CN101395004A - 具有至少一个非均一性墨水通路的喷墨致动器基底 - Google Patents

Abstract

喷墨打印头和致动器芯片，例如一种具有基底、形成于该基底上的墨水通路、以及在操作时与该墨水通路相连通的致动器柱状阵列的喷墨打印头和致动器芯片。至少一个墨水通路与另一墨水通路在长度、宽度和通路间的节距方面至少有一个不同。同时披露了适用该喷墨头的成像装置。

Description

具有至少一个非均一性墨水通路的喷墨致动器基底

发明领域

本发明主要涉及一种喷墨打印头，在示例性实施例中尤其涉及一种喷墨打印头致动器芯片基底，该致动器基底包括多个致动器和至少一个位于其厚度中的非均一性墨水通路。

背景技术

和喷墨技术相关的打印图像的领域是众所周知的。通常情况下，通过在精确时刻从喷墨打印头喷射墨滴从而使其撞击到打印介质上的理想位置来产生图像。在一种实现方式中，打印头由一设备例如喷墨打印机内的可移动打印滑架支撑，并相对于前进的打印介质往复运动/扫描，在该时刻按照微处理器或者其它控制器的命令喷射出墨滴。墨滴喷射的时机和正在打印的图像的像素模式相对应。除了打印机，运用喷墨技术的类似设备包括传真机、一体化机、相片打印机和绘图机等等。

按照惯例，喷墨打印头包括到达本地或远程墨源的途径、致动器芯片、邻近致动器芯片的喷嘴元件(例如喷嘴板)、以及用于在使用时将致动器芯片电连接至打印机的输入/输出连接器，例如带式自动键合封装(TAB)电路。而致动器芯片主要包括位于基底(例如，包括但不限于硅和陶瓷基底)上的多个致动器，例如薄膜式电阻器(通常指“加热器”)，压电元件、微机电元件、以及类似物。通过在基底厚度中进行切割、蚀刻或者其他方式形成的一个或者多个墨水通路用来流体连接墨源至致动器。典型地，每个墨水通路将墨从致动器芯片“后侧”供应至致动器所在的芯片“前侧”。

例如在一种实现方式中，为了使用加热器打印或者喷射单一墨滴，给加热器提供了少量的电流来快速加热少量的墨水。这使得墨水在局部墨腔(在致动器和喷嘴元件之间)气化，并通过喷嘴元件中的喷嘴喷射墨滴到打印介质上。

过去，生产商在多个墨水通路芯片上配置墨水通路，使其长度、宽度和通路间的节距相同，其中每个通路具有与最高需求相对应的流量。典型地，墨水通路为细长形，并且通路两侧都有致动器。墨水通路的设计和开发通常由例如地址架构(address architecture)、所需的墨滴量和所需的墨滴图案限定。例如，墨水通路的长度基本由它供应的致动器阵列的长度决定。例如，在1/600英寸节距上包含300个致动器的致动器阵列按照惯例要求墨水通路的长度最小为半英寸。典型地，为了保证例如到达最末端的“活动”致动器具有充足的墨水流量，墨水通路还必须能够扩展超过最末端的“活动”致动器(也即用来促使墨水喷射的致动器，与不是用来促使墨水喷射的“虚拟”致动器相反)。正如本说明书所使用的，超出活动致动器的延伸指的是“通路延伸”。通路延伸也依赖于墨水通路的宽度。例如，墨水通路越宽，通路的延伸应越长。

按照惯例，墨水通路的宽度由相应的墨水流量决定。而流量由要被喷射的墨滴尺寸和墨滴喷射时的频率(最大)决定。所喷射的墨滴或者墨滴的尺寸、和打印频率由致动器芯片的地址架构(addressarchitecture)决定。简言之，传统的墨水通路必须足够宽从而向每个活动致动器提供自由的墨流，但不会宽到以至于出现泡沫(那可能导致例如加热器损坏和/或失灵的问题)。双侧的墨水通路(也即，致动器的两侧具有通路)在宽度上有进一步的常规需求：为了准确的墨滴位置，通路一侧的致动器所供应的喷嘴柱状阵列和通路另一侧的致动器所供应的喷嘴柱状阵列之间的距离应当是所需的标称的打印网格的增量。例如，如果所需的打印网格具有1200dpi的横向分辨率，这种喷嘴柱状阵列应当相隔的距离是1/1200英寸的增量(例如17/1200英寸)。而这对供应相应致动器的通路的宽度有影响。

通路间的节距(即，相邻通路的质心之间的距离)按照惯例由已知的机械规则和理想的墨滴位置需求共同决定。典型地，为了减小芯片尺寸，节距在机械允许的范围内尽可能的小。为了准确的墨滴位置，与两个通路所供应的致动器相对应的喷嘴也应当被设置成使得它们的墨滴名义上与期望的打印网格相对应。这种喷嘴阵列之间的节距通常设置为超过机械限制的下一个整体网格的增量(例如，对期望的1200dpi的横向分辨率网格来说是1/1200英寸)，这相应地影响了供应这种喷嘴的通路间的节距(例如，喷嘴阵列之间的间隔越大，通路之间的节距越宽)。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供一种喷墨打印头致动器芯片，该致动器芯片具有基底、形成于该基底上的墨水通路、以及在操作时与墨水通路相连通的致动器柱状阵列。至少一个墨水通路和其它墨水通路在长度、宽度和通路间的节距方面至少有一个不同。

在本发明的另一个示例性实施例中，提供一种用于喷墨打印头的致动器芯片。该芯片包括基底、邻近基底的平行的致动器柱状阵列、给致动器提供墨水的墨水通路、以及与所述阵列基本垂直的输入终端列。墨水通路形成于基底上。至少一个墨水通路和其它墨水通路在长度、宽度和通路间的节距方面至少有一个不同。

更进一步说，另一个示例性实施例包括具有基本为矩形的致动器芯片的喷墨打印头，该芯片具有至少四个基本平行的墨水通路。至少四个基本平行的墨水通路中的两个通路的长度和宽度基本相同。至少一个其它通路和三个通路的长度和宽度不同。

再一个示例性实施例包括具有基本为矩形的致动器芯片的喷墨打印头，该芯片具有至少五个基本平行的墨水通路。至少五个基本平行的墨水通路中的四个通路的长度和宽度基本相同，至少一个其它通路和四个通路的长度和宽度不同。

包含致动器芯片的打印头和包含打印头的成像装置也被公开。

以下的详细说明中阐述了本发明的其它特征和优点，本领域技术人员根据该详细说明很容易明白，或者通过该详细说明、包括权利要求书和附图来实施本发明将会很容易被接受。还应理解的是，前面的概括说明和下面的详细说明都呈现了本发明的示例性实施例，并用于提供一种概述或框架以便理解所主张的发明的性质和特征。附图被用来进一步理解本发明，它与本说明书一体并构成说明书的一部分。附图示出了本发明的各种实施例，与所述的详细说明一起用来解释本发明的原理和操作。此外，附图和说明书意在仅仅是例证性的并不以任何方式限制权利要求的范围。

附图说明

图1为根据本发明的一个示例性实施例的喷墨打印头的透视图，该喷墨打印头具有带墨水通路的致动器芯片；

图2是根据喷墨打印机的一个示例性实施例的透视图；

图3A是根据本发明的示例性实施例所构造的喷墨致动器芯片的简图，其中该致动器芯片具有四个墨水通路和位于通路每侧的两个相应的致动器阵列；

图3B是图3A所示的部分喷墨致动器芯片的简图，其示出了其中一列中的致动器的交错关系，并带有地址和扩展地址参数；

图3C根据本发明的示例性实施例示出了可以与图3A所示的喷墨致动器芯片一起使用的自然定址序列/方案；

图4是图3A的喷墨致动器芯片的剖视图；

图5是根据本发明的示例性实施例所构造的喷墨致动器芯片的简图，该致动器芯片具有五个墨水通路和位于通路每侧的两个相应的致动器阵列；

图6根据本发明的示例性实施例示出了喷墨致动器芯片的墨水通路的彩色部分和用于各个阵列的自然墨滴图案的简图，该致动器芯片具有位于通路每侧的两个相应的致动器阵列；

图7根据本发明的示例性实施例示出了致动器芯片的单色部分的自然图案的简图；

图8根据本发明的示例性实施例示出了致动器芯片的单色部分的另一自然墨滴图案的简图；

图9是根据本发明的示例性实施例所构造的具有三个或更多墨水通路的致动器芯片的彩色部分的自然墨滴图案的简图；

图10是根据本发明的示例性实施例所构造的具有示例性彩色极性标志的致动器芯片的彩色部分的简图；

图11是根据本发明的另一示例性实施例所构造的可通过致动器芯片的单色部分产生的可替代墨滴图案的简图；

图12是致动器芯片的彩色部分的可替代墨滴图案的再一个示例性实施例的简图。

具体实施方式

现在将参照附图详细介绍本发明的示例性实施例。只要有可能，整个附图中所使用的相同的参考标号指的是相同或者类似的部件。进一步说，除非在上下文中通过其他方式明确规定，这里说明书和随附的整个权利要求书中所使用的“一个”或者“这个”的含义包括多个参照。同样，除非在上下文中通过其他方式明确规定，这里说明书和随附的整个权利要求书中所使用的“在...部位上(in)”的含义也包括“在...里面(in)”和“在...上面(on)”。

在一个实施例中，本发明提供了一个适用于喷墨打印系统的喷墨打印头的致动器芯片。然而，本领域的技术人员应该理解的是，本发明的芯片适用于任何打印系统和/或成像装置，其中的致动器基底用来促使墨水沉积于介质上。在示例性的实施例中，致动器芯片包括位于致动器基底厚度中的多个墨水通路，其中，至少一个墨水通路至少在长度、宽度或者节距方面是非均一性的。使用非均一性墨水通路可以减少致动器芯片的总的尺寸大小，从而降低与之相关的成本。此外，采用这种非均一性墨水通路可以通过利用致动器芯片上的物理特性(相比于使用软件算法，例如抖动算法这样的常规方法)得到期望偏移的墨滴位置。通过提供偏移的墨滴位置，可以减少图像处理时间，优化图像质量。

现在参照附图、尤其是附图1，喷墨打印头的一个实施例主要用10标示。在这个实施例中的打印头10具有一外壳12。其形状可以不同并且通常取决于承载或者容纳打印头10的装置。外壳12内至少有一个隔室16，用于容纳初始的或者再充装的墨源。在一个示例性的实施例中，隔室16具有单一的腔室(未示出)并且容纳黑色墨源、青色墨源、洋红墨源或者黄色墨源。在其他的示例性实施例中，隔室16有多个腔室，每个腔室容纳不同的墨水。可以理解的是，虽然当前所示的隔室16集成在打印头10的外壳12里面，然而，它也可以可选择性地连接至一个远程墨源并接收供自例如软管的墨源，和/或与打印头10可分离。

粘附于外壳12的一个表面18的是柔性电路例如带式自动键合封装(TAB)电路20的一部分19。TAB电路20的其他部分21粘附于外壳的另一表面22。在所示的实施例中，两表面18，22围绕外壳12的边缘23互相垂直。

TAB电路20上提供多个输入/输出(I/O)连接器24，以便在使用过程中将致动器芯片25(和任何其附带的驱动和逻辑电路)电连接至外部设备例如打印机、传真机、复印机、相片打印机、绘图机、一体化机等等上。TAB电路20上所具有的多个电导体26缩短了I/O连接器24与致动器芯片25的输入端子(连接焊垫28)的电连接。本领域的技术人员了解使这些连接更便利的各种技术。为简单起见，附图1只显示了8个I/O连接器24、8个电导体26和8个连接焊垫28，但是现在的打印头具有的这些元件的数量要多得多，并且任何数目都可以等同地包含在这里。此外，虽然附图1所示的连接焊垫28基本上与致动器36(下面讨论)阵列34和通路32平行对齐，但是其他的实施例可以反映不同的对齐方式。例如，在具有5个致动器阵列的示例性实施例中，使输入端子与所述的阵列和/或通路基本垂直是有益的。更进一步说，本领域的技术人员应当意识到，虽然这里的连接器、导体和连接焊垫的数目彼此相等，但是实际的打印头可以有不等的数目。

正如先前提到的，致动器芯片25通常包括致动器36的柱状阵列34，在使用的时候，它可以用来使墨水从喷嘴元件(未示出)中的喷嘴(未示出)有选择地喷射到介质上。致动器36可以体现为在例如硅或陶瓷基底上形成薄膜层形式的耐热元件(通常指“加热器”)、压电元件、微机电设备或类似物。为简单起见，柱状阵列34中的致动器在附图1中显示为一列五点，但实际上，它可以包括成几百或几千个致动器。通常情况下，在致动器36/喷嘴的柱状阵列中的致动器/喷嘴垂直地相邻，沿着墨水通路32的纵向延伸(或长度)以例如1/600英寸的增量设置。但是，也可是结合本发明的技术使用其它的节距。

在一个示例性的实施例中，单一致动器和单一喷嘴联合使用(例如，致动器和喷嘴可共用一个轴，或者，通过致动器中心的轴和通过喷嘴中心的轴可以互相偏离)，并且喷嘴被相同地组合在柱状阵列中，但是本领域的普通技术人员应理解的是，本发明的技术可以扩展为多个致动器和单一喷嘴对应的实施例，或者多个喷嘴和单一致动器对应的实施例(或者前面的任意一种组合)。进一步说，虽然阵列34在这里描述为柱状，但是本领域的普通技术人员应理解，对附图3B所示的扫描型打印头，阵列实际上由几个子列(如20个子列)组成，其中在打印头的扫描方向上每个子列互相间隔/交错，从而说明例如打印头在使用的时候可以移动的情况，并且说明其移动通过地址序列所花的时间，稍后讨论此处。

致动器芯片25还包括穿过致动器芯片25的基底厚度形成(例如通过切割、鼓风(blasting)或者蚀刻等)的墨水通路32，它可以将墨源流体连接到致动器36/喷嘴。例如，每个墨水通路32都可以将墨水从致动器芯片25的后侧供至芯片25的前侧，该前侧是致动器36所在的地方。为了形成墨水通路32，我们知道很多种加工方法，例如穿过致动器芯片25的基底厚度进行切割、鼓风或者蚀刻成墨水通路32。这些加工方法中的一些包括喷砂处理(grit blasting)或者蚀刻，例如湿、干、活性离子蚀刻、深层活性离子蚀刻等，或者他们的组合。在本发明的示例性的实施例中，采用深层活性离子蚀刻技术(DRIE)在硅基底上蚀刻所述通路。

在其他的替代方法中，喷嘴元件(未示出)可以通过粘合剂或者环氧树脂结合于如激光烧蚀聚酰亚胺喷嘴板上，或者可以用一层或者多层材料沉积于芯片上而制造。对后面的替代方案来说，本领域的普通技术人员可以理解的是，其中的喷嘴可以用不同的光成像技术和光阻剂原料加工形成。

参照附图2所示，容纳打印头10的喷墨打印机形式的外部设备主要用40标示。示例性的打印机40包括一个有很多插槽44的滑架(有时也指载体)42，所述插槽用来容纳一个或者多个打印头10。在本领域众所周知，通过供至传动皮带50的驱动力，滑架42(根据控制器57的输出59)沿着轴48在打印区域46上方往返运动/扫描。滑架42相对于打印介质如一张纸52进行往返运动/扫描，该打印介质在打印机40中沿着纸张路径从进纸盒54通过打印区域46前进至出纸盒56。

在箭头所示的打印区域中，滑架42在往返方向上往返运动/扫描，通常该方向与介质，例如纸52的前进方向互相垂直。通过致动器芯片25，来自隔室16(附图1)的墨水按照打印机微处理器或者其他控制器57的命令以墨滴的形式不时地被喷出。墨滴喷射的时间安排和被打印图像的像素模式相对应。很多时候，这样模式(通过外触发输入)在可操作连接至控制器57的一设备中产生，但是该设备位于打印机的外部，例如但不限于计算机、打印机、扫描仪、照相机、可视显示单元、个人资料助理或者其他类似的设备。具有用户选择界面60的控制面板58也伴随着许多打印机，作为到达控制器57的输入62，以提供额外的打印能力和坚固性。

为了使用典型的按需喷墨型的热喷墨打印头来打印或者喷射单一墨滴，给加热器(例如在附图1中所示阵列34的点)提供少量的电流(如果被用地址架构定址和被脉冲调制)以快速加热少量的墨水。这引起墨水在致动器和喷嘴元件之间的局部墨腔中气化，墨滴从喷嘴喷射到打印介质上。喷射这种墨滴所需要的发射脉冲可体现为单一或者分离的发射脉冲，它通过输入终端(例如，连接焊垫28)由连接焊垫28、电导体26、I/O连接器24和控制器57之间的连接被接收或者解码于致动器芯片上。内部致动器芯片配线和/或逻辑线路传送来自输入终端的发射脉冲到正在“被触发”的致动器。虽然可以有几个致动器接收共用的发射脉冲，但仅仅是那个被定址的致动器将被有针对性地驱动。附图3C示出了为完成同样操作的示例性定址序列。

现在参照附图3A和4，其示出了与本发明的一个示例性实施例对应的致动器芯片25。根据现代晶圆切割的做法，单独的致动器芯片25，如果由硅圆片构成，则可以从一个大的多晶圆片上分离，并体现为其表面积最大的一般矩形形状。此外，如图所示，致动器芯片25具有两个长端100和短端102。致动器芯片25的典型的纵向距离L大约为17毫米(mm)，而横向距离W大约为3mm。不过，本领域的技术人员应该明白也可以使用其他尺寸。本领域的技术人员也应该意识到，本发明阐明和设想了其他致动器的几何形状，例如椭圆形、圆形、正方形、三角形、多边形或者借助于其自身以达到对称或不对称外围或规则或不规则边界的其他形状。

如图所示，致动器芯片25的基底通常包括多个墨水通路32，这些通路位于其厚度中，可以将墨源流体连接到喷墨打印头10的致动器/喷嘴。每个墨水通路32都具有由其侧面例如侧面104、106限定的纵向延伸(“长度”)。在所示的示例性实施例中，为了促成墨水喷射到介质上，墨水通路32的每侧都有致动器36的柱状阵列34(和喷嘴对应)。然而，本领域的技术人员应该理解，在其他的示例性实施例中，致动器阵列34可以仅存在于部分或全部通路32的一侧。

图示的致动器芯片25分别拥有四个墨水通路32a、32b、32c、32d。墨水通路32可以供应黑色墨水(K)、青色墨水(C)、洋红墨水(M)和/或黄色墨水(Y)到致动器36/喷嘴，从而提供CMYK配置。然后，本领域的技术人员应该理解的是，任何墨水的组合都可以使用，并且可以相应地配置各个墨水通路32。不像传统的有均一的墨水通路的致动器芯片那样，每个致动器芯片32都可以和其他的墨水通路32在宽度、长度和/或者通路之间的节距方面不同。

如同常规的致动器芯片和墨水通路的设计一样，墨水通路32的长度基本上由沿着各个侧面104、106中的一面或者多面存在的致动器阵列34的长度决定。此外，每个墨水通路32都具有一个合适的通路延伸。同时，墨水通路32a、32b、32c、32d中的一个或多个的宽度由各自对应的墨水流量决定。如同常规的墨水通路一样，流量由所喷射的墨滴的尺寸和墨滴喷射时的频率决定。所喷射的墨滴的尺寸、或者墨滴的尺寸和频率由致动器定址架构决定。例如，如果以较快的速度循环定址，对于给定流量而言，喷射的频率越快，墨滴尺寸将会减小。

对于双侧的墨水通路，为了准确的墨滴位置，和两侧的活动致动器相对应的喷嘴应当分隔开，其分隔量(也就是，喷嘴中心到对应的喷嘴中心)是期望的打印网格的增量。同时，通路之间的节距由已知的机械规则和墨滴位置需求共同决定。另外，除了流量和常规的墨滴位置需求外，此处描述的示例性实施例中例如CMY墨水通路32的宽度和通路间的节距至少部分受所期望的自然彩色极性(color polarity)方案影响。

本领域的技术人员应该理解的是，彩色极性指的是在打印头10单次(单向)扫描时能够由特定类型的墨水形成的墨滴图案之间的关系。例如，在示例性的实施例中，使与“自然的”墨滴图案有关的“空白”最小(例如，墨滴位置之间潜在露出的区域)是理想的。正如此处使用的，自然的墨滴图案与打印网格中的像素模式对应，当根据标称的设计要点操作打印头时，该像素模式可以由打印头喷射的墨滴进行名义上的定址。例如，标称的设计要点可以是打印头标称的扫描速度(例如英寸/秒)和特定的定址序列(例如附图3C所示的序列与此处披露的示例性实施例的自然模式相对应)。参考附图3C描述的定址方案，这意味着，当以标称的速度扫描打印头时，对每个扩展地址EA0和EA1，动态循环通过地址A1-A10中的每个，并使得用于每个合成地址和扩展地址的发射组F1和F2产生脉动。正如此处所描述的，通过这样设计的打印头可以将彩色极性纳入到它的自然墨滴图案中，例如，可以优化页面覆盖率和色阶效果。

现在参照附图6，其示出了示例性的致动器芯片25的CMY部分。每个致动器阵列34(0，1，...，5)/喷嘴阵列(未示出)可包括600dpi的等量活动致动器的阵列，其中所组成的致动器/喷嘴横向交错可以超过1/1200英寸(参见附图3B)。在描述的示例性实施例中，当以自然模式操作(也即，打印头以标称的速度扫描并使用标称的定址序列/方案)时，在打印头在往返方向上移动1/600英寸所花的时间期间，附图3C中所示的整个定址序列进行循环。在这种以自然模式操作的示例性实施例中，芯片25的每个阵列具有图6所示的相关联的自然墨滴图案(图6中通过标示一个柱状阵列例如阵列0名义上的墨滴中心，描述了当打印头以自然模式操作时在一个定址循环期间被喷射的墨滴图案)。此外，就象在此讨论的，除非另外明显指出或者通过上下文指出，提及的墨滴图案将暗指自然的墨滴图案。在示例性的实施例中，偶数的致动器阵列34(0，2，4)可以对齐从而使得相应的致动器/喷嘴共用横向光栅。与此同时，奇数的致动器阵列34(1，3，5)也可以对齐，但是与偶数阵列相比，垂直偏移一个光栅，有效地双倍提高纵向分辨率。

此外，通过使例如青色的喷嘴/致动器阵列0和1间隔1/1200英寸的偶数增量(例如，从喷嘴中心到对应的喷嘴中心相隔18/1200英寸)，可以生成在附图7中所示的自然墨滴图案。在附图7中，点108(较亮的阴影圈)等同于致动器阵列0放置的墨滴，点110(较暗的阴影圈)等同于致动器阵列1放置的墨滴，两者一起构成了纵向的图案“对”(有时也指“成对”图案)，如附图7中所示。细看该图可以知道，这样的成对图案包括横向和纵向的毗邻的图案对之间的“空白”。

按照惯例，芯片上的其他阵列可以配置成使得每种类型的墨水(例如C、M和Y)全部共用同样的墨滴图案，也可以配置成使得这些墨滴图案名义上互相叠加(有时指的是被“同相”)，这样如果操作打印头以在打印头单次单向扫描期间实际产生每个墨滴图案，每种类型的墨滴(例如CMY)将会名义上落在彼此之上。因为对应于不同类型墨水的阵列的位置之间的固定关系，这种组合墨滴的色调可以随着打印头正进行扫描的方向而改变。例如，如果从左到右扫描，打印头首先会落下青色墨滴，接着用洋红墨滴覆盖，然后洋红墨滴又被黄色墨滴覆盖。同时，如果从右到左扫描，顺序将颠倒过来，这样黄色墨滴将被洋红色墨滴覆盖，接着洋红墨滴又被青色墨滴覆盖。本领域的普通技术人员应该理解的是，这些组合墨滴如何形成的顺序的不同将导致色调产生变化(或“偏移”)。

在本发明的示例性实施例中，致动器芯片包括青色和洋红喷嘴/致动器阵列，以及青色和洋红墨水通路，这些通路的尺寸和位置使得各自产生相对于彼此水平偏移例如1/1200英寸的青色和洋红墨滴图案(而不是像常规的那样同相位)。实际上，这使得青色和洋红墨滴图案彼此极化(polarize)。此外，依据本发明的示例性实施例的致动器芯片还包括喷嘴/致动器阵列和黄色墨水通路，该通路的大小和位置使得黄色墨滴图案相对于青色和洋红墨滴图案垂直偏移1/1200英寸。这种垂直偏移通过使其中一个黄色阵列朝着其他黄色阵列远离或靠近的方向横向移动1/1200英寸而获得。这反过来提供了黄色墨水的不同通路宽度。

例如，前面提及的青色/洋红的彩色极性可以通过拥有洋红和青色喷嘴/致动器阵列34(例如，阵列0和阵列2，以及阵列1和阵列3)且他们之间相隔1/1200英寸的奇数增量(例如，从喷嘴中心到对应的喷嘴中心相隔71/1200英寸)来实现。这反过来使得洋红墨水的墨滴图案相对于青色墨水的墨滴图案偏移1/1200英寸，从而有效地把这些图案横向异相180度。这样的话，正如附图9所示的，在青色墨滴108和110单次单向喷射期间，洋红墨滴116和118(例如来自柱状阵列2和3)喷射到青色阵列的墨滴图案之间的空白处。

利用阵列来实现这样的组合的墨滴图案有利于改善墨滴方向误差的影响，并且可以提高单次产生的颜色饱和度(例如，与传统所使用的具有处于同相的相同墨滴图案的阵列相比)。并且，从以前的讨论中可以理解，因为墨滴图案现在异相180度，由于着色的墨滴顺序不同(在不同的扫描方向之间)引起的色调偏移问题也可以显著地降低(例如，不同墨水之间的混合要比同相的墨滴图案要小得多)。

进一步说，如附图8所示，如果供应特定墨水的阵列之间的横向距离发生变化，可以获得该种墨水的不同的墨滴偏移图案。尤其是，附图8示出了如果像喷嘴/致动器阵列1朝喷嘴/致动器阵列0有效偏移了1/1200英寸，则可以生成墨滴偏移图案(这里有时也指一对+垂直90度的图案(a couplet+vertical 90 degree pattern))。正如附图7所示，青色墨滴108通过喷嘴/致动器阵列0沉积，青色墨滴110通过喷嘴/致动器阵列1沉积。正如所描述的那样，同一对常规图案仍旧被提供给青色，但是现在这个图案相对于原始图案垂直偏移了90度。

关于前面讨论的涉及洋红/青色极性的实施例，再次参考照附图9，在本发明的示例性的实施例中，和致动器阵列4和5(黄色)对应的喷嘴阵列被偏移从而使得黄色墨滴图案(与青色墨滴图案相反)如参照图8(该图论述了青色)所讨论的那样垂直偏移。例如，通过比较在青色和洋红阵列之间的距离，黄色墨滴图案中的这种垂直偏移可以通过将黄色喷嘴阵列(例如，对应于阵列4和5并与黄色墨水通路32c交叉)之间的水平距离减小1/1200英寸(相对于青色和洋红阵列之间的相应距离)。相应地，较窄的黄色墨水通路32c可以被应用(例如，和青色和洋红墨水通路相比)，从而可以减小致动器芯片的尺寸。

利用这样的具有被极化的青色和洋红墨滴图案的墨滴图案，有效地把其中一个黄色阵列的墨滴图案和其中一个青色阵列的墨滴图案同相放置在一起，同时其它黄色阵列的墨滴图案与其中一个洋红阵列的墨滴图案同相放置在一起。在附图10中用其它的方式描绘了这种关系，其中示出了具有相应极性的阵列布局。这有利于“均衡”打印头的黄色反应。特别地，相比之下，如果黄色墨滴图案和一个墨滴图案(如青色)完全同相，但是和其他墨滴图案(例如洋红)完全异相，色域将会在一个方向上偏移。此外，通过减少可能的CY和MY墨滴组合的总数，这种组合墨滴图案可以改善色调偏移问题。

这里所阐述的彩色极性方案是示例性的，本领域的技术人员应该理解，也可以使用不同的彩色极性方案。相应地，墨水通路32的尺寸和位置也可以不同。例如，在另外一个示例性实施例中，致动器芯片具有两列单一颜色，它们以小于相应的网格分辨率例如小于1/1200英寸(例如，从喷嘴中心到对应的喷嘴中心相隔1/2400英寸)互相偏移。通过使用这样的彩色极性方案，可以生成和成对的墨滴图案完全不同的斜的墨滴图案，这有益于某些打印情况。

例如，附图11示出了致动器芯片的青色部分的斜的墨滴图案，其中墨滴108代表阵列0的墨滴图案，墨滴110代表阵列1的墨滴图案。再者，通过使用所述墨滴图案和彩色极性方案的各种的组合，可以产生一种均匀的覆盖CMY组合的墨滴图案，正如附图12所示的那样。

返回附图3-4，在本发明的示例性实施例中，例如，K(单色)通路32d，和CMY墨水通路32a、32b、32c，在当前打印结构下也可以各自具有不同的流量。例如，CMY墨水通路32a、32b、32c可以设计成在最大频率24kHZ时允许同时发射16个4pL的墨滴，但是K墨水通路32d可以设计成在频率18kHZ时允许同时发射32个12pL的墨滴。依照这样的实施例，K墨水通路32d可以比CMY墨水通路有更高的流量需求。因此，它的墨水通路更宽，以在没有混入空气的情况下提供更高的墨水流量。例如，K墨水通路32d大约388微米宽，而CMY墨水通路大约216微米宽。

墨水通路32也可以长度不同。例如，如果每个墨水通路32基本上在同一方向上具有640个致动器，柱状阵列34没必要引起通路长度的不同。然而，通路长度延伸在一定程度上取决于通路宽度。在示例性的实施例中，青色和洋红通路32a、32b可以有相同的宽度和长度。然而，如果黄色通路32c比其窄1/1200英寸(例如，因为相对于青色和洋红它被极化)，它的长度延伸可以比青色和洋红通路32a、32b的长度延伸相应地短些。类似地，如果K通路32d比CMY通路32a、32b、32c之一宽得多，它就可以有较长的通路延伸。因此，通过使用非均一性的墨水通路32，致动器芯片25可以支持不同的，例如针对黑色(单色)和CMY(彩色)墨水的打印结构。

现在参考表1，其示出了与附图3-4对应的示例性实施例的墨水通路32的示例性的(边界(box))尺寸和通路32之间的节距。此处讨论的目的是，对于通路的正视图，“通路边界(via box)”可以被认为是用于通路的前侧开口的边界框。通常情况下，本领域的普通技术人员应该理解的是，通路不能超过或者接触通路边界。典型地，通路边界定义了芯片所在的区域，在该区域例如用于在致动器芯片上形成装置的薄膜层将被逐渐减小，以帮助密封这些设备以防止墨水侵入。在下面介绍的示例性实施例中，各个墨水通路的宽度和长度的尺寸都可以被认为和每个通路边界的x维基本对应。

表1

正如附表1和附图4所示的，虽然示例性的致动器芯片25具有4个墨水通路32(分别是青色、洋红、黄色和黑色)，但其中的两个通路的长度(参见，例如青色和洋红的y维)和宽度(参见，例如青色和洋红的x维)基本相同。同时，其他两个通路的长度和宽度不同。此外，通路之间的节距不相同。

现在参考附图5，其示出了依照本发明的另外一个示例性实施例的致动器芯片125。如图所示，致动器芯片125通常包括多个墨水通路132。此外，致动器芯片125包括沿着墨水通路132每侧的致动器136的柱状阵列134。不像附图3-4中的示例性实施例，在该实施例中设有两个黑色(单色)墨水通路132d、132e，其中在每个这样的墨水通路的两侧都具有320个(活动的)致动器。在这个实施例中，每个黑色墨水通路132d、132e可以设计成在最大频率24kHZ时允许同时发射16个5pL的墨滴，由此能使他们使用相同的定址架构，就像CMY通路使用的。在这个实施例中，黑色墨水通路132d、132e的流体需求和CM墨水通路132a、132b很相似，所有四个墨水通路都允许使用相同的通路宽度，从而允许所有的四个都可以使用相同的通路长度。

尽管如此，如果在附图9中所示的实施例要求使黄色极化，例如，黄色墨水通路32c可以比其他的通路132a、132b、132d、132e制造得窄些和短些。因此，也可以减小芯片的尺寸。

现在参考表2，其示出了可以和例如图5所示的示例性实施例关联的示例性墨水通路(边界)的尺寸。

表2

如表2所示，虽然示例性的致动器芯片125配备有5个墨水通路32(分别是青色、洋红、黄色、黑色(单色)1和黑色(单色)2)，但其中四个的长度(例如y维)和宽度(例如x维)基本相同，而其他的(黄色)不同。尽管如此，可以理解，根据质心位置可以理解的是，通路之间的节距仍旧不一致。应理解，例如，这可以用来提供自然彩色极性和/或图案对/双(例如或者其他的像方形这样的图案)打印。作为特定的例子，芯片125可以配置成使得C、M、Y和两个K阵列具有自然的墨滴图案对(或者类似的)。

本领域的技术人员应该明白，本发明的各种不同的变型和改变都没有脱离本发明的宗旨和范围。因此，本发明覆盖了本发明的所有可想得到的变型和改变，所提供的可替代的实施例落入随附的权利要求书及其等同物的范围内。

Claims (16)

1.一种喷墨打印头致动器芯片，包括：

基底；

在基底上形成的墨水通路，至少一个所述墨水通路与其它一个墨水通路在长度、宽度和通路间的节距方面至少有一个不同；

致动器柱状阵列，其与墨水通路操作地连通。

2.如权利要求1所述的致动器芯片，其特征在于，所述的阵列至少沿着所述墨水通路的相对两侧存在。

3.如权利要求1所述的致动器芯片，其特征在于，每个所述阵列只沿着各自对应的其中一个所述墨水通路的单侧存在。

4.如权利要求1所述的致动器芯片，其特征在于，至少一个墨水通路的通路间的节距至少由彩色极性方案部分限定。

5.如权利要求1所述的致动器芯片，其特征在于，至少一个墨水通路的宽度至少由彩色极性方案部分限定。

6.如权利要求1所述的致动器芯片，其特征在于，墨水通路包括青色墨水通路、洋红墨水通路、黄色墨水通路和黑色墨水通路，所述的青色和洋红墨水通路的长度和宽度基本相同。

7.如权利要求1所述的致动器芯片，其特征在于，墨水通路包括青色墨水通路、洋红墨水通路、黄色墨水通路、第一黑色墨水通路和第二黑色墨水通路，所述的青色、洋红、第一黑色和第二黑色墨水通路的长度和宽度基本相同。

8.一种用于喷墨打印头的致动器芯片，包括：

基底；

邻近基底的致动器的平行柱状阵列；

为致动器供应墨水的墨水通路，所述墨水通路形成于所述基底上，至少一个墨水通路与其它一个墨水通路在长度、宽度和通路之间的节距方面至少有一个不同；和

与所述阵列基本垂直的输入终端列。

9.如权利要求8所述的致动器芯片，其特征在于，所述致动器包括耐热致动器元件。

10.一种包括基本为矩形的致动器芯片的喷墨打印头，该致动器芯片具有至少四个基本平行的墨水通路，所述至少四个基本平行的墨水通路中的两个具有基本相同的长度和宽度，至少一个其它通路的长度和宽度与三个墨水通路的长度和宽度不相同。

11.一种喷墨打印头，包括一个基本为矩形的致动器芯片，该致动器芯片具有至少五个基本平行的墨水通路，所述至少五个基本平行的墨水通路中的四个具有基本相同的长度和宽度，至少一个其它通路的长度和宽度与所述四个通路的长度和宽度不同。

12.如权利要求11所述的喷墨打印头，其特征在于，所述的至少五个墨水通路包括青色墨水通路、洋红墨水通路、黄色墨水通路、第一黑色墨水通路和第二黑色墨水通路，其中黄色墨水通路的长度和宽度与青色墨水通路、洋红墨水通路、第一黑色墨水通路和第二黑色墨水通路的长度和宽度不同。

13.如权利要求12所述的喷墨打印头，其特征在于，每个通路都有通路质心(centroid)，洋红墨水通路的质心和青色墨水通路的质心之间间隔大约67/1200英寸，黄色墨水通路的质心和洋红墨水通路的质心之间间隔大约65.5/1200英寸，而第一黑色墨水通路的质心和第二黑色墨水通路的质心之间间隔大约67/1200英寸。

14.如权利要求13所述的喷墨打印头，其特征在于，黄色墨水通路的宽度比任何一个其它通路的宽度小约20微米，而黄色墨水通路的长度比任何一个其它通路的长度小约15微米。

15.如权利要求12所述的喷墨打印头，还包括与每个墨水通路第一侧相邻的致动器的第一柱状阵列，和与每个墨水通路第二侧相邻的致动器的第二柱状阵列。

16.如权利要求15所述的喷墨打印头，其特征在于，与黄色墨水通路相邻的致动器的第一柱状阵列和与黄色墨水通路相邻的致动器的第二柱状阵列之间间隔的距离，比与任何其它通路相邻的第一和第二柱状阵列之间的距离小约1/1200英寸。

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