專利名稱：液體噴射記錄頭和液體噴射記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體噴射記錄頭和液體噴射記錄裝置，它向記錄介質(zhì)例如一張紙施加多種液體例如不同顏色的墨水。具體地，它涉及一種液體噴射記錄頭和液體噴射記錄裝置，供雙向打印裝置使用，也就是，通過以一定的方式移動記錄頭來掃描記錄介質(zhì)，能夠在向前或向后的方向中記錄的打印裝置。
在打印裝置的領(lǐng)域中，具體地，噴墨式打印機中，彩色模式中的記錄速度的改進是實質(zhì)問題。作為改進記錄速度的手段，除了加長記錄頭以外，通?？紤]提高驅(qū)動記錄頭的頻率和雙向打印。在雙向打印中，打印需要的能量在一個實際打印過程所花的時間中實質(zhì)上均勻地分配。因此，在總的運行成本方面，雙向打印與單向打印相比更有效。
但是，雙向打印具有一個固有的問題。也就是，它很有可能以帶的形式產(chǎn)生顏色異常。這歸因于這樣的事實，在雙向打印類型的打印裝置中，當打印頭在第一掃描方向中的一個方向中移動時，不同顏色的墨水施加的順序與當它在第一掃描方向中的另一個方向中移動時不同顏色的墨水施加的順序不同；不可否認顏色異常的范圍與打印頭結(jié)構(gòu)有關(guān)。由于該問題是由墨水施加的順序引起，無論重疊的數(shù)量多小，不同顏色的點的重疊導致一定量的顏色異常。
已經(jīng)公開的日本專利申請58-208143/1983公開了一種液體噴射記錄頭結(jié)構(gòu)，用于解決上述問題。根據(jù)該專利申請，不同顏色墨水的噴嘴在第二掃描方向中排列成行。
已經(jīng)公開的日本專利申請58-179653/1983公開了一種液體噴射記錄頭結(jié)構(gòu)，其包括一組用于前進方向的噴嘴和一組用于返回方向的噴嘴。根據(jù)該專利申請，當在一個方向中移動記錄頭時，使用一組噴嘴，而在相反的方向中移動該記錄頭時，使用另一組噴嘴。換句話說，根據(jù)記錄頭在第一掃描方向中的哪一個方向移動進行噴嘴組中的開關(guān)轉(zhuǎn)換。在該專利申請中的記錄頭包括黃色墨水噴射記錄頭(Y記錄頭)、洋紅色墨水記錄頭(M記錄頭)、青色墨水記錄頭(C記錄頭)和黑色墨水記錄頭(Bk記錄頭)。
另外，已經(jīng)公開的日本專利申請58-215352/1983公開了一種記錄頭結(jié)構(gòu)，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，記錄盒包括一組記錄頭，后者噴射不同顏色的墨水，并且在記錄介質(zhì)傳送的方向中彼此交錯。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計使得它能夠相對于所需要的圖形分辨率提高每個記錄頭的噴射口間距。因此，它的優(yōu)越性在于利用該結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以很容易地形成高分辨率的圖形。
但是，例如在已經(jīng)公開的日本專利申請1-208143/1989中公開的一種結(jié)構(gòu)，使得記錄頭與由每種顏色覆蓋的記錄面積的尺寸相比相對較長，產(chǎn)生的問題在于該結(jié)構(gòu)使得裝置尺寸在第二掃描方向中相對較大。
另一方面，例如在已經(jīng)公開的日本專利申請58-208143/1983和58-215352/1983中公開了一種結(jié)構(gòu)，增大了在第一掃描方向中的記錄頭尺寸，產(chǎn)生的問題在于該結(jié)構(gòu)使得裝置尺寸在第一掃描方向中增大。在第一掃描方向中記錄頭尺寸的增大導致掃描時間的增加，從高速記錄的角度考慮是不希望的。
例如在已經(jīng)公開的日本專利申請58-215352/1983中公開了一種結(jié)構(gòu)，使得當多個記錄頭組合來形成記錄頭部分時，記錄頭相對于彼此不排列成行。換句話說，容易導致生產(chǎn)誤差。具體地，在記錄頭部分噴射四種不同顏色的墨水，即，Y,M,C和Bk的情況中，記錄頭必須以Y-Bk-M-C-C-M-Bk-Y的順序固定，并且每個記錄頭與相鄰的記錄頭相距半個噴嘴間距。組裝這種類型的記錄頭部分容易使得用于排列成行多個記錄頭的結(jié)構(gòu)復雜，以及增加這種結(jié)構(gòu)的尺寸。
本發(fā)明的一個基本目的是解決能夠雙方向記錄的記錄頭的各種問題，例如，一個問題是這種記錄頭的使用容易導致記錄裝置較大，一個問題是這種記錄頭很難統(tǒng)一地批量生產(chǎn)，以及類似的問題，使得它變成能夠提供非常緊湊的液體噴射記錄頭和非常緊湊的液體噴射記錄裝置，也就是，緊湊的液體噴射記錄頭和緊湊的記錄裝置，盡管它們的尺寸緊湊，仍然能夠形成高質(zhì)量的高分辨率的圖形。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種液體噴射記錄頭，在雙向地沿著記錄介質(zhì)的表面移動的過程中，通過噴射分別來自一組噴射孔和另一組噴射孔的第一種液體和不同于第一種液體的第二種液體進行記錄，并且其特征在于，這些噴射孔分成第一和第二組，其中這些噴射孔分別沿與記錄頭以掃描方式雙向移動的方向不同的方向以預定的間距排列成第一和第二列、第三和第四列，以及沿與記錄頭以掃描方式雙向移動的方向相同的方向排成數(shù)行；第一和第二組以一定的方式彼此相鄰設(shè)置，使得分別位于第一和第二組中的第一和第三列噴射孔彼此相鄰放置。第一和第二列噴射孔，也就是，第一組噴射孔中的兩列噴射孔分別噴射第一和第二種液體，而第三和第四列噴射孔，也就是，第二組噴射孔中的兩列噴射孔分別噴射第一和第二種液體；第一和第二組噴射孔在列方向中彼此交錯，使得第一和第二組噴射孔按照前面提到的第一掃描方向相互補償。
根據(jù)上面描述的液體噴射頭，通過固定第一和第二組噴射孔列之間的位置關(guān)系，可以容易地獲得具有所希望的高分辨率的彩色圖形。此外，第一和第二組噴射孔列以這樣的方式彼此相鄰設(shè)置，使得噴射相同液體或第一種液體的分別位于第一和第二組噴射孔列中的第三和第一噴射孔列彼此相鄰放置。因此，能夠使得分別位于第一和第二組噴射孔列中的第三和第一噴射孔列共用相同的液體供應通路，允許在記錄頭的第一和第二掃描方向中減小記錄頭尺寸。
作為上面所述的結(jié)構(gòu)設(shè)置的優(yōu)選的附加結(jié)構(gòu)，可以列舉以下結(jié)構(gòu)，后面將對它們進行詳細描述。盡管這些附加的結(jié)構(gòu)能夠獨立地顯示明顯的效果，考慮到本發(fā)明的目的，由于組合產(chǎn)生的合成效果通過組合前面提到的附加結(jié)構(gòu)中的多個能夠組合的結(jié)構(gòu)形成的結(jié)構(gòu)將較佳。
上面描述的液體噴射頭可以設(shè)有共同的液體腔，通過它將前面提到的第一種液體同時提供給第一噴射孔組的第三噴射孔列和第二噴射孔組的第一噴射孔列。
第一和第二噴射孔組中的噴射孔列不需要限定為噴射第一或第二種液體。換句話說，第一和第二噴射孔組可以包括用于噴射與第一和第二種液體都不相同的第三種液體的噴射孔列。具體地，當使用黃、洋紅和青墨水時，希望第一種液體是黃色墨水。
為了實現(xiàn)雙向打印的過程中的較高水平的圖形質(zhì)量，需要第一和第二噴射孔組中的噴射孔列以這樣的方式設(shè)置，使得噴射相同液體的兩個噴射孔列設(shè)置成實質(zhì)上相對于第一噴射孔組的第三噴射孔列(或第二噴射孔組的第一噴射孔列)對稱。
用于噴射例如黑墨水的噴射孔列可以設(shè)置成遠離第一和第二組噴射孔。
第一和第二組噴射孔可以整體地放置在單個孔板上。另外，用于從相應的噴射孔組噴射液體的多組能量轉(zhuǎn)換元件也可以放在單個基板上。將記錄頭的這些元件和部分如上所述進行集成消除了將噴射孔組相對彼此排列成行的需要，使得它能夠容易提供更精確的記錄頭。
作為其上放置有能量轉(zhuǎn)換元件組的基板的材料，硅是所希望的。當通過各向異性的蝕刻，形成由其供應液體的通孔時，需要硅的晶面取向為<100>或<110>?？装宓牟牧舷Ｍ枪饷舡h(huán)氧樹脂，使得前面提到的噴射孔的組能夠容易地以高精度的行和列的樣式形成。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種液體噴射記錄頭，在雙向地沿著記錄介質(zhì)的表面移動的過程中，通過噴射分別來自一組噴射孔和另一組噴射孔的第一種液體和不同于第一種液體的第二種液體進行記錄，并且其特征在于它包括一個孔板，設(shè)有以預定的間距在不同于前面提到的第一掃描方向的方向中排成多個列的多個噴射孔；和一個基板，其上不僅設(shè)置有與孔板的噴射孔對齊排列的用于噴射液體的能量轉(zhuǎn)換元件，還設(shè)置有向孔板的各個列的噴射孔供應的液體供應通路，和用于驅(qū)動能量轉(zhuǎn)換元件的驅(qū)動電路；孔板的噴射孔在與第一掃描方向不同的方向上排成四列，相對于第一方向，順序是第一列噴射第二種液體，第二列噴射第一種液體，第三列噴射第一種液體，和第四列噴射第二種液體；和用于供應第一種單個液體供應通路，用于同時向第二和第三列噴射孔供應第一種液體。
根據(jù)上面所述的記錄頭，不需要調(diào)整兩組噴射頭之間的位置關(guān)系，使得它更容易提供高精度的記錄頭。另外，一列噴射孔的供液通路和與第一列噴射孔相鄰的另一列噴射孔的供液通道可以集成為單一供液通道，使得能夠同時在第一和第二掃描方向中減小記錄頭的尺寸。此外，能夠?qū)⑶懊嫣岬降尿?qū)動電路放置在沒有供液孔的區(qū)域中。
在本說明書中，“記錄介質(zhì)”不僅僅表示由普通打印裝置使用的這種紙張，還可以是織物、塑料膜、金屬片等等，換句話說，是能夠吸收墨水的很寬范圍的介質(zhì)。
“墨水”表示這種液體，用來形成圖形、抽象的圖案等等，或通過施加給打印介質(zhì)來處理打印介質(zhì)。
“像素區(qū)域”表示最小的區(qū)域單元，在這種區(qū)域上一個或多個墨水滴來顯示第一或第二種顏色。它不僅僅包括標準像素，還包括上一級像素和子像素。用來完成一個像素的掃描來回的數(shù)量不必須是1，可以是2或更多。
另外，“打印彩色油墨”包括合成色，也就是說，通過在打印介質(zhì)上混合三種或更多種墨水顯示出來的顏色。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過調(diào)整第一和第二組噴射孔之間的位置關(guān)系，可以容易地獲得具有所希望的高分辨級別的彩色圖形。另外，第一和第二組噴射孔可以以一定的方式放置成彼此相鄰，使得噴射第一種液體的第一噴射孔組中的噴射孔列和同樣噴射第一種液體的第二噴射孔組中的噴射孔列放置成彼此相鄰，使得能夠讓這兩列噴射孔共用同一個液體通路。因此，可以同時在第一和第二掃描方向中減小記錄頭的尺寸，并使得變得很容易以高速打印，也不會引起色彩的不均勻，即使在雙向打印中。
考慮到從下面結(jié)合所附附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的說明，可以更清楚本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點。
圖1是表示本發(fā)明的第一個實施例中記錄頭的實質(zhì)部分的簡要視圖；圖2表示保持本發(fā)明的第一個實施例中記錄頭的記錄頭盒的一個例子的簡要視圖；圖3是表示本發(fā)明的第二個實施例中記錄頭的實質(zhì)部分的簡要視圖；圖4表示保持本發(fā)明的第二個實施例中記錄頭的記錄頭盒的一個例子的簡要視圖；圖5是表示本發(fā)明的第三個實施例中記錄頭的實質(zhì)部分的簡要視圖；圖6是表示本發(fā)明的第四個實施例中記錄頭的實質(zhì)部分的簡要視圖；圖7是表示本發(fā)明的一個實施例中噴射孔位置和像素結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的一個例子的簡要視圖。
圖8表示一個圖形形成順序，通過根據(jù)本發(fā)明的雙向打印的記錄頭而形成圖形；圖9是放大視圖，表示相對于圖7中的一個像素點擴散的范圍；圖10表示其中安裝有根據(jù)本發(fā)明的液體噴射記錄頭的記錄裝置的一個例子。
至此以后，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
實施例1圖1是表示本發(fā)明的第一個實施例中記錄頭的實質(zhì)部分的簡要視圖。圖1(a)是頂視圖，圖1(b)是描述噴射孔的定位的簡要視圖。圖1(c)是剖視圖。如圖1(c)中所示，該實施例中的記錄頭300包括基板7，其含有發(fā)熱元件5作為能量轉(zhuǎn)換器；和帶有多個噴射孔1的孔板6。
在該實施例中，基板7由具有<100>晶面取向的單晶體形成。參照圖1(a)，基板7的上表面(與孔板6的表面連接的表面)具有發(fā)熱元件5；驅(qū)動電路3，包括用來驅(qū)動這些發(fā)熱元件5的驅(qū)動晶體管及類似元件；布線板(后面將說明)的接觸片9，用來連接驅(qū)動電路3和接觸片9等的線路8及類似部件。這些元件利用半導體制造工藝形成。另外，基板7具有五個通孔，利用各向異性蝕刻，穿過在沒有前面提到的驅(qū)動電路3、發(fā)熱元件5、連線8和接觸片9的地方形成。這些孔構(gòu)成墨水供應孔2和2a，相應地為噴射孔列21-23和31-33供應。附帶地，圖1(a)簡要地表示基板7上放有實質(zhì)上透明的孔板6。在該圖中，沒有表示出前面提到的墨水供應孔。
在該實施例中，位于基板7上的孔板6由光敏環(huán)氧樹脂形成，并且設(shè)有噴射孔1和液體通道10，利用例如在已經(jīng)公開的日本專利申請No.62-264957/1987中記錄的工藝，形成為與前面提到的發(fā)熱元件排列成行。更具體地，如在已經(jīng)公開的日本專利申請No.9-11479/1997中描述的，在硅基板上形成氧化硅膜或氮化硅膜之后，形成帶有通孔和液體通道的孔板，并且利用前面提到的各向異性蝕刻，從對應于墨水供應孔的區(qū)域上去除氧化硅膜或氮化硅膜。因為能夠使成本不高而又高度精確地形成這種墨水噴射頭，該方法是理想的。
利用來自由電熱轉(zhuǎn)換器5提供的熱能引起的薄膜狀沸騰產(chǎn)生的氣泡的壓力，具有上面所述的基板7和孔板6的記錄頭300通過從噴射孔1噴射液體例如墨水進行記錄。如圖2(a)中所示，記錄頭300固定到與前面所述的墨水供應孔連接的墨水通道元件12上，使得接觸片放置成與連線板13接觸。由于接觸片與連線扳13接觸，該連線板的電接觸區(qū)域11形成與后面將會說明的記錄裝置的電接觸部分接觸。結(jié)果，記錄頭300可以接收來自記錄裝置的驅(qū)動信號或類似信號。圖2(b)是表示裝配有根據(jù)本發(fā)明的記錄頭300的記錄頭盒100的一個例子的透視圖。如圖2(b)中所示，該記錄頭盒設(shè)有墨水容器支撐架150，其中支撐有用來向前面提到的墨水通道元件12提供墨水的墨水容器200(200Y、200M和200C)。
另外，該實施例中的記錄頭設(shè)有多個噴射孔1，由多個實質(zhì)上彼此平行的噴射口以預定的間距設(shè)置，形成多個列21-23和31-33。在圖1(a)中，在噴射孔列21-23中，從圖的上面開始算起，每個噴射孔列中的第ⅰ個噴射孔在圖1(a)中所示的方向中，與另一個噴射孔列中的第ⅰ個噴射孔對齊。換句話說，該實施例中的噴射孔列21-23設(shè)置成為，從圖的上面開始算起，每個噴射孔列中的第ⅰ個噴射孔與另一個噴射孔列中的第ⅰ個噴射孔對齊的方向，與安裝在記錄裝置中的記錄頭(后面將描述)以掃描方式移動的方向相一致。噴射孔列21-23構(gòu)成第一噴射孔組20。噴射孔列31-33以與噴射孔列21-23相同的方式設(shè)置，并構(gòu)成第二噴射孔組30，并設(shè)置成緊鄰第一噴射孔組20。
在該實施例中，在構(gòu)成兩組噴射孔的六個噴射孔列中，每組中的最外面的噴射孔列，也就是，噴射孔列23和33設(shè)計成噴射青色(C)，和噴射孔列22和33設(shè)計成噴射洋紅色(M)。最里面的彼此相鄰的噴射孔列21和33，設(shè)計成噴射黃色(Y)。因此，黃色墨水從前面提到的墨水容器200(墨水供應孔位于其中間)提供前述的墨水供應孔2a，和洋紅色墨水從墨水容器200M供應給與墨水供應孔2a相鄰的墨水供應孔2。青色墨水從墨水容器200c供應給最外面的墨水供應孔2。如從上面的描述中明顯看出的，位于中間的墨水供應孔2a向兩個噴射孔列21和31供應液體，并且連同液體通道10a一起用來作為兩個噴射孔列21和31的共同的液體腔。
如上所述，在該實施例中，在多個噴射孔排成多列，而且多個噴射孔列分成彼此的墨水數(shù)量和墨水顏色相同的兩組。另外，這些噴射孔列和它們的驅(qū)動電路設(shè)置成基本上相對于將噴射孔列分成第一和第二組的中心線對稱。利用這種設(shè)置，作為墨水供應孔2和2a的通孔、驅(qū)動電路、發(fā)熱元件等等可以位于基板上，具有均等的間距和高度的空間使用率。在該實施例中，每個發(fā)熱元件5的尺寸是30mm×30mm，和噴射孔、驅(qū)動電路和連線的寬度(圖1(a)中的a)是1.2mm。墨水供應孔2的頂部開口的寬度(圖1(c)中的b)是0.2mm。因此，基板大小可以是8.2mm(=2×6+0.2×5)。如上所述能夠減小基板尺寸的優(yōu)點在于，使得能夠減小用來容納來自記錄頭的與基板大小成比例的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的存儲容量。
另外，在該實施例中，如從圖1(a)和1(b)中明顯看出的，第一噴射孔列組20和第二噴射孔列組30在噴射孔列方向中相互交錯，使得構(gòu)成第一噴射孔列組20的噴射孔列21-23中的各噴射孔，和構(gòu)成噴射孔列組30的噴射孔列中的各噴射孔根據(jù)前面提到的掃描方向互相補償。另外，如從圖1(b)中明顯看出的，第一和第二噴射孔列組中的每個噴射孔列具有128個噴射孔，以大約40μm的間距(孔距)t1=t2=40μ(1/600英寸)排列成行。噴射孔列21準確地以1/2孔距(t3=1/2 t1=20μm)在記錄頭的第二掃描方向(在該實施例中，該方向與每個噴射孔列的方向一致)上與噴射孔列31相交錯。
這里，將參照圖7和8描述利用該記錄頭的記錄方法的一個例子。
在該實施例中，通過從每個噴嘴噴射大約8pls墨水實現(xiàn)記錄。其中安裝有該實施例中的記錄頭的記錄裝置(圖10)能夠以兩種不同的模式操作，也就是，高速模式和高分辨率模式來形成圖形。
圖7和8簡要說明以前面提到的高速模式形成圖形的操作。在該高速模式中，為了減少進行圖形處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換所使用的時間，兩個液滴以這樣的方式沉淀在每個像素中，使得一個液滴落下的位置不同于另一個液滴落下的位置。附帶地，在該實施例中第一和第二掃描方向中的像素密度都是每英寸600個像素。圖7表示一種情況，其中青色和黃色點記錄在同一個打點上。由第一掃描行(線柵)R11和R12形成的像素(P)230記錄為一對點，即，位于點位置231中的點和位于點位置232中的點。這里，兩個點的位置成對角地設(shè)置，點位置(d1)231位于像素的左上角，點位置(d2)232位于像素的右下角。在該圖中，點位置d1中的點和點位置d2中的點彼此不重疊。但是，實際上，如圖9中所示(斜線部分)，兩個點通常部分地彼此重疊。
另外，在該實施例中，其中通過兩個線柵(R(n-1)1,R(n-1)2)形成像素P，噴嘴間距12接近40μm(1/600英寸)。由于第一噴射孔列組20以半個孔距在第二掃描方向上與第二噴射孔列組30相交錯，相鄰兩個線柵之間的間距11是大約20μm(1/1200英寸)。
當只使用一種單個基色例如洋紅色執(zhí)行打印操作時，通過從噴射孔列22(以后稱為M1)的相應的噴射孔在每個像素P的點位置d1上噴射一滴洋紅墨水，和從噴射孔列32(以后稱為M2)的相應的噴射孔在同一像素P的點位置d2上噴射另一滴洋紅墨水，無論掃描方向如何(在這種情況中，兩個點的顏色相同，因此，兩個墨滴噴射的順序不影響由這兩個墨滴的組合形成的顏色)來形成圖形。
但是，如圖7中所示，當以合成色例如綠色執(zhí)行打印操作時，通過在每個像素P上從噴射孔列23(以后稱為C1)的相應的噴射孔噴射一滴液體，從噴射孔列21(以后稱為Y1)的相應的噴射孔噴射一滴液體，從噴射孔列31(以后稱為Y2)的相應的噴射孔噴射一滴液體，和從噴射孔列33(以后稱為C2)的相應的噴射孔噴射一滴液體，來形成圖形。
當在前進方向中打印時，噴射孔列經(jīng)過一張記錄介質(zhì)上的一個預定像素P的順序為C1→Y1→Y2→C2。因此，液滴以圖8(a)→8(d)中所示的順序落到像素P上。在像素P的點位置d1中，液滴以C→Y的順序落下，因此，由首先落下的液滴顯示的青色變成主色。另一方面，在像素P的點位置d2中，液滴以Y→C的順序落下，因此，由首先落下的液滴顯示的黃色變成主色。
當在返回方向中打印時，噴射孔列經(jīng)過一張記錄介質(zhì)上的一個預定像素P的順序為C2→Y2→Y1→C1。因此，液滴以圖8(e)→8(h)中所示的順序落到像素P上。在像素P的點位置d1中，液滴以Y→C的順序落下，因此，由首先落下的液滴顯示的黃色變成主色。另一方面，在點位置d2中，液滴以C→Y的順序落下，因此，由首先落下的液滴顯示的青色變成主色。
如從上面的描述中很明顯的，在高速模式中，每個像素總是由青色為主的點和黃色為主的點繪制成，而與掃描方向無關(guān)，并且其結(jié)果為，該像素表示為綠色，即，由青和黃之間平衡的混合物表示的顏色。
實際上，點位置d1和d2跨過每個像素P及其周邊彼此重疊。因此，當以高速模式在前進方向中打印時，各點通過來自C2的液體的青點、來自Y2的液體的黃點、來自Y1的液體的黃點、和來自C1的液體的青點的順序形成。當在返回方向中打印時，各點按照來自C1的液體的青點、來自Y1的液體的黃點、來自Y2的液體的黃點、和來自C2的液體的青點的順序形成。如上所述，液體沉淀順序是對稱的，換句話說，墨水粘附的順序與前進方向中的相同。因此，這些像素統(tǒng)一地呈現(xiàn)為綠色。換句話說，即使雙向地執(zhí)行打印時，打印出的圖形不會在顏色上不均勻。
接下來，將描述高分辨率模式，在該模式中，第一掃描方向中的分辨率是每英寸600個像素，和第二掃描方向中的分辨率是每英寸1200個像素。在單色打印中(以C、M或Y打印)，每像素噴射一個單個的液滴。在這種情況中，通過遮住圖形形成區(qū)域。這些像素分成由C1、M1和Y1的組合繪制的一組和由C2、M2和Y2的組合繪制的一組。利用這種設(shè)置，第二掃描方向中的像素密度可以做成為每英寸1200，即使每個噴射孔列中的嘴密度是每英寸600。因此，可以容易地形成高精度的圖形。同樣在該高分辨率模式中，例如，當以綠色打印時，由C1和Y1的組合涂上的像素(由于液體以C和Y的順序粘附到記錄介質(zhì)上，青色變成主色)，與由C2和Y2的組合涂上的像素(由于液體以Y和C的順序粘附到記錄介質(zhì)上，黃色變成主色)混合表示，不同顏色的像素混合表示。但是，通過合適的遮蓋均勻地分配不同顏色的像素，顏色中的不均勻可以減小到幾乎檢測不到的程度。
上面描述的記錄方法是雙向打印方法中的一種，其可以利用根據(jù)本發(fā)明的液體噴射頭執(zhí)行。另外，與利用根據(jù)本發(fā)明的液體噴射頭的圖形形成方法結(jié)合使用的記錄方法，不需要限定為上面所述的兩種記錄模式。
實施例2圖3和4表示本發(fā)明的第二個實施例中的記錄頭，和其中安裝有該記錄頭的記錄頭盒。在這些圖中，作用與第一個實施例中的相同的元件和部分，用與第一個實施例中相同的附圖標記表示，并且不再給出它們的詳細說明。圖3是表示該記錄頭的基本部分的簡要視圖。圖3(a)是頂視圖，圖3(b)是描述噴射孔的定位的簡要視圖。圖3(c)是剖視圖。圖4(a)是圖3中所示的記錄頭的透視圖，其固定到墨水通道元件12上，和圖4(b)是裝配有根據(jù)本發(fā)明的記錄頭300的記錄頭盒100的一個例子的透視圖。圖4(c)是圖4(b)中所示的記錄頭盒的透視圖，并且墨水容器能夠可移去地安裝到該記錄頭盒中。
首先，該實施例與第一個實施例的不同之處在于，使用的是晶面取向為<110>的硅基板。在該實施例中，當通過蝕刻形成墨水供應孔2和2a時，垂直于基板進行蝕刻。因此，在該實施例中容易形成墨水供應孔2和2a，如圖3(c)中所示它們在與基板的厚度方向垂直的截面中一致。因此，基板的尺寸由基板表面上形成的圖案決定，使得它能夠進一步減小記錄頭尺寸。盡管可以通過上面所述的蝕刻法容易地形成形狀如圖3(c)中所示的墨水供應孔，但是它們還可以由其他方法形成，例如噴沙處理或激光處理。當利用蝕刻法以外的方法形成形狀如圖3(c)中所示的墨水供應孔時，不是必須使用晶面取向為<110>的硅作為基板的材料。
同樣地，在本實施例中，除了能夠噴射前面提到的Y、M和C墨水的記錄頭300以外，帶有用來噴射黑墨水(Bk)的噴射孔列40和41的記錄頭400固定到墨水通道元件12上，共同形成能夠噴射四種不同顏色墨水的記錄頭盒。通常地，不使用黑墨水來形成合成色。因此，不需要將黑墨水的兩個噴射孔列對稱地放置。另外，為了改善單色記錄中的記錄速度，黑色墨水的記錄頭設(shè)有比其它顏色墨水的記錄頭數(shù)量大得多的噴嘴。而且，噴射孔列40和41設(shè)置成使得它們?nèi)缤瑖娚淇琢?1和31一樣也在第一掃描方向中彼此補償，使得它能夠以相當于每個噴射孔列中的噴嘴排列密度的兩倍的分辨率程度進行記錄。
同樣地，在該實施例中，可以以上面第一個實施例中描述的記錄模式進行打印操作。
實施例3圖5表示本發(fā)明的第三個實施例中的記錄頭。在該圖中，作用與第一個和第二個實施例中的相同的元件和部分，用與第一個和第二個實施例中相同的附圖標記表示，并且不再給出它們的詳細說明。圖5是表示該記錄頭的實質(zhì)部分的簡要視圖。圖5(a)是頂視圖，圖5(b)是描述噴射孔的定位的簡要視圖。圖5(c)是剖視圖。
該實施例與第一和第二個實施例的不同之處在于，基板7中設(shè)有的通孔的數(shù)量是三個。對應于兩個最外面的噴射孔列的墨水供應孔2b由基板7和墨水通道元件12的邊緣部分形成。利用該設(shè)計，使得它能夠進一步減小記錄頭300尺寸。
實施例4圖6表示本發(fā)明的第四個實施例中的記錄頭。在該圖中，作用與第一個和第二個實施例中的相同的元件和部分，用與第一個和第二個實施例中相同的附圖標記表示，并且不再給出它們的詳細說明。圖6是表示該記錄頭的實質(zhì)部分的簡要視圖。圖6(a)是頂視圖，圖6(b)是剖視圖。
在該實施例中，用來噴射黑色墨水(Bk)的噴射孔列24和34分別位于第一和第二噴射孔列組中。
根據(jù)該實施例，用來執(zhí)行根據(jù)第一個實施例詳細描述的減少雙向打印中的顏色不均勻性的記錄方法的最小需求，是每一對以重疊方式沉淀液體并且液體不同的噴射孔列中的一個包含在第一組噴射孔中，而該對中的另一個包含在第二組噴射孔中，只要滿足該要求，可以實現(xiàn)前面提到的效果，也就是，減少顏色中的不均勻性。但是，為了形成顏色不均勻很小的圖形，需要以重疊方式噴射液體的一對噴射孔列中的一個與該對中的另一個如前面所述的每個實施例一樣對稱設(shè)置。
在前面所述的每個實施例中，參照噴墨記錄領(lǐng)域最常使用的青、洋紅和黃墨水作為以重疊方式沉淀的液體描述本發(fā)明。但是，飽和度較差的青、洋紅和黃墨水可以包含在將要以重疊的方式沉淀的液體中。另外，前面提到的具有基色的墨水，它們以組合的方式沉淀來顯示為青、洋紅或類似的顏色，可以與該實施例中使用的這些不同。換句話說，在該說明書中，描述的“類型”不同的液體的組合可以是不同顏色墨水的組合，以及顏色相同但密度不同的墨水的組合。
在本發(fā)明的前面的實施例中，第一和第二列噴射孔位于同一個孔板上，或者用來噴射來自第一列噴射孔中的液體的能量轉(zhuǎn)換元件，和用來噴射來自第二列噴射孔中的液體的能量轉(zhuǎn)換元件位于同一個孔板上。但是，第一和第二噴射孔列可以位于后來組合在—起的不同記錄頭上。利用該設(shè)計，全部需要相對彼此調(diào)整兩個頭的位置，來滿足本發(fā)明的要求。然而，前面實施例中的結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性在于，它們消除了將兩個不同記錄頭中的噴射孔列對齊排列的需要。
雜錄最后，將描述其中可以裝有上面所述的記錄頭或本發(fā)明的前述實施例中的記錄頭的液體噴射記錄裝置。圖10表示其中安裝有根據(jù)本發(fā)明的液體噴射記錄頭的記錄裝置的一個例子。
在圖10中，能夠可拆除地安裝在該記錄裝置中的頭盒100位于記錄裝置中。該頭盒100具省記錄頭單元50，墨水容器200，和用來發(fā)送或接收用于驅(qū)動該記錄頭的信號的連接器(圖中沒有表示)等等。
可拆除地安裝在支架102中的頭盒位于支架102中的預先確定的位置中。支架102設(shè)有一個電連接器部分，驅(qū)動信號等通過它和前面提到的頭盒的連接器發(fā)送給盒100。
支架102由設(shè)在記錄裝置的主體結(jié)構(gòu)上并在第一掃描方向中延伸的引導軸103支撐，并且由引導軸103以反復運動的方式引導。通過驅(qū)動機械由第一掃描馬達104驅(qū)動，該驅(qū)動機械包括電動機皮帶輪105，從動皮帶輪106，同步皮帶107等等，同時恨據(jù)它的位置進行控制。另外，它設(shè)有一個初始位置傳感器130。初始位置傳感器130的設(shè)置使得當支架102的初始位置傳感器130經(jīng)過屏蔽板136時，它能夠檢測支架102的位置。
隨著撿拾輥131由送紙電機135經(jīng)過齒輪系轉(zhuǎn)動，例如打印紙、薄塑料片或類似記錄介質(zhì)108運送給該記錄裝置的主體結(jié)構(gòu)，同時通過自動送紙器(以下表示為ASF)一張一張地分開。然后，傳送每個記錄介質(zhì)108(在第二掃描方向中)穿過該位置(打印位置)，通過一對輸送機滾柱109的轉(zhuǎn)動在該位置它面對具有噴射孔的記錄頭盒表面。通過LF電機134的轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)輸送機滾柱109。在記錄介質(zhì)103的該傳送過程中，當記錄介質(zhì)108經(jīng)過紙張末端傳感器133時，判斷是否傳送記錄介質(zhì)108，和記錄介質(zhì)108的引導緣是否根據(jù)時間和位置確切地定位。為了最終判斷記錄介質(zhì)108上的當前記錄點，紙張末端傳感器133還用來判斷記錄介質(zhì)108的真實尾部的位置。
記錄介質(zhì)108由壓紙卷筒(圖中沒有示出)從后面支撐，使得它形成打印位置中的扁平打印表面。附帶地，在安裝到支架102中之后，以這樣方式保持頭盒100以使它的帶有噴射孔的表面的部分從支架102向下伸出，同時帶有噴射孔的表面與在前面提到的一對輸送機滾柱之間伸展的記錄介質(zhì)108平行。
頭盒100以這樣一種方式固定在支架102中，使得噴射孔列的方向變得與支架以掃描方式運動的方向不同，并且通過從這些噴射孔列中噴射液體實現(xiàn)記錄。盡管前面實施例中的頭盒100設(shè)有電熱轉(zhuǎn)換器，來產(chǎn)生用來噴射墨水的熱能，很明顯可以使用與以電熱轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)的方法不同的方法噴射墨水，例如，利用壓電元件噴射墨水的方法。
雖然已經(jīng)參照這里公開的結(jié)構(gòu)描述了本發(fā)明，不限制為上面提出的描述，并且該申請準備覆蓋可以落入到這些改進的目的或者所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的這些改進或變化。
權(quán)利要求
1．一種液體噴射記錄頭，在沿掃描方向雙向掃描記錄材料的過程中，通過由不同噴射出口噴射不同類型液體的第一種液體和第二種液體進行記錄，包括第一噴射出口陣列組，其中每一個在與掃描方向不同的方向上具有以預定的間隔設(shè)置的多個噴射出口，其中每個噴射陣列中的相應的噴射出口在掃描方向中對齊排列；第二噴射出口陣列組，緊鄰所說第一噴射出口陣列的所說組設(shè)置，并以與所說第一噴射出口陣列組相似的方式設(shè)置；其中所說第一噴射出口陣列包括用于噴射第一種液體的第一噴射出口陣列，和用于噴射第二種液體的第二噴射出口陣列；其中所說第二噴射出口陣列包括用于噴射第一種液體的第三噴射出口陣列，和用于噴射第二種液體的第四噴射出口陣列；其中所說第一噴射出口陣列組和所說第二噴射出口陣列組設(shè)置成為，使得第一噴射出口陣列和第三噴射出口陣列彼此緊鄰，和所說第一噴射出口陣列的噴射出口與所說第三噴射出口陣列的噴射出口設(shè)置成與噴射出口的排列方向相偏離，從而在掃描方向中彼此互補。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括共同的液體腔，用來向所說第一噴射出口陣列和所說第三噴射出口陣列供應第一種液體。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所說第一噴射出口陣列組和所說第二噴射出口陣列組設(shè)有用于噴射與第一種液體和第二種液體不相同的第三種液體的噴射出口陣列。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中第一種液體是黃色墨水，第二種墨水和第三種墨水是青色墨水和洋紅色墨水。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所說第一噴射出口陣列組和所說第二噴射出口陣列組的噴射出口陣列設(shè)置成，使得不同類型的液體相對于所說第一和第三噴射出口陣列對稱。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，除了所說第一和第二噴射出口陣列以外，還包括第五噴射出口陣列，用來噴射與通過所說第一和第二噴射出口噴射的液體不同的一種液體。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中從所說第五噴射出口陣列噴射的液體是黑墨水。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所說第一噴射出口陣列組和所說第二噴射出口陣列設(shè)在一個孔板上。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括多個能量轉(zhuǎn)換元件陣列組，用于穿過所說第一噴射出口陣列組噴射液體；和多個能量轉(zhuǎn)換元件陣列組，用于從所說第二噴射出口陣列組噴射液體。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所說基板具有<100>的晶面取向。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所說基板具有<110>的晶面取向。
12．根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的液體噴射頭，其中所說基板設(shè)有多個通孔，用來向噴射出口陣列供應液體，并且所說通孔通過各向異性蝕刻法形成。
13．根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所說孔板由光敏環(huán)氧樹脂材料制成。
14．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所說能量轉(zhuǎn)換元件組是電熱轉(zhuǎn)換器組，用來產(chǎn)生用于穿過所說噴射出口噴射液體的熱能量。
15．一種液體噴射裝置，包括一個支架，用來支撐由權(quán)利要求1所限定的所說液體噴射記錄頭。
16．一種液體噴射記錄頭，在掃描方向上雙向掃描記錄材料的過程中，通過不同噴射出口噴射第一種液體和不同類型液體的第二種液體進行記錄，包括一個孔板，設(shè)有多個噴射出口陣列，每個具有以預定的間距在與掃描方向不同的方向上設(shè)置的多個噴射出口；一個元件基板，具有能量轉(zhuǎn)換元件，對應于所說孔板的噴射出口設(shè)置，用于噴射液體；液體供應通道，用于向所說孔板的噴射出口陣列供應液體；和驅(qū)動電路，用于驅(qū)動所說能量轉(zhuǎn)換元件；和其中所說噴射出口陣列包括按掃描方向上的順序設(shè)置的用于噴射第二種液體的第一噴射出口陣列，用于噴射第一種液體的第二噴射出口陣列，用于噴射第一種液體的第三噴射出口陣列，和用于噴射第二種液體的第四噴射出口陣列，并且其中用于向所說第二噴射出口陣列和所說第三噴射出口陣列供應第一種液體的供應通道。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所說能量轉(zhuǎn)換元件是電熱轉(zhuǎn)換器，用來產(chǎn)生用于由所說噴射出口噴射液體的熱能量。
18．一種液體噴射裝置，包括一個支架，用來支撐由權(quán)利要求16所限定的所說液體噴射記錄頭。
全文摘要
一種液體噴射記錄頭,包括:第一噴射出口陣列組;第二噴射出口陣列組,其中第一噴射出口陣列組包括第一噴射出口陣列,和第二噴射出口陣列;第二噴射出口陣列組包括第三噴射出口陣列,和第四噴射出口陣列;第一噴射出口陣列組和第二噴射出口陣列組設(shè)置成為,使得第一噴射出口陣列和第三噴射出口陣列彼此緊鄰,第一噴射出口陣列的噴射出口與第三噴射出口陣列的噴射出口設(shè)置成在噴射出口的排列方向中相偏離,從而在掃描方向中彼此互補。
文檔編號B41J2/05GK1302731SQ001380
公開日2001年7月11日 申請日期2000年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月22日
發(fā)明者金子峰夫, 大塚尚次 申請人:佳能株式會社