JP2001146000A - インクジェット印刷カートリッジに印加される過剰エネルギーを制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 印字ヘッドの熱とエネルギーを効率よく制御
するための一体化された機能分散プロセッサ及びインク
ドライバヘッドを備える印字ヘッドを利用する新しい印
刷システムを提供する。 【解決手段】 振幅とパルス幅を備える電気パルスによ
って電力供給可能なインク射出要素を有する印字ヘッド
アセンブリ116と、印字ヘッドアセンブリに結合され、
印字ヘッド126の温度を表す信号を生成するセンサ140
と、公称動作パルス幅、パルス幅較正データ、センサか
らの信号を読み取るコントローラ110とを含み、このコ
ントローラが、公称動作パルス幅、パルス幅較正デー
タ、センサからの信号を利用して調整パルス幅を計算
し、コントローラが、調整パルス幅を利用して印字ヘッ
ドの温度を制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサーマルインクジェ
ットプリンタに関する。より詳細には本発明は、印字ヘ
ッド発射エネルギーの制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、グラフィックスプロッタ、フ
ァクシミリ装置、複写機のようなサーマルインクジェッ
トハードコピー装置は、市場で広く受け入れられてい
る。これらのハードコピー装置は、Output Hardcopy De
vices（Ed. R.C. Durbeck及びS.Sherr, San Diego: Aca
demic Press, 1988）の第13章「Ink Jet Devices」に、
W.J. LloydとH.T. Taubによって記載されている。この
技術の基本は、参照により本明細書に組み込まれる、He
wlett-Packard Journalのいくつかの号 [例えば、Vol.3
6, No. 5 (1985年5月)、Vol.39, No.4 (1988年8月)、Vo
l.39, No.5 (1988年10月)、Vol.43, No.4 (1992年8
月)、Vol.43, No.6 (1992年12月) 、Vol.45, No.1 (199
4年2月)]の様々な論文にさらに開示されている。インク
ジェットハードコピー装置は、高品質印刷を実現し、小
型かつ携帯可能であり、インクだけが紙に当たるため迅
速かつ静かに印刷する。

【０００３】インクジェットプリンタは、印刷媒体に対
して画定された配列の特定の場所に個別のドットパター
ンを印刷することによって、印刷画像を形成する。その
場所は、直線的な配列の小さなドットとして都合良く視
覚化される。その場所は、「ドット位置（dot locatio
n）」、「ドット場所（dot position）」又は「ピクセ
ル」とも呼ばれる。したがって印刷動作は、ドット位置
のパターンをインクのドットで充填することと見なすこ
とができる。

【０００４】インクジェットハードコピー装置は、印刷
媒体上にきわめて小さいインク液滴を射出することによ
ってドットを印刷し、通常インクを射出するインク射出
要素をそれぞれ有する１つ以上の印字ヘッドを支持する
移動可能なキャリッジを含む。キャリッジは印刷媒体の
表面を横切り、インク射出要素は、マイクロコンピュー
タ又は他のコントローラの命令に応じて適切な時間にイ
ンク液滴を射出するように制御され、インク液滴を塗布
するタイミングは、印刷される画像のピクセルのパター
ンに対応するように意図される。

【０００５】代表的なインクジェット印字ヘッド（すな
わち、シリコン基板と、その基板上に形成された構造
と、基板への接続）は、液体インク（すなわち、着色剤
溶液又は溶剤に分散させた顔料）を使用する。精密に形
成されたオリフィス又はノズルのアレイは、インクリザ
ーバから液体インクを受容するインク射出チャンバのア
レイを組み込む印字ヘッド基板に取り付けられている。
各チャンバは、インクがチャンバとノズルの間に集まる
ことができるようにノズルの反対側に配置され、チャン
バ内に配置された発射抵抗器を備える。インク液滴の射
出は、一般にマイクロプロセッサの制御下で行われ、そ
の信号は、電気トレースによって抵抗器素子に伝達され
る。電気印刷パルスがインクジェット発射抵抗器を加熱
すると、その近くのインクのわずかな部分が蒸発し、イ
ンクの液滴を印字ヘッドから射出する。適切に配列され
たノズルがドットマトリックスパターンを形成する。各
ノズルを適切な順序で動作させることによって、印字ヘ
ッドが用紙を通過するときに、文字又は画像が用紙に印
刷される。

【０００６】インクジェット印字ヘッドにおいて、イン
クは、印字ヘッドと一体のインクリザーバから、又は印
字ヘッドとリザーバをつなぐ管を介して印字ヘッドにイ
ンクを送る「軸外の（off-axis）」インクリザーバから
供給される。次にインクは、基板の下部の中心に形成さ
れる細長い孔すなわち「中央供給路（center fee
d）」、又は基板の外縁の周囲に形成される細長い孔す
なわち「縁供給路（edge feed）」を介して、様々な蒸
発チャンバに送られる。

【０００７】インク射出要素を含むインクカートリッジ
は、印刷する媒体の幅を横切って繰り返し移動される。
媒体を横切るこの移動が指定回数になるごとに、各抵抗
器は、制御マイクロプロセッサのプログラム出力にした
がってインクを射出したりインクの射出を控えたりす
る。媒体を横切ってそれぞれ完全に移動させることによ
り、インクカートリッジの一列に配列されたノズルの数
にノズルの中心間の距離を掛けたものとほぼ同じ幅の
帯、すなわちスワスを印刷することができる。そのよう
な完全な移動すなわちスワスのそれぞれの後で、媒体
は、スワスの幅だけ前進され、インクカートリッジが次
のスワスの印刷を始める。信号の適切な選択とタイミン
グによって、媒体上に所望の印刷が得られる。

【０００８】サーマルインクジェット印字ヘッドは、イ
ンクの液滴を射出するために、プリンタからの電気駆動
パルスを必要とする。パルスの電圧振幅、形状及び幅
は、印字ヘッドの性能に影響を与える。指定量のエネル
ギーを伝達するパルスを使用して印字ヘッドを動作させ
ることが望ましい。伝達されるエネルギーは、パルスの
特性（幅、振幅、形状）及び印字ヘッドの抵抗に依存す
る。

【０００９】サーマルインクジェット印字ヘッドは、適
切な体積、量のインク液滴を発射するために、ある最小
エネルギー（本明細書では、ターンオンエネルギーと呼
ぶ）を必要とする。ターンオンエネルギーは、種々の印
字ヘッドの設計により異なることがあり、実際に製造公
差の結果として、所定の印字ヘッド設計の様々なサンプ
ル間で異なる。ドライバ一体型印字ヘッドにおいて、全
体の抵抗は、電界効果トランジスタに直列なヒータ抵抗
と他のトレース抵抗からなり、これらの各抵抗は関連す
る製造公差を備える。このような公差は、所定の印字ヘ
ッドに伝達されるエネルギー量を知る際の不確かさを高
める。したがってこの不確かさを許容するために、発射
に必要とされるよりも多いエネルギー（いわゆる「過剰
エネルギー」）を通常の印字ヘッドに送らなければなら
ない。その結果、サーマルインクジェットプリンタは、
適応可能な、印字ヘッドカートリッジの予想最低ターン
オンエネルギーよりも大きい固定されたインク発射エネ
ルギーを供給するように構成される。固定されたインク
発射エネルギーを利用することの問題は、発射エネルギ
ーが特定の印字ヘッドカートリッジの実際のターンオン
エネルギーよりも著しく大きい場合に、ヒータ抵抗器の
動作寿命が短くなり印刷品質が低下することにある。

【００１０】発射抵抗器に印加されるエネルギーは、性
能、耐久性、効率に影響を与える。蒸気の泡を凝集させ
るためには、発射エネルギーが、ある一定の発射しきい
値よりも大きくなければならないことは周知である。こ
の発射しきい値よりも上の部分は、発射エネルギーの増
大によって射出されるインクの量が増える遷移範囲であ
る。この遷移範囲よりも上に、発射エネルギーが増えて
も液滴の量が増えない高い方の最適範囲がある。最適発
射しきい値よりも高い最適範囲では、発射エネルギーの
変動が多少あっても液滴の量は安定する。液滴の量の変
動は印刷出力を不均一にするため、この最適範囲では、
印刷が理想的に行われる。この最適範囲内でエネルギー
レベルが高くなると、均一性は損なわれないが、エネル
ギーが無駄になり、過熱とインク残留物の蓄積によって
印字ヘッドが早く老朽化する。

【００１１】各発射抵抗器又は基本要素（primitive）
と呼ばれる一群の抵抗器に専用の接続を有する既存の印
字ヘッドでは、プリンタ又はプリンタカートリッジの外
部の製造回路により各接続を１回較正することによっ
て、各抵抗器に至る固有の経路における寄生抵抗又はイ
ンピーダンスが補正される。印字ヘッドは、そのような
動作パラメータをセットするように製造時に特性づけら
れる。そしてプリンタは、このような動作パラメータを
使用する。

【００１２】しかしながら、各発射抵抗器又は各基本要
素に専用の接続がない新しい高性能駆動印字ヘッドで
は、他の要因による変動が起こり得る。プリンタ電子回
路と取外し可能な印刷カートリッジの間で電気接触パッ
ドを介して電力を受容する単一の電圧線によって、多数
の抵抗器に電力が供給される。その結果、印刷している
データの負荷が変化すると、線を介して流れる電流と、
発射抵抗器で測定される電圧が不適切に変化することが
ある。例えば多数又はすべての抵抗器が同時に発射され
るとき、印刷カートリッジの電圧が寄生効果によって低
下することがあり、１つ又は少数の抵抗器を発射すると
きよりも発射電圧が低くなる。

【００１３】典型的なインクジェットプリンタにおい
て、インクの各液滴が印字ヘッドから射出されるとき、
液滴を駆動、ドライブするインクの蒸発に利用される熱
の一部分が印字ヘッド内に保存され、流量が多い場合
は、伝導によって基板近くのインクが加熱されることが
ある。これらの動作は、印字ヘッドを過熱させ、印刷品
質を低下させることがあり、インク射出要素を誤発射さ
せたり、印字ヘッドの発射を完全に停止させることがあ
る。印字ヘッドが過熱すると、インクジェット印刷プロ
セスが損われ、高スループット印刷が制限される。さら
に現在のインクジェット印字ヘッドは、遠隔装置によっ
て制御されるため、それ自体の発射とタイミングを決定
する機能を持たない。その結果印字ヘッドに重要な熱と
エネルギーの側面を効率よく制御することは困難であ
る。

【００１４】したがって印字ヘッドの熱とエネルギーを
効率よく制御するための一体化された機能分散プロセッ
サ及びインクドライバヘッドを備える印字ヘッドを利用
する新しい印刷システム及びプロトコルが必要とされて
いる。

【００１５】

【課題解決するための手段】本発明は、振幅とパルス幅
を備える電気パルスによって電力が供給されるインク射
出要素を有する印字ヘッドアセンブリと、印字ヘッドア
センブリに結合され印字ヘッドの温度を示す信号を生成
するセンサとを含む、インクジェット印字ヘッドアセン
ブリ用の温度制御システムを提供する。コントローラ
は、公称動作パルス幅、パルス幅較正データ、センサか
らの信号を読み込む。コントローラは、公称動作パルス
幅、パルス幅較正データ、センサからの信号を利用し
て、調整パルス幅を計算する。コントローラは、調整パ
ルス幅を利用して印字ヘッドの温度を制御する。

【００１６】インクジェット印字ヘッドの温度を制御す
る方法は、振幅とパルス幅を備える電気パルスによって
電力が供給されるインク射出要素を有する印字ヘッドア
センブリを提供するステップと、公称印字ヘッド動作温
度、公称動作パルス幅、パルス幅較正データを読み込む
ステップと、印刷ヘッド上のセンサを使用して現在の印
刷ヘッドの動作温度を獲得するステップと、パルス幅較
正データと印字ヘッドの測定温度に基づいてパルス幅調
整係数を決定するステップと、パルス幅調整係数と公称
動作パルス幅に基づいて調整動作パルス幅を計算するス
テップと、調整動作パルス幅を印字ヘッドに適用して印
字ヘッドの温度を制御するステップと、を含む。

【００１７】本発明は、好ましい実施形態を示す以下の
説明及び添付図面を参照することによってさらによく理
解することができる。他の特徴及び利点は、本発明の原
理を一例として示す添付図面に関連して行われる好まし
い実施形態の以下の詳細な説明から明らかであろう。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の以下の説明において、本
発明の一部を構成し、本発明を実施することができる特
定の例を一例として示す添付図面を参照する。本発明の
範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用し構造
的な変更を行うことが可能であることを理解されたい。

【００１９】図１Ａは、本発明を組み込む印刷システム
全体のブロック図を示す。印刷システム100は、例えば
紙である、印刷媒体上にインクのような成分を印刷する
ために利用することができる。印刷システム100は、例
えば印刷データを生成するためのコンピュータ又はマイ
クロプロセッサである、ホストシステム106に電気的に
結合されている。印刷システム100は、インク供給装置1
12、電源114、印字ヘッドアセンブリ116に結合されてい
るコントローラ110を含む。インク供給装置112は、イン
ク供給メモリ装置118を含み、印字ヘッドアセンブリ116
にインクを選択的に供給する印字ヘッドアセンブリ116
に流体的に結合されている。印字ヘッドアセンブリ116
は、処理ドライバヘッド120及び印字ヘッドメモリ装置1
22を含む。処理ドライバヘッド120は、機能分散プロセ
ッサのようなデータプロセッサ124と、インクジェット
インク射出要素又は液滴発生器416のアレイのようなド
ライバヘッド126からなる。

【００２０】印刷システム100の動作中、電源114は、制
御された電圧をコントローラ110と処理ドライバヘッド1
20に供給する。またコントローラ110は、ホストシステ
ムから印刷データを受容し、そのデータをプリンタ制御
情報と画像データに処理する。処理されたデータ、画像
データ、他の静的及び動的に生成されたデータ（後で詳
しく議論する）は、印刷システムを効率的に制御するた
めに、インク供給装置112及び印字ヘッドアセンブリ116
と交換される。

【００２１】インク供給メモリ装置118は、インク識別
データ、インク特性データ、インク使用量データ等を含
む様々なインク供給特定データを記憶可能である。イン
ク供給データは、インク供給装置112が製造されたとき
又は印刷システム100の動作中に、インク供給メモリ装
置118に書き込み記憶させることができる。同様に、印
字ヘッドメモリ装置122は、印字ヘッド識別データ、保
証データ、印字ヘッド特性データ、印字ヘッド使用量デ
ータ等を含む様々な印字ヘッド特定データを記憶するこ
とができる。このデータは、印字ヘッドアセンブリ116
が製造されたとき又は印刷システム100の動作中に、印
字ヘッドメモリ装置122に書き込み記憶させることがで
きる。

【００２２】データプロセッサ124は、メモリ装置118、
122と通信することができるが、データプロセッサ124
は、主にコントローラ110と双方向に通信することが好
ましい。この双方向通信により、データプロセッサ124
は、処理ドライバヘッド120の温度及び処理ドライバヘ
ッドに伝達されるエネルギーを調整するために、検出さ
れた所与の動作情報に基づいて、それ自体の発射及びタ
イミング動作を動的に明確に表して実行することができ
る。このような明確に表された決定は、とりわけ検出さ
れた印字ヘッドの温度、検出された供給電力の量、実時
間テスト、温度範囲及びエネルギー範囲のような事前に
プログラムされている既知の最適動作範囲に基づくこと
が好ましい。その結果、データプロセッサ124は、処理
ドライバヘッド120の効率的な動作を可能にし、高品質
な印刷出力を生成する所望のパターンを形成するように
印刷媒体上に印刷されるインクの液滴を生成する。

【００２３】図１Ｂは、本発明の好ましい実施形態を組
み込む印刷システム100全体のブロック図を示す。本発
明のデータプロセッサ124は、さらに発射コントローラ1
30、エネルギー制御装置132、ディジタル機能装置134、
熱制御装置136を含む。ドライバヘッド126は、さらに暖
機装置138、センサ140を含む。発射コントローラ130、
エネルギー制御装置132、ディジタル機能装置134、熱制
御装置136、暖機装置138、センサ140は、コントローラ1
10のような他の構成要素の副構成要素とすることがで
き、好ましい実施形態では、図１Ｂに示したようなデー
タプロセッサ124とドライバヘッド126の各副構成要素で
ある。

【００２４】発射コントローラ130は、ノズル部材144の
関連するノズル142のインク射出要素416の発射を調整す
るために、コントローラ110及びドライバヘッド126と通
信する（別の実施形態では、印字ヘッドアセンブリメモ
リ装置122とも通信する）。発射コントローラ130は、発
射パルスの順序を選択的に制御する発射順序サブコント
ローラ150、処理ドライバヘッド120における電磁妨害雑
音を減少させる発射遅延サブコントローラ152、ドライ
バヘッド126の走査軸方向の誤差を補正する部分遅延サ
ブコントローラ154を含む。

【００２５】エネルギー制御装置132は、ドライバヘッ
ド126のコントローラ110及びセンサ140と通信して、ド
ライバヘッド126に伝達されるエネルギーを調整する。
同様に熱制御装置136は、コントローラ110と、ドライバ
ヘッド126のセンサ140及び暖機装置138と通信して、ド
ライバヘッド126の熱特性を調整する。熱制御装置136
は、ドライバヘッド126がしきい値温度よりも低いこと
をセンサ140が示すときに、暖機装置138を励起すること
によりこれを実行する。他の実施形態において、エネル
ギー制御装置132と熱制御装置136は、また印字ヘッドア
センブリメモリ装置122と通信する。ディジタル機能装
置134は、データプロセッサ124の内部レジスタの動作と
処理タスクを管理する。

【００２６】図２は、本発明を組み込む高速プリンタの
一例であり、単なる例示を目的として示した。一般にプ
リンタ200は、図１の印刷システム100を組み込むことが
でき、さらに印刷媒体を保持するトレイ222を含む。印
刷操作が開始されると、紙のような印刷媒体が、好まし
くはシートフィーダ226を利用してトレイ222からプリン
タ200内に送られる。次にシート、すなわち印刷媒体
は、Ｕ字形に回され、出力トレイ228の方に逆方向に移
動する。直線的な用紙経路のような他の用紙経路を利用
することも可能である。シートは、印刷領域230で停止
され、次に１以上の印字ヘッドアセンブリ236（図１の
印字ヘッドアセンブリ116の例）を支持する走査キャリ
ッジ234が、シートを横切って走査され、インクのスワ
スが印刷される。１回の走査又は複数回の走査の後、シ
ートは、例えばステッパモータや送りローラを使用し
て、印刷領域230内の次の位置に増分的に移動、インク
リメンタルにシフトされる。キャリッジ234は、再度シ
ートを横切って走査し、インクの次のスワスを印刷す
る。このプロセスは、シート全体が印刷されるまで繰り
返され、その時点でシートが出力トレイ228に排出され
る。

【００２７】本発明は、印刷媒体を印字ヘッドアセンブ
リ236に対して支持して移動させるためのグリットホイ
ール、ロールフィード、ドラム技術を含むような代替的
な媒体及び／又は印字ヘッド移動機構を利用する代替的
な印刷システム（図示せず）に等しく適用可能である。
グリットホイールの設計において、グリットホイールと
ピンチローラが、媒体を１つの軸に沿って前後に、行き
つ戻りつ移動させ、同時に１以上の印字ヘッドアセンブ
リを担持するキャリッジが、先の軸に直交する軸に沿っ
て媒体を走査する。ドラム式プリンタの設計において、
媒体は、１つの軸に沿って回転される回転ドラムに取り
付けられ、１以上の印字ヘッドアセンブリを担持するキ
ャリッジが、直交軸に沿って媒体を走査する。ドラム又
はグリットホイールの設計のどちらにおいても、図２に
示したシステムの場合と同じように、一般に走査は前後
には行われない。

【００２８】印刷アセンブリ、印字ヘッドアセンブリ23
6は、走査キャリッジ234に取外し可能に取り付けること
も恒久的に、すなわち取り外せないように取り付けるこ
ともできる。また印字ヘッドアセンブリ236は、図１の
インク供給装置112として内蔵式インクリザーバを備え
ることができる（例えば図３の印字ヘッド本体304内に
リザーバを配置することが可能である）。内蔵式インク
リザーバは、インクを補充して印刷アセンブリ236を再
利用することができる。代替的には、各印刷カートリッ
ジ、印字ヘッドアセンブリ236は、図１のインク供給装
置112として機能する複数の固定式又は取外し式インク
容器242の１つに、可撓性の導管240を介して流体的に結
合することができる。さらに他の代替例として、インク
供給装置112は、印字ヘッドアセンブリ116と別個の又は
分離可能な、あるいはキャリッジ234に取外し式に取付
け可能な１以上のインク容器とすることができる。

【００２９】図３は、本発明を組み込む印字ヘッドアセ
ンブリ300（図１の印字ヘッドアセンブリ116の一例）の
例示的な斜視図を単に例示を目的として示す。本発明の
詳細な説明は、引き続き図２のプリンタ200のような典
型的なプリンタに使用される代表的な印字ヘッドアセン
ブリを参照して行う。しかしながら本発明は、任意の印
字ヘッド及びプリンタ構成に組み込むことができる。図
３と共に図１Ａ及び図２を参照すると、印字ヘッドアセ
ンブリ300は、サーマルインクジェットヘッドアセンブ
リ302、印字ヘッド本体304、メモリ装置122の例であり
後で図５において詳細に議論する印字ヘッドメモリ装置
306からなる。サーマルヘッドアセンブリ302は、TAB（T
ape Automated Bonding）アセンブリと一般に呼ばれる
可撓性の材料であり、処理ドライバヘッド310（図１の
処理ドライバヘッド120の一例）と相互接続コンタクト
パッド312を含むことができる。相互接続コンタクトパ
ッド312は、例えば接着剤によって印刷カートリッジ300
に適切に固定される。コンタクトパッド312は、図２の
キャリッジ234上の電極（図示せず）と位置合わせされ
電気的に接触する。

【００３０】処理ドライバヘッド310は、ノズル部材316
（図１のドライバヘッド126の一例）と一体化されるこ
とが好ましい機能分散プロセッサ314（図１のデータプ
ロセッサ124の一例）を含む。ノズル部材316は、印刷媒
体上にインク液滴を生成するために、例えばレーザアブ
レーションによって作成することができる複数のオリフ
ィス又はノズル318を含むことが好ましい。

【００３１】機能分散プロセッサ314は、ディジタル回
路を含み、コントローラ110、ノズル部材316、ノズル部
材316上に配置することができる温度センサのような様
々なアナログ素子と電気信号によって通信することが好
ましい。機能分散プロセッサ314は、双方向データ線を
介してコントローラと双方向に通信する。コントローラ
は、機能分散プロセッサにコマンドを送信し、機能分散
プロセッサから信号を受信して処理する。

【００３２】機能分散プロセッサ314は、その入力信号
に基づいて決定と動作を行う。例えば印字ヘッドアセン
ブリ300の発射の制御、タイミングの制御、温度の制
御、エネルギーの特徴とパルス幅の制御の決定、並びに
ノズル部材316のタイミングの制御は、機能分散プロセ
ッサによって行うことができる。代替的にはそのような
決定を、印刷システムのコントローラ110で行うことが
できる。また機能分散プロセッサ314は、ドライバヘッ
ド310上に配置されているセンサ140からセンサ信号を受
容、受信する。またセンサ140は、コントローラを連続
的に更新するために、コントローラ110に直接又はプリ
ンタのメモリ装置を介して接続することができる。

【００３３】図４は、機能分散プロセッサと印字ヘッド
アセンブリのドライバヘッドを示す図３の例示的な一体
型処理ドライバヘッドの詳細図である。図４の構成要素
は、実寸ではなく、簡略化するために誇張されている。
図４と共に図１〜図３を参照すると、前述のように、導
体（図示せず）が、TABヘッドアセンブリ302の背面に形
成され、コンタクトパッド312で終端してキャリッジ234
上の電極と接触する。キャリッジ234上の電極は、サー
マルヘッドアセンブリ302と通信するように、コントロ
ーラ110と電源114に結合される。導体の他方の端は、基
板410上の端子又は電極を介して、処理ドライバヘッド3
10に接合される。基板410は、その上に形成され導体に
電気的に結合されたインク射出要素416を備える。コン
トローラ110と機能分散プロセッサ314は、インク射出要
素416に動作電気信号を供給する。

【００３４】障壁層（図示せず）は、好ましくはフォト
リソグラフィ技術を利用して基板410の表面に形成さ
れ、インク射出チャンバを画定し、フォトレジストや他
の重合体の層とすることができる。インク射出チャンバ
（図示せず）は、インク射出要素416を含み、ノズル部
材316の１つのノズル318の後ろに配置されることが好ま
しい。障壁層の一部分は、下にある基板410から導電性
トレースを絶縁する。

【００３５】各インク射出要素416は、コンタクトパッ
ド312の１以上に次々と又は同時に印加される１以上の
パルスによって選択的に電力が供給されると、インクを
射出する。インク射出要素416は、ヒータ抵抗器や圧電
素子である。各インク射出要素416は、これ以降基本要
素420と称されるインク射出要素416の特定のグループに
割り当てられる。処理ドライバヘッド310は、それぞれ
が特定数のインク射出要素416を含む特定数の基本要素
を有する、任意の数の複数のサブセクションに配列され
る。ノズル318は、任意のサイズ、数、パターンを備
え、本発明の特徴を簡単かつ明瞭に示すために様々な形
状、数で設計される。様々な特徴の相対寸法は、明瞭に
するために大幅に調整されている。

【００３６】図４のケースでは、処理ドライバヘッド31
0は、192の関連した発射インク射出要素416を備える192
のノズルを有する。処理ドライバヘッド310は、各12の
基本要素からなる２列の基本要素つまり24の基本要素か
らなることが好ましい。各列の基本要素は、８つの抵抗
器をそれぞれ備え、この処理ドライバヘッド310は合計1
92の抵抗器を有する。一方の側のインク射出要素416は
すべて、奇数番目の抵抗器であり、第１の抵抗器（Ｒ
１）から始まり、第３の抵抗器（Ｒ３）、第５の抵抗器
（Ｒ５）等と続く。他方の側のインク射出要素416はす
べて、偶数番目の抵抗器であり、第２の抵抗器（Ｒ２）
から始まり、第４の抵抗器（Ｒ４）、第６の抵抗器（Ｒ
６）等と続く。

【００３７】インク射出要素416が個別にアドレス指定
でき、かつプリンタ200と印刷カートリッジ236の間の線
の数が制限されている印字ヘッドアセンブリを提供する
ために、一体型駆動印字ヘッド、一体型印字ドライバヘ
ッド内のインク射出要素416への相互接続が多重化され
る。印刷ドライバ回路、印刷駆動回路は、基本要素線の
アレイ、基本要素共通線、インク射出要素416を制御す
るアドレス選択線からなる。アドレス線と基本要素線を
指定すると、１つの特定のインク射出要素416が一意に
識別される。基本要素内のインク射出要素416の数は、
アドレス線の数と等しい。アドレス線と基本要素選択線
の任意の組合せを使用することができるが、しかしなが
らアドレス線を循環するのに必要な時間を最小とするた
めに、アドレス線の数を最小にすることが有用である。

【００３８】各インク射出要素416は、基本要素内の射
出要素416の数とその制御入力アドレス選択を共有する
それ自体の駆動トランジスタによって制御される。各イ
ンク射出要素416は、共通のノード基本要素線選択によ
って他のインク射出要素416に結合される。したがって
特定のインク射出要素416を発射するときは、そのアド
レス選択端子に制御電圧を印加し、その基本要素選択端
子に電源を接続しなければならない。プリンタからの印
刷コマンドに応じて、各基本要素は、関連した基本要素
選択相互接続に電力を供給することによって選択的に電
力を供給される。ヒータインク射出要素416ごとに均一
なエネルギーを供給するために、基本要素ごとに１度に
１つのインク射出要素だけが電力を供給される。しかし
ながら任意の数の基本要素選択を同時にイネーブルにす
ること、すなわち使用可能にすることができる。したが
ってイネーブルにされた各基本要素選択は、電力と一方
のイネーブル信号を両方ともドライバトランジスタに伝
達する。他方のイネーブル信号は、アクティブな各アド
レス選択線によって１度に１つだけが供給されるアドレ
ス信号である。各アドレス選択線は、スイッチングトラ
ンジスタのすべてに接続され、それによりそのようなす
べてのスイッチング装置は、相互接続がイネーブルにさ
れるときに導通する。インク射出要素416の基本要素選
択相互接続とアドレス選択線が両方とも同時にアクティ
ブになった場合、その特定のヒータインク射出要素416
が電力を供給される。１度に１つのアドレス選択線だけ
がイネーブルにされる。これにより、基本要素選択線と
グループ帰還線が、１度に最大１つのインク射出要素41
6に電流を供給するということが保証される。別の状況
では、ヒータインク射出要素416に伝達されるエネルギ
ーは、同時に電力を供給されるインク射出要素416の数
の関数になる。

【００３９】インクジェット印字ヘッドの構成及び制御
に関する他の詳細は、1999年２月19日に出願された「A
System and Method for Controlling Thermal Characte
ristics of an Inkjet Printhead」と題する米国特許出
願第09/253,417号、1998年１月30日に出願された「Hybrid
Multi-Drop/Multi-Pass Printing System」と題する米
国特許出願第09/016,478号、1997年10月31日に出願され
た「Ink Delivery System for High Speed Printing」
と題する米国特許出願第08/962,031号に記載されてお
り、これらは参照により本明細書に組み込まれる。

【００４０】処理ドライバヘッド120は、機能分散プロ
セッサ314のようなデータプロセッサ124と、インク液滴
を射出するインクジェットインク射出要素のアレイのよ
うなドライバヘッド126とからなる。センサ140は、印字
ヘッドアセンブリ116に伝達されるエネルギーと印字ヘ
ッドアセンブリ116の温度を制御する温度センサとする
ことができる。

【００４１】印刷システム100の動作中に、電源114は、
印刷コントローラ110と処理ドライバヘッド120に被制御
電圧を供給する。データプロセッサ124は、シリアルデ
ータ通信によってコントローラ110と双方向に通信する
ことができる。双方向通信により、データプロセッサ12
4、314は、印字ヘッドアセンブリ116に伝達されるエネ
ルギーと印字ヘッドアセンブリ116の温度を調整するた
めに検出した所与の動作情報に基づいて、それ自体の発
射動作とタイミング動作を動的に表し実行することがで
きる。そのような明確に表された決定は、センサ140に
よって検出された印字ヘッドの温度、供給された電力の
検出された量、温度やエネルギー範囲等の事前にプログ
ラムされた既知の最適動作範囲、走査軸方向誤差等に基
づく。さらにシリアル通信により、導線と相互接続を増
加させることなく、インク射出要素416を追加すること
ができる。これにより印字ヘッドアセンブリの内部通信
をもたらすための複雑さと費用とが減少する。

【００４２】本発明の印字ヘッドアセンブリは、機能分
散プロセッサと通信する複雑なアナログ及びディジタル
両方の装置（超小型電子回路のような）を含む。ディジ
タル及びアナログ装置と機能分散プロセッサとの間の通
信により、とりわけテストの実行、検出データの解釈、
処理ドライバヘッド120の較正を可能にするような、処
理ドライバヘッド120、310の適切な制御と監視が可能に
なる。例えば印字ヘッドアセンブリ116、300の機能分散
プロセッサ124、314は、他の装置から記憶又は検出され
たデータを受容し、発射パルスの特性、レジスタアドレ
ス指定（及びそのようなレジスタへの発射データのロー
ディング）、インク液滴飛翔経路のエラー補正、処理ド
ライバヘッド120の温度、電磁妨害雑音、ノズルエネル
ギー、最適動作電圧、印字ヘッドアセンブリの他の電気
的試験を制御し調整することができる。

【００４３】また機能分散プロセッサ124は、印字ヘッ
ドアセンブリの適切な動作エネルギーレベルを決定する
ことができる。印字ヘッドアセンブリ内のいくつかの構
成要素及びシステムは、最低動作温度と最高動作温度、
最低動作電圧と最高動作電圧を有し、機能分散プロセッ
サは、印字ヘッドアセンブリをそのような範囲内に維持
するように機能する。最高動作温度は、印字ヘッドの信
頼性を保証し、印刷品質低下を回避するように設定され
る。同様に最高電源電圧は、印字ヘッドの寿命を最大に
するように設定される。

【００４４】エネルギーレベルを決定する１つのタイプ
は、印字ヘッドアセンブリの動作電圧を決定することで
ある。動作電圧は、製造時に決定され、アセンブリメモ
リ装置内で符号化されることが好ましい。しかしながら
印字ヘッドアセンブリを印刷システム内に取り付けた後
は、印刷システムへの接続により増えた付加的な寄生抵
抗によって、印字ヘッドアセンブリに適切な動作電圧を
伝達するために、多少高い電源114電圧が必要である。
この電圧は、印字ヘッドアセンブリに適切な電圧を十分
に供給できるほど高くなければならないが、電源114の
最高電圧よりも低くなければならない。したがってプリ
ンタにおいて電源電圧が調整可能であることが重要であ
る。

【００４５】最適な動作電圧は、まず印字ヘッドアセン
ブリのターンオンエネルギーを求めることによって決定
される。ターンオンエネルギーは、印字ヘッドアセンブ
リのノズルから液滴をちょうど射出させることができる
エネルギー量である。製造時にターンオンエネルギー
は、高いエネルギーを印加し、液滴の射出を観察するこ
とによって決定される。次にターンオンエネルギーは、
液滴の射出が止まるまで徐々に減少される。ターンオン
エネルギーポイント、ターンオンエネルギーは、液滴の
射出が止まるエネルギー量のすぐ上のエネルギー量であ
る。さらにこのターンオンエネルギーは、過剰エネルギ
ーマージンと共に動作電圧を求めるために使用され、そ
の電圧は印字ヘッドアセンブリメモリ装置に書き込まれ
る。

【００４６】好ましい実施形態において、最適の動作電
圧は、ターンオンエネルギーよりも約20％高いエネルギ
ーレベルとなるように調整される。このエネルギーレベ
ルは、次の式によって与えられる。

【００４７】エネルギー＝電力×時間

【００４８】ここで、発射パルスのパルス幅は、時間の
単位である。電力は、次の式によって与えられる。

【００４９】電力＝Ｖ／ｒ

【００５０】ここで、ｒは印字ヘッドアセンブリの抵抗
であり、Ｖは動作電圧である。この例では、エネルギー
レベルをターンオンエネルギーよりも20％大きく設定す
ることによって、最適の動作電圧を求めることができ
る。さらなる詳細は、参照により本明細書に組み込ま
れ、1999年２月19日に出願された「A High Performance
Printing System and Protocol」と題する米国特許出
願第09/253,411号を参照されたい。

【００５１】印刷カートリッジの動作エネルギーを決定
する方法に関する詳細は、1998年４月30日に出願された
「Energy Control Method for an Inkjet Print Cartri
dge」と題する米国特許出願第09/071,138号、1997年10
月28日に出願された「Thermal Ink Jet Print Head and
Printer Energy Control Apparatus and Method」と題
する米国特許出願第08/958,951号、「Determining the
Operating Energy ofa Thermal Ink Jet Printhead Usi
ng an Onboard Thermal Sense Resistor」と題する米国
特許第5,418,558号、「Thermal Turn-on Energy Test f
or an InkjetPrinter」と題する米国特許第5,428,376
号、「Energy Management Scheme foran Ink Jet Print
er」と題する米国特許第5,682,185号、を参照された
い。以上の本願譲受人に譲渡された特許及び特許出願
は、参照により本明細書に組み込まれる。

【００５２】出荷し使用する前に、印字ヘッドアセンブ
リのセクション内の変動を補正するために、印字ヘッド
アセンブリ116を１回の工場較正プロセスにかけること
が好ましい。このような変動は、インク射出要素416と
内部トレースの間の変動と寄生抵抗を含む。したがって
所与の印字ヘッドアセンブリに関する内部の変動は、製
造工程中に識別され補正されることが好ましい。適切な
較正によって、インク射出要素416への適切なエネルギ
ーが保証され、インク射出要素の寿命が延びる。

【００５３】具体的には、工場の較正は、まずターンオ
ン電圧を決定し、次に十分な過剰エネルギーを供給する
動作電圧と公称パルス幅を計算することができる。この
電圧は、印字ヘッドアセンブリのメモリ装置に書き込ま
れる。メモリ装置がそのようにプログラムされた状態
で、印字ヘッドアセンブリは、プリンタと共に又は交換
用印字ヘッドアセンブリとしてユーザに出荷されること
がある。始動時又は取付け時に、印刷システムが較正を
使用して、印刷システムが使用する動作設定値を決定す
ることができる。動作においてシステムは、「ブラック
アウト条件（blackout condition）」で十分な液滴量を
発射できる発射エネルギーレベルを保証するのに十分な
公称動作電圧とパルス幅を設定するように較正される。

【００５４】インクジェット印字ヘッドを高頻度かつ高
荷重で連続的に発射すると、発射電圧（過剰エネルギ
ー）によって印字ヘッドが数ページ後に停止し発射しな
くなることがある。この問題の原因は、約45℃の通常の
動作温度から60〜85℃まで上昇する広範な基板410の温
度によるものである。このような基板温度では、インク
射出要素416の局部領域が加熱し（100℃以上）、そのた
め生成された泡がはじけずにインク液滴の射出が止ま
り、さらに加熱し熱暴走することがある。印刷速度を遅
くすることなしに、エネルギー要件を推定し、動的パル
ス幅調整を利用して発射インク射出要素416に伝達する
エネルギーを制御することによる解決策が探索された。

【００５５】従来印字ヘッドの過熱によって生じる熱の
問題に対する唯一の解決策は、薄膜を基板に変更するか
又は印刷速度を遅くすることであった。この薄膜の解決
策の手法では、薄い不活性化層（タンタル）を使用して
ターンオンエネルギーを減少させるか、あるいは金属下
層（金やアルミニウム）を使用して、その層と接触して
いるインクに最終的に伝わる熱を除去していた。薄膜を
変更するこのような製造上の手法は、高価であり、また
インク射出要素416の寿命による信頼性を低下させる。
本発明の手法により、パルス幅調整を使用することによ
ってドライバヘッド126への過剰エネルギーが動的に制
御されるので、印刷が高速になり、同時に印刷の信頼性
が向上し、インク射出要素416の寿命が長くなる。

【００５６】本発明は、印刷システムの安定性、信頼
性、印刷品質を高める熱制御システムを含む。このシス
テムは、印刷システムへの印字ヘッド温度のディジタル
フィードバックを利用することによって、印字ヘッドア
センブリの温度を所望の最適温度に維持し制御する。一
般に熱制御システムは、ドライバヘッド126のセンサ140
から温度を受容し、その検出された温度に比例するディ
ジタル指令を生成する。熱制御システムは、検出された
温度を解析し、その解析に基づいて制御を決定する。こ
のようにして、熱制御システムは、ドライバヘッドの温
度を最適温度付近に常に維持することができる。

【００５７】一般にアナログ−ディジタル変換器（AD
C）とディジタル−アナログ変換器（DAC）が使用される
（図１Ａと図１Ｂには図示されない）。アナログ温度セ
ンサ140は、ドライバヘッド126の温度を測定し、ADCが
測定値をディジタルワードに変換する。DACは、ディジ
タルに変換された信号を受信し、適切なエネルギーと温
度設定調整を生成する。好ましい実施形態において、処
理ドライバヘッド126は、温度センサ140と、検出された
温度と相互に関連するディジタルワードを供給する手段
とを含む。このディジタルワードは、処理ドライバヘッ
ド120又は印刷システムコントローラ110に配置される追
加の温度監視制御回路によって利用される。アナログ−
ディジタル変換器（ADC）は、アナログ温度入力信号を
測定温度に比例するディジタル出力信号に変換する。次
にディジタル−アナログ変換器（DAC）は、ディジタル
出力信号を受信し、ディジタル出力信号を実質上等価な
アナログ電圧信号に変換する。ディジタル比較器のよう
な決定要素を使用してアナログ入力信号をDACからのア
ナログ電圧信号と比較し、アナログ信号のディジタル表
現に達したかどうかを判定して、その測定温度に基づい
て制御を決定することができる。その結果熱制御システ
ムは、処理ドライバヘッド126を最適なプログラム可能
な温度又はその温度付近に維持し、上限設定点を超えた
かどうかを決定する閉ループ制御をもたらす。

【００５８】具体的には、温度センサ140は、センサ電
圧出力が検出温度に比例する状態で処理ドライバヘッド
120上に配置される。ADCは、検出温度、検出された温度
をディジタルワードに変換し、DACにディジタルワード
を送信する。DACは、ディジタル入力から受信したディ
ジタルワードの値に比例するディジタル入出力電圧を有
する。ディジタル比較器は、センサ電圧出力に接続され
ている第１の入力、変換器電圧出力に接続されている第
２の入力を備える。比較器は、変換器出力電圧に基づい
て等価な信号を生成する。印字ヘッドは、ディジタルワ
ードを事前に選択した温度しきい値と比較して、その温
度が選択範囲内にあるかどうかを判定する温度コントロ
ーラ136を備える。

【００５９】本発明は、ドライバヘッド126の温度を調
整するために、ドライバヘッド126に伝達されるエネル
ギーを制御することにより、処理ドライバヘッド120の
性能と信頼性を向上する。図１Ａと図１Ｂを再び参照す
ると、図１Ｂに示されるように、機能分散プロセッサ又
はデータプロセッサ124は、それ自体の回路内にエネル
ギー制御装置132と熱制御装置136を組み込むことができ
る。代替的にはコントローラ110が、そのような装置を
組み込むことができる。エネルギー制御装置132を利用
して、プリンタキャリッジとドライバヘッド126アセン
ブリ116の相互接続パッド312との間の寄生相互接続抵抗
によって生じる基本要素電源電圧の変動を補正すること
ができる。これは、例えば発射パルス幅を調整して一定
のエネルギーを伝達するようにするか、又はドライバヘ
ッド126の温度を調整することによって達成される。

【００６０】図５は、本発明の動的パルス幅制御装置を
示す図１の簡略化したブロック図である。印刷システム
100は、印字ヘッドアセンブリ116に結合されているコン
トローラ110を含む。印字ヘッドアセンブリ116は、処理
ドライバヘッド120と、印刷カートリッジ較正情報を含
むことができる印字ヘッドメモリ装置122（図１に図示
される）とを含む。処理ドライバヘッド120（図１に図
示される）は、機能分散プロセッサのようなデータプロ
セッサ124と、インクジェットインク射出要素又は液滴
発生器416のアレイのようなドライバヘッド126からな
る。ドライバヘッド126は、さらに印字ヘッド温度を動
的に測定するセンサ140を含む。センサ140は、アナログ
センサ又はディジタルセンサとすることができる。セン
サ140は、「全体的な」温度を検出するようにドライバ
ヘッドのまわりに分散されることが好ましい。

【００６１】データプロセッサ124はメモリ装置122と通
信可能であるが、データプロセッサ124は、主にコント
ローラ110と双方向に通信することが好ましい。双方向
通信により、データプロセッサ124は、処理ドライバヘ
ッド120に伝達されるエネルギーとその温度を調整する
ために、検出された所定の動作情報に基づいて、それ自
体の発射及びタイミング動作を動的に表し実行すること
ができる。このような明確に表された決定は、とりわけ
検出された印刷ヘッド温度、検出された供給電力量、実
時間テスト、温度やエネルギー範囲のような事前にプロ
グラムされた既知の最適動作範囲に基づくことが好まし
い。その結果データプロセッサ124は、処理ドライバヘ
ッド120の効率的な動作を可能にする。

【００６２】コントローラ110又は機能分散プロセッサ1
24は、パルス幅調整係数を利用して、印刷カートリッジ
の公称パルス幅から調整パルス幅を計算することができ
る。パルス幅調整係数は、検出された温度を式又はルッ
クアップテーブルと共に使用して決定可能である。検出
された現在の温度と、処理ドライバヘッド126の公称温
度（印字ヘッドアセンブリ116のメモリ装置122又はプリ
ンタメモリに記憶されていることがある）を利用して、
コントローラ110又は機能分散プロセッサ124は、印刷動
作によって基板の温度が許容可能な温度範囲内に保たれ
ているかどうかを判定する。保たれていない場合は、公
称パルス幅が、検出された温度に基づいて適切なパルス
幅に調整される。

【００６３】図６は、図５の装置が使用する手順を示す
フローチャートである。ステップ602において、公称基
板動作温度、公称動作パルス幅、パルス幅較正データ
が、印字ヘッド又はプリンタメモリから読み取られる。
ステップ602は、始動時又は印刷カートリッジがプリン
タに取り付けられたときに実行される。ステップ604で
は、基板温度センサを使用して現在の基板動作温度が読
み取られる。ステップ606では、公称動作温度、印字ヘ
ッドの測定温度、パルス幅較正データに基づいて、パル
ス幅調整係数が決定される。ステップ608では、パルス
幅調整係数と公称動作パルス幅に基づいて調整済み動作
パルス幅、調整動作パルス幅が計算される。ステップ61
0では、調整動作パルス幅が、印字ヘッドドライバの動
作に適用される。好ましい実施形態において、ステップ
604〜610は、パルス幅を動的に制御するために、印刷中
に連続的に繰り返される。代替的にはステップ604〜610
は、スワスの最初にだけ実行され得る。以上の手順は、
各印刷カートリッジに同時に独立に実行される。コント
ローラ110と機能分散プロセッサ124のどちらかが、ステ
ップ600〜610を実行可能である。

【００６４】図７は、パルス幅と測定された印字ヘッド
温度の関係を示す、調節又は較正係数のプロット例であ
る。この調整又は較正曲線は、印字ヘッドアセンブリの
熱応答モデルに基づいている。調整曲線は、図７では直
線として示されているが、この曲線は任意の形でよい。
修正されたパルス幅は、測定温度に基づく公称パルス幅
と較正係数との関数である。較正曲線又はルックアップ
テーブルに基づいて、パルス幅は次の式を利用して調整
される。

【００６５】PW_adjusted＝(調整係数)×PW_nominal

【００６６】ここで、ＰＷはパルス幅である。

【００６７】したがって本発明により、ドライバヘッド
126は、印字ヘッドの加熱により生じる印刷の信頼性の
問題又はインク射出要素の信頼性の問題を引き起こすこ
となく、高密度領域の塗りつぶし印刷を高速に継続する
ことができる。本発明は、センサ140によって測定され
た印字ヘッド温度に応じて、各スワスの最初又はスワス
の間で連続的に、ドライバヘッド126へのパルス幅を制
御する。インク射出要素416のターンオンエネルギー
は、連続印刷によりドライバヘッド126が熱くなるほど
低くなる。したがってパルス幅は、ドライバヘッド126
が高温になるにつれて小さくなり、動的ターンオンエネ
ルギーが減少する。同様にパルス幅は、ドライバヘッド
126の温度が低くなるほど大きくなり、動的ターンオン
エネルギーが増大する。このように本発明は、パルス幅
を動的に調整してドライバヘッド126に対する過剰エネ
ルギーを動的に制御することによって、個々のドライバ
ヘッド126への過剰エネルギーを制御するのに有効であ
る。

【００６８】以上本発明の原理、好ましい実施形態、動
作形態を説明してきた。しかしながら本発明は、議論し
た特定の実施形態に制限されるように解釈されるべきで
はない。したがって以上議論した実施形態は、限定的な
ものではなく例示的なものと見なされるべきであり、当
業者は、併記の特許請求の範囲に画定されるような本発
明の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に様
々な変更を行うことができることが理解される。

【００６９】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．インクジェット印字ヘッドアセンブリの温度制御シ
ステムであって、振幅とパルス幅を備える電気パルスに
よって電力供給可能なインク射出要素（416）を有する
印字ヘッドアセンブリ（116）と、前記印字ヘッドアセ
ンブリ（116）に結合され、印字ヘッド（126）の温度を
表す信号を生成するセンサ（140）と、公称動作パルス
幅、パルス幅較正データ、前記センサ（140）からの前
記信号を読み取るコントローラ（110）とを含み、この
コントローラ（110）が、公称動作パルス幅、パルス幅
較正データ、前記センサ（140）からの前記信号を利用
して調整パルス幅を計算し、前記コントローラ（110）
が、前記調整パルス幅を利用して前記印字ヘッド（12
6）の温度を制御する温度制御システム。 ２．前記コントローラ（110）が前記印字ヘッドアセン
ブリ（116）上に配置されている、１項記載の温度制御
システム。 ３．前記コントローラ（110）がプリンタ（100）上に配
置されている、１項記載の温度制御システム。 ４．前記コントローラ（110）が、前記印字ヘッドアセ
ンブリ（116）上に配置されているメモリ（122）から前
記公称動作パルス幅と前記パルス幅較正データを読み取
る、１項記載の温度制御システム。 ５．前記コントローラ（110）が、前記プリンタ（100）
上に配置されているメモリ（122）から前記公称動作パ
ルス幅と前記パルス幅較正データを読み取る、１項記載
の温度制御システム。 ６．前記温度センサ（140）がアナログ温度センサ（14
0）である、１項記載の温度制御システム。 ７．前記測定されたアナログ信号のディジタル形式を生
成するアナログ−ディジタル変換器をさらに含む、６項
記載の温度制御システム。 ８．前記温度センサ（140）がディジタル温度センサ（1
40）である、１項記載の温度制御システム。 ９．前記温度センサ（140）が、前記印字ヘッド（126）
の温度の全体的な測定を可能にするように、前記印字ヘ
ッド（126）のまわりに分散された複数のセンサ（140）
を含む、１項記載の温度制御システム。 １０．前記パルス幅較正データが式の形で与えられる、
１項記載の温度制御システム。 １１．前記パルス幅較正データがルックアップテーブル
で与えらる、１項記載の温度制御システム。 １２．インクジェット印字ヘッドの温度を制御する方法
であって、振幅とパルス幅を備える電気パルスによって
電力供給可能なインク射出要素（416）を有する印字ヘ
ッドアセンブリ（116）を供給するステップと、前記印
字ヘッド（126）の公称動作温度、公称動作パルス幅、
パルス幅較正データを読み取るステップと、前記印字ヘ
ッド（126）上のセンサ（140）を利用して現在の印字ヘ
ッド（126）の動作温度を獲得するステップと、前記パ
ルス幅較正データと前記印字ヘッド（126）の測定温度
に基づいたパルス幅調整係数を決定するステップと、前
記パルス幅調整係数と前記公称動作パルス幅に基づいた
調整動作パルス幅を計算するステップと、前記調整動作
パルス幅を前記印字ヘッド（126）に適用して、印字ヘ
ッド（126）の温度を制御するステップとを含む方法。 １３．前記コントローラ（110）が前記印字ヘッド（12
6）上に配置されている、１２項記載の方法。 １４．前記コントローラ（110）がプリンタ（100）上に
配置されている、１２項記載の方法。 １５．前記コントローラ（110）が、前記印字ヘッドア
センブリ（116）上に配置されているメモリ（122）か
ら、前記公称動作パルス幅と前記パルス幅較正データを
読み取る、１２項記載の方法。 １６．前記コントローラ（110）が、前記プリンタ（10
0）上に配置されているメモリ（122）から前記公称動作
パルス幅と前記パルス幅較正データを読み取る、１２項
記載の方法。 １７．前記温度センサ（140）がアナログ温度センサ（1
40）である、１２項記載の方法。 １８．測定されたアナログ信号のディジタル形式を生成
するためのアナログ−ディジタル変換器をさらに含む、
１７項記載の方法。 １９．前記温度センサ（140）がディジタル温度センサ
（140）である、１２項記載の方法。 ２０．前記温度センサ（140）が、前記印字ヘッド（12
6）の温度の全体的な測定を可能にするように、前記印
字ヘッド（126）のまわりに分散されている複数のセン
サ（140）を含む、１２項記載の方法。 ２１．前記パルス幅較正データが式の形で与えられる、
１２項記載の方法。 ２２．前記パルス幅較正データがルックアップテーブル
で与えられる、１２項記載の方法。

【発明の効果】本発明は、インクジェット印字ヘッドア
センブリ（116）の温度制御システムであって、振幅と
パルス幅を備える電気パルスによって電力供給可能なイ
ンク射出要素（416）を有する印字ヘッドアセンブリ（1
16）と、前記印字ヘッドアセンブリ（116）に結合さ
れ、印字ヘッド（126）の温度を表す信号を生成するセ
ンサ（140）とを有する温度制御システムに関する。コ
ントローラ（110）は、公称動作パルス幅、パルス幅較
正データ、前記センサ（140）からの信号を読み取る。
このコントローラ（110）が、公称動作パルス幅、パル
ス幅較正データ、前記センサ（140）からの信号を利用
して調整パルス幅を計算する。コントローラ（110）
が、前記調整パルス幅を利用して前記印字ヘッド（12
6）の温度を制御する。また本発明は、インクジェット
印字ヘッド（126）の温度を制御する方法であって、振
幅とパルス幅を備える電気パルスによって電力が供給可
能なインク射出要素（416）を有する印字ヘッドアセン
ブリ（116）を供給するステップと、前記印字ヘッド（1
26）の公称動作温度、公称動作パルス幅、パルス幅較正
データを読み取るステップと、前記印字ヘッド（126）
上のセンサ（140）を利用して現在の印字ヘッド（126）
の動作温度を獲得するステップと、前記パルス幅較正デ
ータと前記印字ヘッド（126）の測定温度に基づいたパ
ルス幅調整係数を決定するステップと、前記パルス幅調
整係数と前記公称動作パルス幅に基づいた調整動作パル
ス幅を計算するステップと、前記調整動作パルス幅を前
記印字ヘッド（126）に適用して、印字ヘッド（126）の
温度を制御するステップとを含む方法に関する。本発明
の構成によれば、印字ヘッドの熱とエネルギーを効率よ
く制御するための一体化された機能分散プロセッサ及び
インクドライバヘッドを備える印字ヘッドを利用する新
しい印刷システム及びプロトコルが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１Ａは、本発明を組み込む印刷システムの全
体を示すブロック図であり、図１Ｂは、本発明の好まし
い実施形態を組み込む印刷システムの全体を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明を組み込む例示的なプリンタの図であ
り、例示のみを目的とした図である。

【図３】本発明を組み込む例示的な印刷カートリッジを
単なる例示のために示した斜視図である。

【図４】印字ヘッドアセンブリの機能分散プロセッサ及
びドライバヘッドの抵抗器と基本要素の配置を示す図３
の一体型処理ドライバヘッドの詳細図である。

【図５】本発明の動的パルス幅制御装置を示す図１の簡
略化ブロック図である。

【図６】図５の装置によって使用される手順を示すフロ
ーチャートである。

【図７】パルス幅調整係数と測定温度の関係を示す例示
的なグラフである。

【符号の説明】

100 プリンタ 110 コントローラ 116 インクジェット印字ヘッドアセンブリ 122 メモリ 126 印字ヘッド 140 センサ 416 インク射出要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・エイ・アスケランド アメリカ合衆国カリフォルニア州92129, サンディエゴ，ペナノバ・ストリート・ 11371 (72)発明者 クレイトン・エル・ホルスタン アメリカ合衆国カリフォルニア州92069, サンマルコス，ハスティングス・コート・ 758 (72)発明者 ノア・シー・ラッサー アメリカ合衆国カリフォルニア州92107, サンディエゴ，サンタ・クルーズ・アベニ ュー・4957

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット印字ヘッドアセンブリの
   温度制御システムであって、 振幅とパルス幅を備える電気パルスによって電力供給可
   能なインク射出要素（416）を有する印字ヘッドアセン
   ブリ（116）と、 前記印字ヘッドアセンブリ（116）に結合され、印字ヘ
   ッド（126）の温度を表す信号を生成するセンサ（140）
   と、 公称動作パルス幅、パルス幅較正データ、前記センサ
   （140）からの前記信号を読み取るコントローラ（110）
   とを含み、このコントローラ（110）が、公称動作パル
   ス幅、パルス幅較正データ、前記センサ（140）からの
   前記信号を利用して調整パルス幅を計算し、 前記コントローラ（110）が、前記調整パルス幅を利用
   して前記印字ヘッド（126）の温度を制御する温度制御
   システム。