(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出装置のアクチュエータに、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分と、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ及びエネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジを有する非液滴発射部分とを含むマルチパルス波形を印加するステップと、
前記液滴吐出装置に、前記少なくとも１つの駆動パルスに応答して流体の液滴を吐出させるステップと、
を含み、
前記マルチパルス波形の前記非液滴発射部分は、第１の位置に前記ジェット直進化エッジを含み、その後の第２の位置に前記少なくとも１つの打ち消しエッジを含み、前記第１の位置から前記第２の位置までの時間間隔が打ち消しエッジ遅延であり、前記ジェット直進化エッジのピーク電圧は、前記少なくとも１つの打ち消しエッジのピーク電圧より大きくなく、前記少なくとも１つの打ち消しエッジの前記ピーク電圧は、前記液滴発射部分の前記少なくとも１つの駆動パルスのピーク電圧よりも小さいことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記液滴のほぼ離脱時に、前記液滴直進化機能を有する前記ジェット直進化エッジを前記アクチュエータに印加して、流体のメニスカスが凸形状を有するように、又は前記液滴吐出装置のノズルに対して突出するようにする、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
液滴吐出装置のアクチュエータに、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分と、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ及びエネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジを有する非液滴発射部分とを含むマルチパルス波形を印加するステップと、
前記液滴吐出装置に、前記少なくとも１つの駆動パルスに応答して流体の液滴を吐出させるステップと、
を含み、
前記マルチパルス波形の非液滴発射部分は、該非液滴発射部分の第１の位置に前記少なくとも１つの打ち消しエッジを含み、前記非液滴発射部分のその後の第２の位置に前記ジェット直進化エッジを含む方法。
【請求項４】
前記非液滴発射部分は、前記ジェット直進化エッジ及び２つの打ち消しエッジを含む、請求項１又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記ジェット直進化エッジは、前記少なくとも１つの駆動パルスによって引き起こされた圧力応答波に対してほぼ同相状態の圧力応答波を引き起こし、前記２つの打ち消しエッジは、前記少なくとも１つの駆動パルスによって引き起こされた前記圧力応答波に対してほぼ異相状態の圧力応答波を引き起こす、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記非液滴発射部分は、前記ジェット直進化パルス、前記打ち消しエッジ遅延及び打ち消しパルスを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ジェット直進化エッジのピーク電圧は、前記少なくとも１つの打ち消しエッジのピーク電圧よりも小さく、前記少なくとも１つの打ち消しエッジの前記ピーク電圧は、前記少なくとも１つの駆動パルスのピーク電圧よりも小さい、
請求項３に記載の方法。
【請求項８】
ポンプ室から流体の液滴を吐出するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータに結合された駆動電子機器と、
を備えた装置であって、動作中、前記駆動電子機器は、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分と、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ及びエネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジを有する非液滴発射部分とを含むマルチパルス波形を印加することによって前記アクチュエータを駆動し、前記アクチュエータに、前記少なくとも１つの駆動パルスに応答して流体の液滴を吐出させ、
前記マルチパルス波形の前記非液滴発射部分は、第１の位置に前記ジェット直進化エッジを含み、その後の第２の位置に前記少なくとも１つの打ち消しエッジを含み、前記第１の位置から前記第２の位置までの時間間隔が打ち消しエッジ遅延であり、前記ジェット直進化エッジのピーク電圧は、前記少なくとも１つの打ち消しエッジのピーク電圧より大きくなく、前記少なくとも１つの打ち消しエッジの前記ピーク電圧は、前記液滴発射部分の前記少なくとも１つの駆動パルスのピーク電圧よりも小さいことを特徴とする装置。
【請求項９】
前記液滴のほぼ離脱時に、前記液滴直進化機能を有する前記ジェット直進化エッジを前記アクチュエータに印加して、流体のメニスカスが凸形状を有するように、又は前記液滴吐出装置のノズルに対して突出するようにする、
請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
ポンプ室から流体の液滴を吐出するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータに結合された駆動電子機器と、
を備えた装置であって、動作中、前記駆動電子機器は、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分と、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ及びエネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジを有する非液滴発射部分とを含むマルチパルス波形を印加することによって前記アクチュエータを駆動し、前記アクチュエータに、前記少なくとも１つの駆動パルスに応答して流体の液滴を吐出させ、
前記マルチパルス波形の非液滴発射部分は、該非液滴発射部分の第１の位置に前記少なくとも１つの打ち消しエッジを含み、前記非液滴発射部分のその後の第２の位置に前記ジェット直進化エッジを含む、装置。
【請求項１１】
前記非液滴発射部分は、前記ジェット直進化エッジ及び２つの打ち消しエッジを含む、請求項８又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ジェット直進化エッジは、前記少なくとも１つの駆動パルスによって引き起こされた圧力応答波に対してほぼ同相状態の圧力応答波を引き起こし、前記２つの打ち消しエッジは、前記少なくとも１つの駆動パルスによって引き起こされた前記圧力応答波に対してほぼ異相状態の圧力応答波を引き起こす、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
インクジェットモジュールを備えたプリントヘッドであって、前記インクジェットモジュールは、
ポンプ室から流体の液滴を吐出するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータに結合された駆動電子機器と、
を含み、動作中、前記駆動電子機器は、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分と、液滴直進化機能を有する少なくとも１つのジェット直進化エッジ及びエネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジを有する非液滴発射部分とを含むマルチパルス波形を印加することによって前記アクチュエータを駆動し、前記アクチュエータに、前記少なくとも１つの駆動パルスに応答して流体の液滴を吐出させ、
前記マルチパルス波形の前記非液滴発射部分は、第１の位置に前記ジェット直進化エッジを含み、その後の第２の位置に前記少なくとも１つの打ち消しエッジを含み、前記第１の位置から前記第２の位置までの時間間隔が打ち消しエッジ遅延であり、前記ジェット直進化エッジのピーク電圧は、前記少なくとも１つの打ち消しエッジのピーク電圧より大きくなく、前記少なくとも１つの打ち消しエッジの前記ピーク電圧は、前記液滴発射部分の前記少なくとも１つの駆動パルスのピーク電圧よりも小さいことを特徴とするプリントヘッド。
【請求項１４】
前記液滴のほぼ離脱時に、前記液滴直進化機能を有する前記少なくとも１つの前記ジェット直進化エッジを前記アクチュエータに印加して、流体のメニスカスが凸形状を有するように、又は前記プリントヘッドのノズルに対して突出するようにする、
請求項１３に記載のプリントヘッド。
【請求項１５】
インクジェットモジュールを備えたプリントヘッドであって、前記インクジェットモジュールは、
ポンプ室から流体の液滴を吐出するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータに結合された駆動電子機器と、
を含み、動作中、前記駆動電子機器は、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分と、液滴直進化機能を有する少なくとも１つのジェット直進化エッジ及びエネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジを有する非液滴発射部分とを含むマルチパルス波形を印加することによって前記アクチュエータを駆動し、前記アクチュエータに、前記少なくとも１つの駆動パルスに応答して流体の液滴を吐出させ、
前記マルチパルス波形の非液滴発射部分は、該非液滴発射部分の第１の位置に前記少なくとも１つの打ち消しエッジを含み、前記非液滴発射部分のその後の第２の位置に前記少なくとも１つの前記ジェット直進化エッジを含む、プリントヘッド。
【請求項１６】
前記非液滴発射部分は、１つのジェット直進化エッジ及び２つの打ち消しエッジを含む、
請求項１３又は１５に記載のプリントヘッド。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの打ち消しエッジは、前記少なくとも１つの駆動パルスによって引き起こされた１又は２以上の圧力応答波に対してほぼ異相状態の１又は２以上の圧力応答波を引き起こす、
請求項１３又は１５に記載のプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液滴吐出に関し、具体的には、メニスカス制御機能のためにマルチパルス波形を使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置は、様々な目的で使用されており、様々な媒体に画像を印刷するために最もよく使用されている。液滴吐出装置は、インクジェット又はインクジェットプリンタと呼ばれることが多い。ドロップオンデマンド式液滴吐出装置は、柔軟かつ経済的であることを理由に多くの用途で使用されている。ドロップオンデマンド装置は、通常は単一又は複数のパルスを含むことができる電気波形である特定の信号に応答して、１又は２以上の液滴を吐出する。マルチパルス波形の異なる部分を選択的に有効化して液滴を生成することができる。
【０００３】
通常、液滴吐出装置は、流体供給源からノズル通路までの流体通路を含む。ノズル通路は、液滴が吐出されるノズル開口部で終端する。各インクジェットは、エジェクタ（又はジェット）の長さを通じて伝播する音波の共振周期の逆数に関連する固有周波数を有する。ジェットの固有周波数は、ジェット性能の多くの面に影響を与えることができる。例えば、ジェットの固有周波数は、一般にプリントヘッドの周波数応答に影響を与える。通常、ジェット速度は、ジェットの固有周波数よりも実質的に低い周波数から固有周波数の約２５％までの周波数範囲にわたってほぼ目標速度を保つ。周波数がこの範囲よりも高くなると、ジェット速度は、増加する量によって変化し始める。この変化は、前回の（単複の）駆動パルスからの残留圧力及び流れによって部分的に引き起こされる。これらの圧力及び流れは、現在の駆動パルスと相互作用して建設的干渉又は相殺的干渉のいずれかを引き起こすことがあり、これによってそれ以外の場合よりも液滴が高速又は低速で発射されるようになる。
【０００４】
１つの従来のインクジェット方式は、打ち消しパルスが後続するパルス列を使用する。打ち消しパルスは、結果として得られる圧力パルスが前回のパルスからの残留圧力と位相ずれしてノズルに到達するようにタイミングを合わせた短縮パルスである。ジェットが支配的な共振周波数を有する場合、打ち消し機能は、共振周期Ｔｃを単位にしてタイミングを合わせられる。
【０００５】
液滴吐出装置は、持続的に液滴を生成し、必要量の液滴を取得し、材料を正確に送出し、所望の送出率を実現する必要がある。ターゲットに対する液滴着弾誤差は、ターゲット上の画像品質を低下させる。図１に、異なるタイプの液滴着弾誤差を示す。ノズルプレート１１０を通じ、ターゲットに向けて液滴１２１が発射される。垂直線１７１は、理想的な一直線の液滴軌道を表す。しかしながら、ターゲットに対してノズル位置がずれることによってノズル誤差１４１が生じる。垂直線１８０は、ノズルからターゲットまでの一直線の液滴軌道を表し、この線はノズルプレート１１０に直交する。垂直線１８０と実際の液滴の軌道１９０との間に形成される角度シータは、ジェット軌道誤差１５１を表す。総液滴着弾誤差１６１は、ノズル配置誤差とジェット軌道誤差とを組み合わせたものに等しい。
【０００６】
以下の添付図面の図に、本発明を限定ではなく一例として示す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来の方法による、ターゲットに対するインクジェットプリントヘッドのノズルプレートの側面断面図である。
【図２】一実施形態によるインクジェットシステムのブロック図である。
【図３】一実施形態による圧電インクジェットプリントヘッドである。
【図４】一実施形態による、基板上にインク液滴を吐出して画像をレンダリングする圧電ドロップオンデマンド式プリントヘッドモジュールを示す図である。
【図５】一実施形態による、隣接する流路に対応する一連の駆動電極の上面図である。
【図６】一実施形態による、メニスカス制御のためのマルチパルス波形を用いて少なくとも１つの液滴吐出装置を駆動する処理のフロー図である。
【図７】従来の方法による、尾部８０６がノズル開口部８０８の片側に移動する引っ込んだメニスカス８０４を示す図である。
【図８】一実施形態による、隆起（すなわち突出）したメニスカス８３４、及びノズル開口部８４０に対して中心に位置する尾部８３６を示す図である。
【図９】一実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形９００を示す図である。
【図１０】別の実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１０００を示す図である。
【図１１】別の実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１１００を示す図である。
【図１２】別の実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１２００を示す図である。
【図１３】別の実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１３００を示す図である。
【図１４】別の実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１４００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書では、マルチパルス波形を用いて液滴吐出装置を駆動する方法、装置及びシステムについて説明する。一実施形態では、アクチュエータを有する液滴吐出装置を駆動する方法が、液滴吐出装置のアクチュエータに、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分と、非液滴発射部分とを含むマルチパルス波形を印加するステップを含む。非液滴発射部分は、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジと、エネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジとを含む。少なくとも１つの駆動パルスは、液滴吐出装置に流体の液滴を吐出させる。
【０００９】
マルチパルス波形は、値をもたらすために多くの機能をまとめて実行する必要がある。これらの機能は、様々な液滴質量を提供すること、全体的な発射周波数を維持すること、サテライト液滴を避けることによって許容できる液滴形成を維持すること、吐出される液滴の直進性を維持すること、液滴を対象媒体（例えば、用紙など）又は指定画素内の基板に確実に到達させること、及び液滴離脱後のメニスカスを制御して安定化することを含むことができる。これらの全ての機能は、波形に対し、潜在的に競合する要求を行う。本設計の波形は、メニスカス制御を強化して液滴形成を改善する。
【００１０】
液滴の発射後にインクジェットに蓄えられる残留エネルギーは、次の液滴の特性に影響を与える可能性がある。全てのジェット状態にわたって液滴の均一性が有益であり、これを何らかの制限内で維持する必要があるとした場合、この蓄えられた残留エネルギーは、プリントヘッドの本来の品質を低下させる恐れがある。実際に、残留エネルギーの影響は、発射周波数に対する速度の依存、隣接ジェットの発射状態が観察ジェットに影響を与えるクロストーク、並びにジェットの直進性及び安定性において液滴離脱時のメニスカス位置がノズル内に引っ込むような望ましくない位置にきて液滴の尾部を側部に移動させることを引き起こし、又はこれらの原因となる。
【００１１】
本出願の波形は、液滴直進化機能及びエネルギー打ち消し機能の両方をもたらす非液滴発射部分を含む。直進化エッジによってもたらされる液滴直進化機能は、液滴離脱時にノズルにおいてメニスカスを隆起させる。これにより、吐出される液滴の軌道が真っ直ぐになる。エネルギー打ち消し機能は、ノズルにおけるメニスカスの動きを減少させる打ち消しエッジ又は打ち消しパルスによってもたらされる。波形のエッジは、波形のほぼ垂直エッジに沿って電圧レベルを急激に増加又は減少させる。
【００１２】
図２は、一実施形態によるインクジェットシステムのブロック図である。インクジェットシステム１５００は、圧電変換器又は熱変換器とすることができる圧力変換器１５１０（例えば、ポンプ室及びアクチュエータ）に電圧を加える電圧源１５２０を含む。インク供給源１５３０は、流体流路１５４０にインクを供給し、この流体流路１５４０が変換器にインクを供給する。変換器は、流体流路１５４２にインクを供給する。この流体流路は、１又は２以上の圧力パルスが十分に大きな場合に、オリフィス又はノズルを有する液滴生成装置１５５０に変換器からの圧力を伝搬して１又は２以上の液滴を生成させる。インクジェットシステム１５００におけるインクレベルは、インク供給源１５３０との流体接続を通じて維持される。液滴生成装置１５５０、変換器１５４０及びインク供給源１５３０は流体接地に結合され、電圧源は電気接地に結合される。
【００１３】
図３は、一実施形態による圧電インクジェットプリントヘッドである。図３に示すように、プリントヘッド１２の１２８個の個々の液滴吐出装置１０（図３には１つしか示していない）は、電源ライン１４及び１５を介して供給され、個々の液滴吐出装置１０の発射を制御する内蔵制御回路１９によって分配される定電圧によって駆動される。外部コントローラ２０は、ライン１４及び１５を介して電圧を供給し、追加ライン１６を介して内蔵制御回路１９に制御データ、論理電力及びタイミングを提供する。個々の液滴吐出装置１０によって噴射されるインクは、プリントヘッド１２の下側を移動する基板１８上に印刷線１７を形成するように送出することができる。シングルパスモードでは、基板１８が固定プリントヘッド１２を過ぎて移動するように示しているが、スキャンモードでは、プリントヘッド１２が基板１８を横切って移動することもできる。
【００１４】
図４に、一実施形態による、基板上にインクの液滴を吐出して画像をレンダリングする圧電ドロップオンデマンド式プリントヘッドモジュールを示す。このモジュールは、インクを吐出できる一連の狭い間隔のノズル開口部を有する。各ノズル開口部には、圧電アクチュエータによってインクを加圧するポンプ室を含む流路が接続される。本明細書で説明する技術と共に他のモジュールを使用することもできる。
【００１５】
図４には、モジュール１００内の単一のジェット構造の流路の断面図を示しており、インクは、供給路１１２を通じてモジュール１００に入り込み、上昇路１０８によってインピーダンス機構１１４及びポンプ室１１６に向けられる。インクは、支持体１２６の周囲を流れた後に、インピーダンス機構１１４内を流れる。インクは、ポンプ室においてアクチュエータ１２２によって加圧され、下降路１１８を通じてノズル開口部１２０に向けられ、ここから液滴が吐出される。
【００１６】
この流路パターンは、モジュール本体１２４内に定められる。モジュール本体１２４は、基部、ノズル部及び膜を含む。基部は、シリコンの基層（シリコン基層１３６）を含む。基部は、供給路１１２、上昇路１０８、インピーダンス機構１１４、ポンプ室１１６及び下降路１１８のパターンを定める。ノズル部は、シリコン層１３２で形成される。一実施形態では、ノズルシリコン層１３２が、基部のシリコン層１３６に融着され、インクを下降路１１８からノズル開口部１２０に向けるテーパ壁１３４を定める。膜は、ノズルシリコン層１３２とは反対側のシリコン基層１３６に融着された薄膜シリコン層１４２を含む。
【００１７】
一実施形態では、アクチュエータ１２２が、約２１ミクロンの厚みを有する圧電層１４０を含む。圧電層１４０は、他の厚みで設計することもできる。圧電層１４０上の金属層は、接地電極１５２を形成する。圧電層１４０上の上部金属層は、駆動電極１５６を形成する。ラップアラウンド接続部１５０は、接地電極１５２を、圧電層１４０の露出面上の接地接点１５４に接続する。電極切断部１６０は、接地電極１５２を駆動電極１５６から電気的に分離する。金属化圧電層１４０は、接着層１４６によってシリコン薄膜１４２に接合される。一実施形態では、接着剤が重合化ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）であるが、他の様々なタイプの接着剤であってもよい。
【００１８】
金属化圧電層１４０は、ポンプ室１１６上の有効圧電領域を定めるように区分化される。具体的には、金属化圧電層１４０は、分離領域１４８をもたらすように区分化される。分離領域１４８では、下降路上の領域から圧電材料が除去される。この分離領域１４８は、ノズルアレイの各側でアクチュエータのアレイを分離する。
【００１９】
図５は、一実施形態による、隣接流路に対応する一連の駆動電極の上面図である。各流路は、狭い電極部分１７０を介して駆動電極接点１６２に接続された駆動電極１５６を有し、駆動電極接点１６２には、駆動パルスを送出するための電気的接続が行われる。狭い電極部分１７０は、インピーダンス機構１１４上に位置し、アクチュエータ１２２の作動する必要がない部分にわたる電流損失を低減する。単一のプリントヘッドダイに複数のジェット構造を形成することができる。一実施形態では、製造中に、複数のダイが同時に形成される。
【００２０】
ＰＺＴ部材又は要素（例えば、アクチュエータ）は、駆動電子機器から印加される駆動パルスに応答してポンプ室内の流体の圧力を変化させるように構成される。一実施形態では、アクチュエータが、ポンプ室を介してノズルから流体の液滴を吐出する。駆動電子機器は、ＰＺＴ部材に結合される。プリントヘッドモジュールの動作中、アクチュエータは、ノズルから流体の液滴を吐出する。一実施形態では、駆動電子機器がアクチュエータに結合され、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分と、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ及びエネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジを有する非液滴発射部分とを含むマルチパルス波形を印加することによってアクチュエータを駆動する。駆動電子機器は、少なくとも１つの駆動パルスに応答して液滴吐出装置（例えば、装置）に流体の液滴を吐出させる。液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジを液滴のほぼ離脱時にアクチュエータに適用して、流体のメニスカスが、凸形状を有し、装置のノズルに対して突出し、又はノズルに向かって移動するようにする。マルチパルス波形の非液滴発射部分は、非液滴発射部分の第１の位置にジェット直進化エッジを含み、その後の非液滴発射部分の第２の位置に少なくとも１つの打ち消しエッジを含む。或いは、マルチパルス波形の非液滴発射部分は、非液滴発射部分の第１の位置に少なくとも１つの打ち消しエッジを含み、その後の非液滴発射部分の第２の位置にジェット直進化エッジを含む。非液滴発射部分は、ジェット直進化エッジ及び２つの打ち消しエッジを含むことができる。ジェット直進化エッジは、少なくとも１つの駆動パルスによって引き起こされた１又は２以上の圧力応答波に対してほぼ同相状態（すなわち、共振状態）にある圧力応答波を引き起こす。２つの打ち消しエッジの圧力応答波は、少なくとも１つの駆動パルスに対してほぼ異相状態（すなわち、反共振状態）にある。
【００２１】
別の実施形態では、プリントヘッドが、対応するポンプ室から流体の液滴を吐出するためのアクチュエータと、このアクチュエータに結合された駆動電子機器とを含むインクジェットモジュールを含む。動作中、駆動電子機器は、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分と、液滴直進化機能を有する少なくとも１つのジェット直進化エッジ及びエネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジを有する非液滴発射部分とを含むマルチパルス波形を印加することによってアクチュエータを駆動する。駆動電子機器は、少なくとも１つの駆動パルスに応答してアクチュエータに流体の液滴を吐出させる。液滴直進化機能を有する少なくとも１つのジェット直進化エッジを液滴のほぼ離脱時にアクチュエータに適用して、流体のメニスカスが凸形状を有するようにする、又は、液滴吐出装置のノズルに対して突出するようにする。マルチパルス波形の非液滴発射部分は、非液滴発射部分の第１の位置に少なくとも１つのジェット直進化エッジを含み、その後の非液滴発射部分の第２の位置に少なくとも１つの打ち消しエッジを含む。別の実施形態では、マルチパルス波形の非液滴発射部分が、非液滴発射部分の第１の位置に少なくとも１つの打ち消しエッジを含み、その後の非液滴発射部分の第２の位置に少なくとも１つのジェット直進化エッジを含む。
【００２２】
非液滴発射部分は、１つのジェット直進化エッジ及び２つの打ち消しエッジを含むことができる。少なくとも１つのジェット直進化エッジは、少なくとも１つの駆動パルスによって引き起こされた圧力応答波に対してほぼ同相状態（すなわち、共振状態）にある圧力応答波を引き起こすことができる。２つの打ち消しエッジの圧力応答波は、少なくとも１つの駆動パルスの（単複の）圧力応答波に対してほぼ異相状態（すなわち、反共振状態）にあることができる。或いは、少なくとも１つのジェット直進化エッジは、少なくとも１つの駆動パルスに対して共振状態にない（例えば、共振からｐｉ／４ずれている）。
【００２３】
図６は、一実施形態による、メニスカス制御のためのマルチパルス波形を用いて少なくとも１つの液滴吐出装置を駆動する処理のフロー図である。一実施形態では、液滴吐出装置を駆動する処理が、ブロック６０２において、少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分（例えば、マルチパルス波形の第１のサブセット）と、非液滴発射部分（例えば、マルチパルス波形の第２のサブセット）とを含むマルチパルス波形を液滴吐出装置のアクチュエータに印加するステップを含む。非液滴発射部分は、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジと、エネルギー打ち消し機能を有する少なくとも１つの打ち消しエッジとを含む。この処理は、ブロック６０４において、液滴吐出装置に、少なくとも１つの駆動パルスに応答して流体の液滴を吐出させるステップをさらに含む。液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジは、液滴がノズルにおける流体から離脱する際のほぼ離脱時にアクチュエータに印加される。ジェット直進化エッジは、液滴吐出装置の流体のメニスカスが凸形状を有するようにする、又は液滴吐出装置のノズルに対して突出するようにする。一実施形態では、メニスカスが凸形状を有するとともにノズルに対して突出する。
【００２４】
マルチパルス波形の非液滴発射部分は、非液滴発射部分の第１の位置にジェット直進化エッジを含み、非液滴発射部分のその後の第２の位置に少なくとも１つの打ち消しエッジを含む。或いは、マルチパルス波形の非液滴発射部分は、非液滴発射部分の第１の位置に少なくとも１つの打ち消しエッジを含み、非液滴発射部分のその後の第２の位置にジェット直進化エッジを含む。非液滴発射部分は、ジェット直進化エッジ及び少なくとも１つの打ち消しエッジ（例えば、１つの打ち消しエッジや、２つの打ち消しエッジなど）を含むことができる。
【００２５】
一実施形態では、ジェット直進化エッジの圧力応答波が、少なくとも１つの駆動パルスの（単複の）圧力波に対して共振状態（すなわち、同相状態）又はほぼ共振状態にある。２つの打ち消しエッジの圧力応答波は、少なくとも１つの駆動パルスの圧力応答波に対してほぼ反共振状態（すなわち、異相状態）にある。ジェット直進化エッジのピーク電圧は、少なくとも１つの打ち消しエッジのピーク電圧未満とすることができ、少なくとも１つの打ち消しエッジのピーク電圧は、少なくとも１つの駆動パルスのピーク電圧未満とすることができる。
【００２６】
別の実施形態では、ジェット直進化エッジの圧力応答波が、少なくとも１つの駆動パルスの（単複の）圧力応答波と共振状態にない。液滴の離脱時間は、ノズルのサイズ及びインクの特性によって影響を受けるので、ジェット直進化エッジのタイミングは、完全に共振に関連するわけではない。
【００２７】
打ち消しエッジ又は打ち消しパルスの各々は、打ち消しエッジ又は打ち消しパルスの圧力応答波が前回の駆動パルスによって引き起こされた圧力応答波に対して異相状態（すなわち、反共振状態）にあることに基づいて液滴を吐出しないように設計される。打ち消しエッジ又は打ち消しパルスは、液滴の吐出を避けるように駆動パルスに比べて低い最大電圧振幅も有する。
【００２８】
方法６００における液滴吐出装置は、波形の第１のサブセット及び第２のサブセットに基づいて液滴を吐出する。方法６００は、プリントヘッドの各液滴吐出装置に波形を印加して実行することもできる。
【００２９】
一実施形態では、液滴吐出装置が、マルチパルス波形のパルス又はさらなるマルチパルス波形のパルスに応答してさらなる流体の液滴を吐出する。波形は、共に連結された一連の区分を含むことができる。各区分は、一定期間（例えば、１〜３マイクロ秒）及び関連するデータ量を含む一定数のサンプルを含むことができる。サンプルの期間は、駆動電子機器の制御ロジックが次の波形区分にわたって各ジェットノズルを有効又は無効にするのに十分な長さである。一実施形態では、波形データが、一連のアドレス、電圧及びフラグビットサンプルとしてテーブルに記憶され、ソフトウェアを用いてこれにアクセスすることができる。波形は、単一サイズの液滴及び様々な異なるサイズの液滴を生成するのに必要なデータを提供する。例えば、波形は、２０キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数で動作し、異なる波形パルスを選択的に有効化することによって３つの異なるサイズの液滴を生成することができる。これらの液滴は、ほぼ同じ目標速度で吐出される。
【００３０】
図７に、従来の方法による、尾部８０６がノズル開口部８０８の片側に移動した引っ込んだメニスカス８０４を示す。液滴吐出装置のアクチュエータに駆動パルスを印加すると、この引っ込んだメニスカス８０４は凹形状を有するようになる。図８には、一実施形態による、隆起（すなわち突出）したメニスカス８３４、及びノズル開口部８４０に対して中心に位置する尾部８３６を示す。液滴吐出装置のアクチュエータに波形の液滴発射部分と非液滴発射部分を印加すると、凸形状を有する隆起（すなわち突出）したメニスカス８３４を生じるようになる。液滴の尾部は、液滴軌道誤差を最小化するようにノズル開口部に対して中心に位置することが望ましい。これにより、画質及び製品品質が向上する。温度が上昇するとメニスカス特性が変化し、ジェットノズルがさらに好ましい対称的な流体湿潤性を有するようになる。直進パルスは、より好ましい湿潤性を提供するようにメニスカスの跳ね返りをさらに変化させる。
【００３１】
図９に、一実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形９００を示す。液滴発射部分９１０（例えば、マルチパルス波形９００の第１のサブセット）は、駆動パルス９２２、９２４、９２６、９２８及び９３０を含む。非液滴発射部分９２０（例えば、マルチパルス波形の第２のサブセット）は、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ９３２と、エネルギー打ち消し機能を有する打ち消しエッジ９４０及び９４２とを含む。駆動パルスは、液滴吐出装置に流体の液滴を吐出させる。期間９２３は、パルス９２２に関連する（単複の）圧力応答波が、パルス９２４に関連する（単複の）圧力応答波と建設的に結び付く、パルス９２２の第１のエッジからパルス９２４の第１のエッジまでの期間である。期間９２５は、パルス９２２の第２のエッジからパルス９２４の第２のエッジまでの期間である。これらの１つの発射パルスから次の発射パルスまでの期間は、ほぼ共振期間とすることができる。この期間は、正確に共振していないこともある。期間９３３は、パルス９３０に関連する（単複の）圧力応答波が、エッジ９３２に関連する（単複の）圧力応答波と建設的に結び付く、パルス９３０の第１のエッジからジェット直進化エッジ９３２までの期間である。反共振期間９３１は、パルス９３０に関連する（単複の）圧力応答波がエッジ９４０に関連する（単複の）圧力応答波と破壊的に結び付く、パルス９３０の第１のエッジから打ち消しエッジ９４０までの期間である。液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ９３２は、液滴のほぼ離脱時にアクチュエータに印加されて、液滴吐出装置の流体のメニスカスが望ましい位置（例えば、ノズル内部の凸形状がノズル外部に向かって移動し、液滴吐出装置のノズルに対して突出した凸形状）を有するようにする。図８Ｂに、好ましいメニスカス位置の一例を示す。
【００３２】
一実施形態では、パルス９３０の第２のエッジからジェット直進化エッジ９３２までの期間がジェット直進化エッジ遅延９３４である。ジェット直進化エッジ９３２から打ち消しエッジ９４０までの期間は打ち消しエッジ遅延９３９である。打ち消しエッジ９４０から打ち消しエッジ９４２までの期間は打ち消しエッジ遅延９４１である。別の実施形態では、直進化エッジが、打ち消しパルスから分離された直進パルスである。（単複の）打ち消しエッジ又はパルスは、直進化エッジ又はパルスの前に発生することもできる。
【００３３】
図１０には、一実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１０００を示す。液滴発射部分１０１０（例えば、マルチパルス波形の第１のサブセット）は、駆動パルス１０１２、１０１４、１０１６及び１０１８を含む。非液滴発射部分１０２０（例えば、マルチパルス波形の第２のサブセット）は、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ１０２２と、エネルギー打ち消し機能を有する打ち消しエッジ１０３０及び１０４０とを含む。駆動パルスは、液滴吐出装置に流体の液滴を吐出させる。ジェット直進化エッジ１０２２は、駆動パルス１０１８の第１のエッジと共振状態で発射される。打ち消しエッジ１０３０及び１０４０は、駆動パルス１０１８の第１のエッジと反共振状態で発射される。液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ１０２２は、液滴のほぼ離脱時にアクチュエータに印加されて、液滴吐出装置の流体のメニスカスが望ましい位置（例えば、ノズル内部の凸形状がノズル外部に向かって移動し、液滴吐出装置のノズルに対して突出した凸形状）を有するようにする。図８Ｂに、好ましいメニスカス位置の一例を示す。
【００３４】
一実施形態では、パルス１０１８の第２のエッジからジェット直進化エッジ１０２２までの期間がジェット直進化エッジ遅延１０２８である。ジェット直進化エッジ１０２２から打ち消しエッジ１０３０までの期間は打ち消しエッジ遅延１０３２である。打ち消しエッジ１０３０から打ち消しエッジ１０４０までの期間は打ち消しエッジ遅延１０３４である。別の実施形態では、直進化エッジが、打ち消しパルスから分離された直進パルスである。（単複の）打ち消しエッジ又はパルスは、直進化エッジ又はパルスの前に発生することもできる。
【００３５】
図１１には、一実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１１００を示す。液滴発射部分１１１０（例えば、マルチパルス波形の第１のサブセット）は、駆動パルス１１１２、１１１４、１１１６及び１１１８を含む。非液滴発射部分１１２０（例えば、マルチパルス波形の第２のサブセット）は、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ１１２２と、エネルギー打ち消し機能を有する打ち消しエッジ１１２４とを含む。駆動パルスは、液滴吐出装置に流体の液滴を吐出させる。ジェット直進化エッジ１１２２は、駆動パルス１１１８の第１のエッジと共振状態で発射される。打ち消しエッジ１１２４は、駆動パルス１１１８の第１のエッジと反共振状態で発射される。液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ１１２２は、液滴のほぼ離脱時にアクチュエータに印加されて、液滴吐出装置の流体のメニスカスが望ましい位置（例えば、ノズル内部の凸形状がノズル外部に向かって移動し、液滴吐出装置のノズルに対して突出した凸形状）を有するようにする。図８Ｂに、好ましいメニスカス位置の一例を示す。
【００３６】
一実施形態では、パルス１１１８の第２のエッジからジェット直進化エッジ１１２２までの期間がジェット直進化エッジ遅延１１２５である。ジェット直進化エッジ１１２２から打ち消しエッジ１１２４までの期間は打ち消しエッジ遅延１１２６である。別の実施形態では、直進化エッジが、打ち消しパルスから分離された直進パルスである。（単複の）打ち消しエッジ又はパルスは、直進化エッジ又はパルスの前に発生することもできる。
【００３７】
図１２には、一実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１２００を示す。液滴発射部分１２１０（例えば、マルチパルス波形の第１のサブセット）は、駆動パルス１２１２、１２１４、１２１６、１２１８及び１２１９を含む。非液滴発射部分１２２０（例えば、マルチパルス波形の第２のサブセット）は、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ１２２２と、エネルギー打ち消し機能を有する打ち消しエッジ１２２４及び１２２６とを含む。駆動パルスは、液滴吐出装置に流体の液滴を吐出させる。打ち消しエッジ１２２４及び１２２６は、駆動パルス１２１９の第１のエッジと反共振状態で発射される。液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ１２２２は、液滴のほぼ離脱時（すなわち、液滴が流体から離脱する時）にアクチュエータに印加されて、液滴吐出装置の流体のメニスカスが望ましい位置（例えば、ノズル内部の凸形状がノズル外部に向かって移動し、液滴吐出装置のノズルに対して突出した凸形状）を有するようにする。図８Ｂに、好ましいメニスカス位置の一例を示す。非液滴発射部分１２２０は、液滴吐出が低速な又は遅い液滴発射部分１２１０のために設計される。
【００３８】
一実施形態では、パルス１２１９の第２のエッジからジェット直進化エッジ１２２２までの期間がジェット直進化エッジ遅延１２３０である。ジェット直進化エッジ１１２２から打ち消しエッジ１２２４までの期間は打ち消しエッジ遅延１２３２である。打ち消しエッジ１２２４から打ち消しエッジ１２２６までの期間は打ち消しエッジ遅延１２３４である。別の実施形態では、直進化エッジが、打ち消しパルスから分離された直進パルスである。（単複の）打ち消しエッジ又はパルスは、直進化エッジ又はパルスの前に発生することもできる。
【００３９】
図１３には、一実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１３００を示す。液滴発射部分１３１０（例えば、マルチパルス波形の第１のサブセット）は、駆動パルス１３１２、１３１４、１３１６及び１３１８を含む。非液滴発射部分１３２０（例えば、マルチパルス波形の第２のサブセット）は、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ１３２２及び１３２４と、エネルギー打ち消し機能を有する打ち消しエッジ１３２６とを含む。駆動パルスは、液滴吐出装置に流体の液滴を吐出させる。打ち消しエッジ１３２６は、駆動パルス１３１９の第１のエッジと反共振状態で発射される。液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジは、液滴のほぼ離脱時にアクチュエータに印加されて、液滴吐出装置の流体のメニスカスが望ましい位置（例えば、ノズル内部の凸形状がノズル外部に向かって移動し、液滴吐出装置のノズルに対して突出した凸形状）を有するようにする。非液滴発射部分１３２０は、液滴吐出が低速な又は遅い液滴発射部分１３１０のために設計される。
【００４０】
一実施形態では、パルス１３１９の第２のエッジからジェット直進化エッジ１３２２までの期間がジェット直進化エッジ遅延１３３０である。ジェット直進化エッジ１３２２からジェット直進化エッジ１３２４までの期間は遅延１３３２である。ジェット直進化エッジ１３２４から打ち消しエッジ１３２６までの期間は打ち消しエッジ遅延１３３４である。打ち消しエッジ又はパルス１３２６は、直進化エッジの前に発生することもできる。
【００４１】
図１４には、一実施形態による、液滴発射部分及び非液滴発射部分を有する波形１４００を示す。液滴発射部分１４１０（例えば、マルチパルス波形の第１のサブセット）は、駆動パルス１４１２、１４１４、１４１６、１４１８、１４２２及び１４２４を含む。非液滴発射部分１４２０（例えば、マルチパルス波形の第２のサブセット）は、液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジ１４２６及び１４２８と、エネルギー打ち消し機能を有する打ち消しエッジ１４３０及び１４３２とを含む。駆動パルスは、液滴吐出装置に流体の液滴を吐出させる。打ち消しエッジは、駆動パルス１４２４の第１のエッジと反共振状態で発射される。液滴直進化機能を有するジェット直進化エッジは、液滴のほぼ離脱時にアクチュエータに印加されて、液滴吐出装置の流体のメニスカスが望ましい位置（例えば、ノズル内部の凸形状がノズル外部に向かって移動し、液滴吐出装置のノズルに対して突出した凸形状）を有するようにする。非液滴発射部分１４２０は、液滴吐出が低速な又は遅い液滴発射部分１４１０のために設計される。
【００４２】
一実施形態では、パルス１４２４の第２のエッジ及びジェット直進化エッジ１４２６からの期間がジェット直進化エッジ遅延１４４０である。ジェット直進化エッジ１４２２から打ち消しエッジ１４２４までの期間は打ち消しエッジ遅延１４４４である。ジェット直進化エッジ１４２６からジェット直進化エッジ１４２８までの期間は遅延１４４２である。ジェット直進化エッジ１４２８から打ち消しエッジ１４３０までの期間は打ち消しエッジ遅延１４４４である。打ち消しエッジ１４３０から打ち消しエッジ１４３２までの期間は遅延１４４６である。（単複の）打ち消しエッジ又はパルスは、直進化エッジ又はパルスの前に発生することもできる。
【００４３】
図９に示すような同じ方向の打ち消しパルス（又は（単複の）打ち消しエッジ）の前には、駆動パルス間の１又は２以上の遅延の電圧レベルと同様の電圧レベルを有する打ち消しエッジ遅延が生じる。図１０及び図１１に示すような反対方向の打ち消しパルス（又は（単複の）打ち消しエッジ）の前には、駆動パルス間の１又は２以上の遅延の電圧レベルとは異なる電圧レベルを有する打ち消しエッジ遅延が生じる。打ち消しエッジ遅延の電圧レベルは、発射パルスと比べると、発射パルス間のバイアスレベル又はレベルに対して逆方向にある。
【００４４】
本開示の波形は、メニスカスの跳ね返りを低減及び／又は排除するようにメニスカス制御が改善された異なる液滴サイズ、並びにジェット軌道誤差及び液滴着弾誤差が縮小された改善された液滴吐出を有利に提供するように、広い範囲の動作周波数に使用することができる。
【００４５】
上記の説明は、例示的なものであって限定的なものではないと理解されたい。当業者には、上記の説明を読んで理解した時点で他の多くの実施形態が明らかになるであろう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲、及びこのような特許請求の範囲が権利を有する同等物の全範囲を参照して決定されるべきである。
【符号の説明】
【００４６】
６０２  少なくとも１つの駆動パルスを有する液滴発射部分（例えば、マルチパルス波形の第１のサブセット）と、非液滴発射部分（例えば、マルチパルス波形の第２のサブセット）とを含むマルチパルス波形を液滴吐出装置のアクチュエータに印加
６０４  液滴吐出装置に、少なくとも１つの駆動パルスに応答して流体の液滴を吐出させる
【図１】
0006301470.tif 000002
【図２】
0006301470.tif 000003
【図３】
0006301470.tif 000004
【図４】
0006301470.tif 000005
【図５】
0006301470.tif 000006
【図６】
0006301470.tif 000007
【図７】
0006301470.tif 000008
【図８】
0006301470.tif 000009
【図９】
0006301470.tif 000010
【図１０】
0006301470.tif 000011
【図１１】
0006301470.tif 000012
【図１２】
0006301470.tif 000013
【図１３】
0006301470.tif 000014
【図１４】
0006301470.tif 000015