專利名稱：液體噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴射油墨等液體的技術(shù)。
背景技術(shù)：
一直以來，提出了一種如下的液體噴射技術(shù)，S卩，通過由壓電振子或發(fā)熱元件等的壓力產(chǎn)生元件使壓力室內(nèi)的壓力發(fā)生變化，從而將壓力室內(nèi)的液體(例如油墨)作為液滴而從噴嘴進行噴射的技術(shù)。當壓力室內(nèi)的液體被加壓時，液柱將從噴嘴內(nèi)的液體的基面突出。液柱的頂端部形成較大的主液滴而被噴射，液柱的尾部(液柱的后端部)形成與主液滴相比較小的衛(wèi)星液滴而被噴射。衛(wèi)星液滴會噴落在噴落對象(例如記錄紙)的非目標位置上從而使噴落位置的精度(例如印字精度)下降，或者成為煙霧并漂浮從而污染液體噴射裝置。因此，需要抑制衛(wèi)星液滴的產(chǎn)生。在專利文獻I中，在單一的壓力室內(nèi)設(shè)置有油墨滴噴出用的壓電元件和衛(wèi)星液滴防止用的壓電元件。在噴出時，在對油墨滴噴出用的壓電元件進行驅(qū)動從而自噴嘴壓出油墨并形成油墨柱之后，再通過對衛(wèi)星液滴防止用的壓電元件進行驅(qū)動而壓出油墨柱的后端部從而切斷油墨柱，以此來抑制衛(wèi)星液滴的產(chǎn)生。在專利文獻I的技術(shù)中，由于除了設(shè)置有油墨滴噴出用的壓電元件以外還設(shè)置有衛(wèi)星液滴防止用的壓電元件，因此結(jié)構(gòu)變得復雜，并且產(chǎn)生了分別對多個壓電元件進行各自驅(qū)動的需要?？紤]到以上情況，本發(fā)明的目的在于，通過簡易的結(jié)構(gòu)來抑制液體噴射時的衛(wèi)星液滴的產(chǎn)生。專利文獻I :日本特開平11-170518號公報

發(fā)明內(nèi)容
下面對本發(fā)明為了解決上述課題而采用的方法進行說明。另外，雖然為了便于對本發(fā)明的理解，在以下的說明中，以括號表述標記了本發(fā)明的要素和后文敘述的實施方式的要素之間的對應(yīng)關(guān)系，但這并不意味著將本發(fā)明的范圍限定于實施方式的示例。本發(fā)明的液體噴射裝置為，具備液體噴射部(例如記錄頭22)和驅(qū)動信號生成部 (例如驅(qū)動信號生成部64)的液體噴射裝置(例如印刷裝置100)，所述液體噴射部(例如記錄頭22)通過壓力產(chǎn)生單元(例如壓電振子422)而使壓力室(例如壓力室50)內(nèi)的壓力發(fā)生變動，從而將所述壓力室內(nèi)的液體作為液滴(例如油墨滴B)而從噴嘴(例如噴嘴56) 進行噴射，所述驅(qū)動信號生成部(例如驅(qū)動信號生成部64)產(chǎn)生使所述壓力產(chǎn)生單元工作的驅(qū)動信號(例如驅(qū)動信號C0M)，其中，所述驅(qū)動信號包括第一要素(例如波形W1)，其使所述壓力室加壓，以使所述噴嘴內(nèi)的所述液體突出從而形成液柱(例如油墨柱P);第二要素(例如要素E5)，其在所述第一要素之后使所述壓力室加壓，在所述液柱與所述噴嘴內(nèi)的所述液體連接的狀態(tài)下，使在所述液體的液面(例如液面M)中除去所述液柱的表面之外的部分(例如基面Mb)，相對于所述噴嘴內(nèi)的所述液面和所述噴嘴的內(nèi)表面的相接的位置，更向所述液柱突出的方向突出。
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在以上的結(jié)構(gòu)中，由于通過第一要素的供給而從基面起形成液柱，并在液柱與噴嘴內(nèi)的液體連接的狀態(tài)下供給第二要素，從而將液體的液面中除去液柱的表面之外的部分 (即，液體的基面)壓出，因此液柱的尾部變細，并且欲返回噴出面的表面張力作用于基面， 從而使液柱變得易于斷開。因此，與未在液柱與噴嘴內(nèi)的液體連接的狀態(tài)下壓出液體的基面的結(jié)構(gòu)相比，能夠抑制液滴形成時的衛(wèi)星液滴的產(chǎn)生。另外，“在第一要素之后”是指，包括第一要素后的瞬間、和從第一要素的末端起間隔了預(yù)定期間之后的雙方在內(nèi)的概念。在本說明書中，通常情況下，“在要素之后”是指，包括要素之后的瞬間、和從要素的末端起間隔了預(yù)定期間之后的雙方在內(nèi)的概念，此外，“在要素之前”是指，包括要素前的瞬間、和從要素的起始點起間隔了預(yù)定期間之前的雙方在內(nèi)的概念。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，所述驅(qū)動信號含有第三要素(例如要素E4)，所述第三要素(例如要素E4)，在所述第一要素之后且所述第二要素之前，維持所述第一要素的末端的電位。在以上的結(jié)構(gòu)中，由于在第三要素的供給中壓力產(chǎn)生單元不被驅(qū)動，因此，更適合于在液柱與噴嘴內(nèi)的液體連接的狀態(tài)下形成液柱。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，所述第一要素包括減壓要素(例如要素E1)，其從預(yù)定的基準電位(例如基準電位VREF)起在第一方向上產(chǎn)生第一電位差的電位變化，從而使所述壓力室減壓；加壓要素(例如要素E3)，其在所述第一方向的相反方向上，產(chǎn)生大于所述第一電位差的第二電位差(例如電位的變化量Ae3)的電位變化，從而使所述壓力室加壓。 在以上的結(jié)構(gòu)中，由于在通過加壓要素對壓力室加壓之前先通過減壓要素對壓力室進行減壓，因而液面將會暫且向壓力室側(cè)被拉回，因此由后面的加壓要素進行加壓時能夠有效地形成液柱。并且，由于第二電位差超過第一電位差，因此與第二電位差在第一電位差以下的結(jié)構(gòu)相比，能夠噴射更多量的液體。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，所述驅(qū)動信號含有第四要素(例如要素E4a)，所述第四要素(例如要素E4a)在所述第一要素之后且在所述第二要素之前，使所述壓力室減壓。在以上的結(jié)構(gòu)中，與在第一要素結(jié)束起到第二要素開始為止的期間維持第一要素的末端電位的結(jié)構(gòu)相比，具有抑制了壓力室的過度的振動，并且抑制了驅(qū)動信號的振幅，從而降低了消耗電功率等的優(yōu)點。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，所述第四要素的傾斜度與所述第二要素的電位變化的傾斜度相比更緩和。在以上的結(jié)構(gòu)中，能夠進一步降低液體的液面的變動程度。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，所述驅(qū)動信號還含有，在所述第二要素之后產(chǎn)生、并使所述壓力室減壓的要素(例如要素E7)。在以上的結(jié)構(gòu)中，在通過第二要素的加壓之后使壓力室減壓。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，所述第二要素的電位變化的幅度(例如電位的變化量 Ae5)，在所述第一要素的電位變化的幅度(例如電位的變化量Ae3)的2/5以內(nèi)。根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒂糜趬撼鲆后w的基面的第二次的加壓的程度抑制為，小于用于使液柱突出的第一次加壓的程度。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，在通過所述第一要素而形成的所述液柱相對于噴出面的高度(例如高度PU，在所述噴嘴的直徑(例如直徑d)的兩倍以上五倍以下時，所述第二要素開始。根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠避免出現(xiàn)液柱過短而不易形成液滴的情況、或者液柱過長而不易形成適當大小的液滴的情況。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，通過第二要素而突出的所述液面的相對于噴出面的高度 (例如高度h)，在所述噴嘴直徑的1/2以上3/2以下。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，能夠更為有效地抑制衛(wèi)星液滴的形成。


圖I為本發(fā)明的第一實施方式所涉及的印刷裝置的部分模式圖。
圖2為記錄頭的剖視圖。
圖3為記錄裝置的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4為記錄頭的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5為驅(qū)動信號的波形圖。
圖6為表不油墨滴的噴射的形態(tài)的圖。
圖7為表示驅(qū)動信號和時刻的對應(yīng)關(guān)系的圖。
圖8為表示驅(qū)動信號的波形的比較例的圖。
圖9為表示比較例中油墨的噴射的形態(tài)的圖。
圖10為表示驅(qū)動信號的比較例和時刻的對應(yīng)關(guān)系的圖。
圖11為對比較例和第一實施方式中的油墨滴B的即將噴射之前的狀態(tài)進行對比的圖。
圖12為第二實施方式中的驅(qū)動信號的波形圖。
圖13為表不驅(qū)動信號的波形的改變例的圖。
圖14為表不驅(qū)動信號的波形的改變例的圖。具體實施方式

A :第一實施方式
圖I為，本發(fā)明的第一實施方式所涉及的噴墨式的印刷裝置100的部分模式圖。印
刷裝置100為，向記錄紙200噴射細微的油墨滴的液體噴射裝置，其包括滑架12、移動機構(gòu) 14和紙張輸送機構(gòu)16。在滑架12上，設(shè)置有作為液體噴射部而發(fā)揮功能的記錄頭22，并且以可拆裝的方式搭載有用于存儲向記錄頭22供給的油墨的墨盒24。另外，也可以采用將墨盒24固定在印刷裝置100的筐體(未圖示)上并向記錄頭22供給油墨的結(jié)構(gòu)。移動機構(gòu)14使滑架12沿引導軸32在主掃描方向(圖I中的箭頭標記所示的記錄紙200的寬度方向)上進行往復移動。滑架12的位置被線性編碼器等檢測器(未圖示) 檢測并被用于移動機構(gòu)14的控制中。紙張輸送機構(gòu)16以與滑架12的往復移動并行的方式，在副掃描方向上輸送記錄紙200。通過在滑架12的往復移動時由記錄頭22向記錄紙 200噴射油墨滴，從而使所需的圖像被記錄(印刷)在記錄紙200上。另外，在滑架12的往復移動的端點附近處，設(shè)置有用于密封記錄頭22的噴出面的封蓋34、和用于擦拭噴出面的擦拭器36。圖2為，記錄頭22的剖視圖(與主掃描方向垂直的剖面)。如圖2所示，記錄頭 22具備振動單元42、收納體44和流道單元46。振動單元42包括壓電振子422、電纜424 和固定板426。壓電振子422為壓電材料和電極交替地層疊而成的縱振動型的壓電元件，并根據(jù)經(jīng)由電纜424而供給的驅(qū)動信號而進行振動。振動單元42以固定了壓電振子422的固定板426被粘合在收納體44的內(nèi)壁面上的狀態(tài)，被收納在收納體44內(nèi)。流道單元46為在相互對置的基板462和基板464之間的空隙中插入了流道形成板466的結(jié)構(gòu)體。流道形成板466在基板462和基板464之間的空隙內(nèi)形成包括壓力室50、 供給通道52和貯留室54在內(nèi)的空間。壓力室50在每個振動單元42上通過隔壁而被獨立劃分并且經(jīng)由供給通道52而與貯留室54連通。對應(yīng)于各個壓力室50的多個噴嘴(噴出口)56在基板462上被形成為列狀。噴出面58為，基板462的與壓力室50相反側(cè)的表面。 各個噴嘴56為，使壓力室50與外部連通的貫穿孔。從墨盒24供給的油墨被貯留在貯留室 54內(nèi)。從以上的說明中可以理解為，形成了從貯留室54起經(jīng)由供給通道52、壓力室50和噴嘴56而到達外部的油墨的流道?；?64為，由彈性材料形成的平板部材。在基板464中壓力室50的相反側(cè)的區(qū)域上形成有島狀的島部48。構(gòu)成壓力室50的一部分的基板464以及島部48成為了通過壓電振子422的驅(qū)動而變形并振動的振動板。壓電振子422的頂端面(自由端)被粘合在島部48上。因此，當通過驅(qū)動信號的供給而使壓電振子422被驅(qū)動時，通過基板464經(jīng)由島部48而發(fā)生位移，從而使壓力室50的容積發(fā)生變化，進而使得壓力室50內(nèi)的油墨的壓力發(fā)生變動。即，壓電振子422作為使壓力室50內(nèi)的壓力發(fā)生變動的壓力產(chǎn)生單元而發(fā)揮功能。根據(jù)以上所說明的壓力室50內(nèi)的壓力的變動，從而能夠從噴嘴56噴射油墨滴。圖3為，印刷裝置100的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。如圖3所示，印刷裝置100具備控制裝置102和印刷處理部(打印引擎)104?？刂蒲b置102為，對印刷裝置100的整體進行控制的要素，并包括控制部60、存儲部62、驅(qū)動信號生成部64、外部I/F (interface :接口)66和內(nèi)部I/F68。表示被印刷在記錄紙200上的圖像的印刷數(shù)據(jù)從外部裝置(例如主計算機)300 被供給至外部I/F66，在內(nèi)部I/F68上連接有印刷處理部104。印刷處理部104為，在控制裝置102的控制下對記錄紙200記錄圖像的要素，并包括上文敘述的記錄頭22、移動機構(gòu) 14和紙張輸送機構(gòu)16。存儲部62包括存儲控制程序等的ROM、和臨時存儲圖像的印刷(每個噴嘴56的油墨滴的噴射)中所需要的各種數(shù)據(jù)的RAM?？刂撇?0通過執(zhí)行被存儲在存儲部62內(nèi)的控制程序，從而綜合地對印刷裝置100的各個要素(例如印刷處理部104的移動機構(gòu)14及紙張輸送機構(gòu)16)進行控制。此外，控制部60將從外部裝置300被供給至外部I/F66的印刷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成噴射數(shù)據(jù)D，所述噴射數(shù)據(jù)D為，向每個壓電振子422指示從記錄頭22的各個噴嘴56的油墨滴的噴射或非噴射的數(shù)據(jù)。驅(qū)動信號生成部64生成驅(qū)動信號COM并經(jīng)由內(nèi)部I/F68而將該驅(qū)動信號COM供給至記錄頭22。驅(qū)動信號COM為，對各個壓電振子422進行驅(qū)動從而自壓力室50的噴嘴56噴射油墨滴的周期性信號。圖4為，記錄頭22的電氣結(jié)構(gòu)的模式圖。如圖4所示,記錄頭22包括對應(yīng)于不同的噴嘴56 (壓電振子422)的多個驅(qū)動電路220。驅(qū)動信號COM被共用地供給至多個驅(qū)動電路220。此外，控制部60生成的噴射數(shù)據(jù)D經(jīng)由內(nèi)部I/F68而被供給至各個驅(qū)動電路220。各個驅(qū)動電路220根據(jù)噴射數(shù)據(jù)D而向壓電振子422供給驅(qū)動信號COM。具體而言，當噴射數(shù)據(jù)D指示油墨滴的噴射時，驅(qū)動電路220向壓電振子422供給驅(qū)動信號COM并進行驅(qū)動，以使得振動板(島部48以及基板464)進行振動。由此，經(jīng)由基板464而使壓力室50內(nèi)被加壓，從而使油墨滴從噴嘴56向記錄紙200噴射。另一方面，當噴射數(shù)據(jù)D指示油墨的非噴射(停止噴射)時，驅(qū)動電路220不向壓電振子422供給驅(qū)動信號COM。因此， 油墨滴不會從壓力室50的噴嘴56被噴射。另外，當噴射數(shù)據(jù)D指示油墨的非噴射時，驅(qū)動電路220也可以向壓電振子422供給驅(qū)動信號COM從而驅(qū)動壓電振子422，以使振動板(島部48以及基板464)在油墨滴不被噴射的程度上進行振動。由此，經(jīng)由基板464而對壓力室50內(nèi)的液體以及噴嘴內(nèi)的液體施加了微振動。在該種狀態(tài)下，油墨不會從壓力室50內(nèi)被噴射而是被適度地攪拌。圖5為，驅(qū)動信號生成部64生成的驅(qū)動信號COM的一個周期的波形的一個示例。 圖5中的縱軸表不電位,橫軸表不時間，時間從圖中的左方起向右方推進。如圖5所不,驅(qū)動信號COM被形成為，電位在電位VDH和電位VDL之間變動的波形。驅(qū)動信號COM被形成為，將第一波形W1、第二波形W2和第三波形W3按上述順序依次連接而成的波形。第一波形Wl包括要素E1，其從預(yù)定的基準電位VREF上升至高位側(cè)的電位 VDH ;要素E2，其維持電位VDH ;要素E3，其從電位VDH下降至低位側(cè)的電位VL(VL < VREF <VDH)。當要素El被供給時，壓電振子422使壓力室50減壓。即，振動板(島部48以及基板464)以使壓力室50膨脹的方式而位移。接下來，當要素E2被供給時，以將壓力室50 內(nèi)的壓力維持在要素El的末端時的壓力的狀態(tài)而停止壓電振子422的動作(振動板的位移)。接下來，當要素E3被供給時，壓電振子422使壓力室50加壓。即，振動板(島部48 以及基板464)以使壓力室50收縮的方式而進行位移。第二波形W2為，后續(xù)于第一波形Wl并連接第一波形Wl和第三波形W3的波形部， 其由維持第一波形Wl (要素E3)的末端的電位VL的要素E4形成。因此，壓力室50內(nèi)的壓力的增加被停止。第三波形W3為，后續(xù)于第二波形W2的波形部，其包括要素E5，其從第二波形 W2(要素E4)的末端的電位VL起下降至更低位側(cè)的電位VDL (VDL < VL);要素E6，其維持電位VDL ;要素E7，其從電位VDL起上升至基準電位VREF。當要素E5被供給時，壓電振子 422以壓力室50進一步收縮的方式使振動板(島部48以及基板464)位移，從而使壓力室 50內(nèi)的壓力進一步增加。接下來，當要素E6被供給時，以將壓力室50內(nèi)的壓力維持在要素 E5的末端時的壓力的狀態(tài)而使壓電振子422的動作停止。接下來，當要素E7被供給時，壓電振子422使壓力室50減壓。即，振動板(島部48以及基板464)以使壓力室50膨脹的方式而進行位移。如上文所述，驅(qū)動信號COM為，實現(xiàn)如下加壓工序的信號，該加壓工序被分割成加壓(第一波形Wl的要素E3)—壓力維持(第二波形W2的要素E4)—加壓(第三波形W3 的要素E5)這兩個階段。驅(qū)動信號COM中的各個要素的時間長度以及電位變化量被適當?shù)卦O(shè)定。例如，如圖5所示，要素E5的電位的變化量Ae5(Ae5 = VL-VDL)低于要素E3的電位的變化量Ae3(Ae3 = VDH-VL)。具體而言，優(yōu)選為，要素E5的電位的變化量Ae5被設(shè)定在要素E3的電位的變化量Ae3的2/5以內(nèi)。在圖6中，圖示了通過驅(qū)動信號COM的供給而使油墨滴B從壓力室50的噴嘴56 被噴射時的形態(tài)。圖6為噴嘴56的剖視圖，且以時間序列(時刻tl至時刻t6)而圖示了由于壓力室50的壓力變動而使油墨的液面M發(fā)生位移從而噴射油墨滴B時的形態(tài)。在圖 6中，圖的上方為朝向壓力室50的外部的方向，圖的下方為朝向壓力室50的內(nèi)部的方向。 即，圖6中的方向與圖2中的方向上下反轉(zhuǎn)。此外，圖7圖示了，圖6中的各個時刻(時刻tl至時刻t6)和驅(qū)動信號COM中的時刻的對應(yīng)關(guān)系。在時刻tl，由于在壓電振子422上供給有基準電位VREF的驅(qū)動信號C0M，因而振動板(島部48以及基板464)不發(fā)生位移，從而壓力室50既不加壓也不減壓。因此，油墨的液面M由于表面張力而稍微呈凹狀(圖6中的時刻t I)。在時刻tl之后，上升至高位側(cè)的電位VDH的要素El被供給至壓電振子422，從而壓力室50膨脹并被減壓。由于該減壓，從而使油墨的液面M在朝向壓力室50的內(nèi)部的方向上被拉回，并從噴出面58后退(圖6中的時刻t2)。在時刻t2之后，當對電位VDH進行維持的要素E2到達末端時，下降至低位側(cè)的電位VL的要素E3被供給至壓電振子422，使得壓力室50急劇地收縮從而被加壓。由于該加壓，從而使油墨的液面M在朝向壓力室50的外部的方向(油墨滴B的噴射方向)上前進， 并且使油墨從噴嘴56內(nèi)的油墨的基面Mb (油墨的液面M中除去油墨柱P的表面以外的部分)突出并形成油墨柱P(圖6中的時刻t3)。在時刻t3之后，當要素E3到達末端時，對要素E3的末端的電位VL進行維持的要素E4被供給至壓電振子422。雖然通過要素E4的供給而使朝向壓力室50的加壓被停止， 但是油墨柱P由于從噴嘴56突出時的慣性力而進一步繼續(xù)伸長。在時刻t3之后，于時刻 t4處油墨柱P與油墨的基面Mb連接(圖6中的時刻t4)。在油墨柱P與油墨的基面Mb連接的狀態(tài)下，下降至更低位側(cè)的電位VDL的要素E5 被供給至壓電振子422，以使得壓力室50進一步收縮，從而使壓力室50內(nèi)的壓力增大。由于該壓力的增大，從而使油墨的基面Mb從噴出面58被壓出(圖6中的時刻t5)。另外，優(yōu)選為，要素E5在油墨柱P相對于噴出面58的高度PL例如在噴嘴56的直徑d的兩倍以上五倍以下(2d彡P(guān)L彡5d)時開始。噴嘴56的直徑d例如為IOiim至90 iim左右。此外， 要素E5的供給被開始是在例如開始要素E3的供給的時刻的5至15 ii秒后。在時刻t5當要素E5到達末端時，對要素E5的末端的電位VDL進行維持的要素E6 被供給至壓電振子422。油墨柱P依然由于慣性力而繼續(xù)伸長，在時刻t6，凸狀的基面Mb 和油墨柱P斷開，從而形成單一的油墨滴B (圖6中的時刻t6)。斷開的油墨滴B由于慣性力而飛射。油墨滴B的飛射速度為例如5至IOm/秒左右。之后，上升至基準電位VREF的要素E7被供給至壓電振子422，從而使壓力室50被減壓。以下，將采用了現(xiàn)有的驅(qū)動信號COM’而代替第一實施方式中的驅(qū)動信號COM的油墨滴B的噴射動作作為比較例而進行例示。在該比較例中，由于油墨柱P的尾部的直徑增大并且油墨柱P將會很大程度地伸長，因此在油墨柱P斷開而形成油墨滴B (主液滴)時也會形成衛(wèi)星液滴S。在圖8中圖示了現(xiàn)有的驅(qū)動信號COM’的波形。如圖8所示，驅(qū)動信號COM’被形成為，電位在電位VDH和電位VDL之間變動的波形，并包括第一要素Cl，其從預(yù)定的基準電位VREF上升至高位側(cè)的電位VDH ;第二要素C2，其維持電位VDH ;第三要素C3，其從電位 VDH下降至低位側(cè)的電位VDL ;第四要素C4，其維持電位VDL ;第五要素C5，其從電位VDL上升至基準電位VREF。在該比較中，基準電位VREF、電位VDH和電位VDL被設(shè)定為與第一實施方式相同的值。因此，驅(qū)動信號COM’的振幅ACOM和驅(qū)動信號COM的振幅ACOM相等。與第一實施方式中的第一波形Wl (要素El以及要素E2)同樣，在通過第一要素Cl 和第二要素C2的供給而使壓力室50減壓之后，通過第三要素C3的供給而使壓力室50加壓。第三要素C3的電位的變化量與驅(qū)動信號COM’的振幅AC0M(AC0M = VDH-VDL)相等，并超過第一實施方式中的第一波形Wl的要素E3的電位的變化量Ae3(Ae3 = VDH-VL)。因此， 由第三要素C3所引起的壓力室50的壓力變動的大小，超過由第一波形Wl的要素E3所引起的壓力室50的壓力變動的大小。當?shù)谌谻3到達末端時，與第一實施方式中的第三波形W3 (要素E6以及要素E7)同樣，通過第四要素C4和第五要素C5的供給而使壓力室50 減壓。圖9圖示了，通過現(xiàn)有的驅(qū)動信號COM’而使油墨滴B從壓力室50的噴嘴56被噴射時的形態(tài)。與圖6相同，圖9中的方向與圖2中的方向上下反轉(zhuǎn)。此外，圖10圖示了，圖 9中的各個時刻(時刻tl’至時刻t5’)和驅(qū)動信號COM’中的時刻的對應(yīng)關(guān)系。另外，由于圖9的時刻tl’至時刻t3’中的每一個上的液面M的形態(tài)與圖6的時刻tl至時刻t3中的每一個上的液面M的形態(tài)相同，因此省略其說明。如上文所述，由驅(qū)動信號COM’的第三要素C3所引起的壓力室50的壓力變動的大小，超過由驅(qū)動信號COM的第一波形Wl的要素E3所引起的壓力室50的壓力變動的大小。 在時刻t4’第三要素C3到達末端時，維持第三要素C3的末端的電位VDL的第四要素C4被供給至壓電振子422。在時刻t4’，油墨的基面Mb呈凹狀(圖9中的時刻t4’)。雖然通過第四要素C4的供給而使壓力室50的加壓被停止，但是油墨柱P通過從噴嘴56突出時的慣性力而進一步繼續(xù)伸長，在時刻t5’，凹狀的基面Mb與油墨柱P斷開，從而形成油墨滴B以及衛(wèi)星液滴S (圖9中的時刻t5’)。斷開的油墨滴B以及衛(wèi)星液滴S由于慣性力而飛射。衛(wèi)星液滴S由于液滴直徑以及質(zhì)量較小而容易減速，與作為主液滴的油墨滴B的飛射速度相比以較低的飛射速度進行飛射，因此有時會出現(xiàn)遲于主液滴而噴落在記錄紙200上，并在非目標位置形成污點從而導致印刷精度下降的情況。此外，也有時會出現(xiàn)未噴落在記錄紙200上而形成煙霧并漂浮從而污染印刷裝置100的情況。下面參照圖11，對衛(wèi)星液滴S的形成進行說明。在圖11中，對比較例和第一實施方式中的油墨滴B的即將噴射之前的狀態(tài)進行了對比。首先，對未在形成有油墨柱P的狀態(tài)下使基面Mb被壓出的比較例的情況(圖11(A))進行說明。由于表面張力作用在液面變小的方向上，因此噴嘴56內(nèi)的基面Mb上作用有朝向壓力室50的外部的方向(油墨滴B的噴射方向)上的表面張力F。因此，油墨柱P的尾部的直徑將增大而不易斷開，從而油墨柱 P在油墨柱P和基面Mb連續(xù)的狀態(tài)下伸長為較長。由于油墨柱P的尾部的直徑增大，因此在油墨柱P的頂端部和噴嘴56的噴出面58之間的距離PL增大到相當大的程度之前，油墨柱P不會斷開。當在距離PL增大到相當大的程度的狀態(tài)下油墨柱P斷開時，不僅由油墨柱 P的頂端部形成油墨滴B (主液滴)，而且將會由油墨柱P的尾部形成衛(wèi)星液滴S。另一方面，在第一實施方式的情況下(圖11 (B))，由于通過在形成有油墨柱P的狀態(tài)下使基面Mb被壓出，從而朝向壓力室50的內(nèi)部的方向(突出的基面Mb變小的方向)上的表面張力F作用在基面Mb上，因此，油墨柱P和基面Mb易于被斷開。因此，油墨柱P不會伸長至比較例的程度而會被斷開，從而抑制了噴射油墨滴B時的衛(wèi)星液滴S的形成。另外，當將由于第三波形W3的要素E5而被壓出的油墨的基面Mb的頂端相對于噴出面58的高度h設(shè)為噴嘴56的直徑d的1/2以上3/2以下((1/2)(3/2) d)時，對衛(wèi)星液滴的抑制效果較大。如以上說明所述，在第一實施方式中，在通過要素E3的供給而形成的油墨柱P與基面Mb連續(xù)的狀態(tài)下，供給要素E5而壓出基面Mb。根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，與供給圖8中的驅(qū)動信號COM’從而噴射油墨滴B的情況(不設(shè)置維持壓力的工序，而在一次加壓工序中噴射油墨滴B的情況)相比，由于油墨柱P容易斷開，因此抑制了油墨滴B的噴射時衛(wèi)星液滴S的產(chǎn)生。此外，由于向單一的壓電振子422供給對應(yīng)于兩階段的加壓工序的驅(qū)動信號COM 并進行驅(qū)動，因此與對每個階段的加壓各自設(shè)置壓電元件而分別進行驅(qū)動的結(jié)構(gòu)相比，能夠通過采用了單一的壓電振子的簡易結(jié)構(gòu)而抑制油墨滴噴射時的衛(wèi)星液滴的產(chǎn)生。B :第二實施方式以下對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。在第一實施方式中，第二波形W2維持了第一波形Wl的末端的電位。在第二實施方式中，第二波形W2含有使壓力室50減壓的要素。 另外，在以下所例示的各個方式中，對于作用和功能與第一實施方式相同的要素，轉(zhuǎn)用在以上的說明中參照的符號，并適當?shù)厥÷愿髯缘脑敿氄f明。下面參照圖12，對第二實施方式中的驅(qū)動信號COM的一個周期的波形進行說明。 與圖5相同，圖12中的縱軸表不電位,橫軸表不時間，時間從圖的左方起向右方推進。驅(qū)動信號COM被形成為，將第一波形Wl、第二波形W2和第三波形W3按以上順序依次連接而成的波形。此外，第三波形W3的要素E5成為，電位從后文敘述的第二波形W2的要素E4b的末端起下降的波形。第二波形W2包括要素E4，其維持第一波形Wl (要素E3)的末端的電位VL ;要素 E4a，其電位向使壓力室50減壓的方向變化至基準電位VREF為止；要素E4b，其維持基準電位VREF。由于在使電位下降的要素E5之前且在要素E3之后設(shè)置有使電位上升的要素E4a, 因此與要素E5從要素E4的末端的電位VL起下降的驅(qū)動信號COM的振幅ACOM相比，第二實施方式中的驅(qū)動信號COM的振幅ACOMa被抑制于較小程度。因此，抑制了壓力室50的過度的振動，并削減了消耗電功率。并且，由于在使油墨噴出并噴射時所需要的、要素E3的電位的變化量Ae3(Ae3 = VDH-VL)以及要素E5的電位的變化量Ae5 (Ae5 = VREF-VDL)被維持為與第一實施方式相同，因此油墨滴B以與圖6中所示的狀態(tài)相同的方式而被噴射。S卩，根據(jù)第二實施方式，不僅實現(xiàn)了抑制衛(wèi)星液滴S的產(chǎn)生等第一實施方式的效果，還實現(xiàn)了對壓力室50的過度的振動的抑制以及消耗電功率的下降等的有利效果。另外，如圖12所示，優(yōu)選為，要素E4a的電位變化的傾斜度，與第一波形Wl的要素 E3的電位變化的傾斜度以及第三波形W3的要素E5的電位變化的傾斜度相比更緩和。此時，油墨的液面M的變動被進一步降低。要素E4a達到且要素E4b維持的電位并不限定于基準電位VREF，也可以設(shè)定為更高的電位或者更低的電位。此外，第二波形W2也可以不具備要素E4b，而在要素E4a結(jié)束后直接開始第三波形W3(要素E5)。即，只要在不將電位向與第一波形Wl(要素E3)的末端的壓力相比使壓力室50加壓的方向進行變化，則第二波形W2可以被構(gòu)成為任意的波形。但是，與在第一實施方式中所敘述的內(nèi)容相同，優(yōu)選為要素E5的電位的變化量Ae5低于要素 E3的電位的變化量Ae3。具體而言，優(yōu)選為電位的變化量Ae5被設(shè)定在電位的變化量Ae3 的2/5以內(nèi)。此外，如從以上的示例中可理解為，第一實施方式及第二實施方式中的第二波形 W2為，包括使壓力室50內(nèi)的壓力的增加停止的要素(不從第一波形Wl的末端的電壓起增加的要素)，并含有維持壓力室50的壓力的要素E4 (第一實施方式)和使壓力室50內(nèi)的壓力下降的要素E4a(第二實施方式)中的至少一方的概念。C:改變例以上的各個方式可被改變?yōu)槎喾N式樣。以下例示了具體改變的方式。從以下的示例中任意選擇的兩個以上的方式能夠適當?shù)剡M行組合。(I)改變例 I驅(qū)動信號COM的波形被適當?shù)馗淖儭＠?，雖然在第一實施方式中例示了在第一波形Wl的最初設(shè)置上升至高位側(cè)的電位VDH的要素El和維持電位VDH的要素E2的情況， 但是例如如圖13所示，也可以為第一波形Wl不具備要素El和要素E2，而下降至低位側(cè)的電位VL的要素E3從基準電位VREF起開始。此外，該改變例也可以適用于第二實施方式中的驅(qū)動信號COM。S卩，如圖14所示，也可以為第一波形Wl不具備要素El和要素E2，而下降至低位側(cè)的電位VL的要素E3從基準電位VREF起開始。⑵改變例2也可以采用不設(shè)置第二波形W2，而由第一波形Wl和第三波形W3形成的驅(qū)動信號 COM。即，驅(qū)動信號COM也可以不具有維持電位的要素E4以及要素E4b和使壓力室50內(nèi)減壓的要素E4a中的任意一個，而在第一波形Wl之后直接具有第三波形W3。由于未設(shè)置第二波形W2，因此縮短了驅(qū)動信號COM的一個周期所需要的時間，從而能夠更加迅速地實施印字動作。在以上的結(jié)構(gòu)中，第一波形Wl的要素E3的電位變化的傾斜度和第三波形W3的要素E5的電位變化的傾斜度被設(shè)定為不同，以使得通過要素E3的供給而使噴嘴56內(nèi)的油墨突出并形成油墨柱P，并通過要素E5的供給而在油墨柱P和噴嘴56內(nèi)的油墨連接的狀態(tài)下使基面Mb向油墨柱P突出的方向突出。⑶改變例3雖然在以上的各個方式中，以通過相對于基準電位VREF成負極性的電位的供給而使壓力室50加壓、并通過正極性的電位的供給而使壓力室50減壓的方式，使壓電振子 422工作，但是向壓電振子422供給的電位的極性與加壓、減壓之間的關(guān)系也可以反轉(zhuǎn)。例如，在通過負極性的電位的供給而使壓力室50減壓并通過正極性的電位的供給而使壓力室50加壓的結(jié)構(gòu)中，使圖5中的驅(qū)動信號COM的電位的高低逆轉(zhuǎn)后的波形被利用于對壓電振子422的驅(qū)動中。(4)改變例 4雖然在以上的各個方式中例示了縱振動型的壓電振子422，但是使壓力室50內(nèi)的壓力發(fā)生變化的要素(壓力產(chǎn)生單元)的結(jié)構(gòu)并不限定于以上的示例。例如，也可以利用彎曲振動型的壓電振子或靜電驅(qū)動器等的振動體。此外，本發(fā)明的壓力產(chǎn)生單元并不限定于對壓力室50施加機械性振動的要素。例如，也可以利用通過對壓力室50的加熱而產(chǎn)生氣泡以使壓力室50內(nèi)的壓力發(fā)生變化的發(fā)熱元件(加熱器)來作為壓力產(chǎn)生單元。即，本發(fā)明的壓力產(chǎn)生單元包括使壓力室50內(nèi)的壓力發(fā)生變化的要素，而不考慮使壓力發(fā)生變化的方法(壓電方式或加熱方式)以及結(jié)構(gòu)如何。(5)改變例 5以上的各個方式的印刷裝置100可以被適用于繪圖儀、傳真裝置、復印機等各種設(shè)備。當然，本發(fā)明的液體噴射裝置的用途并不限定于圖像的印刷。例如，噴射各種顏料的溶液的液體噴射裝置，作為形成液晶顯示裝置的彩色薄膜的制造裝置而被利用。此外，噴射液體狀的導電材料的液體噴射裝置，例如作為形成有機EL (Electroluminescence 電致發(fā)光)顯示裝置或電場放出顯示裝置(FED :Field Emission Display)等顯示裝置的電極的電極制造裝置而被利用。此外，噴射生物有機物的溶液的液體噴射裝置，作為制造生物化學元件(生物元件)的元件制造裝置而被利用。此外，雖然在以上的各個方式中，例示了搭載有記錄頭22的滑架12在主掃描方向上移動的連續(xù)型的印刷裝置100，但本發(fā)明同樣適用于利用了行式的記錄頭的印刷裝置，所述行式的記錄頭以在記錄紙的寬度方向的全部區(qū)域內(nèi)排列多個噴嘴的方式而在主掃描方向上被構(gòu)成為長條狀。符號說明100…印刷裝置；12…滑架；14…移動機構(gòu)；16…紙張輸送機構(gòu)；22…記錄頭；24… 墨盒；42…振動單兀；422…壓電振子;46…流道單兀;462、464…基板；466…流道形成板； 48…島部;50…壓力室;52…供給通道；54…貯留室；56…噴嘴;58…噴出面;102…控制裝置;104…印刷處理部;60…控制部;62…存儲部；64…驅(qū)動信號生成部；66…外部I/F ； 68…內(nèi)部I/F ;220…驅(qū)動電路;200…記錄紙;300…外部裝置出…油墨滴;C0M…驅(qū)動信號；d…噴嘴的直徑；F…表面張力；M…液面；Mb…基面屮…油墨柱；S…衛(wèi)星液滴。
權(quán)利要求
1.一種液體噴射裝置，具備液體噴射部，其通過壓力產(chǎn)生單元而使壓力室內(nèi)的壓力發(fā)生變動，從而將所述壓力室內(nèi)的液體作為液滴而從噴嘴進行噴射；驅(qū)動信號生成部，其生成使所述壓力產(chǎn)生單元工作的驅(qū)動信號，所述驅(qū)動信號包括第一要素，其使所述壓力室加壓，以使所述噴嘴內(nèi)的所述液體突出而形成液柱；第二要素，其在所述第一要素之后使所述壓力室加壓，并在所述液柱與所述噴嘴內(nèi)的所述液體連接的狀態(tài)下，使所述液體的液面中除去所述液柱的表面以外的部分，相對于所述噴嘴內(nèi)的所述液面和所述噴嘴的內(nèi)表面相接的位置，更向所述液柱突出的方向突出。
2.如權(quán)利要求I所述的液體噴射裝置，其中，所述驅(qū)動信號包括第三要素，所述第三要素在所述第一要素之后且在所述第二要素之前，維持所述第一要素的末端的電位。
3.如權(quán)利要求I或2所述的液體噴射裝置，其中，所述第一要素包括減壓要素，其從預(yù)定的基準電位起在第一方向上產(chǎn)生第一電位差的電位變化，從而使所述壓力室減壓；加壓要素，其在所述第一方向的相反方向上產(chǎn)生大于所述第一電位差的第二電位差的電位變化，從而使所述壓力室加壓。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的液體噴射裝置，其中，所述驅(qū)動信號包括第四要素，所述第四要素在所述第一要素之后且在所述第二要素之前，使所述壓力室減壓。
5.如權(quán)利要求4所述的液體噴射裝置，其中，所述第四要素的傾斜度與所述第二要素的電位變化的傾斜度相比更緩和。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項所述的液體噴射裝置，其中，所述驅(qū)動信號還包括，在所述第二要素之后產(chǎn)生、并使所述壓力室減壓的要素。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項所述的液體噴射裝置，其中，所述第二要素的電位變化的幅度，在所述第一要素的電位變化的幅度的2/5以內(nèi)。
8.如權(quán)利要求I至7中任一項所述的液體噴射裝置，其中，當通過所述第一要素而形成的所述液柱相對于噴出面的高度，在所述噴嘴的直徑的兩倍以上五倍以下時，所述第二要素開始。
9.如權(quán)利要求I至8中任一項所述的液體噴射裝置，其中，通過所述第二要素而突出的所述液面相對于噴出面的高度，在所述噴嘴的直徑的1/2 以上3/2以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液體噴射裝置，其通過簡易的結(jié)構(gòu)來抑制液體噴射時的衛(wèi)星液滴的產(chǎn)生。液體噴射裝置(100)具備液體噴射部(22)，其通過壓力產(chǎn)生單元(422)而使壓力室(50)內(nèi)的壓力發(fā)生變動，從而使壓力室(50)內(nèi)的液體作為液滴(B)而從噴嘴(56)噴射；驅(qū)動信號生成部(64)，其生成使壓力產(chǎn)生單元(422)工作的驅(qū)動信號(COM)。驅(qū)動信號(COM)包括第一要素(W1)，其使壓力室(50)加壓，以使噴嘴(56)內(nèi)的液體突出從而形成液柱(P)；第二要素(E5)，其在第一要素(W1)之后使壓力室(50)加壓，在液柱(P)與噴嘴(56)內(nèi)的液體連接的狀態(tài)下，使液體的液面(M)中除去液柱(P)表面之外的部分(Mb)，相對于噴嘴(56)內(nèi)的液面M和噴嘴的內(nèi)表面相接的位置，更向液柱(P)突出的方向突出。
文檔編號B41J2/045GK102602149SQ20121001818
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者張俊華 申請人:精工愛普生株式會社