DE69414192T2

DE69414192T2 - Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit elektrostatischem Betätiger und Verfahren zu seinem Betrieb

Info

Publication number: DE69414192T2
Application number: DE69414192T
Authority: DE
Inventors: Masahiro C/O Seiko Epson Corporation Suwa-Shi Nagano-Ken 392 Fuji; Hiroshi C/O Seiko Epson Corporatio Suwa-Shi Nagano-Ken 392 Koeda; Ikuhiro C/O Seiko Epson Corporatio Suwa-Shi Nagano-Ken 392 Miyashita
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1994-07-11
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: TW293226B; CN1056803C; CN1103029A; KR950002990A; EP0634272B1; DE69414192D1; SG81875A1; TW294779B; US5563634A; KR100333991B1; EP0634272A2; EP0634272A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einem Tintenstrahlkopf des sogenannten Tinte-auf-Anforderung-Typs, der Tintentröpfchen nur dann ausstößt, wenn jeweilige Punkte tatsächlich auf einem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen sind. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einem elektrostatisch gesteuerten Tintenstrahlkopf und ein Verfahren zu dessen Steuerung bzw. Treiben.
Gegenwärtig werden hauptsächlich zwei Arten von Tintenstrahlköpfen des Tinte auf-Anforderung-Typs verwendet, die sich in der Art und Weise der Erzeugung des für den Tintenausstoß erforderlichen Druckes unterscheiden. Eine Art verwendet piezoelektrische Aktuatoren für diesen Zweck, wie beispielsweise in DE-A-31 47 107 und EP-A-0 337 429 offenbart ist, während die andere Heizelemente zum Erhitzen von Tinte verwendet, um Blasen zu erzeugen, wie beispielsweise in JP-B-59911 /1986 beschrieben ist. Jede dieser zwei Arten von Tintenstrahlkopf weist ihre eigenen Vorteile und Nachteile auf. Während der erstgenannte Typ Probleme bei der Herstellung aufweist, wenn eine bestimmte Düsendichte und -präzision erforderlich ist, erfreut er sich einer hohen Zuverlässigkeit und einer langen Betriebsdauer. Auf der anderen Seite weist der Blasen- bzw. Bubble-Tintenstrahlkopf weniger Probleme bei der Herstellung auf, jedoch sind seine Widerstandsheizelemente dafür anfällig, im Lauf der Zeit infolge des wiederholten schnellen Heizens und Abkühlens sowie der durch die kollabierenden Blasen bewirkten Stöße zerstört zu werden, weshalb die praktische Betriebsdauer des Tintenstrahlkopfs entsprechend kurz ist. Somit ist keine dieser zwei Arten von Tintenstrahlköpfen wirklich zufriedenstellend.
Die JP-A-24218/1990 offenbart ein Verfahren zum Treiben bzw. Ansteuern eines Tintenstrahlkopfs des Auf-Anforderung-Typs der vorgenannten, piezoelektrische Aktuatoren verwendenden Art. Bei diesem Ansteuerverfahren wird während des Druckerbereitschaftszustands ein elektrischer Impuls an den piezoelektrischen Aktuator in derselben Richtung wie die Polarisationsspannung des Aktuators angelegt, wodurch der Aktuator geladen und das Volumen einer Tinten- oder Druckkammer reduziert wird. Um während des Druckens ein Tintentröpfchen auszustoßen, wird zuerst der Aktuator allmählich entladen, um das Volumen der Druckkammer zu erhöhen, wonach erneut ein elektrischer Impuls an den Aktuator angelegt wird, um ihn rasch zu laden und das Druckkammervolumen zu erniedrigen, wodurch Tinte aus einer Düse ausgestoßen wird. Um die Tinte mit größtmöglicher Effizienz bei niedrigem Treiberspannungspegel auszustoßen, wird der Zeitpunkt zum Anlegen des elektrischen Impulses nach dem Entladen des Aktuators so gewählt, daß er mit dem Spitzenwert einer gedämpften Schwingung zusammenfällt, dem das Tintenzufuhrsystem unterliegt, wenn als Antwort auf das Entladen des Aktuators Tinte in die Druckkammer gesaugt wird. Dieses herkömmliche Treiberverfahren ist eines der besten Verfahren, die für einen piezoelektrischen Aktuator verwendende Tintenstrahlköpfe verfügbar sind.
Ein drittes bekanntes Prinzip für die Druckerzeugung in einem Tintenstrahlkopf nützt eine elektrostatische Kraft aus, d. h., es verwendet einen elektrostatischen Aktuator, wie er in JP-A- 289351 /1990 und US-A-4,520,375 offenbart ist.
Die JP-A-289351 /1990 offenbart genauer gesagt einen Tintenstrahlkopf, der ein Siliziumsubstrat aufweist, in dem Tintendurchlässe gebildet sind, von denen jeder mit einer jeweiligen Düse an einem Ende sowie mit einem gemeinsamen Tintenreservoir am anderen Ende verbunden ist. Ein Seitenwandabschnitt des Tintendurchlasses ist aus einer Membran als einer Schwingungsplatte gebildet. An der Außenfläche jeder Membran ist jeweils eine Einzel- oder Düsenelektrode vorgesehen. Den Düsenelektroden gegenüberliegend angeordnet befindet sich, durch einen Spalt getrennt, eine gemeinsame Elektrode. Jede Membran bildet mit ihrer Düsenelektrode und der gegenüberliegenden gemeinsamen Elektrode einen elektrostatischen Aktuator, der einen durch die Düsenelektrode, die gemeinsame Elektrode und einen dazwischen angeordneten Isolator umfaßt. Ein ähnlicher elektrostatischer Aktuator oder Fluidstrahlausstoßer ist in US-A-4,520,375 offenbart. Im letztgenannten Stand der Technik bildet die dünne Siliziummembran selbst durch Ausnutzen ihrer Halbleitereigenschaft eine Elektrode des Kondensators. Das Aufprägen einer zeitlich veränderlichen Spannung auf den Kondensator bewirkt, daß die Membran in mechanische Bewegung versetzt wird und das Fluid als Antwort auf die Membranbewegung austritt.
Das bei diesem Stand der Technik verwendete elektrostatische Prinzip bietet Vorteile wie Kompaktheit, hohe Dichte und lange Betriebsdauer und scheint deshalb eine vielversprechende Alternative zu sein, mit der die vorgenannten Probleme des Stands der Technik unter Verwendung von entweder piezoelektrischen Aktuatoren oder Heizelementen gelöst werden können.
Das Dokument EP-A-0 479 441 offenbart ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei diesem Stand der Technik umfaßt eine Treiberanordnung eine Oszillationsschaltung zum alternierenden Erzeugen einer Nullspannung und einer positiven Spannung oder eine Wechselstromquelle zum selektiven Ansteuern der einzelnen Aktuatoren als Antwort auf ein Drucksteuersignal. In einer alternativen Ausführungsform offenbart die EP-A-0 479 441 eine Struktur eines elektrostatischen Aktuators, bei der die Membran selbst nicht eine von zwei Kondensatorelektroden bildet, an die die Treiberspannung angelegt wird. Statt dessen sind zwei separate Elektroden nebeneinander angeordnet. Eine oder beide Elektroden befinden sich gegenüber der Membran, und positive sowie negative Impulse werden alternierend an diese zwei Elektroden angelegt, ein Impuls zum Anziehen der Membran zur Vorbereitung des Ausstoßes eines Tintentröpfchens und der folgende Impuls mit entgegengesetzter Polarität zum Abstoßen der Membran und zum Ausführen des Ausstoßes des Tintentröpfchens.
Eine praktische Implementierung eines Tintenstrahlkopfs des Tinte auf-Anforderung-Typs, die derartige elektrostatische Aktuatoren für die Druckerzeugung verwendet und qualitativ hochwertiges Drucken sowie eine konstant hohe Effizienz aufweist, war bisher noch nicht möglich. Die Ergebnisse, die erzielt wurden, wenn das vorstehend beschriebene Treiberverfahren für piezoelektrische Aktuatoren bei einem Tintenstrahlkopf eingesetzt wurde, der einen elektrostatischen Aktuator verwendete, waren nicht zufriedenstellend. Der Tintenstrahlkopf unter Verwendung elektrostatischer Aktuatoren weist genauer gesagt ein instabiles, teilweise nicht ausreichendes Tintenausstoßvolumen sowie eine reduzierte Druckgeschwindigkeit auf, d. h. eine niedrige Zuverlässigkeit und eine nicht ausreichende Druckqualität.
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einem elektrostatisch gesteuerten Tintenstrahlkopf sowie ein Treiber- bzw. Ansteuerverfahren für ein derartiges Gerät zu schaffen, die es ermöglichen, eine Zuverlässigkeit sowie eine Aufzeichnungsqualität zu erzielen, die zumindest so gut wie jene sind, die mit herkömmlichen Aufzeichnungsgeräten entweder des piezoelektrischen Typs oder des Blasen- bzw. Bubble-Typs sind.
Diese Aufgabe wird mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1 bzw. einem Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einem elektrostatischen Aktuator, bei dem eine Membran und eine Düsenelektrode ein Paar Kondensatorplatten mit einem Dielektrikum dazwischen bilden, wenn eine Spannung zum Laden des Kondensators angelegt und der Kondensator danach entladen wird, eine Polarisation im Dielektrikum verbleibt. Das durch diese Restladung hervorgerufene elektrische Feld erniedrigt die Auslenkung der Membran relativ zu der Düsenelektrode.
Diese Erniedrigung der relativen Auslenkung ist ein Grund für ein unzureichendes Tintenausstoßvolumen und reduziert die Druckgeschwindigkeit, was zu einer niedrigen Druckqualität wie beispielsweise niedrige Dichte und Pixelverschiebung sowie zu einer niedrigeren Zuverlässigkeit aufgrund von Ausfällen führt.
Außerdem besteht die Tendenz, daß die Höhe dieser Restladung nach Maßgabe der in der Vergangenheit angelegten Spannungen (Spannungs-History) variiert. Demzufolge ist die Auslenkung der Membran relativ zu den Einzelelektroden undefiniert und instabil, was zusätzlich zu einer niedrigen Aufzeichnungsqualität und -zuverlässigkeit beiträgt.
Die Erfindung beseitigt, oder reduziert zumindest wesentlich, die nachteilige Wirkung der Restmembranauslenkung, der durch die Restladung des elektrostatischen Aktuators bewirkt wird, indem sie entweder die Restladung beseitigt (Zurücksetzen des Aktuators) oder ihn in einen definierten Zustand bringt (Voreinstellen des Aktuators). Zum Zurücksetzen des Aktuators wird eine Spannung mit einer der normalen Treibspannung entgegengesetzten Polarität angelegt, während zum Voreinstellen zu vorbestimmten Zeitpunkten eine Spannung größer oder gleich der maximal zu erwartenden Treiberspannung angelegt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend ausführlich unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Druckers gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Tintenstrahlkopfs einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in teilweiser Explosionsdarstellung,
Fig. 3 einen Seitenquerschnitt des in Fig. 2 gezeigten Tintenstrahlkopfs,
Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 3,
Fig. 5 eine schematische Darstellung, die die Ladungsverteilung in der Anordnung der Membran und der Düsenelektrode zeigt, wenn eine Spannung angelegt wird, deren Polarität gemäß der Erfindung gewählt ist,
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung, die die Polarisation in dem Dielektrikum zwischen der Membran und der Düsenelektrode zeigt,
Fig. 7 eine Darstellung, die der Fig. 6 entspricht und die Restladung zeigt, die nach dem Entladen verbleibt,
Fig. 8 schematisch die Auswölbung der Membran (a) in einem ursprünglichen Zustand ohne angelegte Spannung und ohne Restladung, (b) mit angelegter Spannung und (c) entladen, jedoch mit einer Restladung,
Fig. 9 ein schematisches Schaltbild der in einer bevorzugten Ausführungsform verwendeten Treibersteuerschaltung,
Fig. 10 eine Konzeptdarstellung eines Druckers gemäß der Erfindung,
Fig. 11 ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines in Fig. 1 gezeigten Tintenstrahldruckers zeigt,
Fig. 12 ein Flußdiagramm der in Fig. 11 gezeigten Subroutinen,
Fig. 13 ein Zeitsteuerdiagramm zum Erläutern des im Flußdiagramm von Fig. 11 gezeigten Verfahrens,
Fig. 14 ein Flußdiagramm eines alternativen Steuerverfahrens eines in Fig. 1 gezeigten Tintenstrahldruckers,
Fig. 15 ein Flußdiagramm einer in Fig. 14 gezeigten Subroutine,
Fig. 16 ein Zeitsteuerdiagramm zum Erläutern des alternativen Steuerverfahrens,
Fig. 17 ein Flußdiagramm eines anderen alternativen Steuerverfahrens eines in Fig. 1 gezeigten Tintenstrahldruckers,
Fig. 18 ein Flußdiagramm der in Fig. 17 gezeigten Subroutinen,
Fig. 19 ein Blockschaltbild eines Druckers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 20 die Auswölbung der Membran unter verschiedenen Bedingungen,
Fig. 21 einen Graphen, der zeigt, wie die Tintenausstoßgeschwindigkeit bei einer gleichbleibenden Treiberspannung (38 V) abhängig von der in der vorhergehenden Periode jeweils angelegten Treiberspannung variiert,
Fig. 22 ein schematisches Schaltbild der Treibersteuerschaltung für den Tintenstrahlkopf der zweiten Ausführungsform,
Fig. 23 ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines in Fig. 19 gezeigten Druckers zeigt,
Fig. 24 ein Flußdiagramm, das ein alternatives Steuerverfahren eines in Fig. 19 gezeigten Druckers zeigt, und
Fig. 25 ein Flußdiagramm der in Fig. 24 gezeigten Subroutinen.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Druckkopfs eines Aufzeichnungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung teilweise in Explosionsdarstellung und im Querschnitt. Es ist festzuhalten, daß, obwohl diese Ausführungsform als Kopf des Randtyps gezeigt ist, bei dem Tinte aus am Rand eines Substrats vorgesehenen Düsen ausgestoßen wird, die Erfindung auch bei einem Kopf des Flächentyps angewendet werden kann, bei dem die Tinte aus an der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehenen Düsen ausgestoßen wird. Fig. 3 ist ein Seitenquerschnitt des zusammengebauten Tintenstrahlkopfs, und Fig. 4 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 3. Der Tintenstrahlkopf 10 dieser Ausführungsform ist aus drei übereinandergeschichteten Substraten 1, 2, 3 aufgebaut und wie nachstehend beschrieben aufgebaut.
Ein erstes Substrat 1 ist in Zwischenlage zwischen einem zweiten und einem dritten Substrat 2 und 3 angeordnet und aus einem Siliziumwafer gebildet. Mehrere Düsen 4 sind zwischen dem ersten und dem dritten Substrat mittels entsprechenden Düsennuten 11 gebildet, die in der oberen Oberfläche des ersten Substrats 1 so vorgesehen sind, daß sie sich im wesentlichen parallel mit gleichen Abständen von einem Rand des Substrats aus erstrecken. Das dem einen Ende entgegengesetzte Ende jeder Düsennut mündet in eine jeweilige Aussparung 12. Jede Aussparung ist ihrerseits über jeweilige schmale Nuten 13 mit einer Aussparung 14 verbunden. Im zusammengebauten Zustand bildet die Aussparung 14 einen gemeinsamen Tintenbehälter 8, der über durch die schmalen Nuten 13 gebildete Öffnungen 7 und durch die Aussparungen 12 gebildete Tintenkammern 6 mit den Düsen 4 verbunden ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jede Öffnung 7 durch drei parallele Nuten 13 gebildet, hauptsächlich um den Flußwiderstand zu erhöhen, jedoch auch um den Tintenstrahlkopf betriebsfähig zu halten, wenn eine der Nuten verstopft wird. Elektrostatische Aktuatoren sind zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat gebildet. Der Boden jeder Tintenkammer 6 umfaßt eine Membran 5, die einstückig mit dem Substrat 1 ausgebildet ist. Es ist klar, daß die vorstehend genannten Nuten und Aussparungen leicht und präzise durch photolithographisches Ätzen des Halbleitersubstrats gebildet werden können.
Eine gemeinsame Elektrode 17 ist auf dem ersten Substrat 1 vorgesehen. Die Größe der Austrittsarbeit des das erste Substrat 1 bildenden Halbleiters und des für die gemeinsame Elektrode 17 verwendeten Metalls ist ein wichtiger Faktor, der die Wirkung der Elektrode 17 auf dem ersten Substrat 1 bestimmt. Das in dieser Ausführungsform verwendete Halbleitermaterial weist einen spezifischen Widerstand von 8 bis 12 Ωcm auf, und die gemeinsame Elektrode 17 weist tatsächlich einen zweischichtigen Aufbau auf, der aus Platin auf einer Titanbasisschicht oder Gold auf einer Chrombasisschicht gebildet ist, wobei letztere hauptsächlich vorgesehen ist, um das Haftvermögen zwischen dem Substrat und der Elektrode zu verbessern. Die vorliegende Erfindung soll jedoch nicht hierauf beschränkt sein, und es können verschiedene andere Materialkombinationen nach Maßgabe der Eigenschaften des Halbleiter- und Elektrodenmaterials verwendet werden.
Borsilikatglas, wie beispielsweise Pyrex-Glas, wird für das zweite Substrat 2 verwendet, das mit der unteren Oberfläche des ersten Substrats 1 verbunden ist. Düsenelektroden 21 sind auf der Oberfläche des zweiten Substrats 2 durch Sputtern von Gold in einer Dicke von 0,1 um in einem Muster gebildet, das im wesentlichen mit der Form der Membranen 5 übereinstimmt. Jede der Düsenelektroden 21 weist ein Zuleitungselement 22 und ein Anschlußelement 23 auf. Eine 0,2 um dicke Isolierschicht 24 zum Verhindern eines Dielektrikum-Durchbruchs und eines Kurzschlusses während des Tintenstrahlkopftreibens ist aus einem Pyrex-Sputterfilm auf der gesamten Oberfläche des zweiten Substrats 2 mit Ausnahme der Anschlußelemente 23 gebildet. Zusätzlich oder als Alternative zur Isolierschicht 24 kann eine Isolierschicht (26 in Fig. 5) auf der den Düsenelektroden zugewandten Seite der Membranen 5 vorgesehen sein. Da die Membranen 5 aus einem Halbleitermaterial bestehen, kann eine derartige Isolierschicht leicht mit einer Dicke von 0,1 um bis 0,2 um durch Oxidieren des Halbleitermaterials gebildet werden. Eine derartige Oxidisolierschicht zeigt exzellente mechanische Widerstandsfähigkeit, Isolationseigenschaft und chemische Stabilität und reduziert die Wahrscheinlichkeit eines Dielektrikum-Durchbruchs im Fall eines Kontakts zwischen der Membran und der Düsenelektrode beträchtlich. Dies ist ein Vorteil der Verwendung des Halbleitermaterials selbst als eine Elektrode des elektrostatischen Aktuators.
Eine Aussparung 15 zum Unterbringen einer jeweiligen Düsenelektrode 21 ist unterhalb jeder Membran 5 vorgesehen. Die Verbindung des zweiten Substrats 2 mit dem ersten Substrat 1 führt zu Schwingungskammern 9, die an den Positionen der Aussparungen 15 zwischen jeder Membran 5 und der ihr gegenüberliegenden entsprechenden Düsenelektrode 21 gebildet sind. Bei dieser Ausführungsform bilden die in der unteren Oberfläche des ersten Substrats 1 gebildeten Aussparungen 15 Spalte zwischen den Membranen und den jeweiligen Elektroden 21. Die Länge G (vgl. Fig. 3; nachstehend die "Spaltlänge") jedes Spalts ist gleich der Differenz zwischen der Tiefe der Aussparung 15 und der Dicke der Elektrode 21. Es ist festzuhalten, daß diese Aussparung alternativ in der oberen Oberfläche des zweiten Substrats 2 gebildet sein kann. In dieser bevorzugten Ausführungsform beträgt die Tiefe der Aussparung 15 0,6 um, und der Abstand der Düsenkanäle 1 l untereinander sowie deren Breite betragen 0,72 mm bzw. 70 um.
Wie beim zweiten Substrat 2 wird Borsilikatglas für das dritte Substrat 3 verwendet, das mit der oberen Oberfläche des ersten Substrats 1 verbunden ist. Die Verbindung des dritten Substrats 3 mit dem ersten Substrat 1 vervollständigt die Bildung der Düsen 4, der Tintenkammern 6, der Öffnungen 7 und des Tintenbehälters 8. Eine Tinteneinlaßöffnung 31 ist im dritten Substrat 3 derart ausgebildet, daß sie in den Tintenbehälter 8 mündet. Die Tinteneinlaßöffnung 31 ist unter Verwendung einer Anschlußleitung 32 und einer Röhre 33 mit einem Tintentank (nicht gezeigt in der Figur) verbunden.
Das erste Substrat 1 und das zweite Substrat 2 werden bei 300ºC bis 500ºC durch Anlegen einer Spannung von 500 V bis 800 V anodisch miteinander verbunden, und das erste Substrat sowie das dritte Substrat 3 werden unter den gleichen Bedingungen verbunden, um den in Fig. 3 gezeigten Tintenstrahlkopf zusammenzusetzen. Nach dem Verbinden der Substrate beträgt die Spaltlänge G zwischen den Membranen 5 und den Düsenelektroden 21 bei dieser Ausführungsform 0,5 um. Der Abstand G1 zwischen den Membranen 5 (oder der Isolierschicht 26, falls vorhanden) und der die Düsenelektroden 21 bedeckenden Isolierschicht 24 beträgt 0,3 um.
Der so zusammengesetzte Tintenstrahlkopf wird mittels einer Treibereinheit 102 getrieben, die über Zuleitungen 101 mit der gemeinsamen Elektrode 17 und den Anschlußelementen 23 der Düsenelektroden 21 verbunden ist. Die Treibereinheit 102 enthält eine Mehrzahl von Treiberschaltungen (213 in Fig. 9, 413 in Fig. 22), eine für jeden Aktuator. Tinte 103 wird vom Tintentank (nicht gezeigt in den Figuren) über die Tinteneinlaßöffnung 31 in das erste Substrat 1 geleitet, um den Tintenbehälter 8 und die Tintenkammern 6 zu füllen.
In Fig. 3 ist außerdem ein während des Tintenstrahlkopftreibens aus der Düse 4 ausgestoßenes Tintentröpfchen 104 und Aufzeichnungspapier 105 gezeigt.
Die elektrischen Anschlüsse der vorliegenden Ausführungsform sind nachstehend beschrieben.
Aufgrund der zwischen der Düsenelektrode, dem Isolierspalt zwischen der Düsenelektrode und der Membran sowie der Membran selbst gebildeten MIS-Struktur kann abhängig von der Polarität der angelegten Spannung aufgrund des Effekts der Raumladungsschicht eine große Differenz im Stromwert bestehen. Wenn der für das Substrat verwendete Halbleiter p-leitendes Silizium ist, wirkt das Substrat als Leiter, wenn bezüglich der Düsenelektroden 21 ein positives Potential an die gemeinsame Elektrode 17 angelegt wird, wenn jedoch ein negatives Potential angelegt wird, wirkt das Substrat nicht als Leiter, und es wird statt dessen eine Raumladungsschicht erzeugt.
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die die Verteilung der elektrischen Ladungen in der Membran und der Düsenelektrode darstellt, wenn die Polarität der angelegten Treiberspannung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gewählt wird. Bei dieser Ausführungsform wird p-leitendes Silizium für das erste Substrat 1 verwendet, und die Düsen elektroden 21 der elektrostatischen Aktuatoren sind derart mit Treiberschaltungen (213 in Fig. 9, 413 in Fig. 22) verbunden, daß zum Laden eines Aktuators eine Impulsspannung angelegt wird, durch die die gemeinsame Elektrode positiv bezüglich der Düsenelektrode 21 wird. Das p- leitende Silizium ist mit Akzeptor-Dotierstoffen wie Bor dotiert und weist so viele Löcher auf wie die Anzahl an Akzeptoratomen. Die Impulsspannung erzeugt ein von der Membran zur Düsenelektrode gerichtetes elektrostatisches Feld. Aufgrund dieses Feldes wandern die Löcher 19 im p-leitenden Silizium zur Isolierschicht 26 und lassen negativ geladene Akzeptorionen zurück. Da Löcher von der gemeinsamen Elektrode 17 injiziert werden, wird die negative Ladung der Akzeptorionen neutralisiert. Deshalb nimmt die Membran eine positive Ladung an, ohne daß eine Raumladungsschicht erzeugt wird, d. h., die Membran oder das erste Substrat wirkt als ein Leiter. Außerdem sammelt sich eine negative Ladung auf der Seite der Düsenelektroden 21 an. Als Ergebnis erzeugt die zwischen einer Membran 5 und ihrer gegenüberliegenden Düsenelektrode 21 angelegte Impulsspannung eine Anziehungskraft aufgrund statischer Elektrizität, die ausreicht, um die Membran 5 zur Düsenelektrode 21 hin auszulenken.
Das Auftreten von Restladungen im elektrostatischen Aktuator wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 und Fig. 7 erläutert, welche die den Aktuator bildende Kondensatorstruktur darstellen. Fig. 6 zeigt den Zustand, wenn eine Spannung eines bestimmten Werts angelegt und der Kondensator geladen ist, und Fig. 7 zeigt den Zustand, wenn der Kondensator danach über einen Entladewiderstand 46 entladen wird. Sowohl in Fig. 6 als auch in Fig. 7 ist die Membran 5 aus einem Halbleiter hergestellt, die gemeinsame Elektrode ist das vorgenannte Metall, das einen Ohmschen Kontakt mit dem Halbleiter bildet, und die Membran 5 ist mit der Isolierschicht 26 beschichtet. Die auf der Düsenelektrode 21 gebildete Isolierschicht 24 liegt der Isolierschicht 26 auf der anderen Seite des Spalts 16 gegenüber, und die Isolierschicht 26, der Spalt 16 sowie die Isolierschicht 24 bilden zusammen eine Isolatorstruktur oder ein Dielektrikum 27 innerhalb des durch die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 gebildeten parallelen ebenen Kondensators.
Wenn eine Spannung an den Kondensator angelegt wird, erzeugt das Dielektrikum eine Polarisation 28 in einer Richtung, um das durch die angelegte Spannung erzeugte Feld E auszulöschen, wie in Fig. 6 gezeigt. Beim Umschalten des Kondensators vom Laden zum Entladen dissipiert der Großteil der Polarisation 28 innerhalb kurzer Zeit. Die Zeitspanne vom Moment des Beginns der Entladung bis zur Dissipation der Polarisation wird als Relaxationszeit bezeichnet und variiert stark mit der Art der Polarisation.
Wenn das Dielektrikum (Isolierschicht) zwischen der Membran 5 und der Düsenelektrode 21 der bevorzugten Ausführungsform polarisiert wird, treten zusätzlich zu Atompolarisation und Elektronenpolarisation mit kurzer Relaxationszeit Polarisationskomponenten auf, die beispielsweise als Ionenpolarisation und Grenzschichtpolarisation bekannt sind und eine relativ große Polarisationsrelaxationszeit aufweisen. Die Ionenpolarisation tritt als Folge von Na&spplus;, K&spplus; und/oder B&spplus; in der Isolierschicht auf, die sich längs des erzeugten Feldes bewegen; die Grenzschichtpolarisation tritt in Folge von Verschiebungen an Kristallgrenzschichten innerhalb des Dielektrikums auf.
Somit verbleibt ein Teil der Polarisation als Ergebnis des wiederholten Anlegens von Spannung oder des längeren dauernden Anlegens, und das Dielektrikum (24, 26) zwischen der Membran 5 und den Düsenelektroden 21 der Ausführungsform behält eine teilweise Polarisation über einen längeren Zeitraum bei, wie in Fig. 7 gezeigt. Der Dielektrikumskörper enthält somit effektiv eine Restpolarisation 29, und das Restfeld P, das von der zwischen der Membran 5 und den Düsenelektroden 21 verbliebenen Restpolarisation erzeugt wird, bewirkt eine kleine Restauslenkung der Membran 5 relativ zu der Düsenelektrode 21.
Fig. 8 stellt drei unterschiedliche Zustände des Aktuators dar, der nur durch die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 schematisch dargestellt ist. Fig. 8(a) zeigt den Zustand, wenn noch keine Spannung an den durch die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 gebildeten Kondensator angelegt worden ist: Wie in der Figur gezeigt, sind die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 parallel. Fig. 8(b) zeigt den Zustand, wenn eine Spannung angelegt und der Kondensator geladen ist: wie in der Figur gezeigt, wölbt sich die Membran 5. Diese Auswölbung wird nachstehend als ΔV1 bezeichnet. Fig. 8(c) zeigt den Zustand nach einem anschließenden Entladen des Kondensators. Trotz des entladenen Zustands bleibt die Membran 5 aufgrund des vorstehend erläuterten Restfelds gewölbt; diese Auswölbung wird nachstehend als ΔV2 bezeichnet. Die Auslenkung der Membran 5 relativ zu der Düsenelektrode 21, d. h. die für den Tintenausstoß verwendete Auslenkung, beträgt deshalb nur ΔV1-ΔV2, was den Abfall der relativen Auslenkung demonstriert.
Wie vorstehend beschrieben, ist diese erniedrigte Auslenkung zwischen der Membran 5 und der Düsenelektrode 21 ein Grund für reduziertes Tintenausstoßvolumen, Tintengeschwindigkeit und andere, vom Tintenausstoß abhängige Nachteile und beeinträchtigt somit Zuverlässigkeit und Druckqualität eines Tintenstrahldruckers.
Nach der erfolgten Beschreibung der bevorzugten Struktur eines elektrostatisch gesteuerten Tintenstrahlkopfs für ein Aufzeichnungsgerät und der damit verbundenen Probleme wird als nächstes eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die zum Vermeiden dieser Probleme geeignet ist.
Bei dieser Ausführungsform wird, um den beeinträchtigenden Effekt der eine Restauswölbung der Membran bewirkenden Restladung zu vermeiden, eine Spannung mit einer Polarität, die der in Fig. 6 gezeigten entgegengesetzt ist, zwischen die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 angelegt, um die Restladung und somit den Aktuator zurückzusetzen.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Tintenstrahldruckers als einer bevorzugten Ausführungsform eines Aufzeichnungsgeräts gemäß der Erfindung. Wie in der Figur gezeigt, sind die primären Komponenten dieses Tintenstrahldruckers eine einen Antriebsmotor 202 zum Bewegen des Tintenstrahlkopfs und des Papiers oder eines anderen Druckmediums sowie einen Tintenstrahlkopf 10 enthaltende Druckeinheit 203 und eine Steueranordnung zum Steuern der Druckeinheit. Dieser Tintenstrahldrucker druckt Text und/oder Graphik durch Ausstoß von Tinte auf das Papier oder das Druckmedium aus dem Tintenstrahlkopf 10 unter Bewegung des Tintenstrahlkopfs 10 und des Druckmediums mittels des Antriebsmotors 202.
Eine Zeitgeberanordnung 204 zählt die Zeit. Eine Düsenwiederverwendbarmachungsanordnung 206 steuert ein Verfahren zur Wiederverwendbarmachung von Düsen bei Verstopfungen. Ein Druckvorgang-Controller 210 steuert das Drucken und verschiedene andere auszuführende Vorgänge als Antwort auf ein Eingangssignal von einer Eingangsanordnung 207 und gibt ein Initialisierungssignal zum Starten der Zeitgeberanordnung 204 sowie die Druckeinheit 203 steuernde Drucksteuersignale aus. Die Daten, die bei den vom Druckvorgang-Controller 210 ausgeführten Vorgängen verwendet werden, sind in einer Speicheranordnung 211 gespeichert. Ein Restladungseliminator 212 gibt ein Aktuatorrücksetzsteuersignal für den Rücksetzprozeß aus, der die Restladung im Aktuator wie nachstehend beschrieben entfernt.
Die Konfiguration einer Treibersteuerschaltung 213 für den Tintenstrahlkopf 10 ist in Fig. 9 gezeigt. Ein Wiederverwendbarmachungssteuersignal von der Düsenwiederverwendbarmachungsanordnung 206, ein Drucksteuersignal vom Druckvorgang-Controller 210 und das Aktuatorrücksetzsteuersignal werden in die Treibersteuerschaltung 213 eingegeben, die den Tintenstrahlkopf 10 auf der Basis dieser eingegebenen Steuersignale steuert. Das Wiederverwendbarmachungssteuersignal, das Drucksteuersignal und das Aktuatorrücksetzsteuersignal werden außerdem in eine Treibersteuerschaltung 214 für den Antriebsmotor 202 eingegeben, und die Treibersteuerschaltung 214 steuert den Antriebsmotor 202 entsprechend auf der Basis dieser eingegebenen Steuersignale.
Fig. 9 ist ein schematisches Schaltbild der Treibersteuerschaltung 213. Wie in der Figur gezeigt, umfaßt die Treibersteuerschaltung 213 eine Steuerschaltung 215 und eine Treiberschaltung 102a. Die Treiberschaltung 102a enthält Transistoren 106-109, invertierende Verstärker 110 und 112 sowie nicht-invertierende Verstärker 111 und 113. Das Wiederverwendbarmachungssteuersignal, das Drucksteuersignal und das Aktuatorrücksetzsteuersignal werden in die Steuerschaltung 215 eingegeben, die auf der Basis der eingegebenen Steuersignale geeignete Impulsspannungen P1-P4 erzeugt und an die Verstärker 110-113 ausgibt. Die Transistoren 106-109 werden von den Ausgangssignalen aus den Verstärkern 110-113 gesteuert, wodurch sie den aus der Membran 5 und der Düsenelektrode 21 gebildeten Kondensator 114 laden und entladen, um Tintentröpfchen 104 aus der Düse 4 auszustoßen. Durch geeignete Wahl der Widerstandswerte der Widerstände 115 und 116 können gewünschte Lade/Entladeeigenschaften erhalten werden, wie beispielsweise eine relativ kleine Ladegeschwindigkeit und eine relativ niedrige Entladegeschwindigkeit.
Fig. 10 zeigt eine Draufsicht eines Druckers als ein Beispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, das den vorstehend beschriebenen Tintenstrahlkopf enthält. 300 bezeichnet eine Papierwalze als eine Papiertransporteinrichtung, die Aufzeichnungspapier 105 zuführt und von dem Antriebsmotor 202 (Fig. 1) angetrieben ist. 301 bezeichnet einen Tintentank, in dem Tinte gespeichert ist und der über eine Tintenzufuhrleitung 306 Tinte an den Tintenstrahlkopf 10 liefert. Der Tintenstrahlkopf 10 ist auf einem Wagen 302 montiert, der mittels einer den Antriebsmotor 202 enthaltenden Wagenantriebsanordnung (nicht gezeigt) in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der das Aufzeichnungspapier 105 transportiert wird, bewegbar ist. Um die Düsen vor dem Verstopfen zu bewahren oder sie danach wiederverwendbar zu machen, wird als Antwort auf das Wiederverwendbarmachungssteuersignal der Tintenstrahlkopf an eine Position vor einer Kappe 304 bewegt, wonach mehrmals Tintenentladevorgänge ausgeführt werden, während eine Pumpe 303 dazu verwendet wird, die Tinte durch die Kappe 304 und eine Leitung 308 für die Wiederverwendung von verbrauchter Tinte in ein Reservoir 305 für verbrauchte Tinte zu saugen.
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren der Steuerung des Tintenstrahldruckers gemäß der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Fig. 12 ist ein Flußdiagramm von zwei in Fig. 11 gezeigten Subroutinen, wobei Fig. 12(a) die Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang-Subroutine und (b) die Druckvorgang-Subroutine sind.
Gemäß Darstellung in Fig. 11 dient der erste Schritt S0 zur Initialisierung der Druckermechanismen auf der Basis der aus dem Druckvorgang-Controller 210 ausgegebenen Steuersignale. Beispielsweise befindet sich als Ergebnis der Initialisierung der Wagen 302 (Fig. 10) in einer Bereitschaftsposition. Die Zeitgeberanordnung 204 wird gleichzeitig zurückgesetzt und beginnt die Zeitzählung. In Schritt S1 wird unmittelbar nach dem Einschalten der Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang ausgeführt. Dieser Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang führt die Schritte SS1-SS3 in der in Fig. 12(a) gezeigten Düsenwiederverwendbarmachungs-Subroutine aus und ist nachstehend beschrieben.
In Schritt SS1 wird der den Tintenstrahlkopf 10 tragende Wagen 302 durch Ansteuern des Antriebsmotors 202 aus der Bereitschaftsposition an die Position der Kappe 304 bewegt. In Schritt SS2 wird der Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang ausgeführt. Dieser Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang steuert die Aktuatoren aller Düsen an, um eine vorbestimmte Tintenmenge aus allen Düsen auszustoßen, um getrocknete oder konzentrierte (hochviskose) Tinte, die sonst einen fehlerhaften Tintenausstoß bewirken könnte, aus den Düsen des Tintenstrahlkopfs 10 zu entfernen. Normalerweise wird eine Anzahl von 10-200 Tintentröpfchen aus jeder Düse herauszuschleudern, um jegliche Resttinte aus den Düsen auszutreiben. Danach wird der Wagen 302 in die Bereitschaftsposition zurückgebracht (Schritt SS3), um den Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang abzuschließen. Die Häufigkeit, mit der dieser Wiederverwendbarmachungsvorgang wiederholt wird, wird durch die Zeiteinstellung der Zeitgeberanordnung 204 festgelegt.
Es ist festzuhalten, daß der Tintenstrahlkopf im allgemeinen während einer fangen Zeitspanne nicht benutzt worden ist, wenn anfangs eingeschaltet wird, und etwa 160-200 Tintentröpfchen aus jeder Düse für die Düsenwiederverwendbarmachung in Schritt S1 ausgestoßen werden.
Wenn der Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang abgeschlossen ist, beginnt die Zeitgeberanordnung 204, eine vorbestimmte Zeit zu zählen. Ein Zeitablaufsignal wird in Schritt S2 überprüft, um zu bestimmen, ob die Zeitgeberanordnung 204 die vorbestimmte Zeit gezählt hat. Wenn das Zeitablaufsignal erfaßt wird, geht die Prozedur zu Schritt S8 weiter, in dem die in Fig. 12(a) gezeigte Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang-Subroutine erneut ausgeführt wird, wonach die Prozedur zu Schritt S3 weitergeht. Wenn das Zeitablaufsignal jedoch nicht erfaßt wird, geht die Prozedur direkt zu Schritt S3.
In Schritt S3 wird festgelegt, ob mit dem Druck fortzufahren ist. Wenn kein Drucken erforderlich ist, geht die Prozedur zurück zu Schritt S2. Wenn ein Druck erforderlich ist, wird die Zeitgeberanordnung 204 in Schritt S4 zurückgesetzt, und der Druckvorgang wird in Schritt S5 ausgeführt.
Dieser Druckvorgang wird durch die in Fig. 12(b) gezeigte Subroutine aus den Schritten SS10- SS16 gesteuert.
In Schritt SS10 wird eine Zählvariable n auf 1 zurückgesetzt, wonach der Wagen 302 um einen Rasterschritt bzw. Punkt bewegt wird (Schritt SS11). In den Schritten SS12 und SS13 wird Tinte angesaugt und auf der Basis der Druckdaten an dem spezifizierten Punkt ausgestoßen. Danach wird in Schritt SS14 der Aktuatorrücksetzvorgang ausgeführt, wonach die Zählvariable n auf n + 1 inkrementiert wird. Die Gleichheit von n mit der Nummer des letzten zu druckenden Punkts wird in Schritt SS16 bestimmt. Wenn n nicht gleich der letzten Punktnummer ist, geht die Prozedur zurück zu Schritt SS11, und die Schritte SS11 bis SS16 werden wiederholt. Es ist festzuhalten, daß der Aktuatorrücksetzvorgang in Schritt SS14 nur bei denjenigen Aktuatoren ausgeführt wird, die in den vorhergehenden Schritten SS12 und SS13 angesteuert wurden.
Wenn n gleich der letzten Punktnummer ist, verläßt die Prozedur die Subroutine und geht zu Schritt S6 weiter, in dem der Wagen 302 in die Bereitschaftsposition zurückgebracht wird, und dann wird das Papier um eine vorbestimmte Länge vorgeschoben (Schritt S7). In Schritt S9 wird festgelegt, ob der Prozeß fortzusetzen ist; wenn das Drucken nicht abgeschlossen ist, geht die Prozedur zurück zu Schritt S2, und der obige Vorgang wird wiederholt. Wenn das Drucken abgeschlossen ist, endet die Prozedur.
Fig. 13 ist ein Zeitsteuerdiagramm des Betriebs der in den Fig. 9 und 12 dargestellten Ausführungsform. Es wird hier angenommen, daß im Bereitschaftszustand die Impulsspannung P4 angelegt wird und der Transistor 108 deshalb leitend ist, wodurch der Kondensator 114 über einen Widerstand R entladen bleibt. Dann werden zum Drucken eines Punkts zuerst die Impulsspannungen P1 und P4 geliefert, die Transistoren 108 und 107 werden leitend, und während einer Periode a wird eine positive Spannung an die Membran 5 und über einen Ladewiderstand 116 an die Düsenelektrode 21 angelegt. Dies führt dazu, daß sich im Kondensator 114 eine Vorwärtsladung ansammelt. Die Membran 5 wölbt sich somit aufgrund der resultierenden elektrostatischen Anziehungskraft zur Düsenelektrode 21, der Druck innerhalb der Tintenkammer 6 fällt ab, und Tinte 103 wird vom Tintenbehälter 8 durch die Öffnung 7 an die Tintenkammer 6 geliefert.
Nach Abwarten einer Halteperiode b werden Impulsspannungen P2 und P4 geliefert, die Transistoren 106 und 108 werden leitend und schließen den Kondensator 114 über einen Entladewiderstand 115 kurz, und die im Kondensator 114 gespeicherte Ladung wird schnell entladen. Die zwischen der Membran 5 und der Düsenelektrode 21 wirkende elektrostatische Anziehungskraft verschwindet somit, und die Membran 5 bewegt sich aufgrund ihrer inhärenten Steifheit zurück. Die Zurückbewegung der Membran 5 erhöht den Druck innerhalb der Tintenkammer 6 schnell und bewirkt, daß ein Tintentröpfchen 104 aus der Düse 4 zum Aufzeich nungspapier 105 ausgestoßen wird. Wie in Periode d angegeben, werden zum Erreichen eines Aktuatorrücksetzens Impulsspannungen P2 und P3 geliefert, die Transistoren 106 und 109 werden leitend, und es wird eine Spannung mit einer solchen Polarität an die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 angelegt, daß die Membran 5 negativ bezüglich der Düsenelektrode wird. Es ist festzuhalten, daß diese Spannung der während des normalen Druckvorgangs angelegten Spannung entgegengesetzt und der Restladungsspannung entgegengesetzt ist. Demzufolge dissipiert die Restladung (Fig. 7). Die Membran 5 ist nicht mehr wie in Fig. 8(c) gezeigt gewölbt, sondern wird durch Entladen des Kondensators während einer Periode e völlig in die Ausgangslage zurückgeführt, da die Restladung durch das vorstehend beschriebene Anlegen der Gegenspannung vollständig dissipiert worden ist. Somit sind das Tintenausstoßvolumen, das bei der nächsten Periode c2 ausgestoßen wird, und dasjenige bei der vorhergehenden Periode c gleich. Die zwischen der Membran 5 und den Düsenelektroden 21 erzeugte Restladung wird bei jedem Punkt nach Ausstoß eines Tintentröpfchens 104 auf die beschriebene Weise entladen. Die vorgenannte Halteperiode b wird übrigens vorzugsweise so gewählt, daß die Entladung auftritt, wenn die gedämpfte Schwingung des Tintensystems ein Maximum erreicht, um die Schwingungsenergie des Tintensystems effektiv zu nutzen.
Es ist festzuhalten, daß, während eine (negative) Gegenspannung bei der obigen bevorzugten Ausführungsform angelegt wird, um die Restladung zu eliminieren, die Gegenspannung die Membran 5 ebenfalls wölbt und es notwendig ist zu verhindern, daß Tinte zu diesem Zeitpunkt ausgestoßen wird. Wenn ein Halbleiter für die Membran 5 verwendet wird, ist selbst dann eine minimale Auswölbung vorhanden, wenn die Gegenspannung gleich der Vorwärtsspannung ist, weshalb keine Gefahr besteht, daß während des Anlegens der Gegenspannung Tinte ausgestoßen wird. Deshalb ist es möglich, eine gemeinsame Stromversorgung bei dieser Ausführungsform zu verwenden. Wenn jedoch ein Leiter für die Membran 5 verwendet wird, kann Tinte ausgestoßen werden, wenn die Gegenspannung gleich der Vorwärtsspannung ist, weshalb es erforderlich ist, die Gegenspannung zu reduzieren.
Es ist außerdem festzuhalten, daß bei dieser Ausführungsform ein p-leitender Halbleiter für das Halbleitersubstrat verwendet wird, daß jedoch auch alternativ ein n-leitender Halbleiter verwendet werden kann. In diesem Fall müssen die Verbindungen zwischen der Treiberschaltung 102a und dem Tintenstrahlkopf 10 im Vergleich zu den bei einem p-leitenden Halbleiter verwendeten umgekehrt werden.
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm eines alternativen Steuerverfahrens für den Tintenstrahldrucker von Fig. 1. Fig. 15 ist ein Flußdiagramm der in Fig. 14 gezeigten Druckvorgang-Subroutine. Bei dieser Ausführungsform wird der Aktuatorrücksetzvorgang einmal pro Zeile ausgeführt. Der oben beschriebene Aktuatorrücksetzvorgang wird in dem zwischen die Schritte S4 und S5 in Fig. 14 eingefügten Schritt SS12 ausgeführt. Es ist festzuhalten, daß der Aktuatorrücksetzvorgang dieser Ausführungsform für alle Aktuatoren des Tintenstrahlkopfs gleichzeitig ausgeführt wird, um die Restladung zu eliminieren, die sich während des Druckens einer Zeile angesammelt hat. Demzufolge wird der Aktuatorrücksetzvorgang (Schritt SS12) in der in Fig. 12(b) gezeigten Druckvorgang-Subroutine bei der Druckvorgang-Subroutine (Fig. 15) dieser Ausführungsform weggelassen, alle anderen Schritte der Prozedur sind jedoch gleich. Die Düsenwiederverwend barmachungsvorgang-Subroutine in dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die in Fig. 12(a) gezeigte.
Fig. 16 ist ein Zeitsteuerdiagramm des Betriebs dieser in den Fig. 14 und 15 beschriebenen Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform werden während der Periode a Impulsspannungen P2 und P4 geliefert, und die Transistoren 106 und 109 werden jedesmal leitend, wenn der Wagen 302 nach Vollendung einer Zeile zurückkehrt, wodurch eine Gegenspannung an die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 angelegt wird, um die angesammelte Restladung wie vorstehend beschrieben zu beseitigen.
Fig. 17 ist ein Flußdiagramm eines weiteren alternativen Steuerverfahrens für den Tintenstrahldrucker von Fig. 1. Fig. 18 ist ein Flußdiagramm der zwei in Fig. 17 gezeigten Subroutinen, wobei Fig. 18(a) die Düsenwiederverwendbarmachung/Aktuatorrücksetzvorgang-Subroutine und (b) die Druckvorgang-Subroutine sind. Bei dieser Ausführungsform wird der Aktuatorrücksetzvorgang für alle Aktuatoren des Tintenstrahlkopfs gleichzeitig mit dem Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang ausgeführt (Schritte S1a und S8a). Somit nehmen die Schritte S1a und S8a in Fig. 17 den Platz der Schritte S1 und S8 in Fig. 11 ein. Folglich wird bei der in Fig. 18(a) gezeigten Subroutine der Wagen 302 in die Bereitschaftsposition bewegt (Schritt SS1), wonach die Aktuatoren im nächsten Schritt zurückgesetzt werden (Schritt SS12). Der Schritt SS12 (Fig. 12) ist somit bei der Druckvorgang-Subroutine (Fig. 18(b)) dieser Ausführungsform weggelassen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird der Einfluß der Restladung durch periodisches Entfernen der Restladung vermieden, entweder einmal pro gedrucktem Punkt, einmal pro gedruckter Zeile oder auf der Basis eines Zeitzählwerts. Diese Alternativen der ersten Ausführungsform können übrigens auch kombiniert werden. Durch Entfernen der Restladung auf diese Weise, d. h. durch Zurücksetzen der elektrostatischen Aktuatoren in einen definierten Zustand, kann die Restauswölbung, selbst wenn sie nicht vermieden werden kann, zumindest konstant gemacht werden. Der Effekt einer konstanten Restauswölbung kann durch eine entsprechend erhöhte Treiberspannung leicht kompensiert werden.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun hauptsächlich unter Bezug auf die Fig. 19 bis 25 beschrieben.
Es ist wohlbekannt, daß die Beziehung zwischen dem Dipolmoment p eines Moleküls eines zuvor unipolaren Dielektrikums bei Anlegen eines elektrischen Felds E durch p = α · E gegeben ist, wobei a die molekulare elektrische Polarisierbarkeit ist. Unter Verweis auf Fig. 7 kann die Beziehung P = &epsi; · x · Emax definiert werden, wobei P das Restfeld ist, x als Restpolarisierbarkeit bezeichnet werden kann, Emax die maximale Feldstärke der in der Vergangenheit angelegten Felder (Feld- History) ist und &epsi; die Dielektrizitätskonstante in Vakuum ist. Wie durch diese Gleichung gezeigt, ist das Restfeld P durch die maximale Feldstärke (Spannung) der in der Vergangenheit angelegten Felder gegeben, ebenso wie die Ladung des Restfeldes und die daraus resultierende ursprüngliche Auswölbung der Membran 5.
Fig. 20 zeigt die Auswölbung der Membran unter verschiedenen Bedingungen. Der ursprüngliche ungewölbte Zustand der Membran 5 ohne zuvor angelegte Spannung ist in Fig. 20(a) gezeigt. Es ist festzuhalten, daß die Membran 5 gerade und parallel zur Düsenelektrode 21 ausgerichtet ist. Wenn eine Spannung (30 V) dann an den die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 umfassenden Kondensator angelegt wird, wölbt sich die Membran 5 um ΔV1, wie in Fig. 20(b) gezeigt. Wenn danach der Kondensator entladen wird, nimmt die Membran 5 den in Fig. 20(c) gezeigten Zustand mit einer Auswölbung um ΔV2 ein. Aufgrund der Spannungs-History von 30 V bewirkt das Restfeld, das durch die nach dem Entladen des Kondensators verbleibende Restladung erzeugt wird, daß sich die Membran 5 leicht aus dem in Fig. 20(a) gezeigten ursprünglichen Zustand wölbt.
Die Tinte auf der Membran 5 wird beseitigt, und das Tintenbeseitigungsvolumen wird durch die Differenz zwischen der Auswölbung der in Fig. 20(b) gezeigten und der in Fig. 20(c) gezeigten Auswölbung der Membran 5 bestimmt. Das Tintenbeseitigungsvolumen trägt zum Ausstoß des Tintentröpfchens bei, und das Tintenvolumen entspricht der Differenz ΔV3 (relative Auslenkung) (vgl. Fig. 20(b)) der Auswölbung der Membran 5 in den verschiedenen Zuständen.
Ausgehend vom in Fig. 20(c) gezeigten Zustand wird dann eine noch höhere Spannung (40 V) angelegt (Fig. 20(d)), um die Membran 5 erneut zu wölben. Danach wird ein Schalter zum Entladen des Kondensators umgeschaltet, und die Membran 5 nimmt den in Fig. 20(e) gezeigten Zustand an.
Es ist festzuhalten, daß die in Fig. 20(e) gezeigte Auswölbung (ΔV4) der Membran 5 größer als die in Fig. 20(c) gezeigte (ΔV2) ist, weil das von der Restladung nach der Entladung im Anschluß an das Anlegen der 40 V erzeugte Restfeld stärker als dasjenige nach dem Entladen im Anschluß an das Anlegen der 30 V ist. Somit hängt die Stärke des Restfelds vom maximalen Spannungswert in der Spannungs-History ab, und auch die Auswölbung der Membran 5 hängt dementsprechend von ihr ab.
Fig. 20(f) zeigt die Auswölbung der Membran 5, wenn dieselbe Spannung (30 V) wie die in Fig. 20(b) angelegte nach Fig. 20(e) erneut angelegt wird. Die Auswölbung der Membran 5 ist diesmal gleich wie die in Fig. 20(b) gezeigte (ΔV1). In diesem Fall entspricht jedoch das von der relativen Auslenkung bestimmte Tintenbeseitigungsvolumen ΔV5 = ΔV1-ΔV4, das durch die Differenz zwischen der Auswölbung der Fig. 20(e) und der Auswölbung der Fig. 20(f) bestimmt ist, da der maximale Spannungswert in der Spannungs-History 40 V beträgt. Es ist festzuhalten, daß gilt ΔV3 > ΔV5. Deshalb ist das Tintenausstoßvolumen, wenn der Tintenstrahlkopf in dem in Fig. 20(f) gezeigten Zustand betrieben wird, in dem die maximale Spannung der Spannungs- History 40 V ist, kleiner als dasjenige, wenn der Tintenstrahlkopf mit einem Maximalwert der Spannungs-History von 30 V betrieben wird, wie in Fig. 20(b) gezeigt ist. Wir wissen deshalb, daß das Tintenausstoßvolumen mit der Menge an Restladung in dem die Membran 5 und die Düsenelektroden 21 umfassenden Aktuator variiert.
Fig. 21 stellt experimentelle Resultate davon dar, wie die Tintenausstoßgeschwindigkeit bei einer gleichbleibenden Treiberspannung von 38 V abhängig von der in der vorhergehenden Periode jeweils angelegten Treiberspannung variiert.
Die Tintenausstoßgeschwindigkeit (1) wurde nach dem Treiben bzw. Ansteuern des Tintenstrahlkopfs während 10 min mit einer gleichbleibenden Treiberspannung von 38 V gemessen. Die Tintenausstoßgeschwindigkeiten (2), (3) und (4) wurden nach dem Ansteuern des Tintenstrahlkopfs während 10 min mit einer gleichbleibenden Treiberspannung von 39 V, 40 V bzw. 41 V und anschließendem Wechseln der Treiberspannung auf 38 V gemessen. Es ist festzuhalten, daß bei Beginn der Experimente der Aktuator keine Restladung aufwies (Zustand der Fig. 20(a)), die Treiberfrequenz 3 kHz betrug und eine Ladeimpulsbreite von 30 us verwendet wurde. Die Tintenausstoßgeschwindigkeiten (1), (2), (3) und (4) betragen ungefähr 4 m/s, 3,3 mls, 2,8 m/s bzw. 1 m/s. Wie dies zeigt, variiert die Tintenausstoßgeschwindigkeit, selbst wenn die Treiberspannung gleich bleibt, nach Maßgabe der Höhe der in der vorhergehenden Periode angelegten Treiberspannung. Der Grund hierfür ist die vorstehend beschriebene Restladung.
Diese Änderung bei der Auslenkung der Membran 5 relativ zur Düsenelektrode 21 bewirkt eine Änderung der Tintenausstoßgeschwindigkeit und des Tintenausstoßvolumens und beeinträchtigt somit die Zuverlässigkeit und die Druckqualität von Tintenstrahldruckern.
Um dem bei der zweiten Ausführungsform zu begegnen, wird eine maximale Spannung zwischen der Membran und der Düsenelektrode 21 angelegt, um eine maximale konstante Restladung beizubehalten und eine Anfangsauswölbung der Membran 5 vorzubestimmen sowie um außerdem Tintenausstoßgeschwindigkeit und -volumen zu stabilisieren (dies kann auch als Voreinstellung des Aktuators bezeichnet werden). Wenn eine maximale Spannung von 41 V als erste Treiberspannung angelegt und die dann angelegte Treiberspannung beispielsweise 39 V oder 40 V beträgt, wird die Tintenausstoßgeschwindigkeit bei einer Treiberspannung von 38 V durch die Differenz der Auswölbung der Membran 5 bei einer Treiberspannung von 38 V und die von der Restladung der Treiberspannung von 41 V bewirkte Auswölbung bestimmt und ohne Bedingungen konstant und stabil sein.
Ein Blockschaltbild eines Tintenstrahldruckers gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 19 gezeigt. Dieser Tintenstrahldrucker weist des weiteren eine Stromversorgungsspannungseinstellanordnung 412 auf und verwendet eine Treibersteuerschaltung 413, die sich von der Treibersteuerschaltung 213 der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Die Stromversorgungsspannungseinstellanordnung 412 wählt in geeigneter Weise die normale Drucktreiberspannung Vn oder eine die Spannungs-History einer bekannten maximalen Spannung aufprägende maximale Spannung Vm (wobei Vm > Vn) aus und gibt sie aus, um den Aktuator aus den vorgenannten Gründen voreinzustellen. Es ist festzuhalten, daß die maximale Spannung Vm unter Berücksichtigung einer Toleranz der Stromversorgungsspannung bestimmt werden sollte; wenn beispielsweise der Bereich der normalen Drucktreiberspannung Vn 30 V +/- 10% ist, kann die maximale Spannung Vm zumindest mehr als 33 V betragen.
Die Treibersteuerschaltung 413 steuert den Tintenstrahlkopf 10 und ist in der in Fig. 22 gezeigten Weise aufgebaut. Das Wiederverwendbarmachungssteuersignal, das Drucksteuersignal und die Treiberspannung Vn oder Vm werden in die Treibersteuerschaltung 413 eingegeben, die den Tintenstrahlkopf 10 auf der Basis dieser Steuersignale steuert.
Weitere Komponenten und Funktionen des in Fig. 19 gezeigten Druckers sind gleich wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Drucker, weshalb eine weitere Beschreibung nachfolgend unterbleibt.
Fig. 22 ist ein schematisches Schaltbild der Treibersteuerschaltung 413 für den Tintenstrahlkopf 10. Wie in der Figur gezeigt, weist die Treibersteuerschaltung 413 eine Steuerschaltung 415 und eine Treiberschaltung 102b auf. Das Wiederverwendbarmachungssteuersignal und das Drucksteuersignal werden in die Steuerschaltung 415 eingegeben, die auf der Basis dieser eingegebenen Steuersignale ein Ladesignal 51 und ein Entladesignal 52 ausgibt. Die Treiberschaltung 102b weist Transistoren 41, 42, 44 und 45 auf.
Wenn sich die Treibersteuerschaltung 413 im Bereitschaftsmodus befindet, sind die Transistoren 42 und 45 beide nichtleitend, und die Treiberspannung wird nicht an die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 angelegt. Die Membran 5 ist deshalb nicht ausgelenkt, und es wird kein Druck auf die Tinte in der Tintenkammer 6 ausgeübt. Wenn das Ladesignal 51 hochpegelig wird, wird der Transistor 51 beim Anstieg des Ladesignals 51 leitend, und auch der Transistor 42 wird leitend. Die Treiberspannung Vn (oder maximale Spannung Vm) wird deshalb über einen Ladewiderstand 43 zwischen die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 angelegt, Strom fließt in Richtung des Pfeils A, und die Membran 5 wird zur Düsenelektrode 21 durch die elektrostatische Kraft gewölbt, die zwischen der Membran 5 und der Düsenelektrode 21 aufgrund der dazwischen angesammelten Ladung wirkt. Das Volumen der Tintenkammer 6 wird damit erhöht, und Tinte wird in die Tintenkammer 6 gesaugt.
Wenn das Ladesignal 51 niederpegelig wird und das Entladesignal 52 hochpegelig wird, werden beide Transistoren 41 und 42 nichtleitend, und das Laden zwischen der Membran 5 und den Düsenelektroden 21 endet. Der Transistor 44 wird ebenfalls nichtleitend, und deshalb wird der Transistor 45 leitend. Wenn der Transistor 45 leitend ist, wird die auf der Membran 5 und der Düsenelektrode 21 angesammelte Ladung in Richtung des Pfeils B durch einen Entladewiderstand 46 entladen. Da der Widerstandswert des Widerstands 46 beträchtlich kleiner als der Widerstandswert des Ladetransistors 43 und die Zeitkonstante der Entladung bei dieser Ausführungsform klein ist, kann die angesammelte Ladung in beträchtlich kürzerer Zeit als die Ladezeit entladen werden.
Die Membran 5 wird dann sofort von der elektrostatischen Kraft befreit und kehrt aufgrund der inhärenten Steifheit des Membranmaterials in die Nichtdruck-Bereitschaftsposition zurück. Dies komprimiert die Tintenkammer 6 schnell, und der in der Tintenkammer 6 erzeugte Druck bewirkt, daß ein Tintentröpfchen 104 aus der Düse 4 ausgestoßen wird.
Es ist festzuhalten, daß, obwohl bei dieser Ausführungsform ein p-leitender Halbleiter als Substrat verwendet wurde, auch alternativ ein n-leitender Halbleiter verwendet werden kann. In diesem Fall müssen die Anschlüsse zwischen der Treiberschaltung 102b und dem Tintenstrahlkopf gegenüber denjenigen bei einem p-leitenden Halbleiter umgekehrt werden.
Fig. 23 ist ein Flußdiagramm des Tintenstrahldruckersteuerverfahrens für die in Fig. 19 gezeigte Ausführungsform der Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform wird eine hohe Spannung nach dem Ausführen der Initialisierungsroutine angelegt. Der erste Schritt S0 dient zur Initialisierung der Druckermechanismen auf der Basis der aus dem Druckvorgang-Controller 210 ausgegebenen Steuersignale. Die Zeitgeberanordnung 204 wird gleichzeitig zurückgesetzt und beginnt die Zeitzählung, und der den Tintenstrahlkopf 10 tragende Wagen 302 wird durch Ansteuern des Antriebsmotors 202 aus der Bereitschaftsposition an die Position der Kappe 304 bewegt.
Im nächsten Schritt S10 wählt die Stromversorgungsspannungseinstellanordnung 412 die maximale Spannung Vm und gibt sie zum Treiben der Steuerschaltung 413 des Tintenstrahlkopfs 10 aus. Das Drucksteuersignal wird vom Druckvorgang-Controller 210 in die Steuerschaltung 415 eingegeben, die nacheinander das Ladesignal 51 und das Entladesignal 52 an die Treiberschaltung 102b ausgibt. Die maximale Spannung Vm wird somit zwischen die Membran 5 und die Düsenelektrode 21 aller Aktuatoren angelegt, wodurch sie dem Dielektrikum zwischen der Membran 5 und der Düsenelektrode 21 die Spannungs-History der maximalen Spannung Vm einprägt, und es wird beispielsweise ein Tintentröpfchen aus allen Düsen freigegeben. Die Stromversorgungsspannungseinstellanordnung 412 setzt dann die Ausgangsspannung auf die normale Druckvorgangtreiberspannung Vn zurück. Der Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang unmittelbar nach dem Einschalten wird dann in Schritt S1 ausgeführt. Dieser Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang führt die Schritte SS1 bis SS3 in der in Fig. 12(a) gezeigten Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang-Subroutine aus. Diese Subroutine ist wie vorstehend beschrieben, weshalb eine weitere Beschreibung unterbleibt.
Nach Abschluß des Düsenwiederverwendbarmachungsvorgangs beginnt die Zeitgeberanordnung 204 das Zählen einer vorbestimmten Zeit. Ein Zeitablaufsignal wird in Schritt S2 überprüft, um zu bestimmen, ob die Zeitgeberanordnung 204 die vorbestimmte Zeit gezählt hat. Wenn das Zeitsteuersignal erfaßt wird, geht die Prozedur zum Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang (Schritt S8) weiter, die in Fig. 12(a) gezeigte Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang- Subroutine wird erneut ausgeführt, und die Prozedur geht danach zu Schritt S3 weiter. Wenn jedoch das Zeitablaufsignal nicht erfaßt worden ist, geht die Prozedur direkt zu Schritt S3.
In Schritt S3 wird festgestellt, ob mit dem Drucken fortzufahren ist. Wenn kein Druck erforderlich ist, geht die Prozedur zurück zu Schritt S2. Wenn ein Druck erforderlich ist, wird die Zeitgeberanordnung 204 in Schritt S4 zurückgesetzt, und der Druckvorgang wird in Schritt S5 ausgeführt.
Dieser Druckvorgang wird durch die in Fig. 15(b) gezeigte Subroutine mit den Schritten SS10 bis SS16 gesteuert.
Während dieses Druckvorgangs werden Tintentröpfchen ausgestoßen, indem aufeinanderfolgend das Ladesignal 51 zum Einschalten der Transistoren 41 und 42 und dann das die Transistoren 44 und 45 einschaltende Entladesignal 52 angelegt wird. Das Restfeld ist dann von der Spannungs- History mit der letzten maximalen Spannung Vm abhängig, und deshalb zeigt die Membran 5 eine leichte Restauswölbung, die Restladung bleibt jedoch unabhängig von der Treiberspannungs-History selbst dann konstant, wenn die Treiberspannung innerhalb des Bereichs bis hoch zur maximalen Spannung Vm variiert.
Nachdem der letzte Punkt gedruckt wurde, verläßt die Prozedur die Subroutine und geht zu Schritt S6 weiter. Die Schritte S6, S7 und S9 sind dieselben wie in den Fig. 11 und 14.
Fig. 24 ist ein Flußdiagramm eines alternativen Steuerverfahrens für den Tintenstrahldrucker der in Fig. 19 gezeigten zweiten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 25 ist ein Flußdiagramm der zwei in Fig. 24 gezeigten Subroutinen, wobei 25(a) die Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang-Subroutine und (b) die Druckoperation-Subroutine sind. Bei dieser Ausführungsform wird eine hohe Spannung während des Düsenwiederverwendbarmachungsvorgangs angelegt, und sie wird insbesondere dann angelegt, wenn die Düsen durch den in den Schritten S1b und S8b in Fig. 24 gezeigten Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang wiederverwendbar gemacht werden. In Schritt SS1 (Fig. 25 (a)) wird der den Tintenstrahlkopf 10 tragende Wagen 302 durch Ansteuern des Antriebsmotors 202 aus der Bereitschaftsposition an die Position der Kappe 304 bewegt. In Schritt S10 wird die maximale Spannung Vm als die Treiberspannung wie vorstehend beschrieben angelegt, um ein Tintentröpfchen 104 aus allen Düsen auszustoßen. Dann wird die normale Drucktreiberspannung Vn angelegt, und die Düsen werden in den Schritten SS2, SS3 wiederverwendbar gemacht.
Es ist festzuhalten, daß, obwohl bei dieser Ausführungsform das Anlegen der maximalen Spannung Vm von dem Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang getrennt ist, der Schritt S10 in Fig. 25(a) weggelassen und die maximale Spannung Vm während des Düsenwiederverwendbarmachungsvorgangs des Schrittes SS2 angelegt werden kann.

Claims

1. Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, umfassend

einen Tintenstrahlkopf (10), der für jede von einer oder mehreren Düsen (4) aufweist: einen in Verbindung mit der Düse stehenden Tintendurchlaß (6, 7, 8) und einen elektrostatischen Aktuator (5, 21, 27), der ein Paar Kondensatorplatten (5, 21) aufweist, von denen eine Platte durch eine in einem Teil des Tintendurchlasses vorgesehene Membran (5) gebildet oder an dieser befestigt ist, während die andere Platte aus einer Elektrode (21) gebildet ist, die außerhalb des Tintendurchlasses gegenüber der Membran mit einem Spalt (G) dazwischen angeordnet ist, und

eine auf ein Aufzeichnungssteuersignal ansprechende Treiberanordnung (210, 212, 213; 210, 412, 413) zum selektiven Laden der einzelnen Aktuatoren (5, 21, 27) durch Anlegen einer ersten Spannung an die Kondensatorplatten eines jeweiligen Aktuators und dessen nachfolgendes Entladen, so daß seine Membran (5) durch eine elektrostatische Kraft ausgelenkt wird, um dadurch Tintentröpfchen aus einer oder mehreren Düsen (4) auszustoßen, dadurch gekennzeichnet, daß

die Treiberanordnung eine auf ein anderes Steuersignal ansprechende Setz/Rücksetz- Anordnung (212; 412) zum Setzen oder Zurücksetzen eines Aktuators durch Anlegen einer sich von der ersten Spannung unterscheidenden zweiten Spannung aufweist.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Setz/Rücksetz-Anordnung (212) so ausgebildet ist, daß sie als die zweite Spannung eine solche anlegt, deren Polarität derjenigen der ersten Spannung entgegengesetzt ist und deren Größe so gewählt ist, daß der Aktuator (5, 21, 27) durch Entfernen einer Restladung zurückgesetzt wird.

3. Gerät nach Anspruch 2, bei dem die Setz/Rücksetz-Anordnung (212) so ausgebildet ist, daß sie die zweite Spannung an einen Aktuator (5, 21, 27) nach jedem Lade/Entladezyklus jenes Aktuators anlegt oder die zweite Spannung gleichzeitig an jeden des einen oder der mehreren Aktuatoren anlegt, nachdem eine Aufzeichnungszeile beendet worden ist.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend eine Anordnung (206) zum Ausführen einer Düsenwiederverwendbarmachung durch Ansteuern jedes des einen oder der mehreren Aktuatoren (5, 21, 27), um ein oder mehrere Tintentröpfchen auszustoßen, wobei die Setz/Rücksetz-Anordnung so ausgebildet ist, daß sie die zweite Spannung anlegt, wenn der Düsenwiederverwendbarmachungsvorgang ausgeführt wird.

5. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Setz/Rücksetz-Anordnung (412) so ausgebildet ist, daß sie als die zweite Spannung eine Spannung größer oder gleich dem Maximum der ersten Spannung anlegt.

6. Gerät nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Anordnung (206) zum Ausführen einer Düsenwiederverwendbarmachung durch Ansteuern jedes des einen oder der mehreren Aktuatoren (5, 21, 27), um ein oder mehrere Tintentröpfchen auszustoßen, wobei die Setz/Rücksetz-Anordnung (412) so ausgebildet ist, daß sie die zweite Spannung während des Düsenwiederverwendbarmachungsvorgangs oder während eines Initialisierungsvorgangs des Geräts anlegt.

7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die zweite Spannung größer oder gleich dem 1,1-fachen der ersten Spannung ist.

8. Verfahren zum Treiben eines oder mehrerer elektrostatischer Aktuatoren (5, 21, 27) in einem Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, das folgende Schritte aufweist:

(a) selektives Laden, als Antwort auf Aufzeichnungsdaten, des einen oder der mehreren Aktuatoren (5, 21, 27) durch Anlegen einer ersten Spannung,

(b) nachfolgendes Entladen jedes in Schritt (a) geladenen Aktuators zum Bewirken eines Tintenausstoßes und

(c) Anlegen einer sich von der ersten Spannung unterscheidenden zweiten Spannung an einen oder mehrere der Aktuatoren und deren nachfolgendes Entladen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem Schritt (c) das Anlegen einer Spannung einer Polarität umfaßt, die derjenigen der ersten Spannung entgegengesetzt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem entweder jedesmal dann, wenn ein Aktuator (5, 21, 27) die Schritte (a) und (b) durchlaufen hat, der Schritt (c) bezüglich dieses Aktuators ausgeführt wird, oder Schritt (c) gleichzeitig bezüglich jedes des einen oder der mehreren der Aktuatoren jedesmal dann ausgeführt wird, wenn die Aufzeichnung einer Zeile abgeschlossen worden ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, das des weiteren einen Düsenwiederverwendbarmachungsschritt aufweist, wobei Schritt (c) jedesmal ausgeführt wird, wenn der Düsenwiederverwendbarmachungsschritt ausgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem Schritt (c) das Anlegen einer Spannung größer oder gleich dem Maximum der ersten Spannung umfaßt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, das des weiteren einen Initialisierungsschritt zum Initialisieren des Aufzeichnungsgeräts sowie einen Düsenwiederverwendbarmachungsschritt aufweist, wobei Schritt (c) ausgeführt wird, wenn der Initialisierungsschritt ausgeführt wird und/oder jedesmal dann, wenn der Düsenwiederverwendbarmachungsschritt ausgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem Schritt (c) das Anlegen einer Spannung größer oder gleich dem 1,1-fachen der ersten Spannung umfaßt.