JP2010505642A - オープンアクチュエータ試験を有する印刷ヘッドic - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノズルのアレイと、ノズルのそれぞれに対応する吐出アクチュエータであって、当該吐出アクチュエータが前記対応するノズルを介してインクを吐出するときに起動される抵抗加熱器を有する当該吐出アクチュエータと、印刷データを受け取り且つ印刷データに応じた駆動信号によって吐出アクチュエータを起動させる駆動回路と、抵抗加熱器の抵抗を所定の閾値と比較して吐出アクチュエータに欠陥があるかどうかを評価している最中に駆動信号を受け取ったとき吐出アクチュエータの動作を選択的に停止させるオープンアクチュエータ試験回路と、を備える印刷ヘッドIC。
【選択図】図17A
Description
ノズルのアレイと、
ノズルのそれぞれに対応する吐出アクチュエータであり、アクチュエータが対応するノズルを介してインクを吐出するときに起動される抵抗加熱器を有する吐出アクチュエータと、
印刷データを受け取り、且つ印刷データに従って駆動信号でアクチュエータを起動させるための駆動回路と、
抵抗加熱器の抵抗を所定の閾値と比較してアクチュエータに欠陥があるかどうかを評価しながら駆動信号を受け取ったときにアクチュエータを選択的にディスエーブルするためのオープンアクチュエータ試験回路とを備える印刷ヘッドICを提供する。
ノズルのアレイと、
印刷エンジン制御装置から印刷データ及び噴射コマンドを受け取るための駆動回路とを備え、
使用中、駆動回路が、複数の連続部分内のアレイに対する印刷データを、各部分の終端にある噴射コマンドとともに受け取る、印刷ヘッドICを提供する。
複数の隣接する領域を有するノズルのアレイと、
ノズルが印刷液の液滴を吐出するように、電気パルスをそれぞれのノズルへ個別に送るための駆動回路と、
領域内それぞれの印刷ヘッドICの温度を感知するための複数の温度センサと、を備える印刷ヘッドICを提供する。
ノズルのアレイと、
ノズルが印刷液の液滴を吐出するように、駆動パルスをそれぞれのノズルへ個別に送るための駆動回路とを備え、
駆動回路が、ノズル内の印刷液の温度に従って、ノズルへ送られる駆動パルスを調整する、印刷ヘッドICを提供する。
ノズルのアレイと、
ノズルが印刷液の液滴を吐出するように、駆動パルスをそれぞれのノズルへ個別に送るための駆動回路と、
アレイ内の印刷液の温度を感知するための温度センサとを備え、
温度が所定の最大値を上回ることをセンサが示すとき、駆動回路が、アレイ内の少なくとも一部のノズルへ送られる駆動パルスを阻止する、印刷ヘッドICを提供する。
ノズルのアレイと、
印刷データを受け取り、且つ印刷データに従って駆動パルスをノズルへ送るための駆動回路とを備え、
駆動パルスが、そのとき噴射するように指定されたノズルから印刷液を吐出するのに十分なエネルギーをもつ吐出パルスと、そのとき噴射するように指定されていないノズルから印刷液を吐出するのに十分なエネルギーをもたないサブ吐出パルスとからなる、印刷ヘッドICを提供する。
ノズルのアレイと、
印刷データを受け取り、且つ印刷データに従って電気エネルギーの駆動パルスをノズルのアレイへ送るための付随する駆動回路と、
温度センサ出力に応答して駆動パルスプロファイルを調整するように、駆動回路に接続された温度センサとを備え、
使用中、ある使用期間の後、温度センサの動作を停止させることができる、印刷ヘッドICを提供する。
横列に配置されたノズルのアレイであり、ノズルの各横列が複数の群に分けられ、それぞれが少なくとも1つのノズルを有する、アレイと、
ノズルが印刷液の液滴を吐出するように、駆動パルスをそれぞれのノズルへ個別に送るための駆動回路とを備え、
駆動回路が、群のうちの1つへ駆動パルスを送るのを、他の群のうちの少なくとも1つに比べて遅らせる、インクジェットプリンタを提供する。
横列に配置されたノズルのアレイであり、各横列が複数のノズル群からなり、各群内のノズルに他の群からのノズルが点在する、アレイと、
噴射シーケンスに従って横列内のノズルを作動させるための付随する駆動回路であり、この噴射シーケンスが、各群内のノズルをイネーブルして同時に印刷液を吐出させ、且つ群それぞれをイネーブルして連続して印刷液を吐出させる、駆動回路とを備え、
各群内のノズルが、少なくとも所定の最小ノズル数だけ互いに離隔され、また一群内のノズルがそれぞれ、次にイネーブルされる群内のノズルから少なくとも所定の最小ノズル数だけ離隔される、インクジェットプリンタを提供する。
ノズルの細長いアレイであり、ノズルが横列に配置され、横列のうちの少なくとも1つが、送り方向に垂直に延びる線上に位置決めされた第1の区域、第1の区域からずれた平行な線に沿って位置決めされた第2の区域、及び第1の区域と第2の区域の間に延びるノズルの中間区域を有する、アレイと、
第1の区域、第2の区域、及び中間区域に印刷液を提供するための供給導管であり、送り方向に垂直に延びてノズルの第1の区域に供給するための第1の部分、送り方向に垂直に延びてノズルの第2の区域に供給するための第2の部分、及びノズルの中間区域に供給するための傾斜した部分を有する供給導管とを備える印刷ヘッドICを提供する。
別の態様では、本発明は、抵抗加熱器の抵抗を所定の閾値と比較してアクチュエータに欠陥があるかどうかを評価しながら駆動信号を受け取ったときにアクチュエータを選択的にディスエーブルするためのオープンアクチュエータ試験回路をさらに備える印刷ヘッドICを提供する。
ノズルのアレイであり、それぞれのノズルが、印刷液内に蒸気泡を形成し、その結果印刷液の液滴をノズルを介して吐出させるための対応する加熱器を有する、アレイと、
加熱器を付勢する駆動パルスを生成するための駆動回路であり、2つのモード、すなわち駆動回路が生成する駆動パルスが印刷パルスである印刷モード及び駆動パルスが目詰まり解消パルスである保守モードで動作するように構成される駆動回路とを備え、
目詰まり解消パルスの持続時間が印刷パルスより長い、印刷ヘッドICを提供する。
印刷液の液滴を媒体基板上へ吐出するためのノズルのアレイと、
ノズルのアレイを駆動するための駆動回路であり、PECからのデータ伝送からクロック信号を抽出するように構成される駆動回路とを備える、印刷ヘッドICを提供する。
別の態様では、本発明は、抵抗加熱器の抵抗を所定の閾値と比較してアクチュエータに欠陥があるかどうかを評価しながら駆動信号を受け取ったときにアクチュエータを選択的にディスエーブルするためのオープンアクチュエータ試験回路をさらに備える印刷ヘッドICを提供する。
印刷液の液滴を媒体基板上へ吐出するためのノズルのアレイと、
ノズルのアレイを駆動するための駆動回路であり、プリンタ内の電源へ接続するように構成される駆動回路とを備え、
駆動回路が、電源から電力を受け取らなかった期間の後、電源から電力を受け取ったのに応答して、既知の初期状態に戻るように構成される、印刷ヘッドICを提供する。
別の態様では、本発明は、抵抗加熱器の抵抗を所定の閾値と比較してアクチュエータに欠陥があるかどうかを評価しながら駆動信号を受け取ったときにアクチュエータを選択的にディスエーブルするためのオープンアクチュエータ試験回路を備える印刷ヘッドICを提供する。
印刷液の液滴を媒体基板上へ吐出するためのノズルのアレイと、
ノズルのアレイを駆動するための駆動回路とを備え、
この回路が、複数の異なるデータ伝送プロトコルのうちのいずれか1つで印刷データを受け取るように構成される、印刷ヘッドICを提供する。
複数の印刷ヘッドICを有するページ幅印刷ヘッドであり、それぞれが、印刷液の液滴を媒体基板上へ吐出するためのノズルのアレイ、及びノズルのアレイを駆動するための付随する駆動回路を有する、ページ幅印刷ヘッドと、
印刷データを印刷ヘッドICへ送るための印刷エンジン制御装置と、
印刷エンジン制御装置と印刷ヘッドICとの間の電気通信のためのインターフェースとを備え、
これらの印刷ヘッドICがすべて、1つの例外を除いて共通の初期アドレスを有し、その例外の印刷ヘッドICが異なるアドレスを有し、したがって印刷エンジン制御装置が、その異なるアドレスを有するあらゆる印刷ヘッドICへ第1の指示を送り、この第1の同報指示が、異なるアドレスを有する印刷ヘッドICに、そのアドレスを第1の固有アドレスへ変更するように指示し、印刷ヘッドICが、例外の印刷ヘッドICがそのアドレスを第1の固有アドレスに変更すると、その結果、共通アドレスを有する印刷ヘッドICのうちの1つがそのアドレスを異なるアドレスに変更するように、互いに接続されており、したがって、印刷エンジン制御装置が第2の同報指示を異なるアドレスへ送ると、異なるアドレスを有する印刷ヘッドICがそのアドレスを第2の固有アドレスに変更し、並びにその結果、共通アドレスを有する残りの印刷ヘッドICのうちの1つが別のアドレスへ変更し、この工程が、印刷エンジン制御装置が印刷ヘッドICに互いに固有のアドレスを割り当てるまで繰り返す、インクジェットプリンタを提供する。
複数の印刷ヘッドICであり、それぞれが印刷液の液滴を媒体基板上へ吐出するためのノズルのアレイを有し、これらの印刷ヘッドICが、異なるアドレスを有する1つの例外を除いて共通の初期アドレスを有する、複数の印刷ヘッドICと、
例外の印刷ヘッドICを異なるアドレスへ設定し且つ印刷ヘッドIC間に接続を提供するための書込みアドレス回路であり、したがってそれぞれのアドレスが、その隣接する印刷ヘッドICの書込みアドレスがPECによって変更されたときに、初期アドレスから異なるアドレスへ変更される、書込みアドレス回路と、
PECとの2つの電気接続を確立するための電気的インターフェースとを備える印刷ヘッドカートリッジを提供する。
本出願人は、ともに連結してページ幅印刷ヘッドを形成する一連の印刷ヘッド集積回路(IC)を使用する幅広い印刷ヘッドデバイスを開発してきた。このようにして、印刷ヘッドICを、ワイドフォーマット印刷から内蔵プリンタ付きカメラ及び携帯電話にわたる適用分野で使用される印刷ヘッドに組み立てることができる。本出願人が開発したより新しい印刷ヘッドICの1つは、幅広い印刷用途として内部で参照される。本出願人は、これらの印刷ヘッドICを「Udon」と呼び、本発明の様々な態様について、これらの印刷ヘッドICを特に参照して説明する。しかし、これは例示のみを目的とし、決して本発明の範囲及び適用分野を限定するものではないことを理解されたい。
Udon印刷ヘッドICは、他のUdon ICとともに動作して、連結した印刷ヘッドを形成するように設計される。本出願人は、一連の印刷ヘッドICが支持部材上に端部間で取り付けられてページ幅印刷ヘッドを形成する、幅広い連結した印刷ヘッドを開発してきた。支持部材は、プリンタ内に印刷ヘッドICを取り付け、またインクを個々のICへ分配する。このタイプの印刷ヘッドの一例は、特許文献1に記載されている。同出願の開示を、相互参照により本明細書に組み込む。
1600dpiでは、印刷されるドット間の距離を15.875μmとする必要がある。これは、ドットピッチ(DP)と呼ばれる。単位セル20は、幅2DP、長さ5DPの矩形の実装面積を有する。1色当たり1600dpiを実現するために、横列26は、図4に最もよく示す紙48の送り方向18に対して、互いにオフセットされる。図5Aは、それぞれの後続する横列26を5DPずつオフセットすることによってノズルが形成する平行四辺形を示す。
平行四辺形50では、アレイ22は、隣接する印刷ヘッドICのアレイと連結することができない。ある印刷ヘッドICの縁部ノズルと隣接するICの対向する縁部ノズルとの間で一定のドットピッチを維持するために、平行四辺形50をわずかに歪ませる必要がある。図5Bは、Udon設計によって使用される歪みを示す。アレイ22の一部分30は、紙送り方向18に対して、アレイの他の部分に比べてずらされ、又は「落ち込んでいる」。便宜上、本出願人は、この部分を落ち込み三角形30と呼ぶ。落ち込み三角形30の外縁部上の単位セル20は、それらのドットピッチの点から、隣接する印刷ヘッドIC11の縁部にある単位セル20に直接隣接している。このようにして、別々のノズルアレイは、単一の連続するアレイの場合と同様に、ともに連結する。
Udon印刷ヘッドICは、そこから印刷データを受け取っている印刷エンジン制御装置(PEC)に応じて、異なるモードで動作することができる。具体的には、Udonは、2つの別個のモード、すなわちSoPECモード及びMoPECモードで動作する。SoPECは、本出願人がそのSOHO(スモールオフィス/ホームオフィス)用プリンタで使用するPECであり、MoPECは、その移動体通信(たとえば、携帯電話又はPDA)用プリンタで使用されるPECである。Udonは、異なるPECへ接続するために、いかなるタイプのアダプタ又は中間インターフェースも使用しない。その代わりに、Udonは、起動するときに正しい動作モード(SoPEC又はMoPEC)を判別する。各モードでは、それぞれの印刷ヘッドIC上の接点が、異なる機能を担う。
図7は、SoPEC56へのUdon IC12の接続の概略図である。印刷ヘッドIC12はそれぞれ、クロック入力端60と、データ入力端58と、リセット端子62と、データアウト端子64とを有する。クロック及びデータ入力端は、それぞれ2つのLVDS(小電圧差動信号伝送方式)受信器であり、終端はない。リセット端子62は、すべての制御レジスタを既知の状態にし且つ印刷をディスエーブルする3.3Vシュミットトリガである。ノズル噴射は、組み合わせてディスエーブルされ、これらのレジスタをリセットするために、3つの連続してクロックされるサンプルが必要とされる。データ出力端子64は、汎用出力端であるが、通常、印刷ヘッドIC12から戻ったレジスタ値をSoPEC56へ読み出すために使用される。SoPEC56と印刷ヘッド10との間のインターフェースは、6つの接続を有する。
図8は、移動体デバイス内に設置された印刷ヘッド10のMoPEC66と印刷ヘッドIC12との間の接続を示す。ICがMoPECモードで動作するとき、同じ接続端子の一部が使用される。しかし、MoPEC印刷ヘッド10は物理的により小さく(名刺サイズの媒体上に印刷するために3チップ分の幅しかない)、且つユーザによってより頻繁に交換されるため、MoPECと印刷ヘッドとの間のインターフェースを可能な限り簡単なものにする必要がある。これにより、設置を誤った場合の影響範囲を低減し、且つ移動体デバイスの直感的な有用性を高める。
組み合わせたクロック及びデータ58は、図9に示すパルス幅変調信号である。信号74は、1つのクロック周期及び「0」ビットを示し、信号76は、1つのクロック周期及び「1」ビットを示す。Udon IC12(MoPECモードのとき)は、信号がローからハイ(0から1)へ切り換わるとき、すべての立上り78からからそのクロックを得る。したがって、信号は、すべての周期で立上り78を有する。「0」ビットでは、クロック周期の3分の1のところで、信号を再び「0」へ下げる。「1」ビットでは、クロック周期の3分の2のところで、信号を「0」へ下げる。ICは、この周期の中間点80で信号の状態を見て、「0」又は「1」ビットを読み出す。
MoPEC66に接続されたとき、印刷ヘッドIC12にはそれぞれ書込みアドレスが与えられる。PECと印刷ヘッドとの間の2つのワイア接続を使用してこれを行うためには、各デバイスへ個別に同報アドレス指定する反復工程を必要とする。Udonは、1つのICのデータ出力端を次のICのアドレスキャリーインへデイジーチェーン接続することによって、これを実現する。データ出力端64のデフォルト又はリセット値は、ハイすなわち「1」である。したがって、接地68への接続によってそのアドレスが「0」に引き下げられた第1の印刷ヘッドIC12を除いて、すべての印刷ヘッドIC12は、「1」のアドレスを有する。IC12に固有の書込みアドレスを与えるために、MoPEC66は、「0」のアドレスを有するすべてのデバイスへ同報コマンドを送る。この同報コマンドに応答して、「0」のアドレスを有するICだけが、その書込みアドレスを、MoPECによって指定された固有アドレスに書き換え、且つそのデータアウト64を「0」に設定する。これにより、この一連のIC内で第2のIC12のACI70が「0」に引き下げられ、したがって、MoPECが再び、書込みアドレス「0」、すなわち第2のICへ同報コマンドを送ると、第2のICだけが、そのアドレスを、新しく且つ固有のアドレスに書き換え、並びにそのデータ出力を「0」に設定する。
Udon印刷ヘッドIC12は、パワーオンリセット(POR)回路を有する。既知の状態へ自己初期化できることで、印刷ヘッドICは、PEC/印刷ヘッド10のインターフェースで2つの接点だけを用いてMoPECモードで動作することができる。
電源投入時、Udon印刷ヘッドIC12は、印刷ヘッドIC12が接続されたPECの型を判別するまで、モードからモードへ切り換わり、噴射コマンドを抑圧する。一度PECに対する正しい動作モードを選択した後は、印刷ヘッドIC12は、ソフトウェアリセット又は電源切断/電源投入サイクルまで、再び別のPEC型に整合しようとしない。
・データがクロック信号に沿ってパルス幅変調されるので、クロック及びデータが組み合わされ58、且つシングルエンドであるMoPECシングルエンドモード(図8参照)
・クロック60がシングルエンドであり、データ58がLVDSであるMoPEC LVDS モード(このモードはEMIの問題がある場合に使用できる)
Udonは、整合するのに十分な時間を各状態で費やし、整合が実現しない場合、順に進む。
以前の印刷ヘッドIC設計では、各単位セルは、印刷データに対してシフトレジスタをもっていた。ノズルアレイ全体に対する印刷データが読み込まれ、次いでPECからの噴射コマンド後、その印刷行に対する所定のシーケンスでノズルが噴射される。シフトレジスタは、単位セル内の有用な空間を占めており、この空間は、より大きくより強力な駆動FETのためにより良く使用することができる。より強力な駆動FETは、アクチュエータ(サーマル又はサーマルベンドアクチュエータ)に、十分なエネルギー(約200nJ)の駆動パルスをより短い時間で提供することができる。
1.噴射シーケンス及びパラメータを制御するようにレジスタをプログラムする。
2.印刷ヘッドの単一の横列に対するレジスタ内にデータを読み込む。
3.読み込まれたデータを対応するノズル内にラッチし且つ噴射シーケンスを開始する噴射コマンドを送る。
4.噴射シーケンスの進行中に、次の横列に対するデータを読み込む。
5.1行内のすべての横列に対して繰り返す。
6.ページ上のすべての行に対して繰り返す。
インクの粘性は、インクの温度に依存する。粘性の変化は、ノズルの液滴吐出特性を変える可能性がある。ページ幅印刷ヘッドの長さに沿って、温度は大幅に変動する可能性がある。温度のこれらの変動、したがって液滴吐出特性の変動は、印刷内にアーチファクトを残す。温度変動を補償するために、各Udon印刷ヘッドICは、オンチップ駆動論理回路へ出力する一連の温度センサを有する。これにより、印刷ヘッドに沿ってその時点で最新のインク温度に従って、駆動パルスを調整することができ、それによって液滴吐出特性の大きな違いをなくすことができる。
センサ74により、0℃〜70℃間の温度検出が可能になり、2℃の較正後に典型的な精度が得られる。個々の温度センサをオフに切り換えることができ、領域は、隣接する領域78の温度センサ74を使用することができる。センサは伝導のため、センサ自体の領域の外部の領域内で発生した熱を感知するので、これにより、駆動パルスの正しい調整に対して最小限の影響で電力を節約する。定常状態での動作温度が、ICに沿ってほとんど又はまったく変動を示さない場合、1つを除いてすべてのセンサの電源を切り、又は実際、すべてのセンサの電源を切り、いかなる温度補償も使用しないことが適当である可能性がある。一度に動作するセンサの数を減らすことは、電力消費を低減させるだけでなく、IC内の他の回路内のノイズも低減させる。
各TCPG領域76は、5つのインクそれぞれに対して別々のレジスタを有する。インクの温度は、3つの所定の温度閾値によって規定される4つの温度範囲に分類される。これらの閾値は、PECによって提供される。Udon論理回路内のプロファイル生成器は、現在の温度分類に適するように、駆動パルスのプロファイルを調整する。
加熱器の温度が泡核形成温度まで上がるにつれ、熱はインク中に放散する。このため、ノズル内のインクの温度は、印刷ジョブのその段階でどれだけ頻繁にそのノズルが噴射されているかに依存する。ページ幅印刷ヘッドは、ノズルの大きなアレイを有し、印刷ジョブ中のどの所与の時点でも、ノズルの一部分は、インクを吐出していない。熱は、噴射しているノズル周辺のチップの領域内に放散し、それらの領域の温度を、噴射していない領域の温度に比べて上げる。その結果、吐出していないノズル内のインクは、一連の液滴を噴射しているノズル内のインクより冷たくなる。
駆動パルスのプロファイルを能動的に変えることは、以下を含む多くの利益を提供する。
・様々なインク及び温度に対する最適な噴射パルス。
・噴射する前に領域を温める。
・熱くなりすぎたICを遮断又は単に減速させる(Udonが情報を提供し、PECが速度を制御する)。
・電源からの距離(余分な抵抗)によって生じる電圧降下に合わせて調整する。
・温かいインクは冷たいインクより、吐出するのに必要なエネルギーが少ないので、チップへ入力されるエネルギーを低減する。
電圧又は電流ではなくパルス持続時間を変動させることによって噴射パルスを調整すると好都合である。電圧は、外部から加えられる。電流を変動させると、抵抗損失を伴うはずである。一方、パルスタイミングは完全にプログラム可能である。
・MEMS特性
・インク特性
・温度
・FET型
最適な噴射パルスの大きさは、色及び温度に応じて変動する可能性がある。Udonは、すべての領域内のすべての温度帯域で、色ごとに吐出パルス時間を記憶する。
1つの横列内のすべてのノズルが同時に噴射された場合、引き込まれる電流の突然の増大は、印刷ヘッドIC及び支持する回路にとって大きすぎるはずである。これを避けるために、ノズル、又はノズル群を、互い違いの間隔で噴射させることができる。しかし、隣接するノズルを同時に噴射させること、又はたとえ連続して噴射させることでも、液滴の誤誘導を招く恐れがある。第1に、液滴の軸(液滴が分離する直前に、吐出されたインク液滴をノズル内のインクまでつなぐインクの細い柱)により、ノズル板の表面に微小なフラッディングを生じる可能性がある。微小なフラッドは、隣接するノズルを部分的に遮断し、吐出された液滴をその意図する軌道から引き離す恐れがある。第2に、1つの吐出された液滴によって発生する空気力学的乱流は、隣接するノズルから同時に(又は直後に)吐出される液滴の軌道に影響を及ぼす可能性がある。第2に噴射された液滴は、第1の液滴の後流に引き込まれ、それによって誤って誘導される恐れがある。第3に、隣接するノズル間の流体クロストークの結果、液滴の誤誘導を生じる恐れがある。
スパンは、横列内で連続するノズルの数であり、このスパンから、一度に1つのノズルだけが噴射する。図11は、スパン3で噴射されるノズルの横列の一部及びスパン5の同じ横列の部分を示す。例示の目的で、シフト値を1とする。しかし、上記で論じたように、これでは、隣接するノズルが連続して噴射することになるので、実際には適切なシフト値ではない。第1のノズルから噴射された液滴からの乱流の後流は、隣接するノズルから直後に噴射される液滴に干渉する可能性がある。これもまた、隣接するノズルへのインク供給の流れにとって問題となる恐れがある。
・第1の噴射:横列内で3つおきのノズルが噴射する。
・第2の噴射:第1のノズルの片側のノズルが噴射する。
・第3の噴射:第1のノズルから2つ隔てたノズルが噴射する−この時点で、この横列上のすべてのノズルが噴射した。
・次に、横列N+2内のノズルが、同じスパンパターンを使用して噴射サイクルを開始する。
・どの時点でも、横列のノズルのうちの3分の1が噴射する。
・スパン=1では、横列内のすべてのノズルを同時に噴射させ、あまりに大きな電流を引き込み、ICを損傷することとなる。
・スパン=640では、一度に1つのノズルを噴射させるが、時間がかかりすぎて、単一の横列に割り当てられた時間内に完了できない。
図11に示す例では、シフト値は1である。すなわち、1つのノズルが噴射し、次いで左隣のノズルが噴射し、次いでその隣が噴射し、以下同様である。上記で論じたように、これは実際的ではない。図12は、スパンが5で、スパンシフトが3の、ノズル横列の一部分を示す。
・第1の噴射:縦列1が噴射する。
・第2の噴射:噴射するノズルは、3ノズル隔てた縦列4にある。
・第3の噴射:数が折り返して、ノズル2に戻る。
・第4の噴射:ノズル5が噴射する。
・第5の噴射:ノズル3が噴射する−この時点で、スパン内の5つのノズルすべてが噴射した。
横列内のすべてのノズルを同時に噴射すると、大量の電流を引き込むこととなり、この電流は、横列時間の持続時間にわたって(ほぼ)一定のままとなる。これでも電源はなお、非常に短い時間内にゼロ電流から最大電流まで進む必要がある。このため、最大値に達するまで、引き込まれる電流の変化率が高くなる。しかし残念ながら、電流の急速な増大はインダクタンスを生じ、インダクタンスにより回路のインピーダンスが増大する。インピーダンスが高い場合、インダクタンスが通常に戻るまで、すなわち、電流が増大しなくなるまで、駆動電圧は「降下」する。印刷ヘッドICでは、一定のインク液滴寸法及び方向性を維持するために、アクチュエータ供給電圧を狭い範囲内に保つことが必要である。
上記で論じたように、印刷データは、一度に横列1列ずつ印刷ヘッドIC12へ送られ、それに噴射コマンドが続く。以前は、ノズルアレイ内のそれぞれ個々の単位セルが、行時間ごとに各ノズルに対する印刷データ(「1」又は「0」)を記憶するためのシフトレジスタをもっていた(行時間とは、印刷ヘッドが一印刷行を印刷するのに要する時間である)。噴射コマンドが噴射シーケンスを開始する前に、アレイ全体に対する印刷データがシフトレジスタ内に読み込まれるはずである。各行に対する印刷データを段階的に読み込み且つ噴射することによって、より少ない数のシフトレジスタを、各単位セル内ではなくアレイに隣接して位置決めすることができる。単位セル20からシフトレジスタを取り除くことで、駆動FET40(図2参照)をより大きくすることができる。これにより、以下に述べる理由のため、印刷ヘッド効率が改善される。
図14は、1行のデータに対するデータの流れ及び噴射コマンドシーケンスを示す。データストリーム内で噴射コマンドを受け取ると、シフトレジスタの横列内のデータは、それぞれの単位セル内でドットラッチに移行し、噴射サイクルを開始して、そのドットラッチ内に1を有するすべてのノズルからインクを吐出する。一方、噴射順序で次の横列に対するデータが読み込まれる。
落ち込み補正とは、Udon駆動論理回路46(図2参照)によって、各IC12上のノズルアレイ22の左側にあるノズルの傾斜領域28及び落ち込み三角形30(図5C参照)に適用される補正である。図15に示すように、他の部分のアレイ22からずらしたノズルへの印刷データは、特定の行時間数だけ遅らせる必要がある。図15は、IC12の1つの横列26内のノズルを示す。落ち込み三角形30内のノズルはすべて、この横列内のずれていないノズルから10ドットピッチずれている。落ち込み三角形30とずれていないノズルとをつなぐ垂れ下がり区域28内のノズルは、ノズル1つおきに1ドットピッチずつ進むずれを有する。傾斜した垂れ下がり領域28では、駆動論理回路は、それに対応してドットデータの噴射の遅延を進める。
停止期間中、又はさらにはページ間で、且つ特に周囲温度がより高いとき、ノズルは、より粘性の高い又は乾燥したインクで詰まることがある。ノズル内のインクから水が蒸発する可能性があり、それによって、泡が液滴を吐出できない点までインクの粘性が上昇する。ノズルが詰まり、動作不能になる。
Udon印刷ヘッドIC12は、オープンアクチュエータ試験に対応する。オープンアクチュエータ試験(OAT)は、ノズルアレイ内のいずれかのアクチュエータが断線し且つ破断していないか(通常「オープン」又は「開回路」になるといわれる)どうかを発見するために使用される。
Claims (20)
- ノズルのアレイと、
前記ノズルのそれぞれに対応する吐出アクチュエータであって、当該吐出アクチュエータが前記対応するノズルを介してインクを吐出するときに起動される抵抗加熱器を有する、当該吐出アクチュエータと、
印刷データを受け取り、且つ前記印刷データに応じた駆動信号によって前記吐出アクチュエータを起動させる駆動回路と、
前記抵抗加熱器の抵抗を所定の閾値と比較して前記吐出アクチュエータに欠陥があるかどうかを評価している最中に駆動信号を受け取ったとき、前記吐出アクチュエータの動作を選択的に停止させるオープンアクチュエータ試験回路と、
を備える印刷ヘッドIC。 - 前記印刷ヘッドICは、当該印刷ヘッドICの使用中に、前記オープンアクチュエータ試験回路からのフィードバックを使用して、前記駆動回路により次に受け取られた前記印刷データを調整する、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記オープンアクチュエータ試験回路が、印刷ジョブ中に欠陥ノズルフィードバックを生成する、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記オープンアクチュエータ試験回路が、印刷ヘッド動作後の所定の時間内に欠陥ノズルフィードバックを生成する、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記オープンアクチュエータ試験回路が、印刷ジョブの各ページ間に欠陥ノズルフィードバックを生成する、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記駆動回路が、前記抵抗加熱器への電流を制御する駆動FETと、駆動信号を受け取ると前記駆動FETをイネーブルし、駆動信号及びオープンアクチュエータ試験信号を受け取ると前記駆動FETをディスエーブルする論理回路とを有する、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記駆動回路が、駆動信号又はオープンアクチュエータ試験信号を受け取っていないとき、前記抵抗加熱器の両端間のあらゆる電圧をゆっくりとゼロまで降下させるブリードFETを有する、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記駆動回路が、前記駆動FETのドレインと前記抵抗加熱器との間にセンスノードを有し、また前記オープンアクチュエータ試験回路が、オープンアクチュエータ試験信号を受け取るとイネーブルされるセンスFETを有し、したがって、前記センスFETのドレインでの電圧を使用して、前記加熱素子に欠陥があるかどうかを示す、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記駆動FETがp型FETである、請求項8に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記駆動回路が、複数の連続部分内の前記アレイに対する前記印刷データを、各部分の終端にある噴射コマンドとともに受け取る、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記領域内それぞれの前記印刷ヘッドICの温度を感知するための複数の温度センサをさらに備える、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記駆動回路が、前記ノズル内の印刷液の温度に従って、前記ノズルへ送られる駆動パルスを調整する、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記温度が所定の最大値を上回ることを1つ又は複数の前記温度センサが示すとき、前記駆動回路が、前記アレイ内の少なくとも一部の前記ノズルへ送られる駆動パルスを阻止する、請求項11に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記駆動パルスが、そのとき噴射するように指定された前記ノズルから印刷液を吐出するのに十分なエネルギーをもつ吐出パルスと、そのとき噴射するように指定されていない前記ノズルから印刷液を吐出するのに十分なエネルギーをもたないサブ吐出パルスとからなる、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 使用中、前記駆動回路が、温度センサ出力に応答して前記駆動パルスプロファイルを調整する、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 使用中、ある使用期間の後、前記温度センサの動作を停止させることができる、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記駆動回路が、群のうちの1つへ前記駆動パルスを送るのを、他の群のうちの少なくとも1つに比べて遅らせる、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- ノズルの各横列が複数の群に分けられ、それぞれが少なくとも1つのノズルを有し、前記駆動回路が、前記群のうちの1つへ前記駆動パルスを送るのを、他の群のうちの少なくとも1つに比べて遅らせる、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
- 使用中、前記駆動回路が、噴射シーケンスに従って前記横列内の前記ノズルを作動させ、前記噴射シーケンスが、各群内の前記ノズルをイネーブルして同時に印刷液を吐出させ、且つ前記群それぞれをイネーブルして連続して印刷液を吐出させ、したがって、各群内の前記ノズルが、少なくとも所定の最小ノズル数だけ互いに離隔され、また一群内の前記ノズルがそれぞれ、次にイネーブルされる群内の前記ノズルから少なくとも前記所定の最小ノズル数だけ離隔される、請求項17に記載の印刷ヘッドIC。
- 前記駆動回路が、2つのモード、すなわち前記駆動回路が生成する前記駆動パルスが印刷パルスである印刷モード及び前記駆動パルスが目詰まり解消パルスである保守モードで動作し、前記目詰まり解消パルスの持続時間が前記印刷パルスより長くなるように構成される、請求項1に記載の印刷ヘッドIC。
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