本發(fā)明的實施方式涉及噴墨打印頭驅動裝置。

背景技術：

噴墨打印頭驅動裝置基于僅以脈沖寬度的時間維持規(guī)定電壓值的波形的噴出脈沖來噴出墨水的液滴。多點式的噴墨打印頭驅動裝置通過多次噴出墨水的液滴來調整液滴量。這種驅動裝置考慮基于最初的液滴噴出而在壓力室產生的振動來控制第二次及第二次之后的液滴的噴出。例如，在存在多種噴出脈沖的電壓振幅(電壓值)的情況下，驅動裝置需要多種電壓源。具有多種電壓源的驅動裝置其裝置規(guī)模增大、成本增高。此外，噴出的墨水量可以通過脈沖寬度來控制使噴出脈沖的電壓振幅全部相同。但是，噴出脈沖的電壓振幅固定的驅動裝置與可以控制噴出脈沖的電壓振幅的裝置相比，其耗電增大。

【在先技術文獻】

【專利文獻】

專利文獻1：日本特開2012-045797號公報

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供低成本、低耗電的噴墨打印頭驅動裝置。

根據實施方式，噴墨打印頭驅動裝置包括壓力室、致動器、噴嘴、驅動信號輸出部。壓力室收容液體。致動器基于施加的電壓使壓力室的容積擴張或收縮。噴嘴與壓力室連通，根據壓力室的容積變化來噴出液體。驅動信號輸出部在使液體從噴嘴噴出的噴出脈沖的反復次數為三次以上的情況下，將包括具有第一電壓振幅的最初的噴出脈沖和具有小于第一電壓振幅的第二電壓振幅的第二次及第二次之后的噴出脈沖的驅動波形的驅動信號向致動器輸出。

附圖說明

圖1是實施方式所涉及的包括噴墨打印頭驅動裝置的噴墨記錄裝置中使用的噴墨打印頭的立體圖。

圖2是實施方式所涉及的噴墨記錄裝置中使用的墨水供給裝置的概略圖。

圖3是能適用于實施方式所涉及的噴墨打印頭的頭基板的俯視圖。

圖4的(a)是頭基板中的第一部分的縱截面圖。圖4的(b)是頭基板中的第二部分的縱截面圖。

圖5的(a)是示出未對致動器施加電場的狀態(tài)的示意圖。圖5的(b)是示出使一個壓力室的容積膨脹后的狀態(tài)的示意圖。

圖6的(a)以及(b)是示出使一個壓力室的容積收縮后的狀態(tài)的示意圖。

圖7是示出驅動器ic的第一構成例的圖。

圖8的(a)示出使7個液滴連續(xù)噴出時的驅動波形的例子。圖8的(b)示出噴出的液滴是2個時的驅動波形的例子。圖8的(c)示出連續(xù)噴出的液滴是1個時的驅動波形的例子。

圖9是示出驅動器ic的第二構成例的圖。

圖10是示出使第二噴出脈沖的電位差發(fā)生了變化時的液滴速度的模擬結果的圖。

圖11是將圖10的模擬結果曲線化后的圖。

圖12是示出針對連續(xù)噴出的液滴數的噴出速度和噴出體積的模擬結果的圖。

圖13是將圖12的模擬結果曲線化后的圖。

圖14的(a)示出連續(xù)噴出7個液滴時的驅動波形的例子。圖14的(b)示出噴出的液滴是4個時的驅動波形的例子。圖14的(c)示出連續(xù)噴出的液滴是2個時的驅動波形的例子。

圖15是示出變更了第二噴出脈沖的脈沖寬度時的、針對連續(xù)噴出的液滴數的噴出速度和噴出體積的模擬結果的圖。

圖16是將圖15所示的模擬結果曲線化后的圖。

圖17的(a)至(c)分別示出使圖14的(a)至(c)的驅動波形中的反向脈沖(打消しパルス)的脈沖寬度為較小的值時的驅動波形的例子。

圖18的(a)是示出噴嘴中噴出液滴之后的彎液面涌起的示意圖。圖18的(b)是示出發(fā)生了彎液面的凹陷的狀態(tài)的示意圖。

圖19是示出使連續(xù)噴出的液滴數是7個的驅動波形中的反向脈沖的脈沖寬度發(fā)生了變化時的彎液面涌起量(メニスカス盛り上り量)的時間性變化的圖。

圖20是匯總了噴出液滴后的彎液面涌起量的最大值和最小值的圖。

圖21是示出使連續(xù)噴出液滴數和反向脈沖的脈沖寬度發(fā)生了變化時的彎液面涌起的最大值的例子的圖。

圖22是將圖21所示的值曲線化后的圖。

圖23示出連續(xù)噴出液滴數為7時的反向脈沖的脈沖寬度和彎液面涌起最大值的關系的圖。

圖24是示出反向脈沖的脈沖寬度在al以上的范圍內、彎液面的涌起量為比小于al時的最小值還小的范圍的圖。

圖25是示出能夠適用于本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置的驅動器ic的第三構成例的圖。

圖26的(a)至(c)是示出第三構成例所涉及的驅動器ic能夠輸出的驅動波形的例子的圖。

具體實施方式

下面，參照附圖，對實施方式進行說明。

圖1是本實施方式所涉及的包括噴墨打印頭驅動裝置的噴墨記錄裝置中使用的噴墨打印頭1的立體圖。

噴墨打印頭1包括噴嘴2、頭基板3、驅動器ic(驅動電路、驅動信號輸出部)4、以及分流器(manifold)5。此外，分流器5具有墨水供給口6和墨水排出口7。

噴嘴2噴出墨水。噴嘴2設置于頭基板3上。驅動器ic4是輸出用于使墨水的液滴從噴嘴2噴出的驅動信號的驅動電路。墨水供給口6向噴嘴2供給墨水。噴嘴2基于驅動器ic4所付與的驅動信號噴出從墨水供給口6供給的墨水的液滴。墨水排出口7排出從墨水供給口6已流入的墨水中未從噴嘴2噴出的墨水。

圖2是本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置(噴墨式的打印機)中使用的墨水供給裝置8的概略圖。

墨水供給裝置8包括供給側墨水容器9、排出側墨水容器10、供給側壓力調整泵11、輸送泵12、以及排出側壓力調整泵13。這些通過墨水可以流動的管來連接。

供給側壓力調整泵11調整供給側墨水容器9的壓力。排出側壓力調整泵13調整排出側墨水容器10的壓力。供給側墨水容器9通過管向噴墨打印頭1的墨水供給口6供給墨水。排出側墨水容器10暫時存儲通過管從噴墨打印頭1的墨水排出口7排出的墨水。輸送泵12通過管使存儲在排出側墨水容器10的墨水回流至供給側墨水容器9。

下面，對噴墨打印頭1的構成例進行詳細說明。

圖3是能適用于本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置1的頭基板3的俯視圖。圖4的(a)是圖3所示的頭基板3的a2-a2的縱截面圖。圖4的(b)是圖3所示的頭基板3的a-a的縱截面圖。圖5的(a)以及(b)是圖4的(a)以及(b)所示的頭基板3的b-b的橫截面圖。

如圖3所示，頭基板3由壓電部件14、底層(base)基板15、噴嘴板16以及框部件17構成。如圖4的(a)以及(b)所示，由底層基板15、壓電部件14以及噴嘴板16包圍的中央部的空間形成墨水供給路徑18。此外，由底層基板15、壓電部件14、框部件17以及噴嘴板16包圍的空間形成墨水排出路徑19。

壓電部件14具有從墨水供給路徑18至墨水排出路徑19的多個長槽。這些長槽交替地形成壓力室24和空氣室201。空氣室201通過蓋202形成。蓋202設置于空氣室201的兩端。蓋202形成為使墨水供給路徑18以及墨水排出路徑19的墨水不流入空氣室201。蓋202例如由光固化樹脂等形成。

如圖3所示，配線電極20形成于底層基板15。配線電極20電連接形成于壓力室24和空氣室201的內表面的電極21和驅動器ic4。此外，墨水供給孔22和墨水排出孔23形成于底層基板15。墨水供給孔22與墨水供給路徑18連通。墨水排出孔23與墨水排出路徑19連通。墨水供給孔22通過分流器5流體地連接于墨水供給口6。墨水排出孔23通過分流器5流體地連接于墨水排出口7。底層基板15例如由電容率小且與壓電部件之間的熱膨脹率的差小的材料構成。底層基板15的材料可以采用氧化鋁(al2o3)、氮化硅(si3n4)、碳化硅(sic)、氮化鋁(aln)、鋯鈦酸鉛(pzt)等。在本實施方式中，主要假設由低電容率的pzt構成了底層基板15的噴墨打印頭1的情況來進行說明。

壓電部件14接合于底層基板15上。如圖5所示，壓電部件14通過層壓沿板厚方向彼此方向相反地極化的壓電部件14a和壓電部件16b而形成。在壓電部件14上并列形成從墨水供給路徑18連接至墨水排出路徑19的多個長槽。在壓電部件的各長槽的內表面形成有電極21。壓力室24是由長槽和設置于壓電部件14上的覆蓋長槽的噴嘴板16的一面包圍的空間。電極21通過配線電極20連接于驅動器ic4。構成壓力室24的隔壁的壓電部件14被設置于各壓力室24的電極21夾著而形成致動器25。

驅動器ic4基于驅動信號對致動器25施加電場。致動器25基于所施加的電場將壓電部件14a和壓電部件14b的接合部作為頂部而切斷變形為“く”形。由于致動器25變形，從而壓力室24的容積發(fā)生變化。如果壓力室24的容積發(fā)生變化，則位于壓力室24的內部墨水被加壓。被加壓的墨水從噴嘴2噴出。壓電部件14是鋯鈦酸鉛(pzt：pb(zr，ti)o3)、鈮酸鋰(linbo3)、鉭酸鋰(litao3)等。在本實施方式中，假設壓電部件14是由壓電常數較高的鋯鈦酸鉛(pzt)構成的。

電極21是鎳(ni)和金(au)的兩層構造。電極21例如通過鍍法(メッキ法)在長槽內均勻地成膜。此外，作為電極21的形成方法，除了鍍法之外，還可以使用濺射法、蒸鍍法。長槽例如以深度300.0μm、寬度80.0μm的形狀，以169.0μm的間隔平行排列。

長槽成為壓力室24和空氣室201。壓力室24和空氣室201為交替地排列的結構。

噴嘴板16粘著于壓電部件14上。在噴嘴板16上，噴嘴2形成于壓力室24的長邊方向的中央部。噴嘴板16的材質是不銹鋼等的金屬材料、單晶硅等的無機材料、或者聚酰亞胺薄膜等的樹脂材料。此外，在本實施方式中，主要假設噴嘴板16的材料是聚酰亞胺薄膜。

噴嘴2例如是在將噴嘴板16粘著于壓電部件14后、通過準分子激光器等進行孔加工而形成。噴嘴2是從壓力室24側朝向墨水噴出側的前端尖細的形狀。在噴嘴板16的材質是不銹鋼的情況下，噴嘴2可以通過噴射加工而形成。此外，在噴嘴板16的材質是單晶硅的情況下，噴嘴2可以通過基于光刻法(photolithography)的干式蝕刻、濕式蝕刻等而形成。

上述的噴墨打印頭是在壓力室24的一端有墨水供給路徑18、在另一端有墨水排出路徑19、在壓力室24的中央部有噴嘴2的結構。但是，能夠適用于本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置的噴墨打印頭并不限定上述的構成例。例如，本實施方式所涉及的噴墨打印頭記錄裝置也可以適用在壓力室24的一端有噴嘴、在另一端有墨水供給路徑的噴墨打印頭。

下面，對本實施方式所涉及的噴墨打印頭的動作原理進行說明。

圖5的(a)示出通過配線電極20a～20g對所有的電極21a～21g施加了接地電壓的狀態(tài)。在圖5的(a)中，所有的電極為相同電位，因此，致動器25a～25h上未施加電場。因此，致動器25a～25h不會變形。圖5的(b)示出僅對電極21d施加了電壓v2的狀態(tài)。在圖5的(b)所示的狀態(tài)下，電極21d和兩個相鄰的電極21c、21e之間產生電位差。致動器25d、25e基于所施加的電位差，以使壓力室24d的容積膨脹的方式而變形為“く”的形狀。如果使電極21d的電壓回到接地電壓，則致動器25d、25e從圖5的(b)的狀態(tài)回到圖5的(a)的狀態(tài)，從而從噴嘴2d噴出液滴。

此外，圖6的(a)以及(b)是圖4的(a)以及(b)所示的頭基板3的b-b的橫截面圖。圖6的(a)以及(b)示出使壓力室24d的容積收縮后的狀態(tài)。圖6的(a)以及(b)示出致動器25d、25e變形為和圖5的(b)所示狀態(tài)相反的形狀的狀態(tài)。

圖6的(a)示出使電極21d為接地電壓、對各空氣室201a、201c、201e、201g的電極21a、21c、21e、21g施加了電壓v2的狀態(tài)。在圖6的(a)所示的狀態(tài)下，在電極21d和兩個相鄰的電極21c、21e之間，產生和圖5的(b)相反的電位差。基于這些電位差，致動器25d、25e變形為和圖5的(b)反向的“く”的形狀。此外，圖6的(a)示出對電極21b、21f也施加了電壓v2的狀態(tài)。由此，致動器25b、25c、25f、25g不變形。如果致動器25b、25c、25f、25g不變形，則壓力室24b、24f不收縮。

此外，圖6的(b)示出使電極21d為電壓-v2、使其他的電極21a、21b、21c、21e、21f、21g為接地電壓的狀態(tài)。在圖6的(b)所示的狀態(tài)下，也是在電極21d和兩個相鄰的電極21c、21e之間，產生和圖5的(b)相反的電位差?；谶@些電位差，致動器25d、25e變形為和圖5的(b)反向的“く”的形狀。

圖7是示出驅動器ic4的構成例(第一構成例)的圖。

在圖7所示的構成例中，驅動器ic4具有電壓切換部31(31a、31b…、31e)和電壓控制部32。

驅動器ic4連接于電壓源40、電壓源41以及電壓源42。各電壓源40、41、42選擇性地對各配線電極20施加電壓。在圖7所示的例子中，電壓源40為接地電壓、電壓值v0(v0＝0[v])。此外，電壓源41為高于電壓值v0的電壓值v1。此外，電壓源42為高于電壓值v1的電壓值v2。

各電壓切換部31a、31b、…、31e分別連接于各配線電極20a、20b、…、20e。此外，各電壓切換部31通過引入驅動器ic4的內部的配線，連接于各電壓源40、41、42。電壓切換部31具有切換連接于配線電極20的電壓源的切換開關。例如，電壓切換部31a通過切換開關連接電壓源40、41、42的任一個和配線電極20a。

電壓控制部32與各電壓切換部31a、31b、…、31e分別連接。電壓控制部32向各電壓切換部31輸出表示選擇第一至第三電壓源40、41、42中的哪個電壓源的命令。例如，電壓控制部32從驅動器ic4的外部接收印刷數據，確定各電壓切換部31的電壓源切換定時(timing)。電壓控制部32以所確定的切換定時向各電壓切換部31輸出用于選擇電壓源40、41、42的任一個的命令。由此，各電壓切換部31按照來自于電壓控制部32的命令切換與各配線電極20連接的電壓源。

圖8的(a)至(c)是示出賦予電極21的驅動波形51(51-7、51-2、51-1)的例子的圖。

在圖8的(a)至(c)中，橫軸為時間、縱軸為電位差。圖8的(a)至(c)所示的電位差是與兩個相鄰的空氣室201的內壁的電極連接的配線電極20的電位差。例如，假設驅動波形被施加于圖5的(a)所示的電極21d。在這種情況下，兩個相鄰的空氣室是空氣室201c以及201e。此外，兩個相鄰的空氣室201c以及201e的內壁的電極是電極21c以及21e，與電極21c以及21e連接的配線電極是配線電極20c以及20e。即在施加驅動波形的電極是電極21d的情況下，圖8的(a)至(c)所示的電位差表示與配線電極20c、20e的電位差(與電極21c、21e的電位差)。

圖8的(a)示出連續(xù)噴出7個液滴時的驅動波形51-7的例子。

在驅動波形51-7被施加于電極21d的情況下，在驅動波形51-7的電位差為0的時間，壓力室24d為圖5的(a)所示的狀態(tài)，容積不發(fā)生變化。此外，在施加于電極21d的驅動波形51-7的電位差為v2的時間，壓力室24d為圖5的(b)所示的狀態(tài)，容積發(fā)生膨脹。而且，在施加于電極21d的驅動波形51-7的電位差為-v2的時間，壓力室24d為圖6的(a)所示的狀態(tài)，容積發(fā)生收縮。

此外，圖9是驅動器ic的變形例(第二構成例)。圖9示出沒有保持電位差-v1時的驅動器ic4’的構成例。如果在驅動波形中沒有保持電位差-v1的狀態(tài)的必要，則電壓切換部無需連接空氣室的內壁的電極和電壓值v1的電壓源。在圖9所示的第二構成例中，通過配線電極連接驅動器ic4’和空氣室的內壁的電極的是電壓切換部31a’、31c’、31e’。

圖8的(a)所示的驅動波形51-7由7個噴出脈沖所構成。最初的噴出脈沖為第一噴出脈沖，第二次及第二次之后的噴出脈沖為第二噴出脈沖。第一噴出脈沖的電壓振幅是作為第一電壓振幅的電位差v2。第二噴出脈沖的電壓振幅是作為小于第一電壓振幅的第二電壓振幅的電位差v1。如果基于第一噴出脈沖而噴出墨水的液滴，則在被施加驅動波形的壓力室產生殘留壓力振動。第二噴出脈沖是在基于其之前的噴出脈沖的殘留壓力振動和下一次的噴出脈沖進行干涉的定時來施加噴出脈沖。

而且，在基于最后的噴出脈沖噴出了墨水的液滴之后，也在壓力室產生殘留壓力振動?；谧詈蟮膰姵雒}沖的殘留壓力振動會對基于下一個驅動波形的下一次墨水的噴出產生影響。因此，到基于下一個驅動波形開始下一次墨水的噴出為止，需要使殘留壓力振動平靜化。例如，殘留壓力振動通過施加反向脈沖(流入流出抑制脈沖)而反向(打消す)。反向脈沖(流入流出抑制脈沖)抑制噴嘴和壓力室的液體流入流出。在圖8的(a)所示的驅動波形51-7中，最后的梯形波是具有作為第三電壓振幅的電位差的-v2的反向脈沖。在使殘留壓力振動反向的定時來施加反向脈沖。

本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置通過使連續(xù)噴出的液滴(在驅動波形51-7中為7個液滴)合在一起，從而使大的液滴到達對象物。例如，驅動波形51-7通過使七個液滴連續(xù)噴出而使七個液滴量的墨水到達對象物。即，本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置通過變更驅動波形的第二噴出脈沖的數量來調整到達對象物的液滴的大小。例如，本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置將連續(xù)噴出的液滴的最大數設定為7個。如果連續(xù)噴出的液滴的最大數為7個，則液滴量的灰階數包括不噴出(液滴量為“0”)的情況而成為8灰階。

此外，本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置進行控制以使連續(xù)噴出的液滴在飛行過程中合在一起。為了連續(xù)噴出的液滴在飛行過程中合在一起，需要將連續(xù)噴出的最后的液滴的噴出速度設為最初的液滴的噴出速度以上。本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置設定驅動波形中的第一電壓振幅v2和第二電壓振幅v1，以使最后的液滴的噴出速度成為最初的液滴的噴出速度以上。

下面，對用于噴出墨水的驅動波形的第一以及第二電壓振幅(電位差v2以及v1)的設定例進行說明。

圖8的(b)是噴出的液滴為2個時的驅動波形51-2的例子，圖8的(c)是連續(xù)噴出的液滴為1個時的驅動波形51-1的例子。在圖8的(a)至(c)中，將第一噴出脈沖的電位差(第一電壓振幅)設定為25v，將反向脈沖的電位差(第三電壓振幅)設定為-25v。第一以及第二噴出脈沖的脈沖寬度是使波形從基準電位v0上升至各噴出脈沖的電位差的時間和維持上升后的電位差的時間的合計。此外，反向脈沖的脈沖寬度是使波形從基準電位v0下降至反向脈沖的電位差的時間和維持下降后的電位差的時間的合計。

第二噴出脈沖在殘留壓力振動的定時使連續(xù)噴出的墨水的液滴噴出。如果將壓力室24內的墨水的聲波共振頻率的周期的1/2(半周期)設為“al”，則根據“al”設定各噴出脈沖的間隔。在圖8的(a)至(c)所示的例子中，第一噴出脈沖的脈沖寬度為1al，各噴出脈沖的間隔的各脈沖寬度的中心間的時間為2al。

在本實施方式所涉及的噴墨記錄裝置中，基于第二噴出脈沖的電位差v1小于基于第一噴出脈沖的電位差v2。打印頭驅動所導致的耗電是由于對各電極施加電壓引起的電荷移動而產生的。因此，如果使第二噴出脈沖的電位差v1小于第一噴出脈沖的電位差v2，則與第二噴出脈沖的電位差v1和v2相同的情況相比，耗電可以減小。

下面，對將第二噴出脈沖的脈沖寬度dp設為al時的、第二噴出泡沫的電位差(第二電壓振幅)v1的設定例進行說明。

在下面的說明中，設定壓力室24的al為大致2.2μs、各脈沖的上升時間和下降時間為大致0.2μs、反向脈沖的脈沖寬度cp為3.4μs。此外，脈沖的上升和下降時間是與將致動器當做電容器考慮了驅動器ic的內部電阻、配線電阻時的電路整體的時間常數相關的時間，表示當與電容器連接的電壓源發(fā)生了變化時，電容器內部的電位差變化所需要的充電時間或放電時間。

接著，對第二噴出脈沖的電位差(第二電壓振幅)與液滴的速度的關系進行說明。

圖10是示出使第二噴出脈沖的電位差發(fā)生了變化時的液滴速度的模擬結果的圖。圖11是將圖10的模擬結果曲線化后的圖。

圖10示出基于數值解析的模擬的結果。圖10所示的模擬首先通過構造解析來計算出致動器中發(fā)生的位移。接受了致動器的位移之后，通過壓縮性流體解析計算出壓力室內的流體的流動。通過表面流體解析計算出從噴嘴噴出的液滴的動作。構造解析的范圍是在圖4的(a)或(b)所示的上下方向上、包括形成壓力室24的壓電部件14和噴嘴板16的范圍，圖4的(a)以及(b)中的左右方向是包括壓電部件14的范圍，圖3的上下方向(圖4的進深方向)是從a線到a2線的范圍，將圖3的上下方向作為法線的界面設為對稱界面。

壓縮性流體解析的范圍是包括壓力室的范圍，將墨水供給路徑以及墨水排出路徑和壓力室的界面作為自由流入條件。將壓力室內的噴嘴附近的壓力值作為解析噴嘴的液體表面的表面流體解析的輸入條件，其結果是，通過將在表面流體解析中從壓力室流入到噴嘴的液體流量作為壓力室的噴嘴附近的流出流量輸入壓縮性流體解析，從而進行耦合解析。

圖10示出以第一噴出脈沖噴出的第一液滴和以第二噴出脈沖噴出的第二液滴的噴出速度。例如，圖10示出以圖8的(b)的驅動波形51-2噴出的液滴的速度，該圖8的(b)的驅動波形51-2具有一個第一噴出脈沖和一個第二噴出脈沖。

根據圖10所示的模擬結果，隨著電位差v1變大，第一液滴和第二液滴的速度差變小。在電位差v1為14v以上的情況下，第一液滴和第二液滴的速度相同。這表示第一液滴和第二液滴合在一起成為了一個液滴。也就是說，為了使第一液滴和第二液滴合在一起，在第一噴出脈沖的電壓振幅v2為25v的情況下，第二噴出脈沖的電壓振幅v1需要為14v以上。如果考慮噴墨打印頭的制造偏差，則優(yōu)選電位差v1大于14v。

此外，如果使電位差v1變大，則第二液滴的噴出速度變大，但是，可以通過使第二噴出脈沖的脈沖寬度dp小于al(或大于)來使第二液滴的噴出速度減速。因此，可以基于第二噴出脈沖的脈沖寬度dp來調整第二液滴的噴出速度。此外，可以根據制造偏差，對應于各壓力室來調整第二噴出脈沖的脈沖寬度dp。例如，第二液滴的噴出速度小的壓力室，可以通過使第二噴出脈沖的脈沖寬度dp接近于al而使液滴噴出速度變大。此外，第二液滴的噴出速度大的壓力室可以通過使第二噴出脈沖的脈沖寬度dp遠離al而使液滴的噴出速度變小。

下面，對針對連續(xù)噴出的液滴數的噴出速度和噴出體積的關系進行說明。

圖12示出針對連續(xù)噴出的液滴數的噴出速度和噴出體積的模擬結果的圖。圖13是將圖12所示的模擬結果曲線化后的圖。此外，圖12所示的模擬結果是表示將第二噴出脈沖的脈沖寬度設為固定、連續(xù)噴出的液滴數為1至7時的噴出速度和噴出體積。此外，在圖12中，第一噴出脈沖的電位差v2為25v、第二噴出脈沖的電位差v1為16v、第一以及第二噴出脈沖的脈沖寬度均為al。此外，反向脈沖其電位差為-25v、脈沖寬度為3.4μs。

在圖12以及圖13所示的例子中，液滴合在一起后的噴出速度在連續(xù)噴出的液滴數為7個時是液滴數為1個時的大致1.5倍。也就是說，如果將第二噴出脈沖的脈沖寬度設為固定，則液滴數為7滴時的合在一起后的噴出速度為第一滴的液滴的1.5倍的速度。這表示在脈沖寬度為固定的情況下，連續(xù)噴出的液滴數越多，液滴的速度變化越大。此外，噴出體積針對于液滴數不是以完整的比例而是若干指數函數性的增加。這表示液滴的噴出越是反復，壓力室以及噴嘴表面產生的殘留振動越大。其結果是，連續(xù)噴出的液滴中越是后半段噴出的液滴，對于噴出速度以及噴出體積的影響越大。

圖14的(a)至(c)示出根據連續(xù)射出的液滴數而變更了第二噴出脈沖的脈沖寬度的驅動波形的例子。圖14的(a)示出連續(xù)噴出7個液滴時的驅動波形52-7的例子。圖14的(b)是連續(xù)噴出的液滴是4個時的驅動波形52-4的例子。圖14的(c)是連續(xù)噴出的液滴是2個時的驅動波形52-2的例子。

圖15示出變更了第二噴出脈沖的脈沖寬度時、針對連續(xù)噴出的液滴數的噴出速度和噴出體積的模擬結果。圖16是將圖15所示的模擬結果曲線化后的圖。

液滴數為2(第二滴)所對應的第二噴出脈沖的脈沖寬度在圖15所示情況和圖12所示情況下為相同的值(al＝2.2μs)。因此，圖8的(b)所示的驅動波形51-2和圖14的(c)所示的驅動波形52-2為相同的驅動波形。此外，關于液滴數為2(第二滴)，在圖15所示情況和圖12所示情況下噴出速度以及噴出體積為相同的值。

針對于此，圖15所示的液滴數為3～7(第3～7滴)所對應的第二噴出脈沖的脈沖寬度是小于圖12所示的脈沖寬度(al＝2.2μs)的值。例如，關于圖15所示的第3～7滴，液體合在一起后的噴出速度為大致固定。例如，圖15所示的第3～7滴的液滴其噴出速度為大致10m/s，噴出體積也是接近相對于液滴數的成比例的值。根據圖15以及圖16，通過變更用于噴出第3～7滴的各第二噴出脈沖的脈沖寬度，可以將液滴數為3～7時的液滴合在一起后的噴出速度控制為接近固定的值。

如上所述，隨著反復進行連續(xù)的液滴噴出，壓力室以及噴嘴表面所產生的殘留振動變大。通過根據連續(xù)噴出的液滴數來變更第二噴出脈沖的脈沖寬度，從而可以不受液滴數的影響而將液滴合在一起后的噴出速度控制為固定。此外，通過根據連續(xù)噴出的液滴數來變更第二噴出脈沖的脈沖寬度，可以將噴出體積控制為與液滴數成比例。

在上述例子中，如果第二噴出脈沖的電位差v1為14v以上，則可以使最后噴出的液滴的噴出速度大于最初噴出的液滴的速度。打印頭驅動的耗電是基于對各電極施加電壓導致的電荷的移動所產生的。在本實施方式中，如果使第二噴出脈沖的電位差v小于第一噴出脈沖的電位差v2，與v1和v2為相同的值的情況相比，可以減小耗電。

下面，對反向脈沖進行說明。

圖17的(a)至(c)是分別示出使圖14的(a)至(c)的驅動波形中的反向脈沖的脈沖寬度為較小的值時的驅動波形53-7、53-4、53-2的圖。

例如，圖14的(a)至(c)所示的反向脈沖的脈沖寬度cp大于al，針對于此，圖17的(a)至(c)所示的各驅動波形53-7、53-4、53-2中的反向脈沖其脈沖寬度小于al變小。一般情況下，如果使反向脈沖的脈沖寬度縮小，則驅動波形的時間的長度縮短。在驅動波形的時間的長度短的情況下，可以加快驅動波形的反復周期。因此，在小于al的范圍內進行反向脈沖的脈沖寬度的調整。

圖18的(a)是示出噴嘴中噴出液滴之后的彎液面涌起的示意圖。在圖18的(a)中，噴嘴開口部的正上方的斜線所示的部分的液體的體積是彎液面的涌起量(盛り上り量)。圖18的(b)是示出發(fā)生了彎液面的凹陷的狀態(tài)的示意圖。在圖18的(b)中，通過彎液面涌起量的負值來表示斜線所示的噴嘴內的外氣的體積。

即，意味著在彎液面涌起量為負值的情況下，僅會發(fā)生相當于其體積的量的彎液面的凹陷。如果在彎液面的涌起較大的狀態(tài)下輸入下一個驅動波形，則導致基于下一個驅動波形的噴出體積會發(fā)生變化。因此，需要考慮彎液面的涌起量來確定下一個驅動波形的輸入定時。

圖19是示出使連續(xù)噴出的液滴數是7個的驅動波形中的反向脈沖的脈沖寬度發(fā)生了變化時的彎液面涌起量的時間性變化的圖。

在圖19中，橫軸是時間、縱軸是彎液面涌起量。縱軸例如是存在于距離噴嘴板表面的噴出方向的50μm以內的液體量的值。此外，負值表示：如上所述，作為彎液面的涌起的相反的現象，基于彎液面的凹陷而凹陷于噴嘴內的外氣的體積。圖19示出反向脈沖的脈沖寬度為1.4μs、2.8μs以及3.4μs這三種的情況。al設定為2.2μs。因此，1.4μs為小于al的值，2.8μs以及3.4μs為大于al的值。

此外，基于驅動波形噴出的7個液滴在驅動波形輸入的35μs之后，超出了距離噴嘴板表面50μm的范圍。因此，在圖19中，35μs之后的縱軸的值表示噴出了液滴之后的彎液面涌起量。在圖19所示的例子中，在反向脈沖的脈沖寬度為1.4μs的情況下，彎液面涌起量在42.5μs的時間點為最大，在70μs的時間點為最小。在反向脈沖的脈沖寬度為1.4μs的情況下，與反向脈沖的脈沖寬度大于al的另外兩個情況相比，彎液面涌起的增減較大。

圖20是匯總了噴出液滴后的彎液面涌起量的最大值和最小值的圖。

圖20就三種脈沖寬度的反向脈沖示出彎液面涌起量的最大值和最小值。例如，在反向脈沖的脈沖寬度為1.4μs的情況下，彎液面涌起量最大值為1.73、最小值為-0.99、增減為2.72。針對于此，在反向脈沖的脈沖寬度為2.8μs的情況下，彎液面涌起量最大值為1.45、最小值為-0.77、增減為2.22。在反向脈沖的脈沖寬度為3.4μs的情況下，彎液面涌起量最大值為1.58、最小值為-0.57、增減為2.15。

根據圖20，反向脈沖的脈沖寬度為小于al的值時與反向脈沖的脈沖寬度為大于al的值時相比，彎液面涌起量的增減大。也就是說，如果將反向脈沖的脈沖寬度設定為大于al的值，則可以抑制彎液面涌起的增減。

下面，假設噴墨打印頭的各噴嘴存在制造上的偏差的情況。

在彎液面涌起的增減較大的驅動信號的情況下，制造偏差所導致的彎液面動作的偏差也變大。因此，需要對應于各噴嘴調整反向脈沖的脈沖寬度。但是，本實施方式所涉及的噴墨打印頭驅動裝置基于反向脈沖對壓力室鄰接的兩側的空氣室施加v2的電壓。兩側的空氣室也鄰接于該噴嘴的兩個相鄰的噴嘴的壓力室。因此，各噴嘴對應的反向脈沖的時間調整存在制約。

例如，在圖6的(b)中，為了對電極21d施加-v2的電位差而對鄰接的電極21c和21e施加電壓v2。于是，在圖6的(b)中，在使電極21d的電位差成為了-v2的狀態(tài)下，考慮施加于電壓21b的電位差。首先，如果對電極21b施加v2的電壓，則與電極21b的周圍電極的電位差為0。接著，為了使與電極21b的周圍電極的電位差為-v2(對電極21b輸入反向脈沖)，只要對電極21b施加0電壓即可。但是，為了使與電極21b的周圍電極的電位差為v2(對電極21b輸入第一噴出脈沖)，則需要對電極21b施加v2的2倍的電壓。這意味著需要具有v2的2倍的電壓值的新的電壓源。

此外，圖7所示構成的驅動器ic4不能在同一瞬間進行對鄰接的噴嘴中的一個施加電位差-v2、而對另一個施加電位差v2的動作。這樣，各噴嘴所對應的反向脈沖的時間調整存在制約。因此，本實施方式所涉及噴墨打印頭驅動裝置要求無需進行反向脈沖的對應各噴嘴的個別調整、液滴噴出后的彎液面涌起的增減較小。

圖21是示出使連續(xù)噴出液滴數和反向脈沖的脈沖寬度發(fā)生了變化時的彎液面涌起的最大值的例子的圖。圖22是將圖21所示的值曲線化后的圖。圖21以及圖22示出對應于連續(xù)噴出液滴數而使驅動波形的反向脈沖的脈沖寬度成為了從8μs至38μs的各種值時的彎液面涌起的最大值的變化。

此外，在圖21以及圖22中，al為2.2μs、脈沖間隔為4.4μs、第一噴出脈沖的電位差(第一電壓振幅)為25[v]、第二噴出脈沖的電位差(第二電壓振幅)為16[v]。此外，對應于連續(xù)噴出液滴數的第二噴出脈沖的脈沖寬度與圖15相同。根據圖21以及圖22，與連續(xù)噴出的液滴數無關，彎液面涌起量為最小的反向脈沖的波形中的脈沖寬度是al以上的值。

圖23是示出連續(xù)噴出液滴數為7時的反向脈沖的脈沖寬度和彎液面涌起最大值的關系的圖。在圖23中示出在反向脈沖的脈沖寬度為al以上的范圍內，彎液面的涌起量為比小于al時的最小值還小的范圍。此外，圖24是匯總了反向脈沖的脈沖寬度在al以上的范圍內、彎液面的涌起量為比小于al時的最小值還小的范圍的圖。也就是說，如果使反向脈沖的脈沖寬度成為al以上的值，則可以減小液滴噴出后的彎液面的涌起量。

如上所述，通過使反向脈沖的脈沖寬度成為al以上的值，從而可以減小噴出了液滴后的彎液面的涌起量。噴墨打印頭驅動裝置通過減小噴出了液滴后的彎液面的涌起量，可以提高印字品質。

下面，對上述的實施方式的變形例進行說明。

圖25是示出能夠適用于本實施方式的變形例所涉及的噴墨記錄裝置的驅動器ic的構成例(驅動器ic的第三構成例)的圖。

如圖25所示，驅動器ic4”連接于四種電壓源(第一電壓源40、第二電壓源41、第三電壓源42、第四電壓源43)。第四電壓源43的電壓值為-v2，提供用于反向脈沖的第三電壓振幅。電壓切換部31b”、31d”基于電壓控制部32”的控制而連接第一至第四電壓源40、41、42、43的任一個和配線電極20b、20d。配線電極20b、20d與壓力室的內壁的電極21b、21d連接。另一方面，空氣室的內壁的電極21a、21c、21e通過配線電極20a、20c、20e與第一電壓源40連接。

此外，在圖25中，與空氣室內壁的電極連接的配線電極在驅動器ic4”的內部與第一電壓源40連接，但是也可以變更與空氣室內壁的電極連接的配線電極的配線路由而在驅動器ic的外部與第一電壓源40連接。在這種情況下，與驅動器ic連接的配線電極是僅與壓力室內壁的電極連接的配線電極。

例如，驅動器ic4”在對圖6的(b)所示的噴嘴2d輸入反向脈沖的情況下，可以如圖6的(b)所示那樣，對電極21d施加-v2的電壓。即驅動器ic4”不僅可以對應于各噴嘴容易地調整噴出脈沖，還可以容易地對應于各噴嘴調整反向脈沖的脈沖寬度。驅動器ic4”可以對應于各噴嘴調整反向脈沖，因此，在連續(xù)噴出的液滴數小于最大數的情況下，可以將第一噴出脈沖的開始時間提前。

例如，圖26的(a)至(c)是示出驅動器ic4”能夠輸出的驅動波形54-7、54-4、54-2的例子的圖。圖26的(a)示出連續(xù)噴出的液滴數是作為最大數的“7”時的驅動波形54-7的例子。圖26的(b)示出連續(xù)噴出的液滴數為小于最大數的“4”時的驅動波形54-4的例子。圖26的(c)示出連續(xù)噴出的液滴數為小于最大數的“2”時的驅動波形54-2的例子。

如圖26的(b)或(c)所示，驅動器ic4”可以在連續(xù)噴出的液滴數小于最大數時，將第一噴出脈沖的開始時間提前。通過將第一噴出脈沖的開始時間提前，可以延長到反向脈沖的輸入后的下一個驅動波形輸入為止的時間。例如，在圖21以及圖22中，連續(xù)噴出的液滴的數量為3時，彎液面涌起量為最大。如果連續(xù)噴出的液滴數為“3”，驅動器ic4”最大可以將第一噴出脈沖的開始時間僅提前“7-3＝4”脈沖所對應的時間。

即，到反向脈沖之后的下一個驅動波形輸入為止的時間越長，隨著時間經過彎液面涌起得以平靜化。如果彎液面涌起得以平靜化，則可以減小對下一個液滴噴出的噴出體積的影響。其結果是，作為噴墨記錄裝置可以提高印字品質。

對上述各實施方式所涉及的噴墨打印頭驅動裝置，進行如下總結。

(1)

噴墨打印頭驅動裝置包括：壓力室，收容液體；噴嘴，與該壓力室連通，噴出該壓力室的液體；致動器，使所述壓力室的容積擴張或收縮；以及驅動信號輸出部，將包括噴出脈沖的驅動信號向所述致動器輸出，所述噴出脈沖使所述壓力室的容積擴張或收縮而使液體噴出。所述噴墨打印頭驅動裝置根據所述驅動信號中的噴出脈沖的反復次數而使噴出液滴量變化，所述驅動信號輸出部輸出的驅動信號的噴出脈沖其電壓振幅的值至少有兩種，在噴出脈沖的反復次數為三次以上的情況下，與所述驅動信號所包括的最初的噴出脈沖的電壓振幅相比較，其之后的噴出脈沖其電壓振幅為較小的值，此外，第二次及第二次之后的噴出脈沖的電壓振幅相同。

(2)

在所述(1)的噴墨打印頭驅動裝置中，所述驅動信號輸出部與具有不同電壓值的至少三種電壓源連接，通過切換與所述致動器連接的電壓源來改變向致動器輸出的噴出脈沖的電壓振幅的值。

(3)

在所述(1)或(2)記載的噴墨打印頭驅動裝置中，在將所述壓力室內的墨水的主聲波共振頻率中的周期的1/2的時間設為al的情況下，所述驅動波形中包括的最初的噴出脈沖的脈沖寬度為大致al，第二次及第二次之后的噴出脈沖的脈沖寬度為大致al以下。

(4)

在所述(3)記載的噴墨打印頭驅動裝置中，所述驅動波形所包括的各噴出脈沖的脈沖寬度中心的間隔為所述al的大致2倍。

(5)

在所述(3)或(4)記載的噴墨打印頭驅動裝置中，所述第二次及第二次之后的噴出脈沖的電壓振幅是如下所述的電壓振幅：在將所述驅動波形中包含的所有的噴出脈沖的寬度設為大致al、各噴出脈沖的脈沖寬度中心的間隔為所述al的大致2倍的情況下，以最后的噴出脈沖噴出的液滴的速度為以最初的噴出脈沖噴出的液滴的速度以上。

(6)

在所述(1)至(5)記載的噴墨打印頭驅動裝置中，所述驅動波形中包括在噴出脈沖的反復之后，抑制噴嘴和壓力室的液體流入流出的流入流出抑制脈沖。

(7)

在所述(6)記載的噴墨打印頭驅動裝置中，所述流入流出抑制脈沖的電壓振幅是與所述(1)記載的2種電壓振幅不同的值。

(8)

在所述(6)記載的噴墨打印頭驅動裝置中，所述流入流出抑制脈沖的脈沖寬度為所述al以上。

根據上述的本實施方式所涉及的噴墨打印頭驅動裝置，可以將裝置規(guī)模的擴大控制在最小限度，能夠減小耗電。

雖然說明了幾個實施方式，但這些實施方式只是作為示例而提出的，并非旨在限定發(fā)明的范圍。這些實施方式能夠以其他各種方式進行實施，能夠在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及其變形被包括在發(fā)明的范圍和宗旨中，同樣地被包括在權利要求書所記載的發(fā)明及其均等的范圍內。

符號說明

1噴墨打印頭2(2b、2d、2f)噴嘴

3頭基板

4、4’、4”驅動器ic(驅動電路、驅動信號輸出部)

14(14a、14b)壓電部件

24(24b、24d、24f)壓力室

25(25a、25b、25c、25d、25e、25f、25g、25h)致動器

31(31a、31b、31c、31d、31e、31a’、31b’、31c’、31d’、31e’、31b”、31d”)電壓切換部

32、32’、32”電壓控制部

40第一電壓源41第二電壓源

42第三電壓源43第四電壓源

201(201a、201c、201e、201f)空氣室。