DE69723637T2

DE69723637T2 - Tintenstrahldruckvorrichtung mit Trommelkopf

Info

Publication number: DE69723637T2
Application number: DE69723637T
Authority: DE
Inventors: Jong-Moon c/o Samsung Electronics Co Eun
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2017-09-19
Also published as: EP0830944A2; KR100208378B1; EP0830944A3; KR19980021706A; US6033053A; JPH10100449A; DE69723637D1; EP0830944B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann bei Druckem, Kopiergeräten und Normalpapier-Faxgeräten eingesetzt werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenstrahl-Druckvonichtung.
1 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines herkömmlichen Tintenstrahldruckers darstellt. Der Drucker weist eine Kassette 72 auf, die Papier 70 enthält. Papierzuführwalze 74, die Papier 70 aus der Papierkassette 72 zuführt, ist über der Vorderkante von Kassette 72 installiert. Ein Sensor 76, der den Papierzuführzustand bestimmt, ist an einer Seite von Papierzufühnnralze 74 installiert, um Papierzuführwalze 74 anzuhalten und Übertührungswalze 78 in Gang zu setzen. Eine Übertührungswalze 78 ist neben Sensor 76 installiert und dient dazu, das Papier 70 zu einer Kartusche 50 zu übertühren, die einen Druckkopf 54 enthält. Eine rechteckig geformte Kartusche 50, die von einem Antriebsmotor angetrieben eine geradlinige Hin- und Herbewegung ausführt, ist neben Übertührungswalze 78 angeordnet. Eine Druckwalze 80 ist unter Kartusche 50 installiert und transportiert Papier 70 beim Bedrucken unter Einsatz von Wärme. Eine Papierausgabewalze 82 ist in der Nähe der Druckwalze 80 installiert, um das bedruckte Papier an Ablagefach 84 auszugeben.
Kartusche 50 besteht, wie in 2 dargestellt, aus Tintenbehälter 51 zur Aufbewahrung von Tinte 38 sowie Kopf 54 zum Aufdrucken von Bildern auf Papier 70 entsprechend elektrischen Signalen von einer Steuereinheit. Wie in 3 gezeigt, die den Aufbau von Kopf 54 darstellt, ist eine Ausstoßöffnung 56 zum Ausstoßen von Tinte 38 in einer Platte 52 ausgebildet, und ein Kanal 58 ist mit der Ausstoßöffnung 56 verbunden, um der Öffnung Tinte 38 zuzuführen. Ein Heizelement 62 ist im Boden des Kanals 58 installiert und erwärmt und verdampft Tinte 38, um Dampfdruck zu erzeugen. Elektroden 64 sind auf beiden Seiten des Heizelementes 62 installiert, dem sie Energie zuführen. Eine Trägerschicht 68, die aus Silizium besteht, sowie eine Widerstandsschicht 66, die die Elektroden 64 isoliert, sind unter den Elektroden 64 installiert. Ein schützender Film 60 ist auf den Elektroden 64 ausgebildet, um die Elektroden 64, das Heizelement 62 und die Widerstandsschicht 60 vor Korrosion und Oxidationsreaktionen mit der Tinte zu schützen.
Die Funktion des Tintenstrahldruckers, der einen derartigen Kopf und eine Kartusche enthält und beim Drucken eine geradlinige Hin- und Herbewegung ausführt, läuft wie folgt ab. Wenn der Drucker in Reaktion auf ein Anfangssignal „an" geschaltet wird, wird Papier 70 in Kassette 72 durch Papierzuführwalze 74 übertührt und aktiviert Sensor 76. Papierzuführwalze 74 hält nach einem vorgegebenen Zeitraum an, der auf dem Abstand zu Überführungswalze 78 beruht. Das Papier wird Kartusche 50 durch Überführungswalze 78 zugeführt. Kartusche 50 druckt, während das Papier mit einer Geschwindigkeit übertührt wird, die anhand eines Schrittes berechnet wird, der dem Abstand zwischen dem Papier und Überführungswalze 78 entspricht.
Wenn die Steuereinheit einen Druckbefehl an Kopf 54 sendet, wird, wie in 3 dargestellt, Spannung an die Elektroden 64 angelegt. Heizelement 62 wird von den Elektroden 64 erhitzt, so dass Tinte in der Nähe verdampft wird und eine Blase erzeugt wird. Tinte in Kanal 58 wird über Ausstoßöffnung 56 durch Dampfdruck auf das Papier gesprüht, so dass die gewünschten Buchstaben oder Bilder entstehen. Druckwalze 80 fixiert das Bild auf dem Papier unter Verwendung einer Hochspannung zwischen 500 und 5000 V. Das Papier wird dann durch Papierausgabewalze 82 zu Ablagefach 84 übertührt, womit der Druckvorgang endet.
Bei herkömmlichen Tintenstrahldruckern ist Kopf 54 in einer seriellen Matrixform installiert und druckt, während er eine geradlinige Hin- und Herbewegung ausführt. Die Funktion eines derartigen Kopfes macht hochentwickelte Technologie zur Steuerung des Motors für die Hin- und Herbewegung, um Auflösungen, die 300 Bildpunkte pro Inch (dots per inch – dpi) übersteigen, und genauen Transport von Kopf 54 aufrechtzuerhalten, sowie einen Mechanismus für die geradlinige Hin- und Herbewegung von Kopf 54 ertorderlich. Serielle Köpfe, die eine geradlinige Hin- und Herbewegung ausführen, weisen beschränkte Druckgeschwindigkeit auf. Spezielle Mechanismen müssen installiert werden, um die Druckgeschwindigkeit zu erhöhen, dadurch werden die Erzeugnisse jedoch sehr groß und sperrig.
Die englische Zusammenfassung von Dokument JP-A-05 261 906 zeigt eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung mit einer zylindrischen, trommelförmigen, sich drehenden Tintenkartusche.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Auflösung von mehr als 300 dpi zu erzeugen, wenn sich der Kopf dreht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tintenstrahl-Druckvonichtung mit höherer Druckgeschwindigkeit zu schaffen.
Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1.
Die Tintenstrahl-Druckvorrichtung umfasst des Weiteren vorzugsweise eine Papierzuführwalze, die Papier aus einer Papierkassette zuführt; einen Sensor, der Papier erfasst, das von der Zuführwalze zugeführt wird; eine Überführungswalze, die bei Erfassung durch den Sensor Papier zu einem Papierzuführweg zuführt, sowie eine Papierausgabewalze, die das bedruckte Papier zu einem Ablagefach überführt.
Die Tintenstrahl-Druckvonichtung kann des Weiteren eine Druckwalze zum Fixieren des Bildes auf dem Papier umfassen, die an der der Tintenkartusche gegenüberliegenden Seite des Zuführweges vorhanden ist.
Zwei oder mehr Ausstoßöffnungen können in jeder Düsenplatte ausgebildet sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Tintenstrahldruckers ist;
2 eine Seitenansicht einer Kartusche in einem herkömmlichen Tintenstrahldrucker ist;
3 eine Schnittansicht des Kopfes eines herkömmlichen Tintenstrahldruckers ist;
4 eine schematische Darstellung eines Tintenstrahldruckers gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
5 eine Perspektivansicht einer Trommelkartusche in einem Tintenstrahldrucker gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
6 eine Querschnittsansicht des Kopfes einer Trommelkartusche in einem Tintenstrahldrucker gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
7 ein Detail von Teil „A" in 6 ist.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Der Drucker weist, wie in 4 dargestellt, eine Kassette 72 auf, die Papier 70 enthält. Eine Papierzuführwalze 74, die das Papier in Kassette 72 zuführt, ist über der Vorderkante von Kassette 72 installiert. Ein Sensor 76, der den Papierzuführstand erfasst, ist neben der Papierzuführwalze 74 installiert, um festzustellen, wann die Papierzufühnnralze 74 anzuhalten ist und die Überführungswalze 78 in Gang zu setzen ist. Die Übertührungswalze 78 ist neben Sensor 76 installiert, um das Papier 70 zu einer Trommelkartusche 10 mit Kopf 54 zu überführen. Die zylindrische Trommelkartusche 10, die sich auf Welle 16 dreht, ist neben der Überführungswalze 78 installiert. Druckwalze 80 ist unter der Trommelkartusche 10 installiert, um mit einer Hochspannung ein Bild beim Transport des Papiers auf dem Papier zu fixieren. Papierausgabewalze 82 ist neben Druckwalze 80 installiert, um das bedruckte Papier Stapeleinrichtung 84 zuzuführen.
Die Oberfläche der Trommelkartusche 10 weist, wie in 5 dargestellt, Köpfe 40 auf, die Bilder auf der Basis elektrischer Signale von der Steuereinheit auf das Papier drucken, während sich die Kartusche auf Welle 16 dreht. Eine oder mehrere Reihen von Köpfen 40 sind angeordnet und bilden eine spiralförmige Schraubenlinie mit einem bestimmten Winkel um die Welle herum, so dass ein Schachbrettmuster entsteht. Kopf 40 besteht aus Heizchip 18, der Tinte 38 erhitzt, und Düsenplatte 14, die Tinte 38 auf das Papier ausstößt.
Der Kopf 40 enthält, wie in 6 und 7 dargestellt, eine Düsenplatte 14 mit Ausstoßöffnungen 30 zum Ausstoßen der Blase 34 aus Tinte 38 auf das Papier, um einen Tropfen 32 auszubilden, sowie einen Kanal 36, der mit Ausstoßöffnungen 30 verbunden ist, um Tinte 38 in Form von Blase 34 einzuleiten. Zwei oder mehr Ausstoßöffnungen 70 sind in der Düsenplatte 10 ausgebildet, um die Druckgeschwindigkeit zu erhöhen.
Widerstandsabschnitte 24 sind an einer Seite von Kanal 36 installiert, um Dampfdruck und Blasen 34 durch das Erhitzen von Tinte 38 zu erzeugen. Eine erste und eine zweite Elektrode 22 und 23 sind auf beiden Seiten jedes Widerstandsabschnitts 24 installiert, um den Widerstandsabschnitt 24 durch Anlegen einer vorgegebenen Spannung zu erhitzen. Schlitz 28 zwischen den Widerstandsabschnitten 24 saugt Tinte 38 auf die Teile des Kanals 36 zu, in denen Widerstandseinheiten 24 installiert sind. Die erste und die zweite Elektrode 22 und 26 sowie die Widerstandsabschnitte 24 sind auf Trägerschicht 12 installiert, die aus Silizium besteht. Die Kammer 20 wird im Inneren von Trägerschicht 12 ausgebildet.
Die Funktion des Tintenstrahldruckers mit dem Trommelkopf mit diesem Aufbau läuft wie folgt ab. Wenn der Drucker in Reaktion auf ein Anfangssignal „an" geschaltet wird, wird, wie in 4 dargestellt, Papier 70 in Kassette 72 durch Papierzufühnnralze 74 übertührt und aktiviert Sensor 76. Papierzuführwalze 74 hält nach einem vorgegebenen Zeitraum an, der auf dem Abstand zu Übertührungswalze 78 beruht. Das Papier wird durch Übertührungswalze 78 zu Trommelkartusche 10 übertührt. Trommelkartusche 10 beginnt, auf das Papier zu drucken, während sie sich in der vorgegebenen Richtung dreht. Wenn die Steuereinheit einen Druckbefehl an Kopf 40 sendet, wird, wie in 7 dargestellt, der ersten und der zweiten Elektrode 22 und 26 Spannung zugeführt und sie erhitzen die Widerstandsabschnitte 24. Gleichzeitig strömt Tinte 38, die in Kammer 20 aufbewahrt wird, über Schlitz 28 in Kanal 36. Tinte 38 wird in der Nähe der Widerstandsabschnitte 24 verdampft und bildet Blasen 34. Blasen 34 aus Tinte 38 werden über Ausstoßöffnungen 30, die mit Kanal 36 verbunden sind, in Form von Punkten 32 auf das Papier ausgestoßen, so dass Buchstaben oder Bilder entstehen.
Die Druckwalze 80 in 4 fixiert das Bild mit einer Hochspannung zwischen 500 und 5000 V auf dem Papier. Das bedruckte Papier wird durch Papierausgabewalze 82 zu Stapeleinrichtung 84 übertührt und damit endet der Druckvorgang.
Der Tintenstrahldrucker mit dem Trommelkopf gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie oben beschrieben, eine Auflösung von mehr als 300 dpi erzeugen, da der Kopf nicht in einer Kartusche installiert ist, die eine geradlinige Hin- und Herbewegung ausführt, sondern in einer sich drehenden Trommelkartusche. Mit der vorliegenden Erfindung wird auch die Druckgeschwindigkeit auf zwischen 5ppM und 20ppM erhöht, indem zwei oder mehr Ausstoßöffnungen im Kopf der Trommelkartusche ausgebildet werden. Da für die Trommelkartusche kein sich bewegender Schlitten erforderlich ist, um geradlinige Bewegung zu ermöglichen, kann das Erzeugnis miniaturisiert werden.

Claims

Tintenstrahl-Druckvorrichtung, die umfasst: einen Papierzuführweg; eine zylindrische, trommelförmige, sich drehende Tintenkartusche; eine Vielzahl von Reihen von Tintenstrahlköpfen an der Oberfläche der sich drehenden Tintenkartusche, die ein Bild auf Papier aufdrucken, während sich die Tintenkartusche um die Drehachse dreht; und eine Steuereinheit, die die Funktion der Tintenstrahlköpfe steuert; dadurch gekennzeichnet, dass: jeder Tintenstrahlkopf umfasst: einen Heizchip mit einem Widerstandsabschnitt, der die Tinte erhitzt und Dampfdruck erzeugt, wobei er eine erste und eine zweite Elektrode enthält, die den Widerstandsabschnitt mit einer angelegten Spannung versorgen; einen Schlitz zum Überführen der Tinte von einer Tintenkammer in der Tintenkartusche zu dem Widerstandsabschnitt; einen Kanal zum Überführen von Tinte von dem Widerstandsabschnitt zu einer Düsenplatte; eine Düsenplatte mit Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen der Tinte auf das Papier; wobei die Drehachse der sich drehenden Tintenkartusche in Bezug auf den Papierzuführweg stationär und senkrecht dazu ist; und die Vielzahl von Reihen von Tintenstrahlköpfen an der Oberfläche der Tintenkartusche in einer spiralförmigen Schraubenlinie um die Drehachse der Tintenkartusche herum angeordnet sind und ein Schachbrettmuster bilden.
Tintenstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine Papierzuführwalze umfasst, die Papier aus einer Papierkassette zuführt.
Tintenstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 2, die des Weiteren einen Sensor, der Papier erfasst, das von der Zuführwalze zugeführt wird, sowie eine Übertührungswalze umfasst, die das Papier bei Erfassung durch den Sensor einem Papierzuführweg zuführt.
Tintenstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 3, die des Weiteren eine Druckwalze umfasst, die das Bild auf dem Papier fixiert und an der der Tintenkartusche gegenüberliegenden Seite des Zuführweges vorhanden ist.
Tintenstrahl-Druckvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die des Weiteren eine Papierausgabewalze umfasst, die das bedruckte Papier zu einem Ablagefach übertührt.
Tintenstrahl-Druckvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwei oder mehr Ausstoßöffnungen in jeder Düsenplatte ausgebildet sind.