用于控制喷墨笔的系统和方法

专利名称：用于控制喷墨笔的系统和方法
用于控制喷墨笔的系统和方法
背景技术：
喷墨笔典型地包括打印头，该打印头包括在孔板或喷嘴板中精确形成的喷嘴 的阵列，所述孔板或喷嘴板附接到油墨阻挡(barrier)层，而所述油墨阻挡层又附接 到实施油墨激发(firing)加热器电阻器和用于激励该电阻器的设备的薄膜底层结构 (substructure)。该油墨阻挡层定义包括设置在相关联的油墨激发电阻器上方的油墨腔的 油墨通道，并且孔板中的喷嘴与相关联的油墨腔对准。墨滴发生器区域是由油墨腔以及邻 近油墨腔的孔板和薄膜底层结构的各部分形成的。 在一些控制方案中，使用数据线、地址线、选择线以及激发线来控制上述类型的喷 墨笔，所述数据线、地址线、选择线以及激发线被组合用以激励期望的加热器电阻器。通常， 打印装置中的每个喷墨笔包括相同数目的选择线，从而使得能够对笔进行相似的控制。但 是，当前期待的是使用具有不同数目的选择线的喷墨笔的打印装置。这种实施方式产生了 与喷墨笔控制相关的多个挑战。例如，必须为每种类型的喷墨笔提供控制而不管它们的差 异。此外，可能希望单独优化每种类型的喷墨笔的性能。


本领域技术人员结合附图阅读下面的详细描述将容易地理解所公开的系统和方 法。附图中的部件并不一定按照比例绘制。 图1是喷墨打印头的主要部件的示意性、部分剖开的透视图。 图2是图1的喷墨打印头的薄膜底层结构的总体布局的示意性俯视平面图示。 图3是图1的喷墨打印头的油墨激发单元的示意图。 图3A是采用图3的多个油墨激发单元的喷墨油墨激发阵列的示意性布局。 图4是基于动态存储器的油墨激发单元的示意性框图。 图5是基于预充电动态存储器的油墨激发单元的示例的示意性电路图。 图5A是采用图5的多个油墨激发单元的喷墨油墨激发阵列的示意性布局。 图6是配置为同时地控制不同类型的喷墨笔的打印机系统的实施例的示意性框图。 图7是图6中所示的头驱动控制电路的示例实施例的框图。 图8A-8C包括用于控制喷墨笔的方法的实施例的流程图。
具体实施例方式
如上所述，在相同的打印装置中使用不同类型的喷墨笔提出了多个挑战。如下所 述，这些挑战能够使用专门配置为控制具有不同数目的选择线的喷墨笔的控制电路来解 决。 在下面的详细描述中以及在附图的数幅图中，相同的元件利用相同的参考数字来 标识。现在参考图l，其中所示的是喷墨打印头的不按比例的示意性透视图，该喷墨打印头 通常包括(a)薄膜底层结构或管芯(die)ll，其包括诸如硅的衬底且上面形成有各种薄膜层，(b)设置在薄膜底层结构11上的油墨阻挡层12，以及(c)附接到该油墨阻挡层12的顶 部的孔板或喷嘴板13。 薄膜底层结构ll是包括油墨激发单元电路的NMOS集成电路，每个油墨激发单元 电路包括动态存储器元件，该动态存储器元件分别地且专有地与也形成于薄膜底层结构 11中的加热器电阻器21相关联。根据已知的集成电路技术(例如如共同受让的美国专利 No. 5635968和美国专利No. 5317346中公开的那些集成电路技术)来形成该薄膜底层结构 ll，该两项美国专利通过引用结合于此。 油墨阻挡层12由干膜形成，该干膜被热压层压(heat and pressurelaminate)到 薄膜底层结构11且被光定义(photodefine)以在其中形成油墨腔19和油墨通道29，所述 油墨腔19和油墨通道29被设置在电阻器区域上方，所述电阻器区域在薄膜底层结构11上 的大体居中的金层15(图2)的每一侧上。能够接合以用于外部电互连的金结合或接触垫 17被设置在薄膜底层结构的端部处，且不被油墨阻挡层12所覆盖。如这里参考图2进一 步讨论的，薄膜底层结构11包括图案化的金层15，该图案化的金层15大体设置在加热器 电阻器21的各行之间、薄膜底层结构11的中央，并且油墨阻挡层12覆盖这种图案化金层 15的大部分以及邻近的加热器电阻器21之间的区。作为例示性的示例，阻挡层材料包括 基于丙烯酸酯的光聚合物(acrylate based photopolymer)干膜，诸如能够从E. I. duPont de Nemours和Wilmington,Del公司获得的Parad牌的光聚合物干膜。类似的干膜包括其 他duPont产品诸如Riston牌干膜以及由其他化学制品提供商制造的干膜。孔板13包括 例如平面衬底，该平面衬底由聚合物材料构成且其中通过激光烧蚀来形成孔，例如如在共 同受让的美国专利No. 5469199中公开的，该美国专利通过引用结合于此。孔板13还能够 包括诸如镍的电镀金属。 油墨阻挡层12中的油墨腔19更具体地设置在相应油墨激发电阻器21的上方，以 及每个油墨腔19由阻挡层12中形成的腔开口的边缘或壁来定义。油墨通道29由阻挡层 12中形成的另外的开口来定义，并且被整体接合到相应的油墨激发腔19。作为例示性示 例，图1示出了外边缘馈给配置，其中，油墨通道29朝着由薄膜底层结构11的外周形成的 外边缘敞开，并且围绕薄膜底层结构的外边缘向油墨通道29和油墨腔19提供油墨，例如如 在共同受让的美国专利No. 5278584中更具体公开的那样，该美国专利通过引用结合于此。 本发明还能够在诸如在前面所述的美国专利No. 5317346中公开的中央边缘馈给喷墨打印 头中使用，其中，油墨通道朝着由薄膜底层结构的中央的槽形成的边缘敞开。
孔板13包括设置在相应油墨腔19上方的孔23，以便将油墨激发电阻器21、相关 联的油墨腔19以及相关联的孔23对准。由每个油墨腔19以及邻近该油墨腔19的薄膜底 层结构11和孔板13的各部分来形成油墨激发穴或墨滴发生器区域。 现在参考图2，其中所示的是薄膜底层结构11的总体布局的未按照比例的示意性 俯视平面图示。在邻近薄膜底层结构11的纵向边缘的电阻器区域中形成油墨激发电阻器 21。由金迹线构成的图案化的金层15在大体位于薄膜底层结构11中央的、在电阻器区域 之间的且在薄膜底层结构11的端部之间延伸的金层区域中形成了薄膜结构的顶层。在图 案化的金层15中，例如邻近于薄膜底层结构11的端部，形成用于外部电互连的结合垫17。 定义油墨阻挡层12以便覆盖除结合垫17之外的所有图案化的金层15，以及还覆盖形成油 墨腔和相关联的油墨通道的相应开口之间的区。根据实施方式，能够在图案化的金层15上设置一个或多个薄膜层。 虽然图l和图2大体示出了顶部喷射类型的喷墨打印头，将知道所公开的发明能 够在包括加热器电阻器的任何类型的喷墨打印头中使用，该任何类型的喷墨打印头包括侧 部喷射类型的喷墨打印头。还应知道，所公开的发明能够在打印多种不同颜色的喷墨打印 头中使用。 图3示出热喷墨打印头中所使用的现有技术的激发单元40的示意性表示。通过 启用或禁用驱动或选通(gating)晶体管41，来选择性地控制向加热器电阻器21传输激励 能量。为了方便起见，向加热器电阻器传输激励能量有时被称为激发或激励该加热器电阻 器。 图3A示出了现有技术的激发单元40的阵列50。激发单元被示意性地互连，以便由 地址线A0-A3中的一个共享地址线来选择激发单元阵列的单个行中的所有驱动晶体管。激 发单元阵列的单个列中的所有加热器电阻器被连接到电源线P0-P7中的一个共享电源线， 以及单个列中的所有驱动晶体管的源极被连接到接地线G0-G7中的一个共享接地线。在任 何一个时间启用仅仅一个地址线，以允许同时激励或激发仅仅相关联的那行激发单元中的 加热器电阻器。根据是否要激活相关联的列中的所选择的激发单元，来选择性地切换或激 励每个电源线。顺序地对每行激发单元进行寻址和激励。 最佳地，激发单元的矩阵或阵列将是方形的，以便具有到该阵列的最小数目的外 部互连。数学上说，互连的该最小数目能够表示为2*SQRT (N)，其中N是激发单元的数目。 但是，由于系统需求，该矩阵典型地不是方形的，而是矩形的，以及得到的互连数目大于 2*SQRT(N)。确定因子包括能够相继激励任何电阻器的最大速率(激发速率)以及准备和 激励(或激发)每行加热器电阻器所需的时间(激发周期)。 从开始激发任何给定行的加热器电阻器到开始激发下一相继行的加热器电阻器 的时间等于激发周期。激发阵列中的所有行所需的时间的倒数等于最大激发速率。注意， 列的数目与最大激发速率和激发周期无关。 为了增加在打印头上的喷嘴的数目而不改变最大激发速率和激发周期的基本系 统参数，行的数目必须保持相同，这意味着列的数目必须增加。如果喷嘴数目和最大激发速 率都增加，则随着列的数目的增加行的数目必须降低。这能够导致对于给定激发阵列所需 的外部互连的总数的非常大的增加。 现在参考图4，与图1和2的打印头的每个油墨激发穴相关联的是基于动态存储器 的油墨激发单元60，该基于动态存储器的油墨激发单元60通常包括加热器电阻器21 ;连 接在加热器电阻器21的一个端子与地之间的电阻器驱动开关61 ;以及动态存储器电路62， 该动态存储器电路62控制电阻器驱动开关61的状态，所有这些都形成于薄膜衬底11中。 通过由能量定时信号(ETS)控制且连接在电源与加热器电阻器21的另一端子之间的电源 开关63，使得加热器电阻器21能够得到形式为激发脉冲(也称为油墨激发脉冲)的加热器 电阻器激励能量。动态存储器电路62配置为存储加热器电阻器激励二进制数据的一个比 特，该比特在激发脉冲发生之前将电阻器驱动开关61设置为期望状态(例如接通或关断， 或者导电或不导电)。如果电阻器驱动开关61接通(也就是导电)，则激发脉冲能量将被 传输到加热器电阻器21。换句话说，由动态存储器电路62来控制电阻器驱动开关61，来使 得能够将激发脉冲传输到加热器电阻器21。
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该动态存储器电路62更具体地接收DATA (数据)信息和ENABLE (启用)信息，该 ENABLE信息使得动态存储器电路能够接收并存储DATA信息。为了方便，动态存储器电路的 这种启用有时被称为存储器电路或激发单元的选择或寻址。如这里进一步描述的，ENABLE 信息能够包括SELECT (选择)控制信号和/或一个或多个ADDRESS (地址)控制信号。
现在参考图5，其中示出的是预充电动态存储器油墨激发单元300的例示实施方 式的示意图。激发单元300包括用于驱动加热器电阻器21的N沟道驱动场效应晶体管 (FET)lOl。该驱动晶体管101的漏极连接到加热器电阻器21的一个端子，而该驱动晶体管 101的源极则连接到诸如地的公共基准电压。加热器电阻器21的另一端子接收加热器电阻 器激励FIRE(激发)信号，该加热器电阻器激励FIRE信号包括油墨激发脉冲。如果驱动晶 体管101在存在激发脉冲时是接通的，则将激发脉冲能量传输到加热器电阻器21。
驱动晶体管101的栅极形成存储节点电容101a，该存储节点电容101a用作动态存 储器元件，该动态存储器元件依据预充电晶体管107和选择晶体管105的顺序激活而存储 数据。因为存储节点电容101a实际上是驱动晶体管101的部分，所以以虚线来显示它。可 选地，与驱动晶体管101分开的电容器也能够用作动态存储器元件。 预充电晶体管107更具体地在它的绑接在 一 起的漏极和栅极上接收 PRECHARGE(预充电)选择信号。选择晶体管105在它的栅极上接收SELECT信号。
数据晶体管111、第一地址晶体管113和第二地址晶体管115是并联连接在选择晶 体管105的源极与地之间的放电晶体管。因此，并联连接的放电晶体管与该选择晶体管串 联，且由放电晶体管和选择晶体管构成的串联电路连接到驱动晶体管101的栅极电容101a 的两端。数据晶体管111接收激发 DATA信号，第一地址晶体管113接收 ADDRESS1控 制信号，以及第二地址晶体管113接收 ADDRESS2控制信号。如在信号名称开始处的否定 号( )所指示，这些信号当低电平时才是激活的。 在图5的油墨激发单元中，选择晶体管105、预充电晶体管107、数据晶体管111、地 址晶体管113、 115以及栅极电容101a实际上形成动态存储器数据存储单元。
操作中，由预充电晶体管107对栅极电容101a进行预充电。然后， DATA、 ADDRESS1和 ADDRESS2信号被设置，并且选择晶体管105被接通。如果期望栅极电容不被 充电，则由数据晶体管111以及地址晶体管113、115构成的放电晶体管中的至少一个将是 接通的。如果期望栅极电容保持充电，则由数据晶体管111以及地址晶体管113、115构成的 放电晶体管将被关断。尤其如果该单元不是寻址的单元(这由 ADDRESS 1或 ADDRESS2 为高(也就是任一被无效(de-asserted))指示)，则不管 DATA的状态如何都对栅极电容 101a放电。如果该单元是寻址的单元(这由 ADDRESS1和 ADDRESS2两者均为低所指 示)，则(a)如果 DATA为低(也就是激活)则栅极电容10la保持充电；或者(b)如果 DATA为高(也就是失活)则栅极电容10la被放电。 实际上，栅极电容101a被预充电并且仅仅当油墨激发单元是寻址的单元以及提 供给它的激发数据是有效的(assert)，栅极电容101a才不被主动(actively)放电。第一 和第二地址晶体管113、115包括地址解码器，而当油墨激发单元被寻址时数据晶体管111 控制栅极电容的状态。 在图5的激发单元中，因为当该单元被寻址且激发数据为低(也就是不应激励加 热器电阻器)时数据晶体管111以及地址晶体管113U15中的至少一个主动地下拉(pull
6down)驱动晶体管101的栅极，或者当该单元不被寻址时地址晶体管中的至少一个主动 地下拉驱动晶体管101的栅极，能够通过将FIRE脉冲的开始与数据周期重叠来避免用于 防止动态存储器节点的寄生充电的钳位晶体管，该数据周期是在其期间 ADDRESS1、 ADDRESS2以及 DATA有效且SELECT激活的时间间隔。应该知道，当 ADDRESS 1 、 ADDRESS2或 DATA被无效时，接收相应信号的晶体管是导电的。但是，如果需要，能够在驱 动晶体管101的漏极和栅极之间连接钳位晶体管。 现在参考图5A，其中示出了采用按四个激发组W、X、Y、Z布置的图5的多个基于预 充电动态存储器的油墨激发单元300的喷墨油墨激发阵列的示意性布局，其中，在每个激 发组中，油墨激发单元按行和列布置。仅供参考，相应激发组W、 X、 Y和Z的行被分别标识 为行WO到W7、 XO到X7、 YO到Y7以及ZO到Z7。如就图5A和图6A的阵列来说，方便的是 将激发单元的行称为地址行或激发单元的子组，从而每个激发组由激发单元的多个子组构 成。 将激发DATA信号施加到数据线 DO到 D15，数据线 DO到 D15与所有激发 单元的相应列相关联，且通过适当的接口垫连接到外部控制数据电路。每个数据线被连接 到相关联的列中的油墨激发单元300的数据晶体管111的所有栅极，以及每个激发单元被 连接到仅仅一个数据线。因此，每个数据线将激励数据提供到多个激发组中的多行中的激 发单元。 将ADDRESS控制信号施加到地址控制线 AO到 A4，所述地址控制线 A 0到 A4被连接到该阵列的各行的各单元的第一和第二地址晶体管113、115，如下所述 A0， Al :《亍W0、X0、Y0以及ZO ; A0， A2 :《亍W1、X1、Y1禾口 Zl ; A0， A3 :《亍W2、 X2、 Y2禾口 Z2 ; AC， A4 :《亍W3、X3、Y3禾口 Z3 ; Al， A2 :《亍W4、X4、Y4禾口 Z4 : Al， A3 :《亍W5、 X5、Y5禾口Z5 ; A1， A4 :《亍W6、 X6、 Y6禾口 Z6 ; A2， A3 :《亍W7、 X7、 Y7禾口 Z7。
以这种方式，通过地址控制线 AO到 A4的适当设置来对激发单元的各行进行 寻址。地址控制线通过适当的接口垫连接到外部控制电路。 PRECHARGE (预充电)信号经由预充电选择控制线PRE_W、PRE_X、PRE_Y和PRE_Z来 施加，预充电选择控制线PRE_W、 PRE_X、 PRE_Y和PRE_Z与相应激发组W、 X、 Y禾P Z相关联， 且通过适当的接口垫连接到外部控制电路。每个预充电线连接到相关联的激发组中的所有 预充电晶体管107，以及激发组中的所有激发单元被连接到仅仅一个预充电线。这允许在对 数据采样之前，将激发组中的所有激发单元的动态存储器元件的状态设置为已知状况。
SELECT信号经由选择控制线SEL_W、 SEL_X、 SEL_Y和SEL_Z来施加，选择控制线 SEL_W、 SEL_X、 SEL_Y和SEL_Z与相应激发组W、 X、 Y和Z相关联，且通过适当的接口垫连接 到外部控制电路。每个选择控制线连接到相关联的激发组中的所有选择晶体管105，以及激 发组中的所有激发单元被连接到仅仅一个选择线。 因此，激发单元的每行或每个子组被连接到地址和选择控制线的公共子集，也就 是用于该子组的行位置的地址控制线以及用于该子组的激发组的预充电选择控制线和选 择控制线。 加热器电阻器激励FIRE信号经由与相应激发组W、X、Y和Z相关联的激发线FIRE_ W、FIRE_X、FIRE_Y和FIRE_Z来施加，且每个激发线被连接到相关联的激发组中的所有加热 器电阻器。激发线通过适当的接口垫连接到外部供电电路，以及激发组中的所有单元共享公共地。 在设置ADDRESS信号和使SELECT信号有效之前，发送PRECHARGE脉冲。该 PRECHARGE脉冲定义预充电时间间隔，而SELECT信号定义放电时间间隔。将加热器电阻器 激励数据存储在该阵列中， 一次一行激发单元， 一次一个激发组。 因为迭代地选择激发组以及因为对于每个激发组来说预充电脉冲在激发脉冲之
前，用于特定激发组的选择线能够被连接到用于按序在先的激发组的预充电线，从而形成
组合的控制线SEL_W/PRE_X、SEL_X/PRE_Y、SEL_Y/PRE_Z和SEL_Z/PRE_W，如图5A中虚线所
示，以及组合的SELECT/PRECHARGE信号能够被用于每个组合的控制线。 在美国专利No. 6439697中提供了特定示例的图5A的阵列的操作的例示性示
例的时序图，其中，用于特定激发组的SELECT控制线被连接到用于按序在先的激发组的
PRECHARGE线，该美国专利通过引用结合于此。 现在参考图6，其中示出了打印机系统600的简化框图。如图6中所示，打印机系 统600包括头驱动控制电路602，头驱动控制电路602控制包括不同数目的内部选择线的第 一喷墨笔604和第二喷墨笔606。作为示例，第一喷墨笔604是包括7个内部选择线的多 色喷墨笔，以及第二喷墨笔606是包括5个内部选择线的单色(例如黑色)喷墨笔。特别 地，笔604、606可以包括其他数目的选择线。如图6中所示，每个笔604、606包括激发阵列 608、610。 头驱动控制电路602向喷墨笔604、606提供地址、选择和数据控制信号，以及进一 步控制能量供应电路612，该能量供应电路612向笔提供加热器电阻器激励激发信号。地址 和数据控制信号被沿着分开的地址和数据线614和616提供给笔604、606，以及使用分开的 激发线620将激发信号提供到笔604、606。作为对比，使用相同的外部选择线618将选择控 制信号提供到笔604和606两者。因此，如下所述，头驱动控制电路602被配置为使用在头 驱动控制电路和笔之间延伸的相同的选择线(以便两个笔都接收相同的选择定时)来控制 具有不同数目的内部选择线的多个笔。此外，在一些实施例中，能够在重叠模式中操作第一 喷墨笔604，其中，第一和先前最后一个选择脉冲在时间上重合或"重叠"，以便使得能够进 行更快的打印。在这种实施例中，头驱动控制电路602被配置为启用第一喷墨笔的这种重 叠操作，而不在第二喷墨笔606上施加这种控制方案。注意，在一些实施例中，每个笔604、 606具有它自身的地址发生器。在这种实施例中，省略了地址线614。
如图6中进一步所示，头驱动控制电路602包括在控制过程中使用的选择脉冲启 用寄存器622，SelPulseEn。在一些实施例中，寄存器622包括7个比特比特0_6。如果设 置了比特(例如具有"l"的值)，选择脉冲将在与该比特相关联的外部选择线上发生。因 此，考虑示例，如果在寄存器622的比特0中存储"l"，将在外部选择线0或者"SelectO" 上发出脉冲。通过对选择脉冲启用寄存器622的比特进行控制，能够对喷墨笔604、606同 时施行独立控制。当要运行笔604和606两者时，必须计及(account for) 7个选择脉冲。 如果要在每个选择线上发送选择脉冲，则设置所有比特，以便寄存器值是"111_1111"或者 SelPulseEn = "bllljlll"。特别地，在一些实施例中，SelectO的设置(比特0 = 1)能 够促进例如用于第一喷墨笔604的重叠操作。在要运行仅仅笔606(例如当仅仅用黑色打 印时)的情况中，只必须发送5个选择脉冲，以及设置总体7个比特中的5个比特的子集。 例如，选择脉冲启用寄存器值能够被设置为"011_1110"或者SelPulseEn = "b011_1110"。在下面关于图8A-8C更详细描述了对于选择脉冲启用寄存器622和它的比特值的使用。
图7示出了图6所示的头驱动控制电路的例示实施例700。图7的头驱动控制电 路700包括选择启动模块702 ( "Selectlnit")、选择控制模块704 ( "SelectControl")、 选择指示器706 ( "SelectPointer")、第一选择计时器708 ( "SelectTimerl")和第二选 择计时器710( "SelectTimer2")。在一些实施例中，Selectlnit 702、 SelectContro1704 和SelectPointer 706的每一个包括状态机，所述状态机有助于生成被发送到喷墨笔的选 择脉冲。Selectlnit 702、SelectContro1 704和SelectPointer 706可以包括硬件、软件、 固件或它们的组合，并因此包括控制选择脉冲生成的逻辑。在一些实施例中，Selectlnit 702、SelectContro1 704和SelectPointer 706以及计时器708和710，每个都包括实施头 驱动控制电路700的专用集成电路(ASIC)的一部分。 Selectlnit 702响应于启动信号而开始新的时隙(下面描述)，以及因此，当新的 激发周期要开始时，开始头驱动控制电路700的操作。此外，Selectlnit 702生成用于第 一选择线SelectO的选择脉冲，并因此控制一个或多个喷墨笔(例如喷墨笔604，图6)的重 叠操作的启用或禁用。如上所述的，当启用重叠操作时，第一和先前最后一个选择脉冲(例 如在SelectO和Select6上发送的脉冲)在时间上重合或"重叠"以便增加打印速度。
在Selectlnit 702生成用于第 一 选择线SelectO的选择脉冲的同时， SelectControl 704生成用于其他选择线例如Selectl-Select6的选择脉冲。当已经发送 了倒数第二个选择脉冲(例如Select5)时，SelectControl 704用信号通知Selectlnit 702，以便Selectlnit能够开始新的时隙，以及如果由选择脉冲启用寄存器622指示的话， 在SelectO上发送新的选择脉冲以与SelectControl要在Select6上发送的选择脉冲重 合。 SelectPointer 706查询选择脉冲启用寄存器622来确定哪些选择线要接收脉冲 以及生成指向要发送的选择脉冲的指针。在一些实施例中，SelectPointer 706仅仅查看第 一比特之后的比特，例如比特1-6，以及因此仅仅为SelectControl 704标识选择脉冲。在 这种实施例中，Selectlnit 702确定比特0中的值，以及因此做出它自己的关于是否要在 SelectO上发送选择脉冲的确定。 图8A-8C描述了控制喷墨笔的示例方法。更具体地，图8A-8C呈现在生成用于喷 墨笔的选择脉冲中图7的头驱动控制电路700的操作的示例。以图8A的框800开始，由 Selectlnit 702接收FireRise信号。该FireRise信号是指示在其期间将激发喷嘴的新时 隙的开始的脉冲。在一些实施例中，当到达上面安装有喷墨笔的支架的预定位置时，打印机 系统(未示出)的编码器生成该FireRise信号。在图7的框图中指示了 Selectlnit702 对该FireRise信号的接收。 —旦接收到该FireRise信号，Selectlnit 702开始新的时隙，如框802中所指示 的。在该上下文中，时隙是在其期间在外部选择线上发出选择脉冲序列到墨笔的时间段。如 下所述的，该序列能够包括每个选择线或其子集。无论如何，每个时隙对应于喷墨笔的地址 的唯一组合。可能需要多个时隙来对墨笔的每个喷嘴进行激发。 Selectlnit 702通过加载它的相关联的计时器，SelectTimerl,来开始新时隙，如 框804中所指示的。具体地，Selectlnit 702加载SelectTimer 1来跟踪接通(on)或"高" 时间，所述接通或"高"时间建立在其期间将由Selectlnit在第一选择线SelectO上发出
9脉冲的持续时间；或者建立Selectlnit将保持空闲的持续时间，这取决于在选择脉冲启用 寄存器SelPulseEn中为SelectO存储了什么值。参见图7， Selectlnit 702能够通过发送 LoadSelPWl信号到SelectTimerl加载SelectTimerl 708。 参考图8A的框806， Selectlnit 702还查阅(consult) SelPulseEn来确定是否 要在Select0上发出脉冲。由馈给到图7中Selectlnit 702的信号SelPulseEn指示这 种查阅。在该点处，流程依据脉冲是否被指示用于SelectO，如决策框808中所指示的。如 果脉冲被指示，例如如果SelPulseEn的第一比特是"l"，则对于由SelectTimer 1 708计 时的高时间Selectlnit 702在SelectO上发出脉冲，如框810中所指示的。在这样的情 况下，启用重叠操作，以便在最后选择线例如Select6上发出先前的最后选择脉冲(如 果有的话)的同时，将在SelectO上发出选择脉冲。如图7中所示，这样的脉冲能够由 Selectlnit 702给SelectContro1704发送指示SelectControl在SelectO上发出脉冲的 信号Sel[O]来发出。如果脉冲没有被指示，例如如果SelPulseEn的第一比特是"O"，则对 于由SelectTimerl 708计时的高时间的持续时间Selectlnit 702改为暂停操作(空闲)， 如框812中所指示的。在任一种情况下，SelectTimerl 708对该高时间进行倒计时，以及 由SelectTimerl 708将该时段的期满用信号通知给Selectlnit 702。这样的信号被指示 为图7中的CntDonel。 在根据SelPulseEn中为SelectO所存储的值在SelectO上已经发出(框810)或 没有发出(框812)脉冲之后，Selectlnit702发送启动或触发信号到SelectControl 704， 如框814中所指示的。这样的信号被指示为图7中的TrgSelCont。 接着参考图8B的框816， SelectControl 704接收来自Selectlnit702的触 发信号。SelectControl 704然后加载关断(off)或"低"时间到它的相关联的计时器 SelectTimer 2710中，如框818中所指示的。如图7中所示，能够使用信号LoadSelStgr2 来如此加载SelectTimer2710。如框820中所示，SelectControl 704进 一 步启动 SelectPointer706。由图7中的信号LoadSelPtr来指示该信号。如上所述，SelectPointer 706参考SelPulseEn (由馈给到图7中SelectPointer的信号SelPulseEn来指示)来确定 剩余选择线例如Selectl-Select6中的哪些选择线要接收脉冲。因此，如图8B的框822中 所示，SelectPointer706查阅SelPulseEn并识别接着应由SelectControl 704在其上发 送脉冲的选择线的号码。如果SelectControl 704刚刚启动，该选择线将是例如Selectl。 SelectPointer 706能够以多种不同方式识别或"指向"各个选择线。在一个实施例中， SelectPointer 706首先确定由SelPulseEn指示的总数选择脉冲，并且然后通过SelPul seEn递增直到它定位了 "1"。然后，SelectPointer 706向SelectControl 704指示应该 在对应的选择线上发出脉冲。这种指示能够例如使用图7中的信号SelPtrCtr来传送。
参考图8B的决策框824，确定低时间倒计时是否完成。如图7中所指示的，能够 使用信号STGRDone2将低时间的完成用信号通知给SelectControl 704。如果低时间还没 有完成，则流程继续到图8B的框826，此处SelectControl 704等待低时间完成。但是，低 时间一旦完成，则流程继续到框828，此处SelectControl 704加载高时间到SelectTimer 2710中。如图7中所指示的，能够使用信号LoadSelPW2来如此加载SelectTimer2。然后， 对于由SelectTimer 2710倒计时的高时间SelectControl 704在由SelectPointer 706 所指向的选择线上发出脉冲，如框830中所指示的。高时间的期满能够由信号CntDone2来指示，如图7中所指示的。 在这点处，通过是否已经计及除最后选择线之外的所有选择线来确定流程，如框 832中所指示的。例如，如果有7个选择线Select0-Select6，以及刚刚已经在Select5上 发出了 (或者没有发出，这取决于在SelPulseEn中为Select5存储的值)选择脉冲，则已 经计及了倒数第二的脉冲，以及SelectControl 704已经与除最后选择线Select6之外的 所有选择线相关地进行了动作。如果还没有达到该点，流程返回到框818，此处对下个选择 线重复前面所述的序列。如果SelectControl 704已经与倒数第二个选择线相关地进行了 动作，无论它是根据SelPulseEn在该线上发送脉冲还是省略在该线上发送脉冲，流程继续 到图8C的框834，此处SelectControl 704加载另外的低时间到SelectTimer2 (框834)并 启动SelectPointer 706 (框836)。如果低时间已经倒计时完(框838) ， SelectControl用 信号通知Selectlnit 702除最后选择脉冲之外的所有选择脉冲已经完成(框842)。该信 号被标识为图7中的SelCntlRdy。在该点处，流程同时继续到图8C的框844并返回到图 8A的框800，以便启用重叠操作，以及如果由SelPulseEn指示，能够由Selectlnit 702 (例 如在Select0上)以及SelectControl 704(例如在Select6上)两者发出选择脉冲。注 意，由Selectlnit 702以及SelectControl 704发出的脉冲可以不必在时间上精确重叠。 例如，在最后的选择脉冲在FireRise信号之前完成的情况下，这样的脉冲将不重叠。但是， 上述的流程使得Selectlnit 702与SelectControl 704两者能够同时或接近同时地(也 就是基本上同时地)发送选择脉冲。这样的操作被认为包括"重叠"，如这里使用该术语那 样。 继续图8C， SelectControl 704加载高时间到SelectTimer2 (框844)并在 Select6上发出选择脉冲(框846)。然后，SelectControl 704等待来自Selectlnit 702 的新的启动信号，如框848中所指示的。同时或接近同时地，Selectlnit 702接收来自 SelectControl 704的完成信号，从而向Selectlnit指示是时间再次在Select0发出(或 不发出)脉冲了。因此，流程返回到框800，此处，Selectlnit 702接收下个FireRise信号， 以及假设要发送脉冲，由Selectlnit在Select0上发出选择脉冲。但是，这次，在Select0 上的脉冲的发送与SelectControl 704在最后选择线(例如Select6)上进行的脉冲发送 大体重合，以便该两个脉冲在时间上彼此基本重叠。 在前面的描述中，考虑了一个示例，其中同时操作两个不同的喷墨笔，即具有7个 选择线的第一笔(例如彩笔)以及具有仅仅5个选择线的第二笔(例如黑笔)。利用该控 制，在用于在第一笔的第一和最后选择线上发送脉冲的附加选择时间期间，第二笔保持空 闲。但是注意，当不需要第一笔时能够为第二笔优化操作。因此，如果页面或者页面的一 部分仅仅要用黑色油墨打印，以及第二笔是具有仅仅5个内部选择线的黑色油墨笔，能够 通过对该笔不用的SelPulseEn的比特清零来优化操作。例如，能够设置选择脉冲启用寄存 器，使得SelPulseEn = "b011_1110"，以便仅仅为总共7个选择线中的Selectl、 Select2、 Select3、Select4、Select5生成选择脉冲。这提高了打印速度。具体地，如果为给定的选择 线(例如Select0和Select6)存储了 "0"，则Selectlnit 702和/或SelectPointer 706 跳过该线，以便计时器不对该线进行倒计时，从而降低了顺序遍历选择线需要的时间。
还要注意，能够通过仅仅改变SelPulseEn的值，根据期望的笔操作来单独地控制 每个选择线。因此，除了 SelPulseEn ="blll_1110"以及SelPulseEn = "b011_llll"，任
11何其他值组合能够用于获得期望的结果。例如，如果期望在仅仅第二、第三和第五选择线上
发送选择脉冲，选择脉冲启用寄存器将被设置为SelPulseEn = "b010_1010"。 虽然前面对本发明的特定实施例进行了描述和例示，本领域技术人员能够对其进
行多种修改和改变，而不偏离如下权利要求书限定的本发明的范围和精神。
权利要求
一种用于控制喷墨笔的方法，所述方法包括建立寄存器的值，所述值指示是否在从控制电路延伸到所述喷墨笔的选择线上发送脉冲；在查阅所述寄存器之后利用所述控制电路的第一控制模块在第一选择线上发送第一选择脉冲(810)；以及在分开查阅所述寄存器之后利用所述控制电路的第二控制模块在第二选择线上发送第二选择脉冲(830)；其中，基本上同时地发送所述第一和第二选择脉冲以使得选择脉冲能够重叠。
2. 如权利要求l所述的方法，其中，第一喷墨笔具有第一数目的内部选择线，以及第二喷墨笔具有第二数目的内部选择线，所述第二数目不同于所述第一数目。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，相同的选择线从所述控制电路到所述第一和第二 喷墨笔延伸。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述选择脉冲仅仅被发送到所述第一喷墨笔。
5. —种用于使用外部选择线(618)控制具有不同数目的内部选择线的喷墨笔(604， 606)的控制电路(602)，所述外部选择线(618)在所述控制电路与所述喷墨笔之间延伸并 由所述喷墨笔共享，所述控制电路包括存储值的寄存器(622)，所述值指示关于每个所述外部选择线是否要发送脉冲； 第一控制模块(702)，配置为在查阅所述寄存器之后控制在第一外部选择线上发送的 选择脉冲；以及第二控制模块(704)，配置为在查阅所述寄存器之后控制在第二外部选择线上发送的 选择脉冲。
6. 如权利要求5所述的控制电路，其中，当在所述寄存器中设置用于所述第一和第二 外部选择线的值时，所述第一控制模块配置为在所述第一外部选择线上发送选择脉冲以及 所述第二控制模块配置为同时地在所述第二外部选择线上发送选择脉冲，使得发送重叠的 选择脉冲。
7. 如权利要求5所述的控制电路，其中，当在所述寄存器中没有设置用于所述第一外 部选择线的值时，所述第一控制模块配置为不在所述第一外部选择线上发送选择脉冲，使 得不发送重叠的选择脉冲。
8. 如权利要求5所述的控制电路，还包括指示器(706)，所述指示器查阅所述寄存器并 向所述第二控制模块指示哪些外部选择线要接收选择脉冲。
9. 如权利要求5所述的控制电路，还包括与所述第一控制模块相关联的第一计时器 (708)，所述第一计时器配置为建立在其期间要由所述第一控制模块发送选择脉冲的持续 时间。
10. 如权利要求5所述的控制电路，还包括与所述第二控制模块相关联的第二计时器 (710)，所述第二计时器配置为建立在其期间要由所述第二控制模块发送选择脉冲的持续 时间。
全文摘要
提供一种控制电路(602)用于使用在该控制电路与具有不同数目的内部选择线的喷墨笔(602，604)之间延伸且被喷墨笔共享的外部选择线(618)控制所述喷墨笔。在一个实施例中，控制电路包括存储值的寄存器(622)，所述值指示关于每个外部选择线是否要发送脉冲；第一控制模块(702)，配置为在查阅所述寄存器之后控制在第一外部选择线上发送的选择脉冲；以及第二控制模块(704)，配置为在查阅所述寄存器之后控制在第二外部选择线上发送的选择脉冲。
文档编号B41J2/175GK101784392SQ200880103602
公开日2010年7月21日 申请日期2008年8月8日 优先权日2007年8月17日
发明者J·托尔格森, K·布鲁斯, M·A·谢菲尔德, T·本杰明 申请人:惠普开发有限公司