用于按需投放打印系统的一种打印头，上述打印头包括第一组 多个喷嘴装置，用于打印第一预定颜色的油墨，并且包含与第一组喷嘴半径不同的第二组多个喷嘴装置，上述第二组多个喷嘴装置适合打印第一预定颜色的油墨墨滴，但是墨滴的体积与上述第一组多个喷嘴装置打印的墨滴体积不同。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机控制的打印设备领域。具体的领域是按需投放(DOD)打印系统的打印头结构。
技术介绍
目前已经专利技术了许多不同类型的数字控制打印系统，并且目前有许多种产品。这些打印系统使用各种驱动机构、各种打印材料、以及各种记录媒体。目前使用的数字打印系统的实例包括激光电子照相打印机；LED电子照相打印机；点阵冲击打印机；热敏纸打印机；胶片记录器；热塑性材料打印机；染料散布热传导打印机；以及喷墨打印机。然而，尽管这种惯用的方法需要昂贵的设备并且只有需要印刷数千页复制品时才具有商业上的价值，这类电子打印系统还是不能有效地代替机械印刷术。因此需要对数字控制的打印系统进行改进，例如需要使其能在高速和低成本的条件下用普通纸产生高质量的彩色图像。喷墨打印在数字控制的电子印刷领域中被认为是一个突出的竞争者，因为它具有无冲击，低噪声的特性，使用普通的纸，并且能避免调色剂的转印和定影。已经专利技术了许多种喷墨打印机构。它们可以被分类成连续喷墨(CIJ)或按需投放(DOD)喷墨。连续喷墨的打印技术至少可以追溯到1929年Hansell的专利US1,941,001号。Sweet等人在1967年的专利US3,373,437号中公开了一种连续喷墨喷嘴的阵列，需要印刷的墨滴被有选择地注入并且朝着记录媒体偏转。这种技术被称为二进制偏转CIJ，并且被包括Elmjet和Scitex在内的许多制造商所采用。Herhz等人在1966年的专利US3,416,153号中公开了一种在CIJ打印中实现打印点的可变光学密度的方法，采用静电来分散注入的墨滴流，从而调制通过小孔的墨滴量。这一技术被用在Iris Graphics制造的喷墨打印机中。Kyser等人在1970年的专利US3,946,398中公开了一种DOD喷墨打印机，它对压电晶体施加高电压，使晶体弯曲，从而在油墨容器上施加压力并且按需要喷出墨滴。随后已经专利技术了许多种压电式按需投放的打印机，它们利用了压电晶体的弯曲形态、推进形态、剪切形态以及挤压形态。使用热熔油墨的压电DOD打印机已经获得了商业上的成功(例如Tektronix和Dataproducts打印机)，并且使家用和办公用打印机的图像分辨率达到了720dpi(Seiko Epson)。压电DOD打印机的优点是能够使用许多种油墨。然而，压电打印机构通常需要复杂的高压驱动电路和笨重的压电晶体阵列，这种要求在制造工艺和性能方面是有缺点的。Eodo等人在1979年的专利GB2,007,162号中公开了一种电热DOD喷墨打印机，它对与喷嘴中的油墨形成热接触的一个电热换能器(加热器)施加电脉冲。加热器把含水的油墨迅速加热到很高的温度，使少量的油墨迅速蒸发形成气泡。这些气泡的形成产生压力波，使油墨的墨滴沿着加热器基片的边沿从小孔中喷出。这种技术被称为BubblejetTM(日本Canon K.K.的商标)，并且被广泛地用在来自Canon，Xerox和其他厂商的打印机系统中。Vaught等人在1982年的专利US4,490,728中公开了一种电加热墨滴喷射系统，它也是通过形成气泡来操作的。在这种系统中，墨滴在垂直于加热器基片平面的方向上通过设在位于加热器上方的开孔板中的喷嘴来喷射。这一系统被称为Thermal Ink Jet，是由Hewlett-Packard制造的。在本文中，Thermal Ink Jet这一术语被用来表示Hewlett-Packard系统和通常称为BubblejetTM的系统。典型的Thermal Ink Jet打印在喷射每个墨滴的大约2μs的周期中需要大约20μJ(的热量)。每个加热器需要消耗10瓦的驱动功率，这是它的一个缺点，并且需要专用的油墨，复杂的驱动电路，并且加热器元件很容易损坏。在技术文献中还出现过其他的喷墨打印系统，但是目前没有在市场中流行。例如美国专利US4,275,290号中公开的一种系统，当收到热脉冲的预定的打印头喷嘴与静压力的地址一致时，就使油墨从打印头下面自由地流到用垫片隔开的纸上。在美国专利US4,737,803；4,737,803和4,748,458号中公开的喷墨打印记录系统中，当收到热脉冲的打印头喷嘴中的油墨与静电引力场的地址一致时，墨滴就被喷射到打印纸上。上述的喷墨打印系统各自有各自的优缺点。然而，在其他方面普遍还认为需要对喷墨打印技术进行改进，需要改进的问题例如有，价格、速度、质量、可靠性、耗电量、结构和操作的简化，耐久性以及消耗品等等。专利技术概述本专利技术为按需投放的打印系统提供了一个打印头，该打印头包括第一组多个喷嘴，用于打印第一预定颜色的油墨，并且包含与第一组喷嘴半径不同的第二组多个喷嘴，其中的第二组多个喷嘴适合打印第一预定颜色的油墨墨滴，但是墨滴的体积与第一组多个喷嘴打印的墨滴体积不同。本专利技术的一个优选方案是，这种打印头可以用于本申请人在同时申请的名为＂液体油墨打印装置及其系统＂的说明书中所述的重合力打印系统。本专利技术的另一个优选方案是，打印头至少还包含第三组多个喷嘴，它打印的颜色与第一和第二组多个喷嘴打印的颜色不同。本专利技术的再一优选方案是，打印头打印的颜色是深蓝、深红和黄色，其中至少为深蓝和深红色油墨设有半径不同的两组多个喷嘴。本专利技术的又一优选方案是，打印头还包含用于打印黑色油墨的多个喷嘴。本专利技术的又一优选方案是，第二组多个喷嘴的半径介于第一组多个喷嘴的半径的50％到90％之间。本专利技术的又一优选方案是，第二组多个喷嘴的半径介于第一组多个喷嘴的半径的60％到80％之间。本专利技术的另一方面涉及到按需投放打印系统中的打印头的制造方法，其中的第二组多个喷嘴是与第一组多个喷嘴同时制成的。本专利技术的再一方面涉及到按需投放打印系统中的打印头的制造方法，其中的喷嘴是通过微电子印刷工艺在一个硅片上形成的。附图的简要说明附图说明图1(a)表示本专利技术的一例打印装置的简化的示意性框图。图1(b)表示本专利技术的各种喷嘴之一顶部的截面图。图2(a)到2(f)表示墨滴选择的流体动态模型。图3(a)表示在按照本专利技术的一个实施例操作的喷嘴中的一个限定元件的流体动态模型。图3(b)表示在墨滴选择和分离过程中按顺序的弯液面位置。图3(c)表示在墨滴选择期间的各个点上的温度。图3(d)表示针对各种油墨添加剂测量到的表面张力与温度的关系曲线。图3(e)表示被施加到喷嘴加热器上，从而产生图3(c)所示温度曲线的电脉冲。图4表示用于实现本专利技术的打印头驱动电路的示意性框图。图5表示体现本专利技术特征的用于A4页面宽度彩色打印头的具体的制造成品率，其中包括有公差和没有公差的情况。图6表示采用本专利技术一个实施例的打印系统的总体框图。图7表示本专利技术一个实施例的打印头喷嘴的截面图，在图8至18中将其用于计算机模拟。图8(a)表示施加到打印头上用作单个加热器驱动脉冲的电源次脉冲。图8(b)表示在墨滴选择过程期间在喷嘴中各个点上的温度。图9是用于墨滴选择过程的弯液面位置与时间的关系曲线。图10表示在5μs间隔的墨滴选择过程期间弯液面位置和形状的曲线。图11表示油墨弯液面在墨滴选择过程之前的静止位置。图12到17表示在墨滴选择过程期间的各个阶段中的弯液面位置和热等值线。图18表示在墨滴选择加热脉冲开始之后50μs时的流体流线图。图19表示在内部蚀刻了许多喷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：K·西尔弗布卢克，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：
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