[发明专利]喷墨打印头及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨打印装置，并尤其涉及一种包括打印头部分的喷墨打印装置，打印头部分接收用于选择喷墨的墨滴激励信号。

背景技术

喷墨打印系统频繁地使用安装到车架的喷墨打印头，车架穿过打印介质如纸张前后运动。当打印头运动穿过打印介质时，控制装置选择激励打印头中多个墨滴产生器的每一个，把墨滴发射或沉积到打印介质上，形成图象和正文字符。由打印头承载的或远离打印头的墨源提供补充多个墨滴产生器的墨水。

通过使用打印系统提供给打印头的激励信号选择激励各个墨滴发生器。在热喷墨打印的情形中，每个墨滴发生器通过电流流经电阻元件如电阻而被激励。响应于电流，电阻产生热量，反过来热量加热邻近电阻的蒸发腔中的墨水。一旦墨水达到蒸发温度，迅速向前膨胀的蒸汽迫使蒸发腔内的墨水穿过相邻的孔口或喷嘴。从喷嘴喷出的墨滴沉积到打印介质上完成打印。

电流通过开关装置如场效应晶体管(FET)频繁地提供给各个电阻或墨滴发生器。开关装置由提供给开关装置终端的控制信号激励。一旦被激励，开关装置使得电流能够通过选定的电阻。提供给每个电阻的电流或驱动电流有时被称作驱动电流信号。用于选择激励与每个电阻相连的开关装置的控制信号有时被称作地址信号。

在先前采用的配置中，开关晶体管与每个电阻串联。工作时，开关晶体管允许驱动电流通过每个电阻和开关晶体管。电阻和开关晶体管一起形成一个墨滴产生器。然后，多个这种开关晶体管布置成一个具有行和列的墨滴产生器的逻辑二维阵列。阵列中的每列墨滴产生器连接到不同的驱动电流源，并且与用于该列的驱动电流源之间并联连接的每一列内的每个墨滴产生器连接。阵列内的每行墨滴产生器连接到不同的地址信号，每行内的每个墨滴产生器连接到用于该行墨滴产生器的公共地址信号源。通过这种方式，墨滴产生器二维阵列内的任何一个墨滴产生器都可以通过激励对应于墨滴产生器行的地址信号并从与列墨滴产生器相连的驱动电流源提供驱动电流而被单独地激励。通过这种方式，在为与打印头相连的每个墨滴产生器提供驱动和控制信号时大大减少了打印头所需的电互连数量。

虽然先前讨论的行列寻址方案能够以相对简单地以及较为低廉的趋于降低打印头制造成本的技术执行，但这项技术也有不足，对于具有大量墨滴产生器的打印头它需要较大数量的焊接点。对于具有超过三百个墨滴产生器的打印头，焊接点的数量趋于成为试图减小模具大小的一个限制因素。

先前讨论的另一项技术是对串联形式的打印头使用传递激励信息。利用移位寄存器重新分布此墨滴产生器激励信息，使得能够激励正确的墨滴产生器。虽然此项技术大大减少了电互连接的数量，但倾向于需要各种逻辑功能和静态存储元件。具有各种逻辑功能和存储元件的打印头需要合适的技术如CMOS技术，并倾向于需要一个恒定的电源。利用CMOS技术形成的打印头趋于比利用NMOS技术制造的打印头更昂贵。CMOS制造过程是一个比NMOS制造过程更为复杂的制造过程，需要更多的屏蔽步骤，这会增大打印头的成本。另外，对恒定电源的要求使得必须给打印头提供恒定电压的打印装置的成本趋于增大。

对喷墨打印头有一个随时存在的要求，即在打印头和打印装置之间具有较少的电互连接，由此降低打印系统乃至打印头本身的总成本。这项打印头应该能够利用较低廉的制造技术制造，允许打印头利用高产量的制造技术制造，并具有较低的制造成本。这些打印头将允许在打印装置和打印头之间以可靠的方式传递信息，由此能够有很高的打印质量和可靠的操作。最后，这些打印头应该能够支持大量的墨滴产生器，为打印系统提供更高的打印速率。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种具有多个墨滴产生器的喷墨打印头，墨滴产生器响应于激励信号而喷墨。喷墨打印头包括设置在打印头上的第一和第二墨滴产生器。构成的第一和第二每个墨滴产生器连接到驱动电流源。喷墨打印头还包括构成的一个控制装置连接到周期性地址信号和第一及第二周期性启动信号。控制装置响应于第一周期性启动信号和周期性地址信号，使得第一墨滴产生器能够响应于驱动电流而被激励。控制装置响应于第二周期性启动信号和周期性地址信号，使得第二墨滴产生器能够响应于驱动电流而被激励。

在一个优选实施例中，控制装置是一个第一和第二控制装置，第一控制装置与第一墨滴产生器相连，第二控制装置与第二墨滴产生器相连。