DE69233015T2

DE69233015T2 - Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und -vorrichtung mit thermischer Energie

Info

Publication number: DE69233015T2
Application number: DE69233015T
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Hirabayashi; Masayuki Hirose; Noribumi Koitabashi; Miyuki Matsubara; Yasuhiro Numata; Hitoshi Sugimoto; Hiroshi Tajika; Yoshiaki Takayanagi; Souhei Tanaka; Yasuhiro Yamada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-01-18
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2012-01-17
Also published as: KR920014619A; US6457794B1; HK1011953A1; DE69213485T2; ATE248064T1; EP0694405B1; DE69232855T2; ATE142562T1; CA2059613A1; EP0694406B1; ATE237474T1; DE69232855D1; AU1031192A; EP0496525A1; HK1011954A1; DE69233015D1; DE69233179T2; EP0496525B1; KR970000081B1; HK1011952A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND ZUM STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und eine Vorrichtung, die thermische Energie anwendet.
Bei herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungsgeräten werden verschiedene Steuerungen zum Zwecke des Stabilisierens der Tintenausstoßrichtung (Genauigkeit des Aufzeichnungsflecks) und des Stabilisierens der Tintenmenge (Vd(P1/Punkt)) bewirkt, um die Bilddichtevariation oder die Ungleichförmigkeit des aufgezeichneten Bildes oder dergleichen zu vermeiden.
Die Steuerungen umfassen das Steuern der Tintentemperatur (Temperatursteuerung) und das Steuern der Tintenviskosität, die einflußreich ist auf die Tintenausstoßmenge. Bei dieser Art von Aufzeichnungsvorrichtung, in der eine Blase in der Tinte durch thermische Energie gebildet wird und die Tinte durch Ausdehnung der Blase ausgestoßen wird, werden die Blasenerzeugungsbedingungen oder dergleichen zum Stabilisieren der Ausstoßmenge gesteuert. Hinsichtlich der speziellen Strukturen für die Tintentemperatursteuerung erfolgt die Verwendung mit einem Heizelement bzw. Wärmeerzeugungselement (ausschließlich zu diesem Zwecke oder für ein Ausstoßheizelement, das gemeinsam für diesen Zweck verwendet wird) zum Aufheizen bzw. Erwärmen des Aufzeichnungskopfes, der die Tinte beinhaltet, und mit einem Temperatursensor zum Feststellen bzw. Erfassen der Temperatur bezüglich des Aufzeichnungskopfes. Die vom Temperatursensor festgestellte Temperatur wird zum Heizelement zurückgeführt bzw. rückgekoppelt. Hinsichtlich einer Alternative wird die Temperaturrückkopplung nicht bewirkt, und der Aufzeichnungskopf wird einfach vom Heizelement aufgeheizt.
Das Heizelement und die Temperatursensoren können auf einem Glied befestigt werden, das den Aufzeichnungskopf bildet, oder an einem außenseitigen Abschnitt des Aufzeichnungskopfes.
Für ein anderes Verfahren zur Steuerung der Ausstoßmenge oder dergleichen oder ein Verfahren, das anwendbar ist nach dem zuvor beschriebenen Verfahren, gibt es ein Verfahren, bei dem eine Impulsbreite eines Einzelimpulses (Erwärmungsimpuls bzw. Heizimpuls) zum Zwecke der Erzeugung thermischer Energie einem elektrothermischen Wandler bzw. Umsetzer (Ausstoßheizelement) beaufschlagt wird zum Erzeugen der thermischen Energie in der zuvor beschriebenen Ausstoßart, so daß die Menge der erzeugten Wärme gesteuert wird, um den Umfang oder die Menge des Ausstoßes zu stabilisieren.
Die Art der Steuerung ist in folgende Gruppen klassifiziert:
(1) Die Kopftemperatursteuerung wird zu jeder Zeit (außerhalb/Nachbarschaft) mit der Temperaturrückkopplung ausgeführt;
(2) Die Kopftemperatursteuerung wird mit der Temperaturrückkopplung ausgeführt, wenn dies erforderlich ist (außerhalb/Nachbarschaft);
(3) Die Hochtemperaturkopfsteuerung (höher als die Umgebungstemperatur) wird mit Temperaturrückkopplung ausgeführt; und
(4) Impulsbreitenmodulation eines Einzelheizimpulses.
Da in Gruppe 1 die Aufzeichnungskopftemperatur immer gesteuert wird, wird die Verdampfung des Wasserinhalts der Tinte aufgrund der Aufheizung gefördert. Eine Vergrößerung oder eine Verfestigung der Tinte in der Ausstoßöffnung vom Aufzeichnungskopf kann folglich mit dem möglichen Ergebnis der Abweichung von der Strahlrichtung oder eines Ausstoßfehler aufkommen. Darüber hinaus kann die Dichteänderung oder Nichtgleichförmigkeit aufgrund relativ hohen Farbstoffgehalts in der Tinte auftreten. Letztlich wird die Bildqualität verschlechtert. Ein anderer Einfluß durch die stetige Beheizung durch das Heizelement ist die Änderung der Kopfstruktur und die Verschlechterung des Materials, aus dem der Aufzeichnungskopf hergestellt ist, mit dem Ergebnis sinkender Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Aufzeichnungskopfes. Allgemein gesagt wird diese Steuerung leicht beeinflußt durch eine Änderung in der Umgebungstemperatur und dem Eigentemperaturanstieg aufgrund der Druckoperation. Genauer gesagt, die Ausstoßmenge variiert mit dem Ergebnis der Dichtevariation oder der Ungleichförmigkeit.
Im System der Gruppe 2 wird die Temperatursteueroperation erforderlichenfalls ausgeführt, und folglich ist es eine Verbesserung gegenüber dem Typ der Gruppe 1. Da jedoch die Temperatursteuerung ausgeführt wird, nachdem der Druckbefehl erzeugt ist, muß die vorbestimmte Temperatur in einer relativ kurzen Periode erreicht werden, und folglich ist eine große Energie (Heizerzeugungsmenge (W) des Heizelements) für das Aufheizen erforderlich.
Dies resultiert in einem Anstieg der Temperaturwelligkeitvergrößerung der Temperatursteuerung mit dem Ergebnis, daß eine genaue Temperatursteuerung unmöglich wird. Tritt dies auf, kann sich die Ausstoßmenge aufgrund der Temperaturwelligkeit ändern, mit dem Ergebnis einer Bilddichtevariation und einer Ungleichförmigkeit. Wenn ein Versuch gemacht wird, die Temperatursteuerung genau durchzuführen, ist es erforderlich, daß die Energielieferung bzw. Energiezufuhr verringert wird. Geschieht dies, wird die für das Erreichen der Zieltemperatur erforderliche Zeit länger, und die Wartedauer für den Start des Druckens steigt an.
Im System der Gruppe 3 wird die Zieltemperatur höher eingestellt als die Umgebungstemperatur, um so den Einfluß der Temperaturänderung aufgrund der Änderung der Umgebungstemperatur oder den Eigentemperaturanstieg aufgrund der Druckoperation zu vermeiden. Dadurch ist es möglich, die Variation der Ausstoßmenge von Tinte während des Druckens mit geringem Leistungsverhältnis durchzuführen. Bei einer Hochleistungsdruckoperation, beispielsweise bei einem vollständig schwarzen Druck, kann der Einfluß des Temperaturanstiegs jedoch nicht vermieden werden, da der Temperaturanstieg beim Drucken hoch ist.
Hinsichtlich der Temperatursteuerung kann die Temperatur außerhalb des Aufzeichnungskopfes gesteuert werden. Das ist vorteilhaft darin, daß der Einfluß der Umgebungstemperatur verringert wird. Das Ansprechen auf die Eigentemperatur ist jedoch nicht befriedigend, und folglich ist der Einfluß des Eigentemperaturanstiegs leicht möglich.
Wenn die Temperatursteuerung in der Nachbarschaft des Aufzeichnungskopfes ausgeführt wird, beispielsweise durch Montieren des Heizelements oder des Temperatursensors auf eine Aluminiumplatte, die als Grundplatte zum Stützen der Heizelementtafel mit dem Ausstoßheizelement dient, dann wird das Ansprechvermögen verbessert, und es ist wirksam gegenüber dem Temperaturanstieg aufgrund des Druckens. Da jedoch die thermische Kapazität der Aluminiumbasisplatte groß ist, führt dies zu einem wellenförmigen Temperaturverlauf. Da die Temperatur wellenförmig ist, kann die Ausstoßmenge variieren.
Im System der Gruppe 4 wird eine Impulsbreite unter Verwendung eines Einzelimpulses moduliert. Es ist jedoch berücksichtigt worden, daß eine weitere Verbesserung erforderlich ist, um die Wiederholbarkeit zu erhöhen, um eine korrekte Ausstoßmengensteuerung aus dem Standpunkt einer Vergrößerung einer hohen Bildqualität zu erzielen, weil der steuerbare Bereich der Ausstoßmengenfähigkeit in Anpassung an die Ausstoßmengenvariation aus einer Temperaturänderung im Blasenbildungs-Tintenausstoßsystem resultiert und weil es schwierig ist, dort die Linearität der Ausstoßmenge mit dem Anstieg der Impulsbreite zu erzielen.
Zusätzlich zum Problem der Ausstoßmengenvariation gibt es das Problem, das sich aus dem Eigentemperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes ergibt, daß die Ausstoßgenauigkeitsvariation während des Druckens aufgrund der Tintenvariation und die Steuergenauigkeitsvariation wegen der Variation in der Kopfstruktur herbeigeführt wird. Dies kann zu einer Variation der Ausstoßrichtung, zu einem Ausstoßfehler und zur Neufüllfrequenzverringerung führen. Wenn dies auftritt, kann die Bildqualität extrem schlechter werden.
Da die Tintenkopfkartusche ein Massenprodukt ist, sind einige Variationen unvermeidlich im Bereich der Heizelementtafel bzw. -platine, des Widerstands, der Filmstruktur bzw. Schichtstruktur, der Größen der Ausstoßöffnungen und dergleichen, die auf einem Siliziumchip durch einen Halbleiterherstellprozeß gebildet werden. Die möglichen Variationen existieren daher in den Tintenausstoßmengen für die Tinte individueller Ausstoßöffnungen in einem Aufzeichnungskopf und in der Leistungsfähigkeit des individuellen Aufzeichnungskopfes.
Die Variation der Ausstoßeigenschaft des Aufzeichnungskopfes kann zu einer Variation in den Steuereigenschaften während des Druckens sowie der Anfangsausstoßmenge der Tinte führen. Zu den verschiedenen Aufzeichnungskopfausstoßeigenschaften hinsichtlich der signifikanten Eigenartigkeit der Bilderzeugung zählen Variationen in der Tintenausstoßmenge der individuellen Aufzeichnungsköpfe und die Variation der Steuereigenschaft.
Ein anderes Problem besteht darin, daß eine ungleichförmige Temperaturverteilung entsteht abhängig von der Anzahl verwendeter Düsen, mit dem Ergebnis einer Ungleichförmigkeit und dergleichen.
Genauer gesagt, Tatsache ist, daß die Druckoperation nicht unter Verwendung aller Düsen bewirkt wird. Beispielsweise ist es wahrscheinlich, daß die Druckoperation lediglich unter Verwendung der Hälfte der Düsen ausgeführt wird. Mit anderen Worten, die Druckzone ist kein ganzzahliges Vielfaches der Druckbreite des Aufzeichnungskopfs, und folglich wird auf der Grundlinie des Druckes nur ein Teil der Düsen zum Drucken verwendet.
Wenn die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung in Reaktion auf ein Steuersignal betrieben wird, das eine externe Einrichtung liefert, wie ein Lesegerät, muß die Anzahl von Düsen eines Aufzeichnungskopfes von der Normaldruckoperation geändert werden. In der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung des seriellen Drucktyps ist beispielsweise die Auslegung so, daß eine Blattzuführgenauigkeit bei normaler Zuführung stabilisiert ist (Kopfbreite), und wenn folglich die Blattzuführgeschwindigkeit für einen verkleinerten Druck geändert wird, wird die Genauigkeit beeinflußt, mit dem Ergebnis von Verbindungsstreifen (Bildstörung). In Hinsicht darauf wird ein Zweidurchgangsdruck ausgeführt, bei dem zwei Druckoperationen für eine Zuführung des Blattes ausgeführt werden. In einem solchen Falle ist es erforderlich, daß die Druckoperation mit einer anderen Anzahl von Ausstoßdüsen ausgeführt wird.
Wenn die Anzahl an Druckdüsen eines Aufzeichnungskopfes geändert wird, wird eine ungleichförmige Temperaturverteilung erzeugt, abhängig davon, welche Ausstoßheizelemente aktiviert werden. Diese ungleichförmige Temperaturverteilung führt zu einer Variation in der Ausstoßmenge. In einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, bei der die Kopfansteuerung durch den Temperatursensor gesteuert wird, wird die Druckdichte ungleichförmig, es sei denn, die Steuerung erfolgt unter Berücksichtigung der Temperaturverteilung.
In der neueren Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung wird der Abstand zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem Aufzeichnungsmaterial abhängig von der Beschaffenheit des Aufzeichnungsmaterials (glattes Papier, beschichtetes Papier, OHP-Blatt oder dergleichen) oder vom Aufzeichnungssystem (ein Weg oder zwei Wege) geändert. Dies kann zu einer Verschlechterung der Tintenauftragungspositionsgenauigkeit führen.
Dieses Problem hat direkten Einfluß auf die Bildqualität des Drucks. Insbesondere im Falle eines Vollfarbdrucks, der mit vier Tinten erzeugt wird, das heißt mit Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz als Tinte, führt die Ausstoßgenauigkeitsvariation zu einer Ausstoßmengenvariation, wenn die Ausstoßeigenschaft sich von normalen Eigenschaften unterscheidet, die in einem Aufzeichnungskopf auftreten. Im Ergebnis wird der Farbabgleich gestört, so daß die Farbgebung und die Farbwiedergabeeigenschaft verschlechtert ist (Anstieg von Farbunterschieden). Im Falle der Monochromaufzeichnung in schwarzer Farbe, roter Farbe, blauer Farbe oder grüner Farbe wird die Dichtevariation, wie das Erzeugen von Streifen aufgrund von Tintenausstoßfehlern, in einem Bild besonders auffällig. Darüber hinaus werden die Wiedergabefähigkeit feiner Linien und die Zeichenqualität aufgrund der Abweichung der Ausstoßrichtung verschlechtert.
Als ein Vorteil bei der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung ist es möglich, die Aufzeichnung auf einem weiten Bereich des Aufzeichnungsmediums auszuführen. Beispiele von relativ häufig verwendeten Medien umfassen übliches Aufzeichnungspapier, dickes Papier wie ein Umschlag, ein transparentes Blatt zur Overheadprojektion (OHP) oder dergleichen. Unter diesen Aufzeichnungsmaterialien oder Aufzeichnungsmedien muß das OHP-Blatt einen hochdichten Druck aufweisen, so daß die gedruckten Zeichen und Bilder klar zu erkennen sind, wenn diese durch einen Overheadprojektor projiziert werden.
Daher ist es wünschenswert, daß die Ausstoßmengenvariation gesteuert wird und daß der Druck speziell auf dem OHP-Papier mit einer erwünschten hohen Bilddichte ausgeführt wird.
Die Druckschrift WO-A-9010541 beschreibt einen Tintenstrahldrucker, bei dem die Ausstoßheizelemente durch ein Doppelimpulssignal angesteuert werden. Der Vorheizimpuls führt eine zur Verursachung eines Siedens nicht ausreichende Energie zu, beeinflusst aber die Temperatur der Tinte. Der nachfolgende Hauptimpuls erzeugt eine Blase und bewirkt einen Ausstoß eines Tintentröpfchens. Durch Variieren der Zeitsteuerung und Dauer des Vorheizimpulses ist es möglich, die Größe des ausgestoßenen Tröpfchen zu steuern. Das Steuerungssystem berücksichtigt die Tintentemperatur, wie sie durch einen Sensor bei dem Druckkopf gemessen wird.
Die Druckschrift EP-A-0 373 894 beschreibt in ähnlicher Weise eine Doppelimpulsansteueranordnung für die Heizelemente eines Tintenstrahldruckers. Eine Einstellung des Vorheizimpulses erlaubt eine Steuerung der Tröpfchengröße, was ausgenutzt wird, um ein genaues Graustufendrucken zu bewirken.
Die Druckschrift EP-A-0 445 916 offenbart die Anpassung des Doppelimpulsansteuersignals an individuelle Tintenstrahlheizelemente, um Unterschiede in Heizelementeigenschaften zu kompensieren, die aus Herstellungstoleranzen entstehen.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt zum Steuern eines Aufzeichnungskopfs mit einem Wärmeerzeugungselement zur Erzeugung, in Reaktion auf ein dem Wärmeerzeugungselement zugeführten Ansteuersignal, eines Bläschens, um einen Ausstoß von Tinte von dem Aufzeichnungskopf zu veranlassen, wobei das Verfahren einen Schritt umfasst zum Anlegen eines Ansteuersignals, um einen Ausstoß von Tinte zu veranlassen, als einen ersten Impuls mit einer ersten Impulsbreite P1, um das Wärmeerzeugungselement zu veranlassen, eine nicht ausreichende thermische Energie für eine Veranlassung eines Tintenausstoßes zu erzeugen, der nach einer Pausenperiode einer Dauer P2 von einem zweiten Impuls mit einer zweiten Impulsbreite P3 gefolgt wird, um eine Erzeugung eines Bläschens zu veranlassen, um Tinte auszustoßen, gekennzeichnet durch einen Schritt zum Steuern der Ausdehnungsgeschwindigkeit des durch den zweiten Impuls erzeugten Bläschens durch Steuern des Ansteuersignals, so dass P1 ≤ P2 < P3 ist, und durch Modulieren der Impulsbreite P1 des ersten Impulses auf der Grundlage der Temperatur des Aufzeichnungskopfes.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt zur Aufzeichnung eines Bilds auf einem Aufzeichnungsträger unter Verwendung eines Aufzeichnungskopfs mit einem Wärmeerzeugungselement zur Erzeugung, in Reaktion auf ein an das Wärmeerzeugungselement angelegtes Ansteuersignal, eines Bläschens, um einen Ausstoß von Tinte von dem Aufzeichnungskopf zu veranlassen, wobei die Vorrichtung eine Kopfansteuereinrichtung zum Anlegen eines Ansteuersignals, um einen Ausstoß von Tinte zu veranlassen, als einen ersten Impuls mit einer ersten Impulsbreite P1, um das Wärmeerzeugungselement zu veranlassen, eine nicht ausreichende thermische Energie für eine Veranlassung eines Tintenausstoßes zu erzeugen, der nach einer Pausenperiode einer Dauer P2 von einem zweiten Impuls mit einer zweiten Impulsbreite P3 gefolgt wird, um eine Erzeugung eines Bläschens zu veranlassen, um Tinte auszustoßen, und eine Einrichtung (20A, 20B) zur Erfassung der Temperatur des Aufzeichnungskopfes umfasst, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kopfansteuereinrichtung, so dass P1 ≤ P2 < P3 ist, und zum Modulieren der Impulsbreite P1 des ersten Impulses auf der Grundlage der durch die Erfassungseinrichtung erfassten Temperatur, wodurch die Ausdehnungsgeschwindigkeit des durch den zweiten Impuls erzeugten Bläschens gesteuert wird.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren sowie eine Vorrichtung bereit, wobei die Tintenausstoßgeschwindigkeit und die Tintenneufüllfrequenz genau gesteuert werden können, auch wenn die Temperatur des Aufzeichnungskopfs aufgrund eines Anstiegs der Umgebungstemperatur und der Eigentemperatur variiert.
Diese und weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Berücksichtigung der nachstehenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung besser ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt eine Impulswellenform in einem Impulsbreitenmodulationsansteuerverfahren für geteilte Impulse.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht und eine Vorderansicht eines Aufzeichnungskopfes.
Fig. 3 und 4 sind Graphen, die eine Beziehung zwischen Tintenausstoßmenge und einer Impulsbreite beziehungsweise eine Beziehung zwischen einer Tintenausstoßmenge und einer Kopftemperatur zeigen.
Fig. 5, 6 und 7 stellen das Prinzip des Modulationsansteuerverfahrens mit geteilten Impulsbreiten dar.
Fig. 8 stellt ein Verfahren zur Ausstoßmengensteuerung.
Fig. 9 zeigt eine Impulswellenformtabelle.
Fig. 10 zeigt Aufzeichnungskopftemperaturen und eine zugehörige Modulationssteuertabelle für Vorheizimpulse.
Fig. 11 ist ein Ablaufdiagramm von sequentiellen Impulsbreitenmodulationsoperationen.
Fig. 12 ist eine Draufsicht auf eine Heizelementtafel.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines Farbdruckers.
Fig. 14 zeigt die Druckzeitvorgabe für jede Farbe in einer Vollfarbdruckoperation.
Fig. 15 und 16 sind ein Blockdiagramm, das eine Steuersystemstruktur für einen Drucker und eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht für eine Aufzeichnungskopfkartusche darstellt, die die Vorrichtung verwendet.
Fig. 17 ist ein Graph von Tonwiedergabefähigkeit in zwei unterschiedlichen Aufzeichnungsvorrichtungen.
Fig. 18 und 19 stellen einen Graph dar, der eine Beziehung zwischen einer Vorheizimpulsbreite und dem Eigentemperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes mit dem Parameter des Druckleistungsverhältnisses zeigt, beziehungsweise einen Graph, der eine Beziehung zwischen der Druckperiode und dem Eigentemperaturanstieg zeigt.
Fig. 20 und 21 zeigen eine Modulationssteuertabelle für den Vorheizimpuls beziehungsweise einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Druckzeit und dem Eigentemperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes zeigt.
Fig. 22 zeigt eine Modulationssteuertabelle für einen Vorheizimpuls.
Fig. 23, 24 und 25 sind Ablaufdiagramme einer Hauptsteueroperation einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
Fig. 26A und 26B sind Ablaufdiagramme von Operationen für eine anfängliche 20-Grad-Temperatursteuerung, eine 20-Grad-Temperatursteuerung und eine 25-Grad- Temperatursteuerung.
Fig. 27 ist ein Ablaufdiagramm von Operationen in einer Anfangsstauprüfroutine in Schritt S4.
Fig. 28 ist ein Ablaufdiagramm, das Einzelheiten der Informationsleseroutine vom Aufzeichnungskopf in Schritt S5 zeigt.
Fig. 29 zeigt eine Beziehung zwischen einem Tabellenzeiger TA1 und einer Hauptheizimpulsbreite P3, gewonnen aus dem Punkt TA1.
Fig. 30 zeigt eine Beziehung zwischen einem Tabellenzeiger TA3 und einer Vorheizimpulsbreite P1.
Fig. 31A, 31B und 31C zeigen Beziehungen zwischen der Aufzeichnungskopftemperatur TH und einer Vorheizimpulsbreite P1.
Fig. 32A und 32B zeigen eine Tintenstrahlkartusche.
Fig. 33 zeigt die Schaltungsstruktur eines Hauptteils von einer gedruckten Platine 851.
Fig. 34 ist eine Zeittafel zum Ansteuern der Heizerzeugungselemente 857 für jeden der Blöcke in einer Zeitmultiplexart.
Fig. 35A und 35B zeigen einen Aufzeichnungskopf.
Fig. 36 zeigt eine Beziehung zwischen einem Temperatursensor, einem untergeordneten Heizelement und einem Hauptheizelement (Ausstoßheizelement) in einem Aufzeichnungskopf.
Fig. 37 ist ein Graph der Temperaturverteilung des Aufzeichnungskopfes.
Fig. 38 stellt eine Beziehung dar zwischen einer Tintentemperatur und einer Ausstoßgeschwindigkeit dar.
Fig. 39 ist ein Graph, der den Blasenentwicklungsprozeß in Tinte darstellt.
Fig. 40 ist ein Graph, der eine Wärmeerzeugungselementtemperatur und eine Blasenvolumenänderung bezüglich des Ansteuerimpulses darstellt, der dem Wärmeerzeugungselement beaufschlagt wird.
Fig. 41 und 42 sind ein Blockdiagramm eines Aufzeichnungskopfansteuerungs-Steuersystems beziehungsweise eine Zeittafel von Signalen im Steuersystem.
Fig. 43, 44 und 45 sind ein Blockdiagramm eines Aufzeichnungskopfansteuerungs-Steuersystems, eine Zeittafel des Steuersystem beziehungsweise ein Ablaufdiagramm aufeinanderfolgender Operationen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nachstehend in Einzelheiten beschrieben.

Erstes Vergleichsbeispiel, das nicht in den Bereich der Patentansprüche fällt

Fig. 1 ist ein Graph, der geteilte Impulse darstellt, die in einer Vorrichtung gemäß diesem Beispiel verwendet werden.
In Fig. 1 bedeutet Vop eine Ansteuerspannung; P1 bedeutet eine Impulsbreite eines ersten Heizimpulses (Vorheizimpuls) geteilter Impulse; P2 bedeutet eine Intervallimpulszeitdauer; und P3 bedeutet eine Impulsbreite eines zweiten Impulses (Hauptheizimpuls). Darüber hinaus bedeuten T1, T2 und T3 Zeiten, die die Impulsbreiten P1, P2 und P3 bestimmen. Die Ansteuerspannung Vop stellt einem elektrothermischen Umsetzer elektrische Energie zum Erzeugen von thermischer Energie in der Tinte innerhalb des Tintendurchgangs bereit, der von einer Heiztafel bzw. -platine und einer oberen Platte gebildet ist. Die Menge an elektrischer Energie hängt von der Fläche des elektrothermischen Umsetzers, vom Widerstand, von der Filmstruktur bzw. Schichtstruktur, der Festdurchgangsstruktur und dergleichen des Aufzeichnungskopfs ab. Im geteilten Impulsbreiten-Modulationsansteuerverfahren werden Impulse sequentiell mit den Breiten P1, P2 und P3 angelegt. Der Vorheizimpuls steuert hauptsächlich die Temperatur der Tinte im Flüssigkeitsdurchgang und spielt eine wichtige Rolle bei der Ausstoßmengensteuerung gemäß diesem Beispiel. Die Vorheizimpulsbreite ist so ausgesucht, daß die vom elektrothermischen Umsetzer bzw. Wandler erzeugte Wärmeenergie, die mit dem Vorheizimpuls zugeführt wird, nicht ausreicht, eine Blase in der Tinte zu erzeugen.
Die Intervallimpulszeit ist vorgesehen, um so eine Störung zwischen dem Vorheizimpuls und dem Hauptheizimpuls zu vermeiden und um die Temperaturverteilung gleichförmig in der Tinte im Tintendurchgang zu machen. Der Hauptheizimpuls ist wirksam, eine Blase in der Tinte innerhalb des Tintendurchgangs zu erzeugen, um die Tinte durch einen Ausstoßausgang auszustoßen. Die Breite P3 ist abhängig von der Fläche des elektrothermischen Umsetzers, vom Widerstand, der Filmstruktur und der Struktur vom Tintendurchgang des Aufzeichnungskopfes.
Die Funktion des Vorheizimpulses ist nachstehend in Verbindung mit einem Aufzeichnungskopf beschrieben, der eine Struktur hat, die in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist. Die Fig. 2A und 2B sind eine Längsquerschnittsansicht beziehungsweise eine Vorderansicht eines Aufzeichnungskopfes.
In den Fig. 2A und 2B bedeutet das Bezugszeichen 1 einen elektrothermischen Umsetzer bzw. Wandler (Ausstoßheizelement) zum Erzeugen von Wärme durch Anlegen geteilter Impulse und ist auf einer Heiztafel bzw. Heizplatine 9 gemeinsam mit einer Elektrodenverdrahtung oder dergleichen zum Anlegen der geteilten Impulse befestigt. Die Heiztafel 9 besteht aus Silizium (Si) und ist von einer Aluminiumplatte 11 gehalten, die eine Grundplatte des Aufzeichnungskopfes bildet. Eine obere Platte 12 ist mit Rillen zum Bereitstellen der Tintendurchgänge oder dergleichen versehen, und wenn diese mit der Heiztafel (Aluminiumplatte 11) verbunden sind, sind die Tintendurchgänge 3 und eine gemeinsame Flüssigkeitskammer 5 zum Anliefern der Tinte an die Tintendurchgänge 3 gebildet. Die obere Platte 12 ist mit Ausstoßöffnungen 7 versehen, und der Tintendurchgang 3 kommuniziert mit den Ausstoßöffnungen 7.
Im in Fig. 2 gezeigten Aufzeichnungskopf ist die Ansteuerspannung Vop gleich 18,0 V, die Hauptheizimpulsbreite P3 ist 4,114 us und die Vorheizimpulsbreite P1 wird geändert innerhalb eines Bereichs von 0 bis 3,000 us. Dann wurde die Beziehung, gezeigt in Fig. 3, zwischen der Tintenausstoßmenge Vd (ng/Punkt) und der Vorheizimpulsbreite P1 (us) gewonnen.
Fig. 3 ist ein Graph, der die Abhängigkeit der Ausstoßmenge zum Vorheizimpuls darstellt. In dieser Figur bedeutet V0 die Ausstoßmenge, wenn P1 = 0 (us) ist, und die Ausstoßmenge ist abhängig von der Kopfstruktur in Fig. 2. In diesem Beispiel beträgt die Ausstoßmenge V0 18,0 (ng/Punkt) bei Umgebungstemperatur TR = 25ºC.
Wie durch eine Kurve a in Fig. 3 aufgezeigt, steigt die Ausstoßmenge Vd an mit der Vorheizimpulsbreite P1 innerhalb eines Bereichs der Impulsbreite von 0 bis P1LMT in linearer Weise. Hinter der Grenze P1LMT wird die Änderung nichtlinear, und die Sättigung zum Maximum bei der Impulsbreite P1MAX tritt auf.
Innerhalb des Bereichs, bei dem die Ausstoßmenge Vd sich linear mit der Impulsbreite P1 ändert, das heißt innerhalb des Bereichs bis zu der Impulsbreite von P1LMT, wird die Ausstoßmengensteuerung durch Ändern der Impulsbreite P1 wirksam. In der Kurve a wird P1LMT zu 1,87 um, und die Ausstoßmenge zu dieser Zeit (VLMT) beträgt 24,0 (ng/Punkt). Die Impulsbreite P1MAX beträgt bei der Ausstoßmenge Vd im gesättigten Zustand P1MAX = 2,1 (us), und die Ausstoßmenge zu dieser Zeit beträgt VMAX = 25,5 (mg/Punkt).
Ist die Impulsbreite größer als P1MAX, so wird die Ausstoßmenge Vd kleiner als VMAX. Der Grund hierfür ist der folgende. Wenn der Vorheizimpuls mit einer solch großen Impulsbreite angeliefert wird, werden auf dem elektrothermischen Umsetzer feine Blasen erzeugt (der Zustand unmittelbar vor dem Filmsieden), und vor Verschwinden der Blasen wird der nächste Hauptheizimpuls angelegt. Die feinen Blasen stören dann das Entstehen der Blase durch den Hauptheizimpuls, und folglich wird die Ausstoßmenge verringert. Diese Zone nennt man Blasenvorerzeugungszone, und die Ausstoßmengensteuerung unter dem Vorheizimpuls wird in dieser Zone schwierig.
Die Steigung der Linie im Graphen von der Ausstoßmenge gegenüber der Impulsbreite innerhalb des Bereichs P1 = 0 - P1LMT (us) in Fig. 3 ist festgelegt als vorheizimpulsabhängiger Koeffizient. Der Koeffizient wird folgendermaßen angegeben:
Kp = ΔVdP/ΔP1 (ng/us.Punkt)
Der Koeffizient Kp ist abhängig von der Temperatur, aber unabhängig von der Kopfstruktur, der Ansteuerbedingung, der Art der Tinte und dergleichen. In Fig. 3 stehen Kurven b und c für andere Aufzeichnungsköpfe. Es versteht sich, daß die Ausstoßeigenschaften sich unterscheiden, wenn ein anderer Aufzeichnungskopf verwendet wird. Da sich somit die obere Grenze P1LMT für den Heizimpuls P1 unterscheidet, wenn ein anderer Aufzeichnungskopf vorliegt, wird die Ausstoßmengensteuerung bewirkt mit der oberen Grenze P1LMT, die für jeden der Aufzeichnungsköpfe bestimmt ist, wie später zu beschreiben ist. Mit dem Aufzeichnungskopf und der durch die Kurve a aufgezeigten Tinte dieses Beispiels betrug Kp 3,209 (ng/us.Punkt).
Ein anderer Faktor, der die Ausstoßmenge des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes beeinflußt, ist die Temperatur des Aufzeichnungskopfes (Tintentemperatur).
Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit der Ausstoßmenge von der Temperatur. Wie durch eine Kurve a in Fig. 4 aufgezeigt, steigt die Ausstoßmenge Vd linear mit der Umgebungstemperatur TR ( = Kopftemperatur TH) des Aufzeichnungskopfes an. Die Steigung der Linie ist festgelegt als Temperaturabhängigkeitskoeffizient und wird ausgedrückt mit:
KT = ΔVdT/ΔTH (ng/ºC. Punkt)
Der Koeffizient KT hängt ab von den Ansteuerbedingungen und ist abhängig von der Kopfstruktur, der Art der Tinte und dergleichen. In Fig. 4 zeigen die Kurve b und die Kurve c die Fälle anderer Aufzeichnungsköpfe auf. Im Aufzeichnungskopf dieses Beispiels ist KT = 0,3 (ng/ºC. Punkt).
Die Ausstoßmenge wird gesteuert unter Verwendung der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Beziehung.
Nachstehend gilt die Beschreibung dem Ausstoßmengensteuerverfahren unter Verwendung von Doppelimpulsen.
Fig. 5 zeigt eine Beziehung zwischen einer Tintentemperatur Tink (ºC) und der Tintenviskosität η(T) (cp). Dieser Graph zeigt das Absinken der Tintenviskosität bei ansteigender Tintentemperatur. Wenn die Tintentemperatur Ta < Tb ist, wird ηa > ηb.
Fig. 6 zeigt die Blasenerzeugung, wenn eine vorbestimmte Energie, die erforderlich ist zur Blasenbildung, durch den Hauptimpuls P3 angelegt ist. Wenn die Tintentemperatur anders ist, das heißt, wenn sich die Tintenviskosität unterscheidet, unterscheidet sich auch die Blasenausdehnungsgrenze, wie sich aus dieser Figur ersehen läßt. Im Falle von (A) in Fig. 6 wird die Temperatur Ta niedrig, und folglich ist die Tintenviskosität ηa hoch. Gegen den Druck p0, der die Blase ausdehnt, ist der Widerstand Ra (η) aufgrund der Tintenviskosität groß, und folglich wird die Blasenausdehnungsgrenze relativ klein, wie durch strichpunktierte Linien aufgezeigt. Im Falle von (B) von Fig. 6 wird die Temperatur Tb hoch, und folglich ist die Tintenviskosität ηb niedrig. Gegen den Druck p0, der die Blase ausdehnt, ist der Widerstand aufgrund der Tintenviskosität Rb (η) in diesem Fall gering, und die Blasenausdehnungsgrenze wird erweitert, wie durch die strichpunktierte Linie aufgezeigt. In einem tatsächlichen Kopf ist die Durchflußimpedanz unterschiedlich im Weg nach oben und im Weg nach unten, um so die Ausstoßeigenschaft und die Nachfülleigenschaft zu stabilisieren, und folglich ist die Blase nicht symmetrisch.
Um die Ausstoßmenge der Tinte zu erhöhen und folglich die Blasenausdehnungszone oder das Blasenvolumen zu erhöhen, ist es wünschenswert, daß die Tintentemperatur nicht nur nahe dem Heizelement sondern auch weiter weg vom Heizelement liegt. Das vorliegende Beispiel basiert hierauf.
Fig. 7(A) zeigt eine Querschnittsansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der Wärmeenergie in der Nachbarschaft der Düsen verwendet, und Fig. 7(B) ist ein Graph, der die Temperaturverteilungsänderung mit der Zeit zeigt, nachdem der Vorheizimpuls P1 anliegt. Fig. 7(C) zeigt die Beziehung zwischen dem Vorheizimpuls P1 und dem Hauptheizimpuls P3.
Unmittelbar nach Anlegen der Impulsenergie P1 für t1 (us) ist die Temperatur der Tinte nahe am Heizelement (a, b, b') hoch, aber die Tintentemperatur an der Stelle, die etwas entfernt von dem Heizelement (c, c') liegt, sinkt steil ab, wie durch eine durchgehende Linie in Fig. 7(B) aufgezeigt.
Zur Zeit t2 (us), die etwa 1 us nach Anlegen des Impulses P1 liegt, ist die Temperatur der Tinte nahe dem Heizelement (a, b, b') niedrig, wohingegen die Temperatur etwas entfernt vom Heizelement (c, c') von der Temperatur t1 ansteigt, und die Temperatur der Tinte weiter entfernt vom Heizelement (d, d') ist leicht erhöht, wie durch die Ein-Punkt-Strichlinie gezeigt.
Zur Zeit t3, die unmittelbar vor Anlegen des Hauptheizimpulses P3 und mehrere us nach Anlegen des Impulses P1 liegt, fällt die Tintentemperatur an der Stelle nahe dem Heizelement (a, b, b') weiter ab; die Tintentemperatur an der Stelle etwas entfernt vom Heizelement (c, c') steigt weiter an; und an einer Stelle weiter entfernt vom Heizelement (d, d') nähert sich die Tintentemperatur der Stelle nahe dem Heizelement an, wie durch die Zwei-Punkt-Strichlinie aufgezeigt.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß zum Anstieg der Tintentemperatur an der Stelle ziemlich weit entfernt vom Heizelement eine gewisse Zeitdauer (Zeitintervall P2) nach Anlegen der Impulsenergie erforderlich ist. Im Prozeß der Tintentemperaturverteilungsänderung aufgrund der Wärmeübertragung mit der Zeit wird die Gesamtenergie in einem adiabatischen System konstant.
Wenn der Hauptheizimpuls P3 zur Zeit t2 anliegt, wird die Blasenausdehnungszone kleiner als wenn sie zur Zeit t3 anläge, da zur Zeit t2 die dem Heizelement (c, c') angrenzende Temperatur nicht ausreichend erhöht ist, während die Tintentemperatur an der Stelle nahe dem Heizelement (a, b, b') hoch ist. Die Tintenausstoßmenge ist von daher nicht groß. Es versteht sich, daß das Zeitintervall P2 lang genug ist, um die Energie vom Vorheizimpuls P1 auszudehnen, da anderenfalls die Tintentemperatur in der Nachbarschaft, die verantwortlich ist für die Ausdehnung der Blase, nicht hoch genug ist, mit dem Ergebnis einer relativ kleinen Blasenerweiterung. Mit anderen Worten, die Intervallzeit P2 ist wirksam zum Zulassen der Energie des Vorheizimpulses P1 zur Erweiterung der Blasenausdehnungsgrenze um das Heizelement, mit anderen Worten wirksam zur Bereitstellung einer gewünschten Tintentemperaturverteilung um das Heizelement. Man hat herausgefunden, daß die Länge der Intervallzeit P2 sowie des Vorheizimpulses P1 ein signifikanter Parameter vom Gesichtspunkt der Ausstoßmengensteuerung ist.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß das Ausstoßsteuerprinzip in diesem Beispiel darin besteht, daß die variable Energie zum Anstieg der Tintentemperatur durch einen variablen Heizimpuls P1 geliefert wird, und die angewandte Energie wird auf die Blasenerweiterungsgrenzzone durch Bereitstellen der Intervallzeit P2 übertragen, um so eine gewünschte Tintentemperaturverteilung zu schaffen, und folglich wird danach der Hauptimpuls P3 angelegt, um die gewünschte Menge an Tinte auszustoßen.
Mit anderen Worten, unter Verwendung des Vorheizimpulses des Doppelimpulses und der Intervallzeit P2 vor Anlegen des Hauptheizimpulses P3 werden die angelieferte Energie und der Zeitablauf danach in effektiver Weise verwendet, um eine gewünschte Tintentemperaturverteilung T (x, y, z) um das Heizelement bis zur Blasenerweiterungsgrenzzone und folglich die Tintenviskositätsverteilung η (x, y, z) um das Heizelement bis zur Grenzzone zu schaffen, womit die Blasenausdebnung gesteuert wird, um so die Ausstoßmenge zu steuern.
Wie detailliert in Verbindung mit Fig. 9, [1], [2] und [3], beschrieben ist, wird zum effizienten Umsetzen des Vorheizimpulses P1 Energie zur Ausstoßenergie die Länge der Intervallzeit P2 in gewünschter Weise größer als der Vorheizimpuls P1, selbst wenn die Tintenausstoßmenge um das Maximum ist, das heißt, selbst wenn die Länge des Vorheizimpulses P1 das Maximum darstellt. Mit dem längsten Vorheizimpuls P1 wird die angelieferte Energie maximal, und die Tintentemperatur um das Heizelement wird am höchsten. Wenn jedoch das Zeitintervall P2 nicht ausreichend lang ist, erreicht die Blasenausdehnung nicht den Maximalwert.
Durch Erhöhen der Tintentemperatur nahe am und um das Heizelement wird die Blasenausdehnungsgeschwindigkeit erhöht, und die Menge von verdampfter Tinte steigt an. Dies wirkt zusammen mit der Ausdehnung der Blasenerweiterungszone, um die Tintenausstoßmenge zu erhöhen.
Fig. 8 ist ein Graph zur Erläuterung der Ausstoßmengensteuerung gemäß diesem Beispiel. Unter Bezug auf diese Figur gilt die Beschreibung nun dem Ausstoßmengensteuerprinzip.
Wie in Fig. 8 gezeigt, umfaßt die Ausstoßmengensteuerung folgende drei Aspekte:
Gemäß der Aufzeichnungskopftemperatur ist
(1) TH ≤ T0: Ausstoßmengensteuerung durch Temperatursteuerung
(2) T0 < TH ≤ TL: Ausstoßmengensteuerung durch geteilte Impulsbreitenmodulation
(3) TL < TH < TC: keine Steuerung (P1 = 0).
Wenn hier TH ≥ TC ist, wird die Blasenerzeugungsgrenze des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes überschritten.
Es versteht sich, wenn die Aufzeichnungskopftemperatur TH nicht höher als eine relativ niedrige Temperatur T0 (beispielsweise 25 ºC) ist, wird die Ausstoßmengensteuerung bewirkt durch die zuvor beschriebene Aufzeichnungskopftemperatur, und wenn diese relativ hoch ist, das heißt höher als die Temperatur T0, wird die Ausstoßmenge gesteuert durch Ändern der Impulsbreite des Vorheizimpulses, der vorstehend in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde (PWM-Steuerung).
Der Grund, weswegen die Ausstoßmengensteuerung gemäß der Kopftemperatur verändert wird, liegt darin, daß in der Zone relativ niedriger Temperatur die Blasenerzeugung nach Anlegen der Energie an die Tinte gelegentlich nicht stabil ist, und folglich ist der Tintenausstoß aufgrund der Tintenviskosität nicht stabil, und folglich wird die Ausstoßmengensteuerung durch die Impulsbreitenmodulation schwierig. Wenn die Kopftemperatur niedrig ist, wird sie folglich durch die Temperatursteuerung auf eine vorbestimmte Temperatur (T0) gebracht, um so eine konstante Menge des Tintenausstoßes zu schaffen. Wenn die Kopftemperatur hoch genug ist, wird der Vorheizimpuls zum Steuern der Ausstoßmenge der Tinte moduliert.
Die Temperatur T0 ist die Zieltemperatur bzw. Solltemperatur des Aufzeichnungskopfes der Temperatursteuerung. Wenn die Temperatur des Aufzeichnungskopfes T0 ist, wird die Zielausstoßmenge Vd0 (beispielsweise 30 (ng/Punkt)) in der Tintenmengensteuerung dieses Beispiels bereitgestellt. Die in Fig. 8 aufgezeigte Temperatur TL, bei der die Ausstoßmengensteuerung die Grenze erreicht, kann bei einer Temperatur entsprechend der Steuergrenzausstoßmenge VLMT, wie in Fig. 3 gezeigt, unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen der Temperatur und der Ausstoßmenge, wie in Fig. 4 gezeigt, ausgewählt werden.
Der Modus bzw. die Betriebsart (1), wie er/sie zuvor nummeriert wurde, entspricht der Temperatursteuerungszone in Fig. 8 und wird ausgeführt, um die vorbestimmte Ausstoßmenge hauptsächlich bei niedriger Umgebungstemperatur beizubehalten, wobei die Temperatur des Aufzeichnungskopfes (die Temperatur der Tinte) auf die Zieltemperatur T0 durch die Temperatursteuerung gesteuert bzw. geregelt wird. Indem dies geschieht, kann die Ausstoßmenge Vd0 zur Zeit TH = T0 bereitgestellt werden.
In diesem Beispiel ist T0 = 25ºC, um die Probleme mit der Temperatursteuerung (Tintenviskositätsanstieg und Tintenverfestigung aufgrund Verdampfung des Wasserinhalts von der Tinte und der Temperatursteuerwelligkeit) zu minimieren. Unter den üblichen Umgebungsbedingungen, beispielsweise bei Raumtemperatur, wird diese bei 20 bis 25ºC gehalten. Wenn die Temperatur des Aufzeichnungskopfes bei dieser Temperatur gehalten wird, können die oben beschriebenen Probleme vereinfacht werden. Die Impulsbreite P1 des Vorheizimpulses wird gewählt auf P1LMT, um so die maximale Ausstoßmenge VLMT bei t1 = 25ºC bereitzustellen. Der Steuermodus (1) in diesem Beispiel, wie in Fig. 9 gezeigt, welche hiernach beschrieben wird, ist P1 = 1, 87 (us), P2 = 2, 618 (us), P3 = 4, 114 (us). Sie entsprechen 1 in der Tabelle in Fig. 10.
Der zuvor mit (2) numerierte Steuermodus entspricht der Impulsbreitenmodulationszone in Fig. 8, In dieser Zone ist die Aufzeichnungskopftemperatur relativ hoch, das heißt, nicht niedriger als T0 (26ºC bis 44ºC als Beispiel) aufgrund des Eigentemperaturanstiegs durch die ausgeführte Druckoperation oder des Anstiegs der Umgebungstemperatur. Die Temperatur wird von dem Temperatursensor erfasst bzw. festgestellt, und die Vorheizimpulsbreite P1 wird gemäß der in Fig. 10 gezeigten Tabelle geändert. Fig. 9 zeigt die Impulsbreiten gemäß den Zahlen in der Tabelle von Fig. 10. Fig. 11 ist ein Blockdiagramm sequentieller Operationen in der Impulsbreitenmodulation. Im Falle des Aufzeichnungskopfes in diesem Beispiel nimmt die obere Grenze P1LMT von der Impulsbreite P1 den Wert an, der durch 1 von Fig. 9 aufgezeigt ist, das heißt OA (Hex), aufgezeigt durch die Tabellennummer 1 in Fig. 10.
Wie hiernach zu beschreiben ist, wird die obere Grenze durch eine Tabellenzeigerinformation eingestellt.
Nachstehend ist anhand Fig. 11 die Ausstoßmengensteuerung unter Verwendung der Impulsbreitenmodulation beschrieben, die in Fig. 8 beschrieben ist. Die sequentielle Operation, die in Fig. 11 gezeigt ist, beginnt als Reaktion auf eine Unterbrechung, die alle 20 ms auftritt, als Beispiel. In Schritt S401 wird die Temperatur des Aufzeichnungskopfes festgestellt bzw. erfasst. In Schritt 5402 wird dann eine Durchschnittstemperatur der vorherigen drei Kopftemperaturen in Schritt S401 festgestellt und gewonnen zur Vermeidung einer fehlerhaften Feststellung bzw. Erfassung, die verantwortlich ist für den Wärmefluß, der in den Temperatursensor eintritt, und/oder verantwortlich ist für elektrische Störungen. In Schritt 5403 wird eine Durchschnittstemperatur Tm mit der vorherigen Durchschnittstemperatur Tm - 1 verglichen, und eine Differenz T = Tm - (Tm - 1) wird gewonnen. Das Selektieren bzw. Unterscheiden folgt, um herauszufinden, ob die Temperaturdifferenz T dann kleiner ist als eine vorbestimmte Temperaturschrittbreite ΔT, das heißt, ob die Differenz T kleiner ist als der Temperaturbereich, in dem die Ausstoßmenge sich nicht ändert, selbst wenn die Impulsbreite P1 um eine Einheitsimpulsbreite (0,187 ms) geändert wird, was der Impulsbreitenänderung an der Stelle entspricht, die zur Tabellennummer in Fig. 10 gehört (±ΔT entspricht dem Temperaturbereich von ±1ºC (2 ºC) in Fig. 10). Wenn dem in Schritt S405 so ist, wird die Impulsbreite P1 beibehalten. Wenn die Differenz T größer ist als +ΔT, wird ein Schritt S406 ausgeführt, wobei die Nummer in der Tabelle von Fig. 10 um eins inkrementiert wird, so daß die Impulsbreite P1 um eins verringert ist, um auch die Ausstoßmenge zu verringern. wenn die Differenz kleiner ist als -ΔT, wird ein Schritt S404 ausgeführt, bei dem die Tabellennummer um eins verringert wird, um so die Impulsbreite P1 um einen Schritt zu erhöhen, um die Ausstoßmenge zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Steuerung ausgeführt, um eine konstante Tintenausstoßmenge Vd0 beizubehalten. Der Grund, weswegen die Impulsbreitenänderung P1 in Reaktion auf die Temperaturänderung eine Einheitsimpulsbreite ist, besteht darin, daß eine fehlerhafte Rückkopplungsoperation, wie eine fehlerhafte Temperaturfeststellung bzw. Temperaturerfassung durch den Sensor, vermieden wird, um so die Bilddichtesprünge zu vermeiden. In diesem Beispiel ist die Aufzeichnungskopftemperatur als ein Mittelwert der Ausgangssignale der rechten und linken Temperatursensoren (2) vorgesehen.
Die Temperatur wird festgestellt als ein Durchschnittswert von vier Feststellungen wegen der fehlerhaften Temperaturfeststellung aufgrund von Rauschen und dergleichen vom Sensor, um so eine glatte Rückkopplungssteuerung bzw. Regelung zu erreichen. Darüber hinaus wird die Dichtevariation, die aus der Steuerung herrührt, minimiert, um so das Erzeugen benachbarter Streifen aufgrund der Dichteänderung beim seriellen Drucken zu vermeiden.
Mit der zuvor beschriebenen Steuerung wird der Temperaturbereich, der durch eine Tabelle gemäß Fig. 10 steuerbar ist, ±ΔV relativ zur Zielausstoßmenge Vd0. Die Ausstoßmengenänderung ist aufgezeigt durch einen Pfeil a in Fig. 8.
Wenn die Ausstoßmengenänderung innerhalb eines derartigen Bereichs liegt, kann die Dichtevariation, die in einem Druck auftritt, unterdrückt werden auf ±0,2, selbst im Falle eines 100%-igen Druckverhältnisses, und folglich ist die Dichteungleichförmigkeit der benachbarten Streifen, die auftreten, nicht zu bemerken, selbst nicht im seriellen Drucksystem. Wenn die Anzahl von Daten zur Erzielung des Durchschnittswertes erhöht wird, kann der Einfluß von Rauschen verringert werden, und die Änderung wird stufenfreier. Im Falle der Echtzeitsteuerung wird die Feststellgenauigkeit jedoch verschlechtert, so daß eine korrekte Steuerung unmöglich wird. Wenn die Zahl verringert ist, wird der Einfluß von Rauschen bemerkenswert und die Änderung erfolgt abrupter. In der Echtzeitsteuerung wird jedoch die Feststellgenauigkeit erhöht, und die korrekte Steuerung ist möglich.
Der Steuermodus (3) entspricht der in Fig. 8 gezeigten Nichtsteuerzone. In dieser Zone ist der Aufzeichnungskopf üblicherweise außerhalb der normalen Druckoperation, und folglich wird er selten verwendet. Wenn jedoch der Aufzeichnungskopf stetig mit 100% Lastverhältnis betrieben wird, kann als Beispiel die Temperatur in diese Zone fallen. Bei einem solchen Falle wird nur der Hauptheizimpuls (Einzelimpuls) zum Drucken (P1 = 0) angelegt, um den Eigentemperaturanstieg zu minimieren. Die Temperatur TC ist die Grenze des verwendbaren Bereichs vom Aufzeichnungskopf.
Die Tabelle von Fig. 10 in diesem Beispiel wird verwendet, und die sequentiellen Operationen von Fig. 11 werden ausgeführt, durch die die Steuerung möglich ist bis zur Kopftemperatur TH = 46ºC, und die Ausstoßmenge kann gesteuert werden im Bereich von ΔV = ±0,3 (ng/Punkt) bezüglich der Mittelausstoßmenge Vd0 = 30 (ng/Punkt).
Fig. 12 zeigt eine Heizelementtafel des in dem vorstehenden Beispiel verwendeten Aufzeichnungskopfes. Die Heizelementtafel bzw. -platine ist mit Temperatursensoren, Temperatursteuerheizelementen und Ausstoßheizelementen versehen, die sich darauf befinden.
Wie in der Draufsicht der Heizelementtafel von Fig. 12 gezeigt, sind die Temperatursensoren 20A und 20B rechts und links einer Anordnung von Ausstoßelementen 1 auf der Si-Basis 9 angeordnet. Die Ausstoßheizelemente 1, die Temperatursensoren 20A und 20B und die Temperatursteuerheizelemente 30A und 308, die links und rechts von der Heizelementtafel angeordnet sind, sind durch einen Halbleiterherstellprozeß gemustert und hergestellt. In diesem Beispiel wird die festgestellte Temperatur als Mittelwert der Ausgangssignale von den Temperatursensoren 20A und 20B gewonnen.
Fig. 13 zeigt eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die das Ausstoßmengensteuersystem gemäß diesem Beispiel umfaßt. Der Drucker ist in Form eines seriellen Vollfarbdruckers, der verwendbar ist mit herausnehmbaren Aufzeichnungsköpfen für die Farbe Schwarz (BK), die Farbe Zyan (C), die Farbe Magenta (M) und die Farbe Gelb (Y), Jeder der in diesem Drucker verwendeten Aufzeichnungsköpfe hat ein Leistungsvermögen von 400 dpi in Auflösungsleistung, 4 kHz in der Ansteuerfrequenz und ist mit 128 Ausstoßöffnungen versehen.
In Fig. 13 sind vier Aufzeichnungskopfkartuschen C vorgesehen für die Tinten in Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz, wobei jede Kartusche einen Aufzeichnungskopf und einen Tintenbehälter zum Anliefern von Tinte an den Aufzeichnungskopf umfaßt. Jede der Aufzeichnungskopfkartuschen C ist austauschbar mit einem Schlitten des Druckers durch einen nicht dargestellten Mechanismus befestigt. Der Schlitten 2 gleitet längs einer Führungswelle 11 und ist mit einem Teil eines Antriebsgurts 52 verbunden, der von einem nicht dargestellten Hauptabtastmotor angetrieben wird. Die Aufzeichnungskopfkartusche 10 kann abtastend entlang der Führungswelle 11 verschoben werden. Zuführwalzen 15, 16 und 17, 18 sind im wesentlichen parallel zur Führungswelle 11 an der Rückseite und an der Vorderseite der Aufzeichnungszone der Abtastaufzeichnungskopfkartusche C angeordnet. Die Zuführwalzen 15, 16 und 17, 18 werden angetrieben von einem Unterabtastmotor zum Zuführen des Aufzeichnungsmaterials P. Das Aufzeichnungsmaterial P steht einer ausstoßseitigen Oberfläche der Aufzeichnungskopfkartusche C gegenüber, um eine Aufzeichnungsoberfläche zu bilden.
Fig. 14 zeigt die Druckzeitvorgabe bzw. Druckzeitsteuerung für die vier Farben bei der Vollfarbdruckoperation. Die Aufzeichnungskopfkartuschen für die jeweiligen Farben sind auf dem Schlitten bei vorbestimmten Intervallen befestigt, und die Aufzeichnungsoperation wird während der Bewegung des Schlittens bewirkt. Die Druckaktionen der Aufzeichnungsköpfe treten zu unterschiedlichen Zeiten auf, um die Intervalle zwischen den jeweiligen Aufzeichnungsköpfen zu kompensieren.
Eine Regeneriersystemeinheit befindet sich vor einem Teil eines Verschiebungsbereichs der Kartusche C. Die Regeneriereinheit umfaßt eine Kappeneinheit 30, die entsprechend der jeweiligen Kartusche C angeordnet ist, die die Aufzeichnungsköpfe haben. Sie ist gleitend nach links und rechts bewegbar gemeinsam mit der Bewegung der Kartusche 2 und ist auch vertikal beweglich. Wenn die Kartusche 2 an derselben Stelle ist, tritt die Kappeneinheit in Kontakt mit den Aufzeichnungsköpfen, um diese zu verkappen. Die Regeneriereinheit enthält Wischglieder in der Form einer ersten und zweiten Klinge 401 und 402, und einen Klingenreiniger 403, der aus einem absorbierenden Material besteht, um die erste Klinge 401 zu reinigen.
Das Regeneriersystem umfaßt eine Pumpeneinheit 500 zum Absaugen von Tinte oder dergleichen aus der Ausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes und der Nachbarschaft hiervon mit Hilfe der Verkappungseinheit 300.
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
Das Steuersystem umfaßt eine Steuereinrichtung 800, die als Hauptsteuereinrichtung arbeitet. Sie umfasst eine CPU 801 in der Form eines Mikrocomputers zum Ausführen der sequentiellen Operationen, die in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben worden sind, ein ROM 803 zum Speichern eines Programms zum Ausführen der sequentiellen Operationen, der Tabelle von Fig. 10, des Spannungspegels des Heizimpulses, der Impulsbreiten und anderer feststehender Daten, ein RAM 805 mit einem Bereich zum Verarbeiten der Bilddaten und einen Arbeitsbereich. Bezugszeichen 810 bedeutet ein Hauptgerät (einen Bildleser beispielsweise), das als Quelle von Bilddaten dient. Die Bilddaten, Befehle und Statussignale oder dergleichen werden zwischen der Steuerung durch eine Schnittstelle (I/F) 812 ausgetauscht.
Bezugszeichen 820 bedeutet eine Gruppe von Schaltern, mit Hauptschalter 822, Kopierschalter 824 zum Anweisen des Starts einer Kopier- oder Aufzeichnungsoperation und mit einem Regenerierschalter 826 großen Umfangs zum Anweisen der Ausführung einer Regenerieroperation großen Umfangs. Diese Schalter werden von der Bedienperson betätigt. Bezugszeichen 830 bedeutet eine Gruppe von Sensoren, zu denen ein Sensor 832 zum Feststellen einer Ausgangsposition, einer Startposition des Schlittens 2 oder dergleichen, ein Sensor zum Feststellen einer Pumpposition, der einen Blattschalter bzw. Klappschalter 530 umfasst, und andere Sensoren zum Feststellen des Zustands der Vorrichtung gehören.
Ein Kopftreiber 840 steuert den elektrothermischen Umsetzer (Heizelement) auf dem Aufzeichnungskopf gemäß den Aufzeichnungsdaten oder dergleichen an (es ist nur ein Treiber dargestellt). Ein Teil der Kopftreiber wird zum Ansteuern der Temperaturheizelemente 30A und 30B verwendet. Die Temperaturfeststellung durch Temperatursensoren 20A und 20B wird an die Steuerung 800 geliefert. Ein Hauptabtastmotor 805 bewegt den Schlitten 2 in die Hauptabtastrichtung (Rechts-Links-Richtung in Fig. 10). Der Motor 850 wird von einem Treiber 852 angesteuert. Ein Unterabtastmotor 860 wird zum Zuführen des Aufzeichnungsmaterials in die Unterabtastrichtung verwendet.
Nachstehend beschrieben ist der Aufzeichnungskopf, der in den Fig. 13 und 15 verwendet wird.
Fig. 16 zeigt ein Beispiel einer Aufzeichnungskopfkartusche, die mit dem Schlitten der in Fig. 13 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung verbunden werden kann. Die Kartusche dieses Beispiels umfaßt eine eingebaute Tintenbehältereinheit IT und eine Aufzeichnungskopfeinheit IJU. Diese sind miteinander lösbar befestigt. Ein Leitungsstecker 102 arbeitet zum Aufnehmen der Signale oder dergleichen zum Ansteuern des Tintenausstoßers 101 der Aufzeichnungskopfeinheit und bewirkt auch die Ausgabe des Restmengenfeststellsignals. Der Stecker befindet sich in Ausrichtung mit der Kopfeinheit IJU und der Tintenbehältereinheit IT. Dies ist so, weil die Höhe H verringert werden kann, wenn die Kartusche auf dem Schlitten befestigt ist, und dies wird später beschrieben, und folglich kann die Stärke der Kartusche verringert werden. Wenn die Kartusche juxtapositioniert (benachbart) ist, wie in Fig. 13 gezeigt, kann folglich die Kartusche weiter verkleinert werden.
Die Kopfkartusche läßt sich unter Verwendung eines Griffs 201 in der Tintenbehältereinheit IT mit den Ausstoßöffnungen 101, die nach unten gerichtet sind, befestigen. Der Griff 201 ist in Eingriff mit einem Hebel der Kartusche, die hiernach zu beschreiben ist. Wenn der Aufzeichnungskopf befestigt ist, sind ein Stift oder Stifte des Schlittens in Eingriff mit einem Schlittenverbindungsabschnitt 103 der Kopfeinheit IJU, so daß die Kopfeinheit In korrekt positioniert ist.
Die Aufzeichnungskopfkartusche dieses Beispiels ist auf der Tintenausstoßseite 101 mit einem absorbierenden Material 104 zum Wischen der Oberfläche der Tintenausstoßseite 101 vorgesehen, um diese zu reinigen. Ein Belüftungsloch 203 ist im wesentlichen in der Mitte der Tintenbehältereinheit 200 gebildet, um Luft gemäß dem Tintenverbrauch einzulassen.
Unter Verwendung der Vorrichtung in den Fig. 13 und 15 werden verschiedene Druckmuster mit der zuvor beschriebenen PWM-Steuerung ausgeführt, und es ist bestätigt worden, daß die Dichtevariation beim Abtasten von Zeilen speziell beim Drucker des Serientyps unterdrückt werden kann, und auch daß die Bilddichtevariation in einer Seite oder zwischen Seiten unterdrückt werden kann. Die Ausstoßmengenvariation, die speziell bedingt ist durch die Umgebungstemperaturänderung, kann so vermieden werden. Wenn die Modulationsoperation der Vorheizimpulsbreite wie in Fig. 17A gezeigt bewirkt wird, ist die Tondichtewiedergabefähigkeit (Gamma-Kurve) ungeachtet der Temperaturvariation aufgrund der Umgebung oder des Druckleistungsverhältnisses konstant. Der Ausgleich der Farben, der für Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz vorgesehen ist, wird somit stabilisiert, und folglich können Vollfarbbilder mit einer beibehaltenen konstanten Farbwiedergabefähigkeit erzeugt werden.
Fig. 17B stellt den Fall einer Impulsbreitenmodulation ohne Vorheizen dar. Wie aus dieser Figur ersichtlich, variiert die Wiedergabefähigkeit abhängig von der Temperatur.
In Fig. 17 entsprechen die Dichtedaten 0-255 den 17 Tondaten 1-16.
Der Bereich in diesem Beispiel, in dem die Ausstoßmengensteuerung durch die Impulsbreitenmodulation möglich ist, erfolgt gemäß dem Temperaturbereich, der häufig bei tatsächlichen Druckoperationen verwendet wird, und im Niedrigtemperaturbereich wird die Temperatur vom Heizelement gesteuert, und darüber hinaus wird in der Hochtemperaturzone ein Einzelimpuls verwendet, um den Temperaturanstieg zu verringern. Dies geschieht, um in einem weit verwendbaren Umgebungsbedingungsbereich die Ausstoßmenge zu stabilisieren und die Bildqualität zu stabilisieren.
Die Beschreibung gilt nun einem seriellen Monochromdrucker (nur schwarze Farbe) eines Aufzeichnungskopfes vom Permanenttyp mit der vorstehend beschriebenen PWM- Steuerung.
Der Aufzeichnungskopf hat ein Leistungsvermögen von 360 dpi als Auflösungsleistung, 3 kHz als Ansteuerfrequenz und ist mit 64 Ausstoßöffnungen versehen. In diesem Falle wird nur ein Temperatursensor verwendet, und das Ausstoßmengensteuerverfahren umfaßt zur Vereinfachung der Beschreibung keine Temperatursteuerung. Hinsichtlich der sequentiellen Impulsbreitenmodulationsoperation wird eine Durchschnittstemperatur in einer Abtastung festgestellt, und die Impulsbreite P1 wird für jede Abtastzeile geändert.
Da der Drucker für Monochrom-Schwarz eingerichtet ist, kann das Erzeugen von Anschlußstreifen zwischen Zeilen oder der Bilddichteunterschieden zwischen Zeilen ungeachtet der Vereinfachung unterdrückt werden, und folglich ist die vereinfachte Steuerung immer noch wirksam.
Die Beschreibung gilt nun einem Vollzeilenaufzeichnungskopf mit vielen Düsen, um ein Hochgeschwindigkeitsdrucken zu erzielen. Dies ist auch ein Monochromdrucker, der die PWM-Steuerung realisiert.
Der Druckkopf hat eine Auflösungsleistung von 200 dpi, 2 kHz Ansteuerfrequenz und ist mit 1.600 Ausstoßöffnungen versehen. Die Ausstoßöffnungen sind in 100 Blöcke gruppiert, die jeweils 16 Ausstoßöffnungen haben. Der Temperatursensor ist für jeden der Blöcke gemäß dem Ansteuersystem vorgesehen. Die vom Temperatursensor gewonnene Temperatur für jeden der Blöcke wird zum Steuern des zugehörigen Blockes für die Impulsbreitenmodulation in unabhängiger Weise zu anderen Blöcken verwendet. Indem dies ausgeführt wird, ist, selbst wenn die Temperaturverteilung im Aufzeichnungskopf aufgrund des Vorhandenseins von Ausstoßöffnungen und Nichtausstoßöffnungen ungleichförmig wird, speziell für den Vollzeilenaufzeichnungskopf die Ausstoßmengensteuerung für jeden der Blöcke unabhängig von den anderen Blöcken möglich, und folglich ist ein hochgualitatives Hochgeschwindigkeitsdrucken ohne Ungleichförmigkeit der Bilddichte möglich.
Die Beschreibung gilt nun den Wirkungen des Reduzierens des Eigentemperaturanstiegs vom Aufzeichnungskopf aufgrund der Druckoperation durch die PWM-Steuerung von diesem Beispiel.
Fig. 18 zeigt eine Beziehung zwischen einer Vorheizimpulsbreite P1 und dem Eigentemperaturanstieg TUP des Aufzeichnungskopfes aufgrund der Druckoperation. Das Druckleistungsverhältnis wird von 25% auf 100% mit einem 25%-igen Inkrement geändert. Der Wert des Eigentemperaturanstiegs TUP ist der eine nach einem Zeilendrucken. Es versteht sich, daß der Eigentemperaturanstieg TUP aufgrund der Druckoperation des Druckkopfes mit dem Anstieg des Vorheizimpulses P1, beziehungsweise dessen Breite, und mit dem Anstieg des Druckleistungsverhältnisses (Ausstoßdüsenzahl oder Anzahl der Ausstöße pro Zeiteinheit) ansteigt. In Hinsicht darauf versteht es sich, daß bei hohem Druckleistungsverhältnis die Breite des Vorheizimpulses P1 in positiver Weise kürzer wird, um den Eigentemperaturanstieg zu unterdrücken. In Hinsicht auf die Tatsache, daß die Kopftemperatur mit dem Druckleistungsverhältnis und mit dem Anstieg der Druckzeit ansteigt, wird die Temperatur des Aufzeichnungskopfes, der dem Ausstoßheizelement des Aufzeichnungskopfes benachbart ist, festgestellt, und gemäß dieser festgestellten Temperatur wird der Vorheizimpuls P1 gesteuert. Unter Verwendung der PWM-Steuerung auf diese Weise kann der Eigentemperaturanstieg signifikant unterdrückt werden.
Fig. 19 zeigt die Temperaturänderung gemäß der Druckdauer mit verschiedenen Druckleistungsverhältnissen, genauer gesagt, 25% (1), 50% (2), 75% (3) und 100% (4). In Fig. 19 stellt a des Fall eines feststehenden Impulsbreitenmodus dar; b zeigt den Fall auf, bei dem die Vorheizimpulsbreite P1 geändert wird auf die genaue Breite gemäß der Kopftemperatur durch die PWM-Steuerung. Aus dieser Figur geht hervor, daß die PWM-Steuerung wirksam ist, in effizienter Weise den Eigentemperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes zu unterdrücken, insbesondere während des Hochleistungsdruckens und unter einer hohen Temperatursituation.
Genauer gesagt, wenn die Druckoperation ausgeführt wird mit dem in Fig. 18 gezeigten Leistungsverhältnis, sinkt die Vorheizimpulsbreite P1 in Richtung a in Fig. 8 durch die PWM-Steuerung gemäß dem Eigentemperaturanstieg aufgrund der Druckoperation, durch die die thermische Energie pro Einheitstyp abgesenkt wird, so daß der Eigentemperaturanstieg aufgrund des Druckens verringert wird.
Die Beschreibung gilt nun einem Farbdrucker, der einen Permanentaufzeichnungskopf verwendet, insbesondere in Hinsicht auf die Steuerung des Eigentemperaturanstiegs.
In diesem Beispiel ist die Impulstabelle nicht eingeteilt in konstante Temperaturbereiche, wie in Fig. 10, sondern die Impulsumschaltung tritt schneller auf mit dem Temperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes. Wenn die Temperatur vom Aufzeichnungskopf relativ niedrig ist, wird die Einheitstemperaturschrittweite ±ΔT, das heißt, die Temperaturbreite der Vorheiztabelle von Fig. 7 ist relativ groß, und mit dem Anstieg der Aufzeichnungskopftemperatur wird die Schrittweite ±ΔT verringert. Dies geschieht, um den Eigentemperaturanstieg aufgrund des Druckens unter Hochtemperaturbedingung effizienter zu reduzieren.
Die Steuerung wird in einem Bereich einer Aufzeichnungskopftemperatur TH von 26,0ºC-44,0ºC in der PWM- Zone von Fig. 8 bewirkt, in der der Eigentemperaturanstieg aufgrund des Druckens und der Umgebungstemperaturänderung festgestellt wird als Aufzeichnungskopftemperatur, und auf der Grundlage der festgestellten Temperatur wird die Vorheizimpulsbreite P1 gemäß der Tabelle von Fig. 20 mit der Temperaturschrittweite oder dem Inkrement von ±ΔT = 4ºC - 1ºC geändert.
Die aufeinanderfolgenden Operationen sind die gleichen wie die in Fig. 11 gezeigten.
Wegen der Eigenschaften des Aufzeichnungskopfes kann kaum ein Problem auftreten in der Niedrigtemperatursituation (aus der Raumtemperatur bis ungefähr 40ºC), der Aufzeichnungskopf wird empfindlich auf die Temperatur unter Hochtemperaturbedingungen aufgrund der thermischen Probleme, wie die Instabilität bei der Blasenbildung und die Verringerung der Nachfüllfrequenz speziell bei einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung des Heiztyps. Die Arbeitsweise im Hochtemgeraturbereich sollte folglich soweit wie möglich vermieden werden. In Hinsicht darauf wird die Steuerung so bewirkt, daß die Hochtemperaturseite gemieden wird.
Unter Verwendung der Steuertabelle von Fig. 20 wird die Heizimpulsbreite P1 schneller umgeschaltet bei dem Anstieg der Kopftemperatur, und folglich kann der Eigentemperaturanstieg aufgrund des Druckens auf der Hochtemperaturseite besser unterdrückt werden. Dies ist in Fig. 21 dargestellt. In dieser Figur ist die Kurve a eine Eigentemperaturanstiegskurve, wenn das Verfahren gemäß dem vorliegende Beispiel Anwendung findet, und die Kurve b ist eine Eigentemperaturanstiegskurve, wenn die Temperaturbreite zum Umschalten der Vorheizimpulsbreite P1 konstant bleibt.
Aus dieser Figur geht hervor, daß der Eigentemperaturanstieg aufgrund der Druckoperation groß ist, wenn die Kopftemperatur relativ niedrig ist (niedriger als 40ºC), aber die Tendenz wird hinter einem Kreuzungspunkt C umgekehrt, und unter der noch höheren Temperatur des Aufzeichnungskopfes (nicht niedriger als 40ºC) ist das schnelle Umschalten der Heizimpulsbreite P1 effektiv zum Unterdrücken des Eigentemperaturanstiegs.
Die Temperaturbreite in diesem Beispiel wird in der in Fig. 10 gezeigten Weise geändert, aber der Grad der Änderung wird gemäß den Betriebsbedingungen ausgewählt.
Die Beschreibung gilt nun einem Monochromdrucker, der über die Eigentemperaturanstiegs- und Unterdrückungssteuerung verfügt.
Der Drucker dieses Beispiels ist mit einem Aufzeichnungskopf des Austauschtyps verwendbar. In einem solchen Falle ist es wünschenswert, daß die Ausstoßmengensteuerung (Steuertemperaturbreite und/oder Steuerimpulsbreite) jedesmal auf die geeignete Ausstoßmengensteuerbedingung eingestellt wird, wenn der Aufzeichnungskopf ausgewechselt wird. In diesem Beispiel ist der Drucker ein monochromer, und folglich ist eine relativ grobe Ausstoßmengensteuerung zulässig. Die Verringerung des Verhältnisses von der Vorheizimpulsbreite P1 wird herabgesetzt mit dem Anstieg der Temperatur, um folglich den Eigentemperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes zu vermeiden.
Aus der in Fig. 22 gezeigten Steuertabelle geht hervor, daß die Änderung der Vorheizimpulsbreite P2 durch die Impulsumschaltung mit dem Anstieg der Aufzeichnungskopftemperatur erhöht wird, und folglich kann der Eigentemperaturanstieg aufgrund des Druckens weiter unterdrückt werden. Dies ist ebenso wie die in Fig. 21 gezeigte Tendenz.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß, wenn ein Wärmeerzeugungselement bzw. Heizelement des Aufzeichnungskopfes auch durch mehrere Impulse aktiviert wird, beispielsweise der erste Impuls in der Impulsenergie beispielsweise durch eine Impulsbreitenmodulation gemäß der Aufzeichnungskopftemperatur geändert wird, durch die die Ausstoßmenge der Tinte steuerbar ist, und der Temperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes läßt sich unterdrükken.
Im Ergebnis wird die an das Heizelement gelieferte Energie verringert, um den Eigentemperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes aufgrund der Aufzeichnungsoperation zu verhindern, und die Tintenausstoßmenge läßt sich steuern. Folglich kann die Bilddichtenänderung vermieden werden, und der Farbausgleich ist stabilisiert.
Das Verfahren der vorstehenden Beispiele ist wirksam zur Beseitigung oder zur Unterdrückung der Tintenausstoßeigenschaftsvariationen während der Druckoperation aufgrund der Ausstoßmengenvariation und der Tintentemperaturvariationen, die dem Eigentemperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes zuzuschreiben ist, Ausstoßrichtungsvariation, Ausstoßfehler, Nachfüllfrequenzverringerung oder dergleichen aufgrund der Steuereigenschaftsänderung, die sich aus der Strukturänderung des Aufzeichnungskopfes ergibt, die dem Eigentemperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes zuzuschreiben ist.
Als zweite vorteilhafte Wirkung wird die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes bemerkenswert erhöht, weil die Temperatur des Aufzeichnungskopfes niedriger ist.
Die Beschreibung gilt nun dem Temperaturfeststellmittel bzw. der Temperaturerfassungseinrichtung für den Aufzeichnungskopf. Es kann in der Form direkter Feststellung der Temperatur vom Aufzeichnungskopf sein. Es kann mit dem Kopf Kontakt haben oder auch keinen Kontakt mit dem Kopf haben. Vorzugsweise ist es mit der Basis mit den Heizerzeugungselementen des Aufzeichnungskopfs einstückig gebildet. Hinsichtlich des indirekten Temperaturfeststellmittels gibt es die Vorhersage bzw. Prädiktion der Temperatur bezüglich des Aufzeichnungskopfes beim Ansteuern auf der Grundlage der Temperatur oder dergleichen von der Steuereinrichtung (CPU, Kondensator oder dergleichen). Der Prädiktionssensor ist vorteilhaft darin, daß die Variation der Temperaturfeststellung verringert wird, und derselbe Temperatursensor wird von der Hauptanordnung des Druckers verwendet, und folglich ist die Steuerung stabilisiert.
Hinsichtlich der Wellenformauswahl (Änderung oder Abwandlung) für das Ansteuersignal ist das Folgende nützlich. Hinsichtlich der grundlegenden Wellenformen gibt es eine in Fig. 9 gezeigte. Die Wellenform kann ausgewählt werden, modifiziert oder geändert werden durch Ändern des Anstiegsteiles P1 in der Impulsbreite (Anlegeperiode) gemäß der Temperatur durch Ändern der Restperiode bzw. Pausenperiode P2 gemäß der Temperatur, durch Ändern des Verhältnisses vom Anstiegsabschnitt P1 und dem Restperiodenabschnitt P2 in einer Periode eines vorbestimmten Ansteuersignals oder dergleichen.
Vorzuziehen ist die Verwendung eines konstanten Hauptansteuerimpulses P3, und der Anstiegsimpuls P1 wird zwischen 0 und einer vorbestimmten Periode geändert. Die vorliegenden Beispiele decken jedoch auch die Änderung des Hauptansteuerimpulses P3 ab.
In der vorstehenden Beschreibung ist die Spannung bei der Restperiode bzw. Pausenperiode P2 null, welches vorzuziehen ist. In der Restperiode P2 kann jedoch eine vorbestimmte Spannung, die geringer als die Spannung in Periode P1 und P3 ist, angelegt werden. Die Impulse P1 und P3 können die Form einer Sinuswelle haben, um die Spannung durch Umschalten der Wellenformen zu liefern.
Hinsichtlich der elektrischen Schaltung wird eine Kombination eines Anstiegsimpulsgenerators und eines Hauptansteuerimpulsgenerators verwendet. In einer alternativen Schaltung wird ein Teil eines Ausgangssignals aus einem konstanten Impulsgenerator ausgewählt, um den ausgewählten an eines der Heizerzeugungselemente des elektrothermischen Umsetzers zu liefern. In einer anderen Alternative können Lieferzeitvorgaben des Anstiegsimpulses P1 und des Hauptansteuerimpulses P3 ausgewählt oder bestimmt werden, und die ausgewählte oder bestimmte wird an die elektrothermischen Umsetzer geliefert. Andere Alternativen können von einem Fachmann verwendet werden.
Das Ansteuersignal bedeutet die Gesamtheit des Signals zum Veranlassen der Blasenbildung im elektrischen Umsetzer nach Bedarf. Wenn das Ansteuersignal über eine Vielzahl von Impulskomponenten verfügt, wird der Anstiegsimpuls "Hauptimpuls" genannt. Der Hauptimpuls kann mehrere Impulse enthalten. Im Falle der Vielzahl von Anstiegsimpulsen kann das Ansteuersignal "Mehransteuersignal" genannt werden. Wenn mehrere Anstiegsimpulse verwendet werden, ist die Pausenperiode bzw. Restperiode das Intervall zwischen dem letzten Anstiegsimpuls und dem Hauptimpuls.

Zweites Vergleichsbeispiel, das nicht in den Bereich der Patentansprüche fällt

In diesem Beispiel wird die Variation der Tintenausstoßmenge individueller Aufzeichnungsköpfe, resultierend aus dem Herstellprozeß des Aufzeichnungskopfes, korrigiert.
Fig. 23, 24 und 25 sind Ablaufdiagramme der Hauptsteuerung der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung. Die Beschreibung gilt zunächst in Hinsicht auf die Hauptsteuerung unter Bezug auf die Ablaufdiagramme. Wenn der Hauptschalter aktiviert ist, führt die Vorrichtung eine Initialüberprüfoperation in Schritt S1 aus. In der Initialüberprüfoperation werden ROM und RAM überprüft, um zu bestätigen, daß das Programm und die Daten für den Wert der Temperatursensorschaltung passend sind und eingelesen sind. Dann erfolgt in Schritt S3 eine Anfangsstauüberprüfoperation. Selbst wenn in diesem Beispiel die Vordertür geschlossen ist, wird die Anfangsstauüberprüfungsoperation in Schritt S3 ausgeführt. In Schritt S4 wird die Vorrichtung überprüft in Punkten, die erforderlich sind zum Lesen der Information vom Aufzeichnungskopf im nächsten Schritt. In Schritt S5 werden die Daten aus dem ROM gelesen, dsd sich im Aufzeichnungskopf befindet. In Schritt S6 werden die Anfangsdaten eingestellt.
In Schritt S7 wird die Anfangstemperatursteuerung bei 20ºC gestartet, und in Schritt S8 wird die Notwendigkeit für die Restaurieroperation bzw. Wiederherstelloperation herausgefunden [1] (das Herausfinden, ob die Saugrestaurieroperation erforderlich ist), wenn der Hauptschalter aktiviert ist.
Fig. 26 zeigt die Anfangstemperatursteuerroutine bei 20ºC. In Schritt S2001 dieses Ablaufdiagramms wird 20 s im Zeitgeberzähler eingestellt, und wenn danach die Temperatur höher als 20ºC ist, wird die Operation dieser Routine in Schritt S2002 abgeschlossen. Wenn die Temperatur niedriger als 20ºC ist, wird das Heizelement des Aufzeichnungskopfes in Schritt S2003 aktiviert. In Schritt S2004 erfolgt das Herausfinden, ob die Zeitgeberperiode von 30 s verstrichen ist. Wenn dem so ist, wird ein Notstopp in Schritt S2005 bewirkt. Wenn dem nicht so ist, kehrt die Operation zu Schritt S2002 zurück.
Vorstehendes ist die Beschreibung der sequentiellen Operation bis zum Aufzeichnungswartezustand.
Die sequentielle Operation während des Bereitschaftszustands wird nun beschrieben. In Schritt S9 wird die 20ºC-Temperatursteuerung ausgeführt. In Schritt S10 wird die Bereitschaftsleerausstoßoperation ausgeführt. In Schritt S11 wird die Anwesenheit des Blattes geprüft. Gibt es kein Blatt, schreitet der Betrieb fort zu Schritt S21, in dem eine Entscheidung herbeigeführt wird, ob der Reinigungsknopf gedrückt worden ist. Wenn dem so ist, wird in Schritt S13 die Reinigungsoperation ausgeführt. Wenn in Schritt S14 der RHS-Knopf gedrückt ist, wird in Schritt S15 das RHS-Moduskennzeichen gesetzt. Hier bedeutet "RHS" einen Aufzeichnungskopf- Schattierungsprozeß zum Korrigieren der Dichteungleichförmigkeit. Die Dichteungleichförmigkeit vom gedruckten Muster wird von der Leseeinrichtung gelesen, und die Ungleichförmigkeit wird korrigiert.
Wenn das Blatt in Schritt S16 manuell zugeführt wird, erfolgt in Schritt S17 das Setzen eines Manuellzuführkennzeichens, und der Ablauf schreitet fort zu Schritt S22 (Kopierstartsequenz). Wenn ein OHP-Knopf in Schritt S18 betätigt ist, wird in Schritt S19 ein OHP- Moduskennzeichen gesetzt. Wenn nicht, erfolgt in Schritt 520 das Rücksetzen des OHP-Moduskennzeichens. Wenn der Kopierknopf in Schritt S31 betätigt wird, schreitet der Ablauf fort zu einer Kopierstartsequenz (Schritt S22). Ist der Kopierknopf nicht gedrückt worden, kehrt der Ablauf zu Schritt S9 zurück. Wenn der Abschluß der Reinigungsoperation in Schritt S13 herausgefunden ist, kehrt der Ablauf auch zu Schritt S9 zurück.
Die Beschreibung gilt nun den sequentiellen Kopieroperationen. In Schritt S22 wird ein Lüfter betrieben, um den Innentemperaturanstieg zu unterdrücken. In Schritt S23 wird die 25-ºC-Temperatursteuerung gestartet. In Schritt S24 wird selektiert bzw. unterschieden, ob das Blatt zugeführt ist. Falls nicht, wird in Schritt 525 eine Leerausstoßoperation [1] (N = 100) ausgeführt. Dann schreitet der Ablauf fort zu Schritt S29. Hier ist N die Anzahl von Leerausstößen. In Schritt S26 wird die Notwendigkeit zur Regenerieroperation [2] (das Herausfinden, ob die Saugregenerieroperation auszuführen ist, bevor das Blatt zugeführt wird) herausgefunden. Dann wird in Schritt S27 das Blatt zugeführt. In Schritt S28 wird die Breite und das Material des Blatts festgestellt. In Schritt S29 erfolgt das Selektieren, ob die Bildbewegung ausgeführt ist. Wenn dem so ist, erfolgt das Bewirken der Unterabtastbewegung (Papierbewegung) in Schritt S30. Ist die Bildbewegung erforderlich, schreitet der Ablauf fort zu Schritt S31, in dem die Prüfung erfolgt, ob die Kopftemperatur nicht geringer als 25ºC ist. Wenn dem so ist, wird die Notwendigkeit für die Regenerieroperation [3] (die Regenerieroperation wird bewirkt auf der Basis der Verdampfungsmenge von der Tinte in der Nichtverkappungsperiode) herausgefunden, und in Schritt S33 wird die Aufzeichnungsoperation für eine Zeile ausgeführt. Danach wird in Schritt S34 das Erfordernis für die Regenerieroperation (6) (das Selektieren, ob die Regenerieroperation auf der Grundlage der Wischzeitvorgabe ausgeführt ist) herausgefunden, und das Blatt wird in Schritt S35 zugeführt.
In Schritt S36 erfolgt das Selektieren, ob die Aufzeichnungsoperation abgeschlossen ist. Wenn dem so ist, werden die Daten, die die Anzahl von Drucken oder dergleichen aufzeigen, in das ROM geschrieben, und der Ablauf schreitet fort zu Schritt S37. Wenn nicht, kehrt der Ablauf zu Schritt S31 zurück. In Schritt S37 erfolgt das Selektieren, ob die Vorrichtung in ihren Bereitschaftszustand überführt werden sollte. Wenn dem so ist, schreitet der Ablauf fort zu Schritt S38.
Die Abläufe nach Schritt S38 gelten einer Routine zum Ausführen einer Blattausgabeoperation, der Selektierung für die Notwendigkeit der Regenerieroperation nach einer Blattdruckoperation (4) (Beseitigen von Blasen nach dem Drucken, Beseitigen von Blasen nach dem Drucken, Beseitigen von Blasen in der Kammer, Abkühlen im Falle unzulässiger hoher Temperatur, Regenerieren bzw. Wiederherstellen). In Schritt S38 wird die Notwendigkeit zur Blattausgabeaktion überprüft. Wenn sie nicht erforderlich ist, wird die Temperatur in Schritt S39, S40 und 541 auf 45ºC oder darunter abgesenkt. Wenn die Temperatur nicht innerhalb von 2 Minuten absinkt, wird der Notstopp in Schritt S42 ausgeführt. Wenn die Temperatur absinkt auf 45ºC oder darunter, wird eine Wischoperation in Schritt 550 ausgeführt, und in Schritt S43 werden Leerausstoßoperationen (N = 50) ausgeführt. In Schritt S48 werden die Ausstoßöffnungen verkappt. Wenn die Blattausgabeoperation erforderlich ist, wird das Blatt in Schritt S44 abgegeben. In Schritt S45 erfolgt das Selektieren, ob das kontinuierliche Drucken angewiesen ist. Wenn dem so ist, wird das Erfordernis zur Regenerieroperation [4] in Schritt S47 herausgefunden, und der Ablauf kehrt zurück zu Schritt S24. Wenn dem nicht so ist, wird das Regenerieroperationsselektieren [4] in Schritt S46 ausgeführt. Nach dem Selektieren werden die Ausstoßöffnungen in Schritt S48 verkappt, ebenso wie in dem Fall, bei dem die Blattausgabe nicht erforderlich ist. In Schritt S49 wird der Ventilator angehalten. Dann kehrt der Ablauf zu Schritt S9 zurück, und die Kopieroperation ist abgeschlossen.
Fig. 26B und 26C sind Ablaufdiagramme für sequentielle Operationen zur Temperatursteuerung für 20ºC und 25ºC. In Schritt S2101 erfolgt das Selektieren, ob die Kopftemperatur höher oder niedriger als 20ºC ist. Ist sie höher, wird das Kopfheizelement deaktiviert in Schritt S2102, und wenn sie niedriger ist als 20ºC wird das Heizelement in Schritt S2103 aktiviert, und die 20 ºC-Temperatursteuerroutine endet. Die Operationen in der Temperatursteuerroutine für 25ºC, die die Schritte S2104 bis S2106 umfassen, sind die gleichen wie bei der Temperatursteuerroutine für 20ºC, die die Schritte S2101 bis S2103 umfaßt. Eine detaillierte Beschreibung wird daher hier weggelassen.
Fig. 27 ist ein detailliertes Ablaufdiagramm der Anfangsstauprüfroutine im zuvor beschriebenen Schritt S3. Diese Routine wird unmittelbar, nachdem der Hauptschalter aktiviert ist, zur Stauprüfung ausgeführt. In den Schritten S201 bis S204 erfolgt eine Prüfung, ob das Aufzeichnungsblatt oder dergleichen im Zuführdurchgang oder benachbart zum Schlitten vorhanden ist, vom Zuführblattsensor, Ausgabeblattsensor, Blatterhebungsfeststellsensor beziehungsweise Blattbreitensensor. Wenn dem so ist, wird der Stau festgestellt, um ein Warnsignal zu erzeugen. Wenn dem nicht so ist, kehrt der Betrieb zum Hauptablauf zurück.
Fig. 28 ist ein detailliertes Ablaufdiagramm der Aufzeichnungskopf-Informationsleseroutine im zuvor beschriebenen Schritt S5. In Schritt S301 wird eine Seriennummer, die für den Aufzeichnungskopf spezifisch ist, in Schritt S301 gelesen, und das Selektieren erfolgt, ob die gelesene Seriennummer gleich FFFFH in Schritt S302 ist. Ist die Seriennummer gleich FFFFH, wird die Abwesenheit des Kopfes in Schritt S304 herausgefunden (Fehler). Wenn die Seriennummer nicht FFFFH ist, wird die Farbinformation des Aufzeichnungskopfes in Schritt S303 gelesen. In Schritt S305 erfolgt das Selektieren, ob der Aufzeichnungskopf in der richtigen Position ist, die für jede der Farben auf der Grundlage der ausgelesenen Farbinformation vorbestimmt ist. Ist der Aufzeichnungskopf an der richtigen Position befestigt, schreitet der Ablauf fort zu Schritt S306. Ist er an einer falschen Stelle befestigt, schreitet der Ablauf fort zu Schritt S307.
In Schritt S306 werden der Rest der Kopfinformation, wie die Druckimpulsbreite, Temperatursensorkorrektur, Anzahl von Drucken, Anzahl von Wischoperationen oder dergleichen und die Daten gespeichert. In Schritt S308 erfolgt das Selektieren, ob der befestigte Kopf ein neuer ist, auf der Grundlage der Seriennummer vom Aufzeichnungskopf. Die Seriennummer vom Aufzeichnungskopf ist immer in einem Sicherungs-RAM gespeichert und kann folglich mit neuen Daten verglichen werden. Wenn sich die Seriennummern unterscheiden, wird herausgefunden, daß es sich um einen neuen Aufzeichnungskopf handelt, und wenn sie dieselben sind, wird herausgefunden, daß der Aufzeichnungskopf nicht ersetzt worden ist. In diesem Beispiel werden die obigen Selektierungen für jede der Farben Schwarz, Zyan, Magenta und Gelb ausgeführt. Wenn der Aufzeichnungskopf nicht neu ist, endet die Aufzeichnungskopf-Informationsleseroutine. Ist es aber ein neuer Kopf, werden die Aufzeichnungskopfinformationen, wie die Seriennummer, die Farbinformation, Druckimpulsbreite, PWM-Zeigernummer, Temperatursensorkorrekturausdruck, Drucknummer, Wischoperationszahl und dergleichen im Speicher der Vorrichtung in Schritt S309 gespeichert. Darüber hinaus wird ein Kennzeichen im Speicher gespeichert, das aufzeigt, daß ein neuer Aufzeichnungskopf eingesetzt ist (oder Daten). In Schritt S310 werden HS- Daten (Schattierungsinformation) vom Aufzeichnungskopf gelesen, und in Schritt S311 wird die Zeit, zu der der neue Kopf die Arbeit beginnt, in einen nicht flüchtigen Speicher unter Verwendung eines Taktes der Vorrichtung geschrieben, und die Aufzeichnungskopf- Informationsleseroutine endet.
Die Beschreibung gilt nun dem angewandten Verfahren des ROM, welches ein Aufzeichnungskopf- Infotmationsspeichermittel ist.
Die Vorrichtung wird mit einem austauschbaren Aufzeichnungskopf (Kartuschentyp) verwendet. Dies hat folglich den Vorteil, daß der Anwender den Aufzeichnungskopf zu beliebiger Zeit auswechseln kann. Da Aufzeichnungsköpfe Massenprodukte sind, haben die individuellen Köpfe unterschiedliche Eigenschaften aufgrund unvermeidbarer Herstelltoleranzen oder Herstellvariationen. Um eine gleichbleibend hohe Bildqualität bereitzustellen, ist es folglich wünschenswert, daß Variationen korrigiert werden.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Korrigieren der Variation in den Ansteuerbedingungen werden Ansteuerbedingungen, gespeichert im individuellen ROM, eingelesen, und die Korrektur erfolgt auf der Grundlage dieser, oder die Ausstoßmengenvariation in einem Kopf aufgrund der Verteilung der Ausstoßöffnungsgrößen vom Aufzeichnungskopf und die resultierende Dichteungleichförmigkeit läßt sich steuern. Dies nennt man Kopfschattierung (HS).
Erfolgt eine solche Korrektur für individuelle Aufzeichnungsköpfe nicht, werden speziell die Ausstoßgeschwindigkeit, die Ausstoßrichtung (Schußgenauigkeit), Ausstoßmenge (Bilddichte), Ausstoßstabilität (Nachfüllfrequenz, Ungleichförmigkeit, Nässen) nicht vollständig sichergestellt. Dies macht es schwierig, eine gleichbleibend hohe Bildqualität bereitzustellen, und führt zu Ausstoßfehlern während des Druckens oder merklichen Bildstörungen aufgrund der Abweichung der Punktposition.
Insbesondere im Falle der Vollfarbbilder wird das Bild von vier Köpfen erzeugt, das heißt, von Aufzeichnungsköpfen für die Zyan-Aufzeichnung, Magenta- Aufzeichnung, Gelb-Aufzeichnung und Schwarz-Aufzeichnung, und wenn ein Aufzeichnungskopf eine abweichende Ausstoßmenge oder abweichende Steuereigenschaft gegenüber den anderen Köpfen hat, wird die Bildqualität stark verschlechtert. Die Variation in der Ausstoßmenge führt dabei zur Störung des gesamten Farbabgleichs, und folglich wird die Farbgebung und die Farbreproduzierbarkeit verschlechtert (erhöhte Farbunterschiede), und folglich ist die Bildqualität verschlechtert. Im Falle eines Monochrombildes, wie in schwarz, rot, blau oder grün oder dergleichen, variiert die Bilddichte. Die Variation der Steuereigenschaft ändert die Wiedergabefähigkeit des Halbtonbildes. In Hinsicht auf obiges werden die Ausstoßeigenschaften in diesem Beispiel korrigiert.
In diesem Beispiel wird die Kopfansteuerung bewerkstelligt durch das Modulationsansteuerverfahren mit geteilter Impulsbreite, wie im ersten Beispiel beschrieben. Der Aufbau des Aufzeichnungskopfes ist der gleiche wie beim Aufzeichnungskopf des ersten Ausführungsbeispiels. Der Aufzeichnungskopf dieses Beispiels ist versehen mit einem ROM (EEPROM), das die Eigenschaften des individuellen Kopfes speichert. Die Information wird von der Hauptanordnung des Druckers ausgelesen, durch die die Variationen der individuellen Aufzeichnungsköpfe kompensiert werden.
Die Beschreibung gilt nun dem Verfahren zum Korrigieren der Variationen der Ausstoßeigenschaften individueller Köpfe, um eine hohe Qualität und Druckgenauigkeit bereitzustellen. Wenn der Hauptschalter der Hauptanordnung, die bereits den Aufzeichnungskopf trägt, aktiviert wird, wie zuvor beschrieben, wird die im ROM gespeicherte Information (ROM-Information) während der Herstellung des Aufzeichnungskopfes von der Hauptanordnung des Druckers gelesen. Genauer gesagt, die Information wird eingelesen, wie die Aufzeichnungskopf-ID-Nummer, die Farbinformation, TA1 (Ansteuerbedingungstabellenzeiger des Aufzeichnungskopfes gemäß der Druckimpulsbreite), TA3 (PWM- Tabellenzeiger), Temperatursensorkorrekturpegel, Anzahl von Drucken, Anzahl von Wischoperation und dergleichen. Gemäß dem gelesenen Tabellenzeiger TA1 bestimmt die Hauptanordnung die Breite P3 des Hauptheizimpulses in der geteilten Impulsbreitenmodulationsansteuerung, die nachstehend zu beschreiben ist. Die detaillierte Beschreibung ist in den nachfolgenden Paragraphen enthalten.

(1) Bestimmung von TA1

Während der Herstellung des Aufzeichnungskopfes werden die Ausstoßeigenschaften eines jeden Aufzeichnungskopfes unter Normalansteuerbedingungen gemessen, das heißt, die Kopftemperatur TH von 25ºC, die Ansteuerspannung Vop von 18,0 V, Impulsbreite P1 von 1,87 us und die Impulsbreite P3 von 4,114 us. Dann werden die optimalen Ansteuerbedingungen für jeden der Aufzeichnungsköpfe bestimmt, und die Ansteuerbedingungen werden in das ROM des Aufzeichnungskopfes geschrieben.

(2) Einstellen der Ansteuerbedingung

Die Hauptanordnung gestattet das Einstellen der Vorheizimpulsbreite P1, der Intervallzeitbreite P2 und der Hauptheizimpulsbreite P3 in der geteilten Impulsbreitenansteuerung in der Hauptanordnung, die Anstiegszeit für den Vorheizimpuls wird auf T1, T2 und T3 gesetzt, wie in Fig. 1 gezeigt, und T3 ist bei diesem Beispiel in der Hauptanordnung feststehend mit 8,602 us. Abhängig von der auf der Grundlage des aus dem Aufzeichnungskopf gelesenen Zeigers bestimmten Impulsbreite T2 und TA1 (beispielsweise 4,488 us) wird die Impulsbreite P3 beispielsweise mit P3 = T3 - T2 = 4,114 us bestimmt.
Fig. 29 zeigt eine Beziehung zwischen einem Tabellenzeiger TA1 und einer Hauptheizimpulsbreite P3, die auf der Grundlage des Zeigers TA1 bestimmt ist.
Korrektur durch PWM:
Die Beschreibung gilt nun dem Verfahren zur Anwendung des PWM-Steuerverfahrens zum Korrigieren der Variation in der Ausstoßmenge individueller Aufzeichnungsköpfe, um so eine genaue Bilderzeugung zu bewirken. Die PWM- Steuerbedingung wird als ein Teil der Information im ROM des Aufzeichnungskopfes gemeinsam mit der ID-Nummer, der Farbe, der Ansteuerbedingung und den HS-Daten durch die Hauptanordnung gelesen, wenn der Hauptschalter der Hauptanordnung aktiviert ist.
Ein Tabellenzeiger TA3 dient in diesem Beispiel als Steuerbedingung für die PWM-Steuerung. Wie nachstehend beschrieben, wird die Zahl TA3 ausgedrückt als Zahl gemäß der Ausstoßmenge (VDM) des Aufzeichnungskopfes. Gemäß der gelesenen TA3 bestimmt die Hauptanordnung die obere Grenze der Heizimpulsbreite bei der PWM-Steuerung. Diese Beschreibung gilt in Hinsicht auf die PWM-Korrektur.

(1) Bestimmung des Tabellenzeiger TA3:

Während der Herstellung des Kopfes wird die Ausstoßmenge eines jeden Aufzeichnungskopfes unter normalen Ansteuerbedingungen festgestellt, das heißt, die Aufzeichnungskopftemperatur TH von 25,0ºC, die Ansteuerspannung Vop von 18,0 V, die Impulsbreite P1 von 1,87 us und die Impulsbreite P3 von 4,114 us. Die gemessene Menge beträgt VDM. Dann wird die Differenz aus der Bezugsausstoßmenge VDO = 30,0 (ng/Punkt) bestimmt (ΔV = VDO - VDM). Auf der Grundlage von ΔV wird die Beziehung zwischen ΔV und dem Tabellenzeiger TA3 bestimmt, wie in Fig. 30 gezeigt. Abhängig von der Ausstoßmenge wird der Rang des Aufzeichnungskopfes bestimmt, wie sich verstehen läßt, und das Datum TA3 wird im ROM für jeden der Aufzeichnungsköpfe gespeichert.
Wird die Tabelle unter Verwendung von ΔV erzeugt, ist es wünschenswert, daß diese gleich ΔVp ist, welches die Änderung in einer Tabelle von der Vorheizimpulsbreite P1 ist, die steuerbar ist nach dem Modulationsansteuerverfahren geteilter Impulsbreite, die beschrieben ist, weil die Ausstoßmenge durch Ändern der Vorheizimpulsbreite P1 korrigiert wird.

(2) Lesen des Tabellenzeigers:

Wie im Paragraphen (1) beschrieben, trägt der Aufzeichnungskopf die Information im ROM und ist auf der Hauptanordnung der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung montiert. Nach Einschalten des Hauptschalters wird die im ROM des Aufzeichnungskopfes gespeicherte Information in ein SRAM der Hauptanordnung gemäß den in Fig. 22 gezeigten sequentiellen Operationen gespeichert.

(3) Bestimmen der PWM-Steuertabelle:

1. Im Falle des Aufzeichnungskopfes mit hoher Ausstoßmenge (beispielsweise ist VDM = 31,2 (ng/Punkt)) wird die Impulsbreite P1 des Vorheizimpulses bei Umgebungstemperatur (Kopftemperatur von 25,0ºC kürzer gemacht als die Standardansteuerbedingung (P1 = 1,867 us) (beispielsweise P1 = 1,496 us), um die Ausstoßmenge zu reduzieren, um die Ausstoßmenge näher an die Standardausstoßmenge VD0 = 30,0 (ng/Punkt) zu bringen.
2. Im Falle eines Aufzeichnungskopfes mit kleiner Ausstoßmenge (beispielsweise VDM = 28,8 (ng/Punkt)) wird die Impulsbreite P1 des Vorheizimpulses bei Raumtemperatur (Aufzeichnungskopftemperatur) von 25,0ºC länger gemacht als die Standardansteuerbedingung (P1 = 1,867 us) (beispielsweise P1 = 2,244 us) zum Erhöhen der Ausstoßmenge, um diese näher an die Standardausstoßmenge VD0 zu bringen.
3. Wie in Fig. 30 gezeigt, wird bei der zuvor beschriebenen Arbeitsweise die Beziehung zwischen dem Tabellenzeiger TA3 und der Vorheizimpulsbreite P1 gemäß der Ausstoßmenge eines jeden Aufzeichnungskopfes bestimmt, so daß die Standardausstoßmenge VD0 immer bereitgestellt werden kann.
4. Auf diese Weise kann die Hauptanordnung 16 PWM- Tabellen für die Standardausstoßmenge VD0 (30,0 ng/Punkt) haben. Das Ausstoßmengeninkrement durch einen Zeiger, gezeigt in Fig. 21, ist folglich 0,6 (ng/Punkt), wobei der gesamte korrigierbare Ausstoßmengenbereich theoretisch bei ±4,8 (ng/Punkt) liegt. Um aktuell jedoch die Verwendung des Ausstoßmengensteuerverfahrens der oben beschriebenen Art in effektiver Weise zu nutzen, wird die Variationskorrekturmenge der Ausstoßmenge vorzugsweise zu ±1,8 (ng/ Punkt).
Wenn die Vorheizimpulsbreite P1 zu groß ist, wie in Fig. 3 gezeigt, liegt dies daran, daß die Vorbildung von Blasen auftritt, wohingegen, wenn die Impulsbreite P1 zu klein ist, der steuerbare Temperaturbereich der PWM- Ausstoßmengensteuerung zu klein ist.
Aus dem Gesichtspunkt guter Bilddichteauslegung in diesem Beispiel und des guten Farbwiedergabebereichs werden fünf Schritte angewandt zum Ändern der Impulsbreite. Aus dem Standpunkt hinreichender Tintenausstoßmenge und Vermeiden der Erzeugung weißer Streifen und anderer Bildqualitäten werden herkömmlicherweise nur die Aufzeichnungsköpfe verwendet, die die Standardausstoßmenge VD0 = 30,0 ± 2,0 (ng/Punkt) bereitstellen. Unter Verwendung des Korrekturverfahrens sind Aufzeichnungsköpfe verwendbar, die VD0' = 30,0 ± 3,8 (ng/Punkt) bereitstellen. Wie vorstehend beschrieben, liest die Hauptanordnung die ROM-Information als den PWM-Steuertabellenzeiger TA3, und die Hauptanordnungsansteuerbedingungen werden eingestellt als Erwiderung auf die Information, so daß die Variation der Ausstoßmengen der individuellen Aufzeichnungsköpfe korrigierbar ist. Die Hauptanordnung, die die auswechselbaren Aufzeichnungsköpfe verwendet, ist folglich in der Lage, die Farbbildqualität ohne Schwierigkeiten zu stabilisieren. Darüber hinaus ist es möglich, den Durchsatz der Aufzeichnungskopfherstellung zu erhöhen, und folglich können die Gesamtherstellkosten der Kartusche verringert werden.
Die Vorheizimpulsbreite P1 läßt sich ändern für den genauen Bereich der Aufzeichnungskopftemperatur TH, wie in Fig. 31 gezeigt. Oder sie läßt sich ausführen gemäß den sequentiellen Operationen, wie sie in Fig. 11 gezeigt sind.
Fig. 31A stellt den Fall dar, bei dem der Bezugswert der Impulsbreite P1 0A ist, und die Vorheizimpulsbreite P1 ist um einen Schritt (1H) für alle 2,0ºC geändert. Fig. 31B und 31C stellen die Fälle dar, bei denen die Bezugswerte OB beziehungsweise 09 sind. Die Bezugswerte können im ROM des Aufzeichnungskopfes gespeichert sein, der von der Hauptanordnung gelesen wird, um eine Tabelle oder mehrere Tabellen zu erzeugen. Alternativ werden Tabellen für unterschiedliche Bezugswerte in der Hauptanordnung gespeichert, und ein passender dieser Werte wird gemäß der ROM-Information ausgewählt.
Fig. 32A zeigt das äußere Erscheinungsbild einer Tintenstrahlkartusche gemäß diesem Beispiel. Fig. 32B zeigte eine Platine 85 der Kartusche von Fig. 32A. In Fig. 32B gezeigt ist eine Platinenbasis 851, eine Aluminiumheizstrahlplatte 852, eine Heizelementetafel 853 mit Wärmeerzeugungselementen und einer Diodenmatrix, ein EEPROM (nichtflüchtiger Speicher), das zuvor die Dichteungleichförmigkeitsinformation oder dergleichen speichert, und Kontaktelektroden 855 zum elektrischen Verbinden mit der Hauptanordnung. Die Ausstoßöffnungen, die in einer Linie angeordnet sind, sind der Einfachheit halber weggelassen.
Um die Bildungleichförmigkeitsinformation oder dergleichen zu speichern, die einem jeden der Aufzeichnungsköpfe eigen ist, wird das EEPROM 854 auf der Platinenbasis 851 des Tintenstrahlkopfes 8b gebildet, der die Heizerzeugungselemente und die Treibersteuerung umfaßt. Wenn der Aufzeichnungskopf 8b auf die Hauptanordnung gesetzt ist, liest die Hauptanordnung die Information bezüglich der Aufzeichnungskopfeigenschaften, wie die Dichteungleichförmigkeit, aus dem Aufzeichnungskopf 8b, und indem dies so geschieht, führt die Hauptanordnung die vorbestimmte Steuerung zum Verbessern der Aufzeichnungseigenschaft gemäß der gelesenen Information aus. Somit ist eine hohe Bildqualität sichergestellt.
Fig. 33A und 33B zeigen den Hauptteil der Schaltung auf der Platinenbasis 851 in Fig. 32. Die Elemente innerhalb des Bildes, festgelegt durch eine strichpunktierte Linie, sind auf der Heizelementetafel 853. Die Heizelementetafel 853 ist in der Form einer Matrixstruktur von N · M (16 · 8 in diesem Beispiel) jeweils mit Serienschaltung des Wärmeerzeugungselements 857 und einer Diode 856 zum Verhindern unbeabsichtigten Stromflusses. Die Wärmeerzeugungselemente 857 werden in Zeitmultiplexart für jeden der Blöcke angesteuert. Die Steuerung des Zuführens der Ansteuerenergie wird bewirkt durch Steuern der Impulsbreite (T), die auf der Segmentseite (seg) angelegt wird.
Fig. 33B zeigt ein Beispiel des EEPROM 854 von Fig. 32B. Es speichert die Information bezüglich der Dichteungleichförmigkeit und dergleichen. Die Information wird durch serielle Übertragung als Reaktion auf ein Befehlssignal (Adreßsignal) D1 aus der Hauptanordnung geliefert.
Die Information für die individuellen Aufzeichnungsköpfe wird im ROM gespeichert, und die Variation in den Ausstoßeigenschaften der individuellen Aufzeichnungsköpfe wird korrigiert. Was erforderlich ist, ist das Mittel zum Senden der Information an die Hauptanordnung.
Fig. 35A und 35B zeigen weitere Beispiele von Aufzeichnungsköpfen. In jenen Köpfen sind anstelle des ROM zum Tragen der Information, die an die Hauptanordnung zu senden ist, mehrere Pits oder Vorsprünge auf dem Aufzeichnungskopfchip gebildet. Durch die Kombination der Vorsprünge oder der Pits wird die Information abgegeben. In Fig. 35A ist die Information in Form einer Kombination von Vorsprüngen, und in Fig. 35B ist sie in Form einer Kombination von Pits. Die Information kann kostengünstig und mit einer einfachen Struktur in diesen Beispielen gesendet werden. Wenn der Aufzeichnungskopf mit der Hauptanordnung verbunden ist, liest die Hauptanordnung die Information bezüglich des Tabellenzeigers oder der Tabelle oder dergleichen mechanisch, elektrisch oder optisch, dargestellt durch die Pits oder Vorsprünge, und die Steuerparameter werden gemäß diesem Drucker geändert, der Aufzeichnungskopf ist austauschbar, und es ist wünschenswert, daß die optimalen Steuerparameter jedesmal eingestellt werden, wenn der Kopf ersetzt wird. Das Informationsbereitstellmittel ist nicht beschränkt auf das in den Fig. 35A oder 35B gezeigte, es kann die Form abgeschnittener Abschnitte oder dergleichen haben, wenn dieselbe Funktion gegeben ist.
Wegen der Herstelltoleranzen haben die individuellen Aufzeichnungsköpfe unterschiedliche Eigenschaften, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Unter der Bedingung, daß die Aufzeichnungskopftemperatur (TH) konstant ist, ist die Beziehung zwischen der Vorheizimpulsbreite P1 und der Ausstoßmenge VD durch die Kurven b (oder c) in Fig. 3 dargestellt, das heißt, unter P1LMT der Impulsbreite ist die Neigung gering (klein), der Anstieg ist linear; und hinter P1LMT wird die Blasenbildung durch den Hauptheizimpuls P3 durch die Vorbildung der Blase gestört; und hinter PIMAXb (PIMAXc) sinkt die Ausstoßmenge ab. Unter der Bedingung, daß die Vorheizimpulsbreite P1 konstant ist, ist die Beziehung zwischen der Aufzeichnungskopftemperatur TH und der Ausstoßmenge VD durch Kurven b (oder c) von Fig. 4 dargestellt, das heißt, der Anstieg ist linear mit großer Neigung (kleiner Neigung) relativ zum Anstieg der Kopftemperatur TH. Die Koeffizienten in der linearen Zone sind folgende:
Vorheizimpulsabhängigkeitskoeffizient der Ausstoßmenge: KP = ΔVDP/ΔP1 (ng/us.Punkt)
Aufzeichnungskopf-Temperaturabhängigkeitskoeffizient der Ausstoßmenge: KTH = ΔVDT/ΔTH (ng/C. Punkt)
Im Falle des Aufzeichnungskopfes mit der in Fig. 2 gezeigten Struktur und mit der Eigenschaft, die durch die Kurve b in Fig. 4 dargestellt ist, ist KP = 3,53 (ng/us.Punkt), und KTH = 0,35 (ng/us.Punkt). Der Aufzeichnungskopf mit der Eigenschaft von Kurve c in Fig. 4 zeigt KP = 3,01 (ng/us.Punkt), und KTH = 0,25 (ng/us.Punkt).
Um aus diesen beiden Beziehungen in effektiver Weise die Ausstoßmenge in der zuvor beschriebenen Weise zu steuern, ist es wünschenswert, daß die Temperaturbreite und/oder Impulsbreite optimiert sind, da die in Fig. 8 gezeigte Beziehung sich von den Kurven b und c unterscheidet. Wie im Vorstehenden beschrieben, werden die optimalen Steuerparameter von der Hauptanordnung gelesen, und folglich werden die Anfangsausstoßmengenkorrektur und die Steueroperation während des Druckens geändert, wann immer der Aufzeichnungskopf ersetzt wird. Selbst wenn die Aufzeichnungskopftemperatur aufgrund der Variation der Umgebungstemperatur variiert und der Eigentemperaturanstieg aufgrund der Druckoperation vorliegt, kann folglich die Ausstoßmenge des Aufzeichnungskopfes konstant geregelt werden. In diesem Beispiel ist das Aufzeichnungskopfchip versehen mit der Selektierfunktion, aber dieselbe oder eine ähnliche Struktur kann im Tintenbehälter vorgesehen sein.
Wenn ein Permanentaufzeichnungskopf für den Farbdrucker Verwendung findet, werden Einstelloperationen ausgeführt, bevor die Auslieferung aus der Fabrik erfolgt, und folglich werden alle Einstellungen in wünschenswerter Weise in kurzer Zeit ausgeführt. Um die Aufzeichnungsdichte als Reaktion auf eingegebene Signale zu beseitigen, werden Gammakorrekturen in herkömmlicher Weise für die Aufzeichnungsköpfe in Zyan, Magenta, Gelb beziehungsweise Schwarz ausgeführt, so daß der Farbabgleich justiert ist, um die Verschlechterung der Farbwiedergabe zu unterdrücken, die der Ausstoßmengenvariation zuzuschreiben ist. Es war möglich, einen guten Farbabgleich für den Halbton zu schaffen, aber die grundlegende Ausstoßmengenkorrektur für ein festes Bild war nicht möglich. Wenn dies geschieht durch Ändern der Gammakorrektur, tritt der Dichteabfall oder andere Probleme auf.
Gemäß diesem Beispiel ist es möglich, die Ausstoßmenge abhängig vom Gelesenen der Korrekturdaten aus dem Aufzeichnungskopf zu korrigieren. Dies kann automatisch ausgeführt werden während der Zusammenbauoperation. Die Notwendigkeit für unerwünschtes Ändern der Gammakorrektur kann folglich entfallen. Im Falle des Permanentaufzeichnungskopfes ist die Lebensdauer äquivalent zu derjenigen der Hauptanordnung der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung. Wenn sich die Ausstoßmengen während der Benutzung ändern, wird folglich der Aufzeichnungskopf oder die Aufzeichnungsköpfe in herkömmlicher Weise ersetzt. Gemäß diesem Beispiel kann die Lesejustierung leicht ausgeführt werden.
Gemäß diesem Beispiel, wie es zuvor beschrieben wurde, ist der Aufzeichnungskopf mit einem Informationssendemittel in einer Form oder in einer anderen in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung versehen, die mit einem auswechselbaren Aufzeichnungskopf verwendet wird. Die Hauptanordnung der Aufzeichnungsvorrichtung empfängt die Information aus dem Informationssendemittel vom Aufzeichnungskopf, und der Zeiger oder die Tabelle für das Modulationsansteuerverfahren geteilter Impulsbreite wird gemäß der Information geändert, um so die Vorheizimpulsbreite P1 zu ändern. Indem dies so geschieht, kann die Ausstoßmenge des Aufzeichnungskopfes so geändert werden, daß die Ausstoßmenge der Aufzeichnungsköpfe gleichförmig wird. Die Variation der Ausstoßmengen in den individuellen Aufzeichnungsköpfen, unvermeidlich resultierend aus der Herstellung, können folglich vermieden werden. Darüber hinaus können die Variationen der Ausstoßmengen von individuellen Aufzeichnungsköpfen beseitigt werden, so daß Farbunterschiede und Farbwiedergabeverschlechterungen aufgrund der Störung des Farbabgleichs der Vollfarbbilderzeugung beseitigt werden, und folglich ist die Bildqualität verbessert. Des weiteren ist die Änderung der Steuereigenschaft wirksam zur Verbesserung der Halbtonwiedergabefähigkeit von Farbbildern. Für Monochrombilder wie in Schwarz, Rot, Blau, Grün oder dergleichen kann die Dichtevariation beseitigt werden. Unter Verwendung des Verfahrens dieses Beispiels kann der Aufzeichnungskopf, der herkömmlicherweise aufgrund zu großer oder zu kleiner verwendbarer Ausstoßmenge zurückgewiesen wird, verwendet werden, wodurch der Herstelldurchsatz für Aufzeichnungsköpfe merklich verbessert ist, und folglich können die Herstellkosten des Aufzeichnungskopfes verringert werden.

Drittes Vergleichsbeispiel, das nicht in den Bereich der Patentansprüche fällt

Die Beschreibung gilt nun dem Verfahren zum Verringern der Variation in der Tintenausstoßmenge, die der Temperaturverteilung zuzuschreiben ist, die über die Ausstoßöffnungen erzeugt wird, die an der Aufzeichnung beteiligt sind. Die Hauptsteuerung und die Anfangsstauprüfroutine der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung dieses Beispiels sind die gleichen wie bei dem zweiten Beispiel, und die Ablaufdiagramm der Operationen sind in den Fig. 23, 24, 25, 26 und 27 gezeigt. Die Hauptsteuerung ist generell die gleiche wie im zweiten Beispiel, und folglich wird aus Gründen der Vereinfachung die Beschreibung dafür weggelassen.
Die Aufzeichnungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiel ist verwendbar mit einem austauschbaren Aufzeichnungskopf (Kartuschentyp), wie im vorigen Beispiel. Erneut in ähnlicher Weise wird der Aufzeichnungskopf durch ein Ansteuerverfahren geteilter Impulsbreitenmodulation (PWM) angesteuert. Ebenso wie im vorigen Beispiel ist der Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der in diesem Beispiel verwendet wird, versehen mit mehreren Ausstoßheizelementen und Temperatursensoren gemäß den Tintenausstoßöffnungen, um die Ausstoßmengenänderung zu korrigieren, die der Temperaturänderung zuzuschreiben ist. Fig. 36 zeigt eine Heizelementetafel HB vom Aufzeichnungskopf, der in diesem Beispiel verwendet wird. Auf einer Basisplatte sind Temperatursensoren 8e, Unterheizelemente 8d, ein Ausstoßabschnitt 8g mit Ausstoßheizelementen (Ausstoßhauptheizelementen) 8c und mit Ansteuerelementen 8h in der Lagebeziehung dieser Figur angeordnet. Durch Anordnen dieser Elemente auf derselben Basisplatte kann die Kopftemperatur in effizienter Weise festgestellt und gesteuert werden. Darüber hinaus kann die Größe des Kopfes verringert werden, und die Herstellschritte lassen sich vereinfachen. In dieser Figur findet man eine Lagebeziehung mit äußeren peripheren Wandabschnitten 8f auf der oberen Platine zum Trennen zwischen der Zone, die mit Tinte gefüllt ist, und der Zone, die nicht mit Tinte gefüllt ist. Wie in der Figur gezeigt, sind die Temperatursensoren 8e außerhalb der äußeren peripheren Wand 8f hin zur Ausstoßöffnungsseite angeordnet, das heißt, der Zone, die mit Tinte gefüllt ist, und in Nachbarschaft zu den Ausstoßöffnungen. Durch diese Anordnung kann die Kopftemperatur in der Nachbarschaft der Ausstoßöffnungen in effizienter Weise festgestellt werden. Ebenso wie in dem ersten und dem zweiten Beispiel wird die Temperaturfeststellung bewirkt als Durchschnittswert der Temperatursensoren. Das heißt, die Temperatur TH wird festgestellt mit (THL + THR)/2, wobei THL und THR die Temperaturen sind, die von den Temperatursensoren auf der linken und der rechten Seite festgestellt werden.
Wenn nur die linke Hälfte der Kopfdüsen (Ausstoßöffnungen) verwendet wird, wird die Temperaturverteilung die unter (2) in Fig. 37 gezeigte. Diese Tendenz ist auffällig durch den Anstieg des Druckverhältnisses. Während des Druckens zeigt der linke Temperatursensor immer eine hohe Temperatur, und der rechte Temperatursensor zeigt immer eine niedrige Temperatur. Wenn der Aufzeichnungskopf auf der Grundlage der solchermaßen gemessenen Kopftemperatur TH angesteuert wird, wird die Steuerung auf der Grundlage einer Temperatur bewirkt, die geringer ist als die Temperatur THL (THL > TH) der tatsächlich arbeitenden Düsen. Die Steueroperation ist folglich so, daß die Ausstoßmenge ansteigt, das heißt, die Steuerung geht dahin, daß die Vorheizimpulsbreite P1 länger wird. Die Steuerung ist in wünschenswerter Weise so, daß das Absinken der Ausstoßmenge erfolgt, und folglich ist die Steuerung nicht stabil. Da darüber hinaus der Temperaturanstieg aufgrund des Ausstoßes ansteigt mit der Vorheizimpulsbreite, steigt folglich die Temperaturdifferenz zwischen links und rechts weiter an.
Um diesen Teufelskreis zu beseitigen, wird die Steuerung dieses Beispiels auf der Grundlage einer korrigierten Temperatur TH' = (XTHL + YTHR)/(X + Y) bewirkt, das heißt, die linke und die rechte Temperatur werden gewichtet. In diesem Beispiel wird X = 4 und Y = 1 in der Hauptanordnung vor der Ausstoßoperation durch die linke Hälfte der Düsen gesetzt. Wenn beispielsweise die Temperatur THLMAX = 40ºC und THRMAX = 30ºC auf der ersten Zeile der Druckoperation mit einem Druckverhältnis von 50% festgestellt werden:
(1) Bei normaler Steuerung:
TH = (40 + 30)/2 = 35ºC
wird verwendet als Grundlage für die Steuerung der Vorheizimpulsbreite P1, und folglich ist die Differenz aus THLMAX = 5ºC:
(2) In diesem Ausführungsbeispiel ist
TH' = (160 + 30)/5 = 38ºC
und dient als Grundlage für die Steuerung der Vorheizimpulsbreite P1, und folglich wird die Differenz aus THLMAX gleich 2ºC, womit die Differenz von der wirklichen Temperatur absinkt, durch die eine genauere Kopfansteuerung ausgeführt wird.
Ein anderes Beispiel ist nachstehend beschrieben. In diesem Beispiel wird die Kopftemperaturkorrektur durch die Kopfansteuerung bewirkt. Dieses Beispiel ist in einem Monochromdrucker realisiert.
In der Vorrichtung dieses Beispiels wird der Durchschnitt dreier linker Temperaturausgangssignale und dreier rechter Temperatursensorausgangssignale (THL = [THLN-2 + THLN-1 + THLN]/3) während der Druckoperation zum Steuern des linken und rechten Temperatursteuerunterheizelements des Aufzeichnungskopfs verwendet. Die Temperaturdifferenz, die aus der Anzahl von Stellen verwendeter Düsen resultiert und die festgestellt wird durch den linken und den rechten Temperatursensor, wird festgestellt und die Leistungssteuerung wird ausgeführt, um so die Temperaturverteilung durch Warten mit der Lieferung der Energie an die Unterheizelemente zu beseitigen.
Wird nur die linke Hälfte der Düsen verwendet, hat die Kopftemperatur die unter (2) in Fig. 37 gezeigte Temperaturverteilung. Die Tendenz wird bemerkenswerter mit dem Anstieg des Druckverhältnisses. Der linke Temperatursensor zeigt immer eine höhere Temperatur während der Druckoperation, wohingegen die rechte Temperatur immer eine niedrige Temperatur anzeigt. In Hinsicht auf die Kopftemperaturdifferenz ΔTH, die solchermaßen festgestellt wird, wird das Unterheizelement angesteuert. Genauer gesagt, die festgestellte Aufzeichnungskopftemperatur THL auf der linken Seite, bei der die Düsen Tinte ausstoßen, wird herausgefunden unter Berücksichtigung der Kopftemperaturdifferenz ΔTH, und eine niedrige Zieltemperatur wird ausgewählt, um die Leistung des Unterheizelements abzusenken. Andererseits wird die Aufzeichnungskopftemperatur auf der rechten Seite, bei der die Düsen keine Tinte ausstoßen, herausgefunden unter Berücksichtigung der Aufzeichnungskopftemperaturdifferenz ΔTH, und eine hohe Zieltemperatur wird ausgewählt, um die Leistung anzuheben. Indem dies geschieht, wird die Temperaturdifferenz zwischen rechts und links verringert.
Auf diese Weise wird die Temperaturdifferenz zwischen den Temperatursensoren für links und rechts berücksichtigt, wobei die an das linke und rechte Unterheizelement gelieferte Leistung gewichtet ist durch die Leistungssteuerung. Es wird angenommen, daß die Ausstöße nur auf der linken Seite aus den Düsen des Aufzeichnungskopfes bewirkt werden, die Kopftemperatur 35ºC beträgt vor dem Start des Druckens und daß das Druckverhältnis 50% beträgt. Weiterhin wird angenommen, daß die Temperaturen THLMAX = 45ºC und THRMAX = 35ºC auf der ersten Druckzeile festgestellt werden. Dann ist ΔTH = THLMAX - THRMAX = 10ºC.
(1) Unter der normalen Steuerung ist
die linke Zieltemperatur THL = 35ºC,
die rechte Zieltemperatur THL = 35ºC.
Folglich ändert das Steuersystem die Zieltemperatur nicht.
(2) In diesem Ausführungsbeispiel ist
die linke Zieltemperatur THL = TH - ΔTH/2 = 30ºC,
die rechte Zieltemperatur THR = TH + ΔTH/2 = 40ºC.
Die Zieltemperatur wird auf der Grundlage der Differenz von der tatsächlichen Temperatur geändert, und folglich wird die Steuerung ausgeführt, um die Temperaturdifferenz zwischen dem rechten und dem linken Abschnitt zu verringern. Bei diesem Verfahren hat die Hauptanordnung auch eine Tabelle oder Tabellen für die Positionen und Zahlen verwendeter Düsen für die Temperaturdifferenz ΔTH.
Nachstehend ist ein Farbkopierer gemäß diesem Beispiel beschrieben.
Im Falle eines Farbkopierers wird der Drucker gemäß den Bildsignalen angesteuert, die ein Bildleser liefert, und folglich ist die Beziehung zwischen der Druckzone und der Aufzeichnungskopfdruckbreite nicht immer so, die sie ein ganzzahliges Vielfaches der Druckbreite ist. Auf der Grundlinie des Druckens wird folglich nur ein Teil der Düsen verwendet. Bei der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung des seriellen Drucktyps wird die Blattzuführgenauigkeit stabilisiert durch das normale Zuführen (Kopfbreite). Wenn die Blattzuführung geändert wird, insbesondere für das verkleinerte Drucken, sinkt folglich die Zuführgenauigkeit mit dem Ergebnis von Anschlußstreifen (Bildstörung). In Hinsicht darauf wird Zweiwegdrucken ausgeführt, wobei zwei Druckoperationen für ein Blatt ausgeführt wird. In diesem Falle wird die Anzahl von betriebenen Düsen geändert. Bei einer 50%- Verringerungsoperation werden beispielsweise linke und rechte 64 Düsen abwechselnd verwendet, um das Zweiwegdrucken auszuführen.
Auf der Grundlage der Temperaturdifferenz ΔTH in diesem Beispiel, die bereitgestellt wird vom linken und vom rechten Temperatursensor, wird der Ansteuerimpuls beim Steuern geändert, beispielsweise für die jeweiligen Blöcke. In dieser Vorrichtung wird ein Durchschnitt dreier linker Sensorausgangssignale und dreier rechter Sensorausgangssignale (THL = [THLN - 2 + THLN - 1 + THLN]/3) als Kopftemperatur TH verwendet, um den Aufzeichnungskopf anzusteuern. Die Temperaturdifferenz, die den Positionen und der Anzahl von verwendeten Düsen zuzuschreiben ist, wird festgestellt, und der an den Aufzeichnungskopf angelegte Ansteuerimpuls ist gewichtet, um die Temperaturdifferenz zu verringern.
Wird nur die linke Hälfte der Düsen verwendet, ist die Aufzeichnungskopftemperaturverteilung die unter (2) (Drucken) in Fig. 37 gezeigte. Die Tendenz ist auffälliger mit dem Anstieg des Druckverhältnisses. Während der Druckoperation zeigt der linke Temperatursensor immer eine hohe Temperatur, und der rechte Temperatursensor zeigt immer eine niedrige Temperatur. Der Aufzeichnungskopf wird unter Berücksichtigung der Kopftemperaturdifferenz ΔTH angesteuert. Genauer gesagt, der Aufzeichnungskopfansteuerimpuls P1L für die Ausstoßdüsen (linke Hälfte) wird beliefert mit kurzen Impulsen, um die Ausstoßmenge zu verringern, wohingegen die Nichtausstoßdüsen (rechte Hälfte) beliefert werden mit Ansteuerimpulsen P1R, die eine große Breite haben, um die Ausstoßmenge zu erhöhen (Temperaturanstieg), um so die Ausstoßmengenverteilung (Temperaturverteilung) einheitlicher zu gestalten. Ähnliche Operationen werden bewirkt, wenn nur die rechte Hälfte der Kopfdüsen aktiv sind.
Die Differenz der Temperaturen, festgestellt vom linken und vom rechten Temperatursensor, und die Ansteuerimpulse für die Blöcke werden auf diese Weise beim Steuern der Leistung gewichtet. Es wird angenommen, daß die linke Hälfte der Düsen aktiviert wird mit dem Ansteuerimpuls P1 = 1,87 us und daß die Operation startet mit einer Temperatur TH = 25ºC. Weiterhin wird angenommen, daß das Druckverhältnis 50% ist und die auf der ersten Zeile festgestellten Temperaturen THLMAX = 45ºC und THRMAX = 35ºC sind. Dann ist ΔTH = (THLMAX - THRMAX) = 10ºC.
(1) Unter normaler Steuerung ist
die linksseitige Vorheizimpulsbreite P1L = P1 us,
die rechtsseitige Vorheizimpulsbreite P1R = P1 us,
und folglich arbeitet das Steuersystem nicht, das heißt, die Steuerung wird bewirkt, um die Impulsbreite P1 bereitzustellen.
(2) In diesem Beispiel ist
ΔP1 = P1·ΔTH/20ºC,
die linksseitige Vorheizimpulsbreite P1L = (P1 - ΔP1) us, und die rechtsseitige Vorheizimpulsbreite P1R = (P1 + ΔP1) us, so daß die Ansteuerparameter auf der linken und der rechten Seite unterschiedlich sind, um so die Ausstoßmengendifferenz zu verringern. Mit anderen Worten, die Steuerung wird bewirkt mit (P1 ± ΔP1).
Wenn die Temperaturdifferenz ΔTH gleich oder größer als 20ºC ist, wird die Steueroperation nicht möglich, und ein Fehlersignal wird erzeugt. In diesem Beispiel werden die Vorheizimpulse an die Nichtausstoßdüsen geliefert, um deren Temperatur zu erhöhen, jedoch ist es nicht erforderlich, daß die Vorheizimpulse an die Nichtausstoßdüsen bei der Steuerung geliefert werden.
Bei der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß diesem Beispiel, die thermische Energie anwendet, werden die Ansteuerparameter oder Bedingungen (Temperatursteuerverfahren, Ansteuerimpuls oder dergleichen) gemäß der Anzahl verwendeter Düsen geändert, und folglich wird die Temperaturverteilung des Aufzeichnungskopfes gleichförmig gemacht, und folglich kann die Ausstoßmengenverteilung gleichförmiger gemacht werden. Indem dies so geschieht, können die Dichteungleichförmigkeit oder die Anschlußstreifen vermieden werden. Selbst beim Grundliniendrucken oder beim Verkleinerungsdrucken können die Bilddichte und/oder der Farbabgleich stabilisiert werden.

Ausführungsbeispiel der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet ein Ansteuerverfahren geteilter Impulsbreitenmodulation (PWM-Ansteuerverfahren).
In diesem Ausführungsbeispiel bilden durch Modulieren einer Wellenform eines vorlaufenden Signalbetrags mehrere Signale das Ansteuersignal, um so die Ausdehnungsgeschwindigkeit der Blase zu steuern, die in der Tinte entsteht, wodurch die Tintenausstoßgeschwindigkeit gesteuert werden kann, und darüber hinaus wird die Tintennachfüllaktion optimiert. Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung und das PWM-Ansteuerverfahren, das dieses Ausführungsbeispiel verwendet, sind die gleichen wie im ersten Beispiel, das in den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist. Kurz gesagt, wie vorstehend in Verbindung mit den Fig. 1 bis 5 beschrieben, wird der erste Impuls der geteilten Impulse (Ansteuersignal für das Wärmeerzeugungselement) moduliert, um die Ausstoßmenge zu stabilisieren. Andererseits kann die Temperatur des Aufzeichnungskopfes in effizienter Weise gesteuert werden. Der steuerbare Bereich der Aufzeichnungskopftemperatur ist relativ groß, wie in Fig. 8 durch T0 - TL gezeigt.
Die Beziehung zwischen der Tintenausstoßgeschwindigkeit und der Tintentemperatur ist generell die in Fig. 38 gezeigte. Genauer gesagt, die Ausstoßgeschwindigkeit erhöht sich mit der Temperatur. Bis zu einer gewissen Temperatur steigt die Ausstoßgeschwindigkeit linear mit der Tintentemperatur an. Die Beziehung zwischen der Tintentemperatur und der Ausstoßgeschwindigkeit läßt sich folgendermaßen erklären.
Die Ausstoßgeschwindigkeit Vink, die Ausstoßmenge Mink und das Volumen Vb einer Blase bzw. eines Bläschens, die/das in der Tinte durch die vom Wärmeerzeugungselement bereitgestellte Wärme erzeugt wird, erfüllt die Beziehung:
Vink - k(∂Vb/∂t)/Mink,
wobei k eine Konstante ist, ∂/∂t ein partielles Differential nach der Zeit ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Ausstoßgeschwindigkeit proportional zur Blasenausdehnungsgeschwindigkeit und ist umgekehrt proportional zur Ausstoßmenge. Wenn sich beispielsweise die Ausstoßmenge verringert und/oder die Blasenausdehnungsgeschwindigkeit ansteigt, ist folglich die Ausstoßgeschwindigkeit erhöht. Die Verringerung der Ausstoßmenge (Änderung) ist nicht vorzuziehen, weil dadurch eine Bilddichteungleichförmigkeit und dergleichen erzeugt wird, wie es in Verbindung mit den Fig. 1 bis 11 beschrieben ist. Die Steuerung bzw. Regelung wird folglich allgemein zum Stabilisieren der Ausstoßmenge bewirkt. Aus diesen Gründen wird die Tintenausstoßgeschwindigkeit häufig bestimmt durch die Blasenausdehnungsgeschwindigkeit. Die Blasenausdehnungsgeschwindigkeit ist abhängig von der Tintentemperatur (Aufzeichnungskopftemperatur).
Fig. 39 zeigt die Beziehung zwischen der Blasenentstehungszeit t und dem Blasenvolumen Vb. Die Kurven a und b stellen die Fälle dar, bei denen die Aufzeichnungskopftemperaturen 25ºC beziehungsweise 40ºC sind, wenn der Ansteuerimpuls ein nichtgeteilter Einzelimpuls ist. Wie sich hieraus ergibt, ist die Neigung der Kurve, das heißt die Ausdehnungsgeschwindigkeit höher bei der Kurve b, die eine relativ hohe Kopftemperatur hat, wenn das Volumen Vb der Blase ansteigt (die Blase erweitert sich).
Aus der in Fig. 38 gezeigten Beziehung des Vorstehenden ist ersichtlich, daß die Ausstoßgeschwindigkeit mit der Aufzeichnungskopftemperatur ansteigt, das heißt mit der Tintentemperatur im Tintendurchgang oder in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer.
Obwohl sich die Ausstoßgeschwindigkeit durch eine Vergrößerung der Aufzeichnungskopftemperatur erhöhen läßt, wird die Blasenvolumen- (Vb-) Verringerungsgeschwindigkeit (Zusammenziehungsgeschwindigkeit bzw. Kontraktionsgeschwindigkeit) relativ kleiner, und folglich wird die Blasenauslöschzeit relativ länger in der Kurve b, die die höhere Ausstoßgeschwindigkeit bereitstellt. Im Ergebnis verringert sich die Nachfüllfrequenz, was zu den zuvor beschriebenen Problemen führt.
Dieses Phänomen läßt sich durch die Tatsache erklären, daß die Kurve b eine längere Blasenauslöschgeschwindigkeit hat wegen der höheren Temperatur der Tinte um die Blase.
In diesem Ausführungsbeispiel wird folglich die Temperatur der Tinte, die am Ausstoß zu beteiligen ist, erhöht, um die Ausstoßgeschwindigkeit zu erhöhen, während eine geringe Temperatur des Aufzeichnungskopfes beibehalten wird, das heißt die Temperatur der Tinte um die Blase während der Blasenzusammenziehungsperiode.
Fig. 40 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Impuls zum Ansteuern des Wärmeerzeugungselements und der Änderung des Blasenvolumens mit der Zeit zeigt. Wenn in dieser Figur ein Einzelimpuls A an das Wärmeerzeugungselement angelegt wird, ändern sich die Temperatur des Wärmeerzeugungselements und das Volumen der Blase bzw. des Bläschens mit der Zeit t. Genauer gesagt, der Ansteuerimpuls steigt bei einem Zeitpunkt tp an, und bei tas beginnt das Filmsieden, so daß sich die Blase auszudehnen beginnt. Zur Zeit t&sub2; fällt der Ansteuerimpuls ab, aber das Blasenvolumen wächst weiterhin an bis tamax (maximales Volumen). Dann beginnt sie, zu kontrahieren bzw. sich zusammenzuziehen, bis zur Zeit taf das Auslöschen erfolgt. Das Blasenvolumen ändert sich in ähnlicher Weise, wenn der Doppelimpuls B angelegt wird.
Die Auslöschperioden (vom maximalen Blasenvolumen bis zur Auslöschung) und die Ausdehnungsperioden (vom Beginn der Ausdehnung bis zum Maximalvolumen) in den Fällen des Einzelimpulses A beim Doppelimpuls B werden verglichen. Unter der Annahme, daß die Blasenauslöschzeiten im wesentlichen die gleichen sind, ist die Ausdehnungsperiode im Falle des Doppelimpulses B kürzer. Das heißt, die Ausdehnungsgeschwindigkeit ist größer. Dies ist aus dem Vergleich der Kurven a und c in Fig. 13 ersichtlich.
Selbst wenn die Blasenauslöschzeit die gleiche ist, kann folglich die Ausstoßgeschwindigkeit durch Anlegen der Doppelimpulse erhöht werden. Dies liegt daran, daß die Tintentemperatur, die den Ausstoß beeinflußt, erhöht wird durch den ersten Teil der Doppelimpulse. Indem dies so geschieht, wird der Widerstand gegen den Tintenausstoß aufgrund der Tintenviskosität verringert, so daß die Blasenausdehnungsgeschwindigkeit erhöht ist. Die Ausstoßgeschwindigkeit kann somit erhöht werden. Durch Modulieren der ersten Impulsbreite P1 kann folglich die Ausstoßgeschwindigkeit gesteuert werden.
Wenn die Wärmerzeugungselemente durch die Doppelimpulse angesteuert werden, kann die Aufzeichnungskopftemperatur relativ leicht gesteuert bzw. geregelt werden, wie es schon in Verbindung mit den Fig. 1 bis 15 beschrieben ist. Die Temperatur des Aufzeichnungskopfes kann folglich verringert werden, womit die Blasenauslöschzeit verkürzt wird, und gleichzeitig kann die Ausstoßmenge der Tinte stabilisiert werden.
Die Beschreibung gilt nun dem vorzuziehenden Einstellen der Blasenbreite in Hinsicht auf die Kopfansteuerbedingung und die Bilderzeugungsbedingung auf dem Aufzeichnungsmaterial für die Doppelimpulse (geteilte Impulse).
1) Zuerst werden die Signale P1, P2 und P3 abgehandelt. Herkömmlicherweise werden die Doppelimpulse einfach als eine Kombination der Impulse P1 und P3 angesehen. Das Intervall P1 zwischen den Impulsen wird dabei nicht berücksichtigt. Es ist jedoch herausgefunden worden, daß durch genaues Einstellen des Intervalls P1 die Wärmemenge, die vom Impuls P1 angeliefert wird, in hinreichender Weise die Blasenbildung durch den Impuls P3 beeinflussen kann, wobei die Wärmemenge P1 geändert wird.
Die Betrachtung gilt in diesem Ausführungsbeispiel dieser Tatsache, und das Intervall P2 wird länger als oder gleich der Impulsanlegeperiode P1 gemacht, durch die der Schritttonpegel (Grauskala) durch das Impulsanlegen P1 ausgedehnt werden kann, und folglich können die gewünschten Bedingungen in effizienter Weise erreicht werden. Darüber hinaus erfüllt die Periode P2 in gewünschter Weise P2 < P3, wodurch die effiziente Tintentröpfchenbildung in der Ansteuerfrequenz der Vorrichtung erzielt wird.
In der Vorrichtung, bei der der Vorheizimpuls P1 gesteuert wird, ist es folglich wünschenswert, daß die Beziehung P1 ≤ P2 ≤ P3 erfüllt wird. Wenn bei Doppelimpulsen die Blase unter Verwendung thermischer Energie erzeugt wird, weiß der Fachmann, daß die Laserstärke des Wärmerzeugungswiderstands und der zugehörige Widerstand mehr oder weniger beschränkt sind. Genauer gesagt, die Spannung beträgt 15 bis 30 V. Die obigen Bedingungen P1 ≤ P2 < P3 werden insbesondere in einem derartigen Bereich wirksam. Die Bedingungen sind insbesondere effektiv in einer Hochfrequenzzone, die nicht unterhalb 5 kHz liegt, vorzugsweise aber nicht höher als 8 kHz, und noch besser nicht geringer als 10 kHz der maximalen Ansteuerfrequenz sein sollte.
Hinsichtlich der Impulsbreite P3 wird die Beziehung 1 us P3 < 5 ps vom Standpunkt einer Stabilisierung der Blasenerzeugung als wünschenswert angesehen. In diesem Bereich ist die obige Bedingung P1 ≤ P2 < P3 sehr effektiv.
2) Die Beschreibung gilt nun hinsichtlich der Ausstoßmenge auf Aufzeichnungsmaterialien.
Die Tintenausstoßmenge Vd (pl/dpt) wird auf der Grundlage der Bildelementdichte und der Tintenverlaufrate auf dem Aufzeichnungsmaterial (in Hinsicht auf den Flächenfaktor) bestimmt. Um die solide Bildaufzeichnung bei der Bildelementdichte von 400 dpi als Beispiel zu erreichen, ist ein Tintenschuß von ungefähr 8 nl/mm² erforderlich. Um diese Menge durch einen oder mehrere Schüsse zu erreichen, wird die Ausstoßmenge Vd zu 5 bis 50 (pl/dot)
In der axialen Vorrichtung wird die Impulsbreite P1 geändert, um so die obige Ausstoßmenge Vd bereitzustellen, während die obigen Bedingungen P1 ≤ P2 < P3 erfüllt werden, wodurch die Ansteuerbedingungen leicht auswählbar sind, um dem Aufzeichnungsmaterial und dem Aufzeichnungsverfahren zu entsprechen.
3) Die Beschreibung gilt nun dem Maximalbereich der Ansteuerfrequenz. Die Ansteuerfrequenz f (kHz) ist abhängig von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit und den Nachfülleigenschaften. Wenn jedoch die Ausstoßmenge unter dem obigen Paragraphen 1) ausgewählt wird, wird dementsprechend die Ansteuerfrequenz bestimmt. Genauer gesagt, wenn die Ausstoßmenge gering ist, wird die Ansteuerfrequenz hoch, und wenn im Gegensatz dazu die Ausstoßmenge groß ist, wird die Ansteuerfrequenz hoch. Wenn im Ergebnis der Tatsache Aufmerksamkeit gezollt wird, daß der Bereich Vd = 5 - 50 vorgesehen ist, wird die Ansteuerfrequenz f zu 2 bis 20 kHz.
4) Die Beschreibung gilt nun dem Blockansteuersystem, bei dem die Anzahl von Ausstoßöffnungen des Aufzeichnungskopfes nN beträgt und die Ausstoßöffnungen in nB Blöcke gruppiert sind, die nacheinander aktiviert werden mit der Anzahl von Segmenten Nseg (der Anzahl von Ausstoßöffnungen/die Anzahl von Blöcken).
Die Impulsbreite Pd der Doppelimpulse ist hier festgelegt mit Pd = P1 + P2 + P3. Dann wird das Maximum der Impulsbreite Pd theoretisch zu T/nB, wobei T die Ansteuerperiode ist. Wenn jedoch die Breite Pd ausgewählt wird mit T/ng, kann elektrisches Übersprechen zwischen den Blockansteuerungen auftreten mit dem möglichen Ergebnis unnötiger Blasenbildung in der Tinte. Oder die Umschaltzeitdauer des Transistors ist zum Umschalten der Blöcke erforderlich. Eine Pausenperiode bzw. Restdauer ist folglich für den Impuls zwischen den Blöcken erforderlich. Wenn die Zeitperiode α ist, ist die für die Doppelimpulsanlegung erforderliche Zeit Pn = Pd + α.
Unter den Bedingungen 1) bis 5) wird folglich das Maximum (Pn)max der Breite Pn zu (Pn)max = T/nB = 1/(nBf) und Pd < 1/(ngf). Unter der Bedingung 3) gilt beispielsweise 2 ≤ f ≤ 20, und folglich wird Pd < (2nB), wenn die Ansteuerfreguenz in diesem Bereich liegt. Es wird jetzt angenommen, daß ein Block 8 Ausstoßöffnungen umfasst, wobei dann die Anzahl nB gleich 8, 16 oder 32 ist, wenn die Anzahl der Ausstoßöffnungen nN gleich 64, 128 beziehungsweise 256 ist. Wird die geteilte Ansteuerung nicht ausgeführt, dann gilt nB = 1, ungeachtet der Anzahl von Ausstoßöffnungen. Wenn beispielsweise ng = 8 ist, dann gilt folglich Pd < 1/(2 · 8) ms, das heißt, 6,25 us < Pd < 62,5 us beim obigen Ansteuerfrequenzbereich.
Wenn gleichermaßen 5 ≤ f (5 20) ist, dann gilt Pd < 1/(5nB); wenn 8 < f < 20) ist, dann gilt Pd < 1(8nB); und wenn 10 ≤ f (≤ 20) ist, dann gilt Pd < 1/(10nB).
Der Impuls oder die Intervallbreiten P1, P2 und P3, die die Bedingung Pd = P1 + P2 + P3 < 1/(nBf) erfüllen, haben den folgenden Bezug:
1) wie klein auch immer die Impulsbreite P1 ist, so muß die Breite P3 hinreichend groß sein, um die Blase bzw. das Bläschen zu bilden;
2) das Maximum der Breite P1 ist nicht ausreichend, um eine Blase allein durch den Impuls P1 zu erzeugen; und
3) das Intervall P2 ist vorzugsweise so lang wie möglich, vorausgesetzt, daß (Pn)max nicht überschritten wird.
Die Beschreibung gilt nun einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, bei der die Ausstoßgeschwindigkeitssteuerung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, angewandt wird, wobei der Abstand zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem Aufzeichnungsmaterial variabel ist entsprechend dem verwendeten Material.
Wenn beispielsweise beschichtetes Papier Verwendung findet, kann der Abstand zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem Aufzeichnungsmaterial relativ klein gewählt werden. Unbeschichtetes Papier oder ein OHP-Blatt, welche ein schwaches Tintenabsorptionsvermögen zeigen, erfordern jedoch den großen Abstand, weil der direkte Kontakt zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem Aufzeichnungsmedium relativ leicht auftritt aufgrund einseitiger Verwerfung oder aufgrund von Bördeln. In Hinsicht darauf wird für das beschichtete Blatt das Intervall eingestellt auf 0,7 mm, und die Ausstoßgeschwindigkeit wird eingestellt auf 12 m/s; für das unbeschichtete Papier oder dergleichen wird das Blattintervall eingestellt auf 1,2 mm, und die Ausstoßgeschwindigkeit wird eingestellt auf 16 m/s.
Eine derartige Steuerung der Ausstoßgeschwindigkeit läßt sich bewerkstelligen durch Einstellen der Temperatur des Aufzeichnungskopfes durch die in Verbindung mit den Fig. 1 bis 15 beschriebene Aufzeichnungskopftemperatursteuerung und durch Modulieren des ersten Teils der Doppelimpulse.
Wie zuvor beschrieben, kann durch Erhöhen der Ausstoßgeschwindigkeit, wenn der Abstand zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem Aufzeichnungsmaterial groß ist, die Abweichung der Tintentröpfchenauftrageposition vermieden werden, womit das Verschlechtern der Schußgenauigkeit verhindert wird.
Die Beschreibung gilt nun einem Beispiel eines Monochromdruckers, der dieses Ausführungsbeispiel anwendet.
Der Drucker wird üblicherweise mit einem austauschbaren Aufzeichnungskopf verwendbar, der bei dem Drucker eingesetzt werden kann. Folglich ist es wünschenswert, daß die dem Aufzeichnungskopf entsprechende Nachfüllfreguenz gemäß den Verwendungsbedingungen und dergleichen des Druckers eingestellt wird, in dem der Aufzeichnungskopf eingesetzt ist. Unter Monochromdruckern wird der Drucker mit relativ geringer Ansteuerfrequenz (Drucker langsamer Geschwindigkeit) durch eine relativ niedrige Nachfüllfrequenz erfüllt. Die Aufzeichnungskopftemperatur wird folglich nicht herabgesetzt, und die Ausstoßgeschwindigkeit läßt sich durch die Impulsbreitemodulation bei den Doppelimpulsen steuern bzw. regeln.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der vorangehende Teil der mehreren Signale in der zugehörigen Wellenform moduliert ist, wodurch die Blasenausdehngeschwindigkeit in der Tinte steuerbar ist, so daß die Tintenausstoßgeschwindigkeit gesteuert werden kann. Durch Modulieren des vorangehenden Teiles kann darüber hinaus die Tintentemperatur lokal gesteuert werden. Indem dies geschieht, kann die Temperatur der Tinte benachbart zu der Blase, wenn sich die Blase zusammenzieht, ausgewählt werden, niedriger zu sein, unabhängig von der Steuerung der Ausstoßgeschwindigkeit und der Ausstoßmenge oder dergleichen. Im Ergebnis kann die Kontraktionsgeschwindigkeit erhöht werden, und folglich läßt sich die Nachfüllfrequenz erhöhen.

Viertes Beispiel, das nicht in den Bereich der Patentansprüche fällt

Ein weiteres Beispiel wird nun beschrieben, wobei das zuvor beschriebene Ansteuerverfahren mit geteilter Impulsbreitenmodulation (PWM-Modulation) Verwendung findet. Bei dem PWM-Ansteuerverfahren wird ein Ansteuersignal gebildet durch eine Vielzahl von Signalkomponenten, und die Wellenform der vorangehenden Komponente wird zum Steuern der Ausstoßmenge moduliert.
In diesem Beispiel wird das PWM-Ansteuerverfahren verwendet zum Ausführen der Aufzeichnungsdichtesteuerung auf einem Overheadprojektor-Blatt (OHP). Im Falle der Aufzeichnung auf das OHP-Blatt muß das Bild klar sein, wenn es projiziert wird, und folglich ist die Hochdichteaufzeichnung erwünscht. Durch einfaches Modulieren der Impulsbreite gemäß der Aufzeichnungskopftemperatur zum Steuern der Ausstoßmenge ist es nicht möglich, eine gewünschte relativ hochdichte Aufzeichnung speziell auf einem OHP-Blatt bereitzustellen.
Die Beschreibung ist in Bezug auf die Figuren gegeben. Die Struktur der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung und das PWM-Ansteuerverfahren, das in diesem Beispiel Anwendung findet, sind jenen in dem ersten Beispiel ähnlich, das in den Fig. 1 bis 15 dargestellt ist. Kurz gesagt, die erste Impulskomponente des geteilten Impulses vom Ansteuersignal für das Wärmeerzeugungselement kann die Ausstoßmenge stabilisieren. Andererseits ist es möglich, in effizienter Weise die Aufzeichnungskopftemperatur zu steuern. Darüber hinaus ist der steuerbare Bereich der Aufzeichnungskopftemperatur relativ groß (T0 - TL), wie in Fig. 8 gezeigt.
Wird das Drucken auf das OHP-Blatt bewirkt, ist es wünschenswert, die Variation der Ausstoßmenge zu korrigieren, aber häufig ist es erwünscht, daß auch die Aufzeichnung in hoher Dichte erfolgt. Wenn das Drucken auf dem OHP-Blatt bewirkt wird, wird folglich die PWM- Steuerung gemäß der Aufzeichnungskopftemperatur nicht ausgeführt, und die Impulsbreite P1 ist auf dem höchstmöglichen Pegel festliegend, womit die Ausstoßmenge erhöht wird, um die hochdichte Aufzeichnung zu realisieren.
Fig. 41 ist ein Blockdiagramm, das die Kopftreibersteuerung veranschaulicht, und Fig. 42 ist ein Zeitdiagramm für verschiedene Signale in dieser Struktur.
Das Muster der Kopfansteuersignalwellenform bzw. Kopftreibersignalwellenform ist zuvor in ein ROM 805 eingespeichert worden. Zur Ausgangszeitvorgabe des Kopfansteuersignals bzw. Kopftreibersignals werden Taktimpulse an einen Zähler 800C in einer Steuerungseinrichtung 800 geliefert, die in Fig. 15 gezeigt ist. Jedesmal, wenn die Taktsignale geliefert werden, wird das Ausgangssignal des Zählers um 1 inkrementiert. Indem dies geschieht, wird der Inhalt vom ROM 803 als Kopfansteuersignale mit den Zählerausgangssignalen abgegeben, die als Adressensignale dienen.
Die Kopftreibersignale werden auf der Grundlage der Auswahl aus der PWM-Steuertabelle abgegeben, die die Impulsbreiten für den Vorimpuls P1 für die jeweiligen Temperaturen speichert. Wie in Fig. 42 gezeigt, wird das Kopfansteuersignal mit der Wellenform gemäß der ausgewählten Tabelle erzeugt. Die Auswahl aus der Kopfansteuersignaltabelle wird auf der Grundlage des PWM-Steuertabellenauswahlsignals bestimmt, das dem ROM 803 zugeführt ist. Wenn das OHP-Blattauswahlsignal auf "H" ist, werden alle Eingangssignale für die PWM-Tabellenauswahlsignale zu dem ROM 803 "H" durch die Verknüpfung des ODER-Gliedes 800A, so daß eine Tabelle AN + α - 1 ausgewählt wird, ungeachtet des PWM-Tabellenauswahlsignals. Dadurch wird die Vorimpulsbreite P1 festgelegt auf ihren Maximum, wie in Fig. 42 gezeigt, als Maximalwert, genauer gesagt, P1 = 2,618 us und P3 = 4,114 us.
Fig. 42 zeigt das Kopfansteuersignal, wenn das Drucken mit dem aktiven Drucksignal bewirkt wird, das auf "H" ist. Ist das aktive Drucksignal auf "L", wird das Kopfansteuersignal in Fig. 42 den "L"-Pegel in Verbindung mit dem Impuls P3 einnehmen.
In diesem Beispiel wird die Ausstoßmenge lediglich durch Einstellen des Vorimpulses P1 auf den zugehörigen Maximalpegel erhöht. Die Ausstoßmenge kann weiterhin erhöht werden durch Erhöhen der Aufzeichnungskopftemperatur. Genauer gesagt, die Zieltemperatur der Aufzeichnungskopfsteuerung wird erhöht von normal 25ºC auf 40 ºC. Wenn die Temperatur weiter ansteigt, kann die Aufzeichnungskopftemperatur die Grenztemperatur TLIMIT = 60 ºC erreichen, da der Temperaturanstieg aufgrund des Druckens ungefähr 15ºC betragen kann.
Die zuvor beschriebene Steuerung wird ausgeführt durch Übergang der Betriebsart auf die OHP-Betriebsart, wenn der die OHP-Betriebsart herausgefunden wird nach Feststellen der Art des Aufzeichnungsmaterials. In diesem Beispiel galt die Beschreibung in Hinsicht auf die PWM- Steuerung vom Vorimpuls des geteilten Impulses. Im Falle der PWM-Steuerung eines Einzelimpulses kann der feste Impuls verwendet werden in der OHP-Betriebsart, um die Ausstoßmenge zu erhöhen. Die oben beschriebene Temperatursteuerungsänderung kann darüber hinaus hinzukommen.
Unter Bezug auf die Fig. 43 und 44 ist nachstehend ein weiteres Beispiel der Kopfansteuersteuerung beschrieben. In Fig. 43 wird das Bildsignal in der Form von Druckdaten im RAM 805 gespeichert. Zum Zeitpunkt, bei dem das Bildsignal in dem RAM 805 gespeichert wird, liefert die CPU 800 die Bilddaten an das Schieberegister 800R, und die Kopfansteuersignale werden erzeugt. Die detaillierte Beschreibung erfolgt anhand des Ablaufdiagramms von Fig. 44.
In Fig. 44 liest die CPU 800 in Schritt S1 aus dem RAM 805 die Bilddaten oder das Datum für ein Bildelement aus, und der Ablauf schreitet fort zu Schritt S2, in dem herausgefunden wird, ob die Daten oder das Datum die Druckaktion darstellen, das heißt, ob die Tinte auszustoßen ist. Wenn die Tinte auszustoßen ist, schreitet der Ablauf fort zu Schritt S3. Falls nicht, wird Schritt S9 ausgeführt. In Schritt S3 speichert das Register 12 von der CPU 800 "H" für die Periode des Hauptimpulses P3, und der Ablauf schreitet fort zu Schritt S4. In Schritt S4 wird das PWM-Auswahlsignal eingelesen, die "H"- Pegelbreite des Vorimpulses P1 wird im Register 12 der CPU 800 gespeichert, und der Ablauf schreitet fort zu Schritt S5, bei dem das OHP-Auswahlsignal eingelesen wird. Wenn es den OHP-Blattdruckmodus aufzeigt, schreitet der Ablauf fort zu Schritt S6. Wenn nicht, wird Schritt 57 ausgeführt.
In Schritt S6 wird der H-Pegel mit dem Vorimpuls P1, in Schritt S4 bestimmt, geändert auf die auswählbare maximale Breite, und es erfolgt ein Speichern im Register der CPU 800. Dann schreitet der Ablauf fort zu Schritt 57, in dem ein Kopfansteuersignal erzeugt wird unter Verwendung der Vorimpuls-P1-Information und der Hauptimpuls-P3-Information, und das Signal wird im Schieberegister 800R gespeichert. Dann wird Schritt S8 ausgeführt, in dem das Kopfansteuersignal bzw. Kopftreibersignal, gespeichert im Schieberegister 800R, aus dem Schieberegister 800R synchron mit dem Takt erzeugt wird.
In Schritt S8 wird herausgefunden, ob die im RAM 805 gespeicherten Bilddaten alle abgegeben worden sind. Ist dem so, endet der Ablauf. Ist dem nicht so, kehrt der Ablauf zu Schritt S1 zurück.
Fig. 9 zeigt die Wellenform des auswählbaren Ansteuerimpulses bei der zuvor beschriebenen PWM-Steuerung.
Wenn das verwendete Aufzeichnungsmaterial übliches Aufzeichnungsmaterial ist, das sich von dem transparenten OHP-Blatt oder dergleichen unterscheidet, wählt die PWM- Steuerung die Wellenform 1-11 in Fig. 9 gemäß der festgestellten Temperatur oder dergleichen aus.
Erfolgt die Aufzeichnung auf das OHP-Blatt, werden nur die unter 1 in Fig. 9 gezeigten Impulse verwendet.
Als Abwandlung dieser Beispiele kann der verwendete Impuls auch nicht an den einen Ansteuerimpuls befestigt sein, sondern es werden Impulse relativ großer Breite von Vorimpulsen in Fig. 9 ausgewählt, und die PWM-Steuerung wird innerhalb des Bereichs der Impulse mit relativ großer Breite ausgeführt, wenn das OHP-Blatt verwendet wird. Indem dies so geschieht, kann die hohe Bilddichte mit der hohen Bildqualität bereitgestellt werden, insbesondere wenn die Vollfarbbilder aufgezeichnet werden.
Hinsichtlich des auswählbaren Bereichs der Impulse gibt es Impulse, die in Fig. 9 unter 1-4 gezeigt sind, die Impulse, die in derselben Figur mit 1 und 2 bezeichnet sind, und eine Kombination der Impulse, die unter 1 derselben Figur gezeigt sind, mit beispielsweise einem oder mehreren Impulsen mit größerer Vorimpulsbreite P1.
Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, wird, wenn ein Aufzeichnungsmaterial (OHP-Blatt als Beispiel) mit einem transparenten Teil verwendet wird, ein Signal erzeugt, das das Ereignis aufzeigt, daß ein Aufzeichnungsmodus ausgewählt ist, bei dem die Wellenformmodulation in einer Zone hoher Temperatur zu bewirken ist, verglichen mit dem üblichen Aufzeichnungsmaterial. Als Reaktion darauf steuert das Ansteuer- bzw. Treibersteuermittel die Vorheizimpulsmodulation im Ansteuerverfahren mit geteilten Impulsen als Beispiel, um so die Modulation innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu bewirken, wobei die Impulsbreite relativ groß ist, solange bis das Modusauswahlsignal erzeugt wird. Das Kopftreibersignal kann die Impulsbreite des Vorheizimpulses haben, die in diesem Bereich feststehend ist.
Als Ergebnis kann die Tintenausstoßmenge erhöht werden durch Festlegen der Impulsbreite in einem höheren Ansteuerbedingungsbereich, der eine größere Impulsbreite bereitstellt und sie bei einem Punkt in diesem Bereich festlegt. Der hochdichte Bilddruck ist folglich auf dem OHP-Blatt oder dergleichen möglich.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Erfindung und den Beispielen wird die Ausstoßmenge gesteuert und stabilisiert gemäß dem Ausgangssignal vom Temperatursensor. Die Ausstoßmenge kann jedoch ebenso gemäß dem Tonpegelsignal geändert wird, das den Ton des Aufzeichnungspunktes anweist. Auf der Grundlage der vom Sensor festgestellten Temperaturänderung kann die Ausstoßmenge gemäß dem Tonsignal geändert werden, um eine Stabilisierung in einem breiten Bereich zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere geeignet bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf und einer Aufzeichnungsvorrichtung, bei der thermische Energie durch einen elektrothermischen Umsetzer bzw. Wandler, einen Laserstrahl oder dergleichen verwendet wird, um eine Zustandsänderung der Tinte zum Ausstoß dieser herbeizuführen. Dies liegt daran, daß die hohe Dichte der Bildelemente und die hohe Auflösung der Aufzeichnung möglich sind.
Die typische Struktur des Arbeitsprinzips ist die vorzugsweise in den U.S.-Patenten mit den Nummern 4 723 129 und 4 740 796 offenbarte. Das Prinzip und die Struktur sind anwendbar bei einem Aufzeichnungssystem der sogenannten Bedarfsart und bei einem Aufzeichnungssystem der kontinuierlichen Art. Jedoch ist sie insbesondere geeignet für den Bedarfstyp, weil das Prinzip so ist, daß wenigstens ein Ansteuersignal an einen elektrothermischen Umsetzer geliefert wird, der auf einem Flüssigkeitsrückhalteblatt (Tintenrückhalteblatt) oder dem Flüssigkeitsdurchgang angeordnet ist, wobei das Ansteuersignal ausreichend ist, einen schnellen Temperaturanstieg hinter einem Blasensiedepunkt herbeizuführen, wodurch die thermische Energie vom elektrothermischen Umsetzer bereitgestellt wird, um das Filmsieden auf dem Heizabschnitt des Aufzeichnungskopfes zu erzeugen, wodurch eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) gemäß einem jeden Ansteuersignal erzeugt werden kann. Durch die Erzeugung, Entwicklung und Zusammenziehung der Blase wird die Flüssigkeit (Tinte) durch eine Ausstoßöffnung ausgestoßen, um wenigstens ein Tröpfchen zu erzeugen. Das Ansteuersignal ist vorzugsweise in der Form eines Impulses, weil das Entwickeln und Zusammenziehen der Blase unmittelbar herbeigeführt werden kann, und folglich wird die Flüssigkeit (Tinte) mit schnellem Ansprechvermögen ausgestoßen. Das Ansteuersignal in der Form des Impulses ist vorzugsweise ein solches, wie es in den U.S.-Patenten mit den Nummern 4 463 359 und 4 345 262 offenbart ist. Darüber hinaus ist die Temperaturanstiegsrate der Heizoberfläche vorzugsweise die im U.S.-Patent Nummer 4 313 124 offenbarte.
Die Struktur des Aufzeichnungskopfes kann die der U.S.-Patente mit den Nummern 4 558 333 und 4 459 600 sein, wobei sich der Heizabschnitt an einer Knickstelle befindet, wie auch bei der Struktur der Kombination der Ausstoßöffnung, des Flüssigkeitsdurchgangs und des elektrothermischen Umsetzers, wie in den zuvor genannten Patenten offenbart. Darüber hinaus ist die Erfindung anwendbar bei einer Struktur, wie sie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung mit der Nummer 123670/1984 offenbart ist, wobei ein gemeinsamer Schlitz als Ausstoßöffnung für eine Vielzahl elektrothermischer Umsetzer dient, und bei einer Struktur, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nummer 138461/1984 offenbart ist, wobei eine Öffnung zum Absorbieren einer Druckwelle der thermischen Energie gebildet ist, die dem Ausstoßabschnitt entspricht. Dies geschieht, weil die vorliegende Erfindung zum Ausführen der Aufzeichnungsoperation mit Sicherheit und hoher Effizienz wirksam ist, ungeachtet der Art des Aufzeichnungskopfes.
Die vorliegende Erfindung ist in effektiver Weise anwendbar bei einem sogenannten Vollzeilenaufzeichnungskopf mit einer Länge, die der maximalen Aufzeichnungsbreite entspricht. Ein derartiger Aufzeichnungskopf kann einen einzigen Aufzeichnungskopf enthalten, aber auch eine Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen, die kombiniert sind, um die maximale Breite abzudecken.
Die vorliegende Erfindung ist darüber hinaus anwendbar bei einem Aufzeichnungskopf der seriellen Art, bei dem der Aufzeichnungskopf auf dem Grundkörper feststehend ist, und bei einem Aufzeichnungskopf des austauschbaren Chiptyps, der elektrisch verbunden ist mit dem Hauptgerät und mit Tinte beliefert werden kann, wenn er in der Hauptanordnung montiert ist, oder bei einem Aufzeichnungskopf des Kartuschentyps, der einen eingebauten Tintenbehälter enthält.
Das Bereitstellen des Wiederherstell- bzw. Regeneriermittels und/oder des zusätzlichen Mittels für die Vorlaufoperation ist vorteilhaft, weil dadurch die Wirkungen der vorliegenden Erfindung stabilisiert werden. Hinsichtlich derartiger Mittel gibt es Verkappungsmittel für den Aufzeichnungskopf, Reinigungsmittel für diesen, Druck- oder Saugmittel, Vorlaufheizmittel, das ein elektrothermischer Umsetzer sein kann, ein zusätzliches Heizelement oder eine Kombination dieser. Auch Mittel zum Herbeiführen eines Vorlaufausstoßes (nicht für die Aufzeichnungsoperation) können die Aufzeichnungsoperation stabilisieren.
Hinsichtlich der Variation des montierbaren Aufzeichnungskopfes kann dies ein einzelner gemäß einer einzelnen Farbe sein, oder es können mehrere gemäß einer Vielzahl von Tintenmaterialien sein, die verschiedene Aufzeichnungsfarbdichten haben. Die vorliegende Erfindung ist effektiv anwendbar bei einer Vorrichtung mit wenigstens einem Monochrommodus, hauptsächlich für Schwarz, einem Farbmodus mit unterschiedlichen Tintenmaterialien und/oder einem Vollfarbmodus unter Verwendung der Mischung von Farben, die integral gebildet sein können mit der Aufzeichnungseinheit oder einer Kombination mehrerer Aufzeichnungsköpfe.
Im vorstehenden Ausführungsbeispiel ist die Tinte des weiteren eine Flüssigkeit. Sie kann jedoch ein Tintenmaterial haben, das sich unter Raumtemperatur verfestigt, aber bei Raumtemperatur flüssig ist. Da die Tinte innerhalb einer Temperatur gehalten wird, die nicht niedriger als 30ºC und nicht höher als 70ºC ist, um die Viskosität der Tinte zu stabilisieren, um den stabilisierten Ausstoß in der üblichen Aufzeichnungsvorrichtung dieser Art zu schaffen, kann die Tinte so sein, daß sie innerhalb des Temperaturbereichs flüssig ist, wenn das Aufzeichnungssignal in der vorliegenden Erfindung auf andere Tintenarten angewandt wird. In einer dieser ist der Temperaturanstieg aufgrund der thermischen Energie positiv vermieden durch Verbrauchen dieser für die Zustandsänderung der Tinte aus dem festen Zustand in den flüssigen Zustand. Anderes Tintenmaterial wird verfestigt, wenn es belassen ist, um die Verdampfung der Tinte zu vermeiden. In allen Fällen wird das Anlegen des Aufzeichnungssignals thermische Energie erzeugen, die Tinte wird verflüssigt, und die verflüssigte Tinte kann ausgestoßen werden. Anderes Tintenmaterial kann beginnen, sich mit der Zeit zu verfestigen, wenn es das Aufzeichnungsmaterial erreicht. Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar bei einem Tintenmaterial, das durch Zuführen der thermischen Energie verflüssigt wird. Derartiges Material läßt sich als flüssiges oder festes Material in Durchgangslöchern zurückhalten oder in Vertiefungen, die in einem porösen Blatt gebildet sind, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nummer 56847/1979 oder in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nummer 71260/1985 offenbart. Das Blatt steht den elektrothermischen Umsetzern gegenüber. Das effektivste der zuvor beschriebenen Tintenmaterialien ist das Filmsiedesystem.
Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung läßt sich verwenden als ein Ausgabeendgerät eines Informationsverarbeitungsgerätes, wie für einen Computer oder dergleichen, als Kopierer, der kombiniert ist mit einem Bildleser oder dergleichen, oder als Faxgerät mit Informationssende- und -empfangsfunktionen.
Während die Erfindung unter Bezug auf hier offenbarte Strukturen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die dargelegten Einzelheiten beschränkt, sondern die Anmeldung beabsichtigt, derartige Modifikationen oder Änderungen abzudecken, wie sie in den Bereich der nachstehenden Patentansprüche fallen.

Claims

1. Verfahren zum Steuern eines Aufzeichnungskopfs mit einem Wärmeerzeugungselement (1) zur Erzeugung, in Reaktion auf ein dem Wärmeerzeugungselement zugeführten Ansteuersignal, eines Bläschens, um einen Ausstoß von Tinte von dem Aufzeichnungskopf zu veranlassen, wobei das Verfahren einen Schritt umfasst zum Anlegen eines Ansteuersignals, um einen Ausstoß von Tinte zu veranlassen, als einen ersten Impuls mit einer ersten Impulsbreite P1, um das Wärmeerzeugungselement zu veranlassen, eine nicht ausreichende thermische Energie für eine Veranlassung eines Tintenausstoßes zu erzeugen, der nach einer Pausenperiode einer Dauer P2 von einem zweiten Impuls mit einer zweiten Impulsbreite P3 gefolgt wird, um eine Erzeugung eines Bläschens zu veranlassen, um Tinte auszustoßen, gekennzeichnet durch einen Schritt zum Steuern der Ausdehnungsgeschwindigkeit des durch den zweiten Impuls erzeugten Bläschens durch Steuern des Ansteuersignals, so dass P1 ≤ P2 < P3 ist, und durch Modulieren der Impulsbreite P1 des ersten Impulses auf der Grundlage der Temperatur des Aufzeichnungskopfes.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Steuern eines Aufzeichnungskopfes mit einer Vielzahl von Wärmeerzeugungselementen, die in eine Vielzahl von Gruppen von Heizelementen geteilt sind, mit einem Schritt zum Steuern einer Ansteuerung der Gruppen von Wärmeerzeugungselementen, so dass ein vorbestimmtes Zeitintervall zwischen Ansteuersignalen für die unterschiedlichen Gruppen vorhanden ist und dass, wenn die Ansteuerfrequenz der Ansteuersignale höher als eine vorbestimmte Frequenz a kHz ist und niedriger als 20 kHz ist, die Anzahl von Gruppen nB

P1 + P2 + P3 < 1/(a · nB)

erfüllt, wobei P1, P2 und P3 die Breite oder Dauer des ersten Impulses, der Pausenperiode bzw. des zweiten Impulses eines Ansteuersignals sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Frequenz a nicht kleiner als 2 kHz und nicht größer als 10 kHz ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einem Schritt zum Steuern des Ansteuersignals, so dass die Menge der ausgestoßenen Tinte von 5 pl (Pikolitern) zu 50 pl pro Tröpfchen reicht, die Spannung der Impulse von 15 V bis 30 V reicht, und wobei 1 usek < P3 < 5 usek ist.

5. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zur Aufzeichnung eines Bilds auf einem Aufzeichnungsträger (P) unter Verwendung eines Aufzeichnungskopfs mit einem Wärmeerzeugungselement (1) zur Erzeugung, in Reaktion auf ein an das Wärmeerzeugungselement angelegtes Ansteuersignal, eines Bläschens, um einen Ausstoß von Tinte von dem Aufzeichnungskopf zu veranlassen, wobei die Vorrichtung eine Kopfansteuereinrichtung (840) zum Anlegen eines Ansteuersignals, um einen Ausstoß von Tinte zu veranlassen, als einen ersten Impuls mit einer ersten Impulsbreite P1, um das Wärmeerzeugungselement zu veranlassen, eine nicht ausreichende thermische Energie für eine Veranlassung eines Tintenausstoßes zu erzeugen, der nach einer Pausenperiode einer Dauer P2 von einem zweiten Impuls mit einer zweiten Impulsbreite P3 gefolgt wird, um eine Erzeugung eines Bläschens zu veranlassen, um Tinte auszustoßen, und eine Einrichtung (20A, 20B) zur Erfassung der Temperatur des Aufzeichnungskopfes umfasst, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kopfansteuereinrichtung, so dass P1 ≤ P2 < P3 ist, und zum Modulieren der Impulsbreite P1 des ersten Impulses auf der Grundlage der durch die Erfassungseinrichtung erfassten Temperatur, wodurch die Ausdehnungsgeschwindigkeit des durch den zweiten Impuls erzeugten Bläschens gesteuert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Aufzeichnung unter Verwendung des Aufzeichnungskopfs mit einer Vielzahl von derartigen Wärmeerzeugungselementen, die in eine Vielzahl von Gruppen gruppiert sind, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, den Gruppen der Wärmeerzeugungselemente zugeführte Ansteuersignale zu steuern, so dass ein vorbestimmtes Zeitintervall zwischen Ansteuersignalen für unterschiedliche Gruppen vorhanden ist und, wenn die Ansteuerfrequenz der Ansteuersignale höher als eine vorbestimmte Frequenz a kHz ist und niedriger als 20 kHz ist, die Anzahl von Gruppen nB

P1 + P2 + P3 < 1/(a · nB)

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die vorbestimmte Frequenz a nicht kleiner als 2 kHz und nicht größer als 10 kHz ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, das Ansteuersignal zu steuern, so dass die Menge der ausgestoßenen Tinte von 5 pl (Pikolitern) zu 50 pl pro Tröpfchen reicht, die Spannung der Impulse von 15 V bis 30 V reicht, und wobei 1 usek < P3 < 5 usek ist.