(57)【要約】流体吐出デバイスは、複数の流体吐出素子（130/230）を備える。該流体吐出素子の各々は、電源電圧（120/220/320）と基準電圧（122/222/322）との間における電流を導くよう制御可能である。前記複数の流体吐出素子のグループ（276）のうちの最大で全ての流体吐出素子までが、ある期間中に導通するよう構成される。導通する時には、各導通流体吐出素子は、対応する流体吐出電圧を有する。フィードバック回路（118/218）は、導通している前記流体吐出素子における対応する流体吐出電圧の平均にほぼ等しいフィードバック電圧（144/244/344）を提供するよう構成される。
2007525344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流体吐出素子（１３０／２３０）であって、各々の該流体吐出素子は、電源電圧（１２０／２２０／３２０）と基準電圧（１２２／２２２／３２２）との間における電流を導くよう制御可能であり、前記複数の流体吐出素子のグループ（２７６）のうち、最大で全ての流体吐出素子までが、ある期間中に導通するよう構成され、導通している時には、それぞれの導通流体吐出素子は、対応する流体吐出電圧を有することからなる、複数の流体吐出素子と、
導通している前記流体吐出素子における対応する流体吐出電圧の平均にほぼ等しいフィードバック電圧（１４４／２４４／３４４）を提供するよう構成されたフィードバック回路（１１８／２１８）
とを備える、流体吐出デバイス。
【請求項２】
前記各々の流体吐出素子が、前記電源電圧における共用電源経路（１２４／２２４）と前記基準電圧がおける共用リターン経路（１２６／２２６）との間で別個の制御線（２４２）に結合されており、該各々の流体吐出素子が、個別の制御線を介して受け取った信号に応答して、前記共用電源経路から前記共用リターン経路へと電流を導くように構成される、請求項１に記載の流体吐出デバイス。
【請求項３】
前記フィードバック回路が、
電源センスライン（２４６）と、
基準センスライン（２５０）と、
複数の電源センススイッチ（２５６）であって、該複数の電源センススイッチのそれぞれが、前記複数の流体吐出素子のうちのそれぞれの流体吐出素子に対応し、且つ、前記電源センスラインと前記共用電源経路との間で、対応する流体吐出素子が共用電源経路に結合する場所と実質的には同じ場所に結合され、且つ、対応する個別の制御線に結合された制御ゲートを備えることからなる、複数の電源センススイッチと、
複数の基準センススイッチ（２６０）であって、該複数の基準センススイッチのそれぞれが、前記複数の流体吐出素子のうちのそれぞれの流体吐出素子に対応し、且つ、前記基準センスラインと前記共用リターン経路との間で、対応する流体吐出素子が前記共用リターン経路と結合する場所と実質的には同じ場所に結合され、且つ、対応する個別の制御線に結合された制御ゲートを備えており、各電源センススイッチと基準センススイッチとはそれぞれ、前記別個の制御線を介して受け取った前記発射信号に応答して、前記電源センスラインを前記共用電源経路に結合させ、前記基準センスラインを前記共用リターン経路に結合させることからなる、複数の基準センススイッチと、
前記電源センスラインの第１及び第２の端部に結合された非反転端子と、前記基準センスラインの第１及び第２の端部に結合された反転端子と、出力端子において前記フィードバック電圧を提供する出力とを有する、差動増幅器（２６２／３６２）
とを備えることからなる、請求項２に記載の流体吐出デバイス。
【請求項４】
前記複数の吐出素子（１３０／２３０）と前記フィードバック回路（１１８／２１８）は、金属上に形成された酸化物、炭素複合材料、セラミック材料、及びガラスからなるグループから選択された非導電材料を含む基板上に形成された薄膜構造上に形成される、請求項１に記載の流体吐出デバイス。
【請求項５】
前記複数の流体吐出素子が、前記流体吐出デバイスを含む流体吐出アセンブリ内へと挿入されることとなる印刷媒体の幅にわたって実質的には延在する行（１２８／２２８）として構成される、請求項１に記載の流体吐出デバイス。
【請求項６】
前記複数の流体吐出素子の各流体吐出素子は、別個の発射信号に応答して電流を導くよう構成されており、前記フィードバック回路は、前記別個の発射信号に基づいて、各導通流体吐出素子の両端に結合するよう構成されることからなる、請求項１に記載の流体吐出デバイス。
【請求項７】
前記電源電圧を調整するように構成された電圧レギュレータ（１１６／３１６）を更に備え、前記フィードバック電圧を所定の電圧（１５２／３５２）と比較するように、且つ、該フィードバック電圧の該比較に基づいて、前記電源電圧を前記所定の電圧に調整するように前記電圧レギュレータが構成されることからなる、請求項１に記載の流体吐出デバイス。
【請求項８】
前記流体吐出デバイスの外部の電圧レギュレータに前記フィードバック電圧を提供するように、且つ、前記電圧レギュレータから前記電源電圧を受け取るように前記流体吐出デバイスが構成され、前記電源電圧は、前記フィードバック電圧に基づいて変更されることからなる、請求項１に記載の流体吐出デバイス。
【請求項９】
電源電圧（１２０／２２０／３２０）と基準電圧（１２２／２２２／３２２）との間における電流を導くように制御可能な複数の抵抗器（２４０）を有する流体吐出デバイスを動作させる方法であって、
電流を導くために、前記複数の抵抗器のグループ（２７６）をイネーブルにし、
前記グループのうちの最大で全ての抵抗器にまで電流を導通させ、その導通する各抵抗器は、対応する電圧を有し、
選択された対応する電圧の平均にほぼ等しいフィードバック電圧（１４４／２４４／３４４）を決定し、及び、
所望の電圧（１５２／３５２）を前記フィードバック電圧と比較し、及び、
前記フィードバック電圧と前記所望の電圧との前記比較に基づいて、前記電源電圧を調整する
ことを含むことからなる、方法。
【請求項１０】
前記電流を導くために、前記複数の抵抗器のグループをイネーブルにすることと、前記グループのうちの最大で全ての抵抗器にまで電流を導通させることとは、吐出動作中に実施され、
前記方法は、後続する各吐出動作ごとに、前記複数の抵抗器の様々なグループをイネーブルにすることを更に含むことからなる、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
流体吐出システムの一実施形態として、インクジェットプリンティングシステムは、プリントヘッドアセンブリ、該プリントヘッドアセンブリに液体インクを供給するインク供給アセンブリ、及び該プリントヘッドアセンブリを制御するコントローラを含むことができる。プリントヘッドアセンブリは、流体吐出デバイスの一実施形態として、印刷媒体上に印刷するために、複数のオリフィスか又はノズルを通じて、一枚の紙のような該印刷媒体に向かってインク滴を吐出する。典型的には、オリフィスは、１つか又は複数のアレイをなすように配置され、これにより、プリントヘッドアセンブリと印刷媒体とが互いに相対的に移動させられると、オリフィスからのインクの、適切に順序付けられた吐出によって、印刷媒体上に文字か又は他の画像が印刷されることとなる。
【０００２】
典型的には、プリントヘッドアセンブリは、頻繁に発射抵抗器と呼ばれる薄膜抵抗器のような小さな電気ヒータによって、気化チャンバ内に置かれた少量のインクを急速に加熱することにより、ノズルを通じてインク滴を吐出する。インクを加熱することによって、インクが気化してノズルから吐出させられる。典型的には、プリンタの処理電子回路の一部として配置された分離されたプリントヘッドコントローラが、インクの１ドットごとに、プリントヘッドアセンブリの外部の電源からの電流のアクティベーション（活動化）を制御する。その電流は、選択された発射抵抗器を通過させられて、対応する選択された気化チャンバ内のインクを加熱させる。
【０００３】
典型的には、発射抵抗器は、共用された電流搬送経路を介して電源に接続される。そのような構成の１つの特徴は、様々な形態のデータを印刷するために、様々な数の発射抵抗器が通電されると、様々な電流が流れる結果、電流搬送経路の寄生抵抗の両端に様々な電圧降下が生じることである。従って、電源電圧が一定に保持されることが可能であったとしても、所与の発射抵抗器に提供される電圧と、結果生成されるエネルギーとが変化する場合がある。更に、最大数の発射抵抗器が通電された時に生じる最悪ケースの寄生電圧降下に対応できるほどに十分高いレベルに電源電圧が維持される場合には、１つの発射抵抗器だけが通電された場合に、１つの発射抵抗器が過度に電力供給される可能性がある。結果として、発射抵抗器に対して少なすぎるか又は多すぎるエネルギーが配送されないことを保証するために、エネルギー制御は、インクジェットプリントヘッドにおいて有益な機能である。エネルギーがあまりにも少なすぎると印刷品質の低下を引き起こす可能性があり、エネルギーがあまりにも多すぎると発射抵抗器の寿命が短くなる可能性がある。
【特許文献１】米国特許第４，９６０，７１９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５８２，０６２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この問題を解消するために用られる１つのアプローチは、発射抵抗器のグループごとのプリントヘッドアセンブリ集積回路チップ上に、電圧レギュレータを提供することである。しかしながら、電圧レギュレータは、望ましくない電力消費をさせ、効果を得るために一般には工場での較正を必要とする。他のアプローチは、オンチップ電圧検出を使用して、伝導する発射抵抗器の１グループについての発射パルス幅を同時に変化させ、それにより、エネルギーを実質的に一定に保持することによって、発射抵抗器の電力変動を補償する。しかしながら、エネルギーは一定になるが、電力は調整されず、電力が過剰になると発射抵抗器の故障を引き起こす可能性がある。
【０００５】
プリンティングシステム、特に、長い電流搬送経路と対応する大きな寄生抵抗値とを有するワイドアレイインクジェットプリンティングシステムは、改善されたエネルギー制御方式から恩恵が得られるであろう。
【実施例】
【０００６】
詳細な説明
以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成し、本発明が実施されることが可能な特定の実施形態を例示することを目的として示される添付図面に対して参照がなされる。これに関して、「上」、「下」、「行」、「列」、「前」、「後」、「前方」、「後方」などのような方向を示す用語は、記載される図（複数可）の配向に関連して使用される。本発明の実施形態の構成要素は、多数の異なる配向に配置することができるので、方向を示す用語は、例示を目的として使用され、限定するものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、構造的か又は論理的な変更を行うことができることを理解されたい。従って、以下の詳細な説明は、限定する意味に解釈されるべきでなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって画定される。
【０００７】
図１は、本発明によるインクジェットプリンティングシステム１０の一実施形態を示す。インクジェットプリンティングシステム１０は、プリントヘッドアセンブリ１２のような流体吐出デバイスと、インク供給アセンブリ１４のような流体供給アセンブリとを備える流体吐出システムの一実施形態を構成する。図示された実施形態において、インクジェットプリンティングシステム１０はまた、実装アセンブリ１６、媒体移送アセンブリ１８、及びコントローラ２０を備える。
【０００８】
流体吐出デバイスの一実施形態としてのプリントヘッドアセンブリ１２は、本発明の一実施形態に従って形成されることが可能であり、複数のオリフィスか又はノズル１３を通じて、１つか又は複数の有色インクか又はＵＶ可読インクを含むインク滴を吐出する。以下の説明は、プリントヘッドアセンブリ１２からのインクの吐出に言及するが、透明流体を含む、他の液体か、流体か、又は流動可能な材料を、プリントヘッドアセンブリ１２から吐出することも可能であることを理解されたい。用いられる流体のタイプは、流体吐出デバイスが使用されることとなる用途に依存することとなる。
【０００９】
一実施形態において、印刷媒体１９上に印刷するために、インク滴は印刷媒体１９のような媒体に向って導かれる。典型的には、ノズル１３は１つか又は複数の列又はアレイをなすように配置される。これにより、プリントヘッドアセンブリ１２及び／又は印刷媒体１９が互いに相対的に動かされると、ノズル１３からの適切に順序付けられた、インクの吐出によって、一実施形態において文字、記号、及び／又は他のグラフィックス又は画像が、印刷媒体１９上に印刷されることとなる。
【００１０】
印刷媒体１９は、紙、カード用紙、封筒、ラベル、スライド、マイラー、織物、及びこれらに類するもののような任意のタイプの適合可能なシート状の材料を含む。一実施形態において、印刷媒体１９は、連続用な形状か又は連続的なウェブ印刷媒体１９である。従って、印刷媒体１９には、印刷されていない連続的なロール紙を含めることができる。
【００１１】
流体供給アセンブリの一実施形態としてのインク供給アセンブリ１４は、プリントヘッドアセンブリ１２にインクを供給し、インクを格納するためのリザーバ１５を含む。従って、インクはリザーバ１５からプリントヘッドアセンブリ１２へと流れる。一実施形態において、インク供給アセンブリ１４及びプリントヘッドアセンブリ１２は、再循環インク配送システムを形成する。従って、インクは、プリントヘッドアセンブリ１２からリザーバ１５に戻るように流れる。一実施形態において、プリントヘッドアセンブリ１２及びインク供給アセンブリ１４は、流体ジェットカートリッジ又はインクジェットカートリッジか又はペンの中に一緒に収容される。インクジェットカートリッジは、流体吐出デバイスの一実施形態である。別の実施形態において、インク供給アセンブリ１４は、プリントヘッドアセンブリ１２から分離されて、供給管のようなインターフェース接続を通じて、インクをプリントヘッドアセンブリ１２に供給する。
【００１２】
一実施形態において、実装アセンブリ１６が、媒体移送アセンブリ１８に対してプリントヘッドアセンブリ１２を位置付け、媒体移送アセンブリ１８が、プリントヘッドアセンブリ１２に対して印刷媒体１９を位置付ける。従って、プリントヘッドアセンブリ１２がインク滴を付着させる印刷ゾーン１７が、プリントヘッドアセンブリ１２と印刷媒体１９との間のエリア内のノズル１３の近傍に画定される。印刷中に媒体移送アセンブリ１８によって、印刷ゾーン１７内を通るように印刷媒体１９が進行させられる。
【００１３】
一実施形態において、プリントヘッドアセンブリ１２は、走査タイプのプリントヘッドアセンブリであり、印刷媒体１９上の１つの印刷区画（swath）を印刷中に、実装アセンブリ１６が、媒体移送アセンブリ１８及び印刷媒体１９に対してプリントヘッドアセンブリ１２を動かす。別の実施形態において、プリントヘッドアセンブリ１２は、非走査タイプのプリントヘッドアセンブリであり、実装アセンブリ１６は、媒体移送アセンブリ１８が印刷媒体１９を所定の位置を通過するように進ませると、印刷媒体１９上の１つの印刷区画の印刷中に、媒体移送アセンブリ１８に対して該所定の位置にプリントヘッドアセンブリ１２を固定する。
【００１４】
コントローラ２０は、プリントヘッドアセンブリ１２、実装アセンブリ１６、及び媒体移送アセンブリ１８と伝達し合う。コントローラ２０は、コンピュータのようなホストステムからデータ２１を受け取り、データ２１を一時的に格納するためのメモリを備えることができる。典型的には、データ２１は、電気的か、赤外線のか、光学的か、又は他の情報転送経路に沿って、インクジェットプリンティングシステム１０に送られる。データ２１は、例えば、印刷されることとなる文書及び／又はファイルを表す。従って、データ２１は、インクジェットプリンティングシステム１０のためのプリントジョブを形成し、１つか又は複数のプリントジョブコマンド及び／又はコマンドパラメータを含む。
【００１５】
一実施形態において、コントローラ２０は、ノズル１３からインク滴を吐出するためのタイミング制御を含む、プリントヘッドアセンブリ１２の制御を提供する。従って、コントローラ２０は、印刷媒体１９上において文字、記号、及び／又は他のグラフィックス又は画像を形成する、吐出されるインク滴のパターンを画定する。タイミング制御、それゆえの、吐出されるインク滴のパターンは、プリントジョブコマンド及び／又はコマンドパラメータによって決定される。一実施形態において、コントローラ２０の一部を形成する論理及びドライブ回路構成が、プリントヘッドアセンブリ１２上に配置される。別の実施形態において、論理及びドライブ回路構成は、プリントヘッドアセンブリ１２ではない場所に配置される。
【００１６】
コントローラ２０を、プロセッサ、論理素子、ファームウェア、及びソフトウェアとしてか、又はこれらの任意の組み合わせにおいて実現することができる。
【００１７】
図２は、プリントヘッドアセンブリ１２の一部の一実施形態を示す。一実施形態において、プリントヘッドアセンブリ１２は、多層化されたアセンブリであり、外側層３０及び４０と、少なくとも１つの内側層５０とを備える。外側層３０及び４０はそれぞれ、面、すなわち側面３２及び４２と、それぞれ該側面３２と４２に隣接する縁部３４及び４４とを有する。外側層３０と４０とは、内側層５０に向き合うように配置される。これにより、側面３２及び４２が、内側層５０に面することとなり、且つ、内側層５０に隣接することになる。従って、内側層５０並びに外側層３０及び４０は、軸２９に沿って積み重ねられる。
【００１８】
図２の実施形態において示されるように、内側層５０並びに外側層３０及び４０は、ノズル１３の、１つか又は複数の行６０を形成するように配置される。ノズル１３の行６０は、例えば、軸２９に対してほぼ垂直な方向に延在する。従って、一実施形態において、軸２９は、印刷軸、すなわちプリントヘッドアセンブリ１２と印刷媒体１９との間の相対的な動きの軸を表す。従って、ノズル１３の行６０の長さが、プリントヘッドアセンブリ１２の印刷区画の高さを設定する。一実施形態において、ノズル１３の行６０が及ぶ距離は、約５．０８ｃｍ（約２インチ）よりも短い。別の実施形態において、ノズル１３の行６０は、約５．０８ｃｍ（約２インチ）よりも長い距離に及ぶ。
【００１９】
一実施形態において、内側層５０並びに外側層３０及び４０は、ノズル１３の２つの行６１及び６２を形成する。より具体的には、内側層５０並びに外側層３０は、外側層３０の縁部３４に沿ってノズル１３の行６１を形成し、内側層５０及び外側層４０は、外側層４０の縁部４４に沿ってノズル１３の行６２を形成する。従って、一実施形態において、ノズル１３の行６１及び６２は、互いに隔置され、且つ、互いにほぼ平行に配向される。
【００２０】
一実施形態において、図２に示されるように、行６１及び６２のノズル１３は、ほぼ位置が合わされる。より具体的には、行６１の各ノズル１３は、軸２９に対してほぼ平行に配向された印刷線に沿って、行６２の１つのノズル１３とほぼ位置が合わせられる。従って、流体（すなわちインク）を、所与の印刷線に沿って多数のノズルを通じて吐出することができるので、図２の実施形態は、ノズルの冗長性を提供する。従って、欠陥があるか、又は動作しないノズルを、別の位置合わせされたノズルによって補償することができる。更に、ノズルの冗長性は、位置合わせされたノズルの間で、ノズルの起動（アクティベーション）を交互に行う能力を提供する。
【００２１】
図３は、プリントヘッドアセンブリ１２の一部の別の実施形態を示す。プリントヘッドアセンブリ１２に類似して、プリントヘッドアセンブリ１２’は、多層化されたアセンブリであり、外側層３０’及び４０’と、内側層５０とを備える。更に、外側層３０及び４０に類似して、外側層３０’及び４０’は、内側層５０に向き合うように配置される。従って、内側層５０並びに外側層３０’及び４０’は、ノズル１３の２つの列６１’及び６２’を形成する。
【００２２】
図３の実施形態において示されるように、列６１’及び６２’のノズル１３はオフセットされる。より具体的には、列６１’の各ノズル１３は、軸２９に対してほぼ平行に配向された印刷線に沿って、列６２’の１つのノズル１３と互い違いにされる、すなわちオフセットされる。従って、軸２９に対してほぼ垂直に配向された線に沿って印刷されることが可能なドット／インチ（ｄｐｉ）の数が増やされるので、図３の実施形態は、高められた解像度を提供する。
【００２３】
一実施形態において、図４に示されたように、外側層３０及び４０（図４にはそれらのうちの１つだけが示されており、外側層３０’及び４０’を含む）は、流体吐出素子７０と、側面３２及び４２上にそれぞれ形成された流路８０とをそれぞれ含む。流体吐出素子７０及び流路８０は、流路８０が流体吐出素子７０に通じており、且つ、流体（すなわちインク）を流体吐出素子７０に供給するように構成される。一実施形態において、流体吐出素子７０及び流路８０は、それぞれの外側層３０及び４０の側面３２及び４２上にほぼ直線アレイをなすように配置される。従って、外側層３０の全ての流体吐出素子７０及び流路８０は、単一又はモノリシック層上に形成され、外側層４０の全ての流体吐出素子７０及び流路８０は、単一又はモノリシック層上に形成される。
【００２４】
一実施形態において、後述のように、内側層５０（図２）は、その中に画定された流体マニホルドか又は流路を有し、それにより、例えばインク供給アセンブリ１４によって供給された流体が、外側層３０及び４０上に形成された流路８０及び流体吐出素子７０に分配される。
【００２５】
一実施形態において、流路８０は、それぞれの外側層３０及び４０の側面３２及び４２上に形成された障壁８２によって画定される。従って、外側層３０と４０とが内側層５０に向かい合わせに配置されている時には、内側層５０（図２）と、外側層３０の流路８０とが、縁部３４に沿ってノズル１３の行６１を形成し、内側層５０（図２）と、外側層４０の流路８０とが、縁部４４に沿ってノズル１３の行６２を形成する。
【００２６】
図４の実施形態において示されるように、各流路８０は、流体入口８４、流体チャンバ８６と、流体出口８８とを含む。これにより、流体チャンバ８６が、流体入口８４及び流体出口８８と通じることとなる。流体入口８４は、後述のように流体（すなわちインク）の供給源に通じており、流体チャンバ８６に流体（すなわちインク）を供給する。流体出口８８は、流体チャンバ８６に通じており、一実施形態において、外側層３０及び４０が内側層５０に向かい合わせに配置される時には、各ノズル１３の一部を形成する。
【００２７】
一実施形態において、各流体吐出素子７０は、各々の流路８０の流体チャンバ８６内において形成された発射抵抗器７２を備える。発射抵抗器７２は、例えば、通電された時に、流体チャンバ８６内における流体を加熱して、流体チャンバ８６内において泡を発生させ、ノズル１３を通じて吐出される流体の液滴を生成する、任意の素子である。従って、一実施形態において、それぞれの流体チャンバ８６、発射抵抗器７２  及びノズル１３は、それぞれの流体吐出素子７０の液滴発生器を形成する。
【００２８】
一実施形態において、動作中に、流体が流体入口８４から流体チャンバ８６へと流れ、該液体チャンバ８６において、各々の発射抵抗器７２のアクティベーション時に、流体出口８８及び各ノズル１３を通じて、流体チャンバ８６から液滴が吐出される。従って、液滴は、各々の外側層３０及び４０の側面３２及び４２に対してほぼ平行に、媒体に向かって吐出される。従って、一実施形態において、プリントヘッドアセンブリ１２は、縁部又は側面吐出デザインを構成する。
【００２９】
一実施形態において、図５において示されたように、外側層３０及び４０（図５にはそのうちの１つだけが示されており、外側層３０’及び４０’を含む）がそれぞれ、基板９０と、基板９０上に形成された薄膜構造９２とを備える。従って、流体吐出素子７０の発射抵抗器７２と、流路８０の障壁８２とが、薄膜構造９２上に形成される。上述のように、外側層３０及び４０が内側層５０に向かい合って配置されて、各々の流体吐出素子７０の流体チャンバ８６及びノズル１３を形成する。
【００３０】
一実施形態において、内側層５０と、外側層３０及び４０の基板９０とはそれぞれ、共通の材料を含む。従って、内側層５０並びに外側層３０及び４０の熱膨張率は、ほぼ一致する。従って、内側層５０と、外側層３０及び４０との間の温度勾配は、最小化される。内側層５０と、外側層３０及び４０の基板９０とに適合可能な材料の例には、ガラスか、金属か、セラミックス材料か、炭素複合材料か、金属基複合材料か、又は任意の他の化学的に不活性で且つ熱的に安定した材料が含まれる。
【００３１】
一実施形態において、内側層５０と、外側層３０及び４０の基板９０とは、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）１７３７ガラスか、又はＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）１７４０ガラスのようなガラスを含む。一実施形態において、内側層５０と、外側層３０及び４０の基板９０とが金属か又は金属基複合材料を含む時には、基板９０の金属上か又は金属基複合材料上に酸化物層が形成されることが可能である。
【００３２】
一実施形態において、薄膜構造９２は、流体吐出素子７０のためのドライブ回路構成７４を含む。ドライブ回路構成７４は、より詳細には発射抵抗器７２を含む流体吐出素子７０に、例えば、電力、グランド、及び制御ロジックを提供する。
【００３３】
一実施形態において、薄膜構造９２は、例えば、二酸化シリコンか、炭化シリコンか、窒化シリコンか、タンタルか、ポリシリコンガラスか、又は他の適合可能な材料から形成された１つか又は複数の不活性（パッシベーション）層か又は絶縁層を含む。更に、薄膜構造９２はまた、例えば、アルミニウムか、金か、タンタルか、タンタル−アルミニウムか、又は他の金属又は合金によって形成された１つか又は複数の導電層を含む。一実施形態において、薄膜構造９２は、流体吐出素子７０のためのドライブ回路構成７４の一部を形成する薄膜トランジスタを含む。
【００３４】
図５の実施形態において示されるように、流路８０の障壁８２は、薄膜構造９２上に形成される。一実施形態において、プリントヘッドアセンブリ１２を通じて送られることになり、且つ、プリントヘッドアセンブリ１２から吐出されることになる流体（すなわちインク）と適合性のある非導電材料から障壁８２は形成される。障壁８２に適合可能な材料の例には、フォトイメージャブルポリマー（photo-imageable polymer）及びガラスが含まれる。フォトイメージャブルポリマーは、ＳＵ８のようなスピンオン材料か、又はＤｕＰｏｎｔ  Ｖａｃｒｅｌ（登録商標）のようなドライフィルム材料を含むことができる。
【００３５】
図５の実施形態において示されるように、外側層３０及び４０（外側層３０’及び４０’を含む）は、障壁８２において、内側層５０に結合される。一実施形態において、障壁８２がフォトイメージャブルポリマーか又はガラスから形成される時には、外側層３０及び４０は、温度及び圧力によって内側層５０に接合される。しかしながら、他の適合可能な結合又は接合技法を用いて、外側層３０及び４０を内側層５０に結合することもできる。
【００３６】
モノリシック構造上に薄膜トランジスタアレイを製造するための方法は、「Method for Producing Amorphous Silicon Thin Film Transistor Array Substrate」と題する米国特許第４，９６０，７１９号、及び「Large Thermal Ink Jet Nozzle Array Printhead」と題する米国特許第６，５８２，０６２号において更に詳細に開示され且つ説明されており、これらの特許は両方とも、本明細書内において完全に記載されているかのように、参照によりその全体が本明細書内において組み込まれる。
フィードバック回路
図６は、本発明によるワイドアレイインクジェットプリンティングシステム１１０の一実施形態の一部を示すブロック図である。プリンティングシステム１１０は、プリントヘッドアセンブリ１１２と、電圧レギュレータ１１６とを備え、プリントヘッドアセンブリ１１２は、フィードバック回路１１８を更に含む。一実施形態において、図示されるように、フィードバック回路１１８を、プリントヘッドアセンブリ１１２のドライブ回路構成７４（図５）の一部に結合することができる。ドライブ回路構成７４は、より具体的には発射抵抗器７２を含む流体吐出素子７０のための、例えば、電力、グランド、及び制御ロジックを提供する。プリントヘッドアセンブリ１１２は、Ｖｐｐノード１２０において電圧レギュレータ１１６から電源電圧（Ｖｐｐ）を受け取り、グランドノード１２２において対応する電力グランド（Ｐｇｎｄ）に結合する。Ｖｐｐ供給経路１２４は、プリントヘッドアセンブリ１１２内においてＶｐｐを供給するために、Ｖｐｐノード１２０に結合される。プリントヘッドアセンブリ１１２にグランド経路を提供するために、グランドノード１２２に電力グランド経路１２６が結合される。
【００３７】
プリントヘッドアセンブリ１１２は、流体吐出素子１３０ａ〜１３０Ｎとして識別されたＮ個の流体吐出素子の行１２８を含む流体吐出素子７０を更に備える。各流体吐出素子１３０は、対応する電力経路１３４ａ〜１３４Ｎを介して、対応するノード１３２ａ〜１３２ＮにおいてＶｐｐ供給経路１２４に結合され、対応するグランド経路１３８ａ〜１３８Ｎを介して、対応するノード１３６ａ〜１３６Ｎにおいてグランド１２６に結合される。
【００３８】
フィードバック回路１１８は、対応する経路１４０ａ〜１４０Ｎ及び１４２ａ〜１４２Ｎを介して、ノード１３２ａ〜１３２Ｎ及び１３６ａ〜１３６Ｎにおける各流体吐出素子における電圧を測定するために結合される。フィードバック回路１１８は、経路１４６を介して電圧フィードバックノード１４４に結合される。電圧レギュレータ１１６は、経路１４８を介してフィードバックノード１４４に結合され、電源基準電圧（ＶＲｅｆ）と電源電圧（ＶＳＵＰＰＬＹ）とを、それぞれ経路１５２と１５３を介して電源１５０から受け取り、経路１５３を介してＶｐｐを受け取り、電源１５０は、経路１５４を介してグランドノード１２２においてＰｇｎｄに結合される。
【００３９】
電圧レギュレータ１１６とフィードバック回路１１８とが一緒になって、制御ループ１６０を形成する。一実施形態において、図示されるように、電圧レギュレータ１１６は、プリントヘッドアセンブリ１１２の外部とすることができる。一実施形態において、電圧レギュレータ１１６は、コントローラ２０の一部を形成する（図１を参照）。一実施形態において、電圧レギュレータ１１６は、プリントヘッドアセンブリ１１２の内部とすることができ、プリントヘッドアセンブリ１１２の一部を形成することができる。
【００４０】
プリンティングシステム１１０は、制御ループ１６０を用いてＶｐｐの電圧補正を行い、プリントヘッドアセンブリ１１２にわたる寄生抵抗の変化と、発射する流体吐出素子での電圧を実質的に一定レベルに保持するために、様々な数の流体吐出素子１３０ａ〜１３０Ｎが所与の時間に発射されることに起因する負荷変動とを補正する。プリントヘッドアセンブリ１１２は、流体吐出素子を動作させて、すなわちアクティブにさせて、該流体吐出素子からインクを吐出させるために、Ｎ個の流体吐出素子のサブグループを、Ｖｐｐ供給経路１２４から電力グランド経路１２６へと電流を流しているサブグループのそれぞれの導通流体吐出素子（導通する流体吐出素子）と同時に導通できるように構成される。Ｖｐｐ供給経路１２４及び電力グランド経路１２６に沿った寄生抵抗の変化に起因して、それぞれの導通流体吐出素子の両端に異なる電圧を生じるさせることができる。
【００４１】
フィードバック回路１１８は、各導通流体吐出素子の両端に、適切な対応する電力経路１３４ａ〜１３４Ｎとグランド経路１３８ａ〜１３８Ｎを介して、結合するよう構成される。フィードバック回路１１８は、フィードバックノード１４４にフィードバック電圧（Ｖｆｄ）を提供し、Ｖｆｄは、各導通流体吐出素子に生じる異なる電圧の平均にほぼ等しく、ノード１２０と１２２との両端間に印加される電圧とは異なるものとすることができる。
【００４２】
電圧レギュレータ１１６は、経路１４８を介してＶｆｄを受け取り、Ｖｆｄと経路１５２を介して受け取ったＶＲｅｆとの比較に基づいて電源電圧Ｖｐｐを提供する。ＶｆｄがＶＲｅｆよりも低い時には、電圧レギュレータ１１６は、Ｖｐｐノード１２０に提供されるＶｐｐを引き上げる。逆に、ＶｆｄがＶｐｐを超えた時には、電圧レギュレータ１１６は、Ｖｐｐノード１２０に提供されるＶｐｐを低下させる。このようにして、電圧レギュレータ１１６は、Ｖｐｐノード１２０を介して、インクを吐出する流体吐出素子に、ＶＲｅｆにほぼ等しい電源電圧Ｖｐｐを提供し且つ維持する。
【００４３】
プリントヘッドアセンブリ１１２全体にわたる寄生抵抗の変化を補償するために電源電圧補正を行うことによって、本発明による制御ループ１６０を使用するインクジェットプリンティングシステム１１０は、流体吐出素子とノード１２０及び１２２との間の寄生抵抗とは無関係に、且つ、同時に導通流体吐出素子の数とは無関係に発射している流体吐出素子１３０に実質的に一定の電圧を配送する。結果として、流体吐出素子１３０が吐出している時には、個々の該流体吐出素子１３０にほぼ一定の範囲のエネルギーが配送される。このことは、過剰なエネルギーを低減させ、従って、廃熱を低減させる。該廃熱は、別様には周波数応答すなわち個々の流体吐出素子１３０による吐出の時間間隔と、流体吐出素子１３０の寿命とを制限させる可能性がある。更に、異なる流体吐出素子１３０によって吐出される流体（すなわちインク）の液滴間の重量か又は容積の変動を少なくする可能性がある。
【００４４】
図７は、本発明によるフィードバック回路２１８を有するプリントヘッドアセンブリ２１２の一実施形態の一部を示す概略図である。プリントヘッドアセンブリ２１２は、Ｖｐｐノード２２０ａ及び２２０ｂにおいて電源電圧（Ｖｐｐ）を受け取り、電力グランド（Ｐｇｎｄ）ノード２２２ａ及び２２２ｂにおいて電力グランドに結合する。Ｖｐｐ供給経路２２４は、Ｖｐｐノード２２０ａと２２０ｂとの間に延在して、プリントヘッドアセンブリ２１２内においてＶｐｐを内部的に供給する。電力グランド経路２２６は、Ｐｇｎｄノード２２２ａと２２２ｂとの間に延在して、プリントヘッドアセンブリ２１２に内部グランド経路を提供する。
【００４５】
プリントヘッドアセンブリ２１２は、Ｖｐｐ供給経路２２４と電力グランド経路２２６との間にそれぞれ結合されたＮ個の流体吐出素子２３０ａ〜２３０Ｎの行２２８を更に備える。一実施形態において、行２２８は、ページ幅の行、すなわち流体吐出素子の行を含み、この行は、流体が吐出される可能性がある媒体の実施的には幅とすることができる。各流体吐出素子２３０は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２３８として図示されたスイッチと、発射抵抗器２４０として図示されたヒータ素子とを備える。発射抵抗器２４０は、Ｖｐｐ供給経路２２４に結合された第１の端子と、第２の端子とを有する。ＦＥＴ２３８は、そのソースが電力グランド経路２２６に結合された該ソースと、そのドレインが発射抵抗器２４０の第２の端子に結合された該ドレインと、その制御ゲートにおいて制御線２４２を介して発射信号を受け取る該制御ゲートとを有する。各流体吐出素子２３０は、対応する制御線２４２を介して受け取られた発射信号に応答して、流体、例えばインクの液滴を吐出するように構成される。
【００４６】
フィードバック回路２１８は、第１の端部２４８ａと第２の端部２４８ｂとを有するＶｐｐセンスライン２４６と、第１の端部２５２ａと第２の端部２５２ｂを有するグランドセンスライン２５０とを備える。フィードバック回路は、ＰチャネルＶｐｐセンスＦＥＴ２５６ａ〜２５６Ｎの行２５４と、ＮチャネルグランドセンスＦＥＴ２６０ａ〜２６０Ｎの行２５８と、差動増幅器２６２とを更に備える。ＶｐｐセンスＦＥＴ２５６はそれぞれ、Ｎ個の流体吐出素子２３０のうちのそれぞれの流体吐出素子に対応し、そのソースが対応する発射抵抗器２４０の第１の端子に結合された該ソースと、そのドレインがＶｐｐセンスライン２４６に結合された該ドレインと、そのゲートが対応する発射抵抗器２４０の第２の端子に結合された該ゲートとを有する。同様に、グランドセンスＦＥＴ２６０はそれぞれ、Ｎ個の流体吐出素子２３０のうちのそれぞれの流体吐出素子に対応し、そのソースが、対応するＦＥＴ２３８のソースに結合された該ソースと、そのドレインがグランドセンスライン２５０に結合された該ドレインと、その制御ゲートが、対応する制御線２４２に結合された該制御ゲートとを有する。
【００４７】
抵抗器２６８は、Ｖｐｐ供給経路２２４の寄生抵抗を表し、抵抗器２７０は、電力グランド経路２２６の寄生抵抗を表す。抵抗器２７２は、Ｖｐｐセンスライン２４６の寄生抵抗を表し、抵抗器２７４は、グランドセンスライン２５０の寄生抵抗を表す。
【００４８】
プリントヘッドアセンブリ２１２の動作は後述される。一実施形態において、行２２８の近接した流体吐出素子２３０のサブグループ２７６は、制御線２４２を介して、所与の時間においてインク滴を生成するためにイネーブルにされる。流体吐出素子２３０が、流体を吐出するためにイネーブルにされ、且つ、印刷するための対応する画像データを有する時には、制御線２４２を介した発射信号がＦＥＴ２３８をオンに切り換える。これにより、結果として生じた電流が、発射抵抗器２４０を介して、Ｖｐｐ供給経路２２４から電力グランド経路２２６へと流れる。
【００４９】
一実施形態において、所与の時間におけるサブグループ２７６内のイネーブル流体吐出素子（イネーブルにされる流体吐出素子）２３０の数は、一般には一定のままであるが、その構成は、期間（時間区間）において変化する。例えば、図７内において示されるように、サブグループ２７６を構成するイネーブル流体吐出素子（イネーブルにされる流体と出素子）は、ある期間後に行２２８にわたって左から右にシフトされ、１つの追加の流体吐出素子がサブグループ２７６の右端においてイネーブルにされるが、該サブグループの左端において別の流体吐出素子が同時にディセーブルにされる。いくつかの実施形態において、前記期間は、システムクロックの各サイクルに対応することができる。流体吐出素子をこの方式においてイネーブルにすること及びディセーブルにすることによって、サブグループ２７６内のイネーブル流体吐出素子の数は、行２２８の端部を除いて概して一定のままである。例えば、サブグループ２７６が左端から始まって行２２８にわたってシフトされると、サブグループ２７６内のイネーブル流体吐出素子の数は、１から始まって一定数まで増える。これとは逆に、サブグループ２７６が行２２８の右端から出ると、イネーブル流体吐出素子の数は、一定数からゼロにまで減少する。図７によって左から右にシフトされるように示されているが、サブグループ２７６を構成する流体吐出素子を、行２２８にわたって右から左にシフトすることもできる。
【００５０】
所定の時間において実際に発射するサブグループ２７６内におけるイネーブル流体吐出素子２３０の数は、印刷されることとなる対応する画像データに依存する。Ｖｐｐ供給経路２２４と電力グランド経路２２６の等価な寄生抵抗はまた、行２２８に沿ったサブグループ２７６の位置に依存する。従って、行２２８に沿ったサブグループ２７６の位置と、所定の時間において実際に発射する流体吐出素子２３０の数とが変化するので、寄生抵抗に起因して、各発射流体吐出素子に流れる電流とその両端の電圧が同様に変化する可能性がある。フィードバック回路２１８は、電圧レギュレータ１１６（図７を参照）のような電圧レギュレータに、サブグループ２７６の発射流体吐出素子２３０の電圧の平均にほぼ等しいフィードバック電圧（Ｖｆｄ）を提供するよう機能し、その結果、該電圧レギュレータは、Ｖｐｐを規制して、Ｖｐｐ供給経路２２４及び電力グランド経路２２６の寄生抵抗に従って電圧降下を調節することができる。
【００５１】
示された実施形態において、イネーブル流体吐出素子２３０のサブグループ２７６は、流体吐出素子２３０ｂ〜２３０ｘを含む。サブグループ２７６のそれぞれのイネーブル流体吐出素子２３０が、ＦＥＴ２３８をオンに切り換える発射信号をＦＥＴスイッチ制御線２４０を介して受け取るたびに、対応するＶｐｐセンスＦＥＴ２５６とグランドセンスＦＥＴ２６０とが同様にオンに切り換えられ、これにより、Ｖｐｐセンスライン２４６とグランドセンスライン２５０とが、Ｖｐｐ供給経路２２４と電力グランド経路２２６にそれぞれ接続させられる。
【００５２】
ＶｐｐセンスＦＥＴ２５６における有限の「オン」抵抗と、Ｖｐｐセンスライン２４６の寄生抵抗２７２とに起因して、サブグループ２７６の各導通流体吐出素子２３０の発射抵抗器２４０の第１の端子における電圧の平均にほぼ等しい電圧が、Ｖｐｐセンスライン２４６の第１及び第２の端部、すなわち２４８ａ及び２４８ｂに現われる。同様に、グランドセンスＦＥＴ２６０における有限の「オン」抵抗とグランドセンスライン２５０の寄生抵抗２７４とに起因して、サブグループ２７６の導通流体吐出素子２３０の各ＦＥＴ２３８のソースにおける電圧の平均にほぼ等しい電圧が、グランドセンスライン２５０の第１及び第２の端部、すなわち２５２ａ及び２５２ｂにおいて生成される。電圧の更なる平均化は、Ｖｐｐセンスライン２４６の第１及び第２の端部２４８ａ及び２４８ｂを、経路２６４と２６６を介して、ノード２６８に接続し、グランドセンスライン２５０の第１及び第２の端部２５２ａ及び２５２ｂを、経路２７０と２７２を介してノード２７４に接続することによって達成される。サブグループ２７６の発射流体吐出素子２３０は、行２２８の長さに沿って密にグループ化され、サブグループ２７６の流体吐出素子２３０間の寄生抵抗は、Ｖｐｐ供給経路２２４の全寄生抵抗と比べて比較的小さいので、平均化誤差は小さくなることとなる。
【００５３】
差動増幅器２６２は、サブグループ２７６の各導通流体吐出素子２３０の発射抵抗器２４０の第１の端子における電圧の平均を、ノード２６８から非反転入力端子において受け取り、サブグループ２７６の導通流体吐出素子２３０の各ＦＥＴ２３８のソースにおける電圧の平均を、ノード２７４から反転入力端子において受け取る。差動増幅器２６２は、１（unity）の利得の増幅器とすることができ、その非反転入力端子と反転入力端子とにおいて受け取った電圧の差に等しいフィードバック電圧（Ｖｆｄ）を、出力２７８を介してフィードバックノード２４４において提供する。従って、Ｖｆｄは、サブグループ２７６の導通流体吐出素子２３０の電圧の平均にほぼ等しい。Ｖｆｄを、フィードバックノード２４４を介して、電圧レギュレータ１１６のような電圧レギュレータに提供することができる。
【００５４】
図８は、本発明による、プリントヘッドアセンブリ３１２を含み且つ制御ループ３１４を有するワイドアレイインクジェットプリンティングシステム３１０の一実施形態の一部を概略的に示すブロック図である。プリントヘッドアセンブリ３１２は、図７の２１２において示されるようなフィードバック回路２１８及び流体吐出素子の行２２８のような、流体吐出素子の行と、Ｖｐｐセンスライン及びセンスＦＥＴと、グランドセンスライン及びセンスＦＥＴとを含む。制御ループ３１４は、電圧レギュレータ３１６を含み、フィードバック回路２１８は、差動増幅器３６２を更に含む。示された実施形態においては、電圧レギュレータ３１６と差動増幅器３６２とが、プリントヘッドアセンブリ３１２の一部となっていない。
【００５５】
プリントヘッドアセンブリ３１２は、プリントヘッドアセンブリ３１２の長さに沿った間隔におけるノード３２０ａ〜３２０ｄにおいて電圧レギュレータ３１６から電源電圧Ｖｐｐを受け取り、グランドノード３２２ａ〜３２２ｄに結合される。しかしながら、実際のノードの数とそれらの位置は変更することができる。プリントヘッドアセンブリ３１２内におけるフィードバック回路構成は、Ｖｐｐセンスライン３６４及び３６６とノード３６８とを介して差動増幅器３６２の非反転端子に、プリントヘッドアセンブリ３１２の導通流体吐出素子のＶｐｐ電力経路側の電圧の平均を提供する。同様に、プリントヘッドアセンブリ３１２内におけるフィードバック回路構成は、グランドセンスライン３７０及び３７２とノード３７４とを介して、差動増幅器３６２の反転端子に、プリントヘッドアセンブリ３１２の導通流体吐出素子の電力グランド側における電圧の平均を提供する。
【００５６】
差動増幅器３６２は、１（unity）の利得の増幅器とすることができ、その非反転端子と反転端子とにおいて受け取られた電圧間の差分にほぼ等しいフィードバック電圧（Ｖｆｄ）を出力３７８において提供する。従って、Ｖｆｄは、プリントヘッドアセンブリ３１２の導通流体吐出素子の電圧の平均にほぼ等しい。
【００５７】
電圧レギュレータ３１６は、エラー増幅器として動作するよう構成された演算増幅器を含む。電圧レギュレータ３１６は、差動増幅器３６２から経路３４８を介してＶｆｄを受け取り、電源３５０から経路３５２と３５４を介して基準電圧（ＶＲｅｆ）と電源電圧（ＶＳＵＰＰＬＹ）とをそれぞれ受け取る。電圧レギュレータ３１６は、経路３５４を介して正電圧端子において電源３５０に更に接続され、負電圧端子においてグランドに接続される。電圧レギュレータ３１６は、ＶｆｄとＶＲｅｆとの比較に基づいて電源電圧Ｖｐｐを提供する。電圧レギュレータ３１６は、ＶｆｄがＶＲｅｆよりも低い時にはＶｐｐを引き上げ、ＶｆｄがＶＲｅｆを超えた時にはＶｐｐを低くする。従って、電圧レギュレータ３１６は、発射素子のＶｐｐを、ＶＲｅｆとほぼに等しいレベルにおいて提供し且つ維持する。
【００５８】
図９Ａ〜図９Ｄは、Ｐ−Ｓｐｉｃｅシミュレーションに基づいて導電流体吐出素子の数と位置とを変化させているプリントヘッドアセンブリ２１２の動作例を示す電圧グラフである。各シミュレーションにおいて、プリントヘッドアセンブリ２１２は、１，２０１個の流体吐出素子の行を備え、各ＶｐｐセンスＦＥＴ２５６とグランドセンスＦＥＴ２６０の「オン」抵抗は３０オームであり、各寄生抵抗２６８、２７０、２７２、及び２７４は０．０１オームであり、各ＦＥＴ２３８とその対応する発射抵抗器２４０との合成「オン」抵抗は１００オームである。更に、電源基準電圧（ＶＲｅｆ）すなわち所望の電圧は３５ボルトである。後述の各シミュレーションにおいて、サブグループの導通流体吐出素子における実際の電圧の平均値は、フィードバック電圧Ｖｆｄの１．２％以内におけるものである。
【００５９】
図９Ａは、行２２８の左端において配置された４１個の導通流体吐出素子２３０をサブグループ２７６が含む時のプリントヘッドアセンブリ２１２の動作例を示す電圧グラフ４００である。曲線４０２上の点は、各導通流体吐出素子における電圧を表し、曲線４０４は、フィードバック電圧Ｖｆｄを表す。曲線４０２に沿った各点は、４１個の導通流体吐出素子のうちの１つの導通流体吐出素子における電圧レベルを表し、点４０６は、サブグループの左端の流体吐出素子における電圧レベルを表し、点４０８は、右端の流体吐出素子における電圧レベルを表す。
【００６０】
図９Ｂは、行２２８のほぼ中心において配置された４１個の導通流体吐出素子２３０をサブグループ２７６が含む時のプリントヘッドアセンブリ２１２の動作例を示す電圧グラフ４２０である。曲線４２２は、各導通流体吐出素子における電圧を表し、曲線４２４は、フィードバック電圧Ｖｆｄを表す。曲線４２２に沿った各点は、４１個の導通流体吐出素子のうちの１つの導通流体吐出素子における電圧レベルを表し、点４２６は、サブグループの左端の流体吐出素子における電圧レベルを表し、点４２８はサブグループの右端の流体吐出素子における電圧レベルを表す。
【００６１】
図９Ｃは、行２２８の中心あたりでグループ化された９個の離された導通流体吐出素子２３０をサブグループ２７６が含む時のプリントヘッドアセンブリ２１２の動作例を示す電圧グラフ４４０である。曲線４４２は、各導通流体吐出素子における電圧を表し、曲線４４４は、フィードバック電圧Ｖｆｄを表す。曲線４４２に沿った各点は、９個の導通流体吐出素子のうちの１つの導通流体吐出素子における電圧レベルを表し、点４４６は、サブグループの左端の流体吐出素子における電圧レベルを表し、点４４８は、サブグループの右端の流体吐出素子における電圧レベルを表す。
【００６２】
図９Ｄは、行２２８のほぼ中心において配置された２２個の離された導通流体吐出素子２３０をサブグループ２７６が含む時のプリントヘッドアセンブリ２１２の動作例を示すグラフ４６０である。曲線４６２は、各導通流体吐出素子における電圧を表し、曲線４６４は、フィードバック電圧Ｖｆｄを表す。曲線４６２に沿った各点は、９個の導通流体吐出素子のうちの１つの導通流体吐出素子における電圧レベルを表し、点４６６は、サブグループの左端の流体吐出素子における電圧レベルを表し、点４６８は、サブグループの右端の流体吐出素子における電圧レベルを表す。
【００６３】
図９Ａ〜図９Ｄは、行２２８に沿った導通流体吐出素子２３０の数と位置とが変化するのにもかかわらず、それぞれ曲線４０４、４２４、４４４、及び４６４として示された２４４におけるフィードバック電圧Ｖｆｄを、実質的には所望の基準電圧ＶＲｅｆ（このケースでは３５ボルト）に維持する際の流体吐出アセンブリ２１２の電圧応答をグラフで示す。吐出する個々の流体吐出素子２３０における電圧を、実質的には所望の基準電圧ＶＲｅｆに維持することによって、流体吐出アセンブリ２１２は、吐出する個々の流体吐出素子２３０にほぼ一定範囲のエネルギーを配送することができる。このことは、過剰なエネルギーを低減させ、従って、廃熱エネルギーを低減させる。該廃熱エネルギーは、別様には周波数応答すなわち個々の流体吐出素子２３０による吐出の時間間隔と、流体吐出素子２３０の寿命とを制限する可能性がある。更に、異なる流体吐出素子２３０によって吐出される流体の液滴間のサイズにおける変動が少なくなる可能性がある。
ゾーン電圧制御
アレイの１つの特徴は、動作中に、アレイの様々なセクションすなわちゾーンが、典型的には、様々な温度におけるものであることである。その結果として、既に高められた温度におけるゾーン内において、インクは、核形成を生じさせる温度にまでには加熱されるために、より低温のゾーンにおけるインクほどには多くのエネルギーを必要としない。そのアレイの各発射抵抗器に同じ量のエネルギーが印加される場合には、既に高められた温度におけるゾーン内のこれらの発射抵抗器は、エネルギーの過剰供給となる可能性があり、一方で、より低温のゾーン内の発射抵抗器は、受け取るエネルギーが少なすぎる可能性がある。エネルギーが少なすぎると、印刷品質を劣化させる可能性があるが、エネルギーが多すぎると、発射抵抗器の期待される動作寿命を短くさせる可能性がある。結果として、発射抵抗器に対して少なすぎるか又は多すぎるエネルギーが配送されないことを保証するために、インクジェットプリンティングシステムにおいて、エネルギー制御は有益な機能である。エネルギー制御は、より長い距離が温度勾配が生じる可能性を高めるワイドアレイインクジェットプリンティングシステムにおいて特に有益である。
【００６４】
図１０は、液滴吐出素子に提供されるエネルギーを制御するためにゾーン電圧制御を使用する本発明によるワイドアレイインクジェットプリンティングシステム５１０の一部を示すブロック及び概略図である。プリンティングシステム５１０は、プリントヘッドアセンブリ５１２、ゾーンコントローラ５１４、及び電圧レギュレータ５１６を備える。プリントヘッドアセンブリ５１２は、フィードバック回路５１８と、Ｎ個の液滴吐出素子（図内ＤＥ）５２２ａ〜５２２Ｎの行５２０とを更に備える。一実施形態において、図示されるように、フィードバック回路５１８は、プリントヘッドアセンブリ５１２のためのドライブ回路構成の一部を含む。一実施形態において、図示されるように、電圧レギュレータ５１６は、プリントヘッドアセンブリ５１２の外部である。一実施形態において、電圧レギュレータ５１６は、コントローラ２０の一部を形成する（図１を参照）。電圧レギュレータ５１６とフィードバック回路５１８とが一緒になって、プリントヘッドアセンブリ５１２のゾーン電圧制御によって液滴吐出素子５２２に提供されるエネルギーを、ゾーンコントローラ５１４に関連して制御するエネルギーコントローラ５２３を形成する。
【００６５】
Ｎ個の液滴吐出素子５２２の行５２０は、ゾーン５２４ａ〜５２４Ｍとして示されたＭ個の液滴吐出ゾーン内に配置され、各ゾーンは、少なくとも１つの液滴吐出素子を有する。一実施形態において、ゾーン５２４ａ〜５２４Ｍは、プリントヘッドアセンブリ５１２の行５２０にわたって期待される温度勾配に基づいて配置される。液滴吐出素子５２２の数はゾーンによって変更することができるが、液滴吐出ゾーン５２４ａ〜５２４Ｍの液滴吐出素子の総数はＮになる。一実施形態において、ゾーン５２４ａ〜５２４Ｍの各ゾーン内における液滴吐出素子５２２の数は、プリントヘッドアセンブリ５１２の行５２０にわたる所望の制御レベルに基づく。
【００６６】
プリントヘッドアセンブリ５１２は、内部Ｖｐｐ供給経路５２８と、電力グランド経路５３０とを含む。Ｖｐｐ供給経路５２８は、複数のＶｐｐ入力ピン５３２を介して、その長さに沿った様々なポイントにおいて電源電圧Ｖｐｐを受け取る。示されるように、電力グランド経路５３０は、電力グランドピン５３４に結合される。他の実施形態において、電力グランド経路５３０は、複数の電力グランドピンに結合される。
【００６７】
一実施形態において、プリントヘッドアセンブリ５１２は、１つの印刷サイクルにおいてＮビットの画像データの１行を印刷するよう構成されており、Ｎビットのデータはそれぞれ、Ｎ個の液滴吐出素子５２２のうちのそれぞれの液滴吐出素子に対応する。一実施形態において、図７によって上記に説明されたように、グループ７２６の近傍の液滴吐出素子は、イネーブルにされて、Ｖｐｐ供給経路５２８から電力グランド経路５３０に電流を流すグループ５２６の各導通液滴吐出素子５２２と同時に導通し、これによりそこからインク滴が吐出される。データの行を印刷するために、イネーブル液滴吐出素子のグループ５２６は、連続的に、グループ５２６の右端において１つの追加の液滴吐出素子５２２をイネーブルにし、ある期間後にグループ５２６の左端において１つの液滴吐出素子５２２をディセーブルにすることによって、行５２０にわたって左から右にシフトされる。一実施形態において、該期間は、システムクロックの各サイクルに対応させることができる。
【００６８】
示されるように、グループ５２６が行５２０にわたって左から右にシフトされると、グループ５２６は、１つか又は複数の液滴吐出ゾーン５２４からの液滴吐出素子５２２を含むことができる。所与の時間において実際に導通する、すなわち発射するイネーブルグループ（イネーブルにされるグループ）５２６内のイネーブル液滴吐出素子５２２の数は、印刷されることとなる対応する画像データに依存する。図７によって上記に説明されたようなＶｐｐ供給経路５２８の寄生抵抗と、発射液滴吐出素子５２２の数とに起因して、各導通液滴吐出素子５２２の両端の電圧が変化する可能性がある。
【００６９】
図６と図７によって上記に説明したやり方と類似したやり方において、フィードバック回路５１８は、グループ５２６の各導通液滴吐出素子５２２の両端に結合するよう構成される。フィードバック回路５１８は、出力ピン５４４において、液滴吐出素子のイネーブルグループ５２６の各導通液滴吐出素子５２２の両端の電圧の平均にほぼ等しい基準電圧（Ｖｆｄ）を提供する。
【００７０】
ゾーンコントローラ５１４は、ゾーンポインタ／Ｖｐｐコンピュータ（ＺＰＣ）５５０、ゾーンレジスタ５５２、及びデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器５５４を含み、各ゾーンレジスタ５５２は、液滴吐出ゾーン５２４のうちのそれぞれの液滴吐出ゾーンに対応する。ゾーンコントローラ５１４は、プリントヘッドアセンブリ５１２の内部に配置された温度センサ５５６を更に含み、各温度センサ５５６は、Ｍ個の液滴吐出ゾーン５２４のうちのそれぞれの液滴吐出ゾーンの近くに配置され、且つＭ個の液滴吐出ゾーン５２４のうちのそれぞれの液滴吐出ゾーンに対応している。他の実施形態において、各液滴吐出ゾーン５２４は、複数の対応する温度センサ５５６を有することができる。各温度センサ５５６は、対応する液滴吐出ゾーン５２４の液滴吐出素子５２２の温度を表す温度データを提供する。
【００７１】
ＺＰＣ５５０は、コントローラ２０（図１を参照）のようなコントローラから、５５８において印刷サイクル開始信号を受け取り、５６０においてクロック信号を受け取り、５６２において発射イネーブルパルス幅信号を受け取る。発射イネーブルパルス幅信号は、グループ５２６を構成する近傍のイネーブル液滴吐出素子５２２の数を示す。ＺＰＣ５５０はまた、プリントヘッドアセンブリ５１２内において配置されたゾーン温度センサ５５６から温度データを５６４において受け取る。一実施形態において、示されるように、ゾーンコントローラ５１４は、温度センサ５５６を除いて、プリントヘッドアセンブリ５１２の外部である。一実施形態において、ゾーンコントローラ５１４は、温度センサ５５６を除いて、コントローラ２０の一部を形成する。
【００７２】
Ｖｐｐ供給経路５２８に提供される電源電圧Ｖｐｐが、イネーブルグループ（イネーブルにされるグループ）５２６が通過する液滴吐出ゾーン５２４に対応する所望のＶｐｐとほぼ等しい値に維持される場合には、ほぼ最適な量の（すなわち、少なすぎることも多すぎることもない）エネルギーが、行５２０の導通液滴吐出素子５２２に提供されることとなるように、ＺＰＣ５５０は、各液滴吐出ゾーン５２４ごとの所望のＶｐｐ電源電圧レベルを決定する。一実施形態において、ＺＰＣ５５０は、５６２で受け取ったイネーブルグループ５２６の幅と、各ゾーンにおける対応する温度センサ５５６から５６４において受け取った温度データとに基づいて、各液滴吐出ゾーン５２４ごとに所望のＶｐｐを計算する。他の実施形態において、ＺＰＣ５５０は、各液滴吐出ゾーン５２４の発射抵抗器の平均抵抗と、各ゾーンの発射抵抗器によって必要とされるエネルギーに影響する可能性のある（画像データのような）他の因子とに更に基づいて、各ゾーン５２４ごとの所望のＶｐｐの計算を行う。
【００７３】
ＺＰＣ５５０は、各液滴吐出ゾーン５２４ごとに計算した所望のＶｐｐレベルを、経路５６６を介して、対応するゾーンレジスタ５５２に内に置く。Ｄ／Ａ変換器５５４は、経路５６６を介して、各ゾーンレジスタ５５２に結合される。Ｄ／Ａ変換器５５４は、イネーブルグループ５２６が通過しようとしている液滴吐出ゾーン５２４に対応するゾーンレジスタ５５２から所望のＶｐｐ値を受け取り、それを５７０においてアナログ基準電圧値（ＶＲｅｆ）に変換する。
【００７４】
一実施形態において、示されるように、電圧レギュレータ５１６は、エラー増幅器として動作するように構成された演算増幅器を含む。電圧レギュレータ５１６は、経路５８２を介して、正電圧端子において電源５８０に接続され、負電圧端子においてグランドに接続される。電圧レギュレータ５１６は、フィードバック回路５１８によって出力ピン５４４に提供されたフィードバック電圧Ｖｆｄを反転端子において受け取り、５７０においてＤ／Ａ変換器５５４によって提供された基準電圧ＶＲｅｆを非反転端子において受け取る。
【００７５】
電圧レギュレータ５１６は、入力ピン５３２を介して電源電圧Ｖｐｐを電圧供給経路５２８に提供する。Ｖｐｐは、ＶＲｅｆとＶｆｄとの比較に基づく。ＶｆｄがＶＲｅｆよりも低い時には、電圧レギュレータ５１６は、Ｖｐｐ入力ピン５３２に提供されるＶｐｐを引き上げる。これとは逆に、ＶｆｄがＶＲｅｆを超える時には、電圧レギュレータ５１６は、Ｖｐｐ入力ピン５３２に提供されるＶｐｐを低減する。このようにして、電圧レギュレータ５１６は、各導通液滴吐出素子に、対応する液滴吐出ゾーン５２４のＶＲｅｆとほぼ等しく、従って、ＺＰＣ５５０によって計算されたような対応する液滴吐出ゾーン５２４の所望のＶｐｐとほぼ等しい電源電圧Ｖｐｐを提供し且つ維持する。
【００７６】
プリンティングシステム５１０の動作が後述される。Ｎビットの画像の１行が印刷されることとなる印刷サイクルを開始する前に、ＺＰＣ５５０は、印刷サイクルごとのイネーブルグループ５２６を構成する近傍の液滴吐出素子５２２の数を示す発射イネーブルパルス幅信号を５６２において受け取る。次いで、ＺＰＣ５５０は、パルス幅信号５６２と、経路５６４を介して温度センサ５５６ａから受け取ったゾーン「ａ」５２４ａに関する温度データとに基づいて、液滴吐出ゾーン「ａ」５２４ａについての所望のＶｐｐ電源電圧レベルを決定する。所望のＶｐｐ電源電圧レベルは、ほぼ最適量のエネルギーをゾーンの液滴吐出素子に提供することとなるレベルである。これにより、液滴吐出素子は、所望の量のインクを有するインク滴を依然として提供する一方で、最小量の廃熱を生成することとなる。次いで、ＺＰＣ５５０は、ゾーン「ａ」５２４ａのための所望のＶｐｐレベルを、ゾーンレジスタ５５２ａ内に置く。
【００７７】
印刷サイクルを開始する直前に、ＺＰＣ５５０は、ゾーンレジスタ５５２ａに対して「指定（指示）：point」し、経路５６６を介して、ゾーン「ａ」５２４ａのための所望のＶｐｐ電源電圧レベルを、Ｄ／Ａ変換器５５４へと提供する。次いで、Ｄ／Ａ変換器５５４は、５７０において、所望のＶｐｐ電源電圧レベルを、対応するアナログ電圧レベルＶＲｅｆに変換し、そして次に、ゾーン「ａ」５２４ａのためのＶＲｅｆを、電圧レギュレータ５１６の非反転端子に提供する。
【００７８】
次いで、コントローラ２０によって印刷サイクルのための開始信号が提供され、これにより、イネーブル液滴吐出素子５２２のグループ５２６が、行５２０にわたって左から右シフトされ、電圧レギュレータ５１６が、ゾーン「ａ」５２４ａのＶＲｅｆとＶｆｄとの比較に基づくレベルを有するＶｐｐを電圧電源経路に提供する。５５８において開始信号を受け取ると、イネーブルグループ５２６が、（ゾーン「ａ」５２４ａからゾーン「ｂ」５２４ｂへのように）あるゾーンから次のゾーンへと横切った時を検出するために、ＺＰＣ５５０は、５６０において受け取ったシステムクロック信号のクロックパルスをカウントし始め、該クロックパルスのカウントと、格納された「ゾーンマップ」とを比較する。
【００７９】
この期間中、ＺＰＣ５５０は、５６２において受け取ったパルス幅信号と、経路５６４を介して温度センサ５５６ｂから受け取ったゾーン「ｂ」５２４ｂについての温度データとに基づいて、ゾーン「ｂ」５２４ｂについての所望のＶｐｐ電源電圧レベルを計算する。  次いで、ＺＰＣ５５０は、ゾーン「ｂ」５２４ｂについての所望のＶｐｐ電源電圧レベルを、ゾーンレジスタ５５２ｂ内に置く。一実施形態において、液滴吐出ゾーン「ｂ」５２４ｂの第１の液滴吐出素子５２２が、イネーブルグループ５２６の一部になったことをＺＰＣ５５０が検出した時には、ＺＰＣ５５０は、ゾーンレジスタ５５２ｂに対して「指定（指示）:point」して、経路５６６を介して所望のＶｐｐ電源電圧レベルをＤ／Ａ変換器５５４に提供する。次いで、Ｄ／Ａ変換器は、５７０において所望のＶｐｐ電源電圧レベルを対応するアナログ電圧レベルＶＲｅｆに変換する。更に、Ｄ／Ａ変換器５５４は、次いでＶＲｅｆを電圧レギュレータ５１６の非反転端子に提供し、該電圧レギュレータ５１６は、ゾーン「ｂ」５２４ｂのＶＲｅｆとＶｆｄとの比較に基づくレベルを有するＶｐｐを電圧電源経路５２８に提供し始める。
【００８０】
行５２０全体にわたる温度勾配における緩やかな変化に起因して、イネーブル液滴吐出素子のグループ５２６が一方の液滴吐出ゾーン５２４から他方の液滴吐出ゾーンへと遷移する時に、非反転端子に提供される所望のＶｐｐ電圧レベルが厳密に更新されることは、一般には重要ではない。従って、一実施形態において、ＺＰＣは、液滴吐出ゾーン「ｂ」５２４ｂの第１の液滴吐出素子５２２がイネーブルグループ５２６の一部になったことを検出した後に所定のクロックサイクル数になるまでゾーンレジスタ５５２ｂに対して指示しない。別の実施形態において、ＺＰＣは、液滴吐出ゾーン「ｂ」５２４ｂの第１の液滴吐出素子５２２がイネーブルグループ５２６の一部になったことを検出する前に所定のクロックサイクル数をゾーンレジスタ５５２ｂに対して指示する。
【００８１】
上記のプロセスは、イネーブル液滴吐出素子５２２のグループ５２６が、行５２０の各液滴吐出ゾーン５２４を通じてシフトするときに繰り返される。次の印刷サイクルのための開始信号が受け取られる前に、ＺＰＣ５５０は、温度センサ５５６ａからの更新された温度データを使用して、ゾーン「ａ」５２４ａのための所望のＶｐｐ電源電圧レベルを決定し、その計算した値をゾーンレジスタ５５２ａ内に格納する。次いで、このプロセスは、後続する各印刷サイクルごとに繰り返される。
【００８２】
このようにして計算されたＶｐｐ電源電圧レベルを、各液滴吐出ゾーン５２４に提供することによって、エネルギーコントローラ５２３は、行５２０の導通液滴吐出素子５２２に最適量のエネルギーを配送する。各ゾーンに最適量のエネルギーを提供することによって、液滴吐出素子の温度が高くなり過ぎるのを防ぎ廃熱を低減することができ、それにより結果として印刷劣化の発生が低減し、液滴吐出素子の動作寿命が長くなる可能性がある。更に、プリントヘッドアセンブリ５１２の動作周波数が温度に反比例するので、廃熱の減少によって、プリントヘッドアセンブリ５１２が、より高い周波数において動作することも可能となり、従って画像データの処理量を高めることができる。
【００８３】
図１１は、液滴吐出素子に提供されるエネルギーを制御するためにゾーン電圧制御を使用する本発明によるワイドアレイインクジェットプリンティングシステム７１０の一部を示すブロック及び概略図である。プリンティングシステム７１０は、プリントヘッドアセンブリ７１２、ゾーンコントローラ７１４、及び電圧レギュレータ７１６を備える。プリントヘッドアセンブリ７１２は、フィードバック回路７１８と、Ｎ個の液滴吐出素子（図内ＤＥ）７２２ａ〜７２２Ｎの行７２０とを更に備える。一実施形態において、行７２０は、最大寸法にほぼ等しい幅（例えばプリントヘッドが中に配置されたプリンタ内へと挿入されることが可能な印刷媒体の幅）か、あるいは流体が吐出される領域の一部の最大寸法（例えば印刷媒体上に印刷されることが可能な１つの印刷区画（swath）の最大幅）だけ延在する。一実施形態において、示されるように、フィードバック回路７１８は、プリントヘッドアセンブリ７１２のためのドライブ回路構成の一部を含む。一実施形態において、示されるように、電圧レギュレータ７１６は、プリントヘッドアセンブリ７１２の外部にある。一実施形態において、電圧レギュレータ７１６は、コントローラ２０の一部を形成する（図１を参照）。電圧レギュレータ７１６とフィードバック回路７１８とが一緒になって、ゾーンコントローラ７１４と関連して、プリントヘッドアセンブリ７１２のゾーン電圧制御によって液滴吐出素子７２２に提供されるエネルギーを制御するエネルギーコントローラ７２４を形成する。
【００８４】
Ｎ個の液滴吐出素子７２２ａ〜７２２Ｎの行７２０は、ゾーン７２４ａ〜７２４Ｍとして示されたＭ個の液滴吐出ゾーン内へと配置され、各液滴吐出ゾーンは、少なくとも１つの液滴吐出素子７２２を有する。液滴吐出素子７２２の数は、ゾーンによって変化させることができるが、液滴吐出ゾーン７２４ａ〜７２４Ｍの液滴吐出素子の総数はＮになる。各液滴吐出ゾーン７２４は、７２８ａ〜７２８Ｍとして示された対応するＶｐｐ供給経路７２８と、７３０ａ〜７３０Ｍとして示された対応する電力グランド経路７３０とを有する。各ゾーンのＶｐｐ供給経路７２８は、対応するＶｐｐ入力ピン７３２において別個の電源電圧Ｖｐｐを受け取り、各ゾーンの電力グランド経路は、対応するグランドピン７３４に結合される。各ゾーン７２４の液滴吐出素子（複数可）７２２は、対応する電源経路７３６と対応するグランド線７３８を介して、それぞれ各ゾーンの対応する電圧供給経路７２８と電力グランド経路７３０との間に結合される。
【００８５】
一実施形態において、プリントヘッドアセンブリ７１２は、１つの印刷サイクルにおいてＮビットの画像データの１行を印刷するよう構成され、Ｎビットのデータはそれぞれ、Ｎ個の液滴吐出素子７２２のうちのそれぞれの液滴吐出素子に対応する。一実施形態において、図７によって上記に説明したように、近傍の液滴吐出素子のグループ７２６が、イネーブルにされて、対応するＶｐｐ供給経路７２８から対応するグランド経路７３０へと電流を流すグループ７２６の各導通液滴吐出素子７２２と同時に導通させて、そこからインク滴が吐出される。データの行を印刷するために、イネーブル液滴吐出素子のグループ７２６は、連続的に、右端における１つの追加の液滴吐出素子７２２をイネーブルにし、ある期間後にグループ７２６の左端における１つの液滴吐出素子７２２をディセーブルにすることによって、行７２０にわたって左から右にシフトされる。一実施形態において、前記期間は、システムクロックの各サイクルに対応させることができる。
【００８６】
示されるように、グループ７２６が行７２０にわたって左から右にシフトされると、グループ７２６は、１つか又は複数の液滴吐出ゾーン７２４からの液滴吐出素子７２２を含むことができる。所与の時間において実際に導通し、すなわち発射するイネーブルグループ７２６内におけるイネーブル液滴吐出素子７２２の数は、印刷されることとなる対応する画像データに依存する。図７によって上記に説明したようなＶｐｐ供給経路７２８の寄生抵抗と発射液滴吐出素子７２２の数とに起因して、所与の液滴吐出ゾーン７２４内の各導通液滴吐出素子７２２の両端にかかる電圧は、変更される可能性がある。
【００８７】
各液滴吐出ゾーン７２４は、対応するフィードバック回路７１８を有する。図６及び図によって上記に説明されたやり方と類似したやり方において、各フィードバック回路７１８は、経路７４０及び７４２を介して、対応する液滴吐出ゾーン７２４の各導通液滴吐出素子７２２の両端に結合するよう構成される。各フィードバック回路７１８は、対応する液滴吐出ゾーン７２４の各導通液滴吐出素子７２２の両端の電圧の平均にほぼ等しいフィードバック電圧（Ｖｆｄ）を出力ピン７４４において提供する。
【００８８】
ゾーンコントローラ７１４は、ゾーンポインタ／Ｖｐｐコンピュータ（ＺＰＣ）７５０、ゾーンレジスタ７５２、及びデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器７５４を備え、各ゾーンレジスタ７５２及び各Ｄ／Ａ変換器７５４は、液滴吐出ゾーン７２４のそれぞれに対応する。ゾーンコントローラ７１４は、プリントヘッドアセンブリ７１２の内部に配置された温度センサ７５６を更に備え、各温度センサ７５６は、液滴吐出ゾーン７２４のうちのそれぞれの液滴吐出ゾーンの付近に配置され、且つ、滴吐出ゾーン７２４のうちのそれぞれの液滴吐出ゾーンに対応する。他の実施形態において、各液滴吐出ゾーン７２４は、複数の対応する温度センサ７５６を備えることができる。各温度センサ７５６は、対応する液滴吐出ゾーン７２４の液滴吐出素子７２２の温度を表す温度データを提供する。
【００８９】
ＺＰＣ７５０は、コントローラ２０（図１を参照）のようなコントローラから、７５８において印刷サイクル開始信号を受け取り、７６０においてクロック信号を受け取り、７６２において発射イネーブルパルス幅信号を受け取る。該発射イネーブルパルス幅信号は、グループ７２６を構成する近傍のイネーブル液滴吐出素子の数を示す。ＺＰＣ７５０はまた、７６４において、プリントヘッドアセンブリ７１２内に配置されたゾーン温度センサ７５６から温度データを受け取る。示されたような一実施形態において、ゾーンコントローラ７１４は、温度センサ７５６を除いて、プリントヘッドアセンブリ７１２の外部である。一実施形態において、ゾーンコントローラ７１４は、温度センサ７５６を除いて、コントローラ２０の一部を形成する。
【００９０】
各ゾーンのＶｐｐ供給経路７２８に提供される電源電圧Ｖｐｐがその対応する所望のＶｐｐレベルにほぼ等しい値に維持される場合には、最適量の（すなわち、少なすぎることもなく多すぎることもない）エネルギーが、各液滴吐出ゾーン７２４の導通液滴吐出素子７２２に提供されることとなるようにＺＰＣ７５０は、各液滴吐出ゾーン７２４についての所望のＶｐｐ電源電圧レベルを決定する。一実施形態において、７６２において受け取ったイネーブルグループ７２６の幅と、７６４において各ゾーンの対応する温度センサ７５６から受け取った温度データとに基づいて、ＺＰＣ７５０は、各液滴吐出ゾーン７２４ごとの所望のＶｐｐを計算する。他の実施形態において、ＺＰＣ７５０は、各液滴吐出ゾーン７２６の発射抵抗器の平均抵抗と、各ゾーンの発射抵抗器によって必要とされるエネルギーに影響する可能性のある他の因子とに更に基づいて、各ゾーンごとの所望のＶｐｐの計算を行う。
【００９１】
ＺＰＣ７５０は、各液滴吐出ゾーン７２４ごとに計算した所望のＶｐｐレベルを、経路７６６を介して、対応するゾーンレジスタ７５２内に置く。対応するＤ／Ａ変換器７５４が、経路７６８を介して、各ゾーンレジスタ７５２に結合される。各Ｄ／Ａ変換器は、経路７６８を介して、所望のＶｐｐ値をその対応するゾーンレジスタ７５２から受け取り、それを７７０においてアナログ基準電圧値（ＶＲｅｆ）に変換する。
【００９２】
電圧レギュレータ７１６はそれぞれ、エラー増幅器として動作するように構成された演算増幅器を含み、各電圧レギュレータは、液滴吐出ゾーン７２４のうちのそれぞれの液滴吐出ゾーンに対応する。電圧レギュレータ７１６は、経路７８２を介して、正電圧端子において電源７８０に接続され、負電圧端子においてグランドに接続される。各電圧レギュレータ７１６は、液滴吐出ゾーン７２４に対応するフィードバック回路７１８によって出力ピン７４４に提供されるフィードバック電圧Ｖｆｄを反転端子において受け取る。更に、各電圧レギュレータ７１６は、液滴吐出ゾーン７２４に対応するＤ／Ａ変換器７５４によって７７０に提供される基準電圧ＶＲｅｆを非反転端子において受け取る。
【００９３】
各電圧レギュレータ７１６は、対応する液滴吐出ゾーン７２４の電圧電源経路７２８に電源電圧Ｖｐｐを入力ピン７３２を介して提供する。該Ｖｐｐは、ＶｆｄとＶＲｅｆとの比較に基づく。ＶｆｄがＶＲｅｆよりも小さい時には、電圧レギュレータ７１６は、Ｖｐｐ入力ピン７３２に提供されるＶｐｐを引き上げる。これとは逆に、ＶｆｄがＶＲｅｆを超える時には、電圧レギュレータ７１６は、Ｖｐｐ入力ピン７３２に提供されるＶｐｐを低下させる。このようにして、各電圧レギュレータ７１６は、ＶＲｅｆにほぼ等しく、従ってＺＰＣ７５０によって計算される対応する液滴吐出ゾーンについての所望のＶｐｐにほぼ等しい、液滴吐出素子７２２の両端にかかる電圧を、対応する液滴吐出ゾーン７２４内の導通液滴吐出素子に提供し且つ維持する。
【００９４】
本明細書内において特定の実施形態が図示され且つ説明されてきたが、示され且つ説明された該特定の実施形態を、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な代替及び／又は等価な実施形態に置き換えることができることを当業者であれば理解されよう。本出願は、本明細書内において説明された特定の実施形態の任意の適応形態か又は変形形態を包含することが意図されている。従って、本発明は、特許請求の範囲とその等価物によってのみ限定されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明によるインクジェットプリンティングシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１のプリンティングシステム内において使用可能な、本発明によるプリントヘッドアセンブリの一実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】図２のプリントヘッドアセンブリの別の実施形態を示す概略斜視図である。
【図４】図２のプリントヘッドアセンブリの外側層の一部の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図５】図２のプリントヘッドアセンブリの一部の一実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明によるワイドアレイインクジェットプリンティングシステムの一実施形態の一部を示すブロック図である。
【図７】本発明によるプリントヘッドアセンブリの一実施形態の一部を示す概略図である。
【図８】本発明によるワイドアレイインクジェットプリンティングシステムの一実施形態の一部を概して示すブロック図である。
【図９Ａ】本発明によるプリントヘッドアセンブリの一実施形態の一動作例を示す電圧グラフである。
【図９Ｂ】本発明によるプリントヘッドアセンブリの一実施形態の一動作例を示す電圧グラフである。
【図９Ｃ】本発明によるプリントヘッドアセンブリの一実施形態の一動作例を示す電圧グラフである。。
【図９Ｄ】本発明によるプリントヘッドアセンブリの一実施形態の一動作例を示す電圧グラフである。。
【図１０】本発明によるゾーン電圧制御を用いるインクジェットプリンティングシステムの一実施形態の一部を示すブロック図である。
【図１１】本発明によるゾーン電圧制御を用いるインクジェットプリンティングシステムの一実施形態の一部を示すブロック図である。
【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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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
2007525344.tif 000014
【図１０】
2007525344.tif 000015
【図１１】
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【国際調査報告】
2007525344.tif 000017
2007525344.tif 000018