DE69929156T2

DE69929156T2 - Auf dem angewandten Druckmodus basierende Variation der Steuerleistung, welche einer Tintenstrahlkassette zugeführt wird

Info

Publication number: DE69929156T2
Application number: DE69929156T
Authority: DE
Inventors: Clayton L. Holstun; Tina R. Fuchs
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1998-10-31
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2019-10-30
Also published as: US6334660B1; EP1004442A2; EP1004442B1; JP2000141664A; DE69929156D1; EP1004442A3

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist verwandt mit der U.S.-Patentschrift Nr. 5,418,558 mit dem Titel „Determining the Operating Energy of a Thermal Ink Jet Printhead Using an Onboard Thermal Sense Resistor"; mit der U.S.-Patentschrift 5,428,376 mit dem Titel „Thermal Turn on Energy Test for an Inkjet Printer"; mit der U.S.-Patentschrift Nr. 5,682,185 mit dem Titel „Energy Management Scheme for an Ink Jet Printer".
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf Thermotintenstrahldrucker und spezieller auf die Steuerung der Druckkopf-Abfeuerungsenergie.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Thermotintenstrahlpapierausdruckvorrichtungen, wie beispielsweise Drucker, Graphikplotter, Faxmaschinen und Kopiergeräte stoßen mittlerweile auf breite Akzeptanz. Diese Papierausdruckvorrichtungen werden von W. J. Lloyd und H. T. Taub in „Ink Jet Devices", Kapitel 13 von Output Hardcopy Devices (Ed. R. C. Durbeck und S. Sherr, San Diego: Academic Press, 1988) beschrieben. Die Grundlagen dieser Technologie sind ferner in verschiedenen Artikeln in mehreren Ausgaben des Hewlett-Packard Journal [Vol. 36, Nr. 5, (Mai 1985), Vol. 39, Nr. 4 (August 1988), Vol. 39, Nr. 5 (Oktober 1988), Vol. 43, Nr. 4 (August 1992), Vol. 43, Nr. 6 (Dezember 1992) und Vol. 45, Nr. 1 (Februar 1994)] offenbart. Tintenstrahlpapierausdruckvorrichtungen erzeugen Drucke von hoher Qualität, sind kompakt und tragbar, drucken schnell und leise, da nur Tinte das Papier berührt.
Ein Tintenstrahldrucker erzeugt ein gedrucktes Bild durch Drucken eines Musters einzelner Punkte an bestimmten Stellen eines für das Druckmedium definierten Arrays. Die Stellen stellt man sich zweckmäßigerweise als kleine Punkte in einem geradlinigen Array vor. Die Stellen sind manchmal „Punktstellen", „Punktpositionen" oder „Pixel". Somit kann der Druckvorgang als das Auffüllen eines Musters von Punktstellen mit Tintenpunkten angesehen werden.
Tintenstrahlpapierausdruckvorrichtungen drucken Punkte durch Ausstoßen sehr kleiner Tintentropfen auf das Druckmedium und umfassen in der Regel einen beweglichen Wagen, der einen oder mehrere Druckköpfe trägt, die jeweils Tintenausstoßdüsen aufweisen. Der Wagen überquert die Oberfläche des Druckmediums, und die Düsen sind gesteuert, um zu passenden Zeitpunkten gemäß einem Befehl eines Mikrocomputers oder einer anderen Steuerungseinrichtung Tintentropfen auszustoßen, wobei die Zeitsteuerung der Aufbringung der Tintentropfen dem Muster von Pixeln des Bildes, das gerade gedruckt wird, entsprechen soll.
Der typische Tintenstrahldruckkopf (d. h. das Siliziumsubstrat, auf dem Substrat aufgebaute Strukturen und Verbindungen mit dem Substrat) verwendet flüssige Tinte (d. h. aufgelöste Farbstoffe oder in einem Lösungsmittel dispergierte Pigmente). Er weist ein Array von präzise geformten Öffnungen oder Düsen auf, die an einem Druckkopfsubstrat befestigt sind, das ein Array von Tintenausstoßkammern beinhaltet, die flüssige Tinte von dem Tintenreservoir empfangen. Jede Kammer ist gegenüber der Düse angeordnet, so dass sich Tinte zwischen ihr und der Düse sammeln kann. Der Ausstoß von Tintentröpfchen erfolgt in der Regel unter der Steuerung eines Mikroprozessors, dessen Signale durch elektrische Leitbahnen zu den Widerstandselementen befördert werden. Wenn elektrische Druckpulse den Tintenstrahlabschusskammerwiderstand erwärmen, verdampft ein kleiner Teil der neben demselben befindlichen Tinte und stößt einen Tropfen Tinte aus dem Druckkopf aus. Ordnungsgemäß angeordnete Düsen bilden ein Punktmatrixmuster. Ordnungsgemäßes Sequenzieren des Funktionierens jeder Düse bewirkt, dass Schriftzeichen oder Bilder auf das Papier gedruckt werden, während sich der Druckkopf an dem Papier vorbeibewegt.
Bei einem Tintenstrahldruckkopf wird die Tinte von einem Tintenreservoir, das einstückig mit dem Druckkopf gebildet ist, oder einem außeraxialen Tintenreservoir zugeführt, das dem Druckkopf über Schläuche, die den Druckkopf und das Reservoir verbinden, Tinte zuführt. Dann wird Tinte den verschiedenen Verdampfungskammern entweder durch ein längliches Loch, das in der Mitte der Unterseite des Substrats gebildet ist, zugeführt, „mittige Zufuhr", oder sie wird denselben um die Außenränder des Substrats herum zugeführt, „Randzufuhr".
Die Tintenkassette, die die Düsen enthält, wird wiederholt über die gesamte Breite des Mediums, auf dem gedruckt werden soll, bewegt. An jedem einer bezeichneten Anzahl von Inkrementen dieser Bewegung über das Medium hinweg wird jeder der Widerstände veranlasst, gemäß der Programmausgabe des steuernden Mikroprozessors entweder Tinte auszustoßen oder es zu unterlassen, Tinte auszustoßen. Jede beendete Bewegung quer über das Medium kann ein Band drucken, das ungefähr so breit ist wie die Anzahl von Düsen, die in einer Säule der Tintenkassette angeordnet sind, mal dem Abstand zwischen Düsenmitten. Nach einer jeden derartigen beendeten Bewegung oder nach einem derartigen Band wird das Medium um die Breite des Bandes vorwärtsbewegt, und die Tintenkassette beginnt das nächste Band. Durch richtige Auswahl und Zeitsteuerung der Signale wird der gewünschte Druck auf dem Medium erhalten.
Die an einen Abfeuerungswiderstand angelegte Energie wirkt sich auf die Leistungsfähigkeit, Haltbarkeit und Effizienz aus. Es ist hinreichend bekannt, dass die Abfeuerungsenergie über einer bestimmten Abfeuerungsschwelle liegen muss, um zu bewirken, dass eine Dampfblase entsteht. Über dieser Abfeuerungsschwelle liegt ein Übergangsbereich, in dem ein Erhöhen der Abfeuerungsenergie das Volumen an ausgestoßener Tinte erhöht. Über diesem Übergangsbereich liegt ein höherer optimaler Bereich, bei dem die Tropfenvolumen nicht zunehmen, wenn die Abfeuerungsenergie erhöht wird. In diesem optimalen Bereich über der optimalen Abfeuerungsschwelle sind Tropfenvolumen auch bei moderaten Schwankungen der Abfeuerungsenergie stabil. Da Schwankungen des Tropfenvolumens Ungleichmäßigkeiten bei der gedruckten Ausgabe bewirken, findet das Drucken im Idealfall in diesem optimalen Bereich statt. Wenn Energiepegel in diesem optimalen Bereich zunehmen, wird die Gleichmäßigkeit nicht beeinträchtigt, jedoch wird auf Grund des übermäßigen Erhitzens und des Ansammelns von Tintenrückständen Energie verschwendet, und der Druckkopf altert vorzeitig.
Bei existierenden Druckköpfen, die eine zweckgebundene Verbindung für jeden Abfeuerungswiderstand oder für eine als Grundelement bezeichnete Gruppe von Widerständen aufweisen, kompensiert eine einmalige Kalibrierung jeder Verbindung durch entweder den Drucker oder eine Produktionsschaltungsanordnung, die sich außerhalb der Druckkassette befindet, auch jeglichen parasitären Widerstandswert oder jegliche parasitäre Impedanz in dem eindeutigen Pfad, der zu jedem Widerstand führt. Bei der Herstellung können Druckköpfe dahingehend charakterisiert sein, diese Betriebsparameter einzustellen. Der Drucker verwendet dann diese Betriebsparameter.
Jedoch können bei neuen Druckköpfen mit einem intelligenten Antrieb, bei denen nicht jeder Abfeuerungswiderstand oder jedes Grundelement eine zweckgebundene Verbindung aufweist, Schwankungen vorliegen, die auf andere Faktoren zurückzuführen sind. Eine große Anzahl von Widerständen wird durch eine einzige Spannungsleitung betrieben, die Leistung über eine elektrische Kontaktanschlussfläche zwischen der Druckerelektronik und der herausnehmbaren Druckkassette empfängt. Folglich können der Stromabzug durch die Leitung und die Spannung, die an dem Abfeuerungswiderstand gemessen wird, unerwünschterweise schwanken, während sich die Datenlast, die gerade gedruckt wird, ändert. Wenn beispielsweise viele oder alle Widerstände gleichzeitig abgefeuert werden, kann die Druckkassettenspannung durch parasitäre Effekte herabgesetzt werden, was eine niedrigere Abfeuerungsspannung ergibt als wenn lediglich ein oder einige wenige Widerstände abgefeuert wird bzw. werden.
Demgemäß besteht ein Erfordernis eines Verfahrens zum Betreiben eines Tintenstrahldruckers mit einem Druckkopf, der eine Mehrzahl von Tintenabfeuerungswiderständen aufweist, das die obigen Probleme überwindet.
Die WO 96/32271 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kompensieren von Thermodruckköpfen bezüglich der Auswirkungen eines Leistungsversorgungsausgangswiderstands. Die Vorrichtung kann ein Leistungssteuersystem liefern, das eine Logikeinrichtung zum Bestimmen und Signalisieren der Anzahl von Pixelbetätigungselementen, die während eines bevorstehenden Energieversorgungszeitraums mit Energie zu versorgen sind, und eine Einrichtung zum Empfangen von Signalen von der Logik aufweist, die die an die Betätigungselemente ausgegebene Leistung ansprechend auf die Signale auf vorbestimmte Weise variiert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Betreiben eines Tintenstrahldruckers gemäß Anspruch 1.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahldruckers, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
2 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine einzige Druckkassette.
3 ist eine äußerst schematische perspektivische Ansicht der Rückseite einer stark vereinfachten Druckkopfanordnung.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Thermotintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 ist ein detailliertes Diagramm einer Druckkopfschaltung des Ausführungsbeispiels der 2.
6 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Leistungsversorgung, eines Spannungsreglers und einer einzigen Druckkassettenschaltung.
7 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Leistungsversorgung, einen Spannungsregler und mehrere Druckkassettenschaltungen zeigt.
8 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Leistungsversorgung, zwei Spannungsregler und mehrere Druckkassettenschaltungen zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahldruckers 10, der zur Verwendung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wobei dessen Abdeckung beseitigt ist. Allgemein umfasst der Drucker 10 ein Fach 11A zum Halten von unbedrucktem Papier. Wenn ein Druckvorgang eingeleitet wird, wird ein Blatt Papier aus dem Eingangsfach 11A unter Verwendung einer Blattspeisevorrichtung in den Drucker 10 eingespeist, dann in einer U-Richtung herumgeführt, so dass es sich nun in der entgegengesetzten Richtung auf das Ausgangsfach 11B zu bewegt. Das Blatt wird in einer Druckzone 13 angehalten, und ein Bewegungswagen 16, der eine oder mehr Druckkassetten 12 trägt, läuft anschließend über eine Druckzone auf dem Blatt, um ein Tintenband auf dasselbe zu drucken. Das Drucken kann erfolgen, während der Wagen in jede von zwei Richtungen läuft. Dies wird als bidirektionales Drucken bezeichnet. Nach einem einzigen Durchlauf oder mehreren Durchläufen wird das Blatt anschließend in einem Ausmaß, das auf dem verwendeten Druckmodus beruht, unter Verwendung eines herkömmlichen Schrittmotors und unter Verwendung von Speiserollen inkremental zu einer nächsten Position in der Druckzone 13 verschoben, und der Wagen 16 läuft erneut über das Blatt, um ein nächstes Tintenband zu drucken. Wenn das Bedrucken des Blattes abgeschlossen ist, wird das Blatt zu einer Position über dem Fach 13 weitergeleitet, in dieser Position gehalten, um zu gewährleisten, dass die Tinte trocken ist, und anschließend freigegeben.
Der Bewegungsmechanismus des Wagens 16 kann ein Herkömmlicher sein und umfasst allgemein eine Schiebestange, entlang derer der Wagen 16 verschoben wird bzw. gleitet, ein (in 1 nicht gezeigtes) flexibles Kabel zum Übertragen elektrischer Signale von der Steuerung des Druckers an dem Wagen 16 und anschließend an Elektroden an den Wagen 16, die elektrische Kontakte 86 an Druckkassetten 12 in Ein griff nehmen, wenn sie in dem Drucker installiert werden. Ein (nicht gezeigter) Motor, der unter Verwendung einer herkömmlichen Antriebsriemen-Und-Riemenscheibe-Anordnung mit dem Wagen 16 verbunden ist, kann zum Transportieren des Wagens 16 über die Druckzone 14 verwendet werden.
2 veranschaulicht eine Druckkassette 12, die eine an derselben befestigte Druckkopfanordnung 22 aufweist, die ein flexibles Band 80 umfasst, das Düsen 82 und elektrische Kontaktanschlussflächen 86 enthält. Die Kontaktanschlussflächen 86 sind mit (nicht gezeigten) Elektroden an dem Wagen 16 ausgerichtet und stehen in elektrischem Kontakt mit denselben. Die Druckkassette umfasst ferner eine Speichervorrichtung zum Speichern von Kalibrierungsinformationen, die in der Fertigungslinie oder später bestimmt werden. Werte umfassen üblicherweise die Betriebsspannung, die Betriebsenergie, die Einschaltenergie, Druckkassettenwiderstandswerte, einschließlich üblicher parasitärer Widerstandswerte, und Tropfenvolumina. Diese Informationen können durch den Drucker gelesen und gespeichert werden, wenn die Druckkassette in dem Drucker installiert wird.
Unter Bezugnahme auf 3 ist die Druckkopfanordnung 22 vorzugsweise ein flexibles Polymerband 80, das Düsen 82 enthält, die mittels Laserablation in demselben gebildet sind und das an einem Substrat oder einem Halbleiterstück bzw. Chip 88 befestigt ist, auf dem Tintenausstoßelemente oder Widerstände 44 gebildet sind. Leiterbahnen 84 sind auf der Rückseite des Bandes 80 gebildet und enden in Kontaktanschlussflächen 86 zum Berühren von elektrischen Kontakten an dem Wagen 16. Die anderen Enden der Leiter 84 sind mit Elektroden 87 des Substrats 88 gebondet. In einer Barriereschicht 104 zwischen dem Substrat 88 und dem Band 80 sind Tintenausstoßkammern 102 gebildet.
4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Tintenstrahldruckers 10 mit einer verbundenen Druckkassette 12. Eine Steuerung 14 in dem Drucker 10 empfängt Druckdaten von einem Computer oder Mikroprozessor (nicht gezeigt) und verarbeitet die Daten, um Druckersteuerinformationen oder Bilddaten an eine Druckkopftreiberschaltung 15 zu liefern. Eine Gesteuerte-Spannung-Leistungsversorgung 17 liefert eine gesteuerte Spannung an einen Leistungsbus 18. Eine Speicherleseschaltung 19 in dem Drucker 10 ist mit der Steuerung 14 verbunden, um Informationen, die von der Druckkassette 12 empfangen werden, über eine Speicherleitung 20 zu übertragen. Die Druckkopftreiberschaltung 15 wird durch die Steuerung 14 dahingehend gesteuert, die Bilddaten über einen Steuerbus 24 an ein Druckkopfhalbleiterstück 88 an der Druckkassette 12 zu senden.
Die Kassette 12 ist auf herausnehmbare Weise austauschbar und ist durch den Steuerbus 24, den Leistungsbus 18 und die Speicherleitung 20 mit dem Drucker 10 elektrisch verbunden. Eine Verbinderschnittstelle 26 weist einen leitfähigen Anschlussstift für jede Leitung auf der Druckerwagenseite auf, die eine entsprechende Anschlussfläche 86 auf einem Flexible-Schaltung-Band 80 an der Kassette 12 berührt. Ein Speicherchip 31 auf der Kassette speichert Druckersteuerinformationen, die während der Herstellung der Kassette programmiert werden und durch den Drucker während des Betriebs verwendet werden. Die flexible Schaltung 80 ist über Bondverbindungen den Elektroden 87 mit dem Druckkopfhalbleiterstück 88 verbunden. Ein Analog/Digital-Wandler 34 in dem Drucker ist mit dem Druckkopf verbunden, um von dem Druckkopf Daten zu empfangen, die die Temperatur des Druckkopfs angeben.
5 zeigt eine Abfeuerungssteuerschaltung 40 und einen exemplarischen Teil der vielen Widerstände 44 an dem Druckkopf 22. Der Druckkopf 22 umfasst das Substrat 88, das Abfeuerungswiderstände 44 und Düsen 82 in dem Band 80 aufweist. Die Abfeuerungssteuerschaltung 40 befindet sich auf dem Substrat 88 des Druckkopfs 22 und weist einen einzigen Anschlussfläche-zu-Anschlussfläche-Spannungseingang („V_pp") 46 von dem Leistungsbus 18 auf, der üblicher weise mit einem Satz 42 von Dünnfilm-Abfeuerungswiderständen 44 verbunden ist. Jeder Abfeuerungswiderstand 44 ist mit einem entsprechenden Abfeuerungsschalter 48 verbunden, der mit einer Masseleitung 50 verbunden ist und einen Steuereingang aufweist, der mit dem Ausgang 54 eines Abfeuerungspulsmodulators 52 verbunden ist. Der Abfeuerungspulsmodulator 52 empfängt Druckdaten auf einem Bus 60 und gibt auf Ausgangsleitungen 54 ein Abfeuerungssignal an jeden ausgewählten Abfeuerungsschalter 48 aus. Um eine ausgewählte Gruppe des Widerstandssatzes 42 abzufeuern, sendet der Drucker eine Eingangsspannung VPP auf der Leitung 46 und überträgt einen Abfeuerungspuls 58 einer vollständigen Dauer auf einer Leitung 56. Ansprechend auf den Abfeuerungspuls überträgt der Abfeuerungspulsmodulator 52 den Abfeuerungspuls 58 an die Widerstandsabfeuerungsschalter 48, was die ausgewählten Schalter dazu veranlasst, sich zu schließen, und was die Widerstände mit Masse verbindet, um einen Stromfluss durch die Widerstände 44 zu ermöglichen, um eine Abfeuerungsenergie zu erzeugen.
Die Druckkopfanordnung 22 weist eine große Anzahl von Düsen 82 auf, wobei jeder Düse 82 ein Abfeuerungswiderstand 44 zugeordnet ist. Um eine Druckkopfanordnung zu liefern, bei der die Widerstände einzeln adressierbar sind, die jedoch eine begrenzte Anzahl von Leitungen zwischen dem Drucker 10 und der Druckkassette 12 aufweist, sind/werden die Verbindungen zu den Widerständen 44 bei einem Druckkopf mit integriertem Antrieb multiplexiert. Die Drucktreiberschaltungsanordnung umfasst ein Array von Grundelementleitungen 46, Grundelement-Gemeinsam-Leitungen 50 und Adressauswahlleitungen 54, um die Tintenausstoßelemente 44 zu steuern. Der Druckkopf 22 kann zu einer beliebigen Anzahl mehrerer ähnlicher Unterabschnitte, z. B. Quadranten, angeordnet sein, wobei jeder Unterabschnitt separat mit Leistung versorgt wird und eine bestimmte Anzahl von Grundelementen aufweist, die eine bestimmte Anzahl von Widerständen enthalten. Ein Festlegen einer Adressleitung 54 und einer Grundelementleitung 46 identifiziert eindeutig ein bestimm tes Tintenausstoßelement 44. Die Anzahl von Widerständen in einem Grundelement ist gleich der Anzahl von Adressleitungen. Es könnte jegliche Kombination von Adressleitungen und Grundelementauswahlleitungen verwendet werden, jedoch ist es sinnvoll, die Anzahl von Adressleitungen zu minimieren, um die Zeit, die benötigt wird, um die Adressleitungen zyklisch zu durchlaufen, zu minimieren.
Jedes Tintenausstoßelement wird durch seinen eigenen Treibertransistor 48 gesteuert, der seine Steuereingangsadressauswahl mit der Anzahl von Ausstoßelementen 44 in einem Grundelement gemeinsam verwendet. Jedes Tintenausstoßelement ist durch eine gemeinsame Knoten-Grundelement-Auswahl mit anderen Tintenausstoßelemente 44 verbunden. Folglich erfordert ein Abfeuern eines bestimmten Tintenausstoßelements ein Anlegen einer Steuerspannung an dessen Adressauswahlanschluss und einer Quelle einer elektrischen Leistung an dessen Grundelementauswahlanschluss. Ansprechend auf Druckbefehle von dem Drucker wird jedes Grundelement selektiv mit Energie versorgt, indem die zugeordnete Grundelementauswahlverbindung mit Leistung versorgt wird. Um eine gleichmäßige Energie pro Heizvorrichtungs-Tintenausstoßelement zu liefern, wird pro Grundelement zu einem Zeitpunkt jeweils immer nur ein Tintenausstoßelement mit Energie versorgt. Jedoch kann eine beliebige Anzahl der Grundelementauswahlen gleichzeitig freigegeben werden. Jede freigegebene Grundelementauswahl liefert somit sowohl Leistung als auch eines der Freigabesignale an den Treibertransistor. Das andere Freigabesignal ist ein Adresssignal, das durch jede Adressauswahlleitung geliefert wird, von denen zu einem Zeitpunkt jeweils immer nur eine aktiv ist. Jede Adressauswahlleitung ist mit allen der Schalttransistoren 82 verbunden, so dass alle derartigen Schaltvorrichtungen leitfähig sind, wenn die Verbindung freigegeben ist. Dort, wo sowohl eine Grundelementauswahlverbindung als auch eine Adressauswahlleitung für Tintenausstoßelement gleichzeitig aktiv sind, wird dieses bestimmte Heizvorrichtungs-Tintenausstoßelement mit Energie versorgt. Zu einem Zeit punkt wird jeweils immer nur eine Adressauswahlleitung freigegeben. Dies gewährleistet, dass die Grundelementauswahl- und Gruppenrückleitungen zu einem Zeitpunkt immer nur höchstens an ein Tintenausstoßelement Strom liefern. Andernfalls wäre die an ein Heizvorrichtungs-Tintenausstoßelement gelieferte Energie eine Funktion der Anzahl von Tintenausstoßelementen, die gleichzeitig mit Energie versorgt werden.
Bei existierenden Druckköpfen ist eine ganze Datenspalte in einer Druckerlogik angeordnet, und der Drucker selbst steuert die Sequenz des Versorgens der Druckkopfadress- und -grundelementleitungen, die demultiplexiert wurden, mit Energie. Überdies weisen Druckköpfe des Standes der Technik eine zweckgebundene Verbindung mit einer Grundelementleitung, Grundelement-Masse- und Adressleitung für jeden Abfeuerungswiderstand auf. Eine einmalige Kalibrierung jeder Verbindung durch entweder den Drucker oder eine Produktionsschaltungsanordnung, die sich außerhalb der Druckkassette befindet, kompensiert jeglichen parasitären Widerstandswert oder jegliche parasitäre Impedanz in dem eindeutigen Pfad, der zu jedem Widerstand führt. Bei der Herstellung können existierende Druckköpfe dahingehend charakterisiert sein, diese Betriebsparameter einzustellen. Der Drucker verwendet dann diese Betriebsparameter.
Jedoch werden bei neuen Druckköpfen, die eine intelligente integrierte Logik auf dem Druckkopf aufweisen, Daten an den Druckkopf übertragen, und der Druckkopf decodiert diese Daten zu Adress- und Grundelementsteuersignalen. Daten für alle Adressleitungen müssen für jede Adressleitung nacheinander an den Druckkopf gesendet werden. Im Zeitbereich ist dies eine Ausstoßperiode. Im Bereich der physischen Position wird dies als eine Spalte bezeichnet. Diese Druckköpfe mit intelligentem Antrieb weisen eine große Anzahl von Widerständen auf, die es schwierig machen, eine direkte Verbindung für die Adressleitungen, Grundelementleitungen und Grundelementmassen zu haben. Dementsprechend hat bei Druckköpfen, die einen intelligenten Antrieb aufweisen, eventuell nicht jeder Abfeuerungswiderstand eine zweckgebundene Verbindung. Ohne eine zweckgebundene Verbindung können aufgrund parasitärerer Widerstände Schwankungen der an einen Widerstand gelieferten Energie auftreten. Ein Satz von Widerständen, oder ein Grundelement, wird durch eine einzige Spannungsleitung mit Leistung versorgt, die Leistung über eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Druckkassetten-Anschlussflächen 86 und entsprechenden Anschlussflächen an dem Druckerwagen 16 empfängt. Leistung von der geregelten Spannung 72 an dem Drucker 10 an den Wagen 16 wird durch ein flexibles Kabel oder ein Bandkabel geliefert. Die Spannungsleitung setzt sich von den elektrischen Kontaktanschlussflächen 86 an einer flexiblen elektrischen Bandschaltung 80 zu einer Bondingverbindung mit Elektroden 87 auf dem Druckkopfhalbleiterstück 88 fort. Das Druckkopfhalbleiterstück 88 enthält die Abfeuerungswiderstände 44 und eine andere Steuerelektronik, z. B. die Treibertransistoren 48. Die Spannungsleitung setzt sich von dem Druckkopfhalbleiterstück 88 über eine Bondingverbindung zu Elektroden 87 auf dem Druckkopfhalbleiterstück 88 durch die flexible elektrische Bandschaltung 80 zu elektrischen Druckkassettenanschlussflächen fort. Die Spannungsleitung setzt sich zu der elektrischen Wagenverbindung zwischen den elektrischen Druckkassettenanschlussflächen 86 und zu entsprechenden Anschlussflächen an dem Druckerwagen 16 fort. Die Spannungsleitung setzt sich von dem Wagen 16 über das flexible Kabel bzw. das Bandkabel zu dem Spannungsregler 72 fort.
Die Impedanz der elektrischen Druckkassettenkontakte 86, Bondingverbindungen der flexiblen Schaltung 80 mit dem Substrat, Bahnwiderstandswerte der flexiblen Schaltung, Substratbahn, Transistor, Widerstandswerte der Widerstände und andere Verbindungen und Leitungen können von Druckkassette zu Druckkassette variieren. Ferner kann die Impedanz der Druckkassette mit der Zeit variieren, auch dann, wenn die durch den Drucker an jeden der elektrischen Druckkassettenkontakte gelieferte Spannung gut gesteuert ist. Überdies können der Stromabzug durch die Leitung und die Spannung, die an dem Abfeuerungswiderstand gemessen wird, unerwünschterweise schwanken, während sich die Datenlast, die gerade gedruckt wird, ändert. Wenn beispielsweise viele oder alle Widerstände gleichzeitig abgefeuert werden, kann die Druckkassettenspannung durch parasitäre Effekte herabgesetzt werden, was eine niedrigere Abfeuerungsspannung ergibt als wenn lediglich ein oder einige wenige Widerstände abgefeuert wird bzw. werden.
Da die Spannung vor der Verbindung zwischen dem Wagen und der Druckkassette geregelt wird, wird der Widerstandswert über diesen Punkt hinaus nicht betrachtet. Unter einer schweren Last (d. h. Einzeldurchlaufdrucke und/oder eine hohe Dichte aufweisende Drucke) kann der Abfall der Störspannung ziemlich hoch sein. Da die Einschaltenergie so eingestellt ist, dass schwere Lasten drucken können, können leichten Lasten (d. h. Mehrfachdurchlaufdrucke und/oder eine geringe Dichte aufweisende Drucke), die keinen auch nur annähernd so hohen Spannungsverlust durch die Leitungen erfahren, beträchtliche Mengen an Überenergie gegeben werden.
Die deutlich unterschiedlichen Energieerfordernisse für einen belasteten im Gegensatz zu einem unbelasteten Zustand können auf das Verfahren zurückgeführt werden, bei dem die Spannungen an Druckern eingestellt werden. Drucker regeln die Druckkopfspannung oft auf der Basis einer in der Nähe der Leistungsversorgung 70 erfassten Spannung. Diese Spannung ist vor dem flexiblen elektrischen Druckerkabel von dem Drucker 10 zu dem Wagen 16 vorhanden und vernachlässigt somit den Kabelwiderstandswert sowie den Widerstandswert der Schaltungsplatine des Wagens 16 und der Verbindung zwischen dem Wagen und der Druckkassette. Wenn der Strom, der benötigt wird, um die Druckkassetten zu treiben, zunimmt, nimmt der Abfall an Störspannung zu. Die Situation wird verbessert, wenn der Regler die Spannung näher bei dem Druckkopf erfasst, z. B. an der Schaltungsplatine auf dem Wagen 16 direkt vor den elektrischen Verbindungen des Wagens 16 mit der Druckkassette 12, jedoch bleibt ein Problem in Bezug auf parasitäre Widerstandswerte und einen Abfall von Störspannung trotzdem bestehen.
Einzelheiten zu Verfahren zum Bestimmen der Betriebsenergie für eine Druckkassette finden sich in der U.S.-Patentschrift Nr. 5,418,558 mit dem Titel „Determining the Operating Energy of a Thermal Ink Jet Printhead Using an Onboard Thermal Sense Resistor"; der U.S.-Patentschrift 5,428,376 mit dem Titel „Thermal Turn on Energy Test for an Inkjet Printer"; und der U.S.-Patentschrift Nr. 5,682,185 mit dem Titel „Energy Management Scheme for an Ink Jet Printer".
Die Betriebsenergie und die Betriebsspannung Im Betrieb wird die Leistungsversorgungsspannung auf einen Pegel eingestellt, der ausreichend ist, um unter „Ausfallbedingungen", d. h. wenn eine vorbestimmte Anzahl von Widerständen gleichzeitig abgefeuert wird, angemessene Abfeuerungsenergiepegel für ein Voller-Tropfen-Volumen-Abfeuern zu gewährleisten. Da die Abfeuerungsenergie proportional zu dem Produkt des Quadrats der Spannung und der Zeitdauer ist, muss die Leistungsversorgungsspannung hoch genug sein, um innerhalb des begrenzten Zeitraums, der zum Drucken jedes Punktes benötigt wird, eine ausreichende Energie zu liefern, bevor der nächste Punkt mit der gewünschten Druckerabtastrate gedruckt werden soll. Ein Teil des Kalibrierungsvorgangs umfasst ein Feststellen einer Spannung, um ungeachtet der Anzahl von Widerständen, die gleichzeitig abgefeuert werden, eine Abfeuerungsenergieschwelle für alle Abfeuerungsbedingungen zu liefern.
Das spezifische Punktmuster, das bei jedem Durchlauf auf das Medium platziert wird, und die Art und Weise, auf die diese unterschiedlichen Punktmuster zusammen ein abschließendes vollständiges Bild ergeben, ist als „Druckmodus" bekannt. Das Konzept der Druckmodi ist eine nützliche und hinreichend bekannte Technik zum Ablegen, bei jedem Durchlauf des Druckkopfs, lediglich eines Teils der in jedem Abschnitt des Bildes benötigten Gesamttinte, so dass jegliche Bereiche, die bei jedem Durchlauf weiß belassen werden, durch einen oder mehrere spätere Durchläufe ausgefüllt werden. Dies tendiert dazu, das Zerfließen, Blockieren und Welligwerden einzudämmen, indem die Flüssigkeitsmenge, die sich zu jeglichem gegebenen Zeitpunkt auf der Seite befindet, verringert wird. Druckmodi ermöglichen einen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Bildqualität. Beispielsweise liefert der Entwurfsmodus eines Druckers dem Benutzer so schnell wie möglich einen lesbaren Text. Präsentation, auch als bester Modus bekannt, ist langsam, liefert aber die höchste Bildqualität. Der Normalmodus ist ein Kompromiss zwischen dem Entwurfs- und dem Präsentationsmodus. Druckmodi ermöglichen dem Benutzer, zwischen diesen Kompromissen zu wählen. Ferner ermöglicht dies, dass der Drucker während des Druckens mehrere Faktoren, die die Bildqualität beeinflussen, steuert, einschließlich: 1) der Tintenmenge, die pro Punktposition auf das Medium platziert wird, 2) der Geschwindigkeit, mit der die Tinte platziert wird, und 3) der Anzahl von Durchläufen, die erforderlich sind, um das Bild abzuschließen. Das Bereitstellen unterschiedlicher Druckmodi, um ein Platzieren von Tintentropfen in mehreren Bändern zu ermöglichen, kann dazu beitragen, Düsendefekte zu verbergen. Unterschiedliche Druckmodi werden auch je nach dem Medientyp eingesetzt.
Für einen hohen Durchsatz auf einfachem Papier wird ein Einfachdurchlaufmodusbetrieb verwendet. Der Einfachdurchlaufmodus ist ein Modus, bei dem alle Punkte, die auf einer gegebenen Reihe von Punkten abzufeuern sind, in einem Band des Druckkopfs auf dem Medium platziert werden, und bei dem das Druckmedium anschließend in die Position für das nächste Band vorgeschoben wird.
Ein Zweifachdurchlaufdruckmodus ist ein Druckmuster, bei dem bei jedem Durchlauf des Druckkopfs die Hälfte der Punkte, die für eine gegebene Reihe von verfügbaren Punkten pro Band verfügbar sind, gedruckt wird, so dass zwei Durchläufe benötigt werden, um das Drucken für eine gegebene Reihe abzuschließen. Üblicherweise druckt jeder Durchlauf eine Hälfte der Punkte auf den Bandbereich. Desgleichen ist ein Vierfachdurchlaufmodus ein Druckmuster, bei dem bei jedem Durchlauf des Druckkopfes ein Viertel der Punkte für eine gegebene Reihe gedruckt wird, und ein Achtfachdurchlaufmodus ist ein Druckmodus, bei dem bei jedem Durchlauf des Druckkopfs ein Achtel der Punkte für eine gegebene Reihe gedruckt wird. Ein Mehrfachdurchlauf-Thermotintenstrahldrucken ist z. B. in den gemeinschaftlich übertragenen U.S.-Patentschriften 4,963,882 mit dem Titel „Printing of Pixel Locations by an Ink Jet Printer Using Multiple Nozzles for Each Pixel or Pixel Row", 4,965,593 mit dem Titel „Print Quality of Dot Printers" und 5,555,006 mit dem Titel „Inkjet Printing: Mask-rotation-only at Page Extremes; Multipass Modes for Quality and Throughput on Plastic Media" beschrieben.
Das beim Drucken jedes Düsenabschnitts verwendete Muster ist als „Druckmodusmaske" oder „Druckmaske" oder manchmal einfach „Maske" bekannt. Eine Druckmaske ist ein Binärmuster, das genau bestimmt, welche Tintentropfen in einem gegebenen Durchlauf gedruckt werden oder, umgekehrt, welche Durchläufe verwendet werden, um jedes Pixel zu drucken. Bei einem Druckmodus einer bestimmten Anzahl von Durchläufen druckt jeder Durchlauf von allen zu druckenden Tintentropfen allgemein einen Bruchteil, der ungefähr gleich dem Kehrwert der Anzahl von Durchläufen ist. Demgemäß ist auch die Anzahl der abgefeuerten Widerstände ein Bruchteil, der ungefähr gleich dem Kehrwert der Anzahl von Durchläufen ist. Somit definiert die Druckmaske sowohl den Durchlauf als auch die Düse, der bzw. die verwendet werden wird, um jede Pixelstelle, d. h. jede Reihennummer und Spaltennummer auf dem Medium, zu drucken. Die Druckmaske kann auch dazu verwendet werden, die verwendeten Düsen, z. B. zwischen Durchläufen, derart zu „vermischen", um unerwünschte sichtbare Druckartefakte zu verringern. Der Begriff „Druckmodus" ist allgemeiner, wobei er üblicherweise eine Beschreibung einer Druckmaske oder mehrerer Druckmasken, die in einer wiederholten Abfolge verwendet werden, und der Anzahl von Durchläufen, die erforderlich sind, um eine „vollständige Dichte" zu erreichen, und außerdem der Anzahl von Tropfen pro Pixel, die definiert, was mit vollständiger Dichte gemeint ist, umfasst.
Experimente haben gezeigt, dass die Menge an Betriebsenergie, die ein Drucker an eine Druckkassette liefern muss, je nachdem, wie oft die Druckkassette abgefeuert wird, und je nachdem, wie oft die anderen Druckkassetten in dem Drucksystem abgefeuert werden, schwankt. Eine Druckkassette, die lediglich einige weniger ihrer Widerstände abfeuert, und wobei keine anderen Druckkassettenwiderstände gleichzeitig abgefeuert werden, benötigte an den Druckerkontakten mit der Druckkassette eine Betriebsenergie, die viel geringer war als die Betriebsenergie, die benötigt wurde, wenn dieselbe Druckkassette unter Abfeuern all ihrer Widerstände druckte. Ferner benötigte eine Druckkassette, die lediglich einige wenige ihrer Widerstände abfeuerte, wobei jedoch gleichzeitig andere Druckkassettenwiderstände abgefeuert wurden, benötigte eine Betriebsenergie, die etwa dieselbe war wie die Betriebsenergie, die benötigt wurde, wenn dieselbe Druckkassette unter Abfeuern all ihrer Widerstände druckte. Ferner benötigte eine Druckkassette, die Daten in einem Vierfachdurchlaufdruckmodus druckte, viel weniger Energie, wenn sie dieselben Daten in einem Einfachdurchlaufdruckmodus druckte.
Dies führt zu einem Problem, da, wenn die Betriebsenergie hoch genug eingestellt ist, um eine Druckkassette mit Leistung zu versorgen, wenn all ihre Widerstände und all die Widerstände aller anderen Druckkassetten abgefeuert werden, zu viel Energie an die Druckkassette geliefert wird, wenn lediglich einige wenige ihrer Widerstände abgefeuert werden und keine anderen Druckkassetten gleichzeitig abgefeuert werden. Diese überschüssige Energie führt zu einer raschen Bildung von Filmen auf den Widerständen („Kogation"). Hohe Mengen an überschüssiger Energie sind auch an einer verkürzten Lebensdauer von Widerständen und an der Erzeugung überschüssiger Wärme in dem Druckkopf beteiligt. Hohe Mengen an überschüssiger Energie können auch eine Wärmeabschaltung und ein Ausbleiben eines Tropfenausstoßes bewirken.
Wie oben erörtert wurde, weist bei Druckköpfen mit direktem Antrieb und integriertem Antrieb, die ein Multiplexieren verwenden, jedes der Grundelemente eine direkte Verbindung mit einer Konstantspannungsquelle auf, und somit haben Grundelemente eine sehr geringe gegenseitige Wirkung. Bei den neuen Druckköpfen mit intelligentem Antrieb können diese Grundelemente jedoch miteinander gekoppelt und mit einer Konstantspannungsquelle verbunden sind. Dies bedeutet, dass, wenn eine unterschiedliche Anzahl dieser gekoppelten Grundelemente abgefeuert wird, dieselben unterschiedliche Mengen an Strom von der Spannungsquelle verwenden. Somit bewirken die Widerstandswerte in der Schaltung, die den unterschiedlichen Grundelementen gemein sind, einen Störspannungsverlust, der proportional zu der Anzahl von abgefeuerten Grundelementen ist.
Die vorliegende Erfindung berücksichtigt diese Unterschiede zwischen den Druckmodi und passt die nominelle Betriebsenergie der Druckkassette je nach dem Druckmodus, der durch den Drucker für ein bestimmtes Band verwendet wird, an. Desgleichen kann für die Schwarzdruckkassette eine höhere oder niedrigere Zielbetriebsspannung eingestellt werden, wenn eine Farbdruckkassette, die während des Bandes ebenfalls druckt, vorliegt bzw. nicht vorliegt. Anders ausgedrückt verändert die vorliegende Erfindung die Zielbetriebsspannung auf der Basis des maximalen üblichen parasi tären Verlustes, der bei einem bestimmten Druckmodus zu erwarten ist.
Unter Bezugnahme auf 6 regeln Drucker die Druckkopfspannung allgemein auf der Basis einer Spannung, die so nahe an dem Druckkopf wie möglich erfasst wird, z. B. an der Schaltungsplatine an dem Wagen 16 vor den elektrischen Verbindungen des Wagens mit der Druckkassette 12. Die Ausgabe des Spannungsreglers 72 ist konstant und ist auf V_Regler eingestellt. Die Ausgabe des Spannungsreglers fließt durch einen Satz von üblichen parasitären Widerstandswerten, R_cp, zwischen dem Spannungsregler und den Druckkassettengrundelementen. Somit müssen die bei R_cp Und V_Regler abgeführte Spannung und Energie hoch genug eingestellt sein, um diesen Spannungsverlust zu kompensieren.
Wenn alle Grundelemente abfeuern
Angenommen, V_Regler wird auf die Spannung bei Punkt 74 eingestellt, die benötigt wird, um alle Grundelemente gleichzeitig abzufeuern. Wenn die minimale Spannung bei Punkt 78, die benötigt wird, um ein Grundelement abzufeuern, V_{Grundelement, min} ist, was unter allen Betriebsbedingungen eine Konstante ist, so ist die minimale Energie, E_{Grundelement, min}, Um ein Grundelement abzufeuern, EGrundelement, min = [(VGrundelement, min)2/RGrundelement]·PW,wobei PW die Pulsbreite ist.
Angenommen, dass RGrundelement, 1 = RGrundelement, 2 = RGrundelement, Np = RGrundelement
Dann gilt IGrundelement, 1 = IGrundelement, 2 = IGrundelement, Np = IGrundelement und IGrundelement = (VGrundelement)/RGrundelement
Der Gesamtstrom ist dann Igesamt = Np·IGrundelement
Der Spannungsabfall über R_cp ist nun VRegler – VGrundelement = Igesamt·Rcp = Np·(VGrundelement, min/RGrundelement)·Rcp
V_Regler ist so eingestellt, dass, wenn der maximale Strom durch den üblichen parasitären Widerstandswert R_cp gezogen wird (d. h. wenn alle Grundelemente abfeuern), die Spannung am Punkt 78, V_Grundelement, gleich V_{Grundelement,
min} ist. Die minimale Reglerspannung, V_Regler,
min, um V_{Grundelement, min} bei Punkt 78 zu liefern, wäre: VRegler, min = VGrundelement, min + (Igesamt·Rcp) = VGrundelement, min + [(Np)·(VGrundelement/RGrundelement)]·Rcp wobei N_p die Gesamtanzahl von Grundelementen ist und V_Grundelement = V_{Grundelement,
min}, da gewünscht wird, die niedrigstmögliche Spannung einzustellen, die immer noch gewährleistet, dass alle Grundelemente abfeuern können. Die minimale Energie zum Abfeuern eines Grundelements ist EGrundelement, min = [(VGrundelement)2/RGrundelement]·PW
Wenn lediglich eines der Grundelemente abfeuert
Nun betrachte man den Fall, bei dem lediglich eines der Grundelemente abfeuert, d. h. N_p = 1. In diesem Fall gilt folgendes, wenn der Spannungsregler wie oben eingestellt ist, d. h. wenn angenommen wird, dass alle Grundelemente abfeuern: VRegler = VGrundelement, min + Np·VGrundelement/RGrundelement)·Rcp = VGrundelement, min·[1 + Np·(Rcp/RGrundelement)]
Der Spannungsabfall über R_cp ist nun VRegler – VGrundelement = IGrundelement·Rcp = (VGrundelement/RGrundelement)·Rcp
Wird nach V_Grundelement aufgelöst, ergibt dies folgendes: VRegler = VGrundelement·[1 + (Rcp/RGrundelement)] VGrundelement = VRegler/[1 + (Rcp/RGrundelement)] = VGrundelement, min·[1 + Np·(Rcp/RGrundelement)]/1 + (Rcp/RGrundelement)]
Die Berechnung des Verhältnisses V_Grundelement/V_{Grundelement,
min} ergibt VGrundelement/VGrundelement, min = [1 + Np·(Rcp/RGrundelement)]/[1 + (Rcp/RGrundelement)]
Falls N_p > 1, dann
ist V_Grundelement/V_{Grundelement,
min} größer als 1.
Dies bedeutet, dass überschüssige Spannung an das eine abfeuernde Grundelement angelegt wird, und die überschüssige Energie EÜberschuss = (VGrundelement/VGrundelement, min)2 ist.
Angenommen, dass V_Regler auf der Basis der Anzahl von Grundelementen, oder Widerständen, die innerhalb eines gegebenen Zeitraums in einem bestimmten Druckmodus von P Durchläufen abgefeuert werden, angepasst ist. Wenn P Durchläufe verwendet werden, ist die Gesamtanzahl von abfeuernden Grundelementen in einem Durchlauf etwa gleich N_p/P. Nach allen P Durchläufen wurden alle N_p Grundelemente abgefeuert.
In diesem Fall würde V_Regler auf VRegler = VGrundelement, min·[1 + (Np/P)·Rcp/RGrundelement)]eingestellt, wenn statt VRegler = VGrundelement, min·1 + (Np)·(Rcp/RGrundelement)]die vorliegende Erfindung angewendet wird.
Beim Abfeuern eines einzigen Grundelements wäre das Verhältnis V_Grundelement/V_{Grundelement, min} dann wie folgt: VGrundelement/VGrundelement, min = [1 + Np/PRcp/RGrundelement)]/1 + (Rcp/RGrundelement)]und die überschüssige Spannung und Energie, die angelegt bzw. aufgewendet wird, ist geringer als in dem erstgenannten Fall.
Mehrere Druckkassetten
Unter Bezugnahme auf 7 kann die vorliegende Erfindung auf den Fall angewendet werden, in dem M mehrere Druckkassetten, von denen jede N_p Grundelemente aufweist, von einem gemeinsamen Spannungsregler 72 versorgt werden. In diesem Fall sollten sowohl die Anzahl von gleichzeitig abgefeuerten Grundelementen als auch die Anzahl von gleichzeitig abgefeuerten Druckkassetten berücksichtigt werden, wenn V_Regler eingestellt wird. In diesem Fall wäre die Spannung ohne die vorliegende Erfindung VRegler = VGrundelement, min + [M·Np·(VGrundelement, min/RGrundelement)·Rcp],wohingegen die Spannung mit der vorliegenden Erfindung VRegler = VGrundelement, min + [F·M·Np·(VGrundelement, min/RGrundelement)·Rcp]wäre, wobei F der Teil der Grundelemente oder Widerstände auf allen Druckkassetten ist, die innerhalb eines gegebenen Zeitraums abfeuern.
Mehrere Spannungsregler
Unter Bezugnahme auf 8 trifft ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung bei getrennten Spannungsreglern für verschiedene Druckkassetten zu. In diesem Fall kann die durch eine zweite Druckkassette gezogene Strommenge die Abfeuerungsspannung der anderen Druckkassette (und somit deren Abfeuerungsenergie) wie folgt beeinflussen.
Die erste Auswirkung ist ein „Absacken" der Leistungsversorgung. Wenn eine Druckkassette bei einem hohen Arbeitszyklus abfeuert, sind die Leistungsversorgung und die Spannungsregler eventuell nicht in der Lage, V_{Regler, 1} und V_Regler,
2 auf ihren notwendigen Pegeln zu halten. Die vorliegende Erfindung begegnet dem, indem sie V_Regler auf eine höhere Spannung einstellt als normalerweise notwendig wäre, für den Fall, dass der zweite Spannungsregler mehr Strom zieht als die Leistungsversorgung ohne Absacken liefern kann. Dann, wenn die zweite Druckkassette nicht bei einem hohen Arbeitszyklus abfeuert, sackt die Leistungsversorgung nicht ab, und überschüssige Energie wird an die durch den ersten Spannungsregler mit Leistung versorgte Druckkassette angelegt.
Die zweite Auswirkung tritt ein, wenn die Druckkassetten mit einer gemeinsamen Masse verbunden sind und zwischen den Druckkassetten und der Leistungsversorgung 70 ein üblicher parasitärer Widerstandswert in der Masseleitung 80 vorliegt, als R_cpg gezeigt. Hier erzeugt ein hoher Arbeitszyklus in einer Druckkassette eine Massespannung V_g durch den Strom, der durch R_cpg fließt. Dies bedeutet, dass die in den Grundelementen abgeführte Spannung (zum Abfeuern der Druckkassette von V_Grundelement zu V_Grundelement – V_g verringert wird. Um dies zu kompensieren, muss V_Regler unter Verwendung von Gleichungen, die ähnlich denen sind, die bei dem ersten Beispiel gezeigt sind, proportional höher eingestellt werden. In diesem Fall wird die erste Druckkassette mit überschüssiger Spannung und Energie versorgt, wenn die zweite Druckkassette nicht abfeuert.
Unter Verwendung der vorliegenden Erfindung würde V_Regler nicht unbedingt unter Annahme des maximal möglichen parasitären Verlustes eingestellt. Stattdessen wären der Druckmodus, die Anzahl gleichzeitig abfeuernder Grundelemente und die Anzahl gleichzeitig abfeuernder Druckkassetten allesamt Faktoren.
Dementsprechend führen Druckkassetten, die gemeinsam verwendete Leistungs- und Masseleitungen und parasitäre Widerstandswerte in diesen Leitungen aufweisen, zu Schwankungen der Energie, die an die Grundelemente in einer Druckkassette geliefert wird. Die vorliegende Erfindung berücksichtigt diese üblichen parasitären Widerstandswerte und stellt die Zielbetriebsspannung je nach dem Druckmodus, der für ein bestimmtes Band oder einen Teil eines Bandes vorliegt, an. Genauer gesagt betrachtet sie eine vorbestimmte Anzahl von Grundelementen, die gleichzeitig abfeuern können, und passt die Zielspannung des Spannungsreglers an, um den maximal erwarteten Spannungsverlust durch die üblichen parasitären Widerstandswerte zu kompensieren.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht darin, je nachdem, ob während des Bandes auch ein Farbdruckkopf druckt oder nicht, eine höhere oder niedrigere Zielspannung für den Schwarzdruckkopf einzustellen. Wenn während eines Bandes beispielsweise kein Farbdruckkopf abgefeuert wird, kann der Masserückwiderstandswert wie die anderen üblichen Widerstandswerte behandelt werden.

Claims

Ein Verfahren zum Betreiben eines Tintenstrahldruckers (10), der eine oder mehrere Tintenstrahldruckerkassetten (12) aufweist, die in dem Drucker installiert sind, wobei der Drucker (10) in der Lage ist, unter variierenden Betriebsbedingungen und in einer Mehrzahl unterschiedlicher Druckmodi zu arbeiten, einschließlich eines bestimmten Druckmodus einer vorbestimmten Anzahl von Durchläufen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erhalten eines Werts für übliche parasitäre Widerstandswerte und einer Basisbetriebsspannungseinstellung für den Tintenstrahldrucker (10), wenn eine vorbestimmte Anzahl von Widerständen (44) an der Druckkassette (12) abfeuern; Bestimmen einer maximalen Anzahl von Widerständen (44), die überhaupt an der Druckkassette (12) abfeuern können; Einstellen der Basisbetriebsspannungseinstellung auf eine ausgewählte Spannungseinstellung auf der Basis der Ergebnisse des Schrittes des Erhaltens und des Schrittes des Bestimmens, wobei die Basisbetriebsspannungseinstellung auf eine ausgewählte Spannungseinstellung entsprechend einer Anzahl von Widerständen eingestellt wird, die im Wesentlichen gleich der maximalen Anzahl von Widerständen (44) geteilt durch die vorbestimmte Anzahl von Durchläufen ist; und Betreiben des Druckers (10) in dem jeweiligen Druckmodus unter Verwendung der ausgewählten Betriebsspannungseinstellung für die Druckkassette (12).
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Erhalten ein Ablesen der Basisbetriebsspannung von der Druckkassette (12) umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Erhalten ein Ablesen des üblichen parasitären Widerstandswerts von der Druckkassette (12) umfasst.
Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Erhalten ein Einstellen der vorbestimmten Anzahl von möglichen Widerständen (44) auf die maximale Anzahl von Widerständen (44), die in dem gegebenen Zeitraum abgefeuert werden können, umfasst.
Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bestimmen umfasst, dass der Drucker (10) die maximale Anzahl von Widerständen (44), die überhaupt abfeuern können, von einem Druckkopftreiber (15) an dem Drucker (10) erhält.
Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anpassschritt auf einer maximalen Anzahl von Widerständen (44), die überhaupt abfeuern können, und den üblichen parasitären Widerstandswerten beruht.
Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anpassschritt auf dem Gesamtstrom, der durch die maximale Anzahl von Widerständen (44) fließt, die überhaupt abfeuern können, und den üblichen parasitären Widerstandswerten beruht.
Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anpassschritt eine Verwendung der folgenden Gleichung umfasst, um die Basisbetriebsspannung anzupassen: VRegler = VGrundelement, Min·[1 + (Np/P)·(Rcp/RGrundelement)]wobei: V_Regler die Spannung ist, die benötigt wird, um alle Widerstände zur selben Zeit abzufeuern, V_{Grundelement,
Min} die zum Abfeuern eines Widerstands benötigte Spannung ist, N_p die Anzahl der Widerstände ist, P die vorbestimmte Anzahl von Durchläufen des jeweiligen Druckmodus ist, R_cp der übliche parasitäre Widerstandswert ist und R_Grundelement der Gesamtwiderstandswert eines Widerstands ist.