專利名稱：噴墨打印頭、噴墨打印裝置和制造噴墨打印頭的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種噴墨打印頭、使用該噴墨打印頭的噴墨打印裝置和制造該噴墨打印頭的方法，該噴墨打印頭具有以多行方式排列且可通過其噴墨的多個噴嘴。
背景技術：
基于噴墨系統(tǒng)的打印裝置(噴墨打印裝置)已被應用到許多打印機、傳真機、復印機等；噴墨系統(tǒng)使墨從排列在噴墨打印頭中的噴嘴噴出以在打印介質(zhì)上打印圖像。特別地，由于能夠獲得改良的圖像質(zhì)量，通常采用能使用多種顏色的墨、打印彩色圖像的彩色打印機。
除改進打印圖像的質(zhì)量外，提高打印速度對噴墨打印裝置也是重要的。已作出許多努力通過提高從打印頭噴墨的驅(qū)動頻率和增加排列在打印頭中的噴嘴數(shù)量來提高打印速度。一種用于顯著提高打印速度的技術包括，例如，增加打印頭的長度和排列噴嘴的密度，并以單次掃描方式打印圖像，而以往需要多次掃描來完成。
作為增加打印頭長度的方法，在一行排列多個打印頭在降低制造成本方面是極好的。具體來說，如果每個打印頭由包含打印元件(包括噴嘴)的基片(chip)組成，則長打印頭通過排列許多對應于多個原始打印頭的基片而構(gòu)成。在以下說明中，包含打印元件的基片之間的連接部對應于打印頭之間的連接部。
像白條紋的圖像缺陷很可能發(fā)生在與打印頭之間的連接部對應的打印圖像部分。這是因為打印頭和打印介質(zhì)之間產(chǎn)生的氣流使從噴嘴行的端部噴射的墨滴在對應于噴嘴行內(nèi)側(cè)的位置而不是在正確位置著落于(impact)打印介質(zhì)(該現(xiàn)象也被稱為“端部方向錯誤(end misdirection)”)。
在串行掃描類型的噴墨打印裝置中，為了校正由于端部方向錯誤引起的墨滴著落位置的偏差，可以逐漸地增大位于噴嘴行端部附近的噴嘴的間距(pitch)。其它引起條紋狀圖像缺陷的可能原因包括噴嘴間噴墨量的不同、基片排列成行的精確度、以及當墨滴著落于打印介質(zhì)時的時間差。
作為防止在與打印頭之間的連接部對應的打印圖像部分出現(xiàn)條紋狀圖像缺陷的技術，例如，在日本特開平5-57965號公報中提出了一種方法，該方法允許在各打印頭中的兩組噴嘴在連接部相互重疊。
具有重疊噴嘴的打印頭能夠抑制大的白條紋產(chǎn)生。然而，作為端部方向錯誤的結(jié)果，墨滴著落位置仍然有偏差。因此，在與兩組噴嘴的重疊區(qū)域?qū)拇蛴D像部分可能出現(xiàn)細的白條紋。該條紋可被認為是圖像缺陷。如果使用適于打印高質(zhì)量圖像的光澤紙等作為打印介質(zhì)，則該缺陷尤其明顯。
如果改變位于噴嘴行端部附近的噴嘴間距以校正墨滴著落位置的偏差，則必須改變生產(chǎn)噴嘴過程中所使用的曝光掩膜版(exposure mask)等。這顯著增加了打印頭的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種噴墨打印頭、噴墨打印裝置和制造噴墨打印頭的方法，使得在減少相鄰噴嘴行之間的連接部的墨方向錯誤的不利影響的同時，能打印高等級的圖像。
一種噴墨打印頭，其包括以多行排列的可噴墨的多個噴嘴，在各相鄰噴嘴行的連接部中，兩組預定數(shù)目的噴嘴沿與噴嘴行交叉的方向相互重疊，其中，所述相鄰噴嘴行的相對位置根據(jù)從位于所述連接部中的噴嘴噴出的墨的方向錯誤的量來設定。
一種噴墨打印裝置，能使用噴墨打印頭在打印介質(zhì)上打印圖像，該噴墨打印頭包括以多行排列的可噴墨的多個噴嘴，在允許所述噴墨打印頭噴墨的同時，所述噴墨打印頭和所述打印介質(zhì)沿與噴嘴行交叉的方向彼此相對移動，其中，使用根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭作為所述噴墨打印頭，以及所述噴墨打印裝置還包括用于選擇性地使用所述連接部中的重疊噴嘴的控制部件。
一種制造噴墨打印頭的方法，該噴墨打印頭包括以多行排列的可噴墨的多個噴嘴，在各相鄰噴嘴行的連接部中，兩組預定數(shù)量的噴嘴沿與噴嘴行交叉的方向相互重疊，其中，所述相鄰噴嘴行的相對位置根據(jù)從位于所述連接部中的噴嘴噴出的墨的方向錯誤的量來設定。
本發(fā)明基于從位于相鄰噴嘴行之間的連接部的噴嘴噴出的墨的方向錯誤的量，設置相鄰噴嘴行的相對位置。這使得可在減少噴嘴行之間的連接部的墨方向錯誤的不利影響的同時打印高等級圖像。
在制造噴墨打印頭的過程中，只需設置相鄰噴嘴行的相對位置。這使得能簡單地制造噴墨打印頭而不顯著提高制造成本。
通過以下結(jié)合附圖所作的對本發(fā)明實施例的說明，本發(fā)明的上述和其它目的、效果、特征和優(yōu)點將變得更加明顯。


圖1是示出可應用本發(fā)明的噴墨打印裝置的總體結(jié)構(gòu)的圖；圖2是示出設置在圖1的打印裝置中的打印頭的總體結(jié)構(gòu)的圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的打印頭中的連接部和連接部中的噴墨率之間的關系的圖；
圖4是示出從重疊噴嘴沒有偏移的打印頭噴射的墨滴的方向錯誤量、使用打印頭的連接部中的噴嘴形成點的示例、從打印頭中的噴嘴噴射的墨滴的方向錯誤量、以及使用重疊噴嘴被偏移的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的打印頭形成的點的示例之間的關系的圖；圖5是示出端部方向錯誤最大量和打印占空率之間的關系的測量結(jié)果的圖；以及圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的打印頭的連接部與打印頭的連接部的噴墨率的關系的圖。
具體實施例方式
以下將參考

本發(fā)明的實施例。
第一實施例圖1是可應用本發(fā)明的噴墨打印裝置的剖視圖。
本例中打印裝置1具有自動給送裝置3、給送部2、打印部5和排出部4。
給送部由堆疊作為打印介質(zhì)的打印薄片P的壓紙部件7和給送每個打印薄片P的給送輥10組成；壓紙部件7和給送輥10設置在基部6中。壓紙部件7可繞連接到基部6的轉(zhuǎn)動軸7b轉(zhuǎn)動。壓紙部件7被壓紙部件彈簧8向給送輥10施力?；?設有分離壓紙部件7上的各個打印薄片P的分離爪9。當給送輥10轉(zhuǎn)動時，壓紙部件7上的各個打印薄片P被拾取、由分離爪9分離、并被給送到輸送部3。手動盤(hand tray)11設置在打印裝置1的一側(cè)。堆疊在手動盤11上的打印薄片P由根據(jù)來自計算機等的打印指示信號而轉(zhuǎn)動的手動給送輥12逐個給送。然后，打印薄片P由下導件13和上導件14引導至輸送部3。
輸送部3包括在吸引打印薄片P的同時輸送該打印薄片P的輸送帶16。輸送帶16纏繞下游驅(qū)動輥17、上游輸送輥18和壓力輥19。壓力輥19可轉(zhuǎn)動地安裝在臂21的一端，臂21的另一端樞軸安裝到壓紙部件20。在彈簧22施加的力下，壓力輥19張緊輸送帶16。夾送輥23將打印薄片P夾在該夾送輥23與輸送帶16之間以輸送該打印薄片P至打印部5。
打印部5包括可拆卸的全行型噴墨打印頭40。打印頭40中的多個噴嘴沿與輸送打印薄片P的X方向垂直的方向橫跨打印薄片P的寬度排列。打印頭40包括噴黑色墨的打印頭40K、噴青色墨的打印頭40C、噴品紅色墨的打印頭40M和噴黃色墨的打印頭40Y。這些打印頭安裝在頭保持器41中，并沿打印薄片P的輸送方向從上游側(cè)開始以預定間隔按打印頭40K、40C、40M和40Y的順序排列。
排出部4包括排出輥44和齒輪(spur)45。已由打印部5形成有圖像的打印薄片P由排出輥44和齒輪45輸送并排出到排出盤46上。
圖2是說明用于圖1中的打印裝置1的噴墨打印頭40的總體結(jié)構(gòu)的圖。
本例中的打印頭40具有多個(本例中，4個)排列成行并包括打印元件的基片51。包括噴射能量產(chǎn)生部件的噴嘴N作為打印元件形成于各個基片51中。每個基片51中的噴嘴N以預定間距P沿兩排L 1和L2形成。在排L 1中的每個噴嘴與在排L2中的對應噴嘴錯位半個間距(P/2)。在相鄰基片51之間的連接部PA中，這些基片51中的兩組預定數(shù)目的噴嘴N沿箭頭X的掃描方向(打印薄片P輸送方向)相互重疊。在圖2中，為了說明方便，每個基片51具有9個噴嘴，且相鄰基片中的兩組三個噴嘴在連接部PA中相互重疊。在以下說明中，基片51之間的連接部PA被稱為打印頭的連接部。
位于各個基片51端部的噴嘴N很可能發(fā)生“端部方向錯誤”現(xiàn)象。具體地，由于在打印頭40和打印薄片P之間產(chǎn)生的氣流，從位于基片51端部的噴嘴N噴出的墨滴很可能在對應于基片51內(nèi)側(cè)的位置著落于打印薄片P。該“端部方向錯誤”可導致對應于連接部pA的打印圖像部分出現(xiàn)細的條紋狀圖像缺陷(白條紋)。濃度減小的區(qū)域的出現(xiàn)意味著可能出現(xiàn)粗的條紋狀圖像缺陷(黑條紋)。在以下說明中，這些白和黑條紋狀圖像缺陷有時簡稱為“條紋”。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的噴墨打印頭的具體結(jié)構(gòu)。在本例中，相鄰基片中的兩組11個噴嘴在連接部PA互相重疊。
在圖3的(a)的情況下，相鄰基片51、51中的一個定義為基片A，另一個定義為基片B。位于連接部PA中的基片A的重疊噴嘴N記作NA1至NA11。位于連接部PA中的基片B的重疊噴嘴N記作NB1至NB11。使用的每個噴嘴定義為具有100％的噴墨率。未使用的每個噴嘴定義為具有0％的噴墨率。噴射率在連接部PA的噴嘴之中變化。
如日本特開平5-57965號公報所公開的，一種改變噴射率的方法(也稱為“濃淡處理(gradation process)”)包括根據(jù)基片A和基片B中的每個重疊噴嘴的位置改變噴射率(使用率)。具體地，如圖3的(b)所示，對于基片A，噴墨率即單位打印區(qū)域的點形成密度，按噴嘴NA1至NA11的順序依次逐漸減小。對于基片B，噴墨率即單位打印區(qū)域的點形成密度，按噴嘴NB1至NB11的順序依次逐漸增大，以便補充基片A中點形成密度的減少。例如，噴嘴NA6與NB6的噴墨比為50∶50；噴嘴NA6負責50％的圖像形成，而噴嘴NB6負責剩下的50％的圖像形成。噴嘴NA1至NA5具有比噴嘴NB1至NB5更高的噴射率。噴嘴NA7至NA11具有比噴嘴NB7至NB11更低的噴射率。
即使在連接部PA中的噴射率變化的情況下，“端部方向錯誤”的出現(xiàn)仍可導致在對應于連接部PA的打印圖像部分出現(xiàn)白色條紋狀圖像缺陷。
本實施例基于方向錯誤量的分析來調(diào)節(jié)基片A和基片B的相對位置。
在如圖4的(a)所示的連接部PA中，從位于基片A端部附近的噴嘴噴射的墨滴如箭頭所示在氣流的作用下朝基片A的中間部錯誤地指向，該基片A包含噴嘴NA1至NA11。從噴嘴NA1至NA11噴出的墨滴的方向錯誤量根據(jù)箭頭長度以該順序逐漸減小。這是因為，噴嘴NA1至NA11的噴射率以該順序逐漸減小，氣流的不利影響隨之相應減弱。同樣，從位于基片B端部附近的噴嘴噴射的墨滴如箭頭所示在氣流的作用下朝基片B的中間部錯誤地指向，該基片B包含噴嘴NB1至NB11。從噴嘴NB1至NB11噴射的墨滴的方向錯誤量根據(jù)箭頭長度以該順序逐漸增大。這是因為，噴嘴NB1至NB11的噴射率以該順序逐漸增大，氣流的不利影響隨之相應增強。
當打印預定的打印占空率的圖像，即，預定濃淡水平的圖像時，從基片A和基片B的噴嘴噴射的墨滴的方向錯誤量如圖4的(c)所示地變化。具體地，對于噴嘴NA1至NA11，墨滴方向錯誤量以該順序隨噴射率線性遞減。對于噴嘴NB1至NB11，墨滴方向錯誤量以該順序隨噴射率線性遞增。這導致從重疊噴嘴噴射的墨滴的著落位置相對彼此偏移固定量C。換句話說，使用重疊噴嘴形成的點的相對錯位量固定為值C。在圖4的(b)的情況中示出了點形成的示例。附圖標記DA表示使用基片A的噴嘴形成的點。附圖標記DB表示使用基片B的噴嘴形成的點。如圖4的(c)所示，在預定打印占空率下，沿噴嘴排列方向的點DA和DB的錯位量固定為值C。
基于墨滴方向錯誤量的分析，本實施例在制造打印頭40的過程中，調(diào)節(jié)基片A和基片B之間的相對位置關系。具體地，如圖4的(a)中的點劃線所示，打印頭40被裝配為基片A和基片B的相對位置以量C偏移。在如圖4的(c)所示包含錯位量C的預定打印占空率中，如圖4的(d)所示，這樣裝配的打印頭40能減少點DA和DB的錯位量。
基片A和基片B的相對位置最好以量C偏移，該量C對應于最顯著的條紋出現(xiàn)在對應連接部PA的打印圖像部分的打印占空率。換句話說，相鄰基片A和基片B以與包含最顯著的條紋的打印占空率相對應的量C相對彼此被預移位。這使得能在該打印占空率最有效地減少方向錯誤量，以使條紋不明顯。自然在其它打印占空率中也使可能的條紋不明顯。
在相對高濃度的打印區(qū)域中，包含最顯著的白條紋的可能的打印占空率與濃淡水平相對應，在該濃淡水平，光學濃度根據(jù)噴墨量的變化最顯著。
圖5是說明在預定驅(qū)動條件下，打印占空率和端部方向錯誤最大量之間的關系圖。在該驅(qū)動條件下，使用具有512個以1200dpi排列的噴嘴、噴射5pl(皮升)墨滴的打印頭。打印頭的驅(qū)動頻率(噴射頻率)設置為20kHz。打印頭和打印介質(zhì)之間的距離(也稱為“薄片距離”)設置為1.2mm。在圖5所示的示例中，包含最顯著的條紋的濃淡水平與臨近50％的打印占空率對應。端部方向錯誤最大量為6μm。在該情況下，打印頭中的相鄰基片相對彼此偏移，從而兩組重疊噴嘴彼此更靠近3μm地排列。這使得在使可能的帶狀白條紋不顯著的同時能夠打印高等級的圖像。如上所述設置基片的偏移量在值不同于50％的打印占空率中同樣有效，雖然在值不同于50％的打印占空率中的效果低于在50％的打印占空率中的效果。
第二實施例圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的噴墨打印頭40的具體結(jié)構(gòu)的圖。在本例中，兩組三個噴嘴在連接部PA中互相重疊。
如圖6的(a)所示，相鄰基片51、51的一個定義為基片A，而另一個定義為基片B。位于連接部PA中的基片A的重疊噴嘴N記作NA1、NA2和NA3。位于連接部PA中的基片B的重疊噴嘴N記作NB1、NB2和NB3。使用的每個噴嘴定義為具有100％的噴墨率。未使用的每個噴嘴定義為具有0％的噴墨率。如圖6的(b)所示設置噴射率。使用基片A中的噴嘴NA1和NA2以及基片B中的噴嘴NB3，而基片A中的噴嘴NA3以及基片B中的噴嘴NB1和NB2未被使用。因此，基片A和基片B之間的噴嘴連接部位于位置PN。
如果該打印頭經(jīng)受前面說明的類似圖5所示的端部方向錯誤，在對應于連接部PA的打印區(qū)域可能出現(xiàn)白條紋。在圖5所示的示例中，如前所述，包含最顯著的條紋的濃淡水平與臨近50％的打印占空率對應，端部方向錯誤的最大量為6μm。在該情況下，12μm的著落錯位將導致位于連接部PN的基片A中的噴嘴和基片B中的噴嘴之間產(chǎn)生間隙。間隙可能呈白條紋。因此，相鄰基片偏移，從而兩組重疊噴嘴彼此更靠近6μm地排列。所以，尤其能使可能發(fā)生的帶狀白條紋不明顯。
然而，這樣的白條紋的寬度隨打印占空率而變化。因此，如果基于50％的打印占空率的方向錯誤量來設置相鄰基片的偏移量，則黑條紋狀圖像缺陷可出現(xiàn)在50％或更低的打印占空率的低濃度打印區(qū)域。最好基于小于6μm的值來設置基片的偏移量，即，略低于包含最明顯的條紋的打印占空率的方向錯誤量。
其它實施例本發(fā)明不僅適用于如圖1所示的全行型打印系統(tǒng)，即在沿一個方向相對彼此移動打印頭和打印介質(zhì)的同時連續(xù)打印圖像的系統(tǒng)，還適用于串行掃描系統(tǒng)。串行掃描打印系統(tǒng)包括打印頭沿主掃描方向的運動和打印介質(zhì)沿副掃描方向的輸送。
為了允許打印頭噴射墨滴，可采用使用電熱轉(zhuǎn)換器(加熱器)、壓電元件等的各種系統(tǒng)。電熱轉(zhuǎn)換器可產(chǎn)生熱使墨起泡，使得所產(chǎn)生的起泡能量可被用于從噴嘴噴射墨。
在一個基片中形成的噴嘴行的數(shù)量不限于如前所述的兩個。在一個基片中可形成只有一個噴嘴行或三個或更多噴嘴行。簡而言之，只需形成重疊噴嘴?？稍趩蝹€基片中形成具有重疊噴嘴的噴嘴行。
已參考優(yōu)選實施例詳細說明了本發(fā)明，并且對于本領域技術人員來說，從前述內(nèi)容可明顯得出，在不脫離本發(fā)明的更寬的方面下，可對本發(fā)明進行改變和變形，因此，所附的權利要求書旨在覆蓋所有這些改變。
權利要求
1.一種噴墨打印頭，其包括以多行排列的可噴墨的多個噴嘴，在各相鄰噴嘴行的連接部中，兩組預定數(shù)目的噴嘴沿與噴嘴行交叉的方向相互重疊，其中，所述相鄰噴嘴行的相對位置根據(jù)從位于所述連接部中的噴嘴噴出的墨的方向錯誤的量來設定。
2.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述墨的方向錯誤的量與從所述連接部中的噴嘴噴出的墨著落于打印介質(zhì)的著落位置的偏移量相對應。
3.根據(jù)權利要求2所述的噴墨打印頭，其特征在于，當具有如下濃度的圖像被打印時獲得所述著落位置的偏移量，在所述濃度下，圖像受所述連接部中的噴嘴噴出的墨的方向錯誤的量的影響大。
4.根據(jù)權利要求2所述的噴墨打印頭，其特征在于，設定所述相鄰噴嘴行的相對位置以減少從所述連接部中的所述重疊噴嘴噴出的墨的所述著落位置的偏移量。
5.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭，其特征在于，所述相鄰噴嘴行在各相鄰基片中形成，以及所述相鄰噴嘴行的相對位置根據(jù)所述相鄰基片的相對位置而設定。
6.一種噴墨打印裝置，能使用噴墨打印頭在打印介質(zhì)上打印圖像，該噴墨打印頭包括以多行排列的可噴墨的多個噴嘴，在允許所述噴墨打印頭噴墨的同時，所述噴墨打印頭和所述打印介質(zhì)沿與噴嘴行交叉的方向彼此相對移動，其中，使用根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭作為所述噴墨打印頭，以及所述噴墨打印裝置還包括用于選擇性地使用所述連接部中的重疊噴嘴的控制部件。
7.根據(jù)權利要求6所述的噴墨打印裝置，其特征在于，設定從所述相鄰噴嘴行中的一噴嘴行的一端到另一端的方向為基準方向，所述控制部件控制所述重疊噴嘴，以使使用所述連接部中的所述噴嘴行中的一噴嘴行形成的點的打印密度沿所述基準方向逐漸減少，而使使用所述連接部中的另一噴嘴行形成的點的打印密度沿所述基準方向逐漸增加。
8.一種制造噴墨打印頭的方法，該噴墨打印頭包括以多行排列的可噴墨的多個噴嘴，在各相鄰噴嘴行的連接部中，兩組預定數(shù)量的噴嘴沿與噴嘴行交叉的方向相互重疊，其中，所述相鄰噴嘴行的相對位置根據(jù)從位于所述連接部中的噴嘴噴出的墨的方向錯誤的量來設定。
9.根據(jù)權利要求8所述的制造噴墨打印頭的方法，其特征在于，所述相鄰噴嘴行的所述相對位置根據(jù)如下著落位置的偏移量來設定，所述著落位置是從所述連接部中的噴嘴噴出的墨著落于打印介質(zhì)上的著落位置。
10.根據(jù)權利要求9所述的制造噴墨打印頭的方法，其特征在于，當具有如下濃度的圖像被打印時獲得所述著落位置的偏移量，在所述濃度下，圖像受所述連接部中的噴嘴噴出的墨的方向錯誤的量的影響大。
11.根據(jù)權利要求9所述的制造噴墨打印頭的方法，其特征在于，設定所述相鄰噴嘴行的相對位置以減少從所述連接部中的所述重疊噴嘴噴出的墨的著落位置的偏移量。
12.根據(jù)權利要求9所述的制造噴墨打印頭的方法，其特征在于，基于著落了所述墨的所述打印介質(zhì)的光學濃度來檢測所述著落位置的偏移量。
13.根據(jù)權利要求8所述的制造噴墨打印頭的方法，其特征在于，在各相鄰基片中形成所述相鄰噴嘴行，以及所述相鄰噴嘴行的相對位置根據(jù)所述相鄰基片的相對位置而設定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種噴墨打印頭、噴墨打印裝置和制造噴墨打印頭的方法。本發(fā)明能通過減少相鄰噴嘴行之間的連接部中的墨方向錯誤的不利影響來打印高等級圖像。為達到該目的，噴墨打印頭包括多個基片，每個基片中形成有相鄰噴嘴行?；南鄬ξ恢酶鶕?jù)從連接部中的重疊噴嘴噴出的墨的方向錯誤的量來設定。
文檔編號B41J2/07GK1876379SQ20061008
公開日2006年12月13日 申請日期2006年6月9日 優(yōu)先權日2005年6月9日
發(fā)明者謝花良貴, 宇治彩子 申請人:佳能株式會社