DE60035809T2

DE60035809T2 - Druckkopf für stift

Info

Publication number: DE60035809T2
Application number: DE60035809T
Authority: DE
Inventors: Kia Balmain Silverbrook
Original assignee: Silverbrook Research Pty Ltd
Current assignee: Silverbrook Research Pty Ltd
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2020-10-21
Also published as: EP1409255A1; ZA200303178B; EP1409255A4; EP1409255B1; JP2004529788A; CN1479676A; KR100552795B1; JP3955528B2; US7188930B2; EP1252023B1; US20050078148A1; KR20030053519A; ATE368574T1; DE60139540D1; US7093923B2; ATE439239T1; EP1252023A4; EP1252023A1; US20030117456A1; US7125098B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Werkzeuge zum Platzieren von Markierungen wie Geschriebenes oder Zeichnungen auf Substraten und spezieller Vorrichtungen, die Markierungen mit auswahlbaren Eigenschaften wie Farbe, Linienbreite und -art platzieren können. Das Markieren beinhaltet das Auftragen von Material wie Tinte oder Toner oder die Modifizierung des Substrats selbst durch z. B. thermische oder elektrostatische Einrichtungen.
HINTERGRUND
Gegenwärtige Zeichen- und Schreibwerkzeuge wie Schreiber und Schreibstifte sind relativ statische Vorrichtungen im Verhältnis zu den Eigenschaften der Markierungen, die sie erzeugen. Ein Schreibstift, Füller oder Kugelschreiber hat im Allgemeinen einen einzelnen Markierungspunkt, der eine einzelne Farbe der Mine oder Tinte aufträgt. Der Markierungspunkt eines Schreibers kann nicht anders modifiziert werden als durch Austausch, wobei sich jede Modifizierung der Eigenschaften der Markierungen darauf stützt, dass der Anwender die Ausrichtung des Werkzeugs, die Richtung der Bewegung und die auf das Substrat aufgewendete Kraft ändert. Während einige Kugelschreiber mit mehreren separaten Patronen verfügbar sind, stellen diese dem Anwender lediglich die Fähigkeit bereit, eine spezielle Farbe auszuwählen. Da jede Farbe durch eine separate Patrone bereitgestellt wird, gibt es eine Begrenzung bei der Anzahl der Farben, die praktisch bereitgestellt werden kann.
Die Druckschrift US-5 552 813 beschreibt einen Druckkopf mit einer Mittelachse und mehreren Tintenausstoßdüsen, die in einer rhombischen Form um die Mittelachse angeordnet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einem Versuch, ein Schreib- oder Markierungswerkzeug mit einem erhöhten Nutzen bereitzustellen, stellt die vorliegende Erfindung in einer breiten Form einen Schreiber oder eine Patrone für einen Schreiber mit einem Tintenstrahl-Druckkopf als eine Alternative zu einer herkömmlichen Schreibspitze oder einem Schreibpunkt eines Schreibers oder Schreibstifts bereit. Die Bereitstellung eines Tintenstrahl-Druckkopfes ermöglicht mehr Variationen der und eine einfachere Steuerung über die Eigenschaften der hergestellten Markierungen im Vergleich zu herkömmlichen Schreibern oder Schreibstiften.
Die Erfindung stellt außerdem in einer breiten Form einen Schreiber bereit, der eine Markierungsvorrichtung aufweist und so betrieben werden kann, dass eine sichtbare Bahn auf eine Oberfläche markiert wird, wobei die Markierungsvorrichtung elektronisch steuerbar ist, um wenigstens ein Attribut der Bahn zu ändern, wobei der Schreiber eine Anwenderschnittstelle aufweist, wodurch ein Anwender wenigstens ein Attribut modifizieren kann.
Die Markierungsvorrichtung kann in dem Schreiber integriert oder ein Teil einer durch den Anwender austauschbaren Patrone sein.
Demzufolge stellt in einer breiten Form die Erfindung außerdem eine Patrone für einen Schreiber bereit, wobei die Patrone eine Markierungsvorrichtung aufweist und so betrieben werden kann, dass eine sichtbare Bahn auf eine Oberfläche markiert wird, wobei die Markierungsvorrichtung elektronisch steuerbar ist, um wenigstens ein Attribut der Bahn zu ändern.
Der Schreiber oder die Patrone können eine nicht markierende Stiftspitze aufweisen. Die Stiftspitze ist vorzugsweise entlang einer ersten Achse relativ zu dem Patronengehäuse oder dem Schreiber bewegbar. Alternativ kann die Stiftspitze fixiert sein. In der bevorzugten Form sind die Stift- und die Markierungsvorrichtung beide Teil einer austauschbaren Patrone, wobei aber die Stiftspitze Teil des Schreibers und die Markierungsvorrichtung Teil einer Einwegpatrone sein kann.
Es kann ein Positionssensor, der die relative Position der Stiftspitze erfasst, oder ein Kraftsensor, der die auf die Stiftspitze ausgeübte Kraft erfasst, oder beides bereitgestellt werden. Die erfassten Informationen können verwendet werden, um lediglich die Markierungsvorrichtung an- oder auszuschalten, oder sie können auch verwendet werden, um ein Attribut der aufgetragenen Bahn zu steuern.
Ein An/Aus-Schalter kann beim Erfassen von mehr als einer vorgegebene Größenordnung der Bewegung der Stiftspitze oder einer Anwendung einer größeren als einer vorgegebenen Druckkraft auf die Stiftspitze auf einen "An"-Zustand gestellt werden.
Die Markierungsvorrichtung weist vorzugsweise eine Abdeckungsvorrichtung auf, die zwischen einer offenen Position, in der der Druckkopf Tinte auf die Oberfläche auftragen kann, und einer geschlossenen Position bewegbar ist, in der die Abdeckungseinrichtung den Druckkopf blockiert, um Tinte aufzutragen.
Bei einer bevorzugten Form dreht sich die Abdeckungsvorrichtung um eine Achse zwischen der offenen und der geschlossenen Position. Vorzugsweise wird diese Bewegung durch eine Bewegung der Stiftspitze erreicht.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gibt es eine entlang einer ersten Achse bewegbare Stiftspitze, die einen Schlitz oder eine Nut aufweist, die sich anders als 0° oder 90° zur ersten Achse erstreckt. Eine Abdeckungsvorrichtung ist vor der Markierungsvorrichtung angebracht und ist um eine zweite Achse parallel zur ersten Achse zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position drehbar. Die Abdeckungsvorrichtung weist einen Arm auf, der mit dem Schlitz oder der Nut in Eingriff kommt, wodurch die Bewegung der Stiftspitze entlang der ersten Achse die Abdeckungsvorrichtung zwischen der offenen und der geschlossenen Position bewegt.
Die Patrone oder der Schreiber kann eine Energiequelle für wenigstens die Markierungsvorrichtung und vorzugsweise für die Anwenderschnittstelle aufweisen. Die Energiequelle kann eine Einwegbatterie oder eine wieder aufladbare Batterie sein.
Wo eine Patrone bereitgestellt wird, weist die Patrone vorzugsweise einen elektrischen Eingang zum Empfang von wenigstens einem Steuersignal auf, um wenigstens ein Attribut des Schreibers zu ändern.
Die Markierungsvorrichtung kann auf die Oberfläche einwirken, oder es kann eine Übertragungsvorrichtung bereitgestellt werden, auf die die Markierungsvorrichtung einwirkt.
Wo eine Patrone bereitgestellt wird, kann die Patrone einen nicht flüchtigen Speicher aufweisen, der wenigstens die Daten speichert, die das modifizierbare Attribut oder die modifizierbaren Attribute betreffen.
Die Markierungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Tintenausstoß-Druckkopf, wobei aber andere Markierungsvorrichtungen verwendet werden können.
Die Erfindung stellt in einem weiteren Ausführungsbeispiel einen Schreiber bereit, der eine Markierungsvorrichtung aufweist und so betrieben werden kann, dass er eine sichtbare Bahn auf eine Oberfläche markiert, wobei die Markierungsvorrichtung elektronisch steuerbar ist, um wenigstens ein Attribut der Bahn zu ändern, wobei der Schreiber eine Anwenderschnittstelle, durch die der Anwender wenigstens ein Attribut ändern kann, und wenigstens eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen von Bildern oder Farben oder beiden aufweist.
Wenigstens ein Attribut kann auf der Basis des erfassten Bildes oder der Farbe modifiziert werden.
Der Schreiber weist vorzugsweise einen Speicher zum Speichern von wenigstens einem durch den Anwender definierten Satz von Attributen auf, wobei ein durch den Anwender definierter Satz optional Attribute aufweist, die von einem durch die Erfassungsvorrichtung erfassten Bild oder einer Farbe abgeleitet werden.
Eine der Sensorvorrichtung(en) kann in der Lage sein, Bilder zu erfassen, die kodierte Daten aufweisen, die die Attribute betreffen.
Die Erfassungsvorrichtung kann sich benachbart zur Markierungsvorrichtung befinden oder kann sich an einem Ende des Schreibers befinden, wobei sich die Markierungsvorrichtung am anderen Ende des Schreibers befindet.
Die Erfassungsvorrichtung kann vorzugsweise durch Drücken der Vorrichtung gegen eine Oberfläche betätigt werden.
Die Anwenderschnittstelle kann wenigstens einen Schieberegler oder wenigstens eine Steuertaste oder wenigstens einen Schieberegler und wenigstens eine Steuertaste aufweisen.
Die Anwenderschnittstelle kann ein Display zum Anzeigen von Informationen aufweisen, die wenigstens ein Attribut betreffen.
Die Anwenderschnittstelle kann vorzugsweise so betrieben werden, dass sie die gespeicherten Sätze von wenigstens einem Attribut zyklisch durchläuft.
Die Erfindung stellt außerdem einen Schreiber bereit, der eine Markierungsvorrichtung aufweist und so betrieben werden kann, dass eine sichtbare Bahn auf eine Oberfläche markiert wird, wobei die Markierungsvorrichtung elektronisch steuerbar ist, um wenigstens ein Attribut der Bahn zu ändern, wobei der Schreiber eine Anwenderschnittstelle, wodurch ein Anwender das wenigstens eine Attribut ändern kann, und wenigstens eine Erfassungsvorrichtung aufweist, die in der Lage ist, Bilder zu erfassen, die kodierte Daten enthält.
Der Schreiber weist vorzugsweise einen Dekoder auf, um die kodierten Daten zu dekodieren und wenigstens ein Attribut in Reaktion auf die dekodierten Daten zu ändern.
Der Schreiber kann eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Befehlen von einer externen Steuerquelle aufweisen, wobei wenigstens ein Attribut in Reaktion auf die empfangenen Befehle geändert wird.
Der Schreiber weist vorzugsweise einen Speicher zum Speichern unterschiedlicher Sätze von Attributwerten auf. Der Speicher kann wenigstens einen durch den Anwender definierten Satz von dem wenigstens einem Attribut speichern.
Der Schreiber weist vorzugsweise einen Sender auf, um erfasste Bilddaten, kodierte Daten oder dekodierte Daten zu einer externen Steuerquelle zu senden.
Der Schreiber sendet vorzugsweise erfasste Bilddaten, kodierte Daten oder dekodierte Daten zu einer externen Steuerquelle zusammen mit dem Wert oder den Werten von wenigstens einem Attribut der Bahn an der Stelle des erfassten Bildes.
Der Schreiber kann wenigstens eine Positions-Erfassungsvorrichtung oder eine Bewegungs-Erfassungsvorrichtung oder beides aufweisen, wobei wenigstens ein Attribut von der relativen Position des Schreibers, der relativen Geschwindigkeit des Schreibers oder beiden abhängig ist.
Die Position oder die Geschwindigkeit des Schreibers kann anhand der erfassten Position des Bildes oder anhand der in den erfassten Bildern kodierten Daten abgeleitet werden.
Die Erfindung stellt außerdem in einer breiten Form einen Tintenausstoß-Druckkopf mit mehreren Tintenausstoß-Vorrichtungen und einer Mittelachse bereit, wobei die Tintenausstoß-Vorrichtungen in einer Serie von Gruppen angeordnet sind, wobei sich jede der Gruppen im Allgemeinen entlang von nicht parallelen Linien erstreckt.
Benachbarte Tintenausstoß-Vorrichtungen von jeder Gruppe können sich an abwechselnden Seiten einer radialen Linie oder auf einer radialen Linie befinden.
Ein Satz der Vorrichtungen kann mit einer gemeinsamen Tintenzufuhr verbunden sein. Vorzugsweise weist jeder Satz Vorrichtungen von mehr als einer Gruppe auf, wobei vorzugsweise jeder Satz eine andere Tintenzufuhr zu den anderen Sätzen hat. Die Vorrichtungen einer Gruppe sind vorzugsweise Teil des gleichen Satzes, wobei benachbarte Gruppen zu unterschiedlichen Sätzen gehören.
Die Gruppen aus unterschiedlichen Sätzen sind vorzugsweise in einem sich wiederholenden Muster angeordnet.
Vorzugsweise gibt es 4 Sätze und 12 Gruppen.
Vorzugsweise wird jede Gruppe von Vorrichtungen mit Tinte von einer gemeinsamen Galerie versorgt, wobei sich alle Galerien auf einem ersten Niveau in dem Druckkopf befinden, wobei Galerien für einen Satz von Vorrichtungen teilweise durch wenigstens einen Verbindungsdurchgang auf einem zweiten Niveau miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsdurchgänge von jedem Satz unter Galerien von wenigstens einem anderen Satz hindurchführen.
Der Druckkopf weist vorzugsweise eine erste Schicht aus massivem Material, eine Tintenausstoßvorrichtungsschicht über der ersten Schicht und eine zweite Schicht aus massivem Material unter der ersten Schicht auf.
Die Galerien sind vorzugsweise Schlitze, die sich durch die Dicke der ersten Schicht erstrecken, wobei vorzugsweise die Verbindungsdurchgänge Nuten in der unteren Oberfläche der zweiten Schicht sind, die sich nur teilweise durch die Dicke der zweiten Schicht erstrecken.
Vorzugsweise weist die zweite Schicht Anschlussdurchgänge auf, die die Galerien an die Verbindungsdurchgänge anschließen, wobei sich die Anschlussdurchgänge durch die Dicke der zweiten Schicht erstrecken.
Die erste, die zweite und die Tintenausstoßvorrichtungsschicht sind diskrete Schichten oder Teil einer integralen bzw. einstückigen Vorrichtung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Schreibers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine Draufsicht des Schreibers gemäß 1;
3 eine Seitenansicht des Schreibers gemäß 1;
4 eine Stirnseitenansicht des Schreibers gemäß 1;
5 eine Perspektivansicht einer Patrone zur Verwendung in dem Schreiber gemäß 1;
6 eine auseinander gezogene Perspektivansicht einer Patrone von 5;
7 eine Seitenansicht einer Spitzenfläche des Schreibers von 1 mit Papier in verschiedenen Ausrichtungen;
8 eine auseinander gezogene Ansicht einer Patrone zur Anwendung in einem Schreiber gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
9 eine auseinander gezogene Perspektivansicht eines Schreibers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
10 eine axiale Querschnittsansicht des Schreibers von 9;
11 eine Perspektivansicht eines Schreibers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
12 eine auseinander gezogene Perspektivansicht des Schreibers von 11;
13 eine auseinander gezogene Perspektivansicht eines Teils des Schreibers von 11;
14 eine erste auseinander gezogene Perspektivansicht eines Teils der Patrone von 5, 6 & 8;
15 eine zweite auseinander gezogene Perspektivansicht eines Teils der Patrone von 5, 6 & 8;
16 eine Draufsicht des Druckkopfes, der in den Patronen von 5, 6 & 8 verwendet wird;
17 eine Perspektivansicht von oben des Druckkopfes von 16 in einer offenen Position;
18 eine Perspektivansicht von oben des Druckkopfes von 16 in einer geschlossenen Position;
19 eine perspektivische Querschnittsansicht von oben des Druckkopfes von 16 in einer offenen Position;
20 eine Perspektivansicht von unten des Druckkopfes von 16 in einer offenen Position;
20a eine Draufsicht von unten des Druckkopfes von 16 in einer offenen Position;
21 eine auseinander gezogene Perspektivansicht von oben des Druckkopfes von 16 in einer offenen Position;
22 eine Perspektivansicht von oben der MEMS-Tintenstrahlschicht des Druckkopfes von 16;
23 eine Perspektivansicht eines Schreibers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
24 eine Perspektivansicht eines Schreibers gemäß einem werteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
25 eine Perspektivansicht eines Schreibers gemäß einem werteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
26 eine Perspektivansicht eines Schreibers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
27 eine Farbkarte zur Anwendung mit verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung;
28 eine Perspektivensicht eines Schreibers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Kappe darauf;
29 eine Perspektivensicht des Schreibers von 28, wobei die Kappe abgenommen ist;
30 eine auseinander gezogene Perspektivensicht des Schreibers von 29;
31 eine auseinander gezogene Perspektivensicht von Teilen des Schreibers von 29;
32 eine weitere auseinander gezogene Perspektivensicht von Teilen des Schreibers von 29;
33 eine weitere auseinander gezogene Perspektivensicht von Teilen des Schreibers von 29;
34 eine Perspektivensicht eines Schreibers gemäß einem werteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN UND WEITEREN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Anmerkung: Memjet^TM ist ein Markenzeichen von Silverbrook Research Pty. Ltd. Australien.

GRUNDLEGENDER AUFBAU VON SCHREIBER & PATRONE
1 bis 6 zeigen einen Schreiber 1110 gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Der Schreiber hat ein im Allgemeinen röhrenförmiges Schreibergehäuse 1112, in dem sich eine austauschbare Patronenanordnung 1114 befindet. Die Patrone 1114 weist eine Tintenzufuhr 1116, eine Stiftspitze 1118 und einen Druckkopf 1120 auf und ist so ausgeführt, dass sie weggeworfen wird, wenn die Tintenzufuhr verbraucht oder der Stift- oder Druckkopf beschädigt ist, wobei eine neue Patrone in das Schreibergehäuse eingesetzt wird. Der Schreiber kann jedoch als ein Wegwerfartikel hergestellt werden, wobei die Patrone und das Schreibergehäuse einstückig oder für den Endverbraucher nicht zerlegbar sind.
Die Tintenzufuhr 1116 umfasst ein längliches hohles Rohr 1122, das an einem Ende durch eine erste Endkappe 1124 und am anderen Ende durch eine zweite Endkappe 1126 verschlossen ist. Das Rohr 1122 ist vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material hergestellt, kann aber aus anderen Materialien hergestellt sein. Wenn das Rohr aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, ist es vorzugsweise so extrudiert, dass es ein konstantes Querschnittsprofil hat. Das Rohr kann jedoch spritzgegossen sein. Wenn das Rohr aus Metall besteht, kann es ebenfalls extrudiert sein. Das Rohr 1122 hat eine Anzahl von Rippen 1128, die das Innere des Rohres in vier separate Kammern 1130, 1132, 1134 & 1136 teilen. Diese Rippen stellen außerdem eine Festigkeit bereit. Die Kammern sind mit Tinte gefüllt. In ihrer einfachsten Form haben die Kammern alle Tinte mit der gleichen Farbe. Alternativ kann es Tinten mit unterschiedlichen Farben in jeder Kammer geben. Mit vier Farben und einem geeigneten Druckkopf ist es möglich, fast jede gewünschte Farbe mittels einer Kombination von Farbtinten aus Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz (Cyan, Magenta, Yellow and BlacK-CMYK) zu erzeugen.
Die Kammer 1130 nimmt ungefähr die Hälfte des Rohrvolumens ein, während die drei übrigen Kammern jeweils ein Sechstel des Rohrvolumens einnehmen. In einer CMYK-Farbdruckvorrichtung wird schwarz normalerweise häufiger gedruckt als Farbe, so dass schwarze Tinte in der Kammer 1130 gespeichert würde, wobei die drei anderen Farben in den Kammern 1132, 1134 & 1136 gespeichert werden. Man wird erkennen, dass die Anzahl und die relativen Volumen der Kammern nach Wunsch variiert werden können. Einige gegenwärtige Desktop-Tintenstrahldrucker nutzen sechs unterschiedlich gefärbte Tinten zusätzlich zu schwarz, wobei das Rohr auf Wunsch in sieben Kammern geteilt werden kann. Die farbigen Tintenkammern müssen nicht alle das gleiche Volumen haben, wobei die schwarze Tintenkammer (wenn schwarze Tinte verwendet wird) nicht die Hälfte des verfügbaren Volumens einnehmen muss. Da Farbe zugänglicher wird, kann der Anteil beim Drucken mittels schwarzer Tinte abnehmen, wobei sich so das Verhältnis von schwarzer Tinte zu farbiger Tinte ändern kann. Während ähnlich dazu Farbtinten in gleicher Menge zugeführt werden, gibt es keinen Grund, warum nicht zum Beispiel eine größere Zufuhr von Magenta bereitgestellt werden könnte.
Die erste Endkappe 1124 ist so geformt, dass sie die Enden von jeder der Kammern im Wesentlichen abdichtet. Die Endkappe 1124 weist kleine Lufteinlässe 1140 auf, um Luft in die Kammern zu lassen, wenn die Tinte verwendet wird. Um das Austrocknen der Tinten durch Verdampfung zu verhindern (die verwendeten Tinten basieren in der Regel auf Wasser), wird eine beweglichen Dichtung, nicht dargestellt, zwischen der Tinte und der Endkappe 1124 bereitgestellt. Wenn Tinte verwendet wird, bewegt sich die Dichtung entlang der jeweiligen Kammer.
Die zweite Endkappe 1126 ist ebenfalls so geformt, dass sie jede der Kammern im Wesentlichen abdichtet, wird aber mit Durchgängen 1178 (siehe 15) bereitgestellt, die die Kammern mit dem Druckkopf 1120 verbinden, der mit dem freien Ende der Kappe 1126 verbunden ist. Der Druckkopf ist vorzugsweise ein Tintenstrahl-Druckkopf und besser ein auf einem mikroelektromechanischen System (MEMS) basierender Tintenstrahl. Auf MEMS basierende Tintenstrahleinrichtungen stoßen die Tinte mittels mechanischer Betätigungselemente statt durch Erwärmen der Tinte aus, wie es gegenwärtig bei den meisten gegenwärtig verfügbaren Tintenstrahldruckern verwendet wird. An sich haben auf MEMS basierende Tintenstrahleinrichtungen im Vergleich mit derartigen Druckern einen niedrigeren Energieverbrauch, was sie für eine Anwendung in tragbaren Vorrichtungen attraktiv macht, wo die verfügbare Energie begrenzt ist. Für ein besseres Verständnis von MEMS-Tintenstrahlvorrich tungen und Herstellungsverfahren, wird ein Bezug zu unserer früheren US-Anmeldung, Verzeichnis Nr. IJ 052 US hergestellt.
Der Druckkopf ist mit der Endkappe 1126 verbunden, aber auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (printed circuit board – PCB) 1144 montiert, die Steuer- und Energiekontakte 1146 aufweist.
Eine Stiftspitze 1118 ist an der Endkappe 1126 montiert, so dass sie sich in einem kleinen Ausmaß axial bewegen kann. Die axiale Bewegung der Stiftspitze 1118 wird durch integrierte Arme 1148 gesteuert, die sich seitlich und axial vom inneren Ende des Stifts weg erstrecken und an einem Steg 1184 (siehe 15) anliegen. Bei Anwendung bewirkt das Drücken des Stifts gegen ein Substrat, dass sich die Arme 1148 biegen, wobei sich die Spitze zurückziehen kann. Der Stift ist vorzugsweise durch Spritzgießen eines thermoplastischen Materials, am bevorzugtesten Acetyl, ausgebildet. Diese Bewegung beträgt typischerweise ein Maximum einer Größenordnung von 0,5 mm und stellt eine gewisse Rückkopplung mit dem Anwender bereit. Zusätzlich nimmt die Flexibilität der Stiftspitze eine kleine Menge der Rauheit in der Substratsoberfläche auf. Auf Wunsch kann die Stiftspitze im Wesentlichen ohne zulässige Bewegung fixiert sein.
Die erste Endkappe 1124 ist so geformt, dass sie eine kleine Knopfzelle oder Zylinderbatterie 1138 aufnimmt. Die Batterie kann lediglich am Ende der Endkappe sitzen oder sie kann seitlich in eine Kammer in der Endkappe eingesetzt werden. Das Anordnen der Batterie in eine Kammer macht es möglich, dass beide Anschlüsse einer Knopfzelle oder zylindrischen Batterie leicht mit elektrischen Kontakten in der Kammer in Eingriff kommen. Sitzt die Batterie lediglich an einem Ende, ermöglicht dies nur einen leichten Eingriff mit einem Anschluss. Es werden ein oder zwei Drähte oder andere elektrische Bahnen 1139 bereitgestellt, die einen oder beide Anschlüsse der Batterie 1138 an die Leiterplatte 1144 anschließen.
Eine Spitzenkappe 1152 erstreckt sich über die Endkappe 1126, den Druckkopf 1120, die Leiterplatte 1144 und die Stiftspitze 1118, wobei eine Öffnung 1154 bereitgestellt wird, durch die das freie Ende 1156 der Stiftspitze 1118 vorsteht. Die Off nung 1154 ist in der Form oval und ermöglicht es, dass der Druckkopf 1120 Tinte durch die Öffnung unter der Stiftspitze ausstößt.
Die Patrone 1116 ist im Schreibergehäuse 1112 positioniert und wird durch einen oder mehrere elastische Einrastarme 1158 festgehalten, die mit der Spitzenkappe 1152 einstückig ausgebildet sind. Wo die Batterie 1138 an der Endkappe mit beiden Anschlüssen im elektrischen Kontakt mit der Leiterplatte 1114 sicher montiert ist, muss die Patrone mit dem Schreibergehäuse 1112 anderweitig nicht in Eingriff kommen. Wenn nur ein Anschluss mit der Leiterplatte verbunden ist, kann das Schreibergehäuse verwendet werden, um den Weg für den anderen Anschluss, auf Wunsch über Schalter, bereitzustellen, wobei in dem Fall das freie Ende der Batterie mit einem im geschlossenen Ende 1160 des Gehäuses 1112 montierten Anschluss in Eingriff kommt.
Bei einem einfarbigen Schreiber sind die minimale Funktionalität, die zum Steuern des Druckkopfes erforderlich ist, ein An/Aus-Schalter und eine Schaltung zum Steuern der Tintenstrahl-Betätigungselemente. Die Leiterplatte oder der Druckkopf selbst nehmen die Steuerschaltung für die Tintenstrahl-Betätigungselemente auf. Der An/Aus-Schalter wird vorzugsweise so gesteuert, dass Tinte nur ausgestoßen wird, wenn die Stiftspitze auf ein Substrat gedrückt wird. Das Drücken des Stifts gegen ein Substrat führt zu einer Druckkraft in der Stiftspitze. Bei diesem Ausführungsbeispiel führt dies zu einer Bewegung des Stifts, wobei der An/Aus-Schalter durch die Bewegung, durch Erfassen der Druckkraft oder durch andere Einrichtungen aktiviert werden kann. Wo der Stift im Wesentlichen fixiert ist, ist eine Bewegung der Stiftspitze relativ zum Rest des Schreibers nicht verfügbar.
Die Leiterplatte und die Druckkopf-Schaltung können dauerhaft mit der Batterie verbunden sein oder der Schreiber kann mit einem separaten "Haupt" An/Aus-Schalter versehen sein. Die Bereitstellung eines Haupt-An/Aus-Schalters ermöglicht es dem Anwender, den Schreiber in einem Nichtmarkierungsmodus zu verwenden, wie zum Beispiel zur Anwendung mit einem Berührungsbildschirm einer elektronischen Notizbuch-Vorrichtung. Es können wertere Mechanismen verwendet werden, um zu gewährleisten, dass der Schreiber nicht druckt, wie später erläutert wird. Wenn es kein Eingreifsystem gibt, so dass der Schreiber dauerhaft "an" ist, weisen die Druckkopf- oder die Leiterplatten-Schaltung oder beide vorzugsweise eine "Schlafmodus-" Schaltung auf, die die meisten elektrischen Schaltungen abschaltet, um Batterieenergie zu schonen. Das Drücken der Stiftspitze führt zu einem "Aufwachen" der elektrischen Systeme und zum Drucken. Bei einer Festkörpervorrichtung wird die Verzögerung beim Beginn des Druckens, die durch das Ändern von einem Schlafmodus in einen aktiven Modus hervorgerufen wird, so klein sein, dass sie vom Anwender nicht wahrgenommen wird. Wenn der Schreiber eine Bewegungs-Erfassungsvorrichtung wie einen Beschleunigungssensor aufweist, dann kann dieser Sensor den Schreiber beim Erfassen einer Bewegung über einem festgelegten Schwellenwert "aufwecken".
Wie am besten in 1 & 3 zu sehen ist, ist das Schreibergehäuse 1112 nicht symmetrisch, sondern wird stattdessen mit einem Fingergriff 1162 bereitgestellt. Dieser Fingergriff 1162 unterstützt den Anwendern dabei, den Schreiber in einer Ausrichtung mit der Stiftspitze 1118 über dem Druckkopf 1120 zu halten. Die Ausrichtung des Schreibers ist jedoch nicht entscheidend, wobei der Schreiber so konfiguriert ist, dass die Stiftspitze den Weg der Tinte vom Druckkopf zum Papier in einer beliebigen Ausrichtung gemäß 7 nicht behindern wird.
7 zeigt die Stiftspitze, die sich gegen Papier in drei unterschiedlichen Ausrichtungen stützt, gekennzeichnet durch die Zahlen 1164, 1166 & 1168. Der Weg der Tinte vom Druckkopf wird durch die Linie 1170 angezeigt. Das Papierblatt 1164 stellt eine Ausrichtung mit der Stiftspitze über dem Druckkopf dar, während das Papierblatt 1166 eine Ausrichtung mit der Stiftspitze unter dem Druckkopf darstellt. Das Papierblatt 1168 stellt eine Ausrichtung mit der Stiftspitze zur Seite des Druckkopfes dar. Wie zu sehen ist, behindert die Stiftspitze nicht den Weg der Tinte auf das Papier in einer beliebigen Ausrichtung.
8 zeigt eine Patrone 1172 ähnlich zu der von 1 bis 6, außer dass die Patrone keine Batterie aufweist. Die Patrone ist ansonsten im Wesentlichen mit der Patrone von 1 bis 6 identisch, wobei so die gleichen Teile mit den gleichen Zahlen gekennzeichnet sind. Die Hauptunterschiede sind, dass die Endkappe 1174 ein ein facher Stopfen ist und keine Vorkehrung zur Aufnahme einer Batterie hat. Zusätzlich gibt es keine elektrische Verbindung oder Drähte, die sich zur Leiterplatte 1144 erstrecken. Die Patrone 1172 ist für die Anwendung in einem Schreibergehäuse vorgesehen, das eine Energiequelle aufweist, entweder eine Batterie oder eine Drahtverbindung. Das Gehäuse des Schreibers weist elektrische Anschlüsse für den Kontakt mit der Leiterplatte 1146 auf. Die Tintenzufuhr 1116 kann die gleiche Länge haben wie die des selbst gespeisten Ausführungsbeispiels oder kann eine andere Lange haben. Die Batterie in dem Schreiber kann eine Einweg- oder wieder aufladbare Batterie sein.
Die Patronen weisen vorzugsweise Identitätsinformationen auf, die in einem nicht flüchtigen Speicher fest kodiert oder gespeichert werden und die eine oder mehrere Eigenschaften der Patrone identifizieren, wie zum Beispiel ob die Patrone eine Mono- oder Farbpatrone ist, die mögliche maximale Breite der Linie usw. Zusätzlich können die Patronen eine Schaltung aufweisen, um den Tintenpegel in jeder Kammer zu überwachen oder um zu erfassen, wenn Tinte ausgelaufen ist. Diese Informationen können für den Schreiber über Kontakte auf der Leiterplatte 1144 verfügbar gemacht werden. Alternativ steuert der Schreiber das Abnehmen eines berechneten, angenommenen oder von der Patrone zugeführten anfänglichen Tintenvolumens gegenüber dem Tintenvolumen, wenn das Schreiben stattfindet. Bei einer Form kann die Patrone das anfängliche Tintenvolumen im nicht flüchtigen Speicher speichern, wobei der Schreiber diese Informationen von der Patrone herausziehen kann, wenn die Patrone installiert ist. Dies macht es möglich, dass die Patrone eine relativ „stumme" Vorrichtung ist.
SCHREIBER MIT SENSOR
Ein Schreiber mit einer eingebauten Sensorvorrichtung wird in 9 und 10 gezeigt. Der Schreiber 1200 hat ein Gehäuse-Formstück 1202, ein Chassis-Formstück 1204 und ein vorderes Formstück 1206. Der Schreiber 1200 verwendet eine Patrone 1208, die gleiche wie die gemäß 1 bis 6, d. h., eine selbst gespeiste Einwegpatrone.
Der Schreiber weist außerdem eine optische Sensorpackung 1210 auf, die eine Leiterplatte 1212 und ein optisches Formstück 1214 umfasst. Die Leiterplatte 1212 weist eine Bildsensor-Vorrichtung 1216, eine Lichtquellenvorrichtung 1218, Verarbeitungschips 1220, einen Funksenderchip 1222, Display-LEDs 1224 und eine Antenne 1226 auf. Die Antenne 1226 ist mit der Leiterplatte 1212 über einen Draht 1228 verbunden. Die Leiterplatte weist optional einen Beschleunigungssensor 1230 auf. Die Bildsensor-Vorrichtung 1216 kann auf ein schmales Band elektromagnetischer Wellenlängen oder auf ein breites Band reagieren. Die Lichtquellenvorrichtung 1218 emittiert elektromagnetische Strahlung mit einigen oder allen Wellenlängen, auf die die Sensorvorrichtung reagiert. Die Bildsensor-Vorrichtung 1216 besteht vorzugsweise aus einem oder mehreren Ladungsspeicherbausteinen (charge coupled device – CCD) oder CMOS-Bildsensoren. Die Lichtquelle 1218 besteht vorzugsweise aus einer oder mehreren LEDs, die elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren vorher ausgewählten Wellenlängen emittieren. Die Lichtquellen und Bildsensoren können mit einem oder mehreren Filtern bereitgestellt werden, um unerwünschte Wellenlängen herauszufiltern. Unter einigen Umständen kann es wünschenswert sein, dass man einen ersten Satz von Bildsensoren, der nur auf Infrarotstrahlung reagiert, und einen zweiten Satz hat, die nur auf sichtbares Licht reagiert. Ähnlich dazu kann es wünschenswert sein, dass man einen ersten Satz von Lichtquellen, der nur Infrarotstrahlung emittiert, und einen zweiten Satz hat, der nur sichtbares Licht emittiert. Andere Kombinationen von Wellenlängen sind möglich, wobei die Vorrichtung auf mehr als zwei Wellenlängenbänder reagieren kann.
In unseren früheren Anmeldungen PCT/AU 00/00 565 (Verzeichnis Nr. NPS 001), PCT/AU 00/00 560 (Verzeichnis Nr. NPP 001) und PCT/AU 00/00 569 (Verzeichnis Nr. NPT 002) haben wir ein System offenbart, dass als Netpage bezeichnet wird und einen Schreiber zum Erfassen von unsichtbaren Markierstellen aufweist, die auf Papier gedruckt sind. Der Schreiber 1200 kann die gesamte Funktionalität des in unserer früheren Anmeldung offenbarten Netpage-Schreibers aufweisen und tatsächlich ein Netpage-Schreiber mit einer steuerbaren Markierungsfunktion sein.
Das von der Lichtquellenvorrichtung 1218 emittierte Licht wird durch das optische Formstück 1214 zur Linse 1232 und dann bei Anwendung zum Substrat geführt. Das von der Linse aufgenommene Licht wird durch das optische Formstück 1214 zur Bildsensor-Vorrichtung 1216 geführt. Wo es mehrere Lichtquellen oder Bildsensoren gibt, weist das optische Formstück bei Bedarf Strahlenkombinierer und Teiler und Filter auf. Die Linse ist vorzugsweise Teil des optischen Formstücks, wobei das vordere Formstück eine Öffnung 1233 hat, durch die Licht vom und zum optischen Formstück 1214 geführt wird. Die Öffnung 1233 kann durch das Fehlen von Material oder durch die Bereitstellung von Material definiert sein, das im Wesentlichen für das durch die Bildsensor-Vorrichtungen) 1216 verwendete Licht transparent ist.
Die Leiterplatte ist in Schlitzen 1234 im Chassis-Formstück 1204 mit der Antenne montiert, die sich in einem Schlitz (nicht dargestellt) in der oberen Oberfläche des Chassis-Formstücks 1204 erstreckt. Das Chassis-Formstück gleitet in das Gehäuse-Formstück und wird durch das vordere Formstück 1206 in der Position festgehalten. Das vordere Formstück 1206 ist eine Einrastpassung im Gehäuse-Formstück, wobei eine Einrastpassung (nicht dargestellt) in der Aussparung 1236 des Gehäuse-Formstücks in Eingriff kommt. Die Schreiber-Leiterplatte 1212 kommt mit den Kontakten 1144 der Patronen-Leiterplatte 1144 in Eingriff, um Energie von der durch die Patrone getragenen Batterie aufzunehmen und die Funktionsweise des Druckkopfes 1120 zu steuern. Die Steuerung des Druckkopfes hängt von der Anwendung und dem Prozessor ab und wird in späteren Abschnitten dieses Dokuments erörtert.
STEUERUNG DES DRUCKKOPFES
11 bis 13 zeigen einen Schreiber 1250 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Schreiber hat ein einfaches röhrenförmiges Gehäuse 1252, in dem eine Tintenpatrone 1114 aufgenommen wird. Die Patrone 1114 kann eine einfarbige Tintenpatrone oder eine Farbpatrone sein. Das Gehäuse 1252 weist eine Leiterplatte 1254 auf, auf der ein Prozessorchip oder Chips 1256 und ein Potentiometer 1257 montiert sind. Das Potentiometer ist so positioniert, dass es unter der oberen Oberfläche des Gehäuses 1252 liegt und mit einem externen Schieberegler 1258 verbunden ist. Der Schieberegler 1258 gleitet in einem Schlitz 1260 des Gehäuses. Die Leiterplatte 1254 weist Kontaktfahnen 1262 auf, die mit Kontakten 1146 der Patrone 1114 in Eingriff kommen, um Energie aufzunehmen und den Druckkopf 1120 zu steuern.
Das Potentiometer ist in der Lage, eine Eigenschaft der durch den Druckkopf 1120 aufgebrachten Tinte einzustellen. Das kann die Menge der aufgebrachten Tinte, die Breite der erzeugten Linie, die Farbe der aufgebrachten Tinte (in einer Farbpatrone) oder ein beliebiges anderes Attribut sein.
Wie früher erwähnt wurde, können die Patronen Informationen aufweisen, die eine oder mehr der Eigenschaften der Patrone kennzeichnen wie zum Beispiel, ob die Patrone eine Mono- oder Farbpatrone ist, die mögliche maximale Breite der Linie usw. Der Prozessor 1256 der Schreiber-Leiterplatte 1254 kann diese Informationen von der Patrone erhalten und das relevante Attribut des Druckkopfes 1120 ändern. Die Patrone 1114 kann eine Fläche 1268 aufweisen, die das Attribut anzeigt, das modifiziert werden kann. Die Informationen können direkt auf das Patronengehäuse gedruckt oder durch einen Aufkleber angebracht sein. Das Gehäuse kann eine transparente Fläche 1264 neben dem Schieberegler 1256 aufweisen, durch die die Fläche 1268 sichtbar ist. Damit kann zum Beispiel eine Farbpatrone, deren Farbausgabe modifiziert werden kann, einen Regenbogenstreifen an der Fläche 1268 haben, der durch die Fläche 1264 sichtbar ist. Der Anwender kann eine beliebige Farbe lediglich durch Schieben des Schiebereglers 1258 auswählen, so dass sich die Anzeigelinie 1266 neben der erforderlichen Farbe befindet. Eine Mono-Patrone mit einer einstellbaren Linie kann einen Keil haben, der die Linienbreite darstellt, die sich axial erstreckt. Es ist offensichtlich, dass weitere Attribute steuerbar sind.
DRUCKKOPF UND STIFTSPITZE
14 und 15 zeigen ausführlich eine bevorzugte Anordnung von Druckkopf und Stiftspitze für die Anwendung in der Patrone und dem Schreiber der vorliegenden Erfindung und wie sie in den Patronen von 5, 6 & 8 verwendet werden. Als solches haben die gleichen Teile die gleichen Bezugszahlen.
Der Druckkopf 1120 ist auf der Leiterplatte 1114 montiert und wird in einer Aussparung 1176 in der Endkappe 1126 aufgenommen. Sowohl der Druckkopf als auch die Aussparung sind nicht kreisförmig, um eine korrekte Ausrichtung zu unterstützen. Die Endkappe 1126 weist vier Tintengalerien 1178 auf, die in der Aussparung 1176 an den Tintenauslässen 1180 enden. Diese Auslässe stehen mit Tinteneinlässen 1182 des Druckkopfes 1120 in Verbindung.
Die Stiftspitze 1118 ist in einem Schlitz 1184 der Spitzenkappe 1152 montiert und wird durch die Oberfläche 1190 der Endkappe 1126 festgehalten. Die freitragenden Arme 1148 liegen gegen den Steg 1184 an und spannen die Stiftspitze nach außen vor. Der vordere Bereich 1186 der Stiftspitze ist im Querschnitt kreisförmig, wobei aber der hintere Bereich 1188 einen flachen Bereich 1191 hat, der über eine Oberfläche 1190 der Endkappe 1126 gleitet.
Die Stiftspitze weist einen Schlitz 1181 auf, der sich schräg entlang der flachen Oberfläche 1191 erstreckt. Der Druckkopf 1120 weist eine sich drehende Kappeneinrichtung 1183 auf. Die Kappeneinrichtung ist zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsposition bewegbar. In der ersten Position sind die Tintenausstoßdüsen des Druckkopfes verdeckt und vorzugsweise abgedichtet, um ein Austrocknen der Tinte im Druckkopf und das Eintreten von Fremdmaterial oder beides zu verhindern. In der zweiten Position sind die Tintenausstoßdüsen des Druckkopfes nicht verdeckt, wobei der Druckkopf arbeiten kann. Die Kappeneinrichtung 1183 weist einen Arm 1185 auf, der mit dem Schlitz 1181 in Eingriff kommt. Wenn sich die Stiftspitze relativ zum Druckkopf herein- und herausbewegt, wird damit bewirkt, dass sich die Kappeneinrichtung 1183 dreht. Wenn keine Last auf die Stiftspitze ausgeübt wird und sie vollständig ausgestreckt ist, befindet sich die Kappeneinrichtung in der ersten Position, wobei sich die Kappeneinrichtung in der zweiten Position befindet, wenn die Stiftspitze heruntergedrückt wird. Die Kappeneinrichtung 1183 kann einen Ein/Aus-Schalter für den Druckkopf 1120 aufnehmen, so dass der Druckkopf nur arbeiten kann, wenn sich die Kappeneinrichtung in der zweiten Betriebsposition befindet. Der Schlitz kann einen schrägen Bereich, um die Kappeneinrichtung zu öffnen und zu schließen, und dann einen Bereich haben, der sich axial erstreckt, wenn keine Bewegung der Kappeneinrichtung mit einer Bewegung der Stiftspitze stattfindet.
AUFBAU VON DRUCKKOPF UND KAPPENEINRICHTUNG
Der Aufbau und die Anordnung des Druckkopfes 1120 und der Kappeneinrichtung 1183 werden in 16 bis einschließlich 24 gezeigt. Der Druckkopf 1120 ist eine Anordnung aus vier Schichten 1302, 1304, 1306 und 1308 aus einem Halbleitermaterial. Die Schicht 1306 ist eine Schicht aus elektrisch aktiven Halbleiterelementen, die MEMS-Tintenausstoßdüsen 1310 aufweisen. Die Schicht 1306 wurde mittels üblicher Halbleiter-Fertigungsverfahren aufgebaut. Die Schichten 1302 und 1304 sind im Druckkopf elektrisch inaktiv und stellen Durchgänge für die Zufuhr von Tinte zu den Tintenausstoßdüsen 1310 von den Tinteneinlässen 1182 bereit. Die Schicht 1308 ist ebenfalls elektrisch inaktiv und bildet eine Schutzeinrichtung mit Öffnungen 1312 über jeder Tintenausstoßdüse 1310, um zu ermöglichen, dass Tinte vom Druckkopf ausgestoßen wird. Die Schichten 1302, 1304 und 1308 müssen nicht aus dem gleichen Material wie die Schicht 1306 oder sogar ein Halbleiter sein, wobei man aber durch die Verwendung des gleichen Materials Probleme mit den Berührungsflächen des Materials vermeidet. Des Weiteren kann durch die Verwendung von Halbleitermaterial für alle Bauteile die gesamte Anordnung mittels Halbleiter-Fertigungsverfahren hergestellt werden. Der Druckkopf 1120 hat vier Tinteneinlässe 1182, wobei die Tintenausstoßdüsen 1310 in zwölf Sätzen angeordnet sind, von denen sich jeder grob radial nach außen von der Mitte 1300 des Druckkopfes erstreckt. Jede vierte radiale Linie der Tintenausstoßdüsen 1310 ist mit dem gleichen Tinteneinlass verbunden. Die mit dem gleichen Tinteneinlass verbundenen Tintenausstoßdüsen bilden einen Satz Tintenausstoßdüsen. Die Tintenausstoßdüsen 1310 sind auf abwechselnden Seiten einer radialen Linie angeordnet, was einen engeren radialen Abstand von deren Mittelpunkten zur Folge hat. Die zwölf "Linien" der Tintenausstoßdüsen 1310 sind symmetrisch um den Mittelpunkt 1300 des Druckkopfes in einem Abstand von 30° angeordnet. Man wird erkennen, dass die Anzahl der "Linien" der Tintenausstoßdüsen 1310 mehr oder weniger als 12 betragen kann. Ähnlich dazu kann es mehr oder weniger als vier Tinteneinlässe 1182 geben. Vorzugsweise gibt es eine gleiche Anzahl von Linien für jeden Tinteneinlass 1182. Wenn eine einzelne Tinte in der Patrone verwendet wird, müssen die Tinteneinlässe nicht die gleiche Anzahl von "Linien" der Tintenausstoßdüsen speisen.
Die Schicht 1306 weist eine Lasche 1311 auf, auf der eine Anzahl von Sätzen von elektrischen Steuerkontakten 1312 bereitgestellt wird. Der Klarheit halber werden nur vier Kontakte gezeigt, wobei man erkennen wird, dass es abhängig von der Anzahl unterschiedlicher verwendeter Farbtinten und dem gewünschten Grad der Steuerung über jede einzelne Tintenausstoßdüse 1310 und anderen Anforderungen mehr geben kann. Der Druckkopf ist auf der Leiterplatte 1114 durch Bonden der Lasche auf der Leiterplatte 1114 montiert. Die elektrischen Kontakte 1312 kommen mit entsprechenden Kontakten (nicht dargestellt) auf der Leiterplatte 1114 in Eingriff. Die Schicht 1306 weist eine Steuerschaltung für jede Tintenausstoßdüse auf, um die Düse beim Anschalten zu steuern. Im Allgemeinen werden jedoch alle Steuerungen auf höherer Ebene, zum Beispiel welche Farbtinten gedruckt werden sollen und in welchen relativen Mengen, von außerhalb des Druckkopfes ausgeführt. Dies kann durch eine Schaltung auf der Leiterplatte 1114 oder den Schreiber-Leiterplatten wie zum Beispiel 1210 von der Vorrichtung von 9 & 10 oder 1254 von der Vorrichtung von 11, 12 & 13 geschehen. Diese Steuerungen auf höherer Ebene werden zum Druckkopf 1120 über Kontakte 1312 weitergeleitet. Es gibt vorzugsweise wenigstens einen Satz von Kontakten 1312 für jeden Satz von Tintenausstoßdüsen. Es kann jedoch jede Linie oder jede einzelne Tintenausstoßdüse ansteuerbar sein. In ihrer einfachsten Form kann jeder Satz durch die Steuersignale lediglich an- oder ausgeschaltet werden.
Wie in 16 in der Draufsicht zu sehen ist, hat der Druckkopf 1120 ein im Wesentlichen achteckiges Profil mit Laschen 1314 und 1316, die sich von gegenüberliegenden Flächen des Achtecks erstrecken. Es wird angemerkt, dass die Lasche 1314 nur aus den Schichten 1302, 1304 und 1306 ausgebildet ist, während die Lasche 1316 aus allen vier Schichten 1302, 1304, 1306 und 1308 ausgebildet ist. Dies macht es möglich, dass die Leiterplatte 1114 mit der Schicht 1306 verbunden werden kann, ohne sich über die Oberseite der Schicht 1308 zu erstrecken. Die achteckige Form mit den Laschen unterstützt außerdem beim Anordnen des Druckkopfes in der Aussparung 1180 in der Endkappe 1126.
Die Kappeneinrichtung 1183 ist vorzugsweise aus dem gleichen Halbleitermaterial wie der Druckkopf ausgebildet und auf dem Druckkopf zur Drehung um den Mittel punkt 1300 des Druckkopfes montiert. Wie bei den nicht elektrisch aktiven Schichten muss die Kappeneinrichtung nicht aus dem gleichen Material wie der Druckkopf oder sogar aus einem Halbleiter bestehen. Die Kappeneinrichtung kann zwischen einer offenen Position (siehe 17) und einer geschlossenen Position (siehe 18) gedreht werden. Die offene Position wird gezeigt, wobei die geschlossene Position in gestrichelten Umrissen in 16 und 18 gezeigt wird. Die Kappeneinrichtung 1183 hat zwölf sich radial erstreckende Öffnungen 1318. Diese Öffnungen sind so dimensioniert und angeordnet, dass in der offenen Position alle Tintenausstoßdüsen frei sind, um Tinte durch die Öffnungen auszustoßen. In der geschlossenen Position liegen die Öffnungen 1318 über dem Material zwischen den Linien der Tintenausstoßdüsen, wobei das Material der Kappeneinrichtung zwischen den Öffnungen 1318 über den Öffnungen 1320 in der oberen Schicht 1308 liegt. Damit kann keine Tinte vom Druckkopf entweichen und kein Fremdmaterial in die Öffnungen 1320 eindringen und möglicherweise bewirken, dass die Tintenausstoßdüsen blockiert sind. Die Öffnungen 1318 sind in der Kappeneinrichtung 1183 vorzugsweise mittels üblicher Halbleiter-Ätzverfahren ausgebildet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede Öffnung zu einer Reihe von überlappenden zylindrischen Bohrungen äquivalent, deren Durchmesser eine Funktion des radialen Abstands von Mittelpunkt 1300 der Kappeneinrichtung ist. Alternativ können die Öffnungen durch zwei sich radial erstreckende Linien mit einem kleinen Winkel zueinander definiert werden. Man wird erkennen, dass sich die Außenseite der Kappeneinrichtung mehr bewegt als die Innenseite, wenn sie gedreht wird, so dass die Breite der Öffnungen zunehmen muss, wenn der radiale Abstand ansteigt.
Die Kappeneinrichtung ist im Wesentlichen Planar mit acht Füßen 1322, die sich nach unten vom Rand der unteren Oberfläche 1326 erstrecken. Diese Füße sind um den Umfang gleich beabstandet und kommen mit entsprechenden Schlitzen 1328 in Eingriff, die im Umfangsrand der oberen Fläche 1329 der oberen Schicht 1308 ausgebildet sind. Die Schlitze sind rechteckig mit abgerundeten Innenecken. Die Innenfläche 1330 der Schlitze 1328 und die Innenfläche 1332 der Füße können bogenförmig und zum Mittelpunkt 1300 des Druckkopfes mittig angeordnet sein, um beim Gewährleisten, dass sich die Kappeneinrichtung um die Mittelachse 1300 dreht, zu unterstützen. Dies ist jedoch nicht wesentlich. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat jede Fläche des Achtecks einen Schlitz 1328, wobei dies nicht wesentlich ist und zum Beispiel nur abwechselnde Flächen einen Schlitz darin haben können. Die Symmetrie der Füße 1322 und der Schlitze 1328 ist ebenfalls nicht wesentlich.
Die Drehung der Kappeneinrichtung wird durch den Eingreifen des Arms 1185 in den gewinkelten Schlitz 1181 in der Stiftspitze bewirkt. Die Drehung der Kappeneinrichtung wird schließlich durch die Füße 1322 und die Schlitze 1328 begrenzt. Um eine Beschädigung der Kappeneinrichtung, des Druckkopfes oder der Stiftspitze zu verhindern, hat der Arm 1185 einen eingeengten Bereich 1334. In dem Fall, dass die Stiftspitze zu weit geschoben wird, biegt sich der Arm 1185 um den eingeengten Bereich 1334. Zusätzlich werden Schutzarme 1336 an jeder Seite des Arms 1185 bereitgestellt und dienen ebenfalls dazu, die Drehung zu begrenzen. Die Aussparung 1176, in die der Druckkopf eingesetzt wird, hat eine Öffnung, in der sich die Schutzarme befinden. Wenn aus irgendeinem Grund die Kappeneinrichtung zu viel gedreht wird, kommen die Schutzarme mit der Seite der Öffnung in Kontakt und begrenzen die Drehung, bevor die Füße 1322 mit den Enden der Schlitze 1328 in Kontakt kommen.
DRUCKKOPF-BETÄTIGUNG
Während der Schreiber angeschaltet werden kann, ist es wünschenswert, dass der Druckkopf nur betätigt wird, wenn die Stiftspitze gegen ein Substrat gedrückt wird. Die Stiftspitze kann eine einfache An-Aus-Schaltung bewirken, um zu schließen, wenn sie sich in den Schreiber bewegt. Alternativ kann ein Kraftsensor die Größenordnung der Kraft messen, die auf die Stiftspitze ausgeübt wird. In dieser Hinsicht können die freitragenden Arme 1148 direkt als elektrische Kraftsensoren verwendet werden. Alternativ kann auf einen diskreten Kraftsensor durch das innere Ende der Stiftspitze eingewirkt werden. Wo ein Kraftsensor genutzt wird, kann er lediglich verwendet werden, um den Druckkopf an- oder auszuschalten oder um die Rate des Tintenausstoßes mit einer höheren Kraft (elektronisch) zu steuern, wobei dies zum Beispiel eine höhere Ausstoßrate zur Folge hat. Die erfasste Kraft kann durch ein Steuergerät verwendet werden, um wertere Attribute wie die Linienbreite zu steuern.
Die Drehung der Kappeneinrichtung kann ebenfalls eine An/Aus-Schaltung bewirken, um den Status zu ändern.
DRUCKKOPF-TINTENDURCHGÄNGE
Am Druckkopf sind die unterschiedlichen Farb-Tintenausstoßdüsen radial angeordnet, wobei dies Probleme beim Zuführen von Tinte zu den Ausstoßvorrichtungen darstellt, wo die unterschiedlichen Farb-Tintenausstoßdüsen verschachtelt sind. Bei herkömmlichen Druckern sind die Tintenausstoßdüsen in parallelen Reihen angeordnet, wobei so alle unterschiedlichen Tinten jeder Reihe von einem oder beiden Enden zugeführt werden können. Bei einer radialen Anordnung ist dies nicht möglich.
Die hintere Oberfläche der unteren Schicht 1302 ist mit vier Tinteneinlässen 1182 versehen. Diese Einlässe sind an der hinteren Fläche für ungefähr die Hälfte der Dicke der Schicht 1302 oval geformt und werden dann als eine kreisförmige Öffnung 1340 durch die obere Fläche weitergeführt. Die hintere Fläche der Schicht 1302 hat außerdem vier Nuten 1342, 1344, 1346 und 1348, die sich im mittleren Bereich befinden. Es gibt eine Anzahl von Löchern, die sich von den Nuten durch die Schicht 1302 erstrecken (siehe 21 und 24). Die untere Oberfläche der unteren Schicht 1302 dichtet gegen die Endkappe 1126 ab, so dass diese Nuten abgedichtete Durchgänge definieren.
Wie oben erwähnt wurde, gibt es vier Tinteneinlässe und 12 Linien von Tintenausstoßdüsen 1310, so dass drei Linien von Tintenausstoßdüsen Tinte vom gleichen Tinteneinlass aufnehmen müssen. Mit Bezug auf 21 wird ein erster Satz von drei Linien von Tintenausstoßdüsen mit 1370, 1371 & 1372 nummeriert. Dieser Satz nimmt Tinte auf, die durch den Tinteneinlass 1182a zugeführt wird. Die zweite Schicht 1304 hat einen Schlitz 1350, der sich durch seine Dicke unter der Linie von Tintenausstoßdüsen erstreckt. Das äußere Ende des Schlitzes 1350 ist mit dem Tinteneinlass 1182a ausgerichtet und führt so Tinte den Vorrichtungen der Linie 1370 darüber zu, wie in 19 zu sehen ist. Das andere Ende des Schlitzes 1350 ist mit dem Loch 1356 in der Schicht 1302 ausgerichtet, so dass es mit der Nut 1342 in Verbindung steht. Die Enden der Nut 1342 haben Löcher 1358 & 1360 zur oberen Oberfläche, wobei diese mit den Schlitzen 1352 bzw. 1354 in Verbindung stehen. Diese Schlitze führen Tinte den Linien 1371 bzw. 1372 zu. Die Zufuhr von Tinte vom gegenüberliegenden Tinteneinlass 1182c zu den jeweiligen Linien 1376, 1377 & 1378 der Tintenausstoßdüsen wird mit einem Spiegelbild der Schlitze und Nuten ausgeführt.
Der Tinteneinlass 1182b steht mit dem Schlitz 1362 in Verbindung und versorgt so die Linie 1373 der Tintenausstoßdüsen. Das innere Ende des Schlitzes 1362 steht mit dem Loch 1364 in der Schicht 1302 in Verbindung. Dieses Loch 1364 steht mit der Nut 1344 in Verbindung. Das andere Ende der Nut 1344 hat ein Loch 1366, das sich zur oberen Oberfläche erstreckt, die mit dem Schlitz 1368 in Verbindung steht. Der Schlitz 1368 erstreckt sich unter den Linien 1374 und 1375 der Tintenausstoßdüsen, wobei so alle drei Linien die gleiche Tinte aufnehmen. Die Zufuhr von Tinte vom Einlass 1182d zu den Linien 1379, 1380 & 1381 wird mit einer Spiegelbildanordnung von Schlitzen und Nuten erreicht.
STEUERUNG VON ATTRIBUTEN VON GEDRUCKTER TINTE Farbsteuerung über Potentiometer
23 zeigt einen Vierfarben-Schreiber 1400 mit einem Schreibergehäuse 1402 und einer austauschbaren Vierfarben-Tintenpatrone 1114. Das Schreibergehäuse 1400 weist drei drehbare Potentiometer 1404, 1406 & 1408 auf. Die Potentiometer steuern den Farbton-, Sättigungs- bzw. Helligkeitswert, wobei das Schreibergehäuse außerdem ein Display 1410 aufweist, das eine Farbe entsprechend den Einstellungen anzeigt. Das Display 1410 ist vorzugsweise ein Display mit einer organischen Leuchtdiode (organic light emitting diode – OLED), das die geforderten Farben anzeigen kann. Alternativ kann das Display eine Kombination aus mehreren unterschiedlich gefärbten, pulsbreitenmodulierten LEDs oder eine Farb-LCD sein. Ein passives Display kann mit einer grafischen Darstellung der Wirkung von jeder auf der Oberfläche neben der jeweiligen Kontrolle gedruckten Kontrolle versehen sein. Eine weitere Variation stellt ein Display bereit, das numerische Werte von HSV (hue saturation value für Farbton-Helligkeits-Wert) oder Text ausgibt. Das Display kann weggelassen werden, wobei sich der Anwender lediglich auf das Zeichnen eine Probelinie verlässt, um die gewünschten Attribute zu erhalten. Die Potentiometer können lineare statt drehbare Potentiometer sein.
Man wird erkennen, dass andere Farbsteuermodelle verwendet werden können. Anstelle der HSV-Steuerung können die Potentiometer Rot-, Grün- & Blau-(RGB) Attribute oder die relativen Mengen von aufgetragenen Tinten aus Zyan, Magenta und Gelb (CMV) steuern. Der Schreiber kann mit einer Fähigkeit versehen sein, zuzulassen, dass die Potentiometer HSV, RGB oder CMY beliebig wechseln.
Farbsteuerung über Zyklustasten
24 zeigt einen Schreiber 1420 mit einem Schreibergehäuse 1422 und einer austauschbaren Vierfarben-Tintenpatrone 1114. Das Schreibergehäuse 1422 weist ein Farbdisplay 1424, vorzugsweise eine OLED, und drei Steuertasten 1426, 1428 & 1430 auf. Das Schreibergehäuse weist einen nicht flüchtigen Speicher auf, in dem mehrere unterschiedliche Farbwerte gespeichert sind. Die Steuertaste 1426 kann so bedient werden, dass sie den Schreiber in einen "Auswahl" Modus anordnet, wodurch die Tasten 1428 und 1430 den Schreiber durch die verfügbaren gespeicherten Werte zyklisch laufen lassen, wobei das Display 1424 die entsprechende zu druckende Farbe anzeigt. Die Tasten 1428 & 1430 lassen den Schreiber durch die Werte in unterschiedlichen Richtungen scrollen. Die Taste 1430 kann weggelassen werden, wenn das Scrollen in eine Richtung akzeptabel ist. Sobald der gewünschte Wert angezeigt wird, kann er über die Taste 1426 ausgewählt werden, wobei der Schreiber dann die ausgewählte Kombination erzeugen wird, bis sie geändert wird.
Linienattributsteuerung über Zyklustasten
25 zeigt einen Schreiber 1432 mit einem Schreibergehäuse 1434 und einer austauschbaren Vierfarben-Tintenpatrone 1114. Das Schreibergehäuse 1434 weist ein Farbdisplay 1436, vorzugsweise eine OLED, und drei Steuertasten 1438, 1440 & 1442 auf. Das Schreibergehäuse weist einen nicht flüchtigen Speicher auf, in dem mehrere unterschiedliche Linienarten wie eine durchgehende Linie, eine gepunktete Linie, eine Punkt-Strich-Linie usw. gespeichert sind. Die Steuertaste 1438 kann so bedient werden, dass sie den Schreiber in einen "Auswahl" Modus anordnet, wodurch die Tasten 1440 und 1442 den Schreiber durch die verfügbaren gespeicherten Linienarten zyklisch laufen lassen, wobei das Display 1436 die entsprechende zu druckende Linie anzeigt. Die Tasten 1428 & 1430 lassen den Schreiber durch die Arten in entgegengesetzten Richtungen scrollen. Sobald der gewünschte Wert angezeigt wird, kann er über die Taste 1438 ausgewählt werden, wobei der Schreiber dann die ausgewählte Linienart erzeugen wird, bis sie geändert wird. Man wird auch erkennen, dass die Linienbreite in einer ähnlichen Weise modifiziert werden kann, wobei der Schreiber eine Anzahl von gespeicherten Linienbreiten hat und diese durch den Anwender ausgewählt werden können.
Weitere Steuerungsmodelle liegen im Umfang der Erfindung, wobei die Erfindung nicht auf die Steuerung von Attributen über Potentiometer oder Steuertasten beschränkt ist.
Man wird erkennen, dass ein einzelner Schreiber die Steuerung von Farbe, Linienart und Linienbreite und auf Wunsch weitere Attribute mit einem einzelnen Display und drei Steuertasten bereitstellen kann, wobei die Auswahltaste den Schreiber durch die verfügbaren Attribute wie Farbe, Linienart und Linienbreite zyklisch laufen lässt. Zusätzliche Tasten können bereitgestellt werden, um einzeln durch die Farbkomponenten wie Farbton-, Sättigungs- und Helligkeitswert zyklisch zu verlaufen.
Farbsteuerung über Abtastung
Netpage-Erfassung
26 zeigt einen Schreiber 1450 mit einer Vierfarben-Tintenpatrone 1114 und einem Schreibergehäuse 1452. Das Schreibergehäuse nimmt eine Sensorpackung 1454 auf, die mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben ist und die ein Substrat abbilden kann. Das Schreibergehäuse weist Steuertasten 1456 und einen nicht flüchtigen Speicher (nicht dargestellt) auf. Der Schreiber kann so bedient wenden, dass eine Farbe von einem beliebigen Objekt durch "Klicken" der Stiftspitze 1154 gegen das Objekt entweder allein oder in Verbindung mit dem Drücken einer geeigneten der Tasten 1456 "entnommen" werden kann. Eine Farbkarte 1510 gemäß 27 kann mit einem Regenbogen aus vorher definierten Farben 1512 für die Anwendung mit dem Schreiber bereitgestellt werden. Die Karte weist außerdem einen Bereich 1514 zum Einstellen der Helligkeit der Farbe und einen Bereich 1516 zum Auswählen einer Linienbreite und/oder Linienart auf.
Die Sensorpackung 1454 kann in der Lage sein, Netpage-Markierstellen zu erfassen und zu dekodieren, wie in unserer früheren Anmeldung PCT/AU 00/00 569 (Verzeichnis Nr. NPT 002) beschrieben ist, wobei eine "Farbkarte" mit einer Reihe von Farbproben bereitgestellt werden kann, von denen jede mit den Netpage-Markierstellen unsichtbar kodiert ist. Die Markierstellen für jede Farbprobe können lediglich die Funktion statt der Position anzeigen, wie zum Beispiel "Farbe auf X einstellen", wobei X die Farbe der Probe ist. Der Schreiber weist einen Speicher auf, in dem die mit einem speziellen Markierstellencode verbundene Funktion gespeichert wird. Um den Schreiber auf eine besondere Farbe einzustellen, klickt der Anwender lediglich die gewünschte Farbe an, wobei der Schreiber die Markierstelle erfasst und dekodiert.
Eine alternative Struktur der Farbkarte (nicht dargestellt) kann zwei Befehlsbereiche aufweisen. Der erste Bereich weist Markierstellen auf, die zu einem Befehl "Anordnen im Farbauswahlmodus" oder "Entnahme-" Modus äquivalent sind, während der zweite Bereich Markierstellen aufweist, die zu dem Befehl "Einstellen der Farbe auf gegenwärtige Farbe" oder "Einstell-" Modus äquivalent sind. Um eine Farbe auszuwählen, braucht der Anwender lediglich auf den ersten Bereich "klicken", auf die gewünschte Farbprobe und dann auf den zweiten "Einstell" Bereich klicken.
Bei einer weiteren Variation kann die Farbkarte eine Reihe von unterschiedlichen Farben aufweisen, deren Werte in einer einzelnen Markierstelle kodiert sind. Die Karte kann einen mit diesen Markierstellen kodierten Bereich aufweisen, so dass der Anwender den Bereich anklicken und statt nur einer eine Reihe von Farben hochladen kann.
Alternativ können die Markierstellen wie in dem Netpage-System arbeiten, wo die Markierstellen dekodiert und zu einem Netpage-Server gesendet werden. Der Server bestimmt die mit den Markierstellen verbundene Funktion und sendet einen entsprechenden Befehl zurück zum Schreiber. In dieser Hinsicht wird ein Bezug zum Ausführungsbeispiel von 9 & 10 hergestellt, wo die entsprechende Hardware (Sender und Antenne) zum Senden und Empfangen von Informationen einer externen Vorrichtung enthalten sind.
Wo ein Schreiber mit einem Computersystem verbunden ist, können die Attribute von dem, was gedruckt wird, durch den Anwender mittels des Computers statt der Steuerungen auf dem Schreiber eingestellt werden.
Die Farbkarte kann außerdem Bereiche aufweisen, die es dem Anwender erlauben, ein beliebiges anderes Attribut der gedruckten Linie wie Linienart oder Linienbreite einzustellen.
Das Display kann verwendet werden, um modale, Auswahl- und Statusinformationen anzuzeigen, die aufweisen:

– Modusname
– gegenwärtige Farbe/Textur für Zeichnung/Malerei
– gegenwärtige Linienbreite für Zeichnung
– gegenwärtiger Pinselstrich für Malerei
– erste wenige Worte der gegenwärtigen Textauswahl
– Bildfragment der gegenwärtigen Bildauswahl
– URI von Hyperlink-Auswahl
– Schreiber-Status (Energie, Verbindung mit Drucker usw.)
– Fehlermeldungen

Erfassen mit Sensor an Oberseite des Schreibers
28 bis 33 zeigen einen Schreiber 1470 mit einer austauschbaren Vierfarben-Tintenpatrone 1114. Das Schreibergehäuse 1472 weist eine optische Sensorvorrichtung 1474 an seinem oberen Ende auf. Das Schreibergehäuse weist ein Farbdisplay 1476 und eine Steuertaste 1478 auf. Das Display und die Steuertaste sind auf einer ersten Leiterplatte 1480 zusammen mit einem Steuergeräte-Chip oder Chips 1479 montiert. Der oder die Chips 1479 weisen eine kleine Größenordnung eines nicht flüchtigen Speichers auf, der eine kleine Anzahl von Farb-(oder anderen Attribut-) Proben speichern kann. Die Leiterplatte weist Kontaktlaschen 1482 auf, um mit den Kontaktlaschen der Tintenpatrone 1114 in Kontakt zu kommen und um Energie aufzunehmen und den Druckkopf 1120 zu steuern. Die Sensorvorrichtung 1474 ist auf einer zweiten Leiterplatte 1483 montiert, die mit Kontakten (nicht dargestellt) auf der ersten Leiterplatte in Eingriff kommt. Zwei Leiterplatten werden zur Einfachheit der Herstellung bereitgestellt, wobei eine einzelne Leiterplatte bereitgestellt werden kann, auf der alle Bauteile montiert sind.
Die Sensorvorrichtung 1474 weist ein Chassis-Formstück 1484 auf. Das Formstück sitzt in einer Aussparung im inneren Ende des Schreibergehäuses und befindet sich in einer im Wesentlichen fixierten Position. Es wird ein Bildsensor bereitgestellt, der von jeder sichtbaren Farbe eine Probe nehmen kann. Der Sensor 1486 ist vorzugsweise ein RGB-Lichtaufnahmeelement. Es können andere Punkt-, Linien- oder Bildsensoren verwendet werden.
Das Formstück 1484 weist eine Aussparung 1488 auf, in der sich ein Bewegungsschalter 1490 befindet. Dieser Schalter ist zwischen dem Formstück und der Leiterplatte 1483 angeordnet, auf der der Bildsensor 1486 montiert ist. Der Schalter 1490 ist normalerweise offen, wird aber durch eine Druckkraft geschlossen. Ein Linsen-Formstück 1492, das eine Linse 1494 aufweist, ist verschiebbar in dem Ende des Schreibers montiert und liegt an der Leiterplatte 1482 an. Das Formstück 1492 weist einen Abstandhaltering 1496 auf, um zu verhindern, dass die Linse 1494 mit einem im Allgemeinen planaren Substrat in Kontakt kommt. Das Licht dringt in die Linse 1494 ein und wird auf den Punkt, die Linie oder den Bildsensor 1496 fokussiert/gerichtet. Das Linsen-Formstück 1492 kann in den Schreiber gepresst sein, wobei der Schalter zusammengedrückt und bewirkt wird, dass er von einem offenen in einem geschlossenen Status geändert wird. Bei Freigabe der Druckkraft drückt der Schalter das Formstück 1492 nach außen.
Die Farbe der durch den Schreiber erzeugten Linie kann in einer Vielfalt von Möglichkeiten gesteuert werden. Wie erwähnt wurde, können die Steuergeräte-Chips 1479 eine Anzahl von unterschiedlichen Farben speichern. Die zu druckende Farbe kann aus den gespeicherten Farben durch Anwendung der Steuertaste 1478 ausgewählt werden. Die ausgewählte Farbe wird auf dem Farbdisplay angezeigt. Es ist auch möglich, eine Probe von speziell angefertigten Farben zu nehmen und sie im Speicher mittels der Bildsensor-Vorrichtung 1474 zu speichern. Der Anwender kann den Bildsensor 1474 gegen eine Probe der gewünschten Farbe "klicken". Dies bewirkt, dass der Schalter 1490 schließt und die durch den Bildsensor 1486 erfasste Farbe zu dem (den) Steuergeräte-Chips) 1479 weitergeleitet wird. Der Steuergeräte-Chip stellt dann die zu druckende und anzuzeigende Farbe auf die Probefarbe ein. Der Anwender kann die Farben durch "Klicken" auf eine andere Farbprobe oder durch Anwendung der Steuertaste 1478 ändern, um eine der gespeicherten Farben auszuwählen.
Durch die Sensorvorrichtung als Proben entnommene Farben können im Speicher für eine spätere Anwendung gespeichert werden. Nach dem "Anklicken" auf die Probe kann der Anwender die Taste 1474 vorzugsweise in einer vorher eingestellten Zeit von beispielsweise etwa 5 Sekunden drücken, um die als Probe entnommene Farbe im Speicher zu speichern. Wenn die Taste nicht gedrückt wird, wird die Farbe als eine "zeitweilige" Farbe behandelt und nicht gespeichert. Der Speicher braucht nur in der Lage sein, eine kleine Anzahl von Farben wie 5 oder 10 zu speichern; das Speichern von mehr Farben kann möglich sein, macht aber die Auswahl der gewünschten Farbe für den Anwender schwieriger. Wo der Speicher seine Kapazität erreicht hat, kann der Schreiber eine Anzahl von Programmen zum Löschen einer gespeicherten Farbe ausführen, um Raum für eine neue Farbe zu schaffen. Es kön nen die älteste gespeicherte Farbe, die am wenigsten kürzlich verwendete Farbe, die am wenigsten häufig verwendete Farbe usw. gelöscht werden. Alternativ kann der Anwender aufgefordert werden, eine Farbe manuell zu löschen und dann die zu speichernde Farbe neu als Probe zu nehmen. Weitere Löschprogramme liegen im Umfang der Erfindung.
Weitere Betriebsmodi sind möglich; zum Beispiel kann der Schreiber automatisch alle als Proben entnommenen Farben speichern, anstatt dass die Eingabe des Anwenders erforderlich ist. Der Schreiber kann zwei oder mehr separate Speicher bereitstellen (selbst wenn es nur eine physikalische Speichervorrichtung gibt). Ein erster Speicher kann verwendet werden, um "Lieblings" Farben zu speichern, wobei der zweite Speicher zum Speichern von "zeitweiligen" Farben verwendet wird.
Der Sensor kann verwendet werden, um andere Attribute als Farbe, wie zum Beispiel Linienbreite und Linienart als Probe zu nehmen.
LINIENART- UND FARBSTEUERUNG DURCH ZEICHNUNG
34 zeigt einen Schreiber 1500 mit einem Schreibergehäuse 1502 und einer austauschbaren Patrone 1114. Die Patrone kann eine einfarbige oder Vierfarben-Patrone sein. Das Schreibergehäuse weist eine Steuertaste 1504 und eine Anzeige 1506 auf. Die Anzeige kann eine ein- oder mehrfarbige LED-Anordnung sein und kann separat sein oder in der Steuertaste aufgenommen werden. Der Schreiber weist eine Steuerschaltung zum Steuern des Druckkopfes 1120 und einen nicht flüchtigen Speicher zum Speichern von Attributen der gedruckten Linie auf. Der Schreiber hat zwei Modi; einen ersten Modus, in dem er den gegenwärtig ausgewählten Satz von Attributen druckt, und einen zweiten Modus zum Auswählen von einem der gespeicherten Sätze von Attributen. Der Schreiber befindet sich normalerweise im ersten Modus und wird in den zweiten Modus eingestellt, wenn ein Anwender die Steuertaste 1504 drückt. Vorzugsweise befindet sich die Steuertaste 1504 auf dem Schreiber, so dass es bei normaler Anwendung unwahrscheinlich ist, die Taste unabsichtlich zu drücken, sie aber leicht zugänglich ist. Ein Ort ist das obere Ende des Schreibers 1508, obwohl dies zwei Hände zur Bedienung erfordert. Ein Bereich in der Nahe der Spitze erlaubt die Bedienung mit einer Hand.
Wenn sich der Schreiber im zweiten Modus befindet, zeigt er dies vorzugsweise durch die Anzeige 1506 an. Die Anzeige kann im ersten Modus inaktiv sein und im zweiten Modus aufleuchten oder die Farbe ändern. Auf Wunsch kann die Anzeige weggelassen werden.
Um die verfügbaren Sätze von Attributen zyklisch zu durchlaufen, zieht der Anwender lediglich eine Linie auf einem Stück Papier oder dergleichen. Wie oben erörtert ist, wird der Druckkopf nur aktiviert, wenn die Stiftspitze auf das Papier gedrückt wird. Damit kann das zyklische Durchlaufen der Sätze durch den Beginn oder das Einstellen des Zeichnens ausgelöst werden. In der bevorzugten Form zieht der Anwender eine Linie und hebt den Schreiber an. Der gerade gezeichnete Attributsatz wird auf den "gegenwärtigen" Attributsatz beim "Abheben" der Stiftspitze eingestellt. Wenn der Anwender die Taste 1504 drückt, schreibt der Schreiber weiter mit dem "gegenwärtigen" Attributsatz, d. h., der gerade gezeichneten Linie. Wenn die Taste nicht gedrückt wird, dann wird beim "Absetzen" der Stiftspitze der "gegenwärtige" Attributsatz auf den nächsten Satz im Speicher geändert, wobei der neue Attributsatz gedruckt wird. Indem eine Linie nach der anderen gezeichnet wird, wird bewirkt, dass der Schreiber die verfügbaren Attributsätze zyklisch durchläuft. Die Attributsätze können Farben, Linienbreiten, Linienarten oder beliebige andere Eigenschaften, die geändert werden können, oder eine Kombination solcher Eigenschaften sein. Der Schreiber kann eine Anzahl von Gruppen von Attributsätzen haben, so dass eine erste Gruppe zum Beispiel die Farbauswahl, eine zweite Gruppe die Linienart-Auswahl und eine dritte Gruppe die Linienbreiten-Auswahl ermöglicht. Die Auswahl der zu modifizierenden geeigneten Gruppen kann mittels der Steuertaste 1504 erreicht werden. Alternativ kann man alle Elemente von allen Gruppen nacheinander zyklisch durchlaufen.
INDIREKTES DRUCKEN
Obwohl das direkte Drucken von Tinte auf ein Substrat das bevorzugte Druckverfahren ist, ist ein indirektes Drucken möglich. Es kann ein kleiner Memjet-Druckkopf verwendet werden, um ein universelles Zeichenwerkzeug aufzubauen. Eine kleine zylindrische Walze befindet sich mit der Seite in Kontakt. Die Walze dreht sich frei um die Achse des Stifts, so dass sie sich, wenn die Walze über die Seite gezogen wird, automatisch selbst ausrichtet, so dass sie sich in rechten Winkeln zur Bewegungsrichtung befindet. Der Memjet-Druckkopf ist hinter der Walze montiert. Er druckt auf die Rückseite der Walze, wobei die Walze das gedruckte Bild auf die Seite überträgt. Eine kleine Säuberungsstation säubert jegliche Tinte von der Oberfläche der Walze, nachdem sie mit der Seite in Kontakt gekommen ist, so dass der Druckkopf immer auf eine saubere Oberfläche druckt. Der Druckkopf reproduziert ein Contone-Farbbild über einen schwankenden Doppelpegel mit CMY oder CMYK. Die Stiftspitze kann so programmiert sein, dass sie jeden farbigen, texturierten, durchgehenden Linien- oder Pinselstrich erzeugt. Die Druckrate wird durch die Bewegungsgeschwindigkeit der Walze relativ zur Seite diktiert. Diese kann durch mehrere Möglichkeiten bestimmt werden, z. B. anhand der eigentlichen Drehung der Walze oder durch kontinuierliches Abbilden der Oberfläche und Erfassen der Bewegung in der gleichen Weise wie eine optische Maus der zweiten Generation oder durch Erfassen und Dekodieren der Abbildung einer selbst abbildenden Oberfläche.
Der Stift kann auch in einen nicht markierenden Modus umgeschaltet werden, wobei man die Notwendigkeit sowohl für markierende als auch für nicht markierende Spitzen umgeht.
Der Anwender kann virtuelle Farben, Texturen und Linienarten in dem Universalschreiber anhand gedruckter Farbskalen laden. Der Stift kann optional seine gegenwärtigen Einstellungen über eine LCD oder LEDs anzeigen.
STRICHEFFEKTE
Der Schreiber der vorliegenden Erfindung ist zu vielen verschiedenartigen Stricheffekten in der Lage. Einige wie Farbe und Linienbreite sind von Zeit und Position unabhängig. Andere wie das Drucken einer gepunkteten Linie sind von der Zeit und/oder der relativen Position des Schreibers abhängig. Das Ausführungsbeispiel von 9 & 10 weist optional eine Beschleunigungssensor-Anordnung auf. Diese Anordnung kann verwendet werden, um die relative Position des Schreibers abzuleiten, wenn er sich über ein Substrat bewegt. Damit kann eine Punkt-Strich-Linie mit gleich langen Strichen trotz Änderungen der Geschwindigkeit des Schreibers gezogen werden. Es sind auch viele weitere Effekte möglich, wobei diese aufweisen:

Strichstil Farbtextur (flach, Bild, verfahrensartig) Deckfähigkeit-Textur (flach, Bild, verfahrensartig) Spitzenform (2D-Form, 3D-Form, Ausrichtung) Bestimmt Strichbreite Bestimmt "Kappe" und Eckformen

Variieren des Stils mit Zeit (Geschwindigkeit) Strichbreite Deckfähigkeit (Airbrush) Raum (einschließlich Ausrichtung) Bild "enthüllen" "mosaikartige Farbe" Strichlinie Regenbogenfarben "Bildschlauch"

Ort An/Aus Spezieller Stil/gegenwärtiger Stil

Neigung 3D-Spitzenform

Kraft ("Druck") Strichbreite Deckfähigkeit (Airbrush)

Simulierte Physik von Spitze, Tinte, Papier, Pinsel, Farbe und Leinwand Übertragung von Tinte/Farbe von Spitze/Pinsel auf Papier/Leinwand streifiger Pinselstrich Schichtenbildung (Strich auf Leinwand und Strich auf Strich) Diffusion Viskosität Mischung Farbmodell nach Kubelka-Munk

Simulierte Beleuchtung Lichtquellenrichtung und -farbe Farbphysik von Medien Schichtenbildungs-Topographie

Beispiele Schreiber Kugelspitze Schönschrift Bleistift Graphit Farbe Kohlestift Ölfarbe Wasserfarbe Buntstift Pastellstift

In dieser Hinsicht wird Bezug auf unsere früheren Anmeldungen PCT/AU 00/112 777 (Verzeichnis Nr. ART 24), PCT/AU 00/ 112 797 (Verzeichnis Nr. ART 30), PCT/AU 00/113 091 (Verzeichnis Nr. ART 47) und PCT/AU 00/113 054 (Verzeichnis Nr. ART 52) genommen.
BEWEGUNGSERFASSUNG
Das Ausführungsbeispiel von 9 & 10 weist optional einen Beschleunigungssensor auf. Dieser Beschleunigungssensor kann verwendet werden, um eine relative Bewegungserfassung/-positionierung innerhalb eines Schreiberstrichs oder einer Anzahl von Strichen bereitzustellen. Diese Bewegung kann aufgezeichnet und verwendet werden, um eine digitale Tinten-Aufzeichnung der Striche des Anwenders bereitzustellen. Eine relative Bewegungserfassung kann durch andere Einrichtungen wie Kreiselgeräte oder durch die Anwendung einer Rollkugel in Kontakt mit dem Substrat erreicht werden.
Die absolute Positionierung innerhalb eines Strichs ist wünschenswerter. Der Schreiber von 9 & 10 hat eine Netpage-Funktionalität – er ist in der Lage, auf einem Substrat gedruckte, unsichtbare Markierstellen zu erfassen und zu dekodieren. Diese Netpage-Funktionalität versorgt den Schreiber mit der Fähigkeit, seine Position auf einem durch Netpage kodierten Substrat absolut (und damit absolut innerhalb eines Strichs) mittels der in den Markierstellen kodierten, absoluten Positionierung zu fixieren. Alternativ kann sich der Schreiber auf das auf einem Gitter basierende Layout der Markierstellen stützen, um eine absolute Positionierung innerhalb des Strichs bereitzustellen, ohne die Markierstellen zu dekodieren. Die absolute Positionierung innerhalb des Strichs kann durch andere Einrichtungen wie der Abbildung der Oberfläche des Substrats und der Verwendung der Textur des Substrats erreicht werden, um eine Bewegung zu erfassen.
Wie oben erwähnt, ermöglicht die Anwendung von Netpage-Markierstellen die absolute Positionierung innerhalb einer Seite. Dies ermöglicht es, dass der Schreiber durch eine Netpage-Anwendung gesteuert wird, um eine Netpage-Oberfläche zu markieren. Der Anwender bewegt den Schreiber über die Seite. Wenn sich der Schreiber bewegt, erfasst er Markierstellen, die es möglich machen, seine absolute Position auf der Seite zu bestimmen. Die Netpage-Anwendung steuert den Schreiber, um die Seite entsprechend seiner Position zu markieren. Als solches kann der Schreiber verwendet werden, um ein Bild zu "enthüllen", indem der Stift über den relevanten Bereich der Seite gerieben wird.
COMPUTERSCHNITTSTELLE
Der Schreiber von 9 & 10 wird durch die Netpage freigegeben und hat eine Zweiwege-Kommunikation mit einem Netpage-Server. Mittels geeigneter Software ist es möglich, die Attribute der Markierungsvorrichtung anhand einer Netpage-Anwendung zu steuern. Zum Beispiel kann der Anwender eine Farbe, eine Farbzuordnungstabelle, Spitzenarten oder Linienarten aufnehmen und diese in den Speicher des Schreibers herunterladen.
Die Netpage-Markierstellen können eine Funktion oder einen Ort kodieren; der Schreiber kann im Speicher Funktionen gespeichert haben, so dass der Schreiber durch erfasste Markierstellen gesteuert werden kann, ohne die Notwendigkeit, sie zum Netpage-Server zurückzusenden. Die Interpretation des Ortscode muss in der Regel durch den Netpage-Server ausgeführt werden.
Das Netpage-System weist ein Merkmal auf, das als "digitale Tinte" bezeichnet wird, wodurch das System die Bahn des Schreibers aufzeichnet, um eine Aufzeichnung von Signaturen zu ermöglichen. Der Schreiber von 9 & 10 stellt die Fähigkeit bereit, auch den "Stil" der digitalen Tinte aufzuzeichnen. Der Schreiber kann zum Netpage-Server Informationen im Verhältnis zu einem oder mehr Attributen der auf dem Substrat angeordneten, sichtbaren Markierungen senden. Diese Attribute beinhalten Farbe, Linienbreite und Linienart, sind aber nicht darauf beschränkt.
Die Kommunikation des Schreibers kann durch Infrarot-, Kurzbereichs-(DECT, Bluetooth) oder Fembereichs-(CDMA, GSM) Funkübertragung, über eine örtliche Relais station (Bluetooth an Mobiltelefon) oder über eine zeitweilige oder dauerhafte Drahtverbindung durchgeführt werden. Eine zeitweilige Drahtverbindung kann zum Herunterladen einer gesamten Farbskala nützlich sein.
ABSCHLUSS
Während die Erfindung mit Bezug auf Tintenstrahl-Markierungsvorrichtungen beschrieben wurde, soll verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf Tintenstrahlq-Vorrichtungen oder Vorrichtungen, die Material auf ein Substrat auftragen, beschränkt ist. Die Erfindung weist Vorrichtungen auf, die das Substrat verändern, wie Thermodrucker, und Drucker für elektronisches Papier (e ink), die den Status von elektronisch änderbaren Elementen eines Substrats ändern. Für ein besseres Verständnis von elektronisch aktiven Tinten wird Bezug auf die US-Patente 6 017 584 , 6 124 851 , 6 120 839 , 6 120 588 , 6 118 426 und 6 067 185 genommen, die alle an E Ink Corporation erteilt wurden.
Man wird erkennen, dass, während die beschriebenen Ausführungsbeispiele jeweils nur einige der Merkmale der Erfindung aufweisen, einige oder alle der Merkmalen in zwei oder mehreren unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden können.

Claims

Tintenausstoß-Druckkopf (1120), umfassend mehrere Tintenausstoßdüsen (1310), die in einer Serie von Gruppen angeordnet sind, und dadurch gekennzeichnet, dass: jede der Gruppen mehrere Tintenausstoßdüsen (1310) umfasst, die sich generell ab einer Mittelachse des Druckkopfs entlang einer radialen Linie erstrecken.
Druckkopf von Anspruch 1, wobei benachbarte Tintenausstoßdüsen (1310) jeder Gruppe sich an abwechselnden Seiten einer radialen Linie befinden.
Druckkopf von Anspruch 1, wobei benachbarte Tintenausstoßdüsen (1310) sich auf einer radialen Linie befinden.
Druckkopf von Anspruch 1, wobei einen Satz der Düsen (1310) mit einer gemeinsamen Tintenzufuhr verbunden sind.
Druckkopf von Anspruch 4, wobei jeder Satz Düsen (1310) von mehr als einer Gruppe beinhaltet.
Druckkopf von Anspruch 4, wobei jeder Satz eine von der der anderen Sätze verschiedene Tintenzufuhr aufweist.
Druckkopf von Anspruch 4, wobei N Sätze und N Tintenzufuhren vorliegen, wobei N eine ganze Zahl ist.
Druckkopf von Anspruch 4, wobei die Düsen (1310) einer Gruppe Teil desselben Satzes sind.
Druckkopf von Anspruch 4, wobei N Sätze und M Gruppen vorliegen, wobei N ein ganzzahliges Vielfaches von M ist.
Druckkopf von Anspruch 9, wobei jede N-te Gruppe ein Element desselben Satzes ist.
Druckkopf von Anspruch 9, wobei benachbarte Gruppen zu verschiedenen Sätzen gehören.
Druckkopf von Anspruch 9, wobei die Gruppen verschiedener Sätze in einem sich wiederholenden Muster angeordnet sind.
Druckkopf von Anspruch 9, wobei 4 Sätze und 12 Gruppen vorliegen.
Druckkopf von Anspruch 1, wobei jede Gruppe von Düsen (1310) mit Tinte von einer gemeinsamen Galerie gespeist wird, wobei alle Galerien sich auf einem ersten Niveau in dem Druckkopf (1302) befinden, wobei Galerien für einen Satz von Düsen zum Teil durch mindestens einen Verbindungsdurchgang auf einem zweiten Niveau (1304) miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsdurchgänge jeden Satzes unter Galerien mindestens eines anderen Satzes durchlaufen.
Druckkopf von Anspruch 14, welcher eine erste Schicht massives Material (1304), eine Tintenausstoßvorrichtungsschicht (1308) über der ersten Schicht und eine zweite Schicht massives Material (1302) unter der ersten Schicht umfasst.
Druckkopf von Anspruch 15, wobei die Galerien Schlitze sind, die sich durch die Dicke der ersten Schicht (1304) erstrecken.
Druckkopf von Anspruch 15, wobei die Verbindungsdurchgänge Nuten in der Unterseite der zweiten Schicht sind, die sich nur teilweise durch die Dicke der zweiten Schicht (1302) erstrecken.
Druckkopf von Anspruch 15, wobei die zweite Schicht (1302) Anschlussdurchgänge umfasst, welche die Galerien an die Verbindungsdurchgänge anschließen, wobei die Anschlussdurchgänge sich durch die Dicke der zweiten Schicht erstrecken.
Druckkopf von Anspruch 15, wobei die erste, die zweite und eine Tintenausstoßvorrichtungsschicht diskrete Schichten sind.
Druckkopf von Anspruch 15, wobei die erste, die zweite und eine Tintenausstoßvorrichtungsschicht Teil einer integralen Vorrichtung sind.