DE69504975T2

DE69504975T2 - Verfahren zum antreiben eines tintenstrahldruckkopfes

Info

Publication number: DE69504975T2
Application number: DE69504975T
Authority: DE
Inventors: Tadashi C/O Citizen Watch Co. Ltd Tokorozawa-Shi Saitama 359 Mitsuhashi; Seiichi C/O Citizen Watch Co. Ltd Tokorozawa-Shi Saitama 359 Osawa; Akio C/O Citizen Watch Co. Ltd. Tokorozawa-Shi Saitama 359 Segawa
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2015-05-31
Also published as: DE69504975D1; EP0765750B1; US6106091A; EP0765750A1; EP0765750A4; WO1995034427A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes, der selektiv Tintentröpfchen auf einem Bildaufzeichnungsmedium, z. B. Papier abscheidet.

HINTERGRUNDSTECHNOLOGIE

Unter den Nichtaufschlagsdruckern, die stark ihre Anteile am Markt heutzutage vergrößern, sind im Prinzip die Tintenstrahldrucker die einfachsten und auch geeignet zum Farbdrucken. Unter den Tintenstrahldruckern sind die Tröpfchen-Auf-Verlangen-(DOD) Tintenstrahldrucker, die Tintentröpfchen nur zu der Zeit des Bildens von Punkten ausspritzen, die populärsten.
Als ein sogenannter piezoelektrischer Tintenstrahlkopf, der piezoelektrische Betätigungsglieder benutzt, unter den Tintenstrahlköpfen für die DOD-Tintenstrahldrucker, gibt es einen Kaiser-Typ, wie er in der japanischen Patentveröffentlichung 53-12138 offenbart ist, einen laminierten piezoelektrischen Betätigungselementtyp, wie er in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 6-8427 offenbart ist, und ein Typ vom geteilten Betriebsmodus, wie er in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 63-252750 offenbart ist.
Bei den piezoelektrischen Tintenstrahlköpfen werden Bewegungen zum Liefern von Tinte zu Tintenkammern von einer Tintenversorgungsquelle, die zu den Tintenkammern führt, und eine Bewegung des Ausstrahlens von Tintentröpfchen durch Düsenlöcher, die in den Tintenkammern gebildet sind, durch Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente ausgeführt, wobei eine Spannung daran angelegt wird, wodurch ein inneres Volumen einer jeden Tintenkammer geändert wird.
Herkömmliche piezoelektrische Tintenstrahlköpfe werden auf die folgende beschriebene Weise betrieben. Die Wandflächen von Tintenkammern werden teilweise durch Anlegen einer Spannung, die in einer Pulswellenform variiert, an die piezoelektrischen Betätigungselemente deformiert, wodurch ein inneres Volumen einer jeden der Tintenkammern vergrößert wird. Bei diesem Schritt der Treibertätigkeit wird die Tinte in die Tintenkammern geliefert.
Darauffolgend werden die Wandflächen der Tintenkammern in die umgekehrte Richtung deformiert durch Stoppen des Anlegens der Spannung an die piezoelektrischen Betätigungselemente oder durch Anlegen einer Spannung, die in einer Wellenform umgekehrter Polarität gegenüber der oben erwähnten Wellenform an die piezoelektrischen Betätigungselemente variiert, wodurch das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern verringert wird. Bei diesem Schritt der Betreibertätigkeit wird Tinte durch Düsenlöcher ausgespritzt. Solch ein Treiberverfahren wird allgemein das "Einzugs-Schuß"- Verfahren genannt.
Fig. 15 zeigt eine Pulswellenform einer an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegten Spannung und einer Versetzungswellenform der piezoelektrischen Betätigungselemente bei einem herkömmlichen Treiberverfahren eines Tintenstrahlkopfes. In der Figur bezeichnet die Wellenform (a) die Pulswellenform einer an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegten Spannung und eine Wellenform in (b) die Versetzungswellenform der piezoelektrischen Betätigungselemente.
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, werden die piezoelektrischen Betätigungselemente, die über ein Zeitintervall T0 in einem anfänglichen Zustand sind, mit elektrischer Ladung aufgela den und über ein Zeitintervall T1 deformiert, wenn eine Spannung in einer Pulswellenform daran angelegt wird. Die Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente wird von einer Deformation der Wände der Tintenkammern begleitet, wodurch sich die inneren Volumina der Tintenkammern vergrößern und Tinte in die Tintenkammern geliefert wird. Daraufhin fährt eine freie Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente als auch der Tinte in den Tintenkammern als eine natürliche Oszillationsfrequenz fort, selbst nachdem die Deformation stoppt.
Elektrische Ladung, die in den piezoelektrischen Betätigungselementen aufgebaut ist, wird über ein Zeitintervall T2 entladen und kehrt zu dem anfänglichen Zustand zurück. Hierauf folgend werden die inneren Volumina der Tintenkammern schnell verringert, wodurch die Tintenkammern unter Druck gesetzt werden, und Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern ausspritzen, die in die Tintenkammern führen. Die freie Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente setzt sich mit der natürlichen Oszillationsfrequenz davon fort, die um die anfängliche Position zentriert ist, selbst nachdem die Tintentröpfchen ausgespritzt sind.
Bei dem genannten herkömmlichen Treiberverfahren des Tintenstrahlkopfes wird eine rasche Lieferung von Tinten in die Tintenkammer sichergestellt, aber auf der anderen Seite werden die Tintentröpfchen gebildet, bevor die freie Oszillation, die in den piezoelektrischen Betätigungselementen als auch in der Tinte in den Tintenkammern auftritt, abgedämpft ist, in dem Fall, daß die piezoelektrischen Betätigungselemente mit hoher Frequenz zum Erhöhen der Druckgeschwindigkeit angetrieben werden. Als Resultat sind Probleme, daß die Tintentröpfchen zerbrachen oder verdampften, aufgetreten.
Es gibt ein Treiberverfahren eines Tintenstrahlkopfes, das solche oben beschriebenen Probleme überwindet, indem allmählich die an die piezoelektrischen Betätigungselemente ange legte Spannung vergrößert wird, während der elektrische Strom auf einem konstanten Pegel gehalten wird. Fig. 16 ist ein Diagramm, daß solch ein herkömmliches Treiberverfahren eines Tintenstrahlkopfes zeigt, wie es im vorangehenden beschrieben ist. In der Figur bezeichnet eine Wellenform (a) eine Wellenform einer an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegten Spannung, und eine Wellenform in (b) einer Versetzungswellenform der piezoelektrischen Betätigungselemente.
Genauer, die piezoelektrischen Betätigungselemente, die in einem anfänglichen Zustand während eines Zeitintervalles T0 sind, werden allmählich mit elektrischer Ladung geladen und deformiert, wenn eine Spannung, die einer Wellenform variiert, wie durch die Wellenformen (a) in Fig. 16 gezeigt ist, daran angelegt wird. Solche Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente wird durch eine allmähliche Deformation der Wände der Tintenkammern und eine Zunahme des inneren Volumens einer jeden Tintenkammer begleitet, wodurch Tinte in die Tintenkammern geliefert wird.
Wenn eine Spannung in der Wellenform, wie durch die Wellenformen (a) in Fig. 16 bezeichnet ist, an die piezoelektrischen Betätigungselemente über ein Zeitintervall T2 angelegt wird, wird die elektrische Ladung davon entladen, wodurch die piezoelektrischen Betätigungselemente zu ihrem anfänglichen Zustand zurückkehren. Daraufhin wird das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern reduziert, und die Tintenkammern werden unter Druck gesetzt, wodurch Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern ausgespritzt werden. Die freie Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente, als auch der Tinte in den Tintenkammern, die in dem Tintenlieferungsschritt auftritt, ist klein in der Amplitude und wird in kurzer Zeit abgedämpft.
Bei dem Treiberverfahren des Tintenstrahlkopfes durch Anlegen einer Spannung in der Fig. 16 gezeigten Wellenform wer den die piezoelektrischen Betätigungselemente jedoch langsam zum Halten der Amplituden der freien Oszillationen der Tinte in den Tintenkammern als auch die der piezoelektrischen Betätigungselemente auf einem Minimum langsam betrieben. Folglich wird die Zeit, die zum Beenden des Schrittes zum Liefern der Tinte nötig ist, das heißt das Intervall T1 länger, Tinte kann nicht mit hoher Zyklusgeschwindigkeit ausgespritzt werden, was ein Problem verursacht, daß die Druckgeschwindigkeit langsamer wird.
Normalerweise ist bei dem Treiben eines Tintenstrahldruckers die Größe eines jeden Tintentröpfchens, das aus den Düsenlöchern ausgespritzt wird, geeignet gemäß den Inhalten des Druckens eingestellt.
Zum Beispiel wird bei dem Treiberverfahren, wie im vorangehenden beschrieben ist (z. B. siehe Fig. 15) je größer das Intervall T1 ist, desto größer der Betrag der ausgespritzten Tinte. Bei solch einem Verfahren wird eine Dauer in dem Fall des kontinuierlichen Antreibens jedoch verlängert aufgrund verlängerter Zeit, die zum Anlegen einer Spannung nötig ist, was in einer niedrigeren Druckgeschwindigkeit resultiert. Folglich wurde die Größe eines jeden Tintentröpfchens gewöhnlich in der Vergangenheit durch Vergrößern oder Verkleinern des Betrages von ausgespritzter Tinte eingestellt durch Variieren einer an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegten Spannung.
In dem Fall jedoch, daß der Durchmesser eines Tintentröpfchens nur durch Variieren des Spannungswertes eingestellt wird, der an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegt wird, tritt ein Problem auf, worin Tintentröpfchen mit großem Durchmessers als Ziel nicht gebildet werden konnten, da ein ausreichender Tintenbetrag nicht zur Verfügung stand aufgrund einer längeren Zeit, die zum Liefern von Tinte in die Tintenkammern zum Bilden groß bemessener Tintentröpfchen nötig war, als eine Zeit, die zum Bilden klein bemessener Tintentröpfchen nötig war.
Zusätzlich war es schwierig, einem Tintenstrahldrucker zu ermöglichen, solche Eigenschaften anzunehmen, wie die Fähigkeit des Erzielens einer linearen Variation in dem Durchmesser eines jeden Tintentröpfchens im Bereich von klein zu groß nur durch das Mittel des Variierens einer Spannung, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegt wurde, weiter war es schwierig mit dem Steuern der Spannung.
Weiterhin wird, wenn die Entstehung freier Oszillation verursacht wird bei der Tinte innerhalb der Tintenkammern durch eine Ausspritzbewegung der Tinte, die Position des Meniskus, das heißt einer Ausstrahloberfläche der Tinte in entsprechenden Tintenlöchern instabil, und in einem Fall, daß die piezoelektrischen Betätigungselemente in solch einem Zustand betrieben werden zum Ausführen eines folgenden Schrittes des Ausspritzens der Tinte resultiert, eine Fluktuation sowohl in dem Durchmesser eines jeden Tintentröpfchens als auch in der Ausspritzgeschwindigkeit. Ebenfalls gibt es ein Risiko des Auftretens solch eines Phänomens, wie daß ein folgendes ausgespritzte Tintentröpfchen zerbricht, wenn die verbleibende freie Oszillation weiter in der Tinte verbleibt. Aus diesem Grund kann ein folgender Schritt des Ausspritzens von Tinte nicht ausgeführt werden, bis die verbleibende Oszillation abklingt, wodurch ein Problem verursacht wird, daß eine Druckgeschwindigkeit verringert wird.
Aus der US 5130 720 ist ein Treiberverfahren eines Tintenstrahlkopfes bekannt, das die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweist.
Die Treiberspannung zum Liefern von Tinte erleidet einen exponentiellen Anstieg. Der Tintenlieferschritt weist den Beginn des exponentiellen Anstieges auf, und an dem Ende des exponentiellen Anstieges ist die Steigung der Spannung im Vergleich mit der Zeit deutlich niedriger als an dem Anfang. Die zwei Teile der Spannung sind jedoch in Bezug auf die Zeit nicht gut voneinander getrennt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes vorzusehen, während die oben beschriebenen Probleme gelöst werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes, wie es in Anspruch 1 angegeben ist, wie es in Anspruch 2 angegeben ist oder wie es in Anspruch 4 angegeben ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben.
Mit solch einem Treiberverfahren wie nach Anspruch 1, wird die Länge einer Treiberzeit abgekürzt, da bei dem ersten Tintenlieferschritt die piezoelektrischen Betätigungselemente mit hoher Geschwindigkeit deformiert werden, während in dem zweiten Tintenlieferschritt die piezoelektrischen Betätigungselemente allmählich deformiert werden, bis ein voller Betrag der benötigten Deformation erreicht ist. Zur gleichen Zeit können die freien Oszillationen, die an den piezoelektrischen Betätigungselementen nach der Deformation auftreten, gedämpft werden.
Gemäß Anspruch 4 kann der Freiheitsgrad der Einstellung vergrößert werden durch Variieren der Zeitlänge zum Anlegen der Spannung als auch der Spannungsstärke in diesem Fall mit den folgenden Resultaten.
Tintentröpfchen, die aus den Düsenlöchern ausgespritzt sind, können in der gewünschten Größe mit Leichtigkeit eingestellt und gebildet werden.
Tintentröpfchen können gleichmäßig mit einer konstanten Geschwindigkeit unabhängig von ihrer Größe ausgespritzt werden, und es können Hochgeschwindigkeitsausspritzbewegungen von Tinte ohne Schwierigkeiten bewältigt werden.
In solch einem Fall kann die Größe eines jeden Tintentröpfchens, das aus den Düsenlöchern ausgespritzt wird, durch Variieren der Spannungsstärke, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegt wird, und der Länge der Zeit zum Anlegen der Spannung in dem zweiten Tintenlieferschritt eingestellt werden.
Weiterhin kann das Treiberverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform an piezoelektrische Betätigungselemente angewandt werden, die aus laminierten Schichten zusammengesetzt sind, und die durch piezoelektrische Materialien und Elektroden gebildet sind, und die abwechselnd laminiert sind und einen piezoelektrischen Verformungskoeffizienten d&sub3;&sub3; aufweisen.
In solch einem Fall ist es bevorzugt, daß das innere Volumen einer jeden Tintenkammer in einem anfänglichen Zustand der Betriebstätigkeit durch Anlegen einer Spannung an die piezoelektrischen Betätigungselemente, in die gleiche Richtung wie die der Polarisation der piezoelektrischen Materialien, verringern wird.
Bei dem Tintenlieferschritt wird Tinte in die Tintenkammern geliefert durch Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente in solch eine Richtung, daß das innere Volumen einer jeden der Tintenkammer im Vergleich mit dem anfänglichen Zustand vergrößert wird. Die Größe eines jeden Tintentröpfchens, das aus dem Düsenloch ausgespritzt wird, wird in dem Tintenlieferschritt durch Variieren der Spannungsstärke, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegt wird, und der Zeitdauer des Anlegens der Spannung eingestellt.
Nachdem das Liefern von Tinte in die Tintenkammern beendet ist, geht die Treiberbetätigung gemäß der zweiten Ausführungsform zu einem Schritt des Ausspritzens von Tinte, wobei Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern durch Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente in solch einer Richtung, daß schnell das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern verringert wird, ausgespritzt werden.
In dem Fall des Anlegens des oben beschriebenen Tintenlieferschrittes an die piezoelektrischen Betätigungselemente, die aus laminierten Schichten zusammengesetzt sind, einen piezoelektrischen Verformungskoeffizienten d&sub3;&sub3; aufweisen, kann der Tintenlieferschritt in zwei Schritte unterteilt werden, das heißt einen ersten Tintenlieferschritt des Deformierens der piezoelektrischen Betätigungselemente in einer Richtung der Zunahme des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern im Vergleich mit einem anfänglichen Zustand und eines zweiten Tintenlieferschrittes des Deformierens der piezoelektrischen Betätigungselemente in einer Richtung der Zunahme des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern mit einer deutlich niedrigeren Geschwindigkeit als für den ersten Tintenlieferschritt, dann wird das folgende empfohlen.
Das heißt, bei dem zweiten Tintenlieferschritt kann die Größe eines jeden Tintentröpfchens, das aus den Düsenlöchern ausgespritzt wird, durch Variieren einer Spannungsstärke, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegt wird, und einer Zeitdauer zum Anlegen der Spannung, eingestellt werden.
Bei dem oben beschriebenen Treiberverfahren ist es bevorzugt, eine an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegte Spannung mit der Zeit während des Lieferns von Tinte in die Tintenkammern zu vergrößern.
Weiterhin ist es bevorzugt, im wesentlichen eine Zeitdauer zum Anlegen einer Spannung an die piezoelektrischen Betätigungselemente mit einer Zyklusperiode einer natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente gleichzusetzen.
Ebenfalls, in dem Fall, in dem der Tintenlieferschritt in einen ersten Tintenlieferschritt und einen zweiten Tintenlieferschritt unterteilt ist, ist es bevorzugt, allmählich eine Spannung zu erhöhen, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegt wird, während der Strom an einem konstanten Wert in dem zweiten Tintenlieferschritt so erhalten wird, daß die piezoelektrischen Betätigungselemente mit einer deutlich kleineren Geschwindigkeit als bei dem ersten Tintenlieferschritt deformiert werden.
Weiter ist es bevorzugt, die Zeitdauer zum Anlegen einer Spannung an die piezoelektrischen Betätigungselemente nahezu gleich einer ganzen Zahl von Halbzyklusperioden der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente in dem ersten Tintenlieferschritt oder in dem zweiten Tintenlieferschritt zu machen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein Wellenformdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Antreiben eines Tintenstrahlkopfes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2A ist eine schematische Schnittansicht eines Tintenstrahlkopfes in einem anfänglichen Zustand zum Darstellen des Verfahrens zum Antreiben des Tintenstrahlkopfes gemäß der ersten Ausführungsform der ersten Erfindung.
Fig. 2B ist eine schematische Schnittansicht eines Tintenstrahlkopfes bei einem ersten Tintenlieferschritt zum Darstellen des Verfahrens zum Antreiben des Tintenstrahlkopfes gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2C ist eine schematische Schnittansicht des Tintenstrahlkopfes in einem zweiten Lieferschritt zum Darstellen des Verfahrens des Antreibens des Tintenstrahlkopfes gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2D ist eine schematische Schnittansicht des Tintenstrahlkopfes in einem Schritt des Ausspritzens von Tinte zum Darstellen des Verfahrens des Antreibens des Tintenstrahlkopfes gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine Seitenumrißschnittansicht eines Tintenstrahlkopfes, auf den das Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
Fig. 4 ist eine Vorderumrißschnittansicht des Tintenstrahlkopfes, auf den das Verfahren des Antreibens des selben gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
Fig. 5 ist ein Schaltbild, das eine Treiberschaltung zum Anlegen einer Spannung an die in Fig. 3 gezeigten piezoelektrischen Betätigungselemente zeigt.
Fig. 6 ist ein Wellenformdiagramm zum Beschreiben der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das Daten der Resultate eines ersten Tests zeigt, der auf der Grundlage der zweiten Ausführungsform ausgeführt wurde.
Fig. 8 ist eine Tabelle, die Daten der Resultate eines zweiten Tests zeigt, der auf der Grundlage der zweiten Ausführungsform ausgeführt wurde, und die Daten für ein Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
Fig. 9 ist ein Wellenformdiagramm, das die Treiberwellenform der piezoelektrischen Betätigungselemente in dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
Fig. 10 ist ein Wellenformdiagramm zum Darstellen einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung.
Fig. 11 ist ein Wellenformdiagramm zum Darstellen einer vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung.
Fig. 12 ist ein Wellenformdiagramm, das die Treiberwellenform von piezoelektrischen Betätigungselementen zeigt, die in einem dritten Test benutzt wurden, der auf der Grundlage der vierten Ausführungsform ausgeführt wurde.
Fig. 13 ist eine Tabelle, die Daten der Resultate des dritten Tests zeigt, der auf der Grundlage der vierten Ausführungsform ausgeführt wurde.
Fig. 14 ist ein Diagramm, das mit den in Fig. 13 gegebenen Daten gezeichnet wurde.
Fig. 15 ist ein Wellenformdiagramm zum Darstellen eines herkömmlichen Verfahrens des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes.
Fig. 16 ist ein Wellenformdiagramm zum Darstellen eines anderen herkömmlichen Verfahrens des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes.

BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Es wird Bezug genommen auf die angehefteten Zeichnungen, Ausführungsformen eines Verfahrens des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes gemäß der Erfindung werden im einzelnen hier im folgenden beschrieben.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 und Fig. 2A bis 2D beschrieben.
Fig. 1 ist ein Diagramm, daß eine Pulswellenform einer an ein piezoelektrischen Betätigungselemente angelegte Spannung und ein Versetzungswellenform des piezoelektrischen Betätigungselementes in Zusammenhang mit dem Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Figur bezeichnet eine Wellenform (a) die Pulswellenform der an das piezoelektrische Betätigungselement angelegten Spannung und eine Wellen form (b) die Versetzungswellenform des piezoelektrischen Betätigungselementes.
Fig. 2A bis 2D sind Querschnittsansichten, die das piezoelektrische Betätigungselement und eine Tintenkammer bei der Tätigkeit in entsprechenden Schritten der Treibertätigkeit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Fig. 2A zeigt einen Zustand über ein Zeitintervall T0 (anfänglicher Zustand), wie in Fig. 1 bezeichnet ist, Fig. 2B einen Zustand über ein Zeitintervall T1 (erster Tintenlieferschritt), wie in Fig. 1 bezeichnet ist, Fig. 2C einen Zustand über ein Zeitintervall T2 (zweiter Tintenlieferschritt), wie in Fig. 1 bezeichnet ist, und Fig. 2D einen Zustand über ein Zeitintervall T3 (Tintenausspritzschritt), wie in Fig. 1 bezeichnet ist.
Zum Beispiel ist bei einem gewöhnlichen piezoelektrischen Tintenstrahlkopf, wie in Fig. 2A gezeigt ist, ein Teil der Wandfläche 2 (die Fläche der oberen Wand in Figur) einer Tintenkammer 1 mit einem Diaphragma oder ähnlichem versehen und frei deformierbar. Ein piezoelektrisches Betätigungselement ist an der frei deformierbaren Wandfläche 2 so angebracht, daß die Wandfläche 2 durch die Deformation des piezoelektrischen Betätigungselementes deformiert wird. Die Tintenkammer führt zu einem Düsenloch 4 als auch zu einer Tintenversorgungsquelle (nicht gezeigt) durch einen Tintenliefereinlaß 5.
Über dem Intervall T0, das heißt in einem anfänglichen Zustand, zum Beispiel wird das piezoelektrische Betätigungselement 3 ohne Beaufschlagung mit einer Treiberspanne gelassen (siehe Fig. 2A). In diesem Zustand nimmt ein Meniskus, das heißt eine Schnittstelle zwischen der Tinte und Luft, dir innerhalb des Düsenloches 4 gebildet ist, eine konkave Form an, wobei ein Gleichgewichtszustand gehalten wird.
Darauffolgend wird durch Anlegen der Treiberspannung, wie in Fig. 1 gezeigt ist, an das piezoelektrische Betätigungselement 3 während des Intervalls T1 (erster Tintenlieferschritt) das piezoelektrische Betätigungselement 3 in einer Richtung derart deformiert, daß ein inneres Volumen der Tintenkammer 1 im Vergleich zu dem anfänglichen Zustand zunimmt, wie in Fig. 2B gezeigt ist. Solch eine Deformation des piezoelektrischen Betätigungselementes wird von einer Deformation der Wandfläche 2 der Tintenkammer 1 begleitet, wodurch der in dem Düsenloch 4 gebildete Meniskus hereingezogen wird und gleichzeitig Tinte von der Tintenlieferquelle (nicht gezeigt) durch den Tintenliefereinlaß 5 in die Tintenkammer 1 gezogen wird.
Während des Intervalls T1 (erste Tintenlieferschritt) wird Tinte zu der Tintenkammer 1 schnell und gleichförmig geliefert. Wenn jedoch das piezoelektrische Betätigungselement 3 inaktiv nach dem Ende des Intervalls T1 wird, tritt freie Oszillation bei der Tinte innerhalb der Tintenkammer 1 und der Meniskus als Resultat der natürlichen Oszillation der Tinte in Kombination mit der natürlichen Oszillation des piezoelektrischen Betätigungselementes 3 auf.
Während des folgenden Intervalls T2 (der zweite Tintenlieferschritt) wird eine Treiberspannung an das piezoelektrische Betätigungselement 3 mit niedrigerer Rate der Spannungsvariation als während des Intervalls T1 angelegt. Dann wird das piezoelektrische Betätigungselement 3 in solch einer Richtung zum Vergrößern des inneren Volumens der Tintenkammer 1 mit einer deutlich niedrigeren Geschwindigkeit als während des Intervalls T1 deformiert (siehe Fig. 2C). In der Praxis ist es möglich, das piezoelektrische Betätigungselement 3 durch Treiben des piezoelektrischen Betätigungselementes 3 mit einem konstanten Stromwert so langsam zu deformieren, daß der Ladestrom und Entladestrom konstant gehalten wird.
Eine langsame Deformationstätigkeit des piezoelektrischen Betätigungselementes 3 während des Intervalls T2 wirkt zum Dämpfen der Amplituden der freien Oszillation, die nach dem Intervall T1 aufgetreten ist (Dämpfwirkung). Die Oszillation der Tinte innerhalb der Tintenkammer 1 wird allmählich in der Amplitude verringert. Solch eine Dämpfwirkung gegen die freie Oszillation des piezoelektrischen Betätigungselementes 3 und der Tinte wird insbesondere ausgeprägt, wenn eine Länge des Intervalls T2 nahezu gleich einer ganzen Zahl von Zyklusperioden der natürlichen Oszillation des piezoelektrischen Betätigungselementes 3 wird.
Wenn eine Spannung, die in der Wellenform (a) variiert, wie in Fig. 1 gezeigt ist, an das piezoelektrische Betätigungselement 3 über eine Intervallzeit T3 angelegt wird (ein Tintenauspritzschritt), wird das piezoelektrische Betätigungselement 3 schnell in solcher Weise deformiert, daß das innere Volumen der Tintenkammer 1 verringert wird, wie in Fig. 2D gezeigt ist. Diese Bewegung bewirkt, daß die Tintenkammer 1 schneller unter Druck gesetzt wird, wodurch der Meniskus aus dem Düsenloch 4 herausgedrückt wird und ein Tintentröpfchen gebildet wird.
Zu dieser Zeit kann die freie Oszillation, die an dem piezoelektrischen Betätigungselement 3 nach dem Intervall T3 auftritt, klein gehalten werden, indem das Intervall T3 in enger Nähe zu einer Zyklusperiode der natürlichen Oszillation des piezoelektrischen Betätigungselementes 3 so gesetzt wird, daß die Treibertätigkeit mit einem hohen Zyklus wiederholt werden kann.
Nun wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im einzelnen hiernach beschrieben. Die zweite Ausführungsform beschäftigt sich mit einem Verfahren des Antriebes eines Tintenstrahlkopfes, der mit piezoelektrischen Betätigungselementen versehen ist, die aus laminierten Schichten zusammengesetzt sind. Diese Ausführungsform muß mehr im ein zelnen, als die oben beschriebene erste Ausführungsform beschrieben werden.
Fig. 3 ist eine Seitenumrißschnittansicht eines Tintenstrahlkopfes, bei dem das Treiberverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird, und Fig. 4 ist eine Vorderumrißschnittansicht des selben.
Der Tintenstrahlkopf weist einen Aufbau auf, bei dem Tintenkammern 20 durch piezoelektrische Betätigungselemente 10 deformiert werden, die aus laminierten Schichten zusammengesetzt sind und einen piezoelektrischen Verformungskoeffizienten d&sub3;&sub3; aufweisen. Das heißt, der Tintenstrahlkopf ist mit einer Mehrzahl von piezoelektrischen Betätigungselementen 10, die aus piezoelektrischen Materialien 11 bestehen, die in der Richtung der Dicke polarisiert sind, und leitenden Materialien 12, die abwechselnd laminiert sind und an vorbestimmten Stellen auf der Oberfläche einer Basisplatte 30 angeordnet sind und damit verbunden sind, versehen.
Zusätzlich sind eine Sammelelektrode 13 und eine Sammelelektrode 14 entsprechend auf den Flächen des vorderen und hinteren Endes der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 50 gebildet, daß die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 in die Richtung der Dicke (Richtung von d&sub3;&sub3;) deformiert werden, wenn eine Spannung zwischen der Sammelelektrode 13 und Sammelelektrode 14 angelegt wird.
Ein Diaphragma 21, dünn in der Dicke, ist mit den oberen Oberflächen der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 verbunden, und ein Flußpfadteil 23 ist mit der oberen Oberfläche des Diaphragma 21 verbunden. Tintenkammern 20 sind in dem Flußpfadteil 22 gebildet und in vorbestimmten Abständen angeordnet gegenüber von jedem der piezoelektrischen Betätigungselemente 10, wobei das Diaphragma 21 dazwischen eingefügt ist. Jede der Tintenkammern 20 ist mit einem Tintenlie fereinlaß 23 versehen, an dem eine Tintenkassette (nicht gezeigt), die als Tintenlieferquelle dient, verbunden ist.
Die vorderen Endflächen der Basisplatte 30, die die Sammelelektrode 13 bilden, die piezoelektrischen Betätigungselemente 10, das Diaphragma 21 beziehungsweise das Flußpfadteil 22 sind glatt miteinander fluchtend und mit einer Düsenplatte 40 verbunden. Die Düsenplatte 40 ist mit einer Mehrzahl von Düsenlöchern 41 versehen, von denen jedes in eine der in dem Flußpfadteil 22 gebildeten Tintenkammern 20 führt. Wenn somit die Tintenkammern 20 mit der von der Tintenkassette gelieferten Tinte aufgefüllt sind, ist ein Meniskus innerhalb eines jeden der Düsenlöcher 41 gebildet.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind die parallel zueinander und mit der oberen Oberfläche der Basisplatte 30 verbundenen piezoelektrischen Betätigungselemente 10 auf solche Weise vorgesehen, daß jede zweite davon jeweils einer Unterteilung 24 zugewandt ist, die zwischen den Tintenkammern 20 in dem Flußpfadteil 22 so gebildet sind, daß die gegenüber den Unterteilungen 24 vorgesehenen piezoelektrischen Betätigungselemente 10a nicht zum Treiben sondern nur als Stützsäulen benutzt werden.
Fig. 5 ist ein Schaltbild, daß eine Form einer Treiberschaltung zum Anlegen einer Spannung an die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 des oben beschriebenen Tintenstrahlkopfes beschreibt. Die Treiberschaltung ist aus zwei Schaltungsblöcken zusammengesetzt, wobei der eine, eine gewöhnliche die Wellenform formende Treiberschaltung 51 ist, und der andere aus Treiberschaltungen 52 und 52 der piezoelektrischen Betätigungselemente zusammengesetzt ist. Jede der Treiberschaltungen 52 der piezoelektrischen Betätigungselemente weist einen Schalttransistor R1 zum Treiben der piezoelektrischen Betätigungselemente (im folgenden als "Transistor" bezeichnet), einen Widerstand R1 zum Einstellen einer Entladezeitkonstanten und eine Diode D1 auf.
Eine Ausgangsspannung Pc der die Wellenform formenden Schaltung 51 wird eine Kathodenseite der Diode D1 angelegt, während eine Anodenseite der Diode D1 mit einem der Anschlüsse des Widerstandes R1 zum Einstellen der Entladungszeitkonstante verbunden ist und mit der Sammelelektrode 13, die an einem Ende des piezoelektrischen Betätigungselementes 10 vorgesehen ist. Der andere Anschluß des Widerstandes des R1 zum Einstellen einer Entladungszeitkonstanten ist mit einem Kollektor des Transistors Tr1 verbunden.
Ein Emitter des Transistors Tr1 und die andere Sammelelektrode 14 des piezoelektrischen Betätigungselementes 10 sind mit einer Treiberspannungsquelle VH verbunden. Ein Treibersignal an die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 wird an einer Basis des Transistors Tr1 ausgegeben.
Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Tintenstrahlkopf, wie er in Fig. 3 und 5 gezeigt ist, durch die Treiberschaltungen angetrieben, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind.
Fig. 6 ist ein Wellenformdiagramm, das das Verfahren des Antreibens des Tintenstrahlkopfes gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Genauer, die Figur zeigt eine Wellenform des Treibersignales C, das an den Transistor Tr1 in den in Fig. 5 gezeigten Treiberschaltungen gesendet wird, eine Wellenform einer Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die Wellenform formenden Treiberspannung 51 und eine Wellenform einer Treiberspannung Pv1, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 angelegt wird.
Während eines Zeitintervalles T0, das heißt ein anfänglicher Zustand, ist das Treibersignal C auf dem "Hoch"-Pegel, und der in Fig. 5 gezeigte Transistor Tr1 ist in einem "Aus"- Zustand. Die Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die Wellenform formenden Treiberschaltung 51 sieht eine Vorspannung auf dem gleichen Pegel wie die einer Spannung der Treiberspannungsquelle Vh vor, und die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 sind immer mit der oben beschriebenen Vorspannung geladen.
Daraufhin werden die piezoelektrischen Betätigungselemente 10, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, in Richtung von d&sub3;&sub3; ausgedehnt, das heißt die Richtung der Dicke, durch die Wirkung eines elektrischen Feldes, dessen Richtung die gleiche wie die in dem Fall der Polarisation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 ist. Folglich wird das den Boden der Tintenkammern 20 bildenden Diaphragma 21 in solch eine Richtung deformiert, daß das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern 20 verringert und solch ein Zustand aufrecht erhalten wird.
Dann geht während eines Zeitintervalles T1 (erster Tintenlieferschritt) das Treibersignal C auf einen "Niedrig"- Pegel, und der Transistor Tr1, wie er in Fig. 5 gezeigt ist, wird "eingeschaltet". Sobald solch eine Änderung des Treibersignales C stattfindet, fällt die Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die wellenformenden Treiberschaltungen 51 schnell während des Intervalls T1.
Als Resultat wird elektrische Ladung, die bis jetzt in den piezoelektrischen Betätigungselementen 10 aufgebaut ist, die in Fig. 3 und 4 gezeigt ist schneller über den Widerstand R1 entladen, der eine Entladezeitkonstante einstellt. Solch Entladung wird durch eine schnelle Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 in eine solche Richtung begleitet, daß das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern 20 vergrößert wird.
Dann wird Tinte schnell von der Tintenlieferquelle (nicht gezeigt) über den Tintenliefereinlaß 23 zu der Tintenkammer 23 geliefert. Solch rasche Bewegung der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 verursacht, daß freie Oszillation an den piezoelektrischen Betätigungselementen 20 bei der natürlichen Oszillation davon auftritt, und gleichzeitig verursacht die rasche Lieferung von Tinte eine freie Oszillationsfrequenz, die in der Tinte selbst in den Tintenkammern 23 auftritt.
Darauffolgend fällt während eines Zeitintervalles T2 (ein zweiter Tintenlieferschritt), wie in Fig. 6 gezeigt ist, die Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die Wellenform formende Treiberschaltung 51 mit einer langsameren Rate als für das Intervall T1.
Folglich wird elektrische Ladung, die in den piezoelektrischen Betätigungselementen 10 aufgebaut ist, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, allmählich wieder über den Widerstand R1 entladen, der eine Entladezeitkonstante einstellt. Solche Entladung wird durch eine langsamere Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 in solch einer Richtung begleitet, daß das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern 20 zunimmt.
Die freie Oszillation, die durch die schnelle Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 auftrat, verbleibt noch in den piezoelektrischen Betätigungselementen 10 nach dem Intervall T1 wie in Fig. 6 gezeigt ist, sie wird jedoch durch die langsamere Deformation gedämpft, die während des Intervalls T2 stattfindet, wie oben beschrieben wurde. Nachdem Intervall T1 tritt, wie in Fig. 6 gezeigt ist, freie Oszillation ebenfalls bei der Tinte in den Tintenkammern 20 auf. Solch Oszillation wird jedoch jedenfalls in dem Verlauf des Intervalls T2 gedämpft. Die Wirkung solcher Dämpfungstätigkeiten gegen die freie Oszillation wie oben beschrieben wurde, ist besonders ausgeprägt zu sehen, indem im wesentlichen eine Länge des Intervalls T2 gleich einer ganzen Zahl von Zyklusperioden der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 gesetzt wird.
Während eines Zeitintervalles T3 (ein Tintenausspritzschritt) geht, wie in Fig. 6 gezeigt ist, das Treibersignal C auf einen "Hoch"-Pegel, und der Transistor Tr1 wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, "ausgeschaltet". Sobald das Umschalten des Treibersignales C stattfindet, geht auch die Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die Wellenform formenden Treiberschaltung 51 schnell in dem Ablauf des Intervalls T3 hoch.
Hierauffolgend werden die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 schnell mit elektrischer Ladung über den Widerstand R1 geladen, der eine Entladungszeitkonstante einstellt. Solches Laden wird durch eine schnelle Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 in solch einer Richtung begleitet, daß das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern 20 verringert wird. Als Resultat werden Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern 41 ausgespritzt.

Test 1

Die Erfinder führten den folgenden Test unter Benutzung des Tintenstrahlkopfes des Aufbaues durch, wie er in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, zum Bestimmen einer optimalen Länge des Intervalls T3 zum Dämpfen freier Oszillation, die bei der Tinte in die Tintenkammer 20 nach dem Intervall T3 (ein Tintenausspritzschritt) auftritt. Eine Zyklusperiode der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10, die für den Test benutzt wurden, betrug ungefähr 12 us unter einer Bedingung, daß die Tintenkammern 20 mit Tinte aufgefüllt waren.
Weiter war der Durchmesser eines jeden Düsenloches 41 gleich 40 um, und das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern 20 war 0,15 mm³ die für den Test benutzte Tinte hatte eine Viskosität von 3,1 cp und eine Oberflächenspannung 43 dyn/cm.
In dem Test wurde die Länge des Intervalls T3 für den Tintenausspritzschritt, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, zu 9 us, 12 us bzw. 15 us gesetzt. Verbleibende freie Oszillation, die noch in der Tinte innerhalb der Tintenkammern 20 verblieb, wurde in elektromotorische Kraft eines Überwachungsbetätigungselementes umgewandelt und erfaßt. Die Resultate davon sind in Fig. 7 gezeigt. In der Figur bezeichnet eine Kurvenlinie (a) das Testresultat, wenn T3 auf 9 us gesetzt ist, eine Kurvenlinie (b), wenn T3 auf 12 us gesetzt ist, bzw. Eine Kurvenlinie (c), wenn T3 auf 15 us gesetzt ist.
Es ist aus Fig. 7 ersichtlich, daß die freie Oszillation der Tinte am schnellsten gedämpft wird, wenn das Intervall T3 im wesentlichen gleich einer Zyklusperiode der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente gesetzt wird, das heißt T3 = 12 us.

Test 2

Unter Benutzung eines Tintenstrahlkopfes des Aufbaues, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, führte der Erfinder der vorliegenden Erfindung u. a. einen zweiten Test über die Wirksamkeit einer Treiberfrequenz des Tintenstrahlkopfes durch, das heißt eine Zahl von Zyklen wiederholter Tintenausspritzbewegungen, die pro Zeiteinheit auftraten, gemäß dem Treiberverfahren der Erfindung.
Dieser Test wurde ausgeführt unter einer Bedingung, daß der für den Test benutzte Tintenstrahlkopf der gleiche war, wie er für den ersten Test im Hinblick auf den Durchmesser eines jeden Düsenloches das innere Volumen, einer jeder der Tintenkammern und der Viskosität und der Oberflächenspannung der Tinte benutzt wurde.
Der Tintenstrahlkopf wurde wiederholt bei verschiedenen Treiberfrequenzen angetrieben, wie in Fig. 8 gezeigt ist, indem Va = 15, Vb = 24, Vt = 12 us, T2 = 72 us und T3 = 12 us in Bezug auf die Treiberspannung Pv1 in der in Fig. 6 bezeichneten Wellenform gesetzt wurde. Es wurden ebenfalls die Ausspritzgeschwindigkeiten von Tintentröpfchen bei entsprechenden Treiberfrequenzen gemessen. Der Test wurde Vornehmen einer Einstellung derart ausgeführt, daß Tintentröpfchen von = 50 um gebildet wurden.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, wurde der Tintenstrahlkopf durch das Treiberverfahren gemäß der Erfindung ohne Probleme bei Treiberfrequenzen von 0,25 KHz bei niedriger Treibergeschwindigkeit bis 10 KHz bei hoher Treibergeschwindigkeit angetrieben, wobei eine nahezu konstante Austrittsgeschwindigkeit von Tintentröpfchen (um 5,0 m/s) unabhängig von den variierenden Treiberfrequenzen erzielt wurden.
Es wird angenommen, daß die oben beschriebenen Leistungen aufgrund der Wirkung des einmaligen Treiberverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben sind, bei dem Tinte zuerst schnell in dem ersten Tintenlieferungsschritt geliefert wird und dann in dem zweiten Tintenlieferungsschritt und dann der Tintenausspritzschritt, wodurch die freie Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente und der Tinte selbst wirksam gedämpft werden.

Vergleichsbeispiel 1

Unter Benutzung eines ähnlichen Tintenstrahlkopfes und Tinte wie jene, die für den zweiten oben beschriebenen Test benutzt wurden, wurde ein anderer Test bezüglich der Wirkung der Treiberfregenzen des Tintenstrahlkopfes auf eine Weise ähnlich zu der des zweiten Tests durchgeführt.
In dem Fall des Vergleichsbeispieles 1 wurden die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 mit der Treiberspannung angetrieben, die in einer Wellenform, wie in Fig. 9 gezeigt wurde, variiert. Insbesondere wurde unter Bezugnahme auf die in Fig. 9 gezeigte Treiberwellenform Tinte zu den Tinten kammern während der ersten 87 us geliefert, und die Tintentröpfchen wurden aus den Düsenlöchern während der nächsten 10 us ausgespritzt. Das Testresultat ist zusammen mit dem des zweiten Tests in Fig. 8 gegeben.
Bei dem Vergleichsbeispiel 1 war es nicht länger möglich, Tintentröpfchen jeweils mit 50 um im Durchmesser bei einer Treiberfrequenz von 4 KHz zu bilden. Hierauffolgend wurde der Test durchgeführt durch Einstellen des Durchmessers eines jeden Tintentröpfchens bei 30 um für das Antreiben bei einer Frequenz von 4 KHz und höher. Es stellte sich jedoch heraus, daß es unmöglich war, Tintentröpfchen richtig bei einer Treiberfrequenz von 8 KHz oder höher auszuspritzen.
Die Erfinder haben bestätigt, daß die freie Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 und der Tinte selbst in dem ersten Tintenlieferschritt gedämpft wird, indem im wesentlichen die Länge des Zeitintervalles T1 zum Ausführen des ersten Tintenlieferschrittes gleich einem Zyklus der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 gemacht wird, wodurch weiter die Reaktionsfähigkeit des Tintenstrahlkopfes größer wird.
Weiter haben die Erfinder bestätigt, daß es bevorzugt ist, ein Treiberverfahren mit konstantem Strom anzuwenden, wobei eine Treiberspannung allmählich variiert wird, während der Strom bei einem konstanten Wert während des zweiten Tintenlieferschrittes erhalten wird, wodurch die freie Oszillation, die bei den piezoelektrischen Betätigungselementen 10 und der Tinte selbst in dem ersten Tintenlieferschritt aufgetreten ist, gedämpft wird, und die freie Oszillation wird fast in einer Dauer von einigen Zyklen der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 ausgeschlossen.
Nun wird ein Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung im einzelnen hier im folgenden beschrieben.
Das Treiberverfahren gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung dient zum Antreiben des Tintenstrahlkopfes wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, durch die Treiberschaltung wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Fig. 10 ist ein Wellenformdiagramm, das das Verfahren des Antragens des Tintenstrahlkopfes gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Genauer, die Figur zeigt eine Wellenform des Treibersignales C, das zu dem Transistor Tr1 gesendet wird, eine Wellenform der Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die Wellenform formenden Treiberschaltung 51 und eine Wellenform der Treiberspannung Pv1, die an die entsprechenden piezoelektrischen Betätigungselemente 10 angelegt wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Zuerst ist während eines Zeitintervalles T0 in einem anfänglichen Zustand, wie in Fig. 10 gezeigt ist, das Treibersignal C auf einem "Hoch"-Pegel, und der Transistor Tr1 ist, wie in Fig. 5 gezeigt, in dem "Aus"-Zustand. Die Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die Wellenform formenden Treiberschaltung 51 sieht eine Vorspannung auf einem niedriger als die Spannung der Treiberspannungsquelle VH vor, und die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 sind immer mit der Vorspannung aufgeladen, wie oben beschrieben wurde.
Zu diesem Zeitpunkt sind die piezoelektrischen Betätigungselemente 10, die in Fig. 3 und 4 gezeigt sind, in dem d&sub3;&sub3;- Modus deformiert, das heißt in die Richtung der Dicke durch den Effekt eines elektrischen Feldes, dessen Richtung die gleiche wie die der Polarisation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 ist. Als Resultat wird ein Diaphragma 21, das die Bodenwand der Tintenkammer 20 bildet, in die Rich tung zum Verringern des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammer 20 deformiert und behält solch einen Zustand.
Während eines Zeitintervalles T1 (ein erster Tintenlieferschritt) kommt, wie in Fig. 10 gezeigt ist, das Treibersignal C auf einen "Niedrig"-Pegel, und der Transistor Tr1 ist wie in Fig. 5 gezeigt ist, in dem "Ein"-Zustand. Sobald der Übergang des Treibersignales C stattfindet, fällt die Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die Wellenform formenden Treiberschaltung 51 schnell in dem Ablauf des Intervalles T1.
Folglich wird elektrische Ladung, die in den piezoelektrischen Betätigungselementen 10 aufgebaut worden ist, durch den Widerstand R1 schnell entladen, der eine Entladezeitkonstante einstellt. Solche Entladung wird durch eine schnelle Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 zum Vergrößern der inneren Volumen einer jeden der Tintenkammern 20 begleitet. Folglich wird Tinte schnell in die Tintenkammern 20 von der Tintenversorgungsquelle (nicht gezeigt) über den Tintenliefereinlaß 23 geliefert.
Hierauffolgend tritt freie Oszillation bei dem Zyklus der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 bei den piezoelektrischen Betätigungselemente 10 durch solch eine rasche Deformation, wie oben beschrieben wurde, auf und zu der gleichen Zeit eine freie Oszillation der Tinte innerhalb der Tintenkammern 20 durch die schnelle Lieferung von Tinte.
Darauffolgend kommt während eines Zeitintervalles T2 (ein zweiter Tintenlieferschritt) die Ausgangsspannung Pc der in Fig. 5 gezeigten gemeinsamen die Wellenform formenden Treiberschaltung 51 mit einer geringeren Rate als für die selbe dem Zeitintervall T1 herunter.
Folglich wird die elektrische Ladung die in den piezoelektrischen Betätigungselementen 10 aufgebaut ist, allmählich durch den Widerstand R1 entladen, der eine Entladungszeitkonstante einstellt. Solches Entladen wird durch eine langsame Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 begleitet zum Vergrößern des inneren Volumen einer jeder der Tintenkammern 20. Hierauffolgend wird die freie Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10, die durch die Bewegung der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 während des Intervalles T1 aufgetreten ist, durch die langsame Deformation davon gedämpft, was während des Intervalles T2 stattfindet. Ähnlich wird die freie Oszillation der Tinte selbst auch während des Intervalles T2 gedämpft. Solche Dämpftätigkeit gegen diese freien Oszillationen ist insbesondere ausgesprochen, indem im wesentlichen eine Länge des Intervalles T2 gleich einer ganzen Zahl der Zyklen der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 gemacht wird.
Darauffolgend geht während eines Zeitintervalles T3 (ein Tintenausspritzschritt) das Treibersignal C auf einen "Hoch"-Pegel und der Transistor Tr1 ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist, in dem "Aus"-Zustand. Sobald der Übergang des Treibersignales C stattfindet, steigt die Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die die Wellenform formenden Treiberschaltung 51 schnell zu der Spannung der Treiberspannungsquelle VH in dem Ablauf des Intervalles T3 an.
Folglich werden die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 schnell mit elektrischer Ladung über den Widerstand R1 aufgeladen, der eine Entladungszeitkonstante einstellt. Solches Aufladen wird durch eine rasche Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente in solch eine Richtung begleitet, daß das innere Volumen einer jeder der Tintenkammern 20 verringert wird. Als Resultat werden Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern 51 ausgespritzt.
Dann kommt während eines Zeitintervalles T4 (ein Wiederherstellungsschritt) wie in Fig. 10 gezeigt ist, das Treibersignal C wieder zu einem "Niedrig"-Pegel herunter und der Transistor T1 ist in dem "Ein"-Zustand. Sobald der Übergang des Treibersignales C stattfindet, kommt die Ausgangsspannung Pc der gemeinsamen die die Wellenform formenden Treiberschaltung 51 zu der Vorspannung von der Spannung der Treiberspannungsquelle VH in dem Ablauf des Intervalles T4 herunter.
Bei dem oben beschriebenen Treiberverfahren gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung kann eine anfängliche Vorspannung auf einen niedrigen Pegel gesetzt werden. Daher kann der Leckstrom von den Elektroden der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 selbst in einer hochfeuchten Umgebung, oder wenn der Tintenstrahlkopf lange Zeit nicht benutzt ist, minimiert werden. Die Treiberfreqenzeigenschaft dieser Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie die der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die oben beschrieben wurde.
Obwohl das aus laminierten Schichten zusammengesetzte piezoelektrische Betätigungselement beim Ausführen der zweiten und dritten Ausführungsform, wie oben beschrieben wurde, benutzt wurde, wird ein ähnlicher Effekt des Treiberverfahrens gemäß der Erfindung erhalten, wenn es auf ein piezoelektrisches Betätigungselement eines Kaiser-Types oder eines Types des geteilten Betriebsmodus angewendet wird.
Das Verfahren des Antreibens eine Tintenstrahlkopfes gemäß einer vierten Ausführungsform wird im einzelnen hier im folgenden beschrieben.
Fig. 11 ist ein Wellenformdiagramm, daß die an das piezoelektrische Treiberelement angelegte Treiberspannung zeigt.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Größe eines jeden Tintentröpfchens, das aus den Düsenlöchern ausgespritzt wird, durch Variieren einer Spannungsgröße, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegt wird, und einer Zeit zum Anlegen der Spannung in dem zweiten Tintenlieferschritt gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung eingestellt. Bei dem Treiberverfahren gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung wird der Tintenstrahlkopf wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, durch die Treiberschaltung betrieben, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Es wird von einem Zeitintervall T5 gestartet, wie in Fig. 11 gezeigt ist, wenn eine Spannung noch nicht an die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 angelegt ist, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, eine Spannung wird langsam daran in die Richtung der Polarisation während eines Zeitintervalles T0 derart angelegt, daß die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 in eine Richtung deformiert werden zum Verringern des inneren Volumens einer jeder Tintenkammer, wodurch ein anfänglicher Zustand eingestellt wird.
Der Deformationsbetrag in die Richtung der Dicke δχ eines jeden der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 variiert proportional zu dem piezoelektrischen Verformungskoeffizienten d&sub3;&sub3;, einer angelegten Spannung Vo unter der Zahl n der plattenförmigen piezoelektrischen Materialschichten, wie durch die folgende Formel ausgedrückt wird:
δχ = n · d&sub3;&sub3; · Vo.
Die Erfinder führten einen Test durch, bei dem der Deformationsbetrag in Richtung der Dicke (δχ = 0,5 um) in einem anfänglichen Zustand durch Anlegen einer Spannung Vo = 40 V während des Intervalls T0 an die piezoelektrischen Betätigungselemente erreicht wurde, von denen jedes den piezoelektrischen Verformungskoeffizienten d&sub3;&sub3; = 600 · 10&supmin;¹² m/v aufwies und aus n (n = 20) Schichten von plattenförmigen piezoelektrischem Material zusammengesetzt war.
Dieses bedeutet, daß auf der Basis der Breite und Länge eines jeden der piezoelektrischen Betätigungselemente, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, die 0,1 mm bzw. 4 mm betrugen, das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern 20 in dem anfänglichen Zustand um 2 · 10&supmin;¹³ m³ von dem in dem Intervall T5 verringert war, was während des ganzen Zeitintervalles T0 aufrecht erhalten wurde.
Darauffolgend wird während eines Zeitintervalles T1 (ein erster Tintenlieferschritt), wie in Fig. 11 gezeigt ist, elektrische Ladung, die in dem piezoelektrischen Betätigungselementen 10 aufgebaut worden ist, durch einen Befehl zum Drucken entladen, wodurch die Form vor der Deformation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 wieder hergestellt wird. Eine Länge des Intervalles T1 ist sehr kurz in dem Bereich von us bis zu einigen 10 · us eingestellt, so daß die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 schnell in eine Richtung zum Vergrößern des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern 20 deformiert werden.
Eine Entladungskurve in diesem Beispiel hängt von einer CR- Zeitkonstanten ab, die durch die Kapazität und des elektrischen Widerstandes der piezoelektrischen Betätigungselemente, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, als auch den elektrischen Widerstand der Treiberschaltungen, wie in Fig. 5 gezeigt ist, bestimmt ist.
Beim Ausführen dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein Deformationsbetrag von jedem der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 so eingestellt, daß er während des Zeitintervalles T1 um einen Prozentsatz gemäß der CR-Zeitkonstante abnimmt, die von 20 bis 50% von dem anfänglichen Zustand reicht. Es folgt, daß das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern 20 um 20 bis 50% von dem des anfänglichen Zustandes erhöht ist. Tinte wird in die Tintenkammern 20 von der Tintenlieferquelle (nicht gezeigt) über die Tintenlie feröffnungen 23 aufgrund solch einer Zunahme des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern 20 geliefert.
Dann werden während eines Intervalles T2 (ein zweiter Tintenlieferschritt), wie in Fig. 11 gezeigt ist, die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 in eine Richtung zum Vergrößern des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern 20 durch Entladung von elektrischer Ladung, die in den piezoelektrischen Betätigungselementen 10 aufgebaut ist, deformiert. Solche Deformation wird von einem weiteren Liefern von Tinte in die Tintenkammern 20 von der Tintenlieferquelle (nicht gezeigt) begleitet. Eine Länge des Intervalles T2 wird ausreichen länger als die des Intervalles T1 so gesetzt, daß die in den piezoelektrischen Betätigungselementen angesammelte elektrische Ladung linear mit einer geringen Geschwindigkeit entladen wird.
Dann wird während eines Intervalles T3 (ein Tintenausspritzschritt), wie Fig. 11 gezeigt ist, das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern 20 schnell durch schnelles Laden der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 verringert. Als Resultat steigt der Innendruck der Tintenkammern 20 schnell, wodurch Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern 41 ausgespritzt werden.
Eine Größe (Kubikvolumen) eines jeden Tintentröpfchen ist proportional zu einem Tintenbetrag, der in die Tintenkammer 20 in dem ersten und zweiten Tintenlieferschritt geliefert wird. Der gelieferte Tintenbetrag hängt von der Größe der Treiberspannung, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 angelegt wird, und einer Zeitlänge zum Anlegen der Spannung ab.
In diesem Zusammenhang, wenn nur die an die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 angelegte Treiberspannung variiert wird der gelieferte Tintenbetrag gemäß der Größe der Treiberspannung geändert, die Zeit ist jedoch proportional zu dem Betrag von Tinte, die zum Ausfüllen der Tintenkammern 20 nötig ist. Folglich variiert der Zustand der Restoszillation der Tinte in den Tintenkammern 20 unmittelbar nach Beendigung des Tintenlieferschrittes in Abhängigkeit von dem gelieferten Tintenbetrag.
Genauer, in dem Fall, indem ein kleiner Tintenbetrag geliefert ist, wird die Tinte in einem Zustand ausgespritzt, in dem die Restoszillation untergegangen ist, während in dem Fall, in dem ein großer Tintenbetrag geliefert ist, die Tinte in einem Zustand ausgespritzt wird, in dem die Restoszillation großer Amplitude noch verbleibt. Wenn die Tinte in variierenden Zuständen ausgespritzt wird, bei denen sich die Oszillationsbedingungen verschiebt, wird die Ausspritzgeschwindigkeit der Tintentröpfchen unstabil.
Daher wird bei dieser Ausführungsform der in die Tintenkammern 20 gelieferte Tintenbetrag durch Variieren der Treiberspannung V2, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 angelegt wird, als auch der Länge des Zeitintervalles T2 zum Anlegen der Treiberspannung eingestellt. Somit kann der gelieferte Tintenbetrag und der Zustand der Oszillation, die bei der Tinte innerhalb der Tintenkammern 20 während des Tintenlieferschrittes auftritt, durch Setzen eines geeigneten Längenintervalles T2 zum Anlegen der Treiberspannung eingestellt werden. Als Resultat können Tintentröpfchen mit einer konstanten Geschwindigkeit unabhängig von ihrer Größe ausgespritzt werden.
Auch bei dieser Ausführungsform wird der gelieferte Tintenbetrag in einer oben beschriebenen Weise in dem zweiten Tintenlieferschritt, für den eine längere Zeiteinheit gesetzt wird, eingestellt, wobei die Länge des Intervalls T1 für den ersten Tintenlieferschritt, bei dem die Lieferung von Tinte in einer kurzen Zeit beendet werden muß, belassen wird wie es ist. Folglich kann die Größe eines jeden Tintentröpfchens mit größerer Leichtigkeit eingestellt werden.
In dem Fall z. B., daß die Größe von jedem Tintentröpfchen vergrößert werden soll, kann die Treiberspannung V2, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 während des zweiten Tintenlieferschrittes angelegt wird, und die Länge des Intervalles T2 zum Anlegen der Spannung zu V2' bzw. T2' geändert werden, wie in Fig. 11 gezeigt ist.
Ein Tintenauspritzschritt wird während eines Intervalles T3 ausgeführt, wie in Fig. 11 gezeigt ist, bei dem das innere Volumen einer jeden Tintenkammer 20 schnell durch schnelles Aufladen der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 verringert wird. Als Resultat steigt der Innendruck der Tintenkammern schnell, wodurch Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern 41 ausgespritzt werden. Wenn der zweite Tintenlieferschritt bei der Treiberspannung V2' während des Intervalles T2' ausgeführt wird, wird der Tintenausspritzschritt während eines Zeitintervalles T3' ausgeführt.
Eine Länge des Intervalles T3 (T3') für den Tintenausspritzschritt ist im wesentlichen gleich dem Zyklus der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10, der von der Steifheit und der Masse der piezoelektrischen Betätigungselemente 10, dem inneren Volumen einer jeden Tintenkammer 20, wenn sie auch mit Tinte aufgefüllt ist, und ähnlichem abhängt. Durch Schieben der Tintentröpfchen aus den Tintenkammern 20 in einem Zyklus nahe dem der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10, wie oben beschrieben wurde, kann die Oszillation, die bei der Tinte innerhalb der Tintenkammern 20 nach dem Ausspritzen der Tintentröpfchen auf ein Minimum gesteuert werden.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, werden, da die Treiberspannung V2' höher als V2 zum Ausstoßen von Tintentröpfchen kleinerer Größen ist, Tintentröpfchen mit größerer Energie in dem Tintenausspritzschritt vorgesehen, wenn die Treiberspannung V2' angelegt wird. Folglich werden die Tintentröpfchen mit einer höheren Geschwindigkeit ausgespritzt, was es möglich macht, daß Tintentröpfchen selbst mit großer Abmessung ein Aufzeichnungsmedium ohne Verzögerung erreichen.

Test 3

Die Erfinder führten einen weiteren Test zum Bestätigen der Wirkung des Treiberverfahrens gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch, wobei der Tintenstrahlkopf des Aufbaues, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, benutzt wurde.
Fig. 12 ist ein Wellenformdiagramm, das eine Treiberwellenform der piezoelektrischen Betätigungselemente darstellt, die in diesem Test benutzt wurden.
In dem dritten Test wurden die Größe (Durchmesser) von jedem aus den Düsenlöchern ausgespritzten Tintentröpfchen und der Durchmesser eines jeden durch die Tinte gebildeten Bildpunktes, der auf einem Aufzeichnungsmedium (gewöhnliches Papier) anhaftet, und durch Variieren der Größe der Treiberspannung V2, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente 10 angelegt wird, und der Länge des Intervalles T2 zum Anlegen der Spannung in dem zweiten Tintenlieferschritt gemessen, wie in dem Wellenformdiagramm gezeigt ist.
Eine Spannung V0, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente während eines anfänglichen Zustandes angelegt wurde, wurde auf 40 V gesetzt, eine Spannung V1, die dann in dem ersten Tintenlieferschritt angelegt wurde, auf 12,6 V gesetzt, die Länge des Intervalles T1 für den ersten Tintenlieferschritt auf 15,4 us und die Länge des Intervalles T3 für den Tintenausspritzschritt auf 8 us. Der für diesen Test benutzte Tintenstrahlkopf ist der gleiche wie der für den ersten Test Benutzte. Das heißt, eine Zyklusperiode der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente 10 davon war ungefähr 12 us, der Durchmesser von jedem Düsenloch war 40 um, und das innere Volumen einer jeden Tintenkammer war 0,15 mm³. Die für den Test benutzte Tinte hatte eine Viskosität von 3,1 cp und eine Oberflächenspannung von 43 dyn/cm.
Der Test wurde durchgeführt durch Einstellen der an die piezoelektrischen Betätigungselemente in dem zweiten Tintenlieferschritt angelegten Treiberspannung V2 und der Länge des Intervalles T2 zum Anlegen der Spannung auf Werte, wie sie in Fig. 13 gegeben sind. Als Resultat wurden verschiedene Werte für den Durchmesser von jedem Tintentröpfchen und jedem Tintenbild erhalten, wie in der Figur gezeigt ist. Die Ausspritzgeschwindigkeiten der Tintentröpfchen sind ebenfalls in der Figur angegeben.
Fig. 14 ist ein Diagramm, das durch Auftragen der in Fig. 13 gegebenen Daten erhalten ist und zeigt, daß die Durchmesser von jedem Tintentröpfchen und jedem Tintenbild, in einer im wesentlichen linearen Weise variiert werden können. Ebenfalls wurden, wie zusammen mit anderen Daten in Fig. 13 gezeigt ist, Tintentröpfchen mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit (um 5,0 m/s) zum Bilden sowohl von Tintentröpfchen als auch Tintenbildpunkte verschiedener Durchmesser ausgespritzt.
Weiterhin ist das Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung, durch das die Größe eines aus entsprechenden Düsenlöchern ausgespritzten Tintentröpfchen eingestellt werden kann durch Variieren der Spannungsgröße, die an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegt wird, und der Länge der Zeit zum Anlegen der Spannung, anwendbar auf Tintenstrahlköpfe, die piezoelektrische Betätigungselemente benutzen, die nicht vom Typ der laminierten Schicht sind.
Ebenfalls kann die im vorangehenden beschriebene Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden durch Variieren einer Größe der an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegten Treiberspannung, einer Länge der Zeit zum Anlegen der Spannung in dem Verlauf von einem Tintenlieferschritt davon in dem Fall eines Tintenstrahlkopfes, ohne daß der Tintenlieferschritt in den ersten Tintenlieferschritt und den zweiten Tintenlieferschritt unterteilt wird.
Weiterhin können in dem Fall des Ausspritzens von Tinte durch Schritte startend von einem anfänglichen Zustand über einen Tintenlieferschritt zu einem Tintenausspritzschritt gemäß einem herkömmlichen Treiberverfahren wie in Fig. 16 gezeigt ist, eine Größe der an die piezoelektrischen Betätigungselemente angelegten Treiberspannung und eine Länge der Zeit zum Anlegen der Spannung bei dem Tintenlieferschritt variiert werden.
Es sollte hinzugefügt werden, daß ein Potential der piezoelektrischen Betätigungselemente in einem anfänglichen Zustand nicht wichtig für die Wirkung der Treiberverfahrens gemäß der Erfindung ist.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Das Treiberverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf Tintenstrahlköpfe zur Benutzung in verschiedene Arten von Tintenstrahldruckern angewendet werden.

Claims

1. Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes, bei dem eine Tätigkeit des Lieferns von Tinte von einer Lieferquelle, die zu Tintenkammern (1, 20) führt, und eine Tätigkeit des Ausspritzens von Tintentröpfchen aus den Tintenkammern (1, 20) durch Düsenlöcher (4, 41) durchgeführt werden, in dem das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern (1, 20) mittels Deformieren des piezoelektrischer Betätigungselemente (3, 10) durch Anlegen einer Spannung (Pv1) daran geändert wird, wobei das Verfahren des Antreibens des Tintenstrahlkopfes die Schritte aufweist:

Liefern von Tinte in die Tintenkammern (1, 20) und Ausspritzen von Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern durch Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) in solch eine Richtung, daß sich das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern (1, 20) schnell verringert; und

wobei der Schritt des Lieferns von Tinte einen ersten Tintenlieferschritt des Deformierens der piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) zum Vergrößern des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern (1, 20) von der selben in einem anfänglichen Zustand aufweist;

gekennzeichnet durch einen zweiten Tintenlieferschritt des Deformierens der piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) zum Vergrößern des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern (1, 20) durch Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente bei einer konstanten Stromstärke bei einer deutlich niedrigeren Geschwindigkeit als für den ersten Tintenschritt.

2. Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes, bei dem eine Tätigung des Lieferns von Tinte von einer Lieferquelle, die zu Tintenkammern (20) führt, und eine Tätigkeit des Ausspritzens von Tintentröpfchen aus den Tintenkammern (20) durch Düsenlöcher (41) durchgeführt werden, in dem das innere Volumen einer jeden Tintenkammer (20) mittels Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente (10), die durch abwechselnd laminiertes piezoelektrisches Material (11) und Elektronen (12, 13) gebildet sind und einen piezoelektrischen Verformungskoeffizienten d&sub3;&sub3; in eine Richtung wie die der Polarisation des piezoelektrischen Materiales (11) aufweisen, durch Anlegen einer Spannung (Pv1) an die piezoelektrischen Betätigungselemente (10) geändert wird, wobei das Verfahren des Antreibens des Tintenstrahlkopfes aufweist:

einen Schritt des Verringern des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern (20) in einem anfänglichen Zustand durch Anlegen einer Spannung an die piezoelektrischen Betätigungselemente (10) in die gleiche Richtung wie die Polarisation des piezoelektrischen Materiales (11);

einen ersten Tintenlieferschritt des Lieferns von Tinte zu den Tintenkammern (20) durch Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) zum Erhöhen des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern (20) im Vergleich zu einem anfänglichen Zustand;

einen zweiten Tintenlieferschritt des Lieferns von Tinte zu den Tintenkammern (20) durch Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) zum Erhöhen des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern (20) durch Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente bei einer konstanten Stromstärke bei einer deutliche niedrigeren Geschwindigkeit als für den ersten Tintenlieferschritt; und

einen Tintenausspritzschritt des Ausspritzens von Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern durch Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente in solch eine Richtung, daß schnell das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern verringert wird, nachdem die Lieferung von Tinte in die Tintenkammern beendet ist.

3. Verfahren zum Antreiben eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 2, das weiter einen Wiederherstellungsschritt zum Wiederherstellen des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern (20) zu dem anfänglichen Zustand davon nach Beendigung des Tin tenauswahlschrittes durch Steuern des Verhaltens der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) aufweist.

4. Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes, bei dem eine Tätigkeit des Lieferns von Tinte von einer Lieferquelle, die zu Tintenkammern (20) führt, und eine Tätigkeit des Ausspritzens von Tintentröpfchen aus den Tintenkammern (20) durch Düsenlöcher (41) durchgeführt werden, in dem das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern (20) mittels Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) durch Anlegen einer Spannung (Pv1) daran geändert wird, wobei das Verfahren des Antreibens des Tintenstrahlkopfes die Schritte aufweist:

Liefern von Tinte in die Tintenkammern (20) und Ausspritzen von Tintentröpfchen aus den Düsenlöchern durch Deformieren der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) in solch eine Richtung, daß das innere Volumen einer jeden der Tintenkammern (10) schnell verringert wird;

wobei der Schritt des Lieferns von Tinte aufweist einen ersten Tintenlieferschritt des Deformierens der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) zum Erhöhen des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern (20) im Vergleich mit einem anfänglichen Zustand und einen zweiten Tintenlieferschritt des Deformierens der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) zum Erhöhen des inneren Volumens einer jeden der Tintenkammern (20) durch Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente bei einer konstanten Stromstärke bei einer deutlich niedrigeren Geschwindigkeit als für den ersten Tintenlieferschritt; und

wobei die Größe einer jeden der aus den Düsenlöchern (41) ausgespritzten Tintentröpfchen eingestellt wird durch Variieren der Größe einer Spannung (V2) und der Länge einer Zeit (T2) zum Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) in dem zweiten Tintenlieferschritt.

5. Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in dem Schritt des Lieferns der Tinte eine Spannungsstärke (V1) zum Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) mit der Zeit variiert.

6. Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem die Größe einer jeden der aus den Düsenlöchern (41) ausgespritzten Tintentröpfchen eingestellt wird durch Variieren einer Spannungsstärke (V2) und der Länge der Zeit (T2) zum Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente (10) in dem zweiten Tintenlieferschritt.

7. Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem in dem ersten Tintenlieferschritt oder in dem zweiten Tintenlieferschritt eine Spannungsstärke (Pv1) zum Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) mit der Zeit variiert wird.

8. Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem in dem zweiten Tintenlieferschritt die piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) bei einer deutlich niedrigeren Geschwindigkeit als in dem ersten Tintenlieferschritt durch allmähliches Erhöhen einer Spannungsstärke zum Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) deformiert werden.

9. Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem in dem Schritt des Ausspritzens von Tinte oder Tintentröpfchen eine Zeitlänge (T3) zum Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) im wesentlichen gleich einer Zyklusdauer der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) ist.

10. Verfahren des Antreibens eines Tintenstrahlkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem in dem zweiten Tintenlieferschritt die Zeitlänge (T2) zum Antreiben der piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) im wesentlichen gleich zu einer ganzzahligen Zahl von Halbzy klusdauern der natürlichen Oszillation der piezoelektrischen Betätigungselemente (3, 10) ist.