在具有大量喷嘴即驱动许多加热元件的记录头中用来电连接记录头和记录装置的布线数量增加。其结果是成本增加，并且可靠性变差。
本发明的一个目的是提供一种没有任何操作误差的高可靠性的小型、低成本的记录头，以及使用这种记录头的一种记录装置。
为了实现上述目的，根据本发明提供了一种包括M×N个记录元件的记录头，这些记录元件被分成N组，每一组具有M个记录元件，并且对M个记录元件的每一个驱动N次；用来激励并驱动M×N个记录元件的M×N个驱动电路；用来选择N组以便单独地驱动的、输出N组选择信号的选择电路；用来输入相应于M个记录元件的记录数据的输入电路；和用来根据自输入电路输入的记录数据和组选择信号将一驱动信号输出到该驱动电路的输出电路，其中选择电路根据L(L＜N)个控制信号输出N个组选择信号。
根据本发明，所提供的记录装置包括一记录头，该记录头包括有M×N个记录元件，这些记录元件被分成N组，每组具有M个记录元件并对M个记录元件的每一个驱动N次；用于激励和驱动M×N个记录元件的M×N个驱动电路；用于选择被分离驱动的N组的输出N组选择信号的选择电路；用来输入相应于M个记录元件的记录数据的输入电路；用来根据自输入电路输入的记录数据和组选择信号向该驱动电路输出一驱动信号的输出电路，其特征在于选择电路根据L(L＜N)个控制信号输出N个组选择信号；用来向该记录头提供记录数据的装置；和用来向该记录头提供L控制信号的装置。
图1的视图示出了根据本发明一典型实施例的喷墨打印机IJRA的外形；图2是该喷墨打印机IJRA的控制电路的构成的一框图；图3是根据该第一实施例的记录头IJH的驱动电路的构成框图；图4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G和4H是用于具有图3所示构成记录头IJH的驱动定时的定时时序图；图5是根据该第二实施例的记录头IJH的驱动电路的构成的框图；图6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G和6H是用于具有图5中所示构成的记录头IJH的驱动定时的时序图7是根据第三实施例的记录头IJH的驱动电路的构成的框图；图8是根据本发明第四实施例的驱动电路构成的电路图；图9是用于向图8所示的电路提供一温度保持/加热信号的电路构成的一例子的框图；和图10是根据本发明第五实施例的驱动电路的构成电路图。
下面将结合附图对本发明的最佳实施例作详细说明。<装置主要组件的概略说明>
图1的视图示出了根据本发明的一典型实施例的喷墨打印机(以后称之为打印机)IJRA的外形。在图1中，一端子(未示出)被安置在一托架HC上，托架HC与一丝杠5005的螺线槽5004相接合，它与驱动马达5013的前向/反向旋转联接以通过力传送齿轮5009到5011旋转。托架HC由一导轨5003支撑以在由箭头a和b所指的方向上往返运动。在该托架HC上安装有包括记录头IJH和墨盒IT的整体喷墨座IJC。纸压板5002在托架HC的移动方向的上面相对于压纸卷筒压紧记录纸。光耦合器5007和5008用作本地位置检测器，用来检验在这个范围内托架杆5006的存在以及转换驱动马达5013的旋转方向。部件5016支撑压盖部件5022，部件5022覆盖该记录头IJH的前表面。吸取部件5015吸取该盖的内部以通过内盖孔5023执行记录头的吸取/复原。部件5019允许清除叶片5017前后移动，并且它们由一主要组件支撑板5018支撑。该叶片并不仅限于这种形式， 当然一已知的清除叶片可应用于这个实施例中。杆5021用来与该托架相啮合的一凸轮5020一起移动以启动吸收/复原的吸取，同时通过诸如一离合器开关之类的已知传送机构而控制一来自该驱动马达的驱动力。
当该托架到达该本地位置侧时，通过该丝杠5005的作用在相应的位置可执行吸取/复原。如果在已知的定时它们是所希望的执行，则这些操作可应用于这个实施例中。<控制装置的说明>
下面将说明用来对上述装置执行记录控制的一控制装置。
图2示出了该打印机IJRA的控制电路的构成框图。在图2所示的控制电路中，接口1700输入一记录信号，程序ROM 1702存储一由MPU1701执行的控制程序，和动态ROM 1703存储各种数据(记录信号，提供给该头的记录数据等)。门阵列1704控制提供给记录头IJH的记录数据，并且还控制在接口1700、MPU 1701和RAM 1703之间的数据传送。运载马达1710运送记录头1708，传送马达1709传送记录纸张。头驱动器1705驱动该头，马达驱动器1706和1707分别驱动传送马达1709和运载马达1710。
下面说明上述控制装置的工作。当该记录信号输入到接口1700时，它被转换为在门阵列1704和MPU1701之间的打印记录数据，并同时根据送到头驱动器1705的记录数据驱动该记录头以便执行记录。
下面说明在具有上述构成的打印机IJRA中使用的记录头IJH的三个实施例，下面所描述的整个实施例中，记录头IJH具有128个记录元件，这些记录元件被分成16组(除数N16)每组有8个记录元件，并且总计有8个记录元件被同时驱动，即每组有一个记录元件被同时驱动(同时驱动的记录元件数M8)。
在这三个实施例中，相同的标号(符号)表示相同的组成元件。<记录头IJH的第一实施例>
图3示出了根据第一实施例的记录头IJH的驱动电路的构成框图。在图3中，4至16译码器100对自打印机IJRA提供的组控制信号B1、B2、B3和B4译码，以产生组选择信号N1、N2……，N16。反相器101对自打印机IJRA所提供的启动信号ENB进行反相。16“与”电路102计算被反相的启动信号ENB和各个组选择信号N1，N2，…，N16之间的“与”。加热元件H1至H128通过功率管T1至T128而被激励，并且“与”电路A1至A128对应于功率管T1至T128。
“与”电路A1至A128计算自打印机IJRA输入的记录信号D1至D8和组选择信号N1、N2、…N16之间的“与”。
从这个实施例清楚看出，记录元件的除数(N)为16，并且根据通过4条信号线(L)输入的组控制信号B1、B2、B3和B4由译码器产生16个组选择信号N1、N2、…， N16。为了可靠地防止加热元件H1至H128因一操作误差而被驱动，配置了一用来提供启动信号ENB的信号线。
图4A至4H是用于具有图3所示构成的记录头IJH的驱动定时的时序图。根据该时序图，由0(二进制表示为000)至15(二进制表示为1111)所代表的信号以自该打印机IJRA传送的组控制信号B1至B4(图4A至4D)的组合而被顺序地发送。响应于这些信号，作为自4至16译码器100输出的组选择信号N1至N`16一个接一个地被提升(“高”)。这些组选择信号不直接地但通过“与”电路102而被提供给“与”电路A1至A128和功率管T1至T128，并且还提供给加热元件H1至H128。
该“与”电路102接收自打印机IJRA传送来的启动信号ENB(图4)的反相信号。仅当该使能信号ENB为“低”时，该组选择信号N1至N16被提供给加热元件以驱动它们。
加热时间(几个微秒)和该加热元件的定时可由该使能信号ENB记录信号D1至D8(图4F至4H)来确定，或可使用作为该使能信号的双倍脉冲的控制。在这种电路中，对于每个加热元件，该加热脉冲宽度可通过控制该数据脉冲宽度而被控制，从而最终控制喷墨头的喷射。
在图3所示的构成中，包括有一条用于提供电源电压(VH)的电源线和一条用于地电压(GH)的信号线的15条信号线(8条用于记录信号D1至D8的信号线，4条用于组控制信号B1至B4的信号线)，和分别用于使能信号ENB、电源电压(VH)和地电压(GH)的信号线)被安置在记录头IJH和打印机IJRA之间。
根据这个实施例，该加热元件不直接由对自打印机IJRA提供的组控制信号译码所得到的组选择信号而由启动信号和组选择信号所驱动。因此，该加热元件防止了因译码器的操作误差而被驱动。因为N个组选择信号是从L(L＜N)个组控制信号产生的，所以从该打印机主要部件所延伸的信号线的数量可进一步减少。<记录头IJH的第二实施例>
图5是根据第二实施例的一记录头IJH的驱动电路的构成框图。在这个电路中，提供给第一实施例记录头IJH的记录信号D1至D8通过一移位寄存器和一锁存电路而被提供。在图5中，8位移位寄存器103响应于自打印机IJRA所提供的时钟信号CK而串行地接收记录数据DATA。8位锁存电路104响应于自打印机IJRA所提供的锁存信号LATCH锁存在8位移位寄存器103中所存储的8位记录数据DATA。“与”电路105计算该使能信号ENB和在8位锁存电路104中锁存的8位数据的每一位之间的“与”。
“与”电路105的输出作为记录信号D1至D8被提供给加热元件。加热元件的驱动定时和脉冲宽度由这些输出和作为自4至16译码器100输出的组选择信号N1至N16所确定。与第一实施例相比较，在第二实施例中该使能信号ENB具有正逻辑时变为有效。也就是，当该使能信号ENB为“高”时，该加热元件被驱动。
在图5所示的构成中，包括有用于电源电压(VH)的一信号线和用于地电压(GH)的一信号线的10条信号线(4条信号线用于组控制信号B1至B4，和分别用于记录数据DATA、时钟CK、启动信号ENB、锁存信号LATCH、电源电压(VH)和地电压(GH)的信号线)被安置在记录头IJH和打印机IJRA之间。在这种方式中，这种构成中的信号线数量比第一实施例的该构成中的信号线数量要少的多。
图6A至6H是用于图5所示记录头IJH的驱动定时的时序图。根据该时序，用来将该记录数据串行地传送到8位移位寄存器103的时序被从用于驱动该加热元件的时序移位。噪声的产生集中在该加热脉冲(使能信号ENB)的边缘。但是，在如图6A至6H所示的控制之下，在一次数据传送中，该使能信号ENB的定时至多接近或重叠该数据传送定时一次或二次。因此，操作误差的概率可基本上忽略。
在该打印机IJRA的MPU 1701经过头驱动器1705的控制之下，防止了在记录数据传送期间由于被误驱动的加热元件所产生的噪声。操作误差的概率基本上可忽略。
根据这个实的情况下施例，在该记录数据传送期间，可以通过对记录在控制以便不驱动该加热元件防止由于噪声原因而出现的操作误差。
通过在该驱动电路上安置移位寄存器和锁存电路，可进一步减少打印机IJRA和记录头之间的信号线的数量。连接记录头和打印机之间的电缆被缩短，实现了该装置的尺寸减小和成本降低。
如果如图6A至6H所示那样，该记录数据在驱动该加热元件之后被传送，则图5中所示的8位锁存电路104可被省略，以进一步减小该电路的尺寸。
如同第一实施例一样，在上述构成中可安置计算作为自4至16译码器100输出的组选择信号N1至N16和该使能信号ENB之间“与”的“与”门。利用这种构成可更为可靠地防止由于操作误差而引起的加热元件被驱动。
对于具有大量加热元件的记录头来说，该移位寄存器的容量可以增加。但是，为了不增加时钟频率而驱动若干加热元件，可安置若干移位寄存器和锁存电路，同时该译码器通常被用于由各个移位寄存器所驱动的加热元件。<记录头H的第三实施例>
图7是根据第三实施例的一记录头IJH的驱动电路的构成框图。在这个电路中，用8个触发电路和一个用来译码相应于3位的数据选择信号S1、S2和S3的3至8译码器来替代在第二实施例的记录头IJH中所包含的8位移位寄存器103。在图7中安置了一3至8译码器106和触发电路107。
在具有这种构成的驱动电路中，如像第二实施例一样，该记录数据DATA被串行地传送。根据自3至8译码器106与该传送同步传送的输出所选择触发电路107中的一个触发电路保持一位。利用该触发电路107保持与8位对应的所有数据之后，它被存储在锁存电路104之中。剩余构成类似于第二实施例。
在这个实施例中，记录头IJH和打印机IJRA之间的信号成的数量为12条(4条用于组控制信号B1至B4的信号线，3条用于数据选择信号S1至S3的信号线，以及分别用于记录数据DATA、启动信号ENB、锁存信号LATCH、电源电压(VH)、和地电压(GH)的信号线)。信号线的数量稍大于使用移位寄存器的第二实施例的信号线数量。但是，在使用该移位寄存器中，如果在时钟信号CK中仅混合有1-脉冲噪声则整个传送数据的阵列均被移位，并且这些点被记录在错误的位置上。反之，在本实施例中，即使在数据传送期间同样混合有相应1位数据的噪声，则操作误差出现的范围仅限于这1位。
根据本实施例，在这种方式中，在混有噪声的情况下，操作误差的出现范围可进一步被定位。在本实施例中，使用触发器的电路尺寸比使用移位寄存器的尺寸更小。因此，利用该电路构成可进一步降低由于噪声而导致的操作误差的概率。
类似于第二实施例，在本实施例中，为了驱动许多加热元件而无须提高时钟频率，具有大量加热元件的记录头可包括有若干锁存电路和3至8译码器。
当将一硅板等用于这些加热元件时，上述记录头的驱动电路可设置在该硅板上。换句话说，在一硅板上具有这些加热元件时，该驱动电路可被连接。这种驱动电路可应用于在垂直于该加热元件板的方向上喷墨的所谓的面发射器类型，或在平行于板的方向上从该板的端面喷墨的所谓的边缘发射器类型。
根据上述三个实施例，该记录头的驱动电路的主要部分基本上是一矩阵电路。即使由于噪声而出现一操作误差，它的影响时间比起加热元件的驱动时间要短的多，即一噪声出现的时间仅约10毫秒，这就使喷墨几乎没有受影响。也就是，与仅由所选择的记录元件执行一记录操作的情况比较，当进一步压缩一操作误差的概率时可执行可靠的记录操作。<记录头IJH的第四实施例>
图8示出了本实施例喷射加热器和驱动电路的电路构成框图。在这种电路中，在一板上设置一温度传感器以在输出的基础上监控打印头的温度。这种电路是在第二实施例的记录头IJH上附加一“或”门电路134而构成。移位寄存器103和锁存电路104由标号132所指明。
相应于被同时驱动的8个喷射头的8个打印数据DATA与一时钟信号CLK同步被输入到移位寄存器132，并响应于一锁存信号LA而锁存。由该移位寄存器132锁存的8个数据通过“或”门电路134被传送到“与”门电路105。
“或”门电路134是本实施例的主要部分，并具有8个“或”门，每一“或”门具有一用于接收打印数据的输入端和用于接收一温度保持信号SUB的另一输入端。该温度保持信号SUB是一用来对喷射加热器提供能量以使这一度数不引起气泡或喷墨的信号。该能量数是根据该喷射加热器的构成、尺寸等适当地确定的。例如，该温度保持信号SUB可被置为一具有0.3毫秒的高电平周期和1MHz频率的信号。当该打印头的温度低予定值时这个信号连续地被提供，而当该打印头的温度超过予定温度时中止该信号的提供。
该“与”门电路105具有8个“与”门，每个“与”门具有一用于接收自“或”门输出的输入端，而另一输入端用来接收使能信号ENB。该使能信号ENB是一用来决定通过驱动该喷射加热器用于喷墨的一最佳宽度的脉冲信号。
来自“与”门电路105的输出和来自译码器100的输出是由相应于喷射加热器H1至H128的“与”门A1至A128来相“与”的。通过该“与”的输出，作为功率管的晶体管T1至T128被驱动。应注意的是该晶体管可以是一双极型也可以是一MOS型的晶体管。
当一硅板被用于该喷射加热器时，上述电路可通过正常的IC制造工艺而被容易地形成在这种硅板上。
在本实施例中，当该打印机处于非打印状态时，“不驱动”数据DA作为打印数据被传送，同时提供该启动信号ENB。如果根据该打印头的温度而提供该温度保持/加热信号SUB时，该打印头的温度可被提高，并且该打印头可被保持在一适当温度。
该温度保持/加热信号SUB不需依赖于打印是否被执行而变化。这是因为，即使这个信号被提供给“或”门的一输入端，该“或”门操作以在该操作期间向与打印操作有关的喷射加热器提供予置的打印数据。另外，剩余的驱动信号被提供给喷射加热器以驱动喷射加热器根据该打印数据执行喷射。
该温度保持/加热信号SUB可利用图9所示的一装置来产生。该装置包括一用来以上述频率输出具有上述脉冲宽度的一信号的振荡(OSC)装置；一用来对该打印头的温度信号与所保持的温度信息相比较，并当头的温度低时提供一予定的输出的比较装置202；和一用来接收自该振荡装置201和比较装置202的输出，并仅当该头的温度为低时输出一作为温度保持/加热信号SUB的一振荡输出的“与”门203。
虽然这种电路可与打印头一起整体安置，但为了防止打印头尺寸增大它可安置在打印机的主要部件侧。在这种情况中，例如，这种电路可作为用于通常安置在一打印机中的控制器的一逻辑电路硬件构成，而它的部分或全部功能可通过软件来实现。作为用来提供该打印头的温度信息的装置，包含在该打印头中的二极管、电阻等均可作为温度传感器。另外，可以使用基于外部温度和与被打印的图象相一致的驱动条件通过一逻辑操作等用来估算该头的温度的装置。
在通过一与该喷射加热器无关的加热元件控制该温度的一常规方法中，如果在通过该加热元件而使打印头的温度增加期间开始一打印操作，则在打印操作时所产生的热被施加而过度地增加该打印头的温度。这样一种现象的出现不取决于图象数据的内容。为了抑制这种现象的出现需要复杂的控制。
相反，在本实施例中，因为当打印数据指示“喷射”被输出时才产生剩余的热，所以这种现象可被防止。
在本实施例中，被提供作为启动信号ENB的脉冲信号的宽度通常根据特性而变化，即由于在制造中喷射加热器的尺寸的变化而予以调整。不管该喷射加热器的特性的变化如何，执行这种调整使得热产生量总是恒定的。在本实施例中，因为加到喷射加热器的温度保持/加热信号SUB的应用周期还由该启动信号所规定，所以用于温度保持的热产生量总是恒定而无须调整信号SUB本身。这个优点是因为除非打印数据被安置在该信号流的上流侧，用于提供一用来使该喷射加热器产生热的信号的装置(“或”电路134)优于用来控制被提供到该喷射加热器的脉冲信号的宽度的装置(“与”门电路105)。
在本实施例中，用作电源控制元件的晶体管，和作为用于根据打印数据存储和分配驱动信号的一逻辑电路的移位寄存器等被作为一整体而被安置在该加热器板上。利用它可使打印头和打印机主部件之间的布线数量减少。如果加到具有作为本实施例的主要部分的“或”门组的电路134和加到各个“或”门的内部布线是同时形成的，则在电路134和打印机主要部件之间仅须附加一条公共布线。
在本实施例中，多个加热元件(喷射加热器)是以N×M矩阵布线的，该逻辑电路分别驱动M个加热元件的每个元件N次以驱动所有的加热元件。从用来存储和分配打印数据的移位寄存器延伸出的输出信号线的数量是M，这样”或”门所需的数也是M，从而减小”或”门电路尺寸。
另外，当使用二极管矩阵电路时，该门电路必须不是一简单的逻辑电路而是一功率控制电路。但是，在本实施例的构成中，不须功率控制电路。
应注意的是，如上所述的加热元件的数量，同时驱动的加热元件的数量、分离数等仅仅是些例子而已，当然是任意确定的数。<记录头IJH的第五实施例>
在第四实施例中，与用于控制提供给喷射加热器的的脉冲信号宽度的装置相比，用于提供一使得该喷射加热器产生热的信号的装置而不管打印数据是被置于该信号流的上流侧。在该信号流中该装置还被立即有效地安置在该功率控制装置之前。
图10示出了本实施例的一个例子。在晶体管T1至T128和“与”门A1至A128之间分别插入“或”门01至0128，每个“或”门用来接收“与”输出和温度保持/加热信号SUB并提供一“或”输出。根据该构成，当该温度保持/加热信号SUB被提供给“或”门01至0128时，则喷射加热器H1至H128被导致产生热而不管提供给该打印头的各种信号，借此加热该打印头并保持它的温度。
更详细地说，在根据第四实施例的图8的构成中，当周围环境温度很低时，则热产生量不足，并且为了提高该打印头的温度需要一较长的时间。这是因为该温度保持/加热信号SUB仅被提供给由译码器100所选择的并立即被驱动打印一图象的一组喷射加热器。
相反，在本实施例中，因为该温度保持/加热信号SUB还被提供给同时未由译码器100所选择的喷射加热器，所以所有的喷射加热器都可导致产生热。即使当该环境温度很低时，该打印头的温度也可很快地提高。如果不需考虑这种情况，当然第四实施例的电路也还是有效的。
在图8和10的电路中，具有一予定能量数量的温度保持/加热信号SUB被提供给所有“或”门的每一输入端。具有不同能量数量的温度保持/加热信号SUB可被选择地提供。
例如，在所谓拉长的打印头的使用中，其中喷射出口或喷射加热器的调整范围是较宽的，在这种调节中该温度可以变化。为了适应这种情况，在该打印头中可安置若干温度检测元件，并且根据每个被检测的温度可以检测和提供多个温度保持/加热信号中的每一个。
在图8的构成中，一“或”门用来提供相应于被相互连接的16个喷射加热器的温度保持/加热信号。如果根据所检测的温度提供具有适当能量数的温度保持/加热信号SUB，则该打印头的温度可部分地被控制。
本发明特别适用来这样的喷墨记录头和记录装置，在该喷墨头和记录装置中，由电热变换器、激光束等所产生的热能被用来导致墨的喷射或喷射的墨的状态的变化。这是因为可能导致图象成分的高浓度和该记录的高清晰度。
这种装置的典型结构和工作原理最好是在美国专利4,723,129和4,740,796中所披露的结构和工作原理。该结构和原理可应用于所谓的“一次要求(one-demand)”型记录系统和一连续型记录系统。但是，它特别适用于“一次要求”型，因为该原理是将至少一个驱动信号加到被安置在一液体(墨)保持片或液体通道上的一电热变换器中，该驱动信号足以提供除偏离成核沸点之外的一快速温度上升，这样通过该电热变换器提供热能以在该记录头的加热部分上产生成膜沸点，据此相应于每个驱动信号在该液体(墨)中可形成气泡。通过对该气泡的扩展和收缩的形成，该液体(墨)通过一喷射出口被喷出而产生至少一微滴。该驱动信号最好是一脉冲形式，这是因为这样可使该气泡的扩展和收缩可被瞬时地作用，因而该液体(墨)可快速响应而被喷射。脉冲形式的驱动信号最好是诸如美国专利4,463,359和4,345,262中所披露的那样。另外，该加热表面的温度增加速率最好是如美国专利4,313,124中所披露的那样。
该记录头的结构如在美国专利4,558,333和4,459,600中所示的那样，其中该加热部分安置在一弯曲部分上，并且该喷射出口、液体通道和电热变换器相组合的结构如上述专利所披露的那样。另外，本发明可应用申请号为59-123670的日本专利申请中所披露的结构，其中一公共槽被用作用于多个电热变换器的喷射出口，还可应用申请号为59-138461的日本专利申请中所披露的结构，其中相应于该喷射部分而构成用于吸收该热能的压力波的一开孔。这是因为本发明不管记录头的类型如何可有效地执行必然的和高效的记录操作。
另外，本发明可应用于其中该记录头被固定在该主要部件上的一串联型记录头，可应用于其中与主要装置电连接并当它被安置在该主要部件中时可提供墨的一种可更换芯片型记录头，或者可应用于具有完整的墨容器的夹头型记录头。
最好是使用用于初始操作的恢复装置和/或辅助装置，因为它们可进一步稳定本发明的效果。这种装置的例子包括用于记录头的槽盖装置、清除装置、压或吸装置、可以是该电热变换器的初始加热装置、另外的加热元件或其组合。另外，用来实现初始喷射(不是用于记录操作)的装置可稳定该记录操作。
至于该记录头可安装的方案，它可以是相应于单色墨的单个头，也可以是相应于具有不同记录颜色或浓度的多种油墨材料的多个头。本发明有效地应用于具有至少一个主要为黑色的单色模式、具有不同颜色油墨材料的多色模式和/或使用混合色的全色模式的装置，其中记录单元或多个记录头的组合可被整体地形成。
另外，在前面的实施例中，该墨为液体。该油墨材料还可以是低于室温为固体而在室温时为液体。因为该油墨是在30℃和70℃之间的温度保存的，为了使该油墨的粘度稳定以便在这种类型的通常的记录装置中提供稳定的喷射，当本发明可应用其它类型油墨时在该温度范围内该油墨可为液体。另一方面，通过油墨从固态变为液态而消耗了热能从而有效地防止了由于热能而引起的温度上升。当它被送出时另外的油墨材料被固化，以防止该油墨被蒸发。在另一种情况中，响应于该产生热能记录信号的应用，油墨被液化，并且被液化的油墨可被喷射。在当它到达该记录材料的时间时另外的油墨材料可开始被固化。
本发明还可应用于利用热能来液化的一油墨材料。这样一种油墨材料可如在申请号为54-56847和申请号为60-71260的日本专利申请中所披露的那样通过在一多孔板中所形成的孔或凹槽中作为液体或固体而被保持。该板面对电热变换器。上述技术最有的技术是该膜起泡系统。
该喷墨记录装置可用作为诸如计算机等的信息处理装置输出端，可作为与图象读取器等相组合的复制装置，或可作为具有信息传送和接收功能的传真机。
虽然结合这里所披露的构成对本发明作了说明，但本发明并不限于这些详细的陈述，并且该申请所涉及的改型或改变可包含在改进目的或以下权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种记录头，包括M×N个记录元件，这些记录元件被分成N组，每组具有M个记录元件并且每M个记录元件被驱动N次；用来激励和驱动所述M×N个记录元件的M×N个驱动电路；用于选择被分离驱动的N组的、输出N组选择信号的一选择电路；用来输入相应于所述M个记录元件的记录数据的一输入电路；和用来根据自所述输入电路输入的记录数据和组选择信号而向所述驱动电路输出一驱动信号的一输出电路，其中所述选择电路根据L(L＜N)个控制信号输出N个组选择信号。
2.如权利要求1所述的记录头，其中所述输出电路包括用来计算该组选择信号和该记录数据之间的“与”的一“与”电路，和根据所述“与”电路的计算结果向所述驱动电路输出驱动信号。
3.如权利要求2所述的记录头，其中所述输出电路计算M位并行输入记录数据和该组选择信号之间的“与”，并且根据一计算结果输出用于驱动所述记录元件的驱动信号。
4.如权利要求1所述的记录头，其中所述输入电路包括一用来响应于所提供的时钟而串行输入和暂时地存储该记录数据的移位寄存器，和用来锁存在所述移位寄存器中所存储的记录数据的一锁存电路。
5.如权利要求4所述的记录头，其中所述输出电路包括用来计算由所述锁存电路所锁存的记录数据和组选择信号之间的“与”的一“与”电路，和根据所述“与”电路的计算结果向所述驱动电路输出该驱动信号。
6.如权利要求1所述的记录头，其中所述输入电路包括多个用来输入并暂时保持该记录数据的触发器，用来锁存在所述触发器中所存储的记录数据的一锁存电路，和用来输入和译码一选择信号，并根据一译码结果从多个触发器中选择一将保持该记录数据的触发器的一译码电路。
7.如权利要求1所述的记录头，其中所述记录元件包括多个加热器。
8.如权利要求7所述的记录头，其中所述记录头是一利用从所述加热器中产生的热能而喷墨的一记录头。
9.如权利要求1所述的记录头，其中所述记录头是一种喷墨以执行记录的喷墨记录头。
10.如权利要求8所述记录头，进一步包括被安置在该驱动信号的一馈送路径上的装置，用来根据送到所述加热器的记录数据而执行喷射，用来接收根据该记录数据的驱动信号和用来产生未引起喷射的一度数的热能的加热信号，并且用来根据该记录数据将该驱动信号提供给被驱动的加热器，根据该记录数据将加热信号提供给未被驱动的加热器。
11.如权利要求10所述的记录头，其中所述的馈送装置包括一门电路元件。
12.如权利要求11所述的记录头，其中所述的门电路元件是一“或”门电路元件。
13.如权利要求11所述的记录头，其中所述门电路元件是沿该驱动信号到M个加热器的馈送通道而居中安置。
14.如权利要求11所述的记录头，其中所述门电路元件在该馈送通路中紧靠相应于所述多个加热器的所述驱动电路的地方。
15.一种记录装置，包括一记录头，所述记录头包括M×N个记录元件，这些记录元件被分成N组，每组具有M个元件并且每M个记录元件被驱动N次；用来激励和驱动所述M×N个记录元件的M×N个驱动电路；用于选择被分离驱动的N组的、输出N组选择信号的一选择电路；用来输入相应于所述M个记录元件的记录数据的一输入电路；用来根据自所述输入电路输入的记录数据和组选择信号而向所述驱动电路输出一驱动信号的一输出电路；其中所述选择电路根据L(L＜M)个控制信号输出N个组选择信号，用来向所述记录头提供该记录数据的装置；和用来向所述记录数据提供L个控制信号的装置。
16.如权利要求15所述的装置，其中所述输出电路包括一用来计算该组选择信号和记录数据之间的“与”的“与”电路，和根据所述“与”电路的计算结果将该驱动信号输出到所述驱动电路。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述输出电路计算M位并行输入记录数据和组选择信号之间的“与”，并且根据一计算结果输出用于驱动所述记录元件的驱动信号。
18.如权利要求15所述的装置，其中所述输入电路包括响应于一所提供的时钟用来串行输入和暂时存储该记录数据的一移位寄存器，和用来锁存在所述移位寄存器中所存储的记录数据的一锁存电路。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述输出电路包括一用来计算由所述锁存电路锁存的记录数据和该组选择信号之间的“与”的“与”电路，和根据所述“与”电路的计算结果向所述驱动电路输出该驱动信号。
20.如权利要求15所述的装置，其中所述输入电路包括多个用来输入和暂时保持该记录数据的触发器，一用来锁存在所述触发器中所存储的记录数据的锁存电路，和一用来输入和译码一选择信号的译码电路，并且根据一译码结果从所述多个触发器中选择一将保持该记录数据的触发器。
21.如权利要求15所述的装置，其中所述记录元件包括若干加热器。
22.如权利要求21所述的装置，其中所述记录头是一利用自所述加热器所产生的热能喷墨的记录头。
23.如权利要求22所述的装置，进一步包括被安置在该驱动信号的一馈送路径上的装置，用来根据送到所述加热器的记录数据而执行喷射，用来接收根据该记录数据的驱动信号和用来产生未引起喷射的一度数的热能的加热信号，并根据该记录数据将该驱动信号提供给被驱动的加热器，根据该记录数据将该加热信号送到未被驱动的加热器。
24.如权利要求23所述的装置，进一步包括用来产生该加热信号的装置；和用来根据所述记录头的温度控制该加热信号的提供的装置。
25.如权利要求23所述的装置，其中所述的馈送装置包括一门电路元件。
26.如权利要求25所述的装置，其中所述门电路元件是一”或”门电路元件。
27.如权利要求25所述的装置，其中所述门电路元件是沿该驱动信号的馈送通路到M个加热器而居中安置的。
28.如权利要求25所述的装置，其中所述门电路元件在该馈送通道中紧靠相应于所述多个加热头的所述驱动电路的地方。
全文摘要
披露了一种不受任何操作误差影响的可靠的记录头。M×N个记录元件被分成N组,每组有M个记录元件,并且M个记录元件的每一个被驱动N次。M×N个驱动电路被激励并驱动该M×N个驱动元件。为了选择被分离地被驱动的N组,一选择电路输出N组选择信号。一输入电路输入相应于M个记录元件的记录数据。一输出电路根据自该输入电路输入的记录数据和组选择信号向该驱动电路输出一驱动信号。根据L(L< N)个控制信号该选择电路输出N个组选择信号。
文档编号B41J2/05GK1176888SQ97114839
公开日1998年3月25日 申请日期1997年6月6日 优先权日1996年6月7日
发明者田村泰之 申请人:佳能株式会社