头驱动控制装置和喷墨记录设备制造方法及图纸

在静电头中，每个静电致动器包括隔膜和第二电极，所述隔膜用作或包括第一电极，该第一电极形成与排放墨滴的喷嘴连通的排放室的壁表面，所述第二电极与所述第一电极相对。通过在第一和第二电极之间产生静电力而使所述隔膜变形。所述静电致动器的第一电极或第二电极电结合在一起。在排放所述墨滴时为第一和第二电极施加不同极性的电压。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及一种头驱动控制装置和喷墨记录设备，更具体地，涉及一种包括在通过排放墨滴记录图像的喷墨记录设备中的头驱动控制装置。
技术介绍
日本公开专利申请NO.2001-260346公开了一种现有技术的、使用静电致动器的头，该头作为喷墨头，用于形成喷墨记录设备的记录头，所述喷墨记录设备用作图像记录装置或成像装置，例如印制机、传真机和复印机。这种静电喷墨头包括静电致动器，在每个静电致动其中，包括或用作形成与喷嘴连通的排放室的壁表面的第一电极的隔膜与第二电极(单个电极)彼此相对地设置，并且它们之间具有预定的空气间隙。在该静电致动器的第一电极和第二电极之间施加驱动波形，从而通过利用静电吸引使每个致动器的隔膜变形。通过所述变型形成的力，或者通过终止静电吸引时在隔膜中产生的机械还原，排放室中的墨被从喷嘴排出。在用于使用这种静电致动器的头的驱动控制装置中，静电致动器的第一电极被电结合在一起，从而形成公共电极，并且将形成公共电极的第一电极的电压设置为0V，一旦排出墨滴，有选择地将+V的脉冲形状电压施加在单个电极(第二电极)上。此外，IEEE学报(PROCEEDINGS OF THE IEEE，VOL.86，NO8，1998年8月)“一种基于MEMS的投影显示器”描述了一种用于驱动静电致动器的驱动控制装置的示例，其中，将非0电压施加在构成光学镜的致动器的两个电极上。这种驱动控制装置将偏置电压施加到反射器板上，并且为确定反射器板方向的电极施加寻址电压。进行控制时，24V到-26V的电压被施加到反射器板上，0V或5V的电压被施加到寻址电极上。设计这种施加电压的方式是为了最大化光学镜的功能，从而在具有很高可靠性的前提下确保反射器板能够根据控制信号摆动+10度或-10度。通过这种方式，例如喷墨打印机的喷墨记录设备需要具备很高的整体性能，例如输出速度(记录速度)和图像质量。为了满足这些要求，将喷嘴在头处的集中程度提高，从而增加喷嘴数量。在这一方面，考虑到喷嘴集中程度的提高和头结构之间的关系，通常，包括具有较低刚度的隔膜并且通过使该隔膜变形排放墨的压电或静电头在提高集中程度方面具有困难，这与热学头不同，对于热学头，通过使用加热电阻使墨经历薄膜沸腾以产生空腔，使用空腔的压力将墨从喷嘴中排出。为了提高静电头的集中程度，不得不缩短隔膜的短边宽度(在喷嘴布置方向上的宽度)，这样就需要将排出墨滴的体积保持在一定范围内。所以，为了缩短隔膜的短边宽度，需要增大隔膜的位移(displacement)。在这种情况下，从单一的角度出发，将隔膜的厚度变薄可以在缩短短边宽度的条件下增大位移，但是，从排放墨滴的角度出发，隔膜需要具有一定的刚度，这样就限制了隔膜能够被变薄的程度。即，可以通过下式(1)表示静电致动器中产生的静电吸引力，其中，V是驱动电压，g是间隙长度(单个电极和公共电极之间的距离)，δ是隔膜的位移。等式1F=(ϵ02)·V2(g-δ)2]]>如上所述，当喷嘴集中程度增大时，间隙长度g应该增大。根据式1，当间隙长度g增大时，为了保持相同大小的静电引力，需要增大驱动电压V。此外，随着间隙长度g增大，隔膜位移δ相比于驱动电压V的变化范围具有较小的变化范围；所以，及时间隙长度g有很小的增量，也会导致驱动电压V增大很多。换言之，当增大集中程度并且同时保持排放墨滴的能力时，致动器的驱动电压趋于变得更大。驱动电压的这种增大不仅意味着能耗的增大，而且意味着构成控制致动器的驱动控制装置(驱动器)的晶体管的耐压值(withstand pressure)也要增大。通常，尽管晶体管的耐压值有赖于晶体管的氧化膜的厚度，但是，随着晶体管的尺寸变大，晶体管的耐压值仍然变大。此外，随着耐压值变大，制造成本变高。结果，驱动电压的增加导致驱动控制装置的成本上升。在这种情况下，由于喷墨头包括许多致动器，头驱动器控制装置的成本增加量很大。此外，墨滴排放头内的致动器需要如下功能通过在电极之间接通电压使隔膜向着电极弯曲；通过切断电压使隔膜返回其原始位置。所以，从功能角度出发，不需要使用IEEE学报(PROCEEDINGS OF THE IEEE，VOL.86，NO8，1998年8月)的“一种基于MEMS的投影显示器”所描述的驱动方法中使用的偏置方法；相反地，将所需电压施加到一个电极上并且将另一个电极设定为GND，这样就足够了。但是，当使用这种偏置方法时，不需要根据每一次控制(排放一个墨滴)改变电压的正负极性；不过这种方法仍然损害头的功能。此外，不必将很大的电压施加给电极中的一个。所以，IEEE学报(PROCEEDINGS OF THE IEEE，VOL.86，NO8，1998年8月)“一种基于MEMS的投影显示器”公开的驱动方法不能简单地应用于用于头的驱动控制装置。
技术实现思路
本专利技术的一个基本目的是提供一种改进的有用的头驱动控制装置以及一种喷墨记录设备，其中，上述问题得到消除。本专利技术的一个具体方面的提供一种能够以较低成本驱动具有较高喷嘴集中程度的墨滴排放头的头驱动控制装置，以及一种包括这种头驱动控制装置的喷墨记录设备。为了实现上述目的，根据本专利技术一方面提供一种用于驱动头的头驱动控制装置，其中，多个静电致动器的第一和第二电极电结合在一起，该头驱动控制器包括在排放墨滴是将不同极性的电压施加给第一和第二电极的部件。根据本专利技术，该头驱动控制装置能够以低成本驱动具有高喷嘴集中程度的喷墨头。本专利技术的其他目的、特征和优点将通过下文结合附图的详细说明变得明了。附图说明图1是被根据本专利技术的头驱动控制装置驱动和控制的喷墨头的一个示例的分解透视图；图2是透明地示出图1所示头的喷嘴板的平视图；图3是沿着隔膜的长边方向截取的头的剖示图； 图4是沿着隔膜的短边方向截取的头的剖示图；图5是表示静电致动器中第一电极(隔膜)的弯曲量和驱动电压之间的关系的图表；图6A至6E是示出驱动波形的不同示例的波形图，所述波形被根据本专利技术的头驱动控制装置施加到静电致动器的公共电极和单个电极上；图6F是示出施加到静电致动器的公共电极和单个电极上的传统驱动波形的波形图；图7是能够防止残留电荷的头的另一个示例的主要部件的剖视图；图8是能够防止残留电荷的头的另一个示例的主要部件的剖视图；图9是根据本专利技术的头驱动控制装置的结构框图；图10是示出图9所示头驱动控制装置中的驱动模块和致动器之间的关系的图；图11是图9所示头驱动控制装置的一个电平转换器的基础电路结构的电路图；图12是图9所示头驱动控制装置的另一个电平转换器的基础电路结构的电路图；图13是图9所示头驱动控制装置的一个模拟开关的基础电路结构的电路图；图14是根据本专利技术的喷墨记录设备的机构部件的透视图；以及图15是记录设备的侧剖示图。具体实施例方式以下结合附图描述根据本专利技术的实施方式。首先，参照图1-5描述被根据本专利技术的头驱动控制装置驱动的、用作墨滴排放头的喷墨头的示例。图1是该头的分解透视图。图2是透明地示出图1所示头的喷嘴板的平视图。图3是沿着隔膜的长边方向截取的头的剖示图。图4是沿着隔膜的短边方向截取的头的剖示图。该喷墨头具有压层结构，其中，作为第一基板的沟道基板1、设置在沟道基板1下的作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动包括多个静电致动器的头的头驱动控制装置，每个所述静电致动器包括隔膜和第二电极，所述隔膜用作或包括第一电极，该第一电极形成与排放墨滴的喷嘴连通的排放室的壁表面，所述第二电极与所述第一电极相对，通过在第一和第二电极之间产生静电力而使所述隔膜变形，其中所述静电致动器的第一电极电结合在一起，所述头驱动控制装置包括：在排放所述墨滴时为第一和第二电极施加不同极性电压的部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中慎二，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]