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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Tintenstrahlreihenkopf, der als Tintenstrahlkopf in
einem Zeilendrucker verwendet wird. Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf einen Tintenstrahlreihenkopf, der bedarfsweise
aktiv wird und eine Anordnung aus einer Vielzahl identisch aufgebauter
Tintenstrahlkopfeinheiten aufweist.
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HINTERGRUND
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Eine Tintenstrahlvorrichtung mit
einem Tintenstrahlreihenkopf dieser Art wird beispielsweise in der
japanischen geprüften
Patentanmeldung (Kokoku) 3-58917 gelehrt. Eine Tintenstrahlvorrichtung, wie
sie die genannte Anmeldung lehrt, weist einen Tintenstrahlreihenkopf
auf, der eine Vielzahl von je eine Vielzahl von Tintendüsen besitzenden
Tintenstrahlkopfeinheiten umfaßt,
die hintereinander in einer Reihe mit der Tintendüsenanordnung
angeordnet sind (mit anderen Worten, in der Zeilendruckrichtung).
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In 13 gezeigte
Tintenstrahlkopfeinheiten 10(n) (n ist eine ganze Zahl
von eins oder mehr mit nur Tintenstrahlkopfeinheiten 10(1) und 10(2) gemäß 13), sind in einer Reihe
angeordnet und miteinander Stirn an Stirn verbunden. In einer Reihe
in der Zeilendruckrichtung angeordnete Tintendüsen 11(m) (m ist eine
ganze Zahl von eins oder mehr) müssen voneinander
beabstandet sein, und zwischen allen Düsen muß der gleiche Abstand p bestehen.
In benachbarten Tintenstrahlkopfeinheiten 10(1) und 10(2) müssen die
erste und die letzte (d. h. stirnseitige) Tintendüse 11(128) und 11(1) auch
in diesem gleichen Abstand p voneinander liegen. Das bedeutet, daß die Dicke
der Wand, die Tintenkammern trennt, welche mit den stirnseitigen
Tintendüsen 11(1) und 11(128) jeder
Tintenstrahlkopfeinheit in Verbindung stehen, mit anderen Worten,
die aneinandergrenzenden Stirnwände 12(1) und 12(128) der Tintenstrahlkopfeinheiten
die Hälfte
der Dicke der Wand ausmachen muß,
welche die mit den anderen Tintendüsen in Verbindung stehenden
Tintenkammern trennt.
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Aber ein Ändern der Dicke der Wand bedeutet,
daß die
Steifheit der Stirnwände
geringer ist als die Steifheit der anderen innenliegenden Trennelemente
zwischen Tintenkammern, und daß das
Tintenabgabemerkmal der diesen stirnseitigen Tintenkammern zugeordneten
Tintendüsen
sich vom Abgabemerkmal der anderen innenliegenden Tintendüsen unterscheidet.
Das ist unerwünscht,
weil unterschiedliche Tintenabgabemerkmale die Druckqualität mindern.
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Wie oben erwähnt, sind die Tintenstrahlkopfeinheiten
außerdem
an der Außenseite
dieser Stirnwände
miteinander verbunden. Das bedeutet, daß die Stirnwände mit
guter Präzision
fertigbearbeitet sein müssen.
Da dies aber die Herstellung viel schwieriger macht, ist es unerwünscht.
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Diese Schwierigkeiten können aber
gelöst werden,
wenn man die Tintendüsen
der Tintenstrahlkopf einheiten in einem versetzten Muster anordnet, wie
es die japanische nicht geprüfte
Patentanmeldung (Kokai) 8-127137 lehrt.
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Bei der versetzten Anordnung von
Tintendüsen
in den Tintenstrahlkopfeinheiten besteht aber ein Problem darin,
daß es
schwieriger ist, die Tintenstrahlkopfeinheiten im Verhältnis zueinander
anzuordnen. Eine ungenaue Ausrichtung der Tintenstrahlkopfeinheiten
hat eine schlechtere Druckqualität
zur Folge und ist deshalb offensichtlich unerwünscht. Außerdem ist noch kein Verfahren
zur präzisen
und leichten Ausrichtung von Tintenstrahlkopfeinheiten miteinander
vorgeschlagen worden.
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Wenn man eine versetzte Tintendüsenanordnung
benutzt, muß außerdem die
Antriebszeitsteuerung der Tintendüsen zwischen den Tintendüsenkopfeinheiten
eingestellt werden, damit die aus unterschiedlichen Tintendüsen ausgestoßenen Tintentröpfchen auf
dem Bedruckmedium in die gleiche Zeile geraten. Wenn also der Tintenstrahlkopf
eine Vielzahl von Tintenstrahlkopfeinheiten mit einer versetzten
Tintendüsenanordnung
aufweist, ist die zum Einstellen der Antriebszeitsteuerung benötigte Schaltungsanordnung
im Vergleich zu einer Antriebsschaltung eines Tintenstrahlreihenkopfes,
dessen Tintendüsen
in einer Geraden liegen, komplizierter.
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US-A-5 252 043 offenbart einen Tintenstrahlreihenkopf,
der eine Vielzahl von Kopfeinheiten aufweist, wobei jede Einheit
eine Düsenfläche, in
der Tintendüsen
im wesentlichen in einer Reihe ausgebildet sind, und eine Bezugsfläche besitzt,
die zur Düsenfläche orthogonal
und parallel zur Richtung der Tintendüsenreihe liegt. Er weist auch
eine Grundplatte auf, die eine erste und eine zweite Oberfläche hat, welche
eine erste bzw. zweite Ebene zum Befestigen der Kopfeinheiten bilden,
sowie einen gemeinsamen Tintenzufuhrweg in der Grundplatte, um jede
Kopfeinheit mit Tinte zu versorgen. In der ersten und zweiten Oberfläche sind
jeweils Ausnehmungen vorgesehen, die in einem versetzten Muster
in Richtung der Tintendüsenreihe
angeordnet sind, wobei die Kopfeinheiten so angeordnet sind, daß ein Teil
jeder Kopfeinheit in einer entsprechenden Ausnehmung aufgenommen
ist. Damit haben die Kopfeinheiten an den beiden Seiten der Grundplatte
einen Abstand voneinander in Richtung der Tintendüsenreihe,
denn die Anordnung an einer Seite der Grundplatte ist gegenüber der
an der anderen Seite so versetzt, daß eine Kopfeinheit an einer
Seite mit dem Raum zwischen benachbarten Kopfeinheiten auf der anderen
Seite ausgerichtet ist.
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JP-A-58-038170 offenbart einen Tintenstrahlreihenkopf
mit einer Vielzahl von Kopfeinheiten, von denen jede Einheit eine
Düsenfläche, in
der Tintendüsen
im wesentlichen in einer Reihe ausgebildet sind, sowie eine Bezugsfläche hat,
die orthogonal zur Düsenfläche und
parallel zur Richtung der Tintendüsenreihe liegt, und mit einer
Grundplatte, die eine erste und zweite Oberfläche zum Befestigen der Kopfeinheiten
hat, wobei die erste und zweite Oberfläche in einem versetzten Muster
in Richtung der Tintendüsenreihe
in einer sägezahnartigen
Anordnung, bei der alle ersten und zweiten Flächen sich in unterschiedlichen
Ebenen befinden, angeordnet sind.
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US-A-4 463 359 offenbart einen Tintenstrahlreihenkopf
mit einer Vielzahl von Kopfeinheiten, von denen jede Einheit eine
Düsenfläche, in
der Tintendüsen
im wesentlichen in einer Reihe ausgebildet sind, und eine Bezugsfläche hat,
die zur Düsenfläche orthogonal
und zur Richtung der Tintendüsen reihe parallel
ist, und mit einer Grundplatte, die zum Befestigen der Kopfeinheiten
eine erste und zweite Oberfläche
hat, die in einem versetzten Muster in Richtung der Tintendüsenreihe
angeordnet sind, wobei ein Abstand zwischen versetzten Tintendüsenreihen
in den versetzten Kopfeinheiten ein ganzzahliges Vielfaches einer
Grundauflösung
einer gedruckten Abbildung ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
einen Tintenstrahlreihenkopf zu schaffen, bei dem die Tintenstrahlkopfeinheiten
auf einfache Weise präzise
in versetzten Reihen im Verhältnis
zueinander ausgerichtet werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drucker zu schaffen,
der mit einem solchen Tintenstrahlkopf arbeitet.
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Diese Ziele werden mit einem Tintenstrahlreihenkopf
gemäß Anspruch
1 bzw. einem Drucker gemäß Anspruch
6 erreicht. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erste und zweite Aufnahmeflächen für Kopfeinheiten
sind auf der gleichen Seite der Aufnahmeschicht (Grundplatte) für Kopfeinheiten
ausgebildet. Die ersten Aufnahmeflächen für Kopfeinheiten sind in einem
spezifischen Intervall auf dieser Seite der Aufnahmeschicht für Kopfeinheiten
ausgebildet. Zwischen einander benachbarten ersten Aufnahmeflächen für Kopfeinheiten
ist ein Vorsprung, der um ein bestimmtes Stück von diesen Flächen vorsteht.
Die zweiten Aufnahmeflächen
für Kopfeinheiten
sind dann auf diesen Vorsprüngen
ausgebildet.
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In einer Verwirklichung ist der Tintenstrahlkopf
vom Typ mit elektrostatischem Antrieb. Eine Tintenstrahlkopfeinheit
mit elektrostatischem Antrieb weist eine mit einer Tintendüse in Verbindung
stehende Druckkammer für
Tinte und einen elektrostatischen Antriebsmechanismus zum Ändern des
Volumens der Druckkammer für
Tinte mittels elektrostatischer Kraft auf, um als Folge dieser Volumenänderung
Tintentröpfchen
aus den Tintendüsen
abzugeben.
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Um diese Tintenstrahlkopfeinheit
mit elektrostatischem Antrieb weiter zu verkleinern, hat die Tintenstrahlkopfeinheit
vorzugsweise laminierte, miteinander verbundene erste, zweite und
dritte Substrate. Im ersten Substrat ist eine gemeinsame Tintenkammer
ausgebildet, die mit dem gemeinsamen Tintenweg in Verbindung steht.
Die Tintendüsen
und die Druckkammer für
Tinte sind zwischen dem ersten und zweiten Substrat ausgebildet.
Der elektrostatische Antriebsmechanismus ist vorzugsweise zwischen
dem zweiten und dritten Substrat ausgebildet.
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Bei einer anderen Verwirklichung
ist die Bezugsfläche
für die
Aufnahme die Seite des ersten Substrates, die derjenigen Seiten
gegenüberliegt,
mit der das zweite Substrat verbunden ist, oder die Seite des dritten
Substrats, die der Seite gegenüberliegt, mit
der das zweite Substrat verbunden ist.
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Um eine komplizierte Schaltungsanordnung zum
Einstellen der Antriebszeitsteuerung der versetzten Tintenstrahlkopfeinheiten
in einem Tintenstrahlreihenkopf gemäß der vorliegenden Erfindung zu vermeiden,
ist der Abstand zwischen versetzten Tintendüsenreihen in den versetzten
Tintenstrahlkopfeinheiten ein ganzzahliges Vielfaches der Grundauflösung einer
gedruckten Abbildung.
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Gemäß einem weiteren Aspekt bietet
die Erfindung einen Drucker mit einem Tintenstrahlreihenkopf, einen
Formulartransportmechanismus zum Transportieren eines Bedruckmediums
und einen Tintenzufuhrmechanismus für die Zufuhr von Tinte zu dem
Tintenstrahlreihenkopf. Der Tintenstrahlreihenkopf ist so angeordnet,
daß er
einen Druckbereich eines Bedruckmediums überdeckt, der mit dem Formulartransportmechanismus
transportiert wird.
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Durch Bedrucken eines Bedruckmediums mittels
des Tintenstrahlreihenkopfes, während
das Bedruckmedium transportiert wird, kann ein Drucker gemäß der Erfindung
mit hoher Geschwindigkeit drucken, ohne daß eine komplizierte Antriebsschaltung nötig ist.
Außerdem
ist er einfach herzustellen.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung
besteht darin, daß ein
Tintenstrahlreihenkopf geschaffen wird, bei dem Tintenstrahlkopfeinheiten
mit einer versetzten Tintendüsenanordnung
leicht und mit guter Präzision
im Verhältnis
zueinander anzuordnen sind.
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Die Einzelheiten eines oder mehrerer
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den beigefügten
Zeichnungen und der folgenden Beschreibung aufgeführt. Weitere
Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung
und Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen hervor.
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BESCHREIBUNG
VON ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Stirnansicht eines Tintenstrahlreihenkopfes mit einer versetzten
Anordnung von Kopfeinheiten.
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2(a) ist
eine Schnittansicht einer in 1 gezeigten
Tintenstrahlkopfeinheit, und 2(b) ist
eine Schnittansicht durch Linie b-b in 2(a).
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3 ist
ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung in einem Drucker.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahlreihenkopfes gemäß der Erfindung.
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5 ist
eine Schnittansicht durch Linie IV-IV in dem in 4 gezeigten Tintenstrahlreihenkopf.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer Aufnahmeschicht für Kopfeinheiten
in dem in 4 gezeigten
Tintenstrahlreihenkopf.
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7 ist
ein weiteres erläuterndes
Diagramm des in 4 gezeigten
Tintenstrahlreihenkopfes.
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8(a) ist
eine erläuternde
Ansicht einer alternativen Ausführung
des in 4 gezeigten Tintenstrahlreihenkopfes,
und 8(b) zeigt den Umriß einer
Kappe für
die in 4 gezeigten versetzten
Tintenstrahlkopfeinheiten.
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9 ist
eine erläuternde
Ansicht einer alternativen Ausführung
der in 4 gezeigten Tintenstrahlkopfeinheit.
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10 zeigt
eine weitere alternative Ausrichtung der versetzten Tintenstrahlkopfeinheiten
in einem in 4 gezeigten
Tintenstrahlreihenkopf.
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11 ist
eine Schrägansicht
und zeigt das Aussehen eines Ausführungsbeispiels eines Druckers.
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12 zeigt
die Hauptbestandteile des in 1 1
gezeigten Druckers; und
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13 veranschaulicht
einen Tintenstrahlreihenkopf.
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In den verschiedenen Zeichnungen
sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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1 ist
eine Stirnansicht eines Tintenstrahlreihenkopfes. Wie 1 zeigt, weist dieser Tintenstrahlreihenkopf 1 eine
Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten
auf, die eine bestimmte Dicke hat und an deren beiden Seiten parallele,
ebene Aufnahmeflächen 3 und 4 für Kopfeinheiten
ausgebildet sind. Auf diesen Aufnahmeflächen 3 und 4 sind
insgesamt fünf
Tintenstrahlkopfeinheiten 5 (5(1) bis 5(5))
angebracht.
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Bei diesem Beispiel, das nicht in
den Umfang der Ansprüche
fällt,
sind zwei Tintenstrahlkopfeinheiten 5(2) und 5(4) an
einer Aufnahmefläche 3 für Kopfeinheiten
und die übrigen
drei Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1), 5(3) und 5(5)
an der anderen Aufnahmefläche 4 für Kopfeinheiten
angeordnet. Jede der Tintenstrahlkopfeinheiten ist an der Aufnahmeschicht 2 mittels
Klebstoff befestigt. Die Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) sind
außerdem
im Aufbau identisch und haben die Gestalt eines ebenen, rechteckigen
Parallelepipedons. In jeder Tintenstrahlkopfeinheit 5 ist längs der
Breite der Tintendüsenfläche 5a (Stirnfläche) eine
Vielzahl von Tintendüsen 51 angeordnet. Es
sei erwähnt,
daß die
Tintendüsenfläche 5a ein rechteckiges
Profil mit langer horizontaler Erstreckung hat. Orthogonal zur Tintendüsenfläche 5a erstreckt
sich die Rückseite 5b jeder
Tintenstrahlkopfeinheit 5(1) bis 5(5) als Ebene
parallel zur Reihe der Tintendüsen 51.
Diese Rückseite 5b ist
die Bezugsfläche
zum Anbringen der Tintenstrahlkopfeinheit 5 an der Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten.
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Die Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) sind
an der Rückseite 5b (Aufnahmebezugsfläche) mit den
Aufnahmeflächen 3 und 4 der
Kopfeinheit mit gleichbleibender Lücke zwischen ihnen versetzt
an entgegengesetzten Seiten der Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten
verbunden, wie 1 zeigt.
Durch genaue Herstellung der Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten
mit einer gleichbleibenden Dicke der Aufnahmeschicht 2,
d. h. einer gleichbleibenden Lücke
zwischen den Aufnahmeflächen 3 und 4 für Kopfeinheiten
und durch genaue Herstellung der Tintenstrahlkopfeinheiten, so daß der Abstand
von der Bezugsfläche,
d. h. der Rückseite
5b für
Tintenstrahlkopfeinheitenanbringung bis zu den Tintendüsen 51 gleichbleibend
ist, können
Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) genau
positioniert und ausgerichtet werden, indem einfach die Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) an
den Aufnahmeflächen 3 und 4 für Kopfeinheiten
angeklebt werden.
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Als nächstes werden einander benachbarte Tintenstrahlkopfeinheiten 5(3) und 5(4) in
Richtung der Tintendüsenreihe
(d. h. in Zeilendruckrichtung) versetzt zueinander so positioniert,
daß die
stirnseitige Tintendüse 51 (3b) der
einen Tintenstrahlkopfeinheit 5(3) und die stirnseitige
Tintendüse 51 (4b) der anderen
Tintenstrahlkopfeinheit 5(4) den gleichen Düsenabstand
(Abstand p) haben, wie der Abstand p zwischen Tintendüsen innerhalb
jeder Tintenstrahlkopfeinheit. Die anderen versetzten Tintenstrahlkopfeinheiten
werden gleichfalls positioniert. Folglich ist der Düsenabstand
der gleiche Abstand p zwischen allen Düsen des Tintenstrahlreihenkopfes 1 in Richtung
der Düsenreihe
gesehen (d. h. in Druckzeilenrichtung).
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Außerdem ist der Abstand t zwischen
der Mittellinie L1 durch die Tintendüsen der Tintenstrahlkopfeinheiten 5(2) und 5(4) an
der Aufnahmefläche 3 für Kopfeinheiten
und der Mittellinie L2 durch die Tintendüsen der Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1), 5(3) und 5(5) an
der Aufnahmefläche 4 für Kopfeinheiten
ein ganzzahliges Vielfaches des Abstandes p.
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Im Innern der Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten
ist ein gemeinsamer Tintenzufuhrweg 21 ausgebildet. Mit
der an einem Ende dieses Tintenzufuhrweges 21 gebildeten
Tintenzufuhröffnung 22 ist ein
Tintenröhrchen 23 verbunden.
So kann Tinte den Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) von
einem (in den Figuren nicht gezeigten) Tintenbehälter über das Tintenröhrchen und
den Tintenzufuhrweg 21 zugeführt werden.
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2(a) und (b) zeigen den typischen Aufbau der Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5).
Eine Tintenstrahlkopfeinheit 5 gemäß dieser Darstellung ist ein
Tintenstrahlkopf des Typs mit elektrostatischem Antrieb, bei dem
eine elektrostatische Kraft benutzt wird, um eine Membran in Schwingung
zu versetzen, damit das Volumen in einer mit einer Tintendüse in Verbindung
stehenden Tintenkammer geändert
und dadurch ein Tintentröpfchen
aus der Düse abgegeben
wird. Als Alternative kann eine Vorrichtung des piezoelektrischen
Typs verwendet werden, die ein piezoelektrisches Element nutzt,
um das Volumen in einer mit einer Tintendüse in Verbindung stehenden
Tintenkammer zu ändern
und dadurch ein Tintentröpfchen
aus der Düse
abzugeben. Gemäß noch einer
anderen Alternative kann ein Heizelement benutzt werden, um Tinte
in einer mit der Düse
in Verbindung stehenden Tintenkammer zu verdampfen, dadurch das
Volumen zu ändern
und die Abgabe eines Tintentröpfchens
zu veranlassen.
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Bei Verwendung einer Tintenstrahlkopfeinheit 5 des
Typs mit elektrostatischem Antrieb ist eine Unterdrückung der
Wärmeerzeugung
und des Energieverbrauchs der Tintenstrahlkopfeinheit 5 möglich. Im
wesentlichen keine Themen sind außerdem der Energieverbrauch
oder die Wärmeerzeugung
bei einer Tintenstrahlkopfeinheit 5 mit elektrostatischem Antrieb,
was infolgedessen besonders gut geeignet ist zur Verwendung bei
einem Tintenstrahlreihenkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei dem die Anzahl angetriebener Tintendüsen pro
Tintenstrahlkopf groß sein
kann.
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Wie 2(a) und (b) zeigen, weist die Tintenstrahlkopfeinheit 5 eine
obere Platte 52 aus Silizium und eine untere Platte 54 aus
Glas mit einer zwischen ihnen in einem dreischichtigen Laminatgefüge angeordneten
Platte 53 aus Silizium mit Hohlräumen auf.
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Die Tintendüsen 51 sind in der
Tintendüsenfläche 5a (Stirnfläche) in
einer Reihe in Richtung orthogonal zur Papieroberfläche ausgebildet.
Jede Tintendüse 51 ist
mit einer Tintendruckkammer 55 verbunden. Jede Tintendruckkammer 55 steht
mit der gemeinsamen Tintenkammer 57 über eine Tintenzufuhröffnung 56 von
kleinem Durchmesser in Verbindung. Die gemeinsame Tintenkammer 57 steht
mit dem gemeinsamen Tintenzufuhrweg 21 der Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten über eine
Tintenzufuhröffnung 58 in
Verbindung, welche die Platte 54 aus Glas durchsetzt.
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Die Bodenwand jeder Tintendruckkammer 55 ist
eine flexible Membran 59, die senkrecht zur Oberfläche verdrängbar ist.
Jeder Membran 59 gegenüberliegend
ist eine einzelne Elektrode 60 auf der Oberfläche der
Platte 54 aus Glas gebildet. In der Platte 53 mit
Hohlräumen
ist eine gemeinsame Elektrode 61 gebildet. Zwischen der
gemeinsamen Elektrode 61 und der individuellen Elektrode 60 der
anzutreibenden Düse
wird von einem Kopftreiber 62 ein Antriebsspannungsimpulssignal
angelegt. Diese angelegte Spannung erzeugt eine elektrostatische
Kraft (Anziehung) zwischen der Membran 59 und der individuellen
Elektrode 60, zwischen denen ein geringfügiger Abstand
besteht. Diese elektrostatische Kraft verursacht, daß die Membran 59 abgelenkt
(flexibel verlagert) wird. Wenn dann die angelegte Spannung aufgehoben
wird, kehrt die Membran 59 flexibel zurück. Diese Kräfte der
elektrostatischen Anziehung und flexiblen Wiederherstellung verändern das
Volumen der Tintendruckkammer 55 und verursachen, daß ein Tintentröpfchen 63 aus
der Tintendüse 51 auf das
Bedruckpapier 64 ausgestoßen wird.
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Ein Tintenstrahlreihenkopf 1 gemäß diesem nicht
beanspruchten Beispiel ist in einen Drucker eingebaut, wie unten
näher erläutert. Wenn
Papier 64, d. h. das Bedruckmedium durch den Drucker vorwärtsbewegt
wird, wird vom Kopftreiber 62 synchronisiert mit der Vorwärtsbewegung
des Papiers 64 ein Antriebsspannungsimpulssignal angelegt,
um das Papier 64 zu bedrucken. Das Bedruckmedium ist nicht auf
Papier 64 beschränkt,
sondern es können
auch andere Stoffe sein, wie bedruckbare Bögen, Siegel oder Etiketten,
Anhänger
und Scheine. Für
einen Tintenstrahlreihenkopf 1 kann das Bedruckmedium je nach
der Verwendung des Druckinhalts entsprechend gewählt werden.
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3 ist
ein Blockschaltbild und zeigt die Steuerschaltung 30 eines
Druckers 150, der im Zusammenhang mit der Erfindung verwendbar
ist. Die in 3 gestrichelt
umrahmte Fläche 35 ist
ein Blockschaltbild der Steuerschaltung für einen Tintenstrahlreihenkopf.
Die Druckersteuerschaltung 30 kann erzielt werden durch
Verwendung eines Mikroprozessors, bei dem verschiedene Prozesse
mittels der Operation in einer Zentraleinheit CPU erzielt werden.
Genauer gesagt können
die nötigen Steuerprogramme
in einem ROM oder einer sonstigen nichtflüchtigen Speichervorrichtung
gespeichert sein. Aus dem ROM gelesene Programme laufen dann mit
Hilfe eines RAM als Arbeitsspeicher ab, um die Steueroperationen
durchzuführen.
Diese Bauelemente sind über
einen internen Bus 31 miteinander verbunden. Ergebnisse
der Operationen werden über
einen Eingabe/ Ausgabeanschluß I/O
an den Motortreiber und sonstige Peripheriegeräte ausgegeben. Die Druckersteuerschaltung 30 ist
auch mit einem Rechner 32 höherer Ordnung verbunden, dem
das Druckbild (Daten) als eine rasterförmige Bitabbildung zugeleitet wird.
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Ein Tintenstrahlreihenkopf 35 weist
die oben beschriebenen Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) und
entsprechende Kopftreiber 34 auf. Die Kopftreiber 34 sind
1 : 1 mit den Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) verbunden.
Ein Antriebsspannungsimpuls wird in geeigneter Weise von einem Kopftreiber 34 an
die entsprechende Tintenstrahlkopfeinheit 5 angelegt, um
aus der Tintendüse
ein Tintentröpfchen abzugeben.
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Die rasterförmigen Bitabbildungsdaten werden
von einem Rasterdatenkonverter 33, bei dem es sich um ein
Gate Array handelt, in Rasterdaten umgewandelt, die für die Anordnung
der Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) und
die Tintendüsenanordnung
des Tintenstrahlreihenkopfes 35 geeignet sind. Dann werden
die Rasterdaten den Kopftreibern 34 und Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) des Tintenstrahlreihenkopfes 35 zugeführt.
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Diese rasterförmige Bitabbildung ist eine
Datenstruktur, in der die Daten rechtwinklig zur Transportrichtung
des Papiers 64, d. h. in Datenabtastrichtung angeordnet
sind. Die die Datenverarbeitungseinheit darstellenden 8-Bit Datenblöcke sind
in Datenabtastrichtung von dem MSB zum LSB angeordnet. Jedes Byte
Daten, d. h. jede Datenverarbeitungseinheit wird so vom Rasterdatenkonverter 33 in ein
getrenntes Rasterdatenarray entsprechend jeder der Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) des
Tintenstrahlreihenkopfes 35 umgewandelt.
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Wie unter Hinweis auf 1 beschrieben wurde, ist
der Abstand t zwischen den Mittellinien L1 und L2 der in zwei versetzten
Reihen angeordneten Tintendüsen
ein ganzzahliges Vielfaches des Düsenabstandes p. Deshalb ist
es möglich,
mittels einer Datenumwandlungsoperation, die mittels einer einfachen
Hardwarekonstruktion erzielt wird, Rasterbitabbildungsdaten in ein
Rasterdatenarray umzuwandeln, welches zum Antrieb der Tintendüsen der
Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) des Tintenstrahlreihenkopfes 35 geeignet
ist, ohne eine besondere Verzögerungsschaltung
zu benötigen
und mit nur minimaler Speicherung für die Datenumwandlungsoperation.
Wie schon erwähnt,
sind die Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5)
eines Tintenstrahlreihenkopfes 1 in zwei versetzten Reihen
mit einer zwischen ihnen liegenden Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten
angeordnet.
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Wenn man die Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten
auf eine konstante Schichtdicke herstellt, d. h. einen genauen Abstand
zwischen den Aufnahmeflächen 3 und 4 für Kopfeinheiten,
und wenn man jede Tintenstrahlkopfeinheit exakt so herstellt, daß der Abstand
von der Rückseite 5b,
d. h. der Bezugsfläche
für die
Anbringung von Tintenstrahlkopfeinheiten zur Tintendüse 51 konstant
ist, ist es folglich möglich,
versetzte Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) exakt
zu positionieren, indem Tintenstrahlkopfeinheiten 5(1) bis 5(5) einfach
an den Aufnahmeflächen 3 und 4 für Kopfeinheiten angeklebt
werden.
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Außerdem kann der Düsenabstand
p zwischen den Tintendüsen
versetzter, einander benachbarter Tintenstrahlkopfeinheiten auch
identisch mit dem Abstand p zwischen anderen Tintendüsen gemacht
werden, ohne daß die
Dicke der Stirnwände 66 der
Tintenstrahlkopfeinheiten dünner
gemacht wird als die inneren Tintenkammertrennwände 67. Damit kann
das Merkmal der Tintenabgabe aus den stirnseitigen Tintendüsen jeder
Tintenstrahlkopfeinheit identisch mit der Tintenstrahlabgabeeigenschaft der
inneren Tintendüsen
gehalten werden. Deshalb kann eine gute Druckqualität aufrechterhalten
werden.
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Die Herstellung wird deshalb leichter
gemacht, weil es nicht nötig
ist, die Stirnwände
der Tintenstrahlkopfeinheiten präzise
zu bearbeiten, wie beim Stand der Technik, wenn die Tintenstrahlkopfeinheiten
in einer einzigen Reihe angeordnet werden.
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Darüber hinaus ist der Abstand
t zwischen den Mittellinien L1 und L2 der in zwei versetzten Reihen
angeordneten Tintendüsen
ein ganzzahliges Vielfaches des Düsenabstandes p. Deshalb ist
es möglich,
die Antriebszeitsteuerung leicht zu steuern, damit die Druckposition
der Tintenstrahlköpfe
an einer Seite zu der Druckposition der Tintenstrahlköpfe an der
anderen Seite paßt.
Die Tintenstrahlkopfeinheiten können
folglich so angetrieben werden, daß bei Verwendung einer Treiberschaltung
von einfacher Konstruktion eine hohe Druckqualität erzielt wird.
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Wünschenswerte
Wirkungen und Vorteile können
erzielt werden, wenn der Mittellinienabstand t zwischen Tintendüsen irgendein
positives ganzzahliges Vielfaches einer Grundauflösung des
Bildes ist, welches von einem Drucker mit einem Tintenstrahlreihenkopf
gemäß der vorliegenden
Erfindung gedruckt wird.
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Die hier verwendete grundlegende
Bildauflösung
ist äquivalent
zum Abstand zwischen den Tintendüsen
des Tintenstrahlreihenkopfes 1 in Datenabtastrichtung;
in der Transportrichtung des Bedruckmediums ist es der Abstand,
der erhalten wird, wenn man die kürzeste Periode, mit der Tintentröpfchen aus
igendeiner gleichbleibenden Düse
des Tintenstrahlreihenkopfes kontinuierlich abgegeben werden können mit
der Transportgeschwindigkeit des Bedruckmediums multipliziert.
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Bei diesem nicht beanspruchten Beispiel druckt
der Drucker mit einer Grundauflösung
von 1/360 Zoll (360 dpi) in Datenabtastrichtung und Transportrichtung
des Bedruckmediums. Darüber
hinaus ist der gemeinsame Tintenzufuhrweg 21 in der Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten
zwischen den ungeraden und den geraden Tintenstrahlkopfeinheiten 5 angeordnet.
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Um eine Größe zu gewährleisten, die ausreicht, um
eine mangelhafte Tintentröpfchenabgabe zu
verhüten,
muß der
Tintenzufuhrweg 21 einen Innendurchmesser von 7,5 mm haben.
Deshalb ist die Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten 8,5
mm dick, eine Dicke, die nötig
ist, um durch Spritzguß eine
stabile Gestalt zu erhalten. Die Tintenstrahlkopfeinheit 5 ist
0,5 mm dick. Das bedeutet, daß die
Antriebsschaltung vereinfacht werden kann, wenn der kürzeste Abstand
t zwischen der Tintendüsenmittellinie
größer ist als
die Summe der Dicke der Aufnahmeschicht 2 für Kopfeinheiten
und der Dicke der Tintenstrahlkopfeinheit 5, also 8,5 mm
+ 0,5 mm = 9,0 mm. In diesem Fall wird der Abstand t auf 16/45 Zoll
oder etwa 9,03 mm gesetzt, was 128 mal so groß ist wie die Grundauflösung als
kleinstes ganzzahliges Vielfaches der Basis in einem Bereich größer als
9,0 mm.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahlkopfes
gemäß der Erfindung
wird nun anhand von 4 bis 6 beschrieben. 4 ist eine perspektivische
Ansicht der Gesamtkonfiguration dieses Tintenstrahlreihenkopfes, 5 ist eine Schnittansicht durch
die Linie IV-IV in 4 und 6 ist eine perspektivische
Ansicht der Aufnahmeschicht für
Kopfeinheiten.
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Wie 4 zeigt,
weist ein Tintenstrahlreihenkopf 101 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel eine
Aufnahmeschicht 102 für
Kopfeinheiten auf, an der gleichen Seite der Aufnahmeschicht 102 für Kopfeinheiten
sind erste und zweite Kopfaufnahmeflächen 103 und 104 ausgebildet,
auf der ersten Kopfaufnahmefläche 103 sind
zwei Tintenstrahlkopfeinheiten 105(2) und 105(4) angebracht,
und auf der zweiten Kopfaufnahmefläche 104 sind zwei
Tintenstrahlkopfeinheiten 105(1) und 105(3) angebracht.
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Im Innern der Aufnahmeschicht 102 für Kopfeinheiten
ist in Längsrichtung
ein gemeinsamer Tintenzufuhrweg 121 ausgebildet. Tinte
wird von einer externen Quelle über
diesen gemeinsamen Tintenzufuhrweg 121 zu den Tintenstrahlkopfeinheiten 105(1) bis 105(4) geleitet.
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Die erste und zweite Kopfaufnahmefläche 103 und 104 sind
in dieser Aufnahmeschicht 102 für Kopfeinheiten wie folgt ausgebildet.
Die erste Kopfaufnahmefläche 103 weist
zwei Aufnahmeflächen 103(1) und 103(2) auf,
die einem bestimmten Intervall auf einer ebenen Oberfläche der
Aufnahmeschicht 102 für
Kopfeinheiten ausgebildet sind, welche einen langen, schmalen, rechteckigen
Umriß hat. Zwischen
diesen beiden Aufnahmeflächen 103(1) und 103(2) stehen
Vorsprünge 114(1) und 114(2) um einen
bestimmten Abstand von der Oberfläche der Aufnahmeschicht 102 für Kopfeinheiten
vor. Die zweite Kopfaufnahmefläche 104 ist
von den Oberflächen 104(1) und 104(2) dieser
Vorsprünge 114(1) und 114(2) gebildet.
Die ersten Kopfaufnahmeflächen 103(1) und 103(2) sind
auf einer gleichen Ebene angeordnet, und die zweiten Kopfaufnahmeflächen 104(1) und 104(2) sind
ebenso auf einer gleichen Ebene angeordnet. Diese beiden Ebenen
sind aber unterschiedliche Ebenen.
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Die Tintenstrahlkopfeinheiten 105(1) bis 105(4) (nachfolgend
insgesamt als Tintenstrahlkopfeinheit 105 bezeichnet) können Vorrichtungen des
Typs mit elektrostatischem Antrieb ebenso wie die Tintenstrahlkopfeinheiten 5 des
Tintenstrahlreihenkopfes 1 sein, wie oben im Zusammenhang
mit 1 bis 3 beschrieben. Um die Größe, insbesondere
in Richtung von vorn nach hinten zu reduzieren, ist eine Tintenstrahlkopfeinheit 105 gemäß diesem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wie folgt aufgebaut.
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Es wird in erster Linie auf 5 verwiesen. Diese Tintenstrahlkopfeinheit 105 hat
eine Vielzahl von Tintendüsen 133,
die in einer Reihe längs
der Breite des Kopfes (in 5 gesehen
vertikal) auf der Tintendüsenfläche 132 angeordnet
sind, d. h. an der Stirn der Tintenstrahlkopfeinheit 105.
Jede Tintendüse 133 steht
mit einer Tintendruckkammer 134 in Verbindung, die von
der Vorderseite der Tintendüsenfläche 132 gesehen
nach hinten im Kopf ausgebildet ist. Die Tintendruckkammern 134 sind
auch längs
der Breite der Tintenstrahlkopfeinheit 105 angeordnet, und
benachbarte Tintendruckkammern 134 sind durch ein Trennelement
getrennt. Jede Tintendruckkammer 134 steht über jeweils
zwischengeschaltete Tintenzufuhröffnungen 135 mit
einer gemeinsamen Tintenkammer 136 in Verbindung. Die gemeinsame Tintenkammer 136 ist
in Richtung der Dicke des Kopfes auf die Tintendruckkammer 134 laminiert.
Der gemeinsamen Tintenkammer 136 wird Tinte über eine zwischengeschaltete
Tinteneinlaßöffnung 139 vom gemeinsamen
Tintenzufuhrweg 121 im Innern der Aufnahmeschicht 102 für Kopfeinheiten
zugeführt.
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Das Volumen jeder Tintendruckkammer 134 wird
von einem elektrostatischen Antriebsmechanismus unabhängig variiert,
um den Innendruck zu ändern
und dadurch ein Tintentröpfchen 140 aus
der entsprechenden Tintendüse 133 abzugeben.
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Eine dies aufweisende Tintenstrahlkopfeinheit 105 kann
mit einem dreischichtigen Aufbau erzielt werden, zu dem eine Glaselektrodenschicht (drittes
Substrat) 141, eine mit der Oberfläche der Glaselektrodenschicht 141 verbundene
Hohlraumschicht (zweites Substrat) 142 und eine mit der
Oberfläche
der Hohlraumschicht 142 verbundene Düsenschicht (erstes Substrat) 143 gehört. Die
Hohlraumschicht 142 und die Düsenschicht 143 sind
Siliziumeinkristallsubstrate.
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Durch die Verbindung der Hohlraumschicht 142 mit
der Düsenschicht 143 entstehen
Tintendüsen 133 und
Tintendruckkammern 134 dazwischen, wobei jede Tintendüse 133 mit
einer entsprechenden Tintendruckkammer 134 in Verbindung
steht. Eine Vielzahl von Tintenzufuhröffnungen 135 (zwei
in diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel)
ist auch in einem rückwärtigen Teil
jeder Tintendruckkammer 134 offen. Zwischen den Aufnahmeflächen (103 oder 104)
für Kopfeinheiten
der Aufrahmeschicht 102 für Kopfeinheiten und der Oberfläche der
Düsenschicht 143 ist
ein Film 147 geklebt, in dem Tinteneinlaßöffnungen 139 ausgebildet
sind. Die in der Oberfläche der
Düsenschicht 143 gebildete,
gemeinsame Tintenkammer 136 steht mit dem gemeinsamen Tintenzufuhrweg 121 über die
Tinteneinlaßöffnung 139 im Film 147 in
Verbindung.
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Zwischen der Hohlraumschicht 142 und
der Glaselektrodenschicht 141 ist ein elektrostatischer Antriebsmechanismus
für die
Abgabe von Tintentröpfchen
aus jeder Tintendüse 133 gebildet.
Dieser Antriebsmechanismus ist der gleiche wie im Zusammenhang mit
dem Druckkopf gemäß 1 beschrieben, und deshalb
ist auf eine weitere Beschreibung hier verzichtet.
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Die gemeinsame Tintenkammer 136 einer Tintenstrahlkopfeinheit 105 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist auf die Tintendruckkammer 134 laminiert. Deshalb kann
die Länge
von vorn nach hinten der Tintenstrahlkopfeinheit 105 im
Vergleich zur Konstruktion einer in 2 gezeigten
Tintenstrahlkopfeinheit, bei der die gemeinsame Tintenkammer und
Tintendruckkammer in der gleichen Ebene ausgebildet sind, verkürzt werden.
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Außerdem ist die Bezugsfläche zum
Anbringen der Tintenstrahlkopfeinheit an der ersten und zweiten
Kopfaufnahmefläche 103 und 104 eine Oberfläche 143a der
aus einem Siliziumeinkristall bestehenden Düsenschicht 143. Damit
ist es möglich, den
Abstand von der ersten und zweiten Kopfaufnahmefläche 103 und 104 bis
zur Tintendüse 133 dadurch
exakt zu steuern, daß einfach
die Dicke der Düsenschicht 143 exakt
gesteuert wird. Folglich ist es extrem einfach, die gegenseitig
versetzten Tintenstrahlkopfeinheiten im Verhältnis zueinander präzise zu
positionieren.
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Die Oberfläche 143a der Düsenschicht 143 ist
die Bezugsfläche
zum Anbringen der Tintenstrahlreihenkopfeinheit 101 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel;
alternativ kann aber die Oberfläche 141a der Glaselektrodenschicht 141 als
Bezugsfläche
benutzt werden.
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Ferner ist die Tintenstrahlkopfeinheit 105 dieses
Ausführungsbeispiels
ein dreischichtiger Laminataufbau, wie vorstehend beschrieben, wobei
die gemeinsame Tintenkammer 136 sowie eine Düsennut zur
Schaffung der Tintendüse
in der Düsenschicht 143 gebildet
sind. Deshalb ist es nicht nötig, dieser
Anordnung eine weitere getrennte Schicht hinzuzufügen, um über der
Tintendruέkkammer 134 eine
weitere Schicht mit der gemeinsamen Tintenkammer 136 zu
erhalten. Eine aus diesem Schichtaufbau der gemeinsamen Tintenkammer
auf der Tintendruckkammer entstehende Vergrößerung der Dicke des Kopfes
kann also minimal gehalten werden. Damit kann eine Tintenstrahlkopfeinheit
erhalten werden, die insgesamt klein ist. Auch die Herstellung ist
einfach wegen der kleinen Anzahl von Teilen.
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Die Tintenzufuhröffnungen 135 sind
auch senkrecht zum Bodenwandteil der gemeinsamen Tintenkammer in
der Düsenschicht 143,
d. h. in Richtung der Dicke ausgebildet. Im Vergleich zu der Ausbildung
der gemeinsamen Tintenkammer in der gleichen Ebene wie die Tintendruckkammer
ist es leichter, die Tintenzufuhröffnungen 135 auf diese
Weise zu gestalten. Es ist auch möglich, eine Vielzahl von Tintenzufuhröffnungen 135 frei
auszubilden. Folglich läßt sich
das Merkmal der Tintenabgabe der Tintenstrahlkopfeinheit leicht
einstellen.
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Wie in 7 bei
Einheiten 105(2) und 105(3) gezeigt, sind auch
bei diesem Ausführungsbeispiel die
Tintenstrahlkopfeinheiten so angeordnet, daß der Düsenabstand zwischen stirnseitigen
Düsen versetzter
benachbarter Tintenstrahlkopfeinheiten identisch ist mit dem Düsenabstand
p zwischen den anderen Tintendüsen.
Außerdem
ist der Abstand t zwischen Mittellinien L1 und L2 durch die Tintendüsen der
an der ersten Kopfaufnahmefläche 103 angebrachten Tintenstrahlkopfeinheiten
bzw. den Tintendüsen
der an der zweiten Kopfaufnahmefläche 104 angebrachten
Tintenstrahlkopfeinheiten ein ganzzahliges Vielfaches des Düsenabstandes
p.
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Deshalb ist es möglich, mit einem Tintenstrahlreihenkopf 101 gemäß diesem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung die gleichen Vorteile zu erzielen, die mit dem in 1 bis 3 gezeigten Tintenstrahlreihenkopf 1 erhalten
werden.
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Außerdem kann der Abstand t in
einem Tintenstrahlreihenkopf 101 gemäß diesem Ausführungsbeispiel
kleiner gemacht werden als der kleinste oben beschriebene Abstand
t im Tintenstrahlreihenkopf 1. Ein kleinerer Tintenstrahlreihenkopf
kann deshalb erhalten werden, und das Ausmaß an Speicherung für die Datenverarbeitung
beim Drucken kann gleichfalls verringert werden.
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Wenn zum Beispiel ein Tintenstrahlreihenkopf 101 gemäß diesem
Ausführungsbeisppiel
in einem Drucker benutzt wird, der mit einer Grundauflösung von
1/360 Zoll arbeitet, kann der Abstand t auf das Achtfache der Grundauflösung oder
1/45 Zoll (etwa 0,556 mm) gesetzt werden. Anders als der oben beschriebene
Tintenstrahlreihenkopf 1 braucht ein Tintenstrahlreihenkopf 101 gemäß diesem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
keinen gemeinsamen Tintenzufuhrweg 21 zwischen ungeraden
und geraden Tintenstrahlkopfeinheiten 105(1) bis 105(4).
Folglich braucht zwischen den Aufnahmeflächen für Kopfeinheiten nur eine Stufe
von lediglich 0,5 mm oder mehr vorgesehen zu werden, d. h. die Dicke
der Tintenstrahlkopfeinheit 105.
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Auch die Antriebsschaltung kann vereinfacht werden,
und es kann der kleinstmögliche
Tintenstrahlkopf erhalten werden, da ein Tintendüsenmittenlinienabstand t benutzt
wird, der nur dem Achtfachen der Grundauflösung entspricht. Außerdem kann die
Druckgeschwindigkeit erhöht
und Papier 64 im Vergleich zu einem Tintenstrahlreihenkopf 1 gemäß 1 wirksamer ausgenutzt werden,
weil dieser Tintendüsenmittenlinienabstand
t kürzer
ist.
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ALTERNATIVES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
DER TINTENSTRAHLREIHENKOPFEINHEIT 101
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Ein alternatives Ausführungsbeispiel
dieses Tintenstrahlreihenkopfes 101 ist in 8 und 9 gezeigt. Die Tintenstrahlkopfeinheit 201 des
in 8(a) gezeigten Tintenstrahlreihenkopfes
hat eine Platte 202, die an der Tintendüsenfläche 102a befestigt
ist. Eine Plattenoberfläche 202a steht über die
Tintendüsenfläche 102a geringfügig nach
vorn vor. Die Tintendüsenfläche 102a ist
durch diese Platte 202 geschützt.
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Die Oberfläche 202a der Platte
kann die gleiche Fläche
sein wie die Tintendüsenfläche 102a.
Da es in diesem Fall in der Tintendüsenfläche 102a keine Stufe
gibt, sammelt sich weder Tinte noch Papierabfall an, und damit kann
ein Faktor ausgeschaltet werden, der zu einer Verschlechterung der
Druckqualität
beiträgt.
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Durch diese Anordnung der Platte 202 kann ohne
weiteres eine Kappe 211 vorgesehen werden, um alle Tintendüsen der
versetzten Tintenstrahlkopfeinheiten 105(1) bis 105(4)
abzudecken. Die Innengestalt einer dem Umriß der Tintenstrahlkopfeinheiten 105(1) bis 105(4) entsprechenden
Kappe ist mit der strichpunktierten Linie in 8(b) gezeigt. Die Kappenausnehmung kann
auch ein Rechteck sein oder eine sonstige andere Gestalt haben.
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Wenn man die Kappenausnehmung so
gestaltet, wie in 8(b) gezeigt,
kann das Innenvolumen der Kappe 211 auf ein Minimum eingeschränkt werden.
Das trägt
wirksam dazu bei, ein Verdampfen des Tintenlösungsmittels aus den Tintendüsen zu verhindern
und kann folglich die Druckqualität verbessern.
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Es ist leichter, die Kappe zu formen,
und deshalb kann eine Kappe zu geringeren Kosten erhalten werden,
wenn man die Kappe 211 mit einer rechteckigen Ausnehmung
versieht, die alle Tintendüsen bedeckt.
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Im übrigen ist die Tintenstrahlkopfeinheit 201 gemäß diesem
anderen Ausführungsbeispiel
und ein Tintenstrahlreihenkopf, der eine Vielzahl solcher Tintenstrahlkopfeinheiten 201 in
versetzter Anordnung aufweist, identisch mit den Darstellungen in 4 bis 7.
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Bei einer gemäß 9 gestalteten Tintenstrahlreihenkopfeinheit 301 sind
die Tintendüsen 233 als
Durchgangslöcher
in einer gesonderten Düsenschicht 302 ausgebildet,
die mit der Stirnseite der Kopfeinheit verbunden ist. Das macht
es leicht, die Merkmale der Tintendüsen zu steuern, während auch eine
Kappe 311 zum Abdecken der vollständigen versetzten Tintendüsenanordnung
leicht vorgesehen werden kann.
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Die Tintenstrahlkopfeinheit 301 gemäß diesem
anderen Ausführungsbeispiel
und ein Tintenstrahlreihenkopf, der eine Vielzahl dieser Tintenstrahlkopfeinheiten 201 in
einer versetzten Anordnung aufweist, sind im übrigen identisch mit den Darstellungen
in 4 bis 7.
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EIN WEITERES
ALTERNATIVES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Die versetzten, einander benachbarten
Tintenstrahlkopfeinheiten können
gemäß einer
Alternative wie folgt angeordnet werden. Wie 10 zeigt, ist die am weitesten am Ende
liegende Tintendüse 501 einer
ersten Tintenstrahlkopfeinheit 105(3) mit der zweiten Tintendüse 602 der
benachbarten Tintenstrahlkopfeinheit 105(4) ausgerichtet,
welche gegenüber
der ersten Tintenstrahlkopfeinheit 105(3) versetzt ist.
Das bedeutet, daß die
am nächsten
benachbarte Tintendüse 502 in
der ersten Tintenstrahlkopfeinheit 105(3) mit der am weitesten
am Ende liegenden Tintendüse 601 derselben
weiteren Tintenstrahlkopfeinheit 105(4) ausgerichtet ist.
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Die am weitesten am Ende liegende
Tintendüse
beider Tintenstrahlkopfeinheiten 105(3) und 105(4) kann
deshalb als unbenutzte Düse
behandelt werden. Aus der am weitesten am Ende liegenden Tintendüse abzugebende
Tintentröpfchen
können aus
der zweiten Tintendüse
des benachbarten Tintenstrahlkopfes abgegeben werden. Der Tintenweg und
die Dicke der Wand, die die zum Drucken benutzte, angetriebene Düse von der
benachbarten angetriebenen Tintendüse trennt, sind identisch mit
denen jeder anderen zum Drucken benutzten Tintendüse. Damit
kann ein Abfall der Druckqualität
vermieden werden, wenn das Tintenabgabemerkmal der am Ende liegenden
Tintendüsen
in den Tintenstrahlkopfeinheiten 105(3) und 105(4) sich
vom Abgabemerkmal der anderen Tintendüsen unterscheidet, weil diese
am Ende liegenden Tintendüsen
zum Drucken nicht herangezogen werden.
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EIN DRUCKERAUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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11 ist
eine perspektivische Ansicht eines Druckers gemäß einem Ausführungsbeispiel. 12 ist eine perspektivische
Ansicht, die wesentliche Elemente des in 11 dargestellten Druckers zeigt. In diesem
Drucker 150 wird ein Tintenstrahlreihenkopf 151 benutzt.
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Unter Hinweis auf 11 bewegt der Drucker 150 Papier 64 in
Richtung eines Pfeiles A und gibt Tintentröpfchen aus dem Tintenstrahlreihenkopf 151 synchronisiert
mit der Transportgeschwindigkeit des Papiers 64 zum Bedrucken
ab. Ein Tintenzufuhrmechanismus 157 ist in einem Gehäuse 158 aufgenommen.
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Der Tintenzufuhrmechanismus 157 weist
einen (in den Figuren nicht gezeigten) Tintenbehälter zur Aufnahme von Tinte,
eine (in den Figuren nicht gezeigten) Tintenumwälzpumpe, die Tinte an den Tintenstrahlreihenkopf 151 sendet
und gleichzeitig von ihm Tinte zurückerhält, sowie ein Tintenröhrchen 156 auf,
das zwischen dem Tintenbehälter,
der Tintenumwälzpumpe
und dem Tintenstrahlreihenkopf 151 angeordnet ist. All
dies ist im Gehäuse 158 des Tintenzufuhrmechanismus
untergebracht.
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Der Drucker 150 weist ferner
einen Abschnitt einer Steuerschaltung auf, wie in 3 gezeigt. Diese Steuerschaltung steuert
den Antrieb des Tintenstrahlreihenkopfes 151, eines Formulartransportmechanismus 155 und
des Tintenzufuhrmechanismus 157 und bewerkstelligt die
Datenkommunikation mit einem Scanner, einem Netz oder einem sonstigen Gerät höherer Ordnung.
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Wie aus 12 hervorgeht, sind die Hauptbauelemente
des Druckers 150 ein Tintenstrahlreihenkopf 151,
der so angeordnet ist, daß er
den verfügbaren
Druckbereich bedeckt, der Formulartransportmechanismus 155 und
der Tintenzufuhrmechanismus 157. Der Formulartransportmechanismus 155 besitzt
eine Zufuhrwalze 154 zum Transport des Papiers 64 an
der Druckposition des Tintenstrahlreihenkopfes 151 vorbei,
sowie eine Andrückwalze 153, die
das Papier 64 hält.
Der Tintenzufuhrmechanismus 157 umfaßt das Tintenröhrchen 156 für die Zufuhr
von Tinte zum Tintenstrahlreihenkopf 151.
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Am Drucker 150 ist ferner
eine (in der Figur nicht gezeigte) Kappe 211 den Tintendüsen des
Tintenstrahlreihenkopfes 151 gegenüber so angeordnet, daß sie mittels
einer gleichfalls vorgesehenen Einrichtung zum Bewegen der Kappe
zum Bedecken und Abdecken der Tintendüsenfläche bewegt werden kann.
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In diesem Hauptteil des Druckers 150 wird folglich
Papier 64 in Richtung des Pfeiles A mittels der Zufuhrwalze 154 und
der Andrückwalze 153 des Formulartransportmechanismus 155 befördert.
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Die Andrückwalze 153a in der
Nähe des
Tintenstrahlreihenkopfes 151 drückt das Papier 64 gegen
die gegenüberliegende
Walze, um das Papier 64 straft zu halten und daran zu hindern,
die Düsenfläche des
Tintenstrahlreihenkopfes 151 zu berühren, so daß das Druckbild nicht verschwommen
oder verschmutzt wird.
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Die Andrückwalze 153a hat Oberflächenerhebungen,
um den Oberflächenbereich,
der das Papier 64 kontaktiert, auf ein Minimum einzuschränken. Das
soll verhindern, daß das
Druckbild verschmiert oder verwischt wird, weil zwischen der Walze
und dem Papier eine Berührung
stattfindet, ehe die auf das Papier 64 niedergeschlagene
Tinte trocknen oder vom Papier 64 absorbiert werden kann.
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Ein so aufgebauter Drucker gibt zeitlich
gesteuert entsprechend der Geschwindigkeit, mit der der Formulartransportmechanismus 155 das
Papier 64 vorwärtsbewegt
(nachfolgend als Formulargeschwindigkeit bezeichnet) Tintentröpfchen aus
dem Formulartransportmechanismus 155 ab, um Buchstaben
oder ein Bild auf das Papier 64 zu drucken. Die Formulargeschwindigkeit
wird von einem (in den Figuren nicht gezeigten) Erfassungsmechanismus wahrgenommen,
der am Formulartransportmechanismus 155 angeordnet ist
und den Drehwinkel sowie die Geschwindigkeit der Zufuhrwalze 154 erfaßt. Die Steuerung
steuert dann die Kopfantriebszeit entsprechend dieser festgestellten
Formulargeschwindigkeit, um Tinte aus dem Tintenstrahlreihenkopf
abzugeben und zu drucken. Auf diese Weise können mit hoher Geschwindigkeit
scharfe Drucke hoher Qualität
erhalten werden.
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Das Drucken wird gemeinsam mit der
Vorwärtsbewegung
des Papiers 64 vollendet, und deshalb kann ein Drucker
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine extrem hohe Druckgeschwindigkeit erreichen. Mit der
gleichen oben beschriebenen Grundauflösung von 1/360 Zoll (360 dpi)
kann zum Beispiel das Papier 64 mit etwa 564 mm/s vorwärtsbewegt und
bedruckt werden, wenn der Tintenstrahlreihenkopf 151 mit
einer maximalen Antriebsfrequenz von 8 kHz angetrieben wird. Folglich
kann ein Drucker eine außerordentlich
große
Druckgeschwindigkeit erreichen. Das bedeutet, daß mit der vorliegenden Erfindung
ein bedarfsweise aktiver Drucker oder ein bedarfsweise beispielsweise
Fahrkarten mit hoher Geschwindigkeit druckender Drucker geschaffen
werden kann.
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Tinte wird dem Tintenstrahlreihenkopf 151 vom
Tintenröhrchen 156 geliefert.
Zwei der vier Tintenröhrchen 156 liefern
Tinte in Richtung eines Pfeils B vom Tintenbehälter des Tintenzufuhrmechanismus 157 zum
Tintenstrahlreihenkopf 151. Durch die restlichen beiden
anderen Tintenzufuhrröhrchen 156 wird Tinte
mittels der Umwälzpumpe
in Umlauf gesetzt und wiedergewonnen.
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Da es auf diese Weise einen Umlaufweg
für die
Tintenzufuhr zum Tintenstrahlreihenkopf 151 gibt, kann
der gemeinsame Tintenzufuhrweg 121 des Tintenstrahlreihenkopfes 151 wirksam
mit Tinte geladen, Bläschen
aus der Tinte im gemeinsamen Tintenzufuhrweg 121 entfernt
und damit eine Ursache für fehlerhafte
Tintenabgabe beseitigt werden. Es wird also keine Tinte in den Vorgängen zum
Beladen des Tintenzufuhrmechanismus 157 mit Tinte und im
Entfernen von Bläschen
aus demselben verschwendet. Nicht zum Drucken benutzte Tinte wird
also nicht unnötig
verbraucht.
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Wenn der Drucker nicht in Gebrauch
ist, wird die Tintenstrahlkopfeinheit mit der Kappe 211 zugedeckt.
Wenn ein Signal zum Antrieb der Tintendüsen empfangen wird, werden
auch Tintentröpfchen
in der Kappe empfangen, die aus den Tintendüsen zur Vorbereitung des Drucks
entfernt wurden, ehe das Papier 64 zum Tintenstrahlkopf
vorwärtsbewegt
wurde.
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Dann wird die Kappe 211 nach
unten in Richtung unterhalb 12 bewegt,
um sie aus dem Weg des Papiers 64 zurückzuziehen.
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Wenn eine bestimmte Zeit abläuft, während der
es nicht zum Drucken kommt und kein Papier 64 zwischen
der Kappe und den Düsen
vorhanden ist, wird die Kappenbewegungseinrichtung durch einen Befehl
von der Steuerung angetrieben, um die Kappe 211 in eine
die Düsen
bedeckenden und schützende Stellung
zu bringen. Die Kappe 211 ist ferner durch eine Leitung
mit der (in den Figuren nicht gezeigten) Pumpeneinheit verbunden,
um die Kappe 211 von jeglicher Tinte zu reinigen. Wenn
die Kappe die Tintendüsen
bedeckt, kann die Umwälzpumpe
auch angetrieben werden, um Tinte zu beseitigen, deren Viskosität zugenommen
hat, weil die Düsen
des Tintenstrahlreihenkopfes 151 längere Zeit nicht benutzt wurden.
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Ferner ist es von Vorteil, eine Einrichtung zum
Säubern
und Entfernen von Papierabfall, Staub und sonstigen Fremdstoffen
von der Düsenfläche vorzusehen.
Eine exemplarische Reinigungseinrichtung ist ein Wischmechanismus,
der in der Nähe
der Kappe 211 an einer Stelle der Düsenfläche gegenüber angeordnet werden kann,
um die Düsenfläche des
Tintenstrahlreihenkopfes 151 abzuwischen und derartigen
Abfall zu beseitigen.
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Wie schon erwähnt, wird bei einem Ausführungsbeispiel
eines Druckers das Bedruckmedium mittels eines Tintenstrahlreihenkopfes
bedruckt, während
das Bedruckmedium am Tintenstrahlreihenkopf vorbeibewegt wird. Deshalb
hat der Drucker einen einfachen Aufbau, ist leicht herzustellen,
und es kann ohne komplizierte Antriebsschaltung ein Drucker bereitgestellt
werden, der zum Drucken sehr wenig Zeit braucht.
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Wie oben beschrieben, hat der Tintenstrahlreihenkopf
eine Aufnahmeschicht für
Kopfeinheiten mit einer Vielzahl von Aufnahmeflächen für Tinteneinheiten, damit Tintenstrahlkopfeinheiten
in einem versetzten Muster angeordnet werden können. Damit ist es möglich, die
Aufnahmeflächen
für Kopfeinheiten
exakt herzustellen und die Tintenstrahlkopfeinheiten an diesen Aufnahmeflächen für Kopfeinheiten einfach
anzukleben, so daß die
Tintenstrahlkopfeinheiten im Verhältnis zueinander präzise in
einem versetzten Muster angeordnet werden können. Damit ist es möglich, bei
einem Tintenstrahlreihenkopf, der eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen in
einem Versatzmuster aufweist, eine hohe Druckqualität aufrechtzuerhalten.
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Der Abstand zwischen Tintendüsenreihen
in den versetzten Tintenstrahlköpfen
ist ein ganzzahliges Vielfaches der Grundauflösung des gedruckten Bildes.
Durch dieses Steuern der Entfernung zwischen den Tintendüsenreihen
kann eine einfache Steuerschaltung zum Einstellen der Antriebszeit
der versetzten Tintenstrahlkopfeinheiten benutzt werden.