專利名稱：噴墨打印機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨打印機(jī)及其控制方法。
還有，本發(fā)明的噴墨打印機(jī)包括通過向印刷介質(zhì)噴出油墨來進(jìn)行印字、繪圖等印刷的所有裝置。例如，復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)合機(jī)等也包括在本發(fā)明的噴墨打印機(jī)中。
背景技術(shù)：
噴墨打印機(jī)具有噴墨頭。一般的噴墨頭具有嘴、油墨室、壓力室和作動(dòng)器。噴嘴向印刷介質(zhì)噴出油墨。油墨室儲藏油墨。油墨室與噴嘴連通。壓力室配置在噴嘴和油墨室之間。作動(dòng)器對著壓力室。通常利用壓電元件作為作動(dòng)器。
向壓電元件供給至少具有2個(gè)電平(高電位和低電位)的脈沖信號。例如，供給以高電位為基準(zhǔn)電位的脈沖信號。被供給了該脈沖信號的壓電元件，電位按高電位、低電位、高電位的順序變化。壓電元件從高電位變?yōu)榈碗娢坏脑?，壓電元件就向壓力室相反?cè)變形。這樣，壓力室內(nèi)的容積增加，壓力室內(nèi)就被減壓，油墨從油墨室被導(dǎo)入壓力室內(nèi)。壓電元件從低電位變?yōu)楦唠娢坏脑挘瑝弘娫拖驂毫κ覀?cè)變形。這樣，壓力室內(nèi)的容積減小，壓力室內(nèi)的油墨就被加壓，從噴嘴噴出被加壓了的油墨。通常，向壓電元件供給1個(gè)脈沖信號的話，就從噴嘴噴出1個(gè)油墨滴。
美國專利第6808254號披露了具有上述構(gòu)成的噴墨打印機(jī)。
在從油墨室到噴嘴的油墨流路內(nèi)油墨干燥的話，有時(shí)就不能從噴嘴很好地噴出油墨。本發(fā)明用新的方法來抑制在油墨流路內(nèi)油墨干燥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者們將從壓力室容積增加到容積減小的間隔(以下稱為維持期間)設(shè)定為各種不同的值，并且觀察從噴嘴噴出油墨的情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，按規(guī)定的時(shí)間來設(shè)定維持期間的話，就不產(chǎn)生從噴嘴噴出油墨的現(xiàn)象。在該場合，由于對壓力室減壓或加壓而產(chǎn)生的壓力波的傳播，油墨流路內(nèi)的油墨就會(huì)振動(dòng)。油墨流路內(nèi)的油墨振動(dòng)的話，油墨就不易干燥。本發(fā)明者們利用該現(xiàn)象，開發(fā)了抑制油墨流路內(nèi)的油墨干燥的技術(shù)。
本發(fā)明者連通反復(fù)研究，成功地發(fā)現(xiàn)了不從噴嘴噴出油墨的維持期間的范圍。即發(fā)現(xiàn)，在從噴嘴噴出的油墨的噴出速度實(shí)質(zhì)上變?yōu)樽畲蟮木S持期間為AL的場合，把維持期間設(shè)定為該AL的2/3倍或以下的值的話，就大致不從噴嘴噴出油墨。還發(fā)現(xiàn)，把維持期間設(shè)定在(2s-1/2)×AL和(2s+2/3)×AL之間的范圍內(nèi)，也大致不從噴嘴噴出油墨。另外，該s是正整數(shù)。
把維持期間設(shè)定在上述范圍內(nèi)(AL的2/3倍或以下或(2s-1/2)×AL和(2s+2/3)×AL之間)的話，就能使油墨流路內(nèi)的油墨振動(dòng)。在該場合，不從噴嘴噴出油墨。能在不噴出油墨的狀態(tài)下使油墨振動(dòng)。本發(fā)明能抑制油墨流路內(nèi)的油墨干燥。
以下，把在不噴出油墨的狀態(tài)下油墨流路內(nèi)的油墨振動(dòng)稱為預(yù)備振動(dòng)(preliminary oscillation)。噴墨打印機(jī)的控制器控制作動(dòng)器執(zhí)行第1運(yùn)行。第1運(yùn)行包括使壓力室內(nèi)的壓力減小的第1變化和使壓力室內(nèi)的壓力增加的第2變化。如上所述，從第1變化到第2變化的期間(上述維持期間)為2/3×AL或以下，或在(2s-1/2)×AL和(2s+2/3)×AL之間的范圍內(nèi)，這是優(yōu)選的。
把上述維持期間設(shè)定為上述范圍以外的值的話，就會(huì)從噴嘴噴出油墨。即，把上述維持期間設(shè)定在(2t-4/3)×AL和(2t-1/2)×AL之間的范圍內(nèi)的話，就會(huì)從噴嘴噴出油墨。
控制器可控制作動(dòng)器執(zhí)行第2運(yùn)行，這是優(yōu)選的。第2運(yùn)行包括使壓力室內(nèi)的壓力減小的第3變化和使壓力室內(nèi)的壓力增加的第4變化。從第3變化到第4變化的期間在(2t-4/3)×AL和(2t-1/2)×AL之間的范圍，這是優(yōu)選的。上述t為正整數(shù)。根據(jù)該構(gòu)成，作動(dòng)器執(zhí)行抑制油墨干燥的第1運(yùn)行和使油墨噴出的第2運(yùn)行兩者。
可以構(gòu)成為，噴墨打印機(jī)具有在噴嘴對著印刷介質(zhì)的狀態(tài)下，使噴墨頭和/或印刷介質(zhì)沿著規(guī)定方向移動(dòng)的移動(dòng)裝置。
在該場合，噴墨打印機(jī)通過在移動(dòng)裝置使噴墨頭和/或印刷介質(zhì)沿著規(guī)定方向移動(dòng)的過程中重復(fù)單位過程而在印刷介質(zhì)上進(jìn)行印刷。控制器在各單位過程中控制作動(dòng)器，使作動(dòng)器執(zhí)行第1運(yùn)行或第2運(yùn)行。在1個(gè)單位過程中作動(dòng)器執(zhí)行第2運(yùn)行的話，噴嘴就噴出油墨而形成1個(gè)字點(diǎn)。在1個(gè)單位過程中作動(dòng)器執(zhí)行第1運(yùn)行的話，噴嘴不噴出油墨滴。
執(zhí)行第1運(yùn)行的話，壓力波就會(huì)在油墨流路內(nèi)產(chǎn)生。在壓力波殘存的狀態(tài)下執(zhí)行第2運(yùn)行的話，有時(shí)就不能很好地噴出油墨。例如，有時(shí)油墨的噴出速度就會(huì)變慢。因此，從在單位過程中執(zhí)行的第1運(yùn)行的第2變化到在下一單位過程中執(zhí)行的第2運(yùn)行的第3變化的期間比1個(gè)單位過程的周期的一半長，這是優(yōu)選的。
在該構(gòu)成中，能加長第1運(yùn)行和第2運(yùn)行之間的期間。因此，第1運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生了的壓力波在執(zhí)行第2運(yùn)行時(shí)就會(huì)變?nèi)?。?運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生了的壓力波在執(zhí)行了第2運(yùn)行時(shí)不會(huì)造成不良影響。
還有，從在單位過程中執(zhí)行的第2運(yùn)行的第4變化到在下一單位過程中執(zhí)行的第2運(yùn)行的第3變化的期間比1個(gè)單位過程的周期的一半長，這是優(yōu)選的。
在該構(gòu)成中，能加長前頭的第2運(yùn)行和后邊的第2運(yùn)行之間的期間。在前頭的第2運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生了的壓力波在執(zhí)行后邊的第2運(yùn)行時(shí)就會(huì)變?nèi)酢Ｔ谇邦^的第2運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生了的壓力波在執(zhí)行了后邊的第2運(yùn)行時(shí)不會(huì)造成不良影響。
可以構(gòu)成為，控制器可控制作動(dòng)器在1個(gè)單位過程中至少執(zhí)行2次第1運(yùn)行。
在該場合，在1個(gè)單位過程中進(jìn)行多次預(yù)備振動(dòng)，因而能有效地抑制油墨干燥。
在1個(gè)單位過程中執(zhí)行2次及以上第1運(yùn)行的場合，從在1個(gè)單位過程中最后執(zhí)行的第1運(yùn)行的第2變化到在下一單位過程中執(zhí)行的第2運(yùn)行的第3變化的期間比1個(gè)單位過程的周期的一半長，這是優(yōu)選的。
這樣的話，在第1運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生了的壓力波在執(zhí)行了第2運(yùn)行時(shí)就不會(huì)造成不良影響。
可以構(gòu)成為，控制器可控制作動(dòng)器在1個(gè)單位過程中執(zhí)行2次第1運(yùn)行。在該場合發(fā)現(xiàn)，即使把后一第1運(yùn)行的第1變化和第2變化之間的期間設(shè)定在上述范圍內(nèi)，有時(shí)也會(huì)從噴嘴噴出油墨?？梢酝茰y，其理由是，由前一第1運(yùn)行產(chǎn)生了的壓力波在執(zhí)行后一第2運(yùn)行時(shí)會(huì)造成影響。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，把前一第2運(yùn)行和后一第1運(yùn)行設(shè)定為以下關(guān)系的話，就不會(huì)從噴嘴噴出油墨。即，從前一第1運(yùn)行的第1變化到后一第1運(yùn)行的第2變化的期間為2/3×AL或以下，或在(2u-1/2)×AL和(2u+2/3)×AL之間的范圍，這是優(yōu)選的。該u為正整數(shù)。
這樣的話，即使在1個(gè)單位過程中執(zhí)行2次第1運(yùn)行，也不會(huì)從噴嘴噴出油墨。
從第1變化到第2變化的期間為2/3×AL或以下，這是優(yōu)選的。從第1變化到第2變化的期間在1/6×AL和1/4×AL之間的范圍內(nèi)，這是更優(yōu)選的。
可以構(gòu)成為，作動(dòng)器為壓電元件。在該場合，可以構(gòu)成為，控制器為了執(zhí)行第1變化和第3變化而使供給壓電元件的電壓從第1電平向第2電平變化。還可以構(gòu)成為，控制器為了執(zhí)行第2變化和第4變化而使供給壓電元件的電壓從第2電平向第1電平變化。
這樣的話，第1運(yùn)行所必要的電位差和第2運(yùn)行所必要的電位差就會(huì)一致。因此，就能以簡單的電路結(jié)構(gòu)向壓電元件供給電壓。
本發(fā)明還提供一種控制噴墨打印機(jī)的方法，包括控制步驟，控制步驟控制作動(dòng)器執(zhí)行第1運(yùn)行，第1運(yùn)行包括使壓力室內(nèi)的壓力減小的第1變化和使壓力室內(nèi)的壓力增加的第2變化，其中，從第1變化到第2變化的期間為2/3×AL或以下，或在(2s-1/2)×AL和(2s+2/3)×AL之間的范圍內(nèi)，s為正整數(shù)，并且，如果從第1變化到第2變化的期間設(shè)定為AL的話，從噴嘴噴出的油墨的噴出速度實(shí)質(zhì)上成為最大。
可以構(gòu)成為，該方法還包括控制作動(dòng)器執(zhí)行第2運(yùn)行的步驟，其中，第2運(yùn)行包括使壓力室內(nèi)的壓力減小的第3變化和使壓力室內(nèi)的壓力增加的第4變化，并且，從第3變化到第4變化的期間在(2t-4/3)×AL和(2t-1/2)×AL之間的范圍內(nèi)，并且，t為正整數(shù)。


圖1表示噴墨打印機(jī)的概略構(gòu)成圖。
圖2表示噴墨頭的俯視圖。
圖3表示圖2的區(qū)域D的放大圖。在圖3中用實(shí)線表示壓力室、節(jié)流部和噴嘴。
圖4表示圖3的IV-IV線剖視圖。
圖5表示放大了作動(dòng)器單元的一部分的俯視圖。
圖6按時(shí)間序列表示在向壓電元件供給了1個(gè)脈沖信號的場合，壓電元件變形的情況。圖6(A)表示被供給了高電位時(shí)的壓電元件的狀態(tài)。圖6(B)表示被供給了低電位時(shí)的壓電元件的狀態(tài)。圖6(C)表示再次被供給了高電位時(shí)的壓電元件的狀態(tài)。
圖7表示控制器及其周邊的電路結(jié)構(gòu)。
圖8表示噴出脈沖存儲部的存儲內(nèi)容的一個(gè)例子。
圖9表示預(yù)備脈沖存儲部的存儲內(nèi)容的一個(gè)例子。
圖10(A)表示3個(gè)噴出脈沖信號。圖10(B)表示在被供給了圖10(A)的各脈沖信號的場合壓電元件的電位變化的情況。
圖11(A)表示2個(gè)噴出脈沖信號和1個(gè)預(yù)備脈沖信號。圖11(B)表示在被供給了圖11(A)的各脈沖信號的場合壓電元件的電位變化的情況。
圖12表示表示脈沖寬度和油墨的噴出速度的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖13表示在改變了TW2值的場合是否能很好地形成字點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖14表示在改變了TW1和TW2的場合是否噴出油墨的觀察結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
(第1實(shí)施例)參照附圖來說明第1實(shí)施例的噴墨打印機(jī)1。以下有時(shí)把噴墨打印機(jī)1簡稱打印機(jī)1。圖1是打印機(jī)1的概略構(gòu)成圖。
打印機(jī)1具有控制器100?？刂破?00統(tǒng)一控制打印機(jī)1的動(dòng)作。
打印機(jī)1具有給紙裝置114。給紙裝置114具有紙張收容部115和給紙輥145、一對輥118a、118b、一對輥119a、119b等。紙張收容部115能以層積狀態(tài)收容多個(gè)印刷紙張P。印刷紙張P具有在圖1的左右方向長的長方形狀。給紙輥145向箭頭P1方向送出紙張收容部115內(nèi)的最上位的印刷紙張P。向箭頭P1方向送出了的印刷紙張P由一對輥118a、118b和一對輥119a、119b送往箭頭P2方向。
打印機(jī)1具有搬送單元120。搬送單元120b把向箭頭P2方向送出了的印刷紙張P向箭頭P3方向搬送(convey)。搬送單元120具有皮帶111和皮帶輥106、107等。皮帶111架設(shè)在皮帶輥106、107上。皮帶111架設(shè)在皮帶輥106、107上時(shí)調(diào)整為產(chǎn)生規(guī)定的張力的長度。在皮帶111上形成了位于皮帶輥106、107的上側(cè)的上面111a和位于下側(cè)的下面111b。一方皮帶輥106與搬送馬達(dá)147連接。搬送馬達(dá)147由控制器100進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。皮帶輥106回轉(zhuǎn)的話，另一方皮帶輥107就從動(dòng)回轉(zhuǎn)。皮帶輥106、107回轉(zhuǎn)的話，載置在皮帶111的上面111a上的印刷紙張P就向箭頭P3方向被搬送。
在皮帶輥107的近旁配置了一對夾持輥138、139。上側(cè)的夾持輥138配置在皮帶111的外周側(cè)。下側(cè)的夾持輥139配置在皮帶111的內(nèi)周側(cè)。由一對夾持輥138、139夾著皮帶111。夾持輥138由圖示省略的彈簧從下方加載。夾持輥138在皮帶111的上面111a上壓住印刷紙張P。在本實(shí)施例中，皮帶111的外周側(cè)由粘性硅橡膠構(gòu)成。因此，印刷紙張P能確實(shí)粘著在皮帶111的上面111a上。
在夾持輥138的左方配置了傳感器133。傳感器133是由發(fā)光元件和受光元件構(gòu)成的光學(xué)傳感器。傳感器133檢出印刷紙張P的前端位置。傳感器133的檢出信號發(fā)送給控制器100?？刂破?00通過輸入傳感器133的檢出信號就能識別印刷紙張P到達(dá)了檢出位置的事件。
打印機(jī)1具有頭單元2。頭單元2設(shè)置在搬送單元120的上方。頭單元2具有4個(gè)噴墨頭2a、2b、2c、2d。各噴墨頭2a～2d固定在圖示省略的打印機(jī)本體上。噴墨頭2a～2d各自具有油墨噴出面13a～13d。油墨噴出面13a～13d在噴墨頭2a～2d的下面上形成。各噴墨頭2a～2d從油墨噴出面13a～13d向下方噴出油墨。各噴墨頭2a～2d具有在圖1的紙面垂直方向延伸的大致長方體形狀。從噴墨頭2a噴出品紅(M)油墨。從噴墨頭2b噴出黃(Y)油墨。從噴墨頭2c噴出深藍(lán)(C)油墨。從噴墨頭2d噴出黑(K)油墨。在本實(shí)施例中，利用4色油墨對印刷紙張P進(jìn)行彩色印刷。關(guān)于各噴墨頭2a～2d的構(gòu)成以后詳細(xì)說明。各噴墨頭2a～2d的動(dòng)作由控制器100來控制。
在各噴墨頭2a～2d的油墨噴出面13a～13d和皮帶111的上面111a之間形成了間隙。印刷紙張P在該間隙(箭頭P3)中被送往左方向。在印刷紙張P沿箭頭P3被運(yùn)送的過程中，各噴墨頭2a～2d向印刷紙張P噴出油墨。這樣，彩色的印字或繪圖就會(huì)印在印刷紙張P上。在本實(shí)施例中，噴墨頭2a～2d是固定的。即，本實(shí)施例的打印機(jī)1是所謂行式打印機(jī)。
在搬送單元120的左方設(shè)置了板140。印刷紙張P被送往箭頭P3的方向的話，板140的右端就進(jìn)入印刷紙張P和皮帶111之間。這樣，印刷紙張P就與皮帶111分離了。
在板140的左方設(shè)置了一對輥121a、121b。還有，在一對輥121a、121b的上方設(shè)置了一對輥122a、122b。被送往箭頭P3方向的印刷紙張P由一對輥121a、121b和一對輥122a、122b送往箭頭P4方向。在一對輥122a、122b的右側(cè)設(shè)置了排紙部116。被送往箭頭P4方向的印刷紙張P由排紙部116接住。排紙部116能以層積狀態(tài)保持被印刷了的多個(gè)印刷紙張P。
接著，說明噴墨頭2a的構(gòu)成。其它噴墨頭2b～2d與噴墨頭2a是相同構(gòu)成，因而省略詳細(xì)說明。
圖2表示從圖1的上方看到的噴墨頭2a的俯視圖。噴墨頭2a具有1個(gè)流路單元4和4個(gè)作動(dòng)器單元21a、21b、21c、21d。
在流路單元4的內(nèi)部形成了油墨的流路5。在圖2中用影線表示了流路單元4內(nèi)的主要的油墨流路5。在流路單元4的上面(圖2的紙面垂直靠前側(cè)的面)上形成了多個(gè)開口5a。這些開口5a與圖示省略的油墨罐連接。在噴墨頭2a的場合，與收容了品紅油墨的油墨罐連接。油墨罐的油墨通過各開口5a而向流路單元4的內(nèi)部導(dǎo)入。在流路單元4的下面(圖2的紙面垂直靠后側(cè)的面)上形成了油墨噴出面13a。
流路單元4的油墨流路5具有油墨室(ink chamber)E1～E4。油墨室E1～E4在作動(dòng)器單元21a～21d對著的區(qū)域中形成。在圖2中，只對作動(dòng)器單元21b對著的油墨室E1～E4付了標(biāo)號。實(shí)際上，在作動(dòng)器單元21a對著的區(qū)域中也形成了4個(gè)油墨室。還有，在作動(dòng)器單元21c、21d對著的區(qū)域中也各自形成了4個(gè)油墨室。4個(gè)油墨室E1～E4各自在圖2的上下方向延伸。各油墨室E1～E4在圖2的左右方向平行排列。在各油墨室E1～E4中裝滿了從油墨罐通過開口5a而導(dǎo)入了的油墨。
4個(gè)作動(dòng)器單元21a～21d固定在流路單元4的上面(圖2的紙面垂直靠前側(cè)的面)上。各作動(dòng)器單元21a～21d俯視的話具有梯形形狀。21a、21b、21c、21d從圖2的上側(cè)按順序排列。作動(dòng)器單元21a和21c的短邊配置在右側(cè)而長邊配置在左側(cè)。作動(dòng)器單元21b和21d的短邊配置在左側(cè)而長邊配置在右側(cè)。作動(dòng)器單元21a和21b在圖2的左右方向重迭配置。還有，作動(dòng)器單元21a和21b在圖2的上下方向也重迭配置。同樣，作動(dòng)器單元21b和21c在左右方向和上下方向重迭配置。作動(dòng)器單元21c和21d在左右方向和上下方向重迭配置。
作動(dòng)器單元21a～21d與圖示省略的FPC(Flexible Printed Circuit)連接。FPC對作動(dòng)器單元21a～21d供給后述的噴出脈沖信號和預(yù)備脈沖信號。作動(dòng)器單元21a～21d按照脈沖信號，對流路單元4的后述的壓力室10(參照圖3等)內(nèi)的油墨進(jìn)行加壓或減壓。這樣，油墨就從流路單元4噴出。
以下，只要不是特別需要，就把作動(dòng)器單元21a～21d概括起來用標(biāo)號21來表示。
圖3是放大了圖2的區(qū)域D的俯視圖。在圖3中，用實(shí)線來表示實(shí)際看不見的噴嘴8、壓力室10和節(jié)流部12。
如圖3所示，在流路單元4中形成了多個(gè)噴嘴8、多個(gè)壓力室10和多個(gè)節(jié)流部12等。噴嘴8的數(shù)、壓力室10的數(shù)、節(jié)流部12的數(shù)一致。在圖3中，噴嘴8、壓力室10、節(jié)流部12都未付標(biāo)號。
作動(dòng)器單元21具有多個(gè)獨(dú)立電極35。1個(gè)獨(dú)立電極35對著1個(gè)壓力室10。獨(dú)立電極35的數(shù)和壓力室10的數(shù)一致。
參照圖4，詳細(xì)說明流路單元4和作動(dòng)器單元21的構(gòu)造。圖4表示圖3的IV-IV線剖視圖。
流路單元4具有層積了9張金屬板22～30的構(gòu)造。在噴嘴板30上形成了貫通噴嘴板30的噴嘴8。圖4中只表示了1個(gè)噴嘴8，而實(shí)際上形成了多個(gè)噴嘴8(參照圖3)。
在噴嘴板30的上面上層積了蓋板29。在蓋板29上形成了多個(gè)貫通孔29a。貫通孔29a在與噴嘴板30的噴嘴8對應(yīng)的位置形成。
在蓋板29的上面上層積了3張歧管板26、27、28。在歧管板26上形成了多個(gè)貫通孔26a。在歧管板27上形成了多個(gè)貫通孔27a。在歧管板28上形成了多個(gè)貫通孔28a。貫通孔26a、27a、28a在與蓋板29的貫通孔29a對應(yīng)的位置形成。歧管板26、27、28各自具有長孔26b、27b、28b。各長孔26b、27b、28b具有圖2、圖3所示的油墨流路5的形狀。各長孔26b、27b、28b在相同位置形成。由各長孔26b、27b、28b形成的空間是油墨流路5。在圖4中圖示了作為油墨流路5的一部分的油墨室E1。
在歧管板26的上面上層積了供應(yīng)板25。在供應(yīng)板25上形成了多個(gè)貫通孔25a。貫通孔25a在與歧管板26的貫通孔26a對應(yīng)的位置形成。還有，在供應(yīng)板25上形成了多個(gè)貫通孔25b。貫通孔25b在與歧管板26的長孔26b對應(yīng)的位置形成。
在供應(yīng)板25的上面上層積了節(jié)流板(aperture plate)24。在節(jié)流板24上形成了多個(gè)貫通孔24a。貫通孔24a在與供應(yīng)板25的貫通孔25a對應(yīng)的位置形成。還有，在節(jié)流板24上形成了多個(gè)長孔24b。長孔24b的右端在與供應(yīng)板25的貫通孔25b對應(yīng)的位置形成。長孔24b作為節(jié)流部12來發(fā)揮作用。
在節(jié)流板24的上面上層積了基板23。在基板23上形成了多個(gè)貫通孔23a。貫通孔23a在與節(jié)流板24的貫通孔24a對應(yīng)的位置形成。還有，在基板23上形成了多個(gè)貫通孔23b。貫通孔23b在與節(jié)流板24的長孔24b的左端對應(yīng)的位置形成。
在基板23的上面上層積了腔板22。在腔板22上形成了多個(gè)長孔22a。長孔22a的左端在與基板23的貫通孔23a對應(yīng)的位置形成。長孔22a的右端在與基板23的貫通孔23b對應(yīng)的位置形成。長孔22a作為壓力室10來發(fā)揮作用。壓力室10通過貫通孔23b、節(jié)流部12和貫通孔25b而與油墨室E1連通。還有，壓力室10通過貫通孔23a、貫通孔24a、貫通孔25a、貫通孔26a、貫通孔27a、貫通孔28a和貫通孔29a而與噴嘴8連通。
如圖3所示，壓力室10在俯視的場合具有大致菱形形狀。多個(gè)壓力室10排列成交錯(cuò)狀。多個(gè)壓力室10排列在與P3正交的方向(圖3的左右方向)而形成了1個(gè)壓力室列。在與1個(gè)作動(dòng)器單元21對應(yīng)的區(qū)域，16行壓力室列排列在P3方向。各壓力室10與油墨室E1～E4中的任意一個(gè)連通。
多個(gè)噴嘴8排列在與P正交的方向而形成了1個(gè)噴嘴列。在與1個(gè)作動(dòng)器單元21對應(yīng)的區(qū)域，16行噴嘴列排列在P3方向。1個(gè)噴嘴8與1個(gè)壓力室10連通。如圖3所示，在俯視噴墨頭2的場合，哪個(gè)噴嘴8也不與油墨室E1～E4重迭。
各噴嘴8在與P3方向正交的方向是偏置的。即，在從P3方向使各噴嘴8投影在與P3方向正交的方向延伸的直線(投影線)上的場合，在投影線上各噴嘴8存在于不同的位置上。在投影線上各噴嘴8等間隔配置。該間隔是相當(dāng)于600dpi的距離。該600dpi成為在與P3方向正交的方向的分辯率。
回到圖4，說明作動(dòng)器單元21的構(gòu)成。腔板22的上面與作動(dòng)器單元21連接。實(shí)際上，4個(gè)作動(dòng)器單元21a～21d與腔板22連接。
作動(dòng)器單元21由4張壓電片41、42、43、44、共用電極34和獨(dú)立電極35等構(gòu)成。各壓電片41～44的厚度約15μm。作動(dòng)器單元21的厚度約60μm。各壓電片41～44形成在與圖2、圖3所示的一個(gè)壓電作動(dòng)器21大致相同的區(qū)域上。即，各壓電片41～44在俯視的場合具有梯形形狀。各壓電片41～44跨多個(gè)壓力室10。各壓電片41～44由具有強(qiáng)介電性的鈦酸鋯酸鉛(PZT)系的陶瓷材料構(gòu)成。
在最上位的壓電片41和其下的壓電片42之間配置了共用電極34。共用電極34形成在與各壓電片41～44大致相同的區(qū)域上，在俯視的場合具有梯形形狀。共用電極34具有約2μm的厚度。共用電極34由Ag-Pd系等金屬材料構(gòu)成。在壓電片42和壓電片43之間、壓電片43和壓電片44之間以及壓電片44和腔板22之間未配置電極。共用電極34與圖示省略的地連接。
在最上位的壓電片41的上面上配置了多個(gè)厚度為1μm的程度的獨(dú)立電極35。各獨(dú)立電極35配置在與各壓力室10對應(yīng)的位置。獨(dú)立電極35由Ag-Pd系等金屬材料構(gòu)成。在獨(dú)立電極35的一端形成了焊盤36。焊盤36具有約15μm的厚度。焊盤36俯視的話是大致圓形，其直徑約160μm。獨(dú)立電極35和焊盤36可通電地連接著。焊盤36例如可以由含玻璃料的金構(gòu)成。焊盤36在獨(dú)立電極35和在圖示省略的FPC上形成的接點(diǎn)之間進(jìn)行電連接。各獨(dú)立電極35通過FPC的接點(diǎn)和布線而與后述的驅(qū)動(dòng)器IC220(參照圖7)電連接。驅(qū)動(dòng)器IC220由控制器100來控制?？刂破?00能獨(dú)立控制各獨(dú)立電極35的電位。
圖5表示放大了作動(dòng)器單元21的一部分的俯視圖。如圖5所示，獨(dú)立電極35俯視的話具有大致菱形形狀。1個(gè)獨(dú)立電極35對著1個(gè)壓力室10。獨(dú)立電極35比壓力室10小。獨(dú)立電極35的大部分與壓力室10重迭。在獨(dú)立電極35上設(shè)置了突出部35a。該突出部35a從菱形的下側(cè)(圖5的下側(cè))的銳角向下方延伸。突出部35a延伸到未形成壓力室10的區(qū)域41a上。焊盤36在該區(qū)域41a上形成。
1個(gè)獨(dú)立電極35對著1個(gè)壓力室10。因此，各獨(dú)立電極35按與各壓力室10的排列布圖相同的布圖進(jìn)行排列。即，由在與P3方向正交的方向排列的多個(gè)獨(dú)立電極35形成了電極列。在1個(gè)作動(dòng)器單元21中16行電極列排列在P3方向。
在本實(shí)施例中，只在作動(dòng)器單元21的上面上形成了獨(dú)立電極35。以后詳細(xì)地說明，不過，只有共用電極34和獨(dú)立電極35之間的壓電片41形成了壓電片的活性部。這樣來構(gòu)成的話，作動(dòng)器單元21的單面變形的變形效率就會(huì)很好。
在共用電極34和獨(dú)立電極35之間給予電位差的話，壓電片41的被給予了電場的區(qū)域就會(huì)由于壓電效應(yīng)而變形。該變形的部分成為活性部。壓電片41能在厚度方向(作動(dòng)器單元21的層積方向)伸縮，另一方面，該壓電片41也能其所在的平面內(nèi)的各方向上伸縮。其它壓電片42～44是未夾在獨(dú)立電極35和共用電極34之間的非活性層。因此，即使在獨(dú)立電極35和共用電極34之間給予電位差，也不能自發(fā)變形。在該作動(dòng)器單元21中，從壓力室10遠(yuǎn)離上側(cè)的壓電片41成為活性部，與壓力室10靠近的下側(cè)的壓電片42～44成為非活性部。這種類型的作動(dòng)器單元21稱為單面類型。
使得電場方向和極化方向成為同方向而在共用電極34和獨(dú)立電極35之間給予電位差的話，壓電片41的活性部就會(huì)在面方向收縮。另一方面，壓電片42～44不收縮。在壓電片41和壓電片42～44之間在收縮率上就會(huì)產(chǎn)生差。結(jié)果，壓電片41～44(包括共用電極35)就會(huì)向壓力室10一側(cè)突出而變形。這樣，壓力室10就被加壓。另一方面，使共用電極34和獨(dú)立電極35之間的電位差為零的話，壓電片41～44向壓力室10一側(cè)突出的狀態(tài)就被解除。這樣，壓力室10就被減壓。
獨(dú)立電極35的電位被獨(dú)立控制。壓電片41～44的對著電位變化了的獨(dú)立電極35的部分發(fā)生變形。由1個(gè)獨(dú)立電極35和對著該獨(dú)立電極35的「壓電片41～44(共用電極35)的區(qū)域」形成了1個(gè)壓電元件20(參照圖5)。圖4只圖示了1個(gè)壓電元件20，不過，存在與獨(dú)立電極35相同個(gè)數(shù)(與壓力室10相同個(gè)數(shù))的壓電元件20。各壓電元件20按與各獨(dú)立電極35的排列圖形相同的圖形排列。即，由在P3方向排列的多個(gè)壓電元件20形成了元件列。在1個(gè)作動(dòng)器單元21中，16行元件列排列在P3方向。各壓電元件20的電位由控制器100來獨(dú)立控制。
參照圖6(A)至(C)來說明具有上述構(gòu)成的噴墨頭2的作用。為了從噴嘴8噴出油墨滴，向與該噴嘴8對應(yīng)的壓電元件20(獨(dú)立電極35)供給噴出脈沖信號S。
在不進(jìn)行印刷的期間，把各獨(dú)立電極35的電位維持在比共用電極34高的電位(圖6(A)的噴出脈沖信號的區(qū)域X)。在該狀態(tài)下，壓電元件20向壓力室10一側(cè)突出(圖6(A))。
把壓電元件20的獨(dú)立電極35置于與共用電極34相同的電位(圖6(B)的噴出脈沖信號的區(qū)域Y)。這樣，壓電元件20就會(huì)向圖6的上方變形，壓力室10的容積增加，從而使壓力室10被減壓。在該狀態(tài)下，壓電元件20成為圖6(B)的狀態(tài)。壓力室10被減壓的話，油墨室E1的油墨就通過節(jié)流部12而被導(dǎo)入壓力室10。壓力室10就會(huì)裝滿油墨。
接著，把壓電元件20的獨(dú)立電極35再次置于高電位(圖6(C)的噴出脈沖信號的區(qū)域Z)。壓電元件20就會(huì)向下方變形，壓力室10的容積減少，從而使壓力室10被加壓。這樣，壓力室10內(nèi)的油墨就被加壓。這樣，就從噴嘴8噴出1個(gè)油墨滴。1個(gè)油墨滴附著在印刷紙張P上的話，就形成1個(gè)字點(diǎn)。
如上所述，為了從噴嘴8噴出1個(gè)油墨滴而對壓電元件20供給以高電位為基準(zhǔn)的噴出脈沖信號。本實(shí)施例的方法稱為拉打(fill beforefire)。把噴出脈沖信號的脈沖寬度(即圖6(B)的區(qū)域Y的期間)設(shè)定為壓力波從小孔12的出口(圖6(A)等的左端)傳播到噴嘴8的時(shí)間AL的話，油墨滴的噴出速度就為最大，這是公知的。在本實(shí)施例中，由于對壓力室10減壓而產(chǎn)生了的壓力波從壓力室10傳播到噴嘴8之后到返回壓力室10為止的時(shí)間X1與壓力波從小孔12的出口(即油墨室E1)傳播到噴嘴8的時(shí)間AL相等。還有，由于對壓力室10減壓而產(chǎn)生了的壓力波從壓力室10傳播到小孔12出口之后到返回壓力室10為止的時(shí)間X2與壓力波從小孔12的出口(油墨室E1)傳播到噴嘴8的時(shí)間AL相等。
由于對壓力室10減壓而產(chǎn)生了的負(fù)的壓力波傳播到噴嘴8和小孔12的話，壓力波就反轉(zhuǎn)為正，向壓力室10反射。在正的壓力波到達(dá)的定時(shí)對壓電元件20施加電壓的話，反轉(zhuǎn)為正了的壓力波的到達(dá)就與壓力室10的加壓重合。這樣就能獲得大的正壓，從壓力室10有效地噴出油墨。從對壓力室10減壓到反轉(zhuǎn)為正了的壓力波返回壓力室10的時(shí)間與AL相等。
其次，說明控制噴墨頭2a至2d的控制器100的構(gòu)成。控制器100一邊向箭頭P3方向輸送印刷紙張P一邊使油墨從各噴嘴8噴出，從而對印刷紙張P進(jìn)行印刷。
圖7是控制器100的功能框圖。控制器100具有CPU(CentralProcessing Unit)、ROM(Read Only Memory)和RAM(Random AccessMemory)等。使它們發(fā)揮作用來構(gòu)筑圖7所示的各功能。CPU是運(yùn)算處理裝置。CPU實(shí)施在ROM中容納的各種程序。ROM存儲CPU執(zhí)行的各種程序和執(zhí)行這些程序時(shí)所使用的數(shù)據(jù)。RAM臨時(shí)存儲各種數(shù)據(jù)。
控制部100具有印刷數(shù)據(jù)存儲部200、噴出脈沖存儲部202、預(yù)備脈沖存儲部204、印刷信號生成部206、動(dòng)作控制部208、輸入部210和輸出部212等。
印刷數(shù)據(jù)存儲部200存儲從PC252輸出了的印刷數(shù)據(jù)。關(guān)于印刷數(shù)據(jù)以后敘述。
噴出脈沖存儲部202存儲噴出脈沖信號的上升和下降的定時(shí)。圖8示意地表示噴出脈沖存儲部202的存儲內(nèi)容。圖中的符號DP表示噴出脈沖信號。符號DP′表示噴出脈沖信號DP的下一噴出脈沖信號。噴出脈沖存儲部202存儲了使噴出脈沖信號DP的下降的時(shí)間K1為零的場合「上升的時(shí)間K2和1個(gè)單位周期U0的結(jié)束時(shí)K3」。K1和K2的差是噴出脈沖信號DP的脈沖寬度KW。本實(shí)施例的KW設(shè)定為由于對壓力室10減壓而產(chǎn)生了的壓力波從油墨室傳播到噴嘴8的時(shí)間AL(約6μs)。本實(shí)施例的KW設(shè)定為根據(jù)噴墨頭2的構(gòu)成從理論上計(jì)算出的值A(chǔ)L(設(shè)計(jì)值A(chǔ)L)。
K1和K3的差是單位周期U0的時(shí)間。在本實(shí)施例的場合，單位周期設(shè)定為約(50μs)。單位周期U0是用于印刷動(dòng)作的基準(zhǔn)的周期。單位周期U0按照P3方向(參照圖1等)的印刷分辯率來設(shè)定。在本實(shí)施例中，K2和K3的差約(44μs)。該值成為比1個(gè)單位周期U0的一半大的值。
詳細(xì)情況后述、不過，控制器100選擇在1個(gè)單位周期中給予噴出脈沖信號DP的壓電元件群20。被選擇了的壓電元件群20各自被供給1個(gè)噴出脈沖信號DP。這樣，與被選擇了的壓電元件群20對應(yīng)的噴嘴群8就各自噴出油墨滴，形成字點(diǎn)群。
還有，噴出脈沖存儲部202存儲了從由圖1的傳感器133檢出印刷紙張P的前端到最初的單位周期U0的時(shí)間Ka。即，在檢出了印刷紙張P的前端的時(shí)點(diǎn)為圖8的K0的場合，存儲了K0和K1之間的時(shí)間。
在本實(shí)施例中，對在1個(gè)單位周期中未被給予噴出脈沖信號DP的壓電元件群20給予預(yù)備脈沖信號。預(yù)備脈沖存儲部204存儲了預(yù)備脈沖信號的上升和下降的定時(shí)。圖9示意地表示預(yù)備脈沖存儲部202的存儲內(nèi)容。在本實(shí)施例中，在1個(gè)單位周期U0中給予2個(gè)預(yù)備脈沖信號PP1、PP2。符號PP1′和PP2′表示在下一單位周期U0被給予的2個(gè)預(yù)備脈沖信號。
預(yù)備脈沖存儲部204存儲了使預(yù)備脈沖信號PP1的下降的時(shí)間T1為零的場合的「第1個(gè)預(yù)備脈沖信號PP1的上升的時(shí)間T2、第2個(gè)預(yù)備脈沖信號PP2的下降的時(shí)間T3、第2個(gè)預(yù)備脈沖信號PP2的上升的時(shí)間T4和單位周期U0的結(jié)束時(shí)T5」。T1和T2的差是第1個(gè)預(yù)備脈沖信號PP1的脈沖寬度TW1。本實(shí)施例的TW1設(shè)定為約1.25(μs)。該值包括在AL(6μs)×1/6和AL×1/4之間的范圍內(nèi)。還有，在本實(shí)施例中，T2和T3的差設(shè)定為約1.25(μs)。T3和T4的差是第2個(gè)預(yù)備脈沖信號PP2的脈沖寬度TW3。本實(shí)施例的TW3設(shè)定為約1.25(μs)。即，TW1和TW3相等。T1和T4的差TW2設(shè)定為約3.75(μs)。TW2設(shè)定為不到AL(6μs)的2/3倍的值。T1和T5的差是1個(gè)單位周期U0的時(shí)間。該單位周期U0與噴出脈沖存儲部202中存儲的單位周期U0相等。還有，在本實(shí)施例中，T4和T5的差約46.25(μs)。該值成為比1個(gè)單位周期U0的一半大的值。
預(yù)備脈沖存儲部204存儲了從由圖1的傳感器133檢出印刷紙張P的前端到最初的單位周期的時(shí)間Ka。即，在檢出了印刷紙張P的前端的時(shí)點(diǎn)為圖9的T0的場合，存儲了T0和T1之間的時(shí)間。T0和X1之間的時(shí)間與上述K0和K1(參照圖8)之間的時(shí)間相等。
TW1、TW2和TW3設(shè)定為上述值的話，即使向壓電元件20供給預(yù)備脈沖信號PP1、PP2也不噴出油墨。在該場合，被供給了預(yù)備脈沖信號PP1、PP2的壓電元件20進(jìn)行2次圖6(A)至(C)所示的變形。壓電元件20變形的話，壓力波就會(huì)在壓力室10內(nèi)產(chǎn)生。由于該壓力波，油墨流路(從油墨室到噴嘴8的流路)的油墨就會(huì)振動(dòng)。該振動(dòng)稱為預(yù)備振動(dòng)。
印刷信號生成部206基于印刷數(shù)據(jù)存儲部200中存儲的印刷數(shù)據(jù)來生成印刷信號。印刷數(shù)據(jù)從PC252輸出。印刷數(shù)據(jù)中包括表示應(yīng)該在印刷紙張P上的什么坐標(biāo)上形成什么色的字點(diǎn)的信息。印刷信號是表示向哪個(gè)壓電元件20按什么定時(shí)供給噴出脈沖信號的數(shù)據(jù)。
例如，使得印刷數(shù)據(jù)中包括表示在坐標(biāo)(xA，yB)上形成黑色的字點(diǎn)的事件的信息。印刷信號生成部206能給定用于在坐標(biāo)(xA，yB)上形成黑色的字點(diǎn)的壓電元件20(此處為20A)。
如上所述，打印機(jī)1一邊使印刷紙張P向P3方向(參照圖1等)移動(dòng)一邊反復(fù)執(zhí)行單位周期。這樣在印刷紙張P上的各坐標(biāo)上形成字點(diǎn)。印刷信號生成部206為了在坐標(biāo)(xA，yB)上形成黑色的字點(diǎn)，給定在第幾個(gè)單位周期時(shí)向壓電元件20A供給噴出脈沖信號才好。該例中為第B個(gè)單位周期。
印刷信號生成部206基于噴出脈沖存儲部202的存儲內(nèi)容來決定噴出脈沖信號的下降和上升的定時(shí)。例如，在第B個(gè)單位周期供給噴出脈沖信號的場合，該噴出脈沖信號的下降的定時(shí)就成為Ka+(B-1)×U0。還有，該噴出脈沖信號的上升的定時(shí)就成為Ka+(B-1)×U0+K2。
經(jīng)過上述處理，印刷信號生成部206就能生成用于形成1個(gè)字點(diǎn)的信息。即，能生成供給噴出脈沖信號的壓電元件(例如20A)、噴出脈沖信號的下降的定時(shí)(例如Ka+(B-1)×U0)和噴出脈沖信號的上升的定時(shí)(例如Ka+(B-1)×U0+K2)的組合的信息(印刷信號)。印刷信號生成部206對于在印刷紙張P上形成的各字點(diǎn)生成上述信息。由印刷信號生成部206生成了的印刷信號通過輸出部212向驅(qū)動(dòng)器IC220輸出。
如上所述，印刷信號生成部206基于印刷數(shù)據(jù)存儲部200中存儲的印刷數(shù)據(jù)，就能給定在各單位周期中供給噴出脈沖信號的壓電元件群20。反之，印刷信號生成部206能給定在各單位周期中不供給噴出脈沖信號的壓電元件群20。印刷信號生成部206為了向不供給噴出脈沖信號的壓電元件群20供給預(yù)備脈沖信號而生成印刷信號。此處，以在第C個(gè)單位周期時(shí)向壓電元件20A供給預(yù)備脈沖信號的場合為例，說明生成用于此的印刷信號的處理。印刷信號生成部206決定預(yù)備脈沖信號的下降和上升的定時(shí)。在第C個(gè)單位周期供給預(yù)備脈沖信號的場合，第1個(gè)預(yù)備脈沖信號的下降的定時(shí)就成為Ka+(C-1)×U0。還有，第1個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升的定時(shí)成為Ka+(C-1)×U0+T2。第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的下降的定時(shí)成為Ka+(C-1)×U0+T3。第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升的定時(shí)成為Ka+(C-1)×U0+T4。
印刷信號生成部206能生成用于供給預(yù)備脈沖信號的信息。即，能生成供給預(yù)備脈沖信號的壓電元件(20A)、第1個(gè)預(yù)備脈沖信號的下降的定時(shí)、第1個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升的定時(shí)、第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的下降的定時(shí)和第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升的定時(shí)的組合的信息(印刷信號)。生成了的印刷信號通過輸出部212作為串行信號向驅(qū)動(dòng)器IC220輸出。
動(dòng)作控制部208控制搬送馬達(dá)147(參照圖1)。這樣，印刷紙張P就會(huì)在皮帶111上移動(dòng)。在本實(shí)施例中，印刷紙張P在皮帶111上移動(dòng)的速度是一定的。還有，動(dòng)作控制部208控制驅(qū)動(dòng)給紙輥145(參照圖1)的馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)輥118a、118b、119a、119b、121a、121b、122a、122b的馬達(dá)。
輸入部210與PC252和傳感器133(參照圖1)連接。PC252把由用戶指定了的圖像轉(zhuǎn)換成印刷數(shù)據(jù)。印刷數(shù)據(jù)是表示在什么坐標(biāo)上形成什么色的字點(diǎn)才好的數(shù)據(jù)。PC252向打印機(jī)1輸出印刷數(shù)據(jù)。從PC252輸出了的印刷數(shù)據(jù)被輸入部210輸入。被輸入部210輸入了的印刷數(shù)據(jù)由印刷數(shù)據(jù)存儲部200存儲。
傳感器133檢出印刷紙張P的前端的話，就輸出檢出信號。檢出信號被輸入部210輸入。根據(jù)檢出信號被輸入部210輸入的事件，控制器100就能決定向壓電元件群20供給脈沖信號(噴出脈沖信號或預(yù)備脈沖信號)的定時(shí)。即，能決定開始第1個(gè)單位周期的定時(shí)。
輸出部212與驅(qū)動(dòng)器IC220連接。在本實(shí)施例中，對應(yīng)于一個(gè)作動(dòng)器單元21設(shè)置一個(gè)驅(qū)動(dòng)IC220。由此，設(shè)有16個(gè)驅(qū)動(dòng)IC220。圖7中僅表示出一個(gè)噴墨頭2的4個(gè)作動(dòng)器單元21a～21d、以及4個(gè)驅(qū)動(dòng)IC220。驅(qū)動(dòng)器IC220輸入從控制器100輸出了的印刷信號。驅(qū)動(dòng)器IC220將串行輸入的印刷信號變換成為并行信號，并且對其進(jìn)行放大。變換成為并行信號并放大后的印刷信號經(jīng)由未圖示的FPC輸出至作動(dòng)器單元21。
驅(qū)動(dòng)器IC220基于印刷信號中包括的信息來生成脈沖信號。例如，在壓電元件20A、噴出脈沖信號的下降的定時(shí)tA和噴出脈沖信號的上升的定時(shí)tB的組合的信息包括在印刷信號中的場合，就生成在定時(shí)tA下降，在定時(shí)tB上升的噴出脈沖信號。驅(qū)動(dòng)器IC220向壓電元件20A供給生成了的噴出脈沖信號。在該場合，壓電元件20A變形，從噴嘴8噴出油墨滴。
還有，例如，在壓電元件20A、第1個(gè)預(yù)備脈沖信號的下降的定時(shí)tC、第1個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升的定時(shí)tD、第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的下降的定時(shí)tE和第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升的定時(shí)tF的組合的信息包括在印刷數(shù)據(jù)中的場合，就生成在定時(shí)tC下降，在定時(shí)tD上升的預(yù)備脈沖信號和在定時(shí)tE下降，在定時(shí)tF上升的預(yù)備脈沖信號。驅(qū)動(dòng)器IC220向壓電元件20A供給生成了的預(yù)備脈沖信號。在該場合，壓電元件20A變形，不過，不從噴嘴8噴出油墨滴。油墨流路內(nèi)的油墨進(jìn)行預(yù)備振動(dòng)。
圖10(A)表示3個(gè)噴出脈沖信號DP1、DP2、DP3的波形。在該例中，在單位周期U0-1供給噴出脈沖信號DP1。在單位周期U0-2供給噴出脈沖信號DP2。在單位周期U0-3供給噴出脈沖信號DP3。
圖10(B)表示被供給了圖10(A)的噴出脈沖信號的壓電元件20的電位的變化。壓電元件20通過獨(dú)立電極35、共用電極34和壓電片41(參照圖4)而形成電容器。因此，壓電元件20的電位多少有些遲于噴出脈沖信號而變化。
在圖10的例的場合，從噴嘴8噴出3個(gè)油墨滴。在該場合，形成在P3方向(參照圖1等)排列的3個(gè)字點(diǎn)。
在本實(shí)施例中，從噴出脈沖信號(例如DP1)的上升的定時(shí)到下一單位周期的噴出脈沖信號(例如DP2)的下降的定時(shí)的時(shí)間KS設(shè)定為1個(gè)單位周期U0的一半及以上的長度。
圖11(A)表示2個(gè)噴出脈沖信號DP1、DP3和2個(gè)預(yù)備脈沖信號PP1、PP2的波形。在該例中，在單位周期U0-1供給噴出脈沖信號DP1。在單位周期U0-2供給預(yù)備脈沖信號PP1、PP2。在單位周期U0-3供給噴出脈沖信號DP3。
圖11(B)表示被供給了圖11(A)的各脈沖信號的壓電元件20的電位的變化。壓電元件20的電位多少有些遲于各脈沖信號而變化。
在圖11的例的場合，在最初的單位周期U0-1從噴嘴8噴出油墨滴。這樣來形成1個(gè)字點(diǎn)。在下一單位周期U0-2壓電元件20變形，不過，不從噴嘴8噴出油墨滴。在其下一單位周期U0-3從噴嘴8噴出油墨滴。這樣來形成1個(gè)字點(diǎn)。在該場合，在P3方向(參照圖1等)排列形成1個(gè)字點(diǎn)、1個(gè)字點(diǎn)的量的空白和1個(gè)字點(diǎn)。
在本實(shí)施例中，從1個(gè)單位周期內(nèi)的第2個(gè)預(yù)備脈沖信號(例如PP2)的上升的定時(shí)到下一單位周期的噴出脈沖信號(例如DP3)的下降的定時(shí)的時(shí)間TS設(shè)定為1個(gè)單位周期U0的一半及以上的長度。
接著，說明由本發(fā)明者們實(shí)施了的各種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
圖12表示在橫軸上取脈沖信號的脈沖寬度，在縱軸上取油墨滴的噴出速度的坐標(biāo)圖。圖12的曲線R1、R2是繪制成的在盡量多地變更了1個(gè)脈沖信號的脈沖寬度時(shí)獲得的油墨噴出速度。曲線R1是向上方凸起的曲線，在脈沖寬度為時(shí)間AL時(shí)油墨噴出速度成為最大。曲線R2是向上方凸起的曲線，在脈沖寬度為時(shí)間3AL時(shí)油墨噴出速度成為最大。還有，在圖12上未描繪，不過，與曲線R1、R2同樣，存在脈沖寬度為5AL、7AL…時(shí)油墨噴出速度成為最大的曲線R3、R4…。
如圖12所示，脈沖寬度和油墨噴出速度的關(guān)系可以表示為以AL的奇數(shù)(2n-1)倍(n是正整數(shù))為峰值的多個(gè)曲線。例如，向壓電元件20供給脈沖寬度AL的脈沖信號。在該場合，在脈沖信號的下降的定時(shí)壓力室10中產(chǎn)生負(fù)的壓力波。該負(fù)的壓力波經(jīng)噴嘴8反轉(zhuǎn)，變成正的壓力波而返回壓力室10。還有，負(fù)的壓力波經(jīng)小孔12反轉(zhuǎn)，變成正的壓力波而返回壓力室10。前者的正的壓力波返回壓力室10的定時(shí)和后者的正的壓力波返回壓力室10的定時(shí)大致一致。從負(fù)的壓力波產(chǎn)生到正的壓力波返回的時(shí)間為AL。正的壓力波返回壓力室10的定時(shí)和脈沖信號的上升的定時(shí)(壓力室10的加壓的定時(shí))一致的話，就能獲得大的正的壓力波。這樣就會(huì)以大的速度噴出油墨。然而，正的壓力波返回壓力室10的定時(shí)和脈沖信號的上升的定時(shí)偏離的話，油墨的噴出速度就會(huì)變慢，或者不噴出油墨。壓力波在油墨流路內(nèi)往返。因此，如圖12所示，噴出油墨的脈沖寬度和不噴出油墨的脈沖寬度按規(guī)定的周期被重復(fù)。根據(jù)本發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該周期為2×AL。
在圖12中，在描繪了曲線R1、R2的范圍A2、A4，從噴嘴8噴出油墨。即，在(2n-4/3)×AL和(2n-1/2)×AL之間的范圍噴出油墨。曲線R1的峰值比曲線R2的峰值大。即，在脈沖寬度為AL的場合，油墨滴的噴出速度成為最大。如上所述，本實(shí)施例的打印機(jī)1采用了AL作為噴出脈沖信號的脈沖寬度。因此，以最大的噴出速度噴出油墨滴。
另一方面，未描繪曲線R1、R2的范圍A1、A3、A5表示從噴嘴8不噴出油墨的范圍。即，在2/3×AL或以下，以及(2n-1/2)×AL和(2n+2/3)×AL之間的范圍內(nèi)不噴出油墨。本實(shí)施例的打印機(jī)1把預(yù)備脈沖信號的脈沖寬度設(shè)定在1/6×AL和1/4×AL之間的范圍內(nèi)。預(yù)備脈沖信號的脈沖寬度為2/3×AL或以下。因此，即使給予預(yù)備脈沖信號，也不噴出油墨。
接著，說明在單位周期U0中產(chǎn)生了的壓力波對在下一單位周期噴出油墨時(shí)造成的影響。
本發(fā)明者們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。
(1)在1個(gè)單位周期內(nèi)供給2個(gè)預(yù)備脈沖信號，并且在其下一單位周期內(nèi)給予了噴出脈沖信號。
(2)盡量多地改變從第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升到噴出脈沖信號的下降的時(shí)間，實(shí)施了上述(1)。
圖13表示該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。TW2是從第1個(gè)預(yù)備脈沖信號的下降到第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升的時(shí)間(參照圖11(A))。U0是1個(gè)單位周期。在TW2和U0的比小的場合，從第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升到噴出脈沖信號的下降的時(shí)間時(shí)間TS(參照圖11(A))就會(huì)變大。在TW2和U0的比大的場合，時(shí)間TS(參照圖11(A))就會(huì)變小。圖13中的「○」表示結(jié)果良好?！浮痢贡硎窘Y(jié)果不良。結(jié)果不良意味著出現(xiàn)了油墨滴的著彈位置偏離的現(xiàn)象、噴出了的油墨量變少的現(xiàn)象等。
如圖13所示，在TW2和U0的比為4/8以下的場合，結(jié)果良好?？梢哉J(rèn)為比為4/8或以下能獲得良好的結(jié)果是因?yàn)門S(參照圖11(A))的期間變長了。TS變長的話，在最初的單位周期時(shí)產(chǎn)生了的壓力波在下一單位周期時(shí)就會(huì)變?nèi)?。因此，在最初的單位周期時(shí)產(chǎn)生了的壓力波在下一單位周期時(shí)不會(huì)造成不良影響。
另一方面，在比為5/8及以上的場合，結(jié)果不良?？梢哉J(rèn)為比超過1/2的話就不能獲得良好的結(jié)果是因?yàn)門S的期間變短了。TS的期間變短的話，在最初的單位周期時(shí)產(chǎn)生了的壓力波在下一單位周期時(shí)就會(huì)造成不良影響。
在本實(shí)施例的打印機(jī)1中，TS設(shè)定為單位周期的一半及以上的值。因此，能獲得良好的印刷結(jié)果。
可以認(rèn)為，圖13結(jié)果也能適用于在1個(gè)單位周期內(nèi)供給噴出脈沖信號，并且在其下一單位周期內(nèi)供給噴出脈沖信號的場合。即，可以認(rèn)為如果從噴出脈沖信號的上升的定時(shí)到下一單位周期的噴出脈沖信號的下降的定時(shí)的時(shí)間KS(參照圖10(A))為單位周期U0的1/2及以上的話，印刷結(jié)果就良好。
在本實(shí)施例的打印機(jī)1中，KS設(shè)定為單位周期的一半及以上的值。因此，能獲得良好的印刷結(jié)果。
在本實(shí)施例中，在1個(gè)單位周期內(nèi)給予2個(gè)預(yù)備脈沖信號。在該場合，由于給予第1個(gè)預(yù)備脈沖信號而產(chǎn)生了的壓力波有時(shí)會(huì)在給予第2個(gè)預(yù)備脈沖信號時(shí)造成不良影響。例如，在給予了第2個(gè)預(yù)備脈沖信號時(shí)有油墨從噴嘴8噴出。本發(fā)明者們?yōu)榱舜_認(rèn)在給予了第2個(gè)預(yù)備脈沖信號時(shí)在怎樣的狀況下會(huì)產(chǎn)生從噴嘴8噴出油墨的現(xiàn)象，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。
(1)給予壓電元件20具有相同脈沖寬度的2個(gè)預(yù)備脈沖信號，觀察是否噴出油墨。
(2)盡量多地改變2個(gè)預(yù)備脈沖信號的脈沖寬度，并且盡量多地改變2個(gè)預(yù)備脈沖信號之間的期間，實(shí)施了上述(1)。2個(gè)預(yù)備脈沖信號的脈沖寬度相同。
圖14表示該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。圖14的X(μs)表示1個(gè)預(yù)備脈沖信號的脈沖寬度(圖11(A)的TW1和TW3)。圖14的Y(μs)表示從第1個(gè)預(yù)備脈沖信號的下降到第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升的期間(圖11(A)的TW2)。圖中的「○」和「△」意味著不噴出油墨?！浮鳌挂馕吨c「○」的場合相比，油墨的振動(dòng)量大。圖中的「×」意味著噴出了油墨。圖中的「-」意味著是實(shí)驗(yàn)對象以外的。這是因?yàn)閅必須比X大。另外，該實(shí)驗(yàn)利用了的打印機(jī)也是，AL約6(μs)。
例如，在X為1(μs)，Y為4(μs)的場合，結(jié)果為「○」。即，在2個(gè)預(yù)備脈沖信號各自的脈沖寬度為1(μs)，這些預(yù)備脈沖信號之間的期間為2(μs)的場合，不噴出油墨。
再例如，在X為1(μs)，Y為5(μs)的場合，結(jié)果為「×」。即，在2個(gè)預(yù)備脈沖信號各自的脈沖寬度為1(μs)，這些預(yù)備脈沖信號之間的期間為3(μs)的場合，噴出油墨。
再例如，在X為1(μs)，Y為9(μs)的場合，結(jié)果為「○」。即，在2個(gè)預(yù)備脈沖信號各自的脈沖寬度為1(μs)，這些預(yù)備脈沖信號之間的期間為7(μs)的場合，不噴出油墨。
如上所述，壓力波的影響按相同周期(AL×2；參照圖12)而反復(fù)進(jìn)行。鑒于這一點(diǎn)，從圖14的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可知以下情況。X(TW1＝TW3)在(2n-4/3)×AL和(2n-1/2)×AL之間的范圍內(nèi)，就噴出油墨。還有，如果Y(TW2)為2/3×AL或以下，就不噴出油墨。如果Y(TW2)在(2n-1/2)×AL和(2n+2/3)×AL的范圍內(nèi)，就不噴出油墨。另一方面，如果Y(TW2)在(2n-4/3)×AL和(2n-1/2)×AL之間的范圍內(nèi)，就噴出油墨。
在本實(shí)施例的打印機(jī)1中，X為1.25(μs)，Y采用了3.75(μs)。因此，即使在1個(gè)單位周期內(nèi)給予2個(gè)預(yù)備脈沖信號，也不噴出油墨。
如上所述，在本實(shí)施例中，通過給予壓電元件20預(yù)備脈沖信號而使油墨流路內(nèi)的油墨振動(dòng)。這樣來抑制油墨干燥。本實(shí)施例的打印機(jī)1能用以前沒有的新的方法來抑制油墨干燥。
利用本實(shí)施例的話，或許能省略用于執(zhí)行清洗處理和增粘(フラツシング)處理的裝置。即，或許不執(zhí)行從油墨流路內(nèi)噴出油墨的處理，也能消除油墨的噴出不良。在該場合，油墨的浪費(fèi)就會(huì)變少。
在本實(shí)施例中，在1個(gè)單位周期內(nèi)給予2個(gè)預(yù)備脈沖信號。由于在1個(gè)單位周期內(nèi)進(jìn)行多次預(yù)備振動(dòng)，因而能效率很好地抑制油墨干燥。
還有，在本實(shí)施例中，第2個(gè)預(yù)備脈沖信號和下一噴出脈沖信號之間的期間TS(參照圖11(A))設(shè)定得長。還有，噴出脈沖信號和下一噴出脈沖信號之間的期間KS(參照圖10(A))也設(shè)定得長。因此，能防止產(chǎn)生油墨的噴出不良。
噴出脈沖信號有V0和零這2個(gè)電位電平(參照圖10(A))。還有，預(yù)備脈沖信號也有V0和零這2個(gè)電位電平(參照圖11(A))。用于生成2種脈沖信號的電位的電平相同。因此，能簡化用于供給電壓的裝置的構(gòu)造。
以下列出上述實(shí)施例的變形例。
(1)上述實(shí)施例能適用于噴墨頭移動(dòng)的串行式打印機(jī)。
(2)噴出脈沖信號的脈沖寬度只要在(2n-4/3)×AL和(2n-1/2)×AL之間的范圍內(nèi)，可以是任意值。
(3)1個(gè)預(yù)備脈沖信號的脈沖寬度只要是2/3×AL或以下，或在(2n-1/2)×AL和(2n+2/3)×AL之間的范圍內(nèi)，可以是任意值。
(4)從第1個(gè)預(yù)備脈沖信號的下降到第2個(gè)預(yù)備脈沖信號的上升的期間只要是2/3×AL或以下，或在(2n-1/2)×AL和(2n+2/3)×AL之間的范圍內(nèi)，可以是任意值。
(5)也可以構(gòu)成為，在1個(gè)單位周期內(nèi)只給予1個(gè)預(yù)備脈沖信號。
(6)也可以構(gòu)成為，在1個(gè)單位周期內(nèi)給予3個(gè)或3個(gè)以上的預(yù)備脈沖信號。
(7)也可以構(gòu)成為，在印刷動(dòng)作中(單位周期內(nèi))不給予預(yù)備脈沖信號。例如，在緊接印刷動(dòng)作之前，給予各壓電元件20預(yù)備脈沖信號。在該場合，可以同時(shí)給予所有壓電元件20預(yù)備脈沖信號。還可以設(shè)置時(shí)間差來給予各壓電元件20預(yù)備脈沖信號。
(8)在上述實(shí)施例中，基于噴墨頭的構(gòu)成，通過計(jì)算而獲得了壓力波從噴嘴傳播到油墨室的時(shí)間AL。并且，在利用了該設(shè)計(jì)值A(chǔ)L作為脈沖寬度時(shí)，油墨滴的噴出速度為最大。
然而，有時(shí)即使利用設(shè)計(jì)值A(chǔ)L，油墨滴的噴出速度也不會(huì)成為最大。這是因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差。還有，如果噴墨頭與上述實(shí)施例的構(gòu)成不同，即使利用壓力波從噴嘴傳播到油墨室的時(shí)間作為脈沖寬度，有時(shí)油墨滴的噴出速度也不會(huì)成為最大。
也可以按以下方式求得油墨滴的噴出速度為最大的脈沖寬度AL′。
(8-1)給予制造成的噴墨打印機(jī)的多個(gè)壓電元件規(guī)定的脈沖寬度(例如W1)的脈沖信號。測量從各噴嘴噴出的油墨滴的噴出速度。算出測量到的噴出速度的平均值。
另外，關(guān)于測量油墨滴的噴出速度的方法，在美國專利中有記載。本申請?jiān)诖藚⒖疾捎昧似鋬?nèi)容。
(8-2)盡量多地改變脈沖寬度來執(zhí)行上述(8-1)的處理。算出各脈沖寬度的場合的油墨滴的噴出速度的平均值。
(8-3)把在上述(8-1)和(8-2)中獲得的結(jié)果繪于在橫軸上取脈沖寬度，在縱軸上取噴出速度的坐標(biāo)圖上。接著，描畫通過繪出的各點(diǎn)的曲線。描畫曲線后，就能給定噴出速度為最大的脈沖寬度AL′。
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印機(jī)，包括噴墨頭，包括噴嘴、與所述噴嘴連通的油墨室、配置在所述噴嘴和所述油墨室之間的壓力室和改變所述壓力室內(nèi)的壓力的作動(dòng)器；以及控制器，控制所述作動(dòng)器執(zhí)行第1運(yùn)行，所述第1運(yùn)行包括使所述壓力室內(nèi)的容積增大的第1變化和使所述壓力室內(nèi)的容積減小的第2變化，其中，從所述第1變化到所述第2變化的間隔小于或等于2/3×AL，或?yàn)榇笥诨虻扔?2s-1/2)×AL且小于或等于(2s+2/3)×AL的范圍，其中，s為正整數(shù)，并且，AL是這樣的值，即，如果從所述第1變化到所述第2變化的間隔設(shè)定為AL的話，從所述噴嘴噴出的油墨的噴出速度成為最大。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)，其中，所述控制器控制所述作動(dòng)器執(zhí)行第2運(yùn)行，所述第2運(yùn)行包括使所述壓力室內(nèi)的容積增大的第3變化和使所述壓力室內(nèi)的容積減小的第4變化，從所述第3變化到所述第4變化的間隔為大于(2t-4/3)×AL且小于(2t-1/2)×AL的范圍，并且，t為正整數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的噴墨打印機(jī)，還包括移動(dòng)裝置，在所述噴嘴對著所述印刷介質(zhì)的狀態(tài)下，使所述噴墨頭和/或所述印刷介質(zhì)沿著規(guī)定方向移動(dòng)，其中，在所述移動(dòng)裝置使所述噴墨頭和/或所述印刷介質(zhì)沿著所述規(guī)定方向移動(dòng)時(shí)，所述噴墨打印機(jī)通過重復(fù)單位過程而在所述印刷介質(zhì)上進(jìn)行印刷，所述控制器控制所述作動(dòng)器在各單位過程中執(zhí)行所述第1運(yùn)行或所述第2運(yùn)行，在所述作動(dòng)器在1個(gè)單位過程中執(zhí)行所述第2運(yùn)行時(shí)，所述噴嘴噴出油墨而形成1個(gè)字點(diǎn)，并且，在所述作動(dòng)器在1個(gè)單位過程中執(zhí)行所述第1運(yùn)行時(shí)，所述噴嘴不噴出油墨。
4.如權(quán)利要求3所述的噴墨打印機(jī)，其中，從在單位過程中執(zhí)行的所述第1運(yùn)行的所述第2變化到在下一單位過程中執(zhí)行的所述第2運(yùn)行的所述第3變化的間隔比1個(gè)單位過程的周期的一半長。
5.如權(quán)利要求3所述的噴墨打印機(jī)，其中，從在單位過程中執(zhí)行的所述第2運(yùn)行的所述第4變化到在下一單位過程中執(zhí)行的所述第2運(yùn)行的所述第3變化的間隔比1個(gè)單位過程的周期的一半長。
6.如權(quán)利要求3所述的噴墨打印機(jī)，其中，所述控制器控制所述作動(dòng)器在1個(gè)單位過程中至少執(zhí)行2次所述第1運(yùn)行。
7.如權(quán)利要求6所述的噴墨打印機(jī)，其中，從在1個(gè)單位過程中最后執(zhí)行的所述第1運(yùn)行的所述第2變化到在下一單位過程中執(zhí)行的所述第2運(yùn)行的所述第3變化的間隔比1個(gè)單位過程的周期的一半長。
8.如權(quán)利要求3所述的噴墨打印機(jī)，其中，所述控制器控制所述作動(dòng)器在1個(gè)單位過程中執(zhí)行2次所述第1運(yùn)行，從前一所述第1運(yùn)行的所述第1變化到后一所述第1運(yùn)行的所述第2變化的間隔小于或等于2/3×AL，或?yàn)榇笥诨虻扔?2u-1/2)×AL且小于或等于(2u+2/3)×AL的范圍，并且，u為正整數(shù)。
9.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)，其中，從所述第1變化到所述第2變化的間隔小于或等于2/3×AL。
10.如權(quán)利要求9所述的噴墨打印機(jī)，其中，從所述第1變化到所述第2變化的間隔為大于或等于1/6×AL且小于或等于1/4×AL的范圍。
11.如權(quán)利要求2所述的噴墨打印機(jī)，其中，所述作動(dòng)器為壓電元件，所述控制器為了執(zhí)行所述第1變化和所述第3變化而使供給所述壓電元件的電壓從第1電平向第2電平變化，并且，所述控制器為了執(zhí)行所述第2變化和所述第4變化而使供給所述壓電元件的電壓從所述第2電平向所述第1電平變化。
12.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)，其中，所述AL是由所述第1變化產(chǎn)生的壓力波從所述油墨室傳播到所述噴嘴的時(shí)間。
13.一種控制噴墨打印機(jī)的方法，所述噴墨打印機(jī)包括噴墨頭，所述噴墨頭包括噴嘴、與所述噴嘴連通的油墨室、配置在所述噴嘴和所述油墨室之間的壓力室和改變所述壓力室內(nèi)的壓力的作動(dòng)器，所述方法包括控制步驟，控制所述作動(dòng)器執(zhí)行第1運(yùn)行，所述第1運(yùn)行包括使所述壓力室內(nèi)的容積增加的第1變化和使所述壓力室內(nèi)的容積減小的第2變化，其中，從所述第1變化到所述第2變化的間隔小于或等于2/3×AL，或?yàn)榇笥诨虻扔?2s-1/2)×AL且小于或等于(2s+2/3)×AL的范圍，其中，s為正整數(shù)，并且，AL是這樣的值，即，如果從所述第1變化到所述第2變化的間隔設(shè)定為AL的話，從所述噴嘴噴出的油墨的噴出速度成為最大。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括控制所述作動(dòng)器執(zhí)行第2運(yùn)行的步驟，其中，所述第2運(yùn)行包括使所述壓力室內(nèi)的容積增加的第3變化和使所述壓力室內(nèi)的容積減小的第4變化，并且，從所述第3變化到所述第4變化的間隔為大于(2t-4/3)×AL且小于(2t-1/2)×AL的范圍，并且，t為正整數(shù)。
全文摘要
一種噴墨打印機(jī)，包括噴墨頭和控制器。噴墨頭包括噴嘴、與噴嘴連通的油墨室、配置在噴嘴和油墨室之間的壓力室和改變壓力室內(nèi)的壓力的作動(dòng)器。控制器控制作動(dòng)器執(zhí)行第1運(yùn)行。第1運(yùn)行包括使壓力室內(nèi)的壓力減小的第1變化和使壓力室內(nèi)的壓力增加的第2變化。從第1變化到第2變化的期間為2/3×AL或以下，或在(2s－1/2)×AL和(2s+2/3)×AL之間的范圍內(nèi)。s為正整數(shù)。如果從第1變化到第2變化的期間設(shè)定為AL的話，從噴嘴噴出的油墨的噴出速度實(shí)質(zhì)上成為最大。
文檔編號B41J2/135GK1781713SQ20051012880
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者巖尾直人 申請人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社