CN1330488C - 喷墨头打印装置及其计算机程序制品和驱动喷墨头的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种喷墨头打印装置,其包括一个喷墨头,该喷墨头具有一个墨水流动通道单元,所述墨水流动通道单元包括多个用于喷射墨水的喷嘴以及多个分别为所述喷嘴设置的压力腔室,并且具有一个包括多个电极的压电促动器单元。所述喷墨头还包括一个脉冲控制器,其能够产生具有不同相位的多种喷射脉冲图形,并且利用多种喷射脉冲图形,驱动与多个将喷射墨水的喷嘴对应的多个电极。

Description

喷墨头打印装置及其计算机程序制品和驱动喷墨头的方法
技术领域
本发明涉及一种如喷墨打印机这样的喷墨头打印装置,其具有一个用于向记录介质喷射墨水的喷墨头。
背景技术
目前已广泛采用了喷墨头打印装置。日本专利临时申请NO.平4-341852披露了一种在喷墨头打印装置中使用的传统喷墨头。这种喷墨头具有一个流体通道单元以及一个促动器单元。流体通道单元具有多个压力腔室以及分别为多个压力腔室而设置的多个喷嘴。通过利用促动器单元,向压力腔室施加压力,从喷嘴喷射出导入压力腔室内的墨水。为了在纸张上形成图像,通过促动器单元可选择地使压力作用于压力腔室。
促动器单元具有层叠结构,该结构由多个压电片和一个公共电极层构成。另外,分别为其中一个压电片上的多个压力腔室形成多个小电极。以地电势保持公共电极层。将夹持在公共电极层和多个小电极之间的其中一个压电片用作有效作用层,其在被施加了电压时会变形,以对压力腔室施加压力。
如果在小电极和公共电极之间施加电压,则电压会沿压电片的极化方向施加在压电片的一部分(即,有效作用层)上。因此,压电片的这一部分会因竖直压电效应而沿其厚度方向膨胀/收缩,以此改变压力腔室的容积并从喷嘴喷射出墨水。
美国专利US-5,801,732公开了一种喷墨设备,其包括:脉冲墨水喷嘴线性阵列,所述喷嘴每个都包括具有至少一个孔口的腔室和连接到所述腔室的传感器;信号产生装置,用于将激发信号施加给每个所述传感器,以通过所述孔口喷射墨滴;以及控制装置,用于防止将所述激发信号同时施加给在所述阵列里的相邻墨水喷嘴,其中,所述传感器的特征在于自然振荡循环,施加在所述相邻喷嘴上的激发信号在时间上偏移所述振荡循环的一部分。该专利文献还公开了一种操作包括脉冲墨水喷嘴阵列的喷墨设备的方法。另外,日本专利申请JP-A-11-314362和JP-A-11-291498也公开了与此相关的技术内容。
发明内容
希望将喷嘴更密集地设置在喷墨头上,以便提高图像的分辨率和/或提高打印速度。但是,如果喷嘴的密度增大,即,压力腔室的密度增大,则与包围被施加了压力的目标压力腔室的相邻压力腔室对应的压电片的部分(有效作用层)会因压力腔室的密集布置而变形。
习惯上,将一问题称为结构干扰。如果发生了所述结构干扰,则墨水的喷射量相对于适当的墨水喷射量会不适当地增大或减小,或者通过相邻电极会使包围被施加了压力的目标压力腔室的压力腔室变形。因此,会降低图像质量。
本发明的优点在于提供一种能够抑止结构干扰的喷墨头。
根据本发明的一个方面,提供了一种喷墨头打印装置,其包括:一个喷墨头,其具有一个墨水流动通道单元以及一个压电促动器单元,所述墨水流动通道单元包括多个用于喷射墨水的喷嘴以及多个分别为所述多个喷嘴设置的压力腔室,所述压电促动器单元包括多个电极,这些电极用于通过利用压电效应,将压力施加至与它们相应的压力腔室,以从多个喷嘴中相应的喷嘴喷射出墨水;以及一个脉冲控制器,其能够产生具有不同相位的多种喷射脉冲图形,并且利用多种喷射脉冲图形,驱动与多个将喷射墨水的喷嘴对应的多个电极,其中,脉冲控制器驱动与将喷射墨水的多个喷嘴对应的多个电极,以便在向多个电极中与多个压力腔室中的某一压力腔室对应的某一电极提供多种喷射脉冲图形中的第一喷射脉冲图形时,向与所述某一压力腔室相邻的相邻压力腔室对应的相邻电极中的至少一个电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,其特征在于,所述多个压力腔室设置在一个平面内,以具有多个行,每一行均具有以直线状布置的压力腔室,向多个电极中与多个行中每一行的多个压力腔室中的相邻压力腔室对应的电极分别提供多种喷射脉冲图形中不同的喷射脉冲图形。
利用这种结构,由于电极是通过利用具有不同相位的多种喷射脉冲图形而驱动的,因此,能够抑制结构干扰。
作为可选择的方案,向所述相邻电极中的一个电极提供与多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,所述相邻电极中的所述一个电极与相邻压力腔室中沿多个压力腔室布置结构的第一方向相邻于所述某一压力腔室设置的一个压力腔室对应。
作为可选择的方案,向所述相邻电极中的一个电极提供与多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,所述相邻电极中的所述一个电极与相邻压力腔室中沿多个压力腔室布置结构的第二方向相邻于所述某一压力腔室设置的一个压力腔室对应,其中第二方向不同于第一方向。
在一种特定情况下,所述多个压力腔室可以设置在一个平面内,以具有多个行,每一行均具有以直线状布置的压力腔室。在这种情况下,向多个电极中与所述多个行中的一行的压力腔室对应的电极供给的多种喷射脉冲图形的一种喷射脉冲图形不同于供给至多个电极中与所述多个行中另一行的压力腔室对应的电极的多种喷射脉冲图形中的一种喷射脉冲图形,所述所述多个行中的另一行与所述多个行中的所述一行相邻。
作为可选择的方案,脉冲控制器可以驱动多个电极,以便向与所述某一压力腔室相邻的相邻压力腔室对应的所有相邻电极提供多种喷射脉冲图形的至少一种喷射脉冲图形,该至少一种喷射脉冲图形不同于供给至与所述某一压力腔室对应的所述某一电极的第一喷射脉冲图形。
仍作为可选择的方案,所述脉冲控制器可包括:一个脉冲发生器,其能根据图像数据产生多种喷射脉冲图形;以及一个脉冲供给系统,其将多种喷射脉冲图形指派给多个电极以驱动这些电极。
在一种特定情况下,由脉冲发生器产生的多种喷射脉冲图形包括至少三种喷射脉冲图形。
作为可选择的方案,所述脉冲供给系统将至少三种喷射脉冲图形指派给呈交错排列布置结构的多个电极。
作为可选择的方案,所述脉冲供给系统将至少三种喷射脉冲图形中的第一、第二和第三喷射脉冲图形在多个电极的布置结构的一个方向上按照这个顺序指派给多个电极。
在一种特定情况下,由脉冲发生器产生的多种喷射脉冲图形包括至少四种喷射脉冲图形。
作为可选择的方案,多个压力腔室以及多个电极具有菱形形状,并且以交错结构布置。在这种情况下,所述脉冲供给系统将多种喷射脉冲图形指派给多个电极,以便对沿通过第一电极的菱形形状的钝角部分的直线的方向相邻于第一电极设置的电极指派四种喷射脉冲图形中与指派至第一电极上的一种喷射脉冲图形不同的喷射脉冲图形,并且对沿通过第一电极的菱形形状的锐角部分的直线的方向相邻于第一电极设置的电极指派四种喷射脉冲图形中与指派至第一电极上的一种喷射脉冲图形不同的喷射脉冲图形。
在一种特定情况下,所述脉冲供给系统可包括一个确定喷射脉冲图形类型数量的定时确定单元。所述脉冲发生器通过由所述定时确定单元确定的喷射脉冲图形类型的数量,产生不同类型的喷射脉冲图形。
作为可选择的方案,所述定时确定单元可根据喷嘴总数中将喷射墨水的喷嘴数量确定喷射脉冲图形类型的数量,以便当将喷射墨水的喷嘴数量增加时,喷射脉冲图形类型的数量也增加。
仍作为可选择的方案,所述脉冲供给系统可利用一个表示多个电极和多种喷射脉冲图形之间的对应性的供给图形,向多个电极指派多种喷射脉冲图形。
仍作为可选择的方案,可预先确定所述供给图形,并且所述脉冲供给系统可使用预定的供给图形。
仍作为可选择的方案,所述脉冲供给系统可包括一个供给图形确定单元,其能够根据图像数据以及多种喷射脉冲图形的类型数量确定供给图形,并且,当要指派给目标电极的喷射脉冲图形和位于所述目标电极附近的至少一个电极的喷射脉冲图形相同时,对目标电极指派多种喷射脉冲图形类型的下一类型。
在一种特定情况下,所述脉冲控制器可包括:一个确定单元,其能够确定在多种喷射脉冲图形中所包括的喷射脉冲图形类型的数量,并确定对多个电极中每一个电极提供多种喷射脉冲图形中的哪一种;以及一个脉冲发生器,其根据确定单元的确定结果产生用于驱动多个电极的多种喷射脉冲图形。
在一种特定情况下,所述墨水流动通道单元可包括一根公共集管,所述多个压力腔室经相应的出口与所述公共集管连通。在这种情况下,所述脉冲控制器驱动与将喷射墨水的多个喷嘴对应的多个电极,以便在向多个电极中与多个压力腔室中某一压力腔室的某一出口对应的某一电极提供多种喷射脉冲图形中的第一喷射脉冲图形时,向相邻电极的至少一个电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,其中所述相邻电极对应于与所述某一压力腔室的所述某一出口相邻的相邻出口连通的压力腔室。
作为可选择的方案,向所有的相邻电极提供与第一喷射脉冲图形不同的多种喷射脉冲图形。
根据本发明的另一个方面,提供了一种驱动喷墨头的方法,所述喷墨头具有一墨水流动通道单元以及一压电促动器单元,所述墨水流动通道单元包括多个用于喷射墨水的喷嘴以及多个分别为所述喷嘴设置的压力腔室,所述压电促动器单元包括多个电极,这些电极用于通过利用压电效应,将压力施加至与它们相应的压力腔室,以从多个喷嘴中相应的喷嘴喷射出墨水,该方法包括以下步骤:产生具有不同相位的多种喷射脉冲图形;以及向多个电极提供多种喷射脉冲图形,以便在向多个电极中与多个压力腔室中某一压力腔室对应的某一电极提供多种喷射脉冲图形的第一喷射脉冲图形时,向与相邻于所述某一压力腔室的相邻压力腔室对应的至少一个相邻电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,其特征在于,所述多个压力腔室设置在一个平面内,以具有多个行,每一行均具有以直线状布置的压力腔室,向多个电极中与多个行中每一行的多个压力腔室中的相邻压力腔室对应的电极分别提供多种喷射脉冲图形中不同的喷射脉冲图形。
采用这种结构,由于电极是通过利用具有不同相位的多种喷射脉冲图形而驱动的,因此,能够抑制结构干扰。
作为可选择的方案,该方法包括根据将喷射墨水的喷嘴的数量确定要产生的喷射脉冲图形类型的数量,以便当将喷射墨水的喷嘴数量增加时,喷射脉冲图形类型的数量也增加,喷嘴的数量是由所述图像数据获得的。在所述产生步骤中,通过所确定的喷射脉冲图形类型的数量,产生不同类型的喷射脉冲图形。
仍作为可选择的方案,在所述提供步骤中,利用一个表示多个电极和多种喷射脉冲图形之间的对应性的供给图形,向多个电极指派多种喷射脉冲图形。
仍作为可选择的方案,所述提供步骤包括:根据图像数据以及多种喷射脉冲图形类型的数量确定供给图形,并且,当要指派给目标电极的喷射脉冲图形和位于所述目标电极附近的至少一个电极的喷射脉冲图形相同时,对目标电极指派多种喷射脉冲图形类型的下一类型。
根据本发明的另一个方面,提供了一种用于喷墨头打印装置的计算机程序制品,所述喷墨头打印装置包括一个喷墨头,该喷墨头具有一个墨水流动通道单元以及一个压电促动器单元,所述墨水流动通道单元包括多个用于喷射墨水的喷嘴以及多个分别为所述多个喷嘴设置的压力腔室,所述压电促动器单元包括多个电极,这些电极用于通过利用压电效应,将压力施加至与它们相应的压力腔室,以从多个喷嘴中相应的喷嘴喷射出墨水,所述计算机程序制品包括:用以产生具有不同相位的多种喷射脉冲图形的指令;以及多个指令,这些指令用以向多个电极提供多种喷射脉冲图形,以便在向多个电极中与多个压力腔室中的某一压力腔室对应的某一电极提供多种喷射脉冲图形的第一喷射脉冲图形时,向与相邻于所述某一压力腔室的相邻压力腔室对应的至少一个相邻电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,其特征在于,所述多个压力腔室设置在一个平面内,以具有多个行,每一行均具有以直线状布置的压力腔室,向多个电极中与多个行中每一行的多个压力腔室中的相邻压力腔室对应的电极分别提供多种喷射脉冲图形中不同的喷射脉冲图形。
采用这种结构,由于电极是通过利用具有不同相位的多种喷射脉冲图形驱动的,因此,能够抑制结构干扰。
仍作为可选择的方案,计算机程序制品可包括:多个指令,这些指令用于根据要喷射墨水的喷嘴数量确定要产生的喷射脉冲图形类型的数量,以便当要喷射墨水的喷嘴数量增加时,喷射脉冲图形类型的数量也增加,喷嘴的数量是由所述图像数据获得的。在这种情况下,通过所确定的喷射脉冲图形类型的数量,产生不同类型的喷射脉冲图形。
仍作为可选择的方案,在用于向多个电极提供多种喷射脉冲图形的指令中,利用一个表示多个电极和多种喷射脉冲图形之间的对应性的供给图形,向多个电极指派多种喷射脉冲图形。
仍作为可选择的方案,计算机程序制品可包括:根据图像数据以及多种喷射脉冲图形类型的数量确定供给图形的指令,其中,当要指派给目标电极的喷射脉冲图形和位于所述目标电极附近的至少一个电极的喷射脉冲图形相同时,对目标电极指派多种喷射脉冲图形类型的下一类型。
附图说明
图1示意性地显示了一种喷墨打印机;图2为所述喷墨打印机中喷墨头的透视图;图3为图2中所示的喷墨头的剖面图;图4为头主体的平面图;图5为图4所示的头主体一部分的放大视图;图6为图5中所示的一部分促动器单元的放大图;图7为图6所示的头主体的剖面图;图8为头主体的剖视分解图;图9A为促动器单元的剖视图;图9B为设置在促动器单元上的一个电极的平面图;图10显示了第一实施例的脉冲控制单元的功能原理框图;图11A显示了由脉冲控制单元中第一喷射脉冲发生器产生的喷射脉冲图形的例子;
图11B显示了由脉冲控制单元中第二喷射脉冲发生器产生的喷射脉冲图形的例子;图11C显示了由脉冲控制单元中第三喷射脉冲发生器产生的喷射脉冲图形的例子;图12A显示了在脉冲控制单元的脉冲供给单元中使用的预定供给图形的一个例子;图12B显示了在脉冲控制单元的脉冲供给单元中使用的预定供给图形的另一个例子;图13为流程图,其显示了由第一实施例的脉冲控制单元执行的脉冲供给过程。
图14A显示了当定时数为2时的预定供给图形的一个例子;图14B显示了当定时数为2时的预定供给图形的另一个例子;图14C显示了当定时数为4时的预定供给图形的一个例子;图15显示了第二实施例的脉冲控制单元的功能原理框图;图16A说明了在定时数为4时,提供目标确定单元为每一电极确定喷射脉冲图形种类的一种方式;图16B说明了在定时数为4时,提供目标确定单元为每一电极确定喷射脉冲图形种类的另一种方式;图17为流程图,其显示了由第二实施例的脉冲控制单元执行的脉冲供给过程;图18为第3实施例的脉冲控制单元的功能原理框图。
具体实施方式
第一实施例图1示意性地显示了本发明第一实施例的喷墨打印机101。如图1所示,喷墨打印机101具有四个用于形成彩色图像的喷墨头1。在喷墨打印机101中,纸张输送单元111位于纸张输送路径的上游侧,而纸张排出部分112位于纸张输送路径的下游侧。如在下面将详细说明的那样,喷墨打印机101具有一个控制喷墨头1操作的控制装置113。
如图1所示,沿纸张输送路径,紧接纸张输送单元111的下游侧设置一对纸张输送辊105a和105b。通过该对纸张输送辊105a和105b,将纸张从纸张输送单元111送入喷墨打印机101的内部。
在纸张输送路径的中途,设置一条由皮带轮106和107驱动的传送带108。通过硅涂层已对传送带108的外表面进行了处理。因此,通过皮带轮106沿箭头104的方向(参见图1)的转动,沿纸张输送路径、朝下游侧传送送入喷墨打印机101内的纸张,同时,通过传送带108外表面的粘附特性,将纸张固定在传送带108的外表面上。
每一喷墨头1均具有一个头主体70,该主体在平面图中所示时为矩形。喷墨头1的设置方式为:其纵向侧基本上与纸张输送路径方向垂直,并且这些喷墨头彼此相邻。每一喷墨头1均具有一个朝向纸张输送路径的底部表面。在喷墨头1的底部表面上,形成多个用于喷射墨水的喷嘴8(参见图5)。四个头主体70能够分别喷射出品红、黄色、蓝绿色以及黑色墨水。
每一头主体70和传送带108靠近设置以在它们之间具有一定间隙。所述间隙构成纸张输送路径。当在每一头主体70的正下方、沿纸张输送路径对纸张进行定位时,使具有相应颜色的墨水从每一头主体70的喷嘴喷射至纸张上。因此,能够在纸张上形成彩色图像或黑白灰度图像。
下面,将对喷墨头的结构进行详细说明。图2为喷墨头1的透视图。图3为沿图2中所示的线III-III剖开时,喷墨头1的剖面图。如图2所示,喷墨头1包括:头主体70,其具有沿主扫描方向(该方向垂直于纸张输送路径的方向)延伸的矩形形状;以及一个位于头主体70的顶部表面上的基座71。在基座71中,形成两个用以向头主体70供给墨水的储墨容器3。每一储墨容器3均具有沿头主体70的矩形形状的纵向侧延伸的箱形形状。
如后面将详细说明的那样,头主体70具有一个其中形成有墨水流动通道的墨水流动通道单元4,以及多个促动器单元21(参见图4)。墨水流动通道单元4和促动器单元21中的每一个均具有层叠结构,该结构由多块彼此附着的薄板构成。
在托架72的外侧区域上设多个FPC(柔性印刷电路)50。每一FPC50均通过一个弹性件83设置在托架72的外侧区域上。FPC50在托架72的支承部分72a的角部弯曲,并且插入基座71和头主体70之间的间隙内,以与每一促动器单元21形成电连接。
更特别的是,如图3所示,基座71具有一个开孔3b。基座71的底部表面73仅在位于开孔3b附近的部分73a处接触头主体70。即,除了开孔3b的区域外,在头主体70的顶表面和底部表面73之间形成间隙。每一促动器单元21均位于该间隙内。
如图2所示,基座71附着在托架72中支承部分72a的凹部内。托架72还具有一对具有一定间距的伸出部72b。每一伸出部72b均具有沿支承部分72a的顶表面垂直的方向延伸的形状。
在FPC50的外表面上,安装有一个驱动器IC80。将FPC50焊接至驱动器IC80以及促动器单元21上,以便以电形式使驱动器IC80与促动器单元21相连。从驱动器IC80将驱动信号传递至促动器单元21。
另外,喷墨头1具有散热片82。散热片82的设置方式应能够保持散热片82的内表面与驱动器IC80的外表面彼此绝对接触。通过这种结构,能够将驱动器IC80产生的热量扩散至大气中。在散热片82的上侧,设有一块印刷电路板81。该印刷电路板81也安装在FPC50上,以便以电形式与驱动器IC80相连。另外,在印刷电路板81和散热片82的顶部表面之间,以及在散热片82的底面和FPC50之间设有屏蔽件84。
如在后面将详细说明的那样,印刷电路板81以及驱动器IC80上的电路(这些电路经FPC50相连)构成了一个脉冲控制单元200(参见图10),该单元能够产生用于驱动促动器单元21的脉冲。脉冲控制单元200与控制单元11 3相连,以便将驱动脉冲传递至喷墨头1。通过每一喷墨头1的上述结构,四个喷墨头1将具有品红、黄色、蓝绿色以及黑色相应颜色成分的墨水喷射至装纸张上以形成彩色图像。
图4为头主体70的平面图。在图4中,储墨容器3的形状由假想线(虚线)表示。每一储墨容器3均在与头主体70的纵向侧平行的方向具有细长的形状。两个储墨容器3之间具有预定的间距。
每一储墨容器3在其一端均具有一个开孔3a,并且通过所述开孔3a与一储墨罐(未示出)连通。因此,能够不断向储墨容器3填充墨水。如图4所示,沿每一储墨容器3,在基座71上成对形成多个开孔3b,以便使储墨容器3与墨水流动通道单元4相连。位于两个储墨容器3上的成对开孔3b以交错结构设置在头主体70上。
如图4所示,以交错结构,在头主体70上还设有多个促动器单元21,以便使每一促动器单元21沿与头主体70的矩形形状的较短侧平行的方向与对应的成对开孔3b相对。
每一促动器单元21均具有梯形形状,其上下侧平行于头主体71的纵向侧。另外,促动器单元21的设置应确保其上侧部分沿与头主体70的较短侧平行的方向彼此重叠。
图5为图4中所示的部分E的放大视图。如图5所示,开孔3b分别与集管5连通,每一集管均作为多个喷嘴8的公共墨水空间。每一集管5均分支为两根子集管5a。两对子集管5a(即,四根子集管5a)在设有每一促动器单元21的区域中通过。使每一对子集管5a与两个开孔3b中的一个开孔相连,这些开孔3b与每一促动器单元21中相应的倾斜侧相邻设置。
在墨水流动通道单元4中与具有一个促动器单元21的区域相对的一部分底面上,形成一喷墨区。即,在多个促动器单元21的头主体70的底面上形成多个喷墨区。每一喷墨区均包括多个设置成矩阵形式的喷嘴8。在图5中,为了简化,仅显示了多个喷嘴8的一部分。在实际中,所述喷嘴布置在整个梯形喷墨区域中。
图6为图5中所示的部分F的放大视图。即,图6显示了在从喷墨表面(即,底面)侧观察时的头主体70。如图6所示,分别为多个喷嘴8设置多个压力腔室10。应强调的是:为了简化,利用实线表示了包括多个压力腔室10和多个孔隙12的所有元件,其中,这些压力腔室和孔隙形成在墨水流动通道单元4的不同层上。
每一压力腔室10具有菱形形状,其角部具有圆形结构。压力腔室10设置在喷墨区域内,以便较长的对角线平行于头主体70的较短侧。
每一压力腔室10的一个端部与喷嘴8连通,每一压力腔室10的另一端部与子集管5a连通。如图6所示,在促动器单元21上,分别为多个压力腔室10设置多个电极35。与压力腔室10相似,每一电极35均具有菱形结构,该结构的尺寸略小于压力腔室10的尺寸。在图6中,为了简化,仅显示了多个电极35中的一些电极。
在图6中,为了解释这些元件(即,压力腔室10,单独电极35等)的布置,标出了多个假想区域10x,这些假想区域中的每一个均具有菱形形状。如图6所示,假想区域10x的布置形式为:在没有一个假想区域19与相邻的四个假想区域10彼此重叠的情况下,一个假想区域10的四个侧边触及相邻的四个假想区域10x。
假想区域10设置在具有布置方向A(第一方向)以及布置方向B(第二方向)的矩阵中。布置方向A平行于头主体70的纵向以及假想区域10x的菱形形状的较短对角线。布置方向B相对于布置方向A形成了钝角θ。
压力腔室10沿布置方向A布置,以具有对应于例如,37.5dpi(每一英寸的点)的预定间隔。在每一喷墨区域内,沿布置方向B布置18个压力腔室10。沿布置方向B布置的18个压力腔室10包括两个设置在其两端部的虚设压力腔室。所述虚设压力腔室并不能对墨水的喷射作出贡献。
当沿与头主体70的底面垂直的方向观察压力腔室10时,根据与子集管5a的位置关系,将压力腔室10分为四类腔室行11a,11b,11c以及11d。以后,将垂直于头主体底面的方向称为第三方向,将在头主体70的底面上、垂直于第一方向(方向A)的方向称为第四方向。
将每一腔室行沿布置方向A布置成一行。从上侧,以行11c,行11d,行11a以及行11b构成的图形的的四个重复再现模式设置腔室行。
就在腔室行lia中所包括的压力腔室10a以及在腔室行11b中包括的压力腔室10b而言,压力腔室的喷嘴8设置在压力腔室的菱形结构的下端部。另一方面,就在腔室行11c中所包括的压力腔室10c以及在腔室行11d中包括的压力腔室10d而言,压力腔室的喷嘴8设置在压力腔室的菱形结构的上端部。
就腔室行11a和11d而言,每一压力腔室(10a或10d)的一部分均与对应的子集管5a重叠。另一方面,就腔室行11b和11c而言,压力腔室10b和10d不重叠子集管5a。
采用上述结构,可以尽可能宽地加宽子集管5a的宽度,同时应避免使喷嘴8和子集管5a在沿第三方向观察时重叠。因此,能够确保墨水向压力腔室10顺利地流动。
下面,将参照图7和8对头主体70的结构进行详细说明。图7为头主体8沿图6中所示的线VII-VII剖开时的剖面图。图7举例显示了在腔室行11a中所包括的压力腔室10a的结构。在图7中,说明了一个墨水流动通道32。实际上,在墨水流动通道单元4中形成了多个墨水流动通道32。
图8为头主体70的剖视分解视图。如图7所示,喷嘴8经压力腔室10(10a)和孔隙12与子集管5a连通。从子集管5a的出口至喷嘴8形成了所述墨水流动通道32。在墨水流动通道单元4中,每一压力腔室10均设有墨水流动通道32。
如图8所示,头主体70具有由10块薄板构成的叠层结构,所述薄板从上侧起,分别为促动器单元21、空腔板22、基板23、孔隙板24、供给板25、集管板26、27和28、盖板29以及喷嘴板10。九块板22-30为金属薄板,这些薄板例如通过扩散结合彼此固定。
促动器单元21包括四个压电片41-44(参见图9A)。孔腔板22具有分别构成压力腔室10的菱形开孔。基板23具有两个开孔。基板23中的一个开孔使孔隙12与压力腔室10相连。基板23的另一个开孔使压力腔室10与喷嘴8相连。
孔隙板24包括孔隙12,其结构具有两个通过一个不完全蚀刻区域相连的两个开孔。孔隙单元24还具有一个使压力腔室10与喷嘴8相连的开孔。供给板25具有两个开孔。供给板25中的一个开孔使子集管5a与孔隙12相连。供给板25的另一个开孔使压力腔室10与喷嘴8相连。
每一集管板26-28均具有一个开孔,在层叠集管板26-28时,集管板的所述开孔构成了子集管5a。每一集管板26-28还具有一个使压力腔室10与喷嘴8相连的开孔。盖板29具有一个使压力腔室10与喷嘴8相连的开孔。喷嘴板30具有喷嘴8。喷嘴8朝头主体70的下侧(即,底面)向下逐渐变细。
使九块板21-30彼此对齐,之后将它们层叠在一起,以便形成墨水流动通道32。如图7所示,墨水流动通道32从子集管5a的出口朝上游侧延伸,并在孔隙12中以水平方向延伸,并且还朝压力腔室10向上延伸。墨水流动通道32在压力腔室12中水平延伸,并朝下侧倾斜延伸,随后沿竖直方向朝喷嘴8延伸。
下面,将详细说明促动器单元21的结构。图9A为促动器单元21的横剖面图。图9B为一个电极35的平面图。如图9A所示,促动器单元21具有包括四个压电片41,42,43和44的层叠结构,每一压电片的厚度均为大约15微米。在图9A中,仅显示了包括一个电极35的促动器单元21的一部分。在实际中,每一压电片均设置在整个促动器单元21上。
在促动器单元21的上侧表面上,紧密布置有多个电极35。例如,这些紧密设置的电极25可例如通过丝网印刷形成在促动器单元21上。如上所述,由于可以紧密地设置电极35和压力腔室10,因此,能够提高打印分辨率。
每一压电片均例如由能够表现出铁电现象的锆酸钛酸铅(PZT)陶瓷材料形成。在最上侧压电片41上形成电极35。在压电片41和42之间设有一个厚度为大约2微米的公共电极34。公共电极34在促动器单元21的整个区域中铺开。电极35以及公共电极34例如由Ag-Pd金属形成。
电极具有大约1微米的厚度。如图9B所示,电极35包括一个在平面图中所示时具有大致菱形形状的主电极区,以及一个从主电极部分的一个锐角角部伸出的副电极区。在副电极区的顶部,形成一个直径为大约160微米的圆形焊盘36。
圆形焊盘36由例如包括玻璃粉的金材料形成,并且被固定在副电极区的顶部。焊盘36电连接在形成于FPC50上的电极上。
使公共电极34接地。在FPC50上,形成多个电极和多条线路,以分别使电极35与驱动器IC80相连,以便独立控制电极35的电势。
下面,将详细说明促动器单元21的驱动操作。压电片41已沿其厚度方向被极化。利用上面提到的促动器单元21的层叠结构,将压电片41用作一个有效作用层(即,一个包括有效作用层部分的层),并且将其它的压电片42-44作为非有效作用层。习惯上,将促动器单元21的这种结构称为单形态型。
当将一定(负或正)电势施加在电极35上时,压电片41的一部分能够起到有效作用层的功能。更特别的是,如果施加至压电片41的一部分上的电场方向以及压电片41的极化方向彼此大致相同,那么压电片41的这一部分就会起到有效作用层的功能,并且压电片41的这一部分会因压电效应沿与极化方向垂直的方向收缩。以后,将使所述电场方向以及压电片41该部分的极化方向彼此相同的这一电势称为等效电势。
另外,即使将电场施加在压电片41的这一部分上,仍不会向压电片42-43供给电场。因此,当压电片41的这一部分收缩时,压电片42-43并不会收缩,从而在压电片41和压电片42-44之间产生变形差(沿极化方向)。结果,使压电片41-44位于电极35下方的部分变形,以便它们向压力腔室10伸出。习惯上,将这一现象称为单形态变形。
当产生压电片41-44的所述变形时,压力腔室10的容积会缩小,从而导致压力腔室10的压力增大。
使电场方向以及压电片41的所述部分的极化方向彼此相对的电势被称为反向电势。当将反向电势施加至电极35上时,使压电片41-44位于电极35下方的部分变形,以便它们朝上侧(即,电极35侧)凸起。当发生压电片41-44的这一反向变形时,压力腔室10的容积增大,从而使压力腔室10中的压力减小。
利用基本驱动图案,在该图案中,首先将等效电势施加至电极35上接着将反向电势施加至电极35上,随后将等效电势施加至电极35上,以此驱动促动器单元21。利用这种基本驱动图案,当电极35的电势从等效电势变为反向电势时,首先从子集管5a,将墨水抽吸至压力腔室10内。接着,当电极35的电势从反向电势变为等效电势时,从喷嘴8喷射出墨水。基本驱动图案是通过将矩形脉冲从驱动器IC80输送至电极35来实现的。
更为特别的是,以对应于使压力波从集管5传播至喷嘴8所需的时间的某一声音长度(以后,称为间隔AL)设定脉冲的宽度。由于当压力腔室10中的压力开始从负压变为正压时,电极35的电势从反向电势改变为等效电势,因此,使压力腔室10的状态变为正压的两个动作结合。结果,能够以高压从喷嘴8喷出墨水。
为了从喷嘴8喷射出墨水,要求等效电势和反向电势之间的电势差等于或大于某一数值。在该实施例中,将等效电势设定为20伏并且将反向电势设定为-5伏,以便喷射墨水。以后,将作为喷射墨水所需的反向电势的-5V电压称为用于喷射的反向电势。
另一方面,当无需喷射墨水时,将反向电势设定为0V。以后,将作为反向电势的0V电压称为用于非喷射的反向电势。以等效电势的20V电压、反向电势的-5V和0V的电压为例进行了说明。因此,可以将其它的电压值作为等效电压和反向电压。
灰度级是由墨水喷射至纸张同一位置上的量表示的。在该实施例中,通过控制连续喷射至纸张相同位置上的墨滴量来调节墨水的量(即,墨点的密度)。为了从喷嘴8连续喷射出两滴或更多的墨水,应连续向电极35输入两个或更多的脉冲。
将连续脉冲的间隔设定为与间隔AL相等。因此,由连续脉冲的一个脉冲施加的压力波的剩余压力波的周期等于由下一脉冲施加的压力波周期。另外,在这种情况下,由一个脉冲产生的剩余压力波的峰值以及由下一脉冲产生的压力波的峰值彼此相等,由此能够放大由下一脉冲产生的压力波的压力。
因此,由后一脉冲产生的墨滴(即后一墨滴)的速度大于由前一脉冲产生的墨滴(即前一墨滴)的速度。所以,后一墨滴会追上前一墨滴,因此,使两个墨滴彼此合为一体。
应强调的是:使用了具有间隔AL的连续脉冲的这一控制方案通过利用压力波和剩余压力波的增强效果,能够以较低的电势差喷射出理想量的墨水。
下面,将对脉冲控制单元200进行详细说明。图10显示了脉冲控制单元200的功能原理框图。在印刷电路板81上,安装一个CPU(中央处理器),一个用于存储由CPU执行的各种程序的ROM(只读存储器)以及一个用于存储执行程序所需的临时数据的RAM(随机存取存储器)。图10所示的功能块是通过安装在印刷电路板81上的CPU,ROM以及RAM的功能以及设置在驱动器IC80中的电路实现的。
如图10所示,脉冲控制单元200包括一个通信单元201,一个存储器202,一个脉冲发生器203,以及一个脉冲供给单元206。在图10中,还给出了与通信单元201相连的控制单元113以及与脉冲供给单元206相连的促动器单元21。
通信单元201与控制单元113连通。控制单元113向对应的一个喷墨头1发射出表示品红、黄色、蓝绿色以及黑色中一种颜色成分的图像数据以及定时数据。所述定时数据包括用打印图像数据的定时信息。
通信单元201由控制单元113接收图像数据以及定时数据并且将这些数据存入存储器202内。存储器202由安装在印刷电路板81上的RAM构成。
脉冲发生器204发出作用于电极35上的脉冲以便喷射出墨水。以后,将由脉冲发生器204产生的脉冲图形称为喷射脉冲图形。脉冲发生器204包括第一喷射脉冲发生器204a,第二喷射脉冲发生器204b以及第三喷射脉冲发生器204c。
第一,第二以及第三喷射脉冲发生器204a,204b以及204c根据图像数据、为每一灰度级产生多种喷射脉冲图形。更为特别的是,根据灰度级信息从三级墨水量选择出从喷嘴喷射的墨水量,并且由所选择的墨水量级确定墨滴的量。
第一,第二以及第三喷射脉冲发生器204a,204b以及204c中的每一个脉冲发生器均能产生分别对应于三级墨水量的三种喷射脉冲图形。分别由第一,第二以及第三喷射脉冲发生器204a,204b以及204c产生的喷射脉冲图形为彼此相对移位的相位。
所述喷射脉冲图形包括多个负脉冲,其中的每一负脉冲均具有大约5.5微秒(即,间隔AL)的脉冲宽度。在喷射脉冲图形中的随后的负脉冲的数量与所确定的墨滴数量相一致。另外,喷射脉冲图形在其最后部分具有脉冲宽度为间隔AL一半的狭窄负脉冲(参见图11A-11C)。最后的狭窄负脉冲为抵消波,其能够在压力腔室10中产生压力,以便消除压力腔室10中的剩余压力。例如,当所选择的墨滴量为3时,产生具有三个随后负脉冲以及一个狭窄负脉冲的喷射脉冲图形。
图11A显示了由第一喷射脉冲发生器204a产生的喷射脉冲图形的一个例子。图11A中的喷射脉冲图形显示了墨滴量为3的情况。图11B显示了由第二喷射脉冲发生器204b产生的喷射脉冲图形的一个例子。图11B中的喷射脉冲图形显示了墨滴量为2的情况。图11C显示了由第三喷射脉冲发生器204c产生的喷射脉冲图形的一个例子。图11C中的喷射脉冲图形显示了墨滴量为1的情况。
如图11A-11C所示,以由第一喷射脉冲发生器204a产生的喷射脉冲图形、以间隔AL的一半(即,2.5μs)延迟由第二喷射脉冲发生器204b产生的喷射脉冲图形。由第二喷射脉冲发生器204b产生的喷射脉冲图形、以间隔AL的一半延迟由第三喷射脉冲发生器204c产生的喷射脉冲图形。
如将在后面详细描述的那样,通过使用以大于间隔AL一半的时间彼此相对延迟的喷射脉冲图形,通过改变多个压力腔室中的喷墨定时,可以充分抑止结构相互干扰的影响。
脉冲供给单元206根据预定的供给图形和存储在存储器202中的图像数据,将喷射脉冲图形供给至促动器单元21的电极35。预定的供给图形表示电极35和第一,第二和第三喷射脉冲发生器204a,204b,204c喷射脉冲图形之间的对应性。对于多个电极35中的每一个电极而言,预定的供给图形表示关于应被供给至每一电极35的第一,第二和第三喷射脉冲发生器的喷射脉冲图形的信息。
图12A和12B显示了所述预定供给图形的例子。如图12A和12B所示,每一电极35均具有菱形形状。在图12A和12B中,指定为标号“1”的电极35意味着对其提供由第一喷射脉冲发生器204a产生的喷射脉冲图形,指定为标号“2”的电极35意味着对其提供由第二喷射脉冲发生器204b产生的喷射脉冲图形,指定为标号“3”的电极35意味着对其提供由第三喷射脉冲发生器204c产生的喷射脉冲图形。
在图12A和12B中,标有阴影线的区域表示对应于将喷射墨水的喷嘴的电极35。以后,习惯上,将喷射墨水的这些喷嘴称为喷射喷嘴。
在图12A中,将喷射脉冲图形“1”,“2”和“3”指派至呈交错结构的电极35。利用这种结构,向位于一目标电极35附近且没有沿通过所述目标电极35的菱形形状的锐角部分的线设置的电极35(对应于喷射喷嘴35)提供喷射脉冲图形,这些图形的相位不同于目标电极35的喷射脉冲图形的相位。
脉冲供给单元206根据电极35的灰度级,从第一,第二和第三喷射脉冲发生器的喷射脉冲图形中选择被供给至电极35的喷射脉冲图形,并且将所选择的喷射脉冲图形提供给电极35。
图12B显示了所述预定供给图形的另一个例子。在图12B中,喷射脉冲图形“1”,“2”和“3”沿水平方向排列。喷射脉冲图形的这种布置也能够实现由图12A所示结构获得的优点。
下面,将对脉冲控制单元200的操作进行说明。图13为流程图,其显示了由脉冲控制单元200执行的脉冲供给过程。当接通喷墨打印机101的电源时,脉冲控制单元200首先等待图像数据以及定时数据。在步骤S101中,通信单元201接收由控制单元113传送的图像数据以及定时数据,并且将图像数据以及定时数据存储在存储器202内。
接着,在步骤S102中,第一,第二和第三喷射脉冲发生器204a,204b,204c中的每一个均进行设定以为所有的灰度级准备喷射脉冲图形。接着,在步骤S103中,脉冲供给单元206进行设定以根据图像数据和预定供给数据、从脉冲发生器204准备的喷射脉冲图形中选择将被提供给每一电极35(对应于每一喷射喷嘴)的喷射脉冲图形。
在步骤S104中,脉冲发生器204根据在步骤S102中进行的设定产生喷射脉冲图形,并且脉冲供给单元206根据在步骤S103中进行的设定向电极35提供喷射脉冲图形。随后,脉冲供给过程结束。
根据第一实施例,由于根据预定供给图形,将相位彼此不同的多个喷射脉冲图形提供给电极35,因此,驱动位于目标电极35附近但并未沿通过所述目标电极35的菱形形状的锐角部分的线设置的电极35的定时不同于驱动目标电极35的定时。因此,能够有效地抑制结构干扰的影响。
另外,根据第一实施例,可以减小最大的电能消耗。因此,可以节省喷墨打印机10的空间并降低其成本。
由于脉冲供给单元206可以使用预定的供给图形,以将喷射脉冲图形提供给电极35,因此,能够迅速确定喷射喷嘴的喷墨定时。
在该实施例中,电极35和压力腔室10中的每一个均具有平行四边形形状。因此,可以紧密布置压力腔室10和电极35。
在该实施例中,脉冲发生器204具有三个喷射脉冲发生器(204a,204b,204c),这些脉冲发生器能够产生具有不同相位的喷射脉冲图形。脉冲发生器204也可具有两个,四个或更多的喷射脉冲图形发生器,这些脉冲发生器能够产生具有不同相位的喷射脉冲图形。
当脉冲发生器204具有能够产生具有不同相位的两种喷射脉冲图形的两个喷射脉冲发生器时,可以按图14A所示,构成预定供给图形。在图14A所示的预定供给图形的例子中,向位于目标电极35附近但并未沿通过所述目标电极35的菱形形状的两个钝角部分的线设置的电极35提供相位与目标电极35的喷射脉冲图形不同的喷射脉冲图形。利用这种结构,能够抑制在相邻压力腔室之间的结构干扰。
作为图14A所示的预定供给图形的一种可选择的方案,预定供给图形可采用图14B所示的结构。在图14B中,向一行水平布置的电极35(对应于水平布置的一行压力腔室)提供与供给至相邻的一行电极35的喷射脉冲图形不同的喷射脉冲图形。利用这种结构,可以抑制在相邻的压力腔室行之间的结构干扰。
当脉冲发生器204具有用于产生四种喷射脉冲图形(这些图形具有不同的相位)的四个喷射脉冲发生器时,预定供给图形的结构如图14C所示。在图14C所示的预定供给图形的例子中,向沿通过目标电极35的菱形的两个钝角部分的线的方向以及沿通过目标电极35的菱形的两个锐角部分的线的方向、相邻目标电极35设置的电极35提供相位与目标电极35的喷射脉冲图形不同的喷射脉冲图形。
利用这种结构,能够抑制在相邻压力腔室之间的结构干扰以及在相邻的压力腔室行之间的结构干扰。
第二实施例下面,对本发明中第二实施例的喷墨打印机进行说明。由于在该实施例中,仅脉冲控制单元200A与第一实施例的脉冲控制单元200不同,因此,仅对脉冲控制单元200A的特征进行说明。在图15,16A以及16B中,实质上与第一实施例相同的部件采用了相同的标号,故将不再对它们进行重复说明。
图15为第二实施例中脉冲控制单元200A的功能原理框图。脉冲控制单元200A具有通信单元201,存储器202,脉冲发生器204A以及脉冲供给单元206A。
脉冲发生器204A根据由脉冲供给单元206A指定的定时数产生多种具有不同相位的喷射脉冲图形。另外,脉冲发生器204A能够为具有不同相位的多种喷射脉冲图形中的每一喷射脉冲图形产生具有分别与灰度级对应的不同脉冲数的喷射脉冲图形。
例如,当由脉冲供给单元206A指定的定时数为4时,脉冲发生器204A产生4个后续喷射脉冲图形,在这些脉冲图形中,由前一喷射脉冲图形、以间隔AL(5.5μs)的一半(2.7μs)延迟一个连续喷射脉冲图形。为具有不同相位的四种喷射脉冲图形中的每一喷射脉冲图形准备喷射脉冲图形,这些喷射脉冲图形具有分别与灰度级对应的不同脉冲数。
脉冲供给单元206A可选择地向电极35提供由脉冲发生器204A产生的喷射脉冲图形。脉冲供给单元206A包括一确定单元207,该单元用于确定涉及脉冲向电极35供给的条件。
更为特别的是,确定单元207包括一个定时确定单元208以及一个提供目标确定单元209。
定时确定单元208能够根据图像数据确定定时数(即,由脉冲发生器204A产生的喷射脉冲图形类型的数量)。根据喷射喷嘴的数量确定定时数,以便当喷射喷嘴的数量增加时,定时数也增加。
提供目标确定单元209为每一电极35确定根据图像数据和定时数提供给电极35的喷射脉冲图形的类型。提供目标确定单元209确定喷射脉冲图形类型的方式如下所述。
图16A说明了提供目标确定单元209为每一电极35确定喷射脉冲图形种类的方式。图16A显示了定时数为4的情况。
在图16A和16B中,每一电极35均由菱形形状表示,并且阴影区表示对应于喷射喷嘴的电极35。在图16A和16B中,标号为“1”的电极35意味着对其提供喷射脉冲图形“1”,标号为“2”的电极35意味着将对其提供由喷射脉冲图形“1”、以间隔AL的一半被延迟的喷射脉冲图形“2”,标号为“3”的电极35意味着将对其提供由喷射脉冲图形“2”、以间隔AL的一半被延迟的喷射脉冲图形“3”。另外,标号为“4”的电极35意味着将对其提供由喷射脉冲图形“3”、以间隔AL的一半被延迟的喷射脉冲图形“4”。
在图16A的例子中,将四个喷射脉冲图形“1”,“2”,“3”以及“4”指派给呈交错结构的电极35。当目标电极35的喷射脉冲图形对应沿通过目标电极35的菱形形状的两个锐角部分的线的方向设置在目标电极35附近的电极中的至少一个电极时,对目标电极35指定喷射脉冲图形类型的下一号数。
例如,如图16A所示,由于电极中上一行的交错结构16A1的最后一个电极35a被指定了图形“3”,因此,电极中下一行的交错结构16A2的第一个电极35b被指定了图形“4”。但是图形“4”被指派给电极35b的右上侧位置。因此,根据该实施例,对电极35b指定喷射脉冲图形的类型的下一号数“1”。
图16B显示了提供目标确定单元209为每一电极35确定喷射脉冲图形类型的另一种方式。图16B还显示了一种定时数为4的情况。在该例子中,沿图16B中箭头所示方向的顺序将喷射脉冲图形“1”,“2”,“3”以及“4”指派给电极35(对应于喷射喷嘴)。与图16A所示的例子相同,当目标电极35的喷射脉冲图形对应沿通过目标电极35的菱形形状的两个锐角部分的线的方向与目标电极35相邻设置的电极中的至少一个电极时,对目标电极35指定喷射脉冲图形类型的下一号数。
根据由供给目标确定单元209和灰度级确定的喷射脉冲图形的类型,脉冲供给单元206A向每一电极35(对应于喷射喷嘴)提供由脉冲发生器204A产生的喷射脉冲图形。
下面,将对脉冲控制单元200A的操作加以说明。图17为说明由脉冲控制单元200A执行的脉冲供给过程的流程图。当接通喷墨打印机101的电源时,脉冲控制单元200A首先等待图像数据以及定时数据。
在步骤S1201中,通信单元201接收由控制单元113传送的图像数据以及定时数据,并且将图像数据以及定时数据存储在存储器202内。
在步骤S202中,使表示喷射脉冲图形类型(即,脉冲图形类型)的指针“i”调回到零。
接着,在步骤S203中,根据存储在存储器202中的图像数据、由定时确定单元208确定定时数“n”。在步骤204中,脉冲发生器204工作以准备为每一灰度级产生具有关于不同相位的喷射脉冲图形。例如,如果由定时确定单元208确定的定时数为4,则进行为每一灰度级产生具有不同相位的四种喷射脉冲图形的准备工作。
接着,在步骤S205中,确定当前的喷嘴(即,当前的电极)是否为喷射喷嘴。在当前的喷嘴不是喷射喷嘴时(S205:NO)时,控制转到步骤S214。在当前的喷嘴是喷射喷嘴时(S205:YES)时,控制转到步骤S206。
在步骤S206中,确定当前电极的脉冲图形类型“i”是否对应于位于当前电极35附近的一个电极35。在当前电极的脉冲图形类型“i”等于设置在当前电极35附近的电极35的脉冲图形类型中的一种(S206:YES)时,控制转到步骤S207,在步骤S207,表示脉冲图形类型“i”的指针“i”增大。
在步骤S208中,确定指针“i”是否等于定时数“n”。当指针“i”不等于定时数“n”时(S208:NO),控制返回至步骤S206。当指针“i”等于定时数“n”时(S208:YES),控制转到将指针“i”调回零的步骤S209。随后,控制返回步骤S206。
在当前电极的脉冲图形类型“i”不同于位于当前电极35附近的电极35的脉冲图形类型中的一种时(S206:NO),控制转到步骤S210。在步骤S210中,对当前电极206指定脉冲图形类型“i”。
接着,在步骤S211中,指针“i”增大。在步骤S212中,确定指针“i”是否等于定时数“n”。当指针“i”不等于定时数“n”时(S212:NO),控制转动步骤S214。当指针“i”等于定时数“n”时(S212:YES),控制转到使指针“i”调回零的步骤S213。
接着,在步骤S214,确是否存在将被处理的下一个喷嘴(下一个电极)。当存在将被处理的下一个喷嘴时(S214:YES),控制返回步骤S205。当将被处理的下一个喷嘴不存在时(S214:YES),控制返回步骤S215。
在步骤S215,脉冲供给单元206A进行设定,以根据图像数据和由每一电极35的供给目标确定单元209确定的脉冲图形类型,向电极35(对应于喷射喷嘴)提供由脉冲发生器204A产生的喷射脉冲图形。
接着,在步骤S216,脉冲发生器204A根据在步骤S204中进行的准备产生喷射脉冲图形,并且脉冲供给单元206A根据步骤S215中进行的设定,在预定时刻向电极35提供喷射脉冲图形。随后,脉冲供给过程结束。
根据第二实施例,由于向相邻的电极35提供了相位彼此不同的多个喷射脉冲图形,因此,驱动与目标压力腔室10相邻设置的压力腔室10的定时不同于驱动目标压力腔室10的定时。因此,能够充分抑止结构干扰的影响。
另外,根据第二实施例,能够减小最大的电能消耗。因此,能够减小喷墨打印机10的空间并降低其成本,另外,在该实施例中,定时确定单元208确定定时数(即,喷射脉冲图形类型的数量),该定时数为抑止结构干扰影响的最小数值。
因此,根据本实施例,能够有效地抑止结构干扰,并且能够以高水平保持打印速度。
第三实施例下面,对本发明中第三实施例的喷墨打印机进行说明。由于在该实施例中,仅脉冲控制单元200B与第一实施例的脉冲控制单元200不同,因此,仅对脉冲控制单元200B的特征进行说明。在图18中,实质上与第一实施例相同的部件采用了相同的标号,故将不再对它们进行重复说明。
图18为第三实施例的脉冲控制单元200B的功能原理框图。所述脉冲控制单元200B具有通信单元201,存储器202,脉冲发生器204B以及确定单元207。
下面,将对由驱动IC80和印刷电路板81构成的脉冲控制单元200B进行说明。由于通信单元201和存储器202的功能与第一实施例中这些部件相同,并且确定单元207的功能与第二实施例中的确定单元相同,因此,未对它们进行重复说明。
脉冲发生器204B为每个灰度级产生至少两种具有不同相位的喷射脉冲图形,以将它们提供给对应于喷射喷嘴的电极35。更为特别的是,脉冲发生器204B根据由确定单元207确定的定时数(即,喷射脉冲图形类型的数量)以及由提供目标确定单元209确定的指派给电极35的脉冲图形类型,为每一电极35产生喷射脉冲图形。
将由脉冲发生器204B产生的喷射脉冲图形提供给与喷射喷嘴对应的电极35。
根据第三实施例,由于将相位彼此不同的多个喷射脉冲图形提供给相邻电极35,因此,驱动位于目标压力腔室10附近的压力腔室10的定时不同于驱动目标压力腔室10的定时。因此,可以充分抑止结构干扰的影响。
另外,根据第三实施例,能够减小最大电能消耗。因此,能够减小喷墨打印机101的空间并降低其成本,虽然已参照本发明的一些最佳实施例对本发明进行了非常详细说明,但是,也可以采用其它方案。
例如,虽然在上述实施例中,压力腔室10和电极35中的每一个均具有平行四边形形状,但是,压力腔室10和电极35中的每一个也可采用其它形状,例如,矩形形状。
虽然在上面提到的实施例中,压力腔室10和电极35是以交错结构设置的,但是,也可以其它方式布置压力腔室10和电极35。例如,可以以格栅的图形布置压力腔室10和电极35。
在第一实施例中,利用一个预定供给图形向电极提供喷射脉冲图形。但是,脉冲控制单元可以采用这样的结构,即:每当将图像数据存储在存储器202中时,均能够确定一个供给图形。另外,可以使用两个或更多的供给图形向电极35提供喷射脉冲图形。
在上述实施例中,将具有不同相位的喷射脉冲图形指派给相邻电极35。作为可选择的或附加的方案,可以将相位与目标电极35的喷射脉冲图形的相位不同的喷射脉冲图形提供给不与目标电极35相邻但会受到结构干扰影响的电极35。
在上述提到的第二和第三实施例中,每当将图像数据存储在存储器202时,均由定时确定单元208确定定时数(即,喷射脉冲图形类型的数量)。
在上述提到的实施例中,考虑压力腔室10之间的位置关系而改变喷射脉冲图形的相位。但是,可以考虑使压力腔室10与子集管5a相连的连通通道(即,出口)之间的位置关系而改变喷射脉冲图形的相位。在这种情况下,可以抑止以流体方式传递的结构干扰。
在上述提到的实施例中,具有不同相位的多个喷射脉冲图形暂时彼此重叠。但是,具有不同相位的多个喷射脉冲图形可以采用暂时不彼此重叠的结构。即,可以将一个喷射脉冲图形占据的时间周期设定为不与另一喷射脉冲图形占据的时间周期重叠。
当由一台计算机提供并执行适当的程序时,可以实现本发明的装置和方法。可以将这些程序存储并分布在记录介质(如,柔性盘,CD-ROM,存储卡或类似物)中。作为可选择的方案,可以通过以因特网这样的网络发送这些程序。

Claims (27)

1.一种喷墨头打印装置,其包括:一个喷墨头,其具有一个墨水流动通道单元以及一个压电促动器单元,所述墨水流动通道单元包括多个用于喷射墨水的喷嘴以及多个分别为所述多个喷嘴设置的压力腔室,所述压电促动器单元包括多个电极,这些电极用于通过利用压电效应,将压力施加至与它们相应的压力腔室,以从多个喷嘴中相应的喷嘴喷射出墨水;以及一个脉冲控制器,其能够产生具有不同相位的多种喷射脉冲图形,并且利用多种喷射脉冲图形,驱动与多个将喷射墨水的喷嘴对应的多个电极,其中,脉冲控制器驱动与将喷射墨水的多个喷嘴对应的多个电极,以便在向多个电极中与多个压力腔室中的某一压力腔室对应的某一电极提供多种喷射脉冲图形中的第一喷射脉冲图形时,向与所述某一压力腔室相邻的相邻压力腔室对应的相邻电极中的至少一个电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,其特征在于,所述多个压力腔室设置在一个平面内,以具有多个行,每一行均具有以直线状布置的压力腔室,向多个电极中与多个行中每一行的多个压力腔室中的相邻压力腔室对应的电极分别提供多种喷射脉冲图形中不同的喷射脉冲图形。
2.根据权利要求1所述的喷墨头,其中:向所述相邻电极中的一个电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,所述相邻电极中的所述一个电极与相邻压力腔室中沿多个压力腔室布置结构的第一方向相邻于所述某一压力腔室设置的一个压力腔室对应。
3.根据权利要求2所述的喷墨头,其中:向所述相邻电极中的一个电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,所述相邻电极中的所述一个电极与相邻压力腔室中沿多个压力腔室布置结构的第二方向相邻于所述某一压力腔室设置的一个压力腔室对应,其中第二方向不同于第一方向。
4.根据权利要求1所述的喷墨头,其中:所述多个压力腔室设置在一个平面内,以具有多个行,每一行均具有以直线状布置的压力腔室,向多个电极中与所述多个行中的一行的压力腔室对应的电极供给的多种喷射脉冲图形中的一种喷射脉冲图形不同于供给至多个电极中与所述多个行中另一行的压力腔室对应的电极的多种喷射脉冲图形中的一种喷射脉冲图形,所述所述多个行中的另一行与所述多个行中的所述一行相邻。
5.根据权利要求1所述的喷墨头,其中:脉冲控制器驱动多个电极,以便向与所述某一压力腔室相邻的相邻压力腔室对应的所有相邻电极提供多种喷射脉冲图形中的至少一种喷射脉冲图形,该至少一种喷射脉冲图形不同于供给至与所述某一压力腔室对应的所述某一电极的第一喷射脉冲图形。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的喷墨头,其中,所述脉冲控制器包括:一个脉冲发生器,其能根据图像数据产生多种喷射脉冲图形;以及一个脉冲供给系统,该系统将多种喷射脉冲图形指派给多个电极以驱动这些电极。
7.根据权利要求6所述的喷墨头,其中:由脉冲发生器产生的多种喷射脉冲图形包括至少三种喷射脉冲图形。
8.根据权利要求7所述的喷墨头,其中:所述脉冲供给系统将所述至少三种喷射脉冲图形指派给呈交错排列布置结构的多个电极。
9.根据权利要求7所述的喷墨头,其中:所述脉冲供给系统将所述至少三种喷射脉冲图形中的第一、第二和第三喷射脉冲图形在多个电极的布置结构的一个方向上按照这个顺序指派给多个电极。
10.根据权利要求6所述的喷墨头,其中:由脉冲发生器产生的多种喷射脉冲图形包括至少四种喷射脉冲图形。
11.根据权利要求10所述的喷墨头,其中:多个压力腔室以及多个电极具有菱形形状,并且以交错结构布置,所述脉冲供给系统将多种喷射脉冲图形指派给多个电极,以便对沿通过第一电极的菱形形状的钝角部分的直线的方向相邻于第一电极设置的电极指派四种喷射脉冲图形中与指派至第一电极上的一种喷射脉冲图形不同的喷射脉冲图形,并且对沿通过第一电极的菱形形状的锐角部分的直线的方向相邻于第一电极设置的电极指派四种喷射脉冲图形中与指派至第一电极上的所述一种喷射脉冲图形不同的喷射脉冲图形。
12.根据权利要求6所述的喷墨头,其中:所述脉冲供给系统包括一个确定喷射脉冲图形类型数量的定时确定单元,所述脉冲发生器通过由所述定时确定单元确定的喷射脉冲图形类型的数量,产生不同类型的喷射脉冲图形。
13.根据权利要求12所述的喷墨头,其中:所述定时确定单元根据喷嘴总数中将喷射墨水的喷嘴数量确定喷射脉冲图形类型的数量,以便当将喷射墨水的喷嘴数量增加时,喷射脉冲图形类型的数量也增加。
14.根据权利要求6,12和13中任意一项所述的喷墨头,其中:所述脉冲供给系统利用一个表示多个电极和多种喷射脉冲图形之间的对应性的供给图形,向多个电极指派多种喷射脉冲图形。
15.根据权利要求14所述的喷墨头,其中:预先确定所述供给图形,所述脉冲供给系统使用了预定的供给图形。
16.根据权利要求14所述的喷墨头,其中:所述脉冲供给系统包括一个供给图形确定单元,其能够根据图像数据以及多种喷射脉冲图形的类型数量确定供给图形,并且,当要指派给目标电极的喷射脉冲图形和位于所述目标电极附近的至少一个电极的喷射脉冲图形相同时,对目标电极指派多种喷射脉冲图形类型的下一类型。
17.根据权利要求1-5中任意一项所述的喷墨头,其中,所述脉冲控制器包括:一个确定单元,其能够确定在多种喷射脉冲图形中所包括的喷射脉冲图形类型的数量,并确定对多个电极中每一个电极提供多种喷射脉冲图形中的哪一种;以及一个脉冲发生器,其根据所述确定单元的确定结果产生用于驱动所述多个电极的多种喷射脉冲图形。
18.根据权利要求1所述的喷墨头,其中:所述墨水流动通道单元包括一根公共集管,所述多个压力腔室经相应的出口与所述公共集管连通,所述脉冲控制器驱动与将喷射墨水的多个喷嘴对应的多个电极,以便在向多个电极中与多个压力腔室中某一压力腔室的某一出口对应的某一电极提供多种喷射脉冲图形中的第一喷射脉冲图形时,向相邻电极的至少一个电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,其中所述相邻电极对应于与所述某一压力腔室的所述某一出口相邻的相邻出口连通的压力腔室。
19.根据权利要求18所述的喷墨头,其中:向所有的相邻电极提供与第一喷射脉冲图形不同的多种喷射脉冲图形。
20.一种驱动喷墨头的方法,所述喷墨头具有一墨水流动通道单元以及一压电促动器单元,所述墨水流动通道单元包括多个用于喷射墨水的喷嘴以及多个分别为所述喷嘴设置的压力腔室,所述压电促动器单元包括多个电极,这些电极用于通过利用压电效应,将压力施加至与它们相应的压力腔室,以从多个喷嘴中相应的喷嘴喷射出墨水,该方法包括以下步骤:产生具有不同相位的多种喷射脉冲图形;以及向多个电极提供多种喷射脉冲图形,以便在向多个电极中与多个压力腔室中某一压力腔室对应的某一电极提供多种喷射脉冲图形的第一喷射脉冲图形时,向与相邻于所述某一压力腔室的相邻压力腔室对应的至少一个相邻电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,其特征在于,所述多个压力腔室设置在一个平面内,以具有多个行,每一行均具有以直线状布置的压力腔室,向多个电极中与多个行中每一行的多个压力腔室中的相邻压力腔室对应的电极分别提供多种喷射脉冲图形中不同的喷射脉冲图形。
21.根据权利要求20所述的方法,其还包括:根据将喷射墨水的喷嘴的数量确定要产生的喷射脉冲图形类型的数量,以便当将喷射墨水的喷嘴数量增加时,喷射脉冲图形类型的数量也增加,喷嘴的数量是由所述图像数据获得的,在所述产生步骤中,通过所确定的喷射脉冲图形类型的数量,产生不同类型的喷射脉冲图形。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其中:在所述提供步骤中,利用一个表示多个电极和多种喷射脉冲图形之间的对应性的供给图形,向多个电极指派多种喷射脉冲图形。
23.根据权利要求22所述的方法,其中:所述提供步骤包括:根据图像数据以及多种喷射脉冲图形类型的数量确定供给图形,并且,当要指派给目标电极的喷射脉冲图形和位于所述目标电极附近的至少一个电极的喷射脉冲图形相同时,对目标电极指派多种喷射脉冲图形类型的下一类型。
24.一种用于喷墨头打印装置的计算机程序制品,所述喷墨头打印装置包括一个喷墨头,该喷墨头具有一个墨水流动通道单元以及一个压电促动器单元,所述墨水流动通道单元包括多个用于喷射墨水的喷嘴以及多个分别为所述多个喷嘴设置的压力腔室,所述压电促动器单元包括多个电极,这些电极用于通过利用压电效应,将压力施加至与它们相应的压力腔室,以从多个喷嘴中相应的喷嘴喷射出墨水,所述计算机程序制品包括:用以产生具有不同相位的多种喷射脉冲图形的指令;以及多个指令,这些指令用以向多个电极提供多种喷射脉冲图形,以便在向多个电极中与多个压力腔室中的某一压力腔室对应的某一电极提供多种喷射脉冲图形的第一喷射脉冲图形时,向与相邻于所述某一压力腔室的相邻压力腔室对应的至少一个相邻电极提供多种喷射脉冲图形中与第一喷射脉冲图形不同的一种喷射脉冲图形,其特征在于,所述多个压力腔室设置在一个平面内,以具有多个行,每一行均具有以直线状布置的压力腔室,向多个电极中与多个行中每一行的多个压力腔室中的相邻压力腔室对应的电极分别提供多种喷射脉冲图形中不同的喷射脉冲图形。
25.根据权利要求24所述的计算机程序制品,其还包括:多个指令,这些指令用于根据要喷射墨水的喷嘴数量确定要产生的喷射脉冲图形类型的数量,以便当要喷射墨水的喷嘴数量增加时,喷射脉冲图形类型的数量也增加,喷嘴的数量是由所述图像数据获得的,通过所确定的喷射脉冲图形类型的数量,产生不同类型的喷射脉冲图形。
26.根据权利要求24或25所述的计算机程序制品,其中:在用于向多个电极提供多种喷射脉冲图形的指令中,利用一个表示多个电极和多种喷射脉冲图形之间的对应性的供给图形,向多个电极指派多种喷射脉冲图形。
27.根据权利要求26所述的计算机程序制品,其还包括:根据图像数据以及多种喷射脉冲图形类型的数量确定供给图形的指令,其中,当要指派给目标电极的喷射脉冲图形和位于所述目标电极附近的至少一个电极的喷射脉冲图形相同时,对目标电极指派多种喷射脉冲图形类型的下一类型。
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