JP3418185B2 - 液滴デポジット装置の操作方法 - Google Patents

液滴デポジット装置の操作方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液滴流体を供給
し、しかもそれからの液滴の放出のためのノズルと連絡
している室、並びに該室の体積を変動する電気信号によ
り作動可能な手段からなる液滴デポジット装置、特にイ
ンクジェットプリントヘッドを操作する方法に関し、液
滴の放出を行うのに十分な体積の変動は、液滴放出入力
データに従って行われる。
【０００２】
【従来の技術】この種類の装置は、当業者に周知であ
る。ヨーロッパ特許Ａ第０３６４１３６号は、壁の表面
上の電極により適用される電場の方向に偏向しそれによ
りインクチャンネルの体積を減少させそして結合された
ノズルから液滴を放出するピエゾ電気側壁により両方の
側面上に結合された多数のインクチャンネルにより形成
されるプリントヘッドを示している。それぞれのインク
チャンネルに、結合されたノズルを経てチャンネルの外
にインクを押し出す蒸気のバブルを発生するように作動
できるヒータが設けられている「サーマル」プリントヘ
ッドとは異なり、チャンネル中のインクを加熱する上記
の種類の「体積が変動する室（ｖａｒｉａｂｌｅ ｖｏ
ｌｕｍｅ ｃｈａｍｂｅｒ）」プリントヘッドを必要と
しない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、「体積が変動する室」のプリントヘッドの室中の
インクの加熱が、特にそれが高い周波数で操作されると
き、生ずることを見いだした。図１は、前記のヨーロッ
パ特許Ａ第０３６４１３６号に示される種類のプリント
ヘッドのチャンネルのピエゾ電気側壁に適用される電気
信号の振幅Ｖに対する液滴放出速度Ｕのプロットであ
る。プロットＡは、それぞれの液滴の放出期間が０．２
５ミリ秒続く液滴放出期間毎一つの液滴の液滴放出速度
に相当するが、プロットＢは、６６の液滴放出期間毎一
つの液滴の液滴放出速度に相当する。電気信号の所定の
振幅Ｖについて、より遅い放出速度よりより早い放出速
度で操作されるとき、顕著に早い液滴が、プリントヘッ
ドにより放出されるだろうことが分かるだろう。この速
度の増加は、インクの粘度の低下による液滴の放出工程
中の粘度の損失の低下に起因する。これは、次に、プリ
ントヘッドの非能率によるものと思われるチャンネル中
のインクの加熱によって生ずる二つの操作条件Ａ及びＢ
の間のインクの温度の低下の結果である。
【０００４】プリントヘッドからの液滴の放出をプリン
トヘッドに関する基体の運動と同期させるとき液滴の放
出速度を考慮に入れねばならないこと、さらに速度にお
けるすべての変動は最後の印刷における液滴の配置の誤
りとしてそれ自体明白になることは明らかであろう。例
えば、液滴の配置の許容差は、しばしば、液滴のピッチ
の四分の一と指定される。従って、１インチ当たり３６
０ドットのプリントマトリックス密度では、液滴の配置
の許容差は、ΔＸ＝１８μｍであろう。液滴放出速度Δ
Ｕは、式 ΔＵ＝Ｕd 2 ．ΔＸ／ｈ．Ｕh （式中、ｈは飛距離（概して１．０ｍｍ）であり、Ｕh
は印刷基体に関するプリントヘッド速度（概して０．７
ｍｓ-1）であり、そしてＵd は平均の液滴放出速度であ
る）により、ドット配置許容差に関係する。
【０００５】５、１０及び１５ｍｓ-1の平均液滴放出速
度では、液滴放出速度の最大の許容できる変動は、それ
ぞれ、０．６５、２．６及び５．８ｍｓ-1である。それ
故、平均液滴放出速度が５ｍｓ-1より大きい値をとると
き、液滴の速度において実質的に大きな許しうる許容差
が存在する。一方、毛管の不安定さの開始に相当する最
大の液滴の放出速度（「閾速度」）Ｕthr が存在する。
体積が変動する（ピエゾ電気）プリンタでは、本発明者
は、より早い液滴放出速度は液滴の形成の短い破裂中に
得ることができるが、連続的な高い周波数の液滴放出が
維持されるとき、Ｕthr が通常１２−１５ｍｓ-1である
ことが分かった。
【０００６】プリントヘッドの特別な室が作動する速度
が、入ってくる液滴放出入力データ（印刷されるべきイ
メージにより決定されそして一般的にハイからローに変
動するだろう）に依存するであろうことも理解されるだ
ろう。従って、図１に従ってしかも電気信号Ｖの所定の
振幅（例えば実施例３５）で操作される室を有するプリ
ントヘッドでは、室をして液滴をしばしば放出させる液
滴放出入力データ（プロットＡに等しい）は、１５ｍ／
ｓの液滴速度を生じさせるだろうが、一方次の入力デー
タは、室から液滴をより遅い速度（プロットＢに相当）
でそしてその結果２ｍ／ｓの遥かに低下した速度で放出
させることができるに過ぎない。放出速度のこの大きな
（７５０％）の変動は、明らかに、液滴の配置の不正確
さ及び印刷されたイメージの品質の低下を導くだろう。
この誤りは、多室プリントヘッドのすべての室に生ずる
だろう。これらの二つの条件間の相違の程度は、インク
の粘度とともに増大し、そしてまた操作の周波数により
増大し、この効果のコントロールを特に高速度のプリン
タにおいて重要なものにする。高速度及び低速度の両者
における液滴の放出が保証できる作動波形（示される
Ｗ）の大きさＶの狭い範囲のみが存在することは、図１
から明白であろう。これは、次にプリントヘッドの操作
の柔軟性を極めて阻害する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
れば、これらの問題は、液滴流体を供給されしかもそれ
からの液滴の放出に関するノズルと連絡する室；及び該
室の体積を変動させるための電気信号により作動可能な
作動器手段からなる液滴デポジット装置を操作する方法
による少なくとも好ましい態様で解決され、そして液滴
放出を行うのに十分な体積の変動は液滴放出入力データ
に従って行われ、方法は、該室の液滴流体の温度が液滴
放出入力データにおける変動に実質的に無関係のままで
あるように該電気信号をコントロールする段階を含む。
【０００８】この方法は、作動速度の差により生ずる温
度の変形に次に起因するインクの粘度の変動による作動
可能な（ｅｎａｂｌｅｄ）チャンネル間の速度の変動を
避けることができる。作動速度の差は、もちろん、作動
可能なチャンネル間の液滴放出入力データにおける差の
結果である。本発明のこの態様は、また、それぞれ液滴
流体を供給されしかもそれからの液滴の放出のためのノ
ズルと連絡する第一及び第二の室を含み、さらに液滴放
出入力データに従って該室から選択的に液滴放出を行う
電気信号により作動可能な作動器手段を有する液滴デポ
ジット装置の操作方法からなり、方法は、該作動器手段
を操作して第二の室からではなく第一の室から液滴放出
を行わせ、そして第二の室の流体を選択的に電気加熱し
て第二の室の流体と第一の室の流体との間の温度の差を
低下させることからなる。
【０００９】さらに、第一及び第二の室間の液滴流体の
温度の変動を低下させることにより、粘度に関連する液
滴放出の差を低下できる。従って、本発明により、液滴
流体により供給されしかもそれからの液滴の放出のため
のノズルと連絡する室；並びに液滴放出入力データに従
って室から液滴放出を行うために電気信号により作動可
能な作動器手段からなる液滴デポジット装置を操作する
方法が提供され、方法は、最大の液滴放出速度が既に定
義された閾速度（Ｕthr ）のまさに下にあり、さらに該
室の液滴流体の温度の変動による液滴放出速度の変動が
液滴着地位置の制限条件により決定される範囲内にある
ように該電気信号をコントロールすることからなる。
【００１０】本発明の他の態様によれば、液滴流体を供
給する室、それからの液滴の放出のためのチャンネルと
連絡するノズル、並びに第一及び第二の電極を有しさら
にノズルを経て室からの液滴放出を行うための第一及び
第二の電極に適用される電位差により作動可能な作動器
手段からなる液滴デポジット装置を操作する方法が提供
され、方法は、第一の作用時間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）の
間第一の非零電圧信号を第一の電極に適用する段階、第
二の作用時間の間第二の非零電圧信号を第二の電極に適
用する段階からなり、第一及び第二の電圧信号は、第一
及び第二の作用時間の少なくとも一つより短い時間同時
に適用される。
【００１１】この第二の態様は、より長い作用時間のも
のであり従って発生するのが簡単であり、しかも複雑且
つ高価な回路を要しない電圧波形を使用して、短いポテ
ンシャルパルスを発生させる。この短いパルスは、概し
てプリントヘッドの操作に適用可能であるが、上記の本
発明の他の態様を実行するとき、特に使用されるもので
ある。異なる室の流体間の温度変動を低下させるための
液滴デポジット装置の非噴出（液滴放出）室を選択的且
つ電気的に加熱する新規な原理は、室が発射されるメカ
ニズムの如何に拘わらず、任意のこの装置に適用可能で
ある。
【００１２】従って、他の態様では、本発明は、液滴流
体を供給されしかもそれからの液滴の放出のためのノズ
ルと連絡する室；並びに液滴放出入力データに従って液
滴放出を行うための電気信号により作動可能な作動器手
段からなる液滴デポジット装置を操作する方法を提供
し、方法は、該室の液滴流体の温度が液滴放出入力デー
タの変動と実質的に無関係のままであるように該電気信
号をコントロールする段階を含む。
【００１３】本発明の他の態様によれば、液滴流体を供
給されしかもそれからの液滴の放出のためのノズルと連
絡する室；並びに該室の体積を変化させるための電気信
号により作動可能な作動器手段からなる液滴デポジット
装置を操作する方法が提供され、液滴放出を行うのに十
分な体積の変動は、液滴放出入力データに従って行わ
れ；方法は、該ノズルからの液滴放出を行うことなく該
作動器手段を作動するように電気信号を適用することを
含み、電気信号は、温度を示すさらなる信号に依存して
コントロールされる。好ましい態様のこの方法は、液滴
デポジット流体の温度のさらに精密なコントロールを助
けることができる。本発明は、また、上記の方法を行う
ように構成された信号処理手段、並びにこの信号処理手
段を組み込んだ液滴デポジット装置を含む。
【００１４】
【実施例】本発明の好ましい特徴及び態様は、以下の請
求の範囲及び記述に示される。本発明は、図面に関連し
て説明のみの目的で記述されるだろう。以下に、本発明
に係るインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記
録ヘッドに於ける液滴の吐出方法の一具体例を図面を参
照しながら詳細に説明する。図２は、剪断モードで操作
するピエゾ電気壁作動器を組み込んだ代表的なインクジ
ェットプリントヘッド８の斜視分解図を示す。それは、
接続トラック１４を示す部分のみが画かれている回路ボ
ード１２上に設けられたピエゾ電気物質のベース１０を
含む。カバー１６は、組立中ベース１０に結合される
が、その組立られた配置の上に示される。ノズル板１７
は、またプリントヘッドのベースに隣接して示される。
【００１５】多数の平行な溝１８が、ピエゾ電気物質の
層中に延在するベース１０に形成される。溝は、例えば
前記のヨーロッパ特許Ａ第０３６４１３６号に記載され
たように形成され、そして相対する作動器の壁２２によ
り分離されるインクチャンネル２０を設けるように溝が
比較的深い前方の部分を含む。後方の部分の溝は、比較
的浅くて接続トラックのための配置を提供する。溝１８
を形成後、メッキが、それが壁の頂部からチャンネルの
高さのほぼ半分に延在するインクチャンネル２０の相対
する面上に電極２６をもたらす前方の部分に施され、そ
して後方の部分では、メッキが施されて、各チャンネル
２０の電極に接続する接続トラック２４をもたらす。壁
の頂部は、メッキ金属がないようにして、トラック２４
及び電極２６が各チャンネルに関して絶縁された作動電
極を形成する。ベース１０は、その後インクからの電極
パーツの電気的な絶縁のために不活性化層により被覆で
きる。
【００１６】次に、ベース１０は、回路ボード１２上に
図２に示されるように設けられそして結合されたワイヤ
接続は、回路ボード１２上の接続トラック１４にベース
１０上の接続トラック２４を接続させる。インクジェッ
トプリントヘッド８は、図３の組立後画かれている。組
み立てられたプリントヘッドでは、カバー１６は、作動
器の壁２２の頂部に結合することにより確保され、それ
により補充インクの供給のためのマニホールド２８をも
たらすカバー１６の窓２７に一端で近づく多数の閉じた
チャンネル２０を形成する。ノズル板１７は、インクチ
ャンネルの他端で結合することにより付着される。ノズ
ル３０は、各チャンネルに相当するノズル板の配置でＵ
Ｖエキシマーレーザーアブレーションにより形成され
る。
【００１７】プリントヘッドは、インクマニホールド２
８を経てインクカートリッジからインクを伝達すること
により操作され、それからそれはノズル３０ヘインクチ
ャンネル中に引き出される。プリントヘッドに接続され
た駆動回路３２は、図４に画かれる。一つの形では、そ
れは接続トラック１４へ接続される外部回路であるが、
別の態様（図示せず）では、集積回路チップがプリント
ヘッドに設けられる。駆動回路３２は、プリントヘッド
がプリント表面３６上を走査されるとき、印刷即ち液滴
放出が生ずる各プリントラインの配置を画成する入力デ
ータ３５を（データリンク３４を経て）適用することに
より操作される。さらに、チャンネル作動のための電圧
波形信号３８は、信号リンク３７を経て適用される。最
後に、クロックパルス４２は、タイミングリンク４４を
経て適用される。
【００１８】例えばヨーロッパ特許Ａ第０２７７７０３
号から周知なように、チャンネルの壁の何れかの側面上
の電極への電圧波形の適切な適用は、壁を越えて生ずる
電位差を生じさせ、それは、次にチャンネル壁の極性を
有するピエゾ電気物質を剪断モードで変形させ、壁をそ
れぞれのチャンネルに応じて横方向に偏向させるだろ
う。インクチャンネルと界接する壁の一つ又は両者は、
従って偏向され、（チャンネルの体積を減少させるチャ
ンネル中への運動、チャンネルの体積を増大させるチャ
ンネルからでる運動）、それによりチャンネルの「活性
長さ」として周知でありそして「ＡＬ」と図３で示され
る、各チャンネルの閉じた長さに沿ってインク中に圧力
波を確立させる。圧力波は、インクの液滴をノズルから
噴出させる。
【００１９】図２−４に示されたタイプの構築では、１
チャンネル当たり１個の電極を提供するように接続が壁
電極間で内部でされることが通常便利であり、電圧波形
がチャンネルに相当する電極に適用されさらに基準電圧
波形が隣のチャンネル（両者は液滴放出入力データに応
じて駆動回路３２によりコントロールされる）の電極に
適用されるとき、チャンネルに隣接する壁の間の得られ
る電位差は、次に各壁の変位を行い、各チャンネルのイ
ンクの体積及び圧力を増大又は減少させることに注意す
べきである。接続がプリットヘッドの内部になされるか
又は外部になされるかに拘わらず、「選択されたチャン
ネルへ」適用されるように、作動波形を記述するのが好
都合である。以下の図の波形の表示では、正の信号は、
チャンネルから外側に移動するチャンネルと界接する壁
を生じさせ、即ちチャンネルの体積の増大を生じさせ
る。
【００２０】図５は、本発明によるインクジェットプリ
ントヘッドを操作するための作動波形を示す。図５
（ａ）は、「受け取り・発射・補給」タイプの電圧波形
を示し；信号の部分５０は、約ＡＬ／ｃ（ＡＬはチャン
ネルの活性長さであり、ｃはインク中の圧力波の速度で
あり、２ＡＬ／ｃはチャンネル中のインクの圧力波の振
動の期間である）の期間中チャンネルの体積の最初の増
大を生じさせ、次の部分５５は、約２ＡＬ／ｃの期間中
チャンネルの体積を減少させてノズルから液滴を放出さ
せる。この形式の波形は、既にＷＯ９５／２５０１１号
に論じられている。その長さは室中の圧力波が静まるの
に必要な時間を含む多数のファクタにより決定されると
思われる液滴放出期間Ｌの終了後、作動波形は、他の液
滴放出を行うために再び適用できる。
【００２１】上記の種類のプリントヘッドでは、インク
の加熱の重要な理由は、適用される電位差の段階の変化
をうけたとき、ピエゾ電気物質のヒステリシスにより発
生する熱のインクへの移動であると思われる。チャンネ
ルの頻繁な噴射を要する印刷データは、それぞれの作動
器における非常に多数のヒステリシスサイクルを生じさ
せ、顕著な量の熱を発生させ、その多くは、インクに伝
えられて、その温度を上げそしてその粘度を低下させ
る。対照的に、入力する印刷データによって時たまに噴
射するチャンネルでは、より少ない熱の発生があり、イ
ンクのより低い加温があり、それ故インクの粘度はより
低下しないことになるだろう。熱は、もちろん、放出さ
れる液滴によりチャンネルから運ばれ、頻繁に噴射する
チャンネルは、時たまに噴射するチャンネルよりもより
大きな量の熱を失うことになる。熱は、また輻射及び放
射により全体としてプリントヘッドから失われるだろ
う。それにも拘わらず、全体のエネルギー入力は、時た
まに噴射するチャンネルよりも頻繁に噴射するチャンネ
ルにおいて大きく、印刷されるページ上の液滴配置の誤
りとしてそれ自体明白になるチャンネル間の液滴放出速
度の変動を生じさせることが分かった。
【００２２】本発明の一つの態様によるこの問題の解決
は、印刷データに従って噴射することが必要なとき、選
択されたチャンネルへの第一の液滴放出作動波形（当業
者に周知である）の適用、並びに印刷データにより噴射
されないことが要求されるとき、チャンネルへの第二の
波形の適用を含み、波形の一つ又は両者は、前記の第一
の液滴放出作動波形により作動されるときの該室の液滴
流体の温度変化が、前記の第二の液滴放出作動波形によ
り作動するときの該室の液滴流体の温度変化に実質的に
等しいように選ばれる。
【００２３】液滴放出波形の例は、図５（ａ）に画かれ
る。対応する非液滴放出波形の例は、図５（ｂ）に画か
れ、そして大きさＡの方形波パルスの数ｎ、並びに液滴
放出波形と同じ作用時間Ｌの液滴放出期間にわたって広
がる作用時間ｄからなる。Ａ、ｄ及びｎの組合せは、
（ａ）液滴放出波形により生ずるのに実質的に等しい液
滴流体の温度の変化を生じさせ、そして（ｂ）液滴放出
を生じさせないように選ばれる。波形を満足する条件
（ａ）及び（ｂ）は、トライアル・アンド・エラーの簡
単な方法により確立でき、パラメータＡ、ｄ及びｎは、
一定の液滴放出速度（及びインク温度）が室及び作動手
段に適用される噴射信号の密度に無関係に達成されるま
で改修される。
【００２４】図７は、本発明により得られる性能の改善
を示す。プロットＡは図１からとられ、そして液滴放出
速度Ｕの変動を示し、それは、図５（ａ）の波形でしか
も液滴放出期間毎１個の液滴の液滴放出速度（０．２５
ミリ秒）で操作される図２−４に示される種類のプリン
トヘッドのための作動波形の大きさＶを有する。プロッ
トＢ′は、６６個の液滴放出期間毎１個の液滴の液滴放
出速度で操作するが、しかし６５の介在する液滴放出期
間のそれぞれについて図５（ｂ）に示される種類の非放
出波形により作動するプリントヘッドに関する対応する
特徴である。二つの特徴Ａ及びＢ′は、実際上同じであ
り、チャンネル中のインクの温度は両者の場合に同じで
あることを示す。その結果、液滴放出速度による、即ち
液滴放出入力データによる液滴放出速度の変動は無視す
るに足るだろう。また、高い速度及び遅い速度の両者の
液滴放出が、実際上作動波形の大きさＶの全範囲にわた
って可能であることも明らかであろう。
【００２５】別に、パラメータに関する大体の値は、ピ
エゾ電気作動器それ自体の考慮により得ることができ
る。上記で説明したように、隣のチャンネルへの電圧の
適用とともに「選択されたチャンネルへ」の電圧の適用
は、選択されたチャンネルと界接する壁のそれぞれの間
の電位差の変化を生ずる。それぞれの電位差の変化は、
電流を誘発し、それは、次にチャンネルの壁及び駆動回
路の抵抗性及び容量性により決定される。ピエゾ電気物
質の壁の何れかの側面上の電極は、コンデンサＣを形成
し、一方電極それら自体は抵抗Ｒを有する。損失タンジ
ェント、ｔａｎδは、またコンデンサＣと関係があり、
Ｃｔａｎδ（並列、非線状抵抗器とされる）は、壁の電
極間の電位差における変化に応じてＰＺＴにおけるヒス
テリシス損失を表す。さらに抵抗は、また通常非線状で
あるが、また駆動回路と関係がある。ともに、これら
は、集中Ｒ−Ｃネットワーク（分布Ｒ−Ｃ−Ｌネットワ
ークはさらに正確なモデルであろうが）として扱うこと
ができ、そして電位差変化に応じる電流は、確立された
電気的原理を使用して計算できる。これは、図２−４に
示される種類のプリントヘッドのみならず、一般にピエ
ゾ電気作動器並びに多くの他の書類の作動器について真
実である。
【００２６】作動器が例えば図６のダッシュラインＶに
より指示されるように電位差の段階的変化にかけられる
とき、電流は、指数減衰のやり方で（図６のラインｉ）
作動器と結合した回路で流れ、誘発された電流の最初の
大きさＩ0 は、電圧段階の大きさＶ0 に比例し、減衰速
度は回路のＲＣ時間定数により決定される。散逸される
エネルギーは、回路の抵抗の要素で生ずるオームの損失
０．５（ＣＶ0 2）に等しいことを示すことができる電流
の平方の積分に比例するだろう。さらに、１段階的変化
当たり０．２５．π．（ＣＶ0 2）．ｔａｎδのヒステリ
シス損失が発生し、ｔａｎδはピエゾ電気壁の電場に相
当する値をとる。それ故、Ｖ0 の二倍は、曲線ｉ下の面
積の４倍を生じ、それは散逸したエネルギーの４倍に等
しく、さらにもし例えば非液滴放出波形における電圧段
階の大きさは、液滴放出波形の同等の段階の半分であっ
たならば、前者により散逸されるエネルギーは、後者の
それの４分の１であろう。従って、４段階は、液滴放出
作動波形と同じエネルギー散逸を達成するために、非液
滴放出作動波形に要求されるだろう。
【００２７】実施にあたって、若干量の熱が噴射中放出
される液滴によりチャンネルから取り去られるために、
より少ないエネルギーが要求され、一方この損失は非放
出パルス中生じない。上記の種類の作動器では、チャン
ネルからの熱損失の半分以上（約６０％）がプリントヘ
ッドのボディーを経る伝導によるものであり、残り（約
４０％）が液滴放出により失われることが分かった。従
って、非放出チャンネルでは、電気信号はプリントヘッ
ドのボディーにより失われるそのエネルギーをバランス
するために十分なヒステリシス損失を発生させることの
みを必要とする。
【００２８】図５（ａ）に示されるような波形が、それ
らのそれぞれが電流及びエネルギー散逸を誘発するであ
ろう多数の電圧段階（又は「エッジ」）からなる。これ
らの段階のすべては、条件（ａ）に関する計算を考慮に
入れる必要がある。散逸するエネルギーと電圧段階の大
きさとの間の二次の関係は、電流が順次の電圧段階間に
完全に減衰しない場合、保たれないだろうことがさらに
理解されるだろう。事実、この状況における順次の段階
間に経過する時間のコントロールは、散逸されるエネル
ギーの量を正確にコントロールさせる。これらの状況で
は、電力流は周知であるような他の方法によって計算さ
れねばならないだろう。条件（ｂ）に関して、液滴放出
が生じないより下のパルスの大きさＶt の閾値は、任意
の特別なプリントヘッドのデザインについて実験的に決
定できる。図８は、図２−４に示されるタイプの代表的
なプリントヘッドに関して液滴放出速度Ｕ及び作動電圧
パルス振幅の間の関係を示す。
【００２９】図９は、図５（ａ）に示される液滴放出波
形に関連して使用するのに好適な非噴射作動電圧の第二
の形を示す。図５（ｂ）の波形とは対照的に、それは、
液滴放出を避けるように選ばれる波形の周波数の内容
（振幅よりむしろ）である。ランプ部分６０を組み込ん
だ図８の波形のフーリエ分析は、プリントヘッドからの
液滴放出を励起するのに必要なこれらの周波数が不十分
な周波数のスペクトルを明らかにするだろう。このラン
プパルスの振幅及び作用時間は、それにも拘わらず、イ
ンクの同じ温度変化を生ずるように選ばれることができ
るだろう。同じ概念は、図１０に画かれた波形の基礎に
ある。パルス６５の振幅は、図８に示される閾電圧Ｖt
より大きいが、波形の全体の周波数の内容は、それが液
滴放出を励起しないようなものである。
【００３０】上記の原理は、一般に、室、ノズル及びピ
エゾ電気作動器からなる任意の液滴デポジット装置、特
に複数のこれらの要素が配列にされる場合に適用でき、
室は、当業者に周知のように、配列の方向に整えられ
る。しかし、基礎になっている問題（従って解決を要す
るもの）は、該ピエゾ電気物質が例えば米国特許Ａ第４
５８４５９０及び４８２５２２７号に記載されたような
該室の壁の主な部分に延在している装置、そして特に室
がベースに形成される複数のチャンネルの一つであり、
壁が該チャンネル間を画成し、各壁が電気信号により作
動可能なピエゾ電気物質からなって該チャンネルに関し
て該壁を偏向させそれにより該チャンネルの体積を変化
させる、図２−４に関して記述された種類のプリントヘ
ッドにおいて重要である。
【００３１】これらの操作方法が、例えば図２−４に示
されそして共有する作動壁により分離された二つの隣接
するチャンネルを同時に噴射することができない種類の
「共有する壁」の装置に適用可能であるとき、さらなる
改善が可能である。これらの装置は、好都合には「マル
チサイクル」モードで操作され、それにより配列中の連
続するチャンネルは、規則正しいやり方で複数の群の一
つに割り当てられ、そしてチャンネルの各群は、連続す
る液滴放出期間で液滴放出を可能にする。ヨーロッパ特
許Ａ第０２７８５９０号は、「２サイクル」操作を開示
し、その場合、交互のチャンネルは二つの群の一つに割
り当てられ、そしてチャンネルの各群は、交互の液滴放
出期間において液滴放出を可能にする。ヨーロッパ特許
Ａ第０３７６５３２号は、三つの群へのチャンネルの分
割を記述し、特定の群の各チャンネルは、他の二つの群
に属するチャンネルにより分離され、各群は、次に、他
の二つの群が作動不可能（ｄｉｓａｂｌｅｄ）のままで
ある間可能にされる。三つより多いサイクルによる操作
も可能である。
【００３２】本発明の対応する態様では、そのとき液滴
放出が可能である群に属するチャンネルに印刷データに
従って液滴放出又は非液滴放出の波形を適用することの
みを要する。これらの波形は、「作動可能／放出」及び
「作動可能／非放出」と以下に呼ばれるだろう。残りの
作動不可能な群（３サイクルの操作の場合、三つのうち
の二つ）に属するチャンネルは、不活性のままであり、
そして上記のようなチャンネルに電極を有する装置の場
合、これは、作動不可能なチャンネルのチャンネル電極
に共通の作動信号を適用することを必要とする。その結
果、どんな電場も二つの作動不可能なチャンネルを分離
する壁に生ずることがなく、これは静止したままであろ
う。チャンネル（この場合作動不可能なチャンネル）
は、もしその壁の一つ又は両者が移動しないならば、液
滴を放出しないだろう。作動可能なチャンネル群の作動
可能の期間の終わりに、他のチャンネル群の一つは、当
業者に周知のように作動可能である。この操作は、ＷＯ
９５／２５０１１号に開示されている。
【００３３】図１１−１６は、上記の原理の実施を示
す。図１１のライン（ａ）−（ｆ）は、「共用する（ｓ
ｈａｒｅｄ）型」のプリントヘッドの６個の隣接するチ
ャンネル（ａ）−（ｆ）の電極に適用される電圧を示
す。連続するチャンネルは、チャンネル（ａ）及び
（ｄ）が第一の群に属し、チャンネル（ｂ）及び（ｅ）
が第二の群に属し、そしてチャンネル（ｃ）及び（ｆ）
が第三の群に属するように、通例のやり方で三つの群の
一つに割り当てられる。図１１の例では、第二の群は作
動可能であり（第一及び第三群は作動不可能である）、
液滴放出入力データは、第二の群のチャンネル（ｂ）が
液滴を放出し一方第二の群のチャンネル（ｅ）はそうで
はないようなものである。作動可能なチャンネル（ｂ）
への電圧パルス７２（作動可能／放出波形）の適用、次
に作動不可能なチャンネル（ａ）及び（ｃ）への電圧パ
ルス７０の適用は、チャンネル（ｂ）と界接する壁のそ
れぞれの間の図５（ａ）に示される種類の「受け取り・
発射・補給」電位差を生じ、それらをして移動させてチ
ャンネル（ｂ）から液滴を放出する。
【００３４】作動可能／非放出波形は、作動可能なチャ
ンネル（ｅ）に適用される。これは、それぞれパルス７
０と同じ振幅を有しさらにそれぞれが隣のチャンネルに
適用される相当するパルス７０の随行するエッジ７０と
同期の随行するエッジ７４を有する複数（示された例で
は３個）のパルス７４からなる。しかしながら、パルス
７４は、パルス７０より長い作用時間のものであり、チ
ャンネル（ｅ）と界接する壁のそれぞれに適用される図
１１（ｇ）に示される種類の電位差７６を生ずる。この
電位差はパルス７０、７２と同じ振幅を有するだろう
が、その作用時間は、液滴放出を行うには不十分である
ように選ばれる。
【００３５】期間Ｔの終わりに、第二のチャンネル群が
作動不可能になり、他の群の一つは、当業者に周知であ
るように液滴放出について作動可能になる。マルチ−チ
ャンネル配置に関する液滴放出期間Ｔは、理想的には、
図５（ａ）に関連して上記のような単一のチャンネルの
液滴放出期間Ｌより長くあってはならない。Ｔは、もし
二三の非液滴放出パルス７４を収容することが必要なら
ば、理想的なものより長い必要はない。
【００３６】図１２は、図１１（ｂ）の作動可能／放出
波形で使用されそして図１１（ｄ）−（ｆ）の波形の代
わりの作動可能／非放出波形の第二のバージョンを示
す。液滴放出を行うのに不十分な作用時間（そして任意
に振幅）の第一のパルス８０は、図１１（ｂ）の作動可
能／放出波形の第一のパルス７２と同期的に適用され、
次を第二のパルス９２が適用されて隣接する作動不可能
なラインに適用されるパルス７０をバランスする。得ら
れる電位差は、図１２（ｇ）に示される。
【００３７】図１１（ｂ）の作動可能／放出波形と組み
合わされて使用される作動可能／非放出波形の第三のバ
ージョンは、図１３に示される。パルス９０は、パルス
７０と同じ振幅のものであるが、より短い作用時間のも
のでありそして量「ｏ」により時間が遅れる。図１３
（ｇ）に示される得られる電位差は、それぞれが液滴を
放出するのに不十分な作用時間を有する二つのパルスを
有する。この電位差は、エッジの数は２倍であり（二つ
の上昇するエッジ９２、９４及び二つの下降する９６、
９８）、従って図１２（ｇ）の電位差の電流の２倍を生
じさせる電位を有する。
【００３８】図１４は、第四のバージョン、即ちチャン
ネル（ｅ）に適用されそしてパルス７０と同じ大きさ及
び作用時間を有するがパルス７０に比べて量「ｐ」ばか
り進んでいるパルス１００を示す。図１４（ｇ）に示さ
れる得られる電位差は、チャンネルに正及び負の圧力波
を生ずる正及び負の両方の要素を有する。オフセット
「ｐ」及びパルス７０、１００の作用時間は、要素が２
ＡＬ／ｃにより時間が遅れるように選ばれて、得られる
圧力波がチャンネル内で互いに消されそれにより圧力波
に採られる時間の量を低下させて消滅させ、それにより
液滴放出期間の長さを短くする。この消す原理は、前記
のＷＯ９５／２５０１１号から周知であり、それはまた
第一のパルスが消される前に減衰されるという事実を認
める、より低い振幅の第二のパルスをつくる原理を開示
している。この原理は、また本発明に適用可能である。
【００３９】図１５による作動可能／非放出波形は、非
放出チャンネルと界接する壁の間の得られる電位差の大
きさ及び作用時間の両者がコントロールできるという点
で従来の態様よりも利点を有する。このために、第一の
短いパルス１１０は、パルス３６′と同じ振幅及び作用
時間を有する「カットアウト」１１４を除いて、パルス
７０と同じタイミング、作用時間及び大きさを有するよ
り長いパルス１１２を伴う。得られる電位差は、図１４
（ｇ）に示される。また、パルス１１２及びカットアウ
ト１１４のタイミング及び大きさは、上記で説明された
ように、液滴放出期間の長さを短くするように選ぶこと
ができる。
【００４０】上記の態様に関する多くの他の変形は、当
業者に周知であり、そして本発明に含まれるものとして
考えられる。チャンネルが作動不可能である期間中、も
ちろん、次にその中のインクを冷却させるエネルギーの
低下をそれらが受け取るだろう。しかしながら、すべて
のチャンネルが同じ割合で作動不可能であるため、この
冷却は、すべての作動不可能なチャンネルで同じであ
り、そしてインクの温度は、液滴放出入力データの性質
とは実質的に無関係のまま続くだろう。
【００４１】別の態様では、「作動可能／放出」波形
は、それらが作動可能であるか又は作動不可能であるに
せよ、すべての非噴出チャンネルに適用できる。図１６
は、「共有する壁」のプリントヘッドの４個の隣接する
チャンネルに適用されそして三つのサイクルモードで操
作する波形を示す。チャンネル（ａ）及び（ｄ）は、同
じ作動可能なチャンネル群に属し、そしてそれぞれ作動
可能／放出「受け取り・発射」波形１２０（当業者に周
知の種類のもの）及び三つの幅の狭いパルス１２５、１
２６、１２７を供給される。幅の狭いパルスは、作動可
能／放出パルス１２０とインクの実質的に同じ温度変化
を行うように選ばれる。
【００４２】同様な非放出波形は、作動不可能なチャン
ネル（ｂ）及び（ｃ）に適用される。示されるように、
それらは、時間をずらして互いに組まれているのに拘わ
らず、チャンネル（ｄ）に適用されるものと同じであり
（作動器の壁の何れかの側面へのチャンネルへの同じ電
圧の適用が、壁の間に零の電位差それ故零の電流及び壁
の運動を生じさせるだろうことは、図２−４に関する上
記の記述から明らかであろう）、そして放出パルス１２
０とそれぞれのチャンネルのインクの同じ温度変化を生
ずるだろう。
【００４３】この追加のエネルギー入力の一つの結果
は、プリントヘッドがより高い全体の温度で操作するこ
とである。非作動可能ラインに対する非放出波形（パル
スのディメンジョン及び数により支配される）のエネル
ギー入力は、有利に、一定の値にヘッドの温度を維持す
るようにコントローラによりリアルタイムで変動でき
る。この技術、即ち液滴を放出させることなくしかも室
内のインクの温度を上げるという明らかな目的によりイ
ンクジェットプリントヘッドの室の体積を変動させるた
めの手段の作動は、室内のインクの温度が液滴放出入力
データに無関係に保たれる状態に制限されず、そしてイ
ンクを加熱することが望まれればいつでも使用できる
（例えば特にしかしそればかりではないが、チャンネル
間の温度の変動（従って放出速度の変動）の減少を目的
とする場合）。
【００４４】また例示として、プリントヘッドは、温度
検出器を組み込むことができ、そしてプリントヘッドコ
ントローラは、センサーからのフィードバックに基づい
て一定の温度でプリントヘッドを維持するために適用さ
れる非放出波形の大きさ又は数を調節するように整える
ことができる。別に、周囲温度のセンサー及びプリント
ヘッド温度のセンサーの両者からのフィードバックも使
用できる。その上、プリントヘッドの範囲にわたる非均
一な熱の損失（例えば配置の末端の周囲非チャンネルへ
のより大きな熱の損失が存在すること）が存在すること
が分かったならば、余分な熱は、非液滴放出波形を使用
してこれらのチャンネルに発生できる。異なる色彩のイ
ンクの変動について相殺しそれにより色彩を等しくする
のに選択されたチャンネルを加熱することも望ましい。
【００４５】技術は、非放出又は放出のチャンネルに等
しく適用可能であり、後者の場合、加熱パルス及び液滴
放出パルスの両者は、単一の液滴放出期間で適用でき
る。液滴放出速度の変化も、プリントヘッドの操作の開
始時に生じ、たとえインクの温度がプリントデータに無
関係のままである上記の態様においてすら、チャンネル
で生ずる熱は、チャンネルで発生する熱が、本発明の他
の態様に従って例えばプリントヘッドからの輻射によ
り、インクの通り抜ける流れにより消費される熱と等し
い操作温度に達するまで、そのチャンネル中のインクの
温度上昇を生じ、この温度の変動に伴う速度変化は、操
作温度にインクを加熱するために、長いこと静止してい
るプリンタのチャンネルに一連の非液滴放出パルスを適
用することにより避けることができる。図２−４の例示
により示されている種類の作動器の場合、加熱の時間定
数は２−５秒である。好都合には、この時間は、データ
を受け取りそして他の操作を行うプリンタにより消費さ
れる時間のオーダーであり、それ故追加の遅延を構成す
るだろう。
【００４６】本発明は、上記の例示のため示された態様
には決して限定されない。特に、本発明は、液滴流体を
供給されそしてそれからの液滴の放出のためのノズルに
より連絡されている室、並びに該室の体積を変動させる
ための電気信号により作動可能な作動器手段からなる任
意の液滴デポジット装置に適用可能である。この作動
は、ピエゾ電気である必要はなく、それは例えば静電気
的手段を使用できる。同様に、電位（示された例で用い
られるような）よりむしろ電荷／電流に応じるコントロ
ールが望ましいことも示すことができる。
【００４７】本発明は、また「マルチパルス」モード、
即ち次に飛翔中又は印刷基本上の何れかで一緒になって
単一の印刷されたドットを形成する、チャンネルからの
二三の液滴の連続的な放出で操作するプリントヘッドに
適用可能である。放出される液滴の数を変えることによ
り、印刷されたドットのサイズがコントロールできる。
この操作は、ヨーロッパ特許Ａ第０４２２８７０号に記
載されており、通常「グレイスケール操作」として知ら
れている。
【００４８】図１７から明らかなように、それは、それ
ぞれ７／７、４／７及び１／７の印刷密度を特定する印
刷データに応じて三つの（必ずしも隣接している必要は
ない）チャンネル（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に適用でき
る「受け取り・発射」作動波形１３０による従来の８レ
ベルマルチパルス操作（７レベルのグレイスケールプラ
ス白）を表しているが、低い数又は零の液滴が放出され
るときよりも高い数の液滴が放出されるとき、インクの
温度のより大きな上昇があるだろう。従って、チャンネ
ル間の温度及びインク粘度の相違の可能性があり、印刷
のエラーを生じさせ、事実、これらの問題は、マルチパ
ルスモードで操作されるプリントヘッドにおいてより明
確であることが分かっている。これは、より大きな数の
波形のエッジ及び使用するより小さい液滴の低下した冷
却効果に起因する。
【００４９】本発明によるこの問題の関係は、図１８に
おいて例示として示される。最大より小さい可能な数
（示された例では７）の作動パルス１３０が適用される
チャンネル（ｂ）及び（ｃ）では、さらなるパルス１３
５が不足を補うために適用できる。さらなるパルス１３
５の振幅及び／又は作用時間は、液滴放出が生じなくて
も、作動パルス１３０によるのと同じ温度変化がインク
に誘発されるように選ばれねばならない。そのため、作
動可能の期間Ｔで消費される合計のエネルギーは、印刷
データと無関係のままである。ヨーロッパ特許Ａ第０４
２２８７０号から周知のように、グレイスケールの操作
は、群で又は逆位相で操作する隣接するチャンネルで行
うことができる。前者の場合、上記の「バイナリ」（１
液又は零滴の何れかの噴出）操作に関して記述された群
操作の方法は、適用可能であり、非作動可能なチャンネ
ルは、完全に作動されないまま放置されるか、又は上記
のタイプの非液滴放出波形を供給されるかの何れかであ
る。液滴放出パルスより長い作用時間を有するがインク
に同じ温度変化を誘発するより少ない数の波形により非
液滴放出チャンネルを作動することも可能である。他の
液滴放出波形（例えば図５（ａ）の「受け取り・発射・
補給」波形）もそれらの非放出の対応する波形とともに
グレイスケール操作に使用できる。
【００５０】ピエゾ電気物質におけるヒステリシスの損
失がプリントヘッドのチャンネル中のインクの加熱の主
な（唯一つではないが）の原因であると思われる。チャ
ンネルの作動は、チャンネル中のインクの運動を生じさ
せ、それは次に流体の摩擦により温度を上昇させ、高レ
ベルのチャンネル操作は、低いレベルよりインクの温度
をより大きく増大させる。熱の他の源は、作動電極の抵
抗損失であろう。実験的に由来する非放出波形は、これ
らのさらなる損失のメカニズムを考慮に入れるだろう。
それらは、また上記の数学的なモデルに多かれ少なかれ
組み込むことができる。
【００５１】記述の最初に述べたように、「サーマル」
プリントヘッドは、室中のインクを加熱してノズルを経
て室の外にインクを押し出す蒸気のバブルをつくる原理
で操作する。この加熱は、しかし、ヒータが配置される
チャンネルのセクションに局限され、そしてノズル中並
びにヒータから離れたそれに隣接するチャンネルの部分
中のインクでは、インク温度の差に基づく液滴放出速度
の変動による問題（図１に関連して論じた問題に似た）
が生ずるかもしれない。「体積の変動する室」装置に関
して上述した解決策が、また「サーマル」プリントヘッ
ドにも適用できるものと考えられる。特に、非放出作動
信号は、チャンネルに適用でき、信号は、ノズルで流体
中に液滴放出信号と同じ温度変化を誘発するように選ば
れる。
【００５２】図１１−１５の短い作用時間パルス２４、
２６、３０、３２、３６が適用されるやり方は、本発明
のさらなる態様を含み、即ち、液滴流体を供給される
室、それからの液滴の放出のための室と連絡するノズ
ル、並びに第一及び第二の電極を有しそしてノズルを経
て室からの液滴放出を行うための第一及び第二の電極間
に適用される電位差により作動可能な作動器手段からな
る液滴デポジット装置を操作する方法において、方法
は、第一の作用時間のための第一の非零電圧を第一の電
極に適用する段階、第二の作用時間のための第二の非零
電圧を第二の電極に適用する段階を含み、第一及び第二
の電圧が前記の第一及び第二の作用時間の少なくとも一
つより短い時間の長さで同時に適用される。
【００５３】このさらなる態様は、図１１−１５に示さ
れる種類の短いパルスを適用するときに、特に有利であ
る。例えば１００ｋＨｚの液滴放出周波数で操作するプ
リントヘッドでは、これらのパルスは、１μｓのように
短い作用時間を有するだろう。このような短いパルスを
発生させる回路は、複雑であり従って高価である。前記
の第二の概念を使用することにより、発生するのが容易
なより長い作用時間の信号を使用して短い作用時間のパ
ルスを適用することができる。
【００５４】概念は、またＷＯ９６／１０４８８号に論
じられたような２サイクル、２相のモードの「共有する
壁」のプリントヘッドを操作するとき、使用できる。配
列中の連続するチャンネルは、交互に二つの群の一つに
割り当てられ、それぞれの群は、連続するサイクルの液
滴放出に交互に作動可能である。各サイクル内で、群中
の連続するチャンネルは、逆位相で液滴を放出する。こ
のモードは、特にマルチ相操作に適しており、多数の液
滴は、入力データに従って任意の一つのサイクルでチャ
ンネルから放出され、対応する印刷されたドットを形成
する。
【００５５】図１９は、本発明の前記の概念に従って２
サイクル／２相の操作を実行するために「共有する壁」
のプリントヘッドの四つの隣接するチャンネルａ、ｂ、
ｃ、ｄに適用される電圧波形を示す。チャンネルａ−ｄ
と界接する壁の間の対応する電位差の変動は、図２０に
示される。図１９の左手の側は、チャンネル（ａ）及び
（ｃ）を含む群が作動可能である操作の第一のサイクル
に相当する。作動不可能な群（チャンネル（ｂ）及び
（ｄ）を含む）における各チャンネルには、示されてい
る例では、作用時間ＡＬ／ｃの平方パルスからなり、次
に同じく作用時間ＡＬ／ｃの休止期間からなる共通の繰
り返し波形１９１が適用される。
【００５６】同じ振幅を有する同様な繰り返し波形１９
２、１９２′は、２ＡＬ／ｃの平方パルス及び休止期間
の作用時間にも拘わらずそしてチャンネル（ａ）に適用
される波形１９２と相が１８０度外れているチャンネル
（ｃ）に適用される波形１９２′にも拘わらず、作動可
能なチャンネルに適用される。図２０は、チャンネル
（ａ）及び（ｃ）と界接している作動器の壁の間の得ら
れる電位差２０１、２０２を示し、それは、チャンネル
（ａ）の「受け取り・発射・補給」作動を生じそれによ
り液滴を放出するだろう。チャンネル（ｃ）の同様な作
動は、後で２ＡＬ／ｃが生ずるため、このチャンネルか
らの液滴放出は、チャンネル（ａ）からのそれと逆位相
であるだろう。チャンネル（ａ）及び（ｃ）の両者は、
数滴の液滴を放出しそして対応するサイズの印刷された
ドットを形成するように、入力印刷データに従って直ぐ
の連続で数倍で作動できる。
【００５７】図１９及び２０の右手の側は、チャンネル
（ｂ）及び（ｄ）を含む第二の群が作動可能でありそし
て印刷データに従って作動されるとき、同様な動きを示
す。図２１及び２２は、室の液滴流体の温度が、さもな
ければ適用されるかもしれない放出パルスの代わりにさ
らなる非放出パルスを適用することにより（この場合、
電位差２２１の幅は液滴放出を誘発するのに不十分）、
液滴放出入力データは無関係に維持できることを立証す
るのに、図１６及び１７と同様である。これらのパルス
の振幅／作用時間／数は、損失（特にヒステリシス）を
発生させそれによりチャンネル中のインクの温度が液滴
放出期間に適用される放出パルスの数に無関係のままで
あるように加熱するために、上記の実験的又は理論的の
何れかの方法を使用して選ぶことができる。
【００５８】図２３は、２サイクル／２相の概念の別の
態様を示す。繰り返す「鋸歯」作動電圧波形２３１（そ
れ自体当業者に周知である）は、作動不可能なチャンネ
ル（ｂ）及び（ｄ）に適用され、一方作動可能なチャン
ネル（ａ）及び（ｃ）に対しては同じ振幅であるが繰り
返しの周波数は半分である方形波２３２、２３２′が適
用され、チャンネル（ａ）に適用される波形２３２は、
同じ群の隣のチャンネル即ちチャンネル（ｃ）に適用さ
れる波形２３２′に対して逆位相である。作動可能なチ
ャンネルのチャンネル壁の間の電位差は、図２４に示さ
れ、再び鋸歯波形であり、それは、その直ぐ隣りに適用
されるが上昇しつつある一方、下降しつつある作動可能
なチャンネル電圧の作用により、図２３におけるように
チャンネルに適用される作動波形の何れかの振幅の２倍
を有する。図２３及び２４の右手の側は、チャンネル
（ｂ）及び（ｄ）が作動可能であるときの状況を示す。
波形の垂直なエッジにより開始される液滴放出が、図１
９の態様で可能であることよりも早い速度で生ずること
ができる。同じ作動可能な群中の隣りのチャンネル間の
液滴放出は、しかし、逆位相にあるだろう。その上、こ
の波形は、さもなければ非放出チャンネルを偶然に放出
させるかもしれない「共有する壁」のプリントヘッドの
チャンネル間の圧力クロストークを低下させることが分
かった。
【００５９】本明細書（この用語は請求の範囲を含む）
に開示された及び／又は図に示されたそれぞれの特徴
は、他の開示された及び／又は画かれた特徴と無関係に
本発明に含まれる。本明細書とともに出願された要約書
のテキストは、明細書の一部として以下に繰り返され
る。
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば、一つ以上の無関係に作
動可能なインク放出室を含む液滴デポジット装置におい
て、電気信号は、室の間の液滴流体の温度の変動及び液
滴放出入力データの変動を低下させるために適用され
る。室中の液滴流体の温度に影響を及ぼすのに適した短
い電位差パルスは、インク室作動手段へのより長い作用
時間の電圧の適用により発生できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、前記のヨーロッパ特許Ａ第０３６４１
３６号に示される種類のプリントヘッドのチャンネルの
ピエゾ電気側壁に適用される電気信号の振幅Ｖに対する
液滴放出速度Ｕのプロットである。
【図２】図２は、剪断モードで操作するピエゾ電気壁作
動器を組み込みさらにプリントヘッドベース、カバー及
びノズルプレートを含むインクジェットプリントヘッド
一つの形の斜視分解図を示す。
【図３】図３は、組立後の図２のプリントヘッドの斜視
図を示す。
【図４】図４は、波形が適用されると、液滴が選択され
たチャンネルから放出されるように、インクチャンネル
を選択するための駆動電圧波形、タイミング信号及び液
滴放出入力データが適用されるプリントヘッドへ接続ト
ラックを経て接続される駆動回路を示す。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一つの態様
に従った波形を示す。
【図６】図６は、段階的電圧入力に対するピエゾ電気作
動器のレスポンスを示す。
【図７】図７は、本発明に従って操作されるプリントヘ
ッドから液滴を放出するように適用される電気信号の振
幅Ｖによる液滴放出速度Ｕの変動を示す。
【図８】図８は、図２−４に示されたタイプの代表的な
プリントヘッドに関する液滴放出速度Ｕ及び作動パルス
の大きさの間の関係を示す。
【図９】図９は、本発明による非液滴放出作動波形の態
様である。
【図１０】図１０は、非液滴放出作動波形の他の態様で
ある。
【図１１】図１１は、本発明に従って「マルチ−サイク
ル」モードで操作する６個の隣接するチャンネルに適用
される作動電圧波形を示す。
【図１２】図１２は、チャンネル（ｅ）を結合している
壁の間の生成した電位差とともに、非放出／作動可能な
チャンネル（ｅ）及びその近辺のものに適用される作動
波形の別の態様を示す。
【図１３】図１３は、チャンネル（ｅ）を結合している
壁の間の生成した電位差とともに、非放出／作動可能な
チャンネル（ｅ）及びその近辺のものに適用される作動
波形の別の態様を示す。
【図１４】図１４は、チャンネル（ｅ）を結合している
壁の間の生成した電位差とともに、非放出／作動可能な
チャンネル（ｅ）及びその近辺のものに適用される作動
波形の別の態様を示す。
【図１５】図１５は、チャンネル（ｅ）を結合している
壁の間の生成した電位差とともに、非放出／作動可能な
チャンネル（ｅ）及びその近辺のものに適用される作動
波形の別の態様を示す。
【図１６】図１６は、本発明の他の態様に従って操作さ
れるとき、「剪断−壁」プリントヘッドの４個の隣接す
るチャンネルに適用される作動電圧波形を示す。
【図１７】図１７は、３個のチャンネルの従来のグレイ
スケール操作を示す。
【図１８】図１８は、本発明を組み込んだときの図１７
の操作に相当する。
【図１９】図１９は、本発明の第二の態様に従って操作
したときの４個の隣接するチャンネルに適用される作動
電圧波形を示す。
【図２０】図２０は、図１９の波形により作動されると
き、作動可能なチャンネルの壁の間に発生する電位差を
示す。
【図２１】図２１は、本発明の第一の態様を利用すると
きの図１９及び２０の左手部分に相当する。
【図２２】図２２は、本発明の第一の態様を利用すると
きの図１９及び２０の左手部分に相当する。
【図２３】図２３は、図１９及び２０に示された操作の
やり方の別の態様を示す。
【図２４】図２４は、図１９及び２０に示された操作の
やり方の別の態様を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローラ アン ウエブ イギリス国ケンブリッジ シービー４ ５アールエヌ スウェイブジー ミドル ウォッチ 56 (56)参考文献 特開 昭63−252750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−153149（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−304168（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−328722（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−297708（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−124195（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−246048（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−15556（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055

Claims (41)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれが、その内部に液滴流体が供給
    され、そして当該液滴流体を外部に放出のためのノズル
    を有している、第１及び第２の室を含み、さらに当該第
    １と第２の室のそれぞれには、当該液滴流体の放出を指
    示する入力情報に従って当該各室の何れかから選択的に
    液滴流体の放出を行うために、所定の電気信号により当
    該室の容積を変化させる為に作動し得る作動器手段が設
    けられている液滴デポジット装置を操作する方法におい
    て、該方法は、 当該第１の室から当該液滴流体を放出する為に、当該第
    １の室の当該作動器手段を作動させ、当該作動後に於け
    る当該第１の室内にある当該流体の温度が当該作動前に
    対して高くなる様にする工程、と当該第２の室の当該作
    動器手段が、当該第２の室から液滴の放出を行う為に作
    動せしめられない場合には、当該第２の室の当該作動器
    手段を、当該第２の室から当該液滴の放出を実行させる
    ことなく、当該第２の室内の当該流体の温度を上昇させ
    る様に、選択的に作動させ、それによって当該第１の室
    内の当該流体の温度と当該第２の当該流体の温度との差
    を低下させる様にする工程、 とを含んでいることを 特徴とする液滴デポジット装置の
    操作方法。
  2. 【請求項２】 前記の第１の室からの液滴放出が、第１
    の電気信号をその作動器手段に印加することにより行わ
    れ、第２の室中の流体の前記の選択的且つ電気的な加熱
    が、第２の電気信号をその作動器手段に印加することに
    より行われる請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記の第２の電気信号が、液滴放出を行
    うのに要求されるより下の振幅を有する請求項１又は２
    の方法。
  4. 【請求項４】 前記の第２の電気信号が、液滴放出を行
    うのに要求されるのより短い作用時間を有する請求項２
    又は３の方法。
  5. 【請求項５】 前記の第２の電気信号が、液滴放出を行
    うのに要求される周波数が低く設定されている請求項２
    乃至４の何れかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記の第２の電気信号が、それぞれ室の
    体積の増大及び室の体積の減少を行うのに連続的に印加
    される、２つの方形波含むサブ電気信号を含む請求項１
    又は２記載の方法。
  7. 【請求項７】 該サブ電気信号が、当該個々の電気信号
    により生ずるそれぞれの圧力波が実質的に相殺されるよ
    うに、互いに遅延する請求項６の方法。
  8. 【請求項８】 該作動器手段がピエゾ電気物質を含む請
    求項１乃至７の何れかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 該ピエゾ電気物質が、該室の壁の少なく
    とも一部分にわたって延在している請求項８の方法。
  10. 【請求項１０】 前記の第２の電気信号が、該ピエゾ電
    気物質にＣｔａｎδで表される様なヒステリシス損失を
    生ずる請求項８又は９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記の第２の電気信号により該ピエゾ
    電気物質に生じたヒステリシス損失が、前記の第１の電
    気信号により該ピエゾ電気物質に生じたヒステリシス損
    失の５０％より多い請求項１０の方法。
  12. 【請求項１２】 前記の第２の電気信号により該ピエゾ
    電気物質に生じたヒステリシス損失が、前記の第１の電
    気信号により該ピエゾ電気物質に生じたヒステリシス損
    失の約６０％である請求項１１の方法。
  13. 【請求項１３】 前記の一つ以上の室が、ベースに形成
    されたチャンネルの配列の一部であり、該チャンネル間
    で画成される各壁は、該チャンネルに関して該壁を偏向
    させそれにより該チャンネルの体積を変化させるために
    電気信号の手段により作動可能なピエゾ電気物質を含む
    請求項９乃至１２の何れかに記載の方法。
  14. 【請求項１４】 連続的に配列されている複数個の室
    を、複数の群の内の一つの群に所属させる段階、連続す
    る期間の間、当該チャンネルからなる各群を作動可能に
    する段階、並びに液滴放出入力データに従って作動可能
    な群の室からの液滴放出を行う段階、並びに作動可能な
    群の室のそれぞれの液滴流体の温度が液滴放出入力デー
    タの変動とは実質的に無関係のままであるように該電気
    信号をコントロールする段階を含む請求項１３の方法。
  15. 【請求項１５】 該液滴放出入力データが液滴放出を特
    定する作動可能な群の室に前記の第１の電気信号を印加
    する段階、並びに該液滴放出入力データが液滴放出を特
    定しない作動可能な群の室に前記の第２の電気信号を印
    加する段階を含む請求項１４の方法。
  16. 【請求項１６】 当該第１と第２の電気信号とは異なる
    第３の電気信号が、作動しない配列の室に印加される請
    求項１５の方法。
  17. 【請求項１７】 前記の第３の電気信号の印加により生
    ずる室中の液滴流体の温度の変化が、前記の第１又は第
    ２の電気信号の印加により生ずるそれと実質的に等しい
    請求項１６の方法。
  18. 【請求項１８】 前記の第１及び第２の電気信号の少な
    くとも一方が液滴放出期間に印加される請求項１乃至１
    ７の何れかに記載の方法。
  19. 【請求項１９】 印加される前記第１の電気信号のパル
    ス数及び印加される前記第２の電気信号のパルス数の合
    計が、連続する液滴放出期間のため一定である請求項１
    ８の方法。
  20. 【請求項２０】 第２の電気信号が、温度を表す第４の
    電気信号に依存してコントロールされる請求項１又は２
    の方法。
  21. 【請求項２１】 前記第４の電気信号が装置の温度を表
    し、該第２の電気信号が装置の温度を一定の値に維持す
    るように印加される請求項２０の方法。
  22. 【請求項２２】 前記第４の電気信号が、当該装置の温
    度及び当該周囲温度の両者を表し、該第２の電気信号が
    装置の温度を一定の値に維持するように印加される請求
    項２０の方法。
  23. 【請求項２３】 該装置が室の配列からなり、そして前
    記第４の電気信号が、該配列の端の室中の液滴流体の温
    度を表す請求項２０の方法。
  24. 【請求項２４】 複数個の室群の一部の室が、室の配列
    の一部を構成しており、当該方法は、一つの配列を形成
    している連続した室を、複数の群の一つに所属させて、
    連続する期間中、それぞれの室の群を作動可能にし、そ
    して液滴放出入力データに従って作動化された群の室か
    ら液滴放出を行い、そして該第２の電気信号を、作動さ
    れていない群に属する室に印加する事を特徴とする請求
    項２０記載の方法。
  25. 【請求項２５】 該第２の電気信号が作動可能な群及び
    作動不可能な群の両方に属する室に印加される請求項２
    ４の方法。
  26. 【請求項２６】 該室の作動器手段が、第１及び第２の
    電極を有し、ノズルを経て室からの液滴放出を行うため
    に第１及び第２の電極間に印加される電位差によって作
    動可能であり、第２の室の流体が、第１の作用時間中、
    第１の非零電圧信号(第１の電気信号)を第１の電極に印
    加する事により選択的に且つ電気的に加熱されると共
    に、第２の作用時間中、第２の非零電圧信号(第２の電
    気信号)を第２の電極に印加することにより、当該第２
    の室の流体が選択的且つ電気的に加熱され、第１及び第
    ２の非零電圧信号が、前記の第１及び第２の作用時間の
    少なくとも一つより短い長さの時間の間、同時に印加さ
    れる請求項１の方法。
  27. 【請求項２７】 同じ極性の第１及び第２の非零電圧信
    号を印加する段階を含む請求項２６の方法。
  28. 【請求項２８】 同じ大きさの第１及び第２の非零電圧
    信号を印加する段階を含む請求項２６又は２７に記載の
    方法。
  29. 【請求項２９】 前記の第１及び第２の非零電圧信号の
    一つが、どちらも前記の第１若しくは第２の非零電圧信
    号の他の非零電圧信号の前にそれぞれ印加されるととも
    に、前記の第１若しくは第２の非零電圧信号の他の非零
    電圧信号の前に除かれる請求項２６乃至２８の何れかに
    記載の方法。
  30. 【請求項３０】 互いに等しい作用時間を持ち、且つ相
    互間に時間遅れを有する当該第１及び第２の非零電圧信
    号を印加する工程を含む請求項２６乃至２８の何れかに
    記載の方法。
  31. 【請求項３１】 一つのパルス自体が時間変化する電圧
    を有している当該第１及び第２の非零電圧信号の少なく
    とも一方を印加する段階を含む請求項２６乃至２９に記
    載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記の第２の非零電圧信号が低下して
    いる間、前記の第１の非零電圧信号を増大させる段階を
    含む請求項３１の方法。
  33. 【請求項３３】 第１の大きさから第２の大きさに段階
    的なやり方で変化しそして第１の大きさに戻る第１及び
    第２の非零電圧信号の少なくとも一方を印加する段階を
    含む請求項３１の方法。
  34. 【請求項３４】 該装置が、それぞれ該室を形成しそし
    てチャンネルの長さに直角に配置方向に相互に間隔をあ
    けさらにチャンネルの長さ方向に延在する側壁により互
    いに分離されている多数のチャンネルを含み、作動器手
    段は、それぞれの該側壁と組み合わされさらに側壁を偏
    向しそれにより組み合わされたチャンネルから液滴放出
    を行い、各作動器手段の第１及び第２の電極が、それぞ
    れ該側壁により分離されているチャンネルのどれか一つ
    で終わる請求項２６乃至３３の何れかに記載の方法。
  35. 【請求項３５】 チャンネルが、該チャンネルと境界を
    形成している二つのチャンネル側壁と組み合わされた二
    つの作動器手段の電極に関する共通の端子を含む請求項
    ３４の方法。
  36. 【請求項３６】 配列の連続するチャンネルを交互に二
    つの群の一つに割り当てる段階、そして連続するサイク
    ルで液滴放出のために各群を交互に作動可能にする段
    階、作動可能ではない群に属するチャンネルの共通の端
    子に第１の周波数で繰り返す第１の非零電圧信号を印加
    する段階、そして作動可能な群に属するチャンネルの共
    通の端子に液滴放出入力データに従って第２の非零電圧
    信号を印加する段階を含む請求項３５の方法。
  37. 【請求項３７】 第１及び第２の下位の群に作動可能な
    群の連続するチャンネルを交互に割り当てる段階、前記
    第１の下位の群に属するチャンネルの共通の端子部に前
    記の第１の周波数の半分で繰り返す第４の電気信号を印
    加する段階、前記第２の下位の群に属するチャンネルの
    共通の端子に前記の第１の周波数の半分で繰り返す第５
    の電気信号を印加する段階を含み、そして前記の第４及
    び第５の電気信号が逆位相である請求項３６の方法。
  38. 【請求項３８】 前記の第１の非零電圧信号が、段階的
    な電圧上昇、次にその後に時間Ｔで段階的な電圧低下、
    次に再び時間Ｔで零電圧での休止を含み、前記の第４及
    び第５の電気信号が、それぞれ段階的な電圧上昇、次に
    その後の時間２Ｔで段階的な電圧低下、次に再び時間２
    Ｔで零電圧での休止を含む請求項３７の方法。
  39. 【請求項３９】 前記の第１の非零電圧が時間Ｔに等し
    い繰り返しの期間を有する鋸歯電圧波形を含み、そして
    前記の第４及び第５の電気信号が、それぞれ段階的な電
    圧上昇、次にその後の時間Ｔで段階的な電圧低下、次に
    再び時間Ｔで零電圧での休止を含む請求項３８の方法。
  40. 【請求項４０】 それぞれが、その内部に液滴流体が供
    給され、そして当該液滴流体を外部に放出のためのノズ
    ルを有している、第１及び第２の室を含み、 さらに当該
    第１と第２の室のそれぞれには、当該液滴流体の放出を
    指示する入力情報に従って当該各室の何れかから選択的
    に液滴流体の放出を行うために、所定の電気信号により
    当該室の容積を変化させる為に作動し得る作動器手段が
    設けられている液滴デポジット装置を操作する様に構成
    されている信号処理手段であって、当該信号処理手段
    は、当該第１の室の当該作動器手段に対して、当該第１
    の室から当該液滴流体を放出する為の電気信号を供給
    し、当該作動後に於ける当該第１の室内にある当該流体
    の温度が当該作動前の当該温度に対して高くなる様にす
    ると共に、当該第２の室の当該作動器手段が、当該第２
    の室から液滴の放出を行う為に作動せしめられない場合
    には、当該第２の室の当該作動器手段に対して、当該第
    ２の室から当該液滴の放出を実行させることなく、当該
    第２の室内の当該流体の温度を上昇させ、それによって
    当該第１の室内の当該流体の温度と当該第２の当該流体
    の温度との差を低下させる様にする為の電気信号を選択
    的に供給する様に構成されていることを特徴とする信号
    処理手段。
  41. 【請求項４１】 液滴流体が供給され、そしてそれから
    の液滴の放出のための個別のノズルと連絡された室と、
    当該室の容積を変化させる為に、電気信号により作動可
    能な個別のアクチュエータ手段とを有し、且つ液滴放出
    を実行するに充分な容積の変化が液滴放出入力データに
    従って実行される様に構成され、更に請求項４０で定義
    される信号処理手段を含んでいる特徴とする液滴デポジ
    ット装置。
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