JP2003504251A

JP2003504251A - サーマルインクジェットプリンタのための液滴容量計算方法

Info

Publication number: JP2003504251A
Application number: JP2001510663A
Authority: JP
Inventors: スカルドヴィ，アレッサンドロ
Original assignee: オリベッチ・テクノスト・ソチエタ・ペル・アツィオーニ
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2003-02-04
Also published as: DE60008537D1; EP1200265B1; US6517182B1; ITTO990636A1; IT1310121B1; EP1200265A1; DE60008537T2; WO2001005594A1

Abstract

(57)【要約】サーマルインクジェット印刷ヘッド（１１）によって射出されるインク（２２）の液滴の容量（Ｖｏｌ）を検知する方法であって、印刷ヘッド（１１）の一以上のサーマル射出アクチュエータ（１７）が、液滴が射出されない状態から段階的に増加する駆動エネルギ（Ｅｐ）によってパルス形態で駆動され、一方、印刷ヘッド（１１）は、同印刷ヘッド（１１）内で適当なフィードバックエネルギ（Ｅｒ）を吸収し且つ消費する熱制御部材（２８）によって、駆動エネルギ（Ｅｐ）の段階的な増加に抵抗しないほぼ一定の安定化温度（Ｔｓ）に維持される連続的な駆動サイクルを含み、連続的な駆動サイクルの過程において互いに相関せしめられた、射出アクチュエータ（１７）に供給される駆動エネルギ（Ｅｐ）と、印刷ヘッド（１１）を安定化温度（Ｔｓ）に維持するために、熱制御部材（２８）によって吸収され且つ消費されるフィードバックエネルギ（Ｅｒ）との各々の量が、連続的な駆動サイクルを表す実験的な特性（５０）を規定するために得られ、この特性（５０）の２つの直線状の端部（５１，５３）は、インクジェット印刷ヘッド（１１）によって射出されるインクの液滴（２２）の容量（Ｖｏｌ）を、それらの相互の偏差（ΔＥｐ）に基づいて、計算するために、相互に比較される、方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は、サーマルインクジェット印刷ヘッドによって射出されるインクの液
滴の容量を検知するための方法及び同方法によって作動し且つ理想的な印刷モー
ドを自動的に設定する機能を有するインクジェットプリンタに関する。

【０００２】（技術的背景）現在のところ、インクジェット技術に基づくプリンタ及びこれらのプリンタに
おいて使用される印刷ヘッドの両方ともが、印刷の品質及び動作の信頼性に関し
て最良の結果を得るために、それらの構成要素間のかなりの一体化を有する。

【０００３】不幸にも、高度に一体化された構造においてさえ及び種々の製造戦略にもかか
わらず、インクジェットプリンタ及び相対的なサーマル印刷ヘッドは、実際には
、それらから得られる性能及び特に印刷性能に時々は著しく影響を与えるかもし
れない通常状態に対する寸法的な形状の間違い及び一つのものと次のものとの間
の違いを生じる。

【０００４】この欠点は、一般的には、種々の部品がインクジェットプリンタを含み、相対
的な印刷ヘッドが作られ且つ組み立てられる製造サイクル及び／又は組立サイク
ルに典型的なエラー、誤差及びばらつきによる。

【０００５】これは、特に、多くのステップ及び多くの構成要素の一体化からなるきわめて
複雑な製造工程によって作られた各プリンタにおけるインクの液滴を射出するよ
うに配置されたインクジェット印刷ヘッドに当てはまる。

【０００６】更に、最近市販されているインクジェットヘッドモデル、特に、“使い捨ての
”ものの殆どによって満たされなければならない極めて厳しい経済的な基準は、
コストのために、製造された各印刷ヘッドが個々にチェックされるのを許容せず
、発見された印刷ヘッドの通常状態からのいかなる逸脱の排除も可能にしない。

【０００７】同様に、印刷ヘッド製造サイクルの連続的な調整作業を行うことは不可能であ
り、その結果、実際には、最終的な分析において、常に、たとえ通常に受け入れ
られた場合でも、それらの特性、特に、それらの寸法上のパラメータのある程度
のばらつきがある。

【０００８】一般に、通常状態に関する誤差及び／又は相反する相互作用の結果として、イ
ンクジェットプリンタによって得ることができる信頼性及び最終的な印刷品質を
調整することができるファクタは多く、これらのいくつかを明確化のために以下
に列記する。

【０００９】 −印刷中にいくつかの基本的な動作を管理するようになされ且つ特にインクジ
ェットヘッドの駆動タイミングを規定する、インクジェットプリンタ上に備えら
れたファームウエア、すなわち、インクジェットのための特別なプログラム −インクジェットヘッド駆動回路、すなわち、液滴を射出するのに必要なエネ
ルギを供給することによって印刷ヘッドを直接制御することを意図した回路であ
って、典型的には、電源と、プリンタと印刷ヘッドとの両方を基板上に配列した
複数の駆動部品と、を含んでいる回路 −液滴の大きさを決定する、ヘッドによって射出される液滴の容量 −プリンタドライバー、すなわち、一般的に、プリンタに接続されたコンピュ
ータにインストールされたプログラムであって、オリジナルの像の色彩データを
プリンタのための正しいコマンドに変換するために、オリジナルの像を１ドット
ずつ処理して、一枚の紙のような印刷媒体上にオリジナルの像の印刷を行うよう
にするプログラム。特に、プリンタドライバーは、印刷されるべき像の基本単位
ドットの大きさ、印刷媒体のタイプ等を含む種々のパラメータに依存する像の色
彩データに対して作動し、プリンタを理想的に制御するために、従って、最良の
印刷品質を得るために、図式的な誤りをぼかすための適切なアルゴリズムを組み
入れている。

【００１０】印刷ヘッドによって得ることができる性能及び最終的な印刷品質を改良するた
めに、制御下でサーマルインクジェット印刷ヘッドによって射出される液滴の容
量を維持するという一般的な概念は、セクター技術において長年知られている。

【００１１】例えば、米国特許第５，０３６，３３７号は、時が経つにつれて、所望の値に
従ってサーマルインクジェットによって射出される液滴の容量を維持することを
意図した方法を記載している。

【００１２】この方法においては、製造工程における典型的な公差及びばらつきを考慮に入
れるために、インクジェット印刷ヘッドによって得ることができる性能を示す基
準表が、製造された広範囲のサーマルインクジェット印刷ヘッドにおいて実行さ
れた実験検分によって、実験的な形態で前もって予め規定されている。この基準
表は、次いで、印刷ヘッドの作動レジスタを駆動して液滴の射出を決定するパル
スの時間及び特性を制御回路によって調整するために印刷過程中に得られる。

【００１３】この方法は、リアルタイムで連続的に更新される情報の代わりに、印刷過程の
実際の進行を示す固定され且つ規定されたプライオリ（ｐｒｉｏｒｉ）であるた
くさんの基準データに基づくことによって制限される。

【００１４】ほぼ一定の容量の液滴の安定した射出を保証するために印刷ヘッドの射出レジ
スタに送られるべき駆動エネルギのための理想的な値であるサーマルインクジェ
ットヘッドの理想的な効果的な作動ポイントを自動的に設定するための方法もま
た、本出願人のために出願された米国特許第５，７６７，８７２号によって知ら
れている。この方法は、試験的な開始サイクルを含み、この開始サイクルにおい
て、インクジェット印刷ヘッドの射出レジスタは、変わりやすい容量の液滴の不
安定な射出領域とほぼ一定な容量の液滴の安定した射出領域との間の境界線上の
印刷ヘッドの作動条件に対応する駆動エネルギのための臨界的な値を実験的に検
知するために、変わりやすい駆動エネルギによって駆動される。

【００１５】この方法は、次いで、予め検知された臨界的な駆動エネルギ値に基づき且つこ
の臨界的な値を所定のパーセンテージで増分することによって、通常の作動でレ
ジスタを駆動する駆動エネルギのための理想的な値を自動的に計算し且つ設定す
る。このようにして、製造上の公差及び種々の印刷ヘッドの正確さの欠如にかか
わらず、明確に液滴の安定した射出の領域内にある各印刷ヘッドの通常の作動が
保証される。

【００１６】この方法は、液滴の安定した射出を永久的に得るような方法で各サーマルイン
クジェット印刷ヘッドのための効率が良く且つ自動的な設定を付与し、製造上の
公差を許容するという顕著な利点を有する。しかしながら、この方法は、少なく
とも部分的に理想的な印刷品質を常に保証するために射出されるインクの液滴の
実際の容量であるパラメータの重要性を無視するという欠点をも有している。更
に、特に、この方法は、射出される液滴のこの実際の容量を如何にして決定する
ことができるかについての指示を提供しない。

【００１７】（発明の概要）本発明の主たる目的は、インクジェット印刷におけるこの重要なパラメータの
より効率の良い制御及び使用を許容するために、十分に信頼性があり且つ正しい
方法で、サーマルインクジェット印刷ヘッドによって射出される液滴の実際の容
量を検知するための方法を規定することである。

【００１８】本発明のもう一つの目的は、インクジェット印刷ヘッドによって射出されるイ
ンクの液滴の容量の検知に基づいて、インクジェット印刷ヘッドが設けられたプ
リンタから得ることができる性能特に印刷品質を著しく改良することができる方
法を規定することである。

【００１９】上記の目的は、主要な独立請求項に規定されたステップ及び特徴を各々有する
サーマルインクジェットヘッドによって射出される液滴の容量を自動的に検知す
るための方法及び装置によって得ることができる。

【００２０】特に、本発明によって表されるものに従って、サーマルインクジェット印刷ヘ
ッドによって射出される液滴の容量の検知は、得られる印刷の品質を常に理想化
するために、自動的にすなわちユーザーの如何なる介入も無く、印刷ヘッドが嵌
合されるプリンタの作動中の印刷モードを設定するために使用される。

【００２１】（本発明を実行するための好ましいモード）図１を参照すると、射出される液滴の容量を検知するための本発明の方法に従
って作動するのに適したインクジェットプリンタが、符号１０によって全体的に
示されており、このインクジェットプリンタは、固定構造２０と、引き伸ばした
形態で示されている固定構造２０を外部から保護する外側ケーシング３０と、固
定された構造２０に対して可動のキャリッジ１５と、同キャリッジ１５上に取り
外し可能に嵌合され且つインクの液滴を射出する機能を有するインクジェット印
刷ヘッド１１と、を含んでいる。

【００２２】印刷ヘッド１１は、キャリッジ１５上に取り付けられると、前方部分が、図１
には示されていない例えばプリンタ１０の適当な部材によって動かされるように
配置されている一枚の紙からなる印刷媒体と対向する。

【００２３】キャリッジ１５は、印刷ヘッド１１が同印刷ヘッド上にインクの液滴を射出し
ている間に、印刷ヘッドを、印刷媒体の前方で後方か前方かのどちらかに動かす
ために、プリンタ１０の固定構造２０に対して移動するのに適している。

【００２４】液滴の射出は、射出される液滴に対応して印刷されたドットの和として印刷媒
体上に符号、文字及び像を形成するように、プリンタ１０の内側に収容された適
切な制御回路によって制御される。印刷ヘッド１１は、ときどきバブルインクジ
ェット印刷技術とも称されるサーマルインクジェット印刷として知られている技
術に基づいて作動するのに適しており、このサーマルインクジェット印刷技術に
おいては、膨張によって印刷ヘッド１１の複数のノズルから液滴を射出させる蒸
気のバブルをインク内に発生させるために、印刷ヘッド１１内に含まれているイ
ンクが沸点まで加熱される。

【００２５】印刷ヘッド１１は、プリンタ及びそれに対応するインクジェット印刷ヘッドに
おいて現在広く適用されている種々の解像度によって、黒白のみでの印刷を許容
する黒インクのみを含んでいてもよく又はカラー印刷を許容する一以上の色のイ
ンクを含んでいても良い。

【００２６】印刷ヘッド１１の内部の詳細は図２において見ることができ、図２は、印刷媒
体の前方に配置された印刷ヘッド１１の前方部分を断面によって示している。印
刷媒体は、符号１８によって示されており且つ典型的には一枚の紙からなる。

【００２７】特に、印刷ヘッド１１には、インクのリザーバ１３のためのタンク１５の内側
に形成された概してプラスチック材料からなる外側シェル１２と、複数のノズル
１６とが設けられ、このためノズルプレートとも呼ばれる印刷媒体１８に対向し
ているプレート１４と、各々が射出を起させるための各々のノズル１６と関連付
けられてノズルによってインクの液滴２２を印刷媒体１８に向けて射出させる複
数の射出アクチュエータ１７と、“ダイ”とも呼ばれ且つ表面に射出アクチュエ
ータ１７を担持しているシリコンのような半導体タイプの材料によって作られた
基板２１と、フォトポリマーのような材料によって作られた層であってノズルプ
レート１４が同層を介して基板２１に取り付けられる層３５と、概して符号１９
によって示され且つ本質的な機能がリザーバ１３からのインクを射出アクチュエ
ータ１７の領域に運んでインクが射出アクチュエータの領域に戻り且つ沸点に到
達せしめられて以下により詳細に説明するように液滴２２の射出を生じさせるこ
とである液圧回路と、を含んでいる。

【００２８】更に、図２に図示され且つ以下により詳細に説明されている制御ユニット３１
が、印刷ヘッド１１の作動を制御するために配置され、この目的のために、複数
のライン３２によって射出アクチュエータ１７の各々に電気的に接続されている
。

【００２９】液圧回路１９は、タンク１５を射出アクチュエータ１７及びノズル１６の領域
と連通させる中央開口又はスロット２６を含んでおり、また、図２には殆ど示さ
れておらず且つ互いに連通しており且つ既に述べたようにインクの流れを各射出
アクチュエータ１７に戻す機能を有している複数のチャネル及びチャンバをも含
んでいる。

【００３０】特に、ノズルプレート１４と基板２１との間に設けられ、各射出アクチュエー
タ１７に対応する液圧回路１９は、リザーバ１３から来るインクで満たされてい
る極めて小さい値の厚みＳを有するチャンネル２４を形成している。

【００３１】基板２１は、タンク１５のための密封シールを形成するために、符号４５によ
って示された接着剤又は充填材料の助けを借りてシェル１２に取り付けられてい
る。

【００３２】基板２１、基板２１上に設けられた射出アクチュエータ１７、接続回路及びア
クチュエータ１７と関連付けられたトラックは、後に説明するその他の構成部品
と共に、半導体技術に基づいた製造サイクルによって製造され、この技術によれ
ば、製造された構成部品の高度な小型化を得ることができる。

【００３３】射出アクチュエータ１７は、各々のノズル１６の前方において基板２１に沿っ
て配置され且つチャンネル２４によって決定されたインクの薄い層によってノズ
ル１６から隔離されている。

【００３４】射出アクチュエータ１７及びそれに対応するノズル１６は、広く知られた形状
に従って、例えば、互いに適切に距離を隔てられた種々の列に配置されている。
例えば、図２は、ノズル１６とアクチュエータ１７とが、矢印２７によって示さ
れた印刷媒体１８に対する印刷ヘッド１１の動きの方向に直角の方向に配置され
た２つの列にまとめられている。

【００３５】射出アクチュエータ１７は、制御ユニット３１によって発生され且つ以下にお
いて更に詳細に説明される適当な電気信号によって選択的に駆動されるように意
図されており、この電気信号は、ライン３２によって射出アクチュエータ１７に
到達する。

【００３６】図２においてライン３２に沿って矢印で示されているこれらの信号は、インク
の液滴２２の射出を生じさせるために射出アクチュエータ１７を作動させるとい
う目的を有している。

【００３７】ヘッド１１と一体化されたライン３２の端部は、シェル１２の外側表面に延び
ており且つ一端が異なる射出アクチュエータ１７に電気的に接続されており且つ
他端（図面には示されていない）には印刷ヘッド１１がプリンタ１０のキャリッ
ジ１５上に取り付けられたときに可動のキャリッジ１５内に収容された対応する
接点（同じく図面には示されていない）と接触させるのに適した導電性接触パッ
ドが設けられているフラットケーブル２３によって作られている。

【００３８】このようにして、印刷ヘッド１１は、キャリッジ１５に取り付けられたときに
、制御ユニット３１に電気的に接続され且つ印刷媒体１８の前方における横方向
の動きの際に印刷ヘッド１１に命令するようになされた相対的な信号を受け取る
ことができる。

【００３９】電子制御ユニット３１は、典型的にはマイクロプロセッサを含んでおり且つ本
発明の特徴に対する如何なる影響も及ぼさずに印刷ヘッド１１の基板上に配置す
ることができ従って印刷ヘッドと一緒に動くことができるか又はプリンタ１０の
固定された構造２０内に配置することができる構成部品によって作られている。

【００４０】制御ユニット３１はまた、プリンタ１０とプリンタ１０が挿入される装置の他
の部品との間の交換を許容する作業を行う。この時点で、プリンタ１０がまれに単独で作動するように配置されるが、通常
は、プリンタ１０が一般的に処理される印刷データのための出力部材として機能
するコンピュータからなる装置内に挿入されることを思い起こすことは価値があ
る。

【００４１】この装置においては、データを処理するように意図されたコンピュータ常駐プ
ログラムは、一般的にコンピュータ内にインストールされ、その機能がコンピュ
ータによって処理されるデータをプリンタ１０のための適当なコマンドに変換し
て、データが印刷されるようにする時々は“プリンタドライバ”と呼ばれる特定
のプログラムの支援によって、プリンタ１０の制御ユニット３１と交替できる。
プリンタドライバは、特に、相対的な印刷ヘッドがどのようにして形成されるか
を考慮し且つそれらの機能的な特性を考慮しなければならないので、通常は、各
タイプのインクジェットプリンタに特有である。

【００４２】次いで、射出アクチュエータ１７に向かってライン３２を通る実際の印刷パル
スを出力するために、及び印刷媒体１８上でコンピュータによって処理されるデ
ータの印刷を行うために、通常はプリンタ１０が製造されるときに制御ユニット
３１内にロードされる“ファームウエア”とも呼ばれるプログラムと協働するた
めのプリンタドライバが設けられている。

【００４３】特に、射出アクチュエータ１７は、ライン３２上の制御ユニット３１から、駆
動エネルギＥｐの各パルスが印刷されるべきドットに対応し且つ受け取ったパル
スをジュール効果によって熱に変換するのに適してもいるパルス形態の駆動エネ
ルギを受け取るのに適している抵抗と動作が匹敵している。

【００４４】このようにして発生された熱は、次いで、射出アクチュエータ１７のすぐ隣に
おいて膨張によってチャンバ２４内に含まれているインクを各々のノズル１６か
ら押し出してインクが液滴２２の形態で外部に射出されるようにするインクの蒸
気バブルの発生を引き起こす射出アクチュエータ１７に対するインクブラッシン
グに消費される。

【００４５】駆動エネルギＥｐは、図４のグラフにおいて定性的に表されているパルスパタ
ーンを時間ｔに亘って有する信号５５に従って、制御ユニット３１によって射出
アクチュエータ１７に供給される駆動力Ｐｐに対応する。

【００４６】このグラフからわかるように、信号５５は、一列のサイクルを含んでおり、各
サイクルは、次いで、駆動力Ｐｐが最大値Ｐｐｍａｘを呈する第一の時間間隔ｔ
１と、駆動力Ｐｐが実際にはゼロであるこれに続く第二の時間間隔ｔ２とに、分
割される全継続時間を有している。

【００４７】継続時間の信号５５の各単一サイクルは、射出アクチュエータ１７の迅速な冷
却が続く急速な加熱を生じさせ、これは、既に述べたように、各サイクルが一つ
の液滴２２の射出に対応するように、インク蒸気バブルの形成及びそれに引き続
く迅速な破裂をもたらす。

【００４８】当然のことながら、信号５５上の電力又はエネルギサイクルの順序は、印刷さ
れるべき特定の情報すなわち印刷媒体１８上に印刷されなければならない対応す
る文字又は図形シンボルに依存するプリンタ１０のファームウエアと協力するプ
リンタドライバーによって影響を受ける。

【００４９】信号５５のサイクルは、印刷媒体１８の前方におけるヘッド１１の動きと同期
して起動され且つ印刷ヘッド１１の典型的な特性によって影響を受ける単位時間
における継続時間のサイクルの最大数に対応する最大周波数に達することができ
、これは、一般的に、インク蒸気バブルの形成、膨張及び破裂の各々のサイクル
間の重なることのない２つの連続する液滴の正しい射出を可能にするのに十分で
ある。

【００５０】バブルを発生させるようになされた全ての場合における種々のサイクルパター
ンが、広く適用される配置及び判定基準による駆動力信号Ｐｐに対して可能であ
る。

【００５１】ちなみに、力は単位時間当たりに供給されるエネルギとして規定されているこ
とが知られているので、各射出アクチュエータ１７に供給される駆動エネルギＥ
ｐと駆動力Ｐｐとの間に直接的な対応関係が存在することが指摘される。

【００５２】従って、これらの２つの量すなわち駆動力Ｐｐと駆動エネルギＥｐとは、一方
または他方に関する事実が単に好ましい事項であるように本明細書の記載の文脈
においては同等に使用することができることは明らかである。

【００５３】特に、信号５５の継続時間のたくさんのサイクルを含むのに十分な長さの予め
決められた時間間隔の間に一般的な射出アクチュエータ１７によって吸収される
駆動エネルギＥｐは、一般的な射出アクチュエータ１７に供給される平均的な力
を示している。

【００５４】信号５５の周期的なパターンを観察すると明らかなように、単位時間に一般的
な射出アクチュエータ１７に供給される駆動エネルギＥｐの値を変えるためには
、周期的な信号内の時間ｔ２とｔ１との比率すなわちセクター技術を身につけた
人によって“デューティーサイクル”として知られているパラメータを変えるこ
とで十分である。

【００５５】印刷ヘッド１１はまた、制御ユニット３１に接続され且つ印刷ヘッド１１内の
温度を示す信号を制御ユニット３１に送る機能を有する温度センサー２８をも含
んでいる。好ましくは、センサー２８は、種々の射出アクチュエータ１７を担持
している面上でシリコン基板２１に隣接して配置される。

【００５６】このようにして、シリコン基板２１の良好な熱伝導特性によりセンサー２８に
よって検知された温度は、その作動中に、印刷ヘッド１１内、特に射出アクチュ
エータ１７が周期的に加熱され或いは冷却されて液滴２２の射出を生じさせる領
域内の実際の熱の状態を示す。

【００５７】温度センサー２８は、材料及び形状について種々の方法で作ることができる。
例えば、この温度センサーは、温度によって変化する抵抗によって作っても良く
且つ印刷ヘッド１１の正しく且つ境界の定められた領域内の温度を示す温度信号
を射出するために、ドット状又はいずれにしても制限された大きさとすることが
できる。

【００５８】別の方法として、温度センサー２８は、典型的には、印刷ヘッド１１のかなり
広い領域に沿って平均温度を示す信号を発生するために、基板２１に沿って延び
る蛇のような細長い形状であっても良い。

【００５９】特に、図２の表現においては、温度センサー２８は、射出アクチュエータ１７
の領域に関して２つの対向端部において断面で現れるように、射出アクチュエー
タ１７の列の近くに形成された細長い形状を有すると想像される。

【００６０】印刷ヘッド１１はまた、印刷ヘッド１１の内側の熱的状態を常に制御下に維持
し且つ常に安定化させ、特に、印刷ヘッドを安定化温度Ｔｓとも呼ばれる所定の
一定温度に維持するために、制御ユニット３１に接続され且つセンサー２８によ
って検知された温度によって公知の方法に従って調整されるように設けられた熱
制御部材２９をも含んでいる。

【００６１】このようにして、温度センサー２８、熱制御部材２９及び制御ユニット３１は
、作動中に印刷ヘッド１１の温度を常に制御下に維持する機能を有するフィード
バックタイプの熱制御装置の典型的な構成要素を構成し且つ特に印刷ヘッド１１
内に引き続いてそこからの偏差が続く安定化温度Ｔｓを再度確立するために、迅
速且つ自動的に割り込むことができる。

【００６２】この目的のために、制御部材２９は、典型的には、フィードバック電気エネル
ギＥｒを吸収し且つ印刷ヘッド１１内でジュール効果によって消費されて熱にな
るように意図された抵抗によって作られる。

【００６３】駆動エネルギＥｐにおけるように、フィードバックエネルギＥｒは、通常は連
続的な信号を有してはいないが一連のサイクルによって形成された不連続信号を
有する熱制御部材２９に供給される。この一連のサイクルの各々は、その間は信
号が高く、従って、フィードバックエネルギＥｒが熱制御部材２９に効率良く供
給される時間間隔と、信号が低いかゼロで、従って、制御部材２９によってフィ
ードバックエネルギＥｒの吸収がない時間間隔と、を含んでいる。

【００６４】特に、射出アクチュエータ１７に供給される駆動力Ｐｐの周期的な信号５５に
関して既に述べたように、フィードバックエネルギＥｒの周期的な信号の各サイ
クルにおいて、信号が各々高いか低い２つの時間間隔の継続時間の間の比率、す
なわち、“デューティサイクル”として知られているパラメータを変えることに
よって、単位時間当たりに熱制御部材２９に供給されるフィードバックエネルギ
Ｅｒを変化させことができる。

【００６５】ここに記載され且つ示された好ましい実施形態においては、温度センサー２８
と熱制御部材２９とは、択一的に、ジュール効果によって周囲環境に伝導される
熱を発生するためのヒーターとしてか又は抵抗の抵抗値の変化に基づいて温度の
読み取りを可能にするセンサーとして使用される単一の抵抗によって物理的に作
られている意味において、物質的に同一であり且つ実体が同じである。

【００６６】当然のことながら、温度センサー２８と熱制御部材２９とを、本発明の範囲内
に保ちながら、別個に作ることも可能である。射出アクチュエータ１７だけでなく印刷ヘッド１１の動作を制御するのに適し
た制御ユニット３１もまた、温度センサー２８に、従って、ライン３２によって
温度制御部材２９に、接続しても良い。

【００６７】実際には、既に述べたように、印刷ヘッド１１が印刷媒体１８の前方で動いて
いる間に、制御ユニット３１は、適当なシーケンスに従って射出アクチュエータ
１７にパルスを送ることによって、液滴２２の射出を命令して、ノズル１６によ
って射出された液滴２２が印刷媒体１１上に所望の文字及び像を形成するように
する。

【００６８】特に、印刷ヘッド１１によって射出された各液滴２２は、印刷されたドット２
５の面積Ａがインクの単一の液滴２２の容積Ｖｏｌに厳密に依存する方法が容易
に理解されるように、紙１８上の印刷されたドット２５に対応している。

【００６９】印刷ヘッド１１は、プリンタ１０上に設定された印刷の明瞭度に関して書類の
正しい適用範囲を得るために、プリンタ１０によってなされる印刷過程が、基準
とするドット２５の決定された通常の大きさを形成するように設計されている。
特に、印刷された種々のドットの書類上に、正しい浸透、分布及び重なりを付与
するために、プリンタドライバーは、ドット２５の通常の大きさに依存して、そ
の目盛り付けアルゴリズムによって動作する。

【００７０】しかしながら、印刷ヘッド１１の多くのパラメータ及び物理量は本質的な製造
公差を有し且つ時間と共に変化を受けるので、製造においては、常に一定で通常
の値に等しい大きさのドット２５を紙１８上に得ることができる印刷ヘッド１１
を作ることは不可能である。

【００７１】例えば、これらの多くのパラメータの中で、変化することによって液滴２２の
容量の大きさにかなりの影響を及ぼすノズルの直径及び抵抗の面積を挙げること
ができる。

【００７２】印刷ヘッドのある種のパラメータの製造上のばらつきもまたかなり大きい（±
１０÷１５％）かもしれず、印刷技術は極めて小さい液滴の使用が必要とされる
より高い明瞭度さえ要求するので、この傾向は増大する。

【００７３】実際のところ、ますます小さい直径の液滴を得る必要性によって指示されるイ
ンクジェット印刷ヘッドの製造寸法の減少によって、製造された印刷ヘッドの製
造上のばらつきのパーセンテージの範囲は、このばらつきを許容可能なレベルに
維持する難しさと同様に、相応して増加する傾向があるということを推定するこ
とは容易である。

【００７４】明確化のために、図３のグラフは、射出された液滴２２の容量Ｖｏｌと印刷さ
れたドット２５の面積Ａとの比を定性的に規定する３本の直線６１、６２及び６
３を示しており、これらの直線の各々は印刷媒体、インク及び印刷ヘッドのタイ
プの間の特定の組み合わせを示している。

【００７５】このグラフからわかるように、どのような組み合わせが選択されても、この比
は、面積Ａが容量Ｖｏｌに直接比例して増加する傾向がある直線パターンを呈し
ている。射出された液滴の所与の容積Ｖｏｌに対して、面積Ａは、選択された特
定の組み合わせ、特に、紙のタイプとインクのタイプとの間の組み合わせに依存
する。図３のグラフはまた、容量Ｖｏｌの小さなパーセンテージの変動が面積Ａ
、従って、印刷されるドットの光学的濃度のかなり大きな変動を形成し得る形態
をも示している。

【００７６】この比が直線パターンを呈している理由は、特定の表面処理された印刷媒体上
の液滴の堆積現象が起こる方法を考えた場合、容易に推定することができ、この
場合に、液滴は、実質的に、印刷媒体の表面層すなわち時々“コーティング”と
呼ばれる層内に浸透するだけであり、液滴の容量Ｖｏｌに比例した露出領域を有
している一定の厚みの筒形を規定している。

【００７７】従って、液滴の容量の変動は、特に中間の色調においては、３０％でさえある
かもしれない高い光学的濃度の変動を生じるかもしれない。知られているように、バブルタイプのサーマルインクジェット印刷ヘッドは、
液滴の射出の作動特性すなわち射出される液滴の容量Ｖｏｌと、印刷ヘッドのこ
のカテゴリにとって典型的である明確に特定できるパターンを有する射出アクチ
ュエータに供給される駆動エネルギＥｐと、の間の実験的な関係を有している。

【００７８】この実験的な関係は、図５のグラフ内の曲線４０によって表されており、この
グラフにおいて、各射出サイクル中に一般的な射出アクチュエータに供給される
駆動エネルギＥｐの値がｘ軸上に示されており、射出アクチュエータと関連付け
られたノズルによって射出される液滴の容量Ｖｏｌの対応する値がｙ軸上に示さ
れている。

【００７９】図５のグラフは、本質的に定性的な値を有し、容量Ｖｏｌと駆動エネルギＥｐ
とについての定量的及び数値的な指示を提供しない。しかしながら、十分な図画
を付与するために、本発明が属するサーマルインクジェット印刷技術の背景にお
いては、射出される各液滴の容量Ｖｏｌが、対応する駆動エネルギＥｐがマイク
ロジュール（μＪ）の程度の大きさを有する量で供給されつつ、ピコリットル（
ｐｌ）の程度の大きさである値を呈することが指摘されなければならない。

【００８０】より詳細には、曲線４０は、それより下では値Ｖｏｌがゼロすなわち液滴の射
出が起こらない駆動エネルギＥｐの第１の閾値Ｅｐｓと、たとえ安定した方法で
ない場合にも液滴の射出が起こる傾斜部分４１であって、液滴の容量Ｖｏｌが駆
動エネルギＥｐに関して段階的に増加する傾斜部分４１と、頂端において傾斜部
分４１の限界を定めており且つ射出される液滴の容量Ｖｏｌが増加するのを停止
する駆動エネルギＥｐの屈折部の値Ｅｐｇに対応する屈折部領域４２と、最後に
、駆動エネルギＥｐが増大するにもかかわらずほぼ一定の容量で液滴が安定して
射出されるほぼ平らな部分４３と、を表している。

【００８１】駆動エネルギＥｐの通常の値Ｅｐｎは、通常は、この値が曲線４０の平らな部
分４３の中心領域に対応し、それによって、液滴の射出が安定しているばかりで
なく曲線４０の屈折部４２に対応する部分である境界領域から十分に移動せしめ
られることを保証するような方法で設定される。

【００８２】ちなみに、駆動エネルギの閾値Ｅｐｓ、屈曲部Ｅｐｇ及び通常の値Ｅｐｎは、
各々、３２０℃及び４５０℃に等しい射出アクチュエータ温度に対応する。本発明の方法は、既に述べたように、印刷ヘッド１１によって射出されるイン
クの液滴２２の実際の容量を高い正確さで決定するという目的を有し、上記した
本出願人によって出願された米国特許第５，７６７，８７２号に記載されており
且つサーマルインクジェット印刷ヘッドの効果的な作動ポイントを自動的に設定
することを意図した方法といくつかの極めて類似した点を提案している。

【００８３】実際には、本方法はまた、まず第一に、一以上の射出アクチュエータ１７が、
駆動エネルギＥｐが増加する前にインクの液滴の射出を生じさせるために必要と
されるよりも十分に低い駆動エネルギＥｐの初期の量から始まって段階的に変化
する（例えば、増加する）駆動エネルギＥｐの量によって駆動されて、印刷ヘッ
ド１１が液滴の非射出状態からインクの液滴２２の安定した射出の状態まで徐々
に移動するようにする連続的な駆動サイクルをも心に描く。

【００８４】詳細には、この連続的な駆動サイクルは、駆動エネルギＥｐの量の段階的な増
加によって、次の３つのステップ、すなわち、低い駆動エネルギにおいて呼び出
されて増加するけれども射出アクチュエータ１７に供給される駆動エネルギＥｐ
が液滴２２の射出を起させるのに十分なレベルに到達しない第一のステップと、
印刷ヘッド１１が、不安定な特性すなわち射出アクチュエータ１７に供給される
駆動エネルギの量に依存して変化する容量を有する液滴を表すインクの液滴を射
出する第二の中間ステップと、他方において印刷ヘッド１１が安定した特性を備
えた液滴、すなわち、射出アクチュエータ１７に供給される駆動エネルギＥｐの
量の変動にもかかわらず、ほぼ一定の容量を有する液滴を射出する高い駆動エネ
ルギにおいて呼び出される最後の第三のステップと、を含んでいる。

【００８５】この連続駆動サイクルの全進展中に、印刷ヘッド１１は、特に、基板２１の表
面に対応して、例えば、約４０÷５０℃のほぼ一定の安定化温度Ｔｓに維持され
、この基板２１上では、射出アクチュエータ１７は、温度センサー２８及び熱制
御部材２９に基づいたフィードバックタイプの熱制御装置を介して配設されてい
る。

【００８６】この目的のために、温度センサー２８と制御部材２９との両方を構成している
抵抗は、択一的にセンサー及びヒーターとして機能し、このセンサー及びヒータ
ーは、第一のステップ中に印刷ヘッド１１の温度を示す信号を制御ユニットに送
り、次いで、引き続く第二のステップ中に、制御ユニット３１から受け取ったフ
ィードバックエネルギに比例し且つ前のステップで検知された温度に依存する熱
量を、印刷ヘッド１１内で消費する。

【００８７】既に述べたように、印刷ヘッド１１内で消費するために熱制御部材２９によっ
て発生された熱量は、フィードバックエネルギＥｒ信号を構成するパルスの継続
時間を変えることによって調整される。

【００８８】安定化温度Ｔｓは、種々の方法で設定しても良い。例えば、この安定化温度は
、一度だけプライオリ（ｐｒｉｏｒｉ）を確立しても良く、又は、印刷ヘッド１
１のすぐ周囲の雰囲気温度に関連して各駆動サイクルの開始時に設定しても良い
。

【００８９】特に、極めて有利な構造によれば、以下においてより良く理解されるように、
安定化温度Ｔｓは、雰囲気温度の値を検知し且つ安定化温度Ｔｓが雰囲気温度に
関して固定された過剰温度に常に対応するように、予め規定された量例えば２５
℃に従って、検知された値を増すことによって得られる。

【００９０】駆動サイクルの過程を通して、全ての射出アクチュエータ１７又は少なくとも
これらのいくつかが、５００及び１０００Ｈｚの間を示す固定周波数を有する駆
動エネルギＥｐのパルス信号によって駆動され、一方、この信号の各パルスの継
続時間又は幅は、既に述べたように、液滴の射出を決定するのに必要とされる値
よりも低い値から始まって段階的に増加される。

【００９１】駆動エネルギＥｐのパルス幅の段階的な増加は、駆動サイクルが進行している
間に起こる駆動エネルギＥｐの変動にある種のなだらかな特性を付与するために
、１÷２％の小さなパーセンテージの増分によってもたらされる。

【００９２】このようにして、即座ではなく、むしろ、印刷ヘッド自体の構造に依存した内
部熱定数によって調整される熱的応答を有する印刷ヘッド１１は、その熱的条件
を具合良く調整するのに十分な時間を有し、その後、駆動エネルギの各々の変動
が続く。

【００９３】更に、このようにして印刷ヘッド１１を安定化温度Ｔｓに維持するために互い
に関連付けられた駆動エネルギＥｐとフィードバックＥｒとの値は、駆動サイク
ルの全過程中に良好な正確さで検知することができる。

【００９４】連続的な駆動サイクルの過程においては、印刷ヘッド１１内に配置された熱制
御装置が、駆動エネルギＥｐの段階的な増加によって射出アクチュエータ１７に
よって印刷ヘッド１１内で消費される熱量の変動は、印刷ヘッド１１の温度を定
められた時間一定に維持するために、熱制御部材２９を介して印刷ヘッド１１内
で消費される熱量の対応する変動によって保証されていることがわかる。

【００９５】以下においてより十分にわかるであろうように、連続的な駆動サイクルの過程
を通して、液滴２２の不安定な射出の中間のステップを除いて、単位時間当たり
に、射出アクチュエータ１７に供給される駆動エネルギＥｐの量の増分は、同じ
単位時間中に、制御部材２９に供給されるフィードバックエネルギＥｒの量の対
応する減少を決定する。

【００９６】上記した連続的な駆動サイクルの特性及び正確な結果をより良く理解するため
に、ｘ軸が射出アクチュエータ１７に供給される駆動エネルギＥｐの段階的に増
加する量を示しており、ｙ軸が熱制御部材２９に供給されるフィードバックエネ
ルギＥｒに相関付けられた量を示している図６のグラフには、駆動サイクル全体
を通して印刷ヘッドを常に安定化温度Ｔｓに維持することが示されている。

【００９７】このようにして、単位時間当たりに供給される駆動エネルギＥｐの量及びフィ
ードバックエネルギＥｒの量を、この連続的な駆動サイクルの過程において、リ
ンクさせる実験的な相対関係を規定する特性５０が得られる。

【００９８】明らかに、射出ノズル１７は、一定の幅Ｐｐｍａｘのパルス信号及び段階的に
増加するパルスによって駆動されるので、これらのパルスの継続時間を規定して
いる時間は、駆動エネルギＥｐの値に対応しており、従って、図６のグラフにお
いて名付けられた駆動エネルギの代わりにｘ軸上に指示することができる。

【００９９】同様に、フィードバックエネルギＥｒが、パルスパターンを有するフィードバ
ック出力信号Ｐｒを介して供給されるとき、ｙ軸上で、フィードバックエネルギ
Ｅｒの値は、フィードバック出力パルス信号Ｅｒを構成しているパルスの時間に
よって指示される。

【０１００】完全のために、図６のグラフは、頂部において、印刷ヘッド１１の安定化温度
Ｔｓに対するライン６０を有しており、従って、駆動エネルギＥｐの段階的な増
加にもかかわらず、安定化温度Ｔｓは変化しないことを示す水平なパターンを有
している。

【０１０１】本発明の方法は、この駆動サイクルの過程中に、特性５０を規定し且つヘッド
１１が安定化温度Ｔｓに維持されるのを可能にする、各々の、駆動エネルギＥｐ
及びフィードバックエネルギＥｒの種々の相関付けられた量が得られ且つ制御ユ
ニット３１内に記憶されることを予想している。

【０１０２】詳細には、特性５０は、第一の直線部分すなわち点Ｐ１とＰ２との間に延びて
いる一定の傾斜部分５１を有している。この部分５１は、駆動エネルギＥｐが液
滴２２の射出を生じさせることができず、従って、インクの沸騰を引き起こすの
に必要とされる閾値よりも低い、低エネルギのスタート段階に対応する。

【０１０３】部分５１に沿って駆動エネルギＥｐとフィードバックエネルギＥｒとの両方は
、熱を消費し、従って、印刷ヘッド１１を加熱することができ、各々、互いに反
対符号ではあるがほぼ等しい量に寄与して印刷ヘッド１１の温度を一定に保つ。
このことは、一方では駆動サイクルの結果が、単位時間に供給される駆動エネル
ギＥｐの増加を含む場合を思い起こし、他方では印刷ヘッド１１の熱制御装置が
、同じ単位時間に供給されるフィードバックエネルギＥｒを減らすことによって
自動的にこの増加まで逆戻りする場合を思い起こすと、容易に理解することがで
きる。

【０１０４】従って、供給される駆動エネルギＥｐ及びフィードバックエネルギＥｒの量は
、特性５０がその直線パターンを止める点に対応する部分５１に対応して、液滴
２２の射出が起こるまで下方線をたどる。

【０１０５】これと同様に、例えば、印刷ヘッド１１の外側のノズルを遮断することによっ
て、駆動エネルギの閾値Ｅｐｓに達した後においてさえ、液滴の射出を遅らせた
場合には、特性５０がその直線パターンを止めずに、部分５１と同じ以前の傾斜
によって部分５１’に沿って続くことを理解することは容易である。

【０１０６】実際に、この仮定的な場合には、インクの沸騰が起こるにもかかわらず、所謂
、印刷ヘッド１１内に含まれているインクのエネルギの変換が存在し、導入され
たエネルギの全ては、種々の変化の後に最終的に劣化する前にいかなる熱エネル
ギの低減を受けることも無く、印刷ヘッド１１内に配置されたままで、その結果
、駆動エネルギＥｐとフィードバックエネルギＥｒとの間の関係は、部分５１’
に沿って直線であり続ける。

【０１０７】これと逆に、液滴２２の射出が起こると、エネルギの一部分が液滴２２と一緒
に印刷ヘッド１１を出て行き、これは、駆動エネルギＥｐとフィードバックエネ
ルギＥｒとの間に維持されるべき直線法則を許容しない。

【０１０８】特性５０は、部分５１の後に、直線部分５１につながった曲線部分５２を表し
ており、この曲線部分は、撓んだ形状を有しており且つ点Ｐ２から点Ｐ３まで延
びており、特性５０は、この部分を越えたところで部分５３に沿って直線パター
ンを再開している。

【０１０９】この曲線部分５２は、駆動サイクルの中間段階に対応しており、この中間段階
の開始部分において、ノズル１６からのインクの液滴２２の射出が起こり、この
過程において、液滴２２は、供給される駆動エネルギＥｐの量に関して変化する
容量Ｖｏｌで不安定に射出される。

【０１１０】点Ｐ２から点Ｐ３まで曲線５２に沿った特性５０が呈するパターンは、瞬間的
ではなく他方で駆動エネルギＥｐの変化のある範囲に沿って展開するという事実
は、実質的には、以下の２つの理由に依存する。

【０１１１】最初に、沸騰は、駆動エネルギＥｐの同じ値において全てのノズルにおいて起
こるわけではなく、一つのノズルから次のノズルへと常にある種のばらつき又は
広がりがある。更に、部分５２は、既に述べたように、射出される液滴の容量Ｖ
ｏｌの上昇傾向を示している図５に表されたエネルギ特性の開始部分４１に対応
している。

【０１１２】曲線部分５２の特性は、図６のグラフに示されている曲線６５からなるその誘
導関数に対する基準によってより良く分析することができる。図からわかるよう
に、部分５２は、三つの特性点を有しており、そのうちの二つが誘導関数６５の
ゼロ値に対応する文字Ａ及びＢによって示されており、第三の特性点は、誘導関
数６５の最大値に対応する文字Ｃによって示されている。

【０１１３】これらの点Ａ、Ｂ及びＣは、印刷ヘッド１１のいつくかの典型的な作動条件に
対応して配置されている。特に、図５に関して、点Ａは、大まかには、液滴の射
出を起こすのに必要とされる閾値エネルギＥｐｓに対応しており、点Ｂは、大ま
かには、屈折部エネルギＥｐｇに対応しており、点Ｃは、閾値Ｅｐｓと屈折部Ｅ
ｐｇとの間の駆動エネルギＥｐの中間値に対応している。

【０１１４】従って、誘導関数６５は、我々に、液滴の射出の各印刷ヘッドに典型的な作動
特性を表す図５の曲線４０の突出点から始まって、印刷ヘッド１１の理想的な効
果的な作動点、すなわち液滴の不安定な射出の境界領域から十分に離れた液滴の
安定した射出を得るために射出アクチュエータに供給される駆動エネルギの理想
的な値、を正しく選択し且つ設定することができる。

【０１１５】このような作動点の設定は、印刷ヘッドが製造されるときの広がりを補償する
ことを可能にする。既に述べたように、特性５０は、部分５２の端部に配置された点Ｐ３を越えて
、部分５１の最初の部分に似た傾斜を有する直線傾向を再び呈する高い駆動エネ
ルギ段階に対応する部分５３に続く。

【０１１６】このようにして、特性５０は、既に述べたように、液滴の全体の欠乏状態が連
続的な駆動サイクルの全過程を通して力によって維持される場合に得られる部分
５１’にほぼ平行に点Ｐ４まで続く。本発明の方法に従って、特性５０から、曲
線４０の頂部すなわち各印刷ヘッド１１に典型的な液滴の射出の作動特性と関連
する情報ばかりでなく、射出された液滴２２の容量に関係する他の情報をも得る
ことができる。

【０１１７】特に、連続的な駆動サイクルの完了の後に、安定化温度Ｔｓに維持された印刷
ヘッド１１における、駆動エネルギＥｐに対するフィードバックエネルギＥｒの
変化の実験的な法則を規定する特性５０を得るために、本発明の方法は、図６の
グラフの場面において、印刷ヘッド１１によって射出される液滴２２の容量Ｖｏ
ｌについての情報をこの変位から得るために、このようにして得られた特性５０
の直線部分５１と５３との間の変位を、液滴の射出現象と関係がある状態に置く
。

【０１１８】より特別には、各々の延長部分を備えた２つの部分５１及び５３は、相互に比
較されて、非射出段階から液滴２２の安定した射出への遷移時に、フィードバッ
クエネルギＥｒの同様の消費された量に対して、射出アクチュエータ１７に供給
される必要がある駆動エネルギＥｐの量の増加を示すΔＥｐによって示された項
を規定する。図６からわかるように、この項ΔＥｐは、所与の印刷ヘッド１１に
対応する各特性５０に対してほぼ一定の値を呈し且つ例えば特性５０の端部５１
及び５３を又は各々の延長部を横座標の軸すなわち駆動エネルギＥｐの軸に平行
な線と交差させることによって決定される。

【０１１９】２つの部分５１及び５３は互いにほぼ平行であるので、項ΔＥｐの値は、フィ
ードバックエネルギＥｒの種々のレベルに対応して決定してもよいこともまた、
注意されるべきである。

【０１２０】中間部分５２及びこれに対して横方向に隣接している部分５１及び５３を含む
特性５０の中心部分に沿った項ΔＥｐは、射出される液滴の容量Ｖｏｌについて
の情報を得るために処理される。

【０１２１】特に、排他的であるとは考えられず単に項ΔＥｐから始まる射出される液滴２
２の容量Ｖｏｌを発見することができる可能な方法の一つと考えられなければな
らない計算によって、項ΔＥｐは、一定の項がかけられ、プライオリ（ｐｒｉｏ
ｒｉ）を達成し、これは、以下においてより詳細に試験される。

【０１２２】（本発明の範囲内に含まれる可能な変形例）当然のことながら、本発明の範囲から逸脱することなく、今までに説明された
方法に変更及び改良をなすことができる。

【０１２３】例えば、第一の変形例に従って、本発明の方法を基礎とする連続的な駆動サイ
クルはまた、以前に説明した方向と反対の方向で行っても良い。すなわち、単位
時間内に、段階的に減少する駆動エネルギＥｐの量を、印刷ヘッド１１が液滴の
安定した射出状態での作動によって始まり、続いて、液滴の非射出状態に入り、
液滴の不安定な射出領域を通過するような方法で、射出アクチュエータ１７に供
給することによってなされる。

【０１２４】この主題において、簡素化のために、この説明が、増加する駆動エネルギによ
って駆動サイクルが起こる第一の場合のみを詳細に検査したことを指摘し、記載
されているものはまた、エネルギが減少する駆動サイクルに差し向けても良い。

【０１２５】更に、第二の変形例に基づいて、射出アクチュエータ１７はまた、変形例とし
て又は熱制御部材２９の使用と組み合わせて、連続的な駆動サイクルの過程で、
印刷ヘッド１１の温度を一定に保つ目的で使用することもできる。

【０１２６】例えば、射出アクチュエータ１７は、上記の連続的駆動サイクルに従って所定
の方法で段階的に変化する駆動エネルギＥｐによって射出アクチュエータ１７を
駆動するように配列された第１のパルス信号によるか又は連続的な駆動サイクル
の過程を通して印刷ヘッド１１を安定化温度Ｔｓに常に維持するように構成され
た同じくパルスタイプの第２の信号によって、時間と共に変化するステップ中に
駆動させても良い。

【０１２７】特に、第１の信号と共に交替する駆動エネルギＥｐのこの第２の信号は、セン
サー２８によって検知された温度によって調整され且つインクを沸点に到達させ
ないように短いパルスによって作られても良い。

【０１２８】再度、第三の変形例に関して、射出アクチュエータ１７の第１の部分は、連続
的な駆動サイクルに従って段階的で且つ所定の方法で駆動されて、印刷ヘッドが
、液滴の非射出状態から液滴の安定した射出状態へと移り、一方、射出アクチュ
エータの第１と異なる第２の部分は、連続的な駆動サイクルが進行中に印刷ヘッ
ドの温度を制御下に維持するような構造とされている。

【０１２９】この場合に、有利なことには、特性５０は、一つの射出アクチュエータ１７の
みが参考とされるように、広範囲に供給された駆動エネルギＥｐの量と、広範囲
に供給されたフィードバックエネルギＥｒの量とを、第１及び第２の部分に各々
属する射出アクチュエータ１７の数によって分割することによって、標準化され
た形態に規定することができる。

【０１３０】本発明の方法の更なる考察及び理論的分析本発明が基礎とする方法及び理論的原理のより良い理解を可能にするために、
本発明の方法を、数式の助けを借りて、理論的観点から更に詳細に検査し且つ論
じる。

【０１３１】まず第一に、特性の２つの点５１及び５３間の実験的に検知された変位を射出
される液滴の実際の容量Ｖｏｌと関係付けるこの方法によって提案される解決は
、図６のグラフに示されているように、各々、非射出ステップと液滴２２の安定
した射出とに対応する２つの部分５１及び５３が共にほぼ直線パターンを有する
ということを観察することによって、確立され且つ実験的に確認される。

【０１３２】更に、特性５０の取得を介して実験的に得られる項ΔＥｐと、液滴の射出現象
を抑制する量との間のこの方法に含まれる相関関係は、液滴の射出の通常の状態
下で印刷ヘッド１１の動作のより詳しい分析によって、より大きな効果まで評価
されるかもしれない。

【０１３３】この状況において、液滴の射出の発生によって、液滴の射出現象が起こる印刷
ヘッド内に配置された物理的装置がエネルギの減少を受ける時、特性５０は、初
期に、点５１に沿って有するほぼ直線状のパターンを、ある点において止めるこ
とを、まず第一に且つ真っ先に思い起こすべきである。

【０１３４】インクの液滴２２を射出するためのヘッド１１の動作の通常の状態においては
、インクは、雰囲気温度Ｔａにあるリザーバ１３から出て、射出アクチュエータ
１７の領域に向かって流れる。

【０１３５】このインクは、シリコン基板２１の近くに到達したときに、最初は、リザーバ
１３に対して対向している後方部分においてシリコン基板をゆっくりとかすりな
がら進み、次いで、種々のチャンバ２４につながっているスロット２６及び溝（
１４’）に沿って進み、このようにして、徐々に射出ノズル１７により近づく。

【０１３６】従って、インクは、射出アクチュエータ１７に向かう経路に沿って且つ基板２
１に当接して、徐々に加熱して、基板２１から熱を奪い取り、その結果、インク
は、最終的に射出アクチュエータ１７に到達したときに、基板２１と同じ温度Ｔ
ｓを得た。

【０１３７】このようにして、既に強調したように、インクは、液滴２２の形態でノズル１
６によって外側に向かって射出される時に、印刷ヘッド内の定位置にある物理的
装置から、ある種のエネルギを奪い取る。

【０１３８】更に引き続いて、印刷ヘッド１１内に配置された温度制御装置は、印刷ヘッド
１１をある時間所定の一定温度Ｔｓに維持するために、液滴２２の射出によって
減じられた熱量を補償するために、連続的に介入するように強いられる。

【０１３９】定量的に言うと、ｎ個の液滴の射出によって減じられる全エネルギＥｔは、 n*(Ts−Ta)*Mg*Cs＋n*1/2*Mg*Ug²=Et=n*Es （ｆ１）式中、Ｔｓ＝所定の安定化温度、Ｔａ＝雰囲気温度、Ｍｇ＝液滴の質量、Ｃｓ＝インクの比熱（約４１８６Ｊ／Ｋｇ＊℃）、Ｕｇ＝液滴の速度、ｎ＝液滴の数、Ｅｓ＝単一の液滴の射出によって減じられるエネルギ。

【０１４０】式（ｆ１）の一番目の項は、液滴の射出によって減じられる熱エネルギを規定
しており、二番目の項は、射出される液滴の運動エネルギを規定している。式（ｆ１）から項ｎを消去することによって、各液滴２２によって減じられる
エネルギＥｓが得られることもまた注目すべきである。

【０１４１】式（ｆ１）において、平均して、実際に見い出される数値を置き換えることに
よって、二番目の項は、約１／１０００であって、前者に対して無視できること
がわかる。

【０１４２】従って、射出される各液滴によって減じられるエネルギＥｓを、特性５０に基
づいて実験的に測定される項ΔＥｐに対応させ且つ非射出ステップから液滴の射
出までの駆動エネルギＥｐの量の増加を規定することによって、フィードバック
エネルギＥｒの等しい量を仮定すると、液滴の容量Ｖｏｌを測定された項ΔＥｐ
にリンクさせる次の式に到達する。

【０１４３】Ｖｏｌ＝ΔＥｐ／（ΔＴ＊Ｃｓ＊Ｐｓ）（ｆ２）式中、Ｐｓは、インクの比重を示しており、ΔＴ＝（Ｔｓ−Ｔａ）である。式（ｆ２）は、容量Ｖｏｌと項ΔＥｐとの間の関係を定量的に規定しており且
つ印刷ヘッド１１の温度制御装置を、印刷ヘッドが、ある時間、雰囲気温度に対
して安定した過剰温度の値（例えば、２５℃）に維持されるように設定する機会
の理論的な確認を提供する。このようにして、実際は、式（ｆ２）の分母が一定
になり、その結果、容量のデータは、いかなる温度測定又は値とも独立している
。

【０１４４】すなわち、Ｖｏｌ＝Ｋ＊ΔＥ（ｆ３）式中、Ｋは、マイクロジュール（μＪ）で表された項ΔＥｐのピコリットル（
ｐｌ）によって表された液滴の容量との比例関係を規定する定数である。

【０１４５】例えば、ΔＴ＝２５℃であること及びＣｓ及びＰｓは水に似た特性を有するイ
ンクを示しており、Ｋは、おおよそ１０の値を仮定している。特に、前記の項ΔＥｐに特に単に一定値をかけることによって特性５０の取得
によって検知された項ΔＥｐから出発して、液滴２２の容量Ｖｏｌについての情
報を得る本発明の方法によって示された解法を理論的に正当であることを証明す
る極めて簡単な表現である。

【０１４６】我々は、用途において、容量Ｖｏｌを得るために式（ｆ３）に導入されるべき
項ΔＥｐの値を十分な正確さで得ることができる方法を実験することを続けるべ
きである。特に、試験全体は、駆動エネルギＥｐとフィードバックエネルギＥｒ
との両方がパルス形式、所謂、一連のパルスで印刷ヘッド１１の作動を制御する
ような構造とされた制御ユニットによって供給されることを仮定して行われるで
あろう。

【０１４７】この目的のために、まず第一に且つ真っ先に、各パルスにおいて、例えば、射
出アクチュエータ１７を構成している全抵抗に供給されるエネルギＥを規定して
いる。

【０１４８】Ｅ＝Ｐ_max＊ｔ_p＝Ｒ＊Ｉ²＊ｔ_p （ｆ４）式中、Ｐｍａｘは、各パルスの幅、すなわち、各パルスに対応して抵抗が駆動
され、例えば、図４に示された値Ｐｍａｘに対応する最大すなわちピークの力を
規定しており、ｔ_pは、駆動時間すなわち各パルスの継続時間であって、図４に
示された時間ｔ１に対応し、Ｒは、通常、オームで表される抵抗の典型的な抵抗
値であり、最後に、Ｉは抵抗内を流れる電流である。

【０１４９】式（ｆ４）は、明確に、力Ｐｍａｘがプライオリ（ｐｒｉｏｒｉ）が知られて
いない量に依存し且つ実験的な測定によってのみ正確に知ることができる値を有
する方法を例示している。

【０１５０】詳細には、式（ｆ４）において、時間ｔ_pのみが完全にわかっており、これは
、制御回路３１内のマイクロプロセッサによって直接決定され、一方、その他の
２つの量の実際の値すなわちＲ及びＩはわかっていない。

【０１５１】特に、抵抗Ｒは、設計データの一部であるので、ヘッドに依存する量であり、
その通常の値は明確に知られているけれども、異なるヘッドは製造公差による広
がりを受けるので、各単一のヘッドの実際の値ではない。

【０１５２】更に、電流Ｉに関して、この値は、Ｉ＝Ｖ／（Ｒ＋Ｒｓ）によって与えられ、式中、Ｖは駆動電圧であり、Ｒｓは抵抗すなわち射出アクチュエータ１７を構
成している抵抗に直列に配置された駆動構成部品の全抵抗である。

【０１５３】従って、この場合には、電流Ｉを正確に決定するために、実験的な手段によっ
て測定されなければならない不知又は少なくとも正確に知られてはいない量の値
は、ヘッド駆動構成部品によって表わされている、供給電圧Ｖ、抵抗Ｒ及び直列
抵抗Ｒｓの３つである。

【０１５４】簡単に言うと、各パルス上で抵抗Ｒの全抵抗の一般的な抵抗に供給される最大
力Ｐｍａｘは、次の式によって規定される。Ｐ_max＝Ｒ＊Ｖ²／（Ｒ＋Ｒｓ）² （ｆ５）しかしながら、式（ｆ５）を観察すると容易に理解することができるように、
この式を構成している個々の量の測定によって得られる力Ｐｍａｘを決定するこ
とを意図した解決方法は、少なくとも本質的に重要な構成の困難さを表している
。

【０１５５】特に、これらの困難性は、一方では、測定されるかなり大きい量に依存してお
り、他方では、たとえ、特定の装置及び適当な測定構造のインクジェットプリン
タでの有用性が仮定されても、これらの値のいくつかは実験的に容易に測定する
ことができることが明らかでないという事実に結びつけられる。

【０１５６】従って、最大力Ｐｍａｘの全体の且つ十分に正しい評価に到達することを可能
にして最大力Ｐｍａｘを規定する量の測定を避ける解決法を思い起こすことは適
当である。

【０１５７】このような方法においてのみ、実際には、駆動力Ｐｐ及びフィードバック力Ｐ
ｒの両方すなわち力Ｐｐ及びＰｒを規定することに寄与する異なる量の実験的な
測定に頼る駆動エネルギの量を決めることは可能である。

【０１５８】解決法の一つの可能な例を、熱制御装置（“フィードバック”装置とも称され
る）、印刷ヘッド１１の内側の温度を制御下で一定に保つ機能を有する熱制御装
置が、一つの変形例に関して既に述べたように、ノズル１６と関連付けられた所
定の数の射出アクチュエータ１７からなる加熱要素の使用に基づいており且つ他
のいかなる付加的な加熱要素を使用しないことを仮定して、以下に説明し且つ分
析する。

【０１５９】詳細には、加熱制御装置によって使用されるこれらの射出アクチュエータ１７
は、印刷ヘッド１１を安定化温度Ｔｓに維持する目的の第一の形態の作動であっ
て、この第一の作動中には、射出アクチュエータ１７がそれ自体ではインクを沸
点に到達させることができない短いパルスによって駆動される第一の形態の作動
、及び射出アクチュエータ１７が同じくパルス形態ではあるが、液滴の射出を徐
々に起動するような方法で連続的な駆動サイクルの進展の予め規定された法則に
従って段階的に駆動される第二の形態の作動と、を交互に行う。

【０１６０】スタート時及び連続的な駆動サイクルの仮定において供給される駆動力Ｐｐと
フィードバック力Ｐｒとは、共に、次の式によって表すことができる。Ｐ_med＝Ｐ_max＊ｔ_p＊ｆ（ｆ６）式中、Ｐｍｅｄは、駆動力Ｐｐとフィードバック力Ｐｒとの両方を原因とするこ
とができる平均力であり、各々の駆動力又はフィードバック力信号のサイクル中
に連続的で一定の方法で供給されると仮定しており、Ｐｍａｘは、既に述べたよ
うに、各々の信号の各パルスによって起こる駆動力とフィードバック力との両方
を原因とすることができる最大の力であり、ｔ_pは、既に述べたように、各パル
スの継続時間であり、ｆは、駆動力Ｐｐの周期的な信号とフィードバック力Ｐｒ
の周期的な信号との両方を形成しているパルスの周波数である。

【０１６１】積ｔ_p＊ｆは、駆動力Ｐｐ又はフィードバック力Ｐｒの信号が高いすなわちＰ
ｍａｘに等しい時間パーセンテージすなわちデューティサイクルを規定している
ことは観察されるべきである。

【０１６２】最初に、雰囲気温度Ｔａを検知する動作がなされ、印刷ヘッド１１の安定化温
度Ｔｓの値が、予め定められ且つ検知された雰囲気温度Ｔａに関して一定である
増分又は過剰温度ΔＴに対応するように設定される。

【０１６３】これに続いて、依然として駆動エネルギＥｐのゼロ供給状態で、制御ユニット
３１は、過剰温度ΔＴにし且つその温度に安定に維持するために、熱的フィード
バックの予備的な設定及び起動動作の全てを行う。

【０１６４】印刷ヘッドを過剰温度ΔＴに維持するために、熱的フィードバックによって使
用される各射出アクチュエータ１７に関して、この初期段階に供給される平均フ
ィードバック力Ｐｒｍｅｄ（ｏ）は、次の式によって規定される。

【０１６５】Ｐ_rmed(o)＝Ｐ_max＊ｔ_p(o)＊ｆ_(o) （ｆ７）式中、ｔ_p(o)及びｆ_(o)は、各々、熱フィードバックによって最初に規定された
ように、各パルスの継続時間及びフィードバック力Ｐｒの信号のパルスの周波数
である。従って、積ｔ_p(o)＊ｆ_(o)は、印刷ヘッド１１を初期に過剰温度ΔＴに
維持するのに必要な制御ユニット３１によって設定されたデューティサイクルを
示している。

【０１６６】式（ｆ７）の二番目の項の一部分である項は、上に説明した制御ユニット３１
によって規定されているので、力Ｐｍａｘ以外はよく知られている。従って、式（ｆ７）単独では、Ｐｍａｘの値がわかっていないので、連続的な
駆動サイクルが依然として開始しなければならないとき、ゼロ駆動エネルギＰｐ
及び液滴の射出がない初期状態における平均的なフィードバック力Ｐｒｍｅｄ（
ｏ）の値を計算することはできない。

【０１６７】しかしながら、次の簡単な関係によって、平均的な初期のフィードバック力Ｐ
ｒｍｅｄ（ｏ）を決定することができる。Ｐ_rmed(o)＝ΔＴ／θ （ｆ８）式中、θは、印刷ヘッド１１が液滴の射出がない状態にあるときの印刷ヘッド１
１の熱抵抗であり、ΔＴは、印刷ヘッド１１が熱的フィードバックによって維持
される雰囲気温度Ｔａに対する過剰温度である。

【０１６８】決定された過剰温度ΔＴは定数であるという事実及び外部環境の前方及びイン
クの後方での熱交換に関係する印刷ヘッドの前方部分の表面が大きな製造上の広
がりを受けないという事実の両方によって、θは、実験室において高い正確さで
得ることができ且つ本質的で大きな変化を受けないので、わかっているものと考
えられなければならないデータの項である。

【０１６９】実際に、印刷ヘッドの製造の正確さは、これらの部分は印刷ヘッドの他の部分
ほど小さくないという事実により、これらの交換面の寸法の概して大きなパーセ
ンテージの変動を伴わない。

【０１７０】連続的な駆動サイクルがスタートする前で制御ユニット３１が熱フィードバッ
クの事前の設定及び起動動作の後に、式（ｆ８）を使用することを再開するため
に、初期のフィードバック力Ｐｒｍｅｄ（ｏ）は良好な正確さで決定することが
できる。

【０１７１】従って、このようにして計算された平均の初期フィードバック力Ｐｒｍｅｄ（
ｏ）から開始して、式（ｆ７）に現れている力Ｐｍａｘを得ることができる。Ｐ_max＝Ｐ_rmed(o)／（ｔ_p(o)＊ｆ_(o)）（ｆ９）実際には、既にわかっているように、フィードバック力Ｐｒの信号を構成して
いるパルスの継続時間及び周波数の両方を規定している時間は、印刷ヘッド１１
の動作を管理している制御ユニット３１によって設定し且つ計算されているので
、十分に知られている。

【０１７２】このように、射出アクチュエータは、駆動力Ｐｐか又はフィードバック力Ｐｒ
によってパルス形態で供給されるように設けられているので、フィードバック力
Ｐｒばかりでなく駆動力Ｐｐを原因とする力Ｐｍａｘのための値が計算される。

【０１７３】更に続いて、図６のグラフにおいてＰｍａｘの値が得られると、供給される駆
動エネルギＥｐの量がゼロか又は低く且ついずれにしても液滴２２の射出を生じ
させるのに十分でない状態に対応して、特性５０の出発点Ｐ１又は少なくとも出
発領域を規定することができる。

【０１７４】これに続いて、連続的な駆動サイクルは、一方では、この継続時間中に、まず
第一に、印刷ヘッドを、ある時間に亘って、到達した過剰温度ΔＴに維持するよ
うな方法で、制御ユニット３１が、短いパルスの周波数又は作動が低い周波数で
あると仮定して、この期間を自動的に調整するように介入し、一方、他方では、
同じ制御ユニット３１が、印刷ヘッド１１が液滴の射出が無い状態から印刷ヘッ
ド１１の液滴の安定した射出の状態まで次第に移動するように、印刷ヘッド１１
に、段階的に増加する駆動エネルギＰｐの量を供給するように介入する過程を有
している。

【０１７５】既に説明したように、エネルギＥｐ及びＥｒのこれらの量は、各々の信号のあ
る種のパラメータを変えることによって連続的な駆動サイクルが進行している間
に、特に、駆動力Ｐｐ及びフィードバック力Ｐｒの信号を構成しているパルスの
期間を変えることによって変更される。

【０１７６】そして、このように特性５０の出発点が規定したように、駆動エネルギＥｐの
段階的な量に対応する特性５０の連続する点は、連続的な駆動サイクルが進行し
ている間に、確実に規定される。

【０１７７】例えば、これらの連続する点は、式Ｅｐ＝Ｐｍａｘ＊ｔ１（式中、ｔ１（図４
）は駆動力Ｐｐ信号のパルスの段階的に変化する継続時間である）によって規定
することができる。

【０１７８】一般に、特性５０の各点は、駆動エネルギＥｐの量を所定の方法で段階的に増
加させるように変化されるパラメータ典型的にはパルスの継続期間又は周波数の
段階的な値によって、及びパラメータ、例えば、ヘッドを設定された安定化温度
Ｔｓ、従って、予め規定された過剰温度ΔＴに保つために、フィードバックエネ
ルギＥｒに対して変更される短いパルスの継続時間の対応する値によって、規定
される。

【０１７９】このようにして、特性５０の点の全ては、射出される液滴の容量Ｖｏｌを決定
するために式（３）に挿入されるべき項ΔＥｐを計算するために、特性５０が得
られ且つ処理されるように、確実に且つ明白に規定される。

【０１８０】従って、上で提供された解法が概して特性（５０）の点全体を決定すること、
従って、液滴の容量Ｖｏｌを計算するために式（ｆ３）に挿入されるべき項ΔＥ
ｐを、特に、個々に、駆動エネルギＥｐ及びフィードバックエネルギＥｒを規定
することに寄与する量を直接測定する必要なく、正確で且つ信頼性のある方法で
得ることができる方法は明らかである。

【０１８１】印刷モードを自動的に設定するための本発明の方法の適用例この方法は、サーマルインクジェット印刷技術の状況において種々の形態で利
益をもたらすために使用することができ且つ例えばいくつかの重要で且つ有利な
利点、例えば、全ての状態で常に理想的な印刷品質を得るために、白黒で印刷す
るときか又はカラーで印刷するときにプリンタ１０によってなされる印刷動作を
管理するモードを自動的に調整するという利点を支持することができる。

【０１８２】実際に、射出された液滴の容量の実際の値の決定から始まって、プリンタ１０
を管理する装置は、印刷パラメータ、特に、紙に印刷されたドットの“ディザリ
ング”として知られている分布及び散乱のモードを理想的に調整するためにプリ
ンタドライバのために、印刷されたドットの寸法に由来し且つそれに対応して適
当な情報を提供することができる。

【０１８３】プリンタ１０に取り付けられたサーマルインクジェットヘッドによって射出さ
れる液滴の容量は、プリンタドライバーが必要とするときにプリンタを制御する
コンピュータにインストールされたプリンタドライバーが利用できるように、か
つて知られている公知の方法で記憶することができる。

【０１８４】図７のブロック図は、印刷の品質を管理するため、特に、プリンタに取り付け
られた白黒又はカラーの一以上の印刷ヘッドによって射出される液滴の容量につ
いてのこの方法を使用して得られた情報９０から始まるインクジェットプリンタ
内での最良の印刷の設定を完全に自動的に規定するためのプリンタドライバーの
動作方法を示している。

【０１８５】本発明の方法によって得られる情報９０が高い品質の白黒及びカラーのプリン
トアウトを形成する際のより良い情報を可能にするために、プリンタドライバー
によって管理される他の情報と協働する方法が、このグラフから容易にわかる。

【０１８６】詳細には、プリンタドライバーは、射出される液滴の容量に関して、印刷媒体
のある領域をカバーするか又は印刷媒体上に再生される像の基本ドットを形成す
るために採用することができる理想的な数の液滴を決定する。理想的な印刷のた
めの一般法則として、液滴の容量が低くなればなるほど、使用されなければなら
ない液滴が益々多くなり、一方、液滴の容量が大きくなればなるほど、印刷に必
要とされる液滴の数が益々少なくなる。

【０１８７】本発明の範囲を逸脱することなく、サーマルインクジェット印刷ヘッドによっ
て射出される液滴の容量を検知するための方法及び以上に説明した方法を実施す
るのに適したインクジェットプリンタに、変更及び／又は改良を加えても良いこ
とは理解される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に従って作動するインクジェットプリンタの拡大斜視図である。

【図２】図１のプリンタに嵌合されたインクジェット印刷ヘッドのインクの液滴の射出
がなされる前部分の拡大断面図である。

【図３】図２の印刷ヘッドによって射出される液滴の容量と、印刷媒体上に印刷された
ドットの面積と、の間の関係を示す第一のグラフである。

【図４】図２の印刷ヘッドのサーマル射出アクチュエータに液滴の射出を生じさせるよ
うに命令する駆動力信号を示している第二のタイミング図である。

【図５】図２のヘッドによって射出される液滴の容量が、相対的なサーマル射出アクチ
ュエータに供給される駆動エネルギに関して如何に変化するかを示す第三のグラ
フである。

【図６】段階的に増加する駆動エネルギＥｐが図２の印刷ヘッドの射出アクチュエータ
に供給され、これに対応して、フィードバックエネルギＥｒが印刷ヘッド内で消
費されて、印刷ヘッドを常にほぼ一定の安定温度Ｔｓに保たれる、本発明の方法
が直面する連続的な駆動サイクルの進行を示す第四のグラフである。

【図７】インクジェットプリンタ内の印刷モードを自動的に設定するために、本発明の
方法の一つの適用例に関するフローチャートである。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年８月１７日（２００１．８．１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１７

【補正方法】変更

【補正の内容】

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】１）によって射出されるインクの液滴（２２）の容量（Ｖｏｌ）を、それらの相互の偏差（ΔＥｐ）に基づいて、計算するために、相互に比較される、方法。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液滴（２２）の射出を起動するのに適した一以上の射出アク
チュエータ（１７）が設けられ且つ制御下において印刷ヘッド（１１）内の温度
を維持するのに適したフィードバックタイプの熱制御装置（３１，２９，２８；
３１，１７）と関連付けられたサーマルインクジェット印刷ヘッド（１１）によ
って射出されるインクの液滴（２２）の容量（Ｖｏｌ）を検知する方法であって
、前記サーマルインクジェット印刷ヘッド（１１）に、同印刷ヘッド（１１）に
よる液滴の射出がない第１の状態から、同印刷ヘッド（１１）によってほぼ一定
の容量での液滴の安定した射出の第２の状態へと発展する連続的な駆動サイクル
であって、同連続的な駆動サイクル中に、所与の数の射出アクチュエータ（１７
）が所定の方法で段階的に変化する駆動エネルギ（Ｅｐ）によって駆動され、一
方、これに対応して、前記熱制御装置（３１，２９，２８；３１，１７）は、前
記駆動エネルギ（Ｅｐ）の変動にかかわらず、ほぼ一定の安定化温度（Ｔｓ）に
維持するのに適したフィードバックエネルギ（Ｅｒ）を前記印刷ヘッド（１１）
内で消費するようになされた、連続的駆動サイクルを、受けさせるステップと、前記連続的な駆動サイクルの過程中に、所定の方法で射出アクチュエータ（１
７）に段階的に供給される駆動エネルギ（Ｅｐ）の量と、印刷ヘッド（１１）を
安定化温度（Ｔｓ）に保つために、前記印刷ヘッド（１１）内の前記熱制御装置
（２９）によって消費される対応する量のフィードバックエネルギ（Ｅｒ）との
間の相関関係を規定する特性（５０）を得るステップと、各々、液滴の射出がない前記第１の状態と、液滴の安定した射出の前記第２の
状態とに対応する前記特性（５０）の第１の端部（５１）と第２の端部（５３）
とを組み合わせて処理して、液滴の安定した射出の前記第２の状態において前記
印刷ヘッド（１１）によって射出される液滴（２２）の実際の容量（Ｖｏｌ）に
ついての情報を得るステップと、を含む方法。
【請求項２】請求項１による方法であって、前記組み合わせた処理のステップが、前記特性（５０）の前記端部（５１，５
３）を相互に比較するようになされ、特に、前記特性（５０）の前記第１の部分（５１）と前記第２の部分（５３）との間
の偏差（ΔＥｐ）を検知するサブステップ、及び前記偏差（ΔＥｐ）に基づいて、前記印刷ヘッド（１１）によって安定して射
出される液滴（２２）の前記実際の容量（Ｖｏｌ）を計算するサブステップ、を
含む方法。
【請求項３】請求項２による方法であって、前記偏差（ΔＥｐ）が、前記特性の第１の部分（５１）に属する第１の点と、
前記特性の第２の部分（５３）すなわち相対的な延長部分に属する第２の点との
間に起こる射出アクチュエータ（１７）に供給される駆動エネルギ（Ｅｐ）の量
の増加によって規定され、前記第１の点と第２の点とは、前記熱制御装置（３１
，２８，２９；３１，１７）によって消費されるフィードバックエネルギ（Ｅｒ
）と同一の量に対応するように選択される、方法。
【請求項４】請求項２又は３による方法であって、前記計算ステップが、前記偏差（ΔＥｐ）に一定の係数（Ｋ）をかけることを
含んでいる、方法。
【請求項５】請求項１ないし４のうちの一つの方法であって、前記駆動エネルギ（Ｅｐ）及び前記フィードバック（Ｅｒ）が、パルスパター
ンを有する各々の信号によって供給される、方法。
【請求項６】請求項１の方法であって、前記駆動エネルギ（Ｅｐ）が、前記連続的な駆動サイクル中に増加する方向に
従って変化し、前記連続的な駆動サイクルは、液滴の射出がないことに対応する
第１の状態から、液滴の安定した射出に対応する前記第２の状態まで発展する、
方法。
【請求項７】請求項１による方法であって、前記熱制御装置（３１，２８，２９）は、前記印刷ヘッド（１１）の温度を検
知するのに適した温度センサー（２８）と、前記印刷ヘッド（１１）を、常に前
記安定化温度（Ｔｓ）に維持するために、前記印刷ヘッド（１１）内で前記フィ
ードバックエネルギ（Ｅｒ）を消費するように前記温度センサー（２８）によっ
て遡って調整されるのに適した少なくとも一つの熱制御部材（２９）と、を含ん
でいる方法。
【請求項８】請求項７による方法であって、前記温度センサー（２８）と前記熱制御部材（２９）とが、材料的に一つであ
り且つ同じ実体を有し且つ前記インクジェット印刷ヘッド（１１）内に一体化さ
れた抵抗によって作られ、前記抵抗は、前記印刷ヘッド（１１）の温度を検知し
且つ同印刷ヘッド（１１）内で前記フィードバックエネルギ（Ｅｒ）を消費する
ために機能する、方法。
【請求項９】請求項１による方法であって、前記熱制御装置（３１，１７）が、熱制御部材として、前記印刷ヘッド（１１
）の射出アクチュエータ（１７）の少なくとも一部分を含んでいる方法。
【請求項１０】請求項９による方法であって、前記熱制御装置（３１，１７）に属するアクチュエータが、印刷ヘッド（１１
）を前記安定化温度（Ｔｓ）に維持するために、前記印刷ヘッド（１１）内で前
記フィードバックエネルギ（Ｅｒ）を消費するか、所定の方法で段階的に変化す
る前記駆動エネルギ（Ｅｐ）を受け取るために、前記連続的な駆動サイクルの過
程において交互に作動する、方法。
【請求項１１】請求項９による方法であって、前記熱制御装置（３１，１７）に属する射出アクチュエータ（１７）が、前記
連続的な駆動サイクルの過程において、所定の方法で段階的に変化する前記駆動
エネルギ（Ｅｐ）によって供給されるものとは異なっている、方法。
【請求項１２】請求項１又は２による方法であって、最初に、前記印刷ヘッド（１１）の周囲領域内に存在する雰囲気温度の値を検
知するステップと、増分された温度の値を得るために、所定の量（ΔＴ）だけ、検知された雰囲気
温度の値を増加させるステップと、設定された安定化温度（Ｔｓ）が雰囲気温度（Ｔａ）に対して所定の過剰温度
（ΔＴ）に対応するように、前記増分された温度の値を前記安定化温度（Ｔｓ）
のために設定するステップと、を更に含む方法。
【請求項１３】請求項２に従属した請求項１２による方法であって、前記連続的な駆動サイクルの過程において、前記印刷ヘッド（１１）の前記一
以上の射出アクチュエータ（１７）の第１の対に、所定の方法で段階的に変化す
る前記駆動エネルギ（Ｅｐ）が供給され、前記一以上の射出アクチュエータ（１
７）の第２の部分は、前記熱制御装置（３１，１７）に属するので、印刷ヘッド
（１１）を所定の過剰温度（ΔＴ）に維持するために、前記フィードバックエネ
ルギ（Ｅｒ）を供給され、前記駆動エネルギ（Ｅｐ）に対応する駆動力（Ｐｐ）と、前記フィードバック
エネルギ（Ｅｒ）に対応するフィードバック力（Ｐｒ）との両方が、複数のパル
スによって作られた各々の周期的な信号を介して射出アクチュエータ（１７）に
供給され、前記両信号は、前記連続的な駆動サイクルにおいて使用される各射出
アクチュエータ（１７）に関して、Ｐｍｅｄ＝Ｐｍａｘ＊ｔｐ＊ｆの形式の共通
の式によって規定され（式中、Ｐｍｅｄは、駆動力（Ｐｐ）及びフィードバック
力（Ｐｒ）の両方について、連続的に且つ一定して前記信号中に仮に供給される
平均の力であり、Ｐｍａｘは、駆動力及びフィードバック力の両方についての前
記信号の各パルスの幅を規定する一定値を有する最大の力であり、ｔｐは、前記
信号を形成しているパルスの各々の継続時間であり、ｆは、積ｔｐ＊ｆが前記信
号が最大の力Ｐｍａｘにある時間のパーセンテージに対応するように、前記パル
スの時間の周波数である）、Ｐｒｍｅｄ（ｏ）＝ΔＴ／θの形式の式を使用して、ゼロ駆動力、従って液滴
の射出がない状態において、印刷ヘッド（１１）を、雰囲気温度（Ｔａ）に関す
る前記過剰温度（ΔＴ）に維持するのに必要とされる平均の初期フィードバック
力Ｐｒｍｅｄ（ｏ）を決定するステップであって、式中、ΔＴは、前記過剰温度
であり、θは、サーマルインクジェットの各モデルの典型的な係数であって、前
記液滴（２２）の射出現象が起こるサーマルインクジェット印刷ヘッド（１１）
の領域の熱伝導特性に本質的に依存しており且つ実験的な手段によって予め規定
されるのが好ましい、ステップと、Ｐｍａｘ＝Ｐｒｍｅｄ（ｏ）／（ｔｐ（ｏ）＊ｆ（ｏ））の形式の式によって
前記フィードバック力（Ｐｒ）のパルス信号に対する最大力Ｐｍａｘを計算する
ステップであって、式中、Ｐｒｍｅｄ（ｏ）は前記の式を使用して計算された平
均の初期フィードバック力であり、ｔｐ（ｏ）及びｆ（ｏ）は、各々、最初に印
刷ヘッド（１１）を駆動力（Ｐｐ）の供給がない状態において前記過剰温度（Δ
Ｔ）に維持するのに必要とされる前記熱制御装置（３１，１７）によって決定さ
れるフィードバック力（Ｐｒ）の信号のパルスの継続時間及び周波数である、ス
テップと、Ｅｐ＝Ｐｍａｘ＊ｔ１形式の式によって前記連続的な駆動サイクルの過程にお
いて供給される駆動エネルギＥｐの量を形成するステップであって、式中、Ｐｍ
ａｘは、既に述べたように、駆動力信号に関して既に計算された力であり、ｔ１
は、一般的に、前記最大力Ｐｍａｘを、前記駆動力（Ｐｐ）の信号のパルスを規
定している一以上の一時的なパラメータ（ｔ１）の値と組み合わせることによる
、連続的な駆動サイクルの進行の所定の法則に従って変化する駆動力（Ｐｐ）の
信号のパルスの継続期間である、ステップと、を含み、このようにして、前記連続的な駆動サイクルの過程中に射出アクチュエータ（
１７）に供給される駆動エネルギ（Ｅｐ）とフィードバックエネルギ（Ｅｒ）と
の量を規定することに個々に寄与する種々の量を測定する必要なく、前記特性（
５０）の前記第１の部分（５１）と前記第２の部分（５３）との間の前記偏差（
ΔＥｐ）を検知する目的で、前記特性（５０）の全てを、広範囲に且つ正確に決
定することが可能であるようになされている、方法。
【請求項１４】請求項１３による方法であって、前記平均の初期フィードバック力Ｐｒｍｅｄ（ｏ）を決定するステップが、前記印刷ヘッドのタイプを検知するサブステップと、前記インクジェット印刷ヘッド（１１）を制御する装置（３１）内に記憶され
た予め規定された表から、検知された前記印刷ヘッド（１１）のタイプ及び前記
過剰温度（ΔＴ）に対応する前記平均の初期フィードバック力Ｐｒｍｅｄ（ｏ）
の値を選択するサブステップと、を含む方法。
【請求項１５】少なくとも一つのノズル（１６）と、液滴（２２）の射出を起動させるために、前記ノズル（１６）と組み合わせら
れた少なくとも一つの射出アクチュエータ（１７）と、印刷ヘッド（１１）の温度を検知するのに適した温度センサー（２８）と、前記印刷ヘッド（１１）の温度を制御下に保つために、前記温度センサー（２
８）によって遡って調整されるのに適した少なくとも一つの熱制御部材（２９）
と、を備えたサーマルインクジェット印刷ヘッド（１１）によって射出されるイン
クの液滴（２２）の容量（Ｖｏｌ）を検知するための方法であって、前記射出アクチュエータ（１７）が所定の方法で段階的に変化する駆動エネル
ギ（Ｅｐ）によって駆動され、一方、前記熱制御部材（２９）は、連続的な駆動
サイクルが、前記印刷ヘッド（１１）を、前記駆動エネルギ（Ｅｐ）の変動にか
かわらず、ほぼ一定の安定化温度（Ｔｓ）に維持するのに適したフィードバック
エネルギ（Ｅｒ）を、前記センサー（２８）によって検知された温度に依存して
、これに対応して前記印刷ヘッド（１１）内で吸収し且つ消費する連続的な駆動
サイクルであって、同駆動サイクルは、前記液滴（２２）の射出を生じさせない
低い駆動エネルギの状態にある第１のステップ、前記印刷ヘッド（１１）の通常
の作動状態に対応し且つほぼ一定の容量でインクの液滴（２２）の安定した射出
を生じさせる高い駆動エネルギの状態にある第２のステップ、及び前記液滴（２
２）の射出が不安定に且つ変動する容量で起こる、前記第１のステップと第２の
ステップとの間の中間ステップと、によって構成される、連続的な駆動サイクル
と、前記駆動サイクルの過程中に、前記射出アクチュエータ（１７）に段階的に供
給される駆動エネルギ（Ｅｐ）の量と、前記熱制御部材（２９）によって吸収さ
れる対応するフィードバックエネルギ（Ｅｒ）との間で起こる実験的な相関関係
を規定する特性（５０）であって、低い駆動エネルギ状態にある前記第１のステ
ップに対応し且つほぼ直線状のパターンを有する第１の部分（５１）と、高い駆
動エネルギ状態にある前記第２のステップに対応し且つ同じくほぼ直線状のパタ
ーンを有する第２の部分（５３）と、前記第１の部分（５１）と第２の部分（５
３）との間に配置され且つおおまかに屈曲形状の曲線パターンを有する第３の部
分（５２）とから構成されている特性（５０）を得るステップと、前記特性（５０）の前記第１の部分（５１）と第２の部分（５３）との間の偏
差（ΔＥｐ）を検知するステップと、前記第２のステップ中、すなわち、前記印刷ヘッド（１１）の通常の作動状態
において、前記印刷ヘッド（１１）によって安定して射出される液滴（２２）の
実際の容量（Ｖｏｌ）を、前記偏差（ΔＥｐ）に基づいて計算するステップと、
を含む方法。
【請求項１６】プリンタ（１０）に取り付けられたサーマルインクジェッ
ト印刷ヘッド（１１）によって射出されるインクの液滴（２２）の容量（Ｖｏｌ
）を検知するために、請求項１又は請求項１５による方法を実行するのに適した
手段を含むことを特徴とする、インクジェットプリンタ（１０）。
【請求項１７】請求項１６によるインクジェットプリンタ（１０）であっ
て、前記容量（Ｖｏｌ）の検知された値に依存する印刷動作モードを自動的に設定
するための手段を特徴とする、インクジェットプリンタ。