CN105667088B - 喷墨头及打印机 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及喷墨头及打印机。技术问题:在现有的喷墨头的吐出口的排列中,不能够兼顾浓度印刷和印刷速度。解决方案:根据一实施方式,提供一种喷墨头,其具备:基板;压电体,在该基板上具有在与喷嘴排列方向交叉的方向上排成多列的、沿所述喷嘴排列方向相隔一节距而平行的多个分隔壁;框体,在该压电体的外侧设于所述基板上;以及喷嘴板,其具有多个吐出口,该多个吐出口在由该框体以及所述多个分隔壁而形成为多列的压力室的每列处在所述喷嘴排列方向上各错开半个节距而形成,并分别在每个所述压力室处以与所述节距相同的节距沿所述交叉的方向形成。
Description
技术领域
一实施方式涉及喷墨头以及打印机。
背景技术
喷墨头在压力室中将墨水加压而从吐出口喷射液滴。相关技术所涉及的打印机通过使喷嘴直径增大的方法来使大液滴量的墨水吐出。或者,相关技术所涉及的打印机使多个喷嘴形成在一个致动器上。作为使多个喷嘴形成的方法,已知在每个压力发生室具有设置多个喷嘴开口组而成的喷嘴板的液体喷射头。该液体喷射头设有用于以较少的液体量用像素填充喷射对象物上的区域的多个喷嘴开口。
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,在现有的喷墨头的吐出口的排列中,不能够兼顾浓度印刷和印刷速度。
用于解决技术问题的方案
为了解决这种技术问题,根据一实施方式,提供一种喷墨头,其具备:基板;压电体,在该基板上具有在与喷嘴排列方向交叉的方向上排成多列的、沿喷嘴排列方向相隔一节距而平行的多个分隔壁;框体,在该压电体的外侧设于所述基板上;以及喷嘴板,其具有多个吐出口,该多个吐出口在由该框体以及所述多个分隔壁而形成为多列的压力室的每列处在所述喷嘴排列方向上各错开半个节距而形成,并分别在每个所述压力室处以与所述节距相同的节距沿所述交叉的方向形成。
并且,根据另外的一实施方式,提供一种打印机,其具备:喷墨头、传送辊以及控制器,该喷墨头具有:压电体,具有在与主扫描方向交叉的副扫描方向上排成多列的、分别沿所述主扫描方向相隔一节距而平行的多个分隔壁;以及喷嘴板,其具有多个吐出口,该多个吐出口在由基板上的框体以及所述压电体而形成为多列的压力室的每列处在所述主扫描方向上各错开半个节距而形成,并分别在每个所述压力室处以与所述节距相同的节距沿所述副扫描方向形成,该传送辊将记录介质相对性地向所述喷墨头传送,该控制器对该传送辊进行驱动控制。
附图说明
图1是根据一实施方式的喷墨头的立体图。
图2的(a)是根据一实施方式的喷墨头中所使用的喷头主体的俯视图。(b)为该喷头主体的纵截面图。
图3是根据一实施方式的喷墨头中所使用的喷头主体的另外的纵截面图。
图4是根据一实施方式的喷墨头的喷嘴板的俯视图。
图5是根据一实施方式的打印机的结构图。
图6的(a)是示出根据一实施方式的喷墨头进行的液滴着落后的记录介质面的图。(b)是示出由相关技术所涉及的喷墨头进行的液滴着落后的记录介质面的图。
图7是根据一实施方式的变形例的喷墨头的喷嘴板的俯视图。
符号说明
10、58C、58M、58Y、58K…喷墨头、16…散热片、17…分隔壁、18…致动器、19…框体、20…压力室、21、42…喷嘴板、22…压电部件(压电体)、25…导电膜、35…基板、40…控制器、50…打印机、55…传送辊、56…传送部。
具体实施方式
以下,参照图1至图7对根据实施方式的喷墨头以及打印机进行说明。此外,在各图中,对相同的地方标注相同的符号,并省略重复的说明。
一实施方式
图1是根据本实施方式的喷墨头的立体图。喷墨头10具备:形成有4列在喷嘴排列方向上排列的多个吐出口11的列的喷头主体12、向喷头主体12供给/排出墨水的歧管13、用于固定喷头主体12的喷头面的方向的基准板(Datum plate)14、以及散热片15、16。喷嘴排列方向是指喷头主体12在该图中左右的长尺寸方向。
图2的(a)是根据本实施方式的喷墨头的喷头主体12的俯视图,示出了例如600个致动器18中的数个。图2的(b)是沿着图2的(a)的AA′的纵截面图。图3是沿着图2的(a)的BB′的纵截面图,上下与图1的示例相反而示出。已说明的符号表示与它们相同的构成部分。
根据本实施方式的喷墨头具备:基板35;致动器18的列(压电体),具有在与喷嘴排列方向正交的印字移行方向上排成多列的多个分隔壁17,该多个分隔壁17在该基板35上沿喷嘴排列方向相隔喷嘴节距P(间隔)而平行;以及框体19,在这些致动器18的列的外侧设于该基板35上。该喷墨头具有喷嘴板21,喷嘴板21具有多个吐出口11,该多个吐出口在由该框体19以及致动器18的列而形成为两列的压力室20的每列处在喷嘴排列方向上各错开半个节距而形成,并分别在每个压力室20处以与喷嘴节距P相同的节距沿印字移行方向形成。半个节距是指喷嘴节距P的1/2。
基板35是具有绝缘性的基板面的底板,例如使用氧化铝(Al2O3)。两个压电部件22平行地位于该基板35上。如图3所示,在各压电部件22上交替地形成有多个分隔壁17以及槽。一个压电部件22将两块压电板23、24在厚度方向上粘贴在一起。压电板23、24的极化方向彼此相反。压电板23、24使用压电常数高的PZT(Lead zirconate titanate:锆钛酸铅)。
致动器18是压电致动器。致动器18具备:喷嘴板21的背面、一对相对的分隔壁17的对、分隔壁17间的槽底、以及设于这些分隔壁17的分隔壁面及槽底的导电膜25。每个致动器18设置导电膜25。各导电膜25从基板35上与散热片15、16(图1)上的四个驱动器IC32的任一个电连接(在图1中示出两个驱动器IC32)。
另外,图2的框体19将两个压电部件22设于其内侧。在框体19的外侧,可以安装掩蔽板34(图1)。喷嘴板21从该板下方被框体19支撑。
图4是根据本实施方式的喷墨头的喷嘴板21的俯视图。已说明的符号表示与它们相同的构成部分。每个致动器18设置两个吐出口11。吐出口11的配置沿着喷头副扫描方向。副扫描方向的吐出口11的间隔与主扫描方向的点距P相同。喷头副扫描方向是指纸的纵向进给方向或印字移行方向。第一吐出口列的两个相邻的吐出口11间的节距与第二吐出口列的两个相邻的吐出口11间的节距彼此错开半个节距。第一吐出口列就是上下四列的吐出口11的列中的上侧两列。下侧两列是第二吐出口列。
另外,由图2的框体19的内侧面、基板35的主面以及喷嘴板21的背面形成墨水的公共液室26、27、28。墨水在公共液室26、27、28与各压力室20之间流动。公共液室27与墨水供给用的多个贯通孔29连通。公共液室26与墨水排出用的多个贯通孔30连通。公共液室28与墨水排出用的多个贯通孔31连通。各贯通孔29、各贯通孔30、各贯通孔31与歧管13(图1)连通。
图1的歧管13在其内部具有墨水供给通路和两系统的墨水排出通路。墨水供给通路与打印机50(图5)的墨水供给管连通,各墨水排出通路分别与打印机50侧的墨水排出管连通。各驱动器IC32经由电缆33而在与打印机50之间接发信号。所有的致动器18可以分别地进行控制。
图5是根据本实施方式的打印机的结构图。打印机50是使用喷墨头10而使墨水喷出的彩色喷墨打印机。打印机50具备:控制器40、盒52、托盘53、传送辊(传送辊对)55、61、传送部56。传送辊55、61是传送部56的一部分。
控制器40进行送纸控制。控制器40在与各驱动器IC32之间接发控制信号。盒52被设置于框体51下部,可将纸张M(记录介质)放置于其中。托盘53被设置于框体51上部。鼓54将纸张M保持于鼓外周面上而旋转。
传送辊55将纸张M相对地向喷墨头58C、58M、58Y、58B传送。传送辊55从盒52中拾起纸张M,向喷墨头58C、58M、58Y、58B的旋转移动方向传送。传送辊55的圆周速度被控制成副扫描方向的纸张M的送纸速度变为例如150dpi。控制器40驱动控制传送部56。
打印机50沿着鼓54的外周面按顺时针转方向从上游侧朝着下游侧按顺序具备保持机构57、图像形成部58、除电剥离部59、清洁器60。
保持机构57使纸张M吸附在鼓54的外周面上。图像形成部58将图像形成于纸张M。除电剥离部59对纸张M进行除电。清洁器60清扫鼓54。
图像形成部58具有青色用的喷墨头58C、洋红色用的喷墨头58M、黄色用的喷墨头58Y以及黑色用的喷墨头58B。喷墨头58C、58M、58Y以及58B分别与喷墨头10的结构相同。
控制器40将由传送辊55进行的副扫描方向上的纸张M的送纸速度150dpi乘以副扫描方向的吐出口的开孔个数2后得到的值作为主扫描方向的印字密度。所谓印字密度,就是打印机50能够印字的粗细,是用每1英寸(或1mm)的点数来表示的值。也就是说,控制器40将副扫描方向上的送纸速度150dpi设定为主扫描方向的印字密度300dpi的1/2。喷墨头58M、58Y以及58B的结构也与喷墨头58C的例子相同。
接着,说明具有上述结构的打印机50的动作。
以用户对用户界面41的操作为契机,控制器40生成印刷作业。控制器40生成应被印刷的数据。
喷墨头58C对一个吐出口11施加电压驱动信号。压电板23、24变形,变形变为原样。由于分隔壁17的弯曲变形,压力室20的容积扩张。或者容积缩小。通过墨水的液压的加压,喷墨头58C向纸张M喷射液滴。
图6(a)是示出由喷墨头58C进行的液滴着落后的纸张M的纸面的图。该图中,横以及纵(送纸方向)的各方向为主扫描方向、副扫描方向。例如,由喷墨头58C进行的主扫描方向的印字密度为300dpi。由传送部56进行的副扫描方向的印字密度为150dpi。在纵横各方向上具有相同值的点距P为84.5μm。一个圆形表示已着落的液滴。静止的喷墨头58C将液滴喷射至相对于该喷墨头58C相对移动的纸张M。通过纸张M向副扫描方向相对于喷墨头58C的移动,图像数据被印刷。喷墨头58M、58Y以及58B的动作也与喷墨头58C的例子相同。
图6(b)是示出由相关技术所涉及的喷墨头进行的液滴着落后的纸张M的纸面的图。是根据对于一个致动器具有一个吐出口的喷嘴板的例子。示出了基于与图6(a)的送纸速度相同的送纸速度的着落结果例。由根据相关技术的喷墨头进行的主扫描方向的印字密度为300dpi。由打印机传送机构进行的副扫描方向的印字密度为150dpi。在相关技术所涉及的任意单色的喷墨头中,如图6(b)那样主扫描方向的点线在送纸方向上每隔一列着落。产生不存在点线的部分。在相关技术中,只获得比上述印字密度低的印字密度。
由打印机50形成的印字密度如图6(a)那样,点线在送纸方向上着落在所有的线上。在为1个喷嘴的情况下,不能够填充喷头副扫描方向的像素。另一方面,根据打印机50,能够填充所有点线的像素。
变形例
图7是根据变形例的喷墨头的喷嘴板的俯视图。已说明的符号和记号表示与上述的那些相同的构成部分。
在上述实施方式中,每个致动器18设有两个吐出口11。根据本实施方式的喷墨头以及打印机可以具有喷嘴板42。喷嘴板42在每个致动器18处具有3个吐出口11。
控制器40将由传送部56进行的副扫描方向的纸张M的送纸速度100dpi设定为主扫描方向的印字密度300dpi的1/3。打印机与图6(a)的例子同样地工作。
在上述实施方式及其变形例中,将喷墨头10静止于打印机50的框体51上,但也可以使喷墨头10相对于打印机框体而在主扫描方向上移动。
总结以上内容,打印机50以与喷墨头58C、58M、58Y以及58B(以下,有时称为喷墨头58C等)的各自的横向节距相同的节距沿纵向排列喷嘴。或者,打印机50根据印刷时的分辨率,以与扫描节距相同的节距排列喷嘴。可以根据打印机50所要求的印字速度而增加喷墨头58C等的喷嘴数。
每个致动器18在印字移行方向上形成两个喷嘴(吐出口11)。在图5中,在作为一列喷头的印字密度为150dpi时,喷墨头58C等的印字密度为两列大小的300dpi。喷墨头58C等的喷嘴间距离大约为84.5μm。印字方向侧的喷嘴间隔也同样地以84.5μm配置。即使将送纸或喷头副扫描方向的印字节距设为150dpi,也能够填充像素。
在上述实施方式中,如图6(a)那样印字节距(印字密度)为150dpi,但打印机50也可以将印字节距设为300dpi。在将印字节距设为300dpi的情况下,喷墨头58C等对相同的像素使液滴吐出两次。可以进行高浓度的发色。也就是说,在由传送辊55进行的副扫描方向的纸张M的送纸速度300dpi与主扫描方向的印字密度300dpi相同的情况下,对于相同的像素,控制器40按每个致动器列对各致动器18进行两次吐出驱动。所谓两次,与副扫描方向的吐出口11的开孔个数相等。
在进一步被要求使印字节距比300dpi增大的高速化的情况下,根据本实施方式的打印机也可以使用相同的节距、喷嘴数多的喷嘴板。在上述实施方式中,虽然为了作为要求值而确保印字密度300dpi,控制器40将送纸速度150dpi设定为印字密度300dpi的1/2、或者将送纸速度300dpi设定为印字密度300dpi的等倍或者将送纸速度100dpi设定为印字密度300dpi的1/3,但是控制器40也可以使印字密度比300dpi增大而高速地使打印机50工作。例如,为了确保印字密度400dpi,在使由传送辊55进行的副扫描方向的纸张M的送纸速度与主扫描方向的印字密度均相同而为400dpi的情况下,控制器40按如下方式控制:对于相同的像素,对各致动器18进行与副扫描方向的吐出口11的开孔个数相等次数的吐出驱动。在印字密度600、1200dpi的任一种情况下,也与印字密度400dpi的例子相同。
根据本实施方式的打印机能够实现浓度印刷和高速印刷的兼顾。一般在送纸速度或喷头进给速度相同的条件下,打印机为了实现更高浓度的印刷,需要使很大液滴量的墨水吐出。在打印机上要求使喷嘴直径增大的方法或者增加每一个致动器的吐出口的开口数、增加吐出次数等。
但是,根据相关技术的打印机即使能够取得点密度,也不能够使印字高速化。这是因为,仅使喷嘴直径增大影响印刷质量。在相关技术中,不能够提高送纸速度或喷头进给速度。根据相关技术的打印机在提高了送纸速度或喷头进给速度的情况下,不能够完全覆盖点线。印刷质量劣化。在相关技术中,不能够兼顾浓度印刷和印刷速度(高浓度印刷和高速印刷)。
根据本实施方式的喷墨头以及打印机,喷墨头10对每个致动器18以纵横相同的喷嘴节距P排列两个吐出口11。即使在打印机50侧提高了送纸速度,也能够根据送纸速度而填充像素。
另外,根据本实施方式的打印机可以使喷头主体12在主扫描方向上移动。根据本实施方式的打印机即使提高了喷头进给速度,也能够根据喷头进给速度而填充像素。根据本实施方式的喷墨头以及打印机,能够兼顾浓度印刷和印刷速度(高浓度印刷和高速印刷)。
通过使用功能性墨水,在图像形成以外的其它各种印刷领域也能够应用根据本实施方式的喷墨头以及打印机。对高浓度印刷和高速印刷的要求高的面向陶瓷印刷特别地有效。
吐出口11的排列并非限定于两列(图4)或三列(图7),也可以为一列或四列以上。能进行各种变更,相对于只不过进行这些变更而实施的实施品,实施方式所涉及的喷墨头以及打印机的优势并不受任何损害。
虽然说明了几个实施方式,但这些实施方式只是作为示例而提出的,并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施,能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中,同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
Claims (9)
1.一种喷墨头,其特征在于,具备:
基板;
压电体,在所述基板上具有在与主扫描方向交叉的副扫描方向上排成多列的、沿所述主扫描方向相隔一节距而平行的多个分隔壁;
框体,在所述压电体的外侧设于所述基板上;以及
喷嘴板,其具有多个吐出口,所述多个吐出口在由所述框体以及所述多个分隔壁而形成为多列的压力室的每列处在所述主扫描方向上各错开半个节距而形成,并分别在每个所述压力室处以与所述节距相同的节距沿所述副扫描方向形成,
在打印机的传送辊在所述副扫描方向上传送记录介质的传送速度与所述主扫描方向上的印字密度相同的情况下,对于同一像素,打印机的控制器对所述压电体的各压力室进行与所述副扫描方向上的所述吐出口的开孔个数相等次数的吐出驱动。
2.根据权利要求1所述的喷墨头,其特征在于,所述压电体具备:所述喷嘴板的背面、所述多个分隔壁中的在所述主扫描方向上相邻的所述分隔壁的对、这些分隔壁间的槽底、以及设于这些分隔壁的分隔壁面及槽底上的导电膜。
3.根据权利要求2所述的喷墨头,其特征在于,所述导电膜与用于驱动所述压电体的驱动器电气连接。
4.根据权利要求1所述的喷墨头,其特征在于,每个所述压力室处设有2个所述吐出口,或者每个所述压力室处设有3个所述吐出口。
5.根据权利要求1所述的喷墨头,其特征在于,所述压力室为2列。
6.一种打印机,其特征在于,具备:
喷墨头,其具有:压电体,具有在与主扫描方向交叉的副扫描方向上排成多列的、分别沿所述主扫描方向相隔一节距而平行的多个分隔壁;以及喷嘴板,其具有多个吐出口,所述多个吐出口在由基板上的框体以及所述压电体而形成为多列的压力室的每列处在所述主扫描方向上各错开半个节距而形成,并分别在每个所述压力室处以与所述节距相同的节距沿所述副扫描方向形成;
传送辊,将记录介质相对性地向所述喷墨头传送;以及
控制器,对该传送辊进行驱动控制,
在所述传送辊在所述副扫描方向上传送所述记录介质的传送速度与所述主扫描方向上的印字密度相同的情况下,对于同一像素,所述控制器对所述压电体的各压力室进行与所述副扫描方向上的所述吐出口的开孔个数相等次数的吐出驱动。
7.根据权利要求6所述的打印机,其特征在于,所述控制器将所述传送辊在所述副扫描方向上传送所述记录介质的传送速度乘以所述副扫描方向上的所述吐出口的开孔个数后获得的值作为所述主扫描方向上的印字密度。
8.根据权利要求6所述的打印机,其特征在于,每个所述压力室处设有2个所述吐出口,或者每个所述压力室处设有3个所述吐出口。
9.根据权利要求6所述的打印机,其特征在于,所述压力室为2列。
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