способ и устройство для выпуска чернил

Формула изобретения

1. Струйная печатающая головка, имеющая множество генераторов капель, реагирующих на сигналы токов возбуждения и адреса, для выпуска чернил, содержащая множество подгрупп из, по меньшей мере, первого и второго генераторов капель, расположенных на печатающей головке, которые совместно образуют группу генераторов капель, при этом каждый генератор капель из группы генераторов капель выполнен с возможностью подключения к источнику тока возбуждения, причем в пределах каждой подгруппы первый и второй генераторы капель выполнены с возможностью приема сигналов адреса от общего источника адреса, и каждая подгруппа из, по меньшей мере, первого и второго генераторов капель выполнена с возможностью подключения к различному источнику сигналов адреса; и первый переключающий прибор, подключенный между общим источником адреса и каждым из первого и второго генератора капель из подгруппы, при этом переключающий прибор выполнен реагирующим на сигналы разрешения для избирательной подачи сигнала адреса только одному из первого и второго генераторов капель подгруппы.

2. Головка по п.1, в которой каждый из первого и второго генераторов капель включает нагревательное устройство для избирательного нагревания чернил с выбросом чернил из печатающей головки.

3. Головка по п.1, в которой каждый из первого и второго генераторов капель включает второй переключающий прибор, включенный в контур тока между парой проводов тока возбуждения, соединенных с источником тока возбуждения, при этом второй переключающий прибор выполнен реагирующим на сигналы адреса для обеспечения возможности избирательного прохождения тока возбуждения через него.

4. Головка по п.2, в которой каждый из первого и второго генераторов капель включает второй переключающий прибор, включенный последовательно с нагревательным устройством между парой проводов тока возбуждения, соединенных с источником тока возбуждения, при этом второй переключающий прибор выполнен реагирующим на сигналы адреса для обеспечения возможности избирательного прохождения тока возбуждения через нагревательное устройство, связанное с одним из первого и второго генераторов капель.

5. Головка по п.1, в которой в каждой подгруппе первый генератор капель включает второй переключающий прибор, подключенный между парой проводов тока возбуждения, соединенных с источником тока возбуждения, при этом второй переключающий прибор выполнен реагирующим на активные сигналы адреса для избирательной активизации первого генератора капель, при этом второй генератор капель включает третий переключающий прибор, подключенный между парой проводов тока возбуждения, причем третий переключающий прибор выполнен реагирующим на активные сигналы адреса для избирательной активизации второго генератора капель.

6. Головка по п.5, в которой первый переключающий прибор содержит четвертый и пятый переключающие приборы, при этом четвертый переключающий прибор подключен между источником сигналов адреса и вторым переключающим прибором, а пятый переключающий прибор подключен между источником сигналов адреса и третьим переключающим прибором, четвертый переключающий прибор выполнен реагирующим на сигналы разрешения для избирательной подачи сигналов адреса на второй переключающий прибор, пятый переключающий прибор выполнен реагирующим на сигналы разрешения для избирательной подачи сигналов адреса на третий переключающий прибор.

7. Головка по п.1, в которой первый переключающий прибор содержит транзистор.

8. Головка по п.1, в которой первый переключающий прибор содержит n-канальный МОП-транзистор.

9. Головка по п.1, содержащая множество групп генераторов капель, при этом каждая группа генераторов капель из множества групп генераторов капель выполнена с возможностью подключения к различному источнику тока возбуждения.

10. Головка по п.2, в которой каждый из первого и второго генераторов капель включает второй переключающий прибор, имеющий пару управляемых электродов, включенных последовательно с нагревательным устройством между парой проводов тока возбуждения, и управляющий электрод, при этом второй переключающий прибор выполнен реагирующим на включающий сигнал на управляющем электроде для пропускания тока между управляемыми электродами для подключения нагревательного устройства; а первый переключающий прибор содержит третий переключающий прибор, имеющий пару управляемых электродов, подключенных между адресным электродом и управляющим электродом одного из вторых переключающих приборов, и управляющий электрод, выполненный с возможностью подключения к источнику первых сигналов разрешения, при этом третий переключающий прибор выполнен реагирующим на первые сигналы разрешения для обеспечения возможности избирательной подачи сигналов адреса с адресного электрода на управляющий электрод одного из вторых переключающих приборов.

11. Головка по п.10, в которой первый переключающий прибор дополнительно содержит четвертый переключающий прибор, имеющий пару управляемых электродов, подключенных между управляющим электродом одного из вторых переключающих приборов и одним из пары проводов тока возбуждения, и управляющий электрод, выполненный с возможностью подключения к источнику вторых сигналов разрешения, при этом четвертый переключающий прибор выполнен реагирующим на вторые сигналы разрешения для избирательного пропускания тока между управляющим электродом одного из вторых переключающих приборов и одним из пары проводов тока возбуждения.

12. Головка по п.10, в которой первый переключающий прибор дополнительно содержит четвертый переключающий прибор, имеющий пару управляемых электродов, подключенных между адресным электродом и управляющим электродом второго переключающего прибора из вторых переключающих приборов, и управляющий электрод, выполненный с возможностью подключения к источнику вторых сигналов разрешения, при этом четвертый переключающий прибор выполнен реагирующим на вторые сигналы разрешения для обеспечения возможности избирательной подачи сигналов адреса с адресного электрода на управляющий электрод второго переключающего прибора из вторых переключающих приборов для включения второго переключающего прибора из переключающих приборов, причем третий и четвертый переключающие приборы выполнены с возможностью включения только одного из вторых переключающих приборов в один и тот же момент времени.

13. Головка по п.1, дополнительно содержащая

множество контактов токов возбуждения, каждый из которых выполнен с возможностью подключения к источнику тока возбуждения;

множество контактов адреса, каждый из которых выполнен с возможностью подключения к источнику сигналов адреса;

множество контактов разрешения, каждый из которых выполнен с возможностью подключения к источнику сигналов разрешения, и

множество групп генераторов капель, каждая из которых электрически подключена к одному из множества контактов токов возбуждения, причем каждый из множества контактов токов возбуждения подключен к различному источнику тока возбуждения, каждая группа генераторов капель имеет множество подгрупп из, по меньшей мере, первого и второго генераторов капель.

14. Головка по п.13, в которой множество контактов токов возбуждения равно 16, причем в один и тот же момент времени могут быть активизированы 16 генераторов капель.

15. Головка по п.13, в которой множество контактов адреса включает А контактов адреса, множество контактов разрешения включает Е контактов разрешения, а множество контактов возбуждения включает D контактов токов возбуждения, при этом множество генераторов капель включает (А×Е×D) генераторов капель.

16. Головка по п.13, в которой количество групп равно количеству контактов токов возбуждения, причем размер каждой из множества групп равен количеству контактов адреса, умноженному на количество контактов разрешения.

17. Головка по любому из пп.13 и 14, в которой множество контактов адреса равно 13, а множество контактов разрешения равно 2.

18. Головка по п.13, в которой отношение количества контактов адреса к количеству контактов разрешения составляет приблизительно 6,5 к 1.

19. Способ активизации конкретного генератора капель из множества генераторов капель, расположенных в струйной печатающей головке, согласно которому

принимают первый сигнал тока возбуждения, который подают на первую группу генераторов капель из множества генераторов капель, включающую подгруппы генераторов капель, в том числе конкретный генератор капель;

принимают первый сигнал адреса для идентификации первой подгруппы генераторов капель из первой группы генераторов капель, при этом первая подгруппа генераторов капель включает конкретный генератор капель, причем каждая подгруппа генераторов капель в первой группе генераторов капель принимает различный сигнал адреса;

и принимают, по меньшей мере, один сигнал выбора для выбора конкретного генератора капель из первой подгруппы генераторов капель, обозначенной первым сигналом адреса, путем регулирования которого на генератор капель в первой подгруппе генераторов капель подают первый сигнал адреса, при этом только выбранный генератор капель из первой подгруппы генераторов капель активизируют для заданного набора сигналов тока возбуждения, адреса и выбора.

20. Способ по п.19, в котором подгруппу генераторов капель образуют два генератора капель.

Описание изобретения к патенту

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к струйным печатающим устройствам, а более конкретно к струйному печатающему устройству, которое содержит узел печатающей головки, принимающий сигналы активизации генераторов капель с целью избирательного выпуска чернил.

В струйных печатающих устройствах часто используют струйную печатающую головку, установленную на каретке, которая перемещается туда и обратно поперек печатной среды, такой как бумага. По мере того как печатающая головка перемещается поперек печатной среды, устройство управления избирательно активизирует каждый из множества генераторов капель внутри печатающей головки, чтобы выбросить, или осадить, капли чернил на печатную среду для образования изображений и текста. Источник чернил, который находится в печатающей головке или на отдалении от печатающей головки, поставляет чернила для пополнения чернилами множества генераторов капель.

Отдельные генераторы капель избирательно активизируются путем использования активизирующего сигнала, который подается печатающим устройством на печатающую головку. В случае термической струйной печати каждый генератор капель активизируется путем пропускания электрического тока через резистивный элемент, такой как резистор. Под действием электрического тока резистор выделяет теплоту, которая, в свою очередь, нагревает чернила в испарительной камере, прилегающей резистору. После того как чернила начинают испаряться, быстро расширяющийся фронт пара выталкивает капельку чернил из камеры испарения через близлежащее отверстие или сопло. Капельки чернил, выпущенные из сопел, осаждаются на печатную среду, осуществляя печать.

На отдельные резисторы или генераторы капель электрический ток часто подается с помощью переключающего прибора, такого как полевой транзистор. Переключающий прибор включается управляющим сигналом, который поступает на управляющий электрод переключающего прибора. После того как переключающий прибор включен, разрешается прохождение электрического тока к выбранному резистору. Электрический ток, или ток возбуждения, прикладываемый к каждому резистору, иногда называют сигналом тока возбуждения. Управляющий сигнал для избирательного включения переключающего прибора, связанного с каждым резистором, иногда называют сигналом адреса.

В одном уже использующемся устройстве последовательно с каждым резистором включен переключающий транзистор. Когда переключающий транзистор включен, обеспечивается возможность прохождения тока возбуждения через каждый резистор и переключающий транзистор. Резистор и переключающий транзистор совместно образуют генератор капель. Затем множество этих генераторов капель компонуют в логическую двумерную решетку генераторов капель, имеющую ряды и столбцы. В решетке каждый столбец генераторов капель подключен к своему источнику тока возбуждения, и при этом каждый генератор капель в пределах каждого столбца подключен параллельно источнику тока возбуждения для этого столбца. К каждому ряду генераторов капель в пределах решетки подключен свой сигнал адреса, при этом каждый генератор капель в пределах каждого ряда подключен к общему источнику сигналов адреса для этого ряда генераторов капель. Таким образом, любой отдельный генератор капель в пределах двумерной решетки генераторов капель может быть индивидуально активизирован путем инициирования сигнала адреса, соответствующего генератору капель из ряда, и получения тока возбуждения от источника тока возбуждения, связанного с генератором капель столбца. Таким образом, число электрических соединений, необходимых для печатающей головки, существенно уменьшается по сравнению со случаем подачи сигналов возбуждения и управления на каждый отдельный генератор капель, относящийся к печатающей головке.

Хотя схему адресации с рядами и столбцами, рассмотренную выше, можно относительно просто реализовать с помощью относительно недорогой технологии, использование которой снижает стоимость изготовления печатающей головки, этому способу свойственен недостаток, заключающийся в необходимости иметь относительно большое число контактных площадок для печатающей головки, имеющей большое число генераторов капель. В случае печатающей головки, имеющей больше трехсот генераторов капель, число контактных площадок становится ограничивающим фактором при попытке минимизировать размеры кристалла интегральной схемы.

Другой, уже использующийся способ заключается в передаче на печатающую головку в последовательном формате информации о необходимости активизации. Эта информация о необходимости активизации генератора капель перегруппировывается с использованием регистров сдвига, вследствие чего могут быть активизированы соответствующие генераторы капель. Хотя при использовании этого способа существенно уменьшается число электрических соединений, но необходимо выполнять различные логические функции, а также иметь статические запоминающие элементы. Для изготовления печатающих головок, выполняющих различные логические функции и имеющих запоминающие элементы, требуются соответствующие технологии, такие как технология КМОП-структур, а при использовании их необходим стабилизированный источник питания. Печатающие головки, изготовленные с использованием технологии КМОП-структур, будут более дорогими в производстве, чем печатающие головки, изготовленные с использованием технологии n-канальных МОП-структур. Процесс изготовления КМОП-структур является более сложным производственным процессом по сравнению с процессом изготовления n-канальных МОП-структур, требующим большего количества операций маскирования, что ведет к повышению стоимости печатающей головки. Кроме того, поскольку на печатающую головку должно подаваться стабилизированное напряжение, то потребность в стабилизированном источнике питания приводит к повышению стоимости печатающего устройства.

Существует необходимость в печатающей головке с небольшим числом соединений между печатающей головкой и печатающим устройством, чтобы посредством этого снизить общую стоимость печатающего устройства, а также стоимость самой печатающей головки. Эти печатающие головки должны изготавливаться использованием относительно недорогих технологий изготовления, которые обеспечат возможность изготовления печатающих головок в больших объемах и при относительно низких затратах. В этих печатающих головках должна обеспечиваться надежная передача информации между печатающим устройством и печатающей головкой с обеспечением высокого качества печати, а также надежной работы. Наконец, эти печатающие головки должны иметь множество генераторов капель, чтобы можно было создавать печатающие устройства, которые обеспечивают высокую скорость печати.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к струйной печатающей головке, имеющей множество генераторов капель, реагирующих на сигналы токов возбуждения и адреса, для выпуска чернил, содержащей: множество подгрупп из, по меньшей мере, первого и второго генераторов капель, расположенных на печатающей головке, которые совместно образуют группу генераторов капель, при этом каждый генератор капель из группы генераторов капель выполнен с возможностью подключения к источнику тока возбуждения, причем в пределах каждой подгруппы первый и второй генераторы капель выполнены с возможностью приема сигналов адреса от общего источника адреса, и каждая подгруппа из, по меньшей мере, первого и второго генераторов капель выполнена с возможностью подключения к различному источнику сигналов адреса; и первый переключающий прибор, подключенный между общим источником адреса и каждым из первого и второго генератора капель из подгруппы, при этом переключающий прибор выполнен реагирующим на сигналы разрешения для избирательной подачи сигнала адреса только одному из первого и второго генераторов капель подгруппы.

Предпочтительно каждый из первого и второго генераторов капель включает нагревательное устройство для избирательного нагревания чернил с выбросом чернил из печатающей головки.

Более предпочтительно каждый из первого и второго генераторов капель включает второй переключающий прибор, включенный в контур тока между парой проводов тока возбуждения, соединенных с источником тока возбуждения, при этом второй переключающий прибор выполнен реагирующим на сигналы адреса для обеспечения возможности избирательного прохождения тока возбуждения через него.

Целесообразно, чтобы каждый из первого и второго генераторов капель включал второй переключающий прибор, включенный последовательно с нагревательным устройством между парой проводов тока возбуждения, соединенных с источником тока возбуждения, при этом второй переключающий прибор был выполнен реагирующим на сигналы адреса для обеспечения возможности избирательного прохождения тока возбуждения через нагревательное устройство, связанное с одним из первого и второго генераторов капель.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления печатающей головки, в каждой подгруппе первый генератор капель включает второй переключающий прибор, подключенный между парой проводов тока возбуждения, соединенных с источником тока возбуждения, при этом второй переключающий прибор выполнен реагирующим на активные сигналы адреса для избирательной активизации первого генератора капель, при этом второй генератор капель включает третий переключающий прибор, подключенный между парой проводов тока возбуждения, причем третий переключающий прибор выполнен реагирующим на активные сигналы адреса для избирательной активизации второго генератора капель.

В более предпочтительном варианте осуществления печатающей головки первый переключающий прибор содержит четвертый и пятый переключающие приборы, при этом четвертый переключающий прибор подключен между источником сигналов адреса и вторым переключающим прибором, а пятый переключающий прибор подключен между источником сигналов адреса и третьим переключающим прибором, четвертый переключающий прибор выполнен реагирующим на сигналы разрешения для избирательной подачи сигналов адреса на второй переключающий прибор, пятый переключающий прибор выполнен реагирующим на сигналы разрешения для избирательной подачи сигналов адреса на третий переключающий прибор.

Предпочтительно первый переключающий прибор содержит транзистор.

Еще более предпочтительно первый переключающий прибор содержит n-канальный МОП-транзистор.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления печатающей головки каждый из первого и второго генераторов капель включает второй переключающий прибор, имеющий пару управляемых электродов, включенных последовательно с нагревательным устройством между парой проводов тока возбуждения, и управляющий электрод, при этом второй переключающий прибор выполнен реагирующим на включающий сигнал на управляющем электроде для пропускания тока между управляемыми электродами для подключения нагревательного устройства; а первый переключающий прибор содержит третий переключающий прибор, имеющий пару управляемых электродов, подключенных между адресным электродом и управляющим электродом одного из вторых переключающих приборов, и управляющий электрод, выполненный с возможностью подключения к источнику первых сигналов разрешения, при этом третий переключающий прибор выполнен реагирующим на первые сигналы разрешения для обеспечения возможности избирательной подачи сигналов адреса с адресного электрода на управляющий электрод одного из вторых переключающих приборов.

В еще более предпочтительном варианте осуществления печатающей головки первый переключающий прибор дополнительно содержит четвертый переключающий прибор, имеющий пару управляемых электродов, подключенных между управляющим электродом одного из вторых переключающих приборов и одним из пары проводов тока возбуждения, и управляющий электрод, выполненный с возможностью подключения к источнику вторых сигналов разрешения, при этом четвертый переключающий прибор выполнен реагирующим на вторые сигналы разрешения для избирательного пропускания тока между управляющим электродом одного из вторых переключающих приборов и одним из пары проводов тока возбуждения.

Предпочтительно головка содержит четвертый переключающий прибор, имеющий пару управляемых электродов, подключенных между адресным электродом и управляющим электродом второго переключающего прибора из вторых переключающих приборов, и управляющий электрод, выполненный с возможностью подключения к источнику вторых сигналов разрешения, при этом четвертый переключающий прибор выполнен реагирующим на вторые сигналы разрешения для обеспечения возможности избирательной подачи сигналов адреса с адресного электрода на управляющий электрод второго переключающего прибора из вторых переключающих приборов для включения второго переключающего прибора из переключающих приборов; причем третий и четвертый переключающие приборы выполнены с возможностью включения только одного из вторых переключающих приборов в один и тот же момент времени.

Предпочтительно головка дополнительно содержит множество контактов токов возбуждения, каждый из которых выполнен с возможностью подключения к источнику тока возбуждения;

множество контактов адреса, каждый из которых выполнен с возможностью подключения к источнику сигналов адреса;

множество контактов разрешения, каждый из которых выполнен с возможностью подключения к источнику сигналов разрешения; и

множество групп генераторов капель, каждая из которых электрически подключена к одному из множества контактов токов возбуждения, причем каждый из множества контактов токов возбуждения подключен к различному источнику тока возбуждения, каждая группа генераторов капель имеет множество подгрупп из, по меньшей мере, первого и второго генераторов капель.

Более предпочтительно множество контактов токов возбуждения равно 16, причем в один и тот же момент времени могут быть активизированы 16 генераторов капель.

В предпочтительном варианте осуществления печатающей головки множество контактов адреса включает А контактов адреса, множество контактов разрешения включает Е контактов разрешения, а множество контактов возбуждения включает D контактов токов возбуждения, при этом множество генераторов капель включает (А×Е×D) генераторов капель.

Более предпочтительно, чтобы количество групп было равно количеству контактов токов возбуждения, причем размер каждой из множества групп был равен количеству контактов адреса, умноженному на количество контактов разрешения.

Целесообразно, чтобы множество контактов адреса было равно 13, а множество контактов разрешения было равно 2.

Желательно, чтобы отношение количества контактов адреса к количеству контактов разрешения составляло приблизительно 6,5 к 1.

Настоящее изобретение также относится к способу активизации конкретного генератора капель из множества генераторов капель, расположенных в струйной печатающей головке, согласно которому:

принимают первый сигнал тока возбуждения, который подают на первую группу генераторов капель из множества генераторов капель, включающую подгруппы генераторов капель, в том числе конкретный генератор капель;

принимают первый сигнал адреса для идентификации первой подгруппы генераторов капель из первой группы генераторов капель, при этом первая подгруппа генераторов капель включает конкретный генератор капель, причем каждая подгруппа генераторов капель в первой группе генераторов капель принимает различный сигнал адреса; и

принимают, по меньшей мере, один сигнал выбора для выбора конкретного генератора капель из первой подгруппы генераторов капель, обозначенной первым сигналом адреса, путем регулирования которого на генератор капель в первой подгруппе генераторов капель подают первый сигнал адреса, при этом только выбранный генератор капель из первой подгруппы генераторов капель активизируют для заданного набора сигналов тока возбуждения, адреса и выбора.

Предпочтительно подгруппу генераторов капель образуют два генератора капель.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

фиг.1 - вид в изометрии сверху печатающего устройства согласно настоящему изобретению, в котором использован струйный печатающий картридж согласно настоящему изобретению для печатания на печатной среде;

фиг.2 - вид в изометрии снизу струйного печатающего картриджа по фиг.1;

фиг.3 - упрощенная функциональная схема печатающего устройства по фиг.1, которое включает печатающую часть и узел печатающей головки;

фиг.4 - функциональная схема, иллюстрирующая дополнительные детали одного предпочтительного варианта осуществления устройства управления печатью, связанного с печатающей частью и с печатающей головкой, показанной с 16 группами генераторов капель;

фиг.5 - функциональная схема, иллюстрирующая дополнительные детали одной группы генераторов капель, имеющей 26 отдельных генераторов капель;

фиг.6 - схема, иллюстрирующая дополнительные детали одного отдельного генератора капель из одного предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 - схема, иллюстрирующая два отдельных генератора капель для печатающей головки согласно настоящему изобретению по фиг.5;

фиг.8 - временная диаграмма работы печатающей головки согласно настоящему изобретению по фиг.4;

фиг.9 - альтернативная временная диаграмма работы печатающей головки согласно настоящему изобретению по фиг.4;

фиг.10 - детальный вид согласования во времени для временных окон 1 и 2 из временной диаграммы, показанной на фиг.8;

фиг.11 - детальный вид согласования во времени для временных окон 1 и 2 из альтернативной временной диаграммы, показанной на фиг.9.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

На фиг.1 представлено изображение в изометрии одного иллюстративного варианта осуществления струйного печатающего устройства 10 согласно настоящему изобретению, показанного с открытой крышкой. Струйное печатающее устройство 10 включает печатную часть 12, имеющую по меньшей мере один печатающий картридж 14 и 16, установленный на сканирующей каретке 18. Печатная часть 12 имеет лоток 20 для носителя, предназначенный для размещения носителя 22. Когда печатный носитель постепенно продвигается через зону печати, сканирующая каретка 18 перемещает печатающие картриджи 14 и 16 поперек печатного носителя. Печатная часть 12 обеспечивает избирательную активизацию генераторов капель внутри узла печатающей головки (непоказанного), связанного с каждым из печатающих картриджей 14 и 16 для осаждения чернил на печатный носитель, посредством чего осуществляется печатание.

Важным аспектом настоящего изобретения является способ, которым из печатающей части 12 передается информация о необходимости активизации генераторов капель в печатающие картриджи 14 и 16. Эта информация о необходимости активизации генераторов капель используется в узле печатающей головки для активизации генераторов капель по мере того, как печатающие картриджи 14 и 16 перемещаются относительно печатного носителя. Другим аспектом настоящего изобретения является узел печатающей головки, в котором используется информация, получаемая из печатающей части 12. Способ и устройство согласно настоящему изобретению обеспечивают возможность прохождения информации между печатной частью 12 и печатающей головкой при относительно небольшом количестве соединений, в результате чего уменьшаются размеры печатающей головки. Кроме того, способ и устройство согласно настоящему изобретению обеспечивают возможность реализации печатающей головки без необходимости использования синхронных запоминающих элементов или выполнения сложных логических функций, в связи с чем уменьшается стоимость изготовления печатающей головки. Способ и устройство настоящего изобретения будут рассмотрены более подробно при обращении фигурам 3-11.

На фиг.2 представлен вид в изометрии снизу одного предпочтительного варианта осуществления печатающего картриджа 14, показанного на фиг.1. В предпочтительном варианте осуществления картридж 14 представляет собой трехцветный картридж, содержащий светло-голубые, пурпурные и желтые чернила. В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения для черных чернил предусмотрен отдельный печатающий картридж 16. Настоящее изобретение будет описано здесь только для примера применительно к предпочтительному варианту его осуществления. Существуют многочисленные другие конструкции, в которых также можно применять способ и устройство настоящего изобретения. Например, настоящее изобретение также пригодно для конструкций, в которых печатающее устройство содержит отдельные печатающие картриджи для чернил каждого цвета, используемых при печати. В качестве варианта настоящее изобретение может быть применено в печатающих устройствах, в которых используются чернила более чем четырех цветов, например в высококачественном печатающем устройстве, в котором используются чернила шести или более цветов. Наконец, настоящее изобретение может быть применено в печатающих картриджах различных типов, например в печатающих картриджах, которые содержат резервуар с чернилами, как показанный на фиг.2, или в печатающих картриджах, которые пополняются чернилами из удаленного источника чернил, непрерывно или периодически.

Картридж 14 с чернилами, показанный на фиг.2, включает узел 24 печатающей головки, который управляется активизирующими сигналами из печатающего устройства 12, предназначенный для избирательного осаждения чернил на носитель 22. В предпочтительном варианте осуществления изобретения печатающая головка 24 находится на подложке, например на кремниевой. Печатающая головка 24 установлена в корпусе 25 картриджа. Печатающий картридж 14 имеет множество электрических контактов 26, которые выполнены и расположены на корпусе 25 картриджа так, что при правильном помещении картриджа на сканирующую каретку устанавливается электрическое соединение с соответствующими электрическими контактами (непоказанными), относящимися к основной части 12 печатающего устройства. Каждый из электрических контактов 26 электрически соединен с печатающей головкой 24 каждым из множества электрических проводов (непоказанных). Таким образом активизирующие сигналы из основной части 12 печатающего устройства поступают на струйную печатающую головку 24.

В предпочтительном варианте осуществления электрические контакты 26 находятся на гибкой монтажной плате 28. Гибкая монтажная плата 28 включает изоляционный материал, например полиимид, и электропроводный материал, например медь. Внутри гибкой монтажной платы находятся проводники, предназначенные для электрического соединения каждого из электрических контактов 26 с электрическими контактами, находящимися на печатающей головке 24. Печатающую головку 24 прикрепляют и электрически подключают к гибкой монтажной плате 28, используя подходящий способ, такой, как автоматизированное присоединение к выводам на ленточном носителе.

В иллюстративном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, печатающий картридж является трехцветным картриджем, содержащим желтые, пурпурные и светло-голубые чернила внутри соответствующего блока резервуаров. Печатающая головка 24 имеет участки 30, 32 и 34 выбрасывания капель, предназначенные для выпускания соответственно желтых, пурпурных и светло-голубых чернил. Электрические контакты 26 представляют собой электрические контакты, на которые поступают активизирующие сигналы соответственно для каждого из генераторов 30, 32, 34 желтых, пурпурных и бледно-голубых капель.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения картридж 16 с черными чернилами, показанный на фиг.1, аналогичен цветному картриджу 14, показанному на фиг.2, за исключением того, что в черном картридже используются два участка выбрасывания капель вместо трех, показанных на цветном картридже 14. Способ и устройство согласно настоящему изобретению будут рассмотрены в настоящем описании применительно к черному картриджу 16. Однако способ и устройство согласно настоящему изобретению также являются пригодными для цветного картриджа 14.

На фиг.3 показана упрощенная электрическая функциональная схема печатающей части 12 и одного из печатающих картриджей 16. Печатающая часть 12 включает устройство 36 управления печатью, устройство 38 транспортировки носителя и устройство 40 перемещения каретки. Устройство 36 управления печатью формирует управляющие сигналы для устройства 38 транспортировки носителя, чтобы носитель 22 проходил через зону печатания, где на печатную среду 22 осаждаются чернила. Кроме того, устройство 36 управления печатью формирует управляющие сигналы для избирательного перемещения сканирующей каретки 18 поперек носителя 22, посредством которого задается зона печатания. Когда носитель 22 постепенно продвигается мимо печатающей головки 24 или через зону печатания, сканирующая каретка 18 проходит поперек печатного носителя 22. Для избирательного осаждения чернил на печатную среду с целью осуществления печатания устройство 36 управления печатью во время сканирования печатающей головки 24 обеспечивает печатающую головку 24 активизирующими сигналами. Хотя печатающее устройство 10 описывается здесь как имеющее печатающую головку 24, расположенную на сканирующей каретке, также существуют другие компоновки печатающего устройства 10. Эти другие компоновки включают другие конструкции, обеспечивающие достижение относительного перемещения печатающей головки и носителя таким образом, что имеются неподвижный узел печатающей головки и носитель, движущийся мимо печатающей головки, или имеются неподвижный носитель и печатающая головка, движущаяся мимо неподвижного носителя.

Фиг.3 выполнена упрощенной, чтобы показать только один печатающий картридж 16. В общем случае устройство 36 управления печатью электрически соединено с каждым из печатающих картриджей 14 и 16. Устройство 36 управления печатью формирует активизирующие сигналы для избирательного осаждения чернил, соответствующих каждому печатаемому цвету.

На фиг.4 приведена упрощенная электрическая функциональная схема, на которой более детально показаны устройство 36 управления печатью, находящееся внутри печатающей части 12, и печатающая головка 24 внутри печатающего картриджа 16. Устройство 36 управления печатью содержит источник тока возбуждения, генератор адреса и генератор разрешения. Под управлением устройства 36 управления, или контроллера, источник тока возбуждения, генератор адреса и генератор разрешения формируют для печатающей головки 24 сигналы тока возбуждения, адреса и разрешения с целью активизации каждого из множества генераторов капель, связанных с ней.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения источник тока возбуждения формирует 16 отдельных сигналов токов возбуждения, обозначенных как Р(1-16). Каждый сигнал тока возбуждения обеспечивает энергию на единицу времени, достаточную для активизации генератора капель с целью выбрасывания чернил. В предпочтительном варианте осуществления изобретения генератор адреса формирует 13 отдельных сигналов адреса, обозначенных как А(1-13), предназначенных для выбора группы генераторов капель. В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения сигналы адреса являются логическими сигналами. Наконец, в предпочтительном варианте осуществления изобретения генератор разрешения формирует 2 сигнала разрешения, обозначенных как Е(1-2), предназначенных для выбора подгруппы генераторов капель из выбранной группы генераторов капель. Генераторы капель выбранной подгруппы активизируются, если подается ток возбуждения, формируемый источником тока возбуждения. Дополнительные детали сигналов возбуждения, сигналов адреса и сигналов разрешения будут рассмотрены при обращении к фигурам 9-11.

Печатающая головка 24, показанная на фиг.4, включает большое количество групп генераторов капель, при этом каждая группа генераторов капель подключена к различному источнику тока возбуждения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения печатающая головка 24 содержит 16 групп генераторов капель. Первая группа генераторов капель подключена к источнику тока возбуждения, обозначенного как Р(1), вторая группа генераторов капель подключена к источнику тока возбуждения, обозначенного как Р(2), третья группа генераторов капель подключена к источнику тока возбуждения, обозначенного как Р(3), и так далее, при этом шестнадцатая группа генераторов капель подключена к источнику тока возбуждения, обозначенного как Р(16).

К каждой из групп генераторов капель, показанных на фиг.4, подключен каждый из сигналов адреса, обозначенных как А(1-13), формируемых генератором адреса в устройстве 36 управления печатью. Кроме того, к каждой из групп генераторов капель подключены два сигнала разрешения, обозначенных как Е(1-2), формируемых генератором адреса в устройстве 36 управления печатью. Теперь со ссылкой на фиг.5 будет более подробно рассмотрена каждая из отдельных указанных групп генераторов капель.

На фиг.5 представлена функциональная схема, на которой показана одна группа генераторов капель из большого количества групп генераторов капель, показанных на фиг.4. В предпочтительном варианте осуществления изобретения одна группа генераторов капель, показанная на фиг.5, представляет собой группу из 26 отдельных генераторов капель, каждый из которых подключен к общему источнику тока возбуждения. Все генераторы капель группы, показанной на фиг.5, подключены к общему источнику тока возбуждения из фиг.4, обозначенного как Р(1).

Отдельные генераторы капель в пределах группы генераторов капель объединены в пары генераторов капель, при этом каждая пара генераторов капель подключена к отдельному источнику сигналов адреса. В случае варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.5, первая пара генераторов капель подключена к источнику сигналов адреса, обозначенных как А(1), вторая пара генераторов капель подключена ко второму источнику сигналов адреса, обозначенных как А(2), третья пара генераторов капель подключена к источнику сигналов адреса, обозначенных как А(3), и так далее, при этом тринадцатая пара генераторов капель подключена к тринадцатому источнику сигналов адреса, обозначенных как А(13).

Кроме того, каждый из 26 отдельных генераторов капель, показанных на фиг.5, подключен к источнику сигналов разрешения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения источник сигналов разрешения представлен парой сигналов разрешения, обозначенных как Е(1-2).

Остальные группы генераторов капель, показанные на фиг.4, которые подключены к остальным источникам токов возбуждения, обозначенных с Р(2) по Р(16), подключены аналогично первой группе генераторов капель, показанной на фиг.5. Каждая из остальных групп генераторов капель подключена к своему источнику тока возбуждения, как показано на фиг.4, а не к источнику тока Р(1) возбуждения, показанному на фиг.5. Теперь со ссылкой на фиг.6 каждый отдельный генератор капель, показанный на фиг.5, будет рассмотрен более подробно.

На фиг.6 показан один предпочтительный вариант осуществления отдельного генератора капель, обозначенного номером 42. Генератор 42 капель представляет собой один отдельный генератор капель, показанный на фиг.5. Как показано на фиг.5, два отдельных генератора 42 капель образуют пару генераторов 42 капель, каждый из которых подключен к общему источнику сигналов адреса. Отдельный генератор капель, показанный на фиг.6, представляет собой один из пары генераторов 42 капель, подключенных к источнику 1 адреса, обозначенного как А(1) на фиг.5. Сигналы всех источников, например сигналы А(1) адреса и сигналы Е(1-2) разрешения, которые будут рассмотрены со ссылками на фигуры 6 и 7, являются сигналами, которые имеются между соответствующим источником сигнала и общей базовой точкой 46. Кроме того, источник тока возбуждения включен между соответствующим выводом источника тока возбуждения, обозначенного как Р(1), и общей базовой точкой 46.

Генератор капель 42 включает нагревательный элемент 44, включенный в цепь источника тока возбуждения. В случае конкретного генератора 42 капель, показанного на фиг.6, источник тока возбуждения обозначен как Р(1). Нагревательный элемент 44 включен последовательно с переключающим прибором 48 между источником тока Р(1) возбуждения и общей базовой точкой 46. Переключающий прибор 48 имеет пару управляемых электродов, включенных между нагревательным элементом 44 и общей базовой точкой 46. Кроме того, переключающий прибор 48 имеет управляющий электрод, предназначенный для управления управляемыми выводами. Переключающий прибор 48 реагирует на включающий сигнал на управляющем электроде, обеспечивая возможность избирательного пропускания тока между парой управляемых электродов. Таким образом, активизация управляющего электрода обеспечивает возможность прохождения тока возбуждения от источника тока возбуждения, обозначенного как Р(1), через нагревательный элемент 44, в результате чего выделяется тепловая энергия, достаточная для выбрасывания чернил из печатающей головки 24.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения нагревательный элемент 44 выполнен в виде резистивного нагревательного элемента, а в качестве переключающего прибора 48 использован полевой транзистор, например n-канальный МОП-транзистор.

Генератор 42 капель также включает второй переключающий прибор 50 и третий переключающий прибор 52, предназначенные для управления активизацией управляющего электрода переключающего прибора 48. Второй переключающий прибор имеет пару управляемых электродов, включенных между источником сигналов адреса и управляющим электродом переключающего прибора 48. Третий переключающий прибор 52 включен между управляющим электродом переключающего прибора 48 и общей базовой точкой 46. Соответственно каждый из второго и третьего переключающих приборов 50 и 52 избирательно управляет включением переключающего прибора 48.

Включение переключающего прибора 48 осуществляется на основе сигнала адреса и сигнала разрешения. В случае конкретного генератора 42 капель, показанного на фиг.6, сигнал адреса обозначен как А(1), первый сигнал разрешения обозначен как Е(1) и второй сигнал разрешения обозначен как Е(2). Первый сигнал Е(1) разрешения подключается к управляющему электроду второго переключающего прибора 50. Второй сигнал разрешения, обозначенный как Е(2), подключается к управляющему электроду третьего переключающего прибора 52. При наличии первого и второго сигналов разрешения, Е(1-2), и сигнала адреса, А(1), переключающий прибор 48 избирательно включается, пропуская ток через нагревательный элемент 44 в том случае, если имеется ток возбуждения от источника тока Р(1) возбуждения. Аналогичным образом переключающий прибор 48 выключается для предотвращения прохождения тока через нагревательный резистор 44 даже в том случае, если источник тока Р(1) возбуждения является активным.

Переключающий прибор 48 включается при включении второго переключающего прибора 50 и при наличии действующего сигнала адреса на выходе источника сигналов адреса, А(1). В предпочтительном варианте осуществления изобретения, когда в качестве второго переключающего прибора использован полевой транзистор, управляемыми электродами, относящимися ко второму переключающему прибору, являются электроды истока и стока. Электрод стока подключен к источнику сигналов А(1) адреса, а электрод истока подключен к управляющему электроду первого переключающего прибора 48. Управляющим электродом переключающего прибора 50, полевого транзистора, является электрод затвора. Когда электрод затвора, к которому подключается первый сигнал Е(1) разрешения, имеет в достаточной степени положительный потенциал относительно электрода истока, а источник сигналов адреса, А(1), создает на электроде стока напряжение, которое больше напряжения на электроде истока, второй переключающий прибор 50 включается.

Если второй переключающий прибор включен, обеспечивается протекание тока от источника сигналов А(1) адреса к управляющему электроду, или к затвору, переключающего прибора 48. В том случае, если этот ток имеет достаточную величину, включается переключающий прибор 48. В предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве переключающего прибора 48 использован полевой транзистор, имеющий сток и исток в качестве управляемых электродов, при этом сток подключен к нагревательному элементу 44, а исток подключен к общей базовой точке 46.

Использованный в предпочтительном варианте осуществления изобретения переключающий прибор 48 имеет емкость затвора между электродами затвора и истока. Поскольку этот переключающий прибор 48 выбран достаточно мощным, чтобы пропускать относительно большие токи через нагревательное устройство 44, то емкость затвор-исток переключающего прибора 48 является достаточно большой. Поэтому для активизации, или включения, переключающего прибора 48 затвор, или управляющий электрод, необходимо заряжать в достаточной степени с тем, чтобы переключающий прибор 48 включался для обеспечения проводимости между истоком и стоком. Управляющий электрод заряжается от источника сигналов А(1) адреса в том случае, если второй переключающий прибор 50 находится во включенном состоянии. Источник сигналов А(1) адреса обеспечивает ток для заряда емкости затвор-исток переключающего прибора 48. Для исключения возможности образования контура с низким сопротивлением между источником сигналов А(1) адреса и общей базовой точкой 46 существенно, чтобы третий переключающий прибор 52 был выключен, когда переключающий прибор 48 включен. Поэтому, когда переключающий прибор 48 включен, или проводит, сигнал Е(2) разрешения отсутствует.

Переключающий прибор 48 выключается при включении третьего переключающего прибора 52, который уменьшает напряжение затвор-исток в достаточной степени для выключения переключающего прибора 48. В предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве третьего переключающего прибора 52 использован полевой транзистор, имеющий сток и исток в качестве управляемых электродов, при этом сток подключен к управляющему электроду переключающего прибора 48. Управляющим электродом является электрод затвора, который подключен ко второму источнику сигналов Е(2) разрешения. Третий переключающий прибор 52 включается под действием второго сигнала Е(2) разрешения, создающего напряжение на затворе, которое является достаточно большим по сравнению с напряжением на истоке третьего переключающего прибора 52. Включение третьего переключающего прибора 52 приводит к возникновению проводимости между управляемыми электродами, или электродами стока и истока, посредством чего уменьшается напряжение между управляющим электродом, или электродом затвора, переключающего прибора 48 и электродом истока переключающего прибора 48. При достаточном уменьшении напряжения между электродом затвора и электродом истока переключающего прибора 48 исключается частичное включение переключающего прибора 48 вследствие емкостной связи.

Когда третий переключающий прибор 52 находится в проводящем состоянии, второй переключающий прибор 50 закрыт для предотвращения протекания большого тока от источника сигналов адреса, А(1), к общей базовой точке 46. Работа отдельного генератора 42 капель будет рассмотрена более подробно со ссылками на временные диаграммы, показанные на фигурах с 8 по 11.

На фиг.7 более детально показана пара генераторов капель, которая образована генератором капель, обозначенным номером 42, и генератором капель, обозначенным номером 42'. Каждый из генераторов 42 и 42' капель, которые образуют пару генераторов капель, идентичны генератору капель 42, рассмотренному ранее со ссылкой на фиг.6. Генераторы капель каждой пары подключены к источнику сигналов адреса, обозначенных как А(1), показанных на фиг.5. Каждый из генераторов 42 и 42' капель подключен к общему источнику тока Р(1) возбуждения и к общему источнику сигналов А(1) адреса. Однако первый и второй сигналы разрешения, Е(1) и Е(2) соответственно, подключаются к генератору 42' капель иным образом по сравнению с генератором 42 капель. В генераторе 42' капель первый сигнал Е(1) разрешения подключается к затвору, или к управляющему электроду, третьего переключающего прибора 52' в противоположность генератору 42 капель, где первый сигнал Е(1) разрешения подключается к затвору, или к управляющему электроду, второго переключающего прибора 50. Аналогично, второй сигнал Е(2) разрешения подключается к затвору, или к управляющему электроду, второго переключающего прибора 50' в генераторе 42' капель в противоположность генератору 42 капель, в котором второй сигнал Е(2) разрешения подключается к затвору, или к управляющему электроду, третьего переключающего прибора 52.

Подключение первого и второго сигналов Е(1) и Е(2) разрешения в случае пары генераторов 42 и 42' капель гарантирует, что только один генератор капель из пары генераторов капель будет действовать в данный момент времени. Как будет рассмотрено ниже, существенно то, что в пределах группы генераторов капель, которые подключены к общему источнику тока возбуждения, в один и тот же момент времени действует не более чем один из этих генераторов капель. Генераторы капель, которые подключены к общему источнику тока возбуждения, расположены близко друг к другу в печатающей головке. Поэтому путем обеспечения того, что не более чем один из генераторов капель, подключенных к общему источнику тока возбуждения, действует в один и тот же момент времени, предотвращаются перекрестные помехи по жидкости между этими близко расположенными генераторами капель.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждая пара генераторов капель, показанная на фиг.5, подключена аналогично паре генераторов капель, показанной на фиг.7. Кроме того, каждая из групп генераторов капель подключена к общему источнику тока возбуждения, показанному на фиг.4, аналогично группе генераторов капель, показанной на фиг.5.

На фиг.8 показана временная диаграмма, иллюстрирующая работу печатающей головки 24. Печатающая головка 24 имеет продолжительность цикла, или период времени, в течение которого каждый из генераторов капель в печатающей головке 24 может быть активизирован. Этот период времени обозначен промежутком Т, показанным на фиг.8. Промежуток Т может быть подразделен на 29 интервалов времени, при этом все интервалы имеют одинаковую длительность. Эти интервалы времени представлены временными окнами с 1 по 29. Каждый из первых 26 временных окон характеризует интервал времени, в течение которого группа генераторов капель может быть активизирована в том случае, если необходимо напечатать изображение. Временные окна 27, 28 и 29 характеризуют интервалы времени в течение цикла печатающей головки, когда генераторы капель не активизируются. Временные окна 27, 28 и 29 используются в печатающем устройстве 10 для выполнения различных функций, таких как повторная синхронизация положения каретки 18 и данных активизации генераторов капель и передача активизирующих данных от основной части 12 печатающего устройства к печатающей головке 24 для обозначения связи.

Сигналы адреса, обозначенные с А(1) по А(13), показаны для каждого из 13 источников. Кроме того, также показаны каждый из первого и второго сигналов разрешения, обозначенных как Е(1) и Е(2). Наконец, также показаны токи Р(1-16) возбуждения для всех источников, сгруппированные друг с другом. Из фиг.8 можно видеть, что каждый из сигналов адреса инициируется периодически, при этом период инициирования для каждого сигнала адреса равен продолжительности Т цикла печатающей головки 24. Кроме того, в один и тот же момент времени действует не более чем один сигнал адреса. Каждый сигнал адреса действует в продолжение двух последовательных временных окон.

Каждый из сигналов Е(1) и Е(2) разрешения является периодическим сигналом, имеющим период, который равен двум временным окнам. Каждый сигнал Е(1) и Е(2) разрешения имеет рабочий цикл, который меньше или равен 50%. Сигналы Е(1) и Е(2) разрешения сдвинуты по фазе относительно друг друга, так что только один сигнал разрешения, Е(1) или Е(2), действует в один и тот же момент времени.

Во время работы повторяющиеся комбинации сигналов адреса, формируемых каждым из 13 источников сигналов, А(1-13), подаются на печатающую головку 24 посредством устройства 36 управления печатью. Кроме того, повторяющиеся комбинации для первого и второго сигналов разрешения, Е(1) и Е(2) соответственно, также подаются на печатающую головку 24 посредством устройства 36 управления печатью. Сигналы адреса и разрешения формируются независимо от характеристики изображения или от вида изображения, подлежащего печати. Каждый из 16 источников токов возбуждения, обозначенных как Р(1-16), действует избирательно во время каждого из 26 временных окон для каждого полного цикла струйной печатающей головки 24. Источники токов Р(1-16) возбуждения используются избирательно с учетом характеристики изображения или вида изображения, подлежащего печати. В зависимости от печатаемого изображения в течение первого временного окна источники токов Р(1-16) возбуждения могут быть все действующими, все недействующими или любое число из них может быть действующим. Аналогично, для временных окон 2-26 каждый из источников токов Р(1-16) возбуждения индивидуально избирательно включается по требованию устройства 36 управления печатью с целью формирования печатаемого изображения.

На фиг.9 показана предпочтительная временная диаграмма для каждого из источников токов Р(1-16) возбуждения, источников сигналов А(1-13) адреса и сигналов Е(1-2) разрешения для печатающей головки 24 согласно настоящему изобретению. Временная диаграмма на фиг.9 аналогична временной диаграмме на фиг.8, за исключением того, что вместо поддержания каждого из источников сигналов А(1-13) разрешения включенным в течение двух полных последовательных временных окон, как на фиг.8, каждый адрес действует только в течение части каждого из двух временных окон, показанных на фиг.9. В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения каждый из сигналов А(1-13) адреса действует в начале каждого временного окна. Кроме того, рабочий цикл каждого из первого и второго сигналов разрешения уменьшен приблизительно на 50% рабочего цикла, показанного на фиг.8. Теперь дополнительные детали согласования во времени сигналов адреса, разрешения и тока возбуждения будут рассмотрены со ссылками на фигуры 10 и 11.

На фиг.10 более детально показаны временные окна 1 и 2 из временной диаграммы, представленной на фиг.8. Поскольку в продолжение временных окон 1 и 2 включается один и тот же сигнал А(1) адреса, на фиг.10 может быть показан только один сигнал А(1) адреса. Как рассмотрено ранее, существенно, чтобы первый и второй сигналы разрешения, Е(1) и Е(2) соответственно, не действовали одновременно с целью предотвращения образования контура с низким сопротивлением по отношению к общей базовой точке 46, по которому отводится ток от источника сигнала А(1-13) адреса. Поэтому рабочий цикл каждого из первого и второго сигналов разрешения, Е(1) и Е(2) соответственно, должен быть меньше 50%. На фиг.10 временной интервал, обозначенный как T_E, между переходом первого сигнала Е(1) разрешения от включенного состояния к выключенному и переходом второго сигнала Е(2) разрешения от выключенного состояния к включенному должен быть больше нуля.

Сигнал разрешения должен действовать до появления тока возбуждения, создаваемого источником тока возбуждения, чтобы гарантировался достаточный заряд емкости затвора переключающего транзистора 48, необходимый для включения возбуждающего транзистора 48. Временной интервал, обозначенный как T_S, характеризует временной интервал между включением первого сигнала Е(1) разрешения и приложением тока возбуждения источниками токов Р(1-16) возбуждения. Аналогичный временной интервал необходим для промежутка времени между включением второго сигнала Е(2) разрешения и приложением тока возбуждения источниками токов Р(1-16) возбуждения.

Сигнал Е(1) разрешения должен оставаться включенным в течение промежутка времени, обозначенного как Т_Н, после перехода источника тока Р(1-16) возбуждения из активного состояния в неактивное. Промежуток времени Т_Н, называемый временем удержания, должен быть достаточным, чтобы гарантировать отсутствие тока возбуждения на переключающем приборе 48 тогда, когда переключающий прибор 48 выключен. Принудительное выключение переключающего прибора 48 тогда, когда переключающий прибор 48 проводит ток между управляемыми электродами, может повредить переключающий прибор 48. Время Т_Н удержания обеспечивает запас регулирования для гарантии того, что переключающий прибор 48 не выйдет из строя. Длительность сигнала тока Р(1-16) возбуждения характеризуется временным интервалом, обозначенным как Т_D. Длительность сигнала Р(1-16) выбирают достаточной для получения энергии возбуждения нагревательного элемента 44, при которой происходит образование оптимальных капель.

На фиг.11 более детально показано предпочтительное согласование во времени для временных окон 1 и 2 из временной диаграммы на фиг.9. Как показано на фиг.11, в течение временных окон 1 и 2 источник сигналов А(1) адреса и источник сигналов Е(1) разрешения не остаются включенными в продолжение всего времени действия источника тока возбуждения. После того как емкость затвора переключающих транзисторов 48 и 48', показанных на фиг.7, зарядится, транзисторы 48 и 48' остаются проводящими в течение оставшегося промежутка времени, когда источник тока возбуждения остается активным. Таким образом, емкость затвора переключающих приборов 48 и 48' действует как устройство хранения или запоминающее устройство, которое поддерживает включенное состояние. Источник сигналов возбуждения, обозначенных как Р(1-16), обеспечивает энергию возбуждения, которая необходима для образования оптимальных капель.

Как и на фиг.10, временной интервал, обозначенный T_S, характеризует отрезок времени между включением первого сигнала Е(1) разрешения и приложением тока возбуждения источниками токов Р(1-16) возбуждения. Временной интервал, обозначенный Т_AH, характеризует время удержания источника сигналов А(1) адреса, который должен оставаться включенным после отключения первого сигнала Е(1) разрешения, чтобы обеспечивалось должное состояние емкости затвора транзистора 48'. Если состояние источника сигналов адреса изменится до того, как перестанет действовать первый сигнал Е(1) разрешения, на затворах транзисторов 48 и 48' могут возникнуть опасные заряды. Поэтому важно, чтобы временной интервал, обозначенный как Т_AH, был больше 0. Интервал времени, обозначенный как Т_ЕН, характеризует время удержания второго сигнала Е(2) разрешения, в течение которого он должен действовать после того, как источник тока Р(1-16) возбуждения станет активным. Транзистор 52 на фиг.7 включается вторым сигналом Е(2) разрешения в течение его продолжительности для разряда емкости затвора транзистора 48. Если эта длительность недостаточно большая для разряда емкости затвора транзистора 48, нагревательный элемент 44 может подключиться неправильно или подключиться частично.

Работа струйной печатающей головки 24 с использованием предпочтительного согласования во времени, показанного на фиг.11, обеспечивает существенные преимущества в части эксплуатационных показателей по сравнению с согласованием во времени, показанным на фиг.10. Минимальный интервал времени, необходимый для активизации каждого генератора 42 капель в случае согласования во времени, показанного на фиг.10, равен сумме временных интервалов T_S, T _D, Т_Е и Т_H. В противоположность этому в случае согласования во времени, показанного на фиг.11, минимальное время, которое необходимо для активизации каждого генератора 42 капель, равно сумме временных интервалов T_S и Т _D. Поскольку Т_D и T_S одни и те же для любых временных диаграмм, минимальное время, необходимое для активизации генератора 42 капель меньше на фиг.11, чем на фиг.10. В предпочтительном согласовании во времени, показанном на фиг.11, время Т_AH удержания адреса и время Т _EH удержания разрешения не влияют на минимальный временной интервал активизации генератора 42 капель, в результате чего каждое временное окно будет соответствовать меньшему временному интервалу, чем на фиг.10. Уменьшение временного интервала, необходимого для каждого временного окна, приводит к уменьшению периода цикла, обозначенного как Т на фигурах 8 и 9, в результате чего повышается скорость печати печатающей головки 24.

Способ и устройство согласно настоящему изобретению позволяют активизировать 416 отдельных генераторов капель при использовании 13 сигналов адреса, двух сигналов разрешения и 16 источников токов возбуждения. В противоположность этому при использовании известных средств, в которых матрица генераторов капель имеет 16 столбцов и 26 рядов, требуются 26 отдельных адресов для индивидуального выбора каждого ряда, при этом каждый столбец выбирается с помощью источника тока возбуждения. В настоящем изобретении при том же самом числе генераторов капель значительно меньше число подключений к адресам. Уменьшение числа электрических подключений приводит к уменьшению размера печатающей головки 24 и тем самым к значительному снижению стоимости печатающей головки 24.

Для каждого генератора 42 капель, показанного на фиг.6, не нужен стабилизированный источник питания или цепь смещения, а вместо этого его работа основана на входных сигналах, таких как сигналы адреса, тока возбуждения и сигналы разрешения, предназначенных для подведения энергии или активизации генератора 42 капель. Как обсуждалось выше относительно согласования во времени сигналов, для надлежащей работы генератора капель 42 существенно, чтобы эти сигналы прилагались в соответствующей последовательности. Поскольку для генератора 42 капель согласно настоящему изобретению не нужен стабилизированный источник питания, генератор 42 капель может быть реализован по относительно простой технологии, такой как технология n-канальных МОП-структур, для которой требуется меньше технологических операций, чем для более сложной технологии, такой как технология КМОП-структур. Использование технологии, требующей меньше производственных затрат, дополнительно снижает стоимость печатающей головки 24. Наконец, использование меньшего числа электрических соединений между печатающей частью 12 и печатающей головкой способствует снижению стоимости печатающей части 12, а также повышению надежности печатающего устройства 10.

Хотя настоящее изобретение описано в рамках предпочтительного варианта его осуществления, в котором используются 13 сигналов адреса, два сигнала разрешения и 16 источников токов возбуждения для избирательной активизации 416 отдельных генераторов капель, также предполагаются другие компоновки. Например, настоящее изобретение пригодно для избирательной активизации различного числа отдельных генераторов капель. При избирательной активизации различного числа отдельных сопел может требоваться различное число, один или несколько, сигналов адреса, сигналов разрешения и источников токов возбуждения для соответствующего управления различным числом генераторов капель. Кроме того, существуют другие схемы сигналов адреса, сигналов разрешения и источников токов возбуждения, предназначенные для управления тем же числом генераторов капель.