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Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf
mit einer Mehrzahl von Düsenöffnungen, die in einer
Blattvorschubrichtung angeordnet sind, wobei jede
Düsenöffnung ein Tintentröpfchen durch Druck ausstößt, der von
einer Druckerzeugungskammer erzeugt wird. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine Düsenöffnungsanordnung auf dem
Tintenstrahlaufzeichnungskopf.
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Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe werden in der gesamten
Druckindustrie weitverbreitet verwendet. Solche
Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe weisen eine hohe
Aufzeichnungsdichte auf, können Punkte verschiedener Größen drucken und
sind während des Betriebs relativ leise.
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Es gibt zwei Grundarten von
Tintenstrahlaufzeichnungsköpfen. Ein Aufzeichnungskopf vom Bubble-Jet-Typ verwendet
Wärmeenergie, die von einer Heizvorrichtung bereitgestellt
wird, zur Ausführung des Drucks. Andererseits bewirkt bei
einem Aufzeichnungskopf, der von einem piezoelektrischen
Vibrationselement angetrieben wird, die Verschiebung des
piezoelektrischen Vibrationselements den Tintenausstoß zur
Ausführung des Drucks.
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Es gibt zwei allgemeine Arten von Aufzeichnungsköpfen, die
von einem piezoelektrischen Vibrationselement angetrieben
werden. Bei der ersten Art bewirkt eine vertikale Vibration
der piezoelektrischen Vibrationselemente den Tintenausstoß.
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Bei der zweiten Art bewirkt eine Biegevibration der
piezoelektrischen Vibrationselemente den Tintenausstoß.
Bei der ersten Art von Aufzeichnungsköpfen, die von einem
piezoelektrischen Vibrationselement angetrieben werden,
kann die Fläche, in welcher das piezoelektrische
Vibrationselement gegen die Vibrationsplatte liegt,
verringert werden. Somit kann der Abstand zwischen den Düsenöffnungsanordnungen
leicht klein gemacht werden. Das
Verfahren zum Zusammenbauen eines solchen
Aufzeichnungskopfes ist jedoch kompliziert, da jedes piezoelektrische
Vibrationselement äußerst klein ist.
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Die zweite Art von Aufzeichnungsköpfen, die von einem
piezoelektrischen Vibrationselement angetrieben werden,
verwendet eine laminierte Struktur, wie in JP-A-366643
beschrieben ist. Das heißt, ein gemeinsamer
Tintenzufuhrabschnitt und Druckerzeugungskammern oder
Tintenströmungspfade werden zunächst in jedem von mehreren
Dünnplattenelementen gebildet. Diese Dünnplattenelemente werden dann der
Reihe nach auf die Rückseite einer Düsenplatte laminiert.
Daher ist das Verfahren zum Zusammenbauen einfach.
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Bei dieser Anordnung jedoch wird jeder Strömungspfad, der
von der Druckerzeugungskammer zu den Düsenöffnungen
verläuft, durch Ausbilden von Verbindungslöchern in jedem
Dünnplattenelement und eng beieinander liegende Anordnung
dieser Verbindungslöcher gebildet. Daher ist es schwierig,
die kleinen Luftbläschen in der Tinte aus den Ecken der
Strömungspfade, die in jedem Dünnplattenelement gebildet
sind, zu entleeren.
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Zusätzlich ist bei dieser Anordnung die Größe der
piezoelektrischen Vibrationsplatte, die auf der
Druckerzeugungskammer montiert ist, größer als jene der piezoelektrischen
Vibrationsplatte, die als piezoelektrisches
Vibrationselement in der ersten Art von Aufzeichnungsköpfen, die von
einem piezoelektrischen Vibrationselement angetrieben
werden, verwendet wird. Somit wird der Abstand zwischen den
Düsenöffnungsanordnungen vergrößert.
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Wenn der Abstand zwischen den Düsenöffnungsanordnungen
vergrößert wird, nehmen Fehler zwischen Punkten, die auf
einem Aufzeichnungsblatt in die Nebenabtastrichtung
gedruckt werden, eher zu, wenn drei oder mehr Düsenöffnungsanordnungen
in dem Bemühen, die Druckqualität zu
verbessern, gebildet werden. In diesem Fall jedoch ist die
Druckqualität eigentlich verringert.
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Das heißt, ein Aufzeichnungskopf nur einer Mehrzahl von
Düsenöffnungsanordnungen ist so konstruiert, dass jede
Düsenöffnungsanordnung den Druck eines Punktes an einer
vorbestimmten Position in der Nebenabtastrichtung
ermöglicht. Daher sind bei diesem Aufzeichnungskopf die oberste
Düsenöffnung und die unterste Düsenöffnung an
gegenüberliegenden Enden in die Hauptabtastrichtung angeordnet.
Dadurch entsteht ein Fehler von G x sinθ zwischen Linien in
die Nebenabtastrichtung vor und nach dem Blattvorschub,
unter der Annahme, dass der Abstand zwischen der
Düsenöffnungsanordnung an einem Ende und der
Düsenöffnungsanordnung am anderen Ende in die Hauptabtastrichtung G ist,
und der Neigungswinkel zwischen der Richtung, in welche die
Düsenöffnungsanordnungen des Aufzeichnungskopfes verlaufen,
und der Blattvorschubrichtung θ ist. Dieser Fehler,
G x sinθ, verursacht das Auftreten schwarzer Linien und
weißer Linien während des Drucks, wodurch die Druckqualität
beeinträchtigt wird.
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Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der zur Behebung dieses
Problems konstruiert ist, ist in EP-A-554907 beschrieben.
Bei diesem Tintenstrahlaufzeichnungskopf sind vier
Düsenöffnungsanordnungen, die jeweils eine Mehrzahl von
Düsenöffnungen aufweisen, die linear in die
Blattvorschubrichtung mit einem Abstand beabstandet sind, welcher der Anzahl
von Düsenöffnungsanordnungen entspricht, in ihren
Positionen in die Hauptabtastrichtung um einen
vorbestimmten Abstand versetzt, so dass sie sich von der physisch
angeordneten Reihenfolge unterscheiden. Diese Anordnung,
durch welche der Abstand in die Nebenabtastrichtung
zwischen der obersten Düsenöffnung und der untersten
Düsenöffnung des Aufzeichnungskopfes verringert wird, kann den
Druck von weißen Linien und schwarzen Linien auf Grund
einer Verschiebung im Winkel θ zwischen der
Düsenöffnungsanordnung und der Blattvorschubrichtung verhindern.
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Dieser Vorteil wird jedoch nur erreicht, wenn die Anzahl
von Düsenöffnungsanordnungen vier ist. Somit ist eine
solche Konstruktion bei einer begrenzten Anzahl von
Aufzeichnungsköpfen anwendbar.
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Das Dokument DE-A-3 208 104 nach dem Stand der Technik
offenbart einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, in dem jede
Gruppe von Düsenöffnungen zwei Düsenöffnungsanordnungen
hat. Der Abstand der Öffnungen ist in allen Gruppen
derselbe.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, der bei
einem Aufzeichnungskopf mit einer Mehrzahl von
Düsenöffnungsanordnungen, vorzugsweise drei oder mehr, verwendet
werden kann, und der Zwischenzeilenabstandsfehler
minimieren kann, um einen qualitativ hochwertigen Druck zu
garantieren.
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Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung
einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2
bereit. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in den untergeordneten Ansprüchen beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen
Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einer Mehrzahl von
Düsenöffnungsanordnungen bereit, die in eine Nebenabtastrichtung angeordnet
sind, die im Wesentlichen senkrecht zu der
Hauptabtastrichtung liegt. Die Düsenöffnungsanordnungen sind in wenigstens
drei Gruppen unterteilt und mit vorbestimmten Abständen in
die Hauptabtastrichtung beabstandet.
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Bei einem solchen Tintenstrahlaufzeichnungskopf füllen
Düsenöffnungen der Gruppen, die an beiden Seiten einer in
der Mitte des Aufzeichnungskopfs angeordneten Gruppe
angeordnet sind, die Räume zwischen diesen Düsenöffnungen der
mittleren Anordnung. Ferner ist eine Düsenöffnung der in
der Mitte angeordneten Gruppe ganz oben oder ganz unten auf
der Fläche des Aufzeichnungskopfs angeordnet, so dass
Linien, die von den Düsenöffnungen der Gruppen gedruckt
werden, die an beiden Seiten angeordnet sind, zwischen den
Linien liegen, die von den Düsenöffnungen der mittleren
Gruppe gedruckt werden. Daher kann der maximale Abstand
zwischen Düsenöffnungen, die benachbarte Linien in die
Hauptabtastrichtung drucken, gleich oder im Wesentlichen
gleich dem halben maximalen Abstand zwischen den
Düsenöffnungsanordnungen an beiden Seiten des Druckkopfes sein.
Daher wird der Zwischenzeilen-Positionsfehler verringert.
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Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf wird durch Laminieren
einer Mehrzahl von Dünnplattenelementen gebildet, in
welchen eine Mehrzahl von Tintenströmungspfaden teilweise
ausgebildet ist. Jeder Tintenströmungspfad verläuft
kontinuierlich von einem Tintenzufuhrabschnitt über eine
Druckerzeugungskammer, bis er eine Düsenöffnung erreicht.
In einem solchen Tintenstrahlaufzeichnungskopf sind
Verbindungsöffnungen, die in den entsprechenden
Dünnplattenelementen für eine Verbindung der Druckerzeugungskammer mit
der Düsenöffnung ausgebildet sind, linear angeordnet. Auf
Grund dieser Konstruktion kann die Tinte von der
Druckerzeugungskammer in den Dünnplattenelementen fließen,
ohne in den Verbindungsöffnungen zu stagnieren, so dass die
Luftblasen in der Tinte effektiv von den Düsenöffnungen
entfernt werden können. Bei diesem
Tintenstrahlaufzeichnungskopf der laminierten Art ist die Stagnation von
Luftblasen in seinen Tintenströmungspfaden minimiert.
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Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden
durch die folgende ausführliche Beschreibung der
gegenwärtig bevorzugten, beispielhaften Ausführungsbeispiele der
Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
offensichtlicher und verständlicher, von welchen:
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Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der
Düsenöffnungsanordnungen eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2 eine in Einzelteile aufgelöste, perspektivische
Ansicht ist, welche den genauen Aufbau des
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes von Fig. 1 zeigt;
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Fig. 3A eine Schnittansicht ist, die den
Tintenstrahlaufzeichnungskopf von Fig. 1 zeigt;
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Fig. 3B eine Schnittansicht ist, die einen weiteren
Tintenstrahlaufzeichnungskopf zeigt, bei dem die
Position einer Düsenöffnung verschoben ist;
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Fig. 4A bis 4D jeweils Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe
zeigen, bei welchen die Position einer
Düsenöffnung in Bezug auf die entsprechende
Druckerzeugungskammer verschoben ist, wobei sowohl die
Position der Düsenöffnung als auch die Position
von Einführung Öffnungen, welche die Düsenöffnung
mit der Druckerzeugungskammer verbinden, in dem
Ausführungsbeispiel des
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der in Fig. 1 dargestellt ist,
angepasst ist;
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Fig. 5A ein Muster zeigt, das von einem Aufzeichnungskopf
mit Düsenöffnungsanordnungen gemäß der
vorliegenden Erfindung gedruckt wird;
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Fig. 5B ein Muster zeigt, das von einem Aufzeichnungskopf
mit Düsenöffnungsanordnungen gemäß einer
herkömmlichen Anordnung gedruckt wird;
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Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Düsenöffnungsanordnungen eines
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Düsenöffnungsanordnungen eines
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Düsenöffnungsanordnungen eines
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 9 eine beispielhafte Anordnung von
Einführungsöffnungen zur Bildung des Abstandes zeigt, in
welchem die Düsenöffnungen wie in dem
Ausführungsbeispiel von Fig. 8 positioniert sind;
und
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Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Düsenöffnungsanordnungen eines
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer
Düsenöffnungsanordnung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs
der vorliegenden Erfindung. Eine Düsenplatte 130 enthält
sechs Anordnungen von Düsenöffnungen A, B, C, D, E, F. Die
Düsenöffnungen 1, 7, 13, 19 und 25 der ersten Anordnung A
sind nahe der Mittellinie der Düsenplatte 130 positioniert.
Die Düsenöffnungen 2, 8, 14, 20 und 26 der zweiten
Anordnung B sind nahe einem seitlichen Ende der Düsenplatte 130
positioniert, zum Beispiel am linken Ende, und die
Düsenöffnungen 3, 9, 15, 21 und 27 der dritten Anordnung C sind
zwischen der ersten Anordnung A und der zweiten Anordnung B
positioniert.
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Düsenöffnungen 4, 10, 16, 22 und 28 der vierten Anordnung D
sind an einer Seite der ersten Düsenöffnungsanordnung A
gegenüber der Seite positioniert, an welcher die dritte
Anordnung positioniert ist. Die Düsenöffnungen 5, 11, 17,
23 und 29 der fünften Anordnung E sind nahe dem seitlichen
Ende positioniert, das dem seitlichen Ende gegenüberliegt,
an dem die zweite Anordnung B positioniert ist, zum
Beispiel am rechten Ende. Schließlich sind die
Düsenöffnungen 6, 12, 18, 24, und 30 der sechsten Anordnung F
nahe der fünften Düsenöffnungsanordnung E positioniert.
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Diese Düsenöffnungsanordnungen sind in drei Gruppen
unterteilt. Die erste Düsenöffnungsanordnung A und die vierte
Düsenöffnungsanordnung D bilden eine erste Gruppe 201. Die
zweite und dritte Düsenöffnungsanordnung B und C bilden
eine zweite Gruppe 202. Die fünfte und sechste
Düsenöffnungsanordnung E und F bilden eine dritte Gruppe 203. Die
Düsenöffnungen der entsprechenden Gruppen 201, 202 und 203
stehen mit der Tintenstrahlaufzeichnungskopfeinheit in
Verbindung, wie in Fig. 2, 3A und 3B dargestellt ist, so
dass die Düsenöffnungen mit auszustoßender Tinte versorgt
werden.
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Die Düsenöffnungen 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25 und 28
der ersten Gruppe 201 sind mit einem Abstand von drei
Punkten in eine Nebenabtastrichtung beabstandet, das heißt,
in die vertikale Richtung in Fig. 1. Die Paare von
Düsenöffnungen 2 und 3, 8 und 9, 14 und 15, 20 und 21, und 26
und 27 der zweiten Gruppe 202 sind mit einem Abstand von
einem Punkt angeordnet und in die vertikale Richtung
zwischen oder im Wesentlichen zwischen den Düsenöffnungen 1
und 4, 7 und 10, 13 und 16, 19 und 22 bzw. 25 und 28
positioniert. Dieser Abstand wird zum Beispiel mit einem
Zyklus von fünf Punktpaaren wiederholt.
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Die Paare von Düsenöffnungen 5 und 6, 11 und 12, 17 und 18,
23 und 24, und 29 und 30 der dritten Gruppe 203 sind mit
einem Abstand von einem Punkt angeordnet, und sind in die
vertikale Richtung zwischen oder im Wesentlichen zwischen
den Düsenöffnungen 4 und 7, 10 und 13, 16 und 19, und 22
und 25 bzw. in die vertikale Richtung unterhalb oder im
Wesentlichen unterhalb der Düsenöffnung 28 angeordnet.
Dieser Abstand wird zum Beispiel mit einem Zyklus von fünf
Punktpaaren wiederholt.
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- Fig. 2 ist eine in Einzelteile aufgelöste, perspektivische
Ansicht, die den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung,
wie in Fig. 1 dargestellt, zeigt. Fig. 3A und 3B sind
Schnittansichten, die jeweils eine Struktur in der Nähe
einer Druckerzeugungskammer zeigen, die mit einer einzigen
gemeinsamen Tintenkammer verbunden ist.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, umfasst der
Tintenstrahlaufzeichnungskopf piezoelektrische
Vibrationselement-Antriebsabschnitte 100, die durch Befestigung von piezoelektrischen
Vibrationsplatten 104, die aus PZT oder dergleichen
bestehen, an einer Oberfläche einer Vibrationsplatte 102
gebildet werden, die aus einem Zirkoniumdioxid- (ZrO&sub2;)
Dünnplattenelement oder dergleichen besteht, deren Dicke
etwa 10 um beträgt. Die piezoelektrischen Vibrationsplatten
104 sind so montiert, dass sie den Druckerzeugungskammern
103 gegenüberliegen, die in der Folge beschrieben werden.
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Ein Abstandshalter 105, der aus einem keramischen
Dünnplattenelement besteht, wie einem 150 um dicken
Zirkoniumdioxid-Dünnplattenelement oder dergleichen, ist mit
Durchgangslöchern 106 versehen. Diese Durchgangslöcher 106
bilden die Druckerzeugungskammern 103, die somit mit einem
vorbestimmten Abstand gebildet sind. Die Form jedes
Durchgangslochs 106 stimmt mit jener der
Druckerzeugungskammer 103 überein.
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Eine Platte 108 ist neben dem Abstandshalter 105
angeordnet, um die entsprechenden Enden der Druckerzeugungskammern
103 zu schließen. Einführungsöffnungen 109 und 111 sind in
der Platte 108 ausgebildet. Die Einführungsöffnungen 109
haben einen größeren Durchmesser als die Düsenöffnungen
131, die in der Düsenplatte 130 ausgebildet sind, und
ermöglichen die Verbindung der Düsenöffnungen 131 mit den
entsprechenden Druckerzeugungskammern 103. Andererseits
ermöglichen die Einführungsöffnungen 111 eine Verbindung
ihrer entsprechenden Druckerzeugungskammern 103 mit der
gemeinsamen Tintenkammer 110.
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Diese drei Elemente 100, 105, 108 sind zu einer einzigen
Struktur integriert und auf einer
Einheitsbefestigungsplatte 112 durch einen Klebstoff oder dergleichen
befestigt. Die Einheitsbefestigungsplatte 112 dient in
diesem Ausführungsbeispiel auch als
Strömungspfadregulierungsplatte.
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Die Einheitsbefestigungsplatte 112 enthält
Strömungspfadregulierungsöffnungen 113, die zwischen den
Einführungsöffnungen 111 und der gemeinsamen Tintenkammer 110
positioniert sind, wenn die Einheitsbefestigungsplatte 112
zwischen der Platte 108 und dem Wärmeabscheidungsfilm 115,
der in der Folge beschrieben ist, befestigt ist, wie in
Fig. 3B dargestellt ist. Ebenso enthält die
Einheitsbefestigungsplatte 112 Einführungsöffnungen 114, die so
angeordnet sind, dass sie den Durchgangsöffnungen 109
gegenüberliegen, wenn die Einheitsbefestigungsplatte 112 an
der Platte 108 befestigt ist. Jede
Strömungspfadregulierungsöffnung 113 weist einen Strömungswiderstand auf,
der im Wesentlichen gleich jenem der Düsenöffnung 131 ist,
und jede Einführungsöffnung 114 ermöglicht die Verbindung
der Düsenöffnung 131 mit der Druckerzeugungskammer 103.
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Der Wärmeabscheidungsfilm 115 bindet eine die gemeinsame
Tintenkammer bildende Platte 118, die in der Folge
beschrieben wird, an die Einheitsbefestigungsplatte 112.
Der Wärmeabscheidungsfilm 115 enthält Fenster 116 und
Einführungsöffnungen 117. Jedes Fenster 116 stimmt mit der
gemeinsamen Tintenkammer 110 überein, und jede
Einführungsöffnung 117 ermöglicht die Verbindung der Düsenöffnung 131
mit der Druckerzeugungskammer 103.
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Die die gemeinsame Tintenkammer bildende Platte 118 enthält
Fenster 120 und Einführungsöffnungen 121. Die die
gemeinsame Tintenkammer bildende Platte 118 ist zum Beispiel ein
150 um dickes Plattenelement aus rostfreiem Stahl oder
dergleichen, das korrosionsbeständig ist und dessen Dicke
zur Bildung der gemeinsamen Tintenkammern 110 angemessen
ist. Jedes Fenster 120 ist im Wesentlichen V-förmig und
entspricht somit der Form der gemeinsamen Tintenkammer 110.
Jede Einführungsöffnung 121 hat einen größeren Durchmesser
als die Düsenöffnungen 131 und ermöglicht eine Verbindung
der entsprechenden Druckerzeugungskammern 103 mit den
Düsenöffnungen 131.
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Wie zuvor beschrieben, sind die Düsenöffnungen 131 in der
Düsenplatte 130 ausgebildet. Die Düsenplatte 130 ist an der
die gemeinsame Tintenkammer bildenden Platte 118 durch
einen Wärmeabscheidungsfilm 133 oder dergleichen befestigt,
so dass die Düsenöffnungen 131 mit ihren entsprechenden
Druckerzeugungskammern 103 durch Einführungsöffnungen 109,
114, 117 und 121 und durch eine Öffnung 134, die in dem
Wärmeabscheidungsfilm 133 ausgebildet ist, in Verbindung
stehen. Der Durchmesser dieser Einführungsöffnungen 109,
114 und 121 ist so festgelegt, dass die Öffnung zumindest
an der Seite der Düsenöffnung 131 klein ist.
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Daher können auf Grund der laminierten Struktur die
Mittelpunkte der Einführungsöffnungen 109, 114, 117 und 121
ausgerichtet werden, so dass die Düsenöffnung 131 mit der
Druckerzeugungskammer 103 in Verbindung stehen kann, wie in
Fig. 3A dargestellt ist. Selbst wenn daher die Düsenöffnung
131 um eine Strecke AL verschoben ist, wie in Fig. 3B
dargestellt, kommt es kaum zu einem Stagnieren von Tinte.
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Daher können Luftblasen, die in der Tinte enthalten sind,
rasch von der Düsenöffnung entfernt werden.
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Das heißt, wenn die Düsenöffnungen 131 in eine Richtung zu
einem Ende der Druckerzeugungskammer 103 verschoben sind,
wie in Fig. 4A dargestellt ist, kann die Düsenöffnung 131
nahe dem Ende der Druckerzeugungskammer 103 ausgerichtet
werden. Wenn die entsprechenden Einführungsöffnungen 109,
114 und 121 zum Beispiel der Reihe nach in eine Richtung in
Bezug auf die Druckerzeugungskammer 103 verschoben sind,
wie in Fig. 4B, 4C dargestellt ist, kann der Abstand
zwischen den benachbarten Düsenöffnungen 131 beliebig
eingestellt werden.
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Als Alternative, wie in Fig. 4D dargestellt ist, können die
Druckerzeugungskammern 103 so angeordnet sein, dass sie mit
den Düsenöffnungen 131 in Verbindung stehen, die
asymmetrisch auf der Düsenplatte 130 positioniert sind.
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Wenn in dem Aufzeichnungskopf ein Antriebssignal an die
piezoelektrischen Vibrationsplatten 104 angelegt wird, wird
die Vibrationsplatte 102 durchgebogen, wodurch sich die
Druckerzeugungskammern 103 zusammenziehen. Infolgedessen
wird die Tinte in den Druckerzeugungskammern 103 über die
Einführungsöffnungen 109, 114, 117 und 121 zu den
Düsenöffnungen 131 ausgestoßen und von dort in Form eines
Tintentröpfchens ausgestoßen.
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Wenn nach dem Ausstoßen der Tintentröpfchen das
Antriebssignal entfernt wird, kehrt die piezoelektrische
Vibrationsplatte 104 in ihre ursprüngliche Position zurück,
wodurch die Druckerzeugungskammer 103 auf ihre
ursprüngliche Größe ausgedehnt wird. Dadurch fließt eine
Tintenmenge, die der aus den Düsenöffnungen 131 ausgestoßenen
Tintenmenge entspricht, von der gemeinsamen Tintenkammer
110 über die Strömungspfadregulierungsöffnungen 113 und die
Einführungsöffnungen 111 in die Druckerzeugungskammer 103.
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Dieser Zyklus wird wiederholt, bis die für den Druck
notwendige Menge an Tintentröpfchen ausgestoßen ist.
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Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels des
Aufzeichnungskopfes mit der Düsenöffnungsanordnung des in
Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun mit
Bezugnahme auf Fig. 5A beschrieben.
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Fig. 5A ist ein beispielhaftes Diagramm, welches die
Entsprechung zwischen der Position von Linien, die in einer
Druckzeile (z. B. einer einfachen Zeichenzeile) in die
horizontale Richtung gedruckt werden, und der
Düsenöffnungen, die solche Linien der Druckzeile drucken, zeigt. Diese
Figur zeigt auch die Position einiger der Düsenöffnungen,
welche die obersten Linien in einer benachbarten Druckzeile
drucken. Die Nummer in jedem Kreis entspricht der Nummer,
die einer Düsenöffnung in Fig. 1 zugeordnet ist.
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Linien in einer Druckzeile werden von den Düsenöffnungen 1,
4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25 und 28 der
Düsenöffnungsanordnungen A und D der ersten Gruppe 201 in einem Abstand von
drei Punkten gedruckt. Zwei Linien werden von den
Düsenöffnungen 2, 3, 8, 9, 14, 15, 20, 21, 26 und 27 der
Düsenöffnungsanordnungen B und C der zweiten Gruppe 202 gedruckt,
so dass die Linien zwischen den ungerade nummerierten
Düsenöffnungen und den gerade nummerierten Düsenöffnungen
der ersten Gruppe 201 ergänzt werden, d. h., zwischen den
Düsenöffnungen 1 und 4, 7 und 10, 13 und 16, 19 und 22, und
25 und 28.
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Zwei Linien werden ebenso von den Düsenöffnungen 5, 6, 11,
12, 17, 18, 23, 24; 29 und 30 der Düsenöffnungsanordnungen
E und F der dritten Gruppe 203 gedruckt, so dass die Linien
zwischen den gerade nummerierten Düsenöffnungen und den
ungerade nummerierten Düsenöffnungen der ersten Gruppe 201
ergänzt werden, die nicht durch die zweite Gruppe 202
ergänzt werden, d. h., zwischen den Düsenöffnungen 4 und 7,
10 und 13, 16 und 19, 22 und 25 und vertikal unter 28.
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Bei einer Anordnung der Düsenöffnungen der zweiten und
dritten Gruppe 202 bzw. 203 an beiden Seiten der
Düsenplatte 130 zum Drucken von Linien, die zwischen den Linien
liegen, die von den Düsenöffnungen der ersten Gruppe 201
gedruckt werden, die in der Mitte der Düsenplatte
angeordnet ist, ist der maximale Abstand in die
Hauptabtastrichtung zwischen zwei Düsenöffnungen, die vertikal benachbarte
Linien drucken, gleich dem halben oder im Wesentlichen
halben Abstand zwischen den Gruppen 202 und 203, die an
beiden Seiten der Düsenplatte 130 angeordnet sind. Aus
diesem Grund ist ein Fehler, der auftritt, wenn die
vertikale Richtung der Düsenöffnungen in dem
Aufzeichnungskopf zu der Blattvorschubrichtung nicht parallel ist, aber
leicht in einem Winkel in Bezug auf den Schlitten liegt, im
Wesentlichen halbiert. Das heißt, unter der Annahme, dass
der Abstand in die Hauptabtastrichtung zwischen den
Düsenöffnungsanordnungen 202 und 203 G ist, und dass der
Neigungswinkel des Kopfes θ ist, wird ein Fehler G x sin θ
im Wesentlichen halbiert.
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Da zusätzlich die Düsenöffnungen so angeordnet sind, dass
die oberste Linie in einer Druckzeile von einer
Düsenöffnung der ersten Gruppe 201 gedruckt wird, das heißt, der
Düsenöffnung 1 in diesem Ausführungsbeispiel, und die
unterste Linie in einer Druckzeile von einer Düsenöffnung
entweder der Gruppe 202 oder 203 gedruckt wird (d. h., der
Düsenöffnung 30 in diesem Ausführungsbeispiel), ist auch
der Abstand in die Hauptabtastrichtung zwischen der
Düsenöffnung, welche die unterste Linie der Druckzeile druckt
(d. h., der Düse 30), und jener, welche die oberste Linie
der nächsten Druckzeile druckt (d. h., Düse 1) gleich dem
halben oder im Wesentlichen halben Abstand zwischen den
Gruppen 202 und 203. Dadurch wird wiederum der Fehler, der
zwischen den Druckzeilen auftreten kann, die vor und nach
dem Blattvorschub gedruckt werden, halbiert oder im
Wesentlichen halbiert, und dadurch die Entstehung einer weißen
Linie oder einer schwarzen Linie verhindert, die so häufig
bei herkömmlichen Druckern auftritt.
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Das heißt, in einem herkömmlichen Druckkopf mit einer
Düsenöffnungsanordnung wie in Fig. 5B dargestellt, ergeben
benachbarte Linien, die von den Düsenöffnungen gedruckt
werden, die an gegenüberliegenden Seiten des Druckkopfes
angeordnet sind (z. B. die Düsenöffnungen 6 und 7 der
Düsenöffnungsanordnungen A' und F') einen großen Druckfehler,
wenn die Richtung der Düsenöffnungsanordnungen A' und F' zu
der Blattvorschubrichtung nicht parallel ist. Dieser Fehler
tritt auf, weil der Abstand zwischen diesen Düsenöffnungen
in die Hauptabtastrichtung gleich dem Abstand zwischen den
Düsenöffnungsanordnungen A' und F' ist.
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Da dieser große Abstand in die Hauptabtastrichtung zwischen
den Düsenöffnungen 1 und 30 vorhanden ist, wenn die
Richtung der Düsenöffnungsanordnungen zu der
Blattvorschubrichtung nicht parallel ist, tritt zusätzlich ein großer
Fehler zwischen einer Druckzeile und einer folgenden
Druckzeile auf, die nach dem Blattvorschub gedruckt wird.
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Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Düsenöffnungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Auf
ähnliche Weise wie bei dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel sind Düsenöffnungsanordnungsgruppen
204, 205 und 206 in einer Düsenplatte 130 ausgebildet. Die
Düsenöffnungen 1, 5, 9, 13, 17, 21 und 25 der einfachen
Anordnung A der ersten Gruppe 204 sind mit einem Abstand
von vier Punkten in die Blattvorschubrichtung angeordnet.
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Die zweite Gruppe 205 umfasst zwei Düsenöffnungsanordnungen
B und C, deren Düsenöffnungen jeweils mit einem Abstand von
zwei Punkten angeordnet sind. Die dritte Gruppe 206 umfasst
eine einzige Düsenöffnungsanordnung D, in welcher die
Düsenöffnungen in einem Abstand von vier Funkten angeordnet
sind.
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Die Düsenöffnungen der ersten und dritten Gruppe 204 und
206 sind an gegenüberliegenden Seiten der Düsenplatte 130
angeordnet und so positioniert, dass sie abwechselnd die
Düsenöffnungen der zweiten Gruppe 205 ergänzen, die in der
Mitte der Düsenplatte 130 angeordnet sind. Das heißt, in
diesem Ausführungsbeispiel werden Linien von den
Düsenöffnungen 1, 5, 9, 13, 17, 21 und 25 der ersten Gruppe 204
gedruckt und Linien von den Düsenöffnungen 3, 7, 11, 15,
19, 23 und 27 der dritten Gruppe 206 werden so gedruckt,
dass sie zwischen den Linien liegen, die von den
Düsenöffnungen 2, 4... 26, 28 der zweiten Gruppe 205 gedruckt
wurden.
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Daher ist der maximale Abstand zwischen zwei benachbarten
Düsenöffnungen, die vertikal benachbarte Linien drucken,
gleich oder im Wesentlichen gleich dem halben Abstand
zwischen den Düsenöffnungsanordnungen A und D. Da
zusätzlich eine Düsenöffnung von einer der Gruppen 204 und 206
(d. h., die Düsenöffnung 1 von Gruppe 204) so angeordnet
ist, dass sie die oberste Linie einer Druckzeile druckt,
und die Düsenöffnung 28 der Gruppe 205 so angeordnet ist,
dass sie die unterste Linie einer Druckzeile druckt; ist
der Abstand zwischen den Düsenöffnungen, die vertikal
benachbarte Druckzeilen vor und nach dem Blattvorschub
drucken, gleich oder im Wesentlichen gleich dem halben
maximalen Abstand zwischen den Düsenöffnungsanordnungen 204
und 206. Wie in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1
verringert dies die Fehler, die zwischen benachbarten Druckzeilen
auftreten können (d. h., weiße Linie oder schwarze Linie),
wenn die Richtung der Düsenöffnungsanordnungen zu der
Blattvorschubrichtung nicht parallel ist.
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Es ist offensichtlich, dass ähnliche vorteilhafte Wirkungen
erzielt werden können, wenn die Anordnung der beiden Düsenöffnungsanordnungen
B und C der zweiten Gruppe 205
umgekehrt wird, wie in Fig. 7 dargestellt ist.
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Wie in Fig. 8 dargestellt ist, kann eine Gruppe 211 mit den
Düsenöffnungen 2, 4, 6... 24, 26, 28, die mit einem Abstand
von zwei Punkten angeordnet sind, zwischen den Gruppen 210
und 212 eingefügt werden, die abwechselnd diese Gruppe 211
während des Druckens ergänzen. Die Gruppe 210 besteht aus
einer Düsenöffnungsanordnung A, deren Düsenöffnungen 1, 5...
21, 25 mit einem Abstand von vier Punkten angeordnet sind.
Die Gruppe 212 andererseits besteht aus einer
Düsenöffnungsanordnung C, deren Düsenöffnungen 3, 7... 23, 27 mit
einem Abstand von vier Punkten angeordnet sind.
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Wenn die Düsenöffnungen mit einer extrem hohen Dichte
linear angeordnet sind, wie bei der Düsenöffnungsanordnung
B der Gruppe 211, werden zwei Anordnungen von
Druckerzeugungskammern 103 und 103' verwendet, wie in Fig. 9
dargestellt ist. Diese Kammern 103 und 103' sind so angeordnet,
dass ihre benachbarten Enden den Positionen, an welchen
ihre entsprechende Düsenöffnung vorgesehen ist, so nahe wie
möglich liegen (d. h., so nahe wie möglich der Linie L-L).
Ebenso sind die Einführungsöffnungen 109, 114, 121, die
eine Verbindung zwischen den Druckerzeugungskammern 103 und
den Düsenöffnungen 131 herstellen, und die
Einführungsöffnungen 109', 114', 121', die eine Verbindung zwischen den
Druckerzeugungskammern 103' und den Düsenöffnungen 131'
herstellen, zu der Linie L-L verschoben.
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Auch in diesem Ausführungsbeispiel werden, wie in dem zuvor
genannten Ausführungsbeispiel, die Linien, die von den
Düsenöffnungen 2, 4, 6... 24, 26, 28 der
Düsenöffnungsanordnung B gedruckt werden, abwechselnd durch die Linien
ergänzt, die von den Düsenöffnungen 1, 5, 9... 21, 25 der
Düsenöffnungsanordnung A und von den Düsenöffnungen 3, 7,
11. 23, 27 der Düsenöffnungsanordnung C gedruckt werden,
die an gegenüberliegenden Seiten der Düsenplatte 130 angeordnet
sind. Ferner ist die Düsenöffnung 1 der Gruppe 210
ganz oben positioniert, und die Düsenöffnung 28 der Gruppe
212 ist ganz unten positioniert, wodurch Fehler verringert
werden, die zwischen Druckzeilen auftreten können, wie in
den vorangehenden Ausführungsbeispielen besprochen wurde.
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Ferner ist jeder Tintenströmungspfad so ausgebildet, dass
er die Einführungsöffnungen 109, 114, 121 und die
Einführungsöffnungen 109', 114', 121', die in den entsprechenden
Dünnplattenelementen ausgebildet sind, gleichmäßig
verbindet, so dass sie zu der Düsenöffnung konisch zulaufen.
Daher stagniert die Tinte kaum, und Luftblasen, die in der
Tinte enthalten sind, werden effektiv entfernt.
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Obwohl in den in Fig. 6, 7 und 8 dargestellten
Ausführungsbeispielen eine Düsenöffnung der Düsenöffnungsanordnungen
der Gruppen 205 und 211, die in der Mitte der Düsenplatte
130 angeordnet sind, am untersten Ende des
Aufzeichnungskopfes positioniert ist, ist offensichtlich, dass eine
ähnliche Wirkung durch alternative. Positionierung einer
Düsenöffnung der Gruppen 205 und 211 am obersten Ende des
Aufzeichnungskopfes erreicht werden kann. Zum Beispiel kann
in dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel die
Düsenöffnungsanordnung A der Gruppe 204 um vier Punkte nach
unten verschoben sein. Das heißt, die Düsenöffnung 1 kann
in die Position der Düsenöffnung 5 gebracht werden, und der
Druck kann in der Reihenfolge der laufend zugeordneten
Düsenöffnungsnummern durchgeführt werden, d. h., 2, 3, 4, 5
... 27, 28.
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Ferner ist in Bezug auf die in Fig. 7 und 8 dargestellten
Ausführungsbeispiele offensichtlich, dass der Druck
beginnend mit der Düsenöffnung 2 der Düsenöffnungsanordnung
B durchgeführt werden kann, wobei entweder die oberste
Düsenöffnung 1 der Düsenöffnungsanordnung A der Gruppe 204
oder 210 weggelassen wird, wie in Fig. 7 bzw. 8 dargestellt
ist, oder die Düsenöffnung 1 nicht verwendet wird.
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Wenn die Anzahl von Düsenöffnungen in der
Düsenöffnungsanordnung, die nicht jene der Gruppe in der Mitte ist, wie
zuvor beschrieben, verringert wird, wird die Anzahl von
Düsenöffnungen der Düsenöffnungsanordnung A von Gruppe 204
in Fig. 7 oder von Gruppe 210 in Fig. 8 auf 6 verringert,
wodurch die Düsenöffnungsanordnung A eine Düsenöffnung
weniger aufweist als die Gruppe 206 in Fig. 7 oder Gruppe
212 in Fig. 8. Dadurch können die Düsenöffnungen der Gruppe
205 oder 210 in der Mitte der Düsenplatte ganz oben oder
ganz unten angeordnet werden. Infolgedessen gehören die
Düsenöffnung, welche die letzte Linie einer Druckzeile
druckt, und die Düsenöffnung, welche die erste Linie einer
nächsten Druckzeile druckt, zu derselben Gruppe, wodurch
wiederum die Druckqualität Verbessert wird Fig. 10 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung mit dieser Art von
Düsenöffnungsanordnung. Dieses Ausführungsbeispiel ist für
einen Aufzeichnungskopf geeignet, der einen Druck extrem
hoher Dichte mit einer besonders hohen Anzahl von
Düsenöffnungen, z. B. 64. Düsenöffnungen, ausführen kann, die auf
einer einzigen Düsenplatte ausgebildet sind.
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Die Düsenöffnungen des Aufzeichnungskopfes (von der
obersten Düsenöffnung 1 zu der untersten Düsenöffnung 64)
sind mit demselben Abstand wie jene in dem
Ausführungsbeispiel von Fig. 1 in den Düsenöffnungsanordnungen A und D
der Gruppe 214, die in der Mitte der Düsenplatte angeordnet
ist, angeordnet. Infolge dieser Anordnung hat eine der
Gruppen an den Seiten der Düsenplatte zwei Düsenöffnungen
weniger. Zum Beispiel fehlen die Düsenöffnungen 65 und 66
in der Gruppe 215, die an der rechten Seite angeordnet ist,
wie in Fig. 10 dargestellt ist.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die unterste Linie
einer Druckzeile (z. B. eine einfache Zeichenreihe) von der
Düsenöffnung 64 in der Mitte gedruckt und die oberste Linie
einer nächsten Reihe wird von der Düsenöffnung 1 der Gruppe
214 ebenfalls in der Mitte gedruckt. Dadurch kann nicht nur
der Zwischenzeilenfehler, wie zuvor beschrieben, minimiert
werden, sondern auch ein qualitativ hochwertiger Druck in
einem Vollbild, wie einem graphischen Bild, ausgeführt
werden, wenn der Druck unter Verwendung eines Teiles der
oberen Seite des Aufzeichnungskopfes ausgeführt wird, wenn
zum Beispiel die letzte Linie eines solchen Vollbildes zu
drucken ist, da die Düsenöffnung 64, welche die unterste
Linie der vorletzten Reihe druckt, und die Düsenöffnung 1,
welche die oberste Linie der letzten Reihe druckt, zur
Gruppe 214 in der Mitte der Düsenplatte gehören.
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Obwohl in den vorangehenden Ausführungsbeispielen eine
einzige Gruppe aus einer oder zwei Düsenöffnungsanordnungen
besteht, ist offensichtlich, dass ähnliche Wirkungen
erzielt werden können, wenn drei oder mehr
Düsenöffnungsanordnungen in einer einzigen Gruppe zusammengefasst
werden. Obwohl ferner in den vorangehenden
Ausführungsbeispielen ein Aufzeichnungskopf beschrieben ist, der eine
Biegevibration verwendet, ist offensichtlich dass ähnliche
Wirkungen und Vorteile erzielt werden können, wenn ein
piezoelektrisches Vibrationselement im Vertikalmodus
verwendet wird, bei dem der Abstand zwischen den
Düsenöffnungsanordnungen relativ klein gehalten werden kann.