DE69516462T2 - Aufzeichnungsgerät und Verfahren zum Schutz vor Temperatur-Überschreitung - Google Patents

Aufzeichnungsgerät und Verfahren zum Schutz vor Temperatur-Überschreitung

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnungsgerät und auf ein Aufzeichnungsverfahren und genauer gesagt auf eine Temperatursteuerung und einen begleitenden Prozess und insbesondere auf einen Temperaturüberschreitungsschutz bei dem Aufzeichnungsgerät.
    • Zugehöriger Stand der Technik
  • Ein bei einem Drucker, einem Kopiergerät und einem Faxgerät verwendetes Aufzeichnungsgerät ist so aufgebaut, dass ein Bild, dass ein Punktmuster aufweist, auf einem Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise Papier oder eine dünne Kunststofffolie in Übereinstimmung mit der Aufzeichnungsinformation aufgezeichnet wird. Ein derartiges Aufzeichnungsgerät kann in bezug auf seine Aufzeichnungssysteme in ein Tintenstrahlsystem, in ein Nadeldruckersystem, in ein Wärmeübertragungssystem und in ein Laserstrahlübertragungssystem eingeteilt werden. Von diesen Systemen stößt das Aufzeichnungsgerät des Tintenstrahlsystems Tintentropfen (Aufzeichnungsflüssigkeit) aus Ausstoßöffnungen (Auslässe oder Öffnungen), die an einem Kopf vorgesehen sind, aus und lagert diese an einem Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen eines Bildes ab. Das Tintenstrahlsystem hat eine weitgehende Verbreitung erfahren, da es in zufriedenstellender Weise allgemeine Anforderungen eines Aufzeichnens mit hoher Geschwindigkeit, eines Aufzeichnens mit einer hohen Auflösung, eines Aufzeichnens mit einer hohen Qualität und eines geräuscharmen Aufzeichnens erfüllt.
  • Um die vorstehend erwähnten Erfordernisse zu erfüllen, werden eine höhere Kopfantriebsfrequenz und eine höhere Anzahl an Aufzeichnungselementen verwendet, wobei die auf den Aufzeichnungskopf aufgebrachte Energie beachtlich zunimmt.
  • Diese Zunahme ist insbesondere bei dem Tintenstrahlsystem von Bedeutung, bei dem Tintentropfen ausgestoßen werden, indem Blasen in der Tinte unter Ausnutzung von Wärmeenergie erzeugt werden. Beispielsweise dienen bei dem Aufzeichnungsgerät ein Element für eine Montage eines Aufzeichnungskopfes, ein Tintenbehälter und ein Element zum Zuführen von Tinte sämtlich dem Ausgeben von Wärme durch das Aufbringen von Energie, und wenn die Antriebsfrequenz verdoppelt wird, während das Volumen und ein Oberflächenbereich von diesen Elementen konstant gehalten wird, wird die ungefähr doppelt so hohe Energie aufgebracht. Wenn die Anzahl an Ausstoßöffnungen verdoppelt wird, wird die doppelt so hohe Energie ebenfalls aufgebracht. Wenn tatsächlich die Anzahl an Aufzeichnungselementen oder Ausstoßöffnungen erhöht wird, nimmt das Volumen in der Nähe der Ausstoßöffnungen zu, wobei jedoch das Volumen der anderen Abschnitte und deren Oberflächenbereich nicht wesentlich zunimmt. Somit würde in dem vorstehend dargelegten Fall ungefähr die vierfache Energie auf das im wesentlichen konstante Volumen und den im wesentlichen konstanten Oberflächenbereich aufgebracht werden.
  • In diesem Fall wird bei dem Tintenstrahlsystem, das Wärmeenergie nutzt, einige zehn Prozent der aufgebrachten Energie in der Form von kinetischer Energie zum Ausstoßen der Tinte und zur Wärmeerzeugung durch die ausgestoßene Tinte aus dem Aufzeichnungskopf ausgegeben. Somit wird ein ungefähr doppelt so hoher Temperaturanstieg bei dem Aufzeichnungskopf durch das Aufbringen der viermal so hohen Energie erzeugt.
  • Jedoch bringt der Temperaturanstieg bei einem derartigen Aufzeichnungskopf die nachstehend erörterten beiden Probleme mit sich.
  • Ein erstes Problem tritt aufgrund des Umstandes auf, dass die Temperatur des Aufzeichnungskopfes durch den ungefähr zweimal so hohen Temperaturanstieg sich erhöht.
  • Wenn beispielsweise ein Aufzeichnen bei einer relativ hohen Aufzeichnungsleistung bei einer Umgebungstemperatur von 30ºC ausgeführt wird, erhöht sich die Temperatur des Gerätes um ungefähr 10ºC durch den Temperaturanstieg einer Energiezufuhr, eines Motors und eines Treibers bei dem Aufzeichnungsgerät. Wenn in diesem Fall ein Aufzeichnungskopf mit einer relativ niedrigen Antriebsfrequenz und einer relativ geringen Anzahl an Ausstoßöffnungen verwendet wird, wird der Temperaturanstieg ungefähr 25ºC bei flächendeckendem Drucken oder einer Aufzeichnung mit einer Leistung von 100% betragen, wobei jedoch bei einer Verdopplung der Antriebsfrequenz und einer Verdopplung der Anzahl an Ausstoßöffnungen des Aufzeichnungskopfes der Temperaturanstieg sich verdoppeln wird, das heißt ungefähr 50ºC betragen wird. Durch ein Summieren der Umgebungstemperatur und der Temperaturanstiege beträgt die Temperatur des Aufzeichnungskopfes ungefähr 65ºC bei der niedrigen Antriebsfrequenz und der geringen Anzahl an Ausstoßöffnungen, während sie ungefähr 90% bei der hohen Antriebsfrequenz und der hohen Anzahl an Ausstoßöffnungen beträgt.
  • Wenn die Temperatur des Aufzeichnungskopfes ungefähr 90ºC erreicht, ist es wahrscheinlich, dass ein Fehlverhalten beim Ausstoßen auftritt. Des weiteren ist es bei einem Gerät, bei dem der Aufzeichnungskopf austauschbar ist oder durch einen Anwender berührt werden kann, erforderlich, die Aufmerksamkeit darauf zu lenken, dass der Anwender vor einer Berührung des Aufzeichnungskopfes bewahrt wird, wenn der Aufzeichnungskopf eine hohe Temperatur hat.
  • Ein zweites Problem bezieht sich auf einen Beschädigungsmodus des Aufzeichnungskopfes.
  • Wie dies vorstehend erläutert ist, kann die Temperatur des Aufzeichnungskopfes in Abhängigkeit von dem Aufzeichnungszustand 90ºC erreichen. In diesem Fall ist, selbst wenn die vierfache Energie auf den Aufzeichnungskopf aufgebracht wird, sein Temperaturanstieg ungefähr zweimal so hoch, da einige zehn Prozent an Energie als thermische und kinetische Energie beim Ausstoßen der Tinte aus dem Aufzeichnungskopf herausgebracht werden.
  • Wenn jedoch, obwohl dies der Fall ist, wenn die Tinte normalerweise ausgestoßen wird, die Tinte nicht zu dem Aufzeichnungskopf geliefert wird, wenn ein Tintenbehälter leer ist und somit keine Tinte ausgestoßen wird, oder wenn Luftblasen in einer Tintenzuführbahn vorhanden sind, die die Lieferung der Tinte blockieren, dann ergibt sich ein sogenannter Leerwärmezustand, bei dem der Aufzeichnungskopf ohne Tinte angetrieben wird. Da in diesem Fall die vierfache Energie ohne ausgestoßene Tinte bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel zugeführt wird, bewirkt die Energie, die zum Ausstoßen der Tinte benutzt worden wäre, einen plötzlichen Temperaturanstieg in dem Aufzeichnungskopf, so dass die Temperatur des Aufzeichnungskopfes einhundert und einige zehn ºC erreicht. Als ein Ergebnis wird bei Kunststoffteilen des Aufzeichnungskopfes eine thermische Verformungstemperatur überschritten und sie können verformt werden, wobei angeheftete Abschnitte oder angeklebte Abschnitte durch die plötzliche Wärmeausdehnung abgerissen werden können, oder wobei die sich in der Nähe der Heizeinrichtung befindliche Tinte verbrennen kann, was die Heizeinrichtung nicht mehr betriebsfähig macht.
  • Der Beschädigungsmodus, der dem Tintenstrahlsystem anhaftet, unterscheidet sich von einem Beschädigungsmodus bei dem herkömmlichen Wärmeübertragungssystem oder dem herkömmlichen Nadeldruckersystem, bei dem die Temperatur sanft durch das Aufzeichnen ansteigt, um eine Beschädigung aufgrund der Temperaturüberschreitung zu bewirken, die durch die Wärmekapazität der Aufzeichnungskopfeinheit bestimmt wird. Das Vorhandensein eines sogenannten Beschädigungsmodus erschwert die Lösung durch unterschiedliche Gegenmaßnahmen für den herkömmlichen Beschädigungsmodus.
  • Die Druckschrift US-A-4 910 528 offenbart ein Aufzeichnungsgerät und ein Aufzeichnungsverfahren gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 18.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufzeichnungsgerät und ein Aufzeichnungsverfahren zu schaffen, die es ermöglichen, daß ein Anwender vor einem Berühren eines Aufzeichnungskopfes bewahrt wird, der eine hohe Temperatur hat.
  • Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1. Die vorliegende Erfindung schafft ebenfalls ein Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 18.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Aufzeichnungskopf eine relativ hohe Temperatur oberhalb einer vorbestimmten Temperatur erreicht, das Austauschen des Aufzeichnungskopfes verhindert. Vorzugsweise wird, wenn der Aufzeichnungskopf eine hohe Temperatur erreicht hat, eine Antriebsleistung des Aufzeichnungskopfes verringert.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 zeigt eine Blockabbildung von einem Steuerschema eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 zeigt einen Aufzeichnungsbereich zum Bestimmen einer Aufzeichnungsleistung bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht von dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht von einem Kartuschenaustauschbehinderungsmodus des Geräts.
  • Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht von einer Kopfkartusche, die bei dem Gerät verwendet wird.
  • Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht von einem Aufzeichnungskopfaufbau, der bei dem Gerät verwendet wird.
  • Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm von einer Kopfschutzsteuerhauptroutine bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 8 besteht aus den Fig. 8A und 8B und zeigt ein Flussdiagramm einer Kopfschutzabfolge der Routine.
  • Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm einer Temperaturüberschreitungsschutzsteuerzeitgliedlöschroutine bei der Kopfschutzabfolge.
  • Fig. 10 zeigt ein Flussdiagramm einer Update-Routine des Temperaturüberschreitungsschutzsteuerzeitgliedes.
  • Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm von einer Aufzeichnungsroutine des Temperaturüberschreitungsschutzmodus.
  • Fig. 12 zeigt ein Flussdiagramm der Kartuschenaustauschabfolge.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert.
    • [Ausführungsbeispiel 1]
  • Vor der Erläuterung des Verhinderns der Beschädigung bzw. Zerstörung des Aufzeichnungskopfes durch die Temperaturüberschreitung des Tintenstrahldruckers und der Erläuterung der Anwenderschutzabfolge beim Austauschen des Aufzeichnungskopfes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein schematischer Aufbau des Druckers erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine Blockabbildung eines Steuerschemas des Druckers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die jeweiligen Elemente in Fig. 1 werden zunächst erläutert. Mit dem Bezugszeichen 10 ist eine Schnittstelle bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 11 ist eine Gatteraufreihung bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 12 ist ein ROM bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 13 ist ein dynamischer RAM (der nachstehend als DRAM bezeichnet ist) bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 14 ist eine MPU für ein Steuern des gesamten Gerätes und ein Behandeln der Daten bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 15 ist ein Kopftreiber für ein Antreiben eines Aufzeichnungskopfes bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 16 ist ein Blattzuführmotortreiber zum Antreiben eines Zuführmotors 19 bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 17 ist ein Motortreiber für ein Antreiben eines Trägermotors 20 bezeichnet.
  • Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau Aufzeichnungsdaten von einer nicht gezeigten Host-Einheit (Host-Rechner) über die Schnittstelle 10 gesendet werden, werden die Aufzeichnungsdaten vorübergehend in dem DRAM 13 durch die Gatteraufreihung 11 gespeichert. Die gespeicherten Daten werden dann durch die Gatteraufreihung 11 aus einer Form von Rasterdaten in eine Form von Druckbilddaten, die durch den Aufzeichnungskopf 18 aufzuzeichnen sind, umgewandelt und diese werden erneut in dem DRAM 13 gespeichert. Die in einer derartigen Form gespeicherten Daten werden zu dem Kopftreiber 15 über die Gatteraufreihung 11 durch den Start eines Aufzeichnungssignals DMA übertragen. Somit wird Tinte wahlweise aus den Ausstoßöffnungen des Aufzeichnungskopfes 18 ausgestoßen, um ein Bild aufzuzeichnen. Eine Hardware-Zähleinrichtung zum Zählen der aufgezeichneten Punkte beim Aufzeichnen ist an der Gatteraufreihung 11 angeordnet, so dass die Anzahl an aufgezeichneten Punkten bei einer hohen Geschwindigkeit gezählt wird. Der Schlitten 20 wird über den Motortreiber 17 angetrieben und er treibt den Aufzeichnungskopf 18 entlang einer Hauptabtastrichtung gleichzeitig mit einer Ausstoßzeitabstimmung des Aufzeichnungskopfes 18 an.
  • Bei der Aufzeichnungsabfolge unterbricht die MPU 14 die Gatteraufreihung 11 bei einem Intervall von 10 msec, um den Zählwert des Zählgliedes oder der Zähleinrichtung für die aufgezeichneten Punkte zu lesen. Somit wird die Anzahl an in einer Zeiteinheit aufgezeichneten Punkten d. h. eine Aufzeichnungsleistung erfasst. Genauer gesagt wird, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, unter der Annahme, dass ein Aufzeichnungskopf mit einer Breite von 128 Ausstoßöffnungen (A in der Zeichnung) verwendet wird und die Aufzeichnung bei einer Antriebsfrequenz von 6,25 KHz ausgeführt wird, der Schlitten um 63 Punkte in 10 msec vorwärts bewegt, wenn die Auflösung für die Hauptabtastrichtung und die Nebenabtastrichtung gleich ist, und die Anzahl an aufgezeichneten Punkten kann gezählt werden, um die Aufzeichnungsleistung innerhalb dieses Bereichs zu erfassen (B in der Zeichnung).
  • Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Druckers bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
  • In Fig. 3 wird eine vorbestimmte Schalteinrichtung einer Bedienungsschalteinrichtungseinheit 106 betätigt, um anzuzeigen, dass eine Kopfkartusche 104 sich zu einer Austauschposition bewegt hat. Mit dem Bezugszeichen 102 ist ein Druckerhauptkörper bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 100 ist eine ASF-Einheit bezeichnet, die in der Nähe der Haupteinheit angeordnet ist, um automatisch ein Blatt zuzuführen. Das von der ASF-Einheit 100 als ein Aufzeichnungsmedium zugeführte Aufzeichnungsblatt wird zu der Vorderseite der Druckerhaupteinheit durch die Mitte der Druckerhaupteinheit zugeführt, währenddessen Tinte von dem Aufzeichnungskopf 18 der Kopfkartusche 104 ausgestoßen wird. In dieser Weise wird die Aufzeichnung ausgeführt und das zu der Vorderseite des Geräts ausgegebene Aufzeichnungsblatt wird von einem Fach aufgenommen, das eine vordere Abdeckung 101 bildet.
  • Wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, ist, wenn die Kartusche 104 in der Nähe ihrer Ausgangsposition ist, der im wesentlichen gesamte Bereich von ihr durch ein Barriereelement 103 bedeckt. Insbesondere ein Hebel 103 (siehe Fig. 3) zum Anbringen und Entfernen des Kopfes ist durch das Element 103 vollkommen verdeckt, so dass er nicht betätigt werden kann.
  • Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kopfkartusche 104.
  • Die Kopfkartusche 104 weist den Aufzeichnungskopf 18 und einen Tintenbehälter 203 auf. Der Aufzeichnungskopf 18 wird gebildet, indem eine Aluminiumgrundplatte 200 und eine obere Platte 207 verbunden werden, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Eine Kontaktebene 201 ist an einer Seite der Grundplatte 100 angeordnet und ist mit einer Matrixverdrahtung in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf über ein flexibles Kabel 213 elektrisch verbunden. Mit dem Bezugszeichen 223 ist ein Tintenbehälter bezeichnet, der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Tintenbehälter 223A für schwarze Tinte und einen Tintenbehälter 22% mit darin separat vorgesehenen Kammern für Cyanfarben, Magentafarben und Gelb aufweist, und der Tintenbehälter ist austauschbar.
  • Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer Einzelheit des in Fig. 5 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes.
  • Eine aus Silizium hergestellte Heiztafel 203 ist an die Grundplatte 200 geheftet. Eine Tintenausstoßheizeinrichtung 204 und ein Diodentemperatursensor 206 sind an der Heiztafel 203 durch einen Halbleiterfilmerzeugungsprozess ausgebildet. Eine mit Nuten versehene obere Platte 207 ist an die Heiztafel preßgepaßt, um eine Gemeinschaftsflüssigkeitskammer 208 und eine Vielzahl an Flüssigkeitsbahnen 209 zu bilden. Die Gemeinschaftsflüssigkeitskammer 208 bildet einen Raum für ein vorübergehendes Speichern der Tinte, die über die Tintenzuführbahn 212 hineinströmt, und die gespeicherte Tinte wird zu den jeweiligen Flüssigkeitsbahnen 209 in Abhängigkeit von dem Ausgabezustand geliefert. Eine Vielzahl an Flüssigkeitsbahnen 209 und entsprechende Ausstoßöffnungen 210 sind senkrecht zu der Ebene der Zeichnung für jede Tintenfarbe d. h. Schwarz, Cyanfarben, Magentafarben und Gelb angeordnet.
  • Die obere Platte 207 hat eine Nut für die Flüssigkeitsbahngemeinschaftsflüssigkeitskammer und hat eine vergleichsweise komplizierte Form und ist durch ein genaues Kunststoffformen ausgebildet. Ein Material für die obere Platte kann ein Formmaterial wie bspw. Polysulfon sein, das eine gute Formeigenschaft hat, das hochgradig widerstandsfähig gegenüber Chemikalien ist und das im Vergleich hochgradig widerstandsfähig gegenüber hohen Temperaturen ist. Mit dem Bezugszeichen 205 sind Blasen bezeichnet, die in der Tinte durch die Wärme erzeugt werden, die durch eine Ausstoßheizeinrichtung 204 erzeugt wird, und Tintentropfen 211 werden dadurch aus den Ausstoßöffnungen 210 ausgestoßen.
  • Eine Abfolge des vorliegenden Ausführungsbeispiels für den Temperaturanstieg des Kopfes des Druckers wird nachstehend erläutert.
  • Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm einer Kopfschutzsteuerhauptroutine des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
  • Bei dem Drucker des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden verschiedene Steuerungen des Aufzeichnungskopfes grundsätzlich durch eine Unterbrechung eines Zeitgliedes ausgeführt. Die Kopfschutzsteuerung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird ebenfalls grundsätzlich durch die Unterbrechung bei der CPU ausgeführt. Das heißt, die Kopfschutzsteuerhauptroutine wird durch die Unterbrechung bei einem Zeitintervall von 50 msec ausgeführt. Der vorliegende Prozess wird durch die Unterbrechung eines Intervalls von 50 msec bei einem Schritt S1 gestartet und der Signalwert wird von dem Diodentemperatursensor 206 des Aufzeichnungskopfes 18 bei Schritt S2 gelesen. Bei Schritt S3 wird der Signalwert AD umgewandelt, um ein digitales Signal Tdi (ºC) zu erzeugen. Bei Schritt S4 wird ein Raumtemperaturausgleichswert für den Erfassungswert des Diodentemperatursensors 206 des Aufzeichnungskopfes 18 gelesen. Dies braucht nur dann ausgeführt zu werden, wenn die Raumtemperaturkompensation erforderlich ist, indem verschiedene Werte, die bei verschiedenen bekannten Verfahren erzeugt werden, in einem Speicher gespeichert werden und gelesen werden. Bei Schritt S5 wird der Ausgleichswert den Temperaturdaten hinzuaddiert, um eine gegenwärtige Aufzeichnungskopftemperatur zu erhalten. Bei Schritt S6 geht der Prozess zu einer Nebenroutine einer Kopfschutzabfolge weiter, die detailliert im Zusammenhang mit den Fig. 8A und 8B beschrieben ist.
  • Die Fig. 8A und 8B zeigen Flussdiagramme der Nebenroutine für den Kopfschutz von Schritt S6.
  • Bei Schritt S7 wird bestimmt, ob die Temperatur des Aufzeichnungskopfes 18 oberhalb 50ºC ist oder nicht. Wenn sie oberhalb von diesem Wert ist, wird eine Marke bei Schritt S9 gesetzt, um den Prozess zu einem Kopfaustauschhinderungsprozess zu versetzen, wenn ein Kopfaustauscherfordernis durch den Schalteinrichtungsvorgang eingegeben worden ist. Wenn die Entscheidung bei Schritt S7 negativ ist, wird eine Kopfaustauschverhinderungsmodusmarke bei einem Schritt S8 zurückgesetzt, und bei Schritt S10 wird bestimmt, ob die Kopftemperatur oberhalb 75ºC ist oder nicht. Wenn sie oberhalb von diesem Wert ist, wird der Inhalt eines Temperaturüberschreitungszählgliedes bei Schritt S11 erhöht.
  • Der Inhalt des Temperaturüberschreitungszählgliedes wird jedes Mal dann erhöht, wenn bei einer Unterbrechung eines Zeitintervalls von 50 msec bestimmt worden ist, dass die Kopftemperatur oberhalb 75ºC ist. Wenn er viermal fortlaufend erhöht worden ist, wird der Zählwert bei Schritt S13 erfasst und es wird eine Abzweigung ausgeführt, um den Temperaturüberschreitungsschutzvorgang (siehe die Schritte S14 bis S16 auszuführen). Dies ist eine Hystereseschleife, um zu bestimmen, dass die Temperatur oberhalb 75ºC ist, wobei dies nur dann geschieht, wenn der Zustand oberhalb 75ºC länger als 0,2 sec erfasst wird. In dieser Weise wird die Ausführung des Schutzvorgangs durch eine plötzliche Störung oder einen plötzlichen Temperaturanstieg und die daraus resultierende Verringerung des Durchsatzes verhindert.
  • Wenn die Temperatur unterhalb 75ºC bei der Bestimmung von Schritt S10 ist, wird das Temperaturüberschreitungszählglied bei Schritt S12 gelöscht bzw. zurückgesetzt.
  • Wenn bei Schritt S13 der Zählwert des Zählgliedes 4 oder größer ist, was die Temperaturüberschreitung anzeigt, geht der Prozess zu Schritt S14 weiter, um eine Marke zu setzen, um zu einem Temperaturüberschreitungschutzmodus weiterzugehen. Bei Schritt S15 wird ein Temperaturüberschreitungsschutzsteuerzeitglied für ein Steuern einer Zeitspanne zum Ausführen des Temperaturüberschreitungsschutzvorgangs gesetzt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese Zeitspanne auf 20 sec gesetzt. Danach wird bei Schritt S16 das Temperaturüberschreitungszählglied gelöscht.
  • Bei Schritt S17 wird bestimmt, ob die Temperatur des Kopfes oberhalb 100ºC ist oder nicht. Wenn sie oberhalb 100ºC ist, wird ein Anormaltemperaturzählglied bei Schritt S18 erhöht. Nach dem gleichen Prinzip wie bei dem Temperaturüberschreitungszählglied wird bei Schritt S20 die Temperaturüberschreitung erfasst, wenn die Temperatur viermal hintereinander oberhalb 100ºC ist, und eine Temperaturüberschreitungsfehlermarke wird bei Schritt S21 gesetzt. Wenn bei Schritt S22 24-mal hintereinander die Temperatur oberhalb 100ºC ist, wird dies als ein Fehler des Diodentemperatursensors bestimmt, und eine Kopfdiodensensorfehlermarke wird bei Schritt S23 gesetzt. Das Zählglied wird bei einer Unterbrechung eines Zeitintervalls von 50 msec 24-mal erhöht, und wenn 20-mal oder 1 Sekunde nach der Bestimmung des Temperaturüberschreitungsfehlers abgelaufen sind, wird der Diodentemperatursensorfehler erfasst.
  • Durch ein Wiederholen der Abfolge der vorstehend beschriebenen Schritte werden bei dem Flussdiagramm mit einer Unterbrechung von 50 msec die jeweiligen Zustände des Aufzeichnungskopfes bestimmt, werden die jeweiligen Köpfe gesetzt und werden die jeweiligen Prozesse in den entsprechenden Nebenroutinen ausgeführt.
  • Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm eines Leistungseinschaltunterbrechungsprozesses als ein Ausnahmeprozess.
  • Wenn die Stromzufuhr eingeschaltet wird, wird eine Unterbrechung bei Schritt S30 als ein Startvorgang (soft power on) gestartet, und das Temperaturüberschreitungsschutzsteuerschaltglied wird bei Schritt S31 gelöscht.
  • Fig. 10 zeigt ein Flussdiagramm einer Update-Routine des Temperaturüberschreitungsschutzsteuerschaltgliedes.
  • Die Unterbrechung der Steuerung wird bei einer Unterbrechungszeitabstimmung bei 1 Sekunde bei Schritt S40 ausgeführt. Der Inhalt des Schutzsteuerschaltgliedes wird bei Schritt S41 gelesen und wenn er nicht 0 Sekunden beträgt, wird bestimmt, dass gerade gezählt wird, und das Temperaturüberschreitungsschutzzeitglied wird bei Schritt S42 erniedrigt (dekrementiert). Wenn der Inhalt des Temperaturüberschreitungsschutzsteuerzeitgliedes 0 bei Schritt S41 ist, wird die Temperaturüberschreitungsschutzmodusmarke bei Schritt S43 zurückgesetzt, und der Prozess kehrt bei Schritt S44 zurück. Durch diesen Prozess wird der Temperaturüberschreitungsschutz in 20 Sekunden freigegeben.
  • Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine des Aufzeichnens bei dem Temperaturüberschreitungsschutzmodus.
  • Wenn die Temperaturüberschreitung erfasst worden ist und aufzuzeichnen ist, wird diese Nebenroutine gestartet. Für jede Aufzeichnungszeile wird der Schlitten in die Ausgangsposition bei Schritt S61 bewegt und der Prozess wartet 3,5 Sekunden bei Schritt S62 und kehrt dann bei Schritt S63 zurück. Durch diesen Prozess wird die wesentliche Aufzeichnungsleistung verringert, dass sie zu einer Hauptleistung pro Zeiteinheit umgewandelt wird, um den Temperaturanstieg zu verhindern. Das Verfahren zum Verringern der wesentlichen Aufzeichnungsleistung ist nicht auf das vorstehend erwähnte Verfahren beschränkt, es können auch andere Prozesse angewendet werden. Beispielsweise kann die Anzahl an zu verwendenden Ausstoßöffnungen verringert werden und ein Teilaufzeichnen kann ausgeführt werden, oder es kann die Antriebsfrequenz für das Aufzeichnen verringert werden.
  • Wenn, wie dies vorstehend beschrieben ist, die Temperatur des Aufzeichnungskopfes 50ºC durch den Anstieg der Temperatur des Aufzeichnungskopfes überschreitet, wird der Kopfaustauschmodus möglich gemacht und das Aufzeichnen wird fortgesetzt. Wenn das Aufzeichnen bei der hohen Aufzeichnungsleistung fortgesetzt wird und die Temperatur bis auf 75ºC ansteigt, werden der Dotaustauschverhinderungsmodus und der Temperaturüberschreitungsschutzvorgang möglich gemacht, um zu verhindern, dass der Aufzeichnungskopf beschädigt oder zerstört wird oder ein Aufzeichnungsfehlverhalten auftritt. Wenn die Kopftemperatur weiter ansteigt oder die Temperatur unerwartet soweit ansteigt, dass sie 100ºC überschreitet, wird der Temperaturüberschreitungsfehler gültig gemacht, um das System auf den Fehlermodus zu versetzen, um das Aufzeichnen anzuhalten. Wenn die Temperatur noch weiter ansteigt, wird bestimmt, dass der Diodentemperatursensor versagt hat, und der Diodensensorfehler wird gesetzt. In dieser Weise wird der Drucker mehrstufig durch die Temperatur gesteuert, die für den Aufzeichnungskopf erfasst wird. Somit wird ein Schutz gegenüber einem Temperaturüberschreiten erzielt, wobei soweit wie möglich die Aufzeichnungsleistung nicht verringert wird. Die Bedeutung des Einstellens der jeweiligen Bestimmungstemperaturen ist nachstehend erläutert.
  • Bei dem sogenannten Blasenstrahlsystems des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, ein Impulsstrom zu einer Heizeinrichtung 204 geliefert, um plötzlich die Tinte zu erwärmen, so dass ein Filmsiedezustand bewirkt wird, und die Tinte in der Flüssigkeitsbahn 209 wird durch die erzeugten Luftblasen 205 hinausgedrückt, wodurch die ausgestoßenen Tintentropfen 211 erzeugt werden. Beim Ausstoßen der Tinte ist die zu der Heizeinrichtung 204 zugeführte elektrische Energie nicht 100%-ig in eine kinetische Energie umgewandelt, sondern der größte Teil dieser Energie wird als Wärmeenergie abgeleitet. Ungefähr die Hälfte der Wärme wird aus dem Aufzeichnungskopf zusammen mit den ausgestoßenen Tintentropfen abgegeben, und die verbleibende Hälfte wird in dem Aufzeichnungskopf gespeichert. Das heißt, sie wird durch den gesamten Aufzeichnungskopf geleitet, der die Heiztafel 203, die Grundplatte 200 und die mit Nuten versehene obere Platte 207 und sogar den Tintenbehälter aufweist, so dass die Wärme von diesen Elementen an die Umgebungsluft abgegeben wird, wenn die Wärme weitergeleitet wird.
  • Wenn die Wärme in dieser Weise gespeichert wird, steigt die Temperatur insbesondere an der hinteren Seite der Aluminiumgrundplatte 200, die eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit hat, beträchtlich an. Wenn die Antriebsfrequenz gering ist und die Anzahl an Ausstoßöffnungen niedrig ist, bewirkt die Temperatur aufgrund des Temperaturanstiegs kein Problem an sich, wenn jedoch die aufgebrachte Energie zunimmt, erhält dieser Abschnitt eine sehr hohe Temperatur. Bei dem bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten Aufzeichnungskopf beträgt der Temperaturanstieg ungefähr 40ºC bei dem Tintenausstoßzustand, und die Temperatur steigt auf ungefähr 80ºC bei der sogenannten Tintenabnahme, bei der keine Tinte in der Flüssigkeitsbahn vorhanden ist.
  • Wenn andererseits der Anwender ein Austauschen der Kopfkartusche beabsichtigt, drückt der Anwender die Kartuschenaustauschschalteinrichtung einer in Fig. 3 gezeigten Schalteinrichtungseinheit 106 nieder, so dass der Schlitten zu der Kartuschenaustauschposition des Druckers bewegt wird, und der Einrasthebel 105 für ein Einrasten der Kartusche 104 wird gelöst, um das Herausnehmen der Kartusche 104 zu ermöglichen. Wenn der Aufzeichnungskopf aufgrund der in ihm gespeicherten Wärme eine sehr hohe Temperatur hat, ist es für den Anwender gefährlich, wenn der Anwender die Kopfkartusche zum Zwecke des Herausnehmens derselben ergreift.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Grenzwert, bei dem der Anwender die Wärme nicht als heiß empfindet, als eine tatsächliche Temperatur von 70ºC angesehen, und ein maximaler Fehler bei dem Messsystem wird als 20ºC angesehen, und der Kopfaustauschverhinderungsmodus wird bei 70 - 20 = 50ºC gültig gemacht (siehe die Schritte 57 und 59 von Fig. 8A). Indem der Fehler in dieser Weise berücksichtigt wird, wird die tatsächliche Temperatur nicht 70ºC überschreiten, selbst wenn die Eigenschaft des Diodentemperatursensors schwankt.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 12 wird die Abfolge bei einem Kartuschenaustausch erläutert.
  • Wenn bei Schritt S9 eine Marke zum Verhindern des Kartuschenaustausches gesetzt wird, wird der Aufzeichnungsvorgang fortgesetzt, wenn gerade das Aufzeichnen ausgeführt wird, jedoch wird, wenn der Anwender das Aufzeichnen beendet oder beabsichtigt, das Aufzeichnen zu unterbrechen und zu dem Kartuschenaustauschmodus zu gelangen, die Marke gültig gemacht. Genauer gesagt wird dann, wenn die Kartuschenaustauschschalteinrichtung betätigt worden ist, die Austauschabfolge gestartet (siehe Schritt S80), und bei Schritt S71 wird bestimmt, ob eine Behinderungsmodusmarke gesetzt ist oder nicht. Wenn sie gesetzt ist, wird das Behindern des Kartuschenaustausches bei Schritt S72 angezeigt. Alternativ kann der Anwender durch eine Warneinrichtung informiert werden. Gleichzeitig dazu wird, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, die Kopfkartusche zu der Position bewegt, die durch das Barriereelement 103 in der Nähe der Ausgangsposition bedeckt ist, wobei dies bei Schritt S73 geschieht und der Einrasthebel 105 nicht betriebsfähig gemacht wird, um zu verhindern, dass die Kartusche aus dem Schlitten entnommen wird, und um zu verhindern, dass der Anwender den Abschnitt mit der hohen Temperatur berührt. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Einrichtung zum Benachrichtigen des Anwenders über den Umstand, dass der Kopfaustausch nicht möglich ist, und die Steuereinrichtung für den mechanischen Modus zum Verhindern des Kopfaustausches vorgesehen sind.
  • Eine vorbestimmte Phasenanregung des Schlittenmotors wird ebenfalls ausgeführt, um den Schlitten elektrisch zu fixieren.
  • Als Einrichtung zum Verhindern des Austausches durch den Anwender kann der Einrasthebel selbst eingerastet werden, um den Einrasthebel unbewegbar zu machen, anstatt dass ein Barriereelement 103 vorgesehen ist.
  • Wenn der Anwender versucht, den Schlitten von der Hinterseite des Barriereelementes 103 zwangsweise herauszuziehen, um den Einrasthebel 105 zum Zwecke des Herausnehmens der Kartusche zu lösen, wird der Schlittenmotor angetrieben, um sofort den Schlitten in die Ausgangsposition zurückkehren zu lassen, um den Austausch der Kartusche unmöglich zu machen. In diesem Fall kann, um zu bestimmen, ob der Schlitten zwangsweise bewegt worden ist oder nicht, das Herausziehen des Schlittens von der Barriere 103 zu der Position, die das Freigeben des Einrasthebels 105 ermöglicht, durch den Erfassungszustand des Ausgangspositionssensors und einen Zustand bestimmt werden, ob ein Antriebssignal auf den Schlittenantriebsmotor aufgebracht worden ist oder nicht.
  • Alternativ kann, wenn die Schlittenposition durch eine Linearkodiereinrichtung oder eine Drehkodiereinrichtung gesteuert wird, die Bewegung an der Stelle bestimmt werden, bei der die Kodiereinrichtung die Bewegung erfasst. Ein Zählwert emf, der erzeugt wird, wenn der Schlittenmotor angetrieben wird, kann erfasst werden, um die Bewegung des Schlittens zu bestimmen. Die Bestimmung kann durch eines von unterschiedlichen Verfahren ausgeführt werden, und wenn die zwangsweise Bewegung des Schlittens erfasst worden ist, wird der Schlitten bewegt, wie dies durch einen Pfeil in Fig. 4 gezeigt ist, um die Kopfkartusche zu der hinteren Seite des Barriereelementes 103 oder einer anderen gleichwertigen Abdeckung oder eines Elementes zum Verhindern des Austausches der Kartusche oder des Aufzeichnungskopfes zu bewegen.
  • Andererseits wird, wenn bei Schritt S71 bestimmt worden ist, dass die Behinderungsmodusmarke nicht gesetzt worden ist, die Kartusche zu der Austauschposition bei Schritt S74 bewegt, um den Austausch durch den Anwender zu ermöglichen.
  • Das Einstellen oder Setzen der Bestimmungstemperatur für den Temperaturüberschreitungsschutzmodus wird nachstehend erläutert.
  • Bei dem Temperaturüberschreitungsschutzmodus wird eine Verzögerungsaufzeichnungsmarke gesetzt, um eine Wartezeit für jede Aufzeichnungszeile einzustellen (siehe die Schritte S13 und S14 in Fig. 8A). Das weitere Ansteigen der Temperatur wird durch den Schutzmodus unterdrückt. Das verzögerte Aufzeichnen oder der Vorgang zum Unterdrücken des Temperaturanstiegs kann durch ein anderes bekanntes Verfahren anstelle des Einstellens der Wartezeit zwischen den Abtastungen auch derart ausgeführt werden, dass die Anzahl an pro Abtastung verwendeten Ausstoßöffnungen verringert wird oder die Antriebsfrequenz verringert wird.
  • Der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Aufzeichnungskopf hat die aus Kunststoff geformte mit Nuten versehene obere Platte 207, die an die Heiztafel 203 druckangepasst ist. Wenn der Diodentemperatursensor 206 die Temperatur von oberhalb 120ºC erfasst, überschreitet die mit Nuten versehene obere Platte 207 ihren thermischen Verformungspunkt und wird verformt. Bei einem anderen Aufbau wird ein Beschädigungsgrenzpunkt für den Aufzeichnungskopf durch einen Unterschied zwischen den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestimmt.
  • Um die Temperatur unterhalb dieser Temperatur zu halten, kann die Steuerung ausgeführt werden, wenn ein maximaler Fehler des Sensorsystems, eine Ansprechfrequenz des Sensorsystems, eine maximale Verzögerungszeit, die für die Steuerung zum Unterbrechen erforderlich ist, und ein maximaler Temperaturanstieg während jener Zeitspanne bekannt sind. Da im allgemeinen der Augenblick des Sendens der Aufzeichnungsdaten zu dem Aufzeichnungskopf für ein Aufzeichnen derart schnell vorüber geht, dass das Senden der Aufzeichnungsdaten zu dem Aufzeichnungskopf jedes mal durch die Steuerung der MPU zu spät ist, sendet die MPU lediglich ein Auslösesignal zum Starten des Aufzeichnens zu der Gatteraufreihung, die das Bit-Bild liest, das in dem RAM bei dem DMA-Modus entwickelt wird, um das Signal zu dem Aufzeichnungskopf für ein Aufzeichnen zu senden. Demgemäß schreitet, wenn das Aufzeichnen erst einmal gestartet ist, das Aufzeichnen ohne ein Eingreifen der MPU voran, so dass das Aufzeichnen nicht ohne weiteres sofort angehalten werden kann. Des weiteren muss, wenn der Aufzeichnungsvorgang durch die Unterbrechung angehalten wird, der nächste Vorgang aus dem angehaltenen Abschnitt starten, und eine Einrichtung und eine Steuerung dafür sind erforderlich.
  • Bei der vorstehend aufgezeigten Darlegung ist es bei der Steuerung von Vorteil, dass das Anhalten des Aufzeichnungsvorgangs und das Einstellen der Wartezeit bei der Vollendung von einem Aufzeichnungsabtasten ausgeführt werden. Demgemäß kann, wenn ein maximaler Temperaturanstieg bei einem Abtasten bekannt ist, die Bestimmungstemperatur für den Temperaturüberschreitungsschutzmodus auf die Grenzbetriebstemperatur, die geringer als der maximale Temperaturanstieg ist, bei einem Abtasten eingestellt werden. Genauer gesagt wird die Temperatur so eingestellt, dass sie noch niedriger als die vorstehend erwähnte Temperatur durch einen maximalen Fehler der Temperaturerfassungsschaltung eingestellt ist. Somit beträgt, wenn die Grenzbetriebstemperatur niedriger als 120ºC ist, der maximale Temperaturanstieg beim Aufzeichnen einer Breite bei einem Abtasten von 8 Zoll 25ºC und der maximale Fehler des Sensorsystems beträgt 20ºC, wobei die Bestimmungstemperatur für den Temperaturüberschreitungsschutzmodus 120 - 25 - 20 = 75ºC beträgt.
  • Als ein Ergebnis wird, wenn die Temperatur unmittelbar vor dem Aufzeichnen bspw. 74ºC beträgt, das verzögerte Aufzeichnen nicht gestartet, und die Temperatur des Aufzeichnungskopfes ist unterhalb 119ºC, selbst wenn der Sensorfehler maximal ist. Andererseits wird, wenn die Temperatur unmittelbar vor dem Aufzeichnen 120ºC beträgt, das verzögerte Aufzeichnen gestartet, und mit dem Aufzeichnen wird begonnen, nachdem die Kopftemperatur aufgrund des Aufzeichnungswartens gefallen ist, so dass die Kopftemperatur nicht 120ºC überschreitet. Wenn das geteilte Aufzeichnen für das verzögerte Aufzeichnen angewendet wird, wird die maximale Temperatur um einige ºC gesenkt, und die Gesamttemperatur, die bislang gestiegen ist, wird allmählich abgesenkt, so dass die Kopftemperatur nicht 120ºC überschreitet.
  • In dieser Weise wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der maximale Temperaturanstieg bei einem Abtasten zuvor erhalten und die Steuerung wird ausgeführt, indem die Grenzbetriebstemperatur, die niedriger als der maximale Temperaturanstieg ist, als die Referenztemperatur verwendet wird. Vorzugsweise wird die vorstehend genannte Temperatur, die niedriger als der maximale Fehler des Sensorsystems ist, als der Bezug für die Steuerung verwendet, so dass das plötzliche Anhalten des Aufzeichnens verhindert ist.
  • Die Temperatur von 100ºC als die Bestimmungsreferenz für den Temperaturüberschreitungsfehlermodus wird in der nachstehend erörterten Weise bestimmt. Das heißt, wenn der Aufzeichnungskopf ohne Tinte um die Ausstoßheizeinrichtung des Aufzeichnungskopfes herum erwärmt wird, und wenn ein Hochleistungsaufzeichnen wie bspw. ein flächendeckendes Zeichnen mit schwarzer Farbe fortgesetzt wird, ohne dass von dem Leerwärmezustand Notiz genommen wird, ist es, wenn der Steuertemperaturwert 100ºC aufgrund der Veränderlichkeit der Wärmeverteilung oder wenn die Steuertemperatur 100ºC bei maximalem Sensorfehler überschreitet, äußerst wahrscheinlich, dass die tatsächliche Temperatur des Aufzeichnungskopfes oberhalb der Grenztemperatur von 100ºC liegt. Demgemäß wird, wenn die Steuertemperatur 100ºC überschreitet, dies als ein Fehler bestimmt, und das Aufzeichnen wird sofort angehalten (siehe Schritt S20 von Fig. 8B).
    • [Ausführungsbeispiel 2]
  • Der Aufzeichnungskopf von Ausführungsbeispiel 1 ermöglicht ein Aufzeichnen mit einer Breite von 8 Zoll pro Zeile. Bei dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Temperatursteuerung für ein großes Aufzeichnungsgerät das Aufzeichnen in einer Breite von 16 Zoll.
  • Bei einem vergleichsweise großen Drucker mit einer Aufzeichnungsbreite von 16 Zoll nimmt die Anzahl an Ausstoßöffnungen zu und der maximale Temperaturanstieg bei einem Abtasten beträgt ungefähr 45ºC im Gegensatz zu 25ºC für die Breite von 8 Zoll. In diesem Fall beträgt in Übereinstimmung mit dem Einstellen der bei Ausführungsbeispiel 1 erläuterten Bestimmungsreferenztemperatur die Referenztemperatur 120 - 45 - 20 = 55ºC. Wenn in diesem Fall das Aufzeichnen bei einer Umgebungstemperatur von 30ºC ausgeführt wird, wobei der Temperaturanstieg in dem Gerät 10ºC beträgt, wird der Temperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes selbst nur für 55 - 30 - 10 = 15ºC ermöglicht. Somit erreicht, selbst bei einem Aufzeichnen eines Textes, der Aufzeichnungskopf kaum die Bestimmungsreferenztemperatur durch den Temperaturanstieg an sich, und der Prozess geht zu dem Verzögerungsaufzeichnungsmodus weiter, der der Temperaturüberschreitungsschutzmodus ist. Als ein Ergebnis wird der Durchsatz wesentlich verringert.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zum Lösen dieses Problems zumindest eine Stelle, an der die Ausstoßsteuerung unterbrechen kann, in einer Zeile einer Breite von 16 Zoll vorgesehen, und ein maximaler Temperaturanstieg bei einem Abtasten bei der Aufzeichnungsbreite zwischen den Stellen wird zuvor gemessen.
  • Beispielsweise wird angenommen, dass der maximale Temperaturanstieg bei einem vollständigen Aufzeichnen einer Breite von 16 Zoll bei einem Abtasten 45ºC beträgt. Es wird außerdem angenommen, dass der Temperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes 75ºC während der Dauer eines Hochleistungsaufzeichnens beträgt. Wenn in diesem Fall ein Abtasten unter Verwendung sämtlicher Ausstoßöffnungen bei der Breite von 16 Zoll aufgezeichnet wird, beträgt der dabei auftretende Temperaturanstieg 45ºC und der Gesamttemperaturanstieg beträgt 75 + 45 = 120ºC. Somit kann beim Ende des Abtastens die mit Nuten versehene obere Platte schmelzen und beschädigt oder zerstört werden. Demgemäß ist für die Aufzeichnungsbreite von 16 Zoll der Steuerpunkt zum Ermöglichen des Anhaltens des Tintenausstoßes an dem 8-Zoll- Punkt vorgesehen, so dass der Temperaturanstieg auf 75 + 25 = 100ºC unterdrückt wird. Wenn bekannt ist, dass die Temperaturanstiege 25ºC bei einem Abtasten der Breite von 8 Zoll beträgt, kann bestimmt werden, dass das Ausstoßen nicht an der 8-Zoll-Stelle angehalten werden muss, wenn der Temperaturanstieg durch das Aufzeichnen der Breite von 8 Zoll niedriger als 120 - 25 = 95ºC ist. Tatsächlich kann, wenn der Temperaturanstieg niedriger als die Steuertemperatur von 95ºC ist, die die Temperatur von 95ºC minus der maximale Fehler von 20ºC von dem Sensorsystem ist, das Aufzeichnen der Breite von 16 Zoll ermöglicht werden.
  • Wenn das Ausstoßen bei der Breite von 8 Zoll angehalten wird, wird das Blatt nicht bei dem nächsten Abtasten zugeführt, und der verbleibende Abschnitt wird aufgezeichnet. Da die Position, an der das Ausstoßen angehalten wird, vorbestimmt ist, ist die Steuerung nicht sehr kompliziert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es nur einen Anhaltepunkt, obwohl eine Vielzahl an Punkten vorteilhafterweise vorgesehen werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für eine Verwendung bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf und einem Aufzeichnungsgerät geeignet, bei dem ein elektrothermischer Wandler, ein Laserstrahl oder dergleichen verwendet wird, um eine Zustandsveränderung der Tinte zum Ausstoßen oder Ausspritzen der Tinte zu bewirken, da die hohe Dichte an Bildpunkten und die hohe Auflösung des Aufzeichnens erzielt werden.
  • Der kennzeichnende Aufbau und das kennzeichnende Betriebsprinzip sind vorzugsweise diejenigen, die in den U.S. Patentdruckschriften Nr. 4 723 129 und 4 740 796 offenbart sind. Dieses Prinzip und dieser Aufbau sind sowohl bei dem Aufzeichnungssystem der sogenannten Nach-Bedarf-Bauart als auch bei dem Aufzeichnungssystem der kontinuierlichen Bauart anwendbar. Insbesondere ist dieses System jedoch für das System der Nach-Bedarf-Bauart geeignet, da das Prinzip derart ist, daß zumindest ein Antriebssignal auf ein elektrothermisches Wandlerelement aufgebracht wird, das entsprechend an einem Blatt, in dem eine Flüssigkeit (Tinte) gehalten wird, oder an einem Flüssigkeitskanal angebracht ist, wobei das Antriebssignal ausreicht, um einen derart schnellen Temperaturanstieg über einen Kernsiedepunkt hinaus vorzusehen, wodurch die Wärmeenergie durch das elektrothermische Wandlerelement vorgesehen wird, um ein Filmsieden an dem Heizabschnitt des Aufzeichnungskopfes zu bewirken, wodurch eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) gebildet werden kann, die jedem Antriebssignal entspricht. Durch die Erzeugung, das Anwachsen und das Zusammenfallen dieser Blase wird die Flüssigkeit (Tinte) durch einen Ausspritzauslaß ausgestoßen, um zumindest einen Tropfen zu bilden. Vorzugsweise hat dieses Antriebssignal eine Impulsform, da dann das Anwachsen und das Zusammenfallen der Blase sofort bewirkt werden kann, und daher kann die Flüssigkeit (Tinte) in einer kurzen Ansprechzeit ausgespritzt werden. Das Antriebssignal mit der Impulsform ist vorzugsweise derart, wie dies in den U.S. Patentdruckschriften Nr. 4 463 359 und Nr. 4 345 262 offenbart ist. Außerdem ist das Temperaturanstiegsverhältnis der Heizfläche vorzugsweise derart, wie dies in der U. S. Patentdruckschrift Nr. 4 313 124 offenbart ist.
  • Der Aufbau des Aufzeichnungskopfes kann sowohl derartig sein, wie dies in den U.S. Patentdruckschriften Nr. 4 558 333 und Nr. 4 459 600 offenbart ist, in denen der Heizabschnitt in einem gebogenen Abschnitt angeordnet ist, als auch derartig sein, wie der Aufbau einer Kombination des Ausspritzauslasses, des Flüssigkeitskanals und des elektrothermischen Wandelelementes, der in den vorstehend erwähnten Beschreibungen offenbart ist. Außerdem kann der Aufzeichnungskopf auf den in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 123 670/1984 offenbarten Aufbau angewendet werden, bei dem ein Gemeinschaftsschlitz als der Ausspritzauslaß für eine Vielzahl von elektrothermischen Wandlerelementen verwendet wird, und auf den in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 138 461/1984 offenbarten Aufbau angewendet werden, bei dem eine Öffnung zum Absorbieren einer Druckwelle von Wärmeenergie entsprechend dem Ausspritzabschnitt gebildet ist. Dem ist so, weil die vorliegende Erfindung beim Ausführen des Aufzeichnungsvorganges mit Sicherheit und mit einem hohen Wirkungsgrad unabhängig von der Art des Aufzeichnungskopfes wirksam ist.
  • Außerdem kann die vorliegende Erfindung bei einem Aufzeichnungskopf der Reihenbauart, bei dem der Aufzeichnungskopf an der Hauptbaugruppe befestigt ist, bei einem austauschbaren Aufzeichnungskopf der Chipbauart, der mit dem Hauptgerät elektrisch verbunden ist und mit Tinte beliefert werden kann, wenn er an der Hauptbaugruppe montiert ist, oder bei einem Aufzeichnungskopf der Kartuschenbauart mit einem einstückigen Tintenbehälter angewendet werden.
  • Ein Vorsehen einer Wiederherstellungseinrichtung und / oder einer Hilfseinrichtung für den Vorbetrieb ist vorzuziehen, da diese die Wirkungen der vorliegenden Erfindung weiter stabilisieren können. Beispielsweise gibt es als derartige Einrichtungen eine Abdeckeinrichtung für den Aufzeichnungskopf, eine Reinigungseinrichtung für den Aufzeichnungskopf, eine Druck- oder Saugeinrichtung und eine Vorheizeinrichtung, die ein elektrothermisches Wandlerelement oder ein zusätzliches Heizelement oder eine Kombination von ihnen sein kann. Außerdem kann eine Einrichtung zum Bewirken einer Vorausspritzung (nicht für den Aufzeichnungsvorgang) den Aufzeichnungsvorgang stabilisieren.
  • Was die Variationen des montagefähigen Aufzeichnungskopfes anbetrifft, so kann er ein einzelner Aufzeichnungskopf sein, der einer Tinte einer einzelnen Farbe entspricht, oder er kann entsprechend der Vielzahl von Tintenmaterialien mit unterschiedlicher Aufzeichnungsfarbe oder Aufzeichnungsdichte in Vielzahl vorgesehen sein. Die vorliegende Erfindung kann wirkungsvoll auf ein Gerät angewendet werden, das zumindest entweder über einen Einfarbenmodus hauptsächlich mit Schwarz, über einen Vielfarbenmodus mit Tintenmaterialien mit verschiedenen Farben und / oder über einen Modus mit allen Farben, der das Farbmischen verwendet, verfügt, wobei es sich dabei sowohl um eine einstückig ausgebildete Aufzeichnungskopfeinheit oder um eine Kombination von vielen Aufzeichnungsköpfen handeln kann.
  • Darüber hinaus ist in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Tinte flüssig. Sie kann jedoch ein Tintenmaterial sein, das sich unterhalb der Raumtemperatur verfestigt, aber bei Raumtemperatur flüssig wird. Da die Tinte innerhalb einer Temperaturspanne von nicht weniger als 30ºC und nicht höher als 70ºC zum Stabilisieren der Viskosität der Tinte gesteuert wird, um das stabilisierte Ausspritzen bei einem üblichen Aufzeichnungsgerät dieser Bauart vorzusehen, kann die Tinte derart sein, daß sie innerhalb des Temperaturbereiches flüssig ist, wenn das Aufzeichnungssignal aufgebracht wird. Die vorliegende Erfindung ist auch auf andere Tintenarten anwendbar. Bei einem Fall von diesen Tintenarten wird der Temperaturanstieg aufgrund der Wärmeenergie sicher verhindert, indem diese für die Zustandsänderung der Tinte von dem festen Zustand in den flüssigen Zustand verbraucht wird. Eine andere Tinte wird verfestigt, wenn sie so belassen wird, um das Verdampfen der Tinte zu verhindern. Bei jedem dieser Fälle wird die Tinte durch ein Aufbringen eines Wärmeenergie erzeugenden Aufzeichnungssignales flüssig gemacht, und die flüssig gemachte Tinte kann ausgespritzt werden. Eine andere Tinte kann mit dem Verfestigen bei einem Zeitpunkt beginnen, bei dem sie das Aufzeichnungsmaterial erreicht.
  • Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf eine derartige Tinte angewendet werden, die durch die Anwendung von Wärmeenergie flüssig wird. Eine derartige Tinte kann als eine Flüssigkeit oder als ein Feststoff in Löchern oder Vertiefungen gehalten werden, die in einem porösen Blatt ausgebildet sind, wie dies in der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 54-56 847 und in der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 60-71 260 offenbart ist. Das Blatt ist den elektrothermischen Wandlerelementen zugewandt. Das wirkungsvollste System für die vorstehend beschriebenen Tintenmaterialien ist das Filmsiedesystem.
  • Das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät kann als ein Ausgabeanschluß eines Informationsverarbeitungsgerätes, wie beispielsweise ein Rechner oder dergleichen, als ein Kopiergerät, das mit einer Bildleseeinrichtung oder dergleichen kombiniert ist, oder als ein Faxgerät mit einer Informationsübermittlungsfunktion und einer Informationsaufnahmefunktion verwendet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Aufzeichnungskopf eine vergleichsweise hohe Temperatur oberhalb der vorbestimmten Temperatur erreicht, das Austauschen des Aufzeichnungskopfes verhindert. Des weiteren wird, wenn der Aufzeichnungskopf eine hohe Temperatur erreicht hat, die Aufzeichnungsleistung des Aufzeichnungskopfes verringert.
  • Als ein Ergebnis wird ein sicheres Aufzeichnungsgerät vorgesehen, bei dem verhindert wird, dass der Anwender das Element mit hoher Temperatur berührt. Des weiteren ist der Aufzeichnungsdurchsatz nicht wesentlich verringert.
  • Des weiteren wird, wenn die Temperatur des Aufzeichnungskopfes die Grenzbetriebstemperatur, die niedriger als der maximale Temperaturanstieg bei zumindest einer Zeile ist, erreicht, die Steuerung derart gestaltet, dass die Energie pro Zeiteinheit, die auf den Aufzeichnungskopf für ein Aufzeichnen aufgebracht wird, verringert wird, um das Zerstören oder Beschädigen des Aufzeichnungskopfes zu verhindern.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die hierbei offenbarten Aufbauarten beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die aufgezeigten Einzelheiten beschränkt, und die vorliegende Erfindung soll derartige Abwandlungen oder Veränderungen abdecken, die in den Umfang der Ansprüche fallen.

Claims (27)

1. Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen auf einem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung eines austauschbaren Aufzeichnungskopfes (18) mit:
einer Erfassungseinrichtung (14, s2) zum Erfassen einer Temperaturinformation des Aufzeichnungskopfes (18);
einer Bestimmungseinrichtung (14, s5, s7) zum Bestimmen, ob ein Kopftemperaturwert, der auf der Grundlage der Temperaturinformation des Aufzeichnungskopfes abgeleitet wird, die von der Erfassungseinrichtung gewonnen wird, oberhalb eines vorbestimmten Wertes ist oder nicht; und
einer Steuereinrichtung (14) zum Steuern des Aufzeichnungsgerätes in Abhängigkeit von dem Ausgabesignal der Bestimmungseinrichtung;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine Moduseinstelleinrichtung (14, s9) aufweist, die einen Modus einstellt, um einen Austauschvorgang des Aufzeichnungskopfes (18) zu behindern, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß die Temperatur des Aufzeichnungskopfes (18) oberhalb des vorbestimmten Wertes ist.
2. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen auf dem Aufzeichnungsmedium betreibbar ist, während der Aufzeichnungskopf (18) bewegt wird, und wobei der Behinderungsmodus betreibbar ist, um den Aufzeichnungskopf (18) über einen Bereich, in dem ein Anwender den Aufzeichnungskopf (18) im Ansprechen auf eine Anzeige (s70) des Austauschens des Aufzeichnungskopfes (18) austauschen kann, hinaus zu bewegen und zu halten.
3. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 2, wobei im Ansprechen auf die Anzeige (s70) der Behinderungsmodus betreibbar ist, um den Aufzeichnungskopf (18) über den Bereich hinter ein Abdeckelement (103) zu bewegen und zu halten.
4. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 2 oder 3, das des weiteren folgendes aufweist: eine Einrichtung (20) zum Bewegen des Aufzeichnungskopfes (18) aus dem Bereich heraus, wenn der Behinderungsmodus eingestellt worden ist und im Ansprechen auf eine Bestimmung, das der Aufzeichnungskopf in den Bereich bewegt worden ist.
5. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 4, wobei die Einrichtung (20) einen Ausgangspositionssensor oder eine Kodiereinrichtung oder eine Einrichtung aufweist, um ein Zählglied emf eines Motors während einer Nichtbetätigung erfassen, um zu bestimmen, ob der Aufzeichnungskopf (18) in den Bereich bewegt worden ist.
6. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Einrichtung (20) einen Motor und eine Einrichtung zum Liefern eines Gleichstromes oder mehrerer Gleichströme zu dem Motor (20) zum Bewegen des Aufzeichnungskopfes (18) aus dem Bereich heraus, wenn Versucht wird, den Aufzeichnungskopf (18) in den Bereich zu bewegen, aufweist.
7. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Aufzeichnungsgerät für ein Aufzeichnen auf dem Aufzeichnungsmedium betreibbar ist, während der Aufzeichnungskopf (18) bewegt wird, und wobei der Behinderungsmodus betreibbar ist, um den Aufzeichnungskopf durch einen Einrastmechanismus (105) im Ansprechen auf eine Anzeige (s70) des Austausches des Aufzeichnungskopfes (18) zu verrasten, um zu verhindern, daß der Aufzeichnungskopf entfernt wird.
8. Aufzeichnungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, das des weiteren folgendes aufweist: eine Einrichtung (14, s72) zum Informieren des Anwenders, das der Behinderungsmodus eingestellt worden ist.
9. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung des weiteren eine zweite Bestimmungseinrichtung (14, s10), um zu bestimmen, ob der abgeleitete Kopftemperaturwert oberhalb eines zweiten vorbestimmten Wertes ist, und eine Einrichtung (14) aufweist, um eine Energie pro Zeiteinheit, die auf den Aufzeichnungskopf (18) während einer Aufzeichnungszeile aufgebracht wird, zu verringern, wenn die zweite Bestimmungseinrichtung (14, s10) bestimmt, daß der abgeleitete Kopftemperaturwert oberhalb des zweiten vorbestimmten Wertes ist.
10. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 9, wobei der zweite vorbestimmte Wert größer als der erste vorbestimmte Wert ist.
11. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 9, wobei die Verringerungseinrichtung (14) betreibbar ist, um
(i) eine Antriebsfrequenz des Aufzeichnungskopfes (18) während des Aufzeichnens zu verringern;
(ii) ein Aufzeichnen mit Mehrfachbahn während des Aufzeichnens auszuführen;
(iii) eine Ruhezeitspanne während des Aufzeichnens vorzusehen; oder
(iv) eine Kombination aus (i), (ii) oder (iii) auszuführen, wenn die zweite Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß die abgeleitete Kopftemperatur oberhalb des zweiten vorbestimmten Wertes ist.
12. Aufzeichnungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Aufzeichnungskopf (18) so eingerichtet ist, daß er Blasen in der Tinte unter Anwendung von Wärmeenergie erzeugt und die Tinte ausstößt, wenn die Blasen erzeugt werden.
13. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 12, das des weiteren eine Saugeinrichtung zum Saugen der Tinte aufweist.
14. Aufzeichnungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, das des weiteren einen Schlitten aufweist, an dem der Aufzeichnungskopf (18) montiert ist.
15. Faxgerät mit einem Aufzeichnungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
16. Kopiergerät mit einem Aufzeichnungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
17. Textverarbeitungseinrichtung mit einem Aufzeichnungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
18. Aufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen auf einem Aufzeichnungsmedium unter Anwendung eines austauschbaren Aufzeichnungskopfes (18) mit den folgenden Schritten:
Erfassen (s2) einer Temperaturinformation des Aufzeichnungskopfes (18);
Bestimmen (s5, s7), ob ein Kopftemperaturwert, der auf der Grundlage der Temperaturinformation des Kopfes abgeleitet wird, die bei dem Erfassungsschritt erfaßt wird, oberhalb eines vorbestimmten Wertes ist oder nicht; und
Steuern des Aufzeichnungsgerätes in Abhängigkeit von dem Ausgabesignal des Bestimmungsschrittes;
dadurch gekennzeichnet, daß
der Steuerschritt einen Schritt eines Einstellens (s9) eines Modus zum Verhindern eines Austauschvorgangs des Aufzeichnungskopfes (18), wenn der Bestimmungsschritt bestimmt, daß die Temperatur des Aufzeichnungskopfes (18) oberhalb des vorbestimmten Wertes ist, aufweist.
19. Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Aufzeichnen ausgeführt wird, während der Aufzeichnungskopf bewegt wird, und wobei der Behinderungsmodus den Aufzeichnungskopf über einen Bereich, in dem ein Anwender den Aufzeichnungskopf (18) austauschen kann, im Ansprechen auf eine Anzeige (s70) des Austauschens des Aufzeichnungskopfes (18) bewegt und hält.
20. Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 19, wobei im Ansprechen auf die Anzeige (s70) der Behinderungsmodus den Aufzeichnungskopf (18) über den Bereich hinter ein Abdeckelement (103) bewegt und hält.
21. Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 19 oder 20, das des weiteren den folgenden Schritt aufweist: Bewegen des Aufzeichnungskopfes (18) aus dem Bereich heraus, wenn der Behinderungsmodus eingestellt worden ist und wenn bestimmt worden ist, daß der Aufzeichnungskopf (18) in den Bereich bewegt worden ist.
22. Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 21, wobei ein Ausgangspositionssensor oder eine Kodiereinrichtung oder eine Einrichtung, durch die ein Zählglied emf von einem Motor während einer Nichtbetätigung erfaßt wird, verwendet wird, um zu bestimmen, ob der Aufzeichnungskopf (18) zwangsweise in den Bereich bewegt worden ist.
23. Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, wobei ein Motor verwendet wird, um den Aufzeichnungskopf (18) zu bewegen, und wobei ein Gleichstrom oder mehrere Gleichströme zu dem Motor geliefert werden, wenn versucht wird, den Aufzeichnungskopf in den Bereich zu bewegen.
24. Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 18, das des weiteren den folgenden Schritt aufweist: Informieren (s72) eines Anwenders darüber, das der Behinderungsmodus eingestellt worden ist.
25. Aufzeichnungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 24, das des weiteren den zweiten Schritt eines Bestimmens aufweist, ob der abgeleitete Kopftemperaturwert oberhalb eines zweiten vorbestimmten Wertes ist, und den Schritt eines Verringerns einer Energiezeiteinheit, die auf den Aufzeichnungskopf (18) während einer Zeile des Aufzeichnens aufgebracht wird, wenn der zweite Bestimmungsschritt bestimmt, daß die abgeleitete Kopftemperatur oberhalb des zweiten vorbestimmten Wertes ist, aufweist.
26. Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 25, wobei der zweite vorbestimmte Wert größer als der erste vorbestimmte Wert ist.
27. Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 25 oder 26, wobei
der Steuerschritt (i) eine Antriebsfrequenz des Aufzeichnungskopfes während des Aufzeichnens verringert;
der Steuerschritt (ii) durch ein Mehrfachbahnaufzeichnen während des Aufzeichnens aufzeichnet;
der Steuerschritt (iii) eine Ruhezeitspanne während des Aufzeichnens vorsieht; oder
der Steuerschritt (iv) eine Kombination aus (i), (ii) oder (iii) ausführt, wenn der zweite Bestimmungsschritt bestimmt, daß die abgeleitete Kopftemperatur oberhalb des zweiten vorbestimmten Wertes ist.
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