УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ И ПЕЧАТНАЯ ПРОДУКЦИЯ
DEVICE OF IMAGE FORMATION AND PRINTING PRODUCTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству формирования изображения и печатной продукции. Более точно, это изобретение относится к устройству формирования изображения, содержащему головку выпуска жидкости, и печатной продукции, на которой изображение сформировано устройством формирования изображения.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно устройство формирования изображения, такое как принтер, факсимильный аппарат, копировальное устройство, графопостроитель или многофункциональное периферийное устройство, обладающее многочисленными функциями формирования изображения (в том числе функцией печати, отправки по факсу, репродукции и тому подобного), в которых используется механизм выпуска жидкости. Механизм выпуска жидкости содержит пишущую головку, в которой размещены головки выпуска жидкости для выпуска капель пишущей жидкости. С помощью этой пишущей головки формирование изображения (которое включает в себя запись изображения и печать) выполняется выпуском капель пишущего флюида (краски) на носитель (лист для записи), в то время как носитель (лист для записи) протягивается.
Устройство формирования изображения (в дальнейшем устройство) выполняет формирование изображения путем выпуска капель жидкости на носитель (который включает в себя бумагу, пряжу, фибру, текстиль, кожу, металл, пластик, стекло, дерево, керамику и т.п.). Формирование изображения в дальнейшем называется не только формирование изображений со значащими символами, фигурами и т.п., но также и формирование изображений с незначащими шаблонами и т.п. Жидкость не ограничена пишущим флюидом или краской, и может быть использован любой флюид, который находится в жидком состоянии при выпуске. В устройстве выпуска жидкости (далее устройство) головка выпуска жидкости выпускает капли жидкости, и оно не ограничено устройством, которое обеспечивает только формирование изображения.
Устройства формирования изображения, снабженные головками выпуска жидкости, классифицируются на два типа: устройство формирования изображения последовательного типа, в котором пишущая головка, установленная в каретке, перемещается в основном направлении сканирования, перпендикулярном направлению протяжки листа, чтобы выполнять запись или печать; и устройство формирования изображения полнострочного типа, которое использует пишущую головку полнострочного типа, в которой множество эжекционных отверстий (сопел) для выпуска капель жидкости скомпонованы так, чтобы покрыть всю область записи.
Головка выпуска жидкости для использования в устройстве формирования изображения выполнена с возможностью выпуска капель жидкости из эжекционных отверстий, чтобы выполнять запись или печать. Если состояние головки без выпуска жидкости продолжается в течение определенного периода времени, вязкость жидкости в эжекционных отверстиях повышается из-за испарения растворителя и т.п. Если операция выпуска начинается из состояния, когда не было выпуска, выпуск из головки нарушается из-за повышенной вязкости, и головка выпуска жидкости приходит в неработоспособное состояние, а качество печати ухудшается. Чтобы избежать этого, выполняется операция холостого выпуска, при котором капли жидкости (отходы флюида), которые не используются для формирования изображения, выпускаются из сопел, и пишущий флюид с повышенной вязкостью, остающийся в соплах, удаляется.
Касательно операции холостого выпуска, в выложенной заявке №11-105304 на выдачу патента Японии раскрыт струйный принтер, в котором струйная головка снабжена узлом предварительного выпуска, и в котором осуществляется предварительный выпуск краски для предотвращения закупоривания сопел в струйной головке, в месте, отделенном от носителя для записи, во время сканирования струйной головки по носителю для записи.
В выложенной заявке №2001-026123 на патент Японии раскрыто струйное пишущее устройство, в котором данные для эжекции капель промывки из сопла для эжекции небольшого количества краски генерируются на основе данных печати для одного прохода. Узел возбуждения головки выполняет операцию печати в соответствии с данными, при этом капли для печати, а также капли для промывки, меньшие, чем капли для печати, выбрасываются на носитель записи во время сканирования каретки. В результате капли для промывки надлежащим образом эжектируются из малообъемного эжекционного сопла в течение одного прохода, как необходимо, и можно гарантировать, что нормальная операция печати выполняется самопишущим устройством, использующим даже сравнительно большеразмерный носитель записи. Более того, в выложенной заявке №2005-313624 на выдачу патента Японии раскрыта головка выпуска жидкости, которая выполняет операцию предварительного выпуска во время операции нормальной печати.
В выложенной заявке №2005-007899 на выдачу патента Японии раскрыто полнострочное струйное пишущее устройство, в котором область холостого выпуска для холостого выпуска капли жидкости устанавливается в месте, отделенном от области записи. Часть для пишущей жидкости для холостого выпуска для приема капель жидкости, когда выполняется холостой выпуск, расположена в области холостого выпуска. Узел пишущей головки, включающий в себя полнострочную струйную головку, перемещается или поворачивается в область холостого выпуска, и он выполняет операцию холостого выпуска. После этого узел печатающей головки возвращается в область записи путем выполнения операции возврата головки.
Кроме того, в выложенной заявке №2001-105589 на выдачу патента Японии раскрыт способ активации головки выпуска жидкости. В выложенной заявке №2002-248766 на выдачу патента Японии раскрыто устройство формирования изображения, которое использует краску, в которой заряженные частицы рассредоточены в растворителе.
Однако трудно применять способ холостого выпуска, который выполняет операцию холостого выпуска (предварительного выпуска) в месте, отделенном от носителя записи, во время сканирования печати, согласно выложенной заявке №11-105304 на выдачу патента Японии, для устройства формирования изображения полнострочного типа, в котором пишущая головка перемещается. Даже если возможно применить упомянутый выше способ холостого выпуска, проблема заключается в том, что в таком случае скорость печати значительно падает, и остается нерешенной.
Способ холостого выпуска, который формирует данные для холостого выпуска (промывки) на основании данных печати для одного прохода и выполняет холостой выпуск в пределах одного прохода печати, раскрытый в выложенной заявке №2001-026123 на выдачу патента Японии, потребовал бы анализа данных с малым выпуском краски, формирования данных для холостого выпуска согласно данным изображения и переключения схем управления возбуждением, которые формируют колебательный сигнал возбуждения для нормальной печати и колебательный сигнал возбуждения для холостого выпуска. Поэтому остается нерешенной проблема, т.к. обработка усложняется, а затраты увеличиваются.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного устройства формирования изображения, в котором устранены вышеописанные недостатки.
Согласно еще одному аспекту изобретения предложено устройство формирования изображения, которое выполняет операцию холостого выпуска из головки выпуска жидкости с использованием простого недорогого механизма.
Согласно еще одному аспекту изобретения предложена печатная продукция, на которой изображение сформировано вышеупомянутым устройством формирования изображения.
В варианте осуществления изобретения поставленная задача решена путем создания устройства формирования изображения, которое формирует изображение на носителе и содержит головку выпуска жидкости, в которой множество сопел для выпуска капель жидкости размещены рядом, при этом устройство формирования изображения содержит: узел формирования колебательного сигнала возбуждения, формирующий в пределах одного цикла возбуждения первый колебательный сигнал возбуждения, содержащий сигнал возбуждения для выпуска объема капли жидкости, используемого для формирования изображения, и второй колебательный сигнал возбуждения, содержащий сигнал возбуждения для выпуска объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения; и узел управления головкой, побуждающий головку выпуска жидкости выпускать объем капли жидкости, используемый для формирования изображения в соответствии с первым колебательным сигналом возбуждения для области, где формируется изображение, и побуждающий головку выпуска жидкости выпускать объем капли жидкости, меньший, чем минимальный объем выпускаемой капли, в соответствии со вторым колебательным сигналом возбуждения для области, где не формируется никакого изображения.
Вышеупомянутое устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что область, где не формируется никакого изображения, соответствует области носителя, в которой носитель транспортируется в направлении протяжки.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что область, где не формируется никакого изображения, соответствует оконечной части области формирования изображения носителя в направлении, перпендикулярном направлению протяжки, в котором протягивается носитель.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что каждый из сигнала возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения и сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения содержит элемент колебательного сигнала сжатия, который производит выпуск капли жидкости сжатием жидкостной камеры, сообщающейся с одним из множества сопел головки выпуска жидкости, а изменение напряжения колебательного сигнала сжатия сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения является меньшим, чем изменение напряжения элемента колебательного сигнала сжатия сигнала возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что каждый из сигнала возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения и сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения содержит элемент колебательного сигнала сжатия, который производит выпуск капли жидкости посредством сжатия жидкостной камеры, сообщающейся с одним из множества сопел головки выпуска жидкости, а время изменения элемента колебательного сигнала сжатия сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения является большим, чем время изменения элемента колебательного сигнала сжатия сигнала возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что каждый из сигнала возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения и сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения содержит элемент колебательного сигнала вытягивания, который побуждает жидкостную камеру, сообщающуюся с одним из множества сопел головки выпуска жидкости, расширяться, а изменение напряжения элемента колебательного сигнала вытягивания сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения является большим, чем изменение напряжения элемента колебательного сигнала вытягивания сигнала возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что каждый из сигнала возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения и сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения содержит элемент колебательного сигнала вытягивания, который вызывает расширение жидкостной камеры, сообщающейся с одним из множества сопел головки выпуска жидкости, а время изменения элемента колебательного сигнала вытягивания сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения короче, чем время изменения элемента колебательного сигнала вытягивания сигнала возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что головка выпуска жидкости является пишущей головкой полнострочного типа.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что носитель является свернутым в виде рулона носителем.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что когда выполняется операция холостого выпуска для выпуска капель жидкости, которые не вносят вклад в формирование изображения, головка выпуска жидкости выпускает по всей допускающей формирование изображения области носителя в направлении ширины носителя объем капли жидкости, меньший, чем минимальный выпускной объем капли.
В варианте осуществления изобретения, который решает одну или более из вышеупомянутых проблем, раскрыта печатная продукция, на которой изображение сформировано устройством формирования изображения посредством выпуска капель жидкости на носитель.
В варианте осуществления изобретения, который решает одну или более из вышеупомянутых проблем, раскрыто устройство формирования изображения, которое формирует изображение на носителе и содержит головку выпуска жидкости, в которой множество сопел для выпуска капли жидкости скомпоновано рядом, устройство формирования изображения содержит: узел формирования колебательного сигнала возбуждения, формирующий в пределах одного цикла возбуждения первый колебательный сигнал возбуждения, содержащий первый сигнал возбуждения для выпуска объема капли жидкости, используемого для формирования изображения, и второй колебательный сигнал возбуждения, содержащий второй сигнал возбуждения для выпуска объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения; и узел выбора, выбирающий по меньшей мере один из первого сигнала возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения и второго сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения в ответ на сигнал управления, чтобы подавать выбранный сигнал возбуждения на головку выпуска жидкости.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что узел формирования колебательного сигнала возбуждения выполнен с возможностью формировать множество первых сигналов возбуждения во временном ряду и второй сигнал возбуждения, вставляемый между двумя из множества первых сигналов возбуждения.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что узел выбора выполнен с возможностью выбирать второй сигнал возбуждения одновременно с первым сигналом возбуждения при формировании изображения.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что узел формирования колебательного сигнала возбуждения выполнен с возможностью формировать второй колебательный сигнал возбуждения, содержащий элемент колебательного сигнала, предназначенный для срыва части капли жидкости, выпущенной из головки выпуска жидкости.
Устройство формирования изображения может быть сконфигурировано так, что узел формирования колебательного сигнала возбуждения выполнен так, что выпускная скорость капли объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, была медленнее, чем выпускная скорость капли минимального выпускного объема капли, используемого для формирования изображения.
Согласно вариантам осуществления устройства формирования изображения по изобретению можно выполнять операцию холостого выпуска с использованием простого недорогого механизма.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из последующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает схему устройства формирования изображения, согласно изобретению;
фиг.2 − схему, показывающую структуру пишущей головки в устройстве формирования изображения по фиг.1, согласно изобретению;
фиг.3 − разрез головки выпуска жидкости вдоль продольного направления жидкостной камеры, которая составляет часть пишущей головки на фиг.2, согласно изобретению;
фиг.4 − разрез головки выпуска жидкости вдоль поперечного направления жидкостной камеры, согласно изобретению;
фиг.5 − схему системы управления устройства формирования изображения, согласно изобретению;
фиг.6 - схему части управления печатью и схему возбуждения головки в системе управления, согласно изобретению;
фиг.7 - диаграмму колебательного сигнала возбуждения, который формируется системой управления, согласно изобретению;
фиг.8А - диаграмму сигнала Р1 возбуждения, который включен в первый колебательный сигнал возбуждения, который составляет часть колебательного сигнала возбуждения, согласно изобретению;
фиг.8В - диаграмму сигнала Pk возбуждения, который включен во второй колебательный сигнал возбуждения, который составляет часть колебательного сигнала возбуждения, согласно изобретению;
фиг.9А - диаграмму сигнала Р1 возбуждения, который включен в первый колебательный сигнал возбуждения, который составляет часть колебательного сигнала возбуждения, согласно изобретению;
фиг.9В - диаграмму сигнала Pk возбуждения, который включен во второй колебательный сигнал возбуждения, который составляет часть колебательного сигнала возбуждения, согласно изобретению;
фиг.10 − блок-схему последовательности операций способа для пояснения управления каплями жидкости, которое выполняется устройством формирования изображения, согласно изобретению;
фиг.11 - схему устройства формирования изображения, в котором формирование изображения выполняется пишущей головкой с использованием рулонного листа, согласно изобретению;
фиг.12 - область, где формируется изображение, и область, где не формируется никакого изображения, согласно изобретению;
фиг.13 - область, где формируется изображение, и область, где не формируется никакого изображения, согласно изобретению;
фиг.14 - область, где формируется изображение, и область, где не формируется никакого изображения, согласно изобретению;
фиг.15 − диаграмму колебательного сигнала возбуждения, который формируется системой управления устройства формирования изображения, согласно изобретению;
фиг.16 - схему, показывающую взаимосвязь между сигналом управления каплями и выпускным объемом капли в варианте осуществления по фиг.15, согласно изобретению;
фиг.17 - диаграмму колебательного сигнала возбуждения, который формируется системой управления устройства формирования изображения, согласно изобретению;
фиг.18 - схему, показывающую взаимосвязь между сигналом управления каплями и выпускным объемом капли в варианте осуществления по фиг.17, согласно изобретению;
фиг.19 - диаграмму второго сигнала возбуждения выпуска для побуждения пишущей головки выполнять холостой выпуск, согласно изобретению;
фиг.20 - схему устройства формирования изображения, согласно изобретению;
фиг.21 - схему устройства формирования изображения, согласно изобретению.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено описание вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Схема на фиг.1 показывает структуру механической части устройства формирования изображения в варианте осуществления изобретения.
Устройство 1 формирования изображения согласно этому варианту осуществления является устройством формирования изображения полнострочного типа, в котором пишущая головка составлена головкой выпуска жидкости полнострочного типа, содержащей ряды сопел (в которых многочисленные сопла упорядочены в каждым ряду) и имеющей продольную длину, большую, чем ширина области записи листа (носителя) для записи.
Устройство 1 формирования изображения содержит часть 2 формирования изображения внутри устройства 1 формирования изображения и механизм 3 протяжки, который транспортирует лист для записи. Лоток 4 носителя, который вмещает несколько листов 5 для записи, прикреплен к одной стороне устройства 1 формирования изображения. В качестве альтернативы, механизм подачи рулонного листа (не показан), который подает рулонный лист (свернутый в виде рулона носитель) в часть 2 формирования изображения, может быть прикреплен к одной стороне устройства 1 формирования изображения.
В устройстве 1 формирования изображения лист 5 для записи (или рулонный лист) из лотка 4 носителя подается в механизм 3 протяжки, и изображение формируется на листе 5 для записи посредством части 2 формирования изображения, в то время как лист 5 для записи (или рулонный лист) транспортируется. Лист 5 для записи, после того как формирование изображения завершилось, выводится в лоток 6 вывода листов, который прикреплен к другой стороне устройства 1 формирования изображения.
Устройство 1 (фиг.2) формирования изображения содержит пишущие головки 11k, 11c, 11m и 11y (которые, в собирательном значении, могут называться пишущей головкой 11), которые, соответственно, выпускают капли жидкости черного (К), голубого (С), пурпурного (М) и желтого (Y) цвета. Пишущие головки 11k, 11c, 11m и 11y составлены из четырех головок выпуска жидкости полнострочного типа, и соответствующие пишущие головки 11 прикреплены к держателю головок (не показан) с поверхностью 104N сопел (сопла 104 сформированы на ней), обращенными вниз.
Устройство 1 формирования изображения содержит устройства 12k, 12c, 12m и 12y поддержки/восстановления (которые, в собирательном значении, могут называться устройством 12 поддержки/восстановления), которые выполняют поддержку и восстановление качества функционирования соответствующих пишущих головок 11. Во время операции поддержки качества функционирования соответствующих пишущих головок, такой как последовательность операций прочистки и последовательность операций протирки, пишущая головка 11 и устройство 12 поддержки/восстановления перемещаются относительно друг друга, при этом деталь закупоривания, которая составляет часть устройства 12 поддержки/восстановления, обращена к поверхности 104N сопел пишущей головки 11.
В этом варианте осуществления черная, голубая, пурпурная и желтая пишущие головки 11 скомпонованы в этом порядке одна за другой со стороны входа направления протяжки листа для записи, чтобы выпускать капли жидкости каждого цвета на лист для записи. Однако компоновка и количество цветов пишущих головок согласно изобретению не ограничены этим вариантом осуществления.
Также могут использоваться одна или множество пишущих головок полнострочного типа, в которых множество рядов сопел скомпонованы с заданными интервалами. Пишущей головке и картриджу пишущего флюида, который подает пишущий флюид в пишущую головку, может быть придана форма интегрального компонента, или они могут быть сформированы в качестве отдельных компонентов.
Устройство 1 формирования изображения содержит ролик 21 подачи листа, который за раз отделяет один лист от листов 5 для записи из лотка 4 носителей и подает лист в устройство 1 формирования изображения, и ролики 22 подачи листа, которые доставляют лист в механизм 3 протяжки. Когда устройство 1 формирования изображения оснащено механизмом подачи рулонного листа, рулонный лист непрерывно выдается в механизм 3 протяжки с помощью роликов 22 подачи листа.
Механизм 3 протяжки включает в себя следующие элементы. Ремень 25 протяжки замкнутого типа намотан между ведущим роликом (роликом протяжки) 23, который вращается приводным электродвигателем (не показан) и ведомым роликом 24. Зарядный ролик 26 предусмотрен для электрической зарядки ремня 25 протяжки. Направляющая деталь 27 (опорная пластина) предусмотрена для направления ремня 25 протяжки на участке, который обращен к части 2 формирования изображения. Удерживающий ролик 28 установлен напротив ведущего ролика 23, чтобы удерживать лист 5 для записи (или рулонный лист), отправленный из части подачи листа, напротив ведущего ролика 23. Деталь для протирки пишущего флюида 29 (или полотно очистки), которая изготовлена из пористого материала, является деталью очистки, предусмотренной для удаления пишущего флюида (краски), прилипающего к ремню 25 протяжки. А также электроразрядный ролик 30 предусмотрен для электрической разрядки ремня 25 протяжки.
Кроме того, выводные ролики 31 предусмотрены в выходной части механизма 3 протяжки, чтобы выдавать лист 5 для записи (или рулонный лист), на котором формируется изображение, в лоток 6 вывода листов.
В описанном выше устройстве формирования изображения полнострочного типа ремень 25 протяжки электрически заряжается, и лист 5 для записи (или рулонный лист) выдается на ремень 25 протяжки, так что лист 5 для записи (или рулонный лист) притягивается электростатической силой ремня 25 протяжки, и он протягивается вращательным движением ремня 25 протяжки. Изображение формируется на листе для записи каплями жидкости соответственных цветов, выпускаемыми из пишущих головок 11k, 11c, 11m и 11y части 2 формирования изображения. Лист для записи, на котором формируется изображение, выдается в лоток 6 вывода листа.
Описание примера головки выпуска жидкости, которая составляет часть пишущей головки 11, приведено ниже со ссылкой на фиг.3 и фиг.4.
Фиг.3 - вид в разрезе головки выпуска жидкости по линии А-А на фиг.2 в продольном направлении жидкостной камеры головки выпуска жидкости (это направление перпендикулярно направлению ряда сопел). Фиг.4 - вид в разрезе головки выпуска жидкости вдоль поперечного направления жидкостной камеры (это направление параллельно направлению ряда сопел).
Головка выпуска жидкости содержит: канальную пластину 101 (подложку жидкостной камеры); пластину 102 диафрагмы, которая присоединена к нижней поверхности канальной пластины 101 (подложки жидкостной камеры) и этой канальной пластине 101; и пластину 103 сопел, которая присоединена к верхней поверхности канальной пластины 101 (или сформирована как за одно целое с канальной пластиной 101).
Кроме того, канальная пластина 101, пластина 102 диафрагмы и пластина 103 сопел составляют следующие элементы: сжимаемую жидкостную камеру, которая предусмотрена в качестве отдельного канала, чтобы сообщаться с соплами 104 для выпуска капель жидкости; часть 107 сопротивления флюиду, которая предусмотрена в качестве канала подачи жидкости, который подает краску (пишущий флюид) в сжимаемую жидкостную камеру 106; и демпферную камеру 118, которая предусмотрена смежной общей жидкостной камерой 108.
В этом варианте осуществления канальная пластина 101 изготовлена из подложки SUS посредством механической обработки, перфорации или травления с использованием раствора кислотного травления, и канальная пластина 101 формирует различные проемы сжимаемой жидкостной камеры 106, части 107 сопротивления флюиду и демпферной камеры 118, соответственно.
Как упомянуто выше, канальная пластина 101 и пластина 103 сопел или пластина 102 диафрагмы могут формироваться вместе посредством электросплавления. Канальная пластина 101 может быть сформирована выполнением анизотропного травления однокристальной кремниевой подложки ориентации (110) граней кристалла с использованием раствора щелочного травления, такого как раствор гидроксида калия (КОН). В качестве альтернативы, канальная пластина 101 может быть сформирована с использованием светочувствительного полимера.
Пластина 102 (фиг.3) диафрагмы сформирована из трехслойной никелевой пластины, включающей в себя первый слой 102а, второй слой 102b и третий слой 102 с, которые ламинированы со стороны жидкостной камеры 106, при этом пластина 102 диафрагмы, например, изготовлена посредством электросплавления. В качестве альтернативы, пластина 102 диафрагмы может быть сформирована из ламинированной детали, изготовленной из полимера, такого как полиимид, и металлической пластины, такой как подложка SUS, или, например, сформирована из полимерной детали.
Пластина 103 сопел формирует различные сопла 104, соответствующие соответственным сжимаемым жидкостным камерам 106, и эта пластина 103 сопел прикреплена к канальной пластине 101 клеящим веществом.
Исходные материалы, пригодные для формирования пластины 103 сопел, могут включать в себя металлический материал, такой как нержавеющая сталь и никель, полимерный материал, такой как полиимидный полимер, кремний и их сочетание.
Внутренняя форма сопла 104 является роговидной формой (или может использоваться обычная цилиндрическая форма или форма усеченного конуса), а внутренний диаметр сопла 104 лежит в диапазоне 20-35 микрометров, в качестве диаметра на стороне выпускного отверстия капель краски. Шаг сопел каждого ряда установлен в 150 точек на дюйм (dpi).
Водоотталкивающий финишный слой (не показан), который подвергается водоотталкивающей обработке поверхности, предусмотрен на поверхности 104N сопел (поверхности в направлении выпуска) пластины 103 сопел. Водоотталкивающий финишный слой может быть сформирован посредством PTFE-Ni (никель-тефлоновой) эвтектической металлизации или электроосаждения фторполимера, вакуумного осаждения фторполимера с испаряемостью или обжига покрытия из раствора кремнистого полимера или фтористого полимера и т.п.
В пластине 102 диафрагмы (фиг.3) часть 102А диафрагмы, соответствующая каждой сжимаемой жидкостной камере 106, образована первым слоем 102а, и часть 102В проецирования двухслойной структуры сформирована в центре части 102А диафрагмы вторым слоем 102b и третьим слоем 102с. Каждый из пьезоэлектрических элементов 112, которые составляют узел выработки энергии (узел исполнительного механизма), присоединен к части 102 В проецирования, соответственно.
Соответствующая отделению 106А каждой сжимаемой жидкостной камеры 106 опорная часть 113 крепится к трехслойному структурированному участку (толстому участку 102 В).
Пьезоэлектрические элементы 112 и опорные части 113 сформированы посредством шлицевой обработки половинным разрезанием ламинированной детали 114 пьезоэлектрического элемента. Опорные части 113 также являются пьезоэлектрическими элементами, но к частям 113 не прикладывается никакое напряжение возбуждения, и они служат в качестве опоры для пластины 102 диафрагмы. Деталь 114 ламинированного пьезоэлектрического элемента присоединена к детали 115 основания.
Например, пьезоэлектрические элементы 112 (деталь 114 пьезоэлектрического элемента) изготовлены последовательным ламинированием пьезоэлектрического слоя цирконатов титаната и свинца (PZT), чья толщина на слой находится в диапазоне 10-50 микрометров, и слоя внутреннего электрода из серебра/палладия (AgPd), чья толщина на слой составляет несколько микрометров. Внутренние электроды электрически присоединены к отдельному электроду и общему электроду, и сигнал возбуждения прикладывается к этим электродам через кабель 116 FPC.
Пишущая головка может конфигурироваться так, что пишущий флюид в жидкостной камере 106 подвергается повышению давления с использованием пьезоэлектрического смещения пьезоэлектрического элемента 112 в направлении d33. В качестве альтернативы пишущая головка может быть сконфигурирована так, что пишущий флюид в жидкостной камере 106 подвергается повышению давления с использованием пьезоэлектрического смещения пьезоэлектрического элемента 112 в направлении d31.
Пишущая головка в этом варианте осуществления имеет конфигурацию, которая использует смещение пьезоэлектрического элемента 112 в направлении d33.
Предпочтительно, чтобы деталь 115 основания была сформирована с использованием металлического материала. В случае когда материалом детали 115 основания является металл, можно предотвращать накопление тепла пьезоэлектрического элемента 112 от его саморазогрева. Присоединение пьезоэлектрического элемента 112 и детали 115 основания может выполняться с использованием клеящего вещества. Однако когда количество каналов увеличивается, как в пишущей головке полнострочного типа, температура возрастает приблизительно до 100°С от саморазогрева пьезоэлектрического элемента 112, и сила сцепления заметно снижается.
Возрастание температуры внутри пишущей головки происходит из-за саморазогрева, и температура краски возрастает, а если температура краски возрастает, вязкость краски будет падать, и это будет оказывать значительное влияние на свойства выпуска.
Поэтому деталь 115 основания формируется с использованием металлического материала, чтобы предотвращать накопление тепла от саморазогрева пьезоэлектрического элемента 112. Более того, это позволяет предотвратить ухудшение свойств впрыскивания, обусловленное падением силы сцепления и падением вязкости пишущего флюида.
Более того, деталь 117 каркаса, которая сформирована литьевым формованием полимера на основе эпоксидной смолы или сульфита полифенилена, присоединяется к окружности пластины 102 диафрагмы клеящим веществом.
Общая жидкостная камера 108, которая подает пишущий флюид в каждую сжимаемую жидкостную камеру 106, сформирована в детали 117 каркаса. Пишущий флюид из общей жидкостной камеры 108 подается в сжимаемую жидкостную камеру 106 через отверстие 109 подвода, сформированное в пластине 102 диафрагмы, канал 110, сформированный на входе части 107 сопротивления флюиду, и часть 107 сопротивления флюиду. Отверстие 119 подвода пишущего флюида для подачи пишущего флюида в общую жидкостную камеру 108 извне также сформировано в детали 117 каркаса.
Участок поверхности стенки общей жидкостной камеры 108 сформирован пластиной 102 диафрагмы, которая формирует поверхность стенки жидкостной камеры 106. Части, которая формирует поверхность стенки общей жидкостной камеры 108, придана форма демпферной части 124. Демпферная часть 124 формирует часть стенки прилегающей демпферной камеры 118, чтобы поглощать колебания давления, возникающие в общей жидкостной камере 108. Демпферная камера 118 открыта в атмосферу через воздушный проем, который не проиллюстрирован.
В головке выпуска жидкости, упомянутой выше, когда напряжение, приложенное к пьезоэлектрическому элементу 112, падает от опорного напряжения Ve, пьезоэлектрический элемент 112 вынуждается сжиматься, диафрагма вынуждается опускаться, так что емкость сжимаемой жидкостной камеры 106 увеличивается, и краска втекает в жидкостную камеру 106. После того когда напряжение, приложенное к пьезоэлектрическому элементу 112, возрастает, пьезоэлектрический элемент 112 побуждается расширяться в направлении ламинирования. Пластина 102 диафрагмы деформируется в направлении сопла 104, и емкость/объем жидкостной камеры 106 уменьшается, так что пишущий флюид в жидкостной камере 106 подвергается повышению давления, и капля пишущего флюида выпускается (эжектируется) из сопла 104.
Впоследствии когда напряжение, приложенное к пьезоэлектрическому элементу 112, возвращается к опорному напряжению, пластина 102 диафрагмы возвращается в начальное положение, и жидкостная камера 106 побуждается расшириться. В это время отрицательное давление возрастает в жидкостной камере 106, и жидкостная камера 106 пополняется пишущим флюидом из общей жидкостной камеры 108.
После того как колебание мениска сопла 104 угасает и мениск сопла стабилизируется, головка выпуска жидкости переводится на последующую операцию для выпуска капли жидкости из сопла 104.
В этом варианте осуществления будет описана головка выпуска жидкости пьезоэлектрического типа, которая использует пьезоэлектрические элементы в качестве узла выработки энергии (узла исполнительного механизма). В качестве альтернативы, головка выпуска жидкости, использующая другой узел исполнительного механизма, такая как тепловая головка, которая использует экзотермический резистор для узла исполнительного механизма, и электростатическая головка, которая использует в качестве узла исполнительного механизма диафрагму и электрод, которые вырабатывают электростатическую силу, также может использоваться в качестве пишущей головки 11.
Система управления устройства формирования изображения по этому варианту осуществления будет описана ниже со ссылкой на фиг. 5.
Система управления содержит основную часть 301 управления, составленную микрокомпьютером, который управляет взятым в целом устройством формирования изображения и включает в себя узел управления, который управляет операцией холостого выпуска согласно изобретению, и часть 302 управления печатью, составленную микрокомпьютером, который выполняет управление печатью.
Чтобы сформировать изображение на листе для записи на основе информации обработки печати, принятой из схемы 300 связи, основная часть 301 управления выполняет различные управляющие воздействия, в том числе управление приводом ведущего ролика 23, управление приводом электродвигателя подачи листа (не показан) посредством схемы 304 управления электродвигателя загрузки листа, управление печатью вывода данных изображения и данных управления печатью в часть 302 управления печатью.
Основная часть 301 управления принимает сигнал детектирования из схемы 306 детектирования величины подачи, которая определяет величину перемещения ведущего ролика 23. Основная часть 301 управления управляет величиной перемещения и частотой вращения ведущего ролика 23 на основании принятого сигнала детектирования.
Например, схема 306 детектирования величины подачи выявляет величину перемещения ведущего ролика 23 посредством считывания количества прорезей пластины углового кодера, прикрепленной к валу вращения ведущего ролика 23, с использованием фотодатчика, и измерения величины перемещения.
Схема 304 управления электродвигателя загрузки листа вращает электродвигатель подачи листа в соответствии с величиной подачи, принятой из основной части 301 управления, так что ведущий ролик 23 поворачивается и лист для записи перемещается в заданное положение с заданной скоростью.
Основная часть 301 управления выполняет один оборот ролика 21 подачи листа посредством вывода команды возбуждения электродвигателя подачи листа в схему 307 управления электродвигателя подачи листа. Основная часть 301 управления выполняет действие поддержки/восстановления пишущей головки 11 посредством приведения в действие источника возбуждения держателя головки (не показан) и приведения в действие устройства 12 поддержки/восстановления через схему 308 возбуждения устройства поддержки/восстановления.
Часть 302 управления печатью вырабатывает, на основании скорости подачи листа из схемы 306 детектирования скорости подачи и сигнала управления из основной части 301 управления, данные колебательного сигнала возбуждения для приведения в действие узла выработки энергии (пьезоэлектрических элементов) пишущей головки 11, чтобы выпускать капли жидкости, и передает данные колебательного сигнала возбуждения в схему 310 возбуждения головки. Часть 302 управления печатью выдает различные сигналы, требуемые для передачи данных изображения и подтверждения передачи, в схему 310 возбуждения головки.
Часть 302 управления печатью включает в себя часть формирования колебательного сигнала возбуждения, которая составлена цифроаналоговым (D/A) преобразователем для цифроаналогового преобразования данных шаблона сигналов возбуждения, хранящихся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве, ROM), усилителем напряжения, усилителем тока и т.п., и узел выбора колебательного сигнала возбуждения, который выбирает сигнал возбуждения, который должен подаваться на схему 310 возбуждения головки. Часть 302 управления печатью формирует колебательный сигнал возбуждения, содержащий один или множество импульсов возбуждения (сигналов возбуждения), и выводит колебательный сигнал в схему 310 возбуждения головки.
Схема 310 возбуждения головки выбирает сигнал возбуждения из колебательного сигнала возбуждения, принятого из части 302 управления печатью, в соответствии с данными изображения, и подает сигнал возбуждения на узел выработки энергии (пьезоэлектрические элементы) пишущей головки 11, так что узел выработки энергии (пьезоэлектрические элементы) пишущей головки 11 приводится в действие для выпуска капель жидкости.
Затем, со ссылкой на фиг.6, будет дано описание части 302 управления печатью и схемы 310 возбуждения головки.
Часть 302 (фиг.6) управления печатью содержит часть 401 формирования колебательного сигнала возбуждения, который формирует колебательный сигнал (общий колебательный сигнал), содержащий множество импульсов возбуждения (сигналов возбуждения) в пределах одного цикла печати; и часть 402 передачи данных, которая выдает в схему 310 возбуждения головки 2-битные данные изображения (сигналы оттенка, 0 и 1) согласно изображению печати, тактовый сигнал, сигнал защелки (LAT) и сигналы М0-М3 управления каплями.
Сигналы М0-М3 управления каплями подаются в схему 310 возбуждения головки для запроса, для каждой капли, Включения (ON) и Выключения (OFF) аналогового ключа 415 (который является узлом коммутации в схеме 310 возбуждения головки). Состояние каждого сигнала управления каплями переводится на уровень Н (ON) в соответствии с циклом печати общего колебательного сигнала возбуждения, когда ни одна порция колебательного сигнала не должна выбираться, и состояние каждого сигнала управления каплями переводится на уровень L (OFF), когда должна выбираться порция колебательного сигнала.
Схема 310 возбуждения головки содержит сдвиговый регистр 411, который принимает тактовый сигнал передачи (тактовый сигнал сдвига) и последовательные данные изображения (данные оттенка: 2 бита на канал) из части 402 передачи данных; схему 412 защелки для защелкивания каждого значения записи сдвигового регистра 411 с использованием сигнала защелки из части 402 передачи данных; декодер 413, который декодирует данные оттенка и сигнал М0-М3 управления каплями и выдает результирующие данные; схему 414 сдвига уровня, которая преобразует сигнал напряжения логического уровня из декодера 413 в уровень, на котором может работать аналоговый ключ 415; и аналоговый ключ 415, который включается и выключается в соответствии с выходными данными декодера 413, принятыми через схему 414 сдвига уровня.
Аналоговый ключ 415 присоединен к электроду выбора (отдельному электроду) 154 каждого пьезоэлектрического элемента 121, и общий колебательный сигнал возбуждения из части 401 формирования колебательного сигнала подается на аналоговый ключ 415.
Когда аналоговый ключ 415 включается, на основании данных изображения (данных оттенка), передаваемых последовательно, и результирующих данных сигналов М0-М3 управления из декодера 413, сигнал возбуждения, который выбран из общего колебательного сигнала возбуждения, подается на пьезоэлектрический элемент 121.
Затем колебательный сигнал возбуждения в варианте осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг.7.
Как показано на фиг.7а, часть 401 формирования колебательного сигнала возбуждения формирует, в пределах одного цикла возбуждения (одного цикла печати), который определяется плотностью пикселей и скоростью перемещения листа для записи, колебательный сигнал возбуждения, содержащий первый колебательный сигнал Pd возбуждения и второй колебательный сигнал Pk возбуждения, во временном ряду.
Первый колебательный сигнал Pd возбуждения включает в себя неразрядный сигнал Р0 возбуждения без выпуска для колебания мениска сопла, который не используется для формирования изображения, и множество первых сигналов Р1-Р3 возбуждения выпуска (импульсов возбуждения) для выпуска объема капли жидкости, используемого для формирования изображения. Второй сигнал Pk возбуждения выпуска (второй колебательный сигнал возбуждения) предназначен для выпуска объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемой для формирования изображения.
В качестве альтернативы второй колебательный сигнал возбуждения может быть выполнен с возможностью включать в себя множество вторых сигналов возбуждения выпуска, подобных первому колебательному сигналу возбуждения.
Каждый из сигналов Р0-Р3 и Pk возбуждения включает в себя элемент колебательного сигнала, чье напряжение падает от опорного напряжения Ve, и элемент колебательного сигнала, чье напряжение возрастает от низкого потенциала, до которого упало напряжение.
Элемент колебательного сигнала, в котором напряжение V сигнала возбуждения падает от опорного напряжения Ve, называется элементом колебательного сигнала вытягивания, и этот элемент колебательного сигнала побуждает пьезоэлектрический элемент 121 сжиматься и заставляет емкость жидкостной камеры 106 расширяться.
Элемент колебательного сигнала, чье напряжение возрастает от низкого потенциала, до которого упало напряжение, называется элементом колебательного сигнала сжатия, и этот элемент колебательного сигнала побуждает пьезоэлектрический элемент 121 вытягиваться и заставляет емкость жидкостной камеры 106 сжиматься.
Сигнал Р0 возбуждения, включенный в состав первого колебательного сигнала Pd возбуждения, является колебательным сигналом возбуждения, который колеблет мениск сопла, не вызывая выпуск капли жидкости. Каждый из сигналов Р1-Р3 и Pk возбуждения, включенных в первый и второй колебательные сигналы, является колебательным сигналом возбуждения для выпуска капли жидкости расширенной жидкостной камерой, сообщающейся с соплом головки выпуска жидкости, а после этого сжатия жидкостной камеры.
Один из сигналов М0-М3 управления каплями (фиг.7b) подается из части 402 передачи данных в схему 310 возбуждения головки. Схема 310 возбуждения головки выполняет выбор сигнала возбуждения, чтобы выбирать по меньшей мере один из сигналов возбуждения в первом колебательном сигнале возбуждения и сигнала возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения в принимаемом сигнале управления каплями.
Например, при выполнении точного возбуждения выбирается сигнал Р0 возбуждения в ответ на сигнал М0 управления каплями (выбор выполняется состоянием уровня L сигнала управления каплями). При выпуске маленькой капли сигнал Р1 возбуждения выбирается в ответ на сигнал М1 управления каплями. При выпуске большой капли сигналы Р1-Р3 возбуждения выбираются в ответ на сигнал М2 управления каплями. При выполнении холостого выпуска сигнал Pk возбуждения выбирается в ответ на сигнал М3 управления каплями. Выбранный сигнал возбуждения, соответственно, подается на пьезоэлектрический элемент 121 пишущей головки 11.
В этом примере выбирается один из двух размеров капли: маленькой капли и большой капли. В качестве альтернативы может выбираться один из трех размеров капли: маленькой капли, средней капли и большой капли, для выпуска выбранной капли.
Пример первого сигнала Р1 возбуждения выпуска для выпуска маленькой капли и второго сигнала Pk возбуждения выпуска для осуществления холостого выпуска будет описан со ссылкой на фиг.8А и фиг.8В.
На фиг.8А показан пример первого сигнала Р1 возбуждения выпуска в первом колебательном сигнале Pd возбуждения для выпуска маленькой капли (минимальной капли жидкости, используемой для формирования изображения).
На фиг.8В показан пример второго сигнала Pk возбуждения выпуска во втором колебательном сигнале возбуждения для выпуска объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли.
Сигнал Р1 возбуждения включает в себя элемент а1 колебательного сигнала вытягивания, напряжение которого падает от опорного напряжения Ve на изменение Vfa напряжения, заставляя жидкостную камеру 106 расширяться и побуждая втягиваться мениск сопла.
Через заданное время удержания сигнал Р1 возбуждения включает в себя элемент b1 колебательного сигнала сжатия, напряжение которого возрастает на изменение Vra напряжения, сжимая жидкостную камеру 106 и выпуская каплю жидкости из сопла. Через заданное время удержания напряжение сигнала Р1 возбуждения возрастает до опорного напряжения Ve.
Сигнал Pk возбуждения включает в себя элемент ak колебательного сигнала вытягивания, чье напряжение падает от опорного напряжения Ve на изменение Vfb напряжения, заставляя жидкостную камеру 106 расширяться и побуждая втягиваться мениск сопла.
Спустя заданное время удержания сигнал Pk возбуждения включает в себя элемент bk колебательного сигнала сжатия, напряжение которого возрастает на изменение Vrb напряжения, сжимая жидкостную камеру 106 и выпуская каплю жидкости из сопла. Через заданное время удержания напряжение сигнала Pk возбуждения возрастает до опорного напряжения Ve.
Предпочтительно, чтобы временные характеристики сжатия жидкостной камеры 106 по передним фронтам элементов b1 и bk колебательного сигнала сжатия соответствовали временным характеристикам периода собственного резонанса, возникающего при расширении жидкостной камеры 106 по задним фронтам элементов a1 и ak колебательного сигнала вытягивания.
В этом варианте осуществления время Tfa изменения (время спада) элемента а1 колебательного сигнала вытягивания сигнала Р1 возбуждения равно времени Tfb изменения (времени спада) элемента ak колебательного сигнала вытягивания сигнала Pk возбуждения, а время Tra изменения (время нарастания) элемента b1 колебательного сигнала сжатия сигнала Р1 возбуждения равно времени Trb изменения (времени нарастания) элемента bk колебательного сигнала сжатия сигнала Pk возбуждения.
В этом варианте осуществления напряжение Vrb нарастания (изменение напряжения) элемента bk колебательного сигнала сжатия сигнала Pk возбуждения настраивается меньшим, чем напряжение Vra нарастания (изменение напряжения) элемента b1 колебательного сигнала сжатия сигнала Р1 возбуждения. В силу этого объем капли жидкости, выпускаемый по сигналу Pk возбуждения, является меньшим, чем выпуск капли жидкости (маленькой капли), выпускаемый по сигналу Р1 возбуждения.
Более того, в этом варианте осуществления напряжение Vfb спада (изменение напряжения) элемента ak колебательного сигнала вытягивания сигнала Pk возбуждения настраивается большим, чем напряжение Vfa спада (изменение напряжения) элемента а1 колебательного сигнала вытягивания сигнала Р1 возбуждения. В силу этого скорость капли по сигналу Pk возбуждения повышается, и, естественно, можно выпускать каплю жидкости из сопла.
Кривизна выпуска капли жидкости, выпущенной по сигналу Pk возбуждения, может возрастать, если выполняется высокочастотное возбуждение, а сигнал Pk возбуждения ненадлежащим образом используется в качестве сигнала возбуждения для выпуска капли жидкости, используемой для формирования изображения.
В этом варианте осуществления каждый из первого и второго колебательных сигналов возбуждения содержит элемент колебательного сигнала сжатия, который выпускает каплю жидкости посредством сжатия жидкостной камеры, сообщающейся с соплом головки выпуска жидкости. Изменение напряжения элемента колебательного сигнала сжатия сигнала возбуждения, включенного во второй колебательный сигнал возбуждения, настраивается меньшим, чем изменение напряжения элемента колебательного сигнала сжатия сигнала возбуждения, включенного в первый колебательный сигнал возбуждения, тем самым выпуская объем капли жидкости, меньший, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения.
Более того, в этом варианте осуществления каждый из первого и второго колебательного сигнала возбуждения содержит элемент колебательного сигнала вытягивания, который расширяет жидкостную камеру, сообщающуюся с соплом головки выпуска жидкости. Изменение напряжения элемента колебательного сигнала вытягивания сигнала возбуждения, включенного во второй колебательный сигнал возбуждения, настраивается большим, чем изменение напряжения элемента колебательного сигнала вытягивания сигнала возбуждения, включенного в первый колебательный сигнал возбуждения, тем самым повышая скорость выпуска капли и, естественно, выпуская объем капли жидкости, меньший, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения.
Ниже, со ссылками на фиг.9А и фиг.9 В, будет описан еще один пример сигнала Р1 возбуждения для выпуска маленькой капли и сигнала Pk возбуждения для выполнения холостого выпуска.
На фиг.9А показан колебательный сигнал у сигнала Р1 возбуждения в первом колебательном сигнале Pd возбуждения для выпуска минимального выпускного объема капли (маленькой капли), используемого для формирования изображения.
На фиг.9В показан колебательный сигнал у сигнала Pk возбуждения во втором колебательном сигнале возбуждения для выпуска объема капли жидкости (очень маленькой капли), меньшего, чем минимальный выпускной объем капли.
Сигналы Р1 и Pk (фиг.9А и 9 В) возбуждения включают в себя элементы а1 и ak колебательного сигнала вытягивания, напряжение которого падает от опорного напряжения Ve на изменение Vfa напряжения, соответственно, побуждая жидкостную камеру 106 расширяться и заставляя втягиваться мениск сопла. Через заданное время удержания сигналы Р1 и Pk возбуждения включают в себя элементы b1 и bk колебательного сигнала сжатия, чье напряжение возрастает на изменение Vra напряжения, сжимая жидкостную камеру 106 и выпуская каплю жидкости из сопла. Через заданное время удержания напряжение сигналов Р1 и Pk возбуждения возрастает до опорного напряжения Ve.
В этом примере времена Tfa и Tfb спада (времена изменения) элементов а1 и ak колебательного сигнала вытягивания настраиваются отличными друг от друга, и времена Tra и Trb нарастания (времена изменения) элементов b1 и bk колебательного сигнала сжатия устанавливаются отличными друг от друга.
Более точно, время Tfb спада элемента ak колебательного сигнала вытягивания сигнала Pk возбуждения установлено меньшим, чем время Tfa спада элемента а1 колебательного сигнала вытягивания сигнала Р1 возбуждения. Время Trb нарастания элемента bk колебательного сигнала сжатия сигнала Pk возбуждения настроено большим, чем время Tra нарастания элемента b1 колебательного сигнала сжатия сигнала Р1 возбуждения.
Предпочтительно, чтобы временные характеристики сжатия жидкостной камеры 106 по передним фронтам элементов b1 и bk колебательного сигнала сжатия соответствовали временным характеристикам периода собственного резонанса, возникающего при расширении жидкостной камеры 106 по задним фронтам элементов a1 и ak колебательного сигнала вытягивания.
В этом примере время Trb нарастания (время изменения) элемента bk колебательного сигнала сжатия сигнала Pk возбуждения установлено большим, чем время Tra нарастания (время изменения) элемента b1 колебательного сигнала сжатия сигнала Р1 возбуждения. Тем самым объем капли жидкости, выпускаемый по сигналу Pk возбуждения, является меньшим, чем объем капли жидкости (маленькой капли), выпускаемый по сигналу Р1 возбуждения.
Более того, в этом примере время Tfb спада (время изменения) элемента ak колебательного сигнала вытягивания сигнала Pk возбуждения установлено меньшим, чем время Tfa спада (время изменения) элемента а1 колебательного сигнала вытягивания сигнала Р1 возбуждения. Таким образом, скорость выпуска капли по сигналу Pk возбуждения повышается, и, естественно, можно выпускать каплю жидкости из сопла.
Кривизна выпуска капли жидкости, выпущенной по сигналу Pk возбуждения, может возрастать, если выполняется высокочастотное возбуждение, а сигнал Pk возбуждения ненадлежащим образом используется в качестве сигнала возбуждения для выпуска капли жидкости, используемой для формирования изображения.
В этом варианте осуществления каждый из первого и второго колебательного сигнала возбуждения содержит элемент колебательного сигнала сжатия, который выпускает каплю жидкости посредством сжатия жидкостной камеры, сообщающейся с соплом головки выпуска жидкости. Время изменения элемента колебательного сигнала сжатия сигнала возбуждения, включенного во второй колебательный сигнал возбуждения для выпуска объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, является большим, чем время изменения элемента колебательного сигнала сжатия сигнала возбуждения, включенного в первый колебательный сигнал возбуждения для выпуска объема капли жидкости, используемого для формирования изображения, и объем капли жидкости, меньший, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, выпускается из сопла.
Более того, в этом варианте осуществления каждый из первого и второго колебательных сигналов возбуждения содержит элемент колебательного сигнала вытягивания, который расширяет жидкостную камеру, сообщающуюся с соплом головки выпуска жидкости. Время изменения элемента колебательного сигнала вытягивания сигнала возбуждения, включенного во второй колебательный сигнал возбуждения для выпуска объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, является меньшим, чем время изменения элемента колебательного сигнала вытягивания сигнала возбуждения, включенного в первый колебательный сигнал возбуждения для выпуска объема капли жидкости, используемого для формирования изображения. Таким образом, выпускная скорость капли во время холостого выпуска повышается, и, конечно, можно выпускать объем капли жидкости, меньший, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения.
Более того, в примере на фиг.9 В время Tfb спада сигнала Pk возбуждения может устанавливаться таким же, как время Tfa спада сигнала Р1 возбуждения посредством модификации крутизны элемента ak колебательного сигнала вытягивания, чтобы он был более пологим, как указано пунктирной линией на фиг.9 В. В таком случае выпускная скорость капли и объем выпуска капли по сигналу Pk возбуждения являются меньшими, чем таковые у капли жидкости (минимального выпускного объема капли, используемого для формирования изображения) по сигналу Р1 возбуждения.
Если выпускная скорость капли объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, меньше, чем таковая у капли жидкости минимального выпуска, используемой для формирования изображения, капля жидкости при холостом выпуске может не достигать листа для записи. Однако цель холостого выпуска состоит в том, чтобы выполнять поддержку и восстановление сопла выпуском из него капли жидкости. Необязательно, чтобы капля жидкости при холостом выпуске достигала листа для записи.
Затем со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа (фиг.10) будет описано управление холостым выпуском, выполняемым устройством формирования изображения по этому варианту осуществления.
После начала управления холостым выпуском (фиг.10) определяется, расположена ли текущая точка (пиксель) в области, где формируется изображение (S11).
Когда результат определения на этапе S11 положителен (расположена в области, где формируется изображение), необходимые сигналы Р1-Р5 возбуждения выбираются из первого колебательного сигнала Pd возбуждения из колебательных сигналов возбуждения на основании данных изображения, так что изображение формируется на носителе выпуском капель жидкости (больших, средних, маленьких) из пишущей головки (S12).
Когда результат определения на этапе S11 отрицателен (не расположена в области, где формируется изображение), второй колебательный сигнал Pk возбуждения (сигнал возбуждения) из колебательных сигналов возбуждения выбирается на основании управляющих данных (для холостого выпуска), так что операция холостого выпуска выполняется выпуском очень маленьких капель, меньших, чем минимальная капля, используемая для формирования изображения, из пишущей головки (S13).
После того как этапы S12 и S13 выполнены, устройством формирования изображения по этому варианту осуществления будет выполняться следующая последовательность операций.
В случае когда рулонный лист 35 (фиг.11) используется в качестве носителя, область 36 записи, где формируется изображение, и область 37 без записи, где не формируется никакого изображения, поочередно появляются вдоль направления протяжки листа для записи (направления подачи листа) (фиг.12). В этом случае головка выпуска жидкости формирует необходимое изображение на носителе для области 36 записи выпуском на нее капель жидкости (больших, средних, маленьких), и головка выпуска жидкости выполняет холостой выпуск для области 37 без записи выпуском очень маленьких капель из сопла. Таким образом, можно создавать печатную продукцию, на которой изображение сформировано устройством формирования изображения по этому варианту осуществления. В этом случае область 37 без записи, где не формируется никакое изображение, соответствует области носителя, в пределах которой носитель протягивается в направлении протяжки.
Более того, в этом случае, когда операция холостого выпуска выполняется для области 37 без записи, где не формируется никакого изображения, пишущая головка 11 выпускает объем капли жидкости, меньший, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, из всех сопел пишущей головки 11, по всей допускающей формирование изображения области носителя в направлении ширины носителя. Это облегчает создание управляющих данных холостого выпуска, и, что касается этого варианта осуществления, можно выполнять операцию холостого выпуска с использованием простого, недорогого механизма, без ухудшения качества изображения.
Более того, в случае, в котором рулонный лист 35 используется в качестве носителя (также в случае, в котором используется листообразный носитель для записи), области 38 без записи, где не формируется никакого изображения, появляются в обоих оконечных частях области 36 записи в направлении ширины носителя, перпендикулярном направлению протяжки, в котором протягивается носитель, как показано на фиг.13. В этом случае головка выпуска жидкости формирует необходимое изображение на носителе для области 36 записи выпуском на нее капель жидкости (больших, средних, маленьких), и головка выпуска жидкости выполняет холостой выпуск для области 38 без записи посредством выпуска очень маленьких капель из сопла.
В этом случае область, где не формируется никакого изображения, соответствует оконечной части области формирования изображения носителя в направлении, перпендикулярном направлению протяжки, в котором протягивается носитель.
Однако в случае устройства формирования изображения, использующего пишущую головку полнострочного типа, сопла, для которых может выполняться операция холостого выпуска, ограничены, если область без записи соответствует оконечной части области записи в направлении, перпендикулярном направлению протяжки, в котором протягивается носитель. В таком случае холостой выпуск уже не выполняется для сопел пишущей головки полнострочного типа, которые используются для формирования изображения. Таким образом, устройство формирования изображения по этому варианту осуществления надлежащим образом применимо к устройству формирования изображения последовательного типа, в котором пишущая головка перемещается в направлении ширины, перпендикулярном направлению протяжки.
Более того, пишущая головка в устройстве формирования изображения по этому варианту осуществления может быть выполнена так, что область записи, где формируется изображение, устанавливается в фактической области 41 изображения, где изображение реально формируется выпуском капель жидкости на основании данных изображения, а периферийная область, окружающая фактическую область 41 изображения, устанавливается в область 42 без записи, где не формируется никакого изображения, как показано на фиг.14. Пишущая головка в этом случае может быть выполнена с возможностью выполнять операцию холостого выпуска для области 42 без записи выпуском на нее очень маленьких капель 43.
Как описано выше, для устройства формирования изображения по этому варианту осуществления является возможным выполнять операцию холостого выпуска с использованием простого недорогого механизма.
Ниже, со ссылкой на фиг.15, будет описан колебательный сигнал возбуждения в еще одном варианте осуществления изобретения.
В этом варианте осуществления колебательный сигнал возбуждения (фиг.15а) формируется и выводится частью 401 формирования колебательного сигнала возбуждения, а любой из сигналов MN0-MN3 управления каплями, показанных на фиг.15b (которые являются такими же, как сигналы М0-M3 управления каплями в предыдущем варианте осуществления), выводится частью 402 передачи данных, так что необходимый сигнал возбуждения выбирается из колебательного сигнала возбуждения схемой 310 возбуждения головки в ответ на сигнал управления каплями.
Колебательный сигнал возбуждения (фиг.15а) включает в себя, в пределах одиночного цикла возбуждения, первый сигнал Р11 возбуждения выпуска для выпуска капли жидкости, используемой для формирования изображения, второй сигнал Р12 возбуждения выпуска для выпуска объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, сигнал Р13 неразрядного возбуждения для мелкого колебания мениска сопла без выпуска капли жидкости и первый сигнал Р14 возбуждения выпуска для выпуска капли жидкости, используемой для формирования изображения, каковые сигналы возбуждения формируются во временном ряду. То есть множество первых сигналов Р11 и Р14 возбуждения выпуска формируются во временном ряду, а второй сигнал Р13 возбуждения выпуска вставляется между первыми сигналами Р11 и Р14 возбуждения выпуска.
Когда используется колебательный сигнал возбуждения (фиг.15а), сигнал Р13 возбуждения выбирается в ответ на сигнал MN0 управления каплями, сигнал Р11 возбуждения выбирается в ответ на сигнал MN1 управления каплями, сигналы Р11, P13, P14 возбуждения выбираются в ответ на сигнал MN2 управления каплями, и сигнал Р12 возбуждения выбирается в ответ на сигнал MN3 управления каплями.
На фиг.16 показана взаимосвязь между сигналами MN0-MN3 управления каплями и выпускным объемом капли, когда выбранный сигнал возбуждения подается в узел выработки энергии пишущей головки.
Как показано на фиг.16, при выполнении точного возбуждения сигнал Р13 возбуждения выбирается в ответ на сигнал MN0 управления каплями. При выпуске небольшой капли сигнал Р11 возбуждения выбирается в ответ на сигнал MN1 управления каплями. При выпуске большой капли сигналы Р11, Р13, P14 возбуждения выбираются в ответ на сигнал MN2 управления каплями. При выполнении холостого выпуска сигнал P12 возбуждения выбирается в ответ на сигнал MN3 управления каплями. Выбранный сигнал возбуждения подается на пьезоэлектрический элемент 121 пишущей головки 11, соответственно.
Как описано выше, множество первых сигналов возбуждения выпуска формируется во временном ряду, и второй сигнал возбуждения выпуска вставляется между двумя из множества первых сигналов возбуждения выпуска.
Ниже колебательный сигнал возбуждения в еще одном варианте осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг.17.
В ранее описанном варианте осуществления второй сигнал (Pk, P12) возбуждения выпуска не выбирается при выполнении формирования изображения. Однако в этом варианте осуществления, второй сигнал возбуждения выпуска выбирается одновременно с первым сигналом возбуждения выпуска при выполнении формирования изображения.
Как показано на фиг.17b и фиг.18, сигнал MN2 управления каплями для выпуска большой капли скомпонован так, что также выбран второй сигнал Р12 возбуждения выпуска, и выбранный сигнал возбуждения подается на пьезоэлектрический элемент 121 пишущей головки 11.
Хотя капля жидкости на этот раз выпускается посредством второго сигнала Р12 возбуждения выпуска, скорость капли жидкости, впоследствии выпускаемой первым сигналом Р14 возбуждения выпуска капли, является большей, чем скорость капли по второму сигналу Р12 возбуждения выпуска. Две капли объединяются во время полета, и это влияние не является настолько большим. Это может рассматриваться так, что объем большой капли, выпущенной в ответ на сигнал MN2 управления каплями, включает в себя объем капли жидкости, выпущенной по второму сигналу Р12 возбуждения выпуска.
Согласно этому варианту осуществления установка сигнала управления каплями может делаться простой, и не является необходимым повторять Включение (ON) и Выключение (OFF) сигнала MN2 управления каплями.
Ниже еще один пример второго сигнала возбуждения выпуска будет описан со ссылкой на фиг.19.
Как показано на фиг.19, второй сигнал Pk возбуждения выпуска включает в себя элемент ak1 колебательного сигнала вытягивания, чье напряжение падает от опорного напряжения Ve на изменение Vfa напряжения, чтобы расширять жидкостную камеру 106 и вытягивать мениск сопла. Спустя заданное время удержания сигнал Pk возбуждения включает в себя элемент bk1 колебательного сигнала сжатия, чье напряжение повышается на изменение Vrc напряжения, чтобы сжимать жидкостную камеру 106 и выпускать каплю жидкости из сопла. Сигнал Pk возбуждения включает в себя вытягивающий элемент ak2 колебательного сигнала, чье напряжение снова падает, чтобы расширять сжатую жидкостную камеру 106 и срывать часть выпущенной капли жидкости с тем, чтобы возвращалась в сопло. Спустя заданное время удержания сигнал Pk возбуждения включает в себя элемент bk2 колебательного сигнала сжатия, чье напряжение повышается, чтобы возвращать жидкостную камеру 106 в исходное состояние. Поскольку крутизна элемента bk2 колебательного сигнала сжатия сделана пологой, никакая дополнительная капля жидкости не выпускается из сопла.
Затем еще один вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг.9 В.
В этом варианте осуществления часть 401 формирования колебательного сигнала возбуждения выполнена и скомпонована так, что выпускная скорость капли объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, является меньшей, чем таковая у капли жидкости минимального выпускного объема капли, используемого для формирования изображения.
Как показано в примере колебательного сигнала возбуждения (фиг.9 В), часть 401 формирования колебательного сигнала возбуждения скомпонована так, что время Tfb спада второго сигнала Pk возбуждения выпуска модифицируется, чтобы быть равным времени Tfa спада первого сигнала Р1 возбуждения выпуска. Более точно, крутизна элемента ak колебательного сигнала вытягивания делается пологой, как указано пунктирной линией на фиг.9 В. В силу этого выпускная скорость капли по сигналу Pk возбуждения делается более медленной, в то время как выпускной объем капли у капли жидкости, выпускаемой по сигналу Pk возбуждения, является меньшим, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, выпускаемый по сигналу Р1 возбуждения.
Если выпускная скорость капли объема капли жидкости, меньшего, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, является меньшей, чем таковая у капли жидкости минимального выпуска, используемого для формирования изображения, капля жидкости при холостом выпуске может не достигать листа для записи. Однако цель холостого выпуска состоит в том, чтобы выполнять поддержку и восстановление сопла выпуском капли жидкости из него. Не является обязательным, чтобы капля жидкости при холостом выпуске достигала листа для записи.
Согласно этому варианту осуществления пишущая головка побуждается выпускать объем капли жидкости, меньший, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, с медленной скоростью капли, при выполнении операции холостого выпуска, и можно предотвращать подтенение листа для записи.
Ниже еще один вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг.20. На фиг.20 показана структура устройства формирования изображения в варианте осуществления изобретения.
В этом варианте осуществления электрод 500 расположен вблизи от стороны пишущей головки 1, и узел 501 приложения напряжения выполнен с возможностью подавать напряжение заряда для зарядки электрода 500. Когда выполняется операция холостого выпуска в этом варианте осуществления, электрод 500 заряжается узлом 501 прикладывания напряжения. Электрод 500 имеет длину, равную длине ряда сопел пишущей головки 1 в продольном направлении.
Когда объем капли жидкости, меньший, чем минимальный выпускной объем капли, используемый для формирования изображения, выпускается без достижения носителя, или когда выполняется холостой выпуск, капли жидкости, сформированные операцией холостого выпуска, свободно перемещаются как в ранее описанном варианте осуществления. Если узел протяжки, который заряжен для выполнения электростатического притяжения листа для записи, используется в качестве ремня 25 протяжки, капли жидкости, выведенные пишущей головкой 1, электростатически заряжаются зарядом ремня 25 протяжки. В этом случае узел 501 прикладывания напряжения прикладывает напряжение заряда к электроду 500 для зарядки электрода 500 полярностью, противоположной полярности заряда капель жидкости, так что капли жидкости притягиваются заряженным электродом 500, и возможно, чтобы настоящий вариант осуществления предотвращал рассеяние капель жидкости.
Ниже еще один вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг.21. На фиг.21 показана структура устройства формирования изображения в еще одном варианте осуществления изобретения.
В этом варианте осуществления всасывающий канал 510, который имеет проем в пишущую головку 1, размещен вблизи от стороны пишущей головки 1, и всасывающий насос 511 (узел всасывания) выполнен с возможностью втягивать капли жидкости через всасывающий канал 510. Когда выполняется операция холостого выпуска, всасывающий насос 511 приводится в действие, чтобы втягивать капли жидкости, сформированные операцией холостого выпуска. Когда выполняется холостой выпуск, капли жидкости, сформированные операцией холостого выпуска, свободно перемещаются как в ранее описанном варианте осуществления. Возможно, чтобы настоящее изобретение предотвращало рассеяние капель жидкости посредством приведения в действие всасывающего насоса 511 для втягивания капель жидкости через всасывающий канал 510. Проем всасывающего канала 510 имеет длину, равную длине ряда сопел пишущей головки 1 в продольном направлении.
В вышеупомянутых вариантах осуществления был описан случай, в котором настоящее изобретение применено к устройству формирования изображения, имеющему конфигурацию принтера. В качестве альтернативы настоящее изобретение может применяться к любому из устройств формирования изображения, в том числе факсимильному аппарату, копировальному устройству и многофункциональному периферийному устройству. Настоящее изобретение также может быть применено к устройству формирования изображения, которое использует жидкость, иную, чем печатная краска.
Настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами осуществления, и варианты, и модификации могут выполняться, не выходя из объема настоящего изобретения.
Настоящая заявка основана на и испрашивает преимущество по приоритету заявки №2006-316381 на выдачу патента Японии, зарегистрированной 23 ноября 2006 года, и заявки №2007-216336 на выдачу патента Японии, зарегистрированной 22 августа 2007 года, полное содержание которых настоящим включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки.