DE69631392T2

DE69631392T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Druckkopfkalibrierung, Druckkopf und Drucker

Info

Publication number: DE69631392T2
Application number: DE69631392T
Authority: DE
Inventors: Kimiyuki Hayasaki; Masaki Inaba
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2016-02-22
Also published as: CN1134885A; ATE258701T1; KR960031147A; EP0729115A3; US6145951A; CA2169816A1; JPH08230190A; CN1080202C; KR0167731B1; CA2169816C; EP0729115A2; DE69631392D1; MX9600695A; EP0729115B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Korrigieren eines Druckkopfs, einen durch diese Vorrichtung korrigierten Druckkopf, und eine diesen Druckkopf verwendende Druckvorrichtung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Korrigieren zum Beispiel eines Vollzeilen-Druckkopfs, der mit einer Vielzahl von Druckelementen entsprechend der Druckbreite eines Aufzeichnungsmediums ausgerüstet ist, einen durch diese Vorrichtung korrigierten Druckkopf, und eine diesen Druckkopf verwendende Druckvorrichtung.
Ein Drucker oder der Druckabschnitt eines Kopiergeräts oder eines Telefaxgeräts ist so ausgelegt, daß ein Bild, welches ein Punktmuster umfaßt, auf ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ein Papier, eine dünne Kunststoffolie oder Stoff, auf der Grundlage von Bildinformationen gedruckt wird.
Unter diesen Druckvorrichtungen sind diejenigen, denen aufgrund ihrer niedrigen Kosten der Brennpunkt der Aufmerksamkeit gilt, mit Druckköpfen versehen, die auf dem Tintenstrahlverfahren, dem Thermotransfer-Verfahren oder dem LED-Verfahren usw. beruhen, in welchen eine Vielzahl von Druckelementen entsprechend Punkten auf einer Basis angeordnet sind.
Bei einem Druckkopf, bei welchem diese Druckelemente so angeordnet sind, daß sie einer bestimmten Druckbreite entsprechen, können die Druckelemente durch einen Prozeß ähnlich einem Halbleiter-Herstellungsprozeß erzeugt werden. Demgemäß wird nun ein Übergang von einer Konfiguration, in welcher der Druckkopf und integrierte Ansteuerschaltkreise getrennt voneinander angeordnet sind, zu einer integrierten zusammengefügten Konfiguration durchgeführt, in welcher die integrier ten Ansteuerschaltkreise strukturell innerhalb derselben Basis integriert sind, auf welcher die Druckelemente angeordnet sind.
Infolgedessen können komplizierte Schaltkreise, die in der Ansteuerung des Druckkopfs involviert sind, vermieden werden, und können die Größe und die Kosten der Druckvorrichtung verringert werden.
Unter diesen Arten von Druckverfahren ist das Tintenstrahl-Druckverfahren besonders vorteilhaft. Im Einzelnen wird in Übereinstimmung mit diesem Verfahren thermische Energie veranlaßt, auf Tinte einzuwirken, und wird die Tinte durch Nutzen des durch Schäumen erzeugten Drucks ausgestoßen. Dieses Verfahren ist dahingehend vorteilhaft, daß das Ansprechen auf ein Drucksignal gut ist und es leicht ist, die Öffnungen mit einer hohen Dichte nahe beieinander zu gruppieren. Es bestehen im Vergleich zu den anderen Verfahren größere Erwartungen an dieses Verfahren.
Wenn der Druckkopf durch Anwenden eines Halbleiter-Herstellungsprozesses hergestellt wird und insbesondere dann, wenn zahlreiche Druckelemente, die der Druckbreite entsprechen sollen, über die gesamte Fläche einer Basis angeordnet sind, ist es sehr schwierig, alle Druckelemente ohne jegliche Defekte herzustellen. Infolgedessen ist der Herstellungsertrag des Prozesses zum Herstellen des Druckkopfs schlecht, und wird dies von höheren Kosten begleitet. Es gibt Situationen, in denen ein solcher Druckkopf aufgrund der involvierten Kosten nicht in die praktische Verwendung gebracht werden kann.
Demgemäß wurden Verfahren zum Erhalten eines Vollzeilen-Druckkopfs in den Spezifikationen der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 55-132253, 2-2009, 4.229278, 4-232749 und 5-241192 sowie in der Spezifikation des US-Patents Nr. 5,016,023 offenbart. In Übereinstimmung mit diesen Verfahren wird eine Anzahl von Druckköpfen mit hohem Ertrag, von denen jeder ein Feld von Druckelementen einer vergleichsweise kleinen Anzahl von Öffnungen, z. B. 32, 48, 64 oder 128 Druckelementen, aufweist, auf (oder auf/unter) einer einzelnen Basis mit hoher Genauigkeit in Übereinstimmung mit der Dichte des Felds von Druckelementen plaziert, wodurch ein Vollzeilen-Druckkopf bereitgestellt wird, dessen Länge der notwendigen Druckbreite entspricht.
Vor kurzem wurde es auf der Grundlage dieser Technik möglich, einfach einen Vollzeilen-Druckkopf durch Anordnen von Druckelementen einer vergleichsweise kleinen Anzahl (z. B. 64 oder 128) von Öffnungen auf Basen (auch als "Druckeinheiten" bezeichnet) und Bonden dieser Druckeinheiten in einer Reihe auf einer Basisplatte auf hoch genaue Art und Weise über eine Länge entsprechend der notwendigen Druckbreite herzustellen.
Obwohl es somit einfach geworden ist, einen Vollzeilen-Druckkopf herzustellen, verbleiben einige leistungsbezogene Probleme in Bezug auf einen durch das vorgenannte Herstellungsverfahren hergestellten Druckkopf. Zum Beispiel kann ein Absinken der Druckqualität, wie beispielsweise eine Dichteungleichmäßigkeit, nicht vermieden werden. Die Ursache ist eine Schwankung in der Leistung von einer Druckeinheit (Basis) zu einer anderen in der Reihe solcher Druckeinheiten, eine Schwankung in der Leistung von benachbarten Druckelementen zwischen den angeordneten Druckeinheiten und Wärme, die in jedem Ansteuerblock zur Zeit des Druckens zurückgehalten wird.
Insbesondere resultiert in dem Fall eines Tintenstrahl-Druckkopfs nicht nur eine Schwankung in den benachbarten Druckelementen zwischen den angeordneten Druckeinheiten, sondern auch ein Absinken der Tintenfluidität bzw. des Tinten-Fließvermögens wegen der Lücken zwischen Druckeinheiten in einem geringeren Ertrag in der letzten Stufe des Druckkopf-Herstellungsprozesses. Aus diesem Grund ist der Stand der Technik derart, daß diese Druckköpfe ungeachtet der Tatsache, daß diese Druckköpfe hoch zufriedenstellende Fähigkeiten zeigen, auf dem Markt nicht leicht in großen Mengen verfügbar sind.
Wie in der japanischen Patentveröffentlichung 7242004 (US-Patent Nr. 6,116,714) offenbart ist, gibt es ein Verfahren zum Korrigieren der Ungleichmäßigkeit in der Dichte eines Druckkopfs durch Messen des Punktdurchmessers und Korrigieren der Ungleichmäßigkeit auf der Grundlage der Ergebnisse der Messung als ein Mittel zum Korrigieren der Dichteungleichmäßigkeit in dem Druckkopf. Es ist jedoch noch immer notwendig, die Reproduzierbarkeit von gedruckten Punkten zu verbessern. Zum Beispiel dann, wenn eine Zeile eines Druckvorgangs durchgeführt wurde, ändern sich die Charakteristiken der gedruckten Punkte subtil auf der nächsten Zeile, über die nächsten mehreren Dutzend Zeilen, und über die nächsten mehreren hundert Zeilen. (Dies ist als "Fluktuation" von Punkt zu Punkt bekannt.) Da ein bestimmtes Phänomen (Punktdurchmesser), welches diese Fluktuation beinhaltet, als Information bezüglich der Dichteungleichmäßigkeit verwendet wird, werden mit nur einer Korrektur zufriedenstellende Ergebnisse nicht erhalten. Um die gewünschte Bildqualität zu gewinnen, ist es erforderlich, daß gedruckte Punktdaten aus mehreren Messungen gewonnen werden, um die Korrektur durchzuführen. In einem Fall, in dem elektrische Energie in Übereinstimmung mit Korrekturdaten in thermische Energie umgewandelt wird, wird Energie, welche größer ist als üblich, an die Druckelemente, die eine niedrige Dichte zeigen, angelegt. Folglich ist es wünschenswert, die Verläßlichkeit hinsichtlich der Dauerhaftigkeit des Druckkopfs weiter zu verbessern.
Ferner gibt es ein anderes konventionelles Verfahren, wie beispielsweise ein Prädiktions- bzw. Vorhersageverfahren, das einen Optische Dichte- bzw. OD-Wert verwendet, oder die Dichteungleichmäßigkeit aus der Fluktuation von Punktdurchmesserdaten vorhersagt, die in dem Druckkopf-Herstellungsprozeß gewonnen wurden und als Korrekturdaten verwendet werden. Jedoch existiert gemäß diesen Verfahren nicht immer eine gute Korrelation zwischen der Druckkopfleistung und den Korrekturdaten. Folglich ist eine genaue Dichtekorrektur nicht immer gewährleistet.
Das US-Patent Nr. 5,189,521 offenbart ein Verfahren zum Korrigieren eines Eingangssignals, um durch Berücksichtigen einer mittleren Dichte eine Ungleichmäßigkeit von Charakteristiken von Druckelementen eines Druckkopfs zu korrigieren. Dieses Verfahren korrigiert eine Dichte-Nichtgleichförmigkeit durch Liefern großer Eingangssignale an Aufzeichnungselemente entsprechend zu einem Abschnitt mit niedriger Dichte. Die Patentansprüche sind gegen diese Druckschrift abgegrenzt.
Die europäische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 0605216 offenbart einen Druckkopf mit einem Speicher.
Das US-Patent Nr. 5,343,231 offenbart eine Technik zum Eingeben von Ungleichmäßigkeitskorrekturdaten und eines Bildsignals in einer Korrekturtabelle und Erzeugen eines Ungleichmäßigkeitskorrekturbildsignals.
Die europäische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 0468075 offenbart eine Impulsbreitenmodulation.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum sicheren Durchführen einer Dichteungleichmäßigkeitskorrektur an Druckcharakteristiken eines Druckkopfs ohne hohe Last auf den Druckkopf und Produzieren eines Druckkopfs bei niedrigen Kosten und hohem Herstellungsertrag bereitzustellen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt zum Korrigieren von Druckcharakteristiken eines Druckkopfs, wobei der Druckkopf eine Vielzahl von Gruppen von Druckelementen aufweist, umfassend:
eine erste Druckeinrichtung zum Anlegen einer Vielzahl von unterschiedlichen Signalen an jedes der Druckelemente des Druckkopfs, um den Druckkopf zu veranlassen, ein jeweils unterschiedliches gedrucktes Muster entsprechend zu jedem der unterschiedlichen Signale auf einem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen;
eine Leseeinrichtung zum Lesen der gedruckten Muster;
eine Auswahleinrichtung zum Auswählen, für jede der Vielzahl von Druckelementgruppen, des durch die Leseeinrichtung gelesenen gedruckten Musters, für welches die durch diese Gruppe produzierte Dichte des gedruckten Bilds gleich oder nahe bei einer Referenzdichte ist; und
eine Zuführeinrichtung zum Zuführen der Charakteristiken des durch die Auswahleinrichtung ausgewählten Signals als Korrekturdaten zu einer Speichereinrichtung zum Speichern von Daten;
dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzdichte aus einem Histogramm berechnet wird, das eine aus der Vielzahl von gedruckten Mustern erhaltene Verteilung der Druckcharakteristiken der Druckelemente wiedergibt.
In einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Korrigieren von Druckcharakteristiken eines Druckkopfs, wobei der Druckkopf eine Vielzahl von Gruppen von Druckelementen aufweist, umfassend:
einen Druckschritt zum Anlegen einer Vielzahl von unterschiedlichen Signalen an den Druckkopf, um den Druckkopf zu veranlassen, ein jeweils unterschiedliches gedrucktes Muster entsprechend zu jedem der unterschiedlichen Signale auf einem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen;
einen Leseschritt zum Lesen der gedruckten Muster;
einen Auswahlschritt zum Auswählen, für jede einer Vielzahl von Druckelementgruppen, des in dem Leseschritt gelesenen gedruckten Musters, für welches die durch diese Gruppe produzierte Dichte des gedruckten Bilds gleich oder nahe bei einer Referenzdichte ist; und
einen Zuführschritt zum Zuführen der Charakteristiken des durch den Auswahlschritt ausgewählten Signals als Korrekturdaten zu einer Speichereinrichtung zum Speichern von Daten;
dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzdichte aus einem Histogramm berechnet wird, das eine aus der Vielzahl von gedruckten Mustern erhaltene Verteilung der Druckcharakteristiken der Druckelemente wiedergibt.
Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, da die Druckcharakteristiken eines Druckkopfs leicht korrigiert werden können, so daß die Druckqualität, wie beispielsweise die Dichteungleichmäßigkeit, nicht verschlechtert werden kann. Dies resultiert in der Produktion eines Druckkopfs bei niedrigen Kosten und einem hohen Herstellungsertrag.
Insbesondere in einem Fall, in dem ein Druckvorgang auf ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einen Farbfilter, durchgeführt wird und das Druckergebnis durch irgendwelche Vorrichtungen gelesen wird, muß die Dichteungleichmäßigkeit jedes von Druckelementen in Betracht gezogen werden. Folglich ist die Erfindung sehr vorteilhaft, da die Dichtekorrektur an jedem der Druckelemente durchgeführt werden kann.
Darüber hinaus kann eine Druckvorrichtung, die den korrigierten Druckkopf wie vorstehend beschrieben verwendet, einen Druckvorgang hoher Qualität für jedes von Pixeln ohne Dichteungleichmäßigkeit durchführen.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen entnehmbar, in welchen gleiche Bezugszeichen durchgehend dieselben oder vergleichbare Teile bezeichnen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, welche in die Spezifikation einbezogen werden und zusammen mit der Beschreibung Teil derselben bilden, dienen zum Erklären der Prinzipien der Erfindung.
1 ist eine allgemeine Ansicht eines typischen Vollzeilen-Tintenstrahldruckers;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerkonfiguration zum Ausführen einer Steuerung des Druckens in dem Tintenstrahldrucker zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Druckkopf-Korrekturvorrichtung zeigt;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau der Druckkopf-Korrekturvorrichtung zeigt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betriebsablauf der Druckkopf-Korrekturvorrichtung zeigt;
6 ist ein Diagramm, das ein zum Korrigieren der Dichte verwendetes Testmuster darstellt;
7 ist ein Diagramm, das Doppelimpulsbreiten an jeder Druckeinheit zum Drucken eines Referenzmusters zeigt;
8 ist ein Diagramm, das einen OD-Wert an jedem Druckelement zeigt, der aus verschiedenen gedruckten Testmustern in Übereinstimmung mit einer Variation einer Vorheizimpulsbreite erhalten wurde;
9 ist ein Histogramm von OD-Werten, die aus Druckergebnissen eines durch eine die Erfindung verkörpernde Vorrichtung verwendeten Referenzmusters erhalten wurden;
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Druckkopfs gemäß der Erfindung;
11 ist eine detaillierte Ansicht eines Teils des in 10 gezeigten Druckkopfs, die Seite an Seite angeordnete Heizeinrichtungsplatinen zeigt;
12A, 12B, 12C und 12D stellen die Form eines genuteten Elements dar;
13 ist ein Diagramm, das das genutete Element und Heizeinrichtungsplatinen in einem fixierten Zustand zeigt;
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Schaltungsanordnung einer auf der Heizeinrichtungsplatine für den Druckkopf bereitgestellten Ansteuerschaltung zeigt;
15 ist ein Blockdiagramm, das einen Kopf mit mehreren Düsen zeigt, der durch ein Feld aus einer Vielzahl von Heizeinrichtungsplatinen gebildet wird;
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Steuerung von Ansteuerstrom-Signalverläufen zum Ansteuern der Druckelemente zeigt;
17 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem OD-Wert und Vorheizimpulsen zeigt;
18 ist ein Diagramm, das Ansteuerstrom-Signalverläufe zum Ansteuern der Druckelemente zeigt; und
19 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem OD-Wert und einer Intervallzeit zeigt.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Die Erfindung wird nun im Einzelnen in Übereinstimmung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht von außen, die die Hauptteile eines typischen Beispiels eines Tintenstrahldruckers IJRA zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Drucker einen Druckkopf (einen Vollzeilen-Mehrfachdruckkopf) IJH auf, der entlang eines Bereichs einer vollen Breite von Aufzeichnungspapier (einem Endlosblatt) P angeordnet ist. Der Druckkopf IJH stößt Tinte über einen Bereich aus, der sich über die volle Breite des Aufzeichnungspapiers P erstreckt. Die Tinte wird aus einer Öffnung IT des Druckkopfs zu einer vorbestimmten Zeit in Richtung des Aufzeichnungspapiers P ausgestoßen.
In diesem Beispiel wird das Endlosblatt aus faltbarem Aufzeichnungspapier P durch Ansteuern eines Transportmotors unter der Steuerung einer nachstehend beschriebenen Steuerschaltung in der Richtung VS in 1 transportiert. Ein Bild wird auf das Aufzeichnungspapier gedruckt. Der Drucker in 1 beinhaltet ferner Blattzufuhrwalzen 5018 und Auswurfwalzen 5019. Die Auswurfwalzen 5019 arbeiten mit den Blattzufuhrwalzen 5018 zusammen, um das Endlosblatt des Aufzeichnungspapiers P an der Druckposition zu halten, und arbeiten in Zuordnung zu den Blattzufuhrwalzen 5018, welche durch einen (nicht gezeigten) Antriebsmotor angetrieben werden, um das Aufzeichnungspapier P in der Richtung des Pfeils VS zu transportieren.
2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Steuerschaltung des Tintenstrahldruckers darstellt. In 2 sind eine Schnittstelle 1700 zum Eingeben eines Drucksignals von einer externen Einrichtung, wie beispielsweise einem Hostcomputer, eine MPU 1701, ein ROM 1702 zum Speichern eines von der MPU 1701 ausgeführten Steuerprogramms (einschließlich von Zeichensätzen nach Bedarf), ein DRAM 1703 zum vorübergehenden Speichern verschiedener Daten (das vorstehend erwähnte Drucksignal und Druckdaten, die dem Druckkopf zugeführt werden), und ein Gate-Array (G. A.) 1704 zum Steuern der Zufuhr von Druckdaten zu dem Druckkopf IJH gezeigt. Das Gate-Array 1704 steuert darüber hinaus die Übertragung von Daten zwischen der Schnittstelle 1700, der MPU 1701, und dem RAM 1703. Darüber hinaus sind ein Transportmotor 1708 zum Transportieren von Aufzeichnungspapier (dem Endlosblatt in diesem Beispiel), ein Kopftreiber 1705 zum Ansteuern des Druckkopfs, und ein Motortreiber 1706 zum Ansteuern des Transportmotors 1708 gezeigt.
Was den allgemeinen Betriebsablauf der vorstehend erwähnten Steuerschaltung anbelangt, tritt das Drucksignal in die Schnittstelle 1700 ein, woraufhin das Drucksignal zwischen dem Gate-Array 1704 und der MPU 1701 in Druckdaten zum Drucken umgewandelt werden. Der Motortreiber 1706 wird in den Betrieb gesteuert, und der Druckkopf IJH wird in Übereinstimmung mit den an den Kopftreiber 1705 gesendeten Druckdaten angesteuert. Infolgedessen wird ein Druckvorgang ausgeführt.
Das Bezugszeichen 1711 bezeichnet eine Signalleitung zum Überwachen von Sensoren (z. B. eines Heizwiderstandsensors 314 und eines Temperatursensors 315, welche in 14 gezeigt sind) jeder Platine, und zum Übertragen von Korrekturdaten aus einem (später beschriebenen) Speicher 13, der Korrekturdaten speichert, welche eine Schwankung in jeder in dem Druckkopf IJH bereitgestellten Platine (der später beschriebenen Heizeinrichtungsplatine 1000) korrigieren. Das Bezugszeichen 1712 bezeichnet eine Signalleitung zum Transportieren von Vorheizimpulsen, Zwischenspeichersignalen und Heizimpulsen. Auf der Grundlage der Korrekturdaten aus dem Speicher 13 in dem Druckkopf IJH sendet die MPU 1701 dem Druckkopf IJH ein Steuersignal über die Signalleitung 1712 derart, daß die Platinen in der Lage sind, gleichförmige Pixel zu erzeugen.
3 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Beispiels der Druckkopf-Korrekturvorrichtung darstellt.
Eine Eingabe-/Ausgabe- bzw. I/O-Schnittstelle 2 verbindet die CPU 1 mit den verschiedenen Steuereinrichtungen der Vorrichtung. Ein Bildprozessor 3 verwendet eine CCD-Kamera 4, um das Druckpunktmuster auf einem Aufzeichnungsmedium, das auf einer Papierzufuhrbühne 5 plaziert ist, zu lesen, und wandelt den Punktdurchmesser und die Dichteungleichmäßigkeit des Punktmu sters in Pixelwerte. Wenn die allen Druckelementen des Druckkopfs IJH entsprechenden Punktdaten von dem Bildprozessor 3 an die CPU 1 gesendet sind, verarbeitet die letztgenannte die Punktdaten, sendet Dichtekorrekturdaten an eine Ansteuersignal-Steuereinrichtung 7 in Übereinstimmung mit einem Ansteuersignal zum Ansteuern des Druckkopfs IJH, und veranlaßt eine Speichersteuereinrichtung 8, die Dichtekorrekturdaten zu entwickeln.
Eine Bilddaten-Steuereinrichtung 6 gibt ein aufzuzeichnendes Punktmuster an den Druckkopf IJH aus. Die Steuereinrichtung 6 überträgt ein Dichtekorrektur-Ansteuersignal, während ein Synchronisationssignal an die Ansteuersignal-Steuereinrichtung 7 nicht nur zur Zeit des normalen Druckens, sondern auch dann, wenn die Dichtekorrekturdaten bestimmt worden sind, gesendet wird. Die CPU 1 verwaltet eine Kopfspannungs-Steuereinrichtung 9, welche die Ansteuerspannung des Druckkopfs IJH steuert, und verwaltet eine Bühnen-/Papierzufuhr-Steuereinrichtung 11 zum Steuern des Betriebsablaufs der Papierzufuhrbühne 5, wodurch eine geeignete Ansteuerspannung festgelegt und die Bühnenbewegung und die Papierzufuhr gesteuert werden. Ferner ist ein Kopfdatendetektor 10 eine wichtige Komponente, welche zum Zwecke der Dichtekorrektur die Charakteristiken bzw. Kennlinien jeder Platine (Druckeinheit) 1000 (vgl. 10) innerhalb des Druckkopfs IJH zurückführt.
In dem Druckkopf IJH, welcher zum Beispiel aus einer Reihe einer Vielzahl von Platinen 1000 besteht, auf welchen 64 oder 128 Druckelemente angeordnet wurden, ist es nicht bekannt, aus welchen Teilen eines Siliziumwafers oder dergleichen die Platinen 1000 geschnitten worden sind. Demgemäß gibt es Fälle, in welchen sich die Charakteristiken von einer Platine zur anderen unterscheiden.
In einem solchen Fall ist ein Rangerfassungs-Widerstandselement RH mit einem Oberflächenwiderstand (Ω/☐) identisch zu dem des Druckelements in jeder Platine 1000 bereitgestellt, damit alle Druckköpfe den Druckvorgang mit einer gleichförmigen Dichte durchführen können. Es gibt darüber hinaus Fälle, in welchen ein Halbleiterelement, das in der Lage ist, eine Änderung der Temperatur zu überwachen, für jede Platine 1000 bereitgestellt ist. Der Kopfdatendetektor 10 überwacht diese Elemente. Wenn der Kopfdatendetektor 10 Daten, die durch Überwachen dieser Elemente erhalten wurden, an die CPU 1 sendet, erzeugt die letztgenannte Korrekturdaten, welche zum Korrekturen der Daten dienen, die jede der Platine 1000 ansteuern, derart, daß jede Platine 1000 in dem Druckkopf mit einer gleichförmigen Dichte drucken kann. Der hier erwähnte Rang ist ein Parameter, der durch Quantifizieren der Charakteristiken jeder Platine 1000 erhalten wurde. Der Parameter wird durch eine Funktion eines Oberflächenwiderstands (Ω/☐) ausgedrückt.
Wenn die vorstehend erwähnten Korrekturdaten in jeder Steuereinrichtung der Druckkopf-Korrekturvorrichtung widergespiegelt werden, wird der Druckvorgang durch den Druckkopf IJH unter diesen Bedingungen ausgeführt. In der Korrekturvorrichtung werden die Ergebnisse des Druckens erneut einer Bildverarbeitung durch die CCD-Kamera 4 und den Bildprozessor 3 unterzogen, und die Speichersteuereinrichtung 8 schreibt die endgültigen Korrekturdaten in einer Stufe, bei welcher die vorbestimmten Kriterien des Druckkopfs erfüllt sind, in den Speicher 13 (ein nicht flüchtiger Speicher, wie beispielsweise ein EEPROM).
4 ist eine perspektivische Ansicht von außen, die den Aufbau der Druckkopf-Korrekturvorrichtung zeigt, und 5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betriebsablauf der Vorrichtung darstellt. Der Betriebsablauf wird nun unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. In diesem Beispiel werden die folgenden zwei Korrekturverarbeitungen beschrieben:
(1) Ein Fall, in dem eine Korrektur in Einheiten von vier Punkten durch Erzeugen von Dichteungleichmäßigkeitsdaten für jeweils vier Punkte durchgeführt wird; und (2) ein Fall, in dem eine Korrektur in Einheiten von einem Punkt durch Erzeugen von Dichteungleichmäßigkeitsdaten für jeweils einen Punkt durchgeführt wird.
(1) Korrekturverarbeitung in Einheiten von vier Punkten
Wenn der Druckkopf IJH in einen Steckplatz eines Festhaltetischs 50 eingesetzt wird, betätigt die CPU 1 den Tisch 50 und fixiert den Druckkopf IJH an dem Tisch 50 derart, daß der Druckkopf IJH einen Druckvorgang in einer normalen Position durchführen kann. Zur gleichen Zeit wird ein elektrischer Kontakt mit dem Druckkopf IJH hergestellt, und wird eine Tintenzufuhreinrichtung 52 mit dem Druckkopf IJH verbunden (Schritt S2). Als Nächstes wird, um den Rang des Druckkopfs IJH zu messen, der Oberflächenwiderstand (Ω/☐) des Substrats 1000 überwacht (Schritt S4).
In dem Fall einer Vollzeilen-Druckkopfeinheit wird der Oberflächenwiderstand (Ω/☐) jedes Blocks (jeder Platine in einem Fall, in dem der Block durch ein Feld aus einer Vielzahl von Platinen gebildet wird) überwacht, wird Antriebs- bzw. Ansteuerleistung für jede Platine getrennt festgelegt, und wird ein Testmuster gedruckt (Schritt S6). Als eine Vorverarbeitung zum Drucken des Testmusters wird ein Vorausstoß (Altern) durchgeführt, bis sich der Betriebsablauf des Druckkopfs IJH stabilisiert, um einen stabilen Druckvorgang durch den Druckkopf zu ermöglichen. Das Altern wird auf einer Alterungsablage durchgeführt, die neben einem Kopfwiederherstellungsprozessor 54 angeordnet ist, und eine Wiederherstellungsverarbeitung (Ansaugen von Tinte, Reinigen von Öffnungsflächen usw.) wird derart durchgeführt, daß das Testmuster normal gedruckt werden kann. Wenn ein Testmuster auf diese Art und Weise gedruckt wird, wird das Ergebnis des Druckvorgangs an die Position der CCD-Kamera 4 und des Bildprozessors 3 verbracht, wo das Ergebnis des Druckvorgangs einer Bildverarbeitung durch diese Komponenten unterzogen und mit Parametern zur Druckauswertung verglichen wird. Die Verarbeitung wird ausgeführt, während den nachstehend erwähnten Punkten im Verhältnis zu der Dichteungleichmäßigkeit von Druckelementen Rechnung getragen wird. Die Dichteungleichmäßigkeit ist ein Parameter, der verbessert werden kann.
Die Dichteungleichmäßigkeit eines Bilds wird durch einen Unterschied im relativen Dichtekontrast bei einem durch Druck elemente durchgeführten Druckvorgang produziert. Je kleiner der Kontrast ist, desto weniger ist die Dichteungleichmäßigkeit für das Auge bemerkbar. Wenn Druckelemente, welche einen hoch dichten Druckvorgang erzeugen, in gewissem Umfang räumlich nahe beieinander konzentriert sind, wird das Auftreten einer Dichteungleichmäßigkeit ersichtlich.
Wenn vom Blickpunkt der Dichteungleichmäßigkeit aus gesehen die Grenze der visuellen Unterscheidbarkeit in die Form einer Formel gebracht wird, wird experimentell die folgende Beziehung erhalten: ΔOD = 0,02 × ΔVd(worin Vd die Tintenausstoßmenge ist). Diese Gleichung zeigt, daß eine Disparität in der Ausstoßmenge von 1~4 pl (Picoliter) in einer Änderung von 0,02~0,08 hinsichtlich des OD-Werts resultiert. In einem tatsächlichen Bild resultiert die Dichteungleichmäßigkeit aus einer Sammlung von Druckpunkten, die eine Schwankung verursachen. Falls ein Unterschied in der Tintenausstoßmenge in der Größenordnung von 4 pl zwischen wechselseitig benachbarten Druckelementen auftritt, wird ein ziemlich großer Kontrastunterschied zwischen diesen Druckelementen produziert. In dem Fall einer Druckdichte in der Größenordnung von 300~600 dpi jedoch ist es unmöglich für das menschliche Auge, eine Dichteungleichmäßigkeit zwischen wechselseitig benachbarten Punkten in Einheiten von Punkten zu vergleichen.
Wenn die Unterscheidbarkeitsgrenze des menschlichen Auges in Bezug auf die Dichteungleichmäßigkeit in einem Bild berücksichtigt wird, können Dichteungleichmäßigkeitsdaten nahe der Unterscheidungsfähigkeit des menschlichen Auges erzeugt werden durch (1) Durchführen einer Dichteungleichmäßigkeitskorrektur in Einheiten von mehreren Punkten (zwei bis acht Pixel, abhängig von der Druckdichte); und (2) Erhöhen der Anzahl von Ereignissen einer Bildverarbeitung (der Anzahl von Ereignissen pro gedrucktem Punkt oder der Anzahl von Ereignissen in einer Gruppe von gedruckten Punkten) (16~1024 Punkte).
Eine Prozedur zum Erzeugen solcher Dichteungleichmäßigkeitsdaten wird nun im Einzelnen beschrieben.
6 zeigt ein Beispiel eines durch eine CCD-Kamera oder dergleichen gelesenen Bildmusters. In 6 wird ein Punktmuster mit einem Tastverhältnis von 50% erzeugt, und wird ein Punktmuster von 32 Punkten × 32 Punkten für die Bildschirmfläche der CCD-Kamera allokiert. In 6 sind A und B Flächen bzw. Bereiche von jeweils 4 × 32 Punkten. In diesem Beispiel ist jede (r) ein Ereignis. Ferner sind C und D in 6 als Markierungen für die Bilderkennung des Punktmusters von 32 × 32 Punkten angeordnet.
Es sei angenommen, daß n den ersten gelesenen Punkt repräsentiert. Der Bereich A, der ein Ereignis bildet, besteht aus einer Sammlung von 32 Bits in der Richtung y (der Richtung, in welcher das Aufzeichnungsmedium transportiert wird) von n bis n + 3 in der Richtung x (der Spaltenrichtung der Druckelemente). Acht ähnliche Bereiche werden in einem (nicht gezeigten) Bildspeicher produziert, und eine Binärwandlungsverarbeitung wird in jedem Bereich in Übereinstimmung mit der Anzahl von "schwarzen" oder "weißen" Pixeln in dem Bereich und einem vorbestimmten Schwellenwert durchgeführt. Es wird angemerkt, daß ein experimentell erhaltener optimaler Wert als der Schwellenwert verwendet wird. Als ein Ergebnis dieser Binärwandlungsverarbeitung werden Dichteungleichmäßigkeitsdaten für jeweils vier Punkte in der Richtung x erhalten.
Ferner ist darüber hinaus das Verwenden der absoluten Dichte (der Gesamtanzahl schwarzer Pixel) in jedem Bereich als die Dichteungleichmäßigkeitsdaten wirkungsvoll.
Ferner kann ein Bild mit einer mehr als 100 Punkten pro einer Düse eines Druckelements entsprechenden Fläche durch einen Bildscanner eingelesen und verarbeitet werden, wobei das Punktmuster das in 6 gezeigte 50%-Tastverhältnis hat und die verarbeiteten Ergebnisse als die Dichteungleichmäßigkeitsdaten verwendet werden können.
Da mit diesem Verfahren eine Ereigniszahl von mehr als 100 Punkten (100 Druckoperationen) pro Düse erhalten wird, wird eine subtile Fluktuation im Punktdurchmesser in Relation zu der Richtung y gemittelt. Wenn die Dichteungleichmäßigkeit durch das menschliche Auge unterschieden wird, ist die Fluktuation in der Richtung y nicht sehr erkennbar. Wenn jedoch die Anzahl von Ereignissen klein ist, wird die Dichteungleichmäßigkeit nicht zu einer Dichteungleichmäßigkeit, die durch das menschliche Auge visuell erkannt werden kann, und ist als Dichteungleichmäßigkeitsdaten nicht geeignet. Der Grund hierfür ist der, daß die Daten nicht zu statistischen Daten werden, die in dem Ausmaß bedeutungsvoll sind, daß sie durch das menschliche Auge visuell unterschieden werden können. Falls die Dichteungleichmäßigkeitsdaten in Punkteinheiten in der Richtung x erhalten werden, können mehrere Punkte der Daten gesammelt und als Dichteungleichmäßigkeitsdaten verwendet werden. In diesem Fall kann eine Anordnung verwendet werden, in welcher es möglich ist, die Anzahl von Punkteinheiten von außen festzulegen. Um Korrekturdaten in Einheiten von vier Punkten zu erzeugen, wie vorstehend erwähnt wurde, können die Dichteungleichmäßigkeitsdaten in Einheiten von vier Punkten in der Richtung x gemittelt werden.
Die auf diese Art und Weise erhaltenen Dichteungleichmäßigkeitsdaten haben keine komplizierte Struktur und können in einer kurzen Zeitspanne in sowohl einer Druckkopf-Herstellungsvorrichtung als auch einem Drucker verarbeitet werden.
In Bezug auf die wie vorstehend beschrieben für jeweils vier Punkte erhaltenen Dichteungleichmäßigkeitsdaten werden dieselben Daten für jeweils vier Düsen des Druckkopfs bereitgestellt.
Wenn Dichteungleichmäßigkeitsdaten auf diese Art und Weise erhalten worden sind, wird auf der Grundlage dieser Daten entschieden, wie jedes Element zu korrigieren ist. Zum Beispiel werden in einem Fall, in dem die Ansteuerleistung jedes Druckelements des Druckkopfs durch die Impulsbreite festgelegt wird, Ansteuerimpulsbreitendaten, die an eine integrierte Schaltung zum Ansteuern des Druckkopfs angelegt werden, ausgewählt. Wie später beschrieben werden wird, werden in einem Fall, in dem die Impulsbreiten-Steuerschaltung der inte grierten Ansteuerschaltung eine Auswahl aus mehreren Impulsbreiten trifft, MAX und MIN der ausgewählten Impulsbreite bestimmt, und wird eine Impulsbreite zwischen diesen Werten auf der Grundlage der erlaubten Auflösung festgelegt. Die Impulsbreite wird so festgelegt, daß die Druckdichte jedes Elements in Übereinstimmung mit den Bildverarbeitungsdaten korrigiert wird, und wird die Impulsbreite so dargestellt, daß sie jedem Druckelement entspricht, wobei es möglich ist, die Druckdichten der Druckkopfeinheit zu mitteln. Das Vorstehende wird wiederholt, bis die vorstehend beschriebene Verarbeitung beendet ist. Wenn dies auftritt, werden die resultierenden Daten in dem Speicher 13 gespeichert. Diese Verarbeitung wird in den Schritten S8~S12 in 5 durchgeführt.
Es wird angemerkt, daß dieses Verfahren im Vergleich zu der vorstehend erwähnten japanischen Patentanmeldung (US-Patent Nr. 6,116,714, eingereicht am 2. März 1995) die Anzahl von Prüfungen verringern kann, die durchgeführt werden, bis in Schritt S8 ermittelt wird, daß die Prüfung in Ordnung bzw. OK ist.
(2) Korrekturverarbeitung in Einheiten eines Punkts
Die vorstehend beschriebenen Dichteungleichmäßigkeitsdaten werden in Einheiten von vier Punkten entlang der Anordnungsrichtung von Druckelementen derart generiert, daß die Daten eine signifikante Dichteungleichmäßigkeit in Anbetracht der Unterscheidungsfähigkeit des menschlichen Auges anzeigen. In einem Fall jedoch, in dem ein auf ein Papier gedrucktes Bild durch menschliche Augen nicht visuell geprüft wird, sondern in einem Fall, in dem das auf eine andere Art von Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ein Farbfilter, gedruckte Bild durch eine Vorrichtung gelesen oder erkannt wird, beeinflußt die Dichteungleichmäßigkeit für jeden Punkt die Bildqualität stark.
In einem solchen Fall ist es notwendig, die Bild-Dichteungleichmäßigkeit für jeden Punkt zu korrigieren. Die folgende Beschreibung ist unter der Annahme, daß der Druckkopf ein Typ ist, bei welchem eine von n Vorheizimpulsbreiten für jedes von entlang einer Zeile angeordneten Druckelementen ausge wählt werden kann, auf eine Verarbeitung zum Korrigieren der Bild-Dichteungleichmäßigkeit für jeden Punkt unter Verwendung einer Vorheizimpulsbreite in einer Doppelimpulsbreitensteuerung für einen Druckkopf als ein Korrekturparameter gerichtet.
Es wird angemerkt, daß die Verarbeitung den Schritten S4 S10 des in 5 gezeigten Ablaufdiagramms entspricht.
Zunächst wird in Schritt S4 der Oberflächenwiderstand (Ω/☐) jeder Einheit (Substrat 1000) des Druckkopfs wie vorstehend beschrieben überwacht, und wird die Dauer eines zugeführten Stroms (Summe der Vorheizimpulsbreite und der Hauptimpulsbreite) entsprechend jedem Oberflächenwiderstand auf der Grundlage der Fluktuation des überwachten Oberflächenwiderstands für jede von M angeordneten Druckeinheiten berechnet. Diese Berechnung wird grundlegend aus dem Ergebnis einer Simulation über Druckelemente erhalten. Da der Druckkopf durch M angeordnete Druckeinheiten gebildet wird, wird eine gemittelte Stromdauer für M Druckeinheiten erhalten. Der Wert des Multiplizierens des erhaltenen Mittelwerts mit α (0 ≤ α < 1) ist eine Vorheizimpulsbreite, die zum Erhalten eines nachstehend zu beschreibenden Referenz-OD-Werts verwendet wird. Es wird angemerkt, daß diese Vorheizimpulsbreite gemeinsam für jede Druckeinheit verwendet wird.
7 ist ein Diagramm, das eine Dauer eines zugeführten Stroms für jede Druckeinheit, eine jeder Druckeinheit gemeinsame Vorheizimpulsbreite und jeder Druckeinheit zuzuführende Doppelimpulse zeigt. Diese aufgelisteten Dauern zugeführten Stroms berücksichtigen die Charakteristiken des Druckkopfs. Es wird angemerkt, daß der Wert von α empirisch aus der Doppelimpulssteuerung an einem Druckkopf erhalten wird.
Als nächstes druckt in Schritt S6 die Druckkopf-Korrekturvorrichtung (a) ein Referenzmuster unter Verwendung der in 7 gezeigten Doppelimpulse und (b) ein Testmuster für die Dichtekorrektur auf ein Aufzeichnungsmedium, unter Verwendung eines zu korrigierenden Druckkopfs. Diese Muster werden in Einheiten von etwa 100 Punkten entlang der Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums (Richtung y) gedruckt, um sehr sub tile Fluktuationen jeder Düse des Druckkopfs zu mitteln, wobei eine Doppelimpulsbreitensteuerung für den Druckkopf durchgeführt wird. Diese Druckvorgänge werden n Mal wiederholt, wobei die Vorheizimpulsbreite geändert wird.
Es wird angemerkt, daß die vorstehenden Referenz- und Testmuster gedruckt werden, nach dem der Druckvorgang des zu korrigierenden Druckkopfs stabilisiert ist.
In Schritt S8 liest die CCD-Kamera 4 die gedruckten Referenz- und Testmuster, bildverarbeitet sie, und wandelt sie in OD-Werte um.
8 ist eine Tabelle, die OD-Werte, welche aus der Bildverarbeitung für die vorstehenden gedruckten und gelesenen Testmuster erhalten wurden, für jedes Druckelement und jede zugeführte Vorheizimpulsbreite zeigt. Insbesondere zeigt 8 OD-Werte für jedes Druckelement in einem Fall, in dem eine Vorheizimpulsbreite von 0,875 μs bis 2 μs in Schritten von 0,125 μs variiert und der Druckvorgang 10 Mal (n = 10) durchgeführt wird. Aus 8 ist ersichtlich, daß obwohl die Vorheizimpulsbreite konstant ist, der OD-Wert über jedes Druckelement fluktuiert.
In diesem Beispiel wird ein optimaler Wert aus n Vorheizimpulsbreiten für jedes Druckelement als ein Korrekturparameter ausgewählt, um die Dichteungleichmäßigkeit zu eliminieren. Der optimale Wert wird auf eine Art und Weise ausgewählt, daß ein OD-Wert gleich einem oder nahe bei einem Referenz-OD-Wert ist (nachstehend beschrieben). Zum Beispiel wird dann, wenn der Referenz-OD-Wert 0,43 ist, die Vorheizimpulsbreite als ein Korrekturparameter für jede Druckelement auf eine Art und Weise ausgewählt, daß ein als * in 8 angegebener Wert ausgewählt wird. Falls eine Dichteungleichmäßigkeitskorrektur unter Verwendung des so ausgewählten Korrekturparameters durchgeführt wird, wird der OD-Wert für jedes Druckelement nahezu konstant. Infolgedessen wird die Dichteungleichmäßigkeit eliminiert. Die in der untersten Spalte von 8 gezeigte Zahl ist ein Wert, der einen ausgewählten Korrekturparameter für jedes Druckelement identifiziert.
Nun wird ein die Erfindung verkörperndes Verfahren beschrieben, in dem ein Histogramm von OD-Werten auf der Grundlage der aus den gedruckten Referenzmustern erhaltenen OD-Werte erhalten wird. 9 ist ein Beispiel eines Histogramms über OD-Werte aus dem Referenzmuster. Dann kann ein Referenz-OD-Wert auf der Grundlage des statistisch verarbeiteten Histogramms erhalten werden. Der Referenz-OD-Wert kann das Maximum, das Minimum, der Median, der Mittelwert, die Mode, die Dispersion bzw. Streuung von dem Modenwert, oder dergleichen in dem Histogramm sein. In anderen Worten kann gesagt werden, daß der Referenz-OD-Wert in Übereinstimmung mit dem Histogramm über OD-Werte aus dem die Charakteristiken des Druckkopfs widerspiegelnden gedruckten Referenzmuster erhalten werden kann. Es wird angemerkt, daß ein Korrekturterm (+β), der die Fluktuation der Qualität eines Druckkopfs gegenüber einem anderen in einem Produktionslos widerspiegelt, zu dem erhaltenen Referenz-OD-Wert hinzugefügt werden kann, wie beispielsweise der Mittelwert. Unabhängig davon, ob der vorstehende Korrekturterm hinzugefügt wird oder nicht, spiegelt der aus der statistischen Verarbeitung der gedruckten Referenzmuster erhaltene Referenz-OD-Wert immer die Charakteristiken (Fluktuation des Oberflächenwiderstands für jede Druckeinheit) des zu korrigierenden Druckkopfs wider.
Wie vorstehend beschrieben wurde, bezieht sich 8 nur auf den Fall, in dem die Anzahl von Druckoperationen 10 (= n) ist. Es erübrigt sich zu sagen, daß je größer der Wert von n wird, desto komplizierter der Aufbau einer Korrekturschaltung in einem Druckkopf wird. Folglich ist es, um die Dichteungleichmäßigkeit zu verringern und einen Druckkopf hoher Qualität bei niedrigen Kosten zu produzieren, wichtig, n so klein wie möglich zu halten. Allgemein gesagt wird die Dichteungleichmäßigkeit in einem Fall visuell identifiziert, in dem der Unterschied von OD-Werten zwischen benachbarten Punkten groß ist. Es wird empirisch oder experimentell bestätigt, daß der Unterschied häufig ein Unterschied zwischen einer Gauß-Verteilung, welche ein Histogramm über aus Druckergebnissen des Referenzmusters erhaltene OD-Werte für jeden Punkt annähert, und einem von der Gauß-Verteilung stark abweichenden OD-Wert ist.
Folglich kann in dem Histogramm von OD-Werten aus dem Referenzmuster wie in 9 gezeigt – auch obwohl der Wert von n klein ist, z. B. n = 4 – dann, wenn ein einen stark abweichenden OD-Wert, der auf den Referenz-OD-Wert einzustellen ist, verursachender Korrekturparameter bereitgestellt wird, die Dichteungleichmäßigkeitskorrektur ausreichend erzielt werden. Es erübrigt sich zu sagen, daß auch obwohl der Wert von n klein ist, eine weitere Dichteungleichmäßigkeitskorrektur unter der Bedingung erreicht werden kann, daß es sehr wenige stark abweichende OD-Werte in dem Histogramm über OD-Werte aus dem Referenzmuster gibt, das heißt, ein Druckkopf verwendet wird, dessen Charakteristiken eine geringere Dichteungleichmäßigkeit zeigt.
Die vorstehend beschriebene Korrektur kann, verglichen mit einem Verfahren zum vorhersagenden Korrigieren der Dichteungleichmäßigkeit auf der Grundlage von Fluktuationsdaten, die aus dem Druckkopfherstellungs- und Inspektionsprozeß erhalten wurden, die Korrektur genauer durchführen, da die Korrektur auf einem tatsächlichen Drucken durch einen Druckkopf beruht.
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Beschreiben des Aufbaus eines Druckkopfs, dessen Druckcharakteristiken durch eine die Erfindung verkörpernde Vorrichtung korrigiert werden können. In diesem Beispiel wird ein Fall beschrieben, in welchem die Druckelemente Elemente zum Erzeugen von Tintenausstoßenergie sind, die zum Ausstrahlen von Tinte verwendet wird. (In einem Blasenstrahl-Druckverfahren umfaßt jedes Element ein Paar von Elektroden und ein zwischen diesen Elektroden bereitgestelltes Wärmewiderstandselement.)
In Übereinstimmung mit dem nachstehend beschriebenen Verfahren wird der Vollzeilen-Druckkopf, welcher durch einen konventionellen photolithographischen Prozeß oder dergleichen über seine gesamte Breite fehlerlos hergestellt wird, mit einem sehr hohen Ertrag erhalten. Außerdem wird ein einzelnes, unitäres genutetes Element mit einer Vielzahl von Tintenausstoßöffnungen, die an einem Ende ausgebildet sind, und einer Vielzahl von Nuten, die mit diesen Öffnungen verbunden und in dem genuteten Element von einem Ende zu dem anderen ausgebil det sind, derart mit diesem Druckkopf zusammengefügt, daß die Nuten durch die Platinen verschlossen werden, wodurch eine Vollzeilen-Tintenstrahl-Druckkopfeinheit auf eine sehr einfache Art und Weise korrigiert werden kann.
Der in diesem Beispiel beschriebene Tintenstrahldruckkopf weist Tintenausstoßöffnungen mit einer Dichte von 360 dpi (70,5 μm) auf, wobei die Anzahl von Düsen desselben 3008 ist (für eine Druckbreite von 212 mm).
In 10 weist die Platine (nachstehend als eine Heizeinrichtungsplatine bezeichnet) 1000 128 Ausstoßenergie erzeugende Einrichtungen 1010 auf, die an vorgeschriebenen Positionen mit einer Dichte von 360 dpi angeordnet sind. Jede Heizeinrichtungsplatine 1000 ist mit einem Signalkontakt versehen, um die Ausstoßenergie erzeugenden Einrichtungen 1010 zu jedem beliebigen Zeitpunkt durch von außen angelegte elektrische Signale anzusteuern, und mit einem Leistungskontakt 1020 zum Zuführen einer elektrischen Leistung für die Ansteuerung.
Die Reihe der Heizeinrichtungsplatinen 1000 ist mittels einem Bondmittel fest auf die Oberfläche einer Basisplatte 3000 gebondet, die aus einem Material wie beispielsweise Metall oder Keramik hergestellt ist.
11 ist eine detaillierte Ansicht, die die Heizeinrichtungsplatinen 1000 in dem angeordneten Zustand zeigt. Die Heizeinrichtungsplatinen sind mittels einem Bondmittel 3010, das mit einer vorgeschriebenen Dicke aufgetragen wird, fest an einen vorgeschriebenen Ort auf der Basisplatte 3000 gebondet. Zu dieser Zeit ist jede Heizeinrichtungsplatine 1000 auf präzise Art und Weise derart fest gebondet, daß der Abstand oder der Zwischenraum zwischen den Ausstoßenergie erzeugenden Einrichtungen 1010, die sich an den jeweiligen Rändern zweier wechselseitig benachbarter Heizeinrichtungsplatinen befinden, gleich dem Abstand oder dem Zwischenraum P (= 70,5 μm) der Ausstoßenergie erzeugenden Einrichtungen 1010 auf jeder Heizeinrichtungsplatine 1000 ist. Ferner werden die zwischen benachbarten Heizeinrichtungsplatinen 1000 erzeugten Lücken durch ein Dichtmittel 3020 gefüllt und abgedichtet.
Erneut auf 10 Bezug nehmend ist eine Verdrahtungsplatine 4000 auf dieselbe Art und Weise wie die Heizeinrichtungsplatinen fest an die Basisplatte 3000 gebondet. Zu dieser Zeit ist die Verdrahtungsplatine 4000 in einem Zustand an die Basisplatte 3000 gebondet, in welchem sich die Kontakte 1020 auf den Heizeinrichtungsplatinen 1000 nahe bei Signal-Leistungs-Versorgungskontakten 4010 befinden, die auf der Verdrahtungsplatine 4000 bereitgestellt sind. Eine Verbindungseinrichtung 4020 zum Empfangen eines Drucksignals und einer Ansteuerleistung von außen ist auf der Verdrahtungsplatine 4000 bereitgestellt.
Nun wird ein genutetes Element 2000 beschrieben.
Die 12A~12D sind Diagramme, die die Form des genuteten Elements 2000 zeigen. 12A ist eine Vorderansicht, in welcher das genutete Element 2000 von vorne zu sehen ist, 12B eine Aufsicht, in welcher 12A von oben zu sehen ist, 12C eine Unteransicht, in welcher 12A von unten zu sehen ist, und 12D eine Schnittansicht entlang einer Linie X-X von 12A.
In den 12A~12D ist das genutete Element 2000 so gezeigt, daß es einen Strömungsdurchlaß bzw. -kanal 2020, der so bereitgestellt ist, daß er jedem auf der Heizeinrichtungsplatine 1000 bereitgestellten Ausstoßenergie erzeugenden Element 101 entspricht, eine Öffnung 2030, die jedem Strömungskanal 2020 entspricht und mit dem Strömungskanal 2020 zum Ausstoßen von Tinte in Richtung des Aufzeichnungsmediums in Verbindung steht, eine Flüssigkeitskammer 2010, die mit jedem Strömungskanal 2020 kommuniziert, um diesen mit Tinte zu versorgen, und einen Tintenzufuhrport 2040 zum Zuführen von Tinte, welche aus einem (nicht gezeigten Tintentank) geliefert wurde, zu der Flüssigkeitskammer 2010 aufweist. Das genutete Element 2000 ist natürlich so geformt, daß es eine Länge hat, die groß genug ist, um im wesentlichen die Reihe von Ausstoßenergie erzeugenden Einrichtungen abzudecken, die durch Aneinanderreihen einer Vielzahl der Heizeinrichtungsplatinen 1000 angeordnet sind.
Unter erneuter Bezugnahme auf 10 ist das genutete Element 2000 in einem Zustand mit den Heizeinrichtungsplatinen 1000 zusammengefügt, in welchem die Positionen der Strömungskanäle 2020 des genuteten Elements 2000 so angeordnet sind, daß sie exakt mit den Positionen der Ausstoßenergie erzeugenden Elemente (Heizeinrichtungen) 1010 auf den Heizeinrichtungsplatinen 1000, die in einer Reihe auf der Basisplatte 3000 angeordnet sind, zusammenfallen.
Denkbare Verfahren zum Verbinden des genuteten Elements 2000 sind ein Verfahren, in welchem das genutete Element unter Verwendung von Federn oder dergleichen mechanisch eingeschoben wird, ein Verfahren, in welchem das genutete Element 2000 durch ein Bondmittel fixiert wird, und ein Verfahren, welches eine Kombination dieser Verfahren ist.
Das genutete Element 2000 und jede der Heizeinrichtungsplatinen 1000 werden in der in 13 gezeigten Beziehung durch ein beliebiges dieser Verfahren gesichert.
Das vorstehend beschriebene genutete Element 2000 kann unter Verwendung gut bekannter Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise maschinell durch Schneiden, durch ein Gießverfahren, durch Metallgießen oder durch ein auf Photolithographie beruhendes Verfahren.
14 zeigt ein Beispiel von Ansteuerschaltkreisen, die auf der Heizeinrichtungsplatine 1000 des Druckkopfs bereitgestellt sind. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet eine Basis, 101 einen Logikblock zum Auswählen von Vorheizimpulsen, 303 einen Zwischenspeicher zum vorübergehenden Speichern von Bilddaten, 102 ein Auswahldaten speichernder Zwischenspeicher mit derselben Schaltungsanordnung wie der Zwischenspeicher 303 zum Auswählen von Vorheizimpulsen, und 103 ein ODER-Tor zum ODER-Verknüpfen von Heizimpulsen und Vorheizimpulsen.
Der Betriebsablauf dieser Ansteuerschaltkreise wird nun in Übereinstimmung mit einer Ansteuersequenz beschrieben.
Nachdem Leistung aus einer Logikleistungsquelle 309 eingeleitet wurde, werden Vorheizimpulse in Abhängigkeit von der Cha rakteristik der Menge ausgestoßener Tinte (pro Anlegen eines Impulses bei einer festen Temperatur) ausgewählt. Die Charakteristik wird im Voraus gemessen. Daten über jede Düse (die Daten sind identisch für eine oder vier Düse(n)) zum Auswählen der Vorheizimpulse in Abhängigkeit von der vorgenannten Charakteristik werden in dem Auswahldaten speichernden Zwischenspeicher 102 unter Verwendung eines Schieberegisters 304 zum seriellen Eingeben von Bilddaten gespeichert. Da eine gemeinsame Verwendung des Schieberegisters 304 zum Eingeben von Bilddaten erfolgt, wird es ausreichen, nur die Anzahl von Zwischenspeicherschaltungen zu erhöhen und die Ausgaben des Schieberegisters 304 als Eingangssignals auf parallele Art und Weise zwischenzuspeichern, wie an Punkten a in 14 gezeigt ist. Dies macht es möglich, eine Zunahme des Oberflächenbereichs von anderen Elementen als denen der Zwischenspeicherschaltungen zu verhindern. Ferner kann in einem Fall, in dem die Anzahl von Vorheizimpulsen erhöht wird und die Anzahl der Bits, die zur Auswahl der Anzahl von Impulsen notwendig ist, die Anzahl der Bits des Schieberegisters 304 übersteigt, dieses leicht gehandhabt werden, falls der Zwischenspeicher 102 zahlenmäßig mehrfach ausgeführt wird und ein Zwischenspeichertakt-Eingangsanschluß 108, welcher über das Zwischenspeichern entscheidet, zahlenmäßig mehrfach ausgeführt wird, wie bei 108a~108h gezeigt ist. Es wird genügen, wenn das Speichern von Daten für die Auswahl der Vorheizimpulse einmal durchgeführt wird, wie beispielsweise dann, wenn der Drucker hochgefahren wird. Die Bilddaten-Übertragungssequenz wird auch dann, wenn diese Funktion einbezogen wird, auf exakt dieselbe Art und Weise wie konventionell durchgeführt. Ferner kann eine Anordnung verwendet werden, in welcher die Anzahl der Bits in dem Logikblock 101 und in dem Auswahldaten speichernden Zwischenspeicher 102 ein Viertel groß gemacht wird, die Vorheizimpulse in Einheiten von vier Düsen ausgewählt werden, und in Einheiten von vier Düsen zugeführt werden.
Die Eingabe bzw. Zufuhr von Heizsignalen wird nun als eine Sequenz zur Auswahl von Vorheizimpulsen beschrieben, welche auf das Ende des Speicherns gesicherter Daten, die die Menge des Tintenausstoßes repräsentieren, folgt.
Ein kennzeichnendes Merkmal dieser Platine besteht darin, daß ein Heizeingangsanschluß 106a und eine Vielzahl von Vorheizeingangsanschlüssen 107a~107n, welche zum Ändern der Menge ausgestoßener Tinte verwendet werden, getrennt bereitgestellt sind. Zunächst wird ein Signal von dem Heizwiderstand-Monitor 314 zurückgeführt, und wird ein Heizsignal mit einer Impulsbreite einer zum Ausstoßen von Tinte in Abhängigkeit von dem Wert der Rückführung geeigneten Energie an den Heizeingangsanschluß 106a von der Seite der Druckvorrichtung her angelegt. Als Nächstes werden die Impulsbreite und das Zeitverhalten jedes der Vielzahl von Vorheizsignalen in Abhängigkeit von dem Wert aus dem Temperatursensor 315 geändert, und werden zur gleichen Zeit Vorheizsignale von der Vielzahl von Vorheizimpulsanschlüssen 107a~107n auf eine Art und Weise angelegt, daß die Menge ausgestoßener Tinte unter festen Temperaturbedingungen variieren wird. Auf diese Art und Weise kann dann, wenn eine Auswahl so getroffen wird, daß ein anderer Faktor als die Temperatur, das heißt eine Änderung der Menge des Tintenausstoßes jeder Düse, gehandhabt wird, die Tintenausstoßmenge konstant gemacht werden, um Ungleichmäßigkeit und Verunschärfung bzw. Ausblühen zu eliminieren. Einer der Vielzahl von so zugeführten Vorheizimpulsen wird in Abhängigkeit von im Voraus in dem Vorheizauswahl-Logikblock (Zwischenspeicher) 102 gesicherten Auswahldaten ausgewählt. Als Nächstes wird ein UND-Signal zwischen den Bilddaten und dem Heizsignal durch das ODER-Tor 103 mit einem ausgewählten Vorheizimpuls ODER-verknüpft, und steuert das resultierende Signal einen Leistungstransistor 302 an, wodurch ein elektrischer Strom durch die Heizeinrichtung 1010 geleitet wird, um Tinte auszustoßen.
In 14 sind ein Eingangssignal-Eingangsanschluß 104, ein Takteingangsanschluß 105, ein Zwischenspeichersignal-Eingangsanschluß 307, ein Masseanschluß 310, ein Leistungsversorgungsspannungs-Eingangsanschluß 311 zu Heizzwecken, ein Ausgangsanschluß 312 für Heizwiderstand-Überwachungsdaten, und ein Ausgangsanschluß 313 für die Temperatur im Inneren des Druckkopfs anzeigende Daten gezeigt.
Nachstehend wird auf 15 Bezug genommen, um den Aufbau eines Mehrfachdüsenkopfs zu beschreiben, der durch eine Vielzahl der in einer Reihe angeordneten Heizeinrichtungsplatinen 1010 gebildet wird. Es sind eine Anzahl von m Platinen in der Reihe und eine Anzahl von insgesamt n Düsen vorhanden. Die Beschreibung wird sich auf die Düsen 1, 100 der Platine 1 und die Düse 150 der Platine 2 konzentrieren.
Wie in 16 gezeigt ist, sei angenommen, daß die Mengen von durch die Düsen 1, 100 und 150 ausgestoßener Tinte bei Anlegen einer konstanten Impulsbreite bei einer konstanten Temperatur jeweils 36 pl, 40 pl und 40 pl betragen. In einem solchen Fall werden Auswahldaten mit einem Pegel derart, daß die Menge ausgestoßener Tinte für die Düse 1 größer sein wird als für die Düsen 100, 150, in dem Auswahldaten speichernden Zwischenspeicher festgelegt. Da es von den Widerstandssensoren 1, 2 bekannt ist, daß 200 Ω der Heizwiderstandswert der Platine 1 ist und daß 210 Ω der Heizwiderstandswert der Platine 2 ist, wie in 16 gezeigt ist, wird die an die Platine 2 angelegte Impulsbreite größer als die an die Platine 1 angelegte gemacht, so daß die eingeleitete Leistung gleichförmig gemacht wird. 16 stellt Ansteuerstrom-Signalverläufe dar, die unter diesen Bedingungen angelegt werden. Es ist klar, daß der Vorheizimpuls der Düse 1, welche eine kleine Tintenmenge ausstößt, eine Impulsbreite größer als die der Vorheizimpulse für die Düsen 100, 150 hat (t1 < t2). Ferner ist die Heizimpulsbreite t4 größer als t3 (t4 > t3). In 16 repräsentiert t5 die Impulsbreite für eine minimale Leistung, die benötigt wird, um die Tinte aufzuschäumen und zu bewirken, daß die Tintentröpfchen aus den Düsen ausgestoßen werden. Die folgenden Beziehungen gelten: t1, t2 < t5 und t3, t4 > t5.
Folglich werden die Vorheizimpulse unter Bedingungen geändert, unter welchen die Beziehungen t1 < t2; t1, t2 < t5 in Bezug auf eine Änderung der Temperatur der Platine während der Ansteuerung gelten. Infolgedessen kann die Menge der aus jeder Düse ausgestoßenen Tinte während der tatsächlichen Ansteuerung zu allen Zeiten gleich 40 pl gemacht werden. Dies macht es möglich, ein Drucken mit hoher Qualität ohne Un gleichmäßigkeit und Verunschärfung zu erreichen. Ferner wird in Bezug auf die eine hohe Leistung zeigenden Heizimpulse die Impulsbreite in Abhängigkeit von dem Widerstandswert der Platine eingestellt, wodurch eine konstante Leistung ohne Verlust zugeführt wird. Dies trägt zu einer längeren Lebensdauer des Druckkopfs bei.
17 stellt eine Änderung des OD-Werts in einem Fall dar, in dem die Vorheizimpulse geändert werden.
In einem Fall, in dem es eine sehr große Dichteungleichmäßigkeit zwischen Düsen gibt (z. B. einem Fall, in dem die Tintenausstoßmenge der Düse 200 bei einer konstanten Impulsbreite und Temperatur 32 pl beträgt, welches 20% weniger ist als die Tintenausstoßmenge der Düsen 100 und 150, wie in 18 gezeigt ist), fluktuieren die Vorheizimpulse, in Abhängigkeit von dem bestimmten Fall, dank der Korrektur um mehr als 0,5 μs ausgehend von dem üblichen Wert. Wenn zum Beispiel eine Ansteuerimpulsbreite, welche äquivalent zu einem einzelnen Heizimpuls ist, in der Größenordnung von 4 μs liegt, wird eine Impulsbreite, welche etwa 15% länger als üblich ist, einem Druckelement zugeführt, welches Tinte ausstößt, welches eine niedrige Dichte repräsentiert. Dies hat die Wirkung einer Verkürzung der Lebensdauer des Druckkopfs. Ferner wird dann, wenn die Änderung in einem Heizimpuls groß ist, die Änderung in dem OD-Wert ebenfalls sehr groß, wie in 17 gezeigt ist.
Demgemäß wird in diesem Beispiel ein Intervall (bezeichnet als ein Ruheintervall), in welchem Heizimpulse nicht angelegt werden, zwischen dem Vorheizen und dem Hauptheizen des Druckkopfs bereitgestellt, wie in 18 gezeigt ist, wodurch die Druckdichte geändert wird. Infolgedessen gibt es keine Verkürzung der Lebensdauer des Druckkopfs. 19 stellt eine Änderung in dem OD-Wert in einem Fall dar, in dem die Vorheizimpulsbreite und die Hauptheizimpulsbreite fest sind und das Ruheintervall geändert wird.
Infolgedessen braucht dann, wenn eine Betonung auf einer Änderung des Ruheintervalls gelegt wird und ein gedruckter Punkt, welcher innerhalb dem Bereich dieser Änderung nicht korrigiert werden kann, unter Nutzung auch der Vorheizimpulse korrigiert wird, den Druckelementen des Druckkopfs keine große Energieänderung zugeführt zu werden, kann die Lebensdauer des Druckkopfs verlängert werden, und kann die Qualität eines Druckbilds verbessert werden.
In diesem Beispiel unterscheidet sich die Zufuhr von Ansteuerimpulsen von der in 16 gezeigten in Bezug auf insbesondere die Düse 1 und die Düse 200, wie in 18 gezeigt ist. In Bezug auf die Düse 1 ist die Dichte etwas niedriger im Vergleich zu den Düsen 100 und 150 (das Ausmaß der Verringerung des Tintenausstoßes ist 10%). Daher wird das Ruheintervall im Vergleich zu dem (t7) für die Düsen 100 und 150 geringfügig länger gemacht (t6). Andererseits besteht in Bezug auf die Düse 200 ein sehr großer Dichteunterschied im Vergleich zu den Düsen 100 und 150 (das Ausmaß der Verringerung des Tintenausstoßes ist 20%). Daher wird, während die Intervallzeit verlängert wird (t6), die Vorheizimpulsbreite im Vergleich zu der Heizimpulsbreite (t1) der Düsen 1, 100 und 150 gestreckt (t2), um die Tintenausstoßmenge zu korrigieren. Falls diese Anordnung verwendet wird, kann eine Korrektur der Dichteungleichmäßigkeit erreicht werden, ohne den Druckelementen des Druckkopfs eine große Energieänderung zuzuführen.
Auf diese Art und weise werden die Punkte vorgeschriebener Musterdaten, welche durch einen Druckkopf gedruckt worden sind, in einer vorgeschriebenen Vielzahl von Bereichen pro jeder Düse (jedem Druckelement) des Druckkopfs zusammengefaßt, wobei der visuellen Unterscheidungsfähigkeit des menschlichen Auges Rechnung getragen wird, und können aus der Vielzahl von Bereichen erhaltenen Informationen als Dichteungleichmäßigkeitsdaten angewandt werden. Infolgedessen wird eine Schwankung des Punkt-zu-Punkt-Durchmessers, welche die visuelle Unterscheidungsfähigkeit des menschlichen Auges überschreitet, nicht länger als Dichteungleichmäßigkeit wahrgenommen. Im Vergleich zu einem Fall, in welchem der Punktdurchmesser jedes Punkts als Dichteungleichmäßigkeit wahrgenommen wird, können Informationen, die zu einer genauen Dichtekorrektur in der Lage sind, schneller für jedes Druckele ment zugeführt werden. Infolgedessen ist es möglich, in der letzten Stufe des Druckkopf-Herstellungsprozesses eine schnellere Eingabe von Feinkorrekturdaten, die für jedes Druckelement angepaßt sind, durchzuführen.
Ferner wird in einem Fall, in dem die Menge der pro Druckvorgang aus jeder Düse des Druckkopfs ausgestoßenen Tinte unter Verwendung der erhaltenen Korrekturdaten eingestellt wird, die Breite des Ruheintervalls zwischen einem Vorheizimpuls und einem Hauptheizimpuls zusammen mit den Impulsbreiten dieser Impulse eingestellt. Infolgedessen kann auch dann, wenn die Tintenausstoßmenge zwischen Düsen unter Bedingungen einer konstanten Impulsbreite oder konstanten Temperatur stark fluktuiert, die Steuerung so durchgeführt werden, daß die Tintenausstoßmenge von einer Düse zu der nächsten vergleichmäßigt wird, ohne die Impulsbreite in einem Ausmaß derart zu verlängern, daß der Druckkopf mit einer abnormal großen beaufschlagt wird. Dies macht es möglich, die Lebensdauer des Druckkopfs zu verlängern, während eine hohe Bildqualität erzielt wird.
Ferner wird in einem Fall, in dem eine Dichteungleichmäßigkeit für jeden Punkt von Bedeutung ist, ein Korrekturparameter (Vorheizimpulsbreite) für die Dichtekorrektur für jede Düse (jedes Druckelement) auf der Grundlage eines Referenz-OD-Werts, der durch Berücksichtigen von Charakteristiken jeder Druckeinheit eines Druckkopfs erhalten wurde, derart ausgewählt, daß ein OD-Wert gleich dem Referenz-OD-Wert wird oder diesem nahekommt, und wird eine Steuerung derart durchgeführt, daß ein geeigneter Vorheizimpuls angelegt wird. Infolgedessen wird die Dichtekorrektur unter Heranziehen von Druckcharakteristiken eines Druckkopfs genauer durchgeführt.
In der vorstehend dargelegten Beschreibung wird erwähnt, daß die Vorheizimpulse auf der Platine ausgewählt werden. Dies erlegt der Erfindung jedoch keine Beschränkung auf. Zum Beispiel kann die Dichtekorrektur durch Ändern der Breite der Hauptheizimpulse unter Verwendung eines Zählers oder dergleichen durchgeführt werden.
Ferner braucht nicht erwähnt zu werden, daß die Erfindung angewandt werden kann, um eine Dichtekorrektur zu bewirken, falls die Platine derart ausgestaltet ist, daß eine Steuerung der Ansteuerleistung jedes Druckelements möglich ist. Dieselbe Dichtekorrektur kann auch dann durchgeführt werden, wenn der Druckkopf einen Aufbau hat, der sich von dem beschriebenen unterscheidet.
In der vorstehend gegebenen Beschreibung wird beschrieben, daß die Steuereinheit auf der Seite der Druckvorrichtung den Druckvorgang des Druckkopfs auf der Grundlage von Korrekturdaten steuert, die in einem Speicher innerhalb des Druckkopfs gespeichert worden sind. Es kann jedoch eine Anordnung verwendet werden, in welcher eine solche Steuereinheit innerhalb dem Druckkopf bereitgestellt ist.
Obwohl in der vorstehend gegebenen Beschreibung ein Vollzeilendrucker als Beispiel herangezogen wurde, ist die Erfindung nicht auf einen solche Drucker beschränkt. Zum Beispiel ist bei einem seriellen Drucker der Art, bei welcher der Druckvorgang durch Verfahren eines auf einem Wagen montierten Druckkopfs durchgeführt wird, die Erfindung auf eine Anordnung anwendbar, bei welcher der Druckvorgang durch eine Anzahl von Düsen durchgeführt wird, die in einer Reihe in der Richtung angeordnet sind, in welche das Aufzeichnungspapier transportiert wird. Darüber hinaus ist die Erfindung auf eine andere Art von Druckkopf anwendbar, wie auf beispielsweise einen Tintenstrahl-Druckkopf, einen thermischen Druckkopf oder einen LED-Druckkopf.
Es erübrigt sich zu sagen, daß äquivalente Wirkungen auch dann erhalten werden, wenn es einen Unterschied in dem Verfahren des Festlegens der Ansteuerleistung jedes der Druckelemente des Druckkopfs gibt.
Die vorstehende Beschreibung hat unter den Tintenstrahldruckern einen Drucker zum Beispiel, welcher eine Einrichtung (z. B. einen elektrothermischen Wandler, einen Laserstrahlegenerator und dergleichen) zum Erzeugen von Wärmeenergie als bei der Ausführung des Tintenausstoßes genutzter Energie umfaßt und durch die Wärmeenergie eine Änderung des Zustands einer Tinte bewirkt. In Übereinstimmung mit diesem Tintenstrahldrucker und diesem Druckverfahren kann ein hoch dichter, hoch genauer Druckvorgang erzielt werden.
Als die typische Anordnung und das typische Prinzip des Tintenstrahl-Drucksystems werden solche bevorzugt, die durch Verwendung des grundlegenden Prinzips praktiziert wird, das in zum Beispiel den US-Patenten Nr. 4,723,129 und Nr. 4,740,796 offenbart ist. Das vorstehende System ist auf einen sogenannten bedarfsweisen Typ oder einen kontinuierlichen Typ anwendbar. Insbesondere ist das System in dem Fall des bedarfsweisen Typs das System wirkungsvoll, weil durch Zuführen zumindest eines Ansteuersignals, welches Druckinformationen entspricht und einen das Filmsieden überschreitenden schnellen Temperaturanstieg ergibt, zu jedem von elektrothermischen Wandlern, die in Entsprechung mit einem Blatt oder Flüssigkeitskanälen, die eine Flüssigkeit (Tinte) halten, angeordnet sind, Wärmeenergie durch die elektrothermischen Wandler erzeugt wird, um das Filmsieden auf der wärmewirksamen Oberfläche des Druckkopfs zu bewirken, so daß demzufolge eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) in einer Eins-zu-eins-Entsprechung mit dem Ansteuersignal erzeugt werden kann. Durch Ausstoßen der Flüssigkeit (Tinte) über eine Ausstoßöffnung durch Anwachsen und Schrumpfen der Blase wird zumindest ein Tröpfchen erzeugt. Falls das Ansteuersignal als ein Impulssignal zugeführt wird, kann das Anwachsen und Schrumpfen der Blase sofort und adäquat erzielt werden, um ein Ausstoßen der Flüssigkeit (Tinte) mit den besonderen hohen Ansprechcharakteristiken zu erreichen.
Als das Impulsansteuersignal sind die die in den US-Patenten Nr. 4,463,359 und Nr. 4,345,262 offenbarten Signale geeignet. Es wird angemerkt, daß ein weiter herausragendes Drucken durch Verwenden der in dem US-Patent Nr. 4,313,124 der Erfindung, welche sich auf die Temperaturanstiegsrate bzw. -geschwindigkeit der wärmewirksamen Oberfläche bezieht, beschriebenen Bedingungen durchgeführt werden kann.
Als eine Anordnung des Druckkopfs ist darüber hinaus zusätzlich zu der Anordnung als einer Kombination von Ausstoßdüsen, Flüssigkeitskanälen und elektrothermischen Wandlern (lineare Flüssigkeitskanäle oder rechtwinklige Flüssigkeitskanäle), wie in den vorstehenden Spezifikationen offenbart, die die US-Patente Nr. 4,588,333 und Nr. 4,459,600, welche die Anordnung mit einem in einer gebogenen Region angeordneten wärmewirksamen Abschnitt offenbaren, verwendende Anordnung in der vorliegenden Erfindung enthalten. Darüber hinaus kann die Erfindung wirkungsvoll auf eine Anordnung angewandt werden, die auf der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 59-123670, welche die Anordnung offenbart, die einen einer Vielzahl von elektrothermischen Wandlern als einem Ausstoßabschnitt der elektrothermischen Wandler gemeinsamen Schlitz verwendet, oder der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 59-138461, welche die Anordnung mit einer Öffnung zum Absorbieren einer Druckwelle von Wärmeenergie in Entsprechung mit einem Ausstoßabschnitt offenbart, beruht.
Ferner kann als ein nach dem Vollzeilenprinzip arbeitender Druckkopf mit einer Länge entsprechend der Breite eines größten Druckmediums, welches von dem Drucker bedruckt werden kann, entweder die Anordnung, welche die Vollzeilenlänge durch Kombinieren einer Vielzahl von Druckköpfen wie in der vorstehenden Spezifikation offenbart erfüllt, oder die Anordnung als ein einzelner Druckkopf, der durch integrales Ausgestalten von Druckköpfen erhalten wurde, verwendet werden.
Darüber hinaus kann nicht nur ein nach dem Prinzip des austauschbaren Chips arbeitender Druckkopf, welcher elektrisch mit der Haupteinheit der Vorrichtung verbunden werden kann und bei dem Anbringen an der Haupteinheit der Vorrichtung Tinte von der Haupteinheit der Vorrichtung empfangen kann, sondern auch ein nach dem Patronenprinzip arbeitender Druckkopf, bei welchem ein Tintentank integral auf dem Druckkopf selbst angeordnet ist, auf die Erfindung anwendbar sein.
Es wird bevorzugt, eine Wiederherstellungseinrichtung für den Druckkopf, eine Hilfseinrichtung für den vorläufigen Betrieb und dergleichen, die als eine Anordnung des vorstehend beschriebenen Druckers bereitgestellt werden, hinzuzufügen, da der Druckvorgang weiter stabilisiert werden kann. Beispiele solcher Einrichtungen beinhalten für den Druckkopf eine Kappeneinrichtung, eine Reinigungseinrichtung, eine Druckerzeugungs- oder Saugeinrichtung, und eine elektrothermische Wandler, ein anderes Heizelement oder eine Kombination derselben verwendende Vorheizeinrichtung. Darüber hinaus ist es für ein stabiles Drucken wirkungsvoll, einen Vorausstoßmodus bereitzustellen, welcher einen Ausstoß unabhängig von dem Drucken durchführt.
Ferner kann in dem Drucker als ein Druckmodus des Druckers nicht nur ein Druckmodus, der nur eine Primärfarbe wie beispielsweise Schwarz oder dergleichen verwendet, sondern auch zumindest ein eine Vielzahl unterschiedlicher Farben verwendender Mehrfarbmodus oder ein durch Farbmischen erreichter Vollfarbenmodus entweder unter Verwendung eines integrierten Druckkopfs oder durch Kombinieren einer Vielzahl von Druckköpfen implementiert werden.
Außerdem wird in der vorstehenden Beschreibung angenommen, daß die Tinte eine Flüssigkeit ist. Alternativ kann eine Tinte verwendet werden, welche bei oder unterhalb der Raumtempratur fest ist und bei Anlegen eines Nutzdrucksignals weich wird oder sich verflüssigt, da es eine allgemeine Praxis ist, eine Temperatursteuerung der Tinte selbst innerhalb einem Bereich von 30°C bis 70°C in dem Tintenstrahlsystem durchzuführen, so daß die Tintenviskosität in einen stabilen Ausstoßbereich fallen kann.
Darüber hinaus kann, um einen durch Wärmeenergie verursachten Temperaturanstieg durch positives Nutzen desselben als Energie zum Bewirken einer Änderung des Zustands der Tinte aus einem festen Zustand in einen flüssigen Zustand zu verhindern, oder um ein Verdampfen der Tinte zu verhindern, eine Tinte verwendet werden, welche in einem Nichtverwendungszustand fest ist und sich bei Erwärmung verflüssigt. In jedem Fall kann eine Tinte, welche sich bei Zuführen von Wärmeenergie in Übereinstimmung mit einem Drucksignal verflüssigt und in einem flüssigen Zustand ausgestoßen wird, eine Tinte, welche sich zu verfestigen beginnt, wenn sie ein Druckmedium erreicht, oder dergleichen verwendet werden. Das vorstehend er wähnte Filmsiedesystem ist für die vorstehend erwähnten Tinten am wirkungsvollsten.
Darüber hinaus kann der Tintenstrahldrucker in Form eines mit einem Leser kombinierten Kopiergeräts und dergleichen oder eines Telefaxgeräts mit einer Übertragungs-/Empfangs-Funktion zusätzlich zu einem Bildausgabeterminal einer Informationsverarbeitungsausrüstung wie beispielsweise ein Computer verwendet werden.
Die Erfindung kann sich auf entweder ein aus einer Vielzahl von Einrichtungen bestehendes System oder auf eine eine einzelne Einheit umfassende Vorrichtung beziehen. Ferner erübrigt es sich zu sagen, daß manche Beispiele die Bereitstellung eines Programms für ein System oder eine Vorrichtung involvieren.
Da viele scheinbar stark unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt werden können, ohne den Schutzumfang derselben zu verlassen, ist klar, daß die Erfindung außer wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert nicht beschränkt ist.

Claims

Vorrichtung zum Korrigieren von Druckcharakteristiken eines Druckkopfs (IJH), wobei der Druckkopf eine Vielzahl von Gruppen von Druckelementen (1010) aufweist, umfassend: eine erste Druckeinrichtung (6, 7) zum Anlegen einer Vielzahl von unterschiedlichen Signalen an jedes der Druckelemente (1010) des Druckkopfs (IJH), um den Druckkopf (IJH) zu veranlassen, ein jeweils unterschiedliches gedrucktes Muster entsprechend zu jedem der unterschiedlichen Signale auf einem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen; eine Leseeinrichtung zum Lesen der gedruckten Muster; eine Auswahleinrichtung zum Auswählen, für jede der Vielzahl von Druckelementgruppen, des durch die Leseeinrichtung gelesenen gedruckten Musters, für welches die durch diese Gruppe produzierte Dichte des gedruckten Bilds gleich oder nahe bei einer Referenzdichte ist; und eine Zuführeinrichtung (8) zum Zuführen der Charakteristiken des durch die Auswahleinrichtung ausgewählten Signals als Korrekturdaten zu einer Speichereinrichtung (13) zum Speichern von Daten; dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzdichte aus einem Histogramm berechnet wird, das eine aus der Vielzahl von gedruckten Mustern erhaltene Verteilung der Druckcharakteristiken der Druckelemente wiedergibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Charakteristik-Gewinnungseinrichtung (10) zum Gewinnen von Charakteristiken des Druckkopfs (IJH); eine Berechnungseinrichtung (1) zum Berechnen von Charakteristiken eines Referenzsignals, das an den Druckkopf (IJH) anzulegen ist, um einen Druckvorgang auf der Grundlage der Charakteristiken durchzuführen; eine zweite Druckeinrichtung (6, 7) zum versuchsweise Drucken eines zweiten Druckmusters auf ein Aufzeichnungsmedi um unter Verwendung des Druckkopfs (IJH) durch Anlegen des Referenzsignals an den Druckkopf (IJH); und eine Referenzdichte-Gewinnungseinrichtung (3) zum Gewinnen der Referenzdichte auf der Grundlage der Dichteverteilung des auf das Aufzeichnungsmedium gedruckten zweiten Druckmusters.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die von der Charakteristik-Gewinnungseinrichtung (10) gewonnenen Charakteristiken Widerstandscharakteristiken sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Referenzdichte-Gewinnungseinrichtung (3) die Dichteverteilung des zweiten Druckmusters statistisch verarbeitet und die Maximum-, Minimum-, Median-, Mittelwert-Mode oder den um die Varianz von der Mode in der Dichteverteilung abweichenden Wert als die Referenzdichte betrachtet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vielzahl von unterschiedlichen Signalen, welche die Druckeinrichtung (6, 7) anlegt, Signale in einer Doppelimpulsbreitensteuerung sind, deren Vorheizimpulsbreiten sich voneinander unterscheiden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede der Druckelementgruppen ein Druckelement umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede der Druckelementgruppen mehr als ein Druckelement umfaßt.
Verfahren zum Korrigieren von Druckcharakteristiken eines Druckkopfs (IJH), wobei der Druckkopf eine Vielzahl von Gruppen von Druckelementen (1010) aufweist, umfassend: einen Druckschritt (S6) zum Anlegen einer Vielzahl von unterschiedlichen Signalen an den Druckkopf (IJH), um den Druckkopf (IJH) zu veranlassen, ein jeweils unterschiedliches gedrucktes Muster entsprechend zu jedem der unterschiedlichen Signale auf einem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen; einen Leseschritt zum Lesen der gedruckten Muster; einen Auswahlschritt (S10) zum Auswählen, für jede einer Vielzahl von Druckelementgruppen, des in dem Leseschritt gelesenen gedruckten Musters, für welches die durch diese Grup pe produzierte Dichte des gedruckten Bilds gleich oder nahe bei einer Referenzdichte ist; und einen Zuführschritt zum Zuführen der Charakteristiken des durch den Auswahlschritt ausgewählten Signals als Korrekturdaten zu einer Speichereinrichtung (13) zum Speichern von Daten; dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzdichte aus einem Histogramm berechnet wird, das eine aus der Vielzahl von gedruckten Mustern erhaltene Verteilung der Druckcharakteristiken der Druckelemente wiedergibt.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend: einen Charakteristik-Gewinnungsschritt zum Gewinnen von Charakteristiken des Druckkopfs (IJH); einen Berechnungsschritt zum Berechnen von Charakteristiken eines Referenzsignals, das an den Druckkopf (IJH) anzulegen ist, um einen Druckvorgang auf der Grundlage der Charakteristiken durchzuführen; einen weiteren Druckschritt (S6) zum versuchsweise Drucken eines zweiten Druckmusters auf ein Aufzeichnungsmedium unter Verwendung des Druckkopfs (IJH) durch Anlegen des Referenzsignals an den Druckkopf (IJH); und einen Referenzdichte-Gewinnungsschritt zum Gewinnen der Referenzdichte auf der Grundlage der Dichteverteilung des auf das Aufzeichnungsmedium gedruckten zweiten Druckmusters.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Druckkopf (IJH) umfaßt: eine Eingabeeinrichtung (104) zum Eingeben von Druckdaten von Extern; und eine Ansteuereinrichtung (302) zum Ansteuern der Vielzahl von Druckelementen (1010) auf der Grundlage der durch die Eingabeeinrichtung (104) eingegebenen Druckdaten.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Speichereinrichtung (13) ein EEPROM einschließt.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Vielzahl von Druckelementen (1010) über einer Anzahl von Schaltungsplatinen (1000) angeordnet sind, welche Schaltungsplatinen (1000) in einer Linie angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Druckkopf (IJH) ein Tintenstrahl-Druckkopf ist, welcher einen Druckvorgang durch Ausstoßen von Tinte durchführt.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Druckkopf (IJH) Tinte durch Nutzen von Wärmeenergie ausstößt, wobei der Druckkopf einen Wärmeenergiewandler zum Erzeugen von der Tinte zugeführter Wärmeenergie aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Druckkopf (IJH) ein Vollzeilen-Druckkopf ist, dessen Druckbreite näherungsweise dieselbe ist wie die eines Aufzeichnungsmediums.