驱动压电型油墨喷头的方法技术

本发明专利技术所披露的是利用压电元件的变形来驱动压电型油墨喷头将油墨从喷嘴射出的方法。驱动方法包括第一步驱动压电元件使得油墨弯液面从喷嘴的初始位置后退到喷嘴内的第一位置，第二步驱动压电元件使得弯液面快速从第一位置前进到喷嘴内的第二位置，以及第三步驱动压电元件使得弯液面从第二位置缓慢前移到初始位置。通过改变第二步中从第一位置到第二位置的移动量来改变墨滴量。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及一种利用压电元件的变形来驱动压电型油墨喷头，从而将油墨从喷嘴喷出的方法，更具体地说，涉及一种，用来改变喷出的墨滴量。喷墨打印机应用于打印机，传真机等设备中。在这些喷墨打印机中，有利用压电元件的压电型喷墨打印机。压电形喷墨打印机利用压电元件的变形将油墨从喷嘴射出。在这种类型的喷墨打印机中，要求打印点直径可变，以反映打印的深淡程度。为此，上述打印机必需能改变喷出的墨滴量。喷墨方法可分为喷墨后正极驱动吸墨的方法，以及吸墨后负极驱动喷墨的方法。按照负极驱动方法，墨滴散射均匀，变成墨滴的机率大。图25A-25D和图26A-26E是第一种现有技术的示意图。d31型是一种当压电元件在正电压作用下收缩时可引起较在变形的型号。在这种型号中，压电元件在电场方向的垂直方向上变形。在这种d31型中，当图25A虚线所示的电压作用在压电元件上时，吸墨后就进行喷墨过程。图26A-26E是喷嘴的放大图。在喷嘴1处形成弯液面10。这里，弯液面的速度矢量以“V”表示。图26A表示压电元件位于初始状态的喷嘴1和弯液面10的状态。弯液面10的表面张力与压腔内平衡，弯液面10就存在于喷嘴口附近。图26B表示由于压电元件收缩使得压腔扩大，从而使压腔内负压增大时弯液面10的状态。也就是说，它表明图25A虚线所示的带正斜率的正电压作用时的情形。压腔内的负压比弯液面10的表面张力大，因而弯液面10就向压腔方向后退。图26C是由于油墨从供墨装置中流入量足以降低压腔内的负压、因而压腔内的负压降低、弯液面10逐渐停止运动时的位置。此时，弯液面10被推到压腔附近。图26D是压电元件突然向使压腔缩小的方向膨张时弯液面10的位置。也就是说，它表示图25A虚线所示的带负斜率的电压作用时的情形。由于压腔内的正压及弯液面的表面张力的作用，弯液面10产生层流，并具有朝向喷嘴口的较大的速度。因此，变液面10就快速向喷嘴口移动。图26E表示压电元件膨胀停止时弯液面10的状态。由于油墨流入到供墨装置及喷嘴1内，压腔内的压力变成较大的负压。于是，喷嘴1的油墨突然减速。但是，喷嘴外的墨液速度足以散射出去，因而克服喷嘴1中油墨产生的表面张力，变成墨滴。然后，由于表面张力的作用，速度不足的油墨被迫退回到喷嘴1中。上述的状态不断重复，即形成墨滴，然后射出。控制墨滴量的第一种现有技术的方法是减小加在压电元件上的电压幅值至V2，如图25A实线所示。因此就可减小墨滴量。图25B至25D表示喷嘴1和弯液面10喷射小墨滴时的状态。图25B表示开始吸墨时的状态。弯液面10正向压腔运动。图25C表示吸完墨开始喷射时喷嘴1和弯液面10的状态。因为加在压电元件上的电压幅值降低，弯液面后退量较图26C小。图25D表示墨液变成墨滴时喷嘴1和弯液面10的状态。因为弯液面10的后退量减小，墨滴也就减小。第二种现有技术中控制墨滴量的方法将结合图27A至27D予以说明。按照第二种方法，是通过改变弯液面后退速度来减小墨滴量。利用这种方法，喷射速度是可控的。更具体地说，如图27A实线所示，压电元件的驱动电压保持不变，而驱动电压的上升斜率变陡。斜率越陡，墨滴的滴量就越小。产生正常墨滴量的驱动波形如图25A虚线所示。图27B表示开始吸墨时喷嘴1和弯液面10的状态。此时，快速吸墨，使得弯液面10向压腔方向的速度比喷射正常墨滴量时要大(如图27A虚线所示)。这样，弯液面10就被迫向压腔附近移动。图27C表示吸完墨后开始喷墨时喷嘴1和弯液面10的状态。随着油墨的吸入，弯液面10在喷嘴1内向压腔附近后退，于是油墨就被充分加速。图27D表示墨液变成墨滴时喷嘴1和弯液面10的状态。具备足够大速度的墨液变成墨滴，然后射出。第三种现有技术中控制墨滴量的方法将结合图28A至28D予以说明。根据第三种方法，如图28A实线所示，驱动电压减至V2，与第一种现有技术方法中相同，吸墨时弯液面的后退量降低。与此同时，喷墨时电压变化速度更高，防止喷墨时弯液面速度降低。图28B表示开始吸墨时喷嘴和弯液面的状态。图28C表示吸完墨后喷嘴和弯液面的状态。压力幅值降低，因此弯液面10没有退到压腔附近。于是，如上所述，将油墨快速射出。此时，将接近喷嘴口附近的油墨射出，而没有获得足够的速度。但是，这些油墨与后面的被充分加速的油墨混合，变成墨滴，墨滴从整体上达到所要求的速度。图28D表示墨液变成墨滴时，喷嘴和弯液面的状态。被充分加速后的墨液变成墨滴，并散射出去。第三种方法是为了补偿由于弯液面后退量减小而引起速度的降低。然而，在第一种现有技术的方法中存在以下问题。在喷嘴中，墨液被压腔中的正压力所驱动并被加速。但是，一旦油墨射出喷嘴口，墨液就不会被加速得更高。因此，采用这种方法时，如果弯液面10的后退量降低，在喷嘴口附近内喷嘴口处的一些油墨从喷嘴口射出而没有被充分加速。因此，墨液没有达到设定速度就不再被加速。然后，没有被加速的墨液与后面的被充分加速的墨液混合。层流状态消失，墨滴的速度矢量的方向被打乱。这就导致散射稳定性下降。与此相关，墨液混合损失了动能，墨滴的平均速度就降低。导致打印图像紊乱。而第二种现有技术的方法存在如下问题。当弯液面10突然后退时，压腔内压力变为正压，如图27D所示，于是在喷嘴径向的速度分布被打乱，导致墨滴的散布方向紊乱，于是，在图27A所示的驱动波形中，时间Trb不能被压缩得太短，这样，墨滴量的变化幅度不能太大。而第三种现有技术的方法存在如下问题。(1)正如在第一种现有技术的方法中，因为弯液面后退量降低，所以墨滴的散射方向紊乱。(2)增加墨滴的滴量变化幅度，需要喷射时弯液面的速度能快速增加。即便喷射时弯液面的速度能快速增加，但是喷射时弯液面的速度受到压电元件的固有频率的限制。于是，墨滴滴量的变化幅度不能太大。(3)如果喷射时弯液面的速度迅速增加，压电元件的超调量增大，并且产生大量伴随的墨滴。导致打印质量下降，所以墨滴量的变化幅度不能太大。本专利技术的主要目的是提供一种，通过它，墨滴量的变化幅度可以加大。本专利技术的另一个目的是提供一种，通过它，墨滴量变化幅度可增大，并能防止墨滴速度减小。本专利技术还有一个目的是提供一种，通过它，墨滴量的变化幅度可以增大，并能防止墨滴的散射紊乱。本专利技术提供了一种，压电型油墨喷头包括贮存油墨的压腔，从压腔中喷出墨滴的喷嘴，和一个压电元件，用于给压腔提供喷射墨滴以及改变所喷出墨滴量的压力。驱动方法包括第一步驱动压电元件使得油墨弯液面从喷嘴的初始位置后退到喷嘴内的第一位置；第二步驱动压电元件使得弯液面迅速从第一位置前进到喷嘴内的第二位置；第三步驱动压电元件使得弯液面从第二位置缓慢前移到初始位置。根据本专利技术，吸墨时弯液面的移动量是固定的。然后，通过控制喷墨时弯液面快速向喷嘴口移动的移动量，来改变墨滴量。根据本专利技术，吸墨时弯液面的移动量是固定的，于是就易于防止数射紊乱和速度降低。这是从改变弯液面吸墨量的现有技术中得知的。再者，喷墨时弯液面快速向喷嘴口的移动量是可控制的，因此与现有技术不同，它不要求急速的电压变化。于是，墨滴量的变化幅度就可以增大。本专利技术的其他特征和优点通过下面结合附图的说明将更显而易见。附图作为说明书的组成部分，描述了本专利技术的最佳实施例，结合以上的概要叙述以及下面对最佳实施例的详细说明，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动压电型喷墨头的方法，压电型喷墨头包括接收油墨的压腔，将墨滴从该压腔喷出的喷嘴，以及为该压腔提供压力的压电元件用来喷射墨滴和改变所喷墨滴量，该方法包括： 第一步驱动上述压电元件使得油墨弯液面从上述喷嘴的初始位置退到喷嘴内第一位置； 第二步驱动上述压电元件使得弯液面快速从第一位置前进到喷嘴内的第二位置； 第三步驱动上述压电元件使得弯液面从第二位置缓慢前移到初始位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村盛吉，纳浩史，仙波聪史，三上知久，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]