CN1083338C - 喷墨用基片加热器及喷射加热器的驱动器及其加热器控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及喷墨打印机。打印头包括基片、具有多个喷墨孔的喷嘴板、基片上的多个喷射加热器，加热器分别与多个喷墨孔相配合，基片上还有至少一个基片加热器。每个喷射加热器及基片加热器都有第一及第二端。打印头驱动器有多个能量输出，包括至少一条电源线输出和至少两条启动线输出。一条电源线输出与各加热器的第一端相联。两启动线输出与喷射加热器和基片加热器的各个第二端耦合。当接通电源线输出时，通过选择接通两启动输出线有选择地启动此两种不同的加热器。

Description

喷墨用基片加热器及喷射加热器的驱动器及加热器控制法

本发明涉及喷墨打印机，特别是涉及包括多个喷射加热器和至少一个基片加热器的喷墨打印机。

一台喷墨打印机一般包含一个具有喷嘴板的打印头，这个喷嘴板与一个基片相连接并安装得与基片分隔开一间距。喷嘴板包含多个喷墨孔，这些孔被安置得与在基片上的多个喷射加热器上分别配合作用。当某一个喷射加热器被驱动或工作时，置于其附近的油墨很快形成气泡。油墨被气泡推动通过喷墨孔排出并被喷射到打印介质上。

在使用中，打印头中多个喷射加热器有选择地驱动使打印头工作温度升高。而打印头的温度升高使打印头中的油墨温度相应增高，油墨温度改变的结果是其物理特性的变化，比如粘度，表面张力等。现已发现，喷射到打印介质上的墨滴质量、大小和速度会随着打印头油墨的工作温度而改变，这就影响着打印质量。

所以，为了维持打印头中油墨的适度温度，必须至少在此头内基片上安装一个基片加热器，由此提高打印的均匀性和质量。基片加热器一般在打印头刚刚启动时或者打印头不时启动，以便使得打印头的油墨维持一个适宜的温度。

通常包含一个或几个基片加热器的打印头，还包括用于驱动基片加热器的驱动电路，它与喷射加热器的驱动电路分离开。由于使用分开的驱动电路，可以使基片加热的操作与喷射加热器分离开来独立地和有选择地被加电。然而，分离开的驱动电路会提高成本，并加大了打印机和打印头的复杂性。

本发明的目的在于提供一种同时具有基片加热器和喷射加热器的打印头的打印机，但没有使用前面所述的分离电路相联系的增加成本和复杂性。

本发明为喷墨打印机的打印头提供了一个打印头驱动器，它同时控制多个喷射加热器和一个以上基片加热器的操作。

本发明其一种形式包括具有打印头和打印头驱动器的打印机。打印头包括一个基片，一个具有多个喷墨孔的喷嘴板及位于基片上的多个喷射加热器，它们分别与各自的喷墨孔相联配合作用，以及至少一个基片加热器与基片相联配合作用。每一个喷射加热器和基片加热器包含第一端和第二端。打印头驱动器有多个能量输出端，它们包括至少一条电源输出线和至少两条启动输出线。电源输出线有选择地与喷射加热器和基片加热器的第一端相连，启动输出线中的两条与喷射加热目的第二端和基片加热器的第二端相连接。当电源输出线接通期间，喷射加热器和基片加热器可通过选择地接通这两个启动输出线而被选择地启动。

本发明的优点在于不需要使用单独的基片加热器驱动器就可以使打印头选择操作喷射加热器和/或基片加热器。参看附图，叙述本发明实施例，将更详细地了解本发明上述及其它特性，以获得它们的方式。

附图为：

图1，传统打印头的示意图，它可以使用本发明的打印头驱动器。本图展示喷墨孔，喷射加热器及基片加热器的情况。

图2，本发明的一打印头驱动器实施例。

图3，本发明的另一种打印头驱动器实施例。

在这几幅图中，相应的标号表示相应的零件。描述的几个例子只表明了本发明的特定实施例状况。它们不能被认作对发明的范围的限制。

请看附图，尤其是看图1，图中是本发明的打印头10的示意图，它具有打印头驱动器，这在以后将有详细描述。打印头10包括一个喷嘴板12，其上有许多喷墨孔14。在本实施例中，喷嘴孔14成竖直两列，每列各有52个喷墨孔14(即2×52阵列)。喷墨孔14相邻行之间被错开，间隔约为同一行两孔垂直距离的一半。但相邻列中的相邻两行的孔14喷墨孔也可被基本相互对准。

打印头10还包含基片16，与喷嘴板12相联，多个喷射加热器18安装在基片16上，它们的定位分别与各自喷墨孔14的位置相关。每一个喷射加热器18的位置在轴向上基本与各自的喷墨孔14对准。加热器18的运作可使与其邻近的油墨温度很快升高产生气泡，该气泡通过相关的喷墨孔14将油墨喷出。

一对基片加热器20，图1只示出其中之一，也安装在基片16上，在打印头10安置喷射加热器18的区域之外相对的两侧上。基片加热器20也可以被驱动给打印头10提供额外的热量，以便控制打印头10的运作温度。随着打印头10的操作温度改变，打印头10中油墨的温度也会相同地改变，这就会影响油墨的物理特性，诸如粘度等。维持打印头10的温度在接近一个期望值处，就可以通过控制油墨的物理特性在稳定的状态使打印质量改善。虽然图1只表示了包括有两个基片加热器20的情况。实际中可以根椐特殊的用途以及打印头10的热传递特性使用更多或更少的基片加热器。

参看图2，图2展示本发明打印头驱动器30的一实施例，它可以用于打印头10。本发明打印头驱动器30包括一个专用集成电路(ASIC)或微处理器32，P线驱动器34以及A线驱动器36。

打印头10包括多个管脚A1至A13，它们分别与一组十三个喷墨加热器18相联，如图2中表示为电阻元件并标为18A至18F。图2中所示的每组十三个喷射加热器18与图1中所示的每个连续组的十三个喷射加热器18依次对应。这就是说，图1中标号1-13喷射加热器18与第一组喷射加热器18相对应，而图1中标号92-104的喷射加热器18与最后一组喷射加热器相对应等等。共有分开的八组，每组有十三个喷射加热器18，13个喷射加热器18分别与管脚A1至A13相连。多个MOS晶体管22分别与每个喷射加热器18相联，从而可以使喷射式加热器18被有选择地驱动，这将在以后作更详细的描述。当然，在本技术领域的一般人员会认识到喷墨加热器的分组是可以改变的，比如将一组喷嘴安排在一列中。

多个附加晶体管24分别电连接在A1至A13管脚上，如图2所示，这就使整个打印头10可有选择地被驱动。晶体管24与标有BSELECT的管脚相联，可使黑色的打印头10被选上。

八组十三个一组的喷射加热器18中的每一组均包含第一端(未标号)，第一端分别接在高侧的电源管脚P1至P8。通过将电源加到电源管脚P1至P8中的一个以及选择启动与管脚A1至A13相联的MOS晶体管中的一个，均可以使打印头10中的任何一个喷射式加热器18动作。例如，为了选择启动加热器18A，将电源供给管脚P1，管脚P1又将供给加热器18A的第一端。假设通过关闭晶体管24选择了打印头10的操作，电源信号就会供给管脚A1，管脚A1用于启动与加热器18A相关联的MOS晶体管22。与喷射加热器18A配合作用的MOS晶体管22的启动关闭电路并使之接地，这就允许加热器18A被有选择地通电。尽管另外七个与其它七组十三个一组的喷墨加热器的相关MOS晶体管也可以通过供给管脚A1信号而启动，但是管脚P2至P8并没电源供给。这样，当电源接到管脚P1上时，与管脚P8相关联的加热器18D没有被选择地通电，为选择地对喷射加热器18D通电，电源供给管脚P8，信号传给A1，这样，2×52阵列的104个喷射加热器中的任何一个喷射加热器18都可以通过管脚P1至P8及A1至A13而被有选择地启动。

打印头10还包含着一个标有BSHSEL的管脚，它是用来选择启动黑色打印头10上的基片加热器20的。基片加热器20在图中以电阻元件的形式标示出来。管脚BSHSEL连接于晶体管26上，用于有选择地启动基片加热器20。具体地是说，当电源供给管脚P1时，信号就会传给管脚BSHSEL，从而启动晶体管26，同时关闭电路使之相对基片加热器20接地。这样，只要通过打开或关闭晶体管26供给管脚P1电源，就可以在任何时候启动基片加热器。在所示实施例中，基片加热器20第一端与电源管脚P1相联，第二端与晶体管26相联。但是，需要指出的是，基片加热器20也可以和电源管脚P1至P8中的任何一个相联。而且，除了使用一个晶体管26之外，还可以使用一对晶体管26分别来与用每一个加热器20相连，从而完成单独操作或选择地操作加热器20。此外，基片加热器20还可以单独或分别与P1至P8中的二个电源插孔相联。

图2中所示的打印头10底部的附加管脚是用来分辨特定的打印头的。

微处理器32包括一个启动线输出，它与打印头10的管脚BSHSEL相联，并为BSHSEL提供选择信号BSHSEL。如上所述，选择信号BSHSEL可以导通和关闭晶体管26。微处理器也可以为打印头的管脚BSELECT提供可选择的BSELECT信号。此选择信号可用于开或关闭晶体管24，从而选择打印头10的运作。

P-线驱动器34包含多个能量输出线P1至P8，分别用于与打印头10中的管脚P1至P8相连。电源线输出P1如上所述与十三个喷射加热器18的第一组相连，同时还与基片加热器20相联。电源线输出P2至P8分别与打印头10内十三喷射加热器18一组的另外七组相接。具体地说，P线驱动器34中的晶体管38有选择连接电源线输出P1和电压源基准V+。八组十三个喷射加热18为一组中的任何一组都可以通过相应的八个晶体管中的一个有选择地与电源压源V+相联，如同用P线驱动器34中的晶体管38一样。

A-线驱动器36包含多个启动线输出A1至A13，此线A1至A13分别与打印头10中的管脚A1至A13相联。启动线输出A1至A13与打印头10中的喷射加热器18的第二线端相连。起动线输出A1至A13可以选择地接通，从而启动与之相接的MOS晶体管22。

在使用中，八个喷射加热器组中的任何一个加热器18的启动都可以通过将电源线输出P1至P8之一连接到选择的喷射加热器组的每个喷射加热器的第一线端上实现。A线驱动器36的启动线输出A1至A13就会被有选择地接通，以启动相关的MOS晶体管22，并关闭相应喷射器18的线路使之接地。当电源接通管脚P1时，基片加热器20就可以有选择地启动，它是通过微处理器32选择地接通启动线输出BSHSEL使晶体管26关闭来实现的。

打印头10可以插入到喷墨盒架上，喷墨盒架装在架组件上，架组件以公知方式在打印时越过打印介质的宽度。打印图象相对打印介质而限定，在打印图象的两边都留有余白。在一实施例中，当打印头10在打印图象上横向运动时，晶体管24被启动。从而使得，MOS晶体管22有选择地启动，通过利用相关的喷射加热器18，使墨喷射到打印介质上。当打印头10位于在打印图象范围之外的余白时，晶体管24停止启动，电源通过接通管脚P1及启动晶体管26供给基片加热20，因此当打印头10位于余白时，基片加热器20才被有选择地启动，结果是使带有配合作用的末被启动的喷射式加热器18的打印头10被缓慢冷却。

除了其有一个打印头10，喷墨打印机还可以拥有一个或多个附加的打印头，它们可以将不同色彩的油墨喷到打印纸上。例如，图2中所示的第二打印头11，它可以喷出彩色的油墨，例如绿色，红色或黄色油墨到打印纸上。打印头11的电路图与黑色打印头10的相同，这里不再详细描述。

请看图3，图3是本发明是打印头驱动器50的另一实施例。打印头驱动器50包括一个P线驱动器34和一个A线驱动器36，它们的结构与图2中所示的情况一样。打印头驱动器50还包括一块ASIC或微处理器100，微处理器100与如图2的微处理器32相似，但是微处理器100没有用于选择启动基片加热器20的启动线输出BSHSEL。基片加热器20被有选择启动是靠打印头40中的电路实现的。

打印头40的结构与图2所示的打印头10基本相同。但是，打印头40没有图2中所示的管脚BSHSEL。而是打印头40的管脚A1至A13中的两个与基片加热器20相连。即可晶体管52连接管脚A2，管脚A1与晶体管26连接。启动晶体管52切断管脚A1与晶体管26间的连接，这样，就使晶体管26启动，从而启动基片加热器20。

在使用时，当打印头40位于打印图象区域时，晶体管24被关闭，以便允许有选择地使MOS晶体管22工作，当打印头40位于余白处，离开打印图象区域时，晶体管24停止，当晶体管24导通时，A一线驱动器36中的启动线输出A1及A2都接通。启动线输出A2的动作关闭晶体管52，启动线输出A1的动作关闭晶体管26。当电源线输出P1施加能量，且晶体管52及26均载止，基片加热器20就被有选择地驱动，加热打印头40。

图3中所示的彩色打印头60包括与黑色打印头40的相同电路图，在这儿就不再详述。但是，需要了解的是，相同或不同的P—线驱动器及/或A—线驱动器需与每一个分离的打印头相联。而且，启动线输出和电源线输出的组合从一个打印头到另一个会有所不同。

由图2，图3所示的本发明的实施例及上面的介绍可以看出，打印头10，11及40，60都有十三个管脚A1至A13，它们分别于有关的喷射加热器18相联。例如，管脚A1与加热器18A和18D相联，见图2，图3。但是打印头10，11及40，60也可以包含分离的管脚A1……AN，它们分别于八组喷射加热器组的每一个加热器18相联，这就是说，每个打印头10，11及40，60都要有104个管脚，A1至A104，它们分别于喷射加热器18的2×52阵列中的一个喷射加热器相连。当然，如果打印头10、11、12、40、60均以此方式构成，A-线驱动器36就包含104条启动线输出A1至A104。

本发明以一种较佳方案被介绍，但在它公开的原则和范围之内可以作修改。因此本申请将覆盖任何以本发明的理论为基础的使用，改变及适应。本申请包括在所附权利要求范围内本发明所属技术领域内除本文所公开以外的与现有技术的结合。

Claims (11)

1.一种喷墨打印机，它包括：

一个打印头，打印头包括一基片，一具有多个喷墨孔的喷嘴板，位于基片上的多个喷射加热器，加热器分别与多个喷墨孔相联，及至一个基片加热器与基片相联，每个喷射加热器和基片加热器都有第一端子和第二端子；

一打印头驱动器，它具有多个能量输出，这些能量输出端包括至少一个电源线输出以及至少两个启动线输出，有选择地与每个喷射加热器及基片加热器的第一端相联；两个启动线输出与一个喷射加热器与及一个基片加热器的第二端相联，其中，当所述一个电源线输出加电时，所述一个喷射加热器和所述基片加热器可通过有选择地接通两个启动线输出而动作。

2.如权利要求1所述喷墨打印机，其特征在于，两条启动线输出中的第一输出端与所述的一个喷射加热器的第二端耦合，且该启动线输出中的第二输出端与所述的一个基片加热器的第二端耦合，通过选择接通第一和第二启动线输出中对应的一个而选择地使所述一个喷射加热器及所述一个基片加热器被驱动。

3.根椐权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于，两条启动线输出中的第一输出端与所述一个喷射加热器和所述一个基片加热器的每个第二端耦合，其中所述两条启动线输出端的第二输出与与第二喷射加热器和所述一个基片加热器的每个第二端耦合，其中，所述一个喷射加热器所述第二喷射加热器和所述一个基片加热器通过选择接通所述第一和第二启动线输出而被有选择启动。

4.根椐权利要求3所述的喷墨被打印机，其特征在于，所述第一和第二启动线输出被单独接通，以选择地启动所述一个喷射加热器和所述第二喷射加热器；其中所述第一和第二启动线输出端同时接通，以选择地启动所述一个基片加热器。

5.根椐权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于，打印机驱动器还包含一个电子处理器，该处理器有一条启动线输出，这条启动输出与打印头相联，并为打印头提供至少一个选择信号，使用所述两启动线输出有选择地使所述一个喷射加热器运作是依靠选择信号实现的。

6.根椐权利要求5所述的喷墨打印机，其特征在于，所述选择信号可以有选择地使所述两启动线输出之一与所述一个喷射加热器耦合或断开。

7.一种喷墨打印机打印头温度控制方法，包括以下步骤：

提供打印头，打印头包含基片、具有多个喷墨孔的喷嘴板、多个在该基片上且分别与所述多个喷墨孔相关联的喷射加热器，以及至少一个与基片相关联的基片加热器，每个所述喷射加热器及基片加热器均有第一端和第二端；

提供打印头驱动器，打印头驱动器具有多个能量输出，所述能量输出包括至少一个电源线输出和至少两个启动线输出；

将一条所述电源线输出与一个所述喷射式加热器及一个所述基片加热器的第一端以电气方式相接；

使两条所述启动输出与所述一个喷射式加热器的第二端及基片加热器中的第二端耦合；

接通所述一条电源线输出；以及

在使所述电源线输出接通期间，通过有选择地接通所述两启动线输出，有选择地启动喷射加热器和基片加热器。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：

将所述两启动线输出中的第一输出与所述一个喷射加热器的第二端耦合；

将所述两启动线输出的第二输出与所述一个基片加热器的第二端耦合；

通过有选择地接通所述第一和第二启动线输出中对应的一个，有选择地启动所述一个喷射加热器和所述一个基片加热器。

9.根椐权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将所述两启动线输出中的第一输出与所述一个喷射式加热器及所述一个基片加热器中的每个第二端耦合；

将所述两启动线输出的第二输出与第二喷射加热器及所述一个基片加热器中的每个第二端耦合；

通过有选择地接通第一和和第二启动线输出，有选择地使上述一个喷射加热器、所述第二喷射加热器以及所述一个基片加热器启动。

10.根椐权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

分别启动第一和第二启动线输出，有选择地启动上述喷射加热器；

同时接通所述第一、二两启动线输出，有选择地启动所述一个基片加热器。

11.根椐权利要求7所述的方法，其特征在于，上述耦合步骤包括将两启动线输出分别与所述一个喷射加热器和所述一个基片加热器的第二端耦合。

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