JP2002127403A - インクジェットプリントヘッドの作動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業間隔の縮小およびドットの位置精度の向
上を実現するために、噴出用ノズルに近接して、球状の
液体飛沫を生成するインクジェットプリントヘッドの作
動方法を提供することである。 【解決手段】 高解像度画像を作成するために、レシー
バ媒体から、１０００マイクロメートル未満の、より好
ましくは、５０から５００マイクロメートル未満の範囲
の所定の間隔をおいて位置決めされるインクジェットオ
リフィスを提供する。プリントヘッドに飛沫を生成させ
るのに適した電気駆動信号が、プリントヘッドに与えら
れる。駆動信号に応じて、オリフィスとレシーバ部材と
の間に、遊離した球状の飛沫が形成され、実質的にレシ
ーバ部材上にアーティファクトをもたらす惧れのあるプ
リント液の連なった又は分離した帯状物の存在がなく、
飛沫がレシーバ部材上に付与される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置およ
び方法に関し、より具体的には、ノズルオリフィスから
の短い距離内で、球状の飛沫となる液体物を噴出するこ
とができる画像形成装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット画像形成デバイスは、小
さな液体飛沫の噴出を制御して、画像を作成する。典型
的には、液体は、プリントヘッドのノズルプレートに設
けられた１つ以上のノズルオリフィスを通過して噴出さ
れる。ノズルオリフィスを通過させて液体飛沫を噴出す
る圧力パルスは、典型的に、電気的駆動波形を、圧電プ
リントヘッドにおける場合には、電子機械トランスデュ
ーサへ印加することにより、若しくは、感熱式プリント
ヘッドにおける場合には、熱電トランスデューサ又はレ
ジスタへ印加することにより、生成される。本発明は、
例えばグラフィックアートをプリントする場合のよう
に、特に受け側媒体における液体飛沫の正確な配置を要
する画像のプリント用に設計される電気的駆動波形に関
する。グラフィックアートのプリントに際しては、液体
飛沫が、用紙等の最終的なレシーバシートに転写される
インクを選択式に引き寄せるために用いられるプレート
上に配置されてもよい。石版印刷プレートとともに用い
られるインク又はプリント液の例が、米国特許第６０４
４７６２号に記述されている。しかし、本発明は、当該
特許においてのみに記述される流体に限定されるもので
なく、ここに教示されるようなインクジェットプリント
ヘッドからの噴出に適した他の流体（ここでは全体を通
じてインク又はプリント液と呼ばれる）にも適用するも
のである。

【０００３】特定の目的を遂げるために、インクジェッ
トプリントにおいて、特別に調整された電気駆動波形を
用いることが知られている。例えば、リー（Lee）等に
よる米国特許第４５１３２９９号では、レシーバ表面に
衝突する前に結合する一連のサブ飛沫をノズルから噴出
するための一連のパルスを有する波形が開示されてお
り、この波形によれば、可変体積の液体飛沫を生成する
ことができる。ペイトン（Paton）等による米国特許第
５３６１０８４号では、また、可変の液体体積を実現す
るための一連のサブ飛沫をノズルのアレイから噴出する
方法が開示されている。ブール（Burr）等による米国特
許第５４９５２７０号では、より小さな液体飛沫を一定
のノズルサイズから生成するために、液体のメニスカス
（meniscus）についてのより高い次元の振動モードがも
たらされる、電気駆動波形技術が開示されている。アオ
キ（Aoki）等による米国特許第４９７２２１１号では、
メニスカスにおける残りの圧力の変動を抑制して、より
高い飛沫の出射速度（firingrate）を得るための、電気
駆動波形に対する第２のパルスの付加が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
例は、いずれも、ノズルプレートに近い空間位置におい
て、球状の液体飛沫を形成する問題を扱うものではな
い。そこで、本発明は、レシーバ媒体上への飛沫の位置
精度を向上させるために、かかる液体飛沫を形成する方
法を提供することを目的とする。

【０００５】画像を作成するために、図１に示されるよ
うな、受け側媒体の表面に液体の飛沫を噴出するインク
ジェットプリントヘッドを用いることが知られている。
しかし、従来の問題は、実施に際して、図１に概略的に
示されるように、また、図２のストロボ顕微鏡写真で実
際に見られるように、生成される液体の噴出が、ノズル
プレートの表面に対して厳密に垂直でない方向にあらわ
れることであった。誤った方向への噴出は、ノズルの欠
陥や堆積物等の種々の物理的な理由から引き起こされ、
これにより、所望の位置に対する、インク飛沫又はドッ
トのレシーバ上での最終的な位置についてのエラーがも
たらされる。これらの位置エラーは、仕上り画像におい
て、目に見える帯等のアーティファクトをもたらす可能
性がある。ドットの位置エラーを抑制するには、作業間
隔、つまり、ノズルプレートとレシーバとの間の間隔を
小さくすることが望ましい。しかし、例えば図２から分
かるように、ノズルから実際に噴出された液体物は、典
型的には、長い帯状物又は尾状物に連なる液体飛沫から
なる。もしプリントヘッドに相対して動作するレシーバ
がノズルプレートに近接して（例えば図２における液体
飛沫の帯状物のヘッドポジションに）配置されれば、レ
シーバ上には、所望でないほうき星形のマークが形成さ
れるであろう。

【０００６】そこで、本発明の目的は、インクジェット
画像形成装置において、作業間隔の縮小およびドットの
位置精度の向上を実現するために、噴出用ノズルに近接
して、球状の液体飛沫を生成する方法を提供することで
ある。

【０００７】かかる方法の利点は、目に見える帯等のア
ーティファクトがない画像が作成され得ることである。
かかる方法の他の利点は、グラフィックアート画像など
の高解像度及び正確なドットの配置を要する画像が作成
され得ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の様相によ
れば、インクジェットプリントヘッドの作動方法が提供
され、該方法は、上記プリントヘッドのインクジェット
オリフィスを、該オリフィスに相対して移動するレシー
バ部材から、１０００マイクロメートル（μｍ）未満の
所定の間隔をおいて配置して、上記所定の間隔にあるオ
リフィスに対してレシーバ部材の異なる部分を提供し、
上記プリントヘッドに対して、プリントヘッドがプリン
ト液の飛沫を生成することを可能とするのに適した電気
駆動信号を与え、上記オリフィスとレシーバ部材との間
で、プリント液の遊離した球状の液体飛沫を形成し、上
記レシーバ部材上に飛沫を付与する、ステップを有して
いる。

【０００９】また、本発明の第２の様相によれば、イン
クジェットプリント装置が提供され、該装置は、インク
ジェットオリフィスを備えたプリントヘッドであり、該
インクジェットオリフィスが、上記所定の間隔にあるオ
リフィスに対してレシーバ部材の異なる部分を提供すべ
く、該オリフィスに相対して移動するレシーバ部材か
ら、１０００μｍ未満の所定の間隔をおいて配置された
プリントヘッドと、プリントヘッドに対して、該プリン
トヘッドが、実質的にレシーバ部材上での良好なマーク
の形成を妨げるいかなるプリント液の連なった又は分離
した帯状物の存在もなく、プリント液の遊離した球状の
飛沫を生成することを可能とするのに適した電気駆動信
号を与える信号源と、を有している。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明する。図１には、可動
式のレシーバ媒体１６の表面１４上に、液体飛沫２０を
ノズルプレート１２を通じて噴出するインクジェットプ
リントヘッド１０が示されている。インクジェットプリ
ントヘッド１０には、噴出されるべきプリント液又はイ
ンク８０が供給され、このプリントヘッド１０は、後述
するような単一のジェネレータからの電気駆動信号３０
により作動させられる。

【００１１】従来技術における問題は、図１に概略的に
示されるように、誤って方向付けられた飛沫が噴出され
ることであった。図２は、正常に方向付けられた飛沫２
０、及び、誤って方向付けられた飛沫２１を示してい
る。噴出の誤方向は、ノズルプレート１２の製造上の欠
陥、若しくは、使用に伴いノズルまわりに形成される堆
積物を含む、多数の物理的な理由のいずれかによるもの
である。誤って方向付けられた飛沫は、レシーバ表面１
４上で、飛沫又はドットの位置エラーをもたらす。これ
らのドットの位置エラーは、プリントされた画像におい
て、目に見える帯などの所望でないアーティファクトを
もたらす可能性がある。

【００１２】図１に示す形態から分かるように、ノズル
プレート１２とレシーバ１４との間の作業間隔１５を小
さくすることにより、ドットの位置エラー１３が改良さ
れるという所望の効果が得られる。このことは、また、
作業間隔１５に対して、特定のプリントヘッド１０に関
して測定された平均エラー１３をあらわす、図３に示さ
れる。図３から分かるように、従来技術において実施さ
れる典型的な作業間隔は、１〜２ミリメートル（mm）の
間にあり、その結果、従来技術では、図示されるような
特定の平均エラーがもたらされる。そこで、作業間隔を
実質的に小さくすることが望ましく、その結果、図３に
示されるようなドットの位置エラーが抑制される。しか
しながら、図２，図５及び図９に関連して、従来技術に
おいてノズルから噴出される液体物は、典型的に、長い
帯状物（ligament）又は尾状物（tail）２３に連なる又
はそれが付随する液体のサブ飛沫２０からなる。プリン
トヘッド１０に相対して動作するレシーバ１６がノズル
プレート１４に近接して（例えば図２又は５の飛沫の帯
状物のヘッドポジションに）配置された場合、レシーバ
上には、所望でないほうき星形のマークが形成されるこ
とになる。そこで、ノズルプレート１２の近くで、球状
の液体飛沫となる液体物を噴出することが望ましい。ま
た、画像の画素を記録するために用いられる球状の液体
飛沫を形成することが望ましく、この場合、プリントさ
れるレシーバ部材が、ノズルプレート１２から、１００
０μｍよりも近くに、好ましくは、５０から１０００μ
ｍ未満の範囲に、より好ましくは、５００μｍ未満に、
更に好ましくは、５０から５００μｍ未満の範囲にあ
る。

【００１３】図４には、従来技術において、インクジェ
ットプリントヘッド１０を駆動させるために使用される
電気駆動信号３０が示されている。その電気信号は、当
業者によく知られる方法により、単一の信号ジェネレー
タ及び増幅器を用いて生成され得るものである。インク
ジェットプリントヘッドは、その電極が駆動信号３０を
受信するように接続された圧電アクチュエータを有して
もよい。この実施の形態において、電極の極性は、図４
における下方への電圧エッジ３０１が、アクチュエータ
の外方への機械的な広がりをもたらし、液体８０がプリ
ントヘッド１０内へ引っ張られるように、選択される。
上方への電圧エッジ３０２及び３０３は、アクチュエー
タの内方への圧縮をもたらし、液体がノズルから噴出さ
れる。最後に、下方へのエッジが、アクチュエータを元
の状態に戻し、次の動作の準備をさせる。圧電アクチュ
エータは、絶対電圧に対してではなく、電圧又は“エッ
ジ”の変化に対して応答する。この例では、“充填（fi
ll）及び出射（shoot）”モードに際しては、出射用エ
ッジ（firing edge）が、充填用エッジ（filling edg
e）の後にくる。このインクジェット溝に関しては、長
さＬが、約５ｍｍであり、４Ｌ／ｃの値が、約１３．３
４マイクロ秒である。出射効率は、概して、充填用エッ
ジと出射用エッジとの間の時間遅延に依存するものであ
り、最も効率的な遅延の値は、代わる代わる、溝の長さ
又は音波の共鳴周波数に依存する。全パルス幅を選ぶこ
とが、波形を構成する際の、最初の手順である。しかし
ながら、以下に記述されるように、このパルス幅の特別
なチューニングが、オリフィスから噴出された後に短い
間隔内で生成される球状の飛沫を実現するのに非常に有
効であり、それらの飛沫が帯状物又は尾状物を引きずる
ことなく形成されるので、全体として目に見える帯など
のアーティファクトがなくプリントされた飛沫がもたら
される。

【００１４】図５には、従来技術の電気駆動波形３０の
印加時に、ノズルプレート１２から噴出される液体物の
顕微鏡写真が示されている。液体物が長いリグメント２
３に連なるサブ飛沫２０を有している様子が観察され
る。

【００１５】図６には、本発明の一実施の形態による電
気駆動波形３１が示されている。前述した通り、圧電ア
クチュエータの電極が、駆動波形３１を受けるように接
続された場合、最初の下方への電圧エッジ３１１は、ア
クチュエータの機械的な広がりをもたらし、それによ
り、液体８０はプリントヘッド１０内へ引っ張られる。
図６の例では、単一の上方への電圧エッジ３１２が、従
来技術の電気駆動波形３０（図４参照）とは異なる時間
遅延の後に、印加されている。最後に、下方への電圧エ
ッジ３１２が、アクチュエータを元の状態に戻す。

【００１６】図７には、図５に示される場合と同じ液体
８０を用いて、図５に示される場合と同じプリントヘッ
ド１０に対し、本発明の電気駆動波形３１を印加した時
に、ノズルプレート１２から噴出される液体物の顕微鏡
写真が示されている。遊離した球状の飛沫２０’が、こ
の場合には、ノズルプレートの表面の５０−７５ミクロ
ンの範囲に形成される様子が観察される。プリントヘッ
ドに生成される飛沫は、約２５ピコリットルの体積，約
３６ミクロンの直径を有し、飛沫の速度は、通常、約毎
秒５メートルである。使用されるインク又はプリント液
の濃度は、約１．０−１．１グラム毎シーシー（ｇ／ｃ
ｃ）であり、また、その粘度は、２−６センチポイズ
（cp）の範囲にある。更に、使用されるインクプリント
液の表面張力は、３２−３６ダイン毎センチメートル
（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）の範囲にある。プリント液がプリ
ントヘッドにおいて加熱されると、濃度，表面張力，粘
度の範囲に関する値は、プリントヘッド内のプリント液
の温度で決定される。プリント液の表面張力は、ほとん
ど変化のない測定値であり、クラス張力計（Kruss Pres
sure Tensiometer）を用いて測定され得る。プリント液
の粘度は、ＴＡ計器からのレオリストＡＲ１０００レオ
メータ（Rheolyst AR 1000 Rheometer）を用いて測定さ
れ得る。高解像度プリントや１２００−２４００ｄｐｉ
の所望の解像度に備えるために、遊離したプリント液の
飛沫のサイズの好適な範囲を、０．５−３０ピコリット
ルにすることが望ましい。しかしながら、本発明は、ま
た、３０ピコリットルよりも大きい飛沫のサイズにも適
用可能である。

【００１７】図９には、図８に示される従来技術の波形
３２（実線）を異なるインクジェットプリントヘッドに
対して印加した結果が示されている。ここでは、受け側
のアクチュエータの電極の極性が逆にされる。長い帯状
物２３’が連なるサブ飛沫２０’’からなる液体物が、
オリフィス１２’から排出されたインクにより形成され
ることが観察される。この例で用いられるプリントヘッ
ドは、エプソン９００である。図示された波形は、一対
の高電圧パルスに続く最初の下方への電圧パルスを有し
ている。ここでは、高電圧パルスの１つのピーク電圧が
２３ボルトである。高電圧パルスの次には、低電圧パル
スがあらわれる。図８において実線で示された波形は、
上記エプソンのプリントヘッドから単一の液体飛沫を噴
出するための標準的な形状である。使用されるインク又
はプリント液は、前述した場合と同じ物理的な特性を有
していた。

【００１８】図１０には、図９に示される帯状物を備え
た飛沫を生成するために、前述した場合と同じ液体８０
を用い、前述した場合と同じプリントヘッド１０に対し
て、本発明に基づき改良された電気駆動波形３３を印加
した結果が示されている。この例では、駆動波形が、形
状を一定に保つつつ、ピーク電圧の大きさＶ２をＶ１未
満になるように小さくすることにより、改良される。こ
の例においては、Ｖ２は１９ボルトであり、Ｖ１は２３
ボルトであった。図から、１０ピコリットルの体積の球
状の飛沫２０’’’が、ノズルプレート１２’の近くで
形成される様子が観察される。

【００１９】図１１は、米国特許第５９０１４２５号に
おける記載に従って構成された圧電インクジェットプリ
ンタ用のインクジェットプリントヘッドの構造体２００
の単一の溝部の縦断面説明図である。かかる構造体に関
する内容は、図１のプリントヘッドの構造体を説明した
ものであり、引用することによりここに組み込まれる。
プリントヘッドの構造体２００は、圧電性の材料から形
成されるプリントヘッドトランスデューサ２０２を有し
ており、このプリントヘッドトランスデューサ２０２に
は、インク溝２２９が切り込まれている。インク溝２２
９は、その一端側で、ノズルプレート２３３と境界をな
している。また、ノズルプレート２３３には、その厚さ
方向に規定されたオリフィス２３８が設けられている。
後部カバープレート２４８が、インク溝２２９の他端側
に固定されている。プリントヘッドトランスデューサ２
０２のベース部２３６が、インク溝２２９のフロア部を
形成し、また、一方、インク溝カバー２３１がプリント
ヘッドトランスデューサ２０２の上側開口部に固定され
ている。インク溝２２９には、後部カバープレート２４
８におけるインク送給通路２４７を介して、インクリザ
ーバ２１０から、インクが供給される。プリントヘッド
トランスデューサ２０２の作動により、インク滴が、ノ
ズルプレート２３３におけるオリフィス２３８を通じ
て、インク溝部２２９から排出される。

【００２０】図１２には、図１１のプリントヘッドトラ
ンスデューサがより詳細に示される。プリントヘッドト
ランスデューサは、第１の壁部２３２と、第２の壁部２
３４と、ベース部２３６とを有している。第１及び第２
の壁部２３２及び２３４の上面は、プリントヘッドトラ
ンスデューサ２０２の第１の面２０７を規定し、また、
ベース部２３６の下面は、プリントヘッドトランスデュ
ーサ２０２の反対側の第２の面２０９を規定する。イン
ク溝２２９は、ベース部２３６の内面と、壁部２３２及
び２３４の内壁とにより、３側面で規定されている。ま
た、インク溝部２２９は、プリントヘッドトランスデュ
ーサ２０２の圧電性の材料内に切り込まれた細長い溝
で、プリントヘッドトランスデューサ２０２の上側の第
１の面２０７に沿った長い開口部をなしている。インク
溝２２９の一端側は、ノズルプレート２３３により閉じ
られ、他方、その他端側は、後部カバープレート２４８
により閉じられている。金属層２２４が、インク溝２２
９の内面を被覆し、また、第１の壁部２３２及び第２の
壁部２３４の上面に沿って形成されている。インク溝カ
バー２３１は、インク溝２２９の長い横方向に延びる開
口部を閉じるべく、プリントヘッドトランスデューサ２
０２の第１の面上に接合されている。第２の金属層２２
２が、ベース部２３６の外面を被覆しており、また、第
１及び第２の壁部２３２及び２３４の各外面では、略下
半分の領域に広がっている。

【００２１】金属層２２２は、アドレス可能な電極２６
０を規定しており、その電極２６０は、プリントヘッド
トランスデューサ２０２の圧電性材料を駆動させるため
の電気駆動信号を提供する外部信号源に接続されてい
る。金属層２２４は、接地電位に維持される一般的な電
極２６２を規定している。プリントヘッドトランスデュ
ーサ２０２を形成する圧電性材料はＰＺＴであるが、本
発明では、他の圧電性材料を採用することも可能であ
る。

【００２２】図１１及び１２のプリントヘッドは、圧電
効果の原理に従い動作する。ここでは、圧電性材料の所
定の面を通過する電気信号の印加により、材料内に機械
的な歪みや変形が生じる。通常、１つの極性の印加電圧
によって、材料は第１の方向に曲がり、それとは反対の
極性の印加電圧により、材料は第１の方向とは反対であ
る第２の方向に曲がる。電極２６０に対する正電圧の印
加により、プリントヘッドトランスデューサ２０２のベ
ース部２３６，壁部２３２及び２３４は、インク溝２２
９に向かって、内方へ移動する。その結果、インク溝２
２９の内部容積が小さくなる。他方、アドレス可能な電
極２６０に対する負電圧の印加により、インク溝２２９
の内部容積は、正味に大きくなる。

【００２３】動作に際して、プリントヘッドトランスデ
ューサ２０２のアドレス可能な電極２６０に対する電気
駆動信号の印加は、インク溝２２９の壁部の機械的な動
作又は変形を引き起こし、その結果、インク溝２２９内
の容積の変化がもたらされる。このインク溝２２９内の
容積の変化は、インク溝２２９内に音圧波を生成し、そ
して、このインク溝２２９内の音圧波が、プリント媒体
上に、プリントヘッドの構造体２２０のオリフィス２３
８からインクを噴出するエネルギーをもたらす。この特
定のプリントヘッドは、主としてシヤーモード（shear
mode）で機能するもので、２つのオリフィスが存在する
（一方はノズルプレートに設けられ、他方は溝の入口に
設けられている）。なお、ノズルプレートに設けられた
オリフィスは、テーパ状に形成され、外側で３５マイク
ロメートル、裏側で７５マイクロメートルとなってい
る。

【００２４】ここに記載された本発明によれば、例えば
印加される電気波形の振幅，周波数及び／又は形状につ
いての駆動信号のパラメータが、プリントヘッドのオリ
フィスから、好ましくは１０００μｍ未満の、より好ま
しくは５０から１０００μｍ未満の範囲の、更に好まし
くは５００μｍ未満の間隔をおいて配置されオリフィス
に相対して移動するレシーバシート又は部材の表面に対
して、プリントヘッド１０から噴出される遊離飛沫をも
たらすべく、調整される。オリフィスとレシーバ部材と
の間の最も好適な間隔は、５０から５００μｍ未満の範
囲で得られる。

【００２５】ここに記載された信号は、オリフィスとそ
れに近接して配置されたレシーバ部材との間隔内に、遊
離飛沫をもたらすべく調整つまり整調されるために変調
される信号ジェネレータ３０ａからの出力によりもたら
されてもよい。語句“遊離”は、オリフィス又はレシー
バ部材に連ならないことを意味するものである。信号ジ
ェネレータ３０ａからの信号は、増幅され、特定のイン
クジェットオリフィスから、特定の位置で飛沫を噴出す
るために、各プリントヘッドトランスデューサに印加さ
れてもよい。プリントヘッドは、また、一連のデジタル
制御スイッチを有するスイッチアレイを有してもよい。
デジタル制御スイッチは、インクジェット飛沫を噴出す
るための作動信号の受信を可能とするプリントヘッド溝
のアレイの各溝を選択式に制御するものである。典型的
には、外部のエンコーダ３５からの信号が、プリントヘ
ッドの動作にリンクされた信号ジェネレータへ制御信号
を出力するマイクロプロセッサ３６へ提供される。これ
により、排出されるインク飛沫は、プリント媒体に正確
な位置で衝突すべく、最良のタイミングで噴出されるこ
とになる。

【００２６】インクジェットプリントヘッドのオリフィ
スと、プリント用レシーバ又は媒体との間の、実質的に
一定の近接した作業間隔を維持するための装置が設けら
れてもよい。これにより、プリントヘッドがプリントモ
ードにある場合やレシーバの厚さ方向における動作変化
の所定の経路に沿った、プリントヘッドとレシーバとの
間の相対動作の間にある場合には、プリントヘッドとレ
シーバとの間のずれ及び／又は他の不規則が、もしその
規模が十分であれば、プリントヘッドとレシーバとの間
の典型的な間隔における変動又は変化をもたらすであろ
う。この間隔の変動は、静電容量の変化を通じて検出さ
れても、若しくは、光学的に感知されてもよい。容量セ
ンサ又は光センサからの信号は、公称の作業間隔と同じ
になるように調整すべく、ｚ方向においてプリントヘッ
ドの位置を調整するための調整デバイスにより用いられ
てもよい。また、インクジェットプリントヘッドのオリ
フィスとプリント用レシーバ又は媒体との間の実質的に
一定の近接した作業間隔を維持するための装置が設けら
れてもよい。典型的には、ここに記載されるプリントヘ
ッドは、実質的に同時に電圧が印加され得る複数のオリ
フィスを有している。ここに記載されるプリントヘッド
は、画像を形成するマイクロドットの空間周波数が、例
えば１２００−２４００ｄｐｉの高さあるいはそれ以上
の高さであるグラフィックアートのプリントに適してい
る。プリントヘッドを使用するに際し、インクレシーバ
媒体又はエレメントは、第１の方向ｙに移動又は並進さ
せられてもよく、他方、プリントヘッドは、ｙに直交す
る方向ｚに、レシーバ媒体又はエレメントを横切って移
動又は走査させられてもよい。オリフィスとインクレシ
ーバ媒体との間隔は、ｘｙ平面に直交するｚ方向におけ
るものである。レシーバ媒体とオリフィスとの相対動作
の速度は、１メートル毎秒まで達することが可能であ
る。

【００２７】以上の結果、インクジェットプリントヘッ
ドのノズルプレートに近接して、遊離した球状の液体飛
沫を噴出させるための電気駆動波形が提供され、それに
より、作業間隔の縮小および飛沫の位置精度の向上が可
能になる。１つの実施の形態では、電気駆動波形の形状
が、従来技術から変化させられる。また別の実施の形態
では、駆動波形の形状が一定に保たれ、電圧の大きさ
が、従来技術から変化させられる。実験に基づき、プリ
ント用の流体状の（すなわち液体の）インクを噴出する
場合に、また、プリントプレートを作成するのに使用さ
れ得る流体を噴出する場合には、近接した飛沫の形成を
もたらすように整調されたつまり特別に調整された駆動
波形を提供することが可能であることが分かっている。
本発明は、主として圧電性の作動インクジェットプリン
トヘッドについて記載されたが、駆動信号に対する調整
は、熱電式プリントヘッド等の他のタイプのインクジェ
ットプリントヘッドに対して提供されてもよい。プリン
トヘッドは、ここに記載されるような、要求があり次第
飛沫を噴出する方式のものであっても、あるいは、連続
式のものであってもよい。

【００２８】なお、本発明は、例示された実施の形態に
限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
において、種々の改良及び設計上の変更が可能であるこ
とは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、目に見える帯等のアーティファクトがない画
像を作成することができ、また、グラフィックアート画
像などの高解像度及び正確なドットの配置を要する画像
を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 インクジェットプリントヘッドを概略図であ
り、レシーバ上への液体飛沫の噴出を示し、誤って方向
付けられた噴出物，及び、それに関連したエラーを概略
的にあらわしている。

【図２】 通常の飛沫噴出物および誤って方向付けられ
た噴出物の顕微鏡写真である。

【図３】 ノズルプレートとレシーバとの間の作業間隔
に対する、特定のインクジェットプリントヘッドに関し
て測定されたドット位置の平均エラーを示すグラフであ
る。

【図４】 従来技術についての電圧−時間の関係をあら
わすグラフであり、第１の公知のインクジェットプリン
トヘッドに印加される電気駆動波形の形状をあらしてい
る。

【図５】 第１の公知のインクジェットプリントヘッド
に図４の電気駆動波形を印加した結果としての、噴出さ
れる液体物の顕微鏡写真である。

【図６】 本発明についての電圧−時間の関係をあらわ
すグラフであり、第１の公知のインクジェットプリント
ヘッドに印加される電気駆動波形の形状をあらしてい
る。

【図７】 第１の公知のインクジェットプリントヘッド
に図６の電気駆動波形を印加した結果としての、噴出さ
れる液体物の顕微鏡写真である。

【図８】 電圧−時間の関係を示すグラフであり、従来
技術による第２の公知のインクジェットプリントヘッド
に印加される電気駆動波形（実線）、および、本発明に
よる第２の公知のインクジェットプリントヘッドに印加
される新規の電気駆動波形（破線）の形状をあらわして
いる。

【図９】 第２の公知のインクジェットプリントヘッド
に図８の従来技術の実線の電気駆動波形を印加した結果
としての、噴出される液体物の顕微鏡写真である。

【図１０】 本発明についての、第２の公知のインクジ
ェットプリントヘッドに図８の新規の電気駆動波形（破
線）を印加した結果としての、噴出される液体物の顕微
鏡写真である。

【図１１】 インクジェットプリントヘッドの単一のイ
ンク溝をより詳細に示す、インクジェットプリントヘッ
ドの構造体の縦断面説明図である。

【図１２】 図１１のインクジェットプリントヘッドの
構造体を部分的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…インクジェットプリントヘッド １２…ノズルプレート １３…エラー １４…レシーバ表面 １５…作業間隔 １６…レシーバ媒体 ２０…主要な飛沫 ２１…誤方向の飛沫 ２３…帯状物 ３０，３１…駆動信号 ３０ａ…信号ジェネレータ ３５…エンコーダ ３６…マイクロプロセッサ ８０…液体又はインク ３１１…下方への電圧エッジ ３１２…上方への電圧エッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダイアン・シー・フリーマン アメリカ合衆国14534ニューヨーク州ピッ ツフォード、ウッドリーフ・ドライブ133 番 (72)発明者 サイモン・ヤンディラ アメリカ合衆国14620ニューヨーク州ロチ ェスター、マウント・ホープ・アベニュー 1545番、アパートメント６ Ｆターム(参考） 2C056 EA04 EB13 EB37 EC07 EC33 EC42 FA10 2C057 AF21 AG45 AL22 AM16 AN01 AR08 BA14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットプリントヘッドの作動方
   法において、 上記プリントヘッドのインクジェットオリフィスを、該
   オリフィスに相対して可動であるレシーバ部材から、１
   ０００マイクロメートル未満の所定の間隔をおいて配置
   して、所定の間隔にあるオリフィスに対してレシーバ部
   材の異なる部分を提供し、 上記プリントヘッドに対して、該プリントヘッドにプリ
   ント液の飛沫を生成させるのに適した電気駆動信号を与
   え、 上記オリフィスとレシーバ部材との間で、プリント液の
   遊離した球状の液体飛沫を形成し、上記レシーバ部材上
   に飛沫を付与する、ことを特徴とするインクジェットプ
   リントヘッドの作動方法。
2. 【請求項２】 上記駆動信号の形状，振幅及び／又は周
   波数が、３０ピコリットル（picoliters）未満の体積を
   有する球状の液体飛沫を生成するのに適していることを
   特徴とする請求項１記載のインクジェットプリントヘッ
   ドの作動方法。
3. 【請求項３】 上記液体飛沫が、１．０−１．１グラム
   毎シーシー（grams/cc）の濃度，３２−３６ダイン毎セ
   ンチメートル（dynes/cm）の範囲にある表面張力、およ
   び、２−６センチポイズ（cp）の範囲にある粘度を有す
   るプリント液からなることを特徴とする請求項１又は２
   に記載のインクジェットプリントヘッドの作動方法。