DE60208670T2

DE60208670T2 - Verfahren und vorrichtung zur bereitstellung von extraktionsmerkmalen eines tintenbehälters an einem drucksystem

Info

Publication number: DE60208670T2
Application number: DE60208670T
Authority: DE
Inventors: David Corvallis OLSEN; A. Rory Corvallis HEIM; R. David Corvallis OTIS
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: HUP0400055A3; NO335363B1; NO20034779L; RU2003134372A; NO20034779D0; RU2283772C2; CN1520359A; HK1058336A1; AU2002258875B2; PL364418A1; HUP0400055A2; EP1381516B1; BR0209409B1; KR20040015165A; BR0209409A; JP2004535311A; JP2005500183A; DE60222757T2; CA2445540C; DE60208670D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahldrucksysteme, die eine austauschbare Druckkomponente verwenden. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf austauschbare Druckkomponenten, die eine elektrische Speichervorrichtung zum Liefern von Informationen an das Drucksystem umfassen.
Tintenstrahldrucker verwenden häufig einen Tintenstrahldruckkopf, der in einem Wagen befestigt ist, der über ein Druckmedium, wie z.B. Papier, vor und zurück bewegt wird. Während der Druckkopf über das Druckmedium bewegt wird, aktiviert ein Steuersystem den Druckkopf, um Tintentröpfchen auf das Druckmedium aufzubringen oder auszustoßen, um Bilder und Text zu bilden. Tinte wird durch einen Tintenvorrat, der entweder durch den Wagen getragen wird oder an dem Drucksystem befestigt ist, um sich nicht mit dem Wagen zu bewegen, an den Druckkopf geliefert. Für den Fall, wo der Tintenvorrat nicht mit dem Wagen getragen wird, kann der Tintenvorrat periodisch oder fortlaufend mit dem Druckkopf verbunden sein, um den Druckkopf nachzufüllen. In jedem Fall erfordern die austauschbaren Druckkomponenten, wie z.B. der Tintenbehälter und der Druckkopf, einen regelmäßigen Austausch. Der Tintenvorrat wird ausgetauscht, wenn er leer ist. Der Druckkopf wird am Ende der Druckkopflebensdauer ausgetauscht.
Es ist häufig wünschenswert, Druckerparameter gleichzeitig mit dem Austausch von Druckerkomponenten zu ändern, wie es z.B. erörtert wird in der U.S.-Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 08/584,499, mit dem Titel „Replaceable Part With Integral Memory For Usage, Calibration And Other Data", die der Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen ist. Die Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 08/584,499 offenbart die Verwendung einer Speichervorrichtung, die Parameter enthält, die sich auf das austauschbare Teil beziehen. Die Installation des austauschbaren Teils ermöglicht es dem Drucker, auf die austauschbaren Teilparameter zuzugreifen, um eine hohe Druckqualität sicherzustellen. Durch Einbauen der Speichervorrichtung in das austauschbare Teil und Speichern von Parametern des austauschbaren Teils in der Speichervorrichtung in der austauschbaren Komponente, kann das Drucksystem diese Parameter auf den Einbau in das Drucksystem hin bestimmen. Dieses automatische Aktualisieren von Druckerparametern befreit den Benutzer davon, dass er die Druckerparameter jedes Mal aktualisieren muss, wenn eine austauschbare Komponente neu installiert wird. Das automatische Aktualisieren der Druckerparameter mit austauschbaren Komponentenparametern stellt eine hohe Druckqualität sicher. Außerdem neigt dieses automatische Parameter-Aktualisieren dazu, sicherzustellen, dass der Drucker nicht unbeabsichtigt beschädigt wird aufgrund eines unsachgemäßen Betriebs, wie z.B. Betreiben, nachdem der Tintenvorrat entleert ist oder ein Betrieb mit den falschen oder nicht-kompatiblen Druckerkomponenten.
Die europäische Patentanmeldung EP 1059169 A1 offenbart ein Verfahren zum Erfassen von Tintentankcharakteristika durch Erfassen des Vorliegens oder der Abwesenheit von Magneten an vorbestimmten Positionen auf dem Tintentank. Die Erfassung der Magnete wird durch Halleffektsensoren durchgeführt, die auf einem Tintentankhalter einer Bildaufzeichnungsvorrichtung angeordnet sind, wenn der Tintentank in dem Tintentankhalter positioniert ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liefert einen austauschbaren Tintenbehälter zum Liefern von Tinte an ein Tintenstrahldrucksystem, ein Verfahren zum Betreiben eines Drucksystems und ein Verfahren zum Herstellen eines austauschbaren Tintenbehälters für die Verwendung in einem Tintenstrahldrucksystem, wie es in den angehängten Ansprüchen beschrieben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldrucksystems der vorliegenden Erfindung, das mit einer Abdeckung geöffnet gezeigt ist, um eine Mehrzahl von austauschbaren Tintenbehältern der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
2 ist eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Tintenstrahldrucksystems.
3 ist eine stark vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Bewegungswagens, die die austauschbaren Tintenbehälter der vorliegenden Erfindung in einer Aufnahmestation positioniert zeigt, die eine Fluidkommunikation zwischen den austauschbaren Tintenbehältern und einem oder mehreren Druckköpfen liefert.
4 ist eine Seitendraufsicht eines Abschnitts des Bewegungswagens, der Führungs- und Verriegelungsmerkmale zeigt, die jedem der austauschbaren Tintenbehälter und der Aufnahmestation zum Befestigen des austauschbaren Tintenbehälters zugeordnet sind, wodurch eine Fluidkommunikation mit dem Druckkopf ermöglicht wird.
5 ist eine Aufnahmestation, die getrennt gezeigt ist, zum Aufnehmen von einem oder mehreren austauschbaren Tintenbehältern der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Draufsicht von unten eines austauschbaren Dreifarben-Tintenbehälters der vorliegenden Erfindung, der getrennt gezeigt ist.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines austauschbaren Einfarben-Tintenbehälters der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Draufsicht einer elektrischen Speichervorrichtung, die mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakten elektrisch verbunden ist.
9 stellt ein schematisches Blockdiagramm des Tintenstrahldrucksystems von 1 dar, das mit einem Host verbunden gezeigt ist, und das den austauschbaren Tintenbehälter und Druckkopf zeigt, von denen jeder elektrische Speichervorrichtungen enthält.
10 ist eine Darstellung von sowohl statischem als auch dynamischem Gegendruck in dem Tintenbehälter der vorliegenden Erfindung zum Variieren der extrahierten Tintenmenge.
11 ist ein Flussdiagramm, das das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Einstellen einer Tintenextraktionsrate von dem Tintenbehälter zeigt, basierend auf den Extraktionscharakteristika und der Tintenmenge, die von dem Tintenbehälter extrahiert wird.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
1 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Ausführungsbeispiels eines Drucksystems 10, das mit der Abdeckung geöffnet gezeigt ist, das zumindest einen aus tauschbaren Tintenbehälter 12 umfasst, der in einer Aufnahmestation 14 installiert ist. Wenn der austauschbare Tintenbehälter 12 ordnungsgemäß in dem Aufnahmeabschnitt 14 installiert ist, wird Tinte von dem austauschbaren Tintenbehälter 12 zu zumindest einem Tintenstrahldruckkopf 16 geliefert. Der Tintenstrahldruckkopf 16 spricht auf Aktivierungssignale von einem Druckerabschnitt 18 an, um Tinte auf Druckmedien aufzubringen. Während Tinte von dem Druckkopf 16 ausgestoßen wird, wird der Druckkopf 16 mit Tinte von dem Tintenbehälter 12 nachgefüllt.
Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel des austauschbaren Tintenbehälters 12 sind die Aufnahmestation 14 und der Tintenstrahldruckkopf 16 jeweils Teil eines Bewegungswagens, der relativ zu einem Druckmedium 22 bewegt wird, um Drucken zu erreichen. Der Druckerabschnitt 18 umfasst eine Medienablage zum Aufnehmen des Druckmediums 22. Während das Druckmedium 22 schrittweise durch eine Druckzone verläuft, bewegt der Bewegungswagen 20 den Druckkopf 16 relativ zu dem Druckmedium 22. Der Druckerabschnitt 18 aktiviert selektiv den Druckkopf 16, um Tinte auf das Druckmedium 22 aufzubringen, um dadurch Drucken zu erreichen.
Der Bewegungswagen 20 wird durch die Druckzone auf einem Bewegungsmechanismus bewegt, der einen Gleitstab 26 umfasst, auf dem der Bewegungswagen 20 gleitet, während sich der Bewegungswagen 20 durch eine Bewegungsachse bewegt. Eine Positionierungseinrichtung (nicht gezeigt) wird verwendet, um den Bewegungswagen 22 genau zu positionieren. Außerdem wird ein Papiervorbewegungsmechanismus (nicht gezeigt) verwendet, um das Druckmedium 22 schrittweise durch die Druckzone zu bewegen, während der Bewegungswagen 20 entlang der Bewegungsachse bewegt wird. Elektrische Signale werden an den Bewegungswagen 20 geliefert, zum selektiven Aktivieren des Druckkopfs 16 durch eine elektrische Verbindung, wie z.B. ein Bandkabel 28.
Das in 1 gezeigte Tintenstrahldrucksystem 10 ist konfiguriert, um Tintenbehälter 12 aufzunehmen, die eine Tintenextraktionscharakteristik aufweisen, die mit dem Tintenpegel in dem Tintenbehälter variieren. Diese Tintenextraktionscharakteristika variieren im Allgemeinen mit der Größe des Tintenbehälters 12. Eine beispielhafte Tintenextraktionscharakteristik ist eine Gegendruckcharakteristik in dem Tintenbehälter 12. Während Tinte von dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird, variiert der Gegendruck in dem Tintenbehälter 12. Falls diese Gegendruckschwankung nicht ordnungsgemäß in dem Drucksystem 10 ausgeglichen wird, kann dieselbe zu einer Vielzahl von Problemen für das Drucksystem 10 führen. Diese Probleme umfassen die Reduktion von Druckqualität aufgrund des übermäßigen Gegendrucks, die Reduktion von Druckkopfzuverlässigkeit aufgrund von Luftaufnahme und verstärktes Zurückbleiben bzw. Stranden der Tinte in dem Tintenbehälter 12, um einige der Probleme zu nennen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Speichern von Tintenextraktionscharakteristika auf den austauschbaren Tintenbehältern 12. Die Extraktionscharakteristika werden zum Aktualisieren von Betriebsparametern des Druckerabschnitts 10 verwendet. Das Drucksystem 10 verwendet diese Extraktionscharakteristika, um diese Charakteristika auszugleichen, um eine hohe Druckqualität zu erreichen, während Tinte vollständiger von dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird.
In dem Fall, wo die Tintenextraktionscharakteristik mit dem Tintenpegel in dem Tintenbehälter 12 für eine bestimmte Extraktionsrate variiert, erhöht sich beispielsweise der Gegendruck, während Tinte von dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird. Ohne ordnungsgemäßes Kompensieren dieser Extraktionscharakteristik, ist das Drucksystem 10 daher nicht in der Lage, Tinte bei niedrigen Tintenpegeln zu extrahieren, wo der Gegendruck am höchsten ist, was zum Stranden von Tinte in dem Tintenbehälter 12 führt. Das Stranden von Tinte in dem Tintenbehälter 12 führt zu Tintenverschwendung, höheren Druckkosten pro Seite und dazu, dass gestrandete Tinte in den Abfallstrom eindringt.
Jedem der austauschbaren Tintenbehälter 12 ist eine elektrische Speichervorrichtung zugeordnet. Die elektrische Speichervorrichtung enthält Tintenextraktionsinformationen, die sich auf den bestimmten austauschbaren Tintenbehälter 12 beziehen. Der Einbau des austauschbaren Tintenbehälters 12 in den Druckerabschnitt 10 ermöglicht es, dass Tintenextraktionsinformationen zwischen der elektrischen Speichervorrichtung und dem Druckerabschnitt 18 übertragen werden, um eine hohe Druckqualität sicherzustellen, sowie um eine verbesserte Tintenextraktion von dem austauschbaren Tintenbehälter 12 zu erreichen. Die Informationen, die an das Drucksystem 10 geliefert werden, umfassen, neben anderen Informationen, Informationen, die die Tintenextraktionsrate für unterschiedliche Tintenmengen in dem Tintenbehälter 12 spezifizieren. Das Drucksystem 10 verwendet diese Extraktionscharakteristika, um auf der Basis der Tinte, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt, eine ordnungsgemäße Extraktionsrate auszuwählen. Durch Einstellen der Tintenextraktionsrate, während Tinte von dem Tintenbehälter 12 verwendet wird, kann das Drucksystem 10 Tinte von dem Tintenbehälter 12 vollständiger extrahieren, ohne Probleme mit dem Drucksystem 10 zu bewirken. Die Technik der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf 10–12 näher erörtert. Bevor diese Technik erörtert wird, ist es hilfreich, zuerst das Drucksystem 10 näher zu erörtern.
Obwohl das in 1 gezeigte Drucksystem 10 Tintenbehälter 12 verwendet, die auf dem Bewegungswagen 20 befestigt sind, ist die vorliegende Erfindung gleichermaßen gut geeignet für andere Typen von Drucksystemkonfigurationen. Eine solche Konfiguration ist eine, wo die austauschbaren Tintenbehälter 12 entfernt von dem Bewegungswagen 20 befestigt sind. Alternativ können der Druckkopf 16 und der Tintenbehälter 12 in einen integrierten Druckwagen eingebaut sein, der auf dem Bewegungswagen 20 befestigt ist. Schließlich kann das Drucksystem 10 in einer großen Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, wie z.B. Faksimilemaschinen, Postfrankiermaschinen, Textildruckmaschinen und Großformattyp-Drucksystemen, die für die Verwendung bei Anzeigen und Außenbeschilderung geeignet sind.
2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung des in 1 gezeigten Tintenstrahldrucksystems 10 der vorliegenden Erfindung. 2 ist vereinfacht, um einen einzigen Druckkopf 16 darzustellen, der mit einem einzigen Tintenbehälter 12 verbunden ist.
Das Tintenstrahldrucksystem 10 der vorliegenden Erfindung umfasst den Druckerabschnitt 18 und den Tintenbehälter 12, der konfiguriert ist, um durch den Druckerabschnitt 18 aufgenommen zu werden. Der Druckerabschnitt 18 umfasst den Tintenstrahldruckkopf 16 und eine Steuerung 29. Wenn der Tintenbehälter 12 ordnungsgemäß in den Druckerabschnitt 18 eingefügt ist, ist eine elektrische und fluidische Kopplung zwischen dem Tintenbehälter 12 und dem Druckerabschnitt 18 hergestellt. Die fluidische Kopplung ermöglicht es, dass Tinte, die in dem Tintenbehälter 12 gespeichert ist, an den Druckkopf 16 geliefert wird. Die elektrische Kopplung ermöglicht es, dass Informationen zwischen einer elektrischen Speichervorrichtung 80, die auf dem Tintenbehälter 12 angeordnet ist, und dem Druckerabschnitt 18 geleitet werden. Der Austausch von Informationen zwischen dem Tintenbehälter 12 und dem Druckerabschnitt 18, der den Betrieb des Druckerabschnitts 18 sicherstellen soll, ist kompatibel mit der Tinte, die in dem austauschbaren Tintenbehälter 12 enthalten ist, und erreicht dadurch eine hohe Druckqualität und einen zuverlässigen Betrieb des Drucksystems 10.
Die Steuerung 29 steuert unter anderem die Übertragung von Informationen zwischen dem Druckerabschnitt 18 und dem austauschbaren Tintenbehälter 12. Außerdem steuert die Steuerung 29 die Übertragung von Informationen zwischen dem Druckkopf 16 und der Steuerung 29 zum Aktivieren des Druckkopfs, um selektiv Tinte auf das Druckmedium aufzubringen. Außerdem steuert die Steuerung 29 die relative Bewegung des Druckkopfs 16 und der Druckmedien. Die Steuerung 29 führt zusätzliche Funktionen durch, wie z.B. das Steuern der Übertragung von Informationen zwischen dem Drucksystem 10 und einer Host-Vorrichtung, wie z.B. einem Host-Computer (nicht gezeigt).
Um sicherzustellen, dass das Drucksystem 10 qualitativ hochwertige Bilder auf dem Druckmedium liefert, ist es notwendig, dass der Betrieb der Steuerung 29 den bestimmten austauschbaren Tintenbehälter 12 berücksichtigt, der in dem Druckerabschnitt 18 installiert ist. Die Steuerung 29 verwendet die Parameter, die durch die elektrische Speichervorrichtung 80 geliefert werden, um den bestimmten austauschbaren Tintenbehälter 12 zu berücksichtigen, der in dem Druckerabschnitt 18 installiert ist, um einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen und qualitativ hochwertige Druckbilder sicherzustellen.
Zusätzliche Informationen, die beispielsweise in der elektrischen Speichervorrichtung 80 gespeichert sein können, die dem austauschbaren Tintenbehälter 12 zugeordnet sein kann, können Informationen umfassen, die ein Anfangstintenvolumen, ein aktuelles Tintenvolumen und Konfigurationsinformationen des Tintenbehälters 12 spezifizieren, um nur einige zu nennen. Die bestimmten Informationen, die auf der elektrischen Speichervorrichtung 80 gespeichert sind, die sich auf Extraktionscharakteristika beziehen, werden nachfolgend näher erörtert.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Bewegungswagens 20, der ein Paar von austauschbaren Tintenbehältern 12 zeigt, die ordnungsgemäß in die Aufnahmestation 14 eingebaut sind. Ein Tintenstrahldruckkopf 16 ist in Fluidkommunikation mit der Aufnahmestation 14. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das in 1 gezeigte Tintenstrahldrucksystem 10 einen Dreifarbentintenbehälter, der drei getrennte Tintenfarben enthält, und einen zweiten Tintenbehälter, der eine einzige Tintenfarbe enthält. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der Dreifarbentintenbehälter Cyan, Magenta und gelbe Tinten, und der Einfarbentintenbehälter enthält schwarze Tinte zum Erreichen von Vierfarbdrucken. Die austauschbaren Tintenbehälter 12 können unterschiedlich unterteilt sein, um weniger als drei Tintenfarben oder mehr als drei Tintenfarben zu enthalten, falls mehr erforderlich sind. Beispielsweise werden in dem Fall von Drucken mit hoher Wiedergabetreue häufig sechs oder mehr Farben verwendet, um Drucken zu erreichen.
Der Bewegungswagenabschnitt 20, der in 3 gezeigt ist, ist der Einfachheit halber fluidisch gekoppelt mit einem einzigen Druckkopf 16 gezeigt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind vier Tintenstrahldruckköpfe 16 jeweils fluidisch mit der Aufnahmestation 14 gekoppelt. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jeder der vier Druckköpfe fluidisch gekoppelt mit jeder der vier farbigen Tinten, die in den austauschbaren Tintenbehältern enthalten sind. Somit sind der Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Druckkopf 16 jeweils mit ihren entsprechenden Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Tintenvorräten gekoppelt. Andere Konfigurationen, die weniger Druckköpfe als vier verwenden, sind ebenfalls möglich. Der Druckkopf 16 kann beispielsweise konfiguriert sein, um mehr als eine Tintenfarbe zu drucken, durch ordnungsgemäßes Partitionieren des Druckkopfs 16, um es zu ermöglichen, dass eine erste Tintenfarbe an eine erste Gruppe von Tintendüsen geliefert wird, und eine zweite Tintenfarbe an eine zweite Gruppe von Tintendüsen geliefert wird, wobei sich die zweite Gruppe von Tintendüsen von der ersten Gruppe unterscheidet. Auf diese Weise kann ein einzelner Druckkopf 16 verwendet werden, um mehr als eine Tintenfarbe zu drucken, was es ermöglicht, dass weniger als vier Druckköpfe 16 Vierfarbdrucken erreichen. Der fluidische Weg zwischen jedem der austauschbaren Tintenbehälter 12 und dem Druckkopf 16 wird mit Bezugnahme auf 4 näher erörtert.
Jeder der austauschbaren Tintenbehälter 12 umfasst eine Verriegelung 30 zum Befestigen des austauschbaren Tintenbehälters 12 an der Aufnahmestation 14. Die Aufnahmestation 14 umfasst bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Satz von Schlüsseln 32, die mit entsprechenden Verschlussmerkmalen (nicht gezeigt) auf dem austauschbaren Tintenbehälter 12 interagieren. Die Verschlussmerkmale auf dem austauschbaren Tintenbehälter 12 interagieren mit den Schlüsseln 32 auf der Aufnahmestation 14, um sicherzustellen, dass der austauschbare Tintenbehälter 12 mit der Aufnahmestation 14 kompatibel ist.
4 ist eine Seitendraufsicht des in 2 gezeigten Bewegungswagenabschnitts 20. Der Bewegungswagenabschnitt 20 umfasst den Tintenbehälter 12, der ordnungsgemäß eingebaut in die Aufnahmestation 14 gezeigt ist, und dadurch eine Fluidkommunikation zwischen dem austauschbaren Tintenbehälter 12 und dem Druckkopf 16 herstellt.
Der austauschbare Tintenbehälter 12 umfasst einen Reservoirabschnitt 34 zum Aufnehmen von einer oder mehreren Tintenmengen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der austauschbare Dreifarbtintenbehälter 12 drei getrennte Tintenaufnahmereservoirs, die jedes Tinte einer anderen Farbe enthalten. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der austauschbare Einfarben-Tintenbehälter 12 ein Einzeltintenreservoir 34 zum Enthalten von Tinte einer einzigen Farbe.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Reservoir 34 ein Kapillarspeicherbauglied (nicht gezeigt), das in demselben angeordnet ist. Das Kapillarspeicherbauglied ist ein poröses Bauglied, das ausreichend Kapillarität aufweist, um Tinte zu halten, um Tintenlecken von dem Reservoir 34 zu verhindern, während der Einfügung und Entfernung des Tintenbehälters 12 von dem Drucksystem 10. Diese Kapillarkraft muss ausreichend groß sein, um Tintenlecken von dem Tintenreservoir 34 über eine große Vielzahl von Umgebungsbedingungen zu verhindern, wie z.B. Temperatur- und Druckänderungen. Außerdem ist die Kapillarität des Kapillarbauglieds ausreichend, um Tinte für alle Ausrichtungen des Tintenreservoirs in dem Tintenreservoir 34 zu halten, sowie eine vernünftige Menge an Stoß und Vibration, die der Tintenbehälter während normaler Handhabung erfahren kann. Das bevorzugte Kapillarspeicherbauglied ist ein Netzwerk von wärme-verbundenen Polymerfasern, die beschrieben sind in der U.S.-Patentanmeldung mit dem Titel „Ink Reservoir for an Inkjet Printer", Anwaltsaktenzeichen 10991407, eingereicht am 29. Oktober 1999, Serien-Nr. 09/430,400, die der Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen ist.
Sobald der Tintenbehälter 12 ordnungsgemäß in die Aufnahmestation 14 eingebaut ist, ist der Tintenbehälter 12 durch eine Fluidverbindung 36 fluidisch mit dem Druckkopf 16 gekoppelt. Auf die Aktivierung des Druckkopfs 16 hin wird Tinte von dem Ausstoßabschnitt 38 ausgestoßen und erzeugt in dem Druckkopf 16 einen negativen Überdruck, der manchmal als Gegendruck bezeichnet wird. Überdruck ist der Druck, der in dem Tintenbehälter relativ zu dem atmosphärischen Druck gemessen wird. Dieser negative Überdruck in dem Druckkopf 16 ist ausreichend, um die Kapillarkraft zu überwinden, die sich von dem Kapillarbauglied ergibt, das in dem Tintenreservoir 34 angeordnet ist. Durch diesen Gegendruck wird Tinte von dem austauschbaren Tintenbehälter 12 zu dem Druckkopf 16 gezogen. Auf diese Weise wird der Druckkopf 16 mit Tinte nachgefüllt, die durch den austauschbaren Tintenbehälter 12 geliefert wird.
Die Fluidverbindung 36 ist vorzugsweise eine aufrechte Tintenröhre, die sich nach oben in den Tintenbehälter 12 und nach unten zu dem Tintenstrahldruckkopf 16 erstreckt. Die Fluidverbindung 36 ist in 4 stark vereinfacht gezeigt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Fluidverbindung 36 ein Verteiler, der einen Versatz bei der Positionierung der Druckköpfe 16 entlang der Bewegungsachse ermöglicht, und ermöglicht dadurch, dass der Druckkopf 16 versetzt von dem entsprechenden austauschbaren Tintenbehälter 12 platziert wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Fluidverbindung 36 in das Reservoir 34, um das Kapillarbauglied zusammenzudrücken und dadurch benachbart zu der Fluidverbindung 36 eine Region erhöhter Kapillarität zu bilden. Diese Region erhöhter Kapillarität neigt dazu, Tinte zu der Fluidverbindung 36 zu ziehen und ermöglicht es dadurch, dass Tinte durch die Fluidverbindung 36 zu dem Druckkopf 16 fließt.
Der austauschbare Tintenbehälter 12 umfasst ferner ein Führungsmerkmal 40, ein Eingriffnahmemerkmal 42, einen Griff 44 und ein Verriegelungsmerkmal 30, die es ermöglichen, dass der Tintenbehälter 12 in die Aufnahmestation 14 eingefügt wird, um eine zuverlässige Fluidverbindung mit dem Druckkopf 16 zu erreichen, sowie eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem austauschbaren Tintenbehälter 12 und dem Bewegungswagen 20 zu bilden.
Die Aufnahmestation 14 umfasst eine Führungsschiene 46, ein Eingriffnahmemerkmal 48 und ein Verriegelungseingriffnahmemerkmal 50. Die Führungsschiene 46 kooperiert mit dem Führungsschieneneingriffnahmemerkmal 40 und dem austauschbaren Tintenbehälter 12, um den Tintenbehälter 12 in die Aufnahmestation 14 zu führen. Sobald der austauschbare Tintenbehälter 12 vollständig in die Aufnahmestation 14 eingefügt ist, nimmt das Eingriffnahmemerkmal 42, das dem austauschbaren Tintenbehälter zugeordnet ist, das Eingriffnahmemerkmal 48 in Eingriff, das der Aufnahmestation 14 zugeordnet ist, und befestigt ein vorderes Ende oder ein Anfangsende des austauschbaren Tintenbehälters 12 an der Aufnahmestation 14. Der Tintenbehälter 12 wird dann nach unten gedrückt, um ein Federvorspannungsbauglied 52 zusammenzudrücken, das der Aufnahmestation 14 zugeordnet ist, bis ein Verriegelungseingriffnahmemerkmal 50, das der Aufnahmestation 14 zugeordnet ist, ein Hakenmerkmal 54 in Eingriff nimmt, das dem Verriegelungsbauglied 30 zugeordnet ist, um ein hinteres Ende oder Rückende des Tintenbehälters 12 an der Aufnahmestation 14 zu befestigen. Es ist die Kooperation der Merkmale auf dem Tintenbehälter 12 mit den Merkmalen, die der Aufnahmestation 14 zugeordnet sind, die eine ordnungsgemäße Einfügung und funktionale Schnittstellenbildung zwischen dem austauschbaren Tintenbehälter 12 und der Aufnahmestation 14 ermöglichen. Die Aufnahmestation 14 wird nun mit Bezugnahme auf 4 näher erörtert.
5 ist eine perspektivische Vorderansicht der Tintenbehälteraufnahmestation 14, die getrennt gezeigt ist. Die Aufnahmestation 14, die in 5 gezeigt ist, umfasst ein Einfarbenfach 56 zum Aufnehmen eines Tintenbehälters 12, der eine Einzeltintenfarbe enthält, und ein Dreifarbenfach 58 zum Aufnehmen eines Tintenbehälters, der drei getrennte Tintenfarben aufweist, die in demselben enthalten sind. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel nimmt das Einfarbenfach 56 einen austauschbaren Tintenbehälter 12 auf, der schwarze Tinte enthält, und das Dreifarbenfach nimmt einen austauschbaren Tintenbehälter auf, der Cyan-, Magenta- und Gelb-Tinte enthält, die jeweils in ein getrenntes Reservoir in dem Tintenbehälter 12 unterteilt sind. Die Aufnahmestation 14 sowie der austauschbare Tintenbehälter 12 können andere Anordnungen von Fächern 56 und 58 zum Aufnehmen von Tintenbehältern haben, die unterschiedliche Anzahlen von einzelnen Tinten enthalten, die in denselben enthalten sind. Außerdem kann die Anzahl von Aufnahmefächern 56 und 58 für die Aufnahmestation anders als Zwei sein. Eine Aufnahmestation 14 kann beispielsweise vier getrennte Fächer zum Aufnehmen vier getrennter Einfarben-Tintenbehälter 12 aufweisen, wobei jeder Tintenbehälter eine getrennte Tintenfarbe enthält, um Vierfarbdrucken zu erreichen.
Jedes Fach 56 und 58 der Aufnahmestation 14 umfasst eine Öffnung 60 zum Aufnehmen von jeder der aufrechten Fluidver bindungen 36, die sich dadurch erstrecken. Die Fluidverbindung 36 ist ein Fluideinlaß für Tinte zum Verlassen eines entsprechenden Fluidauslasses, der dem Tintenbehälter 12 zugeordnet ist. Eine elektrische Verbindung 62 ist ebenfalls in jedem Aufnahmefach 56 und 58 enthalten. Die elektrische Verbindung 62 umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten 64. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Kontakte 64 eine Anordnung von vier federvorgespannten elektrischen Kontakten mit ordnungsgemäßer Installation des austauschbaren Tintenbehälters 12 in das entsprechende Fach der Aufnahmestation 14. Eine ordnungsgemäße Eingriffnahme mit jedem der elektrischen Verbinder 62 und Fluidverbindungen 36 muss auf zuverlässige Weise hergestellt sein.
Die Führungsschienen 46, die auf jeder Seite der Fluidverbindungen in jedem Fach 56 und 58 angeordnet sind, nehmen das entsprechende Führungsmerkmal 40 auf jeder Seite des Tintenbehälters 12 in Eingriff, um den Tintenbehälter in die Aufnahmestation zu führen. Wenn der Tintenbehälter 12 vollständig in die Aufnahmestation 14 eingefügt ist, nehmen die Eingriffnahmemerkmale 48, die auf einer Rückwand 66 der Aufnahmestation 14 angeordnet sind, die entsprechenden Eingriffnahmemerkmale 42, die in 3 gezeigt sind, auf dem Tintenbehälter 12 in Eingriff. Die Eingriffnahmemerkmale 48 sind auf jeder Seite der elektrischen Verbindung 62 angeordnet. Eine Vorspannungseinrichtung 52, wie z.B. eine Blattfeder, ist in der Aufnahmestation 14 angeordnet.
6 ist eine Draufsicht des austauschbaren Tintenbehälters 12 der vorliegenden Erfindung von unten. Der austauschbare Tintenbehälter 12 umfasst ein Paar von nach außen vorstehenden Führungsschieneneingriffnahmemerkmalen 40. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich jedes dieser Führungsschieneneingriffnahmemerkmale 40 nach außen in einer Richtung orthogonal zu einer aufrechten Seite 70 des austauschbaren Tintenbehälters 12. Die Eingriffnahmemerkmale 42 erstrecken sich nach außen von einer Vorderoberfläche oder Vorderkante des Tintenbehälters 72. Die Eingriffnahmemerkmale 42 sind auf jeder Seite einer elektrischen Schnittstelle 74 angeordnet und sind zu einer Unteroberfläche 76 des austauschbaren Tintenbehälters 12 angeordnet. Die elektrische Schnittstelle 74 umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten 78, wobei jeder der elektrischen Kontakte 78 elektrisch verbunden ist mit einer elektrischen Speichervorrichtung 80.
Gegenüber dem Vorderende 72 befindet sich ein hinteres Ende 82. Das hintere Ende 82 des austauschbaren Tintenbehälters 12 umfasst das Verriegelungsmerkmal 30 mit einem Eingriffnahmehaken 54. Das Verriegelungsmerkmal 30 ist aus einem nachgiebigen Material gebildet, das es ermöglicht, dass sich das Verriegelungsmerkmal nach außen erstreckt von dem hinteren Ende, und dadurch das Eingriffnahmemerkmal nach außen zu dem entsprechenden Eingriffnahmemerkmal ausdehnt, das der Aufnahmestation 14 zugeordnet ist. Während das Verriegelungsbauglied 30 nach innen zusammengedrückt wird zu dem hinteren Ende 82, übt das Verriegelungsbauglied eine Vorspannungskraft nach außen aus, um sicherzustellen, dass das Eingriffnahmemerkmal 54 in Eingriff mit dem entsprechenden Eingriffnahmemerkmal 50 bleibt, das der Aufnahmestation 14 zugeordnet ist, um den Tintenbehälter 12 in der Aufnahmestation 14 zu befestigen.
Der austauschbare Tintenbehälter 12 umfasst auch Schlüssel 84, die auf dem hinteren Ende des austauschbaren Tintenbehälters 12 angeordnet sind. Die Schlüssel sind vorzugsweise auf jeder Seite der Verriegelung 30 zu der Unteroberfläche 76 des austauschbaren Tintenbehälters 12 hin angeordnet. Die Schlüssel 84 interagieren zusammen mit den Verschlussmerkmalen 32 auf der Aufnahmestation 14, um sicherzustellen, dass der Tintenbehälter 12 in das korrekte Fach 56 und 58 in der Aufnahmestation 14 eingefügt wird. Außerdem stellen die Schlüssel 84 und die Verschlussmerkmale 32 sicher, dass der austauschbare Tintenbehälter 12 Tinte enthält, die sowohl in Farbe als auch chemischer Zusammen setzung oder Kompatibilität mit dem entsprechenden Aufnahmefach 56 und 58 in der Aufnahmestation 14 kompatibel ist.
Der Griffabschnitt 44 ist auf einer oberen Oberfläche 86 an der hinteren Kante 82 des austauschbaren Tintenbehälters 12 angeordnet ist. Der Griffabschnitt 44 ermöglicht es, dass der Tintenbehälter 12 an der Vorderkante 62 gegriffen wird, während er in das entsprechende Fach der Aufnahmestation 14 eingefügt wird.
Der Tintenbehälter 12 umfasst Öffnungen 88, die auf der Unteroberfläche 76 des austauschbaren Tintenbehälters 12 angeordnet sind. Die Öffnungen 88 ermöglichen es, dass sich die Fluidverbindung 36 durch das Reservoir 34 erstreckt, um das darin angeordnete Kapillarbauglied in Eingriff zu nehmen. In dem Fall des austauschbaren Dreifarbentintenbehälters 12 gibt es drei Fluidauslässe 88, wobei jeder Fluidauslaß einer anderen Tintenfarbe entspricht. In dem Fall der Dreifarbenkammer erstreckt sich jede der drei Fluidverbindungen 36 in jeden der Fluidauslässe 88, um eine Fluidkommunikation zwischen jeder Tintenkammer und dem entsprechenden Druckkopf für diese Tintenfarbe zu liefern.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Einfarben-Tintenbehälters, der für das Einfügen in das Einfarben-Fach 56 in der in 5 gezeigten Aufnahmestation 14 positioniert ist. Der in 7 gezeigte Einfarben-Tintenbehälter ist ähnlich wie der in 6 gezeigte Dreifarben-Tintenbehälter, außer dass nur ein einziger Fluidauslass 88 in der unteren Oberfläche 76 vorgesehen ist. Der austauschbare Einfarben-Tintenbehälter 12 enthält eine einzige Tintenfarbe und nimmt daher nur eine einzige entsprechende Fluidverbindung 36 auf, zum Liefern von Tinte von dem Tintenbehälter 12 zu dem entsprechenden Druckkopf.
8 ist eine stark vergrößerte Ansicht der elektrischen Speichervorrichtung 80 und des elektrischen Kontakts 78. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die elektri sche Speichervorrichtung 80 und die elektrischen Kontakte auf einem Substrat 85 befestigt. Jeder der elektrischen Kontakte 78 ist elektrisch verbunden mit der elektrischen Speichervorrichtung 80. Jeder der elektrischen Kontakte 78 ist durch das Substrat 85 elektrisch von den anderen getrennt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Speichervorrichtung 80 ein Halbleiterspeicher, der auf dem Substrat 85 befestigt ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Substrat 85 haftend mit dem Tintenbehälter 12 verbunden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gibt es vier elektrische Kontakte 78, die Kontakte für Leistungs- und Masseverbindungen, sowie Takt- und Datenverbindungen darstellen. Die Einfügung des austauschbaren Tintenbehälters 12 in den Druckabschnitt 18 stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt 64 auf der Aufnahmestation 14 und den elektrischen Kontakten 78 auf dem austauschbaren Tintenbehälter 12 her. Wenn Leistung und Masse an die elektrische Speichervorrichtung 80 angelegt sind, werden Daten zwischen dem Druckabschnitt 18 und dem austauschbaren Tintenbehälter 12 übertragen, bei einer Rate, die durch das Taktsignal hergestellt wird. Es ist wesentlich, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Druckabschnitt 18 und dem austauschbaren Tintenbehälter 12, die durch elektrische Kontakte 64 bzw. 78 gebildet ist, niederohmige Verbindungen sind, um eine zuverlässige Datenübertragung sicherzustellen. Falls die elektrischen Kontakte 64 und 78 nicht in der Lage sind, eine niederohmige Verbindung zu liefern, kann es sein, dass Daten nicht ordnungsgemäß übertragen werden oder die Daten verfälscht oder ungenau sind. Daher ist es wesentlich, dass eine zuverlässige niederohmige Verbindung zwischen dem Tintenbehälter 12 und dem Druckabschnitt 18 hergestellt wird, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Drucksystems 10 sicherzustellen.
9 stellt ein Blockdiagramm des Drucksystems 10 der vorliegenden Erfindung dar, das mit einer Informationsquel le oder einem Host-Computer 90 verbunden gezeigt ist. Der Host-Computer 90 ist mit einem Anzeigegerät 50 verbunden gezeigt. Der Host 90 kann eine Vielzahl von Informationsquellen sein, wie z.B. ein Personalcomputer, eine Workstation oder ein Server, um einige zu nennen, die Bildinformationen durch eine Datenverbindung 94 an die Steuerung 29 liefert. Die Datenverbindung kann jede einer Vielzahl von herkömmlichen Datenverbindungen sein, wie z.B. eine elektrische Verbindung oder eine Infrarotverbindung zum Übertragen von Informationen zwischen dem Host 90 und dem Drucksystem 10.
Der in 9 gezeigte Tintenbehälter 12 umfasst die elektrische Speichervorrichtung 80 und drei getrennte Tintenvorräte, die den in 6 gezeigten Dreifarbentintenbehälter 12 darstellen. Wenn derselbe ordnungsgemäß in das Dreifarbenaufnahmefach 58 eingefügt ist, ist eine Fluidkommunikation zwischen jedem der getrennten Vorräte oder Kammern und einem oder mehreren Tintenstrahldruckköpfen 16 hergestellt.
Die Steuerung 29 ist elektrisch verbunden mit den elektrischen Speichervorrichtungen 80, die dem Druckkopf 16 und dem Tintenbehälter 12 zugeordnet sind. Außerdem ist die Steuerung 29 elektrisch verbunden mit einem Druckermechanismus 96 zum Steuern des Medientransports und der Bewegung des Wagens 20. Die Steuerung 29 verwendet Parameter und Informationen, die durch den Host 90, den Speicher 80, der dem Tintenbehälter 12 zugeordnet ist, und den Speicher 80, der dem Druckkopf 16 zugeordnet ist, geliefert werden, um Drucken zu erreichen.
Der Host-Computer 90 liefert Bildbeschreibungsinformationen oder Bilddaten an das Drucksystem 10, zum Bilden von Bildern auf dem Druckmedium. Außerdem liefert der Host-Computer 90 verschiedene Parameter zum Steuern des Betriebs des Drucksystems 10, die sich typischerweise in Druckersteuersoftware befinden, die typischerweise als der „Drucktreiber" bezeichnet wird. Um sicherzustellen, dass das Drucksystem 10 die qualitativ höchstwertigen Bilder liefert, ist es notwendig, dass der Betrieb der Steuerung 29 den bestimmten austauschbaren Tintenbehälter 12 ausgleicht, der in dem Drucksystem 10 eingebaut ist. Die elektrische Speichervorrichtung 80, die jedem austauschbaren Tintenbehälter 12 zugeordnet ist, liefert Parameter speziell für den austauschbaren Tintenbehälter 12, was es der Steuerung 29 ermöglicht, diese Parameter zu verwenden, um den zuverlässigen Betrieb des Drucksystems 10 sicherzustellen und qualitativ hochwertige Druckbilder sicherzustellen.
10 ist eine Darstellung der Gegendruckgröße in dem Tintenbehälter 12 über der extrahierten Tinte von dem Tintenbehälter 12. Der Gegendruck oder Überdruck, der in 10 gezeigt ist, ist ein negativer Druck, weil dieser Druck unter dem atmosphärischen Druck liegt. Der Einfachheit halber ist der Gegendruck in dem Tintenbehälter als eine Größe oder als das Negative des Gegendrucks dargestellt. In 10 ist der Gegendruck in Zoll Wasser spezifiziert und die extrahierte Tinte ist in Kubikzentimeter Tinte spezifiziert. Allgemein, während Tinte von dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird, neigt der Gegendruck oder Überdruck in dem Tintenbehälter dazu, sich zu erhöhen oder negativer zu werden. Es gibt zwei Gegendruckkomponenten, wie es in 10 gezeigt ist, statischer Gegendruck ist durch die Kurve 98 dargestellt und dynamischer Gegendruck ist durch die Kurve 100 dargestellt. Während sich der Gegendruck in dem Tintenbehälter 12 erhöht, neigt die Tropfengröße, die von dem Druckkopf 16 ausgestoßen wird, dazu, sich zu verringern. Sobald der Gegendruck einen maximalen Betriebsgegendruck erreicht, wie es durch die Kurve 102 dargestellt ist, werden weitere Gegendruckanstiege die Druckqualität reduzieren. Die Druckqualität wird reduziert aufgrund der Tropfengrößenschwankung, die, falls sie ausreichend ist, das Ausgabebild verschlechtern oder den Farbton in dem gedruckten Bild verändern kann. Zusätzlich zum Verlust der Druckqualität kann Schaden an dem Druckkopf 16 auftreten, falls der Druckkopf 16 für zu lange unter hohen Gegendruckbedingungen betrieben wird. Dieser Schaden des Druckkopfs 16 ergibt sich aus Lufteintritt oder Wärmeschäden aufgrund des reduzierten Tintenflusses durch den Druckkopf 16.
Die Technik der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, dass der Gegendruck in dem Tintenbehälter unter dem maximalen Betriebsgegendruck beibehalten wird, um eine Verschlechterung der Druckqualität zu verhindern, Schaden an dem Druckkopf 16 zu verhindern, und es zu ermöglichen, dass Tinte vollständiger aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird. Bevor die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung erörtert werden, ist es hilfreich, zuerst die statischen und dynamischen Gegendruckkomponenten zu erörtern, von denen jeder zu einer Reduktion der Druckqualität beiträgt.
Statischer Gegendruck ist ein Gegendruck oder Überdruck in dem Tintenbehälter 12, der vorliegt, wenn Tinte nicht von dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird. Ein statischer Gegendruck oder Festzustandgegendruck existiert in dem Tintenbehälter 12, wenn das Drucksystem 10 nicht druckt. Diese statische Gegendruckkomponente ergibt sich aus der Kapillarität eines Kapillarspeicherbauglieds in dem Tintenbehälter 12. Das Kapillarspeicherbauglied in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Netzwerk von Fasern, die eine selbsterhaltende Struktur bildet. Dieses Netzwerk von Fasern definiert Abstände oder Zwischenräume zwischen den Fasern, die eine gewundene Zwischenraumbahn bilden. Die Zwischenraumbahn ist gebildet, um exzellente Kapillaritätseigenschaften zum Halten von Tinte in dem Kapillarspeicherbauglied zu haben. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel erhöht sich der statische Gegendruck von 498 Pa (zwei Zoll) zu etwa 1.494 Pa (sechs Zoll Wasser), während Tinte von dem gewundenen Zwischenraumweg in dem Kapillarspeicherbauglied extrahiert wird.
Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das Kapillarspeicherbauglied eine Zweikomponentenfaser mit einem Polypropylen-Kernmaterial und einem Polyethylen-Terephthalat-Füllmaterial. Diese Zweikomponentenfaser ist näher beschrieben in der U.S.-Patentanmeldung mit dem Titel „Ink Reservoir For An InkJet Printer", Anwaltsaktenzeichen Nr. 10991407, eingereicht am 29. Oktober 1999 an David Olsen, Jeffrey Pew und David C. Johnson und der Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen.
Die dynamische Komponente des Gegendrucks, wie sie durch die Kurve 100 dargestellt ist, ist der Gegendruck in dem Tintenbehälter 12, der sich von der Tintenextraktion von dem Tintenbehälter 12 ergibt. Von der Kurve 100 ist es ersichtlich, dass bei einer konstanten Extraktionsrate von einem Kubikzentimeter pro Minute von Tinte von dem Tintenbehälter 12, der Gegendruck sich erhöht wenn steigende Mengen an Tinte von dem Tintenbehälter 12 extrahiert werden. Die dynamische Gegendruckkomponente ist tendenziell höher als die statische Gegendruckkomponente, wie sie durch die Kurve 98 dargestellt ist. Die dynamische Gegendruckkomponente ist eine Funktion eines Widerstands der Extraktion von Tinte von dem gewundenen Kapillartintenweg in dem Kapillarspeicherbauglied. Während mehr Tinte von dem Kapillarspeicherbauglied extrahiert wird, neigt der Kapillarweg, in dem Tinte fließen muss, um von dem Speicherbauglied extrahiert werden zu müssen, sich zu erhöhen. Dieser Anstieg bei dem Extraktionsweg neigt dazu, den Gegendruck in dem Tintenbehälter 12 zu erhöhen.
Bei einer konstanten Extraktionsrate von einem Kubikzentimeter pro Minute Tinte von dem Tintenbehälter 12 erreicht der dynamische Gegendruck, der durch die Kurve 100 dargestellt ist, den maximalen Betriebsgegendruck 112, wenn etwa 27 Kubikzentimeter von dem Tintenbehälter 12 extrahiert sind. Eine weitere Extraktion von Tinte von dem Tintenbehälter 12 über den maximalen Betriebsgegendruck bei der Extraktionsrate von 1 Kubikzentimeter pro Minute hinaus führt zu einem Verlust der Druckqualität. Die Technik der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, dass die Extraktions charakteristika verwendet werden, um die Tintenextraktionsrate einzustellen, um den Betrieb des Drucksystems 10 über den maximalen Betriebsgegendruck hinaus zu verhindern. Bei dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Extraktionsrate von 1 Kubikzentimeter pro Minute auf 0,25 Kubikzentimeter pro Minute reduziert, um es zu ermöglichen, dass Tinte weiter von dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird. Bei der Extraktionsrate von 0,25 Kubikzentimeter pro Minute wird der maximale Betriebsgegendruck, der durch die Kurve 102 dargestellt ist, nicht erreicht, bis etwa 35 Kubikzentimeter von dem Tintenbehälter 12 extrahiert werden. Durch Einstellen der Extraktionsrate von Tinte von dem Tintenbehälter 12 können acht zusätzliche Kubikzentimeter Tinte von dem Tintenbehälter 12 extrahiert werden, wie es durch den Unterschied zwischen der Tinte, die bei 0,25 Kubikzentimeter pro Minute extrahiert wird und der Tinte, die bei einer Tintenextraktionsrate von 1 Kubikzentimeter pro Minute extrahiert wird, dargestellt ist.
Die Extraktionsrate von Tinte von dem Tintenbehälter 12 bezieht sich direkt auf die Druckrate des Druckkopfs 16. Eine Vielzahl von Techniken kann verwendet werden, um die Druckrate des Druckkopfs 16 zu reduzieren, und dadurch die Extraktionsrate von dem Tintenbehälter 12 zu reduzieren. Diese Techniken umfassen das Auswählen eines Druckmodus von einer Vielzahl unterschiedlicher Druckmodi. Jeder der Druckmodi ist konfiguriert, um eine unterschiedliche Tintenratenextraktionsrate zu haben. Auf diese Weise wird der Druckmodus oder die Extraktionsrate auf der Basis der Tintenextraktionscharakteristika des Tintenbehälters 12 ausgewählt.
Ein Druckmodus ist beispielsweise das Drucken mit einer Pause für eine ausgewählte Zeitperiode während des Druckens jedes Druckbandes. Diese Pause beim Drucken neigt dazu, die Durchschnittsrate der Tintenextraktion von dem Tintenbehälter 12 während des Druckbands zu reduzieren. Zusätzliche Druckmodi können hinzugefügt werden, die jeweils eine andere ausgewählte Zeitperiode haben, in der das Drucken angehalten wird.
Alternativ kann der Druckmodus nur einen Teilsatz der verfügbaren Düsen des Druckkopfs aktivieren. Ein solcher Druckmodus ist ein Doppeldurchlaufdruckmodus, bei dem nur die Hälfte der Düsen auf dem Druckkopf 16 in zwei aufeinanderfolgenden Durchläufen des gleichen Druckbandes aktiviert werden. Ein vollständiges Druckband wird gedruckt, aber bei der Hälfte der Tintenextraktionsrate bei einem Einzeldurchlaufdrucken, bei dem alle Druckdüsen in einem einzigen Durchlauf betrieben werden.
Die Technik der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, dass Tinte von dem Tintenbehälter 12 bei einer bestimmten Extraktionsrate extrahiert wird. Die Extraktionsrate kann auf das Auftreten einer entsprechenden Bedingung zum Reduzieren der Tintenextraktionsrate von dem Tintenbehälter 12 hin reduziert werden, so dass mehr Tinte von dem Tintenbehälter 12 extrahiert werden kann. Eine solche Bedingung zum Einstellen der Extraktionsrate ist, wenn der Gegendruck in dem Tintenbehälter einen Schwellenwertgegendruckwert erreicht, wie z.B. maximalen Betriebsgegendruck. Alternativ kann die Tintenextraktionsrate von dem Tintenbehälter 12 reduziert werden, wenn eine Schwellenwerttintenmenge von dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird. Die Tintenextraktionsrate wird dann erzeugt, so dass eine größere Tintenmenge von dem Tintenbehälter 12 extrahiert werden kann.
Die Technik der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um unterschiedliche Extraktionsraten für Druckmodi von einer Mehrzahl von unterschiedlichen Druckmodi auszuwählen, basierend auf Tinte, die von dem Tintenbehälter oder Gegendruck in dem Tintenbehälter extrahiert wird. Darüber hinaus kann die Extraktionsrate während des Betriebs des Drucksystems 10 fortlaufend variiert werden, basierend auf der Tintenextraktion oder dem dynamischen Gegendruck, um die Tintenextraktion von dem Tintenbehälter 12 zu optimieren.
11 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der Technik der vorliegenden Erfindung zum Einstellen der Extraktionsrate, um Tintenextraktion von dem Tintenbehälter 12 zu verbessern. Bei diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist eine Nachschlagtabelle in der elektrischen Speichervorrichtung 80 auf dem Tintenbehälter 12 gespeichert. Diese Nachschlagtabelle enthält eine Reihe von Extraktionsratenwerten, die variierenden Mengen an extrahierter Tinte von dem Tintenbehälter 12 entsprechen. Bei spezifizierten Mengen an extrahierter Tinte ist eine Extraktionsrate spezifiziert zum Erhöhen der Tintenmenge, die von dem Tintenbehälter 12 extrahiert werden kann.
Der Tintenbehälter wird zuerst in das Drucksystem 10 eingefügt, wie es durch Schritt 108 dargestellt ist. Auf die Einfügung hin liest die Steuerung 29 die Extraktionscharakteristika oder die Nachschlagtabelle, die in der elektrischen Speichervorrichtung 80 gespeichert ist, die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet ist. Die Steuerung 29 bestimmt dann die Tintenmenge, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt, wie es durch Schritt 112 dargestellt ist. Die Tintenmenge, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt, ist entweder auf der elektrischen Speichervorrichtung 80 gespeichert, die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet ist, oder alternativ verfolgt die Steuerung 29 die Tintenmenge, die gedruckt wird, zum Bestimmen der Tintenmenge, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt. Für den Fall, wo die Steuerung die gedruckte Tintenmenge verfolgt, können diese Informationen in die elektrische Speichervorrichtung 80 zurückgespeichert werden, so dass die elektrische Speichervorrichtung 80 Informationen zum Bestimmen der Tintenmenge enthält, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt.
Die Steuerung 29 wählt dann eine Extraktionsrate aus, basierend auf der Tinte, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt, unter Verwendung der Extraktionscharakteristika, wie es durch Schritt 114 dargestellt ist. Bei dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die Nachschlagtabelle verwendet, um basierend auf der Tintenmenge, die von dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird, eine Extraktionsrate zu bestimmen. Um die gewünschte Extraktionsrate zu erreichen, stellt die Steuerung 29 den Betrieb des Druckermechanismus 96 und des Druckkopfs 16 ein, um Druckoperationen auszuwählen, so dass die gewünschte Extraktionsrate erreicht wird. Während der Druckoperation wird die Tintenmenge, die von dem Tintenbehälter 12 extrahiert wird, überwacht, und die Extraktionsrate wird nach Bedarf eingestellt, um die Extraktion der Tinte von dem Tintenbehälter 12 zu verbessern.
Der Einfarben-Tintenbehälter, wie er in 7 gezeigt ist, hat allgemein andere Tintenextraktionscharakteristika als der in 6 gezeigte Dreifarben-Tintenbehälter. Der Einfarben-Tintenbehälter hat einen größeren Abschnitt in dem Reservoir 34 und daher andere Gegendruckcharakteristika während Tinte extrahiert wird, und die viel kleineren Kammern in dem Reservoir 34, die der Tintenfarbe in dem Dreifarbentintenbehälter 12 zugeordnet sind. Aus diesem Grund hat die Nachschlagtabelle, die dem Einfarbentintenbehälter 12 zugeordnet ist, andere Werte als die Nachschlagtabelle, die dem Dreifarbentintenbehälter 12 zugeordnet ist.
Die Technik der vorliegenden Erfindung speichert Extraktionscharakteristika auf einer Speichervorrichtung, die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet ist. Diese Extraktionscharakteristika werden durch das Drucksystem 10 verwendet, um den Betrieb des Drucksystems einzustellen, um Tinte vollständiger von dem Tintenbehälter 12 zu extrahieren. Durch Extrahieren von mehr Tinte von dem Tintenbehälter 12 müssen die Tintenbehälter nicht so oft ausgetauscht werden, wodurch die Druckkosten pro Seite des Drucksystems 10 reduziert werden. Außerdem wird durch Extrahieren von mehr Tinte von dem Tintenbehälter 12 die Menge an Tinte, die in den Abfallstrom eintritt, reduziert.

Claims

Ein austauschbarer Tintenbehälter (12) zum Liefern von Tinte an ein Tintenstrahldrucksystem, wobei das Tintenstrahldrucksystem einen ersten Druckmodus mit einer ersten Tintenverbrauchsrate und einen zweiten Druckmodus mit einer zweiten Tintenverbrauchsrate, die sich von der ersten Verbrauchsrate unterscheidet, aufweist, wobei der austauschbare Tintenbehälter (12) folgende Merkmale umfasst: ein Tintenreservoir zum Aufnehmen von Tinte, wobei das Tintenreservoir Tintenextraktionscharakteristika aufweist, die mit dem Tintenpegel in dem Tintenbehälter (12) variieren; und eine Informationsspeichervorrichtung (80), die Steuerinformationen enthält, die es ermöglichen, dass auf der Basis eines Tintenpegels in dem Tintenbehälter (12) entweder der erste oder der zweite Druckmodus ausgewählt wird.
Der austauschbare Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, bei dem auf den Einbau des austauschbaren Tintenbehälters (12) in das Tintenstrahldrucksystem hin die Druckmodussteuerinformationen an das Tintenstrahldrucksystem geliefert werden, zum Auswählen einer anderen Tintenverbrauchsrate von dem Drucksystem.
Der austauschbare Tintenbehälter gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Extraktionscharakteristika eine Spezifikation der Verbrauchsraten für entsprechende Tintenpegel in dem austauschbaren Tintenbehälter (12) sind.
Der austauschbare Tintenbehälter gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Extraktionscharakteristika eine dynamische Gegendruckeigenschaft des austauschbaren Tintenbehälters (12) sind.
Der austauschbare Tintenbehälter gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der austauschbare Tintenbehälter eine Messdruckeigenschaft aufweist, auf der Basis des Tintenverbrauchs, der mit dem Tintenpegel in dem Tintenbehälter (12) variiert.
Der austauschbare Tintenbehälter gemäß Anspruch 5, bei dem die zweite Tintenverbrauchsrate geringer ist als die erste Tintenverbrauchsrate und die Informationsspeichervorrichtung (80) Informationen enthält, die einen Schwellenwerttintenpegel in dem Tintenbehälter spezifizieren, unter dem das Tintenstrahldrucksystem von dem ersten Druckmodus zu dem zweiten Druckmodus schaltet.
Der austauschbare Tintenbehälter gemäß Anspruch 6, der ferner eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten (78) umfasst, die elektrisch mit der Informationsspeichervorrichtung (80) verbunden sind, wobei die elektrischen Kontakte (78) konfiguriert sind, um entsprechende elektrische Kontakte (64) in Eingriff zu nehmen, die dem Tintenstrahldrucksystem zugeordnet sind, zum Weiterleiten von Informationen, die den Schwellenwerttintenpegel spezifizieren, zwischen dem austauschbaren Tintenbehälter (12) und dem Tintenstrahldrucksystem.
Der austauschbare Tintenbehälter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die elektrische Speichervorrichtung (80) eine Halbleiterspeichervorrichtung ist.
Der austauschbare Tintenbehälter gemäß Anspruch 6, bei dem für eine gegebene Tintenverbrauchsrate das Tinten reservoir (12) einen ersten Messdruck für einen ersten Tintenpegel in dem Tintenreservoir und einen zweiten Messdruck für einen zweiten Tintenpegel in dem Tintenreservoir aufweist, wobei der zweite Tintenpegel geringer ist als der erste Tintenpegel und der zweite Messdruck größer ist als der erste Messdruck.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Drucksystems, das folgende Schritte umfasst: Bestimmen eines Tintenpegels in einem austauschbaren Tintenbehälter (12) mit Tintenextraktionscharakteristika, die mit dem Tintepegel variieren; Bestimmen von Druckercharakteristika auf der Basis des bestimmten Tintenpegels zum Ändern der Drucksystemtintenverbrauchsrate; und Einstellen von Drucksystembetriebscharakteristika auf der Basis der bestimmten Druckercharakteristika, so dass die Drucksystemverbrauchsrate den Tintenextraktionscharakteristika entspricht.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem der Schritt des Bestimmens des Tintenpegels in einem austauschbaren Tintenbehälter (12) durch Verfolgen des Tintenverbrauchs durchgeführt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem der Schritt des Bestimmens der Druckercharakteristika durchgeführt wird durch Wiedergewinnen von Druckercharakteristika von einer Informationsspeichervorrichtung (80) auf dem austauschbaren Tintenbehälter (12).
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem der Schritt des Einstellens der Drucksystembetriebscharakteristika durchgeführt wird durch Ändern eines Druckmodus zu einem Druckmodus mit einer anderen Tintenverbrauchsrate.
Ein Verfahren zum Herstellen eines austauschbaren Tintenbehälters für die Verwendung in einem Tintenstrahldrucksystem, wobei das Tintenstrahldrucksystem eine Mehrzahl von Druckmodi aufweist, die jeweils eine entsprechende Tintenverbrauchsrate aufweisen, wobei das Verfahren folgende Merkmale umfasst: Speichern von Druckmodussteuerinformationen in einer Informationsspeichervorrichtung, wobei die Informationen auf der Basis des Tintenpegels in dem Tintenbehälter (12) einen der Mehrzahl von Druckmodi spezifizieren; und Anbringen der Informationsspeichervorrichtung (80) an dem austauschbaren Tintenbehälter (12), wobei der austauschbare Tintenbehälter (12) Tintenextraktionscharakteristika aufweist, die mit dem Tintepegel in dem Tintenbehälter (12) variieren, wobei auf den Einbau des austauschbaren Tintenbehälters (12) in das Tintenstrahldrucksystem hin die Druckmodussteuerinformationen an das Tintenstrahldrucksystem geliefert werden, zum Auswählen eines Druckmodus von der Mehrzahl von Druckmodi auf der Basis verfügbarer Tinte in dem austauschbaren Tintenbehälter (12).
Das Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem die Informationen auf der Basis des Tintenpegels in dem austauschbaren Tintenbehälter (12) entweder eine erste oder eine zweite Tintenverbrauchsrate spezifizieren.
Das Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem die Informationsspeichervorrichtung (80) eine Halbleiterspeichervorrichtung ist.