CN115805760A - 喷墨头 - Google Patents

Abstract

提供一种喷墨头，抑制小液滴的产生。喷墨头具备：压力室，容纳墨水；喷嘴板，具备与压力室连通的喷嘴；致动器，与压力室对应地设置，使压力室的容积位移；以及驱动电路，驱动致动器。驱动电路以包含扩张波形、收缩波形、第一弱收缩波形以及第二弱收缩波形的驱动波形来驱动致动器。

Description

喷墨头

技术领域

本发明的实施方式涉及喷墨头。

背景技术

在喷墨头中，有时从喷嘴喷出的主要的墨滴(主液滴)所附带而产生被称为卫星液滴或墨雾等的小液滴。这样的小液滴导致打印质量的下降。因此，要求开发抑制小液滴的产生的喷墨头。

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的实施方式所要解决的技术问题是提供一种抑制小液滴的产生的喷墨头。

用于解决问题的技术方案

在一个实施方式中，喷墨头具备：压力室，容纳墨水；喷嘴板，具备与压力室连通的喷嘴；致动器，与压力室对应地设置，并使压力室的容积位移；以及驱动电路，驱动致动器。驱动电路以驱动波形驱动致动器，所述驱动波形包括扩张波形、收缩波形、第一弱收缩波形以及第二弱收缩波形。扩张波形是向压力室的容积扩张的方向驱动致动器的波形。收缩波形是向压力室的容积收缩的方向驱动致动器的波形。第一弱收缩波形位于扩张波形与收缩波形之间。第一弱收缩波形是向压力室的容积收缩得比收缩波形引起的收缩弱的方向驱动致动器的波形。第二弱收缩波形位于收缩波形之后。第二弱收缩波形是向压力室的容积收缩得比收缩波形引起的收缩弱的方向驱动致动器的波形。

附图说明

图1是表示一个实施方式的喷墨头的立体图。

图2是表示该喷墨头的主体的俯视图。

图3是该喷墨头的主体的A-A纵剖视图。

图4是该喷墨头的主体的B-B纵剖视图。

图5是用于说明该喷墨头的动作原理的图。

图6是表示喷墨打印机的硬件结构的框图。

图7是表示该喷墨打印机中的头驱动电路的主要部分电路结构的图。

图8是表示该头驱动电路所包含的波形产生电路的主要部分电路结构的框图。

图9是表示与该波形产生电路相关的状态数据与驱动模式数据的对应关系的图。

图10是本实施方式中使用的驱动波形的说明图。

图11是表示驱动波形、压力室的压力波形以及墨水的流速波形的时序图。

图12是以1～3滴形成1个点的情况下使用的驱动波形的说明图。

图13是表示实施方式所涉及的墨水的飞行状态的附图代用照片。

附图标记说明

2…喷嘴，3…头主体，4…头驱动器，14、141、142…压电部件，16…喷嘴板，21…电极，24、241、242、243…压力室，25、251、252、258…致动器，100…喷墨头(头)，101…头驱动电路，102…通道组，200…喷墨打印机(打印机)，201…处理器，202…ROM，203…RAM，204…操作面板，205…通信接口，206…输送电机，207…电机驱动电路，208…泵，209…泵驱动电路，300…充放电电路，400…波形产生电路，401…时间设定寄存器，402…选择器，403…定时器，404…状态计数器，405…驱动模式存储器，500…电源电路。

具体实施方式

以下，使用附图对实施方式进行说明。

本实施方式中，作为按需方式的喷墨头，例示压电方式的喷墨头。

图1是表示压电方式的喷墨头100的立体图。喷墨头100是剪切模式共用壁式(シェアードウォールタイプ)。以下，将喷墨头100称为头100。

头100由具备用于喷出墨水的多个喷嘴2的头主体3、产生驱动信号的头驱动器4、墨水供给口5以及墨水排出口6的歧管7构成。头驱动器4具备2个驱动器IC41、42。各驱动器IC41、42的电路结构相同。各驱动器IC41、42包括后述的头驱动电路101。

头100根据从头驱动器4产生的驱动信号，从喷嘴2喷出从作为墨水供给单元的墨水供给口5供给的墨水。另外，头100将从墨水供给口5流入的墨水中的未从喷嘴2喷出的墨水从墨水排出口6排出。

图2是头主体3的俯视图。另外，图3是图2所示的头主体3的A-A纵剖视图，图4是图3所示的头主体3的B-B横剖视图。

如图2所示，头主体3由压电部件14、底基板15、喷嘴板16以及框部件17构成。头主体3以底基板15为基础。而且，在该底基板15上接合框部件17，在框部件17中接合压电部件14。头主体3在框部件17上粘接喷嘴板16。而且，如图3所示，头主体3将由底基板15、压电部件14以及喷嘴板16包围的中央部的空间作为墨水供给路18。另外，头主体3将由底基板15、压电部件14、框部件17以及喷嘴板16包围的周边部的空间作为墨水排出路19。喷嘴板16以规定的图案形成多个喷嘴2。

如图3所示，底基板15具有与墨水供给路18连通的孔22、与墨水排出路19连通的孔23。孔22通过歧管7与墨水供给口5连通。孔23通过歧管7与墨水排出口6连通。

如图4所示，压电部件14是在第一压电部件141层叠极性与该第一压电部件141相反的第二压电部件142而成的。第一压电部件141与第二压电部件142粘接。

如图3所示，压电部件14并列地形成从墨水供给路18向墨水排出路19相连的多个长槽26。而且，如图4所示，在各长槽26的内表面分别配设电极21。如图2所示，各电极21分别经由布线20与头驱动器4连接。由各长槽26和以覆盖各长槽26的方式粘接在第二压电部件142上的喷嘴板16的背面包围的空间分别成为压力室24。而且，喷嘴2与各压力室24一对一对应地连通。

如图4所示，形成相邻的压力室24之间的隔壁的压电部件14被各压力室24的电极21夹着。头主体3由压电部件14和其两侧的电极21构成致动器25。致动器25在通过由头驱动电路101生成的驱动信号而被施加电场时，以第一压电部件141与第二压电部件142的接合部为顶部而剪切变形为“く”字型。通过该致动器25的变形，压力室24的容积位移，处于压力室24的内部的墨水被加压。被加压的墨水从与该压力室24连通的喷嘴2喷出。即，头驱动电路101作为驱动致动器25的驱动电路发挥功能。

将1个压力室24、配设于该压力室24的电极21、以及与该压力室24连通的喷嘴2的组称为通道。即，头100具有与压力室24的数量相应的通道。以下，将压力室24的数量的通道称为通道组102(参照图6)。

接下来，使用图5对如上述的那样构成的头100的动作原理进行说明。

图5的(a)示出了分别配设在中央的压力室242和与该压力室242相邻的两个相邻的压力室241、243的各壁面的电极21的电位均为接地电位GND的状态。在该状态下，被压力室241和压力室242夹着的致动器251及被压力室242和压力室243夹着的致动器252均不受任何变形作用。

图5的(b)示出了对中央的压力室242的电极21施加负极性的电压－V，对两个相邻的压力室241、243的电极21施加正极性的电压+V的状态。在该状态下，对各致动器251、252，向与压电部件141、142的极化方向正交的方向作用电压V的2倍的电场。通过该作用，各致动器251、252以扩张压力室242的容积的方式分别向外侧变形。

图5的(c)示出了对中央的压力室242的电极21施加正极性的电压+V，对两个相邻的压力室241、243的电极21施加负极性的电压－V的状态。在该状态下，对各致动器251、252，向与图5的(b)时相反的方向作用电压V的2倍的电场。通过该作用，各致动器251、252以使压力室242的容积收缩的方式分别向内侧变形。

在压力室242的容积扩张或收缩的情况下，在压力室242内产生压力振动。通过该压力振动，压力室242内的压力升高，从而从与压力室242连通的喷嘴2喷出墨滴。

这样，将压力室241与压力室242隔开的致动器251和将压力室242与压力室243隔开的致动器252对将两个致动器251、252作为壁面的压力室242的内部施加压力振动。即，压力室242与分别相邻的压力室241及压力室243共用致动器25。因此，头驱动电路101无法单独地驱动各压力室24。头驱动电路101将各压力室24每隔n(n为2以上的整数)个分割为(n+1)个组而进行驱动。在本实施方式中，例示头驱动电路101将各压力室24每隔2个分成3个组进行分割驱动的、所谓的3分割驱动的情况。此外，3分割驱动只不过是一例，也可以是4分割驱动或5分割驱动等。

接下来，对使用头100的喷墨打印机200进行说明。以下，将喷墨打印机200称为打印机200。

图6是表示打印机200的硬件结构的框图。打印机200具备处理器201、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)202、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)203、操作面板204、通信接口205、输送电机206、电机驱动电路207、泵208、泵驱动电路209以及头100。另外，打印机200包括地址总线、数据总线等总线210。而且，打印机200将处理器201、ROM202、RAM203、操作面板204、通信接口205、电机驱动电路207、泵驱动电路209以及头100的驱动电路101分别直接或经由输入输出电路与该总线210连接。

处理器201相当于计算机的中枢部分。处理器201按照操作系统、应用程序，为了实现作为打印机200的各种功能而控制各部。处理器201例如是CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)。

ROM202相当于上述计算机的读出专用的主存储部分。ROM202存储上述的操作系统、应用程序。ROM202有时也存储处理器201执行用于控制各部的处理所需的数据。

RAM203相当于上述计算机的改写自如的主存储部分。RAM203存储处理器201执行处理所需的数据。另外，RAM203也被用作由处理器201适当改写信息的工作区。工作区包括展开印刷数据的图像存储器。

操作面板204具有操作部和显示部。操作部配置有电源键、送纸键、错误解除键等功能键。显示部能够显示打印机200的各种状态。

通信接口205从经由LAN(Local Area Network：局域网)等网络连接的客户终端接收印刷数据。例如当在打印机200中发生错误时，通信接口205向客户终端发送通知错误的信号。

电机驱动电路207控制输送电机206的驱动。输送电机206作为输送印刷纸张等记录介质的输送机构的驱动源发挥功能。当输送电机206启动时，输送机构开始输送记录介质。输送机构将记录介质输送到头100的印刷位置。输送机构将结束了印刷的记录介质从未图示的排出口排出到打印机200的外部。

泵驱动电路209控制泵208的驱动。当泵208进行驱动时，未图示的墨罐内的墨水被供给至头100。

头驱动电路101基于印刷数据来驱动头100的通道组102。

图7是表示头驱动电路101的主要部分电路结构的图。头驱动电路101包括充放电电路300、波形产生电路400以及电源电路500。充放电电路300将波形产生电路400和电源电路500电连接。此外，波形产生电路400及电源电路500也可以不包含于头驱动电路101，而位于与头100物理上分离的位置，并与充放电电路300电连接。

电源电路500将第一电压源501和第二电压源502串联连接。详细而言，电源电路500将第一电压源501的负极与第二电压源502的正极连接，将其连接点接地到零[V]的地。第一电压源501及第二电压源502均输出作为充放电电路300的充电目标的最大电压E[V]的一半直流电压E/2[V]。因此，与第一电压源501的正极连接的电源线La成为+E/2[V]的正电源线。与第二电压源502的负极连接的电源线Lb成为－E/2[V]的负电源线。与第一电压源501的负极和第二电压源502的正极的连接点连接的电源线Lc成为零[V]的接地线。

充放电电路300经由电源线La、电源线Lb以及电源线Lc与电源电路500的第一电压源501及第二电压源502连接。另外，充放电电路300也经由电源线Ld与+24[V]的基准电源VBG连接。

充放电电路300在正电源线La与负电源线Lb之间连接多个开关串联电路。详细而言，充放电电路300将开关元件611与开关元件612的开关串联电路、开关元件621与开关元件622的开关串联电路、…、开关元件691与开关元件692的开关串联电路连接在正电源线La与负电源线Lb之间。

另外，充放电电路300在各开关串联电路的开关元件相互连接点与接地线Lc之间分别连接开关元件613、开关元件623、…、开关元件693。而且，充放电电路300在相邻的开关串联电路的开关元件相互连接点之间连接由压电元件构成的静电电容性的致动器251、252(未图示)、…、258。

这样，致动器251、252、…、258连接在相邻的开关串联电路的开关元件相互连接点之间，因此致动器251、252、…、258的数量成为比开关串联电路的数量少“1”的数量。此外，作为表示开关串联电路的开关元件的符号，使用了“611”、“612”、…、“613”、“621”、“622”、…、“623”、“691”、“692”、…、“693”，但开关串联电路的数量并不限定于9个，由符号“251”、“252”、…、“258”表示的致动器的数量当然也不限定于8个。

各开关串联电路的开关元件中的与正电源线La连接的开关元件611、621、…、691是P型沟道的MOS晶体管。各开关串联电路的开关元件中的与负电源线Lb连接的开关元件612、622、…、692是N型沟道的MOS晶体管。因此，充放电电路300在正电源线La与负电源线Lb之间连接有多个P型沟道的MOS晶体管的源极/漏极间和N型沟道的MOS晶体管的源极/漏极间的串联电路。

开关元件613、623、…、693是N型沟道的MOS晶体管。因此，充放电电路300在各开关串联电路的开关元件相互连接点与接地线Lc之间，分别连接N型沟道的MOS晶体管的源极/漏极间。

P型沟道的MOS晶体管(开关元件611、621、…、691)的背栅与+24[V]的基准电源线Ld连接。N型沟道的MOS晶体管(开关元件612、622、…、692及开关元件613、623、…、693)的背栅与－E/2[V]的负电源线Lb连接。P型沟道的MOS晶体管(开关元件611、621、…、691)的栅极及N型沟道的MOS晶体管(开关元件612、622、…、692及开关元件613、623、…、693)的栅极均与波形产生电路400连接。

波形产生电路400产生用于控制各开关元件611、621、…、691、612、622、…、692及613、623、…、693的接通、断开的切换的控制波形。各开关元件611、621、…、691、612、622、…、692及613、623、…、693根据从波形产生电路400输出的控制波形来切换接通、断开。通过该接通、断开的切换，各致动器251、252、…、258被充电，并且被放电。

在此，隔着致动器251而相互连接的开关元件611、开关元件612及开关元件613、和开关元件621、开关元件622及开关元件623形成针对致动器251的充放电用的通电路径。另外，虽然没有图示，但隔着致动器252而相互连接的开关元件621、开关元件622及开关元件623、和开关元件631、开关元件632及开关元件633形成针对致动器252的充放电用的通电路径。关于其它的致动器253～258，也是同样的。因此，以下着眼于致动器251和形成向该致动器251的通电路径的6个开关元件611、612、613、621、622、623，继续本实施方式的说明。

图8是表示波形产生电路400的主要部分电路结构的框图。波形产生电路400具备时间设定寄存器401、选择器402、定时器403、状态计数器404及驱动模式存储器405。

时间设定寄存器401包括第一设定寄存器4011、第二设定寄存器4012、第三设定寄存器4013、第四设定寄存器4014、第五设定寄存器4015、第六设定寄存器4016及第七设定寄存器4017。在第一设定寄存器4011中设置时间Ta。在第二设定寄存器4012中设置时间Tb。在第三设定寄存器4013中设置时间Tc。在第四设定寄存器4014中设置时间Td。在第五设定寄存器4015中设置时间Te。在第六设定寄存器4016中设置时间Tf。在第七设定寄存器4017中设置时间Tg。

选择器402按照从状态计数器404输出的状态数据ST，依次选择在第一～第七设定寄存器4011～4017中分别设置的时间Ta、时间Tb、时间Tc、时间Td、时间Te、时间Tf、时间Tg。选择器402在定时器403设置所选择的时间。

定时器403对由选择器402设定的时间进行计时。然后，当对该时间计时结束时，定时器403将状态更新信号SA输出到状态计数器404。

状态计数器404是8进制计数器，在初始状态下，将状态数据ST重置为“0”。在该状态下，当从打印机200输入波形输出开始的触发信号时，状态计数器404将状态数据ST递增计数“1”。之后，每当从定时器403输入状态更新信号SA时，状态计数器404将状态数据ST每次递增计数“1”。然后，当将状态数据ST计数到上限值(由于是8进制计数器，所以是“7”)时，状态计数器404通过之后的状态更新信号SA的输入，将状态数据ST重置为“0”。状态计数器404将状态数据ST输出到选择器402和驱动模式存储器405。

以下，将初始状态的状态数据ST设为状态数据STa。将递增计数了“1”后的状态数据ST设为状态数据STb。以后，将各递增计数了“1”的状态数据设为状态数据STc、STd、STe、STf，将递增计数到上限值的“7”后的状态数据ST设为状态数据STh。

驱动模式存储器405与状态数据STa～STh分别对应地存储驱动模式数据。驱动模式数据是对形成向致动器251的通电路径的6个开关元件611、612、613、621、622、623的接通、断开进行控制的数据。驱动模式数据也是对形成向致动器252的通电路径的6个开关元件621、622、623、631、632、633的接通、断开进行控制的数据。

每当从状态计数器404输入状态数据STa～STh时，驱动模式存储器405按照与该状态数据STa～STh对应的驱动模式数据，产生用于控制各开关元件611、612、613、621、622、623、…的接通、断开的切换的驱动波形。

图9是表示状态数据STa～STh与驱动模式数据的对应关系的图。在状态数据STa的初始状态时，驱动模式数据成为开关元件623和开关元件613接通、开关元件621、开关元件622、开关元件611及开关元件612断开的数据。

在该状态下，向状态计数器404输入波形输出开始的触发信号，当状态数据从STa更新为STb时(时间点ta)，根据与从驱动模式存储器405输出的状态数据STb对应的驱动模式数据的驱动波形，开关元件613断开，开关元件612接通。此时，形成第一电压源501→开关元件611→致动器251→开关元件623→第一电压源501的闭合电路。其结果，致动器251以电压E/2[V]正向通电而被充电。

这样，在充电前半段，使用正极性的第一电压源501，以作为充电目标的最大电压E[V]的一半的中间电压E/2[V]对致动器251充电一半的电荷。

当状态数据从STa更新为STb时，选择器402选择第一设定寄存器4011。其结果是，定时器403对时间Ta进行计时。然后，对时间Ta进行计时，当定时器403超时时，状态数据从STb更新为STc。

当状态数据从STb更新为STc时(时间点tb)，根据与状态数据STc对应的驱动模式数据的驱动波形，开关元件623断开，开关元件622接通。此时，形成第一电压源501→开关元件611→致动器251→开关元件622→第二电压源502→第一电压源501的闭合电路。其结果是，致动器251以最大电压E[V]正向通电而被进一步充电。

这样，在充电后半段，使用正极性的第一电压源501和负极性的第二电压源502，以最大电压E[V]对致动器251充入电荷。通过以最大电压E[V]对致动器251充入电荷，致动器251被完全充电。

当状态数据从STb更新为STc时，选择器402选择第二设定寄存器4012。其结果是，定时器403对时间Tb进行计时。然后，对时间Tb进行计时，当定时器403超时时，状态数据从STc更新为STd。

当状态数据从STc更新为STd时(时间点tc)，根据与状态数据STd对应的驱动模式数据的驱动波形，开关元件622断开，开关元件623接通。此时，形成致动器251→开关元件611→第一电压源501→开关元件623→致动器251的闭合电路。其结果是，致动器251放电。

这样，在放电前半段，使电荷从致动器251返回到正极性的第一电压源501，对第一电压源501进行充电，并且使致动器251放电。

当状态数据从STc更新为STd时，选择器402选择第三设定寄存器4013。其结果是，定时器403对时间Tc进行计时。然后，对时间Tc进行计时，当定时器403超时时，状态数据从STd更新为STe。

当状态数据从STd更新为STe时(时间点td)，根据与状态数据STe对应的驱动模式数据的驱动波形，开关元件611断开，开关元件613接通。此时，形成致动器251→开关元件613→开关元件623→致动器251的闭合电路。其结果是，致动器251继续放电。

这样，在放电后半段，通过使致动器251的端子间循环，致动器251完全放电。

通过以上的充电、放电动作，头100在扩张压力室的容积而补充了墨水之后，使压力室的容积复原。通过该动作而在压力室中产生压力振动，从而从喷嘴喷出墨滴。喷出的定时为放电动作时。

当状态数据从STd更新为STe时，选择器402选择第四设定寄存器4014。其结果是，定时器403对时间Td进行计时。然后，对时间Td进行计时，当定时器403超时时，状态数据从STe更新为STf。

当状态数据从STe更新为STf时(时间点te)，根据与状态数据STf对应的驱动模式数据的驱动波形，开关元件623断开，开关元件621接通。此时，形成第一电压源501→开关元件621→致动器251→开关元件613→第一电压源501的闭合电路。其结果是，致动器251以E/2[V]反向通电而被充电。

这样，在逆充电前半段，使用正极性的第一电压源501，以最大电压E[V]的一半的中间电压E/2[V]对致动器251充电从反向到一半的电荷。

当状态数据从STe更新为STf时，选择器402选择第五设定寄存器4015。其结果是，定时器403对时间Te进行计时。然后，对时间Te进行计时，当定时器403超时时，状态数据从STf更新为STg。

当状态数据从STf更新为STg时(时间点tf)，根据与状态数据STg对应的驱动模式数据的驱动波形，开关元件613断开，开关元件612接通。此时，形成第一电压源501→开关元件621→致动器251→开关元件612→第二电压源502→第一电压源501的闭合电路。其结果是，致动器251以E[V]反向通电而被进一步充电。

这样，在逆充电后半段，使用正极性的第一电压源501和负极性的第二电压源502，以最大电压E[V]对致动器251从反向充入电荷。通过以最大电压E[V]对致动器251从反向充入电荷，致动器251被完全从反向充电。

当状态数据更新为STf～STg时，选择器402选择第六设定寄存器4016。其结果是，定时器403对时间Tf进行计时。然后，对时间Tf进行计时，当定时器403超时时，状态数据从STg更新为STh。

当状态数据从STg更新为STh时(时间点tg)，根据与状态数据STh对应的驱动模式数据的驱动波形，开关元件612断开，开关元件613接通。此时，形成致动器251→开关元件621→第一电压源501→开关元件613→致动器251的闭合电路。其结果是，致动器251放电。

这样，在放电前半段，使电荷从致动器251返回到正极性的第一电压源501，对第一电压源501进行充电，并且使致动器251放电。

当状态数据从STg更新为STh时，选择器402选择第七设定寄存器4017。其结果是，定时器403对时间Tg进行计时。然后，对时间Tg进行计时，当定时器403超时时，状态数据从STh返回到STa。

当状态数据从STh返回到STa时(时间点th)，根据与状态数据STa对应的驱动模式数据的驱动波形，开关元件621断开，开关元件623接通。此时，形成致动器251→开关元件623→开关元件613→致动器251的闭合电路。其结果是，致动器251继续放电。

这样，在放电后半段，通过使致动器251的端子间循环，致动器251完全放电。

通过以上的逆充电/放电动作，头100在使压力室的容积收缩后复原。通过该动作，消除了压力室的残留振动。

以后，每当向状态计数器404输入波形输出开始的触发信号，波形产生电路400反复执行同样的动作。通过这样的波形产生电路400的动作，充放电电路300对形成向致动器251的通电路径的6个开关元件611、612、613、621、622、623的接通、断开进行切换。

在此，通过3个开关元件621、622、623的接通、断开来控制施加电压的电极21是喷出墨水的1个通道(以下，称为喷出通道Ch.X)的电极。通过剩余的3个开关元件611、612、613的接通、断开来控制施加电压的电极21是与喷出通道Ch.X相邻的通道(以下，称为相邻通道Ch.X-1)的电极。致动器251被喷出通道Ch.X的电极21和相邻通道Ch.X-1的电极21夹着。因此，致动器251根据施加于喷出通道Ch.X的电极21的电压与施加于相邻通道Ch.X-1的电极21的电压的差分，反复进行充电或放电而进行驱动。通过适当地控制致动器251的驱动，能够从喷出通道Ch.X的喷嘴2喷出1滴墨滴。这样，将控制致动器251的驱动的波形称为驱动波形。

图10是在本实施方式中使用的驱动波形的说明图。在本实施方式中，作为驱动波形，使用第一驱动波形(I)和第二驱动波形(II)。

第一驱动波形(I)包括区间D的扩张波形、区间R的保持波形以及区间P的收缩波形。扩张波形对致动器251施加从0[V]的稳定状态向负的最大电压－E[V]变化的第一脉冲Pa。通过对致动器251施加第一脉冲Pa，致动器251在使喷出通道Ch.X的压力室24扩张的方向上驱动。

扩张波形在经过相当于区间D的时间Dt时，成为0[V]的稳定状态。通过使施加于致动器251的电压成为0[V]的稳定状态，致动器251在使压力室24复原的方向上驱动。

这样，在区间D中，喷出通道Ch.X的压力室24首先扩张，在维持其扩张状态之后复原。通过这样的压力室24的容积变化，从与该压力室24连通的喷嘴2喷出墨滴。此外，当将维持与区间D相当的压力室24的扩张状态的时间Dt设为压力室24的压力振动周期2AL(Acoustic Length：声学长度)的1/2时，墨水的喷出体积成为最大。时间Dt只要调整第一设定寄存器4011中设置的时间Ta和第二设定寄存器4012中设置的时间Tb即可。在此，区间D的扩张波形被称为压缩脉冲、喷出脉冲等。

当扩张波形成为0[V]的稳定状态时，第一驱动波形(I)成为保持波形。保持波形将0[V]的稳定状态保持相当于区间R的时间Rt。当0[V]的稳定状态被保持时间Rt时，第一驱动波形(I)成为收缩波形。

收缩波形将从0[V]的稳定状态向正的最大电压+E[V]变化的第二脉冲Pb施加到致动器251。通过对致动器251施加第二脉冲Pb，致动器251在使喷出通道Ch.X的压力室24收缩的方向上驱动。

当经过相当于区间P的时间Pt时，收缩波形成为0[V]的稳定状态。通过使施加于致动器251的电压成为0[V]的稳定状态，致动器251在使压力室24复原的方向上驱动。

这样，在区间P中，喷出通道ch.x的压力室24首先收缩，在维持收缩状态后复原。通过这样的压力室24的容积变化，能够消除压力室24的残留振动。详细而言，通过将与保持波形的区间相当的时间Rt和与收缩波形的区间P相当的时间Pt调整为适当的值，从而在收缩波形的后缘消除压力室24的残留振动。时间Rt只要调整第四设定寄存器4014中设置的时间Td即可。时间Pt只要调整第五设定寄存器4015、第六设定寄存器4016以及第七设定寄存器4017中设置的时间Te、Tf、Tg即可。在此，区间P的收缩波形被称为收缩脉冲、消除脉冲等。

这样，第一驱动波形(I)能够消除喷出通道ch.x中的压力室24的残留振动，因此能够得到良好的喷出效率。另外，墨滴的着落性能也变得优异。

但是，头100通常在墨滴从喷嘴2喷出时，墨滴在拖尾的状态下从喷嘴2喷出。而且，在墨滴与喷嘴2内的墨水分离时，拖尾的部分、即所谓的液柱称为球形状的卫星液滴，并接着主要的墨滴(主液滴)飞行。由于该卫星液滴为微小的液滴，因此与主要的墨水液滴相比飞行速度慢。因此，有时卫星液滴从主要的墨滴离开而着落在记录介质上，导致浓度不均、重影这样的打印质量的下降。另外，在卫星液滴中存在失速而在打印机200内浮游的所谓的墨雾。当墨雾附着于头100或其周边的电路部件等时，有可能引起打印机200的误动作。第一驱动波形(I)并不能抑制上述的卫星液滴、墨雾等的小液滴的产生。

第二驱动波形(II)包括区间D的扩张波形、区间R′的保持波形、区间H的第一弱收缩波形、区间P′的收缩波形以及区间W的第二收缩波形。扩张波形与第一驱动波形(I)的扩张波形相同。即，扩张波形将从0[V]的稳定状态向负的最大电压－E[V]变化的第一脉冲Pa施加到致动器251，当经过相当于区间D的时间Dt时，成为0[V]的稳定状态。

在第二驱动波形(II)中，在区间D中，喷出通道Ch.X的压力室24首先扩张，在维持其扩张状态后复原。通过这样的压力室24的容积变化，从与该压力室24连通的喷嘴2喷出墨滴。此外，当将维持与区间D相当的压力室24的扩张状态的时间Dt设为压力室24的压力振动周期2AL的1/2时，墨水的喷出体积成为最大。

当扩张波形成为0[V]的稳定状态时，第二驱动波形(II)成为保持波形。保持波形将0[V]的稳定状态保持相当于区间R′的时间R′t。当经过相当于保持波形的区间R′的时间R′t时，第二驱动波形(II)成为第一弱收缩波形。

第一弱收缩波形将从0[V]的稳定状态向相对于正的最大电压为一半的中间电压+E/2[V]变化的第三脉冲Pc施加到致动器251。通过对致动器251施加第三脉冲Pc，致动器251在使喷出通道Ch.X的压力室24收缩的方向上驱动。但是，该收缩的程度小于压力室24因第一驱动波形(I)的第二脉冲Pb而收缩的程度。以下，将由第三脉冲Pc引起的压力室24的收缩的程度称为弱收缩，将该弱收缩的状态称为弱收缩状态。

当经过相当于弱收缩波形的区间H的时间Ht时，第二驱动波形(II)成为收缩波形。收缩波形将从中间电压+E/2[V]向正的最大电压+E[V]变化的第四脉冲Pd施加到致动器251。通过对致动器251施加第四脉冲Pd，致动器251在使喷出通道Ch.X的压力室24进一步收缩的方向上驱动。该收缩的程度与通过第一驱动波形(I)的第二脉冲Pb而压力室24收缩的程度相等。

当经过相当于收缩波形的区间P′的时间P′t时，第二驱动波形(II)成为第二弱收缩波形。第二弱收缩波形将从最大电压+E[V]向中间电压+E/2[V]变化的第五脉冲Pe施加到致动器251。通过对致动器251施加第五脉冲Pe，致动器251在使喷出通道Ch.X的压力室24复原的方向上驱动。但是，压力室24未完全复原。通过使施加于致动器251的电压成为中间电压+E/2[V]，压力室24成为弱收缩状态。

当经过相当于第二弱收缩波形的区间W的时间Wt时，第二驱动波形(II)成为0[V]的稳定状态。通过成为施加于致动器251的电压为0[V]的稳定状态，处于弱收缩状态的压力室24完全复原。

这种结构的第二驱动波形(II)能够抑制被称为卫星液滴、墨雾等的小液滴的产生。详细而言，将相当于保持波形的区间R′的时间R′t、相当于第一弱收缩波形的区间H的时间Ht、相当于强收缩波形的区间P′的时间P′t、以及相当于第二弱收缩波形的区间W的时间Wt调整为适当的值。由此，能够抑制被称为卫星液滴、墨雾等的小液滴的产生。时间R′t调整第四设定寄存器4014中设置的时间Td即可。时间Ht调整第五设定寄存器4015中设置的时间Te即可。时间P′t调整第六设定寄存器4016中设置的时间Tf即可。时间Wt调整第七设定寄存器4017中设置的时间Tg即可。

因此，接下来，对时间R′t、时间Ht、时间P′t以及时间Wt的适当的值进行说明。

时间R′t是从利用第一脉冲Pa以负的最大电压－E[V]充电的致动器251开始放电的时间点tc到利用第三脉冲Pc使该致动器25以中间电压E/2[V]开始充电的时间点te为止的时间。时间Ht是从利用第三脉冲Pc使该致动器25以中间电压E/2[V]开始充电的时间点te到利用第四脉冲Pd使该致动器25以正的最大电压+E[V]开始充电的时间点tf为止的时间。时间P′t是从利用第四脉冲Pd使该致动器25以正的最大电压+E[V]开始充电的时间点tf到利用第五脉冲Pe使该致动器25开始放电的时间点tg为止的时间。时间Wt是从利用第五脉冲Pe使该致动器25开始放电的时间点tg到放电结束的时间点th为止的时间。

通过将这些时间要素设定为具有以下的式(1)～(3)的关系性，能够抑制被称为卫星液滴、墨雾等的小液滴的产生。

R′t+Ht＝Rt+(0.4～0.6)…(1)

Wt＝Dt+(－0.5～0.5)…(2)

P′t＝4＊Dt－(R′t+Ht)－Wt…(3)

此外，在(1)式中，Rt是相当于第一驱动波形(I)中的保持波形的区间R的时间。

即，时间R′t与时间Ht的合计时间设为对时间Rt加上0.4μs至0.6μs的时间而得到的时间。时间Wt设为对相当于扩张波形的区间D的时间Dt加上或减去－0.5μs至0.5μs的时间而得到的时间。时间P′t设为从时间Dt的4倍的时间减去时间R′t与时间Ht的合计时间和时间Wt而得到的时间。

图11是表示将时间R′t与时间Ht的合计时间设为时间Rt+0.5μs、将时间Wt设为时间Dt+0.1μs的第二驱动波形(II)施加到致动器251时的喷出通道Ch.X中的压力室24的压力波形和墨水的流速波形的时序图。在图11中，实线“驱动电压”是第二驱动波形(II)的电压波形。单点划线“压力”是在压力室24内产生的压力波形。双点划线“流速”是流入喷嘴2的墨水的流速波形。横轴表示时间(μs)的经过。纵轴表示驱动电压、压力、流速以及波形的大小，其数值被标准化。

如图11所示，由于压力室24在时间点ta及时间点tb的第二驱动波形(II)中的扩张波形的前缘(第一脉冲Pa)扩张而降低的压力室24内的压力在维持扩张状态的期间上升。而且，当压力室24在时间点tc及时间点td的扩张波形的后缘复原时，压力急剧升高。其结果是，从与压力室24连通的喷嘴2喷出墨滴。

在喷出墨滴后，压力在第二驱动波形(II)中的第一弱收缩波形的前缘(第三脉冲Pc)的时间点te迎来正的峰值。迎来正的峰值的压力在压力室24维持弱收缩状态期间降低而转变为负压，在达到负的峰值后，再次增大。然后，压力在第二驱动波形(II)中的收缩波形的前缘(第四脉冲Pd)的时间tf转变为正压。转变为正压的压力在压力室24维持收缩状态期间，迎来第二次的正的峰值，之后，再次降低而转变为负压。然后，达到第二次的负的峰值的压力再次上升，转变为正压。转变为正压的压力在第二驱动波形(II)中的第二弱收缩波形的前缘(第五脉冲Pe)的时间点tg成为负压。成为负压的压力在压力室24维持弱收缩状态期间上升，再次转变为正压。

另一方面，流入喷嘴2的墨水的流速在喷出墨滴之后为正的峰值。之后，流速降低，在第二驱动波形(II)中的收缩波形的前缘(第四脉冲Pd)的时间tf迎来负的峰值。当迎来负的峰值时，流速转为上升，在压力室24维持收缩状态期间，迎来第二次的正的峰值，再次降低，在第二驱动波形(II)中的第二弱收缩波形的前缘(第五脉冲Pe)的时间点tg，迎来第二次的负的峰值。当迎来负的峰值时，流速转为上升。然后，在流速成为零的时间点th、即致动器25的放电结束的时间点th，压力室24从弱收缩状态完全复原。此时，转变为正压的压力室24内的压力降低，大致为零。

这样，第二驱动波形(II)使喷出墨滴后的压力室24仅在时间Ht设为弱收缩状态。另外，为了消除压力室的残留振动，在将压力室24设为收缩状态之后，也仅在时间Wt设为弱收缩状态。通过这样的压力室24的状态变化，从而在与压力室24连通的喷嘴2中，墨水的弯液面以不喷出墨滴的程度隆起。通过该弯液面的隆起，作为产生卫星液滴的主要原因的拖尾变短。其结果是，能够抑制成为卫星液滴或墨雾的小液滴的产生。另外，压力室24的残留振动也通过压力室24的状态从收缩状态复原而被消除。这样，通过使用第二驱动波形(II)作为控制致动器25的驱动的驱动波形，能够抑制残留振动，并且还能够抑制小液滴的产生。其结果是，不存在卫星液滴着落在记录介质上而导致浓度不均、重影这样的打印质量的下降、或者墨雾附着于头100、其周边的电路部件等而引起打印机200的误动作的担忧。

但是，第二驱动波形(II)与第一驱动波形(I)相比，波形长度较长。因此，在通过由连续地喷出的多个墨滴(滴)形成1点的多墨滴方式进行灰度打印的情况下，当想要利用第二驱动波形(II)来应对全部的墨滴的喷出时，由于1点的形成需要时间，因此有可能对驱动频率造成影响。

因此，在多墨滴方式的情况下，对以第一驱动波形(I)喷出的墨滴和以第二驱动波形(II)喷出的墨滴进行组合而形成1点。作为其一例，使用图12对针对最大3滴的多墨滴方式的驱动波形的组合进行说明。

图12是将列设为滴数，将行设为帧编号的矩阵形式的数据表。由于最大3滴，因此滴数为“1滴(1Drop)”、“2滴(2Drop)”、“3滴(3Drop)”这3种。帧编号由表示3滴的第1滴的“1帧(1Frame)”、表示3滴的第2滴的“2帧(2Frame)”、表示3滴的第3滴的“3帧(3Frame)”构成。

在通过1滴形成1点的情况下，即“1滴(1Drop)”的情况下，该1滴相当于在3滴中成为第3滴的“3帧(3Frame)”。在本实施方式中，利用第二驱动波形(II)使“3帧(3Frame)”的墨滴喷出。

在通过2滴形成1点的情况下，即“2滴(2Drop)”的情况下，第一滴相当于在3滴成为第二滴的“2帧(2Frame)”，第二滴相当于在3滴中成为第三滴的“3帧(3Frame)”。在本实施方式中，利用第二驱动波形(II)使“2帧(2Frame)”的墨滴和“3帧(3Frame)”的墨滴分别喷出。这样，即使全部利用第二驱动波形(II)使2滴喷出，1点的形成所需的时间也不会对驱动频率造成影响。

另一方面，在以3滴形成1点的情况下，即在“3滴(3Drop)”的情况下，作为第一滴的“1帧(1Frame)”的墨滴利用第一驱动波形(I)喷出。作为第二滴的“2帧(2Frame)”和作为第三滴的“3帧(3Frame)”的墨滴分别利用第二驱动波形(II)喷出。即使利用第一驱动波形(I)使第一滴喷出，由于该喷出而产生的卫星液滴与使3滴全部利用第一驱动波形(I)喷出的情况相比极少。另外，墨雾有时也会与第二滴或第三滴的墨滴附着而着落在记录介质上。因此，也不会导致打印质量的下降。而且，能够将1点的形成所需的时间抑制为不对驱动频率造成影响的程度。

图13是表示墨水的飞行状态的附图代用照片。在该图中，照片PHa表示应用第一驱动波形(I)而以1滴的单滴方式进行印刷时的墨水的飞行状态。照片PHb表示应用第一驱动波形(I)而以2滴的多墨滴方式进行印刷时的墨水的飞行状态。照片PHc表示应用第一驱动波形(I)而以3滴的多墨滴方式进行印刷时的墨水的飞行状态。照片PHd表示应用第二驱动波形(II)而以1滴的单滴方式进行印刷时的墨水的飞行状态。照片PHe表示应用第二驱动波形(II)而以2滴的多墨滴方式进行印刷时的墨水的飞行状态。照片PHf表示以应用第一驱动波形(I)来喷出第一滴，接着应用第二驱动波形(II)来喷出第二滴和第三滴的3滴的多墨滴方式进行印刷时的墨水的飞行状态。

如果分别对比照片PHa与照片PHd、照片PHb与照片PHe、以及照片PHc与照片PHf则可知，在未应用第二驱动波形(II)的情况下，大量的卫星液滴从主要的墨滴分离而着落在记录介质上，从而导致浓度不均、重影这样的打印质量的下降。与此相对，在应用第二驱动波形(I)的情况下，几乎抑制了卫星液滴的产生。因此，不会导致浓度不均、重影这样的打印质量的下降，能够提高打印质量。另外，由于也抑制了墨雾的产生，因此也不会导致打印机200的误动作。

以上，对喷墨头的实施方式进行了说明，但该实施方式并不限定于此。

在所述实施方式中，将保持时间R′t、第一弱收缩时间Ht、收缩时间P′t以及第二弱收缩时间Wt的各时间要素分别设定为具有上述式(1)～(3)的关系性。作为其它的实施方式，关于所述式(1)，也可以具有以下的式(4)的关系性。

Ht＝Rt+(0.4～0.6)…(4)

即，根据第二驱动波形(II)，也可以将区间R′所示的保持区间的时间R′t设为“0”。即使是这样的驱动波形，通过第一弱收缩时间Ht、收缩时间P′t以及第二弱收缩时间Wt的各时间要素的如何调整，也能够抑制从喷嘴喷出的墨滴所附带的卫星液滴的量。

在所述实施方式中，在通过3滴形成1点的多墨滴方式的情况下，在第一滴应用第一驱动波形(I)，在第二滴和第三滴应用第二驱动波形(II)。关于这一点，也可以在第一滴和第二滴应用第一驱动波形(I)，在第三滴应用第二驱动波形(II)。这样的技术思想在4滴以上的多墨滴方式中也是同样的。

第一驱动波形(I)不限于图10所示的波形。即使在将其它驱动波形设为第一驱动波形(I)的情况下，通过至少对最终滴的墨滴的喷出应用第二驱动波形(II)，从而也能够起到能够抑制卫星液滴、墨雾等的小液滴的产生的效果。

头100不限于剪切模式共用壁式。对于基于其它类型的压电方式的喷墨头，也能够应用本实施方式。

此外，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围内，并且包含在请求保护的范围所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (10)

1.一种喷墨头，具备：

压力室，容纳墨水；

喷嘴板，具备与所述压力室连通的喷嘴；

致动器，与所述压力室对应地设置，并使所述压力室的容积位移；以及

驱动电路，驱动所述致动器，

所述驱动电路以驱动波形驱动所述致动器，所述驱动波形包括：扩张波形，向所述压力室的容积扩张的方向驱动所述致动器；收缩波形，向所述压力室的容积收缩的方向驱动所述致动器；第一弱收缩波形，在所述扩张波形与所述收缩波形之间，向所述压力室的容积收缩得比所述收缩波形引起的收缩弱的方向驱动所述致动器；以及第二弱收缩波形，在所述收缩波形之后，向所述压力室的容积收缩得比所述收缩波形引起的收缩弱的方向驱动所述致动器。

2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

所述驱动电路以进一步包括在所述扩张波形与所述第一弱收缩波形之间将所述压力室的容积保持为稳定状态的保持波形的驱动波形来驱动所述致动器。

3.根据权利要求2所述的喷墨头，其中，

将基于所述保持波形的保持时间、基于所述第一弱收缩波形的第一弱收缩时间、基于所述收缩波形的收缩时间以及基于所述第二弱收缩波形的第二弱收缩时间调整为抑制了由于所述驱动波形对所述致动器的驱动而从所述喷嘴喷出的墨滴所附带的卫星液滴的量的时间。

4.根据权利要求3所述的喷墨头，其中，

将基于所述保持波形的保持时间设为R′t，将基于所述第一弱收缩波形的第一弱收缩时间设为Ht，将基于所述收缩波形的收缩时间设为P′t，将基于所述第二弱收缩波形的第二弱收缩时间设为Wt，将各时间要素调整为具有以下的式(1)～(3)的关系性，

R′t+Ht＝Rt+(0.4～0.6)…(1)

Wt＝Dt+(－0.5～0.5)…(2)

P′t＝4＊Dt－(R′t+Ht)－Wt…(3)

其中，Dt是基于扩张波形的扩张时间，Rt是包括扩张波形、收缩波形、以及所述扩张波形与所述收缩波形之间的保持波形的其它驱动波形中的保持波形的保持时间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨头，其中，

所述驱动电路在以通过从所述喷嘴连续喷出墨滴而形成1个点的多墨滴方式驱动所述致动器时，至少对于最后喷出的墨滴应用包括所述扩张波形、所述收缩波形、所述第一弱收缩波形以及所述第二弱收缩波形的驱动波形。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨头，其中，

所述喷墨头为压电方式的喷墨头。

7.根据权利要求5所述的喷墨头，其中，

所述喷墨头为压电方式的喷墨头。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨头，其中，

所述喷墨头还具备歧管，所述歧管具备墨水供给口以及墨水排出口。

9.根据权利要求5所述的喷墨头，其中，

所述喷墨头还具备歧管，所述歧管具备墨水供给口以及墨水排出口。

10.根据权利要求6所述的喷墨头，其中，

所述喷墨头还具备歧管，所述歧管具备墨水供给口以及墨水排出口。

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