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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
wie eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung und auf ein Verfahren
zum Betreiben derselben. Insbesondere bezieht sie sich auf eine
Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
zum Ausstoßen
einer extrem kleinen Menge eines Flüssigkeitstropfens.
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Eine
bekannte Technik wird diskutiert, indem als Beispiel ein Tintenstrahldrucker
(eine Art von Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung) genommen wird,
das heißt
eine Form einer Flüssigkeitsstrahlvorrichtung.
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In
dem Drucker wird die Größe jedes
Tropfens auf Aufzeichnungspapier, das heißt die Auflösung durch die Menge des Tintentropfens
(eine Art von Flüssigkeitstropfen)
bestimmt, welche durch einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf ausgestoßen wird.
Somit wird es wichtig, die Ausstoßmenge der Tintentropfen zu
steuern. Um einen Versuch zu machen, die Ausstoßmenge durch Verändern des
Kalibers einer Düsenöffnung zu
steuern, wird, falls das Kaliber klein ausgeführt wird, die Auflösung verbessert,
jedoch wird die Aufzeichnungsgeschwindigkeit gering; falls das Kaliber
groß gemacht
wird, wird die Aufzeichnungsgeschwindigkeit erhöht, jedoch es wird ein grobes
Bild mit einer niedrigen Auflösung
gebildet. Um solchen, einander widersprechenden Anforderungen zu
genügen,
wird das Kaliber einer Düsenöffnung groß ausgeführt, um
mit großen
Tintentropfen umgehen zu können,
und eine Wellenform eines Antriebssignals, das heißt die Art
des Betreibens des Aufzeichnungskopfes, wird derart vorgesehen, um
unterschiedliche Mengen von Tintentropfen durch dieselbe Düsenöffnung auszustoßen.
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Übrigens
wurde die Verbesserung der Bildqualität zuletzt bei einem Tintenstrahldrucker
gefordert. Somit wird die Wellenform eines zu einem piezoelektrischen
Vibrator zugeführten
Signals zum Verändern
des Volumens einer Druckkammer derart vorgesehen, um eine extrem
kleine Menge eines Tintentropfens auszustoßen.
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Wenn
ein Tintentropfen ausgestoßen
wird, ist es bekannt, dass der Tintentropfen in einen Haupttintentropfen
und einem mit dem Haupttintentropfen verknüpften Satellitentintentropfen
aufgeteilt wird. Bei einer extrem kleinen Menge eines Tintentropfens von
etwa 4 pL (Picoliter) besitzen der Haupttintentropfen und der Satellitentintentropfen
etwa dasselbe Volumen von etwa 2 pL. Es besteht eine Zeitverzögerung zwischen
dem Landen des Haupttintentropfens und des Satellitentintentropfens
auf einem Aufzeichnungsmedium. Das heißt, nachdem der Haupttintentropfen
auf dem Aufzeichnungsmedium gelandet ist, landet der Satellitentintentropfen
darauf. Ferner ist die Strahlgeschwindigkeit des Satellitentintentropfens
geringer als diejenige des Haupttintentropfens. Beispielsweise beträgt die Strahlgeschwindigkeit
des Haupttintentropfens 7 bis 8 m/s; während diejenige des Satellitentintentropfens
3 bis 4 m/s beträgt.
Da der Aufzeichnungskopf die Tintentropfen ausstößt, während er sich bewegt, besteht
die Wahrscheinlichkeit, dass die Landeposition des Haupttintentropfens stark
von derjenigen des Satellitentintentropfens versetzt sein kann.
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Ferner
offenbart EP-A-0 988 974 ein Verfahren zum Betreiben einer Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine extrem kleine Menge eines
Tropfens auszustoßen,
während
die Strahlgeschwindigkeitsdifferenz zwischen einem Haupttropfen
und einem Satellitentropfen vermindert wird.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
wird gemäß der Erfindung
eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
nach Anspruch 3 bereitgestellt.
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Bei
dieser Konfiguration kann die Menge einer Flüssigkeitssäule, die in der Mitte des Meniskus bei
Zufuhr des ersten Expandierelements, des ersten Kontrahierelements
und des zweiten Expandierelements erzeugt wird, extrem verringert
werden, so dass die ausgestoßene
Tropfenmenge vermindert werden kann.
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Der
Antriebsimpuls umfasst ein zweites Kontrahierelement, welches das
Druckerzeugungselement derart antreibt, um die durch das zweite
Expandierelement expandierte Druckkammer zu kontrahieren.
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Bei
dieser Konfiguration bewegt sich der Meniskus in der Ausstoßrichtung,
wenn das zweite Kontrahierelement zugeführt wird, und somit wird die Flüssigkeitssäule von
dem Wurzelabschnitt hiervon geschoben. Wenn daher die Tintensäule abgerissen und
in einen Haupttropfen und einen Satellitentropfen getrennt wird,
um ausgestrahlt zu werden, wird der Satellitentropfen durch den
Meniskus derart gezwängt,
dass die Strahlgeschwindigkeit des Satellitentropfens erhöht werden
kann. Dementsprechend kann die Landeposition des Haupttropfens mit
derjenigen des Satellitentropfens abgestimmt werden.
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Ferner
wird gemäß der Erfindung
das zweite Kontrahierelement für
eine Zeitdauer zugeführt,
die nicht größer ist
als ein Drittel der Eigenschwingungsperiode der Druckkammer.
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Da
ferner die Zuführzeitdauer
des ersten Expandierelements bevorzugt nicht größer ist als die Hälfte der
Eigenschwingungsperiode der Druckkammer, um den Meniskus stark einzuziehen,
kann die Reaktion des gezogenen Meniskus derart verwendet werden,
dass der gewünschte
Druck erhalten werden kann, selbst wenn die Potentialdifferenz des
ersten Kontrahierelements gering ist (das heißt mit geringer Spannung).
Dementsprechend, da Lasten auf das Druckerzeugungselement vermindert
werden können,
kann ein stabiles Ausstoßen
eines Tropfens und eine Verlängerung
der Lebensdauer des Druckerzeugungselements erzielt werden.
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Bevorzugt
ist eine Potentialdifferenz des ersten Expandierelements gleich
zu der Potentialdifferenz des Antriebssignals.
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Bevorzugt
ist die Potentialdifferenz des ersten Kontrahierelements nicht größer als
50% des Potentials des Antriebssignals. Dabei ist eine Potentialdifferenz
des zweiten Expandierelements nicht geringer als 40% des Potentialdifferenz
des Antriebssignals.
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Dabei
ist es bevorzugt, dass die Potentialdifferenz des zweiten Expandierelements
nicht größer ist
als die Potentialdifferenz des ersten Kontrahierelements.
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Bevorzugt
wird das zweite Expandierelement für eine Zeitdauer zugeführt, die
nicht größer ist als
ein Viertel der Eigenschwingungsperiode der Druckkammer.
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Bevorzugt
ist eine Gradiente des zweiten Expandierelements größer als
eine Gradiente des ersten Kontrahierelements.
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Bevorzugt
umfasst der Antriebsimpuls ein Halteelement, derart verbindet, dass
ein Abschlussende des ersten Kontrahierelements und ein Anfangsende
des zweiten Expandierelements ein identisches Potential besitzen.
Dabei wird das Halteelement für
den kontrahierten Zustand für
eine Zeitdauer zugeführt,
die nicht größer ist
als ein Viertel der Eigenschwingungsperiode der Druckkammer.
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Da
ferner die Potentialdifferenz des ersten Kontrahierelements bevorzugt
nicht größer als
60% der Potentialdifferenz des Antriebssignals ist, kann das Abschlusspotential
des zweiten Expandierelements, welches das Anfangsendpotential des
zweiten Kontrahierelements ist, leicht nahe zu dem Abschlusspotential
des ersten Expandierelements gebracht werden. Dementsprechend kann
die Potentialdifferenz des zweiten Kontrahierelements leicht vergrößert werden.
Dementsprechend kann die Geschwindigkeit des Satellitentropfens
in einem breiten Bereich eingestellt werden, ohne die Potentialdifferenz
des Antriebssignals zu vergrößern.
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Dabei
ist es bevorzugt, dass eine Potentialdifferenz des zweiten Kontrahierelements
nicht geringer ist als 75% der Potentialdifferenz des Antriebssignals.
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Bei
dieser Konfiguration können
die Landeposition des Haupttropfens und diejenige des Satellitentropfens
näher zueinander
gebracht werden, und die Bildqualität kann weiter verbessert werden.
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Ferner
ist es bevorzugt, dass der Antriebsimpuls aufweist: ein Dämpfungshalteelement,
welches ein Abschlussendpotential des zweiten Kontrahierelements
für eine
vorbestimmte Zeitdauer hält;
und ein Dämpfungselement,
das nach dem Dämpfungshalteelemente
zugeführt
wird, um das Druckerzeugniselement derart anzutreiben, die Druckkammer
auf ein Referenzvolumen hiervon zu expandieren.
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Ferner
ist es bevorzugt, dass das Dämpfungselement
für eine
Zeitdauer zugeführt
wird, die nicht größer ist
als die Hälfte
der Eigenschwingungsperiode der Druckkammer.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, dass eine Zeitdauer von einem Anfangsende des
ersten Kontrahierelements zu einem Anfangsende des Dämpfungselements
nicht größer ist
als die Eigenschwingungsperiode der Druckkammer.
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Bevorzugt
umfasst der Antriebsimpuls ein anfängliches Kontrahierelement,
welches das Druckerzeugniselement derart antreibt, um die Druckkammer
von einem Referenzvolumen hiervon zu kontrahieren, bevor das erste
Expandierelement zugeführt
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ebenso ein Verfahren zum Betreiben einer Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
nach Anspruch 1 bereitgestellt.
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Bevorzugt
wird der erste Expandierschritt für eine Zeitdauer ausgeführt, die
nicht größer ist
als die Hälfte
einer Eigenschwingungsperiode der Druckkammer.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Die
Erfindung kann auf verschiedene Arten eines Druckverfahrens, einer
Druckvorrichtung oder dergleichen ausgeführt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch
besser durch ausführliches
Beschreiben bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen hiervon unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden, wobei
gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen
Ansichten bezeichnen, und wobei:
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1 ist
eine Perspektivansicht eines Tintenstrahldruckers,
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2 ist
eine Schnittansicht, um einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu zeigen;
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3 ist
ein Blockdiagramm, um die elektrische Konfiguration des Tintenstrahldruckers
zu zeigen;
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4 ist
ein Blockdiagramm, um ein elektrisches Antriebssystem des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes
zu beschreiben;
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5 ist
ein Blockdiagramm, um die Konfiguration eines Antriebssignalgenerators
zu beschreiben;
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6 ist
eine Zeichnung, um ein Antriebssignal zu zeigen;
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7 ist
eine Zeichnung, um Antriebsimpulse in dem Antriebssignal zu beschreiben;
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8 ist
ein Zeitdiagramm, um einen Antriebsimpuls für einen kleinen Punkt gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zu zeigen;
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9A bis 9C sind
schematische Zeichnung, um die Bewegung eines Meniskus, wenn der
Antriebsimpuls für
einen kleinen Punkt zugeführt wird,
zu beschreiben; und
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10 ist
ein Zeitdiagramm, um einen Antriebsimpuls für einen kleinen Punkt gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung zu zeigen.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ist eine bevorzugte
Ausführungsform der
Erfindung gezeigt. In der nachfolgenden Beschreibung wird als eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
ein Tintenstrahldrucker (einfach: Drucker) als ein Beispiel genommen.
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Der
Tintenstrahldrucker 1 umfasst einen Schlitten 4,
der beweglich an einem Führungselement 5 angebracht
ist. Der Schlitten 4 ist mit einem Steuerriemen 8 verbunden,
der an einer Antriebsrolle und an einer Freirolle 7 platziert
ist. Da die Antriebsrolle 6 mit einer Rotationswelle eines
Pulsmotors 9 verbunden ist, wird der Schlitten 4 in
einer Hauptscanrichtung einer Breitenrichtung eines Aufzeichnungspapiers 10 (eine
Art von Aufzeichnungsmedium) bewegt, wenn der Pulsmotor 7 angetrieben
wird. Der Aufzeichnungskopf 2 ist an der dem Aufzeichnungspapier 10 gegenüberliegende
Fläche
des Schlittens 4 angebracht.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst der Aufzeichnungskopf 2 ein
gemeinsames Tintenreservoir 12, zu welchem Tinte von einer
Tintenpatrone 11 (siehe 1) zugeführt wird,
eine Mehrzahl von (beispielsweise 64) Düsenöffnungen 14, die in
einer Düsenplatte
gebildet und in einer Nebenscanrichtung angeordnet sind, und eine
Mehrzahl von Druckkammern 16, die in einer eins-zu-eins-Entsprechung
zu den Düsenöffnungen 14 vorgesehen
sind. Jede Druckkammer 16 besitzt ein Volumen, das verändert wird, wenn
sie mit einer Verformung, welcher der Druckkammer 16 entspricht,
expandiert oder kontrahiert wird. Das gemeinsame Tintenreservoir 12 und
die Druckkammer 16 sind derart ausgeführt, um miteinander durch den
Tintenzufuhranschluss 17 und ein zufuhrseitiges Kommunikationsloch 18 zu
kommunizieren, und jede Druckkammer 16 und jede Düsenöffnung 14 sind
derart ausgeführt,
um miteinander durch einen ersten Düsenkommunikationsanschluss 19 und
einen zweiten Düsenkommunikationsanschluss 20 zu
kommunizieren. Das heißt,
der Tintenströmungsdurchgang
von dem gemeinsamen Tintenreservoir 12 durch die Druckkammer 16 zu
der Düsenöffnung 14 ist
für jede
Düsenöffnung 14 gebildet.
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Der
obengenannte piezoelektrische Vibrator 15 ist eine Art
von Druckerzeugungselement gemäß der Erfindung;
in der Ausführungsform
wird ein piezoelektrischer Vibrator im sogenannten Auslenkungsvibrationsmodus
verwendet. Wenn der piezoelektrische Vibrator 15 geladen
wird, wird er in einer Richtung orthogonal zu einem elektrischen
Feld ausgelenkt, so dass die Druckkammer 16 kontrahiert
wird. Falls der geladene piezoelektrische Vibrator 15 entladen
wird, wird er in der Richtung orthogonal zu dem elektrischen Feld
ausgelenkt, so dass die Druckkammer 16 expandiert wird.
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Daher
wird in dem Aufzeichnungskopf 2, wenn der piezoelektrische
Vibrator 15 beladen oder entladen wird, das Volumen der
entsprechenden Druckkammer 16 verändert. Wenn das Volumen der Druckkammer 16 verändert wird,
wird Tinte dekomprimiert und es tritt eine Druckfluktuation auf.
Die Tintendruckfluktuation kann eingesetzt werden, um einen Tintentropfen
durch die Düsenöffnung 14 auszustoßen.
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Somit
wird in dem Aufzeichnungskopf 2 eine Druckfluktuation in
der Tinte in der Druckkammer 16 verursacht. Eine Druckwelle,
die sich verhält,
als ob das Innere der Druckkammer ein akustisches Rohr sei, tritt
in der Tinte mit der Druckfluktuation auf. Die Druckwelle bewegt
sich mit einer Eigenschwingungsperiode Tc der Druckkammer 16 hin
und her.
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Die
Eigenschwingungsperiode Tc kann basierend auf einem äquivalenten
Kreis berechnet werden, der als Parameter die Trägheit, welche die Masse eines
Mediums pro Längeneinheit
angibt, die Nachgiebigkeit, welche die Volumenänderung pro Druckeinheit angibt,
den Widerstand, welcher den internen Verlust des Mediums angibt,
den Druck, der durch den piezoelektrischen Vibrator 15 erzeugt
werden, die Volumengeschwindigkeit des piezoelektrischen Vibrators 15,
die Tinte, etc. und dergleichen einsetzt, berechnet werden.
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Bei
dem Aufzeichnungskopf 2 der Ausführungsform beträgt die berechnete
Eigenschwingungsperiode Tc etwa 10 μsec.
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In
dem beschriebenen Drucker wird zur Zeit des Aufzeichnens Tinte,
etc. und dergleichen Farbstofftinte, Pigmenttinte etc. in Tintentropfenform
von dem Aufzeichnungskopf 2 synchron zu einer Bewegung
des Schlittens 4 in der Hauptscanrichtung ausgestoßen. Eine
Papierförderwalze 21 wird
in Verknüpfung
mit dem Hin- und Herbewegen des Schlittens 4 zum Bewegen
eines Aufzeichnungspapiers 10 in einer Papierförderrichtung
rotiert. Das heißt,
es wird ein Nebenscannen ausgeführt.
Dementsprechend wird ein Bild, ein Text, etc. basierend auf Druckdaten
auf dem Aufzeichnungspapier 10 aufgezeichnet.
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Als
nächstes
wird die elektrische Konfiguration des Druckers 1 diskutiert.
Wie in 3 gezeigt, umfasst der Drucker 1 einen
Druckercontroller 31 und einen Druckmotor 32.
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Der
Druckcontroller 31 umfasst eine Schnittstelle 33 (extern
I/F 33) zum Empfangen von Druckdaten, etc. von einem Hostcomputer
(nicht gezeigt), etc., einen RAM (Randam Access Memory) 34 zum Speichern
verschiedener Daten, etc., einen ROM (Read Only Memory) 35 zum
Speichern von Routinen von verschiedene Arten der Datenverarbeitung, etc.,
einen Controller 36, der als CPU umgesetzt ist, etc., einen
Oszillator 37 zum Erzeugen eines Zeitsignals (CK), einen
Antriebssignalgenerator 3 zum Erzeugen eines Antriebssignals
(COM), das zu dem Aufzeichnungskopf 2 zugeführt wird,
und eine Schnittstelle 38 (interne I/F 38) zum Übertragen
von Aufzeichnungsdaten (SI), die in Punktmusterdaten, Antriebssignal,
etc. expandiert sind, zu dem Druckmotor 32.
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Die
interne I/F 33 erhält
Druckdaten, die aus einem oder mehreren Zeichencode, Daten beispielsweise
bestehen, von dem Hostcomputer etc. Hier gibt ebenso ein Besetztsignal
(BUSY), ein Erkennungssignal (ACK) etc. zu dem Hostcomputer aus.
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Der
RAM 34 wird als Empfangsspeicher, als Zwischenspeicher,
als Ausgabespeicher, als Arbeitsspeicher (nicht gezeigt) und dergleichen
verwendet. Die an der externen I/F 33 von dem Hostcomputer empfangenen
Druckdaten werden vorübergehend
in dem Empfangsspeicher gespeichert. Zwischencodedaten, die als
Zwischencode durch den Controller 36 bereitgestellt werden,
werden in dem Zwischenspeicher gespeichert. Der Zwischencode wird
in Aufzeichnungsdaten für
jeden Punkt in dem Ausgabespeicher verwandelt. Der ROM 35 speichert
verschiedene Steuerroutinen, die durch den Controller ausgeführt werden,
Schriftartdaten, Graphikfunktionen, verschiedene Prozeduren, etc.
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Der
Controller 36 liest die Druckdaten in dem Empfangsspeicher,
wandelt die Druckdaten in den Zwischencode und speichert die Zwischencodedaten in
dem Zwischenspeicher. Er analysiert ebenso die von dem Zwischenspeicher
eingelesenen Zwischencodedaten, referenziert die Schriftartdaten,
Graphikfunktionen, etc. in dem ROM 35 und wandelt die Zwischencodedaten
in die Aufzeichnungsdaten für
jeden Punkt um. Die Aufzeichnungsdaten sind beispielsweise eine
Zwei-Bit-Abstufungsinformation.
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Die
bereitgestellten Aufzeichnungsdaten werden in dem Ausgabespeicher
gespeichert, und wenn Aufzeichnungsdaten entsprechend einer Linie des
Aufzeichnungskopfes 2 bereitgestellt sind, werden die Einlinien-Aufzeichnungsdaten
(SI) in Reihe durch die interne I/F 38 zu dem Aufzeichnungskopf 2 übertragen.
Wenn die Einlinien-Aufzeichnungsdaten von
dem Ausgabespeicher übertragen
werden, werden die Inhalte des Zwischenspeichers gelöscht und die
nächsten
Aufzeichnungsdaten in dem Empfangsspeicher werden in dem Zwischencode
umgewandelt.
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Der
Controller 36 bildet einen Teil eines Zeitsignalgenerators
und führt
ein Latchsignal (LAT) und ein Kanalsignal (CH) zu dem Aufzeichnungskopf 2 durch
die interne I/F 38 zu. Das Latchsignal und das Kanalsignal
definieren das Zufuhrstarttiming jedes Impulssignals, welche ein
Antriebssignal bilden (das später
beschrieben wird).
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Der
Antriebssignalgenerator ist eine Art von Antriebssignalgenerator
gemäß der Erfindung
und erzeugt eine Antriebssignalsequenz, die Antriebsimpulse enthält, welche
jeweils durch eine Mehrzahl von Wellen von Elementen gebildet sind.
Das Antriebssignal wird später
diskutiert.
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Der
Druckmotor 32 ist durch ein elektrisches Antriebssystem
des Aufzeichnungskopfes 2, den obengenannten Pulsmotor 9 zum
Bewegen des Schlittens 4, einen Papierfördermotor 39 zum Rotieren
der Papierförderwalze 21 und
dergleichen gebildet.
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Das
elektrische Antriebssystem des Aufzeichnungskopfes 2 umfasst
einen ersten Schieberegisterabschnitt 41, einen zweiten
Schieberegisterabschnitt 42, einen ersten Latchabschnitt 43,
einen zweiten Latchabschnitt 44, einen Decoder 45,
eine Steuerlogik 46, einen Pegelumsetzer 47, einen
Rangierer 48 und den piezoelektrischen Vibrator 15.
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Der
erste Schieberegisterabschnitt 41, der zweite Schieberegisterabschnitt 42,
der erste Latchabschnitt 43, der zweite Latchabschnitt 44,
die Decoder 45, der Rangierer 48 und der piezoelektrische
Vibrator 15 sind in Verknüpfung mit jeweils einer Düsenöffnung 14 des
Aufzeichnungskopfes 2 vorgesehen. Beispielsweise können sie,
wie in 4 gezeigt, erste Schieberegisterelemente 41A bis 41N, zweite
Schieberegisterelemente 42A bis 42N, erste Latchelemente 43A bis 43N,
zweite Latchelemente 44A bis 44N, Decoderelemente 45A bis 45N,
Rangiererelemente 48A bis 48N und piezoelektrische
Vibratoren 15A bis 15N sein. Der Aufzeichnungskopf 2 stößt einen
Tintentropfen basierend auf Aufzeichnungsdaten (Abstufungsinformation)
von dem Druckercontroller 31 aus.
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Das
heißt,
die Aufzeichnungsdaten (SI) von dem Druckercontroller 31 werden
in Reihe von der internen I/F 38 zu dem ersten Schieberegisterabschnitt 41 und
dem zweiten Schieberegisterabschnitt 42 synchron zu einem
Zeitsignal (CK) von dem Oszillator 37 übertragen. Die Aufzeichnungsdaten
von dem Druckercontroller 31 sind Zwei-Bit-Daten, wie oben erwähnt, und
stellen vier Abstufungen dar, die aus Nicht-Aufzeichnen, Kleinpunkt-Aufzeichnen,
Mittelpunkt-Aufzeichnen und Großpunkt-Aufzeichnen
bestehen. In der Ausführungsform
entspricht das Nicht-Aufzeichnen der Abstufungsinformation (00), die
Kleinpunkt-Aufzeichnung entspricht der Abstufungsinformation (01),
die Mittelpunkt-Aufzeichnung entspricht der Abstufungsinformation
(10) und die Großpunkt-Aufzeichnung entspricht
der Abstufungsinformation (11).
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Die
Aufzeichnungsdaten werden für
jeden Punkt, das heißt
für jede
Düsenöffnung 14 eingestellt.
Das Bit niederer Ordnung (Bit 0) betreffend jede der Düsenöffnungen 14 wird
zu dem ersten Schieberegisterabschnitt 41 entsprechend
der Düsenöffnung 14 eingegeben,
und das Bit hoher Ordnung (Bit 1) betreffend jede der Düsenöffnungen 14 wird
zu dem zweiten Schieberegisterabschnitt 42 entsprechend
der Düsenöffnung 14 eingegeben.
Der erste Latchabschnitt 43 ist elektrisch mit dem ersten Schieberegisterabschnitt 41 verbunden,
und der zweite Latchabschnitt 44 ist elektrisch mit dem
zweiten Schieberegisterabschnitt 42 verbunden. Wenn ein
Latchsignal (LAT) von dem Druckercontroller 41 zu dem ersten
und dem zweiten Latchabschnitt 43 und 44 eingegeben
wird, latcht der erst Latchabschnitt 43 die Bitdaten niederer
Ordnung der Aufzeichnungsdaten, und der zweite Latchabschnitt 44 latcht
die Bit hoher Ordnung der Aufzeichnungsdaten. Ein Paar des ersten
Schieberegisterabschnitts 41 und des ersten Latchabschnitts 43 und
ein Paar des zweiten Schieberegisterabschnitts 42 und des zweiten
Latchabschnitts 44, die solch einen Betrieb ausführen, bilden
einen Speicher zum vorübergehenden
Speichern der Aufzeichnungsdaten vor der Eingabe in den entsprechenden
Decoder 45.
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Die
in dem ersten und dem zweiten Latchabschnitt 43 und 44 gelatchten
Aufzeichnungsdaten werden in den entsprechenden Decoder 45 eingegeben,
der als ein Übersetzer
zum Übersetzen
der Zwei-Bit-Aufzeichnungsdaten zum Erzeugen von Impulsselektionsdaten,
dient. Die Impulsselektionsdaten sind durch ein Mehrzahl von Bits
gebildet, die jeweils entsprechend den jeweiligen Impulssignalen, die
ein Antriebssignal (COM) bilden. Die Zufuhr oder Nichtzufuhr des
Impulssignals zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 wird
in Antwort auf die Inhalte des jeweiligen Bits (beispielsweise „0" oder „1") ausgewählt. Die
Zufuhrsteuerung des Impulssignals wird später diskutiert.
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Ein
Timingsignal von der Steuerlogik 46 wird ebenso in dem
Decoder 45 eingegeben. Die Steuerlogik 46 dient
als Zeitsignalgenerator zusammen mit dem Controller 36 und
erzeugt ein Zeitsignal immer dann, wenn ein Latchsignal (LAT) und
ein Kanalsignal (CH) empfangen werden.
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Die
Impulsauswahldaten, die durch den Decoder 45 erzeugt werden,
werden zu dem Pegelumsetzer 47 eingegeben, um an dem Bit
niederer Ordnung zu starten, wenn es durch das Timingsignal definierte
Timing kommt. Beispielsweise werden die signifikantesten Daten der
Impulsauswahldaten zu dem Pegelumsetzer 47 an dem ersten
Timing in einer Einheitsaufzeichnungsperiode eingegeben, und die am
zweit meisten signifikanten Bitdaten und der Impulsauswahldaten
werden zum dem Pegelumsetzer 47 an dem zweiten Timing (Zeitpunkt)
eingegeben.
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Der
Pegelumsetzer 47 dient als Spannungsverstärker. Falls
die Impulsauswahldaten „1" sind, gibt der Pegelumsetzer 47 ein
auf eine Spannung verstärktes
elektrisches Signal aus, das in der Lage ist, den Rangierer 48 anzutreiben,
beispielsweise eine Spannung von einigen zehn Volt. Die Impulsauswahldaten
von „1", die durch den Pegelumsetzer 47 verstärkt sind,
werden zu dem Rangierer 48 zugeführt.
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Der
Rangierer 48 führt
selektiv einen in einem Antriebssignal enthaltenen Antriebsimpuls
zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 basierend auf den Impulsauswahldaten
zu. Der Rangierer 48 besitzt einen eingabeseitigen Anschluss,
zu welchem das Antriebssignal (COM) von dem Antriebssignalgenerator 3 zugeführt wird,
und einen ausgabeseitigen Anschluss, mit welchem der piezoelektrische
Vibrator 15 verbunden ist.
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Die
Impulsauswahldaten steuern den Betrieb des Rangierers 48.
Während
beispielsweise die auf den Rangierer 48 aufgebrachten Impulsauswahldaten „1" sind, tritt der
Rangierer 48 in ein Verbindungszustand ein, ein Antriebssignal
wird zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt, und
das Potentialniveau des piezoelektrischen Vibrators 15 verändert sich
in Antwort auf das Antriebssignal. Während andererseits die auf
den Rangierer 48 aufgebrachten Impulsauswahldaten „0" sind, gibt der Pegelumsetzer 47 nicht
ein elektrisches Signal zum Betreiben des Rangierers 48 aus.
Somit tritt der Rangierer 48 in einen Zustand mit gelöster Verbindung
ein, und es wird kein Antriebssignal zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt.
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Da
sich der piezoelektrische Vibrator 15 wie ein Kondensator
verhält,
wird der piezoelektrisch Vibrator 15, wenn die Impulsauswahldaten „0" sind, auf dem Potentialniveau
gehalten, wie es kurz vor dem Umschalten der Impulsauswahldaten
auf „0" war.
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Wie
anhand der oben gegebenen Beschreibung ersichtlich ist, dienen der
erste und der zweite Schieberegisterabschnitt 41 und 42,
der erste und der zweite Latchabschnitt 43 und 44,
der Decoder 45, die Steuerlogik 46, der Pegelumsetzer 47 und
der Rangierer 48 als Impulszuführer zum Auswählen eines erforderlichen
Impulssignals von einem Antriebssignal und Zuführen des ausgewählten Impulssignals zu
dem entsprechenden piezoelektrischen Vibrator 15.
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Als
nächstes
wird der Antriebssignalgenerator 3 diskutiert. Wie in 5 gezeigt,
umfasst der Antriebssignalgenerator 3 einen Wellenformgenerator 51 und
einen Stromverstärker 52.
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Der
Wellenformgenerator 51 umfasst einen Wellenformspeicher 53,
einen ersten Wellenformlatchabschnitt 54, einen zweiten
Wellenformabschnitt 55, einen Addierer 56, einen
Digital-Analog-Wandler (D/A) 57 und
einen Spannungsverstärker 58.
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Der
Wellenformspeicher 53 dient als Spannungsvariationsdatenspeicher
zum separaten Speichern unterschiedlicher Arten von Spannungsvariationsdatenstücken, die
von dem Controller 36 ausgegeben werden. Der erste Wellenformlatchabschnitt 54 ist
elektrisch mit dem Wellenformspeicher 53 verbunden. Der
erste Wellenformlatchabschnitt 54 hält Spannungsvariationsdaten
an einer vorbestimmten Adresse des Wellenformspeichers 53 in
Synchronisation mit einem ersten Timingsignal gespeichert. Die Ausgabe
von dem ersten Wellenformlatchabschnitt 54 und die Ausgabe
von dem zweiten Wellenformlatchabschnitt 55 werden zu dem
Addierer 56 eingegeben, und der zweite Wellenformlatchabschnitt 55 ist
elektrisch mit der Ausgabeseite des Addierers 56 verbunden.
Der Addierer 56 addiert Ausgabesignale miteinander und
gibt die Ergebnisse hiervon aus.
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Der
zweite Wellenformlatchabschnitt 55 ist ein Ausgabedatenhalter
zum Halten von Daten (Spannungsinformation), die von dem Addierer 56 in Synchronisation
mit einem zweiten Timingsignal ausgegeben werden. Der D/A-Wandler 57 ist
elektrisch mit der Ausgabeseite des zweiten Wellenformlatchabschnitts 55 verbunden
und wandelt ein durch den zweiten Wellenformlatchabschnitt 55 gehaltenes Ausgabesignal
in ein Analogsignal um. Der Spannungsverstärker 58 ist elektrisch
mit der Ausgabeseite des D/A-Wandlers 57 verbunden und
verstärkt
das durch den D/A-Wandler 57 bereitgestellte Analogsignal
in die Spannung eines Antriebssignals.
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Der
Stromverstärker 52 ist
elektrisch mit der Ausgabeseite des Spannungsverstärkers 58 verbunden
und verstärkt
den elektrischen Strom des Signals, dessen Spannung durch den Spannungsverstärker 58 verstärkt ist,
und gibt das Ergebnis als Antriebssignal (COM) aus.
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Vor
dem Erzeugen eines Antriebssignals, speichert der beschriebene Antriebssignalgenerator 3 separat
eine Mehrzahl von Spannungsvariationsdatenstücken an vorbestimmten Stellen
in den Wellenformspeicher 53. beispielsweise gibt der Controller 36 Spannungsvariationsdaten
und die hierzu entsprechenden Adressdaten zu dem Wellenformspeicher 53 aus,
der dann die Spannungsvariationsdaten an der durch die Adressdaten
angegebenen Stelle speichert. Die Spannungsvariationsdaten werden
als Daten umgesetzt, die positive oder negative Information (Inkrement-
oder Dekrementinformation) enthalten, und die Adressdaten werden
als Vier-Bit-Adresssignal umgesetzt.
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Wenn
unterschiedliche Arten von Spannungsvariationsdatenstücken somit
in dem Wellenformspeicher 53 gespeichert werden, wird es
möglich,
ein Antriebssignal zu erzeugen. Um ein Antriebssignal zu erzeugen,
werden die Spannungsvariationsdaten in dem ersten Wellenformlatchabschnitt 54 eingestellt
und dann zu der Ausgabespannung von dem zweiten Wellenformlatchabschnitt 55 bei
jeder vorbestimmten Aktualisierungsperiode addiert.
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Als
nächstes
wird das durch den Antriebssignalgenerator 3 erzeugte Antriebssignal
(COM) diskutiert. Das durch den Antriebssignalgenerator 3 erzeugte
Antriebssignal ist eine Signalsequenz, das eine Mehrzahl von Arten
von Antriebsimpulsen enthält,
die sich in der ausgestoßenen
Tintenmenge unterscheiden. Beispielsweise, wie in 7 gezeigt,
ist das Antriebssignal COM durch Signale gebildet, die einen Kleinpunktantriebsimpuls
DP1 zum Ausstoßen einer
extrem kleinen Menge eines Tintentropfens entsprechend einem kleinen
Punkt, einen Mittelpunktantriebsimpuls DP2 zum Ausstoßen einer
kleinen Menge eines Tintentropfens entsprechend einem mittelgroßen Punkt,
und einen Großpunktimpuls
DP3 zum Ausstoßen
einer Menge eines Tintetropfens entsprechend einem großen Punkt
enthalten. Ferner ist jeder Antriebsimpuls durch eine Mehrzahl von
Wellenformelelementen gebildet.
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Wie
in 6 gezeigt, enthält das Antriebssignal ein erstes
Impulssignal PS11, das zu einem Zeitpunkt T1 erzeugt wird, ein zweites
Impulssignal PS12, das zu einem Zeitpunkt T2 erzeugt wird, ein drittes
Impulssignal PS13, das zu einem Zeitpunkt T3 erzeugt wird, ein viertes
Impulssignal PS14, das zu einem Zeitpunkt T4 erzeugt wird, ein fünftes Impulssignal
PS15, das zu einem Zeitpunkt T5 erzeugt wird, ein sechstes Impulssignal
PS16, das zu einem Zeitpunkt T6 erzeugt wird, ein siebtes Impulssignal PS17,
das zu einem Zeitpunkt T7 erzeugt wird, ein erstes Verbindungselement
CP1, das zu einem Zeitpunkt TS1 erzeugt wird, ein zweites Verbindungselement
CP2, das zu einem Zeitpunkt TS2 erzeugt wird, und ein drittes Verbindungselement
CP3, das zu einem Zeitpunkt TS3 erzeugt wird, wobei das Antriebssignal
wiederholt in einer Druckperiode T erzeugt wird. Die Antriebsspannung
Vh des Antriebssignals ist die Potentialdifferenz zwischen dem höchsten Potential
VH (beispielsweise 36 V) und dem niedrigsten Potential VH (beispielsweise
GND-Potential bzw. Erdungspotential). Die Verbindungselemente CP1, CP2
und CP3 sind jeweils ein Wellenformelelement zum Verbinden unterschiedlicher
Potentialniveaus der Impulssignale, die vor und nach dem Wellenformelement
erzeugt werden, und werden nicht zu dem piezoelektrischen Element 15 zugeführt.
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In
dem veranschaulichten Antriebssignal ist das erste Impulssignal
PS11 ein Vibrationsimpuls zum Vibrieren eines Tintenmeniskus in
der Düsenöffnung,
um von dort keinen Tintentropfen auszustoßen. Das zweite Impulssignal
PS12 ist ein Signal, das einen Teil des Kleinpunktantriebsimpulses
DP1 bildet. Das dritte Impulssignal PS13 ist ein Signal, welches
den Mittelpunktantriebsimpuls DP2 bildet. Das vierte Impulssignal
PS14 ist ein Signal, das einen Teil des Großpunktantriebsimpulses DP3
bildet oder einen Teil des Vibrationsimpulses bildet. Das fünfte Impulssignal
PS15 ist ein Signal, das paarweise mit dem vierten Impulssignal
PS14 vorgesehen wird, um den Vibrationsimpuls zu bilden. Das sechste Impulssignal
PS16 ist ein Signal, das paarweise mit dem zweiten Impulssignal
PS12 zum Bilden des Kleinpunktantriebsimpulses DP1 vorgesehen wird. Das
siebte Impulssignal PS17 ist ein Signal, das paarweise mit dem vierten
Impulssignal PS14 zum Bilden des Großpunktantriebsimpulses DP3
vorgesehen wird.
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Wie
in 7 gezeigt, werden das zweite Impulssignal PS12
und das sechste Impulssignal PS16 aus dem Antriebssignal ausgewählt, wodurch
der Kleinpunktantriebsimpuls DP1 erzeugt wird. Gleichermaßen wird
das dritte Impulssignal PS13 aus dem Antriebssignal ausgewählt, wobei
der Mittelpunktantriebsimpuls DP2 erzeugt wird. Das vierte Impulssignal
PS14 und das siebte Impulssignal PS17 werden aus dem Antriebssignal
ausgewählt,
wobei der Großpunktantriebsimpuls
DP3 erzeugt wird. Der so erzeugte Antriebsimpuls DP1, DP2 oder DP3
wird zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt, wobei
jegliche gewünschte
Menge eines Tintentropfens durch die entsprechende Düsenöffnung 14 ausgestoßen werden
kann.
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Obgleich
nicht gezeigt, wird der Vibrationsimpuls durch Auswählen des
ersten Impulssignals PS11, des vierten Impulssignals PS14 und des
fünften
Impulssignals PS15 aus dem Antriebssignals erzeugt.
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Als
nächstes
wird der Kleinpunktantriebsimpuls DP1 ausführlich diskutiert. Es entspricht
einem Antriebsimpuls gemäß der Erfindung.
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Wie
in 8 gezeigt, ist der Kleinpunktantriebsimpuls DP1
ein Signal mit einem ersten Ladeelement P1 und einem ersten Halteelement
P2, welches als vorläufiges
Kontraktionselement gemäß der Erfindung
dient, ein erstes Ausstoßelement
P3, das als erstes Expandierelement gemäß der Erfindung dient, ein
zweites Halteelement P4, das als Halteelement für den expandierten Zustand
dient, ein zweites Ladeelement P5, das als ein erstes Kontrahierelement
gemäß der Erfindung
dient, ein drittes Halteelement P6, ein zweites Ausstoßelement
P7, das als zweites Expandierelement gemäß der Erfindung dient, ein
viertes Halteelement P8, ein drittes Ladeelement P9, das als ein
zweites Kontrahierelement gemäß der Erfindung
dient, ein fünftes
Halteelement P10, das als Dämpfungshalteelement
gemäß der Erfindung
dient, und ein drittes Ausstoßelement
P11, das als Dämpfungselement
gemäß der Erfindung dient.
Diese Elemente des Kleinpunktantriebsimpulses DP1 werden in Reihenfolge
erzeugt.
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Das
erste Ladeelement P1 hebt das Potential von dem mittleren Potential
(Biasniveau) VM zu dem höchsten
Potential VH (entsprechend dem Anfangsendpotential des ersten Ausstoßelements
P3) mit einer Gradiente θ1.
Die Zufuhrzeitdauer des ersten Ladeelements P1 ist in dieser Ausführungsform auf
11 μsec
näherungsweise
gleich der Eigenschwingungsperiode Tc der Druckkammer 16 beispielsweise
eingestellt. Wenn das erste Ladeelement P11 zu dem piezoelektrischen
Vibrator 15 zugeführt
wird, wird die Druckkammer 16 relativ moderat von dem mit
dem mittleren Potential VM verknüpften
Referenzvolumen auf das mit dem höchsten Potential VH verknüpfte Minimalvolumen
kontrahiert.
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Wenn
das erste Ladeelement P1 zugeführt wird,
wird das Volumen der Druckkammer 16 kontrahiert, jedoch
es wird kein Tintentropfen ausgestoßen.
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Das
mittlere Potential VM ist ein Potential, welches das Referenzvolumen
der Druckkammer 16 definiert und wird basierend auf der
Antriebsspannung Vh in dem Antriebssignal (Potentialdifferenz zwischen
dem niedrigsten Potential VL und dem höchsten Potential VH) bestimmt.
In der Ausführungsform
ist das mittlere Potential VM derart bestimmt, dass die Potentialdifferenz
von dem niedrigsten Potential VL gleich Vc0 wird. Die Potentialdifferenz
Vc0 kann immer dann verändert
werden, wenn es erforderlich ist.
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Das
erste Halteelement P2 hält
das höchste Potential
VH des Abschlusspotentials des ersten Ladeelements P1 über eine
vorbestimmte Zeitdauer. Dies bedeutet, dass die Druckkammer 16 den
Minimalwert über
die Zeitdauer hält,
während
der das erste Halteelement P2 zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 hinzugeführt wird.
Ein Druckfluktuation der Tinte in der Druckkammer 16, die
verursacht wird, wenn das erste Ladeelement P1 zugeführt wird,
wird graduell während
der Zuführzeitdauer
gedämpft.
Die Zuführzeitdauer
des ersten Halteelements P2 ist auf eine ausreichende Zeitdauer
eingestellt, damit die Druckfluktuation der Tinte gedämpft werden
kann, beispielsweise n-mal die Eigenschwingungsperiode Tc (n ist
eine natürlich
Zahl). Genauer gesagt ist die Zuführzeitdauer auf 20 bis 60 μsec entsprechend dem
zweifachen bis sechsfachen der Eigenschwingungsperiode Tc eingestellt.
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Das
erste Ausstoßelement
P3 ist ein erstes Expandierelement zum Absenken des Potentials von dem
höchsten
Potential VH und dem niedrigsten Potential VL mit einer steilen
Gradiente θ2
in einem solchen Ausmaß,
dass ein Tintentropfen nicht ausgestoßen wird. Wenn das erste Ausstoßelement
P3 zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt wird, wird
die Druckkammer 16 schnell von dem obengenannten Minimalvolumen
zu dem mit dem niedrigsten Potential VL verknüpften Maximalvolumen expandiert
(erster Expandierschritt). Wenn die Druckkammer 16 expandiert
wird, wird das Innere hiervon dekomprimiert und ein Meniskus (freie
Oberfläche der
Tinte, die an der Düsenöffnung 14 freigelegt
ist) wird stark zur Seite der Druckkammer 16 gezogen. Das
heißt,
zu dieser Zeit wird der Meniskus stark zu der Seite der Druckkammer 16 maximal
gezogen.
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Das
erste Ausstoßelement
P3 ist ein Wellenformelement zum maximalen Einziehen eines Meniskus
und ist daher auf die Antriebsspannung und die Zuführzeitdauer
zur vollen Nutzung der Funktion eingestellt. Um einen Meniskus effizient
einzuziehen, ist bevorzugt die Zuführzeitdauer (das heißt die Ausführzeitdauer
des ersten Expandierschritts) kleiner oder gleich einer Hälfte der
Eigenschwingungsperiode Tc der Druckkammer 16 eingestellt.
Da die Eigenschwingungsperiode Tc 10,0 μsec in dieser Ausführungsform
ist, ist bevorzugt die Zuführzeitdauer
des ersten Ausstoßelements
P3 auf 5,0 μsec
oder weniger eingestellt. Somit ist die Zuführzeitdauer des ersten Ausstoßelements
P3 auf 4,0 μsec
eingestellt.
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Die
Zuführzeitdauer
ist nicht auf 4,0 μsec
begrenzt, falls ein Meniskus stark zur Seite der Druckkammer gezogen
werden kann; beispielsweise kann die Zuführzeitdauer auf 5,0 μsec eingestellt
sein.
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In
der Ausführungsform
werden, bevor das erste Ausstoßelement
P3 zugeführt
wird, das erste Ladeelement P1 und das erste Halteelement P2 (das heißt die vorläufigen Kontrahierelemente)
zugeführt, um
die Druckkammer 16 von dem Referenzvolumen zu dem Minimalvolumen
zu kontrahieren, bevor ein Meniskus stark eingezogen wird (vorläufiger Kontrahierschritt).
Dabei kann das Maß der
Volumenänderung
der Druckkammer 16, wenn ein Meniskus eingezogen wird,
erhöht werden,
und der Meniskus kann stark zur Seite der Druckkammer eingezogen
werden.
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Gemäß dem ersten
Ladeelement P1 und dem ersten Halteelement P2, wird die Antriebsspannung
des ersten Ausstoßelements
P3 von dem höchsten
Potential VH auf das niedrigste Potential VL eingestellt, das heißt wird
auf die Antriebsspannung Vh des Antriebssignals eingestellt; die
Antriebsspannung des ersten Ausstoßelements P3 wird soweit wie möglich auf
einen großen
Wert eingestellt.
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Das
zweite Halteelement P4 ist ein Element zum Halten des niedrigsten
Potentials VL des Abschlusspotentials des ersten Ausstoßelements
P3 über
eine vorbestimmte Zeitdauer, in anderen Worten ist ein Element zum
Verbinden des Abschlusses des ersten Ausstoßelements P3 und des Anfangsendes des
zweiten Ladeelements P5 auf demselben Potential. Das zweite Halteelement
P4 definiert das Zuführstarttiming
des zweiten Ladeelements P5, das nach dem zweiten Halteelement P4
zugeführt
wird. In der Ausführungsform
ist die Zuführzeitdauer
des zweiten Halteelements auf 2,0 μsec eingestellt.
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Das
zweite Ladeelement P5 ist ein erstes Kontrahierelement zum Anheben
des Potentials von dem niedrigsten Potential VL auf ein zweites
Haltepotential VM1 mit einer steilen Gradiente θ3. Wenn das zweite Ladeelement
P5 zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt wird,
wird die Druckkammer 16 kontrahiert und das Innere hiervon
wird mit Druck beaufschlagt (erster Kontrahierschritt). Am Abschlussende
des zweiten Ladeelements P5 ist ein Meniskus in der Nähe einer Öffnungsgrenze
der Düsenöffnung 14 positioniert,
und die Mitte des Meniskus ist zu der Tintentropfenausstoßrichtung
von dem Grenzabschnitt hiervon geschwellt, wie in 9A gezeigt.
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Das
zweite Ladeelement P5 ist ein Wellenformelement zum Schwellen der
Mitte des Meniskus und ist daher auf die Zuführzeitdauer (Ausführzeitdauer
des ersten Kontrahierschritts) und die Antriebsspannung derart eingestellt,
um zu ermöglichen,
die Mitte des Meniskus zu schwellen. In dieser Hinsicht ist bevorzugt
die Zuführzeitdauer
des zweiten Ladeelements P5 kleiner oder gleich eingestellt als
ein Viertel der Eigenschwingungsperiode Tc der Druckkammer 16;
in der Ausführungsform
ist die Zuführzeitdauer
auf 1,6 μsec
eingestellt. Die Antriebsspannung Vc1 des zweiten Ladeelements P5,
das heißt
die Potentialdifferenz zwischen dem niedrigsten Potential VL und
dem zweiten Haltepotential VM1 ist auf 50% der oben genannten Spannung
Vh eingestellt.
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Die
Antriebsspannung Vc1 kann somit niedrig eingestellt werden, da die
Zuführzeitdauer
des ersten Ausstoßelements
P3 kleiner oder gleich eingestellt ist als die Hälfte der Eigenschwingungsperiode
Tc zum starken Einziehen des Meniskus. Das heißt, Tinte in der Druckkammer
wird unter Einsatz der Reaktion des Einziehens, welche die Zufuhr
des ersten Ausstoßelements
P3 begleitet, mit Druck beaufschlagt, somit kann der erforderliche
Druck bereitgestellt werden, der die Antriebsspannung Vc1 niedrig
eingestellt ist. Dies kann die mechanischen und elektrischen Lasten
auf den piezoelektrischen Vibrator vermindern und trägt ebenso
zu einem stabilen Ausstoß eines
Tintentropfens und zu einer Verlängerung
der Lebensdauer des piezoelektrischen Vibrators bei.
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Der
Wert des zweiten Haltepotentials VM1, in anderen Worten der Antriebsspannung
Vc1 des zweiten Ladeelements P5 ist angemessen in Antwort auf das
erste Ausstoßelement
P3 eingestellt. Im Hinblick auf ein Abstimmen des Abschlusspotentials
des ersten Ausstoßelements
P3 auf das Anfangsendpotential des dritten Ladeelements P9 (wird
später
beschrieben) ist bevorzugt die Antriebsspannung Vc1 auf 60% oder
weniger der Antriebsspannung Vh in dem Antriebssignal COM eingestellt
und ist besonders bevorzugt auf 50% oder weniger der Antriebsspannung
Vh eingestellt.
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Um
die oben genannte Reaktion des Einziehens effizient zu nutzen, wird
das Zuführstarttiming des
zweiten Ladeelements P5 wichtig. Das heißt, bevorzugt wird die Zufuhr
des zweiten Ladeelements P5 zu einem Zeitpunkt gestartet, an welchem
der durch das erste Ausstoßelement
P3 eingezogene Meniskus sich in einer Ausstoßrichtung des Tintentropfens
bewegt.
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In
gleicher Weise, um die Reaktion des Einziehens effizient zu nutzen,
ist bevorzugt die Zuführzeitdauer
des zweiten Halteelements P4 derart eingestellt, dass die Summe
der Zuführzeitdauer
des zweiten Halteelements P4 und derjenigen des ersten Ausstoßelements
P3 in ein Bereich von 1/4 Tc bis 3/4 Tc fällt. In der Ausführungsform
ist die Zuführdauer des
zweiten Halteelements P4 auf 2,0 μsec
wie oben erwähnt
eingestellt, und daher wird die Summe der Zuführzeitdauer des zweiten Halteelements
P4 und derjenigen des Ausstoßelements
P3 6,0 μsec,
was innerhalb des Bereichs von 1/4 Tc (2,5 μsec) bis 3/4 Tc (7,5 μsec) ist.
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Das
dritte Halteelement P6 hält
das zweite Haltepotential VM1 des Abschlusspotentials des zweiten
Ladeelements P5 für
eine vorbestimmte Zeitdauer. In anderen Worten verbindet es den
Abschluss des zweiten Ladeelements P5 und das Anfangsende des zweiten
Ausstoßelements
P7 auf demselben Potential.
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Das
dritte Halteelement P6 ist ein Druckbeaufschlagungselement zum Definieren
des Zuführstarttimings
des zweiten Ausstoßelements
P7, das nach dem dritten Halteelement P6 zugeführt wird. Im Hinblick auf ein
stabiles Ausstoßen
eines kleinen Tintentropfens, ist bevorzugt die Zuführzeitdauer
des dritten Halteelements P6 (die Haltezeitdauer des kontrahierten
Zustands) kleiner oder gleich als ein Viertel der Eigenschwingungsperiode
Tc der Druckkammer 16 eingestellt. Genauer gesagt ist die
Zuführzeitdauer
bevorzugt 3,0 μsec
oder weniger und besonders bevorzugt 1,0 μsec oder weniger. Kurz gesagt
ist die Zuführzeitdauer
bevorzugt auf einen Wert soweit wie möglich nahe Null eingestellt.
Ferner ist in der Ausführungsform
die Zuführzeitdauer
des dritten Halteelements P6 auf 0,8 μsec eingestellt.
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Das
zweite Ausstoßelement
P7 ist ein Expandierelement zum Absenken des Potentials von dem
zweiten Haltepotential VM1 zu dem niedrigsten Potential VL mit einer
steilen Gradiente θ4.
Wenn das zweite Ausstoßelement
P7 zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt wird,
wird die Druckkammer 16 expandiert und das Innere hiervon
wird dekomprimiert (zweiter Expandierschritt). Das zweite Abschlusselement
P7 wird zu einem Zeitpunkt zugeführt,
bei welchem die Mitte des Meniskus schwellt und das Bilden der Spitze
eines Tintentropfens begonnen wird, wie in 9A gezeigt.
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Wenn
das zweite Ausstoßelement
P7 hinzugeführt
wird, wird die Druckkammer 16 expandiert, und wenn die
Druckkammer 16 expandiert wird, wird der Grenzabschnitte
des Meniskus zur Seite der Druckkammer 16 eingezogen. Wenn
andererseits die Druckkammer 16 expandiert wird, wird die
Mitte des Meniskus nicht eingezogen. Dementsprechend wird eine Tintensäule, die
sich wie eine Säule
erstreckt, in der Mitte des Meniskus an dem Endzeitpunkt des Zuführens des
zweiten Ausstoßelements
P7 gebildet, wie in 9B gezeigt.
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Es
wird angenommen, dass dieses Phänomen
beobachtet wird, da der Meniskus hochgradige Vibration verursacht,
wenn das steile zweite Ausstoßelement
P7 zugeführt
wird. Das heißt,
es wird davon ausgegangen, dass ein Vibrationsmodus (Vibrationsmodus
dritter Ordnung) zum starken Verändern
der Bewegungsgeschwindigkeit des Grenzabschnitts des Meniskus in
einer entgegen gesetzten Richtung zu der Tintentropfenausstoßrichtung
angeregt wird, ohne die Bewegungsgeschwindigkeit der Mitte des Meniskus
stark zu verändern,
wenn das zweite Ausstoßelement
P7 zugeführt
wird.
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Um
einen solchen Vibrationsmodus anzuregen, sind die Zuführzeitdauer
(Ausführzeitdauer
des zweiten Expandierschritts) und die Antriebsspannung des zweiten
Ausstoßelements
P7 wichtig. Bevorzugt ist die Zuführzeitdauer klein oder gleich
eingestellt als ein Viertel der Eigenschwingungsperiode Tc der Druckkammer 16;
in der Ausführungsform
ist sie auf 1,0 μsec
eingestellt. Die Antriebsspannung ist auf 50% der Antriebsspannung
Vh in dem Antriebssignal eingestellt. Das heißt, die Antriebsspannung des zweiten
Ausstoßelements
P7 ist ebenso auf die Antriebsspannung Vc1 eingestellt, wie diejenige
des zweiten Ladeelements P5.
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Um
die Menge eines Tintentropfens zu vermindern, sind bevorzugt die
Antriebsspannung und die Zuführzeitdauer
des zweiten Ausstoßelements P7
derart bestimmt, dass die Ausdehnungsgeschwindigkeit der Druckkammer 16 bei
Zufuhr des zweiten Ausstoßelements
P7 höher
wird als die Rotationsgeschwindigkeit der Druckkammer 16 bei
Zufuhr des zweiten Ladeelements P5.
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Das
Timing zum Starten der Zufuhr des zweiten Ausstoßelements P7 ist wichtig im
Hinblick auf ein Vermindern der Menge eines Tintentropfens. Falls
die Zufuhr des zweiten Ausstoßelements
P7 zwischen dem Moment, in welchem die Mitte des Meniskus schwellt,
und dem Moment, in welchem die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit
an dem Wurzelabschnitt der Tintensäule annähernd Null wird, begonnen wird,
wird davon ausgegangen, dass der Vorteil des Verminderns der Menge
eines Tintentropfens bereitgestellt werden kann.
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Da
die Antriebsspannung Vc1 des zweiten Ladeelements P5 relativ niedrig
eingestellt werden kann, wie oben erwähnt, falls die Antriebsspannung des
zweiten Ladeelements P7 niedrig eingestellt wird, kann das Abschlusspotential
des zweiten Ausstoßelements
P7 auf das Abschlusspotential des ersten Ausstoßelements P3 abgestimmt werden.
Dementsprechend kann das Anfangsendpotential des dritten Ausstoßelements
P9, das nach dem zweiten Ausstoßelement
P7 zugeführt
wird, niedrig eingestellt werden, und falls die Antriebsspannung
des dritten Ladeelements P9 groß eingestellt
ist, kann die Antriebsspannung Vh des Antriebssignals auf einen geeigneten
Spannungswert eingestellt werden.
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In
dieser Hinsicht ist bevorzugt die Antriebsspannung des zweiten Ausstoßelements
P7 kleiner oder gleich eingestellt als Antriebsspannung des zweiten
Ladeelements P5, und besonders bevorzugt ist erstere auf dieselbe
Spannung wie oder etwas niedriger als die letztere eingestellt.
Falls beispielsweise die Antriebsspannung Vc1 des zweiten Ladeelements
P5 auf 60% der Antriebsspannung Vh eingestellt ist, fällt die
Antriebsspannung des zweiten Ausstoßelements P7 bevorzugt in einem
Bereich von 50% bis 60% der Antriebsspannung Vh. Falls die Antriebsspannung
Vc1 auf 50% der Antriebsspannung Vh eingestellt ist, fällt bevorzugt
die Antriebsspannung des zweiten Ausstoßelements P7 in einem Bereich
von 40% bis 50% der Antriebsspannung Vh. In anderen Worten ist bevorzugt
die Antriebsspannung des zweiten Ausstoßelements P7 derart eingestellt, dass
das Abschlusspotential des zweiten Ausstoßelements P7 in den Bereich
von 10% der Antriebsspannung Vh von dem Abschlusspotential des ersten Ausstoßelements
P3 zu der Seite des mittleren Potentials VM gesetzt ist.
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Wenn
das erste Ausstoßelement
P3, das zweite Ladeelement P5, und das zweite Ausstoßelement
P7, die oben beschrieben worden sind, zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt werden,
kann die Tintenmenge der oben genannten Tintensäule extrem vermindert werden,
und dementsprechend kann die Menge eines ausgestoßenen Tintentropfens vermindert
werden.
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Das
vierte Halteelement P8 ist ein Element zum Halten des niedrigsten
Potentials VL des Abschlusspotentials des zweiten Ausstoßelements
P7 über
eine vorbestimmte Zeitdauer, und die Zuführzeitdauer des vierten Halteelements
P8 ist beispielsweise auf 1,2 μsec
eingestellt. Das vierte Halteelement P8 definiert das Zuführstarttiming
des dritten Ladeelements P9, das nach dem vierten Halteelement P8
zugeführt
wird.
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Das
dritte Ladeelement P9 ist ein zweites Kontrahierelement zum Anheben
des Potentials von dem niedrigsten Potential VL zu dem dritten Haltepotential
VH1 mit einer Gradiente θ5.
Wenn das dritte Ladeelement zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt wird,
wird die Druckkammer 16 relativ stark kontrahiert (zweiter
Kontrahierschritt). Wenn die Druckkammer 16 kontrahiert
wird, wird die Tinte mit Druck beaufschlagt, ein Meniskus bewegt
sich in der Tintentropfenausstoßrichtung
und eine in der Mitte des Meniskus gebildete Tintensäule wird
in der Tintenausstoßrichtung
herausgeschoben.
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Das
heißt,
zur Zeit des Beendens des Zuführens
des dritten Entladungselements P9 wird, wie in 9C,
der Meniskus in die Nähe
der Öffnungsgrenze
der Düsenöffnung 14 herausgeschoben,
und in diesem Zustand wird die Tintensäule abgerissen und in einen
Haupttintentropfen und einen Satellitentintentropfen, der mit dem
Haupttintentropfen verknüpft ist,
getrennt, und der Haupttintentropfen und der Satellitentintentropfen
werden ausgestoßen.
Das heißt, der
Satellitentintentropfen wird derart ausgestoßen, um dem der Haupttintentropfen
zu folgen.
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Falls
in diesem Falle die Tintenmenge des Kleinpunktes etwa 4 pL beträgt, wird
die Menge des Haupttintentropfens etwa 2 pL, und die Menge des Satellitentintentropfens
wird ebenso etwa 2 pL. Die Strahlgeschwindigkeit des Satellitentintentropfens wird
auf 4,5 bis 6,0 m/s angehoben, da die Herausschiebekraft auf die
Tintensäule
wirkt. Wenn die Strahlgeschwindigkeit des Satellitentintentropfens erhöht wird,
kann die Landungszeitdifferenz zwischen dem Haupttintentropfen und
dem Satellitentintentropfen vermindert werden. Dementsprechend kann
eine Verschlechterung der Druckqualität, die durch die Landezeitdifferenz
zwischen dem Haupttintentropfen und dem Satellitentintentropfen
verursacht wird, unterdrückt
werden, und die Bildqualität kann
verbessert werden.
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Da
die Strahlgeschwindigkeit des Satellitentintentropfens erhöht wird,
kann der abgelenkte Flug des Satellitentintentropfens, wenn Pigmenttinte
ausgestoßen
wird, ebenso unterdrückt
werden. Dementsprechend kann die Druckqualität ebenso bei Pigmenttinte verbessert
werden, die allgemein dahingehend betrachtet wird, dass sie eine
geringe Stabilität der
Strahlrichtung besitzt.
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Da
ferner der Meniskus in die Nähe
der Öffnungsgrenze
der Düsenöffnung 14 herausgeschoben
wird, kann die Tintenmenge des Satellitentintentropfens ebenso noch
weiter vermindert werden. Es wird davon ausgegangen, dass die Wirkung
infolge der Oberflächenspannung
der Tinte erzeugt wird. Das heißt,
es wird davon ausgegangen, dass wenn die Tintensäule bei herausgeschobenem Meniskus abgerissen
wird, mehr Tinte zur Seite des Meniskus genommen werden kann.
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Falls
die Tintenmenge des Satellitentintentropfens vermindert werden kann,
vermindert sich ebenso die Tintentropfenmenge, das heißt die Gesamtmenge
des Haupttintentropfens und des Satellitentintentropfens vermindert
sich ebenso, und der Punktdurchmesser kann klein ausgeführt werden, was
zu einer hohen Bildqualität
beiträgt.
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Falls
das dritte Ladeelement P9 nicht verwendet wird, ist der Meniskus
in der Tiefe (auf der Seite der Druckkammer 16) der Düsenöffnung 14 zu dem
Zeitpunkt positioniert, zu welchem die Tintensäule abgerissen wird, wie durch
die gestrichelte Linie in 9C gezeigt.
In diesem Falle beträgt
die Strahlgeschwindigkeit des Satellitentintentropfens etwa 3 bis
4 m/s. Da die Tintensäule
in einem langen Ausdehnungszustand abgerissen wird, strahlen der Haupttintentropfen
und der Satellitentintentropfen voneinander weg. Somit besteht die
Wahrscheinlichkeit, dass die Landeposition des der Haupttintentropfens
stark von derjenigen des Satellitentintentropfens versetzt sein
kann.
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Übrigens
sind in der Ausführungsform
das erste Ausstoßelement
P3, das zweite Ladeelement P5 und das zweite Ausstoßelement
P7 wie oben erwähnt
eingestellt, so dass das Abschlusspotential des zweiten Ausstoßelements
P7, das heißt
das Anfangsendpotential des dritten Ladeelements P9, auf das Abschlusspotential
des ersten Ausstoßelements P3
abgestimmte werden kann. Genauer gesagt kann das Anfangsendpotential
des dritten Ladeelements P9 auf das niedrigste Potential VL eingestellt
werden. Falls dementsprechend die Antriebsspannung Vc2 des dritten
Ladeelements P9 groß eingestellt
ist, kann das Abschlusspotential des dritten Ladeelements P9 kleiner
oder gleich als ein vorbestimmtes Potential gesetzt werden, und
kann beispielsweise niedriger als das höchste Potential VH gemacht
werden.
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Die
Zuführzeitdauer
(Ausführzeitdauer
des zweiten Kontrahierschritts) und die Antriebsspannung Vc2 (Potentialdifferenz
zwischen dem niedrigsten Potential VL des Anfangsendpotentials und
den dritten Haltepotential VH1 des Abschlusspotentials) des dritten
Ladungselements P9 besitzen eine Wirkung auf die oben genannte Ausführkraft
der Tintensäule.
Das heißt,
falls die Zuführzeitdauer
kurz eingestellt ist und die Antriebsspannung Vc2 groß eingestellt
ist, wird die Druckkammer 16 in einer kurzen Zeit stark
kontrahiert, so dass die Ausschubkraft der Tintensäule relativ
groß wird.
Falls im Gegensatz hierzu die Zuführzeitdauer lang eingestellt
ist und die Antriebsspannung Vc2 klein eingestellt ist, wird die Druckkammer 16 in
einer kurzen Zeit stark kontrahiert, so dass die Ausschubkraft der
Tintensäule
relativ gering wird.
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Um
die Tintensäule
effizient zu schieben, ist bevorzugt die Zuführzeitdauer des dritten Ladeelements
P9 kleiner oder gleich als ein Drittel der Eigenschwingungsperiode
Tc der Druckkammer 16 eingestellt. In der Ausführungsform
ist, basierend auf dem Konzept, die Zuführzeitdauer des dritten Ladeelements
P9 auf 1,6 μsec
eingestellt.
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Die
Antriebsspannung Vc2 des dritten Ladeelements P9 kann geeignet in
einem Bereich eingestellt werden, in welchem die Strahlgeschwindigkeit des
Satellitentintentropfens erhöht
ist. Beispielsweise kann die Antriebsspannung Vc2 auf 40% oder 90%
der Antriebsspannung Vh eingestellt sein; bevorzugt beträgt sie 75%
oder mehr der Antriebsspannung Vh. In der Ausführungsform ist die Antriebsspannung
Vc2 auf 75% der Antriebsspannung Vh eingestellt. Falls die Antriebsspannung
Vc2 in einem solchen Maße
groß eingestellt
ist, kann die Tintensäule
in der Tintentropfenausstoßrichtung
durch eine relativ große
Kraft ausgeschoben werden, wenn das dritte Ladeelement p9 zugeführt wird.
Im Hinblick auf ein nicht übermäßig hohes
Einstellen der Antriebsspannung Vh, ist bevorzugt das Abschlusspotential des
dritten Ladeelements P9 derart eingestellt, um nicht das Anfangsendpotential
des ersten Ausstoßelements
P3 zu überschreiten.
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Im
Hinblick auf das Herausschieben der Tintensäule, ist das Anfangstiming
des Zuführens
des dritten Ladeelements P9 ebenso wichtig, da wenn das Kontrahieren
der Druckkammer 16 zu einem falschen Zeitpunkt vorgenommen
wird, beispielsweise das Verhalten der Tinte gestört wird,
und es wird schwierig, die gewünschte
Ausstoßcharakteristik
bereitzustellen. Im Hinblick auf diesem Gesichtspunkt ist bevorzugt
das Zeitintervall zwischen dem Zuführbeginnzeitpunkt des zweiten
Ladeelements P5 und demjenigen des dritten Ladeelements P9, das
heißt das
Zeitintervall zwischen dem Anfangsende des zweiten Ladeelements
P5 und demjenigen des dritten Ladeelements P9, innerhalb des Bereichs
eines Viertels bis drei Viertel der Eigenschwingungsperiode Tc eingestellt.
In der Ausführungsform
ist das Zeitintervall auf 4,6 μsec
eingestellt.
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Das
fünfte
Halteelement P10 ist ein Element zum Halten des dritten Haltepotentials
VH1 des Abschlusspotentials des dritten Ladeelements P9 über eine
vorbestimmte Zeitdauer, in anderen Worten ein Element zum Verbinden
des Abschlusses des dritten Ladeelements P9 und des Anfangsendes
des dritten Ausstoßelements
P11 auf dem dritten Haltepotential VH1. Das fünfte Halteelement P10 ist ein
Dämpfungshalteelement
zum Definieren des Zuführstarttimings
des dritten Ausstoßelements
P11, das nach dem fünften
Halteelement P10 zugeführt
wird, und die Zuführzeitdauer
des fünften
Halteelements P10 ist auf 1,8 μsec
eingestellt. Wenn das fünfte
Halteelement P10 zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt wird,
wird der Betrieb des Kontrahierens der Druckkammer 16 durch
das dritte Ladeelement P9 gestoppt.
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Das
dritte Ausstoßelement
P11 senkt das Potential von dem dritten Haltepotential VH1 zu dem mittleren
Potential VM mit einer Gradiente θ6 ab. Wenn das dritte Ausstoßelement
P11 zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt wird,
wird die Druckkammer 16 auf das Referenzvolumen expandiert.
Das Anfangstiming des Expandierens der Druckkammer 16 ist
basierend auf der Zuführzeitdauer
des fünften
Halteelements P10 definiert, und ist auf ein Timing eingestellt,
zu welchem eine relativ große
Vibration eines Meniskus gerade nach dem Ausschluss eines Tintentropfens
aufgehoben werden kann. Das heißt,
die Druckkammer 16 wird zu dem Zeitpunkt expandiert, zu
welchem eine Vibration mit entgegengesetzter Phase zur Bewegung
des Meniskus bereitgestellt werden kann. Daher dient das auf solche
Weise wirkende, dritte Ausstoßelement
P11 als ein Dämpfungselement.
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Das
Zuführstarttiming
des dritten Ausstoßelements
P11 ist durch die seit dem Zuführstarttiming des
zweiten Ladeelements P5 verstrichene Zeit definiert. Das heißt, bevorzugt
ist das Zeitintervall zwischen dem Anfangsende des zweiten Ladeelements P5
und demjenigen des dritten Ausstoßelements P11 kleiner oder
gleich als die Eigenschwingungsperiode Tc der Druckkammer 16 eingestellt.
In der Ausführungsform
ist das Zeitintervall auf 8,0 μsec
eingestellt, da die Zuführzeitdauer
des fünften
Halteelements P10 auf 1,8 μsec
eingestellt ist.
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Die
Zuführzeitdauer
des dritten Ausstoßelements
P11 definiert die Ausdehnungsgeschwindigkeit der Druckkammer 16 und
ist daher im Hinblick auf eine effiziente Dämpfungsvibration des Meniskus,
nachdem ein Tintentropfen ausgestoßen ist, wichtig. Bevorzugt
ist die Zuführzeitdauer
des dritten Ausstoßelements
P11 klein oder gleich als eine Hälfte
der Eigenschwingungsperiode Tc der Druckkammer 16 eingestellt.
In der Ausführungsform
ist die Zuführzeitdauer
des dritten Ausstoßelements
P11 auf 1,6 μsec
derart eingestellt, um die Bedingung zu erfüllen.
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Wie
oben beschrieben, falls der Kleinpunktantriebsimpuls DP1 zu dem
piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt wird, wird das Innere der
Druckkammer 16 schnell durch das erste Ausstoßelement
P3 dekomprimiert, und der Meniskus wird stark zur Seite der Druckkammer
eingezogen. Nach Beendigung des Dekomprimierens der Druckkammer 16 wird
die Druckkammer 16 etwas durch das zweite Ladeelement P5
mit Druck beaufschlagt. Nach Abschluss der Druckbeaufschlagung der
Druckkammer 16, wird die Druckkammer 16 erneut
durch das zweite Ausstoßelement
P7 dekomprimiert. Nach Abschluss der erneuten Dekomprimierung der
Druckkammer 16, wird die Druckkammer 16 durch
dritte Ladeelement P9 mit Druck beaufschlagt.
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In
dieser Betriebsfolge wird, wenn das erste Ausstoßelement P3 und das zweite
Ladeelement P5 zugeführt
wird, ein Vorsprung in der Mitte des Meniskus gebildet, und eine Einzugkraft
zur Seite der Druckkammer 16 wird hervorgerufen, wenn das
zweite Ausstoßelement
P7 zugeführt
wird, wodurch der Grenzabschnitt des Meniskus zu der Druckkammer 16 gezogen
wird. Dies ermöglicht
es, eine extrem geringe Menge eines Tintentropfens auszustoßen. Ferner
wird die erzeugte Tintensäule
in der Tintenausstoßrichtung
durch Druckbeaufschlagen der Druckkammer 16 herausgeschoben,
wenn das dritte Ladeelement P9 zugeführt wird. Dementsprechend wird der
Wurzelabschnitt der Tintensäule
(der Abschnitt auf der Seite des Meniskus) in der Tintenausstoßrichtung
gezwängt,
und wenn somit die Tintensäule
abgerissen wird und in einen Haupttintentropfen und in einen Satellitentintentropfen
aufgeteilt wird, kann die Strahlgeschwindigkeit des Satellitentintentropfens erhöht werden.
Dementsprechend kann die Landeposition des Haupttintentropfens auf
diejenige des Satellitentintentropfens abgestimmt werden, und die Bildqualität kann verbessert
werden.
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Als
nächstes
wird ein Verfahren zum Auswählen
jedes Impulssignals und zum Aufzeichnen in mehreren Abstufungsabschnitten
kurz diskutiert.
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Der
Decoder 45 erzeugt 10-Bit-Impulsauswahldaten entsprechend
den Aufzeichnungsdaten (Abstufungsinformation). Die Bits der Impulsauswahldaten
entsprechen den Impulssignalen und den Verbindungselementen. Das
heißt,
das signifikanteste Bit der Impulsauswahldaten entspricht dem ersten Impulssignal
PS11 zum Zeitpunkt T1, das am zwei meisten signifikante Bit entspricht
dem zweiten Impulssignal PS12 zum Zeitpunkt T2, und das am dritt meisten
signifikante Bit entspricht dem ersten Verbindungselement CP1 zum
Zeitpunkt TS1. Gleichermaßen
entsprechen die Impulsauswahldatenbits des am viert meisten signifikanten
Bit bis zum am wenigsten signifikanten Bits (siebtes Impulssignal
PS17 zum Zeitpunkt T7) den Impulssignalen und den Verbindungselementen.
Der Decoder 45 stellt Daten „0" in den Bits entsprechend den Verbindungselementen CP1
bis CP3 ein.
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Falls
das signifikanteste Bit der Impulsauswahldaten „1" ist, gibt der Rangierer 48 einen
Verbindungszustand von dem ersten Timingsignal, das an dem Anfangsende
der Zeit T1 entsprechend einem LAT-Signal erzeugt wird, zu dem zweiten
Timingsignal, das an dem Anfangsende der Zeit T2 entsprechend dem
ersten CH-Signal erzeugt wird, ein. Dementsprechend wird das erste
Impulssignal PS11 aus dem Antriebssignal COM ausgewählt und
wird zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt. Gleichermaßen gibt,
falls das am zweit meisten signifikante Bit „1" ist, der Rangierer 48 einen
Verbindungszustand von dem zweiten Timingsignal zu dem dritten Timingsignal,
das an dem Anfangsende der Zeit TS1 entsprechend dem zweiten CH-Signal erzeugt wird,
ein. Dementsprechend wird das zweite Impulssignal PS12 aus dem Antriebssignal
ausgewählt
und wird zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt.
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Der
Decoder 45 erzeugt Impulsauswahldaten (0100000100) durch Übersetzen
von Aufzeichnungsdaten für
einen kleinen Punkt (Abstufungsinformation 01), wie in 7 gezeigt.
Gleichermaßen
erzeugt der Decoder 45 Impulsauswahldaten (0101000000)
durch Übersetzen
der Aufzeichnungsdaten für
einen mittelgroßen
Punkt (Abstufungsinformation 10) und erzeugt Impulsauswahldaten (0000100001)
durch Übersetzen
der Aufzeichnungsdaten für
einen großen
Punkt (Abstufungsinformation 11).
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Dementsprechend
werden basierend auf den Aufzeichnungsdaten des kleinen Punkts das zweite
Impulssignal PS12 und das sechste Impulssignal PS16 zu dem entsprechenden
piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt. Dies bedeutet, dass der Kleinpunktantriebsimpuls
DP1 zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt wird.
Basierend auf den Aufzeichnungsdaten des mittelgroßen Punktes,
wird nur das dritte Impulssignal PS13 zu dem entsprechenden piezoelektrischen
Vibrator 15 zugeführt. Dies
bedeutet, dass der Mittelpunktantriebsimpuls DP2 zu dem piezoelektrischen
Vibrator 15 zugeführt wird.
Gleichermaßen
werden basierend auf den Aufzeichnungsdaten des großen Punktes
das vierte Impulssignal PS14 und das siebte Impulssignal PS17 zu
dem entsprechenden piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt. Dies
bedeutet, dass der Großpunktantriebsimpuls
P3 zu dem piezoelektrischen Vibrator 15 zugeführt wird.
Das heißt,
der Impulszuführer
führt selektiv
ein Impulssignal zu dem piezoelektrischen Vibrator in Antwort auf
die Menge eines Tintentropfens, der durch die Düsenöffnung ausgestoßen wird, zu.
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Die
Ausführungsform
ist beispielhaft und nicht beschränkend, da der Schutzbereich
der Erfindung durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist, und alle Veränderungen,
die in die Anforderungen und Grenzen der Ansprüche fallen, oder Äquivalente hiervon,
sollen daher durch die Ansprüche
umfasst sein. Beispielsweise kann die Strahlgeschwindigkeit eines
Satellitentintentropfens ebenso im gewissen Maße in einem modifizierten Beispiel
eines Kleinpunktantriebsimpuls erhöht werden, wie in 10 gezeigt.
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Ein
Kleinpunktantriebsimpuls DP1' in
dem modifizierten Beispiel unterscheidet sich von dem oben beschriebenen
Kleinpunktantriebsimpuls DP1 in dem dritten Ladeelement P9, dem
fünften
Halteelement P10 und dem dritten Ausstoßelement P11, und sie sind
identisch in den anderen Wellenformelementen. Wellenformelemente,
die identisch zu den zuvor unter Bezugnahme auf 8 beschriebenen sind,
sind mit denselben Symbolen in 10 bezeichnet.
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In
dem Kleinpunktantriebsimpuls DP1' hebt ein
drittes Ladelement P9' das
Potential von dem niedrigsten Potential VL des Anfangsendpotentials zu
dem mittleren Potential VM des Abschlusspotentials mit einer Gradiente θ5' zum Kontrahieren
der Druckkammer 16 von dem durch das niedrigste Potential
VL definierten Volumen auf das durch das mittlere Potential VM definierte
Referenzvolumen an. Somit werden das fünfte Halteelement P10 und das
dritte Ausstoßelement
P11 in dem oben beschrieben Kleinpunktantriebsimpuls DP1 von dem
Antriebsimpuls DP1' beseitigt.
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In
dem Kleinpunktantriebsimpuls DP1' wirkt das
dritte Ladeelement P9' ebenso
derart, um eine Tintensäule
in der Tintenausstoßrichtung
herauszuschieben. Daher kann die Strahlgeschwindigkeit eines in
Verknüpfung
mit den Strahlen eines kleinen Tintentropfens als Haupttintentropfen
ausgestoßenen
Satellitentintentropfen in gewissem Maße erhöht werden, wenn das dritte
Ladeelement P9' zugeführt wird.
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Übrigens
wurde in den obigen Ausführungsformen
der Drucker 1 mit dem Aufzeichnungskopf 2, der
die piezoelektrischen Vibratoren im Auslenkungsvibrationsmodus aufweist,
beispielhaft beschrieben, jedoch kann die Erfindung ebenso auf einen
Drucker 1 mit einem Aufzeichnungskopf 2 angewendet
werden, der piezoelektrische Vibratoren in sogenannten Vertikalvibrationsmodus
aufweist. Jeder piezoelektrische Vibrator expandiert in dem Vertikalvibrationsmodus
die entsprechende Druckkammer 16 als eine auf dem Laden
basierte Verformung und kontrahiert die entsprechende Druckkammer 16 als
eine auf dem Ausstoßen
basierte Verformung. Ein Aufzeichnungskopf kann verwendet werden,
bei welchem das Volumen jeder Druckkammer 16 durch einen
Magnetostriktor anstelle des piezoelektrischen Vibrators zum Fallenlassen
des Auftretens einer Druckfluktuation in der Tinte verändert wird.
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Ferner
kann die Erfindung nicht nur auf den Drucker 1, sondern
auch auf Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen wie einen Plotter
und ein Faxgerät
angewendet werden. Sie kann ebenso auf eine Strahlvorrichtung zum
Ausstrahlen einer Flüssigkeit von
Klebstoff, Maniküre
etc. durch jede Düsenöffnung und
auf eine Herstellungsvorrichtung zum Kolorieren eines optischen
Filters angewendet werden.