CN104144789B - 液体喷出头的驱动方法以及记录装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种液体喷出头的驱动方法以及记录装置,在使驱动信号延迟来驱动时,能够减小液体喷出特性偏差。液体喷出头的驱动方法,其中液体喷出头具备具有多个喷出孔(8)以及多个加压室(10)的流路构件(4)和多个加压部(50),在所述液体喷出头的驱动方法中,驱动信号包含预脉冲、喷出液体的主脉冲和取消脉冲,且是预脉冲的使加压室(10)的体积减少的信号在发送到与相对于加压室(10)在加压室列的行方向上相邻的加压室(10)相对应的加压部(50)的主脉冲或取消脉冲被发送的期间中发送、或取消脉冲的使加压室(10)的体积增加的信号在发送到与相对于加压室(10)在所述行方向上相邻的加压室(50)相对应的加压部(50)的主脉冲或预脉冲被发送的期间中发送这两者中的至少一方。
Description
技术领域
本发明涉及喷出液滴的液体喷出头的驱动方法以及记录装置。
背景技术
近年来,喷墨打印机、喷墨绘图仪等利用了喷墨记录方式的印刷装置不仅应用于面向普通消费者的打印机,还广泛利用于例如电子电路的形成、液晶显示器用的滤色器的制造、有机EL显示器的制造这样的工业用途。
在这样的喷墨方式的印刷装置中,作为印刷头而搭载有用于喷出液体的液体喷出头。在这种印刷头中,一般已知有热敏头方式和压电方式,该热敏头方式在填充了墨水的墨水流路内具备作为加压单元的加热器,利用加热器对墨水进行加热,使其沸腾,利用在墨水流路内产生气泡对墨水进行加压,使墨水从墨水喷出孔作为液滴而喷出,该压电方式通过位移元件使填充墨水的墨水流路的一部分壁弯曲位移,机械式地对墨水流路内的墨水进行加压,使其从墨水喷出孔作为液滴而喷出。
此外,在这样的液体喷出头中,存在串行式以及行式,该串行式一面使液体喷出头沿与记录介质的输送方向(副扫描方向)正交的方向(主扫描方向)移动一面进行记录,该行式在将在主扫描方向上比记录介质长的液体喷出头进行了固定的状态下,对沿副扫描方向输送过来的记录介质进行记录。行式无需像串行式那样使液体喷出头移动,因此具有能够高速记录这一优点。
无论是串行式、行式中的哪个方式的液体喷出头,为了以高密度来印刷液滴,都需要提高形成在液体喷出头的喷出液滴的喷出孔的密度。
因此,已知有将流路构件与压电致动器基板层叠来构成液体喷出头的技术,该流路构件具有歧管以及从歧管分别经由多个加压室而相连的喷出孔,该压电致动器基板被设置为覆盖所述多个加压室,并且具有多个位移元件,该多个位移元件包含多个独立电极、与多个独立电极对置的共同电极和夹在它们之间的压电陶瓷层(例如,参照专利文献1)。对于该液体喷出头,通过将分别与多个喷出孔相连的加压室配置为矩阵状,并使覆盖所述加压室地设置的致动器单元的位移元件通过压电体的变形而进行位移,从而使墨水从各喷出孔喷出,能够在主扫描方向上以600dpi的分辨率进行印刷。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2003-305852号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在专利文献1所述的液体喷出头中,由于密集地设置了加压室,而且以覆盖多个加压室的方式层叠了压电致动器基板,因此存在在液体喷出元件间产生串扰,记录精度变得不充分的情况。
作为抑制串扰的方法,可以考虑例如使驱动对加压室中的液体进行加压的加压部的驱动信号延迟来发送。此外,作为喷出液体的信号,可以考虑发送由主脉冲和取消脉冲构成的信号。但是,若试图对它们同时进行,则发送到相邻的液体喷出元件的主脉冲以及取消脉冲由于延迟而会复杂地重叠在一起发送,因此喷出特性有可能出现偏差。
因此,本发明的目的在于提供一种液体喷出头的驱动方法以及记录装置,在使驱动信号延迟来驱动时,能够减小液体喷出特性偏差。
用于解决课题的手段
本发明的一个液体喷出头的驱动方法的特征在于,所述液体喷出头具备:流路构件,其具有多个喷出孔以及与该多个喷出孔分别相连的多个加压室;和压电致动器基板,其覆盖所述多个加压室地层叠于所述流路构件,具有对所述多个加压室中的液体分别加压的多个加压部,其中,所述流路构件包含多个所述加压室呈直线状排列而成的多个加压室列,该多个加压室列在行方向上相邻排列,发送到所述加压部的驱动信号包含:主脉冲,其使与该加压部相对应的所述加压室的体积增加之后,使该加压室的体积减少而使液体喷出;预脉冲,其在发送1个或者多个该主脉冲之前发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出;和取消脉冲,其在发送1个或者多个所述主脉冲之后发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出,该液体喷出头的驱动方法对与各个所述加压室列相对应的所述加压部同时开始发送驱动信号,并且在相邻的所述加压室列间施加延迟来发送驱动信号,发送到各个所述加压部的驱动信号是如下两者中的至少一方:所述预脉冲的使所述加压室的体积减少的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向(包含行方向及其相反方向)上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述取消脉冲被发送的期间中发送,或者所述取消脉冲的使所述加压室的体积增加的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述预脉冲被发送的期间中发送。
此外,本发明的其他的液体喷出头的驱动方法的特征在于,所述液体喷出头具备:流路构件,其具有多个喷出孔以及与该多个喷出孔分别相连的多个加压室;和压电致动器基板,其覆盖所述多个加压室地层叠于所述流路构件,具有对所述多个加压室中的液体分别加压的多个加压部,其中,所述流路构件包含多个所述加压室呈直线状排列而成的多个加压室列,该多个加压室列在行方向上相邻排列,发送到所述加压部的驱动信号包含:主脉冲,其使与该加压部相对应的所述加压室的体积增加之后,使该加压室的体积减少而使液体喷出;和取消脉冲,其在发送1个或者多个所述主脉冲之后发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出,该液体喷出头的驱动方法对与各个所述加压室列相对应的所述加压部同时开始发送驱动信号,并且在相邻的所述加压室列间施加延迟来发送驱动信号,对于发送到各个所述加压部的驱动信号,发送到与在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部中的一方的所述加压部的、未施加延迟的驱动信号的所述取消脉冲,在发送到另一方的所述加压部的、施加有延迟的驱动信号的所述主脉冲与所述取消脉冲被发送之间、或者发送多个所述主脉冲的情况下的所述主脉冲与所述主脉冲被发送之间发送,并且施加有延迟的驱动信号的所述取消脉冲,在未施加延迟的驱动信号的所述取消脉冲被发送完成之后发送。
此外,本发明的一个记录装置的特征在于,具备液体喷出头、将记录介质对所述液体喷出头进行输送的输送部和对所述液体喷出头进行控制的控制部,所述液体喷出头具备:流路构件,其具有多个喷出孔以及与该多个喷出孔分别相连的多个加压室;和压电致动器基板,其覆盖所述多个加压室地层叠于所述流路构件,具有对所述多个加压室中的液体分别加压的多个加压部,所述流路构件包含多个所述加压室呈直线状排列而成的多个加压室列,该多个加压室列在行方向上相邻排列,所述控制部发送的驱动信号包含:主脉冲,其使与该加压部相对应的所述加压室的体积增加之后,使该加压室的体积减少而使液体喷出;预脉冲,其在发送1个或者多个该主脉冲之前发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出;和取消脉冲,其在发送1个或者多个所述主脉冲之后发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出,对与各个所述加压室列相对应的所述加压部同时开始发送驱动信号,并且在相邻的所述加压室列间施加延迟来发送驱动信号,所述控制部对各个所述加压部发送的驱动信号是如下两者中的至少一方:所述预脉冲的使所述加压室的体积减少的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述取消脉冲被发送的期间中发送,或者所述取消脉冲的使所述加压室的体积增加的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述预脉冲被发送的期间中发送。
此外,本发明的其他的记录装置的特征在于,具备液体喷出头、将记录介质对所述液体喷出头进行输送的输送部和对所述液体喷出头进行控制的控制部,所述液体喷出头具备:流路构件,其具有多个喷出孔以及与该多个喷出孔分别相连的多个加压室;和压电致动器基板,其覆盖所述多个加压室地层叠于所述流路构件,具有对所述多个加压室中的液体分别加压的多个加压部,所述流路构件包含多个所述加压室呈直线状排列而成的多个加压室列,该多个加压室列在行方向上相邻排列,
所述控制部发送的驱动信号包含:主脉冲,其使与该加压部相对应的所述加压室的体积增加之后,使该加压室的体积减少而使液体喷出;和取消脉冲,其在发送1个或者多个所述主脉冲之后发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出,对与各个所述加压室列相对应的所述加压部同时开始发送驱动信号,并且在相邻的所述加压室列间施加延迟来发送驱动信号,对于所述控制部对各个所述加压部发送的驱动信号,发送到与在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部中的一方的所述加压部的、未施加延迟的驱动信号的所述取消脉冲,在发送到另一方的所述加压部的、施加有延迟的驱动信号的所述主脉冲与所述取消脉冲被发送之间、或者发送多个所述主脉冲的情况下的所述主脉冲与所述主脉冲被发送之间发送,并且施加有延迟的驱动信号的所述取消脉冲在未施加延迟的驱动信号的所述取消脉冲被发送完成之后发送。
发明效果
根据本发明,在使驱动信号延迟对液体喷出头的加压部进行驱动时,能够减小液体喷出特性偏差。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的记录装置即打印机的示意结构图。
图2是表示构成图1的液体喷出头的液体喷出头主体的俯视图。
图3是图2的单点划线包围的区域的放大顶视图。
图4是图2的单点划线包围的区域的放大透视图,是为了说明而省略了一部分流路的图。
图5是沿图3的V-V线的纵剖视图。
图6的(a)是本发明的一实施方式的驱动信号,(b)是根据(a)的驱动信号而发生的位移元件的位移。
图7是本发明的一实施方式的驱动信号的示例,是发送到相邻的位移元件的延迟时间短的驱动信号以及延迟时间长的驱动信号的示例。
图8是本发明的其他实施方式的驱动信号的示例,是发送到相邻的位移元件的延迟时间短的驱动信号以及延迟时间长的驱动信号的示例。
图9的(a)~(c)是本发明的驱动方法的实施方式的一例。
具体实施方式
图1是作为本发明的一实施方式的记录装置即彩色喷墨打印机的示意结构图。该彩色喷墨打印机1(以下,作为打印机1)具有4个液体喷出头2。这些液体喷出头2沿着印刷纸张P的输送方向排列,并固定于打印机1。液体喷出头2在从图1的近前朝向内侧的方向上具有细长的形状。
在打印机1中,沿着印刷纸张P的输送路径,按顺序设置有供纸单元114、输送单元120以及纸接受部116。此外,在打印机1中,设置有用于控制液体喷出头2、供纸单元114等打印机1的各部的动作的控制部100。
供纸单元114具有能够容纳多张印刷纸张P的纸张收容盒115和供纸辊145。供纸辊145可以将在纸张收容盒115中层叠収容的印刷纸张P中位于最上面的印刷纸张P1逐张地送出。
在供纸单元114与输送单元120之间,沿着印刷纸张P的输送路径,配置有二对输纸辊118a、118b以及119a、119b。从供纸单元114送出的印刷纸张P由这些输纸辊引导,进一步向输送单元120送出。
输送单元120具有环状的输送带111和2个皮带辊106以及107。输送带111卷绕于皮带辊106以及107。输送带111在卷绕于2个皮带辊时被调整为以规定的张力进行张紧那样的长度。由此,输送带111沿着分别包含2个皮带辊的共同切线的彼此平行的2个平面,没有松弛地张紧。这2个平面中,接近于液体喷出头2的一个平面是输送印刷纸张P的输送面127。
如图1所示,在皮带辊106连接有输送电动机174。输送电动机174能够使皮带辊106向箭头A的方向旋转。此外,皮带辊107能够与输送带111一起联动而旋转。因此,通过驱动输送电动机174而使皮带辊106旋转,输送带111沿着箭头A的方向移动。
在皮带辊107的附近,夹着输送带111地配置有压送辊138和受压辊139。压送辊138由未图示的弹簧向下方施力。压送辊138的下方的受压辊139隔着输送带111挡住被向下方施力的压送辊138。2个压送辊被设置为能旋转,与输送带111一起联动而旋转。
从供纸单元114向输送单元120送出的印刷纸张P被夹在压送辊138与输送带111之间。由此,印刷纸张P被按压在输送带111的输送面127,固定在输送面127上。然后,印刷纸张P按照输送带111的旋转,被输送向设置有液体喷出头2的方向。另外,也可以对输送带111的外周面113实施基于粘着性的硅橡胶的处理。由此,能够使印刷纸张P可靠地固定于输送面127。
4个液体喷出头2沿着输送带111的输送方向彼此接近地配置。各液体喷出头2在下端具有液体喷出头主体13。在液体喷出头主体13的下表面,设置有喷出液体的多个喷出孔8(参照图3)。
从设置于1个液体喷出头2的喷出孔8喷出相同颜色的液滴(墨水)。各液体喷出头2的喷出孔8在一个方向(与印刷纸张P平行且与印刷纸张P输送方向正交的方向,液体喷出头2的长边方向)上等间隔地配置,因此能够在一个方向上无间隙地进行印刷。从各液体喷出头2喷出的液体的颜色分别是品红色(M)、黄色(Y)、青色(C)以及黑色(K)。各液体喷出头2以在液体喷出头主体13的下表面与输送带111的输送面127之间隔开微小的间隙的方式进行配置。
由输送带111输送的印刷纸张P通过液体喷出头2与输送带111之间的间隙。此时,从构成液体喷出头2的液体喷出头主体13朝向印刷纸张P的上表面喷出液滴。由此,在印刷纸张P的上表面,通过控制部100形成基于所存储的图像数据的彩色图像。
在输送单元120与纸接受部116之间,配置有剥离板140和二对输纸辊121a、121b以及122a、122b。印刷了彩色图像的印刷纸张P由输送带111向剥离板140进行输送。此时,印刷纸张P通过剥离板140的右端从输送面127剥离。然后,印刷纸张P由输纸辊121a~122b送出到纸接受部116。这样,印刷完成的印刷纸张P依次被送到纸接受部116,在纸接受部116处重叠。
另外,在印刷纸张P的输送方向上位于最上游侧的液体喷出头2与压送辊138之间,设置有纸面传感器133。纸面传感器133由发光元件以及受光元件构成,能够检测输送路径上的印刷纸张P的前端位置。纸面传感器133所检测出的检测结果被传送到控制部100。控制部100能够根据从纸面传感器133传送的检测结果,对液体喷出头2、输送电动机174等进行控制,以使得印刷纸张P的输送与图像的印刷同步。
接着对构成本发明的液体喷出头的液体喷出头主体13进行说明。图2是表示图1所示的液体喷出头主体13的俯视图。图3是图2的单点划线包围的区域的放大顶视图,是液体喷出头主体13的一部分。图4是与图3相同位置的放大透视图,为了容易知道喷出孔8的位置,省略一部分流路进行了描绘。另外,在图3以及图4中,为了便于理解附图,将位于压电致动器基板21的下方而应该用虚线来描绘的加压室10(加压室组9)、节流孔12以及喷出孔8用实线进行了描绘。图5是沿图3的V-V线的纵剖视图。
液体喷出头主体13具有平板状的流路构件4,在流路构件4上具有作为致动器单元的压电致动器基板21。压电致动器基板21具有梯形形状,并且配置在流路构件4的上表面,使得该梯形的1对平行对置边与流路构件4的长边方向平行。此外,沿着与流路构件4的长边方向平行的2条虚拟直线的每一条虚拟直线,各2个即合计4个压电致动器基板21作为整体在流路构件4上排列成锯齿状。在流路构件4上相邻的压电致动器基板21的斜边彼此对于流路构件4的短边方向部分地重叠。在通过对该重叠的部分的压电致动器单元21进行驱动而印刷的区域中,由2个压电致动器基板21喷出的液滴会混在一起降落。
在流路构件4的内部形成有作为液体流路的一部分的歧管(共同流路)5。歧管5具有沿流路构件4的长边方向延伸的细长形状,在流路构件4的上表面形成有歧管5的开口5b。开口5b沿着与流路构件4的长边方向平行的2条直线(虚拟线)的每一条直线各形成有5个,合计形成有10个。开口5b形成于避开配置有4个压电致动器基板21的区域的位置。在歧管5中通过开口5b从未图示的液体罐供给液体。
在流路构件4内形成的歧管5分支成多根(有时将分支后的部分的歧管5称为副歧管5a)。与开口5b相连的歧管5沿着压电致动器基板21的斜边地延伸,与流路构件4的长边方向交叉地配置。在2个压电致动器基板21所夹的区域中,1个歧管5由相邻的压电致动器基板21共有,副歧管5a从歧管5的两侧进行分支。这些副歧管5a在流路构件4的内部的与各压电致动器基板21对置的区域中相邻地沿着液体喷出头主体13的长边方向延伸。
流路构件4具有多个加压室10形成为矩阵状(即,二维并且有规则)的4个加压室组9。加压室10是具有将角部实施了倒角的大致菱形的平面形状的中空区域。加压室10形成为在流路构件4的上表面开口。这些加压室10遍布流路构件4的上表面的与压电致动器基板21相对置的区域的大致整个面地排列。因此,由这些加压室10形成的各加压室组9占据与压电致动器基板21大致相同大小以及形状的区域。此外,各加压室10的开口通过将压电致动器基板21粘接于流路构件4的上表面而被封住。
在本实施方式中,如图3所示,歧管5分支为在流路构件4的短边方向上互相平行排列的4列E1~E4的副歧管5a,与各副歧管5a相连的加压室10构成在流路构件4的长边方向上等间隔地排列成直线状的加压室10的列,该列以在短边方向上互相平行的方式相邻地排列有4列。与副歧管5a相连的加压室10所排成的列在副歧管5a的两侧各排列有2列。
整体而言,与歧管5相连的加压室10构成在流路构件4的长边方向上等间隔地排列的加压室10的列,该加压室列以在流路构件4的短边方向上互相平行的方式在行方向上排列有16列。各加压室列所包含的加压室10的数目与作为致动器的位移元件50的外形形状相对应地配置为从其长边侧向短边侧逐渐减少。喷出孔8也与其同样地配置。由此,作为整体能够在长边方向上以600dpi的分辨率进行图像形成。即,若按各副歧管5a平均则在各副歧管5a以相当于150dpi的间隔连接有单独流路32。这是由于在设计将600dpi部分的喷出孔8分成4列的副歧管5a来连接时,与各副歧管5a相连的单独流路32不必一定以相等的间隔进行连接,因此在歧管5a的延伸方向即主扫描方向上以平均170μm(若是150dpi则为25.4mm/150=169μm间隔)以下的间隔形成了单独流路32。
在压电致动器基板21的上表面的与各加压室10对置的位置分别形成有后述的独立电极35。独立电极35比加压室10小一圈,具有与加压室10大致相似的形状,配置为收纳于在压电致动器基板21的上表面的与加压室10对置的区域内。
在流路构件4的下表面形成有许多喷出孔8。这些喷出孔8配置在避开了与配置于流路构件4的下表面侧的副歧管5a对置的区域的位置。此外,这些喷出孔8配置在流路构件4的下表面侧的与压电致动器基板21对置的区域内。这些喷出孔组7占据与压电致动器基板21大致相同大小以及形状的区域,通过使相对应的压电致动器基板21的位移元件50产生位移而能够从喷出孔8喷出液滴。关于喷出孔8的配置在后面详细叙述。然后,各个区域内的喷出孔8在流路构件4的长边方向上沿着平行的多条直线等间隔地排列。
液体喷出头主体13所包含的流路构件4具有层叠有多个板的层叠结构。这些板从流路构件4的上表面依次是腔板22、底板23、孔口板(节流孔)24、供给板25、26、歧管板27、28、29、盖板30以及喷嘴板31。在这些板上形成有许多孔。各板对准位置地进行层叠,以使得这些孔互相连通而构成单独流路32以及副歧管5a。如图5所示,液体喷出头主体13具有如下结构:加压室10位于流路构件4的上表面,副歧管5a位于内部的下表面侧,喷出孔8位于下表面,以及构成单独流路32的各部分互相接近地配设于不同位置,副歧管5a和喷出孔8经由加压室10相连。
对形成于各板的孔进行说明。在这些孔中,具有如下的结构。第1是形成于腔板22的加压室10。第2是构成从加压室10的一端连接到副歧管5a的流路的连通孔。该连通孔形成于从底板23(详细来说为加压室10的入口)到供给板25(详细来说为副歧管5a的出口)的各板。另外,在该连通孔中,包含形成于孔口板24的节流孔12和形成于供给板25、26的单独供给流路6。
第3是构成从加压室10的另一端连通到喷出孔8的流路的连通孔,该连通孔在以下的记载中被称为下倾路(部分流路)。下倾路形成于从底板23(详细来说为加压室10的出口)到喷嘴板31(详细来说为喷出孔8)的各板。第4是构成副歧管5a的连通孔。该连通孔形成于歧管板27~30。
这样的连通孔彼此相连,构成了从副歧管5a的液体的流入口(副歧管5a的出口)到喷出孔8的单独流路32。供给到副歧管5a的液体通过以下的路径从喷出孔8喷出。首先,从副歧管5a向上方,通过单独供给流路6,到达节流孔12的一端部。接着,沿着节流孔12的延伸方向水平前进,到达节流孔12的另一端部。从该处向上方,到达加压室10的一端部。进而,沿着加压室10的延伸方向水平前进,到达加压室10的另一端部。一边从该处一点一点地沿水平方向移动,一边主要向下方,前进到在下表面开口的喷出孔8。
如图5所示,压电致动器基板21具有由2张压电陶瓷层21a、21b构成的层叠结构。这些压电陶瓷层21a、21b分别具有20μm程度的厚度。压电致动器基板21整体的厚度为40μm程度,通过为100μm以下,能够增大位移量。压电陶瓷层21a、21b中的任意一层都跨越多个加压室10地延伸(图3参照)。这些压电陶瓷层21a、21b由具有强介电性的锆钛酸铅(PZT)系的陶瓷材料构成。
压电致动器基板21具有由Ag-Pd系等的金属材料构成的共同电极34、Au系等的金属材料构成的独立电极35。如上所述,独立电极35配置于压电致动器基板21的上表面的与加压室10对置的位置。独立电极35的一端被引出到与加压室10对置的区域外而成为引出电极35b,在引出电极35b上形成有连接电极36。连接电极36例如由包含玻璃粉的金构成,厚度为15μm程度且形成为凸状。此外,连接电极36与设置于未图示的FPC(FlexiblePrintedCircuit,柔性印刷电路)的电极电接合。
详细在后面叙述,但从控制部100通过作为外部布线的FPC(FlexiblePrintedCircuit,柔性印刷电路)对独立电极35供给驱动信号(驱动电压)。驱动信号与印刷介质P的输送速度同步地以固定周期供给。共同电极34在压电陶瓷层21a与压电陶瓷层21b之间的区域遍布面方向的大致整个面地形成。即,共同电极34延伸为覆盖与压电致动器基板21对置的区域内的所有的加压室10。共同电极34的厚度为2μm程度。共同电极34在未图示的区域中接地,保持为接地电位。在本实施方式中,在压电陶瓷层21b上,在避开由独立电极35构成的电极组的位置形成有与独立电极35不同的表面电极(未图示)。表面电极经由在压电陶瓷层21b的内部形成的通孔与共同电极34电连接,并且与多个独立电极35同样地与外部布线连接。
另外,如后所述,通过向独立电极35选择性地供给规定的驱动信号,从而对与该独立电极35相对应的加压室10内的液体施加压力。由此,通过单独流路32,从相对应的液体喷出口8喷出液滴。即,压电致动器基板21上的与各加压室10对置的部分相当于与各加压室10以及液体喷出口8相对应的单独的位移元件50(致动器)。即,在由2张压电陶瓷层构成的层叠体中,以图5所示那样的结构为单位结构的位移元件50按照每个加压室10通过位于加压室10的正上方的振动板21a、共同电极34、压电陶瓷层21b、独立电极35而制作出,在压电致动器基板21中包含多个位移元件50。另外,在本实施方式中通过1次喷出动作从液体喷出口8喷出的液体量为5~7pL(皮升)程度。
在俯视时,独立电极35与加压室10重叠地配置,位于加压室10的中央的部位的由独立电极35与共同电极34相夹的压电陶瓷层21b在压电致动器基板21的层叠方向被极化。极化方向可以朝向上下任意一个方向,通过供给与该方向相对应的驱动信号而能够进行驱动。
使用图6(a)以及(b)对本实施方式中的驱动信号进行说明。图6(a)是驱动信号,图6(b)是在施加了该驱动信号时所产生的位移元件的位移。另外,在实际的驱动信号中,有时产生信号的上升沿、下降沿等信号的失真,但在图中示出了不包含那样的失真的示意性的信号。此外,实际的位移包含与所述信号的失真相对应的位移的失真、加压室10内的液体以及位移元件50自身难以变形所引起的位移的失真、由于后述的从加压室10内的液体受到的力等外力而产生的位移,但在图中示出了不包含那样的失真的示意性的位移。这相当于输入了无失真的信号时的液体没有进入到加压室10中的状态的位移。
本实施方式中的驱动信号包含主脉冲和在主脉冲之后发送的取消脉冲。主脉冲进行被称为拉弹(引き打ち)的喷出驱动。此外,也可以在主脉冲之前包含预脉冲。
首先,对主脉冲进行说明。主脉冲通过预先将独立电极35设为比共同电极34高的电压V1(V(伏特),以下有时省略单位),位移元件50向加压室10侧位移d1((μm),以下有时省略单位),在加压室的体积减少的状态下进行待机,在有喷出要求的情况下,在时刻t3通过使独立电极35与共同电极34暂时成为相同电位V2,使位移变为d2(=0),使加压室10的体积增加,然后,在时刻t4通过再次成为高电位,使加压室10的体积减少。在时刻t3由于加压室10的体积增加,因而加压室10内的液体成为负压。由此,产生从喷出孔8向加压室10的方向的压力波。该压力波到达加压室10,按照被反射的定时在时刻t4使加压室10的体积减少。由此反射的压力波与由于加压室10的体积减少而产生的压力波重叠向喷出孔8前进,喷出液滴。
另外,以上的说明对t4与反射的时刻完全一致的情况进行了说明,但实际上,这些时刻也可以错开一定程度。将在单独流路32内压力波从节流孔12的加压室10侧的一端到喷出孔8传播的时间长度称为AL(AcousticLength),这也是从节流孔12到喷出孔8的液体的体积固有振动周期的一半。在理想的状态下可以考虑通过使t4-t3与AL一致,液体喷出速度成为最大,但实际上可以使t4-t3处于0.7AL~1.3AL程度的范围内来使用。AL既能够根据流路的形状和液体的物性来算出,也能够改变t4-t3的值来进行喷出试验,作为液滴的速度为最快的时间而实验求得。另外,图1~5所示的单独流路32的AL为约6.7μs。
通过以上那样的主脉冲,能够实现液滴的喷出,但在本实施方式中,在主脉冲之后,发送取消脉冲。取消脉冲在主脉冲之后的时刻t5施加电压V2,使加压室10的体积增加后,在时刻t6施加电压V1,使加压室10的体积减少。取消脉冲的长度t6-t5设定得比主脉冲的长度t4-t3短。
取消脉冲例如基于下面的理由而施加。在上述的说明中,简单地说明了通过到达喷出孔8的压力波来喷出液滴,更详细来说,从喷出孔8先形成伸长的液柱,该液柱的后端断裂,液柱飞翔而去。此时,存在液柱的后端部的液体的速度比液柱的中央部的液体的速度慢的情况,有时发生液柱的后端部与液柱的中央部成为不同的液滴的分滴。若这些液滴着落于印刷纸张P的不同的位置,则通过本来应该成为1个像素的喷出而形成了2个像素,记录精度有时降低。在这样的情况下,通过取消脉冲将由主脉冲形成的液柱的后端部分引入到喷出孔8、或者将应该成为液柱的后端部分的压力波拉回到下倾路内部,由此能够抑制分滴。
取消脉冲的长度t6-t5若较短则上述的效果较小,若变长则拉回的效果过大而导致液滴的喷出速度下降,或者若通过变长而接近AL则会通过取消脉冲发生喷出。因此对于图1~5所示的液体喷出头,取消脉冲的长度设定为1.0~2.5μs程度。此外,基于上述理由,该长度设为0.1AL以上,优选设为0.2AL以上,且该长度设为0.5AL以下,优选设为0.4AL以下,更优选设为0.3AL以下。
从主脉冲到取消脉冲的时间t5-t4设定为AL以下的时间,以便于进行拉回液柱的动作。若t5-t4短则拉回液柱的效果过大而导致液滴的喷出速度下降,因此优选t5-t4设为0.1AL以上,尤其是优选设为0.25AL以上。此外,若t2-t1短则拉回液柱的效果减小,因此优选t5-t4设为0.6AL以下,尤其优选设为0.5AL以下。
在驱动信号中,包含上述的主脉冲和取消脉冲。驱动信号基本上是为了在印刷纸张P上形成1个像素而发送的信号,通过按照每个规定的驱动周期发送或不发送,从而使像素记录或不记录。对于主脉冲与取消脉冲的组合,最简单的就是在主脉冲之后发送取消脉冲。另外,也可以在发送多个主脉冲之后发送取消脉冲,或发送2次以上在主脉冲之后发送取消脉冲的脉冲组。在这样的情况下,由各主脉冲喷出的液滴在飞翔中一体化而成为1个液滴或在印刷纸张P上扩散而一体化等,从而在印刷纸张P上形成1个像素。
在驱动信号中,还可以包含预脉冲。预脉冲在主脉冲之前的时刻t1施加电压V2,使加压室10的体积增加后,在时刻t2施加电压V1,使加压室10的体积减少。预脉冲的长度t2-t1设定得比主脉冲的长度t4-t3短。
预脉冲例如基于下面的理由而施加。1个是抑制由主脉冲产生的液柱的前端部的液体的速度与液柱的中央部的液体的速度相比更快而发生液柱的前端部与液柱的中央部成为不同的液滴的分滴。标准而言,因为由主脉冲产生的液体的体积速度逐渐变大,达到最大之后,逐渐变小,所以比较难以发生这样的情况,但有时在使主脉冲的波形成为复杂的波形的情况下会发生或由于后述的残留振动、串扰的影响而发生。在那样的情况下,在产生由主脉冲产生的压力波的前端部分时,基于预脉冲的振动,使液体成为难以前往喷出孔8的状态,由此由主脉冲产生的压力波的前端部分的体积速度减小,变得难以发生分滴。
施加预脉冲的另一个理由是为了减小在形成了前面的像素的喷出后残留的液体的残留振动的影响。残留振动是基于在前面的驱动周期中是否喷出了液体、在为了灰度表现而使用了多个不同的驱动信号的情况下使用了哪个驱动信号、还有周围的位移元件50的位移、从歧管5传来的液体的振动而产生的各种影响调和而成的,因此难以成为恒定状态。残留振动的状态使主脉冲所产生的压力波的状态变动,因而成为喷出特性的偏差的原因。因此通过在主脉冲之前发送预脉冲,从而主脉冲被发送时的残留振动的状态成为主要由预脉冲产生的振动残留的状态,预脉冲前的残留振动对主脉冲造成的影响相对减小,能够减小喷出特性的偏差。
在驱动周期的长度相对于驱动信号的长度或AL的比例较小的情况下,减小残留振动的影响非常重要。若驱动周期成为驱动信号(在使用多个不同的驱动信号的情况下为最长的驱动信号)的3倍以下尤其是2倍以下则残留振动的影响变大。另外,所谓驱动周期为驱动信号的2倍以下,是指与发送驱动信号的期间的时间长度相比,驱动信号之间的时间长度更短。此外,如果用另一种说法,就是若驱动信号间的时间长度为AL的4倍以下尤其是2倍以下则残留振动的影响变大。AL是固有振动周期的一半,所谓AL的4倍以下、2倍以下是指分别相当于2个固有振动周期、1个固有振动周期,固有振动衰减的时间仅此而已、非常短。此外,即使主脉冲为1个,驱动信号的长度也为AL以上,为2AL程度或者较之更长,因此若驱动周期为AL的6倍以下尤其是4倍以下则残留振动的影响增大。
无论以哪个效果为目的,预脉冲的长度t2-t1若较短则上述的效果小,若变长则将主脉冲的压力波的前端的体积速度降低的效果变得过大,液滴的喷出速度下降,或者若通过变长而接近AL则会发生基于预脉冲的喷出。因此对于图1~5所示的液体喷出头,预脉冲的长度设定为0.5~2.5μs程度。此外,基于上述理由,该长度设为0.05AL以上,优选设为0.1AL以上,该长度设为0.5AL以下,优选设为0.4AL以下,更优选设为0.3AL以下。
若从预脉冲到主脉冲的时间t3-t2设为AL以下的时间,则能够降低由主脉冲产生的压力波的前端的体积速度。此外,在力图抑制残留振动的影响的情况下,由于驱动周期本来就很短,因此没有太多在时间上与主脉冲隔开的富余。若t3-t2较短,则液滴的喷出速度下降,抑制分滴的预脉冲的效果减弱,因此优选t3-t2设为0.05AL以上,尤其是优选设为0.1AL以上。此外,若t3-t2较长则预脉冲的效果减弱,因此优选t3-t2设为0.6AL以下,尤其是优选设为0.4AL以下。
另外,以上说明示出了将电压在2个值之间切换而使位移元件50在2个位移位置之间移动的示例,但只要加压室10的体积变化进行上述的喷出动作,也可以驱动电压使用更多的电压值、或调整电压的变化率等。
若利用这样的驱动信号来进行记录则有时会发生串扰。作为主要的串扰,在压位移元件50产生位移时,由于位移元件50收缩,因此存在如下情况:该应力给相邻的位移元件带来影响;加压室10中的液体的振动通过流路构件4传递到相邻的加压室10;加压室10中的液体的振动经由节流孔12传递到副歧管5a,进而传递到与副歧管5a相连的加压室10。为了抑制这样的串扰,可以考虑对驱动信号施加延迟时间的延迟来向位移元件50发送。这是对于正要在某时刻t发送驱动信号的时候在时刻(t+延迟时间)发送驱动信号的处理,通过不同时对被配置为矩阵状的加压室10中与相邻的加压室10相连接的位移元件50发送驱动信号,具有抑制上述的主要的串扰中最初的2个串扰的效果。
另外,在此所说的相邻的加压室10详细来说指的是,属于不同的加压室列且相邻的加压室10,也是在加压室列排列的方向即行方向上相邻的加压室10。还是间隔的距离最近的加压室10,更具体来说,是大致菱形(更普遍为大致平行四边形)的边对置地相邻的加压室10。然后,这样的驱动只要开始例如对与图3的F1、F3、F5、F7、F9、F11、F13、F15的加压室列相对应的位移元件50发送没有延迟的驱动信号,对与F2、F4、F6、F8、F10、F12、F14、F16的加压室列相对应的位移元件50施加延迟来发送驱动信号即可。
所谓的在加压室列间施加延迟来发送驱动信号就是上述的意思。在加压室列有3列以上的情况下,相对于最初驱动的基准的加压室列,对其他行的加压室列设定延迟时间。此外,对于在行方向上相邻的2个加压室列,设定(未施加延迟的情况也考虑为延迟时间是0)不同的延迟时间。若仅着眼于这2个加压室列,则对延迟时间长的加压室列相对于延迟时间短的加压室列而会施加一个2个加压列的延迟时间的差的延迟。
在此所说的驱动信号指的是,一系列的电压变化中从最初开始施加与待机状态不同的电压到最后返回至待机状态的信号。即,所谓的施加延迟开始发送驱动信号意味着使其延迟地发送驱动信号,以使其最初施加的电压变化的定时延迟。对此,例如只要预先记录电压从待机状态开始变化到返回至待机状态的电压变化的数据,基于该数据使用计时器或时钟等来送出发送驱动波形的定时即可。此外,即使对于预先记录的数据的最初的部分,先施加与待机状态相同的电压,然后再加入电压变化的驱动信号的数据,也能够使开始发送驱动信号的定时延迟。
此外,除了上述的实施方式以外,在具有多个加压室列的液体喷出头2中,对与属于1个加压室列的加压室10相对应的位移元件50同时发送驱动信号(以下有时将该处理简单称为对加压室列发送驱动信号),并对相邻的加压室列发送使至少一方延迟的驱动信号,由此也通过不同时发送驱动信号,使驱动方法变得简单(由此,进行驱动信号的控制的驱动器IC等的结构变得简单、且廉价),并且能够降低串扰。另外,在此,为了印刷图像,在发送具有电压变化的、使液滴喷出的驱动信号的基础上,还配合发送无电压变化且不使液滴喷出的信号,来表现了对加压室列发送驱动信号。此外,除了发送无电压变化且不使液滴喷出的信号以外,也可以发送虽然电压变化但不使液滴喷出的信号,使液体发生振动,从而抑制液体中的固形成分等的粘合。
而且,若使驱动信号延迟,则一直维持不动,喷出的液滴的着落位置会偏离。可以根据延迟时间的值,若着落位置的偏离给画质带来的影响在可以容许的范围内,则维持不变地使用,也可以根据延迟时间使喷出孔8的配置移动等,从而提高着落位置的精度。
若使用包含主脉冲、取消脉冲以及根据需要包含预脉冲在内的驱动信号并进行使一部分的驱动信号延迟发送的控制来进行印刷,则根据延迟的方法不同而存在印刷的偏差的程度变化的情况。这是液滴的喷出速度出现了差异的结果,其原因可以考虑如下。
多个加压室10的上部由1个压电致动器基板21覆盖,在位移元件50产生位移的情况下,根据该位移的状态,通过相连接的压电致动器基板21,会对相邻的位移元件产生影响。例如,位移元件50弯曲与位移元件50平坦的情况相比,在由于位移元件50弯曲从而使加压室20的体积减少的情况下,相邻的位移元件50由于成为被处于弯曲的位移元件50在平面方向上拉伸的状态,因此成为比通常难以位移的状态。在这样的情况下,即使施加相同的驱动信号,位移量也比通常小,所以喷出特性发生变动。
因此,在使位移元件50位移时,优选使得与周围的位移元件50的状态相同。对此,例如只要在对1个位移元件50发送驱动信号时,通过延迟时间的设定,设为对相邻的位移元件50不发送驱动信号的状态即可,但在该方法中,在有限的1驱动周期中无法将驱动信号完全收进。
因此,在本发明的驱动方法中,使得发送取消脉冲或者预脉冲时的相邻的位移元件50的状态、即发送到相邻的位移元件50的驱动信号的状态尽可能接近恒定。这是因为,主脉冲使得增大体积的电压变化与减小体积的电压变化所产生的压力波互相增强(相位差在-90~90度,接近0度),提供给液体的能量较大,而取消脉冲、预脉冲使得增大体积的电压变化与减小体积的电压变化所产生的压力波互相减弱(相位差在90~270度,接近180度),提供给液体的能量较小,所以对于干扰的变动变大。此外,这是因为主脉冲自身通过取消脉冲或者预脉冲而被稳定化,成为难以受到变动的状态,取消脉冲或者预脉冲成为相对容易受到变动的影响的状态。
此外,在印刷后的状态下,喷出特性的偏差容易引起注意的是连续形成了相同的像素尺寸的情况。即,在根据像素尺寸赋予灰度差来印刷照片那样的图像的情况下,即使印刷状态有一点点变动,若与包含在原来的图像中的深浅的信息相比较,由于该变动小,因此难以被人知觉。相对于此,在连续印刷相同的像素尺寸的情况下,与印刷了文字或复杂的图像的情况相比,喷出特性的变动容易被人知觉。因此,只要使从相邻的加压室10通过喷出孔8喷出时的驱动信号的取消脉冲或者预脉冲的状态成为对喷出特性的影响小的状态,就能够减小喷出偏差。之后所说明的驱动方法在一般的印刷中也很有用,但尤其是在这样的印刷状态、即同一尺寸的像素被连续配置那样的印刷中很有用。尤其是在能进行灰度表现的液体喷出头中,与使用最大的像素尺寸的像素等来印刷的完全的实地印刷相比,若使用相当于中间灰度的像素尺寸的像素,一边在像素之间留下没有被印刷的部分(即是非实地印刷),一边排列像素进行印刷则容易引起注意,因此在这样的情况下、即在连续印刷中间灰度的像素尺寸的情况下,只要使取消脉冲或者取消脉冲的状态成为对喷出特性的影响小的状态,就能够减小喷出偏差。
首先,在由主脉冲和取消脉冲构成的驱动信号中,说明在对相邻的位移元件50不发送脉冲(主脉冲以及取消脉冲)的状态下发送取消脉冲的情况。即,在印刷纸张P上印刷连续的像素的情况下,或者在进行灰度表现时,在印刷纸张P上印刷连续的相同尺寸的像素的情况下,使得在对相邻的位移元件50不发送脉冲的状态下发送喷出成为那些像素的液滴的驱动信号的取消脉冲。此时,若在相邻的位移元件50的驱动信号已完成的状态发送取消脉冲,则直到发送完所有的驱动信号位置的时间非常长。因此,取消脉冲在相邻的位移元件50的驱动信号的主脉冲与取消脉冲之间发送。
图7中示出具体的驱动信号。图7的驱动信号是分别发送到相邻的加压室列的、延迟时间短的驱动信号和延迟时间长的驱动信号。若用另一种说法,则是延迟时间长的驱动信号相对于延迟时间短的驱动信号而言被施加延迟。延迟时间短的驱动信号由时刻ta3~4的主脉冲和时刻ta5~6的取消脉冲构成。延迟时间短的驱动信号由时刻tb3~4的主脉冲和时刻tb5~6的取消脉冲构成。各个驱动信号其自身相同,即电压差相同,且从时刻ta3到ta4~6的时间长度与从时刻tb3到tb4~6的时间长度相同。但是,各个驱动信号也可以设为略有不同的驱动信号,以使得所形成的像素尺寸接近。延迟时间短的驱动信号与延迟时间长的驱动信号的延迟时间的差为Dab。
然后,相邻的加压室列中,延迟时间短的驱动信号的时刻ta5~6的取消脉冲,在延迟时间长的驱动信号的主脉冲与取消脉冲之间的时刻tb4~5的期间中发送,并且延迟时间长的驱动信号的时刻tb5~6取消脉冲,在完成发送延迟时间短的驱动信号的取消脉冲的时刻ta6之后(更详细来说,下一个驱动周期的主脉冲之前)发送。由此,由于取消脉冲在对相邻的位移元件50不发送脉冲的期间被发送,因此各个取消脉冲的工作不易产生差异,能够减小喷出特性的差。在使用发送多个主脉冲的驱动波形的情况下,延迟时间短的驱动信号的取消脉冲也可以在延迟时间长的驱动信号的主脉冲与主脉冲之间发送。
另外,在包含预脉冲的驱动信号的情况下也同样地,通过延迟时间长的驱动信号的预脉冲在延迟时间短的驱动信号的主脉冲与预脉冲之间发送,并且延迟时间短的驱动信号的预脉冲在送出延迟时间长的驱动信号的预脉冲之前(更详细来说,前一个驱动周期的取消脉冲之后)发送,预脉冲也在对相邻的位移元件50不发送脉冲的期间发送,因此各个预脉冲的工作不易产生差异,能够减小喷出特性的差。
更具体来说,若对于驱动信号,将主脉冲的长度(ta4-ta3)设为8μs,将主脉冲与取消脉冲的间隔(ta5-ta4)设为4.5μs,将取消脉冲的长度(ta6-ta5)设为1.8μs,从一端起依次将16列的加压室列的延迟时间设为0μs(无延迟)和2.5μs,则满足上述关系就能够减小喷出特性的偏差。另外,该驱动信号喷出为直径约30μm的像素。在600dpi(像素间距约42μm)的印刷中,该像素尺寸成为中间灰度,为喷出量的偏差容易引起注意的像素尺寸,但通过设为这样的延迟时间,即使进行该像素尺寸排列的印刷也能够使印刷偏差难以引起注意。在发送与此相比像素尺寸更大的驱动信号、或更小的驱动信号时,只要以与此相同的延迟时间来发送,驱动器IC的电路等也会变得简单,所以优选。对于喷出量的偏差容易引起注意的像素尺寸,因为只要能够降低偏差即可,所以对于它们的驱动信号,上述条件也可以不成立,但若对于它们的驱动信号也使得上述条件成立,则更加优选。因此,也可以根据驱动信号的种类来改变延迟时间。
接下来,在由预脉冲、主脉冲和取消脉冲构成了驱动信号时,说明在对相邻的位移元件50发送有脉冲(主脉冲以及取消脉冲)的状态下发送取消脉冲或者预脉冲的一部分的情况。如上所述可以使发送预脉冲以及取消脉冲这两者的定时成为在对相邻的位移元件50不发送脉冲的状态,但即使由于液体的喷出量调整喷出速度等理由而要改变驱动信号,由于能够发送预脉冲以及取消脉冲的定时受到限制,因此存在难以像那样对定时进行调整的情况。因此,反之将取消脉冲或者预脉冲的一部分在对相邻的位移元件50发送有脉冲的状态的定时进行发送。
预脉冲以及取消脉冲基本上以减少由主脉冲喷出的液滴的量的方式来工作,因此若预脉冲以及取消脉冲在相邻的位移元件50的驱动信号的脉冲正在被发送的状态下发送,则其作用减弱,喷出量会增加。作为人的知觉的特性,在相同程度的像素尺寸的差异的情况下,与一部分成为较浓的状态相比,一部分成为较淡的状态容易被察觉到。因此,使得像素尺寸原本变小的预脉冲以及取消脉冲的双方在相邻的位移元件50的驱动信号的脉冲正在被发送的状态下不进行发送。而且,为了减弱预脉冲以及取消脉冲的作用,像素尺寸变小的液滴不被喷出,使得接近于主脉冲侧的电压变化在相邻的位移元件50的驱动信号的脉冲正在被发送的状态下不进行发送。
图8中示出具体的驱动信号。图8的驱动信号是分别发送到相邻的加压室列的、延迟时间短的驱动信号和延迟时间长的驱动信号。延迟时间短的驱动信号由时刻tc1~2的预脉冲、时刻tc3~4的主脉冲、和时刻tc5~6的取消脉冲构成。延迟时间短的驱动信号由时刻td1~2的预脉冲、时刻td3~4的主脉冲、和时刻td5~6的取消脉冲构成。各个驱动信号其自身相同,即,电压差相同,且从时刻tc1到tc2~6的时间长度与从时刻td1到td2~6的时间长度相同。但是,各个驱动信号也可以设为略有不同的驱动信号,以使得所形成的像素尺寸接近。延迟时间短的驱动信号与延迟时间长的驱动信号的延迟时间差为Dcd。
而且,通过如下中的至少一方从而难以产生像素尺寸小的(变薄的)状态:使预脉冲的加压室10的体积减少的信号,在发送到与相对于该加压室10在行方向上相邻的加压室10相对应的加压部50的主脉冲或取消脉冲被发送的期间中发送;或者使取消脉冲的加压室10的体积增加的信号在发送到与相对于该加压室10在行方向上相邻的加压室10相对应的加压部50的主脉冲或预脉冲被发送的期间中发送。另外,在此所说的在行方向上相邻的加压室10指的是沿行方向排列的加压室列有3列以上的情况下等,相对于属于中央的加压室列的加压室10而言,在行方向中的一个方向上相邻的加压室10、以及在其相反方向上相邻的加压室10的双方。
具体来说,在延迟时间短的驱动信号中,取消脉冲的使体积增加的信号(时刻tc5)在延迟时间长的驱动信号的在主脉冲(时刻td3~4)之间被发送的期间中发送,在延迟时间长的驱动信号中,预脉冲的使体积减少的信号(时刻td2)在延迟时间短的驱动信号的在主脉冲(时刻tc3~4)之间被发送的期间中发送。
延迟时间短的驱动信号的取消脉冲的使体积增加的信号(时刻tc5),也可以在延迟时间长的驱动信号的预脉冲(时刻td1~2)在之间被发送的期间中发送。此外延迟时间长的驱动信号的预脉冲的使体积减少的信号(时刻td2),也可以在延迟时间短的驱动信号的预脉冲(时刻tc5~6)在之间被发送的期间中发送。在预脉冲彼此之间、取消脉冲彼此之间未设为这样的关系是因为,若如此设定,则2个波形彼此会在时间上接近地被发送,各电压变化在时间上分别接近,所以串扰的影响变大。
在此,所谓的取消脉冲的使体积减少的信号被发送的时刻就是时刻tc5。这是取消脉冲的使体积减少的信号开始被发送的时刻,是电压变化开始发生的时刻。关于预脉冲的使体积减少的信号也与此相同。此外,只要从电压变化发生的时刻到电压变化结束的时刻以加入到正在发送其他脉冲的期间中的方式来发送,就可以进一步使像素尺寸难以变小。
另外,在图8中,延迟时间短的驱动信号的取消脉冲(时刻tc5~6)整体在延迟时间长的驱动信号的主脉冲(时刻td3~4)之间被发送。虽然这不是必须的,但通过这样,可以进一步使像素尺寸难以变小。此外,延迟时间长的驱动信号的预脉冲(时刻td1~2)整体在延迟时间短的驱动信号的主脉冲(时刻tc3~4)之间被发送。虽然这也不是必须的,但通过这样,可以进一步使像素尺寸难以变小。
此外,只要使得预脉冲与取消脉冲的双方不与其他脉冲重叠、即通过设为如下二者中的任意一者就可以使像素尺寸不变大:在1个驱动信号中,预脉冲的使加压室10的体积减少的信号在发送到与相对于该加压室10在行方向上相邻的加压室10相对应的加压部50的主脉冲或取消脉冲被发送的期间中发送,或取消脉冲的使加压室10的体积增加的信号在发送到与相对于该加压室10在行方向上相邻的加压室10相对应的加压部50的主脉冲或预脉冲被发送的期间中发送。
以上的喷出条件若加压室列有3列以上,则相邻的加压室列存在有2个加压室列,因此延迟时间的设定变复杂,但设定为满足上述条件即可。尤其是若加压室列为4列以上,则有2个相邻的加压室列的加压室列成为加压室列的一半以上,能设定的延迟时间也变为3个(由于1个加压室列认为无延迟),因此即使随机地进行改变延迟时间的试验,也难以降低印刷偏差,需要进行对上述那样的条件进行了考虑的延迟时间的设定。
此外,在彼此相邻的加压室列有3个以上的情况下,存在有2个相邻的加压室列的加压室列,但在该情况下,对于上述的条件,无论是预脉冲、取消脉冲中的哪一个,都可以重叠1个其他脉冲,也可以重叠2个其他脉冲。这是因为,重叠有2个其他脉冲的情况所带来的影响与重叠有1个其他脉冲的情况所带来的影响的差,与相对于未与其他脉冲重叠的情况而言重叠有1个其他脉冲的情况所带来的影响相比较小。这是因为,由于处于与其他脉冲重叠1个的状态,位移元件50受到应力,因此即使从与相邻的加压室10相对应的位移元件50相同程度地受到应力,进一步变化的余地也很小,对位移造成的影响小。
但是,在与其他脉冲重叠1个的状态、和与其他脉冲重叠2个的状态之间仍存在差别,而且最边端的加压室列的相邻的加压室列为1个,无法成为与其他脉冲重叠2个的状态,因此设为与其他脉冲重叠1个的状态为佳。
图9(a)~(c)中示出具体的驱动信号和延迟时间的例。图分别是发送到16列的加压室列的、40kHz的驱动周期的1个周期即25μs的驱动信号。着色了的部分表示发送有使加压室的体积变大的脉冲的时间带。即,相当于图6(a)的t1~t2、t3~t4、t5~t6的时间被着色。驱动信号都是预脉冲的长度(t2-t1)为1μs,预脉冲与主脉冲的间隔(t3-t2)为2.2μs,主脉冲的长度(t4-t3)为6.2μs,主脉冲与取消脉冲的间隔(t5-t4)为2.4μs,取消脉冲的长度(t6-t5)为1.6μs。
在图9(a)所示的驱动方法中,从加压室列的一端起依次将延迟时间设为0、3、6、9、12、15、18、13、0、3、6、9、12、15、18、13μs。通过这样,各驱动信号成为:预脉冲的使加压室10的体积减少的信号(预脉冲的主脉冲侧的电压变化)与取消脉冲的使加压室10的体积增加的信号(取消脉冲的主脉冲侧的电压变化)中的至少一方与发送到相邻的加压室10的其他脉冲重叠的状态,因此能够减小喷出偏差。
在图9(b)所示的驱动方法中,从加压室列的一端起依次将延迟时间设为4、0、8、4、12、8、16、12、20、16、24、20、3、24、7、3μs。通过这样,各驱动信号成为预脉冲与取消脉冲的其中一方与发送到相邻的加压室10的主脉冲重叠的状态,因此能够进一步减小喷出偏差。
在图9(c)所示的驱动方法中,从加压室列的一端起依次将延迟时间设为0、5、6.8、8.6、10.6、12.6、14.6、10.2、0、5、6.8、8.6、10.6、12.6、14.6、10.2μs。通过这样,各驱动信号为预脉冲与取消脉冲的其中一方与发送到相邻的加压室10的主脉冲重叠的状态,而且,重叠的主脉冲为1个,因此能够进一步减小喷出偏差。
此外,以上着眼于压力传播所引起的串扰进行了说明,进一步对液体的供给进行考虑,而优选对延迟时间进行调整。若驱动频率变高,则平均每单位时间的喷出次数增加,平均每单位时间的液体喷出总量增加。被喷出的液体通过歧管5被供给到加压室10,但若液体喷出的总量增加,则有时液体的供给跟不上而变为无法喷出液体。
若由于发送驱动波形,本来应喷出的每单位时间的液体喷出的总量超过每单位时间的可供给量,则会发生即使施加驱动波形也无法喷出的情况,变为无法正常进行所有喷出。而且,即使每单位时间的液体喷出的总量平均而言没有超过每单位时间的可供给量,也有时无法喷出。即,在歧管5内,开有多个与加压室10相连的流路的开口,若这些开口中,距离上接近的开口在时间序列上接近而力图吸入歧管5内的液体,则有时液体变为局部供给不足而无法喷出。
在歧管5中,通过错开施加到与从加压室10相连的流路的开口所相邻的加压室10相对应的位移元件50的驱动信号,能够抑制这样的局部的供给不足。
从歧管5将液体进入到加压室10中是在驱动信号中使加压室10的体积增加的信号之后。在取消脉冲或预脉冲中,在使体积增加的信号之后,马上紧接着使体积减少的信号,所以从歧管5引入的液体的量很少。与它们相比较,主脉冲引入的液体的量多,若对与在歧管5上接近的开口相连的加压室10所对应的位移元件50在时间序列上接近地发送主脉冲则有可能发生供给不足。
如上所述,相邻的加压室10彼此之间,对发送到其中一方的驱动信号施加延迟。在歧管5中相连的加压室列是彼此相邻的2行加压室列的情况下,通过该延迟,能够抑制供给不足的发生。但是,在3行以上的加压室列相连的情况下等,将一行加压室列夹在中间而相邻的加压室列会在歧管5中相连,所以在从属于那些加压室列的加压室10相连的歧管5内的开口接近的情况下,优选调整发送到它们的驱动信号的定时。
若施加主脉冲的使加压室10的体积增加的信号,则加压室10的体积花费约AL/2的时间而达到最大。因此,在对属于不同的加压室列的加压室10中与从加压室10相连的歧管5内的开口间的距离最近的加压室10相对应的位移元件50发送主脉冲时,只要调节各自的延迟时间,以使发送主脉冲中的使体积增加的信号的定时错开AL/2以上,就能够抑制局部的供给不足。
符号说明
1打印机
2液体喷出头
4流路构件
5歧管(共同流路)
5a副歧管
5b开口
6单独供给流路
8喷出孔
9加压室组
10加压室
11a、b、c、d加压室列
12节流孔
15a、b、c、d喷出孔列
21压电致动器基板
21a压电陶瓷层(振动板)
21b压电陶瓷层
22~31板
32单独流路
34共同电极
35独立电极
35a独立电极主体
35b引出电极
36连接电极
50位移元件
Claims (9)
1.一种液体喷出头的驱动方法,其特征在于,
所述液体喷出头具备:流路构件,其具有多个喷出孔以及与该多个喷出孔分别相连的多个加压室;和压电致动器基板,其覆盖所述多个加压室地层叠于所述流路构件,具有对所述多个加压室中的液体分别加压的多个加压部,其中,所述流路构件包含多个所述加压室呈直线状排列而成的多个加压室列,该多个加压室列在行方向上相邻排列,
发送到所述加压部的驱动信号包含:主脉冲,其使与该加压部相对应的所述加压室的体积增加之后,使该加压室的体积减少而使液体喷出;预脉冲,其在发送1个或者多个该主脉冲之前发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出;和取消脉冲,其在发送1个或者多个所述主脉冲之后发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出,
对与各个所述加压室列相对应的所述加压部同时开始发送驱动信号,并且在相邻的所述加压室列间施加延迟来发送驱动信号,
发送到各个所述加压部的驱动信号是如下两者中的至少一方:
所述预脉冲的使所述加压室的体积减少的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述取消脉冲被发送的期间中发送,
或者所述取消脉冲的使所述加压室的体积增加的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述预脉冲被发送的期间中发送。
2.根据权利要求1所述的液体喷出头的驱动方法,其特征在于,
发送到所述各个加压部的驱动信号是如下两者中的任意一方:
所述预脉冲的使所述加压室的体积减少的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述取消脉冲被发送的期间中发送,
或者所述取消脉冲的使所述加压室的体积增加的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述预脉冲被发送的期间中发送。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷出头的驱动方法,其特征在于,
对于发送到所述各个加压部的驱动信号,
在所述预脉冲的使所述加压室的体积减少的信号在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述取消脉冲被发送的期间中发送的情况下,所述预脉冲的整体,在所述主脉冲或所述取消脉冲被发送的期间中发送,
在所述取消脉冲的使所述加压室的体积增加的信号在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述预脉冲被发送的期间中发送的情况下,所述取消脉冲的整体,在所述主脉冲或所述预脉冲被发送的期间中发送。
4.根据权利要求1或2所述的液体喷出头的驱动方法,其特征在于,
对于发送到所述各个加压部的驱动信号,
在所述预脉冲的使所述加压室的体积减少的信号在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲被发送的期间中发送的情况下,所述预脉冲的整体,在所述主脉冲被发送的期间中发送,
在所述取消脉冲的使所述加压室的体积增加的信号在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲被发送的期间中发送的情况下,所述取消脉冲的整体,在所述主脉冲被发送的期间中发送。
5.根据权利要求1或2所述的液体喷出头的驱动方法,其特征在于,
所述流路构件具有与多个所述加压室相连的共同流路,并且在该共同流路中,设置有与多个所述加压室相连的开口,
对于各个所述开口,发送到
与该开口相连的所述加压室所对应的所述加压部、和
将与该开口相连的所述加压室所属的所述加压室列设为第一加压室列,在与属于与所述第一加压室列不同的所述加压室列的所述加压室相连的所述开口中,与所述共同流路内的该开口的距离最短的所述开口相连的所述加压室所对应的所述加压部
的驱动信号开始发送的定时之差为液体的压力波从所述加压室到所述喷出孔传递的时间即AL的一半以上地施加延迟来发送。
6.一种液体喷出头的驱动方法,其特征在于,
所述液体喷出头具备:流路构件,其具有多个喷出孔以及与该多个喷出孔分别相连的多个加压室;和压电致动器基板,其覆盖所述多个加压室地层叠于所述流路构件,具有对所述多个加压室中的液体分别加压的多个加压部,其中,所述流路构件包含多个所述加压室呈直线状排列而成的多个加压室列,该多个加压室列在行方向上相邻排列,
发送到所述加压部的驱动信号包含:主脉冲,其使与该加压部相对应的所述加压室的体积增加之后,使该加压室的体积减少而使液体喷出;和取消脉冲,其在发送1个或者多个所述主脉冲之后发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出,
对与各个所述加压室列相对应的所述加压部同时开始发送驱动信号,并且在相邻的所述加压室列间施加延迟来发送驱动信号,
对于发送到各个所述加压部的驱动信号,
发送到与在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部中的一方的所述加压部的、未施加延迟的驱动信号的所述取消脉冲,在发送到另一方的所述加压部的、施加有延迟的驱动信号的所述主脉冲与所述取消脉冲被发送之间、或者发送多个所述主脉冲的情况下的所述主脉冲与所述主脉冲被发送之间发送,
并且施加有延迟的驱动信号的所述取消脉冲,在未施加延迟的驱动信号的所述取消脉冲被发送完成之后发送。
7.根据权利要求6所述的液体喷出头的驱动方法,其特征在于,
所述流路构件具有与多个所述加压室相连的共同流路,并且在该共同流路中,设置有与多个所述加压室相连的开口,
对于各个所述开口,发送到
与该开口相连的所述加压室所对应的所述加压部、和
将与该开口相连的所述加压室所属的所述加压室列设为第一加压室列,在与属于与所述第一加压室列不同的所述加压室列的所述加压室相连的所述开口中,与所述共同流路内的该开口的距离最短的所述开口相连的所述加压室所对应的所述加压部
的驱动信号开始发送的定时之差为液体的压力波从所述加压室到所述喷出孔传递的时间即AL的一半以上地施加延迟来发送。
8.一种记录装置,其特征在于具备:
液体喷出头,其具备:流路构件,其具有多个喷出孔以及与该多个喷出孔分别相连的多个加压室;和压电致动器基板,其覆盖所述多个加压室地层叠于所述流路构件,并且具有对所述多个加压室中的液体分别加压的多个加压部,其中,所述流路构件包含多个所述加压室呈直线状排列而成的多个加压室列,该多个加压室列在行方向上相邻排列;
输送部,其对所述液体喷出头输送记录介质;和
控制部,其对所述液体喷出头进行控制,
所述控制部发送的驱动信号包含:主脉冲,其使与所述加压部相对应的所述加压室的体积增加之后,使该加压室的体积减少而使液体喷出;预脉冲,其在发送1个或者多个该主脉冲之前发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出;和取消脉冲,其在发送1个或者多个所述主脉冲之后发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出,
对与各个所述加压室列相对应的所述加压部同时开始发送驱动信号,并且在相邻的所述加压室列间施加延迟来发送驱动信号,
所述控制部对各个所述加压部发送的驱动信号是如下两者中的至少一方:
所述预脉冲的使所述加压室的体积减少的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述取消脉冲被发送的期间中发送,
或者所述取消脉冲的使所述加压室的体积增加的信号,在发送到与相对于该加压室在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部的所述主脉冲或所述预脉冲被发送的期间中发送。
9.一种记录装置,其特征在于具备:
液体喷出头,其具备:流路构件,其具有多个喷出孔以及与该多个喷出孔分别相连的多个加压室;和压电致动器基板,其覆盖所述多个加压室地层叠于所述流路构件,并且具有对所述多个加压室中的液体分别加压的多个加压部,其中,所述流路构件包含多个所述加压室呈直线状排列而成的多个加压室列,该多个加压室列在行方向上相邻排列;
输送部,其对所述液体喷出头输送记录介质;和
控制部,其对所述液体喷出头进行控制,
所述控制部发送的驱动信号包含:主脉冲,其使与所述加压部相对应的所述加压室的体积增加之后,使该加压室的体积减少而使液体喷出;和取消脉冲,其在发送1个或者多个该主脉冲之后发送,并与所述主脉冲相比使该加压室的体积短时间增加之后,使该加压室的体积减少而不使液体喷出,
对与各个所述加压室列相对应的所述加压部同时开始发送驱动信号,并且在相邻的所述加压室列间施加延迟来发送驱动信号,
对于所述控制部对各个所述加压部发送的驱动信号,
发送到与在所述行方向上相邻的所述加压室相对应的所述加压部中的一方的所述加压部的、未施加延迟的驱动信号的所述取消脉冲,在发送到另一方的所述加压部的、施加有延迟的驱动信号的所述主脉冲与所述取消脉冲被发送之间、或者发送多个所述主脉冲的情况下的所述主脉冲与所述主脉冲被发送之间发送,
并且施加有延迟的驱动信号的所述取消脉冲,在未施加延迟的驱动信号的所述取消脉冲被发送完成之后发送。
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