(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクチャンバ（１２）のインプリントされるべき基板に面する側にノズル（８）を備える少なくとも１つの印刷システム（１１）を有するインクジェットプリントヘッド（１）であって、前記インクチャンバは、ダイヤフラム（１５）によって、少なくとも領域内、好ましくは前記プリント基板と反対を向く領域内に、区画され、インクリザーバー（１４）から前記インクチャンバにインクが引き込まれるように、前記ダイヤフラム（１５）に機械的に結合された圧電素子（１６）を電気的に作動させることによって前記ダイヤフラムがインクチャンバ（１２）から離れる方向に移動可能とされるとともに、前記インクチャンバから前記ノズルを介してインク滴（２４）が吐出されるように前記ダイヤフラムが前記インクチャンバの方または中に移動可能であり、前記インクチャンバ（１２）、前記ダイヤフラム（１５）、前記圧電素子（１６）及びその制御回路（１８）からなる前記印刷システム（１１）は、高エネルギーで作動されたときに、共鳴を示す固有振動数ｆresで、すなわち周期Ｔres＝１／ｆresを持つ振動が殆ど又は全く減衰しないで、加振されて振動する振動可能な構造を呈し、且つ、各画素について一連の複数のインク滴（２４）がＴdrop = １／ｆdropの時間間隔で同じノズル（８）から連続して吐出可能であることで印刷すべき画素の色強度が変えられる、前記インクジェットプリントヘッド（１）を作動させる方法において、
インク滴（２４）が実際に吐出されるべきときに正確に作動信号を介してエネルギーが前記印刷システム（１１）に導入されるのみであって、
一つのインク滴の排出のための周期Ｔdropが、次式
Ｔdrop≦Ｔres／１．５
で与えられ、飛行段階で前後のインク滴から離れた状態を保つことを特徴とする、前記インクジェットプリントヘッド（１）を作動させる方法。
【請求項２】
時系列の印刷作動信号間の最小時間間隔Ｔdropが、前記印刷システム（１１）の共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres =１／ｆresの１／２倍に等しいか好ましくは１／２倍より小さい、即ち、
Ｔdrop≦Ｔres／２
であることを特徴とする請求項１に記載の前記方法。
【請求項３】
時系列の印刷作動信号間の最小時間間隔Ｔdropが、前記印刷システム（１１）の共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres =１／ｆresの１／３に等しいか好ましくは１／３より大きい、即ち、
Ｔdrop≧Ｔres／３
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の前記方法。
【請求項４】
時系列の印刷作動信号間の最小時間間隔Ｔdropが、前記印刷システム（１１）の共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres =１／ｆresの５分の２と等しいか好ましくは５分の２より大きい、即ち、
Ｔdrop≧Ｔres／２．５
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の前記方法。
【請求項５】
トリガーパルスの振幅を増加することによりインク滴（２４）の寸法又は体積が増加されることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の前記方法。
【請求項６】
トリガーパルスの全継続時間又はトリガーパルスの水平期の継続期間を増加することによって、インク滴（２４）の寸法又は体積が増加されることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の前記方法。
【請求項７】
トリガーパルスの立ち上がりエッジ及び／又は立ち下がりエッジの継続時間を増加することにより、インク滴（２４）の寸法又は体積が増加されることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の前記方法。
【請求項８】
インク滴（２４）の寸法又は体積は、先行するトリガーパルスの期間の関数又は他の特性の関数でないことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の前記方法。
【請求項９】
印刷されるべき画素列のインク滴（２４）の寸法が、互いに異なるか又は独立していることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の前記方法。
【請求項１０】
一連の異なる滴寸法が非線形であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の前記方法。
【請求項１１】
関連付けられた色強度がゼロでインク滴が無い画素に対して如何なる場合でも、プレースホルダー信号が発せられるが、滴の誘発を引き起こすための色の強度としては十分に弱いが、もしゼロの色強度が一つ又は多数のインク滴に相当する画素と関連付けなければ、印刷しない予備信号又は中間信号が、この画素列のトリガーパルスの前又は間の何れにも存在しないことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリントヘッドを作動させるための方法を対象とする。前記インクジェットプリントヘッドは、少なくとも一つの印刷システムを有する。印刷システムは、インクチャンバのインプリントされるべき基板に対向する側にノズルを有している。前記インクチャンバは、ダイヤフラムによって、少なくとも領域内に、好ましくは前記プリント基板と反対側に向く領域内に、仕切られている。インクがリザーバからインクチャンバに引き込まれるように、前記ダイヤフラムは、該ダイヤフラムに機械的に結合された圧電素子を電気的に駆動することによってインクチャンバから離れる方に移動可能である。そして、インク滴がノズルから排出されるように、ダイヤフラムがインクチャンバ内に移動可能である。そこでは、インクチャンバ、ダイヤフラム、圧電素子、及びそれらの電気的制御システムで構成された印刷システムは、高いエネルギーで作動されるとき、共鳴を示す固有振動数で加振されて振動する振動可能な構造を呈する。すなわち、周期Ｔ＝１／ｆresでの振動は、ほとんど減衰がなく、そこでは、画素毎に、ゼロ、一つ、二つ、又はそれ以上の一連のインク滴が、時間間隔Ｔdrop＝１／ｆdropで同じノズルから連続的に排出可能であるので、印刷されるべき画素の明るさは、変化させられる。
【背景技術】
【０００２】
公知のインクジェット印刷システムが図１から図４に図示されている。インクジェットプリントヘッド１の外部の機械的構成は、図１に表わされている。インクジェットプリントヘッドの中央領域は、細長いプレート２を形成し、その端面側のプレート２の端部領域５に調節及び／又は固定用の孔３，４及び／又は固定ピンを備える。
【０００３】
調節及び固定のために用いられるこれらの両端部領域５の間に、プレート２の好ましくは厚板の中間部６が配置され、そこでは、インプリントされるべき基板の方向にインク滴を供給するための複数のノズル８が、インプリントされるべき基板に面するプレート２の平坦面７内に開口している。平坦面７の領域では、ノズル８を備えるプレート２の中間部６が、隣接する両端部領域５に対して隆起され得るので、端部領域５を超えて突出する固定螺子の頭部９が印刷されるべき基板に接触しない。
【０００４】
図２に断面で示された機構は、プレート２の反対側に配置された平坦面１０上のプレート２の中間部６の領域内に延びている。ノズル８と関係付けられた印刷システム１１が各ノズルの後ろに配置されていることが分かる。
【０００５】
各印刷システム１１は、それ自身のインクチャンバ１２を有し、そこから、その場所に開口する単一のノズル８だけがインクを供給される。このインクチャンバ１２は、比較的ずっと小さい断面を有するインクチャンネル１３を介して供給インクリザーバー１４に接続されている。インクチャンバ１２は、インク滴を排出した後、インクチャンネル１３を通じて補充され得る。
【０００６】
インクチャンネル１３がインクチャンバ１２内にその側面から開口しているにもかかわらず、ダイヤフラム１５は、例えばクランプされて、その周縁に沿ってのみ固定され、インクチャンバ１２のノズル８と反対側に配置されている。圧電素子１６の可動部は、ダイヤフラム１５の中央領域でインクチャンバ１２に背を向ける面に固定され、圧電素子は一方で、硬いリアプレート又は硬いリアブロック１７に固定されている。
【０００７】
圧電素子１６に直接的に接続されている制御回路１８を介して、圧電素子は収縮又は膨張を引き起こされ、それは、接続されたダイヤフラム１５に１：１で伝達され、それでインクチャンバ１２内の体積を増加又は減少させる。
【０００８】
インクチャンバ１２がより大きくなれば、インクはインクリザーバー１４から引き出され、インクチャンバ１２内に引き込まれる。インクチャンバ１２がより小さくなったとき、インク滴がノズル８から排出される。その時、その体積の減少が十分に強くパワフルであるので、即ち、十分に大きくて急速であるので、その結果、膨らんだインク滴がノズル８から離れ落ちる。
【０００９】
図３は、数個のみ、好ましくは一つ又は二つのみのインクリザーバー１４の全体が示され、そこには、いずれの場合にも、より多くのインクチャンバ１２が接続されている。
【００１０】
圧電素子１６は、電気的観点から、例えば収縮又は膨張といった機械的反応を起こすために、供給電圧１９に接続されたときに、チャージするキャパシタに相当し得ることが図４において明らかである。それらは、例えば、キャパシタの２つの電気滴端末の短絡によって、又は、異なる電圧のアクティブな適用によって、反転する機械的反応を引き起こすために放電又は充電され得る。
【００１１】
印刷システム１１の全体、即ち、そのインクチャンバ１２、ダイヤフラム１５、圧電素子１６、及び、制御回路１８は、振動可能なシステムを形成する。このシステムの固有振動数ｆresは、印刷システム１１の幾何学的デザイン及びその構成品１２，１５，１６，１８の特性に依拠する。しかしながら、固有振動数ｆresは、計算されなくてもよい。代わりに、十分な高エネルギー作動信号によって振動を引き起こした後、その固有振動数は圧電素子１６の電気的端子で読み取られ得る。この配置で殆ど減衰しない振動が認められ、その周期Ｔresは固有振動数ｆresに反比例する。すなわちｆres＝１／Ｔresである。
【００１２】
この固有振動数ｆresを測定するための測定回路は、非常にシンプルである。圧電素子のためのアクティブ制御回路１８は、分離されたトリガーパルスを発生させるか、又は、一連のトリガーパルスを、長くあいた時間間隔、例えば１秒又は数秒の間隔で発生させる。もし、その信号パターンが制御回路１８からのパルスの放出後又は一パルス毎に強く減衰させられるために振動周期内で固有振動数の振動が既に徐々に減衰していると、制御回路１８と圧電素子１６との接続は、パルスが放出された後に更に遮断されるか、或いは、次のパルス迄、遮断される。その結果、その間、圧電素子１６は、接続された機械的部品とともにそのままにされ、感知できるほどの減衰なしに自由に振動し得る。そのため、複数の測定可能な振動波が互いに連続して続く。この段階で、徐々に減衰する波形の電圧は、圧電素子１６の電極端子で測定可能であり、電気的部品及び機械的部品で構成されたシステム全体の共鳴振動数ｆresと同じ振動数を持つ。
【００１３】
圧電素子での電圧は、動的に測定されるか記録され、例えば、オシログラフかストレージオシロスコープが用いられ、画像表示又は記録はトリガーパルスによって開始させられる。共鳴振動の周期Ｔresは、オシログラフのスクリーン又は蓄積された信号記録のタイムスケール上で読み取られ、共鳴振動数ｆresは、そこから、式ｆres＝１／Ｔresを用いて決定され得る。
【００１４】
画素の濃度を仕上げるために、ｋ個迄のインク滴が画素毎に供給される。
【００１５】
ｎ＝０，１，２，．．．ｋ
連続するインク滴の間の時間間隔Ｔdropは一定とすることができ、例えば、Ｔseq／（ｋ−１）、即ち、全体画像滴列Tseqの一部又はその倍数であり、特に、
Ｔdrop＝Ｔseq×（ｋ−ｎ）／（ｋ−１）である。
【００１６】
ここでｎ＜ｋのインク滴が、画素列毎にプリントされる。
【００１７】
典型的には、各画素列に対して、最初に、減少させられた振幅を持つ信号によって、印刷システム１１の共鳴振動数ｆresで固有振動が引き起こされ、それによって特定される時間分割中に、適切な設定動作によって、固有振動数の周期Ｔres当たりに一つのインク滴が、特に固有振動のほぼ同じ段階の各場合において、供給される。これは、画素列当たりに一つ以上のインク滴に対する如何なる場合においても、次式
Ｔdrop＝Ｔres
が与えられるような方法で作動を伴う。
【００１８】
前記印刷システムは、従って、該システムの固有振動数に従属させられる。この固有振動数は、ある意味では、クロックパルスを形成し、そこで印刷が生じる。しかしながら、このパルス振動数ｆresが比較的遅く、従って、印刷速度を制限することが既に示されている。結果として、順次、画像シーケンス当たりのインク滴の数は、実際のところ、許容可能な制限内で印刷速度を維持するために可能な最大の範囲まで減らされる。しかしながら、その結果、各インク滴は比較的大きな体積を持たなければならず、従って微細なグラデーションが不可能となるため、印刷精度が下がる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記従来技術の不利が、印刷速度を増すとともに或いは同じか改善された印刷速度で色の明るさのグラデーションが改善され得るような方法で一般的方法を改善するという本発明の目的をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この目的は、インク滴が排出されるべきときに正確に作動信号を介して印刷システムにエネルギーが導入されるだけで達成される。
【００２１】
従って、画素列の前に固有振動を引き起こしつつディスペンスすることによって、印刷システムは、その時点で最初にニュートラル状態にある。初めの一滴は、該システムに導入されるエネルギーを最小化するために大きな制御振幅だが短縮されたパルス継続時間で印刷され、そのため、固有振動での励起は無いか最小限で起こり、従って、印刷システムも最初のインク滴の後に次の振動をしないが、その代わり、固有振動の一周期Ｔresより短い範囲内で、好ましくは、固有振動数の周期Ｔresの半分以下の範囲内で、再び止まる。これは、この周期Ｔresのほんの一部の範囲内で次のインク滴のためにトリガーパルスを放つための可能性を開く。その結果として、固有振動数ｆresのクロックパルス内でリズミカルな励振も起きず、そのため、固有振動は複合的に連続するトリガーパルスの過程で増大することができない。むしろ、印刷システムは、各インク滴の後にニュートラル状態に戻る。
【００２２】
時系列の印刷作動信号間の最小の時間間隔Ｔdropがこの印刷システムの共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres＝１／ｆresに等しくないことが有利であることが分かっている。すなわち、
Ｔdrop≠Ｔres
である。
【００２３】
２つの周期の値Ｔdrop≠Ｔresの間にいくらかの安全マージンＴε＝｜Ｔres−Ｔdrop｜≧０を与えることが最良であり、それにより、作動信号が直接連続して続く場合であっても、共鳴振動は励起されないか、或いは、連続する作動信号によっておそらく開始される振動が十分な減衰を受ける。そのような安全マージンは、次式
Ｔε＝｜Ｔres−Ｔdrop｜≧μ×Ｔres
によって定義され得る。ここで０＜μ＜１、特にμ＝１／５、又はμ＝１／４、又はμ＝１／３である。
【００２４】
本発明は、時系列の印刷作動信号間の最小の時間間隔Ｔdropが印刷システムの共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres＝１／ｆresの４分の３に等しいか好ましくはそれより小さいという点において改良される。すなわち、
Ｔdrop≦Ｔres／１．３３
である。これは、μに対してμ＝１／４の値に相当する。
【００２５】
他の設計ルールによれば、時系列の印刷作動信号間の最小の時間間隔Ｔdropは、印刷システムの共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres＝１／ｆresの３分の２に等しいか好ましくはそれより小さいという点において改良される。すなわち、
Ｔdrop≦Ｔres／１．５
である。これは、μに対してμ＝１／３の値に相当する。
【００２６】
他の設計ルールによれば、時系列の印刷作動信号間の最小の時間間隔Ｔdropは、印刷システムの共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres＝１／ｆresの２分の１に等しいか好ましくはそれより小さいという点において改良される。すなわち、
Ｔdrop≦Ｔres／１．６６
である。これは、μに対してμ＝２／５の値に相当する。
【００２７】
他の設計ルールによれば、時系列の印刷作動信号間の最小の時間間隔Ｔdropは、印刷システムの共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres＝１／ｆresの２分の１に等しいか好ましくはそれより小さいという点において改良される。すなわち、
Ｔdrop≦Ｔres／１．７５
である。これは、μに対してμ＝３／８の値に相当する。
【００２８】
他方、時系列の印刷作動信号間の最小の時間間隔Ｔdropは任意に小さくすることはでない。なぜなら、そうでなければ、連続するインク滴の何れかが、それらの飛行中に合体するか、いずれのインク滴も全くノズルから落下しないだろう。従って、下記
Ｔdrop≧ν×Ｔres
が適用されるべきである。ここで、０＜ν＜１、特にν＝１／５、又はν＝１／４、又はν＝１／３である。
【００２９】
本発明は、例えば、時系列の印刷作動信号間の最小の時間間隔Ｔdropが、印刷システムの共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres＝１／ｆresの３分の１に等しいか好ましくはそれより大きいということを提供する。すなわち、
Ｔdrop≧Ｔres／４
である。これは、νに対してν＝１／４の値に相当する。
【００３０】
従って、本発明は、時系列の印刷作動信号間の最小の時間間隔Ｔdropが、印刷システムの共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres＝１／ｆresの３分の１に等しいか好ましくはそれより小さいということを提供する。すなわち、
Ｔdrop≧Ｔres／３
である。これは、νに対してν＝１／３に相当する。
【００３１】
さらなる利点は、時系列の印刷作動信号間の最小の時間間隔Ｔdropが印刷システムの共鳴固有振動数ｆresの振動周期Ｔres＝１／ｆresの１０分の４に等しいか好ましくはそれより小さいということに起因する。すなわち、
Ｔdrop≧Ｔres／２．５
である。これは、νに対してν＝２／５の値に対応する。
【００３２】
上記の定義に基づいて、μとνに対して下記
μ＋ν≦１
が適用されなければならない。
【００３３】
最適な結果は、先行するトリガーパルスによって引き起こされる共鳴振動がちょうど半周期完了した時に、その位置からかなり近い位置で後続のトリガーパルスが発生する時に達成され得る。その理由は、新しいトリガーパルスは先行するトリガーパルスに対して非周期的であり、ある意味で反対に作用する。すなわち、理想的にはそれを抑制する。これは、下記ディメンショニング
Ｔdrop＝Ｔres／２
によって最適に達成される。
【００３４】
実際には、ここから僅かに外れる値もよい結果を与えることが示されている。すなわち、
０．４×Ｔres＜Ｔdrop＜０．６×Ｔres
又は特に、
０．４５×Ｔres＜Ｔdrop＜０．５５×Ｔres
である。
【００３５】
このような作動は、従って、連続するトリガーパルスのエネルギーが付加的に重ね合わされる、即ち、それらは更に共鳴振動を増加させる、従来技術の慣用と異なる。対照的に、本発明においては、連続するトリガーパルスのエネルギーは、減ずるように重ね合わされる。即ち、それらは、各々の共鳴振動を抑制する。言い換えると、従来技術では共鳴振動が促進されるのに対し、本発明の目的は、共鳴振動を抑えることである。
【００３６】
本発明による方法の一つの有利な副次的効果は、滴の頻度が少なくとも２倍になり、そして更に増加することも可能であることである。結果として、多数の滴が各画素に対して供給され得る。
【００３７】
本発明によれば、インク滴の寸法又は体積が、先行するトリガーパルスの継続時間又は他の特性の関数ではないことが更に与えられる。このようにして、各画素に対する多重インク滴だけでなく、異なる寸法の滴でさえも作り出され得る。
【００３８】
印刷されるべき画素列のインク滴の寸法又は体積は、従って、互いに異なり、及び／又は、独立したものとし得る。
【００３９】
本発明は、異なる滴寸法の列が非線形になるような改良を許容する。その列は、例えば８：４：２：１のように、対数で表わすことができる。そのようなシステムとともに、最大体積Ｖmaxと最小体積Ｖminとの間の滴寸法、例えばＶmax＝１５×Ｖminが作り出されることが明らかである。７×Ｖminの画素当たりのインク量に対して、一滴の其々の寸法が４×Ｖmin、２×Ｖmin、及び１×Ｖminの滴を作り出すことが必要であろう。１２×Ｖminの画素当たりのインク量は、一滴の其々の寸法が８×Ｖmin及び４×Ｖmin等によって作り出される。
【００４０】
一つのインク滴の寸法又は体積は、トリガーパルスの振幅を増加させることによって、増加され得る。ダイヤフラム１５は、従って更に湾曲させられ、より大きな体積のインクが移動させられる。
【００４１】
インク滴の寸法または体積を増加するための他のオプションは、トリガーパルスの全体の継続時間又はトリガーパルスの水平段階の継続時間を増加させることである。これは、離れ落ちつつあるインク滴が、より多くの量のインクを獲得することを可能にする。
【００４２】
インク滴の寸法又は体積は、トリガーパルスの立ち上がりエッジ及び／又は立下がりエッジの継続時間を増加することによっても増加され得る。その機構は、従って、作動信号に従うためのより多くの時間が与えられ、更により多くの量のインクが動かされ、最終的により大きな滴の形態で離れ落ちる。
【００４３】
最後に、本発明の教示によれば、関連付けられた色の強さがゼロであってインク滴無しに相当する画素に対するいずれの場合にも、プレースホルダー信号が放出されるが、それは滴の発射を引き起こすための強度としては弱すぎる。しかしながら、ゼロの色の強さが、一つ又は多重のインク滴に対応する画素と関連付けらなければ、印刷を行わない予備信号又は中間信号が、この画素列のトリガーパルスの前又はその間の何れにも存在しない。一方、結果として、印刷速度は、不必要な中間信号によっては減らされない。他方、過度でないエネルギーが消費され、それは特に、プリントヘッドを加熱するので不正確な結果となり得るし、最後に、理想的なケースでは、共鳴固有振動の所望の抑圧のために追加の信号が必要とされないような方法で、連続するトリガーパルスが互いに対して最適に設定される。
【００４４】
本発明に基づく更なる特徴、詳細、利点、及び効果は、下記に示す図面を参照して、下位請求項及び本発明の好ましい実施形態の下記説明によって生じる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１ａ−ｃ】インクジェットプリントヘッドの様々な面を示す。
【図２】図１のインクジェットプリントヘッドの印刷システムを示す縦断面である。
【図３】図１のインクジェットプリントヘッドのインクチャンバーシステムを示す概略図である。
【図４】図１のインクジェットプリントヘッドの電子制御システムを示す概略図である。
【図５】図１の印刷システムのための従来の作動信号の種々の経時変化とそれに比例する圧電素子の偏向信号を示す。
【図６】図１の印刷システムのための本発明による作動信号の経時変化を示す。
【図７】滴寸法又は滴体積を変えるための制御信号に影響を与えるためのオプションを示し、“+”は滴寸法を増加する影響に対応し、“−”は減少する影響に対応する。
【図８】異なる体積を持つ多数の滴を重ね刷りすることにより、インク量を変えるオプションを図示するために、本発明による一連のトリガーパルスの例として径時変化を示す。
【図９】従来の画素例としての経時変化を示し、全てのトリガーパルスが同じサイズ及び同じ長さを有し、全てのインク滴が同じ体積を有している。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
インクジェットプリンタヘッド１のデザイン及びその印刷システム１１のデザインは、図１乃至図４を参照して既に詳細に記述した。
【００４７】
そのような印刷システムの操作の従来モードは、図５に示されている。ダイヤフラム１５に結合された圧電素子１６の部分の変位ｘ又は−ｘが、図中にグラフ２０として示されている。その信号の上の線は、圧電素子１６又はダイヤフラム１５の一種のゼロ位置に相当する。インクチャンバ１２は、インクで完全に満たされている。その底には、圧電素子１６又はダイヤフラム１５がインクチャンバ１２から離れる偏差がプロットされており、それは前記インクチャンバ内の体積Ｖの増加をもたらす。体積の増加ΔＶは、インクチャンバ１２又は該インクチャンバ全体に広がるダイヤフラム１６のベース表面積Ｆを乗じたダイヤフラム１６の偏差Δｘにほぼ等しい。
【００４８】
ΔＶ＝Ｑ×Δｘ
変位−ｘは、図５に縦座標に沿って示されている。すなわち、インクチャンバ１２の方へのダイヤフラム１６の変位がその最上部に示されている。従って、グラフ２０が上昇するにつれて、ダイヤフラム１６は、値｜Δｘ｜だけチャンバ１２に近づくので、体積｜ΔＶ｜＝Ｑ×｜Δｘ｜だけ体積が減少する。いいかえると、−Δｘは、−ΔＶに対応し、その最上部にプロットされる。
【００４９】
時間ｔは、図５の横座標に示されている。
【００５０】
最初のパルス２１はｔ＝０で始まる。図５の偏差２１は、下方を向いている。すなわち、Δｘがより大きくなり、従ってインクチャンバ体積Ｖが増加し、量ΔＶのインクがインクチャンバ１２に吸い込まれる。
【００５１】
しかしながら、偏差２１は、吸込み体積ΔＶが滴の体積Ｖdropより小さい範囲迄は起こらない。すなわち、
ΔＶ＜Ｖdrop
である。
【００５２】
その結果、その後にダイヤフラム１６が揺れ戻るときに、ノズル８を通じて押し出されるインク滴はなく、その代わりにインク表面がノズル８を通じて外側に膨れるだけで、離れ落ちない。
【００５３】
この高エネルギー量のために、しかしながら、印刷システム１１では共鳴振動数での固有振動が引き起こされ、図示例では、共鳴固有振動の周期Ｔres＝１／ｆresがほぼ１５μｍである。
【００５４】
次のパルス２２は、多数のインク滴２４を排出するために、一定のタイムグリッドで続いて生成される。図５における次のパルス２２の各々は、立ち下がりエッジで構成され、その間、インクチャンバ１２内のインク体積Ｖは体積ΔＶだけ増加し、ここでは下記
ΔＶ＝Ｖdrop
が与えられる。
【００５５】
次のパルス２２の短い安定期２３の間、インクが、インクリザーバー１４から、インクチャンネル１３を通じて、問題の印刷システムのインクチャンバ１２内へ流れる。
【００５６】
ダイヤフラム１６は、続いて、その開始位置に揺れ戻り、インクチャンバ１２内の体積Ｖは、ΔＶだけ減少する。しかしながら、このインク量は、インク滴の体積Ｖdropに相当し、インク滴は、最終的にノズル８の他の側に離れ落ちる。
【００５７】
このような“発射”周期（その間にインクがインクチャンバ１２に引き込まれ、続いて、ダイヤフラム１６の次の吸入動作が始まるまでノズル８を通じて排出される。）は、印刷システム１１の固有振動の周期Ｔresに相当するため、各周期が固有振動と同じ位相位置で始まる。
【００５８】
最大限ほぼ５０μｍであるべき全体の画素列の周期Ｔseqのため、従って画素列当たり最大３滴のインク滴２４だけが供給され得る。加えて、その体積は全てのインク滴２４にとってほぼ同じであるため、その結果、一画素の色の強さＩＦは粗い格子でのみ、即ち、ステップでのみ変化され得る。
【００５９】
ＩＦ＝０×Ｉ０；
ＩＦ＝１×Ｉ０；
ＩＦ＝２×Ｉ０；
ＩＦ＝３×Ｉ０；
ここでＩ０は、問題の寸法の単色滴の色の強度に対応する。
【００６０】
従って、これは、２ビット：００＝０；０１＝１；１０＝２；１１＝３によって表示可能である一つの情報に対応する、最大４つの異なる値を含む。
【００６１】
これは、インクジェットプリンタにとっては一般的かもしれないが、良い結果を示さない。その理由は、例えば、カメラによって記録される画像の画素の強さの値は、例えば、画素又は色当たり１６の異なる色の強さ（４ビット）、又は６４の色の強さ、又は１２８若しくは２５６の色の強さで、ずっと微細な解像度を有する。
【００６２】
インクジェットプリンタを用いる印刷で、制限された印刷速度と色の強さの非常に制限された解像度に関する上述の問題を解決するため、本発明は、それ以外は同じプリントヘッド１及び同じ印刷システム１１を用いて、図６に示された作動方法を提案する。
【００６３】
この方法は、共鳴振動数ｆresを持つ印刷システム１１の固有振動に従わないというコンセプトに基づいており、むしろ、そのようなものを避けることにより、該システムがその固有振動で全く励起させられないので、各インク滴２４は印刷システム１１の振動数と同期して供給されることはなく、その代わり時間内の任意時点で理論的に供給され得る。
【００６４】
本発明は、共鳴振動数ｆresを持った印刷システム１１の固有振動数を避けるための幾つかの手段を提供する。
【００６５】
最初に、本発明による方法では、実際のプリントパルス２２´に先行する励起パルス２１´が完全に欠けている。
【００６６】
従って、如何なる場合にも、最初のプリントパルス２２´は、静止しているダイヤフラム１６に遭遇し、定義された条件が印刷システム１１に優先し、最初のインク滴２４が高精度で供給される。
【００６７】
固有振動を避けるための別の手段は、安定期２３´を短くすることである。従来技術では、安定期２３の時間Ｔplatは上昇する傾斜又は下降する傾斜の時間Ｔrising、Ｔfallingより大きく、次式
Ｔplat＜Ｔrising
Ｔplat＜Ｔfalling
で与えられる。
【００６８】
これは、上昇又は下降する傾斜の傾きをほぼ一定を保って、最大偏差ΔＸmaxを増加することによって達成される。同じインク体積ΔＶを吸い込むために要求される時間Ｔplatは、従って短縮され得る。その理由は、インクチャンバ１２とインクリザーバー１４との間のより高い異なる吸引圧力によって、流速が増加させられるからである。
【００６９】
その結果、次の関係
Ｔfalling＋Ｔplat＋Ｔrising＜Ｔres／４
特に、
Ｔfalling＋Ｔplat＋Ｔrising＜Ｔres／５
が得られる。
【００７０】
この手段の結果として、そのような個々の波のスペクトルは、依り高い振動数の側へシフトさせられるので、共鳴振動数ｆresから外れたずっと大きな振動数を持っている。その結果、共鳴振動数ｆresは、ここでは引き起こされない。
【００７１】
印刷システム１１における共鳴固有振動を避けるための他の手段は、特に次式が与える方法で、インク滴の排出のための周期Ｔdropの時間を更に減らすことである。すなわち、
Ｔdrop≦Ｔres／１．５
である。
【００７２】
結果として、そのスペクトルには、ｆresでのスペクトル成分がなく、そのため、固有振動の励起も無い。
【００７３】
更に、Ｔdrop＝Ｔres／２の周期時間のために、例えば、次のプリントパルスによって、振動数ｆresの固有振動が、場合により予め引き起こされ、非周期的な位相位置によって再び消される。
【００７４】
他方、前記周期時間も、短くなり過ぎないようにすべきで、そうすることで、飛行段階の連続するインク滴は、互いに離れた状態を保ち、飛行中に互いに制御不能に結合しない。さもなければ、ノズル８から引き出された滴２４の寸法が、所望の体積と異なってしまうからである。これを確実にするため、本発明は、次の不等式
Ｔdrop≧Ｔres／３
が観測されることを推奨する。
【００７５】
そのようなプリントヘッド１又はプリントシステム１が本発明による方法に特に適しており、そこでは、インクチャンバ１２を少なくとも部分的に仕切るダイヤフラム１５の移動が圧電素子１６によってもたらされる。圧電素子の作動方向は、通常、ダイヤフラム１５に対して垂直方向に向けられている。しかしながら、この種の様々な圧電プリントヘッドがあり、それらは、ノズル８の位置及び長さ方向に関して、特にダイヤフラム１５及びそれに作用する圧電素子１６の構造に関して異なっている。
【００７６】
専門用語で“ピストンシュータ”と称される配列では、ダイヤフラム１５は、ノズル８と圧電素子１６との間に配置され、圧電素子の作動方向は、ノズル８の長さ方向と一致するか平行である。
【００７７】
いわゆる“サイドシューター”では、ダイヤフラム１５は、インクチャンバ１２の横、いわばノズル８の隣、に配置される。ダイヤフラム１５はノズル方向に平行であるかもしれないが、圧電素子１６の作動方向は、ノズル８の長手方向に垂直であるため、排出される滴２４は、圧電素子１６の作動の方向に対して９０°で移動する。
【００７８】
さらに、いわゆる“シェアドウォール（共有壁）”配列もあり、そこでは、圧電素子１６による押圧が、横方向に配置されたダイヤフラムに対して両側から、好ましくは反対方向から、発生する。しかしながら、ノズル８の長手方向及び該ノズルを抜け出る滴２４の方向は、圧電素子１６の作動方向の共有ラインに関して、互いに９０°ずらされている。
【００７９】
本発明は、多くの利点を提供する。
【００８０】
発射信号の時点は、前の信号又は振動と無関係である。なぜなら、振動が静止している時に発射が起きるからである。如何なる場合でも、ゼロの色強度が、インク滴無しに対応する画素と関係する時、プレースホルダー信号が発せられ、それは、従来技術において前もって発せられた信号と同様であり、滴の誘発を引き起こすための強度としては非常に弱い。そのようなプレースホルダー信号は、非使用段階で最適な粘度で、インクチャンバ１２内のインクを印刷準備状態に維持する目的ためのみに用いられるべきである。加えて、先行する作動信号からの残留固有振動は、その作動が非周期的に、即ちＴdrop＝Ｔres／２に対して生じる時に、抑えられる。
【００８１】
本発明による方法を用いることによって、互いに独立の異なる滴寸法を有する連続したインク滴２４が得られ、それらは互いに影響し合わない。
【００８２】
其々の場合における滴寸法は、
−プリントパルスの立ち上がりエッジ及び／又は立ち下がりエッジの持続時間（エッジが急なほど滴寸法が小さい）、及び／又は、
−プリントパルスの全期間（プリントパルスが短いほど滴寸法が小さい）、及び／又は、
−プリントパルスの増幅又は大きさ（滴は増幅が小さいほど小さい）、
のみの関数であって、
其々逆の場合に、即ち、より大きな滴寸法は、其々の反対の方法によって得られる。
【００８３】
上記のパラメータを変えることによって、多重プリントパルスによって一画素を作るための単一列で、中間の色の強さの値を得るために異なる寸法及び体積を有する多数の滴２４を排出することが可能である。
【００８４】
対照的に、滴寸法は、制限された範囲に対してのみノズルの直径の関数である。なぜなら、発射中の滴／メニスカスサイズは、振動しておらず、ノズルホイールによって範囲を定められ、その代わりにパルスのエネルギーの完全な関数である。現在の従来技術では、ノズルの直径は、滴寸法の決定要素である。
【００８５】
加えて、本発明では、排出された滴２４は非常に安定し且つ正確である。
【００８６】
滴の最高速度は、より小さくなる。メインの滴の隣、前、後ろに、望ましくない付随滴はない。
【００８７】
本発明に従う方法を用いれば、従来技術よりずっと高い発射振動数が可能であり、同時に、正確さを増すとともに滴寸法を可変とすることができる。振動数はほぼ１００％からほぼ２００％迄増加され得るとともに、同時に、より微細なグレーグラデュエーションを得ることができる。
【００８８】
高粘度（インク）流体での印刷のための節約はほぼ５〜１０％である。
【符号の説明】
【００８９】
１  インクジェットプリントヘッド
２  プレート
３  固定孔
４  固定孔
５  端部領域
６  中間部
７  平坦面
８  ノズル
９  スクリューヘッド
１０  平坦面
１１  印刷システム
１２  インクチャンバ
１３  インクチャンネル
１４  インクリザーバー
１５  ダイヤフラム
１６  圧電素子
１７  リアブロック
１８  制御回路
１９  供給電圧
２０  グラフ
２１  最初のパルス
２２  次のパルス
２３  安定期
２４  滴
【図１ａ−ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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