CN1329203C - 喷墨打印机及其维护方法 - Google Patents

Abstract

一种喷墨打印机包括空气排出装置和墨抽吸装置，其中空气排出装置利用压缩空气排出积累在供墨通道中的空气，墨抽吸装置将墨从打印头中抽出，在喷墨打印机的维护方法中，当使用空气排出装置时，压缩空气在高压模式。当使用墨抽吸装置时，压缩空气在低压模式。根据产生压缩空气的空气泵功率和环境温度来控制驱动空气泵的驱动马达的驱动时间和转速。

Description

喷墨打印机及其维护方法

技术领域

本发明涉及喷墨打印机及其维护方法。特别涉及排出积累在供墨通道中空气的技术和打印头的清洁技术。

背景技术

各种能够使用多种颜色墨打印文字和图形的喷墨打印机已经得到应用，多种颜色的墨由多种颜色墨盒提供。

为了给墨提供正压，构造了一些墨盒将墨保存在墨贮藏处中由薄膜制成的袋中，并且在袋的外部具有空气腔室，而且将压缩空气提供到空气腔室中，其中通过管供应墨。

产生这种压缩空气的空气供应系统具有空气泵、驱动空气泵的驱动马达、从空气泵延伸出来的空气管、多个从空气管分出到多个墨盒和压力调节器的多个分叉通道、在空气泵附近与空气管连接来调节压力的安全阀或通气孔。

例如Sato等(日本专利No.2703647)披露了一种包括上述空气供应系统的喷墨打印机，该系统包括调节压力的安全阀，探测空气温度的空气温度传感器和探测空气管中压缩空气压力的压力传感器。它披露了一种技术，在使用打印机前或后当产生压缩空气时，根据空气温度传感器探测的空气温度来修正驱动泵驱动马达的驱动电压。

Kumagai(日本专利申请No.10-138506)披露了一种喷墨记录设备，它包括上述的空气供应系统，该系统具有压力调节器和插入放置在那里的分叉通道中的转换阀。

这些空气供应系统已经用来从喷嘴中吸出墨来清洁打印头的喷嘴。换言之，这些空气供应系统已经用来在执行对喷嘴的墨抽吸时通过增加对墨的压力来便于实现墨抽吸。

但是，如果在对喷墨打印机的喷嘴进行墨抽吸时这些种空气供应系统施加给墨的压力太高，就不必要地泄露了一些墨。另一方面如果压力太低，就不能充分执行墨抽吸。

上面描述的这些空气供应系统也可以用来排出积累在供墨通道内的空气。在空气供应系统对供墨通道施压的同时可以暂时打开供墨通道的一些部分来排出积累的空气。

但是，如果空气供应系统施加在供墨通道上的压力不能够将积累在供墨通道中的空气排出时，就不能充分地排出空气。另外，为排出空气需要长一些的时间。另一方面，如果压缩空气的压力太高，就会从空气孔中不必要地泄露墨，并且空气供应系统发出的噪音变得更大。

一般来讲，为抽吸墨所施加的适当压力主要是防止在从头部移开真空帽时破坏弯液面，并且它比为从供墨通道中排出空气的适当的空气压力低。如果所设定的、由空气供应系统产生的空气压力适合墨抽吸，那么空气压力对于空气排出来讲是不够的，并且不能充分排出空气。与之相反，如果所设定的、由空气供应系统产生的空气压力适合于空气排出，当抽吸墨时空气压力就过高了，这会导致不必要的墨泄露。

另外，空气供应系统产生的压缩空气的压力和它的流动速率依赖于环境温度和构成空气供应系统的空气泵的特性变化。在进行墨抽吸和针对供墨通道的空气排出时，这些变化有时会引起上述的问题。

发明内容

本发明考虑了上述问题，并且它的一个目的是提供一种喷墨打印机，当对打印头的喷嘴进行墨抽吸和执行排出积累在供墨通道中的空气时不会发生不必要的墨泄露，它能够充分执行墨抽吸和空气排出，并且能够减少空气供应系统产生的噪音，而且提供了这种喷墨打印机的维护方法。

为了达到这个和其它的目的，本发明的喷墨打印机包括：墨盒，它们保存通过供墨通道提供给打印头的墨；一个压缩空气产生装置，它产生提供给墨盒的压缩空气，一个空气排出装置，它用压缩空气排出积累在供墨通道中的空气；和一个墨抽吸装置，它将墨从打印头中抽出，其中压缩空气产生装置包括产生压力为预定压力P1的压缩空气的高压模式，和产生压力为P2的压缩空气的低压模式，压力P2比压力P1低，其中当使用空气排出装置时，压缩空气产生装置适合处于高压模式，当使用墨抽吸装置时，压缩空气产生装置适合在低压模式来加压墨，并且在使用墨抽吸装置时，压缩空气产生装置至少在结束墨抽吸时加压墨。

在本发明中，一个例子是将压缩空气产生装置设定在高压模式，以产生压力P1的压缩空气，从而能够用压缩空气排出积累在供墨通道中的空气。在这种情况下，施加给供墨通道的空气压力足够高，从而充分排出空气。

另一个例子是将压缩空气产生装置设定在低压模式，以产生压力P2的压缩空气，从而能够用压缩空气将墨从打印头中抽出。在这种情况下，空气压力是恒定压力并且不是太高。因此墨不会不必要地从打印头中泄露出来。

如上所述，在本发明中，压缩空气产生装置能够产生两种类型的压缩空气，即较高的空气压力和较低的空气压力。可以将适当的空气压力分别用来排出供墨通道中积累的空气和将墨从打印头中抽出。

因此，不会发生从供墨通道中不充分地排出空气和在墨抽吸中不必要的墨泄露。

由于在使用空气排出装置时使用处于高压P1的压缩空气，能够充分排出积累在供墨通道中的空气。

在使用墨抽吸装置时使用处于低压P2的压缩空气。因此墨不会不必要地从打印头中泄露出来。

如上所述，由于压缩空气产生装置能够产生两种类型的压缩空气，即高压压缩空气和低压压缩空气，对排出积累在供墨通道中空气的过程和将墨从打印头中抽出的过程可以分别使用适当的空气压力。

优选在操作压缩空气产生装置时使用喷墨打印机的空气排出装置。

在喷墨打印机中，当使用空气排出装置时，压缩空气产生装置已经对供墨通道施压。因此，空气不会从外部进入打印头的供墨通道，或者从供墨通道排出到外部(到排出积累在供墨通道中空气的通道)并且与其它颜色墨混合的墨不会返回到供墨通道中。

在使用墨抽吸装置时，优选压缩空气产生装置至少在结束墨抽吸时对墨加压。

因此当真空帽从打印头上移开时墨不进入打印头的喷嘴(墨不从喷嘴出口附近消失)。这样在使用墨抽吸装置后总是能够正常执行打印。

优选压缩空气产生装置由一个空气泵和一个驱动空气泵的驱动马达构成。当使用空气排出装置时，驱动马达的转速保持在恒定速度，并且根据空气泵的功率控制驱动马达的驱动时间。

驱动马达的转速不会变得过大，但是在根据环境温度和空气泵功率的变化改变驱动马达转速的方法中，驱动马达的转速会太快。因此能够减小驱动马达产生的噪音。

另外，如果空气泵的功率较低(例如预定转速产生的空气压力较低)，可以将驱动时间设定得较长。与之相反，如果空气泵功率较高，可以将驱动时间设定得较短。因此空气排出装置排出的空气量(和随空气一起排出的墨量)能够是定值。

能够根据驱动马达转速和空气泵产生的空气压力之间的关联特性得到空气泵的功率。

驱动马达转速和空气泵产生的空气压力之间的关联特性能够事先测量(例如在将驱动马达安装在喷墨打印机中之前)。这个结果能够用来控制驱动马达的驱动时间。

另外，优选根据空气泵的环境温度来控制驱动时间。

一般来讲，空气泵产生的空气压力根据空气泵环境温度的变化而变化。但是，在本发明中，根据空气泵的环境温度控制驱动时间。即使空气泵的环境温度改变了，空气排出装置排出的空气量也能够是一定的。

优选在使用墨抽吸装置时根据空气泵的功率控制驱动马达的转速。

因此，在使用墨抽吸装置时，能够将最合适的空气压力施加给供墨通道。

如果在喷墨打印机中不根据空气泵的功率控制空气泵产生的空气压力，由于空气压力不足，墨不能从喷嘴中得到膨胀，或者由于空气压力过大大量墨从喷嘴泄露。但是这种情况不会发生在具有上述特征的喷墨打印机中。

因此喷墨打印机能够正确执行墨抽吸，并且很少发生喷嘴堵塞。

另外，优选根据空气泵的环境温度控制转速。

一般来讲，当空气泵的环境温度改变时，空气泵产生的空气压力也相应改变。但是，在本发明中，由于根据空气泵的环境温度控制驱动马达的转速，无论空气泵的环境温度怎样改变，空气泵产生的空气压力都能保持在恒定压力。

因此，无论空气泵的环境温度怎样改变，空气压力都是在恒定压力，并且总是能够正确执行墨抽吸。

本发明的喷墨打印机的维护方法包括以下步骤：使用由空气泵和驱动空气泵的驱动马达构成的压缩空气产生装置排出积累在喷墨打印机供墨通道中的空气；和将墨从喷墨打印机的打印头中抽出，其中当进行空气排出过程时，将压缩空气产生装置产生的压缩空气的压力设定在预定压力P1，当进行墨抽吸过程时，将压缩空气产生装置产生的压缩空气的压力设定在压力P2来加压墨，压力P2比压力P1低，并且在使用墨抽吸装置时，压缩空气产生装置至少在结束墨抽吸时加压墨。

根据前述方法，在空气排出过程中，驱动马达的转速保持在恒定速度并且根据空气泵的功率控制驱动马达的驱动时间。

附图说明

下面利用例子并参考附图描述本发明。

图1是示出根据本发明实施例的多功能设备的外观的示意图；

图2是示出该实施例的喷墨打印机结构的平面图；

图3是示于图2中的喷墨打印机的侧视图，其中部分为横截面图；

图4是示于图2的喷墨打印机的平面图，为了清晰一些部分被去掉了；

图5是示出本实施例的空气排出机构结构的示意图；

图6是示出本实施例的维护机构单元结构的示意图；

图7是沿图2中VII-VII的剖面图；

图8是示出本实施例的压缩空气供应单元结构的示意图；

图9是示出喷墨打印机空气供应系统结构的示意图；

图10A到E是示出喷墨打印机打印头的示意图；

图11A到C是示出本实施例压缩空气供应单元结构的示意图；

图12是示出本实施例的控制系统结构的示意图；

图13是示出本实施例的喷墨打印机过程的流程图；和

图14是示出本实施例的喷墨打印机操作的操作次序图。

具体实施方式

下面通过将本发明的喷墨打印机和维护方法的实施例应用到多功能设备中来描述它们，多功能设备具有打印机、复印机、扫描仪、传真机和电话的功能。

下面首先描述本实施例的多功能设备的整体结构。如图1所示，多功能设备1包括放置在多功能设备1后端的馈纸器2，放置在馈纸器2前面上侧的、对复印机功能起作用的图像读取装置3，放置在图像读取装置3下面的喷墨打印机4，和放置在打印纸张的喷墨打印机前侧的排纸盘5。

构造图像读取装置3使得它能够绕放置在后端的水平轴(图中未示出)在垂直方向上转动。图像读取装置3具有玻璃平板，当将盖3a提起打开后玻璃平板显示出来并且能够把图像放置在玻璃平板上，而且在玻璃平板下面有一个读取图像的图像扫描仪。当用手将图像读取装置3提起并打开后能够替换喷墨打印机4的墨盒40-43和对打印机构单元10进行维护。如图1所示，喷墨打印机4放置在馈纸器2的前面。

第二，下面描述喷墨打印机4的结构。

如图2到4和7所示，喷墨打印机4中有一个打印机构单元10，它利用打印头23P在馈纸器2提供的纸张(如A4尺寸或信纸尺寸纸张)上进行打印；一个维护机构单元11，它对打印头23P执行维护过程；一个墨供应单元12，它从墨盒40到43提供墨；和一个压缩空气供应单元13，它给墨盒40到43提供压缩空气。

下面描述喷墨打印机4的打印机构单元10。

如图2和4所示，打印机构单元10放置在打印单元支架20内，它的形状象一个平盒，包括具有开口的加强板，通过开口纸张可以进出。导轴21的右端和左端以及导轨22分别放置在支架20的后侧和支架20的前侧，并且被右壁20a和左壁20b固定。导轴21和导轨22以能够从一侧移动到另一侧的形式引导并且支撑托架23和打印头23P。托架驱动马达24能够通过定时皮带沿着导轴21和导轨22驱动托架23和打印头23P使之从一侧到另一侧往复运动。更确切地说，由于打印头23P固定连接到托架23的前端，导轴21引导托架23，导轨22引导打印头23P。

如图2到4所示，与四种颜色墨对应的四个喷墨喷嘴系列23a到23d放置在打印头23P的底表面上。在每个喷嘴系列中有多个喷墨喷嘴23n(参考图10)。黑色墨的喷嘴系列23a和青色墨的喷嘴系列23b彼此对齐。洋红色墨的喷嘴系列23c和黄色墨的喷嘴系列23d彼此对齐。每个喷嘴由压电激励器驱动并且喷出墨滴。打印头23P可以具有一个使用了加热器元件的驱动系统。

如图5所示，在打印头23P的右侧(图4中的右侧)放置着空气排出机构28。这个空气排出机构28包括四个空气排出管28a1到a4，它们分别与打印头23P的四种颜色墨的通道连接。在空气排出管28a1到a4中，分别放置着停止阀28b1到b4和阀杆28c1到c4。停止阀28b1到b4分别打开/关闭空气排出管28a1到a4。阀杆28c1到c4分别打开/关闭停止阀28b1到b4。

当降低阀杆28c1到c4并且弹簧28e1到e4相对阀下部28f1到f4压下阀上部28d1到d4时，停止阀28b1到b4分别关闭空气排出管28a1到a4。当下面将描述的维护机构30的释放杆34a1到a4分别把阀杆28c1到c4推起时，阀上部28d1到d4也随之被推起，这样就打开了空气排出管28a1到a4，并且在阀上部28d1到d4和阀下部28f1到f4之间形成间隙。

空气排出机构28构成了具有维护机构单元11的空气排出设备，将在下面描述维护机构单元11。

在导轴21下面，放置着主输送辊(对准辊)25(参考图3)并且它被可转动地支撑着。纸张输送马达26通过齿轮机构27在预定方向转动输送辊25，将从馈纸器2输送来的纸张大致水平地移动到打印头23P下面，在输送方向(即朝着图4中示出的“前侧”)输送纸张，并且将纸张排到排纸盘5上。

下面简要描述喷墨打印机4的维护机构单元11。

如图4所示，在打印单元支架20的右侧和底部的附近放置着维护框架30。

在这个维护框架30中设有一个由垂直放置的薄橡胶构成的刮擦片31和一对在刮擦片31右侧向上放置的橡胶帽32。在橡胶帽32右侧还垂直放置着4个杆状的释放杆34a1到a4。

维护框架30进一步包括作为刮擦片31驱动源的维护马达33，帽32，释放杆34a1和a4和真空泵(管泵)200，以及由传输维护马达33驱动力的行星齿轮35、齿轮36、37构成的驱动机构。

通过开关阀201与真空泵200连通的真空管连接着帽32。当把帽32压向打印头23P的底面时，可以将墨从打印头23P的喷嘴23n中抽出。

当驱动机构中的行星齿轮35与齿轮37啮合时，维护马达33的驱动力传递到刮擦片31、帽32和释放杆34a1到a4。更精确地说，当维护马达33在图6中实线箭头示出的方向(顺时针)正常转动时，驱动力通过行星齿轮35和齿轮37传递到凸轮体202上。因此凸轮体202在逆时针方向转动。刮擦片31利用片提升机构进行垂直运动。当维护马达33进一步在顺时针方向正常转动时，帽39利用帽提升机构进行垂直运动。当维护马达33更进一步在顺时针方向转动时，释放杆34a1到a4利用释放杆提升机构进行垂直运动。操作开关阀201使之与维护马达33的顺时针转动对应。当帽32被提升时，将开关阀201转换到使得帽32与真空泵200连通的位置，当释放杆34a1到a4被提升时，将开关阀转换到使得空气排出管28a1到a4与真空泵200连通的位置。

另一方面，在行星齿轮35与齿轮36啮合的时候驱动力从维护马达33传递到真空管200。也就是说，当维护马达33在图6中虚线箭头示出的方向(逆时针方向)反向转动时，驱动力通过行星齿轮35和齿轮36传递到真空泵200。与维护马达33的转动对应，驱动真空泵200在虚线箭头示出的方向(顺时针方向)转动。

刮擦片31、帽32、维护马达33和帽提升机构构成了墨抽吸装置。维护马达33、释放杆提升装置和释放杆34a1到a4构成了空气排出装置的一部分。

下面描述喷墨打印机4的供墨单元12的结构。

在供墨单元12前侧，黑色墨墨盒40、青色墨墨盒41、洋红色墨墨盒42和黄色墨墨盒43以这个顺序从左侧开始依次放置。如图2和3所示，在各个墨盒40到43的墨盒壳体中，柔性薄膜件40a到43a大致分别充满各个墨盒40到43的墨盒壳体。这些薄膜件40a到43a将墨盒内部分别分成墨盒下部的墨贮藏处40b到43b和墨盒上部的空气室40c到43c。墨贮藏处40b到43b贮藏各种颜色的墨。大气中的空气能够流入空气室40c到43c。黑色墨BI、青色墨CI、洋红色墨MI和黄色墨YI分别贮藏在墨盒40到43的墨贮藏处40b到43b中。

如图2、3和7所示，在安装墨盒40到43的安装部分的背侧，分别放置墨针44使得它们向前伸出。墨针的尾端分别通过对应的供墨管45到48与打印头23P连接。供墨管45和46捆绑在一起在它们的中间部分一根管靠在另一根管上面。供墨管47和48以类似的形式捆绑在一起。

如图3所示，打印头23P放置的位置比墨盒40到43高，它们之间具有压力头差H。当墨盒40到43分别安装在预定安装部分上时，墨针44的前端分别插入薄膜件40a到43a的后端部分并且到达墨贮藏处40b到43b。通过对应的供墨管45到48将各种颜色的墨BI、CI、MI和YI提供给打印头23P。因此，墨BI、CI、MI和YI通过供墨管45到48充入喷嘴23n，即打印头23P的喷嘴系列23a到23d。由于压力头差H所产生的负压，在每个喷嘴23n中形成朝向喷嘴23n内部的、具有很好形状的新月形液面。

下面描述喷墨打印机4的压缩空气供应单元(压缩空气产生装置)13。

如图2和7所示，驱动由隔膜泵构成的空气泵55的驱动马达50放置在墨盒40中的左侧。在这个驱动马达50下面，具有底壁的内部齿轮51被支撑轴52可转动地支撑着。连在驱动马达50的驱动轴上的小齿轮53与内部齿轮51啮合。在内部齿轮的底壁上整体形成了偏心凸轮51b。小齿轮53与内部齿轮51的齿数比是1∶4。偏心凸轮51b可滑动地嵌入形成在连杆54右端(图8的右端)附近的连接孔54a中，如图8所示，在那里具有预定间隙(GAP)。连杆54的端部54b连接空气泵55的隔膜56。

连杆54形成得足够长使得即使连杆在最右侧(图8的右侧)(在图8中示出的位置)，它的端部54b也能够向左推动隔膜56大约1到2mm。由于被推隔膜56的排斥力，对连杆54施加了向右的力并且偏心凸轮51b被压向连接孔54a的左侧。因此，在偏心凸轮51b和连接孔54a壁之间的间隙GAP形成在连接孔54a的右侧。

当连杆54由于偏心凸轮51b的转动在其它的位置时，连杆54进一步向左推隔膜56。更大的向右侧的排斥力施加给连杆54并且偏心凸轮51b被压向连接孔54a的左侧。在偏心凸轮51b和连接孔54a壁之间的间隙GAP以类似的形式形成在连接孔54a的右侧。简短地说，偏心凸轮51b被压向连接孔54a的左侧，并且在偏心凸轮51b和连接孔54a壁之间的间隙GAP总是形成在连接孔54a的右侧。

因此，在这个实施例中，当驱动空气泵时，不会由于偏心凸轮51b碰撞连接孔54a的不同部分而产生噪音。

在内部齿轮51的上端整体形成了具有一个狭缝的凸缘51a。放置由光断续器构成的编码器62来探测这个凸缘51a的狭缝(参考图11)驱动马达50每完成四次转动，空气泵55做一次往复运动。在空气泵55的一次往复运动中，从编码器62输出一个探测脉冲信号到控制装置70。

在压缩空气供应单元13中，放置一个电热调节器82来探测空气泵55的环境温度(参考图11)。

进口阀和出口阀放置在空气泵55上(未示出)。如图7和9所示，柔性空气供应管57(例如它的内径大约1mm)连接到与出口阀连通的排出管55a上。以预定间隔在空气供应管57上安装了四个分支件58。在每个分支件58的分支端上安装了一个由卷簧59弹性偏置的压合垫60。在每个压合垫60上给空气通道设置一个连通孔。

如图9所示，通气孔61通过一个分支件58连接到空气泵55的排出管55a上(参考图7和图11)。通气孔61具有缩小的通道，与空气供应管57的内径相比，它的直径(例如大约0.5mm)足够小。通气孔61总是通过缩小的通道与大气空气连通。因此，当墨盒40到43分别安装到预定安装位置时，从空气泵55提供给空气供应管57的压缩空气通过压合垫60提供给墨盒40到43的空气室40c到43c。

如图7所示，与分支件58连接的空气供应管57被分成连接向黑色墨盒40和青色墨盒41提供压缩空气的分支件58的空气供应管57a，和连接向洋红墨盒42和黄色墨盒43提供压缩空气的分支件58的空气供应管57b。由于黑色墨盒40比其它墨盒41到43宽，空气供应管57a比空气供应管57b略长一些。为了在装配时避免混淆空气供应管57a和57b，各个管有不同的颜色。例如，空气供应管57a是兰色的，而空气供应管57b是白色的。这能够帮助有效地装配。

当没有操作空气泵55时，大气压力通过空气供应管57和通气孔61影响空气室40c到43c。当在维护过程中驱动并转动驱动马达50时，隔膜56利用小齿轮53、内部齿轮51和偏心凸轮51b从一侧到另一侧往复运动。因此，操作空气泵55并且产生压缩空气。在下面将要描述的空气排出过程中压缩空气的压力是P1(大约1765.197Pa(180mmAq))(在高压模式)，在墨抽吸过程中是P2(大约931.63175Pa(95mmAq))(在低压模式)。两个压力都设定到不会损坏新月形液面的值。

当在墨抽吸过程中压缩空气影响墨盒40到43的空气室40c到43c时，压缩空气抵消压力头差H给出的负压。因此，墨从每个喷嘴的前端膨胀(参考图10B到10D)。为了将被调节的压力，空气泵55产生的压缩空气从通气孔61排出。根据驱动马达50的转速和环境温度设定空气供应管57中的空气压力。

如图11B所示，通气孔61是一个水平孔，它具有檐61a以防止操作中所引起的污物、灰尘和脏东西玷污通气孔61。如图11C所示，檐61a形成在通气孔61的顶表面和底表面并且它的侧部被切下，这个图从前面示出了通气孔61(从图11B的右侧)。由于具有切掉的部分，即使有时压到它的前表面也不会阻塞通气孔61。另外，覆盖通气孔61顶表面的檐61a能够防止它上面的污物或尘土掉下堵塞通气孔61的出口。

第三，下面描述多功能设备1的控制系统。

如图1 2所示，多功能设备1的控制装置70包括一个计算机，它包含CPU 71、ROM 72和RAM 73；一个ASIC(特定用途集成电路)74；一个调制解调器75和一个NCU(网络控制单元)76，它们通过电话线与外部通信；一个面板接口77；一个存储器接口78；一个并行接口79；一个USB接口80；和一个用来传输数据的总线81。控制装置70的这些组件分别连接目标装置。实现多功能设备1各种前述功能的控制程序存储在ROM 71中。RAM 72由第二电池供电并且保存储存的信息。

维护机构单元11的维护马达33通过驱动电路33a与总线81连接。压缩空气产生机构的泵驱动马达(DC马达)50通过驱动电路50a与总线81连接，而驱动电路51a则用PWM(脉冲宽度调制)控制马达速度。探测空气泵55的环境温度的电热调节器82通过A/D转换器82a与总线81连接。探测空气泵55往复运动的编码器62与总线81连接。

多功能设备1的操作板83和它的LCD(液晶显示屏)84连接到面板接口77上。第一、第二和第三狭槽85到87连接到存储器接口78。第一、第二和第三外部存储器单元85a到87a(如Compact Flash、Smartmedia、和Memory Stick)将可分离地插入第一、第二和第三狭槽85到87中。用于传输数据的并行电缆连接并行接口79。用于传输数据的USB电缆连接USB接口80。

第四，下面概述由喷墨打印机4的维护机构单元11所执行的从打印头23P中将墨抽出的过程(墨抽吸过程)。

当四个墨盒40到43分别安装到示于图2的预定位置时，墨针44的前端插入薄膜件40a到43a的后端并且到达墨贮藏处40b到43b。墨贮藏处40b到43b内的墨BI、CI、MI和YI通过各个供墨管45到48提供给打印头23P，并且充满打印头23P的喷嘴系列23a到23d中的每个喷嘴23n。

如图10A所示，在每个喷嘴23n的前端，由压力头差H产生的负压形成了新月形液面，它向喷嘴内部弯曲并且适于打印。应该注意在图10中，在喷嘴系列23a和23b中只示出了一个喷嘴23n。

为了操作墨抽吸过程，打印头23P移动到示于图2的维护位置。随后在顺时针方向正常转动维护马达33，将帽32提起到操作位置使得帽32紧紧盖住打印头23P。

然后驱动泵驱动马达50。当驱动空气泵55时，空气泵55在预定压力P2压缩的压缩空气(大约931.63175Pa(95mmAq))通过空气供应管57影响各个墨盒40到43的空气室40c到43c。空气压力P2比在下面描述的空气排出过程的空气压力P1低。压缩空气供应单元13处于低压模式。

经过预定时间后(例如5秒)，压缩空气的空气压力P2影响墨贮藏处40b到43b内的墨BI、CI、MI和YI。墨从喷嘴23a到23d系列的各个喷嘴23n的前端膨胀(完成压力清除的状态)。在这个状态，通过反向转动维护马达33操作真空泵200能够将墨从喷嘴23n中抽出。因此能够在帽32中的压力非负时进行墨抽吸过程。

经过预定时间后，正常转动维护马达33将紧紧盖住的帽32从打印头23P上移开并且将刮擦片31升到图10C示出的操作位置。

当进行这个操作时，帽32中的压力是非负的。于是附在喷嘴23n周围其它颜色的墨和空气都不进入喷嘴23n。这样在进行打印时就一定能够防止颜色混合在一起和缺少一些颜色。在这个状态，如图10D所示，向左移动打印头23P并且利用刮擦片31在打印头23P的头部表面进行刮擦。因此，驱动维护马达33降低刮擦片31到等待位置，并且停止驱动泵马达50。

当刮擦片31进行刮擦时压缩空气仍然影响喷嘴23n。。于是刮擦片31刮擦下来的墨不进入其它喷嘴23n。当消除了影响每个喷嘴23n的压缩空气的空气压力后，如图10E所示在每个喷嘴23n上形成了新月形液面，它向喷嘴23n内部弯曲并且适于打印。在完成这个维护过程后，执行对应于打印数据的打印过程。在馈纸器2馈送来的纸张上精细打印彩色图像。

如上所述，当执行作为维护过程的墨抽吸过程时，空气泵55产生的空气压力P2下的压缩空气影响每个喷嘴23n。因此，当在墨真空过程后执行打印时，可以杜绝颜色混合或者缺少颜色。

第五，下面概述由喷墨打印机4的维护机构单元11所执行的排出供墨管45到48中和打印头23P中积累的空气的过程(空气排出过程)。

在空气排出过程中，打印头23P首先移动到示于图2的维护位置。因此驱动空气泵55。压缩到预定压力P1的压缩空气(大约1765.197Pa(180mmAq))从空气泵55通过空气供应管57提供到墨盒40到43的空气室40c到43c中。空气压力P1比墨抽吸过程的空气压力P2高。压缩空气供应单元13处于高压模式。

经过预定时间后(例如大约5秒)，压缩空气的空气压力P1影响墨贮藏处40b到43b内的墨BI、CI、MI和YI。在打印头23P中的各个墨供应通道也受压。

因此，正常转动维护马达33提升维护机构单元11的释放杆34a1到a4。阀杆28c1到c4被相应推起。停止阀28b1到b4的上部28d1到d4也被推起。在停止阀28b1到b4的上部28d1到d4和下部28f1到f4之间形成了间隙来打开空气排出管28a1到a4(参考图5)。

因此，在打印头23P的墨供应通道中被压缩空气压缩的积累空气通过空气排出管28a1到a4被排出。

在这个状态，反向转动维护马达33来间歇性地转动真空泵200，例如每转动一次具有1秒的空转时期。这样真空泵200将泄露出来并且通过空气排出管28a1到a4的墨和积累的空气一起通过开关阀201抽出。

当完成排出空气后，维护马达33再次正常转动预定次数来降低释放杆34a1到a4。随后弹簧28e1到e4向下推动停止阀28b1到b4的上部28d1到d4。通过上部28d1到d4压下部28f1到f4，关闭了停止阀28b1到b4。

停止空气泵55以终止对每种颜色墨供应通道的施压。

第六，下面参考图1 3的流程图和图14的操作次序图描述本实施例的喷墨打印机4所进行的维护方法的过程。图14的操作次序图示出了当连续执行步骤110到160的空气排出过程和步骤170到210的墨抽吸过程的次序，将在下面描述步骤110到160。

在维护过程之前(例如在将空气泵55安装到喷墨打印机4中之前)，需要得到空气泵55的功率。更精确地说，需要得到空气泵55的关联特性，即驱动马达50的转速和空气泵55产生的空气压力之间的关系。

在维护过程之前还需要得到与温度相关联的特性，它显示空气泵55环境温度和空气泵功率之间的联系。更精确地说，温度关联特性显示出当在预定转速(用在空气排出过程中的转速)驱动驱动马达50预定时间后，空气泵55的环境温度和标准空气泵(与空气泵55具有相同的类型并且具有平均水平的功率)所产生的空气压力之间的关系。

在维护过程的步骤100确定出是否将执行空气排出过程。具体地说，当用户利用操作板83输入进行空气排出过程的命令时，就提供一个肯定判定，即确定出要执行空气排出过程(是)，并且过程前进到步骤S110。另一方面，当用户不利用操作板83输入进行空气排出过程的命令时，就提供一个否定判定，即确定出不要执行空气排出过程(否)，并且过程前进到步骤S170。

在步骤100，当达到预定条件时也可以给出肯定判定。例如，如果上次执行空气排出过程已经经过了一段时间(如1个月)就能够给出肯定判定。当不满足预定条件时就给出否定判定。

在步骤110，为了使得排出的空气量在空气排出过程中是一定量，根据空气泵55的功率和环境温度设定连续驱动时间(即连续驱动驱动马达50的时间)。

具体地说，通过将实际安装在喷墨打印机4中的空气泵55的功率应用到前面得到的空气泵55的关联特性中，计算出在以预定转速(如在标准温度(例如25℃)用标准空气泵产生空气压力P1的转速)驱动驱动马达50时空气泵55所产生的空气压力。估计出用上面得到的空气压力排出预定量空气(如0.15cc)所需要的驱动马达50的连续驱动时间。可以事先准备例如空气压力和排出预定量空气所需要的连续驱动时间之间的校准曲线并且在这些计算中使用。

由于在预定温度(用来得到空气泵55的关联特性的温度)得到象上面那样计算出来的连续驱动时间的估计值，需要根据空气泵55的环境温度进行修正。具体地说，为了得到由于温度变化空气泵55所产生的空气压力变化(与在预定温度得到的值相比)，将电热调节器82探测到的空气泵55附近的温度应用到前面得到的温度关联特性中。根据变化范围能够进行修正。例如，如果温度的影响使得空气压力减少，修正连续驱动时间使它长一些。与之相反，如果空气压力增加，修正连续驱动时间使它短一些。

在步骤120，对驱动马达50的驱动开始于时间T0(图14)，并且开始空气泵55的空气供应。各个墨盒40到43的空气室40c到43c膨胀。因此墨贮藏处40b到43b内的供墨通道受压，并且进一步打印头23内的供墨通道受压。在时间T1，供墨通道内的压力达到一定的压力(P1)。压力P1比墨抽吸过程的压力P2(将在后面描述)高。压缩空气供应单元13处于高压模式。

步骤120中驱动马达50的转速是前面为空气排出设定的转速(空气排出的转速)。只要在这个转速驱动空气泵55时空气泵55所产生的噪音比使用环境所允许的噪音低，就将它固定在尽可能高的转速。

在步骤130，将打印头23P移动到图2示出的维护位置，并且开始排出积累在供墨通道中的空气。具体地说，在时间TI和T2之间，升高维护机构单元11的释放杆34a1到a4以打开空气排出管28a1到a4的停止阀28b1到b4。

由于在步骤120打印头23P的供墨通道已经受压，打印头23P的供墨通道中的积累空气从空气排出管28a1到a4中排出(参考图5)。

在步骤140，确定出从步骤130开始空气排出到现在是否已经经过了预定时间。如果确定为是，过程前进到步骤S150。如果确定为否，过程停留在步骤140。

在步骤150，停止从打印头23P的空气排出。即在时间T3，降低维护机构单元11的释放杆34a1到a4以关闭空气排出管28a1到a4的停止阀28b1到b4(参考图5)。

在步骤160，在时间T3停止驱动马达50终止从空气泵55的空气供应。简短地说，停止对供墨通道的加压。因此，在时间T4提供给供墨通道的压力变为0。应该注意步骤110到160是空气排出过程的步骤。

同时如果在步骤100中的判定为否，过程前进到步骤170。在步骤170，确定是否执行墨抽吸过程。

具体地说，当用户使用操作板83输入执行墨抽吸过程的命令时，就得到肯定判定(是)，并且过程前进到步骤180。另一方面，当用户不使用操作板83输入执行墨抽吸过程的命令时，就得到否定判定(否)，并且过程前进到步骤220。

在步骤170，当满足预定条件时(例如已经有一段时间没有使用喷墨打印机4)也可能给出肯定判定。当不满足预定条件时也能够给出否定判定。

在步骤180，根据空气泵55的功率和环境温度设定驱动马达50单位时间的转速，从而空气泵55在墨抽吸过程中产生的空气压力稳定在压力P2。目标压力P2比在空气排出过程中产生的空气压力P1低。压力P2等价于低压模式的空气压力。

具体地说，通过将实际安装在喷墨打印机4中的空气泵55所想要产生的空气压力(P2)应用到前面得到的空气泵关联特性中，估计出需要产生空气压力P2的驱动马达50的转速。

由于上面估计出的转速是在预定温度(用来得到空气泵关联特性的温度)下得到的值，需要根据空气泵55的环境温度进行修正。具体地说，为了得到由于温度变化空气泵55所产生的空气压力变化(与在预定温度得到的空气压力相比)，将电热调节器82探测到的空气泵55附近的温度应用到前面得到的温度关联特性中。根据变化范围修正转速。例如，如果温度的影响使得空气压力减少，修正转速使它高一些。与之相反，如果空气压力增加，修正转速使它低一些。

在步骤190，将打印头23P移动到图2示出的维护位置。在时间T4和T5之间，升高维护机构单元11的帽32以紧紧盖住打印头23P(如图10B所示)。在时间T5，真空泵200开始在每个喷嘴23n进行墨抽吸过程。真空泵200给出的负压在时间T6达到一定的压力。

在步骤200，在时间T6以在步骤180中设定的转速开始驱动驱动马达50以开始空气泵55的空气供应。随后，墨盒40到43的空气室40c到43c分别膨胀。墨贮藏处40b到43b和打印头23P中的供墨通道随后受压。

在时间T7，停止真空泵200的抽吸。在时间T7和T8之间，降低帽32使得它与打印头23P分开。

在步骤210，在时间T8到T9之间，将打印头23P从维护位置向左移动并且用刮擦片31刮擦打印头表面(参考图10D)。随后降低刮擦片31到等待位置。

在时间T9停止在步骤120开始的由空气泵55执行的压缩空气供应过程。

步骤180到210和160的过程是墨抽吸过程的过程。

同时，如果在步骤170判定为否，过程前进到步骤220。在步骤220，以与步骤180同样的方式设定驱动马达50的转速。

在步骤230，以与步骤200同样的方式开始空气泵55的空气供应。

在步骤240，以与步骤210同样的方式用刮擦片31刮擦打印头23P的头部表面。

最后，下面描述使用喷墨打印机4和本实施例的维护方法所实现的效果。

在本实施例中，空气泵55在墨抽吸过程中产生的空气压力P2设定得比空气泵55在空气排出过程中所产生的空气压力P1低。

这样能够最合适地分别为空气排出过程和墨抽吸过程设定空气压力，即在空气排出过程中需要较高空气压力，而在墨抽吸过程需要较低空气压力。

换言之，与在维护方法中两个过程具有同样的空气压力相比，不会产生以下缺点，例如在空气排出过程中由于空气压力太低引起的在供墨通道中积累空气的空气排出不足或空气排出需要过长的时间等。

另外，在墨抽吸过程中不会发生由于空气压力太高而发生从打印头23P的不必要墨泄露。

在本实施例中，在空气排出过程中根据空气泵55的环境温度和功率来控制空气泵55的操作时间。即使温度变化了或者作为空气泵55安装了不同的空气泵，在空气排出过程中从打印头23P的供墨通道排出的空气量也能够一样。

因此不会发生从打印头23P排出的空气不足或者由于排出过多空气使得大量墨和空气一起泄露。

在本实施例中，在空气排出过程中将驱动空气泵55的驱动马达50的转速设定在预定速度。这样，驱动马达50的转速不会变得过大，但是如果在某个维护方法中驱动马达50的转速根据空气泵55的环境温度或功率变化时，驱动马达50的转速就会变得过大。因此这可以减少驱动马达50产生的噪音。

在本实施例中，在墨抽吸过程中设定驱动马达50的转速使得空气泵55产生的空气压力稳定在空气压力P2。

因此，当在墨抽吸过程中供墨通道在空气压力P2下受压时，如图10B到10D所示，墨从打印头23P的喷嘴23n中合理地膨胀。

如果在维护方法中不调节空气泵55所产生的空气压力，空气压力就不足以使得墨从喷嘴23n中膨胀出来或者膨胀得太厉害使得大量墨从喷嘴23n中泄露出来。但是，这里不会发生这些情况。

因此，在本实施例中，能够正确清理打印头23P的底表面并且能够防止喷嘴23n的堵塞和不必要的墨泄露。

在本实施例中，当在墨抽吸过程中的时间T7结束墨抽吸时，空气泵55对供墨通道继续施压(参考图14)。这样在完成墨抽吸后如果帽32与打印头23P分开，能够防止墨进入打印头23P的喷嘴23n中。也就是说，在完成墨抽吸后如果帽32与打印头23P分开，墨不从喷嘴23n出口的附近消失。因此，在执行墨抽吸过程后总是能够正确进行打印。

在时间T8和T9之间当刮擦片31进行刮擦时，空气泵55对供墨通道继续施压(参考图14)。这样能够防止附在喷嘴23n四周的其它颜色墨或空气进入喷嘴23n。这样就避免在打印中发生墨的混合或者缺少一些颜色。

在本实施例中，在空气排出过程中的时间T1当开始空气排出以清空空气排出管28a1到a4时(当启动空气排出装置时)，压缩空气供应单元13(压缩空气产生装置)的空气泵55已经正在加压供墨通道(参考图14)。

这能够防止空气从外部进入打印头23P，或者与其它颜色混合的墨和已经从打印头23P排出到空气排出管28a1到a4的墨返回到打印头23P中。

因此，在本实施例的空气排出过程中不会发生墨玷污。

在本实施例的压缩空气供应单元13中，放置在驱动马达50下面的内部齿轮51的凸缘51a上只设有一个狭缝(参考图8)。因此在空气泵55的一次往复运动中编码器62只输出一个脉冲信号。空气泵55产生的空气压力脉冲范围(空气压力在一个循环中的变化范围)能够较小。

换言之，如果在凸缘51a上有多个狭缝并且编码器62在空气泵55的一次往复运动中输出多个信号，由于这些多个信号用来控制驱动马达50的转动，驱动马达50的速度在空气泵55的一次往复运动过程中保持恒定速度。当连杆54在这种情况下推空气泵55时，空气泵55产生的空气压力以脉冲方式变得较高。

与上面描述的情况相反，如果在凸缘51a上只设有一个狭缝并且编码器62在空气泵55的一次往复运动中只输出一个信号，那么与本实施例类似，在空气泵55的一次往复运动中驱动马达50的速度改变。当空气泵55的负载较大时(当连杆54推空气泵55时)，驱动马达50的速度慢下来。当空气泵55的负载较小时(当连杆54不推空气泵55时)，驱动马达50的速度增加。

由于在本实施例中当产生空气压力时(当连杆54推空气泵55时)，驱动马达50的速度慢下来，在那时所产生的空气压力脉冲最大值变得较小。因此，在本实施例中空气泵55产生的空气压力脉冲波动能够较小。

另外，如图8所示，设定狭缝位置使得在偏心凸轮51b段的负载变得最小。每次转动时速度波动能够是可能情况下的最小。因此，能够稳定空气压力。

因此，在本实施例中，墨不会由于空气压力的脉动从打印头23的喷嘴23n中泄露出来或者不会进入喷嘴23n。

应该理解本发明不限于上面描述的实施例，并且在本发明的范围内还可能有其它的改进和变化。

Claims (17)

1.一种喷墨打印机，包括：

墨盒，它们保存通过供墨通道提供给打印头的墨；

一个压缩空气产生装置，它产生提供给墨盒的压缩空气，

一个空气排出装置，它用压缩空气排出积累在供墨通道中的空气；和

一个墨抽吸装置，它将墨从打印头中抽出，

其中压缩空气产生装置包括产生压力为预定压力P1的压缩空气的高压模式，和产生压力为P2的压缩空气的低压模式，压力P2比压力P1低，

其中当使用空气排出装置时，压缩空气产生装置适合处于高压模式，当使用墨抽吸装置时，压缩空气产生装置适合在低压模式来加压墨，并且

在使用墨抽吸装置时，压缩空气产生装置至少在结束墨抽吸时加压墨。

2.如权利要求1所述的喷墨打印机，其中在操作压缩空气产生装置时适合使用空气排出装置。

3.如权利要求1所述的喷墨打印机，

其中压缩空气产生装置由一个空气泵和一个驱动空气泵的驱动马达构成，并且

当使用空气排出装置时，驱动马达的转速保持在恒定速度，并且根据空气泵的功率控制驱动马达的驱动时间。

4.如权利要求3所述的喷墨打印机，其中根据驱动马达转速和空气泵产生的空气压力之间的关联特性确定空气泵的功率。

5.如权利要求3所述的喷墨打印机，其中进一步根据空气泵的环境温度来控制驱动时间。

6.如权利要求3所述的喷墨打印机，其中在使用墨抽吸装置时，根据空气泵的功率控制驱动马达的转速。

7.如权利要求6所述的喷墨打印机，其中根据驱动马达的转速和空气泵产生的空气压力之间的关联特性确定空气泵的功率。

8.如权利要求6所述的喷墨打印机，其中进一步根据空气泵的环境温度来控制转速。

9.如权利要求1所述的喷墨打印机，其中在使用墨抽吸装置时，在结束对墨的抽吸后并且在压缩空气产生装置对墨进行加压时进行擦拭操作。

10.如权利要求1所述的喷墨打印机，其中当从结束对墨的抽吸后经过预定的时间段时结束对墨的加压。

11.一种喷墨打印机的维护方法，包括以下步骤：

使用由空气泵和驱动空气泵的驱动马达构成的压缩空气产生装置排出积累在喷墨打印机供墨通道中的空气；和

将墨从喷墨打印机的打印头中抽出，

其中当进行空气排出过程时，将压缩空气产生装置产生的压缩空气的压力设定在预定压力P1，

当进行墨抽吸过程时，将压缩空气产生装置产生的压缩空气的压力设定在压力P2来加压墨，压力P2比压力P1低，并且

在使用墨抽吸装置时，压缩空气产生装置至少在结束墨抽吸时加压墨。

12.如权利要求11所述的喷墨打印机的维护方法，其中在空气排出步骤，驱动马达的转速保持在恒速并且根据空气泵的功率控制驱动马达的驱动时间。

13.如权利要求12所述的喷墨打印机的维护方法，其中进一步根据空气泵的环境温度控制驱动时间。

14.如权利要求11所述的喷墨打印机的维护方法，其中在墨抽吸步骤，根据空气泵的功率控制驱动马达的转速。

15.如权利要求14所述的喷墨打印机的维护方法，其中进一步根据空气泵的环境温度控制转速。

16.如权利要求11所述的喷墨打印机的维护方法，其中在使用墨抽吸装置时，在结束对墨的抽吸后并且在压缩空气产生装置对墨进行加压时进行擦拭操作。

17.如权利要求11所述的喷墨打印机的维护方法，其中当从结束对墨的抽吸后经过预定的时间段时结束对墨的加压。

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