PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69903250T2 03.07.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1022148
Titel Drucker mit Medientransport koordiniert mit der Primitivengrösse
Anmelder Hewlett-Packard Co. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto, Calif., US
Erfinder Holstun, Clayton L., San Marcos, California 92069, US
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Aktenzeichen 69903250
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 22.06.1999
EP-Aktenzeichen 991120403
EP-Offenlegungsdatum 26.07.2000
EP date of grant 02.10.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.07.2003
IPC-Hauptklasse B41J 19/14
IPC-Nebenklasse B41J 2/05   B41J 2/505   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahldrucker. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Drucker, der einen Punktverschiebungsfehler und eine horizontale Banderscheinung reduziert.

Tintenstrahldrucker einschließlich Farb-Tintenstrahldrucker sind hinreichend bekannt. Die Tintenstrahldrucker umfassen einen oder mehrere Druckköpfe in einem Bewegungswagen. Die Druckköpfe sind typischerweise in einer oder mehreren Druckkassetten gehäust, die entweder Tinte enthalten oder denen Tinte aus einer externen Quelle zugeführt wird. Die Tinte wird zu Verdampfungskammern kanalisiert, die in einem Substrat, das jedem Druckkopf zugeordnet ist, gebildet sind. Innerhalb jeder Verdampfungskammer ist ein Tintenausstoßelement wie ein Widerstandsheizelement oder ein piezoelektrisches Element. Eine Düsenplatte befindet sich über jedem Druckkopf, so daß jede Düse über einer jeweiligen Verdampfungskammer ausgerichtet ist. Jeder Druckkopf kann hunderte von Düsen aufweisen, die in demselben zum Drucken von 300 oder mehr Punkten pro Zoll (dpi) gebildet sind. Während der Bewegungswagen sich über ein Druckmedium von links nach rechts und zurück bewegt, werden die Energieversorgungssignale an die Tintenausstoßelemente geliefert, und die Düsen stoßen Tintentröpfchen auf das Druckmedium aus, um ein gedrucktes Bild zu erzeugen.

Typischerweise bewegt sich der Bewegungswagen eines Tintenstrahldruckers mehrere Male über das Druckmedium, um ein Band von Tinte zu vollenden. Mehrere Durchgänge des Bewegungswagens werden aus mehreren Gründen gegenüber einem Einzeldurchgang bevorzugt. Zum Beispiel würde eine defekte Düse oder ein Tintenausstoßelement eine weiße horizontale Linie über dem Medium zur Folge haben. Ein einzelner Durchgang, der die gesamte Tinte, die für das Bild erforderlich ist, aufbringt, kann zu viel Tinte in einem Zeitraum liefern, der zu kurz ist, um durch das Medium absorbiert zu werden. Dies würde zu einem übermäßigen Zerlaufen von Tinte, übermäßigen Trocknungszeiten und Verrunzeln (Aufwerfen) des Mediums führen. Ein einzelner Durchgang ist eventuell auch nicht ausreichend, um die gewünschte Farbsättigung zu liefern. Aus zumindest diesen Gründen verwenden Hochqualitäts-Tintenstrahldrucker bei Bedarf mehrere Durchgänge, so daß nur ein Bruchteil der Gesamttinte, die für das Bild erforderlich ist, in einem einzelnen Durchgang aufgebracht wird, und beliebige Bereiche, die nicht durch den ersten Durchgang abgedeckt werden, durch einen oder mehrere spätere Durchgänge gefüllt werden. Mehrdurchgangstechniken in einem Tintenstrahldrucker sind in den US-Patenten Nr. 5.555.006, 5.476.958, 5.276.467 und 4.965.593 beschrieben worden.

Ein Problem bei herkömmlichen Tintenstrahldruckern ist die Tintentröpfchen- oder Punktverschiebung. Dieses Problem ist beim Drucken einer vertikalen Linie am offensichtlichsten. Typische Druckkassetten durchlaufen ihre Abfeuerungsreihenfolge in zyklischer Weise nur einmal pro Pixel. Da die Druckkassetten ihre Abfeuerungsreihenfolge kontinuierlich fortsetzen, während sich der Bewegungswagen über das Medium bewegt, werden die Tintentröpfchen, die aus den Düsen zu Beginn der Abfeuerungsreihenfolge ausgestoßen werden, auf ihre gewünschte Position aufgebracht, während jene, die zu Ende der Abfeuerungsreihenfolge aufgebracht werden, von ihrer gewünschten Position um eine Entfernung gleich der Pixelbreite versetzt sind. Für einen 600-dpi-Drucker beträgt diese Fehlerentfernung 42 um. Daher sieht eine resultierende vertikale Linie eher gezackt als gerade aus.

Eine Lösung für das Punktverschiebungsproblem ist, die physische Position der Düsen und ihrer jeweiligen Verdampfungskammern auf dem Substrat des Druckkopfs zu versetzen. Obwohl dieser Lösungsansatz zur Lösung des Punktverschiebungsproblems effektiv ist, ist er relativ aufwendig. Die Tintenflußentfernung von der Kante des Substrats zur Verdampfungskammer variiert abhängig von der Position der speziellen Verdampfungskammer. Die Verdampfungskammern, die näher an der Kante positioniert sind, werden schneller wiederbefüllt als jene die weiter weg entfernt sind. Dies erzeugt sowohl im Hinblick auf das Volumen als auch auf die Geschwindigkeit der ausgestoßenen Tintentröpfchen Unterschiede.

Eine weitere Lösung für das Punktverschiebungsproblem involviert ein Rotieren des gesamten Substrats. Bei diesem Lösungsansatz werden jedoch eine komplexere Druckkassette und ein Bewegungswagen verwendet, um die Rotation zu erzeugen. Zusätzlich ist diese Druckkassette schwieriger zu codieren und erfordert einen zusätzlichen Speicher, da die Daten für viele unterschiedliche Spalten gleichzeitig gepuffert werden müssen.

Ein noch weiterer Lösungsansatz umfaßt ein Minimieren des Punktverschiebungsfehlers durch Erhöhen der Anzahl von Malen pro Pixel, die eine Druckkassette mit nichtversetzten Düsen ihre Abfeuerungsreihenfolge zyklisch durchläuft. Es existiert jedoch ein anderes Problem, das als horizontale Banderscheinung bezeichnet wird. Die sichtbaren horizontalen Bänder resultieren aus den wiederholten Variationen von Reihendichten aufgrund von Positionsfehlern bei der Verschiebung der Tintentröpfchen. Die horizontalen Bänder sind bei Mehrdurchgangsdruckern, die keine Punktverschiebung mit versetzten Düsen kompensieren, offensichtlicher als bei jenen, wo dies der Fall ist.

Fig. 1 stellt das Problem der horizontalen Banderscheinung dar. Hier ist ein Band von Tinte durch einen 600-dpi- Drucker in einer Zwei-Durchgangs-Druckoperation aufgebracht worden. Die Druckkassette dieses Druckers, die ihre Abfeuerungsreihenfolge viermal pro Pixel zyklisch durchläuft, weist nichtversetzte Düsen und eine Grundelementgröße von 8 auf. Jede der acht Adreßleitungen der Druckkassette weist einen charakteristischen Punktverschiebungsfehler auf, der von Adreßleitung 1 zu Adreßleitung 8 ansteigt. In Fig. 8 ist ein sichtbares horizontales Band in den Reihen 13 bis 16 und 29 bis 32 sichtbar. Diese Bänder resultieren aus einer Fehlanpassung zwischen der Anzahl von Reihen, die das Medium vorgerückt wird, und der Grundelementgröße. Aufgrund dieser Fehlanpassung sind die ungeradzahligen Spalten von jeder Reihe durch Düsen gebildet, die den Adreßleitungen zugeordnet sind, die sich von jenen unterscheiden, die die geradzahligen Spalten bilden. Hier rückt der Drucker das Medium um 20 Reihen vor, und die Grundelementgröße ist 8. Die geradzahligen Spalten der Reihen 13 und 14 werden durch Düsen gedruckt, die der Adreßleitung 7 zugeordnet sind, während die geradzahligen Spalten durch Düsen gedruckt werden, die der Adreßleitung 1 zugeordnet ind. Da der Punktverschiebungsfehler für die zwei Adreßleitungen unterschiedlich ist, wobei der Fehler der Adreßleitung 7 größer als der der Adreßleitung 1 ist, variiert die Beabstandung zwischen den benachbarten Punkten entlang der Reihe, wodurch ein abweichendes horizontales Band erzeugt wird.

Es besteht daher ein Bedarf an einem einfachen Hochgeschwindigkeitsdrucker, der einen Punktverschiebungsfehler und eine horizontale Banderscheinung reduziert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Drucker zum Drucken von Reihen von Tintenpunkten auf ein Medium vorgesehen. Der Drucker umfaßt einen Bewegungswagen, einen Druckkopf und einen Vorschubmechanismus. Der Druckkopf ist auf dem Bewegungswagen angebracht, der sich über das Medium bewegt. Der Druckkopf umfaßt eine Mehrzahl von Grundelementen, wobei jede eine Mehrzahl von nichtversetzten Düsen zum Ausstoßen von Tinte und eine Mehrzahl von Tintenausstoßelementen aufweist. Jedes Tintenausstoßelement ist einer jeweiligen Düse eines jeweiligen Grundelements zugeordnet. Jedes Grundelement weist eine Grundelementgröße auf, die durch die Anzahl von Düsen in dem Grundelement definiert ist. Der Drucker umfaßt ferner eine Adreß-Auswählschaltung, die mit den Tintenausstoßelementen des Druckkopfs elektrisch gekoppelt ist und eine Mehrzahl von Adreßleitungen aufweist. Die Tintenausstoßelemente der unterschiedlichen Grundelemente sind so organisiert, daß jene Elemente, die sich an der gleichen Position auf ihren jeweiligen Grundelementen befinden, die gleiche Adreßleitung aufweisen. Der Vorschubmechanismus rückt das Medium durch den Drucker um eine Entfernung oder Anzahl von Reihen gleich einem geradzahligen Vielfachen der Grundelementgröße vor. Dieses Vielfache ermöglicht, daß die Tintenpunkte innerhalb einer Reihe durch Tintenausstoßelemente erzeugt werden, die der gleichen Adreßleitung zugeordnet sind. Infolgedessen verbleibt ein beliebiger Fehler, der der Abfeuerungsreihenfolgen-Zeitgebung zugeordnet ist, für die spezielle Reihe konstant, wodurch die horizontale Banderscheinung reduziert wird.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Drucken von Reihen von Tintenpunkten auf ein Medium ein Bewegen eines Druckkopfs über das Medium, um einen ersten Abschnitt der Reihen von Tintenpunkten zu drucken, und ein Vorrücken des Mediums und ein Bewegen des Druckkopfs über das Medium, um einen zweiten Abschnitt der Reihen von Tintenpunkten zu drucken. Der Druckkopf umfaßt eine Mehrzahl von Grundelementen, nichtversetzten Düsen und Tintenausstoßelementen, ähnlich denen, die im Hinblick auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Das Medium wird um eine Entfernung gleich einem geradzahligen Vielfachen der Grundelementgröße des Druckkopfs vorgerückt. Dies ermöglicht, daß die Tintenpunkte in einer Reihe durch Tintenausstoßelemente gedruckt werden, die derselben Adreßleitung zugeordnet sind, wodurch die horizontale Banderscheinung reduziert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Das Verständnis für die vorliegende Erfindung und ihre zahlreichen Objekte, Merkmale und Vorteile, die Fachleuten durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offenkundig werden, wird durch Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erleichtert.

Fig. 1 ist ein Beispiel eines Bandes von Tinte, das durch einen Drucker erzeugt wird, in dem der Medienvorschub nicht mit der Druckkassetten- Grundelementgröße koordiniert ist.

Fig. 2 ist ein Beispiel eines Bandes von Tinte, das durch einen Drucker gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, wobei der Medienvorschub mit der Druckkassetten-Grundelementgröße koordiniert ist.

Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Druckers, der die vorliegende Erfindung umfaßt.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Querschnittsseitenaufrisses, der für eine der Druckkassetten des Druckers von Fig. 3 die Beziehung zwischen den nach unten gerichteten Tintenstrahldüsen und dem Druckmedium darstellt.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines vereinfachten Schemas von einem Typ von Druckkassette, die auf einem Tintenstrahldrucker installiert und gesteuert werden kann, um die vorliegende Erfindung auszuführen.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der hinteren Oberfläche einer TAB-Druckkopfanordnung (TAB = Tape Automated Bonding = Automatikfilmbonden) (die nachstehend als "TAB-Kopfanordnung" bezeichnet wird), die aus der Druckkassette von Fig. 5 entfernt worden ist, die ein Siliziumsubstrat, das auf derselben angebracht ist, und die leitfähigen Leitungen zeigt, die an dem Substrat angebracht sind.

Fig. 7 ist eine Ansicht einer Anordnung von Düsen und der zugeordneten Tintenausstoßelemente auf der TAB-Kopfanordnung.

Fig. 8 ist eine Draufsicht eines Grundelements der TAB- Kopfanordnung, die Tintenausstoßelemente, Verdampfungskammern, Tintenkanäle und eine Barrierenarchitektur umfaßt.

Fig. 9A bis 9H bilden ein schematisches Diagramm der Tintenausstoßelemente und der zugeordneten Adreßauswählleitungen, der Grundelement-Auswählleitungen und der Erdungsleitungen, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.

Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm eines Tintenausstoßelements von Fig. 9A bis 9H und seiner zugeordneten Adreßauswählleitung, seines Treibertransistors, seiner Grundelementauswähl- und Erdungsleitungen.

Fig. 11A bis 11C ist eine Tabelle, die die Grundelementauswähl- und Adreßauswählleitungen für jedes der 308 Tintenausstoßelemente der TAB-Kopfanordnung von Fig. 7 zeigt.

Fig. 12 ist ein schematisches Diagramm der Abfeuerungssequenz für die Adreßauswählleitungen, wenn sich der Bewegungswagen von links nach rechts bewegt.

Die Verwendung der gleichen Bezugszeichen in unterschiedlichen Bezeichnungen zeigt ähnliche oder identische Elemente an.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bei der vorliegenden Erfindung weist ein Drucker, der eine Druckkassette mit nichtversetzten Düsen umfaßt, einen Punktverschiebungsfehler und eine horizontale Banderscheinung auf. Der Drucker minimiert diese Probleme durch Koordinieren des Medienvorschubs mit der Druckkassetten- Grundelementgröße. Der Drucker rückt das Medium vorzugsweise um eine Anzahl von Reihen gleich einem geradzahligen Vielfachen der Grundelementgröße vor. So wird jede Reihe von Punkten durch Düsen erzeugt, die der selben Adreßleitung zugeordnet sind, wodurch der Punktverschiebungsfehler entlang der Reihe konstant gehalten wird. Fig. 2 stellt ein Beispiel eines Bandes von Tinte dar, das durch einen Drucker gemäß der Erfindung erzeugt wird. Der Drucker weist eine Druckkassette auf, die mit derjenigen identisch ist, die das Band von Tinte in Fig. 1 erzeugte. Dieser Drucker rückt jedoch das Medium um 16 Reihen, zweimal die Grundelementgröße, im Vergleich zu 20 Reihen vor, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Folglich werden für jede Reihe die ungeradzahligen und geradzahligen Spalten durch Düsen erzeugt, die der selben Adreßleitung zugeordnet sind. Die Beabstandung zwischen den benachbarten Punkten einer gegebenen Reihe bleibt konstant. Es existiert lediglich eine geringfügige optische Störung zwischen den Reihen 16 und 17. Dies ist der Übergangspunkt zwischen zwei benachbarten Grundelementen der Druckkassette.

Fig. 3 stellt einen Typ des Druckers 10 dar, der die vorliegende Erfindung zum Reduzieren des Punktverschiebungsfehlers und der horizontalen Banderscheinung umfaßt. Der Drucker verwendet mehrere Durchgänge der Druckkassette 12 über dem selben Bereich eines Medium. Der üblichste Typ von Medium, auf das gedruckt wird, ist Papier, das Standardkopierpapier und Hochglanzpapier umfaßt. Ein beliebiger Tintenstrahldrucker kann die vorliegende Erfindung umfassen, und Fig. 3 sieht einen Typ eines Druckers vor.

Die Druckkassetten 12, die jeweils einen Druckkopf umfassen, sind auf einem Bewegungswagen 14 befestigt, der sich von links nach rechts oder rechts nach links bewegt, während Energieversorgungssignale an die Druckköpfe angelegt werden, um die Tintentröpfchen oder Punkte entlang dem Medium zu drucken. Die Tintenvorräte 16-19 liefern über Schläuche 20 eine unterschiedliche Tintenfarbe an jede Druckkassette 12. Alternativ enthält jede Druckkassette 12 ein umfangreiches Tintenreservoir, und die Tintenvorräte 16-19 werden aufgehoben.

Der Bewegungswagen 14 gleitet entlang einem Gleitstabe 22 über ein hinreichend bekanntes Riemen- und Rollensystem, und ein codierter Streifen 24 wird durch einen optischen Detektor auf dem Bewegungswagen 14 elektronisch gelesen, um die horizontale Pixelposition des Wagens 14 zu identifizieren.

Eine Vorratsablage 26 enthält Blätter von Papier 28, die nach und nach einer Druckzone 30 des Druckers 10 zugeführt werden. Das Papier 28 wird durch die Druckzone 30 in eine Richtung senkrecht zur Bewegung des Wagens 14 durch einen Vorschubmechanismus 32 inkremental verschoben. Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, umfaßt der Vorschubmechanismus 32 Reibungsdruckrollen 34 und einen Schrittmotor (nicht gezeigt). Der Papierweg kann gerade oder gebogen sein, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

Fig. 5 stellt eine vereinfachte Version eines Typs einer Druckkassette 12 dar, die im Drucker 10 verwendet werden kann. Die Druckkassette 12 kann einen Tinteneinlaß (nicht gezeigt) umfassen, der mit einer der flexiblen Röhren 20 in Fig. 3 verbunden ist. Alternativ kann die Druckkassette 12 ein wiederverwertbarer Typ sein, der einen einzelnen Tintenvorrat enthält. Die Druckkassette 12 umfaßt ein Tintenreservoir 36 und einen Druckkopf 38. Der Druckkopf 38 ist unter Verwendung eines Automatikfilmbondens gebildet. Der Druckkopf 38 (der nachstehend als "TAB-Kopfanordnung 38" bezeichnet ist) umfaßt ein Düsenbauglied 40, das zwei parallele Spalten von Versatzöffnungen- oder Düsen 42 aufweist, die in einer flexiblen Polymerschaltung 44 durch beispielsweise Laserablation gebildet sind. Weitere Einzelheiten über die Druckkassette 12 und die Herstellung der TAB-Kopfanordnung 38 sind in der US-Patentanmeldung Nr. 5.638.101 vorzufinden.

Fig. 6 stellt die hintere Oberfläche der flexiblen Schaltung 44 dar. Auf der hinteren Oberfläche ist ein Siliziumsubstrat 46 befestigt. Das Substrat 46 umfaßt eine Mehrzahl von individuell mit Energie versorgbaren Tintenausstoßelementen wie Dünnfilmwiderstände, von denen jeder allgemein hinter einer einzelnen Öffnung 43 angeordnet ist. Das Substrat 46 umfaßt eine Barrierenschicht 48 mit Tintenkanälen 50, die in derselben gebildet sind. Die Tintenkanäle 50 empfangen Tinte aus dem Tintenreservoir 36. Die hintere Oberfläche der flexiblen Schaltung 44 umfaßt leitfähige Bahnen 52, die auf derselben durch ein herkömmliches Lithographisches-Ätz- und/oder Plattierverfahren gebildet sind. Diese leitfähigen Bahnen 52 schließen in großen Kontaktanschlußflächen 54 auf einer vorderen Oberfläche der flexiblen Schaltung 44 ab. Die Kontaktanschlußflächen 54 kontaktieren die Druckerelektroden, wenn die Druckkassette im Drucker 10 installiert ist, um die extern erzeugten Energieversorgungssignale an die TAB-Kopfanordnung 38 zu übertragen.

Die Düsen 42 und die leitfähigen Bahnen 52 können von einer beliebigen Größe, Anzahl und Muster sein, und die verschiedenen Figuren sind konzipiert, um einfach die Merkmale der Erfindung zu zeigen. Die relativen Abmessungen der verschiedenen Merkmale sind der Klarheit halber größtenteils angepaßt worden.

Fig. 7 sieht eine ausführliche Darstellung eines Düsenbauglieds 40 vor, das auf der TAB-Kopfanordnung 38 der Druckkassette 12 gebildet sein kann. Die Düsen 42 des Düsenbauglieds 40 sind in zwei Spalten angeordnet. Der Klarheit halber ist den Düsen, wie gezeigt ist, in herkömmlicher Weise eine Zahl zugewiesen worden, die oben rechts beginnt, da die TAB-Kopfanordnung 38 von der externen Oberfläche des Düsenbauglieds 40 betrachtet wird, und unten links endet, was dazu führt, daß die ungeraden Zahlen in einer ersten. Spalte und die geraden Zahlen in einer zweiten Spalte angeordnet sind.

Die Düsen in jeder Spalte sind näherungsweise 1/300 eines Zolls entlang der Richtung des Düsenbauglieds 40 voneinander beabstandet, und die Düsen von einer Spalte sind von den Düsen der anderen Spalte durch näherungsweise 1/600 eines Zolls versetzt, wodurch ein 600 dpi-Drucken ermöglicht wird.

Die Düsen 42 und ihre zugeordneten Tintenausstoßelemente 62 und Verdampfungskammern 64 (Fig. 8) sind zu Grundelementen (P1, P2, etc.) organisiert, wobei jedes Grundelement eine Grundelementgröße aufweist, die durch die Anzahl von Düsen oder Elementen im Grundelement definiert ist. Die Tintenausstoßelemente 62 können Heizelementwiderstände oder piezoelektrische Elemente sein. Das Düsenbauglied 40, das in Fig. 7 dargestellt ist, weist 28 Grundelemente von jeweils elf Düsen für insgesamt 308 Düsen auf. Es wird darauf hingewiesen, daß die Anzahl von Grundelementen und die Grundelementgrößen des Düsenbauglieds 40 willkürlich ausgewählt werden können.

Die Düsen 42 sind in zwei vertikalen Spalten entlang des Düsenbauglieds 40 ausgerichtet, wobei sich die Düsen einer Spalte in vollständiger Ausrichtung mit anderen Düsen der selben Spalte befinden. So ist eine, Entfernung zwischen einer Seitenkante 76 des Düsenbauglieds und einer Düse 42 einer Spalte für jede Düse 42 dieser Spalte identisch. Die Anordnung von Düsen 42 in zwei nichtversetzten Spalten ist gegenüber Spalten mit versetzten Düsen zu bevorzugen. Die Tintenflußentfernung von der Seitenkante 70 des Substrats 46 zu einer Verdampfungskammer 64 ist für jede Verdampfungskammer identisch, wobei beliebige Unterschiede in bezug auf Volumen und Geschwindigkeit der ausgestoßenen Tintentröpfchen und die Geschwindigkeit, mit der die Verdampfungskammer wiederbefüllt werden kann, aufgehoben werden. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, ist jede Düse 42 mit einem jeweiligen Tintenausstoßelement 62 und einer Verdampfungskammer 64 ausgerichtet.

Die Tintenausstoßelemente 62 sind mit einem elektrischen Schaltungsaufbau gekoppelt und zu Gruppen von 28 Grundelementen von 7 Tintenausstoßelementen organisiert. Unter Bezugnahme auf Fig. 9A-9H wird jedes Tintenausstoßelement (von 1 bis 308 durchnumeriert) durch seinen eigenen FET- Treibertransistor gesteuert, der sein Steuereingangssignal "Adress Select" (Adreßauswahl) (A1-11) mit 27 anderen Elementen teilt. Jedes Tintenausstoßelement ist mit zehn anderen Elementen durch einen gemeinsamen Knoten Grundelementauswahl (bzw. Primitive Select) (PS1-PS28) gekoppelt. Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm eines einzelnen Tintenausstoßelements und seines FET-Treibertransistors. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, enthalten die Adreß-Auswahl- und Grundelementauswahl-Leitungen auch Transistoren zum Abbauen einer unerwünschten elektrostatischen Entladung und Pull- Down-Widerstände, um alle unausgewählten Adressen in einen Aus-Zustand zu versetzen.

Fig. 9A-9H und 11A-11C stellen die Korrelation zwischen den Düsen-/Tintenausstoßelementen 1-308 und ihren Adreß- Auswahl- und Grundelement-Auswahlleitungen dar. Die Düsen und zugeordneten Tintenausstoßelemente an der gleichen Position auf ihren jeweiligen Grundelementen weisen die gleiche Adreß-Auswahlleitung auf. Zum Beispiel sind die Tintenausstoßelemente 1, 2, 23, 24, 45 und 46, die an der ersten Position ihrer Grundelemente P1-P6 jeweils angeordnet sind, der Adreß-Auswahlleitung A1 zugeordnet.

Das Abfeuern eines spezifischen Tintenausstoßelements erfordert ein Anlegen einer Steuerspannung an seinem "Adreß- Auswahl"-Anschluß und eine elektrische Leistungsquelle an seinem "Grundelement-Auswahl"-Anschluß. Es wird nur eine Adreß-Auswahl-Leitung zu einem bestimmten Zeitpunkt freigegeben, um sicherzustellen, daß die Grundelementauswahl- und die Gruppenrücksendeleitungen (bzw. Group Return lines) Strom an höchstens ein Tintenausstoßelement auf einmal liefern. Ansonsten würde die Energie, die an ein Tintenausstoßelement geliefert wird, eine Funktion der Anzahl von Elementen 62 sein, die auf einmal abgefeuert werden. Die Adreß-Auswahlleitungen werden nacheinander über den TAB- Kopfanordnungs-Schnittstellenschaltungsaufbau gemäß einem Abfeuerungsreihenfolgezähler eingeschaltet, der sich auf dem Druckkopf 38 befindet, und (unabhängig von den Daten, die anweisen, welches Tintenausstoßelement mit Energie versorgt werden soll) von A1 bis All sequenziert, wenn das Drucken Von links nach rechts erfolgen soll, und von A11 bis A1 sequenziert, wenn das Drucken von rechts nach links erfolgen soll. Bei der Alternative kann sich der Abfeuerungsreihenfolgezähler im Drucker 10 befinden. Fig. 12 stellt die Abfeuerungsreihenfolge dar, wenn sich der Abtastwagen von links nach rechts bewegt. Die Druckdaten, die vom Druckkopf 38 wiedergewonnen werden, schalten eine beliebige Kombination von Grundelementauswahlleitungen ein, die die Pulsweite steuern.

Die Druckkassette 12 durchläuft mehrere Male pro Pixel in zyklischer Weise ihre Abfeuerungsreihenfolge, Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durchläuft die Druckkassette viermal pro Pixel ihre Abfeuerungsreihenfolge, wodurch ein Punktverschiebungsfehler auf ein Viertel der Fehlerrate reduziert wird, wenn die Druckkassette ihre Abfeuerungsreihenfolge nur einmal pro Pixel zyklisch durchläuft.

Ansprechend auf die Druckbefehle vom Druckkopf 38 wird jedes Grundelement durch Aktivieren der zugeordneten Grundelementauswahlverbindung selektiv abgefeuert. Es wird nur ein Element pro Grundelement auf einmal mit Energie versorgt, jedoch kann eine beliebige Anzahl von Grundelementauswahlen gleichzeitig freigegeben werden. Jede freigegebene Grundelementauswahl liefert sowohl Leistung als auch eines der Freigabesignale an den Treibertransistor. Das andere Freigabesignal ist ein Adreßsignal, das durch jede Adreßauswahlleitung geliefert wird, von denen nur ein eines auf einmal aktiv ist. Jede Adreßauswahlleitung ist mit allen Schalttransistoren verbunden, so daß alle Schaltvorrichtungen stromführend sind, wenn die Verbindung freigegeben ist. Wenn eine Grundelementauswahlverbindung und eine Adreßauswahlleitung für ein Element 62 beide gleichzeitig aktiv sind, wird dieses spezielle Element mit Energie versorgt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 rückt der Vorschubmechanismus 32 während einer Druckoperation das Papier 26 durch den Drucker 10. Bei der vorliegenden Erfindung rückt der Vorschubmechanismus 32 das Papier 26 um eine Entfernung oder Anzahl von Reihen gleich einem geradzahligen Vielfachen der Grundelementgröße vor, so daß eine Reihe von Tinte, die gedruckt wird, die in einer Mehrdurchgangsoperation gedruckt wird, gleichmäßig voneinander beabstandete Tintenpunkte enthält. So rückt der Vorschubmechanismus 32 für die Druckkassette 12 mit dem Düsenbauglied 40, wie in Fig. 7 dargestellt ist, das Papier 26 um 22, 44, 66 etc. (d. h. ein beliebiges geradzahliges Vielfaches von 11) Reihen vor. Die Koordination des Medienvorschubs mit der Grundelementgröße ermöglicht jeder Reihe von Tinten, durch die Tintenausstoßelemente der gleichen Adreßleitung erzeugt zu werden. Daher bleibt der charakteristische Punktverschiebungsfehler, der einer speziellen Adreß-Auswahlleitung zugeordnet ist, für diese Reihe konstant, und alle Tintenpunkte entlang der Reihe sind gleichmäßig voneinander beabstandet, wodurch sichtbare horizontale Banderscheinungen reduziert werden.

Daher arbeitet ein Drucker gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt. Der Bewegungswagen 14 mit der Druckkassette 12, die auf demselben befestigt ist, bewegt sich entlang einem Gleitstab 22 in eine erste Richtung, z. B. von links nach rechts. Während sich der Bewegungswagen 14 nach rechts bewegt, werden Energieversorgungssignale auf die Druckkassette 12 angelegt, und die Düsen 42 bringen einen ersten Abschnitt von Tinte auf das Papier 26 auf. Sobald der Bewegungswagen 14 den Gleitstab 22 auf der rechten Seite erreicht, schiebt der Vorschubmechanismus 32 das Papier 26 durch die Druckzone 30 um eine Anzahl von Reihen gleich einem geradzahligen Vielfachen der Grundelementgröße der Druckkassette 12. Der Bewegungswagen 14 bewegt sich dann entlang dem Gleitstab in die entgegengesetzte Richtung, von rechts nach links, und die Druckkassette 12 bringt einen zweiten Abschnitt von Tinte auf das Papier 26 auf. Dieser Prozeß wird wiederholt, bis der gesamte Abschnitt von Tinte auf, das Papier 26 aufgebracht worden ist. Die Druckkassette 12 reduziert den Punktverschiebungsfehler durch zyklisches Durchlaufen einer Abfeuerungsreihenfolge mehrere Male pro Pixel. Zusätzlich stellt die Koordination des Vorschubmechanismus 32 mit der Grundelementgröße der Druckkassette 12 sicher, daß nur die Tintenausstoßelemente einer speziellen Adreß-Auswahlleitung Tintentropfen für eine spezielle Reihe erzeugen, wodurch die horizontale Banderscheinung reduziert wird.


Anspruch[de]

1. Ein Drucker (10) zum Drucken von Reihen von Tintenpunkten auf ein Medium (28), wobei der Drucker folgende Merkmale aufweist:

einen Bewegungswagen (14) zum Bewegen über das Medium (28);

einen Druckkopf (38), der auf dem Bewegungswagen (14) angebracht ist, wobei der Druckkopf (38) eine Mehrzahl von Grundelementen (P1, P2) umfaßt, wobei jedes Grundelement (P1, P2) eine Mehrzahl von nichtversetzten Düsen (42) zum Ausstoßen von Tinte aus denselben und eine Mehrzahl von Tintenausstoßelementen (62) aufweist, wobei jedes Tintenausstoßelement (62) einer jeweiligen Düse (42) des jeweiligen Grundelements (P1, P2) zugeordnet ist, wobei jedes Grundelement (P1, P2) eine Grundelementgröße aufweist, die durch die Mehrzahl von Düsen (42) des Grundelements (P1, P2) definiert ist;

eine Adreßauswählschaltung, die mit den Tintenausstoßelementen (62) von unterschiedlichen Grundelementen (P1, P2) elektrisch gekoppelt ist und eine Mehrzahl von Adreßleitungen (A1, A2) aufweist, wobei die Tintenausstoßelemente (62) von unterschiedlichen Grundelementen (P1, P2), die in der gleichen Position auf ihren jeweiligen Grundelementen angeordnet sind, die gleiche Adreßleitung aufweisen; und

einen Vorschubmechanismus (32) zum Vorbewegen des Mediums (28) durch den Drucker (10), wobei der Vorschubmechanismus (32) das Medium (28) um eine Entfernung gleich einem geraden Vielfachen der Grundelementgröße vorbewegt, so daß die Tintenpunkte in einer Reihe erzeugt werden durch Tintenausstoßelemente, die der gleichen Adreßleitung zugeordnet sind.

2. Der Drucker gemäß Anspruch 1, bei dem der Druckkopf (38) eine Abfeuerungsordnung mehrere Male pro Pixel zyklisch durchläuft.

3. Der Drucker gemäß Anspruch 1, bei dem der Vorschubmechanismus (32) das Medium (28) um eine Entfernung gleich zweimal der Grundelementgröße vorbewegt.

4. Der Drucker gemäß Anspruch 1, bei dem die Mehrzahl von Düsen (42) elf ist.

5. Der Drucker gemäß Anspruch 4, bei dem der Vorschubmechanismus (32) das Medium (28) um 22 Reihen vorbewegt.

6. Ein Verfahren zum Drucken von Reihen von Tintentropfen auf ein Medium (28), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Bewegen eines Druckkopfs (38) über das Medium (28), um einen ersten Abschnitt von den Reihen von Tintenpunkten zu drucken, wobei der Druckkopf (38) eine Mehrzahl von Grundelementen (P1, P2) umfaßt, wobei jedes Grundelement (P1, P2) eine Mehrzahl von nicht versetzten Düsen (42) zum Ausstoßen von Tinte von denselben und eine Mehrzahl von Tintenausstoßelementen (62) aufweist, wobei jedes Tintenausstoßelement (62) einer jeweiligen Düse (42) des jeweiligen Grundelements (P1, P2) zugeordnet ist und eine Adreßleitung (A1, A2) aufweist, wobei jedes Grundelement (P1, P2) eine Grundelementgröße aufweist, die durch die Mehrzahl von Düsen (42) definiert ist;

Vorbewegen des Mediums (28) um eine Entfernung gleich einem geraden Vielfachen der Grundelementgröße des Druckkopfs (38); und

Bewegen des Druckkopfs (38) über das Medium (28), um einen zweiten Abschnitt von Reihen von Tintentropfen zu drucken,

wobei das Vorbewegen des Mediums um eine Entfernung gleich einem geraden Vielfachen der Grundelementgröße ermöglicht, daß die Tintenpunkte in einer Reihe durch die Tintenausstoßelemente (62), die der gleichen Adreßleitung (A1, A2) zugeordnet sind, gedruckt werden können, wodurch eine horizontale Bandstreifenbildung verringert wird.

7. Das Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem die Düsen (42) des Druckkopfs in zumindest zwei, nichtversetzten Spalten entlang der Länge des Druckkopfs (38) ausgerichtet sind.

8. Das Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem der Druckkopf (38) eine Adreßauswählschaltung umfaßt, die mit den Tintenausstoßelementen elektrisch gekoppelt ist, wobei die Adreßauswählschaltung eine Mehrzahl von Adreßleitungen (A1, A2) aufweist, und wobei sich die Tintenausstoßelemente (62) von unterschiedlichen Grundelementen (P1, P2), die in der gleichen Position auf den jeweiligen Grundelementen angeordnet sind, die gleiche Adreßleitung (A1, A2) aufweisen.

9. Das Verfahren gemäß Anspruch 6, das ferner ein zyklisches Unterziehen des Druckkopfs (38) einer Abfeuerungsordnung mehrere Male pro Pixel aufweist.

10. Das Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem das Vorbewegen des Mediums (28) das Vorbewegen des Mediums um eine Entfernung gleich zweimal der Grundelementgröße umfaßt.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com