DE69723758T2 - Tintenstrahlkopf, Tintenstrahlkassette und Tintenstrahlaufzeichnungsapparat - Google Patents

Tintenstrahlkopf, Tintenstrahlkassette und Tintenstrahlaufzeichnungsapparat Download PDF

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Hajime Ohta-ku Kaneko
Hiroyuki Ohta-ku Ishinaga
Masaaki Ohta-ku Okada
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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahlköpfe und in Druckern, Fotodruckern und anderen als Ausgabeeinheiten für Kopiermaschinen, Faxmaschinen, Textverarbeitung, Postrechner und dergleichen verwendete Geräte. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Tintenstrahlkopf und eine Tintenstrahlvorrichtung mit einem Grundelement, das ein elektrothermisches Umwandlungselement aufweist, das als Aufzeichnungsenergie verwendete thermische Energie erzeugt. Übrigens schließt der hier verwendete Ausdruck „Aufzeichnen" Aufbringen von Tinte und weitere Aktivitäten (Drucken) auf jeglicher Art von Tintenaufnahmematerial, wie z. B. Stoff, Garn, Papier und Bogenmaterialien ein und der Ausdruck „Aufzeichnungsvorrichtung" schließt verschiedene Arten von Informationsverarbeitungsvorrichtungen und als in diesen Vorrichtungen verwendete Ausgabeeinheiten dienende Drucker ein. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auf diese Verwendungen einsetzbar.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • In letzter Zeit besteht eine wachsende Nachfrage nach Tintenstrahlaufzeichnungsgeräten, die kleiner und kostengünstiger und zusätzlich in der Lage sind, in Farbe und bei einer höheren Bildqualität zu drucken. Da bisher ein genauer und komplexer Aufbau und Steuerung der Druckköpfe erforderlich war, um hohe Bildqualität zu erreichen, waren Aufzeichnungsgeräte außerordentlich teuer und groß.
  • Diesbezüglich offenbart die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 62-48585 ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das in der Lage ist, Punktgrößen anzupassen, während es einen merklich einfachen Mechanismus verwendet, in dem zwei oder mehrere elektrothermische Umwandlungselemente (einschließlich einem großen und einem kleinen) innerhalb einer Düse angeordnet sind und somit eine hohe Bildqualität erreicht. Diese Erfindung ist für Graustufenaufzeichnung bedeutend.
  • US-Patent Nr. 5,172,139 offenbart ebenso ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das abgestufte Punktgrößen erzeugen kann, in dem es zwei oder mehrere elektrothermische Umwandlungselemente verwendet, die unabhängig voneinander angetrieben werden können und das, entweder mittels Ändern des Abstands zwischen den Umwandlungselementen und dem Ausgabeauslass oder durch Ändern der Energie jedes Umwandlungselements, unterschiedliche Größen von auszugebenden Tintentropfen verursacht.
  • Wenn eine Tintenausgabemenge angepasst wird, um hohe Bildqualität zu erreichen, während zwei elektrothermische Umwandlungselemente innerhalb einer Düse verwendet werden, wird jedes der parallel zueinander angeordneten elektrothermischen Umwandlungselemente im Allgemeinen unabhängig angetrieben. Es wurde jedoch herausgefunden, dass in einigen Fällen durch ledigliches Anordnen der elektrothermischen Umwandlungselemente in paralleler Art und Weise eine optimale Tintenaufprallpositionsgenauigkeit nicht erreicht werden kann, obwohl eine ansehendliche Genauigkeit erreicht werden kann. Diesbezüglich haben die Erfinder herausgefunden, dass ein Änderung von Entwurfsparametern, wie z. B. der Abstände zwischen den elektrothermischen Umwandlungselementen und einer Drosselöffnung, die Größe der Drosselöffnung und andere Parameter eine Verschlechterung der Tintenaufprallpositionsgenauigkeit verursachen und daher der Entwurf vollständig überarbeitet werden muss, um eine gewünschte Bildqualität zu erhalten. Insbesondere führt eine Änderung einiger Entwurfsparameter, wie sie vorstehend beschrieben sind, zum Versagen befriedigender brauchbarer Niveaus, die komplexen Faktoren durch Vorsehen von zwei elektrothermischen Umwandlungselementen innerhalb einer Düse zuzuschreiben sind und die einen Düsenentwurf zum Erreichen hoher Tintenabgabemengenniveaus und Stabilität der Angabemenge betreffen. Ferner führten die Erfinder zusätzlich zur Problemauswertung des Stands der Technik bezüglich Entwurf der vorstehend beschriebenen elektrothermischen Umwandlungselemente und des Tintenaufprallpunkts die folgende Auswertung durch. Für gewöhnlich sind Entwurfsfaktoren einer Düse und ihrem Umfeld zum Erreichen einer gewünschten Tintenaufprallpositionsgenauigkeit die Drosselöffnungsfläche, die Düsenlänge, die Größe und Anordnung der elektrothermischen Umwandlungselemente und dergleichen. Die Erfinder werteten Entwürfe von Düsen aus, die eine Vielzahl von elektrothermischen Umwandlungselementen enthalten, während sie unter den vorstehend aufgelisteten Faktoren die Aufmerksamkeit auf die Drosselöffnungsfläche und die Düsenlänge richteten und fanden heraus, dass eine gewünschte Tintenaufprallpositionsgenauigkeit aufgrund von Einflüssen anderer vorherrschender Faktoren kaum stabil erreicht werden kann. Bislang werden unter den Entwurfsparametern einer Düse und ihrem Umfeld die Größen der elektrothermischen Umwandlungselemente zu dem Zeitpunkt bestimmt, zu dem eine in einem Nachbildungsschritt in einem Herstellungsverfahren eines Halbleiterträgers verwendete Fotomaske entworfen. Wenn die Größen der elektrothermischen Umwandlungselemente mit dem Ziel, eine gewünschte Tintenaufprallpositionsgenauigkeit zu erreichen geändert werden, muss der Kopf nahezu neu hergestellt werden. Da dementsprechend die Größe und Position jedes elektrothermischen Umwandlungselements zum Schluss des Düsenentwurfs geändert werden sollte, gibt es beträchtliche Zeit- und Arbeitsaufwandsverluste. Wenn jedoch im Gegensatz dazu die Größen und Positionen der elektrothermischen Umwandlungselemente im Vorfeld bestimmt werden können, können andere Tintenstrahleigenschaften einfach eingestellt werden. Beispielsweise kann der Drosselöffnungsbereich genau geändert werden, da Verfahren zum Steuern der Energie von einem Laser oder dergleichen zum Ausbilden der Drosselöffnung entwickelt wurden und so eine Änderung weniger Zeitverlust und Arbeitsineffizienz verursacht, da das Ausbilden der Drosselöffnung ein relativ später Schritt ist. Folglich ist es für einen Kopf mit einer Vielzahl von elektrothermischen Umwandlungselementen innerhalb einer Düse insbesondere wichtig, die Positionen der Drosselöffnung und der elektrothermischen Umwandlungselemente und dergleichen im Anfangsstadium des Düsenentwurfs genau zu bestimmen.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wurden Strukturanforderungen eines Kopfs mit einer Vielzahl von Heizelementen innerhalb einer Düse zum Erreichen einer hohen Bildqualität noch nicht detailliert in Hinsicht auf das Verhältnis zwischen der Drosselöffnung und den elektrothermischen Umwandlungselementen berücksichtigt. Aufgrund der vorgenannten Erkenntnisse ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, die Schwierigkeiten beim Erreichen einer hohen Bildqualität zu lösen, während ein Kopf mit einer Vielzahl von Heizelementen innerhalb einer Düse verwendet wird und eine Aufzeichnung mit einer hohen Bildqualität zu berücksichtigen.
  • Die Erfinder werteten die Parameter an Kopfentwürfen aus, um die Tintenaufprallpositionsgenauigkeit mit dem Ziel zu verbessern, eine hohe Bildqualitätsaufzeichnung zu erreichen und fanden heraus, dass zum stabilen Erreichen einer hohen Bildqualität eine Tendenz des Einfluss auf Tintenaufprallpositionsgenauigkeit durch die Drosselöffnungsfläche und die Positionen der beiden elektrothermischen Umwandlungselemente mit Bezug auf die Drosselöffnung zu berücksichtigen ist. Die vorliegende Erfindung wurde auf Grundlage dieser Erkenntnisse getätigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Tintenstrahldruckkopf, eine Tintenstrahlkopfkartusche und ein Tintenstrahldruckgerät zu schaffen, die in der Lage sind, besonders feines Drucken zu ermöglichen, indem ein Kopfaufbau angegeben wird, in dem das Positionsverhältnis zwischen einer Vielzahl von Heizelementen und dem Flächenmittelpunkt eines Abgabeauslass sorgsam berücksichtigt ist.
  • Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es ein Tintenstrahlkopf gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
  • Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenstrahlkopf gemäß Anspruch 7 vorgesehen.
  • Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenstrahldruckgerät gemäß Anspruch 10 vorgesehen.
  • Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenstrahldruckgerät gemäß Anspruch 11 vorgesehen.
  • Gemäß einem fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Tintenstrahlkopfkartusche gemäß Anspruch 9 vorgesehen.
  • Auf Grundlage der vorgenannten Konstruktionen, kann eine Tintenaufprallpositionsgenauigkeit durch Verhindern von Unregelmäßigkeiten in der Tintenaufprallposition in einem Fall verbessert werden, in dem jedes Heizelement unabhängig voneinander angetrieben ist und somit kann Graustufenaufzeichnung mit einer hohen Bildqualität erreicht werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau um den Tintenkanal eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckkopfs veranschaulicht;
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau um den Tintenkanal eines weiteren erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckkopfs veranschaulicht;
  • 3 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines Tintenkanals im Detail veranschaulicht;
  • 4 sind schematische Schaubilder, die das Verhältnis zwischen einem Abgabeauslassabschnitt und einer Querschnittsfläche eines Tintenkanals der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 5 ist ein schematisches Schaubild, das eine äquivalente Schaltung an einem mit Heizelementen ausgestatteten Elementträger zeigt;
  • 6 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau einer Düse und ihres Umfelds in einem erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckkopf veranschaulicht;
  • 7 ist eine schematische Ansicht, die ein erfindungsgemäßes Tintenstrahldruckgerät veranschaulicht;
  • 8 ist eine schematische Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckkopfs veranschaulicht; und
  • 9 ist eine schematische Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckkopfs zeigt.
  • BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • BEISPIEL 1
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Tintenstrahldruckkopfs und seines Umfelds, die am genauesten das Merkmal der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dieser Figur bezeichnet 101 einen Ausgabeauslass; 108 bezeichnet einen Ausgabeauslassabschnitt mit dem Ausgabeauslass; 102 bezeichnet ein elektrothermisches Umwandlungselement als ein erstes Heizelement, das eine thermische Energie entsprechend einem aufgebrachten, vorbestimmten elektrischen Strom erzeugt; und 103 bezeichnet ein elektrothermisches Umwandlungselement als ein zweites Heizelement.
  • Ferner bezeichnet O den Flächenmittelpunkt des Ausgabeauslass 101 und HCA und HCB bezeichnen die Flächenmittelpunkte der elektrothermischen Umwandlungselemente 102 bzw. 103. Übrigens können die Mittelpunkte der effektiven Heizflächen, die insbesondere direkt zum Erzeugen von Blasen beitragen, ebenso als Flächenmittelpunkte berücksichtigt werden.
  • Außerdem ist 3 eine ausführliche Ansicht des Hauptabschnitts zum weiteren Veranschaulichen der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur ist lediglich das erste Heizelement unter den vorgenannten Heizelementen gezeigt, um die Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, θ1 ist ein Winkel zwischen der Linie O-HCA und der Mittellinie des Tintenkanals und θA ist ein Winkel zwischen der Tintenausgaberichtung und der Mittellinie des Tintenkanals, wenn Tintentropfen auf Grundlage eines solchen Tintenkanalaufbaus ausgegeben werden.
  • Überdies sind 4A und 4B schematische Zeichnungen, die die Ausgabeauslasse und Schnitte von in diesem Beispiel verwendeten Tintenkanälen zeigen. In diesen Figuren bezeichnet SO die Fläche des Ausgabeauslass und SN bezeichnet die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht auf die Längsrichtung des Tintenkanals.
  • Hierbei wird das Verhältnis zwischen θ1 und θA mit Bezug auf 3 bestimmt. Der Winkel θA ist zwischen der Mittellinie des Tintenkanals und der Richtung von F ausgebildet, die die resultierende Kraft des Drucks Fd in der θ1-Richtung und des Drucks FO entlang der Mittellinie des Tintenkanals ist. Folglich kann θA durch Bestimmen des Verhältnisses zwischen FO und Fd bestimmt werden.
  • Wenn zusätzlich FX als die Tintenausgaberichtungskomponente des Blasendrucks definiert ist, der von dem elektrothermischen Umwandlungselement 102 kommt, ist FX im Wesentlichen gleich mit F und daher kann der Druck Fd auf die Fläche SO des Ausgabeauslass gemäß der nachstehenden Formel ausgedrückt werden.
  • Figure 00080001
  • Unterdessen kann der andere Druck folgendermaßen als FO ausgedrückt werden.
  • Figure 00080002
  • Folglich kann das Fd/FO-Verhältnis durch SO/(SN – SO) ausgedrückt werden. Unter Verwendung dieses Verhältnisses, θ1 und θ2 kann die Gleichung relativ zu der Richtung der resultierenden Kraft F folgendermaßen ausgedrückt werden.
  • Figure 00080003
  • Daraufhin ist gemäß den herkömmlichen Düsenentwurfsregeln (Tintenkanäle) θ1 kleiner als 12° und daher ist der Wert von [1 – cosθ1] nahezu Null. Dementsprechend kann die vorgenannte Gleichung folgendermaßen ausgedrückt werden.
  • Figure 00090001
  • Auf ähnliche Weise kann das Verhältnis zwischen θB und θ2 folgendermaßen ausgedrückt werden, wobei θB die Tintenausgaberichtung gemäß der Blasenherstellung durch das nicht dargestellte zweite elektrothermische Umwandlungselement ist und θ2 der zwischen der Mittellinie des Tintenkanals und der Linie O-HCB ausgebildete Winkel ist.
  • Figure 00090002
  • Folglich kann der durch θA + θB berechnete Spitzewinkel θf in der Tintenausgaberichtung folgendermaßen bestimmt werden, wenn Tinte aufgrund von Blasenerzeugen sowohl durch das erste als auch das zweite elektrothermische Umwandlungselement ausgegeben wird.
  • Figure 00090003
  • Nachstehend sind in Tabelle 1 für verschiedene Bildqualitäten erforderliche Tintenaufprallpositionsfehlerniveaus gezeigt.
  • Tabelle 1
    Figure 00090004
  • Figure 00100001
  • Wie dies in Tabelle 1 gezeigt ist sollte in einem Fall, indem Tintentropfen einen Ausgabeauslass ausgegeben werden, das Tintenaufprallpositionsfehlerniveau unterhalb 4,9° fallen, wenn der maximale Tintenaufprallpositionsfehler als ein Bildelementwert angenommen wird. Wenn außerdem der maximale Tintenaufprallpositionsfehler als ein halber Bildelementwert angenommen wird, sollte das Tintenaufprallpositionsfehlerniveau unterhalb 2,4° fallen. Folglich sollte der vorstehend bestimmte Winkel θf die Ungleichung 0° < θf ≤ 5° und bevorzugter Weise 0° ≤ θf ≤ 3° erfüllen.
  • Auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Entwurfsregel wurden die Positionen der elektrothermischen Umwandlungselemente und der Drosselöffnungsfläche bestimmt und verschiedene Arten von Tintenstrahlköpfen wurden hergestellt. Die Entwurfsparameter und die resultierenden Bildqualitäten der tatsächlich hergestellten Tintenstrahlköpfe sind nachstehend in Tabelle 2 gezeigt.
  • Tabelle 2
    Figure 00100002
  • Wenn übrigens Düsen gemäß der herkömmlichen Entwurfsregel entworfen werden, ist es erforderlich, dass der Abstand zwischen dem ersten und zweiten elektrothermischen Umwandlungselement in Hinsicht auf Ablagerungsleistung 2 μm oder mehr ist und die Breite jedes elektrothermischen Umwandlungselements benötigt zusätzliche 2 μm oder mehr um die wirksame Heizzone herum, also insgesamt 4 μm oder mehr.
  • Ferner ist der Abstand zwischen der Flächenmitte des elektrothermischen Umwandlungselements und der des Ausgabeauslass nahezu 300 μm und daher wird der Winkel θ zwischen den Flächenmitten des ersten und des zweiten elektrothermischen Umwandlungselements über die Flächenmitte des Ausgabeauslass folgendermaßen bestimmt. θ = tan–1(3/300) = 0,6° θ1 = θ2 = θ/2 = 0,3°
  • Wenn übrigens die Schnittfläche SN des Tintenkanals auf 2500 μm2 gesetzt ist, muss die Fläche So des Ausgabeauslass mindestens 400 μm2 sein. Dementsprechend wird der Minimalwert des spitzen Winkels θf der Tintenausgaberichtung durch Abziehen der vorstehend beschriebenen Werte zu 0,1° berechnet, d. h. 0,1° ≤ θf.
  • Als nächstes wird der zweckmäßige Aufbau der vorstehend beschriebenen Köpfe nachstehend veranschaulicht. Der Aufbau um die Düsen herum ist in 6 gezeigt. Tinte wird in einer Tintenausgabedüse 104 durch elektrothermische Umwandlungselemente 3 und 4 erhitzt, um Blasen zu erzeugen und wird von einem seitlich geöffneten Ausgabeauslass 101 ausgegeben. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet ein gemeinsames Leitungskabel 1, das elektrisch an jedem Heizelement angeschlossen ist und 6 und 7 bezeichnen wahlweise Leitungsdrähte zum unabhängigen Antreiben jedes Heizelements.
  • Ein Träger 23 ist auf eine Grundplatte 41 gesteckt und Düsenwände 5 sind so ausgebildet, dass sie mit gerillten Elementen 105 einstückig ausgebildet sind.
  • 7 ist eine Perspektivansicht eines beispielhaften Tintenstrahldruckgeräts, das einen Tintenstrahldruckkopf trägt, der den vorstehenden beschriebenen Aufbau hat. Dieses Tintenstrahldruckkopfgerät IJRA hat eine Führungsschraube 2040, deren Drehung mit einer Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung eines Antriebsmotors 2010 durch Antriebskraftübertragungszahnräder 2020 und 2030 gekoppelt ist. Ein Schlitten HC, der eine Tintenstrahlkartusche IJC mit einem Tintenstrahldruckkopf, an dem ein Tintentank integriert ist, trägt, ist an einer Schlittenwelle 2050 und der Führungsschraube 2040 gestützt, hat einen (nicht dargestellten) Stift, der mit einer Spiralnut 2041 and der Führungsschraube 2040 eingreift und sich links und rechts, das heißt, in Übereinstimmung mit Drehung der Führungsschraube 2040 in den Richtungen von Pfeilen a und b bewegt. Das Bezugszeichen 2060 bezeichnet eine Bogendrückplatte, die einen Papierbogen P gegen eine Druckwalze 2070 über dem Bereich druckt, über dem sich der Schlitten bewegt. Die Bezugszeichen 2080 und 2090 bezeichnen Teile eines Fotokopplers, der als eine Ausgangspositionsbestimmungseinrichtung für Vorgänge wie z. B. Umschalten der Drehrichtung des Motors 2010 entsprechend einem Erkennen des Vorhandseins eines an dem Schlitten HC angebrachten Hebels 2100 funktioniert, wenn Hebel zu der Seite des Koppler kommt. Bezugszeichen 2110 bezeichnet ein Abdeckelement zum Abdecken der gesamten Fläche des Druckkopfes und das Element ist durch ein Stützelement 2120 gestützt. Das Bezugszeichen 2130 bezeichnet eine Saugeinrichtung zum Saugen der Innenseite der Abdeckung und der Druckkopf wird zum Warten durch die Saugeinrichtung durch eine Öffnung in der Abdeckung gesaugt. Eine Reinigungsklinge 2140, die die Endfläche des Druckkopfs reinigt, ist so an einem Element 2150 angeordnet, dass sie in der Lage ist, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen, und diese Klinge und dieses Element werden durch eine Hauptkörperstützplatte 2160 gestützt. Selbstverständlich ist die Form der Klinge 2140 nicht auf die Vorgenannte begrenzt und es kann jede bereits bekannte Reinigungsklinge in diesem Beispiel verwendet werden. Ein zum Wiederherstellen des Ansaugen zum Warten des Druckkopfs funktionierender Arm 2170 ist so angeordnet, dass er sich in Übereinstimmung mit der Bewegung einem Nocken 2080, der mit dem Schlitten HC in Eingriff ist und bewegt und gemäß einem solchen Mechanismus wird die von dem Antriebsmotor 2010 empfangene Antriebskraft durch eine allgemein bekannte Übertragungseinrichtung, wie zum Beispiel eine Kupplungsumschaltung, gesteuert.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird jeder Abdeck-, Reinigungs- und Ansaugvorgang zum Warten des Kopfs an einer gewünschten Position ausgeführt, die dem Vorgang durch Betrieb der Führungswelle 2040 entspricht, wenn der Schlitten HC einen Bereich in der Nähe der Ausgangsposition betritt. Dabei muss nicht betont werden, dass jegliche Art von Aufbauten, in denen die gewünschten Vorgänge bei einer bekannten Zeitgebung ausgeführt werden, für dieses Beispiel verwendet werden können.
  • BEISPIEL 2
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau um den Tintenkanal eines weiteren erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckkopfs veranschaulicht. Obwohl der Abstand zwischen HCA und dem Vorderende der Düse unterschiedlich von dem zwischen HCB und dem Vorderende der Düse war, konnten durch genaues Bestimmen von θ1 und θ2 ähnliche Ergebnisse wie in Beispiel 1 erreicht werden.
  • BEISPIEL 3
  • In diesem Beispiel ist, wie in 8 und 9 gezeigt, ein Ausgabeauslass 101 parallel zu der Fläche eines Elementsubstrats 23 ausgebildet, das mit Heizwiderständen 3 und 4 ausgestattet ist, d. h. er ist zu den Heizwiderständen gegenüberliegend ausgebildet. Ähnlich wie 3 ist 8 eine schematische Ansicht, die den Tintenausgabewinkel veranschaulicht. Obwohl in dieser Fig. ein Tintenauslass in der zu der Längsrichtung der Heizelementwiderstände senkrechten Richtung angeordnet ist, beeinflusst es die Ergebnisse dieses Beispiels nicht, wenn der Einlass in einer zu den Heizelementwiderständen parallel verlaufenden Richtung angeordnet ist. 9 ist eine schematische Perspektivschnittansicht, die den Aufbau von Düsen und ihren Umgebungen in diesem Beispiel zeigt.
  • Entsprechend der gleichen Berechnung, wie sie in Beispiel 1 veranschaulicht ist, kann die nachstehende Gleichung erhalten werden, die das Verhältnis zwischen den Positionen der Heizelementwiderstände und der Tintenausgaberichtung ausdrückt.
  • Figure 00140001
  • Auf Grundlage dieser Gleichung sollte eine Ungleichung 0° < θf ≤ 5° erfüllt werden, um den optimalen Tintenaufschlagpositionsfehler zu erzielen.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann eine fehlerhafte Tintenaufprallposition verhindert werden, wenn Blasen durch zwei elektrothermische Umwandlungselemente erzeugt werden und es kann in dem Fall, in dem die nachstehende Formel erfüllt ist, eine hohe Bildqualität erzielt werden, wobei der Winkel θ1 zwischen der Flächenmitte eines ersten Heizelementwiderstandselements und der Flächenmitte einer Drosselöffnung in einem Ausgabeauslassabschnitt ist; der Winkel θ2 zwischen der Flächenmitte eines zweiten Heizelementwiderstandselements und der Flächenmitte einer Drosselöffnung in einem Ausgabeauslassabschnitt ist; die Querschnittsfläche SN eines Tintenkanals ist, wenn der Kanal senkrecht zu der Tintenausgaberichtung geschnitten ist und SO die Fläche der Drosselöffnung ist.
  • Figure 00150001
  • Insbesondere können solche Wirkungen erhalten werden, wenn die folgende Formel erfüllt ist.
  • Figure 00150002
  • Obwohl in den vorgenannten Beispielen zwei Heizelementwiderstandselemente innerhalb einer Düse angeordnet sind, können in dem Fall natürlich ähnliche Ergebnisse erzielt werden, in dem drei oder mehrere Heizelementwiderstandselemente innerhalb einer Düse durch Bestimmen des Maximalwerts θf angeordnet sind.

Claims (11)

  1. Tintenstrahlkopf mit: einem Ausstoßauslassabschnitt (108), der einen Ausstoßauslass (101) hat und in Richtung des Auslasses zusammenlaufend ist; einem Tintenkanal (104), der mit dem Auslass in Verbindung ist; und einem Elementträger (23), der in dem Tintenkanal angeordnet ist und unabhängig voneinander antreibbare erste (102, 3) und zweite (103, 4) Heizelemente hat; wobei das erste Heizelement und das zweite Heizelement unterschiedliche Heizenergien haben und voneinander beabstandet sind, wobei der Tintenstrahlkopf dadurch gekennzeichnet ist, dass die nachstehende Formel:
    Figure 00160001
    erfüllt ist, wobei die Fläche SN die Schnittfläche des Tintenkanals senkrecht zu der Tintenausstoßrichtung ist, die Fläche SO die Fläche des Ausstoßauslasses ist, und wobei innerhalb der Ebene, die die Mittellinie des Tintenkanals beinhaltet und parallel zu der Linie ist, die die Flächenmitte des ersten Heizelementes mit der Flächenmitte des zweiten Elements verbindet, der Winkel θ1 der Winkel zwischen der Mittellinie des Tintenkanals und der Linie zwischen der Flächenmitte des Ausstoßauslasses und der Projektion der Flächenmitte des ersten Heizelements auf die Ebene ist und der Winkel θ2 der Winkel zwischen der Mittellinie des Tintenkanals und der Linie zwischen der Flächen mitte des Ausstoßauslasses und der Projektion der Flächenmitte des zweiten Heizelements auf die Ebene ist.
  2. Tintenstrahlkopf gemäß Anspruch 1, wobei die folgende Formel:
    Figure 00170001
    erfüllt ist.
  3. Tintenstrahlkopf gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Flächenmitten der Heizelemente (102, 3, 103, 4) die Mitten der effektiven Heizflächen sind.
  4. Tintenstrahlkopf gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fläche des ersten Heizelements (102, 3) unterschiedlich von der des zweiten Heizelements (103, 4) ist.
  5. Tintenstrahlkopf gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Winkel θ1 und θ2 im wesentlichen gleich zueinander sind.
  6. Tintenstrahlkopf gemäß einem der Ansprüche von 1 bis 4, wobei sich der Winkel θ1 von dem Winkel θ2 unterscheidet.
  7. Tintenstrahlkopf mit: einem Ausstoßauslassabschnitt, der einen Ausstoßauslass hat und in Richtung des Auslasses zusammenlaufend ist; einer Tintenkammer mit dem Auslass; und einem Elementträger (23), der in der Tintenkammer angeordnet ist und unabhängig voneinander antreibbare erste (102, 3) und zweite (103, 4) Heizelemente hat; wobei das erste Heizelement und das zweite Heizelement unterschiedliche Heizenergien haben und voneinander beabstandet sind, wobei der Tintenstrahlkopf dadurch gekennzeichnet ist, dass die nachstehende Formel:
    Figure 00180001
    erfüllt ist, wobei die Fläche SN die Schnittfläche der Tintenkammer senkrecht zu der Tintenausstoßrichtung ist, die Fläche SO die Fläche des Ausstoßauslasses ist, und wobei innerhalb der Ebene, die die Mittellinie der Tintenkammer beinhaltet und parallel zu der Linie ist, die die Flächenmitte des ersten Heizelementes mit der Flächenmitte des zweiten Elements verbindet, der Winkel θ1 der Winkel zwischen der Mittellinie der Tintenkammer und der Linie zwischen der Flächenmitte des Ausstoßauslasses und der Projektion der Flächenmitte des ersten Heizelements auf der Ebene ist und der Winkel θ2 der Winkel zwischen der Mittellinie der Tintenkammer und der Linie zwischen der Flächenmitte des Ausstoßauslasses und der Projektion der Flächenmitte des zweiten Heizelements auf die Ebene ist.
  8. Tintenstrahlkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eines oder beide der Heizelemente (102, 3, 103, 4) elektrothermische Umwandlungselemente (102, 3, 103, 4) sind.
  9. Tintenstrahlkopfkassette mit: einem Tintenstrahlkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, und einem Tintenbehälter, der zu dem Tintenstrahlkopf zuzuführende Tinte hält.
  10. Tintenstrahldruckgerät mit einer antriebssignalzuführenden Schaltung und einem Tintenstrahlkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einer Tintenstrahlkopfkassette gemäß Anspruch 9.
  11. Tintenstrahldruckgerät gemäß Anspruch 10, wobei die antriebssignalzuführende Schaltung betreibbar ist, um voneinander getrennte Antriebssignale für den jeweils das erste und zweite Heizelement ausbildenden Teil des Tintenstrahlkopfs zuzuführen.
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