用于驱动喷墨打印头的装置及方法制造方法及图纸

一种喷墨打印头驱动方法，包括振动加载步骤和墨更新操作步骤。在振动加载步骤中，将不会使墨从喷嘴排出的小振动加载至喷墨打印头中与不排放墨滴的各喷嘴相应的压力发生室。在墨更新操作步骤中，按照一更新操作周期来周期性地执行除去喷嘴中的墨并替换以新鲜墨的墨更新操作，此更新操作周期是根据喷墨打印头周围测得的温度和／或湿度适当设定的。墨更新操作是通过强行从喷嘴排出墨滴、或用泵来吸墨等方法执行的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于喷墨打印头的驱动装置及驱动方法，该喷墨打印头能够通过利用致动器(压电致动器，等)来改变其充满墨的压力发生室的体积，然后从其与压力发生室相对应的喷嘴中排出微小的墨滴，从而执行将字母、数字、图像等打印在例如纸张等打印物体上的操作。在日本已审查专利申请公开No．SHO-53-12138、日本未决专利申请公开No．HEI10-193587等曾经提出了各种按需滴墨型的喷墨打印机。在这种所谓的按需滴墨喷墨打印机中，其装有墨的压力发生室的体积被一致动器(如压电致动器)改变(增大／减小)，进而从与压力发生室相对应的喷嘴中排出微小的墨滴。附图说明图1的截面示意图显示了一种喷墨打印头的组成。参考图1，该喷墨打印头1包括多个压力发生室17；一个作为压力发生室17的侧壁的喷嘴板11；处于喷嘴板11上与各压力发生室17相对应的位置并用于排出墨滴19的喷嘴15；振动板13；与各压力发生室17相对应的压电致动器14，它能够通过使振动板13产生振动以改变压力发生室17的体积，从而使墨滴从喷嘴15排出；以及与压力发生室17相连的墨盒18，它用于从一图中未示出的储墨池经供墨通道16为压力发生室17供墨。在具有图1所示结构的喷墨打印头中，当振动板3被压电致动器14振动时，相应的充有墨的压力发生室17的体积会因振动而发生改变，进而墨滴19就被从相应的喷嘴中排出。被排出的墨滴19到达例如纸张的打印物体表面上，并在该打印物体上形成一个墨点。通过重复形成多个墨点，基于图像数据的字母、图形、图像等就被打印在该打印物体上。为了在打印物体上实现基于图像数据的精确打印，则喷墨打印头1必需稳定地排出墨滴19。但是，在喷墨打印头的实际打印中，由于墨滴的排出会因各种因素而趋于不稳定，所以不能总获得理想的打印输出效果。墨中所含的挥发性成份的蒸发就是这些因素中的一个。用于喷墨打印的墨一般都含有作为主溶剂的水以及染色剂(各种有机颜料等)，而且其主溶剂中还加入有表面活性剂。当使用这种类型的墨时，随着墨滴排放暂停期(即，墨滴不从喷嘴15排出的时间)的变长，作为主溶剂的水将趋向于从喷嘴15开口处的墨的表面蒸发，从而使墨变得粘稠或部分凝固，进而导致喷嘴停止工作。为了解决墨的凝固问题并使墨保持恒定的粘度，喷墨打印头一般都执行了“墨更新操作”，在该操作中，喷墨打印头被从打印区域撤出，并且喷嘴15中的墨通过迫使墨滴排出或用一个泵强行抽走墨等而得到更新。但是，为了保持从喷嘴15中稳定排放墨滴并获得高质量的打印输出效果，上述墨更新操作必须被频繁重复，这样就会大大增加墨的消耗量以及打印的成本，而且还需对大量废弃的墨进行处理。日本未决专利申请No．SHO57-61576中揭示出了另一种既可避免墨凝固问题又不会导致墨消耗增加的方法，在这种方法中，压电致动器14在墨滴排放暂停期内将一种弱振动(它不会导致墨滴从喷嘴15排出)施加在振动板13和压力发生室17上。图2A至2E是一种喷墨打印头的喷嘴的截面示意图，它用于解释在日本未决专利申请No．SHO57-61576中所公开的上述方法。参考图2A，装在压力发生室17中的墨23与喷嘴15开口处21的空气相接触。参考图2B，在墨与空气的交接面(弯液面)22上，会出现墨23中水的蒸发的现象，因而在弯液面22附近将形成一个高粘度墨层24。当压电致动器14将一种弱振动(它不会导致墨滴从喷嘴15排出)施加在振动板13和压力发生室17上时，弯液面也会出现小的振动，如图2C和2D中的箭头所示。通过这种小的液面振动，高粘度墨层24将扩散入低粘度墨23中，如图2E所示，这样就可使压力发生室17中墨的粘度变得均匀。图2E中的参考字符“25”代表了具有均匀粘度的墨。在墨滴排放暂停期较短的情况下，上述方法有效且可用。但是，由于上述方法并不对喷嘴15中的墨23进行替换，所以它只能使墨粘度的增加减缓。如果墨滴排放暂停期很长，则在喷嘴15中的墨23最终还会发生凝固，从而使其后的墨滴排放变得十分困难或不可能。为了解决上述问题，在日本未决专利申请No．HEI9-29996中所揭示的另一种喷墨打印方法包括了一个“小振动施加过程”以及一个“墨更新过程”，在小振动施加过程中，小振动(它不会导致墨滴从喷嘴15排出)被在墨滴排放暂停期内施加在压力发生室17上。在墨更新过程中，喷墨打印头1被周期性地从打印区域中撤出，并且喷嘴15开口附近的墨以及压力发生室17中的墨被强行排出。在上述墨更新过程中，更新驱动电压波形的幅度(它被加载给用于强行排放墨滴的压电致动器14以进行墨更新操作)被设置成大于排放驱动电压波形(它被用于进行打印所需的普通墨滴排放)的幅度。这样就可执行大量墨的排放以及压力发生室17中墨的替换，从而避免在长时间内出现墨的凝固和变稠。但是，在上述将小液面振动和更新操作(强行排出墨滴)组合起来的日本未决专利申请No．HEI9-29996所述的喷墨打印方法中，墨更新操作(墨更新过程)是根据一个固定更新操作周期而被执行的。该固定更新操作周期必须被设置得较短，以便在喷墨打印头1的操作保证范围内覆盖最恶劣的情况。因此，在日本未决专利申请No．HEI9-29996所述的喷墨打印方法中，由于它采用了墨替换(墨更新操作)，所以其墨消耗量必定较大，而且其打印速度也必定会降低。另外，近来由于市场对高质量打印的需求，墨滴尺寸也变得越来越小。随着墨滴尺寸的变小，即使墨的粘度发生很小一点变化，也会对打印质量造成影响。例如，由于在正常温度和湿度情况下墨滴排放暂停期约为2秒，当墨滴直径为25μm时，被排出的墨滴的下落速度约为2m／s，而当墨滴直径为40μm时，其下落速度则仅为0．5m／s。因此，随着墨滴尺寸的减小，就必须增加墨更新操作(强行排出墨滴)的频率，而这样也会增加墨的消耗量。因此，本专利技术的主要目的就是提供一种用于驱动喷墨打印头的驱动装置及驱动方法，通过使用该装置及方法，即使墨滴排放暂停期很长，也可保持墨滴(尤其是微小墨滴)的稳定排放以及高质量的喷墨打印，而且还不会因墨替换(墨更新操作)而导致墨消耗量大以及打印时间长的问题。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种用于驱动喷墨打印头的驱动装置，该喷墨打印头含有多个充满墨的压力发生室，多个与各压力发生室相对应的喷嘴，墨就是从这些压力发生室中被排出的；以及多个与各压力发生室相对应的驱动装置，它们用于使压力发生室中的压力发生改变，进而使墨滴从喷嘴喷出至打印物体上。这种用于驱动喷墨打印头的驱动装置含有一个振动加载装置以及一个墨更新操作装置。振动加载装置可将不会导致墨从喷嘴排出的振动加载至与不进行墨滴排放的各喷嘴相对应的压力发生室上。而墨更新操作装置则可根据更新操作周期(它是根据喷墨打印头周围所测得的温度和／或湿度而得到适当设定的)，周期性地执行墨更新操作以除去喷嘴中的墨并用新鲜的墨替换。根据本专利技术的第二个方面，在上述第一个方面中，墨更新操作是通过强行使墨滴从喷嘴中排出而得到执行的。根据本专利技术的第三个方面，在上述第一个方面中，通过一个泵来吸墨而执行墨更新操作。根据本专利技术的第四个方面，在上述第一个方面中，墨更新操作装置包括更新信息存储装置，温度／湿度测量装置，更新操作周期设定装置以及墨更新操作执行装置。在更新信息存储装置中，保存有与正确的更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动喷墨打印头的驱动装置，该喷墨打印头含有多个充满墨的压力发生室；多个与各压力发生室相对应的喷嘴，墨从这些压力发生室中被排出；以及多个与各压力发生室相对应的驱动装置，用于使压力发生室中的压力发生改变，进而使墨滴从喷嘴喷出至打印物体上，所述驱动装置包括：振动加载装置，其将不会导致墨从喷嘴排出的振动加载至与不执行墨滴排放的各喷嘴相对应的压力发生室上；以及墨更新操作装置，其按照一更新操作周期来周期性地执行墨更新操作，以除去喷嘴中的墨并用新鲜的墨替换，该更新操作周期可 根据喷墨打印头周围所测得的温度和／或湿度而适当设定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石山敏规，奥田真一，
申请(专利权)人：富士施乐株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]