用於控制釋放墨滴量的驅動噴墨記錄頭的方法和裝置的製作方法
2023-05-27 04:26:01 4
專利名稱：用於控制釋放墨滴量的驅動噴墨記錄頭的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種驅動印表機、傳真機、複印機等中使用的噴墨記錄頭的方法和裝置。更特別地，本發明涉及一種控制釋放的墨滴量的技術。
通常，已有一種採用噴墨記錄頭的噴墨型記錄器。該使用該噴墨型記錄器的噴墨記錄頭具有多個在垂直掃描方向或紙張的前進方向上的噴嘴，並且由機架機構使其在水平掃描方向或與紙張的前進方向正交的方向上移動。該噴墨記錄頭的噴嘴根據由擴展列印數據所產生的點陣圖形分別按照預定的時序釋放墨滴。相應地，來自各個噴嘴的墨滴落在記錄紙上，從而執行列印操作。在上述噴墨型記錄器中，列印是通過是否釋放墨滴而執行的，即，是由通過控制點陣的開/關而確定的。因此，上述噴墨型記錄器不能夠表現半色調，例如灰色。
因此，由多個點構成一個像素被採用來表現半色調。在該方法中，當一個像素由4×4的點陣來表現時，顏色深淺可以由16個色調所表現(17個色調，如果包括純白色的話)。每像素的點數的增加可以表現更加精細的色調。但是，如果使色調更加精細而沒有改變點的直徑，則基本解析度下降。並且，如果形成在記錄紙上的記錄點直徑較大，則使得在低濃度的區域中顆粒性突出，這相應地降低了列印的質量。
這些問題可以通過減小墨滴的重量和使記錄點的直徑更小而解決。但是，記錄點的較小直徑使得列印速度變慢。為了避免列印速度的下降，這種技術可以考慮使墨滴的釋放間隔更短，或者使噴嘴的數目增加，但是這兩種方法都是不容易實現的。
為了解決上述問題，日本公開專利申請(JP-A-Heisei 9-11457)中公開一種「用於驅動噴墨記錄頭的裝置」，其可以控制從噴嘴釋放的墨滴量，並且相應地改變記錄點的尺寸，從而表現精細色調。在該驅動裝置中，一個驅動信號被發送到對應於多個噴嘴的每一個安裝的壓電器件。該壓電器件被根據所提供的驅動信號而膨脹和收縮。因此，該膨脹和收縮使得在對應於每個噴嘴安裝的壓力室(其中容納著墨水)中的壓力改變。結果，具有對應於壓力改變的量的墨滴被從每個噴嘴釋放。
在該驅動裝置中使用的驅動信號是通過同時產生多個具有互不相同的形狀的波形信號，然後根據列印數據從多個波形信號中選擇一個波形信號而產生的。相應地，從噴嘴釋放的墨水量是根據波形信號而控制的，可以改變落在記錄紙上的記錄點的直徑。
並且，日本公開專利申請(JP-Heisei 10-81012)公開「用於驅動噴墨型列印頭的方法和裝置」，其按照類似於上述用於驅動噴墨記錄頭的原理而工作。用於該驅動裝置中的驅動信號包括在產生一個記錄點所需的列印周期中的四個驅動脈衝。然後，在每個列印周期中，根據列印數據從四個驅動脈衝中選擇的一個或多個驅動脈衝被依次發送到壓力產生器件。
相應地，該壓力產生器件根據驅動脈衝使該壓力改變。因此，墨滴量是根據壓力改變而釋放的。因此，當一個驅動脈衝被發送到壓力產生器件時，一個墨滴被在列印周期內釋放。當多個驅動脈衝被依次發送到壓力產生器件，多個墨滴被在該列印周期內釋放。相應地，落在記錄紙上的墨水量可以被控制，從而控制記錄點的直徑。
另外，日本公開專利申請(JP-A-Heisei，10-81014)公開一種「用於驅動噴墨型列印頭的方法及裝置「，其使用由三個驅動脈衝所構成的驅動信號，並且控制落在記錄紙上的墨水量，從而改變記錄點的直徑。因此，沒有在日本公開專利申請(JP-A-Heisei，10-81012)中所述的由四個驅動脈衝所構成的上述驅動信號。
如果使用用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其公開於上述日本公開專利申請(JP-A-Heisei，9-11457)，列印速度可以得到提高而不增加噴嘴的數目。但是，需要安裝一種硬體(實際上為一種傳輸門32)來響應每個壓電器件從多個波形信號選擇一個波形信號。因此，硬體數量及其龐大。例如，在墨滴量分三個階段變化的情況中，需要數目等於噴嘴數目的三倍的傳輸門32。這導致驅動裝置不能夠製造得緊湊和其成本變高的問題。
並且，如果使用在日本公開專利申請(JP-A-Heisei，10-81012)和日本公開專利申請(JP-A-Heisei，10-81014)中公開的技術，列印速度可以得到提高而不增加噴嘴的數目，並且不需要從多個波形信號中選擇一個波形信號。因此，不需要用於選擇波形信號的硬體。但是，產生為每個列印周期輸出的多個驅動脈衝中的至少一個驅動脈衝，使得一部分驅動信號基本上等於亥姆霍茲周期。因此，在使列印周期更短從而使列印周期更快方面具有限制。並且，來自列印周期中的多個驅動脈衝的基於要被釋放的墨滴量的驅動脈衝被依次發送到壓力產生器件。因此，墨滴的釋放時序根據要被發送的驅動脈衝而不同。這導致一個問題，即產生墨滴下落的位置偏移，從而降低了列印的質量。例如，在第一和第三脈衝之間的時間段是列印周期的一半。因此，第一脈衝的點與第三脈衝的點相互偏離半個點距。如果點距被確定為720點/英寸(35微米)，則它們相互偏離18微米。
本發明是考慮上述問題而完成的。因此，本發明的一個目的是提供一種驅動噴墨記錄頭的方法和裝置，該噴墨記錄頭體積小且便宜，並且可以控制從噴嘴釋放的墨滴量，以使列印速度更快，並且還改進列印質量。
根據本發明第一方面的用於驅動噴墨記錄頭的裝置包括驅動波形產生電路、波形提取電路。該驅動波形產生電路產生驅動波形，其中n個基本波形相串聯，n個基本波形中的每個波形具有單個周期，其中n是等於或大於2的整數。波形提取電路根據外部提供的列印數據提取n個基本波形中的m(m為整數，並且1≤m≤n)個波形作為列印驅動波形，並且把該列印驅動波形應用到壓電器件。從而，墨水是根據壓電器件的形變從噴嘴釋放出來的。
根據本發明第二方面的驅動噴墨記錄頭的方法，其中包括產生步驟、提取步驟和應用步驟。產生步驟產生驅動波形，其中n個基本波形相串聯，n個基本波形中的每個波形具有單個時間段，其中n是等於或大於2的整數。波形提取步驟根據外部提供的列印數據提取n個基本波形中的m(m為整數，並且1≤m≤n)個波形作為列印驅動波形。應用步驟把該列印驅動波形應用到壓電器件，從而墨水是根據壓電器件的形變從噴嘴釋放出來的。
圖1為示出應用根據本發明第一實施例驅動裝置的噴墨記錄頭的機械結構的視圖；圖2為概略示出用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置的結構的方框圖；圖3A至圖3C為示出包括在用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中的驅動波形中的基本波形的波形圖；圖4A至4B為示出驅動用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中的驅動波形中壓電器件的驅動波形的波形圖；圖5A至5B為示出對於在用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中的墨流路徑特定的時間段的視圖；圖6為示出用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置的驅動波形產生電路的結構的電路圖；圖7A至7E為描述圖6中所示的電路圖的工作的時序圖；圖8為示出根據本發明第一實施例的用於驅動噴墨記錄頭的裝置的波形提取電路的結構的方框圖；圖9A至9G為描述當三個波峰是通過使用在用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中的預定驅動波形而驅動時的操作的時序圖；圖10A至10G為描述當兩個波峰是通過使用在用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中的預定驅動波形而驅動時的操作的時序圖；圖11A至11G為描述當一個波峰是通過使用在用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中的預定驅動波形而驅動時的操作的時序圖；圖12A至12G為描述當三個波峰是通過使用在用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中的另一個驅動波形而驅動時的操作的時序圖；圖13為描述在用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中，當墨滴量被測量時的結果的視圖；圖14A和14B為示出在用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中，當在負側產生剩餘振動時彎曲的速度波形的波形圖；圖15A和15B為示出在用於驅動根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的裝置中，當在正側產生剩餘振動時彎曲的速度波形的波形圖；圖16為示出應用根據本發明第一實施例的驅動裝置的另一種噴墨記錄頭的機械結構的視圖；圖17為描述圖16中所示的噴墨記錄頭的操作的視圖；圖18為示出應用根據本發明第二實施例的驅動裝置的一種噴墨記錄頭的機械結構的視圖；圖19A至19C為示出包括在用於驅動根據本發明第二實施例的裝置的驅動波形中的基本波形的一個實例的波形圖；圖20A和20B為示出驅動在用於驅動根據本發明第二實施例的噴墨記錄頭的裝置中所用的壓電器件的驅動波形的一個實例的波形圖。
(第一實施例)圖1部分地示出應用根據本發明第一實施例驅動裝置的噴墨記錄頭的機械結構。該噴墨記錄頭採用通過利用壓電器件壓下容納墨水的壓力室而釋放墨滴的方法。
在該噴墨記錄頭中，振動片12通過壓力室片11安裝在噴嘴片10上，並且壓電器件13a、13b和13c還安裝在該振動片12上。用疊層壓電材料構成的疊層型壓電器件被使用作為各個壓電器件13a、13b和13c。
如圖1中所示，噴嘴片10、壓力室片11和振動片12構成多個壓力室14a、14b和14c。具有R形截面並且連接到壓力室14a、14b和14c的噴嘴10a、10b和10c分別形成在噴嘴片10中。儘管未示出，用於供墨的供墨口被提供於各個壓力室14a、14b和14c中。
在具有上述結構的噴墨記錄頭中，當電壓被施加在壓電器件13b上時，該壓電器件13b在圖1的向下方向上膨脹，從而壓縮壓力室14b中的墨水。相應地，墨滴15被從噴嘴10b釋放出來。當該噴墨記錄頭相對於記錄介質運動時，通過根據從外部發送的列印數據以預定時序驅動壓電器件，則字符、數字等等被記錄在象列印紙等記錄介質上。
圖2為簡要示出用於根據本發明第一實施例的噴墨記錄頭的驅動裝置20的結構的方框圖。該驅動裝置20具有驅動波形產生電路21和波形提取電路22。
驅動波形產生電路21依次按照預定的頻率產生驅動波形。由驅動波形產生電路21所產生的驅動波形被發送到波形提取電路22。波形提取電路22根據列印數據提取從驅動波形產生電路21發送的部分或整個驅動波形，從而產生驅動信號。由波形提取電路22所產生的驅動信號被提供到壓電器件組13，以相應地驅動包含在壓電器件組13中的壓電器件。
下面將描述用於產生驅動波形的基本波形。如圖3A中所示，該驅動波形包括第一上升部分、跟隨在該第一上升部分之後的第一保持部分、跟隨在該第一保持部分之後的下降部分、跟隨在該下降部分之後的第二保持部分、以及跟隨在該第二保持部分之後的第二上升部分。這些部分分別具有時間段t1、t2、t3、t4和t5。在第一上升部分處的電勢差為V1，在下降部分處的電勢差為V2，並且在第二上升部分處的電勢差為V3。電壓V1可以根據噴墨記錄頭的結構任意確定。
在此，如果假設一個對該墨流路徑特定的周期為Tc，則基本波形具有「0.1×Tc」的時間段t1、「0.03×Tc」的時間段t2、「0.1×Tc」的時間段t3、「0.08×Tc」的時間段t4、以及「0.066×Tc」的時間段t5。並且，該基本波形如此產生使得第一上升部分的傾角等於第二上升部分的傾角。在第一實施例中，該基本波形被設計為使得第一上升部分的傾角等於第二上升部分的傾角。但是，它們並不必須總是互為相等。相等的情況具有一個優點，即，驅動波形產生電路21被簡化並且其成本變低。應當指出，時間段t2為0的波形可以被用作為基本波形，如圖3C中所示。
這一基本波形被發送到噴墨記錄頭的壓電器件。然後，當在噴嘴尖端的開口表面上的墨水液彎面的速度波形被測量時，這樣一個事實被確認，即，在一個波峰的速度波形被產生之後，基本上不會導致剩餘振動，如圖3B中所示。並且，這樣一個事實被確認，即通過把速度波形的波峰面積乘以噴嘴尖端的開口表面的面積而獲得的的數值基本上等於所釋放的墨滴量。
在噴嘴尖端的開口表面中墨水液彎面的速度波形由如下過程所確定。通過僅僅把施加到壓電器件上的電壓波形的電壓值乘以特定的放大係數α(＜1)，電壓下降到不釋放墨滴的電平的波形被施加到壓電器件，然後通過利用雷射都卜勒速度計測量在此時噴嘴尖端的開口表面中的墨水液彎面的速度波形，並且進一步僅僅把所獲得波形的速度值乘以1/α。並且，該速度波形可以通過執行聲學模擬而確定。
上述對液流路徑特定的周期Tc可以如下確定。即，具有這樣使墨滴不被從噴嘴釋放出來的振幅的低電壓波形，例如，如圖5A中所示在預定時間段t0中上升到預定電壓的電壓波形被發送到壓電器件。然後，在此時在噴嘴尖端的開口表面中的墨水液彎面的運動通過利用雷射都卜勒速度計測量，相應地獲得圖5B中所示的速度波形。接著，對於該速度波形確定在經過時間段t0之後出現的波峰之間的時間。所確定的時間段是對墨流路徑特定的周期Tc。應當指出對墨流路徑特定的周期Tc可以通過模擬而確定。
通過連接多個上述基本波形而產生驅動波形。該驅動波形具有圖4A中所示的形狀。即，第二基本波形的起點連接到第一基本波形的結束點。第三基本波形的起點連接到第二基本波形的結束點。然後，在經過特定的時間段之後，從第三基本波形的結束點下降到在第一基本波形的起點處的電壓。在該第一實施例中，第三基本波形被用於配置驅動波形。但是，基本波形的數目可以任意確定，使得它不限於三個。
並且，該驅動波形可以具有圖4B中所示的形狀。即，第一基本波形的結束點連接到第一保持部分的起點，用於保持該結束點的電平。第一保持部分的結束點連接到第二基本波形的起點。第二基本波形的結束點連接到第二保持部分的起點，用於保持結束點的電平。第二保持部分結束點連接到第三基本波形的起點。然後，在經過特定的時間段之後，從第三基本波形的結束點下降到在第一基本波形的起點處的電壓。另外，在如下說明中，將參照圖4A中所示的驅動波形。
下面將參照圖6中所示的電路圖具體描述驅動形波產生電路21的具體結構。該驅動波形產生電路21包括第一充電恆流電路210、第二充電恆流電路211、第一放電恆流電路212、第二放電恆流電路213、電晶體Tr1、Tr2、電阻R1、R2、R3、R4、R5和R6、電容C和電流放大器214。來自時序產生電路(未示出)的時序信號T1、T2、T3和T4被發送到驅動波形產生電路21。
第一充電恆流電路210包括電晶體Q1、Q2和電阻R10。電晶體Tr1的集電極通過電阻R2連接到第一充電恆流電路210的控制端Tc。電晶體Tr1的發射極接地，並且時序信號T1通過電阻R1輸入到電晶體Tr1的基極。第一充電恆流電路210的輸出端To連接到電容C的第一端。電容C的第二端接地。當時序信號T1變為高電平(在下文中，稱為H電平)時，第一充電恆流電路210被啟動，從而輸出預定數值的電流。
第二充電恆流電路211的結構與第一充電恆流電路210的結構相同。電晶體Q1、Q2的特性和電阻R10的阻值也相同。電晶體Tr2的集電極通過電阻R4連接到第二充電恆流電路211的控制端Tc。電晶體Tr2的發射極接地，並且時序信號T2通過電阻R3輸入到電晶體Tr2的基極。第二充電恆流電路211的輸出端To連接到電容C的第一端。當時序信號T2變為H電平時，第二充電恆流電路211被啟動，從而輸出與第一充電恆流電路210相同的電流。
第一放電恆流電路212包括電晶體Q3、Q4和電阻R20。時序信號T3通過電阻R5輸入到第一放電恆流電路212的控制端Tc。並且，第一放電恆流電路212的輸入端Ti連接到電容C的第一端。當時序信號T3變為高電平時，第一放電恆流電路212被啟動。然後從輸入端Ti接收電流。
第二放電恆流電路213包括電晶體Q5、Q6和電阻R30。時序信號T4通過電阻R6輸入到第二放電恆流電路213的控制端Tc。並且，第二放電恆流電路213的輸入端Ti連接到電容C的第一端。當時序信號T4變為H電平時，第二放電恆流電路213被啟動。然後從輸入端Ti接收電流。
如上文所述，電容C的第一端連接到第一充電恆流電路210和第二充電恆流電路211的各個輸出端To和第一放電恆流電路212和第二放電恆流電路213的各個輸入端Ti以及電流放大器214的輸入端。電容C由從啟動的第一充電恆流電路210和第二充電恆流電路211流入的電流所充電。另一方面，在電容C中累積的電荷由通過啟動的第一放電恆流電路212和第二放電恆流電路213流出到地的電流所放電。
電流放大器214包括電晶體Q7、Q8，並且放大通過電容C的第一端的電流。由電流放大器214所放大的信號被作為驅動波形送到波形提取電路22。
下面將參照圖7A至7E中所示的時序圖描述驅動波形產生電路21的操作。
如圖7A中所示，時序產生電路(未示出)產生僅在對應於基本波形的第一上升部分的時間段t1為高電平的時序信號T1。並且，如圖7C中所示，時序產生電路產生時序信號T3，其在對應於從時序信號T1的下降沿往後的第一保持部分時間段t2之後上升，並且僅在對應於下降部分的時間段t3保持在H電平。並且，如圖7B中所示，時序產生電路產生時序信號T2，其在對應於從時序信號T3的下降沿往後的第二保持部分時間段t4之後上升，並且僅在對應於第二上升部分的時間段t5保持在H電平。另外，如圖7D中所示，時序產生電路產生時序信號T4，其在對應於第三基本波形的從時序信號T2的下降沿往後的時間段t6之後上升，並且僅對時間段t7保持在H電平。
當時序信號T1變為H電平時，第一充電恆流電路210被啟動，並且來自電源+V的電流被通過電阻R10和電晶體Q2輸出到輸出端To。相應地，電容C被以對應於由第一充電恆流電路210中的電容C和電阻R10所形成的CR電路的時間參數的速度充電。該充電操作使得產生如圖7E中所示具有對應於該時間常數的傾角的第一上升部分。
接著，當時序信號T1下降並且變為低電平(在下文中成為L電平)時，從第一充電恆流電路210輸出的電流被停止，並且在電容器C中累積的電荷被保持在它們的原始狀態。這種情況被保持直到時序信號T3變為H電平。相應地，第一保持部分被產生用於僅僅對時間段t2保持第一上升部分的結束時的電平。
如圖7C中所示，當時序信號T3變為H電平時，第一放電恆流電路212被啟動，並且在電容器C中累積的電荷通過電晶體Q4和電阻器R20流到地。相應地，電容器C被以對應於由在第一放電恆流電路212中的電容器C和電阻器R20所形成的CR電路的時間常數的速度放電。該放電操作使具有對應於該時間常數的傾角的下降部分得以產生，如圖7E中所示。
當時序信號T3下降並變為L電平時，到第一放電恆流電路212的電流輸入被停止，並且在電容器C中累積的電荷被保持在它們的原始狀態。這種情況被保持直到時序信號T2變為H電平。相應地，第二保持部分被產生用於僅僅對時間段t4保持下降部分結束時的電平。
當時序信號T2變為H電平時，第二充電恆流電路211被啟動，並且來自電源+V的電流被通過電阻器R10和電晶體Q2輸出到輸出端To。相應地，電容器C被以對應於由在第二充電恆流電路211中的電容器C和電阻器R10所形成的CR電路的時間常數的速度放電。該充電操作使具有對應於該時間常數的傾角的下降部分得以產生，如圖7E中所示。
在此，第一充電恆流電路210與第二充電恆流電路211具有相同的結構。因此，這些電路具有相同的時間常數。結果，第一上升部分的傾角等於第二上升部分的傾角。另外，如果要求第一上升部分的傾角與第二上升部分的傾角不同，則它可以被設計為使得在第一充電恆流電路210中的電阻R10的阻值不同於第二充電恆流電路211中的電阻R10。
接著，如果時序信號T2下降，並且變為L電平，則到第一放電恆流電路212的電流輸入被停止，並且在電容器C中累積的電荷被保持為它們的原始狀態。另外，在對應於第一和第二基本波形的部分中，執行這樣一種控制，使得當時序信號T2下降並且變為L電平的同時，第一時序信號T1上升，並且變為H電平。結果，再次產生第一上升部分。
另一方面，在對應於第三基本波形的部分中，第二上升部分的結束處電平被保持，直到時序信號T4變為H電平。相應地，第二上升部分結束時的電平僅僅在時間段t6中保持。由於該時間段t6的存在，從而有可能避免在第二充電恆流電路211和第二放電恆流213被同時啟動時電源與地之間短路。應當指出，第一和第二保持部分還具有避免電源與地之間短路的功能。
接著，當時序信號T4變為H電平時，第二放電恆流電路213被啟動，並且在電容器C中累積的電荷通過電晶體Q6和電阻器R30流到地。相應地，電容器C被按照對應於由在第二放電恆流電路213中的電容器C和電阻器R30所形成的CR電路的時間常數的速度放電。在這種情況下，如圖7E中所示，上述時間常數(即，電阻器R30的數值)被確定，使得對於時間段t1、t2、t3、t4、t5和t6在電容器C中累積的電荷都在時間段t7中放電，換句話說，驅動波形的電平變為在時間段t7中第一基本波形的開始電平。
如上文所述，通過電容器C的充電和放電操作，流到電容器C的第一端的電流被電流放大器214所放大，並且作為驅動波形發送到波形提取電路22。
現在將參照圖8中所示的方框圖具體描述波形提取電路22的結構。該波形提取電路22通常產生驅動上百個壓電器件的驅動信號，假設該驅動信號被產生用於驅動四個壓電器件13a、13b、13c和13d。
該波形提取電路22包括系統控制電路23、位移電路24a、24b、24c和24d、鎖存電路25a、25b、25c和25d、電平轉換電路26a、26b、26c和26d、以及開關電路27a、27b、27c和27d。
系統控制電路23整體上控制驅動裝置20。即，該系統控制電路23產生要發送到位移電路24a至24d的時鐘信號，並且產生要發送到位移電路25a至25d的鎖存信號。並且，電路23依次把數據從外部發送到位移電路24a作為列印數據。另外，電路23產生命令驅動波形的產生開始的啟動信號，並且發送到驅動波形產生電路21。
例如，每個位移電路24a至24d由一位D型觸發器所構成。位移電路24a與時鐘信號同步地儲存從系統控制電路23發送的列印數據。該位移電路24b、24c和24d分別與時鐘信號同步地儲存來自位移電路24a、24b和24c的列印數據。相應地，位移電路24a至24d包括用於與時鐘信號同步地依次位移來自系統控制電路23的列印數據。存儲在各個位移電路24a至24d的列印數據被分別發送到鎖存電路25a至25d。
鎖存電路25a至25d分別與來自系統控制電路23的鎖存信號同步地鎖存來自位移電路24a至24d的列印數據。鎖存在各個鎖存電路25a至25d中的列印數據被分別發送到電平轉換電路26a至26d。
每個電平轉換電路26a至26d由放大器所構成。該電平轉換電路26a至26d轉換來自鎖存電路25a至25d的信號的電平，以分別發送到開關電路27a至27d。相應地，具有足以控制開關電路27a至27d的電平的門控制信號被分別發送到開關電路27a至27d。
每個開關電路27a至27d是由根據門控制信號而導通和截止的門電路所構成。來自驅動波形產生電路21的驅動波形被輸入到每個開關電路27a至27d的輸入端。來自每個電平轉換電路26a至26d的控制信號被輸入到門控制端。每個開關電路27a至27d的輸出端連接到每個壓電器件13a至13d的每個端子。來自開關電路27a至27d的信號被分別發送到壓電器件13a至13d作為驅動信號。每個壓電器件13a至13d的另一端接地。
現在，將參照圖9至11中所示的時序圖描述具有上述結構的波形提取電路22的操作。
首先，參照圖9A至9G中所示的時序圖描述三波峰驅動的情況。當系統控制電路23連續三次輸出有效數據(在本實施例中為「1」)作為列印數據時，則執行三波峰驅動。
也就是說，當系統控制電路在圖9C中所示的時間段TM0中依次輸出「1111B」(在下文中，最後字符「B」表示二進位數)作為列印數據時，該位移電路24a至24d依次位移，以便於與時鐘信號同步地接收列印數據，如圖9D中所示。當「1」存儲在所有位移電路24a至24d中時，該位移操作被停止。
接著，系統控制電路23在時間段TM1開始時啟動鎖存信號(於H電平)，如圖9B中所示。相應地存儲在位移電路24a至24d中的列印數據「1」被分別鎖存在鎖存電路25a至25d中。鎖存在鎖存電路25a至25d中的數據「1」的信號電平被電平轉換電路26a至26d轉換為預定電平，並且分別發送到開關電路27a至27d。
結果，各個開關電路27a至27d被導通。然後，具有與圖9F的時間段TM1中所示的基本波形相同的形狀的驅動信號被發送到各個壓電器件13a至13d。該驅動信號對應於本發明的列印驅動波形。相應地，在各個噴嘴10a至10d的尖端的開口表面中的墨水被以圖9G中所示的速度波形振蕩。然後，第一墨滴15在該速度波形中的波峰邊緣附近釋放。
在時間段TM1中，與上述驅動信號的輸出相平行，該系統控制電路23依次輸出「1111B」作為下一個列印數據，如圖9C中所示。與上述情況相類似，該列印數據由位移電路24a至24d所接收。然後，該位移操作在「1」被存儲在所有位移電路24a至24d中的這種狀態下停止。
接著，系統控制電路23在時間段TM2開始時(即，在時間段TM1的基本波形的結束點處)啟動鎖存信號，如圖9B中所示。相應地，各個開關電路27a至27d類似於時間段TM1的情況被導通。具有與基本波形相同形狀並且以在時間段TM1中的基本波形的結束點作為起點的驅動信號被發送到各個壓電器件13a至13d，如圖9F中的時間段TM2所示。結果，在各個噴嘴10a至10d的尖端處的開口表面中的墨水按照圖9G中所示的速度波形振動。然後，第二墨滴15在該速度波形的波峰邊緣的附近釋放。
在時間段TM2中，與上述驅動信號的輸出相平行，該系統控制電路23依次輸出「1111B」作為下一個列印數據，如圖9C中所示。與上述情況相類似，該列印數據由位移電路24a至24d所接收。然後，該位移操作在「1」被存儲在所有位移電路24a至24d中的這種狀態下停止。
接著，系統控制電路23在時間段TM3開始時(即，在時間段TM2的基本波形的結束點處)啟動鎖存信號，如圖9B中所示。相應地，各個開關電路27a至27d類似於時間段TM1的情況被導通。具有與基本波形相同形狀並且以在時間段TM2中的基本波形的結束點作為起點的驅動信號被發送到各個壓電器件13a至13d，如圖9F中的時間段TM3所示。相應地，在各個噴嘴10a至10d的尖端處的開口表面中的墨水按照圖9G中所示的速度波形振動。然後，第二墨滴15在該速度波形的波峰邊緣的附近釋放。
在時間段TM3中，與上述驅動信號的輸出相平行，該系統控制電路23依次輸出「1111B」作為下一個列印數據，如圖9C中所示。與上述情況相類似，該列印數據由位移電路24a至24d所接收。然後，該位移操作在「1」被存儲在所有位移電路24a至24d中的這種狀態下停止。
接著，系統控制電路23從時間段TM4開始時(即，從時間段TM3的基本波形的結束點處)經過一時間段之後啟動鎖存信號，如圖9B中所示。相應地，各個開關電路27a至27d類似於時間段TM1的情況被導通。逐步從時間段TM3的結束點減小的驅動信號被發送到各個壓電器件13a至13d，如圖9F中的時間段TM4所示。結果，在各個噴嘴10a至10d的尖端處的開口表面中的墨水按照圖9G中所示的速度波形進行剩餘振動。但是，墨滴15不在該剩餘振動中釋放。
在時間段TM5和TM6中的操作還與時間段TM5中的操作相同。也就是說，如圖9F中所示，在時間段TM5中逐步從時間段TM4的結束點減小的驅動信號，以及在時間段TM6中逐步從時間段TM5所結束點減小的驅動信號被分別發送到各個壓電器件13a至13d。結果，在各個噴嘴10a至10d的尖端處的開口表面中的墨水的速度波形的剩餘振動逐漸收斂，如圖9G中所示。然後，在時間段TM6結束時，驅動信號的電平到達時間段TM1所起點的電平。相應地，一個列印周期結束。
在該三波峰驅動中，各個開關電路27a至27d在所有時間段TM1至TM6中導通。換句話說，在三波峰驅動的情況下，各個開關電路27a至27d總是導通，使得來自驅動波形產生電路21的驅動波形被發送到處於原始狀態的壓電器件13a至13d。圖9E示出提取該波形的時序。在三波峰驅動的情況下，如圖9E中所示，該波形被在列印周期的所有部分中提取。
根據三波峰驅動，如圖9G中所示產生包括三個波峰的速度波形。結果，墨滴被三次釋放。從而，等於在下文中描述的單波峰驅動的情況中的墨水量的三倍的墨水被釋放。因此，大的記錄點形成在列印紙上，應當指出三個墨滴可以整體地釋放，如果通過適當地調節基本波形的形狀產生驅動信號，以使得在圖9G中所示的速度波形的波谷處的速度更大。另外，該三個墨滴可以整體地釋放或者分別釋放，這取決於墨水的特性和記錄頭的形狀，例如噴嘴直徑等等。
現在，將參照圖10A至10B中所示的時序圖描述二波峰驅動的情況。當系統控制電路23連續兩次輸出有效數據「1」作為列印數據時，執行二波峰驅動。
在時間段TM1中的操作與三波峰驅動中相同。也就是說，具有與圖10F的時間段TM1中所示的基本波形相同形狀的驅動信號被發送到各個壓電器件13a至13d。相應地，在各個噴嘴10a至10d尖端處的開口表面中的墨水以圖10G中所示的速度波形振動。然後，第一墨滴15在該速度波形邊緣附近釋放。
在時間段TM2中的操作與在三波峰驅動的情況中相同只是系統控制電路23依次輸出「0000B」作為下一個列印數據，如圖10C中所示。也就是說，具有與基本波形相同形狀並且以在時間段TM1中的基本波形的結束點作為起點的驅動信號被發送到各個壓電器件13a至13d，如圖10F中所示。相應地，在各個噴嘴10a至10d尖端處的開口表面中的墨水以圖10G中所示的速度波形振動。然後，第二墨滴15在該速度波形邊緣附近釋放。
在該時間段TM2中，與上述驅動信號的輸出相平行，該系統控制電路23依次輸出「0000B」作為下一個列印數據。該列印數據被位移電路24a至24d所接收。然後，位移操作在「0」被存儲在所有位移電路24a至24d中的這種狀態中停止。
接著，系統控制電路23在時間段TM3的起點(即，在時間段TM2的基本波形的結束點)處啟動鎖存信號，如圖10B所示。相應地，存儲在位移電路24a至24d中的列印數據「0」被鎖存電路25a至25d鎖存。在信號電平被電平轉換電路26a至26d轉換之後，鎖存在鎖存電路25a至25d中的列印數據「0」被發送到開關電路27a至27d。
結果，各個開關電路27a至27d被截止，並且驅動信號不被發送到各個壓電器件13a至13d。在這種情況下，各個壓電器件13a至13d僅僅作為電容器件，並且緊接著在各個開關電路27a至27d截止之前保持該信號電平。相應地，時間段TM2的結束點的電平被保持，如圖10F的時間段TM3中所示。結果，如圖10G中的速度波形所示，在各個壓電器件10a至10d的尖端處的開口表面中的墨水不振動。因此，墨滴15不在該時間段TM3中釋放。
在該時間段TM3中，系統控制電路23依次輸出「0000B」作為下一個列印數據，如圖10C中所示。該列印數據由位移電路24a至24d所接收。然後，在「0」被存儲在所有位移電路24a至24d中的這種狀態中，位移操作停止。
接著，在從時間段TM4的起點(即，在時間段TM3的基本波形的結束點)開始經過時間段t6之後，系統控制電路23啟動鎖存信號，如圖10B所示。相應地，類似於時間段TM3的情況，各個開關電路27a至27d被截止。用於保持時間段TM3的結束點的信號電平的驅動信號被發送到各個壓電器件13a至13d，如圖10F的時間段TM4中所示。結果，在各個噴嘴10a至10d的尖端處的開口表面中的墨水不會從壓電器件13a至13d中釋放。
在時間段TM5和TM6中的操作與三波峰驅動的情況中相同。並且，如圖10F中所示，在時間段TM5中逐漸從時間段TM4的結束點下降的驅動信號，以及在時間段TM6中逐漸從時間段TM5的結束點下降的驅動信號被分別發送到各個壓電器件13a至13d。結果，在各個噴嘴10a至10d的尖端處的開口表面中的墨水的速度波形的剩餘振動逐漸收斂，如圖10G中所示。然後，在時間段TM6結束時，驅動信號的電平到達時間段TM1的起點的電平。相應地，完成一個列印周期。
在二波峰驅動中，當列印數據為「1」時(即，在如圖10E中所示的時間段TM1、TM2、TM5和TM6中)，各個開關電路27a至27d被導通，並且在時間段TM3和TM4中截止。因此，僅僅第一和第二基本波形被從來自驅動波形21的驅動波形中提取。如圖10G中所示，根據二波峰驅動，包括兩個波峰的速度波形被產生。結果，墨滴被釋放兩次。從而等於在下文描述的單波峰驅動的情況中的墨水量的兩倍的墨水被釋放。因此，在列印紙上形成中等尺寸的記錄點。
現在，將參照圖11A至11B中所示的時序圖對單波峰驅動的情況進行描述。當系統控制電路23僅僅一次輸出有效數據「1」作為列印數據時，執行單波峰驅動。
在時間段TM1處的操作與在三波峰驅動的情況中相同，只是系統控制電路23依次輸出「0000B」作為下一個列印數據，如圖11C中所示。也就是說，具有與基本波形相同的形狀的驅動信號被發送到各個壓電器件13a至13d，如圖11F的時間段TM1中所示。相應地，在各個噴嘴10a至10d的尖端處的開口表面中墨水按照圖11G所示的速度波形振動。然後，第一墨滴15被在該速度波形中的波峰邊緣的附近釋放。
在時間段TM2和TM3中的操作與在二波峰驅動的情況中相同。在時間段TM4中，與驅動信號的上述輸出相平行，系統控制電路23依次輸出「0000B」作為下一個列印數據，如圖11C中所示。與上述情況相類似，該列印數據被位移電路24a至24d所接收。然後，在「0」被存儲在所有位移電路24a至24d中的狀態下，位移操作停止。
接著，在從時間段TM4的起點(即，在時間段TM3的基本波形的結束點)開始經過時間段t6之後，系統控制電路23啟動鎖存信號，如圖11B所示。相應地，類似於時間段TM3的情況，各個開關電路27a至27d被截止。用於保持時間段TM3的結束點的信號電平的驅動信號被發送到各個壓電器件13a至13d，如圖11F的時間段TM4中所示。結果，在各個噴嘴10a至10d的尖端處的開口表面中的墨水不會從壓電器件13a至13d中釋放。
在時間段TM5和TM6中的操作與二波峰驅動的情況中相同。相應地，在各個噴嘴10a至10d的尖端處的開口表面中的墨水的速度波形的剩餘振動逐漸收斂，如圖11G中所示。然後，在時間段TM6結束時，驅動信號的電平到達時間段TM1的起點的電平。相應地，完成一個列印周期。
在單波峰驅動中，當列印數據為「1」時(即，在如圖11E中所示的時間段TM1和TM6中)，各個開關電路27a至27d被導通，並且在時間段TM2和TM5中截止。因此，僅僅第一基本波形被從來自驅動波形21的驅動波形中提取。如圖11G中所示，根據單波峰驅動，包括一個波峰的速度波形被產生。結果，墨滴僅僅被釋放一次。因此，在列印紙上形成小的記錄點。
在上述第一實施例中，驅動波形產生電路21被設計為產生驅動波形，其中第二基本波形的起點連接到第一基本波形的結束點，並且第三基本波形的起點連接到第二基本波形的結束點。但是，如圖12A中所示，該驅動波形可以被設計為使得其電平僅僅從第一基本波形的結束點開始保持一特定的時間段，並且第二基本波形的起點連接到該特定時間段的結束點，並且其電平類似地僅僅從第二基本波形的結束點保持特定的時間段，並且第三基本波形的起點連接到特定時間段的結束點。該驅動波形可以通過適當地調節從時序信號產生電路發送到驅動波形產生電路21的時序信號而產生。即使當驅動信號根據圖12A中所示的驅動波形產生，然後驅動各個壓電器件13a至13d時，該驅動裝置20類似於上述情況地產生作用。
如上文所述，根據第一實施例，開關電路的數目可以等於壓電器件的數目。因此，該驅動裝置能夠比常規裝置大大地減小，並且減小成本。
然後，本發明人測量在幾個用於驅動具有上述結構的噴墨記錄頭的裝置中的墨滴。並且，該測量結果將在下文中描述。當驅動信號被從驅動裝置20通過各個開關電路27a至27d發送到各個壓電器件13a至13d時，從各個壓電器件13a至13d釋放的墨滴量根據噴墨記錄頭的結構和形狀以及驅動波形而不同。
第一次測量使用在噴墨記錄頭中具有3.3×10-3Pa·s的粘滯度的墨水，其中對墨流路徑特定的周期Tc為10.4μs，由於壓電器件所造成的壓力室的體積改變為2.3×10-15m3/V，噴嘴具有R形截面，有24μm的直徑和70μm的長度，並且供給口具有R形截面，有27μm的直徑和70μm的長度。其基本波形被產生，使得t1＝1.04μs，t2＝0.31μs，t3＝1.04μs，t4＝0.83μs，t5＝0.69μs，V1＝V2＝8.6V和V3＝5.6V。
在這種情況下，當採用如圖9A中所示的三波峰驅動波形時，15×10-15m3/V的墨滴量被釋放，當採用如圖10A中所示的二波峰驅動波形時，10×10-15m3/V的墨滴量被釋放，當採用如圖11A中所示的三波峰驅動波形時，5×10-15m3/V的墨滴量被釋放。所釋放墨滴的速度都約為4m/s。
並且，第一滴和第三滴的釋放之間的時間差為7.82μs。當點距為720點/英寸(＝35μm)時，驅動頻率為14.4kHz，並且噴嘴與列印紙之間的距離為1mm，在第一滴與第三滴之間的下落位置的偏差僅僅為4μm。因此，列印的質量比常規技術有極大地改進。
準備各種形狀不同的基本波形。然後，關於每個基本波形的圖9A、10A和11A中所示的驅動波形被產生，並且應用於壓電器件。圖13示出所釋放的墨滴量的結果。如圖13中所示，這樣一個事實被確認，即，當對所釋放的墨滴量有大的作用的基本波形的第一上升部分的時間周期t1和下降部分的時間周期t3分別等於或小於對墨流路徑特定的周期Tc的0.4倍，所釋放的墨滴量可以按照3∶2∶1的比例釋放。
接著，第二次測量使用在噴墨記錄頭中具有3.3×10-3Pa·s的粘滯度的墨水，其中對墨流路徑特定的周期Tc為12.4μs，由於壓電器件所造成的壓力室的體積改變為1.6×10-15m3/V，噴嘴具有R形截面，有29μm的直徑和70μm的長度，並且供給口具有R形截面，有31μm的直徑和70μm的長度。在這種情況下，如果t1/Tc＝0.1，t2/Tc＝0.03，t3/Tc＝0.1，t4/Tc＝0.08以及t5/Tc＝0.066被應用於圖13的條件號「1」中，則該基本波形被產生，使得t1＝1.25μs，t2＝0.38μs，t3＝1.25μs，t4＝1μs，t5＝0.83μs，V1＝V2＝18.7V和V3＝12.3V。
在這種情況下，當採用如圖9A中所示的三波峰驅動波形時，27×10-15m3/V的墨滴量被釋放，當採用如圖10A中所示的二波峰驅動波形時，18×10-15m3/V的墨滴量被釋放，當採用如圖11A中所示的三波峰驅動波形時，9×10-15m3/V的墨滴量被釋放。並且，所釋放墨滴的速度都約為4m/s。
在上述描述中，設計為通過利用不會明顯造成剩餘振動的基本波形產生驅動波形。這是因為它的控制是容易的。也就是說，由於這種基本波形被使用，在噴嘴尖端的液彎面的速度波形中的第一波峰的形狀變得基本上與在第二波峰之後的形狀相同。並且，墨滴的速度變得相等，而與所釋放的墨滴量無關。另外，所釋放的墨滴量變為整數倍。
但是，如果多個波峰可以在噴嘴尖端產生，則驅動裝置還可以通過利用不會造成剩餘振動的基本波形而構成。圖14示出液彎面的速度波形的一個實例，其中當壓電器件被根據基本波形的驅動信號而驅動時，在負側產生剩餘振動。
當上述基本波形被用於產生三波峰驅動的驅動信號以驅動壓電器件時，可以獲得圖14B中所示的液彎面的速度波形。因此，基本上與使用不會明顯造成剩餘振動的基本波形的情況相同，執行噴墨記錄頭的操作。另外，如果剩餘振動的幅度太大，則當執行三波峰驅動時，在墨水液彎面中的速度波形的形變增大，這導致噴墨記錄頭的操作錯誤。因此，最好使用其剩餘振動的幅度等於或小於最大幅度的30％的基本波形。
圖15A示出液彎面的速度波形的一個實例，其中當壓電器件被基於基本波形的驅動信號所驅動時，在正側產生剩餘振動。當使用上述基本波形來產生用於三波峰驅動的驅動信號以驅動壓電器件時，可以獲得圖15B中所示的液彎面的速度波形。因此，基本上與使用不會明顯造成剩餘振動的基本波形的情況相同，執行噴墨記錄頭的操作。另外，如果剩餘振動的幅度太大，則當執行三波峰驅動時，在墨水液彎面中的速度波形的形變增大，這導致噴墨記錄頭的操作錯誤。因此，最好使用其剩餘振動的幅度等於或小於最大幅度的30％的基本波形。
在上述第一實施例中，圖1中所示的疊層型壓電器件被用作為噴墨記錄頭。但是，本發明不限於採用疊層型壓電器件的噴墨記錄頭。本發明可以應用於採用圖16中所示的單片型壓電器件的噴墨記錄頭。
圖16示出採用單片型壓電器件的噴墨記錄頭的一個實例。該噴墨記錄頭由用於形成噴嘴101的疊層接合噴嘴片201、用於形成墨池的墨池片202、用於形成供墨口的供墨片203、用於形成壓力室104的壓力室片、振動片205和壓電器件206所構成。
在振動片205上，用於定位該壓電器件206的引導部分107中形成在除了與壓力室104相接觸的範圍之外的部分上。由該引導部分107所定位的壓電器件206接合在振動片205上。應當指出，該噴墨記錄頭具有把電信號發送到壓電器件206的電信號線，以及通過吸墨口把墨水填充在墨池102內的墨流路徑。但是，這在圖16中省略。
下面將參照圖17描述對於具有上述結構的噴墨記錄頭基於壓電器件206和振動片205的UNIMOLF效應的操作。圖17為取圖16的A-A線的截面視圖。壓電器件206安裝在振動片205上，對應於每個壓力室104。在該壓電器件206中，底電極208a形成在接合振動片205的一側上，並且頂電極208b分別形成在其相對側。在此，從頂電極208b的一側到底電極206a的一側的方向上(相反方向也是可以的)產生壓電器件206的極化。底電極208a電連接到振動片205。該振動片205作為在壓電器件206上的多個底電極208a所所連接的公共電極，並且連接到驅動電源207的一端。
並且，頂電極208b通過用於開關對壓電器件的電連接的開關電路209連接到驅動電源207的另一端。如果，列印命令被從控制器(未示出)輸入，則開關電路209導通，使得來自驅動電源207的電壓被施加到壓電器件206上。因此，由於壓電效應該壓電器件206在圖17的「e」方向上收縮。但是，由于振動片205上具有負載，因此該壓電器件上與振動片相接合的一側比相對側的形變更小。該形變的不對稱性造成壓電器件206與振動片205之間的極化部分在圖17的「f」方向上形變。相應地，在壓力室104中的體積被收縮和壓縮。
來自對應於上述驅動裝置20的驅動電源207的驅動信號被施加到具有上述結構的噴墨記錄頭上。從而，類似於上述操作的操作被執行，並且相應地控制噴嘴101的墨水釋放。
(第二實施例)下面將描述本發明的第二實施例。根據第二實施例的驅動裝置驅動所謂拔擊型(pull and hit type)噴墨記錄頭，其膨脹和壓縮容納墨水的壓力室。可以採用在日本公開專利申請(JP-A-Heisei 10-81012)中公開的列印頭作為該噴墨記錄頭。
圖18中示出該列印頭的機械結構。基片單元300是通過把液流路徑產生片305夾在形成有噴嘴孔301的噴嘴片302與形成有島狀部分303的振動片304之間而構成的。墨水室306、供墨口307和壓力產生室308形成在流徑產生片305上。
容納室310形成在基底309上。壓電振蕩器311安裝在容納室310中。壓電振蕩器311通過固定基片312固定，使得壓電振蕩器311的尖端與島狀部分303相接觸。在此，表現縱向振動和橫向振動效果的PZT(壓電換能器)被用於該壓電振蕩器311。當充電時，該PZT收縮，並且在放電時膨脹。對壓電振蕩器311的充電和放電是通過引線313完成的。
如果壓電振蕩器311被充電，則壓電振蕩器311收縮，從而使壓力產生室308膨脹，並且減少在壓力產生室308中的壓力。因此，墨水從墨水室306流到壓力產生室308。如果壓電振蕩器311放電，則壓電振蕩器311膨脹，從而使壓力產生室308收縮，並且增加壓力產生室308中的壓力。因此，在壓力產生室308中的墨水被通過噴嘴孔301釋放到外部。
在根據第二實施例的驅動裝置中，由驅動裝置所產生的驅動信號的波形不同於由根據第一實施例的驅動裝置所產生的驅動信號。實際上，包含在根據第二實施例的驅動裝置中的驅動波形產生電路的結構不同於包含在根據第一實施例的驅動裝置中的驅動波形產生電路的結構。
下面將描述用於第二實施例中的基本波形。該基本波形包括第一下降部分、跟隨在第一下降部分之後的第一保持部分、跟隨在第一保持部分之後的上升部分、跟隨在該上升部分之後的第二保持部分、以及跟隨在該第二保持部分之後的第二下降部分，如圖19A中所示。它們每個具有時間段t1，t2，t3，t4和t5。在第一下降部分處的電勢差為V1，在上升部分處的電勢差為V2，並且在第二下降部分處的電勢差為V3。
該基本波形可以根據對墨流路徑特定的周期Tc產生，這類似於第一實施例。可以確認當這一基本波形被發送到噴墨記錄頭的壓電器件以便於確定在噴嘴尖端的開口表面中的墨水液彎面的速度波形時，在一波峰的速度波形產生之後基本上不會導致剩餘振動，如圖19B中所示。並且，可以確認由速度波形的波峰面積乘以噴嘴尖端的開口表面的面積所得的結果等於所釋放的墨滴量。並且，時間段t2為零的波形可以被用作為基本波形，如圖19C所示。
驅動波形由多個上述基本波形所產生。該驅動波形具有如圖20A中所示的形狀。即，第二基本波形的起點連接到第一基本波形的結束點。第三基本波形的起點連接到第一基本波形的結束點。然後，在經過一定的時間段之後，從第三基本波形的結束點上升到在第一基本波形的起點處的電壓。並且，該驅動波形可以具有圖20B中所示的形狀。即，第一基本波形的結束點連接到第一保持部分的起點，用於保持結束點的電平。第一保持部分的結束點連接到第二基本波形的起點。第二基本波形的結束點連接到第二保持部分的起點，用於保持結束點的電平。第二保持部分的結束點連接到第三基本波形的起點。在經過特定的時間段之後，從第三基本波形的結束點上升到第一基本波形的起點。另外，在第二實施例中，第三基本波形被用於構成該驅動波形。但是，基本波形的數目不限於3個，並且可以任意確定。
用於產生上述驅動波形的驅動波形產生電路可以通過利用類似於圖6中所示的電路而構成，並且波形提取電路可以通過利用圖8中所示的原始狀態的電路實現。並且，根據第二實施例的驅動裝置的操作與根據第一實施例的驅動裝置相同，只是圖9A和圖12A中所示的驅動波形被分別變為圖20A和20B中所示的波形。
根據第二實施例的噴墨記錄頭的驅動裝置，即使對於拔擊型噴墨記錄頭也可以改進列印速度。另外，從噴嘴釋放的墨滴量可以被控制以改進列印質量。
另外，在第二實施例和上述第一實施例中，即使採用一種能夠根據外部提供的信號在壓力室中的產生壓力振動的激勵器，也可以提供類似的效果，該激勵器例如為偏移量與電壓的平方成比例的電形變器件以及在磁場中偏移的磁形變器件，它取代壓電器件。
如上文所述，本發明可以提供用於驅動噴墨記錄頭的方法和裝置，其體積較小並且便宜，而且能夠控制從噴嘴釋放的墨滴量，以使列印速度更快，並且提高列印質量。
權利要求
1.一種用於驅動噴墨記錄頭的裝置包括壓電器件(13a，13b，13c)；驅動波形產生電路(21)，其產生驅動波形，其中n個基本波形相串聯，所述n個基本波形中的每個波形具有單個時間段，其中n是等於或大於2的整數；以及波形提取電路(22)，其根據外部提供的列印數據提取所述n個基本波形中的m(m為整數，並且1≤m≤n)個波形作為列印驅動波形，並且把所述列印驅動波形應用到所述壓電器件(13a，13b，13c)，並且其中，墨水是根據所述壓電器件(13a，13b，13c)的形變從噴嘴(10a，10b，10c)釋放出來的。
2.根據權利要求1所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述基本波形如此形成，使得當所述基本波形被提供到所述壓電器件(13a，13b，13c)時，在所述噴嘴(10a，10b，10c)的尖端部處的墨水彎液面的剩餘振動的幅度等於或小於所述基本波形的最大幅度的30％。
3.根據權利要求1所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述基本波形具有從預定電平上升到第一電平的第一上升部分，保持所述第一電平的第一保持部分，從所述第一電平下降到第二電平的下降部分，保持所述第二電平的第二保持部分，以及從所述第二電平上升到第三電平的第二上升部分。
4.根據權利要求1所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述基本波形具有從預定電平上升到第一電平的第一上升部分，從所述第一電平下降到第二電平的下降部分，保持所述第二電平的保持部分，以及從所述第二電平上升到第三電平的第二上升部分。
5.根據權利要求3所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述基本波形的所述第一上升部分的傾角等於所述第二上升部分的傾角。
6.根據權利要求3所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述基本波形的第一上升部分的時間段等於或小於對一墨流路徑特定的時間段的0.4倍，並且所述基本波形的所述下降部分的時間段等於或小於對該墨流路徑特定的時間段的0.4倍。
7.根據權利要求1所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述基本波形具有從預定電平下降到第一電平的第一下降部分，保持所述第一電平的第一保持部分，從所述第一電平上升到第二電平的上升部分，保持所述第二電平的第二保持部分，以及從所述第二電平下降到第三電平的第二下降部分。
8.根據權利要求1所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述基本波形具有從預定電平下降到第一電平的第一下降部分，從所述第一電平上升到第二電平的上升部分，保持所述第二電平的保持部分，以及從所述第二電平下降到第三電平的第二下降部分。
9.根據權利要求7所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述基本波形的第一下降部分的傾角等於所述第二下降部分的傾角。
10.根據權利要求7所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述基本波形的第一下降部分的時間段等於或小於對一墨流路徑特定的時間段的0.4倍，並且所述基本波形的所述上升部分的時間段等於或小於對該墨流路徑特定的時間段的0.4倍。
11.根據權利要求1至10所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，在所述列印驅動波形應用於所述壓電器件(13a，13b，13c)之後，所述列印驅動波形的電平最終下落到第一基本電平，所述列印驅動波形從所述第一基本電平開始。
12.根據權利要求11所述的用於驅動噴墨記錄頭的裝置，其特徵在於，所述列印驅動波形的下降時間等於所述列印驅動波形的時間段。
13.一種用於驅動噴墨記錄頭的方法，其中包括產生驅動波形，其中n個基本波形相串聯，所述n個基本波形中的每個波形具有單個時間段，其中n是等於或大於2的整數；根據外部提供的列印數據提取所述n個基本波形中的m(m為整數，並且1≤m≤n)個波形作為列印驅動波形；把所述列印驅動波形應用到壓電器件(13a，13b，13c)，從而根據壓電器件(13a，13b，13c)的形變從噴嘴(10a，10b，10c)釋放出墨水。
14.根據權利要求13所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述基本波形如此形成，使得當所述基本波形被提供到所述壓電器件(13a，13b，13c)時，在所述噴嘴(10a，10b，10c)的尖端部處的墨水彎液面的剩餘振動的幅度等於或小於所述基本波形的最大幅度的30％。
15.根據權利要求13所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述基本波形具有從預定電平上升到第一電平的第一上升部分，保持所述第一電平的第一保持部分，從所述第一電平下降到第二電平的下降部分，保持所述第二電平的第二保持部分，以及從所述第二電平上升到第三電平的第二上升部分。
16.根據權利要求13所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述基本波形具有從預定電平上升到第一電平的第一上升部分，從所述第一電平下降到第二電平的下降部分，保持所述第二電平的保持部分，以及從所述第二電平上升到第三電平的第二上升部分。
17.根據權利要求15所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述基本波形的所述第一上升部分的傾角等於所述第二上升部分的傾角。
18.根據權利要求15所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述基本波形的第一上升部分的時間段等於或小於對一墨流路徑特定的時間段的0.4倍，並且所述基本波形的所述下降部分的時間段等於或小於對該墨流路徑特定的時間段的0.4倍。
19.根據權利要求13所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述基本波形具有從預定電平下降到第一電平的第一下降部分，保持所述第一電平的第一保持部分，從所述第一電平上升到第二電平的上升部分，保持所述第二電平的第二保持部分，以及從所述第二電平下降到第三電平的第二下降部分。
20.根據權利要求13所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述基本波形具有從預定電平下降到第一電平的第一下降部分，從所述第一電平上升到第二電平的上升部分，保持所述第二電平的保持部分，以及從所述第二電平下降到第三電平的第二下降部分。
21.根據權利要求19所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述基本波形的第一下降部分的傾角等於所述第二下降部分的傾角。
22.根據權利要求19所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述基本波形的第一下降部分的時間段等於或小於對一墨流路徑特定的時間段的0.4倍，並且所述基本波形的所述上升部分的時間段等於或小於對該墨流路徑特定的時間段的0.4倍。
23.根據權利要求13至22所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，在所述列印驅動波形應用於所述壓電器件(13a，13b，13c)之後，所述列印驅動波形的電平最終下落到第一基本電平，所述列印驅動波形從所述第一基本電平開始。
24.根據權利要求23所述的驅動噴墨記錄頭的方法，其特徵在於，所述列印驅動波形的下降時間等於所述列印驅動波形的時間段。
全文摘要
一種用於驅動噴墨記錄頭的裝置包括:壓電器件(13a,13b,13c)、驅波形產生電路(21)、波形提取電路(22)。驅動波形產生電路(21)產生驅動波形,其中n個基本波形相串聯,每個基本波形具有單個時間段,n是等於或大於2的整數。波形提取電路(22)提取所述n個基本波形中的m(m為整數,1≤m≤n)個波形作為列印驅動波形,且把所述列印驅動波形應用到所述壓電器件(13a,13b,13c),且墨水是根據所述壓電器件(13a,13b,13c)的形變從噴嘴(10a,10b,10c)釋放出來的。
文檔編號B41J2/045GK1273175SQ00107248
公開日2000年11月15日 申請日期2000年4月29日 優先權日1999年5月6日
發明者太田孝 申請人:日本電氣株式會社