喷墨头及喷墨式记录装置的制作方法

专利名称：喷墨头及喷墨式记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨头及喷墨式记录装置。
近年，如特开平10-81012号公报所公开那样，提出了如下那样的喷墨式记录装置，即在用于在记录纸上形成1个点的一打印周期中，从喷墨头的同一喷嘴喷出多个墨滴，借助于这些墨滴形成1个点。
这种喷墨式记录装置具备有喷出墨滴的喷墨头和使此喷墨头和记录纸相对移动的相对移动机构。喷墨头带有形成有存放墨汁的压力室及嘴喷的喷墨头主体、使上述压力室内的墨汁从上述喷嘴喷出的调节器和把驱动信号供给调节器的驱动信号供给机构。
当喷墨头和记录纸通过上述相对移动机构相对移动时，上述驱动信号供给机构在一打印周期中供给包含1个或2个以上的驱动脉冲的驱动信号。调节器接受驱动信号并工作，使1或2以上的墨滴从喷嘴喷出。这样喷出的墨滴依喷出顺序打在记录纸上，形成1个墨点。通过在记录纸上聚合很多这样的墨点便在记录纸上形成规定的图象。此时，通过调节在一打印周期中喷出的墨滴的个数可以调节点的浓淡和大小，即可以进行多层次的打印。
这样，为了在一打印周期中喷出1或2以上的墨滴，需要把与喷出墨滴数目相应的数目的驱动脉冲供给调节器。但是，如果不在驱动信号上下功夫而只是把与喷出墨滴数目相应的数目的驱动脉冲供给调节器，则在记录纸上难以形成好的墨点。
例如，在进行快速打印的情况下，喷墨头和记录纸之间相对移动的移动速度大，因此，从同一喷嘴喷出多个墨滴容易打在记录纸上的相互错位的位置上。其结果，墨点变成长圆形，容易降低印字的质量。因此，在这样的情况下，必须使墨滴的喷出间隔尽可能缩短，并使多个墨滴连续喷出，后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快。于是，期待着有用于高精度喷出的新技术，使得墨滴的喷出速度依照墨滴喷出的先后次序加快。
另一方面，如美国专利第5,285,215号或特开平7-108568号公报所公开那样，还提出了使从相同喷嘴喷出的2滴墨滴在空中结合成1滴墨滴后再打到记录纸上的方法。在这样的方法中，特别需要在驱动信号上下功夫。在上述特开平7-108568号公报所公开的装置中，通过改变驱动脉冲的后沿部的倾斜角可以改变墨滴的喷出速度。
但是，把含有后沿部倾斜角不同的多个驱动脉冲的驱动信号供给调节器是导致驱动信号供给机构的复杂化或成本增加的要因。根据这样的背景，期待着有通过简单波形的驱动信号使多个墨滴在打到记录纸上之前结合的新技术。
还有，当一个打印周期结束时的墨汁的弯液面振动留到下一打印周期时，墨汁的喷出性能变得不稳定。于是，期待着有不易于受弯液面振动的不良影响的驱动信号的供给手法。
本发明就是鉴于这样的问题而提出的，其目的在于使在一个打印周期中从相同喷嘴喷出1或2以上的墨滴的喷墨头及具备有此喷墨头的喷墨式记录装置的喷墨性能提高。
与本发明相关的喷墨头具备有形成有存放墨汁的压力室及与上述压力室连通的喷嘴的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述压力室内的墨汁的调节器和把含有多个驱动脉冲的驱动信号供给上述调节器的压电元件的驱动信号供给机构，上述驱动信号供给机构在规定的一打印周期内供给多个驱动脉冲使得这些驱动脉冲间的时间间隔逐渐接近上述调节器的固有周期。
还有，这里所说的调节器的固有周期是指包括发声要素(具体指墨汁)的振动系统整体的固有周期。
由此，在一打印周期内，多个驱动脉冲被供给调节器的压电元件且多个墨滴从同一喷嘴喷出。这里，多个驱动脉冲的时间间隔逐渐接近调节器的固有周期，因此，从喷嘴喷出的多个墨滴的喷出速度逐渐加快。因此，与先前喷出的墨滴相比，后来喷出的墨滴其喷出速度更快。于是，后来喷出的墨滴追上先前喷出的墨滴，两滴墨滴在打到记录介质之前结合。结果，多个墨滴结合，在形成一个墨滴后打在记录介质上并在记录介质上形成良好的单个点。
上述驱动信号供给机构最好一边供给上述多个驱动脉冲一边逐渐延长这些驱动脉冲的时间间隔。
由此，驱动脉冲的时间间隔逐渐延长使之渐接近调节器的固有周期，因此，与逐渐缩短时间间隔接近该固有周期的情形相比，驱动脉冲的整体时间间隔缩短。因此，可以进一步缩短单个打印周期、提高打印速度。
在上述喷墨头中，上述驱动电压信号包含用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的正压电位，上述多个驱动脉冲也可以包含由从规定的负压电位和正压电位之间基准电位下降到上述负压电位的电位下降波形、维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始驱动脉冲、由维持正压电位的正压电位维持波形、从上述正压电位下降到上述负压电位的电位下降波形、维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续驱动脉冲。
由此，进行所谓的牵推式的喷墨，即先朝减压方向驱动调节器再朝增压方向驱动调节器并喷墨。
上述驱动信号供给机构被构成为在一打印周期内至少依次供给初始驱动脉冲、第1后续驱动脉冲及第2后续驱动脉冲，从上述初始驱动脉冲的电位下降波形的电位下降开始时刻到电位上升波形的电位上升结束时刻为止的第1时间t1、从上述第1后续驱动脉冲上的电位维持波形的电位维持开始时刻到电位上升波形的电位上升结束时刻为止的第2时间t2、从上述第2后续驱动脉冲上的电位维持波形的电位维持开始时刻到电位上升波形的电位上升结束时刻为止的第3时间t3也可以相对于上述调节器的固有周期t0被设定为t1≤t2＜t3≤t0。
由此，借助于初始驱动脉冲喷出的第1墨滴和借助于第1后续驱动脉冲喷出的第2墨滴和借助于第2后续驱动脉冲喷出的第3墨滴在打到记录介质之前结合，在记录介质上形成单个点。其结果使得在记录介质上形成良好的单个点和高速打印成为可能。
上述初始驱动脉冲的正压电位也可以和上述各后续驱动脉冲的正压电位分别相等，上述初始驱动脉冲的负压电位也可以和上述各后续驱动脉冲的负压电位分别相等。
由此，通过规定的正压电位、基准电位和负压电位这3个层次的电位可以形成多个驱动脉冲。因此，容易形成驱动脉冲。
从一打印周期内的初始驱动脉冲的电位下降波形的电位下降开始时刻到最后的后续驱动脉冲的电位上升波形的电位上升结束时刻为止的时间T1相对于最小打印周期T2最好被设定为T1/T2≤0.5。
由此，在从供给最后的后续驱动脉冲到供给下一个打印周期的初始驱动脉冲之间要确保有足够的时间使压力室内的墨汁平静。这样，喷墨才稳定。
但是，在固有周期较长的调节器中，驱动脉冲的电位维持波形的波形维持时间对喷墨速度的影响较小。因此，通过缩短电位维持波形可以延长其电位上升波形或电位下降波形。
于是，上述各驱动脉冲的脉冲宽度被设定为小于上述调节器的固有周期，上述各驱动脉冲的电位维持波形的波形维持时间最好被设定为上述调节器的固有周期的1/4以下。
由此，电位上升波形的上升时间或电位下降波形的下降时间被充分确保，可以进行无额外的点的稳定的喷墨。而且，上述波形维持时间也可以为零。也就是说，上述波形维持时间也可以是述固有周期的0～1/4倍。
另一方面，在上述喷墨头中，上述多个驱动脉冲也可以包含由从规定的基准电位上升到用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的正压电位的电位上升波形、维持上述正压电位的正压电位维持波形和从上述正压电位下降到规定的基准电位的电位下降波形组成的3个以上的矩形状驱动脉冲。
由此，在一打印周期内3个以上的矩形状驱动脉冲被供给调节器，3个以上的墨滴以其喷出速度逐渐加快的方式被喷出。结果，这些墨滴在打到记录介质之前结合并形成1个墨滴打在记录介质上。由此使得在记录介质上形成良好的单个点和高速打印成为可能。
上述驱动信号供给机构被构成为在一打印周期内至少依次供给第1、第2及第3矩形状驱动脉冲，从上述第1驱动脉冲的电位上升结束时刻到上述第2驱动脉冲的电位上升结束时刻为止的第1时间t1、从上述第2驱动脉冲的电位上升结束时刻到上述第3驱动脉冲的电位上升结束时刻为止的第2时间t2也可以相对于上述调节器的固有周期t0被设定为t1＜t2≤t0。
由此，借助于第1驱动脉冲喷出的第1墨滴、借助于第2驱动脉冲喷出的第2墨滴和借助于第3驱动脉冲喷出的第3墨滴在打到记录介质之前结合，在记录介质上形成单个点。
上述矩形状驱动脉冲的正压电位也可以分别和基准电位相等。
由此，驱动脉冲只由2个电位形成，因此，容易形成驱动脉冲。
在一打印周期内的最初的驱动脉冲的电位上升开始时刻到最后的驱动脉冲的电位上升开始时刻之间的时间T1相对于最小打印周期T2最好被设定为T1/T2≤0.5。
由此，在从供给最后的驱动脉冲到供给下一个打印周期的初始驱动脉冲之间要确保有足够的时间使压力室内的墨汁平静。这样，喷墨才稳定。
与本发明相关的另外的喷墨头具备有形成有存放墨汁的压力室及与上述压力室连通的喷嘴的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述压力室内的墨汁的调节器和把驱动电压信号供给上述调节器的压电元件的驱动信号供给机构，上述驱动信号供给机构被构成为在规定的一打印周期内供给多个驱动脉冲，假设上述驱动脉冲间的时间间隔延长使之逐渐接近比上述调节器的固有周期长一些的规定时间，使后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快。
当在短时间内连续供给多个驱动脉冲时，会留有基于先前的驱动脉冲的调节器的振动或墨汁的脉动的影响，影响到基于后来的驱动脉冲的调节器的工作。结果，与使驱动脉冲间的时间间隔与调节器的固有周期一致的情形相比，在使该间隔与比该固有周期长一些的规定时间一致的情形下喷墨速度有可能更快。于是，在这样的情况下，通过如上所述那样逐渐延长驱动脉冲间的时间间隔使之接近比上述固有周期长一些的规定时间可以依照喷出顺序加大墨滴的喷出速度并可以在使墨滴打到记录介质之前结合。
与本发明相关的另外的喷墨头具备有形成有存放墨汁的压力室及与上述压力室连通的嘴喷的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述压力室内的墨汁的调节器和把驱动电压信号供给上述调节器的压电元件的驱动信号供给机构，上述驱动信号供给机构被构成为在规定的一打印周期内供给多个驱动脉冲，假设上述多个驱动脉冲以其脉冲宽度逐渐接近上述调节器的固有周期的一半的时间或几乎一半的时间的顺序被供给，使后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快。
由此，在一打印周期内，多个驱动脉冲被供给调节器的压电元件且多个墨滴从同一喷嘴喷出。这里，驱动脉冲的脉冲宽度逐渐接近调节器的固有周期的一半的时间或几乎一半的时间，因此，从喷嘴喷出的墨滴的喷出速度依照喷出顺序逐渐加快。因此，后来喷出的墨滴追上先前喷出的墨滴，墨滴在打到记录介质之前结合。结果，多个墨滴结合，在形成一个墨滴后打在记录介质上并在记录介质上形成良好的单个点。
上述驱动电压信号包含用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的正压电位，上述多个驱动脉冲也可以包含由从规定的负压电位和正压电位之间基准电位下降到上述负压电位的电位下降波形、维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始驱动脉冲，由维持正压电位的正压电位维持波形，从上述正压电位下降到上述负压电位的电位下降波形，维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续驱动脉冲。
另一方面，上述驱动电压信号包含规定的基准电位和用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位，上述多个驱动脉冲也可以包含由从基准电位下降到负压电位的电位下降波形、维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的3个以上的驱动脉冲。
由此，进行牵推(吸压)式的喷墨，在一打印周期内多个墨滴被喷出。驱动脉冲的脉冲宽度逐渐接近调节器的固有周期的一半的时间或几乎一半的时间，因此，多个墨滴在到在记录介质之前结合，在形成一个墨滴后打在记录介质上。
还有，上述多个驱动脉冲也可以包含由从规定的基准电位上升到用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的正压电位的电位上升波形、维持上述正压电位的正压电位维持波形、从上述正压电位下降到规定的基准电位的电位下降波形组成的3个以上的矩形状驱动脉冲。
由此，在一打印周期内3个以上的矩形状驱动脉冲被供给调节器，从喷嘴3个以上的墨滴以其喷出速度逐渐加快的方式被喷出。结果，这些墨滴在打到记录介质之前结合并形成1个墨滴打在记录介质上。
上述多个驱动脉冲最好以脉冲宽度逐渐加宽的顺序被供给。
由此，逐渐加宽驱动脉冲的脉冲宽度使之接近固有周期的一半的时间或几乎一半的时间，因此，与逐渐缩短脉冲宽度使之接近该那些时间的情形相比，驱动脉冲的脉冲宽度的整体时间缩短。因此，可以进一步缩短打印周期、提高打印速度。
与本发明相关的另外的喷墨头是一种具备有形成有存放墨汁的压力室及分别与该各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述各压力室内的墨汁的多个调节器、在规定的一打印周期内生成包含N个(N为2以上的自然数)用于驱动上述调节器并使墨滴从上述喷嘴喷出的脉冲信号的基准驱动信号的驱动信号生成部、把包含于上述基准驱动信号的P个(P为N以下的自然数)喷墨用的脉冲信号有选择地供给上述调节器的信号选择部的喷墨头，上述基准驱动信号的喷墨用的脉冲信号被形成为使后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快，上述信号选择部被构成为供给上述基准驱动信号中的第N-P+1个以后的喷墨用脉冲信号。
由此，驱动信号生成部生成包含N个喷墨用脉冲信号的基准驱动信号。使得在一打印周期内最多可喷出N个墨滴。另一方面，信号选择部从上述N个喷墨用脉冲信号之中选择第N-P+1个以后的共P个喷墨用脉冲信号并供给调节器，根据规定的图象信号在一打印周期内使P个墨滴喷出。这里，上述P个喷墨用脉冲信号为在基准驱动信号中连续生成的脉冲信号，因此，各脉冲间的时间间隔短。因此，上述P个墨滴不间断地被连续喷出。还有，N个喷墨用脉冲信号被形成为使后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快，因此，借助于上述P个喷墨用脉冲信号喷出的P个墨滴依照其喷出速度随喷出顺序逐渐加快的方式被喷出。因此，P个墨滴击中目标位置的偏差小，而且，在打到记录介质之前也容易使这P个墨滴结合。综上所述，不论墨滴的喷出数目多少都可以形成良好的墨点，喷墨性能提高。
还有，用于驱动信号生成部喷墨而生成的驱动信号只是1类基准驱动信号，因此，不需要分别生成与墨滴的喷出数相应的数目的驱动信号。因此，控制系统的构成简单且成本低。
上述驱动信号生成部在生成了上述基准驱动信号后生成用于抑制在上述喷墨头主体中的机械振动的辅助脉冲信号，上述信号选择部最好被构成为把上述第N-P+1个以后的喷墨用脉冲信号及上述辅助脉冲信号供给上述调节器。
由此，在基准驱动信号的第N-P+1个以后的共P个喷墨用脉冲信号被供给调节器后，辅助脉冲信号被供给调节器。结果，在喷出P个墨滴后的机械振动被抑制，使在下一打印周期中的喷墨性能稳定化。
与本发明相关的另外的喷墨头是一种具备有形成有存放墨汁的压力室及分别与该各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述各压力室内的墨汁的多个调节器、在规定的一打印周期内生成包含N个(N为2以上的自然数)用于驱动上述调节器并使墨滴从上述喷嘴喷出的脉冲信号的基准驱动信号的驱动信号生成部、把包含于上述基准驱动信号的P个(P为N以下的自然数)喷墨用的脉冲信号有选择地供给上述调节器的信号选择部的喷墨头，上述基准驱动信号的喷墨用的脉冲信号被形成为使后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快，上述驱动信号生成部在生成了上述基准驱动信号后生成用于抑制在上述喷墨头主体中的机械振动的辅助脉冲信号，上述信号选择部被构成为在P为1时把上述基准驱动信号中的第1个喷墨用脉冲信号供给上述调节器、而在P为2以上时把上述基准驱动信号中的第N-P+1个以后的喷墨用脉冲信号及上述辅助脉冲信号供给上述调节器。
由此，在一打印周期中喷出1个(P=1)墨滴的情况下，只有包含于基准驱动信号的N个喷墨用脉冲信号中的第1个脉冲信号被供给调节器。与第2以后的脉冲信号相比，第1个脉冲信号其波形更加稳定，而且是在打印周期中最早的期间被生成的，因此，喷墨时刻正确，而且，喷墨性能稳定，提高墨滴击中目标位置的精度。还有，在此情况下，只喷出1个墨滴，因此，一打印周期的整体喷墨量少，机械振动的影响小。因此，即使不供给辅助脉冲信号也没问题。还有，即便在在一打印周期内喷出2个以上(P≥2)的墨滴的情况下，根据上述理由，不论墨滴的喷出数目多少都可以形成良好的墨点，喷墨性能提高。还有，在此情况下，在基准驱动信号被供给调节器后，辅助脉冲信号被供给调节器。因此，机械振动的影响所引起的喷出性能下降被抑制。
上述基准驱动信号的第N个的喷墨用脉冲信号和上述辅助脉冲信号之间的间隔最好被设定为上述调节器的固有周期的0.5～1.5倍。还有，这里所说的调节器的固有周期是指包括发声要素(具体指墨汁)的振动系统整体的固有周期。
由此，墨汁的机械振动被有效地抑制。
当上述辅助脉冲信号的电位差过小时，难以充分抑制机械振动，另一方面，当该电位差过大时，有可能会发生意料之外的喷墨。于是，上述辅助脉冲信号的电位差最好被设定为上述基准驱动信号的喷墨用脉冲信号的最小电位差的0.1～0.3倍。
由此可以得到不导致喷墨并适用于有效地抑制机械振动的辅助脉冲信号。
上述基准驱动信号的各喷墨用脉冲信号是由具有作为基准电位的第1电位和与该第1电位不同的第2电位的矩形状或梯形状的脉冲信号组成，上述信号选择部是由有选择地切换把上述基准驱动信号供给上述调节器的ON状态及中止该基准驱动信号往该调节器供给的OFF状态的任一状态的开关电路组成，上述开关电路也可以构成为当上述基准驱动信号的电位在上述第1电位时从上述OFF状态切换到ON状态。
由此，基准驱动信号的各喷墨用脉冲信号是由只有第1电位及第2电位的矩形状或梯形状的脉冲信号构成，因此，基准驱动信号的波形被简化。因此，生成基准驱动信号的驱动信号生成部其构成变得简单。
上述基准驱动信号的喷墨用脉冲信号是由从用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使该调节器朝加压该压力室的方向驱动的正压电位之间的基准电位下降到该负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始脉冲信号，和由从各规定的正压电位下降到各规定的负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到各规定的正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续脉冲信号组成的，上述信号选择部是由有选择地切换把上述基准驱动信号供给上述调节器的ON状态及中止该基准驱动信号往该调节器供给的OFF状态的任一状态的开关电路组成，上述开关电路也可以构成为从该基准驱动信号的负压电位维持波形的波形维持开始时刻开始经过规定时间后从上述OFF状态切换到上述ON状态，使得在上述基准驱动信号的电位变成负压电位后开始基准驱动信号的供给。由此，开关电路从基准驱动信号的负压电位维持波形的波形维持开始时刻开始经过规定时间后从OFF状态切换到ON状态，使得从基准驱动信号的波形的下降开始经过规定的时间延迟后进行切换。因此，在基准驱动信号的电位下降过程中开关电路部进行切换，因此，不会供给包含除基准电位、负压电位及正压电位之外的非意图电位的维持波形那样的不稳定的驱动信号。
上述基准驱动信号的各喷墨用脉冲信号是由从基准电位下降到用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的，上述辅助脉冲信号由从基准电位下降到用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的辅助负压电位的电位下降波形、维持该辅助负压电位的负压电位维持波形和从该辅助负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的，从上述基准驱动信号的第N个的喷墨用脉冲信号中的电位上升波形的电位上升结束时刻到上述辅助脉冲信号的电位下降波形的电位下降开始时刻之间的间隔也可以被设定为上述调节器的固有周期的0.5～1倍。
由此，用具有2个电位(基准电位和负压电位)的电位维持波形的基准驱动信号并利用基于调节器的所谓牵推动作的喷出作用和机械振动抑制作用可以实现稳定的喷墨。
上述基准驱动信号的喷墨用脉冲信号是由从用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使该调节器朝加压该压力室的方向驱动的正压电位之间的基准电位下降到该负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始脉冲信号、由从各规定的正压电位下降到各规定的负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到各规定的正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续脉冲信号组成的，上述辅助脉冲信号由从基准电位下降到用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的辅助负压电位的电位下降波形、维持该辅助负压电位的负压电位维持波形和从该辅助负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的，从上述基准驱动信号的最后的后续脉冲信号中的电位上升波形的电位上升结束时刻到上述辅助脉冲信号的电位下降波形的电位下降开始时刻之间的间隔也可以被设定为上述调节器的固有周期的0.5～1倍。
由此，用具有3个电位(基准电位、负压电位和正压电位)的电位维持波形的基准驱动信号并利用基于调节器的所谓牵推动作的喷出作用和机械振动抑制作用可以实现稳定的喷墨。
上述基准驱动信号的喷墨用脉冲信号是由从用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使该调节器朝加压该压力室的方向驱动的正压电位之间的基准电位下降到该负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始脉冲信号，和由从各规定的正压电位下降到各规定的负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到各规定的正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续脉冲信号组成的，上述辅助脉冲信号由从基准电位上升到用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的辅助加压电位的电位上升波形、维持该辅助正压电位的正压电位维持波形和从该辅助正压电位下降到基准电位的电位下降波形组成的，从上述基准驱动信号的最后的后续脉冲信号中的电位上升波形的电位上升结束时刻到上述辅助脉冲信号的电位上升波形的电位上升开始时刻之间的间隔也可以被设定为上述调节器的固有周期的1～1.5倍。
由此，用具有3个电位(基准电位、负压电位和正压电位)的电位维持波形的基准驱动信号并利用基于调节器的所谓牵推动作的喷出作用和基于所谓推挽动作的机械振动抑制作用可以实现稳定的喷墨。
但是，被供给调节器的喷墨用脉冲信号的间隔越接近调节器的固有周期，喷墨速度就变得越快。于是，上述基准驱动信号也可以形成为使N个喷墨用脉冲信号间的间隔逐渐延长且逐渐接近上述调节器的固有周期。
由此，后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快，因此，可以得到基准驱动信号的合适的具体构成。
另一方面，被供给调节器的喷墨用脉冲信号的脉冲高度(电位差)越大，喷墨速度就变得越快。于是，上述基准驱动信号也可以形成为使N个喷墨用脉冲信号内的电位差逐渐增大。
由此，后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快，因此，可以得到基准驱动信号的合适的具体构成。
上述喷墨头其压电元件的厚度也可以被设定为0.5～5μm。这样，即便在压电元件被薄膜化的情况下也可以在记录介质上形成良好的点。
与本发明相关的喷墨式记录装置具备有上述喷墨头和在上述喷墨头喷墨时使该喷墨头和记录介质相对移动的相对移动机构。
由此客人得到喷墨性能优良的喷墨式记录装置。
如上所述，根据本发明，把多个驱动脉冲供给调节器，使这些脉冲间的时间间隔逐渐接近调节器的固有周期或比固有周期长一些的规定时间，因此，可以以喷出速度逐渐加快的方式喷出多个墨滴。因此，可以使多个墨滴在打到记录介质之前结合，并作为一个墨滴打在记录介质上。因此，可以由多个墨滴在记录介质上形成良好的单个点。其结果可以提高打印品质和打印速度。
那时，通过逐渐延长驱动脉冲的时间间隔可以缩短一打印周期的时间并可以使打印快速化。
还有，根据本发明，把多个驱动脉冲供给调节器，使这些脉冲的脉冲宽度逐渐接近调节器的固有周期的一半的时间或几乎一半的时间，可以以喷出速度逐渐加快的方式喷出多个墨滴。因此，可以使多个墨滴结合，并作为一个墨滴打在记录介质上，可以提高打印品质和打印速度。
那时，通过逐渐延长驱动脉冲的脉冲宽度可以缩短一打印周期的时间并可以使打印快速化。
还有，根据本发明，在一打印周期中喷出P个墨滴时，在驱动信号生成部生成包含N个脉冲信号的基准驱动信号，把该基准驱动信号中的第N-P+1个以后的脉冲信号供给调节器，因此，可以由多个墨滴在记录介质上形成良好的单个点。
还有，根据本发明，当P为1时，供给基准驱动信号中的第1个脉冲信号，另一方面，当P为2以上时，供给基准驱动信号中的第N-P+1个以后的脉冲信号及辅助脉冲信号，因此，可以进一步提高在喷出1个墨滴时的喷出性能。
下面对附图进行简单说明。


图1为与实施例相关的喷墨式记录装置的概略构成图。
图2为喷墨头的部分俯视图。
图3为图2的A-A线剖面图。
图4为调节器附近的部分剖面图。
图5为图2的B-B线剖面图。
图6为控制电路的方框图。
图7(a)为表示墨滴的喷出动作的模式图，图7(b)为与实施例1相关的驱动信号的波形图。
图8为与实施例1相关的驱动信号的波形图。
图9为驱动信号的变异例的波形图。
图10为与实施例2相关的驱动信号的波形图。
图11为与实施例4相关的驱动信号的波形图。
图12为在实施例5中当喷墨数为1时的时序图，(a)为由驱动信号发生电路生成的驱动信号，(b)表示选择电路的ON/OFF信号，(c)表示被供给调节器的驱动信号。
图13为当在实施例5中的喷墨数为2时的与图12相当的图。
图14为表示墨滴的喷出动作的模式图。
图15为实施例6的与图12相当的图。
图16为当在实施例7中的喷墨数为1时的与图12相当的图。
图17为当在实施例7中的喷墨数为2时的与图12相当的图。
实施发明的最佳样例以下参照附图对本发明的实施例进行说明。
实施例1图1表示与实施例1相关的喷墨式记录装置的概略构成。此喷墨式记录装置具备有被支撑固定在滑架16上的喷墨头1。在滑架16上设有在图1中省略图示的滑架马达28(参照图6)，喷墨头1及滑架16借助于此滑架马达28在沿主扫描方向(图1及图2所示的X方向)延伸的滑架轴17上被导滑，使之在该方向往返移动。还有，由此滑架16、滑架轴17及滑架马达28构成使喷墨头1和记录纸41相对移动的相对移动机构。
记录纸41被由在图1中省略图示的输送马达26(参照图6)旋转驱动的2个输送辊子42夹着，借助于此输送马达26及各输送辊子42沿与上述主扫描方向垂直的副扫描方向(图1及图2所示的Y方向)被输送。
如图2～图5所示，喷墨头1具备有形成有存放墨汁的多个压力室4及分别与该各压力室4连通的多个喷嘴2的喷墨头主体40、把压力传给上述各压力室4内的墨汁并从各喷嘴2分别喷出墨滴的多个调节器10。如后所述，调节器10就是使用了所谓弯曲振动型压电元件13的部件，借助于压力室4的收缩及膨胀所产生的压力室4内的压力变化使墨滴从喷嘴2喷出并把墨汁充到压力室4。
如图2所示，压力室4被形成为长槽状，在喷墨头1的内部沿主扫描方向延伸，在副扫描方向相互隔开规定的间隔被配设。在此压力室4的一端部(在图2中右侧的端部)上形成有喷嘴2。喷嘴2在喷墨头1的下表面上被排列为在副扫描方向相互隔着规定间隔并开口。在压力室4的另一端部(在图2中左侧的端部)上分别连接有墨汁供给路5的一端部，此各墨汁供给路5的另一端部连接有沿副扫描方向延伸配设的墨汁供给室3。
如图3所示，喷墨头1依次由形成有喷嘴2的喷嘴板6、分区形成压力室4及墨汁供给路5的分区壁7和调节器10叠层而构成。此喷嘴板6是由厚度20μm的聚酰亚胺板组成的，分区壁7是由厚度280μm的不锈钢制的层叠板组成的。
如图4及图5所夸张显示，调节器10是由与压力室4相邻的振动板11、使振动板11振动的薄膜压电元件13及独立电极14依次叠层而构成的。振动板11是由厚度2μm的铬板组成，和独立电极14一起具有作为公用电极的功能，用于把电压施加在压电元件13上。压电元件13是对应着压力室4而设的，可以用由厚度3μm的PZT(钛酸锆酸铅)组成的超薄型材料。独立电极14是由厚度0.1μm的铂板组成，调节器10的整体厚度约为5μm。还有，在相邻的压电元件13及独立电极14之间装有由聚酰亚胺组成的绝缘层15。
下面参照图6的方框图对喷墨式记录装置的控制电路20进行说明。控制电路20具备有由CPU组成的主控制部21、存储了用于各种数据处理的例程的ROM22、进行各种数据存储等的RAM23、分别用于驱动控制输送马达26及滑架马达28的驱动电路25及27和马达控制电路24、接收打印数据的数据接收电路29、驱动信号产生电路30和选择电路31。调节器10被连接到各选择电路31上。驱动信号产生电路30产生在一打印周期内带有的多个驱动脉冲的驱动信号。选择电路31在喷墨头1和滑架16一起沿主扫描方向移动时有选择地使包含在上述驱动信号中的1个或2个以上的驱动脉冲输入到调节器10。由这些驱动信号产生电路30及选择电路31构成把规定的驱动信号供给调节器10的驱动信号供给机构32。
下面对喷墨式记录装置的动作进行说明。首先，当数据接收电路29接收图象数据时，主控制部21根据存储在中的处理例程通过马达控制电路24、驱动电路25及27分别控制输送马达26及滑架马达28，同时，在驱动信号产生电路30上产生带有的多个驱动脉冲的驱动信号。还有，主控制部21根据上述图象数据把应选择的驱动脉冲的信息输出到选择电路31。然后，选择电路31根据上述信息从多个驱动脉冲中选择规定的1个或2个以上的驱动脉冲供给调节器10。由此，在一打印周期内从喷墨头1的喷嘴2喷出1个或2个以上的墨滴。
下面，参照图7及图8对在一打印周期内从喷嘴2喷出3个墨滴时的驱动信号及墨滴的动作作为一例进行说明。如图7所示，上述驱动信号在一打印周期T2内包含3个梯形状的脉冲P1～P3，即初始脉冲P1及第1后续脉冲P2和第2后续脉冲P3。各脉冲P1～P3为驱动调节器10的信号，使压力室4先减压后加压。换言之，各脉冲P1～P3为通过在调节器10上进行推拉动作(所谓的牵推动作)使墨滴喷出的信号。
初始脉冲P1是由从基准电位V0下降到用于使调节器10朝减压压力室4的方向驱动的最小电位V1的电位下降波形S1、维持最小电位V1的最小电位维持波形S2、从最小电位V1上升到用于使调节器10朝加压压力室4的方向驱动的最大电位V2的电位上升波形S3构成的。第1后续脉冲P2是由维持最大电位V2的最大电位维持波形S4、从最大电位V2下降到最小电位V1的电位下降波形S5、维持最小电位V1的最小电位维持波形S6、从最小电位V1上升到最大电位V2的电位上升波形S7构成的。第2后续脉冲P3是由维持最大电位V2的最大电位维持波形S8、从最大电位V2下降到最小电位V1的电位下降波形S9、维持最小电位V1的最小电位维持波形S10、从最小电位V1上升到最大电位V2的电位上升波形S11构成的。在第2后续脉冲P3之后接着维持最大电位V2的最大电位维持波形S12、从最大电位V2下降到基准电位V0的电位下降波形S13和维持基准电位V0的基准电位维持波形S14。还有，基准电位V0、最小电位V1及最大电位V2最好是-100V～100V程度的电位，例如，可以把最小电位V1、基准电位V0及最大电位V2分别设为0V、20V及50V。
包含在本驱动信号中的驱动脉冲其脉冲间的时间间隔逐渐延长使之逐渐接近调节器10的固有周期。还有，这里所说的固有周期是包含压力室4内的墨汁的影响的振动系统整体的固有周期，例如，用美国专利第4,697,193号说明书所述的亥姆霍兹固有振动频率f的倒数表示。具体来说，从初始脉冲P1中的电位下降波形S1的电位下降开始时刻到电位上升波形S3的电位上升结束时刻的第1时间t1、从第1后续脉冲P2中的最大电位维持波形S4的电位维持开始时刻到电位上升波形S7的电位上升结束时刻的第2时间t2、从第2后续脉冲P3中的最大电位维持波形S8的电位维持开始时刻到电位上升波形S11的电位上升结束时刻的第3时间t3相对于上述调节器10的固有周期t0被设定为t1≤t2＜t3≤t0。例如，在调节器10的固有周期为8μs的情况下，可以把t1、t2、t3分别设为5μs、7μs、8μs。
各脉冲P1～P3的脉冲宽度被设定在调节器10的固有周期以下。还有，一般来说，在固有周期长的薄膜压电元件13中，脉冲的最大电位或最小电位的维持时间(峰值保持时间)对墨滴的喷出速度影响小。因此，可以缩短峰值保持时间，使脉冲P1～P3的电位下降波形的下降时间及电位上升波形的上升时间相对变长。在本实施例中，脉冲P1～P3的各电位维持波形S2、S4、S6、S8、S10及S12的电位维持时间(峰值保持时间)各被设定成调节器10的固有周期的1/4以下。
还有，在从一打印周期的喷墨结束到下一打印周期的喷墨开始的期间，为了使压力室4内及喷嘴2内的墨汁足够平静，供给了第2后续脉冲后的波形S12～S14要设得足够长。具体来说，从初始脉冲P1中的电位下降波形S1的电位下降开始时刻到第2后续脉冲P3的电位上升波形S11的电位上升结束时刻的时间T1被设定成最小打印周期T2的一半以下。即T1/T2≤0.5，例如，也可以假设T1=20.5Sμs、T2=50μs。还有，时间T1只要设定在可以良好地喷墨的范围内即可，最好设在固有周期以上或(T2)/8以上(即1/8≤T1/T2)。
这样，在本实施例中，脉冲间的时间间隔t1、t2、t3逐渐接近调节器10的固有周期，因此，如图7(a)所示，借助于初始脉冲P1喷出的第1墨滴Q1、借助于第1后续脉冲P2喷出的第2墨滴Q2、借助于第2后续脉冲P3喷出的第3墨滴Q3以分阶段加速的方式被喷出。换言之，假设第1墨滴Q1、第2墨滴Q2、第3墨滴Q3的喷出速度分别为v1、v2、v3，则v1≤v2＜v3。还有，第3墨滴Q3的喷出速度v3在第1墨滴Q1和第2墨滴Q2结合并成为第1结合墨滴Q12后也可以被设定为比第1结合墨滴Q12的喷出速度分别为v12大，使得第3墨滴Q3再与第1结合墨滴Q12结合。或者，也可以例如在v1=v2的情况下设定为在第3墨滴Q3和第2墨滴Q2结合并成为第2结合墨滴后该第2结合墨滴再与第1墨滴Q1结合。由此，第1、第2及第3墨滴Q1～Q3在空中结合，形成一个墨滴Q123并打在记录纸41上形成单个点。
如上所述，根据本实施例，改变脉冲P1～P3的时间间隔t1～t3使之逐渐接近调节器10的固有周期，因此，可以以喷出速度逐渐加快的方式喷出多个墨滴。因此，可以使第1～第3墨滴Q1～Q3在打到记录纸之前结合，即便在喷墨头1的滑架速度快的情况下也可以在记录纸41上形成良好的墨点。因此，可以快速地进行多灰度记录。
还有，逐渐加长脉冲P1～P3的时间间隔t1～t3，因此，与逐渐缩短这些时间间隔使之接近调节器10的固有周期的情绪相比，可以缩短整体的时间间隔t1+t2+t3。因此，打印速度提高。
还有，脉冲P1～P3的峰值保持时间短，因此，可以加长相应分额的电位下降时间和上升时间，由此可以充分确保电位的上升时间及下降时间。因此，可以进行无额外的点的稳定的喷墨并得到优质的打印。
还有，从作为一打印周期内的最后的脉冲的第2后续脉冲P3到下一打印周期的初始脉冲P1的时间长，因此，在喷出了第3墨滴Q3后的压力室4及喷嘴2内的墨汁的脉动或弯液面振动在喷出下一打印周期的第1墨滴Q1之前减得足够低。因此，在喷出第1墨滴Q1时压力室4及喷嘴2内的墨汁足够平静。因此，可以稳定地喷出第1墨滴Q1。
还有，如图9所示，为了抑制调节器10的振动使墨汁更平静，也可以使第2后续脉冲P3之后的电位下降波形S13的倾斜更平稳，也可以使下一打印周期的初始脉冲的电位下降波形S1连接到该电位下降波形S13之后。
实施例2实施例2为在一打印周期内把多个矩形状脉冲供给调节器10的实施例。
如图10所示，与本实施例相关的驱动脉冲组在一打印周期内包含第1～第3矩形脉冲P1’～P3’。第1～第3脉冲P1’～P3’的波形(高度及宽度)可以各自不同，但在本实施例中，假设以相同波形的矩形脉冲构成第1～第3脉冲P1’～P3’。也就是说，第1～第3脉冲P1’～P3’的脉冲高度及宽度分别相等。基准电位V0及最大电位V2最好是-100V～100V程度的电位，例如，可以把基准电位V0设为0V，把最大电位V2设为50V。通过这样设定基准电位V0及最大电位V2可以不必在驱动信号产生电路30中预先生成驱动信号而只要使选择电路31在基准电位V0和最大电位V2之间进行ON/OFF切换既可生成驱动脉冲。即，只用选择电路31的开关动作(ON/OFF)能生成驱动脉冲。因此，可以省略驱动信号产生电路30，由此可以简化控制电路20的构成。
从第1脉冲P1’的电位上升结束时刻到第2脉冲P2’的电位上升结束时刻为止的第1时间t1、从第2脉冲P2’的电位上升结束时刻到第3脉冲P3’的电位上升结束时刻为止的第2时间t2相对于调节器10的固有周期t0被设定为t1＜t2≤t0。因此，与实施例1一样，可以以分阶段加速喷出速度的方式喷出第1～第3墨滴Q1～Q3，可以使这些墨滴Q1～Q3在打到记录纸41之前结合。
在第1脉冲P1’的电位上升开始时刻与第3脉冲P3’的电位上升开始时刻之间的时间t1，相对打印周期t2设定为t1＜t2≤0.5。因此，与实施例1同样，由于在下一第1墨滴Q1的喷出时，压力室4及喷嘴2内的墨汁足够平静。所以，可以稳定地喷出第1墨滴Q1。
还有，根据本实施例，只由矩形状脉冲构成驱动脉冲组，因此，可以容易形成驱动脉冲组。这是因为矩形状脉冲比梯形波状脉冲更容易形成。因此，可以简化驱动信号的波形。还有，如上所述，上述矩形状脉冲只要通过选择电路31的ON/OFF动作就可以形成，因此，可以省略驱动信号产生电路30。
实施例3但是，由于墨汁的粘度、压力室4的容积、调节器10的刚性或驱动脉冲间的间隔等还会残留因先前的驱动脉冲所导致的调节器10的振动或弯液面振动等影响，可能会影响到后来的驱动脉冲所引起的调节器10的动作。因此，本发明者发现，在先前的驱动脉冲的影响比较大的情况下，使墨滴的喷出速度最大的驱动脉冲间的时间间隔实际上比固有周期长一些时间。也就是说，发现了使墨滴的喷出速度最大的驱动脉冲间的时间间隔有可能偏离与固有周期相等的时间。实施例3就是从考虑这样的先前的驱动脉冲的影响入手对实施例1进行了改良的实施例。
具体来说，在本实施例中，在假设使墨滴的喷出速度最大的时间间隔为tm的情况下，设定第1时间t1、第2时间t2及第3时间t3满足t1≤t2＜t0＜t3≤tm。
还有，上述时间间隔tm为依赖于墨汁的粘度和调节器10的刚性等的时间，可以通过实验等进行特定。
实施例4实施例4为使驱动脉冲的脉冲宽度逐渐接近调节器10的固有周期t0的一半的时间或几乎一半的时间的实施例。如图11所示，与本实施例相关的驱动信号在一打印周期内包含第1～第4脉冲P11～P14和辅助脉冲P15。第1～第4脉冲P11～P14为用于使墨滴喷出的驱动脉冲。另一方面，辅助脉冲P15不是用于使墨滴喷出的驱动脉冲，而是用于抑制由第1～第4脉冲P11～P14所引起的调节器的残留振动或墨汁的弯液面振动使在先前的打印周期中的调节器10的衰减振动等不影响到后来的打印周期。
驱动脉冲的脉冲宽度可以规定为从下降半值点到上升半值点之间的时间或从下降开始点到上升结束点之间的时间，但在这里规定为从下降开始点到上升开始点之间的时间。假设第1脉冲P11的脉冲宽度为t11、第2脉冲P12的脉冲宽度为t12、第3脉冲P13的脉冲宽度为t13、第4脉冲P14的脉冲宽度为t14、调节器10的固有周期为t0、使墨滴的喷出速度最大的脉冲宽度为tn，则在本实施例中，0.5×t0＜tn,t11～t14被设定为满足t11＜t12＜t13＜t14＜tn。还有，时间tn为依赖于墨汁的粘度和调节器10的刚性等但可以通过实验等进行特定的时间。例如，在调节器10的固有周期t0为8μs的情况下，可以把t11、t12、t13及t14分别设为3.5μs、4μs、4.5μs及5.5μs。还有，在可以忽略先前的驱动脉冲对后来的驱动脉冲的影响的情况下，使墨滴的喷出速度最大的脉冲宽度tn可以认为与固有周期的一半的时间(=0.5×t0)一致，因此，也可以假设t11＜t12＜t13＜t14＜0.5×t0。
通过把这样的驱动信号供给调节器10第1～第4墨滴依次以喷出速度逐渐加快的方式被喷出，在打到记录纸41之前结合并形成一个墨滴打在记录纸上。
还有，驱动脉冲并不限于梯形波状的脉冲，也可以是如实施例2那样的矩形状脉冲。矩形状脉冲可以通过选择电路31的ON/OFF动作容易地生成，因此，与实施例2一样，可以省略驱动信号产生电路30，由此可以简化控制电路20的构成。
实施例5在本实施例中，驱动信号产生电路30(参照图6)在一打印周期中生成带有N个(N为2以上的自然数)喷墨用的脉冲信号的基准驱动信号和用于抑制墨汁的弯液面振动的辅助脉冲信号。选择电路31在喷墨头1和滑架16一起沿主扫描方向移动时有选择地那包含在上述基准驱动信号中的1个或2个以上的脉冲信号输入到调节器10。具体来说，选择电路31是由对从驱动信号产生电路30往调节器10的信号供给进行ON/OFF切换的开关电路构成的，把包含在基准驱动信号中的N个喷墨用脉冲信号之中的第N-P+1个以后的脉冲信号供给调节器10。
在本实施例中，首先，当数据接收电路29接收图象数据时，主控制部21根据存储在中的处理例程通过马达控制电路24、驱动电路25及27分别控制输送马达26及滑架马达28，驱动信号产生电路30生成基准驱动信号。还有，主控制部21根据上述图象数据把与在一打印周期内应喷出的墨滴数有关的信息输出到各选择电路31。然后，选择电路31根据上述信息从包含在基准驱动信号中的N个脉冲信号之中选择P个(P为N以下的自然数)脉冲信号供给调节器10。而且，选择电路31还供给来自驱动信号产生电路30的辅助脉冲信号。由此，在一打印周期内从喷墨头1的喷嘴2喷出1个或2个以上的墨滴。
下面，参照图12～图14对在一打印周期中喷出1个墨滴时的动作和喷出2个墨滴时的动作作为一例进行说明。
首先参照图12(a)或图13(a)对由驱动信号产生电路30生成的驱动信号进行说明。驱动信号产生电路30在一打印周期内生成由5个喷墨用脉冲信号P1～P5组成的基准驱动信号和1个辅助脉冲信号S1。各脉冲信号P1～P5是由从基准电位(20V)下降到用于使调节器10朝减压压力室4的方向驱动的负压电位(0V)的电位下降波形、维持负压电位的负压电位维持波形和从负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的。辅助脉冲信号S1由从基准电位(20V)下降到辅助负压电位(15V)的电位下降波形、维持辅助负压电位的辅助负压电位维持波形和从辅助负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的。也就是说，各脉冲信号P1～P5、S1为通过在调节器10上进行推拉动作(所谓的牵推动作)的信号。而且，在本例中各脉冲信号P1～P5、S1的波形为矩形波，但这些信号波形也可以是梯形波。
基准驱动信号的脉冲信号P1～P5被形成为其脉冲间的时间间隔逐渐加长并逐渐接近调节器10的固有周期，使得后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快。具体来说，脉冲信号P1～P5的间隔依次被设定为7.5μs、9μs、9.5μs、10μs、12μs。还有，这里所说的调节器10的固有周期是包含压力室4内的墨汁的影响的振动系统整体的固有周期，在本例中为12μs。
由于脉冲信号的时间间隔如上述那样被设定，例如如图14所示，在3个墨滴Q1、Q2、Q3依次被喷出的情况下，墨滴Q1～Q3的喷出速度v1～v3满足v1＜v2＜v3。然后，第2墨滴Q2在打到记录纸之前追上第1墨滴Q1，第1墨滴Q1与第2墨滴Q2结合并形成墨滴Q12。还有，第3墨滴Q3追上墨滴Q12，第3墨滴Q3与墨滴Q12结合并形成墨滴Q123。这样，依次被喷出的墨滴Q1～Q3在打到记录纸之前结合，变成一个墨滴并在记录纸上形成一个墨点。
作为基准驱动信号中的最后的脉冲信号(第N个脉冲信号)的第5脉冲信号P5和辅助脉冲信号S1之间的间隔被设定为调节器10的固有周期的0.5～1.5倍。还有，上述间隔最好为调节器10的固有周期的0.5～1倍，在本例中被设定为10μs(约为固有周期的0.83倍)。辅助脉冲信号S1的辅助负压电位最好为基准驱动信号的脉冲信号P1～P5的负压电位的0.1倍～0.3倍，在本例中被设定为0.25倍。
下面对选择电路31的动作进行说明。如图12(b)所示，在墨滴喷出数为1的情况下，选择电路31在基准驱动信号的电位处于第4脉冲信号P4和第5脉冲信号P5之间的基准电位时从OFF状态切换到ON状态。然后，在辅助脉冲信号S1结束且其电位处于基准电位时从ON状态切换到OFF状态。如图12(c)所示，通过这样的选择电路31的ON/OFF动作，第5脉冲信号P5和辅助脉冲信号S1被供给调节器10。
另一方面，如图13(b)所示，在墨滴喷出数为2的情况下，选择电路31在基准驱动信号的电位处于第3脉冲信号P3和第4脉冲信号P4之间的基准电位时从OFF状态切换到ON状态。然后，与墨滴喷出数为1的情形一样，在辅助脉冲信号S1之后从ON状态切换到OFF状态。如图13(c)所示，通过这样的选择电路31的ON/OFF动作，第4脉冲信号P4和第5脉冲信号P5和辅助脉冲信号S1被供给调节器10。
这样，根据本实施例，在驱动信号产生电路30中只生成一种基准驱动信号，另一方面，通过选择电路31的ON/OFF动作适当选择该基准驱动信号的一部分或全部并把与墨滴喷出数相应的数目的脉冲信号供给调节器10。因此，可以简化驱动信号产生电路30，并可以以低成本简单地构成控制电路20。
基准驱动信号的脉冲信号被形成为使得后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快。在选择电路31中只选择与墨滴喷出数相应的数目的基准驱动信号的后边的脉冲信号，因此，可以使多个墨滴在打中目标之前结合，而且，即便墨滴喷出数改变也可以使墨滴的飞行速度(在墨滴喷出数为1的情况下为该墨滴的喷出速度，在墨滴喷出数为2以上的情况下为结合后的墨滴的飞行速度)几乎保持一定。因此，快速打印成为可能，打印质量提高。
基准驱动信号的维持波形的电位只有基准电位及负压电位这2个电位，因此，当电位处于基准电位期间只要使选择电路31从OFF状态切换到ON状态就可以很好地把脉冲信号供给调节器10。也就是说，在脉冲信号之间设有一定程度的时间的基准电位维持波形，因此，即便选择电路31的切换时序有些偏离，选择电路31也可以在上述之间切换，把良好的脉冲信号供给调节器10。因此，驱动信号被稳定地供给调节器10，墨汁的喷出性能提高。
实施例6实施例6为相对于实施例5对驱动信号产生电路30生成的基准驱动信号及辅助脉冲信号和选择电路31的切换时序增加了变化的实施例。
如图15所示，实施例6的基准驱动信号带有初始脉冲信号R1和接在该初始脉冲信号R1后的4个后续脉冲信号R2～R5。初始脉冲信号R1是由从基准电位(10V)下降到负压电位(0V)的电位下降波形、维持负压电位的负压电位维持波形和从负压电位上升到正压电位(20V)的电位上升波形组成的。后续脉冲信号R2～R5各由从正压电位下降到负压电位的电位下降波形、维持负压电位的负压电位维持波形和从负压电位上升到正压电位的电位上升波形组成的。辅助脉冲信号T1由从基准电位下降到辅助负压电位(5V)的电位下降波形、维持辅助负压电位的辅助负压电位维持波形和从辅助负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的。
与实施例5一样，选择电路31被构成为只选择与墨滴喷出数相应的数目的基准驱动信号的后边的脉冲信号。但是，实施例6的选择电路31与实施例5的不同，从脉冲信号的负压电位维持波形的波形维持开始时刻经过规定的时间后从OFF状态切换到ON状态。也就是说，选择电路31被构成为从脉冲信号的的电位下降开始经过规定的时间后就进行切换。
在脉冲信号的的电位下降结束时刻供给基准驱动信号的控制电路中，在切换时刻晚了的情况下没有问题，但在切换时刻过早的情况下，供给在电位下降过程中的驱动信号，调节器的动作变得不稳定。但是，根据本实施例，选择电路31的切换时刻被设定在电位下降到负压电位后再经过规定的时间之后，因此，选择电路31即便产生切换时刻的误差也可以总是在电位处于负压电位期间进行切换。因此，调节器的动作稳定。还有，选择电路31在电位变成负压电位后到进行切换之前的期间存在时间差，由此，最初被供给调节器10的脉冲信号与随后被供给的脉冲信号相比其脉冲宽度小。但是，与最初喷出的墨滴相比，后来喷出的墨滴其喷出速度更快，因此，结合后的墨滴的飞行动作主要受后来喷出的墨滴的飞行动作所支配。因此，在本实施例中，即便使选择电路31的切换时序晚了，在喷墨时实用上也没有问题，可以发挥良好的喷墨性能。
实施例7如图16即图17所示，实施例7也是相对于实施例5对驱动信号产生电路30生成的信号和选择电路31的切换时序增加了变化的实施例。
实施例7的基准驱动信号带有初始脉冲信号U1和接在该初始脉冲信号U1后的4个后续脉冲信号U2～U5。初始脉冲信号U1是由从基准电位(20V)下降到负压电位(0V)的电位下降波形、维持负压电位的负压电位维持波形和从负压电位上升到正压电位(15V)的电位上升波形组成的。后续脉冲信号U2～U5各由从正压电位(15V、17V、22V、26V)下降到负压电位(0V)的电位下降波形、维持负压电位的负压电位维持波形和从负压电位上升到各正压电位(15V、17V、22V、26V)的电位上升波形组成的。后续脉冲信号U2～U5被形成为其电位差(脉冲高度)逐渐加大，使得后来喷出的墨滴的喷出速度比先前喷出的墨滴的喷出速度快。具体来说，为了提高第1个墨滴的喷出性能，假设初始脉冲信号U1的电位差为20V，剩余的后续脉冲信号U2～U5的电位差分别被设定为15V、17V、22V、26V。
在最后的后续脉冲信号U5的电位上升波形之后设有电位从正压电位(26V)下降到基准电位(20V)辅助电位下降波形和维持其后的基准电位的辅助电位维持波形。在本实施例中，由此辅助电位下降波形和辅助电位维持波形形成用于抑制墨汁的弯液面振动的辅助脉冲信号。还有，后续脉冲信号U5的电位上升波形的电位上升结束时刻和辅助脉冲信号的辅助电位下降波形的电位下降开始时刻之间的间隔最好被设定为调节器10的固有周期的0.5～1倍。
如图16(b)及(c)所示，在本实施例中，在墨滴喷出数为1的情况下，选择电路31选择初始脉冲信号U1。也就是说，选择电路31在打印周期开始的同时变成ON状态，在初始脉冲信号U1的电位上升波形的过程中或结束后变成OFF状态。
另一方面，在墨滴喷出数为2以上的情况下，选择电路31根据喷出数选择相应的数目的基准驱动信号的后边的脉冲信号。如图17(b)及(c)所示，在喷出数为2的情况下，选择电路31在后续脉冲信号U4的电位下降结束时刻或经过规定的时间后从OFF状态切换到ON状态，并把2个脉冲信号U4及U5供给调节器10。
这样，在本实施例中，假设在一打印周期中喷出1个墨滴的情况下供给初始脉冲信号U1，在一打印周期中喷出2个以上的墨滴的情况下供给基准驱动信号中的后边的脉冲信号。因此，在墨滴喷出数为2以上之时，可以得到上述的各效果，另一方面，在墨滴喷出数为1以上之时，可以使喷出时序的正确性及喷出稳定性进一步提高。
其他实施例基准驱动信号的喷墨用脉冲信号并不限于在调节器上进行牵推动作那样的脉冲信号，也可以是进行所谓的推挽动作那样的脉冲信号。
辅助脉冲信号并不限于实施例5～7的辅助脉冲信号，也可以由其他的脉冲信号构成。例如，也可以由从基准电位上升到正压电位的电位上升波形、维持正压电位的正压电位维持波形和从正压电位下降到基准电位的电位下降波形构成，使之在调节器10上进行所谓的推挽动作。在此情况下，从基准驱动信号的最后的脉冲信号中的电位上升波形的电位上升结束时刻到辅助脉冲信号的电位上升开始时刻为止的间隔最好被设定为调节器10的固有周期的0.5～1.5倍。
如上所述，本发明对进行喷墨式记录的打印机、传真机、复印机等记录装置等有用。
权利要求
1．一种喷墨头，具备有形成有存放墨汁的压力室及与上述压力室连通的喷嘴的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述压力室内的墨汁的调节器和把含有多个驱动脉冲的驱动信号供给上述调节器的压电元件的驱动信号供给机构，上述驱动信号供给机构在规定的一打印周期内供给多个驱动脉冲使得这些驱动脉冲间的时间间隔逐渐接近上述调节器的固有周期。
2．根据权利要求1所述的喷墨头，上述驱动信号供给机构一边供给上述多个驱动脉冲一边逐渐延长这些驱动脉冲的时间间隔。
3．根据权利要求2所述的喷墨头，上述驱动电压信号包含用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的正压电位，上述多个驱动脉冲包含由从规定的负压电位和正压电位之间基准电位下降到上述负压电位的电位下降波形、维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始驱动脉冲，和由维持正压电位的正压电位维持波形、从上述正压电位下降到上述负压电位的电位下降波形、维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续驱动脉冲。
4．根据权利要求3所述的喷墨头，上述驱动信号供给机构被构成为在一打印周期内至少依次供给初始驱动脉冲、第1后续驱动脉冲及第2后续驱动脉冲，从上述初始驱动脉冲的电位下降波形的电位下降开始时刻到电位上升波形的电位上升结束时刻为止的第1时间t1、从上述第1后续驱动脉冲上的正压电位维持波形的电位维持开始时刻到电位上升波形的电位上升结束时刻为止的第2时间t2、从上述第2后续驱动脉冲上的正压电位维持波形的电位维持开始时刻到电位上升波形的电位上升结束时刻为止的第3时间t3相对于上述调节器的固有周期t0被设定为t1≤t2＜t3≤t0。
5．根据权利要求3所述的喷墨头，上述初始驱动脉冲的正压电位和上述各后续驱动脉冲的正压电位分别相等，上述初始驱动脉冲的负压电位和上述各后续驱动脉冲的负压电位分别相等。
6．根据权利要求3所述的喷墨头，从一打印周期内的初始驱动脉冲的电位下降波形的电位下降开始时刻到最后的后续驱动脉冲的电位上升波形的电位上升结束时刻为止的时间T1相对于最小打印周期T2被设定为T1/T2≤0.5。
7．根据权利要求3所述的喷墨头，上述各驱动脉冲的脉冲宽度被设定为小于上述调节器的固有周期，上述各驱动脉冲的电位维持波形的波形维持时间被设定为上述调节器的固有周期的1/4以下。
8．根据权利要求2所述的喷墨头，上述多个驱动脉冲包含由从规定的基准电位上升到用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的正压电位的电位上升波形、维持上述正压电位的正压电位维持波形、和从上述正压电位下降到规定的基准电位的电位下降波形组成的3个以上的矩形状驱动脉冲。
9．根据权利要求8所述的喷墨头，上述驱动信号供给机构被构成为在一打印周期内至少依次供给第1、第2及第3矩形状驱动脉冲，从上述第1驱动脉冲的电位上升结束时刻到上述第2驱动脉冲的电位上升结束时刻为止的第1时间t1、从上述第2驱动脉冲的电位上升结束时刻到上述第3驱动脉冲的电位上升结束时刻为止的第2时间t2相对于上述调节器的固有周期t0被设定为t1＜t2≤t0。
10．根据权利要求8所述的喷墨头，上述矩形状驱动脉冲的正压电位和基准电位分别相等。
11．根据权利要求8所述的喷墨头，在一打印周期内的最初的驱动脉冲的电位上升开始时刻到最后的驱动脉冲的电位上升开始时刻之间的时间T1相对于最小打印周期T2被设定为T1/T2≤0.5。
12．一种喷墨头，具备有形成有存放墨汁的压力室及与上述压力室连通的喷嘴的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述压力室内的墨汁的调节器和把驱动电压信号供给上述调节器的压电元件的驱动信号供给机构，上述驱动信号供给机构被构成为在规定的一打印周期内供给多个驱动脉冲，上述驱动脉冲间的时间间隔延长使之逐渐接近比上述调节器的固有周期长一些的规定时间，使后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快。
13．一种喷墨头，具备有形成有存放墨汁的压力室及与上述压力室连通的嘴喷的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述压力室内的墨汁的调节器和把驱动电压信号供给上述调节器的压电元件的驱动信号供给机构，上述驱动信号供给机构被构成为在规定的一打印周期内供给多个驱动脉冲，上述多个驱动脉冲以其脉冲宽度逐渐接近上述调节器的固有周期的一半的时间或几乎一半的时间的顺序被供给，使后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快。
14．根据权利要求13所述的喷墨头，上述驱动电压信号包含用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的正压电位，上述多个驱动脉冲包含由从规定的负压电位和正压电位之间基准电位下降到上述负压电位的电位下降波形、维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始驱动脉冲，和由维持正压电位的正压电位维持波形、从上述正压电位下降到上述负压电位的电位下降波形、维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续驱动脉冲。
15．根据权利要求13所述的喷墨头，上述驱动电压信号包含规定的基准电位和用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位，上述多个驱动脉冲包含由从基准电位下降到负压电位的电位下降波形、维持上述负压电位的负压电位维持波形和从上述负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的3个以上的驱动脉冲。
16．根据权利要求13所述的喷墨头，上述多个驱动脉冲包含由从规定的基准电位上升到用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的正压电位的电位上升波形、维持上述正压电位的正压电位维持波形、从上述正压电位下降到规定的基准电位的电位下降波形组成的3个以上的矩形状驱动脉冲。
17．根据权利要求13所述的喷墨头，上述多个驱动脉冲以脉冲宽度逐渐加宽的顺序被供给。
18．一种喷墨头，是一种具备有形成有存放墨汁的压力室及分别与该各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述各压力室内的墨汁的多个调节器、在规定的一打印周期内生成包含N个(N为2以上的自然数)用于驱动上述调节器并使墨滴从上述喷嘴喷出的脉冲信号的基准驱动信号的驱动信号生成部、和把包含于上述基准驱动信号的P个(P为N以下的自然数)喷墨用的脉冲信号有选择地供给上述调节器的信号选择部的喷墨头，上述基准驱动信号的喷墨用的脉冲信号被形成为使后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快，上述信号选择部被构成为供给上述基准驱动信号中的第N-P+1个以后的喷墨用脉冲信号。
19．根据权利要求18所述的喷墨头，上述驱动信号生成部在生成了上述基准驱动信号后生成用于抑制在上述喷墨头主体中的机械振动的辅助脉冲信号，上述信号选择部被构成为把上述第N-P+1个以后的喷墨用脉冲信号及上述辅助脉冲信号供给上述调节器。
20．一种喷墨头，是一种具备有形成有存放墨汁的压力室及分别与该各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电元件并通过上述压电元件的压电效应把压力传给上述各压力室内的墨汁的多个调节器、在规定的一打印周期内生成包含N个(N为2以上的自然数)用于驱动上述调节器并使墨滴从上述喷嘴喷出的脉冲信号的基准驱动信号的驱动信号生成部、把包含于上述基准驱动信号的P个(P为N以下的自然数)喷墨用的脉冲信号有选择地供给上述调节器的信号选择部的喷墨头，上述基准驱动信号的喷墨用的脉冲信号被形成为使后来喷出的墨滴与先前喷出的墨滴相比其喷出速度更快，上述驱动信号生成部在生成了上述基准驱动信号后生成用于抑制在上述喷墨头主体中的机械振动的辅助脉冲信号，上述信号选择部被构成为在P为1时把上述基准驱动信号中的第1个喷墨用脉冲信号供给上述调节器、而在P为2以上时把上述基准驱动信号中的第N-P+1个以后的喷墨用脉冲信号及上述辅助脉冲信号供给上述调节器。
21．根据权利要求19所述的喷墨头，上述基准驱动信号的第N个的喷墨用脉冲信号和上述辅助脉冲信号之间的间隔被设定为上述调节器的固有周期的0.5～1.5倍。
22．根据权利要求19所述的喷墨头，上述辅助脉冲信号的电位差被设定为上述基准驱动信号的喷墨用脉冲信号的最小电位差的0.1～0.3倍。
23．根据权利要求18所述的喷墨头，上述基准驱动信号的各喷墨用脉冲信号是由具有作为基准电位的第1电位和与该第1电位不同的第2电位的矩形状或梯形状的脉冲信号组成，上述信号选择部是由有选择地切换把上述基准驱动信号供给上述调节器的ON状态及中止该基准驱动信号往该调节器供给的OFF状态的任一状态的开关电路组成，上述开关电路构成为当上述基准驱动信号的电位在上述第1电位时从上述OFF状态切换到ON状态。
24．根据权利要求18所述的喷墨头，上述基准驱动信号的喷墨用脉冲信号是由从用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使该调节器朝加压该压力室的方向驱动的正压电位之间的基准电位下降到该负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始脉冲信号，和由从各规定的正压电位下降到各规定的负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到各规定的正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续脉冲信号组成的，上述信号选择部是由有选择地切换把上述基准驱动信号供给上述调节器的ON状态及中止该基准驱动信号往该调节器供给的OFF状态的任一状态的开关电路组成，上述开关电路构成为从该基准驱动信号的负压电位维持波形的波形维持开始时刻开始经过规定时间后从上述OFF状态切换到上述ON状态，使得在上述基准驱动信号的电位变成负压电位后开始基准驱动信号的供给。
25．根据权利要求19所述的喷墨头，上述基准驱动信号的各喷墨用脉冲信号是由从基准电位下降到用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的，上述辅助脉冲信号由从基准电位下降到用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的辅助负压电位的电位下降波形、维持该辅助负压电位的负压电位维持波形和从该辅助负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的，从上述基准驱动信号的第N个的喷墨用脉冲信号中的电位上升波形的电位上升结束时刻到上述辅助脉冲信号的电位下降波形的电位下降开始时刻之间的间隔被设定为上述调节器的固有周期的0.5～1倍。
26．根据权利要求19所述的喷墨头，上述基准驱动信号的喷墨用脉冲信号是由从用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使该调节器朝加压该压力室的方向驱动的正压电位之间的基准电位下降到该负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始脉冲信号，和由从各规定的正压电位下降到各规定的负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到各规定的正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续脉冲信号组成的，上述辅助脉冲信号由从基准电位下降到用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的辅助负压电位的电位下降波形、维持该辅助负压电位的负压电位维持波形和从该辅助负压电位上升到基准电位的电位上升波形组成的，从上述基准驱动信号的最后的后续脉冲信号中的电位上升波形的电位上升结束时刻到上述辅助脉冲信号的电位下降波形的电位下降开始时刻之间的间隔被设定为上述调节器的固有周期的0.5～1倍。
27．根据权利要求19所述的喷墨头，上述基准驱动信号的喷墨用脉冲信号是由从用于使上述调节器朝减压上述压力室的方向驱动的负压电位和用于使该调节器朝加压该压力室的方向驱动的正压电位之间的基准电位下降到该负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到上述正压电位的电位上升波形组成的初始脉冲信号，和由从各规定的正压电位下降到各规定的负压电位的电位下降波形、维持该负压电位的负压电位维持波形和从该负压电位上升到各规定的正压电位的电位上升波形组成的1或2个以上的后续脉冲信号组成的，上述辅助脉冲信号由从基准电位上升到用于使上述调节器朝加压上述压力室的方向驱动的辅助正压电位的电位上升波形、维持该辅助正压电位的正压电位维持波形和从该辅助正压电位下降到基准电位的电位下降波形组成的，从上述基准驱动信号的最后的后续脉冲信号中的电位上升波形的电位上升结束时刻到上述辅助脉冲信号的电位上升波形的电位上升开始时刻之间的间隔被设定为上述调节器的固有周期的1～1.5倍。
28．根据权利要求18所述的喷墨头，上述基准驱动信号被形成为使N个喷墨用脉冲信号间的间隔逐渐延长且逐渐接近上述调节器的固有周期。
29．根据权利要求18所述的喷墨头，上述基准驱动信号被形成为使N个喷墨用脉冲信号内的电位差逐渐增大。
30．根据权利要求1～29中任一项所述的喷墨头，其压电元件的厚度被设定为0.5～5μm。
31．一种喷墨式记录装置，具备有根据权利要求1～29中任一项所述的喷墨头和在上述喷墨头喷墨时使该喷墨头和记录介质相对移动的相对移动机构。
全文摘要
一种喷墨头及喷墨式记录装置,通过在一打印周期内从同一喷嘴喷出多个墨滴可以进行多灰度打印。把在一打印周期内包含初始脉冲P1及第1后续脉冲P2和第2后续脉冲P3的驱动脉冲组供给调节器。假设脉冲间的时间间隔t1、t2、t3相对于调节器的固有周期t0满足t1≤t2<t3≤t0。
文档编号B41J2/21GK1320081SQ00801680
公开日2001年10月31日 申请日期2000年9月18日 优先权日1999年9月21日
发明者松尾幸治, 池田浩二 申请人:松下电器产业株式会社