[發明專利]改進的打印機打印頭

無效

• 申請號: 00108102.0
• 申請日: 2000-04-27
• 公開（公告）號: CN1271649A
• 公開（公告）日: 2000-11-01
• 發明（設計）人: N·A·卡沃穆拉;T·L·韋伯
• 申請（專利權）人: 惠普公司
• 主分類號: B41J2/015
• 分類號: B41J2/015;B41J2/07;B41J2/15
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳,王忠忠

本專利(申請)是1996年10月28日提出的美國專利申請08/738516(此申請是1996年2月7日提出的美國專利申請08/597746的部分繼續申請)和1999年1月29日提出的美國專利申請09/240286(此申請是1997年3月5日提出的美國專利申請08/812385的部分繼續申請)的部分繼續申請，所述每一申請均轉讓給本發明的受讓人。

本發明總體上講是涉及再現圖象和字母數字字符的方法和設備，更具體地講是涉及熱噴墨多噴嘴墨滴發生器打印頭結構及其操作方法。

噴墨打印技術發展相當迅速。為了產生硬拷貝打印(印刷)輸出，諸如計算機打印機、繪圖機、復印機和傳真機之類的商品采用噴墨技術。這種技術的基本內容公開于例如多種文章中，這些文章發表于Hewlett-Packard雜志第36卷第5期(1985年5月)、第39卷第4期(1988年8月)、第39卷第5期(1988年10月)、第43卷第4期(1992年8月)、第43卷第6期(1992年12月)和第45卷第1期(1994年2月)中。噴墨裝置還由W.J.Lloyd和H.T.Taub描述于《輸出硬拷貝裝置》第13章中(R.C.Durbeck和S.Sherr編輯，科學出版社，San?Diego，1988)。

打印圖象的質量包括許多方面。當打印的內容為圖象時，打印系統的目標就是精確地再現原件的表觀。為實現這個目標，系統必須精確地再現感覺的原件的顏色(色彩)和感覺的相對亮度比率(色調)。從暗的陰影到明亮的強光，人視覺很快調節以適應巨大的亮度變化。在這些極端情況之間，感覺趨向于期望亮度平滑過渡。打印裝置和相似的成象系統通常產生能夠反射光的輸出，以提供可以內眼觀察的圖象。當然，存在諸如透明性之類的例外情況，但考慮到相容性，術語反射率將被用于表示打印裝置的打印輸出的光學亮度。通常而言，反射率是光從入射表面反射的比率。由噴墨打印機噴涂在介質上的顏料通常被視為特定波長的光能的吸收物。這種選擇性吸收防止入射在介質上的光能的選擇波長從介質上反射，并且被人感覺為顏色。打印系統還必須實現全動態范圍的完全和精確再現以及人的視覺系統的感覺連續性。雖然目標是實現攝影圖象再現的高質量，但打印動態范圍能力受到記錄機構固有的靈敏度和飽和度限制的制約，盡管采用允許保留某些陰影和最明亮細節的非線性轉換技術可以在一定程度上擴展有效動態范圍。

噴墨打印所用的噴墨打印機通常包括一個打印頭座(printcartridge)，小的墨滴在其中形成并射向打印介質。這種打印頭座包括一個打印頭，打印頭具有一個帶有許多小噴嘴的有孔部件或孔板，墨滴通過這些小噴嘴噴射。靠近這些噴嘴的是墨水加熱腔室，墨水在通過噴嘴射出之前保存于這些腔室中。墨水通過與墨水供給源以液體方式連通的墨水管道被輸送到這些墨水加熱腔室中，墨水供給源可以包含在打印頭(筆)的儲存部分中或者與打印頭分開的單獨的墨水容器中。

墨滴通過噴嘴的噴射可以采用快速加熱相鄰的墨水加熱腔室內的一定體積的墨水的方法來實現，這種加熱是通過選擇性地向設置在墨水加熱腔室中的加熱電阻器供電實現的。這一熱處理過程使得腔室內的墨水蒸發并形成蒸汽泡。蒸汽泡的迅速膨脹迫使墨水通過噴嘴。

一旦墨水被噴射，墨水加熱腔室就由來自于墨水管道的墨水補充。此墨水管道的尺寸通常適于給墨水腔室快速補充墨水，以實現最大打印速度。有時要進行墨水管道緩沖處理，以對流入和流出加熱腔室的流動墨水的慣性進行抑制或控制。通過對墨水管道和加熱腔室之間的墨水流進行緩沖處理，可以避免或最大程度地減輕加熱腔室的振蕩性灌注不足和灌注過量以及分別由此導致的相對于噴嘴外孔的液面凹、凸彎曲。

當蒸汽泡在加熱腔室內膨脹時，膨脹的蒸汽泡可能以一種被稱為“回泄”的有害作用方式擴展到墨水管道中。回泄會趨向于迫使墨水管道中的墨水離開加熱腔室。蒸汽泡排出的墨水量是由噴嘴噴射出的墨水和被迫離開加熱腔室而回泄至墨水管道的墨水兩者計算出來的。因此，回泄增大了用來從加熱腔室中噴射給定大小的墨滴所需的能量。噴射給定大小的墨滴所需的能量被稱為“啟動能量(turn?onenergy)”。啟動能量高的打印頭效率較差，并且因此比啟動能量低的打印頭要耗散更多的能量。假定耗熱能力是固定的，那么熱效率高的打印頭比熱效率低的打印頭能夠具有更高的打印速度或打印頻率。