CN1453130A - 喷墨头和喷墨打印机 - Google Patents

Abstract

提供一种可以形成高画质的彩色图像的喷墨头。由多个墨水喷嘴构成的多个喷嘴阵列由喷射大量的墨水滴的大量喷嘴阵列和喷射少量的墨水滴的少量喷嘴阵列构成。由在主扫描移动下相对作用的气流使墨水滴的排出方向偏向，但该作用对少量的墨水滴影响较大。当从多个喷嘴阵列同时并列地喷射墨水滴时，在其喷射方向发生第2气流，但这对上述第1气流导致的墨水滴的偏向进行矫正地作用，该作用在喷墨头的主扫描方向上越往外侧越弱。然而，由于大量喷嘴阵列位于主扫描方向上的移动方向的第1列，少量喷嘴阵列位于第2列，所以，第1气流导致的墨水滴的偏向整体平均地降低。

Description

喷墨头和喷墨打印机

技术领域

本发明涉及一种喷墨打印机的喷墨头，特别是涉及在沿主扫描方向排列的多个喷嘴阵列分别沿副扫描方向排列多个墨水喷嘴的喷墨头。

背景技术

近年来，作为打印装置，喷墨打印机广泛地得到普及，并对其打印的高速化和高画质化提出了要求。一般的喷墨打印机使喷墨头沿主扫描方向移动，同时，使被打印媒体沿副扫描方向移动，由从喷墨头喷射的墨水滴在被打印媒体形成点阵的图像。

一般的喷墨头沿副扫描方向将多个墨水喷嘴排列成喷嘴阵列，全色用的喷墨头的分别喷射三原色的墨水滴的第1原色～第3原色的喷嘴阵列沿主扫描方向并列设置。这样，喷墨头虽可高速形成发色良好、高析像度的彩色图像，但现在要求进一步的高画质化。因此，作为打印高品质的图像的装置，提出对同色的墨水设置浓墨水和淡墨水的构成。另外，通过使墨水喷嘴小直径化，可实现高画质化，但如以高密度排列该喷嘴并准备多个，则打印速度比过去下降，并不理想。另外，由这样的墨水滴量变化获得的灰度表现多由与过去相同的喷嘴进行，但为了由相同喷嘴实现灰度，由于发热元件和配线的布局产生的制约导致的排列密度的极限和小滴化的极限，难以使图像品位为使用上述浓淡墨水的程度。

因此，通过使小液滴的排出量足够地小和为了提高集成度而分别设置大滴排出喷嘴和小滴排出喷嘴，可使小液滴的排出量为所期望的程度。

本发明者发现，为了达到这样的高析像度图像，使上述大滴喷嘴与小滴喷嘴集成到1个基板上，但例如当小液滴的喷射量为2pl左右时，易于受到气流的影响，存在击中精度变差的倾向。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种喷墨头，该喷墨头通过考虑到该气流的影响，对大滴喷嘴和小滴喷嘴进行配置，从而可减小小滴喷嘴的气流的影响，形成高画质的图像。

本发明的喷墨头在与沿副扫描方向移动的被打印媒体对峙的位置朝主扫描方向移动，当沿主扫描方向移动时，从任意的墨水喷嘴向上述被打印媒体喷射墨水滴；其特征在于：具有多个第1喷嘴阵列和多个第2喷嘴阵列；该多个第1喷嘴阵列由排列于上述主扫描方向的喷射上述墨水滴的喷嘴构成；该多个第2喷嘴阵列由喷射比排列到上述主扫描方向的上述第1喷嘴阵列量少的上述墨水滴的喷嘴构成；在第2喷嘴阵列的两侧邻接第1喷嘴阵列。

按照该喷嘴的排列，在本发明的喷墨头中，减少少量喷嘴阵列的邻喷嘴的气流对墨水滴的影响。

附图说明

图1为示出本发明实施形式的喷墨头的墨水喷嘴的图案的平面图。

图2A和图2B示出喷墨头的内部构造，图2A为硅基板的平面图，图2B为喷墨头的纵断正面图。

图3为示出喷墨头安装于喷墨头本体的状态的透视图。

图4为示出本发明实施形式的喷墨打印机的内部构造的透视图。

图5为示出在行走托架安装墨水盒的状态的分解透视图。

图6为示出由旋转气流回收墨水雾的状态的模式图。

图7为示出第1变形例的喷墨头的墨水喷嘴的图案的平面图。

图8为示出第2变形例的喷墨头的内部构造的纵断正面图。

具体实施方式

(实施形式的构成)

下面参照图1～图5说明本发明一实施形式。如图1所示，本形式的喷墨头100形成为与全色打印对应的往复类型，由分别沿副扫描方向排列的多个墨水喷嘴101构成的10列的喷嘴阵列102沿主扫描方向排列。

更为详细地说，在本形式的喷墨头100中，10列的喷嘴阵列102由分别喷射作为三原色的YMC(黄品红青)色的墨水滴D-Y、M、C的喷嘴阵列102-Y、M、C构成，这些YMC用的喷嘴阵列102-Y、M、C以Y用为中心在主扫描方向上对称地排列。

另外，在本形式的喷墨头100中，10列的喷嘴阵列102由喷射规定的第1液量的墨水滴D-L的多个大量喷嘴阵列102-L、喷射比第1液量少的第2液量的墨水滴D-S的多个少量喷嘴阵列102-S构成。

例如，墨水滴D-L的第1液量由“5(pl：pico-liter)”构成，墨水滴D-S的第2液量由“(pl)”构成。这样，为了在下面简化说明，将第1液量称为  “大量”，将第2液量称为  “少量”。

更为具体地说，该C用和M用的喷嘴阵列102-C、M由大量喷嘴阵列102-CL、ML和少量喷嘴阵列102-CS、MS构成，但Y用的喷嘴阵列102-Y仅由少量喷嘴阵列102-YS构成。

这样的喷嘴阵列102如上述那样以Y用为中心在主扫描方向上对称地排列，所以，本形式的喷墨头100从主扫描方向的一方到另一方依次排列喷嘴阵列102-CL(1)、CS(1)、ML(1)、MS(1)、YL(1)、YL(2)、MS(2)、ML(2)、CS(2)、CL(2)。

为此，在本形式的喷墨头100，使大量喷嘴阵列102-L位于主扫描方向上的移动方向的至少第1列，同时，少量喷嘴阵列102-S位于第2列。喷射大量的墨水滴D-L的墨水喷嘴101-L例如形成为直径“16(μm)”的圆形，喷射少量墨水滴D-S的墨水喷嘴101-S例如形成为直径“10(μm)”的圆形。

另外，YMC用的喷嘴阵列102-Y、M、C在主扫描方向上对称地排列，但其墨水滴D为同色，在相同直径的(图中)左侧与右侧的喷嘴阵列102-(1)、(2)，墨水喷嘴101的排列的周期“T”相同，相位按半周期量“t(＝T/S)”相反。

在YMC中，使得对于MC为大小，对于Y仅为大，所以，与按浓淡形成图像时相比，可减少液滴的打入量。特别是通过使小滴的滴量为1pl，即使在液滴量的不同最易于对画质产生影响的场合，也可实现与浓淡使用时同等的画质。

在本形式的喷墨头100中，在各喷嘴阵列102按“600(dpi：点/英寸)”排列，所以，在各喷嘴阵列102的墨水喷嘴101的排列周期“T”约为42(μm)。

另外，在本形式的喷墨头100中，大量喷嘴阵列102-L的排列节距和少量喷嘴阵列102-S的排列节距为“1.376(mm)：邻接的同色的喷嘴阵列102的排列节距为“0.254(mm)：此时，邻接的同色的大量喷嘴阵列102-L和少量喷嘴阵列102-S间配置墨水供给口111。

即，与同一墨水供给口111对应的大量墨水喷嘴101-L和少量墨水喷嘴101-S相对主扫描方向按周期约“21(μm)”排列成交错状。另外，少量喷嘴阵列102-S的少量喷嘴101-S在主扫描方向的两方向上夹持于大量墨水喷嘴101-L地配置。

本形式的喷墨头100如图2B所示那样，具有孔板104和硅基板105，它们进行层叠。墨水喷嘴101形成于孔板104，对各邻接的同色的喷嘴阵列102在孔板104的内部一体地连通。

硅基板105例如由<100>硅构成，如图2A所示那样，在其表面对各墨水喷嘴101的位置形成作为墨水喷射装置的发热元件107。该发热元件107通过使墨水发泡，从墨水喷嘴101喷射墨水滴D。

但是，如上述那样，在墨水喷嘴101存在大小，所以，在与大直径的墨水喷嘴101-L对应的位置形成“26×26(μm)”的第1面积的发热元件107-L，在与小直径的墨水喷嘴101-S对应的位置形成“22×22(μm)”的第2面积的发热元件107-S。

在这些发热元件107的沿主扫描方向邻接的位置形成驱动电路108，连接与该驱动电路108邻接的发热元件107。另外，在硅基板105的表面的副扫描方向的两端近旁的位置形成多个连接端子109，在其连接端子109连接驱动电路108。

在硅基板105，对各邻接的同色的喷嘴阵列102形成墨水供给通道111，所以，如图2B所示那样，该墨水供给通道111相同地连通到邻接的同色的喷嘴阵列102。该墨水供给通道111由各向异性腐蚀形成于由<100>硅构成的硅基板105，所以，其断面形状为梯形。

如图3和图5所示，本形式的喷墨头100作为喷墨打印机200的一部分形成，如图4和图5所示那样，搭载于本形式的喷墨打印机200的行走托架201。

更为详细地说，如图3所示那样，本形式的喷墨头100安装于墨水盒202，如图5所示，该墨水盒202安装于行走托架201。在行走托架201可自由装拆地安装YMC用的墨水盒202-Y、M、C，从这些墨水盒202-Y、M、C将YMC色的墨水分别供给到喷墨头100的YMC用的喷嘴阵列102-Y、M、C。

另外，如图4所示那样，本形式的喷墨打印机200具有主扫描机构204和副扫描机构205，主扫描机构204可朝主扫描方向自由移动地支承行走托架201，副扫描机构205在与喷墨头100对峙的位置使被打印媒体P朝副扫描方向移动。

另外，本形式的喷墨打印机200具有由微机和驱动电路等构成的统一控制电路(图中未示出)，由该统一控制电路统一控制喷墨头100、主扫描机构204、副扫描机构205的动作。

在上述那样的构成中，本形式的喷墨打印机200可在被打印媒体P的表面形成彩色图像。在该场合，由副扫描机构205使被打印媒体P在副扫描方向移动，同时，由主扫描机构204使喷墨头100在主扫描方向往复移动。此时，从喷墨头100的墨水喷嘴101将墨水滴D喷射到被打印媒体P，所以，该墨水滴D附着于被打印媒体P，从而形成点阵的彩色图像。

本形式的喷墨打印机200可自由切换地设定多个动作模式，相应于其动作模式实施各种打印动作。例如，在作为其基本模式的高质量模式下，当喷墨头100在主扫描方向上往复移动时，在其往路和复路双方使所有喷嘴阵列102工作。

本形式的喷墨头100如图1所示那样，在如上述那样墨水滴D为同色、同径的左侧与右侧的喷嘴阵列102-(1)、(2)，墨水喷嘴101的排列周期“T”相同，相位按半周期量“t”相反。为此，如上述那样，通过同时使所有喷嘴阵列102工作，在副扫描方向上按周期“t”在被打印媒体P排列由墨水滴D形成的像素。

另外，本形式的喷墨打印机200通过调节YMC色的例素的密度仿真地形成二次色，但本形式的喷墨头100选择地喷射M色和C色的大量的墨水滴D-L和少量的墨水滴D-S。为此，可自由地形成M色和C色的大小的像素，所以，可提高仿真地形成的二次色的像素的密度。

此时，在大量的墨水滴D-L和少量的墨水滴D-S的被打印媒体P上的点径的值平均分别在约48μm以内和约36μm以内。

虽然Y色仅喷射少量的墨水滴D-S，但由于Y色接近被打印媒体P的白色，所以，需要形成大小的像素的必要性低。

当小量的墨水滴D-S实现更高画质时，作为估计，点径约20μm适当。这是因为，从像素分辨性的观点考虑，在点径约20μm达到下限。当假定打入到污点率约2％的纸面上时，这与喷射量约为约0.5pl相当。

另外，作为小的墨水滴D-S与大的墨水滴D-L的组合，大量为小量的2倍以上的整数倍对实现高灰度有利。

在多个动作模式中的、在高速模式下喷墨头100沿主扫描方向往复移动时，在其往路和复路双方仅大量喷嘴阵列102-L工作。在该场合，多个大量喷嘴阵列102-L最好不受到相互的墨水滴D的移动方向的气流产生的干涉地分别增大喷嘴阵列间隔。即，作为与同一墨水供给通道111对应的大量喷嘴阵列102-L和少量喷嘴阵列102-S的配置顺序，在主扫描方向前方侧具有大量喷嘴阵列102-L的本形式较理想。

在这里，根据图6说明气流的影响。

在本形式的喷墨头100中，如前面示出的那样，大量喷嘴阵列102-L位于主扫描方向上的移动方向的第1列，同时，少量喷嘴阵列102-S位于第2列，大量喷嘴阵列102-L也位于主扫描方向的移动方向的第3列。即，第2列的少量喷嘴阵列102-S成为大量喷嘴阵列102-L位于主扫描方向的两侧的构成。

在这样的构成中，如图6所示那样，在少量喷嘴阵列的两侧发生由大量喷嘴阵列产生的气流。该气流对少量喷嘴的喷射精度产生影响，但与在小量喷嘴存在的场合相比，如存在于两侧，则受到各气流的影响，所以，小滴不在单侧，作为图像也稳定。

另外，在小滴喷射的场合，与大滴喷射相比，存在相对主滴的雾量增加的倾向，但在该小滴喷射时发生的浮游雾在小滴喷嘴的两侧的大滴喷嘴的气流的影响下，也可如图6所示那样朝喷墨头侧移动。

在本实施形式中，由于成为在所有的少量喷嘴阵列的两侧配置大量喷嘴阵列的构成，所以，可进行高画质的打印。

(实施形式的变形例)

本发明不限于上述形式，在不脱离其要旨的范围内容许各种变形。例如，在上述形式中，由于为对画质影响小的Y色，所以，仅形成大量喷嘴阵列102-YL(1)、YL(2)，从而例示出简化喷墨头100的构造的场合，但如图7例示的喷墨头120那样，也可在YMC用的全部形成大量喷嘴阵列102-L(1)、L(2)和少量喷嘴阵列102-S(1)、S(2)。

另外，在上述形式中，例示出在喷墨头100形成YMC用的喷嘴阵列102的场合，另外，也可追加K(黑色)用的喷嘴阵列102，也可形成YMC以外的色用的喷嘴阵列102(都未示出)。

同样，在上述形式中，例示出仅搭载喷墨打印机200的YMC用的喷墨头100的场合，但也可搭载K用的喷墨头，还可搭载YMC以外的颜色用的喷墨头(都未在图中示出)。

另外，在上述形式中，例示出当喷墨打印机200沿主扫描方向往复移动喷墨头100时时常使所有喷嘴阵列102工作的场合，但例如在图1中使喷墨头100朝右侧移动时，仅使右侧的喷嘴阵列102-(1)工作，当朝左侧移动时，也可仅使左侧的喷嘴阵列102-(2)工作。

另外，在上述形式中，例示出在喷墨头100沿主扫描方向对称地排列喷嘴阵列102、在主扫描方向的往复移动双方使喷墨头100工作的场合，但例如也可仅在使图1的右半部的构造的喷墨头(图中未示出)朝右侧移动时工作。

另外，在上述形式中，例示出由各向异性腐蚀在<100>硅构成的硅基板105形成墨水供给通道111从而将其断面形状形成梯形的场合。然而，也可如图8例示的喷墨头130那样，由各向异性腐蚀在<100>硅构成的硅基板131形成墨水供给通道132从而将其断面形状形成为直线状。另外，也可由激光加工或喷砂而不是各向异性腐蚀形成墨水供给通道，从而与硅基板的面方位无关地将墨水供给通道形成为直线状。

另外，在上述形式中，例示出为了喷射大小的墨水滴D而组合大小的喷嘴阵列102-L、S和大小的发热元件107-L、S的场合，但并不是不可能例如在一定尺寸的喷嘴阵列102组合大小的发热元件107-L、S或在大小的喷嘴阵列102组合一定尺寸的发热元件107。

另外，在上述形式中，作为从墨水喷嘴101喷射墨水滴D的墨水喷射装置例示出发热元件107，但也可使其为振动元件(图中未示出)。另外，在上述形式中，具体地例示出各种数值，但当然例示的数值可改变成多种。

如上述那样，在本发明的喷墨头中，通过在主扫描方向的移动方向上在少量喷嘴阵列的两侧配置大量喷嘴阵列，从而可在整体上使由气流导致的墨水滴的喷射方向的偏向减轻，可减小从多个喷嘴阵列喷射的墨水滴的喷射位置的相对位移，提高打印图像的画质。

而且，本形式的喷墨头100在形成彩色图像时选择地使用大量的墨水滴D-L和少量的墨水滴D-S，所以，可提高形成的图像的二次色的像素的密度，其画质良好。在由于为对画质的影响少的Y色而仅形成大量喷嘴阵列102-YL(1)、YL(2)的场合，其构造简单，可实现小型轻量化和生产率的提高。

另外，本形式的喷墨头100各排列2列同色的喷嘴阵列102，但在该2列的同色的喷嘴阵列102分别共同地连通1个墨水供给通道111。为此，墨水供给通道111的个数被削减，喷墨头100的构造简单，生产率提高。

Claims (11)

1.一种喷墨头，在与沿副扫描方向移动的被打印媒体对峙的位置朝主扫描方向移动，当沿主扫描方向移动时，从任意的墨水喷嘴向上述被打印媒体喷射墨水滴；其特征在于：具有多个第1喷嘴阵列和多个第2喷嘴阵列；该多个第1喷嘴阵列由排列于上述主扫描方向的喷射上述墨水滴的喷嘴构成；该多个第2喷嘴阵列由喷射比排列到上述主扫描方向的上述第1喷嘴阵列量少的上述墨水滴的喷嘴构成；在第2喷嘴阵列的两侧邻接第1喷嘴阵列。

2.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：上述邻接的第1喷嘴阵列的至少一方喷射与第2喷嘴阵列不同的墨水。

3.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：上述第1和第2喷嘴阵列在主扫描方向上对称地配置。

4.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：上述邻接的第1和第2喷嘴阵列连通到共用的墨水供给口。

5.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：在主扫描方向上往复移动，在上述往复方向的两方上述第1喷嘴阵列位于第1列，同时，上述第2喷嘴阵列位于第2列。

6.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：层叠至少形成有上述喷嘴阵列的孔板和至少形成有上述墨水供给通道的硅基板，上述硅基板由<110>硅构成。

7.一种喷墨打印机，具有：记载于权利要求1的喷墨头、在主扫描方向使上述喷墨头移动的主扫描机构、在与上述喷墨头对峙的位置使上述被打印媒体朝副扫描方向移动的副扫描机构、及统一控制电路，该统一控制电路对上述喷墨头、上述主扫描机构、上述副扫描机构的动作进行统一控制。

8.一种喷墨头，分别具有喷射黄品红青色各墨水滴的喷嘴，在与朝副扫描方向移动的被打印媒体对峙的位置朝主扫描方向移动，当朝主扫描方向移动时，从任意的墨水喷嘴向上述被打印媒体喷射墨水滴；其特征在于：具有多个第1喷嘴阵列和多个第2喷嘴阵列；该多个第1喷嘴阵列由排列于上述主扫描方向的喷射上述墨水滴的喷嘴构成；该多个第2喷嘴阵列由喷射比排列到上述主扫描方向的上述第1喷嘴阵列量少的上述墨水滴的喷嘴构成；上述青色用和品红色用的喷嘴形成上述第1喷嘴阵列和上述第2喷嘴阵列，上述黄色用的喷嘴形成上述第1喷嘴阵列。

9.根据权利要求8所述的喷墨头，其特征在于：上述黄品红青色用的喷嘴阵列以上述黄色用为中心在主扫描方向上对称地配置。

10.根据权利要求8所述的喷墨头，其特征在于：对各邻接的同色的喷嘴阵列共同连通墨水供给通道。

11.一种喷墨打印机，具有：记载于权利要求8的喷墨头、在主扫描方向使上述喷墨头移动的主扫描机构、在与上述喷墨头对峙的位置使上述被打印媒体朝副扫描方向移动的副扫描机构、及统一控制电路，该统一控制电路对上述喷墨头、上述主扫描机构、上述副扫描机构的动作进行统一控制。

Images