CN102166885B - 液滴排出装置 - Google Patents
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Abstract
一种液体排出装置,在打开关闭向墨室吸引墨而加压的驱动脉冲(P11)后,打开关闭另一驱动脉冲(P12)。由此,使从正压峰值经通常压力值变为负压的墨压中的负压峰值(C)增大,增加向墨室吸引墨的力。另外,该另一驱动脉冲(P12)关闭后,打开再一驱动脉冲(P13),使墨室(6B)内的容积缩小,产生压力。接着,通过关闭该再一驱动脉冲(P13),扩大墨室(6B)内的容积,通过所产生的压力的反作用,向墨室(6B)内快速吸进量多的墨。由此,提前下一驱动脉冲(P11)的打开时刻,通过驱动脉冲(P11)的打开,使墨室(6B)内的墨压进一步变高,能够以适当的压力使下一墨液滴更快地排出。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过增减对墨室内的墨施加的压力,来从与墨室连通的喷嘴排出墨室内的墨液滴的液滴排出装置。
背景技术
在喷墨打印机中,对设置于喷墨头的墨室施加压力,将墨室内的墨液滴从喷嘴排出。从喷嘴排出的墨液滴以拖尾的形式飞翔,该飞翔的液滴的先头部分与后尾部分之间产生速度差。因此,伴随着先行的主液滴,有时会产生不需要的微小液滴(伴随物(satellite))。伴随物附着在记录介质上,使印刷品质降低,附着在装置内,弄脏装置。
作为防止由于该伴随物导致的印刷品质降低和装置污损的技术,专利文件1提出,在驱动喷墨头的驱动信号中,含有两个使墨室膨胀的脉冲信号。若使用该驱动信号驱动喷墨头,则通过第一脉冲信号,对墨室内的墨产生从墨室排出墨所需要的压力变化。此外,通过第二脉冲信号,对墨室内的墨产生与由第一脉冲信号产生的压力变化相位相同的压力变化。
若通过上述驱动信号驱动喷墨头,由第二脉冲信号对墨室内的墨产生的压力变化使墨室内的墨的混响(reverberation)压力变化增加。因此,使墨液滴从弯月面(meniscus)的分离变得良好,可防止伴随物的产生。
近年,随着喷墨打印机的高速化,有时要求对某个像素排出墨液滴后,在短时间内,对沿记录介质输送方向的相邻像素连续排出接下来的墨液滴。另外,在采用通过增减对一个像素排出的墨液滴来具有浓淡(gradation)的多点(multi-drop)式喷墨打印机中,要求对一个像素以短时间间隔连续排出两个以上的墨液滴。
当需要该墨液滴的连续排出时,如何快速调整至能以适当压力将连续排出中的第二个及以后的墨液滴排出的状态变得重要。关于该连续排出墨液滴时墨室内的压力控制,在专利文件2中提出了对排出墨液滴后墨室内的残留振动进行抑制。但是,抑制残留振动只能使墨室内的墨的压力波静止,无法实现以适当的压力快速排出接下来的墨液滴。
另外,在喷墨打印机中,低温环境下墨的粘度变高。因此,为了排出所需要量的墨而增大喷墨头的驱动电压,于是,从喷嘴排出的墨尾变长。由于长尾容易断开,并且因为长而断开为多滴,因此容易产生伴随物。
伴随物附着在记录介质上使印刷品质降低,附着在装置内弄脏装置。因此,特开2000-255055号公报中公开了在容易产生伴随物的低温环境下不进行记录操作,而在对喷墨头进行加温的预热操作后开始记录。
但是,在该喷墨记录装置中,在容易产生伴随物的低温环境下,由于进行预热操作后开始记录,因此图像的记录需要长时间。
引证文件:
专利文件1:日本特开2007-55147号公报
专利文件2:日本特开2002-127418号公报
专利文件3:日本特开2000-255055号公报
发明内容
在通过上述含有两个脉冲信号的驱动信号来驱动喷墨头,从而能抑制伴随物的产生地排出墨液滴的情况下,对于连续排出多个墨液滴,希望在保持抑制伴随物的产生的效果的同时,能够以适当的压力较快地排出接下来的墨液滴。
本发明是鉴于上述情况而作出的。本发明的目的在于提供一种液滴排出装置,其不妨碍从喷嘴排墨的性能,提高抑制伴随物的产生的效率,同时在连续排出墨液滴时能够以适当的压力较快地排出第二个及以后的墨液滴。
为了实现上述目的,本发明的一个方面的液滴排出装置是从喷嘴排出墨液滴的液滴排出装置,包括:压力调整部,其通过改变与所述喷嘴连通的墨室的容积,来增减所述墨室内的墨压;以及驱动部,其生成具有伴随物对策波形的驱动信号,通过所述驱动信号驱动所述压力调整部,所述伴随物对策波形包括:第一膨胀脉冲,其通过所述压力调整部使所述墨室的容积增加一段时间;第二膨胀脉冲,其与所述第一膨胀脉冲结束后隔指定间隔,通过所述压力调整部使所述墨室的容积再次增加一段时间;收缩脉冲,其位于所述第二膨胀脉冲关闭后,通过所述压力调整部使所述墨室的容积减少一段时间,其中,所述驱动部在第一时间段打开所述第二膨胀脉冲,并且在第二时间段关闭所述第二膨胀脉冲,所述第一时间段是从作为由打开关闭所述第一膨胀脉冲而引起的所述墨室内墨压增加的峰的第一正压峰到作为所述第一正压峰之后墨压减少的峰的第一负压峰的时间段,所述第二时间段是从所述第一负压峰到作为所述第一负压峰之后墨压增加的峰的第二正压峰的时间段,所述驱动部在所述第二时间段关闭所述第二膨胀脉冲后打开所述收缩脉冲,并且在从所述第二正压峰到所述墨室内的墨压恢复到通常压力值的时间段,关闭所述收缩脉冲,所述收缩脉冲使所述第二正压峰变高,并且使恢复到所述通常压力值的时刻提早,所述驱动部仅在对同一点连续排出墨液滴的多点操作中,生成含有所述收缩脉冲的所述驱动信号。
附图说明
图1是示出根据本发明一实施方式的喷墨头的概略结构的部分剖视立体图。
图2是图1的A-A剖视图,示出图1所示喷墨头的供墨部。
图3A至3C是图1的B-B剖视图,示出图1所示喷墨头在排墨操作时墨室内的状态变化。
图4是示出具有图1所示喷墨头的喷墨打印机的功能结构的框图。
图5A是示出如下两者的关系的说明图:通常波形驱动信号;对由前述驱动信号驱动的图1所示喷墨头墨室内的墨施加的压力的变化。图5B是示出墨液滴形状变化的说明图。
图6A是示出如下两者的关系的说明图:伴随物对策波形驱动信号的第一实施方式;对由前述驱动信号驱动的图1所示喷墨头墨室内的墨施加的压力的变化。图6B是示出墨液滴形状变化的说明图。
图7是示出如下两者的关系的说明图:使用从图6A的伴随物对策波形省略使墨室收缩的驱动脉冲的驱动信号来连续排出多个墨液滴的驱动信号;对由前述驱动信号驱动的图1所示喷墨头墨室内的墨施加的压力的变化。
图8是示出如下两者的关系的说明图:使用图6A的伴随物对策波形驱动信号连续排出多个墨液滴时的驱动信号;对由前述驱动信号驱动的图1所示喷墨头墨室内的墨施加的压力的变化。
图9是示出固定第一膨胀脉冲与第二膨胀脉冲的间隔,改变第二膨胀脉冲的宽度时,排墨特性的比较的说明图。其中,驱动脉冲P11的宽度为2500ns,括号内的数值表示相对于驱动脉冲P11的宽度的比例。
图10是示出与墨温度相对应的各驱动脉冲及其间隔的修正内容的说明图。
图11是示出如下两者的关系的说明图:伴随物对策波形驱动信号的第二实施方式;对由前述驱动信号驱动的图1所示喷墨头墨室内的墨施加的压力的变化。
图12是示出如下两者的关系的说明图:伴随物对策波形驱动信号的第三实施方式;对由前述驱动信号驱动的图1所示喷墨头墨室内的墨施加的压力的变化。
图13是示出根据本实施方式的喷墨打印机进行记录时的操作的流程图。
具体实施方式
以下,结合附图说明本发明的实施方式。并且,在各附图中,对于相同或相应部位和组成部分,标示相同或相应的附图标记,并省略或简化其说明。
图1是示出根据本发明一实施方式的喷墨头的概略结构的部分剖视立体图。图2是图1的A-A剖视图,示出图1所示喷墨头的供墨部。图3A至3C是图1的B-B剖视图,示出图1所示喷墨头在排墨操作时墨室内的状态变化。图1所示的喷墨头是剪切型(shear mode)喷墨头。
如图1至图3C所示,在喷墨头1中,在由陶瓷等构成的基板2与盖板3之间,配置多个由两个压电部件4a、4b组成的隔壁4(压力调整部)。压电部件4a、4b由例如PZT(PbZrO3-PbTiO3)等公知压电材料构成,且如图3A至3C中的箭头所示,沿相互不同的方向极化。
在基板2、盖板3及隔壁4的前端,固定有喷嘴板5。由此,并排形成基板2、盖板3、隔壁4及喷嘴板5所包围的多个墨室6。在喷嘴板5上,设置多个喷嘴7,墨室6的一端与喷嘴7连通。墨室6的另一端,经过与全部墨室6连通的墨流入口8、墨供给口9,通过墨管10与墨盒(未图示)连接。由墨流入口8、墨供给口9及墨管10构成供墨部。
在构成墨室6的侧面的隔壁4及构成底面的基板2的表面,附着形成有电极11。墨室6内的电极11延伸至压电部件4a的后部侧表面。各电极11,通过该后部侧表面上的各向异性导电膜(未图示)连接软线缆12,通过该软线缆12可对电极11施加驱动电压。
若对电极11施加驱动电压,则隔壁4剪切变形,墨室6的容积及对墨室6内的墨施加的压力(以后,简称为墨压)变化。由此,从喷嘴7排出墨室6内的墨。
图4是示出具有图1所示喷墨头的喷墨打印机的功能结构的框图。根据本实施方式的喷墨打印机具有:驱动喷墨头1的头驱动部21、温度检测部22、加温部23、驱动波形存储部24及控制部26。
头驱动部21进行排出驱动,该排出驱动通过软线缆12向喷墨头1的电极11施加驱动电压使隔壁4变形,从而使墨室6的容积及墨室6内的墨压变化,从喷嘴7排出墨。
温度检测部22检测供给喷墨头1的墨的温度。只要是能检测从墨盒(未图示)供给喷墨头1的墨的温度的位置,温度检测部22可配置在任意位置。
加温部23对供给喷墨头1的墨进行加温。只要是能对从墨盒供给喷墨头1的墨进行加温的位置,加温部23可配置在任意位置。
驱动波形存储部24存储驱动喷墨头1的电压的通常波形及伴随物对策波形的波形数据。通常波形及伴随物对策波形在后文中说明。
控制部26使用温度检测部22的检测结果和从操作面板(未图示)等输入的印刷用纸的种类等,来选择使用通常波形还是伴随物对策波形作为驱动信号的波形。控制部26控制头驱动部21,使其将所选波形的驱动信号输出至喷墨头1的电极11。该驱动信号每排出一滴墨时从头驱动部21输出至墨室6B的电极11B。此外,控制部26控制加温部23的驱动。
接着,说明排墨的基本操作。
如图3A至3C所示,说明从由压电部件4a、4b构成的隔壁4A至4D所分隔的3个墨室6A至6C中的墨室6B排出墨的情形。图5A是示出如下两者的关系的说明图:通常波形驱动信号;由前述驱动信号驱动的喷墨头1墨室6B内的墨压的变化。图5A中,实线表示驱动信号的波形,虚线表示墨室内的墨压。此外,图5B是示出由图5A的驱动信号驱动喷墨头时,排出的墨的液滴形状的变化的说明图。
在图3A所示的定常状态中,若从图4的头驱动部21向喷墨头1供给图5A实线所示的驱动信号,则在时刻t1墨室6A、6C的电极11A、11C接地,同时对墨室6B的电极11B施加负电压(-VA)的驱动脉冲P1。于是,产生方向与构成隔壁4B、4C的压电部件4a、4b的极化方向垂直的电场。由此,在压电部件4a、4b的接合面产生剪切变形,如图3B所示,隔壁4B、4C向相互远离方向变形,墨室6B的容积扩大。结果,墨室6B内的墨压降低,墨从墨流入口8流入墨室6B。
驱动脉冲P1的施加时间(图5A中从时刻t1到时刻t2的时间)为AL。AL(Acoustic Length)是因向容积扩大后的墨室6B流入墨而产生的压力波向整个墨室6B传播直至达到喷嘴7的时间,即,墨室6的声波谐振周期(acoustic resonance period)的1/2。AL取决于喷墨头1的结构和墨密度等。
接着,在时刻t2,对墨室6B的电极11B施加的电压恢复到接地电位。于是,隔壁4B、4C从图3B的状态恢复到图3A所示状态(中立状态)。由此,对墨室6B内的墨加压,从对应的喷嘴7排出墨。图5B中的形状S1表示时刻t2到时刻t3之间的某一时刻墨液滴形状。
在对墨室6B的电极11B施加的电压恢复到接地电位后经过AL,在时刻t3到时刻t4之间(期间:AL),对墨室6B的电极11B施加正电压(VA)的驱动脉冲P2。由此,如图3C所示,隔壁4B、4C向相互接近方向变形,墨室6B的容积缩小。
施加驱动脉冲P2后,在时刻t4到时刻t5(未图示)之间,对墨室6B的电极11B施加的电压为接地电位,恢复到图3A的状态。图5B中的形状S2表示时刻t4之前的某一时刻墨液滴形状。
如此,通常波形是对电极11施加的电压的波形,该波形使隔壁4变形,从而使墨室6B的容积扩大,之后恢复到原来的容积,之后缩小容积,然后再次恢复到原来的容积。
此外,在剪切型喷墨头1中,由于利用上述隔壁4的变形进行排墨,因此无法同时对邻接的墨室进行排出驱动。因此,当进行记录操作时,将喷墨头1所具有的全部墨室6分为由可同时进行排出驱动的墨室组成的多个组,时分驱动每组墨室的排出驱动。
第一实施方式
在上述喷墨打印机中,除了通常波形,还准备了伴随物对策波形,该伴随物对策波形是为了比使用通常波形的情况更抑制伴随物的产生而驱动电极11的电压的波形。该伴随物对策波形的第一实施方式如图6A所示。图6A是示出如下两者的关系的说明图:伴随物对策波形驱动信号;由前述驱动信号驱动的喷墨头1墨室内的墨压的变化。图6A中,实线表示驱动信号的波形,虚线表示墨室内的墨的压力。此外,图6B是示出由图6A的驱动信号驱动喷墨头1时所排出的墨的液滴形状的变化的说明图。
使用该伴随物对策波形时,在图3A所示的定常状态中,若从图4的头驱动部21向喷墨头1提供图6A的实线所示的驱动信号,则在时刻t11墨室6A、6C的电极11A、11C接地,同时对墨室6B的电极11B施加正电压(VA)的驱动脉冲P0(预备脉冲)。由此,如图3C所示,隔壁4B、4C向相互接近的方向变形,墨室6B的容积缩小。
接着,在时刻t12,对墨室6B的电极11B施加的电压恢复到接地电位。于是,隔壁4B、4C从图3C的状态恢复到图3A所示状态(中立位置)。
在紧接着时刻t12后的时刻t13,墨室6A、6C的电极11A、11C接地,同时对墨室6B的电极11B施加负电压(-VA)的驱动脉冲P11(第一膨胀脉冲)。由此,如图3B所示,隔壁4B、4C向相互远离的方向变形,墨室6B的容积扩大。结果,墨室6B内的墨压降低,墨从墨流入口8流入墨室6B。
并且,伴随物对策波形驱动信号中的驱动脉冲P11的施加时间(从时刻t13到时刻t14的时间)与通常波形驱动信号中的驱动脉冲P1的相同,为AL。
接着,在时刻t14,对墨室6B的电极11B施加的电压恢复到接地电位。于是,隔壁4B、4C从图3B的状态恢复到图3A所示的状态(中立位置)。由此,对墨室6B内的墨加压,从对应的喷嘴7排出墨。
在对墨室6B的电极11B施加的电压恢复到接地电位后经过0.4AL,在从时刻t15到时刻t16的0.6AL期间,对墨室6B的电极11B施加负电压(-VA)的驱动脉冲P12(第二膨胀脉冲)。由此,如图3B所示,隔壁4B、4C向相互远离的方向变形,墨室6B的容积扩大。图6B的形状S4表示时刻t15到时刻t16之间的某一时刻墨液滴形状。
接着,在时刻t16,对墨室6B的电极11B施加的电压恢复到接地电位。于是,隔壁4B、4C从图3B的状态恢复到图3A所示的状态(中立位置)。
在时刻t17到0.75AL后的时刻t18期间,对墨室6B的电极11B施加正电压VB的驱动脉冲P13(收缩脉冲),其中时刻t17是从对墨室6B的电极11B施加的电压恢复到接地电位的时刻t16开始极短时间后的时刻。由此,如图3C所示,隔壁4B、4C向相互接近的方向变形,墨室6B的容积缩小。图6B的形状S5表示时刻t17到时刻t18之间的某一时刻墨液滴形状。
对墨室6B的电极11B施加正电压VB的驱动脉冲P13前,墨室6B内的墨压随着对墨室6B的电极11B的驱动脉冲P12的施加而增加。接着,施加驱动脉冲P13,使墨室6B内的容积缩小,由此,驱动脉冲P12关闭(OFF)(时刻t16)后,墨室6B内的墨中产生的正压峰值D由于驱动脉冲P13的打开(ON)(时刻t17)而变高。
施加驱动脉冲P13后,在时刻t18到时刻t19(未图示)之间,对墨室6B的电极11B施加的电压为接地电位,恢复到图3A的状态。图6B中的形状S6表示时刻t18以后的某一时刻墨液滴形状。
在此,由于在墨室6B内的墨压经过正压峰值D恢复到通常压力期间使驱动脉冲P13关闭(时刻t18)而使墨室6B的容积扩大,因此墨室6B内墨的压力从正压峰值D恢复到通常压力的时刻变早。
如此,将由于驱动脉冲P12的打开(时刻t15)而达到负压峰值的墨室6B内的墨压增加到之后的正压峰值D,并快速地减少到通常压力,之后墨室6B内的墨压达到比通常压力低的负压峰值。
因此,由于驱动脉冲P12的打开(时刻t15)而达到负压峰值的墨室6B内的墨压由于其反作用(reaction)而再次变为增加的情况下的墨压正压峰值(图8的峰值D),比起接着驱动脉冲P12不施加驱动脉冲P13的情况下的墨压正压峰值(图7的峰值D’)变高。
而且,利用压力增加程度变大的反作用,与紧接在打开下一驱动脉冲P11之前不施加驱动脉冲P13而打开下一驱动脉冲P11时的相比,由于下一驱动脉冲P11的打开而产生的墨压负压峰值变低。
由此,通过下一驱动脉冲P11的打开而吸入墨室6B的墨量,比下一驱动脉冲P11前不施加驱动脉冲P13时增加,墨室6B的墨压经过负压峰值转变为增加,通过驱动脉冲P11的关闭,墨室6B的容积缩小,对墨加压时的墨压变高。
另外,如图8所示,通过接着驱动脉冲P12施加驱动脉冲P13,墨压经过正压峰值D转变为减少后关闭驱动脉冲P13,相比不施加驱动脉冲P13时(图7),墨室6B内的墨压在更早时刻恢复到通常压力。
因此,连续排出多个墨液滴时,若在驱动脉冲P12后施加驱动脉冲P13,然后施加下一驱动脉冲P11,则与驱动脉冲P12后不施加驱动脉冲P13而打开下一驱动脉冲P11时(图7)相比,能将可打开下一驱动脉冲P11的时刻(时刻t23)变早(图8)。由此,可将第二个及以后的墨液滴以适当的压力更快地排出,提高连续排出墨液滴时的排出性能。
另外,图8中的时刻t23至t29表示如下时刻,即,在为了排出连续排出墨液滴时的第二个墨液滴的驱动信号中,驱动脉冲P11至P13的打开关闭时刻。在这些时刻t23至t29驱动信号的波形与参考图6A说明的伴随物对策波形驱动信号的相关时刻t13至t19驱动信号的波形相同。
如此,伴随物对策波形是对电极11施加的电压的波形,该波形使隔壁4变形,从而使墨室6的容积扩大后,恢复到原来的容积,之后使容积再次扩大,然后再次恢复到原来的容积,然后使容积缩小后再次恢复到原来的容积。
在上述通常波形驱动信号中,如图5A的虚线所示,通过对墨室6B的电极11B开始施加驱动脉冲P1而为负压的墨室6B内的墨压经过负压峰值转变为增加,在经过通常压力达到正压峰值的时刻t2,驱动脉冲P1的施加结束。由此,开始排出墨。接着,由于排出墨,墨室6B内墨的压力转为减少,在经过通常压力达到负压峰值的时刻t3,开始施加驱动脉冲P2。由此,对排墨后的墨室6内的墨施加压力,因此可抑制减压,抑制墨的残留振动。通过这样抑制残留振动,如前所述,可稳定地进行下一排出操作。
另一方面,在上述伴随物对策波形驱动信号中,如图6A的虚线所示,通过开始对墨室6B的电极11B施加驱动脉冲P0而成为正压的墨室6B内的墨压对于从与墨室6B对应的喷嘴7排出墨而言是不充分的。即,驱动脉冲P0是为了,伴随着将下一驱动脉冲P11施加给墨室6B的电极11B,使墨室6B的容积扩大、墨室6B内的墨产生大负压而施加反作用。
接着,在由于开始对墨室6B的电极11B施加驱动脉冲P0而成为正压的墨室6B内的墨压经过正压峰值转为减少而恢复到通常压力的时刻t12,结束施加驱动脉冲P0。接着,在紧接在之后的时刻t13,开始对墨室6B的电极11B施加驱动脉冲P11。由此,利用由于施加驱动脉冲P0而产生的正压的反作用,墨室6B内的墨压产生大的负压。而且,由于对墨室6B的电极11B开始施加驱动脉冲P11而为负压的墨室6B内的墨压经过负压峰值A转为增加,在经过通常压力达到正压峰值B的时刻t14,结束施加驱动脉冲P11。由此,开始排出墨。
如此,在时刻t13施加负电压(-VA)的驱动脉冲P11之前,在时刻t11到t12期间,将正电压(VA)的驱动脉冲P0施加给墨室6B的电极11B,由此,墨室6B内的墨产生的负压峰值A增大。因此,在时刻t13以后,经过负压峰值A的墨室6B内的墨压转为增加,在经过通常压力向正压侧变化时,利用负压峰值A增大的反作用,相比之前没有施加驱动脉冲P0的情况,墨压的增加程度变大。因此,来到时刻t14的墨压的正压峰值B变高,提高了墨的排出性能。
之后,由于排出墨而在墨室6B内产生的负压,墨室6B内的墨压转为减少,在恢复到通常压力的时刻t15,开始对墨室6B的电极11B施加驱动脉冲P12。由此,墨室6B内的墨压的减压程度变大。
在墨室6B内的墨压成为负压峰值C的时刻的墨液滴形状,如图6B所示,成为前端呈稍微膨胀的椭圆的先头部分接着后尾部分的形状S4。将该液滴形状S4与使用图5A的通常波形的驱动信号排出墨时相应时刻的液滴形状S1(图5B)相比,伴随物对策波形的先头部分的膨胀比通常波形的细。这是因为,墨排出开始后,向墨室6B内吸引墨的力增加而导致的。由此,抑制排墨时伴随物的产生,可抑制印刷品质的降低和装置的污损。
另外,即使由于施加驱动脉冲P12而使墨压的减压程度变大,因为在之前的阶段,通过施加驱动脉冲P0和它之后的驱动脉冲P11,使墨压的负压峰值A和它之后的正压峰值B增大,因此,可适当地排出墨。
此外,开始对墨室6B的电极11B施加驱动脉冲P12后,墨室6B内的墨压经过负压峰值C转为增加,在紧接在恢复到通常压力的时刻t16之后的时刻t17,开始对墨室6B的电极11B施加驱动脉冲P13。通过施加该驱动脉冲P13,在与墨室6B相对应的喷嘴7中,产生一次墨的弯月面的振动。即,不会因驱动脉冲P13的施加而导致墨从喷嘴7排出。
在墨室6B内的墨压为正压峰值D的时刻的墨液滴形状,为图6B所示的形状S5。将该液滴形状S5与通过图5A的通常波形的驱动信号排出墨时的对应时刻的液滴形状S2(图5B)进行比较,伴随物对策波形的后尾部分的粗细比通常波形的细。这是因为,开始排出墨后,向墨室6B内吸引墨的力增加导致变细的墨尾在之后进一步变长。而且,通过在从开始施加驱动脉冲P13开始0.75AL后的时刻t18结束施加驱动脉冲P13,经过正压峰值D后转为减少的墨室6B内的墨压恢复到通常压力的时刻变早。由此,因为驱动脉冲P12的施加所导致的负压峰值C的增大而增大了波动振幅的墨压的波动周期缩短,可更早开始下一排墨操作。
伴随物对策波形驱动信号中的驱动脉冲P13施加结束后,经过一定时间后,墨的液滴形状为图6B所示的形状S6。将该液滴形状S6与通过图5A的通常波形的驱动信号排出墨时对应时刻的液滴形状S3(图5B)比较,伴随物对策波形的后尾部分的粗细比通常波形的明显变细。这也是因为,墨排出开始后向墨室6B内吸引墨的力增加而导致的。如此,由于墨液滴的后尾部分的粗细变细,因此可抑制之后伴随物的产生。具体而言,由于墨液滴的后尾部分变细,因此成为伴随物的墨液量减少,后尾部分断开产生的伴随物粒径变小。因此,记录纸上伴随物的存在变得不明显,视觉上也可感觉到抑制了伴随物的产生。
此外,在上述伴随物对策波形驱动信号中,使驱动脉冲P11的宽度(时刻t13至时刻t14)为AL,使驱动脉冲P12的宽度(时刻t15至时刻t16)为0.6AL,使驱动脉冲P13的宽度(时刻t17至时刻t18)为0.75AL,使从结束施加驱动脉冲P11到结束施加驱动脉冲P12的时间宽度(时刻t14至时刻t16)为1.0AL。但是,驱动脉冲P11的宽度可选自0.9AL至1.2AL,驱动脉冲P12的宽度可选自0.5AL至0.7AL,驱动脉冲P13的宽度可选自0.6AL至0.8AL,从结束施加驱动脉冲P11到结束施加驱动脉冲P12的时间宽度可选自0.8AL至1.1AL。
若开始施加驱动脉冲P12与结束施加驱动脉冲P11过于接近,则导致墨的排出速度降低和不排出等排出不良,因此不适宜。
而且,在上述伴随物对策波形驱动信号中,在墨室6B内的墨压通过结束施加驱动脉冲P11而成为正压峰值B后转为减少,成为通常压力的时刻t15,开始施加驱动脉冲P12。但是,只要是墨压从正压峰值B到下一负压峰值C减少的时刻,则可在时刻t15以外的时刻开始施加驱动脉冲P12。由此,使结束施加驱动脉冲P11后转为减少的墨室6B内的墨压到达的负压峰值C变大,可通过增大吸引墨的力来实现抑制伴随物的产生。
另外,在上述伴随物对策波形驱动信号中,在开始施加驱动脉冲P12后墨压经过负压峰值C恢复到通常压力的时刻t16,结束施加驱动脉冲P12,在紧接在该时刻之后的时刻t17,开始施加驱动脉冲P13。但是,只要是墨压从开始施加驱动脉冲P12后的负压峰值C到下一正压峰值D增加的时刻,则可在时刻t16、t17以外的时刻结束驱施加动脉冲P12和开始施加驱动脉冲P13。由此,由开始施加驱动脉冲P12而导致的负压墨压的增加,可不因为结束施加驱动脉冲P12而受到妨碍。
另外,驱动脉冲P13的关闭(结束施加)时刻,只要在从墨室6B内墨压正压峰值D(参考图8)至墨室6B内墨压恢复到通常压力的期间内,则可以是时刻t18以外的时刻。
另外,在开始施加驱动脉冲P12的伴随物对策波形驱动信号中,驱动脉冲P11与驱动脉冲P12的间隔(时刻t14至时刻t15)较佳为驱动脉冲P11宽度的2/5。因此,开始施加驱动脉冲P12的时刻较佳为满足该关系的时刻。另外,这时,驱动脉冲P12的宽度较佳为驱动脉冲P11的宽度的3/5。图9是示出该优选关系的说明图。
图9是示出固定第一膨胀脉冲与第二膨胀脉冲的间隔,改变第二膨胀脉冲的宽度时排墨特性的说明图。具体而言,在相当于第一膨胀脉冲与第二膨胀脉冲的间隔的驱动脉冲P11与驱动脉冲P12的间隔(时刻t14至时刻t15)为驱动脉冲P11的宽度的2/5的情况下,对应于驱动脉冲P12的宽度,示出伴随物产生的防止、排墨性能、综合评价。
如图9所示,在驱动脉冲P11的宽度为2500ns,驱动脉冲P11与驱动脉冲P12的间隔为该宽度的2/5即1000ns的情况下,针对驱动脉冲P12的宽度为800、1000、1200、1400、1500、1600、1800、2000ns,分别对伴随物抑制性能、排墨性能进行评价。
其结果为,关于伴随物抑制性能,驱动脉冲P12的宽度是1400ns以上时为良好,尤其是1500ns以上时为非常好。但是,驱动脉冲P12的宽度是800至1200时,排墨后的墨吸引力不足(墨压负压峰值C过小),没有得到良好结果。
另一方面,关于排墨性能,驱动脉冲P12的宽度在1500ns以下时,得到良好结果。但是,驱动脉冲P12的宽度在1800ns以上时,发生墨的排出速度不足,没有得到良好结果。另外,驱动脉冲P12的宽度为1800、2000ns时,由于吸引力过大(墨压负压峰值C过大),产生空气的吸入,没有得到良好结果。
综合以上的伴随物抑制性能和排墨性能,可知驱动脉冲P12的宽度为1500ns时,得到最佳结果。
此外,墨的粘度因墨温度而变化。即,若墨温度低,则墨的粘度变高,墨通道的阻力变大,墨的流动性变低。相反,若墨温度高,则墨的粘度变低。因此,对应于墨温度或喷墨头1的环境温度,可对各驱动脉冲P0、P11、P12、P13的宽度和驱动脉冲P11与驱动脉冲P12的间隔(时刻t14至时刻t15)进行修正。墨温度或喷墨头1的环境温度可以是例如由温度检测部22检测的温度。
具体而言,如图10所示,关于驱动脉冲P0,墨温度低于标准时,可修正脉冲宽度变长,高于标准时,可修正脉冲宽度变短。相反,关于其它驱动脉冲P11、P12、P13和驱动脉冲P11、P12的间隔,墨温度低于标准时,可修正脉冲宽度和间隔变短,高于标准时,可修正脉冲宽度和间隔变长。由此,可与对应于墨温度的墨流动性相匹配地控制墨的排出,从而适当抑制伴随物的产生。
如此,根据上述第一实施方式,在由于驱动信号中的驱动脉冲P11的施加而产生的墨压正压峰值B与其后的墨压负压峰值C之间,开始施加作为第二膨胀脉冲的驱动脉冲P12,在负压峰值C与其后的墨压正压峰值D之间结束驱动脉冲P12的施加,将如此构成的伴随物对策波形驱动信号用于印刷。因此,可不妨碍从喷嘴7的排墨性能,并提高抑制伴随物的产生的效率。
另外,在上述伴随物对策波形的驱动信号中,通过使用驱动脉冲P12,增加紧接在排墨之后的墨的负压峰值C,增加排墨后的墨吸引力,由此抑制了伴随物的产生。但是,代替使用驱动脉冲P12,通过改变通常波形中的驱动脉冲P1、P2的脉冲宽度及驱动脉冲P1、P2间的间隔,也可作为抑制伴随物产生的结构。以下,对该结构的实施方式进行说明。
第二及第三实施方式
在以下说明的实施方式(第二及第三实施方式)的喷墨记录装置中,在低温环境下也可减少伴随物的产生,并且能够以短时间进行图像记录。该喷墨打印机具有图1至图4各图所示的结构,并且,喷墨头进行图3A至3C所示操作。驱动喷墨头时,分别使用上述图5A所示通常波形的驱动信号和以下说明的伴随物对策波形的驱动信号。在此,结合图11及图12的说明图,说明伴随物对策波形的驱动信号的第二及第三实施方式。
在图11及图12中,实线表示驱动信号的波形,虚线表示墨室内的墨的压力。另外,在图11及图12所示伴随物对策波形的驱动信号中,由于与图6A的实线所示的伴随物对策波形的驱动信号相同的理由,在驱动脉冲P1前使用驱动脉冲P0。
图11是示出如下两者的关系的说明图:伴随物对策波形驱动信号的第二实施方式;由前述驱动信号驱动的喷墨头墨室内的墨压的变化。在该驱动波形中,使通常波形驱动信号中的驱动脉冲P1的脉冲宽度和驱动脉冲P1与P2的间隔比通常波形时的长。具体而言,将驱动脉冲P1的脉冲宽度和驱动脉冲P1与P2的间隔的总时间从通常波形时的2.0AL延长至2.4至2.5AL。如此,可延长排墨后墨压为负压的时间,使排墨后的墨吸引力比通常波形的高,抑制伴随物的产生。
图12是示出如下两者的关系的说明图:伴随物对策波形驱动信号的第三实施方式;由前述驱动信号驱动的喷墨头墨室内的墨压的变化。在该驱动波形中,在使驱动脉冲P1的脉冲宽度变短的同时,使驱动脉冲P1与P2的间隔变短,并且,使驱动脉冲P2的脉冲宽度变长。由此,在开始施加驱动脉冲P1后,墨压的正压峰值在两阶段产生。如此,结束施加驱动脉冲P1比通常波形早,墨压从负压峰值快速经过通常压力变为正压侧,排墨时的墨压的波动周期变短。并且,因为紧接在由于结束施加驱动脉冲P1而从负压变为正压之后开始施加驱动脉冲P2,由此,排墨后的墨压从正压经过通常压力变为负压侧的程度变快。由此,墨的排出周期变短,并且,排墨后的墨吸引力比通常波形的高,可抑制伴随物的产生。
以上说明的伴随物对策波形驱动信号,通过例如图13所示的控制部26的操作,可用于图像数据的印刷。在图13的流程图中,控制部26根据印刷中使用的记录纸的种类和墨的温度,来决定使用通常波形驱动信号和伴随物对策波形驱动信号中的哪一个。此外,在以下说明中,“间隙(gap)”是指喷墨头1与输送来的记录介质间的距离。
若输入记录对象的图像数据,则在步骤S10中,控制部26确认,在输入图像数据的印刷中使用的记录纸所指定的种类是否是需要将喷墨头1与记录纸的间隙比通常的间隙扩大的种类(步骤S10)。作为应将间隙比通常扩大的记录纸的种类,例如有信封等袋状记录纸。并且,代替确认记录纸的种类,还可在步骤S10中直接确认是否是所设定的应扩大喷墨头1与记录纸的间隙的印刷。
在是将间隙设定为比通常大的记录纸种类的情况下(步骤S10:是),进行至后述步骤S60。在不是将间隙设定为比通常大的记录纸种类的情况下(步骤S10:否),判断温度检测部22检测到的墨温度T是否高于可使用喷墨头的温度T1(步骤S20)。温度T为可使用喷墨头的温度T1以下时(步骤S20:否),不进行喷墨头1的记录操作,在步骤S30中,控制部26驱动加温部23进行预热,对供给喷墨头1的墨进行加温。之后,回到步骤S20。可使用喷墨头的温度T1为例如20℃左右。
温度T高于可使用喷墨头的温度T1时(步骤S20:是),在步骤S40中,控制部26判断温度T是否高于通常可使用温度T2。通常可使用温度T2是比可使用喷墨头的温度T1高的温度,温度T比通常可使用温度T2高时(步骤S40:是),进行至步骤S50。温度T为通常可使用温度T2以下时(步骤S40:否),进行至步骤S60。通常可使用温度T2为例如25℃左右。
在步骤S50中,控制部26从驱动波形存储部24读出通常波形的波形数据,根据输入图像数据及通常波形的波形数据来控制头驱动部21,以驱动作为喷墨头1的驱动对象的墨室6进行排墨操作。在图像数据中设定各像素的滴数,对应该滴数,利用各墨室6进行使用图3说明的排出操作。
在步骤S60中,控制部26从驱动波形存储部24读出伴随物对策波形的波形数据,根据输入图像数据及伴随物对策波形的波形数据来控制头驱动部21,以驱动作为喷墨头1的驱动对象的墨室6进行排墨操作。这时,除了图6A的伴随物对策波形驱动信号以外,也可使用图11或图12的伴随物对策波形驱动信号。
此外,可以当在步骤S10中为否时,无条件地进入步骤S50,还可以省略步骤S10而进行从步骤S20开始的操作。另外,还可全部省略图13的流程图所示的操作,每次输入图像数据时,都无条件地一律进行图13的步骤S60所示的操作。
通过以上实施方式的液滴排出装置,排墨后产生的墨负压峰值由于第二膨胀脉冲的打开而增大,向墨室吸引墨的力增大,而且该增大不因第二膨胀脉冲的关闭而受妨碍,不妨碍从喷嘴排出墨的性能,提高抑制伴随物产生的效率。
另外,由于在墨室内的墨压从上述负压峰值到下一正压峰值期间打开收缩脉冲使墨室的容积缩小,因此可将第二膨胀脉冲关闭后墨室内的墨的正压峰值提高。
另外,由于在墨室内的墨压经过上述下一正压峰值恢复到通常压力期间关闭收缩脉冲使墨室的容积扩大,因此墨室内的墨压从上述下一正压峰值恢复到通常压力的时刻变早。
如此,将由于第二膨胀脉冲的打开而到达负压峰值的墨室内的墨压增加到下一正压峰值,再快速减少到通常压力,再之后,墨室内的墨压达到比通常压力低的负压峰值。
因此,由于第二膨胀脉冲的打开而到达负压峰值的墨室内的墨压由于其反作用而再次转为增加时,相比接着第二膨胀脉冲不施加收缩脉冲时,墨压的增加程度变大(墨压的增加峰值变高)。
另外,利用压力增加程度变大的反作用,由于下一第一膨胀脉冲的打开而墨压减少时的负压峰值,与不施加收缩脉冲而打开下一第一膨胀脉冲时的相比,变得更低。
由此,由于下一第一膨胀脉冲的打开而吸进墨室的墨量,与不施加收缩脉冲时的相比增大,墨室的墨压经过负压峰值后转为增加,由于第一膨胀脉冲的关闭,墨室的容积缩小而对墨加压时的墨压变高。
另外,若接着第二膨胀脉冲施加收缩脉冲,则在由于第二膨胀脉冲的关闭而增加的墨压经过正压峰值转为减少后关闭收缩脉冲,由此,相比不施加收缩脉冲时,墨室内的墨压以短时间恢复到通常压力。
因此,在第二膨胀脉冲后施加收缩脉冲,然后施加下一第一膨胀脉冲,由此,在连续排出多个墨液滴时,能够以适当的压力使第二个及以后的墨液滴更早排出,可提高连续排出墨液滴时的排出性能。
而且,通过上述实施方式的液滴排出装置,当进行通过对同一像素排出多个墨液滴,以在该像素上具有色调的多点式印刷时,可确实提早开始连续排出的第二个及以后的墨液滴的排出操作。
另外,通过上述实施方式的液滴排出装置,由于打开预备脉冲,对墨室的墨进行一次加压,由此,利用其反作用,可增加排墨时的墨压(正压峰值),提高排出性能。
另外,通过上述实施方式的液滴排出装置,对应于伴随墨或墨室温度变化的墨粘度变化,可调整驱动信号的波形,以有效抑制伴随物的产生。
另外,通过上述实施方式的液滴排出装置,对应于由于排墨时产生的伴随物导致印刷品质降低的打印机使用环境和使用状态的情况,使用抑制伴随物产生的驱动信号来进行墨的排出,因而可确实抑制伴随物的产生。
Claims (4)
1.一种液滴排出装置,用于从喷嘴排出墨液滴,包括:
压力调整部,其通过改变与所述喷嘴连通的墨室的容积,来增减所述墨室内的墨压;以及
驱动部,其生成具有伴随物对策波形的驱动信号,通过所述驱动信号驱动所述压力调整部,所述伴随物对策波形包括:第一膨胀脉冲,其通过所述压力调整部使所述墨室的容积增加一段时间;第二膨胀脉冲,其与所述第一膨胀脉冲结束后隔指定间隔,通过所述压力调整部使所述墨室的容积再次增加一段时间;收缩脉冲,其位于所述第二膨胀脉冲关闭后,通过所述压力调整部使所述墨室的容积减少一段时间,
其中,所述驱动部在第一时间段打开所述第二膨胀脉冲,并且在第二时间段关闭所述第二膨胀脉冲,所述第一时间段是从作为由打开关闭所述第一膨胀脉冲而引起的所述墨室内墨压增加的峰的第一正压峰到作为所述第一正压峰之后墨压减少的峰的第一负压峰的时间段,所述第二时间段是从所述第一负压峰到作为所述第一负压峰之后墨压增加的峰的第二正压峰的时间段,
所述驱动部在所述第二时间段关闭所述第二膨胀脉冲后打开所述收缩脉冲,并且在从所述第二正压峰到所述墨室内的墨压恢复到通常压力值的时间段,关闭所述收缩脉冲,
所述收缩脉冲使所述第二正压峰变高,并且使恢复到所述通常压力值的时刻提早,
所述驱动部仅在对同一点连续排出墨液滴的多点操作中,生成含有所述收缩脉冲的所述驱动信号。
2.根据权利要求1所述的液滴排出装置,其特征在于,所述驱动部生成含有预备脉冲的所述驱动信号,所述预备脉冲位于所述第一膨胀脉冲打开之前,通过所述压力调整部使所述墨室的容积减少一段时间。
3.根据权利要求1所述的液滴排出装置,其特征在于,还包括:
温度检测部,其检测供给所述墨室的墨的温度;以及
波形修正部,其基于所述温度检测部的检测结果,修正所述驱动信号的脉冲宽度或脉冲间隔。
4.根据权利要求1所述的液滴排出装置,其特征在于,还包括:
控制部,其基于供给所述墨室的墨的温度、所述喷嘴到记录纸的距离以及所述记录纸的种类中的至少一个,决定是否将所述驱动信号供给至所述压力调整部,
其中,当所述控制部决定将所述驱动信号供给至所述压力调整部时,所述控制部对所述驱动部生成所述驱动信号。
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