JPH08197733A - 熱インクジェットプリンタのプリントヘッドを駆動する装置と方法 - Google Patents
熱インクジェットプリンタのプリントヘッドを駆動する装置と方法Info
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】熱インクジェットプリントヘッドの駆動エネル
ギの変動を低減する。 【解決手段】インク射出用抵抗器（５０ー５３）は負荷
駆動装置３５の制御によって印刷出力に適合するものだ
けがスイッチ（７０ー７３）により電源２０にせつぞく
される。接続された抵抗器の総合コンダクタンスがもと
められ（３０、３１）、各抵抗器の消費エネルギが所定
値となるように一回の接続期間（パルス幅）が決定され
る（３６、２４）。
ギの変動を低減する。 【解決手段】インク射出用抵抗器（５０ー５３）は負荷
駆動装置３５の制御によって印刷出力に適合するものだ
けがスイッチ（７０ー７３）により電源２０にせつぞく
される。接続された抵抗器の総合コンダクタンスがもと
められ（３０、３１）、各抵抗器の消費エネルギが所定
値となるように一回の接続期間（パルス幅）が決定され
る（３６、２４）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱インクジェット印刷に
関し、特に、プリントヘッドの抵抗性ヒータに分配され
るエネルギの変動を極小にすることに関する。
関し、特に、プリントヘッドの抵抗性ヒータに分配され
るエネルギの変動を極小にすることに関する。
【０００２】
【従来の技術】熱インクジェット（ＴＩＪ）は微小で密
接したインクのジェットを、通常は紙である印刷面上に
推進する必要が在る。ＴＩＪプリントヘッドはジェット
を形成するのに使用される一連のノズルに接続されたイ
ンク溜めを備えている。紙を横断するプリントヘッドの
移動および所定の或る時刻にどのジェットを作動させる
かの双方を制御することにより、プリンタは文字および
図形画像を形成することができる。
接したインクのジェットを、通常は紙である印刷面上に
推進する必要が在る。ＴＩＪプリントヘッドはジェット
を形成するのに使用される一連のノズルに接続されたイ
ンク溜めを備えている。紙を横断するプリントヘッドの
移動および所定の或る時刻にどのジェットを作動させる
かの双方を制御することにより、プリンタは文字および
図形画像を形成することができる。
【０００３】典型的ＴＩＪプリントヘッドを図４に示
す。これはインク供給源がそのプラスチックハウジング
内部に入っている使い捨てユニットである。各ジェット
を形成するには、管状ノズルをその内端がインク溜めと
連絡し、その外端が紙に近接している状態で取り付け
る。これらノズルはバンクまたは列82に組織されてお
り、その二つを図５のプリントヘッドの端面図で見るこ
とができる。ノズルの直径に匹敵する大きさの小さい抵
抗器を各ノズルの内端に近接してインク溜めに取り付け
る。電気エネルギのパルスを抵抗器に送ると、その急速
加熱により隣接インクが沸騰し、微小泡を形成する。こ
の泡が成長すると少量のインクがノズルを通して紙上に
押し出される。電気パルスを、プリンタの対応する接点
と接する小さな導電域80の集まりを経由してプリントヘ
ッドに供給する。プリントヘッドの抵抗器はこのように
してどんな所要の組合せででも作動させることができ
る。
す。これはインク供給源がそのプラスチックハウジング
内部に入っている使い捨てユニットである。各ジェット
を形成するには、管状ノズルをその内端がインク溜めと
連絡し、その外端が紙に近接している状態で取り付け
る。これらノズルはバンクまたは列82に組織されてお
り、その二つを図５のプリントヘッドの端面図で見るこ
とができる。ノズルの直径に匹敵する大きさの小さい抵
抗器を各ノズルの内端に近接してインク溜めに取り付け
る。電気エネルギのパルスを抵抗器に送ると、その急速
加熱により隣接インクが沸騰し、微小泡を形成する。こ
の泡が成長すると少量のインクがノズルを通して紙上に
押し出される。電気パルスを、プリンタの対応する接点
と接する小さな導電域80の集まりを経由してプリントヘ
ッドに供給する。プリントヘッドの抵抗器はこのように
してどんな所要の組合せででも作動させることができ
る。
【０００４】良好な印刷品位を維持するには、泡形成お
よびそれに続くインク射出が多数の動作にわたり一貫し
ていることが絶対に必要である。このプロセスに影響す
る多数の変数が存在するが、最も重要なものの一つはパ
ルスが発生するたびに抵抗器に供給されるエネルギの量
であり、このエネルギは一定またはほとんど一定でなけ
ればならない。一定のエネルギ限界より下では、泡は正
しく形成されず、他の限界より上では、抵抗器に熱損傷
を生ずる。
よびそれに続くインク射出が多数の動作にわたり一貫し
ていることが絶対に必要である。このプロセスに影響す
る多数の変数が存在するが、最も重要なものの一つはパ
ルスが発生するたびに抵抗器に供給されるエネルギの量
であり、このエネルギは一定またはほとんど一定でなけ
ればならない。一定のエネルギ限界より下では、泡は正
しく形成されず、他の限界より上では、抵抗器に熱損傷
を生ずる。
【０００５】ＴＩＪプリントヘッドの動作に影響する因
子はプリントヘッドの抵抗器バンクの利用可能な抵抗器
の必ずしもすべてが同時に付勢されるのではないという
ことである。バンクの抵抗器セット全体からのサブセッ
ト（その構成は印刷可能なデータによって決まる）だけ
が特定のパルスの期間中「点火」される。次に図１を参
照すると、プリントヘッドにエネルギ供給するエネルギ
源を直列インピーダンスＺｓ（14）を持つ電圧源Ｖｓ
（12）としてモデル化すれば、或る所定の抵抗器10に供
給されるエネルギの量はそのパルス期間中付勢されるそ
の隣接抵抗器の数とともに変わる。典型的バンクには20
個の抵抗器がある。したがって、これらの１から20まで
をそれぞれのスイッチ16を閉じることによりパルスを与
えることができる。この負荷変動によりエネルギ源の調
整に厳格な要求が課される。
子はプリントヘッドの抵抗器バンクの利用可能な抵抗器
の必ずしもすべてが同時に付勢されるのではないという
ことである。バンクの抵抗器セット全体からのサブセッ
ト（その構成は印刷可能なデータによって決まる）だけ
が特定のパルスの期間中「点火」される。次に図１を参
照すると、プリントヘッドにエネルギ供給するエネルギ
源を直列インピーダンスＺｓ（14）を持つ電圧源Ｖｓ
（12）としてモデル化すれば、或る所定の抵抗器10に供
給されるエネルギの量はそのパルス期間中付勢されるそ
の隣接抵抗器の数とともに変わる。典型的バンクには20
個の抵抗器がある。したがって、これらの１から20まで
をそれぞれのスイッチ16を閉じることによりパルスを与
えることができる。この負荷変動によりエネルギ源の調
整に厳格な要求が課される。
【０００６】ＴＩＪ印刷に関する情報の優れた参考文献
はＨewlett-Ｐackard Ｊournal の1988年10月版であ
る。これにはプリントヘッドの別の描写およびＴＩＪプ
リンタの他の要素の他に、多数の設計関連事項の図表や
技法の説明が盛り込まれている。特に、Ｉntegrating t
he Ｐrinthead into the ＨＰ ＤeskＪet Ｐrinter、62
ffページ、の記事は本発明により解決された可変エネル
ギの問題を処理しようとする従来技術の試みを説明して
いる。その記事によれば、選択された解法は抵抗器バン
クの最大の大きさを４に限定することであった。本発明
の開示を考察することによりわかるように、このような
制限は本発明の原理により克服される。
はＨewlett-Ｐackard Ｊournal の1988年10月版であ
る。これにはプリントヘッドの別の描写およびＴＩＪプ
リンタの他の要素の他に、多数の設計関連事項の図表や
技法の説明が盛り込まれている。特に、Ｉntegrating t
he Ｐrinthead into the ＨＰ ＤeskＪet Ｐrinter、62
ffページ、の記事は本発明により解決された可変エネル
ギの問題を処理しようとする従来技術の試みを説明して
いる。その記事によれば、選択された解法は抵抗器バン
クの最大の大きさを４に限定することであった。本発明
の開示を考察することによりわかるように、このような
制限は本発明の原理により克服される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】プリントヘッド抵抗器
16でそれにパルスが送られるたびにエネルギを一定に維
持することは、他にどの抵抗器が同時にパルスを与えら
れるかに関係なく、廉価且つ実施しやすい解法を必要と
する問題である。
16でそれにパルスが送られるたびにエネルギを一定に維
持することは、他にどの抵抗器が同時にパルスを与えら
れるかに関係なく、廉価且つ実施しやすい解法を必要と
する問題である。
【０００８】この問題に対する一つの従来技術による回
答は負荷電圧検知付き調整電源を設けることである。し
かし、ＴＩＪ印刷でのパルス幅（パルスの持続時間）は
典型的にはほんの数マイクロ秒であるから、急速な負荷
変動に追従できる広いループ帯域幅の高価なレギュレー
タが必要である。
答は負荷電圧検知付き調整電源を設けることである。し
かし、ＴＩＪ印刷でのパルス幅（パルスの持続時間）は
典型的にはほんの数マイクロ秒であるから、急速な負荷
変動に追従できる広いループ帯域幅の高価なレギュレー
タが必要である。
【０００９】あまり高価でない調整電源では、出力コン
デンサが高い周波数で低いインピーダンスを示す。しか
しこのコンデンサの直列抵抗は無視できないし、プリン
トヘッドをその駆動回路に連結する接続ケーブルの直列
抵抗も無視できない。これら抵抗は、他の寄生抵抗とと
もに、達成し得る出力インピーダンスの減少を制限す
る。
デンサが高い周波数で低いインピーダンスを示す。しか
しこのコンデンサの直列抵抗は無視できないし、プリン
トヘッドをその駆動回路に連結する接続ケーブルの直列
抵抗も無視できない。これら抵抗は、他の寄生抵抗とと
もに、達成し得る出力インピーダンスの減少を制限す
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例では、
共通電源から、一定エネルギのパルスを、図１に示すよ
うに、個別に電源に切り替え接続できる一組の抵抗器に
分配するという問題を扱っている。抵抗器のサブセット
が、ＴＩＪ印刷で行なわれるように、或る既知の計画に
従って一定順序にオンになれば、その付随する速度制限
のあるフィードバックループを使用して負荷変動を補償
する必要はない。負荷変動の影響は瞬時に補償すること
ができる。本発明ではこれを行なうため、パルス幅を調
節し、そのための実際的且つ廉価な方法を使用してい
る。
共通電源から、一定エネルギのパルスを、図１に示すよ
うに、個別に電源に切り替え接続できる一組の抵抗器に
分配するという問題を扱っている。抵抗器のサブセット
が、ＴＩＪ印刷で行なわれるように、或る既知の計画に
従って一定順序にオンになれば、その付随する速度制限
のあるフィードバックループを使用して負荷変動を補償
する必要はない。負荷変動の影響は瞬時に補償すること
ができる。本発明ではこれを行なうため、パルス幅を調
節し、そのための実際的且つ廉価な方法を使用してい
る。
【００１１】本発明の一実施例では、すべての抵抗器は
等しい公称値を持つ。オンになっているサブセットの全
コンダクタンスはサブセット内の抵抗器の数に個別抵抗
器のコンダクタンスを乗ずることにより決まる。全コン
ダクタンス値から補償関係公式またはルックアップ表を
使用してパルス幅を決定する。
等しい公称値を持つ。オンになっているサブセットの全
コンダクタンスはサブセット内の抵抗器の数に個別抵抗
器のコンダクタンスを乗ずることにより決まる。全コン
ダクタンス値から補償関係公式またはルックアップ表を
使用してパルス幅を決定する。
【００１２】パルス幅変動を確定するのに異なる補償関
係を使用することができる。最も簡単なものはパルス幅
を負荷コンダクタンスとともに直線的に変えることであ
る。しかし、パルスが与えられた抵抗器により吸収され
るエネルギは（ａ）それにかかる電圧の二乗として、お
よび（ｂ）パルス幅とともに直線的に、変化する。しか
し、エネルギ源インピーダンスのため、負荷電圧は負荷
コンダクタンスの増加にほぼ逆比例して変る。したがっ
て、一層正確なエネルギ補償はパルス幅をコンダクタン
スに対して二乗則関係で変えることにより得ることがで
きる。更に、精密な補償は負荷電圧が負荷コンダクタン
スとともに正確にどれだけ変化するかを決定し、パルス
幅を負荷電圧の二乗に逆比例させて変化させることによ
り実施することができる。本発明ではこれらのおよび他
の関係を採用することもできる。
係を使用することができる。最も簡単なものはパルス幅
を負荷コンダクタンスとともに直線的に変えることであ
る。しかし、パルスが与えられた抵抗器により吸収され
るエネルギは（ａ）それにかかる電圧の二乗として、お
よび（ｂ）パルス幅とともに直線的に、変化する。しか
し、エネルギ源インピーダンスのため、負荷電圧は負荷
コンダクタンスの増加にほぼ逆比例して変る。したがっ
て、一層正確なエネルギ補償はパルス幅をコンダクタン
スに対して二乗則関係で変えることにより得ることがで
きる。更に、精密な補償は負荷電圧が負荷コンダクタン
スとともに正確にどれだけ変化するかを決定し、パルス
幅を負荷電圧の二乗に逆比例させて変化させることによ
り実施することができる。本発明ではこれらのおよび他
の関係を採用することもできる。
【００１３】マイクロプロセッサまたは他のディジタル
ハードウェアを使用して本発明の原理を実施すると、パ
ルス幅を離散ステップで変える補償関係を使用するのが
便利である。パルス幅調節の分解能、したがって補償の
精度は制御器のクロック速度が大きく対応してクロック
周期が小さくなるにつれ改善される。
ハードウェアを使用して本発明の原理を実施すると、パ
ルス幅を離散ステップで変える補償関係を使用するのが
便利である。パルス幅調節の分解能、したがって補償の
精度は制御器のクロック速度が大きく対応してクロック
周期が小さくなるにつれ改善される。
【００１４】本発明の他の実施例では、抵抗器のセット
は異なる値の抵抗器を備えている。セット内のすべての
抵抗器コンダクタンスはルックアップ表に格納されてい
る。特定のサブセットを負荷として選定すると、すべて
のサブセット構成員のコンダクタンスの値を表から検索
して合計する。次にパルス幅を補償関係により該合計値
から決定する。
は異なる値の抵抗器を備えている。セット内のすべての
抵抗器コンダクタンスはルックアップ表に格納されてい
る。特定のサブセットを負荷として選定すると、すべて
のサブセット構成員のコンダクタンスの値を表から検索
して合計する。次にパルス幅を補償関係により該合計値
から決定する。
【００１５】
【実施例の説明】図２は本発明の好適実施例を示してい
る。エネルギ源20は既知の直列インピーダンスＺs(14）
を持つ電圧源（12）としてモデル化されている。この実
施例では、エネルギ源は出力約12ボルトの調整ＤＣ電源
であり、その（高周波での、（先の説明を参照））出力
インピーダンスはフィルタコンデンサの直列抵抗、約１
/２オーム、により決定される。この抵抗に移動プリン
トヘッドに接続するのに使用されるフレキシブルケーブ
ルおよび他のコネクタの抵抗が加算される。
る。エネルギ源20は既知の直列インピーダンスＺs(14）
を持つ電圧源（12）としてモデル化されている。この実
施例では、エネルギ源は出力約12ボルトの調整ＤＣ電源
であり、その（高周波での、（先の説明を参照））出力
インピーダンスはフィルタコンデンサの直列抵抗、約１
/２オーム、により決定される。この抵抗に移動プリン
トヘッドに接続するのに使用されるフレキシブルケーブ
ルおよび他のコネクタの抵抗が加算される。
【００１６】エネルギ源20に接続されているのは、各々
がそれによりエネルギ源20を横断して取り付けることが
できるスイッチ42を備えている一組の等公称値のプリン
トヘッド抵抗器40である。これら抵抗器は共通の戻り経
路を共有しているので、エネルギ源を横断して切り替え
られるものは並列になっている。抵抗器の公称値は30オ
ームである。製造時の抵抗値分布はガウス型であるが、
公称の約±10％を超える抵抗値のプリントヘッドを除外
してあるので、分布の尾は切り取られている。
がそれによりエネルギ源20を横断して取り付けることが
できるスイッチ42を備えている一組の等公称値のプリン
トヘッド抵抗器40である。これら抵抗器は共通の戻り経
路を共有しているので、エネルギ源を横断して切り替え
られるものは並列になっている。抵抗器の公称値は30オ
ームである。製造時の抵抗値分布はガウス型であるが、
公称の約±10％を超える抵抗値のプリントヘッドを除外
してあるので、分布の尾は切り取られている。
【００１７】ＴＩＪ印刷では、各抵抗器はインク溜めの
中に浸っている。抵抗器をその付属スイッチにパルスを
与えて付勢すると、その抵抗器に接触しているインクが
沸騰し、微小泡を形成してその膨張が液体インクを隣接
ノズルを通して紙のような印刷媒体上に射出する。プリ
ントヘッドでは、抵抗器およびノズルが「プリミティ
ブ」という円柱のセットを成して配列されている。10乃
至25個の抵抗器が共に一つのプリミティブを構成してい
るが、図２では図面を簡単にするため４個の抵抗器だけ
を図示してある。本発明の原理はどんな数の抵抗器につ
いても同じである。
中に浸っている。抵抗器をその付属スイッチにパルスを
与えて付勢すると、その抵抗器に接触しているインクが
沸騰し、微小泡を形成してその膨張が液体インクを隣接
ノズルを通して紙のような印刷媒体上に射出する。プリ
ントヘッドでは、抵抗器およびノズルが「プリミティ
ブ」という円柱のセットを成して配列されている。10乃
至25個の抵抗器が共に一つのプリミティブを構成してい
るが、図２では図面を簡単にするため４個の抵抗器だけ
を図示してある。本発明の原理はどんな数の抵抗器につ
いても同じである。
【００１８】スイッチ42は線44を経由して伝達される制
御信号により作動される。制御出力線44はその入力が印
刷しようとするデータであるプリントヘッド駆動回路21
により付勢される。プリントヘッド駆動回路21は、印刷
データから、パルス期間中抵抗器のどのサブセットをを
付勢すべきかを性格に決定する。この印刷データによ
り、０から４個の抵抗器を、種々の組合せで、選択する
ことができる。駆動回路21はまた線44を作動させること
ができるとき制御する活性化入力46を備えている。
御信号により作動される。制御出力線44はその入力が印
刷しようとするデータであるプリントヘッド駆動回路21
により付勢される。プリントヘッド駆動回路21は、印刷
データから、パルス期間中抵抗器のどのサブセットをを
付勢すべきかを性格に決定する。この印刷データによ
り、０から４個の抵抗器を、種々の組合せで、選択する
ことができる。駆動回路21はまた線44を作動させること
ができるとき制御する活性化入力46を備えている。
【００１９】また制御線40に接続されているのは抵抗器
カウンタ23である。その回路はパルス期間中付勢されて
いる抵抗器の数を決定する。この数は入力としてデー変
換器25に供給される。デー変換器25は対応するパルス幅
を決定するのに補償関係公式を使用する。デー変換器は
パルス幅を計算するとができ、または付勢抵抗器の各可
能な数についての正しいパルス幅を予備計算し、ルック
アップ表に格納し、必要に応じて検索することができ
る。この後者の方法は補償関係が複雑であるときしばし
ばより速い。
カウンタ23である。その回路はパルス期間中付勢されて
いる抵抗器の数を決定する。この数は入力としてデー変
換器25に供給される。デー変換器25は対応するパルス幅
を決定するのに補償関係公式を使用する。デー変換器は
パルス幅を計算するとができ、または付勢抵抗器の各可
能な数についての正しいパルス幅を予備計算し、ルック
アップ表に格納し、必要に応じて検索することができ
る。この後者の方法は補償関係が複雑であるときしばし
ばより速い。
【００２０】パルス幅変調器（ＰＷＭ）26はその出力27
にタイミング信号を発生する。このタイミング信号は始
動入力28にある印刷データにより開始され、その幅はデ
ータ変換器25により幅制御入力24に供給される情報に対
応する。タイミング信号は活性化信号としてプリントヘ
ッド駆動回路に供給され、所定スイッチを閉じる幅を調
整する。
にタイミング信号を発生する。このタイミング信号は始
動入力28にある印刷データにより開始され、その幅はデ
ータ変換器25により幅制御入力24に供給される情報に対
応する。タイミング信号は活性化信号としてプリントヘ
ッド駆動回路に供給され、所定スイッチを閉じる幅を調
整する。
【００２１】典型的印刷サイクルは印刷データがプリン
トヘッド駆動回路21の入力22におよびＰＷＭ26の幅制御
入力28に到達すると始まる。その結果ＰＷＭ26の出力27
にタイミング信号が発生する。同時に、プリントヘッド
駆動回路21は抵抗器の正しいサブセットを選択し、タイ
ミング信号は対応する制御線44を使用可能にしてそれら
のスイッチを閉じ、エネルギをサブセットに供給する。
抵抗器カウンタ23は、制御線44を監視することにより、
作動抵抗器の数を確認し、この数をデータ変換器25に供
給する。データ変換器25は、その内部規則またはアルゴ
リズム（下に説明する）に従って、適切なタイミング信
号持続時間を決定し、この情報をその幅制御入力24から
ＰＷＭ26に供給する。データ変換器25はその内部アルゴ
リズムを実行するのに表ルックアップ手段または計算を
使用することができる。決定された持続時間に達する
と、ＰＷＭ26はタイミング信号を終結し、スイッチを開
放する。
トヘッド駆動回路21の入力22におよびＰＷＭ26の幅制御
入力28に到達すると始まる。その結果ＰＷＭ26の出力27
にタイミング信号が発生する。同時に、プリントヘッド
駆動回路21は抵抗器の正しいサブセットを選択し、タイ
ミング信号は対応する制御線44を使用可能にしてそれら
のスイッチを閉じ、エネルギをサブセットに供給する。
抵抗器カウンタ23は、制御線44を監視することにより、
作動抵抗器の数を確認し、この数をデータ変換器25に供
給する。データ変換器25は、その内部規則またはアルゴ
リズム（下に説明する）に従って、適切なタイミング信
号持続時間を決定し、この情報をその幅制御入力24から
ＰＷＭ26に供給する。データ変換器25はその内部アルゴ
リズムを実行するのに表ルックアップ手段または計算を
使用することができる。決定された持続時間に達する
と、ＰＷＭ26はタイミング信号を終結し、スイッチを開
放する。
【００２２】データ変換器25の機能は、抵抗器が単独で
選択されているか、または１個、２個、または３個の他
の抵抗器がそれとともに選択されているかにより、抵抗
器に供給されるパルスエネルギの変動に対抗するように
協同することである。更に多数のスイッチがオンになる
につれて、有能電圧Vs（12）を減少させるＺｓ（14）に
かかる電圧降下が増大するため、各々の抵抗器にかかる
電圧が減少する。これにより抵抗器に供給される電力が
減少し、供給されるエネルギも、これは単に電力にパル
ス幅を掛けたものであるから、減少する。データ変換器
25は更に多数の抵抗器が選択されるにつれてパルス幅を
拡大するように動作する。パルス幅を選択された抵抗器
の数の関数として変化させる方法には各種選択肢があ
る。この選択を行なうには、エネルギ変動を更に詳細に
理解するのが役に立つ。
選択されているか、または１個、２個、または３個の他
の抵抗器がそれとともに選択されているかにより、抵抗
器に供給されるパルスエネルギの変動に対抗するように
協同することである。更に多数のスイッチがオンになる
につれて、有能電圧Vs（12）を減少させるＺｓ（14）に
かかる電圧降下が増大するため、各々の抵抗器にかかる
電圧が減少する。これにより抵抗器に供給される電力が
減少し、供給されるエネルギも、これは単に電力にパル
ス幅を掛けたものであるから、減少する。データ変換器
25は更に多数の抵抗器が選択されるにつれてパルス幅を
拡大するように動作する。パルス幅を選択された抵抗器
の数の関数として変化させる方法には各種選択肢があ
る。この選択を行なうには、エネルギ変動を更に詳細に
理解するのが役に立つ。
【００２３】単一抵抗器を選択すれば、パルス供給期間
中にその抵抗器が消散するエネルギは、インピーダンス
Ｚｓは抵抗性であると仮定して式（１）のとおりであ
る。 （Vs/(Zs+R)2・RT ・・・・・・・・（１）、 ただし Ｒは共通の抵抗値であり、Ｔはパルス幅であ
る。
中にその抵抗器が消散するエネルギは、インピーダンス
Ｚｓは抵抗性であると仮定して式（１）のとおりであ
る。 （Vs/(Zs+R)2・RT ・・・・・・・・（１）、 ただし Ｒは共通の抵抗値であり、Ｔはパルス幅であ
る。
【００２４】一般に、エネルギ源を横断して接続されて
いるＭ個の抵抗器について、各抵抗器で消散されるエネ
ルギは、 Vs/(MZs+R)2・RT ・・・・・・・・(２）。
いるＭ個の抵抗器について、各抵抗器で消散されるエネ
ルギは、 Vs/(MZs+R)2・RT ・・・・・・・・(２）。
【００２５】式（２）は正確である。この式を並べ変え
て展開することにより、エネルギの負荷抵抗器の数Ｍへ
の依存性を明らかに示す他の形が得られる。各抵抗器で
消散されるエネルギは、 （Ｖｓ2Ｔ/Ｒ）（１−２Ｍａ＋３Ｍ2ａ2−……）・・・（３）、 ここで Ｍ ＝ １、２、３、……、 ａ ＝ Ｚｓ/Ｒ。
て展開することにより、エネルギの負荷抵抗器の数Ｍへ
の依存性を明らかに示す他の形が得られる。各抵抗器で
消散されるエネルギは、 （Ｖｓ2Ｔ/Ｒ）（１−２Ｍａ＋３Ｍ2ａ2−……）・・・（３）、 ここで Ｍ ＝ １、２、３、……、 ａ ＝ Ｚｓ/Ｒ。
【００２６】式（３）は、まさに正確な式（２）のよう
に、更に多数の抵抗器を追加するにつれて抵抗器でのエ
ネルギが減少することを述べている。しかし、パルス幅
Ｔを大きくしてこの減少を補償するようなデータ変換器
25に設置できるアルゴリズムの選択肢が存在することを
も示唆している。
に、更に多数の抵抗器を追加するにつれて抵抗器でのエ
ネルギが減少することを述べている。しかし、パルス幅
Ｔを大きくしてこの減少を補償するようなデータ変換器
25に設置できるアルゴリズムの選択肢が存在することを
も示唆している。
【００２７】括弧内の最初の２項と逆にＴを大きくする
ことにより、エネルギ減少の線形補正を得ることができ
る。これは多数の用途で、特に ａ ＝ Ｚｓ/Ｒ が１
よりはるかに小さい場合、実行するのが最も簡単なアル
ゴリズムであり、適切である。第３項を追加することに
より、二乗則補正が得られるが、これはほとんどの用途
について恐らく満足であろう。しかし、正確な補正が必
要なら、データ変換器25で式（２）を実行することによ
りそれを得ることができる。
ことにより、エネルギ減少の線形補正を得ることができ
る。これは多数の用途で、特に ａ ＝ Ｚｓ/Ｒ が１
よりはるかに小さい場合、実行するのが最も簡単なアル
ゴリズムであり、適切である。第３項を追加することに
より、二乗則補正が得られるが、これはほとんどの用途
について恐らく満足であろう。しかし、正確な補正が必
要なら、データ変換器25で式（２）を実行することによ
りそれを得ることができる。
【００２８】説明した好適実施例では、線形補正則が所
要印刷品位に対して適切であるこを実証しており、デー
タ変換器25はサブセットの可能なすべての大きさに対応
する予備計算出力値を持つルックアップ表である。
要印刷品位に対して適切であるこを実証しており、デー
タ変換器25はサブセットの可能なすべての大きさに対応
する予備計算出力値を持つルックアップ表である。
【００２９】ＴＩＪプリンタの用途では、すべてのまた
はほとんどの制御機能をディジタルハードウェアおよび
／またはマイクロプロセッサで実行するのが普通であ
る。この実施例の場合もそうである。この場合には、Ｐ
ＷＭ26がパルス幅を離散ステップで調節する。ＰＷＭの
実施に際し、データ変換器25はカウンタをプリセットす
る。このカウンタは、システムクロックで前進するが、
その最終カウントに達するとパルスを終結する。この方
法の精度はきわめて適切であり、クロックが数マイクロ
秒のパルス幅に対して約50ナノ秒の時間分解能を可能と
する。
はほとんどの制御機能をディジタルハードウェアおよび
／またはマイクロプロセッサで実行するのが普通であ
る。この実施例の場合もそうである。この場合には、Ｐ
ＷＭ26がパルス幅を離散ステップで調節する。ＰＷＭの
実施に際し、データ変換器25はカウンタをプリセットす
る。このカウンタは、システムクロックで前進するが、
その最終カウントに達するとパルスを終結する。この方
法の精度はきわめて適切であり、クロックが数マイクロ
秒のパルス幅に対して約50ナノ秒の時間分解能を可能と
する。
【００３０】本発明の他の実施例では、負荷抵抗器の値
が異なっている。図３において、負荷抵抗器 50−53 の
値が互いに異なると仮定する。問題は等公称値抵抗器の
場合について既に説明したものと同様であるが、ここで
はパルスサイクル中選択された抵抗器の数の他にさらに
知る必要がある。エネルギ源にかかる全負荷、および、
それ故、Ｚｓによる電圧降下を計算するためにはそれら
抵抗器の個別の値をも知らなければならない。
が異なっている。図３において、負荷抵抗器 50−53 の
値が互いに異なると仮定する。問題は等公称値抵抗器の
場合について既に説明したものと同様であるが、ここで
はパルスサイクル中選択された抵抗器の数の他にさらに
知る必要がある。エネルギ源にかかる全負荷、および、
それ故、Ｚｓによる電圧降下を計算するためにはそれら
抵抗器の個別の値をも知らなければならない。
【００３１】この実施例では、コンダクタンス表30はセ
ット内の各抵抗器に対するコンダクタンスの値を格納し
ている。負荷駆動回路35がその入力22にあるデータに基
づきサブセットを選択すると、制御線70−73は表30にど
の抵抗器がサブセットを構成しているかを報せる。サブ
セットの各構成員のコンダクタンス値は表30で調べら
れ、このデータがデータ結合器（ここではコンダクタン
ス合計ブロック31という）に伝えられ、結合器はコンダ
クタンス値を加算してエネルギ源にかかる全負荷を（コ
ンダクタンスとして）決定する。
ット内の各抵抗器に対するコンダクタンスの値を格納し
ている。負荷駆動回路35がその入力22にあるデータに基
づきサブセットを選択すると、制御線70−73は表30にど
の抵抗器がサブセットを構成しているかを報せる。サブ
セットの各構成員のコンダクタンス値は表30で調べら
れ、このデータがデータ結合器（ここではコンダクタン
ス合計ブロック31という）に伝えられ、結合器はコンダ
クタンス値を加算してエネルギ源にかかる全負荷を（コ
ンダクタンスとして）決定する。
【００３２】全負荷を簡単な加算演算により計算するの
が容易なため、抵抗ではなく、コンダクタンスの値を格
納する。代わりに、抵抗の値を格納することができる
が、全負荷抵抗を計算するのは更に複雑である。「デー
タ結合器」という用語はコンダクタンスを加算する演
算、または抵抗の値を格納する場合に必要な反転−加算
−反転演算を指す。
が容易なため、抵抗ではなく、コンダクタンスの値を格
納する。代わりに、抵抗の値を格納することができる
が、全負荷抵抗を計算するのは更に複雑である。「デー
タ結合器」という用語はコンダクタンスを加算する演
算、または抵抗の値を格納する場合に必要な反転−加算
−反転演算を指す。
【００３３】合計値はデータ変換器36に伝えられ、そこ
で、前の実施例の場合と同じように、パルスエネルギを
一定に、またはほぼ一定に、維持するのに必要なパルス
幅の増加量を決定する。多数の（図解を簡単にするため
にここで使用した４個より多い）負荷抵抗器が存在する
と、データ変換器36は、予備計算したルックアップ表に
頼るのではなく、必要なパルス幅を計算する方向に向か
う。これは全負荷コンダクタンス（または抵抗）の可能
な値の数が抵抗器セットの大きさとともに急速に成長す
るからである。
で、前の実施例の場合と同じように、パルスエネルギを
一定に、またはほぼ一定に、維持するのに必要なパルス
幅の増加量を決定する。多数の（図解を簡単にするため
にここで使用した４個より多い）負荷抵抗器が存在する
と、データ変換器36は、予備計算したルックアップ表に
頼るのではなく、必要なパルス幅を計算する方向に向か
う。これは全負荷コンダクタンス（または抵抗）の可能
な値の数が抵抗器セットの大きさとともに急速に成長す
るからである。
【００３４】すでに説明した好適実施例と同様に、ＰＷ
Ｍ26は、出力27を経由して、可変持続時間信号を供給し
て負荷駆動回路の入力37を使用可能にする。ＰＷＭ26
は、それぞれその入力28および24を通して始動およびパ
ルス幅の情報を受け取る。
Ｍ26は、出力27を経由して、可変持続時間信号を供給し
て負荷駆動回路の入力37を使用可能にする。ＰＷＭ26
は、それぞれその入力28および24を通して始動およびパ
ルス幅の情報を受け取る。
【００３５】本発明の原理を好適実施例および別の実施
例を参照して説明し、図解してきたが、本発明をこのよ
うな原理を逸脱することなく構成および細目について修
正し得ることが明らかであろう。たとえば、エネルギ源
を並列インピーダンスを備えた電流源としてモデル化す
ることができる。詳細な実施例は例示に過ぎず、本発明
の範囲を限定すると取るべきではないことが理解されよ
う。更に正確にいえば、このようなすべての変種が「特
許請求の範囲」の範囲および精神およびその同等事項の
中に入るものとして本発明の権利を主張するものであ
る。
例を参照して説明し、図解してきたが、本発明をこのよ
うな原理を逸脱することなく構成および細目について修
正し得ることが明らかであろう。たとえば、エネルギ源
を並列インピーダンスを備えた電流源としてモデル化す
ることができる。詳細な実施例は例示に過ぎず、本発明
の範囲を限定すると取るべきではないことが理解されよ
う。更に正確にいえば、このようなすべての変種が「特
許請求の範囲」の範囲および精神およびその同等事項の
中に入るものとして本発明の権利を主張するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＩＪ印刷装置の簡略図であり、個別に切り替
えられるプリントヘッド抵抗器に供給するエネルギ源を
示す。
えられるプリントヘッド抵抗器に供給するエネルギ源を
示す。
【図２】本発明の好適実施例による装置の図である。
【図３】異なる値の抵抗器を備えている本発明の他の実
施例による装置の図である。
施例による装置の図である。
【図４】取り替え可能なＴＩＪプリントヘッドの斜視図
である。
である。
【図５】図４のプリントヘッドの端面図である。
14 既知インピーダンス 20 エネルギ源 21 プリントヘッド駆動回路 22 入力 23 カウンタ 24 幅制御入力 25 データ変換器 26 パルス幅変調器 27 出力 28 始動入力 30 ルックアップ表 31 データ結合器 35 負荷駆動回路 36 データ変換器 37 活性化入力 40 等公称値抵抗器 42 スイッチ 44 制御出力 46 活性化入力 48 共通戻り経路 50−53 抵抗器 60−63 スイッチ 70−73 制御出力
Claims (13)
- 【請求項１】 熱インクジェット（ＴＩＪ）プリンタの
プリントヘッドを駆動する装置であって、既知インピー
ダンス（14）のエネルギ源（20）がエネルギのパルスを
プリントヘッドに供給するものにおいて、 各抵抗器（40）が該抵抗器をエネルギ源（20）に接続す
る関連スイッチ（42）をそれぞれ備え、共通の戻り経路
（48）を共有しており、前記抵抗器のサブセットが対応
するスイッチ（42）の同時動作によりエネルギを受け
る、前記プリントヘッドにある等公称値抵抗器（40）の
セット、 印刷データ源に結合している入力（22）、前記抵抗器ス
イッチ（42）のセットに結合している制御出力（44）、
および活性化入力（46）、を備えているプリントヘッド
駆動回路（21）、 前記プリントヘッド駆動回路（21）に結合され、エネル
ギ源に接続すべきサブセットから成る抵抗器の数に応答
し、出力を備えているカウンタ（23）、 カウンタの出力に結合している入力およびパルス幅の値
を表す出力を備え、その値がカウンタの出力に応答する
データ変換器（25）、および前記印刷データ源に結合し
ている始動入力（28）、前記データ変換器（25）の出力
に結合している幅制御入力（24）、および前記プリント
ヘッド駆動回路（21）の活性化入力（46）に結合してい
る出力（27）、を備えているパルス幅変調器（26）、と
から構成されているＴＩＪプリントヘッドを駆動する装
置。 - 【請求項２】 前記パルス幅の値は前記カウンタ（23）
の出力に比例して応答する請求項１に記載のＴＩＪプリ
ントヘッドを駆動する装置。 - 【請求項３】 前記パルス幅の値は離散ステップで量子
化される請求項１に記載のＴＩＪプリントヘッドを駆動
する装置。 - 【請求項４】 前記パルス幅の値は前記カウンタ（23）
の出力に二乗則の関係で応答する請求項１に記載のＴＩ
Ｊプリントヘッドを駆動する装置。 - 【請求項５】 前記パルス幅の値は離散ステップで調節
される請求項１に記載のＴＩＪプリントヘッドを駆動す
る装置。 - 【請求項６】 熱インクジェット（ＴＩＪ）印刷装置の
プリントヘッドを駆動する方法であって、既知インピー
ダンス（14）のエネルギ源（20）がエネルギのパルスを
プリントヘッドの等公称値抵抗器（40）のセットの所定
のサブセットに供給する方法において、 前記サブセット内の抵抗器の数を確定し、確定された抵
抗器の数に応答してパルス幅を選定する階梯、 前記抵抗器のサブセットを所定幅のエネルギパルスで駆
動する階梯、とから構成されるＴＩＪプリントヘッドを
駆動する方法。 - 【請求項７】 前記パルス幅は前記サブセット内の抵抗
器の数に比例応答して選定される請求項６に記載のＴＩ
Ｊプリントヘッドを駆動する方法。 - 【請求項８】 前記パルス幅は離散ステップで選定され
る請求項７に記載のＴＩＪプリントヘッドを駆動する装
置。 - 【請求項９】 前記パルス幅は前記サブセット内の抵抗
器の数に二乗則応答して選定される請求項６に記載のＴ
ＩＪプリントヘッドを駆動する方法。 - 【請求項１０】 前記パルス幅は離散ステップで選定さ
れる請求項９に記載のＴＩＪプリントヘッドを駆動する
装置。 - 【請求項１１】 既知インピーダンス（14）のエネルギ
源（20）および共通の戻り経路（48）を共有している抵
抗器（50-53）のセットから成り、各抵抗器はエネルギ
源（20）に接続するスイッチ（60-63）を備えている装
置の抵抗器のサブセットを駆動する方法であって、抵抗
器のサブセットは対応するスイッチ（60-63）の同時動
作によりエネルギパルスを受けるものである方法におい
て、 ルックアップ表（30）に、前記組の各抵抗器のコンダク
タンスの値を格納する階梯、 ルックアップ表（30）から、サブセット内の各抵抗器の
コンダクタンスの値を検索する階梯、 検索した値を加算してコンダクタンスの和を形成する階
梯、 コンダクタンスの和およびエネルギ源インピーダンスに
従ってパルスの幅を選定する階梯、から構成される抵抗
器サブセットを駆動する方法。 - 【請求項１２】 前記パルス幅は離散ステップで量子化
される請求項１１に記載の抵抗器サブセットを駆動する
方法。 - 【請求項１３】 既知インピーダンス（14）のエネルギ
源（20）から負荷抵抗器（50-53）にエネルギのパルス
を供給する装置において、 共通戻り経路を共有し、各々がエネルギ源（20）に接続
するスイッチ（60-63）を備えている負荷抵抗器（50-5
3）のセットであって、前記負荷抵抗器の所定のサブセ
ットが対応するスイッチ（60-63）の同時動作によりエ
ネルギのパルスを受け取る負荷抵抗器（50-53）のセッ
ト、 前記サブセットを規定するデータ源に結合する入力（2
2）、スイッチ（60-63）のセットに結合している制御出
力（70-73）、および活性化入力（37）、を備えている
負荷駆動回路（35）、 前記負荷抵抗器のセット内の各抵抗器（50-53）の値を
表す情報が入っており、前記負荷駆動回路（35）に結合
している入力、および出力、を備えているルックアップ
表（30）、 前記ルックアップ表（30）の出力に結合しており、単一
負荷値として組み合わされている前記サブセット内の抵
抗器の値を表す出力を備えている、データ結合器（3
1）、 前記データ結合器（31）の出力に結合している入力およ
び前記データ結合器（31）の出力に該入力に応答したパ
ルス幅の値を表す出力を備えているデータ変換器（3
6）、 規定データ源に結合している始動入力（28）、前記デー
タ変換器（36）の出力に結合している幅制御入力（2
4）、および前記負荷駆動回路（35）の活性化入力（3
7）に結合している出力（27）、を備えているパルス幅
変調器（26）、とから構成されている負荷抵抗器にエネ
ルギのパルスを供給する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US31137294A | 1994-09-23 | 1994-09-23 | |
| US311,372 | 1994-09-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197733A true JPH08197733A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=23206599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7267836A Pending JPH08197733A (ja) | 1994-09-23 | 1995-09-21 | 熱インクジェットプリンタのプリントヘッドを駆動する装置と方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5677577A (ja) |
| EP (1) | EP0703079B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08197733A (ja) |
| DE (1) | DE69508329T2 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334660B1 (en) * | 1998-10-31 | 2002-01-01 | Hewlett-Packard Company | Varying the operating energy applied to an inkjet print cartridge based upon the operating conditions |
| US6386674B1 (en) | 1997-10-28 | 2002-05-14 | Hewlett-Packard Company | Independent power supplies for color inkjet printers |
| US6290333B1 (en) | 1997-10-28 | 2001-09-18 | Hewlett-Packard Company | Multiple power interconnect arrangement for inkjet printhead |
| US6183056B1 (en) * | 1997-10-28 | 2001-02-06 | Hewlett-Packard Company | Thermal inkjet printhead and printer energy control apparatus and method |
| US6461812B2 (en) | 1998-09-09 | 2002-10-08 | Agilent Technologies, Inc. | Method and multiple reservoir apparatus for fabrication of biomolecular arrays |
| US6729707B2 (en) * | 2002-04-30 | 2004-05-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Self-calibration of power delivery control to firing resistors |
| US6203151B1 (en) | 1999-06-08 | 2001-03-20 | Hewlett-Packard Company | Apparatus and method using ultrasonic energy to fix ink to print media |
| US6250732B1 (en) | 1999-06-30 | 2001-06-26 | Hewlett-Packard Company | Power droop compensation for an inkjet printhead |
| JP2002096470A (ja) | 1999-08-24 | 2002-04-02 | Canon Inc | 記録装置及びその制御方法、コンピュータ可読メモリ |
| US6299272B1 (en) * | 1999-10-28 | 2001-10-09 | Xerox Corporation | Pulse width modulation for correcting non-uniformity of acoustic inkjet printhead |
| DE60134929D1 (de) | 2000-09-29 | 2008-09-04 | Canon Kk | Tintenstrahldruckvorrichtung und Tintenstrahldruckverfahren |
| US6565176B2 (en) | 2001-05-25 | 2003-05-20 | Lexmark International, Inc. | Long-life stable-jetting thermal ink jet printer |
| US7215091B2 (en) * | 2003-01-03 | 2007-05-08 | Lexmark International, Inc. | Method for controlling a DC printer motor with a motor driver |
| US7249825B2 (en) * | 2003-05-09 | 2007-07-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device with data storage structure |
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| US6976752B2 (en) * | 2003-10-28 | 2005-12-20 | Lexmark International, Inc. | Ink jet printer with resistance compensation circuit |
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