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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahldrucksysteme,
die von einer auswechselbaren Druckkomponente Gebrauch machen. Genauer
gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf auswechselbare
Druckkomponenten, die eine elektrische Speichervorrichtung zum Liefern
von Informationen an das Drucksystem umfassen.
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Tintenstrahldrucker
machen häufig
Gebrauch von einem Tintenstrahldruckkopf, der in einem Wagen befestigt
ist, der über
ein Druckmedium wie z. B. Papier zurück- und vorbewegt wird. Wenn der
Druckkopf über
das Druckmedium bewegt wird, aktiviert ein Steuersystem den Druckkopf,
um Tintentröpfchen
auf das Druckmedium aufzubringen oder auszustoßen, um Bilder und einen Text
zu bilden. Tinte wird an den Druckkopf durch einen Tintenvorrat geliefert,
der entweder durch den Wagen getragen wird oder an dem Drucksystem
befestigt ist, um sich nicht mit dem Wagen zu bewegen. Für den Fall,
in dem der Tintenvorrat nicht mit dem Wagen getragen wird, kann
der Tintenvorrat intermittierend oder kontinuierlich mit dem Druckkopf
für ein
Nachfüllen
des Druckkopfs verbunden sein. In beiden Fällen erfordern die auswechselbaren
Druckkomponenten, wie z. B. der Tintenbehälter und der Druckkopf, eine
periodische Auswechslung. Der Tintenvorrat wird ausgewechselt, wenn
derselbe erschöpft
ist. Der Druckkopf wird an dem Ende einer Druckkopflebensdauer ausgewechselt.
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Es
ist häufig
wünschenswert,
Druckerparameter gleichzeitig mit der Auswechslung von Druckerkomponenten
zu ändern,
wie es z. B. in der
US-Patentanmeldung
Seriennr. 08/584,499 mit dem Titel „Replaceable Part With Integral
Memory For Usage, Calibration And Other Data" erörtert
ist, die an den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen
ist. Die
Patentanmeldung Seriennr. 08/584,499 offenbart
die Verwendung einer Speichervorrichtung, die Parameter beinhaltet,
die sich auf das auswechselbare Teil beziehen. Die Installation
des auswechselbaren Teils ermöglicht
es, dass der Drucker auf die Auswechselbares-Teil-Parameter zugreift,
um eine hohe Druckqualität
sicherzustellen. Durch ein Eingliedern der Speichervorrichtung in
das auswechselbare Teil und ein Speichern der Auswechselbares-Teil-Parameter
in der Speichervorrichtung in der auswechselbaren Komponente kann
das Drucksystem auf eine Installation in das Drucksystem hin diese
Parameter bestimmen. Dieses automatische Aktualisieren von Druckerparametern
befreit den Benutzer davon, Druckerparameter jedes Mal, wenn eine
auswechselbare Komponente neu installiert wird, aktualisieren zu
müssen.
Das automatische Aktualisieren von Druckerparametern mit Auswechselbare-Komponente-Parametern
stellt eine hohe Druckqualität
sicher. Zusätzlich
tendiert dieses automatische Parameteraktualisieren dazu, sicherzustellen,
dass der Drucker nicht aufgrund eines unsachgemäßen Betriebs, wie z. B. eines
Arbeitens, nachdem der Tintenvorrat erschöpft ist, oder eines Arbeitens mit
den falschen oder nicht-kompatiblen
Druckkomponenten, unbeabsichtigt beschädigt wird.
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Das
FR-A-2744061 beschreibt
ein System eines Tintenstrahldruckens, bei dem der Tintenpegel in
einem Tintenbehälter
bestimmt wird, und wenn der Pegel unter einem Schwellenwert ist,
wird ein Niedrigqualität-Druckmodus
eingerichtet, bei dem weniger Düsen
als normal mit Energie versorgt werden, um Tinte zu sparen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenstrahldrucksystem
wie in Anspruch 1 definiert vorgesehen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Betreiben eines Drucksystems wie in Anspruch 12 definiert vorgesehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel
eines Tintenstrahldrucksystems der vorliegenden Erfindung, das mit
einer geöffneten
Abdeckung gezeigt ist, um eine Mehrzahl von auswechselbaren Tintenbehältern der
vorliegenden Erfindung zu zeigen.
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2 ist
eine schematische Darstellung des Tintenstrahldrucksystems, das
in 1 gezeigt ist.
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3 ist
eine stark vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Abschnitts eines Abtastwagens, die die auswechselbaren
Tintenbehälter
der vorliegenden Erfindung in einer Empfangsstation positioniert
zeigt, die eine Fluidkommunikation zwischen den auswechselbaren
Tintenbehältern
und einem oder mehreren Druckköpfen
liefert.
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4 ist
eine Seitenansicht eines Abschnitts des Abtastwagens, der Führungs-
und Verriegelungsmerkmale zeigt, die jedem der auswechselbaren Tintenbehälter und
der Empfangsstation zum Sichern des auswechselbaren Tintenbehälters zugeordnet
sind, wodurch eine Fluidkommunikation mit dem Druckkopf ermöglicht wird.
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5 ist
eine Empfangsstation zum Empfangen eines oder mehrerer auswechselbarer
Tintenbehälter
der vorliegenden Erfindung, die getrennt gezeigt ist.
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6 ist
eine Unteransicht eines auswechselbaren Dreifarben-Tintenbehälters der
vorliegenden Erfindung, der getrennt gezeigt ist.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines auswechselbaren Einfarben-Tintenbehälters der
vorliegenden Erfindung.
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8 ist
eine Draufsicht einer elektrischen Speichervorrichtung, die elektrisch
mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakten verbunden ist.
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9 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm des Tintenstrahldrucksystems von 1,
das als mit einem Host verbunden gezeigt ist und das den auswechselbaren
Tintenbehälter
und Druckkopf umfasst, von denen jeder eine elektrische Speichervorrichtung
beinhaltet.
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10 ist
eine Darstellung sowohl eines statischen als auch eines dynamischen
Gegendrucks in dem Tintenbehälter
der vorliegenden Erfindung zum Variieren von Mengen an extrahierter
Tinte.
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11 ist
ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren der vorliegenden
Erfindung zum Einstellen einer Tintenextraktionsrate aus dem Tintenbehälter basierend
auf den Extraktionscharakteristika und der Menge an extrahierter
Tinte aus dem Tintenbehälter
darstellt.
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12 ist
ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren der vorliegenden
Erfindung zum Einstellen einer Druckrate zum Kompensieren von Extraktionscharakteristika
darstellt.
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13 ist
ein Diagramm zum Darstellen von Druckbändern, die durch eine Bewegung
des Abtastwagens definiert werden.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Ausführungsbeispiels
eines Drucksystems 10, das mit einer offenen Abdeckung
desselben gezeigt ist und das zumindest einen auswechselbaren Tintenbehälter 12 umfasst,
der in einer Empfangsstation 14 installiert ist. Mit dem
auswechselbaren Tintenbehälter 12,
der ordnungsgemäß in dem Empfangsabschnitt 14 installiert
ist, wird Tinte aus dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 an
zumindest einen Tintenstrahldruckkopf 16 geliefert. Der Tintenstrahldruckkopf 16 spricht
auf Aktivierungssignale aus einem Druckerabschnitt 18 an,
um Tinte auf ein Druckmedium aufzubringen. Wenn Tinte aus dem Druckkopf 16 ausgestoßen wird,
wird der Druckkopf 16 mit Tinte aus dem Tintenbehälter 12 nachgefüllt.
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Bei
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der auswechselbare Tintenbehälter 12,
die Empfangsstation 14 und der Tintenstrahldruckkopf 16 jeweils
Teil eines Abtastwagens, der relativ zu einem Druckmedium 22 bewegt
wird, um ein Drucken zustandezubringen. Der Druckerabschnitt 18 umfasst
eine Medienablage zum Empfangen des Druckmediums 22. Wenn
das Druckmedium 22 schrittweise durch eine Druckzone bewegt
wird, bewegt der Abtastwagen 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 ein Drucken zustandezubringen.
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Der
Abtastwagen 20 wird durch die Druckzone auf einem Abtastmechanismus
bewegt, der einen Gleitstab 26 umfasst, an dem der Abtastwagen 20 gleitet,
wenn der Abtastwagen 20 sich durch eine Abtastachse bewegt.
Eine Positionierungseinrichtung (nicht gezeigt) wird für ein präzises Positionieren
des Abtastwagens 20 verwendet. Zusätzlich wird ein Papiervorschubmechanismus
(nicht gezeigt) verwendet, um das Druckmedium 22 schrittweise
durch die Druckzone zu bewegen, wenn der Abtastwagen 20 entlang
der Abtastachse bewegt wird. Zu dem Abtastwagen 20 werden
elektrische Signale für
ein selektives Aktivieren des Druckkopfs 16 mittels einer elektrischen
Verknüpfung
geliefert, wie z. B. eines Bandkabels 28.
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Das
in 1 gezeigte Tintenstrahldrucksystem 10 ist
konfiguriert, um Tintenbehälter 12 zu
empfangen, die eine Tintenextraktionscharakteristik aufweisen, die
mit dem Tintenpegel in dem Tintenbehälter variiert. Diese Tintenextraktionscharakteristika
variieren im Allgemeinen mit der Größe des Tintenbehälters 12.
Eine beispielhafte Tintenextraktionscharakteristik ist eine Gegendruckcharakteristik
in dem Tintenbehälter 12.
Wenn Tinte aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
wird, variiert der Gegendruck in dem Tintenbehälter 12. Diese Gegendruckvariation
kann, wenn dieselbe in dem Drucksystem 10 nicht ordnungsgemäß kompensiert
wird, zu einer Vielfalt von Problemen für das Drucksystem 10 führen. Diese Probleme
umfassen eine Reduzierung der Druckqualität aufgrund eines übermäßigen Gegendrucks, eine
Reduzierung einer Druckkopfzuverlässigkeit aufgrund einer Aufnahme
von Luft und ein erhöhtes Stranden
von Tinte in dem Tintenbehälter 12,
um nur einige wenige Probleme zu nennen.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Speichern von Tintenextraktionscharakteristika in den auswechselbaren
Tintenbehältern 12.
Die Extraktionscharakteristika werden für ein Aktualisieren von Betriebsparametern
des Druckerabschnitts 10 verwendet. Das Drucksystem 10 macht
von diesen Extraktionscharakteristika Gebrauch, um diese Charakteristika
zu kompensieren, um eine hohe Druckqualität zu erreichen, während Tinte
vollständiger
aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
wird.
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In
dem Fall z. B., in dem die Tintenextraktionscharakteristik mit einem
Tintenpegel in dem Tintenbehälter 12 für eine gegebene
Extraktionsrate variiert, erhöht
sich der Gegendruck, wenn Tinte aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
wird. Ohne ein ordnungsgemäßes Kompensieren
dieser Extraktionscharakteristik ist das Drucksystem 10 somit
nicht fähig,
Tinte mit niedrigen Tintenpegeln zu extrahieren, wenn Gegendrucke
am höchsten
sind, was zu einem Stranden von Tinte in dem Tintenbehälter 12 führt. Ein
Stranden von Tinte in dem Tintenbehälter 12 resultiert
in einem Tintenabfall, höheren
Druckkosten pro Seite und gestrandeter Tinte, die in den Abfallstrom
eintritt.
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Jedem
der auswechselbaren Tintenbehälter 12 ist
eine elektrische Speichervorrichtung zugeordnet. Die elektrische
Speichervorrichtung beinhaltet Tintenextraktionsinformationen, die
auf den bestimmten auswechselbaren Tintenbehälter 12 bezogen sind.
Eine Installation des auswechselbaren 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 eine verbesserte Tintenextraktion aus dem auswechselbaren
Tintenbehälter 12 zu
erreichen. Die Informationen, die an das Drucksystem 10 geliefert
werden, umfassen unter anderen Informationen Informationen, die
eine Tintenextraktionsrate für
unterschiedliche Mengen an Tinte in dem Tintenbehälter 12 spezifizieren.
Das Drucksystem 10 verwendet diese Extraktionscharakteristika,
um eine ordnungsgemäße Extraktionsrate basierend
auf Tinte, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt,
auszuwählen.
Durch ein Einstellen der Tintenextraktionsrate, wenn Tinte aus dem
Tintenbehälter 12 verwendet
wird, kann das Drucksystem 10 Tinte vollständiger aus
dem Tintenbehälter 12 extrahieren, ohne
dass Probleme mit dem Drucksystem 10 auftauchen. Die Technik
der vorliegenden Erfindung wird detaillierter unter Bezugnahme auf 10–12 erörtert. Vor
dem Erörtern
dieser Technik ist es hilfreich, erst das Drucksystem 10 detaillierter
zu erörtern.
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Obwohl
das in 1 gezeigte Drucksystem 10 von Tintenbehältern 12 Gebrauch
macht, die an dem Abtastwagen 20 befestigt sind, ist die
vorliegende Erfindung gleichermaßen gut für andere Typen von Drucksystemkonfigurationen
geeignet. Eine derartige Konfiguration ist eine, bei der die auswechselbaren
Tintenbehälter 12 außerhalb
des Abtastwagens 20 befestigt sind. Alternativ können der
Druckkopf 16 und der Tintenbehälter 12 in eine integrierte Druckkassette
eingegliedert sein, die an dem Abtastwagen 20 befestigt
ist. Schließlich
kann das Drucksystem 10 bei einer breiten Vielfalt von
Anwendungen verwendet werden, wie z. B. Faksimilemaschinen, Postfrankiermaschinen,
Textildruckvorrichtungen und Drucksysteme vom Großformattyp,
die für eine
Verwendung bei Anzeigen und Außenbeschilderungen
geeignet sind.
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2 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung des Tintenstrahldrucksystems 10 der vorliegenden
Erfindung, der in 1 gezeigt ist. 2 ist
vereinfacht, um einen einzigen Druckkopf 16 darzustellen,
der mit einem einzigen Tintenbehälter 12 verbunden
ist.
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Das
Tintenstrahldrucksystem 10 der vorliegenden Erfindung umfasst
den Druckerabschnitt 18 und den Tintenbehälter 12,
der konfiguriert ist, um durch den Druckerabschnitt 18 empfangen
zu werden. Der Druckerabschnitt 18 umfasst den Tintenstrahldruckkopf 16 und
eine Steuerung 29. Mit dem Tintenbehälter 12, der ordnungsgemäß in den
Druckerabschnitt 18 eingefügt ist, wird eine elektrische und
fluidische Kopplung zwischen dem Tintenbehälter 12 und dem Druckerabschnitt 18 eingerichtet.
Die fluidische Kopplung ermöglicht
es, dass in dem Tintenbehälter 12 gespeicherte
Tinte an den Druckkopf 16 geliefert wird. Die elektrische Kopplung
ermöglicht es,
dass Informationen zwischen einer elektrischen Speichervorrichtung 80,
die an dem Tintenbehälter 12 angeordnet
ist, und dem Druckerabschnitt 18 übermittelt werden. Der Austausch
von Informationen zwischen dem Tintenbehälter 12 und dem Druckerabschnitt 18 erfolgt,
um sicherzustellen, dass der Betrieb des Druckerabschnitts 18 kompatibel
mit der Tinte ist, die in dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 beinhaltet
ist, wodurch eine hohe Druckqualität und ein zuverlässiger Betrieb
des Drucksystems 10 erreicht werden.
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Die
Steuerung 29, unter anderen Dingen, steuert die Übertragung
von Informationen zwischen dem Druckerabschnitt 18 und
dem auswechselbaren Tintenbehälter 12.
Zusätzlich
steuert die Steuerung 29 die Übertragung von Informationen
zwischen dem Druckkopf 16 und der Steuerung 29 zum
Aktivieren des Druckkopfs, um selektiv Tinte auf ein Druckmedium
aufzubringen. Zusätzlich
steuert die Steuerung 29 die relative Bewegung des Druckkopfs 16 und
eines Druckmediums. Die Steuerung 29 führt zusätzliche Funktionen durch, wie
z. B. ein Steuern der Übertragung
von Informationen zwischen dem Drucksystem 10 und einer
Hostvorrichtung, wie z. B. einem Hostcomputer (nicht gezeigt).
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Um
sicherzustellen, dass das Drucksystem 10 Hochqualitätsbilder
auf Druckmedien liefert, ist es notwendig, dass der Betrieb der
Steuerung 29 den bestimmten auswechselbaren Tintenbehälter 12 berücksichtigt,
der in dem Druckerabschnitt 18 installiert ist. Die Steuerung 29 benutzt
die Parameter, die durch die elektrische Speichervorrichtung 80 geliefert werden,
um den bestimmten auswechselbaren Tintenbehälter 12 zu berücksichtigen,
der in dem Druckerabschnitt 18 installiert ist, um einen
zuverlässigen
Betrieb sicherzustellen und Hochqualitätsdruckbilder sicherzustellen.
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Zusätzliche
Informationen z. B., die in der elektrischen Speichervorrichtung 80 gespeichert
sein können,
die dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist, können Informationen
umfassen, die ein Initialtintenvolumen, ein gegenwärtiges Tintenvolumen
und Tintenbehälter 12-Konfigurationsinformationen
spezifizieren, nur um einige wenige zu nennen. Die bestimmten Informationen,
die in der elektrischen Speichervorrichtung 80 gespeichert
sind, die sich auf Extraktionscharakteristika beziehen, werden später detaillierter
erörtert.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Abtastwagens 20,
die ein Paar von auswechselbaren Tintenbehältern 12 zeigt, die
ordnungsgemäß in der
Empfangsstation 14 installiert sind. Ein Tintenstrahldruckkopf 16 befindet
sich in einer Fluidkommunikation mit der Empfangsstation 14. Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst das in 1 gezeigte Tintenstrahldrucksystem 10 einen
Dreifarben-Tintenbehälter,
der drei separate Tintenfarben beinhaltet, und einen zweiten Tintenbehälter, der
eine einzige Tintenfarbe beinhaltet. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
beinhaltet der Dreifarben-Tintenbehälter cyanfarbene,
magentafarbene und gelbe Tinte und der Einfarben-Tintenbehälter beinhaltet
schwarze Tinte zum Zustandebringen eines Vierfarbendruckens. Der
auswechselbare Tintenbehälter 12 kann
unterschiedlich partitioniert sein, um weniger als drei Tintenfarben
oder mehr als drei Tintenfarben, wenn mehr erforderlich sind, zu
beinhalten. In dem Falle eines Druckens mit einer hohen Wiedergabetreue
z. B. werden häufig
sechs oder mehr Farben verwendet, um ein Drucken zustande zu bringen.
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Der
Abtastwagenabschnitt 20, der in 3 gezeigt
ist, ist zur Einfachheit als mit einem einzigen Druckkopf 16 fluidisch
gekoppelt gezeigt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind vier Tintenstrahldruckköpfe 16 jeweils
fluidisch mit der Empfangsstation 14 gekoppelt. Bei diesem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist jeder der vier Druckköpfe
fluidisch mit jeder der vier farbigen Tinten gekoppelt, die in den
auswechselbaren Tintenbehältern
beinhaltet sind. Somit sind die cyanfarbenen, magentafarbenen, gelben und
schwarzen Druckköpfe 16 jeweils mit
den entsprechenden cyanfarbenen, magentafarbenen, gelben bzw. schwarzen
Tintenvorräten
derselben gekoppelt. Andere Konfigurationen, die von weniger als
vier Druckköpfen
Gebrauch machen, sind ebenfalls möglich. Zum Beispiel kann der
Druckkopf 16 konfiguriert sein, um durch ein ordnungsgemäßes Partitionieren
des Druckkopfs 16, um 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 die zweite Gruppe von Tintendüsen sich
von der ersten Gruppe unterscheidet, mehr als eine Tintenfarbe zu
drucken. Auf diese Weise kann ein einziger Druckkopf 16 verwendet
werden, um mehr als eine Tintenfarbe zu drucken, was ermöglicht,
dass weniger als vier Druckköpfe 16 ein Vierfarbendrucken
zustande bringen. Der fluidische Weg zwischen jedem der auswechselbaren
Tintenbehälter 12 und
dem Druckkopf 16 wird später unter Bezugnahme auf 4 detaillierter
erörtert.
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Jeder
der auswechselbaren Tintenbehälter 12 umfasst
eine Verriegelung 30 zum Sichern des auswechselbaren Tintenbehälters 12 an
der Empfangsstation 14. Die Empfangsstation 14 umfasst
bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
einen Satz von Schlüsseln 32,
die mit entsprechenden Verschlussmerkmalen (nicht gezeigt) an dem
auswechselbaren Tintenbehälter 12 in
Wechselwirkung stehen. Die Verschlussmerkmale an dem auswechselbaren
Tintenbehälter 12 stehen
mit den Schlüsseln 32 an
der Empfangsstation 14 in Wechselwirkung, um sicherzustellen,
dass der auswechselbare Tintenbehälter 12 mit der Empfangsstation 14 kompatibel ist.
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4 ist
eine Seitenansicht des Abtastwagenabschnitts 20, der in 2 gezeigt
ist. Der Abtastwagenabschnitt 20 umfasst den Tintenbehälter 12,
der als ordnungsgemäß in die
Empfangsstation 14 installiert gezeigt ist, wodurch eine
Fluidkommunikation zwischen dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 und
dem Druckkopf 16 eingerichtet wird.
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Der
auswechselbare Tintenbehälter 12 umfasst
einen Reservoirabschnitt 34 zum Beinhalten einer oder mehrerer
Mengen an Tinte. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der auswechselbare
Dreifarben-Tintenbehälter 12 drei
separate Tintenbeinhaltungsreservoirs auf, von denen jedes Tinte
einer unterschiedlichen Farbe beinhaltet. Bei diesem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist der auswechselbare Monochromtintenbehälter 12 ein einziges Tintenreservoir 34 zum
Beinhalten von Tinte einer einzigen Farbe.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist
das Reservoir
34 ein Kapillarspeicherbauglied (nicht gezeigt)
auf, das in demselben angeordnet ist. Das Kapillarspeicherbauglied
ist ein poriges Bauglied, das eine ausreichende Kapillarität aufweist,
um Tinte zu halten, um ein Tintenlecken aus dem Reservoir
34 während einer
Einfügung
und einer Entfernung des Tintenbehälters
12 aus dem Drucksystem
10 zu
verhindern. Die Kapillarkraft muss ausreichend groß sein,
um ein Tintenlecken aus dem Tintenreservoir
34 über eine
breite Vielfalt von Umgebungsbedingungen wie z. B. Temperatur und
Druckänderungen
zu verhindern. Zusätzlich
ist die Kapillarität
des Kapillarbauglieds ausreichend, um für alle Ausrichtungen des Tintenreservoirs
sowie für
eine angemessene Menge an Erschütterung
und Schwingung, die der Tintenbehälter während einer normalen Handhabung
erfahren kann, Tinte in dem Tintenreservoir
34 zu halten.
Das bevorzugte Kapillarspeicherbauglied ist ein Netz von hitzeverbundenen
Polymerfasern, beschrieben in dem
US-Patent
6,460,985 mit dem Titel „Ink Reservoir for an Inkjet
Printer", das an
den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen ist.
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Wenn
der Tintenbehälter 12 ordnungsgemäß in der
Empfangsstation 14 installiert ist, ist der Tintenbehälter 12 mit
dem Druckkopf 16 durch eine Fluidzwischenverbindung 36 fluidisch
gekoppelt. Auf eine Aktivierung des Druckkopfs 16 hin wird
Tinte aus dem Ausstoßabschnitt 38 ausgestoßen, der
in dem Druckkopf 16 einen negativen Überdruck erzeugt, der manchmal
als Gegendruck bezeichnet wird. Ein Überdruck ist der Druck, der
in dem Tintenbehälter relativ
zu einem atmosphärischen
Druck gemessen wird. Dieser negative Überdruck in dem Druckkopf 16 ist
ausreichend, um die Kapillarkraft zu überwinden, die aus dem Kapillarbauglied
resultiert, das in dem Tintenreservoir 34 angeordnet ist.
Durch diesen Gegendruck wird Tinte aus dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 zu
dem Druckkopf 16 gezogen. Auf diese Weise wird der Druckkopf 16 mit
Tinte nachgefüllt,
die durch den auswechselbaren Tintenbehälter 12 geliefert
wird.
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Die
Fluidzwischenverbindung 36 ist vorzugsweise eine aufrechte
Tintenröhre,
die sich aufwärts
in den Tintenbehälter 12 und
abwärts
zu dem Tintenstrahldruckkopf 16 erstreckt. Die Fluidzwischenverbindung 36 ist
in 4 stark vereinfacht gezeigt. Bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist die Fluidzwischenverbindung 36 ein Verteiler, der einen
Versatz bei der Positionierung der Druckköpfe 16 entlang der
Abtastachse berücksichtigt,
wodurch ermöglicht
wird, dass der Druckkopf 16 versetzt von dem entsprechenden
auswechselbaren Tintenbehälter 12 platziert
wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich die Fluidzwischenverbindung 36 in das Reservoir 34,
um das Kapillarbauglied zusammenzudrücken, wodurch ein Bereich einer
erhöhten Kapillarität benachbart
zu der Fluidzwischenverbindung 36 gebildet wird. Dieser
Bereich einer erhöhten Kapillarität tendiert
dazu, Tinte zu der Fluidzwischenverbindung 36 hin zu ziehen,
wodurch ermöglicht wird,
dass Tinte durch die Fluidzwischenverbindung 36 zu dem
Druckkopf 16 fließt.
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Der
auswechselbare Tintenbehälter 12 umfasst
ferner ein Führungsmerkmal 40,
ein Ineingriffnahmemerkmal 42, einen Griff 44 und
ein Verriegelungsmerkmal 30, die es ermöglichen, dass der Tintenbehälter 12 in
die Empfangsstation 14 eingefügt wird, um eine zuverlässige Fluidzwischenverbindung mit
dem Druckkopf 16 zu erreichen sowie eine zuverlässige elektrische
Zwischenverbindung zwischen dem auswech selbaren Tintenbehälter 12 und
dem Abtastwagen 20 zu bilden.
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Die
Empfangsstation 14 umfasst eine Führungsschiene 46,
ein Ineingriffnahmemerkmal 48 und ein Verriegelungsineingriffnahmemerkmal 50.
Die Führungsschiene 46 arbeitet
mit dem Führungsschieneineingriffnahmemerkmal 40 und
dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 zusammen,
um den Tintenbehälter 12 in
die Empfangsstation 14 zu führen. Wenn der auswechselbare
Tintenbehälter 12 vollständig in
die Empfangsstation 14 eingefügt ist, nimmt das Ineingriffnahmemerkmal 42,
das dem auswechselbaren Tintenbehälter zugeordnet ist, das Ineingriffnahmemerkmal 48 in
Eingriff, das der Empfangsstation 14 zugeordnet ist, wobei
ein Eingangsende oder ein vorderes Ende des auswechselbaren Tintenbehälters 12 an
der Empfangsstation 14 gesichert wird. Der Tintenbehälter 12 wird
dann abwärts gedrückt, um
ein Federvorspannungsbauglied 52 zusammenzudrücken, das
der Empfangsstation 14 zugeordnet ist, bis ein Verriegelungsineingriffnahmemerkmal 50,
das der Empfangsstation 14 zugeordnet ist, ein Hakenmerkmal 54 in
Eingriff nimmt, das dem Verriegelungsbauteil 30 zugeordnet
ist, um ein Ausgangsende oder ein hinteres Ende des Tintenbehälters 12 an
der Empfangsstation 14 zu sichern. Es ist die Zusammenarbeit
der Merkmale an dem Tintenbehälter 12 mit
den Merkmalen, die der Empfangsstation 14 zugeordnet sind,
die eine ordnungsgemäße Einfügung und
ein funktionale schnittstellenmäßige Verbindung
zwischen dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 und der Empfangsstation 14 ermöglicht. Die
Empfangsstation 14 wird nun unter Bezugnahme auf 4 detaillierter
erörtert.
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5 ist
eine perspektivische Vorderansicht der Tintenbehälterempfangsstation 14,
die getrennt gezeigt ist. Die Empfangsstation 14, die in 5 gezeigt
ist, umfasst eine Monochrombucht 56 zum Empfangen eines
Tintenbehälters 12,
der eine einzige Tintenfarbe beinhaltet, und eine Dreifarbenbucht 58 zum
Empfangen eines Tintenbehälters,
der drei separate Tintenfarben aufweist, die in demselben beinhaltet sind.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
empfängt
die Monochrombucht 56 einen auswechselbaren Tintenbehälter 12,
der schwarze Tinte beinhaltet, und die Dreifarbenbucht empfängt einen
auswechselbaren Tintenbehälter,
der cyanfarbene, magentafarbene und gelbe Tinten beinhaltet, von
denen jede in ein separates Reservoir in dem Tintenbehälter 12 partitioniert
ist. Die Empfangsstation 14 sowie der auswechselbare Tintenbehälter 12 können andere
Anordnungen der Buchten 56 und 58 zum Empfangen
von Tintenbehältern
aufweisen, die unterschiedliche Anzahlen von bestimmten Tinten beinhalten,
die in denselben beinhaltet sind. Zusätzlich kann die Anzahl der
Empfangsbuchten 56 und 58 für die Empfangsstation 14 eine
andere als zwei sein. Zum Beispiel kann eine Empfangsstation 14 vier
separate Buchten zum Empfangen von vier separaten Monochromtintenbehältern 12 aufweisen,
wobei jeder Tintenbehälter
eine separate Tintenfarbe beinhaltet, um ein Vierfarbendrucken zustandezubringen.
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Jede
Bucht 56 und 58 der Empfangsstation 14 umfasst
eine Öffnung 60 zum
Empfangen jeder der aufrechten Fluidzwischenverbindungen 36,
die sich durch dieselbe erstrecken. Die Fluidzwischenverbindung 36 ist
ein Fluideinlass für
Tinte, die aus einem entsprechenden Fluidauslass austritt, der dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist. Eine elektrische Zwischenverbindung 62 ist ebenfalls
in jeder Empfangsbucht 56 und 58 beinhaltet. Die
elektrische Zwischenverbindung 62 umfasst eine Mehrzahl
von elektrischen Kontakten 64. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die elektrischen Kontakte 64 eine Anordnung von vier
federgeladenen elektrischen Kontakten mit einer ordnungsgemäßen Installation
des auswechselbaren Tintenbehälters 12 in
die entsprechende Bucht der Empfangsstation 14. Eine ordnungsgemäße Ineingriffnahme
mit jedem der elektrischen Verbinder 62 und Fluidzwischenverbindungen 36 muss
in einer zuverlässigen
Weise eingerichtet sein.
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Die
Führungsschienen 46,
die an jeder von zwei Seiten der Fluidzwischenverbindungen in jeder Bucht 56 und 58 angeordnet
sind, nehmen das entsprechende Führungsmerkmal 40 an
jeder von zwei Seiten des Tintenbehälters 12 in Eingriff,
um den Tintenbehälter
in die Empfangsstation zu führen.
Wenn der Tintenbehälter 12 vollständig in
die Empfangsstation 14 eingefügt ist, nehmen die Ineingriffnahmemerkmale 48,
die an einer Hinterwand 66 der Empfangsstation 14 angeordnet
sind, die entsprechenden Ineingriffnahmemerkmale 42, die
in 3 gezeigt sind, an dem Tintenbehälter 12 in
Eingriff. Die Ineingriffnahmemerkmale 48 sind an jeder
von zwei Seiten der elektrischen Zwischenverbindung 62 angeordnet.
Eine Vorspannungseinrichtung 52, wie z. B. eine Blattfeder,
ist in der Empfangsstation 14 angeordnet.
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6 ist
eine Unteransicht des auswechselbaren Tintenbehälters 12 der vorliegenden
Erfindung. Der auswechselbare Tintenbehälter 12 umfasst ein
Paar von auswärts
projizierenden Führungsschienenineingriffnahmemerkmalen 40.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich jeder dieser Führungsschienenineingriffnahmemerkmale 40 auswärts in eine
Richtung orthogonal zu der aufrechten Seite 70 des auswechselbaren
Tintenbehälters 12.
Die Ineingriffnahmemerkmale 42 erstrecken sich auswärts von
einer Eingangsoberfläche oder
vorderen Kante des Tintenbehälters 72.
Die Ineingriffnahmemerkmale 42 sind an beiden Seiten einer
elektrischen Schnittstelle 74 angeordnet und sind zu einer
unteren Oberfläche 76 des
auswechselbaren Tintenbehälters 12 hin
angeordnet. Die elektrische Schnittstelle 74 umfasst eine
Mehrzahl von elektrischen Kontakten 78, wobei jeder der
elektrischen Kontakte 78 elektrisch mit einer elektrischen Speichervorrichtung 80 verbunden
ist.
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Gegenüber dem
vorderen Ende 72 befindet sich ein hinteres Ende 82.
Das hintere Ende 82 des auswechselbaren Tintenbehälters 12 umfasst
das Verriegelungsmerkmal 30, das einen Ineingriffnahmehaken 54 aufweist.
Das Verriegelungsmerkmal 30 ist aus einem elastischen Material
gebildet, das ermög licht,
dass das Verriegelungsmerkmal sich auswärts von dem hinteren Ende erstreckt,
wodurch das Ineingriffnahmemerkmal auswärts zu dem entsprechenden Ineingriffnahmemerkmal
hin erstreckt ist, das der Empfangsstation 14 zugeordnet
ist. Wenn das Verriegelungsbauglied 30 nach innen zu dem hinteren
Ende 82 hin zusammengedrückt ist, übt das Verriegelungsbauglied
auswärts
eine Vorspannkraft aus, um sicherzustellen, dass das Ineingriffnahmemerkmal 54 in
einer Ineingriffnahme mit dem entsprechenden Ineingriffnahmemerkmal 50 bleibt,
das der Empfangsstation 14 zugeordnet ist, um den Tintenbehälter 12 in
der Empfangsstation 14 zu sichern.
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Der
auswechselbare Tintenbehälter 12 umfasst
auch Schlüssel 84,
die an dem hinteren Ende des auswechselbaren Tintenbehälters 12 angeordnet sind.
Die Schlüssel
sind vorzugsweise an jeder von zwei Seiten der Verriegelung 30 zu
der unteren Oberfläche 76 des
auswechselbaren Tintenbehälters 12 hin
angeordnet. Die Schlüssel 84,
zusammen mit Verschlussmerkmalen 32 an der Empfangsstation 14,
stehen in einer Wechselwirkung, um sicherzustellen, dass der Tintenbehälter 12 in
die korrekte Bucht 56 und 58 in der Empfangsstation 14 eingefügt wird. Zusätzlich stellen
die Schlüssel 84 und
die Verschlussmerkmale 32 sicher, dass der auswechselbare
Tintenbehälter 12 Tinte
beinhaltet, die sowohl in Farbe als auch in Chemie oder Kompatibilität mit der entsprechenden
Empfangsbucht 56 und 58 der Empfangsstation 14 kompatibel
ist.
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Der
Griffabschnitt 44 ist an einer oberen Oberfläche 86 an
dem hinteren Ende 82 des auswechselbaren Tintenbehälters 12 angeordnet.
Der Griffabschnitt 44 ermöglicht, dass der Tintenbehälter 12 an
dem hinteren Ende 82 gegriffen wird, während derselbe in die zweckmäßige Bucht
der Empfangsstation 14 eingefügt wird.
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Der
Tintenbehälter 12 umfasst Öffnungen 88,
die an der unteren Oberfläche 76 des
auswechselbaren Tintenbehälters 12 angeordnet
sind. Die Öffnungen 88 ermöglichen,
dass die Fluidzwischenverbindung 36 sich durch das Reservoir 34 erstreckt, um
das in demselben angeordnete Kapillarbauglied in Eingriff zu nehmen.
In dem Falle des auswechselbaren Dreifarbentintenbehälters 12 sind
drei Fluidauslässe 88 vorhanden,
wobei jeder Fluidauslass einer anderen Tintenfarbe entspricht. In
dem Falle der Dreifarbenkammer erstreckt sich jede der drei Fluidzwischenverbindungen 36 in
jeden der Fluidauslässe 88,
um eine Fluidkommunikation zwischen jeder Tintenkammer und dem entsprechenden Druckkopf
für diese
Tintenfarbe zu liefern.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines Monochromtintenbehälters, der
für eine
Einfügung
in die Monochrombucht 56 in der Empfangsstation 14, die
in 5 gezeigt ist, positioniert ist. Der Monochromtintenbehälter, der
in 7 gezeigt ist, ähnelt dem Dreifarbtintenbehälter, der
in 6 gezeigt ist, außer dass lediglich ein einziger
Fluidauslass 88 in der unteren Oberfläche 76 bereitgestellt
ist. Der auswechselbare Monochromtintenbehälter 12 beinhaltet eine
einzige Tintenfarbe und empfängt
deshalb lediglich eine einzige entsprechende Fluidzwischenverbindung 36 zum
Liefern von Tinte aus dem Tintenbehälter 12 an den entsprechenden
Druckkopf.
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8 ist
eine stark vergrößerte Ansicht
der elektrischen Speichervorrichtung 80 und des elektrischen
Kontakts 78. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die elektrische
Speichervorrichtung 80 und die elektrischen Kontakte an
einem Substrat 85 befestigt. Jeder der elektrischen Kontakte 78 ist
elektrisch mit der elektrischen Speichervorrichtung 80 verbunden.
Jeder der elektrischen Kontakte 78 ist elektrisch von jedem
anderen durch das Substrat 85 getrennt. Bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist die elektrische Speichervorrichtung 80 ein Halbleiterspeicher,
der an dem Substrat 85 befestigt ist. Bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist das Substrat 85 haftend mit dem Tintenbehälter 12 verbunden.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind
vier elektrische Kontakte 78 vorhanden, die Kontakte für Leistungs- und Masseverbindungen
sowie Takt- und Datenverbindungen repräsentieren. Eine Einfügung des
auswechselbaren Tintenbehälters 12 in
den Druckabschnitt 18 richtet eine elektrische Verbindung
zwischen dem elektrischen Kontakt 64 an der Empfangsstation 14 und
den elektrischen Kontakten 78 an dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 ein.
Wenn Leistung und Masse an die elektrische Speichervorrichtung 80 angelegt
werden, werden Daten zwischen dem Druckabschnitt 18 und
dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 mit
einer Rate übertragen,
die durch das Taktsignal eingerichtet wird. Es ist entscheidend,
dass die elektrische Verbindung zwischen dem Druckerabschnitt 18 und
dem auswechselbaren Tintenbehälter 12,
die durch die elektrischen Kontakte 64 bzw. 78 gebildet
wird, eine Niedrigwiderstandverbindung ist, um eine zuverlässige Datenübertragung
sicherzustellen. Wenn die elektrischen Kontakte 64 und 78 keine
Niedrigwiderstandverbindung liefern, kann es sein, dass Daten nicht
ordnungsgemäß übertragen
werden, oder die Daten können
verfälscht
oder ungenau sein. Darum ist es entscheidend, dass eine zuverlässige Niedrigwiderstandverbindung
zwischen dem Tintenbehälter 12 und
dem Druckabschnitt 18 erfolgt, um einen ordnungsgemäßen Betrieb
des Drucksystems 10 sicherzustellen.
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9 stellt
ein Blockdiagramm des Drucksystems 10 der vorliegenden
Erfindung dar, das als mit einer Informationsquelle oder einem Hostcomputer 90 verbunden
gezeigt ist. Der Hostcomputer 90 ist als mit einer Anzeigevorrichtung 50 verbunden
gezeigt. Der Host 90 kann eine Vielfalt von Informationsquellen
sein, wie z. B. ein Personalcomputer, eine Arbeitsstation oder ein
Server, nur um einige zu nennen, die mittels einer Datenverknüpfung 94 Bildinformationen
an die Steuerung 29 liefert. Die Datenverknüpfung 94 kann
irgendeine aus einer Vielfalt von herkömmlichen Datenverknüpfungen
zum Übertragen
von Informationen zwischen dem Host 90 und dem Drucksystem 10 sein,
wie z. B. eine elektrische Verknüpfung
oder eine Infrarotverknüpfung.
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Der
in 9 gezeigte Tintenbehälter 12 umfasst die
elektrische Speichervorrichtung 80 und drei separate Tintenvorräte, die
den Dreifarbentintenbehälter 12 repräsentieren,
der in 6 gezeigt ist. Wenn dieselben ordnungsgemäß in die
Dreifarbenempfangsbucht 58 eingefügt sind, ist eine Fluidkommunikation
zwischen jedem der separaten Tintenvorräte oder -kammern und einem
oder mehreren Tintenstrahldruckköpfen 16 eingerichtet.
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Die
Steuerung 29 ist elektrisch mit den elektrischen Speichervorrichtungen 80 verbunden,
die jedem der Druckköpfe 16 und
dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
sind. Zusätzlich
ist die Steuerung 29 elektrisch mit einem Druckermechanismus 96 zum Steuern
eines Medientransports und einer Bewegung des Wagens 20 verbunden.
Die Steuerung 29 macht von Parametern und Informationen
Gebrauch, 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 ein Drucken zustandezubringen.
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Der
Hostcomputer 90 liefert Bildbeschreibungsinformationen
oder Bilddaten an das Drucksystem 10 zum Bilden von Bildern
auf Druckmedien. Zusätzlich
liefert der Hostcomputer 90 verschiedenartige Parameter
zum Steuern eines Betriebs des Drucksystems 10, das üblicherweise
in einer Druckersteuersoftware resident ist, die üblicherweise
als der „Drucktreiber" bezeichnet wird.
Um sicherzustellen, dass das Drucksystem 10 Bilder mit
der höchsten Qualität liefert,
ist es notwendig, dass der Betrieb der Steuerung 29 den
bestimmten auswechselbaren Tintenbehälter 12 kompensiert,
der in dem Drucksystem 10 installiert ist. Es ist die elektrische
Speichervorrichtung 80, die jedem auswechselbaren Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist, die Parameter liefert, die dem auswechselbaren Tintenbehälter 12 eigen
sind, die ermöglicht,
dass die Steuerung 29 diese Parameter benutzt, um den zuverlässigen Betrieb
des Drucksystems 10 sicherzustellen und Druckbilder mit
einer hohen Qualität
sicherzustellen.
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10 ist
eine Darstellung einer Gegendruckmenge in dem Tintenbehälter 12 gegen
aus dem Tintenbehälter 12 extrahierte
Tinte. Der Gegendruck oder Überdruck,
der in 10 gezeigt ist, ist ein negativer
Druck, da dieser Druck unter dem atmosphärischen Druck ist. Zur Einfachheit
ist der Gegendruck in dem Tintenbehälter als eine Menge oder als
das Negative des Überdrucks
dargestellt. In 10 ist der Gegendruck in Zentimetern
(Zoll) Wasser spezifiziert, und die extrahierte Tinte ist in Kubikzentimetern
Tinte spezifiziert. Wenn Tinte aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
wird, tendiert der Gegendruck oder Überdruck in dem Tintenbehälter im
Allgemeinen dazu, zu steigen oder negativer zu werden. Wie es in 10 gezeigt
ist, gibt es zwei Komponenten des Gegendrucks, der statische Gegendruck
wird durch eine Kurve 98 und der dynamische Gegendruck
wird durch eine Kurve 100 dargestellt. Wenn der Gegendruck
in dem Tintenbehälter 12 steigt,
tendiert die Tropfengröße, die
aus dem Druckkopf 16 ausgestoßen wird, dazu, abzunehmen.
Wenn der Gegendruck einen Maximalbetriebsgegendruck erreicht, wie
es durch eine Kurve 102 dargestellt ist, reduzieren weitere
Erhöhungen
des Gegendrucks die Druckqualität.
Die Druckqualität
wird aufgrund einer Tropfengrößevariation
reduziert, die, wenn dieselbe ausreichend ist, das Ausgabebild verschlechtern oder
einen Farbton in dem gedruckten Bild verändern kann. Zusätzlich zu
einem Verlust der Druckqualität kann
ein Schaden an dem Druckkopf 16 auftreten, wenn der Druckkopf 16 zu
lange unter Hochgegendruckbedingungen betrieben wird. Dieser Druckkopf 16-Schaden
resultiert aus einer Aufnahme von Luft oder einem thermalen Schaden
aufgrund eines reduzierten Tintenflusses durch den Druckkopf 16.
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Die
Technik der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass der Gegendruck
in dem Tintenbehälter
unter dem Maximalbetriebs gegendruck gehalten wird, um eine Verschlechterung
der Druckqualität
zu verhindern, einen Schaden an dem Druckkopf 16 zu verhindern
und zu ermöglichen,
dass Tinte vollständiger
aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
wird. Bevor Details der vorliegenden Erfindung erörtert werden, ist
es hilfreich, zuerst die statischen und die dynamischen Gegendruckkomponenten
zu erörtern,
von denen jede zu einer Reduzierung der Druckqualität beiträgt.
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Ein
statischer Gegendruck ist ein Gegendruck oder Überdruck in dem Tintenbehälter 12,
der existiert, wenn keine Tinte aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
wird. Ein statischer Gegendruck oder Dauerzustandsgegendruck existiert
in dem Tintenbehälter 12,
wenn das Drucksystem 10 nicht druckt. Diese statische Gegendruckkomponente
resultiert aus der Kapillarität
eines Kapillarspeicherbauglieds in dem Tintenbehälter 12. Das Kapillarspeicherbauglied
ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ein Netz von Fasern, das eine selbsthaltende Struktur bildet. Dieses
Netz von Fasern definiert Beabstandungen oder Zwischenräume zwischen
den Fasern, die einen gewundenen Zwischenweg bilden. Dieser Zwischenweg
wird gebildet, um hervorragende Kapillaritätseigenschaften zum Halten
von Tinte in dem Kapillarspeicherbauglied aufzuweisen. Bei einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
steigt der statische Gegendruck von zwei Zoll auf ungefähr sechs
Zoll Wasser, wenn Tinte aus dem gewundenen Zwischenweg in dem Kapillarspeicherbauglied
extrahiert wird.
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Bei
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ist das Kapillarspeicherbauglied eine Bikomponentenfaser, die ein
Polypropylenkernmaterial und ein Polyethylterephthalat-Umhüllungsmaterial
aufweist. Diese Bikomponentenfaser ist detaillierter in der US-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, die an den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen
ist, beschrieben.
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Die
dynamische Komponente des Gegendrucks, wie durch die Kurve 100 dargestellt,
ist der Gegendruck in dem Tintenbehälter 12, der aus einer Tintenextraktion
aus dem Tintenbehälter 12 resultiert. Aus
der Kurve 100 ist zu ersehen, mit einer konstanten Extraktionsrate
von einem Kubikzentimeter pro Minute von Tinte aus dem Tintenbehälter 12,
dass der Gegendruck mit steigenden Mengen an Tinte, die aus dem
Tintenbehälter 12 extrahiert
wird, steigt. Die dynamische Gegendruckkomponente tendiert dazu, höher als
die statische Gegendruckkomponente, wie dieselbe durch die Kurve 98 dargestellt
ist, zu sein. Die dynamische Gegendruckkomponente ist abhängig von
einem Widerstand gegenüber
der Extraktion von Tinte aus dem gewundenen Kapillartintenweg in dem
Kapillarspeicherbauglied. Wenn mehr Tinte aus dem Kapillarspeicherbauglied
extrahiert wird, tendiert der Kapillarweg, in dem Tinte fließen muss,
um aus dem Speicherbauglied extrahiert zu werden, dazu, zu steigen.
Dieser Anstieg des Extraktionsweges tendiert dazu, den Gegendruck
in dem Tintenbehälter 12 zu
erhöhen.
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Mit
einer konstanten Extraktionsrate von 1 Kubikzentimeter pro Minute
von Tinte aus dem Tintenbehälter 12 erreicht
der dynamische Gegendruck, der durch die Kurve 100 dargestellt
wird, den Maximalbetriebsgegendruck 102, wenn ungefähr 27 Kubikzentimeter
aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert sind.
Eine weitere Extraktion von Tinte aus dem Tintenbehälter 12 über den
Maximalbetriebsgegendruck hinaus mit der Extraktionsrate von 1 Kubikzentimeter pro
Minute resultiert in einem Verlust der Druckqualität. Die Technik
der vorliegenden Erfindung ermöglicht,
dass die Extraktionscharakteristika verwendet werden, um die Tintenextraktionsrate
einzustellen, um einen Betrieb des Drucksystems 10 über den
Maximalbetriebsgegendruck hinaus einzustellen. Bei dem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
ist die Extraktionsrate von 1 Kubikzentimeter pro Minute auf 0,25
Kubikzentimeter pro Minute reduziert, um zu ermöglichen, dass Tinte weiter
aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
wird. Mit der Extraktionsrate von 0,25 Kubikzentimeter pro Minute
wird der Maximalbetriebsgegendruck, der durch die Kurve 102 repräsentiert
wird, nicht erreicht, bis ungefähr
35 Kubikzentimeter aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
sind. Durch ein Einstellen der Extraktionsrate von Tinte aus dem
Tintenbehälter 12 können acht
zusätzliche Kubikzentimeter
Tinte aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
werden, wie es durch die Differenz zwischen der Tinte, die bei 0,25
Kubikzentimeter pro Minute extrahiert wird, und der Tinte, die mit
einer Tintenextraktionsrate von 1 Kubikzentimeter pro Minute extrahiert wird,
dargestellt ist.
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Die
Extraktionsrate von Tinte aus dem Tintenbehälter 12 ist direkt
auf die Druckrate des Druckkopfs 16 bezogen. Eine Vielfalt
von Techniken kann verwendet werden, um die Druckrate des Druckkopfs 16 zu
reduzieren, wodurch die Extraktionsrate aus dem Tintenbehälter 12 reduziert
wird. Diese Techniken umfassen ein Auswählen eines Druckmodus aus einer
Vielfalt von unterschiedlichen Druckmodi. Jeder der Druckmodi ist
konfiguriert, um eine unterschiedliche Rate einer Tintenextraktion
aufzuweisen. Auf diese Weise wird der Druckmodus oder die Extraktionsrate
basierend auf den Tintenextraktionscharakteristika des Tintenbehälters 12 ausgewählt.
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Zum
Beispiel besteht ein Druckmodus in einem Drucken mit einer Pause
für eine
ausgewählte Zeitdauer
während
des Druckens jedes Druckbandes. Diese Druckpause tendiert dazu,
die durchschnittliche Rate einer Tintenextraktion aus dem Tintenbehälter 12 während des
Druckbandes zu reduzieren. Zusätzliche
Druckmodi können
hinzugefügt werden,
wobei jeder eine unterschiedliche ausgewählte Zeitdauer aufweist, in
der ein Drucken angehalten wird.
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Alternativ
kann der Druckmodus lediglich einen Teilsatz der verfügbaren Düsen an dem
Druckkopf aktivieren. Ein derartiger Druckmodus ist ein Dualdurchgangsdruckmodus,
bei dem lediglich eine Hälfte
der Düsen
an dem Druckkopf 16 in zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen des
gleichen Druckbandes betrieben wird. Es wird ein vollständiges Druckband
gedruckt, aber mit der Hälfte
der Tintenextraktionsrate bei einem Eindurchgangsdrucken, bei dem
alle Druckdüsen
in einem einzigen Durchgang betrieben werden.
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Die
Technik der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass Tinte aus dem
Tintenbehälter 12 mit einer
gegebenen Extraktionsrate extrahiert wird. Die Extraktionsrate kann
auf das Eintreten einer zweckmäßige Bedingung
zum Reduzieren der Tintenextraktionsrate aus dem Tintenbehälter 12 hin
reduziert werden, so dass mehr Tinte aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
werden kann. Eine derartige Bedingung zum Einstellen der Extraktionsrate
ist, wenn der Gegendruck in dem Tintenbehälter einen Schwellengegendruckwert
erreicht, wie z. B. einen Maximalbetriebsgegendruck. Alternativ
kann die Tintenextraktionsrate aus dem Tintenbehälter 12 reduziert
werden, wenn eine Schwellenmenge an Tinte aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
wird. Die Tintenextraktionsrate wird dann erzeugt, so dass eine
größere Menge an
Tinte aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
werden kann. Die Technik der vorliegenden Erfindung kann verwendet
werden, um unterschiedliche Extraktionsraten für Druckmodi aus einer Mehrzahl
von unterschiedlichen Druckmodi basierend auf Tinte, die aus dem
Tintenbehälter
extrahiert wird, oder einem Gegendruck in dem Tintenbehälter auszuwählen. Zudem
kann die Extraktionsrate kontinuierlich während eines Betriebs des Drucksystems 10 basierend
auf einer Tintenextraktion oder einem dynamischen Gegendruck variiert
werden, um eine Tintenextraktion aus dem Tintenbehälter 12 zu
optimieren.
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11 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der Technik
der vorliegenden Erfindung zum Einstellen der Extraktionsrate, um
eine Tintenextraktion aus dem Tintenbehälter 12 zu verbessern.
Bei diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ist eine Nachschlagtabelle in der elektrischen Speichervorrichtung 80 an
dem Tintenbehälter 12 gespeichert.
Diese Nachschlagtabelle beinhaltet eine Serie von Extraktionsratenwerten,
die variierenden Mengen an aus dem Tintenbehälter 12 extrahierter
Tinte entsprechen. Bei spezifizierten Mengen an extrahierter Tinte
wird eine Extraktionsrate zum Erhöhen der Menge an Tinte spezifiziert,
die aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
werden kann.
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Der
Tintenbehälter
wird zuerst in das Drucksystem 10 eingefügt, wie
es durch Schritt 108 dargestellt ist. Auf eine Einfügung hin
liest die Steuerung 29 die Extraktionscharakteristika oder
die Nachschlagtabelle ab, der in der elektrischen Speichervorrichtung 80 gespeichert
ist, die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist. Die Steuerung 29 bestimmt dann die Menge an Tinte,
die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt,
wie es durch Schritt 112 dargestellt ist. Die Menge an
Tinte, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt,
wird entweder in der elektrischen Speichervorrichtung 80 gespeichert,
die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist, oder die Steuerung 29 verfolgt alternativ die Menge
an gedruckter Tinte zum Bestimmen der Menge an Tinte, die in dem
Tintenbehälter 12 verbleibt.
Für den
Fall, in dem die Steuerung die Menge an gedruckter Tinte verfolgt,
kann diese Information zurück
in die elektrische Speichervorrichtung 80 gespeichert werden,
so dass die elektrischen Speichervorrichtung 80 Informationen
zum Bestimmen der Menge an Tinte beinhaltet, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt.
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Die
Steuerung 29 wählt
dann eine Extraktionsrate basierend auf der Tinte, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt,
unter Verwendung der Extraktionscharakteristika aus, wie es durch
Schritt 114 dargestellt ist. Bei diesem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
wird die Nachschlagtabelle verwendet, um eine Extraktionsrate basierend
auf der Menge an Tinte, die aus dem Tintenbehälter 12 extrahiert
wird, zu bestimmen. Um die erwünschte
Extraktionsrate zu erreichen, stellt die Steuerung 29 einen
Betrieb des Druckermechanis mus 96 und des Druckkopfs 16 ein, um
die Druckbetriebe derart auszuwählen,
dass die erwünschte
Extraktionsrate erreicht wird. Während des
Druckbetriebs wird die Menge an aus dem Tintenbehälter 12 extrahierter
Tinte überwacht
und die Extraktionsrate wird eingestellt, wie es notwendig ist, um
die Extraktion von Tinte aus dem Tintenbehälter 12 zu verbessern.
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Der
Monochromtintenbehälter,
wie z. B. in 7 gezeigt, weist im Allgemeinen
Tintenextraktionscharakteristika auf, die unterschiedlich zu dem Dreifarbentintenbehälter sind,
der in 6 gezeigt ist. Der Monochromtintenbehälter weist
einen größeren Abschnitt
in dem Reservoir 34 auf und weist deshalb unterschiedliche
Gegendruckcharakteristika, wenn Tinte extrahiert wird, und die viel
kleineren Kammern in dem Reservoir 34 auf, die jeder Tintenfarbe
in dem Dreifarbentintenbehälter 12 zugeordnet sind.
Aus diesem Grunde weist die Nachschlagtabelle, die dem Monochromtintenbehälter 12 zugeordnet ist,
unterschiedliche Werte zu der Nachschlagtabelle auf, der dem Dreifarbentintenbehälter 12 zugeordnet ist.
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12 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der Technik
der vorliegenden Erfindung zum Einstellen der Druckercharakteristika,
um Tintenextraktionscharakteristika des Tintenbehälters 12 zu
kompensieren, die mit Tinte variieren, die in dem Tintenbehälter verbleibt.
Bei einem Ausführungsbeispiel
macht das Tintenstrahldrucksystem 10 Gebrauch von der Steuerung 29,
um Tinte zu überwachen,
die an den Druckkopf 16 durch das Tintenzuführsystem
oder den Tintenvorrat 12 geliefert wird. Die Steuerung 29 stellt
die Druckrate für den
Druckkopf 16 basierend auf der Rate ein, die auf das Druckmedium
aufgebracht wird. Diese Einstellung zu der Druckrate stellt sicher,
dass nicht mehr Tinte aus dem Druckkopf 16 herausfließt als in
den Druckkopf 16 hineinfließt. Wenn dieses Ungleichgewicht
zwischen dem Tintenfluss in und aus dem Druckkopf 16 ausreichend
groß ist,
kann der Druckkopf 16 ausreichend niedrig in Tinte werden,
so dass derselbe nicht ordnungsgemäß arbeitet. Diese Niedrige-Tinte-Bedingung
in dem Druckkopf 16 wird manchmal als „Druckkopfaushungerung" bezeichnet, die
zu einer reduzierten Druckqualität
oder einer reduzierten Zuverlässigkeit
des Druckkopfs 16 resultieren kann.
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Eine
beispielhafte Technik zum Einstellen einer Druckrate wird nun unter
Bezugnahme auf 12 erörtert. Wie vorhergehend unter
Bezugnahme auf 11 erörtert worden ist, wird eine
Extraktionsrate basierend auf der Menge an Tinte, die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt,
und den Extraktionscharakteristika des Tintenbehälters gewählt. 12 stellt
eine Technik zum Einstellen der Extraktionsrate oder Druckrate des
Drucksystems 10 während
eines Druckbetriebs dar. Die Extraktionsrate wird während des
Druckbetriebs eingestellt, um sicherzustellen, dass dem Druckkopf 16 während eines
Druckbetriebs nicht die Tinte ausgeht oder dass derselbe nicht in
Tinte niedrig wird. Ein Knappwerden von Tinte kann in einer Verschlechterung
der Druckqualität während des
Druckbetriebs resultieren. Diese Reduzierung der Druckqualität ist insbesondere
für Großformatdrucker
ein Problem, die große
Mengen an Tinte erfordern, um das gedruckte Bild zu bilden. Wenn
ein oder mehrere Druckköpfe
tintenausgehungert werden, wird die Druckqualität während des Druckens des Bildes
reduziert. Das Bild muss neu gedruckt werden, was zusätzliche
Tinte und Medien sowie die zusätzliche
Zeit, die erforderlich ist, um das zweite Bild zu drucken, erfordert,
was die Druckkosten erhöht.
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Das
Verfahren beginnt durch ein Drucken eines einzigen Druckbandes,
das einen Abschnitt des Ausgabebildes bildet und durch Schritt 116 in 12 dargestellt
ist. In dem Falle eines Abtastwagendrucksystems 10, wie
z. B. in 1 gezeigt, ist ein Druckband
als ein einziger Durchgang durch den Druckkopf über das Druckmedium definiert,
wie es durch ein Band 130 in 13 dargestellt
ist. Die Druckmedien werden üblicherweise
vorgeschoben und die Druckköpfe
oder der Abtastwagen machen ein Band über das Druckmedium zurück, wie
es durch ein Band 132 in 13 dargestellt
ist. Die Druckbänder 130 und 132 sind
stark vereinfacht, um die Abtastrichtung relativ zu dem Druckmedium
zu zeigen.
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Die
Steuerung 29 bestimmt eine Menge an Tinte, die aus dem
Druckkopf 16 ausgestoßen
wird, wie es durch Schritt 118 dargestellt ist. Bei einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
wird die Menge an Tinte, die aus dem Druckkopf ausgestoßen wird, über einen
gesamten Abtastzyklus bestimmt, der das Drucken des Druckbandes 130 und
das Drucken des Druckbandes 132 umfasst. Die Tinte, die
während des
Druckens des Druckbandes 130 ausgestoßen wird, wird unter Verwendung
einer Tropfenzählungstechnik
bestimmt. Die Steuerung 29 verfolgt die Anzahl von Tropfen,
die während
des Druckens des Druckbandes 130 ausgestoßen werden.
Informationen hinsichtlich der Größe eines jeden Tropfens für den bestimmten
Druckkopf werden entweder in der Steuerung 29 gespeichert
oder aus einem Speicher 80 wiedergewonnen, der an dem Druckkopf 16 befestigt
ist. Ein Tintenvolumen oder eine Masse an Tinte, die für das Druckband 130 gedruckt
wird, wird dann durch das Produkt der Anzahl von Tropfen, die in
diesem Band 130 gedruckt sind, und des Tropfengewichts
oder Tropfenvolumens für
den Druckkopf 16 bestimmt.
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Davon
ausgehend, dass das Ausgabebild irgendwie gleichmäßig ist,
ist die Menge an Tinte, die während
des Druckens des Druckbandes 132 verwendet oder ausgestoßen wird,
ungefähr
die gleiche wie der Tintenverbrauch zum Drucken des Druckbandes 130.
Die Gesamtmenge an Tinte, die bei dem Drucken der Druckbänder 130 und 132 verwendet wird,
stellt die Menge an Tinte dar, die aus dem Druckkopf 16 fließt oder
aus demselben ausgestoßen
wird.
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Die
Menge an Tinte, die an den Druckkopf 16 durch das Tintenzuführsystem
oder den Tintenvorrat 12 geliefert wird, wird dann bestimmt,
wie es durch Schritt 120 dargestellt ist. Die Menge an
Tinte, die an den Druckkopf 16 geliefert wird, wird basierend
auf der Menge an Tinte in dem Tintenbehälter 12 und den Extraktionsratencharakteristika
für den
Tintenbehälter 12 bestimmt.
Wie vorhergehend erörtert, ändern sich
die Tintenextraktionscharakteristika mit dem Tintenpegel in dem
Tintenbehälter 12.
Das beispielhafte Ausführungsbeispiel,
die Extraktionsrate oder Flussrate von Tinte aus dem Tintenbehälter 12 wird
aus einer Nachschlagtabelle bestimmt, die in dem Speicher 80 an
dem Tintenbehälter 12 gespeichert
ist. Diese Nachschlagtabelle liefert eine Flussrate für eine gegebene
Menge an Tinte in dem Tintenbehälter 12. Wenn
die Extraktionsrate festgestellt ist, ist die Masse von Tinte, die
in den Druckkopf 16 fließt, das Produkt der Extraktionsrate
und der Zeit, die erforderlich ist, um einen kompletten Zyklus oder
die Druckbänder 130 und 132 zu
drucken.
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Die
Zeit, die erforderlich ist, um einen kompletten Zyklus zu drucken,
wird dann durch die Steuerung 29 durch ein Setzen eines
Zeitgebers zum Beginn des Druckbandes 130 bestimmt, dargestellt durch
ein Bezugszeichen 134. Wenn der Abtastwagen bereit ist,
das Rückkehrdruckband 132 zu
beginnen, wie es durch ein Bezugszeichen 136 dargestellt ist,
wird der Zeitgeber durch die Steuerung 29 überprüft. Die
Zeit, um das Rückkehrband 132 zu
vollenden, kann dann durch ein Schätzen der Zeit geschätzt werden,
die gebraucht werden wird, um von dem Beginn des Druckbandes 132,
dargestellt durch das Bezugszeichen 136, zu dem Ende des
Druckbandes 132, dargestellt durch ein Bezugszeichen 138,
zu gehen. Die Zeit, die erforderlich ist, um einen vollständigen Druckzyklus
oder die Druckbänder 130 und 132 zu
drucken, die Menge an Tinte, die während dieser Zeit in den Druckkopf 16 fließt, kann
dann durch das Produkt des Zeitintervalls und der Extraktionsrate
bestimmt werden.
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Durch
die Steuerung 29 erfolgt dann eine Bestimmung, ob eine
unausgeglichene Bedingung zwischen dem Tintenfluss in und aus dem
Druckkopf 16 eintritt, wie es durch einen Schritt 122 dargestellt
ist. Wenn mehr Tinte aus dem Druck kopf 16 ausgestoßen worden
ist als an den Druckkopf geliefert wird, könnte ein mögliches Problem auftreten,
wenn dieses Ungleichgewicht zu groß ist. Wenn dieses Ungleichgewicht
größer als
eine Schwellenmenge ist, wie es durch einen Schritt 124 dargestellt
ist, erfolgt eine Einstellung, um dieses Ungleichgewicht zu kompensieren,
wie es durch einen Schritt 126 dargestellt ist. Das Drucksystem 10 kompensiert
bei diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ein Ungleichgewicht über
eine Schwellenbedingung hinaus durch ein Anhalten des Abtastwagens 20 an
der Position 136, bevor das Rückkehrdruckband 132 gedruckt
wird. Durch ein Anhalten des Abtastwagens 20 wird die Durchschnittsrate
eines Tintenverbrauchs über
den gesamten Druckzyklus für
die Druckbänder 130 und 132 reduziert,
während
Tinte weiterhin mit derselben Flussrate in den Druckkopf fließt, was
einen Tintenfluss hinein ermöglicht,
um den Tintenausfluss aufzuholen.
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Die
ausgewählte
Anhaltezeit sollte ausreichend sein, um sicherzustellen, dass dem
Druckkopf 16 nicht die Tinte ausgeht, während das Druckband 132 vollendet
wird, wie es durch Schritt 128 dargestellt ist. Wenn der
vollständige
Druckzyklus vollendet ist, werden aufeinanderfolgende Druckzyklen,
die Druckbänder 130 und 132 umfassen,
durchgeführt, bis
das gesamte Bild vollendet ist.
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Die
Kompensationstechnik der vorliegenden Erfindung in 12 ist
bezüglich
eines Kompensierens der Extraktionsratencharakteristika einer einzigen
Farbe beschrieben worden, die durch den Tintenbehälter 12 an
den Druckkopf 16 geliefert wird. Im Allgemeinen werden
mehr als eine Tintenfarbe verwendet, z. B. werden in dem Falle eines
Vierfarbendruckens vier Tintenfarben verwendet. Die Technik der
vorliegenden Erfindung, wie dieselbe bezüglich des beispielhaften Ausführungsbeispiels
erörtert wurde,
wird für
jede Tintenfarbe durchgeführt.
Die Anhaltezeit, die ausgewählt
wird, wird dann ausgewählt,
um die größte von
jeder der einzelnen angehaltenen berechneten Zeiten zu sein, um
sicherzustel len, dass die Tintenverbrauchsrate auf dem Druckkopf
basiert, der das größte Ungleichgewicht zwischen
einem Tintenausfluss und einem Tintenhineinfluss aufweist.
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Die
Technik der vorliegenden Erfindung speichert Extraktionscharakteristika
in einer Speichervorrichtung, die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist. Diese Extraktionscharakteristika werden durch das Drucksystem 10 verwendet,
um einen Betrieb des Drucksystems einzustellen, um Tinte aus dem
Tintenbehälter 12 vollständiger zu
extrahieren und ein Druckkopfaushungern während eines Druckens zu verhindern.
Durch ein Extrahieren von mehr Tinte aus dem Tintenbehälter 12 müssen die
Tintenbehälter
nicht so oft ausgewechselt werden, was die Druckkosten des Drucksystems 10 pro
Seite reduziert. Zusätzlich
ist durch ein Extrahieren von mehr Tinte aus dem Tintenbehälter 12 die
Menge an Tinte, die in den Abfallstrom eintritt, reduziert.