液體噴射記錄基片及使用該基片的記錄頭和使用該記錄頭的記錄裝置的制作方法

專利名稱：液體噴射記錄基片及使用該基片的記錄頭和使用該記錄頭的記錄裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及到一種液體噴射基片，使用此基片的液體噴射記錄頭以及使用此記錄頭的記錄裝置，特別是涉及到其中利用到生成熱能的電熱換能器來產生供射出記錄液體之用的能量這樣一種基片，記錄頭和記錄裝置。
近年來特別注意看使用熱能把液體噴射出來的記錄裝置，這些已在美國專利US.patentNO.4，723，129和NO.4，740，796中揭示出來。這種記錄裝置的優點特別是在于它對所正在記錄的電信號的快速響應，以及由于噴射元件的緊致安置而帶來的它的小尺寸。
美國專利U.S.patentNO.4，719，472揭示出這類記錄系統的進一步發展，這里，液體予先加熱到某一予定溫度以改善記錄性能。為辦到這一點，備有一個帶著溫度傳感器和加熱器的液體貯量器，其目的是調節該液體的粘度。
作為另一發展，美國專利U.S.patentNO.4，550327揭示出一種記錄頭，其中，多個熱能產生元件被安排在一個預定方向上，并且備有傳感器用來鑒別每一個裝有熱能產生元件的液流通道上液體的存在和消失。其目的與熱問題無關，但被認為是含有多個元件和多個傳感器的一個系統。然而，由于這樣必須要擴大液流通造的寬度，便或多或少地刪除了此記錄系統的優點(小尺寸)。
因此，人們極其希望有這樣一種記錄系統，既保持它的高密度小尺寸優點，又能快速地探測或鑒別出它的記錄基片或記錄頭的狀態。
在帶有多個熱能產生元件的液體噴射記錄基片中，會出現非均勻的溫度分布或局部化的高溫區域。但是，這些至今還未被考慮過，從而噴射故障的呈現導致了反常的溫升，傳隨著有可能造成的后果用有機材料制作的基片的周圍結構發生物理畸變。
在常規的系統中，溫度傳感器和加熱器是分開安置的，造成制作工序和成本增加。此外，常規系統的溫度控制只可能達到如同整個記錄頭的整體溫度那樣的一定精度。然而，本發明人進行的若干實驗和研究工作展示出，在進行持續的記錄操作之后，基片上會產生溫度梯度，結果是被記錄的象質會變劣。當產生溫度梯度時，常規系統難以繼續進行良好的記錄。
因此，本發明的首要目標是提供一液體噴射記錄基片，使用該基片的記錄頭以及使用該記錄頭的記錄裝置，其中的溫度控制乃是以高精度和良好的響應性能來完成的。
本發明的另一個目標是提供低成本的液體噴射記錄基片，使用該基片的液體噴射記錄頭以及使用該記錄頭的記錄裝置，其中，基片內產生的溫度梯度造成的問題已作解決，并且溫度探測和溫度控制能夠以高精度和快速響應來完成。
本發明還有的一個目標是提供這樣一種液體射流記錄基片，液體噴射記錄頭和記錄裝置，其中，溫度探測元件的以及保持溫度恒定的加熱元件，它們是在基片上，用與制作噴射能量產生元件(電熱換能器)那樣的相同鍍膜工藝過程制作出來的，所以降低了制作成本，它們可以緊密安置，并且溫度控制能夠以高精度以及快速響應來完成。
根據本發明的各個方面，提供有(1)液體噴射基片，它包括用以產生熱能的內裝式的能量產生元件;用以把申信號輸至上述能量產生元件的內裝式的電極接線部分;用以探測上述基片溫度的內裝式的溫度探測元件(2)上面段(1)所定義的基片，其中，制作溫度探測元件的材料至少是部分地與這樣一種材料本質上相同，這種材料至少是部分地用來構成上述的能量產生元件或上述的電極接線部分;
(3)段(1)或(2)定義的基片，其中，所述基片包含了一個以陣列形式排列著的多個這種能量產生元件的區域，并且，上述溫度探測元件排列位置與該陣列的每一縱向端相鄰接;
(4)段(3)定義的基片，其中它進而包括了假設是與上述每一端相鄰接的、用以加熱所述基片的加熱器，這里，進行溫度控制用到上述溫度探測元件和與一端相鄰接的上述基片加熱用的加熱器這兩者組合，還用到上述溫度探測元件和與另一端相鄰接的上述基片加熱用的加熱器這兩者組合;
(5)段(4)定義的基片，其中進而包括了一內裝式的，電學上與上述溫度探測元件和上述基片加熱用的加熱器相聯接的公共電線路;
(6)段(1)定義的基片，其中，上述溫度探測元件是采用一個含有多個相互串聯的二極管的二極管溫度探測器，每個串聯著的二極管其構造本質上與上述接線部分所含的開關二極管的構造相同;
(7)段(3)定義的基片，其中，每一個上述溫度傳感元件至少有一部分是位于該陣列的延伸部分上;
(8)段(7)定義的基片，其中，所述的基片包括了一個排列著多個開關元件的選擇性地驅動多個能量產生元件的區域，還包括了一個處在上述能量產生元件排列地段和上述開關元件排列地段之間的陣列式的接線區域，基片加熱用的加熱器安排在與上述陣列式的接線區域各端部相鄰接的位置上;
(9)段(8)定義的基片，其中，上述溫度探測器是用硅基底構件所組成的，并且，所述的基片還進而包含兩個電絕緣層，這里，上述的基片加熱用的加熱器在這電絕緣層的延伸部分之間形成;
(10)包含著段(9)所定義的基片的液體噴射記錄頭，它包括著生成在基片上用來貯藏墨水的公共墨水室;與相應的能量產生元件相對應的墨水通道，以維持來自上述公共墨水室的墨水;通過它噴射而出用于記錄的噴射出口，其中，至少有一個上述溫度探測元件和一個上述基片加熱用的加熱器其上面部分是位于上述公共墨水室之外，也位于上述墨水通道中墨水維持區域之外;
(11)段(10)定義的記錄頭，其中，上述的陣列式接線部分之中的一部位于與上述基片加熱用的加熱器相鄰的較低的那一電絕緣層上;
(12)墨水噴射記錄裝置，其中，段(10)所定義的記錄頭是可以拆卸式安裝其上的;它包含著電學連接以及溫度控制裝置，這里是用上述溫度探測元件以及與其中一端相鄰接的上述基片加熱用的加熱器這兩者組合來達到溫度控制，也使用上述溫度探測元件以及與其中另外一端相鄰接的上述基片加熱用的加熱器這兩者組合來達到溫度控制;
(13)墨水噴射記錄裝置，段(9)定義的記錄頭是可以拆卸式安裝其上的;這里，上述的公共墨水室具有一容納墨水的部分，該部分延伸到上述接線部分和上述排列著開關元件那區域之間的邊界鄰域，并位于上述排列著開關元件那區域之前;
(14)墨水噴射記錄裝置，適用帶有段(1)定義的基片的記錄頭，它包含著改善該記錄頭的墨水噴射功能的恢復裝置，以及與上述溫度探測元件輸出相一致地來操作所述的恢復裝置的控制裝置。
(15)記錄頭，它包含著容納著一內裝式產生液體噴射所需的熱能的能量產生元件以及提供電信號至上述能量產生元件的電極接線部分的一基片;與上述基片溫度相關連的一功能元件，此處的功能元件也就是一種內裝于上述基片的元件;在上述基片上含有墨水的一公共墨水室，維持著來自上述公共墨水室的墨水并與上述能量產生元件相對應的墨水通道，通過它噴射出用于記錄的墨水的噴射出口;其中上述功能元件的上部位于該公共墨水室及上述墨水通道的墨水維持區域之外;
(16)段(15)定義的記錄頭，其中，制作上述功能元件的材料至少是部分地與這樣一種材料本質上相同，后者至少是部分地用來構成上述的能量產生元件或上述的電極接線部分;
(17)液體噴射記錄裝置，它包含著多個發熱元件的以產生噴射出記錄液體的熱能;記錄頭內所備有的加熱裝置以加熱上述的記錄頭;控制裝置以選擇性地驅動上述能量產生元件產生出這樣的熱量，它不是用來噴射出墨水而是控制該記錄頭的溫度分布;
(18)液體噴射記錄裝置，它包含著多個發熱元件以產生噴射出記錄液體的熱能;選擇性地驅動上述發熱元件的裝置，以產生這樣的熱量，它不是用來噴射出墨水而是控制該記錄頭的溫度分布，該裝置也用在上述裝置的電源閉合和/或記錄開啟信號產生時加熱該記錄頭;
本發明的這些及其他目的、特點和優點，在考慮到本發明的特定具體裝置的以下描述并聯同附圖一起，將會變得更加清楚。


圖1A是本發明一個實施例的液體噴射記錄頭的基片(加熱器板)平面視圖。
圖1B是圖1A的局部放大視圖。
圖2是本發明的液體噴射記錄裝置的透視圖。
圖3表示出了由于噴射故障或類似故障造成的溫升的探測線路。
圖4是溫度隨時間的變化曲線，表示出由于噴射故障或類似故障致使的溫升。
圖5表示出了溫升的探測線路的另一例子。
圖6是溫度隨時間的變化曲線，表示出圖5的線路的運行情況。
圖7表出了溫升探測線路的再一個例子。
圖8是表征在響應溫升探測時鑒別誤動作的步驟的流程圖。
圖9A是本發明另一實施例的液體噴射記錄頭的基片(加熱器板)平面視圖。
圖9B是圖9A的局部放大視圖。
圖10是表征一控制系統的方框圖。
圖11A，11B和11C表出了該記錄頭各個位置上的溫度。
圖12是說明溫度控制步驟的流程圖。
圖13是表征運作的溫度隨時間變化的曲線。
圖14是本發明的另一溫度傳感器平面視圖。
圖15，16A，16B，16C和16D是本表征按本發明減少焊點數目的平面視圖。
圖17是本發明另一實施例的記錄頭的透視圖。
圖18，19A和19B是圖17所示的記錄頭的剖面圖。
圖20是本發明另一實施例的基片、其帶有一些示意性的平面圖。
圖21是表征圖20所示的記錄頭其中一部分的層的結構剖面圖。
圖22是表征另一種業經改進的層結構的基片剖面圖。
圖23A是按本發明經修改的溫度傳感器的剖面圖。
圖23B表出了與圖23A結構相等價的電路。
圖24是圖23A所示的溫度傳感器的電壓降隨溫度的變化曲線。
圖25表出了制作二極管的步驟。
圖26是按本發明一個實施例的記錄頭支架的透視圖。
圖27是使用圖26的支架的液體噴射記錄裝置主要部分的透視圖。
圖28是溫度傳感器的電壓降附液體噴射記錄頭的噴射率的變化曲線。
圖29是用于恢復運作的控制系統例的方框圖。
圖30是表征記錄運作和恢復運作例的流程圖。
圖31表出了在本發明第一種實施例中的溫度控制系統例。
圖32表出了第二種具體實施例中溫度控制例的線路。
圖33是表征第三種實施例中溫度控制系統例的方框圖。
圖34是表明可以由圖33的控制系統提供的基片溫度分布的曲線。
圖35是表征用來提供如圖34所示的溫度分布的溫度控制步驟例的流程圖。
圖36是本發明另一實施例的記錄頭的透視圖。
圖37是控制系統例的方框圖。
圖38A，38B和38C表出了溫度分布的校正情況。
圖39是溫度控制步驟例的流程圖。
圖40是表征這一實施例優越作用的圖。
圖41示意表出了該液體噴射記錄打印機主機和支架之間的電聯接焊點。
參見圖1A和1B，這里表示了按本發明一個實施例的基片(基底構件)。該基片適用于圖2和圖26內的結構，這點以后將加以詳述。如圖1A和1B所示，基片帶有一噴射加熱器部分或區域3，其間排列著若干發熱元件(電熱換能器)。如果參照圖17，則這記錄頭的總結構將更易理解，那里，通過把頂板110與基片102連接建立起液體噴射通道，籍此結合形成了具有噴射出口103的噴射通道，并且，與驅動信號配合，由加熱器106加熱此通道內的液體或墨水，以便噴射出墨水到面對該出口的紙面上。
返回再參見圖1A和1B，溫度傳感器2是這般排列，使得它至少有部分與區域3的縱向端相鄰接。和常規傳感器相反，傳感器2是內裝式傳感器。基片1具有噴射加熱器3和觸點4，采用接線連接技術或類似的技術可以把后者與外部電接線相連接起來。使用與構作噴射加熱器部分3相同的鍍膜工藝過程來構作與該噴射加熱器3相鄰接的溫度傳感器2，圖1B是包含傳感器2的部分B的放大視圖，圖中的噴射加熱器和接線由參考數碼5和6來標識。
既然傳感器2的制作是采用與構作噴射加熱器及接線相同的鍍膜工藝過程，并且它作為是半導體器件制作中采用的一種鍍膜工藝過程，傳感器是能很精確地構作出來的，它們可以由鋁、鈦、鉭或其他中導率隨溫度可變的類似金屬所構成，這些材料也用于基片的另外部分。
例如，這些材料用在基片中下列部分。鋁用作電極;鈦可以用在電熱換能元件(產生熱的電阻層)和其電極之間以增強其間的接合性能;鉭能夠用來覆蓋產生熱的申阻層作為抗氣體腐蝕的保護層。
所示傳感器2具有一種彎曲結構，作為整體提供高阻而不會給基片上的接線帶來不利的影響。傳感器2的輸出可以由觸點4檢出。
具有這種結構的基片可以用來構成一記錄頭，并且用這記錄頭可以構作出液體噴射記錄裝置(墨水噴射記錄裝置)，這些如圖2以透視形式示意表出。
圖2中，記錄頭支架14包含了由上述基片1構作成的記錄頭和墨水容器，它們兩者作為一個部件可拆卸地安裝在記錄設備的支架15上。支架15可沿軸21的長度方向往返，籍此，頭支架14也是可往返的移動，記錄頭噴射出來的墨水到達卷紙園筒19支持的記錄介質18上，滾筒與記錄頭間隙很小，由此，在記錄介質18上產生出象。
根據來自數據源的待記錄的象的表示信息，通過專用電纜16和與其相聯的觸點4(圖1A)，噴射信號逐施加到此記錄頭上。可以使用一個或多個(圖2中是兩個)的頭支架14以滿足待記錄的象的各種色彩要求。
圖2中表出了支架馬達17，用來掃描支架15沿軸21的往返運動，線22是用來傳輸來自馬達17的驅動力到支架15上去，饋送馬達20與卷紙園滾筒19相連以便饋送記錄介質18。
圖3表出了使用圖1A和1B中的傳感器2的輸出的溫度探測電路例。探測器可以安裝在裝置的控制板上并可以用電纜16連到觸點4。
如此圖所示，傳感器2與分壓電阻7及高壓觸點28相連，旨使傳感器2的阻值變化可以轉變成電壓變化。電壓輸出由比較器9與電壓源10所提供的基準電壓相比較，并送至中央處理機單元CPU11，它是圖2這設備的主要部分，在圖2中沒有表出。CPU11鑒別基片溫度是高于還是低于預定的溫度。
圖4表出基片1的溫度傳感器所探測到的可能出現的溫度變化。當墨水在合適條件下噴射出來時，溫度沿著曲線12上升達到飽和溫度。然而，如果由于阻塞或類似原因出現了噴射故障，則熱量便被積累，結果使溫度陡直上升，如曲線13所示。
不同的曲線13表明了不同時刻出現噴射故障時的溫度變化。最左邊的曲線13指示出噴射故障從一開始出現，而最右邊的曲線13則指示出，噴射故障出現在記錄頭基片溫度達到飽和溫度時比較器9的基準電壓VO設置是根據飽和溫度進行的。此時，當基片1的溫度超過量值TO時，該事件便告之CPU11，據此CPU鑒別噴射故障的出現。根據鑒別的情況，中斷其噴射運作，發出警報，利用蓋或類似物開始恢復運作。基準溫度TO是這樣選擇的，在正常的或特定的噴射運作時是達不到這一溫度的，并且它要低于使記錄頭損壞的溫度值。
如上所述，根據這個實施例，溫度傳感器是內裝式裝在基片內，并且，它的制作材料與作為電熱換能器一部分好電極制作材料相同。為了使正確的溫度傳感運作成為可能，傳感器的電阻溫度的變化應線性地變化。當用鋁作為溫度傳感元件時，情況更是如此。
第二實施例參見說明第二實施例的圖5，在圖3所示的線路的比較器9之前備有一微分器31，這便允許監控溫度傳感器2所探測到的溫度變化率，圖6表出了圖5的A，B，C和D各部分的輸出波形。
只要有噴射故障出現，則溫度傳感器的輸出A就突然改變。改變率以微分器31的輸出端B的電壓電平出現。把它與基準電壓(源)10的輸出C相比較，噴射故障信號被傳輸到CPU11。CPU11能夠指示上述的合適動作的響應故障信號的接收。
在這一實施例中，溫度變化受到監控，因而，可以立即探測出噴射故障而無需有為等候溫度達到預定高溫的所需時延。此外，降低了周圍溫度引起的有害作用，因而有效地保護了記錄頭。
第三實施例參見圖7，這里表出了第三實施例，其中基片1的溫度變化率利用CPU11由軟件進行探測，運算放大器33放大溫度傳感器2的輸出并且該輸出輸至一模數變換器34，在這里，數字化的溫度量值被輸入到CPU11。CPU11執行圖8所示的、作為例子用的判別序列。CPU計算這一時刻(步驟S1)和上一個時刻讀得的溫度Tn和Tn-1之間的差，該上一個時刻乃是指在一預定的時間段落之前;根據此差值來鑒別出噴射故障(步驟S3)。
更確切地說，是進行溫度差Tn-Tn-1是否大于預定數值A的判定工作。如果是，則鑒別出噴射故障以立即中斷噴射運作(步驟S5)，并且正如情況可能是這樣，指示恢復運作及報警(步驟S7)。
與第一實施例相比較，這種裝置的缺點在于不同時刻進行溫度比較會造成的時延，但其優點在于基準溫度A可以按要求確定，因此，即使噴射率低從而溫度變化也小，但可以按照噴射率來進行探測。換言之，該控制可靈活地滿足記錄頭的各種運作。
如前所述，按照此具體裝置，溫度探測傳感器直接地內裝在基片上，因而基片的真實溫度和探測到的溫度之間的差值很小，并且探測時延也小。因此，諸如噴射故障或類似故障的溫升或因可以正確地加以校正并快速地鑒別出來，防止了記錄頭的損壞。
溫度傳感器制作材料可以是制作基片其他部分所使用的材料，因而，(工藝中)附加上傳感器的圖案便可以把它作出來了。這樣使制作成本顯著地降低。如果用基片的鍍膜工藝過程可以制作出二極管或晶體管或類似元件，則傳感器2可制成是上述這種二極管或晶體管或類似元件的形式。
參見圖9A，9B，10，11A，11B，11C，12和13，這里將描述另一種具體裝置，其中，基片的溫度分布是利用溫度傳感器來控制的。如圖9A和9B所示，一個體溫加熱器8旨至加熱整個記錄頭或基片1，它被加入到圖1A和1B所示的結構上去。
按照本實施例的體溫加熱器8的構作材料，它可以與噴射加熱器5的發熱電阻層(例如，HFB2)材料或構作此基片上各類元件或接線的材料，例如鋁，鉭，鈦及類似金屬材料相同。使用這類材料的一種或多種，采取構作此基片上各類元件和接線或類似物的相同工藝過程，可以構作出此種保溫加熱器，因而制作成本不會增加。
記錄頭可以用這具體裝置的基片1構作出來，如圖2所示的液體噴射記錄裝置(墨水噴射記錄裝置)亦可以使用這樣一種記錄頭構作出來。
這里的記錄頭和記錄裝置的基本結構與第一實施例的相同，為簡單起見這里略去了詳細說明。
圖10表出了使用圖9A和9B中所示的傳感器2和保溫加熱器8的溫度控制系統例。該控制系統可以安裝在控制板或類似物上，并可通過圖上沒有表出的電纜經由觸點4與傳感器2和加熱器8相連。
微計算機CPU11其功能是執行各過程步驟，這些將結合圖12在后面進行說明。CPU包括一個存貯著諸如執行各過程步驟的程序的這種固定數據的只讀存貯器ROM。還可以提供CPU11獨立地執行這具體裝置的溫度控制，或者通常與圖2所示的裝置的主控系統一起使用。
溫度傳感器2把能量提供給輸入部分200，該輸入部分作用是把其(前級)輸出改變成CPU11能接受的信號并進而把該信號提供給CPU11。加熱器的驅動器800其作用是提供能量給保溫加熱器8。
參見圖11，這里，為更好地理解本發明，將描述基片的溫度及記錄頭周圍溫度。為了能以高分辨率完成象的記錄工作，記錄頭的基片1備有大量電熱換能元件，其功能是作為產生出噴射液體所需能量的那種元件。為了幅射出這些熱，基片1緊密地與鋁制的或類似金屬所制的基底平板9相接觸且平板的尺寸大于基片，如圖11A所示。如圖13所示，用這樣的結構，在基片1的噴射加熱器5，基片的另一部分(例如傳感器2)以及鋁制的平板9它們之間存在著溫差。噴射加熱器所在位置A的溫度TA，基片的另一部分所在的溫度TB以及鋁平板上的溫度TC它們的值是這樣TB和TC的溫度值遠低于TA，如圖11B所示。另外，這一差值如圖11C所示是隨時間而不同。可以理解到，這些溫度曲線表明著鋁平板9的溫度變化具有暫態的時延特點。
在備有溫度傳感器的常規記錄頭中，最常用的是熱敏電阻。由于熱敏電阻要占據相當大的空間，通常它安裝在鋁平板9上。此時，圖11B可以清楚，所探測到的溫度與直接影響著噴射性能的噴射加熱器6的鄰近溫度有很大差異，所以，以高精度得以使良好記錄進行的完善探測工作變得困難。
在該實施例中，溫度傳感器2排列在與圖11A中位置B相對應的位置上，具體地說是把溫度傳感器安排在緊接著噴射加熱器陣列的兩縱向端。這些，由圖9A便很清楚。如此便能達到非常高的精度的探測。
參見圖13，此處將深入描述該實施例，其中表示出，當溫度是按該實施例的控制步驟加以控制時，A、B和C處各位置的溫度隨時間變化的情況。按照圖12所示的流程圖運作，則備有噴射加熱器的位置A的溫度TA被控制在溫度T3和溫度T4(T3＜T4)之間的范圍內。圖12所示的過程可便在所希望的時刻開始。一俟開始，則在步驟S1便讀出傳感器2的輸出，這里要說明該輸出是否大于溫度T2，此處T2溫度值小于T3溫度值。如果不是，執行順序便轉向步驟S5，在S5作出判斷傳感器2所探測到的溫度是否低于溫度T1，此處T1溫度值小于T2溫度值。
當在步驟S5的判定結果是否定時或者在步驟S3的判定是肯定時，則在步驟S7便停止加熱器8的供能。當在步驟S5的判定結果是肯定時，則在步驟S9進行加熱器供能。
利用這種方式，位置A的溫度可以控制在T3-T4之間。為了使溫度傳感器在位置B所探測的溫度處在T1和T2之間的范圍內，此處T1、T2均低于T4，由加熱器的驅動器所驅動的保溫加熱器8的供能要加以控制，這點是可理解的。
液體噴射記錄系統的液體噴射特性受溫度的影響，因而，著重保持位置A處的溫度恒定以求穩定其噴射特性，從而也穩定了記錄的質量，此處位置A對應著這樣一種位置其間對噴射出墨水有影響的熱能在對墨水產生著作用。很清楚，如果在位置B的溫度是由溫度傳感器2進行測試，則位置A的溫度變化便限于溫度T3和T4之間的范圍內了。并且當溫度達到T2及溫度達到T1時，則分別對保溫加熱器8中止供能和供能。
按照該實施例，保溫加熱器及溫度傳感器這兩者處在同一基片上，更確切地說它們如圖9所示，排列成與噴射加熱器陣列的兩相對端相鄰，顯著地改善了溫度控制精度。
既然在位置A和位置B之間的溫度存在著緊密的關系，該實施例的系統便能容易地正視基片1內生成的溫度梯度(問題)了。
反之，圖13所示的位置C的溫度變化不能快速響應，因而它與位置B的溫度不成比例關系。
以下描述制作本實施例記錄頭的方法。首先，制備出多晶硅基片，并在基片上形成防止噴射加熱器誤動作的二極管。把現在帶有二極管的基片表面進行熱氧化生成二氧化硅層，其功能是作為熱積集層和絕緣層，再通過刻蝕制出接觸用的孔。然點，用濺射方法生成硼化鉿層，其功能是作為產生熱的電阻層。在此基礎上進而生成用于構作信號接線，溫度傳感器以及保溫加熱器鋁層，然后再進行合適的布線圖案工作。結果，產生出多個噴射加熱器(電熱換能器)，鋁制的信號接線，鋁制的溫度傳感器以及鋁制的保溫加熱器。
然后，用化學氣相沉積法(CVD法)在整個表面上生成二氧化硅層，其功能是充作上述各元件及接線的絕緣保護層，進而在這一層上，生成充作抗氣蝕層的鉭(Ta)層以及防護墨水用的光敏樹脂層。
最后，安裝上帶有凹口部分以生成墨水噴射出口及墨水通道的頂板，則此記錄頭便制作出來了。
如前所述，按照該實施例，溫度探測傳感器和保溫加熱器是按集成方式制作在基片上的所指定的位置，因而降低了溫差和探測時延，因此溫度控制便是快速和精確的。這樣一來，消除了不合適的溫度控制造成的象的非均勻密度及墨水噴射故障。
由于溫度傳感器及保溫加熱器的材料是與基片的鍍膜工藝過程所用的一種或多種材料相同，所以只需添加入與這些元件相應的布線圖案便能夠很容易地把它們制作出來。制作成本顯著地有所改善。這些元件的位置和數量也可以相當自由地加以選擇。但是，最好是把溫度傳感器排列在如圖1A和9A所示的位置上，而加熱器則安置在相應傳感器之外(遠離噴射加熱器)。
圖14中，熱敏元件2(類似于發熱元件的加熱器5)均是用電極1b來接線的，并通過連接技術及類似技術與印刷電路板6作電連接。采用光刻工藝把熱敏元件2生成在正確的部位上。
在該實施例中，如果熱敏元件2的材料與熱量產生元件5的材料相同，則鍍膜工藝過程以及鍍膜裝置可以簡化。
此外，由于薄膜溫度傳感器的熱容量極其小，因而熱響應非常迅速，加之光刻方法能使溫度傳感器正確地定位，使得記錄頭的溫度控制能以很高的精度發揮作用。
在上述的液體噴射記錄頭中，充作溫度傳感器用的熱敏元件2生成在用于噴射加熱器元件的基片1a上，也就是說，在帶有發熱元件5的同一基片上。因此，溫度測量可以在更靠近待測部位的位置上進行。
另外，溫度傳感器系用薄膜技術制成，該傳感器自身的電容量極小，結果是熱響應非常快。
電極1b和熱量產生元件5鍍有一保護層(圖上沒有表出)以防止液體(這以后作說明)，保護層的材料可以是諸如SiO2，Ta2O5，Al2O3之類的氧化物，諸如Si3N4和AlN的氮化物以及諸如AlC的碳化物或金剛石形態的碳。
熱敏元件2可以是一種具有溫度探測功能的電阻。它最好能呈示出這樣的電阻性質，該電阻主要采用諸如鎳和鈷的氧化物，隨溫度上升而顯著變小。
隨著單位面積上噴射加熱器或作保留、提供液體用的液體通道數量的增加，則構架內的接線尺寸減小，并要增加若干接線。因此，構架內的接線數目以及基片的焊點數目最好盡可能地少。然而，當基片包含著一集成的保溫加熱器及溫度傳感器時，構架的接線和焊點還需另外地加以補充。
參見圖15、16A、16B、16C和16D，這里示出了一個實施例，其中考慮到以上各點將保溫加熱器和溫度傳感器合適地安置在加熱板上，簡化了加熱器板上的接線以及使用該加熱器板的記錄頭，并減小了其尺寸。
根據該實施例，備有一液體噴射記錄基片或記錄頭，它包含著產生用于噴射液體能量的能量產生元件以及實施異于該能量產生元件的功能的各種功能的多種功能元件，這里，能量產生元件及功能元件制作在同一基片上，且此多個功能元件的單側接線在基片上是公用的。根據這一結構，這多個功能元件(例如，溫度傳感器和保溫加熱器)之任一個，它其中一條接線是和另一個元件公用的。例如，通地的接線是作成公用的，這樣便可以減少外校準用的電極觸點數目。
與圖9B相類似，圖15的保溫加熱器8的構成材料可以與噴射加熱器5的發熱電阻層的材料相同(例如HfB2)。但是，在圖15中，它是由諸如鋁，鉭或鈦這另一類材料構作成的。它的一端電極接線是取作傳感器2一端的接線來進行聯接的。這點在圖16A、16B、16C和16D中表出。以下比較圖16A的安排與圖16B的安排，特別比較焊點的數目。圖16A表出了按本發明一個實施例其加熱器板的主要部分，其中，通地的印刷接線，對于處在噴射加熱器所在的部分30左、右位置上的溫度傳感器2和保溫加熱器8是公用的。
在這一圖中，印刷接線2A和8A提供能量至溫度傳感器2和保溫加熱器8。它的焊接點由參考碼2C和8C來描述。通地的印刷接線28B是公用的。焊接點28G的構成是用來接地。由參考數碼30所標識的區域包含著噴射加熱器3及其接線，驅動器和電極焊點。
與圖16B的安排相反，其中，通地接線2B和8B不是公用的而且構作出電極焊點2G和8G用于各自的接線，這里，按本實施例的溫度傳感器及保溫加熱器所需的焊點數目每側減少了三個，兩側就減少了六個。這樣，便簡化了與連接構架相接合的步驟，也減小了加熱器極1的尺寸。
當使用這具體裝置的上述結構來探測溫度或保持加熱器板1的溫度時，它們按不同的定時方式進行激勵或供能，例如，按一種時間切換方式。
在這種結構中，為了把兩側的通地接線成為公用、作成是單一接線28G，還可以把接線進一步作安排，辦到這一點，則可以把焊點數目還再減少一個。合適地選擇定時方式可以分離地驅動兩個傳感器和兩個保溫加熱器。
在此例子中，通地接線作成是公用的，但也可以把電源側作成是公用的而把接地側搞成是分離的。此時，在到控制系統的接地線中備有開關，這些開關選擇性地開啟和關閉以有選擇性地驅動溫度傳感器2或使保溫加熱器8供能。
圖16C和16D示出了附加的修改措施。在圖16C里，左面和右面的溫度傳感器的通地印刷接線2B作成是公用的，于是備有單一的電極焊點2G′。在圖16D中，保溫加熱器8的通地印刷接線8G作成是公用的，構成了單一的電極焊點8G′。
與圖16B的結構相比較，電極焊點的數目減少了一個，可以同時地驅動左面和右面的溫度傳感器2和保溫加熱器8，或者采用不同的定時方式分離地進行驅動。在這些例子中，如同和圖16A相關的至此所描述過的那樣，電源側作成是公共的，而接地側作成是分離的。在本例中，在到控制系統的接地線中也備有開于，這些開關適當地開啟和關閉以便有選擇性地驅動或供能至左、右溫度傳感器和保溫加熱器。
在加熱器板的結構里，可以把圖16C的結構和圖16D的結構組合起來，前者的左、右溫度傳感器2在一側具有公用的印刷接線，后者的左、右保溫加熱器8在一側具有公用的印刷接線。再涉及一下圖16C的結構，保溫加熱器8及接線可以在加熱器板外面構作。至于圖16D的結構，溫度傳感器2及其接線可以在加熱器板外面構作。
如果具有某種功能或具有異于噴射能量產生元件的功能的多個功能元件，也與噴射能量產生元件那樣制作在同一基片上，則結合圖15至16D所描述的實施例都是應用的。作為另一種功能元件的例子，有一種珀爾帖效應元件或類似元件用以冷卻加熱器板。
在上述記錄頭中，電熱換能元件和其他相關的功能元件高密度地安排在一起，因此，在陣列式接線部分和二極管部分里產生的熱量會累積起來或傳送掉。
參見圖17和圖22，這里表出了一個實施例，它的優點是利用了這些熱量來預熱液體。按照這個實施例，電熱換能元件所安置的區域與功能元件所安置的區域是分開的，于是，墨水室延伸開來覆蓋著陣列式的接線部分，但排列在基片上的電熱換能器所在的那部分除外;它還覆蓋著排列著功能元件那部分區域中的至少其中一部分，這樣，電熱換能器產生的熱量對功能元件的影響便減輕了。
在基片上，電熱換能元件、接線及功能元件從一側按指定的次序排列，且公用的墨水室(對各噴咀是公用的)延伸到電熱換能器元件的上方。一般更愿意把這個公用墨水室延伸到直接處在安置著功能元件的區域的緊前方。利用這種結構，電熱換能器產生的部分熱量對功能元件造成的影響降低了，并且，在記錄頭中對這些熱量的熱積累作用，受到墨水的熱吸收以及墨水噴射造成的積熱而減小了。
參見圖17和圖18，這里示出了該實施例的記錄頭的分解透視圖和縱向剖面圖。一般由參考碼101所標識的加熱器板備有一前述的未示出的保溫加熱器和溫度探測傳感器。它包括著基片102，墨水噴射出口103，為產生出在液體內能形成氣泡所需能量的電熱換能元件，接線電極105，發熱電阻106，陣列式接線107，含有排成陣列形多個功能元件的驅動電路108，電極焊點109，頂板110，墨水通道111，供所用墨水通道用的公用墨水室，以及供墨水的一個或多個出口113。
從這張圖很易了解，記錄頭是通過把加熱器板101和頂板110兩者連結而構成的。加熱器板101主要由以下三部分構成第一是安置著電熱換能器部分114，其中多個電熱換能元件104按陣列排列;第二是驅動電路即部分108，它包含著供各電熱換能元件用的功能元件;第三是陣列式接線部分107，其中，按陣列方式安排的接線建立了每個電熱換能元件104與相應驅動電路108的聯接。這幾部分都制作在用硅或類似材料制成的基片102上。頂板101備有相應數量的凹槽和一個能與所有凹槽交通的公共凹口，其中，凹槽具有預定的構形和尺寸來提供墨水通道111，把墨水供給安置有電熱換能元件那部分和公共的墨水室12。
頂板凹槽的間隔構作得與電熱換能元件104的間隔相同。這樣一來，將加熱器板101和頂板101連結在一起，使得凹槽對著相應的電熱換能元件104，逐形成了多個墨水通道111且這些通道的一部分是具有熱作用區域115，也形成了公共墨水室112以把墨水供給墨水通道111。在頂板110的頂端，備有一個墨水進口讓墨水供給這公共墨水室112。
位于加熱器板101上的電熱換能元件104包含著各元件公用的公共電極;與晶體管集電極相連的電極105，該晶體管充作構成驅動電路108的功能元件;連結在這公共電極和電極105之間、對墨水供熱的發熱電阻106。而且，在安置著電熱換能元件那部分114的整個區域上備有一電絕緣的保護層(圖上未示出)，并且其上還有一抗氣蝕層(圖上未示出)。在驅動電路部分108，有三極管(功能元件)安置在基片102的表面部分上。
在上述的結構中，按照供給驅動電路那部分108的功能元件的信號，有選擇性地驅動電熱換能元件，這里供給功能元件的信號又是與正在記錄的數據相一致的，于是對此信號響應，噴射出墨水。
在加熱器板101上，安置著噴射出口103，安置有電熱換能元件的那部分114，陣列式接線部分107，驅動電路部分108以及從墨水噴射側按指定次序安置的電極焊點，這樣便提供出電熱換能元件和驅動電路那部分相分離的一種結構。對于這種安排，電熱換能元件所產生的熱對于功能元件的影響便減小了。公用的墨水室112延伸到陣列式接線區域，室內的墨水起作用，減小了記錄頭內的熱量累積，這點在后面再說明。
墨水室延伸到陣列式接線區域的后方并到達驅動電路之跟前，從而，墨水室內的墨水量足以提供出這樣一種程度的積熱作用，使加熱器板的熱積累不致影響每個功能元件，這樣便能在長期記錄時，以良好記錄質量和高可靠性對所饋入的記錄進行運作。此外，其優點乃是無需另外的裝置來減小熱積累，而且記錄頭的制作成本也不增加。
圖19A和19B是剖面圖，用來比較墨水室的大小不同時降低熱積累的效果。在圖19A中，墨水室小于上述實施例的墨水室。在這種結構里，當記錄工作長期持續時，降低記錄頭內由于電熱換能元件生成的熱量所造成的熱積累，有時是不充分的，引起的后果是功能元件受到這些熱量的不利影響，裝置會誤動作。基于此因，這種安排只能在低速記錄裝置或低檔次記錄裝置內使用。
在圖19B，墨水室被進一步延伸，覆蓋著驅動電路那部分。利用這種結構，減輕熱量的積累以及熱釋放效果都是充分的。但是，應該注意到，在驅動電路部分，接線由于密度高而變得復雜，也難以進行保護層的階梯形覆蓋，因而，較之其他部分而言更容易出現保護層的缺陷。所以，若保護層相當好，則圖19B的安排是完全可以的。可是，在沒有保護層或者是廉價的保護層時，必須防止電極間通過墨水造成短路的可能性。從以上所述，液體室的最優延伸方案如圖18所示。
在上述實施例的說明中，把構成驅動電路部分的功能元件說成是具有開關功能的晶體管。然而，對于功能元件是一個備有信號放大設施的二極管陣列的場合，本實施例也是適用的，這里，放大裝置及二極管陣列由周知的方法制備。
圖20表明了一個實施例，其中結構的確定是考慮到記錄頭的溫度和熱學條件，在這具體裝置中，使用了二極管傳感器來取代圖9A中的溫度傳感器2。帶陰影線的區域110是公共墨水室與基片1相接觸的區域，特別是，它對應這公共墨水室垂直壁(與熱量的延伸方向垂直)的橫截面。這具體裝置中，產生液體噴射所需熱能的一組元件3G乃是由八個電熱換能器2組成，這樣的八組元件安置在噴射加熱器區域3內，所以這具體裝置用到64個電熱換能元件。所提供的驅動器二極管電路部分624G旨在按時間切換方式驅動這64個電熱換能器，其中，二極管和電熱換能器相互一一對應。圖上沒有示出接線，但它與圖17所示的接線相似。在本圖中示出了八條水平電線路，它們便是圖17所示的陣列式接線的水平部分。與電路線(1)相連接的是八組3G中最左面那一組電熱傳感器;八組3G中，從左面數，位于第二位那一組與第二條電路線(2)相聯接;第三位那組則按類似方式與八條電路相連。圖中用參照碼105C部分地表示出了一些觸點，在用參照碼109G標識的區域內，備有如在圖16A、16B、16C、16D和圖17中所示的焊點結構那樣的若干焊點。對于接觸區域110，垂直壁是這樣地安置以能把噴射加熱器區域3圍繞起來。接觸區域乃是由以下三部分構成位于中央的、與噴射加熱器區域內中心的32個電熱換能器相平行的平行部分;延伸到焊點區域109的側面部分;把這兩者以某一角度連接起來的斜向部分。因而，由接觸區域110所規定的公共墨水室覆蓋了陣列式接線部分107的絕大范圍。接線部分107的其余則位于該接觸區域110(垂直壁的橫截面)右下方，所以，整個接線部分107所產生的熱量基本上被公共墨水室及其內的墨水所吸收，所以它備有圖18這類排列所具有的好處。
公共墨水室的壁一般是由合成樹脂材料或玻璃(SiO2)組成，從而改善了對接觸區域110的覆蓋作用。垂直壁乃是用連結劑從壁外對它進行連結，已經證實，縱然會有少量液體進入垂直壁底和基片頂部之間不可避免有的間隙之內，但絕不會出現漏電(從垂直壁外施加的連結劑并不會全部擴展到垂直壁的內部)，故它基本具備如同圖18那種結構的相同作用。
在圖20中，二極管傳感器2，基片加熱器8建立在基片1內，因而保證了正確的溫度傳感和有效的加熱。在這實施例中，這些元件部分地受公共墨水室與基片間的接觸區域所疊蓋，但從整體上看，它們是位于此公共墨水室之外。這就是說，液體并不存在于這些元件的上面，所以這些元件主要是對基片1作用。還要附加一點，如果至少有一個溫度傳感器的基片加熱器滿足這種位置關系，則就會有相應的良好效果。
參見圖21，傳感器2和加熱器8位于基片的層狀結構的內部，它們受上下方的熱絕緣層所覆蓋，這樣一來，溫度傳感和加熱作用不受干擾。
再回到圖20，公共墨水室其幾何構形使得對應于中心電熱換能器和對應于陣列式接線部分的液量大于在兩側的液量，從而，改善了自中央部分的熱傳輸，另一方面，由于液量相當小(換能元件和此公用墨水室垂直壁內部的距離相當小)，改善了加熱器8的溫升速率。所以，當使用與圖28至圖40相關描述的加熱器控制時，這種安排是特別有效的。從圖20可知，每一組內電熱換能元件的數目以及組的數目都是可以增加的。
重新參見圖21，其左圖(A)表出了由噴射加熱器區域3的電熱換能器(足夠使薄膜變成滾熱生成氣泡)以及加熱基片1用的基片加熱器8所組成層狀結構詳圖，右圖(B)則表出了圖20的二極管傳感器2的層狀結構以及在二極管驅動電路部分其中的一個二極管624G。從此圖可知，基片1有三層，即由諸如SiO2這種電絕緣材料構成的、位于由Si材料薄膜充作基底的第一絕緣層203，第二絕緣層201以及第三絕緣層200。這些層的厚度T1、T2和T3滿足T1＞T2＞T3，且總的厚度為2.0-4.5微米。在區域A中，電阻層HfB2是噴射加熱器5或基片加熱用的加熱器8的電阻層。HfB2電阻層的上面安裝著一對鋁電極用來提供傳來的電信號。這一對電極也可以是位于電阻層之下的一層。無論在什么場合，這一對電極A1以及HfB2電阻層都是夾心在第二絕緣層201和第三絕緣層200之間，所以，在這里面產生的熱，傳輸到這兩層201和200中去。至于噴射加熱器5，決定把到較低層201的熱傳輸用于在層200的液體(墨水)內，通過熱能有效地把薄膜變成滾燙。在這具體裝置中，加熱器8位于層201之上，其熱能充分地供向層201，借此，熱分布達到預期的穩定。加熱器5和8都是以相同的結構、通過相同的鍍膜工藝過程在預定的位置上制作而成，因而確保了以上的由優點的效果。
圖21的(B)圖內表出的二極管結構，對于連向噴射加熱器5和連向獨立的二極管傳感器2這兩者的夾心式二極管624，均是公共的。該二極管安置在第二和第三絕緣層201及200的下方，是為了利用S1基底層和第一絕緣層203的變薄部分(其厚度是T4，小于T1)。由于有在傳感二極管上面的絕緣層201和200，傳感二極管便能夠探測出S1基底層的溫度，基本上不受周圍條件的熱影響。所以，即使是稍微的溫度變化，此二極管傳感器也能線性地加以響應當溫度傳感器是由前面描述過的、與圖1B及圖9B相關的電極型溫度傳感器所構成時，則圖中部分(A)的Al電極在第二絕緣層上構成了此傳感器，于是便能正確地進行探測。無論在何種場合，溫度傳感器應包括含在基片內的電熱換能器及開關二極管或晶體管它們結構的一部分或全部，藉此實現優良的溫度探測。
倘若對Al溫度傳感器和二極管或晶體管傳感器作一番比較，從構作的難易程度及控制效果的立場來看，后者的優點在于它更靠近基片的Si基底層。
以下說明用二極管進行的溫度探測工作。二極管包含著一正向電壓降VF。一般說來，正向電壓降VF有賴于溫度;于是它是隨溫度而變化，利用這種變化，則便能探測出溫度變化。
正向電壓降VF也依賴于流經二極管的電流的密度。如電流恒定，則二極管34的正向電壓降上取決于溫度。這就是說，在電壓降VF和溫度之間存在著以下關系VF＝(KT/q)ln(IF/Is) (1)式中K是玻耳茲曼常數，q是電子電荷量，這些值都是常量;Is是p-n結區域提供的不變電流，IF則是正向電流，T是絕對溫度。
所以，固定二極管的正向電流IF，則正向電壓降VF就只是溫度T的函數，它是VF＝CTC＝(K/q)ln(IF/Is) (2)圖22表示了一種具有公共墨水室的記錄頭，室的結構與圖17-20所描述的相同。在基底構件620上形成含有電墊換能元件的加熱器部分601，陣列式接線部分630和二極管部分624(功能元件)。該實施例中的基底構件620是由n型硅基底構成。基底構件620可以是在n型硅基片上通過外延生長形成P型或n型層，或者在P型硅基片上通過外延生長形成P型或n型的這些基片來制成。
在基底構件620內，制成加熱器部分601、陣列式接線部分630和二極管部件624的這一區域，考慮到加熱器部分601的驅動電壓持續可靠，它應具有高阻值。如果此區域是由外延生長制成，可以通過控制例如其中的雜質含量來改變其電阻(電阻率)。
上述雜質，舉例來說是屬于周期表內第三族的材料。如硼或鎵，這適合于要求p型的場合;當要求是n型時，則是屬于周期表內第五族的材料，如磷或砷。雜質含量傾向是1×1012-1×1016cm-3，最好是1×1012-1×1015。加熱器601下面的熱積累層603-1和602-2的材料較合適的是從呈現良好熱積累和絕緣性能的材料中選擇。可用材料的例子是以下材料的氧化物硅、鈦、釩、鎳、鉭、鎢、鉻、鋯、鉿、
、釔、鎂、鋁、鈣、鍶、鋇、硅、鋁、硼和鉭的高阻氮化物。除了這些無機物材料外，諸如環氧樹脂材料、硅樹脂材料、氟化樹脂材料、聚酰亞胺，聚乙烯對苯二酸或光敏樹脂材料這類有機材料都是可用的。它們制成單層或多層。在這些材料中，優先采用硅的氧化物(例如SiO2)或硅的氮化物(例如Si3N4)。
加熱器601具有圖案形的結構，它含有發熱的電阻層和一對電極，制備在絕緣層上。發熱層的數目和待記錄的圖象元數目相對應，例如，此值與噴射出口的數目一樣(NXM，此處N和M均是不小于2的整數)。
可用于發熱電阻層的材料例如是以下的金屬如鉭，鎳，鉿，鋯，鎢，鋁，鉬，鎳，鉻或鈀;它們的合金或其硼化物。
陣列式接線部分630包含著生成在熱積累層603-1上的N條公共信號選擇線602-3;生成在此N條公共信號選擇線602-3上的熱積累層603-2，它用作層間的絕緣層;NXM條單獨的信號線602-1及NXM條單獨的信號線602-2，它們都制在絕緣層603-2的上面。它具有多層布線結構。
每一信號選擇線602-2都與其中一個電熱換能元件的一個電極相連，并且通過在熱積累層603-2上制成的接觸孔，與公共信號選擇線602-3的一條相連。每一信號選擇線603-1都與其中一個電熱換能器的另一個電極相連，并且通過在熱積累層603-2上制成的接觸孔，與二極管部分的陽極相連。
按三維方式布置相交叉的連線，可以減小接線所占據的面積。二極管的數目和加熱器的數目(NXM)一樣多，生成在基底構件620上面。在本說明書中，元件均稱為“形成或制成在基底構件或基片上面”，即使它們是位于基底構件或基片內部也是按如此說法。
通過這種安排，避免了當選擇M組中之一組時，電流錯誤流經未被驅動那一組內的加熱器。
該實施例中的二極管包含著低雜質含量的p型高阻區(p.區)621，在p區621內備有的p型低阻區(p+區)622，后者與陽極602-c作歐姆接觸并具有高雜質含量。這些區構成了二極管的陽極區。二極管還包含著在p區621內備有的n型低阻區(n區)623，它具有高雜質含量并作為是二極管的陰極區。這些區構成了一個元件。二極管的極性決定于施加在加熱器601上信號的極性，如果它呈現良好的整流性質那則就夠了。
在圖22的結構中，陣列式接線部份630安置在加熱器部份601和二極管部份624(功能元件部份)之間，從而可以合適地決定加熱器部份和二極管部份之間的距離，以避免熱影響。
沿著基片厚度的方向，熱積累層是作為處在陣列式接線部份內層間的絕緣層來使用的。所以它們可以按同一工藝過程制成，于是整個層結構并不復雜。另外，從熱積累區(發熱電阻層)到二極管這些層之間存在著金屬接線(傳導層)，既然如此，熱量便會均勻地適當地擴散開，所以，熱傳輸特性是好的。再者，陣列式接線部份內的低層接線是形成在熱積累層之上，結果是施熱的表面、也就是構成墨水通道的那表面不那么階躍不平，也就是說較為平滑，這樣使通道的設計變得較容易了。有效地利用價值昂貴的單晶硅基片上的面積，促使降低記錄頭的尺寸，簡化結構以及降低成本。
在包含著加熱器部分、陣列式接線部分以及二極管部分的基底構件的表面上。備有保護層604，它具有良好的電絕緣特性和良好的熱傳導率。
與加熱器601鄰接的保護層604上備有抗氣蝕層608。類似地，在陣列式接線部分和二極管部分備有最上層607。
保護層604和最上層607的制作材料可以與熱積累層的相同。如對保護層604及最上層607使用不同的制作材料，則實現了功能的分離。可用作抗氣蝕層608的材料例如是金屬諸如Ti，Zr，Hf，Ta，V，Nb，Cr，Mo，W，Fe，Co，Ni，及其合金，這些金屬的碳化物、硼化物，硅化物及氮化物。
參見圖23A，23B和圖24，這里表出了溫度傳感器2的另一例，其中多個二極管是串聯著的。在圖23A，溫度傳感器包含著圖21所示的五個二極管，鋁電極把二極管624a-624d的p區和n區連結起來建立起這些二極管的串聯關系，并且提供了用于外接線的觸點。絕緣層203由SiO2構成，生成在記錄頭基片1的頂部以使電極間的電絕緣起作用。由下可知，鋁電極105把五個二極管624a-624d串聯起來，圖23B表出了圖23A這種結構的等價電路。從這個圖可知，總的正向電壓降VF是V1-V2＝VFa+VFb+VFc+VFd+VFe，式中的VFa，VFbVFc，VFd及VFe分別是二極管624a，624b，624c.624d和624e的正向電壓降。
圖24看出了當把上述的溫度傳感器組合入記錄頭中時，根據正向電壓降V測得溫度的結果。由圖上可知，當記錄頭的溫度在0-50℃之間變化時，電壓降V在3.0-2.5V間變化，亦即的電壓變化有0.5V那么大。因此，利用多個串聯著的二極管可以提供出更大的電壓變化。
圖25表出了制作圖23所示的、在n型硅基片上的二極管陣列的工藝步驟，雖然這圖上只示出一個二極管。在步驟(2)，SiO2的絕緣層92在n型硅基片23上按圖案形成。在步驟(3)，(4)和(5)，利用掩模圖案方法，對已擴散有p型材料的井型區域的層93進行摻雜，于是，在p井的層93中摻雜有p+層94和n層95。在步驟(6)，絕緣層96按圖案形成在由此制得的半導體之上。在最后步驟(7)，鋁電極接線105按圖案生成。
在這個例子中選擇了五個二極管，但二極管的數目并不受限制，把兩個或多個二極管連接起來，從而改進了探測精度。
圖26是一支架式液體噴射記錄頭裝置500的透視圖，記錄頭和墨水容器兩者作為一個部件包含在此裝置內。在該實施例內，帶有各種元件502的基片501(硅基底平板501)與頂板510結合成一整體形成墨水通道和公用墨水室，此處基片501是通道和墨水室的一部分。這個整體固定在支架上，這樣，基片上用于電連接的焊點便與支架上的對應焊點相連通起來。支架接線連向在支架凹口上制成的輸入觸點504。參考數碼505標識著電熱換能器積放熱能的區域;503則標識著一組液體出口。
參見圖27，圖26的液體噴射記錄頭支架500安裝在記錄裝置或打印裝置內，這裝置包括著支架50，支架導軌51，提供來自記錄裝置主機的電信號和電壓的活動電纜53，帶罩的裝置54，罩55，吸管56，抽吸泵57，卷筒滾筒52，如圖所示。P表示記錄紙把頭支架500裝入到支架50的位置上，這樣便建立起機械定位，也建立起輸入觸點504和支架50相應觸點之間的連接。利用圖上未示出的驅動裝置，支架50可以在導軌51上往返。
以下對一個恢復運作例子進行描述，該恢復運作是對與圖1A和圖1B相關描述過的探測作出的反應。仍參見圖27，帶有罩55的帶罩裝置54，當頭支架500通過支架50的移動進入帶罩位置時，自動地用罩55把頭支架的噴射出口罩住。在罩著狀態時，若讓抽吸泵57運行，則墨水通過頭支架500的噴射出口被抽吸出來。被吸出的墨水流向吸管56，這樣，頭支架的功能乃被恢復或維持。
頭支架的結構并不限于帶有墨水容器的這種結構，但記錄頭可以簡單地固定在支架50上，然后墨水通過墨水供應管從墨水容器中取得。在本發明的精神內其他改型也是可以有的。
帶罩裝置的功能是吸墨水，但不限于此，如果它能維持此(記錄)頭的功能以及從噴射故障或不良的噴射狀態恢復，則它可以有其他結構。此帶罩裝置并非是必需的。然而，為了確保正確的記錄，最好還是利用帶罩裝置。
參見圖28-40，下面將對利用到上述記錄頭500的其他具體裝置其溫度傳感或類似問題進行詳細說明。
首先參見圖28-30，與圖3和圖5有關描述的基準溫度是60℃，因而要把基準電壓Vo設定得能探測等于或高于60℃的溫度。
在正常的記錄模式中墨水是噴射的，如圖28所示，噴射率及溫度變化比值VT之間存著一預定關系，正常記錄時，根據數據可以確定每一條記錄線的平均噴射率，該數據乃是包含在一個存貯著一條線數據的線形緩沖器內，如果在ROM或類似元件內存貯入一專用表格，則就能確定對應于平均噴射率的正常溫度變化VT。然后，比較此正常VT的電平和輸出B(圖5)。若后者比前者大1.5倍(考慮到可能的誤差)，則判定是出錯。對此的反應便是開始以后要談到的應急運作。
CPU110采用微計算機形式，也用于主控制。溫度狀態探測部分510包含著與圖3和圖5相關說明過的溫度探測電路。在圖3的結構中，當T≥60℃時產生表示出錯的探測信號。在圖5的結構中，產生出溫度變化率數據。ROM520存貯一個用于各過程步驟的程序，這些步驟以后要參照圖30以及一些固定數據進行說明，此處，固定數據是指溫度探測器510具有如圖5那種結構時，表征圖28數據的那些表格。RAM530(隨機存貯器)包含著一數據區域，用于存貯要作記錄的一頁數據、或用于安排一行數據，它還包含著用于處理和控制的工作區域。
用參考數碼540標明的是一噴射恢復裝置，它平時的位置是位于記錄范圍之外。它可以含有一個如圖27那種抽吸機構或供壓機構，以將壓力供向記錄頭500的墨水供應系統把墨水排出。
告警設備550可以包括諸如LED(發光二極管)的顯示裝置或諸如蜂鳴器的發聲裝置。或這二種裝置。主掃描機構560的功能是在記錄期間將支架50作掃描式運動。它含有一個馬達或類似物。亞掃描機構570含有一馬達20以傳送記錄紙P。
參見圖30，下面描述圖29的裝置運作時的各過程步驟。圖中，流程圖(A)是一個一般性的完整流程圖，而流程圖(B)則是流程圖(A)各專用步驟中用于恢復處理的流程圖。
在流程圖(A)中，當產生記錄指令時，在步驟SA1中，記錄頭500便要完成例如是一個初步噴射步驟。在這步驟中，屬于噴射恢恢復設備540的帶罩裝置給記錄頭500蓋上罩，且如同在記錄時那樣，噴射出液體或墨水以刷新在墨水通道中的墨水。然后，響應待記錄數據逐行完成記錄過程(步驟SA3)同時往返驅動支架50。此記錄過程反復進行，直到記錄終止(步驟SA5)。
流程圖(B)所示的恢復過程在流程圖(A)初步噴射過程(步驟SA1)期間、或直接就在該初步噴射過程之后，或在進行一行記錄期間(步驟SA3)，或直接就在記錄步驟之后，均可執行。
當恢復過程開始時，首先要判定是否出現出錯(在步驟SB1)。例如，當采用如圖3的結構時，便要判定比較器9有信號出現沒有。當采用如圖5的結構時，則要根據模數變換器32的輸出所表示的溫升速率進行判定。如果恢復過程是隨著初步噴射過程開始的，則要用到在初步噴射時刻的噴射率，對ROM520的表格進行存取;當恢復過程是隨著記錄過程開始時，則要用到每一行的平均噴射率，對表格進行存取。然后，將探測到的溫升速率與相應的速率作比較，如果沒有判別為出錯，則過程結束。如探測到有，則將執行過程步驟SB3和后續各步驟。
在步驟SB3，完成各過程以能執行其后的恢復運作。例如，把記錄頭500和帶罩裝置連結起來。如果此恢復過程是在進行一行記錄期間開始的，則便要中止記錄運作。其次，在步驟SB5，激勵報警器550通知操作人員出錯。在步驟SB7，執行噴射恢復過程以排除出錯的一個或多個成因。
然后，在步驟SB9，完成初步噴射，于是便要在步驟SB11判定，在這初步噴射期間有沒有將出錯清除掉。如果沒有，則重復步驟SB7-SB11，如果是，則執行步驟SB13以終結此恢復過度，例如，恢復記錄。隨之，恢復過程便結束。
通過這個恢復過程，可以正確快速地檢查造成噴射故障以及不良噴射的成因有沒有被顯露，所以便能適時、快速地進行告警和恢復運作。
上述例子中，是與初步噴射和記錄噴射這兩者相聯系探測出出錯的。然而，也可以只與這兩者之一相聯系便辦到。例如，對每一預定的記錄量來探測出錯;或者，就在完成圖30的過程開始記錄之前便完成初步噴射，與此相聯系來探測。
在該實施例中使用的記錄頭具有如圖1A，9A或圖20所示的結構，這里，溫度傳感器2安置在基片1兩相對端，從而，基片1沿電熱換能元件5陣列的方向上的溫度分布形成了溫度傳感器2的輸出。另外，保溫加熱器8排列成與溫度傳感器2相鄰，傳感器2逐能夠對加熱器8的加熱造成的溫度變化作出迅速響應，使用這些元件，基片的溫度分布以下列方式保持恒定。
圖31表出了用這種方式實施溫度控制的電路例。圖中，參照碼S1和S2分別標志著與基片1上的兩個溫度傳感器2相對應的溫度傳感部分，加熱部分H1和H2對應于安置成與各溫度傳感器2相鄰接的保溫加熱器8。在圖中所示的電路里，當噴射加熱器5用于基片的初步加熱時，加熱部分H1和H2則對應于保溫加熱器8以及位于基片兩相對端這n個噴射加熱器5。此電路包括3通向溫度傳感器S1和S2輸出部分的倒相放大電路A1和A3;將電路A1和A3的輸出與基準電壓作比較的比較器A2和A4;響應比較器A2和A4的輸出將加熱器H1和H2處在供能或停止供能的開關晶體管Q1和Q2。
溫度傳感器之一S1的輸出由放大器A1放大，而比較器A2開啟或斷開與溫度傳感器S1相鄰接的加熱器H1。類似地，根據另一個溫度傳感器S2探測到的溫度對加熱器H2進行控制。
因而，在這種結構中，兩個溫度是獨立地探測的。如測得的一個溫度高于基準溫度時，則減小與此傳感器相鄰的那個加熱器的能量供給以抑制其加熱作用，而如果檢測到的溫度低于另一基準溫度時，便增加與此傳感器相鄰的加熱器的能量供給以提高溫度。對每一個傳感器都可以執行溫度控制。利用這種控制，便可獨立地控制假設是與基片兩相對端相鄰的保溫加熱器(H1、H2)的供熱量。所以，整個基片1的溫度，特別是與噴射出口相鄰的溫度能夠維持均勻。
因此，該實施例的優越性在于包含有噴射加熱器這部分的基片加熱器9可以部分地受控和供能，由于待記錄象的本可避免性質所造成的基片可能的不均勻，特別是成象所用的噴射加熱器5的非均勻選擇便能消除掉，以提供均勻的溫度分布。這樣，影響著液體噴射的各種條件，在整個噴射加熱器陣列3的范圍內可以成為均勻的。
圖31中，有可能把基片1某一側的溫度故意搞成比另一側的高，換言之，有目的地造成溫度梯度，這樣作取決于待記錄的象的性質，例如，噴射墨水量一側比另一側高。或者，當使用各噴射加熱器的次數不均勻時，它是有效的。
為了實現這一點，要把放大器A1和A3的放大倍數搞成不一樣。更言之，把R2/R1搞成不等于R6/R5，而比較器A2和A4的閾值電平則不變。反之，也可以把比較器A2和A4的閾值電平作成不同，而放大倍數則不變。可以實施這兩種方法的任一種，電阻R3和R4以及R7和R3的組合可以合適地加以選擇。
在前述實施例中，在完成記錄運作的同時也在進行控制基片1的溫度控制工作。當周圍溫度低時，或者在此記錄裝置的電源開關啟動后的短時間內、在噴射加熱器部分3的一部分上不能備有均勻的溫度分布或所要求的溫度梯度時，則讓噴射加熱器5中合適的一個進行供能，其能量小得不足以噴射出墨水，但可以加熱基片1的低溫區域以校正溫度分布。
圖32表示了用于基片1溫度控制的另一控制電路例。在該實施例中，溫度傳感器S1和S2中每一個都是由負溫度系數(NTC)傳感器所構成，諸如NTC呈現負溫度特性熱敏電阻，而加熱器H1和H2每一個都是由呈現正溫度特性的正溫度系數(PTC)熱敏電阻組成，在該實施例的控制電路中，固定電阻RS1和RS2與溫度傳感器或NTC傳感器相連接。施加電壓于其上，遂提供出被NTC傳感器和固定電阻所劃分的兩個分壓，于是它們輸往差分放大器A5和A6，旨在把這兩分壓之差加以放大。接著，差分電壓施加在能承受大電流的晶體管Q3和Q4的基電極，藉此便改變了流經熱敏電阻的發射極電流。這樣，便控制了PTC加熱器H1和H2的功率供給。由于NTC傳感器的電阻變化與溫度有關，則電阻RS1和RS2的阻值選擇成與傳感器S1和S2的電阻值一樣，后兩者是對應于傳感器S1和S2所在位置上的目標溫度值。通過這般選擇，當溫度與目標溫度有很大程度差異時，差分放大器的輸出也變得很大，于是便把大電流提供給保溫加熱器，也就是指這具體裝置中的PTC加熱H1和H2。另一方面，當溫度接近目標值時，差分放大器的輸出便很小，對此作出響應就是對PTC加熱H1和H2的功率供應受到抑制。但溫度超過目標值時，差分放大器A5或A6的輸出極性反轉，于是，提供功率的控制晶體管Q3或Q4不被激勵，所以PTC加熱器H1或H2不再讓供能，由此溫度受到遏制。
既然加熱器H1和H2都是PTC加熱器，PTC加熱器的電阻是隨溫度升高增大，因此，隨著溫度的升高，流經PTC加熱器H1或H2的電流變小，所以更有效地實施以上的控制。
在圖32的電路內，如果溫度傳感器S1和S2是具有相同特性的NTC傳感器，且如果電阻RS1和RS2相同，則基片上的溫度分布可以控制成均勻的。如果電阻RS1和RS2不同，則溫度控制是這樣在基片1上保留著溫度梯度。
以上溫度控制不僅可以用圖31，32和33上所示的硬件完成，也可用軟件完成，這點以上再說明。
圖33是一個表征軟件溫度控制系統的方框圖。在圖所示的結構中，基片1上的溫度傳感器2(溫度傳感部分S1和S2)分別由放大器71和72放大。然后，它們通過模數轉換器73和74，轉換成CPU70(采用微計算機形成)所能接受的數字化量值T1和T2。CPU70作溫度控制，例如，根據數字化量值T1和T2的數據，提供出如圖34所示的溫度分布。CPU70與ROM70相聯，后者存貯著一個執行圖35所示各過程步驟的程序。利用這程序，計算出控制所要求加熱器H1和H2產生熱量的數據，它們被作成是數字化數據P1和P2。數據P1和P2由數模轉換器75和76轉換成控制加熱器H1和H2的能量供應的控制信號。此控制信號經由各自的功率供給電路77和78，獨立地供給加熱器H1、和加熱器H2。
再談一下這個結構，以下對能夠在圖34的加熱器板(基片)上造成溫度梯度的那個程序作出說明，參見圖35的流程圖。
在步驟ST1，作出判定看是否要完成溫度控制。如果答案是肯定的，則序列走到步驟ST2，如果不是，則運作停止。在步驟ST2作判定，在位置S1上所探測到的溫度T1是否等于為該位置S1所設定的溫度TA。如果它是等于，則無需對保溫加熱器供應能量，因此，運作前移到步驟ST4，那里把數據P1和P2復位成“0”，然后在步驟ST10，作出判定是否繼續進行溫度控制。如果是，序列返回步驟2，不然，此過程便終止。
尚若在步驟ST2，溫度T1不等于TA，則要在步驟T3判定T1是否大于TA。如果大于。這意味著基片溫度高于目標值，因此無需向保溫加熱器供能。于是，便執行步驟ST4，如果反之是T1小于TA，這意味著基片溫度低于目標值，則要向保溫加熱器供能以提高基片的溫度。接著便執行步驟ST5，確定對保溫加熱器的能量供應量值，在步驟5，根據在傳感器S1(S2)所在位置的目標值TA(TB)與傳感器S1(S2)探測到的數據T1(T2)這兩者的差值，獨立確定出對保溫加熱器H1(H2)的控制量值P1和P2以提供比例控制。此外，m1和m2是用以控制加熱器H1和H2的比例范圍，T0是加熱器H1和H2產生最小熱量所需的控制量。
前面在步驟ST5中，加熱器H1和H2的控制量簡單地根據以下事實來決定基片溫度T1小于傳感器S1所在位置的目標值。然而，步驟ST6以及后面各步驟是根據T1和T2的差來確定控制量P1和P2而發揮作用的，所以，所作的控制是要保持整個基片的溫度梯度。
在步驟ST6，作判定T1和T2的差是否等于TA和TB的差。如果是，則在步驟ST5判定的控制量P1和P2是合適的，于是便執行步驟ST10。如果在步驟ST6的判定結果是否定的，則執行步驟ST7，修改控制量P1和P2以維持著基片上的溫度。
在步驟ST7，作判定，所探測到的溫度差下一T2是否小于所設定的溫度差TA-TB。如果小于，這意味著溫度T2稍微高于溫度T1，送往加熱器H2的控制量P2要按該差值百分比地減小。為了作這項工作，便執行步驟ST8來完成校正。接著便執行步驟ST10。如果在步驟ST7，T1-T2的溫度差大于TA-TB的溫度差，這意味著溫度T1稍微高于溫度T2，所以要相應地減小控制量P1。這樣，便執行步驟ST9作校正，隨后，完成步驟ST10。
在步驟ST10，判定這一系列計算是重復還是不是。如果是，序列轉回到步驟ST2重復下去。如果不作重復，則此過程便在此處停止。
以上述方式，送至保溫加熱器H1和H2的控制量P1和P2能夠用比例控制方式根據溫度傳感器S1和S2的溫度探測結果T1和T2來加以確定，提供如圖34所示的基片的溫度分布。在圖34的過程中，控制目的是保持在整個時間內溫度梯度不變，因而，該溫度梯度不會顛倒，控制是非常好的和非常敏感的。
圖36表示了一個例子，這里，把本發明結合到一個使用墨水記錄紙(intesheet)的熱記錄頭(fhermalhead)中去。熱記錄頭39包含著基片38，發熱元件35，保溫加熱器37和NTC熱敏電阻36(測溫裝置)。可以采用與前述相同的控制過程用到這種熱記錄頭上去。
圖37給出了一個使用圖9所示的溫度傳感器2和保溫加熱器880的控制系統例子。在那個圖中示出，與傳感器2和加熱器80相連接的各個部件均可以在主機的控制板或類似裝備上備有，利用觸點4通過電纜16建立起電連接。
在圖37中，備有微計算機CPU11以完成下述的各過程步驟。它也包含著一個ROM或類似物用來存貯固定數據，諸如執行各過程步驟用的程序，CPU11也能為獨立完成本例中的溫度控制的執行工作。它也能用于圖36這種裝置的總體控制。
圖37的輸入部分2a的作用便是讀入溫度傳感器2工作時探測到的溫度，并把該探測到的溫度轉換成CPU11能接受的信號。加熱器的驅動裝置80A的功能是向保溫加熱器80供能。驅動器500A用于驅動記錄頭500。
以下描述本例中的溫度控制，參見圖38A，圖中表出了只使用保溫加熱器2時基片1的溫度分布。在這種保溫加熱器位置處在對立兩側的結構時，溫度分布是溫度在基片1中央部分變低。于是，處在低溫下的墨水性質(粘度，表面張力及其他類似性質)會是不一樣，可能造成墨水噴射量的不均勻。生成的記錄象有可能帶有不愿意出現的非均勻象密度。
由于這一點，在該實施例中，諸如不足以在墨水噴射過程中形成氣泡的這種能量，由噴射加熱器5施加到溫度較低的噴嘴中去，此處的噴嘴可以是對應于一個或多個噴嘴。這樣一來，基片1便在這部分上受熱。這謂之“預熱”。根據施加到噴射加熱器或加熱器5的能量脈沖的脈沖寬度、驅動頻率和(或)驅動電壓，來作出用于這一目的的能量控制。
預熱條件取決于加熱器5的幾何構形，尺寸或其他參數。當基片1按圖9A所示的方式構作時，其記錄期間及預熱期間的能量條件已在以下專利GB2，159，465A，GB.2，169，855A2，169，856A或US.Patent№.4，112，172有所揭示。
在這具體裝置內，為預熱目的所施加的能量脈沖的脈沖寬度(Pw)最好是等于或小于進行記錄期間的值，進而言之，是1-1/20，類似地，所加電壓(Vop)也等于或小于進行記錄期間的值。在這具體裝置中，Pw＝2微秒，Vop＝24伏，驅動頻率Fop＝7千赫。
至于為預熱而選擇作運行的噴射加熱器問題，可根據圖38A所示的溫度分布作出解決。
圖38B表示了當使用合適的噴射加熱器5(它們包括著中央部分那些加熱器)來完成預熱時的溫度分布。這樣一來，溫度分布是中央部分較高，邊緣部分較低。因此，把圖38A只使用保溫加熱器80的溫度分布組合起來，便得到如圖38C所示的均勻溫度分布。
根據只使用保溫加熱器80時所提供的能量分布情況，可以確定出預熱中要運行的噴射加熱器的數目。這種溫度分布可以提前測定，并根據此溫度分布，把它作為固定數據，存貯進ROM中，它可用于溫度控制場合。
為了提供均勻的溫度分布，在均勻預熱條件下，驅動包含在合適確定區域內的所有噴射加熱器5。也有另一種可能方法即把驅動條件作成是非均勻的以提供所要的溫度分布。另外，也可以每隔一個地來驅動這些加熱器。
圖39表出了這個具體裝置的溫度控制的各過程步驟。它包含著的是緊接著電源開啟后以及記錄開始那時刻那一段局部流程圖。在激勵電源開關那一刻，各元件均初始化，保溫加熱器8被供能。在上述條件下，旨在預熱而讓選定的噴射加熱器5運行。此時，便要根據傳感器2的溫度輸出，判定T℃是否超過預定的溫度T1℃。如果是，則中止向保溫加熱器8和預熱噴射加熱器5的功率供應。完成這一過程步驟，基片1的溫度分布變成如圖38C所示。
在圖38B所示的過程中，首先在步驟SB1判別是否要進行記錄運作，進而言之，是否已產生記錄開始信號。如果是，則在步驟SB3判定基片溫度T℃是否超過預定溫度S2℃。如不是，執行步驟SB5，這里，對保溫加熱器8以及預熱噴射加熱器5供能，直到在步驟SB3作出肯定的判斷。
當在步驟SB3的判斷是肯定時，執行步驟SB7，這里便不對保溫加熱器8及預熱噴射加熱器5進行激勵，隨后在步驟SB9利用噴射加熱器5開始記錄運作，通過以上的過程步驟，基片上的噴射加熱器部分在整個陣列范圍內變成是均勻溫度分布(圖38C)，結果使待記錄象的象密度變得均勻，如圖40的實線所示。反之，當只使用保溫加熱器8時，在此范圍內的溫度分布不均勻(圖38A)，象密度也不是均勻的，如圖40的虛線所示。
在前面的過程步驟中，預定溫度T1和T2可以相等，也可以不等。例如，圖39的T1量值可以稍低于T2，而在圖39中，T2可以設定為高于T1，其原因是記錄工作立即要執行3。反之，為了讓停止一段時間后立即開始記錄工作，則要把T1設定得高一些，在圖39的過程中，溫度T2可以等于為完成記錄運作的溫度范圍的下限。若控制加熱器板，即使靜止時刻也保持著可作記錄的溫度的范圍，則上述步驟便可取代掉。
上述描述中，本發明適用的記錄頭一直是這樣一種記錄頭，它備有串行打印機使用，但是，本發明也適用于可使用行式打印機的所謂的多一全色記錄頭，那里在整個記錄寬度上都安排了噴射出口，具有同樣良好的優越性。
圖41示意表出了某一記錄頭支架的墨水噴射記錄裝置1000與基片1004之間的電連接。
與上述相似，記錄頭支架基片1004包含著以時間切換方式驅動的、以多個組別形式出現的64個噴射加熱器，但在此圖中，只表出了8個加熱器5(算一組)、左側保溫加熱器8和左側溫度傳感器624G。在這具體裝置中，傳感器624G采用如同圖20及圖21的開關二極管624那樣的二極管形式，并且，噴射加熱器5和保溫加熱器8具有如圖20及圖21所示的相同薄膜結構。在前述的各具體裝置中，為了預防噴射加熱器5受電壓加入影響，在公共電極(焊點5a側)和噴射加熱器5之間備有開關二極管624。然而，在該實施例中，二極管624安置在選擇電極和噴射加熱器5之間，雖然前面那種結構實際中更好些。
在墨水噴射記錄裝置100中，基片1004是可拆卸地安裝入裝置的主機之內。為了建立在裝入基片1004時，基片1004與主機之間必須的電連接，在主機的區域1003上制作了一些焊點。在這具體裝置中，每一個相同的功能元件的其中一個電極具有相同的焊點，而另一個電極則具有另一種相同的焊點(差別表現在位置和/或幾何構形上)。另外，如果功能元件是一樣的話，它們的焊點是相同的，如果功能元件不一樣，則它們的焊點也不一樣。所有焊點都集中在基片1004的一側。特別是，噴射加熱器5的公共電極焊點5a是里面最大的，而與其相接觸的主機焊點5b也具有相同的大小和幾何構形，它提供一正電壓。噴射加熱器5的選擇電極的焊點624A尺寸很小并排成一行。主機上對應的焊點624B也很小。把電壓施加到二極管傳感器624G的一對焊點1A和624GA處在不同的位置上，且這位置異于焊點5a和624A。另外，把電壓施加到保溫加熱器8上的焊點8A和8C的位置和大小都不一樣，安置的位置也和5a，624A，la和624GA不同。通過這些焊點的區分，記錄頭的制作變得容易，也防止支架的錯誤安裝。主機100包含了接口1001和CPU1002。在該實施例中，主機100是該記錄裝置的主要部件，但是，用圖26的、帶有體化墨水容器支架作取代時，本實施例也適用。
本發明的記錄頭可具有上述的結構，其中的液流通道是直線，液體噴射方向是從加熱器邊沿的一方至另一方，也可以是如專利USPaten№.4，558，333和US.Paten4，459，600所揭示那樣在該結構中，液體通過彎向電熱換能器的位置以把液體沿垂直于電熱換能元件表面的方向噴射出來，或者在該結構中，液體通道彎曲的角度不是90°。本發明也適用于日本專利申請公開123670/1984，其中形成有一公共狹縫，相對著多個電熱換能器提供一噴射通道部分，或者適用于日本專利申請公開138461/1984，其間熱能產生的壓力波被作噴射出口用的開孔所吸收。本發明亦適用于多色或全色記錄裝置的記錄基片、記錄頭或記錄裝置，其中把多個記錄頭組合成一整體使用。
如上所述，本發明的一個方面在于溫度傳感器是安置在噴射加熱器元件陣列的兩相對端，和/或傳感器是內裝在基片內的傳感器，從而可以實現正確的溫度探測。另一方面，使用保溫加熱器和/或使用恢復運作，改善了整體的溫度分布，還有一方面乃是減小了此裝置的尺寸而使熱效率得到改善。任何把在本說明書中所揭示的特性進行組合和再組合均包括在本發明之內。
本發明是參照其中所揭示的結構而作描述的，但它不限于所設定的細節，本申請準備包括在下列權利要求范疇內或旨在改進而出現的修改和變化。
權利要求
1.液體噴射用的基片，包括有用于產生熱能的內裝式能量產生元件；用以提供電信號到上述能量產生元件中去的內裝式電極接線部分；用以探測上述基片溫度的內裝式溫度探測元件。
2.按權利要求1的基片，其上制作有上述溫度探測元件，其制作材料至少是部分地與這樣一種材料相同，后者至少是部分地用來構成上述的能量產生元件或上述的接線部分。
3.按權利要求1或2的基片，其中所述基片包含著一個以陣列形式排列著的多個這種能量產生元件的區域，并且，上述溫度探測元件的排列位置與該陣列的每一縱向端相鄰接。
4.按照權利要求3的基片，它還包括了假設是與上述各端相鄰的，用以加熱所述基片的加熱器，這里，溫度控制用到上述溫度探測元件和與一端相鄰接的上述基片加熱用的加熱器這兩者組合，還用到上述溫度探測元件和與另一端相鄰接的上述基片加熱用的加熱器這兩者組合。
5.按權利要求4的基片，它還包括了一內裝式的，電學上與上述溫度探測元件和上述基片加熱用的加熱器相聯接的公共電線路。
6.按權利要求1的基片，其中，上述溫度探測元件是采用一個含有多個相互串聯的二極管的二極管溫度探測器，每個串聯著的二極管其構造本質上與上述接線部分所含的開關二極管的構造相同。
7.按權利要求3的基片，其中，每一個上述溫度傳感元件至少有一部分是位于該陣列的延伸部分上。
8.按權利要求7的基片，其中，所述的基片包括了一個排列著多個開關元件以選擇性地驅動多個能量產生元件的區域，還包括了一個處在上述能量產生元件排列地段和上述開關元件排列地段之間的陣列式的接線區域，基片加熱用的加熱器安排在與上述陣列式的接線區域相鄰接的位置上。
9.按權利要求8的基片，其中，上述溫度探測元件是用硅基底構件所組成的，并且，所述的基片還包含兩個電絕緣層，這里，上述的基片加熱用的加熱器在這電絕緣層的延伸部分之間形成。
10.包含著按權利要求9所定義的基片的液體噴射記錄頭，它包括有形成在基片上用來貯藏墨水的一公共墨水室;與相應的能量產生元件相對應的墨水通道，用以維持來自上述公共墨水室的墨水;通過其噴射出用于記錄的墨水的噴射出口，其中，至少有一個上述溫度探測元件和一個上述基片加熱用的加熱器其上面部分是位于上述公共墨水室之外，也位于上述墨水通道中墨水維持區域以外。
11.按權利要求10的記錄頭，其中，上述的陣列式接線部分之中的一部位于與上述基片加熱用的加熱器相鄰的較低那一電絕緣層上。
12.墨水噴射記錄裝置，其中，按權利要求10的記錄頭是可以拆卸式安裝在其上的;它包括有電學連接以及溫度控制裝置，這里是用上述溫度探測元件以及與其中一端相鄰接的上述基片加熱用的加熱器這兩者組合來達到溫度控制，也使用上述溫度探測元件以及與其中另一端相鄰接的上述基片加熱用的加熱器這兩者組合來達到溫度控制。
13.墨水噴射記錄裝置，按權利要求9的記錄頭是可以拆卸式安裝其上的;這里，上述的公共墨水室具有一容納墨水的部分，該部分延伸到上述陣列接線部分和上述排列著開關元件那個區域之間的邊界鄰域，并位于上述排列著開關元件那區域之前。
14.墨水噴射記錄裝置，適用帶有按權利要求1的基片的記錄頭，它包括有改善該記錄頭的墨水噴射功能的恢復裝置，以及與上述溫度探測元件輸出相一致地來運作所述的恢復裝置的控制裝置。
15.記錄頭，它包括有容納著一內裝式的產生液體噴射所需的熱能的能量產生元件以及提供電信號至上述能量產生元件的電極接線部分的一基片;與上述基片溫度相關連的一功能元件，此處的功能元件也就是一種內裝于上述基片的元件;在上述基片上含有墨水的一公共墨水室;維持著來自上述公共墨水室的墨水并與上述能量產生元件相對應的墨水通道;通過其噴射出用于記錄的墨水的噴射出口;
其中，上述功能元件的上部位于該公共墨水室及上述墨水通道的墨水維持區域之外。
16.按權利要求15定義的記錄頭，其中，制作上述功能元件的材料至少是部分地與這樣一種材料本質上相同，后者至少是部分地用來構成上述能量產生元件或上述的電極接線部分。
17.液體噴射記錄裝置，它包括有多個發熱元件以產生噴射出記錄液體的熱能;記錄頭內備有的加熱裝置以加熱上述的記錄頭，以及控制裝置以選擇性地驅動上述照產生元件產生出這樣的能量。它不是用來噴射出墨水而是控制該記錄頭的溫度分式。
18.液體射流記錄裝置，它包括、多個努型元件以產生噴射射記錄液體的熱能。以及選擇性地靈活上述發熱元件的裝置，以產生出的樣的熱量，它不是用來噴射墨水而是控制該記錄頭的語度分式，該裝置也用在上述裝置的主開關閉合和/或記錄開啟信號產生時加熱該記錄頭。
全文摘要
用于液體噴射的基片包括有一個產生熱能的內裝式能量產生元件，提供電信號到該能量產生元件去的一個內裝布電極接線部分以及探測基片溫度用的一個內裝式溫度探測元件。
文檔編號G01D15/16GK1043389SQ89106099
公開日1990年6月27日 申請日期1989年7月26日 優先權日1988年7月26日
發明者石永博之, 池田雅, 水泉亮一, 齊朝雄, 渡辺郎, 阿部力, 桑原伸行, 福田次宏, 加勤, 森利浩, 刈田誠一郎 申請人:佳能公司