本發明的實施方式涉及噴墨頭及噴墨記錄裝置。
背景技術:
一種噴墨頭通過壓電構件的剪力型(シェアモード)變形來吐出已流入設于壓電構件的多個槽中的油墨。這種噴墨頭在槽的側壁以使夾著壓電構件的方式而形成電極。當對夾著該壓電構件的一對電極施加電壓時,則壓電構件變形。噴墨頭通過使壓電構件變形來使槽內的壓力變化而吐出油墨。
如上述那樣構成的噴墨頭使油墨吐出而使構成槽的側壁的壓電構件變形,因此相對于該槽的左右相鄰的槽的一個側壁也變形。因此,具有油墨還從左右相鄰的槽中吐出的可能性。于是,存在一種使油墨流入備用的槽中的噴墨頭。
上述的噴墨頭經由公共電極而對分別形成于油墨流入的多個槽的電極輸入驅動波形,對分別形成于油墨未流入的多個槽的各電極輸入對應于印刷數據的驅動波形。但是,在從驅動公共電極的一個驅動電路中經由公共電極而輸入驅動波形的情況下,該時由于同時驅動幾個壓電構件,在輸出驅動波形的驅動電路及公共電極的阻抗上所產生的電壓降不同。該結果,存在根據印刷數據而被輸入至電極的驅動波形產生差異的可能性。因此,存在印刷的可靠性受損的可能性。
技術實現要素:
發明要解決的技術問題
本發明所要解決的技術問題是提供可靠性高的噴墨頭及噴墨記錄裝置。
用于解決技術問題的技術方案
一個實施方式所涉及的噴墨頭具備:壓電構件,在所述壓電構件的表面交替地具有分別由一對側面與底面構成的多個第一槽和多個第二槽;噴嘴板,至少對應所述第一槽的位置而配置有噴嘴,并且所述噴嘴板堵住所述壓電構件的表面;油墨室,與所述第一槽連通并供給油墨;第一電極,設于各個所述第一槽的所述一對側面中的至少一個側面;第二電極,設于各個所述第二槽的隔著所述壓電構件而與所述第一電極相對的所述側面;以及驅動電路,具有對應每個所述第一電極而設置且分別對各個所述第一電極輸入共同的第一驅動波形的多個第一驅動器、和對應每個所述第二電極而設置且分別對各個所述第二電極輸入與印刷數據對應的每個所述第二電極的第二驅動波形的多個第二驅動器。
另一個實施方式所涉及的噴墨記錄裝置,具備:所述噴墨頭;以及輸送裝置,將記錄紙輸送至與所述噴嘴相對的位置。
附圖說明
圖1是用于對一個實施方式所涉及的噴墨記錄裝置的構成的例子進行說明的圖。
圖2是用于對一個實施方式所涉及的噴墨記錄裝置的控制系統的構成的例子進行說明的圖。
圖3是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的構成的例子進行說明的圖。
圖4是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的一部分的構成的例子進行說明的圖。
圖5是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的一部分的構成的例子進行說明的圖。
圖6是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的一部分的構成的例子進行說明的圖。
圖7是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的一部分的構成的例子進行說明的圖。
圖8是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的一部分的構成的例子進行說明的圖。
圖9是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的驅動電路的構成的例子進行說明的圖。
圖10是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的第一驅動器的構成的例子進行說明的圖。
圖11是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的第二驅動器的構成的例子進行說明的圖。
圖12是用于對一個實施方式所涉及的噴墨頭的動作的例子進行說明的圖。
符號說明
1…噴墨打印機;10…殼體;11…供紙盒;12…排紙托盤;13…輸送裝置;14…保持輥;15…保持裝置;16…圖像形成裝置;17…除電剝離裝置;18…翻轉裝置;19…清潔裝置;21…噴墨頭;31…主控制部;34…輸送控制部;35…印刷數據輸出部;40…驅動電路;41…波形生成電路;42…通道控制電路;43…第一驅動器;44…第二驅動器;51…第一開關元件;52…第二開關元件;61…第一邏輯元件;62…第二邏輯元件;63…第三邏輯元件;64…第一開關元件;65…第二開關元件;100…基材;116…油墨室;117…壁材;118…壓電構件;119…絕緣覆膜、131…第一槽;132…第二槽;133…側壁;134…第一電極;135…第二電極;136…第一布線;137…第二布線;138…側面;139…底面;140…側面;141…底面;200…框構件;300…噴嘴板;301…噴嘴;302…表面;400…殼體。
具體實施方式
以下,參照附圖對一個實施方式所涉及的噴墨頭及噴墨記錄裝置進行說明。
首先,對一個實施方式所涉及的噴墨打印機1進行說明。圖1是示出一個實施方式所涉及的噴墨打印機1的構成例的說明圖。圖2是示出噴墨打印機1的控制系統的主要部分的構成例的說明圖。
噴墨打印機1是噴墨記錄裝置的一個例子。需要說明的是,噴墨記錄裝置并不局限于此,也可以是復印機這樣的其它裝置。
如圖1所示,噴墨打印機1例如一邊輸送作為記錄介質的記錄紙P,一邊進行圖像形成等各種處理。噴墨打印機1具備:殼體10、供紙盒11、排紙托盤12、輸送裝置13、保持輥(鼓)14、保持裝置15、圖像形成裝置16、除電剝離裝置17、翻轉裝置18以及清潔裝置19。并且,噴墨打印機1具備:作為主要的控制系統的主控制部31、操作I/F32、通信I/F33、輸送控制部34、印刷數據輸出部35、以及油墨供給部36。
供紙盒11容納多張記錄紙P。供紙盒11例如被配置于殼體10內。
排紙托盤12設于殼體10。排紙托盤12容納通過噴墨打印機1被形成圖像并排出的記錄紙P。
輸送裝置13具有沿著輸送記錄紙P的路徑而配置的多個引導件和多個輸送輥。輸送輥通過由基于輸送控制部34的控制來動作的電機驅動而旋轉,輸送記錄紙P。多個引導件中的一部分通過由基于輸送控制部34的控制來動作的電機使其旋轉,切換輸送記錄紙P的輸送路徑。輸送裝置13將容納于供紙盒11中的記錄紙P輸送至保持輥14。另外,輸送裝置13將從保持輥14被供給的記錄紙P輸送至排紙托盤12或翻轉裝置18。輸送裝置13例如基于輸送控制部34的控制而將輸送記錄紙P的輸送目的地在排紙托盤12與翻轉裝置18之間切換。
保持輥14具有由導體形成的圓筒狀的框架和形成于該框架的表面上的薄的絕緣層(未圖示)。該框架已接地(接地連接)。保持輥14通過在將記錄紙P保持于框架的表面上的狀態下使框架旋轉來輸送記錄紙P。
保持裝置15使從輸送裝置13輸送到的記錄紙P吸附并保持于保持輥14的框架的表面。保持裝置15例如在將記錄紙P按壓于保持輥14的框架之后,利用通過使記錄紙P帶電而產生的靜電力使記錄紙P吸附于保持輥14的框架的表面。
圖像形成裝置16將圖像形成于通過保持輥14而輸送的記錄紙P上。圖像形成裝置16具有多個噴墨頭21。圖像形成裝置16具有分別對應于例如青、洋紅、黃以及黑等各色的多個噴墨頭21。噴墨頭21具有吐出油墨的噴嘴。噴墨頭21將吐出油墨的噴嘴設置在與保持輥14的框架的表面相對的方向上。
圖像形成裝置16通過由噴墨頭21向被保持于保持輥14的框架的表面的記錄紙P吐出油墨而將圖像形成于記錄紙P的一個面上。圖像形成裝置16通過根據從印刷數據輸出部35輸出的印刷數據而使各噴墨頭21動作,從而將對應于印刷數據的圖像形成于記錄紙P上。
除電剝離裝置17通過將被保持輥14的框架保持的記錄紙P的靜電力消除而從保持輥14上剝離記錄紙P。例如,除電剝離裝置17通過向記錄紙P供給電荷而將記錄紙P消除,并且通過將爪插入于記錄紙P與保持輥14的框架的表面之間而將記錄紙P從保持輥14上剝離。從保持輥14剝離的記錄紙P被供給至輸送裝置13。
翻轉裝置18使記錄紙P的表面與背面和/或前后翻轉,并將記錄紙P供給至保持輥14。即,翻轉裝置18將通過除電剝離裝置17從保持輥14上剝離的記錄紙P的形成有圖像的面朝向保持輥14的框架的表面,將記錄紙P供給至保持輥14。
清潔裝置19除去附著于保持輥14的框架的表面的油墨以及紙粉。
主控制部31控制噴墨打印機1的由輸送裝置13進行的記錄紙P的輸送及由圖像形成裝置16進行的對記錄紙P的圖像形成。主控制部31由CPU等處理器、程序存儲器、動作存儲器以及各種界面等構成。主控制部31通過處理器執行程序存儲器中存儲的程序來實現各種處理功能。
例如,主控制部31根據經由通信I/F33接收到的數據(例如印刷指示)而生成用于通過圖像形成裝置16來形成圖像的印刷數據。印刷數據例如構成為由多個像素構成的線多行排列。主控制部31將生成的印刷數據供給印刷數據輸出部35。
操作I/F32與未圖示的操作部連接。操作I/F32將與對操作部的操作輸入對應的操作信號供給主控制部31。
通信I/F33與未圖示的網絡或電子設備等連接。通信I/F33能夠直接或經由網絡而與其它電子設備接發送數據。通信I/F33構成為例如LAN連接器、USB端口、無線LAN模塊等。
輸送控制部34控制輸送裝置13的動作。例如,輸送控制部34控制用于驅動輸送裝置13的輸送輥的電機的動作。另外,例如,輸送控制部34控制用于使引導件旋轉的電機的動作。
印刷數據輸出部35將用于通過圖像形成裝置16而使其形成圖像的印刷數據輸出至圖像形成裝置16。印刷數據輸出部35具備例如暫時性地存儲印刷數據的圖像存儲器。印刷數據輸出部35將從主控制部31供給的印刷數據存儲于圖像存儲器中,并將圖像存儲器中所存儲的印刷數據逐次輸出至圖像形成裝置16。
油墨供給部36基于主控制部31的控制將保持有油墨的油墨罐(未圖示)內的油墨向圖像形成裝置16的噴墨頭21供給。油墨供給部36具備例如與油墨罐與噴墨頭21連通的軟管、和經由該軟管將油墨罐內的油墨向噴墨頭21供給的泵。
具備上述構成的噴墨打印機1在經由通信I/F33而接收到指示印刷的數據的情況下,通過主控制部31而生成印刷數據。主控制部31將已生成的印刷數據經由印刷數據輸出部35而供給至圖像形成裝置16。輸送控制部34將記錄紙P從供紙盒11中取出并供給至保持輥14。保持輥14在保持著記錄紙P的狀態下輸送。圖像形成裝置16通過根據印刷數據而使各噴墨頭21動作,從而對由保持輥14正在輸送的記錄紙P形成圖像。
接下來,對噴墨頭21的詳細構成進行說明。圖3至圖8是用于對噴墨頭21的構成例進行說明的圖。
圖3是噴墨頭21的分解立體圖。
如圖3所示,噴墨頭21例如為側面發射型的剪力型共享模式方式的按需噴墨頭。噴墨頭21被搭載于上述噴墨打印機1上,向記錄紙P吐出油墨。
噴墨頭21具備:基材100、噴嘴板300、框構件200以及殼體400。在殼體400上設有油墨罐及使噴墨頭21動作的驅動電路40。
噴墨頭21在基材100的安裝面121的中央部具有在基材100的長度方向上延伸的兩條壓電構件118。
另外,如后面詳細描述地,在噴墨頭21的內部設有由基材100、噴嘴板300和框構件200包圍的油墨室116(圖7)。
如圖3所示,基材100形成為矩形的板狀。在本實施方式中,作為基材100的材料,使用了氧化鋁。作為基材100的材料,并不局限于此,例如,也可以為碳化硅(SiC)或鍺基板這樣的其它半導體。另外,基材100的材料也可以為陶瓷、玻璃、石英、樹脂或者金屬這樣的其它材料。作為陶瓷,能夠使用例如氧化鋯、碳化硅、氮化硅或鈦酸鋇這樣的氮化物、碳化物或氧化物。作為樹脂,能夠使用例如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、或者聚醚砜這樣的塑料材料。作為金屬,能夠使用例如鋁或鈦。需要說明的是,在作為基材100而使用金屬材料的情況下,需要用絕緣材料覆蓋安裝面121。
基材100具有安裝面121。在安裝面121的中央部壓電構件118排成兩列而設置。各壓電構件118的列間的方向的截面為梯形,彼此遠離而平行地配置。在基材100上,沿著壓電構件118的長度方向而設有多個供給口125和多個排出口126。
多個供給口125沿著兩條壓電構件118之間即基材100的中央部并在基材100的長度方向上排列而設置。各供給口125貫通基材100而與油墨罐(未圖示)連通。換而言之,從油墨罐通過供給口125供給至噴墨頭21的油墨向油墨室116流入。
如圖3所示,排出口126將供給口125夾于中間并在兩條壓電構件118的外側排成兩列而設置。各排出口126貫通基材100而連通于油墨罐(未圖示),將油墨室116內的油墨向油墨罐排出。因此,油墨通過供給口125以及排出口126而在油墨罐與油墨室116之間循環。
如圖3所示,噴嘴板300例如由聚酰亞胺的矩形的薄膜形成。作為噴嘴板300的材料,并不局限于此,例如,也可以為碳化硅(SiC)或鍺基板這樣的其它半導體。作為其它樹脂材料,能夠使用例如另外種類的聚酰亞胺、ABS、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜這樣的塑料材料。另外,作為陶瓷,能夠使用例如氧化鋯、碳化硅、氮化硅、鈦酸鋇等氮化物或氧化物。另外,噴嘴板300也可以由金屬材料形成。作為金屬材料,能夠使用例如鋁、SUS或者鈦。需要說明的是,在噴嘴板300上使用了金屬材料的情況下,在與第一電極134、第二電極135接觸的部位形成絕緣材料。
在噴嘴板300的油墨吐出側的表面302上形成有疏墨膜(未圖示)。疏墨膜例如由具有疏液性的硅類疏液材料或含氟類有機材料形成。
噴嘴板300隔著框構件200而與基材100的安裝面121相對配置。噴嘴板300具有貫通了噴嘴板300的多個噴嘴301。多個噴嘴301沿著噴嘴板300的長度方向排成兩列而配置。
如圖3所示,框構件200例如由鎳合金形成為矩形的框狀。作為框構件200的材料,但并不局限于此,例如,也可以為碳化硅(SiC)或鍺基板這樣的其它半導體。作為其它的樹脂材料,能夠使用例如另外種類的聚酰亞胺、ABS、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜這樣的塑料材料。另外,作為陶瓷,能夠使用例如氧化鋯、碳化硅、氮化硅、鈦酸鋇等氮化物或氧化物。框構件200配置于基材100的安裝面121與噴嘴板300之間。框構件200具有包圍兩條壓電構件118并包圍所有的噴嘴301的大小。需要說明的是,在作為框構件而使用了金屬材料的情況下,在與第一布線136及第二布線137接觸的部位處形成絕緣材料。
壓電構件118例如由鋯鈦酸鉛(PZT)形成。壓電構件118通過將板狀的兩個壓電體以彼此的極化方向相對的方式貼合而形成。本實施方式所涉及的壓電構件118具有在長度方向上延伸的棒狀的外形。需要說明的是,作為壓電材料,并不局限于此,能夠使用例如PTO(PbTiO3:鈦酸鉛)、PMNT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)、PZNT(Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)、ZnO、以及AlN這樣的各種壓電性材料。
如圖3所示,壓電構件118粘接于基材100的安裝面121上。作為該粘接材料,例如使用具有熱固化性的環氧系粘接材料。
圖4是將在基材100上排成兩列的壓電構件118的附近放大而示出的立體圖。在圖4中,為了使壓電構件118等的構造變得易于觀察,將噴嘴板300的一部分省略而示出。
如圖4所示,壓電構件118具有與基材100的安裝面121平行的上表面118c以及以使從該上表面118c的短邊方向的兩端邊向安裝面121擴展的方式傾斜的兩個傾斜面118b。壓電構件118在其表面118a上交替地具有沿基材100的短邊方向延伸的多個第一槽131(以下,也稱為壓力室131)和多個第二槽132(以下,也稱為空氣室132)。第一槽131及第二槽132的兩端與傾斜面118b相連。在本實施方式中,第一槽131和第二槽132是分別被形成為相同形狀的槽。需要說明的是,第一槽131與第二槽132的形狀也可以不同。如果改變想法,壓電構件118具有形成這些第一槽131及第二槽132的多個側壁133。換而言之,側壁133為設于第一槽131與第二槽132之間的凸部。
而且,在第二槽132的兩端部設有壁材117。壁材117密封第二槽132的兩端。壁材117具有設于與壓電構件118的上表面118c同一平面上的上表面117a。壓電構件118的上表面118c及壁材117的上表面117a與噴嘴板300粘接。由此,防止填充至油墨室116的油墨向第二槽132侵入。
圖5是將圖3的噴墨頭21在長度方向上沿F4-F4切開后的部分的放大截面圖。
如圖5所示,噴嘴板300的噴嘴301設置成一個噴嘴301與一個第一槽131連通。也就是說,噴嘴板300具有對應于設于兩列壓電構件118上的第一槽131的兩列噴嘴301。另一方面,沒有對應于第二槽132的噴嘴。
在此,對油墨室116的構成以及油墨的流動方式進行詳細說明。
圖6是將圖3中示出的噴墨頭21的壓電構件118的一方局部放大后的平面圖。圖7是將圖6中示出的噴墨頭21沿F7-F7切開后的截面圖。而且,圖8是將圖6中示出的噴墨頭21沿F8-F8切開后的截面圖。
油墨室116是被基材100的安裝面121、噴嘴板300以及框構件200包圍的空間。在油墨室116中包括第一油墨室116a和第二油墨室116b。第一油墨室116a是兩個壓電構件118之間的空間。多個供給口125與第一油墨室116a連通。另一方面,第二油墨室116b是兩個壓電構件118的框構件200側(外側)的空間。多個排出口126分別與第二油墨室116b連通。
油墨罐內的油墨通過泵(未圖示)而向油墨室116供給。此時,油墨從油墨罐中被供給至第一油墨室116a。油墨室116被供給的油墨逐漸地填滿。具體而言,已流入第一油墨室116a的油墨通過位于其兩側的壓電構件118的多個第一槽131而向位于外側的兩個第二油墨室116b流出。由此,被框構件200包圍的整個油墨室116由油墨填滿。而且,已流向第二油墨室116b的油墨經由多個排出口126而向油墨罐返回。
交替地被配置于多個第一槽131之間的多個第二槽132由于如圖7所示其兩端被壁材117堵塞,因此油墨不會侵入。因此,多個第一槽131作為使油墨循環的流路的一部分而發揮作用,而多個第二槽132作為油墨不侵入的虛擬室而發揮作用。
接下來,對配置于基材100和壓電構件118上的電極以及布線進行說明。
如圖5所示,在第一槽131中形成有第一電極134,在第二槽132中形成有第二電極135。在圖5的例子中,在一個第一槽131中形成有一個第一電極134,在一個第二槽132中形成有兩個第二電極135。第一電極134延續到第一槽131的一對側面138與底面139而形成。第二電極135分別延續到第二槽132的各側面140和底面141的一部分而形成。
如圖6所示,在第二油墨室116b的基材100上設有向第一槽131延伸的第一布線136和向第二槽132延伸的第二布線137。在圖6的例子中,對每個第一槽131設有一個第一布線136,對每個第二槽132設有兩個第二布線137。第一布線136的一端與形成于第一槽131中的第一電極134連接,第一布線136的另一端經由柔性線路板40a而與圖3中示出的驅動電路40連接。另外,兩個第二布線137的一端分別與形成于第二槽132中的兩個第二電極135連接,第二布線137的另一端經由柔性線路板40a而與圖3中示出的驅動電路40連接。
設于第一槽131及第二槽132中的第一電極134及第二電極135例如由鎳薄膜形成。第一電極134及第二電極135并不局限于此,例如,也可以由Pt(鉑)及Al(鋁)、Ti(鈦)的薄膜形成。并且,作為第一電極134及第二電極135的材料,還能夠使用Cu(銅)、Al(鋁)、Ag(銀)、Ti(鈦)、W(鎢)、Mo(鉬)、Au(金)這樣的其它材料。
而且,與第二電極135連接的第二布線137被由絕緣材料而形成的絕緣覆膜119覆蓋。另外,絕緣覆膜119可以以進一步覆蓋第一布線136的方式而設計。絕緣覆膜119以覆蓋第二布線137與填充于油墨室116b的油墨接觸的位置而設計。通過該構成,能夠防止第一電極134與第二布線137之間、或者多個第二布線137彼此之間產生的電位差施加于油墨。另外,可以使絕緣覆膜119延長至框構件200與第一布線136及第二布線137之間的粘接部分為止。
通過上述那樣的構成,能夠利用設于與一個噴嘴對應的第一槽131中的第一電極134、和設于隔著壓電構件118與第一電極134相對的第二槽132的側面140上的第二電極135的電位差而使壓電構件118變化。即,由壓電構件118以及夾著壓電構件118的第一電極134和第二電極135構成使第一槽131的容積變化的致動器。如此,由致動器、被填滿油墨的第一槽131及對應于第一槽131的噴嘴301構成吐出油墨的一個通道,而該致動器由壓電構件118、第一電極134以及第二電極135構成。
接下來,對噴墨頭21的驅動電路40的構成進行說明。圖9至圖11是用于對驅動電路40的構成進行說明的圖。驅動電路40對由噴嘴301、第一槽131以及通過變形而使第一槽131的容積變化的致動器構成的每個通道控制來自噴嘴301的油墨的吐出。為此,驅動電路40根據印刷數據對各通道中每一個控制設于與一個噴嘴對應的第一槽131中的第一電極134和設于隔著壓電構件118與第一電極134相對的第二槽132的側面140上的第二電極135的電位差。由此,驅動電路40對構成與印刷數據相對應的通道的致動器驅動而使第一槽131的容積變化,從而使油墨從噴嘴301中吐出。
如圖9所示,驅動電路40具備:波形生成電路41、通道控制電路42、多個第一驅動器43以及多個第二驅動器44。例如,驅動電路40具備對應每個第一電極134的第一驅動器43,具備對應每個第二電極135的第二驅動器44。即,驅動電路40對應每個通道具備一個第一驅動器43和兩個第二驅動器44。
波形生成電路41生成并輸出主波形和副波形。主波形及副波形分別為由高電平和低電平的信號構成的矩形脈沖。波形生成電路41的輸出主波形的端子與各第一驅動器43連接。另外,波形生成電路41的輸出副波形的端子與各第二驅動器44連接。即,波形生成電路41將相同的主波形輸入至各第一驅動器43,將相同的副波形輸入至各第二驅動器44。需要說明的是,波形生成電路41也可以是將每個通道不同的副波形輸入至第二驅動器44而并非將相同的副波形輸入至各第二驅動器44的構成。
通道控制電路42切換第二驅動器44的接通狀態和斷開狀態。通道控制電路42通過根據印刷數據而對每個通道生成通道控制信號并輸入至對應于各通道的第二驅動器44,從而對每個通道切換第二驅動器44的接通狀態和斷開狀態。通道控制信號為由高電平和低電平的信號構成的矩形脈沖。通道控制電路42通過將高電平的通道控制信號輸入至第二驅動器44而使第二驅動器44變為接通狀態。另外,通道控制電路42通過將低電平的通道控制信號輸入至第二驅動器44而使第二驅動器44變為斷開狀態。
通道控制電路42通過使對應于使油墨吐出的通道的第二驅動器44變為接通狀態而使油墨從噴嘴301中吐出。并且,通道控制電路42使對應于不使油墨吐出的通道的第二驅動器44變為斷開狀態。由此,通道控制電路42將電壓施加于構成將油墨吐出的通道的致動器而使其變形。由此,通道控制電路42對構成與印刷數據對應的通道的致動器驅動而使第一槽131的容積變化,從而使油墨從噴嘴301中吐出。
第一驅動器43根據輸入的波形而對第一電極134供給電位。例如,第一驅動器43被構成為NOT電路。圖10是示出第一驅動器43的構成例。例如第一驅動器43具備第一開關元件51和第二開關元件52。第一開關元件51例如由p-MOS構成。第二開關元件52例如由n-MOS構成。第一開關元件51和第二開關元件52的柵極與波形生成電路41的主波形的輸出端子連接。第一開關元件51的源極與電壓為Vd的未圖示的驅動電源連接。第一開關元件51的漏極與第二開關元件52的漏極和第一驅動器43的輸出端子連接。第二開關元件52的源極與GND連接。
第二驅動器44根據被輸入的波形而對第二電極135供給電位。例如,第二驅動器44被構成為通過通道控制信號而能控制接通狀態和斷開狀態的NOT電路。圖11示出第二驅動器44的構成例。例如第二驅動器44具備:第一邏輯元件61、第二邏輯元件62、第三邏輯元件63、第一開關元件64及第二開關元件65。
第一邏輯元件61例如由NOT電路構成。第二邏輯元件62例如由OR電路構成。第三邏輯元件63例如由AND電路構成。第一開關元件64例如由p-MOS構成。第二開關元件65例如由n-MOS構成。
向第一邏輯元件61輸入從通道控制電路42輸出的通道控制信號。第一邏輯元件61將通道控制信號反相而輸出。
向第二邏輯元件62輸入第一邏輯元件61的輸出和從波形生成電路41輸出的副波形。第二邏輯元件62輸出第一邏輯元件61的輸出與副波形的邏輯和(負邏輯的邏輯積)。
向第三邏輯元件63輸入從通道控制電路42輸出的通道控制信號和從波形生成電路41輸出的副波形。第三邏輯元件63輸出通道控制信號與副波形的邏輯積。
第一開關元件64的柵極與第二邏輯元件62的輸出端子連接。第二開關元件65的源極與第三邏輯元件63的輸出端子連接。第一開關元件64的源極與電壓為Vd的未圖示的驅動電源連接。第一開關元件64的漏極與第二開關元件65的漏極和第二驅動器44的輸出端子連接。第二開關元件65的源極與GND連接。
需要說明的是,第一驅動器43及第二驅動器44的構成并非限于上述的構成。第一驅動器43及第二驅動器44的構成只要為獲得與通過上述的構成獲得的真值相同的真值的構成,則就可以為任意構成。
接下來,對噴墨頭21的動作進行說明。
例如,主控制部31在接收到印刷指示的情況下生成印刷數據,并將印刷數據經由印刷數據輸出部35而輸入到噴墨頭21的驅動電路40。
并且,油墨供給部36根據主控制部31的控制經由軟管及多個供給口125來將油墨罐內的油墨向噴墨頭21供給。通過供給口125而被供給至噴墨頭21的油墨從與第一油墨室116a連通的第一槽(壓力室)131的一端向第一槽131流入。從第一槽131中流出的油墨向第二油墨室116b流動。已流出到第二油墨室116b的油墨經由多個排出口126而向油墨罐排出。
供給到油墨室116的油墨的供給量及排出量被調節為排出油墨室116內部的空氣泡且不會從噴嘴301中擠出油墨的值。而且,油墨室116內的油墨通過供給口125和排出口126而在油墨室116與油墨罐之間循環,使得油墨未滯留于油墨室116內。
接收到印刷數據的驅動電路40通過將電位分別供給對應于各個通道的第一電極134及第二電極135而使在第一電極134與第二電極135之間產生與印刷數據對應的電位差,從而對每個通道驅動致動器。
圖12是用于對驅動電路40中的各信號及致動器的施加電壓進行說明的時序圖。圖12示出的時間Tt表示吐出油墨所需的時間。在該時間Tt之中包括用于吐出油墨的準備時間、油墨的吐出時間以及用于后處理的時間。在圖12中,將第二電極135的電位與第一電極134的電位之差作為施加于致動器的施加電壓而示出。
由波形生成電路41生成的主波形在一個時間Tt中在相當于用于吐出油墨的準備時間的時機(タイミング)被設定為高電平。另外,由波形生成電路41生成的副波形在一個時間Tt中在相當于油墨的吐出時間的時機被設定為高電平。另外,由通道控制電路42生成的通道控制信號以相當于時間Tt的長度作為最小單位而切換為高電平和低電平。
第一驅動器43在主波形為高電平的情況下將已連接于輸出端子的第一電極134的電位下降至GND,在主波形為低電平的情況下將已連接于輸出端子的第一電極134的電位提高至驅動電源的電壓Vd。
另外,第二驅動器44在通道控制信號為高電平、副波形為高電平的情況下將被連接于輸出端子的第二電極135的電位下降至GND,在通道控制信號為高電平、副波形為低電平的情況下將被連接于輸出端子的第二電極135的電位提高至驅動電源的電壓Vd。另外,第二驅動器44在通道控制信號為低電平的情況下,不論副波形的高電平和低電平,都使與輸出端子連接的第二電極135開放。由此,第二電極135的電位經由壓電構件118的靜電電容而被提高或下降至與通過從第一驅動器43輸出的主波形而驅動的第一電極134的電位同等的電位。即,在通道控制信號為低電平的情況下,第二電極135的電位跟隨與第一電極134同等的電位。
從按這種方式控制的第一電極134的電位中減去第二電極135的電位后的電位差是向致動器的施加電壓。
該結果,如圖12所示,在通道控制信號為高電平的通道中,在主波形為高電平、副波形為低電平的時機下,第一電極134的電位被下降至GND,第二電極135的電位被提高至電壓Vd。該結果,對由第一電極134、第二電極135以及它們之間的壓電構件118構成的致動器施加施加電壓-Vd。
當對致動器施加施加電壓-Vd時,致動器從第一電極134側向第二電極135側彎曲。即,構成第一槽131的側面138的側壁133分別從第一槽131向第二槽132側彎曲。由此,第一槽131的容積增加,第一槽131內的壓力減少。該結果,油墨從第一油墨室116a流入第一槽131。
另外,在通道控制信號為高電平的通道中,在主波形為低電平、副波形為高電平的時機下,第一電極134的電位被提高至電壓Vd、第二電極135的電位被下降至GND。該結果,對由第一電極134、第二電極135以及它們之間的壓電構件118構成的致動器施加施加電壓+Vd。
當對致動器施加施加電壓+Vd時,致動器從第二電極135側向第一電極134側彎曲。即,構成第一槽131的側面138的側壁133分別從第二槽132向第一槽131側彎曲。由此,第一槽131的容積減少,第一槽131內的壓力增加。該結果,第一槽131內的油墨從與第一槽131連通的噴嘴301中吐出。
另一方面,在通道控制信號為低電平的通道中,由于第一電極134的電位與第二電極135的電位始終一致,因此不論主波形、副波形的電平如何,電位差都不供給致動器,從而不吐出油墨。通過這種方式,能夠僅從根據通道控制信號而選擇的通道中按需吐出油墨。
接下來,對本實施方式所涉及的噴墨頭的作用效果進行說明。
根據上述那樣的構成,通過對每個第一電極所設置的多個第一驅動器而分別向對每個通道所設置的多個第一電極供給電位,并通過與第二電極對應的多個第二驅動器而分別對與各第一電極夾著壓電構件而相對設置的多個第二電極供給電位。即,噴墨頭并不是將電位從一個驅動器通過公共電極而供給各第一電極,而是將電位從對應各第一電極、第二電極中的每一個而設置的各第一驅動器和第二驅動器的組合中各自的通道中的每一個獨立地供給各第一電極和第二電極。這樣,排除了將驅動波形共同地供給各壓電構件的公共阻抗部分。因此,不會發生現有的驅動電路那樣的、根據同時驅動幾個壓電構件而電壓下降不同從而依賴于印刷數據的內容導致被輸入至電極的驅動波形產生差異等問題。其結果,噴墨頭不論印字內容如何都能夠進行穩定的印字。并且,抑制濃度不均、印字質量的下降,能夠實現印刷可靠性的提高。
另外,噴墨頭由于每個第一電極都具備第一驅動器,所以無需對公共電極立體布線,因此能夠抑制制造成本。
另外,噴墨頭能夠通過供給第一電極和第二電極的電位的組合來按三等級控制致動器的動作。即,噴墨頭能夠以相當于第一驅動器及第二驅動器的驅動電源的電壓的0倍、1倍、2倍的振幅來驅動致動器。通過將致動器的驅動電壓變為驅動電源的電壓的最大兩倍,從而即使驅動電源的電壓低,也能夠將致動器的驅動振幅取得較大,即電壓效率提高。另外,通過按三等級控制致動器的動作,從而能夠高效且細微地調節吐出速度和吐出體積、吐出后的阻尼等關于印字質量、印字速度的吐出特性。
另外,噴墨頭由于通過共同的主波形來驅動將電位供給各第一電極的各第一驅動器,所以能夠使電位在各第一電極上變為相同的值。即,噴墨頭構成為在不同的第一電極間不會產生電位差。由此,噴墨頭能夠防止由于第一電極對油墨供給電位差。并且,噴墨頭設有防止油墨流入設置有第二電極的第二槽中的壁材。由此,噴墨頭能夠防止由第二電極對油墨供給電位差。像這樣地構成的噴墨頭能夠防止由于對油墨供給電位差而油墨發生電化學反應。
需要說明的是,在上述的實施方式中,雖然看作噴墨頭21被構成為構成第一槽131的一對側面138的一對側壁133分別作為致動器而進行了說明,但不限定于該構成。噴墨頭也可以被構成為構成第一槽131的一對側面138的一對側壁133中的一方作為致動器。
另外,在上述的實施方式中,雖然說明了噴墨頭21的第一電極134延續到第一槽131的一對側面138和底面139而形成,但不限定于該構成。第一電極134也可以分別形成于第一槽131的一對側面138的整個面或一部分面。在這種情況下,分別形成于每個通道的第一槽131的一對側面138上的第一電極134通過第一布線136而與對應于通道的第一驅動器43的輸出端子連接。
另外,在上述的實施方式中,雖然說明了噴墨頭21的驅動電路40為一個第二驅動器44對與通道對應的兩個第二電極135供給電位的構成,但不限定于該構成。驅動電路40也可以為具備對應每個第二電極135的第二驅動器44的構成。
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,并非旨在限定發明的范圍。這些實施方式能夠以其它各種方式進行實施,能夠在不脫離發明的主旨的范圍內進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及該變形被包括在發明的范圍和主旨中,同樣地包括在權利要求書所記載的發明及該均等的范圍內。