DE102005011920B4

DE102005011920B4 - Tintenstrahlvorrichtung

Info

Publication number: DE102005011920B4
Application number: DE102005011920.4A
Authority: DE
Inventors: Shinya Kobayashi; Takahiro Yamada; Hitoshi Kida
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2014-07-10
Anticipated expiration: 2025-03-16
Also published as: JP2005254211A; DE102005011920A1; JP4682524B2; US7320509B2; US20050200639A1

Abstract

Tintenstrahlvorrichtung, die umfasst: mehrere Düsen (200), die Tintentröpfchen ausstoßen können; mehrere piezoelektrische Elemente (204), die in eins-zu-eins Entsprechung mit den mehreren Düsen (200) vorgesehen sind; einen ersten Speicher (104), der Signalform-Einstelldaten (CRD) hält; einen Ansteuerspannungsgenerator (406), der nach Maßgabe der Signalform-Einstelldaten (CRD) mehrere Ansteuerspannungen mit verschiedenen Signalformen erzeugen und eine davon an je eines der piezoelektrischen Elemente (204) anlegen kann; und eine Einstelleinheit, die Signalform der Ansteuerspannung einstellt, wobei jedes der mehreren piezoelektrischen Elemente (204) in Reaktion auf die Ansteuerspannung mit einer eingestellten Signalform einen Druck auf eine entsprechende Düse (200) ausübt, um Tintentröpfchen daraus auszustoßen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Speicher (104) neben den Signalform-Einstelldaten (CRD) vorbestimmte Ausstoßsignale (Dn) für die einzelnen Düsen (200) hält, wobei die Ausstoßsignale (Dn) angeben, ob jede einzelne der Düsen (200) ein Tintentröpfchen ausstößt oder nicht, wobei die Ausstoßsignale (Dn) so bestimmt sind, dass für jeden von mehreren Blöcken, die aus n × n benachbarten Punkten gebildet sind, die von benachbarten Düsen (200) mit Tintentröpfchen bedruckt werden können, eine von mehreren möglichen Kombinationen von Düsen (200) so ausgewählt ist, dass das Gesamtgewicht der durch die ausgewählte Düsenkombination ausgestoßenen Tintentröpfchen in dem jeweiligen Block einem gewünschten Gesamtgewicht möglichst nahe kommt, und mehrere Gatter (407) vorgesehen sind, die nach Maßgabe der Ausstoßsignale (Dn) die mehreren Düsen (200) ansteuern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochgeschwindigkeits-Mehrdüsen-Tintenstrahlvorrichtung.
2. Beschreibung des verwandten Gebiets
Eine Mehrdüsen-Tintenstrahlvorrichtung, die eine große Anzahl von Düsen enthält, kann mit hoher Geschwindigkeit und mit hoher Dichte auf ein Medium wie etwa auf ein Substrat drucken. In der japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-273890 ist eine Mehrdüsen-Tintenstrahlvorrichtung, die einen Tintenstrahlkopf für ein Bedarfsverfahren enthält, offenbart, wobei sie eine große Anzahl von Düsen besitzt und durch Anwenden von Druck auf eine Tintenkammer durch Ansteuern eines piezoelektrischen Elements oder dergleichen Tintenpartikel aus der Öffnung jeder Düse ausstößt. Da ein Tintenstrahlkopf für ein Bedarfsverfahren eine einfachere Konstruktion aufweist, können mehrere hundert oder mehrere tausend Düsen mit hoher Dichte angeordnet sein.
In letzter Zeit wird die Mehrdüsen-Tintenstrahlvorrichtung zum Bilden von Dünnschichten verwendet. Um unter Verwendung einer Mehrdüsen-Tintenstrahlvorrichtung eine Dünnschicht zu bilden, müssen gleichförmig winzige Tintentröpfchen in der Größenordnung von 10 bis 20 mg ausgestoßen werden, wobei Schwankungen des Gewichts der Tintentröpfchen, die aus jeder Düse ausgestoßen werden, innerhalb weniger Prozent gehalten werden müssen. Da die Düsen verschiedene Düseneigenschaften haben, hat die japanische Patentanmeldung Nr. 2002-273890 aber große Schwankungen des Gewichts der Tintentröpfchen, die aus den Düsen ausgestoßen werden. Angesichts der wirtschaftlichen Rentabilität ist es schwierig, die Genauigkeit der Düsenherstellung zu erhöhen und die Gewichtsschwankungen auf solche innerhalb weniger Prozent zu beschränken.
Um Gewichtsschwankungen zu unterdrücken, wird eine Einstellung des Ausstoßgewichts verwendet. Die Einstellung des Ausstoßgewichts stellt die Tintenausstoßmenge durch Feineinstellung jeder Ansteuerspannungs-Signalform ein, die an das piezoelektrische Element jeder Düse angelegt wird, und korrigiert somit die Ausstoßgewichte. Die japanische Patentanmeldung Nr. 9-11457 offenbart eine Tintenstrahlvorrichtung, die eine Einstellung des Ausstoßgewichts ausführt, wobei die Tintenstrahlvorrichtung mit mehreren Ansteuersignalform-Generatoren versehen ist, die jeweils die verschiedenen Ansteuerspannungs-Signalformen erzeugen, und an jede Düse eine gewünschte Ansteuerspannungs-Signalform anlegt.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 4-316851 offenbart eine Tintenstrahlvorrichtung, die mit einem einzigen Ansteuersignalform-Generator versehen ist, der mehrere Ansteuerspannungs-Signalformen für alle Düsen gemeinsam erzeugen kann. Da die Tintenstrahlvorrichtung nicht verschiedene Ansteuerspannungs-Signalformen für die Düsen gleichzeitig anlegen kann, wird die gewünschte Ansteuerspannungs-Signalform durch ein Zeitmultiplexverfahren aufeinander folgend immer nur an eine Düse angelegt.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 9-11457 stellt kein Problem fest, wenn die Anzahl der Düsen klein ist. Wenn es dagegen mehrere hundert oder mehrere tausend Düsen gibt, ist es schwierig, die Tintenstrahlvorrichtung herzustellen, da die Anzahl der Ansteuersignalform-Generatoren steigt und die Schaltung zur Auswahl dieser Ansteuersignalform-Generatoren komplizierter wird.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 4-316851 stellt ebenfalls kein Problem fest, wenn die Anzahl der Düsen klein ist. Wenn es dagegen mehrere hundert oder mehrere tausend Düsen gibt, wächst die Anzahl der Zeitmultiplexierungen so stark und nimmt die Anzahl der Ausstöße dementsprechend ebenfalls so zu, dass sich die Beschichtungsgeschwindigkeit drastisch verschlechtert.
Die JP 9-11 457 beschreibt einen Treiber für einen beschreibt einen Treiber für einen Tintenstrahlkopf, der den Ausstoß munterschiedlich großer Tintentröpfchen bewirken kann.
Die JP 04316851 A beschreibt eine Treiberschaltung für einen Tintenstrahlkopf mit vielen Düsen, die ein Schieberegister und Schaltungen zur Pulsbreitenmodulation der Schieberegisterausgabe aufweisen
Die EP 0930164 A2 beschreibt einen Druckkopftreiberbei dem Ansteuersignale vergattert und im Pegel angepasst werden.
Die US 5894242 beschreibt einen Piezo-Treiber-IC mit Eingangsanschlüsen und damit verbundenen Schieberegistern.
Die DE 69601823 T2 beschreibt einen Tintenstrahlkopf, bei dem Antriebssignale aus ersten, zweiten und dritten Signalen bestehen, die die Ausweitung bzw., die Verkleinerung der Tintenkammern in bestimmter Weise zu bewirken.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Mehrdüsen-Tintenstrahlvorrichtung zu schaffen, die ohne Zunahme der Ansteuersignalform-Erzeugungsschaltungsanordnung und ohne Verringerung der Beschichtungsgeschwindigkeit Tinte gleichförmig auftragen kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die obigen sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen besser beim Lesen der vorliegenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung hervor, in der:
1 eine perspektivische Ansicht ist, die die Tintenstrahlvorrichtung 100 zeigt;
2 ein erläuterndes Diagramm ist, das die Konfiguration des Düsenmoduls 401 von Ausführungsformen zeigt;
3 eine Querschnittsansicht ist, die die Konstruktion der Düse 200 zeigt;
4 ein Stromlaufplan des Digitalsignalprozessors 411 und des Treibers 402 des piezoelektrischen Elements ist;
5(a)–5(h) Zeitablaufpläne der Signalformeinstelloperation sind;
6 ein beispielhaftes Diagramm ist, das die Konfiguration des digitalen Beschichtungssignals DAT zeigt;
7 ein beispielhaftes Diagramm ist, das die Gewichte der aus den ersten vier Düsen 1 bis 4 ausgestoßenen Tröpfchen zeigt;
8 ein erläuterndes Diagramm ist, das einen Zustand zeigt, in dem die Tintentröpfchen auf das Substrat 105 ausgestoßen werden;
9(a)–9(e) erläuternde Diagramme sind, die den Ausgleichsprozess zeigen;
10 ein Stromlaufplan des Digitalsignalprozessors 411 und des Treibers 402 des piezoelektrischen Elements ist;
11(a)–11(c) Zeitablaufpläne der Übertragung des digitalen Beschichtungssignals DAT an den FIFO-Speicher 416 sind; und
12(a)–12(d) Zeitablaufpläne in der Einstelloperation sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung wird eine Tintenstrahlvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die Tintenstrahlvorrichtung 100 zeigt. Die Tintenstrahlvorrichtung 100 ist mit einer Steuereinheit 101, einer XYZ-Bühnen-Steuereinheit 102, einer XYZ-Bühne 103, einem Tintentank 104, einem Düsenmodul 401, einem Treiber 402 des piezoelektrischen Elements und einem Digitalsignalprozessor 411 versehen. Auf der XYZ-Bühne 103 ist ein Substrat 105 angebracht. Auf dem Substrat 105 ist eine Dünnschicht 106 angebracht. An der XYZ-Bühne 103 sind weitere Komponenten wie etwa eine TV-Kamera zur Positionierung, eine Heizeinrichtung und ein Trockner zur später beschriebenen Ausgleichssteuerung sowie eine Schutzvorrichtung für das Düsenmodul (nicht gezeigt) angebracht.
Die Steuereinheit 101 steuert die XYZ-Bühnen-Steuereinheit 102 und den Digitalsignalprozessor 411. Die XYZ-Bühnen-Steuereinheit 102 steuert die Bewegung der XYZ-Bühne 103, an der das Substrat 105 angebracht ist, in der X-Richtung (Hauptabtastrichtung) und außerdem die Bewegung des Düsenmoduls 401 in der Y-Richtung (Unterabtastrichtung) und in der Z-Richtung (Höhenrichtung). Der Digitalsignalprozessor 411 steuert den Treiber 402 des piezoelektrischen Elements, der veranlasst, dass das Düsenmodul 401 Tinte ausstößt. Der Tintentank 104 führt dem Düsenmodul 401 Tinte zu.
Nachfolgend wird der Betrieb der Tintenstrahlvorrichtung 100 beschrieben. Wenn das Substrat 105 an der XYZ-Bühne 103 angebracht wird, steuert die XYZ-Bühnen-Steuereinheit 102 das Substrat 105 und das Düsenmodul 401, um es in eine Beschichtungsstartstellung zu bewegen. Während das Substrat 105 in der X-Richtung bewegt wird, werden aus dem Düsenmodul 401 Tintentröpfchen auf das Substrat 105 ausgestoßen. Das Düsenmodul 401 ist einen vorgeschriebenen Abstand in Y-Richtung bewegt worden, um eine weitere Zeile abzutasten. Während das Substrat 105 in der X-Richtung bewegt wird, werden erneut Tintentröpfchen aus dem Düsenmodul 401 auf das Substrat 105 ausgestoßen. Durch Wiederholen der obigen Operationen wird über dem gesamten Substrat 105 eine Dünnschicht 106 gebildet.
2 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Verbindungen zwischen dem Düsenmodul 401, dem Treiber 402 des piezoelektrischen Elements und dem Digitalsignalprozessor 411 zeigt. Das Düsenmodul 401 besitzt N Düsen 200, die linear über das Düsenmodul 401 angeordnet sind. Die Düsendichte ist 150 npi (Düsen/Zoll). In dieser Ausführungsform sind in dem Düsenmodul 401 128 der Düsen 200 angeordnet. Falls eine größere Anzahl Düsen erforderlich sind, können mehrere Düsenmodule 401 vorgesehen sein.
Nachfolgend wird anhand von 3 die Düse 200 beschrieben. 3 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion der Düse 200 in der bevorzugten Ausführungsform zeigt. Die Düse 200 enthält eine Öffnungsplatte 212, eine Druckkammerplatte 211 und eine Drosselplatte 210. Die Öffnungsplatte 212 bildet ein Düsenloch 201 (Öffnung). Die Druckkammerplatte 211 bildet eine Druckkammer 202. Die Drosselplatte 210 bildet eine Drossel 207. Außerdem ist in der Düse 200 ein gemeinsamer Tintenzufuhrkanal 208 gebildet, um der Druckkammer 202 Tinte zuzuführen. Die Drossel 207 steht in Verbindung mit dem gemeinsamen Tintenzufuhrkanal 208 und mit der Druckkammer 202 und steuert die Menge des Tintenflusses in die Druckkammer 202.
Außerdem enthält die Düse 200 eine Schwingplatte 203, ein piezoelektrisches Element 204, eine Stützplatte 213 und eine Befestigungsplatte 206 des piezoelektrischen Elements. Die Schwingplatte 203 und das piezoelektrische Element 204 sind durch einen elastischen Werkstoff 209 wie etwa durch ein Siliciumhaftmittel gekoppelt. Das piezoelektrische Element 204 ist mit einer gemeinsamen Elektrode 205-1 und mit einer individuellen Elektrode 205-2 versehen. Wenn zwischen der gemeinsamen Elektrode 205-1 und der individuellen Elektrode 205-2 eine Potentialdifferenz erzeugt wird, dehnt sich das piezoelektrische Element 204 aus oder zieht es sich zusammen. Die Stützplatte 213 wirkt so, dass sie die Schwingplatte 203 verstärkt. Die Befestigungsplatte 206 des piezoelektrischen Elements befestigt das piezoelektrische Element 204 an seiner Stelle.
Die Schwingplatte 203, die Drosselplatte 210, die Druckkammerplatte 211 und die Stützplatte 213 sind aus rostfreiem Stahl gebildet. Die Öffnungsplatte 212 ist aus einem Nickelwerkstoff gebildet. Die Befestigungsplatte 206 des piezoelektrischen Elements ist aus einem isolierenden Werkstoff wie etwa aus einem Keramikwerkstoff oder aus Polyimid gebildet.
Bei dieser Konstruktion wird die aus einem (nicht gezeigten) Tintentank zugeführte Tinte über den gemeinsamen Tintenzufuhrkanal 208 an jede Drossel 207 verteilt und den Druckkammern 202 und den Düsenlöchern 201 zugeführt. Wenn zwischen der gemeinsamen Elektrode 205-1 und der individuellen Elektrode 205-2 eine Potentialdifferenz erzeugt wird, verformt sich das piezoelektrische Element 204, so dass es einen Teil der Tinte in der Druckkammer 202 durch das Düsenloch 201 ausstößt.
Nachfolgend werden anhand von 4 der Digitalsignalprozessor 411 und der Treiber 402 des piezoelektrischen Elements beschrieben.
4 ist ein Stromlaufplan des Digitalsignalprozessors 411 und des Treibers 402 des piezoelektrischen Elements. In 4 ist das piezoelektrische Element 204 durch ein Kondensatorschaltzeichen bezeichnet. Der Treiber 402 des piezoelektrischen Elements ist mit N Schaltern 403, einem Zwischenspeicher 404, einem Schieberegister 405, einem Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406, N UND-Gattern 407, einer Auswahleinrichtung 412, einem FIFO-Speicher 413, einem Binärzähler 414 und einem Binärkomparator 415 versehen.
Der Digitalsignalprozessor 411 gibt an den Zwischenspeicher 404, an den Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406 und an den Binärzähler 414 einen Zwischenspeichertakt LCK aus; gibt an das Schieberegister 405 und an den FIFO-Speicher 413 einen Datentakt DCK aus; und gibt an die Auswahleinrichtung 412 ein Auswahlsignal WEN und ein digitales Beschichtungssignal DAT aus.
Der Datentakt DCK ist ein Signal, das die als Referenz für alle Operationen der Tintenstrahlvorrichtung 100 verwendete Zeit hält. Das digitale Beschichtungssignal DAT sind (N + 8) Bits serielle Daten, wobei die ersten 8 Bits Signalform-Einstelldaten CRD und die weiteren N Bits Ausstoßsignale Dn sind. Die Signalform-Einstelldaten CRD nehmen irgendeinen Wert von 0 bis 255 an und sind Daten, um die an die individuelle Elektrode 205-2 angelegte Spannung durch Impulsbreitenmodulation über 256 Stufen einzustellen. Das Ausstoßsignal Dn steuert den Ausstoß der Tröpfchen aus jeder Düse 200, wobei ein Tintentröpfchen ausgestoßen wird, wenn die Logik des Ausstoßsignals Dn ”1” ist, während kein Tintentröpfchen ausgestoßen wird, wenn die Logik des Ausstoßsignals Dn ”0” ist.
Der Zwischenspeichertakt LCK ist ein Zwischenspeichersignal für den Zwischenspeicher 404 zum Zwischenspeichern von in das Schieberegister 405 eingegebenen Daten, ein Synchronisationssignal für den Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406 und ein Startsignal für den Binärzähler 414 zum Start der Zählung. Das Auswahlsignal WEN ist ein Signal für die Auswahleinrichtung 412 zum Auswählen des digitalen Beschichtungssignals DAT oder später beschriebener zyklischer Daten DATR.
Die Auswahleinrichtung 412 gibt die durch das Auswahlsignal WEN ausgewählten Signale synchron zu dem Datentakt DCK aufeinander folgend an das Schieberegister 405 aus. Genauer gibt die Auswahleinrichtung 412 das digitale Beschichtungssignal DAT aus, wenn die Logik des Auswahlsignals WEN ”1” ist, während die Auswahleinrichtung 412 die zyklischen Daten DATR ausgibt, wenn seine Logik ”0” ist. Das Schieberegister 405 ist ein (N + 8)-Bit-Rotationsschieberegister, das die von der Auswahleinrichtung 412 eingegebenen Daten (entweder das digitale Beschichtungssignal DAT oder die später beschriebenen zyklischen Daten DATR) speichert. Der FIFO-Speicher 413 besitzt ein Fassungsvermögen von (N + 8) × (X-1). Der FIFO-Speicher 413 speichert die Daten, die von dem Schieberegister 405 eingegeben worden sind, und gibt die Daten als die zyklischen Daten DATR an die Auswahleinrichtung 412 aus.
Der Zwischenspeicher 404 zwischenspeichert synchron zum Zwischenspeichertakt LCK die in dem Schieberegister 405 gespeicherten Daten. Der Zwischenspeicher 404 gibt synchron zu dem Zwischenspeichertakt LCK die Signalform-Einstelldaten CRD, d. h. die ersten 8 Bits des digitalen Beschichtungssignals DAT oder der zyklischen Daten DATR, an den Binärkomparator 415 aus. Ferner gibt der Zwischenspeicher 404 die Ausstoßsignale Dn, d. h. die letzten N Bits des digitalen Beschichtungssignals DAT oder der zyklischen Daten DATR, an die UND-Gatter 407 aus.
Der Binärzähler 414 zählt einen von einem (nicht gezeigten) äußeren Instrument eingegebenen Hochfrequenztakt HCK und gibt ein Zählsignal CTO an den Binärkomparator 415 aus. Das Zählsignal CTO wird immer nur eine Stelle von 255 auf 254, 253, 252 usw. dekrementiert, wobei der Binärzähler 414 automatisch anhält, wenn das Zählsignal CTO 0 erreicht. Der Hochfrequenztakt HCK ist ein 32-MHz-Takt und das Zählsignal CTO wird bei 8 μs zu 0.
Der Binärkomparator 415 vergleicht die Signalform-Einstelldaten CRD von dem Zwischenspeicher 404 mit dem Zählsignal CTO von dem Binärzähler 414 und gibt ein Vergleichssignal OEN an die UND-Gatter 407 aus. Genauer gibt der Binärkomparator 415 ”1” als das Vergleichssignal OEN an die UND-Gatter 407 aus, falls das Zählsignal CTO größer als die Signalform-Einstelldaten CRD ist, während der Binärkomparator 415 ”0” als das Vergleichssignal OEN an die UND-Gatter 407 ausgibt, falls das Zählsignal CTO kleiner oder gleich den Signalform-Einstelldaten CRD ist.
Jedes der UND-Gatter 407 führt eine UND-Operation an dem Vergleichssignal OEN und an dem Ausstoßsignal Dn aus, die von dem Zwischenspeicher 404 eingegeben werden, und gibt das Ergebnis an den Schalter 403 aus. Der Schalter 403 ist mit der individuellen Elektrode 205-2 verbunden. Die individuelle Elektrode 205-2 ist über den Schalter 403 elektrisch geerdet. Außerdem ist eine Diode 408 zu dem Schalter 403 parallel geschaltet, wobei die Anode mit der Seite der individuelle Elektrode 205-2 und die Katode mit der Masseseite verbunden ist. Der entsprechende Schalter 403 schließt, falls die Logiken sowohl des Vergleichssignals OEN als auch des Ausstoßsignals Dn ”1” sind, während der Schalter 403 in allen anderen Fällen öffnet. Der Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406 gibt synchron zu dem Zwischenspeichertakt LCK eine einzige Ansteuerspannungs-Signalform Vd an die gemeinsame Elektrode 205-1 aus.
Nachfolgend wird anhand der 5(a)–5(h) eine Signalformeinstelloperation beschrieben. Die 5(a)–5(h) sind Zeitablaufpläne der Signalformeinstelloperation. Alle Operationen werden zu Zeitpunkten ausgeführt, die ganzzahlige Vielfache des Zählwerts des Datentakts DCK sind.
Obgleich dies nicht gezeigt ist, wird zuallererst der Datentakt DCK von dem Digitalsignalprozessor 411 in das Schieberegister 405 eingegeben. Gleichzeitig werden von dem Digitalsignalprozessor 411 das digitale Beschichtungssignal DAT und das Auswahlsignal WEN in die Auswahleinrichtung 412 eingegeben.
Zu Beginn der Operation ist das Auswahlsignal WEN (siehe 5(g)) ”1”, um das digitale Beschichtungssignal DAT auszuwählen, da die zyklischen Daten DATR nicht in dem FIFO-Speicher 413 gespeichert worden sind. Die Auswahleinrichtung 412 überträgt das digitale Beschichtungssignal DAT aufeinander folgend synchron zu dem Datentakt DCK an das Schieberegister 405, bis das digitale Beschichtungssignal DAT (N + 8 Bits) für einen Ausstoßzyklus an das Schieberegister 405 übertragen worden ist. Das Schieberegister 405 speichert aufeinander folgend das digitale Beschichtungssignal DAT. Daraufhin gibt das Schieberregister 405 das digitale Beschichtungssignal DAT an den FIFO-Speicher 413 aus. Der FIFO-Speicher 413 speichert aufeinander folgend das digitale Beschichtungssignal DAT.
Wenn das gesamte digitale Beschichtungssignal DAT (N + 8 Bits) für einen Ausstoßzyklus an das Schieberegister 405 übertragen worden ist, wird der Zwischenspeichertakt LCK ausgegeben (siehe 5(a)). Das digitale Beschichtungssignal DAT (die Signalform-Einstelldaten CRD plus die Ausstoßsignale Dn), das in dem Schieberegister 405 gespeichert ist, wird durch den Zwischenspeicher 404 synchron zu dem Zwischenspeichertakt LCK zwischengespeichert. Es wird angemerkt, dass es durch einen Zeitgeber oder dergleichen so eingestellt werden könnte, dass es periodisch auftritt, oder dass es anhand eines Signals von einem Sensor (wie etwa von einem Codierer) ausgegeben werden könnte, der den Beschichtungsort erfasst.
Der Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406 erzeugt synchron zu dem Zwischenspeichertakt LCK die Ansteuerspannungs-Signalform Vd (siehe 5(b)). Die Ansteuerspannungs-Signalform Vd ist wie in 5(b) gezeigt eine Signalform in Form eines Trapezes. Der Binärzähler 414 beginnt synchron zu dem Zwischenspeichertakt LCK die Zählung des Hochfrequenztakts HCK und gibt das Zählsignal CTO (siehe 5(c)) an den Binärkomparator 415 aus.
Die Signalform-Einstelldaten CRD (siehe 5(c)), die durch den Zwischenspeicher 404 zwischengespeichert werden, werden an den Binärkomparator 415 ausgegeben. Der Binärkomparator 415 vergleicht das Zählsignal CTO mit den Signalform-Einstelldaten CRD und gibt das Vergleichssignal OEN (siehe 5(d)) aus, das ein Impuls ist, der mit Impulsbreitenmodulation ausgeführt wird. Die Logik des Vergleichssignals OEN, dessen Impulsbreite Pw 0 < Pw < 8 μs ist, ist entweder ”1” oder ”0”. Jedes der UND-Gatter 407 führt an dem Vergleichssignal OEN und an dem von dem Zwischenspeicher 404 eingegebenen Ausstoßsignal Dn (siehe 5(h)) die UND-Operation aus und gibt das Ergebnis an den Schalter 403 aus. Der entsprechende Schalter 403 schließt, falls die Logik sowohl des Vergleichssignals OEN als auch des Ausstoßsignals Dn ”1” ist, während der Schalter 403 in allen anderen Fällen öffnet.
Wenn der Schalter 403 schließt, wird die individuelle Elektrode 205-2 geerdet und zwischen der gemeinsamen Elektrode 205-1 und der individuellen Elektrode 205-2 (5(e) (t1)) die Potentialdifferenz erzeugt, die gleichwertig der Ansteuerspannung Vd ist. Über den Schalter 403 fließt ein Strom, wobei sich das piezoelektrische Element 204 entsprechend der Potentialdifferenz zwischen der Maximalspannung des Trapezes und der Spannung am Ende von t1 ausdehnt.
Wenn der Schalter 403 dagegen öffnet, wird die individuelle Elektrode 205-2 freigegeben und die in dem piezoelektrischen Element 204 akkumulierte Ladung ohne Änderung gehalten. Somit gibt es keine Änderung der Potentialdifferenz zwischen der gemeinsamen Elektrode 205-1 und der individuellen Elektrode 205-2. Die an die gemeinsame Elektrode 205-1 angelegte Spannung fällt ab, während die Ansteuerspannung Vd abfällt, wobei aber das Potential der individuellen Elektrode 205-2 ebenfalls um genau das gleiche Potential von dem Massepotential abfällt, um die Potentialdifferenz zwischen der gemeinsamen Elektrode 205-1 und der individuellen Elektrode 205-2 aufrechtzuerhalten. Da die Anodenseite der Diode 408 in diesem Fall auf dem negativen Potential ist, verhindert die Wirkung der Diode 408 den Fluss des Stroms (siehe 5(e) (t2)). Somit hält das piezoelektrische Element 204 den Ausdehnungszustand aufrecht.
Während die Ansteuerspannung Vd ansteigt, steigt schließlich das Potential der individuellen Elektrode 205-2 ebenfalls an. Wenn das Potential höher als das Massepotential wird, beginnt ein Strom über die Diode 408 zu fließen. Die Ansteuerspannung Vd wird ohne Änderung an das Spannungselement 204 angelegt (siehe 5(e) (t3)). Somit zieht sich das piezoelektrische Element 204 zusammen, wobei ein Ausstoßzyklus abgeschlossen wird.
Die an jedes piezoelektrische Element 204 angelegte Ansteuerspannungs-Signalform Vd wird durch das Öffnen und Schließen des entsprechenden Schalters 403 eingestellt. Dies wird das Gleiche wie das Modulieren der Ansteuerspannungs-Signalform Vd von dem Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406. Auf diese Weise kann die Menge der aus der Düse 200 ausgestoßenen Tinte eingestellt werden.
Um das digitale Beschichtungssignal DAT X in dem Schieberegister 405 und in dem FIFO-Speicher 413 zu speichern, wird (X – 1) Zyklen ununterbrochen der Ausstoß ausgeführt. Die in dem FIFO-Speicher 413 gespeicherten zyklischen Daten DATR können anschließend durch Schalten des Auswahlsignals WEN auf ”0” wiederholt verwendet werden. Falls es erforderlich ist, X Zyklen des digitalen Beschichtungssignals DAT zu ändern, die bereits gespeichert worden sind, könnte das Auswahlsignal WEN wieder auf ”1” geschaltet werden, um das neue digitale Beschichtungssignal DAT an das Schieberegister 405 zu übertragen.
Somit kann die an das Spannungselement 204 angelegte Ansteuerspannungs-Signalform Vd in jedem Ausstoßzyklus durch die Signalform-Einstelldaten CRD eingestellt werden, die auf ähnliche Weise wie die Ausstoßsignale Dn behandelt werden, während der Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406 nur eine Signalform erzeugt. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Tintenstrahlvorrichtung 100, da keine Notwendigkeit besteht, für den Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406 getrennt eine Schaltung für die Ausgabe der digitalen Signalform-Einstelldaten CRD und eine Schaltung für die Ausgabe des digitalen Ausstoßsignals Dn bereitzustellen.
Der Zeitpunkt des Schaltens des Auswahlsignals WEN ist beliebig. Dementsprechend ist es jederzeit möglich, durch Schalten des Auswahlsignals WEN auf ”1” ein neues digitales Beschichtungssignal zu übertragen. Wenn in diesem Fall die gleichen Daten wiederholt an das Schieberegister 405 übertragen werden, um eine gewöhnliche einfache Dünnschichtbildung zu bilden, ist es zweckmäßig, die zyklischen Daten DATR auszuwählen, wobei die Übertragungszeit, das Fassungsvermögen und dergleichen gespart werden.
In dieser Ausführungsform wird ein Ausgleichsprozess ausgeführt, um die Dünnschicht 106 im Dünnschichtbildungsprozess zu glätten. Der Ausgleichsprozess ist eine Technik, die dadurch, dass die Tintentröpfchen aufeinander folgend ausgestoßen werden, bevor die Hafterscheinung wegen des Trocknens beginnt, ein Tintentröpfchen mit einem anderen Tintentröpfchen kombiniert. Dementsprechend wird jede Düse 200 in der Weise gesteuert, dass ein Gesamtgewicht der Tintentröpfchen in einem vorgegebenen Bereich mit einem vorgegebenen Gewicht in Übereinstimmung ist. Es werden mehrere Typen der Ansteuerspannungs-Signalformen in der Weise verwendet, dass das Gesamtgewicht der Tintentröpfchen in dem vorgegebenen Bereich genau in Übereinstimmung mit dem vorgegebenen Gewicht ist.
Dementsprechend werden in dieser Ausführungsform vier Ansteuerspannungs-Signalformen a bis d verwendet.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Konfiguration des digitalen Beschichtungssignals DAT zeigt. Jede Ansteuerspannungs-Signalform a bis d entspricht den Signalform-Einstelldaten CRDa bis CRDd. Es wird angenommen, dass die Spannungsbreiten der Signalformen a bis d 100% (keine Einstellung, d. h. die Spannung zwischen der oberen Basis und der unteren Basis des Trapezes), 90%, 80% und 70% der Spannungsbreite der trapezförmigen Spannungssignalform Vd sind. In dem ersten Ausstoßzyklus werden die Signalform-Einstelldaten CRDa (8 Bits) und die Ausstoßsignale D1a, D2a, DNa (jeweils 1 Bit) für jede der Düsen 200 übertragen.
In dem nächsten Ausstoßzyklus werden die Signalform-Einstelldaten CRDb (8 Bits) und die Ausstoßsignale D1b, D2b, ... DNb (jeweils 1 Bit) für jede der Düsen 200 übertragen. Auf diese Weise wird das digitale Beschichtungssignal DAT in Bezug auf die Signalformen c und d übertragen und die Übertragung abgeschlossen. Das digitale Beschichtungssignal DAT, das bereits übertragen worden ist, wird nachfolgend wie zuvor beschrieben wiederholt verwendet.
Nachfolgend wird anhand der 7 bis 9 das Verfahren zum Erzeugen des digitalen Beschichtungssignals DAT für X Zyklen beschrieben. Da über einen Ausstoßzyklus (N + 8) Bits des digitalen Beschichtungssignals DAT übertragen werden, ist die Menge der Daten für X Zyklen wie zuvor beschrieben: (N + 8) × X Bits. Die folgende Beschreibung wird bei dem spezifischen Fall beschrieben, in dem X = 4 ist (die im Folgenden beschriebenen Signalformen a bis d). Zunächst wird das durch jede der Düsen 200 ausgestoßene Tröpfchen gewogen, um das genaue Gewicht jeder Düse 200 zu bestimmen. Genauer werden 500.000 Tröpfchen aus jeder Düse 200 gesammelt, während die Signalform a mit 10 kHz an die Düse 200 angelegt wird. Daraufhin wird unter Verwendung elektronischer Waagen das Gesamtgewicht der 500.000 Tröpfchen gemessen und das Gesamtgewicht durch 500.000 dividiert. Dies erfolgt ebenfalls mit den Signalformen b bis d. Dies liefert für jede Signalform (für die Signalformen a bis d) das Gewicht Mn eines durch jede Düse 200 ausgestoßenen Tintentröpfchens.
Nachfolgend wird das digitale Beschichtungssignal DAT für jede Gruppe von mehreren Düsen, in dieser Ausführungsform vier Düsen 1 bis 4, dividiert. Diese Gruppe von vier Düsen 1 bis 4 wird ein Block mit 4 × 4 Punkten genannt. 7 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Gewichte der aus den ersten vier Düsen 1 bis 4 ausgestoßenen Tröpfchen zeigt. Jede Düse 1 bis 4 kann ein Tintentröpfchen ausstoßen, das den Signalformen a bis d entspricht, und kann außerdem entweder ein Tintentröpfchen ausstoßen oder kein Tintentröpfchen ausstoßen. Dementsprechend ist die Kombination eines Gesamtgewichts m 65.536 (= 2¹⁶) Arten. Unter Verwendung des Gewichts Mn für jede wie oben beschriebene erhaltene Signalform (die Signalformen a bis d) wird das Gesamtgewicht m jeder Kombination berechnet, wobei das gesamte Gesamtgewicht m in der Reihenfolge des Gewichts angeordnet wird. Unter den Gesamtgewichten m, die in der Reihenfolge des Gewichts angeordnet sind, wird das nächste Gesamtgewicht m zu einem gewünschten Gewicht ausgewählt. In dieser Ausführungsform wird ein Durchschnittsgewicht M aller Gesamtgewichte m gewählt. Das Durchschnittsgewicht M für 65.536 Kombinationen kann aus der Gleichung:
erhalten werden. Dadurch, dass diese Prozedur für alle Blöcke ausgeführt wird, können die Gesamtgewichte m aller Blöcke mit einer äußerst hohen Genauigkeit an das Durchschnittsgewicht M angepasst werden.
8 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem die Tintentröpfchen auf das Substrat 105 ausgestoßen werden. Die Größe jedes Kreises repräsentiert das Ausstoßgewicht, nachdem ein Tröpfchen ausgestoßen worden ist, wobei die schwarzen Kreise Tröpfchen repräsentieren, die tatsächlich ausgestoßen worden sind, während die weißen Kreise Tröpfchen repräsentieren, die tatsächlich nicht ausgestoßen wurden. Es ist zu sehen, dass das Bild nicht gleichmäßig gebildet wird. Allerdings wird das Bild durch den Ausgleichsprozess im tatsächlichen Dünnschichtbildungsprozess geglättet.
Die 9(a)–9(e) sind erläuternde Diagramme, die den Ausgleichsprozess zeigen. Wenn in 9(a) ein Tintentröpfchen mit einem Gewicht M1a das Substrat trifft, wird die kinetische Energie des Tintentröpfchens in freie Energie wie etwa seine Grenzflächenenergie (oder Oberflächenenergie) umgewandelt, wobei sich das Tintentröpfchen benetzt und auseinander läuft, um einen Kontaktwinkel θ zu bilden (siehe 9(b)). Falls die Tintentröpfchen mit den Gewichten M1b, M1c und M1d aufeinander folgend ausgestoßen werden, bevor die Hafterscheinung wegen des Trocknens beginnt (9(c), 9(d) und 9(e)), kombinieren diese Tintentröpfchen miteinander. Im Ergebnis werden die Gewichtsschwankungen innerhalb eines bestimmten festen Bereichs absorbiert. Dieser Bereich nimmt zu, während die Geschwindigkeit zunimmt, mit der die Tintentröpfchen treffen, und außerdem, während der Kontaktwinkel θ kleiner wird, und ferner, während die Verdunstung verzögert wird.
Da die Düsen 200 dieser Ausführungsform mit einer Dichte von 150 npi (Düsen/Zoll) angeordnet sind, ist der Düsenabstand 0,17 (= 25,4/150) mm und eine Kante eines Blocks (4 × 4 Punkte) 0,68 (= 0,17 × 4) mm. Schließlich kann die Genauigkeit der Dicke der Dünnschicht 106 erhöht werden, wenn die Beschichtung unter dementsprechenden Bedingungen erfolgt.
Die Tintenstrahlvorrichtung 100 stellt das Gesamtgewicht der Tintentröpfchen ein, die aus den mehreren Düsen ausgestoßen worden sind. Hierbei erfolgt die Beschichtung mit einer hohen Genauigkeit und außerdem schnell. Außerdem kann die Schaltung vereinfacht werden, da das Ausstoßgewicht nicht für jede Düse eingestellt wird. Außerdem besteht keine Notwendigkeit, die Gewichte erneut zu messen, so dass der Einstellschritt verkürzt werden kann.
Unabhängig davon, wie hoch die Anzahl N der Düsen 200 ist, erzeugt der Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406 die einzige Ansteuerspannungs-Signalform Vd. Dementsprechend kann der Ansteuerspannungs-Signalformgenerator 406 äußerst einfach konfiguriert sein. Selbst wenn ein im Gebiet bekanntes Zeitmultiplexverfahren verwendet wird, nimmt die Aufzeichnungsgeschwindigkeit nicht wesentlich ab, da die Tintenstrahlvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform nur vier Typen von Signalformen a bis d erzeugt.
Es wird angemerkt, dass es möglich ist, einen Block durch eine kleinere Anzahl von Punkten wie etwa (3 × 3) anstatt wie oben beschrieben die (4 × 4) zu bilden, wenn es schwierig ist, eine große Anzahl der Tintentröpfchen wie etwa in dieser Ausführungsform (4 × 4) durch einen schmalen Ausgleichsbereich zu glätten. Selbst dann, wenn ein Block durch (3 × 3) gebildet wird, gibt es Kombinationen von 512 (= 2⁹) Arten. Dementsprechend können in diesem Fall ausreichend oben beschriebene Wirkungen erhalten werden.
Nachfolgend wird anhand der 10 und 11 eine Tintenstrahlvorrichtung 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Es wird angenommen, dass die Tintenstrahlvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform in dem Fall zu verwenden ist, dass ein beliebiger Bereich beschichtet wird, während die Tintenstrahlvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform in dem Fall verwendet wird, dass eine durchgehende Dünnschicht mit einer einzigen Oberfläche beschichtet wird.
10 ist ein Stromlaufplan des Digitalsignalprozessors 411 und des Treibers 402 des piezoelektrischen Elements dieser Ausführungsform. In dieser Ausführungsform gibt die Auswahleinrichtung 1012 ein durch den Digitalsignalprozessor 411 eingegebenes digitales Beschichtungssignal DAT an den FIFO-Speicher 416, jedoch nicht an das Schieberegister 405 aus. Der FIFO-Speicher 416 speichert das von einer Auswahleinrichtung 1012 eingegebene digitale Beschichtungssignal DAT und gibt das digitale Beschichtungssignal DAT als das digitale Referenzbeschichtungssignal DATs an die Auswahleinrichtung 1012 und an das UND-Gatter 410 aus. In dieser Ausführungsform hat der FIFO-Speicher 416 ein Fassungsvermögen von (N + 8) × X Bits.
Das UND-Gatter 410 führt an dem digitalen Referenzbeschichtungssignal DATs und an dem digitalen Beschichtungssignal DAT eine UND-Operation aus und gibt entweder das digitale Referenzbeschichtungssignal DATs oder das digitale Beschichtungssignal DAT an das Schieberegister 405 aus. Die mit dem Schalter 403 verbundenen UND-Gatter 407 besitzen drei Anschlüsse. Das Vergleichssignal OEN wird in den ersten Anschluss eingegeben, das Zählsignal CTO wird in den zweiten Anschluss eingegeben und das Auswahlsignal WEN wird über ein NICHT-Gatter 409 in den dritten Anschluss eingegeben, während das Auswahlsignal WEN ebenfalls in die Auswahleinrichtung 1012 eingegeben wird.
Die Auswahleinrichtung 1012 gibt das digitale Beschichtungssignal DAT in den FIFO-Speicher 416 ein, wenn die Logik des Auswahlsignals WEN ”1” ist, während die Auswahleinrichtung 1012 die zyklischen Daten DATR in den FIFO-Speicher 416 ausgibt, wenn dessen Logik ”0” ist. Dementsprechend öffnet der Schalter 403, wenn die Logik des Auswahlsignals (obgleich durch das NICHT-Gatter 409 umgewandelt) WEN ”1” ist, selbst wenn sowohl die Logik des Vergleichssignals OEN als auch die des Ausstoßsignals Dn ”1” ist.
Die 11(a)–11(c) sind Zeitablaufpläne der Übertragung des digitalen Beschichtungssignals DAT an den FIFO-Speicher 416. In diesem Fall ist X 4 (die in 6 gezeigten Signalformen a bis d). Vor der Einstelloperation wird das digitale Beschichtungssignal DAT in dem FIFO-Speicher 416 gespeichert, bis das Fassungsvermögen des FIFO-Speichers 416 vollständig gefüllt ist. Da das Auswahlsignal WEN zu dieser Zeit ”1” ist, ist eine Logik eines Signals, das von dem NICHT-Gatter 409 in das UND-Gatter 407s eingegeben wird, ”0”, was veranlasst, dass der Schalter 403 öffnet. Somit geben die UND-Gatter 407 nicht das digitale Beschichtungssignal DAT von dem Schieberegister 405 an den Schalter 403 aus, was veranlasst, dass der Schalter 403 öffnet, wenn der Digitalsignalprozessor 411 das digitale Beschichtungssignal DAT an den FIFO-Speicher 416 überträgt.
Wenn das Fassungsvermögen des FIFO-Speichers 416 vollständig mit dem digitalen Beschichtungssignal DAT gefüllt worden ist, wird eine Einstelloperation ausgeführt. In der wie in den 12(a)–12(d) gezeigten Einstelloperation wird synchron zu dem Datentakt DCK das digitale Referenzbeschichtungssignal DATs von dem FIFO-Speicher 416 an das UND-Gatter 410 ausgegeben, wobei der Digitalsignalprozessor 411 das Auswahlsignal WEN auf ”0” schaltet.
Das UND-Gatter 410 führt an dem digitalen Referenzbeschichtungssignal DATs und an dem digitalen Beschichtungssignal DAT eine UND-Operation aus und gibt das Ergebnis an das Schieberegister 405 aus. In dieser Ausführungsform sind die ersten 8 Bits (mit anderen Worten, die Signalform-Einstelldaten CRD) des digitalen Beschichtungssignals DAT alle ”1” (hexadezimal ”FF”). Da die ersten 8 Bits des digitalen Referenzbeschichtungssignals DATs ohne Änderung als das digitale Beschichtungssignal DAT an das Schieberegister 405 ausgegeben werden, sind somit die in dem FIFO-Speicher 413 gespeicherten Signalform-Einstelldaten CRD immer gültig.
Andererseits sind die Ausstoßsignale Dn des digitalen Beschichtungssignals DAT beliebige Daten, die einen Beschichtungsbereich widerspiegeln. Dementsprechend hängen die in das Schieberegister 405 eingegebenen Ausstoßsignale Dn nicht von den Ausstoßsignalen Dn des digitalen Referenzbeschichtungssignals DATs ab.
Dies stellt sicher, dass nur der gewünschte Bereich auf dem Substrat beschichtet wird. Da das Auswahlsignal WEN (siehe 12(b)) während der Beschichtungsoperation ”0” ist, wird das von dem FIFO-Speicher 416 ausgegebene digitale Referenzbeschichtungssignal DATs zyklisch erneut in den FIFO-Speicher 416 eingegeben. Da das Auswahlsignal WEN ”1” ist, wird ferner das durch das NICHT-Gatter 409 invertierte Auswahlsignal WEN ”0” in den dritten Anschluss des Schalters 403 eingegeben. Dementsprechend hängt das Öffnen und Schließen des Schalters 403 nur von dem digitalen Beschichtungssignal DAT und von dem Vergleichssignal OEN ab.
Obgleich das digitale Beschichtungssignal DAT in dieser Ausführungsform an den FIFO-Speicher 416 übertragen wird, gibt das Schieberegister 405 das digitale Beschichtungssignal DAT nicht an den Schalter 403 aus, da über das NICHT-Gatter 409 die Logik ”0” in den Schalter 407 eingegeben wird. Dementsprechend gibt es keine unnötige Beschichtung während der Übertragung des digitalen Beschichtungssignals DAT wie etwa einen Fall, dass ein Anwender das digitale Beschichtungssignal DAT, das gespeichert worden ist, ändert. Da der Ausstoß durch das beliebige digitale Beschichtungssignal DAT von dem Digitalsignalprozessor 411 gesteuert wird, kann die Beschichtung ferner nur für den gewünschten Bereich ausgeführt werden.
Obgleich in jenen Ausführungsformen die Spannung unter Verwendung der Signalform-Einstelldaten CRD mit 8 Bits in 256 Stufen dividiert wird, kann die an das piezoelektrische Element 204 angelegte Spannung z. B. durch Erhöhen der Signalform-Einstelldaten CRD auf mehr als 8 Bits in mehr als 256 Stufen dividiert werden. Somit kann die an das Spannungselement 204 angelegte Spannung feiner eingestellt werden, was ein feiner beschichtetes Bild bewirkt.
In der zweiten Ausführungsform überträgt der Digitalsignalprozessor 411 das digitale Beschichtungssignal DAT von einem einzigen Anschluss sowohl an das Schieberegister 405 als auch an den FIFO-Speicher 416. Allerdings kann der Digitalsignalprozessor 411 mit zwei Ausgangsanschlüssen versehen sein, um verschiedene digitale Beschichtungssignale an das Schieberegister 405 bzw. an den FIFO-Speicher 416 zu übertragen. Dies ermöglicht die Abwandlung des digitalen Referenzbeschichtungssignals DATs innerhalb des FIFO-Speichers 416 selbst während der Beschichtungsoperation.
In diesen Ausführungsformen erzeugt der Ansteuerspannungsgenerator eine einzige Ansteuerspannung mit einer vorgegebenen Signalform. Allerdings kann der Ansteuerspannungsgenerator eine Anzahl von Ansteuerspannungen mit verschiedenen Signalformen erzeugen, wobei die Anzahl der durch den Ansteuerspannungsgenerator erzeugten Ansteuerspannungen kleiner als eine Anzahl der Düsen ist.

Claims

Tintenstrahlvorrichtung, die umfasst: mehrere Düsen (200), die Tintentröpfchen ausstoßen können; mehrere piezoelektrische Elemente (204), die in eins-zu-eins Entsprechung mit den mehreren Düsen (200) vorgesehen sind; einen ersten Speicher (104), der Signalform-Einstelldaten (CRD) hält; einen Ansteuerspannungsgenerator (406), der nach Maßgabe der Signalform-Einstelldaten (CRD) mehrere Ansteuerspannungen mit verschiedenen Signalformen erzeugen und eine davon an je eines der piezoelektrischen Elemente (204) anlegen kann; und eine Einstelleinheit, die Signalform der Ansteuerspannung einstellt, wobei jedes der mehreren piezoelektrischen Elemente (204) in Reaktion auf die Ansteuerspannung mit einer eingestellten Signalform einen Druck auf eine entsprechende Düse (200) ausübt, um Tintentröpfchen daraus auszustoßen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Speicher (104) neben den Signalform-Einstelldaten (CRD) vorbestimmte Ausstoßsignale (Dn) für die einzelnen Düsen (200) hält, wobei die Ausstoßsignale (Dn) angeben, ob jede einzelne der Düsen (200) ein Tintentröpfchen ausstößt oder nicht, wobei die Ausstoßsignale (Dn) so bestimmt sind, dass für jeden von mehreren Blöcken, die aus n × n benachbarten Punkten gebildet sind, die von benachbarten Düsen (200) mit Tintentröpfchen bedruckt werden können, eine von mehreren möglichen Kombinationen von Düsen (200) so ausgewählt ist, dass das Gesamtgewicht der durch die ausgewählte Düsenkombination ausgestoßenen Tintentröpfchen in dem jeweiligen Block einem gewünschten Gesamtgewicht möglichst nahe kommt, und mehrere Gatter (407) vorgesehen sind, die nach Maßgabe der Ausstoßsignale (Dn) die mehreren Düsen (200) ansteuern.
Tintenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren piezoelektrischen Elemente (204) im Wesentlichen gleichzeitig betätigt werden.
Tintenstrahlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerspannungsgenerator (406) eine Anzahl von Ansteuerspannungen mit verschiedenen Signalformen erzeugt, wobei die Anzahl der durch den Ansteuerspannungsgenerator (406) erzeugten Ansteuerspannungen kleiner als eine Anzahl der Düsen (200) ist.
Tintenstrahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner gekennzeichnet durch einen Datenprozessor (411), der sowohl die Signalform-Einstelldaten (CRD) als auch Ausstoßsignale (Dn) an die Einstelleinheit überträgt.
Tintenstrahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der mehreren piezoelektrischen Elemente (204) eine individuelle Elektrode (205-2) und eine gemeinsame Elektrode (205-1), die den mehreren piezoelektrischen Elementen gemeinsam ist, besitzt, wobei es sich ausdehnt und zusammenzieht, wenn zwischen der individuellen Elektrode und der gemeinsamen Elektrode eine Potentialdifferenz vorhanden ist, wobei die Einstelleinheit einen Schalter (403) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss umfasst, wobei der erste Anschluss mit der individuellen Elektrode und der zweite Anschluss mit der Masse verbunden ist, wobei die Signalform der Ansteuerspannung eingestellt wird, während der Schalter geöffnet und geschlossen wird.
Tintenstrahlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Signalform-Einstelldaten (CRD) als auch die Ausstoßsignale (Dn) Digitalsignale sind.
Tintenstrahlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (200) in gleichem Abstand ausgerichtet sind und dass die vorgeschriebene Anzahl von Düsen nacheinander ausgerichtet sind.
Tintenstrahlvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Speicher (413), der kombinierte Daten speichert, die eine Kombination der Signalform-Einstelldaten (CRD) und der Ausstoßsignale (Dn) sind, die beide von dem Datenprozessor (411) übertragen werden, wobei er die in dem Speicher (413) gespeicherten kombinierten Daten wiederholt an die Einstelleinheit überträgt.
Tintenstrahlvorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Auswahleinrichtung (412), die anhand eines von dem Datenprozessor (411) in die Auswahleinrichtung eingegebenen Auswahlsignals (WEN) wahlweise entweder die in dem Speicher (413) gespeicherten kombinierten Daten oder die direkt von dem Datenprozessor (411) übertragenen kombinierten Daten an die Einstelleinheit überträgt.
Tintenstrahlvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Speicher (413), der kombinierte Daten speichert, die eine Kombination der Signalform-Einstelldaten (CRD) und des Ausstoßsignals (Dn) sind, die beide von dem Datenprozessor (411) übertragen werden, wobei er die in dem Speicher (413) gespeicherten kombinierten Daten wiederholt an die Einstelleinheit überträgt, und ein Gatter (407), das mit der Einstelleinheit verbunden ist, wobei das Gatter (407) anhand eines Befehls von dem Datenprozessor verhindert, dass die in dem Speicher (413) gespeicherten kombinierten Daten an die Einstelleinheit übergeben werden.
Tintenstrahlvorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Auswahleinrichtung, die anhand eines von dem Datenprozessor in die Auswahleinrichtung eingegebenen Auswahlsignals wahlweise die in dem Speicher (413) gespeicherten kombinierten Daten oder die direkt von dem Datenprozessor (411) übertragenen kombinierten Daten an den Speicher überträgt.
Tintenstrahlvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Gatter (407), das steuert, dass der Schalter öffnet, wenn die kombinierten Daten an den Speicher (413) übertragen werden.