CN102189776A - 能在抑制致动器劣化的同时保持记录质量的液滴喷射装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种能在抑制致动器劣化的同时保持记录质量的液滴喷射装置。从靠近在通道构件中形成的液体通道的开口一侧开始按顺序堆叠第一压电层和第二压电层，并且第一和第二压电层相对于堆叠方向夹在电极之间。驱动信号产生部件产生用于从喷射口喷射液滴的喷射驱动信号以及用于振动形成于喷射口中的弯液面而没有从喷射口喷射液滴的不喷射驱动信号。电压施加部件基于图像数据将与喷射驱动信号相对应的电压施加到第一和第二压电层中的一个，并且在与喷射驱动信号相对应的电压没有被施加到第一和第二压电层中的一个的时段期间将与不喷射驱动信号相对应的电压施加到第一和第二压电层中的另一个。

Description

能在抑制致动器劣化的同时保持记录质量的液滴喷射装置

相关申请的交叉引用

该申请要求在2010年2月19日提交的日本专利申请No.2010-034995的优先权。该优先权申请的整个内容在这里通过引用并入。

技术领域

本发明涉及一种从喷射口喷射诸如墨水的液滴的液滴喷射装置。

背景技术

在是液滴喷射装置的一个示例的喷墨式打印机中，下述技术已为大家所熟知，即压电致动器用于将不从喷射口喷射墨滴的程度的能量施加到在其远端具有喷射口的通道内的墨水以振动形成于喷射口中的弯液面(不喷射冲洗)，从而保持弯液面的状态(参见日本专利申请公开No.2006-167506)。尤其是当使用具有高粘度和快干特性的墨水时，容易在喷射口附近发生墨水的粘度的增加和墨水硬化。然而，通过执行不喷射冲洗，能够保持弯液面的状态并且保持记录质量。

发明内容

然而，根据上述技术，施加有用于不喷射冲洗的电压的压电元件与施加有用于基于图像数据的记录喷射操作的电压的压电元件是同一元件。如果用于记录喷射操作的压电元件也用于不喷射冲洗，那么不喷射冲洗的次数增加了压电元件的变形次数，这引起压电元件的压电性能的劣化以及因此包括压电元件的致动器的耐久性的劣化。

鉴于前述，本发明的目的是提供一种液滴喷射装置，该液滴喷射装置能够振动弯液面以良好地保持记录质量，同时抑制致动器的耐久性的劣化。

为了获得上述及其他目的，本发明提供了一种液体喷射装置，该液体喷射装置包括通道构件、致动器、驱动信号产生部件、以及电压施加部件。通道构件形成有具有用于喷射液滴的喷射口的液体通道。通道构件具有形成有通过其暴露液体通道的一部分的开口的表面。致动器包括分层体，该分层体被放置在通道构件的表面上以面对用于将能量施加到开口中的液体的开口。分层体包括按顺序从靠近开口一侧开始堆叠的第一压电层和第二压电层。第一和第二压电层可以相对于堆叠方向夹持在电极之间。驱动信号产生部件被构造为产生用于驱动致动器的驱动信号。驱动信号产生部件被构造为产生用于从喷射口喷射液滴的喷射驱动信号以及用于振动形成于喷射口中的弯液面而没有从喷射口喷射液滴的不喷射驱动信号。电压施加部件被构造为基于要记录在记录介质上的图像的图像数据将与喷射驱动信号相对应的电压施加到第一和第二压电层中的一个，并且在与喷射驱动信号相对应的电压没有被施加到第一和第二压电层中的一个的时段期间将与不喷射驱动信号相对应的电压施加到第一和第二压电层中的另一个。

根据上述方面，在致动器处提供分别具有记录喷射操作和弯液面振动(不喷射冲洗)的不同作用的两个压电层，即第一和第二压电层。因此，与一个压电层用于记录喷射操作和不喷射冲洗的情况相比，能够减少由于电压施加导致的用于记录喷射操作的压电层的变形次数。因此，能够抑制用于记录喷射操作的压电层的压电性能的劣化，并且由此能够抑制包括压电层的致动器的耐久性的劣化。因此，根据上述方面，通过振动弯液面能够良好地保持记录质量，同时抑制致动器的耐久性的劣化。

优选地，第二压电层是被包括在分层体中的压电层当中离通道构件的表面最远的最外层，并且在通道构件相反侧的第二压电层的表面上形成表面电极，如从堆叠方向所看到的，该表面电极具有与开口类似的形状以及小于开口的大小。在这种情况下，由于相对于开口的表面电极的形状和大小，能够改进第二压电层的变形效率。此外，因为第二压电层是最外层，因此能够高精确度地且容易地执行相对于开口的表面电极的对准。

更优选地，第一和第二压电层中的一个是第二压电层，并且第一和第二压电层中的另一个是第一压电层。在这种情况下，通过使用是最外层的第二压电层并且因此能够高效率地执行用于记录的喷射、用于记录喷射操作目的的高效率的变形，并且能够实现记录质量的提高。

优选地，在通道构件相反侧的第一和第二压电层中的另一个的表面上形成另一电极，如从堆叠方向看到的，该另一电极具有大于开口的大小。根据该构造，能够高精确度地且容易地执行相对于开口的上述电极的对准，即使当由于烧制导致其上形成有上述电极的压电层收缩时。这增加了压电层的另一个的变形效率，并且能够在不喷射冲洗中可靠地振动每个喷射口中的弯液面。

优选地，在通道构件相反侧的第一和第二压电层的另一个的表面上形成另一电极；并且另一电极包括与开口中的各个开口面对的多个单个部分以及将多个单个部分相互连接的多个连接部分。在这种情况下，能够简化用于上述电极的布线构造。

优选地，致动器包括位于分层体与通道构件之间以密封开口的振动板。在这种情况下，在致动器中，能够使用振动板实现单片型、双片型、多片型等等的变形。此外，通过将振动板插入在分层体与通道构件之间，能够防止当驱动分层体中的每个压电层时由于通道构件的开口内的液体成分移动而导致出现的诸如短路的电气故障。

优选地，最靠近通道构件的表面的分层体中的电极是接地的地电极。如果最靠近通道构件的表面的电极没有电气地接地，那么开口内的液体与上述电极之间产生了电势差，并且开口内的液体成分的移动能够产生短路。然而，在上述构造中，能够避免该问题。

更优选地，地电极在其上形成有地电极的整个表面上延伸。在这种情况下，能够防止由泄漏电场引起的电气故障(例如，由于通道构件的开口中的液体成分的电渗透导致的电短路)。

更优选地，第一和第二压电层在沿着堆叠方向的同一方向上极化。如果第一和第二压电层的堆叠方向上的极化方向彼此相反，那么除了夹持在这两个压电层之间的地电极(公共电极)之外，还需要新增加布置在最靠近通道构件的表面的位置处的切断电极(在记录喷射操作和不喷射冲洗的两个时段期间接地的电极)以在同一方向上移位第一和第二压电层。切断电极是接地的电极，与地电极一样。切断电极针对液体切断由用地电极夹持压电层的电极产生的电场。在这种情况下，增加的切断电极用作刚体，并且变为阻碍致动器的每个活动部分的变形的因素。相反地，根据上述构造，仅存在一个地电极，其是最靠近通道构件的表面的电极，从而抑制致动器的变形的效率恶化。

更加优选地，第一和第二压电层被布置为彼此相邻，并且其间相对于堆叠方向仅插入一个电极而没有另外的压电层，并且电压施加部件被构造为在没有提供喷射驱动信号的时段期间执行控制从而在通道构件相反侧的第一压电层的表面上形成的电极和在通道构件相反侧的第二压电层的表面上形成的电极具有相对于地电极的相同电势。在这种情况下，因为在不喷射冲洗时在用于记录喷射操作的压电层中的一个中没有产生任何电场，因此能够更可靠地抑制压电层中的一个的压电性能的劣化。

优选地，电压施加部件被构造为在没有提供喷射驱动信号的时段期间执行控制从而在通道构件相反侧的第一和第二压电层中的一个的表面上形成的电极和在靠近通道构件一侧的第一和第二压电层中的一个的表面上形成的电极具有相同的电势。在这种情况下，同样地，因为在不喷射冲洗时在用于记录喷射操作的压电层中的一个中没有产生任何电场，因此能够更可靠地抑制压电层中的一个的压电性能的劣化。

优选地，电压施加部件被构造为在单个记录周期中，在将与喷射驱动信号相对应的上一个脉冲形电压施加到第一和第二压电层中的一个之后，将与不喷射驱动信号相对应的脉冲形电压施加到第一和第二压电层中的另一个，其中单个记录周期是记录介质相对于通道构件移动与要记录在记录介质上的图像的分辨率相对应的单位距离所要求的时间段。在这种情况下，通过在记录周期中执行不喷射冲洗，能够保持喷射性能并且能够更可靠地保持良好的记录质量。

更优选地，驱动信号产生部件被构造为在单个记录周期内产生用于从喷射口喷射不同量的液滴的多种喷射驱动信号，并且电压施加部件被构造为在自单个记录周期的开始时间点起经过了所需时间段之后将与不喷射驱动信号相对应的脉冲形电压施加到第一和第二压电层中的另一个，所需时间段是施加多种喷射驱动信号当中与用于喷射最大量的液滴的喷射驱动信号相对应的脉冲形电压所需的时间段。在这种情况下，在预定时刻将与不喷射驱动信号相对应的脉冲形电压施加到压电层中的另一个上，而与喷射驱动信号的种类无关，这使得控制更加容易。此外，在预定时刻执行不喷射冲洗。因此，即使不喷射冲洗产生残余振动，残余振动对下一记录周期的影响也是均匀的，并且能够保持恒定的记录质量。

优选地，当多个记录介质相对于通道构件顺序地移动从而执行连续记录时，电压施加部件被构造为在喷射口没有面对记录介质的记录区域的时段期间，即在用于一个记录介质的记录结束之后并且执行用于下一个记录介质的记录之前的时段期间，将与不喷射驱动信号相对应的电压施加到第一和第二压电层中的另一个。在这种情况下，在连续记录期间，在一个记录介质上的记录结束之后并且在执行下一记录介质上的记录之前切换记录介质时的时刻执行不喷射冲洗，从而更加可靠地且高效地保持良好的记录质量。

优选地，电压施加部件被构造为在将与喷射驱动信号相对应的脉冲形电压施加到第一和第二压电层中的一个的时段期间将恒定电压施加到第一和第二压电层中的另一个。在这种情况下，能够抑制施加到压电层之一的电压的变化。

优选地，驱动信号产生部件被构造为在与喷射驱动信号相对应的电压没有被施加到第一和第二压电层中的一个的时段期间进一步产生用于从喷射口喷射液滴的预喷射驱动信号，并且电压施加部件被构造为将与预喷射驱动信号相对应的电压施加到第一和第二压电层中的另一个从而在第一和第二压电层中的一个中产生的最大电场小于在第一和第二压电层中的另一个中产生的最大电场。通过预喷射驱动信号的预喷射，能够执行弯液面的再产生。此外，通过抑制在预喷射时在用于记录喷射操作的压电层中的一个中产生的电场，能够更可靠地抑制压电层中的一个的压电性能的劣化。

优选地，不喷射驱动信号具有比喷射驱动信号高的频率。在这种情况下，弯液面能够在不喷射冲洗时高效率地振动。换句话说，因为能够在短时段中高效地执行不喷射冲洗，因此能够实现整个记录时段的缩短，即，能够实现高速记录。

附图说明

参考以下附图对根据本发明的实施例进行详细地描述，其中：

图1是示出实施根据本发明的实施例的液滴喷射装置的喷墨式打印机的内部结构的示意性侧视图；

图2是示出包括在图1的打印机中的喷墨头的通道单元和致动器单元的平面视图；

图3是示出图2中的单点划线围绕的区域III的放大视图；

图4是沿着图3中的线IV-IV的部分横断面视图；

图5是喷墨头的纵断面视图；

图6A是示出图2的致动器单元中的一个的部分横断面视图；

图6B是示出包括在致动器单元中的表面电极的平面视图；

图6C是示出包括在致动器单元中的内部电极的平面视图；

图7A和7B是分别示出在一页纸上的记录期间的表面电极和内部电极的电势变化的图；

图8是示出打印机的控制器的功能部件的框图；

图9是用于对打印机的控制器所执行的记录操作的处理进行说明的流程图；以及

图10是示出了包括在根据修改的喷墨式打印机中的致动器单元的部分横断面视图。

详细说明

参考附图对根据本发明的某些方面的液滴喷射装置进行描述。在下面的描述中，表述″上″和″下″用于定义当液滴喷射装置位于其希望被使用的取向上时的各个部分。

首先，在参考图1的同时对具体体现根据实施例的液滴喷射装置的喷墨式打印机1进行描述。

打印机1具有外壳1a，其具有长方体形状。在外壳1a的顶板上提供出纸部31。外壳1a的内部空间从顶部开始按顺序分成空间A、B和C。空间A和B是其中形成通向出纸部31的纸传送路径的空间。在空间A中，执行纸P的传送和纸P上的图像形成。在空间B中，执行用于送纸的操作。在空间C中，容纳作为墨水供给源的墨盒40。

在空间A中布置四个喷墨头10、传送纸P的传送单元21、与传送单元21关联地提供的维护机构400a(参见图8)、引导纸P的引导单元(参见图8)等等。控制器1p位于空间A的顶部。控制器1p控制包括这些机构的打印机1的每一部件的操作并管理打印机1的整体操作。

控制器1p控制用于图像形成的准备操作，纸P的进给、传送和排出操作、与纸P的传送同步的喷墨操作、恢复和维持喷射性能的操作(维护操作)等等，从而基于从外部提供的图像数据在纸P上形成图像。将在以后描述控制器1p的硬件构件和通过程序实施的控制器1p的功能。

每一头10是具有在主扫描方向X中伸长的基本上为长方体形的行打印头(line head)。四个头10按预定节距排列在副扫描方向Y中，并经由头架3由外壳1a支撑。每一头10包括通道单元12、8个致动器单元17(见图2)和储墨单元11。在图像形成期间，分别从四个头10的相应一个的下表面(喷射表面2a)喷射品红、青色、黄色和黑色的墨滴。在下文中，将更详细地描述头10的更具体的构造。

如图1中所示，传送单元21包括带辊6和7、环绕在辊6和7上的环形传送带8、布置在传送带8的外部的夹辊4和分离板5、布置在传送带8内部的压板9等等。

带辊7是驱动辊，并且通过驱动传送电机(未示出)而在图1的顺时针方向上旋转。带辊7的旋转使传送带8在由图1中的粗箭头所示的方向上移动。带辊6是从动辊，并且通过跟随传送带8的移动而在图1的顺时针方向上旋转。夹辊4被布置为面对带辊6，并且将从上游侧引导部(在下面描述)提供的纸P压到传送带8的外围表面8a。分离板5被布置为面对带辊7，并且将纸P与外围表面8a分离，并且将其引向下游侧引导部(在下面描述)。压板9被布置为面对四个头10，并且从内部支撑传送带8的上环。通过这种布置，在外围表面8a和头10的喷射表面2a之间形成了适于图像形成的预定间隙。

维护机构400a(参见图8)包括墨水强制提供泵、墨水排出泵、废墨水贮存器、刮板、刮板移动机构、帽、帽移动机构(这些组件未示出)等等。维护机构400a执行预喷射、清洗、擦除、加帽(capping)等等的操作。

引导单元300a(参见图8)包括上游侧引导部和下游侧引导部，它们被布置有插入在其间的传送单元21。上游侧引导部包括两个引导27a和27b以及一对送纸辊26。上游侧引导部连接供纸单元1b(在下面描述)和传送单元21。下游侧引导部包括两个引导29a和29b以及两对送纸辊28。下游侧引导部连接传送单元21和出纸部31。

在空间B中，供纸单元1b被布置为可从外壳1a卸下。供纸单元1b包括供纸托盘23和供纸辊25。供纸托盘23是向上打开并且能容纳多个尺寸的纸P的盒。供纸辊25拾取供纸托盘23中最上位置的纸P并且将其提供给上游侧引导部。

如上所述，在空间A和B中，从供纸单元1b经由传送单元21到出纸部31形成纸传送路径。基于打印命令，控制器1p驱动用于供纸辊25的供纸电机(未示出)、用于每一引导部的进给辊的进给电机(未示出)、传送电机等等。从供纸托盘23送出的纸P通过一对进给辊26提供给传送单元21。当纸P在副扫描方向Y上经过每一头10正下方的位置时，顺序地从喷射表面2a喷射墨滴，从而在纸P上形成彩色图像。基于来自纸传感器32的检测信号执行墨滴的喷射操作。然后，通过分离板5分离纸P并且通过两对进给辊28向上传送。此外，纸P被通过装置的顶部的开口30排出到出纸部31上。

这里，副扫描方向Y是平行于通过传送单元21的纸P的传送方向的方向。主扫描方向X是平行于水平表面并且垂直于副扫描方向Y的方向。

在空间C中，墨水单元1c被布置为可从外壳1a卸下。墨水单元1c包括墨盒托盘35和在墨盒托盘35内并排布置的四个墨盒40。每一墨盒40经墨管(未示出)将墨水提供给头10中的相应一个。

将参考图2至5，更详细地描述头10的构造。注意，在图3中，压力室16和孔15位于致动器单元17下并且严格地应当用虚线示出，但在图3中为了简化，用实线示出这些。

如图5中所示，头10是其中堆叠通道单元12、致动器单元17、储墨单元11和板64的分层体。在这些中，致动器单元17、储墨单元11和板64容纳在由通道单元12的上表面12x和盖65限定的空间中。在该空间中，FPC(柔性印刷电路板)50电连接致动器单元17和板64。驱动器IC 57被安装在FPC50上。

如图5中所示，盖65包括上盖65和侧盖65b。盖65是向下开口的盒，并且被固定到通道单元12的上表面12x。在盖65a和65b之间的界面以及在侧盖65b和上表面12x之间的界面中填充硅材料。侧盖65b由铝板制成并且还用作散热器。驱动器IC 57紧靠侧盖65b的内表面并且热耦合到侧盖65b。注意，为确保热耦合，由固定到储墨单元11的侧表面的弹性构件58(例如海绵)将驱动器IC 57推向侧盖65b侧。

储墨单元11是分层体，其中形成有贯通孔和凹部的四个金属板11a-11b相互结合。在储墨单元11内部形成墨水通道。板11c形成有临时存储墨水的储墨器72。墨水通道的一端经由管等等连接到墨盒40，而另一端在储墨单元11的下表面开口。如图5中所示，板11d的下表面形成有凹凸。凹部提供板11d和上表面12x之间的空间。致动器单元17在该空间中固定到上表面12x。在板11d的下表面的凹部和致动器单元17上的FPC50之间形成一定间隙。板11d形成有与储墨器72流体连通的墨水流出通道73(储墨单元11的墨水通道的一部分)。墨水流出通道73在板11d的下表面的凸部的末端表面(即与上表面12x结合的表面)中开口。

通道单元12是分层体，其中，具有基本上相同大小(见图4)的九个矩形金属板12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h和12i相互结合。如图2中所示，通道单元12的上表面12x形成有与墨水流出通道73的开口73a中相应的一个面对的开口12y。在通道单元12内，墨水通道形成为从开口12y连接到喷射口14a。如图2，3和4中所示，墨水通道包括在其一端具有开口12y的歧管通道13、从歧管通道13分支的子歧管通道13a和经由压力室16从子歧管通道13a的出口流向喷射口14a的单个墨水通道14。如图4中所示，对每一喷射口14a形成单个墨水通道14，并且单个墨水通道14包括用作用于调整通道阻力的孔的孔15。另外，多个压力室16在上表面12x中开口。每一压力室16的开口基本上具有菱形。压力室16的开口以矩阵构造排列，以形成总共8个压力室组，每个组在平面视图中基本上占据梯形区域。与压力室16相同，在喷射表面2a中开口的喷射口14a以矩形构造排列，以形成总共8个喷射口组，每个组在平面视图中基本上占据梯形区域。

如图2中所示，每一致动器单元17在平面视图中具有梯形形状。在通道单元12的上表面12x上以交错构造(在两行中)排列致动器单元17。此外，如图3中所示，每个致动器单元17被布置在由压力室组(喷射口组)占据的梯形区域上。对每个致动器单元17，梯形形状的下底边在副扫描方向上与通道单元12的末端相邻。致动器单元17被布置为避开储墨单元11的下表面的凸部。每一致动器单元17的梯形形状的下底边从主扫描方向X中的两侧插入开口12y(开口73a)之间。

对每一致动器单元17提供FPC 50。对应于致动器单元17的每一电极的布线连接到驱动器IC 57的输出端子中相应的一个。在控制器1p(见图1)的控制下，FPC 50将在板64中调整的各种驱动信号发送到驱动器IC 57，并且将由驱动器IC 57生成的每一驱动电势发送到致动器单元17。驱动电势选择性地施加到致动器单元17的每一电极。

接着，将参考图6A至6C，描述致动器单元17的构造。

如图6A中所示，致动器单元17包括两个压电层17a和17b的分层体，以及布置在分层体和通道单元12之间的振动板17c。压电层17a和17b以及振动板17c均是由具有铁电性的锆钛酸铅(PZT)系列的陶瓷材料制成的片状构件。压电层17a和17b以及振动板17c具有相同大小和形状(梯形形状)，如在压电层17a和17b的厚度方向(压电层17a和17b堆叠的堆叠方向)上所看到的。振动板17c密封在通道单元12的上表面12x中形成的压力室组(多个压力室16)的开口。是最外层的压电层17a的厚度大于压电层17b的厚度和振动板17c的厚度的和。在沿着堆叠方向的同一方向上极化压电层17a和17b。

压电层17a的上表面形成有对应于各个压力室16的多个表面电极18。在压电层17a和压电层17a下的压电层17b之间形成内部电极19。在压电层17b和压电层17b下的振动板17c之间形成公共电极20。在振动板17c的下表面上没有形成任何电极。

如图6B中所示，每一表面电极18包括基本上具有菱形形状的主电极区域18a、从主电极区域18a的锐角中的一个延伸的延伸部18b和在延伸部18b上形成的焊接区18c。主电极区域18a的形状是与压力室16的开口的形状类似的形状，并且在平面图中，主电极区域18a被布置在压力室16的开口中。主电极区域18a的尺寸小于压力室16的开口的尺寸。延伸部18b延伸到压力室16的开口外的区域，并且焊接区18c被布置在延伸部18b的远端。焊接区18c在平面图中具有圆形形状，并且不面对压力室16。焊接区18c具有离压电层17a的上表面约50μm(微米)的高度。焊接区18c电连接到FPC50的布线的电极。在除电连接点外的区域，压电层17a和FPC 50彼此面对，并且具有约50μm(微米)的间隙。通过这种构造，能确保致动器单元17自由地变形。

如图6C中所示，内部电极19包括面对压力室16的各个开口的多个单独部分19a以及将单独部分19a相互连接的多个连接部分19b。如从压电层17a和17b的堆叠方向看到的，每个单独部分19a的形状与压力室16的开口的形状相似，并且单独部分19a的大小大于压力室16的开口。每个单独部分19a被布置成其中包括压力室16的开口(图6C中的虚线)。因为单独部分19a通过连接部分19b连接，因此单独部分19a保持在相同电势。

公共电极20是与一个致动器单元17相对应的所有压力室16共用的电极。公共电极20形成在振动板17c和压电层17b的整个表面之上。利用该构造，针对压力室16侧，隔离在压电层17a和17b中的每一个中产生的电场。

压电层17a的上表面形成有用于内部电极的焊接区(未示出)以及用于公共电极的焊接区(未示出)。用于内部电极的焊接区经由压电层17a的贯通孔与内部电极19电连接。用于公共电极的焊接区经由穿透压电层17a和17b的贯通孔与公共电极20电连接。在每个贯通孔内填充导电材料。在压电层17a的上表面中，用于内部电极的焊接区基本上排列在梯形形状的每侧的中心，而用于公共电极的焊接区被布置为靠近梯形形状的每个角。每个焊接区与FPC 50的端子连接。在这些当中，用于公共电极的焊接区与接地的布线连接，并且用于内部电极的焊接区与从驱动器IC 57的输出端子延伸的布线连接。

在这里，压电层17a和17b中的每一个的一部分用作活动部，该部分介于电极18、19和20之间。致动器单元17通过垂直堆叠的压电层17a和17b的活动部的变形将能量提供给压力室16内的墨水，活动部位于面对相应压力室组中的每一压力室16的开口的位置。对每一压力室16，提供垂直堆叠的活动部，并且对每一压力室16，活动部能独立地变形。即，致动器单元17包括用于每一压力室16的压电型致动器。每一活动部以从d₃₁、d₃₃和d₁₅中选择的至少一个振动模式(在本实施例中，为d₃₁)移位。即使当施加电场时，振动板17c的一部分本身也不变形，该部分(非活动部)在堆叠方向上面对活动部。用这种方式，本实施例的致动器是所谓单片(unimorph)型压电致动器，其中堆叠两个活动部和一个非活动部。例如，如果在与极化方向相同的方向上施加电场，那么压电层17a的活动部由于压电横向效应而在表面方向上收缩。然而，压电层17b和振动板17c本身不变形，并用作限制压电层17a的活动部的移位的层。此时，因为变形差异出现在两者(压电层17a与压电层17b和振动板17c)之间，因此，致动器整体变形成朝向压力室16凸。

在致动器单元17中，垂直堆叠的两个活动部具有彼此不同的作用。也就是说，压电层17a的活动部的移位有助于用于图像形成的墨滴的喷射，而压电层17b的活动部的移位有助于弯液面的振动。按照这种方式，在垂直堆叠的两个活动部之间，作用不同。还能够说，每个致动器是共用振动板17c的两个单片型压电元件的分层体。

为了形成图像，内部电极19用作地电极，并且仅驱动压电层17a(移位)。在控制器1p接收到打印命令之前，所有表面电极18保持在与公共电极20不同的电势(例如如图7A所示28V)，并且包括在致动器单元17中的所有致动器保持朝着压力室16的方向凸起的变形状态。在接收到打印命令时，控制器1p开始基于记录数据施加驱动电压。首先，表面电极18成为与公共电极20相同的地电势。此时，压力室16的体积增加从而开始从子歧管通道13a到压力室16的墨水供给。随后，在提供的墨水到达压力室16时，表面电极18返回与公共电极20不同的电势。这时，致动器变形为朝着压力室16凸起。因此，压力室16的体积减小并且施加到压力室16内的墨水的压力增加，这使墨水作为墨滴从喷射口14a喷射。当在一个记录周期T0内完成了基于记录数据喷射墨滴的操作时，随后执行振动弯液面的操作。

接下来，对打印机1中的不喷射冲洗和预喷射进行描述。

″不喷射冲洗″是驱动致动器单元17并且振动形成于喷射口14a中的弯液面而没有从喷射口14a喷射墨滴的操作。″预喷射″是驱动致动器单元17并且从喷射口14a喷射墨滴的操作，从而在喷射口14a中排出粘度增加的墨水。这两个操作有助于弯液面的再生成和维持。

通过控制器1p分别将不喷射驱动电压和预喷射驱动电压提供给致动器单元17来执行″不喷射冲洗″和″预喷射″。

在一页纸P上的记录以及在纸P之间执行″不喷射冲洗″。表述″在一页纸P上的记录期间″表示基于控制器1p的控制传送的一页纸P面对每个头10的喷射口14a的时段。表述″在纸P之间″表示当连续传送两页或多页纸P时在前一页纸P上的记录结束之后并且在执行后一页纸p上的记录之前没有纸P面对头10的喷射口14a的时段，前一页和后一页纸P是布置在传送方向上的两页纸P。

在一页纸P上的记录期间，控制器1p基于记录数据产生喷射驱动信号和不喷射驱动信号，并且将与喷射和不喷射驱动信号相对应的喷射驱动电压和不喷射驱动电压分别提供给致动器单元17。喷射驱动电压被施加在表面电极18与内部电极19之间，并且不喷射驱动电压施加在内部电极19与公共电极20之间。公共电极20总是保持在地电势。这两个驱动电压中的每一个包括具有预定时间宽度的在低电平(0V：地电势)与高电平(例如28V)之间变化的矩形且脉冲形电压脉冲。这两个驱动电压中的每一个是分别通过图7A和7B所示的表面电极18和内部电极19的电压变化形成的。

在这里，″电压脉冲″是其间具有时间宽度的电压的从上升到下降的矩形且脉冲形电压变化部分，并且该时间宽度是″脉冲宽度″。因为如图7A中所示，本实施例采用拉引和喷射方法作为用于驱动致动器的方法，因此就在开始将喷射驱动电压脉冲施加到压电层17a之前提供表面电极18上的电荷的放电时段(使表面电极18成为地电势的时间段)。在施加电压脉冲期间执行电荷在电极中的积聚(充电)。在这里，电压脉冲的脉冲宽度(充电时段)和放电时段被设置为相同的值。

在喷射驱动电压中，″最大脉冲长度T1″是施加用于喷射最大量的墨滴(在本实施例中三滴)的喷射驱动电压脉冲所需的时间段。此外，″剩余时间T2″是在记录周期T0中最大脉冲长度T1结束之后剩余的时间段。

一个记录周期T0在时间上被分成前半部分(最大脉冲长度T1的时间段)和后半部分(剩余时间T2的时间段)。在前半部分中，表面电极18和内部电极19被施加有电势使得用于喷射墨滴的电压脉冲被施加到压电层17a。在后半部分中，表面电极18和内部电极19被施加有电势使得用于振动弯液面(不喷射冲洗)的电压脉冲被施加到压电层17b上。表面电极18的电势在正常时间(除了执行记录、不喷射冲洗、预喷射等等之外的时间)处于高电平(例如28V)。如图7A和7B中所示，在第一(较早的)记录周期T0的前半部分中，与三个喷射墨滴相对应的三个电压脉冲被施加到压电层17a，并且在第二(之后的)记录周期T0的前半部分中，与两个喷射墨滴相对应的两个电压脉冲被施加到压电层17a。除了这些示例之外，能够在前半部分中将与零个或一个喷射墨滴相对应的电压脉冲施加到压电层17a。也就是说，在本实施例中，能够对于要从每个喷射口14a喷射的墨滴的数目选择零个、一个、两个、以及三个(0、1、2和3)中的任何一个。就在施加每个电压脉冲之前，提供下述时间段，在该时间段期间电极18和19处于地电势。前半部分的最后电压脉冲在低电平结束，并且一直到(1ead to)后半部分。在电极18和19中的每一个中，在每个记录周期T0中，后半部分中的电势控制是公共的，并且布置了具有小的脉冲宽度的多个电压脉冲。在每个后半部分中，第一电压脉冲出现在后半部分的开始时间之后的恒定时间段中，而与电极18和19以及记录周期T0无关。

仅在每个记录周期T0的后半部分中将不喷射驱动电压施加到压电层17b。不喷射驱动电压包括具有小脉冲宽度的多个(图7A和7B中三个)电压脉冲。在前半部分中内部电极19保持地电势。构成不喷射驱动电压的三个电压脉冲具有比喷射驱动电压脉冲小的脉冲宽度以及比喷射驱动电压脉冲高的频率。不喷射驱动电压的电压脉冲的脉冲宽度被设置为与放电时段相同。出现不喷射驱动电压的第一电压脉冲的时刻与后半部分中表面电极18的第一电势变化的时刻同步。然而，注意的是，关于电极18和19中的第三(最后)电压脉冲的电势变化，内部电极19的电势在脉冲宽度之后下降，而表面电极18的电势仍处于高电平并且一直到下一记录周期T0。

在这里，在电极18和19中，每个记录周期T0的后半部分中的电势变化大致相同，换句话说，在不喷射驱动电压被施加到压电层17b的时段期间，相对于公共电极20，以相同的电势驱动表面电极18和内部电极19。因为在压电层17a中没有产生任何电场，因此像振动板17c一样，压电层17a本身没有移位。另一方面，在压电层17b中产生电场并且其活动部分移位。该活动部分还在振动模式d₃₁下重复移位(基于压电横向效应的移位)。因为此时在压电层17b与其它层17a和17c之间产生了扭曲差异，因此在致动器中出现了单片变形并且弯液面振动。注意的是，在后半部分中，在内部电极19中的电势的最后下降沿之后，表面电极18的电势保持在高电平。因此，压电层17a移位，并且致动器变形为朝着压力室16凸起。随后，直至开始下一记录周期T0，致动器保持在朝着压力室16凸起的状态。

如上所述，一个记录周期T0中的前半部分和后半部分分别用于记录喷射操作和不喷射冲洗操作。此外，通过不同的压电层(分别为压电层17a和压电层17b3)执行记录喷射操作和不喷射冲洗操作。

当在多页纸P上执行连续记录时，控制器1p执行控制从而通过将不喷射驱动电压施加到至少压电层17b而在纸P之间执行不喷射冲洗。此时，压电层17a可以电气浮置或者可以被施加有用于喷射零液滴(没有液滴)的喷射驱动电压脉冲。在前者的情况下，压电层17a受到由于压电层17b的驱动导致的感应电压的影响。然而，该电压足够小以至少对于压电性能的劣化来说是可以忽略的。因为在后者的情况下，在压电层17a中不产生电场(在本实施例中采用后者的情况)，因此这作为对压电性能的劣化的对策是有效的。虽然此时弯液面振动，但是没有喷射墨滴。

例如当头10执行记录喷射操作(基于图像数据从喷射口14a喷射墨滴)预定时段或更长时间之后并且就在重新开始记录喷射操作之前时，执行″预喷射″。在预喷射期间，保持帽(未示出)在维护位置覆盖通道单元12的下表面的状态。

通过在表面电极18和内部电极19中产生与在图7A中所示的第一记录周期T0中的电势变化相同的电势变化(用于喷射三个液滴的电势变化，即当喷射的墨滴数目最大时)，预喷射驱动电压被施加到压电层17b。

具体地，如果控制器1p确定在预定时段或更长时间内没有执行记录喷射操作，那么控制器1p使帽(未示出)相对于头10移动从而喷射表面2a被位于打印机1内的预定位置的帽覆盖并且通过帽保护喷射口14a。此后，在喷射表面2a被帽覆盖的状态下，控制器1p向致动器单元17提供预喷射驱动电压。此时，通过相同电势驱动表面电极18和内部电极19，并且对电极18和19重复地执行图7A中所示的上述记录周期T0(包括前半部分和后半部分的电势控制)。因此此时通过相同的电势驱动电极18和19，因此没有电压被施加到压电层17a，并且在压电层17a中产生的最大电场大约为零，其小于在压电层17b中产生的最大电场。

通过这种电势控制在电极19与20之间出现电势差，并且在记录周期T0的前半部分中执行基于压电层17b的移位的墨滴的喷射(预喷射)。也就是说，当电压脉冲被施加到压电层17b的活动部分时，在移位的压电层17b与压电层17a和振动板17c之间产生了扭曲差异，这使致动器整体上以所谓的单片类型变形。根据该变形，压力室16的体积变化并且压能被加到包括压力室16的单独的墨水通道14内的墨水，从而从喷射口14a喷射墨滴。喷射的墨滴被接收在帽中并且从帽排出到废墨贮存器等等中。

接下来，对控制器1p的硬件构造以及通过程序实现的控制器1p的功能进行描述。

控制器1p包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器，包括非易失性RAM)、ASIC(专用集成电路)、I/F(接口)、I/O(输入/输出端口)等等。ROM存储由CPU执行的程序、各种常量数据等等。RAM临时存储当执行程序时所需的数据(例如图像数据)。ASIC执行图像数据的覆写、重排等等(信号处理和图像处理)。I/F将数据发送到上级设备和从其接收数据。I/O执行各种信号的检测信号的输入/输出。通过这些硬件构造和ROM中的程序之间的协作实现控制器1p的每一功能部件。

在控制器1p的功能部件当中，与图像形成有关的部件是图8中所示的头控制部件100、图像数据处理部件200、传送控制部件300、维护部件400等等。

头控制部件100包括驱动电压施加部件100a和时间测量部件100b，并且控制头10的致动器单元17的驱动。

驱动电压施加部件100a放大从图像数据处理部件200获得的驱动信号(不喷射驱动信号、喷射驱动信号、以及预喷射驱动信号)从而产生包括电压脉冲的驱动电压(不喷射驱动电压、喷射驱动电压、以及预喷射驱动电压)，并且将该驱动电压输出到致动器单元17。对于每个记录周期T0执行该输出。在本实施例中，驱动电压施加部件100a控制与垂直堆叠的两个活动部分相对应的两行输出端。不喷射驱动电压脉冲具有在不会引起从喷射口14a喷射墨滴的范围中的脉冲宽度。像喷射驱动电压脉冲一样，不喷射驱动电压脉冲由0V(地电势)与28V之间的电压变化形成。当施加不喷射驱动电压脉冲时，喷射口14a中的弯液面振动。喷射驱动电压脉冲具有在引起从喷射口14a喷射墨滴的范围中的脉冲宽度和电压。在多页纸P之间以及在一页纸P上形成图像期间，喷射驱动电压脉冲被输出到两行之一，并且不喷射驱动电压脉冲被输出到两行中的另一个。基于来自纸传感器32的检测信号确定输出这些电压的时刻。预喷射驱动电压脉冲具有与在喷射的墨滴数目(喷射的墨滴量)最大时使用的喷射驱动电压脉冲相同的电压和脉冲宽度。预喷射驱动电压的输出时刻是在打印机1加电时、打印机1不操作达到预定时段时等等。

注意的是，一个记录周期T0是纸P相对于头10移动与要记录在纸P上的图像的分辨率相对应的单位距离所需的时间段。

时间测量部件100b基于来自纸传感器32的检测信号测量在纸P的检测之后经过的时间段。基于该测量结果，停止恰在记录之前的弯液面振动操作，并且此后开始记录操作。此外，时间测量部件100b测量在前一打印作业之后经过的时间段。为了进行该测量，时间测量部件100b将与打印作业的结束的时间点有关的时间信息输出到数据存储部件200a(随后描述)。

图像数据处理部件200产生致动器单元17的驱动信号并且将该信号输出到头控制部件100。图像数据处理部件200包括数据存储部件200a、参数设置部件200b、驱动信号产生部件200c等等。

数据存储部件200a存储经由I/F提供的图像数据、通过对图像数据执行信号处理和图像处理获得的结果(记录数据)等等。记录数据是使喷射口14a的排列与纸P上的像素排列相关联的数据，并且表示用于形成每个像素的每个记录周期T0的墨滴数目(墨滴量)。另外，数据存储部件200a存储从参数设置部件200b输出的信息(诸如随后描述的经过的时段、经过的时间、供纸间隔等等的时间信息)、从时间测量部件100b输出的与打印作业的结束的时间点有关的时间信息等等。

参数设置部件200b执行打印作业中的打印页数目、从前一打印作业开始经过的时段、在纸检测之后经过的时间、供纸间隔等等的设置。经过的时段、经过的时间、供纸间隔等等的时间信息是用于切换记录处理的操作的指标。基于存储的图像数据确定打印页的数目。预先确定上述经过的时段、经过的时间、供纸间隔等等的数据。在打印机1的加电之后，参数设置部件200b从ROM读出这些数据，并且将设置值临时存储在RAM中。每当在一页纸P上完成图像形成时，基于随后描述的计数器部件200d的计数结果更新打印页的数目。

驱动信号产生部件200c产生喷射驱动信号、不喷射驱动信号、以及预喷射驱动信号。喷射驱动信号是基于记录数据从ROM中的驱动信号数据产生的脉冲信号。根据色调数目(喷射的墨滴数目)存在多种喷射驱动信号。包括在每个记录周期T0的喷射驱动信号中的电压脉冲数目与在一个记录周期T0中喷射的墨滴数目相同。例如，如果一个像素由三个墨滴形成，那么使用包括三个电压脉冲的驱动信号数据。在本实施例中，存在喷射的墨滴数目是零至三个的四种喷射驱动信号。脉冲宽度被设置为AL(声长：单独的墨水通道14中的压力波的单向传播的时间长度)。不喷射驱动信号是从ROM中的驱动信号数据产生的脉冲信号，并且表示用于每个记录周期T0的弯液面振动的次数。在本实施例中，不喷射驱动电压的第一电压脉冲出现在继包括在用于喷射最大数目的墨滴(最大量的墨水)的喷射驱动电压中的最后电压脉冲之后的时刻。不喷射驱动信号包括用于振动弯液面(用于不喷射驱动)的多个电压脉冲，并且具有比喷射驱动信号高的频率。此外，不喷射驱动电压脉冲的脉冲宽度(例如2微秒)小于喷射驱动信号的电压脉冲。预喷射驱动信号是从ROM中的数据产生的脉冲信号，并且表示用于每个记录周期T0的喷射的墨滴数目。每个驱动信号被提供给头控制部件100的驱动电压施加部件100a。

计数器部件200d基于来自纸传感器32的检测信号对提供用于图像形成(即，其上记录已完成)的纸P的页数进行计数。该计数结果被发送到参数设置部件200b，并且参数设置部件200b更新打印页数的设置值。

传送控制部件300控制与传送有关的每个电机(传送电机、进纸电机、以及供纸电机)的驱动，从而沿着纸传送路径传送纸P。当控制器1p接收到打印命令时，传送控制部件300开始驱动传送电机和进纸电机。此后，在纸传送速度达到预定值之后，传送控制部件300开始驱动供纸电机。此时，以预定时间间隔传送纸P。

维护部件400控制维护机构400a以便执行预喷射、清洗、擦除、加帽等等的维护操作。维护部件400控制墨水强制供给泵和墨水排出泵的驱动、刮板和帽相对于头10的喷射表面2a的相对移动等等。就在打印机1加电之后，维护部件400根据需要执行预喷射或者清洗和擦除。预喷射是通过致动器单元17的驱动的墨水排出操作。当待机时间达到预定时段或更长时自动执行预喷射，甚至在打印机1加电之后自动执行预喷射。相反地，清洗是通过驱动墨水强制供给泵而不是通过驱动致动器单元17以强制地提供通道单元12中的墨水来从喷射口14a排出墨水的操作。通过预喷射和清洗排出的墨水收纳在帽中，并且通过墨水排出泵的驱动排出到废墨贮存器。擦除是通过相对移动与喷射表面2a接触的刮板擦除清洗之后的喷射表面2a上的异物(残余墨水等等)的操作。加帽是通过帽保护喷射口14a的操作，并且在打印作业结束以及切断打印机1的电源时执行。

接下来，参考图9对控制器1p执行的记录操作的处理进行描述。在下文中，将″步骤″简写成″S″。当打印机1加电时，具有上述功能部件的控制器1p(参见图8)准备开始工作。此后，如图9中所示，控制器1p确定是否输入了打印命令(S1)。如果没有输入打印命令(S1：否)，那么控制器1p继续待机状态。如果输入了打印命令(S1：是)，那么控制器1p进入S2的处理。

在S2中，参数设置部件200b从ROM读出每个设置值，并且执行上述参数(打印页数、经过的时段、经过的时间、供纸间隔等)的设置。这些设置数据被存储在数据存储部件200a中。

在S2之后，控制器1p基于时间测量部件100b测量的从前一打印作业开始经过的时段来确定是否已经经过了预定时间(S3)。时间测量部件100b基于与前一打印作业结束的时间点有关的信息以及与输入打印命令的时间点有关的信息来测量经过的时段，这两个信息被存储在非易失性RAM中。如果控制器1p确定还没有经过预定时间(S3：否)，那么控制器1p进入S4的处理。如果控制器1p确定已经经过预定时间(S3：是)，那么控制器1p进入S5的处理。

在S4中，执行预喷射。驱动电压施加部件100a将基于从驱动信号产生部件200c获得的预喷射驱动信号产生的预喷射驱动电压输出到致动器单元17。预先确定该输出的时段(记录周期T0的数目)。该预喷射驱动电压被施加到压电层17b。此时，与上述电压施加一起地，维护部件400驱动墨水排出泵以将通过预喷射排出的并且收纳在帽中的墨水排出到废墨贮存器。利用预喷射，在喷射口14a中排出粘度增大的墨水并且恢复喷射性能。此外，因为在记录周期T0的后半部分(参见图7A中的第一记录周期T0的后半部分)中预喷射驱动电压包括具有小脉冲宽度的多个电压脉冲，因此在后半部分中执行弯液面的振动。随后，在维护部件400使帽移动到不面对喷射表面2a的待机位置之后，控制器1p进入S6的处理。

在S5中，维护部件400控制维护机构400a以执行清洗和擦除。维护部件400首先驱动墨水强制供给泵以将墨水强制提供到通道单元12中并且通过喷射口14a排出预定量的墨水(清洗)。此后维护部件400驱动墨水排出泵以将通过清洗排出的且收纳在帽中的墨水排出到废墨贮存器。随后，维护部件400使帽子移动到待机位置，在该待机位置通过刮板执行擦除喷射表面2a上的异物的操作(擦除)。通过清洗排出喷射口14a中的粘度增大的墨水以及通道单元中的异物(气泡等等)并且通过擦除擦除喷射表面2a上的残留墨水等等。通过擦除擦除的墨水收纳在刮板机构的废墨接收器中(未示出)并且随后被排出到废墨贮存器。通过清洗和擦除实现恢复喷射性能以及清洁喷射表面2a。随后，控制器1p进入S6的处理。

在S6中，传送控制部件300执行纸P的送出的控制。传送控制部件300首先驱动传送电机和进纸电机，并且当传送带8达到预定移动速度时开始驱动供纸电机。此时，送出供纸托盘23中的最上面的纸P。在多页上的连续记录时，以预定时间间隔顺序地送出多页纸P。首先通过上游侧引导部传送纸P。

与S6中的开始驱动用于传送的电机大致同时地开始检测纸P的前沿的操作(S7)。也就是说，纸传感器32检测传送带8的上游部分处的纸P的前沿。通过纸传感器32的检测信号被发送到头控制部件100和图像数据处理部件200。随后，控制器1p进入S8的处理。

在S8中，执行不喷射驱动。驱动电压施加部件100a在基于纸P的前沿的检测信号的时刻将基于从驱动信号产生部件200c获得的不喷射驱动信号产生的不喷射驱动电压输出到致动器单元17。该不喷射驱动电压被施加到压电层17b。此时，控制器1p执行控制从而表面电极18和内部电极19相对于公共电极20的电势是相同的。因此，只有压电层17b移位，并且在所有喷射口14a中弯液面振动。压电层17a本身不移位。不喷射驱动电压的施加可以持续到图像形成的开始或者可以在图像形成的开始之前停止(在本实施例中采用后者从而弯液面的振动不影响图像形成)。

接下来，控制器1p基于时间测量部件100b测量的经过的时间确定在纸P的检测之后是否经过了预定时间(S9)。如果控制器1p确定还没有经过预定时间(S9：否)，那么控制器1p继续弯液面的振动(S8中的不喷射驱动)。如果控制器1p确定已经经过预定时间(S9：是)，那么控制器1p停止弯液面的振动并且进入S10的处理。

在S10中，在弯液面的振动停止之后等待一定时段，头控制部件100在纸P的记录区域正好面对喷射表面2a时的时刻基于记录数据开始驱动头10。在这里，驱动电压施加部件100a将不喷射驱动电压施加到压电层17b，并且同时将基于从驱动信号产生部件200c获得的喷射驱动信号产生的喷射驱动电压施加到压电层17a。因此，在一个记录周期T0中，执行基于记录数据喷射墨滴(图像形成)以及继喷射之后振动弯液面。在喷射墨滴的时段期间(也就是说，每个记录周期T0的前半部分)，内部电极19保持在地电势，并且没有电场被施加到压电层17b。在一个记录周期T0中，在相同的时刻施加用于振动弯液面的第一电压脉冲，而与喷射驱动信号的种类无关。在构成与最大量的墨水相对应的喷射驱动电压的多个电压脉冲当中的最后的电压脉冲的施加结束之后出现用于振动弯液面的第一电压脉冲。此外，以足够的时段停止弯液面的振动以在开始下一记录周期T0之前衰减残余振动。

在S10的处理开始同时，控制器1p开始记录的进程的监测，并且如果完成了用于一页纸P的记录(S11：是)，那么控制器1p进入S 12的处理。在S12中，参数设置部件200b更新打印页数并且将更新值存储在RAM中。

在S12之后，控制器1p比较存储在RAM中的打印页数的更新值与初始值，并且确定前一打印页是否是最后页，即，是否完成了基于打印命令的所有记录(S13)。如果没有完成所有记录(S13：否)，那么控制器1p返回S6的处理，并且重复到S12的处理。如果完成了所有记录(S13：是)，那么控制器1p进入S 14的处理。

在S14中，传送控制部件300停止供纸电机以停止送出新的纸P。此后，在打印的纸P被排出到出纸部分31之后，控制器1p停止驱动传送电机和进纸电机以停止纸P的传送(S15)。此外，控制器1p控制维护部件400以执行加帽(S16)。也就是说，维护机构400a被驱动为帽覆盖喷射表面2a。利用上述操作，完成一个打印作业。

如上所述，根据本实施例的打印机1，在与致动器单元17的每个压力室16面对的部分处提供了分别具有记录喷射操作和弯液面振动(不喷射冲洗)的不同作用的两个压电层：压电层17a和压电层17b。因此，与一个压电层用于记录喷射操作和不喷射冲洗的情况相比，能够减少由于电压施加导致的用于记录喷射操作的压电层的变形次数。因此，能够抑制用于记录喷射操作的压电层的压电性能的劣化，并且因此能够抑制包括压电层的整个致动器单元17的耐久性的劣化。因此，根据本实施例，通过振动弯液面能够良好地保持记录质量，同时抑制致动器单元17的耐久性的劣化。

此外，在与通道单元12的上表面12x垂直的方向上堆叠的压电层17a和17b用于记录喷射操作和不喷射冲洗。因此，与这些压电层沿着通道单元12的上表面12x并排排列的情况相比，能够避免扩大打印机1在沿着通道单元12的上表面12x的方向上的大小。

如图6B中所示，如在压电层17a和17b的堆叠方向上看到的，形成于是最外层的压电层17a的上表面上的表面电极18具有与压力室16的开口相似的形状以及小于开口的大小。因此，由于表面电极18相对于开口的形状和大小，能够提高压电层17a的变形效率。因此，因为压电层17a是最外层，因此能够高精度地且容易地执行相对于开口的表面电极18的对准。另外，能够容易地执行到表面电极18的布线。

是最外层的压电层17a用于记录喷射操作，并且布置在靠近通道单元12的上表面12x的位置处的压电层17b用于不喷射冲洗。以这种方式，通过使用是最外层的压电层17a以及因此用于记录喷射操作目的的变形的高效率，能够高效地执行用于记录的喷射并且能够实现记录质量的提高。

如图6C中所示，如在压电层17a和17b的堆叠方向上看到的，内部电极19具有比压力室16的开口大的大小。根据该构造，甚至当由于烧制导致其上形成内部电极19的压电层17a和17b收缩时，也能够高精度地且容易地执行相对于开口的内部电极19的对准。这增加了压电层17b的变形效率，并且能够在不喷射冲洗中可靠地振动每个喷射口14a中的弯液面。

如图6C中所示，内部电极19包括与压力室16的各个开口面对的多个单独部分19a以及将单独部分19a相互连接的多个连接部分19b。利用该布置，能够简化内部电极19的布线构造。

致动器单元17包括布置在压电层17a、17b的分层体与通道单元12之间的振动板17c以靠近压力室16的开口。利用该布置，在致动器单元17中，能够使用振动板17c实施单片型、双片型、多片型等等的变形。此外，通过将振动板17c插入在压电层17a、17b的分层体与通道单元12之间，能够防止当分层体的压电层17a和17b中的每一个被驱动时由于压力室16内的墨水成分的移动而出现的诸如短路的电气故障。

在包括在致动器单元17中的电极18至20当中，最靠近通道单元12的上表面12x的公共电极20是接地的地电极。如果公共电极20没有电气接地，那么在压力室16内的墨水与公共电极20之间产生电势差，并且压力室16内的墨水成分的移动能够产生短路。然而，在本实施例中，能够避免该问题。

公共电极20在压电层17b的整个表面上延伸。利用该布置，能够防止由于泄漏电场引起的电气故障(例如由于压力室16中的墨水成分的电渗透导致的电短路)。

压电层17a和17b在沿堆叠方向的同一方向上极化。如果压电层17a和17b的堆叠方向上的极化方向彼此相反，则除夹持在这两个压电层17a和17b之间的公共电极20外，需要新增加切断电极(在记录喷射操作和不喷射冲洗的时段期间接地的电极)，以便在同一方向上移位压电层17a和17b。切断电极是连接到地的电极，与公共电极20一样。切断电极针对墨水切断由与公共电极20一起夹持压电层17a和17b的表面电极18和内部电极19生成的电场。在这种情况下，新增加的切断电极用作刚性体，并且变为阻碍致动器单元17的每个活动部分的变形的因素。相反地，在本实施例中，仅有一个地电极，其是公共电极20，从而抑制了致动器单元17的变形的效率的弱化。

压电层17a和17b仅与内部电极19相邻，并且在堆叠方向上在其间没有夹持其它压电层。在该布置中，如图7A和7B中所示，在没有提供喷射驱动信号的时段期间(即，在每个记录周期T0的后半部分(剩余时间T2)中)，控制器1p(驱动电压施加部件100a)执行控制从而内部电极19和表面电极18相对于公共电极20的电势是相同的。即，在每个记录周期T0的剩余时间T2中，在内部电极19与表面电极18之间，电势的上升和下降的时刻以及低电平和高电平的电势值是相同的。因此，因为在不喷射冲洗时在用于记录喷射操作的压电层17a中没有产生电场，因此能够更可靠地抑制压电层17a的压电性能的劣化。

如图7A和7B中所示，在一个记录周期T0中，控制器1p在与喷射驱动信号相对应的最后电压脉冲被施加到压电层17a之后将与不喷射驱动信号相对应的电压脉冲施加到压电层17b上。以该方式，通过在记录周期T0中执行不喷射冲洗，能够维持喷射性能并且能够更可靠地良好地保持记录质量。

如图7A和7B中所示，在从一个记录周期T0的开始时间点开始经过了施加与多种喷射驱动信号当中的用于喷射最大量的墨滴的喷射驱动信号相对应的电压脉冲所需的时间段(即，最大脉冲长度T1)之后，控制器1p(驱动电压施加部件100a)将与不喷射驱动信号相对应的电压脉冲施加到压电层17b。因此，在预定时刻，与不喷射驱动信号相对应的电压脉冲被施加到压电层17b，而与喷射驱动信号的种类无关，这使控制更容易。此外，在预定时刻执行不喷射冲洗。因此，即使通过不喷射冲洗产生了残留振动，残留振动对下一记录周期T0的影响也是均匀的，并且能够保持恒定的记录质量。

在连续记录期间，在纸P之间，控制器1p(驱动电压施加部件100a)将与不喷射驱动信号相对应的电压脉冲施加到压电层17b。以该方式，在连续记录期间，在切换纸P时的时刻，即在一页纸P上的记录结束之后且在执行下一页纸P上的记录之前，执行不喷射冲洗，从而更可靠地且高效地保持好的记录质量。

在与喷射驱动信号相对应的电压脉冲被施加到用于记录喷射操作的压电层17a的时段期间(即，在最大脉冲长度T1的时段期间)，控制器1p(驱动电压施加部件100a)将恒定电压(0V)施加到用于不喷射冲洗的压电层17b。因此，能够抑制施加到用于记录喷射操作的压电层17a的电压的变化。

控制器1p通过驱动信号产生部件200c产生预喷射驱动信号并且通过驱动电压施加部件100a将与预喷射驱动信号相对应的电压脉冲施加到压电层17b从而在压电层17a中产生的最大电场小于在压电层17b中产生的最大电场。通过预喷射驱动信号的预喷射，能够执行弯液面的再产生。此外，通过抑制在预喷射时在用于记录喷射操作的压电层17a中产生的电场，能够更可靠地抑制用于记录喷射操作的压电层的压电性能的劣化。

如图7A和7B中所示，不喷射驱动信号具有比喷射驱动信号高的频率。因此，在不喷射冲洗时能够高效地振动弯液面。换句话说，因为能够在短时段中高效地执行不喷射冲洗，因此能够实现缩短整个记录时段，即能够实现高速记录。

虽然参考其上述方面对本发明进行了详细的描述，但是对于本领域普通技术人员来说，显而易见的是，在不脱离权利要求的范围的情况下可在其中做出各种变化和修改。

包括在致动器中的压电层和电极的布置和形状以及致动器的变形模式不局限于在以上实施例中描述的那些并且能够以各种方式进行修改。

例如，像图10中所示的修改一样，可以调换内部电极19和公共电极20。也就是说，在该修改中，是地电极的公共电极20被布置在压电层17a与17b之间，并且内部电极19被布置在压电层17b与振动板17c之间。该构造具有控制容易的优点。具体地，因为公共电极20被插入在压电层17a与17b之间，因此不需要为了在不喷射冲洗时不在用于记录喷射操作的压电层17a中产生电场，而以与内部电极19相同的电势驱动表面电极18，并且能够彼此独立地驱动表面电极18和内部电极19。

不必需如在压电层17a和17b的堆叠方向上看到的那样，使每个表面电极18具有与压力室16的开口的形状相同的形状并且具有小于开口的大小。只要表面电极18被布置为面对压力室16，表面电极18可以具有各种形状和大小。

如图6C中所示，内部电极19的每个单独部分19a具有与压力室16的开口相似的形状，如在压电层17a和17b的堆叠方向上看到的。然而，形状不限于该设计。例如，可构造为单独部分19a的形状与压力室16的开口不相似。只要单独部分19a具有比开口大的大小，那么当由于烧制导致其上形成内部电极19的压电层17a和17b收缩时，能够高精确度地且容易地执行相对于开口的单独部分19a的对准。此外，可以被构造为内部电极19的每个单独部分19a不具有比压力室16的开口大的大小。此外，内部电极19不必需包括与压力室16的各个开口面对的单独部分19a以及将单独部分19a相互连接的连接部分19b。例如，像表面电极18一样，可构造为与压力室16的各个开口面对的单独部分彼此分离，而没有通过连接部分连接。

在上述实施例中，压电层17a的厚度大于压电层17b的厚度和振动板17c的厚度之和。因为以这种方式将用于记录喷射操作的压电层17a的厚度设计成相对较大，因此，能改进用于记录喷射操作的致动器单元的变形效率。然而，包括在致动器中的每一压电层的厚度不限于这种关系，并且可以适当地改变。例如，压电层17a的厚度与压电层17b的厚度之和可以与振动板17c的厚度相同，或可以大于振动板17c的厚度。

在上述实施例中，是最外层的压电层17a用于记录喷射操作，而比压电层17a更靠近通道单元12的上表面12x的压电层17b用于不喷射冲洗。然而，该布置不限于此。例如，可构造为压电层17a用于不喷射冲洗，并且压电层17b用于记录喷射操作。

在致动器单元17中，另一压电层可以堆叠在压电层17a上作为上层，或者一个或多个压电层可以夹持在压电层17a和17b之间。此外，可以省略振动板17c。

致动器的变形模式不限于单片型、并且可以是诸如单体型、双片型、多片型、以及单体型的变化型等等的其它变形模式。

压电层17a和17b可以在沿着堆叠方向的彼此相反的方向上极化。

在上述实施例中，描述了包括与多个压力室16中的各个压力室对应的多个活动部分的致动器单元17。然而，本发明的致动器不限于该构造。致动器可以被单独地提供给头10的每个压力室16，其中压电层被布置成仅与一个压力室16面对而没有跨过多个压力室16。

关于与喷射驱动信号、不喷射驱动信号、以及预喷射驱动信号对应的电压脉冲，能够根据环境温度、墨水粘度、以及其他各种状态适当地修改作为电压脉冲的特征的波形、脉冲宽度、上升和下降时刻、低电平和高电平的电压值等等。

例如，表面电极18和内部电极19在正常时间保持在浮置电势(在除执行记录、不喷射冲洗、预喷射等等之外的时候)。

在不喷射冲洗时，在用于记录喷射操作的压电层中可以产生电场。此外，在记录喷射操作时，电压可以被施加到用于不喷射冲洗的压电层并且可以产生电场。

注意的是，即使当以各种方式对压电层和电极的布置进行修改时，为了防止在不喷射冲洗时在用于记录喷射操作的压电层中产生电场，执行控制从而在通道构件相反侧的用于记录喷射操作的压电层的表面上形成的电极以及布置在最靠近通道构件相反侧的用于记录喷射操作的压电层的表面的位置处的电极处于相同电势。

不喷射冲洗的时刻，即提供不喷射驱动信号的时刻不限于特定时刻，并且可以是一个记录周期T0的后半部分中的任意时刻。此外，在两个或更多记录周期T0中可以执行一次不喷射冲洗，而不是在每个记录周期T0中执行。或者，仅在纸P之间执行不喷射冲洗而不在一页纸P上的记录期间，或者可以仅在一页纸P上的记录期间执行而不在纸P之间执行，或者可以在其他时刻执行。

不必需执行控制以使当提供预喷射驱动信号时在用于记录喷射操作的压电层中产生的电场变为相对较小。还能够的是，通过将预喷射驱动电压脉冲不仅施加到用于不喷射冲洗的压电层17b上而且施加到用于记录喷射操作的压电层17a上来获得大的移位，从而同时驱动两个压电层。此外，不需要执行预喷射。即，控制器1p被构造为仅产生喷射驱动信号和不喷射驱动信号，而不产生预喷射驱动信号并且不执行通过预喷射驱动信号的控制。

记录周期T0中的相对移动的定义不仅包括纸P相对于位于固定位置处的头10移动的情况而且还包括头10相对于位于固定位置的纸P移动的情况。

在上述实施例中，用于记录喷射操作的压电层17a被布置在上侧，并且用于弯液面振动(不喷射冲洗)的压电层17b被布置在下侧。此外，表面电极18的主电极区域18a具有与压力室16的开口相似的形状并且具有比开口小的大小，而内部电极19的单独部分具有与压力室16的开口相似的形状并且具有比开口大的大小。然而，主电极区域18a和单独部分的大小不限于上面所描述的。例如，主电极区域18a可以具有与压力室16的开口相似的形状并且具有比开口大的大小，而单独部分可以具有与压力室16的开口相似的形状并且具有比开口小的大小。

在喷射驱动电压和不喷射驱动电压中，电压脉冲的脉冲宽度不需要被设置为与放电时段相同的值。脉冲宽度可以比放电时段短或者长。在任一情况下，不喷射驱动信号具有比喷射驱动信号高的频率。

为了图像形成，上述实施例采用所谓的″拉引和喷射方法″，其中压电层17a以振动模式d₃₁移位，并且在喷射与喷射驱动电压脉冲对应的墨滴的操作之前执行供给墨水的操作。然而，不限于该方法。例如，可以采用所谓的″推进和喷射方法″，其中压电层17a以振动模式d₃₃移位。在这种情况下，不需要恰在施加喷射驱动电压脉冲之前提供放电时段。在电压脉冲上升的时刻从喷射口14a喷射墨滴，并且在电压脉冲下降时刻将墨水提供到压力室16中。

在上述实施例中，虽然表述″在一页纸上的记录期间″被定义为″传送的一页纸P与每个头10的喷射口14a面对的时段″，但是也可将其定义为″传送的一页纸P的记录区域(纸P的整个区域的一部分)与每个头10的喷射口14a面对的时段″。此外，在上述实施例中，表述″纸之间″被定义为″在前一页纸P上的记录结束之后且在执行下一页纸P上的记录之前没有纸P与头10的喷射口14a面对的时段，其中前一页和下一页纸P是布置在传送方向上的两页纸P″。然而，其可被定义为″头10的喷射口14a与前一页纸P的记录区域的后沿(记录区域在传送方向上的上游端或者传送带8上的跨越(in-between)区域的下游端)与下一页纸P的记录区域的前沿(记录区域在传送方向上的下游端或者传送带8上的跨越区域的上游端)之间的区域面对，其中前一页和下一页纸P是布置在传送方向上的两页纸P″。

在上述实施例中，在预喷射时，基本上通过驱动压电层17b而喷射墨滴。然而，根据在预喷射时压电层17a上的负荷，可以通过驱动压电层17a喷射墨滴。在这种情况下，通过将内部电极19保持在地电势并且在表面电极18中产生脉冲形电势变化能够将电压脉冲施加到压电层17a。

在上述实施例中，在S4中，通过执行墨水的排出(记录周期T0的前半部分)和弯液面的振动(记录周期T0的后半部分)能够抑制排出的墨水的量。然而，操作不限于此，并且可以仅执行墨水的排出。在这种情况下，例如，电势被控制为内部电极19保持在地电势，而在表面电极18中，像图7A中所示的第一记录周期T0一样，在记录周期T0的前半部分中产生脉冲形电势变化，并且电势不在前半部分的结束时间点下降而是一直到下一记录周期T0同时保持在高电平。在这种情况下，同样的是，通过排出粘度增大的墨水来再产生弯液面，并且能够执行喷射性能的恢复。

在上述实施例的S8中，虽然表面电极18被控制为与内部电极19相同的电势，但是表面电极18可以处于电气浮置状态。在这种情况下，虽然能够在压电层17a中感应电压，但是感应电压对压电层17a的压电性能的影响小到可以忽略。

在S10中，只要在一个记录周期T0的前半部分中预定电压被施加到压电层17a，则内部电极30不需要保持在地电势。例如，内部电极19可以相对于公共电极20处于若干伏(V)电势。

在S10中，不喷射驱动电压的第一电压脉冲可以出现在施加记录周期T0的前半部分中的喷射驱动电压的最后电压脉冲之后的某一时段中。在这种情况下，在记录周期T0中喷射的墨滴数目较小的喷射口14a处，弯液面振动的次数变大，因为不喷射驱动电压的第一电压脉冲较早地出现。因此，能够减少喷射口14a当中的喷射性能的不均匀性。注意的是，在这种情况下，同样地，优选的是，以足够时段停止弯液面的振动(不喷射驱动电压的施加)以在开始下一记录周期T0之前衰减残留振动。

本发明能应用于行式和串型打印机。此外，不限于打印机，而是能应用于传真装置、复印机等等。此外，也能应用于喷射除墨滴外的液滴的装置。

Claims (17)

1.一种液体喷射装置，包括：

通道构件，所述通道构件形成有具有用于喷射液滴的喷射口的液体通道，所述通道构件具有形成有开口的表面，其中通过所述开口暴露所述液体通道的一部分；

致动器，所述致动器包括以面对所述开口的方式放置在所述通道构件的所述表面上的分层体，用于将能量施加到所述开口中的液体，所述分层体包括从靠近所述开口一侧按顺序堆叠的第一压电层和第二压电层，所述第一和第二压电层相对于堆叠方向夹在电极之间；

驱动信号产生部件，所述驱动信号产生部件被构造为产生用于驱动所述致动器的驱动信号，所述驱动信号产生部件被构造为产生用于从所述喷射口喷射液滴的喷射驱动信号以及用于振动形成于所述喷射口中的弯液面而没有从所述喷射口喷射液滴的不喷射驱动信号；以及

电压施加部件，所述电压施加部件被构造为基于要记录在记录介质上的图像的图像数据，将与所述喷射驱动信号相对应的电压施加到所述第一和第二压电层中的一个，并且在与所述喷射驱动信号相对应的电压没有被施加到所述第一和第二压电层中的所述一个的时段期间，将与所述不喷射驱动信号相对应的电压施加到所述第一和第二压电层中的另一个。

2.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中所述第二压电层是包括在所述分层体中的压电层当中离所述通道构件的所述表面最远的最外层；并且

其中在所述第二压电层的所述通道构件相反侧的表面上形成有表面电极，从堆叠方向看，所述表面电极具有与所述开口相似的形状和小于所述开口的大小。

3.根据权利要求2所述的液体喷射装置，其中所述第一和第二压电层中的所述一个是第二压电层，并且所述第一和第二压电层中的所述另一个是第一压电层。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射装置，其中在所述第一和第二压电层中的所述另一个的所述通道构件相反侧的表面上形成有另一电极，从堆叠方向看，所述另一电极具有大于所述开口的大小。

5.根据权利要求1至3中任何一项所述的液体喷射装置，其中在所述第一和第二压电层中的所述另一个的所述通道构件相反侧的表面上形成有另一电极；并且

其中所述另一电极包括与所述开口中的各个开口面对的多个单独部分以及将所述多个单独部分相互连接的多个连接部分。

6.根据权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射装置，其中所述致动器包括放置在所述分层体与所述通道构件之间以密封所述开口的振动板。

7.根据权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射装置，其中所述分层体中的最靠近所述通道构件的所述表面的电极是接地的地电极。

8.根据权利要求7所述的液体喷射装置，其中所述地电极在所述地电极上形成所述地电极的整个表面上延伸。

9.根据权利要求7所述的液体喷射装置，其中沿着所述堆叠方向，所述第一和第二压电层在相同方向上极化。

10.根据权利要求9所述的液体喷射装置，其中所述第一和第二压电层彼此相邻放置，并且相对于所述堆叠方向，仅有一个电极而没有另外的压电层被插入在所述第一压电层和所述第二压电层之间，并且

其中所述电压施加部件被构造为在没有提供所述喷射驱动信号的时段期间执行控制，从而在所述第一压电层的所述通道构件相反侧的表面上形成的电极和在所述第二压电层的所述通道构件相反侧的表面上形成的电极相对于所述地电极具有相同电势。

11.根据权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射装置，其中所述电压施加部件被构造为在没有提供所述喷射驱动信号的时段期间执行控制，从而在所述第一和第二压电层中的所述一个的所述通道构件相反侧的表面上形成的电极和在所述第一和第二压电层中的所述一个的靠近所述通道构件一侧的表面上形成的电极具有相同电势。

12.根据权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射装置，其中所述电压施加部件被构造为在单个记录周期内，在与所述喷射驱动信号相对应的最后脉冲形电压被施加到所述第一和第二压电层中的所述一个之后，将与所述不喷射驱动信号相对应的脉冲形电压施加到所述第一和第二压电层中的所述另一个，其中所述单个记录周期是所述记录介质相对于所述通道构件移动与要记录在所述记录介质上的图像的分辨率相对应的单位距离所需的时间段。

13.根据权利要求12所述的液体喷射装置，其中所述驱动信号产生部件被构造为在所述单个记录周期内产生用于从所述喷射口喷射不同量的液滴的多种喷射驱动信号；并且

其中所述电压施加部件被构造为在自所述单个记录周期的开始时间点起经过了所需时间段之后，将与所述不喷射驱动信号相对应的脉冲形电压施加到所述第一和第二压电层中的所述另一个，所述所需时间段是施加与所述多种喷射驱动信号当中用于喷射最大量的液滴的喷射驱动信号相对应的脉冲形电压所需的时间段。

14.根据权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射装置，其中当多个记录介质相对于所述通道构件顺序地移动从而执行连续记录时，所述电压施加部件被构造为在所述喷射口没有面对所述记录介质的记录区域的时段期间，即在一个记录介质的记录结束之后并且在执行下一个记录介质的记录之前的时段期间，将与所述不喷射驱动信号相对应的电压施加到所述第一和第二压电层中的所述另一个。

15.根据权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射装置，其中所述电压施加部件被构造为在与所述喷射驱动信号相对应的脉冲形电压被施加到所述第一和第二压电层中的所述一个的时段期间，将恒定电压施加到所述第一和第二压电层中的所述另一个。

16.根据权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射装置，其中所述驱动信号产生部件被构造为在与所述喷射驱动信号相对应的电压没有被施加到所述第一和第二压电层中的所述一个的时段期间，进一步产生用于从所述喷射口喷射液滴的预喷射驱动信号；并且

其中所述电压施加部件被构造为将与所述预喷射驱动信号相对应的电压施加到所述第一和第二压电层中的所述另一个，从而在所述第一和第二压电层中的所述一个中产生的最大电场小于在所述第一和第二压电层中的所述另一个中产生的最大电场。

17.根据权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射装置，其中所述不喷射驱动信号具有比所述喷射驱动信号高的频率。

Images