专利名称：液体喷射装置以及喷墨打印头的驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种液体喷射装置以及喷墨打印头的驱动方法，并且更具体而言涉及用于布置于喷墨打印头中的压电器件的驱动技术.
背景技术：
作为用于喷墨记录设备中的喷墨打印头的驱动方法，公知的是压电方法和热感方法。在压电方法中，通过利用压电器件的机械变形从喷嘴喷射油墨。在热感方法中，通过利用存储于连接到喷嘴的液体腔的油墨的膜沸腾效应从喷嘴喷射油墨。压电方法比热感方法具有的优势在于可以更容易控制油墨喷射量和喷射速度。用于喷墨打印头的压电器件需要由具有高压电系数(电气-机械转换系数)的材料制成的压电元件组成。例如，用于压电元件的公知材料包括钛酸铅(PT)、锆钛酸铅(PZT)和掺杂有镁、锰、钴、铁、镍、铌、钪、钽、铋之类的PZT。为了产生油墨喷射所需的压力，用于喷墨打印头中的压电元件施加有约每厘米数千伏的电场。在这里，已知的是压电元件具有许多缺陷，例如小裂缝或间隙等等。当高强度电场在存在水(湿气)的条件下被施加至含铅的压电元件时，大电流流经位于缺陷部分及其周边区域的铅化合物，并且产生大电流的区域被焦耳热破坏并且因此产生更大的缺陷。通过形成大厚度的压电元件，可以避免由于损坏导致的穿过元件的较大缺陷；尽管如此，变得有必要向压电元件施加高强度电场以获得施加到液体腔中的液体的所需压力，并且因此需要考虑电力消耗的增加。日本专利申请公开N0.2004-322605公开了一种喷墨记录装置，其提供露点控制单元用以保持围绕压电元件和压电元件周围的气氛的露点比喷墨记录设备的环境中的露点更低，并且描述了由此可以实现薄厚度的压电元件，同时防止由于向压电元件施加高电压导致压电元件的损坏。更具体而言，露点控制单元包括压缩机和空气干燥器，其干燥由计算机压缩的空气并且干燥空气被供应`至将压电元件密封到其中的壳体中。然而，在这个组成中，当停止供应干燥空气到壳体中时，湿气可以通过干燥空气的入口和溢出气体的出口回流到壳体中。此外，如果在开始供应干燥空气之前，围绕压电元件的气氛是高湿度的，那么存在的问题是在电压施加到压电元件的一刻将引起压电元件的损坏。
发明内容
考虑到这些情况设计本发明，本发明目的是提供一种液体喷射装置和用于喷墨打印头的驱动方法，在保持薄膜厚度的压电元件的同时，所述喷墨打印头在向压电元件施加电压时易于防止压电元件的损坏。为了达到上述目的，本发明涉及一种液体喷射装置，包括:喷墨打印头，所述喷墨打印头包括:喷嘴，配置成喷射液体；压力腔，连接至所述喷嘴并且配置成包含将从所述喷嘴喷射的所述液体；压电元件，在所述压力腔的外侧布置在所述压力腔的壁上并且配置成向包含在所述压力腔中的所述液体施加压力；以及气体腔，围绕所述压电元件和所述压电元件外围的空间；干燥气体供应设备，配置成产生露点不高于所述喷墨打印头周围的气氛的露点的干燥气体，所述干燥气体供应设备配置成在开始向所述喷墨打印头供应电力之前开始向所述气体腔供应所述干燥气体，在继续向所述喷墨打印头供应电力时继续向所述气体腔供应所述干燥气体，在停止向所述喷墨打印头供应电力之后停止向所述气体腔供应所述干燥气体；干燥气体供应流通道，具有第一端和第二端，所述第一端连接至所述干燥气体供应设备，所述第二端连接至所述气体腔；干燥气体供应流通道开关设备，布置在所述干燥气体供应流通道中并且配置成切换所述干燥气体供应设备和所述气体腔的连接和断开连接；气体回流通道，具有第一端和第二端，所述第一端连接至所述气体腔，所述第二端对外部空气开放；气体回流通道开关设备，布置在所述气体回流通道中并且配置成切换所述气体腔和所述外部空气之间的连接和断开连接；以及开关控制设备，配置成控制所述干燥气体供应流通道开关设备和所述气体回流通道开关设备，其中当所述干燥气体供应设备停止向所述气体腔供应所述干燥气体时，所述开关控制设备控制所述干燥气体供应流通道开关设备关闭以断开所述干燥气体供应设备和所述气体腔的连接，并且控制所述气体回流通道开关设备关闭以断开所述气体腔和所述外部空气的连接。根据本发明的这个方面，在向所述气体腔供应干燥气体的液体喷射装置中，压电元件布置在喷墨打印头中从而降低压电元件周围的露点，从而防止由于施加电压到压电元件导致的劣化，由于在停止供应干燥空气时连接到气体腔的干燥气体供应流通道和气体回流通道关闭，因此防止了在停止供应干燥气体期间含有湿气的气体渗入到气体腔中。优选地，在干燥气体供应设备开始产生干燥气体之后经过规定的时间段时，所述开关控制设备控制所述干燥气体供应流通道开关设备打开，以连接所述干燥气体供应设备和气体腔，从而开始向所述气体腔供应干燥气体。根据本发明的这个方面，防止了在向气体腔供应干燥气体之前高湿度气体渗透到气体腔中。
优选地，液体喷射装置进一步包括:还包括:驱动电压施加设备，配置成向所述压电元件施加驱动电压，其中在所述干燥气体供应设备开始向所述气体腔供应所述干燥气体之后经过规定的时间段时，所述驱动电压施加设备开始向所述压电元件施加所述驱动电压。根据本发明的这个方面，即使气体腔在干燥气体引入之前处于高湿度状态，所述气体腔在驱动电压施加到压电元件之前变为规定的低湿度状态，并且因此防止由于驱动电压施加到压电元件造成压电元件的损坏。优选地，液体喷射装置进一步包括:湿度测量设备，配置成测量所述气体腔中的湿度，其中在通过所述湿度测量设备测量的所述气体腔中的湿度变得不高于阈值湿度时，所述驱动电压施加设备开始向所述压电元件施加所述驱动电压。根据本发明的这个方面，通过在所述气体腔的湿度变得不高于规定的阈值湿度之后施加驱动电压到压电元件，可以有效防止由于施加驱动电压造成的压电元件的损坏。优选地，所述湿度测量设备包括湿度传感器，所述湿度传感器在所述干燥气体的流向上布置在所述干燥气体供应设备的下游侧。根据本发明的这个方面，可以在从气体腔回流的气体的湿度基础上来确定所述气体腔的湿度。
优选的，所述液体喷射装置还包括湿气吸收组件，所述湿气吸收组件布置在所述气体腔、所述干燥气体供应流通道和所述气体回流通道中的至少一个中。根据本发明的这个方面，即使在停止干燥空气供应时湿气渗透到所述气体腔中，可以去除这些湿气。优选地，所述液体喷射装置还包括布置在所述干燥气体供应流通道中的安全阀。根据本发明的这个方面，即使气体腔中的压力由于气体回流通道堵塞等原因而上升，通过操作安全阀可以防止气体腔和气体腔供应流通道的损坏。优选地，所述液体喷射装置包括:多个所述喷墨打印头；以及干燥空气分流通道，将所述干燥空气供应流通道连接至相应喷墨打印头。优选地，所述液体喷射装置还包括将相应喷墨打印头连接至所述气体回流通道的气体支流通道。
同样优选的是所述喷墨打印头包括多个喷头模块；并且所述液体喷射装置还包括将所述干燥空气供应流通道连接至相应喷头模块的干燥气体分流通道。优选地，所述液体喷射装置还包括将相应喷头模块连接至所述气体回流通道的气体支流通道。例如，每个干燥气体分流通道和气体支流通道可以通过歧管或接头形成。优选地，所述液体喷射装置还包括布置在所述干燥气体分流通道和所述气体支流通道中的至少一个中的湿气吸收组件。根据本发明的这个方面，即使在干燥空气供应停止时湿气渗透到干燥气体分流通道和气体支流通道中的至少一个，可以去除这些湿气。优选地，所述干燥气体供应设备包括:压缩设备，配置成对气体进行压缩；过滤器，配置成从所压缩的气体去除异物；以及空气干燥器，配置成从流经所述过滤器的所压缩的空气中去除水分。所述过滤器还可以并入所述空气干燥器中。同样优选的是所述干燥气体供应设备包括过滤型空气干燥器；并且所述液体喷射装置还包括布置在所述过滤型空气干燥器和所述喷墨打印头之间的调节器。根据本发明的这个方面，通过采用过滤型空气干燥器，空气干燥器的开/关控制变得没有必要。优选地，所述液体喷射装置还包括在所述干燥空气的流向上布置在所述过滤型空气干燥器的下游侧的流量传感器和湿度传感器中的至少一个。根据本发明的这个方面，能够检测气体干燥器不供应干燥气体的异常状况。优选地，所述干燥气体供应流通道已经去除油污。根据本发明的这个方面，防止了异物，例如灰尘渗入到气体腔中。优选地，所述气体回流通道的所述第二端具有配置成排放从所述气体腔流出所述干燥气体的气体出口，所述气体出口布置至印刷单元的外部，所述喷墨打印头布置在所述印刷单元中。根据本发明的这个方面，防止由于从所述气体腔中排放气体造成喷墨打印头(特别是，液体喷射表面)的凝结，以及排放气体的流动影响喷射液体。优选地，所述干燥气体的露点不高于15°C。
根据本发明的这个方面，所述气体腔的内部保持在较低湿度状态，可以确保所述压电元件的规定的使用寿命。优选地，所述干燥气体供应流通道开关设备和所述气体回流通道开关设备中的至少一个是常闭型控制阀，在不供应电力时所述常闭型控制阀关闭。根据本发明的这个方面，由于在供应到干燥气体供应流通道开关设备和气体回流通道开关设备中的至少一个的电力关闭时，所述干燥气体供应流通道和气体回流通道的至少一个是关闭的，因此当电力切断时防止了干燥气体从气体腔流出和具有高湿度的气体流入到气体腔中。优选地，所述干燥气体供应流通道开关设备和所述气体回流通道开关设备中的至少一个是插销型控制阀。根据本发明的这个方面，当干燥气体供应流通道开关设备和气体回流通道开关设备的至少一个打开时，干燥气体供应流通道开关设备和气体回流通道开关设备的至少一个中没有发热效应。为了达到上述目的，本发明还涉及一种用于喷墨打印头的驱动方法，所述喷墨打印头包括:喷嘴，配置成喷射液体；压力腔，连接至所述喷嘴并且配置成包含将从所述喷嘴喷射的所述液体；压电元件，在所述压力腔的外侧布置在所述压力腔的壁上并且配置成向包含在所述压力腔中的所述液体施加压力；以及气体腔，围绕所述压电元件和所述压电元件外围的空间，并且所述气体腔与干燥气体供应流通道和气体回流通道连接，所述干燥气体供应流通道具有第一端和第二端，所述干燥气体供应流通道的所述第一端连接至干燥气体供应设备，所述干燥气体供应流通道的所述第二端连接至所述气体腔，所述气体回流通道具有第一端和第二端，所述气体回流通道的所述第一端连接至所述气体腔，所述气体回流通道的所述第二端对外部空气开放，所述方法包括:在开始向所述喷墨打印头供应电力之前，开始通过所述干燥气体供应流通道从所述干燥气体供应设备向所述气体腔供应干燥气体，所述干燥气体的露点不高于所述喷墨打印头周围的气氛的露点；在继续向所述喷墨打印头供应电力时继 续向所述气体腔供应所述干燥气体；在停止向所述喷墨打印头供应电力之后停止向所述气体腔供应所述干燥气体；并且在停止向所述气体腔供应所述干燥气体时，通过关闭布置在所述干燥气体供应流通道中的干燥气体供应流通道开关设备来断开所述干燥气体供应设备和所述气体腔的连接，并且通过关闭布置在所述气体回流通道中的气体回流通道开关设备来断开所述气体腔和所述外部空气的连接。还可以包括测量所述气体腔内部湿度的湿度测量步骤，判断所述气体腔的湿度是否异常的判断步骤，以及报告在判断步骤中当判断所述气体腔的湿度存在异常时的报告步骤。根据本发明，在供应干燥气体到所述气体腔的液体喷射装置中，压电元件布置在喷墨打印头中以降低所述压电元件周围的露点，从而防止由于施加电压到压电元件上导致的劣化，在停止供应干燥空气时连接到气体腔的干燥气体供应流通道和气体回流通道关闭，防止在停止供应干燥气体期间含有湿气的气体渗入到气体腔中。
在下面将参考附图来解释本发明的本质，以及其其他的目的和优点，在附图中相同的附图标记在整个附图中表示相同或相似的部件，其中:图1是示出了根据本发明实施例的喷墨记录装置的总体组成的示意图；图2是示出了图1所示的喷墨记录装置中的印刷单元的组成的平面图；图3是示出了根据本发明另一实施例的喷墨记录装置中的印刷单元的组成的平面图；图4是示出了图2所示的喷墨打印头的结构的透视平面图；图5是示出了图4所示的喷头模块中的喷嘴装置的透视图；图6是示出了图2所示的喷墨打印头中的一个喷射元件的内部结构的截面图；图7是示出了干燥气体供应单元的总体组成的方框图；图8是示出了图1所示的喷墨记录装置中的控制系统的总体组成的方框图；图9是示出了控制通风功能流程的流程图；图10是示出了图9所示的湿度监控序列的流程的流程图；图11是示出了图9所示的空气流通功能停止序列的流程图；图12是示出了根据本发明实施例的第一变型的干燥气体供应单元的总体组成的方框图；图13是示出了第一变型中的空气流通功能的控制序列的流程
图14是示出了图13所示的湿度监控序列流程的流程图；图15是示出了根据本发明实施例的第二变型的干燥气体供应单元的总体组成的方框图；图16是示出了根据本发明另一实施例的喷墨记录装置的总体组成的示意图。
具体实施例方式<喷墨记录装置的总体组成>图1是根据本发明实施例的喷墨记录装置10的示意图。喷墨记录装置10是一种按需式喷墨记录装置，并且包括被配置为保持和传送记录介质12的记录介质传送单元14、包括喷墨打印头16K，16C，16M和16Y的印刷单元17，所述喷墨打印头被配置为喷射和沉积对应于黑色(K)、青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)的彩色油墨液滴到保持在记录介质传送单元14的记录介质12上。记录介质传送单元14包括:环形传送带18,在保持记录介质12的记录介质保持区域具有多个吸孔(未示出);包括驱动辊20和空转辊柱22的传送辊，传送带18缠绕在驱动辊20和空转辊柱22上；腔24，布置在记录介质保持区域中传送带18的背面(在与保持记录介质12的记录介质保持平面相对的表面上)并且连接至布置在记录介质保持区域的吸孔(未示出)；以及被配置成在腔24中产生负压的真空泵26。被配置为防止记录介质12浮置的按压辊30布置在记录介质入口 28处，记录介质12通过记录介质入口 28进入喷墨记录装置10，并且另一按压辊34被布置在记录介质出口32处,记录介质12通过记录介质出口 32输出。通过记录介质入口 28进入喷墨记录装置10的记录介质12通过布置在记录介质保持区域中的环形传送带18的吸孔接受负压，并且由此通过吸力将记录介质12保持在传送带18的记录介质保持区域上。
被配置为将记录介质12的表面温度调整到规定范围的温度调节单元36布置在记录介质12的传送路径上，布置在印刷单元17之前(记录介质传送方向顺序的上游端)。被配置为读取记录介质12上记录的图像的图像读取装置(传感器)38布置在印刷单元17之后(记录介质传送方向顺序的下游端)。记录介质12通过记录介质入口 28进入喷墨记录装置10,通过吸力保持在传送带18的记录介质保持区域，随后通过温度调整单元36进行温度调整过程，并且随后进行由印刷单元17执行的图像记录。如图1所示，从记录介质传送方向的上游端依次布置喷墨打印头16K、16C、16M和16Y。喷墨打印头16K、16C、16M和16Y被配置为喷射和沉积相应颜色K、C、M和Y的油墨液滴到记录介质12上，同时记录介质12在喷墨打印头之下传送,并且由此在记录介质12上形成所期望的彩色图像。印刷单元17不限制于上述模式。例如，印刷单元17还可以进一步包括分别对应于淡青色(LC)和淡红色(LM)油墨的喷墨打印头16LC和16LM。而且，喷墨打印头16K、16C、16M和16Y的布置顺序可以适当改变。记录图像(或测试图案)由图像读取装置38读出，并且已经记录图像的记录介质12随后通过记录介质出口 32输出。图1所示的喷墨记录装置10具有配置为供应干燥气体到压电元件56(图6所示)外围的通风机构，压电元件56布置在喷墨打印头16K、16C、16M和16Y中，用以将压电元件周围的气氛设置为低湿度状态。图1中用单点划线标示的气体出口 40是回流通道82 (图7所示)连接至外部空气的端部开口，所述回流通道82连接到向其供应干燥气体的气体腔60 (图7所示)。下面 将详细描述这种通风功能。<印刷单元的组成>图2是示出了从记录介质12的图像形成表面侧观察到的本实施例中的印刷单元17的组成的平面图。如图2所示，喷墨打印头16K、16C、16M和16Y中的每一个是具有长度对应于记录介质12全部宽度的多个喷嘴50(图5所示)的全阵列式线型喷头。可以通过仅进行喷墨打印头16K、16C、16M和16Y相对于记录介质12的一个相对扫描动作在记录介质12的整个区域上形成图像。记录介质12中“全部宽度”可以是在主要扫描方向M上记录介质12的全部尺寸，主要扫描方向M垂直于记录介质12的传送方向(例如，子扫描方向S)。在考虑边距的情况下，“全部宽度”可以被设置为主要扫描方向M上图像形成区域的全部尺寸，图像形成区域是记录介质12中形成图像的区域。图3是根据另一实施例在喷墨记录装置10’中的印刷单元17’的组成的平面图。图3所示的印刷单元17’使用所谓的串行方法。更具体而言，喷墨打印头16K’、16C’、16M’和16Y’中的每一个具有多个喷嘴50(图6所不)沿着子扫描方向S布置成一列或多列的结构。沿着主要扫描方向M依次布置喷墨打印头16K’、16C’、16M’和16Y’，并且所述喷墨打印头16K’、16C’、16M’和16Y，安装在托架13A上。通过从喷墨打印头16K’、16C’、16M’和16Y’喷射和沉积油墨液滴到记录介质12上同时沿着导向架13B在主要扫描方向M上移动托架13A来实现主要扫描方向M中的图象形成。当图象形成在记录介质12的特定区域完成时,记录介质12在子扫描方向S上移动规定的量，并且在下一个区域执行图象形成。通过重复这些操作可以在记录介质12整个区域上形成图像。在本发明中，可以使用图2所示的阵列式线型喷头，并且也可以使用图3所示的串行喷头。在以下给出的描述中，描述的是使用阵列式线型喷头的模式。〈喷墨打印头的组成〉图4是本实施例中布置在打印单元17 (从与油墨喷射表面相对的一侧观察到的)中喷墨打印头16K、16C、16M和16Y中的每一个的结构的透视平面图。图1所示的喷墨打印头16K、16C、16M和16Y可以采用相同结构，并且因此在以下给出的描述中，情况是喷墨打印头16K、16C、16M和16Y使用相同的附图标记16表示。图4所示的喷墨打印头16具有其中多个喷头模块16A在主扫描方向M上连接在一起的结构。每个喷头模块16A具有流体通道结构，其中喷头模块可以用作喷墨打印头。图5是示出了图4所示的喷头模块16A的喷嘴布置的透视平面图，并且示出了图4所不的一个喷头模块16A的截取视图。喷头模块16A具有以下描述的气体腔60 (图6所示)的干燥气体供应端口 62和气体返回端口 64。图5所示的喷头模块16A具有喷嘴50 (喷射兀件)沿着跟随主要扫描方向M的行方向和与主要扫描方向M和子扫描方向S倾斜的列方向布置成矩阵配置的结构。通过如图5所示将喷嘴50布置成矩阵配置，在主要扫描方向M上有效喷嘴布置密度很高。本发明使用的喷墨打印头中的喷嘴布置不限于图5所示的矩阵配置。例如，可以采用喷嘴50以单排沿着喷墨打印头16的长度方向布置的模式，喷嘴50以两个交错排沿着的喷墨打印头16的长度方向布置模式等等。图6是示出了喷墨打印头16(喷头模块16A)中的一个喷射元件的内部结构的截面图。如图6所示，喷墨打印头16(喷头模块16A)包括:喷嘴50，通过其喷射油墨液滴；压力腔52，其连接到喷嘴50 ;隔 模55，其构成压力腔52的顶面；压电元件56，其布置在隔模55上。压力腔52通过供应端口(供应节流器)54连接到共同流体通道58。共同流体通道58通过流体通道等连接到布置在喷墨打印头16外部的油墨罐(未示出)。压电元件56具有其中压电体56C布置在上电极56A和下电极56B之间的结构，并且在上电极56A和下电极56B之间施加驱动电压时产生机械变形。压电元件56的机械变形导致压力腔52变形，从而导致包含在压力腔52中的油墨从喷嘴50喷出。当变形压电元件56恢复到初始状态时，压力腔52的内部从共同流体通道58通过供应端口 54重新装填油墨。如果隔模55由金属材料制成，则隔模55也可以作为下电极56B。图6所示的喷墨打印头16具有其中多个腔板层叠在一起的结构。例如，存在以其中形成喷嘴50的开口部50A的喷嘴板、在其中形成压力腔52，供应端口 54，共同流体通道58等等的流体通道板、隔模以及压电元件56的顺序进行层叠的情况。也可以通过多个板组合每个上述板。如图6所示，喷墨打印头16设置有气体腔60，其覆盖布置压电元件56的空间。气体腔60用作压电元件56的盖，并且还用作将供应干燥气体(以下详细描述)的空间与其他空间分隔开的壁。针对每个喷头模块16A设置的气体腔60可以通过图5所示的干燥气体供应端口62供应和填充有干燥气体。当供应的干燥气体超过气体腔60的容量时，则通过气体返回端口 64从气体腔60中排出到外部。气体腔60可以具有被配置为共同覆盖布置在喷头模块16A中的所有压电元件56的结构，或者可以具有包括多个隔间的结构。此外，还可以采用针对多个喷头模块16A布置一个集成气体腔60的模式。在气体腔60被分为隔间的结构中，可以根据压电元件56的布置来划分气体腔60。也可以采用气体腔60的一个隔间以倾斜方向(参见图5)用于压电元件56的一行的模式，或者一个隔间对应于压电兀件56的多行的模式。当形成喷墨打印头16时可以以分层工艺形成气体腔60，或替代的，也可以将单独形成的气体腔60连接到喷墨打印头16上。<干燥气体供应单元的描述>接下来，将详细描述被配置为向喷墨打印头16的气体腔60供应干燥气体的干燥气体供应单元。图7是示出了干燥气体供应单元70的总体组成的方框图。干燥气体供应单元70用作被配置成对气体腔60进行通风以将压电元件56周围的气氛设定为低湿度状态的装置。在以下描述中，与上述部件相同或相似的部件使用相同用的附图标记标识并且进一步其说明在此省略。图7所示的干燥气体供应单元70被配置成供应干燥气体(例如，空气)到布置在喷墨打印头16中的气体腔60,以保持围绕压电兀件56的气体的露点不高于规定的温度。在本实施例中，“干燥气体”定义为露点不高于-4.4°C的气体，并且通过吸收气氛中的湿气表现出降低气氛中湿度的功能。干燥气体的露点可以通过使用露点温度计直接测量来确定，或者通过从气体温度和气体的相对湿度获得的水蒸汽压力计算，并且随后确定所获得的水蒸汽压力等于水蒸汽的饱和压力时的温度。更具体而言，干燥气体供应单元70包括:被配置为产生压缩空气的压缩机72 ;被配置为从压缩机72产生的压缩空气中移除异物，例如灰尘的过滤器74 ;被配置为从已经通过过滤器74移除异物的压缩空气产生干燥空气的空气干燥器76。空气干燥器76通过干燥气体供应流通道78在干燥气体供应端口 62处连接到气体腔60。干燥气体供应流通道78设置有流量阀80，其可以在空气干燥器76和气体腔60的连接和断开之间进行切换。当干燥气体被供应到气体腔60时，流量阀80打开并且干燥气体从空气干燥器76引入气体腔60。另一方面，当停止供应干燥气体到气体腔60时，流量阀80关闭。停止供应干燥器提到气体腔60时，流量阀80的关闭防止湿气渗入到低湿度状态的气体腔60中。气体腔60的气体返回端口 64连接到回流通道82的一端，并且回流通道82的另一端在气体出口 40处开口连接至外部空气。回流通道82设置有回流阀84，其可以在气体腔60和外部空气的连接与断开之间切换。回流通道82的一端的气体出口 40开口连接至外部空气，布置在图1所示印刷单元17的外面，并且因此可以防止由于气体具有包含从气体腔60回流进入印刷单元17和喷墨打印头16的 油墨喷射表面附近的湿气的可能性，从而造成油墨喷射凝结，并且还可以防止喷射的油墨液滴受到气流的影响。在现有技术的喷墨记录装置(例如，日本专利申请公开2004-322605)中，考虑到了喷嘴表面的凝结是由于从壳内排出的气体具有高湿度。此外，还考虑到气流对喷嘴周围的影响。根据本实施例，这些问题可以通过布置气体出口 40至印刷单元17外部来解决，所述气体出口 40是回流通道82开口至外部空气的一端。当干燥气体供应到气体腔60时，回流阀84打开，因此防止气体腔60内部具有高压力。当停止供应干燥气体到气体腔60时，回流阀84关闭。当停止供应干燥气体到气体腔60时，回流阀84的关闭防止了湿气从外部气体反向流动到处于低湿度状态的气体腔60中。回流通道82设置有被配置成测量从气体腔60回流的气体的湿度以获得湿度信息的湿度传感器86。基于通过湿度传感器86获得的湿度信息来确定气体腔60中的湿度。干燥气体供应流通道78设置有布置在空气干燥器76和流量阀80之间的安全阀88。如果气体腔60的内部压力大于阈值压力，例如，由于气体腔60上气体返回端口 64的堵塞，随后安全阀88打开并且干燥气体供应流通道78向外界空气打开，可以防止气体腔60等等的损坏。在现有技术的 喷墨记录装置(例如，日本专利申请公开2004-322605)中，如果壳体的排放端口堵塞，则壳体内部具有高压力并且因此喷墨打印头有机械损坏的风险。根据本实施例，这个问题可以通过在空气干燥器76和流量阀80之间的干燥气体供应流通道78上布置安全阀88来解决。压缩机72引入大约0.5MPa的压缩空气到空气干燥器76中。压缩机72具有用于空气压缩时冷凝的水的排水管。过滤器74可以采用包括从空气中移除灰尘的空气过滤器以及从空气中移除油份的油滤器的组合。也可以采用过滤器74并入到气体干燥器76中的模式。过滤器74具有用于水和捕获灰尘和油组分的排水管。空气干燥器76采用通过降低空气的温度移除空气中的湿气的冷却空气干燥器。空气干燥器76还可以采用吸湿型空气干燥器。由空气干燥器76产生的干燥空气通过干燥气体供应流通道78和干燥气体供应端口 62进入气体腔60。干燥气体供应流通道78已经除油是期望的。就气体流向而言，对气体腔60上游端的流体通道管和组件经过除油是更期望的。布置在干燥气体供应流通道78中的流量阀80和布置在回流通道82中的回流阀84可以采用通过控制信号控制打开和关闭的控制阀(例如，电磁阀)。流量阀80和回流流量阀84中的至少一个使用手动打开和关闭的手动阀也是可能的。流量阀80和回流阀84可以使用任何常闭型、常开型和插销式阀。最好是流量阀80和回流阀84使用常闭型阀，其在不供应电力时关闭。因此可以，当电源关闭时，干燥气体供应流通道78和气体腔60断开连接，回流通道82和气体腔60同样断开连接，并且因此防止了干燥气体从气体腔60外泄和具有高湿度的气体流入气体腔60。同样期望的是流量阀80和回流流量阀84采用插销式阀，当打开时其具有较小的发热效应。布置湿度传感器86以监控干燥气体是否已经供应到气体腔60中。就气体流向而言，湿度传感器86布置在气体干燥器76的下游端，更期望布置在气体腔60的下游端。湿气吸收组件90布置在气体腔60中。当干燥气体没有供应到气体腔60中时，即使湿气通过间隙渗透到气体腔60中，湿气吸收组件90吸收这些湿气并且保持气体腔60内部湿度均衡。湿气吸收组件90安装在构建气体腔60的壁上。可以通过流过气体腔60中的干燥气体使得湿气吸收组件90恢复具有规定的吸湿性能。尽管图7示出了湿气吸收组件90布置在气体腔60中的模式，但是可以采用湿气吸收组件90布置在干燥空气供应流通道78中、湿气吸收组件90布置在气体腔60和干燥空气供应流通道78中的模式。换言之，优选湿气吸收组件90布置在干燥气体的路径中(包括气体腔60)，从流量阀80到回流阀84。尽管在本实施例中干燥空气(其已经经过湿气去除过程)用作供应到气体腔60的干燥气体，还可以使用惰性气体，例如氮气和氩气，或类似气体作为干燥气体。本实施例中采用的干燥气体具有不高于-15 °C的露点，并且在气体腔60中的气体的露点不高于-4.4。。。当压电元件56(参见图6)的操作寿命已经由加速寿命测试经验估算时，上述“干燥气体的露点”的参考值可以根据环境条件确定。表I示出了加速寿命测试的结果。表I
权利要求
1.一种液体喷射装置，包括: 喷墨打印头，所述喷墨打印头包括:喷嘴，配置成喷射液体；压力腔，连接至所述喷嘴并且配置成包含将从所述喷嘴喷射的所述液体；压电元件，在所述压力腔的外侧布置在所述压力腔的壁上并且配置成向包含在所述压力腔中的所述液体施加压力；以及气体腔，围绕所述压电元件和所述压电元件外围的空间； 干燥气体供应设备，配置成产生露点不高于所述喷墨打印头周围的气氛的露点的干燥气体，所述干燥气体供应设备配置成在开始向所述喷墨打印头供应电力之前开始向所述气体腔供应所述干燥气体，在继续向所述喷墨打印头供应电力时继续向所述气体腔供应所述干燥气体，在停止向所述喷墨打印头供应电力之后停止向所述气体腔供应所述干燥气体； 干燥气体供应流通道，具有第一端和第二端，所述第一端连接至所述干燥气体供应设备，所述第二端连接至所述气体腔； 干燥气体供应流通道开关设备，布置在所述干燥气体供应流通道中并且配置成切换所述干燥气体供应设备和所述气体腔的连接和断开连接； 气体回流通道，具有第一端和第二端，所述第一端连接至所述气体腔，所述第二端对外部空气开放； 气体回流通道开关设备，布置在所述气体回流通道中并且配置成切换所述气体腔和所述外部空气之间的连接和断开连接；以及 开关控制设备，配置成控制所述干燥气体供应流通道开关设备和所述气体回流通道开关设备， 其中当所述干燥气体供应设备停止向所述气体腔供应所述干燥气体时，所述开关控制设备控制所述干燥气体 供应流通道开关设备关闭以断开所述干燥气体供应设备和所述气体腔的连接，并且控制所述气体回流通道开关设备关闭以断开所述气体腔和所述外部空气的连接。
2.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中在所述干燥气体供应设备开始产生所述干燥气体之后经过规定的时间段时，所述开关控制设备控制所述干燥气体供应流通道开关设备打开以连接所述干燥气体供应设备和所述气体腔，从而开始向所述气体腔供应所述干燥气体。
3.根据权利要求1所述的液体喷射装置，还包括: 驱动电压施加设备，配置成向所述压电元件施加驱动电压， 其中在所述干燥气体供应设备开始向所述气体腔供应所述干燥气体之后经过规定的时间段时，所述驱动电压施加设备开始向所述压电元件施加所述驱动电压。
4.根据权利要求3所述的液体喷射装置，还包括: 湿度测量设备，配置成测量所述气体腔中的湿度， 其中在通过所述湿度测量设备测量的所述气体腔中的湿度变得不高于阈值湿度时，所述驱动电压施加设备开始向所述压电元件施加所述驱动电压。
5.根据权利要求4所述的液体喷射装置，其中所述湿度测量设备包括湿度传感器，所述湿度传感器在所述干燥气体的流向上布置在所述干燥气体供应设备的下游侧。
6.根据权利要求1所述的液体喷射装置，还包括湿气吸收组件，所述湿气吸收组件布置在所述气体腔、所述干燥气体供应流通道和所述气体回流通道中的至少一个中。
7.根据权利要求1所述的液体喷射装置，还包括布置在所述干燥气体供应流通道中的安全阀。
8.根据权利要求1所述的液体喷射装置，包括: 多个所述喷墨打印头；以及 干燥空气分流通道，将所述干燥空气供应流通道连接至相应喷墨打印头。
9.根据权利要求8所述的液体喷射装置，还包括将相应喷墨打印头连接至所述气体回流通道的气体支流通道。
10.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中: 所述喷墨打印头包括多个喷头模块；并且 所述液体喷射装置还包括将所述干燥空气供应流通道连接至相应喷头模块的干燥气体分流通道。
11.根据权利要求10所述的液体喷射装置，还包括将相应喷头模块连接至所述气体回流通道的气体支流通道。
12.根据权利要求11所述的液体喷射装置，还包括布置在所述干燥气体分流通道和所述气体支流通道中的至少一个中的湿气吸收组件。
13.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中所述干燥气体供应设备包括: 压缩设备，配置成对气体进行压缩； 过滤器，配置成从所压缩的气体去除异物；以及 空气干燥器，配置成从流经所述过滤器的所压缩的空气中去除水分。
14.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中: 所述干燥气体供应设备包括过滤型空气干燥器；并且 所述液体喷射装置还包括布置在所述过滤型空气干燥器和所述喷墨打印头之间的调节器。
15.根据权利要求14所述的液体喷射装置，还包括在所述干燥空气的流向上布置在所述过滤型空气干燥器的下游侧的流量传感器和湿度传感器中的至少一个。
16.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中所述干燥气体供应流通道已经去除油污。
17.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中所述气体回流通道的所述第二端具有配置成排放从所述气体腔流出所述干燥气体的气体出口，所述气体出口布置至印刷单元的外部，所述喷墨打印头布置在所述印刷单元中。
18.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中所述干燥气体的露点不高于15°C。
19.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中所述干燥气体供应流通道开关设备和所述气体回流通道开关设备中的至少一个是常闭型控制阀，在不供应电力时所述常闭型控制阀关闭。
20.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中所述干燥气体供应流通道开关设备和所述气体回流通道开关设备中的至少一个是插销型控制阀。
21.一种用于喷墨打印头的驱动方法，所述喷墨打印头包括:喷嘴，配置成喷射液体；压力腔，连接至所述喷嘴并且配置成包含将从所述喷嘴喷射的所述液体；压电元件，在所述压力腔的外侧布置在所述压力腔的壁上并且配置成向包含在所述压力腔中的所述液体施加压力；以及气体腔，围绕所述压电元件和所述压电元件外围的空间，并且所述气体腔与干燥气体供应流通道和气体回流通道连接，所述干燥气体供应流通道具有第一端和第二端，所述干燥气体供应流通道的所述第一端连接至干燥气体供应设备，所述干燥气体供应流通道的所述第二端连接至所述气体腔，所述气体回流通道具有第一端和第二端，所述气体回流通道的所述第一端连接至所述气体腔，所述气体回流通道的所述第二端对外部空气开放，所述方法包括: 在开始向所述喷墨打印头供应电力之前，开始通过所述干燥气体供应流通道从所述干燥气体供应设备向所述气体腔供应干燥气体，所述干燥气体的露点不高于所述喷墨打印头周围的气氛的露点； 在继续向所述喷墨打印头供应电力时继续向所述气体腔供应所述干燥气体； 在停止向所述喷墨打印头供应电力之后停止向所述气体腔供应所述干燥气体；并且在停止向所述气体腔供应所述干燥气体时，通过关闭布置在所述干燥气体供应流通道中的干燥气体供应流通道开关设备来断开所述干燥气体供应设备和所述气体腔的连接，并且通过关闭布置在所述气体回流通道中的气体回流通道开关设备来断开所述气体腔和所述外部空气的 连接。
全文摘要
一种液体喷射装置包括气体腔，围绕喷墨打印头中的压电元件；以及干燥气体供应设备，配置成在开始向所述喷墨打印头供应电力之前开始向所述气体腔供应干燥气体，在继续向所述喷墨打印头供应电力时继续供应所述干燥气体，在停止向所述喷墨打印头供应电力之后停止供应所述干燥气体。当所述干燥气体供应设备停止向所述气体腔供应所述干燥气体时，干燥气体供应流通道开关设备关闭以断开所述干燥气体供应设备和所述气体腔的连接，并且气体回流通道开关设备关闭以断开所述气体腔和所述外部空气的连接。
文档编号B41J2/01GK103223771SQ20121059
公开日2013年7月31日 申请日期2012年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者柴田博司, 若林彰, 片冈雅树, 来嘉平, 柚木浩介 申请人:富士胶片株式会社, 富士施乐株式会社