[发明专利]可精确测量加热元件温度的喷墨打印头及其测量方法

说明书

本发明涉及具有精确测量每个加热元件温度功能的喷墨打印头；本发明还涉及对喷墨打印机头每个加热元件的温度进行测量的方法。

就目前的打印机而言，最主要的有激光打印机和喷墨打印机，而这两种打印机的打印技术各有其优缺点，其中，在彩色打印方面，主要还是以喷墨打印技术为主。在喷墨打印技术中，热气泡式喷墨打印头是利用加热元件(加热电阻)对墨水瞬间施以高热而产生气泡，并进而喷出墨水。墨水喷出量的均匀性对被打印产品的质量有很大的影响，特别是对高解析度的喷墨打印头来说更是如此。而喷出墨水量的多少除了和所施予的能量有关之外，也和加热元件施加能量前的原始温度有关。由于加热元件的温度会受到周围环境以及使用情况的影响，例如，连续喷墨时温度便会提高，因此需要根据此温度来调整驱动喷墨的方式。

公知的作法仅是测量如图1所示的喷墨芯片10的平均温度，其中，标号102表示电极接点区、103表示温度感测电阻、104表示喷墨电路区、105表示驱动元件区、106表示加热元件区、107表示墨水补充开口。该喷墨芯片是在原有的金属层上制作出一条绕着芯片外围的细线，并以此作为温度感测电阻103，此电阻103会随温度变化而改变，从而根据此细线电阻103的变化可以推算出芯片10平均温度的改变。

目前一般的产品或专利等文献，如美国专利4,791,435、4,910,528、5,107,276、5,168,284、5,175,565、5,475,405和5,736,995等)对温度的感测与控制方式均只考虑到平均温度，其都是根据喷墨芯片平均温度的反馈，进而通过预热的方式使加热元件在使用时能维持在一定的温度之上；至于温度太高时，也可让打印机暂停以冷却打印头的温度，如美国专利4,910,528所示。这种只考虑平均温度的方式的缺点在于，由于每个加热元件的使用状况可能不一样，所以平均温度未必具有代表性。

在高解析度的喷墨打印头中，通常带有较多的加热元件，也因此常会在喷墨芯片上制作驱动电路，亦即为MOS类的半导体开关线路，如美国专利5,045,870和5,211,812所示。如图2所示，其是公知的测量喷墨打印头加热元件温度的装置中的MOS半导体附近的剖视图。其中，标号21表示硅芯片底材、22表示场氧化层、23表示热氧化层、24表示多晶硅栅极、27表示加热电阻层、28表示导电层。公知的作法是在喷墨元件下先制作MOS驱动元件，然后喷墨电路的一端会搭上MOS的漏极，另一端接驱动电压，当在MOS的栅极给予高电位时即可使此加热元件电路通畅，进而产生高热喷出墨滴。为了得到良好的打印品质，此类喷墨打印头通常也是利用温度测量反馈来适当地驱动加热电阻，而这样会产生一定大小的墨滴。

在传统的喷墨打印头上，虽然有可能在每个加热元件附近制作温度感测装置，然而欲读取各元件的温度，仍需要在喷墨芯片上提供和元件数量相等的接点来和打印机电路相接，这对于具有动轧数十个以致数百个加热元件的喷墨打印头而言，是很不实际的。

为此，本发明的目的是提供具有精确测量每个加热元件温度功能的喷墨打印头；

本发明的又一目的是提供对喷墨打印头每个加热元件温度进行测量的方法。

为了达上述目的，本发明主要是在具有驱动元件的喷墨芯片上制作额外的金属层或半导体层，以便精确测量每个加热元件温度。此额外的金属或半导体可绕线至加热电阻下方或附近，配合线宽的控制以及和原有的驱动元件的连接，该喷墨打印头可测量任一加热元件在即将喷墨时的温度，并且在喷墨芯片上只需一个和打印连通的接点，就足以让任一加热元件的温度感测信号传递到打印机。且以此技术为基础可更准确地控制每个加热元件所喷出的墨滴大小，进而得到高品质的打印效果。

本发明的一种具有测量每个加热元件温度功能的喷墨打印头，其包括：

一喷墨元件，该喷墨元件包括一用以对墨水加热的加热元件；

一半导体驱动元件，该驱动元件用以驱动一半导体，从而控制所述喷墨用加热元件是否加热；及

一温度感测电阻层，该电阻层位于所述半导体驱动元件和所述喷墨元件之间，且该温度感测电阻层主要是位于加热元件的下方，其一端接半导体，另一端与和打印机相接的电极接点相连，所述喷墨元件通过所述温度感测电阻层和所述半导体驱动元件相接。

本发明的另一种具有测量每个加热元件温度功能的喷墨打印头，其包括：

一喷墨元件，该喷墨元件包括一用以对墨水加热的加热元件；

一半导体驱动元件，该驱动元件用以驱动一半导体，从而控制所述喷墨用加热元件是否加热；及