(57)【要約】【課題】液滴速度及び／又は液滴量を調整することができる液滴放出装置を提供する。【解決手段】本発明の液滴放出装置は、液滴生成器を備えている。液滴生成器に対し液滴発射間隔の間に与えられる液滴発射波形５１は、正のパルス成分６１と、第１の負のパルス成分７１と、ディレイと、第２の負のパルス成分７２とを連続して含む両電極性電圧信号である。第２の負のパルス成分７２には、高周波サブパルス７２Ｃが含まれている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴生成器を備え、
前記液滴生成器に対し液滴発射間隔の間に液滴発射波形を与え、
前記液滴発射波形は、第１の極性を有するパルスと、第２の極性を有する第１のパルスと、ディレイ間隔と、第２の極性を有する第２のパルスとを連続して含み、
前記第２の極性を有する第２のパルスは、約７５ｋＨｚよりも大きい周波数を有する高周波サブパルスを含む、液滴放出装置。
【請求項２】
前記第２の極性を有する第２のパルスは、略一定のセグメントをさらに含む、請求項１記載の液滴放出装置。
【請求項３】
前記第１の極性を有するパルスと前記第２の極性を有する第１のパルスとは、液滴を放出させるように構成され、
前記第２の極性を有する第２のパルスは、液滴放出後に前記液滴生成器に残存する残留エネルギーを分散させるように構成される、請求項１記載の液滴放出装置。
【請求項４】
前記第１の極性を有するパルスと前記第２の極性を有する第１のパルスとは、液滴を放出させるように構成され、
前記第２の極性を有する第２のパルスは、液滴放出後の前記液滴生成器におけるメニスカスの破損を防ぐように構成される、請求項１記載の液滴放出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に液滴生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷物を作成するためのオンデマンド型インクジェット技術は、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ等の製品において採用されている。一般的に、インクジェット画像は、プリントヘッド又はプリントヘッドアセンブリに設けられた複数の液滴生成器が放出するインク液滴が、受容表面に選択的に付着することにより形成される。例えば、プリントヘッドアセンブリと受容表面とが相対的に移動し、液滴生成器が必要な時に液滴を放出するよう、適切なコントローラ等によって制御を行う。受容表面は、転写面又は紙等の印刷媒体とすることができる。転写面である場合は、印刷された画像は、その後、紙等の出力印刷媒体に転写される。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００９３９０３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公知のインクジェット液滴生成器の構成においては、インクをインク室から液滴形成吐出路へ移動させるために電気機械変換器を採用しており、液滴速度及び／又は液滴量を調整することが難しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の液滴放出装置は、液滴生成器を備え、前記液滴生成器に対し液滴発射間隔の間に液滴発射波形を与え、前記液滴発射波形は、第１の極性を有するパルスと、第２の極性を有する第１のパルスと、ディレイ間隔と、第２の極性を有する第２のパルスとを連続して含み、前記第２の極性を有する第２のパルスは、約７５ｋＨｚよりも大きい周波数を有する高周波サブパルスを含む。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の液滴放出装置によれば、液滴速度及び／又は液滴量を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、コントローラ１０と、プリントヘッドアセンブリ２０とを有するオンデマンド型印刷装置である液滴放出装置の一実施形態を示す概略構成図である。プリントヘッドアセンブリ２０は、液滴を放出する液滴生成器を複数備えることができる。コントローラ１０は、各液滴生成器へそれぞれ駆動信号を与えることで、選択的に液滴生成器を作動させる。各液滴生成器としては、圧電変換器を用いることができる。他の例として、各液滴生成器は、シェアモード型変換器、環状歪変換器、電歪変換器、電磁変換器、磁気歪変換器を用いて構成しても良い。プリントヘッドアセンブリ２０は、ステンレス鋼等のシートや薄板を積層して形成することができる。
【０００８】
図２は、図１の印刷装置のプリントヘッドアセンブリ２０に設けることができる液滴生成器３０の一実施形態を示す概略構成図である。液滴生成器３０は、マニホルド、貯留槽、又は他のインク貯蔵体からインク３３を受容する注入路３１を有する。インク３３は圧力又はポンプ室３５へ流れ込む。圧力室３５の一側面は、例えば弾性隔壁３７に接している。電気機械変換器３９は、例えば、弾性隔壁３７に取り付けられ、圧力室３５の上に重なるよう構成することができる。電気機械変換器３９は、圧電素子４１を備える圧電変換器とすることができる。圧電素子４１は、例えば、コントローラ１０から液滴発射・不発射信号を受け取る電極４３の間に設けられる。電気機械変換器３９を作動させると、インクが圧力室３５から液滴形成吐出路４５に流れ込み、そこからインク液滴４９が転写面等の受容媒体４８へ放出される。吐出路４５はノズル又はオリフィス４７を備えることができる。
【０００９】
インク３３としては、溶解又は状態変化した固体インクを用いることができる。また、電気機械変換器３９は、例えば曲げモードで動作する圧電変換器とすることができる。
【００１０】
図３及び図４は、インク液滴を放出させるために発射間隔Ｔの間にプリントヘッドへ供給される液滴発射駆動信号もしくは波形５１の一実施形態を示す概略図である。時間的に変化する液滴発射波形５１は、電気機械変換器３９を作動させて液滴生成器からインク液滴を放出させるように成形又は設定されている。波形５１の幅は、発射間隔Ｔよりも短くすれば良い。一例として、発射間隔Ｔは約２５〜約１００マイクロ秒とし、液滴生成器が例えば約１０〜約４０ｋＨｚの範囲の液滴発射周波数で動作し、発射間隔Ｔが液滴発射周波数の逆数とほぼ等しくなるようにすることができる。波形５１全体の幅は、例えば約２０〜約３０マイクロ秒の範囲とすることができる。
【００１１】
また、一例として、液滴発射波形５１は、正のパルス成分６１と、第１の負のパルス成分７１と、ディレイと、第２の負のパルス成分７２とを順に含む両極性電圧信号とすることができる。パルスは、０ボルト等の基準値に対して負又は正となる。各パルスは、便宜上、パルス遷移時間（すなわち、基準値からの遷移と基準値への遷移との間）で測定されるパルス幅ＤＰ、ＤＮ１、ＤＮ２により特徴付けられている。さらに、各パルスは、ピークパルス振幅ＭＰ、ＭＮ１、ＭＮ２（ここでは正の数）により特徴付けられている。
【００１２】
正パルス６１は、約１０〜約１６マイクロ秒の範囲のパルス幅ＤＰを有することができる。第１の負パルス７１は、約３〜約７マイクロ秒の範囲のパルス幅ＤＮ１を有することができる。第２の負パルス７２は、約７〜約１２マイクロ秒の範囲のパルス幅ＤＮ２を有することができる。このように、正パルス６１は、第１の負パルス７１のパルス幅ＤＮ１よりも大きく、第２の負パルス７２のパルス幅ＤＮ２よりも小さいもしくは大きいパルス幅を有することができる。第２の負パルス７２のパルス幅ＤＮ２は、第１の負パルス７１のパルス幅ＤＮ１よりも大きくすれば良い。第１及び第２の負パルス７１、７２のパルス幅ＤＮ１、ＤＮ２は同様のものとすることができる。
【００１３】
正パルス６１は、約３３〜約４７ボルトの範囲の最大振幅ＭＰを有することができる。例えば、正パルス６１の最大振幅ＭＰは、約３９ボルト以下とすることができる。正パルス６１は、例えば、第１の正向きセグメント６１Ａと、第２の正向きセグメント６１Ｂと、略一定セグメント６１Ｃと、負向きセグメント６１Ｄとの４つのセグメントを含むことができる。第１の正向きセグメント６１Ａは、第２の正向きセグメント６１Ｂよりも急勾配となっている。
【００１４】
第１の負パルス７１は、約３０〜約４７ボルトの範囲の最大振幅ＭＮ１を有することができる。例えば、第１の負パルス７１の最大振幅ＭＮ１は、約３５ボルト以下とすることができる。第１の負パルス７１は、正パルス６１の最大振幅ＭＰよりも小さい最大振幅ＭＮ１を有することができる。第１の負パルス７１は、例えば、第１の負向きセグメント７１Ａと、第２の負向きセグメント７１Ｂと、略一定セグメント７１Ｃと、正向きセグメント７１Ｄとの４つのセグメントを含むことができる。第１の負向きセグメント７１Ａは、第２の負向きセグメント７１Ｂよりも急勾配となっている。略一定セグメント７１Ｃは、正パルス６１の略一定セグメント６１Ｃよりも短くすることができる。
【００１５】
第２の負パルス７２は、約１５〜約４７ボルトの最大振幅ＭＮ２を有することができる。例えば、第２の負パルス７２の最大振幅ＭＮ２は、約２２ボルト以下とすることができる。第２の負パルス７２は、正パルス６１の最大振幅ＭＰよりも小さく、また第１の負パルス７１の最大振幅ＭＮ１よりも小さい最大振幅ＭＮ２を有することができる。第２の負パルス７２は、例えば、概ね台形を有し（図４参照）、第１の負向きセグメント７２Ａと、第１の略一定セグメント７２Ｂと、高周波サブパルス７２Ｃと、第２の略一定セグメント７２Ｄと、正向きセグメント７２Ｅとを含むことができる。高周波サブパルス７２Ｃは、正向きセグメントと、負向きセグメントと、正向きセグメントとを連続して有する。高周波サブパルス７２Ｃは、約７５ｋＨｚよりも大きな周波数を有し、略一定セグメント７２Ｂ、７２Ｄに対して１５ボルトまでの振幅を有することができる。第１及び第２の略一定電圧セグメント７２Ｂ、７２Ｄは異なる電圧を有していても良い。
【００１６】
動作中は、正パルス６１と第１の負パルス７１とによって圧力室３５（図２参照）の容積変化が起こり、液滴が放出される。第２の負パルス７２は液滴放出の後に発生し、液滴生成器をリセットして、次の液滴が、今放出された液滴とほぼ同一かそれ以上の量を有し、ほぼ同一の速度で放出されるようにする。第２の負パルス７２は、先行する第１の負パルス７１と極が同じで、最後のセグメント７２Ｅによってノズル４７におけるメニスカスを内部に引き寄せ、メニスカスの破損を防ぐようにする。メニスカスが破れてインクがノズルから漏れ出ると、液滴生成器がそれ以降液滴を放出することができなくなる。
【００１７】
第１の負パルス７１と第２の負パルス７２との間のディレイは、約１〜約４マイクロ秒の範囲とすることができる。
【００１８】
第２の負パルス７２の波形としては、（１）第２の負パルスによって適切なエネルギーを与えることで、液滴放出後に液滴生成器に残存する残留エネルギーを打ち消す、（２）第２の負パルス自体は液滴を発射させない、（３）液滴生成器がノズルを通過して気泡を取り込まない、ような波形が選択される。
【００１９】
より概括的には、波形５１は、第１の極性を有する第１のパルスと、第２の極性を有する第２のパルスと、ディレイと、第２の極性を有する第３のパルスとを連続して有する。図４は、図３の波形とは逆の極性を有する液滴発射駆動信号もしくは波形５１の一実施例を示す概略図である。図４の波形は、負向きパルス６１と、第１の正向きパルス７１と、ディレイと、第２の正向きパルス７２とを含む。図４に示す波形のパルスの幅ＤＮ、ＤＰ１、ＤＰ２と振幅ＭＮ、ＭＰ１、ＭＰ２は、それぞれ、図３に示す波形の対応するパルスの幅ＤＰ、ＤＮ１、ＤＮ２と振幅ＭＰ、ＭＮ１、ＭＮ２とほぼ同一とすることができる。
【００２０】
図４に示す波形において、負向きパルス６１は、例えば、第１の負向きセグメント６１Ａと、第２の負向きセグメント６１Ｂと、略一定セグメント６１Ｃと、正向きセグメント６１Ｄとの４つのセグメントを含むことができる。第１の負向きセグメント６１Ａは、第２の負向きセグメント６１Ｂよりも急勾配となっている。第１の正パルス７１は、例えば、第１の正向きセグメント７１Ａと、第２の正向きセグメント７１Ｂと、略一定セグメント７１Ｃと、負向きセグメント７１Ｄとの４つのセグメントを含むことができる。第１の正向きセグメント７１Ａは、第２の正向きセグメント７１Ｂよりも急勾配となっている。略一定セグメント７１Ｃは、負パルス６１の略一定セグメント６１Ｃよりも短くすることができる。第２の正パルス７２は、概ね台形を有し、第１の正向きセグメント７２Ａと、第１の略一定セグメント７２Ｂと、高周波セグメント７２Ｃと、第２の略一定電圧セグメント７２Ｄと、負向きセグメント７２Ｅとを含むことができる。第１及び第２の略一定電圧成分は異なる電圧であっても良く、高周波セグメント７２Ｃは約７５ｋＨｚよりも大きい周波数を有することができる。
【００２１】
当初又は補正後のクレームは、変更、変換、修正、改良されたものや相当物、また実施の形態と実質的に同等なものを含み、さらに、現時点では予測もしくは予見できないものや、例えば出願人、特許権者、又は他の者により生じたものを含めて、ここに開示された内容を包含するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】オンデマンド型液滴放出装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の液滴放出装置において用いられ得る液滴生成器の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】図２の液滴生成器を駆動するための駆動信号の一実施形態を示す概略図である。
【図４】図２の液滴生成器を駆動するための駆動信号の他の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  コントローラ、２０  プリントヘッド、３０  液滴生成器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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