專利名稱：打印設(shè)備和打印控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種打印設(shè)備和一種在該打印設(shè)備中控制打印的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種通過利用熱能來噴射墨水的噴墨打印設(shè)備，并且涉及一種控制該打印設(shè)備的打印的方法。
在通過加熱打印頭內(nèi)的墨水來使墨水起泡從而在所產(chǎn)生出的壓力作用下噴射出墨水的打印頭中，可以通過形成恒定大小的氣泡來噴射出恒定大小的墨滴。
如果輸入給打印頭內(nèi)的加熱器的能量太低的話，則墨水的噴射會變得不穩(wěn)定。如果輸入太多能量，則加熱元件會變壞并且燒毀。因此在由加熱器加熱墨水的布置中，將由加熱器所產(chǎn)生出的熱量保持穩(wěn)定是至關(guān)重要的。
其上形成有加熱元件的加熱板是通過半導(dǎo)體制造工藝構(gòu)成的。驅(qū)動這些加熱元件的電路也通過相同的制造工藝形成在加熱板上。由半導(dǎo)體成膜技術(shù)構(gòu)成的加熱元件的電阻值根據(jù)制造批量而在各個加熱板之間彼此不同。因此，即使施加在加熱器上的電壓是恒定的，當(dāng)電阻值具有上述差異時輸入給加熱器的加熱器驅(qū)動電能將根據(jù)加熱器的電阻值而不同。為了將輸入給加熱器的能量保持恒定且與加熱器電阻值的這個不一致無關(guān)，需要根據(jù)電流通過加熱器的時間來調(diào)節(jié)所放出的熱能。
日本專利申請?zhí)卦S公開No.10-95116的說明書提出了校正各個加熱板中的加熱器電阻的這個差異的方法。具體地說，其上形成有加熱元件的加熱板設(shè)有用來感測加熱器的電阻值差異的元件，提取從感應(yīng)元件中獲取的信息，并且通過調(diào)節(jié)驅(qū)動脈沖寬度來進(jìn)行校正，這是從打印機(jī)本身將驅(qū)動信號施加給打印頭的條件。因此，使得由加熱器發(fā)出的熱量恒定。
為了處理驅(qū)動元件的高密度，近來的加熱板都是由CMOS半導(dǎo)體制造工藝生產(chǎn)的，其中減少了加工步驟從而降低了成本。在該工藝中，加熱器和MOS晶體管串聯(lián)連接并且MOS晶體管被控制成打開所要求的加熱器。在該情況中，當(dāng)接通電阻(MOS晶體管打開時的電阻值)也通常具有數(shù)量級為百分之幾十的偏差。
在加熱板形成在半導(dǎo)體晶片上的情況中，通過減小加熱板的面積可以增加由單塊晶片可以生產(chǎn)出的芯片數(shù)量，從而能夠提高產(chǎn)出率。因此在降低成本方面，小面積的MOS晶體管是優(yōu)選的。
MOS晶體管的接通電阻值與加熱器的電阻值相比應(yīng)該足夠小，以便抑制電阻值差異在被施加在加熱器上的能量上的影響。降低接通電阻涉及加大晶體管的選通脈沖寬度，但是這樣一來該晶體管在加熱板上將占據(jù)更大的面積。如果要求實(shí)現(xiàn)上述的成本降低，則難以把具有將充分降低接通電阻值的這種面積的晶體管形成在加熱板上。如果串聯(lián)連接在加熱器上的MOS晶體管的接通電阻值存在差異的話，則在MOS晶體管上的電壓降將波動，并且施加在加熱器上的電壓也將波動。如果加熱器的電阻值存在差異，則施加在加熱器上的能量將以同樣的方式波動。
日本專利申請?zhí)卦S公開No.10-95116的說明書提出了感測MOS晶體管的接通電阻中的差異的方法。根據(jù)該提議而測量加熱器的電阻值和MOS晶體管的接通電阻的方法是如下進(jìn)行的。
如圖3的等效電路中所示，通過與設(shè)置在加熱板上的驅(qū)動元件相同的工藝生產(chǎn)出的具有相同結(jié)構(gòu)的驅(qū)動元件在構(gòu)成打印頭的單個加熱板上設(shè)置作為接通電阻測量元件。接通電阻測量元件由來自打印頭外面的裝置的信號驅(qū)動，從所施加的電流和測量出的電壓中計算出接通電阻值，并且采用先前在該裝置的側(cè)面上建立的表來改變作為驅(qū)動條件的脈沖寬度。如果采用該布置的話，則可以使施加在電熱轉(zhuǎn)換器上的能量在各個打印頭中恒定。如果能量在各個打印頭中是恒定的話，則在打印頭之間可以獲得均勻的打印性能并且打印產(chǎn)量上升。這還消除了由于施加了過多的能量而導(dǎo)致的由于加熱元件變壞而產(chǎn)生的快速燒毀。最終提高了打印頭的可靠性。
接通電阻值一般較低(大約為10Ω)。因此，存在用作其結(jié)構(gòu)與電熱轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動元件相同的驅(qū)動元件的接通電阻測量元件的測量精度(S/N比)不令人滿意的情況。但是，在這種情況中，可以采用其結(jié)構(gòu)變化的接通電阻測量元件以便提高測量精度。在這種情況中需要將偏差量的相對值保持不變。在NMOS晶體管的情況中，可以通過改變選通脈沖寬度來解決這個問題。
如在日本專利申請?zhí)卦S公開No.10-95116的說明書所述，還可以采用這樣一種布置，其中用于感應(yīng)薄膜電阻值中的偏差的元件被構(gòu)成在其上形成有電熱轉(zhuǎn)換器的加熱板上，并且該元件與上述接通電阻測量元件一起設(shè)置，如圖4中所示。在這里通常需要兩根導(dǎo)線，即來自接通電阻測量元件的信號線和來自用來感測薄膜電阻值中的偏差的元件的信號線。但是，優(yōu)選采用這樣一種布置，其中來自接通電阻測量元件的信號線和來自感測元件的信號線在加熱板內(nèi)相連，從而單根信號線就足夠了。具體地說，應(yīng)該采用這樣的布置，其中來自電阻測量元件的信號線和來自感應(yīng)元件的信號線并聯(lián)，如圖4中所示。通過將特定的信號例如時鐘選擇信號提供給接通電阻測量元件，從而使接通電阻測量元件即驅(qū)動元件打開和關(guān)閉，由此可以在單個外部輸出端口處選取驅(qū)動元件的接通電阻和電熱轉(zhuǎn)換器的薄膜電阻。
當(dāng)驅(qū)動元件打開時，可以感應(yīng)到來自接通電阻測量元件和感應(yīng)薄膜電阻值中的偏差的元件中的信息(電阻值)。當(dāng)驅(qū)動元件關(guān)閉時，只能感應(yīng)到來自感應(yīng)薄膜電阻值中的偏差的元件中的信息。如果采用該布置，則一根連到外面的信號線就足夠了。因此，在沒有增加打印機(jī)本身和打印頭的成本的情況下，可以減小打印頭的打印性能的差異，通過消除電熱轉(zhuǎn)換器的過早燒毀從而提高了產(chǎn)量和穩(wěn)定性。
因此通過外部輸出終端將來自接通電阻測量元件的測量結(jié)果和測量在加熱電阻器的薄膜電阻值中的差異的結(jié)果輸出給外部終端，從而就可以改變驅(qū)動元件或加熱元件的驅(qū)動條件。
但是近年來，打印頭開始需要使用具有一長排噴嘴的加熱板，這些噴嘴每一次掃描提供更大的打印寬度以便支持高速打印。另外為了降低成本重要的是要降低加熱板的面積。結(jié)果形成這樣一種加熱板，其中與加熱器排垂直的寬度相對較小。將能量提供給加熱板內(nèi)的加熱器以及驅(qū)動加熱器的轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)線的電阻由于加熱板加長而增加。這是由于從接觸片到加熱器或轉(zhuǎn)換器的距離變大而導(dǎo)致的。
另外，加大同步驅(qū)動的加熱器數(shù)量以便實(shí)現(xiàn)高速打印。為了避免導(dǎo)線的電壓降的波動，要增加加熱板內(nèi)的導(dǎo)線數(shù)量。如果在該導(dǎo)線所需的面積沒有任何改變，則每根導(dǎo)線的布線面積將減小，因此每根導(dǎo)線的布線電阻將增加。
由于布線是采用半導(dǎo)體成膜技術(shù)由鋁等制成的，所以電阻值通常表現(xiàn)出在百分之幾十的數(shù)量級上的制造偏差。因此，當(dāng)布線電阻上升并且相對于加熱器電阻值變得大得不再可以忽略時，與加熱器串聯(lián)連接的布線電阻值的偏差在被輸入給加熱器上的能量上具有很大的影響。
由于在布線電阻中的差異上影響不能被忽略的這種增加，所以難以通過在日本專利申請?zhí)卦S公開No.10-95116的說明書中所提出的現(xiàn)有技術(shù)電路來從加熱器的電阻值和驅(qū)動該加熱器的MOS轉(zhuǎn)換器的接通電阻值的測量值中計算出被輸入給加熱器的能量。
因此，傳遞給加熱器的能量由于布線電阻值的差異而可能太小或太大。這是會使得墨水噴射不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致打印模糊。另外，如果將過多量的能量施加在加熱器上，則加熱器的變壞加快并且加熱器可能燒毀。
根據(jù)本發(fā)明，通過提供一種用于根據(jù)從外部裝置傳送來的信息通過使其上安裝有打印頭的滑架在打印媒介上掃描來在打印媒介上進(jìn)行打印的打印設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)了上述目的，其中所述打印頭包括用于根據(jù)從外部裝置傳送來的信息通過在打印媒介上使用打印頭來進(jìn)行打印的打印設(shè)備，所述打印頭包括用于選擇一個應(yīng)該被驅(qū)動的驅(qū)動元件的選擇裝置；其中驅(qū)動元件和監(jiān)控電阻元件是串聯(lián)連接的第一布線結(jié)構(gòu)；其中監(jiān)控電阻元件和第一電源線是串聯(lián)連接的第二布線結(jié)構(gòu)；其中驅(qū)動元件和第二電源線是串聯(lián)連接的第三布線結(jié)構(gòu)；以及用于在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓之間探測出至少一個電壓的探測裝置；其中根據(jù)所探測出的電壓從第一和第二電源線的電阻、監(jiān)控電阻元件的電阻和驅(qū)動元件的電阻中獲得至少一個電阻，并且根據(jù)所獲得的電阻來控制所述打印頭。
優(yōu)選的是，探測裝置包括用于在所要探測的電壓之間進(jìn)行切換的切換裝置；所述切換裝置根據(jù)探測控制信號在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、或監(jiān)控電阻元件和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處、或驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的探測電壓之間切換。
優(yōu)選的是，所述打印頭是一種用于通過噴射墨水來進(jìn)行打印的噴墨打印頭。
優(yōu)選的是，所述打印頭是一種用于通過利用熱能來進(jìn)行打印的噴墨打印頭，該打印頭具有作為所述打印頭的打印元件的熱能轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用來產(chǎn)生出施加在墨水上的熱能。
另外，在本發(fā)明中，通過提供一種控制用于根據(jù)從外部裝置傳送來的信息通過使其上安裝有打印頭的滑架在打印媒介上掃描來在打印媒介上進(jìn)行打印的打印設(shè)備的打印的方法從而實(shí)現(xiàn)了上述目的，所述方法包括一種控制用于根據(jù)從外部裝置傳送來的信息通過在打印媒介上使用打印頭來進(jìn)行打印的打印設(shè)備的打印的方法，所述方法包括選擇步驟，選擇一個應(yīng)該被驅(qū)動的驅(qū)動元件；探測步驟，在其中驅(qū)動元件和傳感器電阻元件串聯(lián)連接的第一布線結(jié)構(gòu)、其中監(jiān)控電阻元件和第一電源線串聯(lián)連接的第二布線結(jié)構(gòu)以及其中驅(qū)動元件和第二電源線串聯(lián)連接的第三布線結(jié)構(gòu)中探測出在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓中的至少一個電壓；以及控制步驟，根據(jù)所探測出的電壓從第一和第二電源線的電阻、監(jiān)控電阻元件的電阻和驅(qū)動元件的電阻中獲得至少一個電阻，并且根據(jù)所獲得的電阻來控制打印頭。
優(yōu)選的是，探測步驟包括在待探測電壓中進(jìn)行切換的切換步驟；所述切換步驟根據(jù)探測控制信號在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的探測電壓之間進(jìn)行切換。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過提供一種用于根據(jù)從外部裝置傳送來的信息通過使其上安裝有打印頭的滑架在打印媒介上掃描來在打印媒介上進(jìn)行打印的打印設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)了上述目的，所述打印頭包括用于探測在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓中的至少一個電壓的任意一個探測裝置；用于將電流施加給至少一個節(jié)點(diǎn)的任意一個電流施加裝置；其中根據(jù)所提供的電流或所探測出的電壓從第一和第二電源線的電阻、監(jiān)控電阻元件的電阻和驅(qū)動元件的電阻中獲得至少一個電阻，并且根據(jù)所獲得的電阻來控制打印頭。
優(yōu)選的是，壓力探測裝置包括用于在待探測電壓中進(jìn)行切換的切換裝置；其中所述切換裝置根據(jù)探測控制信號在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的探測電壓中進(jìn)行切換。
優(yōu)選的是，電流施加裝置包括用于轉(zhuǎn)變施加的電流的電流切換裝置；所述電流切換裝置根據(jù)控制信號在施加在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的探測電壓和施加電流之間進(jìn)行切換。
從下面的說明書中結(jié)合附圖將清楚地了解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中相同的參照符號在所有附圖中表示相同或類似的部件。


圖1是顯示出在第一實(shí)施方案中的加熱板上的等效電路的電路圖；圖2是顯示出在第一實(shí)施方案中的加熱板上的等效電路的電路圖；圖3為顯示出溫度感測電路的電路圖；圖4為顯示出溫度感測電路的另一個實(shí)施例的電路圖；圖5為說明在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中的打印機(jī)外觀的透視圖；圖6為說明圖5中所示的打印機(jī)控制電路的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7為說明圖5中所示的打印機(jī)噴墨盒的透視圖；圖8為用來說明在本發(fā)明的實(shí)施方案中測量與加熱器串聯(lián)的元件的電阻值的過程的流程圖；圖9為顯示出在第三實(shí)施方案中的加熱板上的等效電路的電路圖；圖10為顯示出在第四實(shí)施方案的加熱板上的等效電路的電路圖。優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明現(xiàn)在根據(jù)附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
在下面所述的實(shí)施方案中，將采用噴墨打印方法以打印設(shè)備的實(shí)施例的方式對打印機(jī)進(jìn)行說明。
在該說明書中，術(shù)語“打印”在廣義上不僅表示在印刷媒介上形成例如字母和圖形的顯著信息而且還表示形成圖象、圖畫和圖案，而不考慮所形成的信息是顯著的還是不顯著的或者不考慮所形成的信息是否人眼可在視覺上觀察的以及打印媒介的操縱。
“打印媒介”是能夠接受墨水的任意媒介，例如布、塑料膜、金屬板、玻璃、陶瓷、木頭、皮革以及在普通打印設(shè)備中所使用的紙張。
另外，“墨水”(在下面也被稱為“液體”)應(yīng)該以上述“打印”的定義方式來在廣義上進(jìn)行解釋。也就是說，墨水是這樣一種液體，通過施加在打印媒介上形成圖象、圖畫和圖案、操作打印媒介或處理墨水(例如，使施加在打印媒介上的墨水中的著色劑固化或不溶解)。<設(shè)備概述>
圖5是顯示出一種噴墨打印機(jī)IJRA結(jié)構(gòu)的外部透視圖，該打印機(jī)是本發(fā)明的典型實(shí)施方案。
如圖5中所示，滑架HC與通過與驅(qū)動電機(jī)5013的前后轉(zhuǎn)動相關(guān)聯(lián)地操作的驅(qū)動力傳動齒輪5009-5011轉(zhuǎn)動的導(dǎo)引螺桿5005的螺旋槽5004嚙合。具有銷(未示出)的滑架HC支撐在導(dǎo)軌5003上，并且沿著箭頭a和b的方向前后移動。在內(nèi)部容納著打印頭IJH和墨水容器IT的整體噴墨盒IJC安裝在滑架HC上。
數(shù)字5002表示沿著滑架HC的運(yùn)行方向?qū)⒋蛴〖圥壓靠在壓紙滾筒5000上的紙固定板。數(shù)字5007、5008表示構(gòu)成用于證明滑架桿5006在光耦合器的附近的存在并且改變電機(jī)5013轉(zhuǎn)動方向的起始位置感測裝置的光耦合器。
數(shù)字5016表示支撐用來蓋著打印頭IJH的前面的蓋子部件5022的部件。數(shù)字5015表示抽吸裝置，用來將吸力施加在蓋子上以使打印頭通過蓋子內(nèi)部的開口5023受到抽吸恢復(fù)。數(shù)字5019表示可以使清潔刀片5017能夠來回移動的部件。清潔刀片5017和部件5019支撐在支撐板5018上。不必說，刀片不必是這種類型的并且在該實(shí)施例中可以采用公知的清潔刀片。
數(shù)字5021表示用來啟動抽吸恢復(fù)操作的抽吸的桿。該桿隨著與滑架嚙合的凸輪5020的運(yùn)動而移動。通過公知的傳送裝置來控制運(yùn)動，由此如通過離合器來改變來自驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動力。
蓋帽、清潔盒抽吸恢復(fù)操作是這樣布置的，在滑架到達(dá)起始位置側(cè)面上的區(qū)域中時通過輸入螺桿5005的作用在相應(yīng)位置處進(jìn)行所要求的處理。但是，如果布置成在公知的時間下進(jìn)行所要求的操作，則在該實(shí)施例中也可以采用該布置。<控制結(jié)構(gòu)的說明>
現(xiàn)在將對一種用于通過上述打印設(shè)備來控制打印的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖6為說明用于控制噴墨打印頭IJRA的控制電路的結(jié)構(gòu)的方框圖。該控制電路包括用于輸入打印信號的界面1700、MPU1701、用來存儲由MPU1701執(zhí)行的的控制程序的ROM1702、其中存儲有各種數(shù)據(jù)(上述打印信號以及提供給打印頭的打印數(shù)據(jù))的DRAM以及用于控制將打印數(shù)據(jù)提供給打印頭IJH以及用于控制數(shù)據(jù)在MPU1701和RAM1703之間的傳送的門陣列(GA)1704?；茈姍C(jī)1710輸送打印頭1708，而輸送電機(jī)1709輸送打印紙。打印頭驅(qū)動器1705驅(qū)動著打印頭IJH，電機(jī)驅(qū)動器1706、1707分別驅(qū)動著輸送電機(jī)1709和滑架電機(jī)1710。
控制結(jié)構(gòu)的操作如下當(dāng)打印信號進(jìn)入界面1700時，門陣列1704和MPU1701配合將打印信號轉(zhuǎn)換成用于打印的打印數(shù)據(jù)。驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動器1706、1707以使得打印頭被啟動并且根據(jù)發(fā)送給打印頭驅(qū)動器1705的打印數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。
雖然由MPU1701執(zhí)行的控制程序存儲在ROM1702中，但是可以采取這樣一種布置，其中另外設(shè)置一種可寫存儲媒介例如EEPROM，從而可以通過與噴墨打印機(jī)IJRA連接的主機(jī)來改變該控制程序。
如上所述，墨水容器IT和打印頭IJH可以形成為一個整體以構(gòu)成可更換的噴盒IJC。但是，墨水容器IT和打印頭IJH可以構(gòu)成為彼此是可分離的，從而在墨水用完時只更換墨水容器IT。
圖7為顯示出墨盒IJC的結(jié)構(gòu)的外部透視圖，其中墨水容器和打印頭是可分離的。如圖7所示，墨盒IJC是這樣的，墨水容器IT和打印頭IJH在邊界線K的位置處可以相互分離。噴墨盒IJC設(shè)有用來在墨盒IJC安裝在滑架HC上時接收從滑架HC側(cè)面提供來的電信號的電極(未示出)。打印頭IJH由該電信號以上述方式驅(qū)動，由此從打印頭中噴射出墨水。
如圖7所示，打印頭IJH具有一排墨水噴口500。另外，墨水容器IT設(shè)有纖維或多孔墨水吸收體用來保持墨水。<第一實(shí)施方案>
現(xiàn)在將參照圖1對本發(fā)明的第一實(shí)施方案進(jìn)行說明，該圖說明了在加熱板上的等效電路。該實(shí)施方案的加熱板形成在硅半導(dǎo)體基片上。在半導(dǎo)體制造工藝的沉積過程中形成圖1中所示的等效電路。
如圖1所示，加熱板101具有加熱器和因此形成在其上的驅(qū)動電路元件。驅(qū)動元件102給相應(yīng)的監(jiān)控電阻元件提供電流。這里MOS轉(zhuǎn)換器舉例說明了用于監(jiān)控元件的驅(qū)動元件102。加熱器電阻元件103用作相應(yīng)的監(jiān)控電阻元件。監(jiān)控電阻元件103和用于噴射墨水的加熱器(用于打印的元件)在相同的沉積條件和相同的沉積過程中形成。導(dǎo)線104、105是分別連接在監(jiān)控電阻元件103和MOS轉(zhuǎn)換器102上的電源線。導(dǎo)線104、105包括導(dǎo)向用來使加熱板與外面連接的接觸片106、107的布線的電阻。接觸片108、109、110是用來測量元件特性的監(jiān)控終端。接觸片108與監(jiān)控電阻元件103和電源線104之間的節(jié)點(diǎn)連接，接觸片109與監(jiān)控電阻元件103和MOS晶體管102的漏極之間的節(jié)點(diǎn)(D1)連接，并且接觸片110與晶體管102的漏極和導(dǎo)線105之間的節(jié)點(diǎn)(D2)連接。
位選擇電路111與MOS晶體管的門極(Gn)連接并且通過來自打印機(jī)的驅(qū)動信號(未示出)以這樣的方式驅(qū)動MOS晶體管的門極，即根據(jù)打印數(shù)據(jù)來驅(qū)動用于噴射墨水的所要求的加熱器或監(jiān)控電阻元件。
圖1中的方框112具有用于實(shí)際上噴射墨水的噴射加熱器(114-1，...114-n-1，114-n)和用于驅(qū)動這些加熱器中的一個的MOS晶體管(115-1...115-n-1，115-n)。
在發(fā)現(xiàn)用于實(shí)際上噴射墨水的噴射加熱器和其MOS晶體管其沉積條件、沉積工藝和尺寸和在測量打印元件(用于噴射墨水的加熱器)特性(這里是電阻值)時用于感測特性和其驅(qū)動元件相同的情況中，如果將監(jiān)控電阻元件設(shè)定得較高以便提高測量精確度的話則不需要相同的尺寸(相同的特性)。如果制造方法、沉積條件、沉積工藝和用于監(jiān)控特性的元件的結(jié)構(gòu)和噴射墨水的加熱器相同并且保持墨水噴射加熱器和MOS晶體管的相對電阻值，則可以采用不同尺寸的元件來提高電阻值的絕對值。
現(xiàn)在將還參照圖8的流程圖對感測圖1中的監(jiān)控驅(qū)動元件102和監(jiān)控電阻元件103的方法進(jìn)行說明。
在以與圖1中的驅(qū)動噴射墨水的噴射加熱器(114n)的情況類似的方式中，MOS晶體管102其門極由位選擇電路111驅(qū)動，由此打開MOS晶體管102(圖8中步驟S801)。這時，與導(dǎo)線104、105相連的其它加熱器沒有被驅(qū)動。
由于接觸片106和107分別與電源和地面連接，所以電流流進(jìn)MOS晶體管102、監(jiān)控電阻元件103和電源線104、105。這時，測量出流進(jìn)接觸片106或107的電流(步驟S802)。然后測量出監(jiān)控終端108、109、110(步驟S803)處的電壓。根據(jù)測量出的電流和電壓計算出接觸片106和107之間的串聯(lián)電阻值(步驟S804)。
根據(jù)監(jiān)控終端108、109、110的電壓和串聯(lián)電阻值可以得出電源線104、105的布線電阻、監(jiān)控電阻元件103的電阻和用于監(jiān)控電阻元件的驅(qū)動元件102的接通電阻值(步驟S805)。所獲得的這些電阻值的總和是用作組合電阻器的串聯(lián)電阻值。不管布線電阻或MOS晶體管的接通電阻值中有任何偏差，都可以精確計算出施加在噴射電熱器上以根據(jù)該數(shù)值實(shí)際地噴射墨水的電壓。該方法使得即使存在電阻器的偏差的情況下該電壓值的計算也足夠精確。通過在打印機(jī)本身中應(yīng)用這種元件特征感測裝置，從而就可以將最優(yōu)的能量傳遞給具有不同元件特性的單個打印頭。也就是說，流進(jìn)接觸片106、107的電流和在監(jiān)控終端108、109、110處所探測出的電壓由圖6中的打印機(jī)的側(cè)面上的控制電路(MPU1701和門陣列1704)來處理，并且計算出每個元件[電源分布電阻、監(jiān)控電阻元件(加熱器)電阻和用于監(jiān)控電阻元件(MOS晶體管的接通電阻值)]的電阻值。
在這些數(shù)值的基礎(chǔ)上，打印頭IJH被如此控制，為了補(bǔ)償每個元件的差異要將恒定的能量傳遞給打印元件。
在為打印機(jī)配備電阻值感測裝置會使得成本更高的情況中，在打印頭的制造過程中感測出上述元件特性，將必須施加給加熱器的能量寫到打印保持元件例如安裝在打印頭上的EEPROM上，并且根據(jù)其上已經(jīng)安裝有打印頭的打印機(jī)中的這個信息來進(jìn)行控制。這就能夠?qū)⒆顑?yōu)的能量施加給各個打印頭并且降低打印機(jī)本身的成本。
還可以采用這樣一種布置，其中通過上述傳統(tǒng)技術(shù)(日本專利申請?zhí)卦S公開No.10-95116)來感測出加熱器和MOS晶體管的特性，在圖1的電路中除去接觸片109并且只是感測出電源線的電阻。另外，由于電源線104和105構(gòu)造在相同的板上，所以相同板上的電源線104和105的電阻值之間的相對關(guān)系與各個加熱器板無關(guān)基本上恒定。因此，通過采取其中感測電源線104或105的電阻的布置，從而可以除去接觸片108或110。<第二實(shí)施方案>
現(xiàn)在將參照圖2對本發(fā)明的第二實(shí)施方案進(jìn)行說明，該圖說明了加熱器板上的等效電路。
如圖2中所示，選擇電路201根據(jù)控制信號(未示出)選擇出監(jiān)控電阻元件和電源線之間的節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控電阻元件和MOS晶體管之間的節(jié)點(diǎn)或者M(jìn)OS晶體管和電源線之間的節(jié)點(diǎn)，并且將來自所選擇的節(jié)點(diǎn)的輸出傳送給接觸片202。在該情況中以與第一實(shí)施方案相同的方式來進(jìn)行感測方法，由位選擇電路111來驅(qū)動MOS晶體管102并且測量出電源線、監(jiān)控電阻元件和用于監(jiān)控電阻元件的驅(qū)動元件的電壓降。通過變換選擇電路201來將這時在每一處的電壓輸出給接觸片202，由此可以感測到每個單獨(dú)元件的特性。從第一實(shí)施方案中可以除去起到用于感測元件的特性的監(jiān)控終端作用的接觸片108、109、110。<第三實(shí)施方案>
現(xiàn)在將參照圖9對本發(fā)明的第三實(shí)施方案進(jìn)行說明，該圖說明了在加熱器板上的等效電路。
這里接觸片901、902、903分別連接在與那些與用于測量電壓的監(jiān)控接觸片108、109、110連接的節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)上。從任意一個接觸片901、902、903中提供電流并且從接觸片108、109、110中感測出電壓，由此感測出每個元件的特性。通過為第一實(shí)施方案的布置分開配備用于施加電流的終端和用于感測電壓的終端，從而可以忽略誤差例如其上施加有電流的布線上的電壓降。因此，可以更精確地得知各個元件的特性。<第四實(shí)施方案>
現(xiàn)在將參照圖10對本發(fā)明的第四實(shí)施方案進(jìn)行說明，該圖說明了加熱器板上的等效電路。
如圖10中所示，選擇電路201根據(jù)控制信號(未示出)選擇監(jiān)控電阻元件和電源線之間的節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控電阻元件和MOS晶體管之間的節(jié)點(diǎn)或者M(jìn)OS晶體管和電源線之間的節(jié)點(diǎn)，并且將來自所選擇的節(jié)點(diǎn)的輸出傳送給接觸片202。同樣，選擇電路1001根據(jù)控制信號(未示出)選擇監(jiān)控電阻元件和電源線之間的節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控電阻元件和MOS晶體管之間的節(jié)點(diǎn)或者M(jìn)OS晶體管和電源線之間的節(jié)點(diǎn)，并且將來自接觸片1002的電流施加給所選擇的節(jié)點(diǎn)。
在該情況中以和第三實(shí)施方案類似的方式進(jìn)行該感測方法，并且通過連續(xù)地變換選擇電路201將所感測到的電壓輸出給接觸片202，由此可以感測出各個元件的特性?？梢詮牡谝粚?shí)施方案中除去用作用來感測元件和接觸片901、902、903的特性的監(jiān)控終端的接觸片108、109、110。
另外，在上述實(shí)施方案中，盡管將監(jiān)控電阻元件說明成不是用于打印的元件，但是可以通過使用用于打印的元件來進(jìn)行監(jiān)控。
在上述實(shí)施方案中，假設(shè)從由打印元件驅(qū)動的打印頭中噴射出的液體是墨水，并且在墨水容器中裝的液體是墨水。但是，容器的內(nèi)容物并不限于墨水。例如，為了提高所打印圖象的固著性或防水性并且提高圖象的質(zhì)量，可以在墨水容器中容納一種朝著打印媒介噴射的物質(zhì)例如處理溶液。
針對尤其是噴墨打印類型的打印設(shè)備來對上述實(shí)施方案進(jìn)行說明，所述打印設(shè)備裝配有用于產(chǎn)生出作為用來噴射墨水的能量的熱能的裝置(例如，一種電熱轉(zhuǎn)換器或激光束發(fā)生器)，其中通過該熱能引起墨水狀態(tài)的變化，從而使得可以實(shí)現(xiàn)高密度、高分辨率的打印。
對于普通結(jié)構(gòu)和操作原理來說，優(yōu)選的是，采用在USP4723129和4740796的說明書中所披露的基本技術(shù)來實(shí)現(xiàn)上述目的。這個方案可以應(yīng)用在所謂的按需類型和連續(xù)類型的設(shè)備上。具體地說，在按需類型的情況中，根據(jù)打印信息將至少有一個產(chǎn)生了超過薄膜沸騰溫度的突然溫度升高的驅(qū)動信號施加到布置成與容納液體(墨水)的紙張或液體通道的電熱轉(zhuǎn)換器上。因此，在電熱轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生出熱能以引起打印頭的熱工作表面上的薄膜沸騰。因此，可以對應(yīng)于驅(qū)動信號一對一地在液體(墨水)中形成氣泡。
由于氣泡的長大和收縮，從而通過噴口可以噴射出液體(墨水)以便形成至少一個墨滴。如果驅(qū)動信號為脈沖形式，則可以使空氣泡的長大和收縮迅速地并以適當(dāng)?shù)姆绞桨l(fā)生。由于可以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)良反應(yīng)的液體(墨水)噴射，所以這是優(yōu)選的。
在USP4463359和4345262的說明書中所述的信號適用于作為具有這種脈沖形狀的驅(qū)動脈沖。應(yīng)該注意的是，即使通過采用在USP4313124的說明書中所述的條件能夠執(zhí)行更好的打印，該文獻(xiàn)也披露了一種與上述熱工作表面的溫度增加速度相關(guān)的發(fā)明。
除了在每個上述說明書中被披露作為打印頭的結(jié)構(gòu)的噴口、流體通道和電熱轉(zhuǎn)換器(其中流體通道是線性的或成直角的)的組合之外，可以采用一種采用了在USP4558333和4459600的說明書中所述的技術(shù)，這些文獻(xiàn)披露了設(shè)置在熱工作部分彎曲的區(qū)域中的元件。
對于具有與打印設(shè)備所能打印的打印媒介最大寬度相應(yīng)的長度的全行類型的打印頭來說，可以采取這樣一種布置，其中通過結(jié)合在上述說明書中所披露的那種多打印頭來滿足長度，或者采取這種布置，其中打印頭用作一種單個整體形成的打印頭。
打印頭可以是可替換噴嘴型的，其中通過將打印頭安裝在設(shè)備上可以實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的電連接和從設(shè)備提供墨水，或者可以是墨盒型，其中打印頭本身整體設(shè)有墨水容器。
為了使打印的效果更加穩(wěn)定，優(yōu)選的是上述打印設(shè)備另外設(shè)有打印頭恢復(fù)裝置和輔助裝置等。具體的實(shí)施例是打印頭蓋帽裝置、清潔裝置、加壓或抽吸裝置、包含電熱轉(zhuǎn)換器的預(yù)加熱裝置、與該轉(zhuǎn)換器分開的加熱元件或加熱元件與轉(zhuǎn)換器的結(jié)合以及用于與打印無關(guān)地進(jìn)行墨水噴射的預(yù)噴射模式。這些手段有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的打印。
另外，打印設(shè)備的打印模式并不限于其中只是采用主流顏色例如黑色進(jìn)行打印的模式。該設(shè)備可以是一種具有至少一種其中采用多顏色或真彩模式進(jìn)行打印的多色模式的設(shè)備，在多色模式中采用混合的顏色進(jìn)行打印。這個可以通過采用一種整體打印頭或通過結(jié)合多個打印頭來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的打印設(shè)備可以采取多種形式。它可以作為一個整體部分或與信息處理設(shè)備例如計算機(jī)分開的部分來設(shè)置并作為它的圖像輸出終端，作為與讀取器等結(jié)合的復(fù)印設(shè)備，或作為具有發(fā)送和接收功能的傳真設(shè)備。<其它實(shí)施方案>
本發(fā)明可以用于多個設(shè)備(例如主機(jī)、接口、讀取器、打印機(jī)等)構(gòu)成的系統(tǒng)或用于包括單一裝置(例如復(fù)印機(jī)或傳真機(jī)等)的設(shè)備。
因此根據(jù)本發(fā)明，如上所述，可以精確測量出驅(qū)動元件和與打印元件串聯(lián)的導(dǎo)線電阻的電阻值，并能夠始終對打印元件施加恒定的能量，而不管每個元件的電阻值的變化。這使得它能夠進(jìn)行高清晰度、高質(zhì)量和高可靠性的打印。
因?yàn)樵诓幻撾x本發(fā)明的精神和范圍的情況下本發(fā)明可以有許多顯而易見的有很大程度不同的實(shí)施方案，因此可以理解本發(fā)明不限于其特定的實(shí)施方案，而是由所附權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)從外部裝置中傳送來的信息在打印媒介上通過使用打印頭進(jìn)行打印的打印設(shè)備，所述打印頭包括選擇裝置，用來選擇應(yīng)該被驅(qū)動的一個驅(qū)動元件；第一布線結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動元件和監(jiān)控電阻元件串聯(lián)連接；第二布線結(jié)構(gòu)，其中監(jiān)控電阻元件和第一電源線串聯(lián)連接；第三布線結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動元件和第二電源線串聯(lián)連接；以及探測裝置，用來探測在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處以及驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓之中的至少一個電壓；其中根據(jù)所探測出的電壓從第一和第二電源線的電阻、監(jiān)控電阻元件的電阻和驅(qū)動元件的電阻中獲得至少一個電阻，并且根據(jù)所獲得的電阻來控制所述打印頭。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述探測裝置包括用于在待探測電壓之中進(jìn)行切換的切換裝置；所述切換裝置根據(jù)探測控制信號在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器元件和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的探測電壓之中進(jìn)行切換。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述打印頭是一種用于通過噴射墨水來進(jìn)行打印的噴墨打印頭。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述打印頭是一種用于通過利用熱能來進(jìn)行打印的噴墨打印頭，所述打印頭具有作為所述打印頭的打印元件的熱能轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用來產(chǎn)生施加在墨水上的熱能。
5.一種控制根據(jù)從外部裝置中傳送來的信息在打印媒介上通過使用打印頭進(jìn)行打印的打印設(shè)備的打印的方法，所述方法包括選擇步驟，選擇應(yīng)該被驅(qū)動的一個驅(qū)動元件；探測步驟，在其中驅(qū)動元件和傳感器電阻元件串聯(lián)連接的第一布線結(jié)構(gòu)、其中監(jiān)控電阻元件和第一電源線串聯(lián)連接的第二布線結(jié)構(gòu)以及其中驅(qū)動元件和第二電源線串聯(lián)連接的第三布線結(jié)構(gòu)中探測在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓中的至少一個電壓；以及控制步驟，根據(jù)所探測出的電壓從第一和第二電源線的電阻、監(jiān)控電阻元件的電阻和驅(qū)動元件的電阻中獲得至少一個電阻，并且根據(jù)所獲得的電阻來控制打印頭。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述探測步驟包括在待探測電壓中進(jìn)行切換的切換步驟；所述切換步驟根據(jù)探測控制信號在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器元件和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的探測電壓之中進(jìn)行切換。
7.一種根據(jù)從外部裝置中傳送來的信息在打印媒介上通過使用打印頭進(jìn)行打印的打印設(shè)備，所述打印頭包括任意一個電壓探測裝置，用來探測在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓之中的至少一個電壓；以及任意一個電流施加裝置，用于將電流施加給至少一個所述節(jié)點(diǎn)；其中根據(jù)所施加的電流或所探測到的電壓從第一和第二電源線的電阻、監(jiān)控電阻元件的電阻和驅(qū)動元件的電阻中獲得至少一個電阻，并且根據(jù)所獲得的電阻來控制所述打印頭。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述電壓探測裝置包括用于在待探測電壓中進(jìn)行切換的切換裝置，它包括所述切換裝置根據(jù)探測控制信號在第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的探測電壓之中進(jìn)行切換。
9.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述電流施加裝置包括用于變換提供的電流的電流切換裝置；所述電流切換裝置根據(jù)控制信號在施加到第一電源線和監(jiān)控電阻元件之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻器和驅(qū)動元件之間的節(jié)點(diǎn)處和驅(qū)動元件和第二電源線之間的節(jié)點(diǎn)處的探測電壓和施加的電流之間切換。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中第一電源線和第二電源線可以用作用來驅(qū)動打印元件的電源線。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其中第一電源線和第二電源線可以用作用來驅(qū)動打印元件的電源線。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中第一電源線和第二電源線可以用作用來驅(qū)動打印元件的電源線。
全文摘要
這里披露的是一種用于根據(jù)從外部裝置傳送來的信息通過使其上安裝有打印頭的滑架在打印媒介上掃描來在打印媒介上進(jìn)行打印的打印設(shè)備。打印頭包括:任意一個電壓探測裝置(108,109,110),用來探測在第一電源線(104)和監(jiān)控電阻元件(103)之間的節(jié)點(diǎn)處、監(jiān)控電阻元件(103)和驅(qū)動元件(102)之間的節(jié)點(diǎn)處以及驅(qū)動元件(102)和第二電源線(105)之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓之中的至少一個電壓;以及任意一個電流施加裝置(901,902,903),用于將電流施加給至少一個所述節(jié)點(diǎn)。根據(jù)所探測出的電壓從第一和第二電源線的電阻、監(jiān)控電阻元件的電阻和驅(qū)動元件的電阻中獲得至少一個電阻,并且根據(jù)所獲得的電阻來控制打印頭。
文檔編號B41J2/05GK1383983SQ0211848
公開日2002年12月11日 申請日期2002年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月27日
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