PL202213B1 - Atramentowe urządzenie drukujące i głowica drukująca do atramentowego urządzenia drukującego - Google Patents

Abstract

Atramentowe urz adzenie drukuj ace obejmuj ace g lowic e drukuj ac a drukarki atramentowej, zawieraj ac a pod lo ze posia- daj ace dwie szczeliny doprowadzaj ace tusz, zawieraj ace szczeliny maj ac a pod lu zne kraw edzie, oraz urz adzenie dostarczaj ace tusz po laczone p lynowo do wielu generatorów kropel poprzez dwie szczeliny doprowadzaj ace tusz, charak- teryzuje si e tym, ze wiele generatorów (165) kropelek tuszu rozmieszczonych w czterech grupach osiowych, z których ka zda rozmieszczona jest wzd lu z jednej z czterech oddziel- nych osi (540, 550, 560, 570). Ka zda z tych osi jest równole- g la do osi L odniesienia i znajduje si e w okre slonej odleg lo sci od jednej z czterech oddzielnych osi. Osie (540, 550, 560, 570) rozmieszczone s a wzd lu z pod lu znych kraw edzi, zawieraj a- cych grupy osiowe rozmieszczone wzd lu z odpowiadaj acych kraw edzi. Ka zda grupa osiowa ma generatory (165) kropel z podzia lk a osi P wzd lu z osi L odniesienia, oraz wiele genera- torów kropel naprzemiennie rozmieszczonych tak, ze odle- g lo sc pomi edzy srodkami wielu generatorów (165) kropel ró znych grup wzd lu z osi L odniesienia wynosi 1/4 P, a podzia lk a osi P jest 0,085 mm. Odleg lo sc pomi edzy srod- kami wielu generatorów (165) kropel ró znych grup wzd lu z osi L wynosi 0,21 mm. W innym wariancie wykonania, we- d lug wynalazku, przedstawiona jest g lowica drukuj aca do atramentowego urz adzenia drukuj acego. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest atramentowe urządzenie drukujące i głowica drukująca do atramentowego urządzenia drukującego.

Niniejszy wynalazek dotyczy ogólnie głowic drukujących do termicznego drukowania atramentowego, a zwłaszcza układu wysoce wydajnego drukowania o wielu trybach działania, który wykorzystuje monochromatyczną głowicę drukującą z naprzemiennym układem gęsto rozmieszczonych generatorów kropelek tuszu.

Termiczne drukarki atramentowe są popularne i szeroko używane w dziedzinie komputerów. Drukarki te opisane są przez W.J. Lloyda i H.T. Tauba w Ink Jet Devices, rozdz. 13 Output Hardcopy Devices (wyd. R.C. Durbeck i S. Sherr, San Diego; Academic Press, 1988) oraz w patentach USA nr 4.490.728 i 4.313.684. Drukarki atramentowe zapewniają druk wysokiej jakości, są małych rozmiarów i przenośne, a także drukują szybko i cicho, ponieważ jedynie tusz uderza w nośnik druku (taki jak papier).

Znane jest z europejskiego opisu EP 0963854 urządzenie do druku atramentowego składające się z karetek drukujących zawierających grzewczy układ scalony i płytkę z dyszami połączoną z grzewczym układem scalonym. Grzewczy układ scalony posiada pierwszy, drugi, trzeci i czwarty element grzewczy, a płytka z dyszami posiada wiele pierwszorzędowych i drugorzędowych dysz. Pierwszorzędowe dysze zawierają pierwsze i drugie dysze usytuowane w pierwszej i drugiej kolumnie płytki z dyszami, a drugorzędowe dysze zawierają trzecie i czwarte dysze usytuowane w trzeciej i czwartej kolumnie pł ytki z dyszami. Każ da z dysz jest powią zana z jednym z elementów grzewczych celem wytwarzania energii potrzebnej do wyrzucania tuszu. Urządzenie zawiera dodatkowo układ sterujący, połączony elektrycznie z karetką drukującą, celem doprowadzania impulsów wystrzeliwania do elementów grzewczych.

Drukarka atramentowa wytwarza drukowany obraz przez drukowanie obrazu z oddzielnych punktów (lub pikseli) w dokładnie określonych miejscach obszaru. Te miejsca punktów, które są przedstawiane jako małe prostokąciki, są określone przez drukowany obraz. Działanie drukowania może być zatem przedstawiane jako wypełnianie wzoru z prostokącików punktami tuszu.

Drukarki atramentowe drukują punkty przez wyrzucanie małej objętości tuszu na nośnik druku. Urządzenie doprowadzające tusz, takie jak zbiornik tuszu, zasila tuszem generatory kropelek tuszu. Generatory te są sterowane przez mikroprocesor lub inny sterownik i wyrzucają kropelki tuszu w odpowiednich chwilach na polecenie mikroprocesora. Chwile wyrzucania kropelek tuszu zasadniczo są zgodne z rozkładem pikseli drukowanego obrazu.

Zwykle generatory kropelek tuszu wyrzucają kropelki tuszu poprzez otwór (taki jak dysza) przez gwałtowne podgrzanie niewielkiej ilości tuszu usytuowanej w komorze parowania lub podgrzewania. Parowanie kropelek tuszu zwykle przeprowadzane jest za pomocą elektrycznego grzejnika, takiego jak niewielki cienkowarstwowy (lub grzewczy) rezystor. Wyrzucanie kropelki tuszu uzyskuje się przez przepuszczanie prądu elektrycznego przez wybrany rezystor grzewczy, aby przegrzać cienką warstewkę tuszu usytuowaną w wybranej komorze grzania. Takie przegrzanie powoduje wybuchowe parowanie tej cienkiej warstewki tuszu i wyrzucenie kropelki tuszu poprzez skojarzoną dyszę głowicy drukującej.

Wyrzucane kropelki tuszu są umieszczane na nośniku druku przez przemieszczanie zespołu karetki, która wspiera zespół głowicy drukującej, zawierający generatory kropelek tuszu. Zespół karetki porusza się poprzecznie nad powierzchnią nośnika druku i ustawia zespół głowicy drukującej w zależności od drukowanego obrazu. Zespół karetki powoduje względny ruch pomiędzy zespołem głowicy drukującej a nośnikiem druku wzdłuż osi wybierania. Zwykle oś wybierania przebiega w kierunku równoległym do szerokości nośnika druku, a pojedyncze przejście wybierania zespołu karetki oznacza, że zespół karetki przemieszcza zespół głowicy drukującej raz w przybliżeniu poprzez całą szerokość nośnika druku. Pomiędzy poszczególnymi operacjami wybierania nośnik druku jest zwykle przemieszczany względem głowicy drukującej wzdłuż osi przemieszczania nośnika, która jest prostopadła do osi wybierania (i zasadniczo wzdłuż długości nośnika druku).

Gdy zespół głowicy drukującej jest przemieszczany wzdłuż osi wybierania, wytwarzany jest obszar linii przerywanych. Nakładanie się tych linii przerywanych tworzy wygląd tekstu lub obrazu drukowanego obrazu. Rozdzielczość druku wzdłuż osi przemieszczania nośnika jest często związana z gę stoś cią tych linii przerywanych wzdł u ż osi przemieszczania noś nika. Im większa jest zatem gę PL 202 213 B1 stość linii przerywanych w osi przemieszczania nośnika, tym większa jest rozdzielczość drukowania wzdłuż tej osi.

Gęstość linii przerywanych wzdłuż osi przemieszczania nośnika (a zatem rozdzielczość drukowania w osi papieru) można zwiększyć przez regulację etapu pomiędzy kolejnymi wybraniami. Przykładowo potrzeba średnio dwóch operacji, by pokryć odcinek równy długości pola dyszowego usytuowanego zgodnie z osią przemieszczania nośnika. Nazywane jest to drukowaniem w dwóch przejściach. Pokrywane obszary w takim przypadku byłyby przestawione o odległość równą niecałkowitej liczbie długości podziałki dysz (mierząc wzdłuż osi papieru), aby zmniejszyć o połowę podziałkę linii przerywanych. Powoduje to skutecznie podwojenie rozdzielczości wzdłuż osi papieru. Ważną wadą drukowania w dwóch przejściach jest jednakże to, że dodatkowe przejścia znacznie zmniejszają prędkość drukarki. Przykładowo drukowanie w dwóch przejściach powoduje prędkość drukowania o połowę mniejszą niż przy drukowaniu w jednym przejściu. Takie duże zmniejszenie prędkości drukowania jest niepożądane dla pewnych operacji drukowania, ale w innych jest do przyjęcia.

Inna technika, którą można stosować w celu zwiększenia gęstości linii przerywanych wzdłuż osi przemieszczania nośnika, polega na zwiększeniu gęstości odstępu dysz, aby zapewnić dużą rozdzielczość drukowania przy drukowaniu w jednym przejściu. Jednakże dość trudno jest wykonać struktury generatora kropelek tuszu i dysz, które umożliwiają dużą liniową gęstość dysz, wymaganą dla drukowania z dużą rozdzielczością. Przykładowo, generatory kropelek tuszu muszą być wystarczająco małe, aby umożliwiać ciasne ich upakowanie, a objętość kropelki tuszu musi maleć wraz z odstępem, a wtedy zmniejszona objętość kropelki może nie być zgodna z potrzebnym trybem drukowania. Potrzebna jest zatem głowica drukująca nadająca się do działania w wielu trybach pracy, która umożliwi szybkie drukowanie z dużą rozdzielczością w jednym zastosowaniu, jak również drukowanie o maksymalnej jakości z dużą rozdzielczością w innym zastosowaniu.

Aby przezwyciężyć opisane powyżej ograniczenia stanu techniki i inne ograniczenia, jakie wynikną po przeczytaniu i zrozumieniu niniejszego opisu, przedmiotowy wynalazek obejmuje atramentową głowicę drukującą, nadającą się do wielu trybów działania, która zawiera gęsto rozmieszczone generatory kropelek tuszu, aby zapewnić drukowanie w jednym przejściu z dużą rozdzielczością. W szczególności przedmiotowy wynalazek umożliwia przeprowadzenie drukowania w jednym przejściu z rozdzielczością drukowania w osi papieru większą niż podwojona rozdzielczość pojedynczego rzędu.

Przedmiotowy wynalazek rozwiązuje co najmniej jeden z problemów związanych z gęstym rozmieszczeniem generatorów kropelek tuszu i dysz oraz zapewnia drukowanie wysokiej jakości w jednym przejściu z dużą rozdzielczością drukowania. Ponadto przedmiotowy wynalazek umożliwia drukowanie w wielu trybach działania zależnie od żądanej prędkości drukowania, rozdzielczości i jakości druku.

Istotą atramentowego urządzenia drukującego jest to, że wiele generatorów kropelek tuszu rozmieszczonych w czterech grupach osiowych, z których każda rozmieszczona jest wzdłuż jednej z czterech oddzielnych osi, przy czym każda z czterech oddzielnych osi jest równoległa do osi L odniesienia i znajduje się w określonej odległości od jednej z czterech oddzielnych osi. Ponadto oddzielne osie rozmieszczone są wzdłuż podłużnych krawędzi, zawierających grupę osiową 1 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi 1, grupę osiową 2 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi 2, grupę osiową 3 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi 3, grupę osiową 4 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi 4. Każda grupa osiowa ma generatory kropel z podziałką osi P wzdłuż osi L odniesienia, oraz wiele generatorów kropel naprzemiennie rozmieszczonych tak, że odległość pomiędzy środkami wielu generatorów kropel różnych grup wzdłuż osi L odniesienia wynosi 1/4 P, a podziałką osi P jest 0, 085 mm (1/300 cala), co sprawia, że odległość pomiędzy środkami wielu generatorów kropel różnych grup wzdłuż osi L wynosi 0,21 mm (1/1200 cala).

Korzystnie, wiele generatorów kropel jest przeznaczonych do wyrzucania tuszu tego samego koloru.

Ponadto, atramentowe urządzenie drukujące stanowi jednorazowy pojemnik z tuszem do drukarki.

Korzystnie, ponadto zawiera zespół karetki do przekazywania ruchu względnego pomiędzy atramentowym urządzeniem drukującym a nośnikiem drukarskim, oraz zawiera sterownik kontrolujący działanie zespołu karetki. Urządzenie dostarczające tusz stanowi zbiornik tuszu zawierający pojedynczy kolor tuszu.

Korzystnie, co najmniej jedna z czterech grup osiowych jest równoległa do osi przesuwu nośnika.

PL 202 213 B1

W innym wariancie wykonania według wynalazku głowica drukująca do atramentowego urządzenia drukującego charakteryzuje się tym, że każda grupa osiowa posiada podziałkę P generatorów kropel wzdłuż osi L odniesienia. Grupa osiowa 1 jest przesunięta w stosunku do grupy osiowej 3 zapewniając skuteczną podziałkę generatorów kropel 1/2 P wzdłuż osi L odniesienia, oraz grupa odniesienia 2 jest przesunięta w stosunku do grupy odniesienia 4 zapewniając skuteczną podziałkę generatorów kropel 1/2 P wzdłuż osi L odniesienia 1/2 P. Wiele generatorów kropel zapewnia rozdzielczość drukowania co najmniej 24 punktów na mm (600 punktów na cal).

Korzystnie, skuteczna podziałką generatora kropel wielu generatorów kropel wynosi 1/4 P.

Ponadto wiele generatorów kropel jest przeznaczonych do wyrzucania tuszu tego samego koloru.

Korzystnie, wiele generatorów kropel zapewnia rozdzielczość drukowania co najmniej 47 punktów na mm (1200 punktów na cal).

Omawiany wynalazek można dokładniej zrozumieć na podstawie następującego opisu i załączonych rysunków, które przedstawiają korzystne wykonanie.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 jest schematem blokowym całego układu drukowania, zawierającego przedmiotowy wynalazek, fig. 2 jest przykładowym układem drukującym, który zawiera przedmiotowy wynalazek i jest przedstawiony tylko dla celów ilustracyjnych, fig. 3 jest schematyczną ilustracją przedstawiającą przykładowy zespół karetki układu drukującego z fig. 2, która wspiera zespół głowicy drukującej według przedmiotowego wynalazku, fig. 4 jest widokiem perspektywicznym zespołu głowicy drukującej według przedmiotowego wynalazku i jest pokazany tylko dla celów ilustracyjnych, fig. 5 jest uproszczonym schematycznym widokiem z góry zespołu głowicy drukującej pokazanego na fig. 4, przedstawiającym naprzemienny układ generatorów kropelek tuszu według przedmiotowego wynalazku, fig. 6 jest innym uproszczonym schematycznym przedstawieniem w widoku z góry naprzemiennego usytuowania dysz według przedmiotowego wynalazku, fig. 7 jest przekrojem zespołu głowicy drukującej z fig. 5, przedstawiającym wklęsłość spowodowaną przez proces wytwarzania, fig. 8 jest przykładem ilustrującym znacznie uproszczony widok z góry głowicy drukującej z fig. 5 oraz rozmieszczenie grup pierwotnych, fig. 9 jest widokiem aksonometrycznym (z wyrwaniem) głowicy drukującej z fig. 8, przedstawiającym różne warstwy głowicy drukującej, fig. 10 przedstawia widok z góry części głowicy drukującej według przedmiotowego wynalazku z usuniętą warstwą otworową i ilustruje naprzemianległe rozmieszczenie generatorów kropelek tuszu.

Głowica drukująca do drukarki atramentowej według przedmiotowego wynalazku zawiera naprzemiennie rozmieszczone gęsto generatory kropelek tuszu usytuowane na strukturze głowicy drukującej. Każdy generator kropelek tuszu jest cienkowarstwową strukturą utworzoną w strukturze głowicy drukującej, która jest płynowo połączona z urządzeniem doprowadzającym tusz i ma dyszę. Tusz jest doprowadzany do generatora kropelek tuszu i w odpowiedniej chwili jest nagrzewany i wyrzucany z przyporządkowanej dyszy. Układ gęsto rozmieszczonych naprzemiennie generatorów kropelek tuszu zawiera wiele generatorów kropelek tuszu usytuowanych wzdłuż każdej z co najmniej trzech osi. Te trzy osie są zasadniczo równoległe i są usytuowane w odstępie od siebie. Wiele generatorów kropelek tuszu wzdłuż jednej osi jest umieszczone naprzemiennie w stosunku do wielu generatorów kropelek tuszu wzdłuż innych osi. Generatory kropelek tuszu usytuowane wzdłuż jednej osi mają pewną podziałkę osi, a naprzemienne rozmieszczenie powoduje skuteczną podziałkę połączonych osi, która jest ułamkiem podziałki jednej osi. W korzystnym przykładzie realizacji generatory kropelek tuszu usytuowane wzdłuż pewnej osi mają podziałkę osi wynoszącą w przybliżeniu 0,085 mm (1/300 cala), przez co głowica drukująca według przedmiotowego wynalazku z korzystnym układem czterech zestawów generatorów kropelek tuszu wzdłuż czterech osi ma skuteczną podziałkę wynoszącą w przybliżeniu 0,021 mm (1/1200 cala). Takie zmniejszenie skutecznej podziałki (a w efekcie zwiększenie rozdzielczości drukowania) oznacza, że potrzebna jest mniejsza liczba wybierań do uzyskania żądanej rozdzielczości druku, umożliwiającej drukowanie z dużą rozdzielczością i z dużą prędkością.

Gęste rozmieszczenie generatorów kropelek tuszu, zastosowane według niniejszego wynalazku, może podlegać pewnym właściwościom podczas wytwarzania, które mogą mieć wpływ na jakość druku. W szczególności proces wytwarzania dysz może powodować zmianę trajektorii kropelek tuszu. Przedmiotowy wynalazek przezwycięża takie pogorszenie jakości druku przez umożliwienie działania w wielu trybach drukowania w zależności od żądanej rozdzielczości druku, prędkości i jakości.

Inne aspekty i zalety przedmiotowego wynalazku, jak również pełniejsze zrozumienie go, wynikną z następującego szczegółowego opisu w nawiązaniu do załączonych rysunków przedstawiających przykładowo zasady wynalazku.

PL 202 213 B1

Poniższy opis wynalazku nawiązuje do załączonych rysunków, które stanowią część opisu i gdzie pokazano okreś lony przykład realizacji wynalazku. Należ y rozumieć, że bez odchodzenia od zakresu niniejszego wynalazku można stosować inne przykłady i można wprowadzić zmiany konstrukcyjne.

Niniejszy wynalazek jest zrealizowany w głowicy drukującej, posiadającej gęsty układ naprzemianległych generatorów kropelek tuszu. Układ ten umożliwia według wynalazku szybkie drukowanie z dużą rozdzielczością. Przedmiotowy wynalazek posiada generatory kropelek tuszu usytuowane w co najmniej trzech grupach wzdłuż co najmniej trzech osi. Grupa osiowa zawiera wiele generatorów kropelek tuszu, które są usytuowane wzdłuż odpowiedniej osi (tak jak w grupie kolumnowej). Każda oś ma linię środkową, która jest zasadniczo równoległa do osi odniesienia. Grupa osiowa jest naprzemianległa względem innych takich grup. Każda grupa osiowa ma podziałkę osi, a naprzemienne usytuowanie powoduje, że skuteczna (lub łączna) podziałka głowicy drukującej jest ułamkiem podziałki osi. Naprzemianległe usytuowanie generatorów kropelek tuszu umożliwia drukowanie z większą rozdzielczością w mniejszej liczbie przejść i zapewnia dużą prędkość drukowania z dużą rozdzielczością przez zwiększenie skutecznej gęstości dysz w osi przemieszczania nośnika.

Przy stosowaniu konstrukcji głowicy drukującej, która umożliwia różne tryby drukowania, przedmiotowy wynalazek pozwala na optymalizowanie jakości, prędkości lub ich połączenia w zależności od określonego zastosowania drukowania. Modyfikacje konstrukcyjne i elektryczne są omówione w równocześnie rozpatrywanym zgłoszeniu patentowym COMPACT HIGH-PERFORMANCE, HIGH-DENSITY INK JET PRINTHEAD z tą samą datą co niniejsze zgłoszenie. Kiedy przedmiotowy wynalazek działa w trybie drukowania, który do maksimum zwiększa jakość, głowica drukująca jest wrażliwa nawet na niewielkie zmiany dokładności umieszczania kropelki tuszu z głowicy drukującej na nośniku druku. Proces wytwarzania głowicy drukującej charakteryzuje się tym, że zmiana kształtu geometrycznego głowicy drukującej może spowodować zmianę toru kropelki tuszu poprzez głowicę drukującą. Usterka taka jest zwykle możliwa do przyjęcia przy drukowaniu z wysoką jakością. Jednakże przy drukowaniu o najwyższej jakości wpływ takiej zmiany może nie być możliwy do zaakceptowania.

Przedmiotowy wynalazek rozwiązuje to zagadnienie przez zastosowanie wielu trybów działania, przy czym różne tryby są dostępne w zależności od żądanej prędkości drukowania, rozdzielczości i jakości. Przykładowo, jak omówiono poniżej, przedmiotowy wynalazek nadaje się do drukowania z wysoką jakością w jednym przejściu w trybie dwukierunkowym z rozdzielczością 1200 dpi ze średnią prędkością i stosunkowo wolniej, ale przy lepszej jakości w dwóch przejściach z rozdzielczością 1200 dpi. Te różne tryby drukowania pozwalają, by głowica drukująca według przedmiotowego wynalazku miała mniejszą prędkość i jakość w zależności od zastosowania drukowania. Przykładowo dwukierunkowy tryb z pojedynczym przejściem z rozdzielczością 1200 dpi wykorzystuje wszystkie grupy osiowe od razu i ma tendencję do pewnego pogorszenia jakości na skutek określonych błędów trajektorii kropelek tuszu, które są zależne od rozmieszczenia dysz. Tryb drukowania w dwóch przejściach z rozdzielczoś cią 1200 dpi z mniejszą prę dkoś cią wykorzystuje część grup osiowych i umoż liwia eliminowanie takich błędów trajektorii zależnych od rozmieszczenia dysz.

W korzystnym przykładzie wykonania przedmiotowy wynalazek obejmuje głowicę drukującą z czarnym tuszem, posiadają c ą cztery zestawy generatorów kropelek tuszu, z których każ dy jest rozmieszczony wzdłuż jednej z czterech osi, z których każda jest równoległa do osi odniesienia i poprzecznie oddalona od innych osi. Jak wyjaśniono szczegółowo poniżej, każdy zestaw generatorów kropelek tuszu wzdłuż pewnej osi (lub grupa osiowa) ma podziałkę osi (w przykładowym wykonaniu 300 dpi) względem osi odniesienia, a wszystkie cztery grupy osiowe mają łączną skuteczną podziałkę równą jednej czwartej podziałki osi względem osi odniesienia (1200 dpi w korzystnym wykonaniu). Przez naprzemienne usytuowanie dysz względem osi odniesienia przedmiotowy wynalazek zapewnia czterokrotne zwiększenie skutecznej podziałki (i gęstości dysz) całej głowicy drukującej. Dzięki temu drukowanie w jednym przejściu ma równoważną rozdzielczość, jaka poprzednio mogła być uzyskiwana przy drukowaniu z czterema przejściami (przy założeniu pojedynczej osiowej grupy dysz). W innym korzystnym wykonaniu głowica drukująca wykorzystuje wybrane pary grup osiowych, tak że głowica drukująca ma łączną skuteczną podziałkę równą połowie podziałki osi. Wykonanie takie umożliwia jednokierunkowe drukowanie w dwóch przejściach, które eliminuje wpływ wymienionej wyżej właściwości wytwarzania głowicy drukującej. Ponadto wykonanie takie zapewnia taką samą rozdzielczość druku, jaka jest zapewniana przez wykonanie opisane powyżej.

Fig. 1 jest schematem blokowym całego układu drukującego, w którym zastosowano przedmiotowy wynalazek. Drukujący układ 100 może być wykorzystywany do drukowania na materiale, np.

PL 202 213 B1 tuszem na nośnikach druku 102 (np. papier). Drukujący układ 100 jest sprzężony z głównym układem 105 (takim jak komputer lub mikroprocesor) przetwarzania danych drukowania. Drukujący układ 100 zawiera sterownik 110, zasilacz 120, urządzenie 125 transportu nośnika druku, zespół 130 karetki i wiele komutacyjnych urządzeń 135. Urządzenie 115 doprowadzania tuszu jest płynowo połączone z zespołem 150 głowicy drukującej, by selektywnie dostarczać tusz do zespołu 150 głowicy drukującej. Urządzenie 125 transportu nośnika druku stanowi środek przemieszczania nośnika 102 druku (takiego jak papier) względem układu drukującego 100. Podobnie zespół 130 karetki wspiera zespół 150 głowicy drukującej i stanowi środek przemieszczania zespołu 150 głowicy drukującej do określonego położenia nad nośnikiem 102 druku zgodnie z poleceniem wydanym przez sterownik 110.

Zespół 150 głowicy drukującej zawiera strukturę 160 miniaturowej głowicy drukującej. Jak opisano szczegółowo poniżej, struktura 160 głowicy drukującej według przedmiotowego wynalazku zawiera wiele różnych warstw zawierających podłoże (nie pokazano). Podłoże może być pojedynczym podłożem monolitycznym, które jest wykonane z dowolnego odpowiedniego materiału (korzystnie posiadającego mały współczynnik rozszerzalności cieplnej), takiego jak np. krzem. Struktura 160 głowicy drukującej zawiera również gęsty, naprzemienny układ generatorów 165 kropelek tuszu, utworzonych w strukturze 160 głowicy drukującej, który zawiera wiele elementów przeznaczonych do powodowania wyrzucania kropelek tuszu z zespołu 150 głowicy drukującej. Struktura 160 głowicy drukującej zawiera również elektryczne złącze 170, które doprowadza energię do komutacyjnych urządzeń 135, które z kolei doprowadzają energię do gęstego, naprzemiennego układu generatorów 165 kropelek tuszu.

Podczas działania układu drukującego 100 zasilacz 120 podaje regulowane napięcie na sterownik 110, urządzenie 125 transportu nośnika druku, zespół 130 karetki i zespół 150 głowicy drukującej. Ponadto sterownik 110 otrzymuje dane drukowania z głównego układu 105 i przetwarza je w informacje sterowania drukarki i dane obrazu. Przetworzone dane, dane obrazu i inne dane statyczne i wygenerowane dynamicznie są podawane na urządzenie 125 transportu nośnika druku, zespół 130 karetki i zespół 150 głowicy drukującej w celu sprawnego sterowania układem 100 drukowania.

Na fig. 2 pokazano jedynie dla celów ilustracyjnych przykładowy układ drukowania, który zawiera wysokiej wydajności głowicę drukowania atramentowego o dużej gęstości według przedmiotowego wynalazku. Jak pokazano na fig. 2, drukujący układ 200 zawiera tacę 222 do trzymania nośników druku. Kiedy rozpoczyna się operacja drukowania, nośnik druku jest transportowany do układu 200 drukowania z tacy 222 korzystnie za pomocą podajnika arkuszowego 226 w kierunku 227 transportu nośnika. Nośnik druku jest następnie transportowany w kierunku U w układzie 200 drukowania i wychodzi (w kierunku przeciwnym do wchodzenia) na wyjściową tacę 228. Można również stosować inne drogi nośnika druku, takie jak prosta droga papieru.

Po wprowadzeniu w układ 200 drukowania nośnik druku zostaje zatrzymany w strefie 230 drukowania, a następnie zespół karetki 130, który wspiera co najmniej jeden zespół 150 głowicy drukującej według przedmiotowego wynalazku, jest przemieszczany (ruchem wybierania) w poprzek nośnika druku w kierunku osi wybierania 234 w celu drukowania na tym nośniku obszaru kropelek tuszu. Zespół 150 głowicy drukującej może być zamontowany na stałe lub z możliwością wyjmowania na zespole 130 karetki. Ponadto zespół 150 głowicy drukującej jest sprzężony z urządzeniem 115 doprowadzania tuszu. To urządzenie doprowadzania tuszu może być samodzielnym urządzeniem doprowadzania tuszu (takim jak samodzielny zbiornik tuszu). Alternatywnie zespół 150 głowicy drukującej może być połączony płynowo poprzez giętki przewód z urządzeniem 115 doprowadzania tuszu. Alternatywnie również urządzenie 115 doprowadzania tuszu może być jednym lub wieloma zbiornikami tuszu oddzielnymi lub oddzielanymi od zespołu 150 głowicy drukującej i zamontowanymi z możliwością demontażu na zespole 130 karetki.

Fig. 3 przedstawia schematycznie przykładowy zespół karetki układu drukującego z fig. 2, który ma wysoce wydajną głowicę drukowania atramentowego o dużej gęstości według przedmiotowego wynalazku. Zespół 130 karetki zawiera skaningową karetkę 320, która wspiera zespół 150 głowicy drukującej, który może być zamontowany trwale lub z możliwością demontażu na skaningowej karetce 320. Sterownik 110 jest dołączony do skaningowej karetki 320 i dostarcza informacje sterowania do zespołu 150 głowicy drukującej.

Skaningowa karetka 320 jest ruchoma wzdłuż prostoliniowej drogi w kierunku osi 234 wybierania. Silnik 350 karetki, taki jak silnik krokowy, przemieszcza skaningową karetkę 320 wzdłuż osi 234 wybierania zgodnie z poleceniami ze sterownika 354 położenia (który jest połączony ze sterownikiem 110). Sterownik 354 położenia ma pamięć 358, aby sterownik 354 położenia znał położenie wzdłuż osi 234 wyPL 202 213 B1 bierania. Sterownik 354 położenia jest sprzężony z silnikiem 362 wałka (takim jak silnik krokowy), który transportuje skokowo nośnik 102 druku. Nośnik 102 druku jest przemieszczany przez ciśnienie przyłożone pomiędzy nośnikiem 102 druku a wałkiem 370. Energia elektryczna do poruszania elektrycznych części składowych układu 200 drukowania (takich jak silnik 350 karetki i silnik 362 wałka), jak również energia do powodowania wyrzucania kropelek tuszu przez zespół 150 głowicy drukującej jest dostarczana przez zasilacz 120.

Działanie drukowania odbywa się przez doprowadzenie nośnika 102 druku z tacy 222 i transportowanie tego nośnika 102 druku do strefy 230 drukowania przez obracanie silnika 362 wałka i przez to wałka 370 w osi 227 transportu nośnika. Kiedy nośnik 102 druku jest usytuowany prawidłowo w strefie 330 drukowania, silnik 350 karetki ustawia skaningową karetkę 320 i zespół 150 głowicy drukującej nad nośnikiem 102 druku w osi 234 wybierania w celu drukowania. Po jednym wybieraniu lub wielu wybieraniach nośnik 102 druku jest skokowo przemieszczany przez silnik 362 wałka w osi 227 transportu nośnika, aby ustawić inny obszar nośnika 102 druku w strefie 230 drukowania. Karetka skaningowa 320 wykonuje znów ruch wybierania w poprzek nośnika 102 druku, aby drukować inny obszar kropelkami tuszu. Proces ten powtarza się, aż potrzebne dane drukowania zostaną wydrukowane na nośniku 102, po czym nośnik 102 druku zostaje wyrzucony na wyjściową tacę 228.

Głowica drukująca według przedmiotowego wynalazku zawiera gęsty, naprzemienny układ generatorów kropelek tuszu, który zapewnia szybkie drukowanie z dużą rozdzielczością. W korzystnym przykładzie wykonania wiele generatorów kropelek tuszu jest usytuowane wzdłuż co najmniej trzech osi. Każdy zestaw generatorów kropelek tuszu usytuowanych wzdłuż pewnej osi (grupa osiowa) ma podziałkę osi mierzoną wzdłuż osi odniesienia. Przykładowo, w przykładowym wykonaniu, podziałka osi jest równa 0,085 mm (1/300 cala). Przyjmując, że są cztery grupy osiowe na głowicy drukującej, naprzemienne usytuowanie zapewnia skuteczną rozdzielczość drukowania 1200 dpi. Chociaż właściwości wytwarzania mają tendencję do oddziaływania na jakość druku, przedmiotowy wynalazek zmniejsza ten wpływ przez umożliwienie wielu trybów działania. Jak wyjaśniono szczegółowo poniżej, głowica drukująca według przedmiotowego wynalazku może działać w wielu trybach drukowania zależnie od wymaganej prędkości drukowania i jakości.

Fig. 4 jest widokiem perspektywicznym zespołu głowicy drukującej według przedmiotowego wynalazku, przedstawionym tylko dla celów ilustracyjnych. Szczegółowy opis przedmiotowego wynalazku odnosi się do typowego zespołu głowicy drukującej z typowym układem drukowania, takim jak drukarka 200 z fig. 2. Jednakże przedmiotowy wynalazek może być zastosowany w dowolnej konfiguracji głowicy drukującej i drukarki. Jak pokazano na fig. 1 i 2 oraz na fig. 4, zespół 150 głowicy drukującej ma zespół 402 głowicy termicznego drukowania atramentowego i korpus 404 głowicy drukującej. Ten zespół 402 głowicy termicznego drukowania atramentowego może być giętkim materiałem nazywanym zwykle zespołem Tape Automated Bonding (TAB) (automatyczne łączenie taśmą) i może zawierać komutacyjne obszary 412. Komutacyjne obszary 412 są odpowiednio przymocowane do zespołu 150 głowicy drukującej (zwanego również karetką drukującą) na przykład klejem. Stykowe obszary 408 są usytuowane zgodnie z elektrodami (nie pokazano) na zespole 130 karetki i stykają się z nimi.

Gęsty obszar naprzemianległych generatorów kropelek tuszu.

Fig. 5 jest uproszczonym schematycznym widokiem z góry zespołu głowicy drukującej, pokazanego na fig. 4, przedstawiającym naprzemienny układ generatorów kropelek tuszu według przedmiotowego wynalazku. Zespół głowicy drukującej zawiera wysoce wydajną głowicę drukującą 500 według przedmiotowego wynalazku, posiadającą wiele dysz 510 i pierwszą szczelinę 520 doprowadzania tuszu oraz drugą szczelinę 530 doprowadzania tuszu. Te szczeliny 520, 530 doprowadzania tuszu doprowadzają tusz do generatorów kropelek tuszu z urządzenia 115. Z każdą dyszą 510 jest połączony płynowo odpowiedni gęsty zestaw generatorów kropelek tuszu (nie pokazano), który korzystnie jest usytuowany pod dyszą 510. Ten zestaw generatorów kropelek tuszu zawiera wiele grzewczych rezystorów (nie pokazano) o dużej rezystancji, które grzeją tusz w komorze grzewczej zasilanej tuszem poprzez szczeliny 520, 530 doprowadzania tusz, aby wyrzucać kropelki tuszu z każdej dyszy 510.

Dysze 510 są umieszczone w grupach generatorów kropelek tuszu wzdłuż co najmniej trzech osi (grupy osiowe). Osie te są oddalone poprzecznie od siebie i od osi odniesienia L. Jak pokazano na fig. 5, w korzystnym przykładzie wykonania wysoce wydajna głowica drukująca 500 według przedmiotowego wynalazku zawiera cztery grupy dysz 510, przy czym każda grupa jest umieszczona wzdłuż oddzielnej osi. W szczególności pierwsza grupa dysz jest usytuowana wzdłuż pierwszej osi 540, druga grupa dysz jest usytuowana wzdłuż drugiej osi 550, trzecia grupa dysz jest usytuowana wzdłuż trzeciej osi 560, a czwarta grupa dysz jest usytuowana wzdłuż czwartej osi 570. Każda z tych osi 540,

PL 202 213 B1

550, 560, 570 jest równoległa do innych i do osi odniesienia L. Podczas działania oś odniesienia L jest korzystnie usytuowana zgodnie z osią 227 przemieszczania nośnika, pokazaną na fig. 2 i 3.

Fig. 6 jest innym uproszczonym schematem przeznaczonych do dalszego ilustrowania w widoku z góry naprzemiennego układu dysz według przedmiotowego wynalazku. W korzystnym przykładzie wykonania każda grupa osiowa lub kolumnowy układ dysz ma taki sam odstęp pomiędzy środkami, albo podziałkę P osi względem osi odniesienia L. Te cztery grupy dysz 540, 550, 560, oraz 570 są umieszczone względem siebie naprzemiennie tak, że łączny odstęp P4 pomiędzy środkami (względem osi odniesienia L) wszystkich czterech grup jest równy 1/4 P, czyli jedną czwartą podziałki P osi. Inaczej mówiąc, grupy te są naprzemianległe względem siebie, aby głowica drukująca 500 mogła mieć czterokrotnie większą rozdzielczość w porównaniu z każdą oddzielną grupą dysz.

Są dwa zestawy dwóch grup dysz, które są usytuowane na przemian, by skutecznie podwoić rozdzielczość każdej pojedynczej grupy. Grupa 540 i grupa 560 tworzą pierwszą parę grup, które są naprzemianległe względem siebie, tak że łączny odstęp P2 pomiędzy środkami w stosunku do osi odniesienia L pierwszej pary jest równy 1/2 P, czyli połowie podziałki P osi. Podobnie grupa 550 i grupa 570 tworzą drugą parę grup, które są naprzemianległe względem siebie, tak że łączny odstęp P2 pomiędzy środkami w stosunku do osi odniesienia L drugiej pary jest równy 1/2 P, czyli połowie podziałki P osi.

W przykładowym wykonaniu podziałką P osi pojedynczej grupy w stosunku do osi odniesienia L jest równa 0,085 mm (1/300 cala), jeżeli każda grupa ma skuteczną rozdzielczość 300 dpi. Zatem albo pierwsza para (grupa 540 i grupa 560), albo druga para (grupa 550 i grupa 570) ma łączną lub skuteczną podziałkę w stosunku do osi odniesienia L równą 0,042 mm (1/600 cala). Połączenie wszystkich czterech naprzemianległych grup (540, 550, 560 i 570) ma łączną lub skuteczną podziałkę dysz w stosunku do osi odniesienia L 0,021 mm (1/1200 cala), przy czym głowica drukująca 500 ma skuteczną rozdzielczość 1200 dpi.

Fig. 6 przedstawia każdą osiową grupę 540, 550, 560 lub 570 umieszczoną wzdłuż szczelin 520, 530 doprowadzania tuszu. Każda szczelina doprowadzania tuszu ma dwie przeciwległe wzdłużne krawędzie, przy czym przy każdej krawędzi wzdłużnej umieszczona jest jedna grupa osiowa. Jak pokazano na fig. 6, w korzystnym przykładzie realizacji pierwsza grupa osiowa 540 (grupa 1) oraz druga grupa osiowa 550 (grupa 2) są usytuowane po przeciwległych stronach pierwszej szczeliny 520 doprowadzania tuszu, a trzecia osiowa grupa 560 (grupa 3) i czwarta osiowa grupa 570 (grupa 4) są usytuowane po przeciwległych stronach drugiej szczeliny 530 doprowadzania tuszu. Chociaż dysze każdej grupy osiowej są przedstawione jako zasadniczo współliniowe, należy zauważyć, że niektóre z dysz określonej grupy osiowej mogą być nieco przestawione względem linii środkowej, np. by skompensować opóźnienia synchronizacji wyrzucania kropli tuszu.

Działanie głowicy drukującej w wielu trybach pracy.

Potencjalnym problemem z wieloma grupami dysz jest to, że pomiędzy grupami mogą powstawać geometryczne zmiany. Takie geometryczne zmiany mogą powodować zmianę trajektorii kropelek tuszu pomiędzy grupami dysz. W szczególności fig. 7 jest przekrojem (A-A') głowicy drukującej z fig. 5, przedstawiającym wklęsłość (lub zagłębienie) 700 spowodowaną przez proces wytwarzania. Przekrój ten poprowadzono przez jedną dyszę każdej z osiowych grup 540, 550, 560 i 570.

Jedna technika wytwarzania dysz 510 obejmuje montowanie otworowej warstwy 710, zawierającej dysze 510, na przegrodowej warstwie 720. Proces ten obejmuje etap laminowania otworowej warstwy 710 na przegrodowej warstwie 720 za pomocą ciepła i ciśnienia. Ten etap laminowania ma tendencję do wyginania warstwy otworowej w kierunku do szczelin 520, 530 doprowadzania tuszu i tworzy wklęsłość 700 w otworowej warstwie 710. Ta wklęsłość 700 zmienia trajektorię kropli tuszu wyrzucanej z grupy osiowej dysz usytuowanych wzdłuż przeciwległych krawędzi szczelin 520, 530 doprowadzania tuszu. Zamiast trajektorii, która jest prostopadła do powierzchni głowicy drukującej 500, trajektoria kropli tuszu ma składową w kierunku równoległym do płaszczyzny głowicy drukującej 500 i zwróconym do szczelin 520, 530 doprowadzania tuszu.

Przykładowo, jak pokazano na fig. 7, pierwsza kropla 730 tuszu została wyrzucona z pierwszej dyszy, a druga kropla 740 tuszu została wyrzucona z drugiej dyszy. Ze względu na wklęsłość 700 w otworowej warstwie 710 trajektoria pierwszej kropli 730 tuszu jest nachylona pod pewnym kątem do szczeliny 520 doprowadzania tuszu, a trajektoria drugiej kropli 740 tuszu jest nachylona pod pewnym kątem do szczeliny 520 doprowadzania tuszu ze zmianą trajektorii, która jest przeciwna niż w przypadku pierwszej kropli 730 tuszu. Podobnie trzecia kropla 750 tuszu z trzeciej dyszy i czwarta kropla 760 tuszu z czwartej dyszy mają podobne rozbieżności. Ze względu na zmiany odstępu pomiędzy głowicą druPL 202 213 B1 kującą 500 a nośnikiem druku względne usytuowanie kropelek tuszu na nośniku, pochodzących z generatorów kropelek o różnych kątowych trajektoriach, ma pewną składową błędu, która jest nieprzewidywalna.

Konstrukcja głowicy drukującej według przedmiotowego wynalazku przezwycięża te oddziaływania trajektorii przez umożliwienie różnych trybów drukowania w zależności od żądanej prędkości drukowania, rozdzielczości i jakości. W szczególności przedmiotowy wynalazek umożliwia tryby drukowania, które mogą działać w dwukierunkowym trybie z pojedynczym przejściem z rozdzielczością 1200 dpi przy wykorzystaniu wszystkich czterech grup osiowych, albo przy wyższej jakości drukowania mogą działać w jednokierunkowym trybie z dwoma przejściami z wykorzystaniem wybranej pary grup osiowych. Przykładowo w korzystnym przykładzie realizacji przedmiotowy wynalazek umożliwia przynajmniej następujące tryby drukowania: (1) dwukierunkowy tryb z jednym przejściem z rozdzielczością 1200 dpi, w którym pracują wszystkie cztery osiowe grupy dysz; oraz (2) jednokierunkowy tryb z dwoma przejściami o rozdzielczości 1200 dpi z wykorzystaniem tylko osiowych grup 540 (grupa 1) i 560 (grupa 3), albo tylko osiowych grup 550 (grupa 2) i 570 (grupa 4), by zapewnić wolniejsze drukowanie, ale o wyższej jakości. Dwukierunkowy tryb z pojedynczym przejściem z rozdzielczością 1200 dpi (ze wszystkimi czterema grupami osiowymi działającymi równocześnie) umożliwia pełne pokrycie z rozdzielczością 1200 dpi w jednym ruchu głowicy drukującej 500 nad nośnikiem druku. Przy drukowaniu w tym trybie występuje tendencja do pojawienia się błędu trajektorii pomiędzy osiową grupą 540 (grupa 1) względem osiowej grupy 550 (grupa 2) i pomiędzy osiową grupą 560 (grupa 3) względem osiowej grupy 570 (grupa 4), jak podano w odniesieniu do fig. 7. Powoduje to między innymi pewną nierówność krawędzi, kiedy drukowana jest pionowa linia.

Jednokierunkowy tryb z dwoma przejściami z rozdzielczością 1200 dpi wymaga czterech ruchów (ponieważ drukowanie odbywa się tylko przy jednym kierunku ruchu karetki) głowicy drukującej nad nośnikiem druku, by wygenerować pełen obszar 1200 dpi. Przy tym trybie wykorzystywana jest albo pierwsza para grup osiowych (grupy 540 i 560), albo druga para (grupy 550 i 570) przy każdym przejściu głowicy drukującej 500 nad nośnikiem druku. Jak pokazano na fig. 7, dysze w każdej parze grup osiowych mają tendencję do posiadania takich samych błędów trajektorii lub zerowych względnych błędów trajektorii. Eliminuje to względną trajektorię dyszy związaną z błędem, przez co zmniejsza się nierówność pionowych linii lub pionowych boków znaków tekstu. Jednakże tryb ten ma wadę polegającą na tym, że całkowity czas potrzebny do drukowania jest w porównaniu z dwukierunkowym trybem o rozdzielczości 1200 dpi, który wykorzystuje wszystkie cztery grupy osiowe dysz równocześnie, co najmniej dwukrotnie większy. Należy zauważyć, że chociaż fig. 7 omówiono z wartościami rozdzielczości, które są wielokrotnościami 300 dpi, ten sposób zwiększania rozdzielczości może być użyty wobec każdej rozdzielczości podstawowej.

Fig. 8 przedstawia przykładowo znacznie uproszczony widok z góry głowicy drukującej z fig. 5 i rozmieszczenie grup pierwotnych. Głowica drukująca 500 zawiera podłoże 800, na którym usytuowanych jest wiele generatorów kropelek tuszu, umieszczonych poniżej dysz 510. Podłoże to zawiera pierwszą i drugą szczelinę 520, 530 doprowadzania tuszu do osiowych grup generatorów kropelek tuszu. Te szczeliny 520, 530 doprowadzania tuszu są oddalone od siebie w kierunku poprzecznym względem osi odniesienia L. Generatory kropelek tuszu są korzystnie usytuowane w pobliżu szczelin 520, 530 doprowadzania tuszu, aby zmniejszyć opór przepływu płynu pomiędzy szczelinami 520, 530 doprowadzania tuszu a generatorami kropelek tuszu.

W korzystnym przykładzie realizacji pierwsza szczelina 520 doprowadzania tuszu ma dwie wzdłużne krawędzie 1 i 2, a druga szczelina doprowadzania tuszu podobnie ma krawędzie 3 i 4. W przypadku pierwszej szczeliny 520 doprowadzania tuszu osiowe grupy 540 i 550 są umieszczone przy jej wzdłużnych krawędziach 1 i 2. W przypadku drugiej szczeliny 530 doprowadzania tuszu osiowe grupy 560 i 570 są odpowiednio usytuowane przy wzdłużnych krawędziach 3 i 4. Alternatywnie można zastosować inne wykonania czterorzędowe, takie jak dwu-krawędziowe rzędy podawania i dwa rzędy usytuowane wokół środkowej szczeliny.

Każdy z generatorów kropelek tuszu (miejsca oznaczone kółeczkami) zawiera dyszę lub otwór do wyrzucania tuszu, rezystor grzewczy do wprowadzania tuszu w stan wrzenia oraz układ komutacyjny, taki jak tranzystor polowy, dołączony do rezystora grzewczego w celu dostarczania do tego rezystora impulsów prądowych. Generatory kropelek tuszu są ponadto umieszczone w grupach zwanych grupami pierwotnymi (na fig. 8 oznaczone jako grupa pierwotna 1, grupa pierwotna 2 itd.) Jedną cechą poszczególnej grupy pierwotnej jest to, że ma ona przewód zasilania, przeznaczony do doprowadzania energii do poszczególnej grupy pierwotnej. Ten przewód zasilania grupy pierwotnej jest

PL 202 213 B1 zasilany oddzielnie od innych przewodów zasilania dla każdej z pozostałych grup pierwotnych. Dany przewód zasilania grupy pierwotnej jest więc dołączony do wszystkich przewodów zasilających skojarzonych z każdym z obwodów komutacyjnych wewnątrz danej grupy pierwotnej. Jeżeli obwody komutacyjne są tranzystorami polowymi, przewód wybierania określonej grupy pierwotnej jest połączony z każdym z wyprowadzeń źródła lub drenu każdego tranzystora polowego w określonej grupie pierwotnej.

Inny aspekt wynalazku polega na tym, że istnieje oddzielnie adresowany przewód bramki dołączony do każdego urządzenia komutacyjnego w określonej grupie pierwotnej. Jeżeli urządzeniem komutacyjnym jest tranzystor polowy, przewód bramki jest dołączony do bramki tranzystora polowego. Kiedy określone urządzenie komutacyjne jest pobudzone, impuls prądowy płynie z przewodu zasilania grupy pierwotnej poprzez obwód komutacyjny, rezystor grzewczy i z powrotem poprzez przewód powrotny lub uziemiający. Aby określone urządzenie komutacyjne było pobudzone, przewód bramki i przewód zasilania grup pierwotnych, skojarzone z urządzeniem komutacyjnym, muszą być równocześnie pobudzone. Podczas działania głowicy drukującej przewody bramkowe są uaktywniane pojedynczo i kolejno w czasie. W rezultacie w danym czasie w określonej grupie pierwotnej może być pobudzone tylko jedno urządzenie komutacyjne. Jednakże, równocześnie mogą działać niektóre lub wszystkie grupy pierwotne.

Chociaż na fig. 8 dla uproszczenia pokazano tylko trzy lub cztery generatory kropelek tuszu w jednej grupie pierwotnej, jest zrozumiałe, że w większości konstrukcji głowic będzie występować tendencja do stosowania więcej niż dziesięciu generatorów kropelek tuszu w jednej grupie pierwotnej. Ponadto należy zauważyć, że chociaż na fig. 8 pokazano generatory kropelek tuszu każdej grupy osiowej jako jednakowo odległe od krawędzi wzdłużnej (zasadniczo współliniowe), jest zrozumiałe, że niektóre generatory kropelek tuszu mogą być odsunięte na nieco inne odległości od krawędzi wzdłużnej, by kompensować synchronizację impulsów adresowych i prędkość karetki.

W przykładowym wykonaniu, każda z grup osiowych jest podzielona na cztery grupy pierwotne. W tym przykładowym wykonaniu przewidziano 26 przewodów bramkowych. Każda z grup pierwotnych ma 26 dysz, co daje razem 104 dysze na grupę osiową. Każda grupa pierwotna ma co najwyżej jedno przyłącze adresowe dla każdego z dwudziestu sześciu przewodów bramkowych. Ponieważ układ drukowania przeszukuje cyklicznie przewody bramkowe podczas działania, w danym czasie w jednej grupie pierwotnej może działać tylko jeden generator kropelek tuszu. Jednakże, ponieważ większość przewodów bramkowych jest wykorzystywana wspólnie przez grupy pierwotne, wiele grup pierwotnych może być grzane równocześnie. W korzystnym przykładzie realizacji przewidziano co najmniej trzy lub korzystnie cztery grupy pierwotne, które zachodzą na siebie w osi 234 wybierania (to znaczy poprzecznie do osi 227 transportu nośnika i poprzecznie do osi L), które mogą działać równocześnie. Umożliwia to znacznie pełniejsze i charakteryzujące się wyższą rozdzielczością pokrycie w pojedynczym wybieraniu.

Fig. 9 przedstawia schematycznie z wyrwaniem widok aksonometryczny głowicy drukującej 500 według przedmiotowego wynalazku. Głowica drukująca 500 zawiera cienkowarstwową podłoże lub płytkę 800 zawierającą podłoże (takie jak krzem) i ma różne urządzenia i cienkie warstwy wytworzone na niej. Głowica drukująca 500 zawiera również otworową warstwę 710 usytuowaną na przegrodowej warstwie 720, która z kolei przykrywa podłoże 800. Podłoże 800 zawiera generatory kropelek tuszu, które są usytuowane w gęstym, naprzemiennym układzie, obejmującym pierwszy rząd generatorów 900 kropelek tuszu i drugi rząd generatorów 910 kropelek tuszu umieszczone wokół pierwszej szczeliny 520 doprowadzania tuszu. Dysze 510 są wykonane w otworowej warstwie 710 i usytuowane tak, że każda dysza 510 ma pod sobą generator kropelek tuszu. Tusz jest doprowadzany poprzez pierwszą szczelinę 520 doprowadzania tuszu do generatorów kropelek tuszu, gdzie jest podgrzewany i wyrzucany poprzez dysze 510.

Jak omówiono wcześniej w odniesieniu do fig. 7, do łączenia otworowej warstwy 710 z przegrodową warstwą 720 zwykle wykorzystuje się proces laminowania. Proces ten ma tendencję do odkształcania warstwy otworowej w sposób, który wpływa na trajektorię kropelek tuszu wyrzucanych z dysz 510. Wynikowa zmiana trajektorii jest w przybliżeniu jednakowa i przeciwnie skierowana po obu stronach określonej szczeliny doprowadzania tuszu. Osiowa grupa 540 (grupa 1) ma więc taką samą zmianę trajektorii jak osiowa grupa 560 (grupa 3), ale przeciwną zmianę trajektorii w stosunku do osiowej grupy 550 (grupa 2). Należy zauważyć, że chociaż fig. 9 pokazuje przegrodową warstwę 720 i otworową warstwę 710 jako oddzielne warstwy dyskretne, mogą być one również w alternatywnym przykładzie realizacji wykonane jako jedna integralna warstwa przegrodowa i otworowa.

PL 202 213 B1

Fig. 10 przedstawia w widoku z góry część głowicy drukującej według przedmiotowego wynalazku ze zdjętą warstwą otworową i z pokazaniem naprzemiennego układu generatorów kropelek tuszu. W szczególności głowica drukująca 500 zawiera generatory 1000 kropelek tuszu usytuowane na podłożu 800. Dysze 510 usytuowane nad generatorami 1000 kropelek tuszu są zebrane w grupach osiowych, obejmujących grupę 1, grupę 2, grupę 3 i grupę 4. Te osiowe grupy generatorów kropelek tuszu są usytuowane w odstępach od siebie poprzecznie względem osi odniesienia L. W korzystnym przykładzie realizacji oś odniesienia L jest zgodna z osią 227 transportu nośnika. Pojedynczy rząd generatorów kropelek tuszu może być traktowany jako posiadający pewną rozdzielczość 1/P (dla pojedynczego przejścia głowicy drukującej 500 nad nośnikiem druku), to znaczy w przykładowym wykonaniu 300 dpi. Przy stosowaniu takiego naprzemiennego układu grup osiowych skuteczna rozdzielczość jest zwiększona do 4/P przy działaniu ze wszystkimi czterema grupami osiowymi oraz 2/P przy działaniu z prawidłowo wybraną parą z czterech grup osiowych.

Podziałką P osi określonej grupy osiowej jest równa odległości pomiędzy środkami dwóch najbliższych generatorów kropelek tuszu, rzutowanej na lub mierzonej wzdłuż osi odniesienia L. W korzystnym przykładzie wykonania P jest równe 0,085 mm (1/300 cala). Grupy 1,2, 3 i 4 są naprzemianległe względem siebie wzdłuż osi L odniesienia przy 1/4 P lub 0,021 mm (1/1200 cala) dla każdych dwóch grup najbliżej sąsiadujących ze sobą. Jak pokazano, zapewnia to łączny odstęp pomiędzy środkami (znów mierzony wzdłuż osi odniesienia L) równy 1/4 P (0,021 mm (1/1200 cala) w przykładowym wykonaniu). Przy takim rozmieszczeniu łączny odstęp P13 pomiędzy środkami grup 1 i 3 jest równy 1/2 P lub 0,042 mm (1/600 cala). Łączny odstęp P24 pomiędzy środkami grup 2 i 4 jest również równy 1/2 P. Taki o dużej gęstości układ naprzemienny umożliwia działanie głowicy drukującej według wynalazku w wielu trybach drukowania w zależności od potrzeby optymalizacji prędkości drukowania, jakości drukowania i rozdzielczości.

Powyższy opis korzystnych przykładów realizacji wynalazku został przedstawiony dla celów ilustrowania i opisu. Nie miał być on wyczerpujący ani nie miał ograniczać wynalazku dokładnie do przedstawionej postaci realizacji. Powyższy opis należy uważać raczej za ilustracyjny niż ograniczający. W opisanych przykładach realizacji fachowcy mogą wprowadzać zmiany nie odchodząc od zakresu przedmiotowego wynalazku, określonego przez następujące zastrzeżenia patentowe.

Claims (10)

1. Atramentowe urządzenie drukujące obejmujące głowicę drukującą drukarki atramentowej, zawierającą podłoże posiadające dwie szczeliny doprowadzające tusz, zawierające pierwszą szczelinę mającą dwie podłużne krawędzie obejmujące krawędź (1) i krawędź (2) i drugą szczelinę doprowadzającą tusz mającą dwie podłużne krawędzie obejmujące krawędź (1) i krawędź (2) oraz urządzenie dostarczające tusz połączone płynowo do wielu generatorów kropel poprzez dwie szczeliny doprowadzające tusz, znamienne tym, że wiele generatorów (165) kropelek tuszu rozmieszczonych w czterech grupach osiowych, z których każda rozmieszczona jest wzdłuż jednej z czterech oddzielnych osi (540, 550, 560, 570), przy czym każda z czterech oddzielnych osi jest równoległa do osi L odniesienia i znajduje się w określonej odległości od jednej z czterech oddzielnych osi, ponadto oddzielne osie (540, 550, 560, 570) rozmieszczone są wzdłuż podłużnych krawędzi, zawierających grupę osiową 1 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi (1), grupę osiową 2 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi (2), grupę osiową 3 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi (3), grupę osiową 4 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi (4), przy czym każda grupa osiowa ma generatory (165) kropel z podziałką osi (P) wzdłuż osi (L) odniesienia, oraz wiele generatorów kropel naprzemiennie rozmieszczonych tak, że odległość pomiędzy środkami wielu generatorów (165) kropel różnych grup wzdłuż osi (L) odniesienia wynosi 1/4 (P), a podziałką osi (P) jest 0,085 mm (1/300 cala), co sprawia, że odległość pomiędzy środkami wielu generatorów (165) kropel różnych grup wzdłuż osi (L) (wynosi 0,21 mm (1/1200 cala).

2. Atramentowe urządzenie drukujące według zastrz. 1, znamienne tym, że wiele generatorów (165) kropel jest przeznaczonych do wyrzucania tuszu tego samego koloru.

3. Atramentowe urządzenie drukujące według zastrz. 1, znamienne tym, że stanowi ono jednorazowy pojemnik z tuszem do drukarki.

4. Atramentowe urządzenie drukujące według zastrz. 1, znamienne tym, że ponadto zawiera zespół (130) karetki do przekazywania ruchu względnego pomiędzy atramentowym urządzeniem dru12

PL 202 213 B1 kującym a nośnikiem (102) drukarskim, oraz zawiera sterownik (110) kontrolujący działanie zespołu karetki.

5. Atramentowe urządzenie drukujące według zastrz. 4, znamienne tym, że urządzenie dostarczające tusz stanowi zbiornik tuszu zawierający pojedynczy kolor tuszu.

6. Atramentowe urządzenie drukujące według zastrz. 1, znamienne tym, że co najmniej jedna z czterech grup osiowych jest równoległa do osi przesuwu nośnika.

7. Głowica drukująca do atramentowego urządzenia drukującego obejmująca podłoże posiadające dwie szczeliny doprowadzające tusz zawierające pierwszą szczelinę doprowadzającą tusz mającą dwie podłużne krawędzie obejmujące krawędź (1) i krawędź (2) oraz drugą szczelinę doprowadzającą tusz mającą dwie podłużne krawędzie obejmujące krawędź (1) i krawędź (2) oraz wiele generatorów kropel tuszu rozmieszczonych wzdłuż podłużnych krawędzi, co obejmuje grupę osiową 1 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi (1) grupę osiową 2 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi (2), grupę osiową 3 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi (3), grupę osiową 4 rozmieszczoną wzdłuż krawędzi (4), znamienna tym, że każda grupa osiowa posiada podziałkę (P) generatorów (165) kropel wzdłuż osi (L) odniesienia, oraz grupa osiowa 1 jest przesunięta w stosunku do grupy osiowej 3 zapewniając skuteczną podziałkę generatorów (165) kropel 1/2 (P) wzdłuż osi (L) odniesienia, oraz grupa odniesienia 2 jest przesunięta w stosunku do grupy odniesienia 4 zapewniając skuteczną podziałkę generatorów kropel 1/2 (P) wzdłuż osi (L) odniesienia 1/2 (P), a także wiele generatorów (165) kropel zapewnia rozdzielczość drukowania co najmniej 24 punktów na mm (600 punktów na cal).

8. Głowica drukująca, według zastrz. 7, znamienna tym, że skuteczna podziałka generatora kropel wielu generatorów (165) kropel wynosi 1/4 (P).

9. Głowica drukująca, według zastrz. 7, znamienna tym, że wiele generatorów (165) kropel jest przeznaczonych do wyrzucania tuszu tego samego koloru.

10. Głowica drukująca, według zastrz. 7, znamienna tym, że wiele generatorów (165) kropel zapewnia rozdzielczość drukowania co najmniej 47 punktów na mm (1200 punktów na cal).