液体喷头以及打印机的制作方法

本发明的实施方式涉及液体喷头以及打印机。

背景技术：

图像形成装置的喷墨头(液体喷头)有通过驱动填充油墨的压力室从连通于压力室的喷嘴喷出墨滴的喷墨头。喷墨头喷出墨滴时，有时会形成从墨滴向油墨的弯液面方向延伸的拖尾。

以往，喷墨头由于拖尾产生附属物(サテライト)或模糊等，印刷品质降低。

为了解决上述技术问题，提供提高印刷品质的液体喷头以及打印机。

技术实现要素：

根据实施方式，液体喷头具备致动器和控制部。致动器驱动压力室，所述压力室被填充液体并且与形成有所述液体的弯液面的喷嘴连通。控制部在向所述致动器施加使所述液体从所述压力室的所述喷嘴喷出的喷出脉冲后，施加促进所述弯液面的振动的促进脉冲。

根据实施方式，打印机具备输送介质的输送部以及液体喷头，所述液体喷头具备：致动器，驱动压力室，所述压力室被填充液体并且与形成有所述液体的弯液面的喷嘴连通；以及控制部，在向所述致动器施加使所述液体从所述压力室的所述喷嘴喷出的喷出脉冲后，施加促进所述弯液面的振动的促进脉冲。

附图说明

图1是示出实施方式的喷墨打印机的构成例的框图。

图2示出实施方式的喷墨头的立体图的例子。

图3是实施方式的喷墨头的横剖面图。

图4是实施方式的喷墨头的纵剖面图。

图5是示出实施方式的头驱动电路的构成例的框图。

图6是示出实施方式的喷墨头的动作例的图。

图7是示出实施方式的喷墨头的动作例的图。

图8是示出实施方式的喷墨头的动作例的图。

图9是施加在实施方式的致动器的脉冲的时序图的例子。

图10是施加在实施方式的致动器的脉冲的时序图的例子。

图11是示出从实施方式的喷墨头喷出的墨滴的例子的图。

图12是示出从实施方式的喷墨头喷出的墨滴的例子的图。

图13是示出从现有的喷墨头喷出的墨滴的例子的图。

附图标记说明

12…驱动器ic；15…压力室；15a…压力室；15b…压力室；15c…压力室；16…致动器；20…弯液面；31…墨滴；51…曲线；52…曲线；53…曲线；61…喷出脉冲信号；62…取消脉冲信号；63…促进脉冲信号；71…曲线；72…曲线；73…曲线；81…喷出脉冲信号；82…取消脉冲信号；83…喷出脉冲信号；84…取消脉冲信号；85…促进脉冲信号；100…喷墨头(液体喷头)；101…头驱动电路；102…通道组；200…打印机；206…输送马达；207…马达驱动电路；301…图案发生器；302…频率设定部；303…驱动信号生成部。

具体实施方式

下面，使用附图说明实施方式的打印机。

实施方式的打印机使用喷墨头在纸张等的介质形成图像。打印机向介质喷出喷墨头具备的压力室内的油墨，在介质上形成图像。打印机200例如是办公用打印机、条形码打印机、pos用打印机、工业用打印机、3d打印机等。此外，打印机形成图像的介质并不限定于特定的结构。实施方式的打印机具备的喷墨头是液体喷头的一个例子，油墨是液体的一个例子。

图1是示出打印机200的构成例的框图。

如图1所示，打印机200具备处理器201、rom202、ram203、操作面板204、通信接口205、输送马达206、马达驱动电路207、泵208、泵驱动电路209以及喷墨头100。另外，打印机200包括地址总线、数据总线等的总线211。处理器201经由总线211直接或者经由输入输出电路连接于rom202、ram203、操作面板204、通信接口205、马达驱动电路207、泵驱动电路209以及喷墨头100的头驱动电路101。另外，马达驱动电路207与输送马达206连接。另外，泵驱动电路209与泵208连接。

此外，打印机200除图1示出的构成之外还可以具备对应于需要的构成，也可以从打印机200中除去特定的构成。

处理器201具有控制打印机200整体的动作的功能。处理器201可以具备内部缓存以及各种接口等。处理器201通过执行内部缓存、rom202预先存储的程序来实现各种处理。处理器201根据操作系统以及应用程序等，实现作为打印机200的各种功能。

此外，通过处理器201执行程序实现的各种功能中的一部分也可以通过硬件电路实现。在该情况下，处理器201控制通过硬件电路执行的功能。

rom202是预先存储控制程序以及控制数据等的非易失性的存储器。rom202所存储的控制程序以及控制数据对应于打印机200的规格预先安装。例如，rom202存储操作系统以及应用程序等。

ram203是易失性的存储器。ram203临时存储处理器201的处理中的数据等。ram203基于来自处理器201的命令存储各种应用程序等。另外，ram203也可以存储在应用程序的执行中必要的数据以及应用程序的执行结果等。另外，ram203也可以作为部署印刷数据的图像存储器发挥功能。

操作面板204是受理来自操作员的指示的输入，向操作员显示各种信息的接口。操作面板204由受理指示的输入的操作部和显示信息的显示部构成。

作为操作部的动作，操作面板204将表示从操作员受理的操作的信号发送给处理器201。例如，操作部配置有电源键、供纸键、错误解除键等的功能键。

作为显示部的动作，操作面板204基于处理器201的控制显示各种信息。例如，操作面板204显示打印机200的状态等。例如，显示部由液晶显示器构成。

此外，操作部也可以由触摸面板构成。在该情况下，显示部可以与作为操作部的触摸面板一体地形成。

通信接口205是用于经由lan(localareanetwork：局域网)等的网络与外部装置收发数据的接口。例如，通信接口205是支持lan连接的接口。例如，通信接口205经由网络从用户终端接收印刷数据。例如打印机200发生错误时，通信接口205将通知错误的信号发送给用户终端。

马达驱动电路207根据来自处理器201的信号，控制输送马达206的驱动。例如，马达驱动电路207将电力或者控制信号发送给输送马达206。

输送马达206基于马达驱动电路207的控制，作为输送印刷纸张等的介质的输送机构的驱动源发挥功能。若输送马达206驱动，则输送机构开始介质的输送。输送机构将介质输送到喷墨头100的印刷位置。输送机构将完成印刷的介质从未图示的排出口排出至打印机200的外部。

马达驱动电路207以及输送马达206构成输送介质的输送部。

泵驱动电路209控制泵208的驱动。若泵208驱动，则从墨罐向喷墨头100供给油墨。

喷墨头100基于印刷数据向介质喷出墨滴。喷墨头100具备头驱动电路101以及通道组102等。

下面，使用附图说明实施方式的喷墨头。在实施方式中，例示剪切模式(shearmode)类型的喷墨头100(参考图2)。将喷墨头100作为在纸张上喷出油墨的部件进行说明。此外，喷墨头100喷出油墨的介质并不限定于特定的构成。

接着，使用图2至图4说明喷墨头100的构成。图2是分解并示出喷墨头100的局部的立体图。图3是喷墨头100的横剖面图。图4是喷墨头100的纵剖面图。

喷墨头100具有基底基板9。喷墨头100在基底基板9的上表面接合第一压电部件1，在第一压电部件1的上方接合第二压电部件2。如图3的箭头所示，接合的第一压电部件1和第二压电部件2沿着板厚度方向在彼此相反的方向上极化。

基底基板9使用介电常数较小且第一压电部件1以及第二压电部件2的热膨胀率之差较小的材料形成。作为基底基板9的材料，例如可以是氧化铝(al2o3)、氮化硅(si3n4)、碳化硅(sic)、氮化铝(aln)或者锆钛酸铅(pzt)等。作为第一压电部件1以及第二压电部件2的材料，使用锆钛酸铅(pzt)、铌酸锂(linbo3)或者钽酸锂(litao3)等。

喷墨头100从接合的第一压电部件1以及第二压电部件2的前端侧向后端侧设置多个长条的槽3。各槽3的间隔固定且平行。各槽3前端开口，后端向上方倾斜。

喷墨头100在各槽3的侧壁以及底面设置电极4。电极4为镍(ni)和金(au)的双层结构。电极4例如通过镀层法在各槽3内均匀地成膜。电极4的形成方法并不限定于镀层法。除此之外，还能够使用溅射法或蒸镀法等。

喷墨头100从各槽3的后端向第二压电部件2的后部上表面设置引出电极10。引出电极10从电极4延伸。

喷墨头100具备顶板6和孔板7。顶板6覆盖各槽3的上部。孔板7覆盖各槽3的前端。喷墨头100通过由顶板6和孔板7围着的各槽3形成多个压力室15。压力室15填充从墨罐供给的油墨。压力室15例如具有深度为300μm、宽度为80μm的形状，以169μm的间距平行地排列。这样的压力室15还可以称为墨室。

顶板6在其内侧后方具备共用墨室5。孔板7在与各槽3相对的位置具备喷嘴8。喷嘴8与相对的槽3即压力室15连通。喷嘴8是从压力室15侧向相反侧的墨喷出侧前端尖细的形状。喷嘴8将对应于彼此相邻的三个压力室15的喷嘴设为一套，在槽3的高度方向(图3的纸面的上下方向)上错开一定间隔形成。

压力室15中填充有油墨时，喷嘴8中形成油墨的弯液面20。弯液面20沿着喷嘴8的内壁形成。

构成压力室15的隔壁的压电部件由设置在各压力室15的电极4夹着，形成驱动压力室15的致动器16。

喷墨头100在基底基板9的后方侧的上表面接合形成有导电图案13的印刷基板11。喷墨头100在印刷基板11搭载安装后述的头驱动电路101(控制部)的驱动器ic12。驱动器ic12连接于导电图案13。导电图案13与各引出电极10以导线14通过引线接合而结合。

将喷墨头100具有的压力室15、电极4以及喷嘴8的组称为通道。即喷墨头100具有槽3的数量n的量的通道ch.1、ch.2、…、ch.n。

接着，说明头驱动电路101。

图5是用于说明头驱动电路101的构成例的框图。如前所述，头驱动电路101配置在驱动器ic12内。

头驱动电路101基于印刷数据驱动喷墨头100的通道组102。

通道组102由包含压力室15、电极4以及喷嘴8等的多个通道(ch.1、ch.2、…、ch.n)构成。即，通道组102基于来自头驱动电路101的控制信号，通过致动器16扩展收缩的各压力室15的动作喷出油墨。

如图5所示，头驱动电路101包括图案发生器301、频率设定部302、驱动信号生成部303以及开关电路304等。

图案发生器301使用扩展压力室15的容积的扩展脉冲信号的波形图案、释放压力室15容积的暂停期间、收缩压力室15的容积的收缩脉冲信号的波形图案，生成各种波形图案。

图案发生器301生成喷出一墨滴的喷出脉冲信号(喷出信号)的波形图案。喷出脉冲信号由预定时间的扩展脉冲信号和预定时间的收缩脉冲信号构成。喷出脉冲信号的扩展脉冲信号的宽度和收缩脉冲信号的宽度之和称为用于喷出一墨滴的区间，所谓的1滴落周期。

另外，图案发生器301生成用于抑制弯液面20的振动的取消脉冲信号的波形图案。取消脉冲信号由预定时间的扩展脉冲信号构成。此外，取消脉冲信号也可以由预定时间的收缩脉冲构成。

另外，图案发生器301生成促进弯液面20的振动的促进脉冲信号的波形图案。促进脉冲信号由预定时间的收缩脉冲信号形成。

频率设定部302设定喷墨头100的驱动频率。驱动频率是驱动信号生成部303生成的驱动脉冲的频率。头驱动电路101按照驱动脉冲而动作。

驱动信号生成部303根据从总线输入的印刷数据，基于在图案发生器301生成的波形图案和在频率设定部302设定的驱动频率，生成每个通道的脉冲信号。每个通道的脉冲信号从驱动信号生成部303输出到开关电路304。

开关电路304根据从驱动信号生成部303输出的每个通道的脉冲信号，切换施加于各通道的电极4的电压。即，开关电路304基于图案发生器301设定的扩展脉冲信号等的通电时间等，向各通道的致动器16施加电压。

开关电路304通过该电压的切换，使各通道的压力室15的容积膨胀或者收缩，分等级地从各通道的喷嘴8喷出墨滴。

接着，使用图6至图8说明如上述构成的喷墨头100的动作原理。

图6示出暂停期间的压力室15b的状态。如图6所示，头驱动电路101将分别设置在压力室15b、以及与压力室15b相邻的两边的压力室15a以及15c的各壁面的电极4的电位均设为接地电位gnd。在该状态下，压力室15a和压力室15b夹着的隔壁16a以及压力室15b和压力室15c夹着的隔壁16b均没有产生任何变形。

图7示出头驱动电路101将扩展脉冲信号施加在压力室15b的致动器16的状态的例子。如图7所示，头驱动电路101向中央的压力室15b的电极4施加负极性的电压-v，压力室15b两侧的压力室15a以及15c的电极4连接于gnd。在该状态下，对各隔壁16a以及16b，在与第一压电部件1以及第二压电部件2的极化方向正交的方向作用电压v的电场。通过该作用，各隔壁16a以及16b分别向外侧变形以使压力室15b的容积扩展。

图8示出头驱动电路101向压力室15b的致动器16施加收缩脉冲信号的状态的例子。如图8所示，头驱动电路101向中央的压力室15b的电极4施加正极性的电压+v，两侧的压力室15a以及15c的电极4连接于gnd。在该状态下，对各隔壁16a以及16b，向与图7的状态相反的方向作用电压v的电场。通过该作用，各隔壁16a以及16b分别向内侧变形以使压力室15b的容积收缩。

在压力室15b的容积扩展或收缩的情况下，在压力室15b内产生压力振动。通过该压力振动，压力室15b内的压力升高，从连通于压力室15b的喷嘴8喷出墨滴。

这样，隔开各压力室15a、15b以及15c的隔壁16a以及16b成为用于向以该隔壁16a以及16b作为壁面的压力室15b的内部施加压力振动的致动器16。即，压力室15通过致动器16的动作收缩/扩展。

另外，各压力室15共用彼此相邻压力室15和致动器16(隔壁)。因此，头驱动电路101不能单独驱动各压力室15。头驱动电路101将各压力室15每隔n(n为2以上的整数)个而分割成(n+1)个的组来驱动。在本实施方式中，例示出头驱动电路101将各压力室15每隔两个分割成三个组来分割驱动，所谓的三等分驱动的情况。此外，三等分驱动终究是一个例子，也可以是四等分驱动或者五等分驱动等。

接着，说明头驱动电路101施加在压力室15的致动器16(隔壁16a以及16b)的信号的例子。

首先，说明头驱动电路101从压力室15喷出一墨滴的情况。

图9是示出头驱动电路101施加在压力室15的致动器16的信号的例子的时序图。图9示出曲线51、曲线52以及曲线53。

曲线51示出头驱动电路101施加在压力室15的致动器16的信号的电压。在此，曲线51在负侧的情况下示出施加扩展脉冲信号，在正侧的情况下示出施加收缩脉冲信号。

曲线52示出压力室15内的压力。即，曲线52示出压力室15内的油墨产生的压力。

曲线53示出弯液面20的流速。在此，曲线53将从压力室15向外部的方向作为正方向。即，曲线53示出在负侧的情况下弯液面20行进到压力室15内。另外，曲线53示出在正侧的情况下弯液面20从压力室15行进到外部。

如图9所示，头驱动电路101在致动器16依次施加喷出脉冲信号61、取消脉冲信号62以及促进脉冲信号63。

首先，头驱动电路101施加喷出脉冲信号61。如前所述，喷出脉冲信号61由扩展脉冲信号以及收缩脉冲信号构成。

在致动器16被施加喷出脉冲信号61时，压力室15通过扩展脉冲信号，扩展到预定的体积。压力室15通过扩展而内部被填充。经过预定时间后，释放压力室15。释放压力室15后，在致动器16施加收缩脉冲信号。在致动器16被施加收缩脉冲信号时，压力室15通过收缩脉冲信号收缩到预定的体积。

在致动器16被施加收缩脉冲信号的过程中，弯液面20的流速超过喷出墨滴的阈值(喷出阈值)。在弯液面20的流速超过喷出阈值的定时，压力室15通过喷嘴8喷出墨滴。

若施加喷出脉冲信号61，则头驱动电路101向致动器16施加取消脉冲信号62。头驱动电路101在抑制弯液面20的流速的定时施加取消脉冲信号62。例如，头驱动电路101在弯液面20的流速上升的过程中(或者为正的过程中)施加取消脉冲信号62。

若施加取消脉冲信号62，则头驱动电路101在预定的定时向致动器16施加促进脉冲信号63。例如，头驱动电路101在施加取消脉冲信号后立即施加促进脉冲信号63。若致动器16被施加促进脉冲信号63，压力室15通过促进脉冲信号63收缩为预定的体积。其结果，弯液面20的流速上升。

促进脉冲信号63是使弯液面20的流速上升到预定的速度但不喷出墨滴的信号。若促进脉冲信号63使弯液面20的流速上升到该峰值的65％以上则可能发生误喷出。另外，促进脉冲信号63若仅使弯液面20的流速上升到该峰值的30％以下则无法防止墨滴的拖尾。因此，促进脉冲信号63使弯液面20的流速上升到由喷出脉冲信号产生的速度的峰值的30％至65％。

此外，促进脉冲信号63可以使弯液面20的流速上升到喷出阈值的30％至65％。

接着，说明头驱动电路101从压力室15喷出多个墨滴的情况。

图10是示出头驱动电路101施加在压力室15的致动器16的信号的例子的时序图。图10示出曲线71、曲线72以及曲线73。

曲线71示出头驱动电路101向压力室15的致动器16施加的信号的电压。曲线72示出压力室15内的压力。曲线73示出弯液面20的流速。

如图10所示，头驱动电路101依次在致动器16施加喷出脉冲信号81、取消脉冲信号82、喷出脉冲信号83、取消脉冲信号84以及促进脉冲信号85。即，头驱动电路101在施加多个喷出脉冲信号后施加促进脉冲信号。

若致动器16被施加喷出脉冲信号81，则压力室15通过喷嘴8喷出墨滴。

若施加喷出脉冲信号81，则头驱动电路101在抑制弯液面20的流速的定时施加取消脉冲信号82。

若施加取消脉冲信号82，则头驱动电路101在预定的定时施加喷出脉冲信号83。若致动器16被施加喷出脉冲信号83，则压力室15通过喷嘴8喷出墨滴。

若施加喷出脉冲信号83，则头驱动电路101在抑制弯液面20的流速的定时施加取消脉冲信号84。若施加取消脉冲信号84，则头驱动电路101在预定的定时施加促进脉冲信号85。

此外，头驱动电路101可以施加三个以上的喷出脉冲信号。头驱动电路101施加的喷出脉冲信号的数量并不限定于特定的构成。

接着，说明喷墨头100喷出的墨滴。

图11示出头驱动电路101在致动器16施加喷出脉冲信号以及取消脉冲信号后的墨滴的状态。

如图11所示，喷墨头100喷出墨滴31。墨滴31在与来自弯液面20的拖尾32相连的状态下飞出。其结果，形成从弯液面20向墨滴31延伸的拖尾32。

图12示出头驱动电路101在致动器16施加促进脉冲信号后的墨滴的状态。

在致动器16被施加促进脉冲信号时，弯液面20的流速上升。即，弯液面20被从压力室15向外部的方向挤出。因此，弯液面20将与自身相连的拖尾32向外部挤出。其结果，如图12所示，拖尾32从弯液面20切断，被墨滴31吸收。

接着，为了进行比较，说明以往的墨滴的状态。

图13是示出墨滴飞行的状态的例子的图。在图13示出的例子中，头驱动电路101没有施加促进脉冲。

由于头驱动电路101没有施加促进脉冲，所以弯液面20在放出墨滴31后，不会被从压力室15朝向外部的方向挤压。因此，不会从弯液面20挤出延伸的拖尾32而不会被墨滴31吸收。

其结果，如图13所示，拖尾32分散，形成多个墨滴33。因此，有可能由于多个墨滴33，在纸张上产生附属点。

此外，喷出脉冲信号可以由扩展脉冲信号以及暂停期间构成。另外，喷出脉冲信号可以由扩展脉冲信号、暂停期间以及收缩脉冲信号构成。喷出脉冲信号的构成并不限定于特定的构成。

另外，促进脉冲信号可以是比收缩脉冲信号的电压小的电压的脉冲。例如，促进脉冲信号可以是收缩脉冲信号的一半的电压的脉冲。促进脉冲信号的电压以及宽度并不限定于特定的构成。

另外，具备上述构成的液体喷头可以包含在液体涂敷装置中。例如，液体喷头可以用于液晶面板的滤光片用的液体、有机el面板的el层(发光层)、用于电路布线的金属布线用的液体、dna或者蛋白质的生物芯片的制作用的液体等。

如以上构成的喷墨头从压力室喷出墨滴后升高弯液面的流速。因此，喷墨头从弯液面挤出由墨滴引出的拖尾，能够使墨滴吸收。其结果，喷墨头抑制由拖尾产生的附属物或模糊，能够提高印刷品质。

另外，喷墨头100也可以是墨循环式的头。墨循环式的头喷出从墨罐供给的油墨，喷出中没有使用的油墨返回墨罐。通过将喷墨头设为墨循环式，能够防止墨的变质和色材料的沉淀，能够进一步提高印刷品质。

虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。