ПЕЧАТАЮЩАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ Российский патент 2011 года по МПК B41J2/00 

Предпосылки создания изображения

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к печатающей головке для струйной печати, в которой тепло элемента прямого преобразования электрической энергии в тепловую используется для выбрасывания чернил, заключенных в подводящей тепло части (или камере давления), из выбрасывающего отверстия.

Предшествующий уровень техники

В документе EP 1078754 описана печатающая головка для струйной печати, которая имеет два канала подачи чернил для одного выбрасывающего отверстия и в которой чернила, подаваемые в подводящую тепло часть через эти каналы подачи чернил, выбрасываются из выбрасывающего отверстия за счет использования тепла, вырабатываемого элементом прямого преобразования электрической энергии в тепловую. Каналы подачи чернил выполнены меньшими, чем выбрасывающее отверстие, чтобы предотвратить попадание инородных веществ в подводящую тепло часть.

Канал подачи чернил, меньший, чем выбрасывающее отверстие, может предотвратить попадание инородных веществ в подводящую тепло часть, но увеличивает сопротивление потоку чернил, когда чернила снова подаются через канал подачи чернил в подводящую тепло часть после выбрасывания чернил (что также называется «повторным наполнением»). Таким образом, нельзя увеличить частоту выбрасывания, что делает невозможным повышение производительности.

Раскрытие изобретения

В данном изобретении предложена печатающая головка для струйной печати, которая может увеличить частоту выбрасывания чернил, повышая производительность, и при этом снизить влияния давления среди множества подводящих тепло частей в моменты выбрасывания чернил или так называемую перекрестную связь, тем самым гарантируя печать высококачественных изображений с высокой скоростью.

В одном аспекте настоящего изобретения предложена печатающая головка для струйной печати, имеющая множество подводящих тепло частей и множество каналов подачи, причем каждая из подводящих тепло частей снабжается чернилами по меньшей мере из одного из каналов подачи и выбрасывает подаваемые чернила из соответствующего выбрасывающего отверстия за счет использования тепловой энергии элемента прямого преобразования электрической энергии в тепловую, при этом одна или более из подводящих тепло частей расположены в чередующемся порядке с каналом подачи в заданном направлении, и размер отверстия по меньшей мере одного из каналов подачи в направлении, перпендикулярном заданному направлению, больше, чем длина элементов прямого преобразования электрической энергии в тепловую в направлении, перпендикулярном заданному направлению.

При реализации изобретения размер отверстия канала подачи в направлении, перпендикулярном направлению матрицы подводящих тепло частей, выполнен большим, чем длина элемента прямого преобразования электрической энергии в тепловую в направлении, перпендикулярном направлению матрицы подводящих тепло частей. Эта компоновка может уменьшить сопротивление потоку чернил, когда происходит повторное наполнение чернилами подводящих тепло частей, что, в свою очередь, обеспечивает возможность увеличения частоты выбрасывания чернил с повышением производительности. Кроме того, за счет расположения множества каналов подачи, размер отверстия которых задан таким, как описанный выше, вдоль направления матрицы подводящих тепло частей и за счет размещения этих каналов за (между) подводящими тепло частями в направлении матрицы подводящих тепло частей, давление в подводящих тепло частях может быть эффективно воспринято каналами подачи для уменьшения перекрестной связи среди множества подводящих тепло частей. В свою очередь, это обеспечивает печать высококачественных изображений с высокой скоростью.

Дополнительные признаки данного изобретения станут очевидными из нижеследующего описания иллюстративных вариантов осуществления (со ссылками на прилагаемые чертежи).

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен вид в плане, иллюстрирующий существенную часть печатающей головки для струйной печати согласно первому варианту осуществления изобретения;

на фиг. 2 представлен в увеличенном масштабе вид части одной матрицы сопел согласно фиг. 1;

на фиг. 3 представлено сечение, проведенное вдоль линии III-III согласно фиг. 2;

на фиг. 4 представлено сечение, проведенное вдоль линии IV-IV согласно фиг. 2;

на фиг. 5 представлен в увеличенном масштабе вид части одной матрицы сопел во втором варианте осуществления этого изобретения;

на фиг. 6 представлено сечение, проведенное вдоль линии VI-VI согласно фиг. 5;

на фиг. 7 представлен в увеличенном масштабе вид части одной матрицы сопел в третьем варианте осуществления изобретения;

на фиг. 8 представлено сечение, проведенное вдоль линии VIII-VIII согласно фиг. 5;

на фиг. 9А, 9В и 9С представлены в увеличенном масштабе виды частей матрицы сопел в четвертом варианте осуществления изобретения;

на фиг. 10А и 10В представлены в увеличенном масштабе виды частей матрицы сопел в пятом варианте осуществления изобретения;

на фиг. 11А и 11В представлены в увеличенном масштабе виды частей матрицы сопел в шестом варианте осуществления изобретения;

на фиг. 12А и 12В представлены в увеличенном масштабе виды частей матрицы сопел в седьмом варианте осуществления изобретения;

на фиг. 13 представлено габаритное перспективное изображение печатающего устройства для струйной печати, в котором может применяться данное изобретение;

на фиг. 14 представлено перспективное изображение, если смотреть снизу, картриджа головки, который может быть установлен на печатающем устройстве для струйной печати согласно фиг. 13; и

на фиг. 15 представлено перспективное изображение с пространственным разделением деталей, если смотреть сверху, картриджа головки согласно фиг. 13.

Подробное описание изобретения

Перед переходом к подробному пояснению вариантов осуществления данного изобретения будет описана примерная конструкция печатающего устройства для струйной печати, в котором можно использовать печатающую головку для струйной печати согласно изобретению.

Примерная конструкция печатающего устройства для струйной печати

На фиг. 13 представлено схематическое перспективное изображение механической конструкции печатающего устройства для струйной печати, в котором можно использовать печатающую головку для струйной печати согласно изобретению. На фиг. 14 представлено схематичное перспективное изображение картриджа головки, используемого в печатающем устройстве для струйной печати. На фиг. 15 представлено схематичное перспективное изображение емкости с чернилами, устанавливаемой на картридже головки.

Рама 10 в печатающем устройстве для струйной печати согласно этому варианту осуществления выполнена из множества пластинчатых металлических элементов с заданной жесткостью и образует остов данного печатающего устройства для струйной печати. На раме 10 установлены блок 11 подачи носителя, блок 13 транспортировки носителя, блок печати и блок 14 восстановления работоспособности головки. Блок 11 подачи носителя автоматически подает листы, например бумагу, в качестве носителя печатаемой информации (не показаны) вовнутрь печатающего устройства для струйной печати. Блок 13 транспортировки носителя транспортирует носитель печатаемой информации, подаваемый по одному листу из блока 11 подачи носителя, вдоль направления вспомогательного сканирования, обозначенного стрелкой В, в желаемое положение печати, из которого блок 11 дополнительно направляет носитель печатаемой информации в блок 12 выпуска носителя. Блок печати осуществляет печать на носителе печатаемой информации, подаваемом в положение печати. Блок 14 восстановления работоспособности головки проводит операцию восстановления работоспособности на блоке печати.

Блок печати включает в себя каретку 16, опирающуюся на вал 15 каретки таким образом, что она может перемещаться в направлении основного сканирования, обозначенного стрелкой А, и картридж 18 головки (см. фиг. 15), установленный с возможностью снятия на картридже посредством рычага 17 установки головки. Направление основного сканирования пересекает направление вспомогательного сканирования (в этом примере - под прямым углом).

Каретка 16, на которой установлен картридж 18, имеет крышку 20 каретки и рычаг 17 установки головки. Крышка 20 каретки располагает печатающую головку 19 картриджа 18 головки в заданном положении установки на каретке 16. Рычаг 17 установки головки введен в зацепление с держателем 21 емкостей, выполненным как единое целое с печатающей головкой 18, таким образом, что устанавливает печатающую головку 19 в заданном положении установки. Другая вводимая в зацепление часть каретки 16 с печатающей головкой 19 соединена с одним концом контактного гибкого кабеля печати (также именуемого “контактным ГКП”), обозначенного позицией 22. Контактная часть (не показана), выполненная на одном конце этого контактного ГКП 22, вступает в электрический контакт с контактной частью 23, которая представляет собой внешнюю клемму ввода сигнала, образованную на печатающей головке 19. Посредством этих контактов передается различная информация для операции печати и подается электропитание на печатающую головку 19.

Между контактной частью контактного ГКП 22 и кареткой 16 предусмотрен упругий элемент (не показан), например резиновый. Сила упругости этого упругого элемента и сила прижима пластины установки головки суммируются, обеспечивая надежный контакт между контактной частью контактного ГКП 22 и контактной частью 23 печатающей головки 19. Другой конец контактного ГКП 22 соединен с непоказанной печатной платой каретки, установленной на задней поверхности каретки 16.

Картридж 18 головки в этом примере включает в себя емкость 24 с чернилами, хранящую чернила, и печатающую головку 19, которая выбрасывает чернила, подаваемые из этой емкости 24 с чернилами, причем выбрасывание происходит через выбрасывающие отверстия в соответствии с информацией печати. Печатающая головка 19 согласно этому примеру представляет собой печатающую головку так называемого картриджного типа, которая установлена с возможностью снятия на каретке 16. В этом примере можно использовать шесть емкостей 24 с чернилами, содержащие черные, бирюзовые, малиновые, голубые, пурпурные и желтые чернила соответственно, чтобы обеспечить печать высококачественных художественных цветных изображений. Каждая из емкостей 24 с чернилами снабжена упругим рычагом 26 извлечения, который может входить в зацепление с держателем 21 емкостей для запирания емкости 24 с чернилами. Приведение в действие этого рычага 26 снятия позволяет извлечь каждую емкость 24 с чернилами из держателя 21 емкостей, как показано на фиг. 15. Печатающая головка 19 включает в себя электрическую монтажную плату 28 и держатель 21 емкостей.

Первый вариант осуществления

На фиг. 1-4 показана печатающая головка для струйной печати в первом варианте осуществления изобретения.

Печатающая головка 18 согласно этому варианту осуществления выполнена с группами C1, M1, Y, M2, C2 матриц сопел, как показано на фиг. 1. Группы С1 и С2 матриц сопел являются группами матриц сопел, выбрасывающих голубые чернила, имеющими две матрицы La, Lb сопел и две матрицы Li, Lj сопел соответственно. Группы М1 и М2 матриц сопел являются группами матриц сопел, выбрасывающих пурпурные чернила, имеющими две матрицы Lc, Ld сопел и две матрицы Lg, Lh сопел соответственно. Группа Y матриц сопел является группой матриц сопел, выбрасывающих желтые чернила, имеющей две матрицы Le, Lf сопел.

На фиг. 2 соответственно представлен в увеличенном масштабе вид матрицы Ld сопел, на фиг. 3 представлено сечение, проведенное вдоль линии III-III согласно фиг. 2, а на фиг. 4 представлено сечение, проведенное вдоль линии IV-IV согласно фиг. 2. На этих чертежах позиция 1 обозначает несущий элемент, позиция 2 - плату печатающей головки, а позиция 3 - пластину с отверстиями. Эти элементы используются как общие для всех матриц сопел в печатающей головке 18, причем на фиг. 1 и 2 представлены виды в плане, где пластина с отверстиями 3 не показана.

Между несущим элементом 1 и платой 2 печатающей головки выполнено множество общих камер 4 жидкости, соответствующих каждому из группы матриц сопел. В это множество общих камер 4 жидкости подаются чернила из связанных с этими камерами емкостей чернил. Чернила, находящиеся в общей камере 4 жидкости, подаются через множества каналов 2А подачи, прорезанных сквозь плату 2 печатающей головки, в камеру 5 жидкости между платой 2 печатающей головки и пластиной 3 с отверстиями. Множество каналов 2А подачи ориентированы вдоль каждой из матрицы сопел. Эта плата 2 печатающей головки снабжена множеством элементов 6 прямого преобразования электрической энергии в тепловую (нагревателей), расположенных вдоль каждой матрицы сопел. В тех положениях на пластине 3 с отверстиями, которые находятся напротив нагревателей 6, выполнены выбрасывающие отверстия 7. Канал 2А подачи может быть выполнен по технологии травления. Например, предпочтительным является формирование канала 2А подачи по технологии сухого травления после формирования общей камеры 4 жидкости по технологии жидкостного травления.

В группе М1 матриц сопел каждая из матриц Lc, Ld сопел имеет множество нагревателей 6 и выбрасывающих отверстий 7, расположенных через заданный шаг Р. Кроме того, нагреватели 6 и выбрасывающие отверстия 7 матрицы Lc и нагреватели 6 и выбрасывающие отверстия 7 матрицы Ld расположены в шахматном порядке со смещением на полшага (Р/2) от друга. То есть матрицы Lc и Ld сопел, каждая из которых состоит из нагревателей 6 и выбрасывающих отверстий 7, расположены в шахматном порядке со смещением на полшага (Р/2) от друга. Таким образом, изображения можно печатать с разрешением, которое вдвое больше, чем достижимое при шаге Р выбрасывающих отверстий 7 в каждой из матриц Lc, Ld сопел. В каждой из матриц Lc, Ld сопел множество каналов 2А подачи расположены с таким же шагом, как шаги нагревателей и выбрасывающих отверстий 7, и находятся между нагревателями 6. Как описано выше, каналы 2А подачи расположены вдоль матриц Lc, Ld сопел, иными словами, каждая матрица Lc и Ld сопел содержит чередующиеся нагреватели 6 и каналы 2а подачи в направлении Y. Вышеописанная конструкция также применима к другим группам C1, Y, M2, C2 матриц сопел.

Группа С1 или С2 матриц сопел, выбрасывающих голубые чернила, и группа М1 или М2 матриц сопел, выбрасывающих пурпурные чернила, расположены с каждой стороны от группы Y матриц сопел, выбрасывающих желтые чернила, которая находится в центре печатающей головки 19, как показано на фиг. 1. Печатающая головка с этой компоновкой может справляться с так называемой двунаправленной печатью. То есть за счет выбрасывания желтых, голубых и пурпурных чернил в этом порядке, когда печатающая головка перемещается в направлениях вперед и назад (стрелки А1 и А2), появляется возможность создавать высококачественные изображения со сниженными цветовыми изменениями также и при двунаправленной печати. Нагреватели 6 и выбрасывающие отверстия 7 группы С1 матриц сопел, а также нагреватели 6 и выбрасывающие отверстия 7 группы С2 матриц сопел расположены в шахматном порядке со смещением на четверть шага Р или Р/4. То есть группы С1 и С2 матриц сопел выполнены каждая из нагревателей 6 и выбрасывающих отверстий 7, расположены в шахматном порядке со смещением на четверть шага Р или Р/4. Аналогичным образом, группы М1 и М2 матриц сопел выполнены каждая из нагревателей 6 и выбрасывающих отверстий 7, расположены в шахматном порядке со смещением на четверть шага Р или Р/4.

Та часть камеры 5 жидкости, которая лежит между нагревателем 6 и выбрасывающим отверстием 7, образует подводящую тепло часть R, куда подаются чернила из общей камеры 4 главным образом через каналы 2А подачи, выполненные непосредственно на верхней и нижней сторонах подводящей тепло части R, как показано на фиг. 2. Вокруг подводящей тепло части R имеется сопловой фильтр 8. Сопловой фильтр 8 сопел согласно этому варианту осуществления выполнен из множества столбиков, расположенных между платой 2 печатающей головки и пластиной 3 с отверстиями, причем зазоры между ними (размер проемов соплового фильтра или, в частности, расстояние между соседними столбиками) меньше, чем диаметр выбрасывающих отверстий 7, и - предпочтительно - меньше, чем минимальный диаметр выбрасывающих отверстий, в случае, когда диаметр выбрасывающих отверстий изменяется. Эта конструкция предотвращает попадание инородных веществ, размер которых больше, чем у выбрасывающих отверстий 7, в подводящие тепло части 8. В этом варианте осуществления между подводящей тепло частью R и каналом 2А подачи установлен только сопловой фильтр 8, а стенки протока между ними нет.

Если предположить, что направление расположения множества подводящих тепло частей R (направление матрицы сопел или матрицы выбрасывающих отверстий) является направлением Y, а направление, пересекающее направление Y под прямым углом, является направлением Х, то размер Wy отверстий каналов 2А подачи в направлении Y больше, чем внутренний диаметр выбрасывающих отверстий 7. Размер Wx отверстий каналов 2А в направлении Х больше, чем длина Hx нагревателей 6 в направлении Х. Сопротивление потоку чернил из подводящей тепло части R к множеству каналов 2А подачи рядом с ней в направлении Y (сопротивление потоку в направлении Y) задано меньшим, чем сопротивление потоку чернил из подводящей тепло части R к множеству каналов 2А подачи рядом с ней в направлении Х (сопротивление потоку в направлении Х).

Печатающая головка 19 согласно этой конструкции может возбуждать нагреватели 6 в соответствии с данными печати, создавая пузырек в чернилах внутри подводящей тепло части R, и - с помощью энергии расширяющегося пузырька - выбрасывать чернила, находящиеся в подводящей тепло части R, в выбрасывающие отверстия 7. После выбрасывания чернил подводящие тепло части R повторно наполняются чернилами из общей камеры 4 жидкости через каналы 2А подачи. Если такая печатающая головка 19 используется в печатающем устройстве для струйной печати с последовательным сканированием согласно фиг. 13-фиг. 15, то можно печатать изображения следующим образом. Операция выбрасывания чернил из выбрасывающих отверстий 7 по мере перемещения печатающей головки 19 в направлении основного сканирования и операция транспортировки носителя печатаемой информации с направлении вспомогательного сканирования чередуются, повторяясь, для печати изображения на носителе печатаемой информации.

Подводящие тепло части R можно повторно наполнять чернилами, плавно текущими из двух каналов 2А подачи, сформированных рядом с каждой подводящей тепло частью R на ее правой и левой сторонах, как показано на фиг. 2. Кроме того, поскольку между подводящей тепло частью R и каналами 2А подачи не предусмотрена стенка протока, а установлен лишь сопловой фильтр 8 и поскольку размер Wy отверстия каналов 2А подачи задан большим, чем внутренний диаметр выбрасывающих отверстий 7, можно гарантировать достаточное количество чернил, подаваемых из каналов 2А подачи в подводящую тепло часть R. Это может уменьшить сопротивление потоку чернил, подаваемых в подводящие тепло части R, при увеличении частоты повторного наполнения, а значит - и производительности. Кроме того, если группа матриц сопел состоит из двух матриц сопел, как в этом варианте осуществления, то подводящие тепло части R также можно повторно наполнять чернилами из канала 2А подачи, находящегося рядом с подводящей тепло частью R на правой или левой стороне, как показано на фиг. 1, в дополнение к каналу 2А подачи, находящемуся рядом с подводящей тепло частью R на верхней и нижней сторонах, как показано на фиг. 1. Это обеспечивает дальнейшее увеличение частоты выбрасывания чернил и повышенную производительность.

Поскольку размер Wx отверстий каналов 2А подачи чернил в направлении Х задан большим, чем длина Нх нагревателей 6 в направлении Х, чернила можно подавать плавно. То есть, после того как чернила, находящиеся внутри подводящей тепло части R, выбрасываются расширяющимся пузырьком в чернилах поверх нагревателя 6, в подводящую тепло часть R над нагревателем 6 можно плавно подавать чернила из каналов 2А подачи, которые шире в направлении Х, чем нагреватель 6. Кроме того, поскольку сопротивление потоку в направлении Y чернил, текущих из подводящей тепло части R в каналы 2А подачи рядом с подводящей тепло частью R, меньше, чем сопротивление потоку в направлении Х чернил, текущих в направлении Х из подводящей тепло части R, давление пузырька, образуемого поверх нагревателя 6 для выбрасывания чернил, эффективно поглощается каналами 2А подачи рядом с подводящей тепло частью R в направлении Y. Поэтому можно ослабить так называемую перекрестную связь - явление, при котором давления пузырьков в чернилах, создаваемые в подводящей тепло части R рядом друг с другом в направлении матрицы сопел, взаимодействуют друг с другом. Кроме того, если группа матриц сопел состоит из двух матриц сопел, как в этом варианте осуществления, давление пузырьков в подводящей тепло части R может поглощаться не только обоими каналами 2А подачи рядом с подводящей тепло частью на верхней и нижней сторонах, как показано на фиг. 1, но и также каналом 2А подачи рядом с подводящей тепло частью R на правой или левой стороне, как показано на фиг. 1. Поэтому можно уменьшить перекрестную связь не только между подводящими тепло частями R, расположенными рядом в направлении Х, но и между подводящими тепло частями R, расположенными рядом в направлении Y. Кроме того, поскольку размер Wx отверстия каналов 2А подачи в направлении Х задан большим, чем длина Нх нагревателей 6 в направлении Х, давление, создаваемое в момент выбрасывания чернил, может надежно поглощаться каналами 2А подачи, что вносит вклад в уменьшенную перекрестную связь. Помимо этого, поскольку размер Wy отверстий каналов 2А подачи в направлении Y задан большим, чем длина Hy нагревателей 6 в направлении Y нагревателей 6, расположенных рядом с каналами 2А подачи в направлении Х, аналогичным образом создается возможность уменьшения перекрестной связи. При таких компоновках появляется возможность достичь и повышенной эффективности повторного наполнения чернилами, и уменьшенной перекрестной связи, хотя эти показатели обычно считаются несовместимыми друг с другом.

Поскольку сопловой фильтр 8 блокирует попадание инородных веществ, таких как пыль, поступающая из каналов 2А подачи в подводящую тепло часть R, стабильно поддерживается подходящее состояние выбрасывания чернил. Кроме того, поскольку каналы 2А подачи находятся между подводящими тепло частями R, расположенными рядом в направлении матриц сопел, каналы 2А подачи совместно используются соседними подводящими тепло частями R. Следовательно, по сравнению с конструкцией, в которой множество каналов подачи предусмотрены для каждой из отдельных подводящих тепло частей, этот вариант может способствовать уменьшению размеров платы 2 печатающей головки, внося вклад в уменьшение размеров печатающей головки.

Как описано выше, конструкция согласно этому варианту осуществления может способствовать увеличению частоты выбрасывания чернил для повышения производительности, а также эффективному поглощению давления, создаваемого в подводящих тепло частях, каналами подачи, в результате чего предотвращается возможная перекрестная связь между подводящими тепло частями, что - в свою очередь - создает возможность высокоскоростной печати высококачественных изображений. Кроме того, имея каждую группу матриц сопел, состоящую из двух матриц сопел, как показано на фиг. 1, можно формировать посредством двунаправленной печати изображение высокой четкости.

Второй вариант осуществления

На фиг. 5 и фиг. 6 показан второй вариант осуществления изобретения, причем компоненты, соответствующие компонентам предыдущего варианта осуществления, обозначены аналогичными позициями и их подробные пояснения не приводятся.

В этом примере высота mh камеры 5 жидкости между платой 2 печатающей головки и пластиной 3 с отверстиями задана меньшей, чем внутренний диаметр выбрасывающего отверстия 7. Отсутствует сопловой фильтр 8 согласно первому варианту осуществления. Поскольку высота mh камеры 5 жидкости задана меньшей, чем внутренний диаметр выбрасывающего отверстия 7, инородное вещество, размер которого больше, чем у выбрасывающего отверстия 7, не может попасть в камеру 5 жидкости, что приводит к блокировке попадания инородных веществ в подводящую тепло часть R. Камера 5 жидкости, хотя ее высота mh и мала, не создает высокое сопротивление потоку, потому что нет ни стенок протока, ни сопловых фильтров. Поэтому возможно поддержание высокой частоты повторного наполнения чернилами, как и в первом варианте осуществления.

Третий вариант осуществления

На фиг. 7 и фиг. 8 показан третий вариант осуществления изобретения, причем компоненты, соответствующие компонентам предыдущих вариантов осуществления, обозначены аналогичными позициями и их подробные пояснения не приводятся.

В этом примере пара стенок 9 протока установлены в камере 5 жидкости в положениях по обе стороны - в направлении Х - подводящей тепло части R. Эти стенки 9 протока и расстояние (промежуток) между ними в направлении Х являются примерно такими же, как размер Wx в направлении Х каналов 2А подачи. Стенки 9 протока находятся достаточно далеко от нагревателя 6, так что сопротивление потоку чернил в направлении Х можно сделать высоким без слишком большого увеличения гидравлического сопротивления чернил в направлении Y. В свою очередь, это обеспечивает более эффективное уменьшение перекрестной связи между подводящими тепло частями R с одновременным поддержанием высокой частоты повторного наполнения, как и в предыдущих вариантах осуществления.

Четвертый вариант осуществления

На фиг. 9А-9С показан четвертый вариант осуществления изобретения, причем компоненты, соответствующие компонентам предыдущих вариантов осуществления, обозначены аналогичными позициями и их подробные пояснения не приводятся.

В этом варианте осуществления на фиг. 9а показана единственная матрица сопел. На фиг. 9А по обе стороны от матрицы сопел находятся стенки 9 протока, простирающиеся вдоль длины матрицы сопел. Стенки 9А протока, выполненные непрерывными вдоль матрицы сопел, могут уменьшить эффекты перекрестной связи еще больше, чем в предыдущих вариантах осуществления.

Кроме того, если множество матриц сопел расположены бок о бок, как показано на фиг. 9В, то между матрицами сопел можно установить стенку 9 протока, ослабляя перекрестную связь между соседними матрицами сопел. Еще один признак этого варианта осуществления заключается в том, что поскольку пластина 3 с отверстиями поддерживается стенками 9 протока по всей ее площади в направлении матрицы сопел, она имеет повышенную прочность. Таким образом, пластина 3 с отверстиями выполнена менее подверженной повреждению, чем в случае, когда она подвергается воздействию давления очищающей воды, подаваемой к плате печатающей головки, когда плата печатающей головки отслаивается от подложки во время процесса изготовления, или контактного давления ракельного ножа, действующего на поверхности печатающей головки во время операции печати, или ударного усилия, создаваемого носителем печатаемой информации, ударяющимся о поверхность печатающей головки. Кроме того, область скрепления стенок 9 протока с платой печатающей головки существенно увеличилась, затрудняя удаление стенок 9 протока с платы печатающей головки, что весьма желательно.

На фиг. 9С ширина Nwa и Nwc стенок 9а протока, выполненных снаружи от соседних матриц сопел, задана равной ширине Nwb стенки 9b протока, находящейся между соплами. Это делает механические напряжения, аккумулируемые изнутри от стенок 9а, 9b протока во время процесса изготовления, равными, так что пластина 3 с отверстиями прикладывает почти одинаковые механические напряжения по всей ее площади, стабилизируя форму выбрасывающих отверстий 7 и окружающих их областей. В результате можно сформировать высокоточные выбрасывающие отверстия, что - в свою очередь - стабилизирует направление выбрасывания капель чернил и предполагает стабильную высококачественную печать.

Пятый вариант осуществления

На фиг. 10А и 10С показан пятый вариант осуществления изобретения, причем компоненты, соответствующие компонентам предыдущих вариантов осуществления, обозначены аналогичными позициями и их подробные пояснения не приводятся.

На фиг. 10А показана примерная конструкция одной матрицы сопел. На фиг. 10А показано, что предусмотрены непрерывные стенки 9 протока, проходящие вдоль матрицы сопел. Кроме того, между подводящими тепло частями R имеются стенки 9с, охватывающие с двух сторон каналы 2А подачи в направлении Х. Эта конструкция может эффективнее подавлять перекрестную связь между соседними подводящими тепло частями R в одной и той же матрице сопел, не ухудшая при этом рабочую характеристику повторного наполнения. Кроме того, поскольку пластина 3 с отверстиями также опирается на стенки 9с протока, проходящие между соседними подводящими тепло частями R в одной и той же матрице сопел, ее прочность дополнительно повышается. Аналогичная компоновка применима также к печатающей головке, имеющий множество матриц сопел, как показано на фиг. 10В.

Шестой вариант осуществления

На фиг. 11А и 11С показан шестой вариант осуществления изобретения, причем компоненты, соответствующие компонентам предыдущих вариантов осуществления, обозначены аналогичными позициями и их подробные пояснения не приводятся.

На фиг. 11А показаны два нагревателя (6a, 6b) и два выбрасывающих отверстия (7a, 7b), расположенные между соседними отверстиями 2А подачи и введенными в пятый вариант осуществления, так что один канал подачи теперь чередуется в направлении Y с парой нагревателей и выбрасывающих отверстий в направлении Х. Стенки 9d протока установлены между совокупностью нагревателя 6а и выбрасывающего отверстия 7а и совокупностью нагревателя 6b и выбрасывающего отверстия 7b. Эта компоновка может эффективно подавлять перекрестную связь между нагревателем 6а и нагревателем 6b, обеспечивая при этом совместное использование одного и того же канала 2А подачи обоими этими нагревателями. Это, в свою очередь, обеспечивает удвоение количества матриц сопел с одновременным поддержанием надлежащего состояния выбрасывания и сохранение малых размеров платы печатающей головки. Эти преимущества вносят вклад в создание дешевой высококачественной печатающей головки.

На фиг. 11В показана примерная конструкция, в которой четыре нагревателя (6a, 6b, 6c, 6d) и четыре выбрасывающих отверстия (7a, 7b, 7c, 7d) (расположенные в направлении Х) предусмотрены на печатающей головке между множеством каналов подачи (расположенных в направлении Х), так что один канал подачи чередуется в направлении Y с матрицей из четырех нагревателей и четырех выбрасывающих отверстий, простирающихся в направлении Х. Стенки 9d1, 9d2, 9d3 протока сформированы между комбинацией нагревателя 6а и выбрасывающего отверстия 7а, между комбинацией нагревателя 6b и выбрасывающего отверстия 7b, а также между комбинацией нагревателя 6с и выбрасывающего отверстия 7с и комбинацией нагревателя 6d и выбрасывающего отверстия 7d. Эта комбинация обеспечивает учетверение количества матриц сопел с сохранением малых размеров платы печатающей головки, что - в свою очередь - гарантирует высококачественную головку и реализацию еще лучшей характеристики в смысле затрат. Хотя этот вариант осуществления описан со ссылками на две или четыре совокупности нагревателя и выбрасывающего отверстия, располагающихся между каналами подачи, изобретение не ограничивается этими конкретными конфигурациями.

Седьмой вариант осуществления

На фиг. 12А и 12С показан седьмой вариант осуществления изобретения, причем компоненты, соответствующие компонентам предыдущих вариантов осуществления, обозначены аналогичными позициями и их подробные пояснения не приводятся.

Этот вариант осуществления отличается от шестого варианта осуществления тем, что стенки 9d1, 9d2, 9d3 протока соединены со стенками 9с протока. Этот вариант осуществления может дополнительно уменьшить перекрестную связь, что предполагает дополнительно стабилизированное выбрасывание и тем самым - реализацию печатающей головки с высоким качеством и надежностью.

Другие варианты осуществления

Печатающая головка для струйной печати согласно этому изобретению должна иметь лишь расположенное в заданном направлении множество подводящих тепло частей, в которые чернила подаются через каналы подачи, а каждая из подводящих тепло частей может выбрасывать чернила из выбрасывающего отверстия с помощью тепловой энергии элемента прямого преобразования электрической энергии в тепловую. Следовательно, данное изобретение применимо к широкой номенклатуре печатающих головок для струйной печати этой конструкции, включая те из низ, которые предназначены для использования в вышеупомянутой печатающей головке для струйной печати с последовательным сканированием и в печатающем устройстве так называемого полнострочного типа для струйной печати.

Множество каналов подачи нужно лишь расположить вдоль направления матрицы подводящих тепло частей таким образом, чтобы каналы подачи чередовались с подводящими тепло частями в направлении подводящих тепло частей. Каналы подачи также должны иметь размеры своих отверстий, в направлении, перпендикулярном направлению подводящих тепло частей, заданные большими, чем длина в том же самом направлении элементов прямого преобразования электрической энергии в тепловую или нагревателей. Поэтому формы каналов подачи и нагревателей необязательно должны быть такими, как в вышеупомянутых вариантах осуществления.

Сопротивление потоку чернил, текущих из подводящей тепло части к соседнему каналу подачи в заданном направлении матрицы, задано меньшим, чем сопротивление потоку чернил, текущих из подводящей тепло части в направлении, перпендикулярном направлению расположения подводящих тепло частей. Эта компоновка гарантирует эффективное поглощение давления, присутствующего внутри подводящей тепло части, каналами подачи. Кроме того, за счет задания размеров отверстий каналов подачи, в направлении расположения подводящей тепло части, большими, чем внутренний диаметр выбрасывающих отверстий, можно сделать каналы подачи большими для более эффективного поглощения давления подводящих тепло частей. Кроме того, за счет расположения подводящих тепло частей и каналов подачи таким образом, что они соседствуют в направлении, перпендикулярном направлению расположения подводящих тепло частей, как показано на фиг. 1, можно также поглощать давление, присутствующее внутри подводящих тепло частей, посредством каналов подачи, расположенных рядом с тем направлением.

Множество отводящих тепло частей могут быть размещены на одной и той же плате печатающей головки и могут гидравлически сообщаться друг с другом, а множество каналов подачи могут быть прорезаны сквозь плату для подачи в подводящую тепло часть тех чернил, которые находятся в общей камере жидкости, расположенной под платой (на поверхности платы, противоположной той, где сформированы нагреватели).

Кроме того, помещая между каналами подачи и подводящими тепло частями дроссельную или суженную часть, которая образует отверстие, размер которого меньше, чем внутренний или минимальный диаметр выбрасывающих отверстий, можно заблокировать пропадание инородных веществ, размер частиц которых больше, чем у выбрасывающих отверстий, в подводящие тепло части. Дроссельная часть может быть сопловым фильтром согласно вышеупомянутым вариантам осуществления. Также можно сформировать подводящие тепло части между платой печатающей головки и пластиной с отверстиями, образующей отверстия, и задать зазор между платой и пластиной с отверстиями меньшим, чем внутренний диаметр выбрасывающих отверстий. В этом варианте осуществления также можно предотвратить возможное попадание в подводящую тепло часть инородных веществ, таких как пыль, с размером частиц, большим, чем у выбрасывающих отверстий.

Хотя данное изобретение описано со ссылками на иллюстративные варианты осуществления, необходимо понимать, что изобретение не ограничивается описанными иллюстративными вариантами осуществления. Объем притязаний нижеследующей формулы изобретения следует считать соответствующим его широчайшей интерпретации и охватывающим все такие модификации и эквивалентные конструкции и функции.

Печатающая головка для струйной печати имеет множество подводящих тепло частей и множество каналов подачи, причем каждая из подводящих тепло частей снабжается чернилами по меньшей мере из одного из каналов подачи и выбрасывает подаваемые чернила из соответствующего выбрасывающего отверстия за счет использования тепловой энергии элемента прямого преобразования электрической энергии в тепловую. Размер отверстия каналов подачи в направлении, перпендикулярном направлению матрицы подводящих тепло частей, сделан большим, чем длина в направлении элементов прямого преобразования электрической энергии в тепловую. Каналы подачи расположены вдоль направления матрицы таким образом, что они соседствуют с подводящими тепло частями в направлении матрицы. Технический результат - повышение производительности за счет увеличения частоты выбрасывания чернил и предотвращения перекрестных связей среди множества подводящих тепло частей, что обеспечивает возможность печати высококачественных изображений с высокой скоростью. 9 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Печатающая головка для струйной печати, имеющая множество подводящих тепло частей и множество каналов подачи, причем каждая из подводящих тепло частей снабжается чернилами по меньшей мере из одного из каналов подачи и выбрасывает подаваемые чернила из соответствующего выбрасывающего отверстия за счет использования тепловой энергии элемента прямого преобразования электрической энергии в тепловую,
при этом множество подводящих тепло частей выстроены в заданном направлении и множество каналов подачи выстроены вдоль указанного заданного направления так, что каналы подачи чередуются с подводящими тепло частями в указанном заданном направлении,
причем размер отверстия по меньшей мере одного из каналов подачи в направлении, перпендикулярном указанному заданному направлению, больше, чем длина элементов прямого преобразования электрической энергии в тепловую в направлении, перпендикулярном указанному заданному направлению.

2. Печатающая головка для струйной печати по п.1, в которой сопротивление потоку чернил, текущих из подводящей тепло части к соседнему каналу подачи в указанном заданном направлении, меньше, чем сопротивление потоку чернил, текущих из подводящей тепло части в направлении, перпендикулярном указанному заданному направлению.

3. Печатающая головка для струйной печати по п.1, в которой размер отверстия по меньшей мере одного канала подачи в указанном заданном направлении больше, чем минимальный диаметр соответствующего выбрасывающего отверстия.

4. Печатающая головка для струйной печати по п.1,
в которой множество подводящих тепло частей расположены на одной и той же плате печатающей головки и гидравлически сообщаются друг с другом,
при этом множество каналов подачи проникают сквозь плату печатающей головки для подачи чернил из общей камеры жидкости в подводящие тепло части, причем общая камера жидкости находится на той поверхности платы печатающей головки, которая противоположна другой поверхности, выполненной с элементами прямого преобразования электрической энергии в тепловую.

5. Печатающая головка для струйной печати по п.1, в которой между упомянутой по меньшей мере одной подводящей тепло частью и соседним каналом подачи выполнена суженная часть, которая образует отверстие размером, меньшим, чем минимальный диаметр соответствующего выбрасывающего отверстия.

6. Печатающая головка для струйной печати по п.1,
в которой подводящие тепло части выполнены между платой печатающей головки и пластиной с отверстиями, в которой сформированы выбрасывающие отверстия,
при этом зазор между платой печатающей головки и пластиной с отверстиями меньше, чем минимальный диаметр выбрасывающих отверстий.

7. Печатающая головка для струйной печати по п.1, в которой по меньшей мере одна подводящая тепло часть имеет канал подачи, расположенный рядом в направлении, перпендикулярном указанному заданному направлению.

8. Печатающая головка для струйной печати по п.1, в которой стенка протока, простирающаяся вдоль указанного заданного направления, расположена рядом с по меньшей мере одной подводящей тепло частью.

9. Печатающая головка для струйной печати по п.1, в которой стенка протока, простирающаяся в направлении, перпендикулярном указанному заданному направлению, расположена между двумя подводящими тепло частями, выстроенными в направлении, перпендикулярном указанному заданному направлению.

10. Печатающая головка для струйной печати по п.9, в которой стенка протока, простирающаяся в направлении, перпендикулярном указанному заданному направлению, простирается поверх по меньшей мере одного канала подачи.