(57)【要約】特に、インク噴射に用いられる方法は、インクジェット組立部から噴射されているインク滴の特性の予期されるバリエーションを減らすことを含み、この減らすことが噴射組立部に加えられる電圧を予期されるバリエーションに応答させることを含む。インクジェットプリントに用いられる方法は、噴射組立部の噴射周波数と噴射組立部から噴射されたインク滴の特性との間の定量的な関係を決定することと、インク滴の特性を変える際に用いられるために、決定された定量的な関係を提供することとを含む。
2011526850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク噴射に用いられる方法であって、該方法は、
インクジェット組立部から噴射されているインク滴の特性の予期されるバリエーションを減らすことを含み、該減らすことが、噴射組立部に加えられる電圧を該予期されるバリエーションに応答させることを含む、方法。
【請求項２】
前記インク滴の特性は、該インク滴の質量を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記インク滴の特性は、該インク滴の速度を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記インク滴の特性は、該インク滴の噴射の周波数に基づいて予期される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記インク滴が噴射される基板の輸送速度に基づいて前記周波数を決定することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記周波数と前記特性との間の所定の定量的な関係を用いて該周波数で噴射された該インク滴の特性を決定することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記特性を標準と比較することによって、該特性の前記予期されるバリエーションを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記噴射組立部に加えられる前記電圧はパルスの形状である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電圧を前記バリエーションに応答させることは、前記パルスの振幅を変えることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記電圧を前記バリエーションに応答させることは、前記パルスの幅を変えることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記電圧は、少なくとも正方形、三角形、または台形を含む形状を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記予期されるバリエーションに基づいて前記電圧を生成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記生成された電圧を増幅することと、該電圧を前記噴射組立部に加えることとを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記噴射組立部に加えられる前記電圧は、約７０Ｖから約１５０Ｖまでの範囲にある、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記インク滴は、約１ピコリットルから約８０ピコリットルのサイズを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記インク滴は、約１ｍ／ｓから約１２ｍ／ｓの速度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記周波数は、約１ＫＨｚから約２５ＫＨｚまでの範囲にある、請求項４に記載の方法。
【請求項１８】
インクジェットプリントに用いられる方法であって、該方法は、
噴射組立部の噴射周波数と該噴射組立部から噴射されたインク滴の特性との間の定量的な関係を決定することと、
該インク滴の特性を変える際に用いられるために、該決定された定量的な関係を提供することと
を含む、方法。
【請求項１９】
前記定量的な関係は、非線形である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記噴射組立部に加えられる電圧を変えることによって、前記インク滴の特性を変えることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
インクジェットプリントシステムは、
噴射組立部と、
該噴射組立部から噴射されたインク滴の特性の予期されるバリエーションを決定し、該予期されるバリエーションに基づいて該噴射組立部に電圧を加えるユニットと
を含む、インクジェットプリントシステム。
【請求項２２】
前記インク滴が噴射される基板の輸送速度を決定するエンコーダーと、該輸送速度に基づいて前記噴射組立部の周波数を計算するマイクロプロセッサーとをさらに含む、請求項２１に記載のインクジェットプリントシステム。
【請求項２３】
前記ユニットは、周波数を受信するコントローラを含む、請求項２１に記載のインクジェットプリントシステム。
【請求項２４】
前記コントローラは、前記予期されるバリエーションを減らすために前記特性の該予期されるバリエーションと電圧とを決定するマイクロプロセッサーに接続されている、請求項２３に記載のインクジェットプリントシステム。
【請求項２５】
前記マイクロプロセッサーは、前記電圧のパルスの大きさを決定する、請求項２４に記載のインクジェットプリントシステム。
【請求項２６】
前記マイクロプロセッサーは、前記電圧のパルス幅を決定する、請求項２４に記載のインクジェットプリントシステム。
【請求項２７】
前記マイクロプロセッサーは、前記周波数と前記インク滴の特性との間の所定の関係を格納する媒体を含む、請求項２４に記載のインクジェットプリントシステム。
【請求項２８】
前記ユニットは、前記電圧を生成するパルス生成器を含む、請求項２１に記載のインクジェットプリントシステム。
【請求項２９】
前記噴射組立部は、１００から２０００個のジェットを含む、請求項２１に記載のインクジェットプリントシステム。
【請求項３０】
前記噴射組立部に加えられる前記電圧を増幅する増幅器をさらに含む、請求項２１に記載のインクジェットプリントシステム。
【請求項３１】
複数の追加の噴射組立部をさらに含み、該複数の追加の噴射組立部のそれぞれは、該対応する噴射組立部の噴射周波数と該噴射組立部から噴射されるインク滴の特性との間の所定の関係を有する、請求項２１に記載のインクジェットプリントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２００８年６月３０日に出願した米国の仮出願番号６１／０７６，７８９の利益を主張する。前記文献はここで参照することにより組み込まれる。
【０００２】
（技術分野）
本記述はインク噴射に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
インク噴射は噴射組立部を含むインク噴射プリントヘッドを用いて行われ得る。インクはインク噴射プリントヘッドに導入され、噴射組立部がアクティブ化されるとき、前記組立部はインクを噴射し、基板上にイメージを形成する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（要約）
１つの側面において、インク噴射に用いられる方法は、インクジェット組立部から噴射されているインク滴の特性の予期されるバリエーションを減らすことを含み、この減らすことが噴射組立部に加えられる電圧を予期されるバリエーションに応答させることを含む。
【０００５】
もう１つの側面において、インクジェットプリントに用いられる方法は、噴射組立部の噴射周波数と噴射組立部から噴射されたインク滴の特性との間の定量的な関係を決定することと、インク滴の特性を変える際に用いられるために、決定された定量的な関係を提供することとを含む。
【０００６】
もう１つの側面において、インクジェットプリントシステムは、噴射組立部と、噴射組立部から噴射されたインク滴の特性の予期されるバリエーションを決定し、予期されるバリエーションに基づいて噴射組立部に電圧を加えるユニットとを含む。
【０００７】
インプリメンテーションは以下の特徴を１つ以上含み得る。インク滴の特性は、インク滴の質量を含む。インク滴の特性は、インク滴の速度を含む。インク滴の特性は、インク滴の噴射の周波数に基づいて予期される。周波数は、インク滴が噴射される基板の輸送速度に基づいて決定される。周波数で噴射されたインク滴の特性は、周波数と特性との間の所定の定量的な関係を用いて決定する。特性の予期されるバリエーションは、特性を標準と比較することによって決定される。噴射組立部に加えられる電圧はパルスの形状である。電圧をバリエーションに応答させることは、パルスの振幅を変えることを含む。電圧をバリエーションに応答させることは、パルスの幅を変えることを含む。パルスは、少なくとも正方形、三角形、または台形を含む形状を有する。電圧は予期されるバリエーションに基づいて生成される。生成された電圧は増幅され、噴射組立部に加える。噴射組立部に加えられる電圧は、約７０Ｖから約１５０Ｖまでの範囲にある。インク滴は、約１ピコリットルから約８０ピコリットルのサイズを有する。インク滴は、約１ｍ／ｓから約１２ｍ／ｓの速度を有する。周波数は、約１ＫＨｚから約２５ＫＨｚまでの範囲にある。
【０００８】
インプリメンテーションはまた以下の特徴を１つ以上含み得る。定量的な関係は、非線形である。インク滴の特性は、噴射組立部に加えられる電圧を変えることによって変えられる。
【０００９】
インプリメンテーションはまた以下の特徴を１つ以上含み得る。インクジェットプリントシステムは、インク滴が噴射される基板の輸送速度を決定するエンコーダーと、輸送速度に基づいて噴射組立部の周波数を計算するマイクロプロセッサーとも含む。ユニットは、周波数を受信するコントローラを含む。コントローラは、予期されるバリエーションを減らすために、特性の予期されるバリエーションと電圧とを決定するマイクロプロセッサーに接続されている。マイクロプロセッサーは、電圧のパルスの大きさを決定する。マイクロプロセッサーは、電圧のパルス幅を決定する。マイクロプロセッサーは、周波数とインク滴の特性との間の所定の関係を格納する媒体を含む。ユニットは、電圧を生成するパルス生成器を含む。噴射組立部は、１００から２０００個のジェットを含む。インクジェットプリントシステムは、噴射組立部に加えられる電圧を増幅する増幅器も含む。インクジェットプリントシステムは、複数の追加の噴射組立部も含み、複数の追加の噴射組立部のそれぞれは、対応する噴射組立部の噴射周波数と噴射組立部から噴射されるインク滴の特性との間の所定の関係を有する。
【００１０】
全部の述べられた出版物、特許出願、特許、および他の参考文献は、全体として参照することにより組み込まれる。
【００１１】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述と特許請求の範囲から明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａはインクジェットプリントヘッドの分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは噴射組立部の分解斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは噴射組立部の一部の分解斜視図である。
【図２】図２はインクジェットプリンタのブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａと図３Ｂは、インク滴の質量対噴射周波数およびインク滴の速度対噴射周波数のグラフである。
【図３Ｂ】図３Ａと図３Ｂは、インク滴の質量対噴射周波数およびインク滴の速度対噴射周波数のグラフである。
【図３Ｃ】図３Ｃはルックアップテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１Ａを参照すると、インク噴射はインク噴射プリントヘッド２を用いて行われ得、プリントヘッドはカラー（ｃｏｌｌａｒ）要素１０に組み立てられた少なくとも１つの噴射組立部４を含む。カラー要素１０は、オリフィス１６を有する板１４に取り付けられるマニフォルド板１２に、取り付けられる。使用するとき、プリントヘッド２と基板１８は噴射組立部の長さ６に垂直なプロセス方向ｙに沿って互いに対して相対的に移動し（図１Ｂも参照）、相対的な動きの間に、インクは、カラー要素１０を通して噴射組立部４に積み込まれ、オリフィス１６を通して基板１８上にイメージ８を形成するように噴射される。
【００１４】
図１Ｂを参照すると、インク噴射組立部４は、１つ以上のインク通路２４と１つのインク充満の通路２６とを含む本体２０を有する。キャビティ板とスチフナー板（示していない）は、本体２０の反対側の表面に取り付けられ、各表面上に井戸２２（全部を示していない）のアレイを形成する。各井戸２２は細長くなることがあり得、本体２０はセラミック、焼結したカーボン、またはシリコンを含み得る。各インク通路２４は、インク貯蔵器（示していない）からインクを受け取り、インク充満の通路２６へインクを送出する。反対側の表面がポリマーフィルム３２と３２’に覆わされるとき、細長いポンピングチャンバは井戸２２から形成され、各ポンピングチャンバはインク充満の通路２６からインクを受け取るためのインク入口２８と、インク噴射の通路（示していない）を通してインクを本体２０に注ぎ戻すためのインク出口の端部３０とを含み、インクは本体２０の底部の開口部（示していない）の列のうちの１つで噴射される。いくつかの実施形態において、オリフィス板１４（図１Ａ）は直接的に本体２０の底部に取り付けられる。オリフィス板１４上の各オリフィス１６は１つの開口部に対応し、インクはオリフィス１６を通して基板１８（図１Ａ）上に噴射される。いくつかの実施形態において、２つ以上の噴射組立部４が図１Ａで示されるようにプリントヘッド２に組み立てられるとき、マニフォルド板１２は、本体２０の底部とオリフィス板１２との間に配置され、複数の開口部の列を単一の開口部の列にマニフォルドし、各開口部の列は本体２０上の底部にあり、インクは前記マニフォルドされた開口部の１列から通過する。
【００１５】
概して、各ポンピングチャンバは、その対応するインク噴射の通路、開口部、およびオリフィスと一緒に１つの噴射組立部のジェットと呼ばれ得る。噴射組立部４に関する情報は２００８年５月２２日に出願したＵＳＳＮ１２／１２５，６４８でも提供される。前記文献はここで参照することにより組み込まれる。
【００１６】
噴射組立部４は井戸２２から形成されるポンピングチャンバにインクを噴射させるようにトリガするための電子構成部分２９も含む。例えば、電子構成部分はポリマーフィルム３２と３２’上の電極３３と３３’の２つのセットを含み、電極セットはリード（示していない）により、それぞれのフレキシブルな回路３１、３１’と集積回路３４、３４’に接続され、プリントされるイメージに関する情報は集積回路にロードされる。ピエゾ電子素子３６と３６’は各ポリマーフィルム３２と３２’のそれぞれの外側に取り付けられ、各ピエゾ電子素子は電極３５と３５’のセットを含み、電極はポリマーフィルム３２と３２’に接触する。
【００１７】
集積回路３４と３４’の各々はスイッチのセットを含み、各スイッチは本体２０内のポンピングチャンバのうちの１つに対応する。ロードされたイメージデータに基づいて、１つの噴射イベントにおいて、インクを噴射するように要求されるポンピングチャンバに対応するスイッチはオンにセットされ、残りのポンピングチャンバに対応するスイッチはオフにセットされる。次に、集積回路３４と３４’は、“オン”の状態のスイッチに対応するそれらのポンピングチャンバをアドレス指定する電極３５に電圧パルスを送り、これらのチャンバの上のピエゾ電子素子３４と３４’の一部をアクティブ化する。
【００１８】
図１Ｃを参照すると、ピエゾ電子素子３６上の電極３５は電気的なコンタクト３３と位置合わせ、先に説明したように電極が集積回路３４によって個々にアドレス指定されることを可能にする。電極３５の各々は、本体２０内のポンピングチャンバに対応するように、置かれ、かつサイズ指定される。特に、各電極３５は、電極３５の周囲と各ポンピングチャンバの側面および端部との間にギャップ５８が存在するように、各ポンピングチャンバの寸法よりわずかに狭い長さおよび幅を有する細長い区域５６を有する。各電極の区域５６は、ポンピングチャンバの中央に置かれ、ピエゾ電極素子３６の噴射区域を覆う駆動電極である。ピエゾ電極素子３４上の第２の電極５２は、概してポンピングチャンバの外側の本体２０のエリアに対応する。電極５２は、共通（グラウンド）電極であり、くし形（示されるように）であり得るか、または個々にアドレサブルな電極ストリップであり得る。電気的なコンタクト３３およびピエゾ電子素子３６の優れた電気的な接触および容易な整列のために、電気的なコンタクト３３と電極３５とは、十分にオーバーラップする。インクジェットモジュール２に関する情報は米国特許Ｎｏ．６，７７５，５１１でも提供される。前記文献はここで参照することにより組み込まれる。
【００１９】
基板１８上に２次元イメージ８の各ライン３８（図１Ａ）をプリントするために、集積回路３４と３４’から送られた適切な電圧パルスは、ピエゾ電子素子３６と３６’に、形状を変化させて、選択されたポンピングチャンバに圧力を加え、インク滴は前記ポンピングチャンバから噴射される。基板がｙ方向に沿って移動するとき、連続のラインはプリントされる。従って、基板１８上にプリントされるべきプロセス方向ｙに沿った１インチあたりラインの所与の数について、電圧パルスを所与のポンピングチャンバに提供すべき周波数は、プロセス方向ｙに沿った基板１８の輸送速度に関連する。プリントされたイメージのｙ方向およびｙ方向に垂直な方向に沿った解像度は、１インチあたりのドット数（ｄｐｉ）で表され得る。いくつかの実施形態において、噴射組立部４またはインクジェトモジュール２は各方向に沿って、１００ｄｐｉより大きい、２００ｄｐｉより大きい、４００ｄｐｉより大きい、５００ｄｐｉより大きい、８００ｄｐｉより大きい、１０００ｄｐｉより大きい、またはさらに大きい解像度を有するイメージをプリントできる。
【００２０】
噴射されるインク滴の質量および速度は、噴射の周波数によって、およびそれゆえに基板の輸送速度によって変化する。
【００２１】
図２において、オリフィス４４の外へ、基板４８上にインク滴４２を噴射するために、電圧パルスはパルスユニット４６から、図１Ａのインクジェットプリントヘッド４と同じ特徴を有するインクジェットプリントヘッド４０のピエゾ電子素子に提供される。パルスユニット４６は、エンコーダー５０から受信された信号から、プロセス方向ｙに沿った基板４８の現在の輸送速度も測定し、エンコーダーはトランスポート５２の動きを検出するように結合され、基板４８はトランスポート上に運ばれていく。
【００２２】
エンコーダー５０は、トランスポート５２と通信しているシャフト角度エンコーダーであり得、信号のストリームを提供し得、その信号のストリームから基板４８の輸送速度が決定され得る。基板４８の輸送速度は噴射周波数と関連付けられ、その噴射周波数で、電圧パルスがインクジェットプリントヘッド４０へ送出され、インクがポンピングチャンバから噴射される。いくつかの実施形態において、インクジェットプリントヘッド４０の噴射周波数は、輸送速度に基づいて、マイクロプロセッサーを用いて計算により決定され得る。例えば、エンコーダー５０は、基板１８を輸送する輸送ベルト（示していない）上に位置し、ベルトの速度に関連するパルスのストリームを生成する。例えば、輸送速度が高いほど、１秒あたりパルスの数がより多くなり、およびそれゆえに変化の周波数がより高くなる。マイクロプロセッサー（示していない）は、パルスストリームの立上りエッジ間の時間周期を測定し、次に、次式  周波数（ヘルツ）＝１／周期（秒）を用いてインクジェットプリントヘッド４０の動作噴射周波数を決定するように使われ得る。
【００２３】
あるいは、周波数−電圧コンバーターは、輸送速度に基づいて、例えば１ボルトから１０ボルトの間のアナログ電圧を生成するように使われ得る。輸送速度および噴射周波数のデジタル表示は、周波数−電圧コンバーターと通信しているアナログ−デジタルコンバーターにより、電圧から変換される。例えば、周波数−電圧コンバーターはエンコーダー５０からの繰り返しのパルスを使い、基板１８の輸送の速度のアナログ電圧の表示を生成するように回路をチャージする。
【００２４】
噴射組立部は、異なる噴射周波数に応答してインク噴射を異なって実行し、噴射周波数は、基板１８の輸送速度のバリエーションおよび／または噴射組立部の特性のバリエーション、使われたインクの特性、例えば、粘性、および／またはインク噴射の動作温度に応じて変化する。例えば、異なる噴射周波数で噴射されたオリフィス４４の外のインク滴４２は、異なる特性、例えば、質量または速度を有し得る。高い品質のプリントを達成するために、異なる噴射周波数で噴射組立部の性能を均一にさせることが望ましい。
【００２５】
従って、均一の特性を有するインク滴を生成するために、基板４８の輸送速度またはインクジェットプリントヘッド４０の噴射周波数とインク滴４２の特性との間の関係を理解することと、インク滴４２の特性のバリエーションを減らすこととが望ましい。インクジェットプリントヘッド４０の噴射周波数は、プリントヘッド４０が全ピクセルでインク滴を置く周波数である。プリントヘッド４０内の個々のジェットは、プリントヘッド４０の噴射周波数と異なる動作周波数で動作し得る。
【００２６】
図３Ａと３Ｂを参照すると、インク滴の質量および速度は、１つの噴射周波数からもう１つの周波数へ不規則的に変わる。例えば、噴射組立部１２の噴射周波数が１４．５ＫＨｚであるとき、インク滴は比較的軽い滴の質量と遅い速度を有し、このことが薄いプリントまたは正しく整列されないプリントを起こすこともあり得る。さらに、噴射周波数が２５．５ＫＨｚまで増やされるとき、インク滴は、１４．５ＫＨｚの噴射周波数で噴射されたインク滴の質量および速度より約１００％高い質量および速度を有する。プリントの要求および他の関連の状況に依存して、インク滴は、約１ピコリットルから約１００ピコリットル、例えば、１ピコリットルから８０ピコリットルのサイズと、約１ｍ／ｓから約２０ｍ／ｓ、例えば、１ｍ／ｓから１２ｍ／ｓの速度とを有し得る。
【００２７】
プリントヘッド４０の噴射周波数とインク滴の質量との間の定量的な関係と、噴射周波数とインクが噴射される速度との間の定量的な関係とは、共に非線形であり、類似な傾向を有する。全周波数でインク滴の質量および速度をより均一にさせるために、これらの知られた定量的な関係に基づいて、噴射組立部に加えられるべき電圧パルスは調整され得る。例えば、１４．５ＫＨｚの噴射周波数で、知られた関係から暗示された予期される軽い滴の質量および遅い滴の速度を補償するために、より高い電圧パルスは、ピエゾ電子素子にポンピングチャンバ上により高い圧力を生成させるように、インクジェットプリントヘッド４０へ送出され得る。それに反して、２５．５ＫＨｚの噴射周波数で、予期される重い滴の質量および速い滴の速度を減らすために、より低い電圧は、ピエゾ電子素子にポンピングチャンバ上に正しい圧力を提供させるように送出され得る。
【００２８】
いくつかの実施形態において、同じタイプのインクジェットプリントヘッドは、例えば、同じタイプのインクを使うときに、これらの定量的な関係で類似な傾向を示す。このことは、システマティックな方法で同じタイプのインクジェットプリントヘッドを含むインクジェットプリンタ上に高い品質のイメージ用の均一な速度を有する均一なインク滴を生成するのにこれらの定量的な関係の使用を可能にする。実際に、図３Ａと３Ｂで示されるような定量的な関係は、１のタイプのインクジェットプリントヘッドおよびインクに対して、所定であり、例えば実験により確立され、インク滴の所望の質量および速度に対する標準は選ばれる。
【００２９】
選ばれた標準と決定された定量的な関係に基づいて、各噴射周波数で、標準に対するインク滴の質量および速度の予期されるバリエーションは計算される。予期されるバリエーションを減らし、インク滴の特性を標準に均一的に一致させるために、その噴射周波数と関連付けられる本来の電圧パルスに追加の補償電圧は計算され、補償された電圧パルスを提供するように本来の電圧パルスに追加される。いくつかの実施形態において、補償電圧は負の大きさを有し、インク滴の質量および速度を減少するように本来の電圧パルスから差し引かれる。いくつかの実施形態において、補償電圧は正の大きさを有し、インク滴の質量および速度を増大するように本来の電圧に追加される。
【００３０】
いくつかのインプリメンテーションにおいて、使われた各タイプのインクに対して、プリントヘッドから噴射されるインク滴の特性上のテストは、さまざまな補償された電圧パルスのパラメーター、例えば、振幅、立上り／立下り時間、および幅、を用いて実施され、その場合、カメラは、インク滴がどのように噴射され、かつ形成されることを視覚的に見えるように使われる。補償された電圧パルスを記述するパラメーターは、実験により修正され、または、噴射周波数の範囲にわたったプリントの品質に一致する所望の滴の構成を提供するように選ばれる。
【００３１】
前述のように基板４８の輸送速度から得られた噴射周波数は、インクジェットプリントヘッド４０の全ポンピングチャンバに関連付けられる。各瞬間で、プリントされるべきイメージの要求に基づいて、ジェットの一部だけがインクを噴射している故に、前記噴射周波数は、個々のジェットの動作周波数と異なり得、例えば、動作周波数より大きくなり得る。従って、インクジェットプリントヘッド４０の１つの噴射周波数で、異なる個々のジェットからのインク滴の特性のバリエーションは異なる。例えば、１４．５ＫＨｚの決定されたプリントヘッドの噴射周波数で、ジェットのうちのいくつかはインクを噴射していなく、いくつかは、１ピクセルおきにプリントしているなら、７．２５ＫＨｚの周波数で噴射し、または、その他のいくつかは、１ピクセルおきより少なくプリントしているなら、より低い周波数で噴射している。図３Ａと３Ｂの定量的な関係に従って、これらの異なる動作周波数でこれらの異なるジェットから噴射されたインク滴の質量および速度は、異なり、インク滴を均一にさせるように対応するポンピングチャンバに加えられる電圧パルスに対して、異なる調整が必要である。
【００３２】
いくつかの実施形態において、補償電圧は、プリントヘッド４０が対応する噴射周波数を有するとき、その瞬間でプリントしている全ジェットに加えられる。例えジェットのうちのいくつかだけがプリントヘッド４０の噴射周波数で動作しているとしても、補償電圧の均一な印加はイメージの品質を向上させる。
【００３３】
いくつかの実施形態において、異なる個々のジェットから噴射されるインク滴の特性の全体的なバリエーションを減らすために、インクジェットプリントヘッド４０の噴射周波数に対応する補償電圧は、さらに調整され、例えば、電圧の大きさが、計算または決定された値の９０％、８０％、７０％、６０％、または５０％になるように調整される。
【００３４】
図３Ｃを参照すると、プリントヘッド４０の各噴射周波数と関連付けられた計算または調整された補償電圧パルスを記録するルックアップテーブル８０は生成される。いくつかの実施形態において、ルックアップテーブル８０は、例えば、大きさ、立上り時間、立下り時間、および／または幅を含む電圧パルスの情報を記録する。図に示される例において、標準のパルス電圧は、約８０ボルトの大きさ、約１０マイクロ秒の幅、約２マイクロ秒の立上り時間、および約２マイクロ秒の立下り時間を有するように選ばれる。図３Ａと３Ｂのインク滴の特性と噴射周波数との間の決定された定量的な関係と標準とを用いて、軽いインク滴の質量および遅い速度が予期される９ＫＨｚの噴射周波数で、１０ボルトの補償電圧は見積もられ、補償された電圧は、約９０ボルトの大きさと、約１１マイクロ秒の延ばされたパルス幅とを有する。重いインク滴の質量および速い速度が予期される噴射周波数が２４ＫＨｚであるとき、−１５ボルトの補償電圧は見積もられ、補償された電圧は、約６５ボルトの大きさと、約８マイクロ秒の縮められたパルス幅とを有する。
【００３５】
いくつかの実施形態において、複数のプリントヘッドはイメージをプリントするように使われ得、各プリントヘッドは関連のルックアップテーブルを有し得る。
【００３６】
再度図２を参照すると、ルックアップテーブルは、パルスユニット４６のパルスコントロールユニット６２内のマイクロプロセッサー６６のメモリーに格納される。いくつかの実施形態において、マイクロプロセッサー６６は通信インターフェース６９を有する。いくつかの実施形態において、パルスコントロールユニット６２は、パルス電圧波形の所望の形状およびサイズを生成するように、プログラム化された所望の電圧パルス波形のパラメーター、例えば、振幅、パルス幅、および立上りと立下り時間を使う。使用時、パルスコントローラ６２は、エンコーダー５０によって生成された基板４８の輸送速度を表す信号を受信し、その信号を輸送速度に関連付けられる噴射周波数へエンコードし、それにより、パルス電圧が正しい時間で適切なドット／インチの解像度で生成されるようにする。
【００３７】
噴射周波数の情報は、マイクロプロセッサー６６によって、格納されたルックアップテーブル内のその噴射周波数に対応する電圧パルスの情報を探すように使われる。
【００３８】
プリントヘッド４０のピエゾ電子素子に加えられるべき電圧パルスは、パルスコントロールユニット６２から送られた情報に基づいて、パルスユニット４６のパルス生成ユニット６４内に生成される。パルス生成ユニット６４は、パルス生成器７０とパルスシェーパー７２を含む。パルス生成器７０は、パルスコントロールユニット６２から受信された情報に基づいて電圧パルスを生成するデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）コンバーターを含む。いくつかの実施形態において、Ｄ／Ａコンバーターは電圧パルスを生成し、その電圧パルスは、例えば約５ボルト、１０ボルト、または１５ボルト、および／または最大、例えば約３０ボルトの大きさ、例えば約１マイクロ秒、または２マイクロ秒、および／または最大、例えば約４マイクロ秒、または約５マイクロ秒の立上り時間、例えば約１マイクロ秒、または２マイクロ秒、および／または最大、例えば約４マイクロ秒、または約５マイクロ秒の立下り時間、および例えば約２マイクロ秒、４マイクロ秒、５マイクロ秒、および／または最大、例えば約１５マイクロ秒、２０マイクロ秒、または約２５マイクロ秒の幅を有する。
【００３９】
概して、Ｄ／Ａコンバーターから生成された電圧パルスは、低い大きさを有し、インクジェットプリントヘッド４０に加える前に、比例的に増幅される必要があり、このことは後に議論される。パルス生成器７０から生成されたパルスは、所望の波形を提供するように、パルスシェーパー７２でパルスシェーパーフィルターによってフィルタリングされる。
【００４０】
パルスシェーパーフィルターの例は、例えば、トリビアルなボックスカーフィルター、シンク定形フィルター、二乗コサインフィルター、およびガウシアンフィルターを含む。電圧パルスの波形の例は、例えば、サイン波、のこぎり波、方形波、三角波、台形波、およびそれらの結合を含む。
【００４１】
パルスシェーパー７２からの電圧パルスは、増幅器７６へ送出される。高い電圧供給器７８は、高い電圧を提供するように、増幅器７６に接続される。増幅された電圧パルスは、例えば少なくとも約３０Ｖ、６０Ｖ、６５Ｖ、または７０Ｖ、および／または最大、例えば約１６０Ｖ、１５５Ｖ、または１５０Ｖの大きさを有し得る。増幅された電圧パルスは、インクを基板４８上に所望の滴の質量および速度で噴射させるように、インクジェットプリントヘッド４０に加えられる。
【００４２】
輸送速度の変化に対するパルスユニット４６のシステム応答時間は、ミリ秒のオダーである。このことは、高い品質のイメージを生成するように、インクパルスユニット４６がインクジェットプリンタ４０の噴射周波数と関連付けられるインク滴の特性の予期されるバリエーションに応答し、予期されるバリエーションを有効的に減らすことを可能にする。
【００４３】
他の実施形態は以下の特許請求の範囲内にある。
【００４４】
例えば、図１Ａで記載されるプリントヘッドの以外のプリントヘッド、例えば、シリコンで作られてＵ．Ｓ．５，２６５，３１５で記載されたプリントヘッド、２００８年５月２２日に出願したＳＵＮＳ１２／１２５，６４８で記載されたプリントヘッドが使われ得る。前記２つの文献はここで参照することにより組み込まれる。例えば、噴射組立部４は、本体２０の表面上に機械加工された井戸を有する本体２０を含み得る。ポンピングチャンバは、キャビティ板を使わずに、ポリマーフィルムを用いて本体２０の機械加工された井戸を密封することによって形成され得る。ポンピングチャンバは、本体２０に接触する内部の表面に対して反対側にあるポリマーフィルムの外側の表面に取り付けられたピエゾ電子素子によってアクティブ化され得る。いくつかの実施形態において、井戸とピエゾ電子素子との間のポリマーフィルムなしにポンピングチャンバを形成するように、ピエゾ電子素子は井戸を直接的に密封し得る。ポンピングチャンバのアクティブ化は、要素、例えば、図１Ａ−１Ｃに関して議論されたものに類似している電極と集積回路とを使って行われ得る。インク滴およびイメージの特徴、例えば、このような噴射組立部でプリントされたインク滴のサイズとイメージの解像度とは、図１Ａ−１Ｃの噴射組立部でプリントされたものに類似している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【国際調査報告】
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