專利名稱：多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨頭晶片的結(jié)構(gòu)，特別是一種使用于多色階噴墨打印技術(shù)，并且具有較高的噴墨打印速度的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)。
自從多色階噴墨打印技術(shù)開發(fā)成功之后，提供了色調(diào)豐富的打印質(zhì)量，使得影像的打印質(zhì)量大為提升。而目前的技術(shù)發(fā)展方向，除了希望在彩色打印方面擁有更豐富的色階，提高打印的分辨率之外，如何獲得更快的噴墨打印速度也是另一項(xiàng)重要的目標(biāo)。
已知的噴墨打印機(jī)為了提高打印質(zhì)量，普遍采用的方法例如減低墨滴尺寸的大小，以提高打印的分辨率，然后通過各色墨滴數(shù)的控制配合半色調(diào)控制技術(shù)，來提供豐富的色階，以便使彩色打印(特別是彩色影像的打印)獲得更高的打印質(zhì)量。所以目前市面上已經(jīng)有號(hào)稱墨滴量不到1微微升(pl)，也有分辨率高達(dá)2400dpi(dot per inch)的噴墨打印機(jī)出現(xiàn)。然而，就一般高質(zhì)量的印刷品而言，600dpi的分辨率便已綽綽有余，雖然其墨滴量達(dá)數(shù)十微微升以上，這樣的分辨率已經(jīng)難以用肉眼分辨出其間明顯的差異了。進(jìn)一步分析，現(xiàn)今的高質(zhì)量噴墨打印機(jī)之所以要采用極微量的噴墨方式，主要的目的之一在于增加色階的變化，但是過小的墨滴也造成墨滴噴出孔的微小化，其阻塞的機(jī)會(huì)也大大的增加。
雖然，目前已知的噴墨打印機(jī)已有能力使噴出的墨滴微量化，但是其進(jìn)行彩色多色階打印的方式，仍然是使用多種顏色的墨水，將不同顏色的墨水噴射至記錄媒體(如普通紙、專用的噴墨打印紙或其他類似者)，而在記錄媒體的表面完成不同顏色的墨水的混色，因此不同顏色的墨水，必需在同一區(qū)域先后進(jìn)行數(shù)次的噴射，借由控制不同顏色墨水的噴射量，以便在其混色之后獲得期望的色階，所以即使可以通過墨滴尺寸的微量化達(dá)到增加色階變化的功效，卻仍無法改善噴墨打印機(jī)在進(jìn)行彩色多色階打印時(shí)，打印速度過低的問題。
本發(fā)明的主要目的，就是要提供一種可以增加彩色多色階噴墨打印速度的噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，主要是在噴墨頭晶片內(nèi)設(shè)計(jì)有一預(yù)混室，不同的墨水將各自借由一配色供墨元件噴射入預(yù)混室先行混色，通過控制各配色供墨元件的能量的方式，依據(jù)最終的打印色階，使之各噴出一期望的墨水量進(jìn)入預(yù)混室，然后再由配設(shè)于預(yù)混室出口處的打印噴墨驅(qū)動(dòng)器，將預(yù)混達(dá)期望色階的墨水噴射至記錄媒體，這種噴墨頭晶片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，只需要一次混色動(dòng)作加上一個(gè)將墨水噴射至記錄媒體的動(dòng)作，就可以完成相同于傳統(tǒng)技術(shù)中將各色多墨滴(單色多階即需要8滴甚至達(dá)16滴的墨滴)先后噴射至記錄媒體的打印效果；相比之下，本發(fā)明的設(shè)計(jì)將可大幅度改進(jìn)傳統(tǒng)技術(shù)的打印速度。
在本發(fā)明所公開的較佳實(shí)施例中，可以采取將不同顏色的墨水噴射至預(yù)混室中混色的方式，獲得期望色階的墨水；而另一較佳的實(shí)施態(tài)樣，則是將高濃度的顏料與溶劑依色階的要求，在預(yù)混室中預(yù)先混合稀釋至所需的色階，然后再由打印噴墨元件將墨水噴出打印。與傳統(tǒng)技術(shù)通過控制不同顏色的墨滴噴射至記錄媒體的墨滴數(shù)量以獲得期望色階的打印方式相比，本發(fā)明在將墨水噴射至記錄媒體之前，便將墨水控制達(dá)到期望的色階，同樣可以減少墨滴的噴射次數(shù)，達(dá)到提高打印速度的功效。
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為噴墨頭晶片的各部結(jié)構(gòu)的功能方框圖；圖2為噴墨頭晶片的第一種實(shí)施例，顯示噴墨打印單元的各元件配置位置
圖3顯示第一種實(shí)施例中，墨水儲(chǔ)存室與噴墨頭晶片中各個(gè)噴墨打印單元之間的連接關(guān)系；圖4A為噴墨頭晶片的第二種實(shí)施例，顯示噴墨打印單元的各元件與墨水儲(chǔ)存室的配置；圖4B為圖4A的局部構(gòu)造放大圖，顯示噴墨打印單元的各元件的形狀與配置關(guān)系；圖5為圖4中墨水儲(chǔ)存室的另一種實(shí)施例構(gòu)造。
首先請(qǐng)參照?qǐng)D1，其為噴墨頭晶片1及其相關(guān)元件的功能方框圖。噴墨頭晶片1與數(shù)個(gè)儲(chǔ)存有不同墨水的墨水儲(chǔ)存室相通，打印所需的墨色由各個(gè)墨水儲(chǔ)存室供給，然后借由噴墨頭晶片1所賦予的能量而噴射至記錄媒體。由于大部分的彩色噴墨打印機(jī)均使用C(Cyan，青色)、M(Magenta，洋紅)、以及Y(Yellow，黃色)等三種不同顏色的墨水，所以在下文所公開的實(shí)施例中，將以分別儲(chǔ)存有C、M、Y三種不同顏色墨水的第一墨水儲(chǔ)存室20a，第二墨水儲(chǔ)存室20b，以及第三墨水儲(chǔ)存室20c為例作進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的噴墨頭晶片1包括有復(fù)數(shù)個(gè)依特定的方式排列(通常是采用矩陣方式排列)的噴墨打印單元10，每一個(gè)噴墨打印單元10均具有一個(gè)墨水噴出口(圖中未示)，從外表上來看就好象是復(fù)數(shù)個(gè)細(xì)小的針孔般排列于噴墨頭晶片1的外表，而由數(shù)個(gè)墨水儲(chǔ)存室20a，20b，20c所供給的墨水便是先在噴墨打印單元10的內(nèi)部完成混色之后，再通過這些墨水噴出口被噴射至記錄媒體的表面，而達(dá)到彩色多色階噴墨打印的效果。
在本發(fā)明所公開的第一種實(shí)施例中，每個(gè)噴墨打印單元10的結(jié)構(gòu)均相同，其包括有(見圖2)一預(yù)混室30，具有一墨水噴出口31，可供混色完成的墨水通過并被噴射至記錄媒體的表面；數(shù)個(gè)配色供墨元件，分別為連通預(yù)混室30與第一墨水儲(chǔ)存室20a的第一配色供墨元件40a，連通預(yù)混室30與第二墨水儲(chǔ)存室20b的第二配色供墨元件40b，連通預(yù)混室30與第三墨水儲(chǔ)存室20c的第三配色供墨元件40c；數(shù)個(gè)配色供墨驅(qū)動(dòng)器，其分別為設(shè)置于第一配色供墨元件40a的第一配色供墨驅(qū)動(dòng)器50a，設(shè)置于第二配色供墨元件40b的第二配色供墨驅(qū)動(dòng)器50b，設(shè)置于第三配色供墨元件40c的第三配色供墨驅(qū)動(dòng)器50c，通過對(duì)這數(shù)個(gè)配色供墨驅(qū)動(dòng)器50a，50b，50c的能量控制，而將來自于不同的配色供墨元件40a，40b，40c之中的不同顏色墨水，依預(yù)期的墨水量噴射入預(yù)混室30完成混色，以便獲得期望色階的墨水；以及一打印噴墨驅(qū)動(dòng)器60，設(shè)置于預(yù)混室30，用以將完成混色并達(dá)期望色階的墨水經(jīng)由墨水噴出口31噴射至記錄媒體的表面。
前述的三個(gè)配色供墨驅(qū)動(dòng)器50a，50b，50c以及打印噴墨驅(qū)動(dòng)器60可以用加熱式電阻薄膜的方式加以實(shí)現(xiàn)，就如同傳統(tǒng)的熱泡式噴墨頭晶片的工作原理一樣，我們可以通過控制加熱式電阻薄膜的能量的手段，借由加熱式電阻薄膜加熱墨滴，使之瞬間汽化膨脹然后將所需的墨水量噴射而出。所以來自三個(gè)不同顏色的墨水儲(chǔ)存室20a，20b，20c的墨水，首先將會(huì)在預(yù)混室30之內(nèi)混合達(dá)到期望的色階，然后再一次噴射至記錄媒體(如普通紙、噴墨打印專用紙或其它類似者)，即可在記錄媒體的表面獲得期望色階的打印效果，不象傳統(tǒng)技術(shù)需要將不同墨水量不同顏色的墨滴先后數(shù)次噴射至記錄媒體，所以本發(fā)明的設(shè)計(jì)將可以縮短打印的時(shí)間，相對(duì)提高打印的速度，而且能擁有相同的打印質(zhì)量。
前述三個(gè)配色供墨元件40a，40b，40c的配設(shè)位置，是圍繞在預(yù)混室30的周圍，它們分別借由第一流道41a，第二流道41b，以及第三流道41c與預(yù)混室30連接，而這三個(gè)流道41a，41b，41c將墨水引入預(yù)混室30的位置點(diǎn)，大致上是分布在對(duì)稱于預(yù)混室30的中心的位置，若是分布在以預(yù)混室30的中心為圓心的等分圓周位置則更佳，這樣可以使得不同顏色的墨水分別在被三個(gè)配色供墨元件40a，40b，40c噴射入預(yù)混室30之后，能夠彼此均勻地混合，若是能使三種不同顏色的墨水噴射入預(yù)混室30之后造成如漩渦般的混合效應(yīng)，通過充分的攪動(dòng)將更有助于墨水的混色動(dòng)作，而獲得更均勻的混色結(jié)果。
再請(qǐng)參照?qǐng)D3，由圖中可以看出，儲(chǔ)存有三種不同顏色的墨水的墨水儲(chǔ)存室20a，20b，20c與噴墨頭晶片1中數(shù)個(gè)噴墨打印單元10之間的連接關(guān)系，三個(gè)墨水儲(chǔ)存室20a，20b，20c均設(shè)置在噴墨頭晶片1的同一側(cè)(且在相對(duì)于墨水噴出口31的背側(cè))，不同的墨水儲(chǔ)存室20a，20b，20c可以分別通過與噴墨頭晶片1的表面平行或垂直的配色供墨流道21a，21b，21c，與三個(gè)配色供墨元件40a，40b，40c連接，所以可以毫無問題地將所需的墨水供給三個(gè)配色供墨元件40a，40b，40c。
如圖4A所示，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，我們?cè)诓煌哪畠?chǔ)存室中分別儲(chǔ)存了不同顏色的高濃度顏料及匹配的溶劑，其等效的結(jié)構(gòu)如圖4A所示，通過適當(dāng)?shù)呐帕?，在裝有高濃度顏料的墨水儲(chǔ)存室20a，20b，20c及其搭配的溶劑儲(chǔ)存室70a，70b，70c之間，將可以設(shè)置一或數(shù)個(gè)噴墨打印單元10a，這些噴墨打印單元10a的構(gòu)造包括有一預(yù)混室30，具有一墨水噴出口31，可供混色完成的墨水通過并被噴射至記錄媒體的表面；一打印噴墨驅(qū)動(dòng)器60，設(shè)置于預(yù)混室30，用以將完成混色并達(dá)期望色階的墨水經(jīng)由墨水噴出口31噴射至記錄媒體的表面；兩個(gè)配色供墨元件40d，40e，其中一個(gè)配色供墨元件40d連通預(yù)混室30與相鄰的墨水儲(chǔ)存室(20a或20b或20c)，而另一個(gè)配色供墨元件40e則連通預(yù)混室30與相鄰的溶劑儲(chǔ)存室(70a或70b或70c)；以及兩個(gè)分別設(shè)置于配色供墨元件40d，40e之中的配色供墨驅(qū)動(dòng)器50d，50e。
在上述這個(gè)實(shí)施例中，為了使得進(jìn)入預(yù)混室的溶劑與高濃度顏料均勻地混合，我們對(duì)于分別用以連接兩個(gè)配色供墨元件40d，40e與預(yù)混室30的第四流道41d，與第五流道41e的位置作了特別的安排，如圖4B所示，第四流道41d與第五流道41e是將溶劑或高濃度顏料自預(yù)混室30的邊緣引導(dǎo)入預(yù)混室30，借著溶劑或高濃度顏料被噴射入預(yù)混室30的沖力，而在預(yù)混室30的內(nèi)部造成漩渦般的流動(dòng)場(chǎng)，將可以使溶劑與高濃度顏料獲得較佳的混合效果。
前述的兩個(gè)配色供墨驅(qū)動(dòng)器50d，50e以及打印噴墨驅(qū)動(dòng)器60，同樣可以用加熱式電阻薄膜的方式加以實(shí)現(xiàn)，可以通過控制加熱式電阻薄膜的能量的手段，將所需的高濃度顏料及溶劑噴射入同一個(gè)預(yù)混室30混合，將顏料稀釋至期望的色階，然后通過打印噴墨驅(qū)動(dòng)器60將墨水經(jīng)由墨水噴出口31噴射至記錄媒體的表面。同樣具有先將墨水預(yù)混達(dá)到期望的色階，然后一次噴射至記錄媒體的功效。
而這些分別儲(chǔ)存有不同顏色的高濃度顏料與溶劑的墨水儲(chǔ)存室20a，20b，20c及其搭配的溶劑儲(chǔ)存室70a，70b，70c，我們還可以通過圖5所示的構(gòu)造予以實(shí)現(xiàn)，其中溶劑是由一個(gè)至少足以涵蓋整個(gè)噴墨頭晶片1之面積的溶劑儲(chǔ)存室70所儲(chǔ)存，而儲(chǔ)存有不同顏色的高濃度顏料的墨水儲(chǔ)存室20a，20b，20c則被安插在溶劑儲(chǔ)存室70的中央，并且彼此保持有一適當(dāng)?shù)拈g隔，也就是任何一個(gè)墨水儲(chǔ)存室20a或20b或20c的周圍均圍繞有溶劑但不直接相通，而在任兩個(gè)彼此相鄰的高濃度顏料與溶劑之間便配置有上述的噴墨打印單元10a，這種設(shè)計(jì)使不同的墨水儲(chǔ)存室20a，20b，20c所需的溶劑均由同一個(gè)溶劑儲(chǔ)存室70所供給，同樣可以輕易地搭配本發(fā)明所設(shè)計(jì)的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)而獲得實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的多色階噴墨頭晶片，可以使用多種顏色的墨水，將不同顏色的墨水先行預(yù)混，然后噴射至記錄媒體的表面，借由控制不同顏色墨水的預(yù)混量，獲得期望的色階，由于墨水已先行預(yù)混達(dá)期望色階，因此只需一次噴射即可達(dá)到所需的打印效果，同時(shí)還具有提高打印速度的效果。
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的多色階噴墨頭晶片，可以先將高濃度的顏料與溶劑先行混合獲得期望色階的墨水，然后噴射至記錄媒體的表面，同樣具有提高打印速度的功效。
權(quán)利要求
1.一種多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，用以將數(shù)種不同顏色的墨水噴射至記錄媒體的表面，其至少具有一個(gè)由下列元件構(gòu)成的噴墨打印單元一預(yù)混室，具有一墨水噴出口，可供墨水通過并破噴射至記錄媒體的表面；數(shù)個(gè)配色供墨元件，將數(shù)種不同顏色的墨水分別連通于該預(yù)混室；數(shù)個(gè)配色供墨驅(qū)動(dòng)器，分別設(shè)置于該配色供墨元件之中，用以將不同顏色的墨水，分別依預(yù)期的墨水量噴射入該預(yù)混室混色，以獲得期望色階的墨水；以及一打印噴墨驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置于該預(yù)混室之中，用以將完成混色并達(dá)到期望色階的墨水經(jīng)由該墨水噴出口噴射至記錄媒體的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該數(shù)個(gè)配色供墨元件分別借由數(shù)個(gè)流道連接于該預(yù)混室。
3.如權(quán)利要求2所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該數(shù)個(gè)流道將墨水引入該預(yù)混室的位置點(diǎn)，是分布在對(duì)稱于該預(yù)混室的中心的位置。
4.如權(quán)利要求2所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該數(shù)個(gè)流道將墨水引入該預(yù)混室的位置點(diǎn)，是分布在以該預(yù)混室的中心為圓心的等分圓周位置。
5.如權(quán)利要求1所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該數(shù)個(gè)配色供墨元件是圍繞在該預(yù)混室的周圍。
6.如權(quán)利要求1所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該噴墨頭晶片還具有與該噴墨頭晶片的表面平行或垂直的數(shù)個(gè)配色供墨流道，分別用以連通該配色供墨元件與數(shù)種不同顏色的墨水。
7.如權(quán)利要求1所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該數(shù)個(gè)配色供墨驅(qū)動(dòng)器以及該打印噴墨驅(qū)動(dòng)器是為一種加熱式電阻薄膜結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該數(shù)個(gè)配色供墨驅(qū)動(dòng)器還包含有控制其能量的手段，用以將所需的墨水量噴射至該預(yù)混室。
9.一種多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，用以將具有顏色的高濃度顏料及其溶劑噴射至記錄媒體的表面，其至少具有一個(gè)由下列元件構(gòu)成的噴墨打印單元一預(yù)混室，具有一墨水噴出口，可供墨水通過并被噴射至記錄媒體的表面；兩個(gè)配色供墨元件，分別將高濃度顏料與溶劑連通于該預(yù)混室；兩個(gè)配色供墨驅(qū)動(dòng)器，分別設(shè)置于前述的兩個(gè)配色供墨元件之中，用以將高濃度顏料及溶劑，分別依預(yù)期的噴射量噴射入該預(yù)混室混色，以獲得期望色階的墨水；以及一打印噴墨驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置于該預(yù)混室之中，用以將完成混色并達(dá)期望色階的墨水經(jīng)由該墨水噴出口噴射至記錄媒體的表面。
10.如權(quán)利要求9所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該配色供墨元件是位于該預(yù)混室的周圍。
11.如權(quán)利要求9所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該配色供墨元件分別借由數(shù)個(gè)流道連接于該預(yù)混室。
12.如權(quán)利要求11所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該數(shù)個(gè)流道是將溶劑或高濃度顏料自該預(yù)混室的邊緣引導(dǎo)入該預(yù)混室，使溶劑或高濃度顏料被噴射入該預(yù)混室造成漩渦般的流動(dòng)場(chǎng)。
13.如權(quán)利要求9所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該配色供墨驅(qū)動(dòng)器以及該打印噴墨驅(qū)動(dòng)器是為一種加熱式電阻薄膜結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求9所述的多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu)，其中該配色供墨驅(qū)動(dòng)器還包含有控制其能量的手段，用以將所需的墨水量噴射至該預(yù)混室。
全文摘要
一種多色階噴墨頭晶片結(jié)構(gòu),其至少具有一預(yù)混室,預(yù)混室通過數(shù)個(gè)配色供墨元件與不同的墨水儲(chǔ)存室連通,由配色噴墨元件控制不同的墨水噴射入預(yù)混室的量,而在預(yù)混室先行獲得一種達(dá)到期望色階的墨水,最后借由配設(shè)于預(yù)混室出口處的打印噴墨驅(qū)動(dòng)器,將預(yù)混達(dá)期望的色階的墨水噴射至記錄媒體(如紙或其他類似者),因此、任何打印區(qū)域只需一次噴墨打印即可呈現(xiàn)出期望的色階,對(duì)于提高噴墨打印的速度有極佳的幫助。
文檔編號(hào)B41J2/21GK1373043SQ011090
公開日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者張智超, 邱慶龍, 蘇士豪 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院