(57)【要約】　　　（修正有）【課題】プリンタヘッドアセンブリの洗浄を容易にするために有利に位置する制御回路類を備えるプリンタヘッドアセンブリを提供する。【解決手段】インクジェットプリンタヘッドアセンブリ２２５は、複数のノズルと、ノズルによりインクの流れを制御するアクチュエーターに画像データを提供するためのプリンタヘッド１０と機能的に接続している回路類を備える、プリンタヘッド１０を有する。アクチュエーターは、データをローディングするためレジスターステージからレジスターステージにデータが移動される、桁送りレジスターステージによって支持されている。すべてのアクチュエーターのための桁送りレジスターステージは、洗浄アセンブリ２８０によってノズルの洗浄を容易にするためにプリンタヘッド１０の一方の側に位置している。【選択図】　　　　図１４
2004001398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各記録要素がそれぞれの該記録要素の出力を別々に決定するための複数のアクチュエーター（２８、２８ｂ）と関連している、複数の前記記録要素を備えるプリンタヘッド（１０）を有するプリンタヘッドアセンブリ（２２５）と、
前記プリンタヘッドを洗浄するための洗浄アセンブリ（２８０）と、並びに
前記複数の記録要素の洗浄を容易にするために前記プリンタヘッドアセンブリの一方の側にすべて位置している、前記アクチュエーターに画像データを転送するための前記プリンタヘッドアセンブリ上の桁送りレジスター手段（１００）と、
よりなるプリンタ。
【請求項２】
前記桁送りレジスター手段は複数の桁送りレジスターステージを有し、前記複数の桁送りレジスターステージは、出力するための一つの前記桁送りレジスターから一つの前記記録要素と関連する複数の前記アクチュエーターのうちの一つの前記アクチュエーターに受け取られたデータが、該データを別の前記桁送りレジスターステージに移動するための別の前記桁送りレジスターステージに接続するようにインターリーブされて、前記桁送りレジスター手段は、前記一つの桁送りレジスターステージから前記別の桁送りレジスターステージにデータを移動する移動操作において機能しており、前記別の桁送りレジスターステージからのデータ出力は、前記一つの記録要素と関連する前記複数のアクチュエーターの一部分を形成する第二のアクチュエーターの操作を制御するために使用されることを特徴とする、請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
前記記録要素の各々は、異なって相対するアクチュエーターが各前記記録要素のために提供されるように同様の前記複数のアクチュエーターを有し、さらに前記桁送りレジスター手段は前記複数の桁送りレジスターステージを有し、前記ステージはそれぞれの前記アクチュエーターと関連し、各前記記録要素は複数の前記異なる桁送りレジスターステージと関連し、前記桁送りレジスターステージは、一つの前記記録要素のための一つの前記相対するアクチュエーターと関連する前記桁送りレジスターステージに移動されたデータが、前記桁送りレジスターステージから前記桁送りレジスターステージにデータが移動する段階の一つの前記記録要素と関連する第二の異なって相対するアクチュエーターと関連する桁送りレジスターステージに直接的に移動されるように、一つのステージから前記異なるステージにデータを分配する次のステージにデータを移動するように適合されることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
【請求項４】
前記記録要素の各々は、前記異なる相対するアクチュエーターが各ノズルのために提供されるように同様の複数の前記アクチュエーターを有し、さらに前記桁送りレジスター手段は複数の前記桁送りレジスターステージを有し、前記各ステージはそれぞれの前記アクチュエーターと関連し、前記各記録要素は前記複数の異なる桁送りレジスターステージと関連しており、前記桁送りレジスターステージから前記桁送りレジスターステージへデータが移動する段階の前記一つの記録要素よりも異なる記録要素と関連する第二の相対するアクチュエーターと関連する桁送りレジスターステージに直接的に移動される一つの記録要素のために一つの相対するアクチュエーターと関連する桁送りレジスターステージにデータが移動されるように、前記桁送りレジスターステージは、一つの前記ステージから、異なるステージへデータを分配する次ぎのステージに対してデータを移動するために適合されていることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
【請求項５】
前記記録要素はインクジェットノズルであり、前記複数のアクチュエーターは各前記ノズルに関連するヒーター要素であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、プリンタヘッドを有するプリンタに関し、より詳細には、プリンタヘッドの洗浄が容易なプリンタヘッドアセンブリを備えるプリンタに関する。さらにより詳細には、本発明は、複数のアクチュエーターを支援する、複数の桁送りレジスターステージを備えるプリンタヘッドを有するプリンタヘッドアセンブリに関し、当該桁送りレジスターステージは、プリンタヘッドの洗浄を容易にする、例えばインクジェットノズルなどのプリンタヘッドの記録要素の一方の側に位置している。
【０００２】
【従来の技術】
発明の範囲を限定せずに、本発明の背景は、実施例のようにサーマルインクジェットプリンタに関して記載される。近代の印刷はインクジェット印刷技術に多大に依存している。ここで使用される用語“インクジェット”は、下記に限定するわけではないが、印刷技術で周知である、サーマルインクジェット、圧電性及び連続性などの滴依存型又は連続性インクジェットプリンタシステムを含むことを意味する。本質的に、インクジェットプリンタは、紙などの受取り媒体にインク滴を放射することによって画像を生成する。無地用紙上に印刷するプリンタの性能に加えて、低衝撃、低ノイズ、低エネルギー及び低コスト操作は、市販のインクジェットプリンタの幅広い許容性に負っている。
【０００３】
プリンタヘッドは、受取り媒体にインク滴を導くために最も一般的に使用される装置である。プリンタヘッドは一般的に、インク貯蔵所と、インクを貯蔵所から一つ以上のノズルに運ぶ通路を含む。典型的には、洗練されたプリンタヘッドシステムは、例えば、高速の連続インクジェットプリンタシステムなど、適用するための複数のノズルを活用する。シリアルインクジェットプリンタヘッド装置の型は、静電気的に制御されるプリンタヘッドと熱により操作されるプリンタヘッドを含む。両方のプリンタヘッドのタイプは、ノズル開口部から発射されたインキ滴を操作するために使用される方法によって名付けられる。
【０００４】
インクジェットノズルにおける複数のアクチュエータか、又は加熱要素が使用可能なことはインクジェット印刷技術において周知である。例えば、２つのヒーター印刷ノズルを使用するもの（例えば、特許文献１参照）もあれば、一方で１つのノズルに対して９の加熱要素の垂直アレイを使用するもの（例えば、特許文献２参照）もある。滴の形成状態を最適化するために、複数のアクチュエーターの印刷ノズル形態などにおいて独立した制御回路を活用することが望ましい。
【０００５】
連続式又は滴依存型の高速インクジェットプリンタのインクは多くの特異的な特質を有する。例えば、インキは非乾燥性を有するべきであり、その結果、インキチャンバーのインキの乾燥は、インキ小滴の時々の放出、穴及び対応するノズルによって開いたままにされるような状態を妨げるか、又は乾燥した状態になることを遅延させる。グリコールの添加はインクジェットチャンバーによるインクの自由な流れを容易にする。当然のこととして、インクジェットプリンタヘッドは、インクジェット印刷を行なう場合には外部に対して露出している。したがって、上に言及したノズルは多くの空気中の粒子に対して露出している。微粒子の砕片はノズルのまわりで形成され、表面で蓄積するかもしれないし、ノズル及びチャンバー自身に蓄積するかもしれない。すなわち、インクは、インク小滴の適切な形成を阻害するようにノズルをブロックする妨害バーを形成するか、又は表面の湿潤状態を変化する、かかる粒子の破片と合体するかもしれない。適切な小滴の形成を回復するために、表面及びノズルから粒子の破片を洗浄するべきである。従来技術において、洗浄機能は、ブラシ、ワイパー、スプレー、真空吸引装置、及び／又はノズルを通過するインクの放出を含む。
【０００６】
同時に、設計を有用で操作可能にするために実質上相互接続数の制限と同様に、制御回路を実施するために必要な層の数に関して実際的な空間制限がある。設計上の制約におけるこれらの型は、印刷の間にプリンタヘッドに印刷データをもたらすシリアル桁送りレジスターの使用を必要とする。設計の制約において、複数の作動したプリンタヘッドを清潔に維持するための最適な解決策がある。
【０００７】
このようにして、インクジェットプリンタは、下記の問題を有し、それらの問題の一つは、インクが乾燥する傾向にあり、ノズルの周りでノズルを塞いでしまう結果となることであり、さらに、別の問題として、制御電子部品の配置により接近性を制限した洗浄ノズルは、使用される洗浄要素と同様にプリンタヘッドアセンブリの設計に関する余分な要求を生じる問題である。
【０００８】
したがって、洗浄に関する最小限の妨害が緩和されるような、プリンタヘッドアセンブリの組み立て方法を必要とする。桁送りレジスターステージを配置するプリンタヘッドとノズルの洗浄を容易にするアクチュエーターは、多くの利点を有する。
【０００９】
【特許文献１】
米国特許第４，７５１，５３１号明細書
【特許文献２】
米国特許第４，６９５，８５３号明細書
【特許文献３】
米国特許第６，０７９，８２１号明細書
【特許文献４】
米国特許第４，８７８，０６５号明細書
【特許文献５】
米国特許第４，８８２，６８６号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，５０２，４７１号明細書
【特許文献７】
米国特許第５，５４３，８２８号明細書
【特許文献８】
米国特許第５，８３８，３３９号明細書
【特許文献９】
米国特許第６，２１７，１６３号明細書
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、制御電子部品により制限された空間を有する複数の作動型形態のプリンタヘッドを洗浄する処理方法を提供することを目的とする。本発明は、プリンタヘッドアセンブリの洗浄を容易にするために有利に位置する制御回路類を備えるプリンタヘッドアセンブリを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、各記録要素が記録要素出力を別々に決定するために複数のアクチュエーターをそれと同時に関連している、複数の記録要素を備えるプリンタヘッドアセンブリと、プリンタヘッドを洗浄するための洗浄アセンブリと、複数のアクチュエーターを個々に作動するためのプリンタヘッドアセンブリに画像データを提供するためのプリンタヘッドアセンブリと機能的に接続するデータ径路及び制御電子部品回路類と、並びに複数の記録要素の洗浄を容易にするためにプリンタヘッドアセンブリの一方の側にすべて位置している、プリンタヘッドアセンブリに画像データを転送するための桁送りレジスター手段と、を含むプリンタが提供される。
【００１１】
本発明の技術的な利点は、サーマルインクジェットプリンタヘッドを有するようなプリンタヘッドアセンブリの洗浄を容易にする、費用対効果に優れた構造である。
【００１２】
本発明の特徴と利点を有する本発明をより完全に理解するために、図面を参照して下記において詳細に記載される。
【００１３】
特に提示がされなければ、かかる図面における対応する数字及び記号は、詳細な記載における対応する部分に関連する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の様々な実施態様の製造と使用が下記に詳細に記載されるが、本発明は、様々な特定の内容で具体化することができる多くの適用可能な独創性のある概念を提供することを認識するべきである。例えば、ここに記載の特定の実施態様は、紙などの受取り媒体に画像を記録するための記録要素としての役割をするインクジェットプリンタヘッドで使用されるノズルの詳細が記載される。しかしながら、ＬＥＤ、熱による記録要素、及びレーザーなどの別の型の記録要素は、本発明により提供される進歩における利点であるかもしれないことを理解するべきである。ここに記載の特定の実施例は、本発明の製造及び使用の特定方法を単に例示するものであって、本発明の範囲又は適用を限定しない。
【００１５】
図１を参照するに、サーマルインクジェットプリンタで共通に使用される型のインクジェットプリンタヘッド１０の断面図が示される。より詳細には、インクジェットプリンタヘッド１０は、インクジェットプリンタ（示されていない）で紙などの受取り媒体にインク小滴又は“滴”を導くために共通に使用され、本発明が適用される際に数多の型の記録装置のうち一を有する装置である。インクジェットプリンタヘッド１０を用いて、インクの滴の流れを形成するようにインク滴は十分に迅速な速さで飛び出す。用語“インク滴”、“インク小滴”、“インクの流れ”、及び“インク”は、当該明細書の全体にわたって区別なく使用されるだろう。
【００１６】
インクジェットプリンタヘッド１０は、インク貯蔵所２０、流路１８及び貯蔵所２０から一つ以上の記録要素又はノズル２４にインク３４を輸送する入出口チューブ１６を有する。利便性と図に対する整合性において、ノズルは本発明が適用されるかもしれない単一の型の記録要素を含むだけであることは理解されるべきであるが、用語“ノズル”は本明細書全体にわたって使用される。インクジェットプリンタヘッド１０はまた、取り付けブロック１２、マニホールド１４、及びインク貯蔵所２０からノズル２４への通路を提供する、チューブ１６と流路１８を内部で定義する、基板２２を含む。一般的にノズル２４の数は、デザインの解像度とプリンタヘッドアセンブリの品質により、インクジェットプリンタヘッドに１６０、３２０、又は１２８０ものノズルを供給しており、多数である。一般的には、ノズルは３００ドット／インチ又は高解像度で位置しているかもしれない。図は縮小して描かれず、インクジェットプリンタヘッド１０の主な態様を例証するために拡大することを当業者は認識するだろう。
【００１７】
あるインクジェットプリンタヘッドは熱で操作されるインク滴下技術を用いて製造される。そのようなものとして、熱で操作されるインクジェットプリンタヘッドは、インクジェットプリンタヘッド１０の複数のノズル開口部２６の各々から発射されるインク滴の連続した流れを操作する熱の手段を利用する。各々のノズル開口部２６はまた、当該技術において“口”又は“穴”と呼ばれる。熱による操作において、インクジェットプリンタヘッド１０は、熱による操作を可能にするためにノズル開口部２６の周りに位置して、アクチュエーターとしても知られている、複数の上部ヒーター２８ａと下部ヒーター２８ｂを有する。特に、ヒーター２８ａと２８ｂの各対は、ノズル開口部２６によりインク滴３４の流れを導くために単一のノズル開口部２６に関した状態である。簡潔さのために、用語“ヒーター”及び“複数のヒーター”、“アクチュエーター”及び“複数のアクチュエーター”は区別なく使用されて、対応する部分の単数及び複数の形態を意味する。参照として、米国特許第６，０７９，８２１号明細書は、かかる熱により操作されるインクジェット印刷の詳細な操作を記載する。本件出願人と同一出願人所有のＬｅｅ等によって出願された、米国特許出願第０９／６０７，８４０号明細書は、熱により操作される滴下依存型インクジェット印刷の操作を記載している。
【００１８】
図２は、ヒーター２８ａと２８ｂの使用を例証する、プリンタヘッド１０のような熱により操作されるインクジェットプリンタヘッドを斜視する断面図である。インクジェットプリンタヘッド１０のサブアセンブリを形成するために、基板２２は、取り付けブロック１２に順次接続されている、ガスケットマニホールド１４に付けられている。取り付けブロック１２とガスケットマニホールド１４は、流路１８が定義される、運搬システムを共に形成する。各流路１８は、開口部２６によりノズル２４を出るためのインクの流れ３６のための径路を提供する。熱による歪みによってノズル開口部２６を通過するインクの流れ３６を導くために使用される、ヒーター２８ａと２８ｂは、ノズル開口部２６に関した状態である。
【００１９】
一般的には、ヒーター２８ａと２８ｂは、対応するノズル開口部２６に関して割れたリング状態で配置される。すなわち、ヒーター２８ａと２８ｂは、紙などの受取り媒体に対してノズル開口部２６を出るインクの流れ３６の熱による歪みを許容する、上部ヒーターと下部ヒーターのそれぞれを有する。したがって、上方へ導かれるインクの流れ３６が望ましい場合は、上方へインクの流れ３６を曲げる、下部ヒーター２８ｂが加熱される。しかしながら、下方へ導かれるインクの流れ３６が望ましい場合は、下方へインクの流れ３６を曲げる、上部ヒーター２８ａが加熱される。
【００２０】
ノズル２４は、貯蔵所２０からのインク３４の流れを容易にするためのノズル孔３２を有する。操作において、ノズル孔３２からのインクは開口部２６により放出され、インクの流れ３６として出る。プリンタヘッド１０から遠隔の距離において、インクの流れ３６は、インクの流れ３６として同一方向に飛来する、インク滴に分裂する。一つ以上のヒーター２８に適用される熱のパルスは、印刷方向又は非印刷方向に導かれるインクの流れ３６をもたらす。一般的に、インクは、インクを再処理ユニット（示されていない）に導くガターアセンブリ（示されていない）を使用して非印刷方向から再処理される。このようにして、インク３４は、ノズル開口部２６を出るために、インク貯蔵所２０から流路１８により入出口チューブ１６に移動する。
【００２１】
ノズル開口部２６によるインクの流れは、所望の方向にノズル開口部２６により流れるインクをもたらすために、各ノズル２４を駆動する、印刷データドライバーを有する印刷エンジンによって容易にされる。かかる機能を達成するために利用される電子部品は、印刷データを産出し、印刷エンジンからプリンタヘッドへの印刷データの流れを制御するためのデータ径路と制御電子部品を有する。プリンタヘッドの電子的なインターフェイスのデザインにおいて、シグナル数とインターフェイスの相互接続を最小限にすることが望ましい。
【００２２】
図３は、データがシリアルで適用される場合に、プリンタヘッド１０などのサーマルインクジェット型プリンタヘッドを活用するプリンタシステム５０のデータ径路と制御電子部品の使用を例示している。プリンタシステム５０は、ノズル（図３では示していない）につき２つのヒーター要素を利用するプリンタヘッド１０を含むプリンタアセンブリを有する。プリンタヘッド１０は、インクをドラム６０に取り付けた媒体５８に適用する。別の形態において、媒体はフラットベッドに取り付けられるかもしれないし、プリンタヘッド１０は媒体５８に印刷するキャリッジの手段によって位置付けられるかもしれない。インクはインク供給システム６４からプリンタヘッド１０に供給される。データ径路と制御電子部品５６は、インターフェイス５４を介してプリンタヘッドアセンブリに制御信号６１を提供する。
【００２３】
示されるように、インターフェイス５４は、シリアルデータをプリンタヘッドアセンブリにもたらす、シリアルデータライン６２を有する。データは、正確な印刷が達成されるようにデータの並列性（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｎａｔｕｒｅ）を再格納する、シリアルデータ桁送りレジスター（下記に記載）により送られる。選定されたラスターデータが各ヒーターに運ばれるようにデータは送られる。本質的に、データ径路と制御電子部品５６は、画像の次ぎのラインデータはシリアル桁送りレジスターを下ってシリアルに変化している一方で、現在のラインデータはラッチされて（保存されて）、印刷される媒体に適用される正確なインク量を提供するためには“エネイブル”パルスでゲート制御されることを保証する。
【００２４】
物理的に、インターフェイス５４はプリンタヘッドアセンブリの一部としてのプリンタシステム５０内に取り付けられたケーブルを有する。インターフェイス５４はまた、様々な論理回路、信号径路及び個別の装置、並びに同様の構成部品を有する。プリンタヘッド１０のデザインに依存して、そのような構成部品はプリンタヘッドアセンブリーの重要な価値を使用することができる。したがって、本発明は、データ径路及び制御電子部品５６とプリンタヘッド１０との間の相互接続数を最小限にするプリンタヘッドアセンブリを提供する。
【００２５】
ここで図４を参照するに、プリンタヘッドアセンブリ内に含まれるインターフェイス８０のブロック図の形態で本発明の第一実施態様が示されている。根本的に、本発明のインターフェイス８０は、プリンタヘッド１０を駆動するために必要なデータライン数を最小限にするシリアル桁送りレジスターを使用する。インターフェイス８０は、データ径路及び制御電子部品５６とインターフェイス８０が使用されるプリンタヘッドアセンブリのプリンタヘッド１０との間で操作するように形成される。図４のインターフェイス８０は、多くの印刷ノズルを支持するより典型的なプリンタヘッドで使用される場合と比較して、少数の回路を示しているだけである。
【００２６】
示されるように、各シリアル桁送りレジスター１００は、シリアルに接続されているＮ桁送りレジスターステージ１０４からなる。同様に、各シリアル桁送りレジスター１０２はシリアルに接続されているＮ桁送りレジスターステージ１０６からなる。示されている形態において、Ｎ桁送りレジスターステージ１０４の各シリアル桁送りレジスター１００は、上部ノズルへのデータ転送を支持し、一方でＮ桁送りレジスターステージ１０６を備える各シリアル桁送りレジスター１０２は下部ヒーターのためのデータを供給する。データは、上下のヒーター用に実行される個別のクロックラインを備えた“クロック”ライン９４上で、増加する端の発生における桁送りレジスター１０４，１０６によって計測される。データがシリアル桁送りレジスター１００，１０２のすべての要素にロードされている場合、桁送りレジスターステージ１０４、１０６のＱ出力は、ラッチライン９０を介してラッチレジスター９１のユーザによって獲得される。次いで、ラッチされたデータは、熱が特定のノズルヒーター２８へ適用されたかどうかを確認するために役立つ。ラッチレジスター９１からの出力９０ａは、エネイブルライン８８からのパルスでアンド論理要素８６を使用してゲート制御され、特定のヒーター２８が作動のために選択される場合、ラッチ出力は有効であるだろう。かかるアンド操作の結果はノズルヒータードライバー８４（図５）でスイッチを入れるために使用され、したがって、ヒーター電源でバイアスされる特定のヒーター要素を可能にする。
【００２７】
実際のプリンタヘッドにおいて、Ｎビットのシリアル桁送りレジスター１００，１０２の長さは、３２、６４、１２８、２５６、又は５１２ビットだろう。Ｎビットのシリアル桁送りレジスター１００，１０２の長さは、個々のヒーター２８にアクセスする速度に対して重要な影響を有する。既に説明したように、桁送りレジスター１００，１０２のすべてのＮビットは、桁送りレジスターの内容をラッチレジスター９１に転送するためにラッチライン９０が作動されうる前にロードすべきである。Ｎビットのシリアル桁送りレジスターをロードするために必要な期間は、ヒーターがどのくらい迅速に順次スイッチが入り、次いで切られることができるかを限定する際に個々のヒーターがどのくらい迅速にアドレスされ得るかを制限する。ヒーターをアドレスするために必要な最短時間は、クロックライン９４のクロック信号の周波数とＮビットのシリアル桁送りレジスター１００又は１０２内に含まれる桁送りレジスターステージ１０４，１０６の数、Ｎの関数である。かかる関係は、下記の式１によって成り立っている。
【００２８】
最小限のヒーターのアドレス時間＝（１／周波数クロック）Ｘ　Ｎ　（式１）クロック周波数の選択における上限は、桁送りレジスター回路類の速度によってしばしば抑制される。ヒーターのアドレス時間を最適化するために、シリアル桁送りレジスター１００又は１０２はＮの値を最小限にする少数の桁送りレジスターステージ１０４又は１０６を有するべきである。しかしながら、プリンタヘッドの固定されたノズル数において、Ｎが小さい場合は多数のシリアル桁送りレジスター１００及び１０２となるであろう。従来のプリンタヘッドのデザインにおいて、各追加的なシリアル桁送りレジスターは、追加的なデータライン９２とプリンタヘッドに対して対応する追加的な電子の相互接続を必要とする。多数のＮビットのシリアル桁送りレジスター１００及び１０２は、小型のプリンタヘッドの製造を所望する際に高価になりうるか、又は物理的に非互換性となりうる、プリンタヘッドに対する多数の電子接続を必要とするだろう。
【００２９】
したがって、ヒーターのアドレス時間を最小限にすることとプリンタヘッドに対する相互接続数を最小限にする関係において設計上の矛盾が生じる。プリンタヘッドに対するデータライン９２の数を最小限にするために、Ｎビットのシリアル桁送りレジスター１００、１０２の桁送りレジスターステージの数、Ｎは最大となるであろう。しかしながら、Ｎの大きな値は個々のヒーターをアドレスする時間を著しく増大し、所望の印刷率と同様に使用における流体との互換性を有することがないかもしれない。したがって、本発明は、追加的な実施態様とヒーターのアドレス時間を考慮するプリンタヘッドアセンブリの相互接続数を削減する方法を提供する。
【００３０】
図５を参照するに、本発明の追加的な実施態様の理解を促すであろう、ノズルヒーター２８の詳細が示されている。ヒーター２８ａと２８ｂは、プリンタヘッドノズル２４で相対して位置している。エネイブルライン８８とラッチデータ（ＬＡＴＣＨＥＤ＿ＤＡＴＡ）ライン９０ａは、アンドゲート８６で共にアンドされた（ＡＮＤＥＤ）。アンドゲート８６の出力１２２は、信号を上部ヒーター２８ａ又は下部ヒーター２８ｂの何れかに適切に力を適用する、ヒータードライバー８４に提供する。かかる実施例において、ノズル２４と関連する、２つのヒーター２８ａ又は２８ｂの何れか一つは、ノズルの作動を可能にする。上部ヒーター２８ａ又は下部ヒーター２８ｂの何れかに力を適用することは、活性化されたヒーターから反れるインク小滴の流れを引き起こす。
【００３１】
ここで図６を参照するに、印刷データバッファー２０４とプリンタヘッド１０を有するプリンタヘッドアセンブリとの間の相互接続を備え、符号２００で示されている、印刷システムのブロック図を示している。ノズルコントローラー２０６は、プリンタヘッドアセンブリとの互換性をもたらす画像径路データを処理し、プリンタヘッド１０を操作するために必要な制御信号を提供する。ノズルコントローラー２０６はまた、データと制御信号を印刷データ及び制御信号バス２０８を介して、プリンタヘッドアセンブリに対するすべての信号のバッファー機能を提供する、印刷データバッファー２０４に転送する。ノズルヒーター電源２１０は出力ライン２１２を介してプリンタヘッドアセンブリに力を提供する。
【００３２】
図７，８，９，１０及び１１は、相当数のヒーターを組み込んでいる、プリンタヘッド１０などの大型のプリンタヘッドを有するプリンタヘッドアセンブリのそれぞれの異なるデータ桁送りレジスター構造の一般的なブロック図である。簡潔にするために、各桁送りレジスターステージ、クロック９４、ラッチ９０及びエネイブルライン８８からのそれぞれのラッチングレジスターに対するデータ出力ラインは、各図において省略されている。図７の実施例において、４０の上部の３２ビットのシリアル桁送りレジスター１００と４０の下部の３２ビットのシリアル桁送りレジスターが存在する。各３２ビットのシリアル桁送りレジスター１００と１０２は、対応するデータ入力、データＵ０−データＵ３９及びデータＬ０−データＬ３９をそれぞれ有する。したがって、プリンタヘッドに対して８０のデータライン９２がある。
【００３３】
図８は、相当数のヒーターを備える大型プリンタヘッドの相互接続スキームのブロック図である。図７のように、８０の３２ビットのシリアル桁送りレジスターが示されているが、しかしながら、データ構造はデータライン９２の数を４倍削減するために再構成されている。特に、図８は、より大きな１２８ビットのシリアル桁送りレジスターを形成するようにシリアル接続された４つの３２ビットの桁送りレジスターを示す。図７における８０のデータライン９２と比較して、たった２０のデータライン９２がかかる形態において必要とされる。図７のような同一のヒーターアドレス時間を維持するために、より大型のシリアル桁送りレジスターの桁送りレジスターステージの数がＮ＝３２からＮ＝１２８に増大する理由のために、クロック周波数は４倍増大されることが必要となるだろう。しかしながら、かかる構成の実行を妨げる物理的な障壁があるかもしれない。それにもかかわらず、大型プリンタヘッドは、大型プリンタヘッドのためのモジュール式ビルディングブロックとして使用される小型装置１０８からしばしば構成されることが周知である。
【００３４】
図９は小型装置１０８を備えて構成される大型のプリンタヘッドにおける相互接続スキームのブロック図である。かかる実施例において、各小型装置１０８は、上部のシリアル桁送りレジスター１００のための２つの３２ビットのシリアル桁送りレジスターと、下部のシリアル桁送りレジスター１０２のための２つの３２ビットのシリアル桁送りレジスターを有する。各小型装置１０８はまた、６４のノズル２４と、関連する６４の上部ヒーター２８ａ及び６４の下部ヒーター２８ｂを含む。小型装置１０８は、プリンタヘッドのサイズにおける柔軟性を提供するモジュラー式でプリンタヘッドを構成する機会を提供する。
【００３５】
示されるように、シリアル桁送りレジスターステージ１００と１０２の入力（Ｉ）と出力（Ｏ）は、図８と同様の手段でプリンタヘッドを形成することを可能にする。しかしながら、異なる小型装置１０８のシリアル桁送りレジスターの相互接続がプリンタヘッドに対する追加的な接続を必要とするであろうために、プリンタヘッドに対する追加的な接続は長い桁送りレジスターを使用する利点を減少するだろう。図９の実施例のプリンタヘッドは６０のデータライン９２を必要とされ得る。数多のかかるデータライン９２は、２つのデータライン９２の原因となる、一つの小型装置１０８から次ぎの小型装置１０８へ跳躍するもの（ｊｕｍｐｅｒｓ）である。上部のシリアル桁送りレジスター１００のための２つ以上の３２ビットのレジスターと下部のシリアル桁送りレジスター１０２のための２つ以上の３２ビットのレジスターを有する小型装置１０８において、図９に示される相互接続スキームは、図７の接続スキームに関するように、プリンタヘッドに対する相互接続が比例した、より大きな削減を生ずるだろう。
【００３６】
図１０はモジュール式の小型装置１０８で構成される大型のプリンタヘッドにおける相互接続スキームのブロック図である。小型装置１０８の使用のために、プリンタヘッドはモジュール式で構成され得る。図１０の実施態様において、下部のシリアル桁送りレジスター１０２の３２ビットの桁送りレジスターは、上部のシリアル桁送りレジスター１００の３２ビットの桁送りレジスターを備えてシリアル接続される。小型装置１０８内で４つの桁送りレジスターをシリアル接続することによって、桁送りレジスターの長さは図９でのように再度１２８ビットであるが、しかしながら、かかる実施態様はプリンタヘッドに対する相互接続の著しい削減を提供する。この実施例において、２０のデータライン９２がプリンタヘッドに対して相互接続するために必要とされ得る。図１０に示される見かけ上の簡素なアプローチは、かかる手法で構成した桁送りレジスターが、上部ヒーターと下部ヒーターに幾らかの異なるタイプのデータを含むために、明白ではない。加えて、ノズル１に関した上部ヒーターにおけるシリアルデータの情報は、ノズル１に関する下部ヒーターに関したデータからの３２ビットによって分離される。かかるシリアルビットの流れの発生は、小型のシリアル桁送りレジスターのビット数（この実施例では３２ビット）によって分離される与えられたノズル（上部ヒーターと下部ヒーター）と関連するデータを必要とする。これは、制御された遅延又は選択カウンターをバッファー化及び／又は提供することによって達成できる。
【００３７】
図１０に示される実施態様は、上部及び下部のシリアル桁送りレジスターが、上部及び下部ヒーター２８ａ及び２８ｂのそれぞれをアドレスするために使用される単一のシリアル桁送りレジスターを形成するためにシリアル接続されることを示している。（図４、６、及び７に示されるような２つのシリアル桁送りレジスターとは対照的に）図１０の形態に唯一のシリアル桁送りレジスターが存在する理由で、クロックラインとラッチラインの数もまた削減でき得る。図４、６及び７において、アッパークロック（ＵＰＰＥＲ＿ＣＬＯＣＫ）９４とロークロック（ＬＯＷＥＲ＿ＣＬＯＣＫ）９４の２つのクロックラインが必要とされる。図１０の実施態様において、シリアル桁送りレジスターが単一のクロックライン９４で駆動でき得るように、上部及び下部ヒーター２８ａ及び２８ｂの両者に共通の単一のシリアル桁送りレジスターがある。したがって、本発明は、上部及び下部ヒーター２８ａ及び２８ｂの両者に共通の単一のシリアル桁送りレジスターが単一のラッチライン９０で駆動でき得るように、プリンタヘッドアセンブリで使用される各シリアル桁送りレジスターにおける個別のラッチラインの必要性が除外された、相互接続機能を提供する。かかる手法において、図１０の実施態様は、個別のクロック及びラッチ接続を除外することによってプリンタヘッドに追加的な２つの相互接続を保存する。
【００３８】
ここで図１１を参照するに、本発明によるプリンタヘッドアセンブリの相互接続を最小限にする第三の実施態様の相互接続スキームが示されている。特に、図１０に示されているように、シリアルデータの流れの２つのデータビット（与えられたノズル２４で２つのヒーター２８ａ及び２８ｂと関連した）の３２ビットの分離が要求される。対照的に、図１１は、組み合わされた桁送りレジスターの隣接する桁送りレジスターステージ１０４と１０６が一つのノズル２４に関連する２つのヒーター２８ａと２８ｂを表す際に、上部のシリアル桁送りレジスター１００と下部にシリアル桁送りレジスター１０２の相互接続を示している。下部の桁送りレジスターステージ１０６の出力が上部の桁送りレジスターステージ１０４の入力に接続しており、一方で上部の桁送りレジスターステージ１０４の出力は下部の桁送りレジスターステージ１０６の入力に接続されており、結果として互い違いになる相互接続スキームとなる。上部の桁送りレジスターステージ１０４と下部の桁送りレジスターステージ１０６のかかる互い違いになる相互接続スキームは、図１０の場合のように３２ビットで分離されているのではなく、２つのヒーター２８ａ、２８ｂ（特定のノズル２４に関連する）に関連したデータビットがデータの流れで互いに隣接することを可能にする。
【００３９】
与えられたノズルのための２つのヒーター２８ａ及び２８ｂに関連したデータの流れでの隣接するデータビットの発生は容易であり、データの流れを生じるために利用される回路類を簡素化する。かかる実施例において、３２ビットのシリアル桁送りレジスターの４つは、上に記載の手段ですべてインターリーブされ、桁送りレジスターの完全な長さは１２８ビットであるだろう。１２８ビットの桁送りレジスターは、小型装置１０８外側からの１つのＤＡＴＡライン９２の入力を有する。図１１は、相互接続スキームが、モジュール式のプリンタヘッドの一つの小型装置１０８内で桁送りレジスターステージ１０４と１０６に接続するために使用できることを示している。したがって、図１１の実施態様はまた、図９にオリジナルとして記載されたプリンタヘッドヒーターの形態において総計２０に対するＤＡＴＡライン９２の数を最小限にする。
【００４０】
図１１に示される実施態様は、それぞれの桁送りレジスターステージからのそれぞれの出力で、それぞれ上部及び下部ヒーター２８ａ及び２８ｂをアドレスするために使用される、単一のシリアル桁送りレジスターを形成するシリアル接続として上部及び下部の桁送りレジスターを示している。（図４、６及び７の相互接続スキームの２つのシリアル桁送りレジスターと比較して）図１１の相互接続スキームには唯一のシリアル桁送りレジスターのみが存在するために、クロックラインとラッチラインの総数は削減される。図４、６及び７において、アッパークロック９４とロークロック９４の２つのクロックラインが必要とされる。図１１の実施態様において、単一のクロックラインで駆動でき得るように、上部及び下部ヒーター２８ａ及び２８ｂに共通の単一のシリアル桁送りレジスターがある。かかる手法において、図１１の実施態様はさらに、プリンタヘッドアセンブリの相互接続数を削減し、不要なクロック及びラッチ接続を除外する。
【００４１】
表１は、本発明の様々な相互接続スキームにおいて必要とされる相互接続数を示している（エネイブル信号８８のために必要な相互接続は表１には含まれない。）。
【００４２】
【表１】
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ここで図１２を参照するに、本発明によりノズル２４と桁送りレジスターステージ２２８がプリンタヘッド１０の洗浄を容易にするように配置されたインクジェットプリンタヘッド１０の上面図が示される。プリンタヘッド１０は、プリンタヘッド１０の印刷長にわたって直線で配置された複数のノズル２４を有する。これは、ノズル１０を通過して受取り要素に画像を形成するインクを放射するためのアレイを形成する。
【００４３】
ヒートドライバー８４の形態の複数のアクチュエーターは、各アクチュエーター８４が各それぞれのノズル２４と関連するように提供される。簡素化のために、用語“アクチュエーター”と“ヒートドライバー”は区別なく使用されるであろう。好ましくは、各アクチュエーター８４はそれぞれのノズル２４からのインキの放射に影響するために別々に駆動できる。ここで２２８として表示されている、複数のデータ桁送りレジスターステージは、各ステージ２２８がそれぞれのノズルアクチュエーター８４と関連し、ノズルアクチュエーター８４が順次、各ノズルのヒーター要素（上部ヒーター要素２８ａ又は下部ヒーター要素２８ｂの何れか）と関連し、異なる桁送りレジスターステージ２２８と関連するように配置される。桁送りレジスターステージ２２８は、一つのステージからデータを異なるステージ２２８に分配する、次ぎのステージへデータを移動するために適合される。プリンタヘッド１０の洗浄は、桁送りレジスターステージ２２８の位置付けと、ノズル２４に届く洗浄機能（示されていない）のために十分な空間が提供され、プリンタヘッドの桁送りレジスター回路に損傷を与えないように、プリンタヘッド１０の基板２２の同じ側に位置しているボンドパッド２７８に接続するワイヤー接続を用いる桁送りレジスターステージ２２８の電子的な相互接続と、によって提供される。図１３Ａはボンドパッドとワイヤー接続（２７８）の位置を例示する。桁送りレジスターステージ２２８がプリンタヘッド１０の他のエリアとは対照的に同一側に配置しているという事実は、例えば、ブラシ、ワイパー、スプレー、真空吸引装置、及び／又は複数のノズル２４によりインクの吐き出しなどの周知の洗浄技術を使用してプリンタヘッド１０の洗浄のために空間が提供されることを意味している。図１３は、プリンタヘッドの洗浄を促進する、かかる桁送りレジスター配置を利用したプリンタヘッドアセンブリ２２５の実行を示す。
【００４４】
図１３に示されているアセンブリ２２５は、かかる桁送りレジスター配置を備えて、外部の電子部品が、図１３Ａで示されるインク小滴の流れ２７０と２７５に対して露出するエリアから上方に隔てて位置されることを示す。それらの構成部品は、プリンタヘッドに対して外部である、電子的なインターフェイス５４の一部分である、電子回路２３０を含む。プリンタヘッド１０、及び外部の電子回路２３０が設置している回路ボード２４０はさらに、外部データと制御信号をプリンタヘッドアセンブリ２２５にもたらすケーブル接続２５０のための部位でもある。シリアルインクジェットアクチュエーターを用いる適用において、電子部品のかかる配置は、媒体にデータを記載しない期間にインキ小滴の流れを収集するためのガターの実施に対してかかる配置自体は適している。インクジェット小滴の流れ２７０は画像を記録するための記録媒体に沈着するために導かれ、一方で流れ２７５はインク小滴を収集するためにガター２６０を用いて再処理されるように導かれる。
【００４５】
図１４はキャリッジアセンブリ３１０を利用する典型的なプリンタ配置３００を例示する。プリンタヘッドアセンブリ２２５は、例えば、プリンタヘッド２２５が移動するために取り付けられたレールを含む、キャリッジアセンブリ３１０に取り付けられる。代替として、洗浄アセンブリはプリンタヘッドの洗浄のための位置に、洗浄アセンブリ自体が移動するかもしれない。プリンタヘッド１０の洗浄が望ましい場合、プリンタの制御システムは、プリンタヘッドの洗浄を続行するために洗浄ステーション２８０に直面する位置にプリンタヘッドアセンブリ２２５を位置するだろう。かかる実行において、真空洗浄システムが示されている。図１４Ａは、ゴム又は別の物質がプリンタヘッド１０に関して真空状態の厳密な密封を提供するように、プリンタヘッドが洗浄ステーション２８０に停止したことを示す。真空力を用いて、ノズル又はノズルの外面に位置しているインクジェット小滴は収集管２９８に引き込まれる。真空は真空ポンプ２９５によって提供される。ブレード、ブラシ等を含む他の形態の洗浄装置はまた、使用されるかもしれない。ブレードの使用によって、平らな表面を備えるプリンタヘッドの表面を提供することが通常は望ましい。図１の実施態様において、パシベーション層は、ヒーター要素２８ａと２８ｂをカバーするため、及びノズル開口部のための開口部を備えたプリンタヘッドに平らな表面を提供するために基板２２に提供されるかもしれない。好ましくは、ノズル近くの桁送りレジスターに電子的に接続されたプリンタヘッド上のボンドパッド２７８の位置は、洗浄ステーションに相関してプリンタヘッドアセンブリの移動のため、及び洗浄ステーションにおいてプリンタヘッドアセンブリの位置付けのためのクリアランスを提供するためにノズル開口部から少なくとも２乃至３ｍｍの間隔となるだろう。
【００４６】
本発明は示された実施態様を参照して記載したが、かかる記載は限定することを意図しているわけではない。例えば、本発明の原理は、ＬＥＤｓ、熱による記録要素、レーザー、及び別の記録要素の形態などの他のタイプの記録要素に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクが流れて通過する、複数のノズルの開口部を備える、インクジェットプリンタヘッドを示す図である。
【図２】２つのヒーター要素を備える、単一のプリンタヘッドノズルを示す図である。
【図３】プリンタヘッドアセンブリへのデータ供給が連続している、サーマルインクジェットプリンタヘッドアセンブリを有するプリンタの高度なブロック図である。
【図４】プリンタヘッドのノズルを駆動するためのシリアル桁送りレジスターを用いてプリンタヘッドアセンブリ内の電気的なインターフェイスの詳細なブロック図である。
【図５】ノズルヒーターとノズルドライバー間の相互接続を示す回路図である。
【図６】プリンタヘッドアセンブリに対する印刷システム内の相互接続を示す印刷システムのブロック図である。
【図７】熱により操作されるインクジェットプリンタヘッドを有するプリンタヘッドアセンブリのシリアル桁送りレジスターの形態を示すブロック図である。
【図８】プリンタヘッドアセンブリのシリアル桁送りレジスターのデータのブロック図である。
【図９】小型装置で形成されたプリンタヘッドアセンブリのシリアル桁送りレジスターのデータのブロック図である。
【図１０】本発明の第二の実施態様を使用する小型装置で形成されたプリンタヘッドアセンブリのシリアル桁送りレジスターのデータのブロック図である。
【図１１】本発明の第三の実施態様を使用する小型装置で形成されたプリンタヘッドアセンブリのシリアル桁送りレジスターのデータのブロック図である。
【図１２】プリンタヘッドを概要する上面図である。
【図１３】最適な洗浄とプリンタヘッドのメンテナンスが促進されるように配置された構成部分を備える、プリンタヘッドアセンブリの斜視図である。
【図１３Ａ】図１３に示されるプリンタヘッドアセンブリに関してインク小滴の流れを概略して例示する断面図である。
【図１４】プリンタの一部として実行される、プリンタヘッド洗浄ステーションを備える、プリンタキャリッジに設置された図１２のプリンタヘッドアセンブリを概略して例示する斜視図である。
【図１４Ａ】洗浄ステーションに停止している場合に最適な洗浄を促進する電子部品とプリンタヘッド構成部分の配置のプリンタを概略して例示する側面図である。
【符号の説明】
１　　　ノズル
１０　　インクジェットプリンタヘッド
１２　　取り付けブロック
１４　　マニホールド
１６　　入出口チューブ
１８　　流路
２０　　インク貯蔵所
２２　　基板
２４　　ノズル
２６　　ノズル開口部
２８ａ　上部ヒーター
２８ｂ　下部ヒーター
３２　　ノズル孔
３４　　インク
３６　　インクの流れ
５０　　プリンタシステム
５４　　インターフェイス
５６　　制御電子部品
５８　　媒体
６０　　ドラム
６１　　制御信号
６２　　シリアルデータライン
６４　　インク供給システム
８０　　インターフェイス
８４　　ノズルヒータードライバー
８６　　アンド論理要素
８８　　エネイブルライン
９０　　ラッチライン
９１　　ラッチレジスター
９２　　データライン
９４　　クロックライン
１００　シリアル桁送りレジスター
１０２　シリアル桁送りレジスター
１０４　Ｎ桁送りレジスターステージ
１０６　Ｎ桁送りレジスターステージ
１２２　出力
２００　印刷システム
２０４　印刷データバッファー
２０６　ノズルコントローラー
２０８　制御信号バス
２１０　ノズルヒーター電源
２１２　出力ライン
２２８　桁送りレジスターステージ
２２５　プリンタヘッドアセンブリ
２３０　電子回路
２４０　回路ボード
２５０　ケーブル接続
２６０　ガター
２７０　インク小滴の流れ
２７５　インク小滴の流れ
２７８　ボンドパッド
２８０　洗浄ステーション
２９５　真空ポンプ
２９８　収集管
３００　プリンタ配置
３１０　キャリッジアセンブリ
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１４】
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【図１４Ａ】
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