ПОДЛОЖКА ПЕЧАТАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ПЕЧАТАЮЩАЯ ГОЛОВКА Российский патент 2014 года по МПК B41J2/01 G06F3/00 

Область техники, к которой относится изобретение уровень техники

[0001] Настоящее изобретение относится к подложке печатающих элементов и к печатающей головке.

Описание предшествующего уровня техники

[0002] Известно печатающее устройство, которое приспосабливает способ струйной печати. Это печатающее устройство печатает изображение на носителе печати посредством выдачи чернил из печатающих элементов, размещенных на печатающей головке. Японский Патент № 4245848 раскрывает печатающую головку, в которой усилитель с обратной связью управляет мощностью, которая должна быть применена к печатающему элементу, так что она является постоянной.

[0003] Чтобы повышать скорость операции печати, например период времени для того, чтобы возбуждать печатающий элемент, должен быть сокращен до 1 мкс или меньше. В течение периода времени для возбуждения печатающего элемента, усилитель с обратной связью регулирует полное сопротивление возбуждающего элемента при обнаружении напряжения печатающего элемента, тем самым управляя мощностью, которая должна быть, применена к печатающему элементу, так чтобы она была постоянной (управление с обратной связью).

[0004] Тем не менее, чтобы быстро выполнять управление с обратной связью за 1 мкс или меньше, ток Ibias смещения, который должен быть подан в усилитель с обратной связью, должен быть увеличен. Поскольку ток Ibias смещения усилителя с обратной связью является установившимся током, простое увеличение тока Ibias смещения приводит к большому потреблению мощности. Большое потребление мощности повышает температуру печатающей головки, влияя на качество изображений.

Сущность изобретения

[0005] Настоящее изобретение предоставляет технологию, допускающую быстрое управление с обратной связью напряжением, которое должно быть приложено к печатающему элементу с низкой потребляемой мощностью.

[0006] Согласно аспекту настоящего изобретения, предусмотрена подложка печатающих элементов, содержащая печатающий элемент, переключающий элемент, который возбуждает печатающий элемент на основе входного управляющего сигнала, первый источник тока, который генерирует предварительно определенный ток, второй источник тока, который генерирует ток на основе входного напряжения, и схему генерирования тока, которая генерирует управляющий сигнал посредством усиления тока, полученного посредством сложения тока, сгенерированного посредством второго источника тока, с током, сгенерированным посредством первого источника тока, и затем генерирует управляющий сигнал посредством усиления тока, сгенерированного посредством первого источника тока.

Дополнительные признаки настоящего изобретения должны быть очевидными из последующего описания примерных вариантов осуществления (со ссылкой на прилагаемые чертежи).

Краткое описание чертежей

[0008] Прилагаемые чертежи, которые содержатся и составляют часть описания изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для того, чтобы пояснять принципы изобретения.

[0009] Фиг. 1 является видом в перспективе, показывающим струйное печатающее устройство (которое упоминается как печатающее устройство) 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0010] Фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную компоновку печатающего устройства 1, показанного на фиг. 1;

[0011] Фиг. 3 является принципиальной схемой, иллюстрирующей схемную компоновку подложки 50 печатающих элементов;

[0012] Фиг. 4 является временной диаграммой, иллюстрирующей синхронизацию возбуждения подложки 50 печатающих элементов;

[0013] Фиг. 5 является принципиальной схемой, иллюстрирующей схемную компоновку усилителя 107 с обратной связью и преобразователя 109 "напряжение-ток";

[0014] Фиг. 6 является принципиальной схемой, иллюстрирующей схемную компоновку подложки 50 печатающих элементов согласно второму варианту осуществления;

[0015] Фиг. 7 является принципиальной схемой, иллюстрирующей схемную компоновку усилителя 107 с обратной связью и преобразователя 109 "напряжение-ток" согласно второму варианту осуществления;

[0016] Фиг. 8 является принципиальной схемой, иллюстрирующей схемную компоновку подложки 50 печатающих элементов согласно третьему варианту осуществления;

[0017] Фиг. 9A и 9B являются видами для пояснения преимуществ по сравнению с традиционной технологией;

[0018] Фиг. 10 является принципиальной схемой, иллюстрирующей схему генерирования тока смещения; и

[0019] Фиг. 11 является принципиальной схемой, показывающей другую схемную компоновку усилителя 107 с обратной связью и преобразователя 109 "напряжение-ток".

Подробное описание вариантов осуществления

[0020] Далее подробно описан примерный вариант(ы) осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Следует отметить, что относительная компоновка компонентов, численные выражения и численные значения, приводимые в этих вариантах осуществления, не ограничивают объем настоящего изобретения, если прямо не указано иное.

[0021] Следует отметить, что последующее описание иллюстрирует печатающее устройство, которое приспосабливает систему струйной печати. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено такой конкретной системой. Например, может быть приспособлена электрофотографическая система с использованием тонера в качестве красящего вещества.

[0022] Печатающее устройство может быть, например, однофункциональным принтером, имеющим только функцию печати, или многофункциональным принтером, имеющим множество функций, включающих в себя функцию печати, функцию факса и функцию сканера. Кроме того, печатающее устройство может быть, например, производственным устройством, используемым для того, чтобы производить цветной светофильтр, электронное устройство, оптическое устройство, микроструктуру и т.п. с использованием предварительно определенной печатающей системы.

[0023] В этом описании, "печать" означает не только формирование важной информации, такой как символы или графика, но также и формирование, например, изображения, схемы, шаблона или структуры на носителе печати в широком смысле независимо от того, является или нет сформированная информация важной, или также обработку носителя. Помимо этого, сформированная информация не всегда должна быть визуализирована так, что она визуально распознается людьми.

[0024] Кроме того, "носитель печати" означает не только лист бумаги для использования в общем печатающем устройстве, но также и элемент, который может закреплять чернила, к примеру, ткань, пластическую пленку, металлическую пластину, стекло, керамику, смолу, древесину или кожу в широком смысле.

[0025] Кроме того, "чернила" должны быть интерпретированы в широком смысле как в определении "печати", упомянутом выше, и означают жидкость, которая может быть использована для того, чтобы формировать, например, изображение, схему или шаблон, обрабатывать носитель печати или выполнять обработку чернил после подачи на носитель печати. Обработка чернил включает в себя, например, затвердевание или переход в нерастворимое состояние красящего вещества в чернилах, подаваемых на носитель печати.

[0026] Кроме того, "сопло", в общем, означает отверстие, жидкостный канал, который соединяется с ним, и элемент, который генерирует энергию, используемую для выдачи чернил, если не указано иное.

[0027] Первый вариант осуществления

Фиг. 1 является видом в перспективе, показывающим струйное печатающее устройство (которое далее упоминается как печатающее устройство) 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[0028] Печатающее устройство 1 печатает посредством взаимно-обратного перемещения, в направлениях (направлениях сканирования), указанных стрелкой A, каретки 2, которая поддерживает струйную печатающую головку (которая далее упоминается как печатающая головка) 3 для выдачи чернил согласно струйному способу для печати. Печатающее устройство 1 подает носитель P печати через механизм 5 подачи листов и транспортирует его в позицию печати. В позиции печати, печатающая головка 3 печатает посредством выдачи чернил на носитель P печати.

[0029] В дополнение к печатающей головке 3, например, чернильный картридж 6 устанавливается на каретке 2 печатающего устройства 1. Чернильный картридж 6 хранит чернила, которые должны быть поданы в печатающую головку 3. Следует отметить, что чернильный картридж 6 является съемным с каретки 2.

[0030] Печатающее устройство 1, показанное на фиг. 1, допускает цветную печать. С этой целью, четыре чернильных картриджа, которые хранят, например, пурпурные (M), голубые (C), желтые (Y) и черные (K) чернила, соответственно, устанавливаются на каретке 2. Эти четыре чернильных картриджа являются независимо съемными.

[0031] Печатающая головка 3 включает в себя подложку печатающих элементов (которая далее будет также упоминаться просто как подложка), и множество сопловых решеток скомпонованных на подложке. Печатающая головка 3 использует, например, струйный способ выдачи чернил с использованием тепловой энергии. Печатающая головка 3 включает в себя печатающие элементы, каждый из которых сформирован из элемента генерирования тепла (который далее упоминается как нагреватель), и схему управления, которая управляет возбуждением нагревателя. Нагреватели компонуются в соответствии с соответствующими соплами (отверстиями), и импульсное напряжение прикладывается к соответствующему нагревателю в соответствии с сигналом печати.

[0032] Восстанавливающее устройство 4 компонуется за пределами диапазона возвратно-поступательного движения каретки 2 (за пределами области печати), чтобы восстанавливать печатающую головку 3 после сбоя при выдаче. Позиция, в которой компонуется восстанавливающее устройство 4, является так называемой исходной позицией. Печатающая головка 3 не движется в этой позиции в то время, когда операция печати не выполняется.

[0033] Проиллюстрирована компоновка печатающего устройства 1. Следует отметить, что компоновка печатающего устройства 1, показанного на фиг. 1, является просто примером и не всегда ограничивается ей. Например, в компоновке по фиг. 1, носитель P печати транспортируется к печатающей головке 3. Тем не менее, печатающей головки 3 и носителя P печати достаточно для относительного (взаимного) перемещения, и компоновка не ограничена конкретным образом. Например, печатающая головка 3 может перемещаться относительно носителя P печати.

[0034] Фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную компоновку печатающего устройства 1, показанного на фиг. 1.

[0035] Печатающее устройство 1 соединяется с хост-устройством 40. Хост-устройство 40 реализуется посредством компьютера (либо модуля считывания изображения, либо цифровой камеры), выступающего в качестве источника подачи данных изображений. Хост-устройство 40 и печатающее устройство 1 обмениваются данными изображений, командами и т.п. через интерфейс (который далее упоминается как I/F) 11.

[0036] Контроллер 20 включает в себя CPU (центральный процессор) 21, ROM (постоянное запоминающее устройство) 22, RAM (оперативное запоминающее устройство) 23, блок 24 обработки изображений и блок 25 управления печатающей головкой.

[0037] CPU 21 управляет в соответствии с командами процессами в контроллере 20. ROM 22 сохраняет программы и различные данные. RAM 23 используется в качестве рабочей области при выполнении программы посредством CPU 21 и временно сохраняет различные результаты вычисления и т.п.

[0038] Блок 24 обработки изображений выполняет различные процессы формирования изображения для данных изображений, принимаемых из хост-устройства 40, через I/F 11.

[0039] Блок 25 управления печатающей головкой управляет печатающей головкой 3. Блок 25 управления печатающей головкой включает в себя блок 31 генерирования сигналов и блок 32 источника питания.

[0040] Блок 31 генерирования сигналов генерирует различные сигналы и переносит сгенерированные сигналы в печатающую головку 3. Сигналами, переносимыми в печатающую головку 3, являются, например, последовательный синхросигнал CLK, последовательные данные DATA, сигнал-защелка LT и сигнал HE разрешения нагрева.

[0041] Блок 32 источника питания подает, в печатающую головку 3, мощность, необходимую для ее возбуждения. Например, блок 32 источника питания подает возбуждающее напряжение VH, опорное напряжение Vref и т.п. в печатающую головку 3.

[0042] На основе сигнала, переносимого из блока 25 управления печатающей головкой, печатающая головка 3 выдает чернила из каждого отверстия в печатающей головке 3. Печатающая головка 3 включает в себя подложку 50 печатающих элементов, на которой компонуется множество печатающих элементов, что подробно описывается.

[0043] Схемная компоновка подложки 50 печатающих элементов, показанной на фиг. 2, проиллюстрирована со ссылкой на фиг. 3.

[0044] Подложка 50 печатающих элементов включает в себя группы в соответствии с печатающими элементами 100. Каждая группа включает в себя печатающие элементы 100, возбуждающие элементы (переключающие элементы) 101, первые переключатели 106, вторые переключатели 110, третьи переключатели 105 и схему 113 выбора печатающих элементов. Помимо этого, возбуждающая линия 103 заземления, усилитель 107 с обратной связью, преобразователь 109 "напряжение-ток", схема 113 выбора печатающих элементов, схема-защелка 115, сдвиговый регистр 116 и т.п. компонуются на подложке 50 печатающих элементов. Печатающие элементы 100 и возбуждающие элементы 101 соединяются посредством возбуждающих линий 124, соответственно. Например, печатающий элемент 100-1 и возбуждающий элемент 101-1 соединяются посредством возбуждающей линии 124-1. Возбуждающая линия 103 заземления соединяется с землей блока 32 источника питания.

[0045] Компонуется множество печатающих элементов 100, т.е. 100-1, 100-2 ..., 100-n. Ток подается, чтобы прикладывать напряжение в течение предварительно определенного периода только к тем печатающим элементам, которые должны выполнять операцию печати, из этих печатающих элементов. Каждый печатающий элемент 100 имеет первый контактный вывод, соединенный с возбуждающим напряжением VH 102, и второй контактный вывод, соединенный с первым переключателем 106 и возбуждающим элементом (переключающим элементом) 101.

[0046] Первый переключатель 106, второй переключатель 110, третий переключатель 105 и схема 113 выбора печатающих элементов выбирают, из множества печатающих элементов, печатающий элемент, который должен выполнять операцию печати.

[0047] Схема 113 выбора печатающих элементов выводит возбуждающий сигнал 112 на основе логического произведения сигнала 117 данных печати, сохраненного в схеме-защелке 115, сигнала 114 выбора блоков, выводимого из декодера 118, и сигнала 119 разрешения нагрева. Возбуждающий сигнал является сигналом для обозначения возбуждения соответствующего печатающего элемента.

[0048] Сигнал 117 данных печати и сигнал 114 выбора блоков задают печатающий элемент, который должен выполнять операцию печати. Сигнал 119 разрешения нагрева задает период времени для возбуждения печатающего элемента. Более конкретно, печатающий элемент является возбуждаемым в момент, когда сигнал 119 разрешения нагрева имеет высокий уровень, и возбуждение печатающего элемента запрещено в момент, когда он имеет низкий уровень.

[0049] Когда возбуждающий сигнал 112 изменяется на высокий уровень, третий переключатель 105 и первый переключатель 106 включаются, а второй переключатель 110 выключается. Второй контактный вывод выбранного печатающего элемента соединяется с линией 108 обратной связи, а затвор возбуждающего элемента 101, соответствующего выбранному печатающему элементу, соединяется с линией 120 управления. Например, линия 126-1 разряда для соединения с землей размещается между затвором возбуждающего элемента 101-1 и третьим переключателем 105-1. Второй переключатель 110-1 вставляется в линию 126-1 разряда.

[0050] Когда возбуждающий сигнал 112 изменяется на низкий уровень, третий переключатель 105 и первый переключатель 106 выключаются, а второй переключатель 110 включается. Таким образом, линия 108 обратной связи и линия 120 управления размыкаются. Поскольку второй переключатель 110 активирован, напряжение, приложенное к возбуждающему элементу 101, заземляется. Следовательно, напряжения VG1 затвора возбуждающих элементов 101-1 становятся равными напряжению земли (напряжению линии 103 заземления).

[0051] Возбуждающий элемент 101 формируется из полупроводникового элемента, имеющего управляющий затвор (управляющий контактный вывод), например, MOS-транзистора с каналом n-типа (FET-транзистора). Возбуждающий элемент 101 подает ток (т.е. включает питание) в печатающий элемент 100. Возбуждающий элемент 101 включается/выключается на основе сигнала, вводимого в управляющий затвор, и имеет сток, соединенный со вторым контактным выводом печатающего элемента, и исток, соединенный с линией 103 заземления.

[0052] Усилитель 107 с обратной связью использует, например, дифференциальный усилитель, который потребляет установившийся ток Ibias смещения. Усилитель 107 с обратной связью имеет первый входной контактный вывод, который принимает опорное напряжение Vref 104, второй входной контактный вывод, который принимает напряжение (напряжение обратной связи) через линию 108 обратной связи, и выходной контактный вывод, который выводит сигнал на основе вводов.

[0053] Усилитель 107 с обратной связью (усилитель) управляет полным сопротивлением возбуждающего элемента 101 посредством регулирования напряжения управляющего затвора возбуждающего элемента 101. Более конкретно, усилитель 107 с обратной связью выравнивает опорное напряжение Vref 104 и напряжение второго контактного вывода печатающего элемента, соединенного с линией 108 обратной связи.

[0054] Преобразователь 109 "напряжение-ток" выступает в качестве средства генерирования тока (блока генерирования тока). Более конкретно, преобразователь 109 "напряжение-ток" генерирует ток Iboost, соответствующий разности ΔV потенциалов между опорным напряжением 104 и напряжением, вводимым из линии 108 обратной связи, и подает ток Iboost в усилитель 107 с обратной связью. Напряжение второго контактного вывода печатающего элемента вводится на вход IN1 преобразователя 109 "напряжение-ток" через линию 125 обратной связи, ответвленную в точке B от линии 108 обратной связи. Более конкретно, преобразователь 109 "напряжение-ток" принимает опорное напряжение 104 и ток, выводимый в ветвь второго контактного вывода (участка соединения) печатающего элемента, и выводит, в усилитель 107 с обратной связью, ток Iboost, усиленный в соответствии с ними.

[0055] Синхронизация возбуждения подложки 50 печатающих элементов, показанной на фиг. 3, проиллюстрирована со ссылкой на фиг. 4.

[0056] Фиг. 4 показывает формы сигнала тока IH1, протекающего через печатающий элемент 100-1, напряжения VD1 второго контактного вывода печатающего элемента 100-1, напряжения Vfb линии 108 обратной связи и тока Iboost, сгенерированного посредством преобразователя 109 "напряжение-ток". Фиг. 4 также показывает формы возбуждающего сигнала 112-1 и сигнала 119 разрешения нагрева. Проиллюстрирован случай, в котором только печатающий элемент 100-1, показанный на фиг. 3, выбирается для того, чтобы выполнять операцию печати.

[0057] Когда возбуждающий сигнал 112-1 изменяется на высокий уровень во время t1, третий переключатель 105-1 и первый переключатель 106-1 включаются, а второй переключатель 110-1 выключается. Затем, второй контактный вывод печатающего элемента 100-1 соединяется с линией 108 обратной связи, и затвор возбуждающего элемента 101-1 соединяется с линией 120 управления.

[0058] Усилитель 107 с обратной связью выводит ток Iout и постепенно повышает напряжение затвора возбуждающего элемента 101-1. В ответ на это, ток начинает протекать через печатающий элемент 100-1 и возбуждающий элемент 101-1 (т.е. проводит их), и напряжение VD1 второго контактного вывода постепенно падает с возбуждающего напряжения VH до опорного напряжения Vref 104. Во время t2 напряжение VD1 становится равным опорному напряжению Vref 104.

[0059] В переходном состоянии от времени t1 до времени t2 преобразователь 109 "напряжение-ток" генерирует ток Iboost, соответствующий разности ΔV потенциалов между напряжением VD1 второго контактного вывода печатающего элемента 100-1 и опорным напряжением 104, и подает Iboost в усилитель 107 с обратной связью.

[0060] Максимальное значение тока Iout, выводимого из усилителя 107 с обратной связью, становится суммой тока Ibias смещения усилителя 107 с обратной связью и тока Iboost, сгенерированного посредством преобразователя 109 "напряжение-ток". Ток Iout позволяет быстро заряжать затвор возбуждающего элемента 101-1. Напряжение VD1 второго контактного вывода печатающего элемента 100-1 позволяет быстро достигать целевого опорного напряжения Vref, минимизируя время переходного состояния от времени t1 до времени t2.

[0061] В установившемся состоянии от времени t2 до времени t3 усилитель 107 с обратной связью выравнивает напряжение VD1 второго контактного вывода печатающего элемента 100-1, т.е. напряжение линии 108 обратной связи с опорным напряжением Vref. Следовательно, ток Iboost, сгенерированный посредством преобразователя 109 "напряжение-ток", становится нулевым, и подача тока из преобразователя 109 "напряжение-ток" в усилитель 107 с обратной связью прекращается.

[0062] Когда возбуждающий сигнал 112-1 изменяется на низкий уровень во время t3, третий переключатель 105-1 и первый переключатель 106-1 выключаются, а второй переключатель 110-1 включается. В ответ на это затвор возбуждающего элемента 101-1 соединяется с линией 103 заземления. Возбуждающий элемент 101-1 разъединяется, прерывая токи, протекающие через печатающий элемент 100-1 и возбуждающий элемент 101-1. Напряжение VD1 второго контактного вывода печатающего элемента 100-1 повышается с опорного напряжения Vref до возбуждающего напряжения VH.

[0063] Посредством этой операции, в период (от времени t1 до времени t3), в который возбуждающий сигнал имеет высокий уровень, напряжение VD1 второго контактного вывода печатающего элемента быстро управляется с возбуждающего напряжения VH до опорного напряжения Vref. Это делает мощность, применяемую к печатающему элементу, постоянной.

[0064] Как описано выше, чтобы повышать скорость операции печати, например, период времени для возбуждения печатающего элемента должен быть сокращен до 1 мкс или меньше. Когда период времени для возбуждения печатающего элемента является коротким, если переходное состояние от времени t1 до времени t2 является длительным, передний фронт тока, протекающего через печатающий элемент, становится резким, значительно снижая напряжение, которое должно быть, приложено к печатающему элементу.

[0065] В варианте осуществления, чтобы предотвращать это, преобразователь 109 "напряжение-ток" скомпонован с возможностью увеличивать ток Iout, выводимый из усилителя 107 с обратной связью, только в переходном состоянии от времени t1 до времени t2. В установившемся состоянии (от времени t2 до времени t3), в котором напряжение линии 108 обратной связи равно опорному напряжению Vref, ток Iboost становится нулевым, и потреблением тока является только Ibias. Эта операция позволяет быстро управлять с обратной связью напряжением, которое должно быть приложено к печатающему элементу с низкой потребляемой мощностью.

[0066] Схемная компоновка усилителя 107 с обратной связью и преобразователя 109 "напряжение-ток" проиллюстрирована со ссылкой на фиг. 5.

[0067] Усилитель 107 с обратной связью формируется из транзисторов M1-M4, а преобразователь 109 "напряжение-ток" формируется из транзисторов M5-M9.

[0068] В преобразователе 109 "напряжение-ток" линия 108 обратной связи соединяется с истоком транзистора M5, а опорное напряжение 104 соединяется с его затвором. Когда напряжение линии 108 обратной связи становится выше опорного напряжения 104 (генерируется разность ΔV потенциалов), ток протекает через транзистор M5. Этот ток копируется посредством схемы "токовое зеркало", состоящей из транзисторов M6-M9, подавая Iboost в усилитель с обратной связью.

[0069] Следовательно, максимальное значение выходного тока Iout усилителя 107 с обратной связью становится суммой тока Ibias смещения усилителя с обратной связью и Iboost. Выходной ток Iout позволяет быстро заряжать затвор возбуждающего элемента 101, соединенного с возбуждающей линией 120.

[0070] Когда напряжение линии 108 обратной связи равно опорному напряжению 104, транзистор M5 разъединяется, и ток, протекающий через транзистор M5, и ток Iboost, который должен быть подан в усилитель 107 с обратной связью, становятся равными нулю. Потребляемым током является только Ibias. Другими словами, схемная компоновка усилителя 107 с обратной связью и преобразователя 109 "напряжение-ток" включает в себя первый источник тока (Ibias), который генерирует предварительно определенный ток, второй источник 109 тока, который генерирует ток на основе входного напряжения (ΔV), и схему генерирования тока, которая генерирует управляющий сигнал 120 посредством усиления тока, полученного посредством сложения тока, сгенерированного посредством второго источника тока, с током, сгенерированным посредством первого источника тока, и затем генерирует управляющий сигнал 120 посредством усиления тока, сгенерированного посредством первого источника тока. Фиг. 10 является принципиальной схемой, иллюстрирующей схему 130 генерирования тока смещения, которая генерирует ток Ibias смещения. Схема 130 генерирования тока смещения формируется из транзисторов M11-M13.

[0071] Фиг. 11 показывает другую схемную компоновку усилителя 107 с обратной связью и преобразователя 109 "напряжение-ток". Преобразователь 109 "напряжение-ток", показанный на фиг. 11, включает в себя транзистор M10 для генерирования предварительно определенного тока смещения и транзистор M5 для генерирования тока на основе разности ΔV потенциалов.

[0072] Как описано выше, в варианте осуществления преобразователь 109 "напряжение-ток" компонуется и подает ток Iboost в усилитель 107 с обратной связью только в переходном состоянии. Соответственно, напряжение, которое должно быть приложено к печатающему элементу, может быстро управляться с обратной связью с низкой потребляемой мощностью.

[0073] Второй вариант осуществления

Описывается второй вариант осуществления. Фиг. 6 иллюстрирует схемную компоновку подложки 50 печатающих элементов согласно второму варианту осуществления. Отличие от фиг. 3 в первом варианте осуществления состоит в том, что преобразователь 109 "напряжение-ток" имеет разрешающий контактный вывод EN.

[0074] Во втором варианте осуществления, разрешающий контактный вывод EN переключает то, активировать или деактивировать преобразователь 109 "напряжение-ток". Сигнал, вводимый на разрешающий контактный вывод EN, является сигналом HE разрешения нагрева. Когда сигнал HE разрешения нагрева изменяется на высокий уровень, преобразователь 109 "напряжение-ток" активируется. Преобразователь 109 "напряжение-ток" генерирует ток Iboost, соответствующий разности ΔV потенциалов между опорным напряжением 104 и линией 108 обратной связи, и подает ток Iboost в усилитель 107 с обратной связью. Когда сигнал HE разрешения нагрева изменяется на низкий уровень, преобразователь 109 "напряжение-ток" деактивируется, чтобы полностью прекращать работу.

[0075] Таким образом, в дополнение к компоновке согласно первому варианту осуществления, второй вариант осуществления предоставляет функцию полного прекращения работы преобразователя 109 "напряжение-ток" в течение периода (до времени t1 или после времени t3 на фиг. 4), когда сигнал разрешения нагрева имеет низкий уровень.

[0076] Хотя сигнал разрешения нагрева имеет низкий уровень, все первые переключатели 106-1-106-n выключаются, и линия 108 обратной связи размыкается, делая напряжение Vfb линии 108 обратной связи нестабильным. Если преобразователь 109 "напряжение-ток" остается активным, он может генерировать неожиданный ток Iboost.

[0077] Во втором варианте осуществления, чтобы предотвращать это, преобразователь 109 "напряжение-ток" имеет разрешающий контактный вывод. Пока напряжение Vfb линии 108 обратной связи является нестабильным, работа преобразователя 109 "напряжение-ток" полностью прекращается, чтобы предотвращать генерирование неожиданного тока Iboost.

[0078] Схемная компоновка усилителя 107 с обратной связью и преобразователя 109 "напряжение-ток" согласно второму варианту осуществления проиллюстрирована со ссылкой на фиг. 7.

[0079] Во втором варианте осуществления, транзистор M10 компонуется в дополнение к компоновке согласно первому варианту осуществления. Затвор транзистора M10 принимает инвертированный сигнал сигнала HE разрешения нагрева.

[0080] Когда сигнал HE разрешения нагрева изменяется на высокий уровень, транзистор M10 включается, и ток, соответствующий разности ΔV потенциалов, протекает через транзистор M5. Этот ток копируется посредством схемы "токовое зеркало", состоящей из транзисторов M6-M9, подавая Iboost в усилитель с обратной связью.

[0081] Когда сигнал HE разрешения нагрева изменяется на низкий уровень, транзистор M10 выключается. Даже если разность ΔV потенциалов существует, ток не протекает через транзистор M5, транзисторы M6-M9 разъединяются, и Iboost полностью становится нулевым.

[0082] Как описано выше, согласно второму варианту осуществления, активация/деактивация (включение/выключение) преобразователя 109 "напряжение-ток" переключается синхронно с сигналом HE разрешения нагрева. Это позволяет предотвращать генерирование неожиданного тока Iboost.

[0083] Третий вариант осуществления

Описывается третий вариант осуществления. Фиг. 8 иллюстрирует схемную компоновку подложки 50 печатающих элементов согласно третьему варианту осуществления. Отличие от фиг. 6 во втором варианте осуществления состоит в том, что сигнал, вводимый на разрешающий контактный вывод EN преобразователя 109 "напряжение-ток" является сигналом 122 разрешения преобразования "напряжение-ток".

[0084] Сигнал 122 разрешения преобразования "напряжение-ток" является логическим произведением сигнала HE разрешения нагрева и сигнала 117 данных печати и генерируется посредством схемы 121 генерирования сигналов разрешения преобразования "напряжение-ток".

[0085] Когда сигнал 122 разрешения преобразования "напряжение-ток" изменяется на высокий уровень, преобразователь 109 "напряжение-ток" активируется, генерирует ток Iboost, соответствующий разности ΔV потенциалов между опорным напряжением 104 и линией 108 обратной связи, и подает ток Iboost в усилитель 107 с обратной связью. Когда сигнал 122 разрешения преобразования "напряжение-ток" изменяется на низкий уровень, преобразователь 109 "напряжение-ток" деактивируется, чтобы полностью прекращать работу.

[0086] В дополнение к компоновке согласно второму варианту осуществления третий вариант осуществления добавляет функцию полного прекращения работы преобразователя 109 "напряжение-ток", когда сигнал 117 данных печати имеет низкий уровень. Как описано выше, в то время как сигнал HE разрешения нагрева имеет низкий уровень, линия 108 обратной связи размыкается. Помимо этого, когда сигнал данных печати изменяется на низкий уровень, все первые переключатели 106-1-106-n выключаются, и линия 108 обратной связи также размыкается, делая напряжение Vfb линии 108 обратной связи нестабильным. Если преобразователь 109 "напряжение-ток" остается активным, он может генерировать неожиданный ток Iboost.

[0087] В третьем варианте осуществления, чтобы предотвращать это, генерируется сигнал 122 разрешения преобразования "напряжение-ток", выступающий в качестве логического произведения сигнала 117 данных печати и сигнала HE разрешения нагрева. На основе этого сигнала переключается активация/деактивация преобразователя 109 "напряжение-ток".

[0088] Посредством вычисления логического произведения сигнала 117 данных печати и сигнала HE разрешения нагрева, состояние, в котором линия 108 обратной связи размыкается, может быть полностью обнаружено, полностью предотвращая генерирование неожиданного тока Iboost.

[0089] Преимущества вышеописанных первого-третьего вариантов осуществления поясняются со ссылкой на фиг. 9A и 9B по сравнению с традиционной технологией. Фиг. 9A и 9B показывает форму сигнала тока IH1, протекающего через подложку печатающих элементов, форму сигнала напряжения VD1 второго контактного вывода подложки печатающих элементов и результат моделирования потребления мощности подложки печатающих элементов в первом-третьем вариантах осуществления и в традиционной технологии.

[0090] Фиг. 9A показывает результаты моделирования подложек печатающих элементов, сконструированных с возможностью выравнивать скорости возбуждения печатающих элементов в первом-третьем вариантах осуществления и в традиционной технологии. Как показано на фиг. 9A, применение одного из первого-третьего вариантов осуществления может уменьшать потребление мощности до 1/2,6 по сравнению с традиционной технологией.

[0091] Фиг. 9B показывает результаты моделирования подложек печатающих элементов, заданных с возможностью выравнивать потребления мощности в первом-третьем вариантах осуществления и в традиционной технологии. Как показано на фиг. 9B, применение одного из первого-третьего вариантов осуществления может уменьшать время переходного состояния до 1/2,5 по сравнению с традиционной технологией, даже если потребления мощности равны. Это раскрывает, что первый-третий варианты осуществления позволяют значительно повышать скорость возбуждения печатающего элемента.

[0092] Посредством выполнения обработки, описанной в первом-третьем вариантах осуществления, напряжение, которое должно быть приложено к печатающему элементу, может быстро управляться с обратной связью с низкой потребляемой мощностью.

[0093] Проиллюстрированы типичные варианты осуществления настоящего изобретения. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными выше со ссылкой на прилагаемые чертежи, и может быть надлежащим образом модифицировано без отступления от объема изобретения.

[0094] Другие варианты осуществления

Аспекты настоящего изобретения также могут быть реализованы посредством компьютера системы или устройства (либо таких устройств, как CPU или MPU), которое считывает и выполняет программу, записанную в запоминающем устройстве, чтобы выполнять функции вышеописанного варианта(ов) осуществления, и посредством способа, этапы которого выполняются посредством компьютера системы или установки, например, посредством считывания и выполнения программы, записанной в запоминающем устройстве, чтобы выполнять функции вышеописанного варианта(ов) осуществления. С этой целью, программа предоставляется в компьютер, например, через сеть или с носителей записи различных типов, выступающих в качестве запоминающего устройства (например, считываемого компьютером носителя хранения данных).

[0095] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми примерными вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения должен соответствовать самой широкой интерпретации, так что он заключает в себе все такие модификации и эквивалентные структуры и функции.

Подложка печатающих элементов содержит печатающий элемент, переключающий элемент, который возбуждает печатающий элемент на основе входного управляющего сигнала, первый источник тока, который генерирует предварительно определенный ток. Кроме того, подложка имеет второй источник тока, который генерирует ток на основе входного напряжения, и схему генерирования тока, которая генерирует управляющий сигнал посредством усиления тока, полученного посредством сложения тока, сгенерированного посредством второго источника тока, с током, сгенерированным посредством первого источника тока, и затем генерирует управляющий сигнал посредством усиления тока, сгенерированного посредством первого источника тока. Технический результат - повышение скорости управления с обратной связью за напряжением, которое должно быть приложено к печатающему элементу с низкой потребляемой мощностью. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Подложка печатающих элементов, содержащая:
- печатающий элемент;
- переключающий элемент, который возбуждает упомянутый печатающий элемент на основе входного управляющего сигнала;
- первый источник тока, который генерирует предварительно определенный ток;
- второй источник тока, который генерирует ток на основе входного напряжения; и
- схему генерирования тока, которая генерирует управляющий сигнал посредством усиления тока, полученного посредством сложения тока, сгенерированного посредством упомянутого второго источника тока, с током, сгенерированным посредством упомянутого первого источника тока, и затем генерирует управляющий сигнал посредством усиления тока, сгенерированного посредством упомянутого первого источника тока.

2. Подложка по п.1, в которой упомянутый переключающий элемент включает в себя транзистор, включающий в себя вход, который принимает управляющий сигнал.

3. Подложка по п.1, в которой упомянутая схема генерирования тока усиливает ток на основе входного напряжения.

4. Подложка по п.1, дополнительно содержащая:
- первую сигнальную линию, которая подает ток из упомянутого печатающего элемента в упомянутый переключающий элемент; и
- вторую сигнальную линию, которая подает опорное напряжение,
- при этом входное напряжение является разностью между напряжением упомянутой первой сигнальной линии и напряжением упомянутой второй сигнальной линии.

5. Подложка по п.4, дополнительно содержащая:
- третью сигнальную линию, которая подает напряжение упомянутой первой сигнальной линии в упомянутый второй источник тока; и
- первый переключатель, который вставляется в упомянутую третью сигнальную линию и переключает упомянутую третью сигнальную линию между соединением и разъединением на основе возбуждающего сигнала для обозначения возбуждения упомянутого печатающего элемента,
- при этом упомянутый первый переключатель управляется в соединенное состояние, когда возбуждающий сигнал для обозначения возбуждения упомянутого печатающего элемента является активным, и разъединенное состояние, когда возбуждающий сигнал для обозначения возбуждения упомянутого печатающего элемента является неактивным.

6. Подложка по п.2, дополнительно содержащая:
- четвертую сигнальную линию, которая соединяет ввод и землю; и
- второй переключатель, который переключает упомянутую четвертую сигнальную линию между соединением и разъединением на основе возбуждающего сигнала для обозначения возбуждения упомянутого печатающего элемента,
- при этом упомянутый второй переключатель управляется в соединенное состояние, когда возбуждающий сигнал для обозначения возбуждения упомянутого печатающего элемента является неактивным, и разъединенное состояние, когда возбуждающий сигнал для обозначения возбуждения упомянутого печатающего элемента является активным.

7. Подложка по п.1, дополнительно содержащая:
- множество печатающих элементов; и
- множество переключающих элементов, которые скомпонованы в соответствии с упомянутыми соответствующими печатающими элементами,
- при этом упомянутая схема генерирования тока подает управляющий сигнал в упомянутое множество переключающих элементов.

8. Подложка по п.1, в которой упомянутая схема генерирования тока принимает сигнал инструкции для обозначения переключения операции между активацией и деактивацией.

9. Подложка по п.8, в которой сигнал инструкции включает в себя сигнал разрешения нагрева, который задает период времени для возбуждения упомянутого печатающего элемента.

10. Подложка по п.8, в которой сигнал инструкции включает в себя сигнал, сгенерированный на основе логического произведения сигнала данных, который задает печатающий элемент, который должен выполнять операцию печати, и сигнала разрешения нагрева, который задает период времени для возбуждения упомянутого печатающего элемента.

11. Печатающая головка, содержащая подложку печатающих элементов, заданную в п.1.