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Diese Erfindung betrifft Tintenstrahldruckvorrichtungen.
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DOD-Tintenstrahldrucker (Drop-On-Demand,
Tropfen auf Anforderung) bilden ein Druckbild, indem sie ein Muster
von einzelnen Punkten oder Bildpunkten auf ein Druckmedium, wie
z.B. einen Bogen von Papier, drucken. Die möglichen Stellen für die Punkte
können
durch ein Array oder ein Gitter von Bildpunkten oder quadratischen
Flächen
dargestellt werden, die in einem geradlinigen Array von Zeilen und
Spalten angeordnet sind, wobei der Mitte-zu-Mitte-Abstand oder Punktabstand
zwischen Bildpunkten durch die Auflösung des Druckers bestimmt
ist. Die Punkte werden gedruckt, wenn sich ein Druckkopf in einer
Zeilenscanrichtung über
das Medium bewegt. Zwischen Zeilenscans bewegt ein Schrittmotor
das Druckmedium in einer zur Zeilenscanrichtung querlaufenden Richtung.
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DOD-Tintenstrahldrucker verwenden
Wärmeenergie
zur Erzeugung eine Dampfblase in einer mit Tinte gefüllten Kammer,
um einen Tropfen auszustoßen.
Ein Wärmeenergieerzeuger
oder Heizelement, normalerweise ein Widerstand, ist in der Kammer
auf einem Heizerchip in der Nähe
einer Austragdüse
angeordnet. Eine Mehrzahl von Kammern, die jeweils mit einem einzigen
Heizelement versehen sind, sind in dem Druckkopf des Druckers vorgesehen.
Der Druckkopf umfasst typischerweise den Heizerchip und eine Düsenplatte,
in der eine Mehrzahl der Austragdüsen gebildet sind. Der Druckkopf
bildet einen Teil einer Tintenstrahldruckpatrone, die auch einen
mit Tinte gefüllten
Behälter
umfasst.
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In einem herkömmlichen Druckkopf sind Austragdüsen in zwei
Säulen
angeordnet, wobei die Düsen
einer Säule
in Bezug zu den Düsen
der anderen Säule
versetzt sind. Während
eines Gebrauchs arbeiten die zwei Säulen als eine einzige Säule. Folglich
wird jede horizontale Reihe von Punkten durch nur eine einzige Düse gedruckt.
Wenn eine Düse
versagt, enthält
das gedruckte Schriftstück
horizontale Leerzeilen, wo Tinte aufgrund der schadhaften Düse fehlt,
die keine Punkte entlang dieser Zeilen druckt.
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Die EP-A-0761448 offenbart eine Tintenstrahldruckvorrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Druckerhersteller suchen ständig nach
Techniken, die verwendet werden können, um die Druckgeschwindigkeit
zu verbessern. Eine bekannte Technik beinhaltet ein Hinzufügen von
zusätzlichen
Düsen zu
jeder Düsensäule auf
dem Druckkopf. Jedoch wird bei Zunahme einer Düsensäulenlänge eine richtige Düsenausrichtung
entlang der Säulen
kritischer. Dies ist der Fall, weil eine Druckfehlausrichtung, die von
einer Düsenfehlausrichtung
herrührt,
wahrnehmbarer wird, wenn die Düsensäulenlänge zunimmt.
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Ein verbesserter Druckkopf, der eine
erhöhte Druckgeschwindigkeit
und verbesserte Druckqualität ermöglicht,
ist erwünscht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Tintenstrahldruckvorrichtung bereitgestellt, umfassend:
eine
Druckpatrone, umfassend einen Heizerchip und eine Düsenplatte,
die an dem Heizerchip gekoppelt ist, wobei der Heizerchip eine Mehrzahl
von Heizelementen aufweist und die Düsenplatte eine Mehrzahl von
primären
und sekundären
Düsen aufweist,
wobei jede von den Düsen
eines von den Heizelementen damit verbunden aufweist, um Energie
zu erzeugen, um Tinte davon auszutragen; und wobei mindestens eine
der sekundären
Düsen eine
Horizontalachse gemeinsam mit mindestens einer von den primären Düsen hat;
und eine Treiberschaltung, die mit den Heizelementen elektrisch
gekoppelt ist, um Feuerpulse an die Heizelemente anzulegen; gekennzeichnet durch
ein Gerät
zum Detektieren von aus einer gefeuerten Düse ausgeschleuderter Tinte,
wobei das Gerät
in einer Düsenteststation angeordnet
ist; und wobei die Vorrichtung angepasst ist, um in einem ersten
Modus zu arbeiten, in dem die sekundären Düsen nach Feuern der primären Düsen gefeuert
werden, und wobei bei Versagen, Tinte zu detektieren, die von einer
gefeuerten primären
oder sekundären
Düse ausgeschleudert
wird, die Treiberschaltung angepasst ist, um zu bewirken, dass das
Heizelement einer sekundären
oder primären
Düse, die
eine Horizontalachse mit der Düse
gemeinsam hat, die nicht feuern konnte, anstelle der fehlerhaften
Düse arbeitet.
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In der bevorzugten Ausführungsform
gibt es, statt dass man zwei Säulen
von Düsen
hat, die als eine einzige vertikale Düsenlinie arbeiten, die während eines
einzigen Durchlaufs des Druckkopfs einen Datenquerdurchlauf druckt,
vier Säulen
von Düsen, die
als zwei vertikale Düsenlinien
arbeiten, die die Daten drucken. Jede vertikale Düsenlinie
kann etwa eine Hälfte
der Bildpunkte drucken, die während
eines gegebenen Durchlaufs des Druckkopfs über das Druckmedium gedruckt
werden. Der Drucker ist in einer von einer Normalbetriebsart und
einer Hochgeschwindigkeitsbetriebsart selektiv betriebsfähig. Während eines
Normalmodusbetriebs werden die mit den ersten Düsen verbundenen Heizelemente
während
eines ersten Segments eines Feuerzyklus gefeuert, die mit den zweiten
Düsen verbundenen
Heizelemente werden während
eines zweiten Segments des Feuerzyklus gefeuert, die mit den vierten
Düsen verbundenen
Heizelemente werden während
eines dritten Segments des Feuerzyklus gefeuert, und die mit den
dritten Düsen
verbundenen Heizelemente werden während eines vierten Segments
des Feuerzyklus gefeuert. Während
eines Hochgeschwindigkeitsmodusbetriebs werden die mit den ersten
und dritten Düsen
verbundenen Heizelemente während eines
ersten Segments eines Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus gefeuert,
und die mit den zweiten und vierten Düsen verbundenen Heizelemente werden
während
eines zweiten Segments des Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
gefeuert. Aufgrund der redundanten Düsen kann der Drucker mit einer
erhöhten
Geschwindigkeit betrieben werden.
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Es ist ein weiteres Merkmal, dass
der Drucker mit einer Düsenteststation
versehen ist. Dort wird jede Düse
getestet, um zu bestimmen, ob sie betriebsfähig ist. Wenn nicht, verdoppelt
ihre auf derselben horizontalen Linie angetroffene verbundene Düse vorzugsweise
den Betrieb während
eines Normalgeschwindigkeitsbetriebs. Folglich werden, wenn eine
Düse versagt
und ihre verbundene Düse
betriebsfähig
ist, sämtliche
Daten, die durch das Düsenpaar
zu drucken sind, während
eines Normalmodusbetriebs gedruckt.
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Indem man die redundanten Düsen hinzufügt, ist
eine Düsensäulenlänge nicht
wesentlich erhöht
worden. Dies ist. ein Vorteil, da eine Druckfehlausrichtung, die
von einer Düsenfehlausrichtung herrührt, wahrnehmbarer
wird, wenn eine Düsensäulenlänge zunimmt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun
anhand nur eines Beispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Perspektivansicht einer Tintenstrahldruckvorrichtung mit einer
Druckpatrone, die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist;
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2 ist
eine Ansicht eines Teils eines Heizerchip, der an eine Düsenplatte
gekoppelt ist, wobei Abschnitte der Düsenplatte an zwei unterschiedlichen
Niveaus entfernt sind; 3 ist
eine Ansicht, aufgenommen entlang der Schnittlinie 3-3 in 2;
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4 ist
eine schematische Veranschaulichung eines Teils einer Düsenplatte
mit ersten und zweiten Düsen
von Segment IA und dritten und vierten Düsen von Segment IB, die durch
ausgefüllte Punkte
dargestellt sind;
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5 ist
eine Veranschaulichung einer Düsenplatte
mit primären
und sekundären
Düsen von Segmenten
IA-VIIIA und Segmenten IB-VIIIB, die ziffernmäßig bezeichnet sind;
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6 ist
eine Veranschaulichung eines Teils einer Düsenplatte mit ersten und zweiten
Düsen von Segment
IA und zwei Düsen
von Segment IIA, die durch bezifferte Kreise dargestellt sind;
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7 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Treiberschaltung veranschaulicht;
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8 ist
ein Zeitablaufdiagramm für
einen Normalgeschwindigkeitsmodusbetrieb;
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9 ist
eine Auftragung, die Punkte zeigt, die durch erste, zweite, vierte
und dritte Düsen
während
aufeinanderfolgender Segmente von Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklen
erzeugt werden;
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10 ist
ein Zeitablaufdiagramm für
einen Hochgeschwindigkeitsmodusbetrieb;
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11 ist
eine Auftragung, die Punkte zeigt, die durch erste, zweite, dritte
und vierte Düsen
während
aufeinanderfolgender Segmente von Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklen
erzeugt werden; und
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12 ist
eine Perspektivansicht einer Wartungsstation der Vorrichtung der
vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug nun auf 1 ist dort eine Tintenstrahldruckvorrichtung 10 mit
einer Druckpatrone 20 dargestellt, die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist. Die Patrone 20 wird in einem
Träger 40 getragen,
der wiederum auf einer Führungsschiene 42 verschiebbar
getragen wird. Ein Druckpatronenantriebsmechanismus 44 ist
zur Bewerkstelligung einer Hin- und Herbewegung des Trägers 40 hin
und her entlang der Führungsschiene 42 vorgesehen.
Der Antriebsmechanismus 44 umfasst einen Motor 44a mit
einer Antriebsriemenscheibe 44b und einem Antriebsriemen 44c,
der sich über
die Antriebsriemenscheibe 44b und eine Mitläuferriemenscheibe 44d erstreckt.
Der Träger 40 ist
fest mit dem Antriebsriemen 44c verbunden, so dass er sich
mit dem Antriebsriemen 44c bewegt. Ein Betrieb des Motors 44a bewerkstelligt
eine Hin- und Herbewegung des Antriebsriemens 44c und folglich
eine Hin- und Herbewegung des Trägers 40 und
der Druckpatrone 20. Wenn sich die Druckpatrone 20 hin
und her bewegt, schleudert sie Tintentropfen auf ein Papiersubstrat 12 aus,
das unter ihr vorge sehen ist. Getriebene Rollen 14, die
auf einer Welle 16 montiert sind, wirken mit Druckrollen 18 zusammen,
um das Papiersubstrat 12 in einer Richtung vorzurücken, die
im Allgemeinen orthogonal zur Druckpatronenbewegungsrichtung ist.
Die Welle 16 wird durch eine Schrittmotoranordnung 19 angetrieben.
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Die Druckpatrone 20 umfasst
einen Polymerbehälter 22,
siehe 1, der mit Tinte
gefüllt
ist, und einen Druckkopf 24, siehe die 2 und 3.
Der Druckkopf 24 umfasst einen Heizerchip 50 mit
einer Mehrzahl von widerstandsbehafteten Heizelementen 52.
Der Druckkopf 24 umfasst weiter eine Düsenplatte 54 mit einer
Mehrzahl von Öffnungen 56,
die sich durch sie erstrecken, die eine Mehrzahl von Düsen 58 definieren,
durch die Tintentropfen ausgeschleudert werden. Der Durchmesser
von jeder Düse 58 liegt
zwischen etwa 15 Mikrometern und etwa 28 Mikrometern.
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Die Düsenplatte 54 kann
aus einem flexiblen Polymermaterialsubstrat gebildet sein, das mittels
eines Klebstoffs an den Heizerchip 22 angeklebt ist (nicht
dargestellt). Beispiele für
Polymermaterialien, aus denen die Düsenplatte 54 gebildet
sein kann, und Klebstoffe zum Sichern der Platte 54 am Heizerchip 50 sind
in der EP-A-0761448 dargelegt. Wie darin angemerkt, kann die Platte 54 aus
einem Polymermaterial, wie z. B. Polyimid, Polyester, Fluorkohlenstoffpolymer
oder Polycarbonat, gebildet sein, das vorzugsweise etwa 15 bis etwa
200 Mikrometer dick ist und am bevorzugtesten etwa 50 bis etwa 125
Mikrometer dick. Beispiele für
im Handel erhältliche Plattenmaterialien
umfassen ein Polyimidmaterial, das von E. I. DuPont de Nemours & Co. unter der Schutzmarke "KAPTON" erhältlich ist,
und ein Polyimidmaterial, das von Ube (of Japan) unter der Schutzmarke "UPILEX" erhältlich ist.
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Die Platte 54 kann mittels
irgendeiner im Stand der Technik bekannten Technik an den Chip 50 gebunden
sein, einschließlich
einem Thermokompressions-Bondingprozess. Wenn die Platte
54 und der
Heizerchip 50 miteinander verbunden sind, definieren Abschnitte 54a der
Platte 54 und Teile 50a des Heizerchip 50 eine
Mehrzahl von Blasenkammern 55. Durch den Behälter 22 zugeführte Tinte
strömt durch
Tintenversorgungskanäle 55a in
die Blasekammern 55. Die widerstandsbehafteten Heizelemente 52 sind
auf dem Heizerchip 50 so positioniert, dass jede Blasenkammer 55 nur
ein Heizelement 52 aufweist. Jede Blasenkammer 55 steht
mit einer Düse 58 in
Verbindung, siehe 3.
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Die widerstandsbehafteten Heizelemente 52 werden
einzeln durch Spannungspulse adressiert, die durch eine Treiberschaltung 300 geliefert
werden, siehe 7. Jeder
Spannungspuls wird an eines von den Heizelementen 52 angelegt,
um die Tinte in Berührung
mit diesem Heizelement 52 einen Augenblick lang zu verdampfen,
um eine Blase in der Blasenkammer 55 zu bilden, in der
sich das Heizelement 52 vorfindet. Die Funktion der Blase
besteht darin, Tinte in der Blasenkammer 55 zu verdrängen, so dass
ein Tropfen von Tinte aus einer mit der Blasenkammer 55 verbundenen
Düse 58 ausgestoßen wird.
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Eine am Polymerbehälter 22 gesicherte
flexible Schaltung (nicht dargestellt) wird verwendet, um einen
Pfad für
Energiepulse bereitzustellen, um von der Treiberschaltung 300 zum
Heizerchip 50 zu laufen. Kontaktflecke (nicht dargestellt)
auf dem Heizerchip 50 sind mit Endabschnitten von Leiterbahnen (nicht
dargestellt) auf der flexiblen Schaltung verbunden. Ein Strom fließt von der
Schaltung 300 zu den Leiterbahnen auf der flexiblen Schaltung
und von den Leiterbahnen zu den Kontaktflecken auf dem Heizerchip 50.
Der Strom fließt
dann von den Kontaktflecken entlang Leitern 53 zu den Heizelementen 52.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist die Düsenplatte 54 mit
einer Mehrzahl von primären
Düsen 110 und
sekundären
Düsen 120 versehen,
siehe 4. In der veranschaulichten
Ausführungsform gibt
es acht Segmente IA-VIIIA von primären Düsen
110, wobei jedes
Segment 38 Düsen
aufweist, wie in 5 dargestellt.
Folglich ist die Gesamtanzahl von primären Düsen 110 in der veranschaulichten
Ausführungsform
gleich 304 Düsen. Ähnlich gibt
es acht Segmente IB-VIIIB von sekundären Düsen 120, wobei jedes
Segment 38 Düsen
aufweist. Die Gesamtanzahl von sekundären Düsen 120 ist gleich
304 Düsen.
Die speziellen Anzahlen von primären
und sekundären
Düsen 110 und 120,
die auf der Düsenplatte 54 gebildet
sind, werden hierin nur für
veranschaulichende Zwecke erwähnt.
Folglich sollen die Anzahlen von primären und sekundären Düsen 110 und 120 nicht
auf diejenigen, die in 5 dargestellt sind,
beschränkt
sein.
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Die primären Düsen 110 umfassen erste
und zweite Düsen 112 und 114,
die in ersten und zweiten Düsenplattensäulen 212 und 214 positioniert
sind, siehe die 4 und 6. Die sekundären Düsen 120 umfassen
dritte und vierte Düsen 122 und 124,
die in dritten und vierten Düsenplattensäulen 222 und 224 positioniert
sind, siehe 4. Vordere
Abschnitte der ersten und zweiten Säulen 212 und 214 sind
um einen Abstand gleich X/600 Inch (X/24 mm) voneinander beabstandet,
wobei X eine ungeradzahlige Ganzzahl ≥ 3 und ≤ 9 ist, siehe die 4 und 6. Vordere Abschnitte der dritten und
vierten Säulen 222 und 224 sind
um einen Abstand gleich X/600 Inch voneinander beabstandet, wobei
X eine ungeradzahlige Ganzzahl ≥ 3
und ≤ 9 ist,
siehe 4. Vordere Abschnitte
der ersten und dritten Säulen 212 und 222 sind
um einen Abstand gleich Y/600 Inch voneinander beabstandet, wobei
Y eine ungeradzahlige Ganzzahl ≥ 11
ist, siehe 4. In der
veranschaulichten Ausführungsform
X = 3 und Y = 83.
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Die ersten und zweiten Düsen 112 und 114 von
Segment IA und die dritten und vierten Düsen 122 und 124 von
Segment IB sind in 4 durch ausgefüllte Punkte
mit Ziffern dargestellt, die benachbart zu den Punkten positioniert
sind. Die ersten und zweiten Düsen 112 und 114 von
Segment IA und zwei Düsen
von Segment IIA sind in 6 durch
bezifferte Kreise veran schaulicht. Die ersten Düsen 112 sind durch
ungeradzahlig bezifferte Kreise dargestellt, und die zweiten Düsen 114 sind
durch geradzahlig bezifferte Kreise dargestellt. In den 4-6 sind die 38 Düsen von jedem von Segment IA
und IB mit 1–19
und 2–20
beziffert.
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Der vertikale Abstand zwischen mittigen Punkten
von benachbarten ersten und zweiten Düsen 112 und 114,
die in benachbarten horizontalen Reihen in den Säulen 212 und 214 positioniert
sind, z. B. die Düsen 1 und 6,
die in den Reihen 1 und 2 angeordnet sind, beträgt etwa
1/600 (1/24 mm) Inch, siehe die 4 und 6. Der vertikale Abstand
zwischen mittigen Punkten von benachbarten dritten und vierten Düsen 122 und 124,
die in benachbarten horizontalen Reihen in den dritten und vierten
Säulen 222 und 224 positioniert
sind, z. B. die Düsen 1 und 6,
beträgt
auch etwa 1/600 Inch, siehe 4.
Der vertikale Abstand zwischen mittigen Punkten von vertikal benachbarten
ersten Düsen 112,
z. B. die Düsen 1 und 11,
beträgt
etwa 1/300 Inch (0,085 mm oder 1/12 mm). Ähnlich beträgt der vertikale Abstand zwischen
vertikal benachbarten zweiten Düsen 114, dritten
Düsen 122 und
vierten Düsen 124 etwa
1/300 Inch.
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Die Ziffern, die zu den Punkten in 4 benachbart sind und sich
in den Kreisen in 6 befinden,
bezeichnen vertikale Subsäulen
in den Düsenplattensäulen 212 und 214,
in denen mittige Punkte der Düsen 112 und 114 angetroffen
werden. Wie in 6 angezeigt,
ist die Breite von jeder vertikalen Subsäule in jeder von den Düsenplattensäulen 212 und 214 1/14400
Inch (1/567 mm). Folglich ist der horizontale Abstand zwischen den
mittigen Punkten von zwei horizontal benachbarten ersten Düsen 112, z.
B. die Düsen 1 und 3,
etwa 2/14400 Inch. Ähnlich ist
der horizontale Abstand zwischen den mittigen Punkten von zwei horizontal
benachbarten zweiten Düsen 114,
z. B. die Düsen 2 und 4,
etwa 2/14400 Inch.
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In der veranschaulichten Ausführungsform sind
die 38 Düsen von
jedem von Segmenten IIA-VIIIA und Segmenten IB-VIIIB in derselben
Reihenfolge angeordnet und sind auf dieselbe Weise voneinander beabstandet,
wie es die 38 Düsen
von Segment IA sind. Folglich sind die sekundären Düsen 120 in derselben
Reihenfolge angeordnet und auf dieselbe Weise voneinander beabstandet
wie die primären Düsen 110.
Demgemäß wird die
Reihenfolge und die räumliche
Aufteilung der sekundären
Düsen 120 hierin
nicht weiter beschrieben.
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Die Treiberschaltung 300 umfasst
einen Mikroprozessor 310, eine anwendungsspezifische integrierte
Schaltung (ASIC) 320, eine Primärdüsen/Sekundärdüsen-Auswahlschaltung 330, eine
Decodierschaltungsanordnung 340 und eine übliche Steuerschaltung 350.
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Die Primärdüsen/Sekundärdüsen-Auswahlschaltung 330 aktiviert
selektiv eine oder beide von den Primärdüsensegmenten IA-VIIIA und den
Sekundärdüsensegmenten
IB-VIIIB. Sie weist einen ersten Ausgang 330a auf, der
mit den primären
Düsen 110 über einen
Leiter 330b elektrisch gekoppelt ist. Sie weist auch einen
zweiten Ausgang 330c auf, der mit den sekundären Düsen 120 über einen
Leiter 330d elektrisch gekoppelt ist. Folglich wird ein
erstes Ausgangssignal, das am ersten Ausgang 330a vorhanden
ist, verwendet, um den Betrieb der primären Düsen 110 auszuwählen, während ein
zweites Auswahlsignal, das am zweiten Ausgang 330c vorhanden
ist, verwendet wird, um den Betrieb der sekundären Düsen 120 auszuwählen. Die
Primärdüsen/Sekundärdüsen-Auswahlschaltung
330 ist mit dem ASIC 320 elektrisch gekoppelt und erzeugt
ansprechend auf Befehlssignale, die vom ASIC 320 erhalten werden,
geeignete Auswahlsignale.
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Wie oben angemerkt, ist mit jeder
der primären
und sekundären
Düsen 110 und 120 ein
einzelnes widerstandsbehaftetes Heizelement 52 verbunden.
In 7 sind die veranschaulichten
widerstandsbehafteten Heizelemente 52 beziffert und so gruppiert,
dass sie mit der Düsenbezifferung
und Segmentgruppie rungen übereinstimmen,
die in den 4-6 verwendet werden.
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Die übliche Steuerschaltung 350 umfasst eine
Mehrzahl von Treibern 352, die mit einer Stromversorgung
400, dem ASIC 320 und den widerstandsbehafteten Heizelementen 52 elektrisch
gekoppelt sind. In der veranschaulichten Ausführungsform sind sechzehn Treiber 352 vorgesehen.
Jeder der sechzehn Treiber 352 ist mit einer Hälfte der
Heizelemente 52, die mit einem von den Primärdüsensegmenten
IA-VIIIA verbunden ist, und einer Hälfte von den Heizelementen 52,
die mit einem von den Sekundärdüsensegmenten
IB-VIIIB verbunden ist, elektrisch gekoppelt. In 7 ist der erste Treiber 352,
d.h. der Treiber, der mit der Ziffer 1 bezeichnet ist,
mit den Heizelementen 52, die mit der oberen Hälfte der
Düsen 110 des
Primärdüsensegments
IA verbunden sind, d.h. die Düsen,
die in den 4-6 mit 1-19 beziffert sind,
und den Heizelementen 52, die mit der oberen Hälfte der
Düsen 120 des
Sekundärdüsensegments
IB verbunden sind, gekoppelt. Der zweite Treiber 352, d.h.
der Treiber, der mit der Ziffer 2 bezeichnet ist, ist mit
den Heizelementen 52, die mit der unteren Hälfte der
Düsen 110 des
Primärdüsensegments
IA verbunden sind, d.h. den Düsen, die
in den 4-6 mit 2-20 beziffert sind, und den Heizelementen 52,
die mit der unteren Hälfte
der Düsen 120 des
Sekundärdüsensegments
IB verbunden sind, gekoppelt. Der fünfzehnte Treiber 352,
d. h. der Treiber, der mit der Ziffer 15 bezeichnet ist,
ist mit den Heizelementen 52, die mit der oberen Hälfte der
Düsen 110 des
Primärdüsensegments
VIIIA verbunden sind, und den Heizelementen 52, die mit
der oberen Hälfte
der Düsen 120 des
Sekundärdüsensegments VIIIB
verbunden sind, gekoppelt. Der sechzehnte Treiber 352,
d. h. der Treiber, der mit 16 beziffert ist, ist mit den Heizelementen 52,
die mit der unteren Hälfte
der Düsen 110 des
Primärdüsensegments
VIIIA verbunden sind, und den Heizelementen 52, die mit
der unteren Hälfte
der Düsen 120 des
Sekundärdüsensegments
VIIIB verbunden sind, gekoppelt.
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Es gibt fünf Eingangsleitungen 342,
die sich von dem ASIC 320 zur Decodierschaltungsanordnung 340 erstrecken.
Zwanzig Adressleitungen 344 erstrecken sich von der Decodierschaltungsanordnung 340 zu
den widerstandsbehafteten Heizelementen 52. Jede Adressleitung 344 erstreckt
sich zu den Heizelementen 52, die mit gleich bezifferten
Düsen in
jedem von den Primär-
und Sekundärsegmenten
IA-VIIIA und IB-VIIIB verbunden sind. Z.B. ist die erste Adressleitung 344,
d. h. die Adressleitung, die in 7 mit
1 beziffert ist, an den widerstandsbehafteten Heizelementen 52 angeschlossen,
die mit der Ziffer 1-Primär-
und -Sekundärdüse 110 und
120 in jedem von den Primär-
und Sekundärsegmenten IA-VIIIA
und IB-VIIIB verbunden sind. Die zehnte Adressleitung 344,
d. h. die Adressleitung, die in 7 mit
10 beziffert ist, ist an den widerstandsbehafteten Heizelementen 52 angeschlossen,
die mit den Ziffer 10-Primär-
und -Sekundärdüsen in jedem von
den Primär-
und Sekundärsegmenten
IA-VIIIA und IB-VIIIB verbunden sind. Die zwanzigste Adressleitung 344,
d. h. die Adressleitung, die in 7 mit 20
beziffert ist, ist an den widerstandsbehafteten Heizelementen 52 angeschlossen,
die mit den Ziffer 20-Primär-
und -Sekundärdüsen in jedem
von den Primärund
Sekundärsegmenten
IA-VIIIA und IB-VIIIB verbunden sind. Wie unten ausführlicher
erörtert wird,
sendet der ASIC 320 geeignete Signale zur Decodierschaltungsanordnung 340,
so dass während eines
gegebenen Feuerzyklus die Decodierschaltungsanordnung 340 geeignete
Adresssignale zu den Heizelementen 52 erzeugt, die mit
den primären und
sekundären
Düsen 110 und 120 verbunden
sind.
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Jeder Treiber 352 wird durch
den ASIC 320 nur aktiviert, wenn eines von den Heizelementen 52, an
das er angeschlossen ist, zu feuern ist. Die speziellen Heizelemente 52,
die während
eines gegebenen Feuerzyklus gefeuert werden, hängen von Druckdaten ab, die
durch den Mikroprozessor 310 von einem separaten Prozessor
(nicht dargestellt), der mit ihm elektrisch gekoppelt ist, empfangen
werden. Der Mikroprozessor 310 erzeugt Signale, die zum
ASIC 320 weitergeleitet werden, und der ASIC 320 wiederum
erzeugt geeignete Feuersignale, die zu den sechzehn Treibern 352 weitergeleitet
werden. Die aktivierten Treiber 352 legen dann Feuerspannungspulse
an die Heizelemente 52 in Verbindung mit dem durch die
Decodierschaltungsanordnung 340 bereitgestellten Erdpfad
an.
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Wenn das Heizelement, das mit der
Ziffer 1-Primärdüse 110 im
Segment IA verbunden ist, während
eines gegebenen Feuerzyklussegments zu feuern ist, wird der erste
Treiber 352 gleichzeitig mit der Aktivierung des ersten
Ausgangs 330a der Auswahlschaltung 330 und der
ersten Adressleitung 344 aktiviert. Wenn die Ziffer 2-Primärdüse 110 im
Segment IA während
eines gegebenen Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklussegments
(der Normalgeschwindigkeitsmodus wird unten erörtert) nicht zu feuern ist,
wird der zweite Treiber 352 nicht gefeuert, wenn der erste
Ausgang 330a der Auswahlschaltung 330 und die
zweite Adressleitung 344 gleichzeitig aktiviert sind. Wenn
die oberste primäre
Düse 110,
die im Segment IA mit 10 beziffert ist, zu feuern ist, wird der
erste Treiber 352 gefeuert, wenn der erste Ausgang 330a der
Auswahlschaltung 330 und die zehnte Adressleitung 344 gleichzeitig
aktiviert werden. Wenn die unterste primäre Düse 110, die im Segment IA
mit 10 beziffert ist, während
eines gegebenen Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklussegments nicht
zu feuern ist, ist der zweite Treiber 352 nicht zu feuern,
wenn der erste Ausgang 330a der Auswahlschaltung 330 und
die zehnte Adressleitung 344 gleichzeitig aktiviert sind.
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Die Druckvorrichtung 10 ist
in einer von einer Normalbetriebsart und einer Hochgeschwindigkeitsbetriebsart
selektiv betriebsfähig.
Der Benutzer der Vorrichtung 10 kann den gewünschten
Modus über Software
während
einer Druckerinstallation auswählen.
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Ein Zeitablaufdiagramm für die Normalgeschwindigkeitsbetriebsart
ist in 8 veranschaulicht,
wobei ein gedehnter Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus 500 dargestellt
ist.
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Die Treiberschaltung 300 ist
imstande, abhängig
von Druckdaten, die durch den Mikroprozessor 310 vom separaten Prozessor
(nicht dargestellt), mit dem er elektrisch gekoppelt ist, empfangen
werden, anzulegen: erste Feuerpulse an erste Heizelemente 52,
d. h. die Heizelemente 52, die mit den ersten Düsen 112 (den
ungeradzahlig bezifferten primären
Düsen)
verbunden sind, während
eines ersten Segments 502a von jedem Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus,
zweite Feuerpulse an zweite Heizelemente 52, d. h. die
Heizelemente 52, die mit den zweiten Düsen 114 (den geradzahlig
bezifferten primären
Düsen)
verbunden sind, während
eines zweiten Segments 502b von jedem Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus,
dritte Feuerpulse an vierte Heizelemente 52, d. h. die
Heizelemente 52, die mit den vierten Düsen 124 (den geradzahlig
bezifferten sekundären
Düsen)
verbunden sind, während eines
dritten Segments 502c von jedem Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
und vierte Feuerpulse an dritte Heizelemente 52, d. h.
die Heizelemente 52, die mit den dritten Düsen 122 (den
ungeradzahlig bezifferten sekundären
Düsen)
verbunden sind, während
eines vierten Segments 502d von jedem Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus.
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Wie in 8 veranschaulicht,
bewirkt während
des ersten und vierten Segments 502a und 504d von
jedem Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus der ASIC 320,
dass die Decodierschaltungsanordnung 340 ihre ungeradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch
durchläuft.
Während des
zweiten und dritten Segments 502b und 502c von
jedem Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus bewirkt der ASIC 320,
dass die Decodierschaltungsanordnung 340 ihre geradzahligen
Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft. Der erste Ausgang 330a ist
nur während
des ersten und zweiten Segments 502a und 502b aktiv.
Der zweite Ausgang 330c ist nur während des dritten und vierten
Segments 502c und 502d aktiv.
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Während
des ersten Segments 502a des Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
ist der erste Ausgang 330a aktiv, und abhängig von
den vom Mikroprozessor 310 empfangenen Druckdaten werden
die geeigneten Treiber 352 aktiviert, wenn die Decodierschaltungsanordnung 340 ihre
ungeradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft, so dass
die gewünschten
ersten Heizelemente, die mit den ersten Düsen 112 in den Segmenten
IA-VIIIA verbunden sind, gefeuert werden. Während des zweiten Segments 502b des
Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
ist der erste Ausgang 330a aktiv, und abhängig von
den vom Mikroprozessor 310 empfangenen Druckdaten werden
die geeigneten Treiber 352 aktiviert, wenn die Decodierschaltungsanordnung 340 ihre
geradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft, so
dass die gewünschten zweiten
Heizelemente 52, die mit den zweiten Düsen 114 in den Segmenten
IA-VIIIA verbunden sind, gefeuert werden. Während des dritten Segments 502c des
Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus ist der zweite Ausgang 330c aktiv,
und abhängig
von den vom Mikroprozessor 310 empfangenen Druckdaten werden
die geeigneten Treiber 352 aktiviert, wenn die Decodierschaltungsanordnung 340 ihre
geradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft, so
dass die gewünschten
vierten Heizelemente 52, die mit den vierten Düsen 124 in
den Segmenten IB-VIIIB verbunden sind, gefeuert werden. Während des
vierten Segments 502d des Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
ist der zweite Ausgang 330c aktiv, und abhängig von
den vom Mikroprozessor 310 empfangenen Druckdaten werden
die geeigneten Treiber 352 aktiviert, wenn die Decodierschaltungsanordnung 340 ihre
ungeradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft, so
dass die gewünschten
dritten Heizelemente 52, die mit den dritten Düsen 122 in
den Segmenten IB-VIIIB verbunden sind, gefeuert werden.
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Die Zeitspanne von jedem des ersten,
zweiten, dritten und vierten Segments 502a-502d des Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus liegt zwischen
etwa 15 Mikrosekunden und etwa 25 Mikrosekunden. Die Druckkopfgeschwindigkeit
liegt zwischen etwa 33,33 Inch/Sekunde (0,85 m/s) und etwa 55,56
Inch/Sekunde (1,41 m/s). In der veranschaulichten Ausführungsform ist
die Zeitspanne von jedem der Segmente 502a-502d etwa 20,825
Mikrosekunden, so dass die Gesamtfeuerzykluszeit etwa 83,3 Mikrosekunden
beträgt.
Weiter ist die Druckkopfgeschwindigkeit etwa 40 Inch/Sekunde (1,02 m/s),
so dass der Druckkopf etwa 1/300 Inch pro Feuerzyklus zurücklegt.
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Es wird angemerkt, dass am Anfang
von jedem des zweiten und dritten Segments 502b und 502c des
Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus eine Verzögerung von
etwa 0,868 Mikrosekunden auftritt, bevor das Heizelement 52,
das mit der mit 2 bezifferten zweiten Düse 114 und der mit
2 bezifferten vierten Düse 124 verbunden
sind, gefeuert werden.
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In 9 ist
eine Auftragung veranschaulicht, die Punkte darstellt, die durch
eine erste Düse 112, eine
zweite Düse 114,
eine dritte Düse 122 und
eine vierte Düse 124 während eines
Normalgeschwindigkeitsmodusbetriebs erzeugt werden. Die Anfangspositionen
der Düsen 112, 114, 122 und 124 sind
dargestellt. Für
veranschaulichende Zwecke beträgt
der Abstand zwischen den ersten und dritten Düsen 112 und 122 9/600
Inch (9/24 mm). Durch die Düsen 112, 114, 122 und 124 erzeugte
Punkte werden durch bezifferte Kreise dargestellt, wobei Punkte 1A durch
die erste Düse 112 gebildet
werden, Punkte 2A durch die zweite Düse 114 gebildet werden,
Punkte 1B durch die dritte Düse 122 gebildet werden
und Punkte 2B durch die vierte Düse 124 gebildet werden.
Wie aus 9 ersichtlich
ist, wird während
eines ersten Segments 502a eines ersten Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
die Düse 112 gefeuert,
und der Druckkopf bewegt sich einen Abstand über das Papiersubstrat 12 (von
rechts nach links), der gleich 1/1200 (1/47 mm) Inch ist. Während eines
zweiten Segments 502b des ersten Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
wird die Düse 114 gefeuert,
und der Druckkopf bewegt sich weitere 1/1200 Inch über das
Papiersubstrat 12. Der durch die Düse 114 erzeugte Punkt 2A ist
etwa 5/1200 Inch von dem durch die Düse 112 erzeugten Punkt 1A horizontal
beabstandet. Während
eines dritten Segments 502c des ersten Normalgeschwindigkeits- Feuerzyklus wird
die Düse 124 gefeuert,
und der Druckkopf bewegt sich weitere 1/1200 Inch über das
Papiersubstrat 12. Während
eines vierten Segments 502d des ersten Normalgeschwindigkeits-Feuerzyklus
wird die Düse 122 gefeuert,
und der Druckkopf bewegt sich weitere 1/1200 Inch über das
Papiersubstrat 12. Der durch die Düse 124 erzeugte Punkt 2B ist
etwa 7/1200 Inch von dem durch die Düse 122 erzeugten Punkt 1B horizontal
beabstandet. Wie aus 9 ersichtlich
ist, befinden sich Punktpaare 1A/1B und 2A/2B in unterschiedlichen
1/600-Inch-Hälften
der 1/300-Inch-Fenster. Folglich tritt eine horizontale Auflösung von
600 Punkten pro Inch während
eines Normalgeschwindigkeitsmodus-Druckens auf. Dies ergibt sich,
weil die erste und zweite Säule 212 und
214 um einen Abstand voneinander beabstandet sind, der gleich X/600
Inch ist, wobei X eine ungeradzahlige Ganzzahl ist; die dritte und
vierte Säule
um einen Abstand voneinander beabstandet sind, der gleich X/600
Inch ist, wobei X eine ungeradzahlige Ganzzahl ist; und die erste
und dritte Säule
um einen Abstand voneinander beabstandet sind, der gleich Y/600
Inch ist, wobei Y eine ungeradzahlige Ganzzahl ist.
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Ein Zeitablaufdiagramm für die Hochgeschwindigkeitsbetriebsart
ist in 10 veranschaulicht,
in der ein gedehnter Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus 600 dargestellt
ist. Die Treiberschaltung 300 ist imstande, abhängig von
Druckdaten, die durch den Mikroprozessor 310 vom separaten Prozessor
(nicht dargestellt), der mit ihm elektrisch gekoppelt ist, empfangen
werden, anzulegen: erste und dritte Feuerpulse an erste und dritte
Heizelemente 52, d. h. die Heizelemente 52, die
mit den ersten und dritten Düsen 112 und 122 verbunden
sind, während eines
ersten Segments 602a von jedem Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
und zweite und vierte Feuerpulse an zweite und vierte Heizelemente 52,
d. h. die Heizelemente 52, die mit den zweiten und vierten
Düsen 114 und 124 verbunden
sind, während
eines zweiten Segments 602b von jedem Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus.
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Während
des ersten Segments 602a des Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
bewirkt der ASIC 320, dass die Decodierschaltungsanordnung 340 ihre
ungeradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft, so
dass die ersten und dritten Heizelemente, die mit den ersten und
dritten Düsen 112 und 122 in
den Segmenten IA-VIIIA und IB-VIIIB verbunden sind, aktiviert werden.
Während
des zweiten Segments 602b des Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
bewirkt der ASIC 320, dass die Decodierschaltungsanordnung 340 ihre
geradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft, so
dass die zweiten und vierten Heizelemente, die mit den zweiten und
vierten Düsen 114 und 124 in
den Segmenten IA-VIIIA und IB-VIIIB verbunden sind, aktiviert werden.
Der erste und zweite Ausgang 330a und 330c werden
während
des ersten und zweiten Segments 602a und 602b selektiv
freigegeben oder aktiviert. Z.B. können die zwei Ausgänge 330a und 330c gleichzeitig
während
des ersten Segments 602a aktiviert werden, wenn beide von
einem gegebenen Paar von ersten und dritten Heizelementen zu feuern
sind und können
gleichzeitig während
des zweiten Segments 602b aktiviert werden, wenn beide
von einem gegebenen Paar von zweiten und vierten Heizelementen zu
feuern sind. Wenn nur das erste Heizelement eines gegebenen Paars
von Heizelementen 52, die mit einem Paar von ersten und
dritten Düsen 112 und 122 verbunden
sind, während
des ersten Segments 602a zu feuern ist, wird nur der erste
Ausgang 330a aktiviert. Wenn nur das dritte Heizelement 52 eines
gegebenen Paars von Heizelementen 52, die mit einem Paar
von ersten und dritten Düsen 112 und 122 verbunden
sind, zu feuern ist, wird nur der zweite Ausgang 330c aktiviert.
Wenn nur das zweite Heizelement eines gegebenen Paars von Heizelementen 52,
die mit einem Paar von zweiten und vierten Düsen 114 und 124 verbunden
sind, während
des zweiten Segments 602b zu feuern ist, wird nur der erste Ausgang 330a aktiviert.
Wenn nur das vierte Heizelement 52 zu feuern ist, wird
nur der zweite Ausgang 330c aktiviert.
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Die Zeitspanne von jedem des ersten
und zweiten Segments 602a und 602b des Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
liegt zwischen etwa 15 Mikrosekunden und etwa 25 Mikrosekunden. Die
Druckkopfgeschwindigkeit liegt zwischen etwa 66,66 Inch/Sekunde
(1,69 m/s) und etwa 111,12 Inch/Sekunde (2,82 m/s). In der veranschaulichten Ausführungsform
ist die Zeitspanne von jedem der Segmente 602a und 602b etwa
20,825 Mikrosekunden, so dass die Gesamtfeuerzykluszeit etwa 41,65 Mikrosekunden
beträgt.
Weiter ist die Druckkopfgeschwindigkeit etwa 80 Inch/Sekunde, so
dass der Druckkopf etwa 1/300 Inch pro Feuerzyklus zurücklegt.
Zusätzlich
ist am Anfang des zweiten Segments 602b eine Verzögerung von
etwa 0,868 Mikrosekunden vorhanden, bevor die Heizelemente, die
mit den Ziffer 2- und Ziffer 4-Düsen
verbunden sind, gefeuert werden.
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In 11 ist
eine Auftragung veranschaulicht, die Punkte darstellt, die durch
eine erste Düse 112,
eine zweite Düse 114,
eine dritte Düsen 122 und eine
vierte Düse 124 während eines
Hochgeschwindigkeitsmodusbetriebs erzeugt werden. Die Anfangspositionen
der Düsen 112, 114, 122 und 124 sind
dargestellt. Durch die Düsen 112, 114, 122 und 124 erzeugte
Punkte sind durch bezifferte Kreise dargestellt, wobei Punkte 1A durch
die erste Düse 112 gebildet
werden, Punkte 2A durch die zweite Düse 114 gebildet werden,
Punkte 1B durch die dritte Düse 122 gebildet werden
und Punkte 2B durch die vierte Düse 124 gebildet werden.
Wie aus 11 ersichtlich
ist, werden während
eines ersten Segments 602a eines Hochgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
die Düsen 112 und 122 gefeuert,
und der Druckkopf bewegt sich eine Strecke über das Papiersubstrat 12,
die gleich 1/600 Inch ist. Während
eines zweiten Segments 602b des Normalgeschwindigkeitsmodus-Feuerzyklus
werden die Düsen 114 und 124 gefeuert,
und der Druckkopf bewegt sich weitere 1/600 Inch über das
Papiersubstrat 12. Wie aus 11 ersichtlich
ist, sind die durch die Düsen 112, 114, 122 und 124 erzeugten
Punkte auf einem horizontalen Gitter mit 600 Punkten pro Inch positioniert.
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Zu einem geeigneten Zeitpunkt während des Betriebs
der Druck vorrichtung 10 werden die primären und sekundären Düsen 110 und 120 getestet,
um zu bestimmen, ob sie betriebsbereit sind. Ein Düsentesten
findet an einer Wartungsstation 410 (hierin auch als Düsenteststation
bezeichnet) statt, siehe die 1 und 12, die in der Druckvorrichtung 10 angeordnet
ist. Wie ausführlicher
unten erörtert
wird, umfasst die Station 410 eine herkömmliche lichtemittierende Dioden(LED)-Lichtquelle 600 und
eine herkömmliche
lichtempfangende Fotozelle 602. Der Mikroprozessor 310 steuert
den Betrieb der Lichtquelle 600 und der Fotozelle 602.
Wenn ein Heizelement 52, das mit einer der Düsen 110 und 120 verbunden ist,
gefeuert wird, bewirkt von der gefeuerten Düse kommende. Tinte eine Unterbrechung
oder Blockage von sämtlichem
oder eines wesentlichen Teils eines Strahls von Licht 600a,
das von der Lichtquelle 600 emittiert wird. Die Unterbrechung
wird durch die Fotozelle 602 detektiert, was als Reaktion
ein Tintenerfassungssignal zum Mikroprozessor 310 erzeugt.
Um sicherzustellen, dass ein Tintentropfen, der von einer der Düsen 110 und 120 ausgeschleudert
wird, eine ausreichende Unterbrechung im Lichtstrahl 600a erzeugt,
liegt der Durchmesser des Lichtstrahls 600a vorzugsweise
zwischen etwa 1/600 Inch und etwa 1/150 Inch. Die übrige Struktur,
die die Wartungsstation 410 bildet, kann konstruiert sein,
wie in den gemeinsam übertragenen
US-Patent Nos. 5,563,637, 5,612,722 und 5,627,572 dargelegt.
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In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst
die Wartungsstation 410 einen bidirektionalen Antriebsmotor 430,
der ein Schneckenrad 432 antreibt, das mit einem Zahnrad 434 kämmt, siehe 12. Eine Antriebsschraube 436 ist
auf derselben Welle wie das Zahnrad 434 montiert und trägt eine Treibmutter 438.
Abhängig
von der Richtung einer Energiebeaufschlagung des Motors 430 wird
das Schneckenrad 432 in einer Richtung oder der anderen
angetrieben, um die Antriebsschraube 436 zu drehen. Abhängig von
der Bewegungsrichtung der Antriebsschraube 436 bewegt sich
die Treibmutter 438 nach oben oder nach unten.
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Die Treibmutter 438 weist
zwei Gabelarme 438a (nur einer ist in 12 dargestellt) auf, die sich davon nach
außen
erstrecken. Die Gabelarme 438a stehen mit zwei Vorsprüngen 440 (nur
einer ist in 12 dargestellt)
im Eingriff, die auf entgegengesetzten Seiten eines Schwingrahmens 442 vorgesehen
sind. Der Rahmen 442 wird durch Drehzapfen schwenkbar getragen,
die sich in Löcher 444 in
entgegengesetzten Seiten 446 eines Wartungsstationrahmens 448 erstrecken,
so dass, wenn die Treibmutter 438 nach oben oder nach unten
bewegt wird, der Schwingrahmen 442 um die Achsen der Löcher 444 schwenkt.
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Der Schwingrahmen 442 weist
zwei Schlitze 442a und 442b auf einer Seite und
zwei ähnliche Schlitze
auf einer entgegengesetzten Seite auf. Eine napfartige Kappe 450 ist
auf einem Kappenträger
mit zwei Vorsprüngen 452,
die sich in die Schlitze 442b erstrecken, montiert. Der
Kappenträger
ist für
eine vertikale Bewegung entlang einem Ständer (nicht dargestellt), der
sich von einer Basis 448a des Stationsrahmens 448 nach
oben erstreckt, verschiebbar montiert.
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Ein Wischer 460 ist auf
einem Spritznapf 462 montiert, und der Spritznapf 462 ist
auf einem Träger (nicht
dargestellt) montiert, der Vorsprünge aufweist, die sich in die
Schlitze 442a erstrecken. Die Anordnung ist so, dass, wenn
sich der Schwingrahmen 442 im Uhrzeigersinn neigt, wie in 12 dargestellt, der Napf 450 abgesenkt
wird und der Wischer 460 hochgehoben wird, und wenn sich
der Schwingrahmen 442 gegen den Uhrzeigersinn neigt, der
Napf 450 hochgehoben wird und der Wischer 460 abgesenkt wird.
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Die Wartungsstation 410 und
der Druckkopf 24 sind auf entgegengesetzten Seiten einer
Ebene angeordnet, in der das Papiersubstrat 12 vorbei am Druckkopf 24 zugeführt wird,
wobei sich die Oberseite der Wartungsstation 410 geringfügig unter
und vorzugsweise an einer Seite des Papierzuführungspfads befindet. Der Motor 430 bewegt
den Schwingrahmen 442 zwischen drei Betriebspositionen:
einer aktiven Wischerposition, wo sich der Wischer 460 z.B.
0,5 mm über
dem Pfad erstreckt, der durch die Düsenplatte 54 durchlaufen
wird, so dass der Wischer 460 mit der Düsenplattenaußenseite
in Eingriff tritt, wenn der Druckkopf 24 durch den Druckpatronenantriebsmechanismus 44 vorbei
am Wischer 460 bewegt wird; einer aktiven Kappenposition,
wo die Kappe 450 gegen die Düsenplattenaußenseite
presst, wenn der Druckkopf 24 über der Kappe 450 positioniert
ist, um eine abgeschlossene Umgebung um die Düsen 110 und 120 zu
bilden; und eine inaktive Position, wo die Kappe 450 und
der Wischer 460 unter dem Papierzuführungspfad positioniert sind
und sich in inaktiven Positionen befinden.
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In der veranschaulichten Ausführungsform wird
ein Düsentesten,
das vor, während
und/oder nach einem Druckjob geschehen kann, auf die folgende Weise
bewerkstelligt. Der Druckkopf 24 wird mittels des Druckpatronenantriebsmechanismus 44 horizontal
bewegt, so dass er über
den Lichtstrahl 600a, der von der Lichtquelle 600 emittiert
wird, hinwegtritt. Der Lichtstrahl 600a erstreckt sich über einen
Teil des Spritznapfes 462. Während einer Bewegung des Druckkopfs 24 über den
Lichtstrahl 600a kann sich der Wischer 460 in
seiner aktiven Position befinden, wie in 12 veranschaulicht, oder er kann sich
in seiner inaktiven Position befinden, d. h. der Position, wo sowohl
die Kappe 450 als auch der Wischer 460 in einer
inaktiven Position angeordnet sind. Es kann für den Wischer 460 nützlich sein,
sich in seiner inaktiven Position zu befinden, wenn der Druckkopf 24 während eines
Düsentestens
mehrere Überquerungen über den
Spritznapf 462 macht.
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Der Antriebsmechanismus 44 ist
imstande, die Druckpatrone 20 in Inkrementen von etwa 1/600 Inch
zu bewegen. Wie oben angemerkt, liegt der Durchmesser des Lichtstrahls 600a zwischen
etwa 1/600 Inch und etwa 1/150 Inch. Weil der Antriebsmechanismus 44 in
der veranschaulichten Ausführungsform
den Druckkopf 24 nicht in Inkrementen von weniger als etwa
1/600 Inch bewegen kann, weist der Lichtstrahl einen Durchmesser
von etwa 1/300 Inch auf, und es wird bevorzugt, dass die Tintentropfen
durch die Mitte des Lichtstrahls 600a hindurchtreten, um
die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, dass eine Detektion auftritt,
wobei die Düsen 110 und 120 getestet
werden, während
sich der Druckkopf 24 über
den stationären
Lichtstrahl 600a bewegt.
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Wenn der Druckkopf 24 eine Überquerung des
Spritznapfs 462 ausführt,
bewerkstelligt der Mikroprozessor 310 das Feuern der Heizelemente 52, die
mit einer Hälfte
der Düsen 110 von
einem der Primärdüsensegmente
IA-VIIIA verbunden sind, und der Heizelemente, die mit einer Hälfte der
Düsen 120 von
einem der Sekundärdüsensegmente
IB-VIIIB verbunden sind. Wie oben angemerkt, sind die ersten, zweiten,
dritten und vierten Düsen 112, 114, 122 und 124 jeweils
in ersten, zweiten, dritten und vierten Düsenplattensäulen 212, 214, 222 und 224 positioniert.
Weiter sind mittige Punkte der Düsen 112, 114, 122 und 124 in
Subsäulen
in den Düsenplattensäulen 212, 214, 222 und 224 angeordnet.
Wenn eine Subsäule über den
Lichtstrahl 600a hinwegtritt, d. h. wenn die Subsäule durch
eine vertikale Ebene hindurchtritt, die sich durch den Lichtstrahl 600a erstreckt
und ihn enthält,
wird das Heizelement 52, das mit einer der Düsen verbunden
ist, die in dieser Subsäule
angeordnet sind, gefeuert. Das spezielle Heizelement 52,
das gefeuert wird, ist das eine, das mit der Düse verbunden ist, die in einer
Segmenthälfte angetroffen
wird, die im Augenblick getestet wird.
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Z. B., vorausgesetzt, dass die obersten
Düsen in
den Segmenten IA und IB, d. h. die obersten, in den 4-6 mit
1-19 beschrifteten Düsen,
während
eines gegebenen Druckkopfdurchlaufs zu testen sind und sich die
Düsenplatte 54 von
rechts nach links bewegt, wie in den 4 und 6 veranschaulicht, wird das
Heizelement 52, das mit der Düse 112 verbunden ist,
die in der oberen Hälfte
des Segments IA und in der Subsäule 1 der
ersten Säule 212 angeordnet
ist, zuerst gefeuert. Dies ist deshalb der Fall, weil die Subsäule 1 der
ersten Säule 212 die
erste Subsäule
ist, die über
dem Licht strahl 600a zu positionieren ist, wenn sich der
Druckkopf 24 über
den Strahl 600a und den Spritznapf 462 bewegt.
Das Heizelement 52, das mit der Düse 112 verbunden ist,
die in der oberen Hälfte
des Segments IA und in der dritten Subsäule in Säule 212 angeordnet
ist, wird als Nächstes
gefeuert. Die Heizelemente, die mit den übrigen obersten ersten Düsen 112
im Segment IA verbunden sind, werden sequenziell gefeuert, wenn
sich ihre Düsen 112 über den
Lichtstrahl 600a bewegen. Danach werden die Heizelemente 52,
die mit den obersten zweiten Düsen
114 im Segment IA verbunden sind, sequenziell gefeuert, wenn die
zweiten Düsen 114 über den
Lichtstrahl 600a hinwegtreten, gefolgt. von dem Feuern
der Heizelemente 52, die mit den obersten dritten und vierten
Düsen 122 und 124 von
Segment IB verbunden sind. Sechzehn Überquerungen des Druckkopfs 24 sind
erforderlich, um das Testen von jeder der Düsen 110 und 120 in
der veranschaulichten Ausführungsform
zu bewerkstelligen. Die Heizelementfeuersequenz während eines Düsentestens
kann von derjenigen, die oben beschrieben ist, variiert sein.
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Wenn ein Heizelement 52 während eines Düsentestens
gefeuert wird, wird ein Tintentropfen von seiner verbundenen Düse ausgeschleudert.
Der Tintentropfen tritt durch den Lichtstrahl 660a hindurch
und bewirkt eine Unterbrechung oder Blockage des Lichtstrahls 660a.
Die Fotozelle 602 erfasst Unterbrechungen im Lichtstrahl 660a,
die davon herrühren,
dass Tintentropfen durch den Lichtstrahl 660a hindurchtreten.
Nach Erfassen einer Unterbrechung im Lichtstrahl 660a erzeugt
die Fotozelle 602 ein Tintenerfassungssignal, das durch
den Mikroprozessor 310 empfangen wird. Wenn kein Tintentropfen
von der Fotozelle 602 erfasst wird, nachdem das Heizelement
einer gegebenen Düse
während
eines Düsentestens
gefeuert ist, kennzeichnet der Mikroprozessor 310 diese
Düse als
schadhaft.
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Wenn während eines Düsentestens
gefunden wird, dass eines von einem Paar von primären und
sekundären
Düsen 110 und 120,
die entlang einer gegebenen Horizontalachse positioniert sind, z. B.
die Ziffer 1-Primär-
und -Sekundärdüse in 4, schadhaft ist, bewirkt
der Mikroprozessor 310, dass das Heizelement 52,
das mit dem anderen von dem Paar von Düsen 110 und 120 verbunden
ist, vorausgesetzt, die andere Düse
ist betriebsfähig,
anstelle des Heizelements der einen schadhaften Düse während eines
Normalmodusbetriebs arbeitet. Folglich führen die andere Düse und ihr
verbundenes Heizelement 52 einen Doppelbetrieb während eines
Normalmodusbetriebs aus. Daher werden Daten, die normalerweise durch
die schadhafte Düse
gedruckt worden wären,
nun durch die andere Düse
gedruckt, die sich auf derselben Horizontalachse wie die schadhafte
Düse befindet.
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Ein Tinte absorbierendes Kissen 448b ist über der
Basis 448a des Stationsrahmens 448 angeordnet
und arbeitet, um ausgeschleuderte Tinte zu absorbieren. Ein anderes
Tinte absorbierendes Kissen (nicht dargestellt) ist im Spritznapf 462 angeordnet
und dient dazu, Tinte zu absorbieren, die während eines Düsentestens
ausgeschleudert wird.
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Es wird weiter erwogen, dass, anstatt
dass man eine einzige Düsenplatte 54 mit
einem einzigen Heizerchip 50 koppeln lässt, die sowohl die primären als
auch sekundären
Düsen 110 und 120 enthält, zwei
separate Druckköpfe
verwendet werden können,
die nebeneinander positioniert sind, wobei einer die primären Düsen und
der andere die sekundären Düsen enthält.