專利名稱：液體噴射裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種液體噴射方法和用于將由壓力生成元件生成的壓力推動的液體以液滴形式通過噴射口噴射在載體上的裝置。
本申請包含有關2003年10月2日在日本專利局申請的日本專利申請JP-2003-344971的主題，其全部內容通過參考結合在本申請中。
背景技術：
作為噴射液體的裝置，目前已知的是噴墨系統的打印機裝置，其中通過液體噴射頭將油墨噴射到作為載體的記錄紙上，以便在其上記錄圖像或文字/字符。利用該噴墨系統的打印機裝置具有運轉成本低和體積小的優點，適合用來將圖像打印為彩色圖像。在噴墨系統的打印裝置中，將多種顏色的油墨例如黃色、紅色、青色和黑色從含有上述不同顏色的油墨的墨盒供應到例如液體噴射頭的墨液腔中。
利用這種打印機裝置，供應到例如墨液腔中的油墨受到設置在墨液腔中的壓力生成元件、例如加熱電阻器的推動，從而通過設置在墨液腔中的被稱作噴嘴的小的噴墨口噴射出來。
具體地說，設置在墨液腔內的加熱電阻器對墨腔中的油墨進行加熱，以在加熱電阻器上的油墨中產生氣泡。在由氣泡在墨液腔中生成的壓力下，油墨從噴嘴噴出，這樣噴射的油墨沉積在例如作為載體的記錄紙上，以便在其上打印圖像或文字/字符。
在噴墨系統的打印機裝置中，有一種串行打印機裝置，在該裝置中，墨盒被設置在液體噴射頭單元中，并且承載墨盒的液體噴射頭單元沿記錄紙的寬度方向移動，即在基本上與記錄紙的行進方向垂直的方向上移動，以便在紙張上沉積預定顏色的油墨。還有一種行式打印機裝置，具有近似等于記錄紙的寬度的范圍作為油墨噴射范圍。從沿記錄紙的寬度方向排列的液體噴射頭的噴嘴中直線地噴出油墨。
利用串行打印機裝置，當液體噴射頭單元在基本上與記錄紙的行進方向垂直的方向上移動時，記錄紙的行進停止。當液體噴射頭移動時，在記錄紙停止的情況下，油墨噴射并沉積在記錄紙上。該操作過程重復進行。利用行式打印機，液體噴射頭單元是完全固定的，或者不完全固定而以執行較小的移動來避免不規則打印。液體噴射頭單元在持續行進的記錄紙上直線地噴射并沉積油墨。
行式打印機裝置與串行打印機裝置不同，其液體噴射頭單元是不動的。因此，行式打印機裝置可以以高于串行打印機裝置的速度進行打印。而且，由于行式打印機裝置不必使液體噴射頭單元移動，因此每個墨盒在尺寸上可以更大，結果可以相應地增加墨盒的油墨容量。由于液體噴射頭單元不隨行式打印機裝置移動，因此可以通過簡化結構將液體噴射頭單元和各個墨盒設置成一體。
利用上述行式打印機裝置，圖像或文字/字符的打印精度受到油墨在行進的記錄紙張上沉積的定時的精度的影響。更具體地說，出現了這樣一個問題記錄紙的行進速度較高時，所記錄的字母/字符在記錄紙的行進方向上被拉長打印，反之，記錄紙的行進速度較低時，所記錄的圖像或字母/字符在行進方向上被收縮打印。
為了克服這種不便，行式打印機裝置使用例如伺服電動機來控制使記錄紙行進的電動機，從而使行進速度恒定，以避免記錄紙不規則的行進速度，由此控制在其上沉積油墨的定時。
通過使用如上所述的伺服電動機，可以解決圖像拉長或收縮的問題。可是，只要油墨在記錄紙上沉積的定時存在小至幾μ秒的誤差，則色調即色濃度就可能在記錄紙的行進方向上變得不規則。更具體地說，只要在伺服電動機對記錄紙的行進速度的控制中產生幾μ秒的延遲，色調在相應的紙張部分上就會變濃。
如果伺服電動機對記錄紙的行進速度的控制增加僅僅幾微米，則色調在該部分中變淺。如果對記錄紙的行進速度的控制增加幾十或幾百微米，則生成沒有油墨沉積的部分即所謂的白條紋，并在基本垂直于記錄紙的行進方向的方向上延伸。作為例子，在進行灰度不變的打印時，在記錄紙的行進方向上延伸的不規則色調或白條紋會明顯地出現。
在串行打印機裝置中，通過在前一打印位置和當前打印位置之間的邊界中設置當前打印區域和前一打印區域彼此重疊的所謂重疊區域，可以避免生成當在記錄紙的行進暫時停止時進行打印時在記錄紙的行進方向上出現的不規則色調或白條紋。可是，即使在該串行打印裝置中可以避免生成不規則色調或白條紋，但是這些重疊區域引起了不便，例如延長了打印所需的時間，或者增加了打印所使用的油墨量。
在日本公開專利文獻2000-185403中，提出以下方案來解決該問題在墨腔中設置面向液體噴射頭的噴墨嘴的多個加熱電阻器，使得這些加熱電阻器在包含噴嘴中心線的平面內成面對稱，并且彼此獨立地控制這些加熱電阻器，以提供加熱電阻器的不同熱量值來控制油墨噴射方向。
在設置有多個加熱電阻器的液體噴射頭中，各個加熱電阻器被獨立地控制，以提供各個加熱電阻器的不同熱量值，從而控制從各個噴嘴噴射出的油墨的噴射方向。因此，在各個加熱電阻器的熱量值不適當以致于不能按期望的油墨噴射方向噴射油墨的情況下，存在圖像質量劣化的風險。
更具體地說，如果在如圖22所示的液體噴射頭201中提供給各個加熱電阻器202的能量不適當，則由加熱電阻器203在油墨203中生成的氣泡204的大小平衡就被打亂，從而存在氣泡204作用于油墨403上的壓力不穩定、從而引起油墨噴射方向易變的風險。
具體地說，在液體噴射頭201中，如果提供給各個加熱電阻器202的能量不適當，則存在從噴嘴205噴出的墨滴i的噴射角θ容易太小的情況。在該情況下，在液體噴射頭201中，墨滴i的噴射角θ太小，因此隨著墨滴從噴嘴205噴出，墨滴i接觸噴嘴205的邊緣205a，其結果是引起墨滴沿易變的方向噴射。
由此，在液體噴射頭201中，在記錄紙P的主表面上的墨滴i的沉積點容易偏移，從而生成不規則色調或白條紋，以致于使圖像質量劣化。因此，為了從噴嘴205噴射墨滴i，關鍵是進行對例如各個加熱電阻器202的熱量值、即提供給各個加熱電阻器202以加熱各個加熱電阻器202的電流等能量的恰當控制。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供液體噴射方法以及裝置，可以防止圖像質量的劣化。
根據本發明，為了實現上述目標，提供了一種液體噴射裝置，包括液腔，用于存儲液體；供給單元，用于向所述液腔供給液體；設置在所述液腔中的兩個或多個壓力生成元件，用于向存儲在所述液腔中的液體加壓；具有多個噴射口的噴射部件，用于將由所述壓力生成元件加壓后的液體以液滴的形式從所述液腔噴射到載體的主表面上；以及噴射控制部件，用于控制提供給所述壓力生成元件的電流值，以便控制從所述噴射口噴射的所述液滴的噴射角。在以提供給所述壓力生成元件中的一個的電流作為參考電流的情況下，所述噴射控制部件將大致等于所述參考電流或與所述參考電流的電流值之值小于±10％的電流提供給所述壓力生成元件或者被提供有參考電流的所述壓力生成元件以外的元件。
在該液體噴射裝置中，將大致等于參考電流或相對于參考電流的電流值之差小于±10％的電流提供給壓力生成元件或被提供有參考電流的壓力生成元件以外的元件，由此提供給各個壓力生成元件的電流可以是適當的值。因此，在墨腔中生成的壓力平衡可以得到最優化，并且，通過該最優化后的壓力平衡，液體可以沿期望方向從噴射口噴射。
根據本發明，還提供了一種用于液體噴射裝置的液體噴射方法，該液體噴射裝置包括液腔，用于存儲液體；供給單元，用于向所述液腔供給液體；設置在所述液腔中的兩個或多個壓力生成元件，用于向存儲在所述液腔中的液體加壓；具有多個噴射口的噴射部件，用于將由所述壓力生成元件加壓后的液體以液滴的形式從所述液腔噴射到載體的主表面上；以及噴射控制部件，用于控制提供給所述壓力生成元件的電流值，以便控制從所述噴射口噴射的所述液滴的噴射角。在以提供給所述壓力生成元件中的一個的電流作為參考電流的情況下，將大致等于所述參考電流或與所述參考電流的電流值之差小于±10％的電流提供給所述壓力生成元件或者被提供有所述參考電流的所述壓力生成元件以外的元件。
在該液體噴射方法中，將大致等于參考電流或與參考電流的電流值之差小于±10％的電流提供給壓力生成元件或被提供有參考電流的壓力生成元件以外的元件，由此提供給各個壓力生成元件的電流可以是適當的值。因此，在墨腔中生成的壓力平衡可以得到最優化，并且，通過該最優化后的壓力平衡，液體可以沿期望方向從噴射口噴射。
根據本發明，其中提供給各個壓力生成元件的電流可以得到最優化，從而穩定對噴射方向的控制。結果，可以抑制載體主表面上的噴射液體的沉積點的偏移，從而可以以最佳的圖像質量進行打印。
通過閱讀以下對優選實施例的解釋可以更清楚本發明的其它目的和具體優點，以下將參考附圖對優選實施例進行解釋。
圖1是表示應用本發明的噴墨打印機裝置的透視圖。
圖2是表示設置到噴墨打印機裝置上的噴墨打印頭盒的透視圖。
圖3是表示噴墨打印頭盒的截面圖。
圖4A和4B是表示墨盒已經安裝到噴墨打印頭盒上時的油墨供給單元的示意圖，圖4A表示供給口關閉的單元，圖4B表示供給口打開的單元。
圖5是解釋噴墨打印頭盒中的墨盒與墨噴射頭之間的關系的示意圖。
圖6A和6B是表示墨盒的連接單元中的閥門單元的截面圖，圖6A表示閥關閉的單元，圖6B表示閥打開的單元。
圖7是表示噴墨打印頭盒的墨噴射頭的分解透視圖。
圖8是表示墨噴射頭的平面圖。
圖9示出墨噴射頭噴射墨滴的狀態，是表示在墨液腔中已經形成大致相同尺寸的墨氣泡后的狀態的截面圖。
圖10示出墨噴射頭噴射墨滴的狀態，是表示由兩個墨氣泡使墨液滴從噴嘴豎直向下噴射后的狀態的截面圖。
圖11示出墨噴射頭噴射墨滴的狀態，是表示已經在墨液腔中形成不同尺寸的墨氣泡后的狀態的截面圖。
圖12示出墨噴射頭噴射墨滴的狀態，是表示由兩個墨氣泡使墨液滴沿大致傾斜的方向從噴嘴噴射后的狀態的截面圖。
圖13是噴墨打印機裝置的側面圖，其一部分以透視的方式示出。
圖14是表示噴墨打印機裝置的控制電路的示意方塊圖。
圖15是表示控制電路的噴射控制單元的示意方塊圖。
圖16A至16C是表示控制墨液滴的噴射方向的噴射控制單元的狀態的截面圖，其中圖16A示意性地示出沿直接向下的方向噴射墨滴的狀態，圖16B示意性地示出以噴嘴為中心沿記錄紙的寬度方向的其中一個傾斜方向噴射墨滴的狀態，圖16C示意性地示出以噴嘴為中心沿記錄紙的寬度方向的另一個傾斜方向噴射墨滴的狀態。
圖17是表示噴射角與提供給墨噴射頭中的一對加熱電阻器的脈沖電流的電流值之差之間的關系的曲線圖。
圖18A至18I是表示當向墨噴射頭中的一對加熱電阻器提供具有不同電流值的脈沖電流時從噴嘴噴射的墨滴的沉積點的示意圖，其中圖18A表示電流值差值為-11.5％時的沉積點，圖18B表示電流值差值為-10.5％時的沉積點，圖18C表示電流值差值為-10％時的沉積點，圖18D表示電流值差值為-3％時的沉積點，圖18E表示電流值差值為-1％時的沉積點，圖18F表示電流值差值為2.5％時的沉積點，圖18G表示電流值差值為10％時的沉積點，圖18H表示電流值差值為10.5％時的沉積點，圖18I表示電流值差值為11.5％時的沉積點。
圖19是說明噴墨打印機裝置的打印操作的流程圖。
圖20是表示噴墨打印機裝置中的頭罩打開/關閉單元已經打開的狀態的側面圖，其中其一部分以透視的方式顯示。
圖21A至21C是墨噴射頭的其它實例的平面圖，其中圖21A表示加熱電阻器沿記錄紙的行進方向并排設置的狀態，圖21B表示在墨腔中設置三個加熱電阻器的狀態，圖21C表示在墨腔中設置四個加熱電阻器的狀態。
圖22是表示現有液體噴射頭的示意性截面圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖對實施本發明的液體噴射裝置和方法進行解釋。
如圖1所示，本發明的噴墨打印機裝置(以下簡稱打印機裝置)，通過向沿預定方向行進的記錄紙P上噴射例如油墨來打印圖像或文字/字符。該打印機裝置1是所謂的行式打印機，其中與記錄紙P的打印寬度一致地沿記錄紙P的寬度方向、即圖1中箭頭W所指示的方向，并排設置多個墨噴射口(噴嘴)。
打印機裝置1包括用于噴射油墨4的噴墨打印頭盒2(以下簡稱為頭盒)，和安裝頭盒2的打印機主體3。在打印機裝置1中，頭盒2可拆卸地安裝在打印機主體3上，并且用作油墨供給源的墨盒11y、11m、11c和11k可拆卸地安裝到頭盒2上。
在打印機裝置1中，可以使用其中封裝有黃色油墨的墨盒11y、其中封裝有紅色油墨的墨盒11m、其中封裝有青色油墨的墨盒11c以及其中封裝有黑色油墨的墨盒11k。可拆卸地安裝到打印機主體3上的頭盒2以及可拆卸地安裝到頭盒2上的墨盒11y、11m、11c和11k是耗材，可以利用備用件來替換。
在打印機裝置1中，通過在設置于打印機主體3的前側底面上的托盤安裝部分5中安裝托盤55a，可以將裝在托盤55a中的記錄紙P供應到打印機主體3內部。托盤中已經裝有一疊記錄紙P。當托盤55a安裝在設置于打印機主體3前側的托盤安裝部分5中時，記錄紙P由紙張輸進/排出單元54從紙張輸進口55向打印機主體3的后側表面輸送。輸送到打印機主體3的后側表面的記錄紙P通過換向輥83使其行進方向反轉，并沿向前的或前進的路徑上面的路徑從打印機主體3的后側向前側輸送。在從打印機主體3的后側送到前側的記錄紙P從設置在打印機主體3前側的紙張排出口56排出之前，在從打印機主體3的后側向前側輸送的記錄紙上，與信息處理系統69例如個人電腦提供的文字/字符數據或圖像數據相對應的打印數據被打印為文字/字符或圖像(見圖13)。
在記錄紙P上執行打印的頭盒2從打印機主體3的上面、即從圖1中箭頭A所指示的方向裝載，并且將油墨4噴射到通過紙張輸進/排出單元54而行進的記錄紙P上，從而來進行打印。這里，將參照附圖解釋可拆卸地安裝到構成打印機裝置1的打印機主體3上的頭盒2、以及可拆卸地安裝到頭盒2上的墨盒11y、11m、11c和11k。
利用由例如電熱或機電系統的壓力生成裝置生成的壓力，頭盒2擠壓作為導電液體的油墨4，從而精細地將油墨4分成微粒，然后將微粒以液滴的形式噴射在載體、例如記錄紙P的主表面上。具體地說，頭盒2包括墨盒主體21，墨盒主體21上安裝有墨盒11y、11m、11c和11k，它們是填充有各種顏色的油墨的容器。同時，墨盒11y、11m、11c和11k以下有時被簡稱為墨盒11。
每個可拆卸地安裝到頭盒2上的墨盒11包括墨盒容器12，該墨盒容器12通過使具有高強度和耐墨性的例如聚丙烯等合成樹脂材料注塑成型而成型，如圖3所示。墨盒容器12形成為基本為矩形的形狀，其長邊的長度大約等于所使用的記錄紙P的寬度方向的尺寸，從而提供儲存在其內的油墨的最大可能容量。
具體地說，形成墨盒11的墨盒容器12設置有容納油墨4的油墨容器13、用于從油墨容器13向頭盒2的墨盒主體21的內部供應油墨4的油墨供應單元14，以及用于從外部向油墨容器13的內部取入空氣的外部連通開口15。墨盒容器還包括進氣管道16，用以將通過開口15取入的空氣引入油墨容器13的內部；貯液器17，用以暫時存儲開口15和進氣管道16之間的油墨4；以及多個保持凸耳18和多個嚙合臺階19，用以使墨盒11保持在墨盒主體21上。
油墨容器13由具有高氣密性的材料形成，并且限定出用于容納油墨4的空間。油墨容器13形成為近似為矩形的形狀，其長邊尺寸大約等于沿如圖3所示的記錄紙P的寬度方向W的尺寸。
油墨供應單元14設置在油墨容器13的中間下部。油墨供應單元14是凸出形狀的噴嘴，與油墨容器13相連通并插入油墨容器13內。噴嘴的末端如下所述裝配在頭盒2的連接單元26內，以便將頭盒2的墨盒容器12連接到頭盒2的墨盒主體21。
參照圖4A和4B，油墨供應單元14設置有供給口14b，用于將油墨4供給到墨盒11的底面14a上。該底面14a設置有用于打開/關閉供給口14b的閥14c、沿關閉供給口14b的方向作用于閥14c的螺旋彈簧14d，以及用于打開/關閉閥14c的打開/關閉銷14e。在將墨盒11裝載到頭盒2的墨盒主體21上之前的階段，如圖4A所示，通過作為作用部件的螺旋彈簧14d的作用力，沿關閉供給口14b的方向作用于閥14c，從而使連接到頭盒2的連接單元26上的用于供給油墨4的供給口14b關閉。當墨盒11裝載到墨盒主體21上時，如圖4B所示，構成頭盒2的墨盒主體21的連接單元26的上部使打開/關閉銷14e沿與螺旋彈簧14d的作用方向相反的方向向上抬起。這樣向上抬起的打開/關閉銷14e使閥14c上升，抵抗螺旋彈簧14d的作用力而打開供給口14b。以這種方式將墨盒11的油墨供應單元14連接到頭盒2的連接單元26，以使油墨容器13和油墨貯液器31之間連通，從而可將油墨4供應到油墨貯液器31。
當將墨盒11從頭盒2的連接單元26取出時，即，當將墨盒11從頭盒2的安裝單元22拆卸下來時，打開/關閉銷14e對閥14c的托舉狀態解除，閥14c沿螺旋彈簧14d的作用方向移動以關閉供給口14b。這樣，即使在將要把墨盒11裝載到墨盒主體21上時油墨供應單元14的末端朝下，也可以防止油墨容器13中的油墨4泄漏。當將墨盒11從墨盒主體21取下時，閥14c迅速關閉供給口14b，因此防止了油墨4從油墨供應單元14的末端泄漏。
參照圖3，外部連通開口15是用于從墨盒11的外部向油墨容器13取入空氣的通氣口。開口15設置在墨盒容器12的上面，這里是在上面的中間部分，其中開口朝外以取入空氣，這樣，即使當將墨盒安裝到頭盒2的安裝單元22上時，為了從外部取入空氣，開口15朝外。當將墨盒11安裝到墨盒主體21上并且油墨4已經從油墨容器13向下流向墨盒主體21時，開口15取入與油墨容器13中的油墨4的減少量相對應量的空氣。
進氣管道16提供了油墨容器13和開口15之間的連通，以便將從開口15取入的空氣引入到油墨容器13。因此，當將墨盒11安裝到墨盒主體21上并且油墨4被供應到頭盒2的墨盒主體21的內部時，油墨容器13中的油墨4的量繼而減少，從而降低了油墨容器中的壓力，由于通過進氣管道16向油墨容器中引入了空氣，油墨容器13中的壓力可以維持在平衡狀態，從而油墨4可以適當地供應到墨盒主體21的內部。
貯液器17設置在外部連通開口15和進氣管道16之間，用于暫時容納油墨4，以防止當油墨4從與油墨容器13相連通的進氣管道16泄漏時突然外流。貯液器17的橫截面基本上是菱形的，貯液器的長對角線平行于油墨容器13的縱向。進氣管道16設置在油墨容器13的菱形的下面的頂點處，即，設置在貯液器的短對角線的最下端，用于儲存從油墨容器13流來然后又流回到油墨容器13的油墨4。同樣，外部連通開口15設置在貯液器17的短對角線上的最下面的頂點處，以使得從油墨容器13進入的油墨難以通過外部連通開口15向外流。
多個保持凸耳18形成在墨盒11的短邊側面上，并且與形成在頭盒2的墨盒主體21的多個閂鎖桿24中的嚙合開口24a相嚙合。每個保持凸耳18具有形成在基本垂直于油墨容器13的側面的平面上的上表面，同時其下表面從側面向上述的上表面傾斜。
嚙合臺階19面朝設置有保持凸耳18的墨盒11的側面的上端而設置。每個嚙合臺階19由斜面19a和平面19b形成，其中，斜面19a的一端與墨盒容器12的上表面連續，平面19b與斜面19a的另一端和墨盒的相對側的側面連續，并且平行于墨盒的上表面延伸。由于墨盒11以這種方式設置有嚙合臺階19，因此設置有平面19b的墨盒的側面的高度比墨盒容器12的上表面低一個臺階，墨盒11在這些臺階處與墨盒主體21的多個嚙合片23相嚙合。當墨盒被插入頭盒2的安裝單元22時，嚙合臺階19就被設置在墨盒的插入側的側面上。嚙合臺階由頭盒2的安裝單元22的嚙合片23嚙合，以用作在將墨盒11安裝到安裝單元22上時的旋轉支點。
除了上述的部件之外，如上設計和構建的墨盒11包括剩余墨量傳感器，用于檢測油墨容器13中的油墨4的剩余量，以及用于區分墨盒11y、11m、11c和11k的區分單元。
接下來，說明已經裝載了分別裝有黃色、紅色、青色和黑色油墨4的墨盒11y、11m、11c和11k的頭盒2。
參照圖2和3，如上所述，頭盒2由墨盒11和墨盒主體21組成。墨盒主體21包括安裝單元22y、22m、22c和22k，在這些安裝單元上安裝墨盒11。在下文中，如果這些安裝單元22被整體引用，則將它們簡稱為安裝單元或單元22。墨盒主體還包括用于固定墨盒11的嚙合片23和閂鎖桿24、用于沿取出方向作用于墨盒11的作用部件25、連接到油墨供應單元14以便被供應油墨4的連接單元26、用于噴射油墨4的墨噴射頭27、以及用于保護墨噴射頭27的頭罩28。
其上安裝有墨盒11的安裝單元22的上表面形成為凹入部分，用作墨盒11的接收/彈出口。這里，沿基本上垂直于記錄紙P的寬度方向的方向，即，沿記錄紙P的行進方向并排容納有四個墨盒11。由于安裝單元22接收墨盒11，因此與墨盒11同樣地將其設置為長邊沿打印寬度方向延伸。將墨盒11容納并安裝在墨盒主體21中。
如圖2所示，安裝單元22是其中安裝有墨盒11的區域。安裝單元22包括其中安裝有黃色墨盒11y的安裝單元22y、其中安裝有紅色墨盒11m的安裝單元22m、其中安裝有青色墨盒11c的安裝單元22c、以及其中安裝有黑色墨盒11k的安裝單元22k。通過隔板22a將這些安裝單元22y、22m、22c和22k區分開。
通常，黑色墨盒11k消耗大量的油墨并且形成為更大的厚度以容納更大量的油墨4。因此，黑色墨盒在寬度上要比其它的墨盒11y、11m和11k更寬，與墨盒11k的厚度一致，安裝單元22k在寬度上要比其它安裝單元22y、22m或22k更寬。
在其中安裝有墨盒11的安裝單元22的開口端，如圖3所示形成有嚙合片23。這些嚙合片23設置在安裝單元22的縱向側面上并且與墨盒11的嚙合臺階19相嚙合。
使墨盒11的嚙合臺階19作為導入端，斜著將墨盒11引入安裝單元22，并將嚙合臺階19和嚙合片23的嚙合位置作為旋轉支點，使墨盒11沒有設置嚙合臺階19的側面向安裝單元22旋轉，從而將墨盒11安裝到安裝單元22上。通過這樣做，可以容易地將墨盒11安裝到安裝單元22上。
如圖3所示，每個閂鎖桿24通過彎曲彈簧片而形成。這些閂鎖桿設置在安裝單元22上與安裝單元22的嚙合片23相反一側的側面上，即，安裝在安裝單元的相反側的縱向側面上。每個閂鎖桿24的基端與安裝單元22的相反側的側面的底部安裝為一體，同時其末端可以沿朝向和遠離該側面的方向彈性地移動。嚙合開口24a形成為朝向閂鎖桿的遠端。
在將墨盒11安裝到安裝單元22上的同時，閂鎖桿24發生彈性變形，嚙合開口24a與墨盒11的保持凸耳18相嚙合從而防止安裝在安裝單元22上的墨盒11從安裝單元22脫落。
作用部件25是通過彎曲彈簧片而形成的，安裝在朝向設置有墨盒11的嚙合臺階19的側面的底面上，用以沿拆卸墨盒的方向作用于墨盒11。作用部件25具有通過彎曲形成的頂點，并且可以沿朝向和遠離底面的方向彈性地移動。該作用部件在其頂點處推動墨盒11的底面，以便沿從安裝單元22卸下墨盒的方向作用于墨盒11。當保持凸耳18從閂鎖桿24的嚙合開口24a脫離時，作用部件25從嚙合片23彈出墨盒11。
當墨盒11y、11m、11c和11k安裝在安裝單元22y、22m、22c和22k中時，連接到墨盒11y、11m、11c和11k的油墨供應單元14上的連接單元26設置在安裝單元22y、22m、22c和22k的縱向的中部。這些連接單元26成為用于向設置在墨盒主體21的底面上、用于從安裝在安裝單元22上的墨盒11的油墨供應單元14噴射油墨4的墨噴射頭27供應油墨4的油墨供應管道。
具體地說，如圖5所示，每個連接單元26都設置有用于容納從墨盒11供應的油墨4的油墨蓄液器31、用于密封連接到連接單元26上的油墨供應單元14的密封部件32、用于除去油墨4中的雜質的過濾器33、以及用于打開/關閉向墨噴射頭27的供應通道的閥門單元34。
油墨蓄液器31是與油墨供應單元14連接并用于存儲從墨盒11供應的油墨4的空間。密封部件32設置在該油墨蓄液器31的上端，用于密封油墨蓄液器31和油墨供應單元14之間的空間，以防止當油墨供應單元連接到油墨蓄液器31時油墨4泄漏到外部。過濾器33除去在安裝/卸下墨盒11期間混入到油墨4中的灰塵和污垢等雜質，并設置在油墨蓄液器31的下游。
參考圖6A和6B，閥門單元34包括從油墨儲液器31向其供給油墨4的油墨流入管道34a、從油墨流入管道34a向其供給油墨4的墨腔34b、用于使油墨4從墨腔34b向外流出的油墨流出管道34c、設置在油墨流入管道34a和油墨流出管道34c之間的墨腔34b中的開口34d、用于打開/關閉開口34d的閥34e、以及用于沿關閉開口34d的方向作用于閥34e的作用部件34f。該閥門單元34還包括用于調節作用部件34f的作用力的負壓調節螺釘34g、與閥34e連接的閥桿34h以及與閥桿34h連接的隔膜34i。
油墨流入管道34a是與油墨容器13連接的供給管道，用于將墨盒11中的油墨容器13中的油墨4通過油墨儲液器31供給墨噴射頭27。該油墨流入管道34a設置成從油墨儲液器31的底面延伸至墨腔34b。該墨腔34b是基本上為矩形的空間，其與油墨流入管道34a、油墨流出管道34c和開口34d形成一體。油墨4從油墨流入管道34a流入，以便通過開口34d從油墨流出管道34c排出。油墨流出管道34c是油墨供給管道，在該管道中，油墨4通過開口34d從墨腔34b提供，并且該管道與墨噴射頭27連接。油墨流出管道34c從墨腔34b的底面側延伸至墨噴射頭27。
閥34e用于關閉開口34d，從而將油墨流入管道34a和油墨流出管道34c彼此隔開，并設置在墨腔34b中。閥34e可在作用部件34f的作用力、與閥桿34h連接的隔膜34i的恢復力、以及向著油墨流出管道34c的油墨4的負壓的作用下豎直移動。當處于下部位置時，閥34e關閉開口34d，將墨腔34b分隔成油墨流入管道34a和油墨流出管道34c，從而斷開向油墨流出管道34c的油墨4的供給。當處于上端位置時，抵抗作用部件34f的作用力，閥34e使油墨4可以提供給墨噴射頭27，而不斷開墨腔34b中、來自油墨流入管道34a的油墨供應和油墨流出管道34c之間的通路。盡管沒有對閥34e的材料類型作出限制，但它由例如天然橡膠材料或所謂的人造橡膠材料制成。
作用部件34f例如是在閥34e的上表面和墨腔34b的上表面之間連接負壓調節螺釘34g和閥34e的壓縮螺旋彈簧，用于在其自身作用力的作用下沿通過閥34e關閉開口34d的方向作用于閥34e。負壓調節螺釘34g是用于調節作用部件34f的作用力的螺釘，從而作用部件34f的作用力可以通過調節負壓調節螺釘34g來進行調節。因此，利用負壓調節螺釘34g可以調節油墨4的負壓，該負壓起動用于打開/關閉開口34d的閥34e，以下將對此進行詳細的描述。
閥桿34h是使與其一端連接的閥34e和與其另一端連接的隔膜34i互連、從而使閥和隔膜34i可以一致地移動的桿。隔膜是與閥桿34h的另一端連接的薄的彈性片。該隔膜34i具有面對墨腔34b的油墨流出管道34c的一個主面以及與外部空氣接觸的另一個主面，并且在大氣壓力下以及在油墨4的負壓下向著外部空氣側或向著油墨流出管道34c側彈性地移位。
在上述閥門單元34中，如圖6A所示，在由作用部件34f施加的作用力和由隔膜34i施加的作用力的作用下，沿關閉墨腔34b的開口34d的方向推動閥34e。如圖6B所示，當從墨噴射頭27噴射油墨4從而使朝向由開口34d分割的油墨流出管道34c的墨腔34b的部分中的油墨4的負壓升高時，在油墨4的負壓的作用下，大氣壓力使隔膜34i上升，從而使閥34e和閥桿34h一起抵抗作用部件34f的作用力而上升。
在這時，墨腔34b的油墨流入管道34a側和油墨流出管道34c側之間的開口34d打開，以允許油墨4從油墨流入管道34a側供給至油墨流出管道34c側。油墨4的負壓降低，隔膜34i通過自身的恢復力恢復其初始形狀，閥34e和閥桿34h一起在作用部件34f的作用力的作用下被向下拖動，從而關閉墨腔34b。在閥門單元34中，每當噴射油墨4的時候就重復上述移動，使得油墨4的負壓得以升高。
在連接單元26中，當將油墨容器13中的油墨4供給到墨腔34b中時，油墨容器13中的油墨4的量減少，可是在這時，外部空氣從進氣管道16被引入墨盒11中。引入墨盒11中的空氣被送往墨盒11的上部。這樣恢復到從噴嘴44a噴射墨滴i之前的狀態(這將在隨后進行解釋)，從而達到平衡狀態。該平衡狀態在進氣管道16中的油墨4幾乎耗盡的條件下建立。
墨噴射頭27設置成沿盒主體21的底面延伸，如圖5所示。作為用于噴射從連接單元26供給的油墨液滴i的墨噴射口的多個噴嘴44a，沿著記錄紙P的寬度方向、即沿著圖5中箭頭W所示的方向，從一種顏色到另一種顏色地設置在一行上。
如圖2所示，頭罩28是用于保護墨噴射頭27的蓋子，在執行打印操作時從墨噴射頭27上拆卸下來。頭罩28設置有沿打開/關閉方向設置的槽28a和縱向延伸以便吸收沉積在墨噴射頭27的噴射表面27a上的多余油墨4的清潔輥28b。頭罩28在油墨容器13的橫向上沿該槽28a打開/關閉。在這時，清潔輥28b轉動，貼著墨噴射頭27的噴射表面27a來吸干多余的油墨4，以清潔墨噴射頭27的噴射表面27a。該清潔輥28b例如由強吸濕性材料構成。當打印裝置不處于打印操作時，頭罩28防止墨噴射頭27中的油墨4變干。
除了上述組件以外，上述頭盒2例如還包括用于檢測墨盒11中的剩余墨量的剩余墨量檢測單元、以及用于當油墨供應單元14被連接到連接單元26上時檢測油墨4的有無的油墨有無檢測單元。
參照圖7和8，每種顏色的油墨4的墨噴射頭27包括作為基底的電路基板41，沿基本上垂直于記錄紙P的行進方向的方向、即沿記錄紙P的寬度方向并排排列的一對加熱電阻器42a、42b，用于防止油墨4泄漏的過濾器43以及具有許多以液滴的形式噴射油墨4的噴嘴44a的噴嘴板44。墨噴射頭還包括限定供應油墨4的空間的墨液腔45以及用于向墨液腔45供給油墨4的油墨流動管道46。
電路基板41是例如由硅制成的半導體基板，在其主表面41a上包括一對加熱電阻器42a、42b。這些加熱電阻器42a、42b如后所述連接在噴射控制器63上，該噴射控制器63設置在電路基板41上。該噴射控制器63是例如由邏輯IC(集成電路)和驅動晶體管構成的電子電路。
上述成對加熱電阻器42a、42b是壓力生成元件，由從噴射控制器63供給的脈沖電流加熱，由此加熱墨液腔45中的油墨4，從而提高內部壓力。由這些成對加熱電阻器42a、42b加熱后的油墨4作為液滴通過后述的設置在噴嘴板44中的噴嘴44a進行噴射。
膜43形成在電路基板41的一個主表面41a上。膜43是例如曝光硬化型的感光膠膜。其首先形成在電路基板41的主表面41a的幾乎整個區域上，然后進行光刻處理，以便除去不需要的部分。該膜用于將成對加熱電阻器42a、42b環繞在凹進部分中。環繞成對加熱電阻器42a、42b的膜43的部分形成墨液腔45的一部分。
噴嘴板44是板狀元件，其厚度為10μm級，設置有用于噴射墨滴i的噴嘴44a，并且形成在與電路基板41相對的膜43的表面上。噴嘴44a是具有15至18μm級的極小直徑的開口，在噴嘴板44中開口成圓形孔。噴嘴44a設置成面對成對加熱電阻器42a、42b。噴嘴板44形成墨液腔45的一部分。
墨液腔45每個都是由電路基板41、成對加熱電阻器42a、42b、膜43和噴嘴板44包圍的區域，用于存儲從油墨流動管道46供給的油墨4。每個墨液腔形成其中存儲從油墨流動管道46供給的油墨4的空間。墨液腔45由成對加熱電阻器42a、42b加熱，由此使墨液腔45中的內部壓力升高。
油墨流動管道46與連接單元26的油墨流出管道34c連接，并且從與連接單元26連接的墨盒11被供給油墨4。油墨流動管道形成用于將油墨4輸送到與油墨流動管道46連通的每個墨液腔45的流動通道。即，油墨流動管道46與連接單元26連通。因此，從墨盒11供給的油墨4流入油墨流動管道46中，從而被充入墨液腔45中。
上述單個墨噴射頭27針對每種顏色的墨盒11包括100至5000個設置有成對加熱電阻器42a、42b的墨液腔45。向每個墨液腔45設置成對加熱電阻器42a、42b。在墨噴射頭27中，選擇成對加熱電阻器42a、42b，并且按照打印機裝置1的控制器68發出的命令發熱。與成對加熱電阻器42a、42b相關聯的墨液腔45中含有的油墨4作為液滴從與該墨液腔45相關聯的噴嘴44a中噴射出來。
即，在墨噴射頭27中，從與墨噴射頭27相連接的油墨流動管道46供給的油墨4被充入墨液腔45中。使脈沖電流在短時間內、例如1至3μ秒內流過成對加熱電阻器42a、42b，從而快速加熱成對加熱電阻器42a、42b，結果，與成對加熱電阻器42a、42b相接觸的油墨4的部分被加熱，生成氣相的油墨氣泡，由于油墨氣泡的膨脹，某一體積的油墨4被加壓(油墨4沸騰)。由此，與噴嘴44a相接觸的油墨4以等于由膨脹的油墨氣泡加壓的油墨4的體積的量噴射，從而作為墨液滴i沉積在記錄紙P上。
在該墨噴射頭27中，成對加熱電阻器42a、42b大致相互平行地并排設置在單個墨液腔45中，如圖8所示。即，成對加熱電阻器42a、42b設置在單個墨液腔45中。在墨噴射頭27中，相互平行設置的多個成對加熱電阻器42a、42b在與圖8中箭頭C所指示的記錄紙P的行進方向基本垂直的方向上、即在圖8中箭頭W所示的記錄紙P的寬度方向上并排設置。同時，噴嘴44a的位置由圖8中的一點點劃線指示。
每一成對加熱電阻器42a、42b都是將單個電阻器分割成兩個，其長度相同，寬度為一半，從而每個電阻器的電阻值近似為兩倍。如果成對加熱電阻器42a、42b的電阻器串聯連接，則每個都具有兩倍電阻值的兩個電阻器串聯連接，從而電阻值是分割之前的四倍。
為了使墨液腔45中的油墨4沸騰，必須通過向成對加熱電阻器42a、42b施加恒定的脈沖電流來加熱成對加熱電阻器42a、42b，從而利用由沸騰產生的能量來噴射墨滴i。如果電阻值小，則必須增大流動的脈沖電流。由于相當于被分成兩部分的單個電阻器的成對加熱電阻器42a、42b的電阻值高于未被分割的單個電阻器的電阻值，因此可以利用具有小電流值的脈沖電流來產生沸騰。
這樣，在墨噴射頭27中，例如引起脈沖電流流動的晶體管可以具有小的尺寸，以節約空間。盡管電阻值還可以通過減少成對加熱電阻器42a、42b的厚度來進一步提高，但是從成對加熱電阻器42a、42b的材料選擇、強度或耐久性的角度來看，在減小成對加熱電阻器42a、42b的厚度方面存在某種限制。因此，通過將單個電阻器分成兩個來使成對加熱電阻器42a、42b的電阻值增加，而不是減少它們的厚度。
應當注意的是，在通過噴嘴44a噴射墨液腔45中的油墨時，通過驅動控制成對加熱電阻器42a、42b，使得直到成對加熱電阻器42a、42b使墨液腔45中的油墨沸騰之前的時間、即氣泡產生的持續時間對于成對加熱電阻器而言是相同的，由此可以使墨液滴i從噴嘴44a豎直向下噴射。
如果在成對加熱電阻器42a、42b的氣泡產生持續時間中產生時間差，則成對加熱電阻器42a、42b就難以在大致同一時間生成墨泡，結果，墨滴向成對加熱電阻器42a、42b的排列方向中的一個方向偏移地被噴射。
具體地說，如圖7所示，由與墨噴射頭27連接的油墨流動管道46供給油墨4，使得油墨4被充入墨液腔45中。
這樣，在與成對加熱電阻器42a、42b相接觸的油墨4的部分中生成氣態油墨氣泡B1和B2，使得由于墨泡B1和B2的膨脹每一預定體積的油墨4被加壓。從而在墨噴射頭27與噴嘴44a相接觸的部分中，與由每個墨泡B1和B2朝著記錄紙P垂直向下加壓的上述體積的油墨4相同量的油墨4，作為墨滴i從噴嘴44a直接向下噴射出來，從而沉積在記錄紙P上。
如果如圖11所示在墨噴射頭27中基本同時地向成對加熱電阻器42a、42b施加分別不同值的脈沖電流，那么在與成對加熱電阻器42a、42b相接觸的油墨4部分中生成分別不同大小的墨氣泡B3、B4。從而，由于這些墨氣泡B3和B4的膨脹，預定體積的油墨被加壓。
而且，如圖12所示，在墨噴射頭27中，與由與噴嘴44a相接觸的油墨部分中的墨氣泡B3和B4加壓的上述體積的油墨4等量的油墨4作為墨滴i沿圖12中箭頭W所示的記錄紙P的寬度方向，向墨泡B3和B4中體積較小的一個偏移地從噴嘴44a中噴射出來，從而沉積在記錄紙P上。
當將具有不同值的脈沖電流供給成對加熱電阻器42a、42b時，在墨噴射頭27中，將供給成對加熱電阻器42a、42b中的一個的脈沖電流用作參考，將電流值之差在該參考電流的10％以內的脈沖電流供給成對加熱電阻器中的另一個。通過這樣做，提供給墨噴射頭27中的成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的電流值之差可以最優化。因此，不存在這樣的風險形成在成對加熱電阻器42a、42b上的墨泡B3和B4的大小變得極不平衡，從而使油墨4的加壓狀態不穩定而導致墨滴i的噴射方向的波動。
此外，在墨噴射頭27中，供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的電流值之差可以實現最優化，從而不存在這樣的風險噴射表面27a和噴射方向之間的噴射角太小，從而導致所噴射的墨滴i與噴嘴44a的邊緣接觸。因此，可以避免墨滴i的噴射方向的波動。
下面將參考
構成其上安裝有如上所述形成的頭盒2的打印機裝置1的打印機主體3。
參考圖1和13，打印機主體3包括其上裝載有頭盒2的頭盒安裝單元51、用于將頭盒2保持與固定在頭盒安裝單元51上的頭盒保持單元52、用于打開/關閉頭罩的頭罩打開/關閉單元53以及用于供給和排出記錄紙P的紙張輸進/排出單元54。打印機主體3還包括用于向紙張輸進/排出單元54供給記錄紙張P的紙張輸進口55以及用于從紙張輸進/排出單元54輸出記錄紙P的紙張排出口56。
頭盒安裝單元51是一個凹部，在該凹部內安裝有頭盒2。該頭盒2安裝成為了在行進的打印紙上正確地打印數據，使墨噴射頭27的噴射表面27a基本上平行于記錄紙P的平面。
存在例如由于油墨堵塞墨噴射頭27而需要更換頭盒2的情況。因此，盡管頭盒2不象墨盒11那樣經常地更換，但它也屬于消耗品。因此，由頭盒保持單元52保持頭盒，以便象所期望的那樣從頭盒安裝單元51上拆卸下來。
頭盒保持單元52是可拆卸地將頭盒2保持在頭盒安裝單元51上的單元。設置在頭盒2上的旋鈕52a由設置在打印機主體3的保持孔52b中的未示出的例如彈簧等作用部件保持。這樣通過對設置在打印機主體3上的參考平面3a的壓緊安裝來安裝頭盒2，由此定位并固定頭盒2。
頭罩打開/關閉單元53包括驅動單元，用于打開/關閉頭盒2的頭罩28。在進行打印時，頭罩28打開，以便使墨噴射頭27向記錄紙P開放，當打印已經結束時，頭罩28關閉，以保護墨噴射頭27。
紙張輸進/排出單元54包括用于運送記錄紙P的驅動單元。該驅動單元將從紙張輸進口55供給的記錄紙P運送到頭盒2的墨噴射頭27，同時將具有從噴嘴44a噴射出并沉積在其上的墨滴i的打印過的紙張P運送到紙張排出口56，以將其排出到該裝置外部。
紙張輸進口55是用于將記錄紙P輸進紙張輸進/排出單元54的開口，可以在例如托盤55a上保持多張記錄紙P。紙張排出口56是排出已經沉積有墨滴i、從而完成打印的記錄紙P的開口。
以下將參考
用于控制如上所述構成的打印機裝置1進行的打印的控制電路61。
控制電路61包括用于驅動控制打印機主體3的單元53和54的打印機驅動器62、用于控制例如提供給與不同顏色的油墨4相關聯的墨噴射頭27的電流的噴射控制器63，以及用于警告不同顏色的油墨4的剩余油墨量的警告單元64。該控制電路還包括用于針對外部設備輸入/輸出信號的輸入/輸出終端65、以及已記錄有例如控制程序的ROM(只讀存儲器)66。該控制電路還包括臨時存儲例如根據需要讀出的控制程序的RAM(隨機存取存儲器)67以及用于控制各部分的控制器68。
打印機驅動器62控制用于通過基于從控制器68發出的控制信號啟動構成頭罩打開/關閉單元53的驅動電動機來打開/關閉頭罩28的頭罩打開/關閉單元。
打印機驅動器62還基于從控制器68發出的控制信號來起動構成紙張輸進/排出單元54的驅動電動機，以從打印機主體3的紙張輸進口55輸進記錄紙P，并從紙張排出口56排出紙張P。
參考圖15，噴射控制器63是包括以下部分的電路用于向作為電阻器元件的成對加熱電阻器42a、42b提供脈沖電流的電源71a、71b；用于使成對加熱電阻器42a、42b和電源71a、71b之間的電氣連接接通或斷開的開關部件72a至72c；用于控制提供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的可變電阻器73；用于控制開關部件72b和72c的開關的開關控制電路74a、74b；以及用于控制可變電阻器73的電阻值的電阻值控制電路75。
電源71a與加熱電阻器42b連接，而電源71b通過開關部件72c與可變電阻器73連接。兩個電源都向電路提供脈沖電流。同時，盡管提供給電路的脈沖電流可以從電源71a、71b提供，但脈沖電流也可直接從例如控制器68提供。
開關部件72a設置在成對加熱電阻器42a和地之間，以整體地控制噴射控制器63的接通/斷開。開關部件72b連接在成對加熱電阻器42a、42b和可變電阻器73之間，以控制提供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流。
開關部件72c設置在可變電阻器73和電源71b之間，以控制墨滴i的噴射方向。對這些開關部件72a至72c進行接通/斷開控制，以控制提供給電路的脈沖電流。
可變電阻器73改變其自身電阻值，以改變提供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值。即，提供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值由可變電阻器73的電阻的大小決定。
開關控制電路74a切換開關部件72b的接通/斷開，以便連接可變電阻器73和成對加熱電阻器42a、42b，或者斷開可變電阻器73和成對加熱電阻器42a、42b。開關控制電路74b切換開關部件72c的接通/斷開，以切換電源71b和電路之間的電氣連接的接通/斷開。
電阻值控制電路75控制可變電阻器73的電阻值的大小，以調整提供給加熱電阻器42a的脈沖電流的值。
如果在上述噴射控制器63中開關部件72b斷開，在可變電阻器73和成對加熱電阻器42a、42b之間沒有電氣連接，并且開關72a接通，則脈沖電流從電源71a供應給串聯連接的成對加熱電阻器42a、42b。這時，沒有電流流過可變電阻器73。
如果成對加熱電阻器42a、42b的電阻值相互之間近似相等，則當向其供給脈沖電流時，由成對加熱電阻器42a、42b生成的熱量值相互之間近似相等。
在這種情況下，在墨噴射頭27中的成對加熱電阻器42a、42b中生成的熱量值相互之間近似相等，從而氣泡的持續時間相互之間近似相等。因此，如圖16A所示，油墨4的噴射角近似垂直于記錄紙P的主表面，墨滴i從噴嘴44a基本直接地向下噴射。
在如圖15所示的噴射控制器63中，在開關部件72b已經接通成對加熱電阻器42a、42b和可變電阻器73之間的電氣連接、開關部件72a接通、開關部件72c與地連接時，如圖16B所示，從墨噴射頭27噴射的墨滴i在其噴射方向沿記錄紙P的寬度方向W向加熱電阻器42a偏移的狀態下被噴射。即，由于開關部件72c與地連接，因此提供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值與可變電阻器73的電阻值成比例地變小。這使得提供給與記錄紙P的寬度方向基本平行地并排設置的成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流產生差異，由此也使得這兩個電阻器生成的熱量值產生差異。在該噴射控制器63中，供給加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值保持不變，僅有提供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值發生變化。
如果在這種情況下可變電阻器73的電阻值高，則從電源71a經過開關部件72c流入地的電流變小，并且從電源71a供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值降低得小。因此，提供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的差變小，在成對加熱電阻器42a、42b中生成的熱量值的差也變小，以噴射面27a為參考，從噴嘴44a噴射的墨滴i的噴射角變大。即，墨滴i這樣噴射可變電阻器73的電阻值越高，在加熱電阻器42a一側，墨滴i的沉積位置就越接近于從噴嘴44a垂直向下噴射的墨滴i的沉積點D。
反之，如果可變電阻器73的電阻值低，則從電源71a經過開關部件72c流入地的電流變大，并且從電源71a供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值降低得大。因此，提供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的差變大，并且在成對加熱電阻器42a、42b中生成的熱量值的差也變大，以噴射面27a為參考，從噴嘴44a噴射的墨滴i的噴射角變小。即，墨滴i這樣噴射可變電阻器73的電阻值越低，在加熱電阻器42a一側，墨滴i的沉積位置就越遠離從噴嘴44a豎直向下噴射的墨滴i的沉積點D。
此外，在如圖15所示的噴射控制器63中，在開關部件72b已經接通成對加熱電阻器42a、42b和可變電阻器73之間的電氣連接、開關部件72a接通、開關部件72c與電源71b連接時，如圖16C所示，從墨噴射頭27噴射的墨滴i在其噴射方向沿圖16C所指示的記錄紙P的寬度方向W向加熱電阻器42b偏移的狀態下噴射。即，由于開關部件72c與電源71b連接，因此供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值與可變電阻器73的電阻值成比例地變大。這使得提供給與記錄紙P的寬度方向基本平行地并排設置的成對加熱電阻器42a、42b的電力產生差異，由此也使得這兩個電阻器生成的熱量值產生差異。
在墨噴射頭27中，成對加熱電阻器42a、42b的加熱狀態與開關元件72c接地的情況相反。
如果在這種情況下可變電阻器73的電阻值高，則除了由電源71a供給的電流，由電源71b供給加熱電阻器42a的電流變小，因此供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的差變小。因此，在成對加熱電阻器42a、42b中生成的熱量值的差也變小，以噴射面27a為參考，從噴嘴44a噴射的墨滴i的噴射角變大。
即，墨滴i這樣噴射可變電阻器73的電阻值越高，在加熱電阻器42b一側，墨滴i的沉積位置越接近于從噴嘴44a垂直向下噴射的墨滴i的沉積點D。
反之，如果可變電阻器73的電阻值低，則除了由電源71a供給的電流，由電源71b供給加熱電阻器42a的電流變大，由此提供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的差變大。因此，在成對加熱電阻器42a、42b中生成的熱量值的差也變大，以噴射面27a為參考，從噴嘴44a噴射的墨滴i的噴射角變小。即，墨滴i這樣噴射可變電阻器73的電阻值越低，在加熱電阻器42b一側，墨滴i的沉積位置越遠離從噴嘴44a垂直向下噴射的墨滴i的沉積點D。
這樣，在噴射控制器63中，通過切換開關部件72a至72c并且改變可變電阻器73的電阻值，從噴嘴44a噴射的墨滴i的噴射方向可以沿成對加熱電阻器42a、42b并置的方向、即沿記錄紙P的寬度方向改變。
圖17表示針對流過加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的差的不同值而測量的噴射角的測量結果，其中，以從噴嘴44a基本垂直地向下噴射墨滴i的情況為基準，流過加熱電阻器42a的脈沖電流相對于流過加熱電阻器42b的脈沖電流發生改變。
在圖17中，橫坐標按照相對于流過加熱電阻器42b的電流值的比率，表示流過成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的電流值之差。具體地說，在幾乎相同的電流流過成對加熱電阻器42a、42b的情況下電流值之差是0％，而在流過加熱電阻器42a的脈沖電流小于流過加熱電阻器42b的脈沖電流的情況下，電流值之差用負號(-)表示。
而且，在圖17中，縱坐標以從噴嘴44a基本垂直地向下噴射墨滴i的情況為基準，表示墨滴i以不同的噴射方向噴射時的噴射角度。當從噴嘴44a基本垂直地向下噴射墨滴i時，噴射角表示為0°，當流過加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值下降、使得墨滴i向加熱電阻器42a偏移地沉積時，噴射角用負號(-)表示。在噴射角的測量中，使用這樣的墨噴射頭27噴嘴板的厚度設置為大約13μm，噴嘴44a的直徑設置為大約17μm。
從圖17所示的測量結果可以看出，在流過成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流中引起的電流值差使得從噴嘴44a噴射的液滴的噴射方向發生改變。更具體地說，當流過加熱電阻器42a的電流大于流過加熱電阻器42b的電流時，向加熱電阻器42b側偏移地噴射墨滴i，但是，當流過加熱電阻器42a的電流小于流過加熱電阻器42b的電流時，向加熱電阻器42a側偏移地噴射墨滴i。
在墨滴i的噴射角度的測量過程中，將流過成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流值之差為-11.5％、-10.5％、-10％、-3％、-1％、2.5％、10％、10.5％和11.5％時，從噴嘴44a噴射的墨滴i在記錄紙P上的沉積點D設為例子1至9，并且針對這些例1(SP1)至例9(SP9)的記錄紙P上的沉積點D的狀態進行測量。圖18A至18I示出這些例1(SP1)至例9(SP9)的沉積點的狀態的評價結果。
同時，對于例1(SP1)至例9(SP9)，針對從沿記錄紙P的寬度方向并排設置的多個噴嘴44a中的一個噴射的墨液滴i的沉積點進行評價從圖18A至18I的評價結果可以看出，對于流過加熱電阻器42a的脈沖電流和流過加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值之差在10％以內的例3(SP3)至例7(SP7)，在改變噴射方向之后，墨滴i的沉積點D沒有產生偏差，而是以恒定的噴射角度從噴嘴44a噴射墨滴i。
特別地，對于流過加熱電阻器42a的脈沖電流和流過加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值之差在±10％以內(例3(SP3)至例7(SP7)的例3(SP3)至例7(SP7)，相對于提供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的電流值之差，提供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的噴射角的變化量大。因此，通過將電流值之差的上限設定為±10％，就可以穩定地進行控制。
也可以看出，對于流過加熱電阻器42a的脈沖電流與流過加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值之差超過10％的例子1、2、8和9與上述的例子相對比，墨滴i的沉積點D隨著噴射方向的改變而產生偏差。因此，在流過加熱電阻器42a和42b的脈沖電流的電流值之差超過±10％的情況下，從噴嘴44a噴射的墨滴i的大小的平衡狀態發生偏移，破壞了油墨4的加壓狀態，因此從噴嘴44a噴射的墨滴i的噴射方向可能產生偏差。
另一方面，在流過成對加熱電阻器42a和42b的脈沖電流的電流值之差超過±10％的情況下，從噴嘴44a噴射的墨滴i的噴射方向過度傾斜，使得當從噴嘴44a噴射墨滴i時，油墨可能與噴嘴44a的邊緣接觸，因而使噴射方向產生偏差。即，對于例子1、2、8和9，由于墨滴i的沉積點的偏差，打印出的圖像的圖像質量劣化。
從以上可以看出，在改變從噴嘴44a噴射的墨滴i的噴射方向時，將流過加熱電阻器42a的脈沖電流和流過加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值之差控制在±10％之內并且優選地控制在±8％之內，對于消除墨滴i的噴射方向的波動和抑制墨滴i的沉積點的偏差來講是至關重要的。
即，在上述噴射控制器63中，當以可變的噴射方向從噴嘴44a噴射墨滴i時，利用電阻值控制電路75來控制可變電阻器73的電阻值，以便調節提供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值，使得流過加熱電阻器42a的脈沖電流和流過加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值之差在±10％之內。
這樣，可以抑制以可變的噴射方向從噴嘴44a噴射的墨滴i的沉積點的偏差，由此可以防止色調偏差或者白條紋，從而能夠以高圖像質量進行打印。
以上通過控制可變電阻器73的電阻值來調節提供給加熱電阻器42a的電流值。本發明并不局限于此，例如可以將電源71a與加熱電阻器42a連接，用以改變提供給加熱電阻器42b側的電流值。在這種情況下，在以可變的噴射方向噴射墨滴i時，噴射控制器63可以通過電阻值控制電路75來調節可變電阻器73的電阻值，使得流過加熱電阻器42a的脈沖電流和流過加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值之差在±10％之內。
如圖14所示，報警單元64是例如LCD(液晶顯示器)等顯示裝置，用于顯示信息，例如打印條件、打印狀態或者剩余墨量。報警單元64可以例如是揚聲器等聲音輸出裝置，在這種情況下利用聲音輸出例如打印條件、打印狀態或者剩余墨量等的信息。
同時，報警單元64可以同時擁有顯示裝置和聲音輸出裝置。也可以利用信息處理系統69的監視器或者揚聲器來進行報警。
輸入/輸出終端65通過接口向例如外部信息處理系統69發送例如打印條件、打印狀態或者剩余墨量等上述信息。輸入/輸出終端65也被提供用于輸出例如打印條件、打印狀態或者剩余墨量等上述信息的控制信號或者被提供例如打印數據。信息處理系統69是電子設備，例如個人電腦或者PDA(個人數字助理)。
與例如信息處理系統69連接的輸入/輸出終端65可以使用例如串行接口或者并行接口作為接口，并且遵循現有的標準、具體地說是USB(通用串行總線)、RS(推薦標準)232C或者IEEE(電氣和電子工程師協會)1394的標準。
輸入/輸出終端65可以構建為依照有線或無線通信系統與信息處理系統69進行數據通信。相關的無線通信標準可以包括IEEE802.11a、802.11b和802.11g。
在輸入/輸出終端65和信息處理系統69之間可以介入因特網等網絡。在這種情況下，將輸入/輸出終端65連接到例如LAN(局域網)、ISDN(綜合服務數字網)、xDSL(任何數字用戶線)、FTHP(入戶光纖)、CATV(閉路電視)或BS(廣播衛星)。依照例如TCP/IP(傳輸控制協議/網際協議)等不同協議來執行數據通信。
ROM 66是EP-ROM(可擦可編程只讀存儲器)等存儲器，其中存儲有由控制器68執行的各種處理程序。存儲在ROM中的程序可以由控制器68裝載到RAM 67上。RAM 67存儲由控制器68從ROM 66讀取的程序以及打印機裝置的各種狀態。
基于例如從輸入/輸出終端65提供的打印數據或者基于從頭盒2輸入的油墨4的剩余量數據，控制器68控制各種部件。在控制器68的控制下，從ROM66讀取基于例如所輸入的控制信號來控制各種部件的控制程序并將其存儲在RAM67中，并且基于處理程序對各種部件進行控制或處理。
即，控制器68基于例如處理程序來控制噴射控制器63，使得流經加熱電阻器42a的脈沖電流和流經加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值之差在±10％以內，從而使從噴嘴44a噴射的墨滴i的噴射方向不產生偏差。
在上述的控制電路61中，處理程序存儲在ROM 66中。然而，處理程序不一定存儲在ROM 66中，也可以使用其中存儲有處理程序的多種存儲介質，例如光盤、磁盤、磁光盤或IC卡。
將控制電路61設置成直接地或者經由信息處理系統69連接到用于驅動各種記錄介質的驅動器，以便從這些記錄介質讀取處理程序。
以下將參照圖19中所示的流程圖對如上所述設置的打印機裝置1的打印操作進行解釋。同時，基于存儲在ROM 66等存儲裝置中的處理程序，通過設置在控制器68中的未示出的CPU(中央處理單元)，上的處理來執行該打印操作。
首先，用戶操作設置在打印機主體3上的操作面板，向打印機裝置1發出命令以執行該打印操作。控制器68然后在步驟S1中判斷預定顏色的墨盒11是否已安裝到相應的安裝單元22。
如果預定顏色的墨盒11已經適當地安裝到所有安裝單元22，則控制器68前進至步驟S2。當在步驟S1中預定顏色的墨盒11沒有適當地安裝時，控制器68前進至步驟S4，禁止打印。
控制器68在步驟S2中判斷連接單元26中的油墨4的量是否少于預定量，即，油墨4是否已經消耗完。在發現油墨4已經消耗完的情況下，在報警單元64中對該結果進行報警。然后在步驟S4中禁止打印操作。
相反，如果連接單元26中的油墨4的量超過預定值，即，如果已經充填有油墨4，則在步驟S3中允許進行打印操作。
在進行打印時，控制器68通過打印機控制器62來執行驅動單元53和54的驅動控制，以便使記錄紙P移動到可以打印的位置。具體地說，如圖20所示，控制器68驅動頭罩打開/關閉單元53的驅動電機，以使頭罩28相對于頭盒2向托盤55a運動，以便露出墨噴射頭27的噴嘴44a。
控制器68驅動形成紙張輸進/排出單元54的驅動電動機，以使記錄紙P行進。具體地說，控制器68控制紙張輸進/排出單元54，使得記錄紙P由紙張輸進輥81從托盤55a中拉出，并且由一對沿相反方向旋轉的分離輥82a、82b送到換向輥83，然后將記錄紙P送到傳送帶84，傳送到傳送帶84上的記錄紙P由保持裝置85保持在預定位置，從而確定油墨4的沉積位置。
當控制器68已經確認記錄紙P已經保持在打印位置上時，控制器68控制噴射控制器63，以便從墨噴射頭27的噴嘴44a向記錄紙P噴射墨滴i。
具體來說，如圖16A所示，控制器控制噴射控制器63，使得在從噴嘴44a基本垂直地向下噴射墨滴i的情況下，提供給成對加熱電阻器42a、42b的脈沖電流的電流值相互之間大致相等。
如圖16B所示，在噴射方向改變地從噴嘴44a噴射油墨、從而向加熱電阻器42a偏移地噴射油墨的情況下，控制器68控制噴射控制器63，使得提供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值小于提供給加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值。如圖16C所示，在從噴嘴44a噴射油墨、從而向加熱電阻器42b偏移地噴射油墨的情況下，控制器68控制噴射控制器63，使得提供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值大于提供給加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值。
當噴射方向變化地從噴嘴44a噴射墨滴i時，控制器68控制噴射控制器63，使得流過加熱電阻器42a的脈沖電流和流過加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值之差在±10％以內。因此，在墨噴射頭27中，可以抑制噴射方向改變地從噴嘴44a噴射的墨滴i的沉積位置的偏差，從而可以防止色調偏差或白條紋的產生。
當從噴嘴44a已經噴射墨滴i時，與墨滴i的噴射量相同量的油墨4迅速地從油墨流動管道46補充進墨液腔45中，從而如圖6B所示，恢復到初始狀態。
當從墨噴射頭27噴射墨滴i時，在朝向油墨流出管道34c、即開口34d的墨腔34部分中的油墨4的負壓升高，在油墨4的負壓的作用下，大氣壓力使隔膜34i上升。這樣就如圖6A所示，克服作用部件34f的作用力，使閥34e與閥桿34h一起上升，由于作用部件34f的作用力以及隔膜34i的作用力，閥34e此前一直使墨腔34b的開口34d關閉。在這時，墨腔34b的油墨流入管道34a側和油墨流出管道34c側之間的開口34d打開，使得油墨4從油墨流入管道34a側提供到油墨流出管道34c側。油墨4補充到墨噴射頭27的油墨流動管道46中。油墨4的負壓降低，隔膜34i通過自身的恢復力恢復到其初始形狀。由于作用部件34f的作用力，閥34e與閥桿34h一起被向下拖動，從而關閉墨腔34b。在該閥門單元34中，在每次噴射墨滴i而使油墨4的負壓升高時，就重復上述順序的操作。
以這種方式，將與打印數據相對應的字母/字符或圖像按順序打印在由于紙張輸進/排出單元54的作用而行進的記錄紙P上。在打印完成時，記錄紙P由紙張輸進/排出單元54經由紙張排出口56排出。
在上述打印機裝置1中，當以可變的噴射方向從噴嘴44a噴射墨滴i時，控制器68控制噴射控制器63，使得在以提供給成對加熱電阻器42a、42b中的一個的脈沖電流為參考的情況下，相對于該參考脈沖電流的電流值之差在±10％以內的脈沖電流流過成對加熱電阻器42a、42b中的另一個。具體地說，控制器68控制噴射控制器63，使得提供給加熱電阻器42a的脈沖電流的電流值與在這種情況下用作參考的、提供給加熱電阻器42b的脈沖電流的電流值相差±10％以內。
這樣，可以使打印機裝置1避免由于形成在成對加熱電阻器42a、42b上的墨泡的大小平衡偏移而使墨滴i的噴射方向產生偏差的不便，或者避免當噴嘴44a從變化的噴射方向噴射墨滴i時，墨滴i與噴嘴44a的邊緣接觸而導致油墨的噴射方向發生偏差的不便。結果是抑制了以可變的噴射方向從噴嘴44a噴射的墨滴i的沉積點的位置偏差。由于可以在打印機裝置1中抑制墨滴的沉積點的位置偏差，從而可以以高圖像質量進行打印，而沒有由色調偏差或白條紋導致的圖像質量的劣化。
利用本發明的打印機裝置，可以防止色彩濃度偏差或者白條紋，而不必象傳統的裝置那樣在打印期間設置重疊部分。因此，可以在相當短的打印時間內將圖像打印為高的圖像質量。
在上述說明中，以將成對加熱電阻器42a、42b沿記錄紙P的寬度方向并列設置的噴墨頭27作為例子進行了解釋。本發明并不局限于這種情況，只要是通過改變供給多個壓力生成元件的脈沖電流的電流值來控制墨滴i的噴射方向，就可以例如將本發明應用于如圖21A至21C所示的墨噴射頭91、101和111。
在墨噴射頭91中，成對加熱電阻92a和92b沿記錄紙的行進方向并排設置。在墨噴射頭101中，三個加熱電阻器103a、103b和103c設置在墨腔102中。在墨噴射頭111中，四個加熱電阻器113a、113b、113c和113d設置在墨腔112中。
在圖21A至21C中，墨噴射頭91、101、111中的噴嘴93、104和114的位置用虛線表示。在墨噴射頭101、111中，設置在油墨管道側的加熱電阻器103c、113c用于防止下述情況當墨腔102、112中生成的墨泡破裂時，從噴嘴104、114排出墨滴i的壓力在油墨管道一側低于在側壁一側，從而沿從油墨管道供應油墨4的方向、即沿與圖21A至21C中箭頭F所示方向相反的方向噴射墨滴i。
在上述說明中，在打印機裝置1中，頭盒2可以從打印機主體3拆卸下來，并且墨盒11可以從頭盒2拆卸下來。然而，本發明可以應用到其中打印機主體3和頭盒2制成一體的打印機裝置。
在上述說明中，以在記錄紙上打印文字/字符或者圖像的打印機裝置為例進行了解釋。然而，本發明可以廣泛地應用于其它噴射微少量液體材料的裝置。例如，本發明可以應用于如日本公開專利2002-34560中所公開的、液體中的DNA芯片噴射裝置，或者應用于噴射包含用于形成印刷電路板的小型化布線圖案的導電顆粒的液體的液體噴射裝置。
在以上解釋中，使用了電熱轉換系統，其中在利用成對加熱電阻器42a、42b對油墨加熱時，從噴嘴44a噴射油墨4。可是，本發明并不局限于該系統，可以例如應用于使用機電轉換系統的裝置，在該機電轉換系統中利用例如壓電元件等機電轉換元件從噴嘴機電地噴射油墨。
以上以行式頭型打印機裝置1的情況為例對本發明進行了解釋。然而，本發明也可以應用于串行噴墨打印機裝置，其中油墨頭沿基本上垂直于記錄紙的行進方向的方向移動。在這種情況下，向串行噴墨打印機裝置的墨噴射頭設置至少多個壓力生成元件。
本發明并不局限于以上參照附圖解釋的上述實施例。應當理解的是本領域技術人員在不背離如在附加權利要求中所限定的本發明范圍的情況下，可以嘗試以等同物進行各種改變或替換。
權利要求
1.一種液體噴射裝置，包括液腔，用于存儲液體；供給單元，用于向所述液腔供給液體；設置在所述液腔中的兩個或多個壓力生成元件，用于向存儲在所述液腔中的液體加壓；具有多個噴射口的噴射部件，用于將由所述壓力生成元件加壓后的液體以液滴的形式從所述液腔噴射到載體的主表面上；以及噴射控制部件，用于控制提供給所述壓力生成元件的電流值，以便控制從所述噴射口噴射的所述液滴的噴射角；其中在以提供給所述壓力生成元件中的一個的電流作為參考電流的情況下，所述噴射控制部件將大致等于所述參考電流或與所述參考電流的電流值之差小于±10％的電流提供給所述壓力生成元件或者被提供有參考電流的所述壓力生成元件以外的元件。
2.如權利要求1所述的液體噴射裝置，其中所述噴射控制部件將相對于所述參考電流的電流值之差小于±8％的電流提供給所述壓力生成元件或者被提供有所述參考電流的所述壓力生成元件以外的元件。
3.如權利要求1所述的液體噴射裝置，其中所述噴射部件的噴射口并排設置在一行上。
4.一種用于液體噴射裝置的液體噴射方法，該液體噴射裝置包括液腔，用于存儲液體；供給單元，用于向所述液腔供給液體；設置在所述液腔中的兩個或多個壓力生成元件，用于向存儲在所述液腔中的液體加壓；具有多個噴射口的噴射部件，用于將由所述壓力生成元件加壓后的液體以液滴的形式從所述液腔噴射到載體的主表面上；以及噴射控制部件，用于控制提供給所述壓力生成元件的電流值，以便控制從所述噴射口噴射的所述液滴的噴射角；其中在以提供給所述壓力生成元件中的一個的電流作為參考電流的情況下，將大致等于所述參考電流或與所述參考電流的電流值之差小于±10％的電流提供給所述壓力生成元件或者被提供有所述參考電流的所述壓力生成元件以外的元件。
5.如權利要求4所述的液體噴射方法，其中將相對于所述參考電流的電流值之差小于±8％的電流提供給所述壓力生成元件或者被提供有所述參考電流的所述壓力生成元件以外的元件。
6.如權利要求4所述的液體噴射方法，其中所述噴射部件的噴射口并排設置在一行上。
全文摘要
本發明公開了一種液體噴射裝置，用于將由壓力生成元件所生成的壓力加壓后的液體作為液滴噴射在載體上。控制器(68)控制噴射器(63)，使得提供給加熱電阻器(42a)的脈沖電流的電流值相對于提供給加熱電阻器(42b)的脈沖電流的電流值具有±10％以內的電流值差。這樣，可以抑制以可變噴射方向噴射的墨滴i的沉積位置的偏差，從而可以打印避免了由于顏色時間變化或白條紋引起的圖像質量的劣化的高質量圖像。
文檔編號B41J2/05GK1863675SQ20048002868
公開日2006年11月15日 申請日期2004年10月4日 優先權日2003年10月2日
發明者牛濱五輪男, 池本雄一郎, 竹中一康, 江口武夫 申請人:索尼株式會社