液体排出记录头和具有该记录头的液体排出记录装置

摘要

本发明提供一种液体排出记录头和具有该记录头的液体排出记录装置。在液体排出记录头中，外部信号输入端子设置在凹陷的第一面和比第一面高的第二面上。与设置在液体排出记录头中的信息存储元件直接相连的ID接触点在第一面上沿着第一面与第二面的边界排列成一排。

说明书

技术领域

本发明涉及通过排出诸如墨水(在下文中简单地称为墨)之类的液体来进行记录的液体排出记录头(喷墨记录头)，以及包括该记录头的液体排出记录装置(喷墨记录装置)。

背景技术

在近来的喷墨记录装置中，可拆卸地装载的喷墨记录头具有固有的可读信息(个体信息)，例如ID(识别)码和喷墨排出机构的驱动特性。例如，这允许喷墨记录装置获得已装载的喷墨记录头的信息和执行最适合从记录头排出墨的驱动控制。为此，安装在喷墨记录基板上的ROM(只读存储器)是已知的。日本特开平3-126560号公报(对应于美国专利No.6,231,155)公开了安装EEPROM(电可擦可编程只读存储器)。

又已知，在喷墨记录头内的喷墨记录基板的底部基板设置有表示记录头内固有信息的电阻器和组成墨排出机构的层。在这种情况下，喷墨记录装置能通过读取设置在底部基板上的电阻器的值获得关于已装载的喷墨记录头的信息。这种方法在信息量相对小的时候是有效的。

日本专利No.3438683公开了当组成墨排出机构的层在喷墨记录基板的底部基板上形成时，用作ROM的熔丝同时形成。例如，通过使用逻辑电路，熔丝选择性地被熔断，用以写入并存储二进制数据。

当可拆卸的喷墨记录头被装载在记录装置内时，它不可避免地被使用者的手接触。在这种情况下，存在该记录头的用于与记录装置连接的电气端子被静电影响的危险。在日本特开平7-060953号公报(对应于美国专利No.6,074,041)所公开的喷墨记录头中，为了保护该记录头免受该静电，放电电路设置在与喷墨记录装置的主体建立电连接的接触点周围。

然而，在其内安装了诸如ROM或EEPROM的信息存储元件的喷墨记录头中，如日本特开平3-126560号公报所公开的，该装置的结构必然复杂。因此，有提高生产率和减小该记录头的尺寸和重量的需要。基本上，在记录数据的量很大时ROM芯片是有用的。然而，当记录数据的量不大时，ROM芯片有时候在成本上是不利的，并且有改进这个缺点的需要。

相反，在用于存储该记录头内固有信息的元件在层形成过程中形成的方法中，有可能防止为了存储固有信息而使该记录头的结构变得复杂和工艺(process)的数目增加。由于这个原因，具有个体信息的小而轻的记录头可以简单结构和低成本提供，而不降低生产率。

在能够存储个体信息的该喷墨记录头中，对于静电的考虑是特别重要的。就是说，设置在喷墨记录基底上的用于存储该记录头内固有信息的微细的信息存储元件尤其对静电是没有抵抗力的。因此，信息存储元件可能被破坏或者存储在信息存储元件内的信息可能被静电改写。

在日本特开平7-060953号公报所公开的喷墨记录头中，静电的不利影响可被避免，但是必须在基底上形成一个特别的放电电路。由于这个原因，期待各种改进来提高空间效率和减小记录头的尺寸和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供具有简单结构和包括信息存储元件的液体排出记录头，并提供包括该记录头的液体排出记录装置，该信息存储元件能存储关于该记录头的个体信息以及对静电有抵抗力。

在本发明的一个方面，提供一种液体排出记录头，其包括设置在第一面和定义了液体排出记录头的外表面的第二面上的多个接触点，和用于存储可从外部读取的信息的信息存储元件。第一面被凹陷以使相对于外表面它比第二面低。接触点包括直接与信息存储元件连接的信息输出接触点，并且信息输出接触点被设置在第一面上。

在本发明的另一个方面，提供一种液体排出记录装置，其包括液体排出记录头；以及向该液体排出记录头提供电信号的多个电接点，其中，该液体排出记录头包括设置在第一面和定义所述液体排出记录头的外表面的第二面上的多个接触点，所述接触点与所述电接点接触；以及用于存储可从所述液体排出记录装置读取的信息的信息存储元件；其中，所述第一面凹陷以使所述第一面相对于所述外表面比所述第二面低；以及所述接触点包括直接连接到所述信息存储元件的信息输出接触点，该信息输出接触点设置在所述第一面上。

本发明的进一步特征将从参照附图对示范性实施例的以下说明中变得明显。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例设置外部信号输入端子的喷墨记录头的部分的说明图。

图2是示出用户的手指接近图1所示喷墨记录头时的状态的说明图。

图3A和图3B是分别从记录元件基底和盖子观察的喷墨记录头的透视图。

图4是喷墨记录头的分解透视图。

图5是在喷墨记录头中的记录元件基底的部分剖透视图。

图6是设置在图5所示的记录元件基底上的电路的示意图。

图7是可装载图1所示喷墨记录头的喷墨记录装置的示意图。

图8是根据本发明第二实施例的喷墨记录头设置外部信号输入端子的部分的说明图。

图9是根据本发明第三实施例的喷墨记录头设置外部信号输入端子的部分的说明图。

具体实施方式

下面，将参照附图说明本发明的实施例。

第一实施例

图3A、图3B和图4示出根据本发明的第一实施例的记录头(液体排出记录头)H1001。

记录头H1001排出三种颜色(青色，品红色，黄色)的墨，合并了用作容纳墨的墨存储器的墨槽(ink tank)。如下文所述，记录头H1001可拆卸地在安装在滑架上，该滑架安装在喷墨记录装置的主体中，当容纳在其中的墨被用完时可用新的记录头代替。

记录头H1001包括构成墨排出机构的记录元件基底(液体排出机构部)H1101，如作为分解透视图的图4所示。记录元件基底H1101被安装在定义了从墨存储器到记录元件基底H1101的墨供给路径的墨供给和存储部H1501上。电布线带(electrical wiringtape)H1301也被安装在墨供给和存储部H1501上，以将记录元件基底H1101与滑架电连接。

下面，将更加详细地说明记录头H1001和包括记录头H1001的记录装置的构造。

(1)记录元件基底H1101

图5是示出记录元件基底H1101的构造的部分剖面透视图。

记录元件基底H1101形成使用喷墨方法的墨排出结构，在该喷墨方法中，电热转换器(记录元件)H1103产生热能以根据电信号在墨中产生膜沸腾。在该墨排出结构中，电热转换器H1103分别与排出口H1108相对。

记录元件基底H1101包括具有例如0.5至1毫米的厚度的硅(Si)基底H1110。用于青色、品红色和黄色的三个墨供给口H1102在硅基底H1110上平行延伸。墨供给口H1102是长贯通槽，并且能通过例如利用硅晶体取向的各向异性蚀刻或通过喷沙形成。

在硅基底H1110上，电热转换器1103行被设置在各墨供给口H1102的每一侧上。电路(未示出)也被设置在硅基底H1110上，该电路包括例如用于向电热转换器H1103提供电力的铝电线。电热转换器H1103和电路能通过已知的膜沉积技术形成。

电极H1104也设置在硅基底H1110上以从外部向电路提供电力和从外部提供用于驱动电热转换器H1103的电信号。电极H1104沿着硅基底H1110的边缘和在电热转换器H1103行的两端布置。每个电极H1104都有由例如金(Au)制成的突起H1105。

由光刻法(photolithography)形成的树脂结构被布置在设置有电热转换器H1103和电路的硅基底H1110的一部分上。该结构包括定义从墨供给口H1102向电热转换器H1103延伸的墨通道的墨通道壁H1106，和覆盖该墨通道的顶板部分。排出口H1107被设置在顶板部分以与电热转换器H1103相对，由此形成了对应于颜色的排出口组H1108。由各墨供给口H1102供给的墨通过由来自电热转换器H1103的热产生的气泡的压力从与电热转换器H1103相对的排出口H1107选择性地排出。

下面，将参照作为示意图的图6说明设置在硅基底H1110上的电路。

每一行中的电热转换器H1103的一端部为了提供VH电力而通过VH线H1114被连接到VH接触点H1104c，它的另一端部分别连接到第一驱动元件H1116。用于提供GNDH电力的GNDH接触点H1104d通过GNDH线H1113连接到第一驱动元件H1116。第一驱动元件H1116根据从记录元件基底H1101的外部经过信号线、移位寄存器(S/R)、锁存电路(LT)、解码器和选择电路H1112输入的信号来驱动电热转换器H1103。

在硅基底H1110上的电路被连接到用作存储记录头内固有信息的信息存储元件的熔丝H1117。在第一实施例中，每个由多晶硅电阻器制成的四个熔丝H1117，布置在各墨供给口H1102的短边旁边。

熔丝H1117在一端连接到ID接触点H1104a，并且通过读取电阻器H1111连接到ID电源接触点H1104b。熔丝H1117在另一端连接到第二驱动元件H1118，该驱动元件H1118用来选择性地熔断熔丝H1117和选择性地读出根据熔丝是否被熔断而获得的信息。

第二驱动元件H1118邻近用于驱动电热转换器H1103的第一驱动元件H1116设置，并被连接到具有与用于第一驱动元件H1116的选择信号产生电路的结构相似的结构的选择信号产生电路。在第一实施例中，第一驱动元件H1116和第二驱动元件H1118共享S/R、LT和解码器。因此，这两驱动元件的操作能根据通过公用信号线从外部输入的信号相似地被控制。连接到第一驱动元件H1116的GNDH线H1113也被连接到第二驱动元件H1118。就是说，第一驱动元件H1116和第二驱动元件H1118也共享GNDH线H1113。

接触点对应于电极H1104的突起H1105(图5)，经过该接触点，外部信号被输入到接触点H1104a至H1104d以及第一驱动元件H1116和第二驱动元件H1118的选择信号产生电路。

现在，将说明熔丝H1117的熔断和从熔丝H1117读取的信息。

为了熔断期望的熔丝H1117，熔丝熔断电源被连接到ID接触点H1104a，并且施加了能熔断熔丝H1117的电压(例如，作为电热转换器H1103的驱动电压的24V)。与熔丝H1117对应的第二驱动元件H1118因此通过选择电路H1112被驱动，熔丝H1117在极短的时间内(瞬时地)被熔断。在这种情况下，用作熔丝读取电源端子的ID电源接触点H1104b被打开。

为了读取信息，读取电源被连接到ID电源接触点H1104b，电压(例如，作为用于逻辑电路的电源电压的3.3V)被施加以驱动第二驱动元件H1118。在这种情况下，当对应熔丝H1117已被熔断时，高电平信号被输出到ID接触点H1104a。相反地，当对应熔丝H1117没有被熔断时，低电平信号被输出到ID接触点H1104a，这是因为读取电阻器H1111的电阻明显高于熔丝H1117的电阻。

作为存储该记录头内固有信息的信息存储元件，上述熔丝H1117可以被设置在硅基底H1110上的线路代替，从而，信息根据线路的存在和不存在而被保持。在这种情况下，信息通过根据该记录头内固有信息在硅基底H1110上选择性地形成线路而被写入。因此，在其后不可能增加其他信息。信息读取能与当使用上述熔丝H1117时应用的方式相同的方式来进行。

可选地，可以在硅基底H1110上设置具有根据该记录头内固有信息的电阻的电阻器元件，电阻器元件能在一端连接到ID接触点H1104a，在另一端连接到GNDH接触点1104d。在这种情况下，喷墨记录装置的主体读取ID接触点H1104a和GNDH接触点H1104d之间的电阻，由此获得对应于电阻的该记录头内固有信息。

(2)电布线带H1301

再一次参考图3A、图3B和图4，电布线带H1301形成用于将在记录元件基底H1101上的电极H1104的突起H1105连接到滑架的电连接部分的电信号路径。用于排出墨的电信号和用于读取上述记录头内固有信息的电信号通过电信号路径在记录装置的主体和记录元件基底H1101之间进行交换。例如，电布线带H1301能由在聚酰亚胺的基本材料上的铜箔布线模式形成。

开口H1303在电布线带H1301的一端设置，以使记录元件基底H1101的墨排出表面从那里露出。电端子H1304被设置在开口H1303的边缘附近以被连接到在记录元件基底H1101上的电极H1104。例如，通过将在记录元件基底H1101上的电极H1104的突起H1105以超声热压接合的方式电连接到电布线带H1301对应的电极端子H1304，电布线带H1301和记录元件基底H1101被电连接。

多个外部信号输入端子(接触点)H1302被设置在电布线带H1301的另一端，以使被连接到在记录装置的主体中的滑架的电连接部分。具有外部信号输入端子H1302的电布线带H1301的部分被安装在由墨供给和存储部H1501的侧面H1502和H1503所定义的台阶部分。电布线带H1301的部分包括较低的第一面H1305和与第一面H1305平行设置的较高的第二面H1306。外部信号输入端子H1302和电极端子H1304通过由铜箔做成的连续布线模式连接起来。

(3)墨供给和存储部H1501

墨供给和存储部H1501能通过例如树脂模塑法形成。

墨供给口H1201被设置在墨供给和存储部H1501中的墨通道的下游，以提供青色、品红色和黄色墨到记录元件基底H1101。记录元件基底H1101以高的位置精度被与墨供给和存储部H1501接合和固定，以使墨供给口H1102与墨供给和存储部H1501的墨供给口H1201相通。

围绕在电布线带H1301的后表面上的开口H1303的部分被连接和固定到围绕墨供应口H1201的墨供给和存储部H1501的凸起的平坦部分。从开口H1303的一侧延伸的电布线带H1301的一部分被弯曲，并通过例如砸边或粘合被固定到由侧面H1502和H1503定义的台阶部分，该侧面H1502和H1503与具有墨供给口H1201的墨供给和存储部H1501的表面大体上成直角。

现在，将给出在喷墨记录装置中装载上述记录头H1001的说明。

在装载导向件H1560被与滑架的对应部分相接触地放置的同时，记录头H1001能被容易地引向滑架上预定的装载位置。当记录头H1001到达滑架上的装载位置时，抵接部分H1570、H1580和H1590与滑架的对应位置部分抵接。结果，记录头H1001被精确地定位在预定的装载位置。此外，记录头H1001通过移动滑架的固定杆而被固定在滑架上，使得与记录头H1001的嵌合部分H1930相嵌合。

以这种方式，记录头H1001能被精确地固定在滑架上的预定装载位置，并且电布线带H1301的外部信号输入端子H1302能在滑架的电连接部分与用作电接点的接触销精确地接触。因此，记录信号和电源通过电布线带H1301从喷墨记录装置被提供到记录头H1001。

(4)喷墨记录装置

现在，将参照图7详细说明可装载上述记录头H1001的喷墨记录装置。

喷墨记录装置包括在适当位置装载了两个与图3所示的记录头相似的可代替的记录头H1101a和H1001b的滑架102。例如，H1001a和H1001b中的一个可以用来排出三种颜色(青色，品红色和黄色)的墨而另一个可以用来排出黑色墨。

滑架102被支持从而沿在装置主体中的主扫描方向上延伸的引导轴103往复运动。

喷墨记录装置还包括逐个分离和供给诸如纸片或者塑料片的记录介质108的自动薄片给送器(ASF)。ASF包括能通过齿轮被供给发动机转动的搓纸辊。

在印刷部，台板(未示出)被设置用来支撑记录介质108的后表面，从而记录介质108的印刷表面能在印刷部的平坦位置放置。记录头H1001a和H1001b被保持在滑架102上，以使它们的排出面从滑架102向下突出，并且与台板上的记录介质108的印刷表面相平行。记录头H1001a和H1001b内的排出口组H1108的排出口H1007在与滑架102的扫描方向成直角的方向上布置。

在该喷墨记录装置中，当滑架102往复运动时，记录头H1001a和H1001b在根据期望的记录图像所确定的定时被驱动以选择性地从排出口H1107排出墨，这样，在记录介质108上的预定区域内记录图像。

(5)用于防止信息存储元件受静电损害的结构

现在，将参照图1和图2说明第一实施例中存储记录头H1001内固有信息的信息存储元件的静电保护。

图1是记录头H1001的设置外部信号输入端子H1302的部分的放大图。电布线带H1301包括32个外部信号输入端子H1302。外部信号输入端子H1302中的17个设置在凹陷的第一面H1305上，剩下的15个外部信号输入端子H1302设置在第二面H1306上。第一面H1305设置在图中的第二面H1306的较低的一侧，并且是凹陷的，比第二面H1306低。

外部信号输入端子H1302中的6个用作ID接触点(信息输出接触点)H1302a。ID接触点H1302a在第一面H1305上沿着第一面H1305与第二面H1306的边界设置。ID接触点H1302a连接到与图6所示的熔丝H1117(或连接线、电阻器)连接的ID接触点H1104a。因此，ID接触点H1302a不通过其它元件直接连接到信息存储元件。

外部信号输入端子H1302中的另外6个用作GNDH接触点(接地接触点)H1302d，并且邻近ID接触点H1302a行排成行。GNDH接触点H1302d被连接到图6中所示的GNDH接触点H1104d。

六个VH接触点(电源接触点)H1302c在第二面H1306上邻近ID接触点H1302a而排列成行，且沿着第二面H1306与第一面H1305的边界。VH接触点H1302c被连接到图6所示的VH接触点H1104c。

除了ID接触点H1302a、VH接触点H1302c和GNDH接触点H1302d之外的外部信号输入端子H1302用作多种用途，例如，用于晶体管电源和控制信号。

当记录头H1101因为所储存的墨耗尽而被拿出装置时以及当用于形成正常质量的图像的记录头和用于形成具有更高清晰度的照片图像的记录头根据应用被交换时，记录头H1101被用户操作。在这种情况下，如图2所示，用户可能会不注意地将带电的手指101移近外部信号输入端子H1302。

在第一实施例中，连接到信息存储元件的ID接触点H1302a(比诸如电热转换器H1103之类的元件更容易被静电影响的熔丝H1117)在凹陷的第一面H1305上排列。因此，即使当用户将手指101移近外部信号输入端子H1302时，手指101并不易于接触ID接触点H1302a。特别地，由于ID接触点H1302a在第一面H1305和沿第一面H1305与第二面H1306的边界设置，设置在第一面H1305和第二面H1306之间的台阶部分能有效地防止手指101接触ID接触点H1302a。通过这样防止手指101接触ID接触点H1302a，熔丝H1101也较不易通过ID接触点H1302a受静电的影响。

另外，ID接触点H1302a邻近VH接触点H1302c和GNDH接触点H1302d且在二者之间设置。由于这个原因，即使当邻近ID接触点H1302a的带电手指101引起放电时，也很可能在VH接触点H1302c和GNDH接触点H1302d中发生放电。因此，熔丝H1101较少地被静电影响。在VH接触点H1302c和GNDH接触点H1302d中容易发生放电，例如，因为这些接触点被用于向电热转换器H1103供给电力，电相对容易地在那里流动。此外，从布置的角度看，手指的表面能比ID接触点H1302a更容易地移近VH接触点H1302c和GNDH接触点H1302d。

如上所述，根据第一实施例，能防止用于存储记录头内固有信息的信息存储元件受静电影响。因此，可防止信息存储元件不被静电破坏以及防止存储在信息存储元件中的记录头内固有信息被不期望地重写。在第一实施例中，可以保护信息存储元件不受静电影响，而不使用专门电路、不使记录头H1001的结构变得复杂以及不增加记录头H1001的制造工艺的数目。就是说，记录头H1001中的信息存储元件能用简单构造制成对静电有抵抗力。

第二实施例

下面，将参照图8说明根据本发明第二实施例的记录头H1001。图8是记录头H1001的设置外部输入端子的部分的放大图。第二实施例的记录头H1001和第一实施例的记录头仅在外部信号输入端子的排列上有所不同。其他结构，诸如记录元件基底，可以与在第一个实例中使用的等同。

参照图8，在设置在电布线带H1301上的32个外部信号输入端子H1302之中的6个ID接触点H1302a被设置在凹陷的第一面H1305上。剩下的26个外部信号输入端子H1302被设置在第二面H1306上。成行的6个GNDH接触点H1302d和成行的6个VH接触点H1302c被设置在第二面H1306上，使得与ID接触点H1302a的高侧和低侧相邻。

在第二实施例的记录头H1001中，连接到形成相对容易地被静电影响的信息存储元件的熔丝H1117(或连接线，电阻器)的ID接触点H1302a被设置在凹陷的第一面H1305上。此外，邻近ID接触点H1302a的接触点行被设置在高于第一面H1305的第二面H1306上。用这种接触点行的排列方式，可更有效地防止用户在操作记录头H1001时接触ID接触点H1302a。

另外，VH接触点H1302c和GNDH接触点H1302d邻近ID接触点H1302a设置。由于这个原因，即使当用户带电的手指不注意地移近ID接触点H1302a时，也很可能在VH接触点H1302c和GNDH接触点H1302d中发生放电，但在ID接触点H1302a中不容易发生放电。

以这种方式，根据第二实施例，可能防止静电对信息存储元件的诸如破坏之类的影响，以及存储在信息存储元件中的记录头内固有信息的不期望的重写。

第三实施例

下面，将参照图9说明根据本发明的第三实施例的记录头H1001。

图9是设置外部信号输入端子的记录头H1001的部分的放大图。第三实施例的记录头H1001与第一和第二实施例的记录头仅在外部信号端子的排列上有所不同。其他结构，诸如记录元件基底，可以与在第一实施例中使用的等同。

参考图9，在设置在电布线带H1301上的32个外部信号输入端子H1302之中，16个外部信号输入端子H1302被设置在凹陷的第一面H1305上。剩下的16个外部信号输入端子H1302被设置在第二面H1306上。第一面H1305被设置在图中第二面H1306的上侧上。

外部信号输入端子H1302的6个ID接触点H1302a被成排地布置在第一面H1305的最低部分中，也就是说，沿着第一面H1305和第二面H1306的边界。成行的6个VH接触点H1302c和成行的6个GNDH接触点H1302d被分别设置在ID接触点H1302a行的较高侧和较低侧。因此，该行GNDH接触点H1302d在第二面H1306的最高部分上且沿着与第一面H1305的边界设置。

在第三实施例中，连接到相对容易地受静电影响的信息存储元件(例如，熔丝H1117，连接线或电阻器)的ID接触点H1302a，以与在第一实施例中采用的方法类似的方法设置在凹陷的第一面H1305上。由于这个原因，当用户操作记录头H1001时，用户不易于接触ID接触点H1302a。此外，ID接触点H1302a行布置在VH接触点H1302c和GNDH接触点H1302d的邻近行之间。因此，即使当用户带电的手指不注意地放置在ID接触点H1302a邻近地方并放电发生时，放电也很可能在VH接触点H1302c和GNDH接触点H1302d中发生，但不容易在ID接触点H1302a中发生。因此，根据第三实施例，可能防止由静电引起的信息存储元件的破坏和存储在信息存储元件中的记录头内固有信息的不期望的重写。

虽然已经通过示范性实施例说明了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的示范性实施例。以下权利要求的范围符合最宽的解释，使得它包括所有的更改、等同结构和功能。根据本发明的实施例，通过改进记录头的形状或者保持记录头的壳体而不用专门电路，能防止信息存储元件在记录头的安装和拆卸中产生的静电破坏，并防止信息存储元件所存储的信息被重写成意想不到的信息。