個別噴射電圧調整回路
複数の液滴噴射デバイス、電源、およびコントローラを有する装置。各々の液滴噴射デバイスが噴射ノズルを有する流体チャンバー、流体チャンバーに関連する電気駆動式圧排デバイス、およびスイッチを有している。スイッチは電源に接続された入力、電気駆動式圧排デバイスに接続された出力、およびコントローラによって制御され入力（従って、電源）と出力（従って、電気駆動式圧排デバイス）との接続制御を行う制御信号入力を有している。電気駆動式圧排デバイスに付随するキャパシタンス要素が駆動状態と非駆動状態との間を変化するのに応じて流体チャンバーの容積が変化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴噴射デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット・プリンターは液滴噴射デバイスを採用した装置の１つである。インクジェット・プリンターの中には、印刷を施す基体の移動方向に対し直角に配された複数の線状インクジェット印刷ヘッド・デバイスからインク滴を供給するものがある。各々の印刷ヘッド・デバイスが上面に（各々がそれぞれの液滴噴射デバイスに対応する）複数のポンプ・チャンバーを画成し、その上部に平面圧電アクチュエーターを有するモノリシック体に形成された複数の液滴噴射デバイスを有している。電圧パルスが圧電アクチュエーターに供給されてその形状が変形することによって、各々の液滴噴射デバイスが駆動され、印刷ヘッド・デバイスを通過する基体の動きに同期して所望の時期に液滴が噴射される。
【０００３】
各々の液滴噴射デバイスは個別にアドレス指定でき、別の液滴噴射デバイスとタイミングを図りオンデマンドで駆動することにより画像を印刷できる。印刷は印刷サイクルに基づいて行われる。各々の印刷サイクルにおいて、（例えば、１５０Ｖの）噴射パルスをすべての液滴噴射デバイスに同時に加え、当該印刷サイクルにおいてインクを噴射する液滴噴射デバイスにのみ信号を送ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は複数の液滴噴射デバイス、電源、およびコントローラを有する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
各々の液滴噴射デバイスは、噴射ノズルを有する流体チャンバー、流体チャンバーに関連する電気駆動式圧排デバイス、並びに電源に接続された入力、電気駆動式圧排デバイスに接続された出力、およびコントローラによって制御され前記入力（従って、電源）と前記出力（従って、電気駆動式デバイス）との接続制御を行う制御信号入力を有するスイッチを備えている。付随するキャパシタンス要素が駆動状態と非駆動状態との間を変化するのに応じて電気駆動式圧排デバイスが変位位置と非変位位置との間を移動し流体チャンバーの容積を変化させる。各々のスイッチが電気信号を各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、各々のキャパシタンス要素の充電の変更幅を制御する各々の充電制御信号がコントローラから各々の制御信号入力に供給される。
【０００６】
本発明のそれぞれの実施の形態は以下に記載する１つ以上の特徴を有している。
【０００７】
電気駆動式圧排デバイスの駆動状態は充電状態に対応し、非駆動状態は非充電状態に対応している。コントローラの制御に基づき各々のスイッチが電気信号を各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、各々のキャパシタンス要素の充電量が制御される。また、各々の電気駆動式圧排デバイスは、放電電気ターミナルに接続された第２入力、電気駆動式圧排デバイスに接続された第２出力、および第２入力と第２出力との接続/切離しを行うための第２制御信号入力を有する第２スイッチを備えることができ、各々の放電制御信号がコントローラから各々の第２制御信号入力に供給されることにより充電された各々のキャパシタンス要素の電荷の放電が制御される。
【０００８】
各々の液滴噴射デバイスは電源と電気駆動式圧排デバイスとの間に第１抵抗体を有することができる。また、放電電気ターミナルと電気駆動式圧排デバイスとの間に第２抵抗体を有することができる。
【０００９】
第１抵抗体は電気駆動式圧排デバイスから第２スイッチに至る電気路の外部において、電源と電気駆動式圧排デバイスとの間に配することができ、第２抵抗体は電気駆動式圧排デバイスから放電電気ターミナルに至る電気路に含めることができる。別の方法として、１つの抵抗体を用いて各々のキャパシタンス要素を充放電できる。複数の抵抗体、電圧、およびスイッチを各々の電気駆動式圧排デバイスに接続し、コントローラの制御により、キャパシタンス要素の充電量を変更できる。放電電気ターミナルを接地電位とすることができる。電気信号は被制御電圧信号、非制御電流信号、または定電流であってよい。
【００１０】
第１制御信号が定電圧の場合、電気駆動式圧排デバイスの充電量が定電圧より低い所定の値に達したとき、定電圧の供給を断つことができる。電気駆動式圧排デバイスは圧電アクチュエーターであってよい。
【００１１】
制御信号を制御することにより、複数の液滴噴射デバイスに一様な体積の液滴を噴射させるか、または一様な速度で液滴を噴射させることができる。制御信号を制御することにより、複数の液滴噴射デバイスにそれぞれ異なる所定の体積の液滴を噴射させるか、またはそれぞれ異なる速度で液滴を噴射させることによりグレー・スケールの調整ができる。前記第１および第２制御信号を制御することにより、各々の電気駆動式圧排デバイスにそれぞれ所定の時間電気信号を供給できる。制御信号を制御することにより、各々の電気駆動式圧排デバイスがそれぞれ所定の充電電圧に達するまで電気信号を供給できる。制御信号を制御することにより、液滴の噴射には不十分であるが液滴噴射デバイスの噴射ノズルの液体メニスカスを移動させるのには十分な電圧を供給できる。制御信号を制御することにより、ノイズを混入させて印刷画像を印刷パターンおよびバンディングに分割できる。制御信号を制御することにより、液滴噴射デバイスからの第１液滴とそれに続く液滴とが調和するよう電気駆動式圧排デバイスの充電振幅および充電時間を変更できる。
【００１２】
各々の実施の形態において、隣接する圧排デバイスが同時に噴射する場合、コントローラによって一方の噴射パルスを遅延させることができる。遅延させないデバイスの噴射パルスの前縁に対し遅延させるデバイスの噴射パルスの前縁が一定時間遅延される。
【００１３】
前記装置はインクジェット・プリンターのヘッドであってよい。前記コントローラはポンプ・チャンバーが形成されているモノリシック体に取り付けられた回路基板にフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイを有することができる。コントローラによって前記第１スイッチを液滴の噴射頻度に応じて変化させることにより、頻度に応じた液滴体積の変更量を低減できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のそれぞれの実施の形態は以下に記載する効果を１つ以上有している。アクチュエーターを所望の値まで充電した後電源を切り離すことにより、アクチュエーターに所定の電圧を供給し続ける場合と比較して節電効果がある。アクチュエーターの充電、充電スロープ、並びに放電のタイミングおよびスロープを個別に調整できるため、一様な液滴体積、または一様な噴射速度、およびグレー・スケール調整のような様々な効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の特徴、目的、および効果は以下の説明および添付図面、並びに特許請求の範囲によって明らかになる。
【００１６】
図１に示すように、印刷ヘッド１２の１２８個の液滴噴射デバイス１０が、供給線１４および１５によって供給され、各々の液滴噴射デバイス１０の噴射を制御するオンボード制御回路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により線１４および１５を介して前記電圧が供給されると共に、別の線１６を介してオンボード制御回路１９に制御データ、ロジック・パワー、およびタイミングが送られる。各々の噴射デバイス１０のインクジェットにより、印刷ヘッド１２の下を通過する基体１８に印刷ライン１７を形成できる。図では基体１８がシングル・パス・モードにおいて静止印刷ヘッド１２の下を通過するように示してあるが、別の方法として、印刷ヘッド１２をスキャン・モードで基体上を移動させることもできる。
【００１７】
図２において、各々の液滴噴射デバイス１０は印刷ヘッド１２の半導体ブロック２１の上面に細長いポンプ・チャンバー３０を有している。ポンプ・チャンバー３０は入口３２（側面に沿ったインク源３４）から、ブロック２１の上面２２から下部層２９のノズル開口部２８に下降している下降路３６のノズル流路まで延びている。各々のポンプ・チャンバー３０を覆っている平面圧電アクチュエーター３８は、線１４によって供給され、オンボード制御回路１９から供給される制御信号によってオンオフされることにより平面圧電アクチュエーターを変形させ、ポンプ・チャンバー３０の容積を変化させる電圧によって駆動され、印刷ヘッド・デバイス１２を通過する基体１８の相対移動に同期して所望の時期に液滴を噴射する。各々のポンプ・チャンバー３０の入口３２に流量絞り４０が設けられている。
【００１８】
図３は各々の液滴噴射デバイス１０の電気部品を示す図である。各々のデバイス１０の電気回路は充電制御スイッチ５０、および線１４の直流充電電圧Ｘｖｄｃと圧電アクチュエーター３８の電極との間に接続されている充電抵抗５２を有している。圧電アクチュエーター３８の電極はコンデンサの１つのプレートを成すものであり、接地または別の電圧に接続されているコンデンサの他方のプレートを成す付近の電極の一部と相互作用する。コンデンサを形成する２つの電極はそれぞれ圧電材料の対向する面に配されていても、同一面上に平行に配されていてもよい。各々のデバイス１０の電気回路は更に放電制御スイッチ５４、および線１５の直流放電電圧Ｙｄｃ（接地であってもよい）と圧電アクチュエーター３８の同一側との間に接続されている放電抵抗５６を有している。スイッチ５０は制御線６０の“スイッチ制御充電”信号によってオンオフされ、スイッチ５４は制御線６２の“スイッチ制御放電”信号によってオンオフされる。
【００１９】
図３および４において、圧電アクチュエーター３８はコンデンサとして機能するため、線６０のスイッチ充電パルス６４に反応してスイッチ５０が閉じると圧電アクチュエーター３８の両端の電圧がＶｐｚｔ_スタートから徐々に上昇する。パルス６４の終端においてスイッチ５０が開放され、電圧の上昇がＶｐｚｔ_フィニッシュ（Ｘｖｄｃより低い電圧）で停止する。この場合、（コンデンサとして機能する）圧電アクチュエーター３８は、一般に線６２のスイッチ放電パルス６６に反応して放電制御スイッチ５４が閉じ低電圧Ｙｄｃに接続されることによって放電されるまで電圧Ｖｐｚｔ_フィニッシュを維持する（図４に示すように僅かに低下する）。電圧の上昇および下降速度は線１４、１５の電圧、および圧電アクチュエーター３８のキャパシタンスと抵抗体５２、５６の電気抵抗とによる時定数によって決まる。印刷サイクル６８の始めと終わりが図４に示してある。図示のように、パルス６４、６６は圧電アクチュエーター３８の電圧が所望の時間維持されるよう互いに時間調整されると共に、基体１８の移動および別の噴射デバイス１０からの液滴の噴射に関連して所望の時期に液滴が噴射されるよう印刷サイクル６８に関連して互いに時間調整される。パルス６４の長さによってＶｐｚｔの大きさが制御されると共に、パルス６４と６６との間の圧電アクチュエーター３８の電圧幅、並びに液滴の体積および速度が制御される。Ｙｖｄｃまで放電させる場合には、出力電圧が所望の電圧Ｙｖｄｃにできるだけ近づくようパルス６６の幅を充分長くする必要があり、中間の電圧まで放電する場合にはその中間の電圧に達する長さにセットする必要がある。
【００２０】
図５において、オンボード回路１９は線１４、１５からの定電圧ＸｖｄｃおよびＹｄｃを受ける入力、Ｄ０〜Ｄ７データ入力７０、（液滴の噴射を基体１８と印刷ヘッド１２との相対移動に同期させる）ロジック・レベル・噴射パルス・トリガー７２、ロジック・パワー７４、および任意のプログラミング・ポート７６を有している。回路１９はレシーバー７８、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）８０、トランジスタ・スイッチ・アレイ８２、抵抗アレイ８４、水晶８６、およびメモリ８８を更に有している。
【００２１】
各々のトランジスタ・スイッチ・アレイ８２は６４個の液滴噴射デバイス１０に対応する充電および放電制御スイッチ５０、５４を有している。
【００２２】
各々のＦＰＧＡ８０は所望の時期に各々の圧電アクチュエーターにパルス６４、６６を供給するロジックを有している。Ｄ０〜Ｄ７データ入力７０はＦＰＧＡ８０のそれぞれのスイッチ５０、５４のタイミング調整に用いられ、印刷サイクル６８における所望の時期にパルスが開始および終了するよう調整される。終始同じ大きさの液滴が噴射デバイスから噴射される場合には、印刷開始前に、Ｄ０〜Ｄ７入力を通してこのタイミング情報を１度入力するだけでよい。液滴の大きさが噴射毎に異なる場合、例えば、グレー・スケール調整を行う場合には、各々の印刷サイクルの開始当初、Ｄ０〜Ｄ７入力を通してこのタイミング情報をＦＰＧＡにパスしてアップデートする必要がある。印刷中、入力Ｄ０単独によるシリアル・ビット・ストリームによって、印刷サイクルにおいてどの噴射デバイス１０を動作させるかを示す噴射情報が供給される。ＦＰＧＡの代わりにディスクリート・ロジックやマイクロプロセッサのような別のロジック・デバイスを用いることができる。
【００２３】
抵抗アレイ８４は各々の液滴噴射デバイス１０の抵抗体５２、５６を有している。アレイ８４によって制御される６４個の噴射デバイスの各々に対し２つの入力と１つの出力を有している。
【００２４】
Ｄ０〜Ｄ７データ入力７０の代わりに、プログラミング・ポート７６によってデータを入力しＦＰＧＡ８０をセットアップできる。メモリ８８を用いてＦＰＧＡ８０のタイミング情報をバッファ、即ち、事前に格納できる。
【００２５】
通常の印刷モードにおける動作において、各々の液滴噴射デバイス１０を較正することにより、各々のデバイス１０のパルス６４、６６の適切なタイミングを決定できるため、各々のデバイスが所望の体積を有する液滴を所望の速度で噴射すると共に、この情報を用いてＦＰＧＡ８０をプログラムできる。前記動作において適切なタイミングが設定されている限り較正の必要はない。各々の印刷サイクルにおいて、印刷ジョブを指定するデータがデータ入力７０のＤ０端子を通してシリアル転送され、それによりＦＰＧＡのロジックが制御されパルス６４、６６がトリガーされることにより、印刷ジョブの印刷が特定のデバイスに指定される。
【００２６】
グレー・スケール印刷モード、即ち、噴射毎に液滴が異なる動作において、各々の印刷サイクルの始めにデータ入力７０の８つすべての端子Ｄ０〜Ｄ７を通して各々のデバイス１０のタイミングをセットする情報がパスされるため、当該印刷サイクルにおいて各々のデバイスに所望の体積を有する液滴を噴射させることができる。
また、ＦＰＧＡ８０はタイミング情報を受信して、液滴の噴射には不十分であるが、まれにしか使用されない噴射デバイスのメニスカスを移動して乾燥を防止する所謂ティックル電圧パルスを供給できる。
【００２７】
また、ＦＰＧＡ８０はタイミング情報を受信して、ノイズを混入させ液滴噴射情報を印刷パターンおよびバンディングに分割できる。
【００２８】
更に、ＦＰＧＡ８０はタイミング情報を受信して、振幅（即ち、Ｖｐｚｔ_フィニッシュ）および幅（充電パルス６４と放電パルス６６との間の時間）を変更することにより、例えば、噴射デバイス１０の最初と次の噴射における速度および液滴の体積を変更できる。
【００２９】
充電および放電用として別の２つの抵抗体５２、５６を用いることにより、圧電アクチュエーター３８の電圧の上昇および下降スロープを個別に調整できる。別の方法として、スイッチ５０、５４の出力側を結んで、圧電アクチュエーター３８に接続されている共通の抵抗体に接続するか、または別の場所に圧電アクチュエーター３８と直列に電気抵抗を配することにより、圧電アクチュエーター３８に直接接続できる。
【００３０】
圧電アクチュエーター３８を所望の電圧（Ｖｐｚｔ_フィニッシュ）まで充電し、供給電圧Ｘｖｄｃを切断しアクチュエーター３８のキャパシタンス要素によってその電圧を維持することにより、噴射パルスが与えられる間アクチュエーターをＸｖｄｃに近い電圧に保持する場合と比較して印刷ヘッドの消費電力が少なくて済む。
本発明の別の実施の形態は特許請求の範囲の各請求項に記載されている。例えば、スイッチおよび抵抗体をオンオフされる電流源に置換できる。また、共通回路（例えば、スイッチおよび抵抗体）によって複数の液滴噴射デバイスを駆動できる。また、駆動パルスのパラメータを液滴の噴射頻度に応じて変化させることにより、頻度に応じた液滴体積の変更量を低減できる。また、第３のスイッチを各々のポンプ・チャンバーに関連付け、例えば非噴射時に、圧電アクチュエーター３８の電極を接地できると共に、前記第２スイッチを用いて圧電アクチュエーター３８の電極を接地電位より低い電圧に接続することにより放電を加速できる。
【００３１】
更に複雑な波形を生成することもできる。例えば、スイッチ５０を閉じて電圧をＶ１まで上昇させ、次に一定時間開放してその電圧を保持し、再度閉じることによりＶ２まで上昇させることができる。スイッチ５０、５４を適切に閉じることにより複雑な波形を生成できる。
【００３２】
図６および７に示すように、１つの液滴噴射デバイス対し多数の抵抗体、電圧、およびスイッチを用いることにより異なる幾つかのスルー・レートを得ることができる。図６は多数（この場合は２つ）の充電制御スイッチ１０２、１０４および関連する充電抵抗１０６、１０８によって圧電アクチュエーターのキャパシタンス要素１１０を充電し、多数（この場合は２つ）の放電制御スイッチ１１２、１１４および関連する放電抵抗１１６、１１８によってキャパシタンス要素を放電させる噴射デバイスの別の制御回路１００を示す図である。図７は前記構成に基づくキャパシタンス要素の充電電圧を示す図である。上昇カーブ１２０はスイッチ１０２を閉じ、別のスイッチを開放したときのものである。上昇カーブ１２２はスイッチ１０４を閉じ、別のスイッチを開放したときのものである。下降カーブ１２４はスイッチ１１２を閉じ、別のスイッチを開放したときのものである。下降カーブ１２６はスイッチ１１４を閉じ、別のスイッチを開放したときのものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】インクジェット・プリンターのコンポーネントを示す概略図。
【図２】印刷ヘッドの１つの液滴噴射デバイスのポンプ・チャンバーを画成する半導体ボディーおよび関連圧電アクチュエーターを示す、図１のインクジェット・プリンターの印刷ヘッドの一部の縦断面図（図１の２−２線断面図）。
【図３】１つの液滴噴射デバイスに関連する電気部品を示す概略図。
【図４】図３の電気部品の動作タイミング・チャート。
【図５】図１のプリンターの印刷ヘッドの回路ブロック図。
【図６】１つの液滴噴射デバイスに関連する電気部品の別の実施の形態を示す概略図。
【図７】図６の電気部品の動作によるアクチュエーターのキャパシタンス要素の充電電圧を示すタイミング・チャート。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 液滴噴射デバイス
１２ 印刷ヘッド
１７ 印刷ライン
１８ 基体
１９ オンボード制御回路
２０ 外部コントローラ
２１ 半導体ブロック
２８ ノズル開口部
３０ ポンプ・チャンバー
３２ 入口
３４ インク源
３６ 下降路
３８ 圧電アクチュエーター
４０ 流量絞り
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴噴射デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット・プリンターは液滴噴射デバイスを採用した装置の１つである。インクジェット・プリンターの中には、印刷を施す基体の移動方向に対し直角に配された複数の線状インクジェット印刷ヘッド・デバイスからインク滴を供給するものがある。各々の印刷ヘッド・デバイスが上面に（各々がそれぞれの液滴噴射デバイスに対応する）複数のポンプ・チャンバーを画成し、その上部に平面圧電アクチュエーターを有するモノリシック体に形成された複数の液滴噴射デバイスを有している。電圧パルスが圧電アクチュエーターに供給されてその形状が変形することによって、各々の液滴噴射デバイスが駆動され、印刷ヘッド・デバイスを通過する基体の動きに同期して所望の時期に液滴が噴射される。
【０００３】
各々の液滴噴射デバイスは個別にアドレス指定でき、別の液滴噴射デバイスとタイミングを図りオンデマンドで駆動することにより画像を印刷できる。印刷は印刷サイクルに基づいて行われる。各々の印刷サイクルにおいて、（例えば、１５０Ｖの）噴射パルスをすべての液滴噴射デバイスに同時に加え、当該印刷サイクルにおいてインクを噴射する液滴噴射デバイスにのみ信号を送ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は複数の液滴噴射デバイス、電源、およびコントローラを有する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
各々の液滴噴射デバイスは、噴射ノズルを有する流体チャンバー、流体チャンバーに関連する電気駆動式圧排デバイス、並びに電源に接続された入力、電気駆動式圧排デバイスに接続された出力、およびコントローラによって制御され前記入力（従って、電源）と前記出力（従って、電気駆動式デバイス）との接続制御を行う制御信号入力を有するスイッチを備えている。付随するキャパシタンス要素が駆動状態と非駆動状態との間を変化するのに応じて電気駆動式圧排デバイスが変位位置と非変位位置との間を移動し流体チャンバーの容積を変化させる。各々のスイッチが電気信号を各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、各々のキャパシタンス要素の充電の変更幅を制御する各々の充電制御信号がコントローラから各々の制御信号入力に供給される。
【０００６】
本発明のそれぞれの実施の形態は以下に記載する１つ以上の特徴を有している。
【０００７】
電気駆動式圧排デバイスの駆動状態は充電状態に対応し、非駆動状態は非充電状態に対応している。コントローラの制御に基づき各々のスイッチが電気信号を各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、各々のキャパシタンス要素の充電量が制御される。また、各々の電気駆動式圧排デバイスは、放電電気ターミナルに接続された第２入力、電気駆動式圧排デバイスに接続された第２出力、および第２入力と第２出力との接続/切離しを行うための第２制御信号入力を有する第２スイッチを備えることができ、各々の放電制御信号がコントローラから各々の第２制御信号入力に供給されることにより充電された各々のキャパシタンス要素の電荷の放電が制御される。
【０００８】
各々の液滴噴射デバイスは電源と電気駆動式圧排デバイスとの間に第１抵抗体を有することができる。また、放電電気ターミナルと電気駆動式圧排デバイスとの間に第２抵抗体を有することができる。
【０００９】
第１抵抗体は電気駆動式圧排デバイスから第２スイッチに至る電気路の外部において、電源と電気駆動式圧排デバイスとの間に配することができ、第２抵抗体は電気駆動式圧排デバイスから放電電気ターミナルに至る電気路に含めることができる。別の方法として、１つの抵抗体を用いて各々のキャパシタンス要素を充放電できる。複数の抵抗体、電圧、およびスイッチを各々の電気駆動式圧排デバイスに接続し、コントローラの制御により、キャパシタンス要素の充電量を変更できる。放電電気ターミナルを接地電位とすることができる。電気信号は被制御電圧信号、非制御電流信号、または定電流であってよい。
【００１０】
第１制御信号が定電圧の場合、電気駆動式圧排デバイスの充電量が定電圧より低い所定の値に達したとき、定電圧の供給を断つことができる。電気駆動式圧排デバイスは圧電アクチュエーターであってよい。
【００１１】
制御信号を制御することにより、複数の液滴噴射デバイスに一様な体積の液滴を噴射させるか、または一様な速度で液滴を噴射させることができる。制御信号を制御することにより、複数の液滴噴射デバイスにそれぞれ異なる所定の体積の液滴を噴射させるか、またはそれぞれ異なる速度で液滴を噴射させることによりグレー・スケールの調整ができる。前記第１および第２制御信号を制御することにより、各々の電気駆動式圧排デバイスにそれぞれ所定の時間電気信号を供給できる。制御信号を制御することにより、各々の電気駆動式圧排デバイスがそれぞれ所定の充電電圧に達するまで電気信号を供給できる。制御信号を制御することにより、液滴の噴射には不十分であるが液滴噴射デバイスの噴射ノズルの液体メニスカスを移動させるのには十分な電圧を供給できる。制御信号を制御することにより、ノイズを混入させて印刷画像を印刷パターンおよびバンディングに分割できる。制御信号を制御することにより、液滴噴射デバイスからの第１液滴とそれに続く液滴とが調和するよう電気駆動式圧排デバイスの充電振幅および充電時間を変更できる。
【００１２】
各々の実施の形態において、隣接する圧排デバイスが同時に噴射する場合、コントローラによって一方の噴射パルスを遅延させることができる。遅延させないデバイスの噴射パルスの前縁に対し遅延させるデバイスの噴射パルスの前縁が一定時間遅延される。
【００１３】
前記装置はインクジェット・プリンターのヘッドであってよい。前記コントローラはポンプ・チャンバーが形成されているモノリシック体に取り付けられた回路基板にフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイを有することができる。コントローラによって前記第１スイッチを液滴の噴射頻度に応じて変化させることにより、頻度に応じた液滴体積の変更量を低減できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のそれぞれの実施の形態は以下に記載する効果を１つ以上有している。アクチュエーターを所望の値まで充電した後電源を切り離すことにより、アクチュエーターに所定の電圧を供給し続ける場合と比較して節電効果がある。アクチュエーターの充電、充電スロープ、並びに放電のタイミングおよびスロープを個別に調整できるため、一様な液滴体積、または一様な噴射速度、およびグレー・スケール調整のような様々な効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の特徴、目的、および効果は以下の説明および添付図面、並びに特許請求の範囲によって明らかになる。
【００１６】
図１に示すように、印刷ヘッド１２の１２８個の液滴噴射デバイス１０が、供給線１４および１５によって供給され、各々の液滴噴射デバイス１０の噴射を制御するオンボード制御回路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により線１４および１５を介して前記電圧が供給されると共に、別の線１６を介してオンボード制御回路１９に制御データ、ロジック・パワー、およびタイミングが送られる。各々の噴射デバイス１０のインクジェットにより、印刷ヘッド１２の下を通過する基体１８に印刷ライン１７を形成できる。図では基体１８がシングル・パス・モードにおいて静止印刷ヘッド１２の下を通過するように示してあるが、別の方法として、印刷ヘッド１２をスキャン・モードで基体上を移動させることもできる。
【００１７】
図２において、各々の液滴噴射デバイス１０は印刷ヘッド１２の半導体ブロック２１の上面に細長いポンプ・チャンバー３０を有している。ポンプ・チャンバー３０は入口３２（側面に沿ったインク源３４）から、ブロック２１の上面２２から下部層２９のノズル開口部２８に下降している下降路３６のノズル流路まで延びている。各々のポンプ・チャンバー３０を覆っている平面圧電アクチュエーター３８は、線１４によって供給され、オンボード制御回路１９から供給される制御信号によってオンオフされることにより平面圧電アクチュエーターを変形させ、ポンプ・チャンバー３０の容積を変化させる電圧によって駆動され、印刷ヘッド・デバイス１２を通過する基体１８の相対移動に同期して所望の時期に液滴を噴射する。各々のポンプ・チャンバー３０の入口３２に流量絞り４０が設けられている。
【００１８】
図３は各々の液滴噴射デバイス１０の電気部品を示す図である。各々のデバイス１０の電気回路は充電制御スイッチ５０、および線１４の直流充電電圧Ｘｖｄｃと圧電アクチュエーター３８の電極との間に接続されている充電抵抗５２を有している。圧電アクチュエーター３８の電極はコンデンサの１つのプレートを成すものであり、接地または別の電圧に接続されているコンデンサの他方のプレートを成す付近の電極の一部と相互作用する。コンデンサを形成する２つの電極はそれぞれ圧電材料の対向する面に配されていても、同一面上に平行に配されていてもよい。各々のデバイス１０の電気回路は更に放電制御スイッチ５４、および線１５の直流放電電圧Ｙｄｃ（接地であってもよい）と圧電アクチュエーター３８の同一側との間に接続されている放電抵抗５６を有している。スイッチ５０は制御線６０の“スイッチ制御充電”信号によってオンオフされ、スイッチ５４は制御線６２の“スイッチ制御放電”信号によってオンオフされる。
【００１９】
図３および４において、圧電アクチュエーター３８はコンデンサとして機能するため、線６０のスイッチ充電パルス６４に反応してスイッチ５０が閉じると圧電アクチュエーター３８の両端の電圧がＶｐｚｔ_スタートから徐々に上昇する。パルス６４の終端においてスイッチ５０が開放され、電圧の上昇がＶｐｚｔ_フィニッシュ（Ｘｖｄｃより低い電圧）で停止する。この場合、（コンデンサとして機能する）圧電アクチュエーター３８は、一般に線６２のスイッチ放電パルス６６に反応して放電制御スイッチ５４が閉じ低電圧Ｙｄｃに接続されることによって放電されるまで電圧Ｖｐｚｔ_フィニッシュを維持する（図４に示すように僅かに低下する）。電圧の上昇および下降速度は線１４、１５の電圧、および圧電アクチュエーター３８のキャパシタンスと抵抗体５２、５６の電気抵抗とによる時定数によって決まる。印刷サイクル６８の始めと終わりが図４に示してある。図示のように、パルス６４、６６は圧電アクチュエーター３８の電圧が所望の時間維持されるよう互いに時間調整されると共に、基体１８の移動および別の噴射デバイス１０からの液滴の噴射に関連して所望の時期に液滴が噴射されるよう印刷サイクル６８に関連して互いに時間調整される。パルス６４の長さによってＶｐｚｔの大きさが制御されると共に、パルス６４と６６との間の圧電アクチュエーター３８の電圧幅、並びに液滴の体積および速度が制御される。Ｙｖｄｃまで放電させる場合には、出力電圧が所望の電圧Ｙｖｄｃにできるだけ近づくようパルス６６の幅を充分長くする必要があり、中間の電圧まで放電する場合にはその中間の電圧に達する長さにセットする必要がある。
【００２０】
図５において、オンボード回路１９は線１４、１５からの定電圧ＸｖｄｃおよびＹｄｃを受ける入力、Ｄ０〜Ｄ７データ入力７０、（液滴の噴射を基体１８と印刷ヘッド１２との相対移動に同期させる）ロジック・レベル・噴射パルス・トリガー７２、ロジック・パワー７４、および任意のプログラミング・ポート７６を有している。回路１９はレシーバー７８、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）８０、トランジスタ・スイッチ・アレイ８２、抵抗アレイ８４、水晶８６、およびメモリ８８を更に有している。
【００２１】
各々のトランジスタ・スイッチ・アレイ８２は６４個の液滴噴射デバイス１０に対応する充電および放電制御スイッチ５０、５４を有している。
【００２２】
各々のＦＰＧＡ８０は所望の時期に各々の圧電アクチュエーターにパルス６４、６６を供給するロジックを有している。Ｄ０〜Ｄ７データ入力７０はＦＰＧＡ８０のそれぞれのスイッチ５０、５４のタイミング調整に用いられ、印刷サイクル６８における所望の時期にパルスが開始および終了するよう調整される。終始同じ大きさの液滴が噴射デバイスから噴射される場合には、印刷開始前に、Ｄ０〜Ｄ７入力を通してこのタイミング情報を１度入力するだけでよい。液滴の大きさが噴射毎に異なる場合、例えば、グレー・スケール調整を行う場合には、各々の印刷サイクルの開始当初、Ｄ０〜Ｄ７入力を通してこのタイミング情報をＦＰＧＡにパスしてアップデートする必要がある。印刷中、入力Ｄ０単独によるシリアル・ビット・ストリームによって、印刷サイクルにおいてどの噴射デバイス１０を動作させるかを示す噴射情報が供給される。ＦＰＧＡの代わりにディスクリート・ロジックやマイクロプロセッサのような別のロジック・デバイスを用いることができる。
【００２３】
抵抗アレイ８４は各々の液滴噴射デバイス１０の抵抗体５２、５６を有している。アレイ８４によって制御される６４個の噴射デバイスの各々に対し２つの入力と１つの出力を有している。
【００２４】
Ｄ０〜Ｄ７データ入力７０の代わりに、プログラミング・ポート７６によってデータを入力しＦＰＧＡ８０をセットアップできる。メモリ８８を用いてＦＰＧＡ８０のタイミング情報をバッファ、即ち、事前に格納できる。
【００２５】
通常の印刷モードにおける動作において、各々の液滴噴射デバイス１０を較正することにより、各々のデバイス１０のパルス６４、６６の適切なタイミングを決定できるため、各々のデバイスが所望の体積を有する液滴を所望の速度で噴射すると共に、この情報を用いてＦＰＧＡ８０をプログラムできる。前記動作において適切なタイミングが設定されている限り較正の必要はない。各々の印刷サイクルにおいて、印刷ジョブを指定するデータがデータ入力７０のＤ０端子を通してシリアル転送され、それによりＦＰＧＡのロジックが制御されパルス６４、６６がトリガーされることにより、印刷ジョブの印刷が特定のデバイスに指定される。
【００２６】
グレー・スケール印刷モード、即ち、噴射毎に液滴が異なる動作において、各々の印刷サイクルの始めにデータ入力７０の８つすべての端子Ｄ０〜Ｄ７を通して各々のデバイス１０のタイミングをセットする情報がパスされるため、当該印刷サイクルにおいて各々のデバイスに所望の体積を有する液滴を噴射させることができる。
また、ＦＰＧＡ８０はタイミング情報を受信して、液滴の噴射には不十分であるが、まれにしか使用されない噴射デバイスのメニスカスを移動して乾燥を防止する所謂ティックル電圧パルスを供給できる。
【００２７】
また、ＦＰＧＡ８０はタイミング情報を受信して、ノイズを混入させ液滴噴射情報を印刷パターンおよびバンディングに分割できる。
【００２８】
更に、ＦＰＧＡ８０はタイミング情報を受信して、振幅（即ち、Ｖｐｚｔ_フィニッシュ）および幅（充電パルス６４と放電パルス６６との間の時間）を変更することにより、例えば、噴射デバイス１０の最初と次の噴射における速度および液滴の体積を変更できる。
【００２９】
充電および放電用として別の２つの抵抗体５２、５６を用いることにより、圧電アクチュエーター３８の電圧の上昇および下降スロープを個別に調整できる。別の方法として、スイッチ５０、５４の出力側を結んで、圧電アクチュエーター３８に接続されている共通の抵抗体に接続するか、または別の場所に圧電アクチュエーター３８と直列に電気抵抗を配することにより、圧電アクチュエーター３８に直接接続できる。
【００３０】
圧電アクチュエーター３８を所望の電圧（Ｖｐｚｔ_フィニッシュ）まで充電し、供給電圧Ｘｖｄｃを切断しアクチュエーター３８のキャパシタンス要素によってその電圧を維持することにより、噴射パルスが与えられる間アクチュエーターをＸｖｄｃに近い電圧に保持する場合と比較して印刷ヘッドの消費電力が少なくて済む。
本発明の別の実施の形態は特許請求の範囲の各請求項に記載されている。例えば、スイッチおよび抵抗体をオンオフされる電流源に置換できる。また、共通回路（例えば、スイッチおよび抵抗体）によって複数の液滴噴射デバイスを駆動できる。また、駆動パルスのパラメータを液滴の噴射頻度に応じて変化させることにより、頻度に応じた液滴体積の変更量を低減できる。また、第３のスイッチを各々のポンプ・チャンバーに関連付け、例えば非噴射時に、圧電アクチュエーター３８の電極を接地できると共に、前記第２スイッチを用いて圧電アクチュエーター３８の電極を接地電位より低い電圧に接続することにより放電を加速できる。
【００３１】
更に複雑な波形を生成することもできる。例えば、スイッチ５０を閉じて電圧をＶ１まで上昇させ、次に一定時間開放してその電圧を保持し、再度閉じることによりＶ２まで上昇させることができる。スイッチ５０、５４を適切に閉じることにより複雑な波形を生成できる。
【００３２】
図６および７に示すように、１つの液滴噴射デバイス対し多数の抵抗体、電圧、およびスイッチを用いることにより異なる幾つかのスルー・レートを得ることができる。図６は多数（この場合は２つ）の充電制御スイッチ１０２、１０４および関連する充電抵抗１０６、１０８によって圧電アクチュエーターのキャパシタンス要素１１０を充電し、多数（この場合は２つ）の放電制御スイッチ１１２、１１４および関連する放電抵抗１１６、１１８によってキャパシタンス要素を放電させる噴射デバイスの別の制御回路１００を示す図である。図７は前記構成に基づくキャパシタンス要素の充電電圧を示す図である。上昇カーブ１２０はスイッチ１０２を閉じ、別のスイッチを開放したときのものである。上昇カーブ１２２はスイッチ１０４を閉じ、別のスイッチを開放したときのものである。下降カーブ１２４はスイッチ１１２を閉じ、別のスイッチを開放したときのものである。下降カーブ１２６はスイッチ１１４を閉じ、別のスイッチを開放したときのものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】インクジェット・プリンターのコンポーネントを示す概略図。
【図２】印刷ヘッドの１つの液滴噴射デバイスのポンプ・チャンバーを画成する半導体ボディーおよび関連圧電アクチュエーターを示す、図１のインクジェット・プリンターの印刷ヘッドの一部の縦断面図（図１の２−２線断面図）。
【図３】１つの液滴噴射デバイスに関連する電気部品を示す概略図。
【図４】図３の電気部品の動作タイミング・チャート。
【図５】図１のプリンターの印刷ヘッドの回路ブロック図。
【図６】１つの液滴噴射デバイスに関連する電気部品の別の実施の形態を示す概略図。
【図７】図６の電気部品の動作によるアクチュエーターのキャパシタンス要素の充電電圧を示すタイミング・チャート。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 液滴噴射デバイス
１２ 印刷ヘッド
１７ 印刷ライン
１８ 基体
１９ オンボード制御回路
２０ 外部コントローラ
２１ 半導体ブロック
２８ ノズル開口部
３０ ポンプ・チャンバー
３２ 入口
３４ インク源
３６ 下降路
３８ 圧電アクチュエーター
４０ 流量絞り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が、容積および噴射ノズルを有する流体チャンバー、付随するキャパシタンス要素が駆動状態と非駆動状態との間を変化するのに応じて変位位置と非変位位置との間を移動し前記チャンバーの容積を変化させる電気駆動式圧排デバイス、並びに電源ターミナルに接続された第１入力、前記電気駆動式圧排デバイスに接続された第１出力、および該第１入力と該第１出力との接続/切離しを行うための第１制御信号入力を有する第１スイッチを有して成る複数の液滴噴射デバイス、
前記複数の液滴噴射デバイスの前記第１入力に接続され電気信号を供給する電源、および
前記各々の第１スイッチが前記電気信号を前記各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、前記各々のキャパシタンス要素の充電の変更幅を制御する各々の充電制御信号を前記各々の第１制御信号入力に供給するコントローラ
を有して成ることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記電気駆動式圧排デバイスが、付随するキャパシタンス要素が充電駆動状態と非充電非駆動状態との間を変化するのに応じて変位位置と非変位位置との間を移動し、
前記各々の第１スイッチが前記電気信号を前記各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、前記各々のキャパシタンス要素の充電量を制御する各々の充電制御信号が前記コントローラから前記各々の第１制御信号入に供給される
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記各々の液滴噴射デバイスが、放電電気ターミナルに接続された第２入力、前記電気駆動式圧排デバイスに接続された第２出力、および該第２入力と該第２出力との接続/切離しを行うための第２制御信号入力を有する第２スイッチを更に有して成り、
充電された前記各々のキャパシタンス要素の電荷の放電を制御する各々の放電制御信号が前記コントローラから前記各々の第２制御信号入力に供給される
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記各々の液滴噴射デバイスが、前記電源と前記電気駆動式圧排デバイスとの間に第１抵抗体を有して成ることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記各々の液滴噴射デバイスが、前記放電電気ターミナルと前記電気駆動式圧排デバイスとの間に第２抵抗体を有して成ることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記各々の液滴噴射デバイスが、前記電気駆動式圧排デバイスから前記第２スイッチに至る電気路の外部において、前記電源と前記電気駆動式圧排デバイスとの間に第１抵抗体を有し、前記電気駆動式圧排デバイスから前記第２スイッチに至る前記電気路内に第２抵抗体を更に有して成ることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項７】
１つの抵抗体を用いて前記各々のキャパシタンス要素を充放電することを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項８】
複数の抵抗体、電圧、およびスイッチが前記各々の電気駆動式圧排デバイスに接続され、前記コントローラの制御によって前記キャパシタンス要素の充電量が変更されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記放電電気ターミナルが接地電位にあることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項１０】
前記電気信号が被制御電圧信号であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記電気信号が被制御電流信号であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１２】
前記電気信号が定電流であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
各々が、容積および噴射ノズルを有する流体チャンバー、付随するキャパシタンス要素が充電駆動状態と非充電非駆動状態との間を変化するのに応じて変位位置と非変位位置との間を移動し前記チャンバーの容積を変化させる電気駆動式圧排デバイス、並びに電圧源ターミナルに接続された第１入力、前記電気駆動式圧排デバイスに接続された第１出力、および該第１入力と該第１出力との接続/切離しを行うための第１制御信号入力を有する第１スイッチを有して成る複数の液滴噴射デバイス、
前記複数の液滴噴射デバイスの前記第１入力に定電圧電気信号を供給する電源、および
前記各々の第１スイッチが前記電気信号を前記各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、前記各々のキャパシタンス要素の充電量を制御する各々の充電制御信号を前記各々の第１制御信号入力に供給するコントローラ
を有して成ることを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記電気駆動式圧排デバイスの充電量が前記定電圧より低い所定の値に達したとき、前記第１制御信号によって該定電圧の供給が断たれることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記各々の液滴噴射デバイスが、放電電気ターミナルに接続された第２入力、前記電気駆動式圧排デバイスに接続された第２出力、および該第２入力と該第２出力との接続/切離しを行うための第２制御信号入力を有する第２スイッチを更に有して成り、
充電された前記各々のキャパシタンス要素の電荷の放電を制御する各々の放電制御信号が前記コントローラから前記各々の第２制御信号入力に供給される
ことを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
前記電気駆動式圧排デバイスが圧電アクチュエーターであることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項１７】
前記第１制御信号が前記複数の液滴噴射デバイスから一様の体積の液滴が噴射されるか、または一様な速度で液滴が噴射されるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項１８】
前記第１制御信号が前記各々の液滴噴射デバイスからそれぞれ所定の異なる体積の液滴が噴射されるか、または所定の異なる速度で液滴が噴射されることによりグレー・スケール調整ができるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項１９】
前記第１および第２制御信号が前記各々の液滴噴射デバイスからそれぞれ所定の異なる体積の液滴が噴射されるか、または所定の異なる速度で液滴が噴射されることによりグレー・スケール調整ができるよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２０】
前記第１および第２制御信号が前記各々の電気駆動式圧排デバイスに前記電気信号がそれぞれ所定の時間接続されるよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２１】
前記各々の第１制御信号が前記各々の電気駆動式圧排デバイスがそれぞれ所定の充電電圧に達するまで前記電気信号が接続されるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２２】
前記第１制御信号が前記液滴噴射デバイスの液滴噴射には不十分であるが、該デバイスの噴射ノズルの液体メニスカスを移動させるのには十分な電圧が供給されるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２３】
前記第１および第２制御信号が前記液滴噴射デバイスの液滴噴射には不十分であるが、該デバイスの噴射ノズルの液体メニスカスを移動させるのには十分な電圧が供給されるよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２４】
前記第１制御信号がノイズを混入させることにより印刷画像が印刷パターンおよびバンディングに分割されるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２５】
前記第１および第２制御信号がノイズを混入させることにより印刷画像が印刷パターンおよびバンディングに分割されるよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２６】
前記第１および第２制御信号が前記電気駆動式圧排デバイスの充電振幅および充電時間を変更することにより、前記液滴噴射デバイスからの第１液滴とそれに続く液滴とが調和するよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２７】
インクジェット印刷ヘッドであることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２８】
前記コントローラが前記ポンプ・チャンバーを形成して成るモノリシック体に取り付けられた回路基板にフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイを有して成ることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２９】
前記コントローラが液滴の噴射頻度に応じて前記第１スイッチを制御することにより、頻度に応じた液滴体積の変化量が低減されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項１】
各々が、容積および噴射ノズルを有する流体チャンバー、付随するキャパシタンス要素が駆動状態と非駆動状態との間を変化するのに応じて変位位置と非変位位置との間を移動し前記チャンバーの容積を変化させる電気駆動式圧排デバイス、並びに電源ターミナルに接続された第１入力、前記電気駆動式圧排デバイスに接続された第１出力、および該第１入力と該第１出力との接続/切離しを行うための第１制御信号入力を有する第１スイッチを有して成る複数の液滴噴射デバイス、
前記複数の液滴噴射デバイスの前記第１入力に接続され電気信号を供給する電源、および
前記各々の第１スイッチが前記電気信号を前記各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、前記各々のキャパシタンス要素の充電の変更幅を制御する各々の充電制御信号を前記各々の第１制御信号入力に供給するコントローラ
を有して成ることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記電気駆動式圧排デバイスが、付随するキャパシタンス要素が充電駆動状態と非充電非駆動状態との間を変化するのに応じて変位位置と非変位位置との間を移動し、
前記各々の第１スイッチが前記電気信号を前記各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、前記各々のキャパシタンス要素の充電量を制御する各々の充電制御信号が前記コントローラから前記各々の第１制御信号入に供給される
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記各々の液滴噴射デバイスが、放電電気ターミナルに接続された第２入力、前記電気駆動式圧排デバイスに接続された第２出力、および該第２入力と該第２出力との接続/切離しを行うための第２制御信号入力を有する第２スイッチを更に有して成り、
充電された前記各々のキャパシタンス要素の電荷の放電を制御する各々の放電制御信号が前記コントローラから前記各々の第２制御信号入力に供給される
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記各々の液滴噴射デバイスが、前記電源と前記電気駆動式圧排デバイスとの間に第１抵抗体を有して成ることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記各々の液滴噴射デバイスが、前記放電電気ターミナルと前記電気駆動式圧排デバイスとの間に第２抵抗体を有して成ることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記各々の液滴噴射デバイスが、前記電気駆動式圧排デバイスから前記第２スイッチに至る電気路の外部において、前記電源と前記電気駆動式圧排デバイスとの間に第１抵抗体を有し、前記電気駆動式圧排デバイスから前記第２スイッチに至る前記電気路内に第２抵抗体を更に有して成ることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項７】
１つの抵抗体を用いて前記各々のキャパシタンス要素を充放電することを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項８】
複数の抵抗体、電圧、およびスイッチが前記各々の電気駆動式圧排デバイスに接続され、前記コントローラの制御によって前記キャパシタンス要素の充電量が変更されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記放電電気ターミナルが接地電位にあることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項１０】
前記電気信号が被制御電圧信号であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記電気信号が被制御電流信号であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１２】
前記電気信号が定電流であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
各々が、容積および噴射ノズルを有する流体チャンバー、付随するキャパシタンス要素が充電駆動状態と非充電非駆動状態との間を変化するのに応じて変位位置と非変位位置との間を移動し前記チャンバーの容積を変化させる電気駆動式圧排デバイス、並びに電圧源ターミナルに接続された第１入力、前記電気駆動式圧排デバイスに接続された第１出力、および該第１入力と該第１出力との接続/切離しを行うための第１制御信号入力を有する第１スイッチを有して成る複数の液滴噴射デバイス、
前記複数の液滴噴射デバイスの前記第１入力に定電圧電気信号を供給する電源、および
前記各々の第１スイッチが前記電気信号を前記各々の電気駆動式圧排デバイスに接続している時間によって、前記各々のキャパシタンス要素の充電量を制御する各々の充電制御信号を前記各々の第１制御信号入力に供給するコントローラ
を有して成ることを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記電気駆動式圧排デバイスの充電量が前記定電圧より低い所定の値に達したとき、前記第１制御信号によって該定電圧の供給が断たれることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記各々の液滴噴射デバイスが、放電電気ターミナルに接続された第２入力、前記電気駆動式圧排デバイスに接続された第２出力、および該第２入力と該第２出力との接続/切離しを行うための第２制御信号入力を有する第２スイッチを更に有して成り、
充電された前記各々のキャパシタンス要素の電荷の放電を制御する各々の放電制御信号が前記コントローラから前記各々の第２制御信号入力に供給される
ことを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
前記電気駆動式圧排デバイスが圧電アクチュエーターであることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項１７】
前記第１制御信号が前記複数の液滴噴射デバイスから一様の体積の液滴が噴射されるか、または一様な速度で液滴が噴射されるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項１８】
前記第１制御信号が前記各々の液滴噴射デバイスからそれぞれ所定の異なる体積の液滴が噴射されるか、または所定の異なる速度で液滴が噴射されることによりグレー・スケール調整ができるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項１９】
前記第１および第２制御信号が前記各々の液滴噴射デバイスからそれぞれ所定の異なる体積の液滴が噴射されるか、または所定の異なる速度で液滴が噴射されることによりグレー・スケール調整ができるよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２０】
前記第１および第２制御信号が前記各々の電気駆動式圧排デバイスに前記電気信号がそれぞれ所定の時間接続されるよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２１】
前記各々の第１制御信号が前記各々の電気駆動式圧排デバイスがそれぞれ所定の充電電圧に達するまで前記電気信号が接続されるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２２】
前記第１制御信号が前記液滴噴射デバイスの液滴噴射には不十分であるが、該デバイスの噴射ノズルの液体メニスカスを移動させるのには十分な電圧が供給されるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２３】
前記第１および第２制御信号が前記液滴噴射デバイスの液滴噴射には不十分であるが、該デバイスの噴射ノズルの液体メニスカスを移動させるのには十分な電圧が供給されるよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２４】
前記第１制御信号がノイズを混入させることにより印刷画像が印刷パターンおよびバンディングに分割されるよう制御されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２５】
前記第１および第２制御信号がノイズを混入させることにより印刷画像が印刷パターンおよびバンディングに分割されるよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２６】
前記第１および第２制御信号が前記電気駆動式圧排デバイスの充電振幅および充電時間を変更することにより、前記液滴噴射デバイスからの第１液滴とそれに続く液滴とが調和するよう制御されることを特徴とする請求項３または１５記載の装置。
【請求項２７】
インクジェット印刷ヘッドであることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２８】
前記コントローラが前記ポンプ・チャンバーを形成して成るモノリシック体に取り付けられた回路基板にフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイを有して成ることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【請求項２９】
前記コントローラが液滴の噴射頻度に応じて前記第１スイッチを制御することにより、頻度に応じた液滴体積の変化量が低減されることを特徴とする請求項１または１３記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００７−５０２７３１（Ｐ２００７−５０２７３１Ａ）
【公表日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２４０５１（Ｐ２００６−５２４０５１）
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２６９６４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１８９４０
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（５０５４５６４５８）フジフィルム ディマティックス，インコーポレイテッド (33)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２６９６４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１８９４０
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（５０５４５６４５８）フジフィルム ディマティックス，インコーポレイテッド (33)
【Ｆターム（参考）】
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