[发明专利]打印设备、打印系统、打印头温度保持控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种打印设备、打印系统和打印头温度保持控制方法。本发明尤其涉及一种通过使用打印头排墨而在打印介质上打印图像的打印设备、包括该打印设备的打印系统以及该打印头的温度保持控制方法。

背景技术

近来，用作打印机、复印机以及传真机的打印设备的性能要求在提高。除了高速打印和全色打印之外，还需要打印设备打印象卤化银(silver halide)照片一样的高分辨率图像。为了满足这些要求，喷墨打印设备可以以高频率排出细小的墨滴。在高速打印和高质量打印方面，喷墨打印设备优于使用其它打印方法的打印设备。在喷墨打印设备中，因为可以以高密度来排列喷嘴，所以采用了使用由加热器(电热转换器(electrothermaltransducer))所产生的气泡而排墨的热喷墨打印方法的打印设备可以打印高分辨率图像。

热喷墨打印方法(以下简称为喷墨打印方法)具有以下特征。

根据喷墨打印方法，为加热器通电以产生热能并在墨中产生气泡。所产生的气泡的增长极大地受周围墨温的影响。在气泡与墨之间的界面处，发生气泡中的气体分子(gas molecule)飞入墨中的过程和墨中的液体分子(liquid molecule)飞出气泡的过程。气泡附近墨的温度影响后一过程。如果墨温高，则很多分子飞出墨而进入到气泡中，并且气泡增长得较大。相反地，如果墨温低，则较少量的分子飞出墨而进入到气泡中，并且气泡大小小于墨温高时的气泡大小。气泡大小影响从喷嘴挤出的墨的体积(以下称之为排墨量)。

在喷墨打印设备中，排墨量强烈地受到加热器附近墨温(以下称之为“墨温”)的影响。当墨温高时，排墨量就大，而当墨温低时，排墨量就小。

根据喷墨打印方法，在打印期间加热器附近的温度高于打印开始时的温度。

这是因为并非所有由加热器所产生的热能都贡献于气泡产生能量。从上述热能中除去用于产生气泡的能量之后的剩余能量被作为热能贮存在相邻墨或例如打印头衬底(printheadsubstrate)等构件中。即使所贮存的热能也会被热传导或热辐射耗散。然而，加热器在打印期间提供热能，因此如果热能的耗散量小于其供给量，则墨温持续上升。未用来打印且未接收到来自加热器的热能的墨的温度持续降低，直到其达到与周围温度的平衡状态为止。换句话说，根据加热器驱动计数，即打印数据，在打印介质上存在以高墨温打印数据的部分和以与室温同样低的温度打印数据的部分。

由于该原因，排墨量在高温打印部分与低温打印部分之间改变。当打印照片等的图像时，可能会在打印介质上打印的图像中出现浓度不均匀，从而降低了打印质量。

为了防止排墨量根据墨温而变化，传统地已知一种抑制排墨量变化的温度保持控制方法。根据该方法，打印头在打印开始之前被加热到给定温度，并且在打印期间进行调整以保持打印头中的温度。例如，日本特开平6-278291号公报提出了一种预先设置可以减小排墨量的变化宽度的温度(参考温度)、并且通过加热打印头衬底将打印头温度调整到参考温度的方法。

日本特开2004-160685号公报提出了一种加热打印头衬底并且根据打印模式改变用作调整打印头温度时的参考的温度(参考温度)的温度保持控制方法。更具体地，在以高速进行打印的打印模式中，参考温度设置得较高以减少恢复(recovery)操作并增加吞吐量(throughput)。在以高图像质量进行打印的打印模式中，参考温度设置得较低以减少排墨量，并以高分辨率进行打印。

日本特开平5-31906号公报公开了一种通过PWM控制将打印头维持在高于周围温度的温度以在宽的温度范围抑制排墨量变化的同时来打印的喷墨打印设备。

然而，在打印期间打印头达到的最高温度很大程度上根据例如打印数据和加热器驱动计数等的打印条件而改变。例如，当对文档或打印浓度低的图像进行打印时，或者当对打印区域小的图像进行打印时，打印头温度上升得并不高。在这种情况下，打印头达到的最高温度常常稳定在与室温同样低的温度。此时，如果将打印头温度调整到高于该温度的参考温度，则需要将大量的热能应用于温度调整，从而增加了功耗。需要相对长的加热时间以将打印头衬底加热到参考温度。目标参考温度越高，加热时间则越长。结果，打印设备的吞吐量降低。

下面将详细列出传统技术中的问题。