DE3125236C2

DE3125236C2 - Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren

Info

Publication number: DE3125236C2
Application number: DE3125236A
Authority: DE
Inventors: Yasushi Takatori
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2001-06-27
Also published as: US4380771A; DE3125236A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren weist folgende Vorteile auf:

(1) Es kann gewöhnliches Papier verwendet werden.
(2) Mittels des Verfahrens kann ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit erfolgen.
(3) Während des Druckens entstehen wenig Geräusche.
(4) Ein Gerät für das Verfahren kann kompakt gestaltet werden.
(5) Das Gerät ist leicht zu warten.
(6) Es kann leicht ein Mehrfarbendruck vorgenommen werden.

Da das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren die vorstehend beschriebenen verschiedenen Vorteile hat, wurden verschiedenerlei Arten des Verfahrens vorgeschlagen.

Im Vergleich zu anderen Aufzeichnungsverfahren kann zwar mit dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren theoretisch leicht ein Mehrfarbendruck ausgeführt werden, wobei farbig gedruckte Buchstaben bzw. Zeichen mit sehr hoher Qualität erzielbar sind, jedoch treten bei der praktischen Realisierung einige Probleme auf.

So ist es beispielsweise bei dem Verfahren, bei dem elektromechanische Wandlerelemente wie Piezo-Elemente oder dgl. verwendet werden, nicht möglich, ein Mehrfarbendrucken mit mindestens zwei Farben oder ein Vollfarbendrucken unter Einhaltung hoher Qualität und hoher Auflösung der Druckzeichen und mit hoher Geschwindigkeit auszuführen, da ein derartiger Aufzeichnungskopf nicht kompakt aufgebaut werden kann und die Ausstoßdüsen nicht in hoher Dichte angeordnet werden können.

In der DE-OS 28 43 064 wurde ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren offenbart, das auf einem anderen Prinzip zur Bildung fliegender Tröpfchen beruht.

Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren kann ein Aufzeichnungskopf sehr kompakt hergestellt werden und es können Ausstoßdüsenöffnungen in hoher Dichte angeordnet werden, so daß das Verfahren das Drucken von Zeichen von hoher Qualität und mit hoher Auflösung bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht.

Anhand der Fig. 1 wird nun eine Ausführungsform eines Aufzeichnungskopfs 101 beschrieben, der bei diesem Aufzeichnungsverfahren verwendet wird.

Der in Fig. 1 gezeigte Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf ist mit mehreren Düsenöffnungen 106 (von denen in der Fig. 1 fünf gezeigt sind) für den Ausstoß von Tinte in Tröpfchenform, einer gemeinsamen Tintenhauptkammer 108, die parallel zu der Tintenausstoßfläche angeordnet ist, und einer Anzahl von Flüssigkeitskammern 104 versehen, über die jeweils eine Düsenöffnung mit der Tintenhauptkammer 108 in Verbindung steht.

Nach Fig. 1 sind fünf Ausstoß-Düsenöffnungen 106 (106-1 bis -5), fünf Flüssigkeitskammern 104 (104-1 bis -5), von denen jede jeweils mit einer Ausstoß-Düsenöffnung in Verbindung steht, und eine gemeinsame Tintenhauptkammer 108, die mit jeder der Flüssigkeitskammern 104 in Verbindung steht, durch Verbinden eines Substrats 102 mit einer Abdeckung 103 geformt, die Nuten zur Bildung der Flüssigkeitskammern und eine Ausnehmung zur Bildung der Tintenhauptkammer hat, wie es in der Fig. 1 gezeigt ist.

An dem Substrat 102 sind durch Mikro-Herstellungsverfahren wie dem Dünnfilm-Formungsverfahren einschließlich des Aufsprühverfahrens, des Vakuumablagerungsverfahrens oder dgl., eines Ätzverfahrens usw., Heizelemente 105 als Vorrichtungen zur Erzeugung von Wärmeenergie ausgebildet. Die Tinte, die aus den Düsenöffnungen 106 in Form von Tröpfchen ausgestoßen wird, wird über Tintenzufuhrrohre 107-1 und -2 in die gemeinsame Tintenhauptkammer 108 eingeleitet und jeder der Flüssigkeitskammern 104 zugeführt. Durch die der in jede der Flüssigkeitskammern 104 eingeleiteten Tinte von den Heizelementen 105 her zugeführte Wärmeenergie werden in der Tinte Bläschen erzeugt, so daß dann die Tinte aus den jeweiligen Düsenöffnungen 106 in Form von Tröpfchen dadurch ausgestoßen wird, daß sie einer sich aus den Bläschen ergebenden plötzlichen Druckänderung ausgesetzt wird. Eines der Tintenzufuhrrohre 107-1 und -2 kann dafür verwendet werden, in der Tinte enthaltene Bläschen abzuführen.

Ein derart ausgebildeter Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf ermöglicht zwar eine dichtere Anordnung der Düsenöffnungen und somit die Erzielung einer höheren Druckqualität, doch eignet sich der in der Fig. 1 gezeigte Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf noch nicht für eine Tintenstrahlaufzeichnung unter Verwendung mehrerer Tinten unterschiedlicher Farben, da er nur eine einzige Tintenhauptkammer aufweist.

Ein nach dem vorstehend beschriebenen Prinzip arbeitender Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, der jedoch obendrein in der Lage ist, einen Mehrfarbendruck zu erzeugen bzw. ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren für einen Farbdruck unter Verwendung mehrerer Tinten unterschiedlicher Farben ist aus der DE 29 44 005 A1 bekannt. Das in dieser Druckschrift beschriebene Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Gemäß dieser Druckschrift erfolgt der Farbdruck unter Verwendung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs, der mehrere Düsenöffnungen für die jeweiligen Farbtinten, Flüssigkeits-Hauptkammern, die den Düsenöffnungen für die gleiche Farbtinte gemeinsam sind, eine Vielzahl langer und enger Flüssigkeitskammern, die mit den Düsenöffnungen in Verbindung stehen, und Vorrichtungen zum Ausstoßen von Tinte aufweist, wobei für die unterschiedlichen Farbtinten die Länge der Flüssigkeitskammern unterschiedlich ist, und jeweils zugeordneten Flüssigkeitskammern unterschiedliche Farbtinten zugeführt werden.

Die unterschiedliche Länge der Flüssigkeitskammern ergibt sich dadurch, daß mehrere Flüssigkeits-Hauptkammern für die verschiedenen Tinten vorgesehen werden müssen, welche dann nicht wie in Fig. 1 angeordnet werden können, sondern oben auf den in Fig. 1 gezeigten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf aufgesetzt werden und mittels Bohrungen mit den Flüssigkeitskammern in Verbindung stehen, wobei der Abstand der Düsenöffnungen zu den jeweiligen Bohrungen in den Flüssigkeitskammern für verschiedene Tinten verschieden groß ist.

Die unterschiedliche Länge der Flüssigkeitskammern führt dazu, daß der Fließwiderstand der Tinte in den Flüssigkeitskammern unterschiedlich groß ist, so daß sich wegen des dadurch bedingten ungleichmäßigen Tintenausstoßes keine optimale Druckqualität erzielen läßt.

Dieser unerwünschte Effekt hängt nicht nur von der unterschiedlichen Länge der Tintenkammern, sondern zusätzlich, wie aus der DE 29 08 091 A1, der DE 29 43 164 A1 und dem Aufsatz "Viscosity Control Circuit" von G. A. Ruddy in "IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 16, Nr. 10, März 1974, Seite 3295" bekannt ist, auch von der chemischen Zusammensetzung und der Temperatur der jeweiligen Tinte ab.

In dem Buch "Das Grundwissen des Ingenieurs", VEB Fachbuch-Verlag Leipzig 1974, 9. Auflage, sind ab Seite 574 Grundbegriffe von stationären und nicht stationären Strömungen behandelt. Die darin enthaltenen Ausführungen zeigen jedoch keine Möglichkeit auf, wie die vorstehend genannten, dem Verfahren gemäß der DE 29 44 005 A1 anhaftenden Probleme beseitigt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die durch die unterschiedlichen Fließwiderstände hervorgerufenen Aufzeichnungsqualitätseinbußen vermeidbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Demnach ist vorgesehen, daß die Flüssigkeitskammern im Bereich der Energieerzeugungsvorrichtungen zum Ausstoßen von Tinte bis zu den Düsenöffnungen gerade verlaufen, und daß Farbtinten unterschiedlicher Viskosität eingesetzt werden, wobei die Viskosität der in die längeren Flüssigkeitskammern eingespeisten Farbtinte geringer ist als die Viskosität der in die kürzeren Flüssigkeitskammern eingespeisten Farbtinte.

Eine derartige gegenseitige Abstimmung von Tinten-Viskosität und Flüssigkeitskammer-Geometrie ermöglicht für alle Tinten einen gleichermaßen guten Ausstoß und damit eine unter den gegebenen Umständen optimale Aufzeichnungsqualität.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Vorrichtung für monochromatische Tintenstrahlaufzeichnung.

Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Farbtintenstrahlaufzeichnungs-Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Tintenstrahlaufzeichnungs-Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungs-Vorrichtung.

Ein in der Fig. 2 gezeigter Aufzeichnungskopf 200 stellt eine Vorrichtung dar, die auf gleichartige Weise wie der in Fig. 1 gezeigte Aufzeichnungskopf fliegende Tintentröpfchen erzeugt. Bei dem Aufzeichnungskopf 200 sind Ausstoß-Düsenöffnungen 203 und 204 sowie Flüssigkeitskammern 205 und 206, von denen jede mit einer entsprechenden Düsenöffnung in Verbindung steht, durch Verbinden eines Substrats 201 mit einer Abdeckung 202 gebildet. An dem Substrat 201 sind in einem gewünschten Muster Heizelemente und Elektroden angeordnet, mit welchen elektrische Signale an die Heizelemente angelegt werden, um entsprechend den zugeführten Signalen Wärme zu erzeugen. Die Abdeckung 202 ist mit einer Anzahl von Nuten versehen, die in einer gewünschten Dichte und einem gewünschten Abstand nebeneinandergesetzt sind. Dementsprechend werden auch die Ausstoß-Düsenöffnungen 203 und 204 in dem gewünschten Abstand angeordnet.

An der oberen Fläche der Abdeckung 202 sind Flüssigkeitszufuhröffnungen 207 und 208 ausgebildet, die mit jeweils entsprechenden Flüssigkeitskammern in Verbindung stehen. An den Flüssigkeitszufuhröffnungen 207-1 bis -9 ist ein Flüssigkeitshauptkammer-Teil 209-1 angebracht, in dessen Inneren eine gemeinsame Flüssigkeitshauptkammer ausgebildet ist. Das Flüssigkeitshauptkammer-Teil 209-1 hat an seiner Bodenfläche Flüssigkeitsauslaßöffnungen 201-1 bis 210-9, die eine Verbindung zu der Flüssigkeitshauptkammer herstellen. Das Flüssigkeitshauptkammer-Teil 209-1 ist dermaßen an die Abdeckung 202 aufgesetzt, daß die jeweiligen Flüssigkeitsauslaßöffnungen 210-1 bis 210-9 den jeweils entsprechenden Zufuhröffnungen 207-1 bis 207-9 gegenüberstehen.

An der Abdeckung 202 ist ferner ein Flüssigkeitshauptkammer-Teil 209-2 so aufgesetzt, daß an der Bodenfläche des Teils 209-2 ausgebildete (in Fig. 2 nicht gezeigte) jeweilige Auslaßöffnungen den jeweils entsprechenden Zufuhröffnungen 208-1 bis 208-8 gegenüberstehen.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 werden den jeweiligen Flüssigkeitshauptkammer-Teilen 209-1 und -2 und damit den jeweiligen Flüssigkeitshauptkammern bzw. gemeinsamen Flüssigkeitskammern jeweils verschiedene Farbtinten zugeführt. Die jeweiligen Farbtinten werden aus den entsprechenden Flüssigkeitshauptkammern den jeweils entsprechenden Flüssigkeitskammern zugeführt, um diese mit Tinte zu füllen. Das heißt, es wird z. B. aus der in dem Flüssigkeitshauptkammer-Teil 209-1 ausgebildeten gemeinsamen Flüssigkeitshauptkammer über die Zufuhröffnungen 207 schwarze Tinte den jeweiligen Flüssigkeitskammern 205 zugeführt, die den jeweiligen Zufuhröffnungen 207-1 bis 207-9 entsprechen. Andererseits wird aus der in dem Flüssigkeitshauptkammer-Teil 209-2 angeordneten gemeinsamen Flüssigkeits-Hauptkammer über die Zufuhröffnungen 208-1 bis 208-8 beispielsweise rote Tinte in die jeweiligen Flüssigkeitskammern 206 eingeleitet, die den jeweiligen Zufuhröffnungen 208 entsprechen. Dann werden durch Anlegen eines elektrischen Signals an ein in einer jeweiligen Flüssigkeitskammer angeordnetes (nicht gezeigtes) Heizelement und Erwärmung desselben schwarze Tintentröpfchen aus den Ausstoß-Düsenöffnungen 203-1 bis 203-9 ausgestoßen.

Da bei dem in Fig. 2 gezeigten Aufzeichnungskopf im Hinblick auf die einzelnen Tinten der Abstand von der Ausstoß-Düsenöffnung der Flüssigkeitskammer bis zu der Flüssigkeitszufuhröffnung unterschiedlich ist, sind für die jeweiligen Tinten die Widerstände an der Innenseite der einzelnen Flüssigkeitskammern voneinander verschieden. Daher sind für die jeweiligen Tinten die Tintentröpfchen- Ausstoßgeschwindigkeit, die Ausstoß-Ansprechfrequenz und dgl. voneinander verschieden. Aus diesen Gründen kann, wie eingangs bereits erläutert wurde, in bestimmten Fällen die Qualität der nach dem Tintenstrahlaufzeichnungs-Verfahren gedruckten Zeichen bzw. Buchstaben absinken.

Zur Vermeidung dieser Unzulänglichkeiten dient zunächst das folgende Ausführungsbeispiel. Hierbei wird beachtet, daß der Fließwiderstand der Tinte an der Innenseite einer Flüssigkeitskammer hauptsächlich durch die Viskosität, die Dichte usw. der Flüssigkeit bzw. Tinte beeinflußt ist. Dementsprechend wird vorgeschlagen, die sich aus einer Differenz zwischen den Strömungslinienlängen ergebende Differenz zwischen den Widerständen an den Innenseiten der Flüssigkeitskammern durch Einstellen der Viskosität, der Dichte und dgl. der jeweiligen Farbtinten aufzuheben bzw. zu kompensieren.

Das heißt, wenn l die Länge einer Flüssigkeitsströmungslinie in einer Flüssigkeitskammer ist, R der Radius eines annähernd kreisförmigen, auf dem Querschnitt der Flüssigkeitskammer beruhenden Querschnitts ist, η die Viskosität einer in der Flüssigkeitskammer strömenden Flüssigkeit ist, und ρ die Dichte der Flüssigkeit ist, ist der Viskositäts- bzw. Fließwiderstand δ der Flüssigkeit durch die folgende Gleichung gegeben:

Wenn folglich nach Fig. 2 l₁ und l₂ die Längen der Strömungslinien in den Flüssigkeitskammern 205 bzw. 206 sind, η₁ und η₂ die Viskositäten von in den Flüssigkeitskammern 205 bzw. 206 strömenden Farbtinten sind, ρ₁ und ρ₂ jeweils die Dichten der Tinten sind, δ₁ und δ₂ jeweils die Fließwiderstände der Farbtinten sind, und alle Radien der jeweiligen Flüssigkeitskammern gleich sind, gilt die folgende Gleichung:

Wenn bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf l₁ gleich 2 mm ist, l₂ gleich 3 mm ist und R gleich 20 µm ist und diese Werte in die Gleichung (2) eingesetzt werden, wird folgende Gleichung erhalten:

Wenn δ₁ gleich δ₂ ist, wird aus Gleichung (3) die folgende Gleichung erhalten:

Wenn in der Gleichung (4) ρ₁ nahezu gleich ρ₂ ist, wird die folgende Gleichung erhalten:

Daher gilt:

Wenn demnach die Viskositäten der verwendeten Tinten so eingestellt werden, daß die durch die Gleichung (5) ausgedrückte Beziehung erfüllt ist, können die Innenseiten- Strömungswiderstände der Strömungslinien bzw. Strömungskanäle einander im wesentlichen angeglichen werden. Dadurch kann ein von Farbungleichmäßigkeiten und Verzeichnungen freies Bild mit hoher Auflösung und hoher Geschwindigkeit erzielt werden.

Zur Veranschaulichung der vorstehenden Beschreibung wurde unter Verwendung eines Aufzeichnungskopfs mit einem Aufbau, der dem in Fig. 2 gezeigten gleichartig war, der im folgenden beschriebene Versuch ausgeführt.

Aus Flüssigkeitszufuhrrohren 211-1 und -2 wurde eine schwarze Tinte mit der nachstehend genannten Zusammensetzung der in dem Flüssigkeitshauptkammer-Teil 209-1 ausgebildeten gemeinsamen Flüssigkeitshauptkammer und damit den mit der Flüssigkeitshauptkammer in Verbindung stehenden Flüssigkeitskammern 205 zugeführt, um deren Inneres mit Tinte zu füllen. Durch Betreiben eines in der jeweiligen Flüssigkeitskammer angebrachten Heizelements wurde eine Tintentröpfchen-Ausstoßprüfung vorgenommen, um die Lage zu messen, an der ein Tintentröpfchen an einem Aufzeichnungspapier haftet.

In diesem Fall betrug die Länge l₁ der Strömungslinie einer jeweiligen Flüssigkeitskammer 205 2 mm.

Durch Anwendung der Gleichung (5) wurde die Viskosität η₂ einer Tinte errechnet, die über die in dem Flüssigkeitshauptkammer-Teil 209-2 angeordnete Flüssigkeitshauptkammer aus Zufuhrrohren 212-1 und -2 in eine Flüssigkeitskammer 206 eingeleitet wurde, wobei dann die folgende Gleichung erzielt wurde:

Es wurden daher gemäß der nachfolgenden Tabelle Tinten (Proben B, C und D) mit einer Viskosität, die nahezu gleich dem vorstehend genannten Wert war, und eine Vergleichstinte mit einer Viskosität hergestellt, die von dem vorstehend genannten Wert verschieden war. Jede dieser Tinten (Proben B, C und D und Vergleichstinte) wurden aus der Flüssigkeitskammer 206 ausgestoßen, deren Strömungslinie bzw. Strömungskanal eine Länge l₂ von 3 mm hatte. Die erzielten Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen verglichen, die bei dem Ausstoß der Tinte aus der Flüssigkeitskammer 205 mit der Länge l₁ der Strömungslinie bzw. des Strömungskanals von 2 mm ausgestoßen wurde. Der Vergleich wurde bezüglich Stellen ausgeführt, an denen die Tintentröpfchen an der Oberfläche eines Aufzeichnungspapiers hafteten. Das heißt, es wurde das Ausmaß bestimmt, in welchem eine Stelle, an dem ein Tintentröpfchen aus der Flüssigkeitskammer 206 an dem Aufzeichnungspapier anhaftete, von einer Stelle verschieden war, an der ein Tintentröpfchen aus der Flüssigkeitskammer 205 anhaftete. Mit einem Kreis wurde ein Zustand bezeichnet, bei dem auf einem Radius eines Druckpunkts beruhend eine bestimmte Differenz höchstens ±5% betrug, während mit einem Diagonalkreuz ein Zustand bezeichnet wurde, bei dem die Differenz oberhalb von ±5% lag.

Dieser Versuch wurde unter der Bedingung ausgeführt, daß jedes der in einer jeweiligen Flüssigkeitskammer angeordneten Heizelemente unter gleichen Bedingungen betrieben wurde. Die Bestimmung wurde ferner unter Verwendung von mindestens 5000 Ausstoßtröpfchen aus einer jeden Flüssigkeitskammer vorgenommen.

Tinte A
Wasser\|60 g
Äthylenglykol	40 g
Schwarzer Farbstoff	1 g

(Handelsbezeichnung: Water Black 200L, von Orient Chem. Ind. Ltd.)

Die Tinte A hatte die folgende Viskosität und Dichte:

η₁ = 2,6 × 10^-3 Ns/m² (2,6 cps bzw. cp)
ρ₁ = 1,1 (g/cm³)

Gemäß der vorangehenden Beschreibung kann ein Unterschied zwischen den Fließwiderständen, der sich aus einem Unterschied zwischen den Längen der Flüssigkeitskammern ergibt, im wesentlichen durch Einstellen der Viskositäten der zu verwendenden Tinten kompensiert bzw. aufgehoben werden.

Die Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Tintenstrahlaufzeichnungs-Vorrichtung. Ein in Fig. 3 gezeigter Aufzeichungskopf 300 ist in seinem Grundaufbau dem in Fig. 2 gezeigten Aufzeichnungskopf gleichartig. Der Aufzeichnungskopf nach Fig. 3 ist jedoch von demjenigen nach Fig. 2 insofern verschieden, als der Kopf nach Fig. 3 an jeder der den verschiedenen Farbtinten entsprechenden gemeinsamen Flüssigkeitshauptkammern jeweils eine Tintenviskositäts-Einstellvorrichtung aufweist.

Das heißt, bei der Beschreibung des Kopfs nach Fig. 2 wurde ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei der die Viskosität der jeweils verwendeten Tinten durch Herstellung der Tinten zur Erfüllung der Gleichung (5) eingestellt wurde. Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird jedoch ein Verfahren angewandt, bei dem die Viskosität einer jeweils verwendeten Tinte dadurch zum Erfüllen der Gleichung (5) eingestellt wird, indem die Tintenviskositäts-Einstellvorrichtung verwendet wird, die an dem jeweiligen Flüssigkeitshauptkammer-Teil angebracht ist.

Die Vorteile bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind folgende: Zunächst ist es nicht erforderlich, die Viskosität einer jeweiligen Farbtinte auf die Erfüllung der Gleichung (5) im voraus einzustellen. Zweitens ist es möglich, eine Abweichung gegenüber der Gleichung (5) auszuregeln, wenn sich unter den Benutzungsbedingungen eines Geräts die Tintenviskosität aufgrund einer Temperaturänderung ändert.

Der in Fig. 3 gezeigte Aufzeichnungskopf 300 weist ein Substrat 301 und eine Abdeckung 302 auf, die gleichartig zu der in Fig. 2 gezeigten aufgebaut ist. Das Substrat und die Abdeckung bilden mehrere Flüssigkeitskammern, die jeweils mit den Farbtinten zu füllen sind, und jeweilige Ausstoß-Düsenöffnungen 303 und 304, die mit den jeweiligen Flüssigkeitskammern in Verbindung stehen und an deren Ende vorgesehen sind. An dem oberen Teil der Abdeckung 302 sind Flüssigkeitshauptkammer-Teile 305 und 306 so angeordnet, daß sie mit den jeweiligen, den jeweiligen Farbtinten entsprechenden Flüssigkeitskammern in Verbindung stehen. Die Flüssigkeitshauptkammer-Teile 305 und 306 haben Tintenviskositäts-Einstellvorrichtungen 307 bzw. 308.

Die Viskositäts-Einstellvorrichtungen 307 und 308 führen den Tinten innerhalb der in den Flüssigkeitshauptkammer-Teilen 305 und 306 angeordneten Flüssigkeitshauptkammern Wärme oder Kälte zu, um die Viskositäten der jeweiligen Farbtinten einzustellen. Es ist wünschenswert, daß zwischen Erwärmen und Abkühlen der Tinten umgeschaltet werden kann.

Unter Verwendung eines Versuchs-Aufzeichnungskopfs mit einem dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau gleichartigen Aufbau wurden bei der Raumtemperatur von 25°C Versuche ausgeführt, wobei l₁ auf 2 mm festgelegt, während l₂ auf 3 mm festgelegt wurde.

Die vorangehend beschriebene Tinte A (ρ₂ = 1,1 g/cm³) wurde als die Tinte verwendet, die in die Flüssigkeitskammer mit einer Strömungslinie bzw. einem Strömungskanal von 3 mm Länge eingeleitet wurde.

Unter Beibehaltung der Randbedingungen (l₁ = 2 mm, l₂ = 3 mm, ρ₁ = ρ₂) ergibt sich durch Umstellen aus der Gleichung (5):

Die Viskosität der Tinte A, nämlich η₂ = 2,6 cP (2,6 · 10^-3 Nsm^-2) wurde in die Gleichung (6) eingesetzt, wodurch die folgende Gleichung erzielt wurde:

Zur Einleitung in die mit einer Flüssigkeitskammer mit der Strömungslinien-Länge von 2 mm in Verbindung stehende Flüssigkeitshauptkammer 305 wurde eine Tinte AA unter Verwendung eines roten Farbstoffs (Handelsbezeichnung: Water Red No. 9, von Orient Chem. Ind. Ltd.) anstelle des schwarzen Farbstoffs der vorangehend beschriebenen schwarzen Tinte A hergestellt. Die Tinte in dem Flüssigkeitshauptkammer-Teil 305 wurde durch Betätigen der Viskositäts-Einstellvorrichtung 307 auf 12°C abgekühlt, so daß die Viskosität der gekühlten Tinte den Wert gemäß der Gleichung (7) annehmen konnte.

Gemäß der vorangehenden Beschreibung wurden Tröpfchen der roten Tinte aus der Düsenöffnung 303 und Tröpfchen der schwarzen Tinte aus der Düsenöffnung 304 ausgestoßen, wonach die Stellen bestimmt wurden, an denen die jeweiligen Tintentröpfchen an einem Aufzeichnungspapier hafteten.

Als Ergebnisse wurden hervorragende Drucke ohne Farbabweichung sowohl bei Schwarz als auch bei Rot ausgeführt, so daß Bilder hoher Qualität erzielt wurden.

Wenn im Gegensatz dazu die Tintentröpfchen-Ausstoßprüfung unter den vorangehend genannten Bedingungen ausgeführt wurde, ohne daß die Viskositäts-Einstellvorrichtung 307 in Betrieb gesetzt wurde, wichen im Vergleich zu der schwarzen Tinte die Stellen (Auftreffflächen) weitaus stärker ab, an denen Tröpfchen der roten Tinte an dem Auszeichnungspapier hafteten. Das heißt, es wurden in einem Bild eine Ungleichmäßigkeit der Farbe und eine Verzeichnung beobachtet.

Claims

1. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren für einen Farbdruck unter Verwendung mehrerer Tinten unterschiedlicher Farben und eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs, der mehrere Düsenöffnungen für die jeweiligen Farbtinten, Flüssigkeits-Hauptkammern, die jeweils den Düsenöffnungen für die gleiche Farbtinte gemeinsam sind, eine Vielzahl langer und enger Flüssigkeitskammern, die mit den Düsenöffnungen in Verbindung stehen, und Vorrichtungen zum Ausstoßen von Tinte aufweist, wobei für unterschiedliche Farbtinten die Länge der Flüssigkeitskammern unterschiedlich ist, und jeweils zugeordneten Flüssigkeitskammern unterschiedliche Farbtinten zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitskammern (205, 206; 504, 505; 604, 605) im Bereich der Vorrichtungen zum Ausstoßen von Tinte (401; 508; 608; 703, 704) bis zu den Düsenöffnungen (203, 204; 303, 304; 503; 603; 705, 706; 804, 806; 903, 904) gerade verlaufen, und
daß Farbtinten unterschiedlicher Viskosität eingesetzt werden, wobei die Viskosität der in die längeren Flüssigkeitskammern eingespeisten Farbtinte geringer ist als die Viskosität der in die kürzeren Flüssigkeitskammern eingespeisten Farbtinte.

2. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der in die Flüssigkeitskammern (205, 206; 504, 505; 604, 605) eingespeisten Tinten durch Erhitzen oder Kühlen der jeweiligen Tinte eingestellt wird.

3. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen oder Kühlen der Tinten unter Verwendung einer an den Flüssigkeits-Hauptkammern (209; 305, 306; 506, 507; 606, 607; 810) vorgesehenen Tintentemperaturveränderungsvorrichtung (307, 308) erfolgt.

4. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Ausstoßen von Tinte (401; 508; 608; 703, 704) elektrothermische Wandler aufweisen, durch die die Tinte derart erwärmt wird, daß sie infolge einer Zustandsänderung Blasen bildet und damit einen Tintenausstoß bewirkt.