專利名稱：打印頭驅(qū)動電路及具有該打印頭的噴墨打印機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般地說涉及打印機，更具體地說涉及結(jié)合在噴墨打印機中的打印頭(即噴墨頭)使用的驅(qū)動系統(tǒng)。本發(fā)明的打印頭驅(qū)動系統(tǒng)不僅可應用于單獨的打印機裝置，而且還可以應用于一種廣泛用于具有打印功能的復印機、傳真機、計算機以及字處理器以及它們的組合機上的噴墨頭。
在各種噴墨頭中間，近些年來利用壓電元件的那些噴墨頭由于節(jié)能高效己急劇地成為注意點。這種類型的噴墨頭通常包含一壓電元件；一公用的小室，其由外部裝置接收和存儲墨水；若干壓力小室，其耦合到壓電元件；以及連通到壓力小室的噴嘴板(一個噴嘴可連通到每個壓力小室)。每個壓力小室通過墨水導道連通到公用的墨水小室使得其可以由公用的墨水小室接收墨水，并且利用壓電元件的變形增加其內(nèi)部壓力，因而使墨水由噴嘴噴出。因此，噴墨頭在例如為打印紙的記錄媒體上打印字符和圖像。
一個壓電元件可以配置到每個壓力小室(即每個噴嘴)，或者可以配置到所有的壓力小室，同時每個壓力小室分配到(在壓電元件中作為一個分立件的)每個壓電單元。配置到每個壓力小室的壓電元件或壓電單元(下文稱為“壓電元件”)，可以獨立于配置到其它壓力小室的壓電元件變形，以及因此每個噴嘴可以獨立于其它噴嘴噴墨。
每個壓電元件通常一個包含電容器的電容性負載。通常這些壓電元件都共同連接到一單一驅(qū)動控制部件并由其驅(qū)動。同時，該驅(qū)動控制部件用于產(chǎn)生和放大驅(qū)動波形，其中的放大部件包含一大尺寸和大電容的晶體管，其需要高的驅(qū)動電壓和電流，以便使得所有的壓電元件能同時被驅(qū)動。驅(qū)動波形決定了每個壓電元件的變形大小，因此，最終驅(qū)動電路將決定墨滴噴射量和噴射速度，以及決定最終的圖像質(zhì)量。
常規(guī)的噴墨打印機具有的一個缺點在于，驅(qū)動控制部件經(jīng)常產(chǎn)生畸變的驅(qū)動波形，不能提供高質(zhì)量的圖像。近來對于高分辨率的圖像要求越來越高，在一噴墨頭中噴嘴和壓電元件的數(shù)量也越來越多，不過本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)畸變的驅(qū)動波形導致要同時增加驅(qū)動的壓電元件數(shù)量。
壓電元件本身對于特別是在噴墨時突然的電壓變化呈現(xiàn)為一個電容性負載和形成一個大充電電流。這種突然的充電引起畸變，并隨著壓電元件數(shù)量的增多惡化了圖像的質(zhì)量。此外，在驅(qū)動控制部件中的放大器部件中的推挽電路當連接到一電容性負載時易于產(chǎn)生振蕩。一推挽電路包含一對PNP和NPN晶體管，用于功率放大和阻抗變換，使得對于所驅(qū)動的壓電元件所有組合，放大器部件中這樣的電路設計結(jié)構(gòu)難于穩(wěn)定地工作。在推挽電路中產(chǎn)生的振蕩將引起驅(qū)動波形畸變，不能打印預期的圖像。此外，連接到驅(qū)動控制部件和打印頭上的柔性電纜需要沿長的距離通過高電流和高電壓驅(qū)動波形(信號)，它的電阻和電抗部分引起電壓降和驅(qū)動波形畸變。
另一方面，壓電元件已越來越變得微形化，用于驅(qū)動每個壓電元件的驅(qū)動電壓和電流已變低。甚至實際應用中較少可能需要所有的壓電元件同時驅(qū)動。因此，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)常規(guī)的結(jié)構(gòu)利用大的晶體管來驅(qū)動少量的壓電元件是不經(jīng)濟的。
因此，本發(fā)明的總的目的是提供一種新穎實用的噴墨頭及其制造方法，其中消除了上述的缺點。
本發(fā)明的另一個和更具體的目的是提供一種噴墨打印機，其具有的噴墨頭驅(qū)動電路可以利用比常規(guī)的晶體管較小尺寸和較小電容的晶體管穩(wěn)定地產(chǎn)生較少畸變的波形。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的噴墨打印機包括一噴墨頭，包含若干壓電元件以及可以利用壓電元件噴墨；一小車，其裝有噴墨頭并與噴墨頭一起移動；一噴墨頭單片驅(qū)動電路，其裝在小車上，接收用于驅(qū)動壓電元件的控制信號和用于驅(qū)動噴墨頭的驅(qū)動信號并驅(qū)動噴墨頭，其中噴墨頭驅(qū)動電路包含若干選擇部件，其連接到每個壓電元件，可以接收驅(qū)動信號；控制部件，其連接到選擇部件，根據(jù)控制信號控制選擇部件以及從各壓電元件中選擇需要驅(qū)動的壓電元件；以及若干電流放大器部件，其設在每個選擇部件和壓電元件中，將要提供到該需要驅(qū)動的壓電元件的驅(qū)動信號放大。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的噴墨打印機包含一噴墨頭，包含若干壓電元件以及可以利用壓電元件噴墨；一噴墨頭驅(qū)動電路，其接收控制信號和驅(qū)動壓電元件的多種類形的驅(qū)動信號，并驅(qū)動噴墨頭，其中噴墨頭驅(qū)動電路包含若干選擇部件，其連接到每個壓電元件，可以接收多種類形的驅(qū)動信號每一種；控制部件，其連接到選擇部件，根據(jù)控制信號控制選擇部件以及從各壓電元件中選擇需要驅(qū)動的壓電元件；以及若干電流放大器部件，其設在每個選擇部件和壓電元件中，將要提供到該需要驅(qū)動的壓電元件的驅(qū)動信號放大。這樣的噴墨打印機適用于多灰度等級的和或彩色噴墨打印機。
本發(fā)明的噴墨頭驅(qū)動電路接用于驅(qū)動壓電元件的控制信號和多種形式的驅(qū)動信號并驅(qū)動噴墨頭中的壓電元件，噴墨頭包含若干壓電元件并能夠利用壓電元件噴墨；還包含若干選擇部件，它們連接到每個壓電元件，可以接收多種形式的驅(qū)動信號；控制部件，連接到各選擇部件，根據(jù)控制信號控制選擇部件，以及根據(jù)來自各驅(qū)動信號中需要使用的驅(qū)動信號，從各壓電元件中選擇需要驅(qū)動的壓電元件；以及若干電流放大器部件，其設在每個選擇部件和壓電元件中，將要提供到該需要驅(qū)動的壓電元件的驅(qū)動信號放大。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的單片頭驅(qū)動電路，其接收控制信號和用于驅(qū)動在噴墨頭中的壓電元件的驅(qū)動信號，驅(qū)動壓電元件，噴墨頭包含若干壓電元件并能夠利用壓電元件噴墨；還包含若干選擇部件，它們連接到每個壓電元件，可以接收每一驅(qū)動信號；控制部件，連接到各選擇部件，根據(jù)控制信號控制選擇部件，以及從各壓電元件中選擇需要驅(qū)動的壓電元件；以及若干電流放大器部件，其設在每個選擇部件和壓電元件中，將要提供到該需要驅(qū)動的壓電元件的驅(qū)動信號放大。
根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印機和噴墨頭驅(qū)動電路，無需在在先技術(shù)使用的大尺寸的晶體管，因為每個壓電元件在噴墨頭驅(qū)動電路中裝有一個電流放大器部件。此外，噴墨頭驅(qū)動電路可以包含一個電壓放大器部件，其公共連接到每個電流放大器部件，因此，與每個具有電壓放大器部件的電流放大器部件相比較，降低了電壓放大器部件的數(shù)量。
參照附圖，通過對各實施例的如下介紹，將會使本發(fā)明的其它目的、特征變得更加明顯。


圖1是表示本發(fā)明的第一實施例的驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖。
圖2是表示結(jié)合圖1中所示的噴墨頭驅(qū)動電路使用的控制信號和驅(qū)動波形的示范性的時間關(guān)系圖。
圖3是表示驅(qū)動波形和提供有驅(qū)動波形的壓電元件的工作情況的示意圖。
圖4是圖3的一種變更情況。
圖5是表示圖1中所示的驅(qū)動波形的一種變更情況的波形示意圖。
圖6是表示圖2中所示的驅(qū)動波形的另一種變更情況的波形示意圖。
圖7是表示在驅(qū)動波形和電流之間關(guān)系的示意圖，是當圖1中所示電路中僅驅(qū)動一個壓電元件時的情況。
圖8是表示在驅(qū)動波形和電流之間關(guān)系的示意圖，是當圖1中所示電路中驅(qū)動32個壓電元件時的情況。
圖9是表示在畸變的驅(qū)動波形和畸變的電流之間關(guān)系的示意圖，與圖8中所示的關(guān)系相比較。
圖10是表示本發(fā)明的第二實施例的驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖。
圖11是表示本發(fā)明的第三實施例的驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖。
圖12是表示本發(fā)明的噴墨打印機的示意透視圖。
下面參照圖1-圖8，對根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的驅(qū)動系統(tǒng)100進行介紹。在圖1-圖8中使用相同的標號代表那些相同的(元)部件，并且略去對它們的詳細介紹。使用相同的標號和字符的那些(元)部件代表對應的(元)部件。圖1是表示本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)100的電路圖。
如圖1中所示，示范性的驅(qū)動系統(tǒng)100包含控制器1，其置于在噴墨打印機的基板上，并且連接到主(計算)機上(未表示)；小車10，其安裝有一可移動的頭；以及柔性電纜40，其按可移動的方式將小車10連接到控制器1。
控制器1具有波形發(fā)生部件2a和控制信號發(fā)生部件2b。波形發(fā)生部件2a根據(jù)來自主(計算)機(未表示)的指令(數(shù)字數(shù)據(jù))產(chǎn)生確定的驅(qū)動波形信號。控制信號發(fā)生部件2b產(chǎn)生控制信號并將其提供到控制部件31a(下面將介紹)。典型的控制信號包含64位串行數(shù)據(jù)信號(SDATA)，用于選擇圖像數(shù)據(jù)和每個壓電元件(下面將介紹)；串行時鐘信號(SCLK)，用于同步定時；以及指示終止的鎖存信號(LATCH)。
小車10裝有頭20和頭驅(qū)動電路31，同時頭20裝有若干壓電元件。每個壓電元件21呈現(xiàn)為電容性負載(由圖1中所示的電容器構(gòu)成)。因此，大電流流過的瞬間驅(qū)動電壓加在每個壓電元件21上。
頭驅(qū)動電路31具有控制部件31a、驅(qū)動波形選擇部件31b、驅(qū)動波形放大器部件31c、電壓放大器部件31d以及電流放大器31e。控制部件31a由在控制器1中的控制信號發(fā)生部件2b接收控制信號以及控制驅(qū)動波形選擇部件31b。每個控制驅(qū)動波形選擇部件31b例如包含一個開關(guān)元件。每個控制驅(qū)動波形選擇部件31b包含電壓放大器部件31d以及電流放大器31e。電壓放大器部件31d將由波形發(fā)生部件2a產(chǎn)生的驅(qū)動波形信號(例如10伏左右)放大到驅(qū)動每個壓電元件21所需要的電壓(例如40伏左右)。電壓放大器部件31d可以采用任何公知的電壓放大電路。
電流放大器31e使用一種推挽電路，其包含一對PNP和NPN晶體管，用于功率放大和阻抗變換。在本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)100中，每個電流放大器31e從特征上僅負責驅(qū)動一個壓電元件21。這種結(jié)構(gòu)使本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)100能夠達到如下的效果。
首先，本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)100比常規(guī)的噴墨頭更經(jīng)濟和高效。常規(guī)的推挽電路采用這樣一種大尺寸和大電容的晶體管，使得所有的壓電元件能同時被驅(qū)動，其中，一個電流放大器31e負責驅(qū)動一個壓電元件21。這種大尺寸和大電容的晶體管費用高，而所有的壓電元件很少同時被驅(qū)動。因此看來，常規(guī)的結(jié)構(gòu)是不經(jīng)濟的。本發(fā)明能夠利用小尺寸和小電容的晶體管，因此解決了這些問題。這樣一種晶體管最好包含一IC和晶體管陣列。
其次，本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)100比常規(guī)的噴墨頭可以按更穩(wěn)定的工作方式提供更高質(zhì)量的圖像。推挽電路其特征是低輸入和高輸出阻抗，通常用作提供電流的驅(qū)動電路。然而，推挽電路31e當連接到電容性負載時可能引起不利的振蕩，這是由于經(jīng)過在晶體管或電纜中的寄生電容產(chǎn)生的正反饋。振蕩的狀態(tài)取決于負載電容、其它電路常數(shù)、寄生電容等。因此，壓電元件即若干電容性負載當連接到按照常規(guī)配置的推挽電路31e時，這樣一種電路設計結(jié)構(gòu)，對于同時驅(qū)動的壓電元件所有的組合，每個推挽電路31e可以穩(wěn)定的工作。因此，驅(qū)動波形可能有的畸變?nèi)Q于同時驅(qū)動的壓電元件的數(shù)量。由于一個電容性負載僅連接到每個推挽電路，本發(fā)明形成一種穩(wěn)定防止振蕩的電路設計結(jié)構(gòu)，因此，解決了常規(guī)設計結(jié)構(gòu)的缺點。
柔性電纜40當應用于常規(guī)電路時，要傳輸高電流和高電壓驅(qū)動波形(信號)，并且由于電阻和/或電抗部分產(chǎn)生電壓降和驅(qū)動波形畸變。另一方面，本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點在于，柔性電纜40僅傳輸電源和例如為驅(qū)動波形和控制信號(例如為SDATA、SCLK和LATCH)的弱信號，使由于電阻和/或電抗部分產(chǎn)生的電壓降和驅(qū)動波形畸變降低。
下面介紹驅(qū)動系統(tǒng)100的工作情況。圖2表示波形發(fā)生部件2a產(chǎn)生的驅(qū)動波形V和控制信號發(fā)生部件2b產(chǎn)生的控制信號(SDATA、SCLK和LATCH)的示范性的時間關(guān)系圖。波形發(fā)生部件2a產(chǎn)生的驅(qū)動波形V是示范性的驅(qū)動波形，用于形成10微微升(pl)的墨滴，以及在波形中的部分A后面將以放大的方式詳細地表示。在波形中的部分B用于拖成彎月形(即降低彎月形殘余振蕩)以便降低在重復噴墨滴量時產(chǎn)生的波動。部分C是部分B的起始部分。部分D是噴射墨滴的部分，不過在中部中止了壓電元件21的變形以便減少墨滴量。部分E是開始噴射墨滴的部分。
下面參照圖3，更詳細地對連續(xù)噴射墨滴進行介紹。圖3表示驅(qū)動波形和提供有這種驅(qū)動波形的壓電元件的工作情況。在圖3中驅(qū)動波形以時間t為橫座標以電壓v為縱座標。此外，在這一驅(qū)動波形示意圖中，還表示了在每一段噴墨頭的動作情況。在0到t1之間的段中，恒定基本電壓vi(例如22伏)加到壓電元件21(其中未表示的外電極)上，并且壓電元件21變形，經(jīng)過薄膜22壓迫壓力小室23。這時，在噴嘴24中的墨水表面部分(彎月形)與噴嘴片25相齊平。
在t1到t2之間的段(對應于圖2中的部分E)中，驅(qū)動電壓由基本電壓vi逐漸降低到(例如)0伏，壓電元件21試圖復原到其原來的狀態(tài)。這種復原將墨水的吸入到噴嘴24中。最后，在t2到t3之間的段(對應于圖2中的部分D)中，驅(qū)動電壓在短的時間內(nèi)再次上升到(例如)15伏上下，壓電元件21再次變形，經(jīng)過薄膜22壓迫壓力小室23，經(jīng)過噴嘴24噴射墨滴。連續(xù)的噴射墨滴需要在圖2中的部分C和B，以便防止由于在壓力小室23中的振蕩引起的壓電元件21和薄膜22形成的彎曲，以及為與接續(xù)的在t1到t2之間的段相對應的段得到足夠數(shù)量的墨水。
無須說，驅(qū)動波形V并不局限于圖3中所示的向下凸出的形狀。例如圖3中所示的波形可以由圖4中所示的波形替代。圖4中所示的波形是圖3中所示的波形的一種變更情況。在利用圖4中所示的波形時，在0到t4之間的段的驅(qū)動電壓為零，因此壓電元件21沒有變形。然后加到壓電元件21上的驅(qū)動電壓在t4到t5之間的段內(nèi)上升，并且壓電元件21變形。這一變形引起壓力小室23中的壓力變負，并使墨水I由公用的墨水小室(未表示)提供到壓力小室23中。最后，電壓在t5到t6之間的段內(nèi)下降，并且使壓電元件21變形，復原到其原來的狀態(tài)，因此經(jīng)過薄膜22壓迫壓力小室23并由噴嘴24噴射墨滴。
當噴射20微微升(pl)的墨滴時，驅(qū)動波形V由圖5中所示的驅(qū)動波形V1替代；當噴射40微微升(pl)的墨滴時，驅(qū)動波形V由圖6中所示的驅(qū)動波形V2替代。在波形V1中的B1和C1分別對應于在波形V中的B和C，因此，對它的介紹略去。在E1部分，驅(qū)動電壓下降的程度為由例如為22伏的基本電壓vi下降到例如為9伏。
與圖2中所示的部分D不同，部分D1無需繼續(xù)噴射小的墨滴，因此繼續(xù)使壓電元件21變形。這里要噴射的墨滴量變?yōu)?0pl，即大于在與圖2中所示的。例如，部分D1繼續(xù)按照一定的速率上升直到達到約35伏。在圖6中，部分B2像部分B一樣，拖成彎月形，以便降低噴射的墨滴量的波動。形成部分F使得噴射的墨滴后沿清晰銳變，以及形成部分G是為了放大噴射的墨滴的前沿部分。部分E2用于使彎月形變淺，從而噴射大的墨滴。
參照圖7，介紹按照圖2中所示的驅(qū)動波形向其中一個壓電元件21供電的方式。在這個實例中，圖1中所示的控制部件31a控制驅(qū)動波形選擇部件31b，使得僅其中一個驅(qū)動波形選擇部件31b可以閉合而其它所有的驅(qū)動波形選擇部件31b可以斷開。圖7在其上部的示意圖中放大了圖2中所示的驅(qū)動波形V中的部分A，并且在其下部的示意圖中表示通過壓電元件21的電流。由于壓電元件21是一個電容性的負載，可以理解，約t＝2(微秒)流過大的電流，其中電壓為正；以及約t＝16(微秒)電流幾乎為零，其中電壓變?yōu)榻咏愣ā?br> 假設64個噴嘴(相應地有64個壓電元件)安裝在噴墨頭20(即所謂的64引腳式噴墨頭)上，并且同時驅(qū)動其中的32個壓電元件(即所謂的32引腳)。于是，控制部件31a控制圖1中所示的驅(qū)動波形選擇部件31b，使得其中的32個驅(qū)動波形選擇部件31b可以閉合，其余的32個可以斷開。圖8中表示一種驅(qū)動狀態(tài)。圖8在其上部的示意圖中表示提供到32個壓電元件中的每一個的驅(qū)動波形，并且在其下部的示意圖中表示通過32個壓電元件21中的每一個的電流。如由在圖8其上部的示意圖中表示的，在32個壓電元件21中的每一個壓電元件接收的驅(qū)動波形幾乎維持在圖7其上部的示意圖中表示的驅(qū)動波形。在圖8其上部的示意圖中表示的電流大小對應于在圖7其上部的示意圖中表示的電流32倍。
圖9表示在畸變的驅(qū)動波形和畸變的電流之間示范性的關(guān)系，與圖8中所示的關(guān)系相比較。由虛線部分環(huán)繞的變形部分會使圖像變差。應當理解，本發(fā)明不會產(chǎn)生圖8中表示的變形部分。
參照圖10，對根據(jù)本發(fā)明的第二實施例中能夠?qū)崿F(xiàn)多種灰度打印的驅(qū)動系統(tǒng)200進行介紹。圖10表示根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動電路的示范性的結(jié)構(gòu)，其應用于該可以按照一個墨滴的尺寸大小表示各種灰度的噴墨頭20。圖10表示的驅(qū)動系統(tǒng)200不同于圖1表示的驅(qū)動系統(tǒng)100在于，控制器1a具有若干用于不同墨水量的產(chǎn)生驅(qū)動波形信號的波形發(fā)生部件2a，以及在于，裝設頭驅(qū)動電路31A而不是噴墨頭驅(qū)動電路31。在圖10中，為了說明表示3個波形發(fā)生部件2a，不過通常裝設4-6個波形發(fā)生部件2a。噴墨頭驅(qū)動電路31A不同于噴墨頭驅(qū)動電路31在于，具有驅(qū)動波形選擇部件31b1，替代驅(qū)動波形選擇部件31b。
驅(qū)動波形選擇部件31b1例如包含一開關(guān)元件。每個驅(qū)動波形選擇部件31b1連接到所有的波形發(fā)生部件2a，不過控制部件31a確定選擇哪一個驅(qū)動波形選擇部件31b1，以及選擇哪一個驅(qū)動波形用于所選擇的驅(qū)動波形選擇部件31b1。多灰度的驅(qū)動系統(tǒng)200無需加以任何變化就可適用于彩色噴墨頭。
驅(qū)動系統(tǒng)200具有的效果與驅(qū)動系統(tǒng)100具有的效果相似，不過另外具有自己獨特的效果，如在下面所介紹的。首先，驅(qū)動系統(tǒng)200可以采用小電容的晶體管用于電流放大器部件31e，并且與采用大電容的晶體管的常規(guī)噴墨打印頭比較可以改善頻率特性。多灰度的噴墨打印頭要求精確的電壓數(shù)值及斜率，并且受到畸變的波形的影響要遠大于單一灰度的噴墨打印頭。因此，驅(qū)動系統(tǒng)200可以比常規(guī)的噴墨打印頭產(chǎn)生更高質(zhì)量的圖像。
其次，常規(guī)的噴墨打印頭具有所需的開關(guān)元件(利用其在導通過程中的例如100 U或其以下的小電阻)，以便通過壓電元件直接控制驅(qū)動波形。因此常規(guī)的噴墨打印頭需要大的芯片面積，妨礙了制造小尺度的IC。相反，圖10中所示的驅(qū)動波形31c可以無需驅(qū)動波形選擇部件31b1形成較高的輸入阻抗，其利用具有顯著小的電阻的(例如幾百U(Ω)或其以下的)開關(guān)元件，因此利于小尺寸IC的制造。
參照圖11，下面介紹根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的驅(qū)動系統(tǒng)300，其能實現(xiàn)多灰度的打印。圖11是另一實例，表示本發(fā)明的適用于噴墨打印頭20的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。在圖11中所示的驅(qū)動系統(tǒng)300通過重新配置在(圖10中所示的)驅(qū)動電路31B內(nèi)側(cè)的噴墨頭驅(qū)動電路31A中的電壓放大器部件31d，降低了電壓放大器部件31d的數(shù)量。每個驅(qū)動波形選擇部件31b2代之以需要一個開關(guān)元件來承受高電壓。驅(qū)動壓電元件需要幾十伏到100伏的電壓并需要圖11中所示的每個驅(qū)動波形選擇部件31b2使用一個可以承受高電壓的開關(guān)元件。相反，在加到電壓放大器之前的(約幾十伏的)開關(guān)轉(zhuǎn)換信號應足以驅(qū)動圖10中所示的驅(qū)動電路31A。按灰度驅(qū)動需要開關(guān)元件與(噴嘴的數(shù)量)×(灰度的級數(shù))一樣多，并因此小而價格便宜的開關(guān)元件受到歡迎。由于耐壓和電路尺寸彼此矛盾，IC的制造需要在圖10和11所示的結(jié)構(gòu)之間進行適當?shù)倪x擇，這取決于半導體的制造方法和采用的集成度。
參照圖12，下面介紹可適用于本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的彩色噴墨打印機500。參照圖12，彩色噴墨打印機500包含殼體510、樞軸地裝在殼體510內(nèi)的壓紙卷筒512、驅(qū)動壓紙卷筒512的電動機514、位置與壓紙卷筒512平行的導桿516、以可旋轉(zhuǎn)方式安裝在導桿516上的小車10、皮帶520和沿壓紙卷筒512往復移動小車10的電動機522。打印機500還包含在基板(未表示)上的控制器1?？刂破?通過連接到基板上的接口(未表示)連接到主機(例如為個人計算機、字處理器等)，還利用包含扁平電纜的柔性電纜40連接到小車10。
在打印工作過程中，由驅(qū)動電動機514斷續(xù)驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)壓紙卷筒512，以此按照沿箭頭方向的預定間距斷續(xù)送進記錄紙。小車10包含用于單色(例如黑色)的打印的記錄頭20A和用于多色的打印的記錄頭20B。用于單色的打印的記錄頭20A以可卸方式包含黑色墨水盒528，而用于多色的打印的記錄頭20B以可卸方式包含彩色墨水盒530、532和534。彩色墨水盒530、532和534分別存有黃色墨水、青藍墨水和品紅墨水。
小車10包含噴墨頭驅(qū)動電路31B或31C(下文稱寫為31)，其包含IC芯片(未表示)并連接到柔性電纜40(在圖11中未表示)；以及在噴墨頭20B和20C中的壓電元件21(下文介紹)。利用由控制器1提供的圖像數(shù)據(jù)和控制信號驅(qū)動噴墨頭驅(qū)動電路31，因此控制噴墨頭20A和20B在小車10沿壓紙卷筒512移動的同時在打印紙P上形成預定的圖像。噴墨頭20A和20B中的每一個對應于在圖10和11中所示的噴墨頭20。
在記錄操作結(jié)束之后，小車10返回到原始位置，在該位置設有噴嘴維護機構(gòu)536。噴嘴維護機構(gòu)536包含可移動的吸水帽(未表示)和連接到這一吸水帽的吸水泵(未表示)。當噴墨頭20A和20B中的每一個返回到原始位置時，吸水帽便附著到在每個記錄頭中的噴嘴板上并防止由于驅(qū)動吸水泵在噴嘴板中產(chǎn)生阻塞。
此外，本發(fā)明并不局限于這些優(yōu)選實施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下，可以進行各種變化和改進。
權(quán)利要求
1 一種噴墨打印機，包括噴墨頭，包含多個壓電元件和可以利用所述壓電元件噴射墨水；小車，裝有所述噴墨頭并帶所述噴墨頭移動；以及單片噴墨頭驅(qū)動電路，裝在所述小車上，接收控制信號和用于驅(qū)動所述壓電元件的驅(qū)動信號并驅(qū)動所述噴墨頭，其中所述噴墨頭驅(qū)動電路包含多個選擇部件，連接到每個所述壓電元件，可以接收所述驅(qū)動信號；控制部件，連接到所述選擇部件，根據(jù)所述控制信號控制所述選擇部件，并從所述壓電元件中選擇要驅(qū)動的壓電元件；以及多個電流放大器部件，設在每個選擇部件和壓電元件中，將提供到要驅(qū)動的壓電元件的所述驅(qū)動信號放大。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機，其中所述噴墨頭驅(qū)動電路還包含一電壓放大器部件，公共連接到各所述電流放大器部件。
3 一種噴墨打印機，包括噴墨頭，包含多個壓電元件并可以利用所述壓電元件噴射墨水；以及噴墨頭驅(qū)動電路，接收控制信號和多種類型的用于驅(qū)動所述壓電元件的驅(qū)動信號以及驅(qū)動所述噴墨頭，其中所述噴墨頭驅(qū)動電路包含多個選擇部件，連接到每個所述壓電元件，可以接收所述多種類型驅(qū)動信號中的每一種驅(qū)動信號；控制部件，連接到所述選擇部件，根據(jù)所述控制信號控制所述選擇部件，并從所述各壓電元件中選擇要驅(qū)動的壓電元件和從所述驅(qū)動信號中選擇要使用的驅(qū)動信號；以及多個電流放大器部件，設在每個選擇部件和壓電元件中，將提供到要驅(qū)動的壓電元件的所述驅(qū)動信號放大。
4 根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴墨打印機，其中所述噴墨頭驅(qū)動電路還包含一電壓放大器部件，其公共連接到各所述電流放大器部件。
5 根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴墨打印機，其中所述噴墨頭驅(qū)動電路還包含單片IC。
6 一種噴墨頭驅(qū)動電路，接收控制信號和用于驅(qū)動所述壓電元件的那些多種類型的驅(qū)動信號以及驅(qū)動所述在噴墨頭中的壓電元件，該噴墨頭包含所述多個壓電元件，并能夠利用所述壓電元件噴墨，所述噴墨頭驅(qū)動電路包括多個選擇部件，連接到每個可以接收所述多種類型驅(qū)動信號中的每一種驅(qū)動信號的所述壓電元件；控制部件，連接到所述選擇部件，根據(jù)所述控制信號控制所述選擇部件，并由所述各壓電元件中間選擇要驅(qū)動的壓電元件和由所述驅(qū)動信號中間選擇要使用的驅(qū)動信號；以及多個電流放大器部件，設在每個選擇部件和壓電元件中，將要提供到被驅(qū)動的壓電元件的所述驅(qū)動信號放大。
7 根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴墨打印機，其中所述噴墨頭驅(qū)動電路還包含一電壓放大器部件，公共連接到各所述電流放大器部件。
8 根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴墨打印機，其中所述噴墨頭驅(qū)動電路還包含單片IC。
9 一種單片噴墨頭驅(qū)動電路，其接收控制信號和用于驅(qū)動在噴墨頭中的壓電元件的驅(qū)動信號并驅(qū)動壓電元件，所述噴墨頭包含所述多個壓電元件，并能夠利用所述壓電元件噴墨，所述噴墨頭驅(qū)動電路包括多個選擇部件，連接到每個可以接收每一驅(qū)動信號的所述壓電元件；控制部件，連接到所述選擇部件，根據(jù)所述控制信號控制所述選擇部件，并由所述各壓電元件中間選擇需要驅(qū)動的壓電元件；以及多個電流放大器部件，設在每個選擇部件和壓電元件中，將要提供到被驅(qū)動的壓電元件的所述驅(qū)動信號放大。
10 根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴墨頭驅(qū)動電路，其中所述噴墨頭驅(qū)動電路還包括電壓放大器部件，公共連接到各所述電流放大器部件。
全文摘要
本發(fā)明噴墨打印機,其噴墨頭驅(qū)動電路可以利用比常規(guī)驅(qū)動電路具有較小尺寸和較小電容的晶體管穩(wěn)定地產(chǎn)生較少畸變的驅(qū)動波形。本發(fā)明的噴墨頭包括:一頭,包含若干壓電元件以及用以噴墨;一小車,裝有頭;一頭單片驅(qū)動電路,包含:若干選擇部件;控制部件;以及若干電流放大器部件,設在每個選擇部件和壓電元件中,放大驅(qū)動信號。在噴墨頭驅(qū)動電路中為每個壓電元件裝設電流放大器部件,無需在先技術(shù)中的大尺寸晶體管。
文檔編號B41J2/045GK1260274SQ99123478
公開日2000年7月19日 申請日期1999年11月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月8日
發(fā)明者納浩史 申請人:富士通株式會社