-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Druckkopfstrukturen
zum ste uerbaren Aufbringen von Fluid auf ein Medium und insbesondere auf
neue Tintenstrahldüsenstrukturen,
die in einem Öffnungsbauglied
für einen
Druckkopf gebildet sind.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Tintenstrahldrucker
und thermische Tintenstrahldrucker insbesondere sind in Büros und
zu Hause aufgrund ihrer niedrigen Kosten, ihrer hohen Druckqualität und der
Farbdruckfähigkeit
verbreitet in Verwendung gekommen. Diese Drucker und verwandte Druckkopievorrichtungen
werden beschrieben durch W. J. Lloyd und H. T. Taub in „Ink Jet
Devices", Kapitel
13 aus Output Hardcopy Devices (Ed. R. C. Durbeck und S. Sherr,
San Diego: Academic Press, 1988). Die Operation solcher Drucker
ist relativ einfach. Diesbezüglich
werden Tropfen farbiger Tinte auf ein Druckmedium emittiert, wie
z. B. Papier oder einen Transparenzfilm, während einer Druckoperation,
ansprechend auf Befehle, die elektronisch zu einem Druckkopf übertragen
werden. Diese Tintentropfen verbinden sich auf dem Druckmedium,
um das Muster aus Flecken zu bilden, die den Text und die Bilder
erzeugen, die von dem menschlichen Auge wahrgenommen werden. Tintenstrahldrucker
können eine
Anzahl unterschiedlicher Tintenfarben verwenden. Ein oder mehrere
Druckköpfe
sind in einer Druckkassette befestigt, die entweder den Tintenvorrat
für jeden
Druckkopf enthalten oder mit einem Tintenvorrat verbunden sein können, der
getrennt von dem Wagen für
den Druckkopf angeordnet ist. Ein Tintenstrahldrucker kann häufig zwei
bis vier solcher Druckkassetten unterbringen. Die Kassetten sind üblicherweise
Seite an Seite in einem Wagen befestigt, der die Kassetten rückwärts und
vorwärts
in dem Drucker in einer Vorwärts-
und Rückwärts-Richtung über dem
Medium während
des Druckens derart bewegt, dass sich die Kassetten sequentiell über gegebene
Orte bewegen, genannt Pixel, die in einem Zeile- und Spalte- Format
auf dem Medium angeordnet sind.
-
Ein
thermischer Tintenstrahldruckkopf weist üblicherweise ein Substrat (vorzugsweise
hergestellt aus Silizium oder anderen vergleichbaren Materialien)
mit mehreren Dünnfilmheizwiderständen auf demselben
auf. Strukturelle Barrieren trennen die Dünnfilmwiderstände voneinander
und bilden eine Kammer, in die Tinte fließt und nach selektiver Aktivierung
der Widerstände
erwärmt
wird. Eine thermische Erregung verursacht einen Ausstoß der Tinte aus
dem Druckkopf durch eine Düse,
die jeder Kammer zugeordnet ist und auf einem äußeren Düsenbauglied des Druckkopfs
gebildet ist. Anfänglich
waren diese Düsenbauglieder
Platten, die aus einer oder mehreren metallischen Zusammensetzungen gebildet
sind, wie z. B. goldplattiertem oder palladiumplattiertem Nickel
und ähnlichen
Materialien. In letzter Zeit wurden sie jedoch aus organischen Polymeren
hergestellt (z. B. Kunststoff). Eine repräsentative Polymerzusammensetzung
(z. B. basierend auf Polyimid), die zu diesem Zweck geeignet ist,
ist ein handelsübliches
Produkt, das unter dem Warenzeichen „KAPTON" von E. I. du Pont de Nemours & Company aus Wilmington,
DE (USA) verkauft wird.
-
Der
Satz aus Düsen
ist an dem Druckkopf derart angeordnet, dass eine bestimmte Breite
des Mediums, die dem Layout der Düsen entspricht, während jedes
Durchlaufs gedruckt werden kann, wodurch ein gedrucktes Band erzeugt
wird. Der Drucker weist ferner einen Medienvorschubmechanismus auf,
der das Medium relativ zu den Druckköpfen in einer Richtung im Allgemeinen
senkrecht zu der Bewegung des Wagens so bewegt, dass durch Kombinieren
der Bewegungsläufe
der Druckkassetten rückwärts und
vorwärts über das
Medium mit dem Vorschub des Mediums relativ zu den Druckköpfen Tinte auf
den gesamten bedruckbaren Bereich des Mediums aufgebracht werden
kann. Die Grundlagen dieser Technik sind weiter offenbart in verschiedenen Artikeln
in verschiedenen Ausgaben des Hewlett-Packard Journal [Bd. 36, Nr.
5 (Mai 1985), Bd. 39, Nr. 4 (August 1988), Bd. 39, Nr. 5 (Oktober
1988), Bd. 43, Nr. 4 (August 1992), Bd. 43, Nr. 6 (Dezember 1992)
und Bd. 45, Nr. 1 (Februar 1994)].
-
Die
Qualität
der gedruckten Ausgabe, die durch den Drucker erzeugt wird, ist
ein sehr wichtiges Merkmal für
Käufer
von Tintenstrahldruckern, und daher widmen Druckerhersteller dem
Bereitstellen einer hohen Druckqualitätsebene viel Aufmerksamkeit. Um
eine hohe Druckqualität
zu liefern, sollte jede Düse
des Druckkopfs in der Lage sein, wiederholt die gewünschte Menge
an Tinte genau an der richtigen Pixelposition auf dem Medium aufzubringen,
wodurch runde Flecken oder Punkte erzeugt werden. Druckkopfaberrationen
und die Wirkungen der Alterung können
jedoch eine präzise
Tintentropfenplatzierung nachteilhaft beeinflussen. Die tatsächliche Position
von fehlplatzierten Tropfen kann sich sichtbar von der gewünschten
Position unterscheiden, ähnlich
wie das Verfehlen des Schwarzen in einen Ziel. Der Positionsfehler
kann eine Komponente in der Richtung aufweisen, in der die Druckkassette
bewegt wird; ein solcher Fehler ist als ein Bewegungsachsenrichtwirkungsfehler
(„SAD"-Fehler; SAD = scan
axis directionality) bekannt. Der Positionsfehler kann ferner eine
Komponente in der Richtung aufweisen, in der das Druckmedium weiterbewegt
bzw. vorgeschoben wird; ein solcher Fehler wird häufig ein Papierachsenrichtwirkungsfehler
(„PAD"-Fehler; PAD = paper
axis directionality) genannt.
-
Eine
andere Form eines Tropfenplatzierungsfehlers tritt ferner auf, da
die Tinte üblicherweise
nicht aus einer Düse in
der Form eines einzelnes Tropfens ausgestoßen wird, sondern eher als
ein Haupttropfen gefolgt von einem oder mehreren Satellitentropfen.
Alle diese Tropfen würden
idealerweise in derselben Pixelposition aufgebracht werden; da jedoch
der Haupt- und die Satellitentropfen zu etwas unterschiedlichen
Zeiten ausgestoßen
werden, landen die Satellitentropfen üblicherweise in Bewegungsrichtung
abwärts
von dem Haupttropfen. Anstatt einen runden Fleck auf das Medium
zu drucken, können
nichtzusammenhängende
Haupt- und Satellitentropfen
einen nichtrunden Fleck mit einem „Schwanz" erzeugen oder sogar mehr als nur einen Fleck
auf dem Medium. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Druckkopfs
im Hinblick auf das Medium zunimmt, hat die zeitliche Trennung zwischen
dem Haupt- und den Satellitentropfen eine größere Wirkung, und es wird wahrscheinlicher,
dass der Haupt- und die Satellitentropfen nicht zu runden Flecken
führen,
wie es erwünscht
ist.
-
Tropfenplatzierungsfehler
verursachen im Allgemeinen einen visuell bedeutenden Druckqualitätsdefekt,
der als Banderscheinung bekannt ist: streifenförmige Uneinheitlichkeiten,
die durch das gesamte gedruckte Bild sichtbar sind. Eine Banderscheinung
ist üblicherweise
erkennbar, wenn die Tropfenplatzierungsfehler von Düse zu Düse auf dem Druckkopf
nicht konsistent sind. Eine Banderscheinung ist ferner insbesondere
erkennbar, wenn die Tropfenplatzierungsfehler für eine einzelne Düse zwischen
aufeinander folgenden Tropfen variieren, wie z. B. wenn der Haupt-
und die Satellitentropfen manchmal zusammenfallen, aber manchmal
auch nicht zusammenfallen. Ferner kann eine Kombination aus runden
und nichtrunden Fleckenformen in einem Bereich auf dem Medium, der
mit einer einheitlichen Farbe und Intensität bedruckt werden soll, zu
einer unerwünschten
Abweichung von Helligkeit und Dunkelheit innerhalb des angeblich
einheitlichen Bereichs führen.
Dementsprechend wäre
es äußerst wünschenswert,
einen neuen und verbesserten Tintenstrahldrucker und ein Verfahren
zum Aufbringen von Tintentropfen zu haben, die verwendet werden können, um
wieder holt genau platzierte runde Flecken auf dem Druckmedium mit
allen Bewegungsgeschwindigkeiten zu erzeugen.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Gemäß der Erfindung
wird ein Druckkopf des Typs geschaffen, der in dem beiliegenden
Anspruch 1 ausgeführt
ist.
-
Es
wird ferner ein Verfahren gemäß dem beiliegenden
Anspruch 7 geschaffen.
-
Somit
stellt die vorliegende Erfindung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
einen Druckkopf zum Ausstoßen
von Tropfen eines Fluids auf ein Medium während einer Bewegung entlang
einer Bewegungsachse bereit, der einen PAD-Fehler und einen SAD-Fehler
reduziert, genau platzierte, runde Flecken auf dem Druckmedium bei
relativ hohen Bewegungsgeschwindigkeiten erzeugt, um eine Banderscheinung,
Intensitätsabweichungen
und andere unerwünschte
Druckqualitätsdefekte
zu minimieren. Der Druckkopf weist Kammern auf zum steuerbaren Ausstoßen der
Tropfen aus Tinte oder einem anderen Fluid, mit einem Düsenbauglied
das an dem Druckkopf angebracht ist und das eine Wand der Kammern
definiert. Das Düsenbauglied
weist eine planare Oberfläche
auf, die benachbart und vorzugsweise parallel zu einer Druckebene
des Mediums positionierbar ist. Die Zusammensetzung des Düsenbauglieds
ist vorzugsweise im Wesentlichen einheitlich. Düsen werden in dem Düsenbauglied
mit einer separaten Düse
in fluidischer Kommunikation mit jeder Kammer gebildet. Die Düsen des
bevorzugten Ausführungsbeispiels
sind entlang der Achse gekippt, in der sich der Druckkopf bewegt,
während
ein Band aus Tintentropfen auf das Medium emittiert wird. Bei einigen
Ausführungsbeispielen
führen
die Zwischenbeziehung zwischen der Achsenkippung und der Richtung
der Bewegung zu einem Haupttropfen und zumindest einem Satellitentropfen
aus einer individuellen einen der Mehrzahl von Düsen im Wesentlichen an demselben
Ort entlang einer Druck achse auf dem Medium parallel zu der Bewegungsachse,
wodurch ein runder Fleck erzeugt wird. Die Bohrung der Düsen kann
eine kreisförmige
Form aufweisen oder sie können
nicht kreisförmig
sein. Nicht kreisförmige
Bohrungen sind vorzugsweise symmetrisch um die Bewegungsachse, können aber
asymmetrisch um eine Medienvorschubachse orthogonal zu der Bewegungsachse
sein. Typische, nicht kreisförmige
Bohrungsformen umfassen eine Zahl 8, eine schiefe (asymmetrisch
um die Medienvorschubachse) Zahl 8, eine Cashew-Nuss oder eine Torte
mit entferntem Keil.
-
Die
Düsen eines
Druckkopfs sind in einem Satz aus ungeraden Düsen und einem Satz aus geraden
Düsen gruppiert.
Die ungeraden Düsen
sind in der entgegengesetzten Richtung zu den geraden Düsen gekippt.
Tropfen des Fluids können
aus den Düsen
im Wesentlichen bei derselben Abfeuerfrequenz während einer Bewegung in beiden
Richtungen entlang der Bewegungsachse ausgestoßen werden. Der Druckkopf umfasst
vorzugsweise einen Vorrat eines Fluids, der fluidisch mit den Ausstoßkammern
gekoppelt ist. Der Vorrat des Fluids kann zusammen mit dem Druckkopf
in einer Druckkassette befestigt sein, die entlang der Bewegungsachse
bewegbar ist, oder der Vorrat des Fluids kann an einem unterschiedlichen
Ort positioniert sein und fluidisch mit dem Druckkopf gekoppelt
sein.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
oben erwähnten
Merkmale der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise, wie sie
erreicht werden, und die Erfindung selbst, sind am besten verständlich durch
Bezugnahme auf die nachfolgende, detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in
denen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht eines Druckers ist, der die Bildqualität verbessert
durch Reduzieren von Tropfenplatzierungs-, Form- und Dichtefehlern
auf einem bedruckten Medium.
-
2 eine
perspektivische Ansicht einer Druckkassette ist, die einen Druckkopf
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst, der in dem Drucker aus 1 verwendbar
ist.
-
3 eine
schematische Darstellung des Ausstoßes eines Haupttropfens und
eines Satellitentropfens aus einer Düse der Druckkassette aus 2 auf
ein Druckmedium ist, die die Situation darstellt, in der das Kippen
der Düse
und die Wagenbewegungsgeschwindigkeit die Bahnen der Haupt- und
Satellitentropfen so beeinflussen, dass die Tropfen an demselben
Ort auf dem Medium für
eine gegebene Höhe des
Druckkopfs über
dem Medium zusammenfallen.
-
4 eine
schematische Darstellung ist, die zeigt, wie die Drucksteuerung
des Druckers aus 1 eine Tropfenplatzierung auf
dem Medium lokalisiert und steuert.
-
5 eine
Querschnittsansicht einer einzelnen Tintenausstoßkammer und Düse des Druckkopfs in
der Druckkassette aus 2 ist.
-
6 eine
schematische Darstellung von Tropfenplatzierungs- und Formfehlern
im Hinblick auf die Bewegungsachse und die Medienvorschubachse ist.
-
7 eine
schematische Darstellung des Kippens der Bohrung einer Düse entlang
der Bewegungsachse aus 6 ist, um einen Tropfenplatzierungsfehler
zu reduzieren.
-
8A eine
schematische Darstellung von Satellitentropfen mit PAD- und SAD-Fehler
ist.
-
8B eine
schematische Darstellung einer Düse
ist, die Satellitentropfen erzeugt, die einen minimalen PAD- und
SAD-Fehler in einer gegebenen Bewegungsrichtung aufweisen.
-
8C eine
schematische Darstellung einer Düse
ist, die Satellitentropfen erzeugt, die einen minimalen PAD-Fehler,
aber einen wesentlichen SAD-Fehler, in einer Bewegungsrichtung entgegengesetzt
zu der Bewegungsrichtung aus 8B aufweisen.
-
9A und 9B schematische
Darstellungen einer gedruckten Ausgabe aus kreisförmigen Düsen sind,
die kein Kippen aufweisen und einen wesentlichen PAD- und SAD-Fehler
zeigen.
-
9C eine
schematische Darstellung einer gedruckten Ausgabe aus Düsen mit
kreisförmigen Bohrungen
ist, die entlang der Bewegungsachse in einer Richtung entgegengesetzt
zu der Bewegungsrichtung gekippt sind, wie in 7,
oder aus asymmetrischen, nicht kreisförmigen Bohrungen (mit oder ohne
ein solches Kippen), bei denen der Abbruchgeschwindigkeitsvektor
entlang der Bewegungsachse in der Richtung entgegengesetzt zu der
Bewegungsrichtung ist, wobei die gedruckte Ausgabe einen reduzierten
PAD- und SAD-Fehler aufweist.
-
9D eine
schematische Darstellung einer gedruckten Ausgabe aus Düsen mit
kreisförmigen Bohrungen
ist, die entlang der Bewegungsachse in derselben Richtung gekippt
sind wie der Richtung der Bewegung, oder aus asymmetrischen, nicht
kreisförmigen
Bohrungen (mit oder ohne ein solches Kippen), bei denen der Abbruch-Geschwindigkeitsvektor ent lang
der Bewegungsachse in der derselben Richtung wie der Bewegungsrichtung
ist, wobei die gedruckte Ausgabe einen reduzierten PAD-Fehler, aber einen
wesentlichen SAD-Fehler zeigt.
-
10A bis 10G Darstellungen
sind, betrachtet an dem Düsenbauglied,
von der Düsenbohrungsform
und Abbruchgeschwindigkeitsvektoren, die den unterschiedlichen Düsenbohrungsgeometrien
zugeordnet sind, die mit dem Druckkopf der Druckkassette aus 2 verwendbar
sind.
-
11 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens ist zum Aufbringen von Tintentropfen
auf ein Medium mit dem Tintenstrahldrucker aus 1.
-
Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
-
Bezug
nehmend nun auf die Zeichnungen ist ein neuer Tintenstrahldrucker 10 dargestellt,
der gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist und gemäß einem
neuen Druckverfahren betrieben wird, das eine genaue Tropfenplatzierung
bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten liefert, um visuelle Druckdefekte,
wie z. B. Banderscheinung, zu minimieren. Der Drucker 10 umfasst
einen neuen Druckkopf 79 mit Tintenausstoßdüsenmerkmalen,
die einen Tropfenplatzierungsfehler in der Medienvorschubachse 4 (bekannt
als PAD-Fehler) und in der Bewegungsachsenrichtung 2 (bekannt
als SAD-Fehler) reduzieren. Die Minimierung einer störenden Banderscheinung
verbessert die Qualität
der gedruckten Ausgabe bedeutend, die durch den Drucker 10 erzeugt
wird.
-
Wird
nun der Tintenstrahldrucker 10 Bezug nehmend auf 1 und 2 betrachtet,
umfasst der Drucker 10 im Allgemeinen einen Rahmen 14,
zu dem ein Wagen 20 bewegbar ist, der entlang einer Gleitschiene 22 befestigt
ist. Der Wagen 20 weist eine oder mehrere Kammern 23 zum
Halten von einer oder mehreren entsprechenden Druckkassetten 21 und
Bewegen derselben relativ zu der Oberfläche eines benachbarten Druckmediums 18 auf,
wie z. B. Papier, Transparenzfilm oder Textilien. Jede Druckkassette 21 umfasst
einen Druckkopf 79, der Tintenausstoßkammern 94 aufweist
zum steuerbaren Ausstoßen
der Tropfen der Tinte oder eines anderen Fluids, das zum Drucken
verwendet wird. Ein Düsenbauglied 75 ist
an alle der Tintenausstoßkammern 94 angebracht
und definiert die Wand, durch die die Tinte aus den Kammern 94 auf
das Medium 18 ausgestoßen
wird. Um die Emission von Tinte aus dem Druckkopf 79 zu
ermöglichen,
sind Düsen 82 in
dem Düsenbauglied 75 gebildet,
wobei eine einzelne Düse 82 jeder
entsprechenden Kammer 94 zugeordnet ist. Wie nachfolgend
detaillierter erklärt
wird, können
die Düsen 82 mit
geometrischen Merkmalen gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut sein, die Tropfenplatzierungsfehler auf dem
Druckmedium 18 reduzieren.
-
In
Betrieb und Bezug nehmend auf 3 wird ein
Haupttropfen 6 steuerbar aus Ausgewählten der Düsen 82 hin zu dem
Medium 18 mit einer ersten Bahn 7 ausgestoßen, gefolgt
von einem Satellitentropfen 8 aus Ausgewählten aus
der Düsen 82 hin
zu dem Medium 18 in einer zweiten Bahn 9. Wie
nachfolgend detaillierter erklärt
wird, weisen der Haupttropfen 6 und der Satellitentropfen 8 einen
reduzierten Tropfenplatzierungsfehler auf, was im Wesentlichen keinen
Tropfenplatzierungsfehler in einer Medien- oder Papiervorschubrichtung 4 umfasst
(d. h. im Wesentlichen keinen PAD-Fehler). Zusätzlich dazu wird jeglicher
Tropfenplatzierungsfehler in der Bewegungsrichtung 2 (SAD-Fehler),
der auftritt, von Düse zu
Düse konsistenter,
und für
wiederholtes Tintenausstoßen
aus derselben Düse 82 in
derselben Bewegungsrichtung.
-
Wird
nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Druckers 10 detaillierter betrachtet, und wie am besten
Bezug nehmend auf 1 und 4 verständlich ist,
umfasst der Drucker 10 eine Eingabeablage 12a,
in der ein Vorrat des Mediums, das bedruckt werden soll, vor dem
Drucken gestapelt ist, und eine Ausgabeablage 12b, wo die
Medien platziert werden, nachdem das Drucken abgeschlossen ist.
Jedes Medium 18 wird in den Drucker zugeführt und
benachbart zu dem Wagen 20 zum Drucken positioniert. Das
Druckmedium 18 weist eine Mehrzahl von Pixelpositionen
auf, wie z. B. Pixelposition 19, die in einem rechteckigen
Array aus Zeilen (entlang der Medienvorschubachse 4) und
Spalten (entlang der Bewegungsachse 2) auf dem Medium 18 angeordnet sind.
Die Druckkassette 21 ist vorzugsweise in dem Wagen 20 derart
installiert, dass der Druckkopf 79 in eine Abwärtsrichtung
zeigt und Tinte vertikal abwärts auf
die Oberfläche
des Mediums 18 ausstößt. Tinte kann
zu dem Druckkopf 79 auf eine Anzahl von unterschiedlichen
Weisen geliefert werden, einschließlich von einem Reservoir,
das unabhängig
in der Druckkassette 21 ist, oder über eine Röhre 36 von einem vom
Wagen getrennten Tintenreservoir oder einem Gefäß, wie z. B. einem der Reservoire 31, 32, 33, 34.
Unterschiedliche Druckkassetten 21 (wobei vier derselben
in 1 dargestellt sind) enthalten üblicherweise unterschiedlich
farbige Tinten, wie z. B. magentafarbene, gelbe, cyanfarbene und
schwarze Tinte, wobei Tropfen derselben kombiniert werden können, um
eine Vielzahl von farbigen Punkten auf dem Medium 18 zu
bilden. Der Drucker 10 enthält ferner eine Drucksteuerung 50,
die die Daten empfängt, die
auf das Medium 18 gedruckt werden sollen, von einer Datenquelle,
wie z. B. einem Computer (nicht gezeigt), der mit dem Drucker 10 verbunden
ist, und bestimmt, wie und wann entsprechende Punkte auf das Medium 18 gedruckt
werden sollen. Die Steuerung 50 orchestriert das Drucken
durch Ausgeben von Wagenbewegungssteuerbefehlen zu dem Bewegungsantriebsmechanismus 15,
der den Wagen 20 relativ zu dem Medium 18 in der
Bewegungsrichtung 2 bewegt, durch Ausgeben von Medienvorschubsteuerbefehlen
zu dem Medienantriebsmechanismus 22, der das Medium 18 relativ
zu dem Wagen 20 in der Medienvorschubrichtung 4 bewegt,
und durch Ausgeben von Tintenemissionssteuerbefehlen zu der entsprechenden
Druckkassette 21, um Tropfen aus Fluid aus den gewünschten
Düsen 82 des
gewünschten
Druckkopfs 79 auf das Medium 18 auszustoßen. Der
Tintenausstoßmechanismus
wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
-
Es
wird nun weiter detailliert ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Druckkassette 21 gemäß der vorliegenden
Erfindung betrachtet, bei dem ein flexibles Band („Flex-Band") 80 haftend
an der Oberfläche
der Kassette 21 befestigt ist. Das Düsenbauglied 75 ist
vorzugsweise einstückig
mit dem Flex-Band 80, wobei die Düsen 82 in dem Polymermaterial
laserablatiert sind, obwohl das Düsenbauglied 75 alternativ
eine metallische Düsenplatte
getrennt von dem Flex-Band 80 und mit Düsen 82 sein kann,
die in der Platte durch jeglichen herkömmlichen Prozess gebildet werden
können,
wobei das Flex-Band 80 einen Ausschnitt in der Region aufweist,
in der die Düsenplatte
angeordnet ist. Der Aufbau des Düsenbauglieds 75 ist
im Wesentlichen durchgehend einheitlich und weist eine planare Oberfläche auf,
die benachbart zu der Oberfläche des
Mediums 18 während
des Druckens positioniert ist. Wo die Oberfläche des Mediums 18 in
dem Drucker 10 positioniert ist, um eine Druckebene zu
bilden, ist die planare Oberfläche
des Düsenbauglieds 75 vorzugsweise
koplanar mit der Druckebene positioniert. Die elektrischen Signale
für die
Tintenemissionssteuerbefehle werden zu der Kassette 21 durch einen
Satz aus Verbindungsanschlussflächen 86 an der
Frontoberfläche
des Flex-Bandes 80 kommuniziert. Wenn die Kassette 21 in
die Kammer 23 eingesetzt ist, überträgt ein Satz aus Zusammenpass-Kontakten
(nicht gezeigt) in der Kammer 23 und verbunden mit der
Drucksteuerung 50 die elektrischen Signale von der Drucksteuerung 50 zu
den Verbindungsanschlussflächen 86.
An der Druckkassette 21 sind die Anschlussflächen 86 elektrisch
mit dem Druckkopf 79 über
Spuren verbunden, die in einem Flex-Band 80 enthalten sind,
die mit dem Druckkopf 79 zusammenpassen, wenn er an der
Rückoberfläche des
Flex-Bandes 80 befestigt
ist. Auf diese Weise werden die elektrischen Signale, die zum Aktivieren
der Dünnfilmwiderstände 70 notwendig
sind, von der Drucksteuerung 50 zu den Tinten ausstoßkammern 94 übertragen.
In dem Fall eines vom Wagen getrennten Tintenvorrats wird Tinte
durch die Röhre 36 zu
einem Tinteneingangsport 60 der Druckkassette 21 geliefert
und dann intern zu den Tintenausstoßkammern 94, wie nachfolgend
detaillierter erörtert wird.
Die Düsen 82 sind
in zwei parallelen Spalten aus gleichmäßig beabstandeten Düsen organisiert, wobei
eine Spalte 85a eine Menge an ungeradzahligen Düsen 82 enthält und eine
Spalte 85b dieselbe Menge an geradzahligen Düsen 82 enthält. Die
Düsenspalten 85a,
b sind voneinander in der Medienvorschubrichtung 4 um eine
Distanz gleich einer Hälfte
der Beabstandung zwischen zwei Düsen
in einer Spalte versetzt, derart, dass die zwei Spalten 85a,
b durch die Drucksteuerung 50 logisch als eine einzelne
Spalte von zweimal so vielen Düsen
und mit zweimal der Anzahl von Düsen
pro Zentimeter (Zoll) in der Medienvorschubrichtung 4 im
Vergleich zu jeder einzelnen Spalte 85a, b behandelt werden
können.
Analysiert aus der Perspektive des bedruckten Mediums 18 wechseln
sich Zeilen aus Tropfen, die durch ungerade Düsen bedruckt sind, mit Zeilen
aus Tropfen ab, die mit geraden Düsen bedruckt sind. Wenn er
entlang der Bewegungsachse 2 im Hinblick auf das Medium 18 bewegt
wird, erzeugt der Druckkopf 79 ein gedrucktes Band mit
einer Höhe
in der Medienvorschubrichtung 4, die der Anzahl und Beabstandung der
Spalten 85a, 85b der Düsen 82 entspricht.
Das Medium 18 wird periodisch in der Medienvorschubrichtung 4 um
eine Distanz weiterbewegt, die gleich einem Teil oder der gesamten
Bandhöhe
ist, abhängig
von dem bestimmten Druckmodus, der durch den Drucker 10 verwendet
wird, um ein Band vollständig zu
drucken.
-
Es
wird nun detaillierter eine einzelne Tintenausstoßkammer 94 und
eine zugeordnete Düse 82 eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
des Druckkopfs 79 betrachtet und Bezug nehmend auf 5 weist
die Kammer 94 einen Dünnfilmwiderstand 70 auf,
der auf einem Substrat 28 gebildet ist. Ein Seitenrand
des Substrats 28 ist als Rand 86 gezeigt. Eine
Barriereschicht 30 ist auf dem Substrat 28 angeordnet,
um die Kammer 94 zu bilden. Das Düsenbauglied 75 ist
an der Barriereschicht 30 durch eine dünne Haftschicht 84 angebracht.
In Betrieb fließt
Tinte um den Seitenrand 86 des Substrats 28 und
in den Tintenkanal 81 und die zugeordnete Tintenausstoßkammer 94,
wie durch den Pfeil 88 gezeigt wird. Nach der Versorgung
des Dünnfilmwiderstands 70 mit
Energie durch elektrische Signale, wie durch die Drucksteuerung 50 orchestriert
wird, wird eine dünne Schicht
der benachbarten Tinte überhitzt,
wodurch eine explosive Verdampfung verursacht wird und folglich
verursacht wird, dass ein Haupttropfen und einer oder mehrere Satellitentropfen
aus Tinte durch die Düse 82 ausgestoßen werden.
Die Tintenausstoßkammer 94 wird
dann durch Kapillarwirkung wieder aufgefüllt. Die Zeit, die zum Erwärmen der
Tinte, Verdampfen und Ausstoßen
von Haupt- und Satellitentropfen und zum Wiederauffüllen der
Kammer 94 erforderlich ist, definiert eine maximale Abfeuerfrequenz,
mit der Tinte aus der Kammer 94 auf das Medium 18 ausgestoßen werden
kann. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird Tinte aus der Kammer 94 mit der gleichen Abfeuerfrequenz
ausgestoßen,
unabhängig
davon, in welcher Richtung entlang der Bewegungsachse 2 die
Druckkassette 21 bewegt wird; es besteht kein Bedarf, in
einer Richtung langsamer zu drucken als in der anderen.
-
Es
wird nun Bezug nehmend auf 3, 4 und 6 der
Tropfenplatzierungsfehler (auch bekannt als Richtwirkungsfehler
oder Konzentrizitätsfehler),
der den Haupt- und Satellitentropfen zugeordnet ist, die aus der
Tintenausstoßkammer 94 ausgestoßen werden,
als die Distanz zwischen der bedruckten Tropfenposition 19' und der beabsichtigten
Pixelposition 19 definiert. Der Tropfenplatzierungsfehler
kann eine Bewegungsachsenrichtwirkungskomponente („SAD"-Komponente) in der
Richtung entlang der Bewegungsachse 2 und eine Papierachsenrichtwirkungskomponente („PAD"-Komponente) in der
Richtung entlang der Medienvorschubachse 4 aufweisen. Wo
die Haupt- 6 und Satellitentropfen 8 nicht auf
dem Medium 18 zusammenfallen (wie in 6),
kann der Tropfenplatzierungsfehler im Hinblick auf eine Schwerpunktposition
der zwei Tropfen 6, 8 bestimmt werden. Alternativ
kann der Tropfenplatzierungsfehler der Tropfen 6, 8 im
Hinblick auf die Tropfen 6, 8 individuell gemessen
werden, wobei der Haupttropfen 6 einen Tropfenplatzierungsfehler 53 mit
einer PAD-Komponente 51 und einer SAD-Komponente 52 relativ
zu der beabsichtigten Position 19 aufweist, und der Satellitentropfen 8 einen
Tropfenplatzierungsfehler 56 mit einer PAD-Komponente 54 und
einer SAD-Komponente 55 im Hinblick auf den Haupttropfen 6 aufweist.
-
Bei
vielen Druckköpfen 79 neigt
der Tropfenplatzierungsfehler des Haupttropfens 6 dazu,
relativ konsistent zu sein, und einige Fehlertypen können häufig durch
die Drucksteuerung 50 kompensiert werden, um den Haupttropfen 6 enger
mit der gewünschten
Position 19 auszurichten. Bei bekannten Druckköpfen jedoch
neigt der Tropfenplatzierungsfehler des Satellitentropfens 8 dazu,
variable Beträge des
SAD- und PAD-Fehlers aufzuweisen, (und somit einen variablen Aggregatrichtungsvektor)
von Kammer 94 zu Kammer 94, und von Tropfen zu
Tropfen aus derselben Kammer 94. Dieser variable Tropfenplatzierungsfehler
kann nicht durch die Drucksteuerung 50 kompensiert werden
und wird bei höheren Bewegungsgeschwindigkeiten
schlimmer. Während die
Richtwirkung des Haupttropfens 6 weniger durch die Winkelung
und die Form der Düse 82 beeinflusst wird,
haben diese Düsenmerkmale
eine wesentlichere Wirkung auf die Richtwirkung des Satellitentropfens 8.
Durch sorgfältiges
Steuern dieser Charakteristika reduziert die vorliegende Erfindung
den Tropfenplatzierungsfehler des Satellitentropfens 8,
um nachteilhafte Wirkungen auf die Druckqualität zu minimieren.
-
Wird
Bezug nehmend auf
7 und
8A die
Wirkung auf den Satellitentropfen
8 des Winkelns oder Kippens
der typischerweise kreisförmigen
Bohrung der Düse
82 im
Hinblick auf die Vertikale
89 detaillierter betrachtet,
neigt eine Druckkassette
21, die in dem Drucker
10 in
einer solchen Orientierung installiert ist, dass die Achsen
85 der
Düsenbohrungen im
Wesentlichen vertikal sind, dazu, einen äußerst variablen Richtwirkungsfehler
aufzuweisen. Diese Wirkung liegt zumindest teilweise an der Schwierigkeit
beim Sicherstellen, dass die Bohrungsachsen
85 bei den
Düsen
82 der
installierten Druckkassetten
21 vollständig vertikal sind; in den
meisten Fällen
sind die Achsen
85 um eine geringe Menge gekippt, wobei das
Kippen in unterschiedlichen Richtungen aufgrund von geringen Herstellungsabweichungen
bei der Produktion der Düsen
und der Installation der Kassette
21 in den Drucker
10 auftritt.
Wie in
8A dargestellt ist, erzeugt
eine im Wesentlichen vertikale Düse
82 üblicherweise
Satellitentropfen
8 sowohl mit einem PAD- als auch SAD-Fehler,
der von Düsenabfeuerung
zu Düsenabfeuerung
variiert. Durch Herstellen der Düsen
82 jedoch
mit einem Bohrungsachsenkippen in einer gegebenen Richtung, das
mehr ist als der Kippbetrag aus Herstellungsabweichungen, kann die
Richtung und Größe des Tropfenplatzierungsfehlers
präziser
gesteuert werden. In dieser Situation dominieren die Wirkungen des
beabsichtigten Kippens die Wirkungen der Herstellungs- und Installationsabweichungen,
wodurch ein verbessertes Tropfenplatzierungsverhalten ermöglicht wird.
Dies schafft bekannterweise Druckköpfe mit gekippten Düsen, wie
z. B. aus der EP-A-1020288 und der
US 5,992,968 .
Das beabsichtigte Kippen weist üblicherweise
einen Kippwinkel ⌀ 87
im Bereich von 0,2 bis 1,4 Grad auf und vorzugsweise im Bereich
von 0,4 bis 0,9 Grad. Das Verwenden eines solchen Kippwinkels ⌀ 87 für das beabsichtigte
Kippen macht das Tropfenplatzierungsverhalten weniger empfindlich gegenüber Herstellungs-
und Installationsabweichungen. Da der PAD-Fehler für das menschliche Auge
besser wahrnehmbar ist als der SAD-Fehler, wird das beabsichtigte
Kippen in einer Richtung induziert, die den PAD-Fehler minimiert.
Der PAD-Fehler kann dadurch minimiert werden, dass das beabsichtigten
Kippen von vertikalen
89 in den Bohrungsachsen
85 hin
zu entlang der Bewegungsachse
2 orientiert wird. Derselbe
Betrag und die Richtung des beabsichtigten Kippens könnte sowohl
bei den ungeraden Düsen
85a als
auch den geraden Düsen
85b induziert
werden, aber ein solches Ausführungsbeispiel
liegt außerhalb
des Schutzbereichs der beanspruchten Erfindung. Die Richtung des
beabsichtigten Kippens (z. B. in der Vorwärtsbewegungsrichtung oder der
Rückwärtsbewegungsrichtung)
entlang der Bewegungsachse
2 beeinflusst die PAD-Fehlerreduzierung
nicht wesentlich.
-
Es
wird nun die Wirkung auf den SAD-Fehler betrachtet, die auftritt,
wenn ein beabsichtigtes Kippen in der Richtung der Bewegungsachse 2 in
der Bohrungsachse 85 eingebracht wird, um den PAD-Fehler
zu minimieren, und Bezug nehmend auf 3 und 8B–C bestimmen
verschiedene Faktoren die Haupttropfenbahn 7 und die Satellitentropfenbahn 9,
die bei der Tropfenplatzierungsposition des Haupttropfens 6 und
des Satellitentropfens 8 auf das Medium 18 resultieren.
Der Satellitentropfen 8 weist eine niedrigere Austriebsgeschwindigkeit
(Vsatellite, üblicherweise ungefähr sechs
bis acht Meter pro Sekunde) 15 auf als die Austriebsgeschwindigkeit (Vmain, üblicherweise
zwölf Meter
pro Sekunde) 13 eines Haupttropfens 6. Der Unterschied
bei den Austriebsgeschwindigkeiten und den Ausstoßzeiten kombiniert
mit der sich bewegenden Druckkassette 21 neigt dazu, zu
verursachen, dass der Satellitentropfen 8 entfernt von
dem Haupttropfen 6 in der Abwärtsrichtung der Bewegung landet.
Zusätzlich
dazu erwirbt der Satellitentropfen 8 während des Ausstoßes ferner
ein Abbruchgeschwindigkeit Vbreakoff satellite 5s in
der Richtung des Düsenkippens.
Diese Geschwindigkeitskomponente ist zu einem geringeren Grad an
dem Haupttropfen 6 vorhanden, der eine Abbruchgeschwindigkeit
Vbreakoff main 5m erreicht. Wenn die
Druckkassette 21 in derselben Richtung bewegt wird, in
der die Bohrungsachse 85 gekippt ist (z. B. Bewegen in
der Rückwärtsbewegungsrichtung,
wenn das Kippen ebenfalls in der Rückwärtsbewegungsrichtung erfolgt),
wird die Bewegungsgeschwindigkeit (Vscan) 3 zu
den Abbruchgeschwindigkeiten 5s,m hinzugefügt. Die
Differenz bei den Größen der
Abbruchgeschwindigkeiten 5s,m kombiniert mit der Differenz bei
den Austriebsgeschwindigkeiten 13, 15 verursacht,
dass sich der Satellitentropfen 8 weg von dem Haupttropfen 6 bewegt,
mit dem gedruckten Ergebnis, wie es in 8C dargestellt
ist. Umgekehrt, wenn in der Richtung entgegengesetzt zu dem Kippen
bewegt wird (z. B. Bewegen in der Vorwärtsbewegungsrichtung, wenn
das Kippen in der Rückwärtsbewegungsrichtung
erfolgt, wie in 3 dargestellt ist), wird die
Bewegungsgeschwindigkeit (Vscan) 3 von
den Abbruchgeschwindigkeiten 5s,m subtrahiert, um zu verursachen,
dass sich der Satellitentropfen 8 rückwärts hin zu dem Haupttropfen 6 während des
Flugs bewegt, wie in 8B dargestellt ist. Für gegebene
Austriebsgeschwindigkeiten wird der optimale Betrag des Düsenkippens
aus der Bewegungsgeschwindigkeit (Vscan) 3,
der vertikalen Höhe (H)
des Druckkopfs 79 über
dem Medium 18 und der Zeitverzögerung zwischen dem Ausstoß des Haupttropfens 6 und
der Satellitentropfen 8 bestimmt, wobei der Kippbetrag
so ausgewählt
ist, dass der Satellitentropfen 8 auf dem Medium 18 mit
dem Haupttropfen 6 zusammenfällt, während sich die Druckkassette 21 in
der Richtung entgegengesetzt zu dem Kippen bewegt, wie in 3 dargestellt
ist. Für
eine Bewegungsgeschwindigkeit von ungefähr 0,75 Metern pro Sekunde
verursacht eine vertikale Höhe
von ungefähr
1.250 μm
und eine Ausstoßverzögerung von
ungefähr
10 Mikrosekunden ein Düsenkippen
von 0,2 bis 1,4 Grad in der Bewegungsrichtung konsistent, dass die
Platzierung des Haupttropfens 6 und des Satellitentropfens 8 auf
dem Medium 18 zusammenfällt.
-
9A–D stellen
den Tropfenplatzierungsfehler für
einen Satz aus Düsen
82 dar.
9A–B stellen
vergrößerte Tintenaufbringungen
auf das Medium
18 dar, gedruckt in der Vorwärts- und
Rückwärtsbewegungsrichtung
von einem bekannten Druckkopf
79 mit kreisförmigen Düsen
82 mit
nicht gekippten (d. h. im Wesentlichen vertikalen) Bohrungen. Es
wird beobachtet, dass das Auftreten und der Tropfenplatzierungsfehler
von Satellitentropfen sich von Düse
zu Düse
unterscheidet, und für
unterschiedliche Abfeuervorgänge
derselben Düse,
unabhängig
von der Bewegungsrichtung, wodurch eine störende horizontale Banderscheinung
verursacht wird. Durch einen Vergleich fallen der Haupt-
6 und Satellitentropfen
8 aus
9C,
die eine Ausgabe darstellt, die in der Vorwärtsbewegungsrichtung aus einem Druckkopf
79 mit
Düsen
82 gedruckt
wird, die in der Rückwärtsbewegungsrichtung
gekippt sind (wie z. B. aus der EP-A-1026822 und der
US 5,992,968 bekannt ist), konsistent
an demselben Ort derart zusammen, dass die Satelliten
8 nicht
sichtbar sind. In
9D, die eine Ausgabe darstellt,
die in der Rückwärtsbewegungsrichtung
von demselben Druckkopf
79 wie aus
9C gedruckt
ist, sind Satellitentropfen konsistent sichtbar, aber da kein wahrnehmbarer
PAD-Fehler vorliegt, ergibt sich keine horizontale Banderscheinung.
Damit die Düsen
82 arbeiten,
wie in
9C–D dargestellt ist und hierin
vorangehend beschrieben wurde, kann es erforderlich sein, mehrere
Tropfen aus den Düsen
auszustoßen, um
das ordnungsgemäße Verhalten
zu initialisieren. Diese Anlaufemissionen können entweder auf einen sehr
kleinen Abschnitt des Mediums
18 gedruckt werden oder in
ein Tintenspeibecken oder eine Wartungsstation (nicht gezeigt) in
dem Drucker
10.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel,
das nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist, sind die ungerade
Spalte 85a und die gerade Spalte 85b der Düsen 82 an
dem Druckkopf 79 beide in derselben Richtung gekippt. Eine
solche Konfiguration erzeugt einen zusammenfallenden Haupt- 6 und
Satellitentropfen 8 aus allen Düsen in einer Bewegungsrichtung,
und einen getrennten Haupt- 6 und Satellitentropfen 8 aus allen
Düsen in
der anderen Bewegungsrichtung. Folglich erzeugt das gesamte Band,
das durch den Druckkopf 79 in einer Bewegungsrichtung gedruckt wird,
die Ausgabe wie in 9C, und die Ausgabe wie in 9D in
der anderen Bewegungsrichtung. Eine solche Düsenkonfiguration ist besonders
vorteilhaft beim Liefern einer hohen Bildqualität, insbesondere für die Textränder, wenn
sie in Kombination mit einem Ein-Durchlauf-Unidirektional-Druckmodus
verwendet wird, der Tropfen nur aufbringt, wenn eine Bewegung in
der Richtung ausgeführt
wird, in der die Haupttropfen 6 und die Satellitentropfen 8 zusammenfallen.
Zusätzlich
dazu, dass die Haupt- und Satellitentropfen im Wesentlichen runde
Flecken auf dem Medium 18 bilden, ist die Fleckgröße und Fleckdichte
(gleich der wahrgenommenen Helligkeit oder Dunkelheit des Flecks)
ebenfalls für
alle Flecken einheitlich, und benachbarte Tropfen können zusammenfallen,
um während
des Trocknens einheitliche Bereiche zu bilden.
-
Gemäß der beanspruchten
Erfindung sind die ungerade Spalte 85a und die gerade Spalte 85b der
Düsen 82 an
dem Druckkopf 79 jeweils in entgegengesetzten Richtungen
gekippt. Da gerade und ungerade Düsen abwechselnde Zeilen auf
dem Medium 18 bilden, erzeugt eine solche Konfiguration eine
gedruckte Ausgabe, bei der für
eine gegebene Bewegungsrichtung die Flecken in einer gedruckten Zeile
zusammenfallende Haupt- und Satellitentropfen aufweisen, während die
Flecken bzw. Punkte in der benachbarten, gedruckten Zeile getrennte
Haupt- und Satellitentropfen aufweisen. Eine solche Düsenkonfiguration
ist nützlich
bei Druckmodi, die jegliche Anzahl von Durchläufe verwenden, ist aber besonders
vorteilhaft, wenn sie in Kombination mit einem Ein-Durchlauf-Bidirektional-Druckmodus
verwendet wird, wo abwechselnde Bänder in entgegengesetzten Bewegungsrichtungen
gedruckt werden. Da jedes Band eines Ein-Durchlauf-Bidirektional-Druckmodus sowohl
zusammenfallende als auch nicht zusammenfallende Haupt- 6 und
Satellitentropfen 8 enthält, liefert diese Düsenanordnung,
bei der die Spalten 85a, b in entgegengesetzten Richtungen
gekippt sind, einen ausgeglichenen Entwurf, bei dem die wahrgenommene
Bildqualität
von alternierenden Bändern
eng übereingestimmt
ist.
-
Ein
alternatives Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wie am besten Bezug nehmend auf 10A–G
verständlich
ist, verwendet nicht kreisförmige
Düsenbohrungen
durch das Düsenbauglied 75 anstelle
von kreisförmigen
Bohrungen. Ein solcher Düsenentwurf
liefert vorteilhafte Tropfenplatzierungswirkungen, die ähnlich zu
jenen, die hierin vorangehend beschrieben wurden, durch Kippen der Düsen 82 erreicht
werden können.
Während
der Vektor 5s,m der Abbruchgeschwindigkeit (Vbreakoff)
des Satellitentropfens 8 in einer einer großen Anzahl
von unterschiedlichen Richtungen für unterschiedliche Abfeuervorgänge einer
kreisförmigen
Bohrung 82a auftreten kann, verursachen die geometrischen Merkmale
von asymmetrischen, nicht kreisförmigen Bohrungen,
dass der Abbruchgeschwindigkeitsvektor 5s,m konsistent
in einer einzelnen Richtung auftritt. Asymmetrische, nicht kreisförmige Bohrungen sind
symmetrisch um die Bewegungsachse 2, aber nicht um die
Medienvorschubachse 4, und sind bekannt aus dem EP-A-0792744.
Jene der Erfindung umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf
Bohrungen mit der Form eines einseitigen Kreises 82b, einer Cashew-Nuss 82c,
einer schiefen Zahl 8 (oder schiefen Niere) 82d, einer
Tortenform 82f und einer schiefen Cashew-Nuss 82g.
Symmetrische, nicht kreisförmige
Bohrungen können
eine geringe Anzahl von möglichen
Abbruchgeschwindigkeitsvektoren 5s,m aufweisen; z. B. weist
eine Bohrung 82e mit der Form einer Zahl 8 (oder Niere)
zwei mögliche
Vektoren auf, die an jeder Seite der schmalsten Stelle der Zahl
8 angeordnet sind. Um einen PAD-Fehler zu minimieren, müssen nicht
kreisförmige
Bohrungen 82b–g
so gedreht werden, um die (oder einen der) Abbruchvektoren mit der
Bewegungsachse auszurichten. Zusätzlich
dazu, um einen konsistenten und wiederholbaren Abbruchvektor 5s,m einzurichten,
um sicherzustellen, dass alle Düsen
eine konsistente SAD für alle
Abfeuervorgänge
in einer Bewegungsrichtung aufweisen, muss eine symmetrische, nicht
kreisförmige
Bohrung ebenfalls entlang der Bewegungsachse gekippt sein, wie hierin
vorangehend für
eine kreisförmige
Bohrung beschrieben wurden. Aus praktischen Gründen, da das Kippen eine stärkere Wirkung
auf die Richtwirkung hat als es die Nichtkreisförmigkeit der Düsenbohrung
hat, ist ein Kippen sogar von asymmetrischen, nicht kreisförmigen Bohrungen
bevorzugt, außer
eine absolute, vertikale Ausrichtung der Bohrungen, wenn die Kassette 21 in dem
Drucker 10 installiert ist, kann anderweitig sichergestellt
werden. Die Düsenbohrungen
weiten sich oder bewegen sich kegelförmig weg von der Oberfläche des
Düsenbauglieds 75,
an dem die Tropfen ausgestoßen
werden, und hin zu dem Inneren des Düsenbauglieds 75. Das
konische Zulaufen ist vorzugsweise konstant bei einem Abschrägungswinkel
von ungefähr
acht bis neun Grad, derart, dass die Bohrungen dieselbe Querschnittform
für das
gesamte Düsenbauglied 75 behalten.
-
Die
vorliegende Erfindung kann ferner, Bezug nehmend auf 11,
als ein Verfahren 200 implementiert sein zum Aufbringen
von Tintentropfen auf ein Medium 18 mit einem Tintenstrahldrucker 10.
Bei 202 wird ein Druckkopf 79 mit Düsen 82,
deren Bohrungsachsen von der Orthogonalen (im Hinblick auf die Ebene
des Mediums 18) entlang der Bewegungsachse 2 in
der Vorwärts-
oder Rückwärtsrichtung
gekippt sind, bereitgestellt. Die ungeraden Düsen und die geraden Düsen können in
derselben Richtung oder in unterschiedlichen Richtungen gekippt
sein, vorwärts
oder rückwärts. Nur
das Ausführungsbeispiel,
bei dem die ungeraden Düsen
und die geraden Düsen
in unterschiedlichen (entgegengesetzten) Richtungen entlang der
Bewegungsachse gekippt sind, fällt
in den Schutzbereich der beanspruchten Erfindung. Bei 204 wird
der Druckkopf 79 relativ zu dem Druckmedium 18 entlang
der Bewegungsachse 2 in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung bewegt. Üblicherweise
beginnt diese Bewegung des Druckkopfs 79 an einer Seite
des Druckers 10 oder an einer Position, die der Position
auf dem Medium 18 entspricht, das bedruckt werden soll,
die am nächsten
zu dieser Seite des Druckers 10 ist, und schreitet entlang
der Bewegungsachse 2 zu der anderen Seite des Druckers 10 fort
oder zu einer Position, die der am weitesten entfernten Position
auf dem Medium 18 entspricht, das bei dem aktuellen Band
bedruckt werden soll. Bei 206 stößt der Druckkopf 79,
während
er sich bewegt, steuerbar Haupttropfen 6 aus ausgewählten Düsen 82 auf
das Medium 18 mit einer ersten Bahn 7 aus, wie
hierin vorangehend beschrieben wurde. Bei 208 und wie ebenfalls
hierin vorangehend beschrieben wurde, stößt der Druckkopf 79 ebenfalls ansprechend
einen oder mehrere Satellitentropfen 8 aus den ausgewählten Düsen 82 mit
einer zweiten Bahn 9 aus, die im Wesentlichen dieselbe
Verschiebung in der Medienvorschubrichtung 4 aufweist wie die
erste Bahn 7, um einen PAD-Fehler zu minimieren. Zusätzlich dazu,
wenn das Kippen der Düsen 82 in
einer Richtung entlang der Bewegungsachse 2 entgegengesetzt
zu der aktuellen Bewegungsrichtung (vorwärts oder rückwärts) ist, dann (abhängig von
den Abbruchgeschwindigkeiten 5s,m und anderen Faktoren,
wie vorangehend beschrieben wurde) können der Haupttropfen 6 und
der Satellitentropfen 8 auf dem Medium 18 zusammenfallen.
Bei 210, wenn die aktuelle Überquerung des Druckkopfs 79 entlang
der Bewegungsachse 2 abgeschlossen ist, kann das Druckmedium 18 relativ
zu dem Druckkopf 79 in der Medienvorschubrichtung 4 weiterbewegt werden.
Bei einigen Mehrfachdurchlaufdruckmodi jedoch tritt dieser Vorschub
vielleicht nicht nach jeder Überquerung
auf. Bei 212 und wenn das Drucken abgeschlossen ist, endet
das Verfahren. Wenn das Drucken nicht abgeschlossen ist, hängt die
nächste
Aktion, die unternommen werden soll, davon ab, ob der Druckmodus
unidirektional oder bidirektional ist, wie bei 214 ausgeführt wird.
Wenn er bidirektional ist, wird die Richtung der Druckkopfbewegung
bei 216 umgekehrt, und das Verfahren fährt bei 204 mit einer Überquerung
fort, die in der entgegengesetzten Richtung wie bei dem vorangehenden
Durchlauf erfolgt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Bewegungsgeschwindigkeit
in beiden Richtungen die gleiche, um den Durchsatz zu maximieren.
Wenn er unidirektional ist, wird der Druckkopf in der entgegengesetzten
Richtung bewegt, ohne Drucken bei 218, und das Verfahren
fährt bei 204 mit
einer Überquerung
fort, die in derselben Richtung auftritt wie für den vorangehenden Durchlauf.
-
Aus
dem Vorangehenden wird deutlich, dass der neue Druckkopf mit Druckkopfdüsen mit
zwei Spalten aus gekippten (optional nicht kreisförmigen) Bohrungen,
wobei jene einer Spalte entlang einer Bewegungsachse in einer ersten
Richtung gekippt sind, während
jene der anderen Spalte entlang der Bewegungsachse in einer entgegengesetzten
Richtung gekippt sind, und das Verfahren zum Reduzieren von Tropfenplatzierungsfehlern,
wie es durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, einen
wesentlichen Fortschritt in der Technik darstellen. Obwohl verschiedene
spezifische Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, ist die Erfindung
nicht auf die spezifischen Verfahren, Formen oder Anordnungen von
Teilen beschränkt,
die so beschrieben und dargestellt wurden. Die beanspruchte Erfindung
soll nicht als „ausstoßvorrichtungsspezifisch" betrachtet werden
und ist nicht auf bestimmt Anwendungen, Verwendungen und Fluidzusammensetzungen
beschränkt.
Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung
insbesondere geeignet zur Verwendung mit Fluidliefersystemen ist,
die eine thermische Tintenstrahltechnik einsetzen. Dementsprechend
wurden die neuen Öffnungsplattenstrukturen,
die hierin erörtert
wurden, in Verbindung mit einer thermischen Tintenstrahltechnik mit
dem Verständnis
beschrieben, dass die Erfindung nicht auf diesen Systemtyp beschränkt sein
soll. Die beanspruchte Technik ist stattdessen künftig an eine große Vielzahl
von unterschiedlichen Druckvorrichtungen anwendbar, vorausgesetzt,
dass diese wiederum die grundlegenden Strukturen verwenden, die hierin
angegeben sind, die ein Substrat, zumindest eine Ausstoßkammer
an dem Substrat und eine Öffnungsplatte,
die über
dem Substrat/Ausstoßkammer(n)
mit Düse(n)
in denselben umfassen. Zusätzlich
dazu, während
Tinte das bevorzugte Ausführungsbeispiel
eines Fluids ist, das auf das Medium gedruckt werden soll, ist die
vorliegende Erfindung nicht auf das Ausstoßen und Aufbringen von Tinte beschränkt. Andere
Fluide, die zu einer Verdampfung auf die Anwendung von Temperatur
hin in der Lage sind, können
mit den neuen hierin offenbarten Merkmalen verwendet werden. Die
Erfindung ist nur durch die Ansprüche eingeschränkt.