专利名称：喷墨记录头的驱动方法和驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在记录介质上记录字符和图形等的喷墨记录头，其记录方式是驱动方法及驱动装置使填装有墨的墨盒根据诸如压电振动元件之类的致动器的作用而改变。该体积的变化使得极小的墨滴从贯通墨盒的喷嘴中排出。更具体地，本发明涉及驱动这种喷墨记录头的驱动方法和驱动器。
日本专利公开No．SHO 53-12138、日本专利申请未决公开No．HEI10-193587等公开了按需滴墨型喷墨记录装置。按需滴墨型喷墨记录装置使填充有墨的墨盒在体积上发生变化(膨胀／收缩)，同时采用了诸如压电振动元件之类的致动器。其使墨滴按照墨盒内部压力的变化从贯通所述墨盒的喷嘴点喷出。
图1是显示根据本发明中现有技术的例子的喷墨记录头驱动装置的方框图。图2是一剖视轮廓图，用于解释由图1所示的驱动装置驱动的喷墨记录头的构成。图3是显示喷墨打印机中记录介质和喷墨记录头之间关系的轮廓平面图。图4显示了在各个一次打印周期中加到致动器上的驱动波形(即根据电压变化的波形，此后称为驱动电压波形)的例子。图5是显示由图4所示的驱动电压形成的点的图。
喷墨记录头1包括喷嘴板3，其上形成有多个喷嘴(小孔)；墨盒4，其设置在与各喷嘴2相对应的位置，其中装填有可从喷嘴喷出的墨11；以及供墨通道5a，用于从墨罐(未示出)向墨盒4提供墨11；以及致动器7，设置在与各墨盒4相应的位置。
此外，墨盒4按照使致动器被驱动的状态膨胀和收缩，从而将装填在其内部的墨由于体积的变化而从喷嘴2排出。
驱动该喷墨记录头1的驱动装置如图1所示，包括波形发生器23，用于产生向致动器7提供的驱动电压波形；驱动波形存储装置22，其中预先储存有用于在波形发生器产生驱动电压波形的信息；开关部分24，用于切换向设置在与各喷嘴2相应的位置上的致动器7，7…提供的驱动电压波形；以及控制器21，用于在驱动波形储存装置22、波形发生器23和致动器7，7…、开关部分24等之间传送信号，并对它们进行控制。
例如，图4所示的驱动电压波形被提供到致动器7，7…。形成图5所示点D的墨滴11根据驱动电压波形从喷嘴2喷出。
波形发生器23配备有单个波形发生电路25。波形发生电路25通过信号线与各致动器7，7…连接。为分支信号线设置开关27，以将来自信号线的信号分接至各致动器7，7…。该开关27的切换是通过开关部分24的喷嘴选择电路26来实现的。喷嘴选择电路26根据由控制器21提供的DSN命令信号执行开关27的ON／OFF(通／断)切换。驱动波形储存装置22储存与要加到致动器7上的驱动电压波形的产生有关的信息。
上述构成的喷墨记录头1使控制器21控制驱动体的驱动，以使喷墨记录头1根据来自外部的命令信号运动。喷墨记录头1使控制器21控制用于输送记录介质的输送辊的驱动体的驱动。接着，其使喷嘴选择数据DSN在每个一次打印周期发送到开关部分24上。这样，就以合适的时序将排放开始命令发送到波形发生器23上。
如图3所示，喷墨记录头1沿喷墨打印机主体(未示出)设置的导轨12在水平扫描方向(X轴方向)移动，并使记录介质13随着输送辊14在与水平扫描方向垂直的垂直扫描方向(Y轴方向)移动，这样就在记录介质13上形成大量的点而进行打印。在这种情况下，喷嘴2仅用一次就走过了记录介质13上任意的像素位置。
现在，除了图1至3所示的以外，提出了各种喷墨记录头、其驱动装置、以及驱动方法，作为改进墨滴的排放(排放方法、排放时序、墨滴直径等等)的喷墨记录头、其驱动装置、以及驱动方法。
例如，日本专利申请未决公开No．HEI 4-118245、日本专利申请未决公开No．HEI 9-174884公开了一些技术(此后称为现有技术2)。这种技术使图象的灰度按照附着在记录介质上的墨滴的数量来实现。当使微小的墨滴附着在记录介质的相同位置上或其附近而形成一个点。这种微小的墨滴与标准分辨率或记录分辨率相比是很小的。
此外，日本专利申请未决公开No．HEI 4-361055公开了一种技术(此后称为现有技术3)。这种技术实现了记录的灰度，同时按照这样一种方式来形成一个像素，即，使具有不同体积的墨滴在多次扫描中重复地附着在几乎相同的位置，这是由于设置了多个排出不同体积墨滴的喷嘴的缘故。
再有，日本专利申请未决公开No．HEI 9-164706公开了一种技术(此后称为现有技术4)。这种技术通过仅一次扫描在记录介质的同一位置处形成不同点径的点，同时使多个喷嘴直径不同的喷嘴排成多行。
此外，日本专利申请未决公开No．HEI 10-81012公开了一种技术(此后称为现有技术5)。这种技术在实现了记录的灰度的同时，在记录介质上形成不同直径的点。该技术使在每个一次打印周期输出的驱动电压波形信号由使中等墨滴排出的第一脉冲、使小墨滴排出的第二脉冲、使大墨滴排出的第三脉冲、以及使液膜产生极微小振动的第四脉冲构成。该方法实现了灰度记录，同时根据灰度值在第一至第四脉冲中选择一个或多个脉冲，使记录介质上形成具有不同直径的点。
再有，日本专利申请未决公开No．HEI 9-11457公开了一种技术(此后称为现有技术6)。这种技术包括普通的波形发生器，用于在形成三种不同大小的墨滴并且不排出墨的情况下产生总共四种驱动电压波形，一储存装置，用于储存多值的打印数据并将其转换为规定的输出，一信号处理器，用于按规定的形式对储存装置的输出进行信号处理，以及一多路开关，用于向压电致动器施加四种驱动电压波形信号之一，同时根据使信号处理器的输出电平转换的控制信号使四个传输门之一导通。这些操作实现了灰度记录。
但是，在上述各现有技术中存在下列问题。
即，图1至3的现有喷墨记录头的例子存在记录时间变长的问题。这是因为，需要在改变驱动波形信号的同时，重复多次地扫描相同的像素位置，以便实现灰度记录。
此外，现有技术2的问题是，由于现有技术2重复扫描一个像素位置从而易于发生折皱、粗线、及流墨等现象，因而降低了打印画面的质量。
再有，在现有技术3和4中，为了减少扫描次数，根据灰度数目而设置了喷嘴。其问题在于，对每个相应的喷嘴都要设置象压电致动器等这样的部件，从而喷墨记录头的尺寸变大，且造价也变高。
此外，现有技术5的问题是，喷嘴的结构和墨盒变得复杂而且变得体积较大，这是因为其使不同喷墨量的墨滴以一次打印周期的极短时间多次从相同的喷嘴中喷出。还有一个问题是，当灰度数增加时，就难以在一个记录周期内引入多种驱动波形，从而降低了记录画面的质量。
还有，现有技术6使普通的驱动电压发生器根据灰度数量输出驱动波形信号。当传输门在向压电致动器传送之前先选择一个驱动波形信号时，其通过一次扫描使所需大小的点排出到记录介质上。但是，当灰度数增加时，需要产生很多相应的驱动波形信号，需要根据灰度数来设置传输门。这样，其问题就在于喷墨记录头的构成变复杂了，而且其结构的尺寸也变大，价格也就相应提高了。
有鉴于此，本发明的一个目的是，为了克服上述问题，提供一种喷墨记录头的驱动装置和驱动方法，使记录速度大大提高，并且不会使喷墨记录头的构成变复杂和使喷墨记录头的构成尺寸变大。其能够实现高质量的记录，同时即使灰度数增加也可避免记录时间延长。
根据本发明的第一个方面，为了实现上述目的，提供了一种喷墨记录头驱动装置的喷墨记录头驱动方法，该喷墨记录头包括多个装填有墨的墨盒；多个为所述墨盒设置的喷嘴，从喷嘴中排出墨；以及为各墨盒设置的振动发生装置，其相应地在墨盒内部产生压力变化，所述方法包括如下过程使喷墨记录头相对于记录介质扫描的过程；将一个打印周期分为多段的过程；用于根据每段中墨滴的大小而产生多种驱动波形的驱动波形产生过程；以及驱动波形提供过程，当根据打印条件从各段的多种驱动波形中选择了驱动波形时，将所选择的驱动波形在各时段提供给振动发生装置。
如上所述，根据第一方面，因为在每一段产生多种驱动波形，这些段构成了一个打印周期，就可以根据驱动波形的数目和段数按照驱动波形的种类数目在一次打印周期执行多种灰度的打印。结果，就可以获得高质量的打印图象，但又不会延长打印时间。
根据本发明的第二方面，在第一方面中，提供了一种喷墨记录头的驱动方法，其中驱动波形包括使墨盒中的墨产生微小振动但不使墨排出喷嘴的波形。
如上所述，根据第二方面，即使当喷嘴不排出墨时，也使墨盒产生振动，这样，就能够防止出现由于墨盒内墨的粘性而产生排不出和／或排出不良的问题。
根据本发明的第三方面，在第一方面中，提供了一种喷墨记录头的驱动方法，其中可选择设置一驱动波形中断过程，用于在驱动波形发生过程后，中断对驱动波形提供过程或振动发生装置提供驱动波形。
如上所述，根据第三方面，驱动波形中断过程中断对驱动波形提供过程或振动发生装置的驱动波形的提供，从而当中断墨滴的排出时，可以产生“0”灰度。
根据本发明的第四方面，在第一至第三方面的任一方面中，提供了一种喷墨记录头的驱动方法，其中根据打印条件来设置驱动波形、驱动波形种类数目、一次打印周期的分割时间段以及段数、以及驱动波形的提供和终止。
如上所述，根据第四方面，通过确定驱动波形种类、根据上述打印的各种条件对一次打印周期的分段数，其能够根据打印条件在最佳条件下进行打印。根据该条件，就能够将一次打印周期分割为三段以上，从而通过使所分割的一次打印周期与多种驱动波形结合，而能够在一次打印周期中实现多种灰度。
根据本发明的第五方面，提供了一种喷墨记录头驱动装置。该喷墨记录头包括多个装填有墨的墨盒；多个为所述墨盒设置的喷嘴，从喷嘴中排出墨；以及为各墨盒设置的振动发生装置，其相应地在墨盒内部产生压力变化，其中所述喷墨记录头的驱动装置在扫描记录介质时在该记录介质上执行打印。该装置包括分割装置，用于将一次打印周期分割为多段；根据墨滴的大小设置的多个波形发生装置，用于在由所述分割装置分成的每个相应的时段产生驱动波形；在信号线上设置的将各波形发生装置与振动发生装置连接的开关装置，用于对来自波形发生装置的驱动波形进行ON／OFF(通／断)切换；以及切换装置，用于对所述开关装置进行ON／OFF切换，以便在一次打印周期中根据打印条件从整个提供的驱动波形中选择驱动波形，向振动发生装置提供所选择的驱动波形。
如上所述，根据第五方面，因为在构成一次打印周期的多个段的每一段产生多种驱动波形，就可以按照驱动波形数目和段数之积在一次打印周期中根据驱动波形的种类数目进行多灰度的打印。
根据本发明的第六方面，在第五方面中，提供了一种喷墨记录头的驱动装置，其中所述驱动波形包括使墨盒中的墨产生微小振动但不使墨排出喷嘴的波形。
如上所述，根据第六方面，即使当喷嘴不排出墨时，也使墨盒产生振动，这样，就能够防止由于墨盒内墨的粘性而产生排不出和／或排出不良的情况。
根据本发明的第七方面，在第五或第六方面中，提供了一种喷墨记录头的驱动装置，其中根据打印条件来设置驱动波形、驱动波形种类数目、一次打印周期的分割时间段以及段数、以及开关装置的ON／OFF。
如上所述，根据第七方面，通过根据上述打印的各种条件确定驱动波形种类、对一次打印周期的分段数，其能够根据打印条件在最佳条件下进行打印。根据该条件，就能够将一次打印周期分割为三段以上，从而通过使所分割的一次打印周期与多种驱动波形结合而能够在一次打印周期实现多种灰度。
本发明的上述和其它优点及其新颖的特征通过下面结合附图的详细说明将更加明显。显然，附图的目的只是为了便于说明，而并非对本发明的定义或限定。
图1是显示根据本发明中现有技术的例子的喷墨记录头驱动装置的方框图；图2是一剖视轮廓图，用于解释由图1所示的驱动装置驱动的喷墨记录头的构成；图3是显示喷墨打印机中记录介质和喷墨记录头之间关系的轮廓平面图；图4显示了在各个一次打印周期中加到致动器上的驱动电压波形图；图5是显示由图4所示的驱动电压波形形成的点的图；图6是说明根据本发明第一实施例喷墨记录头的驱动装置的构成方框图；图7是第一实施例中喷墨记录头的轮廓平面图；图8A、8B、8C是在波形发生电路中产生的六种驱动电压波形中的三种的波形图；图9A、9B、9C是在波形发生电路中产生的六种驱动电压波形中的其余三种的波形图；图10A、10B、10C是图8A、8B、8C的驱动电压波形所形成的点的图，图10A、10B、10C中的点与图8A、8B、8C的各驱动电压波形分别对应；图11A、11B、11C是图9A、9B、9C的驱动电压波形所形成的点的图，图11A、11B、11C中的点与图9A、9B、9C的各驱动电压波形分别对应；图12A、12B、12C是显示由三个波形发生电路在一次打印周期产生的驱动电压波形的图；图13的表显示了用于由波形发生电路的驱动电压波形合成来形成各种点时开关的切换组合；图14A、14B、14C和14D是根据开关按照图13的表进行组合而为致动器提供的驱动电压波形，图14A、14B、14C和14D与图13中的各灰度值0-3分别对应；图15A、15B、15C显示了根据开关按照图13的表进行组合而为致动器提供的驱动电压波形，图15A、15B、15C与图13中的各灰度值4-6分别对应；图16A、16B、16C显示了由图6所示的本发明第二种实施例的驱动装置中的三个波形发生电路产生的6种驱动电压波形；图17显示了另一种驱动电压波形的例子，该驱动电压波形使得墨滴不从喷嘴中排出；图18是显示根据开关的ON／OFF切换的组合而形成的灰度值；图19A、19B、19C显示了开关按照图18进行切换组合而为致动器提供的驱动电压波形，图19 A、19B、19C与图18中的各灰度值0-2分别对应；图20A、20B、20C显示了开关按照图18进行切换组合而为致动器提供的驱动电压波形，图20A、20B、20C与图18中的各灰度值3-5分别对应；图21A、21B、21C显示了由图6所示的本发明第三种实施例的驱动装置中的三个波形发生电路产生的4种驱动电压波形；图22是显示根据开关的ON／OFF切换的组合而形成的灰度值；图23A、23B、23C和23D是根据开关按照图22进行切换组合而为致动器提供的驱动电压波形，图23A、23B、23C和23D与图22中的各灰度值0、1、3、6分别对应。
下面将参考附图对本发明的喷墨记录头的驱动方法和驱动装置进行详细地说明。
图6是说明根据本发明第一实施例喷墨记录头的驱动装置的构成方框图；图7是第一实施例中喷墨记录头的轮廓平面图。
如图7所示，在本实施例的喷墨记录头1中在垂直方向(Y轴方向)上等间隔地设置四个喷嘴21、22、23、24。喷墨记录头1在未示出的记录介质(记录纸)上进行记录。该记录按照这样一种方式来进行，即，其使喷墨记录头1相对于记录介质的水平扫描方向(X轴方向)扫描。在这种情况下，最好使喷墨记录头1移动而使记录介质固定。另外，也可使记录介质移动而使喷墨记录头1固定。记录介质最好是水平放置。但是，如果能够使喷墨记录头1相对于记录介质表面相对进行扫描，则记录介质可以任何方式设置。
此外，从各喷嘴21、22、23、24排出墨滴的装置构成与图2和3中的一样。因此，对相同的部分标上相同的符号，并省略其说明。
此外，喷嘴2的数目并不限制于四个。喷嘴数少于3个也是可以的。另外，喷嘴数多于5个也是可以的。对于喷嘴21、22、23、24之间的间距，可以选择除上述说明以外的任何间距。
而且，可以仅在喷墨记录头1从图3中的初始位置起自左至右移动时，从喷嘴21、22、23、24中排出墨滴。而相反地，也可以仅在喷墨记录头1从图3中的初始位置起自右至左移动时，从喷嘴21、22、23、24中排出墨滴。根据这种结构，其优点是能够执行更高速的灰度记录。
如图6所示，喷墨记录头的驱动包括波形发生器33，用于产生多种驱动波形的驱动电压波形，驱动波形储存装置32，其中预先储存有关于波形发生器33产生的电压波形的信息；开关部分34，用于将驱动电压波形切换至与各喷嘴21、22、23、24对应的致动器71、72、73、74；以及控制器31，用于控制各部分的驱动及信号的传递。[波形发生器33]波形发生器33含有3个波形发生电路35a，35b和35c，其作用是产生多种驱动电压波形(本实施例中为6种驱动电压波形)。波形发生电路35a，35b和35c上分别连接有功率放大器(未示出)。波形发生电路35a，35b和35c能够产生驱动电压波形信号。功率放大器则能根据驱动电压波形信号来增大或减小施加的电压。功率放大器将驱动电压提供给开关部分34。波形发生电路35a，35b和35c可根据预先保存在波形驱动电压装置32中的模式而产生驱动电压波形。[驱动电压波形存储装置32]驱动电压波形存储装置32由存储装置如ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、FD(软盘)或HD(硬盘)构成。在驱动电压波形存储装置32内保存有用于形成驱动电压波形的信息，该信息根据各种打印设定而被预先准备好。上述信息由控制器31读出并送往波形发生器33。[开关部分34]各波形发生电路35a，35b和35c通过信号线路和与喷嘴21，22，23和24相对应的致动器71，72，73和74相连。在信号线路与致动器71，72，73和74之间共配有12个开关371a，…374c，其作用是将波形发生电路35a，35b和35c所产生的上述驱动电压波形之一提供给致动器71，72，73和74。
例如，它可根据波形发生电路35b所产生的驱动电压波形来驱动致动器7中的任意一个致动器(如致动器72，73)。在这种情况下，应使372b和373b导通，并应使其余的开关371a，…374c关断。波形选择电路36可根据控制器31发出的命令信号DSWN来执行开关371a，…374c的导通／关闭。
命令信号DSWN由3位并行数据构成。开关371a，…374c的切换就是通过利用这个由“0”和“1”组成的3位并行数据而得到执行的。例如，它可使与致动器71相对应的全部开关371a，371b和371c都关闭。在这种情况下，控制器31向波形选择电路36发送的DSWN信号为“000”。当控制器31向波形选择电路36发送的DSWN信号为“100”时，可使开关371a导通。当控制器31向波形选择电路36发送的DSWN信号为“010”时，它可使开关371b导通。当控制器31向波形选择电路36发送的DSWN信号为“000”时，它可使开关371c导通。另外，对于其它的致动器72，73和74来说，其操作与致动器71的操作完全相同。
开关371a，…374c的开关操作可使所提供的数据得到保持，而锁存信号(自保持信号)则可使开关状态得到确定。
锁存信号是根据打印周期T的分割数(本实施例中为2)而产生的。第一锁存信号根据排放开始命令而产生。它可使开关371a，…374c中的任意一个开关处于第一波形选择的状态。第二锁存信号则根据开关定时而被产生，它可使开关371a，…374c中的任意一个开关处于第二波形选择的状态。[控制器31]控制器31可根据外部提供的控制命令信号，输出(例如)驱动马达的驱动命令信号SC1以移动喷墨记录头1，以及驱动马达的驱动命令信号SC2以转动输送辊14。
另外，控制器31还能向波形选择电路36发送命令信号DSWN以对开关371a，…374c进行切换。控制器31可根据外部提供的含有灰度信息的打印数据DP，判断出是否应提供三个波形发生电路35a，35b和35c所产生的上述驱动电压波形信号中的任何一个，或者是否不应向四个致动器71，72，73和74提供三个波形发生电路35a，35b和35c所产生的上述驱动电压波形信号中的任何一个。
还有，当在每次水平扫描中从外部提供打印开始命令CMP时，控制器31将向波形发生电路33提供所需次数的排放开始命令信号。另外，驱动波形信息的次数、从驱动波形存储装置32预先读出的数据以及在每一个打印周期T中实施开关的次数(即，用于产生锁存信号的次数，它等于在每一个打印周期内的分频次数)都可根据从外部提供给控制器31的打印模式(如高速打印模式、高图片质量打印模式，等等)而得到确定。[驱动电压波形的形状]图8A、8B、8C显示出了由三个波形发生电路35A、35B和35C所产生的六种驱动电压波形之中的三个。图9A、9B、9C则显示出了由三个波形发生电路35A、35B和35C所产生的六种驱动电压波形之中其余的三个。图10A、10B、10C显示了由图8A、8B和8C中的驱动电压波形所形成的点，而且图10A、10B、10C中的点D1至D3分别对应于8A、8B、8C中的驱动电压波形。图11A、11B、11C显示了由图9A、9B和9C中的驱动电压波形所形成的点，而且图11A、11B、11C中的点D4至D6分别对应于9A、9B、9C中的驱动电压波形。[打印过程]以下将对根据本实施例的喷墨记录头驱动方法在记录介质上执行的打印过程进行说明。
图12A、12B、12C显示出了三个波形发生电路35A、35B、35C在一个打印周期所产生的驱动电压波形。
从外部预先输入至控制器31的一个打印周期内的波形选择的次数为2次。即，如图12A、12B、12C所示，在一个打印周期内，波形发生电路35a产生如图8A、8B所示的驱动电压波形SD1和SD2，波形发生电路35b产生如图8C、9A所示的驱动电压波形SD3和SD4，波形发生电路35c产生如图9B、9C所示的驱动电压波形SD5和SD6。
需要将波形发生电路35a，35b和35c提供的驱动电压波形SD1至SD6适当地组合起来以产生6个点D1至D6。此举可通过使开关371a，…374c通／断而得以实现。开关371a，…374c被分别配备在与各喷嘴21，22，23和24相对应的致动器71，72，73和74之中。
另外，在一个打印周期被分为多段的情况下，上述开关371a，…374c通／断的开关定时必须长于作为喷墨记录头一个特性的最大连续驱动频率。在实际中可根据排放墨滴的直径而改变此最大连续驱动频率。但是，在第一实施例以及后面的第二和第三实施例中，为了便于说明，其最大连续驱动频率被设置成是一样的。
图13的表格显示了因波形发生电路所产生的波形的组合而出现的用于形成各种点的开关切换组合。图13显示了多个致动器7中任何一个致动器(例如，致动器71)的开关371a，371b和371c的切换组合。图13中的灰度值1至6分别对应于点D1至D6。另外，图13中的灰度值“0”代表了没有墨排放被执行。
图14A、14B、14C和14D显示了根据图13所示表格中的切换组合而为致动器提供的驱动电压波形，而且图14A、14B、14C和14D分别对应于图13中的灰度值0至3。图15A、15B、15C显示了根据图13所示表格中的切换组合而为致动器提供的驱动电压波形，而且图15A、15B、15C分别对应于图13中的灰度值4至6。
控制器31从驱动电压波形存储装置32中读出与图8A、8B和8C以及图9A、9B以及9C所示驱动电压波形SD1至SD6有关的信息，并将该信息提供给波形发生器33。利用这个操作，驱动电压波形SD1至SD6就被从波形发生电路35a、35b和35c分别提供给致动器致动器71、72、73和74。
控制器31根据外部提供的打印开始命令信号CMP，将必要次数的排放开始命令信号传递给波形发生器33。根据记录介质上像素位置的灰度值，控制器31将在一个打印周期T内的每个排放开始命令中向开关部分34提供两次命令信号DSWN以用于选择驱动电压波形／喷嘴。
以下将对把命令信号输出至任意致动器71的情况进行说明。因为对其它致动器72，73和74的说明与对致动器71的说明一样，故此省略重复的说明。
当在基于打印数据DP的灰度数据中，灰度值为“0”时，驱动电压波形信号不被提供给致动器71。因此，在第一次和第二次中，被提供用于对与致动器71相对应的开关371a，371b和371c进行切换的信号为“000”(参考图13所示表格中的灰度值“0”)。
当灰度值为“1”时，从图13的表格中可以明显看出，此时将驱动电压波形SD1提供给致动器71是恰当的。由于波形发生电路35a产生驱动电压波形SD1，所以第一次“100”的波形选择信号DSEW被提供给开关371a。第二次“000”的波形选择信号DSEW被提供给开关371a。利用类似的操作，就能够根据371a、371b和371c的切换组合每次实现7个灰度。
这样，在图10A、10B和10C以及图11A、11B和11C所示的点D1至D6被形成在记录介质上之前，对各致动器71、72、73和74的驱动受到控制。
如上所述，利用本实施例所述内容，就可使三个驱动波形发生电路35a至35c每次同时产生三个驱动波形信号SD1至SD3和驱动波形信号SD4至SD6。由于在一个打印周期内可选择两次驱动波形信号SD1至SD6，所以就能利用一次扫描而在记录介质上的一个像素上执行7个灰度的图像记录，因此其优点在于能够以高速来打印高质量的图像。[第二实施例]接下来将参考图16A、16B、16C至图20A、20B和20C对本发明的第二实施例进行说明。
另外，本实施例中用于执行驱动的驱动方法与第一实施例相同，因而对其的详细说明在此省略。
图16A、16B和16C显示出了由根据图6所示本发明第二实施例的驱动装置的三个波形发生电路产生的6种驱动电压波形。图中的驱动电压波形SD1至SD5与第一实施例的图8A、8B和8C以及图9A、9B和9C中的驱动电压波形相同，而且根据驱动电压波形SD1至SD5而形成的点分别对应于图10A、10B和10C以及图11A、11B和11C中的各点。
本实施例与第一实施例的第一个不同点在于，在本实施例中产生了一个驱动电压波形SD0以用于使墨室4产生极小的振动，该振动不会导致墨滴从喷嘴21，22，23和24中排出。
另外，除了产生如图16A、16B和16C所示的驱动电压波形SD0以外，还可适当地产生如图17所示的平驱动电压波形SD0’。这种平驱动电压波形SD0’不会使致动器产生一点振动。
在本实施例中，一个打印周期T被分为两段T1和T2。在T1和T2的各段中，不同类型的驱动电压波形SD1至SD5被同时产生于波形发生电路35a、35b和35c上。具体地说，波形发生电路35a产生了驱动电压波形SD0(或SD0’)、SD1。波形发生电路35b产生了驱动电压波形SD2、SD3。而波形发生电路35c则产生了驱动电压波形SD4、SD5。
图18的表格显示了由开关371a…374c的开、关切换组合而形成的灰度值。图19A、19B、19C显示了根据图18所示开关的切换组合而为致动器提供的驱动电压波形，而且图19A、19B、19C分别对应于图18所示表格中的灰度值0至2。图20A、20B、20C显示了根据图18所示开关的切换组合而为致动器提供的驱动电压波形，而且图20A、20B、20C分别对应于图18所示表格中的灰度值3至5。
另外，灰度值“0”意味着不排出墨滴。
本实施例与第一实施例的第二个不同点在于，本实施例中，在基于打印数据DP的灰度数据中，当灰度值为“0”时，使信号“000”提供给与致动器71相对应的开关371a、371b和371c。而第二次则将“100”的信号提供给与致动器71相对应的开关371a、371b和371c。在驱动电压波形SD0(或SD0’)被从波形发生电路35a提供给致动器71之前，开关371a被信号“100”切换至导通。因此，墨滴不会被从喷嘴21排出，这样就实现了灰度值“0”。
由于在第二实施例中提供了驱动电压波形SD0，所以它能够防止因墨室内墨粘度系数的增加而导致的不排墨或错误排墨。驱动电压波形SD0能够使墨室4以不使墨滴排出的程度进行振动。[第三实施例]接下来将参考图21A、21B和21C至图23A、23B、23C和23D对本发明的第三实施例进行说明。
另外，由于本实施例中用于执行驱动的驱动方法与第一实施例和第二实施例相同，因而对其的详细说明在此省略。
图21A、21B和21C显示出了由根据本发明第三实施例的驱动装置中三个波形发生电路35a、35b和35c所产生的4种驱动电压波形。图22的表格显示了由开关371a…374c的开、关切换组合而形成的灰度值。图23A、23B、23C和23D显示了根据图22所示开关的切换组合而为致动器提供的驱动电压波形，而且图23A、23B、23C和23D分别对应于图22所示表格中的灰度值0、1、3、6。
本实施例中，根据本发明所述的驱动方法被应用于高速打印模式之中。此处，高速打印模式意味着第三实施例中的一个打印周期T短于第一和第二实施例中的一个打印周期。因此，它就不可能将一个打印周期T分成多个段。所以，即使像第一和第二实施例那样将一个打印周期T分成多个段，也很难在每个段中都提供驱动电压波形。
因此，在第三实施例中，如图21B所示，波形发生电路35b产生驱动电压波形SD3。同时，如图21C所示，波形发生电路35c产生驱动电压波形SD6。另外，驱动电压波形SD1或驱动电压波形SD0也具有相对较短的周期。因此，在波形发生电路35a中，如图21A所示，在被分成两段的各段T4、T5的一侧(T4的前半段)产生驱动电压波形SD1，而在其另一侧(T5的后半段)则产生驱动电压波形SD0。
如图22中的表格所示，在本实施例中，利用开关371a…374c的开、关切换组合，就可实现四个灰度值，即，灰度值“0”，“1”，“3”和“6”。这四个灰度值“0”，“1”，“3”和“6”分别对应于图23A，23B，23C和23D。
为了实现灰度值“0”，可在将驱动电压波形SD0提供给段T5的后半段之前，适当地将高速模式中的打印周期T’分成两段T4和T5。为了实现灰度值“1”，可将驱动电压波形SD1提供给段T4的前半段。为了实现灰度值“3”，可在开关处于导通状态时将驱动电压波形SD3同时提供给段T4的前半段和段T5的后半段。为了实现灰度值“6”，可在开关处于导通状态时将驱动电压波形SD6同时提供给段T4的前半段和段T5的后半段。
在第三实施例中，由于它与第二实施例一样提供了驱动电压波形SD0，因而就能防止因墨室内墨粘度系数的增加而导致的不排墨或错误排墨。驱动电压波形SD0能够使墨室4以不使墨滴排出的程度进行振动。
另外，即使一个打印周期T是在高速打印中的较短的打印周期T’，它也能同样获得多级灰度(在这种情况下为4种灰度)。因此，本实施例的优点在于它能够在高速打印中获得高质量的打印图像。
现在可以知道，在上述各实施例中，驱动电压波形、驱动电压波形的种类数、一个打印周期内的分割时间和分段的数目、开关的切换都是根据打印周期(打印时间)与图像质量之间的关系而被确定的。
中央处理器(CPU)可控制喷墨打印机的各个部分。个人电脑将打印数据提供给喷墨打印机。构成信息处理设备(如个人电脑)的CPU可根据操作者所设定的图像质量模式而选择驱动方法。因此，方法和装置的构成应是这样的，即，由CPU根据操作者所设定的图像质量模式来选择驱动方法，并将与所选定的驱动方法有关的数据提供给控制器31。
另外，方法和装置的构成还最好这样，即，由控制器31根据喷墨打印机和／或由CPU构成的图像处理设备所传送的与图像质量模式有关的数据来直接选择驱动方法。
可列出高速打印模式、高图像质量模式等作为图像质量模式。高速打印模式是在这样一种情况下被设定的，即，即使从图像的整体外观上看图像质量有些降低(如测试打印等)，也需要进行高速打印的情况。而高图像质量则是在这样一种情况下被设定的，即，即使多花费一些打印时间也需要高图像质量的情况。
以上对本发明的各实施例进行了说明。但本发明并不受上述各实施例的限制。
例如，在上述各实施例中，我们只说明了用一种颜色实现灰度记录的情况。但是，也可在配有多个用于排出多种颜色墨滴的喷嘴的喷墨记录头中用同样的方法来实现彩色灰度记录。
另外，在上述各实施例中，控制器31向开关部分34提供的是并行波形／喷嘴选择数据DSWN。但是，本发明不受上述操作的限制。只用开关进行切换也是可行的。另外，它也适用于提供喷嘴选择数据DSWN。还有，给开关部分34配备一解码器以向每个喷嘴21至24提供灰度值数据也是可行的。
另外，在上述各实施例中，控制器31向波形发生器33提供了排放开始命令信号。但是，本发明也不受上述情况的约束。可以提供一个位置检测装置例如位置编码器以在喷墨记录头1经过预定像素位置时对其进行检测。根据位置检测装置的检测信号而将排放开始命令提供给波形发生器33也是可行的。
还有，在上述各实施例中，控制器31在各扫描过程中执行了对驱动电压波形信号的选择。但是，本发明也不受上述情况的约束。也可根据外部的控制而对驱动波形信号执行选择。
另外，在上述说明中，波形发生器33配有三个波形发生电路35a、35b和35c。但是，也可为波形发生器33配备超过4个的波形发生电路。
还有，在上述说明中，一个打印周期T被分成了两段。但是，如果能使开关371a…374c的开关切换定时比最大连续驱动频率更长，则可将一个打印周期T分割成超过三段。这种结构可使一个打印周期内实现的灰度数得到增加。
此外，在上述说明中，多个驱动电压波形之一被提供给分成两段的打印周期T的前半段或后半段。但是，也能将选定的驱动电压波形同时提供给打印周期的前半段和后半段。即，通过用这种方法来提供驱动电压波形以使要在打印周期的前半段和后半段排出的墨滴产生不同的灰度，从而能够实现更多的灰度。
另外，在上述各实施例中，波形发生电路是用于产生驱动电压波形的。但是，也可用波形发生电路产生当前的波形以及／或者其它能够使墨滴从喷嘴排出的同时改变墨盒体积的电压波形的波形。
根据本发明所述的方法和装置，可将一个打印周期分成多个段。该方法和装置能够根据各个分段中墨滴的尺寸而产生多种驱动波形。该方法和装置能从各个分段内所提供的多种驱动波形中选出任意一个驱动波形，并能在各个分段内将其提供给振动发生装置。这样，在一个打印周期内就可获得多级灰度。因此，就能够在大大提高打印速度的同时获得高质量的打印图像。这种方法和装置即使在灰度增加的情况下也不会增加打印记录的时间。
另外，该种喷墨记录头的结构不需要很复杂，其尺寸也不大。
尽管对本发明实施例是用具体术语来说明的，但其目的仅仅是说明性的。应该明白，任何对本发明的修改和变换都不会脱离以下权利要求的精神或范围。
权利要求
1．一种喷墨记录头驱动装置的喷墨记录头驱动方法，该喷墨记录头包括多个装有墨的墨盒；多个为所述墨盒设置的喷嘴，从喷嘴中排出所述墨；以及为各所述墨盒设置的振动发生装置，其相应地在所述墨盒内部产生压力变化，所述方法包括如下过程使喷墨记录头相对于记录介质扫描的过程；将一个打印周期分为多段的过程；用于根据每段中墨滴的大小而产生多种驱动波形的驱动波形产生过程；以及驱动波形提供过程，当根据打印条件从各所述段的多种所述驱动波形中选择了所述驱动波形时，将所选择的所述驱动波形在所述各时段提供给所述振动发生装置。
2．根据权利要求1所述的喷墨记录头驱动方法，其中所述驱动波形包括，使墨盒中的墨产生微小振动但不使墨排出喷嘴的波形。
3．根据权利要求2所述的喷墨记录头驱动方法，其中可选择设置一驱动波形中断过程，用于在所述驱动波形发生过程后，中断对所述驱动波形提供过程或所述振动发生装置提供所述驱动波形。
4．根据权利要求1所述的喷墨记录头驱动方法，其中根据打印条件来设置所述驱动波形、所述驱动波形种类的数目、所述一次打印周期的分割时间段以及所述段数、以及所述驱动波形的提供或中止。
5．根据权利要求2所述的喷墨记录头驱动方法，其中根据打印条件来设置所述驱动波形、所述驱动波形种类的数目、所述一次打印周期的分割时间段以及所述段数、以及所述驱动波形的提供或中止。
6．根据权利要求3所述的喷墨记录头驱动方法，其中根据打印条件来设置所述驱动波形、所述驱动波形种类的数目、所述一次打印周期的分割时间段以及所述段数、以及所述驱动波形的提供或中止。
7．一种喷墨记录头的驱动装置，该喷墨记录头包括多个装填有墨的墨盒；多个为所述墨盒设置的喷嘴，从所述喷嘴中排出所述墨；以及为各所述墨盒设置的振动发生装置，其相应地在所述墨盒内部产生压力变化，其中所述喷墨记录头的所述驱动装置在扫描记录介质时在该记录介质上执行打印，所述驱动装置包括分割装置，用于将一次打印周期分割为多段；根据各墨滴的大小设置的多个波形发生装置，用于在由所述分割装置分成的每个相应的时段产生所述驱动波形；在信号线上设置的将各所述波形发生装置与所述振动发生装置连接的开关装置，用于对来自所述波形发生装置的所述驱动波形进行通／断切换；以及切换装置，用于对所述开关装置进行通／断切换，以便在所述一次打印周期根据打印条件从提供的所有驱动波形中选择驱动波形时，向所述振动发生装置提供所选择的驱动波形。
8．根据权利要求7所述的喷墨记录头的驱动装置，其中所述驱动波形包括使墨盒中的墨产生微小振动但不使所述墨排出所述喷嘴的波形。
9．根据权利要求7所述的喷墨记录头的驱动装置，其中根据打印条件来设置所述驱动波形、所述驱动波形种类数目、所述一次打印周期的分割时间段以及所述段数、以及所述开关装置的通／断。
10．根据权利要求8所述的喷墨记录头的驱动装置，其中根据打印条件来设置所述驱动波形、所述驱动波形种类数目、所述一次打印周期的分割时间段以及所述段数、以及所述开关装置的通／断。
全文摘要
提供一种喷墨记录头的驱动装置和驱动方法,使记录速度大大提高,其能够实现高质量的记录,同时即使灰度数增加也可避免记录时间延长。将打印周期T分为若干段T1,T2。该方法和装置可根据每个相应段T1,T2的墨滴大小来产生多种驱动电压波形SD1－SD6,从各段中提供的多种驱动电压波形中任意选择波形提供给振动发生器。这样就可以在一次打印周期中获得多种灰度。
文档编号B41J2/015GK1280916SQ001210
公开日2001年1月24日 申请日期2000年7月14日 优先权日1999年7月15日
发明者泷泽文则 申请人:日本电气株式会社