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Diese
Erfindung betrifft Tintenstrahldruckvorrichtungen.
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Tropfen-auf-Anforderung-Tintenstrahldrucker
erzeugen ein Druckbild, indem ein Muster von einzelnen Punkten oder
Bildelementen auf ein Druckmedium, wie z.B. einen Papierbogen, gedruckt
wird. Die möglichen
Stellen für
die Punkte können
durch ein Array oder Gitter von Bildelementen oder quadratischen
Bereichen, die in einem geradlinigen Array von Zeilen und Spalten
angeordnet sind, dargestellt werden, wobei der Mitte-zu-Mitte-Abstand
oder Punkteabstand zwischen Bildelementen durch die Auflösung des
Druckers bestimmt wird. Die Punkte werden gedruckt, während 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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Tropfen-auf-Anforderung-Tintenstrahldrucker
verwenden Wärmeenergie,
um eine Dampfblase in einer mit Tinte gefüllten Kammer zu erzeugen, um
ein Tröpfchen
auszustoßen.
Ein Wärmeenergieerzeuger
oder Heizelement, normalerweise ein Widerstand, ist in der Kammer
auf einem Heizchip in der Nähe
einer Ausstoßdüse angeordnet.
Eine Mehrzahl von Kammern, die jeweils mit einem einzigen Heizelement
versehen sind, sind im Druckkopf des Druckers vorgesehen. Der Druckkopf
umfasst typischerweise den Heizchip und eine Düsenplatte mit einer Mehrzahl
der Ausstoßdüsen, die
darin ausgebildet sind. Der Druckkopf bildet Teil einer Tintenstrahldruckpatrone,
die auch einen mit Tinte gefüllten
Behälter
umfasst.
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In
einem herkömmlichen
Druckkopf sind Ausstoßdüsen in zwei
Spalten angeordnet, wobei die Düsen
einer Spalte in Bezug zu den Düsen
der anderen Spalte gegeneinander versetzt sind. Während einer
Verwendung wirken die zwei Spalten als eine einzige Spalte. Folglich
wird jede horizontale Zeile von Punkten durch nur eine einzige Düse gedruckt.
Wenn eine Düse
versagt, enthält
das gedruckte Schriftstück horizontale
leere Zeilen, wo Tinte aufgrund der defekten Düse abwesend ist, die keine
Punkte entlang dieser Zeilen druckt.
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Die
WO-A-96 32285 offenbart
ein Verfahren zum Bilden einer Tintenstrahldruckkopfdüsenstruktur,
wobei die Düsenstruktur
sekundäre
redundante Düsen
enthält,
die jeweils verwendet werden sollen, wenn die entsprechende primäre Düse versagt.
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Druckerhersteller
suchen dauernd nach Techniken, die verwendet werden können, um
eine Druckgeschwindigkeit zu verbessern. Eine bekannte Technik beinhaltet
ein Hinzufügen
von zusätzlichen Düsen zu jeder
Düsenspalte
auf dem Druckkopf. Jedoch wird, während eine Düsenspaltenlänge ansteigt,
eine richtige Düsenausrichtung
entlang den Spalten kritischer. Dies ist der Fall, weil eine Druckfehlausrichtung,
die von einer Düsenfehlausrichtung herrührt, wahrnehmbarer
wird, während
eine Düsenspaltenlänge zunimmt.
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Ein
verbesserter Druckkopf, der eine erhöhte Druckgeschwindigkeit und
eine verbesserte Druckqualität
ermöglicht,
ist erwünscht.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Tintenstrahldruckvorrichtung wie in Anspruch
1 definiert bereitgestellt.
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Die
primären
Düsen können erste
und zweite Düsen
umfassen, die in ersten und zweiten Düsenplattenspalten positioniert
sind. Die sekundären
Düsen können dritte
und vierte Düsen
umfassen, die in dritten und vierten Düsenplattenspalten positioniert sind.
Die sekundären
Düsen legen
redundante Düsen
fest. D.h., jede sekundäre
Düse benutzt
eine horizontale Achse gemeinsam mit einer primären Düse. Statt dass man zwei Spalten
von Düsen
hat, die als eine einzige vertikale Linie von Düsen wirken, die während eines
einzigen Durchlaufs des Druckkopfs einen Datenschwadstreifen drucken,
gibt es folglich in der bevorzugten Ausführungsform vier Spalten von Düsen, die
als zwei vertikale Linien von Düsen,
die die Daten drucken, wirken. Jede vertikale Linie von Düsen kann
ungefähr
die Hälfte
der Bildelemente drucken, die während
eines gegebenen Durchlaufs des Druckkopfs über das Druckmedium gedruckt werden.
Der Drucker ist selektiv in einem von einem Normalbetriebsmodus
und einem Hochgeschwindigkeitsbetriebsmodus betreibbar. Während eines
Normalmodusbetriebs werden die Heizelemente, die den ersten Düsen zugeordnet
sind, während
eines ersten Segments eines Feuerzyklus gefeuert, die Heizelemente,
die den zweiten Düsen
zugeordnet sind, werden während
eines zweiten Segments des Feuerzyklus gefeuert, die Heizelemente,
die den vierten Düsen
zugeordnet sind, werden während
eines dritten Segments des Feuerzyklus gefeuert, und die Heizelemente,
die den dritten Düsen
zugeordnet sind, werden während
eines vierten Segments des Feuerzyklus gefeuert. Während eines
Hochgeschwindigkeitsmodusbetriebs werden die Heizelemente, die den ersten
und dritten Düsen
zugeordnet sind, während eines
ersten Segments eines Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus gefeuert,
und die Heizelemente, die den zweiten und vierten Düsen zugeordnet
sind, werden während
eines zweiten Segments des Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
gefeuert. Aufgrund der redundanten Düsen kann der Drucker mit einer
erhöhten
Geschwindigkeit betrieben werden.
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Es
wird weiter in Erwägung
gezogen, dass der Drucker mit einer Düsenprüfstation versehen werden kann.
Dort wird jede Düse
geprüft,
um zu bestimmen, ob sie betreibbar ist. Wenn nicht, verdoppelt ihre
zugeordnete Düse,
die sich auf derselben horizontalen Zeile befindet, während eines
Normalgeschwindigkeitsbetriebs einen Betrieb. Folglich werden, wenn
eine Düse
versagt und ihre zugeordnete Düse
betreibbar ist, sämtliche
Daten, die durch das Düsenpaar
gedruckt werden sollen, während
eines Normalmodusbetriebs gedruckt.
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Durch
Hinzufügen
von redundanten Düsen ist
eine Düsenspaltenlänge nicht
wesentlich erhöht worden.
Dies ist ein Vorteil, da eine Druckfehlausrichtung, die von einer
Düsenfehlausrichtung
herrührt, wahrnehmbarer
wird, während
eine Düsenspaltenlänge zunimmt.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nun nur als Beispiel 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 Heizchips, der mit einer Düsenplatte
gekoppelt ist, wobei Abschnitte der Düsenplatte bei zwei unterschiedlichen
Niveaus entfernt sind;
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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,
wobei erste und zweite Düsen
von Segment IA und dritte und vierte Düsen von Segment IB 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 mit Ziffern bezeichnet sind;
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6 ist
eine Veranschaulichung eines Teils einer Düsenplatte, wobei erste und
zweite Düsen
von Segment IA und zwei Düsen
von Segment IIA durch bezifferte Kreise dargestellt sind;
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7 ist
eine schematische Darstellung, die eine Treiberschaltung veranschaulicht;
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8 ist
ein Zeitablaufdiagramm für
einen Normalgeschwindigkeitsmodusbetrieb;
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9 ist
eine grafische Darstellung, die Punkte wiedergibt, die durch erste,
zweite, vierte und dritte Düsen
während
aufeinanderfolgender Segmente von Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklen
erzeugt werden;
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10 ist
ein Zeitablaufdiagramm für
einen Hochgeschwindigkeitsmodusbetrieb;
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11 ist
eine grafische Darstellung, die Punkte wiedergibt, die durch erste,
zweite, dritte und vierte Düsen
während
aufeinanderfolgender Segmente von Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklen 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 wird
bereitgestellt, um eine Hin- und Herbewegung des Trägers 40 hin
und her entlang der Führungsschiene 42 zu
bewerkstelligen. Der Antriebsmechanismus 44 umfasst einen Motor 44a mit
einer Antriebsriemenscheibe 44b und einem Treibriemen 44c,
der sich um die Antriebsriemenscheibe 44b und eine Mitläuferriemenscheibe 44d erstreckt.
Der Träger 40 ist
mit dem Treibriemen 44c fest verbunden, so dass er sich
mit dem Treibriemen 44c bewegt. Ein Betrieb des Motors 44a bewerkstelligt
eine Hin- und Herbewegung des Treibriemens 44c und folglich
eine Hin- und Herbewegung des Trägers 40 und
der Druckpatrone 20. Während sich
die Druckpatrone 20 hin und her bewegt, schleudert sie
Tintentröpfchen
auf ein Papiersubstrat 12 aus, das darunter vorgesehen
ist. Getriebene Walzen 14, die auf einer Welle 16 montiert
sind, wirken mit Anpresswalzen 18 zusammen, um das Papiersubstrat 12 in
einer im Allgemeinen zur Richtung einer Druckpatronenbewegung orthogonalen
Richtung vorzurücken.
Die Welle 16 wird durch eine Schrittmotoranordnung 19 getrieben.
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Die
Druckpatrone 20 umfasst einen polymeren Behälter 22,
siehe 1, der mit Tinte gefüllt ist, und einen Druckkopf 24,
siehe die 2 und 3. Der Druckkopf 24 umfasst
einen Heizchip 50 mit einer Mehrzahl von Widerstandsheizelementen 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 begrenzen,
durch die Tintentröpfchen
ausgeschleudert werden. Der Durchmesser von jeder Düse 58 liegt zwischen
etwa 15 Mikrometer und etwa 28 Mikrometer.
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Die
Düsenplatte
54 kann
aus einem flexiblen polymeren Materialsubstrat gebildet sein, das
am Heizchip
22 mittels eines Klebmittels angeklebt ist (nicht
dargestellt). Beispiele für
polymere Materialien, aus denen die Düsenplatte
54 gebildet
sein kann, und Klebmittel zum Sichern der Platte
54 am
Heizchip
50 sind in der
EP-A-0761448 dargelegt. Wie darin angegeben,
kann die Platte
54 aus einem polymeren Material, wie z.B.
Polyimid, Polyester, Fluorpolymer oder Polycarbonat gebildet sein,
das vorzugsweise etwa 15 bis etwa 200 Mikrometer dick und am bevorzugtesten
etwa 50 bis etwa 125 Mikrometer dick ist. 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 einer beliebigen Technik, die im
Stand der Technik bekannt ist, einschließlich eines Thermokompressionskontaktierungsprozesses,
am Chip 50 gebunden werden. Wenn die Platte 54 und
der Heizchip 50 miteinander verbunden sind, legen Abschnitte 54a der
Platte 54 und Teile 50a des Heizchip 50 eine
Mehrzahl von Blasenkammern 55 fest. Von dem Behälter 22 zugeführte Tinte
fließt
durch Tintenversorgungskanäle 55a in die
Blasenkammern 55. Die Widerstandsheizelemente 52 sind
auf dem Heizchip 50 positioniert, so dass jede Blasenkammer 55 nur
ein Heizelement 52 aufweist. Jede Blasenkammer 55 kommuniziert
mit einer Düse 58,
siehe 3.
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Die
Widerstandsheizelemente 52 werden durch Spannungsimpulse,
die durch eine Treiberschaltung 300 geliefert werden, einzeln
adressiert, siehe 7. Jeder Spannungsimpuls wird
an eines der Heizelemente 52 angelegt, um die Tinte in
Kontakt mit diesem Heizelement 52 augenblicklich zu verdampfen,
um eine Blase in der Blasenkammer 55 zu bilden, in der
sich das Heizelement 52 befindet. Die Funktion der Blase
besteht darin, Tinte in der Blasenkammer 55 zu verlagern,
so dass ein Tröpfchen von
Tinte aus einer Düse 58 ausgestoßen wird,
die der Blasenkammer 55 zugeordnet ist.
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Eine
am polymeren Behälter 22 gesicherte flexible
Schaltung (nicht dargestellt) wird verwendet, um einen Pfad für Energieimpulse
bereitzustellen, so dass sie von der Treiberschaltung 300 zum
Heizchip 50 laufen. Kontaktflecken (nicht dargestellt)
auf dem Heizchip 50 werden an Endabschnitten von Leiterbahnen
(nicht dargestellt) auf der flexiblen Schaltung gebondet. Strom
fließt
von der Schaltung 300 zu den Leiterbahnen auf der flexiblen
Schaltung und von den Leiterbahnen zu den Kontaktflecken auf dem
Heizchip 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
spezifischen Anzahlen von primären
und sekundären
Düsen 110 und 120,
die auf der Düsenplatte 54 ausgebildet
sind, werden hierin nur für
veranschaulichende Zwecke erwähnt.
Folglich sollen die Anzahlen von primären und sekundären Düsen 110 und 120 nicht
auf diejenigen beschränkt
sein, die in 5 dargestellt sind.
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Die
primären
Düsen 110 umfassen
erste und zweite Düsen 112 und 114,
die in einer ersten und zweiten Düsenplattenspalte 212 und 214 positioniert sind,
siehe die 4 und 6. Die sekundären Düsen 120 umfassen
dritte und vierte Düsen 122 und 124,
die in einer dritten und vierten Düsenplattenspalte 222 und 224 positioniert
sind, siehe 4. Vordere Abschnitte der ersten
und zweiten Spalte 212 und 214 sind um einen Abstand
gleich X/600 Inch (X/24 mm) voneinander beabstandet, wobei X eine
ungeradzahlige ganze Zahl ≥ 3
und ≤ 9 ist,
siehe die 4 und 6. Vordere
Abschnitte der dritten und vierten Spalte 222 und 224 sind
um einen Abstand gleich X/600 Inch voneinander beabstandet, wobei
X eine ungeradzahlige ganze Zahl ≥ 3
und ≤ 9 ist,
siehe 4. Vordere Abschnitte der ersten und dritten Spalte 212 und 222 sind
um einen Abstand gleich Y/600 Inch voneinander beabstandet, wobei
Y eine ungeradzahlige ganze Zahl ≥ 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 veranschaulicht.
Die ersten Düsen 112 sind
durch ungeradzahlig bezifferte Kreise dargestellt, und die zweiten
Düsen 114 sind
durch geradzahlig bezifferte Kreise dargestellt. Die 38 Düsen von jedem
der Segmente IA und IB sind in den 4-6 mit
1-19 und 2-20 beziffert.
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Der
vertikale Abstand zwischen Mittelpunkten von benachbarten ersten
und zweiten Düsen 112 und 114,
die in benachbarten horizontalen Zeilen in den Spalten 212 und 214 positioniert
sind, z.B. Düsen
1 und 6, die in den Zeilen 1 und 2 angeordnet sind, beträgt ungefähr 1/600
Inch (1/24 mm), siehe die 4 und 6.
Der vertikale Abstand zwischen Mittelpunkten von benachbarten dritten
und vierten Düsen 122 und 124,
die in benachbarten horizontalen Zeilen in der dritten und vierten
Spalte 222 und 224 positioniert sind, z.B. Düsen 1 und
6, beträgt auch
etwa 1/600 Inch, siehe 4. Der vertikale Abstand zwischen
Mittelpunkten von vertikal benachbarten ersten Düsen 112, z.B. Düsen 1 und
11, beträgt
ungefähr
1/300 Inch (0,085 mm oder 1/12 mm). Ahnlich beträgt der vertikale Abstand zwischen
den vertikal benachbarten zweiten Düsen 114, dritten Düsen 122 und
vierten Düsen 124 ungefähr 1/300
Inch.
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Die
Ziffern benachbart zu den Punkten in 4 und in
den Kreisen in 6 bezeichnen vertikale Unterspalten
innerhalb der Düsenplattenspalten 212 und 214,
in denen sich Mittelpunkte der Düsen 112 und 114 befinden.
Wie in 6 angezeigt, beträgt die Breite von jeder vertikalen
Unterspalte innerhalb jeder der Düsenplattenspalten 212 und 214 1/14400
Inch (1/567 mm). Folglich beträgt
der horizontale Abstand zwischen den Mittelpunkten von zwei horizontal
benachbarten ersten Düsen 112,
z.B. Düsen
1 und 3, ungefähr
2/14400 Inch. Ahnlich beträgt
der horizontale Abstand zwischen den Mittelpunkten von zwei horizontal
benachbarten zweiten Düsen 114,
z.B. Düsen
2 und 4, ungefähr
2/14400 Inch.
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In
der veranschaulichten Ausführungsform sind
die 38 Düsen
von jedem der Segmente IIA-VIIIA und Segmente IB-VIIIB in derselben
Reihenfolge angeordnet und auf dieselbe Weise voneinander beabstandet,
wie es die 38 Düsen
des Segments 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 der Abstand 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 Decoderschaltungsanordnung 340 und eine übliche Treiberschaltung 350.
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Die
Primärdüsen/Sekundärdüsen-Auswahlschaltung 330 gibt
selektiv eines oder beide von den primären Düsensegmenten IA-VIIIA und den
sekundären
Düsensegmenten
IB-VIIIB frei. Sie weist einen ersten Ausgang 330a auf,
der mit den primären
Düsen 110 mittels
eines Leiters 330b elektrisch gekoppelt ist. Sie weist
auch einen zweiten Ausgang 330c auf, der mit den sekundären Düsen 120 mittels
eines Leiters 330d elektrisch gekoppelt ist. Folglich wird
ein erstes Auswahlsignal, 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 von dem ASIC 320 empfangen werden,
geeignete Auswahlsignale.
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Wie
oben angegeben, ist ein einzelnes Widerstandsheizelement 52 jeder
der primären
und sekundären
Düsen 110 und 120 zugeordnet.
In 7 sind die veranschaulichten Widerstandsheizelemente 52 beziffert
und so gruppiert, dass sie der Düsenbezifferung
und den Segmentgruppierungen entsprechen, die in den 4-6 verwendet
werden.
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Die übliche Treiberschaltung 350 umfasst eine
Mehrzahl von Treibern 352, die mit einer Stromversorgung 400,
dem ASIC 320 und den Widerstandsheizelementen 52 elektrisch
gekoppelt sind. In der veranschaulichten Ausführungsform sind sechzehn Treiber 352 vorgesehen.
Jeder der sechzehn Treiber 352 ist mit der Hälfte der
Heizelemente 52, die einem der primären Düsensegmente IA-VIIIA zugeordnet
sind, und der Hälfte
der Heizelemente 52, die einem der sekundären Düsensegmente
IB-VIIIB zugeordnet sind, elektrisch gekoppelt. In 7 ist der
erste Treiber 352, d.h. der mit Ziffer 1 bezeichnete Treiber,
mit den Heizelementen 52, die der oberen Hälfte der
Düsen 110 des
primären
Düsensegments IA
zugeordnet sind, d.h. den Düsen,
die in den 4-6 mit 1-19
beziffert sind, und den Heizelementen 52, die der oberen
Hälfte
der Düsen 120 des sekundären Düsensegments
IB zugeordnet sind, gekoppelt. Der zweite Treiber 352,
d.h. der Treiber, der mit Ziffer 2 bezeichnet ist, ist mit den Heizelementen 52,
die der unteren Hälfte
der Düsen 110 des
primären
Düsensegments
IA zugeordnet sind, d.h. den Düsen,
die in den 4-6 mit 2-20
beziffert sind, und den Heizelementen 52, die der unteren
Hälfte der
Düsen 120 des
sekundären
Düsensegments
IB zugeordnet sind, gekoppelt. Der fünfzehnte Treiber 352,
d.h. der Treiber, der mit Ziffer 15 bezeichnet ist, ist mit den
Heizelementen 52, die der oberen Hälfte der Düsen 110 des primären Düsensegments
VIIIA zugeordnet sind, und den Heizelementen 52, die der oberen
Hälfte
der Düsen 120 des
sekundären
Düsensegments
VIIIB zugeordnet sind, gekoppelt. Der sechzehnte Treiber 352,
d.h. der Treiber, der mit 16 beziffert ist, ist mit den Heizelementen 52,
die der unteren Hälfte
der Düsen 110 des
primären
Düsensegments
VIIIA zugeordnet sind, und den Heizelementen 52, die der
unteren Hälfte
der Düsen 120 des
sekundären
Düsensegments
VIIIB zugeordnet sind, gekoppelt.
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Es
gibt fünf
Eingangsleitungen 342, die sich vom ASIC 320 zur
Decoderschaltungsanordnung 340 erstrecken. Zwanzig Adressleitungen 344 erstrecken
sich von der Decoderschaltungsanordnung 340 zu den Widerstandsheizelementen 52.
Jede Adressleitung 344 erstreckt sich zu den Heizelementen 52, die
gleichbezifferten Düsen
in jedem der primären und
sekundären
Segmente IA-VIIIA und IB-VIIIB zugeordnet sind. Z.B. ist die erste
Adressleitung 344, d.h. die Adressleitung, die in 7 mit
1 beziffert ist, mit den Widerstandsheizelementen 52 verbunden, die
den Ziffer 1-Primär-
und Sekundärdüsen 110 und 120 in
jedem der primären
und sekundären
Segmente IA-VIIIA und IB-VIIIB zugeordnet sind. Die zehnte Adressleitung 344,
d.h. die Adressleitung, die in 7 mit 10 beziffert
ist, ist mit den Wider standsheizelementen 52 verbunden,
die den Ziffer 10-Primär-
und Sekundärdüsen in jedem
der primären
und sekundären
Segmente IA-VIIIA und IB-VIIIB zugeordnet sind. Die zwanzigste Adressleitung 344, d.h.
die Adressleitung, die in 7 mit 20 beziffert ist, ist mit den Widerstandsheizelementen 52 verbunden, die
den Ziffer 20-Primär-
und Sekundärdüsen in jedem
der primären
und sekundären
Segmente IA-VIIIA und IB-VIIIB zugeordnet sind. Wie unten deutlicher erörtert wird,
sendet der ASIC 320 geeignete Signale zur Decoderschaltungsanordnung 340,
so dass während
eines gegebenen Feuerzyklus die Decoderschaltungsanordnung 340 geeignete
Adresssignale zu den Heizelementen 52 erzeugt, die den
primären und
sekundären
Düsen 110 und 120 zugeordnet sind.
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Jeder
Treiber 352 wird durch den ASIC 320 nur aktiviert,
wenn eines der Heizelemente 52, an das er angeschlossen
ist, gefeuert werden soll. Das spezifische Heizelement 52,
das während
eines gegebenen Feuerzyklus gefeuert wird, hängt von Druckdaten ab, die
durch den Mikroprozessor 310 von einem separaten Prozessor
(nicht dargestellt), der damit elektrisch gekoppelt ist, empfangen
werden. Der Mikroprozessor 310 erzeugt Signale, die zum
ASIC 320 geschickt werden, und wiederum erzeugt der ASIC 320 geeignete
Feuersignale, die zu den sechzehn Treibern 352 geschickt
werden. Die aktivierten Treiber 352 legen dann Feuerspannungsimpulse
an die Heizelemente 52 in Verbindung mit dem Massepfad,
der durch die Decoderschaltungsanordnung 340 bereitgestellt
wird, an.
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Wenn
das Heizelement, das der Ziffer 1-Primärdüse 110 im Segment
IA zugeordnet ist, während eines
gegebenen Feuerzyklussegments gefeuert werden soll, 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 Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklussegments nicht
gefeuert werden soll (der Normalgeschwindigkeitsmodus wird unten
erörtert),
wird der zweite Treiber 352 nicht gefeuert, wenn der erste Ausgang 330a der
Auswahlschaltung 330 und die zweite Adressleitung 344 gleichzeitig
aktiviert werden.
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Wenn
die oberste primäre
Düse 110,
die im Segment IA mit 10 beziffert ist, gefeuert werden soll, 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 Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklussegments nicht
gefeuert werden soll, wird der zweite Treiber 352 nicht
gefeuert, wenn der erste Ausgang 330a der Auswahlschaltung 330 und
die zehnte Adressleitung 344 gleichzeitig aktiviert werden.
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Die
Druckvorrichtung 10 ist selektiv in einem von einem Normalbetriebsmodus
und einem Hochgeschwindigkeitsbetriebsmodus betreibbar. Der Benutzer
der Vorrichtung 10 kann den gewünschten Modus mittels Software
während
einer Druckereinrichtung auswählen.
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Ein
Zeitablaufdiagramm für
den Normalgeschwindigkeitsbetriebsmodus ist in 8 veranschaulicht,
wobei ein gestreckter Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus 500 dargestellt
ist. Die Treiberschaltung 300 kann abhängig von Druckdaten, die durch
den Mikroprozessor 310 von dem separaten Prozessor (nicht
dargestellt), der damit elektrisch gekoppelt ist, empfangen werden,
erste Feuerimpulse an erste Heizelemente 52, d.h. die Heizelemente 52,
die den ersten Düsen 112 (den
ungeradzahlig bezifferten primären
Düsen)
zugeordnet sind, während
eines ersten Segments 502a von jedem Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus,
zweite Feuerimpulse an zweite Heizelemente 52, d.h. die Heizelemente 52,
die den zweiten Düsen 114 (den geradzahlig
bezifferten primären
Düsen)
zugeordnet sind, während
eines zweiten Segments 502b von jedem Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus,
dritte Feuerimpulse an vierte Heizelemente 52, d.h. die Heizelemente 52,
die den vierten Düsen 124 (den
geradzahlig bezifferten sekundären
Düsen)
zugeordnet sind, während
eines dritten Segments 502c von jedem Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
und vierte Feuerimpulse an dritte Heizelemente 52, d.h. die
Heizelemente 52, die den dritten Düsen 122 (den ungeradzahlig
bezifferten sekundären
Düsen)
zugeordnet sind, während
eines vierten Segments 502d von jedem Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
anlegen.
-
Wie
in 8 veranschaulicht, bewirkt während des ersten und vierten
Segments 502a und 502d von jedem Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
der ASIC 320, dass die Decoderschaltungsanordnung 340 ihre
ungeradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft. Während des
zweiten und dritten Segments 502b und 502c von
jedem Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus bewirkt der ASIC 320,
dass die Decoderschaltungsanordnung 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.
-
Während des
ersten Segments 502a des Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
ist der erste Ausgang 330a aktiv, und abhängig von
den Druckdaten, die durch den Mikroprozessor 310 empfangen
werden, werden die geeigneten Treiber 352 aktiviert, während die
Decoderschaltungsanordnung 340 ihre ungeradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch
durchläuft,
so dass die gewünschten
ersten Heizelemente, die den ersten Düsen 112 in den Segmenten
IA-VIIIA zugeordnet sind, gefeuert werden. Während des zweiten Segments 502b des Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
ist der erste Ausgang 330a aktiv, und abhängig von
den Druckdaten, die durch den Mikroprozessor 310 empfangen
werden, werden die geeigneten Treiber 352 aktiviert, während die
Decoderschaltungsanordnung 340 ihre geradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft, so
dass die gewünschten
zweiten Heizelemente 52, die den zweiten Düsen 114 in
den Segmenten IA-VIIIA zugeordnet sind, gefeuert werden. Während des
dritten Segments 502c des Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
ist der zweite Ausgang 330c aktiv, und abhängig von
den Druckdaten, die durch den Mikroprozessor 310 empfangen
werden, werden die geeigneten Treiber 352 aktiviert, während die
Decoderschaltungsanordnung 340 ihre geradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch
durchläuft,
so dass die gewünschten
vierten Heizelemente 52, die den vierten Düsen 124 in
den Segmenten IB-VIIIB zugeordnet sind, gefeuert werden. Während des
vierten Segments 502d des Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
ist der zweite Ausgang 330c aktiv, und abhängig von
den Druckdaten, die durch den Mikroprozessor 310 empfangen
werden, werden die geeigneten Treiber 352 aktiviert, während die
Decoderschaltungsanordnung 340 ihre ungeradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch
durchläuft,
so dass die gewünschten
dritten Heizelemente 52, die den dritten Düsen 122 in
den Segmenten IB-VIIIB zugeordnet sind, gefeuert werden.
-
Die
Zeitdauer von jedem des ersten, zweiten, dritten und vierten Segments 502a-502d des Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
liegt zwischen etwa 15 μ-Sekunden
und etwa 25 μ-Sekunden. 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 Zeitdauer
von jedem der Segmente 502a-502d etwa 20,825 μ-Sekunden,
so dass die Gesamtfeuerzykluszeit ungefähr 83,3 μ-Sekunden beträgt. Weiter
beträgt
die Druckkopfgeschwindigkeit etwa 40 Inch/Sekunde (1,02 m/s), so dass
sich der Druckkopf ungefähr
1/300 Inch pro Feuerzyklus fortbewegt.
-
Es
wird angemerkt, dass am Anfang von jedem des zweiten und dritten
Segments 502b und 502c des Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus eine
Verzögerung
von etwa 0,868 μ-Sekunden
auftritt, bevor die Heizelemente 52, die der zweiten Düse 114 mit
Ziffer 2 und der vierten Düse 124 mit
Ziffer 2 zugeordnet sind, gefeuert werden.
-
In 9 ist
eine grafische Darstellung wiedergegeben, die Punkte veranschaulicht,
die durch eine erste Düse 112,
eine zweite Düse 114,
eine dritte Düsen 122 und
eine vierte Düse 124 während eines
Normalgeschwindigkeitsmodusbetriebs erzeugt werden. Die Anfangspositionen
der Düsen 112, 114, 122 und 124 sind
dargestellt. Zwecks Veranschaulichung beträgt der Abstand zwischen der
ersten und dritten Düse 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 erzeugt werden,
Punkte 2A durch die zweite Düse 114 erzeugt
werden, Punkte 1B durch die dritte Düse 122 erzeugt werden
und Punkte 2B durch die vierte Düse 124 erzeugt
werden. Wie aus 9 entnommen werden kann, wird
wäh rend
eines ersten Segments 502a eines ersten Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
die Düse 112 gefeuert,
und der Druckkopf bewegt sich einen Abstand über das Papiersubstrat 12 (von
rechts nach links), der gleich 1/1200 Inch (1/47 mm) ist. Während eines
zweiten Segments 502b des ersten Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus 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 von dem durch die Düse 112 erzeugten
Punkt 1A ungefähr
5/1200 Inch horizontal beabstandet. Während eines dritten Segments 502c des
ersten Normalgeschwindigkeitsfeuerzyklus 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 Normalgeschwindigkeitsfeuerzyklus
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 ungefähr
7/1200 Inch von dem durch die Düse 122 erzeugten
Punkt 1B horizontal beabstandet. Wie aus 9 ersichtlich
ist, befinden sich die Punktpaare 1A/1B und 2A/2B in unterschiedlichen 1/600-Inch-Hälften der
1/300-Inch-Fenster. Folglich ergibt sich während eines Normalgeschwindigkeitsmodusdrucks
eine 600-Punkte-pro-Inch-Horizontalauflösung. Dies folgt, weil die
erste und zweite Spalte 212 und 214 um einen Abstand
gleich X/600 Inch voneinander beabstandet sind, wobei X eine ungeradzahlige
ganze Zahl ist; die dritte und vierte Spalte um einen Abstand gleich
X/600 Inch voneinander beabstandet sind, wobei X eine ungeradzahlige
ganze Zahl ist; und die erste und dritte Spalte um einen Abstand
gleich Y/600 Inch voneinander beabstandet sind, wobei Y eine ungeradzahlige
ganze Zahl ist.
-
Ein
Zeitablaufdiagramm für
den Hochgeschwindigkeitsbetriebsmodus ist in 10 veranschaulicht,
wobei ein gestreckter Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus 600 dargestellt
ist. Die Treiberschaltung 300 kann abhängig von Druckdaten, die durch
den Mikroprozessor 310 von dem separaten Prozessor (nicht
dargestellt), der damit elektrisch gekoppelt ist, empfangen werden,
erste und dritte Feuerimpulse an erste und dritte Heiz elemente 52, d.h.
die Heizelemente 52, die den ersten und dritten Düsen 112 und 122 zugeordnet
sind, während
eines ersten Segments 602a von jedem Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus,
und zweite und vierte Feuerimpulse an zweite und vierte Heizelemente 52,
d.h. die Heizelemente 52, die den zweiten und vierten Düsen 114 und 124 zugeordnet
sind, während
eines zweiten Segments 602b von jedem Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
anlegen.
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Während des
ersten Segments 602a des Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
bewirkt der ASIC 320, dass die Decoderschaltungsanordnung 340 ihre
ungeradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft, so
dass die ersten und dritten Heizelemente, die den ersten und dritten
Düsen 112 und 122 in
den Segmenten IA-VIIIA und IB-VIIIB zugeordnet sind, freigegeben
werden. Während
des zweiten Segments 602b des Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
bewirkt der ASIC 320, dass die Decoderschaltungsanordnung 340 ihre
geradzahligen Adressleitungen 344 zyklisch durchläuft, so
dass die zweiten und vierten Heizelemente, die den zweiten und vierten
Düsen 114 und 124 in
den Segmenten IA-VIIIA und IB-VIIIB zugeordnet sind, freigegeben 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 während des
erste Segments 602a gleichzeitig freigegeben werden, wenn
beide eines gegebenen Paars eines ersten und dritten Heizelements
gefeuert werden sollen, und können
während
des zweiten Segments 602b gleichzeitig freigegeben werden, wenn
beide eines gegebenen Paars eines zweiten und vierten Heizelements
gefeuert werden sollen. Wenn nur das erste Heizelement eines gegebenen Paars
von Heizelementen 52, das einem Paar einer ersten und dritten
Düse 112 und 122 zugeordnet
ist, während
des ersten Segments 602a gefeuert werden soll, wird nur
der erste Ausgang 330a freigegeben. Wenn nur das dritte
Heizelement 52 eines gegebenen Paars von Heizelementen 52,
das einem Paar einer ersten und dritten Düse 112 und 122 zugeordnet ist,
gefeuert werden soll, wird nur der zweite Ausgang 330c freigegeben.
Wenn nur das zweite Heizelement eines gegebenen Paars von Heizelementen 52,
das einem Paar einer zweiten und vierten Düse 114 und 124 zugeordnet
ist, während
des zweiten Segments 602b gefeuert werden soll, wird nur
der erste Ausgang 330a freigegeben. Wenn nur das vierte
Heizelement 52 gefeuert werden soll, wird nur der zweite Ausgang 330c freigegeben.
-
Die
Zeitdauer von jedem des ersten und zweiten Segments 602a und 602b des
Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus liegt zwischen etwa 15 μ-Sekunden
und etwa 25 μ-Sekunden.
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
beträgt
die Zeitdauer von jedem der Segmente 602a und 602b etwa
20,825 μ-Sekunden,
so dass die Gesamtfeuerzykluszeit ungefähr 41,65 μ-Sekunden beträgt. Weiter
beträgt
die Druckkopfgeschwindigkeit etwa 80 Inch/Sekunde, so dass sich der
Druckkopf mit ungefähr
1/300 Inch pro Feuerzyklus fortbewegt. Zusätzlich gibt es am Anfang des zweiten
Segments 602b eine Verzögerung
von etwa 0,868 μ-Sekunden, bevor die
Heizelemente, die der Ziffer 2- und Ziffer 4-Düsen zugeordnet sind, gefeuert werden.
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In 11 ist
eine grafische Darstellung wiedergegeben, die Punkte veranschaulicht,
die durch eine erste Düse 112,
eine zweite Düse 114,
eine dritte Düse 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 werden durch bezifferte Kreise dargestellt, wobei die Punkte
1A durch die erste Düse 112 gebildet
werden, die Punkte 2A durch die zweite Düse 114 gebildet werden,
die Punkte 1B durch die dritte Düse 122 gebildet
werden und die Punkte 2B durch die vierte Düse 124 gebildet werden.
Wie aus 11 ersichtlich ist, werden während eines
ersten Segments 602a eines Hochgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
die Düsen 112 und 122 gefeuert,
und der Druckkopf bewegt sich einen Abstand über das Papiersubstrat 12,
der gleich 1/600 Inch ist. Während
eines zweiten Segments 602b des Normalgeschwindigkeitsmodusfeuerzyklus
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 600 Punkte-pro-Inch-Horizontalgitter positioniert.
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Zu
einer geeigneten Zeit während
eines Betriebs der Druckvorrichtung
10 werden die primären und
sekundären
Düsen
110 und
120 geprüft, um zu bestimmen,
ob sie funktionsbereit sind. Ein Düsenprüfen findet bei einer Wartungsstation
410 statt (hierin
auch als eine Düsenprüfstation
bezeichnet), siehe die
1 und
12, die
sich in der Druckvorrichtung
10 befindet. Wie unten deutlicher
erörtert wird,
umfasst die Station
410 eine herkömmliche lichtemittierende Dioden(LED)lichtquelle
600 und
eine herkömmliche
Lichtempfangsfotozelle
602. Der Mikroprozessor
310 steuert
den Betrieb der Lichtquelle
600 und der Fotozelle
602.
Wenn ein Heizelement
52, das einer der Düsen
110 und
120 zugeordnet
ist, gefeuert wird, bewirkt Tinte, die von der gefeuerten Düse ausgeht,
eine Unterbrechung oder Blockierung von dem gesamten oder einem
wesentlichen Teil eines Lichtstrahls
600a, der von der
Lichtquelle
600 emittiert wird. Die Unterbrechung wird
durch die Fotozelle
602 detektiert, die als Antwort ein
Tintenerfassungssignal zum Mikroprozessor
310 erzeugt.
Um zu gewährleisten,
dass ein Tintentröpfchen,
das aus einer der Düsen
110 und
120 ausgeschleudert
wird, eine ausreichende Unterbrechung im Lichtstrahl
600a bewirkt,
beträgt
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 wie in den gemeinsam übertragenen
US-Patentnummern 5,563,637 ,
5,612,722 und
5,627,572 konstruiert sein.
-
In
der veranschaulichten Ausführungsform umfasst
die Wartungsstation 410 einen bidirektionalen Antriebsmotor 430,
der ein Schneckengetriebe 432 antreibt, das mit einem Zahnrad 434 kämmt, siehe 12.
Eine Treibspindel 436 ist auf derselben Welle wie das Zahnrad 434 montiert
und trägt
eine Treibspindelmutter 438. Abhängig von der Richtung einer
Energiebeaufschlagung des Motors 430 wird das Schneckengetriebe 432 in
einer oder der anderen Richtung getrieben, so dass die Treib spindel 436 gedreht
wird. Abhängig
von der Bewegungsrichtung der Treibspindel 436 bewegt sich
die Treibspindelmutter 438 aufwärts oder abwärts.
-
Die
Treibspindelmutter 438 weist zwei Gabelarme 438a auf
(nur einer ist in 12 dargestellt), die sich davon
auswärts
erstrecken. Die Gabelarme 438a treten mit zwei Vorsprüngen 440 (nur
einer ist in 12 dargestellt) in Eingriff,
die auf entgegengesetzten Seiten eines Kipphebelrahmens 442 vorgesehen
sind. Der Rahmen 442 wird durch Drehgelenke, die sich in
Löcher 444 erstrecken,
in entgegengesetzten Seiten 446 eines Wartungsstationsrahmens 448 schwenkbar
getragen, so dass, während
die Treibspindelmutter 438 aufwärt oder abwärts bewegt wird, der Kipphebelrahmen 442 um
die Achsen der Löcher 444 schwenkt.
-
Der
Kipphebelrahmen 442 weist zwei Schlitze 442a und 442b auf
einer Seite und zwei ähnliche Schlitze
auf einer entgegengesetzten Seite auf. Eine becherartige Kappe 450 ist
auf einem Kappenträger mit
zwei Vorsprüngen 452 montiert,
die sich in die Schlitze 442b erstrecken. Der Kappenträger ist
zur vertikalen Bewegung entlang einer Säule (nicht dargestellt), die
sich von einer Basis 448a des Stationsrahmens 448 aufwärts erstreckt,
verschiebbar montiert.
-
Ein
Wischer 460 ist auf einem Spritzbecher 462 montiert,
und der Spritzbecher 462 ist auf einem Träger (nicht
dargestellt) mit Vorsprüngen
montiert, die sich in die Schlitze 442a erstrecken. Die
Anordnung ist so, dass, während
sich der Kipphebelrahmen 442 im Uhrzeigersinn neigt, wie
in 12 dargestellt, der Becher 450 abgesenkt
wird und der Wischer 460 hochgehoben wird, und während sich
der Kipphebelrahmen 442 gegen den Uhrzeigersinn neigt,
der Becher 450 hochgehoben wird und der Wischer 460 abgesenkt
wird.
-
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 oberste Oberfläche
der Wartungsstation 410 geringfügig unter und vorzugsweise
zu einer Seite des Papierzufuhrpfads befindet. Der Motor 430 bewegt
den Kipphebelrahmen 442 zwischen drei Betriebspositionen: einer
aktiven Wischerposition, wo sich der Wischer 460 z.B. 0,5
mm über
dem von der Düsenplatte 54 durchquerten
Pfad erstreckt, so dass der Wischer 460 mit der Düsenplatteaußenoberfläche in Eingriff tritt,
während
der Druckkopf 24 durch den Druckpatronenantriebsmechanismus 44 vorbei
am Wischer 460 bewegt wird; einer aktiven Kappenposition,
wo die Kappe 450 gegen die Düsenplattenaußenoberfläche presst,
wenn der Druckkopf 24 über
der Kappe 450 positioniert ist, um eine geschlossene Umgebung
um die Düsen 110 und 120 zu
bilden; und einer inaktiven Position, wo die Kappe 450 und
der Wischer 460 unter dem Papierzufuhrpfad positioniert sind
und sich in inaktiven Positionen befinden.
-
In
der veranschaulichten Ausführungsform wird
ein Düsenprüfen, das
vor, während
und/oder nach einem Druckjob stattfinden kann, auf die folgende
Weise bewerkstelligt. Der Druckkopf 24 wird mittels des
Druckpatronenantriebsmechanismus 44 horizontal bewegt,
so dass er über
den Lichtstrahl 600a hinwegtritt, der von der Lichtquelle 600 emittiert
wird. Der Lichtstrahl 600a erstreckt sich über einen
Teil des Spritzbechers 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 sich sowohl die Kappe 450 als auch der Wischer 460 in
inaktiven Positionen befinden. Es kann für den Wischer 460 vorteilhaft
sein, sich in seiner inaktiven Position zu befinden, während der
Druckkopf 24 mehrere Durchläufe über den Spritzbecher 462 während eines
Düsenprüfens ausführt.
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Der
Antriebsmechanismus 44 kann die Druckpatrone 20 in
Inkrementen von etwa 1/600 Inch 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 Tintentröpfchen durch
die Mitte des Lichtstrahls 600a laufen, um die Wahrscheinlichkeit
zu maximieren, dass eine Detektion auftritt, die Düsen 110 und 120 geprüft werden,
während
sich der Druckkopf 24 über
den stationären Lichtstrahl 600a bewegt.
-
Während der
Druckkopf 24 einen Durchlauf über den Spritzbecher 462 ausführt, bewerkstelligt der
Mikroprozessor 310 das Feuern der Heizelemente 52,
die der einen Hälfte
der Düsen 110 eines
der primären
Düsensegmente
IA-VIIIA zugeordnet sind, und der Heizelemente, die der einen Hälfte der
Düsen 120 eines
der sekundären
Düsensegmente IB-VIIIB
zugeordnet sind. Wie oben angemerkt, sind die ersten, zweiten, dritten
und vierten Düsen 112, 114, 122 und 124 jeweils
in einer ersten, zweiten, dritten und vierten Düsenplattenspalte 212, 214, 222 und 224 positioniert.
Weiter befinden sich die Mittelpunkte der Düsen 112, 114, 122 und 124 in
Unterspalten in den Düsenplattenspalten 212, 214, 222 und 224.
Während
eine Unterspalte über
den Lichtstrahl 600a läuft,
d.h., während
die Unterspalte durch eine vertikale Ebene verläuft, die sich durch den Lichtstrahl 600a erstreckt
und ihn enthält,
wird das Heizelement 52, das einer der Düsen zugeordnet
ist, die sich in dieser Unterspalte befinden, gefeuert. Das spezifische
Heizelement 52, das gefeuert wird, ist dasjenige, das der
Düse zugeordnet
ist, die sich in einer Segmenthälfte
befindet, die im Augenblick geprüft
wird.
-
Z.B.
wird, unter der Annahme, dass die obersten Düsen in den Segmenten IA und
IB, d.h. die obersten Düsen,
die in den 4-6 mit 1-19
bezeichnet sind, während
eines gegebenen Druckkopfdurchlaufs geprüft werden sollen und dass sich
die Düsenplatte 54 von
rechts nach links bewegt, wie in den 4 und 6 dargestellt,
das Heizelemente 52, das der Düse 112 zugeordnet
ist, die sich in der oberen Hälfte
des Segments IA und in der Unterspalte 1 der ersten Spalte 212 befindet,
zuerst gefeuert. Dies ist der Fall, weil die Unterspalte 1 der ersten Spalte 212 die
erste Unterspalte ist, die über
den Lichtstrahl 600a zu positionieren ist, während sich der
Druckkopf 24 über
den Strahl 600a und den Spritzbecher 462 bewegt.
Das Heizelement 52, das der Düse 112 zugeordnet
ist, die sich in der oberen Hälfte
des Segments IA und in der dritten Unterspalte in der Spalte 212 befindet,
wird als Nächstes
gefeuert. Die Heizelemente, die den übrigen obersten ersten Düsen 112 im
Segment IA zugeordnet sind, werden sequentiell gefeuert, während sich
ihre Düsen 112 über den
Lichtstrahl 600a bewegen. Danach werden die Heizelemente 52,
die den obersten zweiten Düsen 114 im
Segment IA zugeordnet sind, sequentiell gefeuert, während die
zweiten Düsen 114 über den
Lichtstrahl 600a laufen, gefolgt vom Feuern der Heizelemente 52,
die den obersten dritten und vierten Düsen 122 und 124 des
Segments IB zugeordnet sind. Sechzehn Durchläufe des Druckkopfs 24 sind erforderlich,
um das Prüfen
von jeder der Düsen 110 und 120 in
der veranschaulichten Ausführungsform zu
bewerkstelligen. Die Heizelementfeuersequenz während eines Düsenprüfens kann
von derjenigen, die oben beschrieben ist, abweichen.
-
Wenn
ein Heizelement 52 während
eines Düsenprüfens gefeuert
wird, wird ein Tintentröpfchen aus
seiner zugeordneten Düse
ausgeschleudert. Das Tintentröpfchen
läuft durch
den Lichtstrahl 660a und bewirkt eine Unterbrechung oder
Blockierung des Lichtstrahls 660a. Die Fotozelle 602 erfasst
Unterbrechungen im Lichtstrahl 660a, die von Tintentröpfchen herrühren, die
durch den Lichtstrahl 660a laufen. Bei Erfassen einer Unterbrechung
im Lichtstrahl 660a erzeugt die Fotozelle 602 ein
Tintendetektionssignal, das durch den Mikroprozessor 310 empfangen
wird. Wenn ein Tintentröpfchen
durch die Fotozelle 602 nicht erfasst wird, nachdem das
Heizelement einer gegebenen Düse
während
eines Düsenprüfens gefeuert
wird, bezeichnet der Mikroprozessor 310 diese Düse als defekt.
-
Wenn
während
eines Düsenprüfens gefunden
wird, dass eines von einem Paar von primären und sekundären Düsen 110 und 120,
die entlang einer gegebenen horizontale Achse positioniert sind, z.B.
die Ziffer 1-Primär-
und Sekundärdüsen in 4,
defekt ist, bewirkt der Mikroprozessor 310, dass das Heizelement 52,
das dem anderen von dem Paar von Düsen 110 und 120 zugeordnet
ist, anstelle des Heizelements der einen defekten Düse während eines
Normalmodusbetriebs arbeitet, wobei angenommen wird, dass die andere
Düse betreibbar
ist. Folglich führen
die andere Düse
und ihr zugeordnetes Heizelement 52 während eines Normalmodusbetriebs
einen doppelten Betrieb aus. Folglich werden Daten, die normalerweise
durch die defekte Düse gedruckt
worden wären,
nun durch die andere Düse
gedruckt, die sich auf derselben horizontalen Achse wie die defekte
Düse befindet.
-
Ein
Tinte absorbierendes Kissen 448b befindet sich über der
Basis 448a des Stationsrahmens 448 und wirkt,
um ausgeschleuderte Tinte zu absorbieren. Ein anderes Tinte absorbierendes
Kissen (nicht dargestellt) befindet sich im Spritzbecher 462 und
dient dazu, Tinte zu absorbieren, die während eines Düsenprüfens ausgeschleudert
wird.
-
Es
wird weiter in Erwägung
gezogen, dass, statt eine einzige Düsenplatte 54 mit einem
einzigen Heizchip 50 koppeln zu lassen, der 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 enthält und der
andere die sekundären
Düsen aufweist.