(57)【要約】【課題】アクチュエーターをリアルタイムで制御するインクジェットプリンティングシステムを提供する。【解決手段】インクジェットプリンティングシステムは、電源を供給する波形発生部１１０、波形発生部から波形信号が印加されるとインクチャンバー内部の圧力を変化させるアクチュエーター１２０、アクチュエーター１２０から出力される電圧値を持続的に検知して出力するセンシング部１３０、及びセンシング部１３０の検知結果に応じてアクチュエーター１２０の変形により誘導される誘導電圧値を検知し、検知された誘導電圧値に応じて波形発生部１１０にて生成する波形を調整し、アクチュエーター１２０が同一の変位を有するように制御する制御部１４０を含む。【選択図】図４
2007223315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある波形の電圧を供給する波形発生部と、
前記波形発生部から前記電圧が印加されると、インクチャンバー内部の圧力を変化させるアクチュエーターと、
前記アクチュエーターから出力される電圧値を持続的に検知して出力するセンシング部と、
前記センシング部で検知された前記電圧値を用いて、前記アクチュエーターの変形により誘導される誘電電圧値を演算し、演算された誘導電圧値に応じて前記波形発生部から供給される電圧の波形を調整し、前記アクチュエーターを制御する制御部と、
を含むことを特徴とするインクジェットプリンティングシステム。
【請求項２】
前記アクチュエーターは第１キャパシタを含み、
前記センシング部は、
前記アクチュエーター内に含まれた第１キャパシタと直列接続された形で回路を構成する第２キャパシタと、
前記アクチュエーター及びグラウンドの間に連結され、前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタと並列接続された形で回路を構成する第３キャパシタと、
前記第３キャパシタと前記グラウンドとの間に直列接続された第４キャパシタと、を含み、
前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタの間の第１ノード電圧と、前記第３キャパシタ及び第４キャパシタの間の第２ノード電圧を出力することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項３】
前記第１ノード電圧及び前記第２ノード電圧の電位差を演算し、前記制御部に提供する演算部を更に含むことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１ノード電圧及び前記第２ノード電圧の電位差を下記の数式(１)に代入し、前記数式(１)の結果値を下記の数式(２)に代入して前記アクチュエーターの変形による誘導電圧値を演算することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンティングシステム。
2007223315.tif 000011
2007223315.tif 000012
(前記数式（１）、数式（２）において、Ｖｓは第１ノード電圧及び第２ノード電圧間の電位差、Ｃｐは第１キャパシタンス成分、Ｃ１は第２及び第４キャパシタのキャパシタンス、Ｃｒは第３キャパシタのキャパシタンス、Ｖｃは前記電源の大きさ、ＰＴは前記アクチュエーターが前記インクチャンバーに加える力を示す列ベクトル、ｑは前記アクチュエーターの変位を示す列ベクトル、そして、Ｖｐは前記アクチュエーターの変形により誘導される誘導電圧値である。)
【請求項５】
前記制御部は、
前記誘導電圧値と予め設定されたリファレンス値とを比較し、前記誘導電圧値が前記リファレンス値より大きいと前記波形の大きさを減少させ、前記誘導電圧値が前記リファレンス値より小さいと前記波形の大きさを増加させるように、前記波形発生部を制御することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項６】
前記アクチュエーターの駆動時点を決定するためのトリガー信号を生成して前記制御部に提供するトリガー信号生成部を更に含み、
前記制御部は前記トリガー信号生成部から提供されるトリガー信号に応じて前記アクチュエーターを駆動することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項７】
前記波形発生部から出力される波形を増幅し、前記アクチュエーターに提供する増幅部を更に含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項８】
前記アクチュエーターは圧電物質から形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項９】
ある波形の電圧が印加されるとインクチャンバー内部の圧力を変化させるアクチュエーターと、
前記アクチュエーターから出力される電圧値を持続的に検知して出力するセンシング部と、
を含むことを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
【請求項１０】
前記アクチュエーターは第１キャパシタを含み、
前記センシング部は、
前記アクチュエーター内に含まれた第１キャパシタと直列接続された形で回路を構成する第２キャパシタと、
前記アクチュエーター及びグラウンドの間に連結され、前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタと並列接続された形で回路を構成する第３キャパシタと、
前記第３キャパシタと前記グラウンドの間に直列接続された第４キャパシタと、を含み、
前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタの間の第１ノード電圧と、前記第３キャパシタ及び第４キャパシタの間の第２ノード電圧を出力することを特徴とする請求項９に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項１１】
前記第１ノード電圧及び前記第２ノード電圧間の電位差は、下記の数式に表されることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットプリンタヘッド。
2007223315.tif 000013
(前記数式において、Ｖｓは電位差、Ｖ１は第１ノード電圧、Ｖ２は第２ノード電圧、Ｃｐは第１キャパシタンス成分、Ｃ１は第２及び第４キャパシタのキャパシタンス、Ｃｒは第３キャパシタのキャパシタンス、Ｖｃは前記電源の大きさ、ＰＴは前記アクチュエーターが前記インクチャンバーに加える力を示す列ベクトル、ｑは前記アクチュエーターの変位を示す列ベクトルである。)
【請求項１２】
前記アクチュエーターは、圧電物質から形成されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項１３】
少なくとも一つのインクチャンバー及び圧電物質から形成され前記インクチャンバー内部の圧力を変化させる少なくとも一つのアクチュエーターを備えるインクジェットプリンティングシステムの制御方法において、
前記アクチュエーターにある波形の電圧を印加し、前記アクチュエーターを変形させるステップと、
前記アクチュエーターから出力される電圧値を持続的に検知するステップと、
前記検知された電圧値を用いて、前記アクチュエーターの変形により誘導される誘導電圧値を演算するステップと、
前記演算された誘導電圧値に応じて前記アクチュエーターに印加される電圧の波形を調整し、前記アクチュエーターを制御するステップと、
を含むことを特徴とするインクジェットプリンティングシステムの制御方法。
【請求項１４】
前記アクチュエーターは第１キャパシタを含み、
前記電圧値を持続的に検出するステップは、
前記アクチュエーターに連結され、前記アクチュエーターが有する第１キャパシタと直列接続された形で回路を構成する第２キャパシタと、前記アクチュエーター及びグラウンドの間に連結され、前記第１キャパシタンス成分及び前記第２キャパシタと並列接続された形で回路を構成する第３キャパシタと、前記第３キャパシタと前記グラウンドとの間に直列接続された第４キャパシタと、を含むセンシング回路を用いて、前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタの間の第１ノード電圧と、前記第３キャパシタ及び第４キャパシタの間の第２ノード電圧を検知して出力することを特徴とする請求項１３に記載のインクジェットプリンティングシステムの制御方法。
【請求項１５】
前記誘導電圧値は、
前記第１ノード電圧及び前記第２ノード電圧の電位差を下記の数式(１)に代入し、前記数式(１)の結果値を下記の数式(２)に代入して前記誘導電圧値を演算することを特徴とする請求項１４に記載のインクジェットプリンティングシステムの制御方法。
2007223315.tif 000014
2007223315.tif 000015
(前記数式において、Ｖｓは第１ノード電圧及び第２ノード電圧間の電位差、Ｃｐは第１キャパシタンス成分、Ｃ１は第２及び第４キャパシタのキャパシタンス、Ｃｒは第３キャパシタのキャパシタンス、Ｖｃは前記電源の大きさ、ＰＴは前記アクチュエーターが前記インクチャンバーに加える力を示す列ベクトル、ｑは前記アクチュエーターの変位を示す列ベクトル、そして、Ｖｐは前記アクチュエーターの変形により誘導される誘導電圧値である)
【請求項１６】
前記印加される電源の波形を調整するステップは、
前記誘導電圧値を予め設定されたリファレンス値と比較するステップと、
前記誘導電圧値が前記リファレンス値より大きいと前記波形の大きさを減少させるステップと、
前記誘導電圧値が前記リファレンス値より小さいと前記波形の大きさを増加させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載のインクジェットプリンティングシステムの制御方法。
【請求項１７】
インクジェットプリンティングシステムにおいて、
ある波形の第１電圧を印加する波形発生部と、
前記第１電圧に応じてインクチャンバー内部の圧力を変形させるアクチュエーターと、
前記アクチュエーターの変形により誘導される誘導電圧値に応じて前記アクチュエーターを制御する制御部と、
を含むことを特徴とするインクジェットプリンティングシステム。
【請求項１８】
前記制御部は、一定の変位を有するように前記アクチュエーターを制御することを特徴とする請求項１７に記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項１９】
前記制御部は、前記インクチャンバー内に一定の圧力を維持するように前記アクチュエーターを制御することを特徴とする請求項１７又は１８に記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項２０】
前記制御部は、前記誘導電圧値に応じて前記アクチュエーターを制御するための第２電圧を生成することを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項２１】
前記制御部は、同量の変位を有するように前記アクチュエーターを制御することを特徴とする請求項２０に記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項２２】
前記制御部は、前記誘導電圧値に応じて、前記インクチャンバーから同量のインクが放出されるように、前記アクチュエーターを制御することを特徴とする請求項２０に記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項２３】
前記制御部は、前記誘導電圧値がリファレンス値より小さくなるまで、前記第１電圧の調整作業を繰り返すことを特徴とする請求項１７〜２２のいずれかに記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項２４】
前記アクチュエーターに印加された第１電圧及び前記アクチュエーターから生成された第２電圧間の電位差を検出するセンシング部を更に含むことを特徴とする請求項１７〜２３のいずれかに記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項２５】
前記アクチュエーターの変位は、前記インクチャンバーの圧力変化を起こす振動を含むことを特徴とする請求項１７〜２４のいずれかに記載のインクジェットプリンティングシステム。
【請求項２６】
インクカートリッジの圧力を変化させてアクチュエーターの特性を判断する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体において、
前記アクチュエーターを変形させるために電圧を印加するステップと、
前記アクチュエーターから出力される電圧値を持続的に検出するステップと、
前記検出された電圧値を用いてアクチュエーターの変形により誘導された誘導電圧値を演算するステップと、
前記演算された誘導電圧値に応じて前記アクチュエーターを制御するために電圧の波形を調整するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットプリンティングシステム、インクジェットプリンタヘッド、インクジェットプリンティングシステムの制御方法及び記録媒体に関し、より詳細にはアクチュエーターの変形状態をリアルタイムで検知することのできるインクジェットプリンタヘッドと、前記インクジェットプリンタヘッドを備え、その検知結果に応じてアクチュエーターをリアルタイムで制御するインクジェットプリンティングシステム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピューターが一般の家庭まで幅広く普及されることにより、コンピューター周辺機器、特に、画像形成装置の普及も早い速度で行なわれている。画像形成装置の代表的な例としてプリンタが挙げられる。プリンタはその印刷方式によって、ドットプリンタ、インクジェットプリンタ、レーザープリンタに区分される。ドットプリンタは騒音が大きく速度が遅くて、最近はほとんど使われない傾向であり、レーザープリンタは高速印刷が可能という長所があるが、個人ユーザが購買するには多少値段が高いという短所がある。このため、インクジェットプリンタが多くの家庭で使われている。その他の画像形成装置、すなわち、コピー機、ファックシミリ、複合機などにおいてもインクジェット方式が適用されている。
【０００３】
インクジェット方式の画像形成装置、すなわち、インクジェットプリンティングシステムは、プリンタヘッドを含む。プリントヘッドには複数のノズルが配置され、用紙が搬送されると各ノズルにてインクを噴射しイメージを印刷するようにする。
【０００４】
インクを噴射するためにはインクが入っているインクチャンバー内部の圧力を変化させる必要がある。この場合、インクチャンバー内部に発熱体を備え、温度を増加させて圧力を増加させる方式、又は、圧電アクチュエーターをインクチャンバー外部に配置し、インクチャンバーの内部空間を変形させて圧力を増加させる方式が用いられる。
【０００５】
図１は、インクジェットプリンタヘッドの構成を簡単に示す模式図である。同図に示すように、インクジェットプリンタヘッドは、インク流入経路１０、インクチャンバー２０、アクチュエーター３０、ノズル４０を含む。図１では、一つのノズル４０のみ示されているが、実際のインクジェットプリンタヘッドでは、複数のノズルが所定の形態で配置され画像形成作業に使われる。
【０００６】
図１において、インクがインク流入経路１０を介してインクチャンバー２０の内部に満たされた状態で、アクチュエーター３０に電圧が供給されると、アクチュエーター３０が変形し矢印方向に曲がる。これにより、インクチャンバー２０に満たされたインクがノズル４０を介して噴射される。
【０００７】
一方、インクジェットプリンティングシステムでは、一般的に各ノズル４０にて噴射されるインク液滴（ｉｎｋ  ｄｒｏｐｌｅｔ）の体積又は速度を均一に保つために、アクチュエーター３０の駆動後にアクチュエーターの挙動を検知する順次制御を行なう。
【０００８】
従来のインクジェットプリンティングシステムでは、アクチュエーター３０の駆動が行なわれた後に、次の駆動が行なわれる前までの時間の間、インクチャンバー２０の内部圧力を検知して次の駆動電圧を調整していた。すなわち、インクチャンバー２０の内部圧力はアクチュエーター３０の駆動が行なわれた直後に最大になり、所定の時間後に初期状態に落ちることが正常である。この場合、次のアクチュエーター３０の駆動時点までに内部圧力が初期状態に落ちていないことが検知されると、アクチュエーター３０の駆動電圧を一定値に低くすることにより、インクの体積を一定に調整できるようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のインクジェットプリンティングシステムでは、アクチュエーター３０が駆動しない区間、すなわち、駆動信号が供給されない区間でのみ圧力を検知するようになる。これにより、アクチュエータ３０に対する制御がリアルタイムで行なうことができなくなる。よって、アクチュエーター３０に駆動信号が供給されない区間で発生し得る外乱に対しては適切に対応できないという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、アクチュエーターの変形状態を持続的に検知することのできるインクジェットプリンタヘッドを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記インクジェットヘッドを備え、アクチュエーターの変形状態を持続的に検知し、検知された結果を用いてアクチュエーターの動作をリアルタイムで制御するインクジェットプリンティングシステム及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、前述の目的を達成するための本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムは、ある波形の電圧を供給する波形発生部と、前記波形発生部から前記電圧が印加されると、インクチャンバー内部の圧力を変化させるアクチュエーターと、前記アクチュエーターから出力される電圧値を持続的に検知して出力するセンシング部と、前記センシング部で検知された前記電圧値を用いて、前記アクチュエーターの変形により誘導される誘電電圧値を演算し、演算された誘導電圧値に応じて前記波形発生部から供給される電圧の波形を調整し、前記アクチュエーターを制御する制御部と、を含むインクジェットプリンティングシステムが提供される。
【００１３】
前記アクチュエーターは第１キャパシタを含み、前記センシング部は、前記アクチュエーター内に含まれた第１キャパシタと直列接続された形で回路を構成する第２キャパシタと、前記アクチュエーター及びグラウンドの間に連結され、前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタと並列接続された形で回路を構成する第３キャパシタと、前記第３キャパシタと前記グラウンドとの間に直列接続された第４キャパシタと、を含み、前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタの間の第１ノード電圧と、前記第３キャパシタ及び第４キャパシタの間の第２ノード電圧を出力することが好ましい。
【００１４】
また、前記第１ノード電圧及び前記第２ノード電圧の電位差を演算し、前記制御部に提供する演算部を更に含むことが好ましい。
【００１５】
この場合、前記制御部は、前記第１ノード電圧及び前記第２ノード電圧の電位差を下記の数式(１)に代入し、前記数式(１)の結果値を下記の数式(２)に代入して前記アクチュエーターの変形による誘導電圧値を演算することができる。
数式(１)及び(２)は次の通りである。
2007223315.tif 000003
2007223315.tif 000004
【００１６】
前記数式（１）、数式（２）において、Ｖｓは第１ノード電圧及び第２ノード電圧間の電位差、Ｃｐは第１キャパシタンス成分、Ｃ１は第２及び第４キャパシタのキャパシタンス、Ｃｒは第３キャパシタのキャパシタンス、Ｖｃは前記電源の大きさ、ＰＴは前記アクチュエーターが前記インクチャンバーに加える力を示す列ベクトル、ｑは前記アクチュエーターの変位を示す列ベクトル、そして、Ｖｐは前記アクチュエーターの変形により誘導される誘導電圧値である。
【００１７】
前記制御部は、前記誘導電圧値と予め設定されたリファレンス値とを比較し、前記誘導電圧値が前記リファレンス値より大きいと前記波形の大きさを減少させ、前記誘導電圧値が前記リファレンス値より小さいと前記波形の大きさを増加させるように、前記波形発生部を制御することが好ましい。
【００１８】
一方、前記アクチュエーターの駆動時点を決定するためのトリガー信号を生成して前記制御部に提供するトリガー信号生成部を更に含み、前記制御部は前記トリガー信号生成部から提供されるトリガー信号に応じて前記アクチュエーターを駆動することがより好ましい。
【００１９】
また、前記波形発生部から出力される波形を増幅し、前記アクチュエーターに提供する増幅部を更に含むことが好ましい。
【００２０】
この場合、前記アクチュエーターは圧電物質から形成されることが好ましい。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ある波形の電圧が印加されるとインクチャンバー内部の圧力を変化させるアクチュエーターと、前記アクチュエーターから出力される電圧値を持続的に検知して出力するセンシング部と、を含むインクジェットプリンタヘッドが提供される。
【００２２】
前記アクチュエーターは第１キャパシタを含み、前記センシング部は、前記アクチュエーター内に含まれた第１キャパシタと直列接続された形で回路を構成する第２キャパシタと、前記アクチュエーター及びグラウンドの間に連結され、前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタと並列接続された形で回路を構成する第３キャパシタと、前記第３キャパシタと前記グラウンドとの間に直列接続された第４キャパシタと、を含み、前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタの間の第１ノード電圧と、前記第３キャパシタ及び第４キャパシタの間の第２ノード電圧を出力することが好ましい。
【００２３】
この場合、前記第１ノード電圧及び前記第２ノード電圧間の電位差は、下記の数式に表すことができる。数式は次の通りである。
2007223315.tif 000005
【００２４】
前記数式において、Ｖｓは電位差、Ｖ１は第１ノード電圧、Ｖ２は第２ノード電圧、Ｃｐは第１キャパシタンス成分、Ｃ１は第２及び第４キャパシタのキャパシタンス、Ｃｒは第３キャパシタのキャパシタンス、Ｖｃは前記電源の大きさ、ＰＴは前記アクチュエーターが前記インクチャンバーに加える力を示す列ベクトル、ｑは前記アクチュエーターの変位を示す列ベクトルである。
【００２５】
前記アクチュエーターは、圧電物質から形成されることが好ましい。
【００２６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、少なくとも一つのインクチャンバー及び圧電物質から形成され前記インクチャンバー内部の圧力を変化させる少なくとも一つのアクチュエーターを備えるインクジェットプリンティングシステムの制御方法は、前記アクチュエーターにある波形の電圧を印加し、前記アクチュエーターを変形させるステップと、前記アクチュエーターから出力される電圧値を持続的に検知するステップと、前記検知された電圧値を用いて、前記アクチュエーターの変形により誘導される誘導電圧値を演算するステップと、前記演算された誘導電圧値に応じて前記アクチュエーターに印加される電圧の波形を調整し、前記アクチュエーターを制御するステップと、を含むインクジェットプリンティングシステムの制御方法が提供される。
【００２７】
前記アクチュエーターは第１キャパシタを含み、前記電圧値を持続的に検出するステップは、前記アクチュエーターに連結され、前記アクチュエーターが有する第１キャパシタと直列接続された形で回路を構成する第２キャパシタと、前記アクチュエーター及びグラウンドの間に連結され、前記第１キャパシタンス成分及び前記第２キャパシタと並列接続された形で回路を構成する第３キャパシタと、前記第３キャパシタと前記グラウンドとの間に直列接続された第４キャパシタと、を含むセンシング回路を用いて、前記第１キャパシタ及び前記第２キャパシタの間の第１ノード電圧と、前記第３キャパシタ及び第４キャパシタの間の第２ノード電圧を検知して出力することが好ましい。
【００２８】
この場合、前記誘導電圧値は、前記第１ノード電圧及び前記第２ノード電圧の電位差を下記の数式(１)に代入し、前記数式(１)の結果値を下記の数式(２)に代入して前記誘導電圧値を演算することができる。
2007223315.tif 000006
2007223315.tif 000007
【００２９】
前記数式において、Ｖｓは第１ノード電圧及び第２ノード電圧間の電位差、Ｃｐは第１キャパシタンス成分、Ｃ１は第２及び第４キャパシタのキャパシタンス、Ｃｒは第３キャパシタのキャパシタンス、Ｖｃは前記電源の大きさ、ＰＴは前記アクチュエーターが前記インクチャンバーに加える力を示す列ベクトル、ｑは前記アクチュエーターの変位を示す列ベクトル、そして、Ｖｐは前記アクチュエーターの変形により誘導される誘導電圧値である。
【００３０】
この場合、前記印加される電源の波形を調整するステップは、前記誘導電圧値を予め設定されたリファレンス値と比較するステップと、前記誘導電圧値が前記リファレンス値より大きいと前記波形の大きさを減少させるステップと、前記誘導電圧値が前記リファレンス値より小さいと前記波形の大きさを増加させるステップと、を含むことが好ましい。
【００３１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ある波形の第１電圧を印加する波形発生部と、前記第１電圧に応じてインクチャンバー内部の圧力を変形させるアクチュエーターと、前記アクチュエーターの変形により誘導される誘導電圧値に応じて前記アクチュエーターを制御する制御部と、を含むインクジェットプリンティングシステムが提供される。
【００３２】
この場合、前記制御部は、一定の変位が生じるように前記アクチュエーターを制御することが好ましい。
【００３３】
また、前記制御部は、前記インクチャンバー内に一定の圧力を維持するように前記アクチュエーターを制御することがより好ましい。
【００３４】
前記制御部は、前記誘導電圧値に応じて前記アクチュエーターを制御するための第２電圧を生成することが好ましい。
【００３５】
また、前記制御部は、同量の変位を有するように前記アクチュエーターを制御することが好ましい。
【００３６】
前記制御部は、前記誘導電圧値に応じて前記インクチャンバーから同量のインクが放出されるように、前記アクチュエーターを制御することが好ましい。
【００３７】
一方、前記制御部は、前記誘導電圧値がリファレンス値より小さくなるまで、前記第１電圧の調整作業を繰り返すことがより好ましい。
【００３８】
この場合、前記アクチュエーターに印加された第１電圧及び前記アクチュエーターから生成された第２電圧間の電位差を検出するセンシング部を更に含むことが好ましい。
【００３９】
前記アクチュエーターの変位は、前記インクチャンバーの圧力変化を起こす振動を含むことがより好ましい。
【００４０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、インクカートリッジの圧力を変化させてアクチュエーターの特性を判断する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体において、前記アクチュエーターを変形させるために電圧を印加するステップと、前記アクチュエーターから出力される電圧値を持続的に検出するステップと、前記検出された電圧値を用いてアクチュエーターの変形により誘導された誘導電圧値を演算するステップと、前記演算された誘導電圧値に応じて前記アクチュエーターを制御するために電圧の波形を調整するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、アクチュエーターの変形により誘導される電圧値を検知することができるので、アクチュエーターに電源が印加される区間及び非印加区間の全体に渡ってアクチュエーターの変位を持続的に検知することができる。これにより、アクチュエーターが同一の電源に対して同一の変位で振動するようにリアルタイムで制御することができる。これにより、インクジェットプリンティングシステムにおいて各ノズルのインク液滴体積及び速度を同一に調節することができるので、印刷品質の向上効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４３】
図２は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムの構成を示すブロック図である。同図に示されたインクジェットプリンティングシステムは、波形発生部１１０、アクチュエーター１２０、センシング部１３０、及び制御部１４０を含む。
【００４４】
波形発生部（ｗａｖｅｆｏｒｍ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１１０は、パルス波のようなある波形の電源をアクチュエーター１２０に提供する。
【００４５】
アクチュエーター１２０は、波形発生部１１０から提供される電源により振動する。具体的には、アクチュエーター１２０は圧電物質から形成され、インクチャンバーの外部一側に配置される。これにより、電源の印加時、振動を起こしてインクチャンバー内部の圧力を変化させる。図１で説明したように、インクチャンバー内部の圧力が変化するとノズルを介してインクが吐出される。アクチュエーター１２０は電極層及び振動層を含むことができ、電極層に印加された電源に応じて振動する。
【００４６】
センシング部１３０は、アクチュエーター１２０から出力される電圧値を検知する役割を担う。すなわち、アクチュエーター１２０が振動すると、その振動によりある大きさの電圧値が誘導される。アクチュエーター１２０の振動は電源が印加された後から所定の時間まで持続し、その後安定化されて振動を止める。この状態で再び電源が印加されると振動を再開する。センシング部１３０は、電圧値を検出するために少なくとも一つの電極層に連結される。
【００４７】
一方、電源が印加される区間の間、たとえばパルス波形の電源の場合、ハイパルスが印加される区間の間には波形信号及び誘導電圧値がともに検出される。これにより、従来のインクジェットプリンティングシステムでは、アクチュエーター１２０の変形状態を正確に検知することができなかった。従って、従来のインクジェットプリンティングシステムでは、電源印加区間ではセンシングを行なわず、電源非印加区間でのみセンシングを行なった。すなわち、間欠的なセンシングが行なわれたので、アクチュエーター１２０のリアルタイム制御が不可能であった。
【００４８】
しかし、本センシング部１３０は、電源印加区間でもアクチュエーター１２０から出力される出力値を持続検知する。これにより、持続的なアクチュエーター１２０が可能になる。センシング部１３０の構成及びその方法については後述する。
【００４９】
センシング部１３０により、波形発生部１１０によって印加された電源の大きさに、アクチュエーター１２０の変形による誘導電圧値が加算された大きさの出力値が検知されると、制御部１４０は誘導電圧値のみ分離する。制御部１４０は、これにより分離された誘導電圧値に応じて波形発生部１１０を制御し、電源の波形を調整する。具体的に、制御部１４０は予め設定されたリファレンス値と誘導電圧値とを比較し、誘導電圧値がリファレンス値より大きいと波形発生部１１０により印加される電源の大きさを減少させ、誘導電圧値がリファレンス値より小さいと波形発生部１１０により印加される電源の大きさを増加させるように制御する。
【００５０】
すなわち、誘導電圧値はアクチュエーター１２０の変形程度を意味し、アクチュエーター１２０の変形程度はインクチャンバー内部の圧力を知らせる指標となる。制御部１４０は、インクチャンバー内部の圧力が最適の状態であるときに、センシング部の検知結果を予め測定して保存して置いた値をリファレンス値として利用することができる。
【００５１】
一方、図２においてアクチュエーター１２０及びセンシング部１３０はインクジェットプリンタヘッドに備えられる。インクジェットプリンタヘッドには複数のインクチャンバーが設けられ、各インクチャンバー毎にアクチュエーター１２０が配置される。また、各アクチュエーター１２０にはセンシング部１３０が連結される。すなわち、アクチュエーター１２０及びセンシング部１３０はインクチャンバー毎に設けられる。
【００５２】
図３は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタヘッドの構成を説明するための模式図である。図３に係るインクジェットプリンタヘッドには、アクチュエーター１２０及びセンシング部１３０の回路構造のみ示し、その他のインクチャンバー、ノズル、インク搬送経路などは図１に示された一般的な形態と同様に具現することができるので、具体的な説明及び図示は省略する。
【００５３】
図２及び図３において、センシング部１３０はアクチュエーター１２０の後段に連結される。アクチュエーター１２０は電源Ｖｐ及び第１キャパシタ１２１により回路モデリングされる。電源Ｖｐはアクチュエーター１２０の変形により誘導される誘導電圧値、第１キャパシタ１２１はアクチュエーター１２０の有するキャパシタンス成分を意味する。図３においては、第１キャパシタ１２１のキャパシタンスが第１キャパシタンス成分Ｃｐで示される。
【００５４】
センシング部１３０は第１キャパシタ１２１に直列連結された第２キャパシタ１３１、アクチュエーター１２０に連結され第１キャパシタ１２１及び第２キャパシタ１３１に並列連結された第３キャパシタ１３２、第３キャパシタ１３２とグラウンドとの間に直列連結された第４キャパシタ１３３を含む。第３キャパシタ１３２及び第４キャパシタ１３３のキャパシタンスは、それぞれＣｒ、Ｃ１で示される。図３によると、第２キャパシタ１３１及び第４キャパシタ１３３のキャパシタンスはＣ１で同様に設定され、第１ないし第４キャパシタ１２１、１３１、１３２、１３３はブリッジの形で連結されていることが分かる。
【００５５】
センシング部１３０は、第１ノード電圧値Ｖ１及び第２ノード電圧値Ｖ２を検知して制御部１４０に出力する。制御部１４０は第１ノード電圧値Ｖ１及び第２ノード電圧値Ｖ２間の電位差を用いて、アクチュエーター１２０の変形により誘導される誘導電圧値Ｖｐを演算する。
【００５６】
まず、第１及び第２ノード電圧値間の電位差は次のような数式（１）で表すことができる。
【００５７】
【数１】
2007223315.tif 000008
【００５８】
数式（１）において、Ｖｓは第１ノード電圧Ｖ１及び第２ノード電圧Ｖ２間の電位差、ＰＴは前記アクチュエーターが前記インクチャンバーに加える力を示す列ベクトル、ｑは前記アクチュエーターの変位を示す列ベクトルである。
【００５９】
数式（１）において、等号（＝）の左側成分は、センシング部にて検知された値から直接測定することができる。等号（＝）の右側成分の中でＣ１、Ｃｐ、Ｃｒは既知の値である。従って、数式（１）は次のようにＰＴ、ｑに対する数式（２）に整理することができる。
【００６０】
【数２】
2007223315.tif 000009
【００６１】
制御部１４０は、数式（２）の結果値を下記の数式（３）に代入することで、アクチュエーター１２０の変形による誘導電圧値Ｖｐを演算することができる。
【００６２】
【数３】
2007223315.tif 000010
【００６３】
制御部１４０は数式（３）によりＶｐが演算されると、その値とリファレンス値とを比較して波形発生部１１０の電源波形を調整する。
【００６４】
図３に示された第１及び第２ノード電圧値を検出するためのセンシング部１３０の回路は、本発明の概念に限定されない。センシング部１３０は誘導電源（電流又は電圧）、第１及び第２ノード電圧又は誘導電圧値（Ｖｐ）を検出するために配置された回路になることもできる。
【００６５】
図４は、本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムの構成を示すブロック図である。同図によると、本インクジェットプリンティングシステムは、波形発生部１１０、アクチュエーター１２０、センシング部１３０、制御部１４０のほか、増幅部１５０、演算部１６０、及びトリガー信号生成部１７０を含む。
【００６６】
トリガー信号生成部１７０は、アクチュエーター１２０の駆動時点を決定するためのトリガー信号を生成し、制御部１４０に提供する。トリガー信号はパルス波の形態に生成されることができる。制御部１４０はトリガー信号に応じて波形信号を出力するように波形発生部１１０を制御する。
【００６７】
増幅部１５０は、波形発生部１１０にて出力される波形信号を、アクチュエーターを駆動させることのできる程の大きさに増幅させる役割を担う。
【００６８】
アクチュエーター１２０は増幅部１５０により増幅された波形信号によって振動し、インクチャンバーの内部圧力を変化させてインクが吐出されるようにする。
【００６９】
一方、アクチュエーター１２０の振動状態はセンシング部１３０が検知する。すなわち、前述したように、センシング部１３０は第１ノード電圧Ｖ１及び第２ノード電圧Ｖ２を出力する。
【００７０】
センシング部１３０は、アクチュエーター１２０にブリッジの形態に連結された複数のキャパシタＣ２、Ｃ３、Ｃ４から構成される。センシング部１３０の構成及び第１及び第２ノード電圧間の電位差に対する説明は前述と同様であるので、以下省略する。
【００７１】
演算部１６０は、第１及び第２ノード電圧間の電位差を演算して制御部１４０に提供する。演算部１６０は減算器または比較器の形態に具現することができる。
【００７２】
制御部１４０は演算部１６０の演算結果を用いてアクチュエーター１２０の変形により誘導される誘導電圧値を演算し、演算された結果値に応じて波形発生部１１０を制御する。これにより、同一の大きさを有する電源に対してアクチュエーター１２０の変位が同様になるようにアクチュエーター１２０を制御することができるようになる。特に、アクチュエーター１２０に波形信号が伝達されるときにもアクチュエーター１２０の変位が検知できるので、検知結果に応じてリアルタイムで制御することができるようになる。
【００７３】
図５は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムにおけるアクチュエーターの駆動方法を説明するためのフローチャートである。図４及び図５によると、本アクチュエーターの駆動方法は、まず、ある大きさの波形をアクチュエーター１２０に印加してアクチュエーター１２０を駆動させる（Ｓ５１０）。その後、アクチュエーター１２０の変形による誘導電圧値を検知する（Ｓ５２０）。
【００７４】
前述のように、アクチュエーター１２０の変形による誘導電圧値は、ブリッジの形態に連結された複数のキャパシタを用いて検知されたアクチュエーター１２０の出力値を、前述した数２及び数３を用いて演算することができる。その後、演算された誘導電圧値に応じてアクチュエーター１２０に印加される波形の大きさを調整する（Ｓ５３０）。
【００７５】
アクチュエーター１２０の変位検知の動作及び波形大きさ調整の動作は、アクチュエーター１２０に波形信号が印加されない区間のみならず、波形信号が印加される区間でも持続的に行なわれる。
【００７６】
本発明は一実施形態に係るコンピューター読み取り記録媒体上のコンピューター読み取りコードが含まれることができる。コンピューター読み取り記録媒体は、データ保存装置であって、コンピューターシステムによって読み取られるデータを保存する。コンピューター読み取り記録媒体は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭｓ、磁気テープ、プロッピーディスク、光学データ保存装置、及びキャリアウェーブ（インターネットを介したデータ伝送のような）などを含む。また、コンピューター読み取り記録媒体は、コンピューターの読み取りコードが分布された方式を保存及び読み取りできるようにするため、ネットワークに連結されたコンピューターシステムを介して分布されることができる。また、本発明の目的を達成するための機能的なプログラム、コード、コードセグメントは、本発明が含まれる従来技術のプログラマーにより容易に構成されることができる。
【００７７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】インクジェットプリンタヘッドの一般的な形態を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタヘッドの構成を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムにおけるアクチュエーターの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１１０    波形発生部
１２０    アクチュエーター
１３０    センシング部
１４０    制御部
１５０    増幅部
１６０    演算部
１７０    トリガー信号生成部
【図１】
2007223315.tif 000016
【図２】
2007223315.tif 000017
【図３】
2007223315.tif 000018
【図４】
2007223315.tif 000019
【図５】
2007223315.tif 000020