(57)【要約】      （修正有）【課題】印刷システムに冷却材の動的制御を提供する【解決手段】冷却制御システム及び方法は、レーザのパワーを計測するパワーメータと、冷却ブロックを介して循環する流体の温度を調整するように構成された温度コントローラと、冷却ブロックに接続されたチップとを備え、温度コントローラは、チップが過熱するのを防止し且つ凝縮がチップ上で生じるのを防止するために冷却剤の前記温度を調整する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザのパワーを計測するパワーメータと、
冷却ブロックを介して循環する流体の温度を調整するように構成された温度コントローラと、
前記冷却ブロックに接続されたチップと
を備え、
前記温度コントローラが、前記チップが過熱するのを防止し且つ凝縮が前記チップ上で生じるのを防止するために前記冷却剤の前記温度を調整する、
冷却制御システム。
【請求項２】
加熱された流体で充填された熱タンクと、
冷却された流体で充填された冷却タンクと、
前記加熱された流体及び前記冷却された流体を混合するように構成されたミキサと
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記温度コントローラが、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されたデータバスと、
コンピュータプログラムコードを具現化するコンピュータ使用可能媒体と
を備え、
前記コンピュータ使用可能媒体が前記データバスに結合され、前記コンピュータプログラムコードが、前記プロセッサによって実行可能な命令を含み、且つ、
前記レーザの前記パワーを監視し、
前記レーザの前記パワーに応じて前記冷却された流体及び前記加熱された流体の混合物を提供するように前記ミキサを制御する
ために構成されている、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記冷却ブロックが、
前記混合された加熱された流体及び冷却された流体の伝達を受け入れるマニホールド
をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
パワーメータによってレーザのパワーを計測することと、
冷却ブロックを介して流体を循環させることと、
チップが過熱するのを防止し且つ凝縮が前記チップ上に生じるのを防止するために、前記計測された前記レーザのパワーに応じて前記冷却ブロックを介して循環する前記流体の温度を調整することと
を備える、温度制御方法。
【請求項６】
加熱素子によって熱タンク内の前記流体を加熱することと、
冷却素子によって冷却タンク内の前記流体を冷却することと、
ミキサによって前記加熱された流体及び前記冷却された流体を混合することと
をさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記温度コントローラが、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されたデータバスと、
コンピュータプログラムコードを具現化するコンピュータ使用可能媒体とを備え、前記コンピュータ使用可能媒体が前記データバスに結合され、前記コンピュータプログラムコードが、前記プロセッサによって実行可能な命令を含み、且つ、
前記レーザの前記パワーを監視し、
前記レーザの前記パワーに応じて前記冷却された流体及び前記加熱された流体の混合物を提供するように前記ミキサを制御する
ために構成されている、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
レーザ及びＤＭＤチップを備える熱変色プリンタと、
前記レーザのパワーを計測するパワーメータと、
流体の温度を調整するように構成された温度コントローラと、
前記ＤＭＤチップに接続された冷却ブロックとを備え、前記温度コントローラが、前記チップが過熱するのを防止し且つ凝縮が前記チップ上で生じるのを防止するために前記流体の前記温度を調整する、
冷却制御装置。
【請求項９】
熱タンク及び前記流体を加熱するように構成された加熱素子と、
冷却タンク及び前記流体を冷却するように構成された冷却素子と、
前記加熱された流体及び前記冷却された流体を混合するように構成されたミキサと
をさらに備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記温度コントローラが、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されたデータバスと、
コンピュータプログラムコードを具現化するコンピュータ使用可能媒体とを備え、前記コンピュータ使用可能媒体が前記データバスに結合され、前記コンピュータプログラムコードが、前記プロセッサによって実行可能な命令を含み、且つ、
前記レーザの前記パワーを監視し、
前記レーザの前記パワーに応じて前記冷却された流体及び前記加熱された流体の混合物を提供するように前記ミキサを制御する
ために構成されている、
請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、一般に、印刷の分野に関する。実施形態はまた、熱伝達のための方法及びシステムに関する。実施形態は、さらに、チップ温度を制御するための方法及びシステムに関する。実施形態は、さらに、冷却剤温度がＤＭＤチップ上に入射するパワーの関数である可変冷却制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱変色印刷システムは、ディジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）を使用してターゲットにエネルギを選択的に送達するためにレーザを使用する。入射エネルギ（通常はレーザ光）は、ターゲットの表面上に分散された熱変色性インクを活性化する。ＤＭＤチップ（及びその内部構成要素）が臨界温度（約７０℃）を超えた場合、損傷が起こる可能性がある。
【０００３】
その結果、現在の技術には限界がある。そのような印刷システムにおけるＤＭＤチップは、最高温度に到達する前に約２０秒間８０％の電力で動作することができる。印刷システムが１００％の電力で且つ１００％のデューティサイクルで動作するのを可能とする温度制御システムを開発することが有利であろう。
【０００４】
１つのオプションは、印刷システムに関連する冷却技術を改善することである。しかしながら、より低い温度はＤＭＤチップ上の凝縮をもたらすことから、冷却剤の温度を下降させることは問題がある。凝縮は、チップを汚染する及び／又はシステムに致命的な損傷を与える可能性がある。
【０００５】
そのため、以下の実施形態に開示されるように印刷システムに冷却剤の動的制御を提供するシステム及び方法が当該技術分野において必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下の概要は、開示された実施形態に固有の革新的な特徴のいくつかの理解を容易とするために提供され、完全な説明であることを意図したものではない。実施形態の様々な態様の完全な理解は、全体として、明細書、特許請求の範囲、図面及び要約全体を考慮することによって得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、開示された実施形態の１つの態様は、チップ温度を制御するための方法及びシステムを提供することである。
【０００８】
開示された実施形態の他の態様は、チップの熱レベルを調整するためのバンヤンプリンタに関連付けられた制御システムを提供することである。
【０００９】
開示された実施形態のさらに他の態様は、冷却剤温度がＤＭＤチップ上に入射するパワーの関数である可変冷却制御システムについての改良された方法及びシステムを提供することである。
【００１０】
上述した態様並びに他の目的及び利点は、本願明細書に記載されるようにここで達成されることができる。冷却制御システムは、レーザのパワーを計測するパワーメータと、冷却ブロックを介して循環する流体の温度を調整するように構成された温度コントローラと、冷却ブロックに接続されたチップとを備え、温度コントローラが、チップが過熱するのを防止し且つ凝縮がチップ上で生じるのを防止するために冷却剤の温度を調整する。
【００１１】
温度制御方法は、パワーメータによってレーザのパワーを計測することと、冷却ブロックを介して流体を循環させることと、ＤＭＤチップが過熱するのを防止し且つ凝縮がチップ上に生じるのを防止するために、計測されたレーザのパワーに応じて冷却ブロックを介して循環する流体の温度を調整することとを備える。
【００１２】
同様の参照番号が別個の図面を通して同一又は機能的に類似の要素を指し且つ明細書に組み込まれて明細書の一部を形成する添付図面は、詳細な説明とともに、実施形態をさらに説明し、本願明細書に開示される実施形態を説明するように機能する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、開示された実施形態にしたがって実装されたコンピュータシステムのブロック図を示している。
【図２】図２は、本実施形態の態様が実装されることができるデータ処理装置のネットワークのグラフィカル表現を示している。
【図３】図３は、例示的な実施形態にかかる、図１に示されたデータ処理システムの動作を指示するコンピュータソフトウェアシステムを示している。
【図４】図４は、開示された実施形態にしたがって実装された印刷システムのブロック図を示している。
【図５】図５は、開示された実施形態にしたがって実装されたＤＭＤチップ及び冷却ブロックアセンブリのブロック図を示している。
【図６】図６は、開示された実施形態にかかるチップの温度を動的に制御するためのシステムを示している。
【図７】図７は、開示された実施形態にかかるチップの温度を制御するための方法に関連付けられたステップを示すフローチャートを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
これらの非限定的な例において記載される特定の値及び構成は、変更可能であって単に少なくとも１つの実施形態を説明するために引用されており、その範囲を限定するものではない。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態が示される添付図面を参照しながら以下においてより完全に実施形態がここで記載される。本願明細書に開示された実施形態は、多くの異なる形態で具現化されることができ、本願明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が完璧且つ完全であり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。同様の符号は、全体を通して同様の要素を指す。本願明細書において使用される場合、用語「及び／又は」は、関連する列挙項目のうちの１つ以上の任意及び全ての組み合わせを含む。
【００１６】
以下の非限定的な例において記載される特定の値及び構成は、変更可能であって単に１つ以上の実施形態を説明するために引用されており、その範囲を限定するものではない。
【００１７】
本願明細書において使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。本願明細書において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明確に他を示さない限り、複数形も同様に含むように意図されている。本願明細書において使用される場合、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を排除するものではないことがさらに理解される。
【００１８】
他に定義されない限り、本願明細書において使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野における当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。一般に使用される辞書に定義されたものなどの用語は、関連技術の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本願明細書において明示的にそのように定義されない限り、理想化された又は過度に形式的な意味で解釈されないことがさらに理解される。
【００１９】
図１から図３は、本発明の実施形態が実装されることができるデータ処理環境の例示的な図として提供される。図１から図３は、例示されたものにすぎず、開示された実施形態の態様又は実施形態が実装されることができる環境に関するいかなる限定も主張又は示唆することを意図するものではないことが理解されるべきである。開示された実施形態の精神及び範囲から逸脱することなく、示された環境に対する多くの変更を行うことができる。
【００２０】
本願明細書に開示された方法及びシステムを実装するためのプログラミングを実行するコンピュータシステム１００のブロック図が図１に示されている。コンピュータ１１０の形態の一般的なコンピューティング装置は、処理ユニット１０２と、メモリ１０４と、リムーバブル記憶装置１１２と、非リムーバブル記憶装置１１４とを含むことができる。メモリ１０４は、揮発性メモリ１０６及び不揮発性メモリ１０８を含むことができる。コンピュータ１１０は、揮発性メモリ１０６及び不揮発性メモリ１０８、リムーバブル記憶装置１１２及び非リムーバブル記憶装置１１４などの様々な一時的及び非一時的コンピュータ可読媒体を含むコンピューティング環境に対するアクセスを含むか又は有することができる。コンピュータ記憶装置は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）及び電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ  ＲＯＭ）、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶装置、又はコンピュータ可読命令並びにビデオのフレームを含むデータを含むデータを記憶することができる任意の他の媒体を含む。
【００２１】
コンピュータ１１０は、入力部１１６、出力部１１８、及び通信接続部１２０を含むコンピューティング環境に対するアクセスを含むか又は有することができる。コンピュータは、１つ以上のリモートコンピュータ又は装置に接続するために通信接続部を使用してネットワーク環境において動作することができる。リモートコンピュータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイス又は他の一般的なネットワークノードなどを含むことができる。リモートデバイスは、センサ、カメラ、加速度計、ジャイロスコープ、複合機、プリンタ、トラッキング装置などを含むことができる。本願明細書に開示された実施形態において、複合機は、プリンタ、印刷システム、ファクシミリ装置、複写機、スキャナ、又はそれらのいくつかの組み合わせを含むことができる。通信接続部は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、又は他のネットワークを含むことができる。この機能性は、以下の図２に関連する説明においてより完全に記載される。
【００２２】
出力部１１８は、コンピュータモニタとして最も一般的に提供されるが、任意のコンピュータ出力装置を含むことができる。出力部１１８はまた、コンピュータシステム１００に関連付けられたデータ収集装置を含むことができる。さらに、コンピュータキーボード及び／又はコンピュータマウス、コンピュータトラックパッドなどのポインティングデバイスを一般に含む入力部１１６は、ユーザがコンピュータシステム１００を選択して指示するのを可能とする。ユーザインターフェースは、出力部１１８及び入力部１１６を使用して設けられることができる。出力部１１８は、ユーザのためにデータ及び情報を表示し且つグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１３０を対話的に表示するためのディスプレイとして機能することができる。
【００２３】
用語「ＧＵＩ」は、一般に、コンピュータモニタ画面上にグラフィカルに表示されたアイコン、メニュー、及びダイアログボックスにより、プログラム、ファイル、オプションなどを表す一種の環境を指すことに留意されたい。ユーザは、画面に直接接触することにより、及び／又は例えばマウスなどのポインティングデバイスなどのユーザ入力装置１１６によってポインティングしてクリックすることにより、及び／又はキーボードを用いて、そのようなオプションを選択して起動するためにＧＵＩと相互作用することができる。ＧＵＩは、これらの要素を処理してユーザの行動を報告するための標準的なソフトウェアルーチン（例えば、モジュール１２５）を提供することから、特定の項目は、全てのアプリケーションにおいてユーザに対して同じように機能することができる。ＧＵＩは、さらに、以下に説明されるように電子サービス画像フレームを表示するために使用されることができる。
【００２４】
例えば、本願明細書において記載される他のモジュールを表すことができるプログラムモジュール１２５などのコンピュータ可読命令は、コンピュータ可読媒体に記憶され、コンピュータ１１０の処理ユニット１０２によって実行可能である。プログラムモジュール１２５は、コンピュータアプリケーションを含むことができる。ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、及びＵＳＢドライブは、コンピュータ可読媒体を含む物品の単なる例である。
【００２５】
図２は、本発明の態様が実装されることができるデータ処理システム２００のネットワークのグラフィカル表現を示している。ネットワークデータ処理システム２００は、本発明の実施形態が実装されることができるコンピュータのネットワークである。システム２００は、プログラムモジュール１２５などのソフトウェアモジュールの文脈において実装されることができることに留意されたい。システム２００は、１つ以上のクライアント２１０、２１２、及び２１４と通信するネットワーク２０２を含む。ネットワーク２０２は、様々な装置とコンピュータシステム１００などのネットワークデータ処理システム内でともに接続されたコンピュータとの間の通信リンクを提供するために使用されることができる媒体である。ネットワーク２０２は、有線通信リンク、無線通信リンク、又は光ファイバケーブルなどの接続を含むことができる。ネットワーク２０２は、さらに、１つ以上のサーバ２０６、プリンタ、複写機、スキャナ、複合機、センサ、アクチュエータ、ミキサ、制御モジュールなどの１つ以上の外部装置２０４、及び、例えば、メモリ又はデータベース２０８などのメモリ記憶装置と通信することができる。
【００２６】
示された例において、プリンタ２０４及びサーバ２０６は、記憶ユニット２０８とともにネットワーク２０２に接続する。さらに、クライアント２１０、２１２、及び２１４は、ネットワーク２０２に接続する。これらのクライアント２１０、２１２、及び２１４は、例えば、パーソナルコンピュータ又はネットワークコンピュータとすることができる。図１に示されるコンピュータシステム１００は、例えば、クライアント２１０、２１２、及び／又は２１４などのクライアントとすることができる。あるいは、クライアント２１０、２１２、及び２１４はまた、例えば、カメラ、トラッキング装置、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、複合機、プリンタ、スキャナなどとすることができる。
【００２７】
コンピュータシステム１００はまた、設計上の検討事項に応じてサーバ２０６などのサーバとして実装されることができる。示された例において、サーバ２０６は、ブートファイル、オペレーティングシステム・イメージ、アプリケーション、及びクライアント２１０、２１２、及び２１４、及び／又はプリンタ２０４に対するアプリケーション更新などのデータを提供する。この例において、クライアント２１０、２１２、及び２１４及びプリンタ２０４は、サーバ２０６に対するクライアントである。ネットワークデータ処理システム２００は、示されていない追加のサーバ、クライアント、及び他の装置を含むことができる。具体的には、クライアントは、同等のコンテンツを提供するサーバのネットワークの任意のメンバに接続することができる。
【００２８】
示された例において、ネットワークデータ処理システム２００は、相互通信するために一連のプロトコルの伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を使用するネットワーク及びゲートウェイのワールドワイドコレクションを表すネットワーク２０２を有するインターネットである。インターネットの中心には、データ及びメッセージをルーティングする数千もの商用、政府、教育及び他のコンピュータシステムから構成される主要ノード又はホストコンピュータ間の高速データ通信回線のバックボーンがある。もちろん、ネットワークデータ処理システム２００はまた、例えば、イントラネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などの多数の異なる種類のネットワークとして実装されることができる。図１及び図２は、例として意図されており、本発明の異なる実施形態についてのアーキテクチャ上の限定として意図されるものではない。
【００２９】
図３は、図１に示されるコンピュータシステム１００などのデータ処理システムの動作を指示するために使用することができるコンピュータソフトウェアシステム３００を示している。ソフトウェアアプリケーション３０５は、図１に示されるメモリ１０４、リムーバブル記憶装置１１２、又は非リムーバブル記憶装置１１４に記憶されることができ、一般に、カーネル又はオペレーティングシステム３１０及びシェル又はインターフェース３１５を含む及び／又はそれらに関連付けられている。モジュール１２５などの１つ以上のアプリケーションプログラムは、データ処理システム１００による実行のために「ロード」（すなわち、リムーバブル記憶装置１１２からメモリ１０４に転送される）されることができる。データ処理システム１００は、ユーザ３２０によってアクセス可能な入力部１１６及び出力部１１８を含むことができるユーザインターフェース３１５を介してユーザコマンド及びデータを受信することができる。そして、これらの入力は、オペレーティングシステム３１０及び／又はソフトウェアアプリケーション３０５及びその任意のソフトウェアモジュール１２５からの命令に応じてコンピュータシステム１００によって作用されることができる。
【００３０】
一般に、プログラムモジュール（例えば、モジュール１２５）は、限定されるものではないが、特定のタスクを実行するか又は特定の抽象データ型及び命令を実装するルーチン、サブルーチン、ソフトウェアアプリケーション、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含むことができる。さらに、当業者は、開示された方法及びシステムが、例えば、ハンドヘルドデバイス、マルチプロセッサシステム、データネットワーク、マイクロプロセッサベース又はプログラマブル民生用電子機器、ネットワーク化されたパーソナルコンピュータ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、サーバなどの他のコンピュータシステム構成によって実施されることができることを理解するであろう。
【００３１】
本願明細書において利用されるモジュールという用語は、特定のタスクを実行する又は特定の抽象データ型を実装するルーチン及びデータ構造の集合を指すことができることに留意されたい。モジュールは、以下の２つの部分から構成されることができる：他のモジュール又はルーチンによってアクセスされることができる定数、データ型、変数、及びルーチンを一覧表示するインターフェース；及び通常はプライベートであり（そのモジュールにのみアクセス可能である）且つモジュール内でルーチンを実際に実装するソースコードを含む実装。用語モジュールはまた、単にワード処理、会計、在庫管理などの特定のタスクの実行において支援するために設計されたコンピュータプログラムなどのアプリケーションを指すことができる。
【００３２】
インターフェース３１５（例えば、グラフィカルユーザインターフェース１３０）は、ユーザ３２０が追加の入力を供給したり又は特定のセッションを終了したりすることができるとすぐに、結果を表示するように機能することができる。いくつかの実施形態において、オペレーティングシステム３１０及びＧＵＩ１３０は、「Ｗｉｎｄｏｗｓ」システムの文脈において実装されることができる。もちろん、他の種類のシステムも可能であることが理解されることができる。例えば、従来の「Ｗｉｎｄｏｗｓ」システムよりもむしろ、例えば無線システムにおいてより一般に使用されるリアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）などの他のオペレーションシステムもまた、オペレーティングシステム３１０及びインターフェース３１５に関して使用されることができる。ソフトウェアアプリケーション３０５は、例えば、本願明細書において示されて記載されたものなどのステップ又は論理演算を実行するための命令を含むことができるモジュール１２５を含むことができる。
【００３３】
以下の説明は、図１から図３に示されるプログラムモジュール１２５、並びにデータ処理システム２００及びネットワーク２０２とともにコンピュータシステム１００などのデータ処理システムの文脈において具現化されることができる本発明の実施形態に関して提示されている。しかしながら、本発明は、任意の特定のアプリケーション又は任意の特定の環境に限定されるものではない。代わりに、当業者は、本発明のシステム及び方法が、有利には、データベース管理システム、ワードプロセッサなどを含む様々なシステム及びアプリケーションソフトウェアに適用されることができることを見出すであろう。さらに、本発明は、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＬＩＮＵＸなどを含む様々な異なるプラットフォーム上で具現化されることができる。したがって、以下の例示的な実施形態の記載は、例示のためのものであり、限定とみなされるものではない。
【００３４】
図４は、１つの実施形態にかかる印刷システム４００における主要な構成要素のハイレベルブロック図を示している。媒体４０５は、その外面に熱変色性インクを有するブランク媒体を含むことができる。ＤＭＤミラーアレイモジュール４１０は、イメージングＬＤＡ４１５からイメージング経路４２０へと及び最終的にはイメージング面４２５において媒体４０５上に光を導くことができる。
【００３５】
予熱ＬＤＡ４３０から構成される予熱ＬＤＡサブシステムは、熱変色性インクが可視マーキングを露出及び露呈し始める点の直下の温度点まで熱変色性インクをもたらすことができる媒体４０５にエネルギを導くことができる。
【００３６】
ＤＭＤミラーアレイモジュール４１０上のイメージングＬＤＡ４１５から供給されるレーザ光は、極端な熱上昇を引き起こす。本願明細書に開示された実施形態は、より効率的にＤＭＤチップから離れるように熱を伝導するために高い熱伝導性及び非導電性グリース及び冷却ブロックにおいて電気的に絶縁された冷却剤を利用する。
【００３７】
図５は、開示された実施形態にかかるＤＭＤミラーアレイモジュール４１０のより詳細な図を示している。ＤＭＤチップ５０５は、基板５１０上に配設されている。チップ５０５及び基板５１０は、印刷回路基板（ＰＣＢ）５２０上に設けられたソケット５１５に動作可能に接続されることができる。ＰＣＢ５２０は、ＤＭＤチップ５０５と通信して制御するために使用される回路及び／又は電子部品を含む。ＰＣＢ５２０は、さらに、コンピュータシステム１００などのコンピューティング装置と通信してそれからの命令を受信するように構成されることができる。
【００３８】
ＤＭＤチップ５０５及びＰＣＢ５１０の下方において、冷却ブロック５２５は、ＤＭＤチップ５０５から離れるように熱を伝達するように構成されることができる。ＤＭＤチップ５０５の温度を計測するために、サーミスタ５３０がＤＭＤチップ５０５に接続されることができる。サーミスタは、一般に、抵抗器の抵抗が抵抗器の温度に依存する抵抗器であると理解される。それゆえに、サーミスタ５３０の抵抗は、サーミスタ５３０における温度と相関させることができる。サーミスタ５３０は、代替的に、温度計などの他の温度計測装置として具現化されてもよいことが理解されるべきである。
【００３９】
肩付きネジ５３５は、冷却ブロックを通って伸びることができ、コンプレイントワッシャー５４０を係合し且つナット５４５を押すことができる。肩付きネジ５３５は、ＤＭＤチップ５０５／ＰＣＢ５１０に接触して適所に冷却ブロックを保持するために使用される。追加の絶縁バネ５５０は、冷却ブロックとＤＭＤチップ５０５との間の良質な接触を確実にするために使用されることができる。
【００４０】
電気的障壁５５５は、冷却ブロック５２５とＤＭＤチップ５０５との間の界面において冷却ブロック５２５に塗布されることができる。特定の実施形態において、電気的障壁５５５は、シリコン層、シート又は基材、ポリマー、ゴム、セラミックス、プラスチック、又は他の同様の材料として具現化されることができる。
【００４１】
冷却ブロック５２５は、冷却剤循環システム５６０とインラインで取り付けられる。冷却剤循環システムは、入口５６５を介して冷却ブロック５２５に冷却剤を循環させる。熱は、冷却ブロック５２５内にあるときに冷却剤に伝達された後、出口５７０を介して冷却ブロック５２５から循環される。任意数のポンプ、ダクト、マニホールド、圧縮機、冷媒、又は他のそのような装置は、冷却剤循環システム５６０に関連付けられて使用されることができる。特定の実施形態において、冷却剤循環システム５６０は、ポンプ、冷凍機、熱ポンプ、チラー、又は他のそのようなシステムを備えることができる。特定の実施形態において、冷却剤は、不凍液（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、又はプロピレングリコール）、オイル（鉱物油、切削油、シリコーン油）、冷媒（Ｒ−１２、Ｒ−２２、Ｒ−１３４ａ）などを含むことができる。
【００４２】
図６は、ＤＭＤ又はＤＬＰチップ５０５の温度を調整するためのシステム６００の追加の実施形態を示している。システムは、可変冷却制御システム６００として特徴付けることができる。実施形態において、冷却剤６０５の温度は、ＤＭＤチップ５０５上に入射するレーザパワーに応じて決定されることができる。入射レーザパワーは、パワーメータ６１５によって決定されることができる。レーザパワーはまた、ＬＤＡ４１５への入力電圧の関数として決定されることができることに留意されたい。代替的に又は追加的に、冷却剤６０５の温度がＤＭＤチップの温度及び／又はレーザのパワーに応じて決定されるように、サーミスタ６１０又は温度計が使用されることができる。
【００４３】
システムは、サーミスタ６１０からの温度情報又はパワーメータ６１５からのパワー情報が提供されるコントローラ６２０を含むことができる。コントローラ６２０はまた、レーザパワー、ＬＤＡ電圧、又はＤＭＤチップ温度に関する情報を受信することができる。いくつかの実施形態において、コントローラ６２０は、図１から図３に示されるように様々な他の構成要素に接続されたコンピュータ又はコンピューティング装置を備えることができることが理解されるべきである。コンピューティング装置は、電子データを受け入れて処理し、その後に電子データとして命令を例えばミキサ６５０に送信するように構成されることができる。他の実施形態において、コントローラは、電圧を受け入れてミキサ６５０に関連付けられた弁開度を調整するように構成された機械的又は電気機械的装置を備えることができる。
【００４４】
システムはまた、入口５６５と出口５７０との間の流体回路を完成する導管６３５を介して冷却剤６０５を移動させるように機能する１つ以上のポンプ６２５及び６３０を含むことができる。
【００４５】
システム６００は、さらに、冷却剤クーラー６４０及び冷却剤ヒータ６４５を備えることができる。冷却剤クーラー６４０は、冷却された冷却剤６４２を貯蔵するタンク６４１とともに、冷凍庫、熱ポンプ、チラー、又は他のそのようなシステムを備えることができる。冷却剤ヒータ６４５は、ボイラー、炉、ヒータ、又は他のそのような装置及び加熱された冷却剤６４７を貯蔵するタンク６４６を備えることができる。
【００４６】
冷却剤クーラー６４０及び冷却剤ヒータ６４５は、ミキサ６５０に接続されている。ミキサ６５０は、混合弁及び／又は混合タンクを備えることができる。ミキサは、所望の冷却剤温度を達成するためにミキサによって合成される加熱された冷却剤６４７と冷却された冷却剤６４２との相対的比率を調整するコントローラ６２０によって制御される。
【００４７】
ＤＭＤ５０５の表面における温度変化は、急速に且つ頻繁に発生する可能性がある。入射レーザ光は、ＤＭＤチップ５０５の温度をほんの数秒でその動作閾値を超えさせる可能性がある。ＤＭＤチップ５０５から離れるように熱を伝達するために、冷却剤６０５は、冷却ブロック５２５を介して循環させることができる。しかしながら、入射レーザ光が停止しているとき、ＤＭＤチップの温度は、急激に低下する可能性がある。温度を低下させるために冷却ブロック５２５に供給される冷却剤６０５は、温度変化を悪化させる。
【００４８】
特に、遮断状態がＬＤＡ４１５の即時停止を必要とする場合、ＤＭＤチップ５０５の温度は、急激に低下する可能性がある。空気中の水蒸気は、ＤＭＤチップ５０５の急冷外面に接触し、気体の水蒸気は、ＤＭＤチップを汚染又は損傷する可能性がある水滴になる。
【００４９】
したがって、ＬＤＡ４１５のパワーが変化するとき、冷却剤６０５の温度の対応する急激な変化は、（パワー増加の場合）ＤＭＤチップ５０５が過熱するのを防止し且つ（パワー減少の場合）ＤＭＤチップ５０５上の凝縮の形成を防止するために必要である。それゆえに、コントローラ６２０は、ＬＤＡ４１５のレーザパワーを監視し、冷却ブロック５２５に所望の温度の冷却剤６０５を生み出すために適切な割合でクーラー６４０及びヒータ６４５から冷却剤６０５を提供するようにミキサ６５０を調整することができる。
【００５０】
冷却ブロック５２５がＤＭＤチップ５０５に対して及びＤＭＤチップ５０５から熱エネルギを伝達するように構成されたマニホールド及びヒートシンクを含むことが理解されるべきである。冷却剤の温度が正しいことを確実にするために、コントローラ６２０は、パワーメータ６１５及び／又はサーミスタ５３０から、例えば６０ヘルツ又は他の速度などの頻繁なパワー読取値を受信することができる。
【００５１】
システム６００は、ＤＭＤチップ５０５の温度又はＬＤＡ４１５のパワーの変化に迅速に反応するように構成されていることに留意することが重要である。１つの実施形態においてこの目的を達成するために、冷却剤クーラー６４０に関連付けられたタンク６４１は、特定の温度に維持されることができる。冷却剤クーラータンク６４１における冷却剤６４２の温度は、レーザからの１００％のパワーにさらす際に所望のレベルにＤＭＤチップ５０５を維持するのに必要な温度に応じて予め決定されることができる。実施形態において、この温度は、０℃とすることができるが、他のタンク温度が設計上の検討事項に応じて選択されることができる。
【００５２】
同様に、冷却剤ヒータ６４５は、所定温度にヒータタンク６４６内の冷却剤６４７を維持することができる。ヒータタンク６４６内の冷却剤６４７の温度は、凝縮がＤＭＤチップ５０５上に形成されるのを防止するために必要な温度に応じて予め決定されることができる。実施形態において、その温度は、２０℃とすることができるが、他のタンク温度が設計上の検討事項に応じて選択されることができる。
【００５３】
冷却ブロック５２５とＤＭＤチップ５０５との間の界面は、チップが冷却ブロック５２５及び冷却剤６０５を介して接地するのを防止するために電気的障壁５５５を含むことができる。断熱材６６０は、環境状態が冷却ブロック５２５とＤＭＤチップ５０５との間の熱伝達に影響を与えるのを防止するために冷却ブロック５２５を囲むことができる。導管６３５及びシステム内の他のインターフェースが同様に絶縁されてもよい。
【００５４】
レーザパワーが１００％の容量である場合、コントローラ６２０は、ミキサ６５０においてヒータ６４５及び熱タンク６４６からの冷却剤の流れを遮断することができる。レーザパワーが突然停止した場合、例えば、遮断状態のために、コントローラ６２０は、クーラー６４０及びクーラータンク６４１からの流れを直ちに遮断し且つヒータ６４５及び熱タンク６４６からの流れを完全に開放することができる。これは、凝縮がＤＭＤチップ５０５上に形成する温度を上回ってＤＭＤチップ５０５の温度を維持するために、温かい冷却剤６４７が冷却ブロック５２５に流れるのを可能とする。レーザの再関与の際、コントローラ６２０は、ミキサ６５０からの加熱及び冷却された冷却剤の流れを動的に調整することができる。調整は、パワーメータによって報告されたパワーレベルに直接関連付けることができる。
【００５５】
実施形態において、パワーレベルと冷却剤温度との間の予め定義された関係が確立されることができる。コントローラは、ミキサ６５０から出る冷却剤６０５の所望の温度を達成するために、加熱された冷却剤６４７及び冷却された冷却剤６４２の量を調整するためにこの関係を使用することができる。その後に冷却ブロック５２５を介して循環する冷却剤６０５は、冷却剤６０５の一部の容積をクーラー６４０へと導き且つ冷却剤６０５の一部の容積をヒータ６４５へと導く１つ以上の弁へと再循環させることができる。
【００５６】
他の実施形態において、コントローラ６２０は、ＤＭＤチップ５０５の温度を監視する温度計又はサーミスタ６１０に独立して又は追加的に接続されることができる。そのような実施形態において、チップ５０５からの温度読取値は、冷却ブロック５２５を介して流れる冷却剤６０５の所望の温度を決定するための基準としてパワーメータ６１５から記録されたパワーと同様に使用されることができる。これは、冷却タンク６４１及び加熱タンク６４６にそれぞれ保持された対応する（及びおそらく異なる）冷却剤温度を有するＤＭＤチップ５０５の最大許容温度及び最小許容温度を含むことができる。
【００５７】
他の実施形態において、コントローラ６２０は、機械的サーモスタットなどの機械的装置として具現化されることができる。温度又はパワー読取値が変化するのにともない、機械的装置は、冷却剤６０５の所望の温度を達成するためにミキサ６５０における混合バルブを開閉するように校正されることができる。
【００５８】
図７は、本願明細書に開示された実施形態にかかるチップの温度を動的に制御するための方法７００に関連付けられたフローチャートを示している。本方法は、ブロック７０５において開始する。
【００５９】
まず、ブロック７１０におけるオフライン段階において、レーザパワーの関数として冷却剤温度を又はチップ温度の関数として冷却剤温度を定義するアルゴリズムが定義されてコントローラ６２０に提供されることができる。その関係は、システム６００についてのロジック制御として機能することができる。次に、オンライン段階において、熱変色性レーザ印刷システムが初期化され、ブロック７１５に示されるように文書をレンダリングする。パワーメータは、レーザのパワーレベルを監視し、ブロック７２０に示されるようにコントローラにパワーレベルを提供することができる。他の実施形態において、パワーメータの代わりに又はそれに加えて、温度センサ又はサーミスタが使用されてもよい。ブロック７２５において、コントローラは、ブロック７１０において確立された関係に応じて冷却ブロックに入る冷却剤の温度を動的に調整するためにパワー読取値（又は温度読取値）を使用することができる。
【００６０】
場合によっては、ブロック７２５において、コントローラは、ＤＭＤチップ上の凝縮の形成を防止するために冷却ブロックに加熱された冷却剤を供給するように冷却された冷却剤の流れを完全に止めることができる。他の状況において、コントローラは、レーザパワーが１００％の容量である場合、加熱された冷却剤の流れの停止を完了することができる。
【００６１】
矢印７３０が示すように、本方法のオンライン段階は反復的である。パワーメータは、例えば、例えば６０ヘルツ又は他の望ましいサンプリングレートなどの好ましい速度でパワー読取値をサンプリングして報告することができる。各サンプリングにおいて、印刷システムがブロック７３５に示されるように非活性化されるまで、ブロック７２０及び７２５は繰り返される。本方法は、ブロック７４０において終了する。
【００６２】
要するに、本願明細書における実施形態は、冷却剤温度がＤＭＤチップ上に入射するレーザパワーに関係している可変冷却制御システムを提供する。外部ライン及びインターフェースは、良好に絶縁されることができ、そのため、熱伝達の大部分は、ＤＭＤチップ及び冷却ブロックに且つＤＭＤチップと冷却ブロックとの間に局在される。チップ内及びチップ上の凝縮を管理するために、レーザパワーがオンされて増加されるのにともない、冷却剤温度は、ＤＭＤチップ上でフルパワー入射を可能とするように低減される。レーザが突然オフになった場合、制御システムは、冷却ブロックを加熱することによって迅速に同様に反応し、そのため、凝縮は発生しない。
【００６３】
実施形態は、１つのリザーバが露点を優に上回る温度に維持され且つ第２のリザーバがフルレーザパワーを可能とする低温に保持されるデュアル温度システムを含むことができる。他の実施形態において、商用温水器などのシステムは、レーザの突然の停止の場合に高速冷却剤温度上昇を供給するために使用されることができる。制御スキームはまた、冷却剤温度についてのフィードバック制御としてＤＭＤ上又はその付近の温度センサを使用することができる。
【００６４】
上記に基づいて、好ましい及び代替の多数の実施形態が本願明細書に開示されることが理解される。例えば、実施形態において、冷却制御システムは、レーザのパワーを計測するパワーメータと、冷却ブロックを介して循環する流体の温度を調整するように構成された温度コントローラと、冷却ブロックに接続されたチップとを備え、温度コントローラが、チップが過熱するのを防止し且つ凝縮がチップ上で生じるのを防止するために冷却剤の温度を調整する。
【００６５】
実施形態において、システムは、さらに、加熱された流体で充填された熱タンクと、冷却された流体で充填された冷却タンクと、加熱された流体及び冷却された流体を混合するように構成されたミキサとを備える。実施形態において、温度コントローラは、プロセッサと、プロセッサに結合されたデータバスと、コンピュータプログラムコードを具現化するコンピュータ使用可能媒体とを備え、コンピュータ使用可能媒体がデータバスに結合され、コンピュータプログラムコードが、プロセッサによって実行可能な命令を含み、且つ、レーザのパワーを監視し、レーザのパワーに応じて冷却された流体及び加熱された流体の混合物を提供するようにミキサを制御するために構成されている。
【００６６】
実施形態において、冷却ブロックは、さらに、混合された加熱された流体及び冷却された流体の伝達を受け入れるためのマニホールドを備える。実施形態において、加熱された流体及び冷却された流体は、さらに、熱伝導性流体を含む。
【００６７】
他の実施形態において、チップは、ディジタルマイクロミラー装置チップを含み、レーザ及びチップは、印刷システムに関連付けられている。
【００６８】
他の実施形態において、温度制御方法は、パワーメータによってレーザのパワーを計測することと、冷却ブロックを介して流体を循環させることと、チップが過熱するのを防止し且つ凝縮がチップ上に生じるのを防止するために、計測されたレーザのパワーに応じて冷却ブロックを介して循環する流体の温度を調整することとを備える。
【００６９】
実施形態において、本方法は、さらに、加熱素子によって熱タンク内の流体を加熱することと、冷却素子によって冷却タンク内の流体を冷却することと、ミキサによって加熱された流体及び冷却された流体を混合することとを備える。
【００７０】
本方法の実施形態において、温度コントローラは、プロセッサと、プロセッサに結合されたデータバスと、コンピュータプログラムコードを具現化するコンピュータ使用可能媒体とを備え、コンピュータ使用可能媒体がデータバスに結合され、コンピュータプログラムコードが、プロセッサによって実行可能な命令を含み、且つ、レーザのパワーを監視し、レーザのパワーに応じて冷却された流体及び加熱された流体の混合物を提供するようにミキサを制御するために構成されている。
【００７１】
実施形態において、冷却ブロックは、さらに、混合された加熱された流体及び冷却された流体の伝達を受け入れるためのマニホールドを備える。実施形態において、加熱された流体及び冷却された流体は、さらに、熱伝導性流体を含む。
【００７２】
実施形態において、本方法は、冷却ブロックをチップに接続することを備える。他の実施形態において、レーザ及びチップは、印刷システムに関連付けられている。
【００７３】
さらに他の実施形態において、冷却制御装置は、レーザ及びＤＭＤチップを備える熱変色プリンタと、レーザのパワーを計測するパワーメータと、流体の温度を調整するように構成された温度コントローラと、ＤＭＤチップに接続された冷却ブロックとを備え、温度コントローラが、チップが過熱するのを防止し且つ凝縮がチップ上で生じるのを防止するために流体の温度を調整する。
【００７４】
実施形態において、装置は、さらに、熱タンク及び流体を加熱するように構成された加熱素子と、冷却タンク及び流体を冷却するように構成された冷却素子と、加熱された流体及び冷却された流体を混合するように構成されたミキサとを備える。
【００７５】
実施形態において、温度コントローラは、プロセッサと、プロセッサに結合されたデータバスと、コンピュータプログラムコードを具現化するコンピュータ使用可能媒体とを備え、コンピュータ使用可能媒体がデータバスに結合され、コンピュータプログラムコードが、プロセッサによって実行可能な命令を含み、且つ、レーザのパワーを監視し、レーザのパワーに応じて冷却された流体及び加熱された流体の混合物を提供するようにミキサを制御するために構成されている。
【００７６】
実施形態において、冷却ブロックは、さらに、混合された加熱された流体及び冷却された流体の伝達を受け入れるためのマニホールドを備え、加熱された流体及び冷却された流体が、さらに、熱伝導性流体を含む。
【００７７】
他の実施形態において、装置は、さらに、冷却ブロックの外装を被覆する断熱材を備える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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