DE60206702T2

DE60206702T2 - Kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker mit Düsen unterschiedlichen Durchmessers

Info

Publication number: DE60206702T2
Application number: DE60206702T
Authority: DE
Inventors: David L. c/o EASTMAN KODAK COMPANY Rochester Jeanmaire; James Michael c/o EASTMAN KODAK COMP Rochester Chwalek
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: DE60206702D1; EP1277579A3; EP1277579B1; EP1277579A2; US6450628B1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet digital gesteuerter Druckvorrichtungen und insbesondere mit kontinuierlichem Strahl arbeitende Tintenstrahldrucker (Continuous Ink Jet Printers), bei denen ein Strom flüssiger Tinte in Tröpfchen zerfällt, von denen einige wahlweise umgelenkt werden.
Traditionell gibt es für den digital gesteuerten Farbdruck zwei Verfahren. Beide erfordern für jede Farbe ein eigenes Tintenreservoir. Tinte wird durch im Druckkopf ausgebildete Kanäle zugeführt. Jeder Kanal weist eine Düse auf, aus der Tintentröpfchen wahlweise auf ein Aufzeichnungsmedium gespritzt werden. Bei beiden Verfahren wird für jede für den Druck verwendete Farbe ein eigenes Tintenzuführungssystem benötigt. Gewöhnlich werden die drei subtraktiven Grundfarben Cyan, Gelb und Magenta verwendet, weil mit diesen Farben im Allgemeinen bis zu mehrere Millionen wahrnehmbare Farbkombinationen erzeugt werden können.
Bei dem ersten gewöhnlich als "Tropfen auf Anforderung" ("Drop on Demand") bezeichneten Verfahren werden Tintentröpfchen, die auf eine Aufzeichnungsfläche geschleudert werden sollen, typischerweise von einem Druck erzeugenden Aktuator (thermisch, piezoelektrisch usw.) bereitgestellt. Durch selektive Aktivierung des Aktuators wird ein Tintentröpfchen gebildet und über den Spalt zwischen dem Druckkopf und dem Druckmedium auf das Druckmedium geschleudert. Zur Erzeugung gedruckter Bilder wird die Bildung von Tintentröpfchen entsprechend den Erfordernissen für die Erzeugung des gewünschten Bildes individuell gesteuert. Ein leichter Unterdruck in dem Kanal verhindert, dass die Tinte ungewollt aus der Düse entweicht. Gleichzeitig bildet sich dadurch an der Düse ein leicht konkaver Meniskus aus, der dazu beiträgt, die Düse sauber zu halten.
Bei Thermoaktuatoren bewirkt eine zweckmäßig angeordnete Heizeinrichtung durch Erhitzen der Tinte einen Phasenübergang zu einer gasförmigen Dampfblase, die den Innendruck der Tinte so stark erhöht, dass ein Tintentropfen herausgeschleudert wird. Wenn sich das Heizelement abkühlt, fällt die Dampfblase zusammen. Aufgrund des dadurch entstehenden Unterdrucks wird Tinte aus einem Reservoir gesaugt, um die aus der Düse geschleuderte Tinte zu ersetzen.
Piezoelektrische Aktuatoren, wie zum Beispiel der in US-A-5 224 843, van Lintel, 6. Juli 1993, offenbarte Aktuator, verfügen über einen piezoelektrischen Kristall in einem Tintenflüssigkeitskanal, der sich bei Beaufschlagung mit elektrischem Strom krümmt, sodass ein Tintentröpfchen aus einer Düse gepresst wird. Die am häufigsten hergestellten piezoelektrischen Materialien sind Keramiken, wie zum Beispiel Bleizirkonattitanat, Bariumtitanat, Bleititanat und Bleimetaniobat.
In US-A-4 914 522, Duffield u.a., 3. April 1990, erzeugt ein nach dem Drop-on-Demand Verfahren arbeitender Tintenstrahldrucker eine gewünschte Farbdichte in einem gedruckten Bild mit Luftdruck. Tinte in einem Reservoir fließt durch eine Leitung und bildet an einem Ende einer Tintendüse einen Meniskus. Eine Luftdüse, die so angeordnet ist, dass ein Luftstrom über den Meniskus am Ende der Düse strömt, bewirkt, dass Tinte aus der Düse gezogen und zu einem Sprühnebel zerstäubt wird. Der Luftstrom wird in regelbaren Zeiträumen mit konstantem Druck durch eine Leitung einem Steuerventil zugeführt. Die Größe des Tintenpunkts auf dem Bild bleibt konstant, während sich die gewünschte Farbdichte des Tintenpunkts in Abhängigkeit von der Impulsbreite des Luftstroms ändert.
Bei dem zweiten, gewöhnlich als Drucken "mit kontinuierlichem Tintenstrahl" (Continuous Stream Ink Jet Printing) oder "kontinuierlicher" Tintenstrahldruck (Continuous Ink Jet Printing) bezeichneten Verfahren, erzeugt eine mit Druck beaufschlagte Tintenquelle einen kontinuierlichen Strom von Tintentröpfchen. In herkömmlichen kontinuierlichen Tintenstrahldruckern werden elektrostatische Ladevorrichtungen in der Nähe des Punkts angeordnet, an dem sich ein Tintenfaden in einzelne Tintentröpfchen auflöst. Die Tintentröpfchen werden elektrisch geladen und dann mittels Umlenkelektroden zu einer geeigneten Stelle gelenkt. Wenn nicht gedruckt werden soll, werden die Tintentröpfchen in eine Tintenfangeinrichtung (häufig als Auffangeinrichtung, Abscheider oder Ausguss bezeichnet) gelenkt. Wenn gedruckt werden soll, werden die Tintentröpfchen auf ein Druckmedium gelenkt.
Typisch für kontinuierliche Tintenstrahldrucker ist, dass sie schneller sind als Drucker mit Tropfenabgabe auf Anforderung und qualitativ bessere Bilder und Grafiken erzeugen. Dabei wird jedoch für jede gedruckte Farbe ein eigenes System zum Bilden, Umlenken und Fangen der Tröpfchen benötigt.
US-A-1 941 001, Hansell, 26. Dezember 1933, und US-A 3 373 437, Sweet u.a., 12. März 1968, offenbaren jeweils eine Anordnung kontinuierlicher Tintenstrahldüsen, bei der für den Druck bestimmte Tintentröpfchen wahlweise geladen und auf das Aufzeichnungsmedium umgelenkt werden. Diese Technik ist als kontinuierlicher Tintenstrahl mit binärer Umlenkung bekannt.
US-A-3 416 153, Hertz u.a., 6. Oktober 1963, offenbart ein Verfahren, bei dem eine veränderliche optische Dichte gedruckter Punkte beim kontinuierlichen Tintenstrahldruck durch elektrostatische Auflösung eines geladenen Tröpfchenstroms und Modulation der Anzahl der eine kleine Öffnung passierenden Tröpfchen erzielt wird.
US-A-3 878 519, Eaton, 15. April 1975, offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Synchronisieren der Tröpfchenbildung in einem Flüssigkeitsstrom durch elektrostatische Umlenkung mit einem Ladetunnel und Umlenkblechen.
US-4 346 387, Hertz, 24. August 1982, offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der elektrischen Ladung von Tröpfchen, die durch Auflösen eines mit Druck beaufschlagten Flüssigkeitsstroms an einer in dem elektrischen Feld mit einem elektrischen Potentialgradienten gelegenen Tröpfchenbildungsstelle gebildet werden. Die Tröpfchenbildung erfolgt an einer Stelle im Feld, die der gewünschten vorbestimmten Ladung entspricht, mit der die Tröpfchen an der Stelle ihrer Bildung versehen werden sollen. Für eine zuverlässige Umlenkung der Tröpfchen werden zusätzlich zu Ladetunneln Umlenkbleche eingesetzt.
US-A-4 638 382, Drake u.a., 20. Januar 1987, offenbart einen mit kontinuierlichem Tintenstrahl arbeitenden Druckkopf, bei dem konstante thermische Impulse aus einer Vielzahl von Düsen austretende Tintenströme bewegen, um diese in einem festen Abstand von den Düsen in Tröpfchen aufzulösen. Anschließend werden die Tröpfchen mit einer Ladeelektrode einzeln geladen und dann mit in der Tröpfchenbahn angeordneten Umlenkblechen umgelenkt.
Da herkömmliche Tintenstrahldrucker mit kontinuierlichem Strahl mit elektrostatischen Ladevorrichtungen und Umlenkblechen arbeiten, benötigen sie für ihren Betrieb viele Teile und viel Platz. Mit kontinuierlichem Strahl arbeitende Tintenstrahldruckköpfe und -drucker dieser Art sind kompliziert, energieaufwändig, schwer herzustellen und schwer zu steuern.
US-A-3 709 432, Robertson, 9. Januar 1973, offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anregen eines Arbeitsflüssigkeitsfadens, derart, dass durch den Einsatz von Transducern die Arbeitsflüssigkeit in gleichmäßig beabstandete Tintentröpfchen aufgelöst wird. Bevor die Fäden in Tintentröpfchen zerfallen, wird ihre Länge durch Steuern der den Transducern zugeführten Anregungsenergie geregelt, wobei eine Anregung mit großen Amplituden kurze Fäden und eine Anregung mit kleinen Amplituden längere Fäden ergibt. An einem Punkt zwischen den Enden der langen und kurzen Fäden wird ein Luftstrom über die Bahnen der Flüssigkeit gelenkt. Der Luftstrom beeinflusst die Flugbahnen der Fäden, bevor diese in Tröpfchen zerfallen, mehr als die Flugbahnen der Tintentröpfchen selbst. Durch Steuern der Fadenlänge können die Flugbahnen der Tintentröpfchen gesteuert oder von einer Bahn zu einer anderen umgeschaltet werden. Infolgedessen können einige Tintentröpfchen in eine Auffangeinrichtung gelenkt werden, während andere auf ein Aufzeichnungselement aufgebracht werden können.
Dieses Verfahren erfordert zwar keine elektrostatischen Einrichtungen zum Beeinflussen der Flugbahn von Tröpfchen, wohl aber eine genaue Steuerung der Punkte, an denen sich die Fäden auflösen, und der Positionierung des Luftstroms zwischen diesen Punkten. Ein solches System ist schwer zu steuern und herzustellen. Außerdem ist die physische Trennung bzw. Unterscheidung zwischen den beiden Tröpfchenbahnen gering, was die Steuerung und Herstellung zusätzlich erschwert.
US-A-4 190 844, Taylor, 26. Februar 1980, offenbart einen Tintenstrahldrucker mit kontinuierlichem Strahl, der eine erste pneumatische Umlenkvorrichtung zum Umlenken nicht gedruckter Tintentröpfchen in eine Auffangeinrichtung und eine zweite pneumatische Umlenkvorrichtung zum Rütteln gedruckter Tintentröpfchen aufweist. Ein Druckkopf liefert einen Arbeitsflüssigkeitsfaden, der in einzelne Tintentröpfchen zerfällt. Die Tintentröpfchen werden dann wahlweise von einer ersten pneumatischen Umlenkvorrichtung, einer zweiten pneumatischen Umlenkvorrichtung oder sowohl einer ersten als auch einer zweiten pneumati schen Umlenkvorrichtung umgelenkt. Die erste pneumatische Umlenkvorrichtung ist eine "Ein/Aus"-Vorrichtung mit einer Membran, die in Abhängigkeit von einem von zwei unterschiedlichen elektrischen Signalen eines Vermittlungsprozessors eine Düse öffnet oder schließt. Dementsprechend wird das Tintentröpfchen gedruckt oder nicht gedruckt. Die zweite pneumatische Umlenkvorrichtung arbeitet stufenlos und weist eine Membran auf, die den Öffnungsgrad einer Düse in Abhängigkeit von einem variierenden elektrischen Signal des Vermittlungsprozessors ändert. Dadurch werden gedruckte Tintentröpfchen gerüttelt, so dass Zeichen einzeln gedruckt werden können. Wenn nur die erste pneumatische Umlenkvorrichtung verwendet wird, werden Zeichen zeilenweise durch wiederholtes Verfahren des Druckkopfs erzeugt.
Dieses Verfahren erfordert zwar keine elektrostatischen Einrichtungen zum Beeinflussen der Flugbahn von Tröpfchen, wohl aber eine genaue Steuerung und Taktung der ersten pneumatischen Umlenkvorrichtung ("EIN/AUS") zur Erzeugung gedruckter und nicht gedruckter Tintentröpfchen. Ein solches System ist schwer herzustellen und genau zu steuern und führt mindestens zu dem oben erörterten Tintentröpfchenaufbau. Außerdem ist die physische Trennung bzw. Unterscheidung zwischen den beiden Tröpfchenbahnen aufgrund der erforderlichen genauen Taktung erratisch, was die Steuerung gedruckter und nicht gedruckter Tintentröpfchen zusätzlich erschwert und eine schlechte Steuerung der Flugbahn der Tintentröpfchen zur Folge hat.
Die Verwendung von zwei pneumatischen Umlenkvorrichtungen kompliziert darüber hinaus die Konstruktion des Druckkopfs und erfordert mehr Teile. Da infolge der zusätzlichen Teile und der komplizierten Konstruktion viel Platz zwischen dem Druckkopf und dem Medium benötigt wird, erhöht sich der Abstand der Tintentröpfchen-Flugbahn. Eine Vergrößerung des Abstands der Tröpfchen-Flugbahn verringert die Platzierungsgenauigkeit der Tropfen und beeinträchtigt die Qualität des gedruckten Bildes. Um eine hohe Bildqualität zu gewährleisten, muss auch in diesem Fall der Weg, den das Tröpfchen zurücklegen muss, bevor es auf das Druckmedium trifft, minimiert werden.
US-A-6 079 821, Chwalek u.a., 27. Juni 2000, offenbart einen Tintenstrahldrucker mit kontinuierlichen Strahl, bei dem durch Betätigung asymmetrischer Heizeinrichtungen einzelne Tintentröpfchen aus einem Arbeitsflüssigkeitsfaden erzeugt und umgelenkt werden. Ein Druckkopf weist eine mit Druck beaufschlagte Tintenquelle und eine asymmetrische Heizeinrichtung zum Erzeugen gedruckter Tintentröpfchen und nicht gedruckter Tintentröpfchen auf. Die gedruckten Tintentröpfchen fließen entlang einer Bahn für gedruckte Tintentröpfchen und gelangen abschließend auf ein Druckmedium, während die nicht gedruckten Tintentröpfchen entlang einer Bahn für nicht gedruckte Tintentröpfchen fließen und abschließend auf eine Auffangeinrichtungsfläche gelangen. Nicht gedruckte Tintentröpfchen werden durch einen in der Auffangeinrichtung ausgebildeten Tintenabführungskanal recycelt oder entsorgt. Der von Chwalek u.a. offenbarte Tintenstrahldrucker liefert für den vorgesehenen Zweck hervorragende Ergebnisse, eignet sich aber am besten für Tinten, deren Viskosität sich in Abhängigkeit von der Temperatur stark ändert.
Alle der oben beschriebenen Tintenstrahldrucksysteme haben Vorteile und Nachteile. Druckköpfe, die mit geringer Leistung und niedriger Spannung arbeiten, werden jedoch vom Markt bevorzugt, besonders bei Anordnungen im Seitenbreitenformat. Die am 28. Dezember 2000 für D. L. Jeanmaire u.a. eingereichte US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 09/750,946 offenbart ein mit kontinuierlichem Strahl arbeitendes Druckverfahren, bei dem Düsen-Heizeinrichtungen wahlweise mit einer Vielzahl von Frequenzen betätigt werden, um einen Strom aus Tintentröpfchen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Volumina zu erzeugen. Ein Gasstrom liefert eine Kraft, welche die Tröpfchen je nach Tropfenvolumen in druckende und nicht druckende Bahnen aufteilt. Dieses Verfahren ist zwar energiesparend und zum Drucken mit den verschiedensten Tinten geeignet, hat jedoch den Nachteil, dass mit der beschriebenen Vorrichtung Tintentropfen variabler Größe, deren Größe bildweise von Pixel zu Pixel veränderbar ist, nicht ohne weiteres erzeugt werden können.
US-A-4 302 761, Yamamoto, beschreibt einen Tintenstrahl-Zeichendrucker, mit dem Zeichen unterschiedlicher Größe gedruckt werden können. Eine Vielzahl von Tintentröpfchenströmen wird aus einer Düse mit drei Mündungen ausgestoßen, wobei jeder Strom aus Tintentröpfchen gleicher Größe besteht. Dagegen unterscheidet sich die Größe der Tintentröpfchen von einem Strahl zum anderen. Für jeden Strom ist eine Ladeelektrode vorgesehen. Mit einer Wählvorrichtung kann eine ausgewählte Ladeelektrode für einen ausgewählten Tintentröpfchenstrahl in Abhängigkeit von der gewünschten Größe der zu druckenden Zeichen mit einem Videosignal beaufschlagt werden.
Häufig ist ein mehrstufiger Druck mit einer Vielzahl unterschiedlicher Tropfengrößen wünschenswert, um mit der gleichen Auflösung eine höhere Druckqualität zu erzielen. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Verwendung eines Druckkopfs mit mehreren Düsenreihen, wie er beispielsweise in US-A-5 892 524, Silverbrook, 1999, für einen mit Tropfen auf Anfrage arbeitenden Druckkopf offenbart wird. Das Konzept mehrerer Düsenreihen ist jedoch in einem Tintenstrahldrucker mit kontinuierlichem Strahl wegen der schwer zu lösenden Probleme mit kleinen Umlenkwinkeln, mehreren Trennfeldern und der Notwendigkeit mehrerer Auffangeinrichtungen für die Tröpfchen bei kontinuierlichen Systemen bisher nicht verwirklicht worden. Ein Beispiel ist die in US-A-3 701 998, Mathis, 1972, beschriebene Druckvorrichtung mit zwei Düsenreihen und mehreren Tintenauffangeinrichtungen.
Es besteht somit die Möglichkeit, mit kontinuierlichem Strahl arbeitende Tintenstrahldrucker zu verbessern. Wünschenswert ist eine Lösung, bei der die Vorteile eines für den mehrstufigen Druck geeigneten Druckkopfs, der mit geringer Leistung und niedriger Spannung arbeitet, beibehalten werden können, die Komplexität sich wiederholender Strukturen jedoch entfällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrstufigen Druck in Druckern mit Druckköpfen zu ermöglichen, bei denen mit Wärmeimpulsen Flüssigkeit in Tropfen mit einer Vielzahl von Volumina aufgelöst wird und die Tropfen mit einer Gasströmung entlang druckender und nicht druckender Bahnen getrennt werden. Diese Einführung eines mehrstufigen Druckens verbessert die Qualität des Bildes auf den Aufzeichnungsmedien.
Nach einem Merkmal der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Drucken eines Bildes einen Druckkopf mit einer ersten Gruppe von Düsen, aus denen ein Strom von Tintentropfen mit einem ersten und einem dritten Volumen ausstoßbar ist, und einer zweiten Gruppe von Düsen, aus denen ein Strom von Tintentropfen mit einem zweiten und einem vierten Volumen ausstoßbar ist. Das zweite Volumen ist kleiner als das erste Volumen. Einer jeden Gruppe von Düsen ist ein Mechanismus zum unabhängigen Verändern des Volumens der von den Düsen ausgestoßenen Tintentropfen zugeordnet. Der Mechanismus weist einen ersten Zustand auf, in dem die Volumina der von der ersten und zweiten Gruppe ausgestoßenen Tropfen das erste bzw. zweite Volumen haben, und einen zweiten Zustand, in dem die Volumina der von der ersten und zweiten Gruppe ausgestoßenen Tropfen ein drittes bzw. viertes Volumen haben, wobei das dritte und vierte Volumen kleiner ist als das erste und zweite Volumen. Eine Trop fenumlenkeinrichtung erzeugt eine auf die ausgestoßenen Tropfen wirkende Kraft, die auf die Tropfen in einem Winkel bezüglich des Stroms von Tintentropfen aufgebracht wird, der bewirkt, dass Tintentropfen mit entweder dem ersten oder dem zweiten Volumen sich entlang einem ersten Satz von Bahnen bewegen, und Tintentropfen mit entweder dem dritten oder dem vierten Volumen sich entlang einem zweiten Satz von Bahnen bewegen. Eine Tintenauffangeinrichtung ist derart angeordnet, dass sich entlang einem aus dem ersten und zweiten Satz von Bahnen bewegende Tropfen ungehindert an der Auffangeinrichtung vorbei bewegen, während aufgefangene Tropfen sich entlang dem anderen aus dem ersten und zweiten Satz von Bahnen bewegen.
Ein anderes Merkmal der Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Drucken eines Bildes unter Verwendung eines Druckkopfes mit einer ersten Gruppe von Düsen, aus denen ein Strom von Tintentropfen mit einem ersten und einem dritten Volumen ausgestoßen wird, und mit einer zweiten Gruppe von Düsen, aus denen ein Strom von Tintentropfen mit einem zweiten und einem vierten Volumen ausgestoßen wird, wobei das zweite Volumen kleiner ist als das erste Volumen, mit den Schritten: unabhängiges Verändern des Volumens der von den Düsen ausgestoßenen Tintentropfen zwischen einem ersten Zustand, in dem die Volumina der von der ersten und zweiten Gruppe ausgestoßenen Tropfen das erste bzw. zweite Volumen aufweisen, und einem zweiten Zustand, in dem die Volumina der von der ersten und zweiten Gruppe ausgestoßenen Tropfen das dritte bzw. vierte Volumen aufweisen, wobei das dritte und vierte Volumen kleiner ist als das erste und zweite Volumen; Umlenken der ausgestoßenen Tropfen mit einer Kraft, die auf die Tropfen in einem Winkel bezüglich des Stroms von Tintentropfen aufgebracht wird, wodurch Tintentropfen mit dem ersten oder zweiten Volumen sich entlang einem ersten Satz von Bahnen bewegen und Tintentropfen mit dem dritten oder vierten Volumen sich entlang einem zweiten Satz von Bahnen bewegen; und Auffangen von Tropfen, die sich entlang einem aus dem ersten und zweiten Satz von Bahnen bewegen, während Tropfen, die sich entlang dem anderen aus dem ersten und zweiten Satz von Bahnen bewegen, ungehindert zu einem Aufzeichnungsmedium gelangen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist ein Tropfenbildungsmechanismus zwei Düsenreihen auf, mit denen wahlweise Tintentropfenströme mit einer Vielzahl von Volumina erzeugt werden können. Ferner wird eine Tropfenumlenkeinrichtung mit einer Gas quelle in einem Winkel bezüglich des Stroms von Tintentropfen angeordnet. Diese Einrichtung kann so betätigt werden, dass sie mit dem Tintentropfenstrom zusammenwirkt. Dadurch werden Tintentropfen mit einem Volumen von Tintentropfen mit anderen Volumina getrennt. Die mit diesem Druckverfahren (im Gegensatz zu dem nach dem Stand der Technik üblichen elektrostatischen Trennen der Tropfen) erzielbaren großen Trennungswinkel zwischen druckenden und nicht druckenden Tropfenbahnen ermöglichen die Verwendung nur eines Gasstroms und nur einer Tintenauffangeinrichtung und vereinfachen dadurch die Vorrichtung.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Aufsicht eines nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Druckkopfs;
2 ein Diagramm einer Frequenzsteuerung eines in der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform verwendeten Heizelements;
3 eine Querschnittsansicht eines nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Tintenstrahldruckkopfs;
4 eine schematische Ansicht eines nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Tintenstrahldruckers;
5 Diagramme einer Frequenzsteuerung eines in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung verwendeten Heizelements; und
6 eine schematische Ansicht eines nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hergestellten Tintenstrahldruckers.
Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf Elemente, die Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind oder unmittelbar mit dieser zusammenwirken. Hier im Einzelnen nicht dargestellte oder beschriebene Elemente können die verschiedensten, dem Fachmann bekannte Formen annehmen.
1 zeigt einen Tintentropfenbildungsmechanismus 10 einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem Druckkopf 20, mindestens einem Tintenvorrat 30 und einem Regler 40. Der Deutlichkeit halber ist der Tintentropfenbildungsmechanismus 10 in der Zeichnung schematisch und nicht maßstabsgerecht dargestellt. Die spezifische Größe und die Verbindungen zwischen den einzelnen Elementen einer praktischen Vorrichtung für eine gegebene gewünschte Anwendung können jedoch von jedem Fachmann problemlos bestimmt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Druckkopf 20 nach bekannten Halbleiterfertigungsverfahren (Fertigungsverfahren für CMOS-Schaltkreise, Fertigungsverfahren für mikroelektromechanische Strukturen (MEMS) usw.) aus einem Halbleitermaterial, wie zum Beispiel Silizium, hergestellt. Grundsätzlich kann der Druckkopf 20 jedoch nach jedem beliebigen herkömmlichen, bekannten Fertigungsverfahren aus jedem beliebigen Material hergestellt werden.
Wie in 1 gezeigt, sind an dem Druckkopf 20 mindestens 2 Düsenreihen (n₁ und n₂) mit mindestens einer Düse pro Reihe ausgebildet und mit einem Abstand H voneinander getrennt, wobei der Abstand H etwa 20 Mikrometer bis etwa 10 mm betragen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Abstand H vorzugsweise etwa 50 Mikrometer bis etwa 150 Mikrometer. Die Durchmesser der mit der Bezugsziffer 35 bezeichneten Düsen in der Reihe n₂ sind gleich groß wie, oder größer als, die mit der Bezugsziffer 25 bezeichneten Düsen in der Reihe n₁. So können die Düsen 25 beispielsweise einen Durchmesser von 9 Mikrometern und die Düsen 35 einen Durchmesser von beispielsweise 16 Mikrometern aufweisen. Die Düsen 25 und die Düsen 35 stehen über den ebenfalls im Druckkopf 20 ausgebildeten Tintendurchlass 50 mit dem Tintenvorrat 30 in Flüssigkeitsverbindung. Für den Einfarbendruck, wie zum Beispiel den so genannten Schwarzweißdruck, genügt ein Tintenvorrat 30 und ein Düsensatz 25 und ein Düsensatz 35. Für den Farbdruck mit zwei oder mehr Tintenfarben kann der Druckkopf 20 zusätzliche Tintenvorräte nach Art des Vorrats 30 und entsprechende zusätzliche Düsensätze 25 und 35 aufweisen. Ein Satz Heizelemente 60 ist mindestens teilweise auf dem Druckkopf 20 ausgebildet oder positioniert und umgibt die entsprechenden Düsen 25 und 35. Die Heizelemente 60 können zwar grundsätzlich mit radialem Abstand zum Rand der entsprechenden Düsen 25 und 35 angeordnet werden, werden aber vorzugsweise konzentrisch in der Nähe der entsprechenden Düsen 25 und 35 angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Heizelemente 60 im Wesentlichen kreis- oder ringförmig ausgebildet. Die Heizelemente 60 können jedoch auch als Teilring, quadratisch usw. ausgebildet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Heizelemente 60 im Prinzip aus einem elektrischen Heizwiderstand, der über Leiter 45 mit elektrischen Anschlussflächen 55 elektrisch verbunden ist.
Die Leiter 45 und die elektrischen Anschlussflächen 55 können mindestens teilweise auf dem Druckkopf 20 ausgebildet oder angeordnet werden und stellen eine elektrische Verbindung zwischen dem Regler 40 und den Heizelementen 60 her. Die elektrische Verbindung zwischen dem Regler 40 und den Heizelementen 60 kann jedoch auch auf eine beliebige andere, bekannte Weise hergestellt werden. Der Regler 40 ist typischerweise ein Logikregler, ein programmierbarer Mikroprozessor usw., der zahlreiche Komponenten (Heizelemente 60, Tintentropfenbildungsmechanismus 10 usw.) wie jeweils gewünscht steuern kann.
2 zeigt beispielhaft eine schematische Darstellung der Wellenform, mit welcher der Regler 40 die Heizelemente 60 elektrisch aktiviert. Nach einem ähnlichen Verfahren werden auch die beiden Düsenreihen n₁ und n₂ betätigt. Generell werden durch schnelles Pulsen der Heizelemente 60 kleine Tintentropfen erzeugt, während ein langsameres Pulsen größere Tropfen ergibt. Bei dem ersten hier dargestellten Beispiel sollen kleine Tintentropfen auf das Bildaufzeichnungsmedium gelangen, während größere, nicht druckende Tropfen aufgefangen werden, damit die Tinte dem Kreislauf erneut zugeführt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden pro Düse und Bildpixel mehrere Tropfen erzeugt. Die Perioden P₀, P₁, P₂ usw. sind die dem Druck der zugehörigen Bildpixel zugeordneten Zeiten, wobei die Indices die Anzahl der während der Pixelzeit zu erzeugenden druckenden Tropfen angeben. Die schematische Darstellung zeigt, wie die Tropfen durch Anwendung der verschiedenen Wellenformen erzeugt werden. Der Einfachheit halber werden in der Zeichnung nicht mehr als zwei kleine druckende Tropfen dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Reservierung von mehr Zeit für eine größere Anzahl von druckenden Tropfen im Schutzumfang der Erfindung liegt.
Bei der Tropfenbildung für jedes Bildpixel wird zusätzlich zu einer wählbaren Anzahl kleiner, druckender Tropfen stets auch ein nicht druckender großer Tropfen, 95, 105 oder 110 erzeugt. Die Wellenform der Aktivierung des Heizelements 60 für jedes Bildpixel beginnt mit der Pulszeit 65 des elektrischen Impulses, in der Regel etwa 0,1 Mikrosekunde bis etwa 10 Mikrosekunden und vorzugsweise etwa 0,5 Mikrosekunde bis etwa 1,5 Mikrosekunden. Die weitere (wahlweise) Aktivierung des Heizelements 60 nach Ablauf der Verzögerung 83 mit einem elektrischen Impuls 70 erfolgt in Abhängigkeit von Bilddaten, die mindestens einen druckenden Tropfen 100 erfordern, wie für das Intervall P₁ dargestellt. In den Fällen, in denen die Bilddaten wie im Intervall P₂ die Bildung eines weiteren druckenden Tropfens erfordern, wird das Heizelement 60 nach Ablauf der Verzögerung 83 mit einem Impuls 75 erneut aktiviert. Die Pulszeiten 65, 70 und 75 der elektrischen Impulse für die Aktivierung des Heizelements haben ebenso wie die Verzögerungen 83 im Wesentlichen die gleiche Dauer. Die Verzögerung 83 beträgt in der Regel etwa 1 Mikrosekunde bis etwa 100 Mikrosekunden und vorzugsweise etwa 3 Mikrosekunden bis etwa 6 Mikrosekunden. Die Verzögerungen 80, 85 und 90 sind die Zeiten, die nach Beendigung des Pulsens in einem Pixelzeitintervall P bis zum Beginn des nächsten Bildpixels verbleiben. Alle kleinen, druckenden Tropfen 100 haben dasselbe Volumen. Dagegen ändert sich das Volumen der größeren, nicht druckenden Tropfen 95, 105 und 110 in Abhängigkeit von der Anzahl der im Pixelzeitintervall P erzeugten kleinen Tropfen 100, weil die Erzeugung kleiner Tropfen während des Pixelzeitintervalls P Masse aus dem großen Tropfen entfernt. Die Dauer der Verzögerung 90 wird vorzugsweise deutlich länger gewählt als die der Verzögerung 83, und zwar so, dass das Volumenverhältnis großer nicht druckender Tropfen 110 zu kleinen druckenden Tropfen 100 einem Faktor von mindestens etwa 4 entspricht.
3 zeigt den Betrieb des Druckkopfs 20 für eine bildweise Modulation der Tropfenvolumina in der oben beschriebenen Weise im Zusammenwirken mit einer unterscheidenden Gasströmung, welche die Tropfen nach ihrem Volumen in druckende oder nicht druckende Bahnen trennt. Durch die Düsen 25 und 35 im Druckkopf 20 ausgestoßene Tinte erzeugt einen Arbeitsflüssigkeitsfaden 120, der sich im Wesentlichen rechtwinklig zum Druckkopf 20 entlang der Achse X₁ bzw. X₂ bewegt. Der physische Bereich, über den der Arbeitsflüssigkeitsfaden intakt bleibt, ist mit r₁ gekennzeichnet. Die Heizelemente 60 werden in Abhängigkeit von Bilddaten mit verschiedenen Frequenzen wahlweise aktiviert, damit sich die Arbeitsflüssigkeitsfäden 120 in Ströme einzelner Tintentropfen auflösen. Die Koaleszenz der Tropfen wird häufig durch Bildung nicht druckender Tropfen 95, 105 und 110 bewirkt. Dieser Bereich der Strahlauflösung und Tropfenkoaleszenz wird als r₂ bezeichnet.
In dem auf den Bereich r₂ folgenden Bereich r₃ ist die Tropfenbildung abgeschlossen. Kleine druckende Tropfen und große nicht druckende Tropfen sind jetzt räumlich voneinander getrennt. Jenseits dieses Bereichs können im Bereich r₄ aerodynamische Einflüsse bewirken, dass benachbarte große und kleine Tropfen mit einem entsprechenden Verlust an Bilderzeugungsinformation miteinander verschmelzen. Ein Gasstrom, der mit den Achsen X₁ und X₂ einen Winkel von mehr als 0° bildet, liefert eine Unterscheidungskraft 130. Die Gasströmung kann beispielsweise rechtwinklig zu den Achsen X₁ und X₂ verlaufen. Die Unterscheidungskraft 130 wirkt über eine Strecke L, die maximal der Entfernung r₃ entspricht. Große, nicht druckende Tropfen 95, 105 und 110 haben mehr Masse und mehr Bewegungsenergie als kleinvolumige Tropfen 100. Durch Zusammenwirken der Gaskraft 130 mit dem Tintentropfenstrom trennen sich die einzelnen Tintentropfen entsprechend ihrem Volumen und ihrer Masse. Durch Einstellung der Gasströmungsgeschwindigkeit kann eine ausreichende Abweichung D₁ oder D₂ zwischen den Bahnen S₁ und S₂ der kleinen Tropfen und den Bahnen K₁ und K₂ der großen Tropfen hergestellt werden, sodass die kleinen Tropfen 100 auf das Druckmedium W gelangen können, während die großen, nicht druckenden Tropfen 95, 105 und 110 von einer nachstehend beschriebenen Ausgusskonstruktion aufgefangen werden.
4 zeigt eine in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendete Druckvorrichtung (typischerweise ein Tintenstrahldrucker oder Tintenstrahldruckkopf) in schematischer Darstellung. Der Druckkopf enthält hier zwei Düsenreihen. Von den beiden Reihen ist die Reihe mit den größeren Düsen in der Zeichnung höher angeordnet. Aus Tinte, die in Strömen im Wesentlichen entlang den Ausstoßbahnen X₁ und X₂ aus dem Druckkopf 20 ausgestoßen wird, werden großvolumige Tintentropfen 95, 105 und 110 (2) und kleinvolumige Tintentropfen 100 (ebenfalls 2) gebildet. Eine Tropfenumlenkeinrichtung 140 enthält einen oberen Sammler 230 und einen unteren Sammler 220, die eine lami nare Gasströmung in der Tropfenumlenkeinrichtung 140 erleichtern. Druckluft aus der Pumpe 150 tritt in den oberen Sammler 230 ein, der dem Sammler 220 gegenüber liegt, und fördert eine laminare Gasströmung. Gleichzeitig werden dabei die sich entlang den Bahnen X₁ und X₂ bewegenden Tropfenströme gegen Störungen durch Fremdluft geschützt. Die durch die Gasströmung aufgebrachte Kraft 130 trennt die Tintentropfen in Bahnen S₁ und S₂ für kleine Tropfen und Bahnen K₁ und K₂ für große Tropfen.
Eine neben dem Sammler 220 in der Nähe der Bahnen X₁ und X₂ angeordnete Tintenauffangkonstruktion 165 fängt die großen Tropfen 95, 105 und 110 auf den beiden Bahnen K₁ und K₂ ab, während die kleinen Tintentropfen 100 entlang den Bahnen S₁ und S₂ weiterströmen und auf das Aufzeichnungsmedium W auf der Druckwalze 200 gelangen können. Da die Bahnen S₁ und S₂ sich nicht notwendigerweise an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums W schneiden und die sich auf den Bahnen S₁ und S₂ bewegenden Tropfen möglicherweise nicht dieselbe Geschwindigkeit haben, kommen die aus den Düsen 25 und 35 stammenden Tropfen beim Drucken eines Pixels möglicherweise nicht gleichzeitig an. Um eine deckungsgleiche Ausrichtung der Tropfen zu gewährleisten, übernimmt der Regler 40 daher eine ausgleichende Verzögerungsfunktion.
Große, nicht druckende Tintentropfen 95, 105 und 110 gelangen zu der Tintenauffangeinrichtung 240 in der Tintenauffangkonstruktion 165. Eine mit einem Rückgewinnungsbehälter 160 kommunizierende Tintenrückgewinnungsleitung 210 erleichtert die Rückgewinnung nicht gedruckter Tintentropfen über eine Tintenrückführleitung 170 zur späteren Wiederverwendung. Eine mit einer Unterdruckquelle 180 verbundene Vakuumleitung 175 kann mit dem Tintenrückgewinnungsbehälter 160 kommunizieren, um in der Tintenrückgewinnungsleitung 210 einen Unterdruck zu erzeugen, der die Trennung und Ableitung von Tintentropfen in der oben erörterten Weise verbessert. Die Druckminderung in der Leitung 210 reicht aus, rückgewonnene Tinte anzusaugen, aber nicht, um eine wesentliche Luftströmung zu erzeugen, welche die Tropfenbahnen S₁ und S₂ wesentlich ändern könnte. Der Tintenrückgewinnungsbehälter enthält einen offenzelligen Schwamm oder Schaumstoff 155, der bei Anwendungen, bei denen der Druckkopf 20 in rascher Folge abgefragt wird, ein Schwappen der Tinte verhindert.
Ein kleiner Teil des durch den oberen Sammler 230 strömenden Gases wird von einem Sammler 190 zum Eingang der Tintenrückgewinnungsleitung 210 zurückgeführt. Der Gas druck in der Tropfenumlenkeinrichtung 140 wird in Verbindung mit der Auslegung der Sammler 220 und 230 so eingestellt, dass im Druckkopf in der Nähe der Tintenauffangeinrichtung 240 gegenüber dem Umgebungsluftdruck in der Nähe der Druckwalze 200 ein Gasüberdruck entsteht. Auf diese Weise können Staub und Papierfasern aus der Umgebung weniger leicht zu der Tintenauffangeinrichtung 240 gelangen und an dieser haften und auch nicht in die Tintenrückgewinnungsleitung 210 gelangen.
Im Betrieb wird ein Aufzeichnungsmedium W von der Druckwalze 200 in bekannter Weise in einer quer zu den Achsen X₁ und X₂ verlaufenden Richtung transportiert. Der Transport des Aufzeichnungsmediums W wird mit der Bewegung des Druckmechanismus 10 und/oder der Bewegung des Druckkopfs 20 koordiniert. Dies kann in bekannter Weise mit dem Regler 40 bewirkt werden. Als Aufzeichnungsmedium W eignen sich die verschiedensten Materialien, u.a. Papier, Vinyl, Tuch, andere Faserstoffe usw.
Das Prinzip des Druckvorgangs kann (je nach den Erfordernissen der Bilderzeugung) auch in der Weise umgekehrt werden, dass die größeren Tropfen zum Drucken verwendet und die kleineren Tropfen dem Kreislauf erneut zugeführt werden. Ein Beispiel dieser Betriebsart ist in 5 dargestellt. Bei diesem Beispiel ist pro Bildpixel jeweils nur ein druckender Tropfen vorgesehen. Daher weist das Heizelement 60 auch nur zwei Betätigungszustände auf, nämlich druckend oder nicht druckend. Die elektrische Wellenform der Betätigung des Heizelements 60 für den druckenden Zustand ist schematisch in der Zeile (a) in 5 dargestellt. Die Zeile (b) in 5 zeigt schematisch die durch das Ausstoßen von Tinte aus den Düsen 25 und 35 in Verbindung mit dieser Betätigung des Heizelements entstehenden großen Tinteneinzeltropfen. Die Aktivierungszeit 65 des Heizelements 60 beträgt in der Regel etwa 0,1 bis etwa 5 Mikrosekunden und in diesem Beispiel 1,0 Mikrosekunde. Die Verzögerung 80 zwischen aufeinander folgenden Betätigungen des Heizelements 60 beträgt bei der beispielhaft gezeigten Ausführungsform 42 Mikrosekunden. Die elektrische Wellenform der Betätigung des Heizelements 60 für den nicht druckenden Zustand ist schematisch in der Zeile (c) in 5 dargestellt. In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel hat der elektrische Impuls eine Dauer von 1,0 Mikrosekunde und die Verzögerung 83 zwischen aufeinander folgenden Betätigungsimpulsen eine Dauer von 6,0 Mikrosekunden. Die in Zeile (d) in 5 schematisch dargestellten kleinen Tropfen 100 entstehen bei Aktivierung des Heizelements 60 mit dieser nicht druckenden Wellenform.
Die Zeile (e) in 5 zeigt schematisch die elektrische Wellenform der Aktivierung des Heizelements 60 für gemischte Bilddaten mit einem Übergang aus dem nicht druckenden Zustand in den druckenden Zustand und zurück in den nicht druckenden Zustand. Die schematische Darstellung in Zeile (f) in 5 zeigt den so gebildeten Tropfenstrom. Es ist ersichtlich, dass die Aktivierung des Heizelements 60 unabhängig gesteuert werden kann, je nachdem, welche Tintenfarbe benötigt wird und durch die entsprechenden Düsen 25 und 35 ausgestoßen werden soll, wie sich der Druckkopf 20 relativ zu einem Aufzeichnungsmedium W bewegen soll und welches Bild gedruckt werden soll.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen beschrieben worden sind. Wie bei dem vorhergehenden Beispiel enthält der Druckkopf zwei Düsenreihen, jedoch mit dem Unterschied, dass bei dieser Ausführungsform die Reihe mit den kleineren Düsen in der Zeichnung höher angeordnet ist. Großvolumige Tintentropfen 95 und kleinvolumige Tintentropfen 100, werden aus Tinte gebildet, die aus dem Druckkopf 20 im Wesentlichen entlang den Ausstoßbahnen X₁ und X₂ in der Form von Strömen ausgestoßen wird. Eine Tropfenumlenkeinrichtung 140 enthält einen oberen Sammler 230 und einen unteren Sammler 220, die eine laminare Gasströmung in der Tropfenumlenkeinrichtung 140 erleichtern. Druckluft aus der Pumpe 150 tritt in den oberen Sammler 230 ein, der dem Sammler 220 gegenüber liegt, und fördert eine laminare Gasströmung. Gleichzeitig werden dabei die sich entlang den Bahnen X₁ und X₂ bewegenden Tropfenströme gegen Störungen durch Fremdluft geschützt. Eine Unterdruckquelle 180 kommuniziert mit dem Sammler 220 und dient als Senke für die Gasströmung. Sie ist in der Mitte der Tropfenumlenkeinrichtung 140 in der Nähe der Bahnen X₁ und X₂ angeordnet. Die durch die Gasströmung aufgebrachte Kraft 130 trennt die Tintentropfen in Bahnen S₁ und S₂ für kleine Tropfen und Bahnen K₁ und K₂ für große Tropfen.
Eine Tintenauffangkonstruktion 165 neben dem Sammler 220, in der Nähe der Bahnen X₁ und X₂, fängt die kleinen Tropfen auf ihrem Weg entlang den Bahnen S₁ und S₂ ab, während die großen Tintentropfen 95 entlang den Bahnen K₁ und K₂ für große Tropfen weiterströmen und zu dem Aufzeichnungsmedium W auf der Druckwalze 200 gelangen können. Die kleinen Tintentropfen 100 gelangen zu der Tintenauffangeinrichtung 240 in der Tintenauffangkonstruktion 165. Eine mit einem Rückgewinnungsbehälter 160 kommunizierende Tintenrückgewinnungsleitung 210 erleichtert die Rückgewinnung nicht gedruckter Tinten tropfen über eine Tintenrückführleitung 170 zur späteren Wiederverwendung. Eine mit einer Unterdruckquelle 180 verbundene Vakuumleitung 175 kann mit dem Tintenrückgewinnungsbehälter 160 kommunizieren, um in der Tintenrückgewinnungsleitung 210 einen Unterdruck zu erzeugen, der die Trennung und Ableitung von Tintentropfen in der oben erörterten Weise verbessert. Die Druckminderung in der Leitung 210 reicht aus, rückgewonnene Tinte anzusaugen, aber nicht, um eine wesentliche Luftströmung zu erzeugen, welche die Tropfenbahnen K₁ und K₂ wesentlich ändern könnte. Die von dem Element 150 aufgefangene Tinte fließt, weitgehend durch das Innere des Elements 150, nach unten und tritt in den Tintenrückgewinnungsbehälter 90 ein. Die Tinte wird anschließend über die Leitung 100 aus dem Behälter 90 zur Wiederverwendung abgezogen.

Claims

Vorrichtung zum Drucken eines Bildes mit: einem Druckkopf (20) mit einer ersten Gruppe von Düsen (n₂), aus denen ein Strom von Tintentropfen mit einem ersten und einem dritten Volumen ausstoßbar ist; und einer zweiten Gruppe von Düsen (n₁), aus denen ein Strom von Tintentropfen mit einem zweiten und einem vierten Volumen ausstoßbar ist, wobei das zweite Volumen kleiner ist als das erste Volumen; einem einer jeden Gruppe von Düsen zugeordneten Mechanismus (60) zum unabhängigen Verändern des Volumens der von den Düsen ausgestoßenen Tintentropfen, wobei der Mechanismus aufweist: einen ersten Zustand, in dem die Volumina der von der ersten und zweiten Gruppe ausgestoßenen Tropfen das erste bzw. zweite Volumen haben, und einen zweiten Zustand, in dem die Volumina der von der ersten und zweiten Gruppe ausgestoßenen Tropfen ein drittes bzw. viertes Volumen haben, wobei das dritte und vierte Volumen kleiner ist als das erste und zweite Volumen; einer Tropfenumlenkeinrichtung (130) zum Erzeugen einer auf die ausgestoßenen Tropfen wirkenden Kraft, die auf die Tropfen in einem Winkel bezüglich des Stroms von Tintentropfen aufgebracht wird, der bewirkt, dass: Tintentropfen mit entweder dem ersten oder dem zweiten Volumen sich entlang eines ersten Satzes von Bahnen (k₁, s₁) bewegen; und Tintentropfen mit entweder dem dritten oder dem vierten Volumen sich entlang eines zweiten Satzes von Bahnen (k₂, s₂) bewegen; und mit einer Tintenauffangeinrichtung (240), die derart angeordnet ist, dass sich entlang einem aus dem ersten und zweiten Satz von Bahnen bewegende Tropfen ungehindert an der Auffangeinrichtung vorbei bewegen, während aufgefangene Tropfen sich entlang dem anderen aus dem ersten und zweiten Satz von Bahnen bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Tropfenumlenkeinrichtung eine Gasquelle ist, die in einem Winkel bezüglich des Stroms von Tintentropfen angeordnet und derart funktionsfähig ist, dass sie mit den Strömen von Tintentropfen zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die zweite Gruppe von Düsen von der ersten Gruppe von Düsen in einer Richtung beabstandet ist, aus der die Kraft auf die Tropfen aufgebracht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die zweite Gruppe von Düsen von der ersten Gruppe von Düsen einen Abstand von etwa 20 Mikrometern bis etwa 10 mm hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Düsen der zweiten Gruppe einen kleineren Querschnittsbereich haben als die Düsen der ersten Gruppe.
Vorrichtung nach Anspruch 5, worin die Düsen der zweiten Gruppe einen Durchmesser von etwa 9 Mikrometern und die Düsen der ersten Gruppe einen Durchmesser von etwa 16 Mikrometern haben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Mechanismus, der das Volumen der von den Düsen ausgestoßenen Tintentropfen verändert, ein entsprechendes Heizelement aufweist, das einer jeden Düse zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, worin der Mechanismus, der das Volumen der von den Düsen ausgestoßenen Tintentropfen verändert, eine Steuereinrichtung aufweist, welche die Heizelemente mit einer elektrischen Wellenform einer auswählbaren Periode aktiviert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin: jede Düse aus der ersten Vielzahl an Düsen einen ersten Durchmesser aufweist und jede Düse aus der zweiten Vielzahl an Düsen einen zweiten Durchmesser aufweist, der sich vom ersten Durchmesser unterscheidet.
Verfahren zum Drucken eines Bildes unter Verwendung eines Druckkopfes (20) mit einer ersten Gruppe von Düsen (n₂), aus denen ein Strom von Tintentropfen mit einem ersten und einem dritten Volumen ausgestoßen wird, und mit einer zweiten Gruppe von Düsen (n₁), aus denen ein Strom von Tintentropfen mit einem zweiten und einem vierten Volumen ausgestoßen wird, wobei das zweite Volumen kleiner ist als das erste Volumen, mit den Schritten: unabhängiges Verändern des Volumens der von den Düsen ausgestoßenen Tintentropfen zwischen einem ersten Zustand, in dem die Volumina der von der ersten und zweiten Gruppe ausgestoßenen Tropfen das erste bzw. zweite Volumen aufweisen, und einem zweiten Zustand, in dem die Volumina der von der ersten und zweiten Gruppe ausgestoßenen Tropfen das dritte bzw. vierte Volumen aufweisen, wobei das dritte und vierte Volumen kleiner ist als das erste und zweite Volumen; Umlenken der ausgestoßenen Tropfen mit einer Kraft, die auf die Tropfen in einem Winkel bezüglich des Stroms von Tintentropfen aufgebracht wird, wodurch Tintentropfen mit dem ersten oder zweiten Volumen sich entlang eines ersten Satzes von Bahnen (k₁, s₁) bewegen und Tintentropfen mit dem dritten oder vierten Volumen sich entlang eines zweiten Satzes von Bahnen (k₂, s₂) bewegen; und Auffangen von Tropfen, die sich entlang einem aus dem ersten und zweiten Satz von Bahnen bewegen, während Tropfen, die sich entlang dem anderen aus dem ersten und zweiten Satz von Bahnen bewegen, ungehindert zu einem Aufzeichnungsmedium gelangen.