DE69736991T2

DE69736991T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf

Info

Publication number: DE69736991T2
Application number: DE69736991T
Authority: DE
Inventors: Kazunaga Suwa-shi Suzuki; Kenji Suwa-shi Tsukada; Yoshiyuki Suwa-shi KOIKE; Takeo Suwa-shi Seino; Yasuhiro Suwa-shi OUKI; Yasuhiko Suwa-shi Kosugi; Toshihisa Suwa-shi SARUTA; Hidetaka Suwa-shi Sakurai
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2017-01-30
Also published as: EP1174265A3; EP0788882A3; EP1174265B1; US6431674B2; DE69713922D1; DE69736992D1; DE69736992T2; DE69713922T2; EP0788882A2; EP1174265A2; US20010050696A1; EP1174266A2; EP0788882B1; EP1174266B1; EP1174266A3; DE69736991D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf vom Abruftyp umfaßt viele Düsenöffnungen und druckerzeugende Kammern, welche den Düsenöffnungen zugeordnet sind. Die druckerzeugenden Kammern expandieren und kontrahieren in Übereinstimmung mit Drucksignalen, um Tintentröpfchen durch die Düsenöffnungen auszustoßen. In dem Aufzeichnungskopf wird frische Tinte sukzessive zu ausgesuchten Düsenöffnungen zugeführt, um einen Druckvorgang auszuführen. Dementsprechend besteht eine geringe Chance, daß diese Düsenöffnungen verstopft werden. Andererseits verstopfen die Düsenöffnungen, die weniger häufig zum Ausstoßen von Tintentröpfchen eingesetzt werden, wie diejenigen Öffnungen, die sich an den oberen oder unteren Enden des Aufzeichnungskopfes befinden, häufig. Dies ist ein Problem.
Um dieses Problem zu überwinden, wird ein Spülvorgang, nachdem der Druckvorgang für eine voreingestellte Zeitspanne fortgeführt wurde, durchgeführt, bei dem der Aufzeichnungskopf zu dem Kappenglied in einem Nicht-Druckbereich zurückgefahren wird und ein Steuerungssignal an die piezoelektrischen Wandler angelegt wird, um Tintentröpfchen zwangsweise aus allen Düsenöffnungen in Richtung der Kappe auszustoßen.
Bei Durchführung des Spülvorganges wird der Druckvorgang unterbrochen, wodurch die Druckgeschwindigkeit reduziert wird und eine relativ große Menge von Tinte verbraucht wird. Um diese Probleme zu lösen, wurden viele Techniken vorgeschlagen. Gemäß einer Technik wird ein Steuerungssignal, welches eine Amplitude besitzt, um Tintentröpfchen nicht auszustoßen, an die piezoelektrischen Wandler, welche in den druckerzeugenden Kammern, die kommunizierend verbunden sind zu den Düsenöffnungen, welche keine Tintentröpfchen während des Druckvorgangs ausstoßen, bereitgestellt sind, angelegt. Durch Anlegen eines solchen Steuerungssignales werden die nahe den Öffnungen befindlichen Menisken geringfügig in Schwingung versetzt, um dadurch die Öffnungen am Verstopfen zu hindern (siehe z.B. japanische Offenlegungsschriften Nr. Sho. 55-123476 und 57-61576, und US-Patent Nr. 4,350,989).
Dokument EP 0 574 016 A2 offenbart eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, in welcher ein Teil eines Steuerungssignals an piezoelektrische Vibratoren angelegt wird, welche zu Düsenöffnungen gehören, welche keine Tintentröpfchen in Übereinstimmung mit dem Ansteuerungssignal ausstoßen, so dass Minisken in den Düsenöffnungen geringfügig in Schwingung versetzt werden können.
In dieser Verbindung wurde ein Vorschlag für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemacht, bei dem der zum Ausstoßen von Tintentröpfchen angelegte Druck von der Verdampfung von Tinte abhängt. Gemäß diesem Vorschlag ist ein piezoelektrischer Wandler an dem Reservoir angebracht, wobei der Tintendruck durch den Wandler variiert wird. Ein variierter Druck wird durch den Tintenversorgungsanschluß auf die druckerzeugende Kammer übertragen, um dadurch einen an der Düsenöffnung gebildeten Meniskus geringfügig in Schwingung zu versetzen.
Demnach wird durch geringfügiges In-Schwingung-Versetzen der Menisken zu festen Zeitintervallen die Anzahl von Spülvorgängen reduziert, wodurch die Absenkung der Druckgeschwindigkeit und die Steigerung des Tintenverbrauchs verhindern werden. Außerdem verhindert dieses Verfahren im wesentlichen die Möglichkeit, daß die Düsenöffnungen verstopft werden. Jedoch beeinflußt das auch nur geringfügige In-Schwingung-Versetzen der Menisken wiederum den Entladungsvorgang von Tintentröpfchen, wenn Punkte bei einem Druckvorgang gebildet werden. Dies verschlechtert die Druckqualität und ist demnach ein Problem. Außerdem ist das hörbare Geräusch, welches durch die geringfügige Vibration der Menisken ausgelöst wird, laut, weil die Anzahl von angesteuerten piezoelektrischen Wandlern erheblich größer ist als die Anzahl zum Entladen von Tintentröpfchen. Deswegen ist die Lebensdauer der piezoelektrischen Wandler verringert und daher ist die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes auch verringert.
Wenn ein Tintentyp eingesetzt wird, der geeignet ist, sehr kleine Punkte zu drucken und bevorzugt einen Film zu bilden, unterstützt die geringfügige Vibration der Menisken (zum Zweck des Verhinderns des Verstopfens der Düsenöffnungen) die Verflüchtigung von Tintenlösungsmittel in den Düsenöffnungen, die bei einem Druckvorgang nicht zum Drucken eingesetzt werden, und unterstützt den Vorgang des Verstopfens der Düsenöffnungen. Da die Viskosität der Tinte stark von der Temperatur abhängt, sinkt die Tintenviskosität ab, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, und die geringfügige Vibration bewegt den Meniskus exzessiv, so daß Tinte die Düsenplatte benetzt. Als Ergebnis wird der Flugpfad des Tintentröpfchens, wenn es zum Drucken ausgestoßen wird, abgelenkt.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die obengenannten Probleme zu lösen. Dieses Ziel wird gelöst durch die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung des unabhängigen Anspruchs 1.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften, Aspekte und Details der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen hervor. Die Ansprüche sollen als erster, nicht einschränkender Ansatz, um die Erfindung in allgemeiner Weise zu definieren, verstanden werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit einem Aufzeichnungskopf, welcher Tintentröpfchen in Übereinstimmung mit Druckdaten durch Düsen ausstößt durch Variieren des Druckes in einer druckerzeugenden Kammer, welche kommunizierend verbunden ist zu der Düsenöffnung und einem Tintenreservoir. Genauer betrifft die Erfindung eine Technik zum Verhindern, daß die Düsenöffnungen verstopft werden.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung in einem weiteren Aspekt auch auf ein Verfahren gerichtet, durch welches die beschriebene Vorrichtung arbeitet, und umfasst Verfahrenschritte, um jede Funktion der Vorrichtung auszuführen.
In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist entsprechend eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt, welche verhindern kann, dass Düsenöffnungen verstopft werden und welche eine sehr hohe Druckqualität aufrechterhalten kann, sogar mit einer Restvibration der geringfügigen Vibration der Minisken.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereitzustellen, welche zuverlässig das Verstopfen der Düsenöffnungen dadurch eliminiert, dass die Frequenz von Schwingungen des piezoelektrischen Wandlers reduziert wird.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereitzustellen, welche die Zeit maximieren kann, bis zu welcher die Düsenöffnung verstopft wird, unabhängig von einer Änderung der Umgebungstemperatur und ohne den Flugweg des ausgestoßenen Tintentröpfchens abzulenken.
Gemäß der obigen und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ist eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt, welche einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf hat, welcher druckerzeugende Kammern, von welchen jede mit einer Düsenöffnung und einem Reservoir in Kommunikation verbunden ist, ein Druckerzeugungsmittel, um die druckerzeugenden Kammern unter Druck zu setzen, und ein Steuermittel, um Druckdaten entsprechende Steuerungssignale an den Aufzeichnungskopf anzulegen und um die Minisken in den Düsenöffnungen in solch einem Ausmaß geringfügig in Schwingung zu versetzen, um Tintentröpfchen während einer Nicht-Druckperiode nicht auszustoßen, umfasst. Die vorliegende Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel Tintentröpfchen von den Düsenöffnungen in Übereinstimmung mit Druckdaten ausstößt, jeder Druckzyklus während einer Druckperiode, und die Minisken eine vorbestimmte Zeitspanne vor dem Ausstoßen der Tintentröpfchen oder eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Ausstoßen der Tintentröpfchen in geringfügige Schwingungen versetzt.
Die Erfindung wird besser verstanden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht ist, welche eine Ausführungsform eines Druckmechanismus' einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Querschnittsansicht ist, welche einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der in der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung aus 1 eingesetzt wird, zeigt;
3 eine Querschnittsansicht ist, welche noch einen anderen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zeigt, der in der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung eingesetzt werden kann;
4 eine Querschnittsansicht ist, welche noch einen weiteren Tintenstrahlaufzeichnungskopf zeigt, der in der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung eingesetzt werden kann;
5 ein Blockdiagramm ist, welches ein Steuerungssystem zum Steuern der Arbeitsweise eines wie in 3 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zeigt;
6 ein Schaltkreisdiagramm ist, welches eine Steuerungsspannungerzeugungsschaltung zeigt, die in dem Steuerungsmittel aus 5 eingesetzt wird;
7 ein Zeitverlaufsdiagramm von Eingabesignalen und einem Ausgabesignal der Steuerungsspannungerzeugungsschaltung aus 6 ist;
8 ein Schaltkreisdiagramm ist, welches eine Kopfsteuerungs-Schaltung in dem Steuerungssystem aus 5 zeigt;
9 ein Zeitverlaufsdiagramm ist, welches einen Druckvorgang der Kopfsteuerungs-Schaltung aus 8 zeigt;
10 ein Zeitverlaufsdiagramm ist, welches einen weiteren Druckvorgang der Kopfsteuerungs-Schaltung zeigt;
11 ein Schaltkreisdiagramm ist, welches eine weitere Kopfsteuerungs-Schaltung in dem Steuerungsmittel zeigt;
12 ein Zeitverlaufsdiagramm ist, welches einen Druckvorgang der Kopfsteuerungs-Schaltung aus 11 zeigt;
13 ein Blockdiagramm ist, welches ein Steuerungssystem zur Steuerung der Arbeitsweise eines wie in 2 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zeigt;
14(a) bis 14(c) Wellenformen von ersten bis dritten, an einen piezoelektrischen Wandler angelegten Steuerungssignalen, sind;
15 ein Schaltkreisdiagramm ist, welches eine Steuerungsspannungerzeugungsschaltung in dem Steuerungssystem aus 13 zeigt;
16 ein Diagramm ist, welches an den piezoelektrischen Wandler während einer Druck-Rest-Periode in Bezug auf die Bewegung eines Schlittens angelegte Steuerungssignale zeigt;
17 ein Wellenformen-Diagramm ist, welches erste und dritte Steuerungssignale zeigt, die an piezoelektrische Wandler, welche zum Entladen von Tintentröpfchen betrieben werden, und piezoelektrische Wandler, welche nicht zum Entladen von Tintentröpfchen betrieben werden, wenn der Aufzeichnungskopf in einer Druck-Periode ist, angelegt werden;
18(a) und 18(b) Diagramme sind, die zeigen, wie ein drittes Steuerungssignal an den piezoelektrischen Wandler angelegt wird, wenn der Aufzeichnungskopf einen Durchgang eines Druckvorganges schließt und zu einer Stillstandsposition abbremst;
19 ein Diagramm ist, welches ein weiteres Verfahren des Anlegens von Steuerungssignalen an den piezoelektrischen Wandler während einer Druck-Rest-Periode mit Bezug auf die Bewegung eines Schlittens zeigt;
20 ein Diagramm ist, welches Gruppierungen von Düsenöffnungen eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zeigt, bei denen die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
21 ein Diagramm ist, welches ein weiteres Verfahren eines Anlegens von Steuerungssignalen an die piezoelektrischen Wandler während einer Druck-Rest-Periode mit Bezug auf die Schlittenbewegung zeigt;
22 ein Blockdiagramm ist, welches ein weiteres Steuerungssystem zur Steuerung der Arbeitsweise eines wie in 2 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zeigt;
23 ein Graph ist, der eine Druckvariation, ausgedrückt in Relativwerten, in einer druckerzeugenden Kammer zum Begründen einer geringfügigen Vibration in Bezug zu einer Lade-Zeitdauer einer Tintenpatrone zeigt;
24 ein Graph ist, der eine Variation einer Steuerungsspannung zeigt, welche an die Druckerzeugungsmittel zur Begründung einer geringfügigen Vibration angelegt wird, in Bezug auf eine Umgebungstemperatur;
25 ein Graph ist, der eine Variation einer Steuerungsfrequenz zur Zeit einer geringfügigen Vibration mit Bezug auf die Umgebungstemperatur zeigt;
26(a) und 26(b) Wellenformdiagramme sind, welche Signale zum Anpassen der Amplitude einer geringfügigen Vibration zeigen; und
27 ein Wellenformdiagramm ist, welches ein anderes Signal zum Begründen einer geringfügigen Vibration zeigt.
1 zeigt eine Struktur eines Druckmechanismus' und verwandter Komponenten in einem Drucker, welcher ein Typ einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Bezogen auf 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen mit einem Schlittenantriebsmotor 3 durch einen Synchronriemen 2 verbundenen Schlitten. Der Schlitten 1 wird in der breitenbezogenen Richtung eines Aufzeichnungsblattes 5 hin- und herbewegt, während er durch das Führungsmittel 4 geführt wird. Die Position des bewegten Schlittens wird durch einen Linearencoder 6 detektiert. Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe 7 und 8 sind fest an der Seite des Schlittens 1 angebracht, welche dem Aufzeichnungsblatt 5 oder dessen unterer Seite gegenüberliegt. Bei der Bewegung des Schlittens 1 stoßen die Aufzeichnungsköpfe 7 und 8, welche Tinte aus den auf dem Schlitten 1 angebrachten Tintenpatronen 9 und 10 erhalten, Tintentröpfchen gegen das Aufzeichnungsblatt 5 aus, um Punkte darauf zu bilden, durch die Buchstaben und Bilder gebildet werden. Kappenglieder 11 und 12, die in einem Nicht-Druckbereich bereitgestellt werden, decken die Düsenöffnungen der Aufzeichnungsköpfe 7 und 8 dicht ab, wenn die Aufzeichnungsköpfe in Ruhe sind, und empfangen Tinte, welche von den Aufzeichnungsköpfen 7 und 8 in dem Spülvorgang während eines Druckvorganges ausgestoßen werden. Bezugszeichen 13 bezeichnet ein Reinigungsglied, welches z.B. eine Gummiklinge aufweist, um die Düsenöffnungen der Aufzeichnungsköpfe 7 und 8 sauber zu wischen. Nummer 14 kennzeichnet einen Papierzufuhrmotor.
2 zeigt ein Beispiel eines jeden der Aufzeichnungsköpfe 7 und 8. Bezugszeichen 20 bezeichnet ein erstes Abdeckglied, welches aus einer dünnen, etwa 10 μm dicken Zirkoniumoxidplatte aufgebaut ist. Eine Steuerungselektrode 22 ist auf einer der Hauptoberflächen des ersten Abdeckgliedes 20 gebildet, während sie einer druckerzeugenden Kammer 21 gegenüberliegt. Ein z.B. aus PZT gefertigter, piezoelektrischer Wandler 23 ist auf der Oberfläche der Steuerungselektrode 22 gebildet, und eine Elektrode 19 ist auf dem piezoelektrischen Wandler 23 gebildet. Die druckerzeugende Kammer 21 nimmt eine verbiegende Vibration des piezoelektrischen Wandlers 23 auf, so daß die Kammern expandiert und zusammengezogen werden, um Tintentröpfchen aus einer Düsenöffnung 24 auszustoßen, und empfängt Tinte aus einem Reservoir 26 durch einen Tintenversorgungsanschluß 25. Ein Abstandshalter 27 ist eine gebohrte Keramikplatte, welche aus Zirkoniumoxid (ZrO₂) oder dergleichen gefertigt ist und weist eine Dicke von z.B. 150 μm auf, welche geeignet ist, um die druckerzeugende Kammer 21 zu bilden. Eine Seite des Abstandshalters 27 ist mit einem zweiten Abdeckglied 28 abgedichtet, wohingegen die andere Seite des Abstandshalters 27 mit dem ersten Abdeckglied 20, wo die druckerzeugende Kammer 21 gebildet ist, abgedichtet ist. Das zweite Abdeckglied 28 ist ebenfalls eine Keramikplatte, welche z.B. aus Zirkoniumoxid gefertigt ist, und weist Verbindungslöcher 29, welche jedes mit einem Tintenversorgungsanschluß 25 und einer druckerzeugenden Kammer 21 kommunizieren, und Verbindungslöcher 30, welche jedes eine druckerzeugende Kammer 21 und eine Düsenöffnung 24 kommunizierend verbinden, auf. Das Abdeckglied 28 ist fest an der anderen Hauptseite des Abstandhalters 27 angebracht. Diese Glieder 20, 27 und 28 sind derart in eine Aktuatoreinheit 31, ohne Adhäsionsmittel einzusetzen, zusammengefügt, daß granulares Keramikmaterial geeignet in dünne Platten geformt wird, welche übereinander geschichtet und gesintert werden.
Eine Platte 32, die einen Tintenversorgungsanschluß bildet, dient als eine Fixierungsplatte zum Fixieren der Aktuatoreinheit 31. Die Platte 32 ist aus einem Tintebeständigen Metall wie rostfreiem Stahl oder Keramik hergestellt, um als ein Verbindungsglied zu den Tintenpatronen 9 und 10 zu dienen. Die Platte 32, die einen Tintenversorgungsanschluß bildet, weist die Tintenversorgungsanschlüsse 25 auf, welche jeder an einer Stelle nahe zu einem Ende der druckerzeugenden Kammer 21 gebildet sind. Der Tintenversorgungsanschluß 25 verbindet das Reservoir 26 zu der druckerzeugenden Kammer 21. Weiterhin weist der Anschluß 25 Verbindungslöcher 33 auf, welche jedes an einer Stelle nahe dem anderen Ende der druckerzeugenden Kammer 21 gebildet sind. Das Verbindungsloch 33 verbindet die Düsenöffnung 24 und ein Verbindungsloch 30 der Aktuatoreinheit 31 kommunizierend.
Eine Reservoir-bildende Platte 34 ist ein plattenähnliches Glied, welches aus einem korrosionsbeständigen Material wie z.B. rostfreiem Stahl gefertigt ist und eine zur Bildung des Reservoirs 26 geeignete Dicke von z.B. 150 μm aufweist. Ein der Form der Reservoirkammer 26 entsprechendes Durchgangsloch und ein Verbindungsloch 36, um die Düsenöffnung 24 der Düsenplatte 35 und das Verbindungsloch 30 kommunizierend zu verbinden, sind in der Reservoirbildenden Platte 34 gebildet. Die Platte 32, die einen Tintenversorgungsanschluß bildet, die Reservoir-bildende Platte 34 und die Düsenplatte 35 sind in eine Flüssigkeitdurchgangseinheit 37 zusammengebondet durch dazwischen eingefügte, heißschmelzende Filme oder Klebemittel. Die Aktuatoreinheit 31 ist auf die Oberfläche der Platte 32, die einen Tintenversorgungsanschluß bildet, der Flüssigkeitsdurchgangseinheit 37 durch Adhäsionsmittel gebondet, um dadurch einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 7 zu bilden.
Im Betrieb wird ein Steuerungssignal an den derart konstruierten Aufzeichnungskopf angelegt, während der Schlitten 1 in Übereinstimmung mit einem von dem Linearencoder 6 abgeleiteten Positionssignal gesteuert wird. Dann wird der piezoelektrische Wandler 23 geladen und wird elastisch versetzt, um die druckerzeugende Kammer 21 zusammenzuziehen. Die Kammer 21 preßt Tinte darin zusammen und ein Tintentröpfchen wird durch die Düsenöffnung 24 ausgestoßen. Nachdem eine voreingestellte Zeit verstrichen ist, wird der piezoelektrische Wandler 23 entladen und der piezoelektrische Wandler 23 kehrt in seinen Originalzustand zurück. Die druckerzeugende Kammer 21 ist nun expandiert. Dementsprechend fließt Tinte von dem Reservoir 26 zu der druckerzeugenden Kammer 21 durch den Tintenversorgungsanschluß 25. Als ein Ergebnis wird Tinte zu der druckerzeugenden Kammer 21 für den nächsten Druckvorgang zugeführt.
Eine Spannung, welche zu klein ist, um Tinte auszustoßen, wird an den piezoelektrischen Wandler 23 angelegt. Dementsprechend wird eine geringfügige elastische Versetzung in dem piezoelektrischen Wandler 23 ausgelöst und die druckerzeugende Kammer 21 wird geringfügig kontrahiert. Ein nahe der Düsenöffnung 24 befindlicher Meniskus wird dann eine kleine Distanz nach oben gegen die Düsenöffnung 24 gedrückt. Anschließend wird der piezoelektrische Wandler 23 entladen, so daß er in seinen Originalzustand zurückkehrt und die druckerzeugende Kammer 21 wird geringfügig expandiert. Der Meniskus geht von der Düsenöffnungs-Seite in Richtung der druckerzeugenden Kammer 21 herunter. Wenn der piezoelektrische Wandler 23 in Synchronisierung mit dem Druckvorgang geringfügig durchgebogen und wieder aus seinem durchgebogenen Zustand zurückgestellt wird, vibriert der nahe der Düsenöffnung befindliche Meniskus geringfügig. Als ein Ergebnis wird alte Tinte, die sich nahe der Düsenöffnung befindet, durch frische Tinte ersetzt, wodurch das Verstopfen der Düsenöffnung verhindert wird.
Der oben beschriebene Aufzeichnungskopf setzt einen piezoelektrischen Wandler ein, der elastisch vibriert. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 7, bei dem das Druckerzeugungsmittel ein piezoelektrischer Wandler ist, welcher axial versetzt wird, oder welcher vom wie in 3 gezeigten longitudinalen Oszillations-Modus-Typ ist, kann eingesetzt werden. Um spezifischer zu sein, ist eine elastische Platte 41 eine dünne Platte, welche in Kontakt mit dem Ende eines piezoelektrischen Wandlers 42 elastisch deformiert wird. Die elastische Platte 41, eine durchgangbildende Platte 43 und eine Düsenplatte 44 sind zusammengefügt, um flüssigkeitsdicht zu sein, während die Platte 43 zwischen die Platten 41 und 42 in eine Flüssigkeitsdurchgangseinheit 45 zwischengelegt ist. Ein Basisglied 46 umfaßt eine Wandler-beherbergende Kammer 47, welche einen piezoelektrischen Wandler 42 stützt und dem Wandler ermöglicht, zu vibrieren, und weist eine Oberfläche mit einer Öffnung 48 zum Stützen einer Flüssigkeitsdurchgangseinheit 45 auf. Die Flüssigkeitsdurchgangseinheit 45 ist an der Oberfläche der Basisplatte 46 derart befestigt, daß das Ende des piezoelektrischen Wandlers 42 in Kontakt mit einer Insel 41a der elastischen Platte 41 gebracht wird.
Wenn der piezoelektrische Wandler 42 geladen wird, kontrahiert er in dem derart konstruierten Aufzeichnungskopf und die druckerzeugende Kammer 49 der durchgangbildenden Platte 43 wird expandiert. Dementsprechend fließt Tinte von dem Reservoir 50 in die druckerzeugende Kammer 49 durch den Tintenversorgungsanschluß 51. Nachdem eine voreingestellte Zeit verstrichen ist, wird der piezoelektrische Wandler 42 entladen und der piezoelektrische Wandler 42 geht in seinen Originalzustand zurück. Dann wird die druckerzeugende Kammer 49 kontrahiert, um die Tinte darin zusammenzudrücken und um ein Tintentröpfchen durch eine Düsenöffnung 52 gegen das Aufzeichnungsblatt auszustoßen. Das Tintentröpfchen bildet einen Punkt auf dem Aufzeichnungsblatt.
Ein Pulssignal, welches zu klein ist, um Tinte ausstoßen zu lassen, wird an den piezoelektrischen Wandler 42 angelegt. Der piezoelektrische Wandler kontrahiert geringfügig. Die druckerzeugende Kammer 49 wird geringfügig expandiert. Dementsprechend geht ein nahe der Düsenöffnung 52 befindlicher Meniskus zu der druckerzeugenden Kammer 49 hinab. Dann wird der piezoelektrische Wandler 42 veranlaßt, in seinen Originalzustand zurückzugehen. Die druckerzeugende Kammer 49 wird kontrahiert, um den Meniskus in Richtung der Düsenöffnung 52 zu verschieben.
Wenn der piezoelektrische Wandler 42 veranlaßt wird, sich geringfügig zu expandieren und zu kontrahieren in Synchronisation mit dem Druckvorgang, vibriert der nahe der Düsenöffnung befindliche Meniskus auch geringfügig. Als Konsequenz wird alte, nahe der Düsenöffnung befindliche Tinte wie in dem Aufzeichnungskopf ersetzt durch frische Tinte aus der druckerzeugenden Kammer 49, wodurch ein Verstopfen der Tintenöffnung verhindert wird.
4 zeigt einen weiteren Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der in der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. Eine Durchgang-bildende Platte 61 umfaßt eine druckerzeugende Kammer 65, die an einem Ende zu einer Düsenöffnung 62 und an dem anderen Ende zu einem Reservoir 64 durch einen Tintenversorgungsanschluß 63 verbunden ist. Ein Heizmittel 66, welches in Antwort auf ein Steuerungssignal Tinte verdampft, ist an einer Stelle angeordnet, um Tinte in der druckerzeugenden Kammer 65 zu verdampfen. Ein Deckel 67 schließt eine Öffnung der Durchgang-bildenden Platte 61 dicht ab. Ein Druckerzeugungsmittel 68, welches den Druck der Tinte in dem Reservoir 64 variiert, ist an der Durchgang-bildenden Platte 61 an einer Stelle bereitgestellt, welche zu dem Reservoir 64 der Durchgang-bildenden Platte korrespondiert.
Im Betrieb wird ein Steuerungssignal zuerst an den Aufzeichnungskopf 7 angelegt. Dann erzeugt das Heizmittel 66 Hitze. Ein Teil der Tinte wird verdampft in der druckerzeugenden Kammer 65 und der Tintendruck steigt an. Ein Tintentröpfchen tritt aus der Düsenöffnung 62 in Synchronisation mit einem Steuerungssignal aus. Das Anlegen des Steuerungssignals wird gestoppt und das Heizmittel 66 kühlt naturgemäß herunter. Dementsprechend sinkt der Druck in der druckerzeugenden Kammer 65. Tinte fließt aus dem Reservoir 64 in die druckerzeugende Kammer 65 durch den Tintenversorgungsanschluß 63 in Vorbereitung auf die nächste Tintenentladung.
Das Reservoir 64 wird durch Anlegen eines Signals an das Druckerzeugungsmittel 68 des Reservoirs unter Druck gesetzt. Der Tintendruck steigt in dem Reservoir 64 an. Der Anstieg des Druckes setzt sich durch den Tintenversorgungsanschluß 63 zu der druckerzeugenden Kammer 65 fort. Dementsprechend wird ein Meniskus nahe der Düsenöffnung 62 verschoben. Wenn das in Verbindung mit dem Reservoir 64 bereitgestellte Druckerzeugungsmittel 68 in Synchronisation mit dem Druckvorgang angesteuert ist (wie in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 7, der die Druckerzeugungsquelle des piezoelektrischen Wandlers 23 oder 42 aufweist), wird der Meniskus nahe der Düsenöffnung geringfügig in Schwingung versetzt. Mit der geringfügigen Schwingung des Meniskus' wird nahe der Düsenöffnung befindliche Tinte durch frische Tinte aus der druckerzeugenden Kammer 65 ersetzt. Dementsprechend ist der Tintenstrahlaufzeichnungskopf dieses Beispiels auch in der Lage, ein Verstopfen der Düsenöffnungen zu verhindern.
Ein Ausführungsbeispiel eines Steuersystems für eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. 5 zeigt ein Steuersystem zum Steuern der Arbeitsweise eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, in dem das druckerzeugende Glied ein piezoelektrischer Wandler von dem Typ ist, der axial versetzt wird, oder ein piezoelektrischer Wandler von dem longitudinalen Vibrations-Modus-Typ. In der vorliegenden Ausführungsform wird von den zwei Aufzeichnungsköpfen 7 und 8 der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 7 beschrieben. In 5 erhält ein Steuermittel 70 Druckkommandosignale und Druckdaten von einem Hostcomputer und steuert eine Steuerungsspannungerzeugungsschaltung 71, einen Kopfsteuerungsschaltkreis 72, einen Schlittensteuerungsschaltkreis 73 und einen Papiertransportsteuerungsschaltkreis 75 gemäß diesen erhaltenen Signalen und Daten für verschiedene Druck- und andere verwandte Vorgänge. Beispiele dieser Vorgänge umfassen die Ausführung eines Druckvorganges, geringfügiges In-Schwingung-Versetzen eines Meniskus, um ein Verstopfen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 7 zu verhindern, Entladen von Tinte aus allen Düsenöffnungen und Ausführen eines Instandhaltevorgangs, um erzwungenermaßen Tinte aus den Düsenöffnungen des Kopfes durch Anlegen eines negativen Druckes an den Kopf auszustoßen.
Die Steuerungsspannungerzeugungsschaltung 71 ist so ausgelegt, erste und zweite Steuerungsspannungssignale zu erzeugen. Das erste Steuerungsspannungssignal wird eingesetzt zum Hin- und Herversetzen eines nahe der Düsenöffnung befindlichen Meniskus' mit einer Größenordnung, die zu klein zum Ausstoßen eines Tintentröpfchens ist. Das zweite Steuerungsspannungssignal wird eingesetzt, um Tintentröpfchen aus den Düsenöffnungen zu entladen. Das Steuerungssignal kann ein Spannungssignal einer trapezoidalen Wellenform sein, welche aus einer Anstiegsregion, wo die Spannung mit einem festen Gradienten ansteigt, einer konstanten Region, wo die Spannung auf einem konstanten Wert für eine vorgegebene Zeitspanne gehalten wird und aus einer Absenkregion, wo die Spannung mit einem festen Gradienten absinkt, besteht. Das Steuerungssignal kann jede andere Wellenform als die trapezoidale Wellenform annehmen, wenn sie geeignet zur Steuerung des Druckerzeugungsmittels, z.B. eines piezoelektrischen Wandlers, ist. Ein anderes Beispiel eines Steuerungssignales ist ein Pulssignal einer rechteckigen Wellenform.
Der Kopfsteuerungsschaltkreis 72 gibt das erste oder zweite Steuerungsspannungssignal an den piezoelektrischen Wandler in Übereinstimmung mit Druckdaten aus. Eine Druckzeitpunktsignalerzeugungsschaltung 74 gibt ein Druckzeitpunktsignal an das Steuerungsmittel 70 in Synchronisation mit einem Positionssignal, das die augenblickliche Position des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 7 wiedergibt und welches von dem Linearencoder 6 mit der Bewegung des Schlittens 1 ausgegeben wird, aus.
6 zeigt ein spezifisches Beispiel des Steuerungsspannungserzeugungsschaltung 71. In 6 bezeichnen die Nummern 79a bis 79c und 80a und 80b Pulssignale einer festen Pulsbreite, welche durch das Steuerungsmittel 70 bereitgestellt werden. Andere Signale umfassen ein erstes Ladepulssignal 79a, ein zweites Ladepulssignal 79b, ein drittes Ladepulssignal 79c, ein erstes Entladepulssignal 80a und ein zweites Entladepulssignal 80b. Diese Pulssignale werden zu der Steuerungsspannungserzeugungsschaltung 71 zu wie in 7 gezeigten Zeitpunkten eingegeben. Das erste Ladepulssignal 79a wird an die Basis eines NPN-Transistors 81a angelegt, um ihn leitend zu machen. Daraufhin wirkt ein Konstant-Strom-Schaltkreis 92, der aus NPN-Transistoren 82a und 84a und einem Widerstand 86a besteht, um einen Kondensator 83 bei einem konstanten Strom Ira aufzuladen, bis die Spannung über den Kondensator 83 eine erste Ladespannung Vra erreicht.
Der Kondensator 83 wird bis zu einer zweiten Ladespannung Vrb bei einem konstanten Strom Irb, ausgelöst durch den zweiten Ladepuls 79b, aufgeladen. Der Kondensator 83 wird bis zu einer dritten Ladespannung Vrc bei einem konstanten Strom Irc, ausgelöst durch den dritten Ladepuls 79c, aufgeladen. Das erste Entladepulssignal 80a wird angelegt an einen Konstant-Strom-Schaltkreis 95, der aus NPN-Transistoren 85b und 88b und einem Widerstand 87b besteht, angelegt. Dementsprechend wird der Kondensator 83 bei einem konstanten Strom Ira entladen, bis die Spannung über den Kondensator auf eine erste Entladespannung Vfa abfällt. Ähnlicherweise wird der Kondensator 83 durch einen konstanten Strom Irb auf eine zweite Entladespannung Vfb entladen, wenn das zweite Entladepulssignal 80b an einen Konstant-Strom-Schaltkreis 96 angelegt wird. Vorausgesetzt, daß eine Basis-Emitter-Spannung des Transistors 84b Vbe84a ist, und ein Widerstand des Widerstandes 86a Rra ist, so ist Ira = Vbe84a/Rra. Wenn eine Kapazität des Kondensators 83 C0 ist, ist die Zeit Tra, die die Spannung über den Kondensator benötigt, um zu der ersten Ladespannung Vra anzusteigen: Tra = C0 × Vra/Ira.
Die gleiche Theorie ist wahr und anwendbar bei anderen Ladeschaltkreisen. Die Ladeströme Irb und Irc sind: Irb = Vbe84b/Rrb und Irc = Vbe84c/Rrc. Die Lade-Anstiegs-Zeiten Trb und Trc sind: Trb = C0 × Vrb/Irb und Trc = C0 × Vrc/Irc. Vorausgesetzt, daß eine Basis-Emitter-Spannung des Transistors 85a Vbe85a ist und ein Widerstand des Widerstandes 87a Rra ist, so ist Iras = Vbe85a/Rra. Die Zeit Tfa, die die Spannung über den Kondensator benötigt, um auf die erste Entladespannung Vfa anzusteigen ist: Tfa = C0 × Vfa/Ifa.
In ähnlicher Weise ist der Entladestrom Ifb: Ifb = Vbe85b/Rfb und eine Abfallzeit Tfb: Tbf = C0 × Vfb/Ifb. Ein NPN-Transistor 89 und ein PNP-Transistor 90 bilden einen Stromverstärker. Eine Beziehung zwischen den Pulssignalen 79a bis 79c, 80a und 80b, welche in die Steuerungsspannungs-Erzeugungsschaltung eingegeben werden und einem Steuerungsspannungssignal, welches an dessen Ausgangsschnittstelle ausgegeben wird, ist wie in 7 gezeigt. Das ausgegebene Steuerungsspannungssignal nimmt eine trapezoidale Wellenform an, welche aus Regionen, wo die Amplitude des Signals mit einem festen Gradienten ansteigt, Regionen, wo die Amplitude konstant ist und Regionen, wo die Amplitude mit einem festen Gradienten fällt, besteht. Die ansteigenden und fallenden Regionen sind wie gezeigt zeitgleich mit den Pulsbreiten der Pulssignale.
Die Arbeitsweise der Steuerungsspannungserzeugungsschaltung 71 wird beschrieben. Während die Steuerungsspannungserzeugungsschaltung das erste Ladepulssignal 79a von dem Steuerungsmittel 70 empfängt, wird der Konstant-Strom-Schaltkreis 92 eingeschaltet und ein Steuerungsspannungssignal 91 steigt von Vrc auf Vra bei einem festen Gradienten an. Nachdem eine voreingestellte Zeit verstreicht, wird ein erstes Entladepulssignal 80a an die Steuerungsspannungserzeugungsschaltung eingegeben und dann wirkt der Konstant-Strom-Schaltkreis 93. Ein Steuerungsspannungssignal, welches an der Ausgangsschnittstelle 91 auftritt, fällt um die Spannung Vfa bei einem festen Gradienten. Das Steuerungsspannungssignal von einer trapezoidalen Wellenform vibriert einen Meniskus mit einer solchen Amplitude, um ein Tintentröpfchen nicht auszustoßen (Dieses Signal wird im folgenden eine Geringfügige-Vibration-Spannungswellenform genannt).
Nachdem eine voreingestellte Zeit ab der Beendigung des ersten Entladepulssignales 80a, d.h. eine Zeit, die der geringfügig vibrierende Meniskus benötigt, zur Ruhe zu kommen, verstrichen ist, wird ein zweites Ladesignal 79b an die Steuerungsspannungerzeugungsschaltung eingegeben und der Ausgabeanschluß 91 steigt um die Spannung Vrb an. Zu diesem Zeitpunkt werden Schaltelemente T (8), wie Transmissionsgatter, welche zu den piezoelektrischen Wandlern 42 verbunden und für Druckvorgänge angesteuert sind, durch den Kopfsteuerungsschaltkreis 72 eingeschaltet, und die entsprechenden piezoelektrischen Wandler 42 werden auf eine Spannung Vrb + Vrc geladen und kontrahieren dementsprechend stark. Dementsprechend werden die zu den Wandlern verbundenen druckerzeugenden Kammern 49 expandiert. Tinte fließt von den Reservoirs 50 zu den druckerzeugenden Kammern 49 durch die Tintenversorgungsanschlüsse 51. Nachdem eine voreingestellte Zeit ab der Beendigung des zweiten Ladepulses 79b verstrichen ist, wird ein zweites Entladesignal 80b an die Steuerungsspannungerzeugungsschaltung eingegeben. Das Steuerungsspannungssignal 91 sinkt um die Spannung Vfb. Als Ergebnis werden die piezoelektrischen Wandler 42 entladen, um stark zu expandieren. Dementsprechend werden die druckerzeugenden Kammern 49 stark kontrahiert, so daß Tintentröpfchen zum Drucken aus den Düsenöffnungen 52 austreten.
Nach dem Entladen von Tintentröpfchen wird ein dritter Ladepuls 79c an die Steuerungsspannungerzeugungsschaltung eingegeben, so daß das Steuerungsspannungssignal 91 um die Spannung Vrc ansteigt. Hier endet eine Sequenz einer Periode (Im nachfolgenden wird eine Wellenform, welche sich vom Eingeben des zweiten Ladepulses 79b bis zum Eingeben des dritten Ladepulses 79c erstreckt, als Entladungsspannungswellenform bezeichnet werden).
8 zeigt ein Beispiel des Kopfsteuerungsschaltkreises 72. In 8 ist ein Verschieberegister 100 aus Flip-Flops F1 aufgebaut, die in Serie verschaltet sind. Das Register 100 verschiebt Druckdaten sukzessive in Synchronisation mit einem Verschiebeuhrsignal. Ein Sperrschaltkreis 101, der aus Flip-Flops F2 besteht, sperrt von den Flip-Flops F1 ausgegebene Signale in Antwort auf ein Sperrsignal und gibt Steuerungssignale an die Schaltelemente T, wie Transmissionsgatter, aus, um ein Steuerungsspannungssignal vom Ausgabeanschluß 91 zu den piezoelektrischen Wandlern 42 zuzuführen.
9 zeigt eine Beziehung zwischen Übertragungszeitpunkten von Druckdaten und Daten geringfügiger Vibration und einer an den piezoelektrischen Wandler 42 angelegten Steuerungsspannung. In 9 bezeichnet Bezugszeichen 102 ein Paar von Druckdaten und Daten geringfügiger Vibration während einer Druckperiode. Nummer 103 gibt Daten geringfügiger Vibration wieder und Nummer 104 Druckdaten. Für einen piezoelektrischen Wandler werden die Druckdaten 104 in Bezug auf die Daten 103 geringfügiger Vibration invertiert.
Wenn der Kopfsteuerungsschaltkreis ein Druckzeitpunktsignal von dem Steuerungsglied 70 empfängt, sperrt der Sperrschaltkreis 101 die Daten 103 geringfügiger Vibration, die in der vorhergehenden Druckzeitpunktsperiode übertragen wurden und gibt sie als Steuerungssignale an die Schaltelemente T aus. In Antwort auf die Steuerungssignale wird eine Geringfügige-Vibration-Spannungswellenform nur an die piezoelektrischen Wandler 42, die nicht zur Entladung von Tintentröpfchen in der vorhergehenden Druckperiode angesteuert wurden, durch die Schaltelemente T angelegt. Als Ergebnis werden nur die Menisken der Düsenöffnungen 52, die keine Tintentröpfchen ausgestoßen haben, geringfügig in Schwingung versetzt.
Dann werden die Druckdaten 104 in Synchronisation mit einem Verschiebeuhrsignal übertragen und nachdem die geringfügige-Vibrationspannungswellenform zu einer Zeit, wenn die restliche Vibration des geringfügig vibrierenden Meniskus abgeklungen ist, beendet ist, wird ein Sperrsignal ausgegeben. Die Schaltelemente T werden in Übereinstimmung mit Druckdaten 104 gesteuert. Aufgrund der Steuerung der Schaltelemente wird eine Entladungsspannungswellenform nur an die piezoelektrischen Wandler 42, welche für die Tintenentladung angesteuert werden, angelegt und Tintentröpfchen treten aus den korrespondierenden Düsenöffnungen 52 aus. Abschließend werden Daten 103 geringfügiger Vibration als die Inversion von Druckdaten 104 in Synchronisation mit einem Verschiebungsuhrsignal übertragen, um damit die Sequenz einer Druckperiode abzuschließen.
Im dem Fall, in dem die Druckdaten und die Daten geringfügiger Vibration in einer wie in 9 dargestellten Art übertragen werden, kann ein Zeitintervall zwischen der Entladespannungswellenform und der geringfügigen Vibrationsspannungswellenform groß eingestellt werden. Wenn das Zeitintervall groß ist, wird die Vibrationscharakteristik des Meniskus direkt nach dem Ausstoßen des Tintentröpfchens nicht ungünstig beeinflußt. Daher wird ein sehr geringes Risiko eines ungewollten Entladens eines Tintentröpfchens bestehen, wenn die Geringfügige-Vibrationsspannungswellenform angelegt wird. Schlechte Druckqualität und ebenso das Verstopfen der Öffnungen werden erfolgreich verhindert.
Ein in 10 gezeigtes Zeitdiagramm zeigt einen Fall, bei dem die Daten 103 geringfügiger Schwingung und die Druckdaten 104 mit einem dazwischen zwischengelagerten Druckzeitpunktsignal übertragen werden. Eine Geringfügige-Vibrationsspannungswellenform wird zu Beginn der Nichtdruckperiode an den piezoelektrischen Wandler 42 angelegt. Falls die Nichtdruckperiode der Druckperiode folgt, wird eine Geringfügige-Vibrationsspannungswellenform angelegt, um ein Verstopfen zu verhindern, wenn ein Zustand, in dem eine Restvibration des Meniskus, die durch das Entladen von Tintentröpfchen ausgelöst ist, vorliegt. Deshalb wird die Vibration des Meniskus größer sein als diejenige, die durch die in 9 illustrierten Signale generiert ist. Diese Vibration erzeugt jedoch im praktischen Gebrauch kein Problem.
11 zeigt ein weiteres Beispiel des Kopfsteuerungsschaltkreises 72. In diesem Beispiel wird ein Dateninvertierungsschaltkreis 105, der Exklusiv-Oder-Gatter G umfaßt, zwischen den Sperrschaltkreis 101 und den Schaltelementen T eingefügt. Ein Invertierungssignal wird zu einem Eingabeanschluß jedes Exklusiv-Oder-Gatters G eingegeben, während ein von dem Sperrschaltkreis 101 ausgegebenes Signal an den anderen Eingabeanschluß des Gatters eingegeben wird. Mit einer solchen Anordnung wird das Ausgabesignal des Sperrschaltkreises 101 direkt an das Schaltelement T angelegt, wenn das Invertierungssignal niedrig ist. Wenn das Invertierungssignal hoch ist, wird das Ausgabesignal des Sperrschaltkreises 101 invertiert und dann an das Schaltelement T angelegt. Der Schaltkreis kann derart angeordnet sein, daß nur die Druckdaten 104 seriell übertragen werden mit einem Druckzeitpunktssignal als ein Auslösesignal wie in 12 gezeigt, und die Druckdaten werden durch den Sperrschaltkreis 101 bei Beendigung einer Geringfügigen-Vibrationsspannungswellenform gesperrt. In diesem Fall werden nur die Druckdaten übertragen, wenn das Invertierungssignal nur während der Periode, bei der die Geringfügige-Vibrationsspannungswellenform ausgegeben wird, hoch gesetzt ist. Dementsprechend kann die Datenübertragungsrate für eine Uhrfrequenz verdoppelt werden.
Eine weitere Ausführungsform eines Steuerungssystemes für eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird beschrieben.
13 zeigt ein weiteres Steuerungssystem zum Steuern der Arbeitsweise eines wie in 2 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes. In 13 empfängt ein Steuerungsglied 110 Druckkommandosignale und Druckdaten von einem Hostcomputer und steuert eine Steuerungsspannungserzeugungsschaltung 111, einen Kopfsteuerungsungsschaltkreis 112 und einen Schlittensteuerungsschaltkreis 113 in Übereinstimmung mit diesen empfangenen Signalen und Daten, zum Drucken und anderen verwandten Steuerungsvorgängen. Beispiele solcher Steuerungsvorgänge umfassen die Ausführung von Druckvorgängen, die Durchführung eines Spülvorgangs an der Kappenposition in Übereinstimmung mit Zeitdaten von einem Druckzeitgeber 116, Anpassen der Amplituden des zweiten und dritten Steuerungssignals zum geringfügigen In-Schwingung-Versetzen der Menisken, um die Düsenöffnungen am Verstopfen zu hindern, und Druckperioden und Fortdauerzeiten.
Die Steuerungsspannungerzeugungsschaltung 111 ist so angeordnet, um ein erstes Steuerungssignal (14(a)) zu erzeugen, welches eine trapezförmige Wellenform aufweist und bei einer Spannung V1 hoch genug ist, um ein Tintentröpfchen aus den Düsenöffnungen ausstoßen zu lassen, und zweite und dritte Steuerungssignale (14(b) und 14(c)), welche trapezförmige Wellenformen aufweisen, um die nahe den Düsenöffnungen 24 befindlichen Menisken geringfügig in Schwingung zu versetzen.
Eine Periode t1 des ersten Steuerungssignals kann gleich einer natürlichen Schwingungsperiode Tc der druckerzeugenden Kammer 21 gesetzt werden, die abgeleitet wird durch die Gleichung Tc = 2π√[(Cv + Cin) × Ln × Li]/(Ln + Li)wobei:

Ln:: Trägheit der Düsenöffnung 24
Li:: Trägheit des Tintenversorgungsanschlusses
Cv:: Nachgiebigkeit der ersten Abdeckung
Cink:: Nachgiebigkeit der Tinte

Bei einer solchen Einstellung kann eine Verschiebung des piezoelektrischen Wandlers 23 effektiv in eine Bewegung des Meniskus umgewandelt werden.
Der Kopfsteuerschaltkreis 112 ist so angeordnet, um ein erstes Steuerungssignal (14(a)) gemäß Druckdaten an diese piezoelektrischen Wandler 23 anzulegen. In einem Nicht-Druck-Modus, in welchem der Aufzeichnungskopf in einem Nicht-Druck-Bereich positioniert ist, wird ein zweites Steuerungssignal (14(b)) an die piezoelektrischen Wandler 23 angelegt während des Wartens auf den nächsten Druckvorgang. Die Spannung des zweiten Steuerungssignals ist innerhalb eines Bereiches von 30 bis 90 % der Spannung des ersten Steuerungssignales. Wenn der Aufzeichnungskopf in den Druckbereich bewegt wird, wird eine dritte Steuerungsspannung (14(c)) an die piezoelektrischen Wandler 23 angelegt, unabhängig davon, ob oder ob nicht Tintentröpfchen zum Drucken austreten (durch das erste Steuerungssignal). Die Spannung des dritten Steuerungssignals ist etwa 20 % der Spannung des ersten Steuerungssignals.
Ein Geringfügiges-Vibrations-Speicherglied 115 speichert die Spannungswerte des zweiten und dritten Steuerungssignals, Daten zum Anpassen eines Gradienten des zweiten Steuerungssignales in Übereinstimmung mit einer Temperatur und Daten zum Anpassen einer Stärke des zweiten Steuerungssignales in Übereinstimmung mit der durch den Druckvorgang verbrauchten Tintenmenge.
Der Druck-Zeitgeber 116 ist ein Zeitgeber zum Zählen der Dauer des Druckvorganges. Der Zeitgeber ist angesteuert, mit dem Zählen zu beginnen, wenn ein Druckvorgang startet und zu stoppen, wenn ein Spülvorgang startet. Ein Druckmengenzähler 117 zählt die Anzahl von in einem Druckmodus gedruckten Punkten, um die verbrauchte Tintenmenge zu detektieren. Ein Temperaturfühlmittel 118 fühlt die Temperatur um den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 7.
15 zeigt ein spezifisches Beispiel der Steuerungsspannungerzeugungsschaltung 111. In 15 konvertiert ein Ein-Schuß-Multivibrator 120 ein von einer externen Vorrichtung empfangenes Zeitpunktssignal in ein Pulssignal einer festen Breite. Der Multivibrator gibt ein positives Signal und ein negatives Signal in Synchronisation mit einem Zeitpunktssignal aus. Einer der Ausgangsanschlüsse des Ein-Schuß-Multivibrators ist über einen Widerstand zur Basis eines NPN-Transistors 121 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand zu der Basis eines PNP-Transistors 122 verbunden ist. Wenn der Multivibrator ein Zeitpunktssignal empfängt, wird ein Kondensator 123 bei einem konstanten Strom Ir aufgeladen, bis die Spannung über den Kondensator 123 eine Leistungsquellspannung VH erreicht. Der andere Anschluß des Ein-Schuß-Multivibrators 120 ist verbunden zu einem NPN-Transistor 128. Wenn das Zeitpunktsignal Zustände ändert, wird der Transistor 122 ausgeschaltet, während der Transistor 128 eingeschaltet wird. Als ein Ergebnis wird der Kondensator 123 bei einem konstanten Strom If bis ungefähr Null (0) Volt entladen.
Der Ladestrom Ir ist gegeben durch Ir = Vbe124/Rrwobei:

Vbe124:: Basis-Emitter-Spannung des Transistors 124
Rr:: Widerstand des Widerstandes 126

Eine Anstiegzeit T der Ladespannung ist gegeben durch: T = C0 × VH/Tr
Der Entladestrom If des Steuerungssignales ist gegeben durch: If = Vbe125/Rrwobei:

Vbe125:: Basis-Emitter-Spannung des Transistors 125
Rr:: Widerstand des Widerstandes 127

Eine Abstiegszeit ist gegeben durch: Tf = C0 × VH/If
Dementsprechend weist eine Spannung über den Kondensator 123 eine trapezförmige Wellenform auf, die aus einem Anstiegsbereich, in dem die Spannung bei einem festen Gradienten α ansteigt, einem konstanten Bereich, in dem die Spannung einen konstanten Wert aufrechterhält und einem Abstiegsbereich, in dem die Spannung bei einem festen Gradienten β absinkt, besteht, wie in 14(a) gezeigt.
Die Kondensatorspannung wird durch die Transistoren 129 und 130 verstärkt. Die verstärkte Spannung wird in der Form eines Steuerungssignales von einem Ausgangsanschluß 131 an die piezoelektrischen Wandler 23 ausgegeben.
Eine Arbeitsweise der Steuerungsspannungerzeugungsschaltung 111 wird beschrieben.
Die Schaltelemente T wie Schalttransistoren werden für eine kurze Zeitspanne eingeschaltet in Antwort auf ein Signal von dem Kopfsteuerungsungsschaltkreis 112. Dann werden die piezoelektrischen Wandler 23 unter der Spannung von der Steuerungsspannungerzeugungsschaltung 111 geladen. Während des Ladevorgangs fällt das Pulssignal, um die Schaltelemente T abzuschalten. Der Ladevorgang stoppt bei einer Spannung, die durch eine Zeitspanne bis die Schaltelemente ausgeschaltet werden, bestimmt wird.
Durch richtiges Auswählen einer Ladezeit in der in 15 gezeigten Steuerungsspannungerzeugungsschaltung 111 und des Widerstandswertes des Widerstandes 126 und dergleichen, ist es möglich, ein zweites Steuerungssignal (14(b)) mit einem Lade-Gradient α' zu erzeugen, welches in der Lage ist, eine geringfügige Vibration bei einer Amplitude, die geeignet ist, ein Verstopfen zu verhindern, zu bewirken und ein drittes Steuerungssignal (14(c)) mit einem Lade-Gradient α'', der in der Lage ist, eine geringfügige Vibration bei einer solchen Amplitude zu bewirken, die geeignet ist, ein Verstopfen zu verhindern, wenn der Aufzeichnungskopf sich in dem Druckbereich bewegt, zu erzeugen. Es ist zu bevorzugen, daß die Lade-Gradienten α' und α'' der zweiten und dritten Steuerungsspannungen so ausgewählt werden, zwischen 5 % bis 50 % des Gradienten α, wenn das Laden durch das erste Steuerungssignal ausgeführt wird, zu liegen.
Die Spannungswerte V2 und V3 des zweiten und dritten Steuerungssignals sind beide kleiner als der Spannungswert V1 des ersten Steuerungssignals (14(a)) zum Entladen des Tintentröpfchens. Dementsprechend verschiebt das zweite und dritte Steuerungssignal den piezoelektrischen Wandler 23 in einer solchen Größenordnung, um kein Tintentröpfchen aus der Düsenöffnung auszustoßen und expandiert und kontrahiert die druckerzeugende Kammer 21 geringfügig, um einen Meniskus nahe der Düsenöffnung 24 geringfügig zu vibrieren. Wenn die Periode T1 des zweiten oder dritten Steuerungssignals ausgewählt wird, gleich derjenigen des ersten Steuerungssignales zum Entladen des Tintentröpfchens zu sein, ist sie gleich der natürlichen Schwingungsperiode der druckerzeugenden Kammer 21. Als ein Ergebnis kann der Meniskus effizient vibriert werden bei einer Amplitude, die hoch genug ist, um das Verstopfen der Düsenöffnung zu verhindern, durch geringe Verschiebung des piezoelektrischen Wandlers 23.
Eine Drucksignalausgabe, welche von dem Steuerungsglied 110 ausgegeben wird, schaltet die Transistoren 122 und 123 an und aus, um ein Spannungssignal einer trapezförmigen Wellenform zu erzeugen oder ein erstes Steuerungssignal. Die Schaltelemente T, die zu den piezoelektrischen Wandlern 23 verbunden sind, um für die Druckvorgänge angesteuert zu werden, werden durch den Kopfsteuerungsschaltkreis 112 eingeschaltet. Dementsprechend werden diese Wandler auf die Spannung VH durch das Steuerungssignal geladen. Als ein Ergebnis fließt ein Steuerungssignal, welches durch den Steuerungsspannungserzeugungsschaltkreis 111 erzeugt wurde, in die piezoelektrischen Wandler 23 und lädt sie bei einem konstanten Strom. Diejenigen Wandler, die für den Druckvorgang angesteuert werden, verschieben sich in Richtung der druckerzeugenden Kammern 21, so daß diese Kammern kontrahiert sind, um Tintentröpfchen aus den Düsenöffnungen 24 auszustoßen. Nachdem eine voreingestellte Zeit verstreicht, wird der Transistor 128 eingeschaltet, um den Kondensator 123 zu entladen. Daraufhin werden die piezoelektrischen Wandler 23 entladen, um sich von ihrem verschobenen Zustand zurückzustellen. Die druckerzeugenden Kammern 21 werden expandiert, so daß Tinte von dem Reservoir 26 in die druckerzeugenden Kammern 21 fließt. Anschließend, wenn der Aufzeichnungskopf sich in dem Druckbereich bewegt, empfangen die piezoelektrischen Wandler 23 ein drittes Steuerungssignal, welches in der Lage ist, eine geringfügige Vibration des Meniskus auszulösen vor dem Entladen von Tintentröpfchen in Synchronisation mit einem Zeitgebersignal. Dann empfangen die Wandler ein erstes Steuerungssignal, welches in der Lage ist, Tintentröpfchen zu entladen. Die piezoelektrischen Wandler 23, die nicht in einem Druckvorgang angesteuert werden, empfangen nur ein drittes Steuerungssignal. Daher werden die Menisken nahe allen Düsenöffnungen 24 in Druckperioden geringfügig vibriert.
Wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 7 in einem Nicht-Druckbereich plaziert ist, empfangen die piezoelektrischen Wandler 23 ein zweites Steuerungssignal, dessen Spannung innerhalb eines Bereiches von 30 % bis 90 % derjenigen des ersten Steuerungssignales ist. Dementsprechend wird der Meniskus geringfügig vibriert durch eine Steuerungskraft, die größer ist, als wenn der Aufzeichnungskopf in dem Druckbereich ist.
Eine Arbeitsweise des Steuerungssystems für eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung wird beschrieben mit Bezug auf die in den 16 und 17 gezeigten Zeitdiagramme.
Wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 7 in einem Nichtdruckbereich positioniert ist und nicht durch das Kappenglied 11 abgedichtet ist, liest das Steuerungsglied 110 Daten aus dem Geringfügige-Vibration-Speichermittel 115 aus, um eine geringfügige Vibration während einer Ruheperiode zu bestimmen und legt ein zweites Steuerungssignal an den piezoelektrischen Wandler für eine Zeitdauer T2 bei Perioden T1 an.
Die Periode T1 ist vorzugsweise kürzer als die Summe (T2 +T5) der Dauer T2 des zweiten Steuerungssignals und einer Periode (Druckperiode) T5, die der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 7 benötigt, sich in den Druckbereich zu bewegen. In dem Fall, daß eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung z.B. eine Druckperiode T5 von 750 ms aufweist, kann ein Zyklus, der aus einer Periode T1, einer Periode T2 und einer zusätzlichen Periode besteht, wiederholt werden. In diesem Fall ist die Periode T1 755 ms, die Periode T2, zum Auslösen einer Abfolge von geringfügigen Vibrationen (z.B. 1080 Vibrationen) während der Periode T1 ist 75 ms und die zusätzliche Periode, die der Periode T2, während der die geringfügige Vibration unterdrückt ist, folgt, ist 680 ms.
Daher wird der Meniskus für die Periode T2 bei der Periode T1, die kürzer ist als eine Zeitdauer, die das Verstopfen der Düsenöffnung auslöst, geringfügig vibriert, wodurch das Vermischen von Tinte nahe der Düsenöffnung mit Tinte in der druckerzeugenden Kammer 21 unterstützt wird, um die Viskosität der nahe der Düsenöffnung befindlichen Tinte zu reduzieren und somit das Verstopfen der Öffnung zu verhindern. Desweiteren wird die geringfügige Vibration nach einer voreingestellten Zeit unterbrochen. Daher kühlt der piezoelektrische Wandler 23, weil er aufgeheizt ist, dann ab (durch den Verlust von Joule'scher Wärme) und eine Ermüdung des piezoelektrischen Wandlers 23 ist vermindert; ansonsten wird der Wandler kontinuierlich betrieben und eine Ermüdung wird groß.
Wenn der Aufzeichnungskopf auf den nächsten Druckvorgang wartet, wird eine Mehrzahl von geringfügigen Vibrationen periodisch wiederholt. Wenn ein Drucksignal an den Aufzeichnungskopf angelegt wird, beginnt der Schlitten 1, sich zu bewegen. Daraufhin unterbricht das Steuerungsglied 110 die periodisch eintretenden, geringfügigen Vibrationen bei festen Perioden T1, und beschleunigt den Schlitten 1 auf eine druckbare Geschwindigkeit. Wenn die geringfügige Vibration unterbrochen ist, wird ein Drucksignal an das Steuerungssystem für den Aufzeichnungskopf eingegeben, eine Bewegung des Schlittens 1 wird detektiert und ein zweites Steuerungssignal wird an den Aufzeichnungskopf 7 angelegt. Während einer Druckperiode T3, während der der Schlitten 1 beschleunigt wird, wird der Meniskus geringfügig vibriert, so daß Tinte deren Tinten-Viskosität ansteigt, weil die Luft an den Düsenöffnungen vorbeistreicht, mit Tinte relativ geringer Viskosität in der druckerzeugenden Kammer 21 gemischt wird, um dadurch das Anwachsen der Tinte nahe der Düsenöffnung zu minimieren. Nachdem der Schlitten 1 beschleunigt ist und seine Geschwindigkeit eine druckbare Geschwindigkeit erreicht, wird das Anlegen des zweiten Steuerungssignales zur Zeit T4, z.B. 10 ms, vor der Zeit, bei der das Steuerungsspannungssignal an die piezoelektrischen Wandler angelegt wird, unterbrochen, um die geringfügige Vibration des Meniskus, die während der Beschleunigungsperiode fortgeführt wurde, zu unterbrechen und um den Meniskus in einem Zustand zu stabilisieren, der für das Drucken geeignet ist. Während dem Drucken, z.B. am Beginn der Druckperiode, wird ein drittes Steuerungssignal (3) zuerst an den piezoelektrischen Wandler 23 ausgegeben, um dadurch einen nahe der Düsenöffnung 24 befindlichen Meniskus zu vibrieren. Dann wird ein erstes Steuerungssignal (1) entsprechend den Druckdaten daran ausgegeben. Ein drittes Steuerungssignal (3) wird an den piezoelektrischen Wandler (17 (II)) angelegt, um das Verstopfen der Düsenöffnung zu verhindern.
Während der Aufzeichnungskopf 7 in einer breitenbezogenen Richtung des Aufzeichnungsblattes 5 bewegt wird, wird ein drittes Steuerungssignal (3) an die piezoelektrischen Wandler 23, die zu den für die Punktbildung eingesetzten Düsenöffnungen 24 zugeordnet sind, angelegt, um die Menisken nahe den Düsenöffnungen geringfügig in Schwingung zu versetzen und somit die Viskosität der Tinte nahe der Düsenöffnung durch Mischen dieser Tinte mit der Tinte in der druckerzeugenden Kammer 21 auf einen Viskositätszustand zu senken, der zum Drucken geeignet ist. Zu der Zeit, wenn die Anwendung des dritten Steuerungssignals (3) endet, ist das dritte Steuerungssignal an den piezoelektrischen Wandler angelegt. Als Ergebnis seines Spannungsanstieges wird die druckerzeugende Kammer 21 kontrahiert, so daß ein Tintentröpfchen durch die Düsenöffnung austritt, um einen Punkt zu bilden. Nachdem eine voreingestellte Zeit verstreicht, sinkt die Spannung des ersten Steuerungssignales (1), so daß die druckerzeugende Kammer 21 ihren Ursprungszustand wieder herstellt, um Tinte aus dem Reservoir 26 zu saugen.
Ein drittes Steuerungssignal (3) wird an die piezoelektrischen Wandler 23, die den Düsenöffnungen, die nicht zur Punktbildung eingesetzt sind, zugeordnet sind, angelegt, wie es an die piezoelektrischen Wandler 23, welche für Druckvorgänge angesteuert sind, angelegt wird, wodurch die Menisken nahe dieser Düsenöffnungen geringfügig in Schwingung versetzt werden. Durch die geringfügige Vibration der Menisken wird die Tinte nahe den Düsenöffnungen, welche keine Tintentröpfchen entladen, mit der Tinte in den druckerzeugenden Kammern 21 vermischt, so daß die Viskosität der ersteren gesenkt wird.
Wenn das Drucken eines Durchganges endet und der Aufzeichnungskopf 7 beginnt, abzubremsen, um den Vorgang zu unterbrechen, legt das Steuerungsmittel 110 ein zweites Steuerungssignal an alle piezoelektrischen Wandler 23 an. Während der Abbremsperiode T6 wird daraufhin der Schlitten 1 abgebremst an eine Stopposition, während die Menisken nahe den Düsenöffnungen 24 geringfügig in Schwingung versetzt werden. Wenn der Schlitten 1 stoppt, wird ein zweites Steuerungssignal kontinuierlich für die Dauer T2 in Perioden T1 angelegt. Wie bereits angegeben, ist die Dauer T1 vorzugsweise kürzer als die Summe (T2 + T5) der Periode T2 des zweiten Steuerungssignals und einer Periode (druckbare Periode) T5, die benötigt wird, um den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 7 in dem Druckbereich zu bewegen. Demnach wird der Meniskus geringfügig in Schwingung gesetzt für die Periode T2 zu Perioden T1, welche kürzer als eine Zeitperiode ist, die ein Verstopfen der Düsenöffnung bewirkt, wodurch das Mischen der Tinte nahe der Düsenöffnung mit Tinte in der druckerzeugenden Kammer 21 unterstützt wird, um die Viskosität von nahe der Düsenöffnung befindlicher Tinte zu reduzieren und somit das Verstopfen der Öffnung zu verhindern. Weiterhin wird die geringfügige Vibration unterbrochen, wodurch der aufgeheizte piezoelektrische Wandler 23 heruntergekühlt wird (durch den Verlust von Joule'scher Wärme), so daß eine Ermüdung des piezoelektrischen Wandlers 23 verringert wird; sonst wird der Wandler kontinuierlich betrieben und Ermüdung wird stark.
In der vorliegenden Ausführungsform beginnt der Aufzeichnungskopf 7 abzubremsen, um seine Arbeit zu stoppen, wenn das Drucken eines Pfades endet, und alle piezoelektrischen Wandler 23 kommen zu einem Stillstand, während sie das zweite Steuerungssignal empfangen, das Steuerungsmittel 110 detektiert eine Zeitperiode T1 von dem Abbremsanfangspunkt und legt zu dieser Zeit ein zweites Steuerungssignal an, welches zum Rest des Druckens für die Zeitdauer T2 bei Perioden T1 angelegt werden soll an die piezoelektrischen Wandler, um die piezoelektrischen Wandler geringfügig in Schwingung zu versetzen.
Eine andere, wie in 18(a) gezeigte Art veranschaulicht eine andere Alternative. Wie gezeigt, empfängt das Steuerungssystem für den Aufzeichnungskopf ein Drucksignal und beginnt, den Schlitten zu beschleunigen, wenn eine Zeit, die kürzer als die Periode T1 des zweiten Steuerungssignales ist, seit dem Abbremsanfangspunkt verstreicht. Zu dieser Zeit wird das zweite Steuerungssignal für eine Beschleunigungszeit T3 des Schlittens 1 angelegt, nicht die Dauer T2. Wie in dem vorhergehenden Fall wird die geringfügige Schwingung für eine Periode T4 unterbrochen, wenn die Geschwindigkeit des Schlittens 1 eine konstante Geschwindigkeit erreicht, und der Aufzeichnungskopf beginnt einen Druckvorgang.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das zweite Steuerungssignal während dem Abbremsen des Schlittens 1 angelegt. Das zweite Steuerungssignal kann in einer, in 18(b) gezeigten Art angelegt werden. In dieser Art wird das zweite Steuerungssignal zu einer Zeit angelegt, wenn das Abbremsen des Schlittens endet und der Schlitten stoppt, nicht während dem Abbremsen, und die Anwendung des zweiten Steuerungssignales fährt für eine Periode von T2 fort, um dadurch den betreffenden Meniskus geringfügig in Schwingung zu versetzen. Wenn eine Restzeit T7 des Schlittens 1 kürzer als die Dauer T2 des zweiten Steuerungssignales ist und der Schlitten 1 wieder beschleunigt wird, wird das zweite angelegte Steuerungssignal sofort gestoppt und ein zweites Steuerungssignal, welches angelegt werden soll, wenn der Schlitten 1 beschleunigt wird, wird stattdessen angelegt.
Bei dem Aufzeichnungskopf des Types, bei dem Tinte schwierig zu verdunsten ist und die Düsenöffnungen 24 schwierig zu verstopfen sind, oder in dem Fall, wenn eine Unterbrechungszeit T7' des Schlittens 1 sehr kurz ist, wie wenn kontinuierliches Drucken ausgeführt wird, wird das zweite Steuerungssignal an die piezoelektrischen Wandler in Perioden T1 angelegt, wenn der Schlitten 1 stoppt, nicht während den Abbremsperioden des Schlittens 1 wie in 19 gezeigt. Auch in diesem Fall ist es vorzuziehen, das zweite Steuerungssignal anzuwenden, um das Verstopfen beim Start des Druckens zu verhindern, wenn die Beschleunigung des Schlittens 1 beginnt, um die betreffenden Menisken geringfügig in Schwingung zu versetzen.
Demnach wird ein Druckvorgang ausgeführt, während der Schlitten wiederholt beschleunigt, eine konstante Geschwindigkeit aufrechterhält und abbremst. wenn der Druckzeitgeber 116 eine voreingestellte Zeit zählt, z.B. 10 Sekunden, bewegt das Steuerungsmittel 110 den Aufzeichnungskopf 7 zu einer Spülposition oder einer Position gegenüber einem Tintenaufnahmegefäß, z.B. dem Kappenglied 11, und stößt eine voreingestellte Anzahl von Tintentröpfchen, z.B. 1000 Punkte durch die Düsenöffnungen für ein periodisches Spülen aus. Wenn der Spülvorgang endet, wird der Druckzeitgeber 116 zurückgesetzt und beginnt zu zählen und der Aufzeichnungskopf startet wieder einen Druckvorgang durch die Sequenz von Vorgängen wie oben erläutert. Anschließend wird das periodische Spülen jedesmal ausgeführt, wenn der Steuerungsspannungserzeugungsschaltkreis 111 eine voreingestellte Zeit zählt, um Tintentröpfchen durch alle Düsenöffnungen auszustoßen und somit ein Verstopfen zu verhindern.
Aufzeichnungsköpfe 140 und 141 sind in 20 dargestellt. Bei diesen Aufzeichnungsköpfen sind lineare Gruppierungen von Düsenöffnungen unabhängig angesteuert. Die Öffnungsgruppierungen umfassen eine Öffnungsgruppierung B zum Entladen schwarzer Tinte, eine Öffnungsgruppierung C zum Entladen cyanfarbiger Tinte, eine Öffnungsgruppierung M zum Entladen magentafarbener Tinte und eine Öffnungsgruppierung Y zum Entladen gelbfarbener Tinte. Diese Öffnungsgruppierungen B, C, M und Y sind in zwei Gruppen 142 und 143 angeordnet. In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß das zweite Steuerungssignal, welches zum Rest des Druckens anzulegen ist, an diese Gruppen 142 und 143 angelegt wird, während es um eine Zeitdifferenz T8 versetzt ist. Wenn es so versetzt ist, ist das hörbare Geräusch, welches durch die geringfügige Vibration ausgelöst ist, um einen Faktor der Anzahl von Gruppen reduziert. Dementsprechend ist das gesamte, durch die Vorrichtung erzeugte Geräusch reduziert.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Beseitigung eines Ruhezustandes durch die Bewegung des Schlittens 1 detektiert. Sie kann auch abhängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit der Eingabe eines von einer externen Vorrichtung kommenden Drucksignales detektiert werden.
In der obengenannten Ausführungsform wird die Stärke des zweiten Steuerungssignales, welches an den piezoelektrischen Wandler 23 während einer Ruheperiode in dem Nichtdruckbereich zum geringfügigen Vibrieren des Meniskus angelegt ist, konstant gehalten. In einer Alternative detektiert der Aufzeichnungskopf 7 einen Druckbereich oder eine in dem periodischen Spülen ausgestoßene Menge von Tinte auf der Basis von Daten des Druckmengenzählers 117. Wenn die Menge ausgestoßener Tinte groß ist, wird die Spannung des zweiten Steuerungssignales reduziert. Wenn die Menge ausgestoßener Tinte klein ist, wird das zweite Steuerungssignal innerhalb eines Bereiches solcher Werte, um das Tintentröpfchen nicht auszustoßen, erhöht, und der Meniskus wird geringfügig in Schwingung versetzt, was es ermöglicht, die Viskosität der Tinte in der druckerzeugenden Kammer 21 zu reduzieren. Die Alternative minimiert die Belastung des piezoelektrischen Wandlers 23 während einer Ruheperiode und verhindert weiterhin zuverlässig das Verstopfen der Düsenöffnungen. Die Stärke des zweiten Steuerungssignales entsprechend der Menge ausgestoßener Tinte während der Druckperiode kann einfach in einer Art eingestellt werden, daß Beziehungen zwischen den Mengen ausgestoßener Tinte und den Spannungswerten im voraus in dem Geringfügige-Vibrationsspeichermittel 115 gespeichert werden, und ein Spannungswert entsprechend zu Ausgestoßene-Tinte-Mengendaten von dem Druckmengenzähler 117 wird aus dem Speicher ausgelesen.
Die Viskosität von durch die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung der Erfindung eingesetzter Tinte hängt stark von der Temperatur ab. Dementsprechend ist die Amplitude einer geringfügigen Schwingung stark beeinflußt durch die Temperatur, wenn ein geringes Spannungssignal an den piezoelektrischen Wandler 23 angelegt ist, um einen mit ihm verbundenen Meniskus geringfügig in Schwingung zu versetzen. Einer der möglichen Wege, um das Problem zu lösen, ist, die Spannungsstärke anzupassen. In diesem Fall ist die Steuerung einer Aufladezeit maßgeblich, so daß der darauf bezogene Schaltkreis kompliziert ist. In der vorliegenden Erfindung ist das zweite Steuerungssignal auf einem konstanten Spannungswert (V2) gehalten, während ein Anstiegsgradient und ein Abstiegsgradient in Übereinstimmung mit der Umgebungstemperatur angepaßt werden. Speziell wird der Anstiegsgradient α für Raumtemperatur (25°C) auf 4 V/μs eingestellt und der Abstiegsgradient β wird auf 6,7 V/μs eingestellt. Für geringe Temperaturen wie 5°C wird der Anstiegsgradient α1 auf 5 V/μs eingestellt und der Abstiegsgradient β1 ist 8,4 V/μs. Für höhere Temperaturen wird der Anstiegsgradient α2 auf 3 V/μs gesetzt und der Abstiegsgradient β2 ist 5 V/μs. Eine elastische Versetzungsgeschwindigkeit und eine Wiederherstellungsgeschwindigkeit des piezoelektrischen Wandlers 23 werden mit sinkender Temperatur erhöht, um dadurch die Flußeigenschaften der Tinte, deren Viskosität als Ergebnis der geringen Temperatur erhöht ist, zu steigern. Die Anstiegs- und Abstiegsgradienten α, α1 und α2, und β, β1 und β2 für diese jeweiligen Temperaturen können leicht auf eine Art angepaßt werden, daß eine Beziehung zwischen Temperaturen und diesen Gradienten α, α1 und α2, und β, β1 und β2 im voraus in dem Speicher gespeichert werden, und gewünschte Gradienten werden aus dem Speicher durch Adressieren des Speichers mit einem Temperatursignal von dem Temperaturfühlmittel 118 ausgelesen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das dritte Steuerungssignal auf einen festen Wert gesetzt, der ungefähr 20 % des Steuerungssignals in Bezug auf Raumtemperatur, z.B. 25°C, beträgt. Für die Tinte, deren Viskosität stark von der Temperatur abhängt, wird der Wert auf einen Wert gesetzt, der etwa 10 % des Steuerungssignales ist, wenn die Temperatur gering, etwa 10°C, ist und ungefähr 30 % des Steuerungssignales, wenn die Temperatur hoch, etwa 40°C, ist. Durch Anpassen des Wertes auf diese Art kann der Meniskus auf befriedigende Weise geringfügig in Schwingung versetzt werden, während Temperaturvariationen ausgeglichen werden.
In der obengenannten Ausführungsform wird der Aufzeichnungskopf derart zum Drucken betrieben, daß ein drittes Steuerungssignal zuerst an den piezoelektrischen Wandler angelegt wird, um den Wandler und den betreffenden Meniskus geringfügig in Schwingung zu versetzen und nachdem sich der Meniskus beruhigt hat, wird ein erstes Steuerungssignal angelegt, um Tintentröpfchen zum Drucken auszustoßen. Alternativ wird, nachdem das erste Steuerungssignal angelegt ist, das dritte Steuerungssignal angelegt, um den piezoelektrischen Wandler und dergleichen geringfügig in Schwingung zu versetzen, um ein Verstopfen zu verhindern.
22 zeigt noch ein weiteres Steuerungssystem zum Steuern der Arbeitsweise eines wie in 2 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes. Ein Steuerungsmittel 160 empfängt Drucksteuersignale und Druckdaten von einem Hostcomputer und steuert einen Steuerungsspannungserzeugungsschaltkreis 161, einen Kopfsteuerungsschaltkreis 162 und einen Schlittensteuerungsschaltkreis 163 in Übereinstimmung mit diesen empfangenen Signalen und Daten zu verschiedenen Zwecken. Durch die Steuerung veranlaßt das Steuerungsmittel den Aufzeichnungskopf, einen Druckvorgang durchzuführen. Desweiteren bestimmt das Steuerungsmittel die Zeit, um den Meniskus in Schwingung zu versetzen, auf der Basis von Uhrdaten von einem Druckzeitgeber 164 und veranlaßt den Kopfsteuerungsschaltkreis 162, ein Steuerungssignal an die piezoelektrischen Wandler 23, um die Wandler bei einer Steuerungsfrequenz geringfügig in Schwingung zu versetzen, eine Druckvariation und eine Zeitdauer, welche für die augenblicklichen Umstände geeignet sind, auf der Basis von Daten aus einem Speichermittel 167 auszugeben.
Der Druckzeitgeber 164 beginnt seinen Zählvorgang am Beginn des Druckvorgangs und wird zurückgesetzt zu der Zeit, wenn die geringfügige Vibration beginnt. Ein Patronen-Ladezeit-Detektierungsmittel 165 empfängt ein Signal von einem Mittel zum Detektieren des Ladens und Entladens einer Tintenpatrone 9 in und von einem Patronenhaltebereich, z.B. dem Schlitten 1. Das Mittel 165 beginnt zu arbeiten, wenn eine Tintenpatrone 9 erneut geladen wird und wird zurückgesetzt, wenn sie entladen wird. Ein Temperaturfühlmittel 166 fühlt eine Umgebungstemperatur und eine Kopftemperatur.
Das Speichermittel 167 speichert Daten von Verhältnissen, um die Amplitude einer geringfügigen Vibration eines Meniskus in Abhängigkeit zu einer Ladezeit der Tintenpatrone 9 zu steigern, z.B. Verhältnisse, um Expansionsmengen und Kontraktionsmengen der druckerzeugenden Kammer 21 (23) zu steigern, Daten, um eine Druckvariation in der druckerzeugenden Kammer 21 zum Veranlassen einer geringfügigen Schwingung zu reduzieren, wenn eine Temperatur wie in 24 gezeigt, höher wird und Daten, um eine Frequenz eines Steuerungssignales zum Auslösen einer geringfügigen Vibration zu senken, wenn eine Temperatur wie in 25 gezeigt höher wird.
Eine Druckvariation in der druckerzeugenden Kammer 21 zum Auslösen einer geringfügigen Vibration eines Meniskus kann angepaßt werden durch Steuern eines Steuerungssignales, welches an ein Druckerzeugungsmittel, z.B. den piezoelektrischen Wandler 23, 42 oder 68 angelegt wird. Ein Verhältnis der Steuerungsspannung zur Zeit geringfügiger Vibration zu der Steuerungsspannung zur Zeit des Druckens wird in Übereinstimmung mit der Temperatur wie in 24 gezeigt, variiert durch Variieren eines Abschwächungsfaktors, z.B. eines variablen Abschwächers. Genauer wird das Spannungsverhältnis auf einen Wert gesetzt, der 0,3 × die Steuerungsspannung zur Zeit des Druckens in einem geringen Temperaturbereich (10°C bis 15°C) ist. In einem normalen Temperaturbereich (15°C bis 25°C) sinkt das Spannungsverhältnis linear auf einen wert, der 0,25 mal so groß wie die Steuerungsspannung ist. In einem ersten hohen Temperaturbereich (25°C bis 30°C) wird das Spannungsverhältnis auf einen Wert gesetzt, der 0,25 mal so groß wie die Steuerungsspannung ist. In einem zweiten hohen Temperaturbereich (30°C bis 40°C) fällt das Spannungsverhältnis linear auf einen Wert, der 0,2 mal so groß wie die Steuerungsspannung ist.
Eine Steuerungsfrequenz einer geringfügigen Vibration des Meniskus kann leicht erhalten werden durch Wählen einer der folgenden Frequenzen in Übereinstimmung mit einer Temperatur. In dem niedrigen Temperaturbereich (10°C bis 15°C) ist die Steuerungsfrequenz gleich (1/ganze Zahl) × (die maximale Steuerungsfrequenz zur Zeit des Druckens) × (die ganze Zahl). In dieser Ausführungsform ist die Steuerungsfrequenz 7,2 kHz (= 1/16 × maximale Steuerungsfrequenz × 16). Im normalen Temperaturbereich (15°C bis 25°C) ist die Steuerungsfrequenz 5,4 kHz (= 1/16 × maximale Steuerungsfrequenz × 12). In dem ersten hohen Temperaturbereich (25°C bis 30°C) ist die Steuerungsfrequenz 3,6 kHz (= 1/16 × maximale Steuerungsfrequenz × 8). In dem zweiten hohen Temperaturbereich (30°C bis 40°C) ist die Steuerungsfrequenz 1,8 kHz (= 1/16 × maximale Steuerungsfrequenz × 4). Demnach ist eine Frequenz × (1/ganze Zahl) der Steuerungsfrequenz zur Zeit des Druckens als eine Einheitsfrequenz eingesetzt. Das Produkt der Einheitsfrequenz × der ganzen Zahl wird eingesetzt für die Frequenz der geringfügigen Vibration des Meniskus. Dies kann realisiert werden durch Einsatz eines Frequenzteilungsschaltkreises, nicht eines Oszillators, der in der Lage ist, eine Mehrzahl von Frequenzen für die geringfügige Schwingung bereitzustellen. In diesem Zusammenhang ist der darauf bezogene Schaltkreis vereinfacht. Wo ein komplexerer Schaltkreis erlaubt ist, kann die Düsenöffnung effektiv am Verstopfen gehindert werden durch Einsatz eines Schaltkreises, der zum feinen Variieren der Amplitudenwerte der geringfügigen Vibration und der Frequenzwerte in Bezug auf eine Temperatur in der Lage ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt das Steuerungssystem für den Aufzeichnungskopf Druckdaten von einem Hostcomputer und das Steuerungsmittel 160 erkennt eine Temperatur des Aufzeichnungskopfes 7 aus einem Signal, welches von dem Temperaturfühlmittel 166 abgeleitet ist und wählt einen für die geringfügige Vibration geeigneten Vibrationsmodus aus. Wenn die Temperatur höher als Raumtemperatur ist, sinkt die Viskosität von Tinte und daher neigt der Meniskus dazu, zu vibrieren. Deshalb wird in diesem Fall eine Druckvariation zum Auslösen einer geringfügigen Vibration auf einen kleinen Wert gesetzt. D.h., eine Spannung eines Steuerungssignals, welches an den piezoelektrischen Wandler 23 angelegt werden soll, wird auf einen geringen Wert gesetzt. Desweiteren wird eine Frequenz einer geringfügigen Vibration kleiner als bei der Normaltemperatur eingestellt. Z.B. wird in dem ersten hohen Temperaturbereich (25°C bis 30°C) 3,6 kHz (= 1/16 × maximale Steuerungsfrequenz × 8) für die Steuerungsfrequenz ausgewählt. In dem zweiten hohen Temperaturbereich (30°C bis 40°C) wird 1,8 kHz (= 1/16 × maximale Steuerungsfrequenz × 4) gewählt. Auf diese Art wird eine geringfügige Vibration des Meniskus fortgeführt, während das Verdunsten von Tintenlösungsmittel und das Einsaugen von Luft durch die Düsenöffnungen, welches von einer Hochgeschwindigkeitsbewegung des Meniskus herrühren, vermieden wird. Desweiteren ist bei hoher Temperatur eine Tintenviskosität gering und daher seine Diffusionsrate hoch. In diesem Fall wird durch Reduzieren der Anzahl von Vibrationen in einem Zyklus das Verdunsten von Tintenlösungsmittel durch die Düsenöffnung 24, welches von der geringfügigen Vibration herrührt, gering gehalten und eine Viskosität von Tinte nahe der Düsenöffnung 24 wird schnell reduziert.
Jedes der folgenden Verfahren kann für eine geringfügige Vibration eines Meniskus eingesetzt werden. Ein erstes Verfahren, bei dem die druckerzeugende Kammer zu Beginn einer geringfügigen Vibration geringfügig expandiert wird und dann zurückgestellt wird. Ein zweites Verfahren umfaßt die druckerzeugende Kammer, welche zu Beginn einer geringfügigen Vibration geringfügig kontrahiert wird. Wenn das erste Verfahren eingesetzt wird, vibriert der Meniskus in Bezug auf eine Position, wo der Meniskus hinreicht, als Ergebnis des Ziehens des Meniskus von der Seite der Düsenöffnung 24 zu der druckerzeugenden Kammer. Dementsprechend benetzt der vibrierende Meniskus nicht die Düsenplatte 35, da er die Düsenöffnung 24 nicht erreicht. Der Meniskus schwingt geringfügig mit einer Amplitude, die groß genug ist, die Tinte nahe der Düsenöffnung in die Tinte in der druckerzeugenden Kammer 21 zu verteilen.
Wenn die Temperatur geringer als Raumtemperatur ist, ist die Tintenviskosität hoch, so daß der Meniskus schwierig in Schwingung zu versetzen ist. Dann wird eine Druckvariation der druckerzeugenden Kammer 21 zur geringfügigen Vibration auf einen großen Wert gesetzt. D.h., die Spannung des Steuerungssignals, welches an den piezoelektrischen Wandler 23 angelegt wird, wird auf einen hohen Wert gesetzt, und die Steuerungsfrequenz wird relativ hoch gesetzt; 7,2 kHz (= 1/16 × maximale Steuerungsfrequenz × 16).
Daher erhält der Meniskus nahe der Düsenöffnung 24 einen höheren Druck als bei Normaltemperatur, sogar wenn die Umgebungstemperatur geringer als Normaltemperatur ist und die Tintenviskosität hoch ist. Er kann geringfügig vibrieren bei einer Amplitude, die zum Verhindern des Verstopfens geeignet ist, unabhängig von der hohen Viskosität der Tinte. Die Tinte hoher Viskosität nahe der Düsenöffnung wird in die Tinte in der druckerzeugenden Kammer verteilt, so daß ihre Viskosität reduziert wird. Nebenbei gesagt kann wegen der geringen Temperatur eine geringere Menge von Tintenlösungsmittel verdunsten und keine Bläschen werden in die Düsenöffnung 24 gezogen, wenn die Frequenz der geringfügigen Vibration auf einen hohen Wert gesetzt ist, da die Tintenviskosität hoch ist.
Wenn die Tintenpatrone 9 für eine lange Zeit mit Tinte beladen bleibt, ist die Menge von Tintenlösungsmittel, welches aus dem Behälter (z.B. der Tintenpatrone 9) verdunstet, grob. Dementsprechend weist Tinte in der Patrone eine hohe Viskosität auf. In diesem Fall wird die Druckvariation für die geringfügige Vibration bevorzugt gesteigert auf der Basis von Daten, welche von dem Patronen-Ladezeit-Detektierungsmittel 165 empfangen werden und falls nötig wird die Vibrationsfrequenz des Meniskus leicht erhöht. Als Ergebnis kann der Meniskus geringfügig vibriert werden bei der Amplitude und der Steuerungsfrequenz, die geeignet sind, das Verstopfen zu verhindern, unabhängig von der Verdunstung von Tintenlösungsmittel aus der Tintenpatrone 9 und einer Variation der Tintenviskosität, welche durch eine Variation der Umgebungstemperatur ausgelöst ist.
Demnach ist der Aufzeichnungskopf frei von Verstopfungen und bereit zum Drucken. Ein Drucksignal wird dann ausgegeben und ein erstes Steuerungssignal zum Entladen von Tintentröpfchen wird an die piezoelektrischen Wandler 23 ausgegeben. Beim Beginn des Druckens beginnt der Druckzeitgeber 164 zu zählen und gibt ein Signal aus, wenn die Druckzeit die Zeit für eine geringfügige Vibration erreicht. Wenn der Aufzeichnungskopf einen Punkt nahe dem Ende einer Drucklinie erreicht und in seine Abbremsphase eintritt, reduziert das Steuerungsmittel 160 den Druck für die geringfügige Vibration und die Frequenz der geringfügigen Vibration, um wie oben beschrieben geringer als bei normaler Temperatur zu sein, wenn eine Umgebungstemperatur hoch ist. Auf der anderen Seite wird die Druckvariation und die Frequenz der geringfügigen Vibration auf einen höheren Wert als bei Normaltemperatur erhöht, wenn die Umgebungstemperatur gering ist. Desweiteren gibt das Steuerungsmittel ein Signal aus, um den Druck zum Auslösen einer geringfügigen Vibration zu variieren entsprechend einer verstrichenen Zeit seit die Tintenpatrone 9 geladen wurde. Dementsprechend wird der Meniskus geringfügig bei einer Steuerungsfrequenz und einem Druck vibriert, der einer Umgebungstemperatur und einer Zeitdauer seit dem die Tintenpatrone 9 geladen wurde, entspricht, wenn es unmöglich ist, zu drucken.
Der Schlitten 1 stoppt an einer voreingestellten Position, während der Meniskus geringfügig schwingt. Dann wird der Schlitten 1 umgekehrt und in Richtung des Druckbereichs entlang der nächsten Druckzeile beschleunigt. Direkt bevor die Geschwindigkeit des Schlittens 1 eine konstante Geschwindigkeit, welche einen Druckvorgang erlaubt, erreicht, wird die geringfügige Vibration des Meniskus gestoppt. Die Zeit, um den Meniskus zum Verhindern eines Verstopfens während der Druckperiode geringfügig in Schwingung zu versetzen, wird verzögert und auf einen Zeitpunkt gesetzt, wenn der Schlitten 1 in eine Abbremsphase für den Rückweg eintritt. Daher kann der Meniskus so lange wie möglich geringfügig vibriert werden ohne eine Unterbrechung des Druckvorgangs. Desweiteren kann die Düsenöffnung am Verstopfen gehindert werden ohne ein Absenken der Druckgeschwindigkeit. Außerdem wird die Viskosität der Tinte nahe der Düsenöffnung 24 nicht ansteigen, wenn der Aufzeichnungskopf 7 nicht in Betrieb ist, was durch den Rückkehrvorgang des Kopfes ausgelöst ist.
Nachdem eine voreingestellte Menge des Druckens endet und eine voreingestellte Wartezeit verstreicht, bewegt sich der Aufzeichnungskopf 7 in eine Heimatposition und wird mit einer Kappe versehen und wartet auf den nächsten Druckvorgang. Wenn nötig kann der Meniskus in einem Wartemodus zu festen Zeitintervallen geringfügig vibriert werden, um ein Ansteigen der Tintenviskosität zu verhindern. Wenn der Kopf in dem Wartemodus ist und der Meniskus geringfügig vibriert wird, beschleunigt das Steuerungsmittel 160 den Schlitten 1 in Richtung des Druckbereiches, wenn ein Druckbefehl empfangen wird, während die geringfügige Vibration des Meniskus aufrechterhalten wird, stoppt die geringfügige Vibration direkt bevor die Geschwindigkeit des Schlittens eine konstante Geschwindigkeit erreicht hat und startet das Drucken durch den Aufzeichnungskopf.
In der obengenannten Ausführungsform wird eine Amplitude der geringfügigen Vibration durch Anpassen der Spannung eines Steuerungssignales, welches an den piezoelektrischen Wandler angelegt wird, gesteuert. Durch Anpassen von Raten α und β von Spannungsänderungen des Steuerungssignales, das wie in 26 gezeigt an die druckerzeugende Kammer 21 angelegt wird, kann eine Expansionsrate und eine Kontraktionsrate der druckerzeugenden Kammer 21 angepaßt werden, wenn sie geringfügig expandiert wird und somit kann der Druck zur Zeit des Expandierens der druckerzeugenden Kammer angepaßt werden. Wenn weiterhin die Rate β einer Spannungsänderung, wenn die druckerzeugende Kammer geringfügig kontrahiert wird, auf einen Wert gesetzt ist, der kleiner als die Rate α der Spannungsänderung, wenn sie wie in 27 gezeigt, geringfügig expandiert wird, ist, kann der Meniskus schnell zu der druckerzeugenden Kammer 21 gezogen werden, um die Diffusion der Tinte nahe der Düsenöffnung 24 in die druckerzeugende Kammer 21 zu unterstützen. Wenn der Meniskus zurückgedrückt wird, wird dynamische Energie des Meniskus reduziert, so daß der Meniskus geringfügig vibriert werden kann, während er nicht aus der Düsenöffnung 24 hervorsteht.
In den obengenannten Ausführungsformen wird ein Steuerungssignal an die Druckerzeugungsmittel, die im Zusammenhang mit den druckerzeugenden Kammern bereitgestellt sind, um den Meniskus geringfügig zu vibrieren angelegt. Wenn ein Aufzeichnungskopf eingesetzt wird, in dem das Druckerzeugungsmittel zum Auslösen einer geringfügigen Vibration in Verbindung mit dem Reservoir bereitgestellt wird, wie in 4 gezeigt, wird ein Steuersignal einer derartigen Amplitude, um den Meniskus nahe der Düsenöffnung 24 geringfügig in Schwingung zu versetzen, an das Druckerzeugungsmittel 68 des Reservoirs zum Zeitpunkt des Auslösens einer geringfügigen Vibration angelegt. Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung des Aufdem-Schlittentyps, bei dem die Tintenpatrone 9 sich auf dem Schlitten 1 befindet, ist in den obengenannten Ausführungsformen diskutiert. Es ist jedoch klar, daß die vorliegende Erfindung auf eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung des Typs anwendbar ist, bei dem die Tintenpatrone 9 auf dem Rahmen angeordnet ist und Tinte zu dem Aufzeichnungskopf durch eine Tintenröhre zugeführt wird.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf (7, 8), umfassend: druckerzeugende Kammern (21, 49, 65), welche jeweils mit einer Düsenöffnung (24, 52, 62) und einem Reservoir (26, 50, 64) kommunizierend verbunden sind; Druckerzeugungsmittel (23, 42, 66), um die druckerzeugenden Kammern (21, 49, 65) unter Druck zu setzen, um während einer druckfähigen Periode (T5) Tintentröpfchen aus ihnen auszustoßen; Mittel (23, 42, 68), um einen Meniskus jeder Düsenöffnung (24, 52, 62) in Perioden T1 geringfügig in solch einem Maße in Schwingung zu versetzen, dass ein Tintentröpfchen nicht ausgestoßen wird, wobei das in geringfügige Schwingungen versetzende Mittel (23, 42, 68) einen Schwingvorgang durchführt, in welchem der Meniskus mehrere Male hintereinander für eine voreingestellte Zeitperiode T2 in Schwingung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die voreingestellte Zeitperiode T2 und eine Ruhe-Periode T1 – T2 > 0, während der der Schwingvorgang nicht durchgeführt wird, zyklisch wiederholt werden, wenn die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung in einem Nichtdruckbetrieb ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Ruhe-Periode T1 – T2 länger als die Zeitperiode T2 ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eines von der geringfügigen Schwingung des Meniskus, die durch das in geringfügige Schwingungen versetzende Mittel (23, 42, 68) bewirkt wird, und dem Tintentröpfchenausstoß, der durch die Druckerzeugungsmittel (23, 42, 66) bewirkt wird, selektiv durchgeführt wird, wenn die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung in einem Druckbetrieb ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das in geringfügige Schwingungen versetzende Mittel (23, 42, 68) eine Amplitude der geringfügigen Spannung während einer Druckperiode so einstellt, dass sie kleiner als die des Meniskus während einer Druck-Ruhe-Periode ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das in geringfügige Schwingungen versetzende Mittel eine Amplitude einer geringfügigen Schwingung des Meniskus in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur ändert.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das in geringfügige Schwingungen versetzende Mittel eine Amplitude einer geringfügigen Schwingung des Meniskus in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur in solch einer weise ändert, dass, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist, eine Amplitude einer geringfügigen Schwingung des Meniskus so eingestellt wird, dass sie kleiner als diejenige bei normaler Temperatur ist, und wenn die Umgebungstemperatur niedrig ist, die Amplitude einer geringfügigen Schwingung des Meniskus so eingestellt wird, dass sie größer als diejenige bei normaler Temperatur ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das in geringfügige Schwingungen versetzende Mittel die Menisken einer Mehrzahl von Gruppen von Düsenöffnungen zu verschiedenen Zeiten in einer sequenziellen Weise in Schwingung versetzt.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine geringfügige Schwingung des Meniskus durch die Druckerzeugungsmittel (23, 42) bewirkt wird.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine geringfügige Schwingung des Meniskus durch einen piezoelektrischen Wandler (68), der im Reservoir (64) vorgesehen ist, bewirkt wird.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das in geringfügige Schwingungen versetzende Mittel eine Frequenz der geringfügigen Schwingung jedes Meniskus in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur ändert.