液体喷射设备及其喷射控制方法、以及喷墨设备的制作方法

专利名称：液体喷射设备及其喷射控制方法、以及喷墨设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体喷射设备、用于液体喷射设备的喷射控制方法、以及喷墨设备，更具体地涉及一种适用于在由于电路控制装置中的故障等而发生控制错误时防止喷射器(液滴喷射机构)连续喷射的技术。
背景技术：
诸如喷墨打印头之类的液体喷射头包括多个用于喷射液滴的喷射器。每个喷射器由如下部件构成喷嘴，其形成喷射部分，液滴通过喷嘴喷出；压力腔，其包含液体并连接 至喷嘴；以及压力产生元件，其向压力腔中的液体施加喷射能量或者压力。布置成对应于各个喷射器的各压力产生元件通过电线连接至电路控制装置。电路控制装置包括多个开关，根据外部信号来使这些开关闭合和断开。各压力产生元件分别通过这些开关连接至驱动电路。通过控制连接至各压力产生元件的开关的闭合/断开状态，来控制驱动电压向压力产生元件的施加，进而控制从喷嘴喷射液滴。在这种构成中，存在其中出于某些原因而使得一部分电路控制装置故障并且一部分喷射器变得不受控制的情况。例如，可能出现其中尽管施加了外部控制信号以断开连接至压力产生元件的开关、而该开关仍保持闭合的故障。在这种情况下，从连接至出现该故障的开关的喷射器不断进行不必要的喷射。为了解决这一问题，日本专利申请公开No. 2006-142504描述了一种方法，其通过将连接至存在喷射异常的喷射器的线路断开来禁止喷射。作为实现这一目标的具体措施，描述了一种通过从液体喷射头的喷嘴面侧提供激光来切断线路的方法。但是，该方法仅仅可实施来应用至其中连接至发生喷射异常的喷射器的线路靠近喷嘴板的情况。并且，当喷射异常已经出现在已安装至喷墨设备中的打印头中时，除非从喷墨设备移除该打印头，否则不能采用前述方法。假设采用其中喷墨设备附加了激光产生设备的构成，则成本相应地提高。

发明内容
鉴于这些情况设计出本发明，本发明的一个目的是提供一种液体喷射设备、用于液体喷射设备的喷射控制方法、以及喷墨设备，由此在已经发生了诸如电路控制装置(ASIC)故障之类的控制缺陷的情况下，可以防止持续喷射并且可以继续使用头，而不用替换或者修理头。为了实现前述目的，本发明提供了一种液体喷射设备，包括多个喷嘴，每个喷嘴均被配置成作为喷射液滴的喷射口；多个压力产生元件，其各自被布置成对应于各喷嘴，每个压力产生元件均被配置成产生喷射能量以便从相应的一个喷嘴喷射液滴；电路控制装置，其包括多个开关，所述多个开关的第一端分别连接至与各喷嘴对应的各压力产生元件；电压波形产生装置，其被配置成产生将被提供给其中第一端被连接至各压力产生元件的开关的第二端的电压波形；以及开关控制装置，其输出控制信号以使每个开关闭合和断开，其中，电压波形产生装置所产生的电压波形具有这样的波形当根据控制信号而使所述多个开关中的一个开关闭合和断开以便将一部分电压波形施加至与所述一个开关相连的一个压力产生元件时，从与已被施加了所述一部分电压波形的所述一个压力产生元件相对应的所述一个喷嘴喷射液滴，而当整个电压波形被施加至所述一个压力产生元件时，实质上不从与施加了所述整个电压波形的所述一个压力产生元件相对应的所述一个喷嘴喷射液滴。根据本发明的这一方面，通过控制与压力产生元件相连的开关的闭合和断开从而将电压波形的一部分提供给压力产生元件来从喷嘴喷射液滴。如果开关变得不受控制并保持持续闭合，则整个电压波形都被施加至与该开关连接的压力产生元件。这种情况下，实质上没有液滴从相应喷嘴喷出。优选地，电压波形包括主波形段和辅助波形段，所述主波形段用于喷射驱动以便在所述主波形段被施加至所述一个压力产生元件时导致从所述一个喷嘴喷射液滴，所述辅 助波形段用于在所述辅助波形段与所述主波形段相组合地被施加至所述一个压力产生元件时抑制从所述一个喷嘴喷射液滴。本发明的这一方面采用了使用其中以时分方式组合主波形段和辅助波形段的电压波形的构成。根据该方面，可以在仅仅将主波形段施加至压力产生元件时进行喷射。当主波形段和辅助波形段二者都被施加时，实质上不喷射。优选地，所述辅助波形段在电压波形中位于所述主波形段之前。用于抑制由主波形段引起的喷射的辅助波形段可置于主波形段之前或者之后，或者还可以在主波形段之前以及之后布置两个辅助波形段。优选地，电压波形具有其中辅助波形段被添加在主波形段之前的构成。优选地，通过以下方式组合辅助波形段和主波形段来形成电压波形其中被施加了所述辅助波形段的一个压力产生元件在液体中产生的压力波将被施加了所述主波形段的所述一个压力产生元件在液体中产生的压力波的至少一部分抵消。根据本发明的这一方面，可以在施加主波形段时降低喷射效率，并且可以在主波形段和辅助波形段都被施加时实现实质上不喷射液滴的状态。优选地，所述的液体喷射设备进一步包括液体喷射头，其包括多个喷射器，所述多个喷射器分别具有多个喷嘴、分别连接至各喷嘴的多个压力腔、以及与各压力腔相对应地布置的压力产生元件，其中辅助波形段包括产生下降和上升之一的电压变化的第一波形元素；主波形段包括产生与辅助波形段的第一波形元素相同的下降和上升之一的电压变化的第二波形元素；包括了一个压力腔和在所述一个压力腔中包含的液体的压力腔系统具有共振周期Tc ;以及辅助波形段的第一波形元素与主波形段的第二波形元素彼此以时间间隔(2n+l) X (Tc/2)间隔开，其中n是不小于0的整数。根据本发明的这一方面，电压波形被构造成使得辅助波形段和主波形段的相同方向上的电压变化部分(例如下降部分或上升部分)被隔开压力腔系统的共振周期的一半(Tc/2)的奇数倍。通过该方面，可以有效地中和压力波。还优选地，所述液体喷射设备进一步包括液体喷射头，其包括多个喷射器，所述多个喷射器分别具有多个喷嘴、分别连接至各喷嘴的多个压力腔、以及与各压力腔相对应地布置的压力产生元件，其中辅助波形段包括产生下降和上升之一的电压变化的第一波形元素；主波形段包括产生与辅助波形段的第一波形元素相反的下降和上升中的另一个的电压变化的第二波形元素；包括了一个压力腔和在所述一个压力腔中包含的液体的压力腔系统具有共振周期Tc ；以及辅助波形段的第一波形元素与主波形段的第二波形元素彼此以时间间隔(n+1) XTc间隔开，其中n是不小于O的整数。根据本发明的这一方面，电压波形被构造成使得辅助波形段和主波形段的相反方向上的电压变化部分(例如下降部分或上升部分)被隔开压力腔系统的共振周期Tc的整数倍，诸如辅助波形段的上升部分以及主波形段的下降部分，或者辅助波形段的下降部分以及主波形段的上升部分。通过该方面，可以有效地中和压力波。优选地，辅助波形段的电压幅度不小于主波形段的电压幅度。根据本发明的这一方面，可以在施加主波形段时通过辅助波形段有效地降低喷射效率。
优选地，辅助波形段中的最低电压不高于主波形段中的最低电压。根据本发明的这一方面，可以在施加主波形段时通过辅助波形段有效地降低喷射效率。优选地，电压波形在一个记录周期中包括多个主波形段和多个辅助波形段。根据本发明的这一方面，可以采用其中主波形段和辅助波形段的多个组合结合在一起的电压波形构成。通过改变所述多个主波形段中的施加至压力产生元件的主波形的数量，可以改变喷射的液滴量。优选地，辅助波形段的一部分包括产生阶梯式电压上升的波形元素。根据本发明的这一方面，辅助波形段的喷射效率下降，由此可有效抑制施加辅助波形段时的喷射。还优选地，辅助波形段的一部分包括产生遵循S形曲线的电压上升的波形元素。根据本发明的这一方面，辅助波形段的喷射效率下降，由此可有效抑制施加辅助波形段时的喷射。还优选地，所述辅助波形段在电压波形中位于所述主波形段之前；以及当辅助波形段被施加至一个压力产生元件时，在与所述一个压力产生元件相对应的喷嘴内引入气泡，并且所述气泡抑制了由主波形段引起的喷射。根据本发明的这一方面，可以在主波形段和辅助波形段二者都被施加时实现实质上不进行喷射的状态。为了实现前述目的，本发明还提供了一种喷墨设备，包括上述液体喷射设备；以及介质传送装置，其传递其上沉积从喷嘴喷射的液滴的记录介质。为了实现前述目的，本发明还提供了一种用于液体喷射设备的喷射控制方法，所述液体喷射设备包括多个喷嘴，每个喷嘴均被配置成作为喷射液滴的喷射口 ；多个压力产生元件，其各自被布置成对应于各喷嘴，每个压力产生元件均被配置成产生喷射能量以便从相应的一个喷嘴喷射液滴；电路控制装置，其包括多个开关，所述多个开关的第一端分别连接至与各喷嘴对应的各压力产生元件；电压波形产生装置，其被配置成产生将被提供给其中第一端被连接至压力产生元件的开关的第二端的电压波形；以及开关控制装置，其输出控制信号以使每个开关闭合和断开，所述喷射控制方法包括以下步骤向各开关的第二端提供电压波形，该电压波形具有这样的波形当整个电压波形被施加至所述一个压力产生元件时，实质上不从与施加了所述整个电压波形的所述一个压力产生元件相对应的一个喷嘴喷射液滴；以及通过控制信号使所述多个开关中的一个开关闭合和断开以将一部分电压波形施加至与所述一个开关相连的一个压力产生元件，由此从与施加了所述一部分电压波形的所述一个压力产生元件相对应的所述一个喷嘴喷射液滴。根据本发明的这一方面，可以制造印刷品、电路板、装置以及精密结构等。因此，根据本发明的这一方面的方法可被理解为制造这些印刷品等的方法。优选地，电压波形包括主波形段和辅助波形段，所述主波形段用于喷射驱动以便在所述主波形段被施加至所述一个压力产生元件时导致从所述一个喷嘴喷射液滴，所述辅助波形段用于在所述辅助波形段与所述主波形段相组合地被施加至所述一个 压力产生元件时抑制从所述一个喷嘴喷射液滴。优选地，通过以下方式组合辅助波形段和主波形段来形成电压波形其中被施加了所述辅助波形段的一个压力产生元件在液体中产生的压力波将被施加了所述主波形段的所述一个压力产生元件在液体中产生的压力波的至少一部分抵消。优选地，所述液体喷射设备进一步包括液体喷射头，其包括多个喷射器，所述多个喷射器分别具有多个喷嘴、分别连接至各喷嘴的多个压力腔、以及与各压力腔相对应地布置的压力产生元件，辅助波形段包括产生下降和上升之一的电压变化的第一波形元素；主波形段包括产生与辅助波形段的第一波形元素相同的下降和上升之一的电压变化的第二波形元素；包括了一个压力腔和在所述一个压力腔中包含的液体的压力腔系统具有共振周期Tc ;以及辅助波形段的第一波形元素与主波形段的第二波形元素彼此以时间间隔(2n+l) X (Tc/2)间隔开，其中n是不小于0的整数。还优选地，所述液体喷射设备进一步包括液体喷射头，其包括多个喷射器，所述多个喷射器分别具有多个喷嘴、分别连接至各喷嘴的多个压力腔、以及与各压力腔相对应地布置的压力产生元件，辅助波形段包括产生下降和上升之一的电压变化的第一波形元素；主波形段包括产生与辅助波形段的第一波形元素相反的下降和上升中另一个的电压变化的第二波形元素；包括了一个压力腔和在所述一个压力腔中包含的液体的压力腔系统具有共振周期Tc ;以及辅助波形段的第一波形元素与主波形段的第二波形元素彼此以时间间隔(n+1) XTc间隔开，其中n是不小于0的整数。优选地，电压波形在一个记录周期中包括多个主波形段和多个辅助波形段。优选地，所述辅助波形段在电压波形中位于所述主波形段之前；以及当辅助波形段被施加至一个压力产生元件时，在与所述一个压力产生元件相对应的喷嘴内引入气泡，并且所述气泡抑制了由主波形段引起的喷射。根据本发明，如果与压力产生元件相连的开关由于开关的故障等原因而变得不受控制并保持持续闭合，则实质上没有液滴从相应喷嘴喷出。由此，可以防止来自不受控制的喷射器的持续喷射。


下文将参考附图来解释本发明的本质及其其它目的和优势，附图中相同的参考标号指定了同样的或者类似的部件，其中
图I是示出了喷墨头的内部结构的截面图；图2是示出了液体喷射设备的主要构成的示意图的平面图；图3是根据本发明实施例的液体喷射设备的简化电路图；图4是示出了其中电路控制装置故障情况下的示例性示意图；图5是根据第一实施例的驱动波形的波形图；图6是示出了在使用图5中的驱动波形时的辅助波形和主波形的选择模式与喷射状态(实质上是否喷射液滴)之间的关系的表格；图7是根据第二实施例的驱动波形的波形图；
图8是根据第三实施例的驱动波形的波形图； 图9是示出了在使用图8中的驱动波形时的辅助波形和主波形的选择模式与喷射状态(实质上是否喷射液滴)之间的关系的表格；图10是根据第四实施例的驱动波形的波形图；图11是根据第五实施例的驱动波形的波形图；图12是根据第六实施例的驱动波形的波形图；图13是根据第七实施例的驱动波形的波形图；图14是根据第八实施例的驱动波形的波形图；图15是示出了在使用图14中的驱动波形时的辅助波形和主波形的选择模式与喷射状态(实质上是否喷射液滴)之间的关系的表格；图16是根据本发明实施例的喷墨记录设备的构成的框图；图17是根据本发明实施例的喷墨记录设备的总体示意图；以及图18是示出了根据本发明实施例的喷墨记录设备的主要构成的框图。
具体实施例方式
_2] 液滴喷射设备的结构在此，描述采用压电元件作为压力产生元件的喷墨头以及配备了该喷墨头的喷墨设备。图I是示出了根据本发明实施例的喷墨头10 (作为“液体喷射头”)的内部结构的截面图。虽然图I仅仅示出了一个喷射器20，但是喷墨头10可具有多个喷射器20。每个喷射器20包括作为液滴喷射口的喷嘴22 ;连接至喷嘴22并包含液体(例如，本实施例中的墨水)的压力腔24 ;以及压力产生元件30，其产生压力变化以向压力腔24中的墨水提供喷射能量。本实施例中的压力腔24具有大致成六角形的平面形状(请参见图2 )。连接至喷嘴22的喷嘴流道23布置在六角平面形状的对角线上的一个角部，并且作为针对压力腔24的墨水引入口的供给口 25被布置在该对角线的另一个角部。压力腔24的形状并不限于本发明的构成，其中平面形状是四边形(菱形、矩形等)、五角形或其它多角形或圆形、椭圆形等的各种模式都是可行的。各个压力腔24通过供给口 25连接至公共流道28。公共流道28通过流道(未示出)连接至墨水槽(墨水供给源，未示出)。从墨水槽供给的墨水通过公共流道28而被传送至各压力腔24。本实施例中的压力产生元件30是压电元件，每个压力产生元件30具有由下部电极(公共电极)32、压电体33和上部电极(个别电极)34构成的层叠结构。形成压力腔24的面(例如图I的顶面)的一部分的膜片36由硅(Si)制成，并且配置有用作与压力产生元件30的下部电极32相对应的公共电极的金属层(导电层)。膜片36的材料并不限于娃,其中膜片由诸如树脂之类的非导电材料制成的方式也是可行的，在这种情况下，由诸如金属之类的导电材料制成的公共电极层形成在膜片材料的表面。并且，还作为公共电极的膜片可由诸如不锈钢(SUS)等的金属制成。其中压力产生元件30布置在膜片36上的结构形成了单晶压电致动器(piezoelectric unimorph actuator)。当在压力产生元件30的下部电极32和上部电极34之间施加电压时，压电体33变形，从而压力腔24的容量由于膜片36的变形而改变。容量的改变在压力腔24中所包含的墨水中产生压力，由此导致墨水从喷嘴22喷出。当压力产生元件30在喷射了墨水之后返回原始位置时，通过供给口 25从公共流道28向压力腔24重新填满新的墨水。在当前实施例中，通过压电体的d31模式应变变形来使膜片36弯曲；但是，还可以采用压电体的d33模式变形或剪切模式变形(shear mode deformation)来使膜片36弯曲，从而导致喷射。
可通过对其中形成有多个喷嘴22的喷嘴板40以及其中形成有与喷嘴22和流道(例如公共流道28)相对应的压力腔24的流道板42进行布置并且将它们接合在一起来制造具有图I的构成的喷墨头10。喷嘴22在喷嘴板40中被布置成二维结构，并且具有液体排斥特性的液体排斥膜44形成在喷嘴板40的墨水喷射表面(喷嘴表面)40A。流道板42是一个流道形成部件，其形成了压力腔24的侧壁，并且其中供给口 25被形成作为用于从公共流道28向各个压力腔24提供墨水的各个供给通道的限制部分(最受约束部分)。虽然图I中给出了简化示图，但是流道板42可具有由多个基板构成的层叠结构。可以通过采用硅作为材料的半导体器件制造工艺，将喷嘴板40和流道板42中的每一个加工成期望形状。图2是示出了根据本实施例的液体喷射设备的主要构成的示意图的平面图。如图2所示，在喷墨头10中，压力产生元件30被布置成对应于喷射器20 (如图I所示)的布置。压力产生元件30通过电线50连接至电路控制装置60。图3是根据本实施例的液体喷射设备的简化电路图。在图3中，减少了所绘制的压力产生元件30的数量以简化附图。如图3所示，电路控制装置60包括多个开关62。这些开关62分别连接至压力产生元件30。这些开关62被控制成根据从外部源提供的控制信号(开关选择信号)而闭合或断开。电路控制装置60包括控制单元，其根据所输入的开关选择信号来使所选开关62闭合或者断开。电路控制装置60可由专用集成电路(ASIC)构成。喷墨头控制电路板64作为用于通过驱动喷墨头10的压力产生元件30来执行喷射的驱动控制装置(头驱动装置)。喷墨头控制电路板64包括用于输出开关选择信号以命令开关闭合或者断开的输出电路(未示出)。开关选择信号用于控制电路控制装置60中的每个开关62的闭合/断开状态。每个开关62的闭合/断开状态根据开关选择信号而改变。喷墨头控制电路板64包括波形存储器，其存储了用于将被施加给压力产生元件30的电压波形(驱动波形)的数据，还包括驱动电压输出电路(未示出)，其输出与驱动波形数据相对应的驱动波形信号(驱动信号)。波形存储器存储针对一个打印周期的驱动波形数据(如图5、图7、图8和图10至图14所示)以执行由记录分辨率所规定的一个像素的记录，下文将对此进行详细描述。如图3所示，从喷墨头控制电路板64输出的驱动波形(电压波形)被并行地提供给各开关62的一端，各开关62的另一端分别连接至各压力产生元件30。电路控制装置60通过使用由喷墨头控制电路板64提供的开关选择信号，使连接至各压力产生元件30的每个开关62闭合或断开。驱动电压向压力产生元件30的施加或者不施加由相应的一个开关62的闭合/断开切换来控制。可以在一个驱动波形期间使每个开关62闭合或者断开，从而仅仅向相应的一个压力产生元件30施加整个驱动波形的所需部分(下文中，对应于一个记录周期的驱动波形单位被称为“一个驱动波形”)。在一个驱动波形中使开关闭合和断开的控制信号被称为锁存信号。锁存信号包含在开关选择信号中。〈技术问题〉
图4是电路控制装置60的一部分故障的情况的示例性示意图。当电路控制装置60中存在已经坏了的开关62B时，如图4所示，与开关62B相连的压力产生元件30B即使在不期望喷射时也被连续驱动。按照这样的方式，存在其中不管从喷墨头控制电路板64施加的开关选择信号如何该特定开关62B都保持闭合的情况。在这种情况下，整个驱动波形一直被施加给与该特定开关62B相连的压力产生元件30B，因此在纸张上产生不期望的图像。按照下述方式解决该问题。第一实施例(第一驱动波形)图5示出了根据第一实施例的驱动波形。该驱动波形具有一个记录周期，其中在记录介质上执行一个像素的点记录(dot recording)。术语“一个记录周期”在本领域中被称为“一个打印周期”。图5所示的驱动波形的波形数据被存储在喷墨头控制电路板64上的波形存储器中。在图5中，水平轴表示时间(单位是微秒(i! S))，竖直轴表示电压(单位是伏特(V))。图5所示的驱动波形包括介于从0. 0 y s至2. 0 y s的范围内的波形段A以及跟随在波形段A之后的介于从2. 0 ii s至10. 0 ii s的范围内的波形段B。波形段A被称为“辅助波形”，波形段B被称为“主波形”，并且说明书中还将它们称为“辅助波形A”和“主波形B”。主波形B作为用于驱动喷射的波形段。在辅助波形A与主波形B相结合时，辅助波形A作为抑制喷射的喷射抑制波形段。图5所示的波形段A由下降波形元素al和跟随在波形元素al之后的上升波形元素a2构成。在下降波形元素al中，电势从基准电势Vref (=15V)下降至电势Va (=2V)，随后在上升波形元素a2中，电势从电势Va (=2V)上升至基准电势Vref (=15V)。图5所示的波形段B由下降波形元素bl、跟随在波形元素bl之后的保持波形元素b2、跟随在波形元素b2之后的上升波形元素b3、以及跟随在波形元素b3之后的保持波形元素b4构成。电势在下降波形元素bl中从基准电势Vref (=15V)下降至电势Vb (=4V),随后在保持波形元素b2中保持为电势Vb (=4V)，然后在上升波形元素b3中从电势Vb (=4V)上升至基准电势Vref (=15V)，随后在保持波形元素b4中保持为基准电势Vref (=15V)。由波形元素bl、b2和b3构成的脉冲是所谓的推挽式波形。更具体地说，波形元素bl执行“拉”动作的驱动以使压电元件(图I中的压力产生元件30)在一个方向上发生变形从而扩张压力腔的容积。波形元素b2使压力腔维持或保持由于波形元素bl的拉动作所造成的扩张状态。波形元素b3执行“推”动作的驱动以使压电元件在一个方向上发生变形从而压缩压力腔的容积。在图5所示的辅助波形A中，波形元素al对应于“拉”动作，波形元素a2对应于“推”动作。本实施例的喷墨头10的压力系统具有s的亥姆霍兹共振周期(固有周期)Tc。与波形元素al、a2、bl、b2、b3和b4的开始和结束相对应的时间点(时间轴上的值)或者各波形元素之间的边界是 0. 0 u s、0. 5 u s、2. 0 u s、2. 5 u s、4. 0 u s、4. 5ns 以及 32. I u s。在图5中，向下指的三角形表示锁存定时。图3中的每个开关62的闭合和断开被控制在这些锁存定时处，从而选择对相应的一个压力产生元件30是施加电压(即“接通(on)”)还是不施加电压(目卩“断开(off)”)。图5中的向下指的三角形所表示的两个锁存定时中，第一个波形段A之前的锁存定时被称为锁存定时1，随后的波形段B之前的锁存定 时被称为锁存定时2。通过在辅助波形A开始之前的锁存定时I处使开关闭合或断开来选择是否向压力产生元件施加辅助波形A。通过在主波形B开始之前的锁存定时2处使开关闭合或断开来选择是否向压力产生元件施加主波形B。通过对将被打印的图像文件(PDF文件、TIFF文件等)实施诸如RIP (光栅图像处理器)之类的图像处理，确定喷墨头10的哪个喷嘴在什么时候喷射液滴。在对应于被选来执行喷射的喷嘴的压力产生元件的情况中，辅助波形A在锁存定时I时为断开，主波形B在锁存定时2时为接通。在对应于未被选来执行喷射的喷嘴的压力产生元件的情况中，辅助波形A在锁存定时I时为断开，主波形B在锁存定时2时为断开。当电路控制装置60中不存在故障时，通常通过这些控制程序来执行喷射控制。当电路控制装置60中的开关62B如参考图4描述的那样出于某种原因而存在缺陷时，不能在锁存定时I和锁存定时2控制开关62B的闭合和断开，这样辅助波形A和主波形B两者都被施加给与不受控制的开关62B相连的压力产生元件30B。但是，当连续地将辅助波形A和主波形B施加给相应的压力产生元件时，图5所示的驱动波形实质上不使液滴从喷嘴喷出。这是因为，辅助波形A被设计成使辅助波形A所造成的压力波(更具体地，由被施加了辅助波形A的电压的相应压力产生元件在压力腔的墨水中产生的压力波)可抵消主波形B所造成的压力波的至少一部分。下面参考图5给出具体描述，辅助波形A的下降部分(波形元素al)所造成的压力波可以抵消主波形B的下降部分(波形元素bl)所造成的压力波。因此，当辅助波形A和主波形B被连续地施加至压力产生元件时，实质上不从相应喷嘴喷出液滴。为了按照这样的方式中和压力，通过考虑压力腔系统的亥姆霍兹共振周期Tc (也称为“头共振周期”)来设计驱动波形是有效的。压力腔系统的共振周期Tc是整个振动系统的固有周期，其取决于墨水流道系统、墨水(声学元素)、压电元件等的尺寸、材料和物理值。可通过根据头设计值(包括所用墨水的物理值)进行计算来确定共振周期Tc。共振周期Tc的确定并不限于根据头设计值进行的估计，还可以通过实验来测量共振周期Tc。例如，进行实验来通过向压力产生元件施加简单的方波以研究压力腔系统的液滴喷射条件。当在施加至压力产生元件的方波的脉冲宽度逐渐变化的同时研究出所喷射液滴的速度和量时，液滴速度和液滴量的每一个都描述了随着脉冲宽度改变而变化的山形曲线，并且其在从增大变为下降的值处具有转折点或峰值。液滴速度具有峰值(最大值)时的脉冲宽度以及液滴量具有峰值时的脉冲宽度不是必须一致，而是它们之间可能存在稍许偏差，但是从这些测量结果可以看出，出现峰值时的脉冲宽度的两倍被计算作为压力腔系统的共振周期Tc。在本实施例中，喷墨头10中的压力腔系统的共振周期Tc是S。在这种情况下，共振周期的一半(Tc/2)是2 ii S。根据在施加主波形B时通过在主波形B之前施加辅助波形A来减小喷射效率的观点，图5所示的驱动波形被设计成使辅助波形A的下降部分(波形元素al)和主波形B的下降部分(波形元素bl)彼此分开大约2 u s (等于共振周期的一半)。因此，波形元素al所造成的压力波和波形元素bl所造成的压力波可彼此抵消，从而可有效中和压力波。<主波形和辅助波形的期望条件> 在基于压电喷墨系统的喷墨头的情况下，喷嘴20的喷射机构(喷射器20)具有这样的构成，其中压电元件布置在与喷嘴孔(喷射口)相连的压力腔上，并且通过驱动压电元件将压力变化施加给压力腔中的墨水，从而使墨水液滴从喷嘴孔喷出。在图5所示的主波形B中，当施加至压电元件的电压从基准电势下降时，压力腔膨胀，从而施加至压力腔中的墨水的压力下降，由此喷嘴中的墨水的弯液面在朝着压力腔的方向(与喷射方向相反的方向)上被拉动。虽然在施加“拉”波形元素bl进行弯液面的拉动操作之后保持了下降电压，但是弯液面以振动系统的共振周期振动。当波形元素b3的电压弯液面在喷射方向上振动的移动速度达到最大时被施加至压电元素时，压力腔收缩，从而喷嘴中的墨水的弯液面被推动，由此墨水的液滴可在弯液面达到最大加速度时从喷嘴喷出。通过利用弯液面的移动来调节驱动波形所产生的推挽周期，可以进行有效喷射。由于弯液面振动的一个周期是一个共振周期Tc，所以通过将驱动脉冲宽度调节成约为共振周期的一半(Tc/2)，可以实现最佳的喷射效率。图5所示的驱动波形10是其中脉冲宽度大致等于Tc/2的示例。如图5所示，当辅助波形A置于主波形B之前时，驱动波形被设计成辅助波形A实质上不导致喷射。当由图5所示的波形元素al和a2构成的三角波单独地施加至压力产生元件30时，实质上没有墨水液滴从相应喷嘴喷出。这是因为，图5中的辅助波形A不具有与压力腔系统的固有振动(共振)相对应的脉冲宽度，在压力腔的墨水中没有有效地产生喷射所需的压力波。在主波形B之前的辅助波形A被施加至压力产生元件30时，要求辅助波形A实质上不导致喷射，并且抑制由于施加随后的主波形B而导致的喷射(即抵消随后的主波形B所导致的压力波)。发明人进行的实验和仿真已经揭示，期望的是辅助波形(图5中的三角波形)的最小电压(Va)不高于主波形(图5中的梯形波形)的最小电压(Vb)，更期望的是辅助波形的最小电压(Va)低于主波形的最小电压(Vb)。在图5中，辅助波形A的最小电压(电势Va=2V)被设置成低于主波形B的最小电压(Vb=4V)。这是因为，发明人进行的实验和仿真已经揭示，满足条件Va ( Vb的构成在中和压力波方面(在抑制喷射效率方面)非常有效。作为在改变辅助波形的最小电压(电势Va)的条件时的喷射状态的研究结果，已经发现，辅助波形的最小电压(电势Va)被设置成相对于主波形的电压幅值(这是基准电势Vref与主波形的最小电势Vb之间的电势差，在图5中为11V)低0%至30%是期望的。在图5中，辅助波形A的最小电压被设置成2V，这相对于主波形B的电压幅值(IIV)低到了 18%。在本实施例中，上述关系被采用的原因是，当被施加至相应压力产生元件的电压下降时会导致压力腔膨胀，而当被施加至相应压力产生元件的电压上升时会导致压力腔收缩；但是，可以采用这样的驱动方法，其中通过增大电压来使得压力腔膨胀，并且通过减小电压来使得压力腔收缩。在这种情况下，当将脉冲(波形段)内的相对于基准电势的电势差看作脉冲的电压幅值时，期望的是，辅助波形A的电压幅值不小于主波形B的电压幅值。总体上，为了通过施加图5所示的锁存信号来使开关62闭合或者断开，需要大约0. I y s至I y s的时间，该持续时间取决于驱动电路和ASIC的特征。当控制开关62来稳定地操作以闭合和断开时，期望的是在图5中的向下三角形所指示的每个锁存定时处布置平 坦电压部分。在图5所示的第一实施例中，用于确保开关62稳定操作的持续时间的平坦电压部分并不包含在描述中。从改进操作稳定性的观点来说，平坦电压部分是很有价值的，但是就本发明的实现来说是可有可无的。<施加至压力产生元件的波形与喷射状态之间的关系>图6是示出了在使用图5中的驱动波形时的辅助波形和主波形的选择模式与喷射状态(实质上是否喷射了液滴)之间的关系的表格。如图6所示，当根据将被打印的图像内容将某个喷嘴设计成不喷射任何液滴时，辅助波形A和主波形B在锁存定时I和2时都为断开。由此，实现了其中没有液滴从喷嘴喷出的状态。当根据将被打印的图像内容将某个喷嘴设计成喷射液滴时，辅助波形A在锁存定时I为断开，主波形B在锁存定时2时为接通。如果电路控制装置60中的相应开关62正常工作，则锁存定时I和2处的控制有效，从而仅主波形B被施加给相应的压力产生元件30。当仅主波形B被独立施加而辅助波形A为断开时，从相应喷嘴喷射液滴。当采用上述喷射控制方法时，对于与由于电路控制装置(ASIC) 60中的故障造成的保持闭合的开关相连的压力产生元件来说，在锁存定时I和2处进行接通/断开控制是不可能的。因此，辅助波形A和主波形B两者都接通，从而整个驱动波形被施加至与持续闭合的开关相连的压力产生元件。在这种情况下，实质上不从相应喷嘴喷射液滴。< “实质上不喷射液滴”的概念>在本说明书中，“实质上不喷射液滴”、“实质上不造成喷射”等概念应该根据液体喷射设备的用途而被解释成意指下述三种状态(I)至(3)中的一种。(I)不从喷嘴分离出液滴。(2)从喷嘴分离出液滴，但是不沉积在诸如纸张之类的记录介质(基底)上。例如，这对应于其中液滴量极其小以致于液滴飘落别处或被通风扇移除而没到达基底的情况。(3)液滴沉积在基底上，但是不用做记录点。例如，给出了下述示例。(i)沉积在基底上的液滴非常小，而且裸眼不可察觉。由于较差的喷射效率，所以所沉积的液滴小到不能被识别为“点”。(ii)在其中喷射液滴被用于材料沉积的情况下，例如，为了形成铜布线图案，所沉积的液滴小到不会结合在一起，从而不起到布线的作用。如上所述，术语“实质上不喷射液滴”、“实质上不造成喷射”等的含义根据液体喷射设备的应用而不同。在用于打印高分辨率图像的喷墨头打印机的情况中，不期望在根据图像信息将不会形成点的像素处的基底(记录介质)上沉积任何液滴，因此采用了( I)或(2)中的解释，在形成铜布线的布线印刷设备的情况中，其中给予连接/断开状态以优先级，可以将上述概念的范围扩大至包括上述(3)。第二实施例(第二驱动波形)下面对与将被施加至压力产生元件的驱动波形相关的第一实施例的技术给出总体描述，当同方向上的电压改变分隔开(2n+l) X (Tc/2)时(n是不小于0的整数)，电压改变所导致的压力波可彼此抵消。图5对应于其中辅助波形A的波形元素al和主波形B的波形元素bl是具有相同形式的电压改变、并且n=0的情况。图7示出了根据第二实施例的驱动波形。图7中的驱动波形对应于n=l的情况。 在图7中，与图5中的元素相同或类似的元素标有相同的参考标号，并且在此省略对其的进一步解释。图7中的驱动波形包括辅助波形A的上升波形元素a2之后的其中电势保持为基准电势的保持波形元素a3。主波形B的下降波形元素bl跟随在波形元素a3之后。与波形元素al、a2、a3、bI、b2、b3和b4的开始和结束相对应的时间点(时间轴上的值)或者各波形元素之间的边界是 0. 0 ii s、0. 5u s,2. Ou s、6. 0 u s、6. 5 u s、8. 0 u s、8. 5u s以及 32. Iii s。在图7中，辅助波形A的下降部分(波形元素al)与主波形B的下降部分(波形元素bl)之间的时间间隔是6iiS (=3X(Tc/2))。通过这种方式，辅助波形A的下降部分(波形元素al)所造成的压力波与主波形B的下降部分(波形元素bl)所造成的压力波彼此抵消。图7所示的驱动波形中的辅助波形A和主波形B的选择模式与喷射状态(实质上是否喷射了液滴)之间的关系与图6所示的关系相同，在此省略对其的描述。第三实施例(第三驱动波形)在图5所示的第一实施例和图7所示的第二实施例中，主波形仅由一个脉冲构成；但是，本发明还可应用至多脉冲的构成，如图8所示。图8示出了根据第三实施例的驱动波形。在图8中，与图5中的元素相同或类似的元素标有相同的参考标号，并且在此省略对其的进一步解释。压力腔系统的共振周期Tc取4 y S。在图8所示的驱动波形中，波形段A、C和E每一个都作为辅助波形，而波形段B、D和F每一个都作为主波形。图8中的驱动波形中的辅助波形A与主波形B之间的关系类似于图5中的驱动波形。并且，在图8的驱动波形中，辅助波形C与主波形D之间的关系、以及辅助波形E与主波形F之间的关系也类似于辅助波形A与主波形B之间的关系。更具体地说，辅助波形C的波形元素Cl所造成压力波与主波形D的波形元素dl所造成压力波可彼此抵消，辅助波形E的波形元素el所造成压力波与主波形F的波形元素H所造成压力波可彼此抵消。锁存定时3布置在由波形元素Cl和c2构成的辅助波形C的脉冲之前。锁存定时4布置在由波形元素dl、d2、d3和d4构成的主波形D的脉冲之前。锁存定时5布置在由波形元素el和e2构成的辅助波形E的脉冲之前。锁存定时6布置在由波形元素H、f2、f3和f4构成的主波形F的脉冲之前。这样，在这些脉冲之前分别存在锁存定时I至6，其中在这些所存定时处对开关62的闭合/断开状态进行控制。与波形元素al、a2、bl、b2、b3、b4、cl、c2、dl、d2、d3、d4、el、e2、fl、f2、f3 以及f4的开始和结束相对应的时间点(时间轴上的值)或者这些波形元素之间的边界是0. 0 u S、
0.5 u s>2. 0 u s>2. 5 u s>4. Ou s>4. 5 u s>5. 0 u s>5. 5 u s>7. Ou s、7. 5 u s>9. 0 u s>9. 5 u s、
10.0 u s、10. 5 u s、12. 0 u s、12. 5 u s、14. Ou s、14. 5 u s 以及 32. I u s。图8所示的多脉冲的优势在于可以改变所施加的各主波形的组合所造成的喷射液滴的量。例如，可以改变液滴大小，其中使得在仅将主波形B施加给压力产生元件时喷射小液滴，在将主波形B和D施加给压力产生元件时喷射中等液滴，以及将主波形B、D和F施加给压力产生元件时喷射大液滴。图9是示出了在使用图8中的驱动波形时的辅助波形和主波形的选择模式与喷射 状态(实质上是否喷射了液滴、以及喷射时液滴的大小)之间的关系的表格。当某个喷嘴被设计成不喷射任何液滴时，辅助波形A、C和E以及主波形B、D和F在锁存定时I至6时都为断开。这样，没有液滴从喷嘴喷出。当某个喷嘴被设计成喷射小液滴时，辅助波形A、C和E为断开，主波形B为接通，其他主波形D和F为断开。当某个喷嘴被设计成喷射中等液滴时，辅助波形A、C和E为断开，主波形B和D为接通，而其他主波形F为断开。由此，主波形B和D被连续施加至与所指定的喷嘴相对应的压力产生元件，由此由中等液滴形成的点通过两个连续的喷射动作被记录。当某个喷嘴被设计成喷射大液滴时，辅助波形A、C和E为断开，所有主波形B、D和F都为接通。由此，主波形B、D和F被连续施加至与所指定的喷嘴相对应的压力产生元件，由此由大液滴形成的点通过三个连续的喷射动作被记录。当电路控制装置60中的开关故障而保持闭合时，锁存定时I至6处的控制不可行，从而整个驱动波形(所有辅助波形A、C和E和主波形B、D和F)都被提供给与持续闭合的开关相连的压力产生元件。在这种情况下，类似于参考图6描述的实施例，实质上不从相应喷嘴喷射液滴。在图9中，从驱动波形的开始端选择主波形，由此仅仅利用主波形B喷射小液滴，利用主波形B和D喷射中等液滴，利用主波形B、D和F喷射大液滴；但是，在改变液滴大小时，选择脉冲的方式并不限于此。例如，可以采用这样一种方式，其中，从驱动波形的结束端选择主波形，由此仅仅利用主波形F喷射小液滴,利用主波形D和F喷射中等液滴,利用主波形B、D和F喷射大液滴。第四实施例(第四驱动波形)在如第一至第三实施例那样将辅助波形布置在主波形之前的情况下，辅助波形被设计成实质上不造成喷射。在如图5、图7和图8所示的那样由三角波形构成的辅助波形的情况下，当将辅助波形单独地施加至压力产生元件30时实质上不会导致喷射。这是因为，由于三角波形的脉冲宽度与压力腔系统的共振周期之间关系而造成辅助波形实质上不导致压力波。还可以采用三角波形之外的其它波形，只要波形实质上不导致压力波即可。图10示出了根据第四实施例的驱动波形。图10的驱动波形被构造成在辅助波形A的上升波形部分中电压逐步增大。更具体地说，图10的辅助波形A由下降波形元素al、电势保持波形元素al2、上升波形元素a21、电势保持波形元素a22、上升波形元素a23、电势保持波形元素a24、上升波形元素a25以及电势保持波形元素a3构成。主波形B的构成类似于图5的实施例。与波形元素al，al2, a22, a23, a24, a25, a3, bl, b2, b3以及b4的开始和结束相对应的时间点(时间轴上的值)或者各波形元素之间的边界是0. O y S，0. 5 y S，0. 7 ys, 0. 9 u s, I. I u s, I. 3 u s, I. 7 u s, 2. 0 u s, 2. 5 u s, 4. 0 u s, 4. 5 u s 以及 32. I y S。由波形元素a21至a25构成的上升波形部分被设计成逐步增大电压，从而降低喷射效率。因此，当辅助波形A被独立地施加至压力产生元件时实质不导致喷射。辅助波形A的下降部分(波形元素al)与主波形B的下降部分(波形元素bl)之间的时间间隔是半个共振周期(Tc/2)的奇数倍，并且当辅助波形A和主波形B都被施加至压力产生元件时，所导致的各压力波有效地彼此抵消。在图10中，针对具有共振周期Tc=4i! s的压力腔系统的液体喷射头，波形元素al和波形元素bl分隔2 y S。因此，当图10的整个驱动波形被施加至压力产生元件时，实质上不从相应喷嘴喷射液滴。图10所示的驱动波形中的辅助波形A和主波形B的选择模式与喷射状态(实质上 是否喷射了液滴)之间的关系与图6所示的关系相同，在此省略对其的描述。第五实施例(第五驱动波形)图11示出了根据第五实施例的驱动波形。在图11中，与图10中的元素相同的元素标有相同的参考标号。图11中的驱动波形被构造成为使辅助波形A的上升部分画出一个S曲线。辅助波形的这一构成也可以降低压力波产生效率。因此，在将辅助波形A单独地施加至压力产生元件时实质上不会导致喷射。辅助波形A的下降部分(波形元素al)与主波形B的下降部分(波形元素bl)之间的时间间隔是半个共振周期(Tc/2)的奇数倍，并且当辅助波形A和主波形B都被施加至压力产生元件时，所导致的各压力波有效地彼此抵消。在图11中，针对具有共振周期Tc=4i! s的压力腔系统的液体喷射头，波形元素al和波形元素bl分隔S。因此，当图11的整个驱动波形被施加至压力产生元件时，实质上不从相应喷嘴喷射液滴。第六实施例(第六驱动波形)图12示出了根据第六实施例的驱动波形。图12中的驱动波形被设计成辅助波形A的上升部分(波形元素a2)所导致的压力波与主波形B的上升部分(波形元素b3)所导致的压力波可彼此抵消。压力腔系统的共振周期Tc取S。图12中的辅助波形A是由波形元素al和a2构成的三角波形，辅助波形A之后的主波形B是由波形元素bl、b2、b3和b4构成的梯形波形。在图12中，与波形元素al、a2、bl、b2、b3和b4的开始和结束相对应的时间点(时间轴上的值)或者各波形元素之间的边界是 0. 0 u S、I. 5 u S、2. 0 u S、2. 5 u S、3. 5 u S、4. Ou s 以及 32. I U S。辅助波形A的上升部分(波形元素a2)与主波形B的上升部分(波形元素b3)之间的时间间隔是半个共振周期(Tc/2)的奇数倍，并且当辅助波形A和主波形B都被施加至压力产生元件时，所导致的各压力波有效地彼此抵消。在图12中，针对具有共振周期Tc=4i! s的压力腔系统的液体喷射头，波形元素al和波形元素bl分隔2 y S。因此，当图12的整个驱动波形被施加至压力产生元件时，实质上不从相应喷嘴喷射液滴。图12所示的驱动波形中的辅助波形A和主波形B的选择模式与喷射状态(实质上是否喷射了液滴)之间的关系与图6所示的关系相同，在此省略对其的描述。第七实施例(第七驱动波形)
图13示出了根据第七实施例的驱动波形。图13中的驱动波形被设计成使辅助波形A的脉冲中的电压改变与主波形B的脉冲中的电压改变相反，并且辅助波形置于在主波形B之前(压力腔系统的)共振周期Tc (其中，Tc取4 y s)的位置处。图13中的辅助波形A由上升波形元素a5、波形元素a5之后的保持波形元素a6、波形元素a6之后的下降波形元素a7、以及波形元素a7之后的保持波形元素a8构成。电势在上升波形元素a5中从基准电势Vref (=15V)上升至电势Va (=28V),随后在保持波形元素a6中保持电势Va (=28V)，然后在下降波形元素a7中从电势Va (=28V)下降至基准电势Vref (=15V),随后在保持波形元素a8中保持基准电势Vref (=15V)。图13中的主波形B由波形元素a8之后的下降波形元素bl、波形元素bl之后的保持波形元素b2、波形元素b2之后的上升波形元素b3、以及波形元素b3之后的保持波形元素b4构成。电势在下降波形元素bl中从基准电势Vref (=15V)下降至电势Vb (=2V),随后在保持波形元素b2中保持电势Vb (=2V)，然后在上升波形元素b3中从电势Vb (=2V)上升至基准电势Vref (=15V)，随后在保持波形元素b4中保持基准电势Vref (=15V)。
在图13中，与波形元素&5、&6、&7、&8、匕I、b2、b3和b4的开始和结束相对应的时间点(时间轴上的值)或者各波形元素之间的边界是0. Oii s、0. s、2. Oii s、2. S、
4.0 u s、4. 5 u s、6. 0 u s、6. 5 u s 以及 32. Ins。根据图13中的驱动波形，辅助波形A所导致的压力波和主波形B所导致的压力波可彼此抵消。辅助波形A的上升部分(波形元素a5)与主波形B的下降部分(波形元素bl)之间的时间间隔等于共振周期Tc。辅助波形A的下降部分(波形元素a7)与主波形B的上升部分(波形元素b3)之间的时间间隔也等于共振周期Tc。由于辅助波形A的上升波形元素和下降波形元素与主波形B的下降波形元素和上升波形元素隔开Tc，所以辅助波形A所导致的压力波和主波形B所导致的压力波可彼此抵消。从而，当辅助波形A和主波形B被连续施加至(即当图13中的整个驱动波形被施加至)压力产生元件时，实质上不从相应喷嘴喷射液滴。当图13中作为辅助波形A的推波形(波形元素a5)单独施加至压力产生元件时，在压力腔中的墨水中不会有效地产生喷射所需的压力波，并且实质上不从相应喷嘴喷射液滴。下面给出与施加至压力产生元件的驱动波形有关的第七实施例的技术的总体描述，电压在彼此相反的方向上改变(例如辅助波形的上升电压部分以及主波形的下降电压部分，或者辅助波形的下降电压部分以及主波形的上升电压部分)波形元素彼此隔开Tc的自然数倍。更具体地说，驱动波形具有以相隔时间间隔(n+1) XTc施加的在相反方向上产生电压变化的波形元素，其中n是不小于0的整数。通过采用该波形构成，这些波形元素的施加所导致的压力波将彼此抵消。在图13中，辅助波形A的电压幅值(|Va-Vref |=13V)等于主波形B的电压幅值(I Vref-Vb I =13V);但是，辅助波形A的电压幅值以及主波形B的电压幅值可具有不同的值。如参考图5描述的那样，在主波形B之前的辅助波形A被施加至压力产生元件30时，要求辅助波形A实质上不导致喷射，并且抑制由于后续主波形B的施加而导致的喷射(即，抵消后续主波形B导致的压力波)。实际波形可采用各种设计，并且期望辅助波形A的电压幅值不低于主波形B的电压幅值。第八实施例(第八驱动波形)图14示出了根据第八实施例的驱动波形。在图14中示出的驱动波形中，主波形B之前是由上升波形元素a5、波形元素a5之后的保持波形元素a6、波形元素a6之后的下降波形元素a7、波形元素a7之后的上升波形元素a8、以及波形元素a8之后的保持波形元素a9构成的辅助波形A。电势在上升波 形元素a5中从基准电势Vref (=15V)上升至电势Va(=28V)，随后在保持波形元素a6中保持电势Va (=28V)，然后在下降波形元素a7中从电势Va (=28V)下降至电势Va2 (=4V)，随后在上升波形元素a8中从电势Va2 (=4V)上升至基准电势Vref (=15V)，然后在保持波形元素a9中保持基准电势Vref (=15V)。图14中的主波形B由波形元素a9之后的下降波形元素bl、波形元素bl之后的保持波形元素b2、波形元素b2之后的上升波形元素b3、以及波形元素b3之后的保持波形元素b4构成。电势在下降波形元素b I中从基准电势Vref (=15V)下降至电势Vb (=2V)，随后在保持波形元素b2中保持电势Vb(=2V)，然后在上升波形元素b3中从电势Vb上升至基准电势Vref (=15V),随后在保持波形元素b4中保持基准电势Vref (=15V)。在图14中，与波形元素&5、&6、&7、&8、&9、1313233和匕4的开始和结束相对应的时间点(时间轴上的值)或者各波形元素之间的边界是0. 0 ii s、0. 5 ii s、I. 5 ii s、2. 0 ii s、
2.5ns、4. Ous、4. 5ns、6. Ous、6. 5ns 以及 32. Ins。当该驱动波形被施加至压力产生元件时，辅助波形A的拉部分(波形元素a7中使电压突然从28V下降至4V从而使相应压力腔急剧膨胀的驱动波形部分)使相应喷嘴中形成的液体的弯液面急剧地拉向压力腔，由此破坏弯液面。因此，将气泡引入喷嘴。所以，即使在辅助波形A之后将主波形B施加至压力产生元件时，也实质上不会从喷嘴喷出液滴。图15是是示出了在使用图14中的驱动波形时的辅助波形和主波形的选择模式与喷射状态(实质上是否喷射了液滴)之间的关系的表格。如图15所示，当某个喷嘴被设计成根据将被打印的图像内容而不喷射任何液滴时，辅助波形A和主波形B在锁存定时I和2处都为断开。由此，实现了其中没有液滴从喷嘴喷出的状态。当某个喷嘴被设计成根据将被打印的图像内容而喷射液滴时，辅助波形A在锁存定时I为断开，而主波形B在锁存定时2为接通。从而仅主波形B被提供给相应的压力产生元件。当仅主波形B被独立施加而辅助波形A为断开时，从相应喷嘴喷射液滴。当电路控制装置60中的开关故障而保持闭合时，锁存定时I和2处的控制不可行，而且整个驱动波形(辅助波形A和主波形B)被施加给与持续闭合的开关相连的压力产生元件。在这种情况下，由于主波形B是在之前施加的辅助波形A已经造成将气泡引入相应喷嘴之后而随后施加的，所以实质上没有液滴从喷嘴喷出。实施例的组合可以根据需要适当地组合中第一至第八实施例中描述的技术。例如，可以将图7、图8或图12中的驱动波形中的辅助波形的上升电压部分修改为图10或图11中的驱动波形中的辅助波形的上升电压部分。此外，还可以将图12、图13或图14所示的辅助波形和主波形的一些组合结合在一起，如图8所示。喷墨记录设备的构成图16是采用了根据本发明实施例的液体喷射头的驱动设计的喷墨记录设备的构成的框图。喷墨头10由头模块12a和12b构成。虽然描述了这两个头模块12a和12b来简化此处的说明，但是对于构成一个打印头的头模块的数量并没有具体限制。多个喷嘴(图I中的22)以二维结构密集地布置在头模块12a和12b的墨水喷射面上。对应于各个喷嘴的各压力产生元件(图I中的30)布置在头模块12a和12b中。图2所示的电路控制装置60安装在每个头模块12a和12b中。通过在作为图像形成介质的纸张(未示出)的宽度方向上布置头模块12a和12b并将它们结合在一起，构成了一个具有能够在纸张宽度方向上的整个记录范围(整个可能的图像形成区域)内以预定记录分辨率(例如，1200dpi)形成图案的喷嘴行的长行头(longlinehead)(能够单程打印(single-pass printing)的页宽头)。与喷墨头10相连的头控制单元70 (作为用于液体喷射头的驱动装置)作为用于控制与头模块12a和12b的各个喷嘴相对应的各压电元件的驱动从而控制喷嘴的墨水喷射操作(是否进行喷射，将要喷射的液滴量等)的控制装置。
头控制单元70包括图像数据存储器72、图像数据传输控制单元74、喷射定时控制单元75、波形存储器76、驱动电压控制单元78以及D/A转换器79a和79b。在本实施例中，图像数据传输控制单元74包括锁存信号传输电路，并且数据锁存信号在适当定时从图像数据传输控制单元74施加至头模块12a和12b。图像数据存储器72存储已经显影成用于打印的图像数据(点数据)的图像数据。波形存储器76存储表示用于驱动压电元件的驱动信号(驱动波形)的电压波形的数字数据。例如，波形存储器76存储图5、图7、图8以及图10至图14所示的驱动波形的数据以及表示脉冲划分的数据等。上级数据控制单元80 (作为上级控制装置)管理输入至图像数据存储器72中的图像数据以及输入至波形存储器76中的波形数据。上级数据控制单元80可由个人计算机、主计算机等构成。头控制单元70包括USB (通用串行总线)或其它通信接口，作为用于从上级数据控制单元80接收数据的数据通信装置。图16仅仅描绘了一个喷墨头10 (针对一种颜色)以便简化附图；但是，在包括用于多种颜色的墨水的多个喷墨头的喷墨记录设备的情况中，多个头控制单元70分别被(以头为单位)独立地分配给各颜色的喷墨头10。例如，在包括与青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K )四种颜色相对应的颜色分离(Co I or-separat e )打印头的构成的情况中，分别针对颜色C、M、Y和K布置头控制单元70，并且一个上级数据控制单元80管理各个颜色的头控制单元70。当系统启动时，波形数据和图像数据从上级数据控制单元80传递至各个颜色的头控制单元70。图像数据的数据传递可在打印执行期间与纸张传送同步进行。在打印操作期间，各个颜色的喷射定时控制单元75从纸张传送单元82接收喷射触发信号，随后向图像数据传输控制单元74和驱动电压控制单元78输出用于启动喷射操作的启动触发信号。一旦接收到该启动触发信号，图像数据传输控制单元74和驱动电压控制单元78就以记录分辨率将波形数据和图像数据传输给头模块12a和12b，从而导致了与将被执行的图像数据相对应的所选喷射操作(按需喷墨类型的喷射驱动控制)，由此实现了页宽打印。通过根据从外部源输入的打印定时信号(喷射触发信号)从驱动电压控制单元78向D/A转换器79a和79b输出驱动电压波形数据，波形数据被D/A转换器79a和79b转换成模拟电压波形。从D/A转换器79a和79b输出的波形(模拟电压波形)被功率放大器电路(未示出)放大为具有适合于驱动压电元件的预定电流和电压的功率信号，并且该功率信号被提供给头模块12a和12b。图像数据传输控制单元74可由CPU (中央处理单元)和/或FPGA (现场可编程门阵列)构成。图像数据传输控制单元74根据图像数据存储器72中存储的数据，执行用于将用于头模块12a和12b的喷嘴控制数据(在此是与记录分辨率下的点布置相对应的图像数据)传输至头模块12a和12b的控制。喷嘴控制数据是用来确定头模块12a和12b中的各喷嘴的打开(使之喷射液滴)和关闭(使之不喷射任何液滴)的图像数据(点数据)。图像数据传输控制单元74将喷嘴控制数据传递给头模块12a和12b，从而控制与对应于各喷嘴的各压力产生元件相连的每个开关的闭合和断开(开/关切换)。用于将从图像数据传输控制单元74输出的喷嘴控制数据传递给头模块12a和12b的数据传递路径92a和92b的每一个都由多条信号线路(即，n条线路，n ^ 2)构成。各条数据传递路径(数据总线)92a和92b的一端连接至图像数据传输控制单元74的输出端(例如集成电路的引脚)，并且另一端通过与头模块12a和12b相对应的连接器94a和94b连接 至头模块12a和12b。数据总线92a和92b可由形成在电子电路板(对应于图2中的喷墨头控制单元板64)上的铜线图案构成，电子电路板上安装有图像数据传输控制单元74、驱动电压控制单元78等，或者数据总线92a和92b可由束线构成，或者由上述这些的组合构成。头模块12a和12b分别连接至与头模块12a和12b相对应的数据锁存信号的信号线路96a和96b。数据锁存信号在所要求的定时处从图像数据传输控制单元74发送至头模块12a和12b，从而通过数据总线92a和92b传输的数据信号被设置为用于头模块12a和12b的喷嘴数据。当已经通过图像数据总线92a和92b从图像数据传输控制单元74向头模块12a和12b传输了一定量的图像数据时，图像数据传输控制单元74将作为数据锁存信号的信号发送给头模块12a和12b。在数据锁存信号的定时处建立头模块12a和12b中的压电元件的位移的开/关切换的相关数据。由此，驱动电压a和b被分别施加给头模块12a和12b，从而与“开”设置有关的压电元件稍微位移，从而相应地喷出墨水液滴。通过将如此喷出的墨水液滴沉积在纸张上，执行了期望分辨率(例如，1200dpi)的打印。已经被设置为“关”的压电元件不产生位移，从而即使向头模块施加了驱动电压也不会导致液滴喷射。波形存储器76、驱动电压控制单元78以及D/A转换器79a和79b的组合作为“电
压波形产生装置”。图17是根据本发明实施例的喷墨记录设备的构成的总体示意图。本实施例中的喷墨记录设备100包括纸张供应单元112、处理液沉积单元114、图像形成单元116、干燥单元118、定影单元120以及纸张输出单元122。喷墨记录设备100是单程喷墨记录设备，其通过从喷墨头172M、172K、172C以及172Y在保持在图像形成单元116的图像形成鼓170上的记录介质124 (对应于“信息形成介质”，为了方便也称为“纸张”)上喷射并沉积多种颜色的墨水液滴来形成期望的彩色图像。喷墨记录设备100是一种采用了双液反应(凝聚)方法的按需喷墨类型的图像形成设备，在双液反应(凝聚)方法中，通过在沉积墨水液滴之前在记录介质124上沉积处理液(此处是凝聚处理液)并使处理液和墨水相互反应来在记录介质124上形成图像。
〈纸张供应单元〉记录介质124的切纸堆叠在纸张供应单元112中，并且记录介质124每次一张地从纸张供应单元112的纸张供应盒150提供至处理液沉积单元114。在本实施例中，切片纸张(切纸)被用作记录介质124 ;但是，还可以采用其中从连续卷筒(卷纸)提供的被剪成所需尺寸的纸张。〈处理液沉积单元〉处理液沉积单元114是将处理液沉积在记录介质124的记录表面上的机构。处理液包括染色材料凝聚剂，该染色材料凝聚剂将图像形成单元116沉积的墨水中的染色材料(在本实施例中为颜料)进行凝聚，并且由于处理液和墨水彼此 接触而促进墨水分离成染色材料和溶剂。处理液沉积单元114包括纸张供应鼓152、处理液鼓(也称为“预涂鼓”)154以及处理液涂敷装置156。处理液鼓154以旋转的方式保持并传递记录介质124。处理液鼓154具有布置在其外周表面上的钩状夹持装置(夹持器)155，其被设计成通过在保持装置155的钩子和处理液鼓154的外周表面之间夹持记录介质124来保持记录介质124的前端。处理液鼓154可具有布置在其外周表面上的吸孔，并且可连接至通过吸孔进行吸取的吸取装置。通过这种方式，可以紧靠处理液鼓154的圆周表面保持记录介质124。处理液涂敷装置156包括其中存储了处理液的处理液容器、部分浸入处理液容器中的处理液中的网纹传墨辊(计量辊)、以及通过被压靠在网纹传墨辊和处理液鼓154上的记录介质124而将一定剂量的处理液传递给记录介质124的橡胶棍。在本实施例中，描述了使用基于辊的涂敷方法的构成；但是，方法并不限于此，还可以采用各种其它方法，例如喷涂方法、喷墨方法等。其上已经通过处理液沉积单元114沉积了处理液的记录介质124通过媒介传递单元126从处理液鼓154传递至图像形成单元116的图像形成鼓170。〈图像形成单元〉图像形成单元116包括图像形成鼓(也称为“喷流鼓”)170、压纸辊174以及喷墨头172M、172K、172C以及172Y。图I所示的喷墨头10的构成被用于各个颜色的喷墨头172M、172KU72C以及172Y中的每一个，并且图16所示的头控制单元70的构成被用作针对喷墨头172M、172K、172C以及172Y的控制装置中的每一个。类似于处理液鼓154，图像形成鼓170具有布置在其外周表面上的钩状夹持装置(夹持器)171。多个吸孔(未示出)以规定图案形成在图像形成鼓170的圆周表面上，并且记录介质124通过经由吸孔对空气吸取而被保持在图像形成鼓170的圆周表面上。该构成并不限于通过负压吸取来保持记录介质124的构成，还可以采用通过例如静电吸引来保持记录介质124的构成。喷墨头172M、172K、172C以及172Y的每一个都是长度对应于记录介质124上的图像形成范围的最大宽度的全行(full-line)型的喷墨记录头，并且每个头的墨水喷射表面中形成了在贯穿图像形成范围的整个宽度上布置的用于喷射墨水液滴的喷嘴行(二维布置的多个喷嘴)。喷墨头172M、172K、172C以及172Y被布置成在垂直于记录介质124的传递方向(图像形成鼓170旋转的方向)的方向上延伸。相应彩色墨水的盒子(墨水存储器)分别安装在喷墨头172M、172K、172C以及172Y上。从喷墨头172M、172K、172C以及172Y朝保持在图像形成鼓170的外周表面上的记录介质124的记录表面喷出各种墨水的液滴。因此，喷射的墨水与之前已经沉积在记录表面上的处理液接触，并且散布在墨水中的染色材料(颜料)凝聚从而形成染色材料凝聚体。作为墨水和处理液之间的反应的一个可能示例，在本实施例中，处理液中包含的酸降低了墨水的PH值，并且打破了颜料在墨水中的散布，从而导致颜料凝聚，由此避免了染色材料的渗色、不同颜色的墨水间的相互混合、以及由于着落时的墨水液滴的组合而导致的沉积液滴之间的干扰。所以，防止了记录介质124上的染色材料的流动等，并且在记录介质124的记录表面上形成了图像。利用布置在图像形成鼓170上的编码器294控制(图17中未示出，在图18中示出)喷墨头172M、172K、172C以及172Y的液滴喷射定时以确定旋转速度。根据编码器确定信号发出喷射触发信号(像素触发)。通过这种方式，可以以高精度指定喷射液滴的沉积位置。而且，图像形成鼓170中的不精确性等所导致的速度变化可预先确定，并且可根据编码器来校正液滴喷射定时，从而降低液滴沉积的不均匀性，而不用考虑图像形成鼓170的不精确性、旋转轴的精度、以及图像形成鼓170的外周表面的速度。并且，可在从图像形成鼓 170卸下头单元的情况下执行诸如清洗喷墨头172M、172K、172C以及172Y、喷射增稠的墨水等之类的维护操作。虽然本实施例中描述了具有CMYK标准四色的结构，但是墨水颜色以及颜色数量的组合并不限于此。根据需要，可添加浅色墨水、深色墨水和/或特殊颜色墨水。例如，其中添加了用于喷射诸如淡青和淡红的淡色墨水的喷墨头的结构是可行的。此外，对于各个颜色的头的布置次序没有特别限制。通过媒介传递单元128从图像形成鼓170向干燥单元118的干扰鼓176传递其上已经在图像形成单元116中形成了图像的记录介质124。<干燥单元>干燥单元118是对已经通过凝聚染色材料的作用分离出来的溶剂中包含的水分进行干燥的机构。干燥单元118包括干燥鼓176和溶剂干燥装置178。类似于处理液鼓154，干燥鼓176具有布置在其外周表面上的钩状保持装置(夹持器)177，这样记录介质124的前端可被保持装置177保持。溶剂干燥装置178布置在与干燥鼓176的外周表面相对的位置上，其由多个卤素加热器180以及分别布置在各卤素加热器180之间的热气喷涂嘴182构成。通过适当调整从热气流喷涂嘴182吹向记录介质124的热气流的温度和气流量、以及各个卤素加热器180的温度，可以实现各种干燥条件。通过媒介传递单元130从干燥鼓176向定影单元120的定影鼓184传递已经在干燥单元118中进行了干燥处理的记录介质124。〈定影单元〉定影单元120由定影鼓184、齒素加热器186、定影棍188和在线传感器(in-linesensor) 190构成。类似于处理液鼓154,定影鼓184具有布置在其外周表面上的钩状保持装置(夹持器)185，这样记录介质124的前端可被保持装置185保持。通过定影鼓184的旋转，记录介质124以记录表面面向外侧的方式被传送，并且针对记录表面执行卤素加热器186的预加热、定影辊188的定影处理以及在线传感器190的检查。
定影辊188是构造成对记录介质124进行加热和按压以对干燥后的墨水施加热量和压力以使得墨水中包含的自分散聚合物微粒熔化从而形成膜的辊部件。记录介质124被放置在定影辊188和定影鼓184之间，并且以预定夹持力(例如0. 15MPa)被夹持，由此执行了定影处理。定影辊188由具有高热导率的铝金属管等形成的加热辊构成，其内部地结合了卤素灯，并且被控制到规定温度(例如60° C至80° C)。通过借助于加热辊对记录介质124进行加热，施加了用于实现不低于墨水中所包含的乳胶(latex)的Tg温度(玻璃转化温度)的温度的热能，从而使乳胶微粒熔化。由此，通过将乳胶微粒按压至记录介质124中的不平整部分中以及使图像表面中的不平整部分变平而获得了光滑的光洁度来执行了定影。在线传感器190是用于确定喷射故障检查图案、密度、以及记录介质124上记录的图像中的缺陷(包括测试图案)的读取装置，并且可采用CCD线传感器等来作为在线传感器190。 根据具有上述构成的定影单元120，通过干燥单元118形成的图像层膜中的乳胶微粒被定影辊188加热、按压以及熔化，从而图像层可被定影至记录介质124。除了包含高沸腾点溶剂以及聚合物微粒(热塑树脂颗粒)的墨水之外，还可以采用包含可通过暴露至紫外(UV)光而聚合和固化的单体的墨水。在这种情况下，喷墨记录设备100包括UV暴露单元，用于使记录介质124上的墨水暴露至UV光，取代了基于加热辊的加热和压力定影单元(定影辊188)。当使用包含活性光可固化树脂(例如上述可被紫外光固化的树脂)的墨水时，布置诸如UV灯或紫外LD (激光二极管)阵列之类的照射活性光的装置来代替用于热定影的定影棍188。〈纸张输出单元〉纸张输出单元122被布置在定影单元120之后。纸张输出单元122包括输出盒192和传递鼓194，传输带196以及张紧辊198布置在输出盒192与定影单元120的定影鼓184之间与它们相对。记录介质124被传递鼓194发送至传输带196，并被输出至输出盒192。虽然没有示出由传输带196构成的纸张传输机构的细节，但是打印后的记录介质124由横跨无接头环形传送带196的杆(未示出)上的夹持器保持，并且记录纸124由于传送带196的旋转而传送到输出盒192上方。虽然没有在图17中示出，但是根据本实施例的喷墨记录设备100还包括墨水存储及装载单元，其向喷墨头172M、172K、172C以及172Y提供墨水；向处理液沉积单元114提供处理液的装置；头维护单元，其执行喷墨头172M、172K、172C以及172Y的清洗(喷嘴表面擦拭、吹洗、喷嘴抽吸等);位置确定传感器，其确定记录介质124在纸张传递路径上的位置；温度传感器，其确定喷墨记录设备100的各个单元的温度；等等。〈控制系统的说明〉图18是示出了喷墨记录设备100的系统的主要结构的框图。如图18所示，喷墨记录设备100包括通信接口 270、系统控制器272、打印控制器274、图像缓冲存储器276、头驱动器278、电机驱动器280、加热器驱动器282、处理液沉积控制单元284、干燥控制单元286、定影控制单元288、存储器290、ROM 292、编码器294等。通信接口 270是用于接收从主计算机350发送的图像数据的接口单元。诸如USB(通用串行总线)、IEEE1394、以太网以及无线网络之类的串行接口、或者诸如Centronics接口之类的并行接口可用作通信接口 270。缓冲存储器(未示出)可安装在该部分中以便提高通信速度。从主计算机350发送的图像数据被喷墨记录设备100通过通信接口 270接收，并且被暂时存储在存储器290中。存储器290是用于暂时存储通过通信接口 270输入的图像数据的存储装置，并且数据通过系统控制器272而被写入或者读出存储器290。存储器290并不限于由半导体元件构成的存储器，可以采用硬盘驱动器或其它磁介质。系统控制器272由中央处理单元(CPU)及其外围电路等构成。系统控制器272作为用于根据预定程序控制整个喷墨记录设备100的控制装置、以及用于执行各种计算的计算装置。更具体地说，系统控制器272控制诸如通信接口 270、打印控制器274、电机驱动器280、加热器驱动器282、处理液沉积控制单元284之类的各个部分，以及控制与主计算机350的通信以及对存储器290的写入和读取，并且其还产生用于控制传输系统的电机296和加热器298的控制信号。
系统控制器272的CPU所执行的程序、控制过程所需的各种类型的数据等被存储在ROM 292中。ROM 292可以是非可写存储装置，或者可以是可再写存储装置，例如EEPR0M。存储器290被用作图像数据的暂时存储区域，还被用作程序的展开区域、以及CPU的计算操作区域。电机驱动器280是根据来自系统控制器272的指令驱动电机296的驱动器。在图18中，布置在喷墨记录设备100的各个单元中的各个电机由参考标号296表示。例如，电机296包括驱动纸张供应鼓152旋转的电机、驱动处理液鼓154旋转的电机、驱动图像形成鼓170旋转的电机、驱动干燥鼓176旋转的电机、驱动定影鼓184旋转的电机、驱动传递鼓194旋转的电机等(如图17所示)，以及用于通过图像形成鼓170的吸孔产生负压的泵的驱动电机、使喷墨头172M、172K、172C和172Y的头单元移动至与图像形成鼓170隔开的维护区域的回缩机构的电机等。加热器驱动器282是根据来自系统控制器272的指令驱动加热器298的驱动器。在图18中，布置在喷墨记录设备100的各个单元中的各个加热器由参考标号298表示。例如，加热器298包括用于在纸张供应单元112中将记录介质124预先加热至适当温度的预加热器(未不出)。打印控制器274具有用于执行各种任务、补偿、以及用于根据来自系统控制器272的命令从存储在存储器290中的图像数据产生打印控制信号以便将所产生的打印数据(点数据)提供给头驱动器278的其它类型的处理的信号处理功能。通常，点数据是通过使多色调图像数据经历颜色转换处理和半调处理而产生的。颜色转换处理是用于例如将sRGB系统所表示的图像数据(例如8位RGB彩色图像数据)转换成喷墨记录设备100所采用的墨水的各个颜色的图像数据(在当前实施例中为KCMY颜色数据)的处理。半调处理是用于通过误差扩散方法、阈值矩阵方法等将颜色转换处理所产生的各个颜色的颜色数据转换成各个颜色的点数据(在当前实施例中为KCMY点数据)的处理。在打印控制器274中执行三个预定信号处理，并且根据所获取的点数据，通过头驱动器278来控制来自各个打印头250 (在图18中将各个颜色的喷墨头172M、172K、172C和172Y统一标记为标号250)的墨水液滴的喷射量和喷射定时。通过这样的方式，可以实现预定的点尺寸以及点位置。图像缓冲存储器(未示出)布置在打印控制器274中，并且当图像数据在打印控制器274中被处理时，图像数据、参数以及其它数据被暂时地存储在图像缓冲存储器中。其中打印控制器27和系统控制器272集成在一起而形成单个处理器的模式也是可行的。为了给出从图像输入至打印输出的处理的次序的一般描述，通过通信接口 270从外部源输入将被打印的图像数据(原始图像数据)，并且将被打印的图像数据在存储器290中累积。在这个阶段，例如，RGB图像数据被存储在存储器290中。在喷墨记录设备100中，通过改变墨水(染色材料)所创建的精细点的沉积密度和点尺寸，形成了人眼看起来具有连续色调等级的图像，因此，必须将所输入的数字图像转换成尽可能忠实地再现图像的色调等级(即，图像浓淡色调)的点图案。所以，存储在存储器290中的原始图像数据(RGB数据)通过系统控制器272发送至打印控制器274，并且被利用阈值矩阵方法、误差扩散方法等的半调处理转换成针对每个墨水颜色的点数据。换言之，打印控制器274执行用于将所输入 的RGB图像数据转换成针对K、C、M和Y四色的点数据的处理。这样被打印控制器274产生的点数据被存储在图像缓冲存储器(未示出)中。头驱动器278根据从打印控制器274提供来的打印数据(换言之，存储在图像缓冲存储器276中的点数据)，输出用于驱动与头250的各个喷嘴相对应的各压力产生元件30的驱动信号。头驱动器278还可以在头250中并入用于保持统一驱动条件的反馈控制系统。通过按照这种方式将从头驱动器278输出的驱动信号施加至头250，从相应喷嘴喷出墨水液滴。通过在以预定速度传送记录介质124的同时控制来自头250的墨水喷射，在记录介质124上形成了图像。本实施例中的喷墨记录设备100采用了这样的驱动方法，其中，将驱动功率波形信号公共地施加至每个头250 (头模块)，并且使得与各个压力产生元件30的各自电极相连的开关62 (如图2所示)根据相应喷嘴22的喷射定时而闭合和断开，由此从对应于处于“开”状态的压力产生元件30的喷嘴22喷出墨水液滴。包括头驱动器278和打印控制单元274 (包括内置图像缓冲存储器)的部件对应于图16所示的头控制单元70。图18中的系统控制器272对应于图16所示的上级数据控制单元80。处理液沉积控制单元284根据来自系统控制器272的指令控制处理液涂敷装置156 (如图16所示)的操作。干燥控制单元286根据来自系统控制器272的指令控制溶剂干燥装置178 (如图16所示)的操作。定影控制单元288根据来自系统控制器272的指令控制由卤素加热器186和定影辊188 (如图16所示)构成的定影单元299的操作。如参考图16所描述的那样，在线传感器190是包括图像传感器的块，其在记录介质124上打印的图像中进行读取，执行各种信号处理操作等，并且判断打印情况(是否出现喷射、液滴沉积的变化、光密度等)，并且这些判断结果被提供给系统控制器272和打印控制器 274。打印控制器274根据从在线传感器190获取的信息来实施针对头250的各种校正(例如喷射故障校正以及密度校正)，并且还在需要时实施用于执行清洗操作(喷嘴恢复操作)的控制，例如预喷射、吸取或擦拭。<修改实施例1>
已经在上述实施例中描述了基于通过直接在记录介质124上喷射并沉积墨水液滴来形成图像的方法(直接记录方法)的喷墨记录设备；但是，本发明的应用并不限于此，本发明还可应用至在中间转印体上暂时地形成图像(初始图像)、随后在转印单元中通过将原始图像转印至记录纸张上来执行最终的图像形成的中间转印类型的图像形成设备。而且，在上述实施例中已经描述了采用具有长度对应于记录介质的整个宽度的喷嘴行的页宽的全行类型的头的喷墨记录设备(通过单个子扫描动作来完成图像的单程式图像形成设备)；但是，本发明的应用并不限于此，本发明还可应用至通过移动短记录头(诸如串行头(例如穿梭扫描头))借助于多个扫描动作来执行图像记录的喷墨记录设备等。〈导致头和纸张的相对移动的装置〉在上述实施例中，相对于静止的头传递记录介质；但是，在本发明的实施中，还可以相对于静止的记录介质(图像形成接收介质)移动头。 <记录介质>“记录介质”是针对其上通过从喷墨头喷出的液滴记录了点的介质的上位术语，其包括各种诸如打印介质、记录媒介、图像形成介质、图像接收介质、喷物接收介质等之类的各种术语。在本发明的实施中，对记录介质的材料或形状或其它特征没有特别限制，而是可以采用各种不同的媒介，而无需考虑其材料或形状，例如卷筒纸、单张纸、密封纸、OHP板或其它树脂片、薄膜、纺织布、非纺织布、其上形成了线路图案的印制基板等，或者橡胶片。<喷射方法>产生用于喷射的压力(喷射能量)以便从喷墨头喷射液滴的装置并不限于压电致动器(压电元件)。除了压电元件之外，可以采用各种类型的压力产生元件(喷射能量产生元件)，例如热法(thermalmethod)(其中通过使用来自加热器的热量而导致的膜沸腾(flmboiling)所产生的压力来喷射墨水的方法)中的加热器(加热元件)，或者基于其它方法的各种致动器。根据头的喷射方法将相应的能量产生元件布置在流道结构中。 <对热法的应用的实施例>在包括基于热法的喷射器的液体喷射头的情况中，可以实现这样的构成，其中，通过在施加主波形之前对热喷射器施加其电平不会导致喷射的辅助波形，即使将要造成实质喷射的驱动波形段(主波形)被施加至热喷射器也不会实质地喷射液滴。其基本原理如下。热法的喷射原理在于，电流通过加热器(加热元件)，由此，这样产生的热将导致墨水液体与加热器的表面接触从而蒸发(沸腾)，所以这样产生的力量将导致墨水液体的液滴喷射。通过执行驱动控制(电流)处理以便降低该加热和沸腾动作的喷射效率，可以抑制喷射。例如，如果在施加主波形之前使弱电流初始地通过加热器，则随后施加主波形所产生的热量不易传递至墨水液体，这是因为已经使墨水液体与加热器表面分离。按照这样的方式，通过其中以使墨水在施加辅助波形时也实质上不会喷出、并且随后施加主波形的方式在施加主波形之前施加了足以使液体(墨水)与加热器表面略微分离(使之悬浮)的电流的构成，可以使施加主波形所产生的热量不易被传递至墨水。因此，可以实现其中在连续施加辅助波形和主波形时实质上不喷射墨水的状态。<本发明的应用实施例>在上述实施例中，已经描述了针对用于图形打印的喷墨记录设备的应用；但是，本发明的应用范围并不限于此。例如，本发明还可以广泛地应用至利用功能性液体材料来获取各种形状和图案的喷墨系统，例如形成用于电子电路的线路图案的图像的线路印刷设备、用于各种装置的制造设备、利用诸如采用树脂液体作为用于喷射的功能性液体的抗蚀剂印刷设备、滤色镜制造设备、用于利用用于材料沉积的材料来形成精密结构的精密结构形成设备等。应该理解的是，本发明并不限于所公开的具体形式，相反，本发明旨在覆盖落入所附权利要求所表示的本发明精神和范围内的所 有修改、替换结构以及等价形式。
权利要求
1.一种液体喷射设备,包括 多个喷嘴，每个喷嘴均被配置成作为喷射液滴的喷射口 ； 多个压力产生元件，其被布置成对应于所述多个喷嘴，每个压力产生元件均被配置成产生喷射能量以便从相应的一个喷嘴喷射液滴； 电路控制装置，包括多个开关，所述多个开关的第一端分别连接至与各喷嘴对应的各压力产生元件； 电压波形产生装置，其被配置成产生将被提供给其中第一端被连接至压力产生元件的开关的第二端的电压波形；以及 开关控制装置，其输出控制信号以使每个开关闭合和断开， 其中，所述电压波形产生装置所产生的电压波形具有这样的波形当根据控制信号而使所述多个开关中的一个开关闭合和断开以便将一部分电压波形施加至与所述一个开关相连的所述多个压力产生元件中的一个压力产生元件时，从与已被施加了所述一部分电压波形的所述一个压力产生元件相对应的一个喷嘴喷射液滴，而当整个电压波形被施加至所述一个压力产生元件时，实质上不从与已被施加了所述整个电压波形的所述一个压力产生元件相对应的一个喷嘴喷射液滴。
2.根据权利要求I所述的液体喷射设备，其中所述电压波形包括主波形段和辅助波形段，所述主波形段用于喷射驱动以使得在所述主波形段被施加至所述一个压力产生元件时导致从所述一个喷嘴喷射液滴，所述辅助波形段用于在所述辅助波形段与所述主波形段相结合地被施加至所述一个压力产生元件时抑制从所述一个喷嘴喷射液滴。
3.根据权利要求2所述的液体喷射设备，其中所述辅助波形段在所述电压波形中位于所述主波形段之前。
4.根据权利要求2所述的液体喷射设备，其中通过以以下方式组合辅助波形段和主波形段来形成所述电压波形其中被施加了所述辅助波形段的所述一个压力产生元件在液体中产生的压力波将被施加了所述主波形段的所述一个压力产生元件在液体中产生的压力波的至少一部分抵消。
5.根据权利要求4所述的液体喷射设备，进一步包括 液体喷射头，其包括多个喷射器，所述多个喷射器分别具有多个喷嘴、分别连接至各喷嘴的多个压力腔、以及与各压力腔相对应地布置的多个压力产生元件，其中 辅助波形段包括产生下降和上升之一的电压变化的第一波形元素； 主波形段包括产生与辅助波形段的第一波形元素相同的下降和上升之一的电压变化的第二波形元素； 包括了所述多个压力腔中的一个压力腔和在所述一个压力腔中包含的液体的压力腔系统具有共振周期Tc;并且 辅助波形段的第一波形元素与主波形段的第二波形元素彼此以时间间隔(2n+l) X (Tc/2)间隔开，其中n是不小于O的整数。
6.根据权利要求4所述的液体喷射设备，进一步包括 液体喷射头，其包括多个喷射器，所述多个喷射器分别具有多个喷嘴、分别连接至各喷嘴的多个压力腔、以及与各压力腔相对应地布置的多个压力产生元件，其中 辅助波形段包括产生下降和上升之一的电压变化的第一波形元素；主波形段包括产生与辅助波形段的第一波形元素相反的下降和上升中的另一个的电压变化的第二波形元素； 包括了所述多个压力腔中的一个压力腔和在所述一个压力腔中包含的液体的压力腔系统具有共振周期Tc;以及 辅助波形段的第一波形元素与主波形段的第二波形元素彼此以时间间隔(n+1) XTc间隔开，其中n是不小于O的整数。
7.根据权利要求2所述的液体喷射设备，其中辅助波形段的电压幅度不小于主波形段的电压幅度。
8.根据权利要求2所述的液体喷射设备，其中辅助波形段中的最低电压不高于主波形段中的最低电压。
9.根据权利要求2所述的液体喷射设备，其中所述电压波形在一个记录周期中包括多个主波形段和多个辅助波形段。
10.根据权利要求2所述的液体喷射设备，其中辅助波形段的一部分包括产生阶梯式电压上升的波形元素。
11.根据权利要求2所述的液体喷射设备，其中辅助波形段的一部分包括产生遵循S形曲线的电压上升的波形元素。
12.根据权利要求2所述的液体喷射设备，其中 所述辅助波形段在所述电压波形中位于所述主波形段之前；以及 当辅助波形段被施加至所述多个压力产生元件中的一个压力产生元件时，在与所述一个压力产生元件相对应的喷嘴内引入气泡，并且所述气泡抑制了由主波形段引起的喷射。
13.一种喷墨设备，包括 根据权利要求I所述的液体喷射设备；以及 介质传送装置，用于传送其上沉积了从喷嘴喷射的液滴的记录介质。
14.一种用于液体喷射设备的喷射控制方法，所述液体喷射设备包括多个喷嘴，每个喷嘴均被配置成作为喷射液滴的喷射口 ；多个压力产生元件，其被布置成对应于各喷嘴，每个压力产生元件均被配置成产生喷射能量以从相应的一个喷嘴喷射液滴；电路控制装置，其包括多个开关，所述多个开关的第一端分别连接至与各喷嘴对应的各压力产生元件；电压波形产生装置，其被配置成产生将被提供给其中第一端被连接至压力产生元件的开关的第二端的电压波形；以及开关控制装置，其输出控制信号以使每个开关闭合和断开，所述喷射控制方法包括以下步骤 向各开关的第二端提供所述电压波形，所述电压波形具有这样的波形当整个电压波形被施加至所述多个压力产生元件中的一个压力产生元件时，实质上不从与已被施加了所述整个电压波形的所述一个压力产生元件相对应的一个喷嘴喷射液滴；以及 通过控制信号使所述多个开关中的一个开关闭合和断开以将一部分电压波形施加至与所述一个开关相连的一个压力产生元件，由此从与已被施加了所述一部分电压波形的所述一个压力产生元件相对应的一个喷嘴喷射液滴。
15.根据权利要求14所述的喷射控制方法，其中所述电压波形包括主波形段和辅助波形段，所述主波形段用于喷射驱动以使得在所述主波形段被施加至所述一个压力产生元件时导致从所述一个喷嘴喷射液滴，所述辅助波形段用于在所述辅助波形段与所述主波形段相组合地被施加至所述一个压力产生元件时抑制从所述一个喷嘴喷射液滴。
16.根据权利要求15所述的喷射控制方法，其中通过以以下方式组合辅助波形段和主波形段来形成所述电压波形其中被施加了所述辅助波形段的所述一个压力产生元件在液体中产生的压力波将被施加了所述主波形段的所述一个压力产生元件在液体中产生的压力波的至少一部分抵消。
17.根据权利要求16所述的喷射控制方法，其中 所述液体喷射设备进一步包括液体喷射头，所述液体喷射头包括多个喷射器，所述多个喷射器分别具有多个喷嘴、分别连接至各喷嘴的多个压力腔、以及与各压力腔相对应地布置的多个压力产生元件； 辅助波形段包括产生下降和上升之一的电压变化的第一波形元素； 主波形段包括产生与辅助波形段的第一波形元素相同的下降和上升之一的电压变化的第二波形元素； 包括了所述多个压力腔中的一个压力腔和在所述一个压力腔中包含的液体的压力腔系统具有共振周期Tc;以及 辅助波形段的第一波形元素与主波形段的第二波形元素彼此以时间间隔(2n+l) X (Tc/2)间隔开，其中n是不小于O的整数。
18.根据权利要求16所述的喷射控制方法，其中 所述液体喷射设备进一步包括液体喷射头，所述液体喷射头包括多个喷射器，所述多个喷射器分别具有多个喷嘴、分别连接至各喷嘴的多个压力腔、以及与各压力腔相对应地布置的多个压力产生元件， 辅助波形段包括产生下降和上升之一的电压变化的第一波形元素； 主波形段包括产生与辅助波形段的第一波形元素相反的下降和上升中的另一个的电压变化的第二波形元素； 包括了所述多个压力腔中的一个压力腔和在所述一个压力腔中包含的液体的压力腔系统具有共振周期Tc;以及 辅助波形段的第一波形元素与主波形段的第二波形元素彼此以时间间隔(n+1) XTc间隔开，其中n是不小于O的整数。
19.根据权利要求15所述的喷射控制方法，其中所述电压波形在一个记录周期中包括多个主波形段和多个辅助波形段。
20.根据权利要求15所述的喷射控制方法，其中 所述辅助波形段在所述电压波形中位于所述主波形段之前；以及当辅助波形段被施加至所述一个压力产生元件时，在与所述一个压力产生元件相对应的喷嘴内引入气泡，并且所述气泡抑制了由主波形段引起的喷射。
全文摘要
本发明提供了液体喷射设备及其喷射控制方法、以及喷墨设备。液体喷射设备包括电路控制装置，其包括多个开关，所述多个开关的第一端连接至各压力产生元件；电压波形产生装置，其被配置成产生将被提供给各开关的第二端的电压波形；以及开关控制装置，其使各开关闭合和断开。电压波形具有这样的波形当使一个开关闭合和断开以便将一部分电压波形施加至压力产生元件时，从与已被施加了一部分电压波形的压力产生元件相对应的一个喷嘴喷射液滴，而当整个电压波形被施加至该压力产生元件时，实质上不从与施加了整个电压波形的该压力产生元件相对应的喷嘴喷射液滴。
文档编号B41J2/01GK102785477SQ2012101571
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月18日 优先权日2011年5月19日
发明者京相忠, 奥田真一, 石山敏规 申请人:富士施乐株式会社, 富士胶片株式会社