CN102189790B - 能有效地增加色调数目的液体喷射设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能有效地增加色调数目的液滴喷射设备。电压组信息存储部存储两种或更多种电压组，每一个电压组包括用于在单个记录周期内从喷射口喷出的每一液滴数的第一和第二电压的组合。电压施加部被构造为基于图像的图像数据将第一电压施加到第一压电层的活动部并且将第二电压施加到第二压电层的活动部。电压施加部被构造为选择电压组信息存储部中存储的两种或更多种电压组中的一个，并且将组成所选择的电压组的每一电压施加到第一和第二压电层的活动部。按包括在第一和第二电压中的脉冲形电压的时间重叠程度分类电压组。

Description

能有效地增加色调数目的液体喷射设备

相关申请的交叉引用 

本申请要求2010年2月19日提交的日本专利申请No.2010-034994的优先权，其全部内容通过引用并入这里。 

技术领域

本发明涉及从喷射口喷射诸如墨水的液滴的液滴喷射设备。 

背景技术

在是液滴喷射设备的示例的喷墨型打印机中，已知这样的技术，即通过驱动压电致动器来将喷射能量施加到压力室内的墨水，使得从与压力室流体连通的喷嘴的喷射口喷射墨滴(参见日本专利申请公开No.2009-226676)。 

发明内容

此外，在喷墨型打印机中，已知增加分辨率和色调的数目以便改进记录质量。增加分辨率要求大幅度的成本增加。为了增加色调的数目，考虑增加一个记录周期内从一个喷射口喷射的墨滴的数目的类型(例如从0，1，2和3液滴的四种类型增加到0，1，2，3和4的五种类型)等等。这里，一个记录周期是记录介质相对于头移动对应于分辨率的单位距离所需的时间段。为实现此，需要增加在一个记录周期内施加到压电层的脉冲电压的数目。然而，记录周期非常短，例如50μs(微秒)，因此增加该周期内的脉冲电压的数目是极其困难的。 

鉴于上文，本发明的目的是提供一种液滴喷射设备，其能相对容易地增加色调的数目并且实现记录质量的改进。 

为获得上述和其他目的，本发明提供一种液体喷射设备，包括通道构件、致动器、驱动信号生成部、电压组信息存储部和电压施加部。通道构件形成有具有用于喷射液滴的喷射口的液体通道。通道构件具有形成有暴露液体通道的一部分的开口的表面。致动器包括被布置在通道构件的表面上面对开口的分层体，以将能量施加到开口中的液体。分层体包括从靠近通道构件的表面一侧按顺序布置的第一压电层和第二压电层。第一和第二压电层中的每一个包括部分面对开口的活动部。活动部相对于厚度方向插在电极之间。驱动信号生成部被构造为生成用于驱动致动器的驱动信号。驱动信号生成部被构造为生成对应于施加到第一压电层的活动部的第一电压的第一驱动信号和对应于施加到第二压电层的活动部的第二电压的第二驱动信号。电压组信息存储部存储两种或更多种电压组，每一电压组包括用于在单个记录周期内从喷射口喷射的每一液滴数的第一和第二电压的组合，其中，单个记录周期是记录介质相对于通道构件移动对应于要被记录在记录介质上的图像的分辨率的单位距离所需的时间段。电压施加部被构造为基于图像的图像数据将第一电压施加到第一压电层的活动部并且将第二电压施加到第二压电层的活动部。电压施加部被构造为选择在电压组信息存储部中存储的两种或更多种电压组中的一个并且将组成所选择的电压组的每一电压施加到第一和第二压电层的活动部。按包括在第一和第二电压中的脉冲形电压的时间重叠程度来分类电压组。 

根据上述方面，电压施加部选择用于喷射的每一液滴数的两种或更多种电压组中的一个，并且执行电压施加。对于每一种电压组，电压组具有包括在第一电压和第二电压中的脉冲形电压的不同的时间重叠程度。因此，即使在相同液滴数的情况下，通过适当地选择电压组的类型，能够改变致动器的变形量，由此改变施加到开口内的液体的能量的大小。因此，因为在相同液滴数的情况下改变液滴的大小和量，因此，能相对容易地增加色调数，由此实现记录质量的改进。 

优选地，第一和第二电压中的每一个包括矩形脉冲电压。 

更优选地，第一和第二电压中的每一个表示二值电势。 

优选地，第一和第二驱动信号中的一个是喷射驱动信号，仅通过所述信号，能使液滴从喷射口喷出；并且第一和第二驱动信号中的另一个是不喷射驱动信号，仅通过所述信号，不能使液滴从喷射口喷出，并且使在喷射口中形成的弯液面振动，而没有使液滴从喷射口喷出。 

优选地，电压施加部被构造为选择性地将对应于喷射驱动信号的喷射脉冲电压施加到第一和第二压电层中的一个中的多个活动部，并且将对应于不喷射驱动信号的不喷射脉冲电压施加到第一和第二压电层中的另一个中的多个活动部，而与喷射脉冲电压是否施加到面对第一和第二压电层中的另一个中的活动部的第一和第二压电层中的一个中的活动部无关。 

优选地，电压施加部被构造为在不施加对应于喷射驱动信号的喷射脉冲电压的时间段中的一个时间段期间施加对应于不喷射驱动信号的不喷射脉冲电压。 

优选地，按第二压电层基于喷射驱动信号开始变形从而液体通道的一部分的体积增加的时间点T1和时间上最接近时间点T1的第一压电层基于不喷射驱动信号开始变形从而液体通道的该部分的体积减小的时间点t1之间的时间差，对电压组进行分类。 

优选地，按第二压电层基于喷射驱动信号开始变形从而液体通道的一部分的体积减小的时间点T2和时间上最接近时间点T2的第一压电层基于不喷射驱动信号开始变形从而液体通道的该部分的体积增加的时间点t2之间的时间差，分类电压组。 

优选地，不喷射驱动信号被施加到的第一和第二压电层中的一个 形成有彼此分开并且每个形成多个活动部的多个单个电极，和将多个单个电极相互连接的连接电极。 

更优选地，液体通道包括多个压力室，每个压力室是包括开口的部分，多个压力室布置在沿表面的方向上并构成多个行，并且连接电极将对应于一行或多行的多个单个电极相互连接。 

优选地，第一和第二电压中的一个的波形图案在为单个记录周期内从喷射口喷出的每一液滴数提供的两种或更多种电压组中是公共的。 

更优选地，第一和第二电压中的一个的波形图案在为单个记录周期内从喷射口喷出的不同液滴数提供的电压组中是公共的。 

优选地，第二压电层是在分层体中包括的压电层中离通道构件的表面最远的最外层，并且第二驱动信号是喷射驱动信号，仅通过所述信号能使液滴从喷射口喷出。 

优选地，致动器进一步包括位于分层体和通道构件之间以密封开口的振动板。 

优选地，离通道构件的表面最近的致动器中的电极是地电极。 

更优选地，地电极在其上形成地电极的整个表面上延伸。 

更优选地，沿着厚度方向，第一和第二压电层在相同方向上极化。 

优选地，电压施加部被构造为执行电压施加以在基于图像数据将每一电压施加到第一和第二压电层的活动部的时段期间不反转在活动部中生成的电场的方向。 

附图说明

将参考附图，详细地描述根据本发明的实施例，其中： 

图1是示出采用根据本发明的第一实施例的液滴喷射设备的喷墨型打印机的内部结构的示意侧视图； 

图2是示出包括在图1的打印机中的喷墨头的通道单元和致动器单元的平面视图； 

图3是示出由图2中的单点划线包围的区域III的放大视图； 

图4是沿图3中的线IV-IV的局部截面图； 

图5是喷墨头的垂直截面图； 

图6A是示出图2的致动器单元中的一个的局部截面图； 

图6B是示出包括在致动器单元中的表面电极的平面视图； 

图6C是示出包括在致动器单元中的内部电极的平面视图； 

图7A至7C是用于示出记录期间的致动器的驱动操作的视图； 

图8A包括示出按照小S和小L的每一电压组施加到表面电极和内部电极的电压的图； 

图8B包括示出由每一电压组生成的每一压电层的电场强度的图； 

图8C包括示出由每一电压组生成的致动器的移位量的图； 

图8D包括示出在为每一像素液滴量提供的两种电压组中公共的不喷射驱动电压的示例的图； 

图8E包括示出在为不同像素液滴量提供的电压组中公共的不喷射驱动电压的示例的图； 

图9A至9C是采用根据本发明的第二实施例的液滴喷射设备的喷墨型打印机的说明图，其中图9A是示出由某一电压组施加到表面电极和内部电极的电压的图，图9B是示出由该电压组生成的每一压电层的电场强度的图，并且图9C是示出由该电压组引起的致动器的移位量的图； 

图10A至10C是采用根据本发明的第三实施例的液滴喷射设备的喷墨型打印机的说明图，其中，图10A是示出由某一电压组施加到表面电极和内部电极的电压的图，图10B是示出由该电压组生成的每一 压电层的电场强度的图，并且图10C是示出由该电压组引起的致动器的移位量的图； 

图11A至11C是采用根据本发明的第四实施例的液滴喷射设备的喷墨型打印机的说明图，其中图11A是示出由某一电压组施加到表面电极和内部电极的电压的图，图11B是示出由该电压组生成的每一压电层的电场强度的图，并且图11C是示出由该电压组引起的致动器的移位量的图。 

具体实施方式

将参考附图，描述根据本发明的一些方面的液滴喷射设备。在下文的描述中，当液滴喷射设备放在意图使用的方位中时，表述“上”和“下”用来定义不同部分。 

首先，将参考图1描述采用根据第一实施例的液滴喷射设备的喷墨型打印机1的整体构造。 

打印机1具有外壳1a，其具有长方体形状。在外壳1a的顶板上提供出纸部31。外壳1a的内部空间从顶部开始按顺序分成空间A、B和C。空间A和B是其中形成通向出纸部31的纸张传送路径的空间。在空间A中，执行纸P的传送和纸P上的图像形成。在空间B中，执行用于送纸的操作。在空间C中，容纳作为墨水供给源的墨盒40。 

在空间A中排列四个喷墨头10、传送纸P的传送单元21、引导纸P的引导单元(在下面描述)等等。控制器1p位于空间A的顶部。控制器1p控制包括这些机构的打印机1的每一部件的操作并管理打印机1的整体操作。 

控制器1p控制用于图像形成的准备操作，纸P的进给、传送和排出操作、与纸P的传送同步的喷墨操作、恢复和维持喷射性能的操作(维护操作)等等，从而基于从外部提供的图像数据在纸P上形成图 像。 

控制器1p包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器，包括非易失性RAM)、ASIC(专用集成电路)、I/F(接口)、I/O(输入/输出端口)等等。ROM存储由CPU执行的程序、各种常量数据等等。RAM临时存储当执行程序时所需的数据(例如图像数据)。ASIC执行图像数据的覆写、重排等等(信号处理和图像处理)。I/F将数据发送到上级设备和从其接收数据。I/O执行各种信号的检测信号的输入/输出。通过这些硬件构造和ROM中的程序之间的协作实现控制器1p的每一功能部。 

每一头10是具有在主扫描方向X中伸长的基本上为长方体形的行打印头(line head)。四个头10按预定节距排列在副扫描方向Y中，并经由头架3由外壳1a支撑。每一头10包括通道单元12、8个致动器单元17(见图2)和储墨单元11。在图像形成期间，分别从四个头10的相应一个的下表面(喷射表面2a)喷射品红、青色、黄色和黑色的墨滴。在下文中，将更详细地描述头10的更具体的构造。 

如图1中所示，传送单元21包括带辊6和7、环绕在辊6和7上的环形传送带8、布置在传送带8的外部的夹辊4和分离板5、布置在传送带8内部的压板9等等。 

带辊7是驱动辊，并且通过驱动传送电机(未示出)而在图1的顺时针方向上旋转。带辊7的旋转使传送带8在由图1中的粗箭头所示的方向上移动。带辊6是从动辊，并且通过跟随传送带8的移动而在图1的顺时针方向上旋转。夹辊4被布置为面对带辊6，并且将从上游侧引导部(在下面描述)提供的纸P压到传送带8的外围表面8a。分离板5被布置为面对带辊7，并且将纸P与外围表面8a分离，并且将其引向下游侧引导部(在下面描述)。压板9被布置为面对四个头10，并且从内部支撑传送带8的上环。通过这种布置，在外围表面8a和头 10的喷射表面2a之间形成了适于图像形成的预定间隙。 

引导单元包括上游侧引导部和下游侧引导部，它们被布置有插入在其间的传送单元21。上游侧引导部包括两个引导27a和27b以及一对送纸辊26。上游侧引导部连接供纸单元1b(在下面描述)和传送单元21。下游侧引导部包括两个引导29a和29b以及两对送纸辊28。下游侧引导部连接传送单元21和出纸部31。 

在空间B中，供纸单元1b被布置为可从外壳1a卸下。供纸单元1b包括供纸托盘23和供纸辊25。供纸托盘23是向上打开并且能容纳多个尺寸的纸P的盒。供纸辊25拾取供纸托盘23中最上位置的纸P并且将其提供给上游侧引导部。 

如上所述，在空间A和B中，从供纸单元1b经由传送单元21到出纸部31形成纸传送路径。基于打印命令，控制器1p驱动用于供纸辊25的供纸电机(未示出)、用于每一引导部的进给辊的进给电机(未示出)、传送电机等等。从供纸托盘23送出的纸P通过一对进给辊26提供给传送单元21。当纸P在副扫描方向Y上经过每一头10正下方的位置时，顺序地从喷射表面2a喷射墨滴，从而在纸P上形成彩色图像。基于来自纸传感器32的检测信号执行墨滴的喷射操作。然后，通过分离板5分离纸P并且通过两对进给辊28向上传送。此外，纸P被通过装置顶部的开口30排出到出纸部31上。 

这里，副扫描方向Y是平行于通过传送单元21的纸P的传送方向的方向。主扫描方向X是平行于水平表面并且垂直于副扫描方向Y的方向。 

在空间C中，墨水单元1c被布置为可从外壳1a卸下。墨水单元1c包括墨盒托盘35和在墨盒托盘35内并排布置的四个墨盒40。每一墨盒40经墨管(未示出)将墨水提供给头10中的相应一个。 

将参考图2至5，更详细地描述头10的构造。注意，在图3中，压力室16和孔15位于致动器单元17下并且应当严格地用虚线示出，但在图3中为了简化，用实线示出这些。 

如图5中所示，头10是其中堆叠通道单元12、致动器单元17、储墨单元11和板64的分层体。在这些中，致动器单元17、储墨单元11和板64容纳在由通道单元12的上表面12x和盖65限定的空间中。在该空间中，FPC(柔性印刷电路板)50电连接致动器单元17和板64。驱动器IC57被安装在FPC50上。 

如图5中所示，盖65包括上盖65和侧盖65b。盖65是向下开口的盒，并且被固定到通道单元12的上表面12x。在盖65a和65b之间的界面以及在侧盖65b和上表面12x之间的界面中填充硅材料。侧盖65b由铝板制成并且还用作散热器。驱动器IC 57紧靠侧盖65b的内表面并且热耦合到侧盖65b。注意，为确保热耦合，由固定到储墨单元11的侧表面的弹性构件58(例如海绵)将驱动器IC 57推向侧盖65b侧。 

储墨单元11是分层体，其中形成有贯通孔和凹部的四个金属板11a-11b相互结合。在储墨单元11内部形成墨水通道。板11c形成有临时存储墨水的储墨器72。墨水通道的一端经由管等等连接到墨盒，而另一端在储墨单元11的下表面开口。如图5中所示，板11d的下表面形成有凹凸。凹部提供板11d和上表面12x之间的空间。致动器单元17在该空间中固定到上表面12x。在板11d的下表面的凹部和致动器单元17上的FPC50之间形成一定间隙。板11d形成有与储墨器72流体连通的墨水流出通道73(储墨单元11的墨水通道的一部分)。墨水流出通道73在板11d的下表面的凸部的末端表面(即与上表面12x结合的表面)中开口。 

通道单元12是分层体，其中，具有基本上相同大小(见图4)的九个矩形金属板12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h和12i相互结合。如图2中所示，通道单元12的上表面12x形成有与墨水流出通道73的开口73a中相应的一个面对的开口12y。在通道单元12内，墨水通道形成为从开口12y连接到喷射口14a。如图2，3和4中所示，墨水通道包括在其一端具有开口12y的歧管通道13、从歧管通道13分支的子歧管通道13a和经由压力室16从子歧管通道13a的出口流向喷射口14a的单个墨水通道14。如图4中所示，对每一喷射口14a形成单个墨水通道14，并且单个墨水通道14包括用作用于调整通道阻力的孔的孔15。另外，多个压力室16在上表面12x中开口。每一压力室16的开口基本上具有菱形。压力室16的开口以矩阵构造排列，以形成总共8个压力室组，每个组在平面视图中基本上占据梯形区域。与压力室16相同，在喷射表面2a中开口的喷射口14a以矩形构造排列，以形成总共8个喷射口组，每个组在平面视图中基本上占据梯形区域。 

如图2中所示，每一致动器单元17在平面视图中具有梯形形状。在通道单元12的上表面12x上以交错构造(在两行中)排列致动器单元17。此外，如图3中所示，每个致动器单元17被布置在由压力室组(喷射口组)占据的梯形区域上。对每个致动器单元17，梯形形状的下底边在副扫描方向上与通道单元12的末端相邻。致动器单元17被布置为避开储墨单元11的下表面的凸部。每一致动器单元17的梯形形状的下底边从主扫描方向X中的两侧插入开口12y(开口73a)之间。 

对每一致动器单元17提供FPC 50。对应于致动器单元17的每一电极的布线连接到驱动器IC 57的输出端子中相应的一个。在控制器1p(见图1)的控制下，FPC 50将在板64中调整的各种驱动信号发送到驱动器IC 57，并且将由驱动器IC 57生成的每一驱动电势发送到致动器单元17。驱动电势选择性地施加到致动器单元17的每一电极。 

接着，将参考图6A至6C，描述致动器单元17的构造。 

如图6A中所示，致动器单元17包括两个压电层17a和17b的分层体，以及布置在分层体和通道单元12之间的振动板17c。压电层17a和17b以及振动板17c均是由具有铁电性的锆钛酸铅(PZT)系列的陶瓷材料制成的片状构件。压电层17a和17b以及振动板17c具有相同大小和形状(梯形形状)，如在压电层17a和17b的厚度方向(压电层17a和17b堆叠的堆叠方向)上所看到的。振动板17c密封在通道单元12的上表面12x中形成的压力室组(多个压力室16)的开口。是最外层的压电层17a的厚度大于压电层17b的厚度和振动板17c的厚度的和。沿着堆叠方向，压电层17a和17b在相同方向上极化。 

压电层17a的上表面形成有对应于各个压力室16的多个表面电极18。在压电层17a和压电层17a下的压电层17b之间形成内部电极19。在压电层17b和压电层17b下的振动板17c之间形成公共电极20。在振动板17c的下表面上没有形成任何电极。在本实施例中，内部电极形成在压电层17b的上表面上，并且公共电极20形成在振动板17c的上表面上。 

如图6B所示，每一表面电极18包括基本上具有菱形形状的主电极区域18a、从主电极区域18a的锐角中的一个延伸的延伸部18b和在延伸部18b上形成的焊接区(land)18c。主电极区域18a的形状是与压力室16的开口的形状类似的形状，而主电极区域18a的尺寸小于压力室16的开口的尺寸。在平面图中，主电极区域18a被布置在压力室16的开口中。延伸部18b延伸到压力室16的开口外的区域，并且焊接区18c被布置在延伸部18b的远端。焊接区18c在平面图中具有圆形形状，并且不面对压力室16。焊接区18c具有离压电层17a的上表面约50μm(微米)的高度。焊接区18c电连接到FPC50的布线的电极。在除电连接点外的区域，压电层17a和FPC 50彼此面对，并且具有约50μm(微米)的间隙。通过这种构造，能确保致动器单元17自由地变形。 

内部电极19是用于控制色调的电极。如图6c中所示，内部电极19包括面对压力室16的各个开口的多个单个电极19a，以及将单个电极19a相互连接的多个连接电极19b。 

如在压电层17a和17b的堆叠方向上所看到的，每一单个电极19a的形状是与压力室16的开口的形状类似的形状。单个电极19a的尺寸大于压力室16的开口的尺寸。在平面图中，单个电极19a在其中包括压力室16的开口。 

在压电层17b的上表面上，沿头10的纵向(主扫描方向X)以规则间隔布置单个电极19a，从而构成多个单个电极行。这些单个电极行彼此平行。单个电极19a沿主扫描方向X，以交错够排列，并且构成十六(16)个单个电极行。 

连接电极19b将多个单个电极19a相互连接。如图3中所示，压力室16沿主扫描方向X构成多个压力室行，其中四个压力室行共用一个子歧管通道13a。对应于四个压力室行的多个单个电极19a通过连接电极19b相互连接。如图6C中所示，连接电极19b沿着单个电极行将单个电极19a相互连接。此外，连接电极19b沿菱形形状的斜边，横跨单个电极行，将单个电极19a相互连接。连接电极19b是直线形状的电极。 

公共电极20是由对应于一个致动器单元17的所有压力室16共用的电极。公共电极20形成在振动板17c的整个表面上。通过该构造，相对于压力室16侧隔离在压电层17a和17b的每一个中生成的电场。公共电极20总是保持在地电势。 

除用于表面电极的焊接区18c外，压电层17a的上表面形成有用于内部电极的焊接区(未示出)和用于公共电极的焊接区(未示出)。用于内部电极的焊接区经由压电层17a的贯通孔电连接到内部电极19。 用于公共电极的焊接区经由穿过压电层17a和17b的贯通孔电连接到公共电极20。在压电层17a的上表面中，基本上在梯形形状的每一边的中心布置用于内部电极的焊接区，而在梯形形状的每一角附近布置用于公共电极的焊接区。每一焊接区与FPC50的端子连接。在这些中，用于公共电极的焊接区与连接到地的布线连接，并且用于内部电极的焊接区与从驱动器IC 57的输出端子延伸的布线连接。 

压电层17a和17b的每一个的一部分用作活动部，该部分插入在电极18、19和20之间。致动器单元17通过垂直堆叠的压电层17a和17b的活动部的变形将能量提供给压力室16内的墨水，活动部位于面对相应压力室组中的每一压力室16的开口的位置。对每一压力室16，提供垂直堆叠的活动部，并且对每一压力室16，活动部能独立地变形。即，致动器单元17包括用于每一压力室16的压电型致动器。每一活动部以从d₃₁、d₃₃和d₁₅中选择的至少一个振动模式(在本实施例中，为d₃₁)移位。即使当施加电场时，振动板17c的一部分本身也不变形，该部分(非活动部)在堆叠方向上面对活动部。用这种方式，本实施例的致动器是所谓单片(unimorph)型压电致动器，其中堆叠两个活动部和一个非活动部。例如，仅看压电层17a，其是最上层，如果在与极化方向相同的方向上施加电场，那么压电层17a的活动部由于压电横向效应而在表面方向上收缩。然而，压电层17b和振动板17c本身不变形，并用作限制压电层17a的活动部的移位的层。此时，因为变形差异出现在两者(致动器单元17与压电层17b和振动板17c)之间，因此，致动器整体变形成朝向压力室16凸。可以这样说，每一致动器是共用振动板17c的两个单片型压电元件的分层体。 

接着，将参考图7A至8E，描述在记录期间用于驱动致动器单元17的每一致动器的控制。 

在本实施例中，假定在记录时压电层17a以振动模式d₃₁移位，并且采用其中在喷射墨滴之前将墨水提供到压力室16的所谓的“拉引和 喷射方法”。 

在控制器1p接收打印命令前，所有表面电极18的电势保持在高电平(例如15V)，而内部电极19和公共电极20的电势保持在低电平(地电势：0V)。因此，保持在致动器单元17的所有致动器变形成朝向压力室16凸的状态，从而压力室16的体积为V1(见图7A)。在接收打印命令时，控制器1p基于图像数据开始施加电压。首先，表面电极18变为与公共电极20相同的地电势。此时，压力室16的体积从V1增加到V2(见图7A和7B)，并且开始从子歧管通道13a到压力室16的墨水提供。在此之后，在用于供给的墨水到达压力室16时，表面电极18回复到不同于公共电极20的电势的电势(例如15V)。此时，致动器变形成朝向压力室16凸(见图7C)。因此，因为压力室16的体积从V2减小到V1，并且压力被施加到压力室16内的墨水，因此从喷射口14a喷出墨水，作为墨滴。 

在一个记录周期(纸P相对于头10移动对应于要被记录在纸P上的图像的分辨率的单位距离所需的时间段)内，包括将墨水提供给压力室16并从喷射口14a喷射墨滴的上述系列操作被重复与将喷射的墨滴的数目相同的次数。例如，如果驱动频率为20kHz，那么记录周期为50μs(微秒)。 

接着，将描述使用上述拉引和喷射方法的色调控制。 

控制器1p基于图像数据生成用于驱动致动器单元17的驱动信号。驱动信号包括喷射驱动信号和不喷射驱动信号。喷射驱动信号是如果被放大到预定电压，则仅通过该信号能使墨滴从喷射口14a喷射的信号。不喷射驱动信号是即使被放大到预定电压，则仅通过该信号不能使墨滴从喷射口14a喷射的信号。不喷射驱动信号使在喷射口14a中形成的弯液面振动，而没有从喷射口14a喷射墨滴。 

驱动器IC57放大如上所述生成的喷射驱动信号和不喷射驱动信号中的每一个，并且生成喷射驱动电压和不喷射驱动电压。然后，驱动器IC57将喷射驱动电压施加到表面电极18，并且将不喷射驱动电压施加到内部电极19。公共电极20总是保持在地电势(0V)。因此，喷射驱动电压被施加到压电层17a的活动部(表面电极18和内部电极19之间)，并且不喷射驱动电压被施加到压电层17b的活动部(内部电极19和公共电极20之间)， 

在一个记录周期内施加的喷射驱动电压和不喷射驱动电压的组(电压组)的数目等于对应于色调的数目的数目。色调的数目表示用于形成一个像素的墨滴(在一个记录周期内，将从一个喷射口14a喷射的墨滴)量的类型的数目。在本实施例中，色调的数目为7个色调，即，零(0)、小S、小L、中S、中L、大S和大L这七种墨滴量。这里，“零”、“大”、“中”和“小”表示形成一个像素的墨滴的数目(在下文中，简单地称为“像素液滴数”分别为0，1，2，和3。此外，“S”表示一个液滴的尺寸为小，并且“L”表示一个液滴的尺寸为大。换句话说，在本实施例中，存在用于1，2和3(除“零”外)的像素液滴数目中的每一个的两种(“S”和“L”)电压组，这产生总共七个电压组。控制器1p为每一记录周期选择上述七个电压组中的一个，并且将构成电压组的喷射驱动电压和不喷射驱动电压分别施加到表面电极18和内部电极19。 

关于这些电压组的信息被存储在控制器1p的ROM中。 

按包括在构成电压组的每一电压中的脉冲形电压的时间重叠划分为每一像素液滴数提供的两种电压组(小S和小L、中S和中L以及大S和大L的电压组)。脉冲形电压是矩形形状的，并且脉冲形电压改变由具有时间宽度(脉冲宽度)的上升沿和下降沿限定的部分。在下文中，脉冲形电压将被称为“脉冲电压”。以为像素液滴数＝1的情形提供的小S和小L的电压组作为示例，更详细地进行描述。 

在图8A的左边中示出的小S的电压组由不喷射驱动电压P1和喷射驱动电压P2的组合组成。图8A的右边中示出的小L的电压组由不喷射驱动电压P1和喷射驱动电压P2’的组合组成。在小S和小L的电压组中，不喷射驱动电压P1是公共的，而喷射驱动电压P2和P2’彼此不同。不喷射驱动电压P1包括具有预定脉冲宽度的在低电平(0V：地电势)和高电平(例如5V)之间变化的三个脉冲电压。注意，图8A仅示出三个脉冲电压中最早施加的第一脉冲电压。喷射驱动电压P2和P2’中的每一个包括具有预定脉冲宽度的在高电平(例如15V)和低电平(例如0V：地电势)之间变化的一个脉冲电压。 

在小S的电压组中，在时间点t1和时间点T1之间的时间段期间和在时间点T2和时间点t2之间的时间段期间，不喷射驱动电压P1的第一脉冲电压的高电平和喷射驱动电压P2的脉冲电压的高电平重叠。在小L的电压组中，在时间点t1和时间点T1’之间的时间段期间以及在时间点T2’和时间点t2之间的时间段期间，不喷射驱动电压P 1的第一脉冲电压的高电平和喷射驱动电压P2’的脉冲电压的高电平重叠。 

在本实施例中，如图6A中所示，提供两个驱动电源PS 1和PS2。驱动电源PS 1包括输出15V的脉冲电压的驱动器IC 57的一部分。驱动电源PS 1的一端连接到地。驱动电源PS2包括输出5V的脉冲电压的驱动器IC 57的另一部分。驱动电源PS2的一端连接到地。因此，在图8A至8C的示例中，在脉冲电压的时间重叠部分期间，即在从时间t1到时间点T1或T1’的时间段期间以及在从时间点T2或T2’到时间点t2的时间段期间，在压电层17a中生成由于10(＝15-5)V的电压导致的电场强度(见图8B)。 

注意，在小S和小L的电压组中，在图中未示出包括在不喷射驱动电压P1中的除上述第一脉冲电压以外的两个脉冲电压。在没有施加喷射驱动电压P2或P2’的时段期间，在记录周期内的时间点t2后，施 加这两个脉冲电压。 

时间点t1是当不喷射驱动电压P1的脉冲电压上升时和当压电层17b的活动部开始变形从而压力室16的体积开始减小时的时间点。在该点，表面电极18的电势(在此，相对于地电势为15V)不改变。然而，随着内部电极19的电势增加(在此，从地电势增加5V)，施加到压电层17a的活动部的电压(表面电极18和内部电极19之间的电势差)减小施加到压电层17b的电压量(在此为5V)。即，这也是当压电层17a开始改变以增加压力室16的体积时的时间点。此时，压电层17a的变化是主要的，并且如图8C中所示，压力室16的体积增加。该体积变化是与不喷射驱动电压P1的脉冲电压的变化(增加)有关的变化。注意，如图8B中所示，根据表面电极18和内部电极19的电势，在压电层17a和17b中生成在与极化方向相同的方向上的电场。 

时间点T1或T1’是当喷射驱动电压P2或P2’的脉冲电压下降时并且当致动器(压电层17a的活动部)基于喷射驱动电压开始变形从而压力室16的体积开始增加时的时间点。在该点，内部电极19的电势(这里，相对于地电势为5V)不改变，并且施加到压电层17b的电压保持在5V。另一方面，表面电极18变为地电势。此时，压力室16的体积改变施加到压电层17a的电压的变化量，并且如图8C中所示，压力室16的体积增加。该体积变化是与喷射驱动电压P2或P2’的脉冲电压的变化(减小)有关的变化。在本实施例中，根据内部电极19的电势，在压电层17a中生成与极化方向相反的方向上的电场，并且在压电层17b中生成与极化方向相同方向上的电场。施加到压电层17a和17b中的每一个的电压相同，均为5V。此时，压电层17a的变化是主要的。如图8C中所示，与没有电压被施加到压电层17a或17b的情形相比，压力室16的体积稍微增加。 

时间点T2或T2’是当喷射驱动电压P2或P2’的脉冲电压上升时以及当压电层17a的活动部基于喷射驱动电压开始变形从而压力室16的 体积开始减小时的时间点。在该点，内部电极19的电势不改变，并且施加到压电层17b的电压保持在5V。另一方面，表面电极18变为15V的电势。此时，根据表面电极18和内部电极19的电势，在压电层17a和17b中，生成与极化方向相同的方向上的电场。压电层17a被施加有10V的电压(表面电极18和内部电极19之间的电势差)，并且如图8C中所示，压力室16的体积减小。该体积变化是与喷射驱动电压P2或P2’的脉冲电压的变化(增加)有关的变化。压力室16的体积与当在时间点t1施加不喷射驱动电压P1的脉冲电压时相同。 

时间点t2是当不喷射驱动电压P1的脉冲电压下降时并且当压电层17b的活动部基于不喷射驱动电压开始变形从而压力室16的体积开始增加时的时间点。在该点，表面电极18的电势不改变。另一方面，内部电极19的电势变为地电势。如图8B中所示，压电层17a的活动部被施加有15V的电压(表面电极18和内部电极19之间的电势差)。即，这也是当压电层17a开始改变以减小压力室16的体积时的时间点。此时，压电层17a的变化是主要的，并且如图8C中所示，压力室16的体积减小。该体积变化是与不喷射驱动电压P2或P2’的脉冲电压的变化(减小)有关的变化。 

时间点t1之前的时段对应于压力室16的体积为体积V1的状态(见图7A)。从时间点T1(T1’)到时间点T2(T2’)的时段对应于压力室16的体积为体积V2的状态(见图7B)。在时间点t2之后的时段对应于压力室16的体积为体积V1的状态(见图7C)。通过从时间点t1到时间点T1或T1’的电压变化，墨水被提供到压力室16中，并且通过从时间点T2或T2’到时间点t2的电压变化喷射墨滴(见图8C)。 

注意，压力室16的体积变化(从体积V1到体积V2的变化，或从体积V2到体积V1的变化)不会瞬时发生。如图8C中所示，在从时间点t1到时间点T1或T1’的时段期间以及在从时间点T2或T2’到时间点t2的时段期间，压力室16的体积处于体积V1和体积V2之间。 在这些时段期间，如图8B中所示，压电层17a被施加有对应于10(＝15-5)V电压的电场，并且压电层17b被施加有对应于5V电压的电场。对于致动器的整个变形，与压电层17b的变化相比，由于压电层17a的变化导致的影响是主要的。因此，在这些时段期间的压力室16的体积基本上与当将通过10(＝15-5)V的电场施加到压电层17a的活动部时的体积相同。此外，在从时间点T1或T1’到时间点T2或T2’的时段期间，在与极化方向相反的方向上，在压电层17a中生成对应于电压5V的电场，并且在与极化方向相同的方向上，在压电层17b中生成对应于电压5V的电场。因此，致动器变形为稍微朝向压力室16凹。 

在小S和小L的电压组中，时间点T1和时间点T1’不同，并且时间点T2与时间点T2’也不同。具体地，与时间点T1’相比，时间点T1处于较晚的时序，并且与时间点T2’相比，时间点T2处于较早的时序。因此，在小L的电压组中的时间点t1和时间点T1’之间的时间差δa’小于在小S的电压组中的时间点t1和时间点T1之间的时间差δa。类似地，在小L的电压组中的时间点T2’和时间点t2之间的时间差δb’小于在小S的电压组中的时间点T2和时间点t2之间的时间差δb。 

在本实施例中，与在小S的电压组中的时间点T1和时间点T2之间的时间差(脉冲宽度)相比，在小L的电压组中的时间点T1’和时间点T2’之间的时间差(脉冲宽度)更接近AL(声长：单个墨水通道14中的压力波的单向传播的时长)。因此，小L的电压组更易于喷射更大墨滴。此外，还因为时间差δa’小于时间差δa的事实，小L的电压组更易于喷射更大墨滴。用这种方式，设计成从脉冲宽度和脉冲电压的变化的时间两方面，小L的电压组比小S的电压组更易于喷射更大墨滴。 

如图8A至8C中所示，由于这些时间差δa、δa’、δb、δb’的差异(脉冲电压的时间重叠程度)，导致在压电层17a中生成的电场强度E2和E2’(见图8B中的实线)和致动器的移位量(见图8C)具有在小S的电压组和小L的电压组之间不同的时间变化模式。注意，因为不喷 射驱动电压P1在小S的电压组和小L的电压组之间是公共的，因此，在压电层17b中生成的电场强度E1的时间变化模式是相同的。 

将详细地描述致动器的移位量的变化模式的差异。由于时间差δa、δa’、δb、δb’的差异，使得在小S的电压组和小L的电压组之间，供墨期间和喷射期间的致动器的有效移位速率(图8C中所示的角度θa、θa’、θb、θb’)不同。角度θa小于角度θa’并且角度θb小于角度θb’。用这种方式，在小S的电压组中的在供墨期间和在喷射期间的致动器的移位速率小于在小L的电压组中的移位速率，并且因此在小S的电压组中的喷射的墨滴的尺寸小于在小L的电压组中的尺寸。 

以用于像素液滴数＝1的小S和小L的电压组作为示例，对于为每一像素液滴数提供的两种电压组之间的差异进行说明。类似的说明适用于用于像素液滴数＝2和3(中S和中L，以及大S和大L)的电压组。换句话说，中S、中L、大S和大L的电压组中的每一个由不喷射驱动电压P1和喷射驱动电压的组合组成。不喷射驱动电压P1公共地用于所有七个电压组(零、小S、小L、中S、中L、大S和大L的电压组)。喷射驱动电压在中S和中L的电压组之间是不同的，并且在大S和大L的电压组之间也是不同的。包括在每一喷射驱动电压中的脉冲电压的数目与像素液滴数相同。即，喷射驱动电压包括用于像素液滴数＝2(中S和中L)的情形的两个脉冲电压，并且包括用于像素液滴数＝3(大S和大L)的情形的三个脉冲电压。在像素液滴数＝2(中S和中L)的每一电压组中，包括在喷射驱动电压中的两个脉冲电压分别具有与包括在不喷射驱动电压P1中的第一和第二脉冲电压的时间重叠。在像素液滴数＝3(大S和大L)的每一电压组中，包括在喷射驱动电压中的三个脉冲电压分别具有与包括在不喷射驱动电压P1中的三个脉冲电压的时间重叠。对每一像素液滴数，按该时间重叠程度划分电压组。 

在本实施例中，中S的电压组是电压P1和包括电压P2的两个脉 冲电压的电压的组合，并且中L的电压组是电压P1和包括电压P2’的两个脉冲电压的电压的组合。类似地，大S的电压组是电压P1与包括电压P2的三个脉冲电压的电压的组合，并且大L的电压组是电压P1与包括电压P2’的三个脉冲电压的电压的组合。电压P1对每一电压组来说是公共的。 

构成每一电压组的喷射驱动电压可以包括消除脉冲。消除脉冲是用于衰减当前记录周期中通过喷射墨滴在墨水通道中生成的残余压力波的脉冲电压。消除脉冲的施加能帮助稳定后续记录周期中的墨滴的喷射。例如，在每一电压组中，可以在施加不喷射驱动电压P1的三个脉冲电压后的预定时间段中施加消除脉冲。消除脉冲可以包括在喷射驱动电压或不喷射驱动电压中。 

如上所述，根据本实施例的打印机1，控制器1p为每一像素液滴数选择两种电压组中的一个并执行电压施加。对于两种电压组中的每一个，电压组具有包括在喷射驱动电压和不喷射驱动电压中的脉冲电压的不同的时间重叠程度。因此，通过适当地选择电压组的类型，即使在相同的像素液滴数的情况下，也能够改变致动器的变形量，因此改变施加到压力室16的开口内的墨水的能量大小。由此，因为能够在相同的像素液滴数的情况下改变墨滴的大小和量，因此，能相对容易地增加色调数，从而实现记录质量的改进。 

此外，通过堆叠压电层17a和17b，能实现部件的高集成以及上述效果。 

在每一电压组中，喷射驱动电压和不喷射驱动电压中的每一个包括矩形脉冲电压。在这种情况下，比当脉冲电压具有复杂形状(例如包括电势以分段方式增加或减小的台阶部分的形状)时的情形更容易进行控制。 

如果在每一电压组中，由喷射驱动电压和不喷射驱动电压中的每一个表示的电势超过两个值(二元)(如果在包括在每一电压中的多个脉冲电压之间，高电平或低电平是不同的)，那么会产生需要增加电源数的结构和经济上的不便以及控制变得更难的不便。相反地，在本实施例中，因为由喷射驱动电压和不喷射驱动电压中的每一个表示的电势是二值的，因此能避免诸如上述的各种不便。具体地，在对应于七个色调的所有电压组中，由喷射驱动电压表示的电势为0V和15V的两个值，并且由不喷射驱动电压表示的电势是0V和5V的两个值。 

每一电压组包括不喷射驱动电压P1。因此，通过施加不喷射驱动电压P1，能够振动弯液面(即通过执行不喷射冲洗)并且良好地保持记录质量。另外，因为通过使用为振动例如弯液面(用于不喷射冲洗)而提供的压电层17b能增加色调数，因此这是非常有利的。 

不喷射驱动电压P1被施加到致动器单元17的所有致动器，与是否施加喷射驱动电压无关(即，也施加到像素液滴数＝0的致动器)。因此，在不喷射墨滴的喷射口14a，通过施加不喷射驱动电压P1，能振动弯液面(即能执行不喷射冲洗)。因此，能抑制喷射口14a中的墨水的粘滞性的增加。 

在本实施例中，在像素液滴数＝0的情况下，通过包括在不喷射驱动电压P1中的三个脉冲电压生成弯液面的振动(即执行不喷射冲洗)，并且在像素液滴数＝1或2(小S和小L，或中S和中L)的情况下，通过包括在不喷射驱动电压P1的后部中的两个或一个脉冲电压生成弯液面的振动(即执行不喷射冲洗)。在像素液滴数＝1或2的情况下，在一个记录周期内，在完成喷射驱动电压的施加，即完成墨滴的喷射后，接下来执行弯液面的振动(不喷射冲洗)。用这种方式，通过也在喷射墨滴的喷射口14a中施加不喷射驱动电压，能振动弯液面(即，能执行不喷射冲洗)。 

根据上述时间差δa或δa’(见图8A)，出现了致动器变形的时间段差，其改变在压力室16中生成的压力波的负压力值。因此，在当喷射墨滴时的时间(通过施加喷射驱动电压，压力室16的体积减小的时间点)，在子歧管通道13a的出口附近其极性反转并且返回到压力室16的压力波的正压力值中生成相对大的变化，这改变将喷射的墨滴的大小和量。因此，通过为每一像素墨滴数适当地选择通过时间差δa和δa’划分的电压组的类型，能更容易地执行色调的控制。 

根据上述时间差δb或δb’(见图8A)，出现致动器变形的时间段差，这改变在压力室16中生成的压力波的正压力值。因此，在当喷射墨滴时的时间(通过施加喷射驱动电压，压力室16的体积减少的时间点)，墨滴的喷射速率改变以及将喷射的墨滴的大小和量也改变。因此，通过为每一像素液滴数适当地选择通过时间差δb和δb’划分的电压组的类型，能更容易地执行色调的控制。 

压电层17b形成有多个单个电极19a和将单个电极19a相互连接的连接电极19b。通过该布置，能简化用于单个电极19a的布线构造和信号提供构造。 

连接电极19b使对应于共用子歧管通道13a的四个压力室行的多个单个电极19a相互连接。通过该构造，能基于用于每一行的分时驱动执行色调控制。此外，通过对于包含用于共用一个子歧管通道13a的压力室16的每一行执行包含延迟时间等等的色调控制，能抑制结构串扰(经由子歧管通道13a的残余压力波的相互传播的现象)。 

在为每一像素液滴数提供的两种电压组中(小S和小L、中S和中L以及大S和大L的电压组)，不喷射驱动电压P1的波形模式是公共的。因此，控制变得更容易。例如，图8D示出在像素液滴数＝2的情况下的两种电压组(中S和中L)。上面的图是用于中S的电压组，其由不喷射驱动电压P1和喷射驱动电压P2a组成。下面的图是用于中 L的电压组，其由不喷射驱动电压P1和喷射驱动电压P2’a组成。不喷射驱动电压P1的波形图案在两个电压组中是公共的。 

不喷射驱动电压P1在所有七个电压组(零、小S、小L、中S、中L、大S和大L的电压组)中是公共的。即，在为不同像素液滴数提供的电压组中，不喷射驱动电压P1的波形图案是公共的。因此，控制变得更容易。作为示例，图8E示出在像素液滴数＝2的情况下的电压组(中S)和在像素液滴数＝3的情况下的电压组(大S)。上面的图是用于中S的电压组，其由不喷射驱动电压P1和喷射驱动电压P2a(两个脉冲)组成。下面的图是用于大S的电压组，其由不喷射驱动电压P1和喷射驱动电压P2b(三个脉冲)组成。不喷射驱动电压P1的波形图案在两个电压组中是公共的。 

在构成每一电压组的喷射驱动电压和不喷射驱动电压中，相对较大的喷射驱动电压被施加到是最外层的并且变形效率高的压电层17a。因此，能有效地执行用于记录的喷射，并且能实现记录质量的改进。 

致动器单元17包括位于压电层17a、17b和通道单元12之间以便关闭压力室16的开口的振动板17c。通过该布置，在致动器单元17中，能够使用振动板17c来实施单片型、双片型、多片型等等的变形。此外，通过在压电层17a、17b和通道单元12之间插入振动板17c，能够防止当电压施加到压电层17a和17b中的每一个时由于压力室16内的墨水成分的移动而可能产生的诸如短路的电气缺陷。 

在致动器单元17中，最接近通道单元12的上表面12x的公共电极20是地电极。如果公共电极20没有电连接到地，那么在压力室16内的墨水和公共电极20之间产生电势差，并且压力室16内的墨水成分的电渗透会产生短路。然而，在本实施例中，能避免该问题。 

公共电极20在压电层17b和振动板17c的整个表面上延伸。通过 该布置，能防止由于泄漏电场引起的电气缺陷(例如由于压力室16的开口中墨水成分的电渗透引起的电气短路)。 

沿着厚度方向，压电层17a和17b在相同方向上极化。如果压电层17a和17b的堆叠方向上的极化方向彼此相反，则除公共电极20外，需要新增加切断电极，以便在同一方向上移位压电层17a和17b。切断电极是连接到地的电极，与公共电极20一样。切断电极针对墨水切断由与公共电极20一起夹持压电层17a和17b的表面电极18和内部电极19生成的电场。在这种情况下，新增加的切断电极用作刚性体，并且变为阻碍致动器变形的因素。相反地，在本实施例中，仅有一个地电极，其是公共电极20，从而抑制了致动器的变形的效率的弱化。 

接着，将参考图9A至9C，描述采用根据本发明的第二实施例的液滴喷射设备的喷墨型打印机。第二实施例的打印机与第一实施例的不同之处仅在于喷射驱动电压的构造，并且其他构造与第一实施例相同。 

在第二实施例中，色调的数目为7，与第一实施例相同。此外，与第一实施例相同的是，对应于每一色调的电压组由喷射驱动电压和不喷射驱动电压的组合组成；对所有电压组来说，不喷射驱动电压是公共的；为每一像素液滴数提供两种电压组(S和L)；按包括在构成组的每一电压中的脉冲电压的时间重叠程度划分两种电压组等等。然而，第二实施例与第一实施例的不同之处在于组成每一电压组的喷射驱动电压中的每一脉冲电压的低电平不是0V(地电势)而是5V，其与不喷射驱动电压P 1的高电平相同。组成每一电压组的不喷射驱动电压P1与第一实施例中的相同。 

图9A示出对于像素液滴数＝1的情形提供的两种电压组中的一个。组成电压组的喷射驱动电压P22包括具有预定脉冲宽度的在高电平(例如15V)和低电平(5V)之间改变的一个脉冲电压。该低电平 的电势值与不喷射驱动电压P1的高电平的电势值相同。因此，在基于图像数据的电压的施加期间，在压电层17a的活动部中生成的电场强度E22不会变为负值(见图9B中的实线)，由此在压电层17a的活动部中没有生成与极化方向相反的方向上的电场。 

尽管图9A示出了一个电压组，但是对除该组之外的电压组，包括在喷射驱动电压中的每一脉冲电压具有5V的低电平，与喷射驱动电压P22相同。 

如上所述，根据第二实施例的打印机，除与第一实施例类似的效果外，还能获得下述效果。即，因为在压电层17a的活动部中生成的电场的方向在基于图像数据施加电压的时段期间不反向，因此能提高致动器的驱动的可靠性。 

接着，将参考图10A至10C，描述采用根据本发明的第三实施例的液滴喷射设备的喷墨型打印机。第三实施例的打印机与第一实施例的不同之处仅在于喷射驱动电压的构造，并且其他构造与第一实施例相同。 

在第三实施例中，色调数为七，与第一实施例相同。此外，与第一实施例相同的是，对应于每一色调的电压组由喷射驱动电压和不喷射驱动电压的组合组成；对于每一像素液滴数，提供两种电压组(S和L)；按包括在构成组的每一电压中的脉冲电压的时间重叠程度划分两种电压组等等。然而，第三实施例与第一实施例的不同之处在于在用于像素液滴数＝2和3的情形的每一电压组中，由喷射驱动电压表示的电势值为三个值。即，在当喷射驱动电压包括多个脉冲电压时的情况下，在多个脉冲电压当中，低电平值彼此不同。 

图10A示出对于像素液滴数＝2的情形提供的两种电压组中的一个。组成电压组的喷射驱动电压P32包括具有预定脉冲宽度的在高电 平(例如15V)和低电平(0V)之间改变的一个脉冲电压和具有预定脉冲宽度的在高电平(例如15V)和低电平(5V)之间改变的一个脉冲电压。用这种方式，在两个脉冲电压中，低电平的电势值彼此不同。因此，致动器的移位量(见图10C)的时间变化图案在第一脉冲电压和第二脉冲电压之间是不同的。此外，因为供墨期间和喷射期间致动器的移位速率在第一和第二脉冲电压之间是不同的，因此将喷射的墨滴的大小也不同。 

组成像素液滴数＝3的每一电压组的喷射驱动电压包括在图10A中的喷射驱动电压P32的第二脉冲电压后的与第二脉冲电压相同的脉冲电压。 

如上所述，根据第三实施例的打印机，除由喷射驱动电压和不喷射驱动电压中的每一个表示的电势值为两个值获得的效果外，还能获得与第一实施例相同的效果。此外，在第三实施例中，因为除致动器的移位速率外，致动器的移位量也是可调整的，因此能执行更精细的色调控制。 

接着，将参考图11A至11C，描述采用根据本发明的第四实施例的液滴喷射设备的喷墨型打印机。第四实施例的打印机与第一实施例的不同之处仅在于喷射驱动电压的构造，并且其他构造与第一实施例相同。 

在第四实施例中，色调数为七，与第一实施例相同。此外，与第一实施例相同的是，对应于每一色调的电压组由喷射驱动电压和不喷射驱动电压的组合组成；对于每一像素液滴数，提供两种电压组(S和L)；通过包括在组成组的每一电压中的脉冲电压的时间重叠程度，划分两种电压组等等。然而，第四实施例与第一实施例的不同之处在于组成某一电压组(例如图11A中所示的用于像素液滴数＝1的电压组)的喷射驱动电压P42不是矩形，而是包括其中电势以逐步方式上升的 脉冲电压，即在脉冲电压的上升部形成台阶部P42s。 

如上所述，根据第四实施例的打印机，除由脉冲电压具有矩形获得的效果和通过由喷射驱动电压和不喷射驱动电压中的每一个表示的电势值为二个值获得的效果外，还能获得与第一实施例类似的效果。此外，在第四实施例中，向喷射驱动电压P42提供台阶部P42s，从而电压的上升是逐步的，从而获得能平滑在喷射墨滴期间的致动器的移位量的时间变化的优点(见图11C)。平滑变化抑制压力室16内的不必要的压力波的出现，并且能实现高效喷射。 

尽管参考上述实施例详细地描述本发明，但对本领域的技术人员来说，在不偏离权利要求的范围的情况下，可以进行各种变化和修改。 

在上述实施例的每一个中，对于每一像素液滴数，提供两种电压组(S和L)。然而，可以提供三种或更多种电压组。例如，除第一实施例中对应于七个色调中的各个的七个电压组之外，通过适当地增加在第二、第三、第四实施例等等中所示的电压组，能增加色调数。 

在组成电压组的喷射驱动电压和不喷射驱动电压中，不需要所有脉冲电压都具有彼此时间重叠，并且可以存在不具有彼此时间重叠的脉冲电压。例如，在上述第一实施例中，在组成中L和大L的每一电压组的喷射驱动电压和不喷射驱动电压中，可以存在不具有彼此时间重叠的脉冲电压。 

此外，也可以构造成在组成某一电压组的喷射驱动电压和不喷射驱动电压中完全没有脉冲电压的时间重叠。例如，在上述第一实施例中，可以被构造为在组成小L、中L和大L的每一电压组的喷射驱动电压和不喷射驱动电压中，完全没有脉冲电压的时间重叠。 

脉冲电压的重叠的开始和结束时间点、重叠的时间段等等不限于 特定的时间点或时间段。 

在上述实施例中，不喷射驱动电压被施加到致动器单元17的所有致动器，与是否施加喷射驱动电压无关。然而，操作不限于此。不喷射驱动电压可以仅施加到被施加有喷射驱动电压的致动器。 

可以构造成在被施加有喷射驱动电压的致动器处不执行通过施加不喷射驱动电压的弯液面振动(不喷射冲洗)。例如，在上述第一实施例中，包括在像素液滴数＝1的电压组中的不喷射驱动电压可以仅包括具有与喷射驱动电压时间重叠的一个脉冲电压。 

可以构造为在为每一像素液滴数提供的两种或更多种电压组中不喷射驱动电压不是公共的(换句话说，在为每一像素液滴数提供的两种或更多种电压组中，不喷射驱动电压可以是不同的)。此外，也可以构造为在对应于所有色调的电压组中，不喷射驱动电压不是公共的(换句话说，在对应于所有色调中的至少一些的电压组中，不喷射驱动电压可以是不同的)。 

组成电压组的第一电压和第二电压不限于不喷射和喷射驱动电压。更具体地，能够根据周围温度、墨水粘滞性等等的各种条件适当地改变作为每一电压的特征的波形、脉冲宽度、上升和下降的时序、低电平和高电平的电势值等等。例如，包括在每一电压中的脉冲电压不限于矩形，并且可以具有包括台阶部P42s的形状，与第四实施例相同。此外，由每一脉冲电压表示的电势可以是三值或四值或更多，与第三和第四实施例相同。 

在第二实施例中，包括在喷射驱动电压中的每一脉冲电压的低电平值是与不喷射驱动电压P1的高电平值相同的电势值(5V)。然而，只要大于或等于不喷射驱动电压P1的高电平的电势值，在压电层17a的活动部中生成的电场的方向就不会反向。因此，能获得第二实施例 的上述效果。 

表面电极18和内部电极19可以在通常时间(在除当执行记录、不喷射冲洗等等时之外的时间)保持在浮置电势。 

包括在致动器中的电极和压电层的布置和形状以及致动器的变形模式不限上述实施例中所描述的，并且可以以各种方式修改。 

致动器的变形模式不限于单片型，并且可以是其他变形模式，诸如单体型、双片型、多片型和单体型的修改型等等。 

在致动器单元17中，可以在压电层17a上堆叠另一压电层作为上层，或可以在压电层17a和17b之间夹持一个或多个压电层。此外，可以省略振动板17c。 

在上述实施例中，压电层17a的厚度大于压电层17b的厚度和振动板17c的厚度之和。因为以这种方式将用于记录喷射操作的压电层17a的厚度设计成相对较大，因此，能改进用于记录喷射操作的致动器单元的变形效率。然而，包括在致动器中的每一压电层的厚度不限于这种关系，并且可以适当地改变。例如，压电层17a的厚度与压电层17b的厚度之和可以与振动板17c的厚度相同，或可以大于振动板17c的厚度。 

在上述实施例中，喷射驱动电压被施加到作为上压电层的压电层17a，而不喷射驱动电压被施加到作为下压电层的压电层17b。然而，电压的施加不限于此。例如，不喷射驱动电压可以被施加到作为上压电层的压电层17a，而喷射驱动电压可以被施加到作为下压电层的压电层17b。 

可以沿着堆叠方向，在彼此相反的方向上极化压电层17a和17b。 

不需要每一表面电极18均具有与压力室16的开口的形状类似的形状并且具有小于开口的大小，如在压电层17a和17b的堆叠方向上所看到的。只要表面电极18被布置为面对压力室16，表面电极18可以具有各种形状和大小。 

如图6C中所示，内部电极19的每一单个电极19a具有与压力室16的开口类似的形状，如在压电层17a和17b的堆叠方向上所看到的。然而，该形状不限于这种设计。例如，可以构造成单个电极19a不是与压力室16的开口类似的形状。只要单个电极19a具有比开口大的大小，当其上形成内部电极19的压电层17a和17b由于烧制而收缩时，能高精度并且容易地执行相对于开口的单个电极19a的对准。此外，也可以构造成内部电极19的每一单个电极19a不具有大于压力室16的开口的尺寸。此外，不需要内部电极19包括面对压力室16的各开口的单个电极19a和将单个电极19a相互连接的连接电极19b。例如，与表面电极18一样，可以构造成面对压力室16的各开口的单个电极相互分离，而没有通过连接电极连接。 

在上述实施例中，以子歧管通道13a作为单元，连接电极19b连接对应于共享一个子歧管通道13a的压力室16的单个电极19a。然而，连接模式不限于此。例如，连接电极19b可以连接对应于每一压力室行的单个电极19a，而不将子歧管通道13a作为单元。替代地，连接电极19b可以连接包括在一个致动器单元17中的所有单个电极19a。在连接电极19b连接包括在一个致动器单元17中的所有单个电极19a的情况下，仅将布线提供给单个电极19a或连接电极19b的一个点就足够了，从而简化布线构造，同时也简化用于提供信号的构造。 

不需要以包括单个电极19a和连接电极19b的模式形成内部电极19。内部电极19可以形成在压电层17b的整个表面上，象公共电极20一样。 

可以构造成致动器单元17中离通道单元12的上表面12x最近的电极(在上述实施例中为公共电极20)不是地电极。此外，不需要电极在整个表面上延伸，并且可以例如，以与内部电极19相同的模式形成电极。 

在上述实施例中，描述了致动器单元17包括对应于多个压力室16中的各个的多个活动部。然而，本发明的致动器不限于该构造。可以致动器可以被单独地提供给头10的每一压力室16，其中，压电层布置成仅面对一个压力室16，而没有横跨多个压力室16。 

压电层17a的振动模式、致动器的变形模式等等不限于特定模式。例如，上述实施例为压电层17a的振动模式d₃₁采用了“拉引和喷射方法”。然而，可以为压电层17a的振动模式d₃₁采用“拉进和喷射方法”。此外，可以为压电层的振动模式d₃₃采用“拉进和喷射方法”或“拉引和喷射方法”。如果采用“拉进和喷射方法”，则喷射驱动电压包括例如具有预定脉冲宽度的在低电平(0V：地电势)和高电平(例如15V)之间改变的一个或多个脉冲电压。在脉冲电压的上升的时序，从喷射口14a喷射墨滴，并且在脉冲电压的下降的时序，将墨提供给压力室16。在这种情况下，不喷射驱动电压可以包括例如具有预定脉冲宽度的在高电平(例如5V)和低电平(0V：地电势)之间改变的一个或多个脉冲电压。 

在上述实施例中，脉冲电压之间的时间重叠的形式具有喷射驱动电压的脉冲电压的施加时段被包括在不喷射驱动电压的脉冲电压的施加时段内的关系。然而，可以具有相反关系。替代地，可以具有一个脉冲电压部分重叠另一脉冲电压的关系。例如，时间点可以是时间点t1、时间点T1(时间点T1’)、时间点t2和时间点T2(时间点T2’)的时间顺序。此外，时间点可以是时间点T1(时间点T1’)、时间点t1、时间点T2(时间点T2’)和时间点t2的时间顺序。此外，一个脉冲电 压的下降的时序可以与另一脉冲电压的上升的时序一致。 

记录周期中的相对运动的定义不仅包括纸P相对于位于固定位置的头10移动的情形，而且包括头10相对于位于固定位置的纸P移动的情形。 

本发明能应用于行式和串型打印机。此外，不限于打印机，而是能应用于传真装置、复印机等等。此外，也能应用于喷射除墨滴外的液滴的装置。 

Claims (18)

1.一种液体喷射设备，包括：

通道构件，所述通道构件形成有具有用于喷射液滴的喷射口的液体通道，所述通道构件具有形成有下述开口的表面，其中通过所述开口暴露所述液体通道的一部分；

致动器，所述致动器包括分层体，所述分层体以面对所述开口的方式被放置在所述通道构件的所述表面上，用于将能量施加到所述开口中的液体，所述分层体包括从靠近所述通道构件的所述表面的一侧按顺序布置的第一压电层和第二压电层，所述第一和第二压电层中的每一个在面对开口的部分中包括活动部，所述活动部相对于厚度方向介于电极之间；

驱动信号生成部，所述驱动信号生成部被构造为生成用于驱动所述致动器的驱动信号，所述驱动信号生成部被构造为生成与施加到所述第一压电层的所述活动部的第一电压相对应的第一驱动信号和与施加到所述第二压电层的所述活动部的第二电压相对应的第二驱动信号；

电压组信息存储部，所述电压组信息存储部存储两种或更多种电压组，每一电压组包括用于在单个记录周期内从所述喷射口喷射的每一液滴数的第一和第二电压的组合，其中单个记录周期是记录介质相对于所述通道构件移动与将被记录在所述记录介质上的图像的分辨率相对应的单位距离所需的时间段；以及

电压施加部，所述电压施加部被构造为基于所述图像的图像数据将所述第一电压施加到所述第一压电层的所述活动部并且将所述第二电压施加到所述第二压电层的所述活动部，所述电压施加部被构造为选择所述电压组信息存储部中存储的两种或更多种电压组中的一个，并且将组成所选择的电压组的第一电压和第二电压分别施加到所述第一和第二压电层的所述活动部，

其中，按包括在所述第一和第二电压中的脉冲形电压的时间重叠程度分类所述电压组。

2.如权利要求1所述的液体喷射设备，其中所述第一和第二电压中的每一个包括矩形脉冲电压。

3.如权利要求2所述的液体喷射设备，其中所述第一和第二电压中的每一个具有两个值。

4.如权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射设备，其中第一和第二驱动信号中的一个是喷射驱动信号，仅通过所述喷射驱动信号能使液滴从所述喷射口喷出；并且

其中所述第一和第二驱动信号中的另一个是不喷射驱动信号，仅通过所述不喷射驱动信号不能使液滴从所述喷射口喷出，并且使在所述喷射口中形成的弯液面振动而没有使液滴从所述喷射口喷出。

5.如权利要求4所述的液体喷射设备，其中，所述电压施加部被构造为选择性地将与所述喷射驱动信号相对应的喷射脉冲电压施加到所述第一和第二压电层中的一个中的多个活动部，并且将与所述不喷射驱动信号相对应的不喷射脉冲电压施加到所述第一和第二压电层中的另一个中的多个活动部，而与所述喷射脉冲电压是否被施加到面对所述第一和第二压电层中的所述另一个中的所述活动部的所述第一和第二压电层中的所述一个中的所述活动部无关。

6.如权利要求4所述的液体喷射设备，其中，所述电压施加部被构造为在不施加与所述喷射驱动信号相对应的喷射脉冲电压的时间段中的一个时间段期间，施加与所述不喷射驱动信号相对应的不喷射脉冲电压。

7.如权利要求4所述的液体喷射设备，其中按下述时间差分类所述电压组，所述时间差是：所述第二压电层基于所述喷射驱动信号开始变形从而所述液体通道的一部分的体积增加的时间点T1；和时间上最接近所述时间点T1的所述第一压电层基于所述不喷射驱动信号开始变形从而所述液体通道的所述部分的体积减小的时间点t1之间的时间差。

8.如权利要求4所述的液体喷射设备，其中按下述时间差分类所述电压组，所述时间差是：所述第二压电层基于所述喷射驱动信号开始变形从而所述液体通道的一部分的体积减小的时间点T2；和时间上最接近所述时间点T2的所述第一压电层基于所述不喷射驱动信号开始变形从而所述液体通道的所述部分的体积增加的时间点t2之间的时间差。

9.如权利要求4所述的液体喷射设备，其中被施加有所述不喷射驱动信号的所述第一和第二压电层中的一个形成有相互分离并且每一个形成多个活动部的多个单个电极，和将所述多个单个电极相互连接的连接电极。

10.如权利要求9所述的液体喷射设备，其中所述液体通道包括多个压力室，每个压力室是包括所述开口的部分，所述多个压力室被布置在沿所述表面的方向上并构成多个行；并且

其中所述连接电极将与一行或多行相对应的所述多个单个电极相互连接。

11.如权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射设备，其中在为在单个记录周期内从所述喷射口喷出的每一液滴数提供的两种或更多种电压组中，所述第一和第二电压中的一个的波形图案是公共的。

12.如权利要求11所述的液体喷射设备，其中在为在单个记录周期内从所述喷射口喷出的不同液滴数提供的电压组中，所述第一和第二电压中的所述一个的波形图案是公共的。

13.如权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射设备，其中所述第二压电层是所述分层体中包括的压电层当中离所述通道构件的所述表面最远的最外层；并且

其中所述第二驱动信号是喷射驱动信号，仅通过所述喷射驱动信号能使液滴从所述喷射口喷出。

14.如权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射设备，其中所述致动器进一步包括被放置在所述分层体和所述通道构件之间以密封所述开口的振动板。

15.如权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射设备，其中所述致动器中的离所述通道构件的所述表面最近的电极是地电极。

16.如权利要求15所述的液体喷射设备，其中所述地电极在形成有所述地电极的整个表面上延伸。

17.如权利要求15所述的液体喷射设备，其中沿着厚度方向，所述第一和第二压电层在相同方向上极化。

18.如权利要求1至3中的任何一项所述的液体喷射设备，其中所述电压施加部被构造为以下述方式执行电压施加，使得在基于所述图像数据将每一电压施加到所述第一和第二压电层的所述活动部的时段期间不反转在所述活动部中生成的电场的方向。

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