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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zum Ausstoßen eines
Tintentropfens von einer Düsenöffnung durch Bewirken
einer Druckfluktuation in einer Druckkammer zum Aufzeichnen eines
Bildes und auf ein Verfahren zum Antreiben des Gerätes.
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Ein
bidirektionales Drucken, das in der Lage ist ein Pixel mit Punktgrößen aufzuzeichnen,
ist aus der
EP 0 988
979 A1 bekannt, wo die Wellenform des Antriebssignals während einer
Hauptabtastung, die mit einem Pixel verbunden ist, geformt ist in
unterschiedlichen Formen gemäß unterschiedlichen
Werten eines Drucksignals, das die Formation von Punkten repräsentiert.
Ein piezoelektrisches Element ist an einer Position angeordnet,
die in Kontakt kommt mit einer Tintenleitung zum Leiten der Tinte
zu einer Düse.
Die Anwendung einer Spannung zwischen Elektroden an beiden Enden
des piezoelektrischen Elements für
eine vorbestimmte Zeitperiode bewirkt, dass das piezoelektrische
Element sich ausdehnt für eine
vorbestimmte Zeitperiode und eine Seitenwand der Tintenleitung deformiert.
Das Volumen der Tintenleitung wird reduziert mit einer Ausdehnung
des piezoelektrischen Elements, und ein bestimmter Betrag von Tinte,
der dem reduzierten Volumen entspricht, wird als Tintenpartikel
von den Enden der Düse
versprüht.
In den Vorwärtsdurchlaufpulsen
einer identischen Wellenform werden Pulse eines originalen Antriebssignals
erzeugt, wobei in den Rückwärtsdurchlaufpulsen
der identischen Wellenformpulse eines originalen Antriebsignals
erzeugt werden, wobei die Positionen der entsprechenden Bits in einem
Maskensignal invertiert werden, so dass diese umgekehrt sind zu
diesen in dem Vorwärtsdurchlauf.
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In
einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, so wie einem Tintenstrahldrucker
oder Plotter, wird ein Tintentropfen ausgestoßen von einer Düsenöffnung eines
Aufzeichnungskopfes, wodurch ein Bild oder ein Buchstabe auf Aufzeichnungspapier
aufgezeichnet wird. Im genaueren wird der Aufzeichnungskopf in einer
Hauptabtastungsrichtung bewegt, und das Aufzeichnungspapier wird
in eine Unterabtastungsrichtung bewegt. Der Tintentropfen wird ausgestoßen durch
Betreiben eines druckerzeugenden Elements (z. B. ein piezoelektrischer
Vibrator), der bereitgestellt wird in Verbindung mit der Düsenöffnung,
Fluktuationen in einer Druckkammer bewirkt, die mit der Düsenöffnung-verbunden
ist.
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In
diesem bezüglichen
Aufzeichnungsgerät wird
Abstufungsaufzeichnung durchgeführt
mit mehreren Arten von Punkten, die unterschiedliche Größen aufweisen,
um dadurch eine Bildqualität
zu verbessern. Aus diesem Grund wurde ein Aufzeichnungsgerät vorgeschlagen
zum Ändern
der Größe eines
Punktes gemäß der Anzahl
von ausstoßenden Pulse,
die an das druckerzeugende Element anzuwenden sind. In dem Aufzeichnungsgerät ist ein
Antriebssignal, in dem eine Vielzahl von Ausstoßpulsen, die dieselbe Form
zum Ausstoßen
eines Tintentropfens aufweisen, in Serie angeordnet erzeugt, und mindestens
einer der Pulssignale wird selektiv dem druckerzeugenden Element
von dem Antriebssignal bereitgestellt.
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Beispielsweise
enthält
ein Antriebssignal drei Ausstoßpulse,
die erzeugt werden bei konstanten Intervallen innerhalb einer Einheitsaufzeichnungsperiode.
In einem Fall, wo ein großer
Punkt zu bilden ist, werden alle drei Ausstoßpulse in das druckerzeugende
Element eingespeist. In dem Fall, wo ein mittlerer Punkt zu bilden
ist, werden zwei Ausstoßpulse
in das druckerzeugende Element eingespeist. In einem Fall, wo ein
kleiner Punkt zu bilden ist, wird ein Ausstoßpuls in das druckerzeugende Element
eingespeist. Folglich wird das Aufzeichnen ausgeführt mit
vier Abstufungen von „großer Punkt", „mittlerer
Punkt", „kleiner
Punkt" und „keine
Aufzeichnung".
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In
dem entsprechenden Aufzeichnungsgerät wird folglich die Druckfluktuation
auf die Tinte in der Druckkammer erzeugt, so dass diese einen Tintentropfen
ausstößt. Folglich
ist es wichtig, dass Bedingungen zum Ausstoßen jedes Tintentropfens übereinstimmten
miteinander, um ein hochqualitatives Bild aufzeichnen, das aus Tintentropfen
besteht, die identische Größen aufweisen.
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Es
wird ein Fall berücksichtigt,
wo ein Ausstoßpuls
erzeugt wird in einem Zyklus von 50 Mirkosekunden, und drei Ausstoßpulse sind
in einer Einheitsaufzeichnungsperiode enthalten. In diesem Fall, wenn
ein großer
Punkt aufzuzeichnen ist, werden alle drei Ausstoßpulse in der Aufzeichnungsperiode
ausgewählt.
Wenn ein mittlerer Punkt aufzuzeichnen ist, werden zwei Ausstoßpulse,
z. B. ein erster Ausstoßpuls
und ein dritter Ausstoßpuls
ausgewählt.
Darüber hinaus,
wenn ein kleiner Punkt aufzuzeichnen ist, wird ein Ausstoßpuls, z.
B. ein zweiter Ausstoßpuls ausgewählt.
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In
einem Fall, wo der große
Puls sukzessiv aufzuzeichnen ist, werden alle Ausstoßpulse,
die in dem Zyklus von 50 Mirkosekunden erzeugt werden, ausgewählt und
in das druckerzeugende Element eingespeist. Deshalb wird ein Intervall,
in dem der Ausstoßpuls
eingespeist wird, konstant bei 50 Mikrosekunden. Wenn der kleine
Punkt hintereinander aufzuzeichnen ist, wird entsprechend ein spezifischer Ausstoßpuls ausgewählt, der
in das druckerzeugende Element eingespeist wird. Aus diesem Grund
wird das Intervall, bei dem der Ausstoßpuls eingespeist wird, konstant
bei 150 Mirkosekunden. Bezug nehmend auf den großen Punkt und auf den kleinen Punkt
kann folglich der Betrag des Tintentropfens gleich sein auch während des
sukzessiven Aufzeichnungsbetriebs.
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In
einem Fall, wo ein mittlerer Punkt sukzessiv aufzuzeichnen ist,
werden jedoch zwei der drei Ausstoßpulse, die bei konstanten
Intervallen in einer Einheitsaufzeichnungsperiode erzeugt werden,
ausgewählt.
Aus diesem Grund ist das Intervall, bei dem der Ausstoßpuls eingespeist
wird, nicht konstant mit einer Variation von 50 Mikrosekunden, 100
Mikrosekunden, 50 Mikrosekunden, 100 Mikrosekunden, ... und umgekehrt.
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Aufgrund
einer solchen Variation im Einspeisungsintervall wird der Tintentropfen
instabil ausgestoßen.
Beispielsweise tritt Flugablenkung des Tintentropfens auf, oder
der, Betrag des Tintentropfens variiert. Es wird angenommen, dass
eine solche Situation auftritt, da die Druckfluktuation in der Druckkammer
instabil wird mit Variation im Einspeisungsintervall. Wenn der Tintentropfen
instabil ausgestoßen wird,
gibt des dahingehend einen Nachteil, dass ein Bild unebene Abstufungen
aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wurde durchgeführt
mit Berücksichtigung
solcher Umstände
und hat ein Ziel des Bereitstellens eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, das
in der Lage ist, den Nachteil zu vermeiden, unebene Abstufungen
in dem aufgezeichneten Bild zu vermeiden, und zum Bereitstellen
eines Verfahrens zum Antreiben des Geräts.
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Um
das obere Ziel zu erreichen ist gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
gemäß Anspruch
1 bereitgestellt.
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In
dieser Konfiguration kann der Zustand des Meniskus der Tinte zu
einer Zeit, wenn jeder Ausstoßpuls
beginnt, eingespeist zu werden, gleich gemacht werden, so dass die
Ausstoßbedingungen
des Tintentropfens fixiert sind. Dadurch können Variationen im Ausstoßbetrag,
der Fluggeschwindigkeit und der Flugrichtung des Tintentropfens
verhindert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich zu verhindern, dass ein
aufgezeichnetes Bild uneben wird, wodurch die Qualität des aufgezeichneten
Bildes verbessert wird.
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Vorzugsweise
sind drei primär
Ausstoßpulse und
ein Hilfsausstoßpuls
in jedem Antriebssignal enthalten. Hier wählt der Pulsbereitsteller die
drei primären
Ausstoßpulse
von dem Antriebssignal aus, wenn ein Punkt, der eine erste Größe aufweist,
aufgezeichnet wird. Der Pulsbereitsteller wählt einen der primären Ausstoßpulse und
den Hilfsausstoßpuls
von dem Antriebssignal aus, wenn ein Punkt, der eine zweite Größe aufweist,
die kleiner ist als die erste Größe, aufgezeichnet
wird.
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Hier
ist es vorzuziehen, dass der Pulsbereitsteller einen der Primärausstoßpulse auswählt, der sekundär erzeugt
wird, wenn ein Punkt, der eine dritte Größe aufweist, die kleiner ist
als die zweite Größe, aufgezeichnet
wird. Wenn die zweite Größe des Punkts
aufgezeichnet wird, ist der ausgewählte Primärausstoßpuls ein Primärausstoßpuls, der
auf der entgegengesetzten Seite des zweiten erzeugten Mehrausstoßpulses
mit Bezug auf den Hilfsausstoßpuls
liegt.
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Des
weiteren ist es vorzuziehen, dass eine Zeit kommt, die die Hälfte der
Einheitsaufzeichnungsperiode ist, während ein Primärausstoßpuls, der
sekundär
auftritt, erzeugt wird.
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Vorzugsweise
enthält
das Antriebssignal einen Vibrationspuls, der selektiv an das druckerzeugende
Element angewendet wird durch den Pulsbereitsteller zum Vibrieren
des Meniskus der Tinte in der Düsenöffnung zu
einem solchen Ausmaß,
dass kein Tintentropfen daraus ausgestoßen wird. Hier wird der Vibrationspuls
erzeugt zwischen mindestens einem Paar der benachbarten Primärausstoßpulse, bei
denen kein Hilfsausstoßpuls
erzeugt wird.
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Vorzugsweise
ist das druckerzeugende Element ein piezoelektrischer Vibrator,
der das Volumen der Druckkammer variiert.
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Alternativ
ist es vorzuziehen, dass die druckerzeugende Kammer ein Heizelement
ist, das das Volumen einer Luftblase, die in Tinte erzeugt wird,
die in der Druckkammer gespeichert ist, mit Hitze variiert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auch ein Verfahren zum Antreiben des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß Anspruch
8 bereitgestellt.
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Vorzugsweise
sind drei Primärausstoßpulse und
ein Hilfsausstoßpuls
in jedem Antriebssignal enthalten, so dass ein erstes Abstufungsniveau,
das realisiert ist durch einen Punkt, der eine erste Größe aufweist,
eine zweites Abstufungsniveau, das realisiert ist durch einen Punkt,
der eine zweite Größe aufweist,
die kleiner ist als die erste Größe und ein drittes
Abstufungsniveau, das realisiert wird durch einen Punkt, der eine
dritte Größe aufweist,
die kleiner ist als die zweite Größe, auf zeichenbar werden.
Hier werden die drei Primärausstoßpulse ausgewählt aus dem
Antriebssignal, wenn das erste Abstufungsniveau aufgezeichnet wird.
Einer der Primärausstoßpulse und
der Hilfsausstoßpuls
werden ausgewählt aus
dem Antriebssignal, wenn das zweite Abstufungsniveau aufgezeichnet
wird. Einer der Primärausstoßpulse wird
von dem Antriebssignal ausgewählt,
wenn das dritte Abstufungsniveau aufgezeichnet wird.
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Hier
ist es vorzuziehen, dass der ausgewählte Primärausstoßpuls ein Primärausstoßpuls ist,
der sekundär
erzeugt wird, wenn das dritte Abstufungsniveau aufgezeichnet wird.
Es ist auch vorzuziehen, dass der ausgewählte Primärausstoßpuls ein Primärausstoßpuls ist,
der auf der entgegengesetzten Seite des sekundär erzeugten Primärausstoßpulses
mit Bezug auf den Hilfsausstoßpuls
ist, wenn das zweite Abstufungsniveau aufgezeichnet wird.
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Vorzugsweise
wird die Druckfluktuation erzeugt durch Variieren eines Volumens
der Druckkammer durch Verwenden eines piezoelektrischen Vibrators
als das druckerzeugende Element.
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Alternativ
ist es vorzuziehen, dass die Druckfluktuation erzeugt wird durch
Variieren eines Volumens einer Luftblase, die in der Tinte erzeugt
wird, die in der Druckkammer gespeichert ist, mit Hitze, die erzeugt
wird durch ein Heizelement, das bereitgestellt ist als das druckerzeugende
Element.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
oberen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer
durch detailliertes Beschreiben der exemplarischen Ausführungsformen mit
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile
durch die unterschiedlichen Ansichten bezeichnen, und wobei:
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1 ist
ein Diagramm, das die Gesamtstruktur des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts darstellt;
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2 ist
eine Ansicht, die eine mechanische Struktur des Aufzeichnungskopfes
darstellt;
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3 ist
ein Schaltkreisdiagramm, das den Hauptteil des Aufzeichnungskopftreibers
zeigt;
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4 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Antriebssignal gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Antriebssignal und
dem Abstufungsniveau darstellt;
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6 ist
ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen jedem Antriebspuls
des Antriebssignals und einer Übertragungszeitsteuerung
der Abstufungsdaten zeigt;
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7 ist
ein Zeitdiagramm, das ausgewählte Muster
von Antriebspulsen in einer Einheitsaufzeichnungsperiode zeigt;
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8 ist
ein Antriebssignal, das ausgewählte
Muster der Antriebspulse in benachbarten Einheitsaufzeichnungsperioden
zeigt;
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9A ist
ein Diagramm, das eine Veränderung
in einem Zustand des Meniskus der Tinte zeigt, wenn ein Tintentropfen
ausgestoßen
wird;
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9B ist
ein Diagramm, das einen Zustand des Meniskus in der Nähe einer
Düsenöffnung zeigt;
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10 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Antriebssignal gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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11 ist
ein Zeitdiagramm, das ausgewählte
Muster von Antriebspulsen gemäß der zweiten Ausführungsform
zeigt; und
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12 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Antriebssignal gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform
zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Ausführungsformen
der Erfindung werden unten beschrieben mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. 1 ist
ein Blockdiagramm, das einen Tintenstrahldrucker zeigt (der im folgenden
als ein Drucker bezeichnet wird), der bereitgestellt ist als ein
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät.
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Der
dargestellte Tintenstrahldrucker wird gebildet durch eine Drucker-Steuereinheit 1 und
einen Druckantrieb 2. Die Drucker-Steuereinheit 1 umfasst eine
Schnittstelle 3 (die im folgenden als eine externe I/F 3 bezeichnet
wird) zum Empfangen von Druckdaten von einem Hostcomputer, der nicht
dargestellt ist, einem RAM 4 zum Speichern verschiedener
Daten, einem ROM 5 zum Speichern einer Routine zum Bearbeiten
verschiedener Daten, eine Steuereinheit 6 beinhaltend eine
CPU, einen Oszillator 7 zum Erzeugen eines Taktsignals
(CK), einen Antriebssignalerzeuger 9 zum Erzeugen eines
Antriebssignals (COM), das einem Aufzeichnungskopf 8 zuzuführen ist,
und einer Schnittstelle 10 (die im folgenden bezeichnet
wird als eine interne I/F 10) zum Übertragen von Punktmusterdaten
und des Antriebssignals zum Druckantrieb 2.
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Die
externe I/F 3 empfängt
von dem Hostcomputer Druckdaten beinhaltend einer oder mehrerer
Daten eines Zeichencodes, einer Graphikfunktion und Bilddaten. Darüber hinaus
gibt die externe I/F 3 ein Aktivitätssignal (BUSY) oder ein Bestätigungssignal
(ACK) zum Hostcomputer aus.
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Der
RAM 4 wird verwendet als ein Empfangspuffer, ein Zwischenpuffer,
ein Ausgangspuffer und ein Arbeitsspeicher (nicht dargestellt).
Der Empfangspuffer speichert temporär die Druckdaten, die empfangen
werden durch die externe I/F 3 von dem Hostcomputer. Der
Zwischenpuffer speichert einen Zwischencode. Im Ausgangspuffer wird
der Zwischencode konvertiert in Abstufungsdaten für jeden Punkt,
d. h. Punktmusterdaten. Der ROM 5 speichert verschiedene
Steuerroutinen, die durch die Steuereinheit 6 auszuführen sind,
Fondsdaten und Graphikfunktionen und verschiedene Prozeduren.
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Die
Steuereinheit 6 liest die Druckdaten in dem Empfangspuffer
und konvertiert die selben Daten in einen Zwischencode und speichert
den Zwischencode in dem Zwischenpuffer. Darüber hinaus analysiert die Steuereinheit 6 den
Zwischencode, der von dem Zwischenspeicher ausgelesen wurde, und konvertiert
den Zwischencode in die Abstufungsdaten für jeden Punkt durch sich auf
die Fondsdaten und die Graphikfunktion im ROM 5 beziehen.
Die Abstufungsdaten (SI) werden beispielsweise gebildet durch 2-Bitdaten.
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Die
Abstufungsdaten repräsentieren
vier Abstufungen. Im genaueren, wie in 5 gezeigt,
sind Abstufungsdaten (00) eine Abstufung, die als ein Abstufungsniveau
1 bezeichnet werden, die korrespondieren mit „nicht aufzeichnen", wo ein Punkt nicht
aufgezeichnet wird. Abstufungsdaten, (01) sind eine Abstufung, die
als Abstufungsniveau 2 bezeichnet wird, in der ein kleiner Punkt
aufgezeichnet wird. Abstufungsdaten (10) sind eine Abstufung, die
als ein Abstufungsniveau 3 bezeichnet wird, in dem ein mittlerer
Punkt aufgezeichnet wird.
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Abstufungsdaten
(11) sind eine Abstufung, die als ein Abstufungsniveau 4 bezeichnet
wird, in dem ein großer
Punkt aufgezeichnet wird.
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Das
Abstufungsniveau 4 wir auch bezeichnet als ein erstes Abstufungsniveau
in der Erfindung, das Abstufungsniveau 3 wird auch als ein zweites
Abstufungsniveau in der Erfindung bezeichnet, und das Abstufungsniveau
2 wird auch als ein drittes Abstufungsniveau in der Erfindung bezeichnet.
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Die
Abstufungsdaten, die durch die Steuereinheit 6 konvertiert
werden, werden in dem Ausgangspuffer gespeichert, und Abstufungsdaten,
die einer Linie des Aufzeichnungskopfes 8 entsprechen, werden
erhalten und dann seriell Übertragen
zum Aufzeichnungskopf 8 über die interne I/F 10.
Wenn die Abstufungsdaten für
eine Linie von dem Ausgangspuffer ausgegeben werden, werden die
Inhalte von dem Zwischenpuffer gelöscht und Konversion für den nächsten Zwischencode
wird ausgeführt.
Darüber
hinaus bildet die Steuereinheit 6 einen Teil eines Zeitgebersignalerzeugers
und speist ein Klinkensignal (LAT) und ein Kanalsignal (CH) in den
Aufzeichnungskopf 8 über
die interne I/F 10. Das Klinkensignal und das Kanalsignal
definieren eine Zuführungsstartzeit
von Pulssignalen (ein erster Puls PS1 bis zu einem vierten Puls
PS4), die das Antriebssignal (COM) bilden.
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Der
Antriebssignalerzeuger 9 erzeugt eine Serie von Antriebssignalen,
wobei jedes eine Vielzahl von Ausstoßpulsen zum Ausstoßen eines
vorbestimmten Betrages von Tintentropfen von einer Düsenöffnung 10 des
Aufzeichnungskopfes 8 beinhaltet und gebildet ist durch
Primärausstoßpulse,
die in jedem Zyklus t erzeugt werden, und einem Hilfsausstoßpuls, der
nach 1/2 t (0.5 t) erzeugt wird, nachdem der Primärausstoßpuls erzeugt
wurde.
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Ein
Antriebssignal gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung, das in 4 dargestellt ist, beinhaltet
drei Primärausstoßpulse (einen
ersten Puls PS1, einen dritten Puls PS3 und einen vierten Puls PS4)
und einen Hilfsausstoßpuls
(einen zweiten Puls PS2) in einer Einheitsaufzeichnungsperiode t. Der
Antriebssignalerzeuger 9 erzeugt repetitiv das Antriebssignal
in jeder Einheitsaufzeichnungsperiode t. Das Antriebssignal wird
detaillierter unten beschrieben.
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Der
Druckantrieb 2 beinhaltet den Aufzeichnungskopf 8,
einen Beförderungsmechanismus 12 und
einen Papiereinspeisungsmechanismus 13.
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Der
Beförderungsmechanismus 12 beinhaltet
einen Schlitten, auf dem der Aufzeichnungskopf 8 befestigt
ist, und einen Pulsgenerator zum Bewirken, dass der Schlitten durch
einen Zahnriemen angetrieben wird, und dient zum Bewegen des Aufzeichnungskopfes 8 in
der Hauptabtastungsrichtung. Der Papiereinspeisungsmechanismus 8 enthält einen Papiereinspeisungsmotor
und eine Papiereinspeisungsrolle, und speist sequentiell Aufzeichnungspapier
(Aufzeichnungsmedium) ein, damit dieses in der Unterabtastungsrichtung
befördert
wird.
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Als
nächstes
wird der Aufzeichnungskopf 8 detailliert beschrieben. Der
in 2 dargestellte Aufzeichnungskopf wird schematisch
gebildet durch eine Strömungskanaleinheit 20 und
eine Aktuatoreinheit 21.
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Die
Strömungskanaleinheit 20 besteht
aus einem Zufuhranschluss bildenden Substrat 24, das bereitgestellt
ist mit einer Durchgangsbohrung, so dass dieses ein Tintenzufuhranschluss 22 ist,
und einer Durchgangsbohrung, so dass diese eine erste Düsenverbindungsbohrung 23 ist,
ein Reservoir bildendes Substrat 27, das bereitgestellt
ist mit einer Durchgangsbohrung, das ein allgemeines Tintenreservoir 25 ist,
und einer Durchgangsbohrung, die eine zweite Düsenverbindungsbohrung 26 ist,
und einer Düsenplatte 28,
die bereitgestellt ist, mit einer Vielzahl von (z. B. 64) Düsenöffnungen 11,
die in der Unterabtastrichtung angeordnet sind. Die Düsenplatte 28 ist
bereitgestellt auf einer Vorderflächenseite (die untere Seite
in 2) des Reservoir bildenden Substrates 27,
und das Zufuhranschluss bildende Substrat 24 ist bereitgestellt
auf einer Rückflächenseite
(die obere Seite in 2), und eine Verbindungsschicht
liegt zwischen dem Reservoir bildenden Substrat 27 und
der Düsenplatte 28,
und zwischen dem Reservoir bildenden Substrat 27 und dem Zufuhranschluss
bildenden Substrat 24, so dass das Zufuhranschluss bildende
Substrat 24, das Reservoir bildende Substrat 27 und
die Düsenplatte 28 integral miteinander
bereitgestellt werden.
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Die
Aktuatoreinheit 21 besteht aus einem ersten Abdeckungsbauteil 31,
das als eine elastische Platte dient, einem Druckkammer bildenden
Substrat 33, das bereitgestellt ist mit einer Durchgangsbohrung,
das eine Druckkammer 32 bildet, einem zweiten Abdeckungsbauteil 35,
das bereitgestellt ist mit einer Durchgangsbohrung zum Bilden einer
Zufuhrseitenverbindungsbohrung 34, und einer Durchgangsbohrung
zum Bilden der ersten Düsenverbindungsbohrung 23,
und einem piezoelektrischen Vibrator 36, der eine Art des
druckerzeugenden Elements der Erfindung ist. Das Druckkammer bildende Substrat 33 weist
ein erstes Abdeckungsbauteil 31 auf, das bereitgestellt
ist auf der Rückseite,
und das zweite Abdeckungsbauteil 35, das bereitgestellt
ist auf der entsprechenden Vorderseite, und das erste Abdeckungsbauteil 31 und
das zweite Abdeckungsbauteil 35 liegen integral zwischen
das Druckkammer bildende Substrat 33.
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Der
piezoelektrische Vibrator 36 ist gebildet auf der Rückflächenseite
des ersten Abdeckungsbauteils 31. Der dargestellte piezoelektrische
Vibrator 36 ist in einen so genannten Biegevibrationsmodus
eingestellt. Der piezoelektrische Vibrator besteht aus einer gemeinsamen
Elektrode 37, die gebildet ist auf dem ersten Abdeckungsbauteil 31,
einer piezoelektrischen Schicht 38, die laminiert ist auf
der gemeinsamen Elektrode 37, und einer Antriebselektrode 39,
die gebildet ist auf der piezoelektrischen Schicht 38.
Eine Vielzahl von piezoelektrischen Vibratoren 38 und Druckkammern 32 sind
in Verbindung miteinander gebildet.
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In
dem Aufzeichnungskopf 8, der eine solche Struktur aufweist,
ist ein kontinuierlicher Tintenströmungskanal, der durch die Druckkammer 32 von dem
gemeinsamen Tintenreservoir 25 durchgeht und die Düsenöffnung 11 erreicht,
gebildet für
jede Düsenöffnung 11.
Wenn der piezoelektrische Vibrator 36 geladen oder entladen
ist, kontrahiert oder expandiert die verbundene Druckkammer 32,
so dass eine Druckfluktuation in der Druckkammer 32 auftritt. Durch
Steuern eines Tintendruckes in der Druckkammer 32 kann
ein Tintentropfen aus der Düsenöffnung 11 ausgestoßen werden.
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Wenn
der piezoelektrische Vibrator 36 geladen ist, kontrahiert
dieser in einer Richtung orthogonal zu einem daran angelegten elektrischen
Feld, so dass das erste Abdeckungsbauteil 31 deformiert
wird und die Druckkammer 32 sich kontrahiert mit der Deformierung
des ersten Abdeckungsbauteils 31. Wenn andererseits der
geladene piezoelektrische Vibrator 36 entladen wird, dehnt
sich dieser in einer Richtung orthogonal zu dem elektrischen Feld
aus, so dass das erste Abdeckungsbauteil 31 in einer Rückkehrrichtung
deformiert wird, wodurch die Druckkammer 32 expandiert.
Wenn die in einen stationären
Zustand gesetzte Druckkammer 32 dazu gebracht wird, einmal
zu expandieren und dann sich rapide zu kontrahieren, wird der Tintendruck
in der Druckkammer 32 plötzlich erhöht, so dass der Tintentropfen
aus der Düsenöffnung 11 ausgestoßen wird.
Wenn darüber hinaus
die Druckkammer 32 dazu gebracht wird zu expandieren und
zu kontrahieren, so dass der Tintentropfen nicht ausgestoßen wird,
vibriert der Meniskus der Tinte leicht. Da Tinte in der Nähe dem Düsenöffnung 11 durch
die leichte Vibration des Meniskus durchgemischt wird, kann die
Tinte davor bewahrt werden, in demselben Abschnitt/Teil angedickt
zu sein.
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Als
nächstes
wird die elektrische Struktur des Aufzeichnungskopfes 8 mit
Bezug auf 1 und 3 beschrieben.
In 3 sind die Steuerlogik 46 und ein Niveauverschieber 47,
die in 1 gezeigt sind, weggelassen.
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Der
Aufzeichnungskopf 8 beinhaltet ein Schieberegister, das
einen ersten Schieberegisterabschnitt 41 und einen zweiten
Schieberegisterabschnitt 42 aufweist, einen Verriegler,
der einen ersten Verriegelabschnitt 43 und einen zweiten
Verriegelabschnitt 44 beinhaltet, einen Decoder 45,
die Steuerlogik 46, den Niveauverschieber 47,
einen Schalter 48 und den piezoelektrischen Vibrator 36.
Die mehreren Schieberegisterabschnitte 41 und 42,
die Verriegelungsabschnitte 43 und 44, Decoder 45,
Schalter 48 und piezoelektrische Vibratoren 36 sind
in Verbindung mit jeder Düsenöffnung 11 des
Aufzeichnungskopfes 8 bereitgestellt. Wie beispielsweise
in 3 gezeigt, sind erste Schieberegisterelemente 41A bis 41N,
zweite Schieberegisterelemente 42A bis 42N, erste
Verriegelungselemente 43A bis 43N, zweite Verriegelungselemente 44A und 44N,
Decoderelemente 45A bis 45N, Schaltelemente 48A bis 48N und piezoelektrische
Vibratoren 36A bis 36N bereitgestellt.
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Der
Aufzeichnungskopf 8 stößt Tintentropfen aus
basierend auf den Abstufungsdaten (SI), die von der Druckersteuereinheit 1 übertragen
werden. Im genaueren werden die Abstufungsdaten, die von der Druckersteuereinheit 1 übertragen
werden, seriell übertragen
von der internen I/F 10 zu dem ersten Schieberegisterabschnitt 41 und
dem zweiten Schieberegisterabschnitt 42 synchron mit dem
Taktsignal (CK), das von dem Oszillator 7 gesendet wird.
Die von der Druckersteuereinheit 1 übertragenen Abstufungsdaten
sind 2-Bit Daten (10) oder (01) wie oben beschrieben, und werden
für jeden
Punkt eingestellt, d. h., für
jede Düsenöffnung 11.
Niedrige Bitdaten niedriger Ordnung (Bit 0) auf allen Düsenöffnungen 11 werden
in erste Schieberegisterelemente 41A bis 41N eingegeben,
und Bitdaten hoher Ordnung (Bit 1) auf allen Düsenöffnungen 11 werden
in die zweiten Schieberegisterelemente 42A bis 42N eingegeben.
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Der
erste Verriegelungsabschnitt 43 ist elektrisch mit dem
ersten Verschieberegisterabschnitt 41 verbunden, und der
zweite Verriegelungsabschnitt 44 ist mit dem zweiten Verschieberegisterabschnitt 42 elektrisch
verbunden. Wenn ein Verriegelungssignal (LAT) von der Druckersteuereinheit 1 zu
jedem der Verriegelungsabschnitte 43 und 44 eingegeben
wird, verriegelt der erste Verriegelungsabschnitt 43 die
Bitdaten niedriger Ordnung der Abstufungsdaten, und der zweite Verriegelungsabschnitt 44 verriegelt
das Bit der höheren
Ordnung der Abstufungsdaten. Im genaueren werden die Abstufungsdaten,
die in jedes der Schieberegisterelemente 41A bis 41N und 42A bis 42N eingegeben
werden, mit den entsprechenden Verriegelungselementen 43A bis 43N und 44A bis 44N verriegelt.
Ein Satz des ersten Schieberegisterabschnitts 41 und des
ersten Verriegelungsabschnitts 43 und ein Satz des zweiten
Verschieberegisters 42 und zweiten Verriegelungsabschnitts 44, die
solche Operationen ausführen,
bilden entsprechende Speicher und Speichern temporär die Abstufungsdaten,
die nicht in den Decoder 45 eingegeben wurden.
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Die
Abstufungsdaten, die in jeden der Verriegelungsabschnitte 43 und 44 verriegelt
werden, werden in den Decoder 45 eingegeben, im genaueren
in die Decoderelemente 45A bis 45N. Der Decoder 45 übersetzt
die 2-Bit Abstufungsdaten und erzeugt 4-Bit Druckdaten. Der Decoder 45,
die Steuereinheit 6, die Schieberegisterabschnitte 41 und 42 und
die Verriegelungsabschnitte 43 und 44 dienen als
Aufzeichnungsdatenerzeuger zum Erzeugen von Aufzeichnungsdaten von
den Abstufungsdaten.
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Jedes
Bit der Druckdaten entspricht dem ersten Puls PS1 bis zum vierten
Puls PS4, die das Antriebssignal (CON) wie in 5 gezeigt
bilden, und dient als Auswahlinformation über jeden Puls. Darüber hinaus
ergibt der Decoder 45 ein Zeitgebersignal von der Steuerlogik 46 an.
Die Steuerlogik 46 dient als Zeitgebersignalerzeuger zusammen
mit der Steuereinheit 6 zum Erzeugen eines Zeitgebersignals
basierend auf einem Verriegelungssignal (LAT) und einem Kanalsignal
(CH).
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Die
4-Bit Aufzeichnungsdaten, die durch den Decoder 45 decodiert
werden, werden sequentiell in den Levelverschieber 47 von
der Hochordnungsbitseite in einer Zeitsteuerung, die durch das Zeitsteuerungssignal
definiert wird, eingegeben. Der Niveauverschieber 47 dient
als ein Spannungsverstärker und
gibt ein elektrisches verstärktes
Signal aus, das eine Spannung aufweist, die beispielsweise den Schalter 48 antreiben
kann, wobei die Spannung in etwa mehrere 10 Volt aufweist, wenn
die Druckdaten „1" sind.
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Die
Druckdaten von „1", die durch den Niveauverschieber 47 verstärkt wurden,
werden in den Schalter 48 eingespeist. Das Antriebssignal
(COM) wird von dem Antriebssignalerzeuger 9 zur Eingangsseite
des Schalters 48 gesendet, und der piezoelektrische Vibrator 36 wird
mit der Ausgangsseite des Schalters 48 verbunden. Die Druckdaten
steuern den Betrieb des Schalters 48. Beispielsweise wird das
Antriebssignal dem piezoelektrischen Vibrator 36 zugeführt, und
der piezoelektrische Vibrator 36 wird in Reaktion auf das
Antriebssignal für
eine Periode deformiert, in der die Druckdaten, die an den Schalter 48 anzulegen
sind, „1" sind. Andererseits
wird das elektrische Signal zum Betreiben des Schalters 48 nicht
aus dem Niveauverschieber 47 ausgegeben für die Periode,
in der die Druckdaten, die an den Schalter 48 anzulegen
sind, „0" sind. Aus diesem
Grund wird das Antriebssignal nicht dem piezoelektrischen Vibrator 36 zugeführt. Zusammengefasst
werden der erste Puls PS1 bis zum vierten Puls PS4, zu denen die
Druckdaten von „1" eingestellt sind,
selektiv dem piezoelektrischen Vibrator 36 zugeführt.
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Wie
aus der oberen Beschreibung klar wird, dienen in der Ausführungsform
die Steuereinheit 6, die Schieberegisterabschnitte 41 und 42,
die Verriegelungsabschnitte 43 und 44, der Decoder 45,
die Steuerlogik 46, der Niveauverschieber 47 und
der Schalter 46 als ein Pulsbereitsteller gemäß der Erfindung,
so dass der erste Puls PS1 bis zum vierten Puls PS4 Ausstoßpulse sind,
die selektiv von dem Antriebssignal zum piezoelektrischen Vibrator 36 zugeführt werden.
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Als
nächstes
wird eine Beschreibung des Antriebssignals (COM) und der Tintenentladungssteuerung
basierend auf dem Antriebssignal gegeben.
-
Als
allererstes wird das Antriebssignal beschrieben. Wie in 4 gezeigt,
ist das durch den Antriebssignalerzeuger 9 erzeugte Antriebssignal
so zusammengesetzt, dass dieses Primärausstoßpulse beinhaltet, die jeden
Zyklus t erzeugt werden (z. B. 50 Mikrosekunden), und einen Hilfsausstoßpuls, der
erzeugt wird, nachdem 1/2 t (z. B. 25 Mikrosekunden) vergangnen
sind, seitdem der Primärausstoßpuls erzeugt
wurde. Mit anderen Worten ist das Antriebssignal ein serielles Signal,
das die Primärausstoßpulse und
den Hilfsausstoßpuls
enthält,
die dieselbe Wellenform aufweisen, so dass der Primärausstoßpuls jeden
Zyklus t erzeugt wird, und der Hilfsausstoßpuls erzeugt wird, nachdem
1.5 t (z. B. 75 Mikrosekunden) vergangen sind, nachdem ein mitwirkender
Primärausstoßpuls erzeugt
wurde.
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Der
Antriebssignalerzeuger 9 gemäß der Erfindung erzeugt den
ersten Puls PS 1, den dritten Puls PS3 und den vierten Puls PS4
für jeden
Zyklus t als die Primärausstoßpulse.
Der dritte Puls PS3, der der zweite Primärausstoßpuls ist, wird zu einer Zeit erzeugt,
die fast die Hälfte
der Aufzeichnungsperiode T ist. Im genaueren wird der dritte Puls
PS 3, erzeugt, so dass ein Ausstoßelement P3 (siehe 5),
das unten beschrieben wird, bereitgestellt ist bei einer Zeit von
1/2T.
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Darüber hinaus
erzeugt der Antriebssignalerzeuger 9 den zweiten Puls PS2,
der der Hilfsausstoßpuls
ist, zu einer Zeit, die gerade die Mitte des ersten Pulses PS1 und
des dritten Pulses PS3 ist. Mit anderen Worten wird der zweite Puls
PS2 zu solch einer Zeit erzeugt, dass 1/2 t vergangen ist, seitdem
der erste Puls PS2, der der erste Primärausstoßpuls ist, erzeugt wurde.
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Alle
Pulse vom ersten Puls PS1 bis zum vierten Puls PS4 werden gebildet
durch Ausstoßpulse, die
dieselbe Wellenform aufweisen. Im genaueren, wie in 5 gezeigt, sind
der ersten Puls PS1 bis zum vierten Puls PS4 so gebildet, dass diese
ein expandierendes Element P1 zum Abfallen einer Spannung mit solch
einem konstanten Gradienten enthalten, dass der Tintentropfen nicht
ausgestoßen
wird von einer Zwischenspannung VM bis zu der niedrigsten Spannung
VL, ein Expansionshaltelement P2 zum Halten der niedrigsten Spannung
VL für
eine vorbestimmte Zeit, ein Ausstoßelement P3 zum Anheben der
Spannung mit einem Steilen Gradienten von der niedrigsten Spannung
VL zu der höchsten Spannung
VP, ein Kontraktionshalteelement P4 zum Halten der höchsten Spannung
VP für
eine vorbestimmte Zeit und ein Dämpfungselement
P5 zum Abfallen der Spannung von der höchsten Spannung VP zu der Zwischenspannung
VM.
-
Wenn
der erste Puls PS1 bis zum vierten Puls PS4 dem piezoelektrischen
Vibrator 36 bereitgestellt werden, wird eine vorbestimmte
Menge (z. B. 13 Pikoliter) an kleinen Tintentropfen von der Düsenöffnung 11 jedes
mal ausgestoßen,
wenn die Pulse PS1 bis PS4 zugeführt
werden. Folglich kann die Größe eines
aufzuzeichnenden Punktes variiert werden durch Verändern der
Anzahl der Ausstoßpulse, die
in einer Einheitsaufzeichnungsperiode T zugeführt werden.
-
Aus
diesem Grund kann der Pulsbereitsteller (die Steuereinheit 6,
die Schieberegisterabschnitte 41 und 42, die Verriegelungsabschnitte 43 und 44, der
Decoder 45, die Steuerungslogik 46, der Niveauverschieber 47 und
der Schalter 48 usw.) die Anzahl von ausgewählten Ausstoßpulsen
(der erste Puls PS1 bis zum vierten Puls PS4) variieren in einer
Einheitsaufzeichnungsperiode T, die von der Größe des aufzuzeichnenden Punktes
abhängt.
Mit anderen Worten kann der Pulsbereitsteller die Anzahl der ausgewählten Ausstoßpulse in
der Aufzeichnungsperiode T in Abhängigkeit von dem aufzuzeichnenden
Abstufungsniveau variieren.
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Wie
in 5 gezeigt, wird in der Ausführungsform der Ausstoßpuls nicht
dem piezoelektrischen Vibrator 36 in dem Fall des Abstufungsniveaus 1
(Abstufungsdaten 00) bereitgestellt. In dem Fall des Abstufungsniveaus
2 (Abstufungsdaten 01) wird ein Ausstoßpuls dem piezoelektrischen
Vibrator 36 in der Aufzeichnungsperiode bereitgestellt
zum Aufzeichnen eines kleinen Punktes. In dem Fall des Abstufungsniveaus
3 (Abstufungsdaten 10) werden zwei Ausstoßpulse dem piezoelektrischen
Vibrator 36 in der Aufzeichnungsperiode T zum Aufzeichnen
eines mittleren Punktes bereitgestellt. In dem Fall des Abstufungsniveaus
4 (Abstufungsdaten 11) werden drei Ausstoßpulse dem piezoelektrischen
Vibrator 36 in der Aufzeichnungsperiode T zum Aufzeichnen
eines großen
Pulses bereitgestellt.
-
Aus
diesem Grund erzeugt der Decoder 45 4-Bit Druckdaten (D1,
D2, D3, D4) durch Decodieren der Abstufungsdaten, und gibt Ausgangsdaten
auf jedes der Bits D1 bis D4, die die Aufzeichnungsdaten bilden
in Synchronisation mit einem Zeitsignal, das von der Steuerungslogik 46 gesendet
wurde.
-
Das
Bit D1, das die Aufzeichnungsdaten bildet, sind Daten entsprechend
des ersten Pulses PS1, und das Bit D2 sind Daten entsprechend des
zweiten Pulses PS2. Darüber
hinaus ist das Bit D3, das die Aufzeichnungsdaten bildet, Daten
entsprechend des dritten Pulses PS3, und das Bit D4 sind Daten entsprechend
des vierten Pulses PS4. Der Decoder 45 gibt die Daten auf
das Bit D1 zum Niveauverschieber 47 in der Zeitsteuerung
eines Verriegelungssignals, und gibt die Daten auf das Bit D2 zum
Niveauverschieber 47 in der Zeit des ersten Kanalsignals
CH1. Auf die gleiche Art und Weise gibt der Decoder 45 die Daten
auf das Bit D3 zum Niveauverschieber 47 in der Zeit des
zweiten Kanalsignals CH2, und gibt die Daten auf das Bit D4 zum
Niveauverschieber 47 in der Zeit eines dritten Kanalsignals
CH3.
-
In
diesem Fall, wenn sukzessive Aufzeichnungspunkte die selbe Größe aufweisen,
stellt der Pulsbereitsteller selektiv den Primärausstoßpuls und den Hilfsausstoßpuls dem
piezoelektrischen Vibrator 36 bereit, so dass das Intervall,
bei dem der Puls dem piezoelektrischen Vibrator 36 bereitzustellen
ist, konstant ist über
die angrenzende Einheitsaufzeichnungsperiode T. Mit anderen Worten
ist das Intervall, bei dem der Ausstoßpuls bereitzustellen ist,
so eingestellt, dass dieses konstant ist für jedes Abstufungsniveau.
-
In
dem Fall des Abstufungsniveaus 2 (Aufzeichnung kleiner Punkt) erzeugt
beispielsweise der Decoder 45 Aufzeichnungsdaten (0010)
durch Decodieren der Abstufungsdaten (01) und sequentielles Ausgeben
der Daten auf jedes der Bits D1 bis D4 synchron mit dem Zeitsteuerungssignal,
das von der Steuerungslogik 46 gesendet wurde. Wie in 7 gezeigt
wird folglich lediglich der dritte Puls PS3 (spezifischer Primärausstoßpuls) in
dem Antriebssignal dem piezoelektrischen Vibrator 36 selektiv
zugeführt. Daher
wird ein kleiner Tintentropfen entsprechend dem dritten Puls PS3
ausgestoßen,
und ein kleiner Punkt wird auf dem Aufzeichnungspapier aufgezeichnet.
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Zu
dieser Zeit, wie in 8 gezeigt, ist das Intervall,
bei dem der Ausstoßpuls
bereitzustellen ist, ein Zeitintervall von dem dritten Puls PS3
in einer vorherigen Einheitsaufzeichnungsperiode T bis zum dritten
Puls PS3 in einer folgenden Einheitsaufzeichnungsperiode T. Ein
Zeitintervall zwischen den dritten Puls PS3 in benachbarten Einheitsaufzeichnungsperioden
ist 3t, da der erste Puls PS1 in derselben Einheitsaufzeichnungsperiode
T und der vierte Puls P5 4 für
die vorherige Einheitsaufzeichnungsperiode T dazwischen bereitgestellt
sind, oder da der vierte Puls PS4 in derselben Einheitsaufzeichnungsperiode T
und der ersten Puls PS1 für
die folgende Einheitsaufzeichnungsperiode T dazwischen bereitgestellt sind.
-
In
diesem Fall wird folglich der Ausstoßpuls dem piezoelektrischen
Vibrator 36 jeden Zyklus 3t (z. B. 150 Mikrosekunden) zugeführt.
-
In
dem Fall des Abstufungsniveaus 3 (Aufzeichnung mittlerer Punkt)
erzeugt der Decoder 45 Aufzeichnungsdaten (0101) durch
Decodieren der Abstufungsdaten (10) und sequentielles Ausgeben der
Daten auf jedes der Bits D1 bis D4 synchron mit dem Zeitsteuerungssignal,
das von der Steuerungseinheit 46 gesendet wurde. Wie in 7 gezeigt, werden
folglich der zweite Puls PS2 und der vierte Puls PS4 in dem Antriebssignal
selektiv dem piezoelektrischen Vibrator 36 zugeführt. Daher
wird ein kleiner Tintentropfen entsprechend dem zweiten Puls PS2
und dem vierten Puls PS4 zweimal ausgestoßen, so dass ein mittlerer
Punkt auf dem Aufzeichnungspapier aufgezeichnet wird.
-
In
diesem Fall, wie in 8 gezeigt, ist ein Zeitintervall
von dem zweiten Puls PS2 bis zu dem vierten Puls PS4, die zu der
selben Einheitsaufzeichnungsperiode T gehören, 1,5t durch Addieren sowohl eines
Zeitintervalls von dem zweiten Puls PS2 zu dem dritten Puls PS3
von 0,5t und dem vorbestimmten Zyklus t von dem dritten Puls PS3
zu dem vierten Puls PS4. Gleichermaßen ist ein Zeitintervall von dem
vierten Puls P54, das zu einer vorherigen Einheitsaufzeichnungsperiode
T gehört,
bis zum zweiten Puls PS2, der zu einer folgenden Einheitsperiode
T gehört,
1,5t, da ein Zeitintervall von dem vierten Puls, der zu der vorherigen
Einheitsaufzeichnungsperiode T gehört, bis zur folgenden Einheitsaufzeichnungsperiode
T, der vorbestimmte Zyklus t, und ein Zeitintervall von dem ersten
Puls PS1 zu dem zweiten Puls PS2 ist 0,5t.
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Folglich
wird in diesem Fall der Ausstoßpuls dem
piezoelektrischen Vibrator 36 jeden Zyklus 1,5t (z. B.
75 Mirkosekunden) zugeführt.
-
Im
Fall des Abstufungsniveaus 4 (Aufzeichnung großer Punkt) erzeugt der Decoder 45 Aufzeichnungsdaten
(1011) durch Decodieren der Abstufungsdaten (11) und sequentielles
Ausgeben der Daten auf jedes der Bits D1 bis D4 synchron mit dem Zeitsteuerungssignal,
das von der Steuerungslogik 46 gesendet wird. Wie in 7 gezeigt,
werden folglich der erste Puls PS1, der dritte Puls PS3 und er vierte
Puls PS4 in dem Antriebssignal selektiv dem piezoelektrischen Vibrator 36 zugeführt. Daher
wird ein kleiner Tintentropfen entsprechend dem ersten Puls PS1,
dem dritten Puls PS3 und dem vierten Puls PS4 dreimal ausgestoßen, so
dass ein großer
Puls auf dem Aufzeichnungspapier aufgezeichnet wird.
-
Zu
dieser Zeit, wie in 8 gezeigt, werden all die Primärausstoßpulse,
die jeden vorbestimmten Zyklus t erzeugt werden, ausgewählt. Daher
ist ein Zeitintervall von einem Finalenausstoßpuls (der vierte Puls P54)
in einer vorherigen Einheitsaufzeichnungsperiode T bis zu einem
ersten Ausstoßpuls
(der erste Puls PS1) in einer folgenden Einheitsaufzeichnungsperiode
T auch der vorbestimmte Zyklus t.
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In
diesem Fall wird folglich der Ausstoßpuls dem piezoelektrischen
Vibrator jeden Zyklus t (z. B. 50 Mirkosekunden) zugeführt.
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In
dem Fall des Abstufungsniveaus 1 (keine Aufzeichnung) erzeugt der
Decoder 45 4-Bit Aufzeichnungsdaten (0000) durch Decodieren der Abstufungsdaten
(00) und sequentielles Ausgeben der Daten auf jedes der Bits D1
bis D4 synchron mit dem Zeitsteuerungssignal, das von der Steuerungslogik 46 gesendet
wird. In diesem Fall wird der Ausstoßpuls dem piezoelektrischen
Vibrator 36 nicht zugeführt.
Deshalb wird kein Punkt auf dem Aufzeichnungspapier aufgezeichnet.
-
Als
ein Ergebnis, dass das Intervall, bei dem der Ausstoßpuls bereitzustellen
ist, für
jede Abstufung konstant einzustellen ist, kann der Zustand eines
Meniskus zu einer Zeit, wenn der erste Puls PS1 bis zum vierten
Puls PS4 angefangen werden, zugeführt zu werden, z. B. eine Richtung
der Operation, eine Geschwindigkeit und eine Position des Meniskus
der Tinte gleich eingestellt werden.
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Das
vorangegangene wird beschrieben mit Bezug auf die 9A und 9B.
In 9A zeigt „0" den stationären Zustand
des Meniskus der Tinte an, d. h. einen Zustand, in dem der Meniskus
der Tinte stationär
ist auf der Öffnungsecke
der Düsenöffnung 11.
Darüber
hinaus zeigt „+" einen Zustand an, in
dem der Meniskus der Tinte nach außen ausgewölbt ist (die Aufzeichnungspapierseite)
von einer Düsenanordnungsseite,
wie in einer gestrichelten Linie in 9B gezeigt,
und der Meniskus ist stärker ausgewölbt mit
einer Erhöhung
in Richtung der „+"-Seite. Im Gegensatz
dazu zeigt „–" einen Zustand an,
in dem der Meniskus nach innen gewölbt ist (die Druckkammer 32 Seite)
von der Düsenanordnungsseite,
wie in einer Strichpunktlinie in 9B gezeigt, und
der Meniskus wird stärker
ausgewölbt
mit einer Erhöhung
in Richtung „–"-Seite.
-
In
dem Beispiel aus 9A wird der Meniskus in dem
stationären
Zustand zuerst leicht nach innen gewölbt mit einer Druckreduktion
der Druckkammer 32 über
die Zuführung
des Expansionselements P1 (Periode A). Danach wird der Meniskus
stark nach außen
ausgewölbt
mit einer rapiden Druckbeaufschlagung auf die Druckkammer 32 durch
die Zuführung
des Ausstoßelements
P3 (Periode B), und ein Tintentropfen wird zu einer Zeit, die durch
C angezeigt ist, ausgestoßen.
Mit der Entladung des Tintentropfens wird der Meniskus rapide nach
innen gewölbt
durch eine Reaktion von diesem (Periode D). Dann expandiert die
Druckkammer 32 durch die Zuführung des Dämpfungselements D5 zur Entlastung der
rapiden Bewegung des Meniskus (Periode E). Dann wird die Zuführung des
Ausstoßpulses
gestoppt, so dass der Meniskus frei vibriert mit einem natürlichen
Vibrationszyklus Tc der Tinte in der Druckkammer 32 (Periode
F). Daher wird ein folgender Ausstoßpuls für die Periode F bereitgestellt.
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In
einem Fall, wo der kleine Punkt sukzessiv aufzuzeichnen ist, wird
der dritte Puls PS3 dem piezoelektrischen Vibrator 36 jeden
Zyklus 3t bereitgestellt. Aus diesem Grund wird beispielsweise
eine Zeit, in der ein vorheriger Ausstoßpuls dem piezoelektrischen
Vibrator 36 bereitgestellt wird, und ein nachfolgender
Ausstoßpuls
dann bereitgestellt wird, konstant wie in I von 9A beispielsweise
zu sehen. Folglich kann der Zustand (z. B. die Position, die Bewegungsrichtung
und die Bewegungsgeschwindigkeit) des Meniskus der Tinte, wenn der
nachfolgende Ausstoßpuls
bereitgestellt wird, dem vorherigen angepasst werden.
-
Da
der Zustand des Meniskus der Tinte, d. h., der Zustand der Druckkammer 32 bei
jeder Tintenausstoßung
gleichgemacht werden kann, ist es möglich eine Variation der Menge,
der Fluggeschwindigkeit und der Richtung des Tintentropfens zu vermeiden,
wodurch die Bildaufzeichnungsqualität verbessert wird.
-
In
der Ausführungsform
wird der dritte Puls PS3 (der zweite Primärausstoßpuls) zum Aufzeichnen des
kleinen Punktes erzeugt in einer Zeit, die die Hälfte der Aufzeichnungsperiode
T ist. Daher ist das Zentrum des Aufschlags des kleinen Punktes
fast die Mitte einer Hauptabtastungsrichtung in einer Punktaufzeichnungsregion,
die eine Region ist, wo ein Tintentropfen, der einen Punkt bildet,
aufschlagen kann. Folglich kann die Abweichung einer Punktaufzeichnungsposition
verringert werden und die Bildaufzeichnungsqualität kann verbessert
werden.
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In
einem Fall, wo der mittlere Punkt sukzessiv aufzuzeichnen ist, werden
zweite Puls PS2 und der vierte Puls PS4 alternierend dem piezoelektrischen
Vibrator 36 jeden Zyklus 1,5t bereitgestellt. Aus diesem
Grund wird eine Zeit, in der ein vorheriger Ausstoßpuls dem
piezoelektrischen Vibrator 36 bereitgestellt wird, und
ein folgender Ausstoßpuls dann
bereitgestellt wird, wie beispielsweise durch H in 9A gezeigt
konstant. Folglich kann der Zustand des Meniskus, wenn der nachfolgende
Ausstoßpuls
bereitgestellt wird, dem vorherigen angepasst werden.
-
Wenn
also der mittlere Punkt aufgezeichnet wird, ist es folglich möglich, eine
Variation in der Fluggeschwindigkeit und in der Flugrichtung des
Tintentropfens zu vermeiden, wodurch die Bildaufzeichnungsqualität verbessert
wird.
-
Wenn
das Intervall variiert wird, bei dem der Ausstoßpuls bereitgestellt wird,
wie in den entsprechenden Beispielen gezeigt und oben diskutiert,
wird die Zeit, in der der Ausstoßpuls bereitgestellt wird, variiert
wie in G und I beispielsweise gezeigt. In diesem Fall ist der Zustand
des Meniskus, wenn der Ausstoßpuls
bereitgestellt wird, unterschiedlich von dem vorherigen. Daher kann
die Fluggeschwindigkeit und die Flugrichtung des Tintentropfens
nicht angepasst werden.
-
In
der Ausführungsform
werden der zweite Puls PS2 (der Hilfsausstoßpuls) und der vierte Puls PS4
(der dritte Primärausstoßpuls) ausgewählt als der
Ausstoßpuls
zum Aufzeichnen des mittleren Punktes. Der zweite Puls PS2 und der
vierte Puls PS4 werden erzeugt vor und nach dem dritten Puls PS3
(der zweite Primärausstoßpuls),
um ausgewählt zu
werden, wenn der kleine Punkt aufgezeichnet wird. Im genaueren wird
der zweite Puls PS2 erzeugt vor dem dritten Puls PS3, und der vierte
Puls PS4 wird erzeugt nach dem dritten Puls PS3.
-
Wenn
der mittlere Punkt aufgezeichnet wird durch ein Paar des zweiten
und vierten Pulses PS2 und PS4, die erzeugt werden vor und nach
dem dritten Puls PS3, um ausgewählt
zu werden, wenn der kleine Punkt aufzuzeichnen ist, treffen zwei
Tintentropfen, die den mittleren Punkt bilden, auf beiden Seiten
des Tintentropfens auf, der den kleinen Punkt in einem Fall bildet,
wo der kleine Punkt und der mittlere Punkt zu überlappen sind in derselben
Punktaufzeichnungsregion. Aus diesem Grund kann die Abweichung der
Punktaufzeichnungsposition verringert werden. In diesem Zusammenhang
kann auch die Bildaufzeichnungsqualität verbessert werden.
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In
einem Fall, wo der große
Punkt sukzessiv aufzuzeichnen ist, werden der erste Puls PS1, der dritte
Puls PS3 und der vierte Puls PS4 alternierend dem piezoelektrischen
Vibrator 36 jeden Zyklus t bereitgestellt. Aus diesem Grund
ist die Zeit, in dem ein vorheriger Ausstoßpuls dem piezoelektrischen
Vibrator 36 bereitgestellt wird, und ein nachfolgender
Ausstoßpuls
dann bereitgestellt wird, konstant wie in G von 9A beispielsweise
gezeigt. Folglich kann der Zustand des Meniskus, wenn der nachfolgende
Ausstoßpuls
bereitgestellt wird, dem vorherigen angepasst werden.
-
Wenn
der große
Punkt aufgezeichnet wird, ist es folglich möglich, eine Variation in der
Fluggeschwindigkeit und der Flugrichtung des Tintentropfens zu vermeiden,
wodurch die Bildaufzeichnungsqualität verbessert wird.
-
In
der Ausführungsform
wird der dritte Puls PS3 (der zweite Primärausstoßpuls), der einem Tintentropfen
entspricht, der in dem Zentrum der Hauptabtastungsrichtung einschlägt, in drei
Tintentropfen, die den großen
Punkt bilden, erzeugt in einer Zeit, die die Hälfte der Aufzeichnungsperiode
T ist. Daher ist das Zentrum des Aufschlags des großen Punkts
fast die Mitte einer Hauptabtastungsrichtung in einer Punktaufzeichnungsregion.
Folglich kann die Abweichung der Punktaufzeichnungsposition verringert
werden und die Bildaufzeichnungsqualität kann verbessert werden.
-
Die
Erfindung ist nicht begrenzt auf die oben beschriebene Ausführungsform,
und offensichtlich Veränderungen
und Modifikationen werden erachtet, in dem Geist, Bereich und Kontemplation
der Erfindung enthalten zu sein, wie diese durch die beigefügten Ansprüche definiert
sind.
-
Z.
B. kann das Antriebssignal, das von dem Antriebssignalerzeuger 9 erzeugt
wird, einen Vibrationspuls zum leichten Variieren des Meniskus der Tinte
soweit enthalten, dass ein Tintentropfen nicht ausgestoßen wird,
und der Pulsbereitsteller kann den Vibrationspuls auswählen, bereitgestellt
zu werden für
das druckerzeugende Element in einem Fall, wo das Abstufungsniveau
1 (keine Aufzeichnung) eingestellt ist. Mit einer solchen Struktur
erzeugt der Antriebssignalerzeuger 9 den Vibrationspuls
in solch einer Zeit, dass dieser nicht mit dem zweiten Puls PS2, der
der Hilfsausstoßpuls
ist, überlappt.
Im genaueren wird ein Vibrationspuls PS5 erzeugt in einer Zeit zwischen
dem dritten Puls PS3 und dem vierten Puls PS4 wie durch die gestrichelte
Linie in 4 gezeigt.
-
Mit
solch einer Struktur wird der Vibrationspuls PS5 dem piezoelektrischen
Vibrator 36 bereitgestellt, der mit der Düsenöffnung 11 korrespondiert, die
keine Tintentropfen ausstößt. Als
ein Ergebnis wird Tinte in der Düsenöffnung 11 durchmischt
durch die leichte Vibration des Meniskus, und wird daher mit Tinte
in der Druckkammer 32 gemischt. Daher ist es möglich zu
verhindern, dass eine Tintenviskosität erhöht wird aufgrund von Verdampfung
von flüssiger Tinte.
-
Während der
Antriebspuls, der drei Primärausstoßpulse und
einen Hilfsausstoßpuls
in der Einheitsaufzeichnungsperiode T enthält, in der Ausführungsform
dargestellt wurde, ist das Antriebssignal nicht begrenzt auf die
Wellenform.
-
Z.
B. kann der zweite Puls PS2, der der Hilfsausstoßpuls ist, erzeugt werden zwischen
dem dritten Puls PS3, der der zweite Primärausstoßpuls ist, und dem vierten
Puls PS4, der der dritte Primärausstoßpuls ist.
Im genaueren wird der zweite Puls PS2 erzeugt, nachdem 1/2 t vergangen
ist, seitdem der dritte Puls PS3 erzeugt wurde. In diesem Fall wird der
mittlere Punkt aufgezeichnet durch Zuführen des ersten Pulses PS1
(der erste Primärausstoßpuls) und
des zweiten Pulses PS2 zum piezoelektrischen Vibrator 36.
Mit einer solchen Struktur kann auf die gleiche Art und Weise die
selbe Funktion und der selbe Effekt wie diese in der Ausführungsform
erreicht werden.
-
Darüber hinaus
ist die Anzahl der Primärausstoßpulse,
die in der Aufzeichnungsperiode T zu erzeugen sind, nicht begrenzt
auf drei, sondern können drei
oder mehr sein.
-
Gleichfalls
können
eine Vielzahl von Hilfsausstoßpulsen
erzeugt werden in der Aufzeichnungsperiode T.
-
10 zeigt
solch ein Beispiel, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist.
Das Antriebssignal kann so gebildet sein, dass es fünf Primärausstoßpulse (Pulssignale
PS11, PS13, PS14, PS15, PS16) und einen Hilfsausstoßpuls (ein
Pulssignal PS12) enthält.
In diesem Fall wird der mittlere Punkt aufgezeichnet durch zwei
Tintentropfen, und das Pulssignal PS12, das der Hilfsausstoßpuls ist, wird
erzeugt zwischen dem Pulssignal PS11, das der erste Primärausstoßpuls ist,
und dem Pulssignal PS13, das der zweite Primärausstoßpuls ist. In einem Fall, wo
der mittlere Punkt aufzuzeichnen ist, werden das Pulssignal PS12
und das Pulssignal PS15, der der vierte Primärausstoßpuls ist, dem piezoelektrischen
Vibrator 36 bereitgestellt.
-
Wie
in 11 gezeigt, ist folglich das Zeitintervall zwischen
den Ausstoßpulsen
konstant mit 5t eingestellt, wenn der kleine Punkt sukzessiv aufzuzeichnen
ist. Das Zeitintervall zwischen den Ausstoßpulsen wird konstant mit 2,5
t eingestellt, wenn der mittlere Punkt sukzessiv aufzuzeichnen ist.
Das Zeitintervall zwischen den Ausstoßpulsen wird konstant mit t
eingestellt, wenn der großen
Puls sukzessiv aufzuzeichnen ist.
-
Als
ein Ergebnis kann in jedem Abstufungsniveau der Zustand des Meniskus,
wenn gestartet wird, jeden Ausstoßpuls bereitzustellen, gleichgemacht
werden. Daher ist es möglich,
eine Variation in dem Betrag, der Fluggeschwindigkeit und der Flugrichtung
des Tintentropfens zu vermeiden, wodurch die Bildaufzeichnungsqualität verbessert
wird.
-
Wie
in 12 gezeigt, selbst wenn das Pulssignal PS12, das
der Hilfsausstoßpuls
ist, zwischen dem Pulssignal PS15, das der vierte Primärausstoßpuls ist,
und dem Pulssignal PS16, das der fünfte Primärausstoßpuls ist, erzeugt wird, kann
die selbe Funktion und derselbe Effekt wie diese oben beschrieben
erreicht werden.
-
Während in
der Ausführungsform
die Abstufungsdaten in die Aufzeichnungsdaten durch den Decoder 45 konvertiert
werden, kann eine Steuereinheit beinhaltend eine CPU verwendet werden
anstelle des Decoders 45.
-
Während der
piezoelektrische Vibrator in einem sogenannten Biegevibrationsmodus
verwendet wurde für
das druckerzeugende Element, kann ein piezoelektrischer Vibrator
in einem Longitudinalvibrationsmodus anstelle dessen verwendet werden.
Der piezoelektrische Vibrator in dem Longitudinalvibrationsmodus
wird kontrahiert in solch einer Richtung, das die Druckkammer 32 expandiert,
wenn dieser geladen wird, und sich ausdehnt in solch einer Richtung,
so dass die Druckkammer 32 kontrahiert, wenn er entladen
wird. Darüber
hinaus ist das druckerzeugende Element zum Ändern des Volumens der Druckkammer 32 nicht
begrenzt auf den piezoelektrischen Vibrator. Beispielsweise kann
ein magnetostrektives Element verwendet werden für das druckerzeugende Element.
-
Darüber hinaus
kann ein Hitze erzeugendes Element, so wie ein Erhitzer, verwendet
werden für das
druckerzeugende Element, und das Volumen einer Blase, die erzeugt
wird durch die Hitze des Hitze erzeugende Elements, kann verändert werden,
wodurch Druckfluktuation in einer Druckkammer verursacht wird.