JPH10329323A - 共通の駆動回路からエネルギー・パルスを受ける第１及び第２のプリント・カートリッジを備えたインクジェット・プリンタ装置 - Google Patents
共通の駆動回路からエネルギー・パルスを受ける第１及び第２のプリント・カートリッジを備えたインクジェット・プリンタ装置Info
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- JPH10329323A JPH10329323A JP10119867A JP11986798A JPH10329323A JP H10329323 A JPH10329323 A JP H10329323A JP 10119867 A JP10119867 A JP 10119867A JP 11986798 A JP11986798 A JP 11986798A JP H10329323 A JPH10329323 A JP H10329323A
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- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ブラック加熱要素及びカラー加熱要素の両方
に、振幅及び持続時間が一定なエネルギー・パルスを供
給する共通の駆動回路を使用するインクジェット・プリ
ンタ装置。 【解決手段】 第１の印刷カートリッジは、第１のオリ
フィス５６ａを有する少なくとも１つの第１のインク収
容チャンバ内に少なくとも１つの第１の抵抗加熱要素５
２を含む。第２の印刷カートリッジは、第２のオリフィ
スを有する少なくとも１つの第２のインク収容チャンバ
内に少なくとも１つの第２の抵抗加熱要素を含む。この
装置は更に、第１及び第２の印刷カートリッジに電気的
に結合され、共通の駆動回路を介して、第１及び第２の
加熱要素５２，６２の１つに選択的に発動パルスを印加
するドライバ回路を含む。
に、振幅及び持続時間が一定なエネルギー・パルスを供
給する共通の駆動回路を使用するインクジェット・プリ
ンタ装置。 【解決手段】 第１の印刷カートリッジは、第１のオリ
フィス５６ａを有する少なくとも１つの第１のインク収
容チャンバ内に少なくとも１つの第１の抵抗加熱要素５
２を含む。第２の印刷カートリッジは、第２のオリフィ
スを有する少なくとも１つの第２のインク収容チャンバ
内に少なくとも１つの第２の抵抗加熱要素を含む。この
装置は更に、第１及び第２の印刷カートリッジに電気的
に結合され、共通の駆動回路を介して、第１及び第２の
加熱要素５２，６２の１つに選択的に発動パルスを印加
するドライバ回路を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異なる大きさの小
滴（ドロップレット）を噴出する第１及び第２の印刷カ
ートリッジを有するインクジェット・プリンタ装置に関
する。より詳細には、本発明は、共通の駆動回路によっ
て駆動することのできる第１及び第２の印刷カートリッ
ジを有するインクジェット・プリンタ装置に関する。
滴（ドロップレット）を噴出する第１及び第２の印刷カ
ートリッジを有するインクジェット・プリンタ装置に関
する。より詳細には、本発明は、共通の駆動回路によっ
て駆動することのできる第１及び第２の印刷カートリッ
ジを有するインクジェット・プリンタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブラックの小滴を噴出する第１の印刷カ
ートリッジ（又はプリンタ・カートリッジ）と、シア
ン、マゼンタ並びにイェローの小滴を噴出する第２の印
刷カートリッジ（又はプリンタ・カートリッジ）とを有
するインクジェット・プリンタ装置は、当技術分野では
周知のものである。
ートリッジ（又はプリンタ・カートリッジ）と、シア
ン、マゼンタ並びにイェローの小滴を噴出する第２の印
刷カートリッジ（又はプリンタ・カートリッジ）とを有
するインクジェット・プリンタ装置は、当技術分野では
周知のものである。
【０００３】半球状のカラー小滴が紙の表面に並べて置
かれたときには、意図しない混合によって、「ブリー
ド」として知られる印刷欠陥が生じることがある。例え
ば、シアンのパッチのとなりにイエローのパッチが印刷
されると、インク・ブリードが発生した場合、これらの
間にグリーンの縞が生じる。ブリードの解決策の１つ
は、紙への浸透が速まるように、カラー・インクの表面
張力を低下させることである。この急速な浸透によっ
て、表面張力の小さいカラー・インクでは、大きさが同
じで浸透性が小さいブラック・インク小滴で得られるよ
りも大きな点が生じる。このように拡散因子が一致して
いないため、第２の印刷カートリッジのカラー加熱要素
は、第１の印刷カートリッジのブラック加熱要素よりは
るかに小さいことが必要となる。加熱要素の表面積が、
加熱要素を発動（ｆｉｒｉｎｇ）させたときに生じる小
滴の大きさに影響を及ぼす。
かれたときには、意図しない混合によって、「ブリー
ド」として知られる印刷欠陥が生じることがある。例え
ば、シアンのパッチのとなりにイエローのパッチが印刷
されると、インク・ブリードが発生した場合、これらの
間にグリーンの縞が生じる。ブリードの解決策の１つ
は、紙への浸透が速まるように、カラー・インクの表面
張力を低下させることである。この急速な浸透によっ
て、表面張力の小さいカラー・インクでは、大きさが同
じで浸透性が小さいブラック・インク小滴で得られるよ
りも大きな点が生じる。このように拡散因子が一致して
いないため、第２の印刷カートリッジのカラー加熱要素
は、第１の印刷カートリッジのブラック加熱要素よりは
るかに小さいことが必要となる。加熱要素の表面積が、
加熱要素を発動（ｆｉｒｉｎｇ）させたときに生じる小
滴の大きさに影響を及ぼす。
【０００４】第１の印刷カートリッジ中のブラック加熱
要素と、これより小さな第２の印刷カートリッジ中のカ
ラー加熱要素は、同じ正方形の形状を有する。ブラック
加熱要素とカラー加熱要素の面積抵抗は一般に、調整さ
れているため、カラー加熱要素の抵抗は、ブラック加熱
要素の抵抗と実質的に同じである。
要素と、これより小さな第２の印刷カートリッジ中のカ
ラー加熱要素は、同じ正方形の形状を有する。ブラック
加熱要素とカラー加熱要素の面積抵抗は一般に、調整さ
れているため、カラー加熱要素の抵抗は、ブラック加熱
要素の抵抗と実質的に同じである。
【０００５】ブラック加熱要素及びカラー加熱要素は、
発動させたときに、実質的に同じエネルギー密度を有す
ることが一般に望ましい。実質的に同じ振幅の電圧パル
スが、カラー及びブラック加熱要素に供給される場合、
エネルギー密度を一定に保つために、カラー加熱要素
は、はるかに短い発動パルスを受け取らなければならな
い。したがって、振幅及び持続時間の等しい発動パルス
を供給する共通のドライバ・セット、すなわち共通駆動
回路を使用して、ブラック加熱要素及びカラー加熱要素
の両方に、エネルギー・パルスを供給することはできな
い。
発動させたときに、実質的に同じエネルギー密度を有す
ることが一般に望ましい。実質的に同じ振幅の電圧パル
スが、カラー及びブラック加熱要素に供給される場合、
エネルギー密度を一定に保つために、カラー加熱要素
は、はるかに短い発動パルスを受け取らなければならな
い。したがって、振幅及び持続時間の等しい発動パルス
を供給する共通のドライバ・セット、すなわち共通駆動
回路を使用して、ブラック加熱要素及びカラー加熱要素
の両方に、エネルギー・パルスを供給することはできな
い。
【０００６】図１に、正方形のブラック加熱要素及びこ
れより小さな正方形のカラー加熱要素の表面温度−時間
曲線を示す。一般的なインクの過熱限界が点線で示され
ている。ブラック加熱要素及びカラー加熱要素に印加さ
れる発動パルスの発動パルス幅も示されている。プリン
タ・ハードウェア及び印刷カートリッジにはバラツキが
あるので、加熱要素は、インクの核形成を保証するため
に、インクの過熱限界を越える温度にまで加熱される。
これらの曲線から明らかなように、より小さな加熱要素
の表面温度は、ブラック加熱要素の表面温度よりもはる
かに速い速度で上昇する。約７００℃以上の温度で加熱
要素を動作させた場合には、加熱要素の抵抗率が時とと
もに低下することが分かっているので、これは、望まし
いことではない。抵抗率が低下するにつれて、加熱要素
は一層より多くの電流を流し、加熱要素の表面温度はよ
り一層高くなる。終始一貫した性能を得ようとする場合
には、加熱要素の抵抗率の予測不可能な変動は避けなけ
ればならない。
れより小さな正方形のカラー加熱要素の表面温度−時間
曲線を示す。一般的なインクの過熱限界が点線で示され
ている。ブラック加熱要素及びカラー加熱要素に印加さ
れる発動パルスの発動パルス幅も示されている。プリン
タ・ハードウェア及び印刷カートリッジにはバラツキが
あるので、加熱要素は、インクの核形成を保証するため
に、インクの過熱限界を越える温度にまで加熱される。
これらの曲線から明らかなように、より小さな加熱要素
の表面温度は、ブラック加熱要素の表面温度よりもはる
かに速い速度で上昇する。約７００℃以上の温度で加熱
要素を動作させた場合には、加熱要素の抵抗率が時とと
もに低下することが分かっているので、これは、望まし
いことではない。抵抗率が低下するにつれて、加熱要素
は一層より多くの電流を流し、加熱要素の表面温度はよ
り一層高くなる。終始一貫した性能を得ようとする場合
には、加熱要素の抵抗率の予測不可能な変動は避けなけ
ればならない。
【０００７】したがって、ブラック加熱要素及びカラー
加熱要素の両方にエネルギー・パルスを供給する共通駆
動回路を使用するインクジェット・プリンタ装置を提供
することが望ましい。更に、発動時に、表面温度が約７
００℃を超えないカラー加熱要素を有することが望まし
い。
加熱要素の両方にエネルギー・パルスを供給する共通駆
動回路を使用するインクジェット・プリンタ装置を提供
することが望ましい。更に、発動時に、表面温度が約７
００℃を超えないカラー加熱要素を有することが望まし
い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、第１
及び第２の印刷カートリッジにそれぞれ含まれるブラッ
ク加熱要素及びカラー加熱要素の両方に、振幅及び持続
時間が一定なエネルギー・パルスを供給する共通の駆動
回路を使用するインクジェット・プリンタ装置を提供す
ることにある。
及び第２の印刷カートリッジにそれぞれ含まれるブラッ
ク加熱要素及びカラー加熱要素の両方に、振幅及び持続
時間が一定なエネルギー・パルスを供給する共通の駆動
回路を使用するインクジェット・プリンタ装置を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】カラー加熱要素の表面積
は、ブラック加熱要素の表面積より小さい。したがっ
て、第２の印刷カートリッジが噴出する小滴は、第１の
印刷カートリッジが噴出する小滴よりも小さい。更に、
カラー加熱要素の抵抗は、ブラック加熱要素の抵抗より
大きい。その結果、このカラー加熱要素は、抵抗の小さ
い従来技術の正方形カラー加熱要素より遅い速度で、エ
ネルギーを吸収する。カラー加熱要素の抵抗は、カラー
加熱要素の表面温度−時間曲線が、実質的にブラック加
熱要素の表面温度−時間曲線に従うように選択すること
が好ましい。
は、ブラック加熱要素の表面積より小さい。したがっ
て、第２の印刷カートリッジが噴出する小滴は、第１の
印刷カートリッジが噴出する小滴よりも小さい。更に、
カラー加熱要素の抵抗は、ブラック加熱要素の抵抗より
大きい。その結果、このカラー加熱要素は、抵抗の小さ
い従来技術の正方形カラー加熱要素より遅い速度で、エ
ネルギーを吸収する。カラー加熱要素の抵抗は、カラー
加熱要素の表面温度−時間曲線が、実質的にブラック加
熱要素の表面温度−時間曲線に従うように選択すること
が好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に図２について説明する。本発
明に従って構成されたインクジェット・プリンタ装置１
０が示されている。この装置は、第１の小滴を噴出する
第１の印刷カートリッジ２０と第２の小滴を噴出する第
２の印刷カートリッジ３０とを含む。カートリッジ２０
及び３０は、キャリヤ４０に支持され、該キャリヤ４０
自体は、ガイド・レール４２に摺動自在に支持される。
ガイド・レール４２に沿ってキャリヤ４０を前後に往復
運動させる駆動機構４４が提供される。駆動機構４４
は、駆動プーリ４４ｂが取り付けられた電動機４４ａ、
駆動プーリ４４ｂ、並びに、アイドル・プーリ４４ｄの
周りに延びる駆動ベルト４４ｃ等が含まれる。キャリヤ
４０は、駆動ベルト４４ｃと共に移動させるために、駆
動ベルト４４ｃに固定して連結されている。電動機４４
ａの動作によって、駆動ベルト４４ｃが前後に運動し、
その結果、キャリヤ４０及び印刷カートリッジ２０、３
０が前後に移動する。印刷カートリッジ２０及び３０は
前後に移動しながら、これらの下に供給されたペーパ基
材１２上にインク小滴を噴出する。
明に従って構成されたインクジェット・プリンタ装置１
０が示されている。この装置は、第１の小滴を噴出する
第１の印刷カートリッジ２０と第２の小滴を噴出する第
２の印刷カートリッジ３０とを含む。カートリッジ２０
及び３０は、キャリヤ４０に支持され、該キャリヤ４０
自体は、ガイド・レール４２に摺動自在に支持される。
ガイド・レール４２に沿ってキャリヤ４０を前後に往復
運動させる駆動機構４４が提供される。駆動機構４４
は、駆動プーリ４４ｂが取り付けられた電動機４４ａ、
駆動プーリ４４ｂ、並びに、アイドル・プーリ４４ｄの
周りに延びる駆動ベルト４４ｃ等が含まれる。キャリヤ
４０は、駆動ベルト４４ｃと共に移動させるために、駆
動ベルト４４ｃに固定して連結されている。電動機４４
ａの動作によって、駆動ベルト４４ｃが前後に運動し、
その結果、キャリヤ４０及び印刷カートリッジ２０、３
０が前後に移動する。印刷カートリッジ２０及び３０は
前後に移動しながら、これらの下に供給されたペーパ基
材１２上にインク小滴を噴出する。
【００１１】第１の印刷カートリッジ２０は、インクが
充填された第１のリザーバ２２（図２参照）と、接着ま
たはその他の方法でリザーバ２２に結合された第１の印
刷ヘッド（図３、図４参照）とを含む。第２の印刷カー
トリッジ３０は、インクが充填された第２のリザーバ３
２と、第２の印刷ヘッド３４（図２、図５参照）とを含
む。第１のリザーバ２２及び第２のリザーバ３２は、ポ
リマー容器を含むことが好ましい。リザーバ２２及び３
２には、インクを再充填することができる。
充填された第１のリザーバ２２（図２参照）と、接着ま
たはその他の方法でリザーバ２２に結合された第１の印
刷ヘッド（図３、図４参照）とを含む。第２の印刷カー
トリッジ３０は、インクが充填された第２のリザーバ３
２と、第２の印刷ヘッド３４（図２、図５参照）とを含
む。第１のリザーバ２２及び第２のリザーバ３２は、ポ
リマー容器を含むことが好ましい。リザーバ２２及び３
２には、インクを再充填することができる。
【００１２】第１の印刷ヘッド２４は、複数の第１の抵
抗加熱要素５２を有する第１の加熱チップ５０を備え
る。第１の印刷ヘッド２４は更に、複数の第１の開口５
６が貫通して延びる第１のプレート５４を含む。これら
の開口は、第１の大きさの第１の小滴がこれを通して噴
出される複数の第１のオリフィス５６ａを画定する。図
示の実施例では、第１の小滴はブラックである。
抗加熱要素５２を有する第１の加熱チップ５０を備え
る。第１の印刷ヘッド２４は更に、複数の第１の開口５
６が貫通して延びる第１のプレート５４を含む。これら
の開口は、第１の大きさの第１の小滴がこれを通して噴
出される複数の第１のオリフィス５６ａを画定する。図
示の実施例では、第１の小滴はブラックである。
【００１３】第１のプレート５４は、熱圧着プロセスを
含む当技術分野で認知された手法で第１のチップ５０に
結合することができる。第１のプレート５４及び加熱チ
ップ５０が一体に結合されると、第１のプレート５４の
セクション５４ａ及び第１の加熱チップ５０の部分５０
ａは、複数の第１のバブル・チャンバ５５を画定する。
リザーバ２２から供給されたインクは、インク供給チャ
ネル５８を通ってバブル・チャンバ５５内に流入する。
第１の抵抗加熱要素５２は、各バブル・チャンバ５５が
第１の加熱要素５２を１つだけ有するようにして、加熱
チップ５０上に配置されている。各バブル・チャンバ５
５は、１つの第１のオリフィス５６ａと連絡する（図４
参照）。
含む当技術分野で認知された手法で第１のチップ５０に
結合することができる。第１のプレート５４及び加熱チ
ップ５０が一体に結合されると、第１のプレート５４の
セクション５４ａ及び第１の加熱チップ５０の部分５０
ａは、複数の第１のバブル・チャンバ５５を画定する。
リザーバ２２から供給されたインクは、インク供給チャ
ネル５８を通ってバブル・チャンバ５５内に流入する。
第１の抵抗加熱要素５２は、各バブル・チャンバ５５が
第１の加熱要素５２を１つだけ有するようにして、加熱
チップ５０上に配置されている。各バブル・チャンバ５
５は、１つの第１のオリフィス５６ａと連絡する（図４
参照）。
【００１４】第２の印刷ヘッド３４は、複数の第２の抵
抗加熱要素６２を有する第２の加熱チップ６０を備え
る。第２の印刷ヘッド３４は更に、複数の第２のオリフ
ィス６６ａを画定する複数の第２の開口６６が貫通して
延びる第２のプレート６４を含む。図示の実施例では、
シアン、マゼンタ、或はイエローインクの第２のカラー
小滴はいずれも、第２のオリフィス６６ａを通して噴出
される。第２の小滴は、第１の小滴の第１の大きさより
小さい第２の大きさを有する。
抗加熱要素６２を有する第２の加熱チップ６０を備え
る。第２の印刷ヘッド３４は更に、複数の第２のオリフ
ィス６６ａを画定する複数の第２の開口６６が貫通して
延びる第２のプレート６４を含む。図示の実施例では、
シアン、マゼンタ、或はイエローインクの第２のカラー
小滴はいずれも、第２のオリフィス６６ａを通して噴出
される。第２の小滴は、第１の小滴の第１の大きさより
小さい第２の大きさを有する。
【００１５】第１のプレート５４を第１のチップ５０に
結合したのと同じ方法で、第２のプレート６４を第２の
チップ６０に結合することができる。第２のプレート６
４及び加熱チップ６０が一体に結合されると、第２のプ
レート６４のセクション６４ａ及び第２の加熱チップ６
０の部分６０ａは、複数の第２のバブル・チャンバ６５
を画定する（図５参照）。インクが充填された別個のチ
ャンバ（図示せず）を有するリザーバ２２から供給され
たシアン、マゼンタ、並びにイエローのインクは、イン
ク供給チャネル６８を通ってバブル・チャンバ６５内に
流入する。各バブル・チャンバ６５には、１つの加熱要
素６２が提供され、１つの第２のオリフィス６６ａと連
絡する。
結合したのと同じ方法で、第２のプレート６４を第２の
チップ６０に結合することができる。第２のプレート６
４及び加熱チップ６０が一体に結合されると、第２のプ
レート６４のセクション６４ａ及び第２の加熱チップ６
０の部分６０ａは、複数の第２のバブル・チャンバ６５
を画定する（図５参照）。インクが充填された別個のチ
ャンバ（図示せず）を有するリザーバ２２から供給され
たシアン、マゼンタ、並びにイエローのインクは、イン
ク供給チャネル６８を通ってバブル・チャンバ６５内に
流入する。各バブル・チャンバ６５には、１つの加熱要
素６２が提供され、１つの第２のオリフィス６６ａと連
絡する。
【００１６】後に更に論じるように、第１の抵抗加熱要
素５２及び第２の抵抗加熱要素６２は、ドライバ回路７
０によって提供された電圧パルスによって個々にアドレ
スされる。各電圧パルスは、加熱要素５２及び６２の１
つに印加され、その加熱要素と接触したインクを瞬時に
蒸発させ、この加熱要素が置かれているバブル・チャン
バ内に気泡を発生させる。気泡の働きは、このバブル・
チャンバに関連したオリフィスからインク小滴が噴出さ
れるように、バブル・チャンバ内のインクを移動させる
ことである。
素５２及び第２の抵抗加熱要素６２は、ドライバ回路７
０によって提供された電圧パルスによって個々にアドレ
スされる。各電圧パルスは、加熱要素５２及び６２の１
つに印加され、その加熱要素と接触したインクを瞬時に
蒸発させ、この加熱要素が置かれているバブル・チャン
バ内に気泡を発生させる。気泡の働きは、このバブル・
チャンバに関連したオリフィスからインク小滴が噴出さ
れるように、バブル・チャンバ内のインクを移動させる
ことである。
【００１７】第１の印刷カートリッジ２０は更に、第１
の印刷カートリッジ・イネーブル回路２６を含む（図６
参照）。図示の実施例では、第１のイネーブル回路２６
は、１３個の第１の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２
６ａを含む。同様に、第２の印刷カートリッジ３０は更
に、１３個の第２の電界効果トランジスタ３６ａを含む
第２の印刷カートリッジ・イネーブル回路３６を含む。
の印刷カートリッジ・イネーブル回路２６を含む（図６
参照）。図示の実施例では、第１のイネーブル回路２６
は、１３個の第１の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２
６ａを含む。同様に、第２の印刷カートリッジ３０は更
に、１３個の第２の電界効果トランジスタ３６ａを含む
第２の印刷カートリッジ・イネーブル回路３６を含む。
【００１８】ドライバ回路７０は、マイクロプロセッサ
７２、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）７４、印刷カ
ートリッジ選択回路８０、及び共通駆動回路９０を含
む。
７２、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）７４、印刷カ
ートリッジ選択回路８０、及び共通駆動回路９０を含
む。
【００１９】印刷カートリッジ選択回路８０は、第１の
印刷カートリッジ２０及び第２の印刷カートリッジ３０
のうち１つを選択的に使用可能状態にする。この回路
は、第１のＦＥＴ２６ａのゲートに導線８０ｂを介して
電気的に結合した第１の出力８０ａを有する。この回路
は更に、第２のＦＥＴ３６ａのゲートに導線８０ｄを介
して電気的に結合した第２の出力８０ｃを有する。これ
によって、第１の出力８０ａに現れる第１の印刷カート
リッジ選択信号を使用して、第１のカートリッジ２０の
動作が選択され、第２の出力８０ｃに現れる第２の印刷
カートリッジ選択信号を使用して、第２のカートリッジ
３０の動作が選択される。印刷カートリッジ選択回路８
０は、ＡＳＩＣ７４に電気的に結合され、ＡＳＩＣ７４
から受け取ったコマンド信号に応答して、適当な印刷カ
ートリッジ選択信号を生成する。
印刷カートリッジ２０及び第２の印刷カートリッジ３０
のうち１つを選択的に使用可能状態にする。この回路
は、第１のＦＥＴ２６ａのゲートに導線８０ｂを介して
電気的に結合した第１の出力８０ａを有する。この回路
は更に、第２のＦＥＴ３６ａのゲートに導線８０ｄを介
して電気的に結合した第２の出力８０ｃを有する。これ
によって、第１の出力８０ａに現れる第１の印刷カート
リッジ選択信号を使用して、第１のカートリッジ２０の
動作が選択され、第２の出力８０ｃに現れる第２の印刷
カートリッジ選択信号を使用して、第２のカートリッジ
３０の動作が選択される。印刷カートリッジ選択回路８
０は、ＡＳＩＣ７４に電気的に結合され、ＡＳＩＣ７４
から受け取ったコマンド信号に応答して、適当な印刷カ
ートリッジ選択信号を生成する。
【００２０】複数の第１の抵抗加熱要素５２はグループ
に分割される。図示の実施例では、１６個の第１の加熱
要素５２をそれぞれが有する１３個の第１のグループ５
２ａが提供される。同様に、複数の第２の抵抗加熱要素
６２は、１６個の第２の加熱要素６２をそれぞれが有す
る１３個の第２のグループ６２ａに分割される。
に分割される。図示の実施例では、１６個の第１の加熱
要素５２をそれぞれが有する１３個の第１のグループ５
２ａが提供される。同様に、複数の第２の抵抗加熱要素
６２は、１６個の第２の加熱要素６２をそれぞれが有す
る１３個の第２のグループ６２ａに分割される。
【００２１】共通駆動回路９０は、複数の第１の抵抗加
熱要素５２、複数の第２の抵抗加熱要素６２、及び電源
１００に電気的に結合された複数のドライバ９２を含
む。図示の実施例では、１６個のドライバ９２が提供さ
れる。１６個のドライバ９２はそれぞれ、１３個の第１
のグループ５２ａの各グループの１６個の第１の加熱要
素５２のうちの１つに結合され、かつ、１３個の第２の
グループ６２ａの各グループ中の１６個の第２の加熱要
素６２のうちの１つに結合される。したがって、各ドラ
イバ９２は、１３個の第１の加熱要素５２及び１３個の
第２の加熱要素６２に結合される。
熱要素５２、複数の第２の抵抗加熱要素６２、及び電源
１００に電気的に結合された複数のドライバ９２を含
む。図示の実施例では、１６個のドライバ９２が提供さ
れる。１６個のドライバ９２はそれぞれ、１３個の第１
のグループ５２ａの各グループの１６個の第１の加熱要
素５２のうちの１つに結合され、かつ、１３個の第２の
グループ６２ａの各グループ中の１６個の第２の加熱要
素６２のうちの１つに結合される。したがって、各ドラ
イバ９２は、１３個の第１の加熱要素５２及び１３個の
第２の加熱要素６２に結合される。
【００２２】第１の印刷カートリッジ２０は更に、第１
の加熱要素５２及び１３個の第１の電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）２６ａに電気的に結合された第１の加熱要
素駆動回路２８を含む。図示の実施例では、第１の加熱
要素駆動回路２８は、それぞれが１６個からなる１３グ
ループの第３の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２８ａ
を含む。１３個のグループの各グループ中のＦＥＴ２８
ａは、それぞれのゲートで、１３個の第１のＦＥＴ２６
ａのうちの１つのＦＥＴのソースに導線２８ｂを介して
接続される（図６参照）。第３のＦＥＴ２８ａのそれぞ
れのドレインは、第１の加熱要素５２の１つに電気的に
結合される。第３のＦＥＴ２８ａのそれぞれのソース
は、グラウンドに接続される。
の加熱要素５２及び１３個の第１の電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）２６ａに電気的に結合された第１の加熱要
素駆動回路２８を含む。図示の実施例では、第１の加熱
要素駆動回路２８は、それぞれが１６個からなる１３グ
ループの第３の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２８ａ
を含む。１３個のグループの各グループ中のＦＥＴ２８
ａは、それぞれのゲートで、１３個の第１のＦＥＴ２６
ａのうちの１つのＦＥＴのソースに導線２８ｂを介して
接続される（図６参照）。第３のＦＥＴ２８ａのそれぞ
れのドレインは、第１の加熱要素５２の１つに電気的に
結合される。第３のＦＥＴ２８ａのそれぞれのソース
は、グラウンドに接続される。
【００２３】第２の印刷カートリッジ３０は更に、第２
の加熱要素６２及び１３個の第２の電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）３６ａに電気的に結合された第２の加熱要
素駆動回路３８を含む。図示の実施例では、第２の加熱
要素駆動回路３８は、それぞれが１６個からなる１３グ
ループの第４の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３８ａ
を含む。１３個のグループの各グループ中のＦＥＴ３８
ａは、それぞれのゲートで、１３個の第２のＦＥＴ３６
ａのうちの１つのＦＥＴのソースに導線３８ｂを介して
接続される。第４のＦＥＴ３８ａのそれぞれのドレイン
は、第２の加熱要素６２の１つに電気的に結合される。
第４のＦＥＴの３８ａのそれぞれのソースは、グラウン
ドに接続される。
の加熱要素６２及び１３個の第２の電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）３６ａに電気的に結合された第２の加熱要
素駆動回路３８を含む。図示の実施例では、第２の加熱
要素駆動回路３８は、それぞれが１６個からなる１３グ
ループの第４の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３８ａ
を含む。１３個のグループの各グループ中のＦＥＴ３８
ａは、それぞれのゲートで、１３個の第２のＦＥＴ３６
ａのうちの１つのＦＥＴのソースに導線３８ｂを介して
接続される。第４のＦＥＴ３８ａのそれぞれのドレイン
は、第２の加熱要素６２の１つに電気的に結合される。
第４のＦＥＴの３８ａのそれぞれのソースは、グラウン
ドに接続される。
【００２４】ドライバ回路７０は更に、図示の実施例で
は１３個ある複数の選択ドライバ７６ａを含む抵抗加熱
要素グループ選択回路７６を含む。１３個の選択ドライ
バ７６ａのそれぞれは、第１のＦＥＴ２６ａの１つのド
レイン、及び第２のＦＥＴ３６ａの１つのドレインに接
続される。ＡＳＩＣ７４は、１３個の選択ドライバ７６
ａに送る１３個の選択信号を逐次的に生成する。したが
って図示の実施例では、所定の時刻に、１つの選択ドラ
イバ７６ａだけが活動化される。
は１３個ある複数の選択ドライバ７６ａを含む抵抗加熱
要素グループ選択回路７６を含む。１３個の選択ドライ
バ７６ａのそれぞれは、第１のＦＥＴ２６ａの１つのド
レイン、及び第２のＦＥＴ３６ａの１つのドレインに接
続される。ＡＳＩＣ７４は、１３個の選択ドライバ７６
ａに送る１３個の選択信号を逐次的に生成する。したが
って図示の実施例では、所定の時刻に、１つの選択ドラ
イバ７６ａだけが活動化される。
【００２５】所与の発動期間中には、第１の加熱要素５
２の１つのグループ５２ａのみ、または第２の加熱要素
６２の１つのグループ６２ａのみが所定の時刻に使用可
能状態になる。使用可能状態にされる具体的なグループ
は、ＡＳＩＣ７４によってどの選択ドライバ７６ａが活
動化されたか、及び印刷カートリッジ選択回路８０によ
ってどの印刷カートリッジが使用可能状態にされたかに
よって決まる。選択されたグループの１６個の加熱要素
のうち、０個から１６個までのいくつの加熱要素を発動
させることもできる。発動させる具体的な数は、マイク
ロプロセッサ７２が、これに電気的に結合した別のプロ
セッサ（図示せず）から受け取る印刷データによって決
まる。マイクロプロセッサ７２は、ＡＳＩＣ７４に送る
信号を生成し、ＡＳＩＣ７４は１６個のドライバ９２に
送る適当な発動信号を生成する。次いで、活動化された
ドライバ９２は、これらが結合した加熱要素に電圧パル
スを印加する。第１の加熱要素５２に印加された電圧パ
ルスは、第２の加熱要素６２に印加された電圧パルスと
実質的に同じ振幅及びパルス幅を有する。
２の１つのグループ５２ａのみ、または第２の加熱要素
６２の１つのグループ６２ａのみが所定の時刻に使用可
能状態になる。使用可能状態にされる具体的なグループ
は、ＡＳＩＣ７４によってどの選択ドライバ７６ａが活
動化されたか、及び印刷カートリッジ選択回路８０によ
ってどの印刷カートリッジが使用可能状態にされたかに
よって決まる。選択されたグループの１６個の加熱要素
のうち、０個から１６個までのいくつの加熱要素を発動
させることもできる。発動させる具体的な数は、マイク
ロプロセッサ７２が、これに電気的に結合した別のプロ
セッサ（図示せず）から受け取る印刷データによって決
まる。マイクロプロセッサ７２は、ＡＳＩＣ７４に送る
信号を生成し、ＡＳＩＣ７４は１６個のドライバ９２に
送る適当な発動信号を生成する。次いで、活動化された
ドライバ９２は、これらが結合した加熱要素に電圧パル
スを印加する。第１の加熱要素５２に印加された電圧パ
ルスは、第２の加熱要素６２に印加された電圧パルスと
実質的に同じ振幅及びパルス幅を有する。
【００２６】図示の実施例では、第１の加熱要素５２は
一般に、正方形の形状を有する。しかしこれらを、長方
形またはその他の幾何学形状としてもよい。第１の加熱
要素は、第１の縦寸法すなわち長さＬ１、及び第１の横
寸法すなわち幅Ｗ１を有し（図３参照）、これらの寸法
Ｌ１とＷ１の比が約０．８：１〜約１．２：１であるこ
とが好ましい。
一般に、正方形の形状を有する。しかしこれらを、長方
形またはその他の幾何学形状としてもよい。第１の加熱
要素は、第１の縦寸法すなわち長さＬ１、及び第１の横
寸法すなわち幅Ｗ１を有し（図３参照）、これらの寸法
Ｌ１とＷ１の比が約０．８：１〜約１．２：１であるこ
とが好ましい。
【００２７】第２の加熱要素６２は一般に、長方形の形
状を有する（図５参照）。第２の加熱要素６２の第２の
縦寸法すなわち長さＬ２と、第２の加熱要素６２の第２
の横寸法すなわち幅Ｗ２の比が、約１．２：１．０以上
であることが好ましい。Ｌ２とＷ２の比が、約１．５：
１．０以上であることが最も好ましい。第２の加熱要素
６２は、第１の加熱要素５２の表面積より小さい第２の
表面積も有する。第２の加熱要素６２の第２の表面積と
第１の加熱要素５２の第１の表面積の比が、約０．４〜
約０．８であることが好ましい。第２の加熱要素６２の
表面積は、第１の加熱要素５２の表面積より小さいの
で、第２の印刷ヘッド３４は、第１の印刷ヘッド２４が
噴出する小滴よりも小さい小滴を噴出する。
状を有する（図５参照）。第２の加熱要素６２の第２の
縦寸法すなわち長さＬ２と、第２の加熱要素６２の第２
の横寸法すなわち幅Ｗ２の比が、約１．２：１．０以上
であることが好ましい。Ｌ２とＷ２の比が、約１．５：
１．０以上であることが最も好ましい。第２の加熱要素
６２は、第１の加熱要素５２の表面積より小さい第２の
表面積も有する。第２の加熱要素６２の第２の表面積と
第１の加熱要素５２の第１の表面積の比が、約０．４〜
約０．８であることが好ましい。第２の加熱要素６２の
表面積は、第１の加熱要素５２の表面積より小さいの
で、第２の印刷ヘッド３４は、第１の印刷ヘッド２４が
噴出する小滴よりも小さい小滴を噴出する。
【００２８】第１の加熱要素５２及び第２の加熱要素６
２を形成する材料層セクションの面積抵抗（Ω／平方）
は、実質的に同じである。しかし、第２の加熱要素６２
の長さと幅の比（Ｌ２／Ｗ２）は、第１の加熱要素５２
の長さと幅の比より大きいので、第２の加熱要素６２の
抵抗は、第１の加熱要素５２の抵抗より大きい。これ
は、 抵抗＝面積抵抗×（長さ／幅） であるからである。
２を形成する材料層セクションの面積抵抗（Ω／平方）
は、実質的に同じである。しかし、第２の加熱要素６２
の長さと幅の比（Ｌ２／Ｗ２）は、第１の加熱要素５２
の長さと幅の比より大きいので、第２の加熱要素６２の
抵抗は、第１の加熱要素５２の抵抗より大きい。これ
は、 抵抗＝面積抵抗×（長さ／幅） であるからである。
【００２９】先に指摘したように、第１の加熱要素５２
及び第２の加熱要素６２は、実質的に同一の電圧パル
ス、すなわち、持続時間及び振幅が同じ電圧パルスを受
け取る。第２の加熱要素６２の抵抗が、第１の加熱要素
５２の抵抗より大きいため、第２の加熱要素６２は、第
１の加熱要素５２より遅い速度で、エネルギーを吸収す
る。更に第２の加熱要素６２は、実質的に同じ表面積を
有するが抵抗は小さい従来型の正方形加熱要素より遅い
速度でエネルギーを吸収する。したがって、第２の加熱
要素６２の表面温度は、同じ表面積を有するが抵抗は小
さい従来型の正方形加熱要素の表面温度の上昇より遅い
速度で上昇する。第２の加熱要素６２の抵抗と第１の加
熱要素５２の抵抗の比は、約１．２：１．０以上である
ことが好ましく、約１．５：１．０以上であることが最
も好ましい。第２の加熱要素６２の発動中の最大表面温
度が約７００℃を超えないように第２の加熱要素６２の
抵抗が選択されることが更に好ましい。第２の加熱要素
６２の表面温度-時間曲線が、第１の加熱要素５２のそ
れに実質的に従うように、第２の加熱要素６２の抵抗が
選択されることが最も好ましい。
及び第２の加熱要素６２は、実質的に同一の電圧パル
ス、すなわち、持続時間及び振幅が同じ電圧パルスを受
け取る。第２の加熱要素６２の抵抗が、第１の加熱要素
５２の抵抗より大きいため、第２の加熱要素６２は、第
１の加熱要素５２より遅い速度で、エネルギーを吸収す
る。更に第２の加熱要素６２は、実質的に同じ表面積を
有するが抵抗は小さい従来型の正方形加熱要素より遅い
速度でエネルギーを吸収する。したがって、第２の加熱
要素６２の表面温度は、同じ表面積を有するが抵抗は小
さい従来型の正方形加熱要素の表面温度の上昇より遅い
速度で上昇する。第２の加熱要素６２の抵抗と第１の加
熱要素５２の抵抗の比は、約１．２：１．０以上である
ことが好ましく、約１．５：１．０以上であることが最
も好ましい。第２の加熱要素６２の発動中の最大表面温
度が約７００℃を超えないように第２の加熱要素６２の
抵抗が選択されることが更に好ましい。第２の加熱要素
６２の表面温度-時間曲線が、第１の加熱要素５２のそ
れに実質的に従うように、第２の加熱要素６２の抵抗が
選択されることが最も好ましい。
【００３０】次に、第１の加熱要素の大きさが決まって
いるときに、適当な第２の加熱要素の大きさを決定する
のに使用することができる数式を導く。
いるときに、適当な第２の加熱要素の大きさを決定する
のに使用することができる数式を導く。
【００３１】達成すべき設計制約条件は、以下のように
定義される。 １）カラーすなわち第２の小滴の紙上のスポットの大き
さは、ブラックすなわち第１の小滴のスポットの大きさ
にほぼ等しい。 ２）カラーすなわち第２の印刷カートリッジ駆動電圧の
振幅は、ブラックすなわち第１の印刷カートリッジ駆動
電圧の振幅に等しい。 ３）カラー発動パルス幅は、ブラック発動パルス幅にほ
ぼ等しい。 ４）カラー加熱要素のエネルギー密度は、ブラック加熱
要素のエネルギー密度にほぼ等しい。 ５）カラー加熱要素の表面温度−時間曲線は、ブラック
加熱要素の表面温度−時間曲線にほぼ等しい。 ６）カラー加熱要素の面積抵抗は、ブラック加熱要素の
面積抵抗に等しい。 ７）カラー加熱要素及びブラック加熱要素の最大表面温
度は約７００℃未満である。 Ｖｓ−Ｖｄ＝ｉ（Ｒｅ＋Ｒｈ） （１） ただし、Ｖｓは、電源電圧である。Ｖｄは、ドライバ９
２の前後の電圧降下である。ｉは、加熱要素を流れる電
流である。Ｒｅは、ケーブル、配線、その他の抵抗など
の加熱要素以外の外部抵抗である。Ｒｈは、加熱要素の
抵抗である。 Ｒｈ＝Ｒｓ（Ｌｈ／Ｗｈ） ただし、Ｒｓは、面積抵抗である。Ｌｈは、加熱要素の
長さである。Ｗｈは、加熱要素の幅である。
定義される。 １）カラーすなわち第２の小滴の紙上のスポットの大き
さは、ブラックすなわち第１の小滴のスポットの大きさ
にほぼ等しい。 ２）カラーすなわち第２の印刷カートリッジ駆動電圧の
振幅は、ブラックすなわち第１の印刷カートリッジ駆動
電圧の振幅に等しい。 ３）カラー発動パルス幅は、ブラック発動パルス幅にほ
ぼ等しい。 ４）カラー加熱要素のエネルギー密度は、ブラック加熱
要素のエネルギー密度にほぼ等しい。 ５）カラー加熱要素の表面温度−時間曲線は、ブラック
加熱要素の表面温度−時間曲線にほぼ等しい。 ６）カラー加熱要素の面積抵抗は、ブラック加熱要素の
面積抵抗に等しい。 ７）カラー加熱要素及びブラック加熱要素の最大表面温
度は約７００℃未満である。 Ｖｓ−Ｖｄ＝ｉ（Ｒｅ＋Ｒｈ） （１） ただし、Ｖｓは、電源電圧である。Ｖｄは、ドライバ９
２の前後の電圧降下である。ｉは、加熱要素を流れる電
流である。Ｒｅは、ケーブル、配線、その他の抵抗など
の加熱要素以外の外部抵抗である。Ｒｈは、加熱要素の
抵抗である。 Ｒｈ＝Ｒｓ（Ｌｈ／Ｗｈ） ただし、Ｒｓは、面積抵抗である。Ｌｈは、加熱要素の
長さである。Ｗｈは、加熱要素の幅である。
【数１】 ただし、ｔｐは、電圧パルスのパルス幅である。電流に
ついて解くと、
ついて解くと、
【数２】 （２）を（１）に代入し、Ｌｈについて解くと、
【数３】
【００３２】最初に、第１、すなわちブラックの印刷ヘ
ッド２４を従来の方法で設計する。その設計から、以下
の変数の値が決定される。 Ｖｓ、Ｖｄ、ｔｐ、Ｒｓ、ＥＤ、Ｒｅ
ッド２４を従来の方法で設計する。その設計から、以下
の変数の値が決定される。 Ｖｓ、Ｖｄ、ｔｐ、Ｒｓ、ＥＤ、Ｒｅ
【００３３】これらの値を数式（３）に代入すると、加
熱要素の幅の関数として加熱要素の長さの表現式が得ら
れる。この表現式を以後、最終式と称する。
熱要素の幅の関数として加熱要素の長さの表現式が得ら
れる。この表現式を以後、最終式と称する。
【００３４】ブラック加熱要素の最大表面温度が約７０
０℃未満であるとすると、最終式は、設計制約条件２な
いし８を満たす。
０℃未満であるとすると、最終式は、設計制約条件２な
いし８を満たす。
【００３５】最後の段階は、カラーすなわち第２の小滴
のスポットの大きさが適当になるような第２の加熱要素
の適当な長さ及び幅を見つけ出すことである。この段階
には、いくつかの可能な加熱要素幅を任意に選択し、次
いで、最終式を使用して、対応する加熱要素長さを解く
ことが含まれる。これらの幅及び長さを有する第２の加
熱要素の試験によって、どの組合せの加熱要素が、制約
条件１を満足するスポットの大きさを生む出すかを判定
する必要がある。
のスポットの大きさが適当になるような第２の加熱要素
の適当な長さ及び幅を見つけ出すことである。この段階
には、いくつかの可能な加熱要素幅を任意に選択し、次
いで、最終式を使用して、対応する加熱要素長さを解く
ことが含まれる。これらの幅及び長さを有する第２の加
熱要素の試験によって、どの組合せの加熱要素が、制約
条件１を満足するスポットの大きさを生む出すかを判定
する必要がある。
【００３６】以下の例は、単に例示の目的で提供するも
のであり、限定することを意図したものではない。第１
及び第２の加熱要素を有する第１及び第２の印刷ヘッド
を組み立てた。第１の加熱要素の長さＬｈは３２．５μ
ｍ、幅Ｗｈは３２．５μｍである。第２の加熱要素の長
さＬｈは３６μｍ、幅Ｗｈは１８μｍである。第１の加
熱要素の抵抗は２８．２Ω、第２の加熱要素の抵抗は５
６．６Ωである。
のであり、限定することを意図したものではない。第１
及び第２の加熱要素を有する第１及び第２の印刷ヘッド
を組み立てた。第１の加熱要素の長さＬｈは３２．５μ
ｍ、幅Ｗｈは３２．５μｍである。第２の加熱要素の長
さＬｈは３６μｍ、幅Ｗｈは１８μｍである。第１の加
熱要素の抵抗は２８．２Ω、第２の加熱要素の抵抗は５
６．６Ωである。
【００３７】振幅１１．６Ｖ、持続時間１．５マイクロ
秒の電圧パルスを第１の加熱要素に印加すると、３２２
ｍＡの電流が流れた。更に、これらのエネルギー密度は
約４１６４Ｊ／ｍ２、出力密度は２．８ＧＷ／ｍ２であ
った。第１の加熱要素によって吸収されたエネルギー
は、約４．４μＪであった。同じ持続時間及び振幅の電
圧パルスを第２の加熱要素に印加すると、１７９ｍＡの
電流が流れた。更に、これらのエネルギー密度は約４１
６５Ｊ／ｍ２、出力密度は２．８ＧＷ／ｍ２であった。
第２の加熱要素によって吸収されたエネルギーは、約
２．７μＪであった。第１及び第２の加熱要素に印加さ
れた電圧パルスの持続時間及び振幅は同じであり、エネ
ルギー密度は本質的に不変であったことから、第２の加
熱要素の表面温度−時間曲線は、第１の加熱要素のそれ
と本質的に同じであった。第２の加熱要素の表面積は、
第１の加熱要素より小さいため、第２の印刷カートリッ
ジから噴出された小滴のほうが小さかった。第１及び第
２の加熱要素の最大表面温度はともに、約７００℃未満
であった。
秒の電圧パルスを第１の加熱要素に印加すると、３２２
ｍＡの電流が流れた。更に、これらのエネルギー密度は
約４１６４Ｊ／ｍ２、出力密度は２．８ＧＷ／ｍ２であ
った。第１の加熱要素によって吸収されたエネルギー
は、約４．４μＪであった。同じ持続時間及び振幅の電
圧パルスを第２の加熱要素に印加すると、１７９ｍＡの
電流が流れた。更に、これらのエネルギー密度は約４１
６５Ｊ／ｍ２、出力密度は２．８ＧＷ／ｍ２であった。
第２の加熱要素によって吸収されたエネルギーは、約
２．７μＪであった。第１及び第２の加熱要素に印加さ
れた電圧パルスの持続時間及び振幅は同じであり、エネ
ルギー密度は本質的に不変であったことから、第２の加
熱要素の表面温度−時間曲線は、第１の加熱要素のそれ
と本質的に同じであった。第２の加熱要素の表面積は、
第１の加熱要素より小さいため、第２の印刷カートリッ
ジから噴出された小滴のほうが小さかった。第１及び第
２の加熱要素の最大表面温度はともに、約７００℃未満
であった。
【００３８】更に、第１及び第２の加熱要素に分割電圧
パルスを供給できることが予想される。分割電圧パルス
を供給するドライバ回路が、ロバート・Ｗ・コーネル
（Robert W. Cornell）他による「Ink Jet Printer Hav
ing Driver Circuit for Generating Warming and Firi
ng Pulses for Heating Elements」という名称の米国特
許出願第０８／８２３，５９４号に開示されている。こ
の出願は、参照によって本明細書に組み込まれる。
パルスを供給できることが予想される。分割電圧パルス
を供給するドライバ回路が、ロバート・Ｗ・コーネル
（Robert W. Cornell）他による「Ink Jet Printer Hav
ing Driver Circuit for Generating Warming and Firi
ng Pulses for Heating Elements」という名称の米国特
許出願第０８／８２３，５９４号に開示されている。こ
の出願は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【図１】図１は、従来技術のブラック加熱要素及びカラ
ー加熱要素の加熱要素表面温度−時間曲線を示す図であ
る。
ー加熱要素の加熱要素表面温度−時間曲線を示す図であ
る。
【図２】図２は、部分的に破断して示した、本発明に従
って組み立てた印刷装置の透視図である。
って組み立てた印刷装置の透視図である。
【図３】図３は、第１のプレートの一セクションの外
面、一部を除去した第１のプレートの別のセクション、
及びその上の第１のプレートのセクションを完全に除去
した第１の加熱チップの表面の一部を示す第１の印刷ヘ
ッドの部分平面図である。
面、一部を除去した第１のプレートの別のセクション、
及びその上の第１のプレートのセクションを完全に除去
した第１の加熱チップの表面の一部を示す第１の印刷ヘ
ッドの部分平面図である。
【図４】図４は、図３の線４−４に沿って切り取った図
である。
である。
【図５】図５は、２つの異なる深さで部分的に破断して
示した、第２の印刷ヘッドの部分平面図である。
示した、第２の印刷ヘッドの部分平面図である。
【図６】図６は、本発明の駆動回路の概略図である。
１０ インクジェット・プリンタ装置 １２ 紙 ２０，３０ 印刷カートリッジ ２２，３２ リザーバ ２６，３６ 印刷カートリッジ・イネーブル回路 ２４，３４ 印刷ヘッド ４４ 駆動機構 ４４ａ 電動機 ５０，６０ 加熱チップ ５０ａ，６０ａ 加熱チップの部分 ５２，６２ 抵抗加熱要素 ５４，６４ プレート ５４ａ，６４ａ プレートのセクション ５５，６５ バブル・チャンバ ５６ａ，６６ａ オリフィス ５８，６８ インク供給チャネル ９０ 共通駆動回路 １００ 電源
フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・ハロルド・パワーズ アメリカ合衆国 40514 ケンタッキー、 レキシントン、リーマ・ウェイ 4772
Claims (35)
- 【請求項１】 第１の縦寸法、第１の横寸法及び第１の
抵抗を有する少なくとも１つの第１の抵抗加熱要素を、
第１のオリフィスを有する少なくとも１つの第１のイン
ク収容チャンバ内に含む第１の印刷カートリッジと、 第２の縦寸法、第２の横寸法及び第２の抵抗を有し、前
記第２の縦寸法と前記第２の横寸法の比が約１．２：
１．０以上である少なくとも１つの第２の抵抗加熱要素
を、第２のオリフィスを有する少なくとも１つの第２の
インク収容チャンバ内に含む第２の印刷カートリッジ
と、 前記第１及び第２の印刷カートリッジに電気的に結合さ
れ、前記第１及び第２の加熱要素の１つに選択的に発動
パルスを印加するドライバ回路であり、前記第１の加熱
要素に印加された前記発動パルスが、前記第１のチャン
バのオリフィスから第１の大きさのインク小滴を噴出さ
せるような蒸気泡を前記第１のチャンバ内に発生させ、
前記第２の加熱要素に印加された前記発動パルスが、前
記第２のチャンバのオリフィスから、前記第１の大きさ
より小さい第２の大きさのインク小滴を噴出させるよう
な蒸気泡を前記第２のチャンバ内に発生させるドライバ
回路と、を備えるインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項２】 前記第１の縦寸法と前記第１の横寸法の
比が、約０．８：１．０〜約１．２：１．０である、請
求項１に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項３】 前記第１及び第２の加熱要素が、面積抵
抗が実質的に等しい層材料セクションを含む、請求項１
に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項４】 前記第２の加熱要素の第２の抵抗と前記
第１の加熱要素の第１の抵抗との比が、約１．２：１以
上である、請求項１に記載のインクジェット・プリンタ
装置。 - 【請求項５】 前記第１の加熱要素が第１の表面積を有
し、前記第２の加熱要素が第２の表面積を有し、前記第
２の表面積と前記第１の表面積の比が約０．４〜約０．
８である、請求項４に記載のインクジェット・プリンタ
装置。 - 【請求項６】 前記第１の抵抗加熱要素が、実質的に正
方形である、請求項１に記載のインクジェット・プリン
タ装置。 - 【請求項７】 前記第２の抵抗加熱要素が、実質的に長
方形である、請求項６に記載のインクジェット・プリン
タ装置。 - 【請求項８】 前記第１の印刷カートリッジが、複数の
第１の抵抗加熱要素及び複数の第１のインク収容チャン
バを含み、前記第２の印刷カートリッジが、複数の第２
の抵抗加熱要素及び複数の第２のインク収容チャンバを
含み、前記第１のインク収容チャンバのそれぞれが第１
のオリフィスを有し、前記第２のインク収容チャンバの
それぞれが第２のオリフィスを有する、請求項１に記載
のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項９】 前記第１の印刷カートリッジが、 前記第１のオリフィスを画定する複数の第１の開口が形
成された第１のプレートと、 前記複数の第１の抵抗加熱要素がその上に形成された第
１の加熱チップとを含み、前記第１のプレートのセクシ
ョン及び前記第１の加熱チップの部分が前記複数の第１
のインク収容チャンバを画定するように、前記第１のプ
レートが、前記第１の加熱チップに結合され、前記第１
のインク収容チャンバのそれぞれがその内部に、前記第
１の加熱要素の１つを有するように、前記複数の第１の
抵抗加熱要素が前記第１の加熱チップ上に配置されてい
ることから成る第1の加熱チップと、を備える、請求項
８に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項１０】 前記第２の印刷カートリッジが、 複数の第２の開口が形成された第２のプレートと、 前記複数の第２の抵抗加熱要素がその上に形成された第
２の加熱チップとを含み、前記第２のプレートのセクシ
ョン及び前記第２の加熱チップの部分が前記複数の第２
のインク収容チャンバを画定するように、前記第２のプ
レートが、前記第２の加熱チップに結合され、前記第２
のインク収容チャンバのそれぞれが、その内部に前記第
２の加熱要素の１つを有するように、前記複数の第２の
抵抗加熱要素が前記第２の加熱チップ上に配置されてい
ることから成る第２の加熱チップと、を備える、請求項
９に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項１１】 前記第１の印刷カートリッジが、第１
印刷カートリッジ・イネーブル回路を更に含み、前記第
２の印刷カートリッジが、第２印刷カートリッジ・イネ
ーブル回路を更に含む、請求項８に記載のインクジェッ
ト・プリンタ装置。 - 【請求項１２】 前記ドライバ回路が、 前記第１印刷カートリッジ・イネーブル回路及び前記第
２印刷カートリッジ・イネーブル回路に電気的に結合さ
れ、前記第１の印刷カートリッジ及び前記第２の印刷カ
ートリッジの１つを選択的に使用可能状態にする印刷カ
ートリッジ選択回路と、 前記複数の第１の抵抗加熱要素及び前記複数の第２の抵
抗加熱要素に電気的に結合された共通駆動回路と、を含
む、請求項１１に記載のインクジェット・プリンタ装
置。 - 【請求項１３】 前記複数の第１の抵抗加熱要素が、第
１の抵抗加熱要素の少なくとも２つのグループに分割さ
れ、前記第１の印刷カートリッジが、前記複数の第１の
加熱要素及び前記第１の印刷カートリッジ・イネーブル
回路に電気的に結合された第１の加熱要素駆動回路を更
に含むことと、 前記複数の第２の抵抗加熱要素が、第２の抵抗加熱要素
の少なくとも２つのグループに分割され、前記第２の印
刷カートリッジが、前記複数の第２の加熱要素及び前記
第２の印刷カートリッジ・イネーブル回路に電気的に結
合された第２の加熱要素駆動回路を更に含むことと、 前記ドライバ回路が、前記第１及び第２の加熱要素駆動
回路に電気的に結合された前記第１及び第２の印刷カー
トリッジ・イネーブル回路に電気的に結合され、前記第
１の加熱要素の前記２つのグループのうちの１グループ
及び前記第２の加熱要素の前記２つのグループのうちの
１グループを選択する抵抗加熱要素グループ選択回路を
更に含む、請求項１２に記載のインクジェット・プリン
タ装置。 - 【請求項１４】 前記第１の印刷カートリッジが、イン
クが充填された第１のリザーバを更に含み、前記第２の
印刷カートリッジが、インクが充填された第２のリザー
バを更に含む、請求項１に記載のインクジェット・プリ
ンタ装置。 - 【請求項１５】 前記第１及び第２のリザーバがインク
を再充填することができる、請求項１４に記載のインク
ジェット・プリンタ装置。 - 【請求項１６】 第１の抵抗及び第１の表面積を有する
少なくとも１つの第１の抵抗加熱要素を、第１のオリフ
ィスを有する少なくとも１つの第１のインク収容チャン
バ内に含む第１の印刷カートリッジと、 第２の抵抗及び第２の表面積を有し、前記第２の抵抗と
前記第１の抵抗の比が約１．２：１以上である少なくと
も１つの第２の抵抗加熱要素を、第２のオリフィスを有
する少なくとも１つの第２のインク収容チャンバ内に含
む第２の印刷カートリッジと、 前記第１及び第２の印刷カートリッジに電気的に結合さ
れ、前記第１及び第２の加熱要素の１つに選択的に発動
パルスを印加するドライバ回路であり、前記第１の加熱
要素に印加された前記発動パルスが、前記第１のチャン
バのオリフィスから第１の大きさのインク小滴を噴出さ
せるような蒸気泡を前記第１のチャンバ内に発生させ、
前記第２の加熱要素に印加された前記発動パルスが、前
記第２のチャンバのオリフィスから、前記第１の大きさ
より小さい第２の大きさのインク小滴を噴出させるよう
な蒸気泡を前記第２のチャンバ内に発生させるドライバ
回路と、を備えるインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項１７】 前記第１及び第２の加熱要素が、面積
抵抗が実質的に等しい層材料セクションを含む、請求項
１６に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項１８】 前記第２の加熱要素の表面積と前記第
１の加熱要素の表面積との比が約０．４〜約０．８であ
る、請求項１６に記載のインクジェット・プリンタ装
置。 - 【請求項１９】 前記第１の抵抗加熱要素の形状が、本
質的に正方形である、請求項１６に記載のインクジェッ
ト・プリンタ装置。 - 【請求項２０】 前記第２の抵抗加熱要素の形状が、本
質的に長方形である、請求項１９に記載のインクジェッ
ト・プリンタ装置。 - 【請求項２１】 前記第１の印刷カートリッジが、複数
の第１の抵抗加熱要素及び複数の第１のインク収容チャ
ンバを含み、前記第２の印刷カートリッジが、複数の第
２の抵抗加熱要素及び複数の第２のインク収容チャンバ
を含み、前記第１のインク収容チャンバのそれぞれが、
第１のオリフィスを有し、前記第２のインク収容チャン
バのそれぞれが第２のオリフィスを有する、請求項１６
に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項２２】 前記第１の印刷カートリッジが更に、
第１の印刷カートリッジ・イネーブル回路を含み、前記
第２の印刷カートリッジが更に、第２の印刷カートリッ
ジ・イネーブル回路を含む、請求項２１に記載のインク
ジェット・プリンタ装置。 - 【請求項２３】 前記ドライバ回路が、 前記第１印刷カートリッジ・イネーブル回路及び前記第
２印刷カートリッジ・イネーブル回路に電気的に結合さ
れ、前記第１の印刷カートリッジ及び前記第２の印刷カ
ートリッジの１つを選択的に使用可能状態にする印刷カ
ートリッジ選択回路と、 前記複数の第１の抵抗加熱要素及び前記複数の第２の抵
抗加熱要素に電気的に結合された共通駆動回路と、を備
える、請求項２２に記載のインクジェット・プリンタ装
置。 - 【請求項２４】 前記複数の第１の抵抗加熱要素が、第
１の抵抗加熱要素の少なくとも２つのグループに分割さ
れ、前記第１の印刷カートリッジが更に、前記複数の第
１の加熱要素及び前記第１印刷カートリッジ・イネーブ
ル回路に電気的に結合された第１の加熱要素駆動回路を
含み、 前記複数の第２の抵抗加熱要素が、第２の抵抗加熱要素
の少なくとも２つのグループに分割され、前記第２の印
刷カートリッジが更に、前記複数の第２の加熱要素及び
前記第２印刷カートリッジ・イネーブル回路に電気的に
結合された第２の加熱要素駆動回路を含み、 前記ドライバ回路が更に、前記第１及び第２の加熱要素
駆動回路に電気的に結合された前記第１及び第２印刷カ
ートリッジ・イネーブル回路に電気的に結合され、前記
第１の加熱要素の前記２つのグループのうちの１グルー
プ及び前記第２の加熱要素の前記２つのグループのうち
の１グループを選択する抵抗加熱要素グループ選択回路
を含むことから成る、請求項２３に記載のインクジェッ
ト・プリンタ装置。 - 【請求項２５】 第１の表面積を有する少なくとも１つ
の第１の抵抗加熱要素を、第１のオリフィスを有する少
なくとも１つの第１のインク収容チャンバ内に含む第１
の印刷カートリッジと、 前記第１の表面積よりも小さい第２の表面積を有する少
なくとも１つの第２の抵抗加熱要素を、第２のオリフィ
スを有する少なくとも１つの第２のインク収容チャンバ
内に含む第２の印刷カートリッジと、 前記第１及び第２の印刷カートリッジに電気的に結合さ
れ、共通駆動回路を介して、前記第１及び第２の加熱要
素の１つに選択的に発動パルスを印加するドライバ回路
であって、前記第１の加熱要素に印加された前記発動パ
ルスが、前記第１のチャンバのオリフィスから第１の大
きさのインク小滴を噴出させるような蒸気泡を前記第１
のチャンバ内に発生させ、前記第２の加熱要素に印加さ
れた前記発動パルスが、前記第２のチャンバのオリフィ
スから、前記第１の大きさより小さい第２の大きさのイ
ンク小滴を噴出させるような蒸気泡を前記第２のチャン
バ内に発生させるドライバ回路と、を備えるインクジェ
ット・プリンタ装置。 - 【請求項２６】 前記第２の加熱要素が、第２の縦寸法
及び第２の横寸法を有し、前記第２の縦寸法と前記第２
の横寸法の比が約１．２：１．０以上である、請求項２
５に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項２７】 前記第１及び第２の加熱要素が、面積
抵抗が実質的に等しい層材料セクションを含む、請求項
２５に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項２８】 前記第１の印刷カートリッジが、複数
の第１の抵抗加熱要素及び複数の第１のインク収容チャ
ンバを含み、前記第２の印刷カートリッジが、複数の第
２の抵抗加熱要素及び複数の第２のインク収容チャンバ
を含み、前記第１のインク収容チャンバのそれぞれが、
第１のオリフィスを有し、前記第２のインク収容チャン
バのそれぞれが第２のオリフィスを有する、請求項２５
に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項２９】 前記第１の印刷カートリッジが更に、
第１印刷カートリッジ・イネーブル回路を含み、前記第
２の印刷カートリッジが更に、第２印刷カートリッジ・
イネーブル回路を含む、請求項２８に記載のインクジェ
ット・プリンタ装置。 - 【請求項３０】 前記ドライバ回路が、 前記第１印刷カートリッジ・イネーブル回路及び前記第
２印刷カートリッジ・イネーブル回路に電気的に結合さ
れ、前記第１の印刷カートリッジ及び前記第２の印刷カ
ートリッジの１つを選択的に使用可能状態にする印刷カ
ートリッジ選択回路と、 前記共通駆動回路が、前記複数の第１の抵抗加熱要素及
び前記複数の第２の抵抗加熱要素に電気的に結合されて
いることと、を含む、請求項２９に記載のインクジェッ
ト・プリンタ装置。 - 【請求項３１】 前記複数の第１の抵抗加熱要素が、第
１の抵抗加熱要素の少なくとも２つのグループに分割さ
れ、前記第１の印刷カートリッジが更に、前記複数の第
１の加熱要素及び前記第１印刷カートリッジ・イネーブ
ル回路に電気的に結合された第１の加熱要素駆動回路を
含むことと、 前記複数の第２の抵抗加熱要素が、第２の抵抗加熱要素
の少なくとも２つのグループに分割され、前記第２の印
刷カートリッジが更に、前記複数の第２の加熱要素及び
前記第２印刷カートリッジ・イネーブル回路に電気的に
結合された第２の加熱要素駆動回路を含むことと、 前記ドライバ回路が更に、前記第１及び第２の加熱要素
駆動回路に電気的に結合された前記第１及び第２の印刷
カートリッジ・イネーブル回路に電気的に結合され、前
記第１の加熱要素の前記２つのグループのうちの１グル
ープ及び前記第２の加熱要素の前記２つのグループのう
ちの１グループを選択する抵抗加熱要素グループ選択回
路を含むことと、を具備する、請求項３０に記載のイン
クジェット・プリンタ装置。 - 【請求項３２】 第１の表面積及び第１の抵抗を有する
少なくとも１つの第１の抵抗加熱要素を、第１のオリフ
ィスを有する少なくとも１つの第１のインク収容チャン
バ内に含む第１の印刷カートリッジと、 前記第１の表面積よりも小さい第２の表面積及び第２の
抵抗を有する少なくとも１つの第２の抵抗加熱要素を、
第２のオリフィスを有する少なくとも１つの第２のイン
ク収容チャンバ内に含む第２の印刷カートリッジと、 前記第１及び第２の印刷カートリッジに電気的に結合さ
れ、共通駆動回路を介して、前記第１及び第２の加熱要
素の１つに、持続時間が実質的に等しい電圧パルスを印
加するドライバ回路であり、前記第１の加熱要素の加熱
エネルギー密度が、前記第２の加熱要素の加熱エネルギ
ー密度と実質的に同じであることから成るドライバ回路
と、を備えるインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項３３】 前記電圧パルスが、実質的に等しい振
幅を有する、請求項３２に記載のインクジェット・プリ
ンタ装置。 - 【請求項３４】 前記第１及び第２の加熱要素が、面積
抵抗が実質的に等しい層材料セクションを含む、請求項
３２に記載のインクジェット・プリンタ装置。 - 【請求項３５】 前記第２の加熱要素の第２の抵抗と前
記第１の加熱要素の第１の抵抗との比が、約１．２：１
以上である、請求項３２に記載のインクジェット・プリ
ンタ装置。
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