專利名稱：液體噴射裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及噴墨式記錄裝置等的液體噴射裝置，特別地說，涉及通過使構成與噴嘴連通的壓力室的一部分的工作面變形而對該壓力室內的液體產生壓力變動，從噴嘴噴射液體的液體噴射裝置。
背景技術：
液體噴射裝置是具備可從噴嘴噴射作為液滴的液體的液體噴射頭部，從該液體噴射頭部噴射各種液體的裝置。作為該液體噴射裝置的代表裝置，例如可以舉出具備噴墨式記錄頭部(以下，稱為記錄頭部)，從該記錄頭部的噴嘴噴射作為墨滴的液體狀的墨水而進行記錄的噴墨式記錄裝置(打印機)等的圖像記錄裝置。另外，還在液晶顯示器等的濾色器中采用的色材、有機EUElectro Luminescence 電致發光)顯示器中采用的有機材料、 電極形成中采用的電極材等各個種類的液體的噴射中采用液體噴射裝置。在圖像記錄裝置用的記錄頭部中噴射液狀的墨水，在顯示器制造裝置用的色材噴射頭部中噴射R(紅)、 G(綠)、B(藍)的各色材的溶液。另外，在電極形成裝置用的電極材噴射頭部中噴射液狀的電極材料，在芯片制造裝置用的生物有機物噴射頭部中噴射生物有機物的溶液。在所述的打印機搭載的記錄頭部構成為，將來自墨盒等的墨水供給源的墨水導入壓力室，使壓力發生單元工作，對壓力室內的墨水產生壓力變動，利用該壓力變動將壓力室內的墨水作為墨滴從噴嘴噴射。這樣的記錄頭部中，為了對應記錄圖像的畫質提高，高密度配設多個噴嘴。從而，各噴嘴連通的壓力室也高密度形成，結果，區分相鄰壓力室的分隔壁非常薄。因此，例如，從某噴嘴噴射墨水時，伴隨壓力發生單元的驅動產生的壓力室內的墨水的壓力變動，分隔壁有可能會向相鄰的壓力室側撓曲(彎曲)。關于該點，若位于噴射噴嘴的兩側相鄰位置的噴嘴都在同一定時進行噴射，則兩側相鄰的壓力室的內壓都高，因此可抑制分隔壁的撓曲。但是，兩側相鄰的噴嘴的任一方不噴射的場合中，在該非噴射噴嘴的壓力室側，有分隔壁產生撓曲的可能。墨滴噴射時若分隔壁向相鄰的壓力室側產生撓曲，則相應地發生壓力損失，有墨滴的飛翔速度降低、墨滴量減少等墨滴的噴射特性變化的危險。這樣，噴射噴嘴中，在該噴射噴嘴的兩側相鄰的噴嘴同時驅動的場合和未同時驅動的場合，壓力室內發生的壓力變動的狀態不同，從而，發生噴射噴嘴中的噴射特性變動的所謂串擾的問題。對于這樣的問題，也提出了通過向非噴射噴嘴的壓力發生單元施加像所謂微振動驅動脈沖那樣與噴射驅動脈沖相比電壓小即壓力室內產生的壓力變動小的驅動脈沖，向該非噴射噴嘴的壓力室內施加不噴射墨水程度的壓力變動的構成(例如，參照專利文獻1。)現有技術文獻專利文獻專利文獻1 特開2009-2^587號公報發明內容
但是，所述的微振動脈沖中，相對于噴射噴嘴中的壓力變動，非噴射噴嘴中的壓力振動小，因此存在無法期待充分的串擾抑制效果的問題。另外，這樣的問題不僅在搭載噴射墨水的記錄頭部的噴墨式記錄裝置，在通過使工作面變形而對壓力室室內的液體產生壓力變動來從噴嘴噴射液體的其他液體噴射裝置中也同樣存在。本發明鑒于這樣的問題而提出，其目的是提供可防止液體噴射時的串擾而與同時噴射液體的噴嘴的數量無關地使噴射特性一定的液體噴射裝置。本發明的液體噴射裝置是為了實現所述目的而提出的，其特征在于，具備液體噴射頭部，具備噴射液體的噴嘴、與該噴嘴連通的壓力室、及通過使密封該壓力室的開口面的工作面變形而對該壓力室內的液體產生壓力變動的壓力發生單元，通過該壓力發生單元的驅動而從所述噴嘴噴射液體；驅動信號發生單元，發生驅動所述壓力發生單元的驅動信號；以及選擇供給單元，選擇從所述驅動信號發生單元發生的驅動信號所包含的驅動脈沖，向所述壓力發生單元供給，所述壓力發生單元構成為，與基準電位相比，施加電位越高，則該工作面的中央部從基準狀態越向該壓力室的內側移位，另一方面，與所述基準電位相比，施加電位越低，則所述工作面的中央部從基準狀態越向所述壓力室的外側移位，所述基準電位對應于所述工作面的中央部比所述壓力室的開口面位于該壓力室的內側的基準狀態，所述驅動信號發生單元使所述驅動信號包含從噴嘴噴射液體的噴射驅動脈沖、和以從噴嘴不噴射液體的程度對壓力室內的液體產生壓力變動的非噴射驅動脈沖，所述非噴射驅動脈沖的最低電位在所述噴射驅動脈沖的最低電位以下，所述選擇供給單元向噴射液體的噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給噴射驅動脈沖，另一方面，向至少與位于該噴射噴嘴相鄰的非噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給非噴射驅動脈沖。根據本發明，非噴射驅動脈沖的最低電位設定成噴射驅動脈沖的最低電位以下的值，向噴射液體的噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給噴射驅動脈沖，另一方面，向至少與該噴射噴嘴相鄰的非噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給非噴射驅動脈沖，因此，非噴射噴嘴側的壓力室中工作面從基準狀態移位，該工作面成為將區分壓力室的分隔壁向相鄰的壓力室側按壓的狀態，與噴射噴嘴對應的壓力室內的壓力高時，抑制分隔壁向非噴射噴嘴側變形。從而，可降低從噴射噴嘴側的壓力室到非噴射噴嘴側的壓力室側的壓力損失。結果，在與噴射噴嘴鄰接的噴嘴同時進行噴射的場合(與位于噴射噴嘴相鄰的噴嘴為噴射噴嘴的場合)和與噴射噴嘴鄰接的噴嘴不同時進行噴射的場合(噴射噴嘴相鄰的噴嘴為非噴射噴嘴的場合)，可抑制液體的飛翔速度、液量等的噴射特性的波動。上部構成中，優選的是，所述噴射驅動脈沖至少包含從所述基準電位下降到所述最低電位為止，使所述工作面相對于所述壓力室比基準狀態向外側變形的第1下降要素； 以一定時間維持所述最低電位的第1維持要素；從所述最低電位上升到比所述基準電位高的最高電位為止，使所述工作面相對于所述壓力室比基準狀態向內側變形的第1上升要素。所述非噴射驅動脈沖至少包含從所述基準電位下降到比所述噴射驅動脈沖的最低電位低的最低電位為止的第2下降要素；以一定時間維持該最低電位的第2維持要素；從所述最低電位上升到所述基準電位為止的第2上升要素。另外，優選的是，采用所述非噴射驅動脈沖的第2下降要素比同一周期的所述噴射驅動脈沖的第1下降要素先發生，所述非噴射驅動脈沖的第2上升要素比同一周期的所述噴射驅動脈沖的第1上升要素后發生的構成。根據該構成，非噴射驅動脈沖的第2下降要素比同一單位周期的噴射驅動脈沖的第1下降要素先發生，另外，非噴射驅動脈沖的第2上升要素比同一周期的噴射驅動脈沖的第1上升要素后發生，因此，至少噴射噴嘴中，由噴射驅動脈沖開始噴射工作前，非噴射噴嘴中噴射驅動脈沖的第2下降要素導致的從工作面的基準狀態向壓力室外側的變形完成， 至少噴射噴嘴中由噴射驅動脈沖噴射墨水后，非噴射噴嘴中非噴射驅動脈沖的第2上升要素導致的向工作面的基準狀態的返回完成，因此，更可靠地防止了噴射噴嘴側的壓力室中的壓力損失。本發明的液體噴射裝置的控制方法，其特征在于，所述液體噴射裝置具備液體噴射頭部，具備噴射液體的噴嘴、與該噴嘴連通的壓力室、及通過使密封該壓力室的開口面的工作面變形而對該壓力室內的液體產生壓力變動的壓力發生單元，通過該壓力發生單元的驅動而從所述噴嘴噴射液體；驅動信號發生單元，發生驅動所述壓力發生單元的驅動信號； 以及選擇供給單元，選擇從所述驅動信號發生單元發生的驅動信號所包含的驅動脈沖，向所述壓力發生單元供給，所述壓力發生單元構成為，與基準電位相比，施加電位越高，則該工作面的中央部從基準狀態越向該壓力室的內側移位，另一方面，與所述基準電位相比，施加電位越低，則所述工作面的中央部從基準狀態越向所述壓力室的外側移位，所述基準電位對應于所述工作面的中央部比所述壓力室的開口面位于該壓力室的內側的基準狀態，所述驅動信號發生單元使所述驅動信號包含從噴嘴噴射液體的噴射驅動脈沖、和以從噴嘴不噴射液體的程度對壓力室內的液體產生壓力變動的非噴射驅動脈沖，所述方法包括將所述非噴射驅動脈沖的最低電位設定成所述噴射驅動脈沖的最低電位以下，向噴射液體的噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給噴射驅動脈沖，另一方面，向至少與位于該噴射噴嘴相鄰的非噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給非噴射驅動脈沖。
圖1是說明打印機的構成的立體圖。圖2是說明記錄頭部的構成的立體圖。圖3是記錄頭部的部分截面圖。圖4是說明記錄頭部的電構成的框圖。圖5是說明驅動信號的構成的波形圖。圖6是記錄頭部的噴嘴列方向中的主要部分截面7是說明各種格線的示意圖。圖8是說明斜格線的接縫的放大示意圖。圖9是說明第2實施例中的驅動信號的構成的波形圖。圖10是說明第3實施例中的驅動信號的構成的波形圖。符號的說明
1. · ·打印機2. · ·記錄頭部4. · ·滑架7...滑架移動機構，17. · ·壓力室20...壓
電元件，21...振動板(工作面)，28...噴嘴，30...分隔壁，37...控制部，39...驅動信號發生電路，48...開關
具體實施例方式以下，參照
實施本發明的形態。另外，以下所述的實施形態中，作為本發明的優選具體例進行了各種限定，但是本發明的范圍只要在以下的說明中沒有特別限定本發明的記載，就不限于這些形態。另外，以下作為本發明的液體噴射裝置，舉例說明噴墨式記錄裝置(以下，打印機)。圖1是表示打印機1的構成的立體圖。該打印機1大致具備安裝液體噴射頭部的一種即記錄頭部2并可裝卸地安裝液體供給源的一種即墨盒3的滑架4 ；記錄工作時的記錄頭部2的下方配置的滾筒5 ；使滑架4在記錄紙6 (記錄媒體及滴落對象的一種)的紙寬方向即主掃描方向往復移動的滑架移動機構7 ；在與主掃描方向正交的副掃描方向傳送記錄紙6的送紙機構8。滑架4以由在主掃描方向上架設的導桿9軸承支撐的狀態安裝，通過滑架移動機構7的工作，沿導桿9在主掃描方向移動。滑架4的主掃描方向的位置由線性編碼器10檢出，該檢出信號即編碼器脈沖(位置信息的一種)向打印機控制器31的控制部37 (參照圖 4)發送。線性編碼器10是位置信息輸出手段的一種，將與記錄頭部2的掃描位置相應的編碼器脈沖作為主掃描方向中的位置信息輸出。因而，控制部37根據接收的編碼器脈沖，可識別在滑架4搭載的記錄頭部2的掃描位置。即，例如，通過對接收的編碼器脈沖計數，可識別滑架4的位置。從而，控制部37根據來自該線性編碼器10的編碼器脈沖，可識別滑架 4(記錄頭部2)的掃描位置，同時控制記錄頭部2的記錄工作。在滑架4的移動范圍內的記錄區域外側的端部區域，設定成為滑架的掃描的基點的原始位置。在本實施例中的原始位置，配置了密封記錄頭部2的噴嘴形成面(噴嘴板四 參照圖3)的封蓋構件11和用于擦拭噴嘴形成部的擦拭構件12。打印機1構成為可在滑架 4從該原始位置向相反側的端部移動的往動時和滑架4從相反側的端部向原始位置側返回的復動時的雙方向進行在記錄紙6上記錄文字、圖像等的所謂雙方向記錄。如圖2及圖3所示，記錄頭部2包括壓力發生單元15和流路單元16，它們以重合的狀態一體化。壓力發生單元15通過將用于區分壓力室17的壓力室板18、開設了供給側連通口 22及第1連通口 2 的連通口板19、及安裝了壓電元件20的振動板21層疊、焙燒等而一體化構成。另外，流路單元16通過將由形成了供給口 23和第2連通口 24b的供給口板25、形成了容器沈和第3連通口 2 的容器板27、及形成了噴嘴觀的噴嘴板四組成的板構件以層疊狀態粘接而構成。噴嘴板四列設了多個(例如，360個)噴嘴觀，構成噴嘴列。該噴嘴列例如按墨色設置。在壓力室17的相反側的振動板21的外側表面，與每個壓力室17對應設置壓電元件20。例示的壓電元件20是所謂的彎曲振動模式的壓電元件，由驅動電極20a和共用電極20b挾持壓電體20c而構成。若對壓電元件20的驅動電極施加驅動信號(驅動脈沖)， 則在驅動電極20a和共用電極20b之間產生與電位差相應的電場。該電場向壓電體20c施加，壓電體20c根據施加的電場強度而變形。即，隨著驅動電極2oa的電位變高，以壓電體層20c的寬度方向(噴嘴列方向)的中央部向壓力室17的內側(靠近噴嘴板四側)彎曲，并使壓力室17的容積減少的方式，使振動板21變形。另一方面，隨著驅動電極20a的電位變低(接近零)，以壓電體層20c的較短方向的中央部向壓力室17的外側(離開噴嘴板四側)彎曲，增加壓力室17的容積的方式，使振動板21變形。這里，振動板21中，密封壓力室17的開口部的部分起到本發明中的工作面的功能。該工作面的面積比由該工作面密封的壓力室17的開口面積稍大。從而，工作面可更容易地向壓力室17的開口面內側或外側彎曲。另外，壓電元件20的變形引起的振動板21的工作面的工作的詳細情況將參照圖6的示意圖后述。圖4是表示打印機1的電構成的框圖。本實施例中的打印機1由打印機控制器31 和打印引擎32概略構成。打印機控制器31具備輸入來自主計算機等的外部裝置的印刷數據等的外部接口(外部I/F)33 ；存儲各種數據等的RAM34 ；存儲用于各種控制的控制程序等的R0M35 ；按照R0M35存儲的控制程序進行各部的統一控制的控制部37 ；發生時鐘信號的振蕩電路38 ；產生供給記錄頭部2的驅動信號的驅動信號發生電路39 (驅動信號發生單元的一種)；用于向記錄頭部2輸出按點展開印刷數據而獲得的點圖案數據、驅動信號等的內部接口(內部I/F)40。另外，打印引擎32包括記錄頭部2、滑架移動機構7、送紙機構 8及線性編碼器10。控制部37起到根據線性編碼器10輸出的編碼器脈沖生成定時脈沖PTS(參照圖 5)的定時脈沖生成單元的功能。定時脈沖PTS是確定驅動信號發生電路39發生的驅動信號的發生開始定時的信號。即，驅動信號發生電路39在每次接收該定時脈沖PTS時輸出驅動信號。另外，控制部37輸出規定印刷數據的鎖存定時的鎖存信號LAT及規定驅動信號所包含的各噴射驅動脈沖的選擇定時的變更(或信道)信號CH。所述的驅動信號發生電路39在每次定時脈沖PTS的接收時發生包含多個噴射驅動脈沖的驅動信號COM。換言之，驅動信號發生電路39在基于所述的定時脈沖PTS的周期 (以下，稱為單位周期T)反復發生多個(本實施例中為2個)驅動信號COM。圖5是本實施例中的驅動信號發生電路39發生的第1驅動信號COMl及第2驅動信號COM2的構成的一例的說明圖。另外，同圖中，橫軸表示時間，縱軸表示電位。本實施例中的第1驅動信號COMl是在單位周期T內具有3個噴射驅動脈沖Pl P3的一系列信號。 本實施例中，第1驅動信號COMl的單位周期T區分為3個期間(脈沖發生期間)tl t3。 在期間tl發生第1噴射驅動脈沖P1，在期間t2發生第2噴射驅動脈沖P2，在期間t3發生第3噴射驅動脈沖P3。另一方面，本實施例中的第2驅動信號COM2是在單位周期T內包含一個微振動驅動脈沖P4(本發明中的非噴射驅動脈沖的一種)的信號。這些驅動脈沖的詳細情況將后述。接著，說明該記錄頭部2的電構成。該記錄頭部2如圖4所示，具備第1移位寄存器41及第2移位寄存器42組成的移位寄存器(SR)電路；第1鎖存電路43及第2鎖存電路44組成的鎖存電路；解碼器45 ；控制邏輯46 ；電平移位器47 ；開關48 ；壓電元件20。 各移位寄存器41、42、各鎖存電路43、44、電平移位器47、開關48及壓電元件20分別按噴嘴觀設置為對應的數。另外，圖4中，僅僅圖示一個噴嘴的構成，其他噴嘴的構成省略了圖
7J\ ο該記錄頭部2根據打印機控制器31送來的印刷數據(像素數據)Si，進行墨水(液體的一種)的噴射控制。本實施例中，按照由2位構成的印刷數據SI的高階位群、印刷數據SI的低階位群的順序與時鐘信號CLK同步地向記錄頭部2發送，因此，首先，印刷數據SI 的高階位群設置在第2移位寄存器42。對于全部噴嘴觀，若印刷數據SI的高階位群設置在第2移位寄存器42，則接著該高階位群向第1移位寄存器41移動。與此同時，印刷數據 SI的低階位群設置在第2移位寄存器42。第1移位寄存器41的后段與第1鎖存電路43電連接，第2移位寄存器42的后段與第2鎖存電路44電連接。來自打印機控制器31側的鎖存脈沖若輸入各鎖存電路43、44， 則第1鎖存電路43鎖存記錄數據的高階位群，第2鎖存電路44鎖存記錄數據的低階位群。 各鎖存電路43、44鎖存的記錄數據(高階位群、低階位群)分別向解碼器45輸出。該解碼器45根據記錄數據的高階位群及低階位群，生成用于選擇驅動信號C0M1、C0M2所包含的各驅動脈沖的脈沖選擇數據。向開關48的輸入側供給來自驅動信號發生電路39的第1驅動信號COMl及第2 驅動信號COM2。另外，開關48的輸出側與壓電元件20連接。該開關48根據所述的脈沖選擇數據，向壓電元件20選擇地供給各驅動信號C0M1、C0M2所包含的各驅動脈沖。這樣工作的開關48作為本發明中的選擇供給單元的一種發揮功能。第1驅動信號COMl所包含的各噴射驅動脈沖Pl P3由膨脹要素pi、膨脹維持要素p2、收縮要素p3、減振維持要素p4、減振要素p5組成。膨脹要素pi是從壓力室17的基準容積(膨脹或收縮的基準容積)對應的中間電位VB(本發明中的基準電位)以一定梯度電位下降到第1膨脹電位VLl (噴射驅動脈沖Pl P3的最低電位)為止的波形要素，與本發明中的第1下降要素相當。膨脹維持要素P2是維持膨脹要素pi的終端電位即第1膨脹電位VLl的波形要素，與本發明中的第1維持要素相當。收縮要素P3是從第1膨脹電位 VLl以急梯度電位上升到收縮電位VH為止的波形要素，與本發明中的第1上升要素相當。 減振維持要素P4是以規定期間維持收縮電位VH的波形要素。另外，減振要素p5是從收縮電位VH以不噴射墨水程度的一定梯度使電位返回到中間電位VB為止的波形要素。圖6是記錄頭部2的噴嘴列方向中的主要部分截面圖。另外，同圖中的中央的噴嘴觀是在某單位周期噴射墨水的噴射噴嘴，位于該噴射噴嘴的兩側的噴嘴觀是在同一單位周期不噴射墨水的非噴射噴嘴。另外，同圖中構成構件的一部分簡化表示。繼續地向壓電元件20供給所述的中間電位VB期間，如圖6(a)所示，工作面中的寬度方向(噴嘴列方向)的中央部成為與壓力室17的開口面相比位于該壓力室17的內側 (噴嘴板四側)的狀態。即，若向壓電元件20供給中間電位VB，則壓電元件20的寬度方向的中央部成為向壓力室17的內側稍微彎曲的狀態。該狀態為基準狀態。不向壓電元件 20供給第1驅動信號COMl的各噴射驅動脈沖Pl P3和第2驅動信號COM2的微振動驅動脈沖P4期間，繼續地向壓電元件20供給所述的中間電位VB，因此，與在單位周期內噴射墨水的噴嘴觀(以下，適當稱為噴射噴嘴。)及在同一單位周期內不噴射墨水的噴嘴觀(以下，適當稱為非噴射噴嘴。)無關地，成為圖6(a)所示的基準狀態。以下，將該基準狀態中的壓力室17的容積稱為基準容積。采用圖6的墨水的噴射控制將后述。向壓電元件20供給所述的噴射驅動脈沖后，首先，通過膨脹要素pi使壓電元件20 及振動板21的工作部的寬度方向中央部向壓力室17的外側(從噴嘴板四離開側)彎曲。 從而，壓力室17從中間電位VB對應的基準容積膨脹到第1膨脹電位VLl對應的第1膨脹容積為止。通過該膨脹，噴嘴觀中的月牙板(meniscus)被引入壓力室17側，并且從容器沈側通過供給口向壓力室17內供給墨水。在膨脹維持要素p2的供給期間維持該壓力室17 的膨脹狀態。然后，通過施加收縮要素P3，使壓電元件20及工作部的中央部向壓力室17的內側彎曲。從而，壓力室17從第1膨脹容積急劇收縮到收縮電位VH對應的收縮容積為止。 通過該壓力室17的急劇收縮對壓力室17內的墨水加壓，從噴嘴觀噴射規定量(例如，數 ng 十數ng)的墨水。在制動維持要素p4的供給期間維持壓力室17的收縮狀態，該期間， 墨水的噴射產生的壓力室17內的墨水的壓力振動周期地反復增減。與壓力室17內的墨水壓力上升的定時相應地，供給減振要素P5，從而壓電元件20及工作部的中央部向壓力室17 的外側彎曲，返回到基準狀態。從而，壓力室17返回到基準容積，并且壓力室17內的墨水的壓力變動(殘留振動)降低。本實施例中的第2驅動信號COM2作為非噴射驅動信號的一種發揮功能，在單位周期T內僅僅發生微振動驅動脈沖P4。該微振動驅動脈沖P4由微振動膨脹要素pll、微振動膨脹維持要素P12、微振動收縮要素pl3組成。微振動膨脹要素pll是從壓力室17的基準容積對應的中間電位VB以比所述膨脹要素pi更充分緩和的梯度使電位下降到第2膨脹電位VL2(微振動驅動脈沖P4的最低電位)為止的波形要素，與本發明中的第2下降要素相當。該微振動膨脹要素Pll比同一單位周期T中的第1噴射驅動脈沖Pl的膨脹要素pi先發生。如圖5所示，微振動膨脹要素pll的終端的時刻tc先于第1噴射驅動脈沖Pl的膨脹要素Pl的始點ta。另外，第2的膨脹電位VL2設定在噴射驅動脈沖Pl P3的最低電位即第1膨脹電位VLl以下的值。本實施例中的第2膨脹電位VL2成為0 VLl間的值。微振動膨脹維持要素pl2是以一定時間維持微振動膨脹要素pll的終端電位即第 2膨脹電位VL2的波形要素，與本發明中的第2維持要素相當。本實施例中的微振動膨脹維持要素P12的發生時間Ty (從始端tc到終端td為止的時間)設定得比從第1驅動信號 COMl中的第1噴射驅動脈沖Pl的始端(膨脹要素pi的始端)到第3噴射驅動脈沖P3的終端(減振要素P5的終端)為止的時間Tx長。另外，微振動收縮要素pl3是從第2膨脹電位VL2以不從噴嘴觀噴射墨水程度的充分緩和的梯度使電位上升到中間電位VB為止的波形要素，與本發明中的第2上升要素相當。該微振動收縮要素P13比同一單位周期T中的第3噴射驅動脈沖P3的減振要素p5后發生。S卩，如圖5所示，微振動收縮要素pl3的始端td在第3噴射驅動脈沖P3的減振要素p5的終端tb之后。向壓電元件20供給這樣構成的微振動驅動脈沖P4后，首先，通過微振動膨脹要素 Pll使壓電元件20及振動板21的工作部的寬度方向中央部向壓力室17的外側彎曲。從而，壓力室17從中間電位VB對應的基準容積膨脹到第2膨脹電位VL2對應的第2膨脹容積為止。本實施例中的第2膨脹容積比所述的第1膨脹容積大。通過該膨脹，噴嘴觀中的月牙板被引入壓力室17側，并且從容器沈側通過供給口向壓力室17內供給墨水。在微振動膨脹維持要素P12的供給期間中維持該壓力室17的膨脹狀態。如上所述，由于該微振動膨脹維持要素P12的時間Ty充分長，因此該期間，伴隨微振動膨脹要素pll導致的壓力室 17的膨脹而產生的墨水的振動大致收斂。然后，通過施加微振動收縮要素pl3，壓電元件20 及工作部的中央部向壓力室17的內側彎曲，返回基準狀態。從而，壓力室17返回到基準容積為止，并且壓力室17內的墨水的殘留振動降低。伴隨該壓力室17的一系列容積變動，在壓力室17內產生比較緩和的壓力振動，通過該壓力變動使在噴嘴觀露出的月牙板微振動。該月牙板的微振動使噴嘴觀附近的增粘墨水分散，結果，可防止墨水的增粘。接著，參照圖6說明采用所述的驅動信號C0M1、COM2的記錄控制(噴射控制)。本實施例的記錄控制構成為，對某單位周期T中進行墨水噴射的噴嘴觀(噴射噴嘴)對應的壓電元件20供給第1驅動信號COMl的噴射驅動脈沖Pl P3的任一個或多個， 另一方面，對該單位周期T中不進行墨水噴射的噴嘴28 (稱為非噴射噴嘴)對應的壓電元件20供給第2驅動信號COM2的微振動驅動脈沖P4。更具體地說，在記錄媒體的規定的位置形成大點的場合，通過對噴射噴嘴的壓電元件20依次施加單位周期T內的3個噴射驅動脈沖Pl P3，從該噴嘴連續3次噴射墨水。另外，形成中點的場合，通過對噴射噴嘴的壓電元件20依次施加單位周期T內的2個噴射驅動脈沖PI、P3，從該噴嘴連續2次噴射墨水。 而且，形成小點的場合，通過對噴射噴嘴的壓電元件20施加單位周期T內的一個噴射驅動脈沖P2，從該噴嘴噴射墨水。在不形成任何點的非記錄的場合，通過對非噴射噴嘴的壓電元件20施加第2驅動信號COM2的微振動驅動脈沖P4，以不噴射墨水的程度使該非噴射噴嘴中的月牙板微振動。從而，可進行本實施例1的打印機中“大點”、“中點”、“小點”、“非記錄”的4等級的記錄。另外，以下，單位周期T內，例示了從圖6中的中央的噴嘴觀噴射與小點對應的墨水，而從該噴射噴嘴的兩側相鄰的噴嘴觀不噴射墨水的情況。即，以下的例中，中央的噴嘴觀是噴射噴嘴，位于該噴射噴嘴的兩側相鄰的噴嘴觀都是非噴射噴嘴。不對壓電元件20施加第1驅動信號COMl的各噴射驅動脈沖Pl P3及第2驅動信號COM2的微振動驅動脈沖P4的任何一個的期間，繼續向壓電元件20供給所述的中間電位VB，因此，不管噴射噴嘴還是非噴射噴嘴，都成為圖6 (a)所示基準狀態。如上所述，該基準狀態中，工作面中的寬度方向的中央部成為比壓力室17的開口面位于該壓力室17的內側的狀態。該基準狀態中，各噴嘴觀對應的壓力室17內的壓力也成相同的程度。接著，向非噴射噴嘴的壓電元件20供給微振動驅動脈沖P4的微振動膨脹要素 Pll0從而，如圖6(b)中白箭頭所示，非噴射噴嘴對應的壓電元件20及振動板21的工作部的寬度方向中央部彎曲到與壓力室17的開口面同一面的程度(或者位于稍微外側的程度)。這樣，工作面彎曲到壓力室17的開口面的附近，從而相對于區分該壓力室17的兩側的分隔壁30，工作面形成向噴嘴列方向突出的形狀。從而，如圖6(b)中黑箭頭所示，這些分隔壁30成為由工作面分別向相鄰的壓力室17側按壓的狀態。通過該按壓，如圖6(b)中陰影的箭頭所示，下側(噴嘴觀側)的力作用于噴射噴嘴側的工作面。在微振動驅動脈沖 P4的微振動膨脹維持要素pl2的供給期間Ty中維持該按壓狀態。另外，在微振動膨脹要素 Pll的終端的時刻，噴射噴嘴的壓電元件20及振動板21的工作部保持圖6(a)所示基準狀態。接著，非噴射噴嘴中的工作面對分隔壁30的按壓狀態被維持的狀態(即，對非噴射噴嘴對應的壓電元件20持續施加微振動膨脹維持要素pl2的狀態)下，在期間t2，對噴射噴嘴對應的壓電元件20施加第2噴射驅動脈沖P2的膨脹要素pl，如圖6 (b)中白箭頭所示，該噴射噴嘴對應的壓電元件20及振動板21的工作部的寬度方向中央部彎曲到壓力室 17的開口面的附近(比開口面稍靠內側)為止。從而，壓力室17從中間電位VB對應的基準容積膨脹到第1膨脹電位VLl對應的第1膨脹容積。這里，第1膨脹電位VLl和第2膨脹電位VL2為相同值的場合，工作部的彎曲量(向壓力室外側的移位量)也成為相同程度。 該場合，分隔壁30從其兩側的工作面受到的按壓力成為大致相等的平衡狀態。相對地，本實施形態中，第2膨脹電位VL2設定成比第1膨脹電位VLl低的值，因此，非噴射噴嘴對應的工作部向壓力室外側的彎曲量變得比噴射噴嘴對應的工作部的彎曲量大。因此，相對于非噴射噴嘴對應的壓力室17和噴射噴嘴對應的壓力室17之間的分隔壁30，從非噴射噴嘴側的工作面受到的按壓力也比從噴射噴嘴側的工作面受到的按壓力大。從而，在噴射噴嘴對應的工作面最大限度向壓力室17的外側彎曲的狀態下，區分該壓力室17的分隔壁30維持在被非噴射噴嘴側的工作面向內側按壓的狀態。從而，下側的力繼續作用于噴射噴嘴側的工作面。在第2噴射驅動脈沖P2的膨脹維持要素p2的供給期間維持噴射噴嘴中的壓力室 17的膨脹狀態后，通過施加第2噴射驅動脈沖P2的收縮要素P3，如圖6(c)中白箭頭所示， 噴射噴嘴中的壓電元件20及工作部的中央部急劇向壓力室17的內側(下側)彎曲。從而，壓力室17從第1膨脹容積急劇收縮到收縮電位VH對應的收縮容積。該壓力室17的急劇收縮導致壓力室17內的壓力急劇上升，從而從噴嘴觀噴射規定量(例如，數ng 十數 ng)的墨水。此時，區分該噴射噴嘴對應的壓力室17的分隔壁30被非噴射噴嘴側的工作面向內側按壓，因此，即使該壓力室17的內壓上升，也抑制該分隔壁30向非噴射噴嘴側變形 (彎曲)。從而，可降低從噴射噴嘴的壓力室17向非噴射噴嘴的壓力室17側的壓力損失。 結果，在噴射噴嘴鄰接的噴嘴觀同時噴射的場合(位于噴射噴嘴相鄰位置的噴嘴為噴射噴嘴的場合)和噴射噴嘴鄰接的噴嘴觀不同時噴射的場合(噴射噴嘴相鄰的噴嘴為非噴射噴嘴的場合)，抑制墨水的飛翔速度、墨水量等的噴射特性波動。即，防止鄰接的噴嘴間的串擾。另外，在單位周期T中的任一期間不管是墨水的噴射還是非噴射，全部噴嘴觀對應的壓電元件20工作，在壓力室17內產生壓力變動，因此，都可降低通過容器沈朝向非噴射噴嘴的壓力室的壓力損失，該點也有利于防止串擾。而且，本實施例中，第2膨脹電位VL2 設定成噴射驅動脈沖的最低電位即第1膨脹電位VLl以下的值，因此，噴射噴嘴中的壓力室 17的內壓即使上升，也可以更可靠地抑制區分該壓力室17的分隔壁30向非噴射噴嘴側變形。從而，可以更有效抑制壓力損失。在第2噴射驅動脈沖P2的減振維持要素p4的供給期間維持噴射噴嘴中的壓力室 17的收縮狀態后，通過相同的第2噴射驅動脈沖P2的減振要素p5的供給，壓電元件20及工作部的中央部返回基準狀態。從而，壓力室17返回基準容積，并且壓力室17內的墨水的壓力變動(殘留振動)降低。另一方面，非噴射噴嘴側中，微振動膨脹維持要素P12的供給期間Ty的經過后，通過對壓電元件20施加微振動驅動脈沖P4的微振動收縮要素pl3，該壓電元件20及工作部的中央部向壓力室17的內側彎曲，返回基準狀態。本實施例中，微振動驅動脈沖P4的微振動膨脹要素pll比同一單位周期T的噴射驅動脈沖(單位周期T內先頭的第1噴射驅動脈沖Pl)的膨脹要素Pi先發生，另外，微振動驅動脈沖P4的微振動收縮要素P13比同一單位周期T的噴射驅動脈沖(單位周期T 內最后的第3噴射驅動脈沖P； )的收縮要素p3后發生，因此，至少噴射噴嘴中由噴射驅動脈沖開始噴射工作前，非噴射噴嘴中，微振動驅動脈沖P4的微振動膨脹要素pll導致從工作面的基準狀態向壓力室外側的變形完成，在至少噴射噴嘴中通過噴射驅動脈沖噴射墨水后，非噴射噴嘴中微振動驅動脈沖P4的微振動收縮要素pl3導致向工作面的基準狀態的返回完成，因此可以更可靠地防止噴射噴嘴的壓力室17中的壓力損失。
這里，說明所述打印機1對記錄紙6等的記錄媒體記錄格線的情況。圖7是表示在記錄媒體形成的格線的例子的示意圖，(a)是0°的縱格線，(b)是 6°的斜格線，(c)是45°的斜格線，(d)是90°的橫格線。另外，圖8是45°的斜格線的接縫的放大示意圖。所謂可雙方向記錄的打印機1中，若將與副掃描方向平行的縱格線的角度設為 0°，主掃描方向平行的橫格線的角度設為90°，則以與記錄密度對應的間隔從同一噴嘴觀連續噴射墨水，可在頭部掃描方向沿著直線狀排列滴落點而形成90°的橫格線。另外， 從鄰接的多個噴嘴觀同時噴射墨水，可在副掃描方向沿著直線狀排列滴落點而形成0°的縱格線。而且，通過以與記錄密度對應的間隔依次錯開各噴嘴的噴射定時而噴射墨水，可形成斜格線。但是，記錄噴嘴列的長度以上的縱格線的場合，首先，在第一個行程(往路的掃描)中，通過從各噴嘴觀噴射墨水，在記錄媒體中的規定位置形成點群，記錄格線的一部分，與噴嘴列的長度相應地將記錄媒體向副掃描方向傳送后，在第二個行程(復路的掃描) 中從各噴嘴觀噴射墨水，形成與先前形成的點群連續的點群。這樣通過多個行程，以規定的記錄密度直線狀排列滴落點，可形成各種的格線。使記錄頭部2對記錄媒體掃描并噴射墨水的構成中，從噴嘴觀噴射的墨水相對于記錄媒體的記錄面在斜方向飛翔。從而，考慮該點，需要調節噴射定時，使得在往路和復路中墨水的滴落位置一致。例如，形成圖7(a)所示縱格線的場合，為了使往復的墨水的滴落位置一致，考慮調節噴射定時。即，從構成噴嘴列的全部(或大多數)噴嘴同時噴射墨水時 (所謂全導通時)，為了使往復的滴落位置一致，調節往復的掃描中的噴射定時。從而，以多個行程記錄縱格線的場合，由于構成格線的點群的接縫(所謂帶狀的接縫)在副掃描方向直線地排列，因此可形成無波動的格線。但是，若不考慮鄰接噴嘴間的串擾，則在從鄰接的多個噴嘴觀同時噴射墨水的場合(全導通時)和從噴嘴觀單獨噴射墨水的場合(一個導通時)，墨水的飛翔速度改變。 因而，主掃描方向中的墨水的滴落位置也不同。即，在全導通時為了使滴落位置一致而調節往復的噴射定時的場合，隨著同時噴射的噴嘴觀的數減少，墨水的速度降低，因此產生滴落位置的偏移。例如，形成圖7(c)所示45°的斜格線時，形成各個點的定時中各噴嘴觀為一個導通，因此與全導通時比，墨水的飛翔速度降低。墨水的飛翔速度降低的場合，到在記錄媒體滴落為止的飛翔時間相應延長，因此，墨水的滴落位置有向頭部移動方向的先頭側偏移的傾向。因而，若以圖8中從左向右方向為往路的掃描方向，從右向左方向為復路的掃描方向，則相對于點劃線表示的假想的45°斜格線(表示理想的滴落位置的假想線)，在往路中向箭頭所示右側偏移滴落，在復路中向左側偏移滴落。這樣，產生在格線的接縫處點的滴落位置偏移，存在視覺上波動的問題。同樣，在一個導通時為了使往復的滴落位置一致而調節定時的場合，形成45°斜格線時，在往復的接縫處也在45°的假想格線上直線地滴落各墨水。但是，該場合中，例如記錄0°的縱格線時，與一個導通時比，墨水的飛翔速度高，因此，墨水的滴落位置存在向頭部移動方向的后方側偏移的傾向。結果，在縱格線的接縫產生滴落位置偏移，記錄品質降低。關于該點，在適用本發明的場合，與同時噴射的噴嘴觀的數無關，墨水的噴射特性一致，因此，防止了格線的接縫中的滴落位置偏移，提高了記錄品質。但是，本發明不限于所述實施例，可根據權利要求的范圍進行各種變形。
13
例如，所述第1實施例中，例示了在第1驅動信號COMl包含第1噴射驅動脈沖 Pl 第3噴射驅動脈沖P3的3個噴射驅動脈沖的構成，但是不限于此，只要是包含至少一個以上的噴射驅動脈沖的結構即可。另外，例示了噴射驅動脈沖Pl P3的波形都相同的構成，但是也可以采用各種波形的噴射驅動脈沖。該場合，微振動驅動脈沖P4的第2膨脹電位VL2優選在全部噴射驅動脈沖的最低電位以下。另外，所述第1實施例中，作為本發明中的非噴射驅動脈沖，例示了微振動驅動脈沖P4，但是也可在非噴射驅動脈沖不一定具有微振動功能。而且，所述第1實施例中，例示了對全部非噴射噴嘴對應的壓電元件20施加非噴射驅動脈沖即微振動驅動脈沖P4的構成，但是不限于此，若至少對噴射噴嘴鄰接的非噴射噴嘴對應的壓電元件20施加微振動驅動脈沖P4，也可以期待與所述實施例同樣的作用效果。圖9是說明本發明的策2實施例中的驅動信號的構成的波形圖。所述第1實施形態中，例示了在第1驅動信號COMl包含噴射驅動脈沖，在第2驅動信號COM2包含微振動驅動脈沖的構成，但是不限于此。第2實施例中，在一個驅動信號 COM'包含噴射驅動脈沖和微振動驅動脈沖的方面不同于所述第1實施例。本實施形態中的驅動信號COM'的單位周期T區分為合計7個期間tl t7。在期間tl，發生微振動驅動脈沖P4的前段部P4a，在期間t2發生前側連接要素pl5a，在期間 t3發生第1噴射驅動脈沖P1。另外，在期間t4發生第2噴射驅動脈沖P2，在期間t5發生第3噴射驅動脈沖P3，在期間t6發生后側連接要素pMb。在期間t7發生微振動驅動脈沖 P4的后段部P4b。另外，前側連接要素plfe和后側連接要素pMb是不對壓電元件20施加的波形要素。前段部P^是由從基準電位VB下降到第2膨脹電位VL2的微振動膨脹要素 Pll和以一定時間維持第2膨脹電位VL2的前側膨脹維持要素Plh組成的。另外，后段部 p4b是由第2膨脹電位VL2以一定時間維持的后側膨脹維持要素pl2b和從第2膨脹電位 VL2上升到基準電位VB為止的微振動收縮要素pl3組成的。與所述第1實施例同樣，第2 膨脹電位VL2設定成噴射驅動脈沖Pl P3的最低電位即第1膨脹電位VLl以下的值。本實施形態中的記錄控制中，在向噴射噴嘴對應的壓電元件20供給噴射驅動脈沖Pl P3的任一個或多個方面與所述第1實施形態是同樣的，因此省略其說明。相對地， 構成為對非噴射噴嘴對應的壓電元件20選擇施加期間tl的前段部P^后，選擇施加期間 t7的后段部p4b。該前段部p^和后段部p4b的組合起到與所述第1實施例的微振動驅動脈沖P4同樣的作用。從而，第2實施例的構成也可以實現與所述第1實施例同樣的效果。 即，可降低噴射噴嘴中的墨水噴射時的壓力損失，防止串擾。圖10是說明本發明的第3實施例中的驅動信號的構成的波形圖。所述第1實施例中，例示了對多個噴射驅動脈沖設置共同的微振動驅動脈沖P4的構成，但是不限于此。圖8例示的第3實施例中，與各噴射驅動脈沖對應分別設置微振動驅動脈沖的方面不同于所述第1實施例。另外，第1驅動信號COMl的構成與第1實施例同樣，因此其說明省略。本實施例中的第2驅動信號COM2'與第1驅動信號COMl同樣，單位周期T區分為合計3個期間tl t3，在期間tl發生第1微振動驅動脈沖P4a，在期間t2 發生第2微振動驅動脈沖P4b，在期間t3發生第3微振動驅動脈沖P4c。各微振動驅動脈沖P^ pk都是同一波形，由從基準電位VB下降到第2膨脹電位VL2的微振動膨脹要素P11、以一定時間維持第2膨脹電位VL2的微振動膨脹維持要素pl2、從第2膨脹電位VL2上升到基準電位VB的微振動收縮要素pl3組成的。另外，與所述第1實施例同樣，第2膨脹電位VL2設定在噴射驅動脈沖Pl P3的最低電位即第1膨脹電位VLl以下。本實施形態中的記錄控制中，對噴射噴嘴對應的壓電元件20供給噴射驅動脈沖 Pl P3的任何一個或多個的方面與所述第1實施例同樣，因此其說明省略。相對地，構成為對非噴射噴嘴對應的壓電元件20，選擇施加在對噴射噴嘴對應的壓電元件20施加的噴射驅動脈沖對應的期間的微振動驅動脈沖。該第3實施例的構成也可以實現與所述第1實施例同樣的效果。即，可降低噴射噴嘴中的墨水噴射時的壓力損失，防止串擾。另外，本發明只要是采用所謂彎曲振動型的壓電元件可進行液體的噴射控制的液體噴射裝置即可，不限于打印機，也可以適用于繪圖機、傳真裝置、復印機等各種的噴墨式記錄裝置、記錄裝置以外的液體噴射裝置，例如顯示器制造裝置、芯片制造裝置等。
權利要求
1.一種液體噴射裝置，其特征在于，具備液體噴射頭部，具備噴射液體的噴嘴、與該噴嘴連通的壓力室、及通過使密封該壓力室的開口面的工作面變形而對該壓力室內的液體產生壓力變動的壓力發生單元，通過該壓力發生單元的驅動而從所述噴嘴噴射液體；驅動信號發生單元，發生驅動所述壓力發生單元的驅動信號；以及選擇供給單元，選擇從所述驅動信號發生單元發生的驅動信號所包含的驅動脈沖，向所述壓力發生單元供給，所述壓力發生單元構成為，與基準電位相比，施加電位越高，則該工作面的中央部從基準狀態越向該壓力室的內側移位，另一方面，與所述基準電位相比，施加電位越低，則所述工作面的中央部從基準狀態越向所述壓力室的外側移位，所述基準電位對應于所述工作面的中央部比所述壓力室的開口面位于該壓力室的內側的基準狀態，所述驅動信號發生單元使所述驅動信號包含從噴嘴噴射液體的噴射驅動脈沖、和以從噴嘴不噴射液體的程度對壓力室內的液體產生壓力變動的非噴射驅動脈沖， 所述非噴射驅動脈沖的最低電位在所述噴射驅動脈沖的最低電位以下， 所述選擇供給單元向噴射液體的噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給噴射驅動脈沖，另一方面，向至少與位于該噴射噴嘴相鄰處的非噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給非噴射驅動脈沖。
2.權利要求1所述的噴射裝置，其特征在于，所述噴射驅動脈沖至少包含從所述基準電位開始直到下降到所述最低電位為止，使所述工作面相對于所述壓力室比基準狀態向外側變形的第1下降要素；以一定時間維持所述最低電位的第1維持要素；從所述最低電位開始直到上升到比所述基準電位高的最高電位為止，使所述工作面相對于所述壓力室比基準狀態向內側變形的第1上升要素，所述非噴射驅動脈沖至少包含從所述基準電位下降到比所述噴射驅動脈沖的最低電位低的最低電位為止的第2下降要素；以一定時間維持該最低電位的第2維持要素；從所述最低電位上升到所述基準電位為止的第2上升要素。
3.權利要求2所述的噴射裝置，其特征在于，所述非噴射驅動脈沖的第2下降要素比同一周期的所述噴射驅動脈沖的第1下降要素先發生，所述非噴射驅動脈沖的第2上升要素比同一周期的所述噴射驅動脈沖的第1上升要素后發生。
4.一種液體噴射裝置的控制方法，其特征在于，所述液體噴射裝置具備液體噴射頭部，具備噴射液體的噴嘴、與該噴嘴連通的壓力室、及通過使密封該壓力室的開口面的工作面變形而對該壓力室內的液體產生壓力變動的壓力發生單元，通過該壓力發生單元的驅動而從所述噴嘴噴射液體；驅動信號發生單元，發生驅動所述壓力發生單元的驅動信號；以及選擇供給單元，選擇從所述驅動信號發生單元發生的驅動信號所包含的驅動脈沖，向所述壓力發生單元供給，所述壓力發生單元構成為，與基準電位相比，施加電位越高，則該工作面的中央部從基準狀態越向該壓力室的內側移位，另一方面，與所述基準電位相比，施加電位越低，則所述工作面的中央部從基準狀態越向所述壓力室的外側移位，所述基準電位對應于所述工作面的中央部比所述壓力室的開口面位于該壓力室的內側的基準狀態，所述驅動信號發生單元使所述驅動信號包含從噴嘴噴射液體的噴射驅動脈沖、和以從噴嘴不噴射液體的程度對壓力室內的液體產生壓力變動的非噴射驅動脈沖， 所述方法包括將所述非噴射驅動脈沖的最低電位設定成所述噴射驅動脈沖的最低電位以下， 向噴射液體的噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給噴射驅動脈沖，另一方面，向至少與位于該噴射噴嘴相鄰處的非噴射噴嘴對應的壓力發生單元供給非噴射驅動脈沖。
全文摘要
一種液體噴射裝置及其控制方法。本發明提供可防止液體噴射時的串擾，使噴射特性在一定程度上一致的液體噴射裝置。第1驅動信號COM1具有從噴嘴噴射墨水的噴射驅動脈沖P1～P3，第2驅動信號COM2具有以噴嘴不噴射墨水的程度對壓力室內的墨水產生壓力變動的微振動驅動脈沖P4(非噴射驅動脈沖)，微振動驅動脈沖的最低電位VL2在噴射驅動脈沖的最低電位VL1以下，在單位周期T中，向噴射墨水的噴射噴嘴對應的壓電元件供給噴射驅動脈沖，另一方面，向至少位于該噴射噴嘴的相鄰的非噴射噴嘴對應的壓電元件供給微振動驅動脈沖。
文檔編號B41J29/38GK102442065SQ20111030298
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月8日 優先權日2010年10月8日
發明者狹山朋裕 申請人:精工愛普生株式會社