專利名稱：雙滴尺寸打印頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于打印多種尺寸墨滴的噴墨打印頭。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有加熱元件和多種尺寸切換半導(dǎo)體的用于打印多種尺寸墨滴的噴墨打印頭。
噴墨打印機(jī)通過從打印頭中的噴嘴中噴出墨滴而在紙張上形成圖像。打印頭內(nèi)的加熱元件將墨加熱，從而形成氣泡以便將墨壓出噴嘴。通過使用多種尺寸墨滴的組合來打印象素，能夠增加噴墨打印機(jī)產(chǎn)生的灰度級(jí)別數(shù)量。
一個(gè)產(chǎn)生多種尺寸墨滴的方案是從多種尺寸的噴嘴中噴出墨滴。然而，使用多種噴嘴尺寸而不對(duì)加熱電阻器作相應(yīng)調(diào)整在能源上是不經(jīng)濟(jì)的。可以通過相對(duì)于準(zhǔn)備從噴嘴中噴出的墨滴尺寸來調(diào)整加熱元件尺寸，從而以更為經(jīng)濟(jì)的方式得到多種尺寸墨滴。
然而，噴墨打印頭中的不同加熱元件尺寸會(huì)促使傳給墨的能量發(fā)生不必要的波動(dòng)。這些能量波動(dòng)降低打印圖像的總體質(zhì)量。
因此，需要一種打印頭，它能夠打印多種尺寸墨滴而不會(huì)使傳給墨的能量發(fā)生不必要的波動(dòng)。
第一加熱器位于基板上第一噴嘴附近，其中每個(gè)第一加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第一噴嘴相關(guān)聯(lián)。每個(gè)第一加熱器由電阻性材料組成。該電阻性材料占用基板上第一加熱器區(qū)以及具有第一加熱器電阻。當(dāng)一個(gè)第一電流實(shí)際上在第一方向內(nèi)流經(jīng)電阻性材料時(shí)，每個(gè)第一加熱器產(chǎn)生熱量。第一切換裝置也位于基板上第一加熱器附近。每個(gè)具有第一切換電阻的第一切換裝置與相應(yīng)的第一加熱器串聯(lián)地連接。
第二加熱器位于基板上第二噴嘴附近，其中每個(gè)第二加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第二噴嘴相關(guān)聯(lián)。每個(gè)第二加熱器由電阻性材料組成。該電阻性材料占用基板上第二加熱器區(qū)以及具有第二加熱器電阻。當(dāng)一個(gè)第二電流實(shí)際上在第一方向內(nèi)流經(jīng)電阻性材料時(shí)，每個(gè)第二加熱器產(chǎn)生熱量。第二切換裝置位于基板上第二加熱器附近，并且電氣上與第一加熱器串聯(lián)地連接。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，第一加熱器電阻小于第二加熱器電阻，及第一切換電阻小于第二切換電阻。
在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，跨越每個(gè)第一切換裝置的電壓降實(shí)際上等效于跨越每個(gè)第二切換裝置的電壓降。本發(fā)明的這個(gè)特征能夠減少不同噴嘴之間傳給墨能量的不必要波動(dòng)。通過減少不同噴嘴之間用于噴射墨而傳給墨的能量波動(dòng)，本發(fā)明能夠顯著地提高打印質(zhì)量。
每個(gè)第一加熱器所占用的基板上第一加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第一加熱器長(zhǎng)度和在正交于第一方向的第二方向內(nèi)的第一加熱器寬度所限定。每個(gè)第二加熱器所占用的基板上第二加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第二加熱器長(zhǎng)度和在第二方向內(nèi)的第二加熱器寬度所限定。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，第二加熱器寬度小于第一加熱器寬度，而第二加熱器長(zhǎng)度大于第一加熱器長(zhǎng)度，以及第二加熱器區(qū)小于第一加熱器區(qū)。由于加熱器區(qū)正比于由加熱器產(chǎn)生以用于將墨自其相關(guān)聯(lián)的噴嘴噴射的熱能，本發(fā)明通過將加熱器區(qū)與噴嘴直徑關(guān)聯(lián)起來而更有效地傳送熱能。
發(fā)明的詳細(xì)說明

圖1中所示的是一個(gè)噴墨打印頭1，它具有一個(gè)噴嘴板2，其上在左列6中和右列8中排列著噴嘴陣列。圖2顯示一個(gè)噴嘴板2中噴嘴陣列的放大視圖。該噴嘴陣列包括第一噴嘴10和第二噴嘴12，其中在列6和8中的每一列中交錯(cuò)地排列著第一噴嘴10和第二噴嘴的位置。左列6中每個(gè)第一噴嘴10與右列8中一個(gè)第二噴嘴12水平地對(duì)準(zhǔn)，以及右列8中每個(gè)第一噴嘴10與左列6中一個(gè)第二噴嘴12水平地對(duì)準(zhǔn)。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，每一列中相鄰噴嘴之間的垂直間隔是1/600英寸。
如圖2中所示，第一噴嘴10具有一個(gè)直徑D1，它大于第二噴嘴12的直徑D2。此后第一噴嘴10和第二噴嘴12也稱為大噴嘴10和小噴嘴12。如以下將要更詳細(xì)地討論的，根據(jù)準(zhǔn)備從噴嘴中噴射的墨滴質(zhì)量來確定直徑D1和D2。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，大噴嘴10噴射每滴具有大約6納克(ng)質(zhì)量的墨滴，及小噴嘴12噴射每滴具有大約2ng質(zhì)量的墨滴。使用如Table 1中所示大和小墨滴的組合，本發(fā)明能夠打印具有八種不同點(diǎn)密度的象素。由于在每個(gè)垂直位置中大和小噴嘴是水平地對(duì)準(zhǔn)的，當(dāng)打印頭1一次經(jīng)過紙張時(shí)，能夠在一個(gè)象素位置上打印一滴大和一滴小的墨滴而不必將紙張相對(duì)于打印頭1作垂直移動(dòng)。
表1
如Table 1中所標(biāo)示的，每個(gè)象素的三位用于描述八種點(diǎn)密度級(jí)別(23＝8)。狀態(tài)1是一個(gè)空白象素，其中不噴射墨。狀態(tài)2是最淡打印灰度級(jí)別，它通過將一滴2ng墨滴噴射在象素位置上而完成。狀態(tài)3是通過將兩滴2ng墨滴噴射在同一象素位置上而完成的，結(jié)果由4ng墨形成一個(gè)象素。對(duì)于狀態(tài)3，第一墨滴是在打印頭1第一遍經(jīng)過紙張時(shí)打印的，而第二墨滴是在第二遍時(shí)打印的。狀態(tài)4是通過將一滴6ng墨滴噴射在象素位置上而完成的。狀態(tài)5是在打印頭1一遍經(jīng)過紙張時(shí)通過噴射一滴2ng墨滴和一滴6ng墨從而打印8ng墨而完成的。繼續(xù)參照Table 1，狀態(tài)6、7和8是分別在打印頭1兩遍經(jīng)過紙張時(shí)通過噴射10、12和14ng墨而完成的。
圖3中所示的是在噴墨打印頭1的半導(dǎo)體基板4上形成的特征。如圖4中剖面圖所標(biāo)示的，基板4位于噴嘴板2之下。基板上有包含矩形電阻材料貼片的第一加熱器14和第二加熱器16。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，第一和第二加熱器14和16是用TaAl薄膜制造的，其平面電阻約為每平方28歐姆。當(dāng)電流流經(jīng)加熱器14和16時(shí)，它們產(chǎn)生熱量。墨通過一個(gè)墨通道22被送至緊挨著加熱器14和16上方的腔內(nèi)。當(dāng)墨被加熱器14或16加熱時(shí)，形成一個(gè)氣泡，它將墨經(jīng)過噴嘴10或12噴出。
由于小噴嘴12噴射較小墨滴，只需較小氣泡將墨噴出。給出加熱器表面上特定能量密度后，加熱器所形成的墨氣泡尺寸正比于加熱器尺寸。因此，如圖3中所示，本發(fā)明的第二加熱器16在面積上小于第一加熱器14。第一加熱器14具有一個(gè)長(zhǎng)度LH1和一個(gè)寬度WH1，在優(yōu)選實(shí)施例中，它們形成一個(gè)約為441平方微米的面積。第二加熱器16具有一個(gè)由長(zhǎng)度LH2和一個(gè)寬度WH2形成的約為276平方微米的面積。此后第一和第二加熱器14和16也被稱為大和小加熱器14和16。給出相同能量密度后，大加熱器14比小加熱器16形成更大墨氣泡。這個(gè)設(shè)計(jì)比只為兩個(gè)噴嘴尺寸使用單個(gè)加熱器尺寸的設(shè)計(jì)更為節(jié)省能源。
為使大和小加熱器14和16能夠在電氣上和熱動(dòng)力學(xué)上兼容，它們應(yīng)該在相同能量密度和功率密度下工作。還有，如以下將更詳細(xì)地討論的，希望將大的和小加熱器14和16都接至相同電壓電源。一般而言，大加熱器14所產(chǎn)生的功率密度被定義為PD1=I12×RH1A1----(1)]]>其中I1是流經(jīng)大加熱器14的電流安培，RH1是大加熱器14的電阻歐姆，及A1是大加熱器14的面積。類似地，小加熱器14所產(chǎn)生的功率密度被定義為PD2=I22×RH2A2----(2)]]>其中I2是流經(jīng)小加熱器16的電流安培，RH2是小加熱器16的電阻歐姆，及A2是小加熱器16的面積。因此，為使PD1和PD2近似地相等，應(yīng)該滿足以下關(guān)系l12×RH1A1≅l22×RH2A2---(3)]]>和A2A1≅I22×RH2I12×RH1----(4)]]>如上所述，加熱器面積之比A2/A1是由為形成大和小氣泡所需相對(duì)能量所確定的。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，可以相對(duì)于大加熱器14的電阻RH1來調(diào)整小加熱器16的電阻RH2，從而滿足等式(4)的關(guān)系。此調(diào)整操作是利用以下事實(shí)。即平面電阻中R∝heater lengthheater width----(5)]]>因此，可以實(shí)現(xiàn)以下關(guān)系來增加RH2WH2＜LH2(6)但仍然保持小加熱器16所需面積A2。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，WH2是11.75微米和LH2是23.5微米，結(jié)果得到一個(gè)276平方微米的面積A2。優(yōu)選地，對(duì)于每個(gè)大加熱器14，WH1和LH1是21微米，結(jié)果得到一個(gè)441平方微米的面積A1。因此電阻RH2決定于RH2=heater lengthheater width×sheetresistivity=23.5microns11.75microns*28Ω/square=56ohms---(7)]]>由于大加熱器是正方形，RH1就是28歐姆。
圖5中所示的是用于選擇性地將打印頭1上加熱器14和16通電的切換電路的原理圖。第一加熱器-切換電路對(duì)17與第二加熱器-切換電路對(duì)19并聯(lián)。每個(gè)第一加熱器-切換電路對(duì)17包括與第一切換裝置18串聯(lián)的第一加熱器14中的一個(gè)。每個(gè)第二加熱器-切換電路對(duì)19包括與第二切換裝置20串聯(lián)的第二加熱器16中的一個(gè)。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一和第二切換裝置18和20是形成于基板4上的MOSFET裝置。如圖5a中所示，加熱器-切換電路對(duì)17和19接至相同電壓電源VDD。
當(dāng)10-12伏的電壓Vgs施加于一個(gè)MOSFET切換裝置18的門24上時(shí)，裝置18被允許工作。當(dāng)被允許工作時(shí)，裝置18允許電流I1流經(jīng)裝置18和加熱器14。電流I1流經(jīng)第一加熱器電阻RH1，從而產(chǎn)生用于噴射大墨滴的熱量。因此，當(dāng)允許裝置18工作時(shí)，它的操作猶如一個(gè)關(guān)閉開關(guān)，電流能夠流經(jīng)它以便將加熱器14通電。然而，如圖5b中所示，當(dāng)被允許工作時(shí)，裝置18具有一個(gè)有限電阻RS1。當(dāng)電流I1流動(dòng)時(shí)，一個(gè)電壓降VH1跨越大加熱器14，及一個(gè)電壓降VS1跨越電阻RS1。
類似地，當(dāng)電壓Vgs施加于一個(gè)MOSFET切換裝置20的門26上時(shí)，裝置20被允許工作。當(dāng)被允許工作時(shí)，裝置20允許電流I2流經(jīng)裝置20和加熱器16。因此裝置20被允許工作及加熱器16被通電?？缭叫〖訜崞?6的電壓降是VH2。裝置20具有一個(gè)有限電阻RS2，跨越它的是電壓降VS2。
應(yīng)該理解，為清楚地闡述本發(fā)明，圖5a和5b中所示電路是簡(jiǎn)化的。根據(jù)本發(fā)明的打印頭通常還包括圖5a中所示裝置以外的切換裝置。例如，其他切換裝置可以被包括于一個(gè)用于將多路轉(zhuǎn)換的打印機(jī)信號(hào)進(jìn)行解碼的邏輯電路中。這類電路通常被包括進(jìn)來以便減少為將打印信號(hào)自打印機(jī)控制器傳送至打印頭所需I/O信號(hào)線數(shù)量。然而，這些其他切換電路并不顯著地影響此處所述本發(fā)明的操作。因此，為理解本發(fā)明，并不必要詳細(xì)地描述這類電路。
噴墨打印頭設(shè)計(jì)的一個(gè)目標(biāo)是使加熱器之間的功率波動(dòng)最小。從而使陣列中相同尺寸加熱器所產(chǎn)生的墨氣泡尺寸都一致，每個(gè)大加熱器14應(yīng)該與每隔一個(gè)放置的大加熱器14消耗相同功率，而每個(gè)小加熱器16應(yīng)該與每隔一個(gè)放置的小加熱器16消耗相同功率。如果在產(chǎn)生用于生成墨氣泡的熱量時(shí)相同尺寸加熱器消耗不同數(shù)值的功率，則會(huì)出現(xiàn)墨滴尺寸的不必要波動(dòng)。
本發(fā)明通過使跨越所有大的和小的加熱器14和16的電壓降近似地等同起來，從而使加熱器之間的消耗功率的波動(dòng)最小。由于加熱器-切換電路對(duì)17和19是并聯(lián)的，為使跨越加熱器14和16的電壓降等同，需要使跨越切換裝置18和20的電壓降等同。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，通過根據(jù)以下關(guān)系來設(shè)置切換電阻RS1和RS2而達(dá)到此目標(biāo)RS1RS2≅RH1RH2]]>由于RH1和RH2的示例值以前已經(jīng)被分別確定為28歐姆和56歐姆，等式(7)的關(guān)系成為RS1RS2≅28Ω56Ω=0.5.]]>一般而言，一個(gè)MOSFET裝置例如切換裝置18和20的電阻是其源電阻、漏電阻和溝道電阻之和。一個(gè)MOSFET裝置的源電阻和漏電阻至少部分地由該裝置的源-漏線寬度所決定。如以下將要詳細(xì)地討論的，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例通過調(diào)整第一和第二切換裝置18和20的源-漏線寬度來得到等式(9)的關(guān)系。
圖6中所示的是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基板4上相鄰第一和第二MOSFET切換裝置18和20的結(jié)構(gòu)。第一切換裝置18包括一個(gè)被一個(gè)具有寬度C的溝道32與漏區(qū)30隔開的源區(qū)28。第一切換裝置18的源-漏線寬度由WL1表示及第一切換裝置18的溝道長(zhǎng)度由LS1表示。第二切換裝置20包括一個(gè)被一個(gè)溝道32與漏區(qū)36隔開的源區(qū)34。第二切換裝置20的源-漏線寬度和溝道長(zhǎng)度分別由WL2和LS2表示。
優(yōu)選地，如圖2和3中所示，相鄰噴嘴和加熱器垂直地相距1/600英寸。如圖6中所示，切換裝置18和20的相鄰對(duì)的總寬度可能占用2/600英寸或近似地84.7μm。此總寬度根據(jù)以下求得WS1+WS2＝84.7μm，(10)，其中WS1＝4(WL1)+4(C) (11)和WS2＝4(WL2)+4(C) (12)根據(jù)等式(10)、(11)和(12)，如果C是2.5μm，則WL1和WL2之間的所需關(guān)系可以表示如下WL1+WL2＝16.2μm，(13)圖7顯示滿足等式(9)和(13)要求的優(yōu)選MOSFET裝置18和20的一階仿真的總解。根據(jù)仿真結(jié)果，WL1和WL2的優(yōu)選值分別是13.1μm和3.1μm。此外，如圖7中所示，當(dāng)LS1等于大約800μm時(shí)，能夠得到RS1的最小值4.3Ω。如果RS1等于4.3Ω，則當(dāng)RS2等于8.6Ω時(shí)能夠滿足等式(9)的關(guān)系。繼續(xù)參照?qǐng)D7，當(dāng)RS2等于8.6Ω時(shí)，LS2近似地等于570μm。因此，根據(jù)等式(11)和(12)，WS1和WS2分別近似地等于62.3μm和22.4μm?，F(xiàn)在將切換裝置18和20的優(yōu)選實(shí)施例的尺寸數(shù)值總結(jié)如下WL1≌13.1μm，WL2≌3.1μm，WS1≌62.3μm，WS2≌22.4μm，LS1≌800μm，LS2≌570μm，和C≌2.5μm。
在圖8a中所示本發(fā)明選代實(shí)施例中，第一和第二電源Vdd1和Vdd2被提供，用于驅(qū)動(dòng)第一和第二加熱器-切換電路對(duì)17和19。在此實(shí)施例中，第一加熱器-切換電路對(duì)17并聯(lián)地跨越第一電源Vdd1進(jìn)行連接，而第二加熱器-切換電路對(duì)19并聯(lián)地跨越第二電源Vdd2進(jìn)行連接。使用單獨(dú)的電源，能夠通過相對(duì)于電壓Vdd2調(diào)整電壓Vdd1而不是相對(duì)于RH2來調(diào)整電阻RH1，從而將加熱器14和16產(chǎn)生的熱能調(diào)整為適合于墨滴尺寸。優(yōu)選地，電壓Vdd2小于電壓Vdd1，以使第二加熱器16在通電時(shí)所產(chǎn)生熱能小于第一加熱器14。
根據(jù)此第二實(shí)施例，加熱器14和16兩者都可以是正方形并且具有相同電阻(RH1＝RH2)。然而，如同第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中加熱器14和16的面積被分別優(yōu)選地保持在441和276平方微米。如同以上所述，這提供最有效的能量傳送，用于產(chǎn)生兩種不同尺寸的墨滴。優(yōu)選地，對(duì)于第二實(shí)施例的每個(gè)大加熱器14，WH1和LH1約為21微米。優(yōu)選地，對(duì)于第二實(shí)施例的每個(gè)小加熱器16，WH2和LH2約為16.6微米。
一個(gè)根據(jù)第二實(shí)施例的用于將垂直地交錯(cuò)放置的加熱器14和16連接至兩個(gè)不同電源Vdd1和Vdd2的接線配置被顯示于圖9中。一個(gè)連至電源Vdd1的第一金屬總線38優(yōu)選地位于加熱器14和16的同一芯片層上?？偩€38被連至金屬引線38a，它向大加熱器14的一側(cè)提供電源Vdd1。大加熱器14的另一側(cè)連至同一層的金屬引線38b。金屬引線38b通過通孔40連至位于大加熱器14下面一層中的第一切換裝置18的漏極42。
一個(gè)第二金屬總線44連至電源Vdd2?？偩€44優(yōu)選地位于包含加熱器14和16的一層例如包含切換裝置18和20的一層之下的芯片層上?？偩€44通過通孔45連至與加熱器14和16同一層上的金屬引線46a。引線46a連至小加熱器16的一側(cè)。因此，電源Vdd2通過總線44、通孔45和引線46a被提供給小加熱器16的一側(cè)。也位于加熱器14和16同一層上的金屬引線46b連至小加熱器16的另一側(cè)。金屬引線46b通過通孔48連至最好位于第一切換裝置18同一層上的第二切換裝置20的漏極50。還有，圖9中還顯示第一切換裝置18的源極52和門54，及第二切換裝置20的源極56和門58。
因此，只使用兩層金屬層，圖9中的接線配置就能將兩個(gè)單獨(dú)的電壓線Vdd1和Vdd2提供給垂直地交錯(cuò)放置的大和小加熱器14和16。圖9闡述加熱器接線配置的示例性部分，應(yīng)該理解，圖9中所示模式在垂直方向內(nèi)重復(fù)以便形成加熱器陣列的其余部分。
根據(jù)以上說明和附圖，專業(yè)人員能夠設(shè)想同時(shí)也知道，能夠在本發(fā)明實(shí)施例中作出修改和/或變動(dòng)。例如，本發(fā)明不限于等式(9)的關(guān)系。能夠使用切換裝置電阻的不同比例來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各優(yōu)點(diǎn)。此外，本發(fā)明不限于以上例子中確定的尺寸。本發(fā)明也可被改變尺寸以便容納其他墨滴尺寸、噴嘴直徑、噴嘴之間的間隔、加熱器尺寸和切換裝置尺寸。因此，以上說明和附圖只是闡述性的優(yōu)選實(shí)施例，不應(yīng)構(gòu)作任何限制，而本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍能夠參照所附權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
1.一種具有多個(gè)通過其向打印媒質(zhì)噴射墨滴的噴嘴的噴墨打印頭，這些多個(gè)噴嘴包括具有用于噴射第一質(zhì)量墨滴的第一直徑的第一噴嘴，和具有用于噴射第二質(zhì)量墨滴的第二直徑的第二噴嘴，其中第一直徑大于第二直徑，及第一質(zhì)量大于第二質(zhì)量，該打印頭包括一塊包含多個(gè)噴嘴的噴嘴板；一塊位于噴嘴板附近的基板；位于基板上第一噴嘴附近的第一加熱器，每個(gè)第一加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第一噴嘴相關(guān)聯(lián)，每個(gè)第一加熱器包括電阻性材料及具有第一加熱器電阻，當(dāng)一個(gè)第一電流實(shí)際上在第一方向內(nèi)流經(jīng)電阻性材料時(shí)，每個(gè)第一加熱器產(chǎn)生熱量；位于基板上第一加熱器附近的第一切換裝置，每個(gè)第一切換裝置電氣上與相應(yīng)的第一加熱器串聯(lián)，每個(gè)第一切換裝置具有一個(gè)第一切換電阻；位于基板上第二噴嘴附近的第二加熱器，每個(gè)第二加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第二噴嘴相關(guān)聯(lián)，每個(gè)第二加熱器包括電阻性材料及具有第二加熱器電阻，當(dāng)一個(gè)第二電流實(shí)際上在第一方向內(nèi)流經(jīng)電阻性材料時(shí)，每個(gè)第二加熱器產(chǎn)生熱量；及位于基板上第二加熱器附近的第二切換裝置，每個(gè)第二切換裝置電氣上與相應(yīng)的第二加熱器串聯(lián)，每個(gè)第二切換裝置具有一個(gè)第二切換電阻；其中第二切換電阻大于第一切換電阻。
2.權(quán)利要求1的打印頭，其中第一加熱器電阻小于第二加熱器電阻。
3.權(quán)利要求1的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一加熱器區(qū)的第一加熱器，該第一加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第一加熱器長(zhǎng)度和在正交于第一方向的第二方向內(nèi)的第一加熱器寬度所限定，及每個(gè)在基板上占用第二加熱器區(qū)的第二加熱器，該第二加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第二加熱器長(zhǎng)度和在第二方向內(nèi)的第二加熱器寬度所限定，其中第二加熱器寬度小于第一加熱器寬度。
4.權(quán)利要求1的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一加熱器區(qū)的第一加熱器，該第一加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第一加熱器長(zhǎng)度和在正交于第一方向的第二方向內(nèi)的第一加熱器寬度所限定，及每個(gè)在基板上占用第二加熱器區(qū)的第二加熱器，該第二加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第二加熱器長(zhǎng)度和在第二方向內(nèi)的第二加熱器寬度所限定，其中第二加熱器長(zhǎng)度大于第一加熱器長(zhǎng)度。
5.權(quán)利要求1的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一加熱器區(qū)的第一加熱器；及每個(gè)在基板上占用第二加熱器區(qū)的第二加熱器，其中第二加熱器區(qū)小于第一加熱器區(qū)。
6.權(quán)利要求1的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一切換區(qū)的第一切換裝置，該第一切換區(qū)由在第一方向內(nèi)的第一切換長(zhǎng)度和在正交于第一方向的第二方向內(nèi)的第一切換寬度所限定，及每個(gè)在基板上占用第二切換區(qū)的第二切換裝置，該第二切換區(qū)由在第一方向內(nèi)的第二切換長(zhǎng)度和在第二方向內(nèi)的第二切換寬度所限定，其中第一切換寬度大于第二切換寬度。
7.權(quán)利要求1的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一切換區(qū)的第一切換裝置，該第一切換區(qū)由在第一方向內(nèi)的第一切換長(zhǎng)度和在正交于第一方向的第二方向內(nèi)的第一切換寬度所限定，及每個(gè)在基板上占用第二切換區(qū)的第二切換裝置，該第二切換區(qū)由在第一方向內(nèi)的第二切換長(zhǎng)度和在第二方向內(nèi)的第二切換寬度所限定，其中第一切換長(zhǎng)度大于第二切換長(zhǎng)度。
8.權(quán)利要求1的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一切換區(qū)的第一切換裝置，及每個(gè)在基板上占用第二切換區(qū)的第二切換裝置，其中第一切換區(qū)大于第二切換區(qū)。
9.權(quán)利要求1的打印頭還包括位于在第二方向內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的第一位置處的第一切換裝置；及位于在第二方向內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的第二位置處的第二切換裝置，其中第一位置與第二位置交錯(cuò)放置。
10.一種具有多個(gè)通過其向打印媒質(zhì)噴射墨滴的噴嘴的噴墨打印頭，這些多個(gè)噴嘴包括具有用于噴射第一質(zhì)量墨滴的第一直徑的第一噴嘴，和具有用于噴射第二質(zhì)量墨滴的第二直徑的第二噴嘴，其中第一直徑大于第二直徑，及第一質(zhì)量大于第二質(zhì)量，該打印頭包括一塊包含多個(gè)噴嘴的噴嘴板；一塊位于噴嘴板附近的基板；位于基板上第一噴嘴附近的第一加熱器，每個(gè)第一加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第一噴嘴相關(guān)聯(lián)，每個(gè)第一加熱器包括電阻性材料，及當(dāng)一個(gè)第一電流實(shí)際上在第一方向內(nèi)流經(jīng)電阻性材料時(shí)，每個(gè)第一加熱器產(chǎn)生熱量；位于基板上第一加熱器附近的第一切換裝置，每個(gè)第一切換裝置電氣上與相應(yīng)的第一加熱器串聯(lián)，每個(gè)第一切換裝置在基板上占用一個(gè)第一切換區(qū)；位于基板上第二噴嘴附近的第二加熱器，每個(gè)第二加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第二噴嘴相關(guān)聯(lián)，每個(gè)第二加熱器包括電阻性材料，及當(dāng)一個(gè)第二電流實(shí)際上在第一方向內(nèi)流經(jīng)電阻性材料時(shí)，每個(gè)第二加熱器產(chǎn)生熱量；及位于基板上第二加熱器附近的第二切換裝置，每個(gè)第二切換裝置電氣上與相應(yīng)的第二加熱器串聯(lián)，每個(gè)第二切換裝置在基板上占用一個(gè)第二切換區(qū)，其中第一切換區(qū)大于第二切換區(qū)。
11.權(quán)利要求10的打印頭還包括每個(gè)具有第一加熱器電阻的第一加熱器；及每個(gè)具有第二加熱器電阻的第二加熱器，其中第一加熱器電阻小于第二加熱器電阻。
12.權(quán)利要求10的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一加熱器區(qū)的第一加熱器，該第一加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第一加熱器長(zhǎng)度和在正交于第一方向的第二方向內(nèi)的第一加熱器寬度所限定，及每個(gè)在基板上占用第二加熱器區(qū)的第二加熱器，該第二加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第二加熱器長(zhǎng)度和在第二方向內(nèi)的第二加熱器寬度所限定，其中第二加熱器寬度小于第一加熱器寬度。
13.權(quán)利要求10的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一加熱器區(qū)的第一加熱器，該第一加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第一加熱器長(zhǎng)度和在正交于第一方向的第二方向內(nèi)的第一加熱器寬度所限定，及每個(gè)在基板上占用第二加熱器區(qū)的第二加熱器，該第二加熱器區(qū)由在第一方向內(nèi)的第二加熱器長(zhǎng)度和在第二方向內(nèi)的第二加熱器寬度所限定，其中第二加熱器長(zhǎng)度大于第一加熱器長(zhǎng)度。
14.權(quán)利要求10的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一加熱器區(qū)的第一加熱器；及每個(gè)在基板上占用第二加熱器區(qū)的第二加熱器，其中第一加熱器區(qū)大于第二加熱器區(qū)。
15.權(quán)利要求10的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一切換區(qū)的第一切換裝置，該第一切換區(qū)由在第一方向內(nèi)的第一切換長(zhǎng)度和在正交于第一方向的第二方向內(nèi)的第一切換寬度所限定，及每個(gè)在基板上占用第二切換區(qū)的第二切換裝置，該第二切換區(qū)由在第一方向內(nèi)的第二切換長(zhǎng)度和在第二方向內(nèi)的第二切換寬度所限定，其中第一切換寬度大于第二切換寬度。
16.權(quán)利要求10的打印頭還包括每個(gè)在基板上占用第一切換區(qū)的第一切換裝置，該第一切換區(qū)由在第一方向內(nèi)的第一切換長(zhǎng)度和在正交于第一方向的第二方向內(nèi)的第一切換寬度所限定，及每個(gè)在基板上占用第二切換區(qū)的第二切換裝置，該第二切換區(qū)由在第一方向內(nèi)的第二切換長(zhǎng)度和在第二方向內(nèi)的第二切換寬度所限定，其中第一切換長(zhǎng)度大于第二切換長(zhǎng)度。
17.權(quán)利要求10的打印頭還包括每個(gè)具有一個(gè)第一切換電阻的第一切換裝置；及每個(gè)具有一個(gè)第二切換電阻的第二切換裝置，其中第一切換電阻小于第二切換電阻。
18.權(quán)利要求10的打印頭還包括位于在第二方向內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的第一位置處的第一切換裝置；及位于在第二方向內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的第二位置處的第二切換裝置，其中第一位置與第二位置交錯(cuò)放置。
19.一種具有多個(gè)通過其向打印媒質(zhì)噴射墨滴的噴嘴的噴墨打印頭，這些多個(gè)噴嘴包括具有用于噴射第一質(zhì)量墨滴的第一直徑的第一噴嘴，和具有用于噴射第二質(zhì)量墨滴的第二直徑的第二噴嘴，其中第一直徑大于第二直徑，及第一質(zhì)量大于第二質(zhì)量，該打印頭包括一塊包含多個(gè)噴嘴的噴嘴板；一塊位于噴嘴板附近的基板；第一加熱器-切換電路對(duì)包括位于基板上第一噴嘴附近的第一加熱器，每個(gè)第一加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第一噴嘴相關(guān)聯(lián)，每個(gè)第一加熱器包括在基板上占用第一加熱器區(qū)的電阻性材料，及當(dāng)一個(gè)第一電流流經(jīng)每個(gè)第一加熱器時(shí)，每個(gè)第一加熱器產(chǎn)生第一加熱器電壓降；及位于基板上第一加熱器附近并且電氣上與第一加熱器串聯(lián)的第一切換裝置，當(dāng)一個(gè)第一電流流經(jīng)每個(gè)第一切換裝置時(shí)，每個(gè)第一切換裝置產(chǎn)生第一切換裝置電壓降；及第二加熱器-切換電路對(duì)包括位于基板上第二噴嘴附近的第二加熱器，每個(gè)第二加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第二噴嘴相關(guān)聯(lián)，每個(gè)第二加熱器包括在基板上占用第二加熱器區(qū)的電阻性材料，及當(dāng)一個(gè)第二電流流經(jīng)每個(gè)第二加熱器時(shí)，每個(gè)第二加熱器產(chǎn)生第二加熱器電壓降；及位于基板上第二加熱器附近并且電氣上與第二加熱器串聯(lián)的第二切換裝置，當(dāng)一個(gè)第二電流流經(jīng)每個(gè)第二切換裝置時(shí)，每個(gè)第二切換裝置產(chǎn)生第二切換裝置電壓降，其中第一加熱器-切換電路對(duì)在電氣上與第二加熱器-切換電路對(duì)并聯(lián)，第一加熱器區(qū)大于第二加熱器區(qū)，以及第一切換裝置電壓降實(shí)際上與第二切換裝置電壓降相同。
20.一種具有多個(gè)通過其向打印媒質(zhì)噴射墨滴的噴嘴的噴墨打印頭，這些多個(gè)噴嘴包括具有用于噴射第一質(zhì)量墨滴的第一直徑的第一噴嘴，和具有用于噴射第二質(zhì)量墨滴的第二直徑的第二噴嘴，其中第一直徑大于第二直徑，及第一質(zhì)量大于第二質(zhì)量，該打印頭包括一塊包含多個(gè)噴嘴的噴嘴板；一塊位于噴嘴板附近的基板；連至第一電源、用于將第一電壓提供于第一加熱器電阻-切換電路對(duì)的兩端的第一加熱器-切換電路對(duì)，該第一加熱器-切換電路對(duì)包括位于基板上第一噴嘴附近的第一加熱器，每個(gè)第一加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第一噴嘴相關(guān)聯(lián)，每個(gè)第一加熱器包括在基板上占用第一加熱器區(qū)的電阻性材料，每個(gè)第一加熱器具有一個(gè)第一電阻；及位于基板上第一加熱器附近并且電氣上與第一加熱器串聯(lián)的第一切換裝置；及連至第二電源、用于將第二電壓提供于第二加熱器電阻-切換電路對(duì)的兩端的第二加熱器-切換電路對(duì)該第二電壓小于第一電壓，該第二加熱器-切換電路對(duì)包括位于基板上第二噴嘴附近的第二加熱器，每個(gè)第二加熱器與一個(gè)相應(yīng)的第二噴嘴相關(guān)聯(lián)，每個(gè)第二加熱器包括在基板上占用一個(gè)小于第一加熱器區(qū)的第二加熱器區(qū)的電阻性材料，每個(gè)第二加熱器具有一個(gè)實(shí)際上與第一電阻相同的第二電阻；及位于基板上第二加熱器附近并且電氣上與第二加熱器串聯(lián)的第二切換裝置。
全文摘要
一種噴墨打印頭具有用于噴射第一質(zhì)量墨滴的第一直徑的第一噴嘴(10),和具有用于噴射第二質(zhì)量墨滴的第二直徑的第二噴嘴(12)。第一直徑大于第二直徑,及第一質(zhì)量大于第二質(zhì)量。第一和第二加熱器－切換電路對(duì)在基板上并聯(lián)。第一加熱器－切換電路對(duì)包括位于第一噴嘴附近的第一加熱器,及第二加熱器－切換電路對(duì)包括位于第二噴嘴附近的第二加熱器。第一(14)和第二(16)加熱器由在基板(4)上占用第一和第二加熱器區(qū)的電阻性材料組成。
文檔編號(hào)B41J2/05GK1376114SQ00813250
公開日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2000年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者弗蘭克·E·安德森, 約翰·P·博蘭什, 羅伯特·W·康奈爾, 喬治·K·帕里什 申請(qǐng)人:萊克斯馬克國(guó)際公司