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Die
Erfindung betrifft ein Tintenstrahldruckgerät und einen Tintenstrahldruckkopf.
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Aufzeichnungsgeräte (Druckgeräte) zum Aufzeichnen
(Drucken) auf Aufzeichnungsträgern wie
etwa Papier und Schichten für
OHP (nachstehend als Aufzeichnungspapier oder einfach als Papier
bezeichnet) werden in die sogenannte serielle Bauart, die einen
auf einem beweglichen Element (nachstehend mit Laufschlitten bezeichnet)
befestigten Aufzeichnungskopf verwendet, welcher in einer zu einer
Aufzeichnungspapierbeförderungsrichtung senkrechten
Richtung (Hauptabtastrichtung) wechselseitig läuft, sowie in eine Zeilenbauart
klassifiziert, die einen Aufzeichnungskopf mit Aufzeichnungselementen
verwendet, die innerhalb eines einer Breite des Aufzeichnungspapiers
entsprechenden Bereichs angeordnet sind. Diese Aufzeichnungsgeräte verwenden
Aufzeichnungsköpfe,
die für
verschiedene Aufzeichnungssysteme wie etwa ein Drahtpunktaufzeichnungssystem,
ein thermisches Aufzeichnungssystem, ein Wärmetransferaufzeichnungssystem,
ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem sowie ein elektrophotographisches
Aufzeichnungssystem konfiguriert sind.
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Zudem
gibt es weit verbreitete elektronische Anwendungen oder Datenverarbeitungssysteme,
die mit diesen Aufzeichnungsgeräten
ausgerüstet
sind, sowie Geräte,
die mit dem Aufzeichnungsgerät über Schnittstellen
elektrisch verbunden sind, und auf das Bearbeiten und Aufzeichnen
von mit den Aufzeichnungsgeräten
aufzuzeichnenden Daten bezogene Befehle bereitstellen, und die Bilddatenzufuhrquellen bilden,
und die Computer wie etwa Datenverarbeitungsgeräte, Bildlesegeräte oder
dergleichen sein können.
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Unter
den vorstehend angeführten
Aufzeichnungsgeräten
umfassen die Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte meistens Tintentanks zum
Zuführen
von Tinte als Aufzeichnungsmittel sowie Aufzeichnungsköpfe zum
Ausstoßen
der zugeführten
Tinte auf das Aufzeichnungspapier, und sie sind im Allgemeinen so konfiguriert,
dass die Tintentanks mit anderen ersetzt werden können, wenn
die Tinte in den Tintentanks fast aufgebraucht ist. In jüngster Zeit
wurde ein Aufbau unter Verwendung eines Aufzeichnungskopflaufschlittens
verwendet, bei dem ein Tintentank fest oder lösbar mit einem Aufzeichnungskopf
integriert ist, wodurch der Tintentank zusammen mit dem Aufzeichnungskopf
ausgetauscht werden kann, oder von dem Aufzeichnungskopf zum Austausch
gelöst werden
kann, wenn die Tinte in dem Tintentank fast aufgebraucht ist.
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Zudem
gab es überlegene
Aufzeichnungsgeräte,
die zum Durchführen
von verschiedenen Druckarbeiten (wie beispielsweise einfarbige und
farbige Druckarbeiten) befähigt
sind, während
Aufzeichnungsköpfe
oder Laufschlitten für
verschiedene Tintenarten (beispielsweise schwarze Tinte und Farbtinte)
für eine
optimale Aufzeichnung von Daten, die zu den aufzuzeichnenden Datenarten
passt, mit kompakten Konstruktionen adäquat ausgetauscht werden.
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Unter
den Aufzeichnungsgeräten
mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird ein bestimmtes Gerät so konfiguriert,
dass es einen Benutzer mit Daten über den Verbrauch eines Aufzeichnungsmittels
wie etwa Tinte informieren kann, während eine Aufzeichnungsarbeit
fortschreitet, und zwar über
die verbrauchte Tintenmenge oder die in einem Tintentank aufbewahrte
Tintenmenge (Resttintenmenge). Zudem führt ein bestimmtes Aufzeichnungsgerät eine Betriebsweise
zum Sichern einer vorteilhaften Aufzeichnungsbedingung (den sogenannten
Wiederherstellungsbetrieb) aus, bevor ein Aufzeichnungsbetriebsvorgang
begonnen wird, nachdem eine Aufzeichnungsmittelzufuhreinrichtung
wie etwa ein Tintentank oder ein Aufzeichnungskopf ausgetauscht wird.
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Da
das vorstehend beschriebene Tintenstrahlaufzeichnungsgerät von den
Bedenken begleitet wird, dass es Aufzeichnungspapier in verschwenderischer
Weise verbraucht, auf dem die Aufzeichnung unterbrochen wird, wenn
der Drucker den Aufzeichnungsbetrieb im Verlauf des Aufzeichnungsvorgangs
kaum fortführen
kann, wird die Aufzeichnung vorzugsweise angehalten, bevor der Drucker
den Aufzeichnungsbetrieb tatsächlich
kaum fortführen kann,
und der Aufzeichnungsvorgang wird neu gestartet, nachdem vorübergehend
eine Bedingung erhalten wird, bei der die Aufzeichnung nicht unterbrochen
werden kann. Die Ursachen, wegen der ein Aufzeichnungsvorgang im
Verlaufe der Aufzeichnung kaum fortgeführt werden kann, werden meistens
auf geringe Resttintenmengen zurückgeführt. Folglich wird
die Resttintenmenge vorzugsweise von Zeit zu Zeit gemessen, und
eine Warnung bereitgestellt, wenn die Restmenge auf ein vorbestimmtes
Niveau fällt,
wodurch der Benutzer gedrängt
wird, die Tinte aufzufüllen
(den Tintentank oder dergleichen auszutauschen).
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Andererseits
wurden in jüngster
Zeit bedeutende Fortschritte bei photographischen Druckern erzielt,
die Bilder in sogenannter photographischer Qualität bereitstellen,
und die für
diese Drucker verwendeten Druckköpfe
wurden für
höhere
Dichten und kleinere Punkte beschleunigend konfiguriert, wodurch
die Aufzeichnungsdichten nunmehr auf 600 bis 1200 dpi (dots per
inch – Punkte
pro Zoll) verbessert und die Tintenausstoßmengen nunmehr auf 8 bis 4
pl (Pikoliter) reduziert sind. Derartige Aufzeichnungsköpfe neigen
aufgrund von leichten Variationen bei den Tintenausstoßeigenschaften
der Ausstoßöffnungen
zur Erzeugung von vom menschlichen Auge wahrgenommenen Streifen,
Farbinhomogenitäten, Texturen
und dergleichen auf den aufgezeichneten Bildern. Da die Ausstoßeigenschaften
variieren und die Bildqualitäten
sich verschlechtern, wenn die Aufzeichnungsköpfe für eine lange Zeit verwendet
werden, weisen die Aufzeichnungsköpfe kürzere Bildausbildungsdienstlebensdauern
als die bekannten Aufzeichnungsköpfe
auf, selbst wenn die Tintenstrahlelemente (Heizelemente für einen
Aufzeichnungskopf, die Wärmeenergie
zum Ausstoßen
von Tinte verwenden, oder piezoelektrische Elemente eines Aufzeichnungskopfes,
die mechanische Energie zum Ausstoßen von Tinte verwenden) beinhaltenden Düsen selbst
frei von nicht korrigierbaren Problemen sind.
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Die
Druckschrift
EP 0 838 322 offenbart
eine Stabilisation für
die Temperatur von Tinte in einem Druckkopf. Zum Stabilisieren der
Tintentemperatur wird die Anzahl gedruckter Punkte gezählt, damit
die an den Druckkopf und damit an die Tinte beförderte Wärmeenergie reduziert werden
kann. Ein Ansteuerungsverfahren wird verwendet, bei dem die Breite
eines Vorimpulses moduliert wird, damit eine erforderliche Tintentemperatur
vor dem Ausstoßimpuls
erhalten wird. Ein (optional variables) Zeitintervall zwischen dem
Vorimpuls und dem Ausstoßimpuls
stellt sicher, dass die Energie des Vorimpulses vor dem Ausstoßimpuls
auf die Tinte übertragen
wird.
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Die
Druckschrift
EP 0 709 197 offenbart
ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
mit Zähleinrichtungen
zum Zählen
der einem Druckkopf zugeführten Datenmenge.
Der durch die Zähleinrichtung
gezählte Wert
wird durch das Gerät
verwendet, um zu bestimmen, wenn eine Ansaugwiederherstellung durchgeführt werden
sollte, um die im Tintentank verbleibende Tintenmenge sowie die
Temperatur des Druckkopfes abzuschätzen.
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Die
vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht der vorstehend angeführten Punkte,
und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, Variationen bei den Ausstoßeigenschaften
sowie die Punktausbildungsstellen auf einem Aufzeichnungsträger (Druckträger) aufgrund
einer Benutzungsvorgeschichte eines Aufzeichnungskopfes (Druckkopfes)
adäquat
zu steuern, wodurch das Beibehalten einer stabilen Bildqualität für eine lange
Zeit ermöglicht
wird.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Tintenstrahldruckgerät zum Drucken auf
einem Druckträger
unter Verwendung eines Druckkopfes zum Ausstoßen von Tinte bereitgestellt, wobei
das Gerät
versehen ist mit: einer Ansteuerungseinrichtung zur Bereitstellung
von Ansteuerungssignalen zum Ansteuern des Druckkopfes für den Ausstoß von Tinte
auf den Druckträger
in Übereinstimmung
mit Druckdaten; und einer Druckkopfvorgeschichtebestimmungseinrichtung
zur Bestimmung von die vorige Benutzung des Druckkopfes repräsentierenden
Vorgeschichtedaten; gekennzeichnet durch eine Einstellungseinrichtung zum
Einstellen des Zeitablaufs der Ansteuerungssignale auf der Grundlage
der durch die Druckkopfvorgeschichtebestimmungseinrichtung bereitgestellten
Vorgeschichtedaten für
eine Änderung des
Zeitpunkts, zu dem Tinte ausgestoßen wird, um die Position einzustellen,
bei der die ausgestoßene Tinte
auf dem Druckträger
landet.
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Bei
einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum
Drucken auf einem Druckträger
unter Verwendung eines Druckkopfes bereitgestellt, mit den Schritten:
Bestimmen von Vorgeschichtedaten, die die vorherige Verwendung des Druckkopfes
repräsentieren;
und Erzeugen von Ansteuerungssignalen zum Ansteuern des Druckkopfes für den Ausstoß von Tinte
auf dem Druckträger
in Übereinstimmung
mit Druckdaten; dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Veranlassung
des Druckkopfes, Tinte auszustoßen,
einen Schritt zum Einstellen des Zeitablaufs der Ansteuerungssignale auf
der Grundlage der Vorgeschichtedaten für eine Änderung des Zeitpunktes umfasst,
zu dem Tinte ausgestoßen
wird, um die Position einzustellen, an der die ausgestoßene Tinte
auf dem Druckträger
landet.
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Bei
der ersten oder zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann der
Druckkopf in einer Vielzahl von Spalten in einer von einer relativen
Abtastrichtung des Druckträgers
verschiedenen Richtung angeordnete Ausstoßöffnungen aufweisen, und eine Steuereinrichtung
oder -Schritt kann den Tintenausstoßzeitablauf zwischen der Vielzahl
von Spalten steuern.
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Die
erste oder zweite erfindungsgemäße Ausgestaltung
kann ferner eine Einrichtung oder einen Schritt zum bidirektionalen
Abtasten des Druckkopfes relativ zu dem Druckträger aufweisen, und eine Steuereinrichtung
oder ein -Schritt kann den Tintenausstoßzeitablauf in einer Vorwärtsrichtung
relativ zu einem Tintenausstoßzeitablauf
in einer Rückwärtsrichtung
steuern.
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Bei
der ersten oder zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann die
Steuereinrichtung oder der Steuerschritt eine auszustoßende Tintenmenge steuern,
indem die Energie eines dem Druckkopf zuzuführenden Ansteuerungssignals
für den
Ausstoß von
Tinte eingestellt wird.
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Dabei
kann die Steuereinrichtung oder der Steuerschritt die Breite des
dem Druckkopf zuzuführenden
Ansteuerungsimpulses einstellen.
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Bei
der ersten oder zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine
Messeinrichtung oder ein Messschritt eine Einrichtung oder einen
Schritt zum Zählen
der Anzahl von dem Druckkopf zum Ausstoß der Tinte zuzuführenden
Ansteuerungssignale aufweisen.
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Dabei
kann eine Speichereinrichtung zum ansammelnden Speichern der Anzahl
von Ansteuerungssignalen vom Beginn der anfänglichen Verwendung des Druckkopfes
als auf die Benutzungsvorgeschichte bezogene Daten auf der Grundlage
von Messungen durch die Messeinrichtung umfasst sein.
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Bei
der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung
kann die Messeinrichtung eine Einrichtung zum Messen einer Temperatur
des Druckkopfes und einer bei dieser Temperatur verstrichenen Zeit
in Verbindung miteinander aufweisen.
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Dabei
kann eine Speichereinrichtung umfasst sein, die eine Temperaturvorgeschichte
vom Betriebsstart des Druckkopfes als auf die Benutzervorgeschichte
bezogene Daten auf der Grundlage von Messungen durch die Messeinrichtung
speichert.
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Gemäß der ersten
erfindungsgemäßen Ausgestaltung
weist die Messeinrichtung eine Einrichtung zum Zählen der Anzahl von dem Druckkopf
zum Ausstoß der
Tinte zugeführten
Ansteuerungssignalen sowie eine Einrichtung zum Messen einer Temperatur
des Druckkopfes und einer bei dieser Temperatur verstrichenen Zeit
in Verbindung miteinander auf; und die Steuereinrichtung kann gemäß den auf
die Benutzungsvorgeschichte auf der Grundlage einer Messung durch
die Messeinrichtung bezogenen Daten den Zeitablauf des Tintenausstoßes vom
Druckkopf sowie eine auszustoßende
Tintenmenge steuern, indem die auszustoßende Tintenmenge durch Einstellen
der Energie eines dem Druckkopf zum Ausstoß der Tinte zuzuführenden
Ansteuerungssignals eingestellt wird.
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Dabei
kann eine Speichereinrichtung zum ansammelnden Speichern der Anzahl
von Ansteuerungssignalen vom Beginn der anfänglichen Verwendung des Druckkopfes
sowie einer Temperaturvorgeschichte als auf die Benutzungsvorgeschichte
bezogene Daten auf der Grundlage der Messungen durch die Messeinrichtung
umfasst sein.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
umfasst das Tintenstrahldruckgerät
einen Druckkopf mit einer Einrichtung zum Ausstoß von Tinte sowie eine Speichereinrichtung
zum Speichern der durch die Druckkopfvorgeschichtebestimmungseinrichtung
bestimmten Vorgeschichtedaten.
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Dabei
kann die Ausstoßeinrichtung
einen elektrothermischen Wandler zum Erzeugen von Wärmeenergie
als zum Ausstoß der
Tinte verwendete Energie aufweisen, damit bei der Tinte ein Filmsieden
einsetzt.
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Im Übrigen steht
in der vorliegenden Beschreibung der Begriff „Druck" (der auch als „Aufzeichnung" bezeichnet wird)
nicht nur für
die Ausbildung von bedeutenden Informationen wie etwa Zeichen, graphische
Bilder oder dergleichen, sondern steht außerdem auch für die Ausbildung
von Bildern, Strukturen und dergleichen auf dem Druckträger, ungeachtet
dessen, ob sie bedeutend ist oder nicht und ob das ausgebildete
Bild als visuell wahrnehmbar im breiten Sinne eruiert wird oder
nicht, und beinhaltet ferner den Fall, dass der Träger verarbeitet
wird.
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Zudem
bezieht sich der Begriff „Druckträger" auf Papier zur Verwendung
bei allgemeinen Druckgeräten
sowie auf einen Träger
wie etwa einen Textilstoff, eine Plastikschicht sowie eine Metallplatte
und dergleichen, wie auch jegliche Substanz, die durch die Köpfe ausgestoßene Tinte
im weitesten Sinne empfangen kann.
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Zudem
muss der Begriff „Tinte" im weitesten Sinne ähnlich zu
der Definition von „Druck" verstanden werden,
und sollte jegliche zur Verwendung für die Ausbildung von Bildstrukturen
und dergleichen oder zur Verarbeitung des Druckträgers zu
verwendende Flüssigkeit
beinhalten.
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Weiterhin
bezieht sich der nachstehend verwendete Begriff „Düse" zusammenfassend auf eine Ausstoßöffnung,
auf damit in Verbindung stehende Flüssigkeitspassagen, sowie auf ein
Element zur Erzeugung von Energie für die Verwendung beim Tintenausstoß, wenn
es nicht anders spezifiziert ist.
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Die
vorstehenden und andere Wirkungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der nachstehenden Beschreibung ihrer Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher ersichtlich.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Aufbaus von Hauptelementen bei
einem Ausführungsbeispiel
für ein
Tintenstrahldruckgerät,
auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
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2 zeigt
ein Blockschaltbild eines Beispiels für einen Aufbau eines Steuerungssystems des
in 1 gezeigten Druckgerätes;
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Die 3A und 3B zeigen
Diagramme, die ein Beispiel für
einen Aufbau einer Kopfeinheit beschreiben, die bei dem in 1 gezeigten
Aufbau zu verwenden ist; 3A zeigt
ein Diagramm der Kopfeinheit, wenn diese von der Seite der Ausstoßöffnungen
betrachtet wird, und 3B zeigt eine Schnittansicht
eines Ausstoßabschnitts;
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4 zeigt
eine Schnittansicht, die eine Ausstoßbedingung aus einem dem Ausstoßabschnitt
beschreibt, welcher für
lange Zeit verwendet wird;
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5 zeigt
ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer Punktabweichung
zwischen Düsenspalten
in dem Ausstoßabschnitt
und einer verstrichenen Benutzungszeit bei verschiedenen Temperaturen
beschreibt;
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Die 6A und 6B zeigen
Diagramme, welche die Weise beschreiben, auf die eine aufgrund der
Benutzungsvorgeschichte eines Druckkopfes verringerte Tintenausstoßgeschwindigkeit
eine Abweichung einer Punktausbildungsstelle für bidirektionale Druckvorgänge verursacht: 6A zeigt
ein Diagramm einer Anfangsbedingung und 6B zeigt ein
Diagramm für
einen bidirektionalen Druckvorgang in einem Zustand, bei dem die
Ausstoßgeschwindigkeit
verringert wird;
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines weiteren Aufbaubeispiels für die Kopfeinheit,
auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
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8 zeigt
ein Flussdiagramm eines Beispiels für Steuerungsabläufe zur
Korrektur eines Kopfansteuerungszeitablaufs gemäß der Vorgeschichte des Kopfes;
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9 zeigt
ein Diagramm eines Beispiels für eine
Ansteuerungsschaltung eines Druckkopfs zum Implementieren der Steuerungsabläufe gemäß 8;
und
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Die 10A und 10B zeigen
Zeitverläufe
zur Darstellung der Signale der Ansteuerungsschaltung gemäß 9.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher
beschrieben.
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[Beispiel für den Aufbau
eines Druckgerätes]
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht für den
Aufbau gemäß einem
Ausführungsbeispiel
von einem Tintenstrahldruckgerät,
auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
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Gemäß 1 ist
eine Kopfeinheit 1 mit einer Vielzahl von (vier) Druckköpfen 1A, 1B, 1C und 1D auf
einem Laufschlitten befestigt. Jeder der Druckköpfe 1A bis 1D weist
eine Ausstoßöffnung und
einen Tintentank auf, und kann mit einer Verbindungseinrichtung
zum Senden und Empfangen von Signalen oder dergleichen ausgerüstet werden,
die zum Ansteuern des Ausstoßabschnitts
verwendet werden.
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Die
Vielzahl der Druckköpfe
wird zum Drucken mit voneinander verschiedenen Farben verwendet,
und Tinte unterschiedlicher Farbe wie beispielsweise Schwarz (Bk),
Zyan (C), Magenta (M) und Gelb (Y) sind in den Tintentanks aufgenommen.
Der Druckkopf oder die Kopfeinheit 1 wurde positioniert und
auf dem Laufschlitten 2 austauschbar befestigt. Ein Verbindungshalteelement
(elektrisches Verbindungselement) ist an dem Laufschlitten 2 befestigt, um
Ansteuerungssignale oder dergleichen an den Druckkopf über das
Verbindungselement zu übertragen.
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Der
Laufschlitten 2 wird geführt und gestützt, so
dass er entlang einer Führungswelle 3 bidirektional
beweglich ist, welche sich in einer Hauptabtastrichtung erstreckt
und in einem Körper
des Gerätes angeordnet
ist. Der Laufschlitten 2 wird zur Steuerung seiner Position
und Bewegung durch einen Hauptabtastmotor 4 über einen
aus einer Motorumlenkrolle 5, einer nachfolgenden Umlenkrolle 6,
einen Zahnriemen 7 und dergleichen bestehenden Bewegungsübertragungsmechanismus
angetrieben. Ein Druckträger 8 wie
etwa ein Druckpapier, eine dünne Plastikschicht
oder dergleichen wird durch die Rotation von zwei Paaren Transportrollen 9, 10 und 11, 12 transportiert
(Papierzufuhr) während
es eine der Ausstoßfläche des
Ausstoßabschnitts
gegenüberliegende
Stelle (Druckabschnitt) passiert. Der Druckträger 8 wird auf seiner
Rückoberfläche mit
einer (nicht gezeigten) Walze gestützt, so dass der Druckträger eine
flache Druckoberfläche
an dem Druckabschnitt ausbildet. In diesem Fall wird jeder der auf
dem Laufschlitten 2 befestigten Ausstoßabschnitte gehalten, so dass
die Ausstoßfläche nach
unten aus dem Laufschlitten 2 hervorsteht, und parallel
zu dem Druckträger 8 zwischen
den vorstehend beschriebenen zwei Paaren von Trägerrollen liegt.
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Jeder
Ausstoßabschnitt
weist Ausstoßheizelemente
wie etwa beispielsweise elektrothermische Wandler zum Erzeugen von
Wärmeenergie
auf, wenn diese mit elektrischer Energie versorgt werden. Der Ausstoßabschnitt
verursacht ein Filmsieden in der Tinte auf dem elektrothermischen
Wandler mit der Wärmeenergie
und führt
einen Druckvorgang durch Ausstoß der
Tinte aus einer Ausstoßöffnung unter
Verwendung des Drucks einer Blase aus, der durch das Sieden erzeugt
wird.
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Die
Kopfeinheit 1 kann Druckköpfe für unabhängig angeordnete verschiedene
Farben anstelle der vorstehend beschriebenen Druckköpfe für miteinander
integrierte verschiedene Farben verwenden. Zudem kann ein Druckkopf
einen Aufbau aufweisen, bei dem eine Gruppe von Düsen zum
Ausstoßen
von Bk-Tinte und einer Gruppe von Y-, M- und C-Tinte ausstoßenden Düsen parallel zueinander angeordnet
sind. Zudem kann die Anzahl von Druckköpfen nicht nur abhängig von
der Art der bei dem Druckgerät
verwendbaren Farben sondern auch abhängig von den Konzentrationen
adäquat
ausgewählt
werden.
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Weiterhin
können
die Druckköpfe
einen mit dem als Tintenzufuhrquelle dienenden Tintentank integrierten
Aufbau aufweisen, oder für
den Empfang von Tinte aus an getrennten Orten angeordneten Tintentanks über Röhren oder
dergleichen konfiguriert sein. Wenn die Druckköpfe mit den Tintentanks zu
integrieren sind, können
diese Elemente als ein Laufschlitten konfiguriert sein, der an einer
Gerätehaupteinheit
(Laufschlitten) befestigt und losgelöst werden kann, oder die voneinander
separiert werden können,
so dass lediglich beispielsweise die Tintentanks unabhängig ausgetauscht
werden können.
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2 zeigt
ein Beispiel für
den Aufbau von Hauptelementen eines Steuerungssystems des in 1 gezeigten
Druckgerätes.
Wenn Bilddaten 101 in einer CPU 102 des Druckgerätes von
einer Hauptcomputereinheit (einer Bilddatenzufuhrquelle, die ein Computer
als Datenverarbeitungseinheit, eine Bildleseeinheit oder dergleichen
sein kann) beispielsweise eingegeben wird, wird ein Signal von der
CPU 102 an die Kopfansteuerungssteuereinheit 104 ausgegeben. Die
Kopfansteuerungssteuereinheit 104 steuert die Breite sowie
den Erzeugungszeitablauf eines an ein elektrothermisches Wandlerelement
(Ausstoßheizelement) 131 eines
Ausstoßabschnitts 103 anzulegenden
Ansteuerungsimpulses.
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Eine
Kopfvorgeschichtemesseinheit 105 zählt die Anzahl von Ausstoßimpulsen
mit einem Impulserzeugungsvorgeschichtemessabschnitt 151 und
misst die durch einen in dem Ausstoßabschnitt 103 angeordneten
Temperatursensor 132 erfassten Daten sowie die verstrichene
Zeit in Verbindung miteinander mit einem Temperaturvorgeschichtemessabschnitt 152.
Diese durch die Kopfvorgeschichtemesseinheit 105 gemessenen
Daten werden in einen Impulserzeugungsvorgeschichtespeicherabschnitt 161 sowie
einen Temperaturvorgeschichtespeicherabschnitt 162 einer
Kopfvorgeschichtespeichereinheit 106 gespeichert. Abhängig von
den durch die Kopfvorgeschichtespeichereinheit 106 gespeicherten
Daten wandelt die Kopfansteuerungssteuereinheit 104 die
Einstellungen der Breite und des Erzeugungszeitablaufs des an das
Ausstoßheizelement 131 anzulegenden
Ansteuerungsimpulses ab.
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Der
Impulsvorgeschichtemessabschnitt 151 der Kopfvorgeschichtemesseinheit 105 kann
eine Zähleinrichtung
aufweisen, welche einen Zählwert erhöht, wann
immer ein Ausstoßheizelementansteuerungssignal
erzeugt wird. Die im Wesentlichen der Anzahl von Tintenausstößen gleiche
Anzahl von Ansteuerungssignalen ab Beginn der anfänglichen
Verwendung des Druckkopfes kann durch Auffrischen der Inhalte, die
in dem Impulserzeugungsvorgeschichtespeicherabschnitt 161 der
Kopfvorgeschichtespeichereinheit 106 auf der Grundlage
eines durch die Zähleinrichtung
gezählten
Wertes gespeichert sind, ansammelnd gespeichert werden. Weiterhin kann
der Temperaturvorgeschichtemessabschnitt 152 der Kopfvorgeschichtemesseinheit 105 einen A/D-Wandler aufweisen,
der ein von dem auf einer Seite des Kopfes angeordneten Temperatursensor 132 ausgegebenes
analoges Signal in ein digitales Signal wandelt, sowie einen Berechnungsabschnitt, der
eine im Weiteren nachstehend beschriebene Berechnung durchführt, so
dass die in dem Temperaturvorgeschichtespeicherabschnitt 162 der
Kopfvorgeschichtespeichereinheit 106 gespeicherten Inhalte auf
der Basis eines Berechnungsergebnisses aufgefrischt werden können. Ein
nicht flüchtiger
Speicher wie etwa ein EEPROM oder ein RAM, der durch eine Batterie
gesichert ist, kann in der Kopfvorgeschichtespeichereinheit 106 verwendet
werden, so dass gespeicherte Inhalte gehalten werden können, selbst wenn
die elektrische Energiezufuhr an dem Druckgerät abgeschaltet ist.
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Ferner
kann der Temperatursensor 132 auf einem Substrat des Ausstoßabschnitts 103 bei
einem Vorgang zum Ausbilden des Ausstoßheizelementes 131 oder
als ein an dem Druckkopf zu befestigender Thermistor ausgebildet
sein. Der Temperatursensor 132 muss nicht notwendiger Weise
ein Hardware-Temperatursensor sein, sofern der Temperatursensor
die Abschätzung
einer Temperatur aus einer Ansteuerungsbedingung des Ausstoßabschnittes, d.h.
aus einem Energieniveau einer Ansteuerungsperiode oder einer Ansteuerungsfrequenz
des Ansteuerungsimpulses abschätzt.
Weiterhin kann der Temperatursensor 132 eine Kombination
aus den vorstehend angeführten
Elementen verwenden.
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Nachstehend
werden Konfigurationen des Ausstoßabschnittes 103 und
der Kopfeinheit unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschrieben. 3A zeigt
ein Diagramm eines Aufbaubeispiels der von der Seite der Ausstoßöffnungen
gesehenen Kopfeinheit 1, welche Tinte beispielsweise in Tröpfchen ausstoßen. Gemäß 3A sind
Ausstoßöffnungen 35 in
zwei Spalten in jedem Ausstoßabschnitt
für eine
Farbe schwarz (Bk), Zyan (C), Magenta (M) oder Gelb (Y) angeordnet.
Die Ausstoßöffnungen 35,
welche diese Spalten zusammensetzen, sind an in vertikaler Richtung
in 3A als eine Unterabtastrichtung (Papierzuführrichtung)
verschobenen Stellen verteilt, so dass ein sogenanntes Zick-Zack-Muster
ausgebildet wird.
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Bei
dem in 3A gezeigten Aufbau beträgt die Düsenanordnungsdichte
1200 dpi, und die Düsen sind
mit einem Maß von
ungefähr
21,2 μm
in der Unterabtastrichtung angeordnet. Zudem ist es wünschenswert,
dass ein Abstand zwischen den beiden Spalten für jede Farbe eine Vielzahl
des Maßes
für die
Düsen ist,
im Einzelnen eine Vielzahl in der Größenordnung von 10 Mal dem Düsenmaß (ungefähr 212 μm), da eine
Tintenzufuhröffnung 39 zwischen den
Spalten der Ausstoßöffnungen
gemäß 3B angeordnet
ist.
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Die
Ausstoßöffnung weist
einen Aufbau auf, bei dem das Ausstoßheizelement 313 auf
einem Substrat 38 angeordnet ist, bei dem die Zufuhröffnung 39 gemäß 3B ausgebildet
ist. Ein Flüssigkeitspfad 36 und
die Ausstoßöffnung 35 werden durch
einen Vorgang wie etwa eine Fotolithographie mit einer Schicht aus
positivem Resistlack ausgebildet, was ein schablonierendes Element
für die
Düse ist,
sowie einer Schicht aus einem lichtempfindlichen Harz wie etwa Epoxydharz
mit Beständigkeit
gegenüber
Tinte. Zudem wird das Substrat 38 durch eine Basisplatte 40 gestützt.
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Wenn
eine vertikale Linie aus Bk auf einem Druckträger mit einem Ausstoßabschnitt
mit dem vorstehend beschriebenem Aufbau ausgebildet wird, wenn nämlich Tinte
aus einer Gruppe der Ausstoßöffnungen
in den beiden Spalten auszustoßen
ist, und beispielsweise auf derselben Stelle in der Hauptabtastrichtung
des Kopfes landen soll, kann die vertikale Linie durch Verzögerung des
Zeitablaufs für
den Ausstoß aus
den Düsen
in einer zweiten Spalte im Vergleich zu dem Zeitablauf des Ausstoßes aus
den Düsen
in einer ersten Spalte durch ein vorbestimmtes Ausmaß (bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechend
10 Bildelementen) ausgebildet werden.
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[Korrektur in Abhängigkeit
der Kopfvorgeschichte]
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4 zeigt
eine schematische Schnittansicht des Zustands des Ausstoßabschnitts,
der für eine
lange Zeit verwendet wurde. Da der Ausstoßabschnitt mit dem vorstehend
beschriebenen Aufbau Düsen
aus einem lichtempfindlichen Harz wie etwa Epoxydharz aufweist,
absorbiert der Ausstoßabschnitt
Wasser oder eine Flüssigkeit
und wird in der Umgebung der Ausstoßöffnung leicht deformiert. Wenn
der Ausstoßabschnitt
gemäß vorstehender
Beschreibung deformiert wird, wird Tinte in eine Richtung ausgestoßen, die
in einem leichten Winkel gegen die Richtung senkrecht zu der Druckoberfläche des
Druckträgers
abweicht.
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Als
Folge von Experimenten und angestrengten Untersuchungen wurde erfindungsgemäß herausgefunden,
dass die Abweichung im Ausstoßwinkel,
nämlich
die Abweichung der Punkte zwischen den beiden Düsenspalten in dem Ausstoßabschnitt für jede Farbe
im Voraus aus der Kopftemperatur und dem Benutzungszeitpunkt bei
der Temperatur abgeschätzt
werden kann.
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5 zeigt
ein den Zusammenhang zwischen der Abweichung der Punkte zwischen
den Düsenspalten
und einer verstrichenen Benutzungszeit bei verschiedenen Temperaturen
auf der Grundlage der durch Experimente erhaltenen Messwerte beschreibendes
Diagramm. Es ist möglich,
zu vermeiden, dass eine Änderung
des Ausstoßwinkels
die Abweichung der Punkte zwischen den Düsenspalten verursacht, indem
der Zeitablauf für
den Ausstoß aus der
zweiten Düsenspalte
relativ zu dem Zeitablauf für den
Ausstoß aus
der ersten Düsenspalte
eingestellt wird, nämlich
durch Korrektur einer Ausstoßverzögerungszeit
der zweiten Düsenspalte
relativ zu der Ausstoßzeit
der ersten Düsenspalte,
und unter Verwendung des in 5 gezeigten
Zusammenhangs.
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Es
wurde jedoch experimentell bestätigt, dass
die Abweichung der Punkte zwischen den Düsenspalten innerhalb eines
Bildelementes (21,2 μm bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel)
kaum die Bildausbildung beeinflusst, und dass es ausreichend ist,
den Ausstoßzeitablauf
(Korrektur der Ausstoßverzögerungszeit)
einmal oder zweimal einzustellen, bevor die Dienstlebensdauer des
Kopfes selbst abläuft. Zur
Vereinfachung der Berechnungsverarbeitung ist die Gesamtsumme (Kopftemperatur
T) × (verstrichene
Zeit t) × (Temperaturkoeffizient
AT) bei allen Temperaturen als Temperaturvorgeschichtedaten im Speicherabschnitt 162 zu
speichern, und die Ausstoßverzögerungszeit
ist durch die Ansteuerungssteuereinrichtung 104 zu korrigieren,
wenn die Temperaturvorgeschichtedaten einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten.
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Nachstehend
erfolgt die Beschreibung der Änderungen
bei den Ausstoßeigenschaften,
die abhängig
von der Anzahl von Ausstoßimpulsen
verursacht werden.
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Im
Falle eines Ausstoßabschnittes,
der ein Ausstoßheizelement
verwendet, das Wärmeenergie als
für den
Ausstoß von
Tinte zu verwendende Energie verwendet, wie bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel, ändern sich
die Ausstoßeigenschaften (besonders
die Tintenausstoßrate
und die Ausstoßgeschwindigkeit
werden verringert) aufgrund von in dem Ausstoßheizelement verursachten „Verbrennungen". Es ist daher möglich, eine „Verbrennungs-"Bedingung oder Verringerungsbedingungen
für die
Tintenausstoßrate
und die Tintenausstoßgeschwindigkeit
abzuschätzen,
wenn die Anzahl von Ausstoßimpulsen
von Anfang an durch den Impulserzeugungsvorgeschichtemessabschnitt 151 gezählt und
in dem Impulserzeugungsvorgeschichtespeicherabschnitt gespeichert
wird. Die Ausstoßeigenschaften
können durch
adäquates
Einstellen der Energie (bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Impulsbreite) eines dem Ausstoßheizelement durch die Ansteuerungssteuereinrichtung 104 zuzuführenden
elektrischen Signals stabil beibehalten werden, wenn die gespeicherte
Anzahl der Ausstoßimpulse
einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Insbesondere
wenn ein Druckvorgang durch einen bidirektionalen Hauptabtastvorgang
ausgeführt wird,
bildet eine Verringerung der Ausstoßgeschwindigkeit eine Ursache
für eine
Abweichung bei den Punktausbildungsstellen (die sogenannte Normierungsmarkierungsabweichung,
wenn vertikale Normierungsmarkierungen durch einen bidirektionalen Druckvorgang
gedruckt werden).
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Die 6A und 6B zeigen
die Normierungsmarkierungsabweichung beschreibende Diagramme. 6A zeigt
eine Anfangsbedingung, bei der ein Tintentropfen 100 mit
einer Ausstoßgeschwindigkeit
(v) von 15 m/s aus der Ausstoßöffnung 35 des
Ausstoßabschnittes 103 ausgestoßen wird, ein
Abstand zwischen der Ausstoßöffnung 35 und dem
Druckträger
1 mm beträgt,
und die Hauptabtastgeschwindigkeit des Kopfes für eine Aufzeichnungsdichte
von 1200 dpi bei einer Ansteuerungsfrequenz von 15 kHz bei 0,318
m/s liegt. Das Bezugszeichen X0 in 6A bezeichnet
den Bewegungsabstand des Tintentropfens in der Hauptabtastrichtung,
bis der Tintentropfen den Druckträger nach Zufuhr des Ausstoßimpulses
erreicht, wobei X0 = 21,2 μm
als Anfangsbedingung gilt. Wenn der bidirektionale Druckvorgang
mit dem Tintenstrahlkopf auszuführen ist,
wird die Verzögerungszeit
für den
bidirektionalen Druckvorgang unter Beachtung der X0 entsprechenden
Zeit bestimmt.
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Gemäß 6B,
bei der ein bidirektionaler Druckvorgang unter der Bedingung gezeigt
wird, dass die Ausstoßgeschwindigkeit
(v) aufgrund der Kopfvorgeschichte auf 10 m/s verringert wird, liegt der
zurückgelegte
Weg des Tintentröpfchens
in der Hauptabtastrichtung, bis das Tintentröpfchen den Druckträger nach
Zufuhr des Ausstoßimpulses
erreicht, bei X1 = 31,8 μm.
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Folglich
weicht die Stelle eines durch Hauptabtastung in Vorwärtsrichtung
ausgebildeten Punktes von der Stelle eines durch Hauptabtastung in
Rückwärtsrichtung
ausgebildeten Punktes um 2 × (31,8 – 21,2)
= 21,2 μm
ab.
-
Folglich
ist es möglich,
das Verursachen einer derartigen Abweichung zu vermeiden, und ein stabiles
Bild auszubilden, indem die Korrekturzeit für einen bidirektionalen Druckvorgang
gemäß der Impulserzeugungsvorgeschichte
adäquat
korrigiert wird.
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[Befestigungsbeispiel
für die
Vorgeschichtespeichereinheit]
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Druckgerät kann die Kopfvorgeschichtespeichereinheit
auf einer Seite des Druckgerätekörpers angeordnet
sein, so dass Inhalte der Kopfvorgeschichtespeichereinheit aufgefrischt
werden, wenn die Kopfeinheit 1 ausgetauscht wird. Alternativ
kann die Kopfeinheit einen nachstehend beschriebenen Aufbau aufweisen.
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7 zeigt
ein weiteres Beispiel für
den Aufbau der Kopfeinheit 1 mit einem Ausstoßabschnitt 103,
bei dem ein Ausstoßheizelement,
eine Ausstoßöffnung und
dergleichen ausgebildet sind, ein mit dem Ausstoßheizelement elektrisch verbundenes
flexibles Kabel 110 sowie einem Chiptank 112,
in dem ein Tintenzufuhrpfad aus einem (nicht gezeigten) Tintentankabschnitt
an dem Ausstoßabschnitt 103 ausgebildet
ist. Auf einer Endseite des flexiblen Kabels 110 ist ferner
ein Kontaktflächenabschnitt 113 angeordnet,
der mit einem auf dem Laufschlitten angeordneten Verbindungsabschnitt
für eine
elektrische Verbindung mit dem Druckgerätkörper in Kontakt gebracht wird.
Ein EEPROM 63 wird in der Nähe des Kontaktflächenabschnitts 113 als
der Kopfvorgeschichtespeichereinheit 106 befestigt. Wenngleich 7 einen
Zustand zeigt, bei dem der EEPROM 63 und der Kontaktflächenabschnitt 113 auf
der identischen Seitenoberfläche
angeordnet sind, kann der EEPROM 63 auf einer Rückoberfläche angeordnet sein,
um die Vorbereitung einer Vertiefung zur Befestigung der Kopfeinheit 1 auf
der Haupteinheit des Druckgerätes
oder des Laufschlittens unnötig
zu machen.
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Wenn
der als Kopfvorgeschichtespeichereinheit 106 verwendete
EEPROM 63 auf einer Seite der Kopfeinheit 1 gemäß vorstehender
Beschreibung angeordnet wird, ist es möglich, einen adäquaten Ansteuerungszustand
zu erhalten, indem dem Druckgerät
Daten bereitgestellt werden, die für den Ausstoßabschnitt 103 oder
die Kopfeinheit 1 spezifisch sind, und zwar der Aufbau
und der Anfangsansteuerungssteuerzeitablauf des Ausstoßabschnitts
der Kopfeinheit, wodurch eine Einstellung durch das Druckgerät erfolgt.
Da zudem gespeicherte Inhalte beibehalten werden, selbst nachdem
die Kopfeinheit 1, die kontinuierlich verwendet werden
kann, zeitweise mit einer anderen Einheit unabhängig von einem auszubildenden
Bild oder dem Wunsch des Betreibers ausgetauscht und wieder eingebaut
wird, kann das Druckgerät
einen angemessenen Druckvorgang durchführen.
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[Beispiel für eine Steuerung
entsprechend der Kopfvorgeschichte]
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8 zeigt
ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung eines Steuerungsablaufs zur
Korrektur eines Kopfansteuerungszeitablaufs entsprechend einer Kopfvorgeschichte.
Dieser Ablauf kann bei Zufuhr von elektrischer Energie an das Druckgerät mit einem
Intervall von vorbestimmter Zeit oder einer vorbestimmten Druckmenge
nach dem Austausch der Kopfeinheit oder zu einem anderen adäquaten Zeitpunkt
gestartet werden.
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Wenn
der Ablauf gestartet wird, werden die auf die Temperaturvorgeschichte
bezogenen Daten bei Schritt S1 ausgelesen, die in der Temperaturvorgeschichtespeichereinheit 162 oder
dem EEPROM 63 gespeichert sind. Danach wird bei Schritt
S3 beurteilt, ob die Lesetemperaturvorgeschichtedaten einen vorbestimmten
Wert überschreiten
oder nicht, und wenn ein positives Urteil gefällt wird, erfolgt eine Korrektur
einer bereits für
eine zweite Düsenspalte
relativ zu einer ersten Düsenspalte
eingestellten Ausstoßverzögerungszeit
(Schritt S5).
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Bei
Schritt S7 werden auf die Impulserzeugungsvorgeschichte (die Anzahl
der von Beginn der anfänglichen
Verwendung gesendeten Ausstoßimpulse,
nämlich
die Anzahl der Ausstöße) bezogene Daten
ausgelesen, die in dem Impulserzeugungsvorgeschichtespeicherabschnitt 161 oder dem
EEPROM 63 gespeichert sind. Bei Schritt S9 wird beurteilt,
ob die ausgelesene Anzahl von Impulsen einen vorbestimmten Wert überschreitet
oder nicht, und wenn ein negatives Urteil gefällt wird, endet der Steuerungsablauf.
Wenn bei Schritt S9 ein positives Urteil gefällt wird, wird die Energie
(bei dem vorliegenden Beispiel die Impulsbreite) des an das Ausstoßheizelement
anzulegenden elektrischen Signals auf einen adäquaten Wert zurückgesetzt,
um eine stabile Ausstoßmenge
zu erhalten (Schritt S11).
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Bei
Schritt S13 wird beurteilt, ob ein bidirektionaler Druckvorgang
ausgeführt
wird oder nicht, und wenn ein bestätigendes Urteil gefällt wird,
wird der Ausstoßzeitablauf
für den
bidirektionalen Druckvorgang in Abhängigkeit von der Impulserzeugungsvorgeschichte
adäquat
korrigiert, wodurch eine Verursachung einer Abweichung bei dem bidirektionalen Druckvorgang
vermieden wird (Schritt S15).
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Wenngleich
die Verzögerungszeit
der ersten Düsenspalte
relativ zu der zweiten Düsenspalte
gemäß der Temperaturvorgeschichte
bei Schritt S5 für die
Kopfeinheit 1 korrigiert wird, die einen Ausstoßabschnitt
mit den Düsen
in den beiden Spalten für
jede Farbe bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel aufweist, kann
ein adäquates
Element gemäß dem Aufbau
der Kopfeinheit wählbar
sein. Wenn eine Kopfeinheit beispielsweise Düsen in drei oder mehr Spalten
aufweist, kann die Relation unter diesen Düsenspalten gemäß der Temperaturvorgeschichte
korrigiert werden. In Abhängigkeit
von dem Aufbau des Druckkopfes, dem Material des Ausstoßabschnittes und
dergleichen ist es möglich,
eine Relation unter den Düsen
zu korrigieren, die in einer, zwei oder mehr Spalten in jedem Ausstoßabschnitt für eine Vielzahl
von Tönen
(Farben oder Konzentrationen) gemäß der Temperaturvorgeschichte
angeordnet sind. Wenn die Kopfeinheit aufgebaut ist, um für die Erfassung
der Temperatur jeder Düse
oder jeder Gruppe einer vorbestimmten Anzahl von Düsen in der
Lage zu sein, ist es möglich,
eine Temperaturvorgeschichte unter Verwendung der Düse oder
der Düsengruppe
als eine Einheit zu speichern und zu korrigieren.
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Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Korrektur
der Energie (Impulsbreite) des dem Ausstoßheizelement (Schritt S11)
zuzuführenden
elektrischen Signals und die Korrektur des Ausstoßzeitablaufs
bei dem bidirektionalen Druckbetrieb (Schritt S15) gemäß der Impulserzeugungsvorgeschichte
durchgeführt.
Das Druckgerät
kann zur Durchführung
der Korrekturen entsprechend der Impulserzeugungsvorgeschichte nicht
nur von einer Relation bei demselben Ausstoßabschnitt, sondern auch von
einer Relation unter einer Vielzahl von Ausstoßabschnitten unter Beachtung
eines Farbaufzeichnungsvorgangs konfiguriert sein, der durch Überlappen
von vielen Tintenarten auf derselben Stelle ausgeführt wird.
Auch in diesem Fall kann die Impulserzeugungsvorgeschichte gespeichert
und unter Verwendung jeder Düse
von jeder Gruppe einer vorbestimmten Anzahl von Düsen als
eine Einheit korrigiert werden.
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Wenngleich
der Ausstoßzeitablauf
zwischen den Düsenspalten,
der Ausstoßzeitablauf
bei dem bidirektionalen Druckvorgang sowie die Energie (Impulsbreite)
des Ansteuerungssignals gemäß der Impulserzeugungsvorgeschichte
und der Temperaturvorgeschichte bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
gesteuert werden, kann ein beliebiges dieser Elemente gemäß dem Aufbau
des Druckkopfes oder nach Bedarf auswählbar sein.
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9 zeigt
eine Ansteuerungsschaltung mit einem Druckkopf zum Implementieren
der Steuerung gemäß 8.
Die Ansteuerungsschaltung ist grob in einen Transistoranordnungsabschnitt
zum An- und Ausschalten eines Stromes sowie in einen Steuerungsabschnitt
zum Steuern des An-/Ausschaltzeitpunktes des Transistoranordnungsabschnittes
und der Daten unterteilt. Zudem setzt sich der Transistoranordnungsabschnitt
aus Transistoren 10051 und 10052 für die Zufuhr
eines großen
Stroms an die Ausstoßheizelemente 10041 einer
ersten Düsenspalte
und die Ausstoßheizelemente 10042 einer zweiten
Düsenspalte
zusammen. Der Steuerabschnitt setzt sich aus AND-Schaltungen 10031 und 10032,
Druckzwischenspeicher 10021 und 10022, und Schieberegistern 10011 und 10012 entsprechend
der jeweiligen Düsenspalten
zusammen.
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Signalleitungen
zum Übertragen
der Signale IDATA-1, IDATA-2 und eine Signalleitung zum Übertragen
eines Taktsignals DCLK sind mit dem Steuerabschnitt für den Empfang
von Druckdaten verbunden. Die Druckdaten werden als die in den Schieberegistern
beim Anstieg von DCLK zu speichernden Signalen IDATA-1 und IDATA-2
weitergeleitet. Die Druckdaten werden sequentiell an eine Speichervorrichtung
synchron mit dem Anstieg des Signals IDATA-1 oder des Signals IDATA-2
weitergeleitet, welche sequentiell übertragen werden.
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Die
Druckdaten sind in den Schieberegistern 10011 und 10012 durch
die Zufuhr der DCLK-Signale entsprechend der Anzahl von Düsen (bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
256 Düsen)
in jeder Düsenspalte
sowie den zu dem Anstieg der DCLK-Signale synchronen Druckdaten
angeordnet. Die Druckdaten in den Schieberegistern 10011 und 10012 werden
an die Druckzwischenspeicher 10021 und 10022 weitergeleitet,
so dass die Schieberegister 10011 und 10012 in
einem Zustand sein können,
der den Empfang der nächsten
Druckdaten erlaubt. Die Datenübertragung
von den Schieberegistern 10011 und 10012 an die
Druckzwischenspeicher 10021 und 10022 wird durch
eine Aktivierung von dem BG-Signal ausgeführt. Die Druckdaten der Schieberegister 10011 und 10012 werden
an die Druckzwischenspeicher 10021 und 10022 zum
Zeitpunkt des Anstiegs des BG-Signals weitergeleitet.
-
Bezüglich der
an dem Druckzwischenspeicher übertragenen
Druckdaten wird eine logische Multiplikation durch die AND-Schaltung 10031 oder 10032 mit
dem Signal HEAT-1 oder HEAT-2 zum Bewirken einer Zeitsteuerung erhalten,
damit elektrischer Strom durch das elektrische Heizelement 10041 oder 10042 passiert.
Die Ausgangssignale der AND-Schaltungen 10031 und 10032 werden
mit den Transistoren 10051 bzw. 10052 gekoppelt.
Die Ausstoßheizelemente 10041 und 10042 erzeugen
Wärme gemäß dem An-/Aus-Zustand
der Transistoren 10051 bzw. 10052.
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Die 10A und 10B zeigen
jeweils einen Zeitablauf der Signale der Ansteuerungsschaltung nach 9.
Bei 10A wird eine Verzögerungszeit
t1 des Ausstoßzeitablaufs
der zweiten Düsenspalte
relativ zu dem Ausstoßzeitablauf
der ersten Düsenspalte
durch eine durch die CPU 102 des in 2 gezeigten
Hauptkörpers
bewirkte Berechnung bestimmt. Auf dieser Grundlage werden die Signale
HEAT-1 und HEAT-2 an den Druckkopf übertragen. 10B zeigt den Zustand, bei dem die Verzögerungszeit
von dem Zustand für
t1 in 10A in den Zustand für t2 gemäß der vorstehend
beschriebenen Temperaturvorgeschichte verändert wurde.
-
[Weiteres]
-
Die
vorliegende Erfindung erzielt bei Tintenstrahldruckverfahren eine
deutliche Wirkung, wenn sie auf einen Aufzeichnungskopf oder ein
Aufzeichnungsgerät
angewendet wird, das eine Einrichtung zum Erzeugen von Wärmeenergie
wie etwa elektrothermische Wandler oder Laserlicht aufweist, und das
Veränderungen
bei der Tinte durch die Wärmeenergie
für den
Ausstoß der
Tinte verursacht. Der Grund hierfür ist, dass ein derartiges
System eine hohe Dichte und eine hochauflösende Aufzeichnung erzielen
kann.
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Eine
typische Struktur und deren Betriebsprinzip ist in den US-Patentschriften
Nr. 4,723,129 und 4,740,796 offenbart, und dieses Grundprinzip wird
vorzugsweise zur Implementierung eines derartigen System verwendet.
Obwohl dieses System entweder auf eine Auf-Anfrage-Bauart oder auf
eine kontinuierliche Bauart von Tintenstrahlaufzeichnungssystemen
angewendet werden kann, ist es besonders geeignet für ein Gerät in der
Auf-Anfrage-Bauart.
Der Grund hierfür
ist, dass das Gerät
nach der Auf-Anfrage-Bauart elektrothermische Wandler aufweist,
die jeweils auf einer Schicht oder auf einer Flüssigkeitspassage angeordnet
ist, welche Flüssigkeit
(Tinte) enthält,
und wie folgt arbeitet: zunächst wird
ein oder mehrere Ansteuerungssignale den elektrothermischen Wandlern
zugeführt,
um Wärmeenergie
entsprechend den Aufzeichnungsinformationen zu erzeugen; zweitens
induziert die Wärmeenergie
einen plötzlichen
Temperaturanstieg, der das Bläschensieden übersteigt,
so dass Filmsieden auf den Heizabschnitten des Aufzeichnungskopfes
verursacht wird; und drittens wachsen Bläschen in der Flüssigkeit
(Tinte) entsprechend den Ansteuerungssignalen. Unter Verwendung
des Wachsens und Zusammenfallens der Bläschen wird die Tinte von zumindest
einer der Tintenausstoßöffnungen
des Kopfes zur Ausbildung von einem oder mehr Tintentröpfchen ausgestoßen. Das
Ansteuerungssignal in der Gestalt eines Impulses wird bevorzugt,
weil das Wachsen und Zusammenfallen der Bläschen durch diese Form von
Ansteuerungssignal sofort und geeignet erzielt werden kann. Als
Ansteuerungssignal in der Gestalt eines Impulses sind die in den
US-Patentschriften Nr. 4,463,359 und 4,345,262 beschriebenen bevorzugt.
Zudem wird die in der US-Patentschrift Nr. 4,313,124 beschriebene
Rate eines Temperaturanstiegs für
die Heizabschnitte bevorzugt, um eine bessere Aufzeichnung zu erzielen.
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Die
US-Patentschriften Nr. 4,558,333 und 4,459,600 offenbaren die nachstehend
wiedergegebene Struktur eines Aufzeichnungskopfes, welche erfindungsgemäß verwendet
werden kann: diese Struktur beinhaltet auf gebogenen Abschnitten
angeordnete Heizabschnitte zusätzlich
zu der in den vorstehend angeführten
Patentschriften offenbarten Kombination aus Ausstoßöffnungen,
Flüssigkeitspassagen
und elektrothermischen Wandlern. Die erstgenannte Patentschrift
offenbart einen Aufbau, bei dem ein allen elektrothermischen Wandlern
gemeinsamer Schlitz als Ausstoßöffnungen
für die
elektrothermischen Wandler verwendet wird, und die letztgenannte
Patentschrift offenbart eine Struktur, bei der Öffnungen zur Absorption von
durch Wärmeenergie
verursachten Druckwellen entsprechend den Ausstoßöffnungen ausgebildet werden.
Somit kann ungeachtet der Bauart des Aufzeichnungskopfes erfindungsgemäß eine eindeutige
und effektive Aufzeichnung erzielt werden.
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Die
Erfindung kann außerdem
auf einen Aufzeichnungskopf in der sogenannten Vollzeilenbauart angewendet
werden, dessen Länge
gleich der maximalen Länge
quer zu einem Aufzeichnungsträger
ist. Ein derartiger Aufzeichnungskopf kann aus einer Vielzahl von
miteinander kombinierten Aufzeichnungsköpfen oder einem integriert
angeordneten Aufzeichnungskopf bestehen.
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Zudem
kann die vorliegende Erfindung auf verschiedene Aufzeichnungsköpfe in serieller
Bauart angewendet werden: ein mit der Hauptbaugruppe eines Aufzeichnungsgerätes fixierter
Aufzeichnungskopf; ein bequem ersetzbarer Aufzeichnungskopf in Chipbauart,
der mit der Hauptbaugruppe elektrisch verbunden und von dieser mit
Tinte versorgt wird, wenn er auf die Hauptbaugruppe eines Aufzeichnungsgerätes gebaut
wird; sowie ein Aufzeichnungskopf in der Laufschlittenbauart, der
ein Tintenreservoir integriert beinhaltet.
-
Es
wird ferner bevorzugt, ein Wiederherstellungssystem oder ein vorgelagertes
Hilfssystem für einen
Aufzeichnungskopf als Bestandteil des Aufzeichnungsgerätes hinzuzufügen, weil
diese dazu dienen, die Wirkung der vorliegenden Erfindung zuverlässiger zu
machen. Beispiele für
ein Wiederherstellungssystem sind eine Abdeckeinrichtung und eine
Reinigungseinrichtung für
den Aufzeichnungskopf, sowie eine Druck- oder Saugeinrichtung für den Aufzeichnungskopf.
Beispiele für
das vorgelagerte Hilfssystem sind eine vorgelagerte Heizeinrichtung unter
Verwendung von elektrothermischen Wandlern oder eine Kombination
aus anderen Heizelementen und den elektrothermischen Wandlern, sowie
eine Einrichtung zum Ausführen
eines vorgelagerten Ausstoßes
von Tinte unabhängig
von dem Aufzeichnungsausstoß.
Diese Systeme sind für
eine zuverlässige
Aufzeichnung effektiv.
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Die
Anzahl und die Bauart der auf einem Aufzeichnungsgerät zu befestigenden
Aufzeichnungsköpfe
kann ebenfalls verändert
werden. Es kann beispielsweise lediglich ein Aufzeichnungskopf entsprechend
einer einfarbigen Tinte oder eine Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen entsprechend
einer Vielzahl von Tinten verschiedener Farbe oder Konzentration verwendet
werden. Die vorliegende Erfindung kann mit anderen Worten effektiv
auf ein Gerät
mit zumindest einer einfarbigen, vielfarbigen oder vollfarbigen Betriebsart
effektiv angewendet werden. Dabei führt die einfarbige Betriebsart
eine Aufzeichnung unter Verwendung von lediglich einer Hauptfarbe
wie etwa Schwarz durch. Die vielfarbige Betriebsart führt die Aufzeichnung
unter Verwendung verschiedener Farbtinten aus, und die Vollfarbenbetriebsart
führt eine
Aufzeichnung durch Farbmischen auf.
-
Obwohl
die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele flüssige Tinte
verwenden, können ferner
Tinten verwendet werden, die flüssig
sind, wenn das Aufzeichnungssignal zugeführt wird: es können beispielsweise
Tinten verwendet werden, die sich bei einer Temperatur unter der
Raumtemperatur verfestigen, und bei Raumtemperatur aufweichen oder
sich verflüssigen.
Der Grund hierfür
ist, dass bei dem Tintenstrahlsystem die Tinte im Allgemeinen in einen
Bereich von 30°C–70°C eingestellt
wird, so dass die Viskosität
der Tinte auf einem derartigen Wert aufrechterhalten wird, dass
die Tinte zuverlässig
ausgestoßen
werden kann.
-
Zudem
kann die vorliegende Erfindung auf ein derartiges Gerät angewendet
werden, wo die Tinte kurz vor dem Ausstoß durch die Wärmeenergie wie
folgt verflüssigt
wird, so dass die Tinte aus den Öffnungen
in flüssigem
Zustand ausgestoßen
wird, und dann beim Auftreffen auf dem Aufzeichnungsträger beginnt,
sich zu verfestigen, wodurch ein Tintenverdampfen vermieden wird:
die Tinte wird vom festen in den flüssigen Zustand durch bestimmte
Verwendung der Wärmeenergie
umgewandelt, die ansonsten den Temperaturanstieg verursachen würde; oder
die Tinte, die an Luft trocken ist, wird in Reaktion auf die Wärmeenergie
des Aufzeichnungssignals verflüssigt.
Bei derartigen Fällen
kann die Tinte in Vertiefungen oder in Durchverbindungen, die einer porösen Schicht
ausgebildet sind, als flüssige
oder feste Substanzen enthalten sein, so dass die Tinte den elektrothermischen
Wandlern gemäß der Beschreibung
in den Druckschriften JP-A-54-56847 (1979) oder JP-A-60-71260 (1985)
begegnet. Die vorliegende Erfindung ist besonders effektiv, wenn sie
das Filmsieden-Phänomen
zum Ausstoßen
der Tinte verwendet.
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Weiterhin
kann das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nicht
nur als Bildausgabeendgerät
einer Informationsverarbeitungsvorrichtung wie etwa einem Computer
verwendet werden, sondern auch als eine Ausgabevorrichtung einer
Kopiermaschine mit einer Leseeinrichtung, sowie als eine Ausgabevorrichtung
für ein
Faksimilegerät
mit einer Sende- und Empfangsfunktion.
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Gemäß der vorstehenden
Beschreibung ermöglicht
die vorliegende Erfindung die Vermeidung von Variationen bei den
Ausstoßeigenschaften
und Punktausbildungsstellen auf einem Druckträger aufgrund einer Benutzungsvorgeschichte
eines Druckkopfes. Folglich ermöglicht
die vorliegende Erfindung die Verlängerung der Dienstlebensdauer
eines Druckkopfes, ohne dass der Druckkopf durch das menschliche
Auge wahrnehmbare Streifen oder Farbinhomogenitäten bei der Ausbildung von
feinen Bildern wie etwa Bildern mit photographischen Tönen erlaubt,
wodurch die Dienstlebensdauer bei der Ausbildung von Bildern verlängert und
der Druckkopf Bilder von hoher Qualität stabil ausbilden kann, bis
die Dienstlebensdauer des Druckkopfes selbst abläuft.
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Die
Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele
näher beschrieben,
und aus Vorstehendem ist nunmehr dem Fachmann ersichtlich, dass Änderungen
und Abwandlungen erfolgen können,
ohne vom Bereich der in den nachstehend wiedergegebenen Patentansprüchen beanspruchten
Erfindung abzuweichen.