JP3282119B2 - 液体自由表面の空間位置を安定化する方法及び装置 - Google Patents
液体自由表面の空間位置を安定化する方法及び装置Info
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
ィック・プリンティング)に係る。
れている。音響インクプリンティング(AIP)と称す
る1つの技術では、記録媒体上に像を形成するのに音響
エネルギーが使用される。液体インクの自由表面の付近
に音響エネルギーのバーストを収束することによりイン
ク小滴が記録媒体に向けて放出される。
インクプリンタは、音響エネルギーの焦点エリアとイン
クの自由表面との間の空間的な関係に敏感である。実際
に、現行の規定では自由表面の約1波長(典型的に約1
0マイクロメータ)以内に焦点エリアを置くように指示
されている。この空間的な分離が許容範囲を越えて増加
した場合は、インク小滴の放出が不充分になるか、間欠
的になるか又は全く生じなくなる。
あるが、小滴の放出率が変化するときには益々困難にな
る。これは、小滴放出率が高い場合にインク自由表面の
静的レベルが空間的に変化することが実験で分かってい
るからである。これは、小滴が放出される自由表面上に
持ち上がるマウンド(小丘)が比較的ゆっくりとした割
合で減衰する結果であると考えられる。従って、公知技
術では、音響焦点エリアとインク自由表面との間の空間
的な関係が不所望なことに小滴放出率に基づいたものと
なる。このような依存性は、高速度のAIPにおいて問
題である。というのは、像が形成されるにつれて小滴放
出率が変化するからである。空間の変化は、液体の粘
性、小滴を放出するのに使用される音響エネルギー及び
小滴放出器の密度といったファクターに基づいている
が、実際には音響波長にほぼ等しい静的な高さ変化に遭
遇する。それ故、音響焦点エリアとインク自由表面との
間の空間的な関係を安定化する技術が有益となる。
アと、液体特にインク又は他のマーキング流体の自由表
面との間に放出率に関わりのない空間的関係を形成する
ものである。放出率により生じる空間関係の変化は、小
滴が放出されるか否かに関わりなく実質的に同じ音響エ
ネルギーを液体の自由表面に付与することにより減少又
は排除される。小滴を放出するために液体自由表面に付
与することが要求される音響エネルギー(或いはトラン
スジューサ駆動電圧のような関連パラメータ)が決定さ
れた状態で、同様の量のエネルギーではあるが小滴放出
には不充分なインパルス特性を有するエネルギーが、小
滴を放出しない周期にわたって形成される。トランスジ
ューサの駆動電圧は、測定及び制御がより便利であるか
ら、所望の音響エネルギーパターンを得るように便利に
制御される。本発明の他の特徴は、添付図面を参照した
以下の詳細な説明より明らかとなろう。
10が示されている。本発明は、液体インク14の自由
表面12からの小滴20の放出率が変化しても、本体1
8の上面16に対してインクの自由表面12を空間的に
安定化する。小滴放射を誘起する音響エネルギーは、本
体の下面24に取り付けられた複数のトランスジューサ
22の関連する1つから送られる。あるスレッシュホー
ルド電圧VT よりも尖頭値が高い電圧インパルスがRF
ドライバ26からトランスジューサへ入力されると、ト
ランスジューサは、本体18を貫通して関連音響レンズ
30に到達する音響エネルギー28を発生する。音響レ
ンズは、音響エネルギーを自由表面12の付近の小さな
エリア32に収束し、小滴20が放出される。
と上面16との相対的な位置は小滴放出率の関数とな
る。この依存性は、小滴が放射されるか否かに関わりな
く単位時間周期(放出周期)当たり実質的に同じ音響エ
ネルギーを自由表面12に付与することによって減少又
は排除される。不所望な小滴放出を回避するために、例
えば、音響エネルギーの巾を増加しながらそのピークレ
ベルを減少することにより、音響エネルギーの特性が変
えられる。放出周期TP は、最大小滴放出率の逆数であ
り、小滴が放出されるときに形成されるマウンド(図示
せず)の回復時間よりも著しく短くなるように仮定され
る。もちろん、放出周期が回復時間よりも長い場合に
は、安定化は必要とされない。
放出論理ネットワーク36及び非放出論理ネットワーク
38に付与される時間ベース34によって制御される。
又、これらネットワークには、各放出周期TP ごとに、
どのトランスジューサ22が小滴20を放出させるかを
指定するプリンタ論理コマンドも入力される。小滴を放
出させるべきトランスジューサに対しては、放出論理ネ
ットワーク36が関連RFドライバ26に信号を供給
し、放出に充分な大きさの音響エネルギーを発生させ
る。小滴を放出させるべきでないトランスジューサに対
しては、非放出論理ネットワーク38がその関連RFド
ライバ26に信号を供給し、同じ音響エネルギーを放出
には不充分な特性で発生させる。
置を一定に維持する2つの基本的な方法を、図2の電圧
対時間の波形によって説明する。図示された電圧は、小
滴を放出するために任意のトランスジューサ22に印加
される電圧(上のグラフ)であるか、或いは自由表面を
安定化するために印加される電圧(真ん中及び下のグラ
フ)であり、これらは、トランスジューサに電圧を印加
する前に(時間0に)始まる放出周期TP に対してプロ
ットしたものである。音響エネルギーは駆動電圧から導
出されるので、音響エネルギー波形ではなく電圧波形
(図2のような)を使用するのが正当である。
じるためにトランスジューサに印加される典型的な駆動
信号(インパルス)を表している。ピーク駆動電圧VA
は、小滴を放出する最小電圧即ちスレッシュホールド電
圧VT を充分に越えるので、小滴が放出される。トラン
スジューサに加えられるエネルギーはVA 2 x・tAに
比例し、ここで・tA はパルスの時間巾である。
(VA 2 x・tA に比例する)であるが小滴放出を生じ
ない特性を有するエネルギーがトランスジューサに加え
られる。これを行う1つの方法が波形42(真ん中のグ
ラフ)で示されている。波形42の最大電圧VB はスレ
ッシュホールド電圧VT よりも低く、従って、この波形
は小滴の放出を生じない。しかしながら、トランスジュ
ーサに加えられる全エネルギー(VB 2 x・tB )は、
・tB を適当に増加することによりVA 2 x・tA に比
例するものと実質的に同じにされる。・tB は、TP に
等しくなるまで拡張できると考えられる。
エネルギー(VA 2 x・tA に比例する)を供給する別
の方法が波形44及び46(下のグラフ)に示されてい
る。この場合は、1つのパルスではなくて、複数の電圧
パルスがトランスジューサに加えられる。加えられる全
エネルギーは、ピーク電圧をVT より充分低く保ちなが
らVA 2 x・tA に比例するものと実質的に等しくされ
る。各パルスの特性は同じである必要がないことが明ら
かであろう。図示されたように、波形44により得られ
るピーク電圧はVC であり、一方、波形46によってV
D が得られる。VC 2 x・tC とVD 2 x・tD の和を
VA 2 x・tA に等しく調整することにより、所望の結
果が得られる。
の変更や修正が当業者に明らかであろう。それ故、本発
明は特許請求の範囲のみによって限定されるものとす
る。
図である。
の波形を、小滴が放出される周期(上のグラフ)と、小
滴が放出されない周期(真ん中及び下のグラフ)とにつ
いて示した図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 入力電気エネルギーを音響放射に変換す
るトランスジューサと、前記音響放射を液体の自由表面
付近のエリアに収束する手段とを有する装置において、
音響インパルスにより誘起される小滴放出の如何に拘わ
らず液体自由表面の空間位置を安定化する方法であっ
て、小滴を放出すべきとき、一定時間の放出周期において液
体自由表面から小滴放出を生じるに充分な音響放射のイ
ンパルスを形成する放出電気エネルギーを前記トランス
ジューサに入力するステップと、 小滴を放出すべきでないとき、前記放出電気エネルギー
と同じ電気エネルギー量であるが前記放出周期において
小滴放出を生じるには不充分なインパルス特性を有する
非放出電気エネルギーを前記トランスジューサに入力す
るステップとから成り、 前記小滴を放出すべきときには、前記非放出電気エネル
ギーを前記トランスジューサには入力しない ことを特徴
とする方法。 - 【請求項2】 音響インパルスで誘起される液体自由表
面からの小滴放出の如何に拘わらず液体自由表面の空間
位置を安定化する装置において、 入力電気エネルギーを音響放射に変換するトランスジュ
ーサと、 前記音響放射を液体の自由表面付近のエリアに収束する
手段と、 時間を一定時間の放出周期に分割する手段と、小滴を放出すべきとき、前記放出周期において液体自由
表面から小滴放出を生じるに充分な音響放射のインパル
スを形成する放出電気エネルギーを前記トランスジュー
サに入力する手段と、 小滴を放出すべきでないとき、前記放出電気エネルギー
と同じ電気エネルギー量であるが前記放出周期において
小滴放出を生じるには不充分なインパルス特性を有する
非放出電気エネルギーを前記トランスジューサに入力す
る手段とを具備し、前記非放出電気エネルギー入力手段
は、前記小滴を放出すべきときには前記トランスジュー
サには電気エネルギーを入力しない ことを特徴とする装
置。
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