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JPH11170569A - インク滴検出器 - Google Patents

インク滴検出器

Info

Publication number
JPH11170569A
JPH11170569A JP10280064A JP28006498A JPH11170569A JP H11170569 A JPH11170569 A JP H11170569A JP 10280064 A JP10280064 A JP 10280064A JP 28006498 A JP28006498 A JP 28006498A JP H11170569 A JPH11170569 A JP H11170569A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
sensing element
printhead
drop
output signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10280064A
Other languages
English (en)
Inventor
Christopher A Schantz
クリストファー・エー・シュアンツ
Paul R Sorenson
ポウル・アール・ソレンソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Co filed Critical Hewlett Packard Co
Publication of JPH11170569A publication Critical patent/JPH11170569A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/125—Sensors, e.g. deflection sensors

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストの増幅器から信頼性の高いインク滴
の滴検出値を抽出する。 【解決手段】 低コストのインク滴検出器は、デジタル
信号処理要素であるアナログ−デジタル変換器１８とプ
リンタプロセッサ２０とメモリ２２と、低コストのアナ
ログ感知要素である感知要素１４と感度増幅器１６と、
を含む。感知要素１４は電源２４から電圧電位Ｖ0を印
加され、プリントヘッド１０は駆動電圧電位ＶDRIVEを
印加される。感知増幅器１６は、プリントヘッド１０か
らのインク滴１２の噴出によって感知要素１４上に与え
られる電圧に応答して出力信号４０を発生する。アナロ
グ−デジタル変換器１８は、この出力信号４０のデジタ
ル化した出力値を生成する。この出力値がプリンタプロ
セッサ２０に供給されると信号処理コード６２が実行さ
れ、所定の周波数において出力信号４０の振幅が決定さ
れる。この振幅により滴検出値が求まる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタの分野に
関する。より詳細には、本発明は低コストのインク滴検
出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】白黒のプリンタおよびカラープリンタを
含む従来のプリンタは、一般に、インク滴を紙上に出射
する１つ以上のプリントヘッドを含む。このようなプリ
ントヘッドは通常、そこを通ってインク滴が出射される
多数のノズルを含む。プリントヘッドは通常、プリンタ
内の印字制御回路によって生成される駆動信号に応答し
てインク滴を出射する。駆動信号に応答してインク滴を
出射するプリントヘッドは、オンデマンド(drop on dem
and)型のプリントヘッドと呼んでもよい。
【０００３】オンデマンド型・プリントヘッドの一タイ
プは、駆動信号に応答してプリントヘッド内のノズルを
通ってインク滴を押出す圧電性結晶 (piezo-electric c
rystal)を用いる。オンデマンド型・プリントヘッドの
他のタイプは、駆動信号に応答してプリントヘッド内の
ノズルを通ってインク滴を沸騰させて出射する加熱要素
を用いる。このようなプリントヘッドは、熱インクジェ
ットのプリントヘッドと呼んでもよい。
【０００４】通常、そこを通ってインク滴が出射される
ノズルは、通常の使用中に紙の繊維や他のくずで詰まっ
たり、長い休止期間中に乾いたインクで詰まったするこ
とがある。従来技術のプリンタは、一般に、プリントヘ
ッドをクリーニングしてくずを除去する機構を含む。こ
のような機構は、プリントヘッドの整備ステーションと
呼んでもよく、プリントヘッドを拭き、プリントヘッド
に吸引力を印加して詰まったノズルの中をきれいにする
機構を含んでもよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のプリンタは
通常、プリントヘッドが実際にクリーニングを必要とし
ているかどうかを決定する機構がない。このようなプリ
ンタは通常、プリントヘッドがクリーニングを必要とし
ているかどうかの決定に基づいて、プリントヘッドに整
備ステーションを施している。不都合なことに、このよ
うなプリンタは、クリーニングをしすぎてしまい、通
常、全体としての印字処理能力が低速になる。
【０００６】したがって、インク滴がプリントヘッドか
ら出射されているかどうかを検出する機構を備えたプリ
ンタを提供することが望ましい。そのような機構を用い
て、プリントヘッドが実際にクリーニングを必要として
いるかどうかを決定することができる。さらに、インク
滴を検出する機構を用いて、例えば熱インクジェットの
プリントヘッド内の加熱要素の故障によって起こる、個
々のノズルの永久的な故障を検出することができる。
【０００７】プリントヘッドからのインク滴の出射を検
出する方法として可能性のあるものの１つは、圧電材料
を用いた滴検出ステーションと検出ステーションにぶつ
かるインク滴の衝撃を検出する関連回路とをプリンタに
備える、というものである。不都合なことに、そのよう
な圧電材料は比較的高価であり、プリンタの製造コスト
が増大してしまう。さらに、そのような機構は通常、高
解像度およびカラーのプリンタにおいて用いられている
ような極小のインク滴を検出することができない。さら
に、圧電材料は通常、インクがその表面に蓄積するにつ
れて感度が悪くなり、それによってインク滴の衝撃を検
出する能力が落ちる。
【０００８】解決方法として可能性のある他のものは、
光源および検出器を含む光学検出器をプリンタに備え
る、というものである。通常、インクジェットのノズル
は、インク滴が光源と検出器の間を通って、光源と検出
器の間を進む光線を遮断するように向けなければならな
い。不都合なことに、そのような光学検出器用の回路は
通常高価であり、従ってプリンタの製造コストが増大し
てしまう。さらに、そのような技術では通常、テスト中
のノズルに関する光学検出器の配置を非常に精密に制御
する必要がある。さらに、ノズルからのミストやしぶき
によって光学検出器が汚れて、信頼性の問題が起こる可
能性がある。
【０００９】熱インクジェットのプリントヘッドに特有
のものではあるが、解決方法として可能性のある他のも
のは、音響式検出器をプリントヘッド自体に備える、と
いうものである。通常、そのような音響式滴検出器は、
プリントヘッド内のインクの気泡がつぶれることに関連
する衝撃波を検出する。不都合なことに、そのようなイ
ンクの気泡の衝撃波は、インクがプリントヘッドから出
射されていない場合であっても起こり得る。更に、音響
式測定は、プリンタの動作中に起こる大電流のパルスに
よってエラーが起こる可能性がある。更に、音響式検出
器、およびそのような音響式検出器用に関連する信号増
幅器回路は、通常高価であり、プリンタの全体としての
製造コストが増大してしまう。
【００１０】本発明は、デジタル信号処理を用いて、低
コストの増幅器から信頼性の高い滴検出値を抽出し、ノ
ズルが正常に動作しているかを判断することにより、プ
リントヘッドのクリーニングが必要なときにクリーニン
グを実施可能にすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】既存するデジタル信号処
理要素と低コストのアナログ感知回路とを用いることに
よってプリンタのコストを最小限にするインク滴検出器
が開示される。感知回路は、プリントヘッドから出射さ
れる一連のインク滴の噴出（ burst）にぶつかると電気
刺激が与えられる感知要素を含む。感知回路はまた、イ
ンク滴の噴出がプリントヘッドから出射されるときの周
波数に合わせた感度増幅器を含む。感度増幅器は、感知
要素にぶつかるインク滴の噴出に応答して出力信号を発
生する。プリンタ内のプロセッサが、インク滴の噴出が
出射されるときの周波数において出力信号の振幅を決定
する。この振幅は、それぞれの噴出におけるインク滴の
特性を示し、様々な用途に使われる。
【００１２】本発明の他の特徴および利点は、以下の詳
細な説明から明らかになろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明を、その特定の代表的な実
施形態に関して説明し、それに応じて図面を参照する。
【００１４】図１は、低コストのアナログ感知要素と共
にプリンタ内の既存するデジタル信号処理要素を用いる
低コストのインク滴検出器の構造を示す。既存するデジ
タル信号処理要素は、アナログ−デジタル変換器１８と
プリンタプロセッサ２０とメモリ２２とを含む。低コス
トのアナログ感知要素は、感知要素１４と感度増幅器１
６とを含む。
【００１５】プリンタ内の既存する要素によって提供さ
れるデジタル信号処理能力によって、感度増幅器１６を
比較的低感度、低速、従って低コストで実施したものを
用いることができる。デジタル信号処理によって、低コ
ストの増幅器の出力信号がその電気的ノイズよりも低い
場合であっても、低コストの増幅器から信頼性の高い滴
検出値を抽出することができる。
【００１６】プリントヘッド１０は、インク滴の検出
中、感知要素１４と対向して、数ミリメートルの距離を
置いて配置される。一実施例において、プリントヘッド
１０は、感知要素１４から３ミリメートル離れて配置さ
れている。感知要素１４は、プリンタ内に存在する整備
ステーション内に配置されていてもよい。感知要素１４
は、電源２４から電圧電位Ｖ0を印加される。プリント
ヘッド１０は、そのノズルのインク滴発射機構を動作さ
せる駆動電圧電位ＶDRIVEを印加される。プリントヘッ
ド１０に印加されるＶDRIVEは、Ｖ0と比べて比較的低
い。例えば、一実施例において、ＶDRIVEは約５ボルト
であり、電源２４は約１００ボルトのＶ0を印加する。
この結果、プリントヘッド１０と感知要素１４の間に
は、約３０ボルト／ミリメートルの電界ができる。
【００１７】プリントヘッド１０は、インク滴のテスト
サイクル中に一連のインク滴１２を出射する。プリント
ヘッド１０と感知要素１４の間に比較的高い電界がある
ため、インク滴がプリントヘッド１０のノズルから離れ
て進む(shear away)際に、インク滴１２のうちの感知要
素１４に最も近い部分において電荷が蓄積される。イン
ク滴１２のそれぞれは、プリントヘッド１０から離れる
際に、その蓄積した電荷を保持している。従って、イン
ク滴１２のそれぞれは、その誘導電荷を感知要素１４に
運搬する。
【００１８】その結果、インク滴１２のそれぞれは、感
知要素１４に接触する際に、感知要素１４上に電荷のス
パイクまたはパルスを与える。こういった感知要素１４
上のスパイクまたはパルスは、入力コンデンサＣINによ
って感度増幅器１６の入力に交流結合されている。感知
増幅器１６は、インク滴１２の噴出によって感知要素１
４上に与えられる電圧に応答して出力信号４０を発生す
る。感度増幅器１６は、パルスを増幅して、ある程度の
フィルタリングを行う。
【００１９】感度増幅器１６は、比較的低コストの増幅
器であり、個々のインク滴１２を検出するのに十分な感
度または速度を有してはいない。一実施形態において、
感度増幅器１６は、ＣＭＯＳ集積回路チップ上に実施さ
れた２段式の単一電源供給(single supply)演算増幅器
で実現される。この演算増幅器の第１段目は、感知要素
１４と交流結合されており、インク滴１２によって感知
要素１４に与えられた電流を電圧に変換する。演算増幅
器の第２段目は、第１段の電圧出力の電圧増幅を行っ
て、出力信号４０を供給する。第２段の振幅利得は、第
１段への入力における２００ピコアンペアの１ミリ秒の
電流パルスが、２．５ボルトのパルスの出力信号４０に
なるように、設定されている。
【００２０】感度増幅器１６の低感度および低速度を補
償するために、インク滴１２は、所定の周波数または複
数の周波数からなるパターンを有する一連の噴出で出射
される。感度増幅器１６は、感知要素１４からの信号
を、所定のパターンを有する周波数または複数の周波数
で増幅するように合わせてある。感度増幅器１６からの
出力信号４０は、アナログ−デジタル変換器１８に供給
され、アナログ−デジタル変換器１８は、デジタル化し
た出力値を生成する。出力信号４０のこのデジタル化し
た出力値は、プリンタプロセッサ２０に供給され、プリ
ンタプロセッサ２０は信号処理コード６２を実行する。
【００２１】プリンタプロセッサ２０は、信号処理コー
ド６２を実行している際には、出力信号４０のデジタル
化した出力値についてデジタル信号処理機能を実行して
いる。プリンタプロセッサ２０が実行するデジタル信号
処理機能は、インク滴がプリントヘッド１０から出射さ
れるときの周波数または複数の周波数からなる所定のパ
ターンにおいて出力信号４０の振幅を決定する。この振
幅が次に、インク滴のテストサイクル中にプリントヘッ
ド１０から出射されるインク滴を特徴づけるのに用いら
れる。この滴検出値を用いて決定する特性の１つは、イ
ンク滴のテストサイクル中にどのくらいのインク滴が出
射されたかどうかである。他の特性は、インク滴のテス
トサイクル中に出射されるインク滴の体積である。他の
特性は、インク滴のテストサイクル中に出射されるイン
ク滴の速度である。
【００２２】図２は、インク滴のテストサイクル中にプ
リントヘッド１０から発射されるインク滴の噴出３０〜
３２の例を示す。噴出３０〜３２のそれぞれは、一連の
８個のインク滴を含む。一実施形態において、噴出３０
〜３２のそれぞれは、持続時間がＴ０であり、周期がＴ
１である。インク滴のテストサイクルにおける噴出３０
〜３２の全数はＮに等しい。この実施形態において、噴
出３０〜３２の所定の周波数は、インク滴のテストサイ
クルの持続時間を通して１／Ｔ１である。
【００２３】一実施例において、Ｔ０は０．８ミリ秒で
あり、Ｔ１は１．６ミリ秒であって、動作周期（ duty
cycle ）は５０％である。噴出３０〜３２の所定の周波
数は１／１．６ミリ秒すなわち６２５ヘルツである。噴
出３０〜３２のそれぞれの間における個々のインク滴の
発射速度(rate)は、１０キロヘルツである。この実施例
において、感度増幅器１６は６２５ヘルツに合わせてあ
る。これは、プリントヘッド１０からのノズル発射速度
である１０キロヘルツと比べて比較的遅い。
【００２４】波形４０は、噴出３０〜３２に応答した感
度増幅器１６の出力信号４０を表す。波形４０は、噴出
３０〜３２の周波数とおおよそ対応する周期的形状を有
する。アナログ−デジタル変換器１８は、波形４０のそ
れぞれのサイクル間に、等しい時間間隔で数回波形４０
をサンプリングする。例えば、アナログ−デジタル変換
器１８は、時間ｔ１において波形４０のサンプリングを
開始し、噴出３１の開始直前である時間ｔ２においてサ
ンプリングのサイクルを完了する。アナログ−デジタル
変換器１８はそれから、波形４０の次サイクルのサンプ
リングを開始する。この次サイクルの開始時は、時間ｔ
３における噴出３１、等に対応する。
【００２５】他の実施形態において、噴出３０〜３２
は、複数の周波数からなる所定のパターンでプリントヘ
ッド１０から出射される。このような所定のパターン
は、複数の周波数からなるシフトするパターンであって
もよい。例えば、噴出３０〜３２の周波数は、５００ヘ
ルツから５２５ヘルツへそして５５０ヘルツへとシフト
し、繰り返すパターンで再び５００ヘルツに戻ってもよ
い。シフトするパターンにおけるそれぞれの周波数は、
感度増幅器１６の周波数応答の範囲内にある。複数の周
波数からなるシフトするパターンによって、噴出３０〜
３２の特定の周波数がプリンタの環境において存在する
ノイズの周波数と合ってしまうという状態に起こり得る
エラーが回避される。シフトするパターンによって、そ
のパターンのうちの１つまたはそれよりも多い周波数に
はノイズがなくなり、滴検出値を表すのに使用できそう
である。シフトするパターンにおける各周波数は、それ
ぞれの倍数ではないことが好ましい。また、シフトする
パターンにおける各周波数がそれぞれの調波ではないこ
とが好ましい。
【００２６】図３は、信号処理コード６２を実行してい
る際に、プリンタプロセッサ２０が行うデジタル信号処
理段階の一実施形態を示す。ステップ１００において、
プリンタプロセッサ２０は、アナログ−デジタル変換器
１８を用いて、感度増幅器１６からの出力信号４０のＮ
個のサイクルのそれぞれに対して、Ｓ個のデジタル化し
たサンプルを得る。ステップ１０２において、プリンタ
プロセッサ２０は、出力信号４０のＮ個のサイクルのそ
れぞれに対するＳ個のサンプルを重複し(overlaying)、
Ｓ個のサンプルのそれぞれについての平均値を生成する
ことによって、信号平均(signal averaged)データ配列
を生成する。信号平均データ配列における平均値によっ
て、出力信号４０におけるノイズが削除される。信号平
均データ配列は、Ｓ個の平均値を含む。
【００２７】ステップ１０４において、プリンタプロセ
ッサ２０は、信号平均データ配列を、噴出３０〜３２の
所定の周波数に等しい周波数を有する目標波形に合わせ
ることによって、データ配列から滴検出値を決定する。
一実施例において、信号平均データ配列は、以下の形式
を有する関数に合う。
【００２８】
【数１】
【００２９】振幅Ａは、ωである噴出３０〜３２の所定
の周波数における出力信号４０の振幅であり、滴検出値
を規定する。上の実施例において、ωは６２５Ｈｚに等
しい。位相角θは、感度増幅器１６の特定の実施の特性
であり、一実施例において、位相角θは測定によって決
定され、プリンタプロセッサ２０に対して記憶されてい
る。または、位相角θは、振幅Ａと同じ方法で変数とし
て誘導することができる。
【００３０】他の実施例において、目標波形は、所定の
噴出サイクルの周波数を有する方形波である。他の実施
例において、目標波形は、感度増幅器１６の実際に測定
される応答波形に合う、経験的に導かれた波形である。
【００３１】さらに他の実施例において、プリンタプロ
セッサ２０は、以下の式に従って、信号平均データ配列
に正弦アレイおよび余弦アレイを掛け、その後各結果を
合計して二乗した数の合計の平方根をとることによっ
て、信号平均データ配列から滴検出値を抽出する。
【００３２】
【数２】
【００３３】プリンタプロセッサ２０は、こういった正
弦アレイおよび余弦アレイについての値を含む索引テー
ブルを備えている。
【００３４】プリンタプロセッサ２０が行うデジタル信
号処理段階の他の実施形態において、プリンタプロセッ
サ２０は、出力信号４０のデジタル化した出力値上に高
速フーリエ変換を行い、その後関係のある周波数、すな
わち、噴出３０〜３２の所定の周波数における振幅を抽
出する。
【００３５】ステップ１０４において結果として得られ
る滴検出値は、プリントヘッド１０から発射されるイン
ク滴の数と比例する。結果として得られる滴検出値は、
また、どの特性が決定されているかによって、出射され
たインク滴の体積および出射されたインク滴の速度に比
例する。例えば、インク滴の速度および体積が一定であ
る場合、滴検出値は、噴出３０〜３２のそれぞれにおけ
るインク滴の数と噴出３０〜３２のそれぞれの間に発射
されるノズルの数と感知要素１４に印加されるバイアス
電圧Ｖ０との一次関数である。
【００３６】噴出３０〜３２が複数の周波数からなる所
定のパターンに配置されている実施形態において、信号
平均化のステップは、最小限にするかまたは抜かしても
よい。上述の技術またはそれと同等のものを用いて、噴
出３０〜３２の所定のパターンにおける周波数のそれぞ
れについて、滴検出値が決定される。例えば、所定のパ
ターンにおける周波数のそれぞれについてデータ配列を
生成してもよく、データ配列のそれぞれに波形整合ステ
ップを実行してもよい。結果として得られる滴検出値
は、その後以下に説明するような様々な決定に用いられ
る。
【００３７】図４は、滴検出値対インク滴のテストサイ
クルにおける噴出３０〜３２の各々に含まれるインク滴
の数を示すグラフである。このグラフは、感度増幅器１
６の感度が比較的低いとすると、多数のインク滴発射を
有するインク滴の噴出を用いることが有利であることを
示す。例えば、噴出３０〜３２のそれぞれにおいて５つ
またはそれよりも少ない滴が含まれている場合には、感
度増幅器１６は、グラフに示すように、関係のある周波
数において出力が低くなる。
【００３８】このグラフにおける各値は、プリンタプロ
セッサ２０によって記憶され、インク滴を検出したり、
プリントヘッド１０から出射されるインク滴を特徴づけ
るときに用いられる。このグラフ用のデータは、製造時
に信号処理コード６２におけるテーブル内に前もってプ
ログラムしてもよく、プリンタプロセッサ２０が製造後
いずれかの時点でこのデータを集めてもよい。
【００３９】プリンタプロセッサ２０は、インク滴のテ
ストサイクルから得られた滴検出値を、記憶されている
このグラフの表示値と比較して、そのインク滴のテスト
サイクルの間にプリントヘッド１０が発射した滴の数を
決定する。例えば、あるインク滴のテストサイクルから
の滴検出値が、数Ｎ１である許容値の内にある場合に
は、噴出３０〜３２のそれぞれの間に１０個のインク滴
が感知要素１４にぶつかったと結論を下すことができ
る。プリントヘッド１０の駆動制御エレクトロニクス
が、１噴出当たり１０発射を動作させた場合には、プリ
ントヘッド１０のテスト中のノズルは適切に機能してい
ると結論を下すことができる。他方、駆動制御エレクト
ロニクスが１０発射を動作させ、結果として得られる滴
検出値がＮ１よりもかなり低い場合には、テスト中のノ
ズルは適切には機能していないと結論を下すことができ
る。
【００４０】滴検出値は、プリントヘッド１０における
ノズルのそれぞれについて正しく作動している／してい
ないの判断を行うのに有用である。例えば一実施形態に
おいて、プリンタプロセッサ２０は、１ページ上への印
字の１サイクルの最後において、便宜的に作動中のいく
つかのノズルをテストする。あるインク滴テストサイク
ルからの滴検出値が低すぎる場合には、プリンタは、プ
リントヘッド１０に、プリンタ内の整備ステーションを
施す。何度かクリーニングした後その特定のノズルが依
然悪いときには、プリンタプロセッサ２０は、印字コー
ド６０において実施されるその印字アルゴリズムを調節
して、その悪いノズルを補正したり、そのプリントヘッ
ド１０を交換するべきであるというエラー表示をプリン
タのユーザに提供することができる。
【００４１】滴検出値はまた、グレースケールまたは色
解像度を高めるためにプリントヘッド１０の個々のノズ
ルを特徴づけるのにも有用である。例えば、プリンタプ
ロセッサ２０は、プリントヘッド１０のノズルのそれぞ
れについての累積滴検出値を得ることができる。この、
ノズル当たりの滴検出データを用いて、ノズル当たりを
基準にした、プリントヘッド１０における特定のノズル
が出射する個々の滴の大きさまたは体積を見積もること
ができる。個々のノズルからのインク滴の体積は、プリ
ントヘッド１０の製造中のプロセスのばらつきによって
変化し得る。ある特定のノズルからのインク滴の体積
は、また、プリントヘッド１０が延長して用いられるに
つれて経時的にも変化し得る。プリンタプロセッサ２０
は、このノズル当たりの滴検出データを用いて、特定の
ノズルから噴出されるインク滴の数を、所望のグレース
ケールのレベルに合わせて調節することができる。
【００４２】滴検出値は、また、熱プリントヘッドの中
に含まれる加熱要素の寿命を長くするために、熱プリン
トヘッド内の個々のノズルやノズルのグループに印加す
る駆動電圧を調節するのにも有用である。熱プリントヘ
ッドの製造中のプロセス制御のばらつきによって、ノズ
ルのうちのあるものは他のものよりも高いまたは低い駆
動電圧で発射するということが起こり得る。さらに、ノ
ズルのグループは、熱プリントヘッドにおけるバス( bu
ssing )のばらつきおよびノズル間のプロセス制御のば
らつきによって、より高い駆動電圧を必要とするかもし
れない。さらに、個々のノズルについてのターン・オン
・エネルギー( turn on energy )のレベルは、熱プリン
トヘッドを延長して用いるにつれて経時的に変化し得
る。プリンタプロセッサ２０は、個々のノズルやノズル
のグループに発射の試運転を行って、インク滴を発射す
るのに必要な最小レベルの駆動電圧を検出することがで
きる。こういった試運転の間、プリンタプロセッサ２０
は、滴検出値がある特定のノズルについて最適の駆動状
況を示すまで、駆動電圧または駆動電圧のパルス幅を変
化させる。プリンタプロセッサ２０は、熱プリントヘッ
ド内の加熱要素の寿命を長くする、最小の電圧の動作点
を選択する。
【００４３】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、感知要素１４
の様々な構成を示す。それぞれの構成において、感知要
素１４は、プリントヘッド１０から発射されたテストの
インク滴を受け入れる桶(trough)またはつぼ内に収容さ
れている。インクつぼによって、テストのインク滴がプ
リンタの他の部品を汚すことが防止される。インクつぼ
は、プリンタの整備ステーション内に存在するつぼであ
ってもよく、インク滴検出用に設けた付加されたつぼで
あってもよい。
【００４４】図５（ａ）は、インクつぼ５０内に配置さ
れた導電性のプラスチックフォームでできた層としての
感知要素１４を示す。発泡樹脂製品（ foam ）の層とし
ての感知要素１４は、圧縮可能であり、インク滴を吸収
してプリンタが汚れるのを防止する。この層からなる感
知要素１４は、電気信号ライン（図示せず）によって、
感度増幅器１６用の入力コンデンサＣINに電気的に連結
されている。
【００４５】図５（ｂ）は、インクつぼ５４の開口部に
配置された細かいステンレス鋼のワイヤの格子としての
感知要素１４を示す。ステンレス鋼のワイヤからなる感
知要素１４は、電気信号ライン(図示せず)によって、感
度増幅器１６用の入力コンデンサＣINに電気的に連結さ
れている。インクつぼ５４は、テストのインク滴を吸収
する非導電性の発泡樹脂製品でできた層５２を含む。
【００４６】図５（ｃ）は、インクつぼ５６内に収容さ
れた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）６４を示す。Ａ
ＳＩＣ６４は、感度増幅器１６の回路を提供している。
ＡＳＩＣ６４は、絶縁層６８によって封止されている。
感知要素１４は、絶縁層６８の上に配置された金属層で
あり、絶縁層６８を貫く管６６によって、ＡＳＩＣ６４
上の回路に電気的に連結されている。絶縁発泡樹脂製品
でできた層６０が、インクつぼ５６を覆っている。
【００４７】感知要素１４は、整備ステーションのイン
クつぼ内に配置する代わりに、プリントヘッド１０に対
向して印字領域内の紙の通路の下に配置してもよい。こ
のような感知要素１４は、発泡樹脂製品でできた導電性
のパッドまたは、金属または導電性プラスチックの部材
で構成されてもよい。
【００４８】本発明の上記の詳細な説明は、例示の目的
で行ったものであり、包括的であったり、開示した精密
な実施例に本発明を限定するように意図するものではな
い。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲に
よって規定される。
【００４９】以下に本発明の実施の形態を要約する。
【００５０】１． プリントヘッドから出射される一連
のインク滴の噴出におけるそれぞれのインク滴にぶつか
ると電気刺激が与えられる感知要素と、前記感知要素に
連結され、当該インク滴の噴出が前記プリントヘッドか
ら出射されるときの周波数に適合した感度増幅器と、当
該インク滴の噴出が出射されるときの周波数において前
記感度増幅器により生成される出力信号の振幅を決定
し、当該振幅がそれぞれの噴出中に出射される当該イン
ク滴の特性を示すようにする処理手段とを含む、インク
滴検出器。
【００５１】２． 前記処理手段は、前記出力信号に対
してデジタル信号処理機能を実行することによって前記
振幅を決定する、上記１に記載のインク滴検出器。
【００５２】３． 前記インク滴の特性は、前記それぞ
れの噴出中にどのくらいのインク滴が出射されたかどう
かである、上記１に記載のインク滴検出器。
【００５３】４． 前記インク滴の特性は、前記それぞ
れの噴出における前記インク滴の体積である、上記１に
記載のインク滴検出器。
【００５４】５． 前記インク滴の特性は、前記それぞ
れの噴出における前記インク滴の速度である、上記１に
記載のインク滴検出器。
【００５５】６． 前記処理手段は、前記出力信号をデ
ジタル化してデータ配列を発生し、次に前記周波数を有
する目標波形に当該データ配列を合わせることによっ
て、前記振幅を決定する、上記１に記載のインク滴検出
器。
【００５６】７． 前記目標波形は、前記周波数を有す
る正弦波である、上記６に記載のインク滴検出器。
【００５７】８． 前記目標波形は、前記周波数を有す
る方形波である、上記６に記載のインク滴検出器。
【００５８】９． 前記目標波形は、前記感度増幅器の
周波数応答に合う、経験的に導かれた波形である、上記
６に記載のインク滴検出器。
【００５９】１０． 前記処理手段は、前記プリントヘ
ッドを含むプリンタ内の既存するプロセッサと既存する
アナログ−デジタル変換器を含む、上記１に記載のイン
ク滴検出器。
【００６０】１１． 前記感知要素はインクつぼ内に収
容されている、上記１に記載のインク滴検出器。
【００６１】１２． 前記感知要素は、前記プリントヘ
ッドに対向して印字領域内に配置されている、上記１に
記載のインク滴検出器。
【００６２】１３． プリントヘッドからのインク滴を
検出する方法において、前記プリントヘッドからの一連
のインク滴の噴出の各々に応答して、電気信号を発生す
るステップと、前記電気信号を感知し増幅して、当該イ
ンク滴の噴出が前記プリントヘッドから出射されるとき
の周波数において出力信号を生成するステップと、当該
出力信号に対してデジタル信号処理機能を実行すること
によって前記周波数の当該出力信号の振幅を決定し、前
記振幅がそれぞれの噴出における当該インク滴の特性を
示すようにするステップとを含むインク滴検出方法。
【００６３】１４． 前記インク滴の特性は、前記それ
ぞれの噴出中に当該プリントヘッドからどのくらいのイ
ンク滴が出射されているかどうかである、上記１３に記
載のインク滴検出方法。
【００６４】１５． 前記振幅は、前記それぞれの噴出
中に当該プリントヘッドが出射する前記インク滴の体積
を示す、上記１３に記載のインク滴検出方法。
【００６５】１６． 前記振幅は、前記それぞれの噴出
中に当該プリントヘッドが出射する前記インク滴の速度
を示す、上記１３に記載のインク滴検出方法。
【００６６】１７． 前記振幅は、当該プリントヘッド
が噴出する前記インク滴の体積を示す、上記１３に記載
のインク滴検出方法。
【００６７】１８． 前記振幅を決定するステップは、
前記出力信号をデジタル化してデータ配列を生成するス
テップと、次に当該データ配列を前記周波数を有する目
標波形に合わせるステップとを含む、上記１３に記載の
インク滴検出方法。
【００６８】１９． 前記目標波形は正弦波である、上
記１８に記載のインク滴検出方法。
【００６９】２０． 前記目標波形は方形波である、上
記１８に記載のインク滴検出方法。
【００７０】２１． 前記目標波形は、前記感度増幅器
の周波数応答に合う、経験的に導かれた波形である、上
記１８に記載のインク滴検出方法。
【００７１】２２． 前記振幅を決定するステップは、
前記プリントヘッドを含むプリンタ内の既存するプロセ
ッサと既存するアナログ−デジタル変換器とにより行わ
れる、上記１３に記載のインク滴検出方法。
【００７２】２３． インク滴の噴出が複数の周波数か
らなる所定のパターンで起こり、プリントヘッドから噴
出される一連のインク滴の噴出にぶつかると電気刺激が
与えられる感知要素と、前記複数の周波数からなる所定
のパターンに適合され、当該感知要素にぶつかる前記イ
ンク滴の噴出に応答して出力信号を生成する感度増幅器
と、前記複数の周波数からなる所定のパターンのそれぞ
れの周波数における当該出力信号の振幅を決定し、それ
ぞれの振幅がそれぞれの対応する噴出における当該イン
ク滴の特性を提供するようにする処理手段とを含む、イ
ンク滴検出器。
【００７３】２４． 前記処理手段は、当該複数の周波
数からなる所定のパターンのそれぞれの周波数における
前記出力信号にデジタル信号処理機能を実行することに
よって前記振幅を決定する、上記２３に記載のインク滴
検出器。
【００７４】２５． 前記複数の周波数からなる所定の
パターンは、前記感度増幅器内のノイズによって引き起
こされる前記振幅の決定におけるエラー結果を回避する
ようにあらかじめ選択されている、上記２３に記載のイ
ンク滴検出器。
【００７５】２６． 前記処理手段は、前記出力信号を
デジタル化して前記所定のパターンのそれぞれの周波数
についてデータ配列を発生し、次に前記所定のパターン
における対応する周波数を有する対応する目標波形にそ
れぞれの当該データ配列を合わせることによって、前記
振幅を決定する、上記２３に記載のインク滴検出器。
【００７６】
【発明の効果】本発明によれば、デジタル信号処理を用
いて、低コストの増幅器から信頼性の高い滴検出値を抽
出することが可能となり、ノズルが正常に動作している
かを判断でき、それによって、プリントヘッドのクリー
ニングが必要なときにクリーニングを実施することが可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 低コストのアナログ感知要素と共にプリンタ
内の既存するデジタル信号処理要素を用いる低コストの
インク滴検出器の構成を示すブロック図である。
【図２】 インク滴のテストサイクル中にプリントヘッ
ドから発射される一連のインク滴の噴出の例を示すタイ
ミングチャートである。
【図３】 プリンタプロセッサが行うデジタル信号処理
段階の一実施形態を示すフローチャートである。
【図４】 滴検出値対インク滴のテストサイクルにおけ
る噴出の各々に含まれるインク滴の数を示すグラフであ
る。
【図５】 感知要素の様々な構成を示す図である。
【符号の説明】 １０ プリントヘッド １２ インク滴 １４ 感知要素 １６ 感度増幅器 １８ アナログーデジタル変換器 ２０ プリンタプロセッサ ２２ メモリ ２４ 電源 ３０，３１，３２ 噴出 ４０ 出力信号 ５０，５４，５６ インクつぼ ５２ 層 ６０ 印字コード ６２ 信号処理コード ６４ ＡＳＩＣ ６６ 管 ６８ 絶縁層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プリントヘッドから出射される一連のイ
    ンク滴の噴出におけるそれぞれのインク滴にぶつかると
    電気刺激が与えられる感知要素と、 前記感知要素に連結され、当該インク滴の噴出が前記プ
    リントヘッドから出射されるときの周波数に適合した感
    度増幅器と、 当該インク滴の噴出が出射されるときの周波数において
    前記感度増幅器により生成される出力信号の振幅を決定
    し、当該振幅がそれぞれの噴出中に出射される当該イン
    ク滴の特性を示すようにする処理手段とを含む、インク
    滴検出器。
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