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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Flüssigkeits-Strahlvorrichtung
zum Ausstoßen
von Flüssigkeitströpfchen mehrerer
Arten mit unterschiedlichem Volumen aus der gleichen Düsenöffnung,
sowie ein Verfahren zum Betreiben dieser Vorrichtung.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Ein Tintenstrahldrucker, welcher
ein Beispiel für
eine Flüssigkeits-Strahlvorrichtung
ist, hat einen Druckkopf mit vielen, in einer Reihe ausgeformten Düsenöffnungen,
einen Schlittenmechanismus zum Bewegen des Druckkopfes in der Hauptabtastrichtung
(der Richtung der Breite des Aufzeichnungspapiers) sowie einen Papierzuführ-Mechanismus
zum Bewegen eines Druckpapiers in der Nebenabtastrichtung (der Papierzuführrichtung).
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Der Druckkopf hat mehrere Druckkammern, die
jede mit jeder Düsenöffnung verbunden
sind, und mehrere Druckerzeugungselemente, die jedes zum Verändern des
Tintendrucks in jeder der Druckkammern dienen. In dem Aufzeichnungskopf
wird ein Antriebsimpuls dem Druckerzeugungselement zugeführt, dadurch
wird der Tintendruck in der Druckkammer verändert, und dann wird ein Tintentröpfchen aus
der Düsenöffnung ausgestoßen.
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Der Schlittenmechanismus bewegt den
Aufzeichnungskopf in der Hauptabtastrichtung. Während dieser Bewegung stößt der Druckkopf
Tintentröpfchen
in den Taktungs-spezifizierten Punktemusterdaten aus. Wenn der Druckkopf
das Ende des Bewegungsbereichs erreicht, bewegt der Papierzuführ-Mechanismus das Druckpapier
in der Nebenabtastrichtung. Wenn die Bewegung des Druckpapiers beendet
ist, bewegt der Schlittenmechanismus den Druckkopf wieder in der
Hauptabtastrichtung, und der Druckkopf stößt Tintentröpfchen während der Bewegung aus.
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Durch wiederholtes Ausführen des
eben erwähnten
Vorgangs wird ein Bild auf der Basis der Punktmusterdaten auf dem
Druckpapier aufgezeichnet.
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Der Drucker zeichnet ein Bild auf
abhängig davon,
ob er Tintentröpfchen
ausstoßen
soll oder nicht, d. h. abhängig
von der Existenz von Punkten. Daher wird bei diesem Drucker ein
Verfahren zum Darstellen der Zwischenabstufung durch Darstellen eines
Pixels durch mehrere Punkte wie beispielsweise 4 × 4 und
8 × 8
verwendet. Um mit diesem Verfahren ein Bild mit hoher Qualität aufzuzeichnen,
ist es notwendig, Tintentröpfchen
mit einem sehr geringen Volumen aus dem Druckkopf auszustoßen.
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Mit dem eben Beschriebenen im Hinterkopf wird,
um im Konflikt stehende Anforderungen der Verbesserung der Bildqualität und der
Verbesserung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit zu erfüllen, eine Technik
zum Ausstoßen
von Tintentröpfchen
mit unterschiedlicher Größe aus der
gleichen Düse
vorgeschlagen. Beispielsweise werden durch Zuführen von mehreren Impulssignalen,
die winzige Tintentröpfchen
erzeugen können,
mehrere winzige Tintentröpfchen
aus der gleichen Düse
ausgestoßen,
und die jeweiligen Tintentröpfchen
werden verbunden, bevor sie das Druckpapier erreichen, und ein großes Tintentröpfchen wird
erzeugt.
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Bei dieser Technik ist jedoch die
Anzahl der Tintentröpfchen,
die sich verbinden können,
bevor sie das Druckpapier erreichen, beschränkt, so dass die Größe der Tintentröpfchen beschränkt ist
und der variable Größenbereich
verengt ist.
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Außerdem ist, da mehrere Tintentröpfchen verbunden
werden müssen,
bevor sie das Druckpapier erreichen, die Steuerung unvermeidbar
schwierig.
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Daher kann eine Technik zum Erzeugen
eines Antriebssignals in Betracht gezogen werden, das mehrere Arten
von Antriebsimpulsen in Reihe verbindet, abhängig von dem Volumen von auszustoßenden Tintentröpfchen,
und zum Zuführen
eines aus diesem Antriebssignal erhaltenen Antriebsimpulses zu dem
Druckerzeugungselement.
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Bei der eben erwähnten Technik wird jedoch, wenn
mehrere Arten von Antriebsimpulsen einfach in einer Reihe verbunden
sind, der Antriebszeitraum (der Zeitraum des Antriebssignals), der
zum Aufzeichnen eines Punktes notwendig ist, unvermeidbar länger. Bei
dieser Technik ist es nämlich
notwendig, Antriebsimpulse in Übereinstimmung
mit der Anzahl der Arten von auszustoßenden Tintenvolumina zu verbinden,
und der Antriebszeitraum wird länger
in Übereinstimmung
mit der Anzahl von verbundenen Antriebsimpulsen. Wenn der Antriebszeitraum
länger wird,
wird die Aufzeichnungsgeschwindigkeit langsamer.
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Außerdem ist bei den Düsenöffnungen
des Druckkopfes der Meniskus, d. h. die bei den Düsenöffnungen
frei liegende freie Oberfläche
der Tinte, der Luft ausgesetzt, so dass ein Tintenlösungsmittel
(beispielsweise Wasser) nach und nach sich verflüchtigt. Wenn die Tintenviskosität von Tinte
bei den Düsenöffnungen
aufgrund der Verflüchtigung
der Tintenlösungsmittels
ansteigt, kann ein Fehler wie beispielsweise ein Spritzen von ausgestoßenen Tintentröpfchen in
einer bezüglich
der normalen Richtung versetzten Richtung verursacht werden.
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In dem Tintenstrahldrucker wird daher
die Tinte durch winzige Schwingungen des Meniskus durchrührt, und
ein Anstieg in der Tintenviskosität bei den Düsenöffnungen wird verhindert. Beim Rühren durch
die winzigen Schwingungen wird ein winziger Schwingungsimpuls auf
das Druckerzeugungselement aufgebracht, um eine Druckänderung
in der Druckkammer zu verursachen, und der Meniskus wird geringfügig bewegt
oder in Schwingungen versetzt in der Ausstoß- und Einzugsrichtung (siehe EP-A-0
963 845).
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Wenn jedoch Antriebsimpulse zum Ausstoßen von
Tintentröpfchen
aus den Düsenöffnungen und
ein winziger Schwingungsimpuls zum Erzeugen einer winzigen Schwingung
in dem Meniskus einfach in Reihe verbunden werden, um das eben erwähnte Antriebssignal
zu bilden, wird die Zeit eines Antriebszeitraums länger, und
die Druckgeschwindigkeit wird reduziert.
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Die vorliegende Erfindung wurde mit
dem eben Beschriebenen im Blick entwickelt, und sie soll mehrere
Antriebsimpulse zum Ausstoßen
von mehreren Arten von Tintentröpfchen
mit unterschiedlichem Tintenvolumen sowie einen winzigen Schwingungsimpuls
zum Erzeugen einer winzigen Schwingung des Meniskus in einem Antriebssignal
eines Antriebszeitraums effizient anordnen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, ist
eine Flüssigkeits-Strahlvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung versehen mit einem entsprechend einer mit einer Düsenöffnung verbundenen Druckkammer
montierten Druckerzeugungselement, das mit einem Antriebsimpuls
beaufschlagbar ist, wodurch eine Druckänderung einer Flüssigkeit
in der Druckkammer zum Ausstoßen
eines Flüssigkeitstropfens
aus der Düsenöffnung erzeugt
wird; einer Einheit zum Erzeugen eines Antriebssignals, das zum
Erzeugen von mehreren Arten von Antriebsimpulsen zum Ausstoßen des
Flüssigkeitstropfens
und zum Erzeugen eines sehr kleinen Vibrationsimpulses verwendbar
ist, der auf das Druckerzeugungselement aufbringbar ist, um einen
Meniskus der Flüssigkeit
fein in Schwingungen zu versetzen; und einer Einheitzum Erzeugen
des sehr kleinen Vibrationsimpulses und der Antriebsimpulse durch
Auswählen
eines Teils des Antriebssignals, wobei das Antriebssignal mehrere
Wellenformelemente zum Erzeugen von mehreren Arten von Antriebsimpulsen
beinhaltet sowie ein Verbindungselement, das die Wellenformelemente
zwischen unterschiedlichen Spannungsstufen verbindet und nicht dazu
verwendbar ist, die Antriebsimpulse zu erzeugen. Das Impulserzeugungsmittel erzeugt
den sehr kleinen Vibrationsimpuls durch eine Kombination aus zumindest
einem Teil der Wellenformelemente und zumindest einem Teil des Verbindungselements.
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Vorzugsweise stoßen die Antriebsimpulse mehrere
Arten von Flüssigkeitstropfen
mit unterschiedlichem Volumen aus, wobei die Antriebsimpulse zum
Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen durch eine Kombination von mehreren Wellenformelementen
erzeugt. wird, und wobei der sehr kleine Vibrationsimpuls durch
eine Kombination aus einem Teil von mehreren Wellenformelementen
zum Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen und zumindest einem Teil des Verbindungselements
zum Verbinden des Teils der mehreren Wellenformelemente zum Ausstoßen des
Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen mit einem anderen der Wellenformelemente
erzeugt wird.
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Vorzugsweise ist ein Teil der Wellenformelemente
zum Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen in einer Stufenform ausgebildet, wobei
das Verbindungselement zum Verbinden des Teils der mehreren Wellenformelemente
zum Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen mit einem anderen Wellenformelement eine
Stufengestalt hat, und wobei der sehr kleine Vibrationsimpuls durch
eine Kombination einer Hälfte des
Wellenformelements mit der Stufengestalt und einer Hälfte des
Verbindungselements mit der Stufengestalt erzeugt wird.
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Vorzugsweise folgt dabei das Verbindungselement
dem Teil von mehreren Wellenformelementen zum Ausstoßen des
Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen, wobei das Verbindungselement die Druckkammer
zusammenzieht und die Druckkammer dann erweitert.
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Vorzugsweise ist zumindest ein Teil
der Wellenformelemente ein vorbereitendes Wellenformelement, das
die Druckkammer des Wartezustands zusammenzieht, ohne den Flüssigkeitstropfen
auszustoßen.
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Vorzugweise wird ein einzelner Impuls
des sehr kleinen Vibrationsimpulses in einer einzelnen Periode des
Antriebssignals erzeugt.
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Vorzugsweise wird der sehr kleine
Vibrationsimpuls von zumindest dem Teil der Wellenformelemente und
zumindest dem Teil des Verbindungselements erzeugt, der zumindest
dem Teil der Wellenformelemente folgt.
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Die mehreren Wellenformelemente beinhalten
vorzugsweise Ausstoß-Wellenformelemente
zum Betätigen
des Druckerzeugungselements zum Ausstoßen der Flüssigkeitstropfen aus der Düsenöffnung beinhalten
sowie Ladungs-Wellenformelemente
zum Betätigen
des Druckerzeugungselements, um die Druckkammer mit der Flüssigkeit
aufzuladen, und wobei das Impulserzeugungsmittel die mehreren Arten
von Antriebsimpulsen abhängig
von der Taktung zum Auswählen
der Ausstoß-Wellenformelemente und
der Ladungs-Wellenformelemente erzeugt.
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Die mehreren Arten von Antriebsimpulsen stoßen vorzugsweise
mehrere Arten von Flüssigkeitstropfen
aus, die unterschiedliche Volumina haben, wobei die mehreren Wellenformelemente
ein Paar von Ausstoß-Wellenformelementen
zum Ausstoßen des
Flüssigkeitstropfens
mit dem größten Volumen und
das Ausstoß-Wellenformelement,
das zwischen dem Paar der Ausstoß-Wellenformelemente angeordnet
ist, zum Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens mit
dem kleinsten Volumen.
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Das Druckerzeugungselement weist
vorzugsweise einen piezoelektrischen Vibrator eines Auslenkungsschwingungsmodus
auf.
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Das Druckerzeugungselement weist
vorzugsweise einen piezoelektrischen Vibrator eines Längsschwingungsmodus' auf.
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Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, dient
erfindungsgemäß auch ein
Verfahren zum Antreiben einer Flüssigkeits-Strahlvorrichtung
mit einem entsprechend einer mit einer Düsenöffnung verbundenen Druckkammer
montierten Druckerzeugungselement, das mit einem Antriebsimpuls
beaufschlagbar ist, wodurch eine Druckänderung einer Flüssigkeit
in der Druckkammer erzeugt wird, um einen Flüssigkeitstropfen aus der Düsenöffnung auszustoßen, mit
den folgenden Schritten: Erzeugen eines zum Erzeugen von mehreren
Arten der Antriebsimpulse zum Ausstoßen des Flüssigkeitstropfens und zum Erzeugen
eines sehr kleinen Vibrationsimpulses, der auf das Druckerzeugungselement
aufbringbar ist, um einen Meniskus der Flüssigkeit in kleine Schwingungen
zu versetzen, verwendbaren Antriebssignals; und Erzeugen des sehr
kleinen Vibrationsimpulses oder des Antriebsimpulses durch Auswählen eines
Teils des Antriebssignals, wobei das Antriebssignal mehrere Wellenformelemente zum
Erzeugen von mehreren Arten von Antriebsimpulsen beinhaltet sowie
ein Verbindungselement, das die Wellenformelemente zwischen unterschiedlichen Spannungsstufen
verbindet und nicht verwendbar ist, um die Antriebsimpulse zu erzeugen.
Der sehr kleine Vibrationsimpuls wird erzeugt durch eine Kombination
aus zumindest einem Teil der Wellenformelemente und zumindest einem
Teil des Verbindungselements.
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Vorzugsweise stoßen die Antriebsimpulse mehrere
Arten von Flüssigkeitstropfen
mit unterschiedlichem Volumen aus, wobei die Antriebsimpulse zum
Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen durch eine Kombination von mehreren der
Wellenformelemente erzeugt wird, und wobei der sehr kleine Vibrationsimpuls
durch eine Kombination eines Teils von mehreren Wellenformelementen
zum Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen und zumindest einem Teil des Verbindungselements
zum Verbinden des Teils der mehreren Wellenformelemente zum Ausstoßen des
Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen mit einem anderen der Wellenformelemente
erzeugt wird.
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Vorzugsweise ist ein Teil der Wellenformelemente
zum Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen in einer Stufenform ausgebildet, wobei
das Verbindungselement zum Verbinden des Teils der mehreren Wellenformelemente
zum Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens
mit dem kleinsten Volumen mit einem anderen Wellenformelement eine
Stufengestalt hat, und wobei der sehr kleine Vibrationsimpuls durch
eine Kombination einer Hälfte des
Wellenformelements mit der Stufengestalt und einer Hälfte des
Verbindungselements mit der Stufengestalt erzeugt wird.
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Vorzugsweise folgt das Verbindungselement dem
Teil von mehreren Wellenformelementen zum Ausstoßen des Flüssigkeitstropfens mit dem kleinsten
Volumen, wobei das Verbindungselement die Druckkammer zusammenzieht
und die Druckkammer dann erweitert.
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Vorzugsweise ist zumindest ein Teil
der Wellenformelemente ein vorbereitendes Wellenformelement, das
die Druckkammer eines Wartezustands zusammenzieht, ohne den Flüssigkeitstropfen
auszustoßen.
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Vorzugsweise wird ein einzelner Impuls
des sehr kleinen Vibrationsimpulses in einer einzelnen Periode des
Antriebssignals erzeugt.
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Vorzugsweise wird der sehr kleine
Vibrationsimpuls von zumindest dem Teil der Wellenformelemente und
zumindest dem Teil des Verbindungselements erzeugt, der zumindest
dem Teil der Wellenformelemente folgt.
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Vorzugsweise beinhalten die mehreren
Wellenformelemente Ausstoß-Wellenformelemente
zum Betätigen
des Druckerzeugungselements zum Ausstoßen der Flüssigkeitstropfen aus der Düsenöffnung sowie
Ladungs-Wellenformelemente zum Betätigen des Druckerzeugungselements,
um die Druckkammer mit der Flüssigkeit
aufzuladen, wobei das Impulserzeugungsmittel die mehreren Arten
von Antriebsimpulsen abhängig
von der Taktung zum Auswählen
der Ausstoß-Wellenformelemente
und der Ladungs-Wellenformelemente erzeugt.
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Vorzugsweise stoßen die mehreren Arten von
Antriebsimpulsen mehrere Arten von Flüssigkeitstropfen aus, die unterschiedliche
Volumina haben, wobei die mehreren Wellenformelemente ein Paar von
Ausstoß-Wellenformelementen
zum Ausstoßen des
Flüssigkeitstropfens
mit dem größten Volumen und
das Ausstoß-Wellenformelement,
das zwischen dem Paar der Ausstoß-Wellenformelemente angeordnet
ist, zum Ausstoßen
des Flüssigkeitstropfens mit
dem kleinsten Volumen.
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Vorzugsweise weist wobei das Druckerzeugungselement
einen piezo-elektrischen Vibrator eines Auslenkungsschwingungsmodus
auf.
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Das Druckerzeugungselement weist
vorzugsweise einen piezoelektrischen Vibrator eines Längsschwingungsmodus' auf.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung ergibt
sich deutlicher aus der nun folgenden Beschreibung und den anliegenden
Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung. Die Zeichnungen sollen jedoch keine Beschränkung der
Erfindung auf eine bestimmte Ausführungsform bedeuten, sondern
dienen lediglich der Erläuterung
und dem Verständnis.
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In den Zeichnungen ist:
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1 eine
Schnittansicht, die den Aufbau eines Druckkopfes eines Tintenstrahldruckers
als einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Strahlvorrichtung
zeigt;
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2 ein
Blockdiagramm des Tintenstrahldruckers als der Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Strahlvorrichtung;
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3 ein
Blockdiagramm, das den wesentlichen Teil eines Antriebssignalerzeugungs-Schaltkreises
des Tintenstrahldruckers als der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Strahlvorrichtung
zeigt;
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4 eine
Zeichnung, die ein Antriebssignal, verschiedene Antriebsimpulse
sowie einen winzigen Schwingungsimpuls der erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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5 eine
Zeichnung, die ein Antriebssignal, verschiedene Antriebsimpulse
sowie einen winzigen Schwingungsimpuls einer ersten Modifikation der
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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6 eine
Zeichnung, die ein Antriebssignal, verschiedene Antriebsimpulse
sowie einen winzigen Schwingungsimpuls einer zweiten Modifikation der
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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7 eine
Schnittansicht, die den Aufbau eines anderen, für die vorliegende Erfindung
verwendbaren Druckkopfes zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt
den Aufbau eines Druckkopfes eines Tintenstrahldruckers als einer
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Strahlvorrichtung.
Ein in 1 gezeigter Druckkopf
ist ein Druckkopf 1 mit piezoelektrischen Schwingern 25 eines
Auslenkungsschwingungsmodus'.
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Der Druckkopf 1 hat eine
Betätigungseinheit 32,
in welcher mehrere Druckkammern 31 ausgeformt sind, eine
Durchflusswegeinheit 34, in welcher Düsenöffnungen 13 und gemeinsame
Tintenkammern 33 ausgeformt sind, sowie die piezoelektrischen
Schwinger 25. An der Vorderseite der Betätigungseinheit 32 ist
die Durchflusswegeinheit 34 angeschlossen, und an der Rückweite
der Betätigungseinheit 32 sind
die piezoelektrischen Schwinger 25 angeordnet.
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Die Druckkammern 31 werden
in Übereinstimmung
mit Auslenkungen der piezoelektrischen Schwinger 25 ausgedehnt
und zusammengezogen, um den Tintendruck in der Tintenkammern 31 zu
verändern.
Tintentröpfchen
(Flüssigkeitströpfchen)
werden aus den Düsenöffnungen 13 aufgrund
von Veränderungen
in dem Tintendruck in den Druckkammern 31 ausgestoßen. Beispielsweise
wird, wenn die Druckkammer 31 plötzlich zusammengezogen wird, die
Druckkammer 31 innen unter Druck gesetzt und ein Tintentröpfchen wird
aus der Düsenöffnung 13 ausgestoßen.
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Die Betätigungseinheit 32 besteht
aus einem Druckkammern ausbildenden Substrat 35, in welchem
Lufträume
zum Ausbilden der Druckkammern 31 ausgeformt sind, einem
an der Vorderseite des Substrats 35 angefügten Deckelelement 36 sowie eine
an der Rückseite
des Substrats 35 so angefügte Membran 37, dass
sie die Öffnungsoberflächen der Lufträume versperrt.
In dem Deckelement 36 sind erste Tintendurchflusswege 38
zum Verbinden der gemeinsamen Tintenkammern 33 mit den
Druckkammern 31 sowie zweite Tintendurchflusswege 39 zum Verbinden
der Druckkammern 31 mit den Düsenöffnungen 13 ausgeformt.
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Die Durchflusswegeinheit 34 besteht
aus einem Tintenkammern ausbildenden Substrat 41, in welchem
Lufträume
zum Ausbilden der gemeinsamen Tintenkammern 33 ausgeformt
sind, einer an der Vorderseite des Substrats 41 angefügten Düsenplatte 42 sowie
einer an der Rückseite
des Substrats 41 angefügten,
eine Zuführöffnung ausbildenden Platte 43.
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In dem Substrat 41 sind
Düsenverbindungsöffnungen 44 ausgeformt,
die mit den Düsenöffnungen 13 verbunden
sind. In der Platte 43 sind Tintenzuführöffnungen 45 zum Verbinden
der gemeinsamen Tintenkammern 33 und der ersten Tintendurchflusswege 38 sowie
Verbindungsöffnungen 46 zum Verbinden
der Düsenverbindungsöffnungen 44 mit den
zweiten Tintendurchflusswegen 39 vorgesehen.
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Daher sind in dem Druckkopf 1 eine
Reihe von Tintendurchflusswegen zwischen den gemeinsamen Tintenkammern 33 und
den Düsenöffnungen 13 über die
Druckkammern 31 ausgeformt.
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Die piezoelektrischen Schwinger 25 sind
auf der gegenüberliegenden
Seite der Druckkammern 31 bezüglich der Membran 37 ausgeformt.
Die piezoelektrischen Schwinger 25 haben die Gestalt eines
flachen Platte, und untere Elektroden 48 sind an der Vorderseite
jedes piezoelektrischen Schwingers
25 ausgeformt, und obere
Elektroden 49 sind an der Rückseite jedes piezoelektrischen
Schwingers 25 so ausgeformt, dass sie die piezoelektrischen
Schwinger 25 bedecken.
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An beiden Enden der Betätigungseinheit 32 sind
Verbindungsanschlüsse 50 ausgeformt,
deren Enden zu den oberen Elektroden 49 der jeweiligen
piezoelektrischen Schwinger 25 geleitet sind. Die Endflächen der
Verbindungsanschlüsse 50 sind
höher ausgeformt
als die piezoelektrischen Schwinger 25. An den Endflächen der
Verbindungsanschlüsse 50 ist
ein flexibles Schaltkreissubstrat 51 angefügt, und eine
Antriebswellenform wird den piezoelektrischen Schwingern 25 über die
Verbindungsanschlüsse 50 und
die oberen Elektroden 49 zugeführt.
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Die Anzahlen der Druckkammern 31,
der piezoelektrischen Schwinger 25 und der Verbindungsanschlüsse 50,
die in der Zeichnung dargestellt sind, sind jeweils nur zwei, obwohl
viele Einheiten in Übereinstimmung
mit der Düsenöffnungen 13 installiert sind.
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Wenn in dem Druckkopf 1 ein
Antriebsimpuls eingegeben wird, tritt ein Spannungsunterschied zwischen
der oberen 49 und der unteren Elektrode 48 auf.
Aufgrund dieses Spannungsunterschieds wird der piezoelektrische
Schwinger 25 rechtwinklig zu dem elektrischen Feld zusammengezogen.
In diesem Fall wird der Teil des piezoelektrischen Schwingers 25 auf
der Seite der unteren Elektrode 48, die mit der Membran 37 verbunden
ist, nicht zusammengezogen, und nur der Teil auf der Seite der oberen Elektrode 49 wird
zusammengezogen, so dass der piezoelektrische Schwinger 26 und
die Membran 37 so ausgelenkt werden, dass sie auf der Seite
der Druckkammer 31 hervorstehen, und das Volumen der Druckkammer 31 wird
zusammengezogen.
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Wenn ein Tintentröpfchen beispielsweise aus der
Düsenöffnung 13 ausgestoßen werden
soll, wird die Druckkammer 31 plötzlich zusammengezogen. Wenn
nämlich
die Druckkammer 31 plötzlich
zusammengezogen wird, steigt der Tintendruck in der Druckkammer 31 an,
und ein Tintentröpfchen
wird aus der Düsenöffnung 13 in Übereinstimmung
mit dem Druckanstieg ausgestoßen.
Wenn der Spannungsunterschied zwischen der oberen 49 und
der unteren Elektrode 48 eliminiert wird, werden außerdem der
piezoelektrische Schwinger 25 und die Membran 37 in
ihren Originalzustand zurückgeführt. Dadurch
wird die zusammengezogene Druckkammer 31 innen ausgedehnt,
und Tinte wird aus der gemeinsamen Tintenkammer 31 über die
Tintenzuführöffnung 45 in
die Druckkammer 31 geleitet.
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2 ist
ein Blockdiagramm des Tintenstrahldruckers dieser Ausführungsform.
Wie in 2 dargestellt,
hat der Drucker eine Druckersteuerung 61 sowie eine Druckmotor 62.
Die Druckersteuerung 61 hat eine Schnittstelle 63 zum
Empfangen von Druckdaten von dem Host-Computer (in der Zeichnung
nicht dargestellt), einen RAM Speicher 64 zum Speichern
von verschiedenen Daten, ROM Speicher 65 zum Speichern
von Steuerroutine von verschiedene Datenverarbeitungen, eine Steuerung 82 aus
einer CPU, einem Schwingungs-Schaltkreis 66, einem Antriebssignal-Erzeugungs-Schaltkreis
(Antriebssignalerzeugungsmitteln) 83 zum Erzeugen eines
dem Druckkopf 1 zuzuführenden
Antriebssignals, und einer Schnittstelle 67 zum Übermitteln
von auf Punktmusterdaten (Bitmap-Daten) ausgedehnten Druckdaten
und eines Antriebssignals zu dem Druckmotor 62.
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Zusätzlich dazu hält die Druckersteuerung 61 eine
Speicherkarte 76, die eine Art von Aufzeichnungsmedium
in einem entfernbaren Zustand ist, und sie hat Kartenschlitz 77 zum
Dienen als ein Aufzeichnungsmedium-Halteteil sowie eine Kartenschnittstelle 78 zum Übermitteln
von Informationen, die in der Speicherkarte 76 aufgezeichnet
sind, zu der Steuerung 82. In der Speicherkarte 76 sind
Daten bezüglich
der Wellenformen von Antriebssignalen aufgezeichnet. Als Aufzeichnungsmedium
kann abgesehen von der Speicherkarte 76 auch beispielsweise
eine Diskette, eine Festplatte oder eine photo-elektromagnetische
Scheibe verwendet werden.
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Die Steuerung 82 ist eine
Art von Computer und steuert den Ausstoß von Tintentröpfchen durch Bezugnahme
auf die Wellenformdaten von Antriebssignalen, die in der Speicherkarte 76 aufgezeichnet sind,
und auf die in dem ROM 65 aufgezeichnete Steuerroutine.
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Die Schnittstelle 63 empfängt Druckdaten, die
beispielsweise aus Buchstabencode, einer graphischen Funktion, und/oder
Bilddaten oder mehreren Daten von dem Host-Computer bestehen. Außerdem kann
die Schnittstelle 63 ein "Beschäftigt"-Signal (BUSY) oder ein "Quittiert"-Signal ("ACK" – acknowledge) an den Host-Computer
ausgeben.
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Der RAM 64 kann als Empfängerspeicher, Zwischenspeicher,
Ausgabespeicher oder Arbeitsspeicher verwendet werden (in der Zeichnung
nicht dargestellt). In dem Aufnahmespeicher werden Druckdaten von
dem Host-Computer temporär
gespeichert, und in dem Zwischenpuffer werden Zwischencodedaten
gespeichert, und in dem Ausgabepuffer werden Punktmusterdaten ausgeweitet.
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Der ROM 65 speichert verschiedene
Steuerroutinen, die von der Steuerung 82 ausgeführt werden,
Schriftbilddaten sowie graphische Funktionen.
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In dem ROM 65 ist die Steuerroutine
(das Steuerprogramm) gespeichert, das kontinuierlich verwendet wird,
ohne verändert
zu werden. Arten bezüglich
der Wellenformen von Antriebssignalen, von denen angenommen wird,
dass sie erneuert oder verändert
werden, sind in der Speicherkarte 76 gespeichert.
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Die Steuerung 82 steuert
den Antriebssignal-Erzeugungs-Schaltkreis 83 auf
der Basis der Daten bezüglich
der Wellenformen von Antriebssignalen, die aus der Speicherkarte 76 ausgelesen
werden, und sie erzeugt ein vorbestimmtes Antriebssignal, welches
später
genauer beschrieben wird.
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Der Druckmotor 62 besteht
aus einen Schrittmotor 80, einem Papierzuführmotor 81 sowie
einem elektrischen Antriebssystem 71 für den Druckkopf 1, Das
elektrische Antriebssystem 71 für dem Druckkopf 1 hat
ein Verschieberegister 72, einen Riegel-Schaltkreis 73, einen Stufenverschieber
[level shifter] 74, eine Schalter 75 sowie piezoelektrische Schwinger 25.
Das Verschieberegister 72, der Riegel-Schaltkreis 73,
der Stufenverschieber 74 sowie der Schalter 75 dienen
als Impulserzeugungsmittel der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt
ein Beispiel des Antriebssignal-Erzeugungs-Schaltkreises 83 mit einem
Wellenformerzeugungs-Schaltkreis 91 und einem Stromverstärker-Schaltkreis 92.
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Der Wellenformerzeugungs-Schaltkreis 91 hat
einen Wellenformspeicher 93, einen ersten Wellenformriegel-Schaltkreis 94,
einen zweiten Wellenformriegel-Schaltkreis 95, einen Addierer 96,
einen Digital-Analog-Wandler 97 sowie einen Spannungsverstärker-Schaltkreis 98.
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Der Wellenformspeicher 93 dient
als Variationsdaten-Speichereinheit,
um individuell mehrere Arten von von der Steuerung 82 ausgegebenen Spannungsvariationsdaten
zu speichern. Der erste Wellenformriegel-Schaltkreis 94 ist
elektrisch mit dem Wellenformspeicher 93 verbunden. Der
erste Wellenformriegel-Schaltkreis 94 hält bei einer vorbestimmten
Adresse des Wellenformspeichers 93 gespeicherte Spannungsvariationsdaten
synchron mit einem ersten Taktungssignal. Dem Addierer 96 werden
die Ausgaben des ersten Wellenformriegel-Schaltkreises 94 und
die Ausgaben des zweiten Wellenformriegel-Schaltkreises 95 eingegeben,
und mit der Ausgangsseite des Addierers 96 ist der zweite
Wellenformriegel-Schaltkreis 95 elektrisch verbunden. Der
Addierer 96 dient als Mittel zum Addieren von Variationsdaten
und addiert und gibt Ausgabesignale aus.
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Der zweite Wellenformriegel-Schaltkreis 95 ist
eine Ausgangsdatenhalteeinheit zum Halten von Daten (Spannungsinformationen),
die von dem Addierer 96 ausgegeben werden, synchronisiert
mit einem zweiten Taktungssignal. Der D/A-Wandler 97 ist elektrisch
mit der Ausgangsseite des zweiten Wellenformriegel-Schaltkreises 95 verbunden
und wandelt ein von dem zweiten Wellenformriegel-Schaltkreis 95 gehaltenes
Ausgabesignal in ein analoges Signal um. Der Spannungsverstärker-Schaltkreis 98 ist elektrisch
mit der Ausgangsseite des D/A-Wandlers 97 verbunden und
verstärkt
das von dem D/A-Wandler 97 umgewandelte Signal bis auf
die Spannung eines Antriebssignals.
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Der Spannungsverstärker-Schaltkreis 92 ist elektrisch
mit der Ausgangsseite des Spannungsverstärker-Schaltkreises 98 verbunden
und verstärkt den
Strom eines Signals, das in der Spannung mittels des Spannungsverstärker-Schaltkreises 98 verstärkt worden
ist, und gibt dieses als Antriebssignal (COM) aus.
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In dem Antriebssignal-Erzeugungs-Schaltkreis 83 mit
dem eben erwähnten
Aufbau sind vor dem Erzeugen eines Antriebssignals mehrere Variationsdaten,
die Spannungsvariationen anzeigen, individuell in dem Speicherbereich
des Wellenformspeichers 93 gespeichert. Beispielsweise
gibt die Steuerung 82 Variationsdaten und Adressdaten entsprechend
diesen Variationsdaten zu dem Wellenformspeicher 93 aus.
Der Wellenformspeicher 93 speichert die Variationsdaten
in dem von den Adressdaten bezeichneten Speicherbereich. Die Variationsdaten
bestehen aus Daten mit positiver und negativer Information (Anstiegs-
und Abfallinformation), und die Adressdaten bestehen aus einem 4-Bit-Adresssignal.
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Wenn mehrere Arten von Variationsdaten
auf diese Art und Weise in dem Wellenformspeicher 93 gespeichert
sind, kann ein Antriebssignal erzeugt werden.
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Ein Antriebssignal wird erzeugt durch
Setzen von Variationsdaten in dem ersten Wellenformriegel-Schaltkreis 94 und
Hinzuaddieren der in dem ersten Wellenformriegel-Schaltkreis 94 gesetzten Daten zu
der Ausgangsspannung von dem zweiten Wellenformriegel-Schaltkreis 95,
und zwar in jedem vorbestimmten Update-Zeitraum.
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Als Computer kann abgesehen von der
Steuerung 82 beispielsweise ein direkt mit dem Drucker verbundener
Host-Computer genannt
werden, entweder unabhängig
oder zwischen vielen über
ein Netzwerk verbundenen Computern.
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In dem in 1 gezeigten Druckkopf 1 kann gesteuert
werden, ob ein Antriebssignal den piezoelektrischen Schwingern 25 eingegeben
wird oder nicht, und zwar über
Druck Daten. beispielsweise befindet sich während eines Zeitraums von Druckdaten "1" der Schalter 75 in einem geschlossenen
Zustand, so dass das Antriebssignal COM den piezoelektrischen Schwingern 25 zugeführt wird.
Die piezoelektrischen Schwinger 25 werden mittels des zugeführten Antriebssignals
ausgelenkt. Während
eines Zeitraums von Druckdaten "0" befindet sich er
Schalter 75 in einem offenen Zustand, so dass die Zufuhr
des Antriebssignals zu den piezoelektrischen Schwingern 25 unterbrochen
ist. Während
des Zeitraums der Druckdaten "0" hält jeder
der piezoelektrischen Schwinger 25 die vorangehende Ladung,
und der vorangehende Verformungszustand wird beibehalten.
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Nun wird das Verfahren zum Antreiben
des Tintenstrahldruckers in dieser Ausführungsform erläutert. Der
Tintenstrahldrucker in dieser Ausführungsform stößt große Tintentröpfchen zum
Ausbilden von großen
Punkten, mittelgroße
Tintentröpfchen
zum Ausbilden von mittelgroßen
Punkten sowie kleine Tintentröpfchen
zum Ausbilden von kleinen Punkten aus der gleichen Düsenöffnung 13 aus. Hierbei
bedeutet "große Punkte" typischerweise vergleichsweise
große
Punkte, die aus großen
Tintentröpfchen
von ungefähr
20 pL (Picoliter) Volumen ausgeformt werden. "Mittelgroße Punkte" bedeutet typischerweise mittelgroße Punkte,
die aus mittelgroßen
Tintentröpfchen
mit einem Volumen von ungefähr
8 pL ausgeformt werden. "Kleine
Punkte" bedeutet
typischerweise vergleichsweise kleine Punkte, die aus kleinen Tintentröpfchen mit
einem Volumen von ungefähr
4 pL ausgeformt werden.
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In dieser Ausführungsform werden zwei Wellenformelemente
für das
Ausstoßen
von großen Punkten,
die einen Antriebsimpuls für
große
Punkte bilden, mit der gleichen Gestalt ausgeformt, und diese Wellenformelemente
für das
Ausstoßen
von großen
Punkten sind in jeder konstanten Periode in dem Antriebssignal angeordnet.
Außerdem
ist ein Wellenformelement zum Ausstoßen von kleinen Punkten zwischen
den Wellenformelementen zum Ausstoßen von großen Punkten in dem Antriebssignal
angeordnet.
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4 ist
eine Zeichnung, die die Wellenform eines Antriebssignals zeigt,
das von dem Antriebssignal-Erzeugungs-Schaltkreis 83 erzeugt wird,
zusammen mit aus diesem Antriebssignal erzeugten Antriebsimpulsen
für große, mittelgroße und kleine Punkte
und einem ebenfalls aus diesem Antriebssignal erzeugten winzigen
Schwingungsimpuls. In diesem Fall ist ein winziger Schwingungsimpuls
ein auf die piezoelektrischen Schwinger 25 aufzubringender Impuls,
um den Tintenmeniskus (Flüssigkeitsmeniskus)
bei der Düsenöffnung 13 des
Druckkopfes 1 in feine Schwingungen zu versetzen, ohne
ein Tintentröpfchen
auszustoßen.
Andererseits werden die auf die piezoelektrischen Schwinger 25 aufzubringenden Impulse,
um große,
mittelgroße
und kleine Punkte zu erzeugen, Antriebsimpulse genannt.
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In dem in 4 gezeigten Antriebssignal ist der Zeitraum
T1 (P300 bis P303) das erste Wellenformelement, und der Zeitraum
T2 (P304 bis P311) ist das zweite Wellenformelement. Der Zeitraum
T3 (P312 bis P317) ist das dritte Wellenformelement, und der Zeitraum
T4 (P317 bis P323) ist das vierte Wellenformelement. Der Zeitraum
TS1 (P303 bis P304) ist das erste Verbindungselement, und der Zeitraum
TS2 (P311 bis P312) ist das zweite Verbindungselement.
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In diesem Fall ist "Verbindungselement" ein Signalelement
zum Verbinden von mehreren Wellenformelementen zwischen unterschiedlichen
Spannungsstufen und wird nicht dazu verwendet, einen Antriebsimpuls
zum Ausstoßen
eines Tintentröpfchens
zu erzeugen. Andererseits ist "Wellenformelement" ein Signalelement,
das dazu verwendet wird, einen Antriebsimpuls zum Ausstoßen eines
Tintentröpfchens
zu erzeugen. Wie im folgenden beschrieben, wird zumindest ein Teil
des Verbindungselements dazu verwendet, einen winzigen Schwingungsimpuls
zu erzeugen.
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Das eben erwähnte erste Wellenformelement
beinhaltet ein Kontraktions-Wellenformelement (P301 bis P302). Dieses
Kontraktions-Wellenformelement ist in vorbereitendes Wellenformelement,
welches die Druckkammer 31 des Wartezustands zusammenzieht,
ohne ein Tintentröpfchen
auszustoßen.
Das zweite Wellenformelement beinhaltet ein erstes Ladungs-Wellenformelement
(P305 bis P307), ein erstes Ausstoß-Wellenformelement (P307 bis P309),
und ein erstes schwingungsdämpfendes
Wellenformelement (P309 bis P310). Das dritte Wellenformelement
beinhaltet ein zweites Ladungs-Wellenformelement
(P313 bis P314), ein zweites Ausstoß-Wellenformelement (P314 bis P315), und
ein zweites schwingungsdämpfendes
Wellenformelement (P315 bis P316). Das vierte Wellenformelement beinhaltet
ein drittes Ladungs-Wellenformelement (P318
bis 320), ein dritten Ausstoß-Wellenformelement
(P320 bis P322), und ein drittes schwingungsdämpfendes Wellenformelement
(P322 bis P323). Der Endpunkt (P323) des dritten schwingungsdämpfenden
Wellenformelements ist der Starpunkt (P300) des ersten Wellenformelements
in dem nächsten
Antriebszeitraum T.
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In diesem Fall ist das Kontraktions-Wellenformelement
ein Signalelement zum Betätigen
der piezoelektrischen Schwinger 25, um das Volumen der Druckkammern 31 zu
reduzieren. Das Ausstoß-Wellenformelement
ist ein Signalelement zum Betätigen der
piezoelektrischen Schwinger 25, um Tintentröpfchen aus
den Düsenöffnungen 13 auszustoßen. Das schwingungsdämpfende
Wellenformelement ist ein Signalelement zum Betätigen der piezoelektrischen Schwinger 25,
um die Schwingung des Meniskus nach dem Ausstoßen von Tintentröpfchen zu
unterdrücken.
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Um einen Antriebsimpuls für kleine
Punkte aus dem eben erwähnten
Antriebssignal zu erzeugen, wählt
das Impulserzeugungsmittel (d. h. das Verschieberegister 72,
der Riegel-Schaltkreis 73, der Stufenverschieber 74 und
der Schalter 75) das erste Wellenformelement und das dritte
Wellenformelement aus und verbindet die ausgewählten Wellenformelemente. Konkret
gesagt wählt
das Impulserzeugungsmittel Wellenformelemente auf der Basis der
in "100010" gesetzten Druckdaten
aus.
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Wenn ein Antriebsimpuls für mittlere
Punkte erzeugt werden soll, wählt
das Impulserzeugungsmittel das vierte Wellenformelement auf der
Basis der in "000001" gesetzten Druckdaten
aus. Das vierte Wellenformelement bildet nämlich unabhängig einen Antriebsimpuls für mittlere
Punkte.
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Wenn ein Antriebsimpuls für große Punkte erzeugt
werden soll, wählt
das Impulserzeugungsmittel das zweite Wellenformelement und das
vierte Wellenformelement auf der Basis der in "001001" gesetzten Druckdaten aus und verbindet
diese. In dem Antriebsimpuls für
große
Punkte sind das erste Ausstoß- Wellenformelement
(P307 bis P309) des zweiten Wellenformelements und das dritte Ausstoß-Wellenformelement
(P320 bis P322) des vierten Wellenformelements Ausstoß-Wellenformelemente
für große Punkte.
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Bezüglich der beiden Ausstoß-Wellenformelemente
für große Punkte,
die diesen Antriebsimpuls für
große
Punkte bilden, haben das erstgenannte Ausstoß-Wellenformelement für große Punkte
(P305 bis P310) und das letztgenannte Ausstoß-Wellenformelement für große Punkte (P318 bis P323) die
gleiche Wellenformgestalt. Die Zeit vom Startpunkt (P300) des Antriebszeitraums
T bis zum Startpunkt (P305) des erstgenannten Ausstoß-Wellenformelements
für große Punkte
und die Zeit vom Endpunkt (P310) des erstgenannten Ausstoß-Wellenformelements
für große Punkte
bis zum Startpunkt (P318) des letztgenannten Ausstoß-Wellenformelements
für große Punkte
sind außerdem
gleich groß.
Die Zahl von Endpunkt des Ausstoß-Wellenformelements für große Punkte
bis zum Startpunkt des nächsten
Ausstoß-Wellenformelements
für große Punkte
ist nämlich
auf eine feste Zeit festgelegt. Außerdem ist zwischen den Ausstoß-Wellenformelementen
für große Punkte
das Ausstoß-Wellenformelement
für kleine Punkte
(P313 bis P316), das den Antriebsimpuls für kleine Punkte bildet, angeordnet.
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Wenn ein winziger Schwingungsimpuls
aus dem Antriebssignal erzeugt werden soll, wählt außerdem das Impulserzeugungsmittel
das erste Wellenformelement (P300 bis. P303) und das erste Verbindungselement
(P303 bis P304). So wird der winzige Schwingungsimpuls durch eine
Kombination aus einem Wellenformelement und einem Verbindungselement
erzeugt.
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Gemäß dem Tintenstrahldrucker dieser
Ausführungsform
wird, wie oben erwähnt,
ein winziger Schwingungsimpuls durch eine Kombination eines Wellenformelements
mit einem Verbindungselement erzeugt, so dass mehrere Antriebsimpulse
zum Erzeugen mehrerer Arten von Tintentröpfchen mit unterschiedlichem
Tintenvolumen sowie eines winzigen Schwingungsimpulses zum Verursachen
einer winzigen Schwingung des Meniskus effizient in einem Antriebssignal
in einem Antriebszeitraum frei von einer Reduzierung der Druckgeschwindigkeit
angeordnet werden können,
d. h. ohne den Antriebszeitraum T zu überschreiten.
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In der vorliegenden Ausführungsform
wird außerdem
ein winziger Schwingungsimpuls aus dem Kontraktions-Wellenformelement
(P301 bis P302) erzeugt, das einen vorbereitenden Teil eines Antriebsimpulses
für kleine
Punkte bildet, und aus dem ersten Verbindungselement (P303 bis P304),
das dem Kontraktions-Wellenformelement (P301 bis P302) folgt. Im
allgemeinen hat ein Kontraktions-Wellenformelement, das einen vorbereitenden
Teil eines Antriebsimpulses für
kleine Punkte bildet, eine relativ große Wellenhöhe. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform
kann daher, obwohl ein einzelner winziger Schwingungsimpuls in einem
einzelnen Antriebszeitraum erzeugt wird, ein ausreichender Tintendurchrühreffekt
erhalten werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird
außerdem
ein winziger Schwingungsimpuls erzeugt durch Auswählen des
Wellenformelements (P301 bis P302), das die Druckkammer 31 zusammenzieht,
und des Verbindungselements (P303 bis P304), das die Druckkammer 31 ausdehnt,
und das dem Wellenformelement (P301 bis P302) folgt. Da die Druckkammer 31 kontrahiert
und dann ausgedehnt wird, kann ein Tintenrühreffekt verbessert werden
verglichen mit dem Fall, in dem die Druckkammer 31 ausgedehnt
und dann kontrahiert wird.
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In dem eben genannten Antriebssignal
sind außerdem
die Ausstoß-Wellenformelemente
für große Punkte
vor und nach dem Ausstoß-Wellenformelement
für kleine
Punkte angeordnet, so dass bei einem Zweiwegedruck wie beim Drucken
sowohl bei der Vorwärtsbewegung
als auch bei der Rückwärtsbewegung
des Druckkopfes 1 (d. h. des Schlittens) große Tintentröpfchen auf
der Basis der Ausstoßposition
von kleinen Tintentröpfchen
positioniert werden, die von dem Antriebsimpuls für kleine
Punkte ausgestoßen
werden, so dass die Ausstoßpositionen von
kleinen und großen
Tintentröpfchen
miteinander, ausgerichtet werden können.
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Außerdem sind das erste und das
letztgenannte Ausstoß-Wellenformelement
für große Punkte
in der gleichen Wellenform gestaltet, und das Volumen eines Tintentröpfchens,
das durch das erstgenannte Ausstoß-Wellenformelement für große Punkte
ausgestoßen
wird, kann das gleiche Volumen haben wie ein Tintentröpfchen,
das durch das letztgenannte Ausstoß-Wellenformelement für große Punkte ausgestoßen wird.
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Da außerdem ein Ausstoß-Wellenformelement
für große Punkte
in jedem festen Zeitraum in den Antriebszeitraum T erzeugt wird,
kann im Fall des Zweiwegedrucks der gleiche Druckzustand sowohl
in der Vorwärts-
als auch in der Rückwärtsbewegung
realisiert werden.
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Wie oben erwähnt, kann in dieser Ausführungsform
insbesondere beim Zweiwegedruck ein Bild mit guter Qualität gedruckt
werden.
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Nun wird die erste Modifizierung
der oben erwähnten
Ausführungsform
mit Bezug auf 5 erläutert.
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5 ist
eine Zeichnung, die ein Antriebssignal, verschiedene Antriebsimpulse
und einen winzigen Schwingungsimpuls in dieser Modifizierung zeigt.
Unterschiede zwischen dem in 5 gezeigten
Antriebssignal und dem in 4 gezeigten
Antriebssignal sind, dass in dem ersten Wellenformelement des Teils
(P300 bis P303=) des Zeitraums T1 einstufenförmiger Teil (P330 eingeschlossen)
zwischen (P301 und P302) ausgeformt ist, und dass in dem ersten
Bildverarbeitungseinheit des Teils (P303 bis P304) des Zeitraums
TS1 ein stufenförmiger
Teil (P331 eingeschlossen) ausgeformt ist. Der Zeitraum TS1 ist
in einem Zeitrum TS1A und einen Zeitraum TS1B im Punkt P331 unterteilt.
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Der stufenförmige Teil (P330 eingeschlossen)
in dem ersten Wellenformelement und der stufenförmige Teil (P331 eingeschlossen)
in dem ersten Verbindungselement sind bei der gleichen Spannungsstufe
ausgeformt.
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Wenn ein winziger Schwingungsimpuls
aus dem Antriebssignal erzeugt werden soll, wählt das Impulserzeugungsmittel
den Teil von P300 bis P301 und die erste Hälfte (P301 bis P330) des stufenförmigen Teils
des ersten Wellenformelements (P300 bis P303) und die letzte Hälfte (P331
bis P304) des ersten Verbindungselements (P303 bis P304) aus, geformt
in einer Stufengestalt.
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Wie oben erwähnt, wird in dieser Modifizierung
der winzige Schwingungsimpuls erzeugt durch eine Kombination von
zumindest einem Teil von Wellenformelementen und zumindest einem
Teil eines Verbindungselements. Demzufolge werden eventuell einige
Teile eines Verbindungselements nicht verwendet, um einen winzigen
Schwingungsimpuls zu erzeugen, wie dies für das Signalelement (P303 bis P331)
von TS1A gilt.
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Wenn eine Tinte mit hoher Viskosität verwendet
wird, wählt
außerdem
das Impulserzeugungsmittel das gesamte erste Wellenformelement (P300
bis P303) und das gesamte erste Verbindungselement (P303 bis P304)
aus, um einen winzigen Schwingungsimpuls mit relativ großer Wellenhöhe zu erzeugen.
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Wie oben erwähnt, kann auch in dieser Modifizierung
ein winziger Schwingungsimpuls erzeugt werden durch eine Kombination
eines Wellenformelements und eines Verbindungselements, so dass der
gleiche Effekt wie bei der oben erwähnten Ausführungsform erzielt werden kann.
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Gemäß dieser Modifizierung kann
außerdem,
da der stufenförmige
Teil (P330 eingeschlossen) in dem Kontraktions-Wellenformelement (P301 bis P302) ausgebildet
ist, das einen vorbereitenden Teil eines Antriebsimpulses für kleine
Punkte bildet, und da der stufenförmige Teil (P331 eingeschlossen) in
dem ersten Verbindungselement (P303 bis P304) ausgeformt ist, das
dem Kontraktions-Wellenformelement (P301 bis P302) folgt, eine Wellenhöhe eines winzigen
Schwingungsimpulses um dieser stufenförmigen Teile willen selektiv
auf zwei Stufen festgesetzt werden. Daher ist es möglich, einen
winzigen Schwingungsimpuls mit relativ hoher Wellenhöhe zu erzeugen,
wenn eine Tinte mit hoher Viskosität verwendet wird, und einen
winzigen Schwingungsimpuls mit relativ geringer Wellenhöhe zu erzeugen,
wenn eine Tinte mit geringer Viskosität verwendet wird. Da winzige
Schwingungen eines geeigneten Intensitätslevels auf eine Tinte gemäß ihrer
Viskosität
aufgebracht werden können,
kann die Erzeugung eines Tintennebels aufgrund einer übermäßigen Schwingung
verhindert werden, und es kann auch ein unzureichendes Durchrühren eines
Tinte aufgrund einer zu geringen Schwingung verhindert werden.
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Unter einem anderen Gesichtspunkt
kann außerdem,
wenn eine Wellenhöhe
eines Wellenformelements, das als ein Teil eines winzige Schwingungsimpulses
verwendet werden soll, zu hoch ist, ein winziger Schwingungsimpuls
einer gewünschten Wellenhöhe erzeugt
werden durch Ausbilden von stufenförmigen Teilen mit der gleichen
Spannungsstufe bei dem Wellenformelement bzw. bei einem dem Wellenformelement
folgenden Verbindungselement, gemäß dieser Modifizierung.
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Nun wird die zweite Modifizierung
der oben erwähnten
Ausführungsform
mit Bezug auf 6 erläutert.
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6 ist
eine Zeichnung, die ein Antriebssignal, verschiedene Antriebsimpulse
und einen winzigen Schwingungsimpuls in dieser Modifizierung zeigt.
Unterschiede zwischen dem in 6 gezeigten
Antriebssignal und dem in 4 gezeigten
Antriebssignal sind, dass ein stufenförmiger Teil (P330 eingeschlossen)
zwischen P301 und P302 ausgeformt ist, ein stufenförmiger Teil
(P331 eingeschlossen) vorzugsweise zwischen P303 und P304 ausgeformt
ist, und die Höhe
des Teils von P312 bis P313 eingeschlossen in dem dritten Wellenformelement (P312
bis P317) des Zeitraums T3 geringfügig geringer gewählt ist
als die des in 4 gezeigten
Antriebssignals, und zwar in Übereinstimmung
mit der Höhe
von P330 eingeschlossen in dem stufenförmigen Teil.
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Wie oben erläutert, sind der stufenförmige Teil
einschließlich
P330, der stufenförmige
Teil einschließlich
P331 und der Teil P312 bis P313 des dritten Wellenformelements bei
der gleichen Spannungsstufe ausgeformt.
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In dieser Modifizierung bildet der
Teil von P330 bis P303 des Antriebssignals außerdem kein Wellenformelement,
sondern ein Verbindungselement. Der Teil von P300 bis P330 des Antriebssignals bildet
nämlich
ein erstes Wellenformelement mit einem Zeitraum T1', und der Teil P330
bis P304 des Antriebssignals bildet ein erstes Verbindungselement mit
einem Zeitraum TS1'.
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Um einen Antriebsimpuls für kleine
Punkte aus dem Antriebssignal zu erzeugen, wählt das Impulserzeugungsmittel
die Gesamtheit des ersten Wellenformelements P300 bis P330 und des
dritten Wellenformelements P312 bis P317 aus.
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Wenn ein winziger Schwingungsimpuls
aus dem Antriebssignal erzeugt werden soll, wählt außerdem das Impulserzeugungsmittel
das erste Wellenformelement P300 bis P330 und das erste Verbindungselement
P330 bis P304 aus.
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Wenn eine Tinte mit geringer Viskosität verwendet
wird, wählt
das Impulserzeugungsmittel außerdem
das gesamte erste Wellenformelement (P300 bis P330) und die letzte
Hälfte
(P331 bis P304) des ersten Verbindungselements (P330 bis P304) aus,
um einen winzigen Schwingungsimpuls mit relativ geringer Wellenhöhe zu erzeugen.
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Wie oben erwähnt, kann auch in dieser Modifizierung
ein winziger Schwingungsimpuls erzeugt werden durch eine Kombination
eines Wellenformelements mit einem Verbindungselement, so dass der gleiche
Effekt erzielt werden kann wie in der oben erwähnten Ausführungsform.
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Außerdem kann gemäß dieser
Modifizierung, da es möglich
ist, einen winzigen Schwingungsimpuls mit einer Wellenhöhe zu erzeugen,
die höher ist
als die Höhe
des Kontraktions-Wellenformelements
(P301 bis P330), das einen vorbereitenden Teil eines Antriebsimpulses
für kleine
Punkte bildet, ein ausreichender Durchrühreffekt für eine Tinte selbst für eine Tinte
mit hoher Viskosität
erhalten werden. Da es außerdem
möglich
ist, einen winzigen Schwingungsimpuls mit relativ geringer Wellenhöhe zu erzeugen,
wenn eine Tinte mit geringer Viskosität verwendet wird, kann die
Erzeugung eines Tintennebels aufgrund einer exzessiven Schwingung
verhindert werden.
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In der oben erwähnten Ausführungsform und ihren Modifikationen
ist der Druckkopf 1, der die piezoelektrischen Schwinger 25 des
Auslenkungsschwingungsmodus als Druck erzeugende Elemente verwendet,
als Beispiel dargestellt. Wie in 7 dargestellt,
kann die vorliegende Erfindung jedoch auch auf einen Druckkopf 162 angewandt
werden, der piezoelektrische Schwinger 161 in dem Längsschwingungsmodus
verwendet.
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Dieser Druckkopf 162 hat
einen Basissockel 163 aus synthetischem Kunstharz sowie
eine an der Vorderseite (links in der Zeichnung) des Basissockels 163 angebrachte
Durchflusswegeeinheit 164. Die Durchflusswegeeinheit 164 besteht
aus einer Düsenplatte 166 mit
einer gebohrten Düsenöffnung 165, aus
einer Membran 167 sowie einer Durchflusswege bildenden
Platte 168.
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Der Basissockel 163 ist
ein blockförmiges Element
mit einem oben und hinten geöffneten
Aufbewahrungsraum 169. In dem Aufbewahrungsraum 169 sind
die piezoelektrischen Schwinger 161 aufbewahrt, die an
einer Befestigungsbasisplatte 170 befestigt sind.
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Die Düseplatte 166 ist ein
dünnes
laminares Element mit vielen gebohrten Düsenöffnungen 165 entlang
der Nebenabtastrichtung. Die jeweiligen Düsenöffnungen 165 sind
mit einem vorbestimmten Abstand entsprechend der Punktausbildedichte
ausgeformt. Die Membran 167 ist ein laminares Element mit
einem Inselteil 171 als einem dicken Teil, mit welchem
die piezoelektrischen Schwinger 161 in Kontakt sind, und
einem elastischen dünnen
Teil 172, der so ausgeformt ist, dass er den Inselteil 171 umgibt.
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Viele Inselteile 171 sind
in einem vorbestimmten Abstand so ausgeformt, dass ein Inselteil 171 einer
Düsenöffnung 165 entspricht.
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Die Durchflusswege ausbildende Platte 168 hat
eine Öffnung
zum Ausbilden einer Druckkammer 173, eine gemeinsame Tintenkammer 175 sowie
einen Tintenzuführweg 175 zum
Verbinden der Druckkammer 173 mit der gemeinsamen Tintenkammer 174.
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Die Düsenplatte 166 ist
an der Vorderseite der Durchflusswege ausbildenden Platte 168 ausgeformt,
und die Membran 167 ist auf der Rückseite angeordnet, und die
Düsenplatte 166 und
die Membran 167 sind durch Verkleben in einem Zustand integriert, in
dem die Durchflusswege bildende Platte 168 dazwischen gehalten
wird, und so wird die Durchflusswegeeinheit 164 ausgeformt.
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In der Durchflusswegeeinheit 164 sind
die Druckkammern auf der Rückseite
der Düsenöffnung 165 ausgeformt,
und die Inselteile 171 der Membran 167 sind auf
der Rückseite
der Druckkammern 173 positioniert. Die Druckkammern 173 und
die gemeinsame Tintenkammer 174 sind mittels des Tintenzuführweges 175 verbunden.
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Die Enden der piezoelektrischen Schwinger 161 sind
in Kontakt mit der Rückseite
der Inselteile 171, und die piezoelektrischen Schwinger 161 sind an
dem Basissockel 163 in dem Kontaktzustand befestigt. Den
piezoelektrischen Schwingern 161 wird ein Antriebssignal
COM und Druckdaten SI über
ein flexibles Kabel zugeführt.
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Die piezoelektrische Schwinger 161 des Längsschwingungsmodus
hat die Eigenschaft, dass er, wenn er geladen wird, rechtwinklig
zu dem elektrischen Feld zusammengezogen wird, und wenn er entladen
wird, wird er rechtwinklig zu dem elektrischen Feld ausgedehnt.
Daher wird in dem Druckkopf 162 der piezoelektrische Schwinger 161 durch Aufladen
rückwärts zusammengezogen,
und der Inselteil 171 wird in Übereinstimmung mit der Kontraktion
rückwärts gezogen,
und die zusammengezogene Druckkammer 173 wird ausgedehnt.
In Übereinstimmung
mit dieser Ausdehnung strömt
Tinte in der gemeinsamen Tintenkammer 174 über diesen
Tintenzuführweg 175 in
die Druckkammer 173 hinein. Andererseits wird der piezoelektrische
Schwinger 161 durch Entladen vorwärts ausgedehnt, und der Inselteil 171 der
elastische Platte wird vorwärts
gedrückt,
und so wird die Druckkammer 173 zusammengezogen. In Übereinstimmung
mit dieser Kontraktion steigt der Tintendruck in der Druckkammer 173 an.
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Wie oben erwähnt, ist in dem Druckkopf 162 die
Beziehung zwischen der Spannungsstufe und der Ausdehnung und Kontraktion
der Druckkammer 173 aufgrund des Ladens und Entladens des
piezoelektrischen Schwingers 161 umgekehrt wie bei der
oben erwähnten
Ausführungsform
und den Modifikationen. Wenn der Druckkopf 162 verwendet
werden soll, werden daher eine Antriebssignal und eine Antriebswellenform,
bei welchen das Antriebssignal und die Antriebswellenform in der
vorhergehenden Ausführungsform
angezeigt sind, in positive und negative Spannung bezüglich einer
Grenze der mittleren Spannung ausgetauscht. In dem Druckkopf 162 wird nämlich die
Druckkammer 173 durch Steigern der Spannung mit Tinte gefüllt. Auf
die gleiche Art und Weise werden Tintentröpfchen ausgestoßen durch Reduzieren
der Spannung. Selbst wenn der Druckkopf 162 verwendet wird,
können
die gleichen betrieblichen Effekte wie bei der oben erwähnten Ausführungsform
erhalten werden.
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Wie oben erwähnt, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein winziger Schwingungsimpuls erzeugt durch eine Kombination
aus einem Wellenformelement und einem Verbindungselement, so dass
mehrere Antriebsimpulse zum Erzeugen von mehreren Arten von Tintentröpfchen mit
unterschiedlichem Tintenvolumen und zum Erzeugen eines winzigen
Schwingungsimpulses zum Erzeugen einer winzigen Schwingung des Meniskus
effizient in einem Antriebssignal in einem Antriebszeitraum angeordnet
werden können,
ohne die Druckgeschwindigkeit zu reduzieren, d. h. ohne den Antriebszeitraum auszudehnen.