EPSON喷墨打印机结构及工作原理

ynwfnfcu · 发表于 2010-9-13 17:08:48

EPSON 喷墨打印机工作原理介绍
' M6 _* V* x' r& {- X* [　　EPSON采用独创的多层压电式(MACH)喷墨技术，这种方式在色彩稳定性上显示了优异的性能。采用墨盒与喷头分离的结构，耗材相对比较低廉，是目前国内市场四大品牌中占有率最大的品牌，也是市场上的主流打印机。
　　但是在喷墨打印机中，喷头、墨盒及其相应的墨水循环系统是最为关键的部件，这是它区别于针式打印机和其他击打式打印机的主要部分，并且喷墨打印机最常见的故障是"堵头"或打印不畅，其主要故障源都在这几个关键部件中。
　　喷头结构:由MLP、空间、墨水供给管、震动板、过滤器、喷嘴板和喷嘴组成。其中MLP(Multilaver Piezoelectric)是多层压电元件;空间用于储存由墨盒而供给的墨水;过滤器对墨水起过滤作用。
　　压电式喷墨打印机：喷头内装有墨水，在喷头上下两侧各装有一块压电晶体，在压电晶体上施加脉冲电压，使其变形后产生压力，从而挤压喷头喷出墨滴，每个喷头上的压电晶体通过电路连到打印机数据形成电路。所有喷嘴的喷墨管道连到一个墨水盒，为了避免墨水干涸及灰尘堵塞喷嘴，在喷头部装有一块挡板，不打印时盖住喷嘴，在喷嘴的头部还有一块保持恒温的喷嘴导致孔板，用以保持喷嘴头部的温度不变，从而使打印出来的点阵大小不受环境温度的影响。

以下分为平常状态和喷射状态予以叙述
　　1)平常状态在平常状态时，附着在空间背上的MLP元件没有施加电荷，内部空间的墨水压力保持在恒定水平。
　　2)喷射状态：在喷射状态时，打印数据信号施加到特定的喷嘴控制器上，以选择用于打印的喷嘴，驱动电压逐渐的给MLP元件充电，MLP元件下压使震动板弯曲，形成对空间的压缩力，迫使空间的墨水由喷嘴射出。空间的墨水注入和喷出都是根据空间的变化进行的。
　　当执行初始充墨式喷墨清洗操作时，空间的墨水要通过吸墨泵抽空。在喷墨打印头驱动板上设置有温度传感器以监测温度。这是因为墨水粘度的变化取决于温度，把检测温度信号反馈到打印头控制与驱动电路中，以使驱动电压符合规定值，实现对墨滴大小的控制。
　　技术特点：
　　EPSON打印机采用其独特的超精密机械电子化多层压电式技术。工作原理与CANON和HP打印机的气泡技术完全不同。当机器给予一个电脉冲信号后，多层压电晶体出现线性位移，将墨水击压喷出。多层压电技术可避免墨水产生拖尾和飞散。使墨点更加微小和均匀，改善打印的解析度，实现接近照片的质感和层次感。
　　EPSON打印头由陶瓷层、衬板层、储墨层、喷嘴外层组成，陶瓷层上涂有压电晶体涂层;衬板层有墨孔孔径为0.03毫米以下);储墨层的墨水囊依*毛细作用向喷嘴提供墨水;喷嘴外层表面镀膜，孔径小于0.03毫米，打印头的这四部分采用胶体粘连而成，对安装精度要求极高。
　　由于EPSON打印机工作原理的特殊性，使墨水的传输速度、连续性以及参数变化等均成为影响墨水喷射的重要因素。供墨系统出现小气泡，容易在墨水通道的入墨孔形成一道空气阻隔，由此导致喷嘴供墨中断，从而造成打印时出现白线条，此时应及时进行喷嘴清洗。
　　在打印过程中，多层压电晶体的震荡频率是相当惊人的，因此压电晶体及其附件的老化、变形、随时会使打印头性能下降;同时由于打印头喷墨孔的超精细度，使之极易受毒菌的影响;另外喷嘴部分的墨水局部干燥都可能导致打印不出或打印效果不佳。
　　EPSON打印机结构剖析(机械部分)
& ~6 }- a9 }: i1 R8 P　　一、字车(墨盒匣)机构：字车机构中的字车(墨盒匣)是安装喷头的部件。字车在字车机构中传动皮带的拖动下，沿导轨做左右往复的直线间歇运动。因此，喷头便能沿字行方向，自右向左或自左向右完成打印动作。
　　STYLUS 800 喷墨打印机字车机构图字车机构的传送带由字车电机驱动，其电机是一个四相、200极混合型步进电机。由它控制字车启动或停止以及改变运动方式。字车电机的参数如下：
　　驱动电压为35V±10%：每相绕组直流电阻 10.00±7%(25℃)，驱动频率 960--5400P/S 　　激励方式 1--2相激励在字车机构中设有一个印字间隙调节杆，它的位置根据纸的厚度而定。当打印单面纸(如平面纸和文件纸)时设置在水平(A)位置上，当打印信封时设置在垂直(B)位置上，这时间隙为0.7MM。
　　二、主/副电机：主电机负责带动传动皮带使字车机构驱动的动力，副电机负责进纸机构和抽墨机构的驱动动力。
三、感应器：为了检测打印机各部件的工作状态和控制打印机的工作，在喷墨打印机中设置了许多感应器，包括字车初始位置感应器、进纸器感应器、纸尽感应器、纸宽感应器、墨盒感应器，分别是检测打印机的各部件工作状态;用于检测喷墨打印机及打印机内部温度感应器及用于检测喷墨打印机中墨水通道压力的薄膜式压力感应器。EPSON打印机多数采用光电式结构。
　　字车初始位置感应器：确定字车停留在原始位置，保证打印头喷嘴不偏离正确位置。使打印头平时处在清洗泵海绵上方，保证喷嘴的湿润。进纸器感应器：确定是否有打印纸正确放在进纸器托盘上，使进纸器能够正确地进纸。纸宽感应器：确认打印纸的规格大小(通常需要在打印输出时在程序中设定)。
　　墨盒感应器(IE)：
　　确认有墨盒在墨盒匣中存在。在新机型中带芯片的墨盒有记数装置，用于确认墨盒的装入次数。
　　四、打印喷头：打印机喷墨的时候出墨水的地方，是打印机的核心组成部分。
　　五、进纸机构：EPSON打印机多数采用摩擦式进纸方式的进纸器，这部分由压纸辊、变速齿轮机构及负责进纸器驱动的副电机。副电机在清洗状态时，用于驱动抽墨机构。
　　六、墨水系统：
　　主要由墨盒、抽墨机构、防护帽系统、喷头清洗器和废墨排泄箱等组成。
　　1、抽墨机构：
　　抽墨机构用于执行初始充墨之前或喷头清洗操作时，将空间的墨水抽空。当字车处在墨水系统的起始位置(HOME)，传送齿轮运转到能使副电机驱动抽墨机构时，副电机驱动抽墨机构。
　　工作原理：
　　抽墨机构的操作，由副电机的转动方向控制。当电机顺时针转动时，执行抽墨、伪抽墨(假吸收)和齿轮反冲突操作;当电机反时针时，执行抽墨轮复位和齿轮反冲突补偿操作。抽墨机构由喷头的喷嘴吸回，再将其排入到废墨排泄箱中，其目的是消除喷嘴上的尘土和气泡。
抽墨机构工作过程：
　　当副电机顺时针转动时，抽墨机构内槽的滑动泵转动，转动同时挤压墨水管将管内墨水通过排墨管排进废墨排泄箱中。当副电机逆时针转动时，滑动泵沿抽墨机构内槽反方向滑动，墨水管上的压力释放，不再排墨。
　　2、防护帽：
　　当打印机不使用时，防护帽用以保护喷头的喷嘴，防止风干和喷嘴内产生气泡。当字车移动到墨水系统的初始位置(HOME)时，自动执行防护帽操作，防护帽紧紧地戴在打印头表面，并用滑动阀固定。