JPH0655513B2 - インクジェット装置を作動させる方法およびインクジェット式印字装置 - Google Patents

インクジェット装置を作動させる方法およびインクジェット式印字装置

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JPH0655513B2
JPH0655513B2 JP60079432A JP7943285A JPH0655513B2 JP H0655513 B2 JPH0655513 B2 JP H0655513B2 JP 60079432 A JP60079432 A JP 60079432A JP 7943285 A JP7943285 A JP 7943285A JP H0655513 B2 JPH0655513 B2 JP H0655513B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明の分野は、一般的にはインクジェット装置に関
し、より特定的には、高い解像度の印字を提供するため
に共振モードでインクジェット装置を作動させる方法に
関する。
〔従来技術、および発明が解決しようとする問題点〕
需要に応じインクの単一の小液滴を発生させるための実
用的なインクジェット装置に設計は、当該技術において
比較的に新しいのである。従来のドロップオンデマンド
(drop-on-demand)式のインクジェット装置においては、
個別のインク小液滴の容積は、代表的には、インクジェ
ット装置の幾何学的形態、使用されるインクの形式、お
よび協働するオリフィスからインク小液滴を放出するた
めのインクジェットのインク室内に発生する正の圧力の
大きさに依存する。オリフィスの実効的直径および設
計、オリフィスと協働するインク室の容積と形態、トラ
ンスジューサの設計、および、トランスジューサをイン
ク室に結合する方法は、オリフィスから放出される個別
のインク小液滴の容積を決定する他の要因である。その
ようなインクジェット装置においては、高解像度の像形
成は、装置から比較的小さいまたは小容積のインク液滴
が放出されることを要求する。代表的には、そのような
より小さい寸法のインク液滴は、インクジェット装置の
オリフィスの直径を減少させることにより得られる。し
かし、小さい直径のジェットオリフィスを製造すること
は困難であり、そのような小さい直径のオリフィスを組
み込んだインクジェット装置の作動は、代表的には、オ
リフィスの詰まり（乾燥したインク、インクにおける汚
染物、紙の塵埃等による）の問題、表面張力対慣性力の
大なる比による不利な効果、貧弱な命中率、等に苦しめ
られる。
インクジェットプリンタにより印字密度および印字解像
度を制御するために多くの試みがなされている。米国特
許第3,977,007号(J.A.Burryほか、1976年８月24日）に
おいては、ドットマトリックスの所定のドット装置に付
着するインクの液滴の数を１つだけ選択的に調節するこ
とによってインクジェットプリンタでグレイ色の濃淡が
再生される。米国特許第4,018,383号（A.D.Patonほか、
1977年４月19日）では、連続インクジェットシステムに
おける衛星状の液滴を消滅させる方法が教示されてお
り、この方法では印字の際さらに衛星状の液滴が選択的
に除去されまたは付加され液滴流の密度が制御される。
米国特許第4,047,183号(H.H.Taub、1977年９月６日）に
開示されている連続インクジェット装置では、レーザを
用いて連続的なインクジェットの流れの周波数成分を検
出し、それにより装置を作動させる擾乱の駆動信号の特
性を制御し、インク液滴の流れを構成するインク液滴を
形成することおよび該インク液滴の形状を制御する。
米国特許第4,281,333号（都筑ほか、1981年７月28日）
では、ドロップオンデマンド式のインクジェット装置か
ら放出されるインク液滴からの容積または寸法が、単に
インクジェット装置を作動させるに用いられる駆動信号
の波形の振幅または電力包絡線を変化させることにより
制御される。米国特許第4,337,470号（古川ほか、1982
年６月29日）では、インクジェットプリンタによって発
生させられるドットの寸法がインクベットでインクを振
動させてインクの液滴を放出させるバイブレータの振動
数を変化させることによって制御され、インク液滴は受
理用媒体上へ、または受理用媒体から離隔するよう静電
的に偏向させられ、それにより印字の密度が制御され
る。米国特許第4,393,384号（E.L.Kyser，1983年７月12
日）は、生じるインク液滴の容積および速度を制御して
究極的に印字の品質を制御するようにドロップオンデマ
ンド式のインクジェット装置を作動させる方法を教示し
ており、この方法においては、まず関連インク室の容積
を減少させ、次いでその容積を増加させ、次いで直ちに
その容積を最初の容積減少より小なる量へ減少させ、次
いでインク室の容積を増大させインク液滴を放出するこ
とを制御可能に連続的に行うことにより制御が行われ
る。米国特許第4,493,388号（松田ほか、1983年７月12
日）では、インクジェット装置の作動方法が開示されて
おり、この方法においては、トランスジューサに印加さ
れる電気信号のパターンが所定の時間より長い中断時間
を含み、その後３つの連続電気信号の時間が続き、３つ
の電気信号の第２番目の信号の振幅および幅の少なくと
も１つは他の２つの信号に対して拡大され、それにより
中断時間後に放出される第２のインク液滴の半径の減少
が防止される。前記において簡単に既述された特許のい
ずれにおいても、放出されるインク液滴の寸法および容
積に対する制御を提供するために、或る共振を励起する
ようインクジェット装置を作動させることについて、開
示はなされていない。
〔問題点を解決するための手段〕
発明者は、記録媒体に印字されるインクのドット寸法を
制御するようにインクジェット装置を操作する方法を見
出した。
本発明においては、基本形態として、記録媒体上に印刷
されたインクのドット寸法を制御するインクジェット装
置を作動させる方法であって、該インクジェット装置
は、インクで充満したインク空洞、該インク空洞に連通
するオリフィス、および該インク空洞に作用するトラン
スジューサ手段を包含し、該インクジェット装置はさら
に、電気的駆動パルスまたは信号の源を包含し、該トラ
ンスジューサ手段は該電気駆動信号の各個に応答し該オ
リフィスからインクの単一の小液滴を噴出させるように
なっており、 該インクジェット装置を作動させる方法は、 （１）該電気的駆動信号の系列を発生させる段階であっ
て、各電気的駆動信号は死時間により分離されており、
該電気的駆動信号の系列は該インクジェット印字装置に
ついての支配的共振周波数またはそれの分数調波周波数
に対応しているもの、 （２）該電気的駆動信号の系列に応答して該トランスジ
ューサ手段を作動させる段階であって、該インク空洞内
のインクを通し該支配的共振周波数に対応して自然振動
を発生させるもの、および、 （３）該トランスジューサ手段の作動に応答して制御さ
れた容積をもつインクの小液滴を発生させる段階であっ
て、該インクの小液滴は該インクの小滴が印字のために
印字媒体に到達するより前または到達するときに、イン
クの単一の液滴に合併させられるもの、 を具備することを特徴とするインクジェット装置を作動
させる方法、が提供される。
〔実施例〕
第１〜第３図には、同時系属出願に係る米国特許第4,45
9,601号（1984年７月10日付、「改良されたインクジェ
ット方法および装置」）のインクジェット装置が示され
ており、（この米国特許の発明は本発明の譲受人に譲渡
されており）、該第１〜第３図による説明は参考として
本明細書に合体される。本発明は、前記の高解像度の印
字を得るためのインクジェット装置を操作する改良方法
を開発中に発明された。しかし、発明者は、本文に説明
されかつ特許請求の範囲に記載されている発明の種々の
実施態様が、広範囲のインクジェット装置、特にドロッ
プオンデマンド式のインクジェット装置、に適用できる
ものと考える。したがって、本明細書において議論され
るインクジェット装置は、本発明の方法を説明するため
に提示されるものであり、限定されるような意味をもつ
ものではない。また、以下のパラグラフにおいては本装
置の基本的な機械的な技術特徴および作動のみが議論さ
れておりこの装置に関する。より詳細については前記の
米国特許出願が参照されるべきである。
第１〜第３図を参照すると、図示のインクジェット装置
はジェット列における各ジェットについての、トランス
ジューサ（変換器）204の付勢状態に応答してインク液
滴を放出させるオリフィス202を有する室200を備えてい
る（第３図参照）。トランスジューサ204はその長手軸
に沿って、第２図の矢印により示される方向に、伸長し
および収縮し、該運動は連結手段206によって室200に連
結され、該連結手段は、脚207、脚207と並置された粘弾
性材208、および第１および第２図に示される位置まで
予行的に負荷される隔膜210を具備する。
インクは加圧されていない溜め212から制限開口214によ
って与えられる制限入口手段を通って室200に流入す
る。入口214は制限板における１つの開口を具備する
（第３図参照）。第２図に示されるように、室板220に
形成される溜め212は入口214に通じるテーパ端222を有
している。第３図に示すように、溜め212には供給管223
および排出管225が設けられている。溜め212は、隔膜21
0のために従順なものであり、板228のリリーフ領域229
に近接する制限板216における大形の開口227を通ってイ
ンクに連通している。
各トランスジューサ204の１つの極限は、脚207と板226
における穴224との協力により案内される。図示される
ように、脚207は、穴224内に滑動可能に保持される。各
トランスジューサ204の他方の極限は、溝232（第３図）
に設けられた従順なまたは弾力的な材料230によりブロ
ック228内に可撓性をもたせて装着され、それによりト
ランスジューサ204の他方の極限のための支持体が提供
される。トランスジューサ204との電気的接触もまた、
従順な印刷回路板234により従順に形成され、該印刷回
路板は適当な手段、例えばはんだ236、によりトランス
ジューサ204の電極260に電気的に連結される。導電性パ
ターン238が、印刷回路板234上に設けられている。
前述したように、板226はトランスジューサ204の脚207
を受け入れる穴224を溝237の底部に有する（第１図およ
び第３図）。板226はまた、ヒータのサンドイッチ240の
受容部239を具備し、該ヒータのサンドイッチ240は、コ
イル244を有する発熱体242、押え板246、押え板246と協
働するばね248、およびヒータ240の直下に設けられた支
持板250を具備する。溝253は、発熱体242の温度を監視
するために使用されるサーミスタ252を受け入れるため
のものである。ヒータ240の全体はカバープレート254に
より板226の受容部内に維持される。
第３図に示されるように、インクジェット装置の前述し
た種々の部品は、開口257を貫通して上に延びるねじ256
および開口259を貫通して下方に延びるねじ258により相
互に固定されており、該下方に延びるねじ258は、板228
上において印刷回路板234を保持する。第１図における
ダッシュされた線は、印加回路板234上における印刷回
路238への接続263をあらわす。接続263は、インクジェ
ット装置の作動を制御するために、制御器261をインク
ジェット装置に接続する。
従来のインクジェット装置の作動においては、制御器26
1は、適切な時刻において、印刷回路238への接続を経由
して、トランスジューサ204の高温の電極260の選択され
た１つまたは複数に電圧を印加するよう、プログラムさ
れている。印加された電圧は、選択されたトランスジュ
ーサ204の長手軸に対し横方向に電界が発生させられる
ようにし、その場合にトランスジューサ204が長手軸に
沿って収縮するようにする。付勢に際して特定のトラン
スジューサ204がそのように収縮すると、トランスジュ
ーサ204の脚207の下方に位置する隔膜210の部分が、収
縮しつつあるトランスジューサ204の方向に運動し、そ
れにより、協働する室200の容積を効果的に拡大させ
る。該特定の室200の容積がそのように拡大すると、室
内において負の圧力が最初に生成され、室内のインクが
協働するオリフィス202から離れるよう運動しようとす
るようにし、同時に、インクが溜め212から協働する制
限された開口または入口214を通り室200へ流入すること
を許容する。更充填の期間に室200へ流入するインクの
量は、発射の期間に制限板214を通って逆流する量より
も大である。再充填と発射の時間は、ジェットの作動の
間変化せず、それにより、「発射の前の充填」のサイク
ルを提供する。そのわずか後に、制御器261は選択され
たトランスジューサ204の特定の１つまたは複数から電
圧または駆動信号を除去し、トランスジューサ204が長
手軸に沿い極めて急速に膨張させられるようにプログラ
ムされ、それにより、トランスジューサ204が、粘弾性
材料208および脚207を介し、協働する室200の容積の急
速な収縮または減少を用い、隔膜210の残部を下方へ押
圧する。そのとき、協働する室200の容積のこの急速な
減少は、室200内に圧力パルスまたは正の圧力擾乱を生
起させ、インク液滴が協働するオリフィス202から放出
されるようにする。選択されたトランスジューサがその
ように付勢されると、トランスジューサは、長さを収縮
または減少させ、厚さを増大させることに注意すべきで
ある。しかし、トランスジューサの長さの変化がインク
ジェット列の個別のインクジェットの作動を制御すると
いう点で、厚さの増大は図示されるインクジェット装置
に対し影響を及ぼさない。また、本発明における技術に
よれば、長手軸に沿っての収縮のためにトランスジュー
サを付勢することにより、トランスジューサ204の経時
変化が加速されることが回避され、極端な場合において
は、非極性化もまた回避されることに注意すべきであ
る。
前記にされるように、発明者は、インパルスインクジェ
ットプリンタによって生じる液滴の寸法は、協働するイ
ンクジェット装置のオリフィスの寸法に密接に関係して
いること、および、例えば駆動電圧振幅または波形を変
えることにより単に液滴寸法の単に小なる変動のみが一
般的に生起させられること、を認識した。さらに、発明
者は、高品質の中間調の印字のためには、液滴の寸法が
広い範囲にわたり制御可能でなければならぬことを認識
した。また、本発明者は、紙の上で広く拡散することの
ない或るインク、例えばワックスを基材とするインクに
ついては、所望の印字ドットの直径を得るためには、現
在のインクジェット装置を作動させる方法により容易に
達成され得よりも大なるインク液滴を発生させることが
必要であることを認識した。
前記の図示のインクジェット装置の作動において、本発
明者は、インクジェット装置の流体的および機械的共振
周波数の１つまたは組合せる周期的に生じさせて関連イ
ンク室およびインク内に主共振周波数変動を起させ、主
共振周波数の１つのサイクルかまたは１つの分数調波サ
イクルを生じさせることにより、噴射されるインク液滴
の容積を制御出来ることを発見した。さらに、発明者
は、作動を繰り返し的または継続的な態様で反復し、そ
の場合に反復サイクルの各個がインクジェット装置の支
配的共振周波数と同期させられるようにすることによ
り、複数のインク液滴は、空中または記録媒体上におい
て合併することが許容される期間内に放出されることが
でき、それにより、単一のインク液滴から得られるドッ
トの寸法に対して、記録媒体上における結果としてのド
ットの寸法の、実質的な制御が許容されることを発見し
た。結果としてのドット寸法は、ある一定時間内で本発
明の操作方法を繰り返す回数に依存する。第12図は、本
発明の方法を用いて記録媒体上にドット形成するための
飛行中の９つの液滴301-309を示す。
発明者はさらに、この例の図示のインクジェット装置の
場合、流体力学的な共鳴器共振周波数（ヘルムホルツ共
振周波数）が、主題のインクジェット装置の支配的共振
周波数であることを発見した。本発明の方法を用いて作
動させられることが可能な他のインクジェット装置は、
支配的共振周波数としてヘルムホルツ周波数以外の他の
或る共振周波数を有することが可能である。本発明の作
動の方法をさらに記述し説明する目的のために、ヘルム
ホルツ共振周波数が支配的共振周波数であると仮定され
るが、そのような仮定は、本発明の範囲および使用に関
して、限定的または制限的であるような意味をもつもの
ではない。
本発明の方法は、所要のドット寸法に応じて主共振周波
数の単一または複数のパルスを用い主共振周波数の反復
速度によるトランスジューサ204（この例においては）
の脈動により制御可能な容積のインク液滴を生じさせる
よう、インクジェット装置の支配的共振周波数を利用し
て、インクジェット装置を作動させる、マルチパルス式
の方法である。ヘルムホルツ周波数が支配的周波数であ
る場合には、この周波数はインク室200（この例では）
のコンプライアンスとインクまたは流体のイナータンス
との相互作用の結果得られるものであり、下記の関係式
であらわされ： ここに、Ｃはインク室におけるインク容積に関連するコ
ンプラインアンスであり、Ｌはイナータンスであって、
Ｌorificeをオリフィスにおける液体のイナータンス、
Ｌrestrictor214を制御開口214における液体のイナータ
ンスとすれば１／Ｌは“１／Ｌorifice＋１／Ｌ
restrictor214”に等しい。
なお、「コンプライアンス」および「イナータンス」は
室、オリフィスおよび制限入口開口の幾何学的形状、お
よび室に導入される媒体（インク）の物理的特性により
決定される値である。
例えば、室内のインク量に関連するコンプライアンスＣ
ｃは、Ｖを室の要領、ρをインクの密度、ｃをインク内
の音響速度とするとき、Ｃｃ＝Ｖ／（ρｃ２）であらわ
される。
また、ノズル内の液体のイナータンスＬｎは、１ｎをノ
ズルの長さ、ｒをノズルの半径とするとき、Ｌｎ＝４ρ
１ｎ／（３πｒ２）であらわされる。
また、吸引口内の液体のイナータンスＬｉは、ｋを吸入
口を構成する溝断面形状によって定められる形状係数、
Ａを吸入口を構成する開き溝１個の横断面積、ｎを吸入
口を構成する開き溝の数、１ｉを１個の開き溝の長さと
するとき、Ｌｉ＝ｋρ１ｉ／(nA)であらわされる。特公
平４−71712号公報参照）。
実験室の試験および分析により、図示のインクジェット
装置は約30KHzのヘルムホルツ周波数を有することが決
定された。第４図を参照して、図示される実質的に矩形
波または正方形波パルスが図示のインクジェット装置を
本発明の方法により作動させるために用いられた。図示
の種々の時間の間噴射されたインク液滴の寸法に対する
実質的な制御を可能にすることが判明したこの特定波形
のパルス特性は、Ｔ１＝1.0マイクロセカンドのパルス
時間、Ｔ２＝13.0マイクロセカンドのパルス時間、Ｔ３
＝1.0マイクロセカンドの立下り時間、および死時間Ｔ
４＝15.0マイクロセカンドであり、それにより図示の装
置の30KHzヘルムホルツ主共振周波数に近いパルス反復
周波数が得られることが見出された。この例において
は、トランスジューサ204に印加される駆動信号をイン
ク室200内に含まれるインク液の自然振動と同じ位相に
ロックするには、死時間Ｔ４が要求されることに注意す
べきである。本発明者は、第４図に示す２つのパルスを
トランスジューサ204に印加することによって、噴射さ
れる最終的なインク液滴の容積が、２つのパルスを印加
した同じ時間にわたり両パルスの１つだけを用いて得ら
れる容積の約２倍になることを決定した。さらに、液滴
の容積はトランスジューサ204に印加されるそのような
パルスの数に直接対応して直線的に増大するようにみえ
ることが決定された。第４図に示されるような波形およ
び前述した特性を有する適当な振幅の２つ以上のパルス
を印加することにより、この多重パルス法は飛行してい
るインク液滴の併合をもたらし、または、記録媒体に衝
突したとき、記録媒体上のドットの寸法の、その媒体上
でそのようなドットを生じさせるために単一パルスを用
いた場合と比較しての、増大がもたらされることが決定
された。
第４図の波形および後述する第５〜第９図の波形は市販
の波形発生器から実験室試験条件下で得ることが出来る
ことに注目すべきである。しかし、実際の装置では、例
えば制御器261を、ある寸法のドットを記録媒体上に生
じさせるのに必要なパルスの所望の波形および数が得ら
れるように特に設計またはプログラミングすることが必
要である。
発明者により行われた試験は、前記のような30KHzのヘ
ルムホルツ周波数を有する図示される装置は、8.0ない
し16.0マイクロ秒の範囲のパルス幅Ｔ２および不動時間
Ｔ４の任意の組合いを用い、その場合立上りおよび立下
り時間Ｔ１およびＴ３であって例えば１マイクロ秒に設
定されるものをともなうことにより作動可能であること
を立証した。出来る該範囲の下限は、トランスジューサ
204の反応時間により決定され、また該範囲の上限は、
本装置のヘルムホルツ周波数におけるまたはその近傍に
おける駆動または作動の有効性を制限するインクジェッ
ト装置の形態により決定される。第４図に示されるよう
な駆動パルスの波形が実質的に全パルス幅（Ｔ１＋Ｔ２
＋Ｔ３）と死時間Ｔ４が時間長として実質的に等しいも
のとして示されているものであるときは、制御器261の
電子工学的設計の複雑性は低減させられる。また、パル
ス列の全周期性（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）を支配的共
振周波数の逆数、この例においては１／ＦＨ、に実質的
に等しくした場合、図示のインクジェット装置が最適に
作動した。さらに、本発明のマルチパルス法を用いてイ
ンクジェット装置を駆動または作動させる支配的共振周
波数モードの周波数が相対的に高いことと結合して、ト
ランスジューサ204の反応時間が制限されることによ
り、第４図以外であるが同じ周期性を有する多くの他の
異なる波形を使用出来ることが決定された。たとえば、
本発明の方法を用いてドット寸法を十分に制御する他の
波形は第５〜第９図に各々示すように正弦波、半正弦
波、４分の１正弦波、鋸歯波形および三角波形であるこ
とが判明した。そのような他の波形を用いて図示の装置
を操作する場合、前述したように、装置の30KHzヘルム
ホルツ周波数が支配的周波数であることが確認された。
したがって、第５図の正弦波形の場合、１／２Ｔ５を30
KHzと実質的に等しくすることが出来る。同様に、第６
図の半正弦波の場合、パルス時間Ｔ６および死時間Ｔ７
は約15マイクロセカンドになるべきである。第７〜第９
図各々のパルス時間Ｔ８，Ｔ10，Ｔ12および第７〜第９
図各々の不動時間Ｔ９，Ｔ11およびＴ13について類似の
説明がなされることができる。
試験した種々のパルス形状または波形から、矩形までは
正方形波形が、明らかに急速な立上りおよび立下り特性
をもつことにより、例えば第５〜第９図の波形に比較し
てはるかに低いパルス電圧振幅で用いることができるこ
とが発見された。実際、第７図の４分の１正弦波形は、
第４図の実質的な正方形または矩形パルスに比較して図
示のインクジェット装置から等価の印字動作を得るため
に振幅が２％大きいパルスを必要とすることが決定され
た。また、前述したように、第４図の波形は、一般に第
５〜第９図の他の波形、およびさらに他の波形と比較し
て、電子工学的に実現させることがより容易である。
さらに、本発明の方法の試験および図示のインクジェッ
ト装置の作動において、試験した装置における主周波数
がヘルムホルツ周波数であることから、本発明の多重パ
ルス法は、駆動パルスの周期性をヘルムホルツ周波数の
分数調波サイクルに基づくものとすることによっても達
成され得ることが発見された。本発明の方法を用いて試
験が行われれば、或る他のインクジェット装置の支配的
共振周波数についても同じ結果が得られるものと信ぜら
れる。しかし、特定のインクジェット装置において例え
ば３０KHzヘルムホルツ周波数を用いると、分数調波周
波数は極めて大なる駆動パルスの幅をもたらし、その場
合に、特定の装置またはインクジェット装置の使用可能
な印字周波数の望ましくない減少を生じさせる。したが
って、発明者は、図示される装置に類似であるが、約10
0KHzのヘルムホルツ共振周波数を実現させるため、より
小なるインク室200（相対的により低いコンプライアイ
ス）をもつインクジェット装置を試験した。本発明の方
法は、100KHzヘルムホルツ共振周波数の第３分数調波に
対応する約30マイクロ秒の周期性を有する多重パルスを
用いて、本装置を満足な印字をともなって作動させた。
周期性を100KHzに対する分数調波とされた例えば20KHz
の多重パルスが、試験されたが、この分数調波のレベル
における特性は相対的に貧弱であることが判明した。
第10図において、（Ａ）〜（Ｆ）各々に示される帯中の
各ドットの印字に際して多重パルス数を順次に高くして
連続ドットの帯を印字した。第10図のドットの帯を形成
するのに用いられる多重パルスは第７図の１／４正弦波
形を有するもので、パルスタイプＴ８および死時間Ｔ９
は各々15マイクロセカンドであった。パルスの電圧振幅
は約33ボルトで一定に保持した。第10図（Ａ）のドット
の帯では、図示のドットを得るためにそのようなパルス
の１つだけが用いられた。第10図（Ｂ）の帯のドットは
第10図（Ａ）の場合と同じサイクル時間にわたり発生し
たが、前者の各ドットを発生させるために１つではなく
２つの多重パルスが用いられた。同様に、第10図（Ｃ）
〜（Ｆ）に示される帯のドットは、各ドットの印字用の
１つの等価のサイクル時間を通じ３，４，５および６個
の多重パルスをそれぞれ用いて発生した。したがって、
予期されるであろうように、第10図（Ａ）〜（Ｆ）の帯
は、本発明の多重パルス法により得られる順次に増大す
るドット寸法のために、順次に、より鮮明なものであ
る。
第11図の（Ａ）〜（Ｃ）における、鮮明度が順次増大す
るフォントのセットの発生に際して、類似の多重パルス
が用いられた。第11図（Ａ）における印字された文字に
ついては、或る文字を形成する各ドットの発生に１つの
駆動パルスが必要であり、第11図（Ｂ）におけるフォン
トの個々のドットの各々の形成については、２つのパル
スが用いられ、また、第11図（Ｃ）におけるフォント文
字を形成する各ドットの発生には３つのパルスが用いら
れた。
本発明による装置の作動の要約として、インクジェット
印字装置を作動させて記録媒体上に印字ドットを発生さ
せるにあたり、記録媒体上にドットを印字するためイン
ク液滴を実現させるために、インクジェット印字システ
ムに依存する或る与えられた時間が割当てられる。或る
与えられたドットの鮮明度は、ドットを発生させるため
に割当られた時間にわたりインクジェット装置から噴射
されるインクの容積またはインク液滴の数を制御するこ
とにより制御されることができる。本発明は、使用され
る駆動パルスの形状および周期性を注意深く制御するこ
とにより、或る与えられたドット発生時間にわたり、装
置を作動させるための１つまたは複数の駆動パルスを用
いる。インクジェット装置を提供し、それにより、使用
される駆動パルスの周期性が、インクジェット装置の支
配的共振周波数に実質的に等価にされる。
制御器261は、例えば、ハードワイヤ形の論理回路、ま
たは必要な制御機能を提供するようプログラムされたマ
イクロプロセッサ、またはそれらの或る組合せにより実
現させられることができる。第４〜第９図の波形を得る
ため、カリフォルニア州サンジェゴのWavetek社により
製造されたWavetek Model 175の波形発生装置が発明者
により用いられた。実際のシステムにおいては、特定の
応用の各個について前記されるように、必要な波形およ
び機能を実現させるために１つの制御器261が代表的に
設計されることが可能である。
インクジェット装置を作動させるための本発明の方法の
特定の実施例が前記において開示されてきたが、本発明
の精神および特許請求の範囲内にある他の実施例が当業
者により思い浮べられることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、図解されるインクジェット装置の断面図；第
２図は、第１図の一部が拡大された図；第３図は、イン
クジェット装置の分解された投影図または絵画的な図で
あって、第１図および第２図に示される具体例を含むも
の；第４図は、好適な実施例における電気パルスの波形
を示す図；第５図は、本発明の他の１つの実施例におけ
る電気駆動信号の正弦波形を示す図；第６図は、本発明
の他の１つの実施例における半波正弦波形を示す図；第
７図は、本発明の他の１つの実施例における電気パルス
の４分の１正弦波形を示す図；第８図は、本発明の他の
１つの実施例における鋸歯状の波形を示す図；第９図
は、本発明の他の１つの実施例における電気パルスの三
角波形図；第10図は、本発明の方法を用い図解されるイ
ンクジェット装置から得られるプリントアウト（Ａ）〜
（Ｆ）を示す図；第11図は、フォントプリントアウト
（Ａ）〜（Ｃ）を示す図であり、該フォントプリントア
ウト（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の方法を用い図解される
インクジェット装置を作動させる場合に得られる代表的
なプリントアウトの濃度の制御を説明するもの；第12図
は、本発明の方法を用いて発生させられる飛行状態にお
ける液滴を示す図である。 （符号の説明） 200……室、202……オリフィス、 204……変換器、206……連続手段、 207……脚、208……粘弾性材、 210……隔膜、212……溜め、 214……制限開口、220……室板、 222テーパ端、223……供給管、 224……穴、225……排出管、 226……板、228……ブロック、 230……可撓性または弾性材、232……溝、 234……可撓性印刷回路板、236……はんだ、 238……導電性パターン、239……収納場所、 240……ヒータのサンドイッチ、242……発熱体、 244……コイル、246……押え板、 248……ばね、250……支持板、 252……サーミスタ、253……溝、 254……カバープレート、256，258……ねじ、 257，259……開口、260……熱電極、 261……制御器、263……結線、 301〜309……液滴。
フロントページの続き (72)発明者 ステイーブン ジエイ．ライカー アメリカ合衆国，コネチカツト 06798, ウツドバリー，メイン ストリート サウ ス 100 (56)参考文献 特開 昭57−188372（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−11532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−131882（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−71712（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】記録媒体上に印刷されたインクのドット寸
    法を制御するインクジェット装置を作動させる方法であ
    って、該インクジェット装置は、インクで充満したイン
    ク空洞、該インク空洞に連通するオリフィス、および該
    インク空洞に作用するトランスジューサ手段を包含し、
    該インクジェット装置はさらに、電気的駆動パルスまた
    は信号の源を包含し、該トランスジューサ手段は該電気
    駆動信号の各個に応答し該オリフィスからインクの単一
    の小液滴を噴出させるようになっており、 該インクジェット装置を作動させる方法は、 (1)該電気的駆動信号の系列を発生させる段階であっ
    て、各電気的駆動信号は死時間により分離されており、
    該電気的駆動信号の系列は該インクジェット印字装置に
    ついての支配的共振周波数またはそれの分数調波周波数
    に対応しているもの、 (2)該電気的駆動信号の系列に応答して該トランスジュ
    ーサ手段を作動させる段階であって、該インク空洞内の
    インクを通し該支配的共振周波数に対応して自然振動を
    発生させるもの、および、 (3)該トランスジューサ手段の作動に応答して制御され
    た容積をもつインクの小液滴を発生させる段階であっ
    て、該インクの小液滴は該インクの小滴が印字のために
    印字媒体に到達するより前または到達するときに、イン
    クの単一の液滴に合併させられるもの、 を具備することを特徴とするインクジェット装置を作動
    させる方法。
  2. 【請求項２】該支配的共振周波数が流体力学的な共鳴器
    共振周波数である、特許請求の範囲１記載の方法。
  3. 【請求項３】印字媒体上に高解像度の印字を提供するた
    めの、共振モードで作動させられる印字装置であって、
    インクジェット空洞をもつインクジェット装置、該イン
    クジェット空洞に連通するオリフィス、該インクジェッ
    ト空洞に作用するトランスジューサ手段、および、ドロ
    ップオンデマンドの発生速度において反復可能な電気駆
    動信号またはパルスの発生源であって、該トランスジュ
    ーサ手段が該電気駆動信号に応答して該オリフィスから
    インクの単一の小液滴を放出させるようになっているも
    の、を有する印字装置において、 該印字装置は、該インクジェット印字装置についての支
    配的共振周波数またはその分数調波周波数に対応して、
    該電気駆動信号の系列を発生させる信号発生手段であっ
    て、該電気駆動信号の各個は死時間により分離されてい
    るもの、を具備し、 該トランスジューサ手段は、該電気駆動信号の各個に応
    答し該オリフィスから制御された容積をもつインクの小
    液滴を発生させ、該インクの小液滴は、インク液滴が印
    字用に印字媒体に到達するより前またはそれと同時に単
    一のインク液滴に合併させられるようになっている、 ことを特徴とする印字装置。
  4. 【請求項４】該電気駆動信号は方形波波形を有する、特
    許請求の範囲３記載の装置。
  5. 【請求項５】該電気駆動信号は鋸歯状波波形を有する、
    特許請求の範囲３記載の装置。
  6. 【請求項６】該電気駆動信号は三角波波形を有する、特
    許請求の範囲３記載の装置。
  7. 【請求項７】該電気駆動信号は半波正弦波波形を有す
    る、特許請求の範囲３記載の装置。
  8. 【請求項８】該電気駆動信号は４分の１波正弦波波形を
    有する、特許請求の範囲３記載の装置。
  9. 【請求項９】該電気駆動信号は４分の１波より小なる正
    弦波波形を有する、特許請求の範囲３記載の装置。
  10. 【請求項１０】該電気駆動信号は指数関数形の立上りエ
    ッジとステップ形の立下りエッジの波形を有する、特許
    請求の範囲３記載の装置。
  11. 【請求項１１】該支配的共振周波数は該インクジェット
    印字装置の流体的または機械的な共振周波数である、特
    許請求の範囲３記載の装置。
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