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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Druckmechanismen,
wie beispielsweise Tintenstrahldrucker oder Tintenstrahlplotter.
Druckmechanismen umfassen häufig
einen Tintenstrahldruckkopf, der zum Erzeugen eines Bilds auf vielen unterschiedlichen
Typen von Medien in der Lage ist. Der Tintenstrahldruckkopf stößt Tröpfchen farbiger Tinte
durch eine Mehrzahl von Öffnungen
hindurch und auf ein gegebenes Medium aus, wenn das Medium durch
eine Druckzone vorbewegt wird. Die Druckzone ist durch die Ebene,
die durch die Druckkopföffnungen
erzeugt ist, und irgendeine Abtast- oder Hin- und Herbewegung definiert,
die der Druckkopf hin und her und senkrecht zu der Bewegung des
Mediums aufweisen kann. Herkömmliche
Verfahren zum Ausstoßen
von Tinte aus den Druckkopföffnungen, oder
Düsen,
umfassen piezoelektrische und thermische Techniken, die Fachleuten
auf dem Gebiet gut bekannt sind. Zum Beispiel sind zwei frühere thermischen
Tintenausstoßmechanismen
in den US-Patenten
Nr. 5,278,584 und 4,683,481 gezeigt, die beide an die vorliegende
Anmelderin übertragen
sind, die Hewlett-Packard
Company.
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Um
einen hohen Pegel einer Bildqualität bei einem Tintenstrahldruckmechanismus
zu erreichen, ist es häufig
erwünscht,
dass die Druckköpfe
folgendes aufweisen: eine konsistente und kleine Tintentropfengröße, eine
konsistente Tintentropfenbahn von der Druckkopfdüse zu dem Druckmedium und extrem
zuverlässige
Tintenstrahldüsen,
die nicht verstopfen. Zu diesem Zweck umfassen viele Tintenstrahldruckmechanismen
eine Wartungsstation für die
Wartung der Tintenstrahldruckköpfe.
Diese Wartungsstationen können
Schaber, Tintenlösungsmittelapplikatoren,
Vorbereiter und Abdeckungen umfassen, um zu helfen, die Düsen während Perioden
einer Inaktivität
nicht austrocknen zu lassen.
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Zusätzlich umfassen
Tintenstrahldruckmechanismen häufig
Wartungsroutinen, die entworfen sind, um Tinte aus jeder der Düsen und
in ein Abfallauswurfbecken abzufeuern, um ein Düsenverstopfen zu verhindern.
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Trotz
dieser Präventivmaßnahmen
gibt es jedoch viele Faktoren, die innerhalb des typischen Tintenstrahldruckmechanismus
am Werk sind und die die Tintenstrahldüsen verstopfen können, und
Tintenstrahldüsenausfälle können auftreten.
Zum Beispiel kann sich Papierstaub an den Düsen ansammeln und dieselben
schließlich
verstopfen. Ein Tintenrest von einem Tintenaerosol oder teilweise
verstopften Düsen
kann sich durch Wartungsstationsdruckkopfwischer in offene Düsen verbreiten,
wobei bewirkt wird, dass dieselben verstopfen. Angesammelte Niederschläge von der
Tinte innerhalb des Druckkopfs können
die Tintenkanäle
und die Düsen ebenfalls
verschließen.
Zusätzlich
werden die Heizelemente bei einem thermischen Tintenstrahldruckkopf
eventuell nicht mit Energie versorgt, obwohl keine zugeordnete verstopfte
Düse vorliegt,
wodurch bewirkt wird, dass die Düse
ausfällt.
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Verstopfte
oder ausgefallene Druckkopfdüsen
resultieren in zu beanstandenden und ohne weiteres erkennbaren Druckqualitätsdefekten,
wie beispielsweise einer Bandbildung (sichtbare Bänder unterschiedlicher
Farbtöne
oder Farben in einem im Übrigen
einheitlich gefärbten
Bereich) oder Leerstellen in dem Bild. Tatsächlich sind Tintenstrahldrucksysteme
so empfindlich für
verstopfte Düsen,
dass eine einzige verstopfte Düse
aus Hunderten von Düsen häufig bei
der gedruckten Ausgabe bemerkbar und zu beanstanden ist.
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Es
ist jedoch möglich,
dass ein Tintenstrahldrucksystem eine fehlende Düse bei einem späteren, überlappenden
Durchlauf durch ein Entfernen derselben aus der Druckmaske und Ersetzen
derselben mit einer unbenutzten Düse oder mit einer benutzten Düse kompensiert,
vorausgesetzt, dass das Drucksystem eine Möglichkeit hat, zu sagen, wenn
eine spezielle Düse
nicht funktioniert. Um zu erfassen, ob eine Tintenstrahldruckkopfdüse abfeuert,
kann ein Druckmechanismus mit einem kostengünstigen Tintentropfenerfassungssystem
ausgerüstet
sein, wie beispielsweise mit einem, der in dem US-Patent Nr. 6,086,190
beschrieben ist, das an die vorliegende Anmelderin übertragen
ist, die Hewlett-Packard Company. Dieses Tropfenerfassungssystem
nutzt ein elektrostatisches Erfassungselement, das mit einem elektrischen
Stimulus beaufschlagt wird, wenn dasselbe durch eine Reihe von Tintentropfenstößen getroffen
wird, die von einem Tintenstrahldruckkopf ausgestoßen werden.
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Bei
einer praktischen Implementierung jedoch weist dieses elektrostatische
Erfassungselement einige Beschränkungen
auf. Das Erfassungselement kann nachteilig mit einem Tintenrest
reagieren, der als eine Folge eines Kontakts mit den Tintentropfenstößen gebildet
ist. Zusätzlich
unterliegen Tropfenerfassungssignale, die von dem Erfassungselement
zu der Erfassungselektronik geliefert werden, eventuell einem Rauschen
auf Grund der kleinen Amplituden derselben. Ferner bleibt der Tintenrest
leitfähig
und kann die Erfassungselektronik kurzschließen.
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Deshalb
wäre es
erwünscht,
ein elektrostatisches Erfassungselement und verwandte Elektronik aufzuweisen,
die eine wesentliche Immunität
gegenüber
den möglicherweise
schädlichen
Wirkungen eines leitfähigen
Tintenrests aufweisen und die ohne weiteres in verschiedene Drucksystementwürfe integriert
werden können.
Es wäre
ebenfalls erwünscht, ein
Verfahren zum effizienten und wirtschaftlichen Aufbauen eines derartigen
elektrostatischen Erfassungselements und von Elektronik aufzuweisen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
Sensor, der folgende Merkmale aufweist: eine gedruckte Schaltungsplatine
(PCB = Printed Circuit Board), die folgende Merkmale aufweist: eine erste
Seite und eine zweite Seite gegenüber der ersten Seite; ein Tintentropfenerfassungselement
integriert mit der ersten Seite der PCB; eine Erfassungsschaltungsanordnung,
die mit der zweiten Seite der PCB gekoppelt ist und konfiguriert
ist, um elektrische Signale von dem Erfassungselement zu empfangen; Leiterbahnen
an der ersten Seite und der zweiten Seite der PCB; leitfähige Durchkontaktierungen,
die ausgewählte
Bahnen an der ersten Seite mit ausgewählten Bahnen an der zweiten
Seite verbinden; und eine Maske, die die Leiterbahnen an der ersten
Seite und der zweiten Seite der PCB in Bereichen bedeckt, in denen
keine elektrische Verbindung erwünscht
ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine fragmentierte perspektivische Ansicht einer Form eines Tintenstrahldruckmechanismus,
wobei hier ein Ausführungsbeispiel
eines Tintentropfensensors dargestellt ist.
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2 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des Tintentropfensensors, der an einer Tintenstrahldruckkopfwartungsstation
angebracht ist, wie es in 1 dargestellt
ist.
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3 und 4 sind
vergrößerte perspektivische
Ansichten eines Ausführungsbeispiels
eines doppelseitigen Tintentropfensensors, 3 von dem oberen
Ende aus und 4 von dem unteren Ende aus.
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5 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines einseitigen Tintentropfensensors.
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6 ist
ein vergrößerter fragmentierter Querschnittsseitenaufriss
des in 3 und 4 dargestellten Tintentropfensensors.
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7 ist
eine schematische fragmentierte Draufsicht von mehreren Tintentropfensensoren,
die bei einem Ausführungsbeispiel
einer Fertigungsstufe dargestellt sind.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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1 stellt
ein Ausführungsbeispiel
eines Druckmechanismus dar, hier als ein Tintenstrahldrucker 20 gezeigt,
der gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist und der zum Drucken auf einer Vielfalt von
Medien verwendet werden kann, wie beispielsweise Papier, Transparentfolien,
beschichtete Medien, Kartenstoff, Fotoqualitätspapiere und Umschläge in einer
Industrie-, Büro-,
Heim- oder anderen Umgebung. Es ist eine Vielfalt von Tintenstrahldruckmechanismen
im Handel verfügbar.
Zum Beispiel umfassen einige der Druckmechanismen, die die hierin
beschriebenen Konzepte verkörpern
können,
Tischdrucker, tragbare Druckeinheiten, breitformatige Drucker, Elektrofotografie-Tintenstrahl-Hybriddrucker, Kopierer,
Kameras, Videodrucker und Faksimilemaschinen, um einige zu nennen.
Der Zweckmäßigkeit
halber sind die hierin eingebrachten Konzepte in der Umgebung eines
Tintenstrahldruckers 20 beschrieben.
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Während es
ersichtlich ist, dass die Druckerkomponenten von Modell zu Modell
variieren können,
umfasst der typische Tintenstrahldrucker 20 ein Chassis 22,
das durch eine Rahmen- oder Gehäuseumhüllung 24 umgeben
ist, typischerweise aus einem Kunststoffmaterial. Der Drucker 20 weist
ferner eine Druckersteuerung auf, schematisch als ein Mikroprozessor 26 dargestellt,
die Anweisungen von einem Host-Gerät empfängt, wie beispielsweise einem Computer
oder Personaldigitalassistenten (PDA) (nicht gezeigt). Ein Bildschirm,
der mit dem Host-Gerät
gekoppelt ist, kann ebenfalls verwendet werden, um visuelle Informationen
einer Bedienperson anzuzeigen, wie beispielsweise den Druckersta tus
oder ein spezielles Programm, das an dem Host-Gerät ausgeführt wird.
Drucker-Host-Geräte,
wie beispielsweise Computer oder PDAs, die Eingabegeräte derselben,
wie beispielsweise Tastaturen, Mausgeräte, Schreibschriftgeräte, und
Ausgabegeräte,
wie beispielsweise Flüssigkristallanzeigebildschirme
und Monitor sind Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt.
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Ein
herkömmliches
Druckmedienhandhabungssystem (nicht gezeigt) kann verwendet werden,
um ein Blatt eines Druckmediums (nicht gezeigt) von der Medieneingabeablage 28 durch
eine Druckzone 30 hindurch und zu einer Ausgabeablage 31 vorzubewegen.
Ein Wagenführungsstab 32 ist
an dem Chassis 22 befestigt, um eine Abtastachse 34 zu
definieren, wobei der Führungsstab 32 einen
Tintenstrahlwagen 36 verschiebbar für eine Hin- und Herbewegung über die
Druckzone 30 trägt.
Ein herkömmlicher
Wagenantriebsmotor (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um den
Wagen 36 ansprechend auf ein Steuersignal anzutreiben,
das von der Steuerung 26 empfangen wird. Um Wagenpositionsrückkopplungsinformationen
zu der Steuerung 26 zu liefern, kann sich ein herkömmlicher
Codiererstreifen (nicht gezeigt) entlang der Länge der Druckzone 30 und über eine
Wartungsregion 38 erstrecken. Ein herkömmliches Optikcodiererlesegerät kann an
der hinteren Oberfläche
des Druckkopfwagens 36 befestigt sein, um Positionsinformationen
zu lesen, die durch den Codiererstreifen geliefert werden, wie derselbe
beispielsweise in dem US-Patent Nr. 5,276,970 beschrieben ist, das
ebenfalls an die Hewlett-Packard Company, die vorliegende Anmelderin, übertragen
ist. Die Art eines Liefern von Positionsrückkopplungsinformationen über das
Codiererstreifenlesegerät
kann auch in einer Vielfalt von Arten erzielt werden, die Fachleuten
auf dem Gebiet bekannt sind.
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In
der Druckzone 30 nimmt das Druckmedium Tinte von einer
Tintenstrahlkassette auf, wie beispielsweise einer Schwarztintenkassette 40 und
einer Farbtintenstrahlkassette 42. Die Kassetten 40 und 42 werden
durch Fachleute auf dem Gebiet auch häufig „Stifte" genannt. Der Schwarztintenstift 40 ist hierin
als eine pigmentbasierte Tinte enthaltend dargestellt. Zu Darstellungszwecken
ist der Farbstift 42 als drei getrennte farbstoffbasierte
Tinten enthaltend beschrieben, die mit Cyan, Magenta und Gelb gefärbt sind,
obwohl es offensichtlich ist, dass der Farbstift 42 bei
einigen Implementierungen auch pigmentbasierte Tinten enthalten
kann. Es ist ersichtlich, dass andere Typen von Tinten ebenfalls
in den Stiften 40 und 42 verwendet werden können, wie
beispielsweise paraffinbasierte Tinten, sowie Hybrid- oder Komposittinten,
die sowohl Farbstoff- als auch Pigmentcharakteristika aufweisen.
Der dargestellte Drucker 20 verwendet auswechselbare Druckkopfkassetten,
wobei jeder Stift ein Reservoir aufweist, das den gesamten Tintenvorrat
trägt,
wenn sich der Druckkopf über
die Druckzone 30 hin und her bewegt. Wie derselbe hierin
verwendet wird, kann sich der Begriff „Stift" oder „Kassette" auch auf ein „außeraxiales" Tintenlieferungssystem beziehen, das Hauptreservoire
(nicht gezeigt) für
jede Tinte (Schwarz, Cyan, Magenta, Gelb oder andere Farben abhängig von
der Anzahl von Tinten in dem System) aufweist, die in einer Tintenvorratsregion
positioniert sind. Bei einem außeraxialen
System werden die Stifte eventuell durch Tinte nachgefüllt, die
durch ein herkömmliches
flexibles Röhrensystem
von den stationären
Hauptreservoiren gefördert
wird, die von dem Weg einer Druckkopfbewegung „außeraxial" positioniert sind, so dass lediglich
ein kleiner Tintenvorrat durch den Wagen 36 über die
Druckzone 30 angetrieben wird. Andere Tintenlieferungs-
oder Fluidlieferungssysteme verwenden eventuell ebenfalls die hierin
beschriebenen Systeme, wie beispielsweise „Schnapper"-Kassetten, die Tintenreservoire aufweisen,
die auf permanente oder semipermanente Druckköpfe schnappen.
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Der
dargestellte Schwarz-Stift 40 weist einen Druckkopf 44 auf
und der Farbstift 42 weist einen Dreifarbendruckkopf 46 auf,
der cyanfarbene, magentafarbene und gelbe Tinte ausstößt. Die
Druckköpfe 44, 46 stoßen selektiv
Tinte aus, um ein Bild an einem Blatt eines Mediums zu erzeugen,
wenn sich dasselbe in der Druckzone 30 befindet. Die Druckköpfe 44, 46 weisen
jeweils eine Öffnungsplatte
mit einer Mehrzahl von Düsen
auf, die durch dieselbe hindurch auf eine Weise gebildet sind, die
Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt ist. Die Düsen jedes Druckkopfs 44, 46 sind
typischerweise in zumindest einem, aber typischerweise zwei linearen
Arrays entlang der Öffnungsplatte
gebildet. Somit kann der Begriff „linear", wie derselbe hierin verwendet wird,
als „beinahe
linear" oder im
Wesentlichen linear interpretiert werden und kann Düsenanordnungen
umfassen, die beispielsweise in einer Zickzackanordnung etwas voneinander
versetzt sind. Jedes lineare Array ist typischerweise in eine Längsrichtung
senkrecht zu der Abtastachse 34 angeordnet, wobei die Länge jedes Arrays
das maximale Bildband für
einen einzigen Durchlauf des Druckkopfs bestimmt. Die Druckköpfe 44, 46 sind
thermische Tintenstrahldruckköpfe,
obwohl andere Typen von Druckköpfen
verwendet werden können,
wie beispielsweise piezoelektrische Druckköpfe. Die thermischen Druckköpfe 44, 46 umfassen
typischerweise eine Mehrzahl von Widerständen, die den Düsen zugeordnet
sind. Auf ein Versorgen eines ausgewählten Widerstands mit Energie
hin wird eine Gasblase gebildet, die ein Tintentröpfchen aus
der Düse
und auf das Druckmedium ausstößt, wenn
sich dasselbe in der Druckzone 30 unterhalb der Düse befindet.
Die Druckkopfwiderstände
werden ansprechend auf Abfeuerbefehlssteuersignale, die von der
Steuerung 26 zu dem Druckkopfwagen 36 geliefert
werden, selektiv mit Energie versorgt. Während oder nach einem Drucken
kann der Druckkopfwagen 36 entlang dem Wagenführungsstab 32 zu
der Wartungsregion 38 bewegt werden, wo eine Wartungsstation 48 verschiedene
Wartungsfunktionen durchführen
kann, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, wie beispielsweise
ein Vorbereiten, ein Schaben und ein Abdecken für eine Lagerung während Perioden
einer Nichtverwendung, um zu verhindern, dass Tinte trocknet und
die Tintenstrahldruckkopfdüsen
verstopft.
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2 zeigt
die Wartungsstation 48 im Detail. Ein Wartungsstationsrahmen 50 ist
an dem Chassis 22 befestigt und häust eine bewegbare Palette 52. Die
bewegbare Palette 52 kann durch einen Motor (nicht gezeigt)
angetrieben sein, um sich in dem Rahmen 50 in die positive
und die negative Y-Achsenrichtung
zu bewegen. Die bewegbare Palette 52 kann durch ein Zahnstangengetriebe
angetrieben sein, das durch den Wartungsstationsmotor ansprechend auf
den Mikroprozessor 26 gemäß Verfahren, die Fachleuten
auf dem Gebiet bekannt sind, mit Leistung versorgt werden kann.
Ein Beispiel eines derartigen Zahnstangensystems bei einer Tintenstrahlreinigungswartungsstation
ist in dem US-Patent Nr. 5,980,018 zu finden, das an die Hewlett-Packard Company übertragen
ist, ebenfalls die vorliegende Anmelderin. Das Endergebnis ist,
dass die Palette 52 in die positive Y-Achsenrichtung zu einer Wartungsposition
und in die negative Y-Achsenrichtung zu einer abgedeckten Position
bewegt werden kann. Die Palette 52 trägt eine Schwarzdruckkopfabdeckung 54 und
eine Dreifarbendruckkopfabdeckung 56, um die Druckköpfe 44 bzw. 46 abzudichten,
wenn sich die bewegbare Palette 52 in der Wartungsposition befindet.
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2 zeigt
ferner ein Ausführungsbeispiel eines
Tintentropfensensors 58, der durch den Wartungsstationsrahmen 50 getragen
ist. Offensichtlich könnte
der Tintentropfensensor 58 bei anderen Positionen entlang
der Druckkopfabtastachse 34 befestigt sein, einschließlich der
rechten Seite des Wartungsstationsrahmens 50, innerhalb
der Wartungsstation 48 oder an dem entgegengesetzten Ende
des Druckers von der Wartungsstation 48 aus zum Beispiel.
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Der
Tintentropfensensor ist in 3 und 4 deutlicher
zu sehen. Innerhalb des Sensors 58 sind ein Erfassungselement
oder „Zielobjekt" 60 und elektrische
Komponenten 62 zur Filterung und Verstärkung der Signale von dem Zielobjekt 60 integriert. Der
Sensor 58 ist an einer einzigen gedruckten Schaltungsplatine
(PCB = Printed Circuit Board) 64 zusammengefügt. 3 zeigt
den Sensor 58 von der „Zielobjekt seite", da bei dieser Ansicht
das Zielobjekt 60 aufwärts
gewandt ist. 4 zeigt den Sensor 58 von
der Zielobjektseite umgedreht, wobei die „Komponentenseite" enthüllt ist,
da bei dieser Ansicht die elektrischen Komponenten 62 sichtbar
sind. In einem normalen Betrieb ist die „Zielobjektseite" des Sensors 58 für gewöhnlich aufwärts gewandt
und können Tintentröpfchen auf
das Zielobjekt 60 abgefeuert und gemäß der Vorrichtung und dem Verfahren
erfasst werden, das in dem US-Patent Nr. 6,086,190 beschrieben ist,
das an die Hewlett-Packard Company übertragen ist, die vorliegende
Anmelderin. Das Zielobjekt ist vorzugsweise aus einem leitfähigen Material
aufgebaut, das nicht mit den Tinten in Wechselwirkung tritt, die
dasselbe erfassen wird, wie beispielsweise Gold, Palladium, rostfreier
Stahl oder ein leitfähiges
Polymer. Das leitfähige
Zielobjektmaterial kann auf die PCB 64 platziert sein.
Andere Verfahren zum Platzieren, Anbringen, Beschichten oder Aufbringen von
leitfähigem
Material auf eine gedruckte Schaltungsplatine sind auf dem Gebiet
gut bekannt und dieselben können
ebenfalls verwendet werden.
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Durch
ein Integrieren des Zielobjekts 60 und der Filter- und Verstärkungskomponenten 62 auf
eine einzige PCB 64 sind mehrere Vorteile hergestellt.
Es werden keine Drähte
oder Verbindungen benötigt, um
das Signal von dem Zielobjekt 60 zu der Verstärkungs-
und Filterelektronik 62 zu bringen, wodurch eine Zusammenfügungszeit
reduziert ist. Die Abwesenheit von Drähten oder Verbindungen zwischen dem
Zielobjekt 60 und den elektrischen Komponenten 62 reduziert
auch die Größe eines
elektrischen Rauschens, wenn Messungen vorgenommen werden. Rauschtoleranzen
sind nun auf Standard-PCB-Rauschtoleranzpegeln
gehalten, die für die
Zwecke der Tropfenerfassungsmessung annehmbar sind. Durch ein Verwenden
eines Merkmals an der PCB 64 für das Erfassungselement, oder
Zielobjekt 60, ist es einfach, die Form des Zielobjekts 60 zu
verändern,
um mit Entwurfsbedürfnissen
für ein gegebenes
System übereinzustimmen.
Zum Beispiel entspricht ein aktueller Entwurf für ein Zielobjekt 60 einem
Druckkopf von einem halben Zoll. Eine Technologie einer gedruckten
Schaltungsplatine ermöglicht
jedoch, dass die Größe und Form
des Zielobjekts gestreckt oder geändert werden kann, um andere
Druckkopfgrößen schnell
aufzunehmen, beispielsweise einen Druckkopf von einem Zoll. Druckmechanismen
sind häufig
sehr kompakt und das niedrige Profil eines PCB-basierten Sensors 58, sowie
die Einfachheit eines Entwerfens von PCB-Formen, um sich um andere
Teile herum zu winden, hilft Entwicklern, den Sensor in eng bemessene
Bereiche von Druckmechanismen zu passen, ohne die Größe des Druckmechanismus
erhöhen
zu müssen,
nur um einen Tintentropfensensor 58 zu haben.
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Die
Vorzüge
daraus, das Zielobjekt 60 und die Verstärkungs- und Filterelektronik 62 eng
miteinander integriert zu haben, erhöht die Besorgnis einer Tintenverunreinigung
der Filterelektronik 62. Ein Tintenrest und ein Tintenaerosol
sind sehr leitfähig
und ohne weiteres zum Kurzschließen der elektrischen Komponenten 62 in
der Lage. Ein Tintentropfensensor 58 ist in 5 gezeigt.
Der Sensor 58 von 5 weist
ein Erfassungselement, oder Zielobjekt 60, und Filter-
und Verstärkungskomponenten 62 auf,
die auf eine einzige PCB 64 integriert sind, jedoch sind
in diesem Fall die Komponenten 62 auf der gleichen Seite
der PCB 64 wie das Zielobjekt 60 befestigt. Obwohl
Reinigungsmechanismen eingesetzt werden können, um das Zielobjekt 60 zu
reinigen, neigen die Tintentröpfchen,
die auf das Zielobjekt 60 abgefeuert werden, dazu, zu migrieren,
und können
ohne weiteres mit den elektrischen Komponenten 62 in Kontakt gelangen.
Zusätzlich
kann ein Tintenaerosol innerhalb eines Druckmechanismus vorhanden
sein. Das Tintenaerosol neigt dazu, sich auf aufwärtsgerichteten
horizontalen Oberflächen
abzusetzen, wodurch eine Kurzschlussbedrohung nicht nur für die Elektronik 62 an
dem Tintentropfensensor 58, wie es in 5 dargestellt
ist, sondern auch für
eine andere Schaltungsanordnung innerhalb des Druckmechanismus 20 dargestellt
ist. Deshalb ist es als ein Grad erster Ordnung an Schutz gegenüber einem
Kurzschließen
von einem Tintenrest an dem Zielobjekt 60 und einem Tintenaerosol
in dem Druckmechanismus bevorzugt, einen Tintentropfensensor 58 aufzuweisen,
der das Zielobjekt 60 und die Filter- und Verstärkungselektronik 62 an
gegenüberliegenden
Seiten einer PCB 64 integriert, wie es in 3 und 4 dargestellt
ist. Als ein zweiter Grad an Schutz ist es erwünscht, eine Schutzbeschichtung
eines Materials, wie beispielsweise Silikon, Palyen oder Epoxid,
auf die Komponenten aufzubringen, um dieselben weiter vor Kurzschlüssen von
einem migrierenden Tintenrest und einem Tintenaerosol zu schützen.
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6 stellt
einen Abschnitt des Tintentropfensensors von 3 in einem
Querschnittsaufriss dar. Das Zielobjekt 60 ist an dem oberen
Ende der PCB 64 zu sehen und etwas der Filter- und Verstärkungselektronik 62 ist
an der unteren Seite der PCB 64 zu sehen. Gedruckte Schaltungsleiterbahnen 66 verbinden
die verschiedenen elektrischen Elemente, und Durchkontaktierungen 68 verbinden
die Schaltungsleiterbahnen 66 an der Seite des Zielobjekts 60 der
PCB 64 mit den Schaltungsleiterbahnen 66 an der
Seite der elektrischen Komponenten der PCB 64. Die Seite
der elektrischen Komponenten der PCB 64, einschließlich der
Durchkontaktierungen 68, ist mit einer Schutzbeschichtung 70 beschichtet,
um die Elektronik vor möglichen
Kurzschlüssen
auf Grund eines Tintenrests abzudichten. Die Schutzbeschichtung
kann auch auf die Zielobjektseite der PCB 64 aufgebracht
sein, jedoch müsste
die Beschichtung auf eine derartige Weise aufgebracht sein, dass
das Zielobjekt 60 nicht bedeckt wäre. Die Lötmittelmaske sollte alle freiliegenden
elektrischen Wege bedecken, außer
der Oberseite des Zielobjekts 60. Da es an der Zielobjektseite
keine anderen Komponenten oder freiliegenden Leiterbahnen als das
Zielobjekt 60 gibt, kann die Lötmittelmaske 72 an
der Zielobjektseite der PCB 64 freiliegend bleiben, ohne
eine Schutzbeschichtung an der Zielobjektseite durchführen zu müssen. Es
ist jedoch erwünscht,
ein Material für
die Lötmittelmaske 72 auszuwählen, das
nicht mit dem Tintenrest oder einem Aerosol reagiert. Ein geeignetes
Material für
die Lötmittelmaske 72 ist
ein flüssiges fotoabbildbares
Material, das durch Taiyo hergestellt wird, Produktnummer. PSR-4000
(Z-100). Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel
eines einseitigen Tintentropfensensors 58 kann ebenfalls
schützend
beschichtet werden, wobei jedoch Acht gegeben werden sollte, nicht über das
Zielobjekt zu beschichten. Andere Schaltungsplatinen innerhalb des Druckmechanismus
können
ebenfalls schützend
beschichtet werden, um die schädlichen
Wirkungen eines Kurzschlusses von einem Tintenrest und einem Tintenaerosol
zu vermeiden.
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Wie
früher
darauf hingewiesen wurde, weist der integrierte Tintentropfensensor 58 einen
reduzierten Bedarf nach Verbindungsdrähten und Verbindungen auf.
Durch ein Begrenzen der Anzahl von Verbindungen mit dem Tintentropfensensor
kann die PCB dünner
gemacht werden und können
die langen Kanten der PCB mit einer Ausschneidevorrichtung geschnitten
werden, wodurch die Breitentoleranz verringert wird und ermöglicht wird,
dass der Tintentropfensensor in enger bemessene Räume passt. 7 stellt
eine schematische fragmentierte Draufsicht von Mehrtintentropfensensoranordnungen 74 dar,
die bei einem Ausführungsbeispiel
einer Fertigungsstufe dargestellt sind. Eine herausgebrochene Sensoranordnung 76 stellt
schematisch dar, wie jeder endgültige
Tintensensor 58 aussehen kann. Die Sensoranordnungen 74 sind
an einer Schaltungsplatine ausgelegt und gedruckt, derart, dass
Paare 78 von Sensoranordnungen 74 mit einem kurzen
Ende an einem kurzen Ende liegen, wobei die Zielobjekte 60 derselben
nach außen
gewandt sind. Gedruckte Schaltungen werden geätzt und erzeugt, Zielobjekte 60 werden
gebildet oder platziert, Löcher
können
gebohrt oder in die PCB gebohrt oder ausgeschnitten werden, elektrische
Komponenten 62 werden befestigt und eine Schutzbeschichtung 70 wird
auf die PCB beschichtet.
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Die
Leerstellen 80, die zwischen Sensoranordnungen 74 definiert
sind, werden entlang der langen Kante jeder Sensoranordnung 74 ausgeschnitten.
Die Kanten der PCB- Anordnung
entlang der Zielobjekte 60 können ausgeschnitten werden,
um eine abgefaste Kante 82 an dem Ende der herausgebrochenen
Sensoranordnung 76 bereitzustellen, um einen glatten Übergang
für irgendeinen
Reinigungsmechanismus bereitzustellen, der über das Zielobjekt 60 und
die abgefaste Kante 82 wischt oder schabt. Anrisslinien 86 sind
in die PCB-Anordnung entlang der verbleibenden Umrisse jeder Sensoranordnung 74 geschnitten,
die vorhergehend nicht durch eine Ausschneidevorrichtung geschnitten
wurden. Nachdem die meisten Bereiche zwischen jeder Sensoranordnung 74 ausgeschnitten
wurden und die Anzahl von Anrisslinien 86 reduziert sind,
kann dann jede Sensoranordnung 74 ohne weiteres aus der
PCB-Anordnung herausgebrochen werden, wie die herausgebrochene Sensoranordnung 76,
um einen Tintentropfensensor 58 zu erzeugen. Durch ein
Minimieren der Anzahl und Größe von Anrisslinien 86 zwischen
jeder Sensoranordnung 74 wird ferner die Anzahl von Resten
reduziert, die von jeder Sensoranordnung 76 wegbrechen
können,
nachdem dieselbe aus der PCB-Anordnung herausgebrochen ist. Diese
Reste neigen dazu, lange Glasfasern zu sein, die innerhalb des Druckmechanismus
lose werden können,
einen Tintenrest aufnehmen können
und sich dann an einer Elektronik absetzen können, wobei möglicherweise Tintenkurzschlüsse bewirkt
werden, oder die Druckköpfe
stören
können.
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Ein
Integrieren eines Erfassungselements und von Verstärkungs-
und Filterelektronik in eine einzige PCB-Anordnung, während Schritte
unternommen werden, um die schädlichen
Wirkungen eines Tintenrests und eines Tintenaerosols zu minimieren,
ermöglicht
Tintentropfenmessungen mit geringem Rauschen bei einem Entwurf,
der für
unterschiedliche Druckmechanismen angepasst werden kann, während eine
effiziente Weise einer Tintentropfensensorherstellung geliefert
wird. Bei einem Erörtern
verschiedener Komponenten des Tintentropfensensors 58 wurden
oben verschiedene Vorzüge
angemerkt.
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Es
ist ersichtlich, dass eine Vielfalt von Modifikationen vorgenommen
werden kann, um einen Tintentropfensensor aufzubauen, der immer
noch in den Schutzbereich der Ansprüche unten fällt.