JP2001322279A - インクジェットのプリントヘッド装置を制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットのプリントヘッド装置の制御
方法を提供する。 【解決手段】 第１の所定のエネルギーを有する電気パ
ルスによって作動可能なインク噴出部４１６を有するプ
リントヘッド装置３００を設けるステップと、それぞれ
のプリントヘッド装置３００を個々に監視し、プリント
ヘッド装置３００上のそれぞれのインク噴出部４１６を
発射させてからの経過時間を決定するステップと、プリ
ントヘッド装置３００上のそれぞれのインク噴出部４１
６についての前記経過時間と、プリントヘッド装置３０
０についての所定の最大時間量とを比較するステップ
と、プリントヘッド装置３００上のインク噴出部４１６
のうちの少なくとも１つについて前記所定の最大時間量
を超えると、プリントヘッド装置３００について第２の
所定のエネルギーにて高エネルギーの吐出を開始するス
テップとを含んでなるインクジェットのプリントヘッド
装置３００を制御する方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱インクジェット
プリンタに関し、より詳細にはプリントヘッドの発射エ
ネルギーの制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、グラフィックスのプロッタ、
ファクシミリ、および複写機等の熱インクジェットハー
ドコピー装置は、広く受けいれられている。こういった
ハードコピー装置は、W.J. LloydおよびH.T. Taubによ
って、Output Hardcopy Devices (Ed. R.C. Durbeck a
nd S. Sherr, San Diego：Academic Press,1988)の第１
３章「Ink Jet Devices」において説明されている。本
技術の基本原理については、引用することにより本明細
書の一部をなすものとするHewlett-Packard Journalの
いくつかの版における様々な論文［Vol. 36, No.5 (May
1985), Vol. 39,No.4（August 1988）、Vol. 39, No.5
（October 1988）,Vol. 43, No.4 (August1992), Vol.
43, No.6 (December 1992)、およびVol. 45, No.1 (Fe
bruary 1994)］において更に開示されている。インクジ
ェットハードコピー装置は、高品質のプリントを行い、
コンパクトかつポータブルであり、インクのみが紙に当
たるのでプリントが高速かつ静かである。

【０００３】インクジェットプリンタは、そのプリント
媒体について規定したアレイの特定の位置に個々のドッ
トからなるパターンをプリントすることによって、プリ
ント画像を形成する。好都合なことに、こういった位置
は、１つの直線アレイ内の小さなドットとして視覚化さ
れる。こういった位置は、「ドット位置」、「ドット場
所」、または「画素」と呼ばれることがある。従って、
プリント動作は、ドット位置のパターンをインクのドッ
トで満たすことであると考えることができる。

【０００４】インクジェットハードコピー装置は、非常
に小さなインク滴をプリント媒体上に噴出することによ
ってドットをプリントし、通常、それぞれがインクを噴
出するインク噴出部を有する１つまたはそれよりも多い
プリントヘッドを支持する、可動キャリッジを含む。キ
ャリッジはプリント媒体の表面の上方を横切り、インク
噴出部は、マイクロコンピュータ、またはその他の制御
装置の命令に従って適切な時点にインク滴を噴出するよ
うに制御される。インク滴を付着させるタイミングは、
プリントしている画像の画素パターンに対応するように
意図されている。

【０００５】典型的なインクジェットのプリントヘッド
（すなわち、シリコン基板、基板上に形成した構造、お
よび基板への接続）は、液体のインク（すなわち、溶剤
内に分散した、溶解した着色剤または顔料）を用いる。
このプリントヘッドは、プリントヘッド基板に取り付け
た精密に形成したオリフィスまたはノズルのアレイを有
する。プリントヘッド基板は、インク槽から液体のイン
クを受け取るインク噴出チャンバのアレイを組み込んで
いる。それぞれのチャンバは、ノズルに対向して配置さ
れているため、インクをチャンバとノズルとの間にため
ることができ、それぞれのチャンバは、チャンバ内に配
置された発射抵抗器を有する。インク滴の噴出は、通
常、マイクロプロセッサの制御の下にあり、マイクロプ
ロセッサの信号は、導電トレースによって抵抗器要素に
伝えられる。電気プリントパルスがインクジェット発射
チャンバの抵抗器を加熱すると、その隣にあるごく一部
のインクが気化し、プリントヘッドからインク滴を噴出
する。適切に配置されたノズルは、ドットマトリクスパ
ターンを形成する。それぞれのノズルの動作を適切に配
列することによって、プリントヘッドが紙を通り過ぎて
動くにつれて文字または画像が紙上にプリントされる。

【０００６】インクジェットのプリントヘッドにおい
て、インクは、プリントヘッドと一体のインク槽または
「オフ・アクシス（off-axis）」のインク槽から供給さ
れる。「オフ・アクシス」のインク槽は、プリントヘッ
ドと槽とを接続する管を通して、インクをプリントヘッ
ドに供給する。そして、インクは、基板の底中央に形成
した細長い孔を通じて、または基板の外縁を回って、様
々な気化チャンバに供給される。前者を「中央供給(cen
ter feed)」、後者を「縁供給(edge feed)」と呼ぶ。

【０００７】インク噴出部を含むインクカートリッジ
は、その上にプリントを行う媒体の幅を横切って、繰り
返し動く。媒体を横切るこの動きが指定数だけインクリ
メントされる度に、制御マイクロプロセッサのプログラ
ム出力に従って、それぞれの抵抗器がインクを噴出する
かインクを噴出しないかのどちらかになる。媒体を横切
る動きが完了する度に、１列に配置したインクカートリ
ッジのノズル数に、ノズルの中心間距離を掛けたものと
略等しい幅の１回分のプリント幅(swath)をプリントす
ることができる。このような動きすなわち１回分のプリ
ントが完了する度に、媒体が１回分のプリントの幅と垂
直な方向に前進し、インクカートリッジが次の１回分の
プリントを開始する。信号を適切に選択しタイミングを
とることによって、所望のプリントが媒体上に得られ
る。

【０００８】熱インクジェットのプリントヘッドは、イ
ンク滴を噴出させるために、プリンタからの電気駆動パ
ルスが必要である。パルスの電圧振幅、形状、および幅
は、プリントヘッドの性能に影響を与える。特定の量の
エネルギーを送出するパルスを用いてプリントヘッドを
動作することが望ましい。送出されるエネルギーは、パ
ルスの特性（幅、振幅、形状）およびプリントヘッドの
抵抗によって決まる。

【０００９】熱インクジェットのプリントヘッドは、適
切な体積のインク滴を発射するのに、ある最小エネルギ
ー（本明細書においては、ターンオン・エネルギーと呼
ぶ）が必要である。ターンオン・エネルギーは、プリン
トヘッドの設計が異なれば異なる可能性があり、実際、
製造公差の結果として、所与のプリントヘッドの設計の
サンプル同士の間でも異なる。統合ドライバタイプ(int
egrated driver type)のプリントヘッドにおいて、全体
の抵抗は、それぞれが関連する製造公差を有する電界効
果型トランジスタおよびその他のトレース抵抗と直列接
続したヒータ抵抗器からなる。こういった公差によっ
て、所与のプリントヘッドに送出されているエネルギー
量が、ますます不明確になる。従って、この不明確性を
見込むようにするために、平均のプリントヘッドに、発
射に必要なエネルギーよりも多いエネルギー（「オーバ
ーエネルギー」と呼ぶ）を送出することが必要である。
その結果、熱インクジェットプリンタが供給する一定の
インク発射エネルギーは、収容可能なプリントヘッドの
カートリッジについての予想最低ターンオン・エネルギ
ーよりも大きくなるように構成されている。一定のイン
ク発射エネルギーを利用する上で考慮すべき事柄のひと
つは、特定のプリントヘッドのカートリッジの実際のタ
ーンオン・エネルギーよりも発射エネルギーを大きくし
すぎると、そのヒータ抵抗器の動作寿命が短くなってし
まい、プリント品質が低下してしまうということであ
る。

【００１０】発射抵抗器に印加するエネルギーは、性
能、耐久性、および効率に影響を与える。発射エネルギ
ーは、気泡を凝集するために、ある発射しきい値よりも
上でなければならないということが周知である。この発
射しきい値よりも上では、発射エネルギーの増大と共に
吐出インクの体積も増大する遷移範囲である。この遷移
範囲よりも上には、発射エネルギーが増大しても滴の体
積が増大しない、より高い最適範囲がある。最適発射し
きい値よりも上のこの最適範囲においては、発射エネル
ギーがわずかに変動しても、滴の体積は安定している。
滴の体積が変動すると、プリント出力が不均一になるの
で、理想的なプリントが行われるのは、この最適範囲に
おいてである。この最適範囲において、エネルギーレベ
ルが増大しても均一性は損なわれないが、過度の加熱及
びインクの残留物の蓄積により、エネルギーを浪費し、
プリントヘッドの経時変化が早くなってしまう。

【００１１】それぞれの発射抵抗器またはそれぞれの基
本要素が専用の接続を有しない新規のスマート駆動プリ
ントヘッド(smart drive printheads)においては、他の
要因のために変動が生じる可能性がある。プリンタのエ
レクトロニクスと取り外し可能なプリントカートリッジ
との間の電気接触パッドを通じて電力を受け取る単一の
電圧ラインによって、多数の抵抗器が電力を供給され
る。従って、プリントしているデータ負荷が変化する
と、ラインを通る電流および発射抵抗器において測定す
る電圧が、所望しない変化をする可能性がある。例え
ば、多くのまたはすべての抵抗器が同時に加熱される
と、プリントカートリッジの電圧は、寄生効果によって
下がり、１つまたは数個の抵抗器のみが加熱される場合
と比較して、発射電圧が低くなるかもしれない。

【００１２】インクジェットプリントカートリッジは、
発射チャンバ内に気泡が形成されることによって生じる
滴噴出の問題を有してしまう可能性がある。これによっ
て、噴出の方向を誤ったり、全く噴出が行われなかった
りしてしまう可能性がある。特定のノズルがある時間の
間作動しないとこのようなことが起こる。１枚のページ
をプリントする場合には、必ずしもプリントカートリッ
ジ上のすべてのノズルを用いるわけではない。このよう
に作動していない時間の間、このようなノズルは高温で
あることが多い。特に、顔料で着色したインクシステム
においては、発射チャンバ内の気泡によって、信頼性の
問題が生じる。こういった気泡によって、滴の飛翔経路
の誤差が引き起こされる、またはノズルが完全に作動し
なくなってしまう可能性がある。特定のノズルについて
プリントが一時停止している間に気泡が生じる。特定の
インクジェットシステムの気泡に対する感度は、インク
の組成(formulation)と、ノズルおよび発射チャンバの
幾何学的形状と、温度とに大きく依存する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従って、ノズルが作動
しないことによって生じる発射チャンバ内の気泡の形成
によって引き起こされる信頼性の問題を防止する、また
は、取り除く方法が必要とされている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】ある時間の間作動してお
らずキャップが外れているか、またはプリントしている
が画像密度が低いノズルについて、滴噴出中に高エネル
ギーを用いることによって、電気パルスによって作動可
能なインク噴出部を有するインクジェットのプリントヘ
ッド装置のインクジェット発射の信頼性を改良する方法
を提供する。本発明は、インクジェットのプリントヘッ
ド装置を制御する方法であって、第１の所定のエネルギ
ーを有する電気パルスによって作動可能なインク噴出部
を有するプリントヘッド装置を設けるステップと、それ
ぞれのプリントカートリッジを個々に監視して、プリン
トカートリッジのプリント密度と、プリントカートリッ
ジ上のそれぞれのインク噴出部が発射されてからの経過
時間とを決定するステップと、プリントカートリッジ上
のそれぞれのインク噴出部についての経過時間を、その
プリントカートリッジについての所定の最大時間量と比
較するステップと、プリントカートリッジ上のインク噴
出部の１つについて所定の最大時間量を超えた場合、そ
のプリントカートリッジについてインクつぼの上方で高
エネルギー吐出(spitting)を開始するステップとを含ん
でなる。

【００１５】好適な実施形態を説明する以下の説明およ
び添付図面を参照することによって、本発明を更に理解
することができる。他の特徴および利点は、例として本
発明の原理を示す添付図面と共に以下の好適な実施形態
の詳細な説明から明らかとなろう。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の以下の説明において、説
明の一部を形成し、説明として本発明を実施可能な特定
の実施例を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上の変更
を行ってもよいということが理解される。

【００１７】図１は、本発明を組み込んだプリントシス
テム全体のブロック図を示す。プリントシステム１００
を用いて、インク等の材料を、紙であってもよいプリン
ト媒体上にプリントできる。プリントシステム１００
は、ホストシステム１０６に電気的に結合している。ホ
ストシステム１０６は、プリントデータを作成するコン
ピュータまたはマイクロプロセッサであってもよい。プ
リントシステム１００は、インク供給装置１１２と、電
源１１４と、プリントヘッド装置１１６に結合した制御
装置１１０とを含む。インク供給装置１１２は、インク
供給記憶装置１１８を含み、プリントヘッド装置１１６
と液通して、プリントヘッド装置１１６に選択的にイン
クを供給する。プリントヘッド装置１１６は、処理ドラ
イバヘッド１２０とプリントヘッド記憶装置１２２とを
含む。処理ドライバヘッド１２０は、分配プロセッサ等
のデータプロセッサ１２４と、インクジェットインク噴
出部や滴発生器４１６のアレイ等のドライバヘッド１２
６とを含んでなる。

【００１８】プリントシステム１００の動作中に、電源
１１４は、制御した電圧を、制御装置１１０と処理ドラ
イバヘッド１２０とに供給する。また制御装置１１０
は、ホストシステムからプリントデータを受け取り、そ
のデータを、プリンタ制御情報と画像データとに処理す
る。処理したデータと、画像データと、その他静的にお
よび動的に生成したデータ（以下に詳述する）とを、イ
ンク供給装置１１２およびプリントヘッド装置１１６と
やりとりし、プリントシステムを効率的に制御する。

【００１９】インク供給記憶装置１１８は、インクの識
別データや、インクの特徴データや、インクの使用デー
タ等を含む様々なインク供給特定データを記憶できる。
インク供給データは、インク供給装置１１２の製造時お
よびプリントシステム１００の動作中に、インク供給記
憶装置１１８に書き込み記憶できる。同様に、プリント
ヘッドの記憶装置１２２は、プリントヘッド識別データ
や、保証データや、プリントヘッド特徴づけデータや、
プリントヘッド使用データ等を含む様々なプリントヘッ
ド特定データを記憶できる。このデータは、プリントヘ
ッド装置１１６の製造時およびプリントシステム１００
の動作中に、プリントヘッドの記憶装置１２２に書き込
み記憶できる。

【００２０】データプロセッサ１２４は、記憶装置１１
８、１２２と情報をやりとりできるが、データプロセッ
サ１２４は、好ましくは、双方向の方法で主に制御装置
１１０と通信する。この双方向通信によって、データプ
ロセッサ１２４は、自らの発射およびタイミングの動作
を、感知し与えられた動作情報に基づいて、動的に定め
(formulate)、処理ドライバヘッド１２０の温度および
処理ドライバヘッド１２０に送出されるエネルギーを調
整できる。このように定められた決定は、好ましくは、
特に、感知したプリントヘッド温度や、感知した供給電
力量や、リアルタイム試験や、温度範囲やエネルギー範
囲等の予めプログラムされた既知の最適動作範囲に基づ
いている。その結果、データプロセッサ１２４によっ
て、処理ドライバヘッド１２０の動作が効率的になり、
プリント媒体上にプリントされるインク滴が作成されて
所望のパターンを形成し、改良した(enhanced)プリント
出力を生成する。

【００２１】図２は、本発明の好適な実施形態を組み込
んだプリントシステム１００全体のブロック図である。
本発明のデータプロセッサ１２４は、発射制御装置１３
０と、エネルギー制御装置１３２と、デジタル機能装置
１３４と、熱制御装置１３６とを更に含む。ドライバヘ
ッド１２６は、加温装置１３８およびセンサ１４０を更
に含む。発射制御装置１３０と、エネルギー制御装置１
３２と、デジタル機能装置１３４と、熱制御装置１３６
と、加温装置１３８と、センサ１４０とは、制御装置１
１０等の他の構成要素の補助構成要素であってもよい
が、好適な実施形態においては、図２に示すように、そ
れぞれデータプロセッサ１２４およびドライバヘッド１
２６の補助構成要素である。

【００２２】発射制御装置１３０は、制御装置１１０お
よびドライバヘッド１２６と情報をやりとりして（他の
実施形態においては、プリントヘッド装置の記憶装置１
２２とも通信する）、ノズル部材１４４の関連するノズ
ル１４２のインク噴出部４１６の発射動作を調整する。
発射制御装置１３０は、発射パルスのシーケンスを選択
的に制御する発射シーケンス補助制御装置１５０と、処
理ドライバヘッド１２０における電磁干渉を低減する発
射遅延補助制御装置１５２と、ドライバヘッド１２６の
走査軸方向性誤差を補償するフラクショナル(fractiona
l)遅延補助制御装置１５４とを含む。

【００２３】エネルギー制御装置１３２は、制御装置１
１０およびドライバヘッド１２６のセンサ１４０と情報
をやりとりして、ドライバヘッド１２６に送出されるエ
ネルギーを調整する。同様に、熱制御装置１３６は、制
御装置１１０およびドライバヘッド１２６のセンサ１４
０および加温装置１３８と情報をやりとりし、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下であ
るとセンサ１４０が示している場合に加温装置１３８を
起動することによって、これを行う。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と
は、また、プリントヘッド装置の記憶装置１２２とも通
信する。デジタル機能装置１３４は、データプロセッサ
１２４の内部レジスタ動作および処理タスクを管理す
る。

【００２４】図３は、本発明を組み込む例示的な高速プ
リンタであり、説明の目的のためにのみ示す。一般的
に、プリンタ２００は、図１のプリントシステム１００
を組み込み、プリント媒体を保持するトレイ２２２を更
に含みうる。プリント動作を開始すると、好ましくは、
シートフィーダ２２６を用いて、紙等のプリント媒体
が、トレイ２２２からプリンタ２００内へと送られる。
シートは次に、方向をＵ字型に変えられ、反対方向に出
力トレイ２２８に向かって動く。直線紙経路等の他の紙
経路もまた、用いてもよい。シートはプリントゾーン２
３０で停止し、１以上のプリントヘッド装置２３６（図
１のプリントヘッド装置１１６の一例）を支持する操作
キャリッジ２３４がシートを横切って走査して、その上
に１回分のインクをプリントする。そして、１回以上走
査した後、例えば、ステッパモータおよび送りローラを
用いて、シートをプリントゾーン２３０内の次の位置に
徐々にシフトする。キャリッジ２３４が再びシートを横
切って走査し、次の１回分のインクをプリントする。シ
ート全体をプリントするまでこのプロセスが繰り返さ
れ、シート全体をプリントすると、このシートは出力ト
レイ２２８内に放出される。

【００２５】図３には、インクつぼ２５０も示す。プリ
ント動作中およびプリントカートリッジ２３６のルーチ
ン整備中に、プリントカートリッジ２３６は、非プリン
ト用のインク滴をこのインクつぼ２５０内に噴出する、
すなわち「吐出(spit)」する。図３に示すように、イン
クつぼ２５０は、プリンタ２００の右側のプリントゾー
ンのすぐ外に配置されている。プリント動作中、吐出が
必要な場合には、キャリッジ２３４が、プリントゾーン
を越えてプリントカートリッジ２３６を動かして、プリ
ントカートリッジ２３６がインクつぼ２５０の上に吐出
を行うことができるようにする。図３においてはインク
つぼ２５０をプリントゾーンの右側のみに示している
が、インクつぼをプリントゾーンの両側に配置して、キ
ャリッジ２３４が、プリントゾーンを越えてどちらかの
側にカートリッジ２３６を動かして、プリントカートリ
ッジ２３６がプリントゾーンの両側で吐出を行うことが
できるようにしてもよい。また、非プリント時にプリン
トカートリッジ２３６にキャップ２５４で個別のキャッ
ピングが行われるキャッピングステーション(cappingst
ation)２５２も示す。

【００２６】本発明は、グリットホイール(grit whee
l)、ロール送り、またはドラム技術を組み込んでプリン
ト媒体をプリントヘッド装置２３６に関して支持し動か
すもの等、他の媒体および／またはプリントヘッド移動
機構を利用する他のプリントシステム（図示せず）にも
等しく適用できる。グリットホイールの設計では、グリ
ットホイールとピンチローラとが媒体を１本の軸に沿っ
て左右に動かし、１以上のプリントヘッド装置を保持す
るキャリッジが、その軸に直交する軸に沿って媒体を通
って走査する。ドラムプリンタの設計では、媒体は１本
の軸に沿って回転する回転ドラムに搭載され、１以上の
プリントヘッド装置を保持するキャリッジが、その軸に
直交する軸に沿って、媒体を通って走査する。ドラムの
設計においてもグリットホイールの設計においても、走
査は通常、図３に示すシステムの場合のように往復する
方法では行われない。

【００２７】プリント装置２３６は、走査キャリッジ２
３４に、取り外し可能に搭載されるものであっても、永
久的に搭載されるものであってもよい。また、プリント
ヘッド装置２３６は、内蔵型インク槽を有していてもよ
い（例えば、インク槽は図４のプリントヘッド本体３０
４内に配置されていてもよい）。または、それぞれのプ
リントカートリッジ２３６は、柔軟性を有する管路２４
０を通して、図１のインク供給装置１１２としての役割
を果たす、複数の固定したまたは取り外し可能なインク
容器２４２のうちの１つに液通していてもよい。更なる
他にとり得るものとして、インク供給装置１１２は、プ
リントヘッド装置１１６とは別個のまたは分離可能であ
り、キャリッジ２３４に取り外し可能に搭載できる１以
上のインク容器であってもよい。

【００２８】図４は、説明の目的のためにのみ本発明を
組み込んだ例示的なプリントヘッド装置３００（図１の
プリントヘッド装置１１６の一例）の斜視図を示す。図
３のプリンタ２００等、典型的なプリンタと共に用いる
典型的なプリントヘッド装置を参照して、本発明の詳細
な説明を以下で行う。しかし本発明は、いかなるプリン
トヘッドおよびプリンタの構成にも組み込みうる。図１
および図３を図４と共に参照して、プリントヘッド装置
３００は、熱インクジェットヘッド装置３０２と、プリ
ントヘッド本体３０４と、プリントヘッドの記憶装置３
０６とを含んでなる。プリントヘッドの記憶装置３０６
は、記憶装置１２２の一例であり、以下に図６において
詳細に説明する。熱ヘッド装置３０２は、通常、テープ
ボンディング（Tape Automated Bonding：TAB）装置と
呼ばれる柔軟性を有する材料であってもよく、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）および相互接続接触パッド３１２を含みうる。相
互接続接触パッド３１２は、例えば、接着材料によっ
て、プリントカートリッジ３００に適切に固定されてい
る。接触パッド３１２は、図３のキャリッジ２３４上の
電気接触電極（図示せず）と整合している。

【００２９】処理ドライバヘッド３１０は、好ましく
は、ノズル部材３１６（図１のドライバヘッド１２６の
一例）と統合された、分配プロセッサ３１４（図１のデ
ータプロセッサ１２４の一例）を含む。ノズル部材３１
６は、好ましくは、複数のオリフィスまたはノズル３１
８を含む。この複数のオリフィスまたはノズル３１８
は、例えば、レーザ・アブレーションによって、プリン
ト媒体上のインク滴の生成を行うように作り出すことが
できる。

【００３０】分配プロセッサ３１４は、好ましくはデジ
タル回路を含み、電気信号によって、制御装置１１０
と、ノズル部材３１６と、ノズル部材３１６上に配置で
きる温度センサ等の様々なアナログ装置と通信する。分
配プロセッサ３１４は、双方向データラインにわたっ
て、双方向の方法により制御装置と通信する。制御装置
は、分配プロセッサ３１４に命令を送り、分配プロセッ
サ３１４からの信号を受け取って処理する。

【００３１】分配プロセッサ３１４は、その入力信号を
ベースにして決定および作動を行う。例えば、プリント
ヘッド装置３００の発射動作の制御や、タイミングや、
熱的およびエネルギー的態様や、パルス幅の決定や、ノ
ズル部材３１６のタイミングの決定は、分配プロセッサ
が行うことができる。こういった決定は、また、プリン
トシステムの制御装置１１０が行ってもよい。分配プロ
セッサ３１４はまた、ドライバヘッド３１０上に配置さ
れたセンサ１４０から、センサ信号を受け取る。センサ
１４０はまた、直接接続によってまたはプリンタの記憶
装置を通じて制御装置１１０に接続して、制御装置を絶
え間なく更新してもよい。

【００３２】図５は、プリントヘッド装置の分配プロセ
ッサおよび抵抗器とドライバヘッドとを示す図４の例示
的な統合処理ドライバヘッドの詳細図である。図５の各
要素は、正確な縮尺率で描かれているのではなく、簡単
にするために誇張している。図１ないし図４を図５と共
に参照して、上述のように、ＴＡＢのヘッド装置３０２
の背面には導線（図示せず）が形成されており、導線の
終わりは、キャリッジ２３４上の電極に接触する接触パ
ッド３１２になっている。キャリッジ２３４上の電極
は、制御装置１１０および電源１１４に結合し、熱ヘッ
ド装置３０２と通信する。導線の他端を、基板４１０上
の端子または電極を通して処理ドライバヘッド３１０に
接着する。基板４１０の上には、インク噴出部４１６を
形成しており、導線と電気的に結合している。制御装置
１１０および分配プロセッサ３１４によって、インク噴
出部４１６に動作電気信号を供給する。

【００３３】基板４１０の表面上には、バリアー層（図
示せず）を形成し、インク噴出チャンバを規定してい
る。このバリアー層の形成は、好ましくは、フォトリソ
グラフィー技術を用い、フォトレジストその他ポリマー
の層であってもよい。インク噴出チャンバ（図示せず）
は、インク噴出部４１６を含み、好ましくは、ノズル部
材３１６の単一のノズル３１８の後ろに配置されてい
る。バリアー層の一部によって、導電トレースをその下
にある基板４１０から絶縁している。

【００３４】それぞれのインク噴出部４１６は、１以上
の接触パッド３１２に連続してまたは同時に印加される
１以上のパルスによって通電されるとインクを噴出す
る。インク噴出部４１６は、ヒータ抵抗器や圧電要素で
あってもよい。それぞれのインク噴出部４１６は、以下
に基本要素４２０と呼ぶ、インク噴出部４１６からなる
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、いかなる数の多数のサブセクションにしても
よく、それぞれのサブセクションは、ある数のインク噴
出部４１６を含む特定数の基本要素を有する。ノズル３
１８の大きさ、数、およびパターンはいかなるものであ
ってもよく、様々の図面は、本発明の特徴を簡単にはっ
きりと示すように意図している。様々な特徴は、わかり
やすくするために、相対的な寸法を大幅に調整してい
る。

【００３５】図５の場合には、処理ドライバヘッド３１
０は、１９２個の発射インク噴出部４１６と関連した１
９２個のノズルを有する。好ましくは、それぞれ１２個
の基本要素からなる２つの列になった２４個の基本要素
がある。それぞれの列における基本要素は、それぞれ８
個の抵抗器を有し、抵抗器は計１９２個になる。一方の
側のインク噴出部４１６はすべて番号が奇数であり、第
１の抵抗器（Ｒ１）で始まり、第３の抵抗器（Ｒ３）、
第５の抵抗器（Ｒ５）・・・と続く。他方の側のインク
噴出部４１６はすべて番号が偶数であり、第２の抵抗器
（Ｒ２）で始まり、第４の抵抗器（Ｒ４）、第６の抵抗
器（Ｒ６）・・・と続く。

【００３６】各インク噴出部４１６に個々にアドレスす
ることはできるが、プリンタ２００とプリントカートリ
ッジ２３６との間のラインの数は限られているプリント
ヘッド装置を供給するために、統合ドライブプリントヘ
ッドにおけるインク噴出部４１６への相互接続は多重化
されている。プリントドライバ回路は、基本要素のライ
ン、基本要素の共通部分(commons)、およびアドレス選
択ラインを含み、インク噴出部４１６を制御する。アド
レスラインと基本要素のラインとを特定すれば、１つの
インク噴出部４１６が一意的に識別される。１つの基本
要素内のインク噴出部４１６は、アドレスラインの数と
等しい。アドレスラインと基本要素の選択ラインとはい
かなる組み合わせにして用いてもよいが、アドレスライ
ンを一巡するのに必要な時間を最小限にするために、ア
ドレスラインの数は最小限にするのが有効である。

【００３７】それぞれのインク噴出部４１６は、その制
御入力アドレス選択を１つの基本要素におけるすべての
噴出部４１６と共有する、自身の駆動トランジスタによ
って制御される。それぞれのインク噴出部４１６を、共
通ノード基本要素選択によって、他のインク噴出部４１
６に連結している。従って、ある特定のインク噴出部４
１６を加熱するには、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力源を印加するこ
とが必要である。プリンタからのプリント命令に応答し
て、それぞれの基本要素を、関連する基本要素選択相互
接続に電力を供給することによって、選択的に作動す
る。インク噴出部４１６当たり均一のエネルギーを供給
するために、基本要素当たり一度に１つだけインク噴出
部が作動される。しかし、いかなる数の基本要素選択を
同時に使用可能にしてもよい。従って、使用可能にされ
たそれぞれの基本要素選択は、電力および使用可能な信
号の１つの両方をドライバトランジスタに送出する。他
方の使用可能な信号は、一度にそのうちの１つだけがア
クティブになるそれぞれのアドレス選択ラインが供給す
るアドレス信号である。それぞれのアドレス選択ライン
は、すべてのスイッチングトランジスタに連結されてお
り、相互接続が使用可能になるとすべてのこのようなス
イッチング装置が導通するようになっている。あるイン
ク噴出部４１６について、基本要素選択相互接続とアド
レス選択ラインとの両方が同時にアクティブである場合
には、その特定のヒータインク噴出部４１６が作動す
る。アドレス選択ラインは、一度に１つだけ使用可能に
なる。これによって、基本要素選択とグループ帰線(ret
urn lines)とは、一度に多くても１つのインク噴出部４
１６に電流を供給するということが保証される。その他
の点では、ヒータインク噴出部４１６に送出されるエネ
ルギーは、同時に作動しているインク噴出部４１６の数
の関数である。

【００３８】インクジェットのプリントヘッドのアーキ
テクチャおよび制御に関する更なる詳細は、引用するこ
とにより本明細書の一部をなすものとする「A System a
nd Method for Controlling Thermal Characteristics
of an Inkjet Printhead」という名称の１９９９年２
月１９日出願の米国特許出願番号第０９／２５３，４１
７号公報と、「Hybrid Multi-Drop/Multi-Pass Printin
g System」という名称の１９９８年１月３０日出願の米
国特許出願番号第０９／０１６，４７８号公報と、「In
k Delivery System for High Speed Printing」という
名称の１９９７年１０月３１日出願の米国特許出願番号
第０８／９６２，０３１号公報とにおいて説明されてい
る。

【００３９】処理ドライバヘッド１２０は、分配プロセ
ッサ３１４等のデータプロセッサ１２４と、インク滴を
噴出するインクジェットインク噴出部のアレイ等のドラ
イバヘッド１２６とから成っている。センサ１４０は、
プリントヘッド装置１１６に送出されるエネルギーおよ
びプリントヘッド装置１１６の温度を制御する、温度セ
ンサであってもよい。

【００４０】プリントシステム１００の動作中、電源１
１４は、プリンタ制御装置１１０および処理ドライバヘ
ッド１２０に制御した電圧を供給する。データプロセッ
サ１２４は、双方向にシリアルデータ通信を用いて制御
装置１１０と通信できる。この双方向通信によって、デ
ータプロセッサ１２４、３１４は、感知および与えられ
た動作情報とプリントヘッド装置１１６に送出されるエ
ネルギーとを基にして、プリントヘッド装置１１６の温
度およびエネルギーを調整するために、自らの発射およ
びタイミングの動作を動的に策定して作動できる。これ
らの策定された決定は、センサ１４０が感知したプリン
トヘッド温度や、感知した供給電力量や、温度範囲やエ
ネルギー範囲等の予めプログラムされた既知の最適動作
範囲や、走査軸方向性誤差等を基にしている。更に、シ
リアル通信によって、リード線および相互接続を増大す
るような固有の必要性なしに、インク噴出部４１６を増
加できる。このことは、このプリントヘッド装置につい
て内部通信を行うことに対する費用および複雑さを低減
する。

【００４１】本発明のプリントヘッド装置は、分配プロ
セッサと通信する、複雑なアナログ装置およびデジタル
装置の両方（マイクロエレクトロニクス回路等）を含
む。デジタルおよびアナログの装置と分配プロセッサと
が通信することによって、処理ドライバヘッド１２０、
３１０を適切に制御し監視できる。例えば、特に、使用
可能な試験の実施や、感知したデータの解釈や、処理ド
ライバヘッド１２０の校正等である。例えば、プリント
ヘッド装置１１６、３００の分配プロセッサ１２４、３
１４は、他の装置から記憶または感知したデータを受け
取って、発射パルス特性、レジスタのアドレッシング
（および、これらのレジスタへの発射データのロー
ド）、インク滴の飛翔経路の誤差訂正、処理ドライバヘ
ッド１２０の温度、電磁干渉、ノズルエネルギー、最適
動作電圧、その他プリントヘッド装置の電気的試験を制
御して調整できる。

【００４２】分配プロセッサ１２４は、また、そのプリ
ントヘッド装置についての適切な動作エネルギーレベル
を決定できる。プリントヘッド装置内の構成要素および
システムには、最低動作温度および電圧や最高動作温度
および電圧を有するものがあり、分配プロセッサは、プ
リントヘッド装置をこういった限度内に管理するのに役
立つ。最高動作温度は、プリントヘッドの信頼性を保証
しプリント品質の欠陥を回避するために設けられてい
る。同様に、最高電源電圧は、プリントヘッドの寿命を
最大にするために設けられている。

【００４３】エネルギーレベル決定のあるタイプは、プ
リントヘッド装置の動作電圧を決定するというものであ
る。好ましくは、動作電圧を製造時に決定し、装置の記
憶装置において符号化する。しかし、プリントヘッド装
置をプリントシステムに取り付けた後、プリントヘッド
装置に適切な動作電圧を送出するために、いくらか高い
電源１１４の電圧が必要である。プリントシステムに接
続することによって、更なる寄生抵抗が印加されるから
である。この電圧は、適切な電圧をプリントヘッド装置
に供給するように十分高くなければならないが、最大電
源１１４電圧よりは低くなければならない。従って、電
源電圧がプリンタにおいて調節できることが重要であ
る。

【００４４】最適動作電圧を、まずプリントヘッド装置
のターンオン・エネルギーを求めることによって決定す
る。ターンオン・エネルギーは、プリントヘッド装置の
ノズルから滴を噴出するのにちょうど適切なエネルギー
量である。製造時に、多量のエネルギーを印加して滴噴
出を観察することによって、ターンオン・エネルギーを
決定する。そして、このターンオン・エネルギーを、滴
噴出がなくなるまで徐々に下げていく。ターンオン・エ
ネルギー点は、滴噴出がなくなるすぐ上のエネルギーで
ある。次に、このターンオン・エネルギーとオーバーエ
ネルギーのマージンとを用いて動作電圧を求め、この電
圧を、プリントヘッド装置の記憶装置に書き込む。

【００４５】好適な実施形態において、エネルギーレベ
ルがターンオン・エネルギーよりも約２０％上回るよう
に、最適動作電圧を調整する。このエネルギーレベル
は、次式によって与えられる。 エネルギー ＝ 電力 ＊ 時間 ただし、発射パルスのパルス幅は時間の測定値である。
電力は次式によって与えられる。 電力 ＝ Ｖ²／ｒ ただし、ｒはプリントヘッド装置の抵抗であり、Ｖは動
作電圧である。本実施形態において、エネルギー値をタ
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、最適動作電圧を求めうる。更なる詳細につい
ては、引用することにより本明細書の一部をなすものと
する「A High Performance Printing System and Proto
col」という名称の１９９９年２月１９日出願の米国特
許出願番号第０９／２５３，４１１号公報を参照された
い。

【００４６】プリントカートリッジについての動作エネ
ルギーを決定する方法の詳細については、「Energy Con
trol Method for an Inkjet Print Cartridge」という
名称の１９９８年４月３０日出願の米国特許出願番号第
０９／０７１，１３８号公報と、「Thermal Ink Jet P
rint Head and Printer Energy Control Apparatus and
Method」という名称の１９９７年１０月２８日出願の
米国特許出願番号第０８／９５８，９５１号公報と、
「Determining the Operating Energy of A Thermal In
k Jet Printhead Using an Onboard Thermal Sense Reg
ister」という名称の米国特許番号第５，４１８，５５
８号公報と、「Thermal Turn-on Energy Test for an I
nk Jet Printer」という名称の米国特許番号第５，４２
８，３７６号公報と、「Energy Management Scheme for
an Ink Jet Printer」という名称の米国特許番号第
５，６８２，１８５号公報とを参照されたい。前述のも
のは本願の出願人に譲渡されており、これらは引用する
ことにより本明細書の一部をなすものとする。

【００４７】プリントヘッド装置１１６は、発送して使
用する前に、好ましくは、１回限りの工場での校正プロ
セスを行い、プリントヘッド装置内の各セクション内で
のばらつきを補償する。こういったばらつきは、インク
噴出部４１６と内部トレースと寄生抵抗同士との間のば
らつきを含む。従って、所与のプリントヘッド装置内部
のばらつきを、好ましくは、製造プロセス中に識別して
補償する。適切な校正が、インク噴出部４１６への適切
なエネルギーを保証し、インク噴出部の寿命を延長す
る。

【００４８】すなわち、工場での校正は、まずターンオ
ン電圧を決定でき、そして、動作電圧および十分なオー
バーエネルギーを供給する公称パルス幅を計算できる。
この電圧は、プリントヘッド装置の記憶装置に書き込ま
れる。記憶装置をこのようにプログラムしておいて、プ
リントヘッドをユーザに発送できる。この時、プリント
ヘッドは、プリンタと共に配達してもよいし、交換プリ
ントヘッド装置として発送してもよい。スタートアップ
すなわちインストールにおいて、プリントシステムがこ
の校正を用いて、プリントシステムが用いる動作設定を
決定できる。動作において、システムを校正して「ブラ
ックアウト条件(blackout conditions)」における全滴
体積の発射に適切な発射エネルギーレベルを保証するた
めの公称の動作電圧およびパルス幅を設定する。

【００４９】インクジェットのプリントヘッドを連続し
て高周波数および高負荷で発射させていると、発射電圧
（オーバーエネルギー）によっては、数ページ後にプリ
ントヘッドがシャットダウンして発射を停止してしまう
可能性がある。この問題が起こるのは、基板４１０全体
の温度が、公称の動作温度である約４５℃から６０℃〜
８５℃に上昇することによる。こういった基板温度で
は、局部的なインク噴出部４１６の領域が高温になり過
ぎて（１００℃以上）、生成される気泡がつぶれなくな
ってしまい、インク滴の噴出が停止して、更なる加熱お
よび熱暴走に通じる。

【００５０】一般的に、アナログ／デジタル変換器（以
下、「ＡＤＣ」と呼ぶ）およびデジタル／アナログ変換器
（以下、「ＤＡＣ」と呼ぶ）を用いる（図１および図２に
は図示せず）。アナログ温度センサ１４０がドライバヘ
ッド１２６の温度を測定し、ＡＤＣが測定値をデジタル
ワードに変換する。ＤＡＣは、デジタル変換した信号を
受け取り、適切なエネルギーおよび温度設定の調整を行
う。好適な実施形態において、処理ドライバヘッド１２
６は、温度センサ１４０と、感知した温度と相関するデ
ジタルワードを提供する手段とを含む。このデジタルワ
ードを、処理ドライバヘッド１２０またはプリントシス
テム制御装置１１０のどちらかの上に配置された追加の
温度監視および制御回路によって利用する。ＡＤＣは、
アナログ温度入力信号を、測定温度に比例するデジタル
出力信号に変換する。次に、ＤＡＣが、デジタル出力信
号を受け取って、そのデジタル出力信号をほぼ等しいア
ナログ電圧信号へと変換する。デジタル比較器等の決定
要素を用いて、アナログ入力信号とＤＡＣからのアナロ
グ電圧信号とを比較して、このアナログ信号のデジタル
表示がいつ達したかを判定し、この測定温度を基にして
制御を決定する。その結果、この熱制御システムによっ
て、処理ドライバヘッド１２６を最適プログラム可能温
度にまたはその近傍に管理し、上限設定点を超えたかど
うかを判定する閉ループ制御を提供する。

【００５１】すなわち、処理ドライバヘッド１２０上に
温度センサ１４０を配置し、センサ電圧出力は感知した
温度に比例する。ＡＤＣは、感知した温度をデジタルワ
ードに変換し、そのデジタルワードをＤＡＣに送る。Ｄ
ＡＣは、デジタル入力と、デジタル入力が受け取ったデ
ジタルワードの値に比例する出力電圧とを有する。デジ
タル比較器は、センサ電圧出力に接続した第１の入力
と、変換器電圧出力に接続した第２の入力とを有する。
比較器は、変換器の出力電圧を基にした等価信号を生成
する。プリントヘッドは、デジタルワードと予め選択し
た温度しきい値とを比較し、その温度が選択した範囲内
にあるかどうかを判定する温度制御装置１３６を有しう
る。

【００５２】プリントシステム１００は、プリントヘッ
ド装置１１６に結合した制御装置１１０を含む。プリン
トヘッド装置１１６は、処理ドライバヘッド１２０と、
プリントカートリッジ校正情報を含みうるプリントヘッ
ドの記憶装置１２２とを含む。処理ドライバヘッド１２
０は、分配プロセッサ等のデータプロセッサ１２４と、
インクジェットインク噴出部や滴発生器４１６のアレイ
等のドライバヘッド１２６とを含んでなる。ドライバヘ
ッド１２６は、プリントヘッド温度を動的に測定するセ
ンサ１４０を更に含む。センサ１４０は、アナログセン
サであってもデジタルセンサであってもよい。好ましく
は、センサ１４０をドライバヘッド付近に分配して「全
体」の温度を感知するようになっている。

【００５３】本発明は、ドライバヘッド１２６に送出さ
れるエネルギーを制御することによって、処理ドライバ
ヘッド１２０の性能および信頼性を改良する。図１およ
び図２に戻ると、図２に示すように、分配すなわちデー
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とを組み込んでも
よい。または、制御装置１１０がこういった装置を組み
込んでもよい。エネルギー制御装置１３２を用いて、プ
リンタのキャリッジとプリントヘッド装置１１６のドラ
イバヘッド１２６の相互接続パッド３１２との間の寄生
相互接続抵抗のために生じる基本要素供給電圧における
ばらつきを補償できる。これは、例えば、発射パルス幅
を調整して、ドライバヘッド１２６へのエネルギー送出
を変えることによって行ってもよい。

【００５４】データプロセッサ１２４は記憶装置１２２
と通信できるが、データプロセッサ１２４は、好ましく
は、双方向に主に制御装置１１０と通信する。この双方
向通信によって、データプロセッサ１２４は、処理ドラ
イバヘッド１２０に送出されるエネルギーを調整するた
めに感知し与えられた動作情報を基にして、自らの発射
およびタイミングの動作を動的に定めて作動できる。こ
れらの定められた決定は、特に、プリントヘッド上の特
定のノズルが作動していないこと、プリントヘッドの整
備動作、感知したプリントヘッド温度、プロット密度、
１回分のプリントの縁からの距離、または上の事柄のう
ちのいくつかまたはすべてを組み合わせたものを基にし
てもよい。

【００５５】上述のように、インクジェットプリントカ
ートリッジは、発射チャンバにおける気泡形成を被る可
能性があり、これによって、噴出の方向を誤ったり、全
く噴出が行われなかったりしてしまう可能性がある。特
定のノズルがある時間の間作動せずキャップが外れてい
るとこういったことが起こる。１枚のページをプリント
する場合には、必ずしもプリントカートリッジ上のすべ
てのノズルを用いるわけではない。このように作動して
いない時間の間に、こういったノズルは高温であること
が多い。特に、顔料で着色したインクシステムにおいて
は、発射チャンバ内の気泡によって信頼性の問題が生じ
る。このような気泡が、滴の飛翔経路の誤差を引き起こ
し、または、ノズルが完全に作動しない原因となる可能
性がある。特定のノズルについてプリントが一時停止し
ている間に気泡が生じる。特定のインクジェットシステ
ムの気泡に対する感度は、インクの組成と、ノズルおよ
び発射チャンバの幾何学的形状と、温度とによって決ま
る部分が大きい。

【００５６】プリントカートリッジに送出されるオーバ
ーエネルギーを、インク滴の噴出中の通常の２０％のオ
ーバーエネルギーよりも増大することによって、発射チ
ャンバ内の気泡による諸問題を改良できるということが
わかっている。この増大したオーバーエネルギーは、３
０％から１００％のオーバーエネルギーのいずれかであ
ってもよい。上述のように、エネルギーと電力と電圧と
の関係は次式のとおりである。 エネルギー ＝ 電力 ＊ 時間 ただし、発射パルスのパルス幅は時間の測定値である。
電力は次式によって与えられる。 電力 ＝ Ｖ²／ｒ よって、 エネルギー ＝ Ｖ²／ｒ ＊ 時間 ただしｒはプリントヘッド装置の抵抗であり、Ｖは動作
電圧である。従って、発射パルスのエネルギーは、電圧
の増大およびパルス幅の増大のどちらによっても増大で
きる。更に、所望のエネルギーレベルを達成するため
に、電圧およびパルス幅の両方を変化させることが有利
であることが多い。例えば、インクの組成と、ノズルお
よび発射チャンバの幾何学的形状と、温度とによって、
４０％のオーバーエネルギーにてプリントカートリッジ
を加熱することを所望する場合には、実際にはパルス幅
を低減して、電圧を更に高レベルに増大して４０％のオ
ーバーエネルギーを達成できるようにすることが望まし
いかもしれない。従って、電圧１０．７ボルトおよびパ
ルス幅１．６マイクロ秒がプリントカートリッジに対し
て２０％のオーバーエネルギーを与える場合に、１４．
５ボルトの電圧および１．０マイクロ秒のパルス幅を用
いることによって、４０％のオーバーエネルギーを達成
できる。プリントカートリッジに送出されるエネルギー
は、電圧およびパルス幅を制御する制御装置１１０およ
び電源１１４によって制御される。制御装置１１０は、
エネルギー制御装置１３２を無視（override）してもよ
い。

【００５７】しかし、高エネルギーで常に動作している
と、インク滴を噴出するヒータ抵抗器の寿命が短くなっ
てしまう可能性がある。また、過剰なエネルギーは熱に
なり、その熱によってプリントヘッドの温度が上昇し
て、他のプリントおよび信頼性における欠陥が生じてし
まう。こういった制約があるために、本発明は、残りの
システムに与える影響が最小の状態において利点が得ら
れるようにエネルギーを変化する。温度センサ１４０を
用いて、プリントカートリッジが所定温度に達するまで
プリントヘッドの温度を監視する。所定温度に達する
と、制御装置１１０が、用いていたオーバーエネルギー
を通常のオーバーエネルギーまで下げる。図６は、発射
パルスのエネルギーの関数として気泡が引き起こすイン
ク噴出部／ノズルアウトの結果を示す。エネルギーが増
大するにつれて、気泡が引き起こすインク噴出部／ノズ
ルアウトの結果が低減する。

【００５８】本発明の第1の実施形態において、プリン
トカートリッジに送出されるオーバーエネルギーを、プ
リントカートリッジ上のインク噴出部／ノズルが所定の
最大時間量の間に用いられていなかった場合にはいつで
も、通常のオーバーエネルギーよりも上に増大する。制
御装置１１０は、それぞれのプリントカートリッジを個
々に監視して、それぞれのプリントカートリッジ上の１
以上のインク噴出部が、いつ、それぞれのプリントカー
トリッジについての所定の最大時間量の間に用いられて
いなかったかを判定する。この所定の最大時間量は、イ
ンクの組成と、ノズルおよび発射チャンバの幾何学的形
状とに依存する。従って、この所定の最大時間量は、黒
色のプリントカートリッジと異なる色のプリントカート
リッジとの間で互いに異なってもよい。更に、この所定
の最大時間量は、粘性のノズル詰まり（viscous nozzle
plug）や気泡が引き起こすインク噴出の問題によって
異なってもよい。この最大時間量は、気泡が引き起こす
インク噴出の問題については３秒程度であり、キャップ
されていない粘性の詰まりについては５秒程度でありう
る。

【００５９】１以上のプリントカートリッジが所定の最
大時間量の間に用いられなかった場合には、プリントカ
ートリッジがインクつぼの上方にある間に、制御装置１
１０が高いオーバーエネルギーの吐出動作を用いる。オ
ーバーエネルギーの吐出動作はすべて、インクつぼの上
方にて行われる。実際のプリントを行うときには、通常
の発射エネルギーを用いる。制御装置１１０は、個々の
発射チャンバによって発射エネルギーを調整することが
できないためである。図７は、上述のことを示すフロー
チャートである。

【００６０】低密度のプロットについては、作動してい
ない１以上のノズルがある可能性が増大する。また、低
密度のプロットにおいてはプリントヘッドのデューティ
ーサイクルが短いため、発生する熱も少ない。従って、
本発明の他の実施形態において、ある決定した最小しき
い値よりもプリント密度が低い画像をプリントするとき
にはいつでも、プリントカートリッジに送出されるオー
バーエネルギーは、通常のオーバーエネルギーよりも増
大する。制御装置１１０は、それぞれのプリントカート
リッジを個々に監視して、１以上のプリントカートリッ
ジが、いつ、それぞれのプリントカートリッジについて
の所定の最小画像密度よりも下でプリントするかを判定
する。この所定の最小画像密度は、インクの組成と、ノ
ズルおよび発射チャンバの幾何学的形状とによって決ま
る。従って、この所定の最小画像密度は、黒色のプリン
トカートリッジと異なる色のプリントカートリッジとの
間で互いに異なってもよい。この最小画像密度は、百分
率密度により表現できる。１以上のプリントカートリッ
ジがその所定の最小画像密度よりも下でプリントする場
合には、プリントカートリッジがインクつぼの上方にあ
る間に、制御装置１１０が高いオーバーエネルギーの吐
出動作を用いる。オーバーエネルギーの吐出動作はすべ
て、インクつぼの上方にて行われる。実際のプリントを
行うときには、通常の発射エネルギーを用いる。制御装
置１１０は、個々の発射チャンバによって発射エネルギ
ーを調整できないからである。図８は、上述のことを示
すフローチャートである。

【００６１】本発明の他の実施形態において、プリント
カートリッジをキャッピングステーションから動かす時
の、スタートアップの吐出用の高エネルギーの使用や、
日常の整備吐出や、インクつぼ内へのすべての吐出およ
びフライバイ(fly by)の吐出のような、つぼ内へのすべ
ての整備吐出について高いオーバーエネルギーを用い
る。

【００６２】必要な吐出させるインク滴の数は、吐出の
目的と、インクの組成と、ノズルおよび発射チャンバの
幾何学的形状とに依存する。この吐出のインク滴の必要
数は、５から３００回の吐出回数までのいかなる範囲に
わたるものである。

【００６３】上述の、高いオーバーエネルギーを用いる
一連の事柄において、高エネルギー発射は、センサ１４
０が測定するプリントヘッドの温度が、そのプリントカ
ートリッジについての所定の温度を越えるまでの間の
み、用いられる。いったんこの所定の温度に達すると、
動的パルス幅調整を用いて温度を低くする。引用するこ
とにより本明細書の一部をなすものとする「Method for
Controlling the Over-energy Applied to an Inkjet
Print Cartridge Using Dynamic Pulse Width Adjustm
ent Based on Printhead Temperature」という名称の
１９９９年１０月１３日出願の米国特許出願番号第０９
／４１６，８００号を参照されたい。

【００６４】本発明の原理、好適な実施形態、および実
施例を上述して説明した。しかし、本発明は、説明した
特定の実施形態に限定されると解釈されるべきではな
い。従って、上述の実施形態を、限定的ではなく例示的
であるとみなすべきであり、当業者であれば、特許請求
の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱するこ
となく、このような実施形態を変形できることを理解す
べきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み込んだプリントシステム全体のブ
ロック図である。

【図２】本発明の好適な実施形態を組み込んだプリント
システム全体のブロック図である。

【図３】本発明を組み込んだ説明の目的のためにのみ示
す例示的なプリンタの概観図である。

【図４】本発明を組み込んだ説明の目的のためにのみ示
す例示的なプリントカートリッジの斜視図である。

【図５】プリントヘッド装置の分配プロセッサおよび抵
抗器と、ドライバヘッドの基本レイアウトとを示す図４
の統合処理ドライバヘッドの詳細図である。

【図６】エネルギーの増大に伴って気泡が引き起こすノ
ズルのアウトの結果を示す折線図である。

【図７】本発明の第1の実施形態を示すフローチャート
である。

【図８】本発明の他の実施形態を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１００ プリントシステム １１０ コントローラ １１２ インク供給装置 １１４ 電源 １１６ プリントヘッド装置 １１８ インク供給記憶装置 １２０ 処理ドライバヘッド １２２ メモリ １２４ データプロセッサ １２６ ドライバヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー・ディ・ルットランド アメリカ合衆国カリフォルニア州92131, サンディエゴ，キャミニト・コロラド 10856 (72)発明者 グラント・エー・ウェブスター アメリカ合衆国カリフォルニア州92082, バレー・センター，イェロー・ブリック・ ロード 28951 Ｆターム(参考） 2C056 EA08 EA14 EB40 EC07 EC38 EC39 EC42 EC53 FA03 2C057 AF72 AG12 AL14 AL35 AM16 AM29 AR09 BA04 BA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の所定のエネルギーを有する電気パ
   ルスによって作動可能なインク噴出部を有するプリント
   ヘッド装置を設けるステップと、 それぞれのプリントヘッド装置を個々に監視し、該プリ
   ントヘッド装置上のそれぞれのインク噴出部を発射動作
   させてからの経過時間を決定するステップと、 前記プリントヘッド装置上のそれぞれのインク噴出部に
   ついての前記経過時間と、前記プリントヘッド装置につ
   いての所定の最大時間量とを比較するステップと、 前記プリントヘッド装置上の前記インク噴出部のうちの
   少なくとも１つについて前記所定の最大時間量を超える
   と、前記プリントヘッド装置について第２の所定のエネ
   ルギーにて高エネルギーの吐出を開始するステップとを
   含んでなるインクジェットのプリントヘッド装置を制御
   する方法。
2. 【請求項２】 前記第２の所定のエネルギーは、前記第
   １の所定のエネルギーの１．３倍から２．０倍の範囲で
   ある請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記高エネルギーの吐出は、インクつぼ
   の上方にて起こる請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記プリントヘッド装置による吐出回数
   を監視するステップと、 所定の最大吐出回数を超えたかどうかを判定するステッ
   プと、 前記所定の最大吐出回数を超えると、高エネルギーの吐
   出を終了するステップとを更に含んでいる請求項１に記
   載の方法。
5. 【請求項５】 プリントヘッド装置温度を監視するステ
   ップと、 所定の最高温度を超えたかどうかを判定するステップ
   と、 前記所定の最高プリントヘッド装置温度を超えると、高
   エネルギーの吐出を終了するステップとを更に含んでい
   る請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 第１の所定のエネルギーを有する電気パ
   ルスによって作動可能なインク噴出部を有するプリント
   ヘッド装置を設けるステップと、 それぞれのプリントヘッド装置を個々に監視して、該プ
   リントヘッド装置によるプリント密度を決定するステッ
   プと、 前記プリントヘッド装置についての前記プリント密度
   と、前記プリントヘッド装置についての所定のプリント
   密度とを比較するステップと、 前記プリントヘッド装置についての前記プリント密度が
   前記所定のプリント密度よりも低いと、前記プリントヘ
   ッド装置について第２の所定のエネルギーにて高エネル
   ギーの吐出を開始するステップとを含んでなるインクジ
   ェットのプリントヘッド装置を制御する方法。
7. 【請求項７】 前記第２の所定のエネルギーは、前記第
   １の所定のエネルギーの１．３倍から２．０倍の範囲で
   ある請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記高エネルギーの吐出は、インクつぼ
   の上方にて行う請求項６に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記プリントヘッド装置による吐出回数
   を監視するステップと、 所定の最大吐出回数を超えたかどうかを判定するステッ
   プと、 前記所定の最大吐出回数を超えると、高エネルギーの吐
   出を終了するステップとを更に含んでいる請求項６に記
   載の方法。
10. 【請求項１０】 プリントヘッド装置温度を監視するス
    テップと、 所定の最高温度を超えたかどうかを判定するステップ
    と、 前記所定の最高プリントヘッド装置温度を超えると、高
    エネルギーの吐出を終了するステップとを更に含んでい
    る請求項６に記載の方法。