(57)【要約】  プリントヘッドからの液滴吐出のために作動要素の第１および第２のグループを駆動するための回路であって、第１および第２のグループの第１の電極に駆動波形を提供するように構成された駆動回路と、第１および第２のグループの第２の電極に互いに対してバイアスを印加するために、第１または第２のグループの第２の電極に電圧オフセットを提供するように構成された電圧オフセット回路とを含む回路。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントヘッドからの液滴吐出のために作動要素の第１および第２のグループを駆動するための回路であって、
前記第１および第２のグループの第１の電極に駆動波形を提供するように構成された駆動回路と、
前記第１および第２のグループの第２の電極に互いに対してバイアスを印加するために、前記第１または第２のグループの前記第２の電極に電圧オフセットを提供するように構成された電圧オフセット回路と
を含む回路。
【請求項２】
前記駆動回路が、前記それぞれの駆動波形の対応する遷移を時間的にオフセットするために、作動要素の異なるセットに印加される前記駆動波形間に時間オフセットを提供するように構成される、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記電圧オフセットが、前記作動要素の第１および第２のグループ間の液滴吐出の不均一性を補償するのに適している、請求項１または２に記載の回路。
【請求項４】
前記電圧オフセットを調整するように構成されたオフセット調整回路を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路。
【請求項５】
前記オフセット調整回路が、前記電圧オフセットの固定成分を生成するための固定回路を有し、および前記電圧オフセット回路が、前記固定成分を前記オフセット調整回路によって提供される調整可能な電圧オフセットと組み合わせるように構成される、請求項４に記載の回路。
【請求項６】
前記駆動回路が、互いから時間においてオフセットされた少なくとも２つの共通駆動波形であって、それぞれが作動要素のセットを駆動するためのものである、少なくとも２つの共通駆動波形を提供するように構成され、および前記駆動回路が、１つまたは複数のスイッチを含み、各スイッチが、前記共通駆動波形のうちの１つをそれぞれのグループに選択的に結合するように構成され、前記駆動回路が、印刷信号に従って前記スイッチを制御するためのコントローラを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の回路。
【請求項７】
印刷画像特性を生成するように構成された処理回路を有し、および前記電圧オフセット回路が、前記印刷画像特性に従って前記電圧オフセットを生成するように構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回路。
【請求項８】
前記印刷画像特性が、アクティブピクセルの数、空間的プロファイル、時間的プロファイルまたはこれらの任意の組合せのいずれかを含む、請求項７に記載の回路。
【請求項９】
前記第１のグループが、前記異なるセットのうちの第１のセットの作動要素を含む、請求項２〜８のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１０】
前記第２のグループが、前記異なるセットのうちの第２のセットの作動要素を含む、請求項２〜９のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１１】
前記第１および第２のグループが、それぞれ前記第１のセットおよび第２のセットの作動要素を含む、請求項１０に記載の回路。
【請求項１２】
１つまたは複数の作動要素ダイを含むプリントヘッドであって、各作動要素ダイが、その上の１つまたは複数のアレイで提供される液滴吐出のための複数の作動要素を有し、前記作動要素の第１の電極が、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の回路の前記駆動回路に結合され、前記作動要素の第２の電極が前記回路の前記電圧オフセット回路に結合される、プリントヘッド。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のアレイのうちのアレイが線形アレイである、請求項１２に記載のプリントヘッド。
【請求項１４】
前記１つまたは複数の作動要素ダイが、それぞれ作動要素の１つまたは複数のグループを含む、請求項１２または１３に記載のプリントヘッド。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の作動要素ダイの各々が、作動要素の少なくとも１つのグループを含む、請求項１３または１４に記載のプリントヘッド。
【請求項１６】
前記１つまたは複数のアレイの各々が、少なくとも１つのグループにおける作動要素を含む、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のプリントヘッド。
【請求項１７】
前記１つまたは複数のアレイの各々が、少なくとも１つのセットにおける作動要素を含む、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載のプリントヘッド。
【請求項１８】
前記作動要素が圧電作動要素を含む、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載のプリントヘッド。
【請求項１９】
請求項１２〜１８のいずれか一項に記載のプリントヘッドを有するプリンタ。
【請求項２０】
プリントヘッドを構成する方法であって、
前記プリントヘッドの作動要素の第１および第２のグループ間の性能の不均一性を決定するステップと、
前記不均一性を補償するための前記作動要素の前記第１のグループに対するグループ補償量を決定するステップと、
前記グループ補償量を提供するための電圧オフセットを決定するステップと、
前記電圧オフセットを生成するように電圧オフセット回路を構成するステップと、
前記第１のグループおよび／または前記第２のグループに前記電圧オフセットを提供するステップと
を含む方法。
【請求項２１】
前記作動要素の２つ以上のセットに駆動波形を印加するステップと、
前記２つ以上のセットに印加された前記それぞれの駆動波形間に時間オフセットを提供するステップと
をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
添付図を参照して記載される実質的に請求項１〜１１のいずれか一項に記載の回路。
【請求項２３】
添付図を参照して記載される実質的に請求項１２〜１８のいずれか一項に記載のプリントヘッド。
【請求項２４】
添付図を参照して記載される実質的に請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２５】
添付図を参照して記載される実質的に請求項１９に記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動要素を駆動するためのプリントヘッドのための回路、そのような作動要素および回路を有するプリントヘッド、ならびにプリントヘッドのそのような回路を構成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタなどのプリンタに対して、プリントヘッド回路を提供することが知られている。例えば、インクジェット産業は、３０年超にわたり、圧電作動要素を用いてプリントヘッドをどのように駆動するかについて取り組んできた。複数の駆動方法がもたらされ、今日では使用において多くの異なるタイプがあり、そのいくつかを以下で簡単に論じる。
【０００３】
ホットスイッチ：これは、ｄｅｍｕｘ（逆多重化）機能および消費電力（ＣＶ＾２）を同じドライバＩＣ（集積回路）に保持する駆動方法のクラスである。これは、コールドスイッチが一般的になる前の当初の駆動方法であった。
【０００４】
矩形ホットスイッチ：これは、立ち上がりおよび立ち下がり時間において柔軟な制御を有さない、２つの電圧（例えば、０Ｖおよび３０Ｖ）のみを有するホットスイッチシステムを説明する。いくつかの事例では、波形伝達は、すべての作動要素に均一である。波形は、ある程度プログラム可能である。ＤＡＣホットスイッチは、１つの作動要素あたり１つの任意のデジタル値ストリームをＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）へと向ける論理を有し、このデジタルのストリームからスケーリングされた高圧駆動電力波形を出力する駆動オプションのクラスを説明する。駆動柔軟性の観点から、このオプションが最も高い能力を有する。それは、システム設計者が使用できるおよび／または許容できるデジタルゲートの数および複雑性による制限のみを受ける。
【０００５】
コールドスイッチＤｅｍｕｘ：これは、パスゲートタイプのデマルチプレクサを通じて、すべての作動要素に同じ駆動信号が供給される構成を説明する。駆動信号は、サブピクセル速度でゲート制御することができる。
【０００６】
また、同じアレイの隣接する作動チャンバから吐出される液滴の性能のばらつきを考慮するために何らかの工場較正を提供すること、およびアレイの個々の作動要素に印加される駆動信号を調節することによってこれらのばらつきを補償することも知られている。また、アレイの隣接する作動チャンバが、同じまたはほぼ同じ時間に駆動される場合、流体的および／または機械的クロストークに直面すること、およびそのような隣接する作動チャンバに印加される駆動波形間に適切な時間オフセットを提供することによってそのようなクロストークに対する何らかの補償が可能であることも知られている。しかし、これらの補償戦略は、互いに干渉し合い、従って、製造上のばらつき／クロストーク影響を克服するために必要な調整を提供することができない。
【０００７】
その上、同じまたは異なる作動要素ダイ上の異なるアレイの作動要素間の性能のばらつきを補償することは難しい。解決法の１つは、異なる作動要素ダイに複数の波形を提供することであり得るが、そのような構成には、個々のノズル調節も必要とされ、それにより複雑性が増し、例えば、所望の効果を達成するために大量の情報を生成してプリントヘッドで処理する必要があるため、プリントヘッド性能を低減する恐れがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様によれば、プリントヘッドからの液滴吐出のために作動要素の第１および第２のグループを駆動するための回路であって、第１および第２のグループの第１の電極に駆動波形を提供するように構成された駆動回路と、第１および第２のグループの第２の電極に互いに対してバイアスを印加するために、第１または第２のグループの第２の電極に電圧オフセットを提供するように構成された電圧オフセット回路とを含む回路が提供される。
【０００９】
好ましくは、駆動回路は、それぞれの駆動波形の対応する遷移を時間的にオフセットするために、作動要素の異なるセットに印加される駆動波形間に時間オフセットを提供するように構成される。
【００１０】
好ましくは、電圧オフセットは、作動要素の第１および第２のグループ間の液滴吐出の不均一性を補償するのに適している。
【００１１】
好ましくは、回路は、電圧オフセットを調整するように構成されたオフセット調整回路を有し、オフセット調整回路は、電圧オフセットの固定成分を生成するための固定回路を有し、および電圧オフセット回路は、固定成分をオフセット調整回路によって提供される調整可能な電圧オフセットと組み合わせるように構成される。
【００１２】
好ましくは、駆動回路は、互いから時間においてオフセットされた少なくとも２つの共通駆動波形であって、それぞれが作動要素のセットを駆動するためのものである、少なくとも２つの共通駆動波形を提供するように構成され、および駆動回路は、１つまたは複数のスイッチを含み、各スイッチは、共通駆動波形のうちの１つをそれぞれのグループに選択的に結合するように構成され、駆動回路は、印刷信号に従ってスイッチを制御するためのコントローラを有する。
【００１３】
好ましくは、回路は、印刷画像特性を生成するように構成された処理回路を有し、および電圧オフセット回路は、印刷画像特性に従って電圧オフセットを生成するように構成され、印刷画像特性は、アクティブピクセルの数、空間的プロファイル、時間的プロファイルまたはこれらの任意の組合せのいずれかを含む。
【００１４】
さらなる態様では、１つまたは複数の作動要素ダイを含むプリントヘッドが提供され、各作動要素ダイは、その上の１つまたは複数のアレイで提供される液滴吐出のための複数の作動要素を有し、作動要素の第１の電極は、駆動回路に結合され、作動要素の第２の電極は、回路の電圧オフセット回路に結合される。
【００１５】
好ましくは、１つまたは複数のアレイのうちのアレイは線形アレイであり、１つまたは複数の作動要素ダイは、それぞれ作動要素の１つまたは複数のグループを含む。好ましくは、１つまたは複数の作動要素ダイの各々は、作動要素の少なくとも１つのグループを含む。
【００１６】
好ましくは、１つまたは複数のアレイの各々は、少なくとも１つのグループにおける作動要素を含む。
【００１７】
さらなる態様では、プリントヘッドを構成する方法が提供され、方法は、プリントヘッドの作動要素の第１および第２のグループ間の性能の不均一性を決定するステップと、不均一性を補償するための作動要素の第１のグループに対するグループ補償量を決定するステップと、グループ補償量を提供するための電圧オフセットを決定するステップと、電圧オフセットを生成するように電圧オフセット回路を構成するステップと、第１のグループおよび／または第２のグループに電圧オフセットを提供するステップとを含む。
【００１８】
本発明のさらなる態様によれば、液滴吐出のための作動要素を駆動するためのプリントヘッドのための回路が提供され、回路は、そのそれぞれの駆動波形の対応する遷移を時間的にオフセットするために、作動要素の異なるものに印加される駆動波形間に時間オフセットを有する、作動要素のそれぞれの第１の電極を駆動するための駆動波形を提供するための駆動回路と、作動要素の他のものの駆動波形に関連する作動要素のグループに対する駆動波形の電圧オフセットを提供するために、作動要素のグループのそれぞれの第２の電極に結合するための電圧オフセットを生成するための電圧オフセット回路とを有する。電圧オフセットは、共通電圧または別個の電圧からの電圧オフセット（グランドに対する）であり得ることが理解されるであろう。
【００１９】
作動要素を駆動するために必要な少なくとも２つの電極のうちの１つの電極に電圧オフセットを適用し、作動要素の少なくとも１つの他の電極に波形をインタリーブするために時間オフセットを適用することにより、両方のタイプのオフセット（時間および電圧）を効率的に組み合わせることができる。これは、時間的なオフセットがどのようにインタリーブされグループ分けされるかとは無関係に、作動要素のグループに電圧オフセットを適用できることを意味し、それにより、他の場合に各作動要素の個別の制御およびそのような制御の較正に関与する複雑性およびコストなしに、２つのタイプのオフセットの上記で言及される矛盾した性質を克服することができる。別の利益は、技法が個々の作動要素調節に対応しており、個々の作動要素調節から必要な調整範囲を低減することによって個々の作動要素調節を補完できることである。利益は、電圧オフセットが違いを補償するものであろうと、何らかの理由で背景画像を適用するものであろうと（例えば、透かしを適用するか、または例えば、任意の方法で画像をフィルタリングするために）適用できることに留意されたい。利益は、駆動波形がどのように生成されるか（例えば、ホットスイッチまたはコールドスイッチ）にかかわらず、および電圧オフセットが固定されているかまたは調整可能であるかにかかわらず、適用することができる。ホットスイッチシステムは、この技法を使用することにより、ドライバＩＣのコストを潜在的に低下させることができる。例えば、ドライバＩＣは、パルス幅のみを制御することができ、この技法は、プリントヘッドにわたる作動要素にわたって低い吐出液滴体積を補償することができる。
【００２０】
任意の追加の特徴を態様のいずれかに追加することまたは態様から放棄することができ、いくつかのそのような追加の特徴について説明し、いくつかを従属請求項に示す。
【００２１】
そのような追加の特徴の１つは、作動要素の１つのグループとこのグループに含まれないさらなる作動要素との間の液滴吐出の不均一性を補償するのに適している電圧オフセットである。利益は、例えば、印刷出力の品質およびコンポーネント不均一性またはコンポーネントの低い品質に対する許容度と、コストとの間のトレードオフの改善である。不均一性は、例えば、回路コンポーネントおよび回路接続における不均一性または作動チャンバにおけるばらつき（例えば、作動要素間のばらつきによる、および例えば、製造上のばらつきまたは熱もしくは機械上のばらつきを含むいかなる理由にもよる）を包含し得ることに留意されたい。例えば、図２を参照されたい。
【００２２】
別のそのような追加の特徴は、電圧オフセットを調整するためのオフセット調整回路である。これにより、工場での製造後または現場で補償を変更することができる。例えば、図３を参照されたい。
【００２３】
別のそのような追加の特徴は、電圧オフセットの固定成分を生成するための固定回路を有する電圧調整回路と、固定成分をオフセット調整回路によって提供される調整可能な電圧オフセットと組み合わせるように構成された電圧オフセット回路とである。これにより、コストを低減するかまたは適切なオフセットの範囲もしくは精度を提供するため、必要に応じて別個の回路を最適化することができる。例えば、図３を参照されたい。
【００２４】
別のそのような追加の特徴は、互いから時間においてオフセットされた少なくとも２つの共通駆動波形であって、それぞれが作動要素のセットを駆動するためのものである、少なくとも２つの共通駆動波形を提供するように構成された駆動回路であり、セットはインタリーブされており、および駆動回路は、スイッチのセットを含み、各スイッチは、共通駆動波形のうちの１つをそれぞれの作動要素に選択的に結合するように構成され、駆動回路は、印刷信号に従ってスイッチを制御するためのコントローラを有する。共通駆動波形の提供は、作動要素を駆動するための個々の増幅器を有する構成よりも調整が本質的に難しいため、いわゆるコールドスイッチングとのこの組合せは有益であり得る。例えば、図４を参照されたい。
【００２５】
別のそのような追加の特徴は、印刷画像特性を生成するように構成された処理回路と、印刷画像特性に従って電圧オフセットを生成するように構成された電圧オフセット回路とである。これは、画像特性によって生じる不均一性を補償する上で役立てることもでき、例えば、何らかの低解像度フィルタリングを提供することもできる。例えば、図５、８または９を参照されたい。
【００２６】
別のそのような追加の特徴は、アクティブピクセルの数、空間的プロファイル、時間的プロファイルまたはこれらの任意の組合せのいずれかを含む印刷画像特性である。これらは、不均一性をもたらすかまたは強化し得るいくつかの特定の画像特性である。
【００２７】
本発明の別の態様は、駆動回路が作動要素のそれぞれの第１の電極に結合され、電圧オフセット回路が作動要素のグループのそれぞれの少なくとも第２の電極に結合されるように、上記で示されるように回路に結合された作動要素を含むプリントヘッドを提供する。回路がプリントヘッドに組み込まれる場合に同じ利益が適用される。例えば、図１を参照されたい。
【００２８】
別のそのような追加の特徴は、隣接する作動要素のグループを含むグループである。これにより、空間的にクラスタ化された不均一性を効率的に補償することも、空間的にクラスタ化された強化を適用することもできる。
【００２９】
別のそのような追加の特徴は、少なくとも１つのアレイ（例えば、線形アレイ）に構成された作動要素であり、隣接する作動要素のグループは、作動要素の線形アレイを含む。これは、作動要素の共通の構成であり、例えば、線形変動の補償を可能にする。
【００３０】
本発明の別の態様は、上記で示されるようなプリントヘッドを有するプリンタを提供する。
【００３１】
本発明の別の態様は、作動要素を有するプリントヘッドを構成する方法を提供し、方法は、作動要素の異なるものの出力間の不均一性を決定するステップと、不均一性を補償するための作動要素のグループに対するグループ補償量を決定するステップと、グループ補償量を提供するための電圧オフセットを決定するステップと、作動要素の他のものの駆動波形に関連するこれらの作動要素に対する駆動波形の電圧オフセットを提供するために、作動要素のグループのそれぞれの第２の電極に適用するための電圧オフセットを生成するための電圧オフセット回路を構成するステップとを有する。例えば、図６を参照されたい。
【００３２】
別のそのような追加の特徴は、プリントヘッドの製造中に実行される方法である。
【００３３】
本発明の請求項から逸脱することなく、多くの他の変形形態および変更形態がなされ得る。従って、本発明の形態は単なる例示であり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが明確に理解されるべきである。
【００３４】
ここで、添付図面を参照して、例示として、本発明をどのように実施することができるかを説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態による、プリントヘッドにおいて作動要素に結合された回路の概略図を示す。
【図２】他の実施形態による回路の概略図を示す。
【図３】他の実施形態による回路の概略図を示す。
【図４】図１の実施形態または他の実施形態で使用するための駆動回路の概略図を示す。
【図５】他の実施形態による回路の概略図を示す。
【図６】実施形態による作動要素のグループの構成の概略図を示す。
【図７】他の実施形態の概略図を示す。
【図８】他の実施形態の概略図を示す。
【図９】他の実施形態の概略図を示す。
【図１０】実施形態による方法のステップを示す。
【図１１】電圧オフセットを有する駆動波形のタイムチャートを示す。
【図１２】実施形態による、補償なしおよび補償ありの作動要素の線形アレイに沿った液滴速度の変動グラフを示す。
【図１３】実施形態による、補償なしおよび補償ありの作動要素の線形アレイに沿った液滴速度の変動グラフを示す。
【図１４ａ】実施形態による、それぞれがその上に１つまたは複数の線形アレイを有する複数の作動要素ダイを含むウェーハを例示的に示す。
【図１４ｂ】図１４ａの選択された線形アレイに沿った性能のばらつきを実証するグラフを示す。
【図１４ｃ】図１４ａの選択された線形アレイに沿った性能のばらつきを実証するグラフを示す。
【図１４ｄ】図１４ａの選択された線形アレイに沿った性能のばらつきを実証するグラフを示す。
【図１４ｅ】図１４ａの選択された線形アレイに沿った性能のばらつきを実証するグラフを示す。
【図１５ａ】図１４ａの作動要素ダイをさらに詳細に例示的に示し、その上に作動要素の４つのアレイが提供されている。
【図１５ｂ】図１５ａの作動要素の異なるアレイにわたる平均液滴速度のグラフを示す。
【図１５ｃ】図１５ａの作動要素の異なるアレイにわたる平均液滴速度のグラフを示す。
【図１６】さらなる実施形態による作動要素ダイの一部分を例示的に示す。
【図１７ａ】さらなる実施形態による複数の作動要素ダイを例示的に示す。
【図１７ｂ】実施形態による、補償なしおよび補償ありの異なる作動要素ダイからの平均液滴速度の変動のグラフである。
【図１７ｃ】実施形態による、補償なしおよび補償ありの異なる作動要素ダイからの平均液滴速度の変動のグラフである。
【図１８】実施形態によるプリンタの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は、特定の実施形態に関して図面を参照して説明されるが、本発明は説明される特徴に限定されず、請求項によってのみ限定されることに留意されたい。説明される図面は、単なる概略であり、非限定的なものである。図面では、いくつかの要素のサイズは、例示を目的として実際よりも大きい可能性があり、必ずしも原寸に比例するとは限らない。
【００３７】
本説明および請求項において「含む」という用語が使用される場合、他の要素またはステップを除外せず、その後にリストされる手段に限定されるものと解釈すべきではない。単数形の名詞について言及する際に不定冠詞または定冠詞（例えば、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」または「その（ｔｈｅ）」）が使用される場合、他に特に記述がない限り、これは、その名詞の複数形を含む。
【００３８】
プログラムまたはソフトウェアへの言及は、いかなるコンピュータ上でも直接または間接的に実行可能ないかなる言語のいかなるタイプのプログラムも包含し得る。回路（ｃｉｒｃｕｉｔ）または回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサまたは処理回路もしくはコンピュータへの言及は、任意の程度で集積されたいかなる種類の論理またはアナログ回路にも実装できるいかなる種類の処理ハードウェアも包含することが意図され、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、個別のコンポーネントまたは論理などに限定されず、例えば、共に集積できるか、同一場所に位置できるか、または異なる場所に分散できる複数のプロセッサを使用した実装形態を包含することが意図される。
【００３９】
作動チャンバへの言及は、作動チャンバと関連付けられた少なくとも１つのノズルからの液滴吐出をもたらすための１つまたは複数の作動要素を含むいかなる種類の作動チャンバも包含することが意図される。作動チャンバは、例えば、２Ｄ画像または３Ｄオブジェクトを任意の種類の媒体に印刷するための、少なくとも１つの流体貯蔵器からいかなる種類の流体も吐出することができ、作動チャンバは、印加電気電圧または電流に応答して液滴吐出を引き起こすための作動要素を有し、作動チャンバは、液滴を吐出するためのその作動要素とノズルとの間の適切ないかなるタイプの幾何学構成（これらに限定されないが、例えば、屋根の様式または共有壁の幾何学など）も表す。
【００４０】
作動要素への言及は、作動チャンバからの液滴吐出を引き起こすためのいかなる種類の作動要素も包含することが意図され、これらに限定されないが、通常、主に容量性の回路特性を有する圧電作動要素、または通常、主に抵抗性の回路特性を有する電気−熱作動要素を含む。その上、作動要素の構成および／または寸法は、特定の幾何学または設計に限定されず、圧電要素の事例では、例えば、薄膜、厚膜、共有壁または同様のものの形態を取ることができる。
【００４１】
作動要素のグループまたはセットへの言及は、近隣の作動要素の線形アレイ（例えば、行）もしくは非線形アレイ、近隣の作動要素の二次元の長方形もしくは他のパターン、または近隣もしくは遠隔の作動要素のいかなるパターンもしくは構成（規則的、不規則もしくはランダム）も包含することが意図される。また、作動要素のグループまたはセットへの言及は、異なる行の作動要素および異なる作動要素ダイの作動要素を含むことも意図される。
【００４２】
「グループ」という用語は、一般に、それぞれの第２の電極が同じ電圧オフセットを有する場合に使用され、「セット」という用語は、一般に、それぞれの第１の電極が同じ時間的なオフセットを有する場合に使用される。
【００４３】
以下で説明される実施形態を導入するために、いくつかの顕著な特徴について論じる。多くの既存の作動チャンバは作動要素を有し、それぞれが２つ以上の電極を有し、２つ以上の電極は、第１の電極（例えば、上部電極）に駆動波形が提供され、第２の電極（例えば、下部電極）が他の（任意の）第２の電極と共通接続になるように構成されるように接続される場合が多い。
【００４４】
説明される実施形態は、作動要素を駆動するために、駆動波形を第１の電極に供給できる一方、第２の電極を共通接続に接続するというよりむしろ、代わりに電圧オフセットを提供できる電圧源に第２の電極を接続できるという認識に基づく。
【００４５】
第２の電極に電圧オフセットを設けても波形の振幅の直接的な変化は見られないが、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電材料を含む作動要素の反応は比較的小さい電圧範囲にわたって単に線形であり得るため、３５Ｖ〜５Ｖパルスまたは３０Ｖ〜０Ｖのパルスと比べて、４０Ｖ〜１０Ｖのパルスは、パルス高さが実質的に同じままであっても異なる液滴速度をもたらし得る。
【００４６】
これを受けて、異なるタイプのオフセットを提供するために、プリントヘッドにおいて異なる作動要素を共に接続することが可能になる。
【００４７】
例示的な例として、時間オフセットに対し、それぞれの作動要素の第１の電極を接続することにより、交互の作動要素または「ｎ」個ごとに繰り返される作動要素を１つのセットとして接続することができる。
【００４８】
その上、第２の電極は、電圧オフセットをそれぞれの作動要素に適用できるように異なるグループで結合することができ、グループは、第１の電極がどのように共に結合されるかとは無関係に選択することができる。これは、すべての第２の電極のための共通帰還路またはグランドを使用するよりむしろ、電圧オフセットのための第２の電極を使用することにより、異なるタイプのオフセットをより効率的に実装できる方法の１つである。
【００４９】
第２の電極を共に接続してグループにすることは、複数の共通電極を使用した作動要素上でまたはドライバ回路の一部として行うことができる。従って、回路は、単一の電極または単一の共通電極のみを利用するものより簡単なものであり得る。これは、特に多くの作動要素（場合により、数百、数千または数万の作動要素）が存在する場合、より短い設計／テストサイクルおよび低コストの解決策をもたらし得る。
【００５０】
クロストーク緩和と作動要素のばらつきの補償との両方のための技法は、異なるグループおよびセットに対して提供すること、および／または同じプリントヘッド上で共に実装することができるため、製造中、個々の作動要素の制御が必要とされる現行の技法と比べて、より少ないセットアップが必要とされる。
【００５１】
図１は、実施形態による、作動要素１および２、１Ａおよび２Ａと、作動要素を駆動するための回路１０とを有するプリントヘッド５の概略図を示す。回路は、作動要素の第１の電極に駆動波形を提供するための駆動回路２０と、作動要素の第２の電極に電圧オフセットを提供するための電圧オフセット回路３０とを有する。示されるように、駆動回路は、作動要素１の第１の電極に駆動波形を提供し、駆動波形は、作動要素１と隣接する作動要素２の第１の電極への時間オフセットを有する。これらの２つの作動要素および示されていない他のものは、それらの第２の電極が同じ電圧オフセットを受信するように共に結合された状態で作動要素の第１のグループを形成する。作動要素の第２のグループは、作動要素１Ａおよび２Ａを含むように示されており、これも第２の電極が同じ電圧オフセットを受信するように共に結合されているが、これは、作動要素の第１のグループによって受信されるものと異なる電圧オフセットであり得る。第２のグループでは、作動要素１Ａは、駆動回路からの駆動波形によって駆動されるその第１の電極を有する。隣接する作動要素２Ａは、作動要素１Ａのものに関連する時間オフセットを有する別の駆動波形によって駆動されるその第１の電極を有し、その結果、駆動波形における対応する遷移は時間的なオフセットであり、その結果、それらは、例えば、位相がずれているかまたはインタリーブされる。インタリーブは、原理上、どの程度良好にクロストークが低減されるかに応じて、交互の作動要素または３個、４個もしくは「ｎ」個ごとに繰り返される作動要素などのものであり得る。
【００５２】
あるいは、インタリーブは、異なるアレイの作動要素または異なる作動要素ダイ上のものでもあり得る。
【００５３】
駆動回路２０は、様々な方法で実装することができ、そのいくつかを以下でより詳細に説明する。電圧オフセット回路３０は、様々な方法で実装することができ、そのいくつかを以下で説明する。
【００５４】
電圧オフセット回路は、異なるグループ間の性能の違いを低減または最小化するために使用することができ、いくつかの事例では、オフセットは、例えば、フィルタリング、画像関連効果の生成または透かしにより、強化画像を生成するために使用することができる。
【００５５】
図２は、図１のものと同様の実施形態の概略図を示し、必要に応じて対応する参照番号が使用されている。図２では、電圧オフセット回路３０は、作動要素の異なるグループ間の不均一性を補償するために構成される。そのような不均一性は、例えば、プリントヘッドの異なるコンポーネント（例えば、作動要素および／または作動チャンバ）を製作するために使用される製造プロセスにより、回路コンポーネントにおいてまたは動作温度の空間的ばらつきにおいて生じ得、従って、静的または動的なものであり得る。静的なものの事例では、較正測定値は、電圧オフセット回路３０に格納することも、外部の記憶装置（例えば、コントローラのメモリ）から回収することもできる。動的なものの事例では、測定値は、例えば、周期的に受信することも、計算または補間することもできる。
【００５６】
図３は、図２のものと同様の実施形態の概略図を示し、必要に応じて対応する参照番号が使用されている。この図では、電圧オフセット回路３０は、オフセット調整回路３４および固定回路３６を有するように構成される。いくつかの事例では、これらの部品のうちの１つのみが存在する。固定回路３６は、上記で説明されるような静的な不均一性を補償するために、プリントヘッドの製造の時点で設定することができる静的電圧補償量を提供することができる。オフセット調整回路３４は、上記で説明されるような動的なまたは変化する不均一性を補償するための可変電圧オフセットを提供することができる。両方の部品が提供される場合、それらは、例えば、それらの出力を加算するための加算器を提供することによって結合出力を提供することができる。あるいは、結合出力は、例えば、オフセット調整回路の入力にバイアスを印加するために固定回路を使用することによって達成することができる。作動要素の各グループに対して提供されるこれらの固定および調整回路のうちの１つまたは複数が存在し得る。
【００５７】
図４は、上記で説明される実施形態または他の実施形態で使用するための駆動回路２０の概略図を示す。これは、「コールドスイッチ」タイプの駆動回路を表しているが、他のタイプも可能である。共通駆動信号が提供され、外部で（例えば、コントローラによって）生成されるかまたはプリントヘッド上（例えば、その上に提供されるプリント基板（ＰＣＢ）上）で生成され、すべての作動要素によって共有される。
【００５８】
個々のスイッチ２２、２３、２７、２８は、通常、ピクセルごとに共通駆動信号を各作動要素に選択的に切り替えるために提供される。スイッチは、ライン走査シリアル信号などの印刷信号が供給されるコントローラ２４、２９によって制御される。遅延要素２６は、時間オフセットを有する共通駆動信号のバージョンを生成するために提供される。
【００５９】
代替の実装形態は、それらの間に時間的なオフセットを有する２つの別個の共通波形を生成するために別個の波形生成回路を提供することである。
【００６０】
本例に示されるように、作動要素の第１のグループの第１の作動要素への駆動波形は、スイッチ２２を介して共通駆動信号から供給される。作動要素の第２のグループの第１の作動要素への駆動波形は、スイッチ２３を介して共通駆動信号から供給される。作動要素の第１のグループの第２の作動要素への駆動波形は、遅延２６およびスイッチ２７を介して共通駆動信号から供給される。作動要素の第２のグループの第２の作動要素への駆動波形は、遅延２６およびスイッチ２７を介して共通駆動信号から供給される。各事例では、スイッチングのタイミングは、作動要素に対応する場所でドットが必要かどうかに従ってコントローラ２４、２７によって制御される。プリンタが、各ラインに対して印刷されている媒体を動かすための部品を有するラインプリンタである場合、コントローラは媒体の動きとの同期を処理する。
【００６１】
図５は、図１のものと同様の実施形態の概略図を示し、必要に応じて対応する参照番号が使用されている。図５では、電圧オフセット回路３０は、電圧オフセットを生成するための印刷画像データから導出された印刷画像特性を使用するように構成される。電圧オフセットは、印刷画像特性によって生じた不均一性を補償するために、または印刷画像特性に基づいていくつかの低解像度強化印刷効果を提供するために使用することができる。いずれの事例でも、印刷画像データは、処理回路３７に送信することができ、処理回路３７は、補償または印刷予定の印刷画像特性を導く。これは、作動要素の異なるグループに対する適切な電圧オフセットを生成するために電圧オフセット回路によって使用される。
【００６２】
印刷画像特性は、例えば、画像のアクティブピクセルの総数（例えば、実質的に同じ時間に発する作動要素の数）または画像の現行ラインであり得、それは、電源および増幅器回路への負荷に影響を及ぼし、従って、印刷出力における不均一性をもたらすか、またはプリントヘッドにおける熱的、電気的、流体的および／または機械的影響（例えば、クロストーク）をもたらし、それにより印刷出力における不均一性ももたらす。印刷画像特性は、より複雑な値（例えば、画像の異なる方向における空間的プロファイル、時間的な変化のプロファイルまたはこれらの組合せに基づく値）を含み得る。時間的プロファイルは、１つまたは複数の作動要素が最近どの程度アクティブであったかを表し得、これは、流体、作動要素、プリントヘッドなどの温度および他の特性に影響を及ぼすため、補償量が必要とされる。
【００６３】
図６は、作動要素のグループの構成の概略図を示す。作動要素は、作動要素ダイ１００上に位置する。
【００６４】
本例では、作動要素の第１の電極は、３つのセットにおいて、３つのインタリーブされた駆動波形ＷＦ１、ＷＦ２およびＷＦ３に結合される。理解されるように、いかなる数のセットもあり得る。第２の電極は、３つのグループにおいて、電圧オフセットＶ１、Ｖ２およびＶ３のそれぞれを提供する３つの電圧源に結合される。理解されるように、いかなる数のグループもあり得る。
【００６５】
そのようなものとして概略的に描写しているが、グループは、隣接する作動要素からなるものに限定されず、線形構成で提供する必要はないが、例えば、作動要素の二次元アレイが存在する場合、二次元パッチもしくはクラスタまたは他のパターンであり得る。グループの構成は、配線によって決定することも、適切なスイッチを提供することによって構成可能にすることもできる。
【００６６】
図７は、別の実施形態の概略図を示す。この事例では、波形ジェネレータ２０５は、共通駆動信号をＡＳＩＣ２１０に供給する。ＡＳＩＣは、作動要素を作動させるために共通駆動信号をそれぞれの作動要素（そのうちの１つは、図７では、作動要素２００として描写されている）の第１の電極の各々に切り替えるための個々のスイッチおよびコントローラを提供する。それぞれの作動要素の第２の電極は、調整可能電圧源２２０に結合され、調整可能電圧源２２０は、作動要素のそれぞれのグループに対する電圧オフセットを提供する。
【００６７】
図８は、図７のものと同様の別の実施形態の概略図を示し、必要に応じて対応する参照番号が使用されている。この事例では、印刷のための画像データ３３０は、スイッチングを制御するためにＡＳＩＣ２１０に供給され、調整可能電圧源２２０に印刷画像特性を提供するために画像を処理するために、例えば、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）またはＦＰＧＡの形態で処理回路３４０にも供給される。この実施形態は、印刷されている画像に依存する不均一性の画像ベースの補償を提供するために、図５のものと同様の方法で使用することができる。また、この実施形態は、上記で説明されるように、必要に応じて、印刷画像の何らかの低解像度フィルタリングを提供するために使用することもできる。
【００６８】
図９は、図８のものと同様の別の実施形態の概略図を示し、必要に応じて対応する参照番号が使用されている。この事例では、画像処理回路の簡素化されたより費用効果が高い形態が使用される。印刷のための画像データ３３０は、加算器４００に供給され、加算器４００は、画像のアクティブピクセルの数を加算することができる。これにより、例えば、デジタル値またはアナログバイアス電圧など、バイアス信号を生成するためにバイアス調整回路４１０によって使用することができる値が生成される。これは、調整可能電圧源２２０に供給され、調整可能電圧源２２０では、例えば、作動要素の各グループに対する固定電圧オフセットに加算される。
【００６９】
図１０は、実施形態による、電圧オフセットを較正および調整する方法のステップを示す。
【００７０】
ステップ６００には、異なる作動要素の出力間の不均一性を決定するステップがある。これは、例えば、印刷出力または回路出力値を測定すること、または調査するか、補間するか、もしくは計算することを包含し得る。
【００７１】
ステップ６１０では、先行ステップに基づき、不均一性を低減または最小化するためにグループ補償量が決定される。この場合もやはり、これは、例えば計算または調査する動作を伴う。
【００７２】
ステップ６２０では、必要な補償を提供するために各グループに対する電圧オフセットが決定される。これは、電極にわたる電圧差の十分な変更を提供するために、電圧オフセットがどの程度必要であるかを調査または測定することを伴い得る。電圧オフセットは、いくつかの事例では、振幅（例えば、ピーク振幅）のみならず、駆動波形の形状も変更するために、オフセットレベルのみならず、オフセット形状も提供するように制御することができる。
【００７３】
ステップ６３０では、それぞれのグループの各々に対する計算済みの電圧オフセットを生成するように電圧オフセット回路が構成される。これは、抵抗器もしくは他のコンポーネント値を設定すること、またはＮＶ（不揮発性）メモリに格納されるかもしくは外部に格納されるデジタル値を設定すること、または他のステップを包含し得る。
【００７４】
これらのステップは、製造タイプの不均一性の補償を提供するために、プリントヘッドの製造中またはプリントヘッドを有するプリンタの構成中に実行することができる。他の事例では、ステップは、温度などの変化する条件に合わせて値を更新するかまたは動的に調整するために、プリンタの操作中に周期的に実行することができる。
【００７５】
必要な所望の電圧オフセット補償を達成するために制御の必要な精度を検証するため、作動要素の各グループに対して以下のステップを実行することができる。
−  作動要素の第１の電極に定義されたパルスを印加する。
−  可能な電圧オフセットの範囲を模倣するために第２の電極の電圧を変化させる。
−  電圧オフセットの変化による作動要素の挙動を特徴付けるために、結果として生じる液滴の速度を測定する。
【００７６】
図１１は、例えば、典型的な圧電作動要素から流体の１つの液滴を吐出するための１つの立ち下がりパルスを示す駆動波形のタイムチャートを示す。例えば、異なる立ち上がりもしくは立ち下がり時間を有するかまたは複数のピークを含む他の形状の波形を使用することもできる。実線は、電圧オフセットを有さないパルスを示す。点線は、小さい電圧オフセットを有するパルスを示し、その事例では、パルス高さは一定のままである。破線は、より大きい電圧オフセットを有するパルスを示す。その上、パルス高さは、例えば、電圧をゼロ未満にクランプするためにＡＳＩＣの出力側にダイオードを提供することにより、大きいオフセットに対して低減することができる。
【００７７】
従って、作動要素に適用される電圧オフセットを調整することにより、実質的に同一の駆動波形が作動要素に印加される場合であっても、作動要素によって生成される液滴の特性を変更することが可能である。そのような効果は、生成された液滴の速度または体積の変動を含み得る。従って、電圧オフセットを適切に調整することにより、印刷媒体上のそのような液滴の着地位置を調整して制御することが可能である。その上、作動要素のアレイにわたってそのような機能を適用することにより、結果として生じるそれぞれの液滴の速度を整合することができ、それにより印刷媒体上での液滴の同期を提供する。
【００７８】
図１２は、不均一性の例を実証するためのグラフを示し、図１３は、そのような不均一性がどのように補償されるかを実証するためのグラフを示す。
【００７９】
図１２は、不均一性に起因する、第１の作動要素からの作動要素の線形アレイに沿った液滴速度の変動を例示的に示し、液滴速度は、グラフの近端では低く、遠端に向けて高くなる。
【００８０】
図１３は、不均一性に起因する、線形アレイに沿った液滴速度の変動を例示的に示し、電圧オフセットは、不均一性を補償するために異なるグループに適用される。
【００８１】
図１３では、作動要素の第１のグループ（グループ１）は、駆動波形を有し、電圧オフセットは適用されない。作動要素の第２のグループ（グループ２）は、実質的に同一の駆動波形を有し、上記で説明されるように、グループ２の作動要素の反応が異なるように電圧オフセットが適用される。作動要素の残りのグループ（グループ３および４）にも実質的に同一の駆動波形が提供され、必要に応じて作動要素のそれぞれのグループの反応が異なるように異なる電圧オフセットが提供される。
【００８２】
グループに異なる電圧オフセットを提供する全体的な効果は、例えば、異なるグループの各々の間の液滴速度の変動を低減することにより、作動要素の各グループによって生成された液滴の特性を変更することである。
【００８３】
例えば、グループ境界は、例えば、異なるサイズのグループを有することにより（例えば、比較的小さい勾配（例えば、液滴速度の変動）があるところでは大きいグループ、および勾配が大きいところでは小さいグループ）、非補償効果を最小化するように（例えば、異なるグループ間の液滴速度の変動を最小化するように）選択することができる。
【００８４】
図１３は、作動要素の線形アレイに沿った空間的ばらつきを補償することを試みる際の典型的な効果を示す。作動要素のグループは、そのようなばらつきを完全に補償するわけではない。グループ内の異なる作動要素間の印刷出力の望まない残留差は、図１３に示されるようにそのまま残る。
【００８５】
これらの残留差は、許容することも、必要に応じて作動要素ごとに調節することによってなどの他の方法で補償することもできる。とりわけ、そのような残留差の範囲と、従って作動要素ごとの可能な調節範囲とをはるかに低減することができ、それによりコストを低減することも、性能を向上することもできる。必要に応じて、例えば、印加補償電圧についての情報と共に所定の作動要素に対する静電容量非線形性方程式を使用してモデル化することにより、非補償空間的ばらつきおよび補償後の残留ばらつきを予測することができる。測定値は、結果として生じる作動要素性能で構成され、所望のまたは理想的な性能、モデル化された性能および実際の性能間の誤差を決定することができる。静電容量方程式は、電圧が印加された作動要素の性能と厳密に整合し得、従って、作動要素の非線形性能の優れた代替物である。
【００８６】
上記で論じられる実施形態は、一般に、アレイにわたる作動要素（またはそのセット／グループ）の不均一性を補償することに関連するが、そのような技法は、異なるアレイ上に位置する作動要素（またはそのセット／グループ）間および／または作動要素ダイ間の不均一性を補償するために使用できることが理解されるであろう。その上、そのような技法は、異なるプリントヘッド上に位置する作動要素（またはそのセット／グループ）間の不均一性を補償するために使用することができる。
【００８７】
図１４ａは、複数の作動要素ダイ５０１を含むウェーハ（例えば、シリコンウェーハ）５００を例示的に示し、各作動要素ダイ５０１は、その上に提供される作動要素（図１４ａでは詳細には示されない）の１つまたは複数のアレイ５０２を含む。
【００８８】
図１４ａの例示的な例では、作動要素は、作動要素ダイ５０１上の線形アレイで提供され、作動要素ダイ５０１は、その上に提供されるいかなる数の線形アレイも有し得る。図１４ａでは、選択された線形アレイのみが例示的に示されていることに留意されたい。
【００８９】
図１４ｂ〜１４ｅは、選択された線形アレイ（５０２ａ〜５０２ｄ）に沿った性能のばらつきを実証するグラフを例示的に示す。
【００９０】
同じまたは異なるウェーハの異なるアレイ５０２の作動要素の性能は、製造タイプのばらつきのため、互いに異なり得る。そのような製造タイプのばらつきは、ウェーハにわたって異なるバッチからも明らかである。以前に論じられたように、性能のばらつきは、例えば、異なる液滴速度の液滴を生成する異なる作動要素から生じ得る。
【００９１】
それぞれのグラフから分かるように、作動要素の性能はアレイの各々に沿って変化し、その上、それぞれのアレイの性能も互いに異なる。
【００９２】
図１５ａは、図１４ａの作動要素ダイ５０１をより詳細に例示的に示し、必要に応じて対応する参照番号が使用されている。
【００９３】
図１５ａの作動要素ダイ５０１は作動要素５１０の４つの線形アレイを有するものとして描写されているが、いかなる数のアレイも提供することができる。その上、上記のように、作動要素５１０は、近隣の作動要素の非線形アレイ、近隣の作動要素の二次元の長方形もしくは他のパターン、または近隣もしくは遠隔の作動要素のいかなるパターンもしくは構成（規則的、不規則もしくはランダム）でも提供することができる。
【００９４】
駆動回路２０は、作動要素５１０の第１の電極に駆動波形を提供するように構成される。図１５ａでは、実質的に同一の波形が作動要素ダイ５０１のすべての作動要素５１０の第１の電極に送信される。時間的なオフセットは、作動要素の異なるセット間の電気的および／または流体的クロストークを低減するために波形間に提供することができる。
【００９５】
電圧オフセット回路３０は、作動要素の異なるグループの第２の電極に電圧オフセット値を提供するように構成され、各グループには同じオフセット値が適用される。
【００９６】
図１５ａでは、各線形アレイ５０２は、作動要素のグループを含み、電圧オフセット回路３０は、それぞれのグループに電圧オフセット値（Ｖ１〜Ｖ４）を提供し、その結果、グループのうちの１つまたは複数の第２の電極に他のグループの第２の電極に関連するバイアスを印加して、例えば、作動要素のグループからの不均一な出力によって生じるグループ間の性能のいかなるばらつきも補償することができる。
【００９７】
図１５ｂおよび１５ｃは、４つの異なるアレイ５０２にわたる平均液滴速度を例示的に示すグラフであり、図１５ｂは、電圧オフセット値（Ｖ１〜Ｖ４）が実質的に同一（例えば、約０Ｖ）である際の平均液滴速度を示し、図１５ｃは、電圧オフセット値（Ｖ１〜Ｖ４）が、例えば以前に論じられたような不均一性に起因するアレイ５０２にわたる作動要素の性能のばらつきを考慮して個別に調整される際の平均液滴速度を示す。
【００９８】
本実施形態では、電圧オフセット値（Ｖ１〜Ｖ４）は、４つの異なるアレイに対して実質的に同一の平均液滴速度を提供するために、それぞれのアレイの性能が変化するように調整される。
【００９９】
図１６は、実施形態による作動要素ダイ５０１の一部分を例示的に示す。必要に応じて、図１４ａおよび１５ａにおいて説明される要素に対応する参照番号が使用されている。
【０１００】
以前のように、時間的なオフセット（図１６では、ｔ０として示される）は、アレイ５０２の近隣の作動要素間の電気的および／または流体的クロストークの低減を提供するために、作動要素の異なるセットに印加された波形間に提供することができる。
【０１０１】
加えてまたは代替として、電圧オフセットは、作動要素５１０の異なるグループに適用することができ、その結果、グループのうちの１つまたは複数の第２の電極に他のグループの第２の電極に関連するバイアスを印加して、例えば、作動要素のグループからの不均一な出力によって生じるグループ間の性能のいかなるばらつきも補償することができる。
【０１０２】
図１６は、作動要素ダイ５０１の長さ方向に延在する２つの線形アレイで構成された作動要素５１０のそれぞれの第１および第２の電極に、インタリーブされた波形および異なる電圧オフセットをどのように提供することができるかを例示的に示す。
【０１０３】
同じアレイの作動要素は互いに線形方式で構成されるが、隣接する行の近隣の作動要素５１０は、作動要素ダイ５０１の幅方向に互いに対してオフセットされて構成される。
【０１０４】
以前のように、作動要素５１０が線形アレイで構成されることに限定されることも、隣接する行の作動要素が互いに対してオフセットされて構成されることに限定されることもない。
【０１０５】
本例では、同じアレイの隣接する作動要素５１０は、異なるセットのものとして指定され（Ａ＆ＣおよびＢ＆Ｄを参照）、セットＡの作動要素の第１の電極は、駆動回路２０から駆動波形を受信するように構成され、セットＣの作動要素の第１の電極は、セットＡと同じであるが時間的なオフセット（ｔ０）を有する駆動波形を受信するように構成される。同様に、セットＢの作動要素の第１の電極は、駆動回路２０から駆動波形を受信するように構成され、セットＤの作動要素の第１の電極は、セットＢと同じであるが時間的なオフセットを有する駆動波形を受信するように構成される。
【０１０６】
作動要素（Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ）の異なるセットに同じインタリーブされた波形を提供することにより、同じアレイの隣接する作動要素間の流体的および／または電気的クロストークの低減を提供する。
【０１０７】
電気的および／または流体的クロストークの低減を提供することに加えて、構成は、公知のプリントヘッドと比べて電子回路の複雑性の低減も提供する。
【０１０８】
本例では、同じアレイの隣接する作動要素５１０は、同じグループのものとして指定され（（Ａ＆Ｃ）および（Ｂ＆Ｄ））、それぞれの作動要素のグループ（Ａ＆Ｃ）の第２の電極は、互いに同じ電圧オフセット（Ｖ１）を有するように構成され、それぞれの作動要素のグループ（Ｂ＆Ｄ）の第２の電極も互いに同じ電圧オフセット（Ｖ２）を有するように構成される。従って、グループ（Ａ＆Ｃ）の第２の電極には、グループ（Ｂ＆Ｄ）の第２の電極に関連するバイアスを印加することができる。それぞれの電圧オフセット（Ｖ１およびＶ２）は、電圧オフセット回路３０によって設定および／または調整することができる。
【０１０９】
図１６において説明される構成により、グループ間の性能のいかなるばらつきも補償するために、個々のアレイの各々の性能を調整することができ、例えば、各グループの平均液滴速度／体積は、電圧オフセット回路３０によって調整することができる。
【０１１０】
本例では、各アレイの交互の作動要素の第２の電極は、作動要素ダイ５０１上に提供される個々の電気接続５１６に接続される。次いで、個々の電気接続５１６は、電圧オフセット回路３０と電気的に連通する単一の電気接続５１７（例えば、フレキシブルプリントケーブル）として結合される。電気接続５１７は、例えば、オフダイで提供され、電気接続５１７の抵抗は、電気接続５１６のものより低く、低い抵抗は、電気的クロストークの低減に貢献する。低い抵抗は、例えば、作動要素ダイ５０１上に提供される電気接続５１６と比べてオフダイの電気接続５１７の厚さを増加することによって達成することができる。代替の実施形態では、電気接続は、電圧オフセット回路３０に戻る離散電気接続として維持される。
【０１１１】
図１６で描写されるもの以外の作動要素５１０の異なるグループを指定することができる。例示的な例として、あるグループは、作動要素のセットＡを含み得、別のグループは、作動要素のセットＢを含み得、別のグループは、作動要素のセットＣを含み得、別のグループは、作動要素のセットＤを含み得る。
【０１１２】
さらなる代替の例示的な例として、あるグループは、作動要素のセットＡ＆Ｄを含み得、別のグループは、作動要素のセットＢ＆Ｃを含み得る。グループの適切ないかなる構成も電圧オフセット回路によって制御できることが理解されるであろう。
【０１１３】
図１７ａは、さらなる実施形態による、複数の作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎを含むプリントヘッド５２０（一般に破線によって示される）を例示的に示し、図１７ｂおよび１７ｂは、補償なしおよび補償ありの異なる作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎからの平均液滴速度の変動のグラフを示す。必要に応じて、以前に説明される要素に対応する参照番号が使用されている。
【０１１４】
プリントヘッド５２０は、いかなる数（ｎ）の作動要素ダイも含み得る。本例では、各作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎは、その上にアレイで提供された複数の作動要素５１０を含む。
【０１１５】
本実施形態の場合、同じ作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎ上の作動要素５１０は、同じセットの一部であり、駆動回路２０は、各セットの第１の電極に共通駆動波形を提供するように構成される。実施形態では、共通波形は、以前に説明されるように、インタリーブして、それぞれのセットに提供することができる。
【０１１６】
その上、各作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎの作動要素５１０は、同じグループのものとして描写されており、従って、それぞれのグループに提供される電圧オフセット（Ｖ１〜Ｖｎ）を変化させることにより、電圧オフセット回路３０は、不均一性を補償するためにそれぞれの作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎの性能を制御する（例えば、そこから生成される液滴の平均速度／体積を調整する）ことができる。
【０１１７】
代替の実施形態では、作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎの各々は、多くの異なるグループを含み得、例えば、作動要素ダイの各アレイは、異なるグループを含み、グループは、作動要素ダイ５０１ｂ〜５０１ｎのうちの１つまたは複数からの選択された作動要素５１０を含む。
【０１１８】
同様に、異なる作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎ上の作動要素５１０は、同じセットのものとして指定することができる。
【０１１９】
図１７ｂは、異なるグループの補償なしの異なる作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎに対する平均液滴速度を例示的に示し、平均液滴速度は、各作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎで異なる。上記のように、そのような液滴速度の差は、印刷の質に影響を及ぼし得る。
【０１２０】
図１７ｃは、電圧オフセットが異なるグループに適用された際のプリントヘッド５２０の異なる作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎにわたる平均液滴速度を例示的に示す。
【０１２１】
本例では、電圧オフセットは、異なる作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎに対して実質的に同一の平均液滴速度を提供し、それにより、プリントヘッド５２０にわたる印刷の質の向上を提供することができる。
【０１２２】
上記のように、グループ（すなわち、図１７ａの異なる作動要素ダイ５０１ａ〜５０１ｎ）に異なる電圧オフセットを提供する全体的な効果は、例えば、この事例では、異なるグループにわたる液滴速度の変動を低減することにより、作動要素のそれぞれのグループによって生成された液滴の特性を変更することである。
【０１２３】
さらなる実施形態では、機能は、異なるプリントヘッドの性能を制御するように拡張することができ、各プリントヘッドは、作動要素ダイの１つまたは複数のセット／グループを有する。
【０１２４】
上記で説明されるプリントヘッドの実施形態は、様々なタイプのプリンタで使用することができる。２つの顕著なタイプのプリンタは、以下の通りである。
ａ）ページワイドプリンタ（プリントヘッドの単一パスが印刷媒体の幅全体をカバーし、印刷媒体（タイル、紙、布または他の例、例えば、１つのまとまりでまたは複数に分割して）はプリントヘッドの真下を印刷方向に通過する）、および
ｂ）走査プリンタ（１つまたは複数のプリントヘッドは、印刷媒体がプリントヘッドの下を徐々に進んでいる間、印刷媒体の動きの方向に垂直に、１つのプリントバー（または複数のプリントバー、例えば、印刷媒体の動作方向に前後に構成されたもの）上を往復し、プリントヘッドが全体にわたって走査している間は動かない）。
【０１２５】
このタイプの構成で往復するプリントヘッドは多く存在し得る（例えば、１６、３２または他の数）。
【０１２６】
両方のシナリオにおいて、プリントヘッドは、いくつかの異なる流体（これらに限定されないが、異なる色、プライマ、固定剤、機能液または他の特別な流体または材料など）を印刷するためにプリントバー上に装着することができる。例えば、異なる流体を同じプリントヘッドから吐出することも、各流体または各色に対して別個のプリントバーを提供することもできる。
【０１２７】
他のタイプのプリンタは、固形物を作成するため、または特別な性質を有するインクの層を構築するため（例えば、電子回路および同様のものを印刷するための基板上に導電層を構築するため）に、連続層でポリマー、金属、セラミックの粒子または他の材料を含む流体を印刷するための３Ｄプリンタを含み得る。そのような回路を形成するため、導電粒子をパターンに接着させるための後処理動作を提供することができる。
【０１２８】
図１８は、ホストのＰＣ４６０など、印刷のためのデータの供給源に結合されたプリンタ４４０の概略図を示す。図１のプリントヘッドは、１つまたは複数の作動要素１１０および駆動回路２０を有するプリントヘッド回路基板１８０に対応する。プリンタ回路１７０は、プリントヘッド回路基板に結合され、ホストとインタフェースを取り、作動要素の駆動と印刷媒体の場所とを同期させるためにプロセッサ４３０に結合される。このプロセッサは、ホストからデータを受信するように結合され、少なくとも同期信号を提供するためにプリントヘッド回路基板に結合される。また、プリンタは、プリントヘッドに結合された流体供給システム４２０と、プリントヘッドに対して印刷媒体４１０を位置付けるための媒体輸送メカニズムおよび制御部４００とを有する。これは、可動プリントバーなど、プリントヘッドを動かすためのいかなるメカニズムも含み得る。この場合もやはり、この部品は、同期信号（例えば、位置検知情報）を送るためにプロセッサに結合することができる。また、電源４５０も示されている。
【０１２９】
プリンタは、一般的にプリントバーとして知られている剛体フレームに取り付けられた多くの（例えば、１６、３２または他の数）インクジェットプリントヘッドを有し得る。媒体輸送メカニズムは、プリントバーの真下でまたはプリントバーに隣接して印刷媒体を動かすことができる。紙シート、ボックスおよび他のパッケージング、またはセラミックタイルなどの様々な印刷媒体が装置での使用に適している。さらに、印刷媒体は、個別の物品として提供する必要はないが、印刷プロセスに続いて別個の物品に分割することができる連続ウェブとして提供することができる。
【０１３０】
プリントヘッドの各々は、液滴吐出のためのそれぞれの作動要素を有する作動チャンバのアレイを提供することができる。作動要素は、線形アレイにおいて均等に離間することができる。プリントヘッドは、作動要素アレイが基板の幅に平行であり、また、作動要素アレイが基板の幅の方向にオーバラップするように配置することができる。さらに、作動要素アレイは、プリントヘッドが共に幅の方向に均等に離間された作動要素のアレイを提供するようにオーバラップすることができる（ただし、個々のプリントヘッドに対応するこのアレイ内のグループは、幅の方向に垂直にオフセットされ得る）。これにより、プリントヘッドが単一印刷パスで基板の幅全体に対処できるようになる。
【０１３１】
プリンタは、画像データを処理し、プリントヘッドに供給するための回路を有し得る。例えば、ホストＰＣからの入力は、ピクセルのアレイで構成される完全な画像であり得、各ピクセルは、例えば、０〜２５５の多くのトーンレベルから選択されたトーン値を有する。カラー画像の事例では、各ピクセルと関連付けられた多くのトーン値が存在し得る（各色に対して１つずつ）。例えば、ＣＭＹＫ印刷の事例では、従って、各ピクセルと関連付けられた４つの値が存在することになり、色の各々に対して０〜２５５のトーンレベルが利用可能である。
【０１３２】
通常、プリントヘッドは、画像データピクセルに関して各印刷ピクセルに対して同じ数のトーン値を再生することができない。例えば、かなり高度なグレースケールプリンタ（その用語は、カラー画像を印刷することができないことを含意するよりむしろ、可変サイズのドットを印刷することができるプリンタを指す）でさえ、１つの印刷ピクセルあたり８つのトーンレベルを生成することのみできる。従って、プリンタは、例えば、ハーフトーニングまたはスクリーニングアルゴリズムを使用して、オリジナルの画像に対する画像データを印刷に適したフォーマットに変換することができる。同じまたは別個のプロセスの一部として、プリンタは、画像データを個々の部分（それぞれのプリントヘッドによって印刷される部分に対応する）に分割することもできる。次いで、これらの印刷データのパケットは、プリントヘッドに送信することができる。
【０１３３】
流体供給システムは、例えば、各プリントヘッドの後部に取り付けられた導管により、プリントヘッドの各々に流体を提供することができる。いくつかの事例では、使用時にプリントヘッドを通る流体の流れ（一方の導管はプリントヘッドに流体を供給し、他方の導管はプリントヘッドから流体を引き出す）を設定できるように、２つの導管を各プリントヘッドに取り付けることができる。
【０１３４】
プリントバーの真下で印刷物品を進めるように動作可能であることに加えて、媒体輸送メカニズムは、製品検出センサ（図示せず）を含み得、製品検出センサは、媒体が存在するかどうかを確認し、存在する場合にその場所を決定することができる。センサは、基板の存在と場所とを確認するために、磁気、赤外線または光学的な検出などの適切ないかなる検出技術も利用することができる。
【０１３５】
印刷媒体輸送メカニズムは、回転またはシャフトエンコーダなどのエンコーダ（これも図示せず）をさらに含み得、エンコーダは、印刷媒体輸送メカニズムと、従って基板自体との動きを検知する。エンコーダは、１ミリメートルごとの基板の動きを示すパルス信号を生成することによって動作することができる。従って、これらのセンサによって生成される製品検出およびエンコーダ信号は、基板が動き出す地点およびプリントヘッドと基板との間の相対運動をプリントヘッドに示し得る。
【０１３６】
プロセッサは、プリンタシステムの全体的な制御のために使用することができる。従って、プロセッサは、その正しい機能を保証するために、プリンタ内の各サブシステムの動作を連係させることができる。プロセッサは、例えば、印刷動作の開始の準備をするために起動モードに入るように流体供給システムに信号伝達し、起動プロセスが完了したという信号を流体供給システムから受信した時点で、プロセッサは、印刷動作を開始するためにタスクを実行するようにデータ輸送システムおよび基板輸送システムなどのプリンタ内の他のシステムに信号伝達することができる。
【０１３７】
他の実施形態および変形形態は請求項の範囲内で想定され得る。
【図１】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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