DE69719612T2

DE69719612T2 - Verfahren zum zeitversetzten Steuern von mehreren Heizelementen

Info

Publication number: DE69719612T2
Application number: DE69719612T
Authority: DE
Inventors: Ryoji Inoue; Osamu Iwasaki; Noribumi Koitabashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: JPH1071718A; US6382768B1; DE69719612D1; EP0816084A2; JP3554138B2; EP0816084B1; EP0816084A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einer Vielzahl von Heizelementen, die unabhängig voneinander angesteuert werden können, in einem einzigen Tintenkanal. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und -gerät, die einen derartigen Tintenstrahlkopf verwenden.

Verwandter Stand der Technik

Die meisten Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte sind als Druckgeräte für Drucker, Faksimilegeräte, Textverarbeitungsvorrichtungen, Kopiergeräte und · dergleichen bekannt. Von diesen Geräten ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das Tinte durch unter Verwendung von Wärmeenergie als Energie für das Tintenausstoßen erzeugten Bläschen ausstößt, in letzter Zeit populär geworden. In letzter Zeit wurde als eine weitere Anwendung für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät dieser Bauart ein Tintenstrahldruckgerät zum Drucken eines vorbestimmten Musters, Designs, zusammengesetzten (synthetisierten) Bildes oder dergleichen auf Stoff populär geworden.
Ein in dem vorstehend erwähnten Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verwendeter Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet elektrothermische Umwandlungselemente (die nachstehend ebenfalls als Heizungen oder Heizeinrichtungen bezeichnet sind) als Einrichtungen zur Erzeugung von Wärmeenergie, und die meisten Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe wenden eine Anordnung an (die nachstehend ebenfalls als Einzelheizungsanordnung bezeichnet ist), die eine einzelne Heizung entsprechend einem einzelnen Tintenkanal aufweist. Im Gegensatz dazu weisen einige Köpfe eine Vielzahl von Heizungen entsprechend einem einzelnen Tintenkanal (die nachstehend als Multi-Heizungsanordnung bezeichnet ist) aufgrund der nachstehend beschriebenen Vorzüge auf. Ein derartiger Kopf verwendet eine Vielzahl von Heizungen für den Zweck des Verbreiterns des Bereichs, in dem die Tintenausstoßmenge variiert werden kann, um einen Gradationsausdruck zu erzielen, wobei die Ausstoßmenge durch Auswahl der anzusteuernden Heizungen oder der Anzahl der anzusteuernden Heizungen geändert wird.
In einem Beispiel für eine derartige Anordnung ist eine Vielzahl von Heizungen entlang der Tintenausstoßrichtung in einem Tintenkanal angeordnet, der mit einer Ausstoßöffnung kommuniziert. Durch Auswahl der anzusteuernden Heizungen oder der Anzahl der anzusteuernden Heizungen werden die Abstände zwischen den anzusteuernden Heizungen und den Ausstoßöffnungen variiert, wodurch die Ausstoßmenge variiert wird.
In einer anderen Anordnung ist eine Vielzahl von Heizungen mit unterschiedlichen Oberflächenbereichen (Oberflächengrößen) in einem Tintenkanal angeordnet, wobei die Tintenausstoßmenge durch Auswahl der anzusteuernden Heizungen oder der Anzahl der anzusteuernden Heizung, wie bei der vorstehend beschriebenen Anordnung, geändert wird. Beispielsweise ist eine derartige Anordnung in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 55-132259 offenbart.
Jedoch sind einige Probleme bei der Verwirklichung des vorstehend beschriebenen Muli-Heizungs- Tintenstrahlaufzeichnungskopfs ungelöst.
Zunächst ist es erforderlich, die Auftreffgenauigkeit durch Verbesserung der Tintenausstoßgeschwindigkeit zu verbessern, um auf diese Weise nicht nur die Tintenausstoßmenge zu variieren, sondern ebenfalls um eine Aufzeichnung mit hoher Qualität zu erzielen. Zur Erzielung einer Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit muss ebenfalls die Nachfüllfrequenz der Tinte in dem Tintenkanal verbessert werden.
Zweitens stellt die Kompatibilität mit Einzel-Heizungs- Tintenstrahlaufzeichnungsköpfen ein weiteres Problem dar. Die meisten Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe sind handelsüblich als Austauschvorrichtungen verfügbar, die entfernbar an einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät in Form von Patronen angebracht sind, bei denen Behälter zum Speichern von Tinte integriert sind, und mit neuen ausgetauscht werden, wenn die Tinte in dem Behälter aufgebraucht ist. Demgegenüber weist ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das einen Einzel- Heizungs-Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet, keine Anordnung zur Steuerung der Ansteuerung eines Muli- Heizungs-Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts auf, jedoch kann der Multi-Heizungs-Tintenstrahlaufzeichnungskopf an einem derartigen Tintenstrahlaufzeichnungsgerät angebracht werden. Aus diesem Grund ist des vorzuziehen, eine Kompatibilität zwischen den Multi- und Einzel-Heizungs- Tintenstrahlaufzeichnungsköpfen bereitzustellen, um eine Verwirrung auf dem Markt zu vermeiden.
Mehrere Dokumente offenbaren Flüssigkeitsstrahlenaufzeichnungsgeräte mit mehr als einem Heizungselement. Die US-A-4251824 und die JP-A- 62261452 offenbaren Aufzeichnungsköpfe, bei denen eine Anzahl von Heizelementen in Reihe mit der Ausstoßöffnung angesteuert werden, wobei mit dem am entferntesten von der Ausstoßöffnung sich befindlichen Heizungselement begonnen wird, um ein Tröpfchen auszustoßen. Die JP-A- 62240558 offenbart einen Flüssigausstoßkopf mit einer Anzahl von Heizungselementen, um einen Ausstoßfehler zu vermeiden, wenn die Flüssigkeit für eine längere Zeit nicht vorhanden war.
Die EP 0719642 (Artikel 54(3) EPÜ) offenbart einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, bei dem jeder Tintenkanal eine Vielzahl von Heizelementen aufweist, die mit unterschiedlichen Zeitverläufen angesteuert werden können, um Tinte aus der Ausstoßöffnung auszustoßen, damit Tröpfchen in großer, mittlerer oder kleinerer Größe bereitgestellt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, bei denen die Ausstoßeigenschaften verbessert werden, die durch die Ausstoßgeschwindigkeit und die Ausstoßmenge dargestellt sind, wenn ein Tintenstrahlkopf eine Vielzahl elektrothermischer Umwandlungselemente entsprechend einem einzelnen Tintenkanal verwendet wird, und Tinte durch Ansteuerung der Vielzahl der elektrothermischen Umwandlungselemente ausgestoßen wird.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, mit denen eine Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit durch Verbesserung der Nachfüllfrequenz verwirklicht werden kann.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, der kompatibel mit einem Kopf ist, bei dem eine einzelne Heizung entsprechend einem einzelnen Tintenkanal vorgesehen ist.
Andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, in dem eine Vielzahl elektrothermischer Umwandlungselemente, die unabhängig voneinander angesteuert werden können, in einem mit einer Ausstoßöffnung kommunizierenden Tintenkanal angeordnet sind, und der Bläschen in der Tinte erzeugt, indem die elektrothermischen Umwandlungselemente angesteuert werden, und die Tinte aus der Ausstoßöffnung ausstößt, und bezieht sich darauf, wie zumindest zwei der elektrothermischen Umwandlungselemente angesteuert werden, wenn die Bläschenbildung in der Tinte durch Ansteuerung dieser elektrothermischen Umwandlungselemente durchgeführt wird.
Gemäß einem Verfahren wird die Tinte aus der Ausdrucksöffnung durch relatives Verschieben der Bläschenbildungszeitverläufe ausgestoßen, die bei Ansteuerung von zumindest zwei der elektrothermischen Umwandlungselemente innerhalb eines Bereichs definiert sind, in dem die Ausstoßeigenschaften der Tinte sich im Vergleich zu einem Fall nicht verschlechtern, in dem die Bläschenerzeugung in der Tinte durch gleichzeitige Ansteuerung der zumindest zwei elektrothermischen Umwandlungselemente durchgeführt wird, beispielsweise innerhalb des Bereichs, in dem die Ausstoßgeschwindigkeit der Tinte sich nicht verringert, wodurch auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird.
Gemäß einem anderen Verfahren wird die Tinte aus der Ausdrucksöffnung ausgestoßen, indem die Ansteuerungszeitverläufe der zumindest zwei elektrothermischen Umwandlungselemente zur Bewirkung einer Bläschenbildung in der Tinte innerhalb eines Bereichs verschoben werden, in dem die Ausstoßeigenschaften der Tinte sich im Vergleich zu einem Fall nicht verschlechtern, in dem die Bläschenerzeugung in der Tinte durch gleichzeitige Ansteuerung der zumindest zwei elektrothermischen Umwandlungselemente durchgeführt wird, beispielsweise innerhalb des Bereichs, in dem die Ausstoßgeschwindigkeit der Tinte sich nicht verringert, wodurch auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird.
Alternativ dazu wird die Tinte aus der Ausstoßöffnung durch relatives Verschieben der Bläschenbildungszeitverläufe ausgestoßen, die bei Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente innerhalb eines Bereichs definiert sind, in dem eine Ausstoßmenge der Tinte nicht kleiner als eine Ausstoßmenge wird, die erhalten wird, wenn die Bläschen durch gleichzeitige Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente gebildet werden, wodurch auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird.
Alternativ dazu wird die Tinte aus der Ausstoßöffnung durch relatives Verschieben der Ansteuerungszeitverläuft der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente zur Bläschenbildung in der Tinte innerhalb des Bereichs ausgestoßen, in dem die Ausstoßmenge der Tinte nicht kleiner als eine Ausstoßmenge wird, die erhalten wird, wenn die Bläschen durch gleichzeitige Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente gebildet werden, wodurch auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird.
Alternativ dazu wird, falls ΔT die relative Verschiebungszeitdauer der Bläschenbildungszeitverläufe bei Ansteuerung der einzelnen elektro-thermischen Umwandlungselemente ist, Tinte aus der Ausstoßöffnung durch relatives Verschieben der Bläschenbildungszeitverläufe innerhalb des nachstehenden Bereichs zur Aufzeichung auf einen Aufzeichnungsträger verschoben:
0 < ΔT < 0,5 us
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die vorstehend beschriebenen Einrichtungen zur Verschiebung der Bläschenbildungszeitverläufe der elektrothermischen Umwandlungselemente auf.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass makroskopisch die Tintenausstoßgeschwindigkeit zur Verringerung tendiert, wenn die Verschiebungsperiode zwischen den Bläschenbildungszeitverläufen größer wird, wenn Tinte durch Ansteuerung von zwei aus einer Vielzahl von in einem Tintenkanal angeordneten elektrothermischen Umwandlungselementen ausgestoßen wird und wenn die Bläschenbildungszeitverläufe verschoben sind. Wenn die Ausstoßgeschwindigkeit und die Ausstoßmenge mikroskopisch durch Verringerung der Verschiebungsperiode zwischen den Bläschenbildungszeitverläufen gemessen wird, haben die Erfinder ein neues Phänomen dahingehend gefunden, dass die Tintenausstoßgeschwindigkeit und die Ausstoßmenge nicht maximal wird, wenn die Bläschenbildung in der Tinte durch gleichzeitige Ansteuerung der zwei elektrothermischen Umwandlungselemente ausgeführt wird, sondern maximale Werte annehmen, wenn die Bläschenbildungszeitverläufe um eine Periode von lediglich 0,1 bis 0,3 us verschoben werden.
Wenn die Bläschenbildungszeitverläufe bei Ansteuerung der elektrothermischen Umwandlungselemente um eine vorbestimmte Periode durch Ausnutzung dieses Phänomens verschoben werden, können die Tintenausstoßgeschwindigkeit und die Ausstoßmenge erhöht werden, wohingegen die den elektrothermischen Umwandlungselementen zugeführte Energie dieselbe ist wie bei gleichzeitiger Ansteuerung der Elemente. Folglich kann die Auftreffgenauigkeit oder dergleichen verbessert werden.
Wie in den nachstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben wird, kann die Nachfüllfrequenz stark verbessert werden, in Abhängigkeit von dem Entwurf der elektrothermischen Umwandlungselemente oder ihrer Bläschenbildungsreihenfolge, und es kann ebenfalls eine Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit verwirklicht werden.
Da die Ansteuerungszeitverläufe der elektrothermischen Umwandlungselemente und die Tintenbläschenbildungszeitverläufe ein vorbestimmtes Verhältnis zueinander aufweisen, gilt dieselbe Steuerung wie für die Tintenbläschenbildungszeitverläufe für die Ansteuerungszeitverläufe der elektrothermischen Umwandlungselemente.
Als ein Ansteuerungsimpuls jedes elektrothermischen Umwandlungselements ist ein normalerweise verwendeter einzelner Impuls und ein Doppelimpuls bekannt, der aus einem Vorabheizungsimpuls zur Steuerung der Bläschenbildung der Tinte durch Steuerung der Temperaturverteilung der Tinte in der Umgebung des elektrothermischen Umwandlungselements und einem Hauptheizungsimpuls zur Bläschenbildung in der Tinte aufgebaut ist. Alle elektrothermischen Umwandlungselemente können durch einen identischen Impuls angesteuert werden, oder ein einzelner Impuls kann an zumindest einem der zwei oder mehr elektrothermischen Umwandlungselemente angelegt werden, das anzusteuern ist, und ein Doppelimpuls kann an andere Elemente angelegt werden, um die Größenunterschiede von Punkten bei Gradationsausdrücken zu verbessern. In dem letzteren Fall ist es vorzuziehen, wenn die elektrothermischen Umwandlungselemente bei unterschiedlichen Abständen zu jeder Ausstoßöffnung angeordnet sind, einen einzelnen Impuls an das elektrothermische Umwandlungselement in der Nähe der Ausstoßöffnung anzulegen, und einen Doppelimpuls an das elektrothermische Umwandlungselement anzulegen, das weit von der Ausstoßöffnung entfernt liegt.
Weiterhin weisen der Tintenstrahlaufzeichnungskopf und das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zur relativen Verschiebung der Bläschenbildungszeitverläufe auf, um dieselbe Tintenausstoßgeschwindigkeit oder Ausstoßmenge zu erhalten, die erhalten werden, wenn die Bläschenbildung in der Tinte durch gleichzeitige Ansteuerung der elektrothermischen Umwandlungselemente durchgeführt wird. Mit dieser Anordnung bleiben, selbst wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung an entweder einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem elektrothermischen Umwandlungselement entsprechend einem Tintenkanal verwendet, oder selbst wenn ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem elektrothermischen Umwandlungselement entsprechend einem Tintenkanal an dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist, die Tintenausstoßeigenschaften annähernd dieselben, und das Gerät kann ohne Aufwerfen von Problemen aufzeichnen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Tintenkanalabschnitts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis zwischen der Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer von den einzelnen Heizungen und die Ausstoßgeschwindigkeit in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Fig. 1 veranschaulicht,
Fig. 1 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis zwischen der verstrichenen Zeit von dem Beginn der Bläschenbildung und dem Druck der Bläschenbildung ausgesetzten Tinte darstellt, wenn die Bläschenbildung in der Tinte durch Ansteuerung einer einzelnen Heizung durchgeführt wird,
Fig. 4 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis zwischen der verstrichenen Zeit von dem Beginn der Bläschenbildung und dem Druck der Bläschenbildung ausgesetzten Tinte darstellt, wenn zwei Heizungen angesteuert werden, so dass sie identische Spitzenwerte des Drucks der der Bläschenbildung ausgesetzten Tinte annehmen.
Fig. 5A, 5B, 5C und 5D zeigen Diagramme, die Beispiele für Ansteuerungsimpulse darstellen, die den zwei Heizungen zuzuführen sind,
Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung eines Tintenkanalabschnitts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7A, 7B und 7C zeigen Graphen, die das Verhältnis von der Ausstoßgeschwindigkeit, der Ausstoßmenge und der Nachfüllfrequenz in Bezug auf die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer der einzelnen Heizungen in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Fig. 6 veranschaulichen,
Fig. 8 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis der Ausstoßgeschwindigkeit in Bezug auf die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer der einzelnen Heizungen darstellt, wenn die Positionen der rückwärtigen Heizungen fest sind und diejenigen der vorderen Heizungen geändert werden,
Fig. 9 zeigt einen Graphen, der die Eigenschaftswerte darstellt, die der Ausstoßgeschwindigkeit in Bezug auf die Verschiebungsabstände der einzelnen Heizungen zugeordnet sind, wenn die Positionen der rückwärtigen Heizungen fest sind und diejenigen der vorderen Heizungen geändert werden,
Fig. 10 zeigt eine Schnittdarstellung eines Tintenkanalabschnitts eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs, bei dem zwei Heizungen mit derselben Größe in Reihe zueinander entlang eines Tintenkanals angeordnet sind,
Fig. 11A, 11B, 11C, 11D und 11E zeigen Darstellungen von Impulsanlegungsmustern in dem ersten Fall, in dem eine Heizung durch einen einzelnen Impuls angesteuert wird, und die andere Heizung durch einen Doppelimpuls angesteuert wird,
Fig. 12A, 12B und 12C zeigen Diagramme, die Impulsanlegungsmuster in dem zweiten Fall darstellen, bei dem eine Heizung durch einen einzelnen Impuls und die andere Heizung durch einen Doppelimpuls angesteuert werden,
Fig. 13A, 13B und 13C zeigen Schnittdarstellungen, die verschiedene Beispiele von zwei Heizungen veranschaulichen, die in einem einzelnen Tintenkanal angeordnet sind und unterschiedliche Größen aufweisen,
Fig. 14, 14B und 14C zeigen Graphen, die das Verhältnis der Ausstoßgeschwindigkeit in Bezug auf die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauern der einzelnen Heizungen in den Beispielen gemäß Fig. 13A, 13B und 13C veranschaulichen,
Fig. 15 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis der Tintenausstoßmenge Vd und der Ausstoßgeschwindigkeit v in Bezug auf den Abstand OH der Heizungen von einer Ausstoßöffnung veranschaulichen,
Fig. 16 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis der Werte, die durch Teilen der Ausstoßgeschwindigkeit v durch die Ausstoßmenge Vd erhalten werden, in Bezug auf den Abstand OH veranschaulicht,
Fig. 17 zeigt eine Schnittdarstellung eines Tintenkanalabschnitts eines Tintenstrahlaufzeichnungskopf, bei dem zwei Heizungen mit unterschiedlichen Größen in Reihe zueinander entlang eines Tintenkanals angeordnet sind, und
Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für die Anordnung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß der Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Bläschenbildungszeitverläufe bei Ansteuerung einer Vielzahl elektrothermischer Umwandlungselemente in einem einzelnen Tintenkanal im Wesentlichen verschoben. Bei der Bläschenbildung stimmen, wenn identische Ansteuerungsimpulse den einzelnen elektrothermischen Umwandlungselementen bei Verschiebung der Zeitverläufe zugeführt werden, die Verschiebungszeitverläufe annähernd mit denjenigen der Bläschenbildungszeitverläufe überein. Somit ist in der nachstehenden Beschreibung angenommen, dass identische Ansteuerungsimpulse den einzelnen elektrothermischen Umwandlungselementen zugeführt werden, und die Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe annähernd gleich zu derjenigen der Bläschenbildungszeitverläufe ist, solange nichts anderes spezifiziert ist. Das heißt, dass, wenn identische Ansteuerungsimpulse den einzelnen elektrothermischen Umwandlungselementen zugeführt werden, die Ansteuerungszeitverläufe und Bläschenbildungszeitverläufe im Wesentlichen im selben Sinn verwendet werden. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung ebenfalls auf einen Fall angewandt werden, bei dem unterschiedliche Ansteuerungsimpulse den einzelnen elektrothermischen Umwandlungselementen zugeführt werden. In diesem Fall verursacht jedoch ein früherer Ansteuerungsimpuls nicht stets eine frühere Bläschenbildung. Dies liegt beispielsweise daran, dass, wenn die Bläschenbildung in der Tinte durch Anlegen eines Vorheizimpulses und eines Hauptheizimpulses durchgeführt wird, die Bläschenbildung durch den Vorheizimpuls gesteuert wird.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Tintenkanalabschnitts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei diesem Tintenstrahlaufzeichnungskopf ist eine Vielzahl paralleler Tintenkanäle 12, die mit Ausstoßöffnungen 11 kommunizieren, mit einer Dichte von 360 dpi angeordnet. In jedem Tintenkanal 12 sind zwei Heizungen (elektrothermische Umwandlungselemente) SH1 und SH2 in Richtung der Breite des Tintenkanals 12 zueinander benachbart. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist jeder Tintenkanal 12 eine Breite von 58 um und einer Höhe von 40 um auf. Die Heizungen SH1 und SH2 weisen gleiche Längen L (130 um) und Breiten W (17 um) auf. Außerdem sind die Abstände OH von der Ausstoßöffnung 11 zu den Heizungen SH1 und SH2 gleich zueinander und sind auf 170 um eingestellt. Der Abstand zwischen den zwei Heizungen SH1 und SH2 beträgt 6 um.
Das Ende des Tintenkanals 12 auf der der Ausstoßöffnung 11 gegenüberliegenden Seite ist mit einer Tintenkammer 13 verbunden, die gemeinsam für die Tintenkanäle 12 vorgesehen ist, und der Abstand von der Ausstoßöffnung 12 zu der Tintenkammer 13 ist auf 400 um eingestellt. Dies dient zur Nachfüllung von Tinte aus der Tintenkammer zu den Tintenkanälen 12 mit hoher Geschwindigkeit, das heißt zur Erhöhung der Nachfüllfrequenz.
Aus einem (nicht gezeigtem) Behälter zugeführte Tinte wird zeitweilig in der Tintenkammer 13 gehalten, gelangt in jeden Tintenkanal 12 durch ein Kapillarphänomen und bildet einen Meniskus an der Ausstoßöffnung 11, um den gefüllten Zustand des Tintenkanals 12 beizubehalten. In diesem Zustand erfährt durch Ansteuerung der Heizungen SH1 und SH2, um der Tinte Energie zuzuführen, die Tinte Zustandsänderungen mit abrupten Änderungen im Volumen (Bildung eines Bläschens), und die Tinte wird aus der Ausstoßöffnung 11 durch eine Aktionskraft auf der Grundlage der Zustandsänderungen ausgestoßen.
Die vorderen Randabschnitte (die Randabschnitte auf der Seite der Ausstoßöffnung 11) der Heizungen SH1 und SH2 sind mit einer (nicht gezeigten) gemeinsamen Elektrode verbunden, und deren hintere Kantenabschnitte (die Kantenabschnitte auf der Seite der Tintenkammer 13) sind jeweils mit (nicht gezeigten) einzelnen Elektroden verbunden, so dass die Heizungen SH1 und SH2 unabhängig voneinander angesteuert werden können. Die Tintenausstoßmenge, die erhalten wird, wenn eine Heizung SH1 alleine angesteuert wird, ist annähernd gleich zu derjenigen, die erhalten wird, wenn die andere Heizung SH2 alleine angesteuert wird, nämlich etwa 20 pl. Durch Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 wird die Tintenausstoßmenge annähernd verdoppelt, das heißt auf etwa 40 pl.
Die Erfinder haben die Ausstoßeigenschaften gemessen, die erhalten werden, wenn die Tinte durch Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der zwei Heizungen SH1 und SH2 in 0,1 us-Perioden verschoben wird. Als das Verhältnis zwischen der Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer (Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungsperiode) und der Ausstoßgeschwindigkeit als ein Index, das die Ausstoßeigenschaften darstellt, wird das in Fig. 2 gezeigte Ergebnis erhalten. Wenn die Ausstoßgeschwindigkeit höher ist, sind die Ausstoßeigenschaften besser. In Fig. 2 ist auf der Abszisse die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT einer Heizung SH1 in Bezug auf die andere Heizung SH2 aufgetragen. Genauer wird, wenn eine Heizung SH1 nach Ansteuerung der anderen Heizung SH2 angesteuert wird, die Verschiebungsperiode durch einen positiven Wert ausgedrückt. Im Gegensatz dazu wird, wenn eine Heizung SH1 vor Ansteuerung der anderen Heizung SH2 angesteuert wird, die Verschiebungsperiode durch einen negativen Wert ausgedrückt. Außerdem ist auf der Ordinate die Tintenausstoßgeschwindigkeit v aufgetragen.
Als Ergebnis haben die Erfinder unter der Annahme, dass die Tintenausstoßgeschwindigkeit v, die bei gleichzeitiger Ansteuerung der Heizungen SH1 und SH2 erhalten wird, einen minimalen Wert annimmt, ein neues Phänomen dahingehend gefunden, dass die Ausstoßgeschwindigkeit v einen maximalen Wert bei Ansteuerung der Heizungen SH1 und SH2 durch Verschiebung ihrer Ansteuerungszeitverläufe um 0,1 bis 0,2 uS annimmt, und denselben Wert wie denjenigen annimmt, der bei gleichzeitiger Ansteuerung der Heizungen SH1 und SH2 erhalten wird, wenn die Heizungen durch Verschiebung ihrer Ansteuerungszeitverläufe um 0,3 us angesteuert werden. Das Verhältnis zwischen der Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT und der Ausstoßgeschwindigkeit v ist grob symmetrisch um den gleichzeitigen Ansteuerungszeitverlauf. Obwohl dies nicht in dem Graphen gezeigt ist, wurde ein ähnliches Ergebnis in Bezug auf die Tintenausstoßmenge erhalten. Die Tintenausstoßmenge ist ein anderer Index, der die Tintenausstoßeigenschaften wiedergibt. Wenn die Ausstoßmenge größer ist, sind die Ausstoßeigenschaften besser.
Fig. 3 und 4 zeigen Graphen, die den Druck der der Bläschenbildung ausgesetzten Tinte darstellen, wenn eine Bläschenbildung in der Tinte durch Anlegen einer Spannung an einer Heizung ausgeführt wird, wobei auf der Abszisse die verstrichene Zeit seit dem Beginn der Bläschenbildung aufgetragen ist.
Im Allgemeinen weist, wenn die Bläschenbildung in der Tinte durch Anlegen einer Spannung an einer Heizung durchgeführt wird, die Druckspitze bei der Bläschenbildung eine Breite von 0,1 bis 0,2 us auf, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Diese Tatsache kann zum größten Teil das vorstehend beschriebene Phänomen erklären.
Das heißt, dass möglicherweise zu dem Zeitpunkt, wenn die Bläschenbildung in der Tinte durch gleichzeitige Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 durchgeführt wird, das Fluid fließt oder Bläschen durch die Bläschenbildungskräfte an den Heizungen SH1 und SH2 erzeugt werden, oder diese gegeneinander zwischen den zwei Heizungen SH1 und SH2 kollidieren, wobei dadurch Energieverluste erzeugt werden, die die Ausstoßgeschwindigkeit und die Ausstoßmenge verringern.
Demgegenüber bewirkt, vermutlich durch Ansteuerung der zwei Heizungen derart, dass sie einen identischen Spitzenwert des Bläschenbildungsdrucks aufweisen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, die nächste Bläschenbildung einen effizienten Tintenausstoß, bevor die Viskosewiderstandsfähigkeit aufgrund der Strömung der Tinte auf der Seite der Ausstoßöffnung der Heizung nach der Bläschenbildung wirkt. Weiterhin dringt möglicherweise Tinte leicht aus der Ausstoßöffnung bei der Bläschenbildung durch die erste Heizung vor, und der innere Widerstandswert der Tinte auf der Seite der Ausstoßöffnung der Heizung wird bei der nächsten Bläschenbildung reduziert.
Es folgt aus der vorstehenden Beschreibung, dass, wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 angesteuert werden, während ihre Ansteuerungszeitverläufe um 0,1 bis 0,2 us verschoben werden, die Ausstoßgeschwindigkeit und Ausstoßmengen im Vergleich zu denjenigen erhöht werden können, die bei deren gleichzeitiger Ansteuerung erhalten werden, wobei die Auftreffgenauigkeit der Tinte verbessert werden kann. Zusätzlich kann, da die Ansteuerungsspannung und die Ansteuerungszeitdauer der zwei Heizungen SH1 und SH2, das heißt, die eingegebene Energie dieselbe wie bei der gleichzeitigen Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 verbleibt, folglich Tinte effizient ausgestoßen werden.
Die Einrichtungen zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der Heizungen SH1 und SH2 können in entweder dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf oder dem Aufzeichnungsgerät angeordnet sein.
In dem Aufzeichnungsgerät sind die zwei folgenden Anlegungsschemen (Zuführungsschemen, Zuführungs- bzw. Anlegungsmuster) für Ansteuerungsimpulse für die Heizungen SH1 und SH2 verfügbar: Ein sogenanntes Einzel- Impuls-Schema zum Anlegen von Ansteuerungsimpulsen jedesmal, wenn die Bläschenbildung in der Tinte durchgeführt werden soll, und ein Doppel-Impuls-Schema zum Anlegen eines Ansteuerungsimpulses mit einer Impulsbreite, die zu kurz ist, um eine Bläschenbildung vor dem Anlegen eines Ansteuerungsimpulses zur Bläschenbildung ist, um die Tinte vor dem Ausstoß vorzuheizen. Somit werden, wenn die Ansteuerungszeitverläufe der Heizungen SH1 und SH2 oder Bläschenbildungszeitverläufe durch die Heizungen SH1 und SH2 in dem Aufzeichnungsgerät zu verschieben sind, die an die Heizungen SH1 und SH2 anzulegenden Ansteuerungsimpulse grob in vier Fälle klassifiziert, wie es in Fig. 5A bis 5D gezeigt ist.
Fig. 5A zeigt ein Beispiel für das Einzel-Impuls-Schema. In diesem Fall sind die Anlegungszeitverläufe der an die Heizungen SH1 und SH2 anzulegenden Ansteuerungsimpulse lediglich verschoben. Beispielsweise werden Ansteuerungsimpulse bei einer Spannung von 27 Volt und mit einer Impulsweite von 5 us an die Heizungen SH1 und SH2 mit der vorstehend beschriebenen Größe angelegt, während sie um ΔT verschoben werden.
Fig. 5B und 5C zeigen Beispiele für das Doppel-Impuls- Schema. Gemäß Fig. 5B und 5C ist ein Impuls mit einer breiten Impulsbreite als ein Hauptheizungsimpuls bezeichnet, und ist derjenige, der zur Bläschenbildung in der Tinte dient. Demgegenüber wird ein Impuls mit einer kleinen Impulsbreite als Vorheizungsimpuls bezeichnet, und ist derjenige, der zum Vorheizen der Tinte vor dem Anlegen des Hauptheizungsimpuls angelegt wird. Durch den Vorheizungsimpuls tritt keine Bläschenbildung in der Tinte auf.
In dem Doppel-Impuls-Schema kann, wie es bekannt ist, selbst wenn die Impulsbreite als eine Summe von derjenigen des Vorheizimpulses und derjenigen des Hauptheizimpulses gleich derjenigen bei dem Einzel- Impuls-Schema ist, die Tintenausstoßmenge oder Ausstoßgeschwindigkeit im Vergleich zu dem Einzel-Impuls- Schema erhöht werden. Somit ist das Doppel-Impuls-Schema effektiv zu Verbesserung der Tintenausstoßmenge oder Ausstoßgeschwindigkeit.
Auf diese Weise kann, da das Doppel-Impuls-Schema einen Vorheizungsimpuls anwendet, das nicht bei der Bläschenbildung der Tinte verwendet wird, die Ansteuerungszeitverläufe der Vorheizungsimpulse verschoben werden oder können nicht verschoben werden. Genauer weist das Doppel-Impuls-Schema zwei Verfahren auf, das heißt, die Ansteuerungszeitverläufe der Vorheizungsimpulse werden nicht verschoben, und die Ansteuerungszeitverläufe der Hauptheizungsimpulse alleine werden um ΔT verschoben (Fig. 5B), und die Ansteuerungszeitverläufe von sowohl den Vorheizungs- als auch den Hauptheizungsimpulsen werden um ΔT verschoben (Fig. 5C). Selbstverständlich werden, wenn die Einrichtung zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf angeordnet ist, die Heizungen SH1 und SH2 durch das Verfahren gemäß Fig. 5C angesteuert.
Fig. 5D zeigt ein Ansteuerungsschema als eine Kombination des Einzel-Impuls-Schemas und des Doppel-Impuls-Schemas. In diesem Fall wird eine Heizung durch das Einzel-Impuls- Schema und die andere Heizung durch das Doppel-Impuls- Schema angesteuert. Bei diesem Ansteuerungsschema bedeutet, da der Vorheizungsimpuls, der an die durch das Doppel-Impuls-Schema angesteuerte Heizung angelegt wird, nicht zu der Bläschenbildung der Tinte beiträgt, die Verschiebungsperiode ΔT diejenige von dem Ansteuerungszeitverlauf zu dem Hauptheizungsimpuls.
Dieses Antriebsschema ist für einen Fall effektiv, bei dem ein Gradationsausdruck durch Variieren der Tintenausstoßmenge in zwei Schritten durchgeführt wird. Zum Erhalt einer geringen Ausstoßmenge wird eine Heizung alleine zum Ausstoßen von Tinte angesteuert, wobei zum Erhalt einer großen Ausstoßmenge beide Heizungen zum Ausstoß von Tinte angesteuert werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird durch Ausnutzung der Tatsache, dass die durch Ansteuerung der Heizungen durch das Doppel-Impuls-Schema erhaltene Tintenausstoßmenge größer als diejenige wird, die durch Ansteuerung der Heizungen durch das Einzel-Impuls-Schema erhalten wird, die Heizung, die zum Erhalt einer geringen Ausstoßmenge anzusteuern ist, durch das Einzel-Impuls-Schema angesteuert, wohingegen die andere Heizung durch das Doppel-Impuls-Schema angesteuert wird.
Mit diesem Schema können ein kleiner Punkt und ein großer Punkt einen ausreichenden Unterschied aufweisen, und ein Zweischrittgradationsausdruck kann befriedigend ausgeführt werden. Zum Erhalt einer großen Ausstoßmenge können beide Heizungen durch das Doppel-Impuls-Schema angesteuert werden. Jedoch muss in diesem Fall eine Heizung selektiv durch das Einzel-Impuls-Schema und das Doppel-Impuls-Schema angesteuert werden, und die Ansteuerungsschaltung erfordert eine sehr komplizierte Struktur. Zusätzlich ist bestätigt, dass die Tintenausstoßmenge dabei angenähert derjenigen gleicht, die durch Ansteuerung der Heizungen durch Schema gemäß Fig. 5D erhalten wird. Daher ist das Ansteuerungsschema gemäß Fig. 5D insbesondere praktisch zum Erhalt eines ausreichenden Gradationsausdrucks.
Wenn ein Tintenausstoß durchgeführt wird, indem der vorstehend beschriebene Tintenstrahlaufzeichnungskopf an dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät angebracht ist, der einen Einzel-Heizungs-Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einer Heizung entsprechend einem Tintenkanal verwendet, werden die Heizungen SH1 und SH2 gleichzeitig angesteuert. In diesem Fall fehlt, falls der Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart ausgelegt ist, dass der dieselben Ausstoßeigenschaften wie die Ausstoßgeschwindigkeit, Ausstoßmenge und dergleichen wie diejenigen des Einzel-Heizungs- Tintenstrahlaufzeichnungskopfs aufweist, die Gesamtfläche der Heizungen SH1 und SH2 größer als diejenige des Einzel-Heizungs-Tintenstrahlaufzeichnungskopfs, was zu einem Anstieg in der zugeführten Energie führt.
Zum Lösen dieses Problems können, wenn eine Verzögerungsschaltung zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der zwei Heizungen SH1 und SH2 in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zur Verbesserung der Ausstoßeigenschaften angeordnet ist, und die Gesamtfläche der Heizungen dementsprechend verringert wird, im Wesentlichen dieselben Ausstoßeigenschaften wie diejenigen, des herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs erhalten werden, wohingegen die zugeführte Energie dieselbe bleibt. Folglich, kann, selbst wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß diesem Ausführungsbeispiel an einem Einzel-Heizungs- Tintenstrahlaufzeichnungsgerät angebracht wird, dieser ohne Probleme verwendet werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung eines Tintenkanalabschnitts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Positionen der zwei Heizungen SH1 und SH2 in Bezug auf eine Ausstoßöffnung 11 verschoben. Genauer sind die zwei Heizungen SH1 und SH2 derart angeordnet, dass der Abstand OH zwischen einer Heizung und der Ausstoßöffnung 11 kürzer als der Abstand OH' zwischen der anderen Heizung SH2 und der Ausstoßöffnung 11 ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel beträgt OH = 110 um und beträgt OH' = 165 um. Die Längen L und die Breiten W der Heizungen SH1 und SH2, die Breite eines Tintenkanals 12 und dergleichen sind dieselben wie diejenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In der nachfolgenden Beschreibung eines Beispiels, in dem die Positionen der Heizungen SH1 und SH2 verschoben sind, ist die Heizung, die sich näher an der Ausstoßöffnung 11 befindet, als eine vordere Heizung SH1 bezeichnet, und ist die Heizung, die weiter entfernt von der Öffnung 11 liegt, als hintere Heizung SH2 bezeichnet, um die Beschreibung zu vereinfachen.
In dem vorstehend beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungskopf wurden die Tintenausstoßgeschwindigkeit v und die Ausstoßmenge Vd in Bezug auf die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT beim Anlegen von Impulsen mit identischem Signalverlauf an die Heizungen SH1 und SH2 gemessen. Weiterhin wurde in diesem Fall die Nachfüllfrequenz fr der Heizungen SH1 und SH2 in Bezug auf die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT gemessen. Fig. 7A bis 7C zeigen diese Messergebnisse. In Fig. 7A bis 7C ist auf der Abszisse die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer der vorderen Heizung SH1 in Bezug auf die hintere Heizung SH2 aufgetragen.
Wie aus Fig. 7A hervorgeht, nimmt die Ausstoßgeschwindigkeit v maximale Werte auf beiden Seiten eines minimalen Werts an, der bei gleichzeitiger Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 erhalten wird, und die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT entsprechend dem maximalen Wert, der bei Ansteuerung der hinteren Heizung SH2 erhalten wird, wird zunächst größer als derjenige, der erhalten wird, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird. Außerdem wird der maximale Wert der Ausstoßgeschwindigkeit v, der erhalten wird, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird, größer als derjenige, der erhalten wird, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird.
Genauer nimmt, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird, die Ausstoßgeschwindigkeit v einen maximalen Wert an, wenn die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT 0,2 us beträgt, und nimmt einen Wert an, der annähernd gleich zu demjenigen ist, der bei gleichzeitiger Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 erhalten wird, wenn die Periode ΔT 0,3 us beträgt. Wenn die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT 0,3 us überschreitet, fällt die Ausstoßgeschwindigkeit v allmählich ab. Im Gegensatz dazu nimmt, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird, die Ausstoßgeschwindigkeit v einen maximalen Wert an, wenn die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 0,3 us fällt, und nimmt einen Wert an, der annähernd gleich zu demjenigen ist, der bei gleichzeitiger Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 erhalten wird, wenn die Periode ΔT 0,5 us beträgt. Wenn die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT 0,5 us überschreitet, fällt die Ausstoßgeschwindigkeit v allmählich ab.
Dies kann der Tatsache zugeschrieben werden, dass, falls die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird, eine durch zusätzliche Ansteuerung der vorderen Heizung SH1 erhaltene Kraft auf die Tinte einwirkt, während die zu der Ausstoßöffnung 11 gerichteten Komponenten der Kraft, die auf die Tinte bei Ansteuerung der hinteren Heizung SH2 einwirkt, ebenfalls auf die Tinte einwirkt.
Wie aus Fig. 7B hervorgeht, wird im Gegensatz zu der Ausstoßgeschwindigkeit v die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT entsprechend einem maximalen Wert, der erhalten wird, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird, leicht größer als derjenige, der erhalten wird, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird, und der maximale Wert der Ausstoßmenge Vd, der erhalten wird, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird, ist ebenfalls etwas größer als diejenige, die erhalten wird, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird.
Genauer nimmt, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird, die Ausstoßmenge Vd einen maximalen Wert an, wenn die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT 0,2 us beträgt, und nimmt einen Wert an, der annähernd gleich zu demjenigen ist, der erhalten wird, wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 gleichzeitig angesteuert werden, wenn die Periode ΔT innerhalb des Bereichs von 0,3 bis 0,4 us fällt. Wenn die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT 0,4 us überschreitet, verringert sich die Ausstoßgeschwindigkeit v allmählich. Im Gegensatz dazu nimmt, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird, die Ausstoßmenge Vd einen maximalen Wert an, wenn die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT innerhalb des Bereichs von 0,1 bis 0,2 us fällt, und nimmt einen Wert an, der annähernd gleich zu demjenigen ist, der bei gleichzeitiger Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 erhalten wird, wenn die Periode ΔT 0,3 us beträgt. Wenn die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT 0,3 us überschreitet, verringert sich die Ausstoßgeschwindigkeit v allmählich.
Schließlich zeigt die Nachfüllfrequenz fr eine Tendenz, die sich von derjenigen der Ausstoßgeschwindigkeit v und der Ausstoßmenge Vd unterscheidet, wie aus Fig. 7C hervorgeht.
Das heißt, dass, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird, die Nachfüllfrequenz fr einen Wendepunkt aufweist, wenn die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT 0,2 us beträgt, jedoch tendiert die Nachfüllfrequenz fr dazu, allmählich sich zu erhöhen, wenn AT größer wird. Im Gegensatz dazu verringert sich, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird die Nachfüllfrequenz allmählich, bis die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT 0,2 bis 0,3 us beträgt, und nimmt einen minimalen Wert an, wenn die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT innerhalb des Bereichs von 0,2 bis 0,3 us fällt. Wenn die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT 0,3 us überschreitet, erhöht sich die Nachfüllfrequenz fr allmählich. Wenn demgegenüber die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT 0,5 us beträgt, nimmt die Nachfüllfrequenz fr einen Wert an, der annähernd gleich zu demjenigen ist, der bei gleichzeitiger Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 erhalten wird.
Demgegenüber tendieren in dem Bereich A, indem die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT in dem Bereich von -0,2 bis 0 us fällt, das heißt, wenn die vordere Heizung SH1 0 bis 0,2 us früher als die hintere Heizung SH2 angesteuert wird, die Ausstoßgeschwindigkeit v, die Ausstoßmenge Vd und die Nachfüllfrequenz fr alle zu einer Erhöhung. In anderen Bereichen weisen die Ausstoßgeschwindigkeit v und die Nachfüllfrequenz fr entgegengesetzte Tendenzen auf.
Als ein Grund für eine derartige Tendenz wird angenommen, dass, da die hintere Heizung SH2 zur Bläschenbildung in der Tinte angesteuert wird, während der Druck eines Bläschens, der bei Ansteuerung der ersten Heizung SH1 erzeugt wird, hoch ist, das bei Ansteuerung der vorderen Heizung SH1 erzeugte Bläschen als eine Wand dient, und das bei Ansteuerung der hintere Heizung SH2 erzeugte Bläschen hinter dem durch die vordere Heizung SH1 erzeugten Bläschen wächst. Dies kann die Rückhaltemenge des Meniskus an der Ausstoßöffnung 11 bei Verschwinden des Bläschens verringert haben.
Als ein anderer Grund wird möglicherweise der Innenwiderstand der Tinte aus dem effektiven Bläschenverschwindezentrum der zwei Bläschen insgesamt beim Bläschenverschwinden zu der Ausstoßöffnung groß, weshalb der Meniskusversatz beim Bläschenverschwinden verringert wird, selbst wenn das bei Ansteuerung der hintere Heizung SH2 erzeugte Bläschen nicht besonders hinter den durch die vordere Heizung SH1 erzeugten Bläschen wächst, da der endgültige Bläschenverschwindepunkt (bubble vanishing point) der hinteren Heizung SH2 entspricht.
Zur Untersuchung des Einflusses auf die Ausstoßeigenschaften des Verschiebungsabstands zwischen den zwei Heizungen SH1 und SH2, wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 mit unterschiedlichen Abständen von der Ausstoßöffnung 11 angeordnet sind, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, wurde die Position der hinteren Heizung SH2 fest eingestellt, wurde die Position der vorderen Heizung SH1 geändert und wurde die Ausstoßgeschwindigkeit v in Bezug auf die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT der Heizungen SH1 und SH2 zu dieser Zeit gemessen.
Diese Messung verwendete drei verschiedene Muster wie es in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt ist. Tabelle 1
In der Tabelle 1 bezeichnet ΔOH den Verschiebungsabstand zwischen der vorderen Heizung SH1 und der hinteren Heizung SH2.
Fig. 8 zeigt einen Graphen, der diese Messergebnisse darstellt. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, steigt mit Größerwerden von ΔOH, das heißt, mit kleiner werden des Abstands OH zwischen der vorderen Heizung SH1 und der Ausstoßöffnung 11 der maximale Wert der Ausstoßgeschwindigkeit v an, an der Ansteuerungszeitverlauf der vorderen Heizung SH1 verzögert wird, und wird die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT entsprechend dem maximalen Wert groß. Demgegenüber verringert sich der maximale Wert der Ausstoßgeschwindigkeit v leicht, wenn der Ansteuerungszeitverlauf der hinteren Heizung SH2 verzögert wird, und die Ansteuerungszeitverlauf- Verschiebungszeitdauer ΔT zu dieser Zeit beträgt etwa 0,1 bis 0,2 us und verbleibt gleich.
Der Graph gemäß Fig. 9 zeigt einen Zustand, bei dem der Heizungsverschiebungsabstand ΔOH entlang der Abszisse aufgetragen ist. In Fig. 9 bezeichnet die Linie a den Unterschied zwischen dem maximalen Wert der Ausstoßgeschwindigkeit, der erhalten wird, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird, und die Ausstoßgeschwindigkeit, die erhalten wird, wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 gleichzeitig angesteuert werden. Weiter stellt die Linie b den Unterschied zwischen dem maximalen Wert der Ausstoßgeschwindigkeit, die erhalten wird, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird, und die Ausstoßgeschwindigkeit dar, die erhalten wird, wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 gleichzeitig angesteuert werden. Eine Linie t1 stellt die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer in Bezug auf die hintere Heizung SH2 bei dem maximalen Wert der Ausstoßgeschwindigkeit dar, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird. Eine Linie t2 stellt die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer in Bezug auf die vordere Heizung SH1 bei dem maximalen Wert der Ausstoßgeschwindigkeit dar, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird. Die Linie W stellt die Periode als eine Summe von t1 und t2 dar.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann, wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 bei unterschiedlichen Abständen zu der Ausstoßöffnung 11 angeordnet sind, die Ausstoßgeschwindigkeit maximiert werden, indem die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird und dann die vordere Heizung SH1 nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer angesteuert wird. Obwohl eine maximale Ausstoßmenge zu dieser Zeit nicht erhalten werden kann, kann die Ausstoßmenge ebenfalls im Vergleich zu einem Fall erhöht werden, in dem die zwei Heizungen SH1 und SH2 gleichzeitig angesteuert werden.
Im Gegensatz dazu kann die Ausstoßgeschwindigkeit ebenfalls verbessert werden, indem die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird und die hintere Heizung SH2 nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer angesteuert wird, obwohl diese niedriger als diejenige ist, die erhalten wird, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird. In diesem Fall können jedoch die Ausstoßmenge und die Nachfüllfrequenz im Vergleich zu einem Fall verbessert werden, in dem die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird. Insbesondere ist dieses Ansteuerungsmuster für ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit geeignet, da die Nachfüllfrequenz stark verbessert werden kann.
Es sei bemerkt, dass die "vorbestimmte Zeitdauer" in Abhängigkeit von der Auslegung der Heizungen SH1 und SH2 variiert. Aus diesem Grund kann die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer entsprechend einem maximalen Wert durch beispielsweise Experimente erhalten werden, und die Heizungen SH1 und SH2 können durch Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe um die erhaltene Periode angesteuert werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, die vordere Heizung SH1 und die hintere Heizung SH2 in Richtung der Breite des Tintenkanals 12 angeordnet. Alternativ dazu können, wenn der Unterschied zwischen OH' und OH größer als die Länge der vorderen Heizung SH1 ist, die zwei Heizungen SH1 und SH2 seriell in Längsrichtung des Tintenkanals 12, das heißt, in Tintenausstoßrichtung angeordnet werden, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Selbst wenn die Heizungen SH1 und SH2 seriell angeordnet sind, können dieselben Ausstoßeigenschaften wie diejenigen erhalten werden, die erhalten werden, wenn diese parallel angeordnet sind.

Drittes Ausführungsbeispiel

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden identische Ansteuerungsimpulse den zwei Heizungen SH1 und SH2 zugeführt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch ein Fall angewendet, bei dem die Heizungen durch Kombination des Einzel-Impuls-Schemas und des Doppel-Impuls-Schemas angesteuert werden, wie es in Fig. 5D gezeigt ist. Als ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf wird ein Kopf verwendet, bei dem zwei Heizungen SH1 und SH2 mit annähernd gleichen Längen und Breiten bei unterschiedlichen Abständen zu der Ausstoßöffnung 11 angeordnet sind, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
Auf diese Weise weist das Ansteuerungsschema als eine Kombination des Einzel-Impuls-Schemas und des Doppel- Impuls-Schemas praktisch den ersten Fall auf, in dem die Summe der Impulsbreiten eines Vorheizimpulses und eines Hauptheizimpulses des Doppel-Impuls-Schemas derart eingestellt ist, dass sie gleich der Impulsbreite eines Einzelimpulses ist, wie es in Fig. 11A bis 11E gezeigt ist, und den zweiten Fall auf, bei dem die Impulsbreite eines Hauptheizimpulses des Doppel-Impuls-Schemas derart eingestellt ist, dass er gleich zu derjenigen eines Einzelimpulses ist, wie es in Fig. 12A bis 12C gezeigt ist. Insbesondere werden in dem ersten Fall, da gleiche Energien den zwei Heizungen SH1 und SH2 zugeführt werden, die Schaltungsauslastungen zum Anlegen der Impulse äquivalent zueinander, weshalb Energieversorgungen, Verdrahtungsleitungen und dergleichen gemeinsam ausgelegt werden können.
Es sei bemerkt, dass Fig. 11A bis 11E und Fig. 12A bis 120 jeweils einen Fall darstellen, bei dem ein Einzelimpuls der vorderen Heizung zugeführt wird und der hinteren Heizung Doppelimpulse zugeführt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein derartiges spezifisches Impulsanlegungsmuster beschränkt, jedoch wird aus nachstehend beschriebenen Gründen bevorzugt, dass der Einzelimpuls der vorderen Heizung zugeführt wird.
Wie es vorstehend beschriebenen worden ist, wird das Ansteuerungsschema als eine Kombination des Einzel- Impuls-Schemas und des Doppel-Impuls-Schemas vorzugsweise bei Gradationsausdruck verwendet. Ein kleiner Punkt wird durch Anlegen eines Einzelimpulses ausgestoßen. Zur Bildung eines klaren Unterschieds zwischen kleinen und großen Punkten wird die Ausstoßmenge des kleinen Punkts vorzugsweise stabilisiert. Eine Stabilität der Tintenausstoßmenge hängt von dem Abstand zwischen der Heizung und der Ausstoßöffnung ab, und Änderungen in der Tintenausstoßmenge sind kleiner, wenn der Abstand zwischen der Heizung und der Ausstoßöffnung kleiner ist. Somit wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Einzelimpuls der vorderen Heizung zugeführt.
In dem ersten Fall gemäß Fig. 11A bis 11E und dem zweiten Fall gemäß Fig. 12A bis 12C ist das Impulsanlegungsmuster zur Verschiebung der Bläschenbildungszeitverläufe oder Ansteuerungszeitverläufe weiterhin in einer Vielzahl von Mustern klassifiziert. Diese Anlegungsmuster sind nachstehend beschriebenen.
Der erste Fall gemäß Fig. 11A bis 11E ist nachstehend beschriebenen. Der erste Fall weist fünf verschiedene Anlegungsmuster auf. Im Hinblick auf die Ansteuerungszeitverläufe der Hauptheizimpulse wird die vordere Heizung zunächst gemäß Fig. 11A bis 11E angesteuert, und wird die hintere Heizung gemäß Fig. 11E zunächst angesteuert. Durch Verschiebung der Antriebszeitverläufe der Hauptheizimpulse der zwei Heizungen innerhalb des Bereichs, in dem die Tintenausstoßeigenschaften sich im Vergleich zu einem Fall nicht verschlechtern, in dem eine Bläschenbildung in der Tinte gleichzeitig durch die zwei Heizungen durchgeführt werden (beispielsweise die Tintenausstoßgeschwindigkeit oder Ausstoßmenge verringern sich nicht) kann die Tintenauftreffgenauigkeit durch Erhöhung der beispielsweise Ausstoßgeschwindigkeit verbessert werden.
Gemäß Fig. 11D werden beide Heizungen gleichzeitig durch Hauptheizimpulse angesteuert. Jedoch wird, da ein Vorheizimpuls der hinteren Heizung vor dem Hauptheizimpuls zugeführt wird, um die Tinte vorzuheizen, eine Bläschenbildung in dem Tintenabschnitt an der hinteren Heizung zuerst durchgeführt. Gleichermaßen werden, obwohl gemäß Fig. 11C die vordere Heizung zunächst angesteuert wird, bei einer gegebenen Verschiebungsperiode zwischen den Ansteuerungszeitverläufen der zwei Heizungen, die Bläschenbildung in den Tintenabschnitten an den zwei Heizungen gleichzeitig ausgeführt, und diese Verschiebungsperiode stellt eine Grenze zwischen einem Fall, in dem die Bläschenbildung in dem Tintenabschnitt an der vorderen Heizung zunächst durchgeführt wird, und einen Fall dar, in dem die Bläschenbildung in dem Tintenabschnitt an der hinteren Heizungen zuerst durchgeführt wird. Insgesamt wird im Hinblick auf die Bläschenbildungszeitverläufe gemäß Fig. 22A und 12B die Bläschenbildung in dem Tintenabschnitt an der vorderen Heizung zuerst durchgeführt, wird gemäß Fig. 11D und 11E die Bläschenbildung in dem Tintenabschnitt an der hinteren Heizung zuerst durchgeführt, und ändert sich gemäß Fig. 12C die Bläschenbildungsreihenfolge der Tintenabschnitte an der vorderen Heizung und der hinteren Heizung in Abhängigkeit von dem Vorheizzustand, Umgebungstemperatur und dergleichen. Die Tintenauftreffgenauigkeit kann ebenfalls durch Verschiebung der Bläschenbildungszeitverläufe verbessert werden, die bei Ansteuerung der zwei Heizungen innerhalb des Bereichs definiert sind, in dem die Tintenausstoßgeschwindigkeit oder Ausstoßmenge nicht kleiner als diejenige wird, die erhalten wird, wenn die Bläschenbildung in der Tinte gleichzeitig durch die zwei Heizungen durchgeführt wird.
Der zweite Fall gemäß Fig. 12A bis 12C ist nachstehend beschrieben. Der zweite Fall weist drei unterschiedliche Anlegungsmuster auf. Im Hinblick auf die Ansteuerungszeitverläufe wird gemäß Fig. 12A zunächst die hintere Heizung angesteuert, und wird gemäß 12C die vordere Heizung zuerst angesteuert. Durch Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der Heizungen innerhalb des Bereichs, in dem die Tintenausstoßeigenschaften sich im Vergleich zu einem Fall nicht verschlechtern, in dem die Bläschenbildung in der Tinte durch die zwei Heizungen gleichzeitig durchgeführt wird (beispielsweise die Tintenausstoßgeschwindigkeit oder Ausstoßmenge sich nicht verringert), kann die Tintenauftreffgenauigkeit durch Erhöhung von beispielsweise der Ausstoßgeschwindigkeit verbessert werden.
Gemäß Fig. 12B werden die zwei Heizungen gleichzeitig angesteuert, jedoch wird in dem Tintenabschnitt an der hinteren Heizung die Bläschenbildung wie in dem ersten Fall zunächst durchgeführt. Gleichermaßen werden, obwohl gemäß Fig. 12C die vordere Heizung zuerst angesteuert wird, bei einer gegebenen Verschiebungsperiode zwischen den Ansteuerungszeitverläufen der zwei Heizungen die Bläschenbildung in den Tintenabschnitten an den zwei Heizungen gleichzeitig durchgeführt, so dass die Verschiebungsperiode eine Grenze zwischen einem Fall, in dem die Bläschenbildung in dem Tintenabschnitt an der ersten Heizung zuerst durchgeführt wird, und einen Fall bereitstellt, in dem die Bläschenbildung in dem Tintenabschnitt an der hinteren Heizung zuerst durchgeführt wird. Im Hinblick auf die Bläschenbildungszeitverläufe wird gemäß Fig. 12A und 12B erneut die Bläschenbildung in dem Tintenabschnitt an der hinteren Heizung zuerst durchgeführt, und ändert sich gemäß Fig. 12C die Bläschenbildungsreihenfolge der Tintenabschnitte an der vorderen Heizung und der hinteren Heizung in Abhängigkeit von dem Vorheizzustand und dergleichen. Die Tintenauftreffgenauigkeit kann ebenfalls durch Erhöhung von beispielsweise der Ausstoßgeschwindigkeit durch Verschiebung der Bläschenbildungszeitverläufe verbessert werden, die bei Ansteuerung der zwei Heizungen innerhalb des Bereichs definiert sind, in dem die Tintenausstoßeigenschaften sich im Vergleich zu einem Fall nicht verschlechtern, in dem die Bläschenbildung in der Tinte durch die zwei Heizungen gleichzeitig durchgeführt wird (beispielsweise die Tintenausstoßgeschwindigkeit oder die Ausstoßmenge sich nicht verringert).
In dem ersten als auch in dem zweiten Fall steigt, wie es in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, die Tintenausstoßgeschwindigkeit durch Einstellung des Bläschenbildungszeitverlaufs durch die hintere Heizung vor derjenigen durch die vordere Heizung an, und umgekehrt kann die Nachfüllfrequenz stark verbessert werden, indem der Bläschenbildungszeitverlauf durch die vordere Heizung vor derjenigen durch die hintere Heizung eingestellt wird.
Weiterhin kann, wie es in Fig. 11A und 11B sowie Fig. 12B und 12C gezeigt ist, wenn die zwei Heizungen derart angesteuert werden, dass ein einzelner Impuls innerhalb der Anlegungszeit von einem Doppelimpuls angelegt wird, verhindert werden, dass die pro Ausstoß erforderliche Ansteuerungsperiode verlängert wird, selbst wenn die Heizungen durch Kombination des Einzel-Impuls-Schemas und des Doppel-Impuls-Schemas angesteuert werden, und die Ansteuerungszeitverläufe oder Bläschenbildungszeitverläufe verschoben werden, wie es vorstehend beschriebenen worden ist. Das heißt, dass verhindert werden kann, dass die eingestellte Ansteuerungsfrequenz sich verringert.

Weiteres Ausführungsbeispiel

Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen weisen die Heizungen SH1 und SH2 gleiche Größen auf. Jedoch kann die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf einen Fall angewandt werden, in dem die Heizungen SH1 und SH2 unterschiedliche Größen aufweisen.
Fig. 13A bis 13C zeigen Schnittansichten verschiedener Beispiele von Heizungen, die in einem Tintenkanal angeordnet sind und unterschiedliche Größen aufweisen. Fig. 13A zeigt ein Beispiel, in dem zwei Heizungen SH1 und SH2 mit unterschiedlichen Größen bei gleichen Abständen zu der Ausstoßöffnung 11 angeordnet sind. Fig. 13B und 13C zeigen Beispiele, bei denen zwei Heizungen SH1 und SH2 mit unterschiedlichen Größen bei unterschiedlichen Abständen zu der Ausstoßöffnung 11 angeordnet sind. Gemäß Fig. 13B ist die vordere Heizung SH1 größer als die hintere Heizung SH2, und gemäß Fig. 13C ist die hintere Heizung SH2 größer als die vordere Heizung SH1.
Fig. 14A bis 14C zeigen das Verhältnis der Ausstoßgeschwindigkeit v in Bezug auf die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer ΔT der Heizungen SH1 und SH2. Fig. 14A bis 14C entsprechen jeweils Fig. 13A bis 13C.
Wie aus Fig. 14A bis 14C hervorgeht, wird, wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 bei gleichen Abständen zu der Ausstoßöffnung 11 angeordnet sind, der maximale Wert der Ausstoßgeschwindigkeit v, der erhalten wird, wenn die Heizung SH2 mit der großen Größe zuerst angesteuert wird, größer als derjenige Wert, der erhalten wird, wenn die Heizung SH1 mit der kleinen Größe zuerst angesteuert wird. Demgegenüber wird, wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 bei unterschiedlichen Abständen zu der Ausstoßöffnung 11 angeordnet sind, der maximale Wert der Ausstoßgeschwindigkeit v, der erhalten wird, wenn die hintere Heizung SH2 zuerst angesteuert wird, größer als derjenige, der erhalten wird, wenn die vordere Heizung SH1 zuerst angesteuert wird, unabhängig von den Größen der Heizungen SH1 und SH2.
Somit kann, wenn die Heizungen SH1 und SH2 unterschiedliche Größen aufweisen, die zuerst anzusteuernde Heizung auf der Grundlage dieser Ergebnisse bestimmt werden. Beispielsweise wird, da die Ausstoßgeschwindigkeit bei Ansteuerung der Heizung SH1 mit kleiner Größe gering ist, und die Ausstoßgeschwindigkeit bei Ansteuerung der Heizung SH2 mit großer Größe hoch ist, wenn ein kleiner Punkt durch Ansteuerung der Heizung SH1 mit kleiner Größe alleine ausgestoßen wird und ein großer Punkt durch Ansteuerung sowohl der Heizung SH1 mit der kleinen Größe als auch der Heizung SH2 mit der großen Größe ausgestoßen wird, der Ausstoßgeschwindigkeitsunterschied zwischen den kleinen und großen Punkten deutlich groß. Aus diesem Grunde wird zur Vermeidung eines zu groß Werdens des Ausstoßgeschwindigkeitsunterschieds die Bläschenbildung in der Tinte vorzugsweise zuerst durch die Heizung SH1 mit der kleinen Größe durchgeführt.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wurden beschrieben, während die Auslegung und Größen der Heizungen SH1 und SH2 geändert wurden. Wenn die Heizungen SH1 und SH2 an unterschiedlichen Abstandspositionen von der Ausstoßöffnung 11 angeordnet sind, werden sie vorzugsweise auf optimale Positionen auf der Grundlage der nachstehenden Untersuchungsergebnisse eingestellt.
Wenn der Unterschied zwischen dem Abstand von der Ausstoßöffnung zu der hinteren Heizung und der Abstand von der Ausstoßöffnung zu der vorderen Heizung größer als die Länge der vorderen Heizung ist, können die zwei Heizungen SH1 und SH2 seriell in der Längsrichtung des Tintenkanals 12, das heißt, in der Tintenausstoßrichtung angeordnet werden, wie es in Fig. 17 gezeigt ist. Selbst wenn die Heizungen SH1 und SH2 seriell (hintereinander) angeordnet sind, können dieselben Ausstoßeigenschaften wie diejenigen erhalten werden, die erhalten werden, wenn sie parallel angeordnet sind.
Ein Beispiel für eine anwendbare Aufzeichnungskopfform ist nachstehend beschrieben.
Fig. 15 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis von der Tintenausstoßmenge Vd und der Ausstoßgeschwindigkeit v in Bezug auf den Abstand OH von einer Heizung zu der Ausstoßöffnung zusammen mit dem Produkt der Ausstoßöffnungsfläche So und dem Abstand OH darstellt. Fig. 16 zeigt einen Graphen, der das Verhältnis des Werts, der durch teilen der Ausstoßgeschwindigkeit v durch die Ausstoßmenge Vd erhalten wird, in Bezug auf den Abstand OH darstellt.
In Fig. 15 und 16 sind einzelne Punkte a und b zur Unterteilung des Abstands OH in drei Bereiche definiert, das heißt, in einen Bereich A, der gleich oder größer als a ist, in einen Bereich B, der gleich oder kleiner b ist, und in einen Bereich C zwischen a und b. Die drei Bereiche weisen Tendenzen auf, die eindeutig für die jeweiligen Bereiche sind: In dem Bereich A sind die Ausstoßgeschwindigkeit v und die Ausstoßmenge Vd grob proportional zueinander und wird v/Vd annähernd konstant mit Ansteigen des Abstands OH. In dem Bereich B ist die Ausstoßmenge Vd grob proportional zu dem Produkt der Ausstoßöffnungsfläche So und dem Abstand OH, und in dem Bereich C ist die Ausstoßmenge Vd annähernd konstant. Somit wird, wenn zwei Heizungen mit annähernd gleichen Größen in einem einzelnen Tintenkanal im Hinblick auf beispielsweise die Ausstoßmenge Vd angeordnet sind, die vordere Heizung vorzugsweise in dem Bereich B angeordnet, und wird die hintere Heizung vorzugsweise in dem Bereich A angeordnet, um annähernd gleiche Ausstoßmengen Vd zu erhalten.
Die vorstehend beschriebenen Bereiche A bis C können ebenfalls wie nachstehend im Hinblick auf jeweils die Ausstoßmenge Vd und die Ausstoßgeschwindigkeit v definiert werden.

Berücksichtigung im Hinblick auf die Ausstoßmenge Vd

Bereich A: Ein Abschnitt, in dem die Ausstoßmenge Vd mit Erhöhung des Abstands OH sich verringert.
Bereich B: Ein Abschnitt, in dem die Ausstoßmenge Vd sich annähernd proportional zu dem Abstand OH erhöht.
Bereich C: Ein Abschnitt, in dem die Ausstoßmenge Vd im Hinblick auf den Abstand OH ungefähr konstant wird.

Berücksichtigung im Hinblick auf die Ausstoßgeschwindigkeit v

Über allen Abschnitten verringert sich die Ausstoßgeschwindigkeit v mit Erhöhung des Abstands OH. Insbesondere ist in dem Bereich C die Änderungsrate der Geschwindigkeit v klein.

Ausführungsbeispiel für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät

Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für die Anordnung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß der Erfindung.
Dieses Tintenstrahlaufzeichnungsgerät weist einen Wagen 270 auf, an dem abnehmbar eine Kopfpatrone 271 angebracht ist, in der ein Aufzeichnungskopf und ein Tintenbehälter integriert sind, und das auf ein Aufzeichnungsträger durch Ausstoßen von Tinte aus dem Aufzeichnungskopf aufzeichnet, während Hin- und Herabtastungen des Wagens 270 wiederholt werden und der Aufzeichnungsträger um einen vorbestimmten Abstand (pitch) in einer Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung des Wagens 270 vorgeschoben wird. Der Aufzeichnungskopf weist zwei Heizungen mit derselben Größe entsprechend einem Tintenkanal auf. Die Tintenkanäle des Aufzeichnungskopfs sind mit einer Dichte von 360 dpi angeordnet.
Gemäß Fig. 18 weist eine Steuerungseinrichtung 200, die als eine Hauptsteuerungseinheit dient, eine CPU 201 in Form von beispielsweise einem Mikrocomputer zur Ausführung verschiedener (nachstehend beschriebener) Betriebsarten, ein ROM 203, in dem Programme und Tabellen entsprechend den durch die CPU auszuführenden Prozeduren, den Spannungswert und Impulsbreite von Heizimpulsen und andere permanente Daten gespeichert sind, und ein RAM 205 auf, in dem ein Bereich zur Entwicklung von Bilddaten, ein Arbeitsbereich und dergleichen zugeordnet sind. Wenn die zwei Heizungen in einem einzelnen Tintenkanal angesteuert werden, führt die Steuerungseinrichtung 200 eine Steuerung zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der Heizungen des Aufzeichnungskopfs und zur Bestimmung der zuerst anzusteuernden Heizung entsprechend den verschiedenen Betriebsarten durch.
Ein Host-Gerät 210 dient als eine Zufuhrquelle von Bilddaten und dergleichen (oder kann eine Lesevorrichtung zum Lesen eines Bildes aufweisen) und tauscht Bilddaten, andere Befehle, Zustandssignale und dergleichen mit der Steuerungseinrichtung 200 über eine Schnittstelle (I/F) 212 aus.
Ein Bedienungsfeld 102 weist einen Betriebsartauswahlschalter 220 zur Auswahl einer Betriebsart von verschiedenen Betriebsarten, wie nachstehend beschriebenen werden wird, einen Energieschalter 212, einen Druckschalter 224 zur Anweisung des Starts einer Aufzeichnung und einen Wiederherstellungsschalter (Wiedergewinnungsschalter) 226 zur Anweisung eines Starts einer Ausstoßwiedergewinnungsverarbeitung auf, und empfängt Befehle, die durch den Bediener eingegeben werden. Eine Sensorgruppe 230 erfasst die Zustände des Aufzeichnungsgeräts und weist einen Wagenpositionssensor 232 zur Erfassung der Position des Wagens 270 wie eine Heimposition, Startposition und dergleichen, einen Pumppositionssensor 234 zur Erfassung der Position einer Pumpe einschließlich eines Entlastungsschalters und dergleichen auf.
Eine Kopfansteuerungseinrichtung 240 treibt die Heizungen des Aufzeichnungskopfs entsprechend Aufzeichnungsdaten an, die aus der Steuerungseinrichtung 200 zugeführt werden. Einige Elemente der Kopfansteuerungseinrichtung 240 werden zur Ansteuerung einer Temperaturheizung 272 zur Durchführung der Temperatursteuerung des Aufzeichnungskopfs verwendet. Weiterhin wird ein Erfassungswert aus einem Temperatursensor 273 zur Erfassung der Temperatur des Aufzeichnungskopfs der Steuerungseinrichtung 200 zugeführt.
Ein Hauptabtastungsmotor 250 führt ein Hin- und Herbewegung (Abtastung) des Wagens 270 durch und wird durch eine Motoransteuerungseinrichtung 252 angesteuert. Ein Nebenabtastungsmotor 260 schiebt einen Aufzeichnungsträger vor und wird durch eine Motoransteuerungseinrichtung 254 angesteuert.
Verschiedene Ausstoßbetriebsarten dieses Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts sind nachstehend beschriebenen.

Grundausstoßmengenbetriebsart

Im Wesentlichen weist das Gerät zwei Ausstoßmengenbetriebsarten auf, das heißt, eine kleine und eine große Ausstoßmengenbetriebsart. In der kleinen Ausstoßmengenbetriebsart wird Tinte durch Ansteuerung lediglich einer Heizung ausgestoßen, wobei etwa 20 pl Tinte ausgestoßen werden. In der großen Ausstoßmengenbetriebsart wird Tinte durch Ansteuerung beider Heizungen ausgestoßen, wobei etwa 40 pl Tinte ausgestoßen werden.

Druckbetriebsart

Die Druckbetriebsart ist normalerweise in eine normale Druckbetriebsart (360-dpi-Betriebsart), eine Hochqualitätsdruckbetriebsart (720-dpi-Betriebsart) und eine Mehrfachwert-Aufzeichnungs-Betriebsart klassifiziert.
In der normalen Druckbetriebsart wird ein 360-dpi-Drucken in der großen Ausstoßbetriebsart durchgeführt. Die Hochqualitätsdruckbetriebsart erzielt ein Drucken bei 720 · 720 dpi durch doppeltes Abtasten des Kopfs, während die Punktposition um die Hälfte des Abstands in der kleinen Ausstoßbetriebsart verschoben wird.
In der Mehrfachwertaufzeichnungsbetriebsart werden die kleinen und großen Ausstoßmengen in Einheiten von Bildelementen (Pixel) in der Hochqualitätsdruckbetriebsart umgeschaltet. In diesem Fall kann, wenn ein Aufzeichnungsträger ohne Tintenverwischen verwendet wird, ein dreiwertiger Gradationsausdruck (einschließlich keinem Ausstoßen) effektiv für ein Bildelement bei 720 · 720 dpi oder 720 · 360 dpi erzielt werden. Wenn 360-dpi-Mehrfachwertdaten in der 360-dpi-Betriebsart gedruckt werden, kann ein Bild mit hoher Qualität mit hohem Gradationseigenschaften bei 360 dpi erhalten werden, in dem große und kleine Punktmuster entsprechend den Mehrfachwertdaten gedruckt werden. Demgegenüber kann die ursprüngliche Ausstoßmenge derart eingestellt werden, dass sie relativ klein ist, und die Temperatur des Aufzeichnungskopfs kann durch die Temperaturheizung 272 justiert werden, um den Ausstoßmengenbereich genau einzustellen.
Vorläufiges Ausstoßen während des Druckens Ein vorläufiges Ausstoßen während des Druckens wird in der großen Ausstoßmengenbetriebsart mit einer hohen Ausstoßgeschwindigkeit unabhängig von der gegenseitigen Ausstoßmengenbetriebsart durchgeführt. Insbesondere kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel, da das Ausstoßen durch Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der zwei Heizungen erzielt wird, die Ausstoßgeschwindigkeit weiter erhöht werden. Somit kann das Zeitintervall für das vorläufige Ausstoßen verlängert werden, und die Anzahl der vorläufigen Ausstoßvorgänge kann verringert werden.

Verschiedene Beispiele für Druckverfahren

Wenn die anzusteuernden Heizungen in Einheiten von Bildelementen geändert werden können, das heißt, in Einheiten von allen Heizungen in dem Aufzeichnungskopf, kann ein Bild mit hoher Qualität mit hoher Geschwindigkeit aufgezeichnet werden.
Jedoch können in Zusammenhang mit der Anordnung des Aufzeichnungskopfs die anzusteuernden Heizungen nicht innerhalb einer kurzen Zeitperiode umgeschaltet werden, und die Heizungen können nicht in Einheiten von Tintenkanälen umgeschaltet werden. In einem derartigen Fall ist die Ausstoßmengenbetriebsart während einer Abtastung entweder die große oder die kleine Ausstoßmengenbetriebsart. Dabei wird, wenn Mehrfachwertdaten (drei Werte, das heißt, große und kleine Punkte pro Bildelement bei 720 · 720 dpi) unter Verwendung großer und kleiner Punkte gedruckt werden, das Drucken in der großen Ausstoßmengenbetriebsart in Rückwärts- und Vorwärtsabtastrichtungen durchgeführt und wird in der kleinen Ausstoßmengenbetriebsart in der Nebenabtastrichtung durchgeführt, wodurch ein Bild mit hohen Gradationseigenschaften erhalten wird. Wenn das Drucken in dieser Weise durchgeführt wird, wird keine Farbungleichmäßigkeit erzeugt, selbst wenn eine Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen zum Ausstoß unterschiedlicher Farbtinten für den Farbdruck parallel in der Abtastrichtung angeordnet sind.

Beispiel 1

Dieses Beispiel verwendet einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, bei dem zwei Heizungen SH1 und SH2 mit der gleichen Größe bei gleichen Abstandspositionen zu einer Ausstoßöffnung 11 in einem Tintenkanal 12 angeordnet waren, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Weiterhin weist zur Bereitstellung einer Kompatibilität mit einem herkömmlichen Einzel-Heizungs- Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß diesem Beispiel eine digitale oder analoge Verzögerungsschaltung als eine Einrichtung zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der Heizungen SH1 und SH2 auf.
Die Abmessungs- und Positionsverhältnisse zwischen den Heizungen SH1 und SH2 und dem Tintenkanal 12 sind wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Genauer beträgt die Fläche jeder der Heizungen SH1 und SH2 17 um · 130 um = 2210 um², und die Gesamtfläche der zwei Heizungen SH1 und SH2 in einem Tintenkanal 12 beträgt 4420 um². Mit dieser Fläche gleicht die eingegebene Energie bei Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 derjenigen bei Ansteuerung des herkömmlichen Tintenstrahlkopfs. Die Verzögerungsschaltung ist derart eingestellt, dass die zwei Heizungen SH1 und SH2 angesteuert werden, während ihre Ansteuerungszeitverläufe um 0,15 us bei Empfang eines Ansteuerungssignals verschoben sind.
Wenn das Drucken durchgeführt worden ist, beidem der Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß diesem Ausführungsbeispiel an einer Einzel-Heizungs- Aufzeichnungsgerät angebracht ist, konnte sowohl die Ausstoßgeschwindigkeit als auch die Ausstoßmenge annähernd gleich wie diejenigen eines Einzel-Heizungs- Tintenstrahlaufzeichnungskopfs beibehalten werden, während die eingegebene Energie dieselbe wie diejenige für den Einzel-Heizungs-Tintenstrahlaufzeichnungskopfs blieb. Falls die zwei Heizungen SH1 und SH2 gleichzeitig angesteuert werden, um ein Drucken mit einer maximalen Druckauslastung durchzuführen, kann die Auftreffgenauigkeit aufgrund einer niedrigen Ausstoßgeschwindigkeit und Ausstoßmenge verschlechtert werden, weshalb die Druckqualität verschlechtert werden kann oder gedruckte Bilder unscharf werden können.
Wie in diesem Beispiel konnte durch Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der zwei Heizungen SH1 und SH2 ein gutes Druckergebnis ohne Verwischen erhalten werden. Da eine Einrichtung zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der Heizungen SH1 und SH2 in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf angeordnet war, konnte der Kopf ohne Aufwerfen irgendwelcher Probleme verwendet werden, selbst wenn er an vielen Einzel-Heizungs- Aufzeichnungsgeräten angebracht wurde, die sich bereits auf dem Markt befinden. Selbstverständlich können, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf dieses Beispiels an einem Einzel-Heizungs-Aufzeichnungsgerät angebracht wird, die zwei Heizungen SH1 und SH2 nicht unabhängig voneinander angesteuert werden, jedoch wenn er an einem Aufzeichnungsgerät angebracht wird, der einen Mehrfach- Heizungs-Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet, können die zwei Heizungen SH1 und SH2 unabhängig zur Variation der Ausstoßmenge angesteuert werden, wodurch eine Gradationsaufzeichnung erreicht werden kann.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurde ebenfalls ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet, bei dem zwei Heizungen SH1 und SH2 mit der gleichen Größe bei gleichen Abstandspositionen zu einer Ausstoßöffnung 11 in einem einzelnen Tintenkanal 12 angeordnet waren, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Obwohl die Abmessungs- und Positionsverhältnisse der Heizungen SH1 und SH2 und dergleichen dieselben wie diejenigen gemäß dem Beispiel 1 sind, ist eine Einrichtung zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der zwei Heizungen SH1 und SH2 nicht in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf sondern in dem Aufzeichnungsgerät angeordnet, und wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 angesteuert werden, werden die Zeitverläufe der Ansteuerungsimpulse von der Aufzeichnungsgeräteseite verschoben. Auf diese Weise konnte die Ausstoßgeschwindigkeit und Ausstoßmenge im Vergleich zu denjenigen bei gleichzeitiger Ansteuerung der Heizungen SH1 und SH2 verbessert werden. Außerdem können die Heizungen SH1 und SH2 unabhängig angesteuert werden, um eine Gradationsaufzeichnung zu erzielen.

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet, bei dem zwei Heizungen SH1 und SH2 mit derselben Größe bei unterschiedlichen Abstandspositionen zu einer Ausstoßöffnung 11 in einem einzelnen Tintenkanal 12 angeordnet sind, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die Größen der Heizungen SH1 und SH2 sind dieselben wie diejenigen des Beispiels 1, und das Positionsverhältnis zwischen den Heizungen SH1 und SH2 wurde derart eingestellt, dass der Abstand OH zwischen der vorderen Heizung SH1 und der Ausstoßöffnung 11 110 um betrug, und der Abstand OH' zwischen der hinteren Heizung SH2 und der Ausstoßöffnung 11 165 um betrug. Eine Einrichtung zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der Heizungen SH1 und SH2 war in dem Aufzeichnungsgerät angeordnet, und wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 angesteuert wurden, wurde die hintere Heizung SH2 0,2 us nach Ansteuerung der vorderen Heizung SH1 angesteuert.
Die nachstehende Tabelle 2 zeigt Messergebnisse der Ausstoßgeschwindigkeit v, der Ausstoßmenge Vd und der Nachfüllfrequenz fr für diesen Fall. Zum Zwecke des Vergleichs zeigt die Tabelle 2 ebenfalls die Ausstoßgeschwindigkeit v, die Ausstoßmenge Vd und die Nachfüllfrequenz fr, die erhalten wird, wenn die zwei Heizungen SH1 und SH2 gleichzeitig angesteuert werden. Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, werden in dem Beispiel 3 sowohl die Ausstoßgeschwindigkeit v, als auch die Ausstoßmenge Vd und die Nachfüllfrequenzen im Vergleich zu denjenigen verbessert, die erhalten werden, wenn die zwei Heizungen gleichzeitig angesteuert werden.
Insbesondere werden die Ausstoßmenge Vd und die Nachfüllfrequenz fr stark verbessert. Somit ist dieses Beispiel zur Aufzeichnung auf einen Aufzeichnungsträger oder für eine Aufzeichnungsbetriebsart geeignet, die eine Aufzeichnung mit hoher Dichte erfordert, sowie für eine Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit geeignet.

Beispiel 4

Bei diesem Beispiel wurde ebenfalls einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet, bei dem zwei Heizungen SH1 und SH2 mit derselben Größe an unterschiedlichen Abstandspositionen zu einer Ausstoßöffnung 11 in einem einzelnen Tintenkanal 12 angeordnet waren, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die Abmessungs- und Positionsverhältnisse der Heizungen SH1 und SH2 und dergleichen sind dieselben wie diejenigen des Beispiels 3. Außerdem ist eine Einrichtung zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der Heizungen SH1 und SH2 in dem Aufzeichnungsgerät angeordnet, wie gemäß dem Beispiel 3, und die Ansteuerungsreihenfolge bei Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 ist dieselbe wie gemäß dem Beispiel 3. Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem Beispiel 3 dahingehend, dass die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer bei Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 auf 0,3 us eingestellt ist.
Wenn die Ausstoßeigenschaften in diesem Fall gemessen wurden, betrugen die Ausstoßgeschwindigkeit v 12 m/s und die Ausstoßmenge Vd 38 pl, und diese waren äquivalent zu denjenigen, die bei gleichzeitiger Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 erhalten wurden. Demgegenüber wurde die Nachfüllfrequenz fr stark auf 10,3 kHz verbessert. Somit ist dieses Beispiel ebenfalls für eine Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit geeignet.
Unter besonderer Berücksichtigung des Ergebnisses, dass die Ausstoßgeschwindigkeit v und die Ausstoßmenge Vd äquivalent zu denjenigen sind, die bei gleichzeitiger Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 erhalten werden, kann dieses Beispiel wahlweise, je nach Bedarf, eine Aufzeichnungsbetriebsart mit hoher Geschwindigkeit verwenden, in der die Nachfüllfrequenz fr durch Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der zwei Heizungen SH1 und SH2 verbessert wird, und eine Niedriggeschwindigkeits-Aufzeichnungsbetriebsart verwenden, in der die zwei Heizungen SH1 und SH2 gleichzeitig angesteuert werden. Beispielsweise ist zur Aufzeichnung eines Bildes mit höherer Auflösung ein sogenanntes Mehrfach-Durchgangs-Aufzeichnungsverfahren (multi-pass recording method) zur Durchführung einer Vielzahl von Abtastungen auf einer identischen Linie bekannt, während die Punktpositionen verschoben werden. Bei normaler Aufzeichnung kann die Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart ausgewählt werden, und bei Mehrfach-Durchgangs-Aufzeichnung kann die Hochgeschwindigkeitsbetriebsart zur Durchführung der Aufzeichnung ausgewählt werden.
Da die Ausstoßgeschwindigkeit v und die Ausstoßmenge Vd äquivalent zu denjenigen sind, die bei gleichzeitiger Ansteuerung erhalten werden, selbst wenn der in diesem Beispiel verwendete Tintenstrahlaufzeichnungskopf an einem herkömmlichen Einzel-Heizungs-Aufzeichnungsgerät angebracht ist und die zwei Heizungen SH1 und SH2 gleichzeitig angesteuert werden, können im Wesentlichen dieselben Ausstoßeigenschaften wie diejenigen des Aufzeichnungsgeräts dieses Beispiels erhalten werden, mit der Ausnahme, dass die Nachfüllfrequenz fr sich verringert.

Beispiel 5

Bei diesem Beispiel wurde ebenfalls einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet, bei dem zwei Heizungen SH1 und SH2 mit derselben Größe bei unterschiedlichen Abstandspositionen zu einer Ausstoßöffnung 11 in einem einzelnen Tintenkanal 12 angeordnet waren, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, wie in Beispiel 3, wobei die Zeitverlaufsverschiebungssteuerung bei Ansteuerung der zwei Heizungen auf der Seite des Aufzeichnungsgeräts durchgeführt wurde. Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 3 dahingehend, dass, wenn die zwei Heizungen angesteuert werden, die vordere Heizung SH1 0,2 us nach Ansteuerung der hinteren Heizung SH2 angesteuert wird.
Wenn die Ausstoßeigenschaften zu dieser Zeit gemessen wurde, betrug die Ausstoßgeschwindigkeit v 13,5 m/s, betrug die Ausstoßmenge Vd 38,6 pl und betrug die Nachfüllfrequenz fr 8,4 kHz. Das heißt, dass die Ausstoßgeschwindigkeit v stark verbessert wurde, jedoch die Nachfüllfrequenz fr leicht verringert wurde.
Da die Ausstoßgeschwindigkeit v stark verbessert wurde, wurde die Tintenauftreffgenauigkeit verbessert, und kann eine Aufzeichnung mit hoher Qualität verwirklicht werden. In einer Niedrigtemperaturumgebung erhöht sich die Tintenviskosität, wobei die Ausstoßgeschwindigkeit v zu einer Verringerung tendiert. Jedoch kann bei diesem Beispiel selbst in einer Niedrigtemperaturumgebung eine ausreichend hohe Ausstoßgeschwindigkeit v erhalten werden.
In einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät kann im Allgemeinen Tinte mit hoher Viskosität aufgrund von Verdampfung von Wasserkomponenten der Tinte an der Ausstoßöffnung in der Nähe der Ausstoßöffnung anhaften, wodurch Ausstoßfehler verursacht werden können. Zur Vermeidung davon wird ein Ausstoß, der als vorläufiger Ausstoß bezeichnet wird, zu vorbestimmten Zeitintervallen zusätzlich zu der Aufzeichnung durchgeführt, um die Tinte mit hoher Viskosität zu entfernen. Jedoch kann, falls die Ausstoßgeschwindigkeit niedrig ist, eine derartige Tinte mit hoher Viskosität selten vollständig entfernt werden. Jedoch kann bei diesem Beispiel, da die Ausstoßgeschwindigkeit v stark verbessert worden ist, selbst eine Tinte mit hoher Viskosität durch das vorläufige Ausstoßen entfernt werden. Mithin kann das Zeitintervall des vorläufigen Ausstoßens verlängert werden, und die Anzahl der vorläufigen Ausstoßvorgänge während der Aufzeichnung kann verringert werden. Das heißt, dass, obwohl die Aufzeichnungsgeschwindigkeit aufgrund einer Verringerung der Nachfüllfrequenz fr sich verringert, der Durchsatz im Wesentlichen sich nicht im Hinblick auf die Gesamtzeit vom Beginn bis zum Ende der Aufzeichnung verringert. Da die Anzahl der vorläufigen Ausstoßvorgänge verringert ist, kann die Tinte effektiv verwendet werden.

Beispiel 6

Bei diesem Beispiel wurde ebenfalls wie in Beispiel 3 einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet, bei dem zwei Heizungen SH1 und SH2 angeordnet waren, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, jedoch wies der Tintenstrahlaufzeichnungskopf selbst eine Einrichtung zur Verschiebung der Ansteuerungszeitverläufe der zwei Heizungen SH1 und SH2 auf. Das heißt, dass der Aufzeichnungskopf dieses Beispiels ebenfalls in einem Einzel-Heizungs-Aufzeichnungsgerät verwendet werden kann. Die Ansteuerungsreihenfolge der Heizungen SH1 und SH2 sowie die Ansteuerungszeitverlauf-Verschiebungszeitdauer bei Ansteuerung der zwei Heizungen SH1 und SH2 waren dieselben wie diejenigen von Beispiel 3.
In diesem Beispiel können, falls die Heizungen SH1 und SH2 dieselben Größen wie diejenigen von Beispiel 3 aufweisen, dieselben Ausstoßeigenschaften wie in Beispiel 3 erhalten werden, und die Ausstoßgeschwindigkeit v und die Ausstoßmenge Vd werden verbessert. Da jedoch dieses Beispiel das Ziel aufweist, den Kopf ebenfalls in einem Einzel-Heizungs-Aufzeichnungsgerät zu verwenden, müssen die Ausstoßgeschwindigkeit v und die Ausstoßmenge Vd in Übereinstimmung mit denjenigen des Aufzeichnungsgeräts gebracht werden. Somit wurden die Flächen der Heizungen SH1 und SH2 jeweils um 5% verringert.
Wenn die Nachfüllfrequenz fr des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs dieses Beispiels gemessen wurde, betrug diese 11 kHz und wurde stark verbessert. Somit kann, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf dieses Beispiels verwendet wurde, die Aufzeichnungsgeschwindigkeit des Hauptaufbaus ebenfalls stark verbessert werden.
Wie es vorstehend beschriebenen worden ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Tintenausstoßgeschwindigkeit oder Ausstoßmenge erhöht werden, ohne dass die den Heizungen zugeführte Energie geändert wird, und kann die Auftreffgenauigkeit verbessert werden. Wenn demgegenüber die Auslegung und die Ansteuerungsreihenfolge der elektrothermischen Umwandlungselemente in einem geeigneten Bereich eingestellt werden, kann die Nachfüllfrequenz der Tinte stark verbessert werden, und kann ebenfalls eine Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit erreicht werden.
Insbesondere kann bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf und dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die relativen Bläschenbildungszeitverläufe derart verschoben werden, dass sie dieselbe Tintenausstoßgeschwindigkeit wie diejenigen aufweisen, die bei gleichzeitiger Bläschenbildung erhalten werden, eine Kompatibilität mit einem Einzel-Heizungs-Tintenstrahlaufzeichnungskopf, das ein einziges elektrothermisches Umwandlungselement entsprechend einem Tintenkanal aufweist, oder einem Einzel-Heizungs-Tintenstrahlaufzeichnungsgerät erzielt werden.

Claims

1. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren zur Aufzeichnung auf einen Aufzeichnungsträger, mit den Schritten

Vorbereiten eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs, der eine Vielzahl elektro-thermischer Umwandlungselementen (SH1, SH2), die unabhängig angesteuert werden können, in einem Tintenkanal (12) aufweist, der mit einer Ausstoßöffnung (11) kommuniziert, und Tinte aus der Ausstoßöffnung ausstößt, indem in der Tinte bei Ansteuerung der elektro-thermischen Umwandlungselemente Bläschen gebildet werden,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte aus der Ausstoßöffnung durch relatives Verschieben von Bläschenbildungszeitverläufen ausgestoßen wird, die bei Ansteuerung von zumindest zwei der elektro-thermischen Umwandlungselemente innerhalb eines Bereichs definiert sind, in dem Ausstoßeigenschaften der Tinte sich im Vergleich mit Ausstoßeigenschaften verbessern, die erhalten werden, wenn die Bläschen in der Tinte durch gleichzeitiges Ansteuerung der zumindest zwei elektrothermischen Umwandlungselemente gebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ausstoßschritt den Schritt des Ausstoßens der Tinte aus der Ausstoßöffnung durch relatives Verschieben der Bläschenbildungszeitverläufe aufweist, die bei Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente innerhalb eines Bereichs definiert sind, in dem eine Ausstoßgeschwindigkeit der Tinte nicht kleiner als eine Ausstoßgeschwindigkeit wird, die erhalten wird, wenn die Bläschen durch gleichzeitige Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ausstoßschritt den Schritt des Ausstoßens der Tinte aus der Ausstoßöffnung durch relatives Verschieben der Bläschenbildungszeitverläufe aufweist, die bei Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente innerhalb eines Bereichs definiert sind, in dem eine Ausstoßmenge der Tinte nicht kleiner als eine Ausstoßmenge wird, die erhalten wird, wenn die Bläschen durch gleichzeitige Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente gebildet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ausstoßschritt den Schritt des Ausstoßens der Tinte aus der Ausstoßöffnung durch relatives Verschieben der Bläschenbildungszeitverläufe innerhalb des Bereichs

0 < ΔT < 0,5 us

aufweist, wobei ΔT die Zeitdauer der relativen Verschiebung des Bläschenbildungszeitverläufe bei Ansteuerung der einzelnen elektro-thermischen Umwandlungselemente ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Zeitdauer der relativen Verschiebung des Bläschenbildungszeitverläufe ΔT innerhalb eines Bereichs von 0 < ΔT < 0,3 us fällt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest zwei der anzusteuernden elektro-thermischen Umwandlungselemente an Positionen mit unterschiedlichen Abständen zu der Ausstoßöffnung angeordnet sind, wobei die Bläschen in der Tinte zuerst durch das elektrothermische Umwandlungselement gebildet werden, das an einer Position angeordnet ist, die näher an der Ausstoßöffnung liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest zwei der anzusteuernden elektro-thermischen Umwandlungselemente an Positionen mit unterschiedlichen Abständen zu der Ausstoßöffnung angeordnet sind, wobei die Bläschen in der Tinte zuerst durch das elektrothermische Umwandlungselement gebildet werden, das an einer Position angeordnet ist, die weiter entfernt von der Ausstoßöffnung liegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein einzelner Impuls an jedes der zumindest zwei elektrothermischen Umwandlungselemente angelegt wird, die zur Bläschenerzeugung in der Tinte angesteuert werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Vor-Erhitzungsimpuls, der keine Bläschenerzeugung in der Tinte bewirkt, und nach dem Vor-Erhitzungsimpuls ein Haupt-Erhitzungsimpuls, der eine Bläschenbildung in der Tinte bewirkt, an jedes der zumindest zwei elektrothermischen Umwandlungselemente angelegt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein einzelner Impuls an zumindest eines der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungslemente angelegt wird, die zur Bläschenbildung in der Tinte angesteuert werden, sowie ein Vor-Erhitzungsimpuls, der keine Bläschenerzeugung in der Tinte bewirkt, und nach dem Vor- Erhitzungsimpuls ein Haupt-Erhitzungsimpuls, der eine Bläschenbildung in der Tinte bewirkt, an das andere elektro-thermischen Umwandlungselement angelegt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei, wenn zumindest zwei der anzusteuernden elektro-thermischen Umwandlungselemente an Positionen mit unterschiedlichen Abständen zu der Ausstoßöffnung angeordnet sind, der einzelne Impuls an das elektro-thermische Umwandlungselement angelegt wird, das sich an der Position befindet, die näher an der Ausstoßöffnung liegt, und der Vor-Erhitzungsimpuls und der Haupt- Erhitzungsimpuls an das elektro-thermische Umwandlungselement angelegt werden, das an der Position angeordnet ist, die weiter entfernt von der Ausstoßöffnung liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine Gesamtheit der Impulsbreiten des Vor-Erhitzungsimpulses und des Haupt-Erhitzungsimpulses im wesentlichen gleich zu einer Impulsbreite des einzelnen Impulses ist.

13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der einzelne Impuls während eines Intervalls von dem Beginn des Anlegens des Vor-Erhitzungsimpulses bis zum Ende des Anlegens des Haupt-Erhitzungsimpulses angelegt wird.

14. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zum Ausstoß von Tinte aus einer Ausstoßöffnung (11) durch Bläschenbildung in der Tinte, mit

einer Vielzahl elektro-thermischer

Umwandlungselementen (SH1, SH2), die in einem mit einer Ausstoßöffnung (11) kommunizierenden Tintenkanal (12) angeordnet sind und unabhängig angesteuert werden können, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur relativen Verschiebung von Bläschenbildungszeitverläufen, die bei Ansteuerung von zumindest zwei der elektro-thermischen Umwandlungselemente innerhalb eines Bereichs definiert sind, in dem Ausstoßeigenschaften der Tinte sich im Vergleich mit Ausstoßeigenschaften verbessern, die erhalten werden, wenn die Bläschen in der Tinte durch gleichzeitiges Ansteuerung der zumindest zwei elektrothermischen Umwandlungselemente gebildet werden.

15. Kopf nach Anspruch 14, wobei die Verschiebungseinrichtung die Bläschenbildungszeitverläufe relativ verschiebt, die bei Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselementen innerhalb eines Bereichs definiert sind, in dem eine Ausstoßgeschwindigkeit der Tinte nicht kleiner als eine Ausstoßgeschwindigkeit wird, die erhalten wird, wenn die Bläschen durch gleichzeitige Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente gebildet werden.

16. Kopf nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Ausstoßeinrichtung die Bläschenbildungszeitverläufe relativ verschiebt, die bei Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente innerhalb eines Bereichs definiert sind, in dem eine Ausstoßmenge der Tinte nicht kleiner als eine Ausstoßmenge wird, die erhalten wird, wenn die Bläschen durch gleichzeitige Ansteuerung der zumindest zwei elektro-thermischen Umwandlungselemente gebildet werden.

17. Kopf nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Ausstoßeinrichtung die Bläschenbildungszeitverläufe relativ innerhalb des Bereichs

0 < ΔT < 0,5 us

verschiebt, wobei ΔT die Zeitdauer der relativen Verschiebung des Bläschenbildungszeitverläufe bei Ansteuerung der einzelnen elektro-thermischen Umwandlungselemente ist.

18. Kopf nach Anspruch 17, wobei die Zeitdauer der relativen Verschiebung des Bläschenbildungszeitverläufe ΔT innerhalb eines Bereichs von 0 < ΔT < 0,3 us fällt.

19. Kopf nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei, wenn die anzusteuernden elektro-thermischen Umwandlungselemente an Positionen mit gleichen Abständen zu der Ausstoßöffnung angeordnet sind und unterschiedliche Oberflächenbereiche aufweisen, die Verschiebungseinrichtung das elektro-thermisch Umwandlungselement mit einem größeren Oberflächenbereich zur Bläschenbildung in der Tinte zuerst ansteuert.

20. Kopf nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei, wenn zumindest zwei der anzusteuernden elektro-thermischen Umwandlungselemente an Positionen mit unterschiedlichen Abständen zu der Ausstoßöffnung angeordnet sind, die Verschiebungseinrichtung das elektro-thermische Element zuerst ansteuert, das näher an die Ausstoßöffnung angeordnet ist, um die Bläschen in der Tinte zu bilden.

21. Kopf nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei, wenn zumindest zwei der anzusteuernden elektro-thermischen Umwandlungselement an Positionen mit unterschiedlichen Abständen zu der Ausstoß Öffnung angeordnet sind, die Verschiebungseinrichtung das elektro-thermische Element zuerst ansteuert, das weiter entfernt von der Ausstoßöffnung angeordnet ist, um die Bläschen in der Tinte zu bilden.

22. Kopf nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die Verschiebungseinrichtung die relativen Bläschenbildungszeitverläufe derart verschiebt, dass dieselbe Ausstoßgeschwindigkeit wie eine Ausstoßgeschwindigkeit erhalten wird, die erhalten wird, wenn die Bläschen in der Tinte durch gleichzeitige Ansteuerung der anzusteuernden elektro-thermischen Umwandlungselemente gebildet werden.

23. Kopf nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die Verschiebungseinrichtung die relativen Bläschenbildungszeitverläufe derart verschiebt, dass dieselbe Ausstoßmenge wie eine Ausstoßmenge erhalten wird, die erhalten wird, wenn die Bläschen in der Tinte durch gleichzeitige Ansteuerung der anzusteuernden elektro-thermischen Umwandlungselemente gebildet werden.

24. Kopf nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei die Verschiebungseinrichtung eine Verzögerungsschaltung aufweist.

25. Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung, mit einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 14 bis 24 und einem Wagen, der den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf trägt.