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Hintergrund der Erfindung
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Anwendungsgebiet
der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungsvorrichtung. Insbesondere
bezieht sich diese Erfindung auf eine Stromversorgungsvorrichtung
für einen
Druckkopf, der in einem thermischen Tintenstrahldrucker enthalten
ist.
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Bis
heute sind thermische Tintenstrahldrucker gängige Drucker. Einfarbige Tintenstrahldrucker umfassen üblicherweise
einen Druckkopf zum Versorgen mit schwarzer Tinte; Farbtintenstrahldrucker umfassen
ferner üblicherweise
mehrere Druckköpfe zum
Versorgen mit Tinten der Grundfarben. Jeder schwarze oder farbige
Druckkopf weist jeweils eine Mehrzahl von Düsen auf. Düsen sind Komponenten, die tatsächlich die
Tinten ausstoßen.
Die meisten Tintenstrahldrucker sind für eine Mehrzahl von Druckarten
vorgesehen; jede Druckart entspricht einer zugehörigen Druckauflösung und
einer zugehörigen Druckqualität. Gemäß der unterschiedlichen
Einstellungen der Druckauflösung
verändert
sich die Anzahl der verwendeten Düsen. Das heißt, ein
Drucker steuert/regelt verschiedene Düsen, um auf der Basis der durch
einen Anwender ausgewählten
Druckart zu agieren. Ein vollständiges
Schriftzeichen oder eine Figur wird mit vielen winzigen Tintentropfen,
die durch die Düse
ausgestoßen
werden, gebildet. Da jedes Schriftzeichen und jede Figur voneinander
unterschiedlich sind, ist die Anzahl der verwendeten Düsen unbestimmt.
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Das
Arbeitsprinzip der thermischen Tintenstrahldrucker wird im Folgenden
kurz erläutert.
Wenn eine bestimmte Düse
angewiesen wird, tätig
zu werden, wird ein Spannungsimpuls an einer Heizvorrichtung in
der Düse
ausgeführt,
so dass die Heizvorrich tung schnell Wärme erzeugen kann. Eine kleine
Blase wird erzeugt und wächst
in der Düse
infolge der Wärme
allmählich
weiter. Ein Tintentropfen in der Nähe des Ausgangs der Düse wird
danach durch die Blase angestoßen,
so dass der Tintentropfen auf ein Papier ausgestoßen wird
und einen kleinen Tintenpunkt bildet. Nachdem der Spannungsimpuls
beendet ist, kühlt
die Heizvorrichtung ab, die Blase verschwindet, und die weitere
Tinte in der Düse
geht zur Innenseite der Düse
zurück.
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Gemäß 1 wird die typische Verbindung zwischen
einer Stromquelle 10 und den Düsen (111, 112,
und 113) in einem Druckkopf 11 dargestellt. Die Stromquelle 10 wird
zum Anlegen der Spannungsimpulse an den Düsen verwendet. Jede Düse umfasst jeweils
eine Heizvorrichtung (111A, 112A, und 113A) und
einen Schalter (111A, 112A, und 113A).
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Die
Düse 111 wird
als Beispiel genommen. Wenn der Schalter 111B geöffnet ist,
wird die Heizvorrichtung 111A nicht mit der Erde verbunden.
Daher fließt
kein Strom durch die Heizvorrichtung 111A und es wird kein
Spannungsabfall zwischen den beiden Enden der Heizvorrichtung 111A gebildet.
Wenn die Düse 111 zur
Tätigkeit
in einem bestimmten Ablauf angewiesen wird, wird der Schalter 111B geschlossen,
so dass die Heizvorrichtung 111A mit der Erde durch den
Schalter 111B verbunden wird. Anschließend versorgt die Stromquelle 10 die
Düse 111 mit
Strom und es entsteht ein Spannungsabfall zwischen den beiden Enden
der Heizvorrichtung 111A. Ein Tintentropfen in der Nähe des Auslasses
der Düsen 111 wird
dann durch die Blase, die durch die Heizvorrichtung 111A erzeugt
wird, angestoßen,
um einen Tintenpunkt zu bilden.
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2 stellt ferner die Schaltbilder
der Düsen bei
tatsächlichen
Anwendungen dar. Wie in 2 dargestellt,
kann jeder Schalter der Düsen
aus einem Subschalter (111C, 112C, 113C)
und einer MOS-Vorrichtung (111D, 112D, 113D)
gebildet werden.
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Wenn
der Subschalter 111C geschlossen ist, wird das Gatter der
MOS-Vorrichtung 111D mit der Stromquelle 10 verbunden
und danach die MOS-Vorrichtung 111D durchgeschaltet. So
kann die Heizvorrichtung 111A mit der Erde durch die MOS-Vorrichtung 111D durchgeschaltet
werden.
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Jede
Heizvorrichtung, jeder Schalter und auch die Verbindungsdrähte zwischen
der Stromquelle 10 und dem Druckkopf 11 sind alle
Belastungen für
die Stromquelle 10. Wie den Durchschnittsfachleuten bekannt
ist, ist die Ausgangsimpedanz einer idealen Spannungsversorgung
Null, daher kann eine ideale Spannungsversorgung, ohne Rücksicht auf
den Wert der Belastungen, eine konstante Ausgangsleistung vorsehen.
Jedoch variiert in tatsächlichen
Situationen die durch die Stromquelle 10 angelegte Ausgangsspannung
bei unterschiedlichen Belastungen.
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Wie
in 1 dargestellt, wenn
die Düse 111 und
die Düse 112 zur
gleichzeitigen Tätigkeit
angewiesen werden, sind die Heizvorrichtung 111A und die
Heizvorrichtung 112A parallel. Die durch die beiden parallelen
Heizvorrichtungen gebildete äquivalente
Belastung ist die Hälfte
der Belastung, die durch eine einzige Heizvorrichtung gebildet wird
(unter der Annahme, dass die Widerstände der Heizvorrichtung 111A und
der Heizvorrichtung 112A dieselben sind). Weil die Anzahl
der verwendeten Düsen
bei verschiedenen Zuständen
unbestimmt ist, ändert
sich auch die durch die Düsen
gebildete Belastung für
die Stromquelle 10. Daher ist der zwischen den beiden Enden
einer Heizvorrichtung erzeugte Spannungsabfall, der vom Ausmaß der Belastungen
beeinflusst wird, unvermeidlich.
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Derzeit
verwenden die meisten Tintenstrahldrucker konstante Spannungen,
um die Druckköpfe anzutreiben.
Sobald die Spannung durch unterschiedliche Belastungen und Verbindungsdrähte beeinflusst
wird, könnte
die an den Heizvorrichtungen angelegte Spannung unzureichend oder
zu groß werden,
so dass die Tinten tropfen in den Düsen nicht ausgestoßen werden
können
oder zu groß sind.
Somit wird dargestellt, dass das Belastungsproblem die Druckqualität der Tintenstrahldrucker
herabsetzt.
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Gemäß 3 wird ein weiterer Stand
der Technik mit zwei Stromquellen dargestellt. Die erste Stromquelle 20A wird
zur Spannungsversorgung der Heizvorrichtungen verwendet; die zweite
Stromquelle 20B wird zur wahlweisen Spannungsversorgung der
Gatter der MOS-Vorrichtungen verwendet. Der Hauptunterschied zwischen 3 und 2 ist der, dass die Spannungswerte für die Heizvorrichtungen und
die Schalter unterschiedlich sind; daher werden zwei Stromquellen
benötigt.
Der in 3 dargestellte Stand
der Technik weist auch das zuvor erwähnte Problem der Spannungsschwankungen
auf.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Um
die zuvor erwähnten
Probleme zu lösen, bringt
diese Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Spannungsversorgung
der Düsen,
die in einem thermischen Tintenstrahldrucker enthalten sind, ein.
Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß dieser Erfindung berücksichtigt
die Impedanzen der Düsen.
Gemäß der Anzahl
der zu verwendenden Düsen
in verschiedenen Druckarten, gleicht diese Erfindung die durch die
Impedanzen der Düsen
und der Verbindungsdrähte
hervorgerufenen Spannungsschwankungen vorab aus. Somit können stabile
und genaue Spannungen angelegt werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
gemäß dieser
Erfindung ist eine Stromversorgungsvorrichtung. Die Stromversorgungsvorrichtung
umfasst eine Nachschlagetabelle, ein Auswahlmodul, und eine einstellbare
Spannungsversorgung. Mehrere Sätze von
Steuersignalen entsprechend einer Mehrzahl von Druckarten werden
in der Nachschlagetabelle gespeichert. Nach Empfangen eines Befehls,
der darstellt, dass ein Anwender eine Druckart unter der Mehrzahl
der Druckarten als endgültige
Druckart auswählt,
wählt das
Auswahlmodul einen Satz von Steuersignalen unter der Mehrzahl von
Sätzen
der Steuersignale, die in der Nachschlagetabelle als ein Satz von
endgültigen
Steuersignalen gemäß des Befehls
gespeichert sind, aus. Der Satz von endgültigen Steuersignalen entspricht
der endgültigen
Druckart. Die einstellbare Spannungsversorgung wird zum Anlegen
von mindestens einer Spannung an der Mehrzahl der Düsen auf
der Basis des Satzes der endgültigen
Steuersignale, die durch das Auswahlmodul ausgewählt werden, verwendet.
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Die
andere bevorzugte Ausführungsform
gemäß dieser
Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern/Regeln einer einstellbaren
Spannungsversorgung für
einen Druckkopf, der in einem thermischen Tintenstrahldrucker vorgesehen
ist. In dieser Ausführungsform
wird eine Nachschlagetabelle vorab zum Speichern mehrerer Sätze von
Steuersignalen gemäß einer
Mehrzahl von Druckarten vorgesehen. Der erste Schritt im Verfahren
ist das Empfangen eines Befehls, der darstellt, dass ein Anwender
eine Druckart unter der Mehrzahl der Druckarten als endgültige Druckart
auswählt.
Der zweite Schritt ist das Auswählen
eines Satzes von Steuersignalen unter der Mehrzahl von Sätzen der
Steuersignale, die in der Nachschlagetabelle als ein Satz von endgültigen Steuersignalen
gemäß des im
ersten Schritt empfangenen Befehls gespeichert sind. Der Satz von
endgültigen Steuersignalen
entspricht der endgültigen
Druckart. Der dritte Schritt dieses Verfahrens ist das Einstellen der
einstellbaren Spannungsversorgung, so dass die einstellbare Spannungsversorgung
mindestens eine Spannung gemäß des Satzes
der endgültigen
Steuersignale an der Mehrzahl der Düsen anlegt.
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Vorteile
und Inhalt der Erfindung werden anhand folgender Beschreibung zusammen
mit der beigefügten
Zeichnung verständlich.
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Kurzbeschreibung
der beigefügten
Zeichnung
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1 stellt
die typische Verbindung zwischen einer Stromquelle und den Düsen in einem Druckkopf
dar.
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2 stellt
ferner die Schaltbilder der Düsen in 1 dar.
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3 stellt
den weiteren Stand der Technik mit zwei Stromquellen dar.
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4 stellt
das Blockdiagramm der Stromversorgungsvorrichtung der ersten bevorzugten
Ausführungsform
gemäß dieser
Erfindung dar.
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5 stellt
das Blockdiagramm der Stromversorgungsvorrichtung der zweiten bevorzugten Ausführungsform
gemäß dieser
Erfindung dar.
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6 stellt
das Ablaufdiagramm des Verfahrens der dritten bevorzugten Ausführungsform
gemäß dieser
Erfindung dar.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
Hauptaufgabe dieser Erfindung ist das Vorsehen einer Vorrichtung
und eines Verfahrens zur Spannungsversorgung eines Druckkopfes,
der in einem thermischen Tintenstrahldrucker enthalten ist. Der
Druckkopf umfasst eine Mehrzahl von Düsen. Der thermische Tintenstrahldrucker
ist zum Vorsehen einer Mehrzahl von Druckarten geeignet; jede Druckart
entspricht einer entsprechenden Anzahl von im Druckkopf enthaltenen
Düsen.
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Die
erste bevorzugte Ausführungsform
gemäß dieser
Erfindung ist eine Stromversorgungsvorrichtung. Gemäß 4 stellt
das Blockdiagramm diese Stromversorgungsvorrichtung dar. Die Stromversorgungsvorrichtung 30 umfasst
eine einstellbare Span nungsversorgung 30A, ein Auswahlmodul 30B, und
eine Nachschlagetabelle 30C. Jede in 4 dargestellte
Düse umfasst
eine Heizvorrichtung, eine MOS-Vorrichtung, und einen Schalter.
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In
dieser Erfindung werden die durch die Impedanzen der Düsen und
der Verbindungsdrähte
bei unterschiedlichen Zuständen
verursachten Belastungen vorab berechnet. Danach werden die Einstellwerte
gemäß den unterschiedlichen
Belastungen ebenfalls für
die Stromversorgungsvorrichtung 30 berechnet. Somit kann
die Stromversorgungsvorrichtung 30 im Voraus eingestellt
werden, um genaue Spannungen anzulegen. Die Nachschlagetabelle 30C wird
zum Speichern mehrerer Sätze
von Steuersignalen für
die Stromversorgungsvorrichtung 30 gemäß den unterschiedlichen Belastungen
verwendet.
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In
tatsächlichen
Anwendungen wird die einstellbare Spannungsversorgung 30A mit
der Mehrzahl der Düsen über eine
Busleitung verbunden. Eine Busleitung weist üblicherweise serielle Impedanzen auf,
die auch Spannungen verringern. Infolge der Wirkungen der störenden Widerstände und
der störenden
Kapazitäten
folgt außerdem
die Zeit, wenn die Düsen
die Spannungen (oder Ströme)
empfangen, später
nach, als die Zeit, wenn die Stromversorgungsvorrichtung 30 die
Spannungen (oder Ströme) auszusenden
beginnt. Um rechtzeitig genügend Strom
zuzuführen,
der in dem Moment erforderlich ist, dass die Düsen geöffnet werden, können Informationen über die
Verzögerungszeit
auch in der Nachschlagetabelle 30C gemäß dieser Erfindung gespeichert
werden, so dass die durch die Stromversorgungsvorrichtung 30 zugeführte Spannung
im Voraus eingestellt werden kann. Das heißt, mehrere Sätze der
Steuersignale können
sich auch auf die seriellen Impedanzen der Busleitungen beziehen.
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Nach
Empfang eines Befehls 31, der darstellt, dass ein Anwender
eine Druckart unter der Mehrzahl der Druckarten als endgültige Druckart auswählt, wählt das
Auswahlmodul 30B einen Satz von Steuersignalen unter der
Mehrzahl der Sätze
der in der Nachschlagetabelle 30C gespeicherten Steuersignale
als einen Satz von endgültigen
Steuersignalen gemäß des Befehls 31 aus.
Bei tatsächlichen Anwendungen
können
die Nachschlagetabelle 30C und das Auswahlmodul 30B als
eine Steuereinheit integriert werden. Die einstellbare Spannungsversorgung 30A wird
zum Anlegen von mindestens einer Spannung an der Mehrzahl von Düsen (111, 112,
und 113) auf der Basis des Satzes der endgültigen Steuersignale,
die durch das Auswahlmodul ausgewählt werden, verwendet.
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Gemäß 5 wird
das Blockdiagramm der Stromversorgungsvorrichtung der zweiten bevorzugten
Ausführungsform
gemäß dieser
Erfindung dargestellt. Das Arbeitsprinzip der Stromversorgungsvorrichtung 40 ist
dasselbe wie das der Stromversorgungsvorrichtung 30 in 4.
In dieser Ausführungsform
sind die Spannungswerte für
die Heizvorrichtung und die Schalter unterschiedlich. Folglich liefert die
Stromversorgungsvorrichtung 40 zwei Spannungen. Die erste
Spannung wird an der Heizvorrichtung von jeder Düse durch die Busleitung 42 angelegt;
die zweite Spannung wird am Schalter von jeder Düse durch die Busleitung 43 angelegt.
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Die
dritte bevorzugte Ausführungsform
gemäß dieser
Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern/Regeln einer einstellbaren
Spannungsversorgung für
einen Druckkopf, der in einem thermischen Tintenstrahldrucker angeordnet
ist. In dieser Ausführungsform
ist eine Nachschlagetabelle vorab zum Speicher mehrerer Sätze von
Steuersignalen gemäß einer
Mehrzahl von Druckarten vorgesehen. Siehe auch 6. 6 ist
das Ablaufdiagramm dieses Verfahrens. Der erste Schritt S61 beinhaltet
das Empfangen eines Befehls, der darstellt, dass ein Anwender eine
Druckart unter der Mehrzahl der Druckarten als endgültige Druckart
auswählt.
Der zweite Schritt S62 wählt
einen Satz von Steuersignalen unter der Mehrzahl von Sätzen der
in der Nachschlageta belle gespeicherten Steuersignale als einen
Satz von endgültigen
Steuersignalen gemäß dem im
ersten Schritt empfangenen Befehl aus. Der Satz der endgültigen Steuersignale
entspricht der endgültigen Druckart.
Der dritte Schritt S63 beinhaltet das Einstellen der einstellbaren
Spannungsversorgung, so dass die einstellbare Spannungsversorgung
mindestens eine Spannung gemäß des Satzes
von endgültigen Steuersignalen
an der Mehrzahl der Düsen
anlegt.
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Weil
die Impedanzen der Düsen
in Betracht gezogen werden, kann diese Erfindung vorab die Spannungsschwankungen
ausgleichen, die durch die Impedanzen der Düsen und der Verbindungsdrähte gemäß der Anzahl
der in den unterschiedlichen Druckarten zu verwendenden Düsen hervorgerufen
werden. Somit werden stabile und genaue Spannungen angelegt.
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Mit
dem Beispiel und den obigen Erläuterungen
werden die Merkmale und der Inhalt der Erfindung gut beschrieben.
Durchschnittsfachleute werden leicht feststellen, dass verschiedene
Modifikationen und Änderungen
der Vorrichtung gemacht werden können,
während
die Lehre der Erfindung beibehalten wird. Folglich sollte die obige
Offenbarung dahin ausgelegt werden, dass sie nur durch Maß und Ziel
der beigefügten
Ansprüche
begrenzt wird.