專(zhuān)利名稱(chēng)：用于熱噴墨打印的打印頭及其打印方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及打印頭。更特定來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用于熱噴墨打印的打印頭。
背景技術(shù)：
噴墨打印機(jī)構(gòu)用于多種不同產(chǎn)品中。打印頭的功能是將微小墨滴從小孔內(nèi)噴射到 一打印媒介上。為了打印圖像，將打印頭安裝到打印機(jī)中的托架墨盒。托架橫越在一空白 的打印媒介的表面上，且打印頭受控制以依照來(lái)自微型計(jì)算機(jī)或其它控制器的命令在適當(dāng) 時(shí)間噴射墨滴。以此方式，通過(guò)將墨滴噴射到打印媒介上而形成所要圖像或文本的圖案。存在已知的若干墨滴噴射機(jī)制，例如熱噴墨技術(shù)、壓電噴墨技術(shù)等。這里，我們?cè)?專(zhuān)利申請(qǐng)案中實(shí)施熱噴墨技術(shù)。在一般的熱噴墨系統(tǒng)中，含有墨通道和蒸發(fā)腔室的障壁層 形成于噴嘴孔板層與襯底層之間。此襯底層通常含有加熱器元件(例如電阻器)陣列，其 分別電連接到起動(dòng)電路(將稍后對(duì)其進(jìn)行描述)且電阻器被選擇性地通電以加熱蒸發(fā)腔室 內(nèi)的墨。在加熱后，與經(jīng)通電的電阻器相關(guān)聯(lián)的噴嘴就會(huì)噴射墨滴。近年來(lái)，為了增加打印分辨率的程度、打印速度和熱噴墨打印系統(tǒng)的質(zhì)量而進(jìn)行 了許多研究。打印分辨率取決于在打印頭襯底上形成的噴墨孔和加熱電阻器的間距，其意 味著相鄰的噴墨孔和相鄰的加熱電阻器的間距越小，分辨率越高?，F(xiàn)代的電路制造技術(shù)允 許將大量電阻器放置在單個(gè)打印頭襯底上。具體來(lái)說(shuō)，伴隨不斷增加的大量電阻器而來(lái)的 是大量的互連墊、引線(xiàn)和類(lèi)似物。組件和互連件的增加導(dǎo)致更大的制造/生產(chǎn)成本，且增加 了在制造過(guò)程期間將出現(xiàn)缺陷的可能性。第5，635，968號(hào)美國(guó)專(zhuān)利提供一種用于噴嘴的特 殊布置和驅(qū)動(dòng)方法以解決上述問(wèn)題。第5，638，101號(hào)美國(guó)專(zhuān)利在打印期間的單個(gè)回合中提供高達(dá)每英寸600點(diǎn)的打印 分辨率，且起動(dòng)元件布置在2個(gè)陣列中。圖IA展示將用2個(gè)陣列和交錯(cuò)布置形成每英寸600 點(diǎn)的分辨率的噴嘴布置。如圖IB中所描繪，噴嘴的兩個(gè)交錯(cuò)列經(jīng)通電以打印具有600dpi 的分辨率的單個(gè)垂直線(xiàn)。如果一個(gè)列的噴嘴具有300dpi的分辨率，那么圖IA中的交錯(cuò)布 置獲得雙倍的分辨率，即600dpi。為增加打印速度，第6，860，585號(hào)美國(guó)專(zhuān)利提供一種不同的噴嘴布置，但其具有 較低的分辨率。如圖2A中所描繪，第6，860，585號(hào)美國(guó)專(zhuān)利通過(guò)將打印頭安裝到具有兩列 噴嘴的托架上而使打印頭傾斜。將布置在相同水平線(xiàn)上的噴嘴同時(shí)通電。圖2B展示通過(guò) 圖2A中的打印頭中的2個(gè)交錯(cuò)列的噴嘴噴射的墨。因此，通過(guò)用于將噴嘴通電的適當(dāng)時(shí)序， 此布置可同時(shí)打印兩個(gè)垂直線(xiàn)，以便增加打印速度。然而，犧牲了分辨率。因此，一種同時(shí)改進(jìn)打印分辨率和打印速度的技術(shù)是有其必要性的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可同時(shí)改進(jìn)打印速度和分辨率。此外，本發(fā)明的一實(shí)施例消除了噴嘴的起 動(dòng)信號(hào)的串?dāng)_。本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種用于熱噴墨打印的打印頭，其包括一襯底，其具有多個(gè)小孔，所述多個(gè)小孔的每一者中具有一起動(dòng)元件，其中所述多個(gè)小孔布置成單個(gè)列，所述 多個(gè)起動(dòng)元件被分類(lèi)為第一數(shù)目的群組，且每一群組包括第二數(shù)目的起動(dòng)元件，其中一群 組中的所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件經(jīng)布置以使得所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件中的每一者在不 同時(shí)間通電，且用于使任何兩個(gè)鄰近起動(dòng)元件通電的時(shí)間差為至少兩個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔，且 經(jīng)定位以使得兩個(gè)連續(xù)起動(dòng)的起動(dòng)元件被至少兩個(gè)其它起動(dòng)元件分離，以及起動(dòng)電路，其 用于通過(guò)分別將多個(gè)起動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)起動(dòng)元件來(lái)使所述多個(gè)起動(dòng)元件通電以將 墨噴射在打印媒介上；其中所述打印頭與所述打印頭進(jìn)行掃描的水平方向成一角度而安 置，且所述角度大體上不等于90度。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種用于熱噴墨打印的打印頭，其包括一襯底，其具有 多個(gè)小孔，所述多個(gè)小孔的每一者中具有一起動(dòng)元件，其中所述多個(gè)小孔布置成至少兩列， 其中所述多個(gè)起動(dòng)元件被分類(lèi)為第一數(shù)目的群組，且每一群組包括第二數(shù)目的起動(dòng)元件， 其中一群組中的所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件經(jīng)布置以使得所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件中的每 一者在不同時(shí)間通電，且用于使任何兩個(gè)鄰近起動(dòng)元件通電的時(shí)間差為至少兩個(gè)預(yù)定時(shí)間 間隔，其中所述群組中的所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件經(jīng)定位以使得兩個(gè)連續(xù)起動(dòng)的起動(dòng)元件 被至少兩個(gè)其它起動(dòng)元件分離，以及起動(dòng)電路，其用于通過(guò)分別將多個(gè)起動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)剿?述多個(gè)起動(dòng)元件來(lái)使所述多個(gè)起動(dòng)元件通電以將墨噴射在打印媒介上，其中在一個(gè)列中起 動(dòng)元件獨(dú)立于在另一列中起動(dòng)元件而通電；且其中所述打印頭與所述打印頭進(jìn)行掃描的水 平方向成一角度而安置；且所述角度大體上不等于90度。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種打印方法，其用于具有分類(lèi)為多個(gè)群組的多個(gè)起動(dòng) 元件的打印頭，所述方法包括分別通過(guò)多個(gè)起動(dòng)信號(hào)使所述多個(gè)起動(dòng)元件中的每一者通 電，其中以不同時(shí)序使一群組中的所述起動(dòng)元件中的每一者通電，任何兩個(gè)鄰近噴嘴通電 的時(shí)序之間的差是至少兩個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔且其中所述多個(gè)起動(dòng)元件經(jīng)定位以使得兩個(gè)連 續(xù)起動(dòng)的起動(dòng)元件被至少兩個(gè)其它起動(dòng)元件分離。為了使本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更易于理解，下文詳細(xì)描述伴有圖 的優(yōu)選實(shí)施例。


圖IA說(shuō)明布置在2個(gè)交錯(cuò)列中的習(xí)知噴嘴。圖IB說(shuō)明由圖IA中的噴嘴打印的點(diǎn)。圖2A說(shuō)明具有更好的打印速度的另一習(xí)知噴嘴布置。圖2B說(shuō)明由圖2A中的噴嘴打印的點(diǎn)。圖3說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的打印頭的定向。圖4A說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的噴嘴布置。圖4B說(shuō)明基本群組中的噴嘴的位置和噴嘴的起動(dòng)序列，其中在χ軸的方向上的尺 度是被放大的。圖5說(shuō)明打印頭和打印媒介的相對(duì)移動(dòng)。圖6是用于使每個(gè)基本群組中的噴嘴通電的時(shí)序圖。圖7是用于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的打印頭中的基本群組的噴嘴的起動(dòng)電路的示 意圖。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)案的優(yōu)選實(shí)施例提供一種用于熱噴墨打印的打印頭，其包括襯底，其具有 多個(gè)小孔，所述多個(gè)小孔的每一者中具有一起動(dòng)元件，其中所述多個(gè)小孔布置成單個(gè)列，且 所述打印頭與所述打印頭進(jìn)行掃描的水平方向成一角度而安置；以及起動(dòng)電路，其用于通 過(guò)分別將多個(gè)起動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)起動(dòng)元件來(lái)使所述多個(gè)起動(dòng)元件通電以將墨噴射 在打印媒介上。請(qǐng)參看圖3，其展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的打印頭100的定向。圖3中的箭頭表 示打印頭相對(duì)于打印媒介(例如空白紙)的運(yùn)動(dòng)。打印頭100包括襯底，所述襯底上具有 多個(gè)小孔102。每一小孔對(duì)應(yīng)于用于注射墨的起動(dòng)元件。根據(jù)圖3中所示的優(yōu)選實(shí)施例，小 孔(或噴嘴)布置成單個(gè)列，且打印頭與其進(jìn)行掃描的水平方向成一角度θ而安置。所述 打印頭進(jìn)一步包括起動(dòng)電路，其用于使所述起動(dòng)元件通電以將墨噴射在打印媒介上。所述 起動(dòng)電路分別將起動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)矫恳黄饎?dòng)元件，將稍后對(duì)其進(jìn)行介紹。通過(guò)適當(dāng)?shù)亟缍?一噴嘴的起動(dòng)時(shí)序，打印頭上的噴嘴將在打印期間在打印媒介上繪制垂直線(xiàn)。歸因于打印 頭的定向與圖3中的箭頭之間的角度θ，斜置打印頭的垂直分辨率好于垂直安置的打印頭 的分辨率。在本實(shí)施例中，θ為135度。如果垂直于箭頭而安置的打印頭具有212dpi的 分辨率，那么具有135度θ的打印頭具有約300dpi (即，212* V 2)的分辨率。在優(yōu)選實(shí)施 例中，在使打印頭傾斜135度θ時(shí)，打印頭分辨率在本發(fā)明中高達(dá)600dpi。對(duì)于相同的打 印頭，通過(guò)改變?chǔ)鹊闹刀鴮?shí)現(xiàn)不同的垂直分辨率。在其它實(shí)施例中，θ可不受限制且可由 所要的分辨率改變。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，θ處于10-80度或100-170度的范圍中。為解決起動(dòng)信號(hào)之間的串?dāng)_問(wèn)題，本發(fā)明提供一種獨(dú)特的噴嘴布置。圖4Α展示打 印頭上的噴嘴的布置。噴嘴被分類(lèi)為第一數(shù)目的基本群組PI、Ρ2……ΡΝ，且每一基本群組 包括第二數(shù)目的噴嘴Η1、Η2……ΗΜ。根據(jù)本發(fā)明，第一數(shù)目為23且第二數(shù)目為13?；救?組中的噴嘴形成大體上但非精確的直線(xiàn)。圖4Β說(shuō)明基本群組中的噴嘴HI、H2、H3……H13 的位置，且其中在χ軸的方向上具有放大的尺度。圖4B還展示每一噴嘴的起動(dòng)序列A1、A2、 A3……A13。通過(guò)規(guī)則1和/或規(guī)則2來(lái)布置在基本群組中的噴嘴，其中規(guī)則1為用于起動(dòng) 任何兩個(gè)鄰近噴嘴的時(shí)序之間的差為至少兩個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔，規(guī)則2為兩個(gè)連續(xù)起動(dòng)的噴 嘴間被至少兩個(gè)其它起動(dòng)元件分離。將圖4B中所描繪的布置作為實(shí)例?；救航M中的噴嘴被命名為HI、H2、H3…… H13，且分別具有起動(dòng)序列A5、A13、A8……All。實(shí)心圓表示每一噴嘴的位置。因此，以 H7 (Al)、HlO (A2)、H4 (A3)、H12 (A4)、Hl (A5)、H5 (A6)、H9 (A7)、H3 (A8)、Hl 1 (A9)、H6 (AlO)、 H13(A11)、H8 (A12)、H2 (A13)的序列起動(dòng)這些噴嘴。規(guī)則1規(guī)定用于使任何兩個(gè)鄰近噴嘴 通電的時(shí)序之間的差為至少兩個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔。舉例來(lái)說(shuō)，用于使Hl (A5)和H2(A13)通電 的時(shí)序差為8個(gè)時(shí)間間隔，且用于使H2(A13)和H3(A8)通電的時(shí)序差為5個(gè)時(shí)間間隔。在 本實(shí)施例中，預(yù)定時(shí)間間隔處于IOOns到10μ s的范圍內(nèi)。規(guī)則2規(guī)定任何兩個(gè)連續(xù)起動(dòng) 的噴嘴被至少兩個(gè)其它起動(dòng)元件分離。舉例來(lái)說(shuō)，y軸上的噴嘴Η7(Al)和H10(A2)之間的 距離為三個(gè)噴嘴位置，y軸上的噴嘴HlO (A2)和H4(A3)之間的距離為六個(gè)噴嘴位置，且y軸 上的噴嘴H4(A3)和H12(A4)之間的距離為八個(gè)噴嘴位置。如圖4B中所描繪，所有噴嘴遵 循規(guī)則1和規(guī)則2。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，每一基本群組中的噴嘴布置是相同的且遵循規(guī)則1和規(guī)則2。然而，規(guī)則1或規(guī)則2都可防止起動(dòng)信號(hào)的串?dāng)_，且因此可單獨(dú)地或同時(shí)地 應(yīng)用于本發(fā)明。在優(yōu)選實(shí)施例中，同時(shí)利用規(guī)則1和規(guī)則2。假定噴嘴Hl的位置為開(kāi)始點(diǎn)，在圖4A的本實(shí)施例中，在以下表1中描述基本群組 1中的每一噴嘴在X-Y坐標(biāo)上的位置。
權(quán)利要求
1.一種用于熱噴墨打印的打印頭，其包括一襯底，其具有多個(gè)小孔，所述多個(gè)小孔的每一者中具有一起動(dòng)元件，其中所述多個(gè)小 孔布置成單個(gè)列，所述多個(gè)起動(dòng)元件被分類(lèi)為第一數(shù)目的群組，且每一群組包括第二數(shù)目的起動(dòng)元件，其中一群組中的所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件經(jīng)布置以使得所述第 二數(shù)目的起動(dòng)元件中的每一者在不同時(shí)間通電，且用于使任何兩個(gè)鄰近起動(dòng)元件通電的時(shí) 間差為至少兩個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔，且經(jīng)定位以使得兩個(gè)連續(xù)起動(dòng)的起動(dòng)元件被至少兩個(gè)其它 起動(dòng)元件分離，以及起動(dòng)電路，其用于通過(guò)分別將多個(gè)起動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)起動(dòng)元件來(lái)使所述多個(gè)起 動(dòng)元件通電以將墨噴射在打印媒介上；其中所述打印頭與所述打印頭進(jìn)行掃描的水平方向成一角度而安置，且所述角度大體 上不等于90度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭，其中用于使所述多個(gè)起動(dòng)元件中的一起動(dòng)元件通電 的時(shí)序是基于所述起動(dòng)元件在所述打印頭上的位置、所述打印媒介與所述打印頭之間的相 對(duì)移動(dòng)速率和所述打印頭與所述打印頭進(jìn)行掃描的方向之間的所述角度而確定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭，其中每一群組中的所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件以相同方式布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭，其中所述角度處于10-80度或100-170度的范圍中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭，其中所述角度為135度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭，其中所述預(yù)定時(shí)間間隔處于IOOns到10μs的范圍中。
7.一種用于熱噴墨打印的打印頭，其包括一襯底，其具有多個(gè)小孔，所述多個(gè)小孔的每一者中具有一起動(dòng)元件，其中所述多個(gè)小 孔布置成至少兩列，其中所述多個(gè)起動(dòng)元件被分類(lèi)為第一數(shù)目的群組，且每一群組包括第 二數(shù)目的起動(dòng)元件，其中一群組中的所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件經(jīng)布置以使得所述第二數(shù)目 的起動(dòng)元件中的每一者在不同時(shí)間通電，且用于使任何兩個(gè)鄰近起動(dòng)元件通電的時(shí)間差為 至少兩個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔，其中所述群組中的所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件經(jīng)定位以使得兩個(gè)連 續(xù)起動(dòng)的起動(dòng)元件被至少兩個(gè)其它起動(dòng)元件分離，以及起動(dòng)電路，其用于通過(guò)分別將多個(gè)起動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)起動(dòng)元件來(lái)使所述多個(gè)起 動(dòng)元件通電以將墨噴射在打印媒介上，其中在一個(gè)列中起動(dòng)元件獨(dú)立于在另一列中起動(dòng)元 件而通電；且其中所述打印頭與所述打印頭進(jìn)行掃描的水平方向成一角度而安置；且所述角度大 體上不等于90度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印頭，其中用于使所述多個(gè)起動(dòng)元件中的一起動(dòng)元件通電 的時(shí)序是基于所述起動(dòng)元件在所述打印頭上的位置、所述打印媒介與所述打印頭之間的相 對(duì)移動(dòng)速率和所述打印頭與所述打印頭進(jìn)行掃描的方向之間的所述角度而確定的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印頭，其中每一群組中的所述第二數(shù)目的起動(dòng)元件以相同方式布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印頭，其中所述角度處于10-80度或100-170度的范圍中。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印頭，其中所述角度為約135度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印頭，其中所述預(yù)定時(shí)間間隔處于IOOns到10μ s的范圍中。
13.一種打印方法，其用于具有分類(lèi)為多個(gè)群組的多個(gè)起動(dòng)元件的打印頭，所述方法包括分別通過(guò)多個(gè)起動(dòng)信號(hào)使所述多個(gè)起動(dòng)元件中的每一者通電， 其中在不同時(shí)間使所述起動(dòng)元件中的每一者通電，且用于使任何兩個(gè)鄰近起動(dòng)元件通 電的時(shí)間差是至少兩個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔；且其中所述多個(gè)起動(dòng)元件經(jīng)定位以使得兩個(gè)連續(xù)起動(dòng)的起動(dòng)元件被至少兩個(gè)其它起動(dòng) 元件分離。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中用于使所述多個(gè)起動(dòng)元件中的一者通電的時(shí)序 是基于所述起動(dòng)元件在所述打印頭上的位置、打印媒介與所述打印頭之間的相對(duì)移動(dòng)速率 和所述打印頭與所述打印頭進(jìn)行掃描的方向之間的角度而確定的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述預(yù)定時(shí)間間隔處于IOOns到10μ s的范圍中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于熱噴墨打印的打印頭及其打印方法。所述打印頭包括襯底，其具有多個(gè)小孔，所述多個(gè)小孔的每一者中具有一起動(dòng)元件，其中所述多個(gè)小孔布置成單個(gè)列，且所述打印頭與所述打印頭進(jìn)行掃描的水平方向成一角度而安置；以及起動(dòng)電路，其用于通過(guò)分別將多個(gè)起動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)起動(dòng)元件來(lái)使所述多個(gè)起動(dòng)元件通電以將墨噴射在打印媒介上。根據(jù)本發(fā)明，打印速度和分辨率可得到改進(jìn)。
文檔編號(hào)B41J2/14GK102114731SQ200910265760
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者李致淳, 賴(lài)偉夫 申請(qǐng)人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司