JPH06328681A - 切り換えられる待機モードを有する熱インクジェットプリントヘッド - Google Patents
切り換えられる待機モードを有する熱インクジェットプリントヘッドInfo
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
- Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 中間の電力供給源をオン、オフ切り換えるこ
とができる待機モードを有する熱インクジェットプリン
トヘッドを提供する。 【構成】 抵抗器58と電流吸収素子68とで分圧器を
構成し、高電圧電力入力端子12を通じて入力される高
電圧信号を中間点Aで約15ボルトに降圧する。中間の
電力供給源40のMOSFET66のゲートを中間点A
に接続し、FET66に約15ボルトの信号を与える。
また、中間点Aと接地16間に、電流吸収素子68と並
列にMOSFET64を接続し、待機モード中、このF
ET64を導通させて中間点Aを接地し、それによって
FET66からの15ボルトの信号を除去し、プリドラ
イバ部46をオフに切り換える。FET64は印刷モー
ド中は非導通状態にあり、プリドライバ部46はオンで
ある。
とができる待機モードを有する熱インクジェットプリン
トヘッドを提供する。 【構成】 抵抗器58と電流吸収素子68とで分圧器を
構成し、高電圧電力入力端子12を通じて入力される高
電圧信号を中間点Aで約15ボルトに降圧する。中間の
電力供給源40のMOSFET66のゲートを中間点A
に接続し、FET66に約15ボルトの信号を与える。
また、中間点Aと接地16間に、電流吸収素子68と並
列にMOSFET64を接続し、待機モード中、このF
ET64を導通させて中間点Aを接地し、それによって
FET66からの15ボルトの信号を除去し、プリドラ
イバ部46をオフに切り換える。FET64は印刷モー
ド中は非導通状態にあり、プリドライバ部46はオンで
ある。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は一般的には熱インクジ
ェットプリントヘッドを有するプリンタに関し、詳しく
言うと、電力消費量を減少させ、かつプリンタの待機期
間中プリンタヘッドの温度を低下させるための切り換え
待機モードを有する熱インクジェットプリンタのプリン
トヘッドに関するものである。
ェットプリントヘッドを有するプリンタに関し、詳しく
言うと、電力消費量を減少させ、かつプリンタの待機期
間中プリンタヘッドの温度を低下させるための切り換え
待機モードを有する熱インクジェットプリンタのプリン
トヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】既知の熱インクジェットプリンタはコン
パクトな、信頼できる超小形電子技術のプリントヘッド
を使用する。このプリントヘッドは4つの基本的な素
子、即ち、頑強な静電圧スパイク保護装置、論理アドレ
ス回路、パワーMOSドライバ、及びインクを加熱する
ためのヒーター素子、である。これら基本的な素子はシ
リコンウェーハから形成された超小形電子技術のヒータ
ーダイスに形成される。
パクトな、信頼できる超小形電子技術のプリントヘッド
を使用する。このプリントヘッドは4つの基本的な素
子、即ち、頑強な静電圧スパイク保護装置、論理アドレ
ス回路、パワーMOSドライバ、及びインクを加熱する
ためのヒーター素子、である。これら基本的な素子はシ
リコンウェーハから形成された超小形電子技術のヒータ
ーダイスに形成される。
【0003】論理アドレス回路はパワーMOSドライバ
をオン、オフすることによってヒーター素子の点火を制
御するために使用される。プリドライバ(前置ドライ
バ)回路が論理アドレス回路によって出力された5ボル
トの論理レベル信号を、パワーMOSドライバを駆動す
るのに十分な電圧レベルにまで昇圧するために使用され
る。
をオン、オフすることによってヒーター素子の点火を制
御するために使用される。プリドライバ(前置ドライ
バ)回路が論理アドレス回路によって出力された5ボル
トの論理レベル信号を、パワーMOSドライバを駆動す
るのに十分な電圧レベルにまで昇圧するために使用され
る。
【0004】従来の熱インクジェットプリンタにおいて
は、プリドライバ回路に対する中間の電力供給源が、プ
リンタが印刷動作にあるか、印刷動作間の待機モードに
あるかに関係なく、永久的にオン状態に留まる。この電
力供給源は、たとえプリドライバ回路がヒーター素子を
能動的に駆動していない、プリンタが待機モードにある
ときでさえ、連続的に電力をプリドライバ回路に供給す
る。この待機モードにおけるプリドライバ回路の連続す
る電力の流れは、無駄に電力を浪費するためと、無駄に
浪費した電力が熱に変換されて結局はプリントヘッドを
過熱するという両方の理由で、望ましくない。
は、プリドライバ回路に対する中間の電力供給源が、プ
リンタが印刷動作にあるか、印刷動作間の待機モードに
あるかに関係なく、永久的にオン状態に留まる。この電
力供給源は、たとえプリドライバ回路がヒーター素子を
能動的に駆動していない、プリンタが待機モードにある
ときでさえ、連続的に電力をプリドライバ回路に供給す
る。この待機モードにおけるプリドライバ回路の連続す
る電力の流れは、無駄に電力を浪費するためと、無駄に
浪費した電力が熱に変換されて結局はプリントヘッドを
過熱するという両方の理由で、望ましくない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】プリントヘッドが過熱
すると、種々の問題が生じる。第1に、プリンタの解像
度は吐き出されたインクの飛沫のスポットサイズに依存
する。公称でこのスポットサイズは約130μmであ
る。スポットサイズはインクの粘性に依存する。一方、
インクの粘性はプリントヘッドの温度にほぼ等しいイン
クの温度に依存する。従って、プリントヘッドの温度が
上昇すると、インクの粘性は減少し、結果としてのイン
クの飛沫のスポットサイズは増大する。この増大したス
ポットサイズは印刷の光学的品質を減少させる。
すると、種々の問題が生じる。第1に、プリンタの解像
度は吐き出されたインクの飛沫のスポットサイズに依存
する。公称でこのスポットサイズは約130μmであ
る。スポットサイズはインクの粘性に依存する。一方、
インクの粘性はプリントヘッドの温度にほぼ等しいイン
クの温度に依存する。従って、プリントヘッドの温度が
上昇すると、インクの粘性は減少し、結果としてのイン
クの飛沫のスポットサイズは増大する。この増大したス
ポットサイズは印刷の光学的品質を減少させる。
【0006】さらに、インクジェットプリンタは、異な
るプリントヘッドヒーター素子から吐き出される複数の
異なる色のインクの飛沫を一緒に混合することによっ
て、多くの色を生じさせる。従って、プリントヘッドの
動作温度の上昇は、特定の色を形成するために一緒に混
合されるインクの割合を変化させることにより、色の安
定性を減じる。
るプリントヘッドヒーター素子から吐き出される複数の
異なる色のインクの飛沫を一緒に混合することによっ
て、多くの色を生じさせる。従って、プリントヘッドの
動作温度の上昇は、特定の色を形成するために一緒に混
合されるインクの割合を変化させることにより、色の安
定性を減じる。
【0007】第2は、プリントヘッドの温度が臨界温度
(吸い込み温度)を越えて上昇すると、プリントヘッド
は空気を取り入れ、従って、再びインクが迎え注入され
るまで動作することができない。それ故、形成された像
の画像品質が劣化し、ソフトな失敗モードが生じる。
(吸い込み温度)を越えて上昇すると、プリントヘッド
は空気を取り入れ、従って、再びインクが迎え注入され
るまで動作することができない。それ故、形成された像
の画像品質が劣化し、ソフトな失敗モードが生じる。
【0008】第3は、プリントヘッドの温度が待機モー
ド又は非印刷モード中に上昇すると、液体の熱インクの
揮発性成分(一般には、水)がプリントヘッドから蒸発
し、冷たい周囲表面に凝縮する。かくして、プリントヘ
ッドの温度の上昇はインクの乾燥を通じてプリントヘッ
ドの信頼性を減じるばかりでなく、周囲表面がインクか
ら蒸発した揮発性物で汚染されることになる。
ド又は非印刷モード中に上昇すると、液体の熱インクの
揮発性成分(一般には、水)がプリントヘッドから蒸発
し、冷たい周囲表面に凝縮する。かくして、プリントヘ
ッドの温度の上昇はインクの乾燥を通じてプリントヘッ
ドの信頼性を減じるばかりでなく、周囲表面がインクか
ら蒸発した揮発性物で汚染されることになる。
【0009】それ故、この発明は、中間電力供給源をオ
ン、オフ切り換えるための切り換えられる待機モードを
有する熱インクジェットプリントヘッドを提供する。
ン、オフ切り換えるための切り換えられる待機モードを
有する熱インクジェットプリントヘッドを提供する。
【0010】この発明は、また、中間の電力供給源に対
する制御可能なスイッチを有する熱インクジェットプリ
ントヘッドを提供し、上記スイッチに対する制御信号
は、通常、熱インクジェットプリントヘッドに与えられ
る複数の制御信号のうちの1つからなる。
する制御可能なスイッチを有する熱インクジェットプリ
ントヘッドを提供し、上記スイッチに対する制御信号
は、通常、熱インクジェットプリントヘッドに与えられ
る複数の制御信号のうちの1つからなる。
【0011】この発明は、さらに、切り換えられる待機
モードを有する熱インクジェットプリントヘッドを提供
し、スイッチは分圧器及びソースホロワを含む。
モードを有する熱インクジェットプリントヘッドを提供
し、スイッチは分圧器及びソースホロワを含む。
【0012】
【課題を解決するための手段】これら及び他の目的及び
利点は、この発明の第1の実施例においては、少なくと
も1つの電力入力端子、複数の制御信号入力端子、これ
ら複数の制御信号入力端子及び上記少なくとも1つの電
力入力端子の1つに接続された論理回路、ヒーター素子
及び直列に接続された、かつ上記少なくとも1つの電力
入力端子の1つと接地間に接続されたパワードライバM
OSFETより構成された複数のヒーター回路、上記少
なくとも1つの電力入力端子の1つに接続された中間の
電力供給源、上記複数のヒーター回路のMOSFETと
上記論理回路との間に接続された複数のプリドライバ回
路を有する熱インクジェットプリントヘッドによって提
供され、上記中間の電力供給源は上記複数の制御信号端
子の1つに接続されるとともに、それによって切り換え
られる。
利点は、この発明の第1の実施例においては、少なくと
も1つの電力入力端子、複数の制御信号入力端子、これ
ら複数の制御信号入力端子及び上記少なくとも1つの電
力入力端子の1つに接続された論理回路、ヒーター素子
及び直列に接続された、かつ上記少なくとも1つの電力
入力端子の1つと接地間に接続されたパワードライバM
OSFETより構成された複数のヒーター回路、上記少
なくとも1つの電力入力端子の1つに接続された中間の
電力供給源、上記複数のヒーター回路のMOSFETと
上記論理回路との間に接続された複数のプリドライバ回
路を有する熱インクジェットプリントヘッドによって提
供され、上記中間の電力供給源は上記複数の制御信号端
子の1つに接続されるとともに、それによって切り換え
られる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の好ましい実施例について添
付図面を参照して詳細に説明する。
付図面を参照して詳細に説明する。
【0014】図3に示すように、熱インクジェットプリ
ンタ70はキャリッジ78に装着されたプリントヘッド
80を有する。キャリッジ78は一対のガイドロッド7
2上を横方向に左右に移動する。キャップ装置(キャッ
プ)74を有するキャップステーションがガイドロッド
72から離れた左端に位置付けされている 。プリンタ
70がオフにされると、キャリッジ78はプリントヘッ
ド80をキャップステーションに移動させ、ここでキャ
ップ74がプリントヘッド80上に配置されてそれを保
護し、液体のインクがプリントヘッド80から蒸発する
ことを防止する。保守装置76を備えた保守ステーショ
ンがガイドロッド72から離れた右側部に位置付けされ
ている。プリンタ70がオンになると、「待機」モード
中キャリッジ78はプリントヘッド80を保守ステーシ
ョンに移動させる。プリンタは、オン状態にあり、かつ
能動的に印刷していないときにはいつでも、待機モード
に置かれる。プリンタ70が能動的に印刷しているとき
には、キャリッジ78はプリントヘッド80をペーパー
シート90又は類似物を横切って横方向に移動させる。
プリントヘッド80はこのプリントヘッド80からペー
パー90にインク飛沫を吐き出させて像を形成する。
ンタ70はキャリッジ78に装着されたプリントヘッド
80を有する。キャリッジ78は一対のガイドロッド7
2上を横方向に左右に移動する。キャップ装置(キャッ
プ)74を有するキャップステーションがガイドロッド
72から離れた左端に位置付けされている 。プリンタ
70がオフにされると、キャリッジ78はプリントヘッ
ド80をキャップステーションに移動させ、ここでキャ
ップ74がプリントヘッド80上に配置されてそれを保
護し、液体のインクがプリントヘッド80から蒸発する
ことを防止する。保守装置76を備えた保守ステーショ
ンがガイドロッド72から離れた右側部に位置付けされ
ている。プリンタ70がオンになると、「待機」モード
中キャリッジ78はプリントヘッド80を保守ステーシ
ョンに移動させる。プリンタは、オン状態にあり、かつ
能動的に印刷していないときにはいつでも、待機モード
に置かれる。プリンタ70が能動的に印刷しているとき
には、キャリッジ78はプリントヘッド80をペーパー
シート90又は類似物を横切って横方向に移動させる。
プリントヘッド80はこのプリントヘッド80からペー
パー90にインク飛沫を吐き出させて像を形成する。
【0015】図4に示すように、プリンタヘッド80は
頂部部分86を含む。複数のノズル88がこの頂部部分
86に形成されている。プリントヘッド80はヒーター
ダイス84を有する。このヒーターダイス84は熱吸収
体82に取り付けられ、かつ表面層10上に形成された
多数の回路素子を有する。プリントヘッド80の頂部部
分86はヒーターダイス84の頂部表面と整合され、プ
リントヘッド80を完成する。
頂部部分86を含む。複数のノズル88がこの頂部部分
86に形成されている。プリントヘッド80はヒーター
ダイス84を有する。このヒーターダイス84は熱吸収
体82に取り付けられ、かつ表面層10上に形成された
多数の回路素子を有する。プリントヘッド80の頂部部
分86はヒーターダイス84の頂部表面と整合され、プ
リントヘッド80を完成する。
【0016】図5に示すように、プリントヘッド80の
頂部部分86はインク溜め86aを含む。プリントヘッ
ド80によって吐き出されるべき液体のインクIはこの
インク溜め86a中に配置され、第1のインク溝部分8
6bを通じて第2のインク溝部分86cへ流れる。この
第2のインク溝部分86cにおいて1回、液体のインク
Iはヒーターダイス84の表面層10に形成されたヒー
ター素子52と接触する。ヒーター素子52はインクの
蒸発温度以上にインクを加熱する。インクが蒸発する
と、泡が形成され、インクIの飛沫をノズル88から吐
き出させる。
頂部部分86はインク溜め86aを含む。プリントヘッ
ド80によって吐き出されるべき液体のインクIはこの
インク溜め86a中に配置され、第1のインク溝部分8
6bを通じて第2のインク溝部分86cへ流れる。この
第2のインク溝部分86cにおいて1回、液体のインク
Iはヒーターダイス84の表面層10に形成されたヒー
ター素子52と接触する。ヒーター素子52はインクの
蒸発温度以上にインクを加熱する。インクが蒸発する
と、泡が形成され、インクIの飛沫をノズル88から吐
き出させる。
【0017】ヒーター素子52はインクを急速に加熱す
ることによってインクの泡を生じさせるから、プリント
ヘッド80の温度は、一般に、プリントヘッドがペーパ
ー90上に像を印刷するために使用されるときに、上昇
する。適正に機能させるために、プリントヘッドはでき
るだけ冷却した状態を保持すべきであり、45°C〜5
5°Cより低い温度を維持すべきである。
ることによってインクの泡を生じさせるから、プリント
ヘッド80の温度は、一般に、プリントヘッドがペーパ
ー90上に像を印刷するために使用されるときに、上昇
する。適正に機能させるために、プリントヘッドはでき
るだけ冷却した状態を保持すべきであり、45°C〜5
5°Cより低い温度を維持すべきである。
【0018】図1に示すように、ヒーターダイス84は
表面層10上に形成された高電圧電力入力端子12を含
む。この高電圧電力入力端子12は電力を抵抗性ヒータ
ー素子52へ供給する。高電圧電力入力端子12に供給
された電圧は40ボルトであることが好ましい。ヒータ
ーダイス84はまた、論理レベル電圧を論理回路30へ
供給するための低電圧電力入力端子14を含む。この低
電圧論理レベル電力入力端子14には5ボルトが供給さ
れることが好ましい。ヒーターダイス84はまた、ヒー
ターダイス84を接地に接続するための接地入力端子1
6を有する。
表面層10上に形成された高電圧電力入力端子12を含
む。この高電圧電力入力端子12は電力を抵抗性ヒータ
ー素子52へ供給する。高電圧電力入力端子12に供給
された電圧は40ボルトであることが好ましい。ヒータ
ーダイス84はまた、論理レベル電圧を論理回路30へ
供給するための低電圧電力入力端子14を含む。この低
電圧論理レベル電力入力端子14には5ボルトが供給さ
れることが好ましい。ヒーターダイス84はまた、ヒー
ターダイス84を接地に接続するための接地入力端子1
6を有する。
【0019】データ及び制御信号をヒーターダイス84
の論理回路30へ与えるために、ヒーターダイス84は
シフト信号入力端子20、データ入力信号端子22、点
火入力信号端子24及びリセット入力信号端子26を含
む。論理回路30は4ビットの直列入力/並列出力のシ
フトレジスタ32、このシフトレジスタ32から出力さ
れた並列データをラッチするためのラッチ34、及び二
方向の48ビットシフトレジスタ36を含む。シフトレ
ジスタ32はシフト信号入力端子20及びデータ入力信
号端子22に接続される。データ入力信号端子22を通
じてのデータ信号入力はどの組の4つのヒーター素子5
2が点火されるべきであるかを指示する。論理レベル高
信号は、対応するヒーター素子52が点火されるべきで
あることを指示し、他方、低論理レベル信号は、対応す
るヒーター素子52が点火されるべきでないことを指示
する。各論理レベル信号がデータ入力端子22を通じて
入力されると、シフト信号入力端子20に入力されたシ
フト信号はシフトレジスタにデータ信号を記憶させ、か
つ1回シフトさせる。
の論理回路30へ与えるために、ヒーターダイス84は
シフト信号入力端子20、データ入力信号端子22、点
火入力信号端子24及びリセット入力信号端子26を含
む。論理回路30は4ビットの直列入力/並列出力のシ
フトレジスタ32、このシフトレジスタ32から出力さ
れた並列データをラッチするためのラッチ34、及び二
方向の48ビットシフトレジスタ36を含む。シフトレ
ジスタ32はシフト信号入力端子20及びデータ入力信
号端子22に接続される。データ入力信号端子22を通
じてのデータ信号入力はどの組の4つのヒーター素子5
2が点火されるべきであるかを指示する。論理レベル高
信号は、対応するヒーター素子52が点火されるべきで
あることを指示し、他方、低論理レベル信号は、対応す
るヒーター素子52が点火されるべきでないことを指示
する。各論理レベル信号がデータ入力端子22を通じて
入力されると、シフト信号入力端子20に入力されたシ
フト信号はシフトレジスタにデータ信号を記憶させ、か
つ1回シフトさせる。
【0020】4つのデータ信号及びシフト信号がシフト
信号入力端子20及びデータ入力端子22を通じて入力
された後、点火信号が点火信号入力端子24を通じて入
力される。この点火信号は二方向48ビットシフトレジ
スタ36を1位置シフトさせる。二方向48ビットシフ
トレジスタ36の各位置は4つのヒーター回路50の組
44の点火を制御する。二方向48ビットのシフトレジ
スタ36は高論理レベルの1ビットと低論理レベルの他
の47ビットを有するように設定される。従って、48
ビットのシフトレジスタ36がシフトされると、単一の
高論理レベルビットがシフトレジスタ36中を回転さ
れ、ヒーター回路50の組44の1つを可能化する。よ
って、この発明の好ましい実施例においては、合計で1
92のヒーター回路50が用意されている。
信号入力端子20及びデータ入力端子22を通じて入力
された後、点火信号が点火信号入力端子24を通じて入
力される。この点火信号は二方向48ビットシフトレジ
スタ36を1位置シフトさせる。二方向48ビットシフ
トレジスタ36の各位置は4つのヒーター回路50の組
44の点火を制御する。二方向48ビットのシフトレジ
スタ36は高論理レベルの1ビットと低論理レベルの他
の47ビットを有するように設定される。従って、48
ビットのシフトレジスタ36がシフトされると、単一の
高論理レベルビットがシフトレジスタ36中を回転さ
れ、ヒーター回路50の組44の1つを可能化する。よ
って、この発明の好ましい実施例においては、合計で1
92のヒーター回路50が用意されている。
【0021】点火信号が二方向48ビットシフトレジス
タ36を1位置シフトさせると、それは同時にラッチ3
4に、4ビットのシフトレジスタ32に現在記憶されて
いる新しいデータをラッチさせる。このように、二方向
48ビットのシフトレジスタ36によって選択された4
つのヒーター回路50の組44に対応する4つのプリド
ライバ46の各1つがこのシフトレジスタからの1つの
高論理レベル信号及びラッチ34からの1つの高又は低
信号を具備する。ラッチ34からのデータが高レベルで
ある場合には、対応するプリドライバ46が高レベル信
号を出力し、MOSパワードライバ54に、抵抗性ヒー
ター素子52を接地に接続させる。この抵抗性ヒーター
素子52が既に高電圧電力入力端子12に接続されてい
るときには、電流が抵抗性ヒーター素子52を通って流
れ、このヒーター素子52を急速に加熱する。これは対
応するインク溝86c中のインクを蒸発させ、対応する
ノズル88からインクの小滴を吐き出させる。
タ36を1位置シフトさせると、それは同時にラッチ3
4に、4ビットのシフトレジスタ32に現在記憶されて
いる新しいデータをラッチさせる。このように、二方向
48ビットのシフトレジスタ36によって選択された4
つのヒーター回路50の組44に対応する4つのプリド
ライバ46の各1つがこのシフトレジスタからの1つの
高論理レベル信号及びラッチ34からの1つの高又は低
信号を具備する。ラッチ34からのデータが高レベルで
ある場合には、対応するプリドライバ46が高レベル信
号を出力し、MOSパワードライバ54に、抵抗性ヒー
ター素子52を接地に接続させる。この抵抗性ヒーター
素子52が既に高電圧電力入力端子12に接続されてい
るときには、電流が抵抗性ヒーター素子52を通って流
れ、このヒーター素子52を急速に加熱する。これは対
応するインク溝86c中のインクを蒸発させ、対応する
ノズル88からインクの小滴を吐き出させる。
【0022】熱インクジェットプリントヘッドがインク
の小滴を適正に吐き出すためには、ほぼ200mAの電
流が3μsの間必要である。不幸にも、MOSパワード
ライバ54を5ボルトの論理レベルで単に駆動しただけ
では3μsのウインドウ内で抵抗性ヒーター52に20
0mAの電流を流してそれらを十分強力にオンにするこ
とができない。従って、ラッチ34及び二方向48ビッ
トのシフトレジスタ36から到来する5ボルトの論理レ
ベルを少なくとも10ボルトに昇圧する必要がある。5
ボルトから少なくとも10ボルトに論理レベルを昇圧す
るために、論理ゲート及びプリドライバ46が組み合わ
されてMOSパワードライバ54に対する制御信号を発
生する。
の小滴を適正に吐き出すためには、ほぼ200mAの電
流が3μsの間必要である。不幸にも、MOSパワード
ライバ54を5ボルトの論理レベルで単に駆動しただけ
では3μsのウインドウ内で抵抗性ヒーター52に20
0mAの電流を流してそれらを十分強力にオンにするこ
とができない。従って、ラッチ34及び二方向48ビッ
トのシフトレジスタ36から到来する5ボルトの論理レ
ベルを少なくとも10ボルトに昇圧する必要がある。5
ボルトから少なくとも10ボルトに論理レベルを昇圧す
るために、論理ゲート及びプリドライバ46が組み合わ
されてMOSパワードライバ54に対する制御信号を発
生する。
【0023】しかしながら、これらプリドライバ46
は、ラッチ34及びシフトレジスタ36からMOSパワ
ードライバ54への制御信号の電圧を5ボルトの論理レ
ベルから少なくとも10ボルトに昇圧するために、約1
3ボルトの電力供給源40を必要とする。図2に示すよ
うに、プリドライバへの13ボルトの電力信号は単純な
ソースホロワのMOSFET回路によって発生すること
ができる。電力供給源40はドレインが高電圧電力入力
端子12に接続されたMOSFET66を含む。抵抗器
58及び電流吸収素子68より構成された分圧器が高電
圧電力入力端子12を通じて入力される高電圧信号を分
圧器の中間点Aで約15ボルトに降圧する。MOSFE
T66のゲートは中間点Aで分圧器に接続され、MOS
FET66に約15ボルトの信号を与える。MOSFE
T66のソースはプリドライバ部46にソースホロワと
して接続され、約13ボルトの出力信号を提供する。
は、ラッチ34及びシフトレジスタ36からMOSパワ
ードライバ54への制御信号の電圧を5ボルトの論理レ
ベルから少なくとも10ボルトに昇圧するために、約1
3ボルトの電力供給源40を必要とする。図2に示すよ
うに、プリドライバへの13ボルトの電力信号は単純な
ソースホロワのMOSFET回路によって発生すること
ができる。電力供給源40はドレインが高電圧電力入力
端子12に接続されたMOSFET66を含む。抵抗器
58及び電流吸収素子68より構成された分圧器が高電
圧電力入力端子12を通じて入力される高電圧信号を分
圧器の中間点Aで約15ボルトに降圧する。MOSFE
T66のゲートは中間点Aで分圧器に接続され、MOS
FET66に約15ボルトの信号を与える。MOSFE
T66のソースはプリドライバ部46にソースホロワと
して接続され、約13ボルトの出力信号を提供する。
【0024】電力供給源40を単に、高電圧電力入力端
子12と接地16間に接続された抵抗器58及び電流吸
収素子68によって形成された分圧器だけで構成した場
合には、15ボルトの信号がMOSFET66のゲート
に連続的に供給されるであろう。従って、MOSFET
66はプリドライバ部46に13ボルトの信号を連続的
に与えることになる。それ故、プリドライバ部46は、
たとえプリンタ70が印刷動作間の待機モードにあって
も、連続的に動作していることになる。これはプリンタ
が待機モードにあるときに、プリンタヘッドの温度を約
30°〜35°Cに上昇させる。
子12と接地16間に接続された抵抗器58及び電流吸
収素子68によって形成された分圧器だけで構成した場
合には、15ボルトの信号がMOSFET66のゲート
に連続的に供給されるであろう。従って、MOSFET
66はプリドライバ部46に13ボルトの信号を連続的
に与えることになる。それ故、プリドライバ部46は、
たとえプリンタ70が印刷動作間の待機モードにあって
も、連続的に動作していることになる。これはプリンタ
が待機モードにあるときに、プリンタヘッドの温度を約
30°〜35°Cに上昇させる。
【0025】しかしながら、プリンタ70が現在印刷し
ていない待機状態のときに、連続的に電力をプリドライ
バ部46へ供給する必要はない。この発明の発明者達
は、プリンタ70が待機モードにあるときには、論理回
路30が5ボルトで約20mA消費し、一方、48のプ
リドライバ部46は40ボルトで約10mA消費するこ
とを確認した。これは論理回路が約100mW消費し、
プリドライバ回路が約400mW消費するということを
意味する。よって、プリンタ70が待機モードにあると
きにはオンである必要がないプリドライバ回路46は5
00mWの待機モード電力消費量の約80%の割合を占
める。その上、プリンタ70が待機モードにあるときに
は、インクIは吐き出される小滴を通じて過剰の熱を放
出する手助けとして使用することができない。従って、
プリンタ70が待機モードにあるときには、プリントヘ
ッド80の温度は約500mWの待機電力の消散のため
に上昇する。上記したように、これはインクの迎え注入
及び乾燥消失の損失を含む幾つかの問題を生じさせる。
ていない待機状態のときに、連続的に電力をプリドライ
バ部46へ供給する必要はない。この発明の発明者達
は、プリンタ70が待機モードにあるときには、論理回
路30が5ボルトで約20mA消費し、一方、48のプ
リドライバ部46は40ボルトで約10mA消費するこ
とを確認した。これは論理回路が約100mW消費し、
プリドライバ回路が約400mW消費するということを
意味する。よって、プリンタ70が待機モードにあると
きにはオンである必要がないプリドライバ回路46は5
00mWの待機モード電力消費量の約80%の割合を占
める。その上、プリンタ70が待機モードにあるときに
は、インクIは吐き出される小滴を通じて過剰の熱を放
出する手助けとして使用することができない。従って、
プリンタ70が待機モードにあるときには、プリントヘ
ッド80の温度は約500mWの待機電力の消散のため
に上昇する。上記したように、これはインクの迎え注入
及び乾燥消失の損失を含む幾つかの問題を生じさせる。
【0026】従って、この発明の第1の好ましい実施例
においては、電力供給源40は、中間点Aと接地16間
に、電流吸収素子68と並列に接続された第2のMOS
FET64を含むように変更されている。かくして、M
OSFET64が導通すると、中間点Aは直接接地16
に接続され、それによってMOSFET66からの15
ボルトの信号を除去する。これはプリドライバ部46
を、それらの電力供給源を除去することによってオフに
切り換える。第1の好ましい実施例では、FET64
は、少なくとも約5ボルトの信号がそのゲートに供給さ
れたときにのみ導通するNMOSFETである。よっ
て、MOSFET64のゲートが5ボルトの論理レベル
入力端子の1つに接続された場合には、スイッチング信
号がMOSFET64に供給できる。
においては、電力供給源40は、中間点Aと接地16間
に、電流吸収素子68と並列に接続された第2のMOS
FET64を含むように変更されている。かくして、M
OSFET64が導通すると、中間点Aは直接接地16
に接続され、それによってMOSFET66からの15
ボルトの信号を除去する。これはプリドライバ部46
を、それらの電力供給源を除去することによってオフに
切り換える。第1の好ましい実施例では、FET64
は、少なくとも約5ボルトの信号がそのゲートに供給さ
れたときにのみ導通するNMOSFETである。よっ
て、MOSFET64のゲートが5ボルトの論理レベル
入力端子の1つに接続された場合には、スイッチング信
号がMOSFET64に供給できる。
【0027】プリンタ70が待機モードに置かれている
ときに、二方向48ビットのシフトレジスタ36は低論
理信号をリセット入力信号端子26に与えることによっ
てリセットされる。二方向48ビットのシフトレジスタ
36はリセット信号入力端子26からのリセット信号の
立ち上がり縁部でリセットすることが好ましい。このリ
セット信号は待機モード中は低レベルに保持でき、ま
た、印刷モード中は高レベルに保持できる。かくして、
MOSFET64のゲートをインバータを介してリセッ
ト信号入力端子26に接続することによって、FET6
4は、リセット信号が待機モード中低レベルに保持され
るときにオンとなり、リセット信号が高レベルに保持さ
れるときにオフとなる。従って、プリドライバ部46は
待機モード中はオフにされ、待機電力の消散は約500
mWから約100mWに減ぜられる。待機モード中のこ
の電力消費量の減少はプリントヘッド80の過熱及びそ
の結果として生じる迎え注入或いはインクの乾燥消失の
損失の問題を防止する。中間の電力供給源40が待機モ
ードにおいてオフに切り換えられることにより、プリン
トヘッドの温度は好ましい範囲の22°〜24°Cに保
持される。
ときに、二方向48ビットのシフトレジスタ36は低論
理信号をリセット入力信号端子26に与えることによっ
てリセットされる。二方向48ビットのシフトレジスタ
36はリセット信号入力端子26からのリセット信号の
立ち上がり縁部でリセットすることが好ましい。このリ
セット信号は待機モード中は低レベルに保持でき、ま
た、印刷モード中は高レベルに保持できる。かくして、
MOSFET64のゲートをインバータを介してリセッ
ト信号入力端子26に接続することによって、FET6
4は、リセット信号が待機モード中低レベルに保持され
るときにオンとなり、リセット信号が高レベルに保持さ
れるときにオフとなる。従って、プリドライバ部46は
待機モード中はオフにされ、待機電力の消散は約500
mWから約100mWに減ぜられる。待機モード中のこ
の電力消費量の減少はプリントヘッド80の過熱及びそ
の結果として生じる迎え注入或いはインクの乾燥消失の
損失の問題を防止する。中間の電力供給源40が待機モ
ードにおいてオフに切り換えられることにより、プリン
トヘッドの温度は好ましい範囲の22°〜24°Cに保
持される。
【0028】第1の好ましい実施例では、電流吸収素子
68は抵抗器である。製造するのが簡単であるので抵抗
器が使用される。抵抗器58及び68は十分に高い抵抗
値を形成することが可能なポリシリコンから形成される
ことが好ましい。高い合計の抵抗値及び抵抗器58に対
する高い抵抗値が重要である。何故ならば、抵抗器58
を流れる電流は1mAに等しいかそれより少ないことが
好ましいからである。これは電力供給源40における電
力消費量が最少であることを確実にする。その上、抵抗
器58及び電流吸収素子68は軽くドープしたシリコン
(n- )或いは十分にドープした(n+ )シリコンより
形成してもよい。しかしながら、これらは、n- のデバ
イスの抵抗値がバイアスの変化で変化する可能性があ
り、n+ のデバイスが低電圧でブレークダウンする可能
性があるので、好ましくない。
68は抵抗器である。製造するのが簡単であるので抵抗
器が使用される。抵抗器58及び68は十分に高い抵抗
値を形成することが可能なポリシリコンから形成される
ことが好ましい。高い合計の抵抗値及び抵抗器58に対
する高い抵抗値が重要である。何故ならば、抵抗器58
を流れる電流は1mAに等しいかそれより少ないことが
好ましいからである。これは電力供給源40における電
力消費量が最少であることを確実にする。その上、抵抗
器58及び電流吸収素子68は軽くドープしたシリコン
(n- )或いは十分にドープした(n+ )シリコンより
形成してもよい。しかしながら、これらは、n- のデバ
イスの抵抗値がバイアスの変化で変化する可能性があ
り、n+ のデバイスが低電圧でブレークダウンする可能
性があるので、好ましくない。
【0029】代わりに、電流吸収素子68はツエナーダ
イオード(又はツエナーダイオードのような動作を行う
任意の構造体)であってもよい。例えば、電流吸収素子
はそのゲート及びソースが一緒に接地に結合されたエン
ハンスメントモードのMOSFETであってもよい。こ
のツエナーダイオードの実施例は抵抗器の実施例に勝る
追加の利点がある。第1に、ツエナーダイオード68
は、高電圧電力信号の電圧スパイク等が、たとえプリド
ライバ46がそれらのブレークダウン電圧の近傍で作動
されるときでも、プリドライバ46にブレークダウンを
生じさせないことを確実にする助けとなる。さらに、プ
リドライバ46に供給される電圧は高電圧電力信号の実
際のレベルと無関係になる。従って、高電圧電力信号が
プリンタの動作に追加の制御を提供するように変更でき
る。
イオード(又はツエナーダイオードのような動作を行う
任意の構造体)であってもよい。例えば、電流吸収素子
はそのゲート及びソースが一緒に接地に結合されたエン
ハンスメントモードのMOSFETであってもよい。こ
のツエナーダイオードの実施例は抵抗器の実施例に勝る
追加の利点がある。第1に、ツエナーダイオード68
は、高電圧電力信号の電圧スパイク等が、たとえプリド
ライバ46がそれらのブレークダウン電圧の近傍で作動
されるときでも、プリドライバ46にブレークダウンを
生じさせないことを確実にする助けとなる。さらに、プ
リドライバ46に供給される電圧は高電圧電力信号の実
際のレベルと無関係になる。従って、高電圧電力信号が
プリンタの動作に追加の制御を提供するように変更でき
る。
【0030】他の実施例においては、MOSFET66
に対する制御信号は任意の論理組み合わせの制御信号に
よって発生することができる。代わりに、MOSFET
66に接続された専用の制御信号入力端子が使用でき
る。追加の制御信号入力端子を通じて入力される専用の
制御信号は直接MOSFET66を制御するために使用
される。
に対する制御信号は任意の論理組み合わせの制御信号に
よって発生することができる。代わりに、MOSFET
66に接続された専用の制御信号入力端子が使用でき
る。追加の制御信号入力端子を通じて入力される専用の
制御信号は直接MOSFET66を制御するために使用
される。
【0031】また、高電圧電力入力信号の急速な変化が
スプリアスの点火信号をヒーター回路50に発生しない
ように、電力供給源を構成することは重要である。この
ようなスプリアス点火信号は、電力供給源40がオフに
切り換えられ、かつ高電圧電力入力信号が急速に変化す
るときに、生じ得る。この状態においては、MOSFE
T64のミラーキャパシタンス効果がMOSFET64
のゲートに電圧を発生する。
スプリアスの点火信号をヒーター回路50に発生しない
ように、電力供給源を構成することは重要である。この
ようなスプリアス点火信号は、電力供給源40がオフに
切り換えられ、かつ高電圧電力入力信号が急速に変化す
るときに、生じ得る。この状態においては、MOSFE
T64のミラーキャパシタンス効果がMOSFET64
のゲートに電圧を発生する。
【0032】終りに、パワーMOSドライバ54は、例
えばバイポーラートランジスタのような任意のドライバ
トランジスタ又はスイッチングトランジスタと置き換え
ることができる。同様に、MOSFET64及び66、
並びにプリドライバ回路46は任意の形式のスイッチン
グトランジスタ又はドライブトランジスタと置き換える
ことができる。
えばバイポーラートランジスタのような任意のドライバ
トランジスタ又はスイッチングトランジスタと置き換え
ることができる。同様に、MOSFET64及び66、
並びにプリドライバ回路46は任意の形式のスイッチン
グトランジスタ又はドライブトランジスタと置き換える
ことができる。
【0033】
【発明の効果】この発明によれば、中間の電力供給源が
待機モードにおいてオフにされ、プリドライバ部が待機
モード中はオフとなるので、待機電力の消費量を大幅に
減ずることができる。よって、プリントヘッドの過熱及
びその結果として生じる迎え注入或いはインクの乾燥消
失の損失の問題が生じない。さらに、プリントヘッドの
温度を好ましい範囲である22°〜24°Cに保持する
ことができる等の顕著な効果がある。
待機モードにおいてオフにされ、プリドライバ部が待機
モード中はオフとなるので、待機電力の消費量を大幅に
減ずることができる。よって、プリントヘッドの過熱及
びその結果として生じる迎え注入或いはインクの乾燥消
失の損失の問題が生じない。さらに、プリントヘッドの
温度を好ましい範囲である22°〜24°Cに保持する
ことができる等の顕著な効果がある。
【図1】ヒーターダイスの一部分を示す回路図である。
【図2】切り換えられる電力供給源の好ましい一実施例
を示す回路構成図である。
を示す回路構成図である。
【図3】切り換えられる待機モードを有する熱インクジ
ェットプリントヘッドを組み込んだ熱インクジェットプ
リンタの斜視図である。
ェットプリントヘッドを組み込んだ熱インクジェットプ
リンタの斜視図である。
【図4】熱インクジェットプリントヘッドの斜視図であ
る。
る。
【図5】図4の熱インクジェットプリントヘッドの断面
図である。
図である。
10 表面層 12 高電圧電力入力端子 14 低電圧電力入力端子 16 接地入力端子 20 シフト信号入力端子 22 データ入力信号端子 24 点火入力信号端子 26 リセット入力信号端子 30 論理回路 32、36 シフトレジスタ 34 ラッチ 40 電力供給源 46 プリドライバ部 50 ヒーター回路 52 ヒーター素子 54 MOSパワードライバ 58 抵抗器 64、66 MOSFET 68 電流吸収素子 70 熱インクジェットプリンタ 78 キャリッジ 80 プリントヘッド 82 熱吸収体 84 ヒーターダイス 88 ノズル
Claims (1)
- 【請求項1】 切り換えられる待機モードを有する熱イ
ンクジェットプリントヘッドであって、 論理制御信号を入力する複数の制御信号端子と、 少なくとも1つの電力入力端子と、 複数のヒーター回路であって、各ヒーター回路が、トラ
ンスジューサと直列に接続されるとともに、前記少なく
とも1つの電力入力端子の1つと接地との間に接続され
たヒーター素子から構成されている複数のヒーター回路
と、 前記複数の制御信号端子に接続された論理回路と、 複数のプリドライバ回路であって、各プリドライバ回路
の出力が前記複数のヒーター回路の対応する1つのトラ
ンジスタに接続され、かつ各プリドライバ回路の入力が
前記論理回路の出力に接続されている複数のプリドライ
バ回路と、 前記複数のプリドライバ回路のそれぞれに接続され、か
つ中間の電圧を出力する電力供給源であって、前記複数
の制御信号端子の少なくとも1つに接続され、かつ1つ
のスイッチを含み、該電力供給源は前記少なくとも1つ
の制御信号端子を通じて入力される制御信号により、前
記プリントヘッドが待機モードにあるときにはオフ状態
に切り換えられ、前記プリントヘッドが印刷モードにあ
るときにはオン状態に切り換えられる電力供給源と、 を具備することを特徴とする熱インクジェットプリント
ヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/055,891 US5371530A (en) | 1993-05-04 | 1993-05-04 | Thermal ink jet printhead having a switched stand-by mode |
US055891 | 1993-05-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06328681A true JPH06328681A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=22000841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6088815A Pending JPH06328681A (ja) | 1993-05-04 | 1994-04-26 | 切り換えられる待機モードを有する熱インクジェットプリントヘッド |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5371530A (ja) |
JP (1) | JPH06328681A (ja) |
BR (1) | BR9401661A (ja) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3124696B2 (ja) * | 1995-03-17 | 2001-01-15 | キヤノン株式会社 | 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 |
DE19642565C2 (de) * | 1996-03-28 | 1999-07-08 | Hewlett Packard Co | Gedruckte Wagen-Schaltung zur Befestigung auf einem Druckkopfwagen eines Tintenstrahldruckers |
US5850237A (en) * | 1996-06-26 | 1998-12-15 | Xerox Corporation | Method and device for selective recording head maintenance for an ink recording apparatus |
US6081280A (en) * | 1996-07-11 | 2000-06-27 | Lexmark International, Inc. | Method and apparatus for inhibiting electrically induced ink build-up on flexible, integrated circuit connecting leads, for thermal ink jet printer heads |
US6575548B1 (en) | 1997-10-28 | 2003-06-10 | Hewlett-Packard Company | System and method for controlling energy characteristics of an inkjet printhead |
US6154229A (en) | 1997-10-28 | 2000-11-28 | Hewlett-Packard Company | Thermal ink jet print head and printer temperature control apparatus and method |
US6644766B1 (en) * | 1998-04-28 | 2003-11-11 | Xerox Corporation | Printing system with phase shift printing to reduce peak power consumption |
US6755495B2 (en) * | 2001-03-15 | 2004-06-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Integrated control of power delivery to firing resistors for printhead assembly |
US6318828B1 (en) | 1999-02-19 | 2001-11-20 | Hewlett-Packard Company | System and method for controlling firing operations of an inkjet printhead |
US6476928B1 (en) | 1999-02-19 | 2002-11-05 | Hewlett-Packard Co. | System and method for controlling internal operations of a processor of an inkjet printhead |
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US6435668B1 (en) | 1999-02-19 | 2002-08-20 | Hewlett-Packard Company | Warming device for controlling the temperature of an inkjet printhead |
US6705694B1 (en) | 1999-02-19 | 2004-03-16 | Hewlett-Packard Development Company, Lp. | High performance printing system and protocol |
US6547353B2 (en) * | 1999-07-27 | 2003-04-15 | Stmicroelectronics, Inc. | Thermal ink jet printhead system with multiple output driver circuit for powering heating element and associated method |
US6585339B2 (en) | 2001-01-05 | 2003-07-01 | Hewlett Packard Co | Module manager for wide-array inkjet printhead assembly |
EP1221372B1 (en) * | 2001-01-05 | 2005-06-08 | Hewlett-Packard Company | Integrated programmable fire pulse generator for inkjet printhead assembly |
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US6481814B2 (en) | 2001-02-28 | 2002-11-19 | Lemark International, Inc. | Apparatus and method for ink jet printhead voltage fault protection |
US6478396B1 (en) | 2001-03-02 | 2002-11-12 | Hewlett-Packard Company | Programmable nozzle firing order for printhead assembly |
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