CN101204879A - 喷墨记录方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷墨记录方法。一种用于从记录头排出液体的方法，该记录头包括：第一排出口，其被构造成排出液体；第二排出口，其被构造成排出液体，且排出的液体的量小于从第一排出口排出的液体的量；以及基板，其包括与第一排出口对应的第一加热元件、与第二排出口对应的第二加热元件、以及液体供给口，其中，液体供给口与第二加热元件之间的距离比液体供给口与第一加热元件之间的距离长，通过由第一加热元件形成的气泡与大气连通的排出方法从第一排出口排出液体，从第二排出口排出的液体的量小于2皮升。

Description

喷墨记录方法

技术领域

本发明涉及一种用于通过从记录头排出液体而记录图像的喷墨记录方法。更具体地，本发明涉及一种用于通过将墨滴从喷墨记录头排出到记录介质而记录图像的喷墨记录方法。

背景技术

喷墨记录设备的喷墨记录头具有布置在记录液室中的加热元件。向该加热元件施加电脉冲(即记录信号)以产生热量。该热量产生的热能引起墨的相变并产生气泡(或者墨沸腾)。由于此时所产生的压力，从排出口排出墨液，并在记录介质上进行记录。

近年来，对于具有能够以更高的速度制作照片品质打印件的喷墨记录头的喷墨记录设备有需求。另外，制造商之间降低喷墨记录设备的价格的竞争变得激烈，因此以低成本制造该产品变得很重要。

美国专利No.5,218,376和No.6,354,698论述了用于从喷墨记录头稳定地排出更小墨滴的方法，该方法有助于高品质的图像打印。在这些方法中，由能量产生元件产生的气泡与大气连通，该气泡将墨从喷墨记录头排出。

此外，美国专利No.7,108,352论述了一种用于以低成本制造喷墨记录头的方法，该记录头被构造成以更高的速度排出小墨滴。根据美国专利No.7,108,352，喷嘴以高密度被布置在喷墨记录片上，并且从喷墨记录头排出多种排出量的墨滴。

在该喷墨记录头中，相对小的墨滴用于记录图像的高亮区域，而较大的墨滴用于暗的图像区域。结果，可以同时实现高速和高品质的图像打印。

为了以低成本制造该喷墨记录头，在一个喷墨记录片上形成可排出多种墨量的喷嘴是有用的。此外，为了实现低成本制造，用于形成喷嘴的喷嘴板具有相同的厚度也是有用的。换句话说，对于排出不同墨量的喷嘴中的每一个，从排墨用的能量产生元件到喷嘴板顶部的距离保持恒定是有用的。

然而，在制造满足上述特征的喷墨记录头中产生问题。特别地，当喷嘴密度增加到900点每英寸(dpi)或更大，并且液体供给口与加热器之间的距离(以下被称为CH距离)改变时，具有相对长的CH距离的喷嘴的再充填频率变低。术语“再充填频率”指的是用墨再次填满暂时空的记录液室的频率。

在该情况下，为了以尽可能高的频率进行再充填，使排出相对少的墨量的喷嘴的CH距离比排出相对多的墨量的喷嘴的CH距离长是有用的。这是因为，在排出较多的墨量的喷嘴的情况下，起泡时退回到液体供给口的液体的量增大。因此，如果排出较多的墨量的喷嘴的CH距离长，则再充填频率下降，这可导致墨供给不良。

例如，假设排出2皮升(p1)墨滴的喷嘴和排出1-p1墨滴的喷嘴交替布置(交错布置)，则当由能量产生元件产生的气泡与大气连通时，两个喷嘴都排出墨。在该情况下，根据上述观点，对于排出1-p1墨滴的喷嘴，较长的CH距离是有用的。

然而，与上述观点相反，发生过如下情况：排出1-p1墨滴的喷嘴的再充填频率变得比排出2-p1墨滴的喷嘴的再充填频率低。这可对高速记录产生负面影响。

发明内容

本发明旨在提供一种排出不同量的墨滴并且可以进行高速和高品质的图像打印的喷墨记录头。

根据本发明的一个方面，提供一种用于从记录头排出液体的方法，该记录头包括：第一排出口，其被构造成排出从液体供给口供给的液体；第二排出口，其被构造成排出液体，且排出的液体的量小于从所述第一排出口排出的液体的量；以及基板，其包括与第一排出口对应的第一加热元件、与第二排出口对应的第二加热元件、以及液体供给口，其中，所述液体供给口与所述第二加热元件之间的距离长于所述液体供给口与所述第一加热元件之间的距离，其中，通过使由第一加热元件形成的气泡与大气连通的排出方法从第一排出口排出液体，其中，从第二排出口排出的液体的量小于2皮升，并且通过使由第二加热元件形成的气泡在不与大气连通的情况下消泡的排出方法从第二排出口排出液体。

根据本发明的另一方面，可以以高频率排出相对小的墨滴，并且可以利用被控制的排出量的波动来排出相对大的墨滴。从而，可以实现有助于高速和高品质图像记录的喷墨记录方法。

从以下参照附图对典型实施例的详细说明中，本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图图解本发明的典型实施例、特征和方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1图解根据本发明的第一典型实施例的墨排出系统。

图2是根据本发明的典型实施例的喷墨记录盒的立体图。

图3图解根据本发明的第一典型实施例的记录头。

图4图解根据本发明的第一典型实施例的记录头。

图5图解根据本发明的第一典型实施例的记录头。

图6是图解根据本发明的典型实施例的喷墨记录设备的立体图。

图7图解根据本发明的第二典型实施例的记录头。

图8图解根据本发明的第三典型实施例的记录头。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本发明的多个典型实施例、特征和方面。

第一典型实施例

图2是图解根据本发明的第一典型实施例的喷墨记录盒的立体图。在图2中，布线带(electric wiring tape)202被构造成将电信号从喷墨记录设备传递到喷墨记录片201。壳体203包括喷墨记录片201和墨容器。墨容器容纳被供给到排出口的墨(液体)，该排出口被布置在喷墨记录片201上并且被构造成相出墨滴。

本实施例的喷墨记录片201包括加热器(也被称为加热元件)，该加热器是被构造成排出墨的能量产生元件。此外，喷墨记录片201包括由硅制成的记录元件基板，该记录元件基板具有将电信号从喷墨记录设备传递到加热器的配线。在记录元件基板上布置流路和孔板(orifice plate)。每个流路与加热器对应，并且被构造成供给墨。孔板包括用于排出墨的排出口。

此外，根据本实施例，喷墨记录片201包括排出三种颜色的墨的喷嘴阵列，该三种颜色即：青色、黄色和品红色。为每个喷嘴设置用于将墨从墨容器供给到喷嘴阵列的液体供给口。

图3是图2所示的喷墨记录片201的放大俯视图，并且图解用于上述颜色之一的喷嘴阵列的一部分。喷墨记录片201包括液体供给口301。尽管本实施例使用适于排出三种不同墨量的喷嘴305以及排出口407、408和509，但本发明不限于该构造。本发明可以包括用于排出墨或液体的其它类型的构造。

根据本实施例，喷嘴阵列组302排出5-p1墨滴，喷嘴阵列组303排出2-p1墨滴，喷嘴阵列组304排出1-p1墨滴。

根据本实施例，由于喷嘴阵列组302排出相对大的5-p1墨滴，因此，用于喷嘴阵列组302的加热器403(图4)和排出口407相对大，从而以600dpi的间隔布置加热器403和排出口407。为了使喷墨记录片的尺寸最小化并且以更高的密度布置喷嘴，喷嘴阵列组303和304以所谓的交错配置的方式布置，其中，排出2-p1墨滴的喷嘴和排出1-p1墨滴的喷嘴交替布置。此外，根据本实施例，以1200dpi的间隔布置喷嘴阵列组303和304。根据本实施例，用于排出5-p1墨滴的加热器403的尺寸是大约21平方微米，用于排出2-p1墨滴的加热器404(参见图4)的尺寸是大约19平方微米，用于排出1-p1墨滴的加热器504(参见图5)的尺寸是大约14平方微米。

图4是沿图3中的线4-4截取的喷嘴的剖视图。图5是沿图3中的线5-5截取的喷嘴的剖视图。

在图4中，记录头包括被构造成将容纳在墨容器中的液体供给到每个排出口的液体供给口301、由硅制成的记录元件基板402、加热器403和404(加热元件)、以及喷嘴板405。根据本实施例，在制造过程中，记录元件基板402被涂覆树脂，然后用光刻法进行处理，以形成墨流路406和409以及排出口407和408。根据本实施例，从液体供给口301的顶部到加热器403的中心的距离L5和从液体供给口301的顶部到加热器404的中心的距离L2大致相等。

在图5中，记录头包括液体供给口301、由硅制成的记录元件基板402、加热器403和504、以及喷嘴板505。流路406和排出口407用于5-p1墨滴，流路507和排出口509用于1-p1墨滴。根据本实施例，从液体供给口301的顶部到用于1-p1墨滴的加热器504的中心的距离L1比从液体供给口301的顶部到加热器403的中心的距离L5长。当距离L1是大约100微米时，距离L5和L2是大约60微米。

将参照图1说明喷墨记录头的排出。如图5中的截面所示的喷墨记录头排出5-p1和1-p1墨滴。在图1中，墨滴102是要从排出口407排出的5-p1墨滴，墨滴103是要从排出口509排出的1-p1墨滴。记录头包括被构造成将容纳在墨容器中的液体供给到每个排出口的液体供给口301。

根据本实施例，向加热器403和504施加能量，使得出现墨的膜沸腾。利用由该膜沸腾产生的能量从墨排出口排出墨。在该膜沸腾中，在图1所示的气泡长到最大尺寸之后，该气泡正在消泡。

如部分104所示，由膜沸腾产生并从5-p1墨滴的喷嘴排出的气泡在消泡时与大气连通。参照图1，由膜沸腾产生并从1-p1墨滴的喷嘴排出的气泡105在消泡时不与大气连通。尽管图中没有示出，但与排出5-p1墨滴的系统类似，由膜沸腾产生并且从图4所示的排出方法中的2-p1墨滴的喷嘴排出的气泡在消泡时与大气连通。

在本实施例中采用上述排出系统。以15kHz驱动喷墨记录头，并且通过4次扫描形成单位像素。墨滴排出量取决于像素的浓度。2-p1墨滴用于具有比由1-p1墨滴打出单位像素的情况更大浓度的打印。另一方面，5-p1墨滴用于进行具有更大浓度的打印。

在简单的排出方式中，可通过多次扫描排出1-p1墨滴。然而，在用于高品质图像的多数情况下，需要进行例如误差扩散法等图像处理。在该情况下，也可以将1-p1墨滴连续地排出到相邻的像素。从而，如果将1-p1墨滴的再充填频率设定得较高，则可以相对于高品质图像设置较大的边缘(margin)。此外，在许多情况下，与排出较大的墨滴相比，可以通过多次排出例如1-p1墨滴等小墨滴获得较高品质的图像。

根据本实施例，为了维持图像可靠性，在保持排出量的变化不会影响图像的状态下可以排出许多个1-p1墨滴。如果在排出系统中由加热器产生的气泡不与大气连通，则与气泡和大气连通的排出系统相比，排出量可以发生更大的变化。然而，在排出量小于2-p1的情况下，如根据本实施例的排出系统中那样，由于排出结果几乎是不可见的，并且记录介质上的排出量的变化也不明显，从而对图像品质的不利影响小。从而，在以小于2-p1的量进行排出的情况下，可以采用不允许气泡与大气连通的排出系统。

另一方面，由于与气泡和大气连通的排出系统相比，不允许气泡与大气连通的排出系统中的再充填速度更快，所以不允许气泡与大气连通的排出系统是有用的。从而，对于1-p1墨滴的排出，重视的是高的再充填速度。因此，采用在气泡不与大气连通的状态下发生消泡的墨滴排出方法。

在排出量是5-p1和2-p1的情况下，图像显著变化。在该情况下，强调减少排出量的变化是有意义的。因此，允许由加热器的驱动产生的气泡与大气连通的排出系统适合于该目的。此外，在气泡达到最大尺寸之后气泡体积减小时，该气泡开始第一次与大气连通的墨排出系统更适合于该目的。

当采用本实施例中说明的墨排出系统时，可以实现能够以高速打印高品质图像的喷墨记录方法。可以通过改变例如加热器与排出口面之间的距离、加热器尺寸、排出口尺寸以及流路宽度等参数来确定气泡与大气连通或者不与大气连通的排出系统。

根据本发明的典型实施例，将排出口408和509的配置密度设定为1200dpi。当该密度增加时，沿配置方向的排出口之间的间隔变窄，这导致流路宽度更窄。特别地，在以大于或等于900dpi的高配置密度操作的记录系统中，再充填变得困难。然而，通过实施本发明的构造，可以实现高速和高品质的图像打印。

第二典型实施例

接着，将说明本发明的第二典型实施例。参照图7，液体供给口301将墨供给到每个墨流路，并且喷嘴阵列组802排出2-p1墨滴。喷嘴阵列组803排出1-p1墨滴，喷嘴阵列组804排出0.6-p1墨滴。

根据本实施例，在采用排出2-p1墨滴的喷嘴阵列组802和排出1-p1墨滴的喷嘴阵列组803的墨排出系统中，在由加热器的驱动产生的气泡已达到最大尺寸之后体积正减小时，该气泡第一次与大气连通。对于排出0.6-p1墨滴的喷嘴阵列组804，当排出墨滴时，由加热器的驱动产生的气泡不与大气连通。

根据本实施例，从液体供给口到排出0.6-p1墨滴的喷嘴阵列组804的加热器的距离(CH距离)比到喷嘴阵列组803的CH距离长。

与第一典型实施例类似，在排出量相对小并且CH距离相对长的情况下，由根据本实施例的排出系统产生的气泡不与大气连通。另一方面，如果排出量大并且如果记录头的CH距离相对短，则气泡与大气连通。从而，根据本发明的构造，与第一典型实施例类似，提供一种能够以高速打印高品质图像的喷墨记录方法。

第三典型实施例

接着，将说明本发明的第三典型实施例。参照图8，液体供给口301将墨供给到每个墨流路，喷嘴阵列组902排出1-p1墨滴，喷嘴阵列组903排出2-p1墨滴。根据本实施例，排出1-p1墨滴的喷嘴和排出2-p1墨滴的喷嘴交替布置，液体供给口301被夹在二者之间。

此外，在液体供给口301的右侧或左侧，以1200dpi的间隔并排布置排出1-p1墨滴的喷嘴和排出2-p1墨滴的喷嘴。与上述典型实施例类似，在排出2-p1墨滴的喷嘴阵列组903的情况下，在由加热器的驱动产生的气泡已达到最大尺寸之后体积正减小时，该气泡第一次与大气连通。

在排出1-p1墨滴的喷嘴阵列组902的情况下，当排出墨滴时，由加热器的驱动产生的气泡不与大气连通。因此，根据本发明的构造，与上述典型实施例类似，可以提供一种能够以高速打印高品质图像的喷墨记录方法。

将参照图6说明可以安装上述喷墨记录盒的记录设备。图6是喷墨记录设备的示意图。喷墨记录盒601和602被定位在并且可更换地安装在盒603上。

根据本实施例，喷墨记录盒601是用于排出黑色墨的黑色盒，而喷墨记录盒602是用于排出黄色、品红色和青色墨的彩色盒。电连接部设置在盒603上。电连接部通过喷墨记录盒601和602的外部信号输入端子将电信号传递到每个排出口。

沿往复运动方向由引导轴604引导并支撑盒603。沿主扫描方向延伸的引导轴604被放置在设备主体上。在由供纸电动机612经由齿轮驱动拾取辊613的同时，从自动薄片供给器614接连地供给例如打印纸或塑料薄片等记录介质611。

喷墨记录盒601和602被安装在盒603上，使得排出部中的每个排出口沿与盒603的扫描方向垂直的方向对准。从该排出口阵列排出墨，用于记录图像。

虽然已参照典型实施例说明了本发明，应该理解的是本发明不限于公开的典型实施例。所附的权利要求书的范围应符合最宽的解释，以包括所有的变形、等同结构和功能。

Claims (5)

1.一种用于从记录头排出液体的方法，所述记录头包括：

第一排出口，其被构造成排出从液体供给口供给的液体；

第二排出口，其被构造成排出液体，且排出的所述液体的量小于从所述第一排出口排出的所述液体的量；以及

基板，其包括与所述第一排出口对应的第一加热元件、与所述第二排出口对应的第二加热元件、以及所述液体供给口，

其中，所述液体供给口与所述第二加热元件之间的距离比所述液体供给口与所述第一加热元件之间的距离长，

其中，通过由所述第一加热元件形成的气泡与大气连通的排出方法从所述第一排出口排出所述液体，

其中，从所述第二排出口排出的所述液体的量小于2皮升，并且通过由所述第二加热元件形成的气泡在不与所述大气连通的情况下消泡的排出方法从所述第二排出口排出所述液体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在相对于所述液体供给口的同一侧交替布置所述第一排出口和所述第二排出口。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括所述第一排出口和所述第二排出口的排出口阵列具有大于或等于900dpi的配置密度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，第三排出口排出的液体量比从所述第一排出口排出的液体量多，以及

相对于所述液体供给口在与布置所述第一排出口和所述第二排出口的所述侧相对的一侧布置所述第三排出口。

5.一种用于从记录头排出液体的设备，所述记录头包括：

第一排出口，其被构造成排出从液体供给口供给的液体；

第二排出口，其被构造成排出液体，且排出的所述液体的量小于从所述第一排出口排出的所述液体的量；以及

基板，其包括与所述第一排出口对应的第一加热元件、与所述第二排出口对应的第二加热元件、以及所述液体供给口，

其中，所述液体供给口与所述第二加热元件之间的距离比所述液体供给口与所述第一加热元件之间的距离长，

其中，通过由所述第一加热元件形成的气泡与大气连通的排出方法从所述第一排出口排出所述液体，

其中，从所述第二排出口排出的所述液体的量小于2皮升，并且通过由所述第二加热元件形成的气泡在不与所述大气连通的情况下消泡的排出方法从所述第二排出口排出所述液体。

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