(57)【要約】【課題】上記タイプの制御ユニットを改良することにより精密な温度調節を可能にすること。【解決手段】本発明は複数の熱源を有する印刷装置用の制御ユニットに関し、各熱源は個々の電力レベルで作動可能であり、制御ユニットは、熱源に供給される電力を制御することにより、各時間において、送出された個々の電力レベルの合計を最大許容電力以下にするように適合されている。制御ユニットは、連続サイクルに基づいて熱源に送出される電力を制御し、各サイクルに対して、各熱源について要求される電力パルス継続時間を受け取り、個々の電力レベルおよび要求されるパルス継続時間に基づいて熱源に電力が送出されるべき時間を上記サイクル内に事前決定し、および事前決定された時間に従って上記サイクル内に電力を送出するように適合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各熱源（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が個々の電力レベル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）で作動可能である、複数の熱源を有する印刷装置用の制御ユニット（４８）であって、
制御ユニット（４８）は、熱源（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に供給される電力を制御することにより、各時間において、送出された個々の電力レベルの合計を最大許容電力以下にするように適合されており、
制御ユニット（４８）は、連続サイクルに基づいて熱源（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に送出される電力を制御し、各サイクルに対して、各熱源について要求される電力パルス継続時間を受け取り、個々の電力レベル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）および要求されるパルス継続時間に基づいて熱源（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に電力が送出されるべき時間を前記サイクル内に事前決定し、事前決定された時間に従って前記サイクル内に電力を送出するように適合されていることを特徴とする、制御ユニット（４８）。
【請求項２】
各熱源（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に対する優先順位のランクを指定する優先順位リストを受け取り、さらに優先順位に基づいて、熱源（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に電力が送出されるべき時間を前記サイクル内で事前決定するように適合されている、請求項１に記載の制御ユニット（４８）。
【請求項３】
検出された温度と基準温度との差である誤差信号に基づいて各加熱要素（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に対して要求される電力パルス継続時間を決定する、フィードバックループ構成要素（ＰＩＤ１、ＰＩＤ２、ＰＩＤ３）を備える、請求項１または２に記載の制御ユニット（４８）。
【請求項４】
各熱源が電源ユニット（８２）により個々の電力レベルで作動可能である、複数の熱源（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を備えた印刷装置であって、
各熱源（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）によって供給される対象物の温度を検出する温度センサ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）と請求項３に記載の制御ユニット（４８）とをさらに備える、印刷装置。
【請求項５】
熱源の少なくとも１つが、ホットメルト型印刷ヘッド（１０）の融解ユニット（２８、３０、３２）に対する加熱要素（４２、４４、４６）である、請求項４に記載の印刷装置。
【請求項６】
最大許容電力が調節可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載の印刷装置。
【請求項７】
各熱源が個々の電力レベルで作動可能である、複数の熱源に供給される電力を制御する方法であって、
各時間において、送出される個々の電力レベルの合計が最大許容電力以下になるように、熱源に電力を送出することを備えてなり、
この方法は、
連続サイクルに基づいて熱源に電力を送出することと、各サイクルに対して、
（ａ）各熱源について、要求される電力パルス継続時間（Ｓ１０２、Ｓ２０２、Ｓ３０２）を受け取ることと、
（ｂ）個々の電力レベルおよび要求されるパルス継続時間（Ｓ１１６、Ｓ２１６、Ｓ３１６、Ｓ１２０、Ｓ２２０、Ｓ３２０）に基づいて、熱源に電力が送出されるべき時間を前記サイクル内で事前に決定することと、
（ｃ）前記サイクル内に、事前決定された時間に従って電力を送出することと、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項８】
各サイクルについて、各熱源に対する優先順位のランクを指定する優先順位リストを受け取り（Ｓ１０４、Ｓ２０４、Ｓ３０４）ことと、
さらに優先順位に基づいて、熱源に電力が送出されるべき時間を前記サイクル時間内で事前決定することと、をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
各熱源に対して受け取られる要求される電力パルス継続時間は、検出された温度と基準温度との差である誤差信号に基づいて、要求される電力パルス継続時間を決定する、フィードバック制御ステップにより得られる、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
最大許容電力が、個々の電力レベル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）および要求されるパルス継続時間に基づいて、ステップ（ａ）と（ｂ）との間のステップにおいて調節される、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
命令により少なくとも１つのプロセスユニットが請求項７から１０のいずれかの方法のステップを実行することを含む、コンピュータ可読媒体上に存在するコンピュータプログラムプロダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の熱源を有する印刷装置用の制御ユニットに関し、各熱源は個々の電力レベルで作動可能であり、制御ユニットは熱源に供給される電力を制御するように適合されており、この結果、各時間において、伝達される個々の電力レベルの合計は最大許容電力以下となる。本発明はまた、このタイプの制御ユニットを備える印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような制御ユニットは、内部の複数の２次部品が加熱を必要とする印刷システム内に設けられてもよい。抵抗体などの熱源は、加熱される２次部品に近接して設けられ、電力（すなわち、電流）を供給される必要がある。有利には、多数の熱源が同一の電源ユニットに接続される。制御ユニットはインクジェット印刷システム内、例えばホットメルト型インクジェットプリンタ内に設けられてもよい。
【０００３】
上記タイプの制御ユニットはＥＰ０９８７６０５から知られている。ヒータは２つのグループに分割され、２つのグループの電力消費はほぼ等しくされている。電源コントローラは第１時間全体を通して第１グループのヒータに供給される電力を制御する。第１時間の間、第１グループのヒータにより加熱される対象物の温度が事前設定の下限温度より低下すると、電力が第１グループのヒータに供給される。第１グループのヒータにより加熱される対象物の温度が事前設定の上限温度に達すると、電源が第１グループのヒータから切り離される。このような状態は第１時間全体を通して繰り返され得る。第１時間が経過後は、第１グループのヒータ用のスイッチはオフに切り換えられる。次に、電源コントローラは第２時間全体を通して第２グループのヒータに供給される電力を制御する。第２時間が経過後は、第１グループのヒータへの電力供給は再度、第１時間全体を通して制御される。
【０００４】
ＥＰ０９８７６０５から知られている制御ユニットの欠点は、それぞれのグループのヒータによって加熱される対象物の温度が、対象物が小さい熱質量を含む場合は時間的に大幅に変動することである。この理由は、コントローラがヒステリシス制御原理に基づいているためである。知られているコントローラがインクジェット印刷システムに組み込まれている場合、これは結果的に時間的に不安定な印刷結果を招くことになる。比較的大きいインクの温度変動は、印刷結果に特に不利な影響を与える。さらに、ヒータはある一定のグループに分割される必要があり、新しく提案されたアルゴリズムがヒータに電力を動的に配分する。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０９８７６０５号明細書
【特許文献２】米国特許第４９２０２５２号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１１８４７６８号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１６７９５７２号明細書
【特許文献５】特開平６−４００３号公報
【特許文献６】特開２００６−７９０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記タイプの制御ユニットを改良することにより精密な温度調節を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、連続サイクルに基づいて熱源に送出される電力を制御し、各サイクルに対して、各熱源について要求される電力パルス継続時間を受け取り、個々の電力レベルおよび要求されるパルス継続時間に基づいて熱源に電力が送出されるべき時間を上記サイクル内で事前決定し、および事前決定された時間に従って上記サイクル内に電力を送出する、ように適合されている制御ユニットによって達成される。
【０００７】
事前決定される方法は全ての新しいサイクルに関して変更することもできるため、熱源の需要を考慮に入れて、各サイクルの間に電力を熱源に送出できる。これにより精密な温度調節が可能になる。これにより、さらに、時間的に安定した印刷結果を得ることができる。
【０００８】
本発明はさらに、複数の熱源（各熱源は個々の電力レベルで作動可能である）に供給する電力を制御する方法に関し、この方法は、各時間において、送出される個々の電力レベルの合計が最大許容電力以下になるように、熱源に電力を送出することを含む。
【０００９】
本発明の方法は、ＥＰ０９８７０５の知られている方法に従って制御されるシステムに発生する比較的大きい時間的温度変動の問題を解決する。
【００１０】
精密な温度調節は、連続サイクルに基づいて熱源に電力を送出することと、各サイクルに対して、
（ａ）各熱源について、要求される電力パルス継続時間を受け取ることと、
（ｂ）個々の電力レベルおよび要求されるパルス継続時間に基づいて、熱源に電力が送出されるべき時間を上記サイクル内で事前に決定することと、
（ｃ）上記サイクル内に、事前決定された時間に従って電力を送出することと、を含む方法によって可能となる。
【００１１】
本発明による方法では、複数の加熱要素は単一電源ユニットによって効率的に電力供給されてもよい。電源ユニットは必ずしも、全ての加熱要素に同時に十分な電力を送出できない。したがって、各加熱要素が電力供給する時間は、いわゆるスケジューラによって決定され、このスケジューラは全体供給電力が最大許容電力を超えないことを保証する。
【００１２】
次に、本発明の例示的な非限定の実施形態が図面と併せて説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は３つのチャネルブロック１２、１４および１６（各色はシアン、マジェンタおよびイエロー）を備える印刷ヘッド１０の概略図を示す。印刷ヘッド１０をインクジェットプリンタのキャリッジに取り付けることにより、記録媒体を横切って主走査方向に往復運動するようにしてもよい。各チャネルブロックはインクチャネルのアレイおよびノズルの線形アレイを有し、このノズルを通して、液滴１８が印刷ヘッドに供給される画像信号に応じて記録媒体（図示せず）上に噴射される。各チャネルブロックの側面には、アクチュエータブロック２０が固定され、インク液滴の噴出を可能にしている。３つのチャネルブロック１２、１４および１６の各１つの上には、インク容器２２、２４および２６がそれぞれ設けられている。インク容器２２、２４および２６の各１つは、融解ユニット２８、３０および３２にそれぞれ接続されている。融解ユニットは、ホットメルトインクを融解し、融解インクを対応する容器に移送するように構成されている。ホットメルトインクは、例えばインクペレット３４のような固形で融解ユニットに供給される。その後インクは、加熱要素４２、４４および４６のそれぞれによって約１３０℃の温度に加熱され、融解される。加熱要素４２、４４および４６の各１つは、電源ユニットから加熱要素に供給される電流をオンまたはオフに切り換えるスイッチを備える駆動要素に接続され、これにより融解ユニット内のインクの温度を制御する。温度センサ３６、３８および４０が融解ユニット２８、３０および３２内に配置され、これによりインク容器に供給されるインク温度を検出する。温度センサ３６、３８および４０の各１つは、それぞれの融解ユニット内のインク温度を表す温度信号を、以下に説明されるとおり、制御ユニット内に置かれたＰＩＤコントローラ（比例−積分−微分コントローラ）に伝送するように構成されている。
【００１４】
加熱要素に供給される電力は、温度制御システム８４の一部である制御ユニット４８によって制御される。これについては次に、図２に関連して説明される。
【００１５】
電力は、例えば直流電圧源である電源ユニット８２によって融解ユニット内の加熱要素４２、４４および４６（例えば、抵抗体）に供給される。電源ユニットから出力できる電力は最大許容電力値に制限される。加熱要素４２、４４および４６の各１つは、スイッチ８０、７８および７６をそれぞれ備える駆動要素を介して電源ユニット８２に接続されている。スイッチは電源ユニット８２から対応するヒータに供給される電流をオンまたはオフに切り換えるのに適応する。スイッチ８０、７８および７６の状態は、電気信号をスイッチに送ってスイッチをオープンまたはクローズにするのに適応する、制御ユニット４８によって制御される。温度センサ３６、３８および４０の出力の各１つは、制御ユニット４８に接続され、それぞれの融解ユニット内のインクの測定された温度を表す信号を制御ユニット４８に伝送するように構成されている。これらの温度信号は、加熱要素４２、４４および４６に供給される電力を調節するために制御ユニット４８によって使用される。簡単にするために、次に、加熱要素４２、４４および４６は単一スイッチング要素Ｗ２を介して電源ユニット８２に接続される単一熱源Ｌ２を形成すると仮定され、温度センサ３６、３８および４０は、比例−積分−微分コントローラＰＩＤ２を介して単一温度信号ＴＥＭＰ２を制御ユニット４８に伝送する単一温度センサＥ２を形成するように構成されていると仮定される。しかし、加熱要素４２、４４および４６は、各要素自体の温度センサ３６、３８および４０のそれぞれによって制御ユニット４８に伝送される温度信号に従って、それぞれのスイッチ８０、７８および７６を介して個々に駆動されてもよい、と理解される。熱源Ｌ２の作動電力レベルはＰ２に等しい値を有すると仮定される。さらに、Ｐ２は最大許容電力の５０％に等しいと仮定される。
【００１６】
印刷ヘッド１０のノズルから噴射される融解インクの液滴は１００℃以上の温度を有し、記録媒体（例えばペーパーシート）上に付着された後に冷却され、凝固する。画像形成プロセスの間、ペーパーシートの温度は低下し過ぎてはならない。この理由は、低下し過ぎると、シート上のインク液滴が過度に急速に冷却され、十分に分散する時間が不足するためである。この理由のため、シートはシート保持板（図示せず）に近接して配置される加熱要素（例えば抵抗体）５０および５２によって加熱される必要がある。温度センサ５６および５８はシート保持板に近接して設けられ、シート保持板の温度を検出するように配置される。ヒータ５０および５２の各１つは、スイッチ６８および７０をそれぞれ備える駆動要素を介して電源ユニット８２に接続される。スイッチ６８および７０の状態（オープンまたはクローズ）は制御ユニット４８によって制御される。温度センサ５６および５８の出力の各１つは、制御ユニット４８に接続され、測定された温度を表す信号を制御ユニット４８に伝送するように構成されている。これらの温度信号は、加熱要素５０および５２に供給される電力を調節するために使用される。簡単にするために、次に、加熱要素５０および５２は単一スイッチング要素Ｗ１を介して電源ユニット８２に接続される単一熱源Ｌ１を形成すると仮定され、温度センサ５６および５８は、比例−積分−微分コントローラＰＩＤ１を介して単一温度信号ＴＥＭＰ１を制御ユニット４８に伝送する単一温度センサＥ１を形成するように構成されていると仮定される。しかし、加熱要素５０および５２は、温度センサ５６および５８それぞれによって制御ユニット４８に伝送される温度信号に従って、それぞれのスイッチ６８および７０を介して個々に駆動されてもよい、と理解される。熱源Ｌ１の作動電力レベルはＰ１に等しい値を有すると仮定される。さらに、Ｐ１は最大許容電力の３０％に等しいと仮定される。
【００１７】
記録媒体（例えばペーパーシート）はペーパーロールからシート保持板に供給されてもよい。シート保持板に達するペーパーの湿度を調節するために、ペーパーは、まだペーパーロール（図示せず）上にある間に予備加熱される。
【００１８】
この目的のために、２つの加熱要素６０および６２がペーパーロールに近接して配置される。温度センサ６４および６６はペーパーロールに近接して設けられ、ロール上のペーパーの温度を検出するように配置される。加熱要素６０および６２の各１つは、スイッチ７２および７４をそれぞれ備える駆動要素を介して電源ユニット８２に接続される。スイッチ７２および７４の状態（オープンまたはクローズ）は制御ユニット４８によって制御される。温度センサ６４および６６の出力の各１つは、制御ユニット４８に接続され、測定された温度を表す信号を制御ユニット４８に伝送するように構成されている。これらの温度信号は、加熱要素６０および６２に供給される電力を調節するために使用される。簡単にするために、次に、ヒータ６０および６２は単一スイッチング要素Ｗ３を介して電源ユニット８２に接続される単一熱源Ｌ３を形成すると仮定され、温度センサ６４および６６は、比例−積分−微分コントローラＰＩＤ３を介して単一温度信号ＴＥＭＰ３を制御ユニット４８に伝送する単一温度センサＥ３を形成するように構成されている仮定される。しかし、加熱要素６０および６２は、温度センサ６４および６６それぞれによって制御ユニット４８に伝送される温度信号に従って、それぞれのスイッチ７２および７４を介して個々に駆動されてもよい、と理解される。熱源Ｌ３の作動電力レベルはＰ３に等しい値を有すると仮定される。さらに、Ｐ３は最大許容電力の４０％に等しいと仮定される。
【００１９】
電子スイッチ６８、７０、７２、７４、７６、７８および８０は、例えばトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴなど）である。制御ユニット４８は、上記各スイッチの状態（オープンまたはクローズ）を制御することにより熱源に供給される電力を制御するように適合されている。各スイッチはスイッチＷ１、Ｗ２およびＷ３として機能的にグループ化されており（図２参照）、したがって、残りの説明においては、制御ユニット４８はスイッチＷ１、Ｗ２およびＷ３の状態を制御するように適合されている、と仮定される。
【００２０】
温度制御システム８４は図３に機能的に示されている。制御ユニット４８は印刷装置の制御ユニットの一部として実現されてもよい。制御ユニット４８は中央処理ユニット（ＣＰＵ）、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、３つの比例−積分−微分（ＰＩＤ）コントローラＰＩＤ１、ＰＩＤ２およびＰＩＤ３、ならびにいわゆるスケジューラ８６を備える。図３にはＣＰＵ、ハードディスク、ＲＡＭは示されていないが、従来の方法で配置される。ＣＰＵはハードディスクに記憶された制御プログラム（例えば、後述のプロセスを実行するために必要とされるコンピュータプログラム）に従って、制御ユニット４８のそれぞれのサブユニットを制御する。ハードディスクに記憶されたデータは必要に応じて、ＣＰＵによってＲＡＭから読み出され、これにより、ＲＡＭは一時記憶プログラムのための領域と、様々なプロセスを実行するためにＣＰＵが使用する作業領域とを有する。
【００２１】
制御ユニット４８は、ソフトウェア構成要素として実現されてもよい３つのＰＩＤコントローラを備える。あるいは、ＰＩＤコントローラはＰ、ＰＤ、ＰＩなどのコントローラに置き換えることもできる。ＰＩＤ１、ＰＩＤ２およびＰＩＤ３の各１つは共通のフィードバックループ構成要素として作用する。ヒータＬ１、Ｌ２およびＬ３によって加熱されるエンティティの温度を制御するための温度基準信号は、Ｔ−ＲＥＦ１、Ｔ−ＲＥＦ２およびＴ−ＲＥＦ３により示される。上に説明されたとおり、これらの温度はそれぞれ、シート保持板、融解ユニット内に含まれるインク、およびペーパーロール上の紙の目標温度を表す。それぞれのエンティティの測定された温度は、温度信号ＴＥＭＰ１、ＴＥＭＰ２およびＴＥＭＰ３として制御ユニット４８のＰＩＤコントローラに供給される。コントローラＰＩＤ２は融解ユニット内のインクの測定された温度値ＴＥＭＰ２を受け取り、この温度を基準設定値であるＴ−ＲＥＦ２と比較する。Ｔ−ＲＥＦ２とＴＥＭＰ２との差は誤差信号を形成し、この誤差信号はコントローラＰＩＤ２によって調整され、熱源Ｌ２に送出される電力に対して要求されるパルス継続時間を調整する。他のＰＩＤコントローラ（ＰＩＤ１およびＰＩＤ３）も同様に作動する。
【００２２】
ソフトウェア構成要素として実現されてもよいスケジューラ８６は、以後に説明されるタスクを実行する。以後の説明では、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄおよび図５への参照がなされる。本発明の実施形態に従って複数の熱源に供給される電力を制御する方法は、図５に示されるステップのいくつかを備える。制御ユニット４８は連続サイクルに基づいて熱源に送出される電力を制御するように構成されている。制御ユニット４８はスイッチＷ１、Ｗ２およびＷ３の状態を制御することにより、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に電力が送出される時間を制御する。
【００２３】
図５に示されるステップは、スケジューラ８６により実行され、単なる例として与える３サイクル、すなわちＣＹＣＬＥ  Ｃ１、ＣＹＣＬＥ  Ｃ２およびＣＹＣＬＥ  Ｃ３に対して、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に電力が送出される時間の事前決定を可能にする。熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に電力が送出される結果として得られた事前決定時間は図４Ａに示され、熱源に送出される電力量を時間の関数として表している。図４Ａには３サイクルが示され、上記サイクルのそれぞれは、リアルタイム温度制御システム８４のサンプリング周期に等しい周期Ｔを有する。各サイクルの周期Ｔは、例えば１０個のタイムユニットに個別に分割され、１つのタイムユニットは値ΔＴを有する、と仮定される。例えば、Ｔは１ｓ（１秒）に等しく、したがってΔＴは０．１ｓ（１００ミリ秒）に等しい。ΔＴは調節システムの精度を表す。さらに、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に対する作動電力値はそれぞれ、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３である、と仮定される。上述のとおり、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３の値はそれぞれ、最大許容電力の３０％、５０％および４０％に達する。
【００２４】
図４Ａに示されるとおり、ＣＹＣＬＥ  Ｃ１は時間０で開始する、と仮定される。電力がこのサイクルにおいて熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に実際に送出される直前に、スケジューラ８６によってアルゴリズムルーチンが実行され、熱源に電力が送出される時間を事前決定する。このルーチンを実行するのに必要な時間はΔＴに比べて極めて短く、本発明の説明では無視できる。したがって、ＣＹＣＬＥ  Ｃ１の間に電力が送出される時間を事前決定するためにスケジューラ８６によって実行されるアルゴリズムルーチンは、時間０において実行され、ほぼ即時に上記サイクルに対する結果としての事前決定結果を送出する、と考える。第１サイクル（ＣＹＣＬＥ  Ｃ１）の間に電力が送出される時間を事前決定するためのアルゴリズムは、図５の左の列に示されるとおり、ステップＳ１０２からＳ１２４を備える。次にステップＳ１０２からＳ１２４は以下に詳細に説明される。
【００２５】
ステップＳ１０２では、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の各１つに対して要求されるパルス継続時間が受け取られる。要求される継続時間の値は、温度センサＣ１、Ｃ２およびＣ３により供給される温度情報に基づいて、ＰＩＤコントローラのＰＩＤ１、ＰＩＤ２およびＰＩＤ３によってスケジューラ８６に伝送される。要求される電力パルス継続時間はデューティサイクル比の形式で表される。例えば、熱源Ｌ１に対して要求される電力パルス継続時間はデューティサイクル比６０％であり、これはＰＩＤコントローラが、スケジューラ８６に対して０．６Ｔに等しい継続時間、すなわち６ΔＴを要求することを示す。要求される電力パルス継続時間は、熱源Ｌ２に対しては７０％（すなわち７ΔＴ）、熱源Ｌ３に対しては９０％（すなわち９ΔＴ）である。
【００２６】
ステップＳ１０４では、スケジューラ８６は熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に対する優先順位を受け取るか、またはそれ自体で決定する。優先順位リストは固定されてもよく、あるいは各サイクルの開始時に変更してもよい。ＣＹＣＬＥ  Ｃ１に対する例では、優先順位はＬ１、Ｌ２およびＬ３に従う。優先順位が固定されている場合においては、優先順位は制御ユニット４８に組み込まれたメモリ手段から受け取られる。一方、優先順位が各サイクルの開始時に変更され得る場合は、優先順位はスケジューラ８６によって事前定義ルールに従って算出される。次に、このようなルールの例が示される。ある特定の時間において、インクペレットが融解ユニット２８、３０または３２のいずれかに供給されたことが検出されると、熱源Ｌ２（融解ユニット内の加熱要素４２、４４および４６を表す）は、次のサイクルに対して最優先順位とされる。例えばペーパーロールから供給されるペーパー量に関しての他のルールも可能である。ペーパーを高速で供給する必要がある場合は、熱源Ｌ３（ペーパー予備加熱機構のヒータ６０および６２を表す）は最優先順位とされる。あるいは、インク付着割合が大きい場合は、熱源Ｌ１（シート保持板加熱システムの加熱要素５０および５２を表す）が最優先順位とされてもよい。優先順位はサイクルごとに変更しもよい。
【００２７】
ステップＳ１０６では、スケジューラは０と１ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ１に電力Ｐ１を割り当てる。熱源Ｌ１が最優先順位範囲を有するため、熱源Ｌ１はＣＹＣＬＥ  Ｃ１の開始時から電力を供給されなければならない。次にステップＳ１０８では、検査が実行され、熱源Ｌ２に対する電力Ｐ２を熱源Ｌ１に対する電力Ｐ１に加算することが結果的に最大許容電力値を超える電力を供給することになるかどうかを決定する。合計値Ｐ１＋Ｐ２がＭＡＸ（最大許容電力値）より小さいため、ステップＳ１０８における検査結果はＮＯである。したがって、次のステップＳ１１０では、スケジューラは０と１ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ２に電力Ｐ２を割り当てる。
【００２８】
次にステップＳ１１２では、検査が実行され、熱源Ｌ３に対する電力Ｐ３を合計値（Ｐ１＋Ｐ２）に加算することが結果的に最大許容電力値を超える電力を供給することになるかどうかを決定する。合計値Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３が最大許容電力値より大きいため、ステップＳ１１２における検査結果はＹＥＳである。したがって、次のステップＳ１１４では、スケジューラは０と１ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ３に電力を割り当てない。最後に、０と１ΔＴとの間の各時間に対して、図４Ａに示されるとおり、Ｌ１「オン」、Ｌ２「オン」およびＬ３「オフ」に事前決定される。時間１ΔＴにおいては、熱源Ｌ１およびＬ２のそれぞれは全体デューティサイクルの１０％を蓄積する。
【００２９】
熱源Ｌ１に対して６０％のデューティサイクル比が要求されるため、スケジューラによってステップＳ１１６で決定されるとおり、時間１ΔＴと６ΔＴとの間の状態は０と１ΔＴとの間の状態と同一状態に留まる。したがって、１ΔＴと６ΔＴとの間の各時間に対して、図４Ａに示されるとおり、Ｌ１「オン」、Ｌ２「オン」およびＬ３「オフ」に事前決定される。時間６ΔＴにおいては、熱源Ｌ１およびＬ２のそれぞれは全体デューティサイクルの６０％を蓄積する。熱源Ｌ１については、蓄積される「オン」継続時間は要求される電力パルス継続時間に等しい。したがって、ＣＹＣＬＥ  Ｃ１の残りについては、熱源Ｌ１はオフにされる。
【００３０】
Ｌ１は時間６ΔＴにおいてオフに事前決定されているため、電力は他の熱源に対して利用可能になる。ステップＳ１１８では、検査が実行され、熱源Ｌ３に対する電力Ｐ３を熱源Ｌ２に対する電力Ｐ２に加算することが結果的に最大許容電力値を超える電力を供給することになるかどうかを決定する。合計値Ｐ２＋Ｐ３が最大許容電力値ＭＡＸより小さいため、ステップＳ１１８における検査結果はＮＯである。したがって、次のステップＳ１２０では、図４Ａに示されるとおり、スケジューラは６ΔＴと７ΔＴとの間の各時間に対して、熱源Ｌ２には電力Ｐ２を熱源Ｌ３には電力Ｐ３を割り当てる。時間７ΔＴにおいては、熱源Ｌ２はデューティサイクルの７０％を蓄積し、熱源Ｌ３はデューティサイクルの１０％を蓄積する。熱源Ｌ２については、蓄積される「オン」継続時間は要求される電力パルス継続時間に等しい。したがって、ＣＹＣＬＥ  Ｃ１の残りについては、熱源Ｌ２はオフにされる。
【００３１】
ステップＳ１２２では、図４Ａに示されるとおり、スケジューラは７ΔＴと１０ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ３に電力Ｐ３を割り当てる。時間１０ΔＴにおいては、熱源Ｌ３はデューティサイクルの４０％を蓄積する。これは要求される電力パルス継続時間である９０％より小さい。しかし、ＣＹＣＬＥ  Ｃ１については、各時間の全ては利用されている。最も低い優先順位を有する熱源Ｌ３は要求される継続時間より短い継続時間を有する電力パルスを受け取る。
【００３２】
ＣＹＣＬＥ  Ｃ１についての各時間の全ては事前決定されているため、ステップＳ１２４では、スケジューラ８６は上記サイクルに対する事前決定を終了する。ＣＹＣＬＥ  Ｃ１に対する事前決定を終了すると直ぐに、制御ユニット４８は信号をスイッチＷ１、Ｗ２およびＷ３に送り、ＣＹＣＬＥ  Ｃ１に対して算出された事前決定（オン／オフ）に従って、時間的なそれらスイッチの状態（オープン／クローズ）を制御する。このように、電力は、スケジューラ８６によって算出されたとおりに、第１サイクルＣ１の間に熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に実際に送出される。図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄの左部分には、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３のそれぞれに送出される電力パルスが第１サイクルＣ１について表されている。
【００３３】
次に、第２サイクル（ＣＹＣＬＥ  Ｃ２）の間に電力が送出される時間を事前決定するアルゴリズムが実行され、図５の中央の列に示されるとおり、ステップＳ２０２からＳ２２４を備える。次にステップＳ２０２からＳ２２４は以下に簡単に説明される。
【００３４】
ステップＳ２０２では、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の各１つに対して要求されるパルス継続時間が受け取られる。熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に対して要求される電力パルス継続時間の値はそれぞれ、デューティサイクル比８０％（８ΔＴに等しい）、５０％（５ΔＴに等しい）および７０％（７ΔＴに等しい）である。
【００３５】
ステップＳ２０４では、スケジューラ８６は熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に対する優先順位を決定または検査する。ＣＹＣＬＥ  Ｃ２については、優先順位はＬ２、Ｌ３およびＬ１に従う。
【００３６】
ステップＳ２０６では、スケジューラ８６は１０ΔＴと１１ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ２に電力Ｐ２を割り当てる。次にステップＳ２０８では、検査が実行され、熱源Ｌ３に対する電力Ｐ３を熱源Ｌ２に対する電力Ｐ２に加算することが結果的に最大許容電力値を超える電力を供給することになるかどうかを決定する。ステップＳ２０８における検査結果はＮＯである。したがって、次のステップＳ２１０では、スケジューラ８６は１０ΔＴと１１ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ３に電力Ｐ３を割り当てる。
【００３７】
次にステップＳ２１２では、検査が実行され、熱源Ｌ１に対する電力Ｐ１を合計値（Ｐ２＋Ｐ３）に加算することが結果的に最大許容電力値を超える電力を供給することになるかどうかを決定する。ステップＳ２１２における検査結果はＹＥＳである。したがって、次のステップＳ２１４では、スケジューラ８６は１０ΔＴと１１ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ１に電力を割り当てない。最後に、１０ΔＴと１１ΔＴとの間の各時間に対して、図４Ａに示されるとおり、Ｌ２「オン」、Ｌ３「オン」およびＬ１「オフ」に事前決定される。
【００３８】
熱源Ｌ２に対して５０％のデューティサイクル比が要求されるため、スケジューラによってステップＳ２１６で決定されるとおり、時間１１ΔＴと１５ΔＴとの間の状態は１０ΔＴと１１ΔＴとの間の状態と同一状態に留まる。したがって、１１ΔＴと１５ΔＴとの間の各時間に対して、図４Ａに示されるとおり、Ｌ２「オン」、Ｌ３「オン」およびＬ１「オフ」に事前決定される。次に、ＣＹＣＬＥ  Ｃ２の残りについては、熱源Ｌ２はオフにされる。
【００３９】
ステップＳ２１８では、検査が実行され、熱源Ｌ１に対する電力Ｐ１を熱源Ｌ３に対する電力Ｐ３に加算することが結果的に最大許容電力値を超える電力を供給することになるかどうかを決定する。ステップＳ２１８における検査結果はＮＯである。したがって、次のステップＳ２２０では、図４Ａに示されるとおり、スケジューラは１５ΔＴと１７ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ３に電力Ｐ３および熱源Ｌ１に電力Ｐ１を割り当てる。次に、ＣＹＣＬＥ  Ｃ２の残りについては、熱源Ｌ３はオフにされる。
【００４０】
ステップＳ２２２では、図４Ａに示されるとおり、スケジューラ８６は１７ΔＴと２０ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ１に電力Ｐ１を割り当てる。時間２０ΔＴにおいては、熱源Ｌ１はデューティサイクルの５０％を蓄積する。これは７０％であった要求される継続時間より短い。しかし、ＣＹＣＬＥ  Ｃ２については、各時間の全ては利用されている。最も低い優先順位を有する熱源Ｌ１は要求される継続時間より短い継続時間を有する電力パルスを受け取る。
【００４１】
ＣＹＣＬＥ  Ｃ２についての各時間の全ては事前決定されているため、ステップＳ２２４では、スケジューラは上記サイクルに対する事前決定を終了する。ＣＹＣＬＥ  Ｃ２に対する事前決定を終了すると直ぐに、制御ユニット４８は信号をスイッチＷ１、Ｗ２およびＷ３に送り、ＣＹＣＬＥ  Ｃ２に対して算出された事前決定に従って、それらスイッチの状態（オープンまたはクローズ）を制御する。このように、電力は、ＣＹＣＬＥ  Ｃ２について算出された事前決定（オン／オフ）に従って第２サイクルの間に熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に送出される。このように、電力は、スケジューラ８６によって算出されたとおりに、第２サイクルＣ２の間に熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に実際に送出される。図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄの中央部分には、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３のそれぞれに送出される電力パルスが第２サイクルＣ２について表されている。
【００４２】
次に、第２サイクル（ＣＹＣＬＥ  Ｃ３）の間に電力が送出される時間を事前決定するアルゴリズムが実行され、図５の右の列に示されるとおり、ステップＳ３０２からＳ３２４を備える。次にステップＳ３０２からＳ３２６は以下に簡単に説明される。
【００４３】
ステップＳ３０２では、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の各１つに対して要求されるパルス継続時間がＰＩＤコントローラから受け取られる。熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に対して要求される電力パルス継続時間はそれぞれ、デューティサイクル比３０％（３ΔＴに等しい）、２０％（２ΔＴに等しい）および４０％（４ΔＴに等しい）である。
【００４４】
ステップＳ３０４では、スケジューラ８６は熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に対する優先順位を決定または検査する。ＣＹＣＬＥ  Ｃ３については、優先順位はＬ３、Ｌ２およびＬ１に従う。
【００４５】
ステップＳ３０６では、スケジューラ８６は２０ΔＴと２１ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ３に電力Ｐ３を割り当てる。次にステップＳ３０８では、検査が実行され、熱源Ｌ２に対する電力Ｐ２を熱源Ｌ３に対する電力Ｐ３に加算することが結果的に最大許容電力値を超える電力を供給することになるかどうかを決定する。ステップＳ３０８における検査結果はＮＯである。したがって、次のステップＳ３１０では、スケジューラ８６は２０ΔＴと２１ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ２に電力Ｐ２を割り当てる。
【００４６】
次にステップＳ３１２では、検査が実行され、熱源Ｌ１に対する電力Ｐ１を合計値（Ｐ３＋Ｐ２）に加算することが結果的に最大許容電力値を超える電力を供給することになるかどうかを決定する。ステップＳ３１２における検査結果はＹＥＳである。したがって、次のステップＳ３１４では、スケジューラ８６は２０ΔＴと２１ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ１に電力を割り当てない。最後に、２０ΔＴと２１ΔＴとの間の各時間に対して、図４Ａに示されるとおり、Ｌ２「オン」、Ｌ３「オン」およびＬ１「オフ」に事前決定される。
【００４７】
熱源Ｌ２に対して２０％のデューティサイクル比が要求されるため、スケジューラによってステップＳ３１６で決定されるとおり、時間２１ΔＴと２２ΔＴとの間の状態は２０ΔＴと２１ΔＴとの間の状態と同一状態に留まる。したがって、２１ΔＴと２２ΔＴとの間の各時間に対して、図４Ａに示されるとおり、Ｌ３「オン」、Ｌ２「オン」およびＬ１「オフ」に事前決定される。次に、ＣＹＣＬＥ  Ｃ２の残りについては、熱源Ｌ２はオフにされる。
【００４８】
ステップＳ３１８では、検査が実行され、熱源Ｌ１に対する電力Ｐ１を熱源Ｌ３に対する電力Ｐ３に加算することが結果的に最大許容電力値を超える電力を供給することになるかどうかを決定する。ステップＳ３１８における検査結果はＮＯである。したがって、次のステップＳ３２０では、図４Ａに示されるとおり、スケジューラ８６は２２ΔＴと２４ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ３に電力Ｐ３および熱源Ｌ１に電力Ｐ１を割り当てる。次に、ＣＹＣＬＥ  Ｃ２の残りについては、熱源Ｌ３はオフにされる。
【００４９】
ステップＳ３２２では、図４Ａに示されるとおり、スケジューラ８６は２４ΔＴと２５ΔＴとの間の各時間に対して熱源Ｌ１に電力Ｐ１を割り当てる。時間２５ΔＴにおいては、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３のそれぞれは要求される電力パルス継続時間を蓄積する。したがって、ステップＳ３２４では、スケジューラ８６は、２５ΔＴと３０ΔＴとの間は熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３をオフになるように事前決定する。サイクルＣ３に対して示される例では、熱源の全ては要求される継続時間に等しいパルス継続時間を有する電力を供給される。
【００５０】
ステップＳ３２６では、スケジューラ８６は第３サイクルＣ３に対する事前決定を終了する。ＣＹＣＬＥ  Ｃ３に対する事前決定を終了すると直ぐに、制御ユニット４８は信号をスイッチＷ１、Ｗ２およびＷ３に送り、ＣＹＣＬＥ  Ｃ３に対して算出された事前決定に従って、それらスイッチの状態（オープンまたはクローズ）を制御する。このように、電力は、スケジューラ８６によって算出された時間において、第３サイクルＣ３の間に熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に実際に送出される。図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄの右部分には、熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３のそれぞれに送出される電力パルスがサイクルＣ３について表されている。
【００５１】
正常作動においては、熱源に電力が送出される時間を制御するために多数のサイクルが実行される、と理解される。
【００５２】
一実施形態では、最大許容電力は、例えば電源ユニットの定格電力に基づく、一定値を有すると考えてもよい。最大許容電力が、熱源により要求される電力に比べて相対的に大きい場合、相対的に大きな電流が各サイクルの第１周期内に電源ユニットにより生成され得、この結果、必要とされる電力が上記第１周期内に熱源に送出される。これに対して、サイクルの第２周期内では、電力が第１周期内で送出されているため、生成される電流は小さく、場合によりゼロになることもある。しかし、大きい電流は電源ユニットから熱源までのケーブルに相対的に大きい損失を発生する。これは損失が電流の二乗に比例するからである。したがって、別の実施形態では、最大許容電力は熱源により要求される電力の合計に応じて設定されてもよい。図６はこのような一実施形態を示す。
【００５３】
図６Ａおよび図６Ｂのそれぞれは、単一サイクルを表すタイムチャートを示し、図では３つの熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３が電力を要求する。説明を容易にする目的で、３つの熱源Ｌ１、Ｌ２およびＬ３のそれぞれは同一定格電力Ｐ０を有し、それぞれは３つのタイムユニットの時間間隔の間においてこの定格電力を要求する、と考える（図４Ａから図４Ｄ参照）。サイクル周期はＴで表される（図４Ａから図４Ｄ参照）。さらに、例として、電源ユニットは３Ｉ０を供給することによって３Ｐ０を生成し、供給するのに適合する。ここでＩ０は、定格電力Ｐ０を出力するために各熱源に供給される電流である。図６のタイムチャートの縦軸は電源ユニットによって供給される電力を示す。上述のとおり、この電力は熱源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に供給される電流Ｉに比例する。
【００５４】
図６Ａは第１実施形態を示し、本実施形態では、一定値の最大許容電力Ｐｍａｘとして、電源ユニットの定格電力を使用する。３つの熱源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれは、３つのタイムユニット（３ｔ）の時間間隔の間において電力Ｐ０を要求するため、電源ユニットは３つのタイムユニットの間に対応する電流３Ｉ０を供給する。この結果、３つのタイムユニットの間のケーブル損失は（３Ｉ０）２に比例し、これは９（Ｉ０）２に等しい。したがって、サイクル周期Ｔの間の全体ケーブル損失は３ｔ×９（Ｉ０）２に比例し、これは２７ｔ×（Ｉ０）２に等しい。
【００５５】
図６Ｂは第２実施形態を示し、本実施形態では、最大許容電力は調節可能であり、例えば、サイクルごとに設定され得る。詳細には、サイクルの開始時に、要求される全体電力とこの電力が要求される間の時間間隔との乗算値が制御ユニットによって決定されてもよく、この決定結果に基づいて最大許容電力を決定することにより、このサイクルの間に供給される電力がほぼ一定になり、または少なくともこのサイクルの間に最小の電流変動（または小さいＲＭＳ）が発生し、これによりケーブルの電力損失を減少し、良好なＥＭＣ性能を実現する、ようにしてもよい。
【００５６】
所望または必要に応じて、最大許容電力はオーバーヘッドに対する所定の値で増加されてもよい。さらに、例えば熱源の１つが決定された最大許容電力より大きい定格電力を有する場合、最小値が適用されてもよい。最大許容電力が熱源の１つの定格電力より小さい場合、このような熱源は要求される電力を提供できない。
【００５７】
次に図６Ｂに戻ると、サイクルの開始時に、熱源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、全体で９つのタイムユニットの間に、全体でＰ０の電力を要求する、と決定される。したがって、このサイクルの間の平均の要求電力は９／１０Ｐ０となる。しかし、熱源のそれぞれに電力供給することを可能にするためには、最小電力はＰ０である。さらに、ある程度のオーバーヘッドを可能にするために、０．３Ｐ０の所定の電力が最小値に加算される。この結果、このサイクルについては、最大許容電力Ｐｍａｘは１．３Ｐ０に等しいと決定される。次に、この最大許容電力Ｐｍａｘに基づいて、熱源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が、同時ではなく、順次に作動される。結果的に、ケーブル損失は９（Ｉ０）２に比例し、この値は図６Ａの第１実施形態に１／３以下になる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】インクジェット印刷システムの印刷ヘッドの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、制御ユニットを備えた温度制御システムの概略図である。
【図３】温度制御システムの機能図である。
【図４Ａ】各熱源に供給される電力が時間の関数として表されている、３つのサイクルを示す。
【図４Ｂ】各熱源に供給される電力が時間の関数として表されている、３つのサイクルを示す。
【図４Ｃ】各熱源に供給される電力が時間の関数として表されている、３つのサイクルを示す。
【図４Ｄ】各熱源に供給される電力が時間の関数として表されている、３つのサイクルを示す。
【図５】本発明の一実施形態による方法のステップを表すフローチャートである。
【図６Ａ】本発明の好適な実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の好適な実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  印刷ヘッド
１２、１４、１６  チャネルブロック
１８  液滴
２０  アクチュエータブロック
２２、２４、２６  インク容器
２８、３０、３２  融解ユニット
３４  インクペレット
３６、３８、４０、５６、５８、６４、６６、Ｅ  温度センサ
４２、４４、４６、５０、５２  加熱要素
４８  制御ユニット
６０、６２  予備ヒータ
６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０  スイッチ
８２  電源ユニット
８４  温度制御システム
８６  スケジューラ
Ｔ−ＲＥＦ  温度基準信号
ＰＩＤ  比例−積分−微分コントローラ
Ｗ  スイッチング要素
Ｌ  熱源
【図１】
2008260287.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008260287.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
2008260287.tif 000011
【図６Ｂ】
2008260287.tif 000012
【外国語明細書】
2008260287.tif 000013
2008260287.tif 000014
2008260287.tif 000015
2008260287.tif 000016
2008260287.tif 000017
2008260287.tif 000018
2008260287.tif 000019
2008260287.tif 000020
2008260287.tif 000021
2008260287.tif 000022
2008260287.tif 000023
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