TW495441B - High-performance, high-density ink jet printhead having multiple modes of operation - Google Patents

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495441 A7 B7 五、發明説明（ 發明之背景 發明之領述 本發明大體上係有關於熱噴墨列印頭，尤其是以具有 多種操作型式之高效能，高密度喷墨列印頭的系統及方 法，其使用具有偏置及高密度墨滴產生器的一單色噴墨列 印頭。 相關拮藝 熱喷墨列印頭在電腦業中為常使用的。此類列印頭已 揭露於、、正式文件列印裝置夕（Ed· RC Durbeek and s

Sherr, San Diego: Academic Press，1988)—書中的第 i3章 由W.J· Lloyd及Η·Τ· Taub撰寫的名為a噴墨裝置a中，以 及美國專利第4,490,728及4,313,684號案中。噴墨印表機 生產高品質之列印效果，其為尺寸小且可攜式的，且列印 快速及安靜，因為僅有墨水作為列印媒介（如紙張）^ 噴墨印表機藉由列印個別點（或像素）於一行的特定界 定之位置上而產生一列印影像。這些很容易地可在一線性 行中看出是小點的點位置為列印之圖樣所界定。因此，列 印操作可在以墨水點滴填充點位置構成圖樣時即可呈現。 噴墨印表機藉由將小量墨水噴至列印媒介上而列印。 一墨水供應裝置，如墨水儲存槽，供應墨水至墨滴產生器。 墨滴產生器以微電腦或其他控制器控制，並在以微電腦計 算出的適當時間滴下。墨滴噴出的時間大體上對應於列印 影像的像素圖樣。 一般而言，墨滴產生器來回一孔（如喷孔）藉由快速地 (請先閱讀背面之注意麥項再填寫本頁} 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 • i- - - I- - 4 2、發明説明（ _ 經 濟 部u 智 慧 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 加熱定位在一蒸發或發動室内的一小量墨水而滴出。基本 上’墨滴之蒸發係藉由如小而薄的薄膜（或發動）電阻之一 電加熱器而完成。噴墨藉由來回一選出的發動電阻器而經 過一電路以加強加熱定位在一選出發動室内的一薄層墨。 此加強加熱造成該薄層墨之爆發性的蒸發，以及墨滴來回 列印頭之相關噴孔噴出。 墨滴藉由支持包括墨滴產生器的一列印頭總成的一移 動台架總成而噴在列印媒介上。該台架總成在列印媒介表 面上移動，並依據列印之圖樣定位列印頭總成。該台架總 成沿著一、、掃描軸〃分配相對的動作在列印頭總成及列印 媒介之間。一般而言，掃描軸的方向平行於列印媒介之寬 度’而台架總成的一單一、、掃描々所代表的意思為台架總 成在大體上橫跨列印媒介之寬度時位移列印頭總成。在掃 描之間，列印媒介基本上係相對於列印頭沿著與掃描軸垂 直的一、、媒介前進軸〃前進（一般係沿著列印媒介之長度。 由於列印頭總成係沿著掃描軸移動，易產生間歇線之 條區。這些間歇線之疊置會出現在成為列印影像的文字或 影線上。沿著媒介前進之列印解析度通常稱為沿著媒介前 進軸的這些中間線之密度。於是，在媒介前進軸上的間歇 線之密度越高，沿著該軸的列印解析度越高。 沿著前進軸（以及紙張軸列印解析度）之間歇線的密度 可藉由調整接續掃描之間、步驟〃而增加。譬如，若平均 須要兩個步驟以涵蓋住等於與媒介前進轴對齊的一列喷孔 之長度的一條區，它即被稱為、來回二次之列印夕。在此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公| ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 線 495441 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明説明（ 貫施例中的條區常以相等於非整數的噴孔間距長度（沿著 紙張軸測量）的一距離而偏置。以允許間歇線之間距減半。 如此有政地使/σ著紙張軸的解析度加倍。但此種兩次來回 之列印的主要缺點在於過度的來回顯著地降低印表機的速 度。譬如’兩次來回之列印速度大約為單次來回列印速度 的一半。此種列印速度之顯著降低雖然在某些列印應用上 是可以被接受的，有些則不然。 另一種可用以增加沿著媒介前進軸之間歇線之密度之 技術為增加噴孔間距的密度，以在一單次來回列印中得到 高的列印解析度。然而，生產高列印解析列印所須的高線 性噴孔密度之噴墨產生器以及喷孔構造體是十分困難的。 s如噴墨產生器必須細到足以允許密的間距，噴墨量必 須隨較密之間距減少，而接下來的較低墨滴量可能無法配 合所欲列印模式。因此，須要一種在列印應用中可作高解 析度，同速列印，同時可在另一列印應用中亦備置最高解 析品質的可作多種型式操作之噴墨列印頭。 發明之捅要 為克服上述習知技藝之限制，並克服在閱讀及瞭解本 說明書之後即突顯出的其他限制，本發明提供可作多種型 j之操作的—單色噴墨列印頭，其包括-高密度墨滴產生 器，以備置高解析度單次來回之列印。尤其是，本發明可 以高於單一行雙倍之紙張轴列印解析度執行單次來回列 印。本發明至少解決了與墨滴產生器及喷孔之高密度列相 關之問題之-’並備置具有一高列印解析度的高品質單次 本紙張尺細巾酬卿（eNS) (2lGx2崎） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五 經濟命智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______Β7 發明説明（) ^ ---- 4 來回列印。此外，本發明可依據所欲的列印速度，列印解 析度以及列印品質作多種列印型式之列印。本發明之高性 能單色喷墨列印頭包括配置在一列印頭構造體上的高密度 偏置之喷墨產生器。各墨滴產生器為形成在以流體連接一 墨水供應裝置且具有一噴孔的列印頭構造體上的一薄膜構 造體。墨水供應至墨滴產生器，且在適當的時候加熱並自 相關喷孔中喷出。高密度偏置墨滴產生器組合包括數個沿 著至少二個轴配置的墨滴產生器。該三個軸大體上平行， 且相亙分開。沿著一單一軸的數個墨滴產生器相對於沿著 其他軸的數個墨滴產生器偏置。各沿著一單一軸的數個墨 滴產生器具有一軸間距，且偏置的結果使得組合軸具有一 有效間距，其為轴間距的一部份。在較佳實施例中，沿著 一軸的各數個墨滴產生器具有大約1/300英吋之軸間距， 因而使得本發明的列印頭之沿著四個軸的數組墨滴產生器 具有的有效間距大約為1 /1200英忖。此有效間距之減少（以 及造成的列印解析度之增加）表示較少的掃描即可備置一 所欲的列印解析度，因而在高速列印時產生高解析度之列 印〇 用於本發明之噴墨產生器的高密度配置可能會衝擊製 成品之列印品質。尤其是，用以形成喷孔的製造方法造成 墨滴射程的改變。本發明依據所欲之列印解析度，速度， 及品質藉由允許數種列印型式之操作而克服了列印品質之 下降。本發明亦包括使用本發明之喷墨列印頭，以數種列 印型式作高品質列印。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ------：---装-----Ί、玎------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

'發明説明（ 本發明之其他特徵及優點將在下文中配合較佳實施例 及圖式之說明而更加清楚。此外，本發明之範圍僅為申請 專利範圍所限制，且不為摘要及詳細說明所限定。 圖式之簡要說明 本發明可參考以下說明及圖式以及較佳實施例之說明 而更加清楚。其他特徵及優點亦可由以下說明而顯而易 見。現在參看圖式，其中相同標號代表對應部份： 第1圖為加入本發明之一整體列印系統的方塊圖； 第2圖為加入本發明之一例示列印系統，但其僅為例 示之用； 第3圖為顯示支持本發明之列印頭總成的第2圖之列印 系統的一例示台架總成之概略圖； 第4圖為本發明之列印頭總成的立體圖，但其僅為例 示之用； 第5圖為顯示於第4圖中例示本發明之偏置墨滴產生器 組合的一簡化概略平面圖； 第6圖為另一簡化圖，其為顯示本發明之偏置的噴孔 配置之平面圖； 第7圖為第5圖中所示之列印頭總成之橫載面，其顯示 由製造方法造成的凹面； 第8圖為顯示第5圖之列印頭以及作品配置的一簡化平 面圖； 第9圖為第8圖之列印頭的切開概略圖，其顯示列印頭 之各層； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *7""訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（） 6 第10圖為本發明之列印頭的一部份之頂視圖，以其孔 層移開，並顯示偏置之墨滴產生器。 Μ佳實施例之謀細銳昍 在本發明之以下說明中本發明將配合一特定實施例加 以描述。須瞭解的是在不脫離本發明的範圍下可使用其他 實施例其構造之改變。 I·整體特微 本發明為具有一高密度組合之交錯或偏置之墨滴產生 器的一單色列印頭。此組合使本發明備置高解析度及高速 列印。本發明具有以三組沿著至少三個軸配置的墨滴產生 器。一軸組包括數個墨滴產生器，其沿著對應軸（如一欄 位組）而配置。個軸具有大體上平行於一參考軸的一中心 線。一軸組相互偏置。各軸組具有一軸間距，且偏置造成 的結果為列印頭之有效（或組合）間距為軸間距的一部份。 偏置的墨滴產生器之配置可使列印在作較少次來回下備置 較高的解析度，並藉由增加在媒介前進軸上的有效噴孔而 備置高解析度之快列印速度。 藉由使用允許不同列印型式之列印頭設計，本發明可 依據一特定列印應用達成理想化品質，速度或兩者兼而有 之。構造上以及電方面的改良已討論在惠普公司的申請案 號為--’名為、、小型高效能，高密度噴墨列印頭夕 由Joe T〇rgerson等人於與本案同曰提申，檔案號為 10003553-1之申請案中。本發明以使品質理想化的一列印 型式操作，且自列印頭上喷出墨滴至一列印媒介上的位置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 外5441 A7 B7 五、發明説明（） 7 十分精確。以列印頭製造方法製成的製成品在形狀上會有 不同’因而造成墨滴跨過列印頭之射程有所不同。此錯誤 大體上可為南品質列印所接受。然而，就最高品質列印而 言’此差異是無法被接受的。 本發明藉由備置依據所欲列印速度，解析度及品質的 數種操作型式。譬如，如下述，本發明可以高品質，單一 次來回且具有中速度及較慢但較高品質雙來回12〇〇dpi之 雙向1200dpi型式。這數種型式使本發明之列印頭依據列 印之應用而選擇速度及品質。譬如，雙向單次來回的 1200dpi型式立即使用所有的軸組，且由於噴孔佈局造成 的特定墨滴射程錯誤會使品質下降。兩次來回1200dpi型 式的較慢速度使用軸組的一部份，並免除依賴射程錯誤的 此種噴孔佈局。 在一較佳實施例中，本發明包括一列印頭，其使用黑 墨以及各自沿著平行於參考轴的四個軸之一配置，並橫向 地相互間隔。如下所述，沿著一軸（或一組轴）的各數個墨 滴產生器具有相對於參考軸的一軸距（在一例示實施例中 為300dpi)，且所有四組軸相對於參考軸備置1/4轴距的一 加總有效間距（在一較佳實施例中為1200dpi)。於是，藉 由噴孔相對於參考軸偏置的噴孔，本發明備置四倍有效間 距（以及噴孔密度）的列印頭。如此習知技藝中可以來回四 次列印（採用一軸組噴孔）完成的列印解析度在本發明中僅 須作單次來回的列印。在另一較佳實施例中，列印頭使用 選出之成對軸組，使得列印頭具有1/2軸間距的一加總有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 A7 A7 五、 發明説明（ 效間距。此實施例備置袪除上述列印頭製造成品之缺點。 此外，此實施例備置上述實施例所備置的相同列印解析 度。 Π.構造上的特微 第1圖為加入本發明的一列印系統的方塊圖❹該列印 系統100可用以列印一材料，如在可為紙的一列印媒介1 〇2 上的墨。該列印系統100連接於一主系統105(如電腦或微 電腦）以產生列印資料❶列印系統丨〇〇包括一控制器丨丨〇， 一電力供應器120 , —列印媒介輸送裝置125 , 一台架總成 130,以及數個開關裝置135。墨水供應裝置115以流體連接 列印頭總成150，以選擇地備置墨水至列印頭總成丨5〇。 列印媒體輸送裝置125備置相對於列印系統1〇〇而移動的一 列印媒介102(如紙）。類似地，台架總成13〇支持列印頭總 成150並備置一裝置以移動列印頭總成15〇置控制器u〇所 指示的列印媒介1〇2上的一特定位置。 列印頭總成150包括一列印頭構造體丨6〇 ^如下所細 述，本發明的列印頭構造體16〇包括數個包括一基底（未顯 示）的數層。該基底可為單以的以任何適當材料（最好具有 低膨脹係數）如矽製成❶列印頭構造體16〇亦包括一高密 度，偏置組合的墨滴產生器，其形成在包括用以造成墨滴 自列印頭總成1 50噴出的墨滴之數個元件之列印頭構造體 160上。列印頭構造體16〇亦包括一電力界面no ,其備置 月&置至開關裝置135，並依次備置電力至高密度，偏置組 合的墨滴產生器165。 ^------π------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 A7 ----—____B7 五、發明説明（） ~" 9 在列印系統100操作時，電力供應器12〇備置控制的電 壓置控制器110，列印媒介輸送裝置125，台架總成13()， 以及列印頭總成15〇。此外，控制器11〇自主系統1〇5接收 列印貢料並處理資料成為印表機控制資料及影像資料。已 處理之資料’影像資料以及其他靜態及動態地產生之資料 備置至列印媒介輸送裝置125，台架總成13〇以及列印頭總 成150 ’以有效地控制列印系統丨〇〇。 金L示之列印率絲· 第2圖為加入本發明之高效能，高密度喷墨列印頭的 一例示列印系統，且其僅為例示之用。如第2圖所示，該 列印系統200包括用以支持列印媒介的一盤222。當開始列 印操作時，列印媒介最好以媒介前進軸227方向使用一紙 張輸送器自盤222輸送至列印系統2〇〇中。然後，列印媒介 在列印系統200中以U字形輸送，並朝向一輸出盤228以相 對於進入的方向輸出。亦可使用其他列印媒介通路，如直 線的紙張通路。 在進入列印系統200中時，列印媒介在一列印區230及 至少支持本發明的一列印頭總成15〇的台架總成丨3〇内暫 停，然後，以一知描轴2 3 4的方向橫跨過列印媒介移動（或 掃描），以列印一墨滴條區於其上。列印頭總成丨5〇可移動 地架設或永久性地架設於台架總成130。此外，列印頭總 成150連接於一墨水供應裝置115。該墨水供應裝置可為一 獨立的墨水供應裝置（如獨立的墨水儲存槽）^可選擇地， 列印頭總成150可藉由一可撓性導管，流體地連接一墨水 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 495441 A7 ___B7_ 五、發明説明（） 10 供應裝置115。作為另一較佳實施例，墨水供應裝置丨丨5可 為一個或數個與列印頭總成150分開或可與其分開並可移 動地架設於台架總成130的墨水容器。 第3圖為第2圖之列印系統的一例示台架總成之概略 • 圖，而該列印系統為本發明之高效能，高密度的喷墨列印 頭。台架總成130包括支持列印頭總成15〇的一掃描台架 320，而該總成可移動地或永久地架設於掃描台架32〇。控 制器110連接於掃描台架320，並備置控制資料至列印頭總 成 150、 掃描台架320可沿著在掃描軸234上的一直線路徑方向 移動。一台架馬達350,如步進馬達，依據來自一位置控 制器354(與控制器11〇相通）的指令沿著掃描軸234輸送掃 描台架320。位置控制器354備置記憶體358以使位置控制 器354知道其沿著掃描軸234的位置。位置控制器354連接 於累進地輸送列印媒介102的一滾筒馬達362(如一步進馬 > 達）。列印媒介102藉由施加於列印媒介1〇2及一滾筒370之 間的壓力而移動。運轉列印系統之電動元件（如台架馬達 350及滾筒馬達362)以及能量，以造成列印頭總成15〇噴出 電力供應器120所備置的墨滴。 藉由自盤222注入列印媒介1〇2並藉由轉動滾筒馬達 362以及在媒介前進軸227上的滾筒370，滾筒的操作即開 始。當列印媒介102正確地定位在列印區330上時，台架馬 達350定位（或掃描）掃描台架320以及列印頭總成150跨過 在知4¾轴234上的列印媒介1 〇2，以作列印。在一单一掃描 ;紙張尺度適财關家標準（CNS ) A4if^ ( 210X297公釐) — ---------^-----H、w------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 11495441 A7 B7 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 或數次掃描後，列印媒介102藉由在列印前進軸227上的滾 筒馬達362之累進地移動，以定位在列印區23〇上的列印媒 介102之另一區。掃描台架320再次跨過列印媒介ι〇2以印 出墨滴的另一條區。此方法重覆直到所欲的列印資料印在 列印媒介102彈入輸出盤228之點上的列印媒介1〇2上。 ΠΙ.列印頭之；告 本發明之列印頭包括一高密度偏置地配置的墨滴產生 器，其在向速下備置高解析度的列印。在一較佳實施例中， 數個墨滴產生器沿著至少三各軸而配置。各沿著一軸（軸 組）的數個墨滴產生器具有沿著一參考軸測出的一軸間 距。譬如，在一例示實施例中，軸間距為1/300英吋。假 没列印頭上有四個軸組，偏置之配置備置1200dpi之有效 列印解析度。雖然製品會影響到列印品質，本發明藉由備 置數種操作型式而減少其影響。如下所細述，本發明之列 印頭可依據列印速度及品質之要求以數種型式操作。 第4圖為本發明之列印頭的立體圖，其僅為例示之用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下將參考如第2圖之印表機2〇〇的基本列印系統所使用的 基本列印總成加以說明。然而，本發明實際上可加入任 何列印頭及印表機構造中。參看第丨，2與4圖，列印頭總 成15〇由一熱墨滴頭總成402以及一列印頭體404構成。熱 墨滴頭總成402可為通稱為帶自動接合（TAB)總成之可撓 性材料，且可包括互連墊412。互連墊412適當地固定於列 印頭總成150(亦稱為列印台架），譬如以一黏著材料。接 觸墊408與在台架總成13〇上的電極對齊並作電力之接觸。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)从胁（21()><297公董） 14 495441 經濟，命智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 12 偏置墨滴產生器的高密度列 第5圖為第4圖之列印頭總成的一簡化概略圖，其顯示 本發明之偏置墨滴產生器的配置。列印頭總成包括本發明 之一高效能列印頭500，其具有數個喷孔51〇以及一第一墨 水注入孔520,和第二墨水注入孔53〇。墨水注入孔52〇, 530 備置來自墨水供應裝置115的墨水至墨滴產生器。以流體 連接於各噴孔510且最好在噴孔51〇下的是墨滴產生器的一 對應高密度列（未顯示）^此列墨滴產生器包括數個高耐熱 電阻器（未顯示），其在由墨水注入孔520，530所供應之一 加熱室内的墨水，以自各噴孔5丨〇射出墨滴。 數個噴孔510配置成沿著至少三個轴（軸組）的成組墨 滴產生器。該軸相互軸向地間隔，並與參考軸L有一段距 離。如第5圖所示，在本發明之較高實施例中，高效能列 印頭500包括沿著一分開轴而配置的四組噴孔5丨〇。尤其 是’第一組噴孔沿著第一軸540而配置，沿著第二軸550而 配置的第二組噴孔，沿著第三軸560而配置的第一組喷孔， 以及沿著第四軸570的第四組噴孔。這些軸540，550，570 之各軸互相平行，並與參考軸L平行。在使用時，參考軸 L最好如第2及3圖所示與媒介前進軸227對齊。 第6圖為另一簡化圖，其為顯示本發明之偏置的喷孔 配置之平面圖。在一較佳實施例中，各組轴或噴孔之柱形 配置具有相同的中心對中心間距，或相對於參考軸L的軸 間距P。四組噴孔540，550，560及570相互偏置，使得所 有四組總加的中間對中間間距P4(相對於參考軸L)為p/4或 本紙張尺度適用中國國参標率（CNS ) A4規格（210x297公後） 裝 I 訂 線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 15 495441 A7 _____B7_ 五、發明説明（） 13 (請先閲讀背面之注意事項再^、寫本頁) 軸間距P之1/4。換言之，該組噴孔相互偏置，以允許列印 頭500具有任何特定噴孔組之有效解析度。 各由兩排偏置之噴孔構成的兩組噴孔有效地備置為單 一組兩倍之解析度。組540及560形成第一對組，其相互偏 置，使得相對於第一對的參考軸L之合併的中間對中間間 距P2為P/2，或軸間距p之一半。相似地，組55〇及570形成 第二對相互偏置組，使得相對於第二對參考軸L的合併中 間對中間間距P2等於P/2或轴間距P的1/2。 在一例示實施例中，相對於參考軸L之一單一組的軸 間距P為1/300英吋，使各組備置3〇〇dpi的有效解析度。於 是，第一對（組540及組560)或第二對（組550及570)相對於 參考軸L具有之合併或有效間距為1 /goo英忖。所有四個偏 置組（540，550，560及570)合起來相對於參考軸l之合併 或有效噴孔間距為1/1200英吋，使得列印頭具有1200dpi 之有效解析度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第6圖顯示沿著墨水注入孔52〇，530配置的各組轴 (540 ’ 550，560及570)。各墨水注入孔具有兩個相對縱向 軸，而一組軸毗鄰各縱向邊緣配置。如第5圖所示，在一 較佳實施例中，第一組軸540(第1組）以及第二組軸55〇(第 2組）配置在第一墨水注入孔52〇的相對側邊上，而第三組 軸（第3組）及第四組軸570(第4組）配置在第二墨水注入孔 530之相對側邊上。圖式中的各軸組之噴孔大體上為線性 的，但須瞭解的式一特定組的某些噴孔可稍許在中心線之 外’以譬如補償喷墨射出器時間上的延遲。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4胁（210X297公慶) ' -- -16 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ---______B7__ 五、發明説明（） 14 列印頭之多種型式搡作 然而，具有數組噴孔之一潛在的問題為在該組之間會 有製造上構形之差異。這些構形上的差異可造成噴孔組之 間墨滴射程之差異。尤其是，第7圖為第5圖中所示的列印 頭之橫截面（A-A’），顯示由製造方法造成的一凹面（或凹 槽）700。此橫截面來回各軸組54〇，550，560及570之一噴 iL 。 用以製造噴孔510的一個技藝牽涉到組合包括噴孔5 1 〇 的一孔層710至一屏障層720。此方法包括使用熱及壓力層 積孔層710至屏障層720的一步驟。層積之步驟可朝向墨水 注入孔520,530彎曲孔層，並在孔層710上製造一凹面700。 凹面700改變自沿著墨水注入孔52〇，530的相對邊緣配置 之噴孔軸組噴出之一墨滴的射程《於是，非具有垂直於列 印頭500表面之一射程，墨滴之射程具有平行於列印頭5〇〇 之平面的一方向上並朝向墨水注入孔52〇，530之一元件。 ^ 譬如，參看第7圖，第一墨滴730已自第一喷孔中射出， 而第二墨滴740已自第二噴孔中噴出。由於在孔層710上的 凹面700，第一墨滴730之射程稍許朝向墨水注入孔520彎 曲，且第二墨滴740之射程稍許朝向墨水注入孔520彆曲， 而具有相對於第一墨滴730之射程改變。相似地，來自第 三噴孔之第三墨滴750以及來自第四噴孔之第四墨滴760具 有類似地相異性。由於列印頭500以及列印媒介之間距離 之差異，來自具有不同的彎曲射程之墨滴產生器之列印上 的墨滴之相對定位具有無法預測之錯誤因素。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 ' ---------^------iT-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 17 495441 A7 B7 五、發明説明（） 15 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之列印頭設計藉由依據所欲之列印速度，解析 度及品質而允許不同的列印型式克服了這些射程效果。尤 其是，本發明藉由使用四組軸而可以一單次來回的1200dpi 雙向型式操作，並使用一對選出之成對轴組允許以雙次來 回之單向型式的較高品質之列印。譬如，在一較佳實施例 中，本發明至少可以下述列印型式操作：（1)一雙向單次 來回1200dpi型式，使得所有四喷孔軸組均操作；以及（2) 僅使用軸組540(第1組）及560(第3組）或軸組550(第2組）及 570(第4組）的一單項雙次來回1200dpi模式，以備置較慢 但較高品質之列印。雙向單次來回12〇〇dpi型式（以四軸組 一起操作）可以列印頭500在一列印媒介上的一次動作涵蓋 完整的1200dpi之條區。當在此型式中操作時，在相對於 軸組550(第3組）之軸組540(第1組）之間，以及相對於軸組 570(第4組）之軸組560(第3組）之間的射程錯誤，如配合第7 圖之說明所示。當一垂直線在列印時，此造成某些粗糙的 邊緣。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雙向來回兩次的1200dpi型式要求列印頭在列印媒介 上四個動作（因為列印僅以一台架掃描方向進行），產生完 全的1200dpi條區。在此型式下，第一對軸組（組54〇及56〇) 或第二對（組550及570)為在列印媒介上的列印頭5⑼之各 次來回在一起使用。如第7圖所示，在各對軸組上的噴孔 很可能具有相同的射程錯誤，或無相對射程錯誤。如此避 免了相關的相對嘴孔射程之錯誤，減少文字之垂直側邊或 垂直線之粗糙度。然而，此型式的缺點為相對於同時使用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格了^ 297公慶^-- -18 - 495441 A7 B7 五、發明説明（） 16 所有四軸組之雙向1200dpi型式所須的整個時間為兩倍之 多。須知雖然第7圖已使用300dpi之倍數的解析度加以說 明如上’須瞭解的是增加解析度之方法可適用於任何基礎 解析度' 第8圖為顯示第5圖之列印頭以及作品配置的一簡化平 面圖。列印頭5〇〇包括一基底8〇〇，其上定位數個配置在噴 孔510下的墨滴產生器。基底包括第一及第二墨水注入孔 520’530’攜帶墨水至墨滴產生器之軸組。墨水注入孔520， 530相互以橫向於參考軸l之方向相互間隔，並靠近墨水 注入孔520 ’ 530而配置，以減少墨水注入孔52〇，530之間 流體流動阻力至最低。 在一較佳實施例中，以邊緣1及2以及第二注入孔代表 的第一墨水注入孔520以及第二墨水注入孔縱向邊緣具有 相似的邊緣3及4。就第一墨水注入孔520而言，軸組54〇及 550分別毗鄰縱邊緣1及2而配置。就第二墨水注入孔53〇而 吕’軸組560及570分別赴鄰縱向邊緣3及4而配置。可選擇 地’可使用其他四排的實施例’如兩邊緣注入排以及繞著 一中心孔而配置的兩排。 各墨滴產生器（其位置以圓形表示）包括用以喷出墨水 的一噴孔或孔，用以加熱墨水的一加熱器電阻，以及如連 接於加熱器電阻用以備置電流脈衝於加熱器電阻的一電場 效果電晶體之一開關電路。墨滴產生器另配置成稱為基元 的組別（如第8圖中由基元1，基元2所代表）。一特定基元 之一特徵為它具有一基元電線以備置電力至該特定基元。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS >A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、^ 丁 經濟命智慧財產局員工消費合作社印製 19 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 ------- —__Β7_ 五、發明説明（） 17 此基7L電線與各剩餘基元的基元電線分開地通電。於是， 一特定的基本電線連接所有與在一特定基元内的各開關電 路相關之所有％電線〃。若開關電路為電場效果電晶體 (FETs)該特定之基元選擇電線連接於在特定基元内各fet 之電源或流出連接部。 本發明的另一特徵為一分開地引導之閘門線連接在一 特定基元中的各開關裝置。當開關裝置為FET時，閘門線 連接於FET之閘門連接部。當一特定開關裝置起動自一基 元電線流出之一電流脈衝來回開關電路，加熱器電阻，並 回流來回一回流或接地線。為使一特定開關裝置起動，閘 門線及與開關裝置相關的基元電線必須同時起動。在列印 頭操作時，閘門線依序地一個一個起動。結果，僅在一特 定基元中的開關裝置可同時起動。然而，某些或全部基元 可同時操作。 雖然為簡化第8圖僅顯示各基元中的3或4個墨滴產生 器，須瞭解的是大部份的列印頭設計均具有每基元超過1〇 墨滴的產生器。尤其是，須知雖然第8圖顯示之各軸組的 墨滴產生器與縱向邊緣是等距的（大體上是共線性的），但 某些墨滴產生器可置放成與縱向邊緣具有稍許不同的距 離，以平衡位址脈衝之時間以及台架之速度。 在一例示的實施例中，各軸組分隔成四個基元。在此 例示實施例中，有26個閘門電線。各基元具有26個喷孔， 而就各軸組而言總共有104個喷孔。各基元就各26個閘門 線而言具有至少一位址連接部。在操作時由於列印系統循 i紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '~" (請先閱讀背面之注意事項再圮寫本頁)

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經濟木智慧財.產局員工消費合作社印製 環來回閘門線，僅一墨滴產生器可在同一時間下在一基元 内操作。然而，由於大部份的閘門線為基元所共用，可同 4起動數個基元。在一較佳實施例中，至少有三個且最好 是四個可同時操作的基元，其在掃描轴234上重疊（其橫向 於介質前進軸227並垂直於軸L)。如此允許在一單一掃描 下較完整且具較高解析度之掃描。 第9圖為本發明之列印頭5〇〇的剖開概略圖。列印頭5〇〇 包括一薄層下層結構或包括一基底（如矽）之印模且具有數 個裝置及形成在其上的薄層。列印頭5〇〇亦包括配置在屏 障層720上，並依次疊置在基底800上的孔層71〇。基底8〇〇 包括配置成包括第一排墨滴產生器9〇〇以及繞著第一墨水 注入孔520而配置的第二排墨滴產生器910的一高密度，偏 置組合。噴孔510形成在孔層710中，並組合成使得個嗜孔 510具有一在其下的墨滴產生器。墨水來回第一墨水注入 孔520注入墨滴產生器’在該處加熱並來回喷孔51 〇而射 出。 如配合第7圖之前述說明，基本上使用一積層方法以 連接孔層710至屏障層720。此方法易使孔層變形，因而影 響到自噴孔510中噴出之墨滴的射程。造成的射程改變大 體上係相等且相對地跨過一特定墨水注入孔。於是，譬如 軸組540(第1組）具有與軸組560(第3組）相同，但相對於轴 組5 50(第2組）的射程改變。須知雖然第9圖中屏障層720以 及孔層710係分開的層’它們在另一實施例中亦可形成如 ——體成型的屏障及孔層。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐） ^1T-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 21 495441 A7 B7 五、發明説明（） 19 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第10圖為本發明之列印頭的一部份之頂視圖，以其孔 層移開’並顯示偏置之墨滴產生器。尤其是，列印頭500 包括配置在基底800上的墨滴產生器1〇〇〇。置於墨滴產生 器1000上的噴孔配置成軸組，包括第丨組，第2組，第3組， 及第4組。墨滴產生器之軸組相互分開且相對於參考軸乙 橫向地間隔。在一較佳實施例中，參考軸L與媒介前進軸 227對齊。一單一排墨滴產生器可具有某一解析度1/p(就 列印頭500在列印媒介上的當一次來回而言），其在一例示 實施例中為300dpi。藉由使用此種偏置配置的軸組，當與 所有四個軸組一起操作時有效解析度增加至4/p，而當與 適當地選出之成對四個軸組一起操作時，有效解析度增加 至 2/P。 一特定軸組的軸間距P相等於兩個最靠近之突出於參 考軸L上墨滴產生器之間中間對中間間距，或依據該參考 軸而測出。在一較佳實施例中，p等於1/3〇〇英吋。第卜2， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3及4組沿著參考轴L相互間的間隔就任何最靠近的兩組而 言為P/4或1/1200英吋。如所示，此備置等於p/4(在一例示 實施例中為1/1200英吋）的一中間對中間之間距（亦為沿著 參考軸測出）。具備了此配置，第1及3組的中間對中間間 隔P13之總和等於P/2或1/600英吋。第2及4組的中間對中 間間隔P24亦等於P/2。高密度偏置允許本發明之列印頭依 據想要使列印速度，列印品質及解析度理想化而決定的數 種列印型式操作。 本發明之較佳實施例的上述說明僅為例示之用。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 22 495441 一 A7 B7 •- 五、發明説明（） 20 此，本發明不限於以上所揭露者。因此，前述說明僅為例 示而非限制之用，且須暸解的是熟習此技藝人士可在不脫 離下述申請專利範圍下作不同的改變。 ^------1T-------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 23 4^5441 A7 B7 五、發明説明（） 21 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 元件標號對照 100 列印系統 358 記憶體 102 列印媒介 362 滾筒馬達 105 主系統 370 滾筒 110 控制器 402 熱墨滴頭總成 115 墨水供應裝置 404 列印頭體 120 電力供應器 408 接觸墊 125 列印媒介輸送裝置 412 互連塾 130 台架總成 500 列印頭 135 開關裝置 510 噴孔 150 列印頭總成 520 墨水注入孔 160 530 540 墨水注入孔 列印頭構造體 軸 165 高密度，偏置配置 550 軸 的墨滴產生器 560 轴 170 電力界面 570 軸 200 列印系統 700 凹面 222 盤 710 孔層 227 前進軸 720 墨水注入孔 228 輸出盤 730 墨滴 230 列印區 740 墨滴 234 掃福轴 750 墨滴 320 掃描台架 760 墨滴 350 台架馬達 800 基底 354 位置控制器 900 墨滴產生器 1000 墨滴產生器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 線泰 ifli. 本紙張尺度適用中關家標準（CNS ) M規格（21QX297公羡） 24

Claims (1)

1. A8B8C8D8 1·-種喷墨列印裝置，其包括裝載某—顏色之墨水的一墨 水供應裝置（115)，且包括·· (請先閲讀背面之注意、事項再填寫本頁) 一列印頭構造體（160);以及 數個墨滴產生器（165)，其以流體連接於墨水供應 裝置（115) ’且形成在列印頭構造體（16⑴上，並沿著大 體上平行且相互間隔的至少三個軸（54〇，55〇，56〇)而 配置。 2·如申請專利冑圍第！項的喷墨列印裝置，纟中數個墨滴 產生器（165)沿著大體上相互平行且橫向間隔的四個轴 (540 ’ 550 ’ 560，570)而配置。 •訂丨 3·如申請專利範圍第丨項的喷墨列印裝置，其中數個墨滴 產生器（165)沿著至少三個相對於個軸而偏置的軸 (540 ’ 550 ’ 560)以減少一有效的列印頭間距。 4·如申請專利範圍第3項的喷墨列印裝置，其中有效的列 印頭間距降低成少於沿著一單一軸而備置的墨滴產生器 (165)的一半。 5·如申請專利範圍第2項的喷墨列印裝置，其中數個沿著 四個軸（540，550，560，570)而配置的墨滴產生器（165) 相對於各軸而偏置，以減少一有效的列印頭間距成大約 為沿著一單一軸而配置的數個墨滴產生器（丨65)的四分 — 〇 6·如申請專利範圍第1項的噴墨列印裝置，其中至少該數 個墨滴產生器（165)中的某些產生器沿著至少三個轴以 偏置方式配置’以大體上為相對於沿著一單一抽而配置

   本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 25 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 的墨滴產生器（165)。 7·如申請專利範圍第i項的墨水供應裝置（115)，其另包括 裝載墨水且與數個墨滴產生器（165)以流體相連的一流 體儲存槽。 8·如申請專利範圍第6項的喷墨列印裝置，其中沿著各三 個軸的墨滴產生器之一配置為具有大約英忖的一 軸間距，且使得兩個偏置之毗鄰軸組合計的有效間距大 約為1/600英忖。 9·如申請專利範圍第丨項的噴墨列印裝置，其中喷墨列印 裝置為一可拋棄之列印台架。 10·如申請專利範圍第i項的喷墨列印裝置，其另包括·· 一台架總成（130)，其用以分配相對動作於列印頭 構造體（160)及一列印媒介（1〇2)之間； 一墨水供應裝置（115)，其可以流體連接數個墨水 產生器（165);以及 一 ^^°1〇)，其用以控制台架總成（130)的操作。 11· 一種高噴墨列印頭，其包括： 一列印^¥體（160); 配置在列印頭構造體（160)上之高密度排列的墨滴 產生器（165)，該排列包括： 沿著第一軸配置之第一組數個喷墨產生器，以形成 第一軸組（540); 沿著第二軸配置之第二組數個噴墨產生器，以形成 第二軸組（550)，且相對於第一軸組（54〇)偏置地定位； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意、事項再填寫本頁) 訂丨 :線丨 26 495441 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 沿著第三軸配置之第三組數個喷墨產生器，以形成 第三軸組（560)，且相對於第一及第二軸組（540，550)偏 置地定位； 其中第一，第二及第三軸大體上平行於一參考軸（L) 且相互間以橫向間隔。 12. 如申請專利範圍第11項的噴墨列印頭，其另包括第四組 數個沿著第四軸（570)而配置的墨滴產生器，以形成第 四軸組，並相對於第一，第二，及第三軸組（540，550， 560)偏置地定位，且其中第四軸大體上平行於參考軸（L) 且橫向地與其他軸間隔。 13. 如申請專利範圍第11項的喷墨列印頭，其中第一及第三 軸組（540，560)各具有沿著參考軸（L)測出的一軸間距， 且第一及第三軸組（540，560)之總和的有效間距大約為 軸間距的一半。 (請先閲讀背面之注意，事項再填寫本頁) 訂丨 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 27