JPH106497A - インクジェットプリントヘッドの動作制御方法 - Google Patents

インクジェットプリントヘッドの動作制御方法

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JPH106497A
JPH106497A JP9068573A JP6857397A JPH106497A JP H106497 A JPH106497 A JP H106497A JP 9068573 A JP9068573 A JP 9068573A JP 6857397 A JP6857397 A JP 6857397A JP H106497 A JPH106497 A JP H106497A
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pulse
transducer
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Rezanka Ivan
レザンカ イヴァン
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットプリントヘッドの動作を制御
する方法を提供する。 【解決手段】 この方法は、電気パルスの電圧を選択す
るステップと、選択された電圧の関数として公称パルス
長を選択するステップと、インクバブルの発生に十分な
選択された公称パルス長を有する電気パルスのしきい値
電圧を決定するステップと、決定されたしきい値電圧の
関数として駆動パルスのパルス長を選択するステップ
と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概してインクジェッ
トプリンタに関し、より詳細には時間の経過に伴って変
化する動作条件を補償する電力消費制御を有するサーマ
ルインクジェットプリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】サーマ
ルインクジェットプリントヘッドにおいて、チャネルの
各々に配置される抵抗器などのサーマルトランスデュー
サ要素によって熱エネルギーが生成され、サーマルトラ
ンスデューサ要素はチャネルに位置するインク内にイン
クバブルを発生させるように個々にアドレス可能であ
る。選択された抵抗器に電圧が印加されるとインク内に
蒸気バブルが生じ、これによりインクが膨張してチャネ
ルオリフィスから出る。電圧はバブル発生の点を通過す
るまで印加され、そして取り除かれる。バブルはまず膨
張し、そしてしぼむ。バブルがしぼむとインクの一部が
チャネル内に戻り、チャネルはノズルから離れて記録媒
体の方向にインク液滴として射出される膨張インクから
このインクを分離する。記録媒体に突き当たると、スポ
ット又はマークが形成される。次にチャネルは毛管動作
によって再充填され、この動作によって液体インクの供
給容器からインクが引き出される。サーマルインクジェ
ットプリンタの動作は、例えば米国特許第４，８４９，
７７４号に記載されている。
【０００３】種々の動作条件は、しっかりした安定性の
あるインク液滴の発生及びインクジェットプリントヘッ
ドのノズルからのインク液滴の射出に影響を与える。例
えば、トランスデューサに電圧を供給する電力供給回路
の電圧降下は、一度に駆動されるトランスデューサの数
によってトランスデューサ毎に異なる。更に、トランス
デューサのアレイの中間におけるトランスデューサの電
圧降下は、トランスデューサのアレイの両端部に位置す
るトランスデューサの電圧降下と異なりうる。
【０００４】トランスデューサの各々によって生じた熱
エネルギーは、抵抗性及びサイズの製造の変動によって
も変化しうる。同様に、インクに伝えられて液滴を射出
するために使用されるエネルギーは、トランスデューサ
が老化するため時間と共に変化しうる。このような現象
は、凝固（kogation) として既知である。凝固はインク
から生じる付着物の蓄積であってサーマルトランスデュ
ーサに付着し、これはインクをサーマルトランスデュー
サに接触させながら加熱することによって生じる。時間
の経過に伴って付着物が形成され、これによってサーマ
ルトランスデューサはインクに熱を伝える点で有効性が
減少する。
【０００５】ステファニー（Stephany) の米国特許第
５，４２２，６４４号は、サーマルインクジェットプリ
ンタにおいて一定の液滴サイズの量を維持する方法及び
装置を記載している。電気パルスの制御下でプリントヘ
ッドノズルから射出されるインク液滴の量は、内在する
振動デバイスによって測定される。水晶振動子などの圧
電センサが、その水晶面上に付着したインク液滴の量を
測定するための環境として機能する。液滴の付着前と付
着後の周波数の差は、インク液滴の量に比例する。周波
数の変化が測定されてプリンタコントローラにフィード
バック信号を提供し、液滴射出パルスの調節をして液滴
サイズを制御する。
【０００６】ニーゼルら（Kneezel et al.) の米国特許
第５，４８３，２６５号は、液滴を形成し射出するヒー
タ素子に印加される電圧及びパルス幅を変えることによ
って動作温度上昇時における液滴欠損を最小にするよう
に制御されるサーマルインクジェットプリントヘッドを
記載している。動作温度上昇時において、より小さな液
滴は射出の際にプリントヘッドのノズルへの空気の取り
入れを最小にする。空気の取り入れを最小にすることに
よってプリントヘッドの射出ミスが取り除かれ、インク
液滴の射出がより一様に生じる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
ると、電気駆動パルスに応答して電力を消費するトラン
スデューサを含み、インクバブルを生じてインク射出オ
リフィスからインクの液滴を射出するインクジェットプ
リントヘッドの動作を制御する方法が提供される。この
方法は、電気パルスのバーン（burn：加熱）電圧を選択
するステップと、選択されたバーン電圧の関数として公
称パルス長を選択するステップと、インクバブルの発生
に十分な選択された公称パルス長を有する電気パルスの
しきい値電圧を決定するステップと、決定されたしきい
値電圧の関数として駆動パルスのパルス長を選択するス
テップと、を含む。
【０００８】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記駆動パルス長を選択するステップが、選択され
た前記電圧が前記決定されたしきい値電圧よりも約５〜
１５％大きい場合に選択された前記公称パルス長にほぼ
等しいような駆動パルス長を選択することを含む。
【０００９】本発明の第３の態様は、第１の態様におい
て、前記駆動パルス長を選択するステップが、選択され
た電圧が前記決定されたしきい値電圧よりも約１５％を
越えて大きい場合に選択された前記公称パルス長よりも
小さくなるように駆動パルス長を選択することを含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、ホーキンス（Hawkins)の
米国特許第４，７７４，５３０号において開示されるタ
イプのサーマルインクジェットプリントヘッド１０の部
分的な断面の略側面図である。この断面図は、細長いイ
ンク保持チャネル１２のアレイ、即ち複数の細長いイン
ク保持チャネル１２のうちの１つに沿って切り取られて
いる。インクチャネル１２は、トランスデューサエレメ
ント１６と接合して位置決めされているインク配向エレ
メント１４内に形成されている。プリントヘッド１０
は、インク配向エレメント１４内に定められているイン
クフィードスロット１８を介してインク供給部（図示せ
ず）からインクを受け取る。インクはインクフィードス
ロット１８を介して一定量のインクを含むインクリザー
バ２０に入り、そこから矢印２２の方向にインクピット
２４、チャネル１２を介し、最終的にはインク射出オリ
フィス又はノズル２６を介して外に出る。プリントの
間、インクが充填されているヒータピット３０の下に位
置するヒータ又はサーマルトランスデューサ２８は、ヒ
ータ２８の上のインクを気化し始める。ピットの壁３２
は、インクピット２４からヒータピット３０を分離す
る。後述される射出パルス信号によって駆動されるヒー
タは、インクの中にバブルが生じるようにインクを加熱
する。バブルの中の蒸気圧は初めは非常に高く、これに
より、加熱パルスが終わった後でもバブルが膨張する。
このバブルの膨張により、ノズルからインクが射出され
る。十分な時間が経った後、膨張したバブルの中の圧力
は大気圧を下回る値まで減少する。バブルはしぼみ始
め、チャネル内のインクから液滴を分離する。インクが
射出されると、インクは毛管動作によって再び矢印２２
の方向に流れ、次のインク射出のためにチャネル１２及
びヒータピット３０を再充填する。サーマルトランスデ
ューサ２８はタンタルの層３３によって被覆されてお
り、これはヒータ２８の保護層として作用する。
【００１１】図２は、プリントヘッド１０と、プリント
ヘッド１０の動作を制御するプリントコントローラ３６
へのプリントヘッド１０の接続とを示す略ブロック図で
ある。プリントヘッド１０の基本的な電気エレメント
は、ノズル２６からのインク射出を制御する集積回路上
に通常具体化されている。１つの特定の実施の形態にお
いて、サーマルインクジェットプリントヘッド１０は１
９２個のサーマルインクジェット加熱素子２８を含む。
加熱素子２８はバーン電圧３８によって電力を供給さ
れ、この値は本文中に記載の本発明によって最適にされ
る。バーン電圧３８は、プリントヘッドに結合している
と共に通常はプリントヘッド１０と対向してプリンタに
配置される電源４０によって生成される。加熱素子２８
の各々は、一方の側が共通グランド４４に結合されてい
るパワーＭＯＳ ＦＥＴドライバ４２に更に結合してい
る。パワーＭＯＳ ＦＥＴドライバ４２は、加熱素子２
８を駆動してノズルからインクを射出させる。サーマル
インクジェットプリントヘッド１０はあらゆる数のイン
クジェット加熱素子２８を含むことができるため、本発
明はあらゆる数のインクジェット加熱素子２８に同様に
適用できる。例示的な目的で、４個の加熱素子が図２に
示されている。
【００１２】ドライバ４２の各々は、コントローラ３６
に結合したゲート４６を含む。コントローラ３６は所定
のパルス長を有する射出パルスなどの制御信号を生成
し、これらの信号はドライバ４２のゲート４６に選択的
に送られてヒータ２８を駆動する。当業者に既知である
ように、ここでコントローラ３６は一般的に表されてお
り、あらゆる数の既知の方法及び装置を含んで個々のヒ
ータ２８の駆動を制御する。例えば、コントローラ３６
はゲート４６の各々に個々に結合されてもよいが、制御
が必要であるヒータの数が一定数を越えて増える場合に
はこのような方法は実用的ではない。結果として、制御
ライン４８によって送られる射出パルスの使用を制御す
る場合には双方向のシフトレジスタがしばしば使用され
る。ホーキンス（Hawkins)の米国特許第５，３００，９
６８号は、適切な制御構造を記載している。
【００１３】当該技術において公知のように、インクを
射出する動作のシーケンスは、インクが充填したチャネ
ル内の抵抗加熱素子に電気射出パルスが送られることに
よって始まる。熱はこの抵抗加熱素子において消費さ
れ、インク及び周りの構造に伝えられる。このプロセス
中に、抵抗加熱素子の温度、周りの構造の温度及びトラ
ンスデューサ付近のインクの温度は上昇する。インクに
伝えられた熱は、トランスデューサと接触するインクを
液滴発生温度まで過熱するために十分でなくてはならな
い。この液滴発生温度はインクの通常の沸騰点をはるか
に上回り、水ベースのインクではこの液滴発生温度は約
２８０℃である。この温度に達した場合、最初の小さな
バブルがトランスデューサの表面に現れる。更に、この
射出パルスの間のトランスデューサ表面の温度は均一で
はない。熱の伝導のために、表面の中央はエッジよりも
熱い。従って、最初の小さなバブルは主にヒータの中央
付近に現れる。時間の経過に伴ってこれらの小さなバブ
ルは大きくなって合体し、遂にはトランスデューサの表
面全体は１つのバブルによって覆われる。このプロセス
は非常に速い。射出パルス長と比較するとこのプロセス
は短く、殆ど瞬時にして生じる。この時間の間もなお、
エネルギーはトランスデューサ表面と接触した残りのイ
ンクに伝えられている。
【００１４】バブルの膨張の一部は最初に気化されたイ
ンクの高い蒸気圧によって生じ、後の段階では、膨張す
る液体及び蒸気の境界面において付加の蒸気が過熱イン
クによってバブルに供給される。液滴発生温度に達した
後に射出パルスがあまりにも速く終わってしまうと、液
滴は射出されないか又は射出が遅くなりすぎ、液滴が小
さすぎてしまう。パルス長を長くすると、液滴の速度及
び液滴の量は所望の所定値に達する。パルス長を更に長
くしても、もはや射出を向上しない。トランスデューサ
表面が蒸気バブルによって完全に覆われた後も過熱が続
くと、インクへの熱移動は実質的に止まり、トランスデ
ューサ表面の温度は急激に上昇して液滴発生温度をはる
かに上回ってしまう。このような過熱によって凝固が大
幅に促進されることは、実験で確認されている。従っ
て、最適な電気射出パルスは、パルスの終わる少し前に
バブルの発生が開始されるようなものである。
【００１５】電気射出パルスのパルス長が一定に維持さ
れている間にその振幅が増加する場合、前述と同一シー
ケンスの事象が生じる。しきい値への接近の最初の徴候
は、トランスデューサの表面上の小さく分離したバブル
の発生である。このパルス振幅では、液滴が射出されず
にこれらのバブルは消えてしまう。振幅を増加すると、
バブルはトランスデューサの表面にわたって合体し、検
出可能な液滴が射出される。液滴が最初に検出可能にな
る際の電圧の振幅ははっきりと定められた値であり、し
きい値電圧として当該技術において既知である。パルス
振幅を増加させると、速く安定した液滴が繰り返し生じ
る。典型的なしきい値曲線は、図３において概略的に示
されている。
【００１６】示されるように、パルス振幅をよりさらに
増加すると液滴の速度に更なる向上はみられないがプリ
ントヘッド内で消費されるエネルギーは増加し、これは
早い過熱及び凝固の速度の増加を生じる。図３に示され
る段階のパルス状態は図４に示されており、これは同一
のパルス長を有するがパルス振幅が増加した射出パルス
を示している。ここでは、バブルの発生が起こる時間が
太い矢印で示されている。
【００１７】１つの特定のトランスデューサに対して最
適な駆動条件を決定することができるが、これらの最適
条件はプリンタにおける使用には実用的ではない。この
ようなプリンタにおいて、バーン電圧がプリントヘッド
を駆動するために使用される電源は、コストを理由に、
バーン電圧の公差に余裕がある調節不可能な電源が通常
選ばれる。トランスデューサは、製品の製造寿命にわた
って異なるロットで製造され、製造プロセスはトランス
デューサの様々な電気特性、熱特性及びサイズを生じ
る。トランスデューサに印加されるバーン電圧の変動の
更なる原因は、例えば、１つのトランスデューサを駆動
する場合と多くのトランスデューサを同時に駆動する場
合の供給回路の電圧降下の差と、端部トランスデューサ
への内部リードと中央のトランスデューサへの内部リー
ドに対する異なる電圧降下とである。最後に、プリント
ヘッドの寿命にわたるトランスデューサの老化は、通常
しきい値電圧を上昇させる。このことは、有用な寿命の
始めに最適なバーン電圧が選択された場合、プリントヘ
ッドの寿命が終わりに近づくにつれて液滴発生を実際に
遅らせてしまうことが前述から明らかである。
【００１８】これらの既知の変数に対処するために、今
までは、バーン電圧は好条件の所与のトランスデューサ
に必要な電圧よりも大幅に高く設定されてきた。例え
ば、バーン電圧は通常所定のしきい値電圧よりも１５〜
２５％高く設定されている。しかし、前述のように、こ
のような１５〜２５％の範囲の過電圧は多数の望まれな
い結果を生じ、最も深刻なものは多くのインクに生じる
凝固速度の激しい増加である。更に、プリントヘッドの
電力消費が必要なものよりも大きいため、熱の管理がよ
り困難になる。例えば、過電圧の条件下で動作する場
合、蒸気バブルは過熱パルスの終わる前にトランスデュ
ーサの表面全体を覆い、結果としてサーマルトランスデ
ューサはもはやインクによって覆われなくなってしま
う。その結果、トランスデューサの温度は５００℃など
の許容できないレベルにまで上昇する。ヒータパルスの
終わりに電力が取り除かれた後でさえも温度は数マイク
ロセカンドの間に上昇し、これはインクジェットプリン
トヘッドの動作寿命を低下させうる。
【００１９】プリントヘッド１０の寿命の始めから終わ
りまでバーン電圧３８を連続的に調節又は制御すること
によって電力レベルを調節することが可能であるが、こ
のような解決法は付加の電子ハードウェアを必要とし、
プリントヘッド又はページ幅プリントバー内の個々のト
ランスデューサ又はトランスデューサの列が制御される
べきである場合、これはコストが高すぎてしまう。しか
し、本発明は射出パルスの長さを調節することによって
最適なバーン電圧を設定し、前述の変動及び動作特性を
補償する。結果として、有効電力が変化しても、実際の
相対的な過電圧は許容可能に一定に維持される。プリン
トヘッドの寿命にわたってバーン電圧を一定に維持し、
かつトランスデューサの各々に印加される射出パルスの
パルス長を調節するだけで、過電圧から生じる既知の問
題を有効に減少させる。
【００２０】図５は、射出パルスの長さを調節すること
によって前述の変動を補償する方法を含むフローチャー
トを示しており、これによって有効バーン電圧が変化し
ても実際の相対的過電圧は許容可能に一定に維持され
る。一般的な方法では、ステップ５０において、所与の
プリントヘッドのトランスデューサの実施の形態の関数
としてパルス長及びパルス振幅を有する電気パルスが選
択される。選択されたトランスデューサは、公称値及び
公称駆動条件において有効なプリンタ動作を確実にする
抵抗及び物理的寸法を有する。ステップ５２において、
選択された電気パルスの振幅によって公称バーン電圧が
決定され、これは製品内の電源によって提供される。し
かし、この選択されたバーン電圧は種々の制限を受け、
この制限には、通常５０ボルトを越えてはならないパワ
ードライバトランジスタの駆動電圧、ＵＬラボラトリー
安全仕様（通常約４０ボルト）によって提案されるいく
つかの制約及び他の制約が含まれる。
【００２１】公称バーン電圧が選択された後、前述の変
動と、時間の経過に伴う動作条件の変化とがトランジス
タの動作に及ぼす影響を決定する必要がある。第１のス
テップとして、ステップ５４において、所与のトランス
デューサ又はトランスデューサのグループに対して液滴
発生のためのしきい値電圧を決定する。このしきい値は
個々のトランスデューサに対して決定されてもよいし、
あるいはプリントヘッド内の全てのトランスデューサの
平均しきい値電圧であってもよい。プリントヘッドの製
造プロセスが全てのプリントヘッドにわたってかなり良
く制御されている場合、液滴発生のためのしきい値は各
個々のプリントヘッドにわたって比較的一定であるはず
である。液滴発生のためのしきい値電圧はウェハ毎に変
化する可能性があり、結果としてしきい値電圧の決定は
異なるロットのウェハによって異なることもありうる。
例えば、凝固の現象はしきい値電圧を上げることを前述
した。しかし、このような条件は予知できるものであ
り、従って補償が可能である。
【００２２】次のステップにおいて、選択されたバーン
電圧対実際に測定されたしきい値の割合を決定する。バ
ーン電圧がしきい値を５〜１５％上回る場合、ステップ
５６において、トランスデューサに送られる駆動パルス
のために公称パルス長を使用する。
【００２３】ステップ５７において、バーン電圧がしき
い値電圧よりも１５％を越えて大きいと決定された場
合、ステップ５８において公称パルス長を減少させてこ
れを駆動パルス長として使用し、これにより、この新し
いパルス長においてバーン電圧対しきい値電圧の好まし
い割合が得られる。一方、バーン電圧がしきい値電圧よ
りも５％未満しか大きくない場合、あるいはしきい値電
圧がバーン電圧よりも大きい場合、ステップ６０におい
て公称パルス長を増加し、これを駆動パルス長として使
用する。即ち、必要に応じて、変化する動作条件におい
てトランスデューサが変化する動作しきい値よりも５〜
１５％上回って動作されるように駆動パルス長は調節さ
れる。本発明のパルス長制御はバーン電圧の電圧調節よ
りも実施が安価であり、極めて高価である個々の電圧を
異なるトランスデューサに印加する場合よりも特に安価
である。
【００２４】最小のしきい値電力に影響を及ぼす他の要
因もまた予知可能であり、これらは時間の経過に伴うト
ランスデューサの抵抗の変化及びドライバ振幅の変化を
含む。これらの変化を理論的又は経験的に決定すること
ができる。多数のプリントヘッドをある一定時間動作さ
せてしきい値電力の変化を決定することにより、これら
の変化を決定することが可能である。液滴感知装置を用
いる液滴速度の測定は、このような変化のモニターに使
用することができる。
【００２５】時間の経過に伴うしきい値電力の変化が決
定されると、電力消費の変化を反映するパルス長データ
を含むルックアップテーブル６１（図２を参照）が生成
される。このようなルックアップテーブルは、パルス長
が時間の経過に伴って増加し、減少された有効しきい値
電力を補償するパルス長データを含む。例えば、図６に
示されるように、射出パルス６２はパルス長Ｌ1 を有す
る。プリントヘッドが新しく、図５のステップ５６、５
８又は６０のうちの１つにおいて決定されたパルス長を
反映する場合、時間Ｔ0 において有効動作電位でトラン
スデューサを駆動するには射出パルス６２が必要であ
る。プリントヘッドが一定期間動作され、例えばプリン
トヘッドによって射出された液滴の数を計算することに
よって決定されると、射出パルス６３のパルス長Ｌ2 は
射出パルス６２のパルス長Ｌ1 よりも大きくなるように
調節される。なお後の時間Ｔ2 においてプリントヘッド
が更に一定期間動作されると、射出パルス６４はパルス
長Ｌ3 を含み、これは射出パルス６２のパルス長Ｌ2 よ
りも大きくなるように調節されている。従って、ルック
アップテーブルに含まれる情報は射出パルス信号のパル
ス長のみでなく、プリントヘッドの動作寿命の間にこれ
らの射出パルスが使用されるべき時間も含んでいる。
【００２６】生成されたパルス長のデータ及び使用の時
間を含むルックアップテーブルは、多数の方法で実施可
能である。例えば図２に示されるように、パルス長デー
タを含むメモリエレメント６６はプリントヘッド１０に
おいて実施可能である。プリントヘッド１０がプリンタ
のコントローラ３６と組み合わされた場合、コントロー
ラ３６は、メモリエレメント６６に存在してこの特定の
プリントヘッドの特性に特に適用するパルス長データに
アクセスできる。個々のプリントヘッドエレメント１０
の特定の製造公差が補償される場合、コントローラ３６
がメモリエレメント６６内に含まれる情報を有効に使用
できるようにプリントヘッドエレメント１０は製造にお
いて適宜にタグを付けることができる。
【００２７】動作の間、コントローラ３６はパーソナル
コンピュータか又はスキャナーなどの他の画像生成デバ
イスから画像データ６８を受け取り、この画像データ６
８を使用してドライバトランジスタ４２の各々の個々の
駆動を制御する。本発明の１つの実施の形態において、
プリントヘッド１０によってプリントされるべきピクセ
ルの数を計算するピクセルカウンタ７０によって画像デ
ータ６８は分析され、これにより、（射出される液滴を
反映する）特定数のピクセルが計算されるとメモリエレ
メント６６からのパルス長データはコントローラ３６に
よって更新される。射出パルス長の変化が適切に生じる
ようにプリントヘッドの寿命を決定する他のメカニズム
は、クロックパルスの計算かあるいはプリントされるべ
き用紙シート又は透明紙の数を計算することを含む。プ
リント内に位置し、図６に示されるようにコントローラ
３６にタイミング特性を提供すると共にクロックパルス
７４を生成するクロック７２は、射出パルスのパルス長
を制御するために十分な細分性を提供する。
【００２８】電力消費の同様の制御を使用して、トラン
スデューサの前述の変動を補償できる。プリンタにおい
て利用可能なバーン電圧がしきい値電圧の所望の関数と
なるような所与のロットの部品に対するパルス長が、工
場において決定される。次に、この値は、当該技術にお
いて公知のあらゆる手段によってプリントヘッドにおい
て符号化される。プリントヘッドをプリンタに取り付け
た後、符号化されたパルス長はプリンタの内部手順によ
って符号解除され、プリントヘッドを駆動するパルス長
が決定されて後にプリントに使用される。
【００２９】本発明は特定の実施の形態に関連して説明
されてきたが、多くの代替物、変更及び変形が当業者に
は明らかであろう。例えば、本発明は１つのパルス長を
有する射出パルスをプリントヘッド内の全てのトランス
デューサに送ることに限定されず、液滴の電圧変化を示
す異なるパルス長を有しうる射出パルスをトランスデュ
ーサのアレイ全体に送ることにも同様に適用可能であ
る。同時に駆動されるトランスデューサの数によって電
圧降下が変わりうるため、送られる射出パルスを必要に
応じて調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サーマルインクジェットプリントヘッドの部分
的な断面の略側面図である。
【図２】サーマルインクジェットプリントヘッド及びそ
の制御装置の略ブロック図である。
【図３】パルス振幅の関数として液滴の速度を示すグラ
フである。
【図４】パルス振幅の変化によるバブルの発生の影響を
示す図である。
【図５】サーマルインクジェットプリントヘッドの動作
を制御する方法を示すフローチャートである。
【図６】プリントヘッドを使用する際の駆動パルス波形
と駆動パルス長の変化とを示す図である。
【符号の説明】
１０ インクジェットプリントヘッド ２６ オリフィス ２８ トランスデューサ ３８ バーン電圧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気駆動パルスに応答して電力を消費す
    るトランスデューサを含み、インクバブルを発生してイ
    ンク射出オリフィスからインクの液滴を射出するインク
    ジェットプリントヘッドの動作を制御する方法であっ
    て、 前記電気パルスの電圧を選択するステップと、 選択された前記電圧の関数として公称パルス長を選択す
    るステップと、 インクバブルの発生に十分な選択された前記公称パルス
    長を有する前記電気パルスのしきい値電圧を決定するス
    テップと、 決定された前記しきい値電圧の関数として駆動パルスの
    パルス長を選択するステップと、 を含む、インクジェットプリントヘッドの動作制御方
    法。
  2. 【請求項２】 前記駆動パルス長を選択するステップ
    が、選択された前記電圧が前記決定されたしきい値電圧
    よりも約５〜１５％大きい場合に選択された前記公称パ
    ルス長にほぼ等しいような駆動パルス長を選択すること
    を含む、請求項１に記載の制御方法。
  3. 【請求項３】 前記駆動パルス長を選択するステップ
    が、選択された電圧が前記決定されたしきい値電圧より
    も約１５％を越えて大きい場合に選択された前記公称パ
    ルス長よりも小さくなるように駆動パルス長を選択する
    ことを含む、請求項２に記載の制御方法。
JP9068573A 1996-03-29 1997-03-21 インクジェットプリントヘッドの動作制御方法 Withdrawn JPH106497A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012525566A (ja) * 2009-04-29 2012-10-22 テレコム・イタリア・エッセ・ピー・アー 基板上へ生物流体を付着させるための方法及び装置

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6183056B1 (en) * 1997-10-28 2001-02-06 Hewlett-Packard Company Thermal inkjet printhead and printer energy control apparatus and method
US6386674B1 (en) 1997-10-28 2002-05-14 Hewlett-Packard Company Independent power supplies for color inkjet printers
US6290333B1 (en) 1997-10-28 2001-09-18 Hewlett-Packard Company Multiple power interconnect arrangement for inkjet printhead
AUPP702498A0 (en) * 1998-11-09 1998-12-03 Silverbrook Research Pty Ltd Image creation method and apparatus (ART77)
US6244682B1 (en) * 1999-01-25 2001-06-12 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for establishing ink-jet printhead operating energy from an optical determination of turn-on energy
US6439680B1 (en) * 1999-06-14 2002-08-27 Canon Kabushiki Kaisha Recording head, substrate for use of recording head, and recording apparatus
EP1092544B1 (en) * 1999-10-12 2009-03-11 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet printing apparatus and method
US6302507B1 (en) * 1999-10-13 2001-10-16 Hewlett-Packard Company Method for controlling the over-energy applied to an inkjet print cartridge using dynamic pulse width adjustment based on printhead temperature
JP3442027B2 (ja) * 2000-03-28 2003-09-02 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2002029037A (ja) * 2000-07-17 2002-01-29 Canon Inc インクジェット記録装置の駆動エネルギー制御方法及びインクジェット記録装置
US6467864B1 (en) 2000-08-08 2002-10-22 Lexmark International, Inc. Determining minimum energy pulse characteristics in an ink jet print head
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
US6869157B2 (en) * 2001-03-26 2005-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Method of driving and controlling ink jet print head, ink jet print head, and ink jet printer
US6565176B2 (en) 2001-05-25 2003-05-20 Lexmark International, Inc. Long-life stable-jetting thermal ink jet printer
US6454376B1 (en) * 2001-08-27 2002-09-24 Hewlett-Packard Company Determining inkjet printer pen turn-on voltages
US6726300B2 (en) * 2002-04-29 2004-04-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fire pulses in a fluid ejection device
US6669324B1 (en) 2002-11-25 2003-12-30 Lexmark International, Inc. Method and apparatus for optimizing a relationship between fire energy and drop velocity in an imaging device
JP2004230814A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Canon Inc 記録装置
US7510259B2 (en) * 2006-12-20 2009-03-31 Eastman Kodak Company Calibrating turn-on energy of a marking device
US8113613B2 (en) * 2008-05-01 2012-02-14 Videojet Technologies Inc. System and method for maintaining or recovering nozzle function for an inkjet printhead
US10208739B2 (en) * 2016-01-05 2019-02-19 Funai Electric Co., Ltd. Microfluidic pump with thermal control
CA3126919C (en) 2019-02-06 2023-10-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Data packets comprising random numbers for controlling fluid dispensing devices
BR112021015384A2 (pt) 2019-02-06 2021-10-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Circuito integrado com acionadores de endereço para matriz fluídica
US11407218B2 (en) 2019-02-06 2022-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Identifying random bits in control data packets
EP3717247B1 (en) 2019-02-06 2021-07-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Print component with memory array using intermittent clock signal

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990010540A1 (de) * 1989-03-14 1990-09-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur optimierung der druckimpulse bei mit thermalwandlern betriebenen tintendruckeinrichtungen
US5049898A (en) * 1989-03-20 1991-09-17 Hewlett-Packard Company Printhead having memory element
US5107276A (en) * 1989-07-03 1992-04-21 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead with constant operating temperature
US5036337A (en) * 1990-06-22 1991-07-30 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead with droplet volume control
US5223853A (en) * 1992-02-24 1993-06-29 Xerox Corporation Electronic spot size control in a thermal ink jet printer
US5300968A (en) * 1992-09-10 1994-04-05 Xerox Corporation Apparatus for stabilizing thermal ink jet printer spot size
US5422664A (en) * 1993-06-25 1995-06-06 Xerox Corporation Method and apparatus for maintaining constant drop size mass in thermal ink jet printers
US5483265A (en) * 1994-01-03 1996-01-09 Xerox Corporation Minimization of missing droplets in a thermal ink jet printer by drop volume control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012525566A (ja) * 2009-04-29 2012-10-22 テレコム・イタリア・エッセ・ピー・アー 基板上へ生物流体を付着させるための方法及び装置

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