CN103302984B - 喷墨记录装置 - Google Patents

Abstract

提供不拖长驱动周期就能以简单的驱动电路结构针对每个像素周期吐出大小不同的点的喷墨记录装置。驱动波形具有由非GND波形构成的第1驱动波形（PLSTM1）、由与第1驱动波形不同的非GND波形构成的第2驱动波形（PLSTM2）和由GND波形构成的第3驱动波形（PLSTM0），第1驱动波形的驱动电压V1和第2驱动波形的驱动电压V2有|V1|＞|V2|，驱动电路根据吐出数据，对一个像素周期内的每个预定时间至少选择第1驱动波形和第2驱动波形，或者仅选择第1驱动波形，将其向压力发生单元的两个驱动电极中的一个施加，并向另一个仅施加第2驱动波形，基于两驱动电极间的差分波形使该压力发生单元工作。

Description

喷墨记录装置

技术领域

本发明涉及喷墨记录装置，详细而言，涉及不会徒劳地拖长驱动周期就能够由简单的驱动电路结构针对每一个像素周期使液滴尺寸不同的点吐出的喷墨记录装置。

背景技术

使用从喷嘴吐出微小的墨水滴的喷墨记录头（以下称为记录头）来记录图像的喷墨记录装置，通过由压力发生单元的工作而对压力室内的墨水提供压力，使墨水滴从喷嘴吐出，击中在记录纸等记录媒质上。作为压力发生单元，一般使用电气·机械变换单元即PZT等压电材料。压电材料被两个驱动电极夹着，在这些驱动电极间施加预定电压的驱动波形，从而进行变形驱动，由于该变形驱动而使压力室内的容积膨胀或者收缩，并向压力室内的墨水提供用于吐出的压力。

这样的喷墨记录方式用比较简单的结构就能进行高精度的图像记录，在从家庭用到工业用宽广的领域中正在急速的发展。特别是人们对高速化和高画质化提出了各种各样的改良的提案，像使用了线型记录头的单次处理打字等那样想要由记录头进行高速打字的期望很高，而也有想通过使打字图像的色阶性提高而实现进一步的高画质化的期望。

作为与该色阶性有关的现有技术，已知通过在一个像素周期内选择液滴尺寸不同的点，而能够表现多色阶的喷墨记录装置（专利文献1、2）。

专利文献1，如图13所示，针对每个液滴尺寸准备了分别不同的专用的驱动波形，在一个像素周期T内，与想要使其吐出的期望的液滴尺寸对应地区分使用该专用的驱动波形。图中的（a）是在吐出小点时使用的驱动波形，（b）是在吐出中点时使用的驱动波形，（c）是在吐出大点时使用的驱动波形。

此外，专利文献2，例如图14所示，准备了使互相形状不同的多种波形针对每一个像素周期T以预定的顺序顺次发生的驱动波形，通过与想吐出的期望的液滴尺寸对应地，在这些多种波形排列的驱动波形中，选择在吐出时使用的部分（使开关电路接通的部分），由此分别打出大小不同的点。例如，图中的（a）示出在一个像素周期T（区间Ta～Tf）内发生的驱动波形的整体，（b）通过仅将其中的区间Ta和Te的波形部分接通而形成小点，（c）通过仅将区间Tc的波形部分接通而形成中点，（d）通过仅将区间Tf的波形部分接通而形成大点。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011-5815号公报

专利文献2：日本特开2001-205826号公报

发明内容

在专利文献1中，根据液滴尺寸的不同分别需要不同的专用的驱动波形，所以有驱动电路的负担很大的问题。

另一方面，在专利文献2中，在不同的液滴尺寸中也能使用图14（a）所示的共用的驱动波形，但实际地吐出墨水滴时，在一个像素周期T内，仅使用驱动波形整体之中的一部分。所以，未使用的波形部分的时间被浪费，驱动周期将变长这么多，在进行高速打字上有很大的问题。

所以，本发明的课题在于，提供一种针对一个像素周期内的每个预定的时间，对用于使压力发生单元工作的两个驱动电极，从形状不同的多种驱动波形之中分别选择不同的驱动波形并使用，通过该差分波形而使压力发生单元工作，从而不会徒劳地拖长驱动周期就能用简单的驱动电路结构针对每一个像素周期使大小不同的点吐出的喷墨记录装置。

本发明的其它技术问题，由于如下记载而变得清晰。

通过以下的各发明解决上述问题。

1.一种喷墨记录装置，具备记录头和驱动电路，该记录头具有：吐出墨水滴的多个喷嘴；与所述喷嘴分别连通的压力室；及压力发生单元，该压力发生单元具有被两个驱动电极夹着的压电材料，通过根据吐出数据分别向所述驱动电极施加驱动波形而工作，使所述压力室的容积变化，使该压力室内的墨水从所述喷嘴吐出；该驱动电路生成所述驱动波形，该喷墨记录装置的特征在于，

所述驱动波形具有由非GND波形构成的第1驱动波形、由与所述第1驱动波形不同的非GND波形构成的第2驱动波形、由GND波形构成的第3驱动波形，并且所述第1驱动波形的驱动电压V1和所述第2驱动波形的驱动电压V2中，|V1|＞|V2|，

所述驱动电路针对一个像素周期内每个预定的时间，与吐出数据对应地，选择至少所述第1驱动波形和所述第2驱动波形、或者仅选择所述第1驱动波形，将其施加到所述压力发生单元的所述两个驱动电极中的一个，并且对另一个仅施加所述第2驱动波形，从而基于所述两个驱动电极间的差分波形使该压力发生单元工作。

2.根据该方案1所述的喷墨记录装置，其特征在于，

所述驱动电路具有：存储吐出数据的第1存储单元；和第2存储单元，存储规定了所述吐出数据、和与使所述压力发生单元工作的所述第1驱动波形、所述第2驱动波形以及所述第3驱动波形对应的驱动图案间的关系的信息。

3.根据该方案2所述的喷墨记录装置，其特征在于，所述第2存储单元能够改写。

4.根据该方案1、2或者3所述的喷墨记录装置，其特征在于，所述第1驱动波形和所述第2驱动波形都是矩形波。

5.根据该方案1～4中任意一项所述的喷墨记录装置，其特征在于，所述记录头是：在邻接的所述压力室间具有由压电材料构成的共用的间隔壁，所述驱动电极形成于面向所述压力室内的所述间隔壁表面，使所述间隔壁作为压力发生单元而剪切变形的剪切模式型的记录头。

6.根据该方案5所述的喷墨记录装置，其特征在于，

所述驱动电路将相邻的三个压力室作为1组，将全部压力室分为多个组，以使各组内的三个压力室按时分顺次驱动的方式使所述间隔壁剪切变形。

根据本发明，提供一种喷墨记录装置：针对一个像素周期内的每个预定的时间，对用于使压力发生单元工作的两个驱动电极，从形状不同的多种驱动波形之中分别选择不同的驱动波形而使用，基于其差分波形使压力发生单元工作，从而不用拖长驱动周期，就能以简单的驱动电路结构针对每一个像素周期使大小不同的点吐出。

附图说明

图1是示出本发明的喷墨记录装置的概略结构的图。

图2是示出记录头3的一例的图，（a）是由截面示出外观的斜视图，（b）是从侧面观察的截面图。

图3的（a）是示出大液滴波形的基本结构的图，（b）是示出小液滴波形的基本结构的图。

图4是吐出大液滴以及小液滴时的记录头的墨水吐出动作的说明图。

图5是示出利用差分波形吐出大液滴的情况的图。

图6是示出利用差分波形吐出小液滴的情况的图。

图7是三循环驱动时的吐出动作的说明图。

图8是三循环驱动时的吐出动作的说明图。

图9是三循环驱动时的吐出动作的说明图。

图10是在三循环驱动时施加的驱动波形的时序图。

图11是说明驱动信号发生部的内部结构的图。

图12是示出图像数据和驱动波形图案数据的变换表的一例的图。

图13是示出现有的驱动波形的图。

图14是示出现有的驱动波形的图。

符号说明

1：喷墨记录装置；2：输送机构；21：输送辊；22：输送辊对；23：输送电机；3：记录头；30：通道基板；31：通道；32：间隔壁；32a：上壁部；32b：下壁部；33：覆盖基板；33a：共用流路；34：喷嘴平板；34a：喷嘴；35：平板；35a：墨水供给口；35b：墨水供给管；4：导轨；5：承载器；6：挠性缆线；100：驱动信号发生部；101：移位寄存器（第1存储单元）；102A：第1锁存电路；102B：第2锁存电路；103：灰度等级控制器；104：输出图案寄存器（第2存储单元）；105：三相缓冲放大器；P：记录媒质；PS：记录面；PA：大液滴波形；Pa1：膨胀脉冲；Pa2：收缩脉冲；PB：小液滴波形；Pb1：膨胀脉冲；Pb2：收缩脉冲；Pb3：休止期间。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

图1是示出本发明的喷墨记录装置的概略结构的图。

在喷墨记录装置1中，记录媒质P被输送机构2的输送辊对22夹持，进而，由被输送电机23旋转驱动的输送辊21而向图示Y方向（副扫描方向）输送。

在输送辊21和输送辊对22之间，以与记录媒质P的记录面PS对置的方式设有记录头3。该记录头3，以喷嘴面侧与记录媒质P的记录面PS对置的方式进行配置并搭载承载器5上，经由挠性缆线6与设于后述的驱动电路的驱动信号发生部100（参照图4）电连接。该承载器5被设置成沿着跨记录媒质P的宽度方向架设的导轨4、由未图示的驱动单元驱动而沿着与记录媒质P的输送方向（副扫描方向）大致正交的图示X-X’方向（主扫描方向）能够往返移动

记录头3，伴随承载器5的主扫描方向的移动而使记录媒质P的记录面PS在图示X-X’方向扫描移动，通过在该扫描移动的过程中从喷嘴吐出墨水滴而记录期望的喷墨图像。

图2是示出记录头3的一例的图，（a）是由截面表示外观的斜视图，（b）是从侧面观察的截面图。

在记录头3中，30是通道基板。通道基板30以交替的方式并设细沟状的多个通道31和间隔壁32。通道基板30的上表面设有覆盖基板33，以堵住全部通道31的上方。在通道基板30与覆盖基板33的端面接合喷嘴平板34，利用该喷嘴平板34的表面形成喷嘴面。各通道31的一端经由形成于该喷嘴平板34的喷嘴34a与外部连通。

各通道31的另一端，相对于通道基板30缓缓地形成浅沟，连通到与在覆盖基板33形成开口的各通道31共用的共用流路33a。共用流路33a还被平板35封闭，经由形成于该平板35墨水供给口35a，从墨水供给管35b向共用流路33a以及各通道31内供给墨水。

各间隔壁32由作为电气·机械变换单元的PZT等压电材料构成。这里，上壁部32a和下壁部32b都由极化处理后的压电材料形成，虽然例示了在该上壁部32a和下壁部32b中将极化方向（由图2（b）中的箭头所示）设为互相相反的方向的情形，但由极化处理过的压电材料形成的部分例如也可以仅是符号32a的部分，只要是间隔壁32的至少一部分即可。间隔壁32与通道31交替地并设。因此，一个间隔壁32由其两边相邻的通道31、31共用。

在各通道31内，从两间隔壁32的壁面跨通道31的底面，分别形成驱动电极（在图2中未图示），如果向夹着间隔壁32的两驱动电极，从后述的设于驱动电路的驱动信号发生部分别施加预定电压的驱动脉冲，则由压电材料构成的间隔壁32以上壁部32a和下壁部32b的接合面为边界而发生弯曲变形。由于该间隔壁32的弯曲变形而在通道31内产生压力波，对该通道31内的墨水提供用于从喷嘴34a吐出的压力。因此，该记录头3是通过被通道基板30、覆盖基板33、喷嘴平板34围住的通道31的内部构成本发明中的压力室，由压电材料构成的间隔壁32及其表面的驱动电极构成本发明中的压力发生单元，并且由于该间隔壁32发生剪切变形而吐出墨水滴的剪切模式型的记录头。

设于与该记录头3经由挠性缆线6电连接的驱动电路的驱动信号发生部，为了使墨水滴吐出而生成在一个像素周期内施加的驱动波形。这里，生成用于从同一个喷嘴34a吐出大液滴（大点）和小液滴（小点）而表现色阶的驱动波形。

使用图3说明用于吐出这些大液滴和小液滴的驱动波形的一例。图3（a）示出用于吐出大液滴的大液滴波形的基本结构，（b）示出用于吐出小液滴的小液滴波形的基本结构。此外，使用图4说明施加了该大液滴波形以及小液滴波形时的记录头3的墨水吐出动作。图4示出将记录头3在与通道的长度方向正交的方向上切断的截面的一部分。

大液滴波形PA由包含使通道的容积膨胀的3AL宽度的膨胀脉冲Pa1和使通道的容积收缩的2AL宽度的收缩脉冲Pa2的矩形波构成。

这里，AL（Acoustic Length，声学长度）是指通道中的压力波的声学上的共振周期的1/2。测定在向驱动电极施加矩形波的驱动脉冲时吐出的墨水滴的速度，在使矩形波的电压值为一定而使矩形波的脉冲宽度变化时，作为墨水滴的飞翔速度变为最大的脉冲宽度而求出AL。

此外，脉冲是指一定电压峰值的矩形波，在设0V为0%、峰值电压为100%的情况下，脉冲宽度定义为从电压的0V开始上升10%与从峰值电压开始下降10%之间的时间。

进而，矩形波是指电压的10%和90%之间的上升时间、下降时间中的任意一个均在AL的1/2以内、优选为在1/4以内的波形。

在本发明中，用于使大液滴以及小液滴分别吐出的驱动波形的优选形式都是这样的矩形波。特别是，在本实施方式所示的剪切模式型的记录头3中，利用通道31内发生的压力波的共振而使墨水滴从喷嘴34a吐出，所以能够通过使用矩形波而效率更良好地使墨水滴吐出。

此外，由于对由矩形波构成的驱动波形的施加，凹凸透镜的响应快，所以剪切模式型的记录头3能够将驱动电压抑制得较低。通常无论是吐出、非吐出都始终对记录头3加有电压，所以低驱动电压在抑制头的发热、使墨水滴稳定地射出方面很重要。

进而，矩形波通过使用简单的数字电路就能够容易地生成，所以与使用具有倾斜波的梯形波的情况相比，具有还能简化电路结构的优点。

大液滴波形PA中的膨胀脉冲Pa1是对面向使墨水滴吐出的通道31B内的驱动电极36B，施加预定的正的驱动电压＋Von的脉冲。如图4（a）所示，在对互相邻接的通道31A、31B、31C内的驱动电极36A、36B、36C的任意一个均不施加驱动脉冲时，间隔壁32A、32B、32C、32D中的任意一个均变为不变形的中立状态，但在该中立状态中，如果将驱动电极36A以及36C接地并且向驱动电极36B施加膨胀脉冲Pa1，则产生与构成间隔壁32B、32C的压电材料的极化方向成直角的方向的电场。由此，与各间隔壁32B、32C一起，分别在上壁部32a、下壁部32b的接合面产生剪力变形，如图4（b）所示地，间隔壁32B、32C互相向外侧弯曲变形，将通道31B的容积扩大。由于该弯曲变形，在通道31B内发生负的压力波，流入墨水。

由于通道31B内的压力按每1AL进行反转，所以经过3AL后的通道31B内变为正压力，在该定时对驱动电极36B施加收缩脉冲Pa2。

收缩脉冲Pa2是接着膨胀脉冲Pa1的施加结束而无休止期间地施加负的驱动电压－Voff的脉冲。在将该驱动电压－Voff接着膨胀脉冲Pa1向驱动电极36B施加时，这时的间隔壁32B、32C的动作，从如图4（b）所示地向着外侧变形的状态一下子变为如图4（c）所示地向着内侧变形。其结果，由于与膨胀脉冲Pa1的下降所带来的正的压力结合，而向通道31B内提供更大的压力，从喷嘴吐出比较大的墨水滴。通过收缩脉冲Pa2在2AL后回到0电位，间隔壁32B、32C的变形返回图4（a）的中立状态，而消除残留的压力波。

另一方面，小液滴波形PB由包含使通道的容积膨胀的1AL宽度的膨胀脉冲Pb1和使通道的容积收缩的1AL宽度的收缩脉冲Pb2的矩形波构成，但在该膨胀脉冲Pb1和收缩脉冲Pb2之间，具有令不使间隔壁变形的0电位在1AL宽度中持续的休止期间Pb3。

小液滴波形PB中的膨胀脉冲Pb1是对于面向使墨水滴吐出的通道31B内的驱动电极36B施加预定的正的驱动电压＋Von的脉冲。在图4（a）所示的中立状态中，如果将驱动电极36A以及36C接地并且向驱动电极36B施加膨胀脉冲Pb1，则与上述相同地，如图4（b）所示间隔壁32B、32C互相向外侧弯曲变形，扩大通道31B的容积。由于该弯曲变形，在通道31B内发生负的压力波，墨水流入。

通道31B内的压力在1AL后向正的压力反转，所以如果在该定时使驱动电极36B回到0电位，则间隔壁32B、32C从图4（b）所示的扩大位置回到图4（a）所示的中立状态，向通道31B内提供用于吐出的压力。由于这时的间隔壁32B、32C只是恢复到中立状态，所以只是在通道31B内与大液滴波形PA比较提供小的压力。其结果，从喷嘴吐出比较小的墨水滴。

收缩脉冲Pb2是在膨胀脉冲Pb1的施加结束后隔出使0电位的状态持续1AL的休止期间Pb3后，施加负的驱动电压－Voff的脉冲。在膨胀脉冲Pb1的施加结束后、进而结束了1AL的休止期间Pb3的时刻，间隔壁32B、32C如图4（a）那样保持中立状态，但通道31B内的压力变为负的压力。如果在该定时向驱动电极36B施加收缩脉冲Pb2，则由于间隔壁32B、32C向内侧变形，向负压状态的通道31B内提供正的压力，进而在该1AL后回到中立状态的结果是，通道31内的残留压力波消除。

在以上的说明中，将大液滴波形PA中的膨胀脉冲Pa1的脉冲宽度设为了3AL，但在2.8AL以上3.4AL以下的范围即可。此外，小液滴波形PB中的膨胀脉冲Pb1的脉冲宽度也不限于1AL，是0.8AL以上1.2AL以下的范围即可。

此外，如本实施方式所示，通过将大液滴波形PA的收缩脉冲Pa2的脉冲宽度设为2AL，将小液滴波形PB的膨胀脉冲Pb1、休止期间Pb3、收缩脉冲Pb2的各脉冲宽度分别设为1AL，能够减小驱动波形整体的脉冲宽度。通过能够减小脉冲宽度，能够相应地在短期间中施加驱动波形，所以在能够高速打字这方面上是优选的形式。

优选大液滴波形PA的膨胀脉冲Pa1的驱动电压＋Von与小液滴波形PB的膨胀脉冲Pb1的驱动电压＋Von是同电压，且大液滴波形PA的收缩脉冲Pa2的驱动电压－Voff与小液滴波形PB的收缩脉冲Pb2的驱动电压－Voff是同电压。用于大液滴以及小液滴的各驱动信号的电源有一个即可，所以能够简化驱动电路、控制电路的结构。

而构成压力发生单元的间隔壁32的变形由夹着壁而设置的两个驱动电极间的电压差引起。在例如图4所示的间隔壁32B的情况下，通过将由图3所示的正电压（＋Von）和负电压（－Voff）构成的驱动波形施加到一个驱动电极36B，使另一个驱动电极36A接地，从而使电压差产生。在本发明中，通过对于这样夹着间隔壁32而设的两个驱动电极，分别施加不同的驱动波形，并积极地利用该驱动波形的差分波形，从而进行驱动。

这种情况下，如图3（a）所示，切换正负极性的大液滴波形PA能够分为对于进行墨水滴的吐出的吐出通道内的驱动电极施加的正电压（＋Von）的吐出通道用波形PA1（图5（a））、和对于其两边相邻的非吐出通道内的驱动电极施加的正电压（＋Voff）的非吐出用波形PA2（图5（b））这样的单一极性的波形分量。

在将例如图4的通道31B作为吐出通道的情况下，如果对面向该通道31B内的驱动电极36B施加图5（a）所示的正电压（＋Von）即仅包含膨胀脉冲Pa1的吐出通道用波形PA1，并对面向非吐出通道即其两边相邻的通道31A、31C内的驱动电极36A、36C施加图5（b）所示的正电压（＋Voff）即仅包含收缩脉冲Pa2的非吐出通道用波形PA2，则间隔壁32B、32C，利用其两面的驱动电极36A和36B、驱动电极36B和36C之间的差分波形，仅向驱动电极36B施加图3（a）的驱动波形PA，能够与将驱动电极36A、36C接地的情况完全相同地进行变形驱动而使大液滴吐出。

并且同样地，如图3（b）所示地极性切换正负的小液滴波形PB能够分为：对于进行墨水滴的吐出的吐出通道内的驱动电极施加的正电压（＋Von）的吐出通道用波形PB1（图6（a））、和对于其两边相邻的非吐出通道内的驱动电极施加的正电压（＋Voff）的非吐出用波形PB2（图6（b））这样的单一极性的波形分量。

而且，在同样地向通道31B施加小液滴波形PB的情况下，如果对面向该通道31B内的驱动电极36B施加图6（a）所示的正电压（＋Von）即仅包含膨胀脉冲Pb1的吐出通道用波形PB1，并向面向非吐出通道即其两边相邻的通道31A、31C内的驱动电极36A、36C施加图6（b）所示的正电压（＋Voff）即仅包含收缩脉冲Pb2的非吐出通道用波形PB2，则间隔壁32B、32C，利用其两面的驱动电极36A和36B、驱动电极36B和36C之间的差分波形而仅向驱动电极36B施加图3（b）的驱动波形PB，能够与将驱动电极36A、36C接地的情况完全同样地变形驱动而吐出小液滴。

通过利用施加不同的驱动波形时的差分波形而使这样构成压力发生单元的间隔壁32变形，能够在这里仅由正电压（＋Von、＋Voff）构成用于大液滴以及小液滴的吐出的驱动波形，能够简化驱动电路。

如本实施方式那样，在对并列设置由构成压力发生单元的间隔壁32隔开的多个通道31的记录头3进行驱动的情况下，如果一个通道31的间隔壁32进行吐出的动作，则它的两个相邻的通道31受影响。在这种情况下，将隔开一个通道、例如图4中的通道31A、31C作为不吐出墨水滴的非吐出专用通道（也称傀儡通道或者空气通道等），也能够通过始终从通道31B进行吐出的独立驱动法进行驱动，但通常进行将多个通道31中相邻的三个通道作为1组而将所有通道31分为多个组，对各组内的三个通道时分地顺次驱动的三循环驱动法。

所以，使用图7～图9说明利用了差分波形的大液滴和小液滴的分别打出动作，由该三循环驱动法进行吐出动作的情况。

进行三循环驱动法时的记录头3，集合隔开两个通道31而作为一个组，将所有通道31分为A、B、C这三个组（将其称为A相、B相、C相），但这里，说明其中的互相相邻的A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3这9个通道31。此外，将对这时的A相、B相、C相的各通道31内的驱动电极（图7～图9中未图示）施加的驱动波形的时序图在图10中示出。这里，示出如下情况：设为利用图5所示的差分波形生成图3（a）所示的大液滴波形PA而吐出大液滴，利用图6所示的差分波形生成图3（b）所示的小液滴波形PB而吐出小液滴，按B相通道（大液滴）→C相通道（小液滴）→A相通道（大液滴）的顺序吐出墨水滴。

另外，通过在脉冲分割信号的上升时选择图10所示的PLSTM0波形、PLSTM1波形以及PLSTM2波形，而针对每一个像素周期T建立用于基于差分波形而分别吐出大液滴以及小液滴的驱动波形。PLSTM0波形是维持用于接地的0电位的GND波形，是本发明中的第3驱动波形。PLSTM1波形是在3AL的休止期间重复与大液滴波形PA的膨胀脉冲Pa1相当的3AL的＋Von波形的波形，是本发明中的第1驱动波形。PLSTM2波形是在4AL的休止期间重复与大液滴波形PA的收缩脉冲Pa2相当的2AL的＋Voff波形的波形，是本发明中的第2驱动波形。示出了该PLSTM2波形与PLSTM1波形的下降沿同步地在上升的定时重复，来自A相、B相、C相的各通道的吐出在一个像素周期T内，以6AL（AL＝3.0μs）的期间顺次进行的情况。

PLSTM2波形被设定为：脉冲的上升沿的定时相对于PLSTM1波形的脉冲的上升沿偏移了3AL，与该LSTM1波形的脉冲的下降沿同步地上升。

此外，PLSTM1波形的驱动电压V1和PLSTM波形的驱动电压V2变为|V1|＞|V2|。由此，能够使用V2比V1耐性低的元件，所以能够使生成的V1电路变得低价且小型化。

脉冲分割信号是用于分隔PLSTM1波形和PLSTM2波形而生成小液滴波形PB的定时信号，由以下4个信号构成：在与一个像素周期T相当的脉冲选择门信号的上升期间，从与该脉冲选择门信号的上升沿同步地上升的第1脉冲分割信号d1以1AL间隔上升的第2、第3脉冲分割信号d2、d3、和在该第3脉冲分割信号d3的上升沿之后的2AL后上升的第4脉冲分割信号d4的合计4个信号。

图7示出了从B相通道吐出大液滴时的吐出动作，首先，在B相通道的一个像素周期T内，从图7（a）的中立状态，与第1脉冲分割信号d1的上升沿（B相通道的脉冲选择门信号的上升沿）同步地，对成为非吐出通道的A相通道（A1、A2、A3）以及C相通道（C1、C2、C3）如图10所示地，选择PLSTM2波形而施加，并且对成为吐出通道的B相通道（B1、B2、B3）选择PLSTM1波形而施加。由此，基于PLSTM1波形与PLSTM2波形的差分波形生成大液滴波形PA的膨胀脉冲Pa1，B相通道如图7（b）所示地两间隔壁向外侧变形，通道内的容积膨胀。

3AL经过后，在PLSTM1波形中所含的膨胀脉冲Pa1的下降沿的定时，施加于A相通道以及C相通道的PLSTM2波形上升，对这些A相通道以及C相通道施加大液滴波形PA的2AL的收缩脉冲Pa2。由此，基于PLSTM1波形与PLSTM2波形的差分波形生成大液滴波形PA的收缩脉冲Pa2，B相通道如图7（c）所示，两间隔壁向内侧变形，通道内的容积一下子收缩，从B相通道的各喷嘴吐出大液滴。

收缩脉冲Pa2持续2AL之后，A相通道、B相通道以及C相通道变为0电位，全部的通道如图7（a）所示，恢复到中立状态，而消除残留压力波。

接下来，图8示出从C相吐出小液滴时的吐出动作，在C相通道的一个像素周期T内，从图8（a）的中立状态开始，与第1脉冲分割信号d1的上升沿（C相通道的脉冲选择门信号的上升沿）同步地，向成为非吐出通道的A相通道以及B相通道，如图10所示地选择PLSTM2波形而施加，并且向成为吐出通道的C相通道选择PLSTM0波形而施加。在该时刻，任意的波形均为0电位，所以全部的通道维持着图8（a）的中立状态。

接下来，与第2脉冲分割信号d2的上升沿同步地，仅对C相通道选择PLSTM1波形而施加。由此，基于PLSTM0波形和PLSTM1波形的差分波形，如图8（b）所示，B相通道的两间隔壁向外侧变形，通道内的容积膨胀。

在对该C相通道的PLSTM1波形的施加持续1AL之后，以第3脉冲分割信号d3的上升沿的定时对C相通道再次选择PLSTM0波形，则全部的通道恢复到图8（a）的中立状态。由此，PLSTM0波形、PLSTM1波形以及PLSTM2波形的差分波形与小液滴波形PB的膨胀脉冲Pb1实现同样功能，C相通道的两间隔壁从图8（b）的膨胀状态向中立状态收缩，所以从C相通道的各喷嘴吐出小液滴。

如果从向C相通道施加的PLSTM1波形的下降沿开始经过1AL，则向A相通道以及B相通道施加的PLSTM2波形上升。由此，PLSTM1波形与PLSTM2波形的差分波形是与小液滴波形PB的收缩脉冲Pb2同样的功能，C相通道的两间隔壁从图8（a）的中立状态如图8（c）所示向内侧收缩。

其后，如果与第4脉冲分割信号d4的上升沿同步地，对C相通道选择PLSTM2波形而施加，则成为对A相通道、B相通道以及C相通道全部施加了同电压的正电压＋Voff的状态，所以在全部的间隔壁不再有电压差，全部的通道恢复到图8（a）的中立状态。

图9示出从A相通道吐出大液滴时的吐出动作，在A相通道的一个像素周期T内，从图9（a）的中立状态，与第1脉冲分割信号d1的上升沿（A相通道的脉冲选择门信号的上升沿）同步地，对成为非吐出通道的B相通道以及C相通道，如图10所示地，选择PLSTM2波形而施加，并且对成为吐出通道的A相通道选择PLSTM1波形而施加。由此，基于PLSTM1波形与PLSTM2波形的差分波形，生成大液滴波形PA的膨胀脉冲Pa1，如图9（b）所示，A相通道的两间隔壁向外侧变形，通道内的容积膨胀。

经过3AL后，在PLSTM1波形所含的膨胀脉冲Pa1的下降沿的定时，向B相通道以及C相通道施加的PLSTM2波形上升，向这些B相通道以及C相通道施加大液滴波形PA的2AL的收缩脉冲Pa2。由此，基于PLSTM1波形与PLSTM2波形的差分波形，生成大液滴波形PA的收缩脉冲Pa2，如图9（c）所示，A相通道的两间隔壁向着内侧变形，通道内的容积一下子收缩，并从A相通道的各喷嘴吐出大液滴。

在收缩脉冲Pa2持续2AL之后，A相通道、B相通道以及C相通道变为0电位，全部的通道如图9（a）所示，恢复到中立状态，而消除残留压力波。

以上的三循环驱动，是分别从A相和B相吐出大液滴，从C相吐出小液滴的情况，但能够容易理解到：无论是A～C的哪一个相，均能够通过适宜选择PLSTM0波形、PLSTM1波形以及PLSTM2波形，从而针对每一个像素周期T任意地分别打出大液滴和小液滴。

即，根据本发明，即使在从相同的喷嘴分别打出大液滴和小液滴的情况下，也能够通过共用地使用PLSTM0波形、PLSTM1波形以及PLSTM2波形这三种驱动波形，针对每个在一个像素周期T内以第1脉冲分割信号d1～第4脉冲分割信号d4划分的预定的时间，在大液滴的吐出时，对吐出通道的驱动电极选择PLSTM1波形，并且对与此邻接的非吐出通道的驱动电极选择PLSTM2波形，在小液滴的吐出时，对吐出通道的驱动电极适宜地切换PLSTM0波形、PLSTM1波形以及PLSTM2波形而选择，对非吐出通道选择PLSTM2波形，从而基于两个驱动电极间的差分波形而使间隔壁32工作。

此外，根据本发明，所需要的驱动波形只用在大液滴和小液滴中共用的三种即可，所以能够简化驱动电路。

而且，在一个像素周期T内，只是生成大液滴波形或者小液滴波形的某一个，所以如以往所示，不需要预先设置为了不使用于一个像素周期T内的波形的时间。所以，驱动周期不会无畏地增长，能够对色阶性提高了的图像进行高速打字。

接下来，使用图11说明这样地针对一个像素周期T内的每个预定的时间适宜地选择三种驱动波形而进行利用差分波形分别打出大液滴和小液滴的控制的驱动信号发生部100的内部结构的一例。

图11所示的驱动信号发生部100示出128通道的驱动IC的情况，构成为包含：第1锁存单元即2比特×128通道（喷嘴）的第1锁存电路102A、第2锁存单元即2比特×128通道（喷嘴）的第2锁存电路102B、对第1锁存电路102A输出图像数据（吐出数据）的第1存储单元即移位寄存器101、为了基于吐出数据来吐出大液滴或者小液滴而驱动压力发生单元即间隔壁32的灰度等级控制器103、第2存储单元即输出图案寄存器104、三相缓冲放大器105等。作为第2存储单元，优选使用输出图案寄存器104那样的寄存器。

在本实施方式中，为了处理对每一个像素由0～2这3个色阶（0＝非吐出、1＝小液滴、2＝大液滴）构成的图像数据，形成与2比特对应的结构。与从未图示的控制电路输入的转送时钟DCLK同步地，将一个像素为2比特的图像数据以像素单位串行地转送到移位寄存器101。该转送定时在各喷嘴列间是共用的。

移位寄存器101具有能存储与128喷嘴一次的吐出相当的数的像素的图像数据的容量。通过连结两个该移位寄存器101，存储在本实施方式中与副扫描方向排列的一列量的喷嘴对应的256像素量的图像数据。如果搭载了记录头3的承载器达到预先确定的预定位置，则控制电路输出指示锁存定时的第1触发信号即LAT1信号，如果第1锁存电路102A接收该LAT1信号，则锁存从移位寄存器101并列输出的图像数据。

如果搭载了记录头3的承载器到达预先确定的预定位置，则控制电路输出指示锁存定时的第2触发信号即LAT2信号，如果第2锁存电路102B接收到该LAT2信号，则锁存从第1锁存电路102A并列输出的图像数据。

这样，从移位寄存器101输出的图像数据经由第1锁存电路102A在第2锁存电路102B中锁存。

如果记录头3到达适于记录的位置，则控制电路输出用于使墨水吐出开始的TRGIN信号，如果第2锁存电路102B接收该TRGIN信号，则在第2锁存电路102B中锁存的图像数据向灰度等级控制器103输出。

这样，通过具有两个锁存单元，不使数据转送的速度提高到必要以上，并不使记录速度降低，就能够同时进行向与多个喷嘴列对应的多个驱动电路的移位寄存器的数据转送，能够有效地进行数据转送的触发处理。此外，能够简化控制系统的结构，或能够将每个喷嘴列的液滴的击中位置调整地比像素间距更细致。

对灰度等级控制器103，从使驱动波形发生的未图示的电路通过输入端子输入三种驱动波形（前述的PLSTM0、PLSTM1、PLSTM2这三种）。

此外，灰度等级控制器103，构成通过从输入端子供给的选择信号（前述的脉冲选择门信号）STB－1、2、3，将与256个喷嘴对应的全部通道，在这里如图10所示地，分割为A相、B相、C相这3组，并通过三循环驱动而使对应的压力发生单元即间隔壁顺次地分割驱动的控制单元。在STB－1中选择A相，在STB－2选择B相，在STB－3中选择C相，从各自对应的喷嘴顺次地吐出墨水滴。

此外，灰度等级控制器103具有对输出驱动波形图案中的第几个波形进行计数的计数单元106，将该计数单元106的计数值即GSC（灰度等级计数）计数到0～4。

此外，灰度等级控制器103具有输出图案寄存器104，其存储了规定吐出数据即图像数据和与驱动压力发生单元即间隔壁的驱动波形对应的驱动波形图案数据的关系的信息即变换表。在本实施方式中，示出与多个驱动波形对应的驱动波形图案数据。

首先，利用输入的LOAD信号复位计数单元。例如选择STB－1，选择A相的通道（喷嘴）。从与A相的各通道对应的图像数据中，根据在输出图案寄存器104中存储的变换表决定驱动波形图案数据。另外，对不被驱动的B相、C相的通道，选择预先确定的驱动波形图案数据。上述计数单元的计数值即GSC从0开始一个一个地加计数，决定要输出的驱动波形。驱动波形根据图像数据和计数单元的计数值，从PLSTM0波形、、PLSTM1波形、PLSTM2波形这3种驱动波形之中选择。这些波形与所输入的GSCLK的定时信号同步地，从前述的三种驱动波形中，由开关单元（未图示）选择、输出。

三相缓冲放大器105将从灰度等级控制器103输出的驱动波形电平移位至间隔壁的驱动所需的电源电压。这时，根据从输入端子输入的电压值V1而决定驱动波形的＋Von的驱动电压，同样地根据输入的电压值V2而决定驱动波形的＋Voff的驱动电压，在分别进行电平移位后，向对应的间隔壁的驱动电极输出，从对应的喷嘴吐出墨水滴。通过改变V1、V2的电压值，能够将驱动电压变更为最佳值。

如果计数单元的计数值到达GSC＝4，则判断为来自A相的通道的墨水滴的吐出结束了，计数单元106根据LOAD信号而复位，接下来，根据STB－2信号选择B相，对于B相，同样地进行墨水滴的吐出。如果B相结束，则同样地，进行对于C相的墨水吐出。由此，对于1列量的全部喷嘴的墨水吐出结束，再次，根据接下来的图像数据，重复记录。

图12是示出图像数据和驱动波形图案数据的变换表的一例的图。

图像数据用色阶值0（非吐出）、色阶值1（小液滴）、色阶值2（大液滴）表示三个色阶。

驱动波形图案数据是前述的PLSTM0～2这三种，与前述的计数单元的计数值的GSC＝0～4的五个状态对应。驱动波形图案数据“0”表示选择PLSTM0，“1”表示选择PLSTM1，“2”表示选择PLSTM2。

此外，数据从位于后边的比特输出，所以例如在图12的表中的色阶值1的情况下，选择（2，0，1，0，0）的驱动波形图案数据，输出（0，0，1，0，2）的驱动波形图案数据。所输出的驱动波形图案与前述的计数值GSC＝0～4对应，在这种情况下，前述的计数单元的计数值，在GSC＝0的情况下为0，在GSC＝1的情况下为0，在GSC＝2的情况下为1，在GSC＝3的情况下为0，在GSC＝4的情况下为2，作为分别选择的驱动波形数据而被输出。

另外，GSC＝1～4与前述的脉冲分割信号d1～d4相当。

如前述的那样，STB信号是用于按照STB－1、STB－2、STB－3这三个分割信号，将与256个喷嘴对应的通道分割为A、B、C这三相，将对应的间隔壁顺次分割驱动的信号。

例如，在图10所示的时序图的例子中，开始n＝2，驱动B相的通道的间隔壁而吐出色阶值2的大液滴，但在这种情况下，对B相的通道，在图12的表中选择（1，1，1，1，0）的驱动波形图案数据，输出（0，1，1，1，1）。另一方面，与n＝1、3符合的A相、C相的通道，无论图像数据如何，均选择（2，2，2，2，0）的驱动波形图案数据，输出（0，2，2，2，2）。

其结果，如图10所示，吐出通道即B相的通道，在一个像素周期T中，在由脉冲分割信号d1～d4分割的各期间中仅选择PLSTM1，非吐出通道即A相、C相的通道在一个像素周期T中，在由脉冲分割信号d1～d4分割的各期间中仅选择PLSTM2。

接下来，n＝3，驱动C相的通道的间隔壁而吐出色阶值1的小液滴，但在这种情况下，对于C相的通道，在图12的表中，选择（2，0，1，0，0）的驱动波形图案数据，输出（0，0，1，2，2）。另一方面，与n＝1、2符合的A相、B相的通道，无论图像数据如何，均选择（2，2，2，2，0）的驱动波形图案数据，输出（0，2，2，2，2）。

其结果，图10所示，吐出通道即C相的通道，在一个像素周期T中，在由脉冲分割信号d1分割的期间中，选择PLSTM0，在由脉冲分割信号d2分割的期间中选择PLSTM1，在由脉冲分割信号d3分割的期间中选择PLSTM0，在由脉冲分割信号d4分割的期间中选择PLSTM2，非吐出通道即A相、B相的通道在一个像素周期T中，在由脉冲分割信号d1～d4分割的各期间中仅选择PLSTM2。

接下来，n＝1，驱动A相的通道的间隔壁而吐出色阶值1的大液滴，但在这种情况下，对A相的通道，在图12的表中，选择（1，1，1，1，0）的驱动波形图案数据，输出（0，1，1，1，1）。另一方面，与n＝2、3符合的B相、C相的通道，无论图像数据如何，均选择（2，2，2，2，0）的驱动波形图案数据，输出（0，2，2，2，2）。

其结果，图10所示，吐出通道即A相的通道，在一个像素周期T中，在由脉冲分割信号d1～d4分割的各期间仅选择PLSTM1，非吐出通道即B相、C相的通道，在一个像素周期T中，在由脉冲分割信号d1～d4分割的各期间仅选择PLSTM2。

因此，在计数单元的计数值为GSC＝0的状态下，在A相、B相、C相的任意通道中均选择0的驱动波形数据，不驱动间隔壁，但在GSC＝1～4中，根据驱动波形数据，如上所述地驱动间隔壁。

此外，对于具有进行墨水吐出的256个通道的记录头而言，由于使在其两端配置的两个通道的两间隔壁变形的必要性，这些256个通道之外，还在其两端侧分别各配置一个不吐出墨水滴的傀儡通道，对于该傀儡通道的驱动电极，作为out－D，选择（2，2，2，2，0）的驱动波形图案数据，输出（0，2，2，2，2）。由此，与对应于256个通道的两端的通道的图像数据而向电极施加的驱动波形相应地，驱动傀儡通道的间隔壁。

这样，通过将驱动电路的驱动信号发生部100设为具有：存储吐出数据的第1存储单元即移位寄存器101、存储规定吐出数据和与使压力发生单元工作的第1驱动波形（PLSTM1）、第2驱动波形（PLSTM2）以及第3驱动波形（PLSTM0）对应的驱动图案的关系的信息的第2存储单元即输出图案寄存器104，从而能够迅速地切换针对一个像素周期内的每个预定的时间所选择的驱动波形，并对压力发生单元施加。

优选第2存储单元即输出图案寄存器104能够改写。能够改写是指能从控制未图示的喷墨记录装置的控制部等根据需要而改变内容，由此，即使在本实施方式所示的驱动波形以外的驱动波形中，也能通过改写该寄存器的内容，同样地进行分开打出。

Claims (6)

1.一种喷墨记录装置，具备记录头和驱动电路，

所述记录头具有：吐出墨水滴的多个喷嘴；与所述喷嘴分别连通的压力室；及压力发生单元，该压力发生单元具有被两个驱动电极夹着的压电材料，通过根据吐出数据分别向所述驱动电极施加驱动波形而工作，使所述压力室的容积变化，使该压力室内的墨水从所述喷嘴吐出，

所述驱动电路生成所述驱动波形，

所述喷墨记录装置使用吐出大液滴的大液滴波形和吐出小液滴的小液滴波形作为所述驱动波形，使得从相同的所述喷嘴分别打出大液滴和小液滴，

所述喷墨记录装置的特征在于，

所述驱动波形具有包含使吐出墨水滴的所述压力室的容积膨胀的波形的第1驱动波形、包含使吐出墨水滴的所述压力室的容积收缩的波形的第2驱动波形、以及由GND波形构成的第3驱动波形，并且所述第1驱动波形的驱动电压V1和所述第2驱动波形的驱动电压V2中，|V1|＞|V2|，

在所述驱动电路中，

在吐出大液滴时，在一个像素周期内，对所述两个驱动电极中的一个所述驱动电极选择所述第1驱动波形，并且对另一个所述驱动电极选择所述第2驱动波形，从而形成所述大液滴波形，基于所述两个驱动电极间的差分波形而使所述压力发生单元工作，

在吐出小液滴时，在一个像素周期内，对所述两个驱动电极中的一个所述驱动电极，按照每个以脉冲分割信号划分的预定的时间适宜地切换选择所述第1驱动波形、所述第2驱动波形以及所述第3驱动波形，并且对另一个所述驱动电极选择所述第2驱动波形，从而形成所述小液滴波形，基于所述两个驱动电极间的差分波形而使所述压力发生单元工作。

2.根据权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于，

所述驱动电路具有：存储吐出数据的第1存储单元；和第2存储单元，存储规定了所述吐出数据、和与使所述压力发生单元工作的所述第1驱动波形、所述第2驱动波形以及所述第3驱动波形对应的驱动图案间的关系的信息。

3.根据权利要求2所述的喷墨记录装置，其特征在于，

所述第2存储单元能够改写。

4.根据权利要求1、2或者3所述的喷墨记录装置，其特征在于，

所述第1驱动波形和所述第2驱动波形都是矩形波。

5.根据权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于，

所述记录头是：在邻接的所述压力室间具有由压电材料构成的共用的间隔壁，所述驱动电极形成于面向所述压力室内的所述间隔壁表面，使所述间隔壁作为压力发生单元而剪切变形的剪切模式型的记录头。

6.根据权利要求5所述的喷墨记录装置，其特征在于，

所述驱动电路将相邻的三个压力室作为1组，将全部压力室分为多个组，以使各组内的三个压力室按时分顺次驱动的方式使所述间隔壁剪切变形。