專(zhuān)利名稱(chēng)：具有過(guò)度溫升保護(hù)功能的記錄設(shè)備和方法
本申請(qǐng)是第95109656.7號(hào)申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種記錄設(shè)備和方法。更具體地說(shuō)，涉及溫度控制和相關(guān)的方法，特別是記錄設(shè)備中的過(guò)度溫升的保護(hù)。
在打印機(jī)，復(fù)印機(jī)和傳真機(jī)中所使用的記錄設(shè)備通常是在記錄介質(zhì)上，例如紙或塑料薄膜上按照記錄信息記錄包含點(diǎn)陣圖形的圖象。這些記錄設(shè)備按照記錄系統(tǒng)區(qū)分，可以分為噴墨系統(tǒng)，點(diǎn)陣系統(tǒng)，熱轉(zhuǎn)印系統(tǒng)和激光束系統(tǒng)。噴墨系統(tǒng)記錄設(shè)備通過(guò)在記錄頭中的排放口(出口或小孔)排放墨滴(記錄液)并落在記錄介質(zhì)上以便記錄圖象。由于噴墨打印機(jī)能夠滿(mǎn)足高速，高清晰度，高質(zhì)量和低噪音記錄的總體要求，所以得到了廣泛的應(yīng)用。
作為滿(mǎn)足上述要求的通常的結(jié)構(gòu)，要使用較高的頭驅(qū)動(dòng)頻率和大量的記錄元件，提供到記錄頭的能量顯著增加。
具體地說(shuō)，在噴墨系統(tǒng)中，要利用熱能在墨中產(chǎn)生氣泡，以便排墨。這種趨勢(shì)是顯著的。例如，在記錄設(shè)備中，用于固定記錄頭的部件，墨盒，用于供墨及通過(guò)施加能量而產(chǎn)生熱量的部件，當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率加倍而這些部件的容積和表面積保持固定的話(huà)，需要施加大約兩倍的能量。當(dāng)排墨口加倍時(shí)，也需要施加兩倍的能量。在實(shí)際當(dāng)中，當(dāng)記錄元件或排墨口增加時(shí)，靠近排墨口的容積增加，而其它部件的容積和表面積并不顯著增加。因此，在上述情況下，需要大約4倍的能量加到大體恒定的容積和表面積上。
在這種情況下，對(duì)于利用熱能的噴墨系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，大約幾十個(gè)百分點(diǎn)的施加的能量被以排墨的動(dòng)能和因排墨生熱的形式排出記錄頭。因此，施加4倍的能量，在記錄頭中產(chǎn)生大約兩倍的溫升。
但是，在這種記錄頭中的這種溫升產(chǎn)生下面兩個(gè)問(wèn)題。
第一個(gè)問(wèn)題是由于記錄頭的溫度升高到大約溫升的兩倍。
例如，當(dāng)記錄設(shè)備在環(huán)境溫度為30℃時(shí)處于相對(duì)較高記錄負(fù)荷時(shí)，由于記錄設(shè)備中的電源，馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器的溫升可以使設(shè)備的溫度上升大約10℃。在這種情況下，如果使用較低驅(qū)動(dòng)頻率和較少排墨口的記錄頭，即使在全打印和100％記錄負(fù)荷的情況下，溫度上升大約25℃，但是，當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率加倍，記錄頭的排墨口加倍的話(huà)，溫升也加倍，即大約50℃。加上環(huán)境溫度和溫升，對(duì)于較低驅(qū)動(dòng)頻率和較少排墨口，記錄頭的溫度大約為65℃，對(duì)于高驅(qū)動(dòng)頻率和較大數(shù)目排墨口的情況下，溫度大約為90℃。當(dāng)記錄頭的溫度達(dá)到大約90℃時(shí)，容易發(fā)生排墨故障。此外，在可更換型記錄設(shè)備中，用戶(hù)可能會(huì)觸摸記錄頭，因此應(yīng)當(dāng)注意防止當(dāng)記錄頭溫度較高時(shí)用戶(hù)觸摸記錄頭。
第二個(gè)問(wèn)題關(guān)于記錄頭的中斷狀態(tài)。
如上所述，當(dāng)記錄頭的溫度根據(jù)狀態(tài)可達(dá)到90℃。在這種情況下，即使4倍的能量被加到記錄頭，溫升大約為2倍，由于幾十個(gè)百分點(diǎn)的能量當(dāng)排墨時(shí)以動(dòng)能和熱能從記錄頭排出。但是，盡管當(dāng)排墨時(shí)的情形如上所述，當(dāng)墨盒空了而無(wú)法排墨或氣泡處于供墨通路上阻止供墨時(shí)，則發(fā)生所謂的記錄頭無(wú)墨驅(qū)動(dòng)的空加熱狀態(tài)。
在這種情況下，由于施加了4倍的能量而沒(méi)有墨排出，用于排墨的能量引起記錄頭的溫度突然的上升，使得記錄頭的溫度達(dá)到一百幾十度。結(jié)果，記錄頭的塑料部件超過(guò)熱變形溫度而產(chǎn)生變形，粘結(jié)部分由于突然溫度膨脹而脫落或加熱器附近的墨燒焦而使加熱器不能繼續(xù)工作。
噴墨系統(tǒng)固有的中斷模式與傳統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)印系統(tǒng)或點(diǎn)陣系統(tǒng)的中斷模式不同，其中，由于連續(xù)記錄，溫度緩慢上升，引起由記錄頭單元的熱容量確定的溫度過(guò)分升高造成的中斷。這種中斷模式的存在使得用于傳統(tǒng)中斷模式的各種對(duì)應(yīng)方法的解決變的很困難。
本發(fā)明的目的是提供一種記錄設(shè)備的方法，可以防止導(dǎo)致記錄頭中斷的溫度過(guò)度突然升高。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種記錄設(shè)備的方法，可以防止用戶(hù)觸摸處于高溫的記錄頭。
為了取得上述目的，本發(fā)明提供了一種利用可更換記錄頭在記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄的記錄設(shè)備，包括用于獲取記錄頭溫度信息的獲取裝置，確定裝置，用于確定由所述獲取裝置獲取的記錄頭的溫度得出的記錄頭溫度值是否高于預(yù)定值，模式設(shè)定裝置，用于當(dāng)所述確定裝置確定記錄頭的溫度高于預(yù)定的值時(shí)設(shè)定禁止更換所述記錄頭操作的模式。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種利用可更換記錄頭在記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄的記錄設(shè)備，包括用于獲取記錄頭溫度信息的獲取裝置，確定裝置，用于確定由所述獲取裝置獲取的記錄頭的溫度得出的記錄頭溫度值是否高于一個(gè)以溫度表示的預(yù)定值，在該溫度，使得記錄頭移動(dòng)記錄一行過(guò)程中的小于一個(gè)最大溫升，而使記錄頭得到保護(hù)，控制裝置，用于當(dāng)所述的確定裝置確定所述記錄頭的溫度值高于預(yù)定電平時(shí)減少單位時(shí)間提供給一個(gè)記錄行的能量。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種利用可更換記錄頭在記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄的記錄方法，包括用于獲取記錄頭溫度信息的步驟，用于確定由所述獲取裝置獲取的記錄頭的溫度得出的記錄頭溫度值是否高于預(yù)定值的步驟，用于當(dāng)所述確定裝置確定記錄頭的溫度高于預(yù)定的值時(shí)設(shè)定禁止更換所述記錄頭操作的模式的步驟。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種利用可更換記錄頭在記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄的記錄方法，包括用于獲取記錄頭溫度信息的步驟，用于確定由所述獲取裝置獲取的記錄頭的溫度得出的記錄頭溫度值是否高于一個(gè)以溫度表示的預(yù)定值的步驟，在該溫度，使得記錄頭移動(dòng)記錄一行過(guò)程中的小于一個(gè)最大溫升，而使記錄頭得到保護(hù)，用于當(dāng)所述的確定裝置確定所述記錄頭的溫度值高于預(yù)定電平時(shí)減少單位時(shí)間提供給一個(gè)記錄行的能量的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)記錄頭達(dá)到預(yù)定溫度之上相對(duì)高的溫度，記錄頭的更換被禁止。此外，當(dāng)記錄頭處于高溫時(shí)，記錄頭的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷減少。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的噴墨記錄設(shè)備的控制程序的方框圖。
圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中的用于確定記錄負(fù)荷的記錄范圍。
圖3顯示了本發(fā)明的實(shí)施例的噴墨記錄設(shè)備的透視圖。
圖4顯示了設(shè)備的頭盒更換禁止模式的透視圖。
圖5顯示了設(shè)備中使用的頭盒的透視圖。
圖6顯示了設(shè)備中使用的記錄頭結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖7顯示了本發(fā)明的實(shí)施例中的頭保護(hù)控制主程序的流程圖。
圖8包括圖8A和圖8B，顯示了程序的頭保護(hù)順序的流程圖。
圖9顯示了頭保護(hù)順序中溫度過(guò)度升高保護(hù)定時(shí)器清零程序的流程圖。
圖10顯示了溫度過(guò)度升高保護(hù)控制定時(shí)器的刷新程序的流程圖。
圖11顯示了過(guò)度溫升保護(hù)模式的記錄程序的流程圖。
圖12顯示了頭盒更換程序的流程圖。
下面將參照附圖描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
實(shí)施例1在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的防止因噴墨記錄設(shè)備的過(guò)度溫升造成的記錄頭中斷和在記錄頭更換中用戶(hù)保護(hù)程序之前，首先解釋一下打印機(jī)的結(jié)構(gòu)。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的噴墨記錄設(shè)備的控制程序的方框圖。
首先解釋圖1中各個(gè)元件。標(biāo)號(hào)10代表一個(gè)接口，標(biāo)號(hào)11代表一個(gè)門(mén)矩陣，標(biāo)號(hào)12表示一個(gè)ROM，標(biāo)號(hào)13表示一個(gè)動(dòng)態(tài)RAM(以下稱(chēng)為DRAM)，標(biāo)號(hào)14表示用于控制整個(gè)設(shè)備和處理數(shù)據(jù)的MPU，標(biāo)號(hào)15代表一個(gè)頭驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)記錄頭，標(biāo)號(hào)16表示供紙馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)供紙馬達(dá)19，標(biāo)號(hào)17表示用于驅(qū)動(dòng)車(chē)架馬達(dá)20的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。
在上述實(shí)施例中，當(dāng)記錄數(shù)據(jù)從未示出的主機(jī)通過(guò)接口10發(fā)出時(shí)，記錄數(shù)據(jù)通過(guò)門(mén)矩陣11被暫時(shí)存儲(chǔ)在DRAM13中。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)然后由門(mén)矩陣11從光柵數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換成打印圖象數(shù)據(jù)，并由記錄頭18記錄，然后再次存儲(chǔ)在DRAM13中。以這種形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)被DMA在一個(gè)記錄開(kāi)始信號(hào)控制下通過(guò)門(mén)矩陣11傳送到頭驅(qū)動(dòng)器15。于是，墨被有選擇地從記錄頭18上的排墨口排出記錄一幅圖象。在門(mén)矩陣11上設(shè)置了一個(gè)在記錄中對(duì)記錄點(diǎn)計(jì)數(shù)的硬件計(jì)數(shù)器，以便記錄點(diǎn)的數(shù)目能夠被以高速計(jì)數(shù)。車(chē)架馬達(dá)20通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器17被驅(qū)動(dòng)，車(chē)架馬達(dá)再與記錄頭18排墨同步的方式沿著主掃描方向驅(qū)動(dòng)記錄頭18。
在記錄程序中，MPU14以10ms的間隔中斷門(mén)矩陣11讀出用于對(duì)記錄點(diǎn)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。于是，單位時(shí)間記錄的點(diǎn)的數(shù)目，即記錄負(fù)荷被檢測(cè)。更具體地說(shuō)，如圖2所示，假定使用具有128個(gè)噴墨口寬度(圖中的A)的記錄頭并且以6.25KHz的驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行記錄的話(huà)，如果對(duì)于主掃描方向和副掃描方向的解析度相同的話(huà)，車(chē)架馬達(dá)在10ms內(nèi)前進(jìn)63點(diǎn)，于是記錄點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以被計(jì)算出，以確定在該范圍(圖中的B)內(nèi)的記錄負(fù)荷。
圖3顯示了在該實(shí)施例中的打印機(jī)的透視圖。
在圖3中，控制鍵單元106的一個(gè)預(yù)定鍵被操作，指示頭盒104已經(jīng)移到更換位置。標(biāo)號(hào)102表示打印機(jī)主體，標(biāo)號(hào)100表示主單元后側(cè)的ASF自動(dòng)供紙單元以便自動(dòng)供紙。從ASF提供的記錄紙作為記錄介質(zhì)通過(guò)打印機(jī)主單元的中部被送到打印機(jī)主單元的前面，在此期間，從頭盒104上的記錄頭18排墨。利用這種方式，實(shí)現(xiàn)記錄過(guò)程，排出到設(shè)備前面的記錄紙由構(gòu)成前面板101的托盤(pán)接納。
如圖4所示，當(dāng)頭盒104靠近常駐位置時(shí)，其幾乎整個(gè)面積都被遮擋部件103蓋住。特別地，用于安裝和卸下記錄頭的杠桿完全被部件103遮住，使得難以對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。
圖5顯示了頭盒104的透視圖。
頭盒104包括記錄頭18和墨盒223。記錄頭18是通過(guò)將鋁基板200與頂板207按照?qǐng)D6所示結(jié)合形成的。在基板200的一側(cè)，設(shè)置了一個(gè)接觸板201，并通過(guò)柔性電纜213與記錄頭內(nèi)的導(dǎo)線矩陣電連接。標(biāo)號(hào)223代表墨盒，在本實(shí)施例中墨盒包括，一個(gè)黑墨盒223A，和具有蘭綠，品紅和黃色分開(kāi)放置的墨盒223B，所述墨盒是可以更換的。
圖6顯示了圖5所示的噴墨記錄頭的細(xì)節(jié)的截面圖。由硅制成的加熱器板203被粘結(jié)在基板200上。在加熱器板203上通過(guò)半導(dǎo)體薄膜形成工藝形成排墨加熱器204和二極管溫度傳感器206。一個(gè)開(kāi)槽的頂板207被壓制到加熱器板形成公共液體腔208和多個(gè)液體通路209。公共液體腔208形成一個(gè)空間可以暫時(shí)存儲(chǔ)流向供墨路徑212的墨，存儲(chǔ)的墨根據(jù)輸出狀態(tài)分別被送到相應(yīng)的液體通路209。對(duì)于每一種顏色，黑，蘭綠，品紅和黃，多個(gè)液體通路209和相應(yīng)的排墨口210被與附圖平面垂直設(shè)置。
頂板207具有一個(gè)槽用于液體通路公共液體腔，其形狀較為復(fù)雜可以利用精密塑料注模形成。用于頂板的材料可以是注模材料，例如可以是具有較好模鑄特性的聚砜，具有高度耐化學(xué)腐蝕和相對(duì)較高的耐高溫特性。標(biāo)號(hào)205代表由排墨加熱器204產(chǎn)生的熱在墨中產(chǎn)生的氣泡，于是，墨滴211從排墨口210排出。
現(xiàn)在描述防止打印機(jī)的記錄頭的溫升的程序。
圖7顯示了本實(shí)施例的頭保護(hù)控制主程序的流程圖。
在本實(shí)施例的打印機(jī)中，對(duì)記錄頭的各種控制基本上由定時(shí)器中斷完成的。本實(shí)施例的頭保護(hù)控制也基本是由CPU的中斷完成的。即頭保護(hù)控制主程序是利用間隔50ms的中斷執(zhí)行的。該方法由在步驟S1的50ms間隔的中斷開(kāi)始，在步驟S2，從記錄頭18的二極管溫度傳感器206讀出該信號(hào)值。在步驟S3，該信號(hào)值被AD轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字信號(hào)Tdi-℃。在步驟S4，讀出記錄頭18的二極管溫度傳感器206的檢測(cè)值的室溫補(bǔ)償值。該步驟只有當(dāng)需要室溫補(bǔ)償時(shí)，通過(guò)在存儲(chǔ)器從存儲(chǔ)通過(guò)各種已知方法得出的各種值并讀出時(shí)執(zhí)行。在步驟5，所述補(bǔ)償值被加到溫度數(shù)據(jù)產(chǎn)生目前的記錄頭溫度。在步驟S6，處理轉(zhuǎn)到頭保護(hù)程序的子程序，下面通過(guò)結(jié)合圖8A和圖8B詳細(xì)描述。
圖8A和圖8B顯示了步驟S6的頭保護(hù)的子程序的流程。
在步驟S7中，確定記錄頭18的溫度是否高于50℃。如果高于，在步驟S9作出標(biāo)志，當(dāng)鍵盤(pán)操作發(fā)出頭更換請(qǐng)求時(shí)，改變程序到頭更換禁止程序。如果步驟S7中的判定是否定的，頭更換禁止模式標(biāo)志在步驟S8復(fù)位，在步驟S10，確定頭溫度是否高于75℃。如是，在步驟11，過(guò)度溫升計(jì)數(shù)器的內(nèi)容遞增。
在以50ms間隔的中斷，每次檢測(cè)頭溫度高于75℃時(shí)，過(guò)度溫升計(jì)數(shù)器的內(nèi)容即遞增。如果連續(xù)增加4次，在步驟S13檢測(cè)到計(jì)數(shù)結(jié)束，執(zhí)行過(guò)度溫升保護(hù)操作(S14-S16)的分支。這是一個(gè)滯后環(huán)路，只有當(dāng)檢測(cè)到溫度高于75℃的狀態(tài)大于0.2秒時(shí)才確定溫度高于75℃。這樣，可以避免因瞬時(shí)的噪聲或瞬時(shí)的溫升及造成能力的下降而啟動(dòng)保護(hù)操作。
如果在步驟S10確定溫度低于75℃，過(guò)度溫升計(jì)數(shù)器在步驟S12復(fù)位。
在步驟S13，如果計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)為4或大于4，指示過(guò)度溫升，流程進(jìn)至步驟S14設(shè)置一個(gè)標(biāo)志，進(jìn)入過(guò)度溫升保護(hù)模式。在步驟S15，用于控制時(shí)間執(zhí)行過(guò)度溫升保護(hù)操作的過(guò)度溫升保護(hù)控制定時(shí)器被設(shè)定。在該實(shí)施例中，該時(shí)間被設(shè)定為20秒。然后在步驟S16，過(guò)度溫升計(jì)數(shù)器復(fù)位。
在步驟S17，確定頭溫度是否大于100℃，如果是大于100℃，一個(gè)異常溫度計(jì)數(shù)器在步驟S18遞增。與過(guò)度溫升計(jì)數(shù)器的原則相同，在步驟S20，如果連續(xù)4次檢測(cè)溫度大于100℃，則判定過(guò)度溫升，在步驟S21設(shè)置一個(gè)過(guò)度溫升出錯(cuò)標(biāo)志。在步驟S22，如果溫度高于100℃連續(xù)24次，在步驟S23，確定二極管溫度傳感器出錯(cuò)并設(shè)定頭二極管傳感器出錯(cuò)標(biāo)志。計(jì)數(shù)器以50ms的間隔中斷遞增24次，當(dāng)從確定過(guò)度溫升開(kāi)始，20次或一秒鐘過(guò)去之后，二極管溫度傳感器出錯(cuò)被檢測(cè)到。
通過(guò)重復(fù)上述一系列的步驟，在以50ms的中斷的流程中可以對(duì)記錄頭的各種狀態(tài)作出確定，相應(yīng)的頭被設(shè)定，相應(yīng)的程序在相應(yīng)的子程序中被執(zhí)行。
圖9顯示了作為一個(gè)例外程序的電源導(dǎo)通中斷的流程。
當(dāng)電源導(dǎo)通時(shí)，步驟S30的中斷作為一個(gè)初始操作開(kāi)始，過(guò)度溫升保護(hù)定時(shí)器在步驟S31清零。
圖10顯示了過(guò)度溫升保護(hù)控制定時(shí)器的刷新程序的流程。
該控制中斷在步驟S40以1秒的中斷定時(shí)進(jìn)行。保護(hù)控制定時(shí)器的內(nèi)容在步驟S41被讀出，如果其不是零秒，則確定計(jì)數(shù)正在進(jìn)行，過(guò)度溫升計(jì)數(shù)器在步驟S42遞減，如果在步驟S41中過(guò)度溫升保護(hù)控制定時(shí)器為0，在步驟S43，過(guò)度溫升控制保護(hù)模式標(biāo)志復(fù)位，程序在步驟S44中返回。通過(guò)該程序，過(guò)度溫升保護(hù)在20秒后釋放。
圖11顯示在過(guò)度溫升保護(hù)模式中的子程序的流程。
當(dāng)過(guò)度溫升被檢測(cè)到并將要進(jìn)行記錄時(shí)，該子程序開(kāi)始。對(duì)于每一行的記錄，頭盒在步驟S61移到常駐位置，程序在步驟S62等待3.5秒，在步驟S63中返回。通過(guò)所述程序，計(jì)錄負(fù)荷被減少，轉(zhuǎn)換為單位時(shí)間裝置負(fù)荷，防止過(guò)度溫升。減少記錄負(fù)荷的方法并不限于上述方法，也可以采用其它已知的方法。例如，使用的排墨口的個(gè)數(shù)可以減少，也可以執(zhí)行分次記錄，或者用于記錄的驅(qū)動(dòng)頻率也可以減少。
如上所述，當(dāng)由于記錄頭溫度的升高使其溫度高于50℃時(shí)，記錄頭更換模式有效，記錄進(jìn)行。當(dāng)記錄以高記錄負(fù)荷進(jìn)行并且溫度升高到75℃時(shí)，頭更換禁止模式以及過(guò)度溫升保護(hù)操作有效防止記錄頭損壞或記錄失敗。當(dāng)頭溫度繼續(xù)升高或意外地升高到100℃，過(guò)度溫升出錯(cuò)有效，設(shè)定系統(tǒng)至出錯(cuò)模式停止記錄。當(dāng)溫度繼續(xù)上升時(shí)，判定二極管溫度傳感器出故障，設(shè)定二極管傳感器出錯(cuò)。這樣，通過(guò)對(duì)記錄頭的溫度檢測(cè)，打印機(jī)被多級(jí)控制。因此，可以盡可能地不降低打印機(jī)的工作能力，而得到過(guò)度溫升保護(hù)。相應(yīng)的確定溫度的設(shè)定的重要性解釋如下。
在本發(fā)明中所謂的氣泡噴射(bubble jet)系統(tǒng)中，如圖6所示，一個(gè)脈沖電流被加到加熱器204，瞬時(shí)加熱墨產(chǎn)生膜沸騰(filmboil)狀態(tài)，在液體通路209中的墨由產(chǎn)生的氣泡205推出形成排放的墨滴211。在排墨的過(guò)程中，加到加熱器204的能量不是100％的轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，而是大部分能量以熱能的形式排散。大約一半的熱能從記錄頭及排出的墨滴排出，剩下的一半存在記錄頭中。即，通過(guò)整個(gè)記錄頭傳遞包括記錄頭板200和開(kāi)槽頂板207甚至墨盒使得熱能在傳遞中從這些部件排出到空氣中。
當(dāng)熱能以這種方式存儲(chǔ)時(shí)，在具有相對(duì)較高導(dǎo)熱率的鋁基板200的后側(cè)的溫升是特別顯著的。當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率較低，而排墨口個(gè)數(shù)較少時(shí)，溫升的溫度本身并不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，但是，所加的能量增加時(shí)，部件的溫度便會(huì)很高。在本實(shí)施例中所使用的記錄頭中，在排放狀態(tài)的溫升大約40℃，而在所謂的墨落下?tīng)顟B(tài)即墨不在液體通路時(shí)的溫升大約為80℃。
另一方面，當(dāng)用戶(hù)要更換記錄頭盒時(shí)，用戶(hù)要按下圖3所示的鍵單元106的頭盒更換鍵，使得車(chē)架移動(dòng)到頭盒更換位置，用于鎖定頭盒104的鎖定杠桿105釋放，允許取出頭盒104。如果由于記錄頭本身所存的熱量使得其溫度很高的話(huà)，如果用戶(hù)接觸頭盒試圖將其取出的話(huà)，將是很危險(xiǎn)的。
在本實(shí)施例中，用戶(hù)不會(huì)感到熱的溫度的限度是70℃，測(cè)量系統(tǒng)的最大誤差為20℃，頭更換禁止模式在70-20＝50℃有效(見(jiàn)圖8A步驟S7和S9)?？紤]到溫度誤差的話(huà)，即使二極管溫度傳感器特性發(fā)生變化，實(shí)際溫度也不會(huì)超過(guò)70℃。
參見(jiàn)圖12，描述頭盒更換程序。
在步驟S9，。如果禁止頭盒更換的模式被設(shè)定時(shí)，如果記錄正在進(jìn)行，則記錄操作繼續(xù)，當(dāng)用戶(hù)中斷記錄或試圖中斷記錄進(jìn)入頭盒更換模式，則所述標(biāo)志有效。特別地，當(dāng)頭盒更換鍵被操作時(shí)，更換程序開(kāi)始(步驟S80)，在步驟S71確定禁止模式標(biāo)志被設(shè)定。如果已經(jīng)設(shè)定，在步驟S72，顯示禁止頭盒更換，或者通過(guò)一個(gè)蜂鳴聲音告知用戶(hù)。同時(shí)，如圖4所示，在步驟S73，頭盒被移到靠近常駐位置的由一個(gè)遮擋部件103蓋住的位置，使得杠桿105不能被操作，防止頭盒從車(chē)架上卸下以及防止用戶(hù)觸摸高溫部件。本實(shí)施例的特征在于提供了兩種裝置，通知用于不允許頭盒更換，以及機(jī)械碼控制裝置防止頭更換。
為了電氣地固定車(chē)架，可執(zhí)行預(yù)定的相位激勵(lì)。
作為防止用戶(hù)更換頭盒的裝置，鎖定杠桿本身可以不利用遮擋部件103而本身被鎖定使其不能動(dòng)作。
當(dāng)用戶(hù)釋放鎖定杠桿試圖強(qiáng)行從遮擋部件103的后部抽出頭盒將其取出的話(huà)，車(chē)架馬達(dá)被驅(qū)動(dòng)，使其立即返回到常駐位置使不能更換頭盒。在該例中，為了判定頭盒是否被強(qiáng)行移動(dòng)，可以通過(guò)常駐位置傳感器的檢測(cè)狀態(tài)檢測(cè)是否將頭盒從遮擋部件103的后面拉出到可以釋放鎖定杠桿的位置，以及是否隨后驅(qū)動(dòng)信號(hào)被加到車(chē)架驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的狀態(tài)。
另外一種方式是，當(dāng)車(chē)架位置由線性編碼器或旋轉(zhuǎn)編碼器控制時(shí)，這種運(yùn)動(dòng)可以在編碼器檢測(cè)到該移動(dòng)時(shí)確定。當(dāng)車(chē)架馬達(dá)被驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的反向emf也可以被檢測(cè)以確定車(chē)架的運(yùn)動(dòng)?？梢岳酶鞣N方法中的一種完成這種確定，當(dāng)檢測(cè)到這種車(chē)架的強(qiáng)行移動(dòng)時(shí)，頭盒按圖4所示的箭頭方向運(yùn)動(dòng)移動(dòng)到遮擋部件103的后面或其它等效的蓋板或部件，禁止頭盒或記錄頭的更換。
另一方面，當(dāng)在步驟S71確定禁止模式標(biāo)志沒(méi)有被設(shè)定，在步驟S74，頭盒被移動(dòng)到更換位置以允許用戶(hù)進(jìn)行更換。
下面描述用于過(guò)度溫升保護(hù)的確定溫度的設(shè)定。
在過(guò)度溫升保護(hù)模式中，一個(gè)延時(shí)記錄標(biāo)志被設(shè)定，為每一記錄行設(shè)定一等待時(shí)間(參見(jiàn)圖84中的步驟S13和S14)。溫度的進(jìn)一步升高被保護(hù)模式抑制。抑制溫升的延時(shí)記錄或操作除了在掃描之間設(shè)定等待時(shí)間以外，也可以采用其它已知方法，例如減少每次掃描時(shí)排墨口個(gè)數(shù)或減少驅(qū)動(dòng)頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)施例所使用的記錄頭具有塑料模鑄的開(kāi)槽頂板207壓制到加熱器板203。當(dāng)二極管溫度傳感器206檢測(cè)到溫度高于120℃時(shí)，超過(guò)開(kāi)槽頂板207的熱形變點(diǎn)并變形。對(duì)于其它結(jié)構(gòu)，記錄頭的損壞極限點(diǎn)是利用線性熱膨脹系數(shù)確定的。
為了保持溫度低于該溫度，如果傳感器系統(tǒng)的最大誤差，響應(yīng)頻率，控制中斷所需的最大延時(shí)，及在該期間的最大溫升是已知的話(huà)，可以進(jìn)行控制。一般來(lái)說(shuō)，將記錄數(shù)據(jù)送到記錄頭的時(shí)間是非?？斓?，而在MPU的控制下每次將記錄數(shù)據(jù)送到記錄頭的傳送是太慢了，而MPU僅僅是向門(mén)矩陣發(fā)出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)開(kāi)始記錄，門(mén)矩陣讀出在RAM中以DMA模式形成的比特圖象，將該信號(hào)送到記錄頭用于記錄。于是，一旦記錄開(kāi)始，記錄的進(jìn)行無(wú)需MPU的介入，以致記錄不能很容易地立即停止。此外，當(dāng)記錄操作被中斷而停止時(shí)，下一次操作必須要在停止的位置開(kāi)始，需要一定的裝置和控制。
按照上述方法，在控制當(dāng)中，記錄操作的停止和等待時(shí)間的設(shè)定在記錄的一次掃描完成以后進(jìn)行是很優(yōu)越的。相應(yīng)地，如果知道在一次掃描的最大溫升，過(guò)度溫升的確定溫度可以設(shè)定為小于一次掃描的最大溫升的極限操作溫度。具體地說(shuō)，該溫度可以被設(shè)定進(jìn)一步低于溫度檢測(cè)電路的最大誤差。因此，當(dāng)極限操作溫度低于120℃時(shí)，在每次掃描記錄8英寸的最大溫升為25℃，傳感器系統(tǒng)的最大誤差為20℃，過(guò)度溫升保護(hù)模式的確定溫度為120-25-20＝75℃。
結(jié)果，當(dāng)記錄前的溫度例如為74℃時(shí)，延時(shí)記錄并不開(kāi)始，即使傳感器的誤差為最大，記錄頭的溫度也低于119℃。另一方面，如果記錄前的溫度為120℃，延時(shí)記錄開(kāi)始，在記錄等待頭溫度下降之后記錄開(kāi)始使得記錄頭的溫度不超過(guò)120℃。當(dāng)分次記錄用于延時(shí)記錄時(shí)，最大溫度可以被抑制到幾℃，并且總體溫升顯著減小使得記錄頭的溫度不超過(guò)120℃。
這樣，在本實(shí)施例中，每次掃描中的最大溫升是預(yù)先獲得的，而控制是通過(guò)利用小于作為基準(zhǔn)溫度的最大溫升的極限操作溫度來(lái)執(zhí)行的。最好在小于傳感器系統(tǒng)的最大誤差的溫度之上的溫度作為控制的基準(zhǔn)，使得記錄頭的立即停止可以得到防止。
用于過(guò)度溫升出錯(cuò)模式的判定基準(zhǔn)的100℃溫度按下述方式確定。即，當(dāng)在記錄頭的排墨加熱器四周沒(méi)有墨而被加熱時(shí)，當(dāng)高負(fù)荷記錄，例如，未注意到空墨加熱的黑色全繪圖狀態(tài)，當(dāng)因散熱變化，控制溫度值超過(guò)100℃時(shí)，當(dāng)傳感器誤差最大時(shí)，記錄頭的實(shí)際溫度非常容易超過(guò)120℃。于是，當(dāng)控制溫度超過(guò)120℃時(shí)，則確定出現(xiàn)錯(cuò)誤，記錄立即停止(圖8B的步驟S20)。
實(shí)施例2實(shí)施例1的記錄頭允許每行記錄8英寸寬。在本發(fā)明的實(shí)施例2中，對(duì)允許記錄16英寸寬的較大的記錄設(shè)備進(jìn)行溫度控制。
在記錄寬度為16英寸的相對(duì)較大的打印機(jī)中，噴墨口增加，每次掃描的最大溫升為大約45℃。在這種情況下，按照實(shí)施例1解釋的確定基準(zhǔn)溫度的設(shè)定，基準(zhǔn)溫度為120-45-20＝55℃。當(dāng)記錄在環(huán)境溫度為30℃設(shè)備溫升為10℃的條件下進(jìn)行時(shí)，記錄頭本身的溫升只允許為55-30-10＝15℃。因此，即使記錄一個(gè)文本時(shí)，記錄頭因其本身的溫升很容易達(dá)到基準(zhǔn)溫度，程序改變到延時(shí)記錄模式，即過(guò)度溫升保護(hù)模式。結(jié)果，工作能力顯著下降了。
在本實(shí)施例中，為了該問(wèn)題，在16英寸寬的一行中提供了至少一個(gè)點(diǎn)，在該點(diǎn)，排墨控制可被中斷，并且在所述點(diǎn)之間的記錄寬度中的一次掃描中的最大溫升被預(yù)先測(cè)量。
例如，假定當(dāng)16英寸寬被在一次掃描中完全記錄時(shí)的最大溫升為45℃。也假定連續(xù)高負(fù)荷記錄記錄頭的溫升為75℃。在這種情況下，如果在16英寸寬中的一次掃描是利用所有的排墨口進(jìn)行記錄的，溫升為45℃?？倻厣秊?5+45＝120℃。因此，在掃描結(jié)束時(shí)，開(kāi)槽頂板可能被熔化和損壞。因此，對(duì)于16英寸記錄寬度，可以在8英寸處設(shè)置一個(gè)控制點(diǎn)，允許停止排墨，以便將溫升抑制在75+25＝100℃。如果已知在8英寸寬度的一次掃描中的溫升為25℃，如果8英寸寬度的記錄的溫升低于120-25＝95℃，可以確定在8英寸點(diǎn)排墨不必停止。在實(shí)際當(dāng)中，如果溫升低于控制溫度75℃，該溫度為溫度95減去傳感器系統(tǒng)的最大誤差20℃，可以允許16英寸寬度的記錄。
當(dāng)排墨在8英寸點(diǎn)處記錄紙?jiān)谙乱淮螔呙柚胁⒉唤o進(jìn)，余下的部分被記錄。由于排墨停止點(diǎn)的位置是預(yù)定的，控制不是很復(fù)雜。在該實(shí)施例中，只有一個(gè)停止點(diǎn)，盡管可以設(shè)置多個(gè)停止點(diǎn)。本發(fā)明特別適用于噴墨記錄頭和記錄設(shè)備，其中使用了一個(gè)電熱換能器，一個(gè)激光束或類(lèi)似被用于引起墨的狀態(tài)的改變，以便排墨，由于象素的高密度，可以得到較高的解析度。
其典型結(jié)構(gòu)和操作原則最好見(jiàn)于美國(guó)專(zhuān)利USP47233129和4740796。該例原則和結(jié)構(gòu)適用于所謂的“即需”(on-demond)型記錄系統(tǒng)及連續(xù)型記錄系統(tǒng)。但特別適用于“即需”(on-demond)型記錄系統(tǒng)，其原則是至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被加到設(shè)置在含液(墨)片或液體通路上的電熱換能器，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)大到足以提供超過(guò)分子沸點(diǎn)的快速溫升，這樣在記錄頭的加熱部分，由電熱換能器提供熱能產(chǎn)生膜沸騰，從而在液體(墨)中形成對(duì)應(yīng)于每個(gè)信號(hào)的氣泡。利用氣泡的產(chǎn)生，發(fā)展，收縮，液體(墨)從排墨口排出產(chǎn)生至少一個(gè)墨滴。驅(qū)動(dòng)信號(hào)最好為脈沖的形式，因?yàn)闅馀莸陌l(fā)展和收縮可瞬時(shí)起作用，液體(墨)可以以快速響應(yīng)被排出。驅(qū)動(dòng)信號(hào)最好為USP4463359中公開(kāi)的形式。此外，加熱表面的溫升率最好為USP4313124中所述。
記錄頭的結(jié)構(gòu)可以是USP4558333和USP4459600中所示，其中加熱部分設(shè)置在彎曲部位，以及上述專(zhuān)利所公開(kāi)的噴射出口，液體通路和電熱換能器的組合結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明可適用于日本延遲公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.59-123670，其中使用了一個(gè)對(duì)于多個(gè)電熱換能器公共的狹縫作為排墨口，以及日本延遲公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.59-138461的結(jié)構(gòu)，其中，對(duì)應(yīng)于排墨口形成一個(gè)吸收熱能的壓力波的開(kāi)口。這是因?yàn)楸景l(fā)明可以穩(wěn)定地高效地執(zhí)行記錄而與記錄頭類(lèi)型無(wú)關(guān)。
此外，本發(fā)明也可以適用于串行記錄頭，其中記錄頭被固定到主組件中，可更換芯片型記錄頭，與設(shè)備電連接，當(dāng)它被安裝在主組件時(shí)，即可以供墨，或具有一體墨盒的盒式記錄頭。
提供用于預(yù)操作的恢復(fù)裝置和/或輔助裝置是非常有利的，因?yàn)樗鼈冞M(jìn)一步穩(wěn)定本發(fā)明的效果。它們是記錄頭覆蓋裝置，清潔裝置，壓或吸裝置，預(yù)加熱裝置，可以是電熱換能器，輔助加熱元件或其結(jié)合。用于進(jìn)行預(yù)排墨的裝置(不是用于記錄)也可以穩(wěn)定記錄操作。
關(guān)于記錄頭的安裝的變化，可以是單一的單色或具有不同顏色和濃度的多色的記錄頭。本發(fā)明的設(shè)備具有至少主要為黑色的單色模式，利用混合色的不同顏色和/或全色的多色模式，一體地形成記錄單元，或多個(gè)記錄頭的組合。
此外，在前述的實(shí)施例中，墨是液體的。另外，也可以使用低于室溫為固體，高于室溫為液體的墨。由于墨是在不低于30℃和高于70℃的溫度范圍內(nèi)控制的，以穩(wěn)定墨的粘滯性以便在這種類(lèi)型的常規(guī)的記錄設(shè)備中穩(wěn)定排墨，這種墨可以是在溫度范圍之內(nèi)當(dāng)加有記錄信號(hào)時(shí)為液體。由于由固體到液體狀態(tài)改變需要熱量，通過(guò)吸收熱能，所以可以有效地防止熱能造成的溫升。當(dāng)不用時(shí)，墨固體化，可以持防止墨蒸發(fā)。在任何情況下，記錄信號(hào)的施加，產(chǎn)生熱能，墨被液化，液化的墨可以被排出。當(dāng)墨到達(dá)記錄紙時(shí)，開(kāi)始固化。
本發(fā)明也適用于當(dāng)施加熱能時(shí)液化的墨。這種墨可以以固體或液體形態(tài)放置在具有孔或凹陷的多孔板上，如日本延遲公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.54-56847和日本延遲公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.60-71260所述。該板面對(duì)電熱換能器。上面最有效的墨是膜沸騰系統(tǒng)。
噴墨記錄設(shè)備可以作為例如計(jì)算機(jī)或類(lèi)似設(shè)備等信息處理系統(tǒng)的終端，與一個(gè)圖象讀取器結(jié)合作為一個(gè)復(fù)印設(shè)備，和信息接收和發(fā)送功能的傳真機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)記錄頭大到基準(zhǔn)溫度之上的較高溫度，記錄頭的更換被禁止。此外，當(dāng)記錄頭達(dá)到高溫時(shí)，記錄頭的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷被減小。從而，提供了一種安全記錄設(shè)備，可以放置用戶(hù)觸摸高溫的設(shè)備部件。另外，記錄能力并沒(méi)有顯著降低。
此外，當(dāng)記錄頭在至少一行中的溫度達(dá)到小于最大溫升的極限操作溫度時(shí)，對(duì)其進(jìn)行控制減少加到記錄頭單位時(shí)間內(nèi)的能量，防止記錄頭的損壞。
在參照這里公開(kāi)的結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明描述的同時(shí)，并不是意圖限定本發(fā)明的細(xì)節(jié)，本發(fā)明的各種修改和改進(jìn)由附后的權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種利用可更換記錄頭在記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄的記錄設(shè)備，包括用于獲取記錄頭溫度信息的獲取裝置，確定裝置，用于確定由所述獲取裝置獲取的記錄頭的溫度得出的記錄頭溫度值是否高于一個(gè)以溫度表示的預(yù)定值，在該溫度，使得記錄頭移動(dòng)記錄一行過(guò)程中的小于一個(gè)最大溫升，而使記錄頭得到保護(hù)，控制裝置，用于當(dāng)所述的確定裝置確定所述記錄頭的溫度值高于預(yù)定電平時(shí)減少單位時(shí)間提供給一個(gè)記錄行的能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄設(shè)備，其中記錄頭的溫度包括傳感器的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄設(shè)備，其中所述控制裝置減少所述記錄頭的驅(qū)動(dòng)頻率，多路徑記錄或提供記錄間歇，或其結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄設(shè)備，其中所述記錄頭通過(guò)利用熱能在墨中產(chǎn)生氣泡，在氣泡產(chǎn)生時(shí)排墨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄設(shè)備，還包括一個(gè)車(chē)架，用于在上面安裝記錄頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄設(shè)備，其中所述記錄設(shè)備使用于一個(gè)傳真機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄設(shè)備，其中所述記錄設(shè)備適用于一個(gè)復(fù)印機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄設(shè)備，其中所述記錄設(shè)備適用于一個(gè)文字處理機(jī)。
9.一種利用可更換記錄頭在記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄的記錄方法，包括步驟用于獲取記錄頭溫度信息的步驟，確定步驟，用于確定由所述獲取步驟獲取的記錄頭的溫度得出的記錄頭溫度值是否高于一個(gè)以溫度表示的預(yù)定值的步驟，在該溫度，使得記錄頭移動(dòng)記錄一行過(guò)程中的小于一個(gè)最大溫升，而使記錄頭得到保護(hù)。用于當(dāng)所述的確定步驟確定所述記錄頭的溫度值高于預(yù)定電平時(shí)相對(duì)減少單位時(shí)間提供給一個(gè)記錄行的能量的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的記錄方法，其中記錄頭的溫度包括一個(gè)傳感器的輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的記錄方法，其中所述控制步驟減少所述記錄頭的驅(qū)動(dòng)頻率，多路徑記錄或提供記錄間歇，或其結(jié)合。
全文摘要
當(dāng)確定記錄頭溫度超過(guò)預(yù)定溫度,一個(gè)記錄頭更換禁止轉(zhuǎn)換標(biāo)志被設(shè)定。因此,即使在記錄頭處于高溫時(shí)輸入更換記錄頭的命令,更換操作也被禁止或更換不能執(zhí)行。
文檔編號(hào)B41J25/34GK1273178SQ00101060
公開(kāi)日2000年11月15日 申請(qǐng)日期1995年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月29日
發(fā)明者大冢尚次, 鈴木哲夫, 矢野健太郎, 高橋喜一郎, 巖崎督, 兼松大五郎 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社