DE602005003795T2

DE602005003795T2 - Fluidausstossvorrichtung mit rückkopplungskreis

Info

Publication number: DE602005003795T2
Application number: DE602005003795T
Authority: DE
Inventors: John M. Hewlett San Diego WADE
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: DE602005003795D1; WO2005092624A1; US20050190237A1; PL1718466T3; US20070146435A1; US7604312B2; TWI324557B; EP1718466A1; ATE380664T1; CN1922018A; JP2007525344A; TW200528300A; US7175248B2; EP1718466B1; CN100478175C; ES2296141T3

Description

Hintergrund
Ein Tintenstrahldrucksystem kann als ein Ausführungsbeispiel eines Fluidausstoßsystems eine Druckkopfanordnung, eine Tintenversorgungsanordnung, die die Druckkopfanordnung mit flüssiger Tinte versorgt, und eine Steuerung, die die Druckkopfanordnung steuert, umfassen. Die Druckkopfanordnung stößt als ein Ausführungsbeispiel einer Fluidausstoßvorrichtung durch eine Mehrzahl von Öffnungen oder Düsen und auf ein Druckmedium, wie beispielsweise ein Blatt Papier hin Tintentropfen aus, um auf das Druckmedium zu drucken. In der Regel sind die Öffnungen in einem oder mehreren Arrays derart angeordnet, dass ein ordnungsgemäß der Reihe nach stattfindender Ausstoß von Tinte aus den Öffnungen bewirkt, dass Schriftzeichen oder andere Bilder auf das Druckmedium gedruckt werden, während die Druckkopfanordnung und das Druckmedium bezüglich einander bewegt werden.
Üblicherweise stößt die Druckkopfanordnung die Tintentropfen durch die Düsen durch schnelles Erwärmen eines kleinen Volumens von sich in Verdampfungskammern befindender Tinte mit kleinen elektrischen Heizvorrichtungen wie beispielsweise Dünnfilmwiderständen, die oft als Abfeuerungswiderstände bezeichnet werden, aus. Üblicherweise steuert für einen Tintenpunkt eine entfernte Druckkopfsteuerung, die üblicherweise als Teil der Verarbeitungselektronik eines Druckers angeordnet ist, eine Aktivierung eines elektrischen Stroms von einer Leistungsversorgung, die sich außerhalb der Druckkopfanordnung befindet. Der elektrische Strom wird durch einen ausgewählten Abfeuerungswiderstand geleitet, um die Tinte in einer entsprechenden ausgewählten Verdampfungskammer zu erwärmen.
Üblicherweise sind Abfeuerungswiderstände über gemeinschaftlich verwendete stromtragende Wege mit der Leistungsversorgung verbunden. Eine Charakteristik einer derartigen Konfiguration ist, dass, da verschiedene Anzahlen von Abfeuerungswiderständen mit Energie versorgt werden, um verschiedene Formen von Daten zu drucken, verschiedene Ströme fließen, die zu verschiedenen Spannungsabfällen über parasitären Widerständen der stromtragenden Wege führen. Folglich können, selbst wenn die Leistungsversorgungsspannung konstant gehalten werden sollte, eine Spannung, die einem gegeben Abfeuerungswiderstand bereitgestellt wird, und die resultierende erzeugte Energie variieren. Ferner kann, falls die Leistungsversorgungsspannung auf einem Pegel gehalten wird, der hoch genug ist, um einen parasitären Spannungsabfall des schlimmsten Falls, der auftritt, wenn eine Maximalanzahl von Abfeuerungswiderständen mit Energie versorgt wird, aufzunehmen, ein Abfeuerungswiderstand mit zuviel Energie versorgt werden, und zwar in einem Fall, in dem lediglich ein Abfeuerungswiderstand mit Energie versorgt wird. Als Folge ist eine Energiesteuerung ein nutzbringendes Merkmal bei Tintenstrahldruckköpfen, um zu gewährleisten, dass weder zuwenig noch zuviel Energie an einen Abfeuerungswiderstand geliefert wird. Zuwenig Energie kann eine Druckqualitätsverschlechterung verursachen, wohingegen zuviel Energie die Lebensdauer eines Abfeuerungswiderstands verkürzen kann.
Ein Ansatz, der eingesetzt wird, um dieses Problem zu korrigieren, ist, für Gruppen von Abfeuerungswiderständen Spannungsregler auf einem Chip mit integrierter Schaltung der Druckkopfanordnung bereitzustellen. Jedoch dissipieren die Spannungsregler unerwünschte Leistung und benötigen in der Regel eine Neueichung, um wirksam zu sein. Weitere Ansätze kompensieren Abfeuerungswiderstandsleistungsschwankungen durch Verwenden einer chipinternen Spannung, die eine Abfeuerungspulsbreite für eine Gruppe von Abfeuerungswiderständen, die zu einem selben Augenblick leiten, erfasst und variiert, um dadurch die Energie im Wesentlichen konstant zu halten. Während die Energie konstant ist, ist die Leistung jedoch ungeregelt und kann einen Abfeuerungswiderstandsausfall bewirken, wenn sie übermäßig wird.
Drucksysteme und insbesondere Breitarraytintenstrahldrucksysteme mit langen stromtragenden Wegen und entsprechend hohen parasitären Widerstandswerten würden von einem verbesserten Energiesteuerungsschema profitieren.
Die EP-A-499373 zeigt den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in den angehängten Patentansprüchen offenbart.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldrucksystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel einer Druckkopfanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in dem Drucksystem der 1 einsetzbar ist, veranschaulicht.
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Druckkopfanordnung der 2 veranschaulicht.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Abschnitts einer Außenschicht der Druckkopfanordnung der 2 veranschaulicht.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Abschnitts der Druckkopfanordnung der 2 veranschaulicht.
6 ist ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Breitarraytintenstrahldrucksystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Druckkopfanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein Blockdiagramm, das allgemein einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Breitarraytintenstrahldrucksystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9A ist ein Spannungsgraph, der eine beispielhafte Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels einer Druckkopfanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9B ist ein Spannungsgraph, der eine beispielhafte Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels einer Druckkopfanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9C ist ein Spannungsgraph, der eine beispielhafte Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels einer Druckkopfanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9D ist ein Spannungsgraph, der eine beispielhafte Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels einer Druckkopfanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
10 ist ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahldrucksys tems veranschaulicht, das eine zonale Spannungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt.
11 ist ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahldrucksystems veranschaulicht, das eine zonale Spannungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt.
Detaillierte Beschreibung
In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug genommen auf die beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil des Vorliegenden bilden, und in denen mittels Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, bei denen die Erfindung praktiziert werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie, wie z. B. „oben", „unten", „Zeile", „Spalte", „vorne", „hinten", „vorder/-e/-er/-es", „hinter/-e/-er/-es" usw., mit Bezug auf die Orientierung der Figur(en) verwendet, die beschrieben wird/werden. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung in etlichen verschiedenen Orientierungen positioniert sein können, wird die Richtungsterminologie zu Zwecken der Veranschaulichung verwendet und ist in keiner Weise beschränkend. Es sei darauf hingewiesen, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet werden können und strukturelle oder logische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die nachfolgende ausführliche Beschreibung soll daher nicht in einem beschränkenden Sinne verstanden werden, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die angefügten Patentansprüche definiert.
1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldrucksystems 10 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Tintenstrahldrucksystem 10 bildet ein Ausführungsbeispiel eines Fluidausstoßsystems, das eine Fluidausstoßvorrichtung, wie beispielsweise eine Druckkopfanordnung 12, und eine Fluidversorgungsanordnung, wie beispielsweise eine Tintenversorgungsanordnung 14, umfasst. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst das Drucksystem 10 auch eine Anbringanordnung 16, eine Medientransportanordnung 18 und eine Steuerung 20.
Die Druckkopfanordnung 12 kann als ein Ausführungsbeispiel einer Fluidausstoßvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt sein und stößt durch eine Mehrzahl von Öffnungen oder Düsen 13Tropfen von Tinte aus, die eine oder mehrere farbige Tinten oder UV-lesbare Tinten umfasst. Auch wenn sich die nachfolgende Beschreibung auf den Ausstoß von Tinte aus der Druckkopfanordnung 12 bezieht, sei darauf hingewiesen, dass auch andere Flüssigkeiten, Fluide oder fließfähige Materialien, einschließlich klaren Fluids, aus der Druckkopfanordnung 12 ausgestoßen werden können. Die Typen von verwendeten Fluiden hängen von der Anwendung ab, für die die Fluidausstoßvorrichtung zu verwenden ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Tropfen auf ein Medium, wie beispielsweise ein Druckmedium 19, gerichtet, um auf das Druckmedium 19 zu drucken. Üblicherweise sind die Düsen 13 in einer oder mehreren Spalten oder Arrays angeordnet, derart, dass ein ordnungsgemäß der Reihe nach stattfindender Ausstoß von Tinte aus den Düsen 13 bei einem Ausführungsbeispiel bewirkt, dass Schriftzeichen, Symbole und/oder andere Graphiken oder Bilder auf das Druckmedium 19 gedruckt werden, während die Druckkopfanordnung 12 und/oder das Druckmedium 19 bezüglich einander bewegt werden.
Das Druckmedium 19 umfasst einen beliebigen Typ eines geeigneten blattartigen Materials, wie beispielsweise Papier, Karton, Umschläge, Etiketten, Folien, Mylar, Stoff und dergleichen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Druckmedium 19 ein Druckmedium 19 einer durchgehenden Form oder eines durchgehenden Gewebes. An sich kann das Druckmedium 19 eine durchgehende Rolle unbedruckten Papiers umfassen.
Die Tintenversorgungsanordnung 14 versorgt als ein Ausführungsbeispiel einer Fluidversorgungsanordnung die Druckkopfanordnung 12 mit Tinte und umfasst ein Reservoir 15 zum Speichern von Tinte. An sich fließt Tinte von dem Reservoir 15 zu der Druckkopfanordnung 12. Bei einem Ausführungsbeispiel bilden die Tintenversorgungsanordnung 14 und die Druckkopfanordnung 12 ein rezirkulierendes Tintenliefersystem. An sich fließt Tinte von der Druckkopfanordnung 12 zu dem Tintenreservoir 15 zurück. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Druckkopfanordnung 12 und die Tintenversorgungsanordnung 14 zusammen in einer Fluidstrahl- oder Tintenstrahlkassette oder einem derartigen Stift untergebracht. Die Tintenstrahlkassette ist ein Ausführungsbeispiel einer Fluidausstoßvorrichtung. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Tintenversorgungsanordnung 14 von der Druckkopfanordnung 12 getrennt sein und führt der Druckkopfanordnung 12 durch eine Grenzflächenverbindung, wie beispielsweise einen Versorgungsschlauch, Tinte zu.
Bei einem Ausführungsbeispiel positioniert die Anbringanordnung 16 die Druckkopfanordnung 12 bezüglich der Medientransportanordnung 18, und die Medientransportanordnung 18 positioniert das Druckmedium 19 bezüglich der Druckkopfanordnung 12. An sich ist eine Druckzone 17, innerhalb der die Druckkopfanordnung 12 Tintentropfen aufbringt, benachbart zu Düsen 13 in einem Bereich zwischen der Druckkopfanordnung 12 und dem Druckmedium 19 definiert. Das Druckmedium 19 wird während des Druckens durch die Medientransportanordnung 18 durch die Druckzone 17 vorbewegt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Druckkopfanordnung 12 eine Druckkopfanordnung vom Bewegungstyp, und die Anbring anordnung 16 bewegt die Druckkopfanordnung 12 bezüglich der Medientransportanordnung 18 und des Druckmediums 19 während des Druckens eines Bands auf das Druckmedium 19. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Druckkopfanordnung 12 eine Druckkopfanordnung vom sich nicht bewegenden Typ, und die Anbringanordnung 16 stellt die Druckkopfanordnung 12 an einer vorgeschriebenen Position bezüglich der Medientransportanordnung 18 während des Druckens eines Bands auf das Druckmedium 19 fest, während die Medientransportanordnung 18 das Druckmedium 19 an der vorgeschriebenen Position vorbei vorbewegt.
Die Steuerung 20 kommuniziert mit der Druckkopfanordnung 12, der Anbringanordnung 16 und der Medientransportanordnung 18. Die Steuerung 20 empfängt Daten 21 von einem Host-System, wie beispielsweise einem Computer, und kann einen Speicher zum vorübergehenden Speichern der Daten 21 umfassen. Üblicherweise werden die Daten 21 entlang eines elektronischen, Infrarot-, optischen oder andersartigen Informationsübertragungsweg an das Tintenstrahldrucksystem 10 gesendet. Die Daten 21 stellen beispielsweise ein zu druckendes Dokument und/oder eine zu druckende Datei dar. An sich bilden die Daten 21 einen Druckauftrag für das Tintenstrahldrucksystem 10 und umfassen einen oder mehrere Druckauftragsbefehle und/oder -befehlsparameter.
Bei einem Ausführungsbeispiel stellt die Steuerung 20 eine Steuerung der Druckkopfanordnung 12 bereit, die eine Zeitgebungssteuerung zum Ausstoß von Tintentropfen aus den Düsen 13 umfasst. An sich definiert die Steuerung 20 ein Muster ausgestoßener Tintentropfen, die Schriftzeichen, Symbole und/oder andere Graphiken oder Bilder auf dem Druckmedium 19 bilden. Die Zeitgebungssteuerung und somit das Muster ausgestoßener Tintentropfen ist durch die Druckauftragsbefehle und/oder -befehlsparameter bestimmt. Bei einem Ausführungsbeispiel befindet sich eine Logik- und Antriebsschaltungsanordnung, die einen Abschnitt der Steuerung 20 bildet, auf der Druckkopfanordnung 12. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel befindet sich die Logik- und Antriebsschaltungsanordnung außerhalb der Druckkopfanordnung 12.
Die Steuerung 20 kann als ein Prozessor, als Logikelemente, als Firmware und als Software oder in einer beliebigen Kombination derselben implementiert sein.
2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Abschnitts der Druckkopfanordnung 12. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Druckkopfanordnung 12 eine mehrschichtige Anordnung und umfasst Außenschichten 30 und 40 und zumindest eine Innenschicht 50. Die Außenschichten 30 und 40 weisen eine Fläche oder Seite 32 bzw. 42 und eine Kante 43 bzw. 44, die an die entsprechende Seite 32 und 42 angrenzen, auf. Die Außenschichten 30 und 40 sind an gegenüberliegenden Seiten der Innenschicht 50 derart positioniert, dass die Seiten 32 und 42 der Innenschicht 50 zugewandt sind und zu der Innenschicht 50 benachbart sind. An sich sind die Innenschicht 50 und die Außenschichten 30 und 40 entlang einer Achse 29 gestapelt.
Wie es bei dem Ausführungsbeispiel von 2 veranschaulicht ist, sind die Innenschicht 50 und die Außenschichten 30 und 40 angeordnet, um eine oder mehrere Zeilen 60 von Düsen 13 zu bilden. Die Zeilen 60 von Düsen 13 erstrecken sich beispielsweise in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Achse 29 ist. An sich stellt bei einem Ausführungsbeispiel die Achse 29 eine Druckachse oder eine Achse einer relativen Bewegung zwischen der Druckkopfanordnung 12 und dem Druckmedium 19 dar. Somit erstellt ein Abschnitt von Zeilen 60 von Düsen 13 eine Bandhöhe der Druckkopfanordnung 12. Bei einem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Zeilen 60 von Düsen 13 über eine Entfernung von weniger als etwa zwei Zoll. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Zeilen 60 von Düsen 13 über eine Entfernung größer als etwa zwei Zoll.
Bei einem Ausführungsbeispiel bilden die Innenschicht 50 und die Außenschichten 30 und 40 zwei Zeilen 61 und 62 von Düsen 13. Insbesondere bilden die Innenschicht 50 und die Außenschicht 30 die Zeile 61 von Düsen 13 entlang der Kante 34 der Außenschicht 30, und die Innenschicht 50 und die Außenschicht 40 bilden die Zeile 62 von Düsen 13 entlang der Kante 44 der Außenschicht 40. An sich sind bei einem Ausführungsbeispiel die Zeilen 61 und 62 von Düsen 13 voneinander beabstandet und im Wesentlichen parallel zueinander orientiert.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind, wie es in 2 veranschaulicht ist, die Düsen 13 der Zeilen 61 und 62 im Wesentlichen ausgerichtet. Insbesondere ist jede Düse 13 der Zeile 61 im Wesentlichen mit einer Düse 13 der Zeile 62 entlang einer Drucklinie, die im Wesentlichen parallel zu der Achse 29 orientiert ist, ausgerichtet. An sich stellt das Ausführungsbeispiel von 2 eine Düsenredundanz bereit, da Fluid (oder Tinte) durch mehrere Düsen entlang einer gegebenen Drucklinie ausgestoßen werden kann. Somit kann eine defekte oder unwirksame Düse durch eine weitere ausgerichtete Düse kompensiert werden. Zudem stellt die Düsenredundanz die Fähigkeit bereit, die Düsenaktivierung unter den ausgerichteten Düsen abzuwechseln.
3 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abschnitts der Druckkopfanordnung 12. Ähnlich zu der Druckkopfanordnung 12 ist eine Druckkopfanordnung 12' eine mehrschichtige Anordnung und umfasst Außenschichten 30' und 40' sowie eine Innenschicht 50. Zudem sind ähnlich zu den Außenschichten 30 und 40 die Außenschichten 30' und 40' an gegenüberliegenden Seiten der Innenschicht 50 positioniert. An sich bilden die Innenschicht 50 und die Außenschichten 30' und 40' zwei Zeilen 61' und 62' von Düsen 13.
Wie es bei dem Ausführungsbeispiel von 3 veranschaulicht ist, sind die Düsen 13 der Zeilen 61' und 62' versetzt. Insbesondere ist jede Düse 13 der Zeile 61' bezüg lich einer Düse 13 der Zeile 62' entlang einer im Wesentlichen parallel zu der Achse 29 orientierten Drucklinie gestaffelt oder versetzt. An sich stellt das Ausführungsbeispiel von 3 eine erhöhte Auflösung bereit, da die Anzahl von Bildpunkten pro Zoll (dpi; dpi = dots per inch), die entlang einer im Wesentlichen senkrecht zu der Achse 29 orientierten Linie gedruckt werden kann, erhöht ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen, wie es in 4 veranschaulicht ist, die Außenschichten 30 und 40 (von denen lediglich eine in 4 veranschaulicht ist und die Außenschichten 30' und 40' umfasst) jeweils Fluidausstoßelemente 70 und Fluiddurchgänge 80, die an Seiten 32 bzw. 42 gebildet sind. Die Fluidausstoßelemente 70 und die Fluiddurchgänge 80 sind derart angeordnet, dass die Fluiddurchgänge 80 mit den Fluidausstoßelementen 70 kommunizieren und dieselben mit Fluid (oder Tinte) versorgen. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Fluidausstoßelemente 70 und die Fluiddurchgänge 80 in im Wesentlichen linearen Arrays an den Seiten 32 und 42 der entsprechenden Außenschichten 30 und 40 angeordnet. An sich sind alle Fluidausstoßelemente 70 und Fluiddurchgänge 80 der Außenschicht 30 auf einer einzelnen oder monolithischen Schicht gebildet, und alle Fluidausstoßelemente 70 und Fluiddurchgänge 80 der Außenschicht 40 sind auf einer einzelnen oder monolithischen Schicht gebildet.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Innenschicht 50 (2), wie es nachfolgend beschrieben ist, einen Fluidverteiler oder Fluiddurchlass auf, der in derselben definiert ist und beispielsweise durch die Tintenversorgungsanordnung 14 zugeführtes Fluid auf die Fluiddurchgänge 80 und die Fluidausstoßelemente 70, die an den Außenschichten 30 und 40 gebildet sind, verteilt.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Fluiddurchgänge 80 durch Barrieren 82 definiert, die an den Seiten 32 und 42 der entsprechenden Außenschichten 30 und 40 gebildet sind.
An sich bilden die Innenschicht 50 (2) und die Fluiddurchgänge 80 der Außenschicht 30 die Zeile 61 von Düsen 13 entlang der Kante 34, und die Innenschicht 50 (2) und die Fluiddurchgänge 80 der Außenschicht 40 bilden die Zeile 62 von Düsen 13 entlang der Kante 44, wenn die Außenschichten 30 und 40 an gegenüberliegenden Seiten der Innenschicht 50 positioniert sind.
Wie es bei dem Ausführungsbeispiel von 4 veranschaulicht ist, umfasst jeder Fluiddurchgang 80 einen Fluideinlass 84, eine Fluidkammer 86 und einen Fluidauslass 88, derart, dass die Fluidkammer 86 mit dem Fluideinlass 84 und dem Fluidauslass 88 kommuniziert. Der Fluideinlass 84 kommuniziert mit einer Versorgung von Fluid (oder Tinte), wie es nachfolgend beschrieben ist, und versorgt die Fluidkammer 86 mit Fluid (oder Tinte). Der Fluidauslass 88 kommuniziert mit der Fluidkammer 86 und bildet bei einem Ausführungsbeispiel einen Abschnitt einer entsprechenden Düse 13, wenn die Außenschichten 30 und 40 auf gegenüberliegenden Seiten der Innenschicht 50 gebildet sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst jedes Fluidausstoßelement 70 einen in der Fluidkammer 86 eines entsprechenden Fluiddurchgangs 80 gebildeten Abfeuerungswiderstand 72. Der Abfeuerungswiderstand 72 ist beispielsweise ein beliebiges Element, das, wenn es mit Energie versorgt wird, ein Fluid in der Fluidkammer 86 erwärmt, um eine Blase in der Fluidkammer 86 herzustellen und ein Fluidtröpfchen zu erzeugen, das durch die Düse 13 ausgestoßen wird. An sich bilden bei einem Ausführungsbeispiel eine entsprechende Fluidkammer 86, ein Abfeuerungswiderstand 72 und eine Düse 13 einen Tropfenerzeuger eines entsprechenden Fluidausstoßelements 70.
Bei einem Ausführungsbeispiel fließt bei Betrieb Fluid von dem Fluideinlass 84 zu der Fluidkammer 86, wo Fluidtröpfchen durch den Fluidauslass 88 und eine entsprechende Düse 13 auf eine Aktivierung eines entsprechenden Abfeu erungswiderstands 72 hin aus der Fluidkammer 86 ausgestoßen werden. An sich werden die Fluidtröpfchen im Wesentlichen parallel zu den Seiten 32 und 42 der entsprechenden Außenschichten 30 und 40 auf ein Medium ausgestoßen. Dementsprechend bildet bei einem Ausführungsbeispiel die Druckkopfanordnung 12 einen Kanten- oder Seitenschießerentwurf.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen, wie es in 5 veranschaulicht ist, die Außenschichten 30 und 40 (von denen lediglich eine in 5 veranschaulicht ist und die Außenschichten 30' und 40' umfasst) jeweils ein Substrat 90 und eine Dünnfilmstruktur 92, die auf dem Substrat 90 gebildet ist. An sich sind die Abfeuerungswiderstände 72 der Fluidausstoßelemente 70 und die Barrieren 82 der Fluiddurchgänge 80 auf der Dünnfilmstruktur 92 gebildet. Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, sind die Außenschichten 30 und 40 an gegenüberliegenden Seiten der Innenschicht 50 positioniert, um die Fluidkammer 86 und die Düse 13 eines entsprechenden Fluidausstoßelements 70 zu bilden.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen die Innenschicht 50 und das Substrat 90 der Außenschichten 30 und 40 jeweils ein gemeinsames Material. An sich wird einem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Innenschicht 50 und der Außenschichten 30 und 40 im Wesentlichen entsprochen. Somit sind Temperaturgradienten zwischen der Innenschicht 50 und den Außenschichten 30 und 40 minimiert. Beispielmaterialien, die für die Innenschicht 50 und das Substrat 90 der Außenschichten 30 und 40 geeignet sind, umfassen Glas, Metall, ein keramisches Material, ein Kohlenstoffverbundmaterial, ein Metallmatrixverbundmaterial oder ein beliebiges anderes chemisch inertes und temperaturbeständiges Material.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen die Innenschicht 50 und das Substrat 90 der Außenschichten 30 und 40 Glas, wie beispielsweise Glas des Typs Corning^® 1737 oder Glas des Typs Corning^® 1740. Bei einem Ausführungsbeispiel kann, wenn die Innenschicht 50 und das Substrat 90 der Außen schichten 30 und 40 ein Metall oder ein Metallmatrixverbundmaterial umfassen, eine Oxidschicht auf dem Metall- oder Metallmatrixverbundmaterial des Substrats 90 gebildet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Dünnfilmstruktur 92 eine Antriebsschaltungsanordnung 74 für die Fluidausstoßelemente 70. Die Antriebsschaltungsanordnung 74 stellt beispielsweise Leistung, Masse und eine Steuerlogik für die Fluidausstoßelemente 70, einschließlich insbesondere die Abfeuerungswiderstände 72, bereit.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Dünnfilmstruktur 92 eine oder mehrere Passivierungs- oder Isolierungsschichten, die beispielsweise aus Siliziumdioxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Tantal, Polysiliziumglas oder einem anderen geeigneten Material gebildet sind. Zudem umfasst die Dünnfilmstruktur 92 auch eine oder mehrere leitfähige Schichten, die beispielsweise durch Aluminium, Gold, Tantal, Tantalaluminium oder ein anderes geeignetes Metall oder eine andere geeignete Metalllegierung gebildet sind. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Dünnfilmstruktur 92 Dünnfilmtransistoren, die einen Abschnitt der Antriebsschaltungsanordnung 74 für die Fluidausstoßelemente 70 bilden.
Wie es in dem Ausführungsbeispiel der 5 veranschaulicht ist, sind die Barrieren 82 der Fluiddurchgänge 80 auf der Dünnfilmstruktur 92 gebildet. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Barrieren 82 aus einem nicht leitenden Material gebildet, das mit dem Fluid (oder der Tinte), die durch die Druckkopfanordnung 12 geleitet und aus derselben ausgestoßen werden soll, kompatibel ist. Beispielmaterialien, die für die Barrieren 82 geeignet sind, umfassen ein photobelichtbares Polymer und Glas. Das photobelichtbare Polymer kann ein aufgeschleudertes Material, beispielsweise SU8, oder ein Trockenfilmmaterial, beispielsweise DuPont Vacrel^®, umfassen.
Wie es in dem Ausführungsbeispiel von 5 veranschaulicht ist, werden die Außenschichten 30 und 40 (einschließlich der Außenschichten 30' und 40') an den Barrieren 82 mit der Innenschicht 50 verbunden. Bei einem Ausführungsbeispiel werden, wenn die Barrieren 82 aus einem photobelichtbaren Polymer oder Glas gebildet sind, die Außenschichten 30 und 40 durch Temperatur und Druck an die Innenschicht 50 gebondet. Es können jedoch auch andere geeignete Verbindungs- oder Bondtechniken verwendet werden, um die Außenschichten 30 und 40 mit der Innenschicht 50 zu verbinden.
Verfahren zum Herstellen von Dünnfilmtransistorarrays auf monolithischen Strukturen sind in dem US-Patent Nr. 4,960,719 mit dem Titel „Method for Producing Amorphous Silicon Thin Film Transistor Array Substrate" und in dem US-Patent Nr. 6,582,062 mit dem Titel „Large Thermal Ink Jet Nozzle Array Printhead" offenbart und ausführlicher beschrieben, die beide hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind, als ob sie vollständig hierin dargelegt wären.
Rückkopplungsschaltung
6 ist ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Breitarraytintenstrahldrucksystems 110 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Drucksystem 110 umfasst eine Druckkopfanordnung 112 und einen Spannungsregler 116, wobei die Druckkopfanordnung 112 ferner eine Rückkopplungsschaltung 118 umfasst. Bei einem Ausführungsbeispiel kann, wie es veranschaulicht ist, die Rückkopplungsschaltung 118 mit einem Abschnitt der Antriebsschaltungsanordnung 74 (5) der Druckkopfanordnung 112 gekoppelt sein. Die Antriebsschaltungsanordnung 74 stellt beispielsweise Leistung, Masse sowie eine Steuerlogik für die Fluidausstoßelemente 70 einschließlich insbe sondere die Abfeuerungswiderstände 72 bereit. Die Druckkopfanordnung 112 empfängt eine Leistungsversorgungsspannung (V_pp) von dem Spannungsregler 116 an einem V_pp-Knoten 120 und koppelt sich mit einer entsprechenden Leistungsmasse (P_gnd) an einem Masseknoten 122. Ein V_pp-Versorgungsweg 124 ist mit dem V_pp-Knoten 120 gekoppelt, um die Druckkopfanordnung 112 mit V_pp zu versorgen. Ein Leistungsmasseweg 126 ist mit dem Masseknoten 122 gekoppelt, um der Druckkopfanordnung 112 einen Masseweg zur Verfügung zu stellen.
Die Druckkopfanordnung 112 umfasst ferner Fluidausstoßelemente 70, die eine Zeile 128 von N Fluidausstoßelementen aufweisen, die als Fluidausstoßelemente 130a bis 130N gekennzeichnet sind. Jedes Fluidausstoßelement 130 ist mit dem V_pp-Versorgungsweg 124 an einem entsprechenden Knoten 132a bis 132N über einen entsprechenden Leistungsweg 134a bis 134N und mit Masse 126 an einem entsprechenden Knoten 136a bis 136N über einen entsprechenden Masseweg 138a bis 138N gekoppelt.
Die Rückkopplungsschaltung 118 ist gekoppelt, um die Spannung an jedem Fluidausstoßelement an den Knoten 132a bis 132N und 136a bis 136N über entsprechende Wege 140a bis 140N und 142a bis 142N zu messen. Die Rückkopplungsschaltung 118 ist über einen Weg 146 mit einem Spannungsrückkopplungsknoten 144 gekoppelt. Der Spannungsregler 116 ist über einen Weg 148 mit dem Rückkopplungsknoten 144 gekoppelt, empfängt über Wege 152 und 153 eine Leistungsversorgungsreferenzspannung (V_Ref) bzw. eine Leistungsversorgungsspannung (V_SUPPLY) von einer Leistungsversorgung 150, empfängt V_pp über den Weg 153 und ist über den Weg 154 mit P_gnd an dem Masseknoten 122 gekoppelt.
Zusammen bilden der Spannungsregler 116 und die Rückkopplungsschaltung 118 eine Regelschleife 160. Bei einem Ausführungsbeispiel kann, wie es veranschaulicht ist, sich der Spannungsregler 116 außerhalb der Druckkopfanordnung 112 befinden. Bei einem Ausführungsbeispiel bildet der Span nungsregler 116 einen Abschnitt der Steuerung 20 (siehe 1). Bei einem Ausführungsbeispiel kann sich der Spannungsregler 116 innerhalb der Druckkopfanordnung 112 befinden und einen Teil derselben bilden.
Das Drucksystem 110 setzt die Regelschleife 160 ein, um V_pp-Spannungskorrekturen vorzunehmen, um variierende parasitäre Widerstände über die Druckkopfanordnung 112 und Lastschwankungen aufgrund dessen, dass sich unterscheidende Anzahlen von Fluidausstoßelementen 130a bis 130N zu einem gegebenen Zeitpunkt abgefeuert werden, zu kompensieren, um eine Spannung der abfeuernden Fluidausstoßelemente auf einem im Wesentlichen konstanten Pegel zu halten. Die Druckkopfanordnung 112 ist derart aufgebaut, dass eine Untergruppe der N Fluidausstoßelemente freigegeben werden kann, um gleichzeitig mit jedem leitenden Fluidausstoßelement der Untergruppe, die den elektrischen Strom von dem V_pp-Versorgungsweg 124 zu dem Leistungsmasseweg 126 leitet, zu leiten, um das Fluidausstoßelement zu betreiben oder zu aktivieren, um zu bewirken, dass Tinte aus demselben ausgestoßen wird. Aufgrund variierender parasitärer Widerstände entlang des V_pp-Versorgungswegs 124 und des Leistungsmassewegs 126 kann über jedes leitende Fluidausstoßelement eine andere Spannung auftreten.
Die Rückkopplungsschaltung 118 ist aufgebaut, um sich über die geeigneten entsprechenden Leistungswege 134a bis 134N und Massewege 138a bis 138N über jedes leitende Fluidausstoßelement zu koppeln. Die Rückkopplungsschaltung 118 stellt an dem Rückkopplungsknoten 144 eine Rückkopplungsspannung (V_fd) bereit, wobei V_fd im Wesentlichen gleich einem Durchschnitt der unterschiedlichen Spannungen ist, die an jedem leitenden Fluidausstoßelement auftreten, und sich von der Spannung unterscheiden kann, die über die Knoten 120 und 122 angelegt ist.
Der Spannungsregler 116 empfängt V_fd über den Weg 148 und stellt basierend auf einem Vergleich von V_fd und V_Ref, die über den Weg 152 empfangen wird, die Leistungsversorgungsspannung V_pp bereit. Wenn V_fd geringer als V_Ref ist, erhöht der Spannungsregler 116 V_pp, die dem V_pp-Knoten 120 bereitgestellt wird. Umgekehrt verringert der Spannungsregler 116 V_pp, das dem V_pp-Knoten 120 bereitgestellt wird, wenn V_fd V_pp übersteigt. Auf diese Weise stellt der Spannungsregler 116 über den V_pp-Knoten 120 den Fluidausstoßelementen, die Tinte ausstoßen, eine Leistungsversorgungsspannung V_pp, die im Wesentlichen gleich V_Ref ist, bereit und hält dieselbe aufrecht.
Durch ein Vornehmen von Leistungsversorgungsspannungskorrekturen zum Kompensieren variierender parasitärer Widerstände über die Druckkopfanordnung 112 liefert das Tintenstrahldrucksystem 110, das die Regelschleife 160 gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt, eine im Wesentlichen konstante Spannung an die Fluidausstoßelemente 130, die abfeuern, ungeachtet der parasitären Widerstände zwischen den Fluidausstoßelementen und den Knoten 120, 122, und ungeachtet der Anzahl von Fluidausstoßelementen, die gleichzeitig leiten. Als Folge wird ein im Wesentlichen konstanter Energiebereich zu den einzelnen Fluidausstoßelementen 130 geliefert, wenn sie ausstoßen. Dies verringert übermäßige Energie und demzufolge Abwärme, die andernfalls eine Frequenzantwort, d. h. die Zeit zwischen Ausstößen durch ein einzelnes Fluidausstoßelement 130, und die Lebensdauer der Fluidausstoßelemente 130 begrenzen könnte. Ferner ist es wahrscheinlich, dass zwischen Tropfen eines Fluids (d. h. Tinte), das durch verschiedene Fluidausstoßelemente 130 ausgestoßen wird, weniger Varianz bezüglich Gewicht oder Volumen vorhanden ist.
7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Druckkopfanordnung 212 mit einer Rückkopplungsschaltung 218 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Druckkopfanordnung 212 empfängt eine Leistungsversorgungsspannung (V_pp) an den V_pp-Knoten 220a und 220b und koppelt sich mit einer Leistungs masse an den Leistungsmasseknoten (P_gnd-Knoten) 222a und 222b. Ein V_pp-Versorgungsweg 224 verläuft zwischen den V_pp-Knoten 220a und 220b, um die Druckkopfanordnung 212 intern mit V_pp zu versorgen. Ein Leistungsmasseweg 226 verläuft zwischen den P_gnd-Knoten 222a und 222b, um der Druckkopfanordnung 212 einen internen Masseweg zur Verfügung zu stellen.
Die Druckkopfanordnung 212 umfasst ferner eine Zeile 228 von N Fluidausstoßelementen 230a bis 230N, von denen jedes zwischen den V_pp-Versorgungsweg 224 und den Leistungsmasseweg 226 gekoppelt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Zeile 228 eine seitenbreite Zeile auf, d. h. eine, die im Wesentlichen die Breite eines Mediums aufweisen kann, auf das unter Umständen Fluid der Fluidausstoßelemente ausgestoßen werden soll. Jedes Fluidausstoßelement 230 weist einen Schalter, der als ein Feldeffekttransistor (FET) 238 dargestellt ist, und ein Heizelement, das als ein Abfeuerungswiderstand 240 dargestellt ist, auf. Der Abfeuerungswiderstand 240 weist einen ersten Anschluss, der mit dem V_pp-Versorgungsweg 224 gekoppelt ist, und einen zweiten Anschluss auf. Bei dem FET 238 ist die Quelle mit dem Leistungsmasseweg 226 gekoppelt, der Drain mit dem zweiten Anschluss des Abfeuerungswiderstands 240 gekoppelt, und es empfängt an seinem Steuer-Gatter über eine Steuerleitung 242 ein Abfeuerungssignal. Jedes Fluidausstoßelement 230 ist aufgebaut, um ein Fluid, z. B. ein Tintentröpfchen, ansprechend auf das Abfeuerungssignal, das über die entsprechende Steuerleitung 242 empfangen wird, auszustoßen.
Die Rückkopplungsschaltung 218 umfasst eine V_pp-Erfassungsleitung 246 mit einem ersten Ende 248a und einem zweiten Ende 248b und eine Masseerfassungsleitung 250 mit einem ersten Ende 252a und einem zweiten Ende 252b. Die Rückkopplungsschaltung umfasst ferner eine Zeile 254 von P-Kanal-V_pp-Erfassungs-FETs 256a bis 256N, eine Zeile 258 von N-Kanal-Masseerfassungs-FETs 260a bis 260N und einen Differenzverstärker 262. Jeder der V_pp-Erfassungs-FETs 256 entspricht einem anderen der N Fluidausstoßelementen 230, wobei seine Source mit dem ersten Anschluss eines entsprechenden Abfeuerungswiderstands 240 gekoppelt ist, sein Drain mit der V_pp-Erfassungsleitung 246 gekoppelt ist und sein Gate mit dem zweiten Anschluss des entsprechenden Abfeuerungswiderstands 240 gekoppelt ist. Ähnlich entspricht jeder der Masseerfassungs-FETs 260 einem anderen der N Fluidausstoßelementen 230, wobei seine Source mit der Source des entsprechenden FETs 238 gekoppelt ist, sein Drain mit der Masseerfassungsleitung 250 gekoppelt ist und sein Steuer-Gatter mit der entsprechenden Steuerleitung 242 gekoppelt ist.
Die Widerstände 268 stellen parasitäre Widerstände des V_pp-Versorgungswegs 224 dar, und die Widerstände 270 stellen parasitäre Widerstände des Leistungsmassewegs 226 dar. Die Widerstände 272 stellen parasitäre Widerstände der V_pp-Erfassungsleitung 246 dar, und die Widerstände 274 stellen parasitäre Widerstände der Masseerfassungsleitung 250 dar.
Die Funktionsweise der Druckkopfanordnung 212 ist nachfolgend beschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine Untergruppe 276 benachbarter Fluidausstoßelemente 230 der Zeile 228 freigegeben, zu einem gegebenen Zeitpunkt über die Steuerleitungen 242 Tintentröpfchen zu erzeugen. Wenn ein Fluidausstoßelement 230 freigegeben wird, Fluid auszustoßen und entsprechende Bilddaten zum Drucken aufweist, schaltet das Abfeuerungssignal über die Steuerleitung 242 den FET 238 ein. Dies bewirkt, dass ein resultierender elektrischer Strom durch den Abfeuerungswiderstand 240 von dem V_pp-Versorgungsweg 224 zu dem Leistungsmasseweg 226 fließt.
Bei einem Ausführungsbeispiel bleibt die Anzahl freigegebener Fluidausstoßelemente 230 in der Untergruppe 276 zu einem gegebenen Zeitpunkt im Allgemeinen konstant, jedoch verändert sich ihre Zusammensetzung in Zeitintervallen. Beispielsweise werden, wie es in 7 veranschaulicht ist, die freigegebenen Fluidausstoßelemente, die die Untergruppe 276 bilden, nach einem Zeitintervall über eine Zeile 228 hinweg von links nach rechts verschoben, wobei ein zusätzliches Fluidausstoßelement an dem rechten Ende der Untergruppe 276 freigegeben wird, während ein weiteres Fluidausstoßelement gleichzeitig an dem linken Ende der Untergruppe gesperrt wird. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das Zeitintervall jedem Zyklus eines Systemtakts entsprechen. Durch Freigeben und Sperren von Fluidausstoßelementen auf diese Weise bleibt die Anzahl freigegebener Fluidausstoßelemente in der Untergruppe 276 im Allgemeinen konstant, außer an den Enden der Zeile 228. Beispielsweise beginnt die Anzahl freigegebener Fluidausstoßelemente in Untergruppe 276 bei eins und wächst zu der konstanten Zahl an, während die Untergruppe 276 beginnend bei dem linken Ende über die Zeile 228 geschoben wird. Umgekehrt verringert sich die Anzahl freigegebener Fluidausstoßelemente von der konstanten Zahl zu null, während die Untergruppe 276 aus dem rechten Ende der Zeile 228 austritt. Auch wenn die Fluidausstoßelemente, die die Untergruppe 276 aufweisen, durch 7 so dargestellt sind, dass sie von links nach rechts verschoben werden, können sie auch von rechts nach links über die Zeile 228 verschoben werden.
Die Anzahl freigegebener Fluidausstoßelemente 230 in der Untergruppe 276, die tatsächlich zu einem gegebenen Zeitpunkt abfeuern, hängt von den entsprechenden zu druckenden Bilddaten ab. Auch hängen die entsprechenden parasitären Widerstände des V_pp-Versorgungswegs 224 und des Leistungsmassewegs 226 von dem Ort der Untergruppe 276 entlang der Zeile 228 ab. Da der Ort der Untergruppe 276 entlang der Zeile 228 und die Anzahl von Fluidausstoßelementen 230, die tatsächlich zu einem gegebenen Zeitpunkt abfeuern, Variablen sind, kann somit der Strom, der durch jedes der abfeuernden Fluidausstoßelemente fließt, und die Spannung über dieselben ebenfalls aufgrund der parasitären Widerstände variieren. Die Rückkopplungsschaltung 218 wirkt, um einem Spannungsregler, wie dem Spannungsregler 116 (siehe 7), eine Rückkopplungsspannung (V_fd) bereitzustellen, die im Wesentlichen gleich einem Durchschnitt der Spannungen der abfeuernden Fluidausstoßelemente 230 der Untergruppe 276 ist, so dass der Spannungsregler V_pp regeln kann, um die Spannungsabfälle aufgrund der parasitären Widerstände des V_pp-Versorgungswegs 224 und des Leistungsmassewegs 226 auszugleichen.
Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist die Untergruppe 276 freigegebener Fluidausstoßelemente 230 Fluidausstoßelemente von 230b bis 230x auf. Für jedes freigegebene Fluidausstoßen 230 der Untergruppe 276, das ein Abfeuerungssignal über eine FET-Schaltsteuerleitung 240 empfängt, das bewirkt, dass sich der FET 238 einschaltet, werden auch der entsprechende V_pp-Erfassungs-FET 256 und der Masseerfassungs-FET 260 ebenfalls eingeschaltet und bewirken, dass die V_pp-Erfassungsleitung 246 und die Masseerfassungsleitung 250 mit dem V_pp-Versorgungsweg 224 bzw. dem Leistungsmasseweg 226 verbunden werden.
Aufgrund endlicher „Ein"-Widerstände der V_pp-Erfassungs-FETs 256 und der parasitären Widerstände 272 der V_pp-Erfassungsleitung 246 erscheint eine Spannung etwa gleich eines Durchschnitts der Spannungen an dem ersten Anschluss des Abfeuerungswiderstands 240 jedes der leitenden Fluidausstoßelemente 230 der Untergruppe 276 an dem ersten und zweiten Ende, 248a und 248b, der V_pp-Erfassungsleitung 246. Ähnlich wird aufgrund der endlichen „Ein"-Widerstände der Masseerfassungs-FETs 260 und der parasitären Widerstände 274 der Masseerfassungsleitung 250 eine Spannung etwa gleich eines Durchschnitts der Spannungen an der Quelle jedes FETs 238 der leitenden Fluidausstoßelemente 230 der Untergruppe 276 an dem ersten und zweiten Ende, 252a und 252b, der Masseerfassungsleitung 250 erzeugt. Ein weitergehendes Mitteln der Spannungen wird durch Verbinden des ersten und zweiten Endes 248a und 248b der V_pp-Erfassungsleitung 246 über Wege 264 und 266 mit einem Knoten 268 und des ersten und zweiten Endes 252a und 252b der Masseerfassungsleitung 250 über Wege 270 und 272 mit einem Knoten 274 erreicht. Mittelungsfehler werden gering sein, da die abfeuernden Fluidausstoßelemente 230 der Untergruppe 276 entlang des Abschnitts der Zeile 228 dicht gruppiert sind, und die parasitären Widerstände zwischen den Fluidausstoßelementen 230 der Untergruppe 276 sind verglichen mit dem parasitären Gesamtwiderstand des V_pp-Versorgungswegs 224 relativ klein.
Der Differenzverstärker 262 empfängt den Durchschnitt der Spannungen an dem ersten Anschluss des Abfeuerungswiderstands 240 jedes der leitenden Fluidausstoßelemente 230 der Untergruppe 276 von dem Knoten 268 an einem nichtinvertierenden Eingangsanschluss, und den Durchschnitt der Spannungen an der Quelle jedes FETs 238 der leitenden Fluidausstoßelemente 230 der Untergruppe 276 von dem Knoten 274 an einem invertierenden Eingangsanschluss. Der Differenzverstärker 262 kann ein Eins-Gewinn-Verstärker sein und stellt eine Rückkopplungsspannung (V_fd) an einem Rückkopplungsknoten 244 über einen Ausgang 278 gleich der Differenz zwischen den an seinem nichtinvertierenden und invertierenden Eingangsanschluss empfangenen Spannungen bereit. Somit ist V_fd im Wesentlichen gleich einem Durchschnitt der Spannungen an den leitenden Fluidausstoßelementen 230 der Untergruppe 276. V_fd kann über einen Rückkopplungsknoten 244 einem Spannungsregler, wie beispielsweise dem Spannungsregler 116, bereitgestellt werden.
8 ist ein Blockdiagramm, das allgemein einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Breitarraytintenstrahldrucksystems 310 veranschaulicht, das eine Druckkopfanordnung 312 umfasst und eine Steuerschleife 314 gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Druckkopfanordnung 312 umfasst eine Zeile von Fluidausstoßelementen, eine V_pp-Erfassungsleitung und Erfassungs-FETs sowie eine Masseerfassungsleitung und Erfassungs-FETs, wie beispielsweise eine Rückkopplungsschaltung 218 und eine Zeile 228 von Fluidausstoßelementen, wie es bei 212 in 7 veranschau licht ist. Die Steuerschleife 314 umfasst einen Spannungsregler 316, und die Rückkopplungsschaltung 218 umfasst ferner einen Differenzverstärker 362. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind der Spannungsregler 316 und der Differenzverstärker 362 nicht Teil der Druckkopfanordnung 312.
Die Druckkopfanordnung 312 empfängt die Leistungsversorgungsspannung V_pp von dem Spannungsregler 316 an Knoten 320a bis 320d in Intervallen entlang des Abschnitts der Druckkopfanordnung 312 und ist mit Masseknoten 322a bis 322d gekoppelt, auch wenn die tatsächliche Anzahl von Knoten und ihr Ort variieren kann. Eine Rückkopplungsschaltung in der Druckkopfanordnung 312 stellt dem nicht invertierenden Anschluss des Differenzverstärkers 362 über V_pp-Erfassungsleitungen 364 und 366 und einen Knoten 368 einen Durchschnitt der Spannungen an der V_pp-Leistungswegseite der leitenden Fluidausstoßelemente der Druckkopfanordnung 312 bereit. Ähnlich stellt die Rückkopplungsschaltung in der Druckkopfanordnung 312 dem invertierenden Anschluss des Differenzverstärkers 362 über Masseerfassungsleitungen 370 und 372 und einen Knoten 374 einen Durchschnitt der Spannungen an der Leistungsmasseseite der leitenden Fluidausstoßelemente der Druckkopfanordnung 312 bereit.
Der Differenzverstärker 362 kann ein Eins-Gewinn-Verstärker sein und stellt an einem Ausgang 378 eine Rückkopplungsspannung (V_fd) im Wesentlichen gleich zu der Differenz zwischen den an seinem nicht invertierenden und invertierenden Anschluss empfangenen Spannungen bereit. Somit ist V_fd im Wesentlichen gleich dem Durchschnitt der Spannungen an den leitenden Fluidausstoßelementen der Druckkopfanordnung 312.
Der Spannungsregler 316 weist einen Operationsverstärker auf, der aufgebaut ist, um als ein Fehlerverstärker wirksam zu sein. Der Spannungsregler 316 empfängt V_fd von dem Differenzverstärker 362 über einen Weg 348, und eine Refe renzspannung (V_Ref) und eine Versorgungsspannung (V_SUPPLY) über Wege 352 bzw. 354 von der Leistungsversorgung 350. Der Spannungsregler 316 ist ferner mit der Leistungsversorgung 350 an einem positiven Spannungsanschluss über einen Weg 354 und mit einer Masse an einem negativen Spannungsanschluss verbunden. Der Spannungsregler 316 stellt basierend auf einem Vergleichen von V_fd mit V_Ref die Leistungsversorgungsspannung V_pp bereit. Der Spannungsregler 316 erhöht V_pp, wenn V_fd geringer als V_Ref ist und verringert V_pp, wenn V_fd V_Ref übersteigt. Somit stellt der Spannungsregler 316 die V_pp der abfeuernden Elemente auf einem Pegel im Wesentlichen gleich zu V_Ref bereit und erhält dieselbe aufrecht.
9A bis 9D sind Spannungsgraphen, die beispielhafte Funktionsweisen der Druckkopfanordnung 212 bezüglich variierender Anzahlen und Orte der leitenden Fluidausstoßelemente basierend auf P-Spice-Simulationen veranschaulichen. In jeder Simulation weist die Druckkopfanordnung 212 eine Zeile von 1201 Fluidausstoßelementen auf, der "Ein"-Widerstand jedes V_pp-Erfassungs-FETs 256 und Masseerfassungs-FETs 260 beträgt 30 Ohm, jeder parasitäre Widerstand 268, 270, 272 und 274 beträgt 0,01 Ohm und der kombinierte „Ein"-Widerstand jedes FETs 238 und seines entsprechenden Abfeuerungswiderstands 240 beträgt 100 Ohm. Zusätzlich beträgt die Leistungsversorgungsreferenzspannung (V_Ref) oder die erwünschte Spannung 35 Volt. In jeder der nachfolgend beschriebenen Simulationen liegt der tatsächliche Durchschnitt von Spannungen an den leitenden Fluidausstoßelementen der Untergruppe innerhalb 1,2 der Rückkopplungsspannung, V_fd.
9A ist ein Spannungsgraph 400, der eine beispielhafte Funktionsweise der Druckkopfanordnung 212 veranschaulicht, wenn die Untergruppe 276 41 leitende Fluidausstoßelemente 230 aufweist, die sich an dem linken Ende der Zeile 228 befinden. Punkte auf einer Kurve 402 stellen die Spannung an jedem der leitenden Fluidausstoßelemente dar, und eine Kurve 404 stellt die Rückkopplungsspannung, V_fd, dar. Jeder Punkt entlang der Kurve 402 stellt den Spannungspegel an einem der 41 leitenden Fluidausstoßelemente dar, wobei ein Punkt 406 den Spannungspegel an dem Fluidausstoßelement ganz links und Punkt 408 den Spannungspegel an dem Fluidausstoßelement ganz rechts in der Untergruppe darstellt.
9B ist ein Spannungsgraph 420, der eine Beispielfunktionsweise der Druckkopfanordnung 212 veranschaulicht, wenn die Untergruppe 276 41 leitende Fluidausstoßelemente 230 aufweist, die sich im Wesentlichen in der Mitte der Zeile 228 befinden. Eine Kurve 422 stellt die Spannung an jedem der leitenden Fluidausstoßelemente dar, und eine Kurve 424 stellt die Rückkopplungsspannung V_fd dar. Jeder Punkt entlang der Kurve 422 stellt den Spannungspegel an einem der 41 leitenden Fluidausstoßelemente dar, wobei ein Punkt 426 den Spannungspegel an dem Fluidausstoßelement ganz links und Punkt 428 den Spannungspegel an dem Fluidausstoßelement ganz rechts in der Untergruppe darstellt.
9C ist ein Spannungsgraph 440, der eine beispielhafte Funktionsweise der Druckkopfanordnung 212 veranschaulicht, wenn die Untergruppe 276 9 getrennte leitende Fluidausstoßelemente 230 aufweist, die um die Mitte der Zeile 228 herum gruppiert sind. Eine Kurve 442 stellt die Spannung an jedem der leitenden Fluidausstoßelemente dar, und eine Kurve 444 stellt die Rückkopplungsspannung, V_fd, dar. Jeder Punkt entlang der Kurve 442 stellt den Spannungspegel an einem der 9 leitenden Fluidausstoßelemente dar, wobei ein Punkt 446 den Spannungspegel an dem Fluidausstoßelement ganz links und Punkt 448 den Spannungspegel an dem Fluidausstoßelement ganz rechts in der Untergruppe darstellt.
9D ist ein Spannungsgraph 460, der eine beispielhafte Funktionsweise des Druckkopfs 212 veranschaulicht, wenn die Untergruppe 276 22 getrennte leitende Fluidausstoßelemente 230 aufweist, die sich im Wesentlichen in der Mitte der Zeile 228 befinden. Eine Kurve 462 stellt die Spannung an jedem der leitenden Fluidausstoßelemente dar, und eine Kurve 464 stellt die Rückkopplungsspannung V_fd dar. Jeder Punkt entlang der Kurve 462 stellt den Spannungspegel an einem der 9 leitenden Fluidausstoßelemente dar, wobei ein Punkt 466 den Spannungspegel an dem Fluidausstoßelement ganz links und Punkt 468 den Spannungspegel an dem Fluidausstoßelement ganz rechts in der Untergruppe darstellt.
9A bis 9D veranschaulichen graphisch die Spannungsantwort der Fluidausstoßanordnung 212 beim Aufrechterhalten der Rückkopplungsspannung V_fd bei 244, was jeweils als Kurven 404, 424, 444 und 464 dargestellt ist, mit im Wesentlichen einer erwünschten Referenzspannung V_Ref, in diesem Fall 35 Volt, trotz variierender Anzahlen und Orte der leitenden Fluidausstoßelemente 230 entlang der Zeile 228. Durch Aufrechterhalten der Spannung an den einzelnen Fluidausstoßelementen 230, die mit im Wesentlichen der erwünschten Referenzspannung V_Ref ausstoßen, ist die Fluidausstoßanordnung 212 in der Lage, einen im Wesentlichen konstanten Energiebereich an die einzelnen Fluidausstoßelemente 230, die ausstoßen, zu liefern. Dies reduziert übermäßige Energie und damit Abwärmeenergie, die andernfalls eine Frequenzantwort, d. h. die Zeit zwischen Ausstößen durch ein einzelnes Fluidausstoßelement 230, und die Lebensdauer der Fluidausstoßelemente 230 begrenzen könnte. Ferner besteht die Möglichkeit einer geringeren Größenvarianz zwischen durch unterschiedliche Fluidausstoßelemente 230 ausgestoßenen Fluidtropfen.
Zonale Spannungssteuerung
Eine Charakteristik eines Arrays ist, dass während des Betriebs unterschiedliche Abschnitte oder Zonen eines Arrays in der Regel unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Als Folge benötigt in einer Zone, die sich bereits auf einer erhöhten Temperatur befindet, die Tinte nicht soviel Energie, um auf eine Temperatur erwärmt zu werden, um eine Kernbildung herzustellen, wie Tinte in einer kühleren Zone.
Wenn derselbe Betrag an Energie an jeden Abfeuerungswiderstand des Arrays angelegt wird, werden diejenigen Abfeuerungswiderstände in einer Zone mit einer bereits erhöhten Temperatur unter Umständen mit zuviel Energie versorgt, wohingegen diejenigen in einer kühleren Zone unter Umständen zuwenig Energie erhalten. Zuwenig Energie kann eine Druckqualitätsverschlechterung bewirken, wohingegen zuviel Energie eine erwartete Betriebslebensdauer eines Abfeuerungswiderstands verkürzen kann. Als Folge ist eine Energiesteuerung ein vorteilhaftes Merkmal bei Tintenstrahldrucksystemen, um zu gewährleisten, dass weder zuwenig noch zuviel Energie an einen Abfeuerungswiderstand geliefert wird. Energiesteuerung ist besonders bei Breitarraytintenstrahldrucksystemen von Vorteil, in denen größere Entfernungen das Potential für Temperaturgradienten erhöhen.
10 ist ein Block- und schematisches Diagramm, das einen Abschnitt eines Breitarraytintenstrahldrucksystems 510 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, das eine zonale Spannungssteuerung zum Steuern von Tropfenausstoßelementen bereitgestellter Energie einsetzt. Das Drucksystem 510 umfasst eine Druckkopfanordnung 512, eine Zonensteuerung 514 und einen Spannungsregler 516. Die Druckkopfanordnung 512 umfasst ferner eine Rückkopplungsschaltung 518 und eine Zeile 520 von N Tropfenausstoßelementen 522a bis 522N. Bei einem Ausführungsbeispiel wiesen die Rückkopplungsschaltungen 518, wie veranschaulicht, einen Abschnitt der Antriebsschaltungsanordnung für die Druckkopfanordnung 512 auf. Bei einem Ausführungsbeispiel befindet sich der Spannungsregler 516, wie es veranschaulicht ist, außerhalb der Druckkopfanordnung 512. Bei einem Ausführungsbeispiel bildet der Spannungsregler 516 einen Abschnitt der Steuerung 20 (siehe 1). Zusammen bilden der Spannungsregler 516 und die Rückkopplungsschaltung 518 eine Energiesteuerung 523, die zusammen mit der Zonensteuerung 514 den Tropfenausstoßelementen 522 bereitgestellte Energie durch eine zonale Spannungssteuerung der Druckkopfanordnung 512 steuert.
Die Zeile 520 von N Tropfenausstoßelementen 522 ist in M Tropfenausstoßzonen angeordnet, die als Zone 524a bis 524M angezeigt sind, wobei jede Zone zumindest ein Tropfenausstoßelement aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Zonen 524a bis 524M basierend auf Temperaturgradienten angeordnet, die über die Zeile 520 der Druckkopfanordnung 512 erwartet werden. Die Anzahl von Tropfenausstoßelementen 522 kann von Zone zu Zone variieren, jedoch summiert sich die Gesamtanzahl von Tropfenausstoßelementen der Tropfenausstoßzonen 524a bis 524M auf N. Bei einem Ausführungsbeispiel basiert die Anzahl von Tropfenausstoßelementen 522 in jeder der Zonen 524a bis 524M auf einem Steuerungsniveau, das über die Zeile 520 der Druckkopfanordnung 512 hinweg erwünscht ist.
Die Druckkopfanordnung 512 umfasst einen internen V_pp-Versorgungsweg 528 und einen Leistungsmasseweg 530. Der V_pp-Versorgungsweg 528 empfängt eine Leistungsversorgungsspannung V_pp an verschiedenen Punkten entlang seines Abschnitts über eine Mehrzahl von V_pp-Eingabeanschlussstiften 532 hinweg. Wie veranschaulicht, ist der Leistungsmasseweg 530 mit einem Leistungsmasseanschlussstift 534 verbunden. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist der Leistungsmasseweg 530 mit einer Mehrzahl von Leistungsmasseanschlussstiften verbunden.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Druckkopfanordnung 512 aufgebaut, um eine Zeile von N Bits von Bilddaten in einem Druckzyklus zu drucken, wobei jedes der N Bits von Daten anderen der N Tropfenausstoßelemente 522 entspricht. Bei einem Ausführungsbeispiel wird, wie es im Vorhergehenden durch 7 beschrieben ist, eine Gruppe 726 von benachbarten Tropfenausstoßelementen freigegeben, um gleichzeitig mit jedem leitenden Tropfenausstoßelement 522 der Gruppe 526, das elektrischen Strom von dem V_pp-Versorgungsweg 528 zu dem Leistungsmasseweg 530 leitet, zu leiten, um zu bewirken, dass ein Tintentröpfchen aus der selben ausgestoßen wird. Um die Zeile von Daten zu drucken, wird die Gruppe 526 freigegebener Tropfenausstoßelemente durch sequentielles Freigeben eines zusätzlichen Tropfenausstoßelements 522 an dem rechten Ende der Gruppe 526 und Sperren eines Tropfenausstoßelements 522 an dem linken Ende der Gruppe 526 nach einem Zeitintervall über die Zeile 520 von links nach rechts verschoben. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Zeitintervall jedem Zyklus eines Systemtakts entsprechen.
Wie veranschaulicht, kann die Gruppe 526, während sie über die Zeile 520 von links nach rechts verschoben wird, Tropfenausstoßelemente 522 aus einer oder mehreren der Tropfenausstoßzonen 524 aufweisen. Die Anzahl freigegebener Tropfenausstoßelemente 522 in der freigegebenen Gruppe 526, die tatsächlich zu einem gegebenen Zeitpunkt leitet oder abfeuert, hängt von den entsprechenden zu druckenden Bilddaten ab. Aufgrund der parasitären Widerstände des V_pp-Versorgungswegs 528, wie sie im Vorhergehenden durch 7 beschrieben sind, und der Anzahl von abfeuernden Tropfenausstoßelementen 522 kann die Spannung über jedem leitenden Tropfenausstoßelement 522 variieren.
Auf eine Weise ähnlich der im Vorhergehenden mit 6 und 7 beschriebenen ist die Rückkopplungsschaltung 518 aufgebaut, um über jedes leitende Tropfenausstoßelement 522 der Gruppe 526 zu koppeln. Die Rückkopplungsschaltung 518 stellt an einem Ausgangsanschlussstift 544 eine Referenzspannung (V_fd) bereit, die im Wesentlichen gleich einem Durchschnitt der Spannung über jedem leitenden Tropfenausstoßelement 522 der freigegebenen Gruppe 526 von Tropfenausstoßelementen ist.
Die Zonensteuerung 514 umfasst einen Zonenzeiger/V_pp-Computer (ZPC; ZPC = zone pointer/V_pp-Computer) 550, Zonenregister 552 und Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler) 554, wobei jedes Zonenregister 552 einer anderen der Tropfenausstoßzonen 524 entspricht. Die Zonensteuerung 514 umfasst ferner Temperatursensoren 556, die sich innerhalb der Druckkopfanordnung 512 befinden, wobei jeder Temperatursensor 556 in der Nähe und entsprechend zu einer anderen der M Tropfenausstoßzonen 524 angeordnet ist. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann jede Tropfenausstoßzone 524 mehrere entsprechende Temperatursensoren 556 aufweisen. Jeder Temperatursensor 556 stellt Temperaturdaten bereit, die die Temperatur der Tropfenausstoßelemente 522 seiner entsprechenden Tropfenausstoßzone 524 anzeigen.
Der ZPC 550 empfängt ein Druckzyklusstartsignal bei 558, ein Taktsignal bei 560 und ein Abfeuerungsfreigabepulsbreitensignal bei 562 von einer Steuerung, wie beispielsweise der Steuerung 20 (siehe 1), wobei das Abfeuerungsfreigabepulsbreitensignal die Anzahl benachbarter freigegebener Tropfenausstoßelemente 522, die die Gruppe 526 aufweisen, anzeigt. Der ZPC 550 empfängt auch bei 564 die Temperaturdaten von Zonentemperatursensoren 556, die sich innerhalb der Druckkopfanordnung 512 befinden. Bei einem Ausführungsbeispiel befindet sich die Zonensteuerung 514, wie es veranschaulicht ist, außerhalb der Druckkopfanordnung 512, die Temperatursensoren 556 ausgenommen. Bei einem Ausführungsbeispiel bildet die Zonensteuerung 514 einen Abschnitt der Steuerung 20, die Temperatursensoren 556 ausgenommen.
Der ZPC 550 bestimmt einen erwünschten V_pp-Versorungsspannungspegel für jede Tropfenausstoßzone 524 derart, dass, wenn die dem V_pp-Versorgungsweg 528 bereitgestellte Leistungsversorgungsspannung V_pp auf einem Wert im Wesentlichen gleich der erwünschten V_pp gehalten wird, die der Tropfenausstoßzone 524 entspricht, durch die sich die Freigabegruppe 526 hindurch bewegt, wird den leitenden Tropfenausstoßelementen 522 der Zeile 520 ein nahezu optimaler Energiebetrag (d. h. weder zuwenig, noch zuviel) bereitgestellt. Bei einem Ausführungsbeispiel berechnet der ZPC 550 die erwünschte V_pp für jede Tropfenausstoßzone 524 basierend auf der Breite der freigegebenen Gruppe 526, die bei 562 empfangen wird, und basierend auf den von dem entsprechenden Temperatursensor 556 jeder Zone bei 564 empfangenen Temperaturdaten. Bei anderen Ausführungsbeispielen basiert der ZPC 550 die erwünschte V_pp-Berechnung für jede Zone 524 basierend auf dem Durchschnittswiderstand der Abfeuerungswiderstände jeder Tropfenausstoßzone 524 und basierend auf anderen Faktoren, die die durch die Abfeuerungswiderstände jeder Zone benötigte Energie beeinflussen können, wie beispielsweise Bilddaten.
Der ZPC 550 platziert den berechneten erwünschten V_pp-Pegel für jede Tropfenausstoßzone 524 über einen Weg 566 in einem entsprechenden Zonenregister 552. Der D/A-Wandler 554 ist über den Weg 566 mit jedem der Zonenregister 552 gekoppelt. Der D/A-Wandler 554 empfängt den erwünschten V_pp-Wert von dem Zonenregister 552, das der Tropfenausstoßzone 524 entspricht, durch die die freigegebene Gruppe 526 in Begriff ist, sich hindurchzubewegen, und wandelt ihn bei 570 in einen Analogreferenzspannungswert (V_Ref) um.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Spannungsregler 516 wie veranschaulicht einen Operationsverstärker auf, der aufgebaut ist, um als ein Fehlerverstärker wirksam zu sein. Der Spannungsregler 516 ist über einen Weg 582 mit einer Leistungsversorgung 580 an einem positiven Spannungsanschluss, und mit Masse an einem negativen Spannungsanschluss verbunden. Der Spannungsregler 516 empfängt an einem invertierenden Anschluss die durch die Rückkopplungsschaltung 518 an dem Ausgabeanschlussstift 544 bereitgestellte Rückkopplungsspannung V_fd und empfängt an einem nicht invertierenden Anschluss die durch den D/A-Wandler 554 bei 570 bereitgestellte Referenzspannung V_Ref.
Der Spannungsregler 516 stellt dem Spannungsversorgungsweg 528 über Eingabeanschlussstifte 532 eine Leistungsversorgungsspannung V_pp bereit, wobei V_pp auf einem Vergleichen von V_Ref mit V_fd basiert. Wenn V_fd geringer als V_Ref ist, erhöht der Spannungsregler 516 die den V_pp-Eingabeanschlussstiften 532 bereitgestellte V_pp. Umgekehrt verringert der Spannungsregler 516 die dem V_pp-Eingabeanschlussstift 532 bereitgestellte V_pp, wenn V_fd V_Ref übersteigt. Auf diese Weise stellt der Spannungsregler 516 jedem leitenden Tropfenausstoßelement eine Versorgungsspannung V_pp bereit, die im Wesentlichen gleich der V_Ref der Tropfenausstoßzone 524, dem es entspricht, und somit gleich der erwünschten V_pp für seine entsprechende Tropfenausstoßzone 524 ist und erhält dieselbe aufrecht, wie durch den ZPC 550 berechnet.
Die Funktionsweise des Drucksystems 510 ist nachfolgend beschrieben. Vor dem Beginn eines Druckzyklus, in dem eine Zeile von N Bits eines Bilds zu drucken ist, empfängt der ZPC 550 das Abfeuerungsfreigabepulsbreitensignal bei 562, das die Anzahl von benachbarten Tropfenausstoßelementen 522 anzeigt, die die freigegebene Gruppe 526 für den Druckzyklus bilden werden. Der ZPC 550 bestimmt dann einen erwünschten V_pp-Versorgungsspannungspegel für eine Tropfenausstoßzone „a" 524a, der auf dem Pulsbreitensignal 562 basiert, und Temperaturdaten für die Zone „a" 524a, die über den Weg 564 von einem Temperatursensor 556a empfangen werden. Der erwünschte V_pp-Versorgungsspannungspegel ist ein Pegel, der den Tropfenausstoßelementen der Zone einen nahezu optimalen Energiebetrag zur Verfügung stellt, so dass die Tropfenausstoßelemente einen minimalen Betrag von Abwärme erzeugen werden, wobei sie nach wie vor ein Tintentröpfchen mit einem erwünschten Tintenvolumen bereitstellen. Der ZPC 550 platziert dann den erwünschten V_pp-Pegel für die Zone a 524a in einem Zonenregister 552a.
Direkt vor dem Start des Druckzyklus „zeigt" der ZPC 550 auf das Zonenregister 552a und stellt über den Weg 566 dem D/A-Wandler 554 den erwünschten V_pp-Versorgungsspannungspegel für Zone „a" 524a bereit. Der D/A-Wandler 554 wandelt dann den erwünschten V_pp-Versorgungsspannungspegel bei 570 in einen entsprechenden Analogspannungspegel V_Ref um und stellt wiederum dem nicht invertierenden Anschluss des Spannungsreglers 516 V_Ref für Zone „a" 524a zur Verfügung.
Anschließend wird für den Druckzyklus durch die Steuerung 20, die bewirkt, dass die Gruppe 526 freigegebener Tropfenausstoßelemente 522 von links nach rechts über die Zeile 520 verschoben wird, ein Startsignal zur Verfügung gestellt, und der Spannungsregler 516 stellt für Zone „a" 524a dem Spannungsversorgungsweg eine V_pp bereit, die einen Pegel basierend auf einem Vergleich von V_fd mit V_Ref aufweist. Auf den Empfang des Startsignals bei 558 hin beginnt der ZPC 550 mit einem Zählen von Taktpulsen des bei 560 empfangenen Systemtaktsignals und mit dem Vergleichen des Taktpulszählstands mit einer gespeicherten „Zonenkarte", um zu erfassen, wann die freigegebene Gruppe 526 von einer Zone in die nächste übergeht, wie beispielsweise von Zone „a" 524a zu Zone „b" 524b.
Während dieser Zeit berechnet der ZPC 550 einen erwünschten V_pp-Versorgungsspannungspegel für Zone „b" 524b basierend auf dem bei 562 empfangenen Pulsbreitensignal und basierend auf den Temperaturdaten für Zone „b" 524b, die über den Weg 564 von einem Temperatursensor 566b empfangen werden. Der ZPC 550 platziert dann den erwünschten V_pp-Versorgungsspannungspegel für Zone „b" 524b in dem Zonenregister 552b. Bei einem Ausführungsbeispiel „zeigt" der ZPC 550 auf das Zonenregister 552b und stellt über den Weg 566 dem D/A-Wandler 554 den erwünschten V_pp-Versorgungsspannungspegel bereit, wenn der ZPC 550 erfasst, dass das erste Tropfenausstoßelement 522 der Tropfenausstoßzone „b" 524b Teil der freigegebenen Gruppe 526 geworden ist. Der D/A-Wandler wandelt dann den erwünschten V_pp-Versorgungsspannungspegel bei 570 in einen entsprechenden Analogspannungspegel V_Ref um. Der D/A-Wandler 554 stellt wiederum V_Ref dem nicht invertierenden Anschluss des Spannungsreglers 516 zur Verfügung, der dann beginnt, dem Spannungsversorgungsweg 528 V_pp zur Verfügung zu stellen, das für Zone „b" 524b einen Pegel basierend auf einem Vergleich von V_fd mit V_Ref aufweist.
Aufgrund der allmählichen Veränderung bei den Temperaturgradienten über Zeile 520 hinweg, ist es in der Regel nicht entscheidend, dass der erwünschte V_pp-Spannungspegel, der dem nicht invertierenden Anschluss bereitgestellt wird, genau dann aktualisiert wird, wenn die Gruppe 526 freigegebener Tropfenausstoßelemente von einer Tropfenausstoßzone 524 in eine andere übergeht. Somit zeigt bei einem Ausführungsbeispiel der ZPC erst nach einer vorbestimmten Anzahl von Taktzyklen nach einem Erfassen, dass das erste Tropfenausstoßelement 522 der Tropfenausstoßzone „b" 524b Teil der freigegebenen Gruppe 526 geworden ist auf das Zonenregister 552b. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt der ZPC eine vorbestimmte Anzahl von Taktzyklen vor einem Erfassen, dass das erste Tropfenausstoßelement 522 der Tropfenausstoßzone „b" 524b Teil der freigegebenen Gruppe 526 geworden ist, auf das Zonenregister 552b.
Der im Vorhergehenden beschriebene Prozess wird wiederholt, wenn die Gruppe 526 freigegebener Tropfenausstoßelemente 522 sich durch jede Tropfenausstoßzone 524 der Zeile 520 verschiebt. Bevor das Startsignal für den nächsten Druckzyklus empfangen wird, bestimmt der ZPC 550 einen erwünschten V_pp-Versorgungsspannungspegel für Zone „a" 524a unter Verwendung aktualisierter Temperaturdaten von dem Temperatursensor 556a und speichert den berechneten Wert in dem Zonenregister 552a. Dieser Prozess wird dann für jeden nachfolgenden Druckzyklus wiederholt.
Durch Bereitstellen eines in dieser Weise berechneten V_pp-Versorgungsspannungspegels an jede Tropfenausstoßzone 524 liefert die Energiesteuerung 523 den leitenden Tropfenausstoßelementen 522 der Zeile 520 einen optimalen Energiebetrag. Durch Bereitstellen eines optimalen Energiebetrags an jede Zone können übermäßige Tropfenausstoßelementtemperaturen vermieden werden, und Abwärme kann reduziert werden, was ein verringertes Auftreten von Druckdefekten und eine mögliche Steigerung der Betriebslebensdauer der Tropfenausstoßelemente zur Folge hat. Zusätzlich kann, da die Betriebsfrequenz der Druckkopfanordnung 512 invers proportional zu der Temperatur ist, eine Verringerung von Abwärme auch bewirken, dass die Druckkopfanordnung 512 mit höheren Frequenzen arbeitet und somit den Bilddatendurchsatz erhöhen.
11 ist ein Block- und schematisches Diagramm, das einen Abschnitt eines Breitarraytintenstrahldrucksystems 710 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, das eine zonale Spannungssteuerung zum Steuern der den Tropfenausstoßelementen bereitgestellten Energie einsetzt. Das Drucksystem 710 umfasst eine Druckkopfanordnung 712, eine Zonensteuerung 714 und Spannungsregler 716. Die Druckkopfanordnung 712 umfasst ferner Rückkopplungsschaltungen 718 und eine Zeile 720 von N Tropfenausstoßelementen 722a bis 722N. Bei einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Zeile 720 um eine Breite, die im Wesentlichen gleich einer Maximalabmessung, z. B. einer Breite eines Druckmediums, ist, das in einen Drucker, in dem sich der Druckkopf befindet, eingesetzt werden kann, oder gleich der Maximalabmessung für einen Teil des Bereichs des auszustoßenden Fluids ist, z. B. der Maximalbreite eines Druckbands, das auf das Druckmedium gedruckt werden kann, ist. Bei einem Ausführungsbeispiel weisen die Rückkopplungsschaltungen 718 wie veranschaulicht einen Abschnitt der Antriebsschaltungsanordnung für die Druckkopfanordnung 712 auf. Bei einem Ausführungsbeispiel befinden sich die Spannungsregler 716 wie veranschaulicht außerhalb der Druckkopfanordnung 712. Bei einem Ausführungsbeispiel bilden die Spannungsregler 716 einen Abschnitt der Steuerung 20 (1). Zusammen bilden die Spannungsregler 716 und die Rückkopplungsschaltungen 718 eine Energiesteuerung 724, die zusammen mit einer Zonensteuerung 714 den Tropfenausstoßelementen 722 bereitgestellte Energie durch eine zonale Spannungssteuerung der Druckkopfanordnung 712 steuert.
Die Zeile 720 von N Tropfenausstoßelementen 722a bis 722N ist in M Tropfenausstoßzonen angeordnet, die als Zone 724a bis 724M angezeigt sind, wobei jede Tropfenausstoßzone zumindest ein Tropfenausstoßelement 722 aufweist. Die Anzahl von Tropfenausstoßelementen 722 kann von Zone zu Zone variieren, die Gesamtanzahl von Tropfenausstoßelementen der Tropfenausstoßzonen 724a bis 724M summiert sich jedoch auf N. Jede Tropfenausstoßzone 724 weist einen entsprechenden V_pp-Versorgungsweg 728, der als 728a bis 728M angezeigt ist, und einen entsprechenden Leistungsmasseweg 730, der als 730a bis 730M angezeigt ist, auf. Der V_pp-Versorgungsweg 728 jeder Zone empfängt an einem entsprechenden V_pp-Eingangsanschlussstift 732 eine gesonderte Leistungsversorgungsspannung V_pp und der Leistungsmasseweg jeder Zone ist mit einem entsprechenden Masseanschlussstift 734 gekoppelt. Das Tropfenausstoßelement oder die Tropfenausstoßelemente 722 jeder Zone 724 sind über einen entsprechenden Leistungsversorgungsweg 736 bzw. eine entsprechende Masseleitung 738 zwischen den entsprechenden Spannungsversorgungsweg 728 und Leistungsmasseweg 730 jeder Zone gekoppelt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Druckkopfanordnung 712 aufgebaut, um eine Zeile von N Bits von Bilddaten in einem Druckzyklus zu drucken, wobei jedes der N Bits von Daten einem anderen der N Tropfenausstoßelemente 722 entspricht. Bei einem Ausführungsbeispiel ist, wie es durch 7 im Vorhergehenden beschrieben ist, eine Gruppe 726 von benachbarten Tropfenausstoßelementen freigegeben, um gleichzeitig mit jedem leitenden Tropfenausstoßelement 722 der Gruppe 726, die elektrischen Strom von ihrem entsprechenden V_pp-Versorgungsweg 728 zu ihrem entsprechenden Masseweg 730 leitet, zu leiten, um zu bewirken, dass ein Tintentröpfchen aus derselben ausgestoßen wird. Um die Zeile von Daten zu drucken, wird die Gruppe 726 freigegebener Tropfenausstoßelemente durch ein sequentielles Freigeben eines zusätzlichen Tropfenausstoßelements 722 an dem rechten Ende und Sperren eines Tropfenausstoßelements 722 an dem linken Ende der Gruppe 726 nach einem Zeitintervall über die Zeile 720 von links nach rechts verschoben. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Zeitintervall jedem Zyklus eines Systemtakts entsprechen.
Wie veranschaulicht kann, da Gruppe 726 über die Zeile 720 von links nach rechts verschoben wird, die Gruppe 726 Tropfenausstoßelemente 722 aus einer oder mehreren der Tropfenausstoßzonen 724 aufweisen. Die Anzahl freigegebener Tropfenausstoßelemente 722 in der freigegebenen Gruppe 726, die tatsächlich zu einem gegebenen Zeitpunkt leiten oder abfeuern, hängt von den entsprechenden zu druckenden Bilddaten ab. Aufgrund der parasitären Widerstände der V_pp-Versorgungswege 728, wie im Vorhergehenden durch 7 beschrieben, und der Anzahl von abfeuernden Tropfenausstoßelementen 722 kann die Spannung über jedes leitende Tropfenausstoßelement 722 in einer gegebenen Tropfenausstoßzone 724 variieren.
Jede Tropfenausstoßzone 724 weist eine entsprechende Rückkopplungsschaltung 718 auf. In einer Weise ähnlich der im Vorhergehenden durch 6 und 7 beschriebenen ist jede Rückkopplungsschaltung 718 aufgebaut, um über Wege 740 und 742 über jedes leitende Tropfenausstoßelement 722 ihrer entsprechenden Tropfenausstoßzone 724 zu koppeln. Jede Rückkopplungsschaltung 718 stellt an einem Ausgabeanschlussstift 744 eine Rückkopplungsspannung (V_fd) bereit, die im Wesentlichen gleich einem Durchschnitt der Spannungen über jedes leitende Tropfenausstoßelement 722 ihrer entsprechenden Tropfenausstoßzone 724 ist.
Die Zonensteuerung 714 umfasst einen Zonenzeiger/V_pp-Computer (ZPC) 750, Zonenregister 752 und Digital-Analog-Wandler (D/A-Wandler) 754, wobei jedes Zonenregister 752 und jeder D/A-Wandler 754 einer anderen der Tropfenausstoßzonen 724 entspricht. Die Zonensteuerung 714 umfasst weiter Temperatursensoren 756, die sich innerhalb der Druckkopfan ordnung 712 befinden, wobei sich jeder Temperatursensor 756 in der Nähe einer anderen der Tropfenausstoßzonen 724 befindet und derselben entspricht. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann jede Tropfenausstoßzone 724 mehrere entsprechende Temperatursensoren 756 aufweisen. Jeder Temperatursensor 756 stellt Temperaturdaten bereit, die die Temperatur der Tropfenausstoßelemente 722 seiner entsprechenden Tropfenausstoßzone 724 anzeigen.
Der ZPC 750 empfängt bei 758 ein Druckzyklusstartsignal, bei 760 ein Taktsignal und bei 762 ein Abfeuerungsfreigabepulsbreitensignal von einer Steuerung, wie beispielsweise der Steuerung 20 (siehe 1), wobei das Abfeuerungsfreigabepulsbreitensignal die Anzahl benachbarter freigegebener Tropfenausstoßelemente anzeigt, die die Gruppe 726 aufweisen. Der ZPC 750 empfängt auch bei 764 die Temperaturdaten von den sich in der Druckkopfanordnung 712 befindenden Zonentemperatursensoren 756. Bei einem Ausführungsbeispiel befindet sich die Zonensteuerung 714, wie veranschaulicht, außerhalb der Druckkopfanordnung 712, die Temperatursensoren 756 ausgenommen. Bei einem Ausführungsbeispiel bildet die Zonensteuerung 714 einen Teil der Steuerung 20, die Temperatursensoren 756 ausgenommen.
Der ZPC 750 bestimmt für jede Tropfenausstoßzone 724 einen erwünschten V_pp-Versorgungsspannungspegel, derart, dass, wenn die dem V_pp-Versorgungsweg 728 jeder Zone bereitgestellte Leistungsversorgungsspannung V_pp auf einem Wert gehalten wird, der im Wesentlichen gleich seinem entsprechenden erwünschten V_pp-Pegel ist, den leitenden Tropfenausstoßelementen 722 jeder Tropfenausstoßzone 724 ein optimaler Energiebetrag (d. h. weder zuwenig, noch zuviel) bereitgestellt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel berechnet der ZPC 750 die erwünschte V_pp für jede Tropfenausstoßzone 724 basierend auf der Breite der bei 762 empfangenen freigegebenen Gruppe 726 und basierend auf den bei 764 empfangenen Temperaturdaten von dem entsprechenden Temperatursensor 756 jeder Zone. Bei weiteren Ausführungsbeispie len basiert der ZPC 750 ferner die erwünschte V_pp-Berechnung für jede Zone basierend auf dem durchschnittlichen Widerstand der Abfeuerungswiderstände jeder Tropfenausstoßzone 726 und basierend auf anderen Faktoren, die sich auf die durch die Abfeuerungswiderstände jeder Zone benötigte Energie auswirken können.
Der ZPC 750 platziert den berechneten erwünschten V_pp-Pegel für jede Tropfenausstoßzone 724 über einen Weg 766 in einem entsprechenden Zonenregister 752. Ein entsprechender D/A-Wandler 754 ist über einen Weg 768 mit jedem der Zonenregister 752 gekoppelt. Jeder D/A-Wandler empfängt über einen Weg 768 von seinem entsprechenden Zonenregister 752 den erwünschten V_pp-Wert und wandelt ihn bei 770 in einen Analogreferenzspannungswert (V_Ref) um.
Die Spannungsregler 716 weisen jeweils einen Operationsverstärker auf, der aufgebaut ist, um als ein Fehlerverstärker wirksam zu sein, wobei jeder Spannungsregler einer anderen der Tropfenausstoßzonen 724 entspricht. Die Spannungsregler 716 sind über einen Weg 782 mit einer Leistungsversorgung 780 an einem positiven Spannungsanschluss und mit Masse an einem negativen Spannungsanschluss verbunden. Jeder Spannungsregler 716 empfängt an einem invertierenden Anschluss die Rückkopplungsspannung V_fd, die durch die Rückkopplungsschaltung 718, die seiner Tropfenausstoßzone 724 entspricht, an dem Ausgabeanschlussstift 744 bereitgestellt wird. Zusätzlich empfängt jeder Spannungsregler 716 an einem nichtinvertierenden Anschluss die Referenzspannung V_Ref, die durch den D/A-Wandler 754, der seiner Tropfenausstoßzone 724 entspricht, bei 770 bereitgestellt wird.
Jeder Spannungsregler 716 stellt über einen Eingangsanschlussstift 732 dem Spannungsversorgungsweg 728 seiner entsprechenden Tropfenausstoßzone 724 eine Leistungsversorgungsspannung V_pp bereit, wobei V_pp auf einem Vergleichen von V_Ref mit V_fd basiert. Wenn V_fd geringer als V_Ref ist, erhöht der Spannungsregler 716 die dem V_pp- Eingabeanschlussstift 732 bereitgestellte V_pp. Umgekehrt verringert der Spannungsregler 716 die dem V_pp-Eingangsanschlussstift 732 bereitgestellte V_pp, wenn V_fd V_Ref übersteigt. Auf diese Weise stellt jeder Spannungsregler 716 den leitenden Tropfenausstoßelementen in seiner entsprechenden Tropfenausstoßzone 724 eine Spannung über die Tropfenausstoßelemente 722 bereit, die im Wesentlichen gleich V_Ref und somit im Wesentlichen gleich der durch den ZPC berechneten erwünschten 750 V_pp für seine entsprechende Tropfenausstoßzone ist, und erhält dieselbe aufrecht.
Auch wenn hierin spezifische Ausführungsbeispiele veranschaulicht und beschrieben sind, ist es für Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet ersichtlich, dass eine Vielfalt alternativer und/oder gleichwertiger Implementierungen die spezifischen gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele ersetzen kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es besteht somit die Absicht, dass diese Erfindung lediglich durch die Patentansprüche beschränkt sein soll.

Claims

Eine Fluidausstoßvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Fluidausstoßelementen (130/230), wobei jedes Fluidausstoßelement steuerbar ist, um einen elektrischen Strom zwischen einer Versorgungsspannung (120/220/320) und einer Referenzspannung (122/222/322) zu leiten, wobei bis zu alle Fluidausstoßelemente einer Gruppe (276) der Mehrzahl von Fluidausstoßelementen aufgebaut sind, um während einer Zeitdauer zu leiten, wobei jedes leitende Fluidausstoßelement eine entsprechende Fluidausstoßspannung aufweist, wenn dasselbe leitet; und gekennzeichnet dadurch, dass die Fluidausstoßvorrichtung auch folgende Merkmale aufweist: eine Rückkopplungsschaltung (118/218), die aufgebaut ist, um eine Rückkopplungsspannung (144/244/344) bereitzustellen, die im Wesentlichen gleich einem Durchschnitt von entsprechenden Fluidausstoßspannungen an den Fluidausstoßelementen, die leiten, ist.
Die Fluidausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der jedes Fluidausstoßelement zwischen einen gemeinschaftlich verwendeten Versorgungsweg (124/224) an der Versorgungsspannung und einen gemeinschaftlich verwendeten Rückweg (126/226) an der Referenzspannung und mit einer gesonderten Steuerleitung (242) gekoppelt ist, wobei jedes Fluidausstoßelement aufgebaut ist, um einen elektrischen Strom von dem gemeinschaftlich verwendeten Versorgungsweg zu dem gemeinschaftlich ver wendeten Rückweg ansprechend auf ein über seine gesonderte Steuerleitung empfangenes Signal zu leiten.
Die Fluidausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Rückkopplungsschaltung folgende Merkmale aufweist: eine Versorgungserfassungsleitung (246); eine Referenzerfassungsleitung (250); eine Mehrzahl von Versorgungserfassungsschaltern (256), von denen jeder einem anderen der Mehrzahl von Fluidausstoßelementen entspricht und zwischen die Versorgungserfassungsleitung und den gemeinschaftlich verwendeten Versorgungsweg an im Wesentlichen einem selben Ort gekoppelt ist, an dem sich das entsprechende Fluidausstoßelement mit dem gemeinschaftlich verwendeten Versorgungsweg koppelt, und ein Steuergatter aufweist, das mit der entsprechenden gesonderten Steuerleitung gekoppelt ist; eine Mehrzahl von Referenzerfassungsschaltern (260), von denen jeder einem anderen der Mehrzahl von Fluidausstoßelementen entspricht und zwischen die Referenzerfassungsleitung und den gemeinschaftlich verwendeten Rückweg an im Wesentlichen einem selben Ort gekoppelt ist, an dem sich das entsprechende Fluidausstoßelement mit dem gemeinschaftlich verwendeten Rückweg koppelt, und ein Steuergatter aufweist, das mit der entsprechenden gesonderten Steuerleitung gekoppelt ist, wobei jeder Versorgungserfassungsschalter und Referenzerfassungsschalter jeweils die Versorgungserfassungsleitung mit dem gemeinschaftlich verwendeten Versorgungsweg und die Referenzerfassungsleitung mit dem gemeinschaftlich verwendeten Rückweg verbindet, ansprechend darauf, dass das Abfeuerungssignal über die gesonderte Steuerleitung empfangen wird; und einen Differenzverstärker (262/362), der einen nicht invertierenden Anschluss, der mit einem ersten und einem zweiten Ende der Versorgungserfassungsleitung gekoppelt ist, einen invertierenden Anschluss, der mit einem ersten und einem zweiten Ende der Referenzerfassungsleitung gekoppelt ist, und einen Ausgang, der die Rückkopplungsspannung an einem Ausgangsanschluss bereitstellt, aufweist.
Die Fluidausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Mehrzahl von Ausstoßelementen (130/230) und die Rückkopplungsschaltung (118/218) auf einer Dünnfilmstruktur gebildet sind, die auf einem Substrat gebildet ist, das ein nicht leitendes Material umfasst, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem auf einem Metall gebildeten Oxid, einem Kohlenstoffverbundmaterial, einem Keramikmaterial und Glas besteht.
Die Fluidausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Mehrzahl von Fluidausstoßelementen als eine Reihe (128/228) aufgebaut ist, die sich im Wesentlichen über eine Breite eines Druckmediums erstreckt, das in eine Fluidausstoßanordnung, die die Fluidausstoßvorrichtung umfasst, einzusetzen ist.
Die Fluidausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der jedes Fluidausstoßelement der Mehrzahl von Fluidausstoßelementen aufgebaut ist, um einen elektrischen Strom ansprechend auf ein gesondertes Abfeuerungssignal zu leiten, und bei der die Rückkopplungsschaltung aufgebaut ist, um über jedes leitende Fluidausstoßelement basierend auf den gesonderten Abfeuerungssignalen zu koppeln.
Die Fluidausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner folgende Merkmale aufweist: einen Spannungsregler (116/316), der aufgebaut ist, um die Versorgungsspannung zu regeln, wobei der Spannungsregler aufgebaut ist, um die Rückkopplungsspannung mit einer vorbestimmten Spannung (152/352) zu vergleichen und die Versorgungsspannung basierend auf dem Vergleich der Rückkopplungsspannung mit der vorbestimmten Spannung einzustellen.
Die Fluidausstoßvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Fluidausstoßvorrichtung aufgebaut ist, um die Rückkopplungsspannung einem Spannungsregler, der sich außerhalb der Fluidausstoßvorrichtung befindet, bereitzustellen, und um die Versorgungsspannung von dem Spannungsregler zu erhalten, wobei die Versorgungsspannung basierend auf der Rückkopplungsspannung variiert.
Ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidausstoßvorrichtung, die eine Mehrzahl von Widerständen (240) aufweist, die steuerbar sind, um einen elektrischen Strom zwischen einer Versorgungsspannung (120/220/320) und einer Referenzspannung (122/222/322) zu leiten, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Freigeben einer Gruppe (276) der Mehrzahl von Widerständen, um elektrischen Strom zu leiten; Leiten eines elektrischen Stroms durch bis zu alle Widerstände der Gruppe, wobei jeder leitende Widerstand eine entsprechende Spannung aufweist; gekennzeichnet dadurch, dass das Verfahren auch folgende Schritte aufweist: Bestimmen einer Rückkopplungsspannung (144/244/344), die im Wesentlichen gleich einem Durchschnitt von ausgewählten entsprechenden Spannungen ist; und Vergleichen einer erwünschten Spannung (152/352) mit der Rückkopplungsspannung; und Einstellen der Versorgungsspannung basierend auf dem Vergleich der erwünschten Spannung mit der Rückkopplungsspannung.
Das Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das Freigeben der Gruppe der Mehrzahl von Widerständen, um elektrischen Strom zu leiten, und das Leiten eines elektrischen Stroms durch bis zu alle Widerstände der Gruppe während einer Ausstoßoperation durchgeführt wird, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt aufweist: Freigeben einer anderen Gruppe der Mehrzahl von Widerständen für jede nachfolgende Ausstoßoperation.