CN100540315C - 喷墨打印头 - Google Patents

Abstract

提供一种喷墨打印头，其通过去除积存在墨路中的气泡高度可靠地恢复其性能以可靠地防止在双向打印中的打印质量下降。在具有奇数排列的、用于将墨供给喷射口的供墨口的喷墨构件中，供墨口的墨的颜色被配置为横向对称，并且多个储墨器被并排地配置，使得供墨口的排列方向与储墨器的排列方向垂直。

Description

喷墨打印头

技术领域

本发明涉及一种喷墨打印头，该喷墨打印头将墨喷射到打印介质上以在该打印介质上形成图像。

背景技术

图9至图11示出了传统的喷墨打印头的构造。图9和图10分别是从电布线构件侧和从喷墨构件侧看的整个喷墨打印头的透视图。图11是从喷墨构件侧看的打印头的主视图，透视示出了墨路和供墨口。

如图9和图10所示，喷墨打印头200包括全部被形成为一体的供墨构件201、流路板202、喷墨构件203和电布线构件204。在供墨构件201上可拆卸地安装第一储墨器206a、第二储墨器206b和第三储墨器206c。

在喷墨构件203上布置形成有多个喷射口列的孔板(未示出)，该喷射口列用于随着电热转换器等喷射能量产生元件被驱动而喷墨。喷墨构件203设有多个供墨口(示出例中为5个)，一个供墨口对应一个喷射口列。通过与打印装置侧的连接器(未示出)接触的电布线构件204的接触垫204a为各个喷射能量产生元件提供驱动信号。

如图11所示，设置在喷墨构件203中的五个供墨口203a、203b、203c、203d和203e被布置成使它们的排列方向平行于第一、第二和第三储墨器206a、206b和206c的排列方向。流路板202形成有墨路，以从储墨器的墨引入孔向各供墨口供墨。从第一储墨器206a的墨引入孔201a延伸的墨路201d与供墨口组中在排列方向上位于端部的两个供墨口203a和203e相连接。从第二储墨器206b的墨引入孔201b延伸的墨路201e与位于中央供墨口203c两侧的两个供墨口203b和203d相连接。此外，从第三储墨器206c的墨引入孔201c延伸的墨路201f与中央供墨口203c相连接。因此，从该口组在排列方向上的一端开始，以对称颜色顺序向五个供墨口203a、203b、203c、203d、203e提供第一色、第二色、第三色、第二色和第一色。

如上所述，尽管只有三种颜色的储墨器，但是上述构造的喷墨打印头200在喷墨构件203中具有以颜色对称顺序布置的五个供墨口和五个喷射口列。因此，当该打印头被安装在用于在打印介质上往复打印的喷墨打印装置的滑架上时，对于沿向前方向的第一主扫描和沿向后方向的第二主扫描都可实现相同色墨的施加顺序。这抑制了颜色偏离，从而确保高打印质量。也就是说，往复打印操作的这种控制不但可以提高打印速度，而且还可以提高打印质量。

在上述喷墨打印头的构造中，尽管只有三种颜色的墨，但却使用了五个喷射口列。因此，必须布置通向各个供墨口的墨路，以使在使储墨器的数量(三个)最少化的同时，该墨路在平面内不互相交叉。如图11所示，当从供墨口侧透视看时，其它颜色的墨路与一些供墨口重叠。

因此，墨路窄且复杂，并且墨路和供墨口之间的连通部分受其它颜色的墨路的限制，从而不可避免地变成相对较小的孔。

在这种墨路构造中，在将墨从储墨器提供给喷墨构件时没有问题。然而，如果喷墨打印机长时间未被使用，则溶解在墨中的空气可能与墨分离或者外部空气可能穿过形成墨路的流路板202而进入。在这种情况下，气泡可能积存在喷墨打印头的墨路内，并且不容易从窄而复杂的墨路中抽出。

通常，喷墨打印装置设有用于进行处理以恢复或维护喷墨打印头的喷墨性能的部件。一个这样的例子是用于进行基于抽吸的恢复操作的构件，该操作包括覆盖形成有喷墨口的打印头的表面以及在覆盖状态下对喷射口施加负压以强制将墨从喷射口内部的墨路排出。如果如上所述墨路窄且复杂，则在基于抽吸的恢复操作期间的抽吸压力和抽吸时间的控制需要进行精确调整。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种使用多个喷射口列和在数量上比喷射口列少的墨引入孔的构造，该构造简化了从储墨器通向喷射口列的墨路的形状。因此，提供一种受气泡积存影响小或可通过简单的恢复功能容易地去除气泡的喷墨打印头。

本发明的另一个目的是提供一种喷墨打印头，该喷墨打印头包括：多个喷射口列，能够从多个贮墨部将墨供给该多个喷射口列，并且所述多个喷射口列的列数大于所述多个贮墨部的个数，其中，能够从所述多个贮墨部中的一个贮墨部将墨供给所述多个喷射口列中的沿所述多个喷射口列的排列方向彼此不相邻的两个喷射口列；喷墨构件，其具有所述多个喷射口列和多个供墨口，所述多个供墨口被排列为分别与所述多个喷射口列一一对应，以将墨供给相关的喷射口列；以及流路形成构件，其被安装在所述喷墨构件的、与其上布置有所述多个喷射口列的表面相反的表面上，该流路形成构件形成有用于从所述多个贮墨部引入墨的多个墨引入孔和用于将所述多个墨引入孔分别连通到对应的供墨口的墨路；其中，从所述流路形成构件中的所述多个墨引入孔朝向对应的贮墨部直线延伸的延伸线和所述喷墨构件中的所述多个供墨口的沿与所述多个喷射口列的排列方向垂直的方向延伸的纵向延伸线被配置为在空间上相互交叉；其中，连接所述多个墨引入孔和对应的供墨口的所述墨路被形成为仅与所连接的供墨口重叠而不与其它供墨口重叠。

从以下结合附图所作的对实施例的说明，将使本发明的上述和其它目的、效果、特征和优点变得更加明显。

附图说明

图1是从喷墨构件侧看的本发明的第一实施例的喷墨打印头的主视图；

图2是本发明的第一实施例的喷墨打印头的主要部分的分解透视图；

图3是从电布线构件侧看的第一实施例的整个喷墨打印头的透视图；

图4是从喷墨构件侧看的第一实施例的整个喷墨打印头的透视图；

图5是本发明的第一实施例的整个喷墨打印头的分解透视图；

图6是示出了应用第一实施例的喷墨打印头的喷墨打印装置的示例性构造的示意性透视图；

图7是从电布线构件侧看的本发明的第二实施例的整个喷墨打印头的透视图；

图8是本发明的第二实施例的整个喷墨打印头的分解透视图；

图9是从电布线构件侧看的整个传统喷墨打印头的透视图；

图10是从喷墨构件侧看的整个传统喷墨打印头的透视图；

图11是从喷墨构件侧看的传统喷墨打印头的主视图。

具体实施方式

现在将参照附图说明本发明的优选实施例。

第一实施例

图1至图5示出了作为本发明的一个实施例的喷墨打印头。图1是从喷墨构件侧(沿图2的箭头A的方向)看的本发明的第一实施例的喷墨打印头的主视图，并且示意且透视性地示出了墨路和供墨口。图2是第一实施例的喷墨打印头的分解透视图，示出了墨路的构造。

图3和图4分别是从电布线构件侧和从喷墨构件侧看的第一实施例的整个喷墨打印头的透视图。图5是整个喷墨打印头的分解透视图。

如图3至图5所示，喷墨打印头100包括全部被形成为一体的供墨构件101、流路板102、喷墨构件103和电布线构件104。在供墨构件101热熔敷有第一至第三过滤器105a、105b、105c。第一储墨器106a、第二储墨器106b和第三储墨器106c被可拆卸地安装在供墨构件101上。

在喷墨构件103上安装形成有多个喷射口列的孔板(未示出)，该喷射口列用于随着电热转换器等喷射能量产生元件被驱动而喷墨。喷墨构件103设有多个供墨口(示出例中为5个口)，一个供墨口对应一个喷射口列。通过与打印装置侧的连接器(未示出)接触的电布线构件104的接触垫104a，为各个喷射能量产生元件提供驱动信号。

如图1所示，与上述传统例不同，该实施例的形成在喷墨构件103中的五个供墨口103a、103b、103c、103d、103e的排列方向垂直于第一、第二和第三储墨器106a、106b、106c的排列方向。因此，与储墨器106a、106b、106c连通的墨引入孔101a、101b、101c被排列在与供墨口103a-103e的排列方向垂直的方向上。墨引入孔101a和101b沿孔的排列方向位于喷墨构件103的不同侧。此外，墨引入孔101c与喷墨构件103，尤其是中央供墨口103c重叠。

在上述构造和布置下，如从图1看到的，墨引入孔101a、101b、101c分别与安装在供墨构件101上的储墨器106a、106b、106c的底面重叠。结果，如可从图2看到的，墨引入路径101a′、101b′、101c′可从墨引入孔一端向连接储墨器的另一端直线延伸，而不被弯曲。

墨引入孔101a向形成在供墨构件101中的墨分配室107a开口。墨分配室107a横向对称地分岔进入两个第一墨路101d。支路101d沿最外面的喷射口列的长度方向延伸，并分别与供墨口103a、103e重叠地连通，该供墨口103a、103e位于喷射口列组沿喷射口列排列方向的端部。相似地，墨引入孔101b向横向对称地分岔进入两个第二墨路101e的墨分配室107b开口。支路101e分别与供墨口103b、103d重叠地连通，该供墨口103b、103d位于中央供墨口103c的两侧。来自墨引入孔101c的第三墨路101f与中央供墨口103c重叠地连通。因此，布置在喷墨构件103中的五个供墨口103a、103b、103c、103d、103e分别对应于第一色、第二色、第三色、第二色和第一色。

在该实施例中，与图11所示的传统例不同，每个供墨口可与相关颜色的墨路相连接而不使其它颜色的墨路横过关心的供墨口。因此墨路可具有更简单的结构，使气泡难以积存或停留在墨路中。如果气泡积存，则通过基于抽吸的恢复操作可容易地去除它们。由此也减轻了基于抽吸的恢复操作所需的控制条件。

如图1所示，当从喷墨构件103侧看时，喷墨构件103中的供墨口、流路板102中的开口和供墨构件101中的墨路之间的关系是这样的：在流路板102中形成的每个开口的面积比在喷墨构件103中形成的每个供墨口103a、103b、103c、103d、103e的面积大。此外，供墨构件101中的每个墨路(支路)的面积比流路板102中的每个重叠开口的面积大。即，流路的横截面积朝向供墨路径的上游增大。因此，供墨路径没有部分狭窄或节流部，通过该供墨路径墨从墨路101d、101e、101f流向喷墨构件。从储墨器供给的墨在进一步被供给到支路之前可被积存在墨路101d、101e中形成的墨分配室107a、107b中。这保证了墨能被稳定且均匀地供给到喷墨构件103中的供墨口和所有的喷射口列，而且气泡不容易在供墨路径的上游部分积存，并且如果它们积存，也能通过基于抽吸的恢复操作被容易地去除。值得注意的是，为什么能使流路板102中形成的各个开口的面积比各个供墨口103a、103b、103c、103d、103e的面积大，是因为在墨路和相关供墨口之间的连通部的尺寸和位置不像传统例中那样受其它颜色墨路的限制或干扰。

第一墨路101d和第二墨路101e各自以墨引入孔101a和101b为中心横向对称地分岔。墨路中除分岔部分和与供墨口相连部分以外的部分(即，构成支路部分的墨路上游的未分岔部分的墨分配室)的横截面比图11所示的墨路201d和201f宽。也就是说，在第一墨路101d和第二墨路101e的墨路上游形成有相对较大的横截面积和体积的墨分配室107a、107b。该结构使供墨性能稳定并使气泡如果积存而堵塞墨路的可能性最小。尤其当气泡小时，如果它们在一定程度上积存对供墨性能影响很小。这产生了能显著减少吸出气泡所需的恢复操作次数、甚至最终消除恢复操作本身的可能性。因此，可减少由恢复操作排出的墨量，这又提供了具有低运行成本和高打印能力的喷墨打印头。

此外，由于在喷墨构件103中央的供墨口103c可从位于中央的第三储墨器106c直接供墨而无需使用曲折的墨路，所以该供墨构造具有高供墨性能，并且还具有气泡不容易积存，如果气泡积存，也可通过基于抽吸的恢复操作而容易地进行去除的优点。

图6是示出了利用上述喷墨打印头的喷墨打印装置的示例性构造的示意性透视图。

在示出的打印装置中，滑架500由环带501保持并可沿着导轴502移动。环带501环绕在主扫描区的端部安装的滑轮对503，其中，一个滑轮503与滑架驱动电机504的驱动轴耦接。从而当电机504运转时滑架500沿着导轴502在主扫描方向上(由M表示)往复移动。在滑架500上安装喷墨打印头和贮存有所使用的不同颜色墨的储墨器106a、106b和106c。在该配置中，可对打印操作进行控制，通过该控制，可以在向前方向的第一主扫描期间和在向后方向的第二主扫描期间在打印介质上形成图像时，都使用相同的色墨施加顺序。结果，可抑制颜色偏离，并获得良好的打印质量。这里，在该实施例中，将墨通过相同形状和尺寸的墨路供给两个喷出相同颜色墨的墨喷射口列。因此，无论使用两个喷射口列中的哪个，都可获得相同的供墨性能，从而可使通过第一主扫描和第二主扫描产生的打印质量均匀。

此外，在示出的打印装置中，安装线性编码器506以探测滑架在主扫描方向上的位置。线性编码器506具有作为一个构成元件的线性标尺507，该线性标尺507沿滑架500的移动方向延伸并具有在其中以预定密度等间隔形成的缝。作为另一构成元件，例如，线性编码器506具有都设置在滑架500上的缝探测系统508和信号处理电路，该缝探测系统508具有光发射部和光接收传感器。从而，随着滑架500移动，线性编码器506输出限定喷墨定时的信号和滑架位置的信息。

沿与滑架500的扫描方向相垂直的箭头S的方向间歇地供给作为打印介质的打印纸P。通过在输送方向上游侧安装的辊对单元509、510和在下游侧的辊对单元511、521支撑打印纸P。当输送打印纸时，给予打印纸预定张力以维持面向设有喷射口列的喷墨打印头(未示出)的喷射面的平坦表面。从未示出的送纸电机传送用于驱动这些辊单元的力。

在上述构造下，在移动滑架500时，随着打印纸P的供给而重复交替地进行在与喷墨打印头的各喷射口列的长度对应的主扫描区的整个高度上的打印，直到打印完打印纸P的整页为止。

滑架500需要时可在打印开始时或打印期间停止在原始位置。在该原始位置有盖住喷墨打印头的喷射面的盖构件513。该盖构件513与为防止喷射口堵塞强制将墨从喷射口吸出的抽吸泵520连接。在该原始位置还垂直可移动地安装擦拭构件550，以擦拭打印头的喷射面。

第二实施例

在第一实施例中，已经说明了具有可拆卸安装的储墨器或贮墨部的喷墨打印头。本发明不限于第一实施例的构造，而是可使用多种其它的构造。例如，本发明可被应用到具有一体形成的贮墨部的喷墨打印头。也就是说，该喷墨打印头可具有不可分离地结合的储墨器。该构造将作为本发明的第二实施例加以说明。

图7和图8示出了作为本发明的第二实施例的喷墨打印头。这里，图7是从电布线构件侧看的作为整体的喷墨打印头的透视图。图8是该喷墨打印头的分解透视图。

如图7和图8所示，该实施例的喷墨打印头300包括喷墨构件303、电布线构件304、流路板302、储墨器框301和贮墨部。电布线构件304具有连接到喷墨构件303，并从喷墨打印装置接收电信号的接触垫304a。贮墨部包括：在形成在储墨器框301中的墨容纳空间中安装的、以吸收和保持墨的第一、第二和第三吸收器306a、306b、306c；盒盖307；以及用于随着墨被消耗将空气引入墨容纳空间的通气口307a。在墨路中插入有第一、第二和第三过滤器305a、305b、305c。

用于从储墨器框301中的墨容纳空间向喷墨构件303供墨的墨路的配置和构造与第一实施例有关的那些说明相似。因此，在该实施例中也可产生相似的效果。但是，当应用于结合有储墨器的喷墨打印头300时，该实施例的墨路的构造可产生更多的效果。也就是说，与储墨器形成为一体的喷墨打印头经常被应用到相对小的、低成本的打印装置，并且从减少成本的观点来看，引入到打印头中的墨量通常被维持在最低的所需水平。此外，在其上安装了这种打印头的喷墨打印装置经常具有非常简单的恢复机构。因此，通过有效地执行恢复操作以去除积存在墨路中的气泡从而使供墨流畅，本实施例的墨路的构造非常适合用于使排出的墨量最少。

其它

在第一和第二实施例中，由专用储墨器提供三种颜色的墨。在三种色墨中，两种颜色的墨各自由两个喷射口列提供。至于颜色的位置顺序，对具有五(n)个对称排列的喷射口列(贮墨部的数量和墨引入孔的数量为(n+1)/2＝3)的喷墨打印头给出了说明。值得注意的是，可根据看起来合适来选择墨的种类。

例如，可使用减色法混合系统的三原色-青色、品红色和黄色。可加入如黑色等的其它颜色。除利用不同颜色之外，可以在浓度上区分相同颜色的墨。也就是说，在本说明书中所涉及的术语色调是不仅包括颜色而且包括浓度的概念。还可根据色调的数量适当地确定喷射口列的数量。

此外，采用奇数个喷射口列并且按颜色的对称顺序布置这些喷射口列，可使在向前方向的第一主扫描期间的墨颜色的施加顺序和在向后方向的第二主扫描期间的墨颜色的施加顺序相同。这抑制了颜色偏离，改善了打印质量。然而，本发明采用简化墨路配置的构造以使气泡难以积存，并且如果气泡积存，也可使它们通过基于抽吸的恢复操作而容易地被去除。因此，本发明不排除使用除奇数个喷射口列之外的构造。

前述实施例已经说明了使用电热转换器的喷墨打印头，当对该电热转换器通电时其产生热能以加热墨从而产出气泡。喷墨打印头也可使用压电元件，当对该压电元件通电时其可对墨施加机械能。

已参照优选实施例详细说明了本发明，对于本领域技术人员来说，从前述明显的是在不脱离本发明的范围下，可在更广的方面对本发明进行改变和变型，因此，在所附的权利要求中目的是覆盖所有这些改变。

Claims (12)

1.一种喷墨打印头，其包括：

多个喷射口列，能够从多个贮墨部将墨供给该多个喷射口列，并且所述多个喷射口列的列数大于所述多个贮墨部的个数，其中，能够从所述多个贮墨部中的一个贮墨部将墨供给所述多个喷射口列中的沿所述多个喷射口列的排列方向彼此不相邻的两个喷射口列；

喷墨构件，其具有所述多个喷射口列和多个供墨口，所述多个供墨口被排列为分别与所述多个喷射口列一一对应，以将墨供给相关的喷射口列；以及

流路形成构件，其被安装在所述喷墨构件的、与其上布置有所述多个喷射口列的表面相反的表面上，该流路形成构件形成有用于从所述多个贮墨部引入墨的多个墨引入孔和用于将所述多个墨引入孔分别连通到对应的供墨口的墨路；

其中，从所述流路形成构件中的所述多个墨引入孔朝向对应的贮墨部直线延伸的延伸线和所述喷墨构件中的所述多个供墨口的沿与所述多个喷射口列的排列方向垂直的方向延伸的纵向延伸线被配置为在空间上相互交叉；

其中，连接所述多个墨引入孔和对应的供墨口的所述墨路被形成为仅与所连接的供墨口重叠而不与其它供墨口重叠。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，所述多个贮墨部在数量上与墨的多个不同色调相等，对于所述多个不同色调中的一个色调，设置所述多个喷射口列中的所述两个喷射口列和与所述多个喷射口列中的所述两个喷射口列对应的供墨口。

3.根据权利要求2所述的喷墨打印头，其特征在于，所述多个喷射口列中的所述两个喷射口列和与所述多个喷射口列中的所述两个喷射口列对应的供墨口对于相同色调的墨被排列为横向对称。

4.根据权利要求2所述的喷墨打印头，其特征在于，所述多个喷射口列和多个供墨口的数量是大于等于5的奇数n，所述多个贮墨部和多个墨引入孔的数量是(n+1)/2。

5.根据权利要求2所述的喷墨打印头，其特征在于，连通到与所述多个喷射口列中的所述两个喷墨口列对应的供墨口的两个墨路被连通到与所述多个不同色调中的所述一个色调的贮墨部对应的墨引入孔，并且墨路从墨引入孔横向对称地分岔。

6.根据权利要求5所述的喷墨打印头，其特征在于，在所述墨路分岔的部分设置用于积存从所述墨引入孔引入的墨的墨分配室。

7.根据权利要求4所述的喷墨打印头，其特征在于，所述多个供墨口中的排列于中央的供墨口与所述多个墨引入孔中的排列于中央的墨引入孔连通。

8.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，供墨口的横截面面积、所述墨路的在所述流路形成构件的与所述喷墨构件相对的表面的开口的横截面面积、以及所述墨路的横截面面积按顺序增大。

9.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，进一步包括供墨构件，该供墨构件可拆卸地保持沿与所述多个供墨口的排列方向垂直的方向排列的、作为所述多个贮墨部的多个储墨器。

10.根据权利要求1所述的喷墨打印头，其特征在于，进一步包括储墨器框，该储墨器框具有在其中一体形成的储墨器，该储墨器具有沿与所述多个供墨口的排列方向垂直的方向排列的所述多个贮墨部。

11.根据权利要求9所述的喷墨打印头，其特征在于，所述多个供墨口中的全部供墨口或者排列于中央的那部分供墨口与所述多个贮墨部中的排列于中央的贮墨部重叠。

12.根据权利要求10所述的喷墨打印头，其特征在于，所述多个供墨口中的全部供墨口或者排列于中央的那部分供墨口与所述多个贮墨部中的排列于中央的贮墨部重叠。

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