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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Tintenstrahldrucker. Spezieller
betrifft die vorliegende Erfindung ein dreidimensionales Tintenstrahlheizeradressierschema.
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Da
die Druckauflösung
von Tintenstrahldruckern ansteigt, steigt die Anzahl von Düsen auf
dem Tintenstrahldruckkopf ebenfalls an. Für jede Düse, die verwendet wird, um
Tinte auszuschleudern, um gedruckte Pixel auf dem Druckmedium zu
bilden, gibt es ein entsprechendes Heizelement. Da sich Düsenzahlen
erhöht
haben, ist eine Treiberschaltungsanordnung auf dem Druckkopfsubstrat
zusammen mit den Heizelementen einverleibt worden. Die Treiberschaltungsanordnung
aktiviert die Heizelemente auf eine Zeitmultiplexweise, wobei Kombinationen
von Strom- und Adressleitungen verwendet werden, um die Heizelemente
oder zu aktivierenden Elemente auszuwählen. Z.B. können in
einem 208-Düsendruckkopf
sechzehn Stromleitungen und 13 Adressleitungen bei insgesamt 29
Signalleitungen vorliegen, die verwendet werden, um 208 Heizelemente
zu aktivieren. (16 × 13
= 208).
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In
einer typischen Tintenstrahldruckerkonstruktion mit einem Druckkopf,
der über
das Druckmedium scannt, muss jede von den Signalleitungen im Allgemeinen
von einem Druckerkontroller durch ein flexibles Kabel zum Druckkopf
gebracht werden. Auch muss es eine Verbindung, wie z.B. eine Kontaktierfläche, auf
dem Druckkopf für
jede Signalleitung geben, die eine Verbindung mit der Treiberschaltungsanordnung
auf dem Druckkopfsubstrat herstellt. In einer kostengünstigen
Tintenstrahldruckerkonstruktion können die Kosten von solchen
Verbindungen und die Kosten von Druckkopftreibern ziemlich signifikant
sein. Eine Signalleitungsverringerung würde die Konstruktion vereinfachen
und die Kosten von Druckern und Druckköpfen verringern. Weiter würde eine
Verringerung der Anzahl von Signalleitungen mehr Flexibilität in möglichen
Konstruktionskonfigurationen zulassen.
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Deshalb
wird ein Heizelementadressierschema benötigt, das die Anzahl von Signalleitungen
verringert, die den Druckkopf mit dem Druckerkontroller verbinden.
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Den
vorhergehenden und anderen Erfordernissen wird durch einen Aspekt
der vorliegenden Erfindung entsprochen, die eine Vorrichtung zum
Empfang von Bilddaten und Aktivieren von Tintenstrahlheizelementen
auf Grundlage der Bilddaten bereitstellt, um eine Ausschleuderung
von Tintentröpfchen aus
Tintenstrahldüsen
in Richtung auf ein Druckmedium zu bewirken, wobei die Bilddaten
ein auf das Druckmedium zu druckendes Bild darstellen, wobei die
Vorrichtung umfasst:
einen Kontroller, um eine Mehrzahl von
elektrischen Signalen auf Grundlage der Bilddaten zu erzeugen, wobei
die elektrischen Signale Adresssignale, Stromsignale und Banksignale
umfassen und der Kontroller abhängig
von den Bilddaten einen Ein- oder Aus-Zustand für jedes der elektrischen Signale
bestimmt, wobei der Kontroller bewirkt, dass sich jedes eine von
den Banksignalen sequenziell in einem Ein-Zustand befindet, während sich
jedes andere Banksignal in einem Aus-Zustand befindet, so dass sich
zu jeder beliebigen gegebenen Zeit nur eines von den Banksignalen
in einem Ein-Zustand befindet; Bankleitungen, die mit dem Kontroller
verbunden sind, um die Banksignale weiterzuleiten, wobei k eine Anzahl
von Bankleitungen darstellt; Adressleitungen, die mit dem Kontroller
verbunden sind, um die Adresssignale weiterzuleiten, wobei m eine
Anzahl von Adressleitungen darstellt; Stromleitungen, die mit dem
Kontroller verbunden sind, um die Stromsignale weiterzuleiten, wobei
n eine Anzahl von Stromleitungen darstellt; und einen Druckkopf;
wobei der Druckkopf umfasst
Treiberschaltungen, von denen jede
mit einer entsprechenden einen der k Bankleitungen und mit einer entsprechenden
einen der m Adressleitungen verbunden ist, wobei jede der Treiberschaltungen
ein Fließen
eines Treiberstroms ermöglicht,
wenn sich das Banksignal und das Adresssignal auf der entsprechenden
Bankleitung und der entsprechenden Adressleitung gleichzeitig in
einem Ein-Zustand befinden, wobei es eine Anzahl k × m × n von
Treiberschaltungen gibt; und Heizelemente, von denen jedes mit einer
entsprechenden einen von den Treiberschaltungen und mit einer von
den n Stromleitungen verbunden ist, wobei ein spezielles eine von
den Heizelementen durch den Treiberstrom aktiviert wird, wenn sich
das Stromsignal auf der verbundenen Stromleitung in einem Ein-Zustand
befindet und die entsprechende eine von den Treiberschaltungen ein Fließen des
Treiberstroms ermöglicht,
wobei es eine Anzahl k × m × n von
Heizelementen gibt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung eine erste Bankleitung, die mit dem Kontroller
verbunden ist, um das erste Banksignal weiterzuleiten, und eine
zweite Bankleitung, die mit dem Kontroller verbunden ist, um das
zweite Banksignal weiterzuleiten. Die Vorrichtung weist Adressleitungen
auf, die mit dem Kontroller verbunden sind, um die Adresssignale
weiterzuleiten, wobei m die Anzahl von Adressleitungen darstellt.
Stromleitungen sind mit dem Kontroller verbunden, um die Stromsignale
weiterzuleiten, wobei n eine Anzahl von Stromleitungen darstellt.
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Die
bevorzugte Vorrichtung umfasst einen Druckkopf mit ersten und zweiten
Treiberschaltungen. Jede von den ersten Treiberschaltungen ist mit der
ersten Bankleitung und mit einer entsprechenden einen von den m
Adressleitungen verbunden. Die ersten Treiberschaltungen ermöglichen
ein Fließen eines
ersten Treiberstroms, wenn sich das erste Banksignal und das Adresssignal
auf der ersten Bankleitung und der entsprechenden Adressleitung gleichzeitig
in einem Ein-Zustand befinden. Jede von den zweiten Treiberschaltungen
ist mit der zweiten Bankleitung und mit einer entsprechenden einen
von den m Adressleitungen verbunden. Die zweiten Treiberschaltungen
ermöglichen
ein Fließen
eines zweiten Treiberstroms, wenn sich das zweite Banksignal und
das Adresssignal auf der zweiten Bankleitung und der entsprechenden
Adressleitung gleichzeitig in einem Ein-Zustand befinden. Der Druckkopf umfasst eine
Anzahl m × n
von ersten Treiberschaltungen und eine Anzahl m × n von zweiten Treiberschaltungen. Der
Druckkopf kann Heizelemente umfassen, von denen jedes mit einer
entsprechenden einen von den zweiten Treiberschaltungen und mit
einer von den n Stromleitungen verbunden ist. Ein spezielles eines von
den zweiten Heizelementen wird durch den zweiten Treiberstrom aktiviert,
wenn sich das Stromsignal auf der verbundenen Stromleitung in einem
Ein-Zu stand befindet und die entsprechende eine von den zweiten
Treiberschaltungen ein Fließen
des zweiten Treiberstroms ermöglicht.
Der Druckkopf weist eine Anzahl m × n von ersten Heizelementen
und eine Anzahl m × n
von zweiten Heizelementen auf.
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Indem
die ersten und zweiten Banksignale in einer dritten Dimension eines
Heizelementadressierens eingeführt
werden, liefert die vorliegende Erfindung ein Adressierschema, das
die Anzahl von Stromleitungen im Vergleich mit einem herkömmlichen
zweidimensionalen Adressierschema signifikant verringert. Ein typisches
zweidimensionales Adressierschema erfordert doppelt so viele Stromleitungen
wie die vorliegende Erfindung. Da Signalleitungen und ihre Verbindungen
mit dem Druckkopf einen signifikanten Teil der Kosten in einem kostengünstigen
Tintenstrahldrucker darstellen, bietet die vorliegende Erfindung
signifikante Kostenvorteile.
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In
einem anderen Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren zum Empfang
von Bilddaten und Aktivieren von Tintenstrahlheizelementen auf Grundlage der
Bilddaten, um eine Ausschleuderung von Tintentröpfchen aus Tintenstrahldüsen in Richtung
auf ein Druckmedium zu bewirken, wobei das Verfahren die Schritte
umfasst: Erzeugen einer Anzahl m von Adresssignalen, wobei sich
jedes der Adresssignale periodisch in einem Ein- und Aus-Zustand
befindet; Erzeugen einer Anzahl n von Stromsignalen, wobei sich
jedes der Stromsignale abhängig
von den Bilddaten in einem Ein- oder Aus-Zustand befindet; und Abgeben
von jedem einen von den n Stromsignalen an eine entsprechende eine
von einer Anzahl n von Stromgruppen von Heizelementen, Erzeugen
einer Anzahl k von Banksignalen, wobei sich jedes eine von den Banksignalen
sequenziell in einem Ein-Zustand befindet, während sich jedes andere Banksignal
in einem Aus-Zustand
befindet, so dass sich nur eines von den Banksignalen zu jeder beliebigen
gegebenen Zeit in einem Ein-Zustand befindet; Bereitstellen eines
Strompfads für
ein Fließen
eines Treiberstroms, wenn sich eines von den Banksignalen und eines
von den Adresssignalen gleichzeitig in einem Ein-Zustand befinden;
Bewirken, dass der Treiberstrom durch den Strompfad fließt, wenn
der Strompfad bereitgestellt wird, und sich eines von der Anzahl
n von Stromsignalen in einem Ein-Zustand befindet; und Aktivieren
eines von den Heizelementen durch das Fließen des Treiberstroms.
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Vorzugsweise
umfassen die Heizelemente, auf die das Verfahren angewandt wird,
ungeradzahlige Heizelemente in einer ersten Bank und geradzahlige
Heizelemente in einer zweiten Bank. Jedes eine von den n Stromsignalen
wird dann zu einer entsprechenden einen von einer Anzahl n von Stromgruppen von
Heizelementen abgegeben, wobei jede Stromgruppe eine Anzahl m von
geradzahligen Heizelementen und eine Anzahl m von ungeradzahligen
Heizelementen umfasst. Ein erstes Banksignal und ein zweites Banksignal
werden in alternierenden Ein- und Aus-Zuständen
erzeugt, wobei sich das erste Banksignal in einem Aus-Zustand befindet,
wenn sich das zweite Banksignal in einem Ein-Zustand befindet, und
sich das zweite Banksignal in einem Aus-Zustand befindet, wenn sich
das erste Banksignal in einem Ein-Zustand befindet. Ein erster Strompfad
wird zum Fließen
eines ersten Treiberstroms bereitgestellt, wenn sich das erste Banksignal
und eines von den Adresssignalen gleichzeitig in einem Ein-Zustand
befinden. Das Verfahren umfasst vorzugsweise: Bewirken, dass der
erste Treiberstrom durch den ersten Strompfad fließt, wenn
der erste Strompfad bereitgestellt wird und sich eines von den Anzahl
n von Stromsignalen in einem Ein-Zustand
befindet. Eines von den ungeradzahligen Heizelementen wird durch
das Fließen
des ersten Treiberstroms aktiviert. Ähnlich wird ein zweiter Strompfad
zum Fließen
eines zweiten Treiberstroms bereitgestellt, wenn sich das zweite
Banksignal und eines von den Adresssignalen gleichzeitig in einem
Ein-Zustand befinden. Das
bevorzugte Verfahren umfasst: Bewirken, dass der zweite Treiberstrom
durch den zweiten Strompfad fließt, wenn der zweite Strompfad
bereitgestellt wird und sich eines von der Anzahl n von Stromsignalen
in einem Ein-Zustand befindet. Eines von den geradzahligen Heizelementen
wird durch das Fließen
des zweiten Treiberstroms aktiviert.
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Weitere
Vorteile der Erfindung werden durch Bezug auf die ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen (die nur als Beispiel
gegeben werden) bei Betrachtung in Ver bindung mit den Zeichnungen
ersichtlich, die nicht maßstabsgerecht
sind, wobei gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Zeichnungen
gleiche oder ähnliche Elemente
bezeichnen.
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1 ist
ein funktionelles Blockdiagramm eines Tintenstrahldruckers, das
ein Heizelementadressierschema gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausführt;
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2 ist
ein schematisches Diagramm einer Heizelementadressierschaltung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 gibt
Tintenstrahldüsen
auf einer Düsenplatte
wieder, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung; und
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4 ist
ein Zeitsteuerdiagramm von Steuersignalen, die durch einen Druckerkontroller
erzeugt sind, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In 1 ist
ein funktionelles Blockdiagramm eines Tintenstrahldruckers 300 dargestellt,
das ein Heizelementadressierschema gemäß der vorliegenden Erfindung
ausführt.
Der Drucker 300 umfasst einen Kontroller 302,
wie z.B. einen digitalen Mikroprozessor, der Druckdaten von einem
Hauptrechner (nicht dargestellt) empfängt. Die Druckdaten umfassen
digitale Information, die ein auf einem Druckmedium zu druckendes
Bild beschreiben. Auf Grundlage der Druckdaten erzeugt der Kontroller 302 Steuersignale,
um den Betrieb eines Tintenstrahldruckkopfs 304 zu steuern.
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Die
Steuersignale umfassen erste und zweite Banksignale, die auf ersten
und zweiten Banksteuerleitungen 314a und 314 vom
Kontroller 302 zum Druckkopf 304 übertragen
werden. Die Steuersignale umfassen auch Adresssignale, die über einen Adressbus 316 übertragen
werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gibt
es dreizehn Adressleitungen 316a-316m im Adressbus 316. Stromsignale
werden über
Stromleitungen 318 vom Kontroller 302 zum Druckkopf 304 übertragen.
Die bevorzugte Ausführungsform
umfasst acht Stromleitungen 318a-318h. Um 1 zu
vereinfachen, sind nur zwei von den Stromleitungen 318a und 318h dargestellt.
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2 stellt
eine bevorzugte Ausführungsform
einer Heizelementadressierschaltung 306 im Druckkopf 304 dar.
Die Adressierschaltung 306 ist im Allgemeinen in zwei Abschnitte
oder Bänke
unterteilt, einer ersten oder ungeraden Bank 310 und einer zweiten
oder geraden Bank 312. Die erste Bank 310 umfasst 104 erste
Treiberschaltungen 320aa-320hm, und die zweite
Bank umfasst 104 zweite Treiberschaltungen 322aa-322hm.
Um 2 zu vereinfachen, sind nur acht von den ersten
Treiberschaltungen, 320aa-320ad und 320ba-320bd, und
acht von den zweiten Treiberschaltungen, 322aa-322ad und 322ba-322bd,
dargestellt. Es sollte ersichtlich sein, dass neun weitere erste
Treiberschaltungen, 320ae-320am, obwohl in 2 nicht wiedergegeben,
der Reihe nach unter den ersten Treiberschaltungen 320aa-320ad auf
dieselbe Weise wie diejenigen, die dargestellt sind, verbunden sind. Ähnlich sind
neun weitere erste Treiberschaltungen, 320be-320bm,
der Reihe nach unter den ersten Treiberschaltungen 320ba-320bd verbunden.
Obwohl in 2 nicht dargestellt, wiederholt
sich die Schaltungsstruktur zur rechten Seite, mit sechs weiteren Säulen von
ersten Treiberschaltungen 320ca-320cm, 320da-320dm, 320ea-320em, 320fa-320fm, 320ga-320gm und 320ha-320hm,
die in der ersten Bank 310 enthalten sind. Auf eine ähnliche
Art sind neun weitere zweite Treiberschaltungen 322ae-322am der
Reihe nach unter den zweiten Treiberschaltungen 322aa-322ad auf
dieselbe Weise wie diejenigen, die dargestellt sind, verbunden.
Desgleichen sind neun weitere zweite Treiberschaltungen 322be-322bm der
Reihe nach unter den zweiten Treiberschaltungen 322ba-322bd verbunden.
Die Schaltungsstruktur der zweiten Bank 312 wiederholt sich
auch zur rechten Seite mit sechs weiteren Säulen von zweiten Treiberschaltungen 322ca-322cm, 322da-322dm, 322ea-322em, 322fa-322fm, 322ga-322gm und 322ha-322hm.
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Wie
nachstehend in größerer Einzelheit
beschrieben, empfängt
die Adressierschaltung 306 die Steuersignale vom Kontroller 304 und
aktiviert auf Grundlage der Steuersignale selektiv eines oder mehrere
Heizelemente, die auf einem Halbleitersubstrat im Druckkopf 304 angeordnet
sind. Jedes Heizelement besteht aus einem Bereich von elektrisch
widerstandsbehaftetem Material, wie z.B. TaA1, das Wärme erzeugt,
während
ein elektrischer Strom hindurchfließt. Nach Aktivierung bewirken
die Heizelemente, dass Tinte auf das Druckmedium ausgeschleudert
wird, um ein gedrucktes Bild zu erzeugen.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung umfasst 208 Heizelemente, die hierin durch
Bezugszahlen 1-208 bezeichnet sind. Um eine 2 komplizierende Überlagerung
zu vermeiden sind nur sechzehn der Heizelemente dargestellt (1-8 und 27-34).
Obwohl nicht dargestellt, sind neun weitere Heizelemente 9-25 der
Reihe nach unter den Elementen 1-7 verbunden,
und neun weitere Elemente 35-51 sind der Reihe
nach unter den Elementen 27-33 verbunden. Auch
sind neun weitere Elemente 10-26 der Reihe nach
unter den Elementen 2-8 verbunden, und neun weitere
Elemente 36-52 sind der Reihe nach unter den Elementen 28-34 verbunden. Weiter
gibt es, obwohl nicht dargestellt, vorzugsweise sechs weitere Säulen von
Heizelementen in der ersten Bank 310 und sechs weitere
Säulen
von Heizelementen in der zweiten Bank 312 zur rechten Seite
der zwei in 2 dargestellten Säulen. Diese sechs
Säulen
in der ersten Bank 310 umfassen ungeradzahlige Heizelemente 53-207,
und in der zweiten Bank umfassen sie geradzahlige Heizelemente 54-208.
Nachstehend werden die ungeradzahligen Heizelemente 1-207 auch
als die ersten Heizelemente 1-207 bezeichnet,
und die geradzahligen Heizelemente 2-208 werden
auch als die zweiten Heizelemente 2-208 bezeichnet.
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Wie
in 3 dargestellt, enthält eine Düsenplatte 309 auf
dem Druckkopf 304 ein Array von Düsen 401-608.
Jede von den Düsen 401-608 in
der Düsenplatte 309 ist
benachbart zu einem entsprechenden Heizelement 1-208 im
Substrat angeordnet. Vorzugsweise sind die Düsen 401-608 und
die entsprechenden Heizelemente 1-208 in zwei
parallelen vertikalen Säulen
angeordnet, die eine erste Säule 324 und
eine zweite Säule 326 einschließen. Wie 3 zeigt,
ist die erste Säule 324 von
der zweiten Säule 326 um
einen Abstand d in der horizontalen Richtung geringfügig versetzt.
In der ersten Säule 324 befinden
sich die ungeradzahligen Düsen 401-607 und
die entsprechenden ersten Heizelemente 1-207,
und in der zweiten Säule 326 befinden sich die
geradzahligen Düsen 402-608 und
die entsprechenden zweiten Heizelemente 2-208.
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In
der in 2 wiedergegebenen bevorzugten Ausführungsform
umfasst jede von den ersten und zweiten Treiberschaltungen 320aa-320hm und 322aa-322hm einen
Leistungstransistor Q1, wie z.B. ein MOSFET-Bauelement, und einen
Adressiertransistor Q2, wie z.B. ein JFET-Bauelement. Wie in 2 dargestellt,
ist das Gate von jedem Adressiertransistor Q2 in den ersten Treiberschaltungen 320aa-320hm mit
der ersten Bankleitung 314a verbunden. Wenn sich das Banksignal
auf der ersten Bankleitung 314a in einem Ein-Zustand befindet, sind
die Transistoren Q2 der ersten Treiberschaltungen 320aa-320hm zwischen
ihrer Source und ihrem Drain leitend. Folglich wirken die Transistoren
Q2 wie Schalter, die geschlossen sind, wenn das erste Banksignal
ein ist, und die offen sind, wenn das erste Banksignal aus ist.
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Der
Drain jedes Transistors Q2 ist mit einer entsprechenden einen der
dreizehn Adressleitungen 316a-316m verbunden.
Die Source von jedem Transistor Q2 ist mit dem Gate von jedem Transistor
Q1 verbunden. Wie vorstehend erörtert,
wirkt, wenn das erste Banksignal ein ist, jeder Transistor Q2 der
ersten Treiberschaltungen 320aa-320hm wie ein
geschlossener Schalter, wodurch die entsprechenden Adressleitungen 316a-316m mit
dem Gate der Transistoren Q1 verbunden werden. Wenn das erste Banksignal
ein ist und das Adresssignal auf der entsprechenden Adressleitung 316a-316m ein
ist, dann ist der Transistor Q1 zwischen seiner Source und seinem
Drain leitend. Als Folge wirkt, wenn das erste Banksignal und das
entsprechende Adresssignal beide ein sind, der Transistor Q1 wie
ein geschlossener Schalter zwischen seiner Source und seinem Drain.
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Wie
in 2 dargestellt, ist der Drain des Transistors Q1
in jeder der ersten Treiberschaltungen 320aa-320hm mit
einer Seite der ersten Heizelemente 1-207 verbunden,
und die Source des Transistors Q1 ist geerdet. Die andere Seite
jedes ersten Heizelements 1-207 ist mit einer
von den Stromleitungen 318a-318h verbunden. In
der bevorzugten Ausführungsform
sind die ersten Heizelemente 1-25 mit der Stromleitung 318a verbunden,
die ersten Heizelemente 27-51 sind mit der Stromleitung 318b verbunden
usw.. Die dreizehn ersten Heizelemente, die mit einer von den Stromleitungen
verbunden sind, umfassen die Hälfte
einer Stromgruppe. Wie unten erörtert,
umfassen die dreizehn zweiten Heizelemente, die mit derselben Stromleitung
verbunden sind, die andere Hälfte
der Stromgruppe. Folglich gibt es in der bevorzugten Ausführungsform
acht Stromgruppen, entsprechend den acht Stromleitungen 318a-318h.
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Mit
Bezug auf 2 fließt ein erster Strom durch das
erste Heizelement 1, wenn drei Bedingungen gleichzeitig
erfüllt
sind: (1) das Stromsignal befindet sich in einem Ein-Zustand auf
der Stromleitung 318a, (2) das erste Banksignal befindet
sich in einem Ein-Zustand auf der ersten Bankleitung 314a,
und (3) das Adresssignal befindet sich in einem Ein-Zustand auf
der Adressleitung 316a. Folglich ist ein spezielles erstes
Heizelement 1-207 nur aktiviert, wenn sein entsprechendes
Stromsignal, Adresssignal und erstes Banksignal ein sind. Da es
eine entsprechende Adressleitung 316a-316m für jedes
der ersten Heizelemente in einer Stromgruppe gibt, ist jedes der
ersten Heizelemente einzeln adressierbar.
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Die
obige Erörterung
hinsichtlich des Adressierschema für die ersten Heizelemente 1-207 ist gleichermaßen auf
das Adressieren der zweiten Heizelemente 2-208 anwendbar,
wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass die zweiten Treiberschaltungen 322aa-322hm mit
der zweiten Bankleitung 314b statt der ersten Bankleitung 314a verbunden
sind. Wie in 2 dargestellt, sind die zweiten Heizelemente 2-26 mit
derselben Stromleitung 318a wie die ersten Heizelemente 1-25 verbunden,
die zweiten Heizelemente 28-52 sind mit derselben Stromleitung 318b wie
die ersten Heizelemente 27-51 verbunden usw..
Dieselben dreizehn Adressleitungen 316a-316m sind
mit den zweiten Treiberschaltungen 322aa-322hm verbunden.
Folglich kann ein beliebiges der zweiten Heizelemente 2-208 aktiviert
werden, wenn sich das zweite Banksignal und die entsprechenden Strom- und Adresssignale gleichzeitig
in einem Ein-Zustand befinden.
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4 ist
ein beispielhaftes Zeitsteuerdiagramm, das die ersten und zweiten
Banksignale 330a und 330b, Adresssignale 332a-332m und Stromsignale 334a-334h darstellt,
die durch den Druckerkontroller 302 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erzeugt sind. In einer geraden Steuerzeitperiode schaltet
der Kontroller 302 das zweite Banksignal 330b ein
und schaltet das erste Banksignal 330a aus, so dass nur
die zweiten Heizelemente 2-208 während der
geraden Steuerzeitperiode adressierbar sind. Während der geraden Steuerzeitperiode
schaltet der Kontroller 302 jedes der dreizehn Adresssignale 332a-332m sequenziell
ein und dann aus, wie in 4 dargestellt. Im Anschluss
an die gerade Steuerzeitperiode erfolgt eine ungerade Steuerzeitperiode,
während
welcher der Kontroller 302 das zweite Banksignal 330b ausschaltet
und das erste Banksignal 330a einschaltet. Folglich sind
nur die ersten Heizelemente 1-207 während der
ungeraden Steuerzeitperiode adressierbar. Der Kontroller 302 schaltet
jedes der dreizehn Adresssignale 332a-332m während der
ungeraden Steuerzeitperiode wieder sequenziell ein und dann aus.
Auf diese Weise können
sämtliche
Düsen 41-608 während der Kombination
der geraden und ungeraden Steuerperioden einmal gefeuert werden,
um eine vertikale Säule
von Pixeln auf dem Druckmedium zu bilden.
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Wie
im Beispiel von 4 dargestellt, pulst während der
geraden Steuerperiode der Kontroller 302 auf dem Stromsignal 334a,
während
das Adresssignal 332a ein ist. Diese Kombination von Signalen aktiviert
das zweite Heizelement 2 (siehe 2) und bewirkt,
dass ein Tintentröpfchen
aus der Düse 402 ausgestoßen wird.
Als Nächstes
schaltet der Kontroller 302 das Stromsignal 334c ein,
während
das Adresssignal 332b ein ist, wodurch das zweite Heizelement 56 aktiviert
wird. Während
das Adresssignal 332c ein ist, schaltet der Kontroller 302 das
Stromsignal 334b ein, um das zweite Heizelement 32 zu
aktivieren (siehe 2). Am Ende der geraden Steuerperiode,
wenn das Adresssignal 332m ein ist, schaltet der Kontroller 302 das
Steuersignal 334c ein, um das zweite Heizelement 77 zu
aktivieren.
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Es
wird mit dem Beispiel von 4 fortgefahren.
Während
das Adresssignal 332a während der
ungeraden Steuerperiode ein ist, schaltet der Kontroller 302 das
Stromsignal 334a ein, um das erste Heizelement 1 zu
aktivieren. Zum gleichen Zeitpunkt schaltet der Kontroller 302 das
Stromsignal 334c ein, um das erste Heizelement 53 zu
aktivieren. Folglich werden die ersten Heizelemente 1 und 53 gleichzeitig
aktiviert. Entsprechend 4 werden keine Heizelemente
aktiviert, während
das Adresssignal 332b während
der ungeraden Steuerperiode ein ist. Als Nächstes schaltet der Kontroller 302 die Stromsignale 334b, 334c und 334h ein,
während
das Adresssignal 332c ein ist, wodurch gleichzeitig die ersten
Heizelemente 31, 57 und 187 aktiviert
werden.
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Wie
das Beispiel von 4 veranschaulicht, können Heizelemente,
die sich in derselben Stromgruppe befinden, d.h. Heizelemente, die
mit derselben Stromleitung 318a-318h verbunden
sind, nicht gleichzeitig aktiviert werden. Z.B. können keine
zwei von den ersten oder zweiten Heizelementen 1-26,
die mit der Stromleitung 318a verbunden sind, gleichzeitig
aktiviert werden. Nur Heizelemente, die in unterschiedlichen Stromgruppen
sind, können
zum gleichen Zeitpunkt aktiviert werden. Dieses Merkmal der Erfindung
hält eine
gleichbleibende Verlustleistung von Element zu Element aufrecht,
während
die Heizelemente aktiviert sind.
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Wie
oben erörtert,
werden die geradzahligen Düsen 402-608 gefeuert,
und dann werden die ungeradzahligen Düsen 401-607 gefeuert,
um eine Säule von
Pixeln zu bilden, während
der Druckkopf eine Translationsbewegung über das Papier macht. Wie in 3 dargestellt,
trägt der
Versatzabstand d zwischen der ersten und zweiten Säule 324 und 326 der Zeitverzögerung zwischen
den Feuerungen der geradzahligen und ungeradzahligen Düsen Rechnung, so
dass sich die Pixel, die durch die ungeradzahligen und geradzahligen
Düsen gedruckt
werden, in der Säule
vertikal aufreihen.
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Für einen
Fachmann ist es ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung die
Anzahl von Stromleitungen und Stromtreibern im Vergleich mit einem Adressierschema,
das keine gerade/ungerade Banksteuerung aufweist, signifikant verringert.
Z.B. adressiert die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung 208 Heizelemente unter Verwendung von acht Stromleitungen,
dreizehn Adressleitungen und zwei Bankleitungen bei insgesamt 23
Signal leitungen. Ein herkömmliches
zweidimensionales Adressierschema, das dreizehn Adressleitungen
verwendet, würde
die doppelte Anzahl von Stromleitungen und Stromtreibern benötigen. Folglich
würde das zweidimensionale
Schema insgesamt 29 Signalleitungen (13 Adressleitungen + 16 Stromleitungen)
benötigen.
Deshalb verringert die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung die
Anzahl von Signalleitungen und Treibern um sechs. Wie oben angemerkt, bietet,
da Signalleitungen und ihre Verbindungen mit dem Druckkopf einen
signifikanten Teil der Kosten in einem kostengünstigen Tintenstrahldrucker
darstellen, die vorliegende Erfindung signifikante Kostenvorteile
gegenüber
früheren
Adressierschemata. Weiter gibt es für jede Signalleitung, die zwischen dem
Kontroller 302 und Druckkopf 304 beseitigt ist, eine
entsprechende Verringerung der Anzahl von Kontaktierflächen, die
auf dem Druckkopf 304 benötigt werden. Dies verringert
die Kosten des Druckkopfchip und bietet mehr Flexibilität bei einer
Druckkopfverdrahtungskonstruktion.
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Es
ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf irgendeine besondere
Anzahl von Bank-, Adress- und Signalleitungen beschränkt ist.
Z.B. könnte
es statt einer einzigen geradzahligen Bankleitung und einer einzigen
ungeradzahligen Bankleitung, wie oben in der bevorzugten Ausführungsform
beschrieben, zwei geradzahlige und zwei ungeradzahlige Bankleitungen
bei insgesamt vier Bankleitungen geben. Demgemäß kann, während acht Stromleitungen aufrechterhalten
werden, die Anzahl von Adressleitungen auf sieben reduziert werden.
Mit dieser Ausführungsform
sind 224 Heizelemente (4 × 7 × 8 = 224)
adressierbar, wobei neunzehn Signalleitungen (4 + 7 + 8 = 19) verwendet
werden.
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Die
offenbarte Konstruktion bietet zusätzliche Verdrahtungsvorteile
in Druckköpfen,
die redundante Heizelemente verwenden. Normalerweise befinden sich
Stromleitungsgruppen von Heizelementen auf entgegengesetzten Seiten
des Druckkopfs. Diese Anordnung erfordert, dass die Stromleitungen von
einer Seite des Chip zur anderen in Bussen geführt werden, was zu einem Überlappen
von Leiterbahnen und Wegen führt.
Eine Ausführung
der Erfindung vereinfacht eine Stromleitungsverdrahtung, indem man
Stromleitungsgruppen von Heizelementen auf nur eine Seite des Chip
bringt. Da Wege, kreuzende Leiter und horizontal in Bussen geführte Stromleitungen
beseitigt sind, verringert die Erfindung einen Gesamtstromleitungsbahnwiderstand
um so viel wie 3,5 Ohm in der bevorzugten Ausführungsform.
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Für Fachleute
ist es ersichtlich, dass die Erfindung nicht durch irgendeine besondere
Anzahl von Heizelementen auf dem Druckkopf 304 beschränkt ist.
Der 208-Elemente-Druckkopf 304, der hierin beschrieben
ist, ist beispielhaft und nicht beschränkend. Für Fachleute ist es auch ersichtlich,
dass andere Typen von Treiberschaltungen im Bereich der Erfindung
ausgeführt
werden könnten.
Z.B. könnten Kombinationslogikschaltungen
anstelle der Transistoren Q1 und Q2, die in 2 dargestellt
sind, verwendet werden.