CN1201932C - 液体喷射装置和驱动该装置的方法 - Google Patents
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Abstract
一喷射头,设有一喷嘴,一与喷嘴相通的气压调节室,和一压电元件,它能够变形以使容置在气压调节室中的液体产生压力波动。一驱动信号发生器,它能够同时产生许多驱动信号,在每个单位记录周期中每个驱动信号设有至少包括一个驱动脉冲的波形成份,该驱动脉冲使压电元件产生变形以使这种压力波动从喷嘴中喷射液滴。一开关有选择性地将包含在其中一个驱动信号中的至少其中一个波形成份提供给压电元件。一开关控制器根据表示将被喷射液滴数量的总数数据控制开关有选择性的供给操作。驱动脉冲在其中一个驱动信号中产生的时间周期和在其中另一个驱动信号中产生的时间周期至少部分重叠。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体喷射装置,如一种喷墨记录装置,一种显示器制造装置,一种电极形成装置,一种生物芯片制造装置等,它通过控制根据喷射量提供给压力发生件的驱动脉冲能够控制喷嘴液滴的喷射,以及一种驱动这种装置的方法。
背景技术
迄今各种液体喷射装置已为人所知。例如,人们已经知道一种通过喷射墨滴将信息记录在记录纸上的图像形成装置,一种通过喷射液态电极材料在板上形成电极的电极形成装置,一种通过喷射生物样品制造生物芯片的生物芯片制造装置,和一种能够将设定量的样品喷射到导管中的微量吸液管。
迄今一种为了追求高速喷射操作和较高的喷射量精度而能够改变喷嘴喷射的液体量的液体喷射装置已为人所知。
例如,一种液体喷射装置的喷墨记录装置具有,例如,一个记录头,该记录头设有与气压调节室相通的喷嘴,和压力发生件,这些压力发生件能够使存储在气压调节室中的墨汁压力产生变化;和一驱动信号发生器,它能够产生将提供给压力发生件的驱动信号。该驱动信号是一种通过将许多驱动脉冲与一个记录周期中的一串脉冲相连接而形成的单信号。所需要的一部分驱动信号根据记录数据(如,等级数据)提供给压力发生件,因此改变喷嘴将要喷射的墨汁量。这样的一种结构已在日本专利出版物No.10-81012A(见第9页和图9)中公开。
但是,将所需要的一部分单驱动信号提供给压力发生件的相关技术的结构在使喷射头(记录头)充分地呈现其原始性能时会遇到困难。更具体的说,由于许多驱动脉冲包含在一个喷射(记录周期)中,除了以一个低于喷射头启动的最大频率的频率启动喷射头(如,压力发生件)外别无选择。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种液体喷射装置,它的构成要能够以较高频率启动喷射头,以及一种驱动该装置的方法。
为了实现上述目的,根据本发明,提供一种液体喷射装置,它包括:
一喷射头,设有一喷嘴,一与喷嘴相通的气压调节室,和一压电元件,它能够变形以使容置在气压调节室中的液体产生压力波动;
一驱动信号发生器,它能够同时产生许多驱动信号,在每个单位记录周期中每个驱动信号设有至少包括一个驱动脉冲的波形成份,该驱动脉冲使压电元件产生变形以使这种压力波动从喷嘴中喷射液滴;
一开关,它有选择性地将包含在其中一个驱动信号中的至少其中一个波形成份提供给压电元件;和
一开关控制器,它根据表示将被喷射液滴数量的总数数据控制开关的有选择性的供给操作,
其中脉冲在其中一个驱动信号中产生的时间周期和在其中另一个驱动信号中产生的时间周期至少部分重叠。
在这样的一种结构中,与在许多驱动脉冲以单脉冲串形式包括在一个脉冲信号中时所实现的记录周期相比较,记录周期被缩短了。因此,能够在较高频率启动喷射头。
最好是,每个驱动信号中的波形成份包括一个构成该驱动脉冲的驱动波形成份,和一个能够将驱动信号电位保持在其前沿电位和后沿电位的恒定电位的波形成份。
这里,开关控制器可控制开关以便在单位喷射周期中将其中一个驱动信号中的驱动波形成份和其中另一个驱动信号的驱动波形成份提供给压电元件。
另一种可选择方案是,开关控制器可控制开关以便在单位喷射周期中其中一个驱动信号中的驱动波形成份和其中另一个驱动信号的恒定电位波形成份提供给压电元件。
另一种可选择方案是,开关控制器可控制开关以便在单位喷射周期中至少一个驱动信号的恒定电位波形成份提供给压电元件。
由于相应驱动信号的波形成份通过开关控制器在一个喷射周期内联合提供给压力发生件。因此喷射头能够在原先未包含在相应驱动信号中的一个新格局进行启动。结果是,能够实现复杂的控制,同时提高了喷射头的驱动频率。
使用恒定电位的波形成份时,压电元件就能够保持恒定电位。因此,能够防止在压电元件的电位的降低,否则放电作用将会引起降低。因此,能够避免产生故障,如液滴的不正确喷射。
最好是,开关包括许多插入在驱动信号发生器和压电元件之间的开关以便每个开关与其中一个驱动信号相连接。
这里,最好是开关控制器有选择地启动其中一个开关以便与一个驱动的开关相连接的驱动信号提供给压电元件。
最好是,开关包括许多每个与其中之一的驱动信号相连接的输入触点和一个与压电元件电连接的输出触点。这里,开关控制器有选择性地连接其中一个输入触点和输出触点以便将与所选择的输入触点相连接的其中一个驱动信号提供给压电元件。在此情况下,能够简化切换控制。
最好是,驱动信号包括:一第一驱动信号,其中每个用于喷射第一数量的液滴的至少两个第一驱动脉冲设置在一设定的时间间隔内;和一第二驱动信号,其中用于喷射第二数量的液滴的至少一第二驱动脉冲在产生第一驱动脉冲时间之间的一个定时产生。这里,设定的时间间隔的确定能使第一驱动脉冲即使在第一驱动信号在相邻的单位喷射周期内被连续选择时还能够设置在该设定的时间间隔内。
在这样的一种结构中,能够防止产生否则将会在液滴喷射之间的时间间隔中产生偏差,因此能够提高喷射量的精度。
这里,最好是,第一驱动脉冲包括:一扩展成分,其中第一驱动信号的电位从参考电位到第一电位以一恒定的梯度变化,以便气压调节室的容量从一参考容量扩展到一第一容量;和第一保持成分,它将气压调节室的容量保持在第一容量。另一方面,第二驱动脉冲包括:第二保持成分,其中第二驱动信号的电位保持在第一电位以能将气压调节室的容量保持在第一容量;和一收缩成分,其中第二驱动信号的电位从第一电位到参考电位以一恒定的梯度变化,以便气压调节室的容量从第一容量收缩到参考容量。这里,开关控制器控制开关以能供给扩展成分,第一保持成分,第二保持成分和收缩成分,从而在总数数据表示不执行喷射时能够使压力波动保持在没有液滴喷射出的程度。
而且,最好是:每个第一驱动脉冲插入在第一恒定电位波形成份之间,其中第一恒定电位波形成份将第一驱动信号的电位保持在一参考电位以便每个第一驱动脉冲的起始端和终端设定为参考电位;第二驱动脉冲插入在第二恒定电位波形成份之间,其中第二恒定电位波形成份将第二驱动信号的电位保持在参考电位以便第二驱动脉冲的起始端和终端设定为参考电位;和开关控制器控制开关以能提供其中一个第一驱动脉冲和其中一个第二恒定电位波形成份,以便在总数数据表示将被喷射出的第一数量液滴时压电振动器的电位设定为参考电位而没有提供第一驱动脉冲。
根据本发明,它还提供一种驱动液体喷射装置的方法,该液体喷射装置包括一喷射头,设有一喷嘴,一与喷嘴相通的气压调节室,和一压电元件,它能够变形以使容置在气压调节室中的液体产生压力波动,该方法包括下列步骤:
同时产生许多驱动信号,每个设有在每个单位喷射周期中至少包括一个驱动脉冲的波形成份,该驱动脉冲使压电元件产生变形以使这种压力波动从喷嘴中喷射液滴;
提供一开关,它有选择性地将包含在其中一个驱动信号中的至少其中一个波形成份提供给压电元件;和
根据表示将被喷射液滴数量的总数数据控制开关的有选择性的供电操作,
其中驱动脉冲在其中一个驱动信号中产生的时间周期和在其中另一个驱动信号中产生的时间周期至少部分重叠。
附图说明
本发明的上述目的和效果通过参考附图详细描述其较佳的典型实施例将会变得更加清楚,其中:
图1是根据本发明第一实施例的喷墨记录装置的功能方块图;
图2是表示纵向振动型记录头结构的剖视图;
图3是描述由驱动信号发生器产生的驱动信号和该驱动信号供电控制的视图;
图4是描述非记录操作过程中驱动信号的供电控制的视图;
图5是描述在小点记录操作时驱动信号供电控制的视图;
图6是描述在中点记录操作时驱动信号供电控制的视图;
图7是描述在大点记录操作时驱动信号供电控制的视图;
图8是根据本发明第二实施例的喷墨记录装置的开关的方块图。
具体实施方式
下面参考附图将描述本发明的较佳实施例。下面的解释是用于为一种液体喷射装置的喷墨记录装置。该喷墨记录装置喷射的是一种本发明液滴的墨滴。
图1表示用作根据本发明第一实施例的一种喷墨记录装置的打印机。该打印机包括一打印机控制器1和一印刷机械2。该打印机控制器1具有一外部接口3,用于接收来自未图示主机等的打印数据等;一RAM4,用于存储若干数据集;一ROM5,用于存储在处理若干数据集中使用的例行程序;一控制器6,设置为CPU等;一振荡器7,用于产生时钟信号(CK);一驱动信号发生器9,用于产生提供给记录头的驱动信号(COM1,COM2);和一内部接口10,用于将记录数据,驱动信号等传输给印刷机械2。
外部接口3从主机接收由从字符代码,图像功能和图像数据中选择的一种类型的数据或多种类型的数据组成的打印数据。外部接口3将占线信号(BUSY)和确认信号(ACK)输出给主机。
RAM4是用作一接收缓冲器,一中间缓冲器,一输出缓冲器,工作存储器(未图示)等。已从主机输出和外部接口3接收的打印数据暂时地存储在接收缓冲器中。已通过控制器6转换为中间代码的中间代码数据存储在中间缓冲器中。将被记录的数据(下文称之为“记录数据”)被扩展到输出缓冲器中。ROM5存储各种控制例行程序,字形数据,图像功能和不同程序。
驱动信号发生器9包括能够产生第一驱动信号COM1的第一驱动信号发生部9A,和能够产生第二驱动信号COM2的第二驱动信号发生部9B。如图3所示,第一驱动信号COM1是一个在一记录周期T中包括两个中点驱动脉冲DP1,DP2和在每个记录周期T中产生的信号串。第二驱动信号COM2是一个在一记录周期T中包括一个小点驱动脉冲DP3和在每个记录周期T中产生的信号串。第二驱动信号COM2在每个记录周期T中重复产生。下面将详细地描述驱动信号COM1和COM2。
控制器6控制将要发送给驱动信号发生器9的信号产生和将主机的打印数据输出转换为记录数据。在将打印数据转换为记录数据时,控制器6从接收缓冲器的内部读取打印数据,将由此读取的打印数据转换为中间代码,将中间代码数据存储在中间缓冲器中。然后,控制器6分析从中间缓冲器中读取的中间代码数据,参考存储在ROM5中的字形数据和图形功能在每点的基础上将中间代码数据转换为记录数据。
这样构成本实施例的记录数据以便于使一个比特由两比特等级数据形成。该等级数据包括表示非记录状态(弯月形(meniscus)振动操作)的等级数据[00];表示记录以能通过使用小点执行的等级数据[01];和表示记录以能通过使用中点执行的等级数据[10];和表示记录以能通过使用大点执行的等级数据[11]。因此,这样的数据结构记录音调四级中的每个点。
控制器6构成定时信号发生器的一部分,将锁存(LAT)信号和信道(CH-A,CH-B)通过内部接口10提供给记录头8。包含在锁存信号的锁存脉冲和包含在信道信号中的信道脉冲限定了提供构成驱动信号COM1,COM2的许多波形成份和提供调节成分(PS1至PS6和P0,P20)的启动定时。
更具体地说,如图3所示,锁存脉冲LAT1限定了在充电周期t10过程中提供将要产生的调节成分P0的启动定时,和在充电周期t20过程中提供将要产生的调节成分P20的启动定时。
在第一信道信号CH-A中出现的第一信道脉冲CH11限定了在第一驱动信号COM1的周期t11过程中将要产生的第一波形部PS1的提供启动定时。第二信道脉冲CH21限定了在周期t21过程中将要产生的第二波形部PS2的提供启动定时。第三信道脉冲CH13限定了在周期t23过程中将要产生的第三波形部PS3的提供启动定时。
同样地,出现在第二信道信CH-B中的第一信道脉冲CH21限定了在第二驱动信号COM2的周期t21过程中将要产生的第四波形部PS4的提供启动定时。第二信道脉冲CH22限定了在周期t22过程中将要产生的第五波形部PS5的提供启动定时。第三信道脉冲CH23限定了在周期t23过程中将要产生的第六波形部PS6的提供启动定时。
现在将描述印刷机械2。如图1所示,该印刷机械2具有一记录头8,一托架机构11,和一送纸机构12。
该托架机构11由记录头8安装在其上面的托架和通过同步皮带等使托架行进的驱动电动机(如,DC电动机)组成。该托架机构11在原始扫描方向移动记录头8,送纸机构12由一送纸电动机和一送纸滚筒和类似的滚筒组成。送纸机构12通过顺序地输送记录纸(如,一种打印记录介质)执行第二次扫描。
现在将详细地描述记录头8。首先,参考图2描述记录头8的结构。图示的记录头8具有一振动器单元24,其中许多压电振动器21,固定板22和一软电缆23作为一个单元组装到振动器单元24上;一外壳25,能够容设振动器单元24;和一信道单元26,与外壳25的前端面相结合。
外壳25是一由合成树脂形成的块状件,限定了一个其前后端是敞开的容设空间27。振动器单元24被容设和固定在该容设空间27中。
压电振动器21是一种压力发生件,形成一长度方向细长的栉状。该压电振动器21是一种通过将压电材料层和内部电极中一个叠加在另一个上而形成的叠加型压电振动器。该压电振动器21是一种长度方向的振动模式,其中该振动器能够在垂直于压电材料层叠加的方向的长度方向膨胀和收缩。相应的压电振动器21的前端面与信道单元26的岛状部28相接合。
该压电振动器单元21以用作一个电容器的方式进行工作。更具体的说,停止提供信号时,压电振动器21的电位(即,振动器的电位)立即保持在停止提供信号前获得的电位。
信道单元26是通过将一信道形成衬底29夹在相互正对的喷嘴板30和弹性板31之间而构成的。
喷嘴板30是由一薄金属板材料(如,不锈钢板)制成的,它在第二扫描方向具有许多喷口32(如,96个喷口)。信道形成衬底29是一板形件,其中油墨流道是由一共用油墨容器33,一墨喷源口34,一气压调节室35和一通信口36限定而成。在本实施例中,信道形成衬底29是由一硅片通过蚀刻而制成。弹性板31是一双层结构的复合板材料,通过将不锈钢支板37与树脂膜38叠加而形成的。岛状部28是通过每年去除与气压调节室相对的一部分支板37而形成的。
在记录头8中,为每个喷口32限定一串油墨流道以能通过气压调节室35从共用油墨容器33延伸到相对应的喷口32。压电振动器21由于经过充电和放电而变形。更具体的说,长度方向振动模式的压电振动器21在经过充电时在其长度方向收缩,在经过放电时在相同的方向扩展。振动器的电位由于进行充电操作而增高时,岛状部28被拉伸向压电振动器,凭此位于该岛状部28周围的树脂膜38就被变形,气压调节室35就扩展了。与此相比,振动器的电位由于进行放电操作而降低时,气压调节室35就收缩了。
这样,根据振动器的电位能够控制气压调节室35的容量,因此存储在气压调节室35中的油墨压力能被改变,由此从喷口32喷射出墨滴。例如,具有一参考容量的气压调节室35在经过扩展后会产生巨大的收缩,因此能够喷射墨滴。
现在将描述记录头8的电气结构。
如图1所示,记录头8具有一由第一移位寄存器41和第二移位寄存器42组成的移位寄存器电路;一由第一锁存器43和第二锁存器44组成的锁存电路;一由解码器45,控制逻辑电路46,一第一电位移相器47和一第二电位移相器48组成的电位移相电路;一由第一开关49和第二开关50组成的开关电路;一压电振动器21。
设置许多移位寄存器41,42;许多锁存器43,44;许多电位移相器47,48;许多开关49,50;和许多压电振动器21以能对应于相应的喷口32。
根据打印机控制器1输出的记录数据(SI),记录头8喷射墨滴。在本实施例中,一组高位比特记录数据和一组低位比特记录数据被依次地发送给记录头8。因此,这组高位比特记录数据首先设定在第二移位寄存器42中。有关所有喷口32的这组高位比特记录数据已设定在第二移位寄存器42中时,这组低位比特记录数据顺序地设定在第二移位寄存器42中。与这组低位比特记录数据的设定相结合,这组高位比特记录数据就被移位和设定给第一移位寄存器41。
第一锁存器43与第一移位寄存器41电连接。第二锁存器44与第二移位寄存器42电连接。打印机控制器1输出的闩脉冲(LAT1)输入给相应的锁存电路43,44,第一锁存器43锁存这组高位比特记录数据,第二锁存器44锁存这组低位比特记录数据。
锁存电路43,44锁存的记录数据(即,这组高位比特记录数据和这组低位比特记录数据)分别地输入给解码器45。解码器45根据高位比特和低位比特记录数据执行转换操作,因此产生可用于选择组成驱动信号COM1,COM2的波形成份PS1至PS6和调节成份P0,P20的波形选择数据。
在本实施例中,对每个驱动信号COM1,COM2产生波形选择数据。更具体的说,对应于第一驱动信号COM1的第一波形选择数据是由总共四个比特数据,即,分别分配给第一调节成份P0(周期t10),第一波形选择PS1(周期t11),第二波形选择PS2(周期t12)和第三波形选择PS3(周期t13)而形成的;对应于第二驱动信号COM2的第二波形选择数据是由总共四个比特数据,即,分别分配给第二调节成份P20(周期t20),第四波形选择PS4(周期t21),第五波形选择PS5(周期t22)和第六波形选择PS6(周期t23)而形成的。
解码器45用作一波形选择数据发生器,从记录数据(即,等级数据)中产生许多波形选择数据集,该记录数据在数量上与驱动信号相等。
控制逻辑电路46输出的定时信号也输入给解码器45。该控制逻辑电路46与控制器6一起用作定时信号发生器。在同步输入锁存信号(LAT)和信道信号(CH-A,CH-B)时,产生定时信号(TYM-A,TYM-B)。
对每个驱动信号COM1,CON2也产生定时信号。更具体的说,控制逻辑电路46从用于第一驱动信号COM1的锁存脉冲(LAT1)和信道脉冲(CH11至CH13)中产生第一定时信号(TYM-A)。而且,控制逻辑电路46从用于第二驱动信号COM2的锁存脉冲和信道脉冲(CH21至CH23)中产生第二定时信号(TYM-B)。
由解码器45产生的四比特波形选择数据在定时信号限定的定时从高位比特以降序输入给相应的电位移相器47,48。根据包含在将要产生的第一定时信号TYM-A中的相应定时脉冲的定时,第一波形选择数据输入给第一电位移相器47。而且,根据包含在将要产生的第二定时信号TYM-B中的相应定时脉冲的定时,第二波形选择数据输入给第一电位移相器48。
电位移相器47,48用作电压放大器。在波形选择数据假定一个值[1]的情况下,电位移相器47、48输出一个已被提高到一个电压的电信号,在该电压能够启动相应的开关49,50;例如,大致为几十伏特的电压。更具体的说,第一波形选择数据假定为一个值[1]时,电信号就输出给第一开关49。第二波形选择数据假定为一个值[1]时,电信号就输出给第二开关50。
第一驱动信号COM1从驱动信号发生器9提供给第一开关49的输入侧。第二驱动信号COM2从驱动信号发生器9提供给第二开关50的输入侧。而且,压电振动器21与开关49,50的输出侧电连接。根据要产生驱动信号类型来提供开关49、50。开关49,50插入在驱动信号发生器9和压电振动器21之间,将驱动信号COM1,COM2有选择性地提供给压电振动器21。
波形选择数据用于控制开关49和50的操作。在输入给第一开关49的波形选择数据假定为一个值[1]的时间过程中,使第一开关49导通,第一驱动信号COM1提供给压电振动器21。同样,在输入给第二开关50的波形选择数据假定为一个值[1]的时间过程中,使第二开关50导通,第一驱动信号COM1提供给压电振动器21。响应于由此提供的驱动信号COM1,COM2,就能改变压电振动器21的电位。在输入给开关49的波形选择数据和输入给开关50的波形选择数据假定为一个值[0]的时间过程中,用于启动开关49,50的电信号既不从电位移相器47也不从电位移相器48输出。因此,驱动信号就不能提供给压电振动器21。换句话说,在值[1]设定为波形选择数据的时间过程中已产生的调节成份P0,P20和波形成份(即,第一波形部PS1至第六波形部PS6)有选择性地提供给压电振动器21。
在本实施例中,解码器45,控制逻辑电路46和电位移相器47,48用作一开关控制器。根据记录数据(即,等级数据)控制开关49,50。
现在将描述由驱动信号发生器9产生的驱动信号COM1,COM2和连同驱动信号COM1,COM2提供给压电振动器21的控制。
如上所述,图3所示的驱动信号体现为第一驱动信号COM1和第二驱动信号COM2。第一驱动信号COM1包括在周期t10过程中产生的第一调节成份P0;在周期t11过程中产生的第一波形选择部PS1;在周期t12过程中产生的第二波形部PS2;和在周期t13过程中产生的第三波形部PS3。第二驱动信号COM2包括在周期t20过程中产生的第二调节成份P20;在周期t21过程中产生的第四波形选择部PS4;在周期t22过程中产生的第五波形部PS5;和在周期t23过程中产生的第六波形部PS6。
首先将描述第一驱动信号COM1。
第一调节成份P0是由在中间电位Vhm均匀的波形成份而形成的。如下面所述,第一调节成份P0提供给压电振动器21以能将振动器的电位调节为记录周期T起始时的中间电位Vhm。
这里,中间电位Vhm是一种参考电位,还用作相应驱动脉冲DP1至DP3的前沿和后沿电位。
第一波形选择部PS1是由第一恒定电位成份P1,第一扩展成份P2,和第一扩展保持成份P3形成。第一恒定电位成份P1是一种在中间电位Vhm是恒定的波形成份。第一扩展成分P2是一种使电位从中间电位Vhm以一没有墨滴喷射出的相对平缓的恒定梯度升高到第一扩展电位Vh1的波形成份。第一扩展保持成分P3是一种在第一扩展电位Vh1是恒定的波形成分。
第二波形部PS2是由第二扩展保持成份P4,第一喷射成份P5,收缩保持成分P6,阻尼成份P7和第二恒定电位成份P8形成。第二扩展保持成份P4是一种在第一扩展电位Vh1是恒定的波形成份。第一喷射成分P5是一种使电位从第一扩展电位Vh1以一相对陡坡下降到收缩电位VL的波形成份。收缩保持成分P6是一种在收缩电位VL是恒定的波形成分。阻尼成分P7是一种使电位从收缩电位VL以一没有墨滴喷射出的相对平缓的恒定梯度升高到中间电位Vhm的波形成份。而且,第二恒定电位充分P8是一种在中间电位Vhm是恒定的波形成分。
第三波形部PS3是由一第三恒定电位成分P9,第一扩展成分P10,扩展保持成分P11,第一喷射成分P12,收缩保持成分P13和阻尼成分P14形成。
第三恒定电位成分P9是一种在中间电位Vhm是恒定的波形成分。扩展保持成分P11是一种在第一扩展电位Vh1是恒定的波形成分。将扩展保持成分P11产生的时间周期设定为一个与第一扩展保持成份P3的持续时间和第二扩展保持成份P4的持续时间的和相等的值。
剩余的波形成分;即,第一扩展成分P10,第一喷射成分P12,收缩保持成分P13和阻尼成分P14与所有属于第一和第二波形成分PS1和PS2的第一扩展成分P2,第一喷射成分P5,收缩保持成分P6和阻尼成分P7相同,因此就省略了对它们所作的重复描述。
关于第一驱动信号COM1,所有属于第一和第二波形成分PS1,PS2的第一扩展成分P2,第一扩展保持成分P3,第二扩展保持成分P4,第一喷射成分P5,收缩保持成分P6和阻尼成分P7构成第一中点驱动脉冲DP1。而且,所有属于第三波形成分PS3的第一扩展成分P10,扩展保持成分P11,第一喷射成分P12,收缩保持成分P13,和阻尼成分P14构成第二中点驱动脉冲DP2。中点驱动脉冲DP1,DP2假定为相同的波形图案。中点驱动脉冲DP1,DP2提供给压电振动器21时,对应于中点的油墨量从相应的喷口32射出。
现在通过将第一中点驱动脉冲DP1作为一个实例作出描述。作为提供第一扩展成分P2的结果,压电振动器21在其长度方向收缩。与此相比,相应的气压调节室35就从对应于中间电位Vhm(参考电位)的参考容量扩展为对应于第一扩展电位Vh1的扩展容量。通过气压调节室35的扩展作用,油墨就从共用油墨容器33提供给气压调节室35的内部。气压调节室35在提供第一和第二扩展保持成分P3和P4的时间过程中保持扩展状态。
其后,第一喷射成分P5提供给压电振动器21,以此延伸压电振动器21。与压电振动器21的扩展相结合,气压调节室35急剧地从扩展容量收缩为对应于收缩电位VL的收缩容量。存储在气压调节室35中的油墨作为气压调节室35急剧收缩的结果而被压缩,以此一设定数量的油墨就从相应的喷口32喷射出。
气压调节室35在提供收缩保持成分P6的全周期过程中保持收缩状态。在此周期过程中,存储在气压调节室35中的油墨压力,该压力通过墨滴的喷射已下降,通过油墨的固有振动被再次升高。与压力升高的同时同步提供阻尼成分P7。由于提供了阻尼成分P7,气压调节室35扩展了和恢复到参考容量,以此吸收存储在气压调节室35中油墨压力的变化。
关于第一驱动信号COM1,通过第一调节成分P0,第一恒定电位成分P1,第二恒定电位成分P8,和第三恒定电位成分P9将第一中点驱动脉冲DP1和第二中点驱动脉冲DP2在其前沿和后沿电位(即,中间电位Vhm)连接在一起。因此,中点驱动脉冲DP1,DP2在相邻的记录周期T内以给定的时间间隔产生。具体的说,在产生第一调节成分P0过程中的时间周期与在产生第一恒定电位成份P1过程中的时间周期的和的值设定为在产生第二恒定电位成分P8过程中的时间周期与在产生第三恒定电位成份P9过程中的时间周期的和的值相等。
假定在相邻记录周期T内以给定的时间间隔产生中点驱动脉冲DP1,DP2,中点驱动脉冲DP1,DP2连续提供给压电振动器21时,在提供驱动脉冲开始时实现的弯月形状态能够保持不变。因此,能够稳定墨滴的行程,以此实现提高图像质量的目的。
关于具有前述结构的第一驱动信号COM1,第一扩展成分P2,P10,第一扩展保持成分P3,第二扩展保持成分P4,扩展保持成分P11,第一喷射成分P5,P12,收缩成分P6,P13,和阻尼成分P7,P14用作波形成分。
另一方面,第一调节成分P0,第一恒定电位成分P1,第二恒定电位成分P8,和第三恒定电位成分P9用作恒定电位波形成分。
现在将描述第二驱动信号COM2。
第二调节成分P20是与第一调节成分P0的方式相同由一在中间电位Vhm为恒定的波形成分形成的。为了在记录周期T的开始将振动器的电位调节为中间电位Vhm,第二调节成分P20也提供给压电振动器21。
在本实施例中,在记录周期T的开始或者是第二调节成分P20或者是第一调节成分P0提供给压电振动器21。因此,在产生第二调节成分P20过程中的时间周期t20设定为与在产生第一调节成分P0过程中的时间周期t10相同。
第四波形部PS4是由一第四恒定电位成分P21形成的。第四电位成分P21是一种在中间电位Vhm为恒定,和在第一驱动信号COM1的时间周期t11和时间周期t12之间的一个时间点产生的波形成分。更具体的说,波形成分的产生是在时间周期t11的起点开始和在产生第二波形部PS2的收缩保持成分P6的时间周期过程中的一个中间点终止。
第五波形部PS5是由一第五恒定电位成分P22,一第二扩展成分P23,一扩展保持成分P24,一第二喷射充分P25和一第一收缩保持成分P26形成的。第五电位成分P22是一种在中间电位Vhm为恒定,和在一个极短的时间周期内产生的波形成分。第二扩展成分P23是一种使一电位从中间电位Vhm急剧升高到第二扩展电位Vh2的波形成分。扩展保持成分P24是一种在第二扩展电位Vh2保持恒定的波形成分。第二喷射成分P25是一种使一电位从第二扩展电位Vh2急剧降低到喷射电位Vh3的波形成分。第一收缩保持成分P26是一种在喷射电位Vh3保持恒定的波形成分。
本实施例的喷射电位Vh3设定为与第一驱动信号COM1的第一扩展电位Vh1相等。
第六波形部PS6是由一第二收缩保持成分P27,一阻尼成分P28和一第六恒定电位成分P29形成的。第二收缩保持成分P27是一种在喷射电位Vh3保持恒定和在极短的时间周期内产生的波形成分。阻尼成分P28是一种能够使一电位从喷射电位Vh3以相对缓慢的恒定梯度下降到中间电位Vhm的波形成分。第六恒定电位成分P29是一种在中间电位Vhm保持恒定,和从阻尼成分P28的后沿到记录周期T的后沿产生的波形成分。
关于第二驱动信号COM2,所有属于第五和第六波形成分PS5,PS6的第二扩展成分P23,扩展保持成分P24,第二喷射成分P25,收缩保持成分P26,P27和阻尼成分P28组成小点驱动脉冲DP3。小点驱动脉冲DP3提供给压电振动器21时,对应于小点的额定量的油墨就从喷口32喷射出。
更具体的说,作为提供第二扩展成分P23的结果,压电振动器21在其长度方向迅速地收缩。气压调节室35从对应于中间电位Vhm的参考容量迅速地收缩为对应于第二扩展电位Vh2的扩展容量。作为扩展的结果,在气压调节室35中就会产生相对较高的负压,因此能够将弯月形(即,喷口32中油墨暴露的自由表面)强力地牵向气压调节室35。气压调节室35在提供扩展保持成分P24的全过程中保持扩展状态。在此过程中,弯月形中心部位的移动方向与油墨将要喷射的方向相反。该中心部位以支柱的形式升高。
其后,第二喷射成分P25提供给压电振动器21,以此振动器能够扩展。作为压电振动器21扩展的结果,气压调节室35从扩展的容量急剧地收缩为对应于第二扩展电位Vh3的喷射容量。由于气压调节室的急剧收缩,存储在气压调节室35中的油墨就被压缩,以此促进支柱部的升高。该支柱部在其中间位置破裂,凭此油墨以墨滴的形式射出。
继第二喷射成分P25的后面,提供第一收缩保持成分P26,提供第二收缩保持成分P27。其后提供阻尼成分P28。阻尼成分P28收缩气压调节室35以能补偿由于墨滴射出导致存储在气压调节室35中的油墨压力的降低。更具体的说,气压调节室35通过提供阻尼成分P28被收缩到参考容量,因此吸收存储在气压调节室35中油墨压力的变化。
在组成小点驱动脉冲DP3的相应波形成分(P23至P28)将要产生的过程中的时间周期与在组成中点驱动脉冲DP1,DP2的相应波形成分(P2至P7,P10至P14)将要产生的过程中的时间周期部分重叠。更具体的说,在产生小点驱动脉冲DP3的第二扩展成分P23过程中的时间周期与在产生第一中点驱动脉冲DP1的阻尼成分P7过程中的时间周期部分重叠。而且,在小点驱动脉冲DP3的阻尼成分P28将要产生的过程中的时间周期在后沿与在第二中点驱动脉冲DP2的第一扩展成分P10将要产生的过程中的时间周期重叠。
这样,驱动脉冲DP1至DP3分为驱动信号COM1,COM2,它们的产生能够相对于时间相互叠加。在此情况下,驱动脉冲DP1至DP3和第一振动脉冲VP1在一有限长度的平均记录周期T内被有效地排列。因此,能够实现记录头8的高频驱动。
关于第二驱动信号COM2,小点驱动脉冲DP3通过第二调节成分P20,第四恒定电位成分P21,第五恒定电位成分P22,和第六恒定电位成分P29在其前沿和后沿(即,中间电位Vhm)连接在一起。
将要产生小点驱动脉冲DP3的定时设定为第一中点驱动脉冲DP1和第二中点驱动脉冲DP2之间时间中的一个中间点。详细地说,为了试图提高图像质量,将要产生较小中点驱动脉冲DP3的第二喷射成分P25的定时设定为将要产生第一中点驱动脉冲DP1的第一喷射成分P5的定时和第二中点驱动脉冲DP2的第一喷射成分P12的定时之间时间中的一个精确中间点。
如下文所述,在本实施例中,第一中点驱动脉冲DP1和第二中点驱动脉冲DP2在记录大点时提供给压电振动器21,第二中点驱动脉冲DP2在记录中点时提供给压电振动器21。而且,在记录小点时,小点驱动脉冲DP3提供给压电振动器21。
这里,如果小点驱动脉冲DP3是在第一中点驱动脉冲DP1和第二中点驱动脉冲DP2之间的时间中间点产生的,那么即使记录等级在上一个记录周期T和当前记录周期T之间产生变化,墨滴的喷射和下一个墨滴的喷射之间的时间间隔也能够均匀形成。例如在上一个记录周期T中产生小点的油墨喷射和在当前记录周期T中产生大点的油墨喷射之间的时间间隔能够与在上一个记录周期T中产生大点的油墨喷射和在当前记录周期T中产生小点的油墨喷射之间的时间间隔形成相等。
因此,在当前记录周期T过程中产生的弯月形状态就变得均匀一致,能够稳定墨滴的喷射,通过扩展提高图像的质量。
关于具有上述结构的第二驱动信号COM2,第二扩展成分P23,扩展保持成分P24,第二喷射成分P25,第一收缩保持成分P26,第二收缩保持成分P27和收缩阻尼成分P28用作驱动波形成分。另一方面,第二调节成分P20,第四恒定电位成分P21,第五恒定电位成分P22,和第六恒定电位成分P29用作恒定电位波形成分。
现在参考图3至7描述本实施例中将要执行的多等级控制。在多等级的控制过程中,用开关控制器(体现为解码器45,控制逻辑电路46,和电位移相器47,48的组合;同样这些组合可用于下面描述的任何对应部件中)控制开关49,50。相应的开关49,50将所选择的驱动信号COM1,COM2提供给压电振动器21。更具体的说,为了稳定振动器21的电位,第一驱动信号COM1和第二驱动信号COM2不是同时提供给压电振动器21。
首先给出非记录操作(弯月形振动)情况的解释。在此情况下,解码器45通过转换非记录操作的等级数据[00]产生第一波形选择数据[1100]和第二波形选择数据[0001]。开关控制器根据由此产生的波形选择数据控制第一开关49的操作和第二开关50的操作,依次控制第一驱动信号COM1和第二驱动信号COM2提供给压电振动器21。
在周期t10(t20)过程中,第一调节成分P10提供给压电振动器21。因此,振动器的电位被调节为中间电位Vhm。这里,根据将被发送的下一个波形成分(即,波形成分)从第一调节成分P0和第二调节成分P20中选择一个,所选择的成分提供给压电振动器21。更具体的说,如果将要提供的下一个波形成分是第一驱动信号COM1的波形成分,那么就选择第一调节成分P0。如果将要提供的下一个波形成分是第二驱动信号COM2的波形成分,那么就选择第二调节成分P20。为了减少开关49,50操作的次数,就必须执行这样的选择操作。更具体的说,如果减少开关49,50操作的次数,就能够稳定提供给压电振动器21的驱动信号,依次稳定压电振动器21的操作。
在周期t11过程中,第一开关49形成为连接状态。在周期t21过程中,第二开关50形成为断开状态。更具体的说,如图4的粗线所示,第一驱动信号COM1的第一波形部PS1提供给压电振动器21。气压调节室35通过第一扩展成分P2扩展为一个扩展容量。与气压调节室35的膨胀相关,存储在气压调节室35中的油墨被轻微减压。
在随后的周期t12和t13中,控制第一开关49,使它形成断开状态,在周期t22过程中控制第二开关50,使它形成断开状态。其结果,从周期t12的开始到周期t22的末端既不是第一驱动信号COM1也不是第二驱动信号COM2提供给压电振动器21。因此,如图4中的半粗线所示,振动器的电位保持在第一开关分离前立即出现的第一扩展电位Vh1,保持气压调节室35的扩展容量。在该周期过程中,存储在气压调节室35中油墨的压力波动受到在周期t11过程中已产生的减压影响。
在周期t23过程中,控制第二开关50,使它形成为连接状态。因此,如图4中粗线所示,第二驱动信号COM2的第六波形部PS6提供给压电振动器21,以此通过阻尼成分P28气压调节室35收缩为参考容量。与气压调节室35的收缩有关,存储在气压调节室35中的油墨被轻微压缩。
通过传递给油墨的压力波动,弯月形对气压调节室35以及在墨滴将要喷射的方向被轻微振动。通过弯月形的轻微振动,位于喷口32附近和其粘性被提高的的油墨可被分散,由此防止油墨粘性的提高。
在本实施例中,第一驱动信号COM1的第一扩展电位Vh1和第二驱动信号COM2的第二喷射电位Vh2被设定为假设具有相同的电位。因此,在周期t23过程中第六波形部PS6(即,第二收缩保持成分P27)提供给压电振动器21时,振动器的电位和第六波形部PS6的前沿电位相互形成相等。因此,第六波形部PS6能够平滑地提供给压电振动器21。
在本实施例中,在非记录的记录等级情况下,组成第一驱动信号COM1(即,第一扩展成分P2和第一扩展保持成分P3)的部分波形成分和组成第二驱动信号COM2(即,第二收缩保持成分P27和阻尼成分P28)一部分波形成分组合提供给压电振动器21,以此轻微振动新月。结果是,在没有提供特别用于轻微振动的波形成分的相应驱动信号COM1,COM2的情况下弯月形能被轻微振动,以此防止位于喷口32附近的油墨粘性的提高。
现在将描述通过使用小点执行记录的情况。在此情况下,解码器45通过转换属于小点的等级数据[01]产生第一波形选择数据[0000]和第二波形选择数据[1111]。开关控制器根据由此产生的波形选择数据控制将第一和第二驱动信号COM1,COM2提供给压电振动器21。
具体的说,在周期t10(t20)过程中,第二调节成分P20提供给压电振动器21,以此振动器的电位能被调节为中间电位Vhm。在周期t11至t13过程中,控制第一开关49和使它形成断开状态。在周期t21至t23过程中,控制第二开关50,和使它形成连接状态。
因此,在周期t21过程中第四波形部PS4提供给压电振动器21;在周期t22过程中第五波形部PS5提供给压电振动器21;和在周期t23过程中第六波形部PS6提供给压电振动器21。更具体的说,小点驱动脉冲DP3提供给压电振动器21。
因此,如图5中粗线所示,振动器的电位根据第二驱动信号COM2而变化,通过小点驱动脉冲DP3从喷口32中喷射出额定量的油墨。
现在将描述中点记录的情况。在此情况下,解码器45通过转换属于中点的等级数据[10]产生第一波形选择数据[0001]和第二波形选择数据[1100]。开关根据由此产生的波形选择数据控制第一和第二驱动信号COM1,COM2提供给压电振动器21。
在周期t10(t20)过程中,第一调节成分P0和第二调节成分P20提供给压电振动器21,压电振动器21的电位能被调节为中间电位Vhm。在周期t11至t12过程中,第一开关49形成为断开状态。在周期t21过程中,第二开关50形成为连接状态。如图6中粗线所示,第二驱动信号COM2的第二波形部PS4提供给压电振动器21,通过第四恒定电位成分P21振动器的电位保持在中间电位Vhm。
在随后的周期t22过程中,控制第二开关和50,使它形成断开状态。在从周期t22的开始到周期t13的末端时间过程中,既不是第一驱动信号COM1也不是第二驱动信号COM2提供给压电振动器21。因此,如图6中的半粗线所示,振动器的电位保持在该开关分离前产生的中间电位Vhm。由于在前面周期t21过程中第四恒定电位成分P21已提供给压电振动器21,没有提供驱动信号过程中的时间周期就变得相对较短。
在周期t13过程中,控制第一开关49,使它形成为连接状态。在周期t23过程中,控制第二开关50,使它形成为断开状态。如图6中粗线所示,第一驱动信号COM1的第三波形部PS3提供给压电振动器21。因此,第二中点驱动脉冲DP2提供给压电振动器21,由此喷射出对应于中点的少量油墨。
在本实施例中,即使在中点记录等级情况下,组成第一驱动信号COM1(即,第三恒定电位成分P9,第一扩展成分P10,和扩展保持成分P11,第一喷射成分P12,阻尼保持成分P13,和阻尼成分P14)的部分波形成分和组成第二驱动信号COM2(即,第四恒定电位成分P21)的一部分波形成分组合提供给压电振动器21。在第一驱动信号COM1不能提供给压电振动器21的时间过程中(周期t11,t12),提供第二驱动信号COM2的第四恒定电位P21,以此将振动器的电位保持在中间电位Vhm。
这是为了尽最大可能程度缩短驱动信号COM1,COM2没有提供给压电振动器21的时间周期。更具体的说,打印机在高湿度情况下使用或由于长期使用压电振动器21导致压电元件的绝缘电阻已下降时,压电振动器21的充电保持容量可能会下降。在压电振动器21的充电保持容量已产生下降时,压电振动器21的电位通过在驱动信号没有提供给振动器的时间周期过程中产生的放电逐渐降低。因此,在驱动信号没有提供给振动器过程中的时间周期较长时,振动器电位被降低的程度就会变得较大。下一个驱动信号提供给振动器时,驱动信号的电位和振动器电位之间的差就变得较大。在此情况下,在压电振动器21中会产生急剧变形,以此能够产生不正确的墨滴喷射。
与本实施例中的情况相同,只要驱动信号COM1,COM2没有提供给振动器过程中的时间周期尽最大可能程度被缩短,即使在振动器的充电保持容量已产生下降时,也能够使振动器电位下降程度变得较小。因此,能够在没有任何麻烦的情况下提供驱动信号COM1,COM2。
现在将描述大点记录的情况。在此情况下,解码器45通过转换属于大点的等级数据[11]产生第一波形选择数据[1111]和第二波形选择数据[0000]。根据由此产生的波形选择数据,开关控制第一驱动信号COM1和第二驱动信号COM2提供给压电振动器21。
详细地说,在周期t10(t20)过程中,第一调节成分P0提供给压电振动器21,振动器的电位能被调节为中间电位Vhm。在周期t11至t13过程中,控制第一开关49,使它形成为连接状态。在周期t21至t23过程中,控制第二开关50,使它形成为断开状态。因此,在周期t11过程中,第一波形部PS1提供给压电振动器21,在周期t12过程中,第二波形部PS12提供给压电振动器21。而且,在周期t13过程中,第三波形部PS3提供给压电振动器21。更具体的说,第一中点驱动脉冲DP1和第二中点驱动脉冲DP2提供给压电振动器21。
因此,如图7中粗线所示,振动器的电位根据第一驱动信号COM1而变化,两次响应于中点驱动脉冲从喷口32中连续地喷射出少量的油墨。通过这些墨滴记录大点。
正如所描述的那样,在本实施例中,两个中点驱动脉冲DP1,DP2包括在第一驱动信号COM1中。一个小点驱动脉冲DP3包括在第二驱动信号COM2中。在产生中点驱动脉冲DP1,DP2过程中的时间周期和在产生小点驱动脉冲DP3过程中的时间周期部分相互叠加,以此缩短了记录周期T。其结果,压电振动器21能够在高频被驱动,以此能够使记录头8提供充分的特性。
由于组成第一驱动信号COM1的一部分波形成分和组成第二驱动信号COM2的一部分波形成分组合提供给压电振动器21,因此根据驱动信号没有明确规定的新图案驱动记录头。例如,弯月形在不使用专用振动脉冲的情况下能被轻微振动。而且,在驱动信号没有提供给压电振动器21过程中的周期能尽最大可能缩短。其结果,在记录头8在高频致动时能够实现复杂的控制操作。
在本实施例中,通过根据将要产生驱动信号类型设置的第一和第二开关49,50将驱动信号COM1,COM2有选择地提供给压电振动器21。但是,本发明并不局限于这样的开关。例如,通过图8所示的转接开关作为本发明的第二实施例,驱动信号COM1,COM2有选择地提供给压电振动器21。
转接开关61提供给每个压电振动器21。转接开关61具有一第一输入触点61a,一第二输入触点61b,一开路触点61c,所有这些触点是根据将要产生的驱动信号类型而设置的,和一与压电振动器21形成电连接的输出终端61d。触点61a至61c中的一个有选择地与输出端61d形成电连接。第一输入触点61a与馈送第一驱动信号COM1的线路形成电连接;第二输入触点61b与馈送第二驱动信号COM2的线路形成电连接;开路触点61c没有电连接。
通过切换所有与输出端61d形成电连接的触点61a至61c,驱动信号COM1,COM2能够有选择地提供给压电振动器21。具体的说,通过将第一输入触点61a与输出端61d相电连接能够提供第一驱动信号COM1。通过将第二输入触点61b与输出端61d相电连接能够提供第二驱动信号COM2。开路触点61c与输出端61d相电连接时既不提供第一驱动信号COM1也不提供第二驱动信号COM2。
通过解码器62和开关控制器63控制转接开关61的操作。解码器62用作交换数据发生器,通过转换记录数据(等级数据)产生表示第一输入触点61a([1]),第二输入触点61b([2]),和开路触点61c([3])中任一个的交换数据。该交换数据与控制逻辑电路46的定时输出同步输出给开关控制器63。
参考图3所示的驱动信号作出解释。在等级数据[00]的情况下,解码器62产生交换数据[110002]。该交换数据在周期t10(t20)的起始时间,周期t11(t22)的起始时间,周期t12的起始时间,周期t22的起始时间,周期t13的起始时间,周期t23的起始时间输出给开关控制器63。
在周期t10和t11过程中,转接开关61与第一输入触点61a形成电连接,以此第一驱动信号COM1的第一调节成分P0和第一波形部PS1提供给压电振动器21。因此,转接开关61在周期t23前立即接通开路触点61c,以此中断驱动信号的供给。在周期t23过程中,转接开关61接通第二输入触点61b,以此第二驱动信号COM2的第六波形部PS6提供给压电振动器21。
因此,如实施例中的情况那样,能够实现弯月形振动操作。
在等级数据[01]的情况下,解码器62产生交换数据[222222]。其结果,转接开关61在记录周期T的全部时间过程中与第二输入触点61b形成电连接。第二调节成分P20,第四波形部PS4,第五波形部PS5和第六波形部PS6提供给压电振动器21。
因此,如实施例中的情况那样,能够喷射出对应于小点的一定数量的油墨。
在等级数据[10]的情况下,解码器62产生交换数据[222011]。因此,转接开关61在周期t22开始前立即与第二输入触点61b形成电连接,凭此属于第二驱动信号COM2的第二调节成分P20和第四波形部PS4提供给压电振动器21。转接开关61从周期t22的起始点到周期t13立即开始前的点接通开路触点61,以此中断驱动信号的提供。因此,转接开关61在周期t13过程中接通第一输入触点61a,凭此第一驱动信号COM1的第三波形部PS3提供给压电振动器21。
因此,如实施例中的情况那样,能够喷射出对应于中点的墨滴。
在等级数据[11]的情况下,解码器62产生交换数据[111111]。因此,转接开关61在记录周期T的全部时间过程中与第一输入触点61a形成电连接。所有属于第一驱动信号COM1的第一调节成分P0,第一波形部PS1,第二波形部PS2和第三波形部PS3提供给压电振动器21。
因此,如实施例中的情况那样,能够喷射出对应于大点的墨滴。
因为具有这样的结构,对于压电振动器21的转接开关61的控制是足够的,因此能够设法简化开关的控制。
这里,本发明并不局限于上述实施例,在后面权利要求限定的本发明保护范围内可允许对其作出各种修改。
与气压发生件有关,本实施例已描述了一种使用所谓的长度方向振动模式的压电振动器21的情况。但是,通过使用所谓的偏转振动模式的压电振动器,本发明能够以相同的方式实现。另一种方案是,除了压电振动器外还可使用静电激励器。
本实施例已描述了两种类型的驱动信号COM1,COM2。但是,即使产生三种或多种类型的驱动信号时,本发明也能够以相同的方式实现。
本发明可用于绘图仪,传真机,复印机或各种类型的喷墨记录装置以及打印机。
本发明还能够用于显示器制造装置,电极形成装置,生物芯片制造装置,或各种类型的液体喷射装置,以及喷墨记录装置。在这样的情况下,本领域的普通技术人员能够很容易地认识到在前面解释中所使用的单词“油墨”,“记录”,“小点”,“中点”,“大点”和“记录等级”可分别用“液体”,“喷射”,“小滴”,“中滴”,“大滴”和“喷射量”替换。
Claims (12)
1.一种液体喷射装置,它包括:
一喷射头(8),设有一喷嘴(32),一与喷嘴(32)相通的压力室(35),和一压电元件(21),它能够变形以使容置在压力室(35)中的液体产生压力波动;
一驱动信号发生器(9),它能够同时产生许多驱动信号(COM1,COM2),在每个单位喷射周期中每个驱动信号设有至少包括一个驱动脉冲(DP1,DP2,DP3)的波形成份(PS1-PS6),该驱动脉冲(DP1,DP2,DP3)使压电元件(21)产生变形以产生压力波动从而使液滴从喷嘴(32)中喷出;
一开关(49,50),它有选择性地将包含在其中一个驱动信号(COM1,COM2)中的至少其中一个波形成份(PS1-PS6)提供给压电元件(21);和
一开关控制器(45,46,47,48),它根据表示将被喷射液滴数量的数量数据控制开关(49,50)的有选择性的供给操作,其中多个驱动信号中的一个驱动信号中产生驱动脉冲(DP1)的时间周期和在多个驱动信号的另一个中产生驱动脉冲的时间周期至少部分重叠。
2.如权利要求1所述的液体喷射装置,其中每个驱动信号(COM1,COM2)中的波形成份(PS1-PS6)包括一个构成该驱动脉冲(DP3)的驱动波形成份(P23,P24,P25,P26,P27,P28),和一个能够将驱动信号(COM1,COM2)电位保持在其前沿电位和后沿电位的恒定电位的波形成份(P20,P21,P22,P29)。
3.如权利要求2所述的液体喷射装置,其中开关控制器(45,46,47,48)可控制开关(49,50)以便在单位喷射周期中将其中一个驱动信号(COM1)中的驱动波形成份和其中另一个驱动信号(COM2)的驱动波形成份提供给压电元件(21)。
4.如权利要求2所述的液体喷射装置,其中开关控制器(45,46,47,48)可控制开关(49,50)以便在单位喷射周期中将其中一个驱动信号(COM1)中的驱动波形成份和其中另一个驱动信号(COM2)的恒定电位波形成份提供给压电元件(21)。
5.如权利要求1所述的液体喷射装置,其中开关(49,50)包括许多插入在驱动信号发生器(9)和压电元件(21)之间的开关以便每个开关与其中一个驱动信号(COM1,COM2)相关。
6.如权利要求5所述的液体喷射装置,其中开关控制器(45,46,47,48)有选择地启动其中一个开关以便将与一个驱动的开关相连接的驱动信号(COM1,COM2)提供给压电元件(21)。
7.如权利要求1所述的液体喷射装置,其中:
开关(49,50)包括许多每个与驱动信号(COM1,COM2)的其中之一相关的输入触点和一个与压电元件(21)电连接的输出触点;
开关控制器(45,46,47,48)有选择性地连接其中一个输入触点和输出触点以便与所选择的输入触点相关的其中一个驱动信号(COM1,COM2)提供给压电元件(21)。
8.如权利要求1所述的液体喷射装置,其中:
驱动信号(COM1,COM2)包括:
一第一驱动信号(COM1),其中每个用于喷射第一数量的液滴的至少两个第一驱动脉冲设置在一设定的时间间隔内;和
一第二驱动信号(COM2),在产生第一驱动脉冲之间的时间产生用于喷射第二数量的液滴的至少一第二驱动脉冲;
确定设定的时间间隔以便于即使在第一驱动信号在相邻的单位喷射周期内被连续选择时能够使第一驱动脉冲还设置在该设定的时间间隔内。
9.如权利要求8所述的液体喷射装置,其中:
第一驱动脉冲包括:
一扩展成分(P2),其中第一驱动信号的电位从参考电位(Vhm)到第一电位(Vh1)以一恒定的梯度变化,以便压力室(35)的容量从一参考容量扩展到一第一容量;和
第一保持成分(P3),它将压力室(35)的容量保持在第一容量;第二驱动脉冲包括:
第二保持成分(P4),其中第二驱动信号的电位保持在第一电位(Vh1)以能将压力室(35)的容量保持在第一容量;和
一收缩成分,其中第二驱动信号的电位从第一电位(Vh1)到参考电位(Vhm)以一恒定的梯度变化,以便压力室(35)的容量从第一容量收缩到参考容量;
开关控制器(45,46,47,48)控制开关以能提供扩展成分(P2),第一保持成分(P3),第二保持成分(P4)和收缩成分,从而在总数数据表示不执行喷射时能够导致压力波动到达没有液滴喷射出的程度。
10.如权利要求8所述的液体喷射装置,其中;
每个第一驱动脉冲插入在第一恒定电位波形成份之间,其中第一恒定电位波形成份将第一驱动信号(COM1)的电位保持在一参考电位(Vhm),以便将每个第一驱动脉冲的起始端和终端设定为参考电位(Vhm);
第二驱动脉冲插入在第二恒定电位波形成份之间,其中第二恒定电位波形成份将第二驱动信号(COM2)的电位保持在参考电位(Vhm),以便第二驱动脉冲的起始端和终端设定为参考电位(Vhm);和
开关控制器(45,46,47,48)控制开关以能提供其中一个第一驱动脉冲和其中一个第二恒定电位波形成份,以便在总数数据表示将被喷射出的第一数量液滴时将压电振动器的电位设定为参考电位而没有提供第一驱动脉冲。
11.如权利要求2所述的液体喷射装置,其中开关控制器(45,46,47,48)控制开关以便在单位记录周期中将至少一个驱动信号中的恒定电位波形成分提供给压电元件(21)。
12.一种驱动液体喷射装置的方法,该液体喷射装置包括一喷射头(8),设有一喷嘴(32),一与喷嘴(32)相通的压力室(35),和一压电元件(21),它能够变形以使容置在压力室(35)中的液体产生压力波动,该方法包括下列步骤:
同时产生许多驱动信号(COM1,COM2),每个设有在每个单位喷射周期中至少包括一个驱动脉冲(DP1,DP2,DP3)的波形成份(PS1-PS6),该驱动脉冲(DP1,DP2,DP3)使压电元件(21)产生变形以产生压力波动从而使液滴从喷嘴(32)中喷出;
提供一开关(49,50),它有选择性地将包含在其中一个驱动信号(COM1,COM2)中的至少其中一个波形成份(PS1-PS6)提供给压电元件(21);和
根据表示将被喷射液滴数量的数量数据控制开关(49,50)的有选择性的供给操作,
其中多个驱动信号中的一个驱动信号中产生驱动脉冲(DP1)的时间周期和在多个驱动信号的另一个中产生驱动脉冲的时间周期至少部分重叠。
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