[发明专利]图像记录装置以及头驱动控制装置

说明书

本申请是申请号为02818381.9、申请日为2002年9月19日、申请人为株式会社理光、发明名称为“图像记录装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种例如喷墨印制机的图像记录装置以及用于该图像记录装置的头驱动控制装置。

背景技术

用作图像记录装置(成像装置)例如印制机、传真机、复印机、绘图仪等的喷墨记录装置设置有作为液滴排出头的喷墨头。该喷墨头包括：喷嘴，用于排出墨滴；油墨槽道(该油墨槽道也可以称为排出腔室、压力腔室、增压流体腔室、流体腔室、增压腔室等)，各油墨槽道与喷嘴连接；以及压力产生部件，用于使油墨槽道中的油墨增压。尽管有例如用于排出流体抗蚀剂作为液滴或者用于排出DNA试样作为液滴的多种液滴排出头，但是在下面的说明中主要介绍喷墨头。

对于喷墨头，已知有压电型(日本公开专利申请No.2-51734)、热型(日本公开专利申请No.61-59911)和静电型(日本公开专利申请No.6-71882)。在压电型中，形成油墨槽道的壁的振动板通过利用压电元件(该压电元件是压力产生部件，用于增压油墨槽道中的油墨)而变形，这样，油墨槽道的容积改变，并排出墨滴。在热型中，墨滴通过利用由气泡产生的压力而排出，该气泡通过用加热电阻器加热在油墨槽道中的油墨来产生。在静电型中，形成油墨槽道的壁的振动板和电极相对布置，该振动板通过利用在振动板和电极之间的静电力而变形，这样，油墨槽道的容积改变，并排出墨滴。

在这些喷墨头中，采用两种方法中的任意一种来排出墨滴。一种方法是“推动射出”法，其中，振动板推向增压腔室，这样，该增压腔室的容积减小，并排出墨滴。另一方法是“拉动射出”法，其中，振动板首先通过朝着油墨腔室外部的力而变形，然后，振动板返回它的初始位置，这样，曾经增大的容积将回到它的初始容积，从而排出墨滴。

例如，PCT国际专利申请No.WO 95-10416的日本国内公开中提出了一种压电型头的、采用“拉动射出”方法的驱动方法。该PCT申请公开了一种用于喷墨头的驱动方法，用于通过使用叠置压电促动器单元来排出在增压腔室中的油墨，其中，该叠置压电促动器单元包括基底以及多排叠置压电促动器，每排包括一对叠置压电促动器。叠置压电促动器有压电变形常数d33，并在两端表面上提供有校正电极，该对叠置压电促动器布置在基底上，并使该对叠置压电促动器彼此相对。在驱动方法中，在第一步骤中，电压沿叠置压电促动器的极化方向施加在叠置压电促动器上，以便沿厚度方向拉长该叠置压电促动器。在第二步骤中，通过逐渐减小电压而使油墨充满增压腔室。在第三步骤中，通过突然再次增加电压而使叠置压电促动器沿厚度方向拉长。

不过，在使用上述d33变形的压电元件(压电振动器)的传统“拉动射出”方法中，问题是即使当不进行印制时，电压也总是施加在压电元件上，因此压电元件的可靠性降低，从而使头的可靠性降低。

作为采用“拉动射出”方法的喷墨头的另一实例，日本公开专利申请No.11-268266介绍了一种采用“拉动射出”方法的喷墨印制机。日本公开专利申请No.11-268266公开了一种用于喷墨头中的压电振动器的驱动信号，其中，该驱动信号包括用于以以下方法控制该头的脉冲。

在压力腔室膨胀前和膨胀后之间的驱动信号的电势差ΔV1设置成大于在压力腔室收缩前和收缩后之间的驱动信号的电势差ΔV2。因此，压力腔室从油墨的弯液面(自由表面)主要由喷嘴孔拉动的状态开始收缩，从而排出用于小点的墨滴。通过优化小点的驱动信号，墨滴的重量可以进一步减小，因此，记录点的直径可以进一步减小。

不过，它的问题是很难只通过将驱动信号的电势差ΔV1设置成大于驱动信号的电势差ΔV2而优化用于小点的驱动信号。

也就是，本发明人证实，需要在包含于驱动信号中的放电脉冲(在日本公开专利申请No.11-268266中的放电脉冲114，下文中，“放电脉冲”的意思是“电放电脉冲”)和充电脉冲(在日本公开专利申请No.11-268266中的充电脉冲116)之间进行优化，以便当施加放电脉冲时在油墨压力腔室中形成最大压力振动。也就是，需要优化电压保持时间(在该期间保持恒定电压)、施加放电脉冲的时间以及施加充电脉冲的时间。也就是，可以只在实现该优化时将电势差ΔV1设置成大于电势差ΔV2。