DE60220570T2

DE60220570T2 - Treibereinheit für einen Tintenstrahldruckkopf

Info

Publication number: DE60220570T2
Application number: DE60220570T
Authority: DE
Inventors: Koji Suwa-shi Sumi
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: CN1380185A; EP1245389B1; DE60220570D1; JP2002355967A; JP4266568B2; EP1245389A1; US20020154195A1; ATE364507T1; CN1162273C; US6848763B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treibereinheit für einen Flüssigkeits-Ausstoßkopf zum Ausstoßen einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Tinte und dergleichen, durch Steuern der an die piezoelektrischen Elemente angelegten Spannung. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Treibereinheit, die eine verbleibende Polarisation der piezoelektrischen Elemente einstellt, wenn kein Flüssigkeits-Ausstoßvorgang durchgeführt wird, und die Differenz zwischen den Elementen minimiert. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls eine Flüssigkeits-Ausstoßvorrichtung, wie beispielsweise einen Drucker, die mit einer solchen Treibereinheit ausgestattet ist, sowie ein Treiberverfahren für einen Flüssigkeits-Ausstoßkopf.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfe eines On-Demand-Typs umfassen Druckkammern, in denen der Tintendruck durch piezoelektrische Elemente oder wärmeerzeugende Elemente erzeugt wird, Tintenkammern, die die Tinte in die Druckkammern leiten, und Düsen, die die Tinte aus den Druckkammern ausstoßen. Der Druck wird durch Anlegen von Treibersignalen an die Elemente erzeugt, die den Drucksignalen entsprechen, und Tintentröpfchen werden aus den Düsen auf das Aufzeichnungsmedium ausgestoßen. Der Vorteil der Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfe, die piezoelektrische Elemente verwenden, gegenüber Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfen anderer Typen besteht darin, dass auf Grund des Nichtverwendens von Wärme die Verschlechterung der Tinte und ein Verstopfen verhindert werden.
Es ist bekannt, dass in den Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfen, die piezoelektrische Elemente verwenden, der piezoelektrische Film zuvor der Polarisationsbehandlung unterzogen wird, um die Ausstoßeigenschaften der Tinte durch den piezoelektrischen Film zu verbessern.
Die Beziehung zwischen der Dehnung (S) und dem elektrischen Feld (E) in einem piezoelektrischen Film wird in 7 dargestellt, um ein Konzept der Polarisationsbehandlung zu erläutern. Wenn keine Polarisationsbehandlung durchgeführt wird, ist die Dehnung S = 0, wenn das elektrische Feld E = 0 ist. Wenn das piezoelektrische Element ausgehend von diesem Zustand angetrieben wird, nimmt die Dehnung S entlang der durchgezogenen Linie L zu, wenn sich das elektrische Feld E erhöht. Wenn demgegenüber die Polarisationsbehandlung im Voraus durchgeführt wird, hat die Dehnung S auf Grund der Polarisation bereits einen Wert über Null, wenn das elektrische Feld E = 0 ist. Wenn das piezoelektrische Element ausgehend von diesem Zustand angetrieben wird, nimmt die Dehnung S entlang der durchgezogenen Linie H zu, wenn sich das elektrische Feld E erhöht. Demzufolge kann, selbst wenn dasselbe elektrische Feld von dem elektrischen Feld E = 0 angelegt wird, die höhere Dehnung mit der im Voraus durchgeführten Polarisationsbehandlung anstatt ohne sie erzielt werden.
Die durch eine solche Polarisationsbehandlung erzeugte Polarisation geht im Verlauf der Zeit allmählich verloren. Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-141866 offenbart eine Repolarisation eines piezoelektrischen Elementes durch eine Spannung, die die gleiche Polarisationsrichtung wie bei einem Tintenausstoß hat. Als ein Ergebnis kann die Tinte selbst nach einer Dauernutzung in der gewünschten Ausstoßmenge ausgestoßen werden.
Die vorangehend beschriebene Polarisationsbehandlung ist effektiv, wenn der Kopf innerhalb eines Bereiches unter dem elektrischen Koerzitivfeld angetrieben wird. Wenn jedoch ein piezoelektrischer Dünnfilm verwendet wird, ist das elektrische Feld zum Antreiben ausreichend höher als das elektrische Koerzitivfeld. Demzufolge zeigt die Polarisationsbehandlung ihre Wirkung nicht vollständig. Demgegenüber neigen die piezoelektrischen Dünnfilme dazu, die verbleibende Polarisation schneller zu verlieren. Aus diesem Grund wird die Polarisation eines Elementes mit einer Treiberfunktion größer als bei einem Element ohne Treiberfunktion, wodurch eine Differenz zwischen den Elementen bewirkt wird.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Treibereinheit für einen Flüssigkeits-Ausstoßkopf bereitzustellen, die in der Lage ist, die Verschiebungsdifferenz zwischen den piezoelektrischen Elementen zu verhindern.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Treibereinheit der vorliegenden Erfindung wird durch Patentanspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Patentansprüchen offenbart.
Der Vorteil besteht darin, dass die Differenz hinsichtlich der Polarisation zwischen den Elementen selbst bei verstreichender Zeit aufgehoben wird und eine stabile Ausstoßeigenschaft erhalten werden kann.
Als ein Ergebnis kann die Polarisation der piezoelektrischen Elemente sowohl in den Elementen mit einer Treiberfunktion als auch in den Elementen ohne eine Treiberfunktion aufgehoben werden.
In der vorangehend beschriebenen Treibereinheit ist die Spannung mit der gleichen Polarität wie der Treiberimpuls, die angelegt wird, wenn kein Flüssigkeits-Ausstoßvorgang durchgeführt wird, vorzugsweise eine Spannung mit einem elektrischen Feld, das das elektrische Koerzitivfeld des piezoelektrischen Körpers übersteigt. Darüber hinaus wird in der vorangehend beschriebenen Treibereinheit der Impuls, der angelegt wird, wenn kein Flüssigkeits-Ausstoßvorgang durchgeführt wird, vorzugsweise in jedem Zeitraum angelegt, der aus der Zeit unmittelbar nachdem die Stromquelle der Flüssigkeits-Ausstoßvorrichtung angeschaltet worden ist, während dem Reinigen der Kopfoberfläche, während des Kartuschenaustausches und nachdem das Medium mit der anhaftenden Flüssigkeit ausgegeben worden ist, ausgewählt wird.
Des Weiteren wird bevorzugt, dass in der vorangehend beschriebenen Treibereinheit die Spannung an einen piezoelektrischen Dünnfilm angelegt wird.
Eine Flüssigkeits-Ausstoßvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst die vorangehend beschriebene Treibereinheit. Der Flüssigkeits-Ausstoßkopf wird durch die Treibereinheit zum Durchführen des Aufzeichnens angetrieben. Bei der Flüssigkeits-Ausstoßvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist die Flüssigkeit vorzugsweise Tinte zum Drucken auf ein Medium.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Darstellung, die die Struktur eines Druckers illustriert, der eine Treibereinheit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
2 illustriert eine Struktur eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes, der durch die vorangehend genannte Treibereinheit angetrieben wird;
3 ist eine Querschnittsdarstellung, die eine spezifischere Struktur eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes illustriert;
4 zeigt ein Beispiel einer Schaltung der Treibereinheit;
5 ist ein Impulsdiagramm, das ein Beispiel von Spannungsimpulsen zeigt, die durch die Treibereinheit auf ein piezoelektrisches Element angewendet werden;
6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem elektrischen Feld (E) und der Dehnung (S) in dem Fall illustriert, in dem der vorangehend erwähnte Impuls für die Aufhebung der Polarisation angelegt wurde; und
7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Dehnung (S) und dem elektrischen Feld (E) des piezoelektrischen Films zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Im Folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
(Gesamtkonfiguration eines Tintenstrahldruckers)
1 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Konfiguration eines Druckers illustriert, der eine Flüssigkeits-Ausstoßvorrichtung ist, welche die Treibereinheit der vorliegenden Ausführungsform verwendet. In diesem Drucker sind eine Papierkassette 3, eine Ausgabeöffnung 4 und eine Steuertaste 9 in einem Gehäuse 2 vorhanden. Darüber hinaus sind ein Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf 1, der ein Flüssigkeits-Ausstoßkopf ist, ein Zuführmechanismus 6 und eine Steuerschaltung 8 im Inneren des Gehäuses 2 vorhanden. Die Steuerschaltung 8 umfasst eine Treibereinheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf 1 umfasst die im Folgenden beschriebenen piezoelektrischen Elemente. Der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf 1 weist eine Struktur auf, die das Ausstoßen einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Tinte und dergleichen, aus Düsen in Reaktion auf Ausstoßsignale ermöglicht, die von der Steuerschaltung 8 ausgegeben werden.
Das Gehäuse 2 ist ein Druckergehäuse. Der Zuführmechanismus 6 ist angeordnet, um zu ermöglichen, dass ein Medium, wie beispielsweise Papier 5, von der Papierkassette 3 zugeführt werden kann. Der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf 1 ist so angeordnet, dass der Druckvorgang auf dem Papier 5 durchgeführt werden kann. Die Papierkassette 3 weist eine Konfiguration auf, welche die Zufuhr von Papier 5 zu dem Zuführmechanismus 6 vor dem Drucken ermöglicht. Die Ausgabeöffnung 4 ist eine Ausgangsöffnung zum Ausgeben von Papier 5 bei Beendigung des Druckvorgangs durch Flüssigkeits-Ausstoß.
Der Zuführmechanismus 6 umfasst einen Motor 600, die Walzen 601, 602 und eine andere mechanische Struktur, die in den Figuren nicht dargestellt ist. Der Motor 600 kann in Reaktion auf die von der Steuerschaltung 8 zugeführten Treibersignale rotieren. Die mechanische Struktur weist eine Konfiguration auf, welche die Übertragung der Rotationskraft des Motors 600 auf die Walzen 601, 602 ermöglicht. Die Walzen 601, 602 rotieren, wenn die Rotationskraft des Motors 600 darauf übertragen wird. Durch die Rotation der Walzen 601, 602 wird das Papier 5, das in der Papierkassette 3 positioniert ist, eingezogen und das Papier zum Bedrucken mit dem Kopf 1 zugeführt.
Die Steuerschaltung 8 umfasst eine CPU, einen ROM, einen RAM, eine Schnittstellenschaltung und dergleichen (die nicht in der Figur dargestellt sind) auf. Die Steuerschaltung 8 kann in Reaktion auf die Druckinformationen, die über eine Verbindungseinrichtung von einem Computer (in den Figuren nicht dargestellt) bereitgestellt werden, dem Zuführmechanismus 6 ein Treibersignal zuführen oder dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf 1 ein Ausstoßsignal zuführen. Darüber hinaus stellt die Steuerschaltung 8 in Reaktion auf die Steuersignale von dem Bedienfeld 9 den Betriebsmodus ein oder setzt diesen zurück.
(Konfiguration des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes)
2 zeigt eine Struktur des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes, der durch die Treibereinheit angetrieben wird. Der in der Figur dargestellte Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf 1 umfasst eine Düsenplatte 10, ein Druckkammersubstrat 20 und eine Oszillatorplatte 30. Der Kopf bildet einen Piezo-Jet-Kopf eines On-Demand-Typs.
Das Druckkammersubstrat 20 umfasst die Druckkammern (Vertiefungen) 21, die Seitenwände (Trennwände) 22, die Behälter 23 und die Zuführöffnungen 24. Die Druckkammern 21 sind Räume zum Speichern auszustoßender Tinte, wobei diese Räume durch Ätzen eines Substrates aus Silizium oder dergleichen ausgebildet werden. Die Seitenwände 22 sind ausgebildet, um die Druckkammern 21 voneinander zu trennen. Der Behälter 23 ist ein gemeinsamer Kanal zum Füllen der Druckkammern 21 mit Tinte. Die Zuführöffnungen 24 sind so ausgebildet, dass die Tinte aus dem Behälter 23 in die Druckkammern 21 eingeleitet werden kann.
Die Düsenplatte 10 ist mit einer Fläche des Druckkammersubstrates 20 verbunden, so dass deren Düsenöffnungen 11 an Positionen angeordnet sind, die den jeweiligen in dem Druckkammersubstrat 20 vorhandenen Druckkammern 21 entsprechen. Das Druckkammersubstrat 20, mit dem die Düsenplatte 10 verbunden ist, ist in einem Gehäuse 25 enthalten und bildet den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf 1.
Die Oszillatorplatte 30 ist mit der anderen Fläche des Druckkammersubstrates 20 verbunden. Auf der Oszillatorplatte 30 sind die piezoelektrischen Elemente (in der Figur nicht dargestellt) vorhanden. Ein Tintentank (in der Figur nicht dargestellt) ist in der Os zillatorplatte 30 bereitgestellt und die in dem nicht dargestellten Tintentank enthaltene Tinte kann in das Druckkammersubstrat 20 geleitet werden.
(Schichtstruktur)
3 ist eine Querschnittsdarstellung, die eine spezifischere Struktur eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes illustriert. Diese Querschnittsdarstellung ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung einer Druckkammer und eines piezoelektrischen Elementes. Wie in der Figur dargestellt ist, wird die Oszillatorplatte 30 durch Laminieren eines elektrisch isolierenden Films 31 und einer unteren Elektrode 32 ausgebildet. Ein piezoelektrisches Element 40 wird durch Laminieren einer piezoelektrischen Dünnfilmschicht 41 und einer oberen Elektrode 42 auf der unteren Elektrode 32 ausgebildet. Der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf 1 wird durch Anordnen des piezoelektrischen Elementes 40, der Druckkammer 21 sowie der Düsenöffnung 11 in einer Reihe mit einem konstanten Abstand ausgebildet. Der Abstand zwischen den Düsen kann angemessener Weise entsprechend der Druckqualität geändert werden. Beispielsweise können die Komponenten angeordnet sein, um 400 dpi (dots per inch) zu erhalten.
Der elektrisch isolierende Film 31 wird in einer Dicke von ungefähr 1 μm aus einem Material, das elektrisch nichtleitend ist, wie beispielsweise aus Siliziumdioxid (SiO₂), ausgebildet. Der elektrisch isolierende Film weist eine solche Konfiguration auf, dass er durch die Verformung der piezoelektrischen Dünnfilmschicht verformt werden kann und der Druck im Inneren der Druckkammer 21 unmittelbar erhöht werden kann.
Die untere Elektrode 32 ist eine der Elektroden zum Anlegen einer Spannung an die piezoelektrische Dünnfilmschicht und sie ist in einer Dicke von ungefähr 0,2 μm aus einem elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise Platin (Pt) und dergleichen, gebildet. Die untere Elektrode 32 ist in dem gleichen Bereich wie der elektrisch isolierende Film 31 ausgebildet, um als eine gemeinsame Elektrode für eine Vielzahl von auf dem Druckkammersubstrat 20 ausgebildeten piezoelektrischen Elementen zu fungieren. Sie kann ebenfalls in der gleichen Größe wie die piezoelektrische Dünnfilmschicht 41 ausgebildet sein, das heißt, in der gleichen Form wie die obere Elektrode.
Die obere Elektrode 42 ist die andere Elektrode zum Anlegen einer Spannung an die piezoelektrische Dünnfilmschicht. Die obere Elektrode 42 wird in einer Dicke von ungefähr 0,1 μm aus einem elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise Platin (Pt) oder Iridium (Ir), gebildet.
Die piezoelektrische Dünnfilmschicht 41 ist ein Kristall eines piezoelektrischen Keramikmaterials, wie beispielsweise Bleizirkoniumtitanat (PZT), das eine Perowskit-Struktur aufweist. Diese Schicht wird in einer vorgeschriebenen Form auf der Oszillatorplatte 30 ausgebildet. Die Dicke der piezoelektrischen Dünnfilmschicht 41 beträgt vorzugsweise nicht mehr als 2 μm, beispielsweise ungefähr 1 μm. Das elektrische Koerzitivfeld der piezoelektrischen Dünnfilmschicht 41 beträgt beispielsweise ungefähr 2 × 10⁶ V/m.
(Druckvorgang)
Im Folgenden wird der Druckvorgang in Bezug auf die vorangehend beschriebene Konfiguration des Tintestrahl-Aufzeichnungskopfes 1 erläutert. Wenn ein Treibersignal von der Steuerschaltung 8 ausgegeben wird, wird der Zuführmechanismus 6 ausgelöst und das Papier 5 wird durch den Kopf 1 an eine Position transportiert, an welcher der Druckvorgang durchgeführt werden kann. Wenn kein Ausstoßsignal von der Steuerschaltung 8 ausgegeben wird und keine Spannung zwischen der unteren Elektrode 32 und der oberen Elektrode 42 des piezoelektrischen Elementes 40 angelegt wird, tritt keine Verformung in der piezoelektrischen Dünnfilmschicht 41 auf. Es treten keine Druckänderungen in der Druckkammer 21 auf, die mit dem piezoelektrischen Element 40 bereitgestellt ist, an das kein Ausstoßsignal ausgegeben wurde und somit werden keine Tintentröpfchen aus der Düsenöffnung 11 ausgestoßen.
Wenn demgegenüber ein Ausstoßsignal von der Steuerschaltung 8 ausgegeben wird und eine konstante Spannung zwischen der unteren Elektrode 32 und der oberen Elektrode 42 des piezoelektrischen Elementes 40 angelegt wird, wird eine Verformung in der piezoelektrischen Dünnfilmschicht 41 bewirkt. In der Druckkammer 21, die mit dem piezoelektrischen Element 40 bereitgestellt ist, an das das Ausstoßsignal ausgegeben wird, verbiegt sich die Oszillatorplatte 30 davon in hohem Maße. Als ein Ergebnis kommt es zu einer unmittelbaren Druckerhöhung in Inneren der Druckkammer 21 und es werden Tintentröpfchen aus der Düsenöffnung 11 ausgestoßen. Es können sämtliche Buchsta ben und Zahlen gedruckt werden, indem die Ausstoßsignale separat zu den piezoelektrischen Elementen an den Positionen in dem Kopf zugeführt werden, wo der Druckvorgang durchzuführen ist.
(Treibereinheit)
4 illustriert ein Schaltungsdiagramm der Treibereinheit der vorliegenden Ausführungsform. Wie in der Figur dargestellt ist, wird jedes der piezoelektrischen Dünnfilmelemente 40, die jeder Düse (jeder Druckkammer) des Tintenstrahl-Kopfes entsprechen, als ein Kondensator in der elektrischen Schaltung dargestellt. Eine Elektrode jedes Kondensators wird als eine gemeinsame Elektrode bereitgestellt und die gemeinsame Elektrode ist geerdet.
Die Treibereinheit umfasst eine Impulserzeugungsschaltung 81 zum Erzeugen eines Treiberimpulses zum Antreiben des piezoelektrischen Dünnfilmelementes 40 und eines Impulses zum Aufheben der in den piezoelektrischen Dünnfilmelementen 40 verbleibenden Polarisation, sowie eine Düsenauswählschaltung 82 zum selektiven Übertragen des Treiberimpulses von der Impulserzeugungsschaltung 81 zu jedem piezoelektrischen Dünnfilmelement 40.
(Treibersignal)
5 ist ein Impulsdiagramm, das ein Beispiel des Spannungsimpulses illustriert, der durch die Treibereinheit der vorliegenden Ausführungsform an das piezoelektrische Element angelegt wird. Insbesondere zeigt 5(A) einen während des Tintenausstoßes zugeführten Impuls und 5(B) zeigt den Impuls zur Aufhebung der Polarisation.
Der während des Tintenausstoßes zugeführte Impuls, der in 5(A) dargestellt ist, umfasst eine Potentialerhöhungs-Periode a1, eine Potentialaufrechterhaltungs-Periode a2 und eine Potentialverringerungs-Periode a3. In der Potentialerhöhungs-Periode a1 und der Potentialaufrechterhaltungs-Periode a2 wird eine Spannung an den piezoelektrischen Körper angelegt, wodurch bewirkt wird, dass sich die Druckkammer verkleinert. Als ein Ergebnis wird Tinte aus der Düse ausgestoßen. In der Potentialverringerungs-Periode a3 wird die Druckkammer ausgedehnt, die nicht ausgestoßene Tinte wird in die Düse gezogen und Tinte wird erneut aus einem Tintentank (in den Figuren nicht dargestellt) eingezogen. Das elektrische Feld des piezoelektrischen Körpers in der Potentialaufrechterhaltungs-Periode a2 beträgt beispielsweise 2 × 10⁷ bis 3 × 10⁷ V/m. Dieser Wert ist das ungefähr das 10-fache des elektrischen Koerzitivfeldes von 2 × 10⁶ V/m.
Der Impuls zur Aufhebung der Polarisation, der in 5(B) dargestellt ist, umfasst eine Periode (b1) des Anlegens einer Spannung gleicher Polarität, in der eine positive Spannung (mit der gleichen Polarität wie der Treiberimpuls) angelegt wird, und eine Periode (b2) des Anlegens einer Spannung umgekehrter Polarität, in der eine negative Spannung (mit einer umgekehrten Polarität in Bezug auf den Treiberimpuls) unmittelbar nach der Periode des Anlegens gleicher Polarität angelegt wird. Das elektrische Feld des piezoelektrischen Dünnfilms in der Periode b1 des Anlegens einer Spannung gleicher Polarität beträgt 5 × 10⁶ V/m und ist höher als das elektrische Koerzitivfeld von 2 × 10⁶ V/m. Demgegenüber beträgt das elektrische Feld des piezoelektrischen Dünnfilms in der Periode b2 des Anlegens einer Spannung umgekehrter Polarität –2 × 10⁶ V/m und ist ungefähr das gleiche wie das des elektrischen Koerzitivfeldes 2 × 10⁶ V/m.
6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem elektrischen Feld (E) und der Dehnung (S) hinsichtlich eines Falls illustriert, in dem der vorangehend beschriebene Impuls zur Aufhebung von Polarisation angelegt wird. Wenn der vorangehend beschriebene Impuls zur Aufhebung von Polarisation an das piezoelektrische Element ohne verbleibende Polarisation angelegt wird, entsprechen die Änderungen dem in 6 auf der Kurve dargestellten Pfeil und ein durch Punkt „a" dargestellter Zustand wird angenommen. Dieser durch Punkt „a" dargestellte Zustand wird ebenfalls angenommen, wenn der vorangehend beschriebene Impuls zur Aufhebung von Polarisation an ein piezoelektrisches Element mit einer verbleibenden Polarisation angelegt wird. In dem durch Punkt „a" dargestellten Zustand wird die Polarisation Null. Aus diesem Grund ändert sich danach die Polarisation mit dem Verstreichen der Zeit nicht und es wird eine Differenz zwischen den Elementen verhindert.
Wenn lediglich die Spannung mit umgekehrter Polarität in Bezug auf die des Treiberimpulses angelegt wird, nehmen die Elemente ohne Treiberfunktion den durch Punkt „b" dargestellten Zustand an und es wird keine Aufhebung von Polarisation durchgeführt.
Das vorangehend beschriebene Anlegen des Impulses wird innerhalb der Zeiträume durchgeführt, wenn keine Tinte durch den Tintenstrahl-Kopf ausgestoßen wird, beispielsweise unmittelbar nachdem die Stromquelle des Druckers angeschaltet worden ist, vor oder nach dem Reinigen der Kopfoberfläche, während des Kartuschenaustauschs und nachdem das bedruckte Papier ausgegeben worden ist. Es ist jedoch ebenfalls möglich, eine erste Spannung anzulegen, um ein elektrisches Feld in dem piezoelektrischen Körper zu verursachen, das sein elektrisches Koerzitivfeld übersteigt, um Tinte auszustoßen und unmittelbar eine zweite Spannung mit der entgegengesetzten Polarität zu der der ersten Spannung anzulegen, um in dem piezoelektrischen Körper verbleibende Polarisation aufzuheben.
In Übereinstimmung mit der Treibereinheit und dem Treiberverfahren für einen Flüssigkeits-Ausstoßkopf der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Treibereinheit für einen Flüssigkeits-Ausstoßkopf bereitzustellen, mit der die Änderung der Verschiebung zwischen den piezoelektrischen Elementen gesteuert werden kann.

Claims

Treibereinheit für einen Flüssigkeits-Ausstoßkopf, bei dem Verkleinerung einer Druckkammer (21) und Ausstoßen der Flüssigkeit durch das Anlegen einer Spannung an einen piezoelektrischen Körper (41) bewirkt werden, wobei ein Treiberimpuls mit einem elektrischen Feld, das das elektrische Koerzitivfeld des piezoelektrischen Körpers (41) übersteigt, während des Flüssigkeits-Ausstoßvorgangs an den piezoelektrischen Körper angelegt wird; und ein Impuls zum Aufheben in dem piezoelektrischen Körper (41) verbleibender Polarisation an den piezoelektrischen Körper (41) angelegt wird, wenn kein Flüssigkeits-Ausstoßvorgang durchgeführt wird, wobei der Impuls umfasst: eine erste Spannung (b1), die ein elektrisches Feld in dem piezoelektrischen Körper (41) verursacht, das sein elektrisches Koerzitivfeld übersteigt; und eine zweite Spannung (b2), deren Polarität der der ersten Spannung entgegengesetzt ist und die an den piezoelektrischen Körper (41) angelegt wird.
Treibereinheit nach Anspruch 1, wobei die Spannung, die angelegt wird, wenn kein anderer Flüssigkeits-Ausstoßvorgang durchgeführt wird, eine Spannung mit der gleichen Polarität wie der Treiberimpuls mit einem elektrischen Feld ist, das das elektrische Koerzitivfeld des piezoelektrischen Körpers (41) übersteigt.
Treibereinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Impuls, der angelegt wird, wenn kein Flüssigkeits-Ausstoßvorgang durchgeführt wird, in jedem Zeitraum angelegt wird, der aus der Zeit unmittelbar nachdem die Stromquelle der Flüssigkeits-Ausstoßvorrichtung angeschaltet worden ist, vor oder nach dem Reinigen der Kopfoberfläche, während des Kartuschenaustauschs und nachdem das Medium mit der anhaftenden Flüssigkeit ausgegeben worden ist, ausgewählt wird.
Treibereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Treiberimpuls eine Potentialerhöhungs-Periode (a1), eine Potentialaufrechterhaltungs-Periode (a2) und eine Potentialverringerungs-Periode (a3) umfasst.
Treibereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Impuls zur Aufhebung von Polarisation eine Spannungsanlege-Periode (b1), in der eine Spannung mit der gleichen Polarität wie der Treiberimpuls angelegt wird, und eine Periode (b2) des Anlegens einer Spannung umgekehrter Polarität umfasst, in der eine Spannung mit einer umgekehrten Polarität in Bezug auf den Treiberimpuls unmittelbar nach der Periode (b1) des Anlegens gleicher Polarität angelegt wird.
Flüssigkeits-Ausstoßvorrichtung, die die Treibereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst, wobei der Flüssigkeits-Ausstoßkopf durch die Treibereinheit angetrieben wird, um das Aufzeichnen durchzuführen.
Flüssigkeits-Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Flüssigkeit Tinte ist.