DE69935674T2

DE69935674T2 - Verfahren zum betreiben eines tintenstrahlaufzeichnungskopfes

Info

Publication number: DE69935674T2
Application number: DE69935674T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Okuda
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: EP1123806A4; WO2000023278A8; DE69935674D1; JP2000117969A; JP3159188B2; CN1323260A; EP1123806B1; EP1123806A1; WO2000023278A1; US6799821B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs, wobei das Verfahren feine Tintentröpfchen durch eine Düse ausstößt, um Zeichen oder Bilder aufzuzeichnen.
STAND DER TECHNIK
Einer solcher Aufzeichnungsköpfe, der Bei-Bedarf-Tintenstrahlaufzeichnungskopf (oder Auf-Anforderung-Tintenstrahlaufzeichnungskopf) genannt wird, der abhängig von gedruckter Information Tintentröpfchen durch eine Düse ausstößt, ist herkömmlicherweise allgemein bekannt (siehe zum Beispiel die japanische Patentveröffentlichung Nr. SHO 53-12138 ). 15 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Basiskonfiguration eines solchen Bei-Bedarf-Tintenstrahlaufzeichnungskopfs zeigt, der Kyser-Typ genannt wird.
In diesem Aufzeichnungskopf vom Kyser-Typ sind auf einer der Tinte vorgelagerten Seite eine Druckerzeugungskammer 91 und eine gemeinsame Tintenkammer 92 über ein Tintenzufuhrloch (Tintenzufuhrdurchlass) 93 verbunden, und auf einer der Tinte nachgelagerten Seite sind die Druckerzeugungskammer 91 und eine Düse 94 verbunden, wie in 15 gezeigt. Zusätzlich umfasst ein Bodenplattenabschnitt des Druckerzeugungsabschnitts 91, der sich unten in 15 befindet, ein Diaphragma 95 mit einem piezoelektrischen Stellglied 96 an seiner Rückfläche.
Mit dieser Konfiguration wird das piezoelektrische Stellglied 96 während eines Druckvorgangs abhängig von gedruckter Information gesteuert, um das Diaphragma 95 zu verlagern, wodurch sich das Volumen der Druckerzeugungskammer 91 schnell ändert, um eine Druckwelle in dem Druckerzeugungsabschnitt 91 zu erzeugen. Die Druckwelle bewirkt, dass ein Teil der in die Druckerzeugungskammer 91 gefüllten Tinte durch die Düse 94 nach draußen gespritzt und als Tintentröpfchen 97 ausgestoßen wird. Die ausgestoßenen Tintentröpfchen 97 kommen an einem Aufzeichnungsmedium wie z.B. Aufzeichnungspapier an, um Aufzeichnungspunkte zu bilden. Zeichen oder Bilder werden auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet, indem die Bildung von Aufzeichnungspunkten basierend auf Druckinformation wiederholt wird.
Der Tintentröpfchenausstoßvorgang wird weiter beschrieben. Bei diesem Bei-Bedarf-Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren oder -system wird ein einzelnes Tintentröpfchen ausgestoßen, wann immer eine Steuerspannung an das piezoelektrische Stellglied 96 angelegt wird. Im Stand der Technik wird jedoch üblicherweise eine trapezoide Steuerspannungswellenform an das piezoelektrische Stellglied angelegt, um ein einzelnes Tröpfchen auszustoßen.
Die trapezoide Steuerspannungswellenform umfasst einen ersten Spannungsänderungsvorgang 51 zum linearen Erhöhen einer an das piezoelektrische Stellglied 96 angelegten Spannung V von einem Referenzwert bis zu einem vorbestimmten Wert V₁, um die Druckerzeugungskammer 91 zu komprimieren, um das Tintentröpfchen 97 auszustoßen, einen Spannungshaltevorgang 52 zum Halten der angelegten Spannung V auf dem vorbestimmten Wert V₁ für eine bestimmte Zeitdauer (Zeit t₁') und einen zweiten Spannungsänderungsvorgang 53 zum anschließenden Rückführen der angelegten Spannung V₁ auf die Referenzspannung, um die komprimierte Druckerzeugungskammer 91 in ihren ursprünglichen Zustand zurückzusetzen, wie in 16 gezeigt.
Eine Bewegung des piezoelektrischen Steliglieds, die durch eine Erhöhung oder Verminderung der Steuerspannung bewirkt wird, hängt von der Struktur oder Polarisation des piezoelektrischen Stellglieds ab, so dass sich manche piezoelektrischen Stellglieder in einer Richtung bewegen, die der Bewegungsrichtung des oben erwähnten piezoelektrischen Stellglieds entgegengesetzt ist. Da das umgekehrt arbeitende piezoelektrische Stellglied jedoch einen Ausstoßvorgang durchführt, der dem oben beschriebenen ähnlich ist, wenn eine umgekehrte Steuerspannung angelegt wird, wird ein piezoelektrisches Stellglied, das sich in einer Richtung bewegt, die die Druckerzeugungskammer komprimiert, wenn die angelegte Spannung zunimmt, während er sich in eine Richtung bewegt, die die Druckerzeugungskammer aufbläht, wenn die angelegte Spannung abnimmt, zur einfachen Erläuterung in der folgenden "BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG" beschrieben.
Weil in diesem Tintenstrahlaufzeichnungskopf ein einzelnes Pixel gebildet wird, wenn das Tintentröpfchen 97 auf Aufzeichnungspapier aufkommt, um einen Aufzeichnungspunkt zu bilden, erscheint der Aufzeichnungspunkt körnig, wenn er einen großen Durchmesser hat, was verhindert, dass eine hohe Bildqualität erhalten wird. Daher wird empirisch angenommen, dass eine Punktgröße, die erforderlich ist, um ein glattes Bild zu erhalten, das nicht körnig erscheint (hohe Bildqualität), 40 μm oder weniger ist, und eine Punktgröße von 25 μm oder weniger wird als sehr bevorzugt betrachtet. Offensichtlich kann die Größe des ausgestoßenen Tintentröpfchens 97 verringert werden, um eine kleine Punktgröße zu erhalten. Die Beziehung zwischen der Tintentröpfchengröße und der Punktgröße hängt von der Fluggeschwindigkeit (Tröpfchengeschwindigkeit) des Tintentröpfchens 97, den physikalischen Eigenschaften der Tinte (z.B. Viskosität oder Oberflächenspannung), der Art des Aufzeichnungspapiers oder dergleichen ab, aber die Punktgröße ist normalerweise etwa zweimal so groß wie die Tintentröpfchengröße. Folglich muss die Tintentröpfchengröße 20 μm betragen, um eine Punktgröße von 40 μm zu erhalten, und um eine kleinere Größe zu erhalten, zum Beispiel eine Punktgröße von 25 μm oder weniger, muss die Tintentröpfchengröße 12,5 μm oder weniger betragen.
Andererseits ist theoretisch bekannt, dass, wenn das Tintentröpfchen 97 unter Verwendung einer Druckwelle durch die Düse 94 ausgestoßen werden soll, das Volumen q des ausgestoßenen Tintentröpfchens 97 proportional zu ➀ dem Öffnungsbereich A_n der Düse 94, ➁ der Geschwindigkeit (Tröpfchengeschwindigkeit) Vd des Tintentröpfchens 97 und ➂ der Resonanzfrequenz (spezifischer Zyklus) Tc der Druckwelle in der Druckerzeugungskammer 91 (akustischer fundamentaler Vibrationsmodus) ist, wie in Gleichung (1) gezeigt. Entsprechend können der Düsenöffnungsdurchmesser, die Tröpfchengeschwindigkeit V_d und die Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle entsprechend verringert werden, um die Größe des Tintentröpfchens 97 zu verringern. q ∝ TcVdAn (1)
Daher wird zunächst die Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle erörtert. Die Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle wird verringert, indem das Volumen der Druckerzeugungskammer 91 verringert oder die Steifigkeit der Wände der Druckerzeugungskammer erhöht wird, während die akustische Kapazität der Druckerzeugungskammer 91 verringert wird. Wenn die Resonanzfrequenz T_c der Druckwellen jedoch extrem verringert wird, zum Beispiel bis zur Größenordnung von mehreren μs, wird verhindert, dass ein Wiederauffüllvorgang ruhig ausgeführt wird, was zu ungünstigen Effekten auf die Ausstoßeffizienz, die maximale Steuerfrequenz oder dergleichen führt. Entsprechend hat die Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle eine minimale Grenze zwischen 10 und 20 μs.
Als nächstes wird die Tröpfchengeschwindigkeit V_d des Tintentröpfchens 97 beschrieben. Die Tröpfchengeschwindigkeit V_d beeinflusst die Auftreffpositionsgenauigkeit des Tintentröpfchens 97, und eine niedrigere Tröpfchengeschwindigkeit verringert die Auftreffpositionsgenauigkeit des Tintentröpfchens 97, weil das Tintentröpfchen 97 durch einen Luftstrom beeinflusst wird. Folglich kann nicht nur die Tröpfchengeschwindigkeit V_d des Tintentröpfchens 97 stark verringert werden, um die Tröpfchengröße zu verringern, und muss nach alledem einen festen Wert oder mehr (normalerweise etwa 4 bis 10 m/s) aufweisen, um eine hohe Bildqualität zu erhalten.
Als nächstes wird der Düsenöffnungsdurchmesser beschrieben. Wegen der oben beschriebenen Gründe ist es empirisch bekannt, dass, wenn die Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle in der mit Tinte gefüllten Druckerzeugungskammer 91 zwischen etwa 10 und 20 μs eingestellt wird, die Tröpfchengeschwindigkeit V_d des Tintentröpfchens 97 zwischen etwa 4 und 10 μ/s eingestellt wird und das piezoelektrische Stellglied 96 unter Verwendung der in 16 gezeigten Steuerspannungswellenform gesteuert wird, die erhaltene minimale Tintentröpfchengröße dann äquivalent dem Düsendurchmesser 97 ist. Entsprechend muss der Düsendurchmesser 20 μm betragen, um eine Tintentröpfchengröße von 20 μm zu erhalten, und um eine Tintentröpfchengröße geringer als 20 μm zu erhalten, muss der Düsendurchmesser weniger als 20 μm betragen. Das Bilden eines Düsendurchmessers von weniger als 20 μm macht die Herstellung jedoch sehr schwierig und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Düse verstopft, wodurch die Verlässlichkeit und Lebensdauer des Kopfs deutlich verschlechtert wird. Daher stellt ein Düsendurchmesser zwischen 25 und 30 μm derzeit tatsächlich eine untere Grenze dar, so dass unter den oben beschriebenen Bedingungen die minimale erhaltene Tröpfchengröße zwischen etwa 25 und 30 μm liegt. Es wird erwartet, dass sich die untere Grenze des Düsendurchmessers auf etwa 20 μm ausweitet, wenn das Verstopfungsproblem in der Zukunft gelöst wird.
Als Mittel zum Lösen dieser Probleme wurde ein Tintenstrahlsteuerverfahren vorgesehen, das eine invers trapezoide Steuerspannungswellenform an das piezoelektrische Stellglied anlegt, um "Zug und Schub" ("Push and Pull") auszuführen, um dadurch Tintentröpfchen auszustoßen, die kleiner als der Düsendurchmesser sind, wie zum Beispiel im japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer SHO 55-17589 beschrieben.
Diese Steuerspannungswellenform umfasst einen ersten Spannungsänderungsvorgang 54 zum Verringern der an das piezoelektrische Stellglied 96 angelegten Spannung V, die auf eine Referenzspannung V₁ (> 0 V) eingestellt ist, herunter auf zum Beispiel 0 V, um die Druckerzeugungskammer 91 aufzublähen, einen Spannungshaltevorgang 55 zum Halten der verringerten angelegten Spannung V bei 0 V für eine bestimmte Zeitdauer (Zeit t₁') und einen zweiten Spannungsänderungsvorgang 56 zum anschließenden Komprimieren der Druckerzeugungskammer 91, um das Tintentröpfchen 97 auszustoßen, während die an das piezoelektrische Stellglied 96 angelegte Spannung V bis zu der ursprünglichen Spannung V₁ erhöht wird, um den nächsten Ausstoß vorzusehen, wie in 17 gezeigt.
Wenn die Druckerzeugungskammer direkt vor dem Ausstoß derart aufgebläht wird, wird der an einer Düsenöffnungsoberfläche vorhandene Meniskus in das Innere der Düse gezogen, so dass der Ausstoß in einem Zustand begonnen wird, in dem der Meniskus eine eingedrückte Form aufweist. Entsprechend wird dieses Verfahren "Meniskussteuerung", "Zug und Schub" oder dergleichen genannt.
Gemäß diesem "Meniskussteuerung (Zug und Schub)"-Steuerverfahren wird der Meniskus direkt vor dem Ausstoß in das Innere der Düse gezogen, um die Tintenmenge in der Düse zu verringern, und aufgrund einer Änderung der Tröpfchenbildungsbedingungen vor dem Ausstoß werden Tintentröpfchen von einer geringeren Größe als der Düsendurchmesser gebildet, wodurch eine Hochqualitätsaufzeichnung erreicht wird. Zusätzlich hierzu ist es unwahrscheinlich, dass ausgestoßene Tintentröpfchen durch ein Benetzen der Düsenöffnungsfläche beeinflusst werden, wodurch der Ausstoß stabiler wird.
Zusätzlich schlägt das japanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer SHO 59-143655 ein Mittel zur Verwendung der Meniskussteuerung vor, um die Tröpfchengröße zu modulieren, indem das Ausmaß des sich zurückziehenden Meniskus direkt vor dem Ausstoß variiert wird, um Tintentröpfchen unterschiedlicher Größen durch die gleiche Düse auszustoßen.
Weiterhin sind verschiedene Vorschläge für die Wellenform der für die Meniskussteuerung verwendeten Steuerspannung gemacht worden. Das japanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer SHO 59-218866 definiert zum Beispiel ein Zeitintervall (Zeitpunkt) zwischen dem ersten Spannungsänderungsvorgang 54 und dem zweiten Spannungsänderungsvorgang 56 als Bedingung, um einfach feine Tröpfchen zu erhalten. Zusätzlich offenbart das japanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer HEI 2-192947 ein Steuerverfahren zum Einstellen von Spannungsänderungszeiten während der ersten und zweiten Spannungsänderungsvorgänge 54 und 56 als ganzzahlige Vielfache der Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle, um zu verhindern, dass die Druckwelle nach dem Ausstoß von Tintentröpfchen nachschwingt, wodurch das Auftreten von Satelliten verhindert wird.
Ergebnisse von Experimenten zeigen jedoch, dass selbst das in der obigen Veröffentlichung beschriebene Meniskussteuer(Zug und Schub)-Verfahren (17) die Tintentröpfchengröße nur auf etwa 90 % des Düsendurchmessers verringern kann, und daher ist es in der Praxis schwierig, feine Tintentröpfchen von 20 μm oder weniger zu erhalten, um eine Hochqualitätsaufzeichnung zu erreichen. Das heißt, Ergebnisse von Ausstoßexperimenten, die von den Erfindern mit einem Düsendurchmesser von 30 μm, einer Druckwellenresonanzfrequenz T_c von 14 μs und einer Tröpfchengeschwindigkeit V_d von 6 m/s und unter Verwendung der in 17 gezeigten Steuerspannungswellenform ausgeführt wurden, zeigen, dass die erhaltene Tröpfchengröße (äquivalente Größe, berechnet aus der Gesamtmenge ausgestoßener Tinte einschließlich Satelliten) eine untere Grenze von 28 μm aufweist, selbst wenn die Werte der Referenzspannung V₁, die Spannungsänderungszeit (Abfallzeit) t₁ während des ersten Spannungsänderungsvorgangs 54, die Spannungshaltezeit t₁' während des Spannungshaltevorgangs 55 und die Spannungsänderungszeit (Anstiegszeit) t₂ während des zweiten Spannungsänderungsvorgangs 56 variiert und kombiniert werden.
Wenn eine schnelle Steuerung mit der in 17 gezeigten invers trapezoiden Spannungswellenform ausgeführt wird, schwingt die Druckwelle nach dem Tintenausstoß weiterhin stark nach, was zu einem instabilen Ausstoß wie z.B. verzögerten Satelliten oder ungeeignetem Ausstoß führt. In den durch die Erfinder durchgeführten Experimenten wurden, wenn die Steuerfrequenz 8 kHz überschritt, Blasen in das Innere der Düse mitgerissen, oder Satellitentröpfchen hafteten an den Außenflächen der Düse, so dass eine Abnahme der Tröpfchengeschwindigkeit V_d und ungeeigneter Ausstoß beobachtet wurden. Es wurde sichergestellt, dass der in den Experimenten verwendete Kopf mit der in 16 gezeigten trapezoiden Steuerspannungswellenform bei 10 kHz oder mehr gesteuert werden kann, so dass der ungeeignete Ausstoß offenbar von einer nachschwingenden Druckwelle herrührt, die durch die invers trapezoide Steuerspannungswellenform verursacht wird.
Wenn andererseits in der in 17 gezeigten Steuerspannungswellenform die Abfallzeit t₁ und die Anstiegszeit t₂ gleich ganzzahligen Vielfachen der Resonanzfrequenz T_c gesetzt werden, kann der Ausstoß stabil gehalten werden, aber es wird schwierig, feine Tröpfchen zu erhalten, wie im japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer HEI 2-192947 beschrieben. Das heißt, die Ergebnisse der von den Erfindern durchgeführten Experimenten weisen daraufhin, dass die erhaltenen feinen Tröpfchen eine Größe von 35 μm aufweisen, wenn der Düsendurchmesser 30 μm beträgt, wenn die Anstiegs-/Abfallzeit (t₁/t₂) gleich der Resonanzfrequenz T_c gemacht wird. Daher ist es schwierig, eine Tröpfchengröße zu erhalten, die gleich dem oder kleiner als der Düsendurchmesser ist.
EP 0 988 974A und EP 0 947 325 A geben jeweils einen Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ wieder und offenbaren ein Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs, wobei das Verfahren eine Steuerspannung an einen elektromechanischen Konverter anlegt, um den elektromechanischen Konverter zu verformen, um dadurch einen Druck in der mit Tinte gefüllten Druckerzeugungskammer zu ändern, wodurch Tintentröpfchen durch eine Düse, die mit der Druckerzeugungskammer in Verbindung steht, ausgestoßen werden, wobei
eine Spannungswellenform der Steuerspannung umfasst:
mindestens einen ersten Spannungsänderungsvorgang, um eine Spannung in einer Richtung anzulegen, die ein Volumen der Druckerzeugungskammer erhöht;
einen zweiten Spannungsänderungsvorgang, um dann eine Spannung in einer Richtung anzulegen, die das Volumen der Druckerzeugungskammer verringert; und
einen dritten Spannungsänderungsvorgang, um eine Spannung in einer Richtung anzulegen, die das Volumen der Druckerzeugungskammer wieder erhöht, und
Spannungsänderungszeiten t₂ und t₃ während der zweiten und dritten Spannungsänderungsvorgänge eingestellt sind, um solche Längen wie unten gezeigt relativ zu einem Resonanzzyklus T_c einer in der Druckerzeugungskammer erzeugten Druckwelle aufzuweisen: 0 < t2 < Tc/2 0 < t3 < Tc/2.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs bereitzustellen, wobei das Verfahren es ermöglicht, dass feine Tintentröpfchen mit einer geringeren Größe (zum Beispiel etwa 20 μm) als die Düse selbst bei einer hohen Frequenz stabil ausgestoßen werden.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um das obige Ziel zu erreichen, sieht die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor.
THEORETISCHE GÜLTIGKEIT DER ERFINDUNG
Eine theoretische Basis für die Gültigkeit der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf ein Äquivalent-Schaltungsmodell mit konzentriertem Parameter (Lumped Parameter) erläutert.
12(a) ist ein äquivalentes elektrisches Schaltdiagramm, das zeigt, dass der in 1 gezeigte Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einer Tinte gefüllt ist. In 12(a) bezeichnet Bezugszeichen m₀ die Trägheit (akustische Masse) [kg/m⁴] eines Vibrationssystems umfassend ein piezoelektrisches Stellglied 4 und ein Diaphragma 3, Bezugszeichen m₂ bezeichnet die Trägheit eines Tintenzufuhrlochs 6, Bezugszeichen m₃ bezeichnet die Trägheit einer Düse 7, Bezugszeichen r₂ bezeichnet einen akustischen Widerstand [Ns/m⁵] von dem Tintenzufuhrloch 6, Bezugszeichen r₃ bezeichnet einen akustischen Widerstand von der Düse 7, Bezugszeichen c₀ bezeichnet die akustische Kapazität [m⁵/N] des Vibrationssystems, Bezugszeichen c₁ bezeichnet die akustische Kapazität der Druckerzeugungskammer 2, Bezugszeichen c₂ bezeichnet die akustische Kapazität des Tintenzuführlochs 6, Bezugszeichen c₃ bezeichnet die akustische Kapazität der Düse 7, und Bezugszeichen φ bezeichnet einen Druck [Pa], der auf die Tinte ausgeübt wird.
Wenn das piezoelektrische Stellglied 4 ein festes laminiertes piezoelektrisches Stellglied umfasst, sind die Trägheit m₀ und die akustische Kapazität C₀ des Vibrationssystems in diesem Fall vernachlässigbar. Entsprechend wird die äquivalente Schaltung in 12(a) annähernd durch die äquivalente Schaltung in 12(b) wiedergegeben.
Wenn zusätzlich angenommen wird, dass der Beziehungsausdruck m₂ = km₃ zwischen den Trägheiten m₂ und m₃ des Tintenzufuhrlochs 6 und der Düse 7 besteht und dass der Beziehungsausdruck r₂ = kr₃ zwischen den akustischen Widerständen r₂ und r₃ von dem Tintenzufuhrloch 6 und der Düse 7 besteht und wenn eine Schaltungsanalyse für einen Fall ausgeführt wird, in dem eine Steuerspannungswellenform mit einem Anstiegswinkel θ wie in 13(a) gezeigt eingegeben wird, dann wird eine Volumengeschwindigkeit u₃' [m³/s] in dem Düsenabschnitt 7 während einer Anstiegszeit 0 ≤ t ≤ t₁ durch Gleichung (2) gegeben.
Hierin ist
Als nächstes kann die unter Verwendung einer Steuerspannungswellenform einer komplizierten Form (trapezoid), wie in 13(b) gezeigt, erhaltene Volumengeschwindigkeit bestimmt werden, indem an Knoten (Punkte A, B, C und D) der Steuerspannungswellenform erzeugte Druckwellen zusammen überlagert werden. Das heißt, die Volumengeschwindigkeit u₃ ([m³/s] in dem Düsenabschnitt 7, wie sie in der Steuerspannungswellenform in 13(b) auftritt, wird durch Gleichung (3) gegeben. u3(t) = u'3(t, θ1) (0 ≤ t ≤ t1) u3(t) = u3'(t, θ1) + u'3(t – t1, θ2) (t1 ≤ t ≤ t1 + t'1) u3(t) = u'3(t, θ1) + u'3(t – t1, θ2) + u'3(t – (t1 – t'1), θ3) (t1 + t1' ≤ t ≤ t'1 + t2) u3(t) = u'3(t, θ1) + u'3(t – t1, θ2) + u'3(t – (t1 + t'1), θ3) + u'3(t – (t1 + t'1, + t2), θ4) (t ≥ t1 + t'1 + t2) (3)
Wenn die Volumengeschwindigkeit u₃ unter Verwendung von Gleichung (3) tatsächlich für die Steuerspannungswellenform in 13(a) bestimmt wird, gibt das Ergebnis an, dass zeitliche Variationen in der Volumengeschwindigkeit u₃ abhängig von der Anstiegszeit t₁ deutlich variieren. 14 zeigt ein Beispiel. In einem Bereich, der t₁ < T_c entspricht (T_c: Resonanzfrequenz der Druckwellen), wird die Volumengeschwindigkeit u₃ früher null (die Zeit (t'')), als die Anstiegszeit t₁ abnimmt (a) → (b) → (c) in 14.
Die Teilchengeschwindigkeit in der Figur ist als ein Wert definiert, der durch Dividieren der Volumengeschwindigkeit u₃' des Düsenabschnitts 7 durch den Öffnungsbereich der Düse erhalten wird. Da die Steuerspannungswellenform die Wellenform der Volumengeschwindigkeit des Düsenabschnitts 7 deutlich ändert, kann dies als ein Prinzip des Ausstoßes von feinen Tröpfchen verwendet werden. Das liegt daran, dass das Volumen q von ausgestoßenen Tröpfchen im Wesentlichen proportional zu dem schattierten Bereich in 14 ist, wie aus dem offensichtlich ist, was durch Gleichung (4) ausgedrückt ist.
Das bedeutet, dass das Einstellen einer kleinen Anstiegszeit t₁ den Bereich des schattierten Abschnitts verringert, wodurch ein kleines Tröpfchenvolumen (Tröpfchengröße) q erhalten wird. Insbesondere können feine Tröpfchen ausgestoßen werden, indem die Anstiegszeit t₁ gleich oder kürzer als die Hälfte der Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle eingestellt wird (dies trifft auch auf die Abfallzeit t₂ zu).
Wenn die in 17 gezeigte Steuerspannungswellenform verwendet wird, um eine Meniskussteuerung (Zug und Schub) auszuführen, ist es für einen Ausstoß von feinen Tröpfchen besonders wünschenswert, die Anstiegszeit t₂ gleich oder kürzer als die Hälfte der Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle einzustellen. Das liegt daran, dass Tintentröpfchen aufgrund des tröpfchengrößenreduzierenden Effekts basierend auf der herkömmlichen Meniskussteuerung wie auch der oben beschriebenen Variation der Volumengeschwindigkeitswellenform (eine Abnahme des schattierten Bereichs) noch kleiner gebildet werden können.
Es ist jedoch sehr schwierig, feine Tröpfchen einer Größe von 20 μm zu erhalten, indem einfach eine kürzere Anstiegszeit t₂ für die in 17 gezeigte invers trapezoide Steuerspannungswellenform eingestellt wird. Wenn dem piezoelektrischen Stellglied 4 ein dritter Spannungsänderungsvorgang (Spannungsabsenkvorgang) zur schnellen Vergrößerung des Volumens der Druckerzeugungskammer 2 übermittelt wird, direkt nachdem die Steuerspannungswellenform angestiegen ist, wie in 4(a) gezeigt, wird der schattierte Bereich daher dann weiter verkleinert, was ermöglicht, dass die Tintentröpfchen kleiner gebildet werden, wie in 5(a) gezeigt. Zusätzlich hängt der Effekt der abfallenden Flanke auf die Reduzierung der Tröpfchengröße von dem Zeitintervall zwischen den ansteigenden und abfallenden Flanken ab; wenn die abfallende Flanke so eingestellt ist, dass sie direkt hinter der ansteigenden Flanke erscheint, das heißt, die Startzeit des dritten Spannungsänderungsvorgangs gleich der Endzeit des zweiten Spannungsänderungsvorgangs eingestellt wird, wie in 4(b) gezeigt, wird der kleinste Tröpfchendurchmesser wie in 5(b) gezeigt erhalten.
Wie oben beschrieben, verursacht die Verwendung der Steuerspannungswellenform mit einer schnell steigenden oder abfallenden Kante weiterhin, dass die Druckwelle nach dem Ausstoß deutlich nachschwingt, so dass es wahrscheinlich ist, dass ein Problem wie z.B. Erzeugung von Satelliten oder eine verringerte Stabilität einer schnellen Steuerung auftritt. Gemäß der in den Ansprüchen 3, 4 und 5 dargelegten Erfindung ist daher ein vierter Spannungsänderungsvorgang (Spannungserhöhungsvorgang) zum Erzeugen von Druckwellen vorgesehen, um das Nachschwingen einzudämmen. Dies dient dazu, vorher erzeugte Druckwellen zu kompensieren, um Nachschwingen zu verhindern, während die Ausstoßstabilität verbessert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(a) ist eine Schnittansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung angebracht ist, als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1(b) ist eine auseinandergezogene Schnittansicht, die den Tintenstrahlaufzeichnungskopf auseinandergebaut zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Konfiguration einer tröpfchengrößennichtmodulierten Steuerschaltung zum Steuern des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Konfiguration der tröpfchengrößenmodulierten Steuerschaltung zum Steuern des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs zeigt;
4 ist ein Wellenformdiagramm, das die Konfiguration von Steuerspannungswellenformen zeigt, die in einem Verfahren zum Steuern des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs verwendet werden;
5 ist ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen der Volumengeschwindigkeit der Tinte zeigt, wie sie in einem Düsenabschnitt aufgrund der Steuerspannungswellenform auftreten;
6 ist eine Ansicht, die zum Erläutern der Effekte dieser Ausführungsform nützlich ist;
7 ist eine Ansicht, die zum Erläutern der Effekte dieser Ausführungsform nützlich ist;
8 ist eine Ansicht, die zum Erläutern der Effekte dieser Ausführungsform nützlich ist;
9 ist ein Wellenformdiagramm, das die Konfiguration von Steuerspannungswellenformen zeigt, die in einem Verfahren zum Steuern des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs als eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
10 ist eine Ansicht, die zum Erläutern der Effekte dieser Ausführungsform nützlich ist;
11 ist eine Ansicht, die zum Erläutern der Effekte dieser Ausführungsform nützlich ist und zeigt, wie der Ausstoß abhängig davon variiert, ob das Nachschwingen eingedämmt wird oder nicht;
12 ist eine Ansicht, die ein Diagramm einer äquivalenten elektrischen Schaltung zeigt, in der ein auf die vorliegende Erfindung angewandter Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit Tinte gefüllt ist;
13 ist ein Wellenformdiagramm, das zum Erläutern eines Verfahrens zum Steuern des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs nützlich ist;
14 ist ein Wellenformdiagramm, das zum Erläutern eines Verfahrens zum Steuern des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs nützlich ist;
15 ist eine Schnittansicht, die zum Erläutern eines herkömmlichen Verfahrens nützlich ist und schematisch die Basiskonfiguration eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs genannt "Kyser-Typ" zeigt, der zu Bei-Bedarf-Tintenstrahlaufzeichnungsköpfen gehört;
16 ist ein Wellenformdiagramm, das die Konfiguration von Steuerspannungswellenformen zeigt, die in einem herkömmlichen Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs verwendet werden; und
17 ist ein Wellenformdiagramm, das die Konfiguration von Steuerspannungswellenformen zeigt, die in einem anderen herkömmlichen Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs verwendet werden.
BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Unten wird mit Bezug auf die Zeichnungen die beste Art der Ausführung beschrieben. Eine spezielle Beschreibung wird unter Verwendung von Ausführungsformen gegeben.
Erste Ausführungsform
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf in diesem Beispiel betrifft einen Bei-Bedarf-Mehrdüsenaufzeichnungskopf vom Kysertyp zum Ausstoßen von Tintentröpfchen 1 wie erforderlich, um Zeichen oder Bilder auf Aufzeichnungspapier zu drucken, wie in 1(a) gezeigt und wie in 1 gezeigt, und umfasst eine Mehrzahl Druckerzeugungskammern 2, die jeweils in einen verlängerten Würfel gebildet und in einer Richtung senkrecht zu dem Blatt der Zeichnung angeordnet sind, ein Diaphragma 3, das eine Bodenfläche jeder der Druckerzeugungskammern 2 bildet, die sich am Boden der 1 befindet, eine Mehrzahl piezoelektrischer Stellglieder 4, die parallel auf einer Rückfläche des Diaphragmas entsprechend den Druckerzeugungskammern 2 angeordnet und aus laminierter piezoelektrischer Keramik aufgebaut sind, eine gemeinsame Tintenkammer (Tintenvorrat) 5, die mit einem Tintenbehälter (nicht dargestellt) verbunden ist, um jeder der Druckerzeugungskammern 2 Tinte zuzuführen, eine Mehrzahl Tintenzufuhrlöcher (Kommunikationslöcher) 6, um es der gemeinsamen Tintenkammer 5 zu ermöglichen, mit jeder Druckerzeugungskammer 2 in Einszu-eins-Korrespondenz zu kommunizieren, und eine Mehrzahl Düsen 7, die gebildet sind, um mit den verschiedenen Druckerzeugungskammern 2 zu korrespondieren und die Tintentröpfchen 1 von einem gewinkelten Spitzenabschnitt auszustoßen, der von jeder Druckerzeugungskammer 2 nach oben vorsteht, wie in 1 gezeigt. In diesem Fall bilden die gemeinsame Tintenkammer 5, die Tintenzufuhrdurchlässe 6, die Druckerzeugungskammern 2 und die Düsen 7 ein Kanalsystem, durch das sich die Tinte in dieser Reihenfolge bewegt, das piezoelektrische Stellglied 4 und das Diaphragma 3 bilden ein Vibrationssystem zum Anlegen von Druckwellen an die Tinte in den Druckerzeugungskammern 2, und Kontakte zwischen dem Kanalsystem und dem Vibrationssystem bilden die Bodenfläche der Druckerzeugungskammern 2 (das heißt einer Oberfläche des Diaphragmas 3, das sich näher dem unteren Teil der Figur befindet).
In einem Herstellverfahren eines Kopfes gemäß dieser Ausführungsform sind die folgende Komponenten vorab vorgesehen: eine Düsenplatte 7a, in der die Mehrzahl Düsen 7 durch Bohren der Düsenplatte mittels Präzisionspressen gebildet und in Reihen oder einer gestaffelten Weise in einer (Super-)Periode oder mit einer periodischen Verschiebung angeordnet sind, eine Vorratsplatte 5a mit einem Abstandsabschnitt, der für die gemeinsame Tintenkammer 5 gebildet ist, eine Zufuhrlochplatte 6a mit darin gebohrten Tintenzufuhrlöchern 6, eine Druckerzeugungskammerplatte 2a mit Abstandsabschnitten für die Mehrzahl Druckerzeugungskammern 2 und eine Vibrationsplatte 3a, die die Mehrzahl Diaphragmen 3 bildet, wie in 1(b) gezeigt. Diese Platten 2a, 3a und 5a bis 7a sind unter Verwendung einer auf Epoxy basierenden Haftschicht mit einer Stärke von 20 μm (nicht dargestellt) verbunden und zusammengefügt, um dadurch eine laminierte Platte zu erzeugen. Dann werden die erzeugte laminierte Platte und die piezoelektrischen Stellglieder 4 unter Verwendung einer auf Epoxy basierenden Haftschicht zusammengefügt, um dadurch einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf der obigen Konfiguration herzustellen. In diesem Beispiel umfasst die Vibrationsplatte 3a eine Nickelplatte von 50 bis 75 μm, die mittels Elektroformen geformt wird, während die anderen Platten 2a und 5a bis 7a jeweils eine nichtrostende Platte von 50 bis 75 μm umfassen. Die Düsen 7 in diesem Beispiel weisen jeweils einen Öffnungsdurchmesser von etwa 30 μm, einen Bodendurchmesser von etwa 65 μm und eine Länge von etwa 75 μm auf und verjüngen sich jeweils auf eine solche Weise, dass ihr Durchmesser auf die Druckerzeugungskammer 2 hin zunimmt. Die Tintenzufuhrlöcher 6 sind ebenfalls jeweils gebildet, um die gleiche Form wie die Düse 7 aufzuweisen.
Als nächstes wird die elektrische Konfiguration einer Steuerschaltung zum Steuern des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs dieses Beispiels, das wie oben dargestellt konfiguriert ist, mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben.
Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung dieses Beispiels weist eine CPU (Zentraleinheit) (nicht dargestellt), einen ROM, einen RAM und dergleichen auf. Die CPU führt in dem ROM gespeicherte Programme aus und verwendet verschiedene in dem RAM gespeicherte Register und Kennzeichen, um jeden Abschnitt der Vorrichtung so zu steuern, dass er basierend auf Druckinformationen, die von einer höheren Vorrichtung wie z.B. einem Personalcomputer über eine Schnittstelle geliefert werden, Zeichen oder Bilder auf Aufzeichnungspapier druckt.
Zunächst erzeugt die Steuerschaltung in 2 ein Steuerspannungswellenformsignal entsprechend 4(a), wobei sie die Leistung dieses Signals verstärkt, und führt das verstärkte Signal dann entsprechend Druckinformationen den vorbestimmten piezoelektrischen Stellgliedern 4, 4, ... zu, um sie zu steuern, die Tintentröpfchen 1 auszustoßen, die immer im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen, wodurch Zeichen oder Bilder auf Aufzeichnungspapier gedruckt werden. Die Steuerschaltung umfasst im Wesentlichen eine Wellenformerzeugungsschaltung 21, eine Leistungsverstärkungsschaltung 22 und eine Mehrzahl Schaltkreise 23, 23, ... die mit den piezoelektrischen Stellgliedern 4, 4, ... in Einszu-eins-Korrespondenz verbunden sind.
Die Wellenformerzeugungsschaltung 21 umfasst eine Digital-/Analogumwadlungsschaltung und eine Integrationsschaltung, um aus einem vorbestimmten Speicherbereich des ROM ausgelesene Steuerspannungswellenformdaten in analoge Daten umzuwandeln, und integriert Letztere dann, um ein Steuerspannungswellenformsignal entsprechend 4(a) zu erzeugen. Die Leistungsverstärkungsschaltung 22 verstärkt die Leistung des von der Wellenformerzeugungsschaltung 21 zugeführten Steuerspannungswellenformsignals, um ein verstärktes Steuerspannungswellenformsignal auszugeben, in 4(a) gezeigt. Das Eingangsende des Schaltkreises 23 ist mit einem Ausgangsende der Leistungsverstärkungsschaltung 22 verbunden, und sein Ausgangsende ist mit einem Ende des entsprechenden piezoelektrischen Stellglieds 4 verbunden. Wenn ein Druckinformationen entsprechendes Steuersignal, das von einer Antriebssteuerschaltung (nicht dargestellt) ausgegeben wird, einem Steuerende des Schaltkreises 23 eingegeben wird, wird Letzterer eingeschaltet, um das verstärkte Steuerspannungswellenformsignal (4(a)), das von der entsprechenden Leistungsverstärkungsschaltung 22 ausgegeben wird, an das piezoelektrische Stellglied 4 anzulegen. Dann verlagert das piezoelektrische Stellglied 4 das Diaphragma 3 abhängig von dem angelegten verstärkten Steuerspannungswellenformsignal, um das Volumen der Druckerzeugungskammern 2 zu ändern. Folglich wird eine vorbestimmte Druckwelle in den mit Tinte gefüllten Druckerzeugungskammern 2 erzeugt, wodurch die Tintentröpfchen 1 einer vorbestimmten Größe durch die Düsen 7 ausgestoßen werden. In dem Aufzeichnungskopf dieser Ausführungsform weist die Druckwelle in den mit der Tinte gefüllten Druckerzeugungskammern 2 eine Resonanzfrequenz T_c von 14 μs auf. Die ausgestoßenen Tintentröpfchen treffen auf einem Aufzeichnungsmedium wie z.B. Aufzeichnungspapier auf, um Aufzeichnungspunkte zu bilden. Die Bildung von Aufzeichnungspunkten wird dann basierend auf den Druckinformationen wiederholt, um in binärer Form Zeichen oder Bilder auf dem Aufzeichnungspapier aufzuzeichnen.
Als nächstes ist die Steuerschaltung in 3 von einem Typ, der tröpfchengrößenmoduliert genannt wird, der die Größe der durch die Düse ausgestoßenen Tintentröpfchen zwischen mehrfachen Niveaus (in diesem Beispiel drei Niveaus einschließlich großer Tröpfchen einer Größe von 40 μm, mittlerer Tröpfchen einer Größe von 30 μm und kleiner Tröpfchen einer Größe von 20 μm) wechselt, um Zeichen oder Bilder mit mehrfachen Abstufungen auf dem Aufzeichnungspapier zu drucken. Die Steuerschaltung umfasst im Wesentlichen drei Arten von Wellenformerzeugungsschaltungen 31a, 31b und 31c, die den Tröpfchengrößen entsprechen, Leistungsverstärkungsschaltungen 32a, 32b und 32c, die in Eins-zu-eins-Korrespondenz mit diesen Wellenformerzeugungsschaltungen 31a, 31b und 31c verbunden sind, und eine Mehrzahl Schaltkreise 33, 33, ..., die in Eins-zu-eins-Korrespondenz mit den piezoelektrischen Stellgliedern 4, 4, ... verbunden sind.
Die Wellenformerzeugungsschaltungen 31a bis 31c umfassen jeweils eine Digital-/Analogumwandlungsschaltung und eine Integrationsschaltung, und eine 31a dieser Wellenformerzeugungsschaltungen 31a bis 31c wandelt Steuerspannungswellenformdaten für den Ausstoß von großen Tröpfchen in analoge Daten um, wobei das Signal von der CPU aus einem vorbestimmten Speicherbereich des ROM ausgelesen wird, und integriert dann dieses Signal, um ein Steuerspannungswellenformsignal zum Ausstoß großer Tröpfchen zu erzeugen. Die Wellenformerzeugungsschaltung 31b wandelt Steuerspannungswellenformdaten für den Ausstoß von mittleren Tröpfchen in analoge Daten um, wobei das Signal von der CPU aus einem vorbestimmten Speicherbereich des ROM ausgelesen wird, und integriert dann dieses Signal, um ein Steuerspannungswellenformsignal zum Ausstoß mittlerer Tröpfchen zu erzeugen. Zusätzlich wandelt die Wellenformerzeugungsschaltung 31c Steuerspannungswellenformdaten für den Ausstoß von kleinen Tröpfchen in analoge Daten um, wobei das Signal von der CPU aus einem vorbestimmten Speicherbereich des ROM ausgelesen wird, und integriert dann dieses Signal, um ein Steuerspannungswellenformsignal zum Ausstoß kleiner Tröpfchen entsprechend 4(a) zu erzeugen. Die Leistungsverstärkungsschaltung 32a verstärkt die Leistung des von der Wellenformerzeugungsschaltung 31a zugeführten Steuerspannungswellenformsignals zum Ausstoß großer Tröpfchen, um ein verstärktes Steuerwellenformsignal zum Ausstoß großer Tröpfchen auszugeben. Die Leistungsverstärkungsschaltung 32b verstärkt die Leistung des von der Wellenformerzeugungsschaltung 31b zugeführten Steuerspannungswellenformsignals zum Ausstoß mittlerer Tröpfchen, um ein verstärktes Steuerspannungswellenformsignal zum Ausstoß mittlerer Tröpfchen auszugeben.
Die Leistungsverstärkungsschaltung 32c verstärkt die Leistung des von der Wellenformerzeugungsschaltung 31c zugeführten Steuerspannungswellenformsignals zum Ausstoß kleiner Tröpfchen, um ein verstärktes Steuerspannungswellenformsignal zum Ausstoß kleiner Tröpfchen auszugeben (4(a)).
Weiterhin umfasst der Schaltkreis 33 ein erstes, ein zweites und ein drittes Transfergatter (nicht dargestellt). Das Eingangsende des ersten Transfergatters ist mit dem Ausgangsende der Leistungsverstärkungsschaltung 32a verbunden, das Eingangsende des zweiten Transfergatters ist mit dem Ausgangsende der Leistungsverstärkungsschaltung 32b verbunden, und das Eingangsende des dritten Transfergatters ist mit dem Ausgangsende der Leistungsverstärkungsschaltung 32c verbunden. Die Ausgangsenden der ersten, zweiten und dritten Transfergatter sind mit einem Ende des entsprechenden gemeinsamen piezoelektrischen Stellglieds 4 verbunden. Wenn ein Abstufungssteuersignal, das von einer Antriebssteuerschaltung (nicht dargestellt) ausgegebenen Druckinformationen entspricht, einem Steuerende des ersten Transfergatters eingegeben wird, wird das Letztere eingeschaltet, um an das piezoelektrische Stellglied 4 das verstärkte Steuerspannungswellenformsignal zum Ausstoß großer Tröpfchen anzulegen, das von der Leistungsverstärkungsschaltung 32a ausgegeben wird.
Zu dieser Zeit verlagert das piezoelektrische Stellglied 4 das Diaphragma 3 abhängig von dem angelegten verstärkten Steuerspannungswellenformsignal, um das Volumen der Druckerzeugungskammer 2 schnell zu ändern (vergrößern oder verringern), um dadurch eine vorbestimmte Druckwelle in der mit Tinte gefüllten Druckerzeugungskammer 2 zu erzeugen, wodurch die großen Tintentröpfchen 1 durch die Düse 7 ausgestoßen werden. Wenn ein Abstufungssteuersignal, das von der Antriebssteuerschaltung ausgegebenen Druck informationen entspricht, einem Steuerende des zweiten Transfergatters eingegeben wird, wird das Letztere eingeschaltet, um an das piezoelektrische Stellglied 4 das verstärkte Steuerspannungswellenformsignal zum Ausstoß mittlerer Tröpfchen anzulegen, das von der Leistungsverstärkungsschaltung 32b ausgegeben wird. Zu dieser Zeit verlagert das piezoelektrische Stellglied 4 das Diaphragma 3 abhängig von dem angelegten verstärkten Steuerspannungswellenformsignal, um das Volumen der Druckerzeugungskammer 2 schnell zu ändern (vergrößern oder verringern), um dadurch eine vorbestimmte Druckwelle in der mit Tinte gefüllten Druckerzeugungskammer 2 zu erzeugen, wodurch die mittleren Tintentröpfchen 1 durch die Düse 7 ausgestoßen werden. Wenn ein Abstufungssteuersignal, das von der Antriebssteuerschaltung ausgegebenen Druckinformationen entspricht, einem Steuerende des dritten Transfergatters eingegeben wird, wird das Letztere eingeschaltet, um an das piezoelektrische Stellglied 4 das verstärkte Steuerspannungswellenformsignal zum Ausstoß kleiner Tröpfchen anzulegen, das von der Leistungsverstärkungsschaltung 32c ausgegeben wird (4(a)). Zu dieser Zeit verlagert das piezoelektrische Stellglied 4 das Diaphragma 3 abhängig von dem angelegten verstärkten Steuerspannungswellenformsignal, um das Volumen der Druckerzeugungskammer 2 schnell zu ändern (vergrößern oder verringern), um dadurch eine vorbestimmte Druckwelle in der mit Tinte gefüllten Druckerzeugungskammer 2 zu erzeugen, wodurch die kleinen Tintentröpfchen 1 durch die Düse 7 ausgestoßen werden. Die ausgestoßenen Tintentröpfchen treffen auf dem Auszeichnungsmedium wie z.B. Aufzeichnungspapier auf, um Aufzeichnungspunkte zu bilden. Die Bildung solcher Aufzeichnungspunkte wird basierend auf Druckinformationen wiederholt, um Zeichen oder Bilder auf Aufzeichnungspapier aufzuzeichnen.
In dieser Ausführungsform umfasst eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die ausschließlich zur binären Aufzeichnung verwendet wird, die Steuerschaltung in 2, und eine auch zur Abstufungsaufzeichnung verwendete Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung umfasst die Steuerschaltung in 3.
Das oben erwähnte verstärkte Steuerspannungswellenformsignal umfasst einen ersten Spannungsänderungsvorgang 41 zum Absenken der an das piezoelektrische Stellglied 4 angelegten Spannung V (V₁ → 0), um die Druckerzeugungskammer 2 aufzublähen, um dadurch zu bewirken, dass sich der Meniskus zurückzieht, einen ersten Spannungshaltevorgang 42 zum Halten der abgesenkten angelegten Spannung V für eine bestimmte Zeitdauer (Zeit t₁') (0 → 0), einen zweiten Spannungsänderungsvorgang 43 zum Anheben der Spannung (0 → V₂), um die Druckerzeugungskammer 2 zu komprimieren, um die Tintentröpfchen 1 auszustoßen, einen zweiten Spannungshaltevorgang 44 zum Halten der angehobenen angelegten Spannung V für eine bestimmte Zeitdauer (Zeit t₂') (V₂ → V₂), und einen dritten Spannungsänderungsvorgang 45 zum Absenken der Spannung (V₂ → 0), um die Druckerzeugungskammer 2 wieder aufzublähen. Die Spannungsänderungszeiten t₂ und t₃ während der zweiten und dritten Spannungsänderungsvorgänge 43 und 45 sind eingestellt, dass sie relativ zu der Resonanzfrequenz T_c der in der Druckerzeugungskammer 2 erzeugten Druckwelle solche Längen wie unten gezeigt aufweisen. 0 < t2 < Tc/2 0 < t3 < Tc/2
Als nächstes wurden unter den folgenden Steuerspannungswellenformbedingungen Ausstoßexperimente für das Tintenstrahlsteuerverfahren dieses Beispiels durchgeführt:
Referenzspannung V₁ = 10 V
Spannungsänderungszeit t₁ = 3 μs während des ersten Spannungsänderungsvorgangs 41
Spannungshaltezeit t₁' = 4 μs während des ersten Spannungshaltevorgangs 42
Spannungsänderungszeit t₂ = 2 μs während des zweiten Spannungsänderungsvorgangs 43
Spannungsänderungszeit t₃ = 2 μs während des dritten Spannungsänderungsvorgangs 45
Die Spannungshaltezeit t₂' während des zweiten Spannungshaltevorgangs 44 wurde variiert, und resultierende Änderungen des Tröpfchendurchmessers wurden aufgezeichnet. Der Spannungsänderungsbetrag V₂ während des Ausstoßes, das heißt während des zweiten Spannungsänderungsvorgangs 43, wurde so eingestellt, dass die Tröpfchengeschwindigkeit immer 6 m/s betrug. 6 ist ein charakteristisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der Spannungshaltezeit t₂' während des zweiten Spannungshaltevorgangs 44 und der Tintentröpfchengröße zeigt. In diesem Diagramm zeigt die durchgezogene Linie unter den oben erwähnten Bedingungen erhaltene Messwerte, und die durchbrochene Linie zeigt umgewandelte Werte der Tröpfchengröße, die durch Berechnen einer Volumengeschwindigkeit u₃ in dem Düsenabschnitt 7, Substituieren des Berechnungsergebnisses in Gleichung (4), um das Tröpfchenvolumen q zu berechnen, und Bestimmen einer Tröpfchengröße aus dem berechneten Tröpfchenvolumen q erhalten wurden. Wie in 6 zu sehen ist, stimmen die theoretischen Werte trotz eines kleinen Unterschieds im Absolutwert gut mit den experimentellen Werten überein.
Wie in 6 zu sehen ist, ermöglicht die Zufügung des dritten Spannungsänderungsvorgangs 45, dass Tintentröpfchen deutlich klein gemacht werden. Insbesondere wurde sichergestellt, dass, wenn eine Endzeit des zweiten Spannungsänderungsvorgangs 43 die gleiche wie eine Startzeit des dritten Spannungsänderungsvorgangs 45 ist, das heißt die Spannungshaltezeit t₂' während des zweiten Spannungshaltevorgangs 44 auf 0 μs gesetzt ist, wie in 4(b) gezeigt, Tintentröpfchen mit dem kleinsten Durchmesser (19 μm) erhalten werden, um zu ermöglichen, dass feine Tröpfchen in der Größenordnung von 20 μm ausgestoßen werden.
Mit der auf 0 μm gesetzten Spannungshaltezeit t₂' während des zweiten Spannungshaltevorgangs 44 wurden dann die Spannungsänderungszeit (Anstiegszeit t₂) während des zweiten Spannungsänderungsvorgangs 43 und die Spannungsänderungszeit (Abfallzeit t₃) während des dritten Spannungsänderungsvorgangs 45 variiert, und es wurden Änderungen des Tintentröpfchendurchmessers gemessen. 7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Abfallzeit t₂/Anstiegszeit t₃ und der Tintentröpfchengröße zeigt. 7 zeigt, dass feine Tintentröpfchen effektiv ausgestoßen werden, indem die Abfallzeit t₂/Anstiegszeit t₃ gleich oder kürzer als die Hälfte der Resonanzfrequenz T der Druckwelle eingestellt wird.
Die Größe von ausgestoßenen Tintentröpfchen hängt von der Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle oder dem Düsendurchmesser ab, wie aus Gleichung (1) ersichtlich ist, und feine Tröpfchen in der Größenordnung von 20 μm werden nicht notwendigerweise erhalten, selbst wenn die Anstiegszeit t₂/Abfallzeit t₃ während des zweiten Spannungsänderungsvorgangs 43/dritten Spannungsänderungsvorgangs 45 gleich oder kürzer als die Hälfte der Resonanzfrequenz T_c eingestellt wird. Das heißt, das Einstellen der Anstiegszeit t₂/Abfallzeit t₃ gleich oder kürzer als die Hälfte der Resonanzfrequenz T_c ist keine hinreichende, sondern eine notwendige Bedingung.
Zum Vergleich mit dem Stand der Technik wurden als nächstes unter Verwendung der herkömmlichen Steuerspannungswellenform in 17 Ausstoßexperimente durchgeführt. Das heißt, es wurden die folgenden Bedingungen eingestellt:
Referenzspannung V₁ = 10 V;
Spannungsänderungszeit t₁ = 3 μs während eines ersten Spannungsänderungsvorgangs 54;
Spannungshaltezeit t₁ = 4 μs während eines ersten Spannungshaltevorgangs 55.
Eine Anstiegszeit t₂ während des Ausstoßes, das heißt ein zweiter Spannungsänderungsvorgang 56, wurde variiert, und resultierende Änderungen des Tröpfchendurchmessers wurden aufgezeichnet. Der Spannungsänderungsbetrag V₂ während des Ausstoßes wurde so eingestellt, dass die Tröpfchengeschwindigkeit immer 6 m/s betrug.
8 ist ein charakteristisches Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Anstiegszeit t₂ während des zweiten Spannungshaltevorgangs 56 und der Tintentröpfchengröße zeigt. In diesem Diagramm zeigt die durchgezogene Linie unter den oben erwähnten Bedingungen erhaltene Messwerte, und die durchbrochene Linie zeigt umgewandelte Werte der Tröpfchengröße, die basierend auf Gleichungen (3) und (4) erhalten wurden. Wie in 8 zu sehen ist, stimmen die theoretischen Werte trotz eines kleinen Unterschieds im Absolutwert gut mit den experimentellen Werten überein.
Wie aus 8 ersichtlich ist, nimmt die Tröpfchengröße in dem Bereich von t₂ < T_c (T_c: Resonanzfrequenz der Druckwelle) linear mit der Anstiegszeit t₂ ab. Wenn eine herkömmliche "Meniskussteuerung(Zug und Schub)-Wellenform wie die in 17 gezeigte verwendet wird, ist es entsprechend auch vorteilhaft, die Anstiegszeit t₂ so kurz wie möglich einzustellen. Selbst wenn die Anstiegszeit t₂ auf 0 μs eingestellt werden kann, wird aus 8 jedoch eine Tröpfchengröße von etwa 28 μm vorhergesagt, und es ist schwierig, feine Tröpfchen in der Größenordnung von 20 μm zu erhalten.
Zweite Ausführungsform
9 ist ein Wellenformdiagramm, das die Konfiguration einer zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs verwendeten Steuerspannungswellenform als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In dieser zweiten Ausführungsform umfasst das verstärkte Steuerspannungswellenformsignal einen ersten Spannungsänderungsvorgang 91 zum Absenken einer an das piezoelektrische Stellglied 4 angelegten Spannung V (V₁ → 0), um die Druckerzeugungskammer 2 aufzublähen, um dadurch zu bewirken, dass sich der Meniskus zurückzieht, einen ersten Spannungshaltevorgang 92 zum Halten der abgesenkten angelegten Spannung V für eine bestimmte Zeitdauer (Zeit t₁') (0 → 0), einen zweiten Spannungsänderungsvorgang 93 zum Anheben der Spannung (0 → V₂), um die Druckerzeugungskammer 2 zu komprimieren, um die Tintentröpfchen 1 auszustoßen, einen zweiten Spannungshaltevorgang 94 zum Halten der angehobenen angelegten Spannung V für eine bestimmte Zeitdauer (Zeit t₂') (V₂ → V₂), einen dritten Spannungsänderungsvorgang 95 zum Absenken der Spannung (V₂ → 0), um die Druckerzeugungskammer 2 wieder aufzublähen, einen dritten Spannungshaltevorgang 96 zum Halten der abgesenkten angelegten Spannung V für eine bestimmte Zeitdauer (Zeit t₃') (0 → 0) und einen vierten Spannungsänderungsvorgang 97 zum Anheben der Spannung (0 → V₁), um eine Druckwelle zum Eindämmen des Nachschwingens zu erzeugen. Die Spannungsänderungszeiten t₂ und t₃ während der zweiten und dritten Spannungsänderungsvorgänge 93 und 95 sind so eingestellt, dass sie relativ zu der Resonanzfrequenz T_c der in der Druckerzeugungskammer 2 erzeugten Druckwelle solche Längen wie unten gezeigt aufweisen. 0 < t2 < Tc/2 0 < t3 < Tc/2
In diesem Zusammenhang ist es, um die Druckwelle wirksam am Nachschwingen zu hindern, bevorzugt, eine Spannungsänderungszeit t₄ während des vierten Spannungsänderungsvorgangs 97 so einzustellen, dass relativ zu der Resonanzfrequenz T_c der in der Druckerzeugungskammer 2 erzeugten Druckwelle sie eine Länge wie unten gezeigt aufweist. 0 < t4 < Tc/2
Das bedeutet, dass diese Konfiguration im Wesentlichen ähnlich zu der der ersten Ausführungsform ist, außer dass der vierte Spannungsänderungsvorgang 97 und der begleitende dritte Spannungshaltevorgang 96 vorgesehen sind.
Als nächstes wurden unter den folgenden Steuerspannungswellenformbedingungen Ausstoßexperimente für das Tintenstrahlsteuerverfahren der zweiten Ausführungsform durchgeführt:
Referenzspannung V₁ = 10 V
Spannungsänderungsbetrag V₂ = 8 V während des Ausstoßes, das heißt während des zweiten
Spannungsänderungsvorgangs 93
Spannungsänderungszeit t₁ = 3 μs während des ersten Spannungsänderungsvorgangs 91
Spannungshaltezeit t₁' = 4 μs während des ersten Spannungshaltevorgangs 92
Spannungsänderungszeit t₂ = 2 μs während des zweiten Spannungsänderungsvorgangs 93
Spannungshaltezeit t₂' = 0 μs während des zweiten Spannungshaltevorgangs 94
Spannungsänderungszeit t₃ = 2 μs während des dritten Spannungsänderungsvorgangs 95
Spannungshaltezeit t₃' = 2 μs während des dritten Spannungshaltevorgangs 96
Spannungsänderungszeit t₄ = 3 μs während des vierten Spannungsänderungsvorgangs 97
Dann wurden unter Verwendung der Gleichungen (3) und (4) Änderungen der in dem Düsenabschnitt 7 auftretenden Tintenvolumengeschwindigkeit berechnet, wenn die Vorrichtung unter den obigen Spannungsbedingungen mit der Steuerspannungswellenform in 9 gesteuert wird. Die Berechnungsergebnisse sind in 10(b) als Partikelgeschwindigkeit gezeigt.
Als nächstes wurden zum Vergleich mit der ersten Ausführungsform unter Verwendung der Steuerspannungswellenform in 4 Ausstoßexperimente durchgeführt. Das heißt, die folgenden Bedingungen wurden eingestellt:
Referenzspannung V₁ = 10 V
Spannungsänderungsbetrag V₂ = 8 V während des Ausstoßes, das heißt während des zweiten
Spannungsänderungsvorgangs 93
Spannungsänderungszeit t₁ = 3 μs während des ersten Spannungsänderungsvorgangs 91
Spannungshaltezeit t₁' = 4 μs während des ersten Spannungshaltevorgangs 92
Spannungsänderungszeit t₂ = 2 μs während des zweiten Spannungsänderungsvorgangs 93
Spannungshaltezeit t₂' = 0 μs während des zweiten Spannungshaltevorgangs 94
Spannungsänderungszeit t₃ = 2 μs während des dritten Spannungsänderungsvorgangs 95
Dann wurden unter Verwendung der Gleichungen (3) und (4) Änderungen der in dem Düsenabschnitt 7 auftretenden Tintenvolumengeschwindigkeit berechnet, wenn die Vorrichtung unter den obigen Spannungsbedingungen mit der Steuerspannungswellenform in 4 gesteuert wird. Die Berechnungsergebnisse sind in 10(a) als Partikelgeschwindigkeit gezeigt.
Wenn die Vorrichtung mit der Steuerspannungswellenform (4) der ersten Ausführungsform gesteuert wird, können aufgrund der ersten bis dritten Spannungsänderungsvorgänge 41, 43 und 45 Tintentröpfchen kleiner als der Düsendurchmesser ausgestoßen werden, wohingegen der Ausstoß instabil sein kann. Dies liegt daran, dass die Druckwelle selbst nach dem Ausstoß deutlich nachschwingt, mit anderen Worten selbst nach der mit dem Ausstoß von Tintentröpfchen assoziierten ersten Welle, wenn die Vorrichtung mit der Steuerspannungswellenform (4) der ersten Ausführungsform gesteuert wird, wodurch der Ausstoß instabil gemacht wird, wie in 10(a) zu sehen. Die Ergebnisse der von den Erfindern durchgeführten Experimente zeigen, dass es wahrscheinlich ist, dass ein solches deutliches Druckwellennachschwingen die Erzeugung von Satelliten instabil macht und insbesondere bei einer hohen Steuerfrequenz ungeeigneten Ausstoß bewirkt.
Wenn die Vorrichtung im Gegensatz dazu mit der Steuerspannungswellenform (9) der zweiten Ausführungsform gesteuert wird, tritt eine Druckwelle auf, die das auftretende Druckwellennachschwingen kompensiert, weil der vierte Spannungsänderungsvorgang 97 nach den ersten bis dritten Spannungsänderungsvorgängen 91, 93 und 95 durchgeführt wird, wodurch die Amplitude der Volumengeschwindigkeit nach der ersten Welle deutlich abgeschwächt wird, wie in 10(b) zu sehen. Folglich wird wirksam verhindert, dass die Druckwelle nach dem Ausstoß nachschwingt. Daher können gemäß dem Steuerverfahren der zweiten Ausführungsform feine Tröpfchen selbst bei einer hohen Steuerfrequenz stabil ausgestoßen werden.
Wie aus den Fotos in 11 offenbar ist, wurde sichergestellt, dass in der ersten Ausführungsform (Nachschwingen wird nicht eingedämmt) Tintentröpfchenschwänze bei einer Steuerfrequenz von 8 kHz oder mehr gebogen werden und Satelliten instabil fliegen (Foto (a)), wohingegen der Ausstoß in der zweiten Ausführungsform (Nachschwingen wird eingedämmt) selbst bei 10 kHz nicht wesentlich variiert (Foto (b)).
In der zweiten Ausführungsform ist es zum effizienten Eindämmen wünschenswert, die Spannungsänderungszeit t₄ während des vierten Spannungsänderungsvorgangs 97 gleich oder kürzer als die Hälfte der Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle einzustellen. Zusätzlich wird die Druckwelle sehr effizient am Nachschwingen gehindert, indem das Zeitintervall (t₂ + t₂' + t₃ + t₃') zwischen einer Startzeit des zweiten Spannungsänderungsvorgangs 93 und einer Startzeit des vierten Spannungsänderungsvorgangs 97 gleich oder kürzer als die Hälfte der Resonanzfrequenz T_c der Druckwelle in der Druckerzeugungskammer 2 eingestellt wird. Dies liegt daran, dass die Druckwelle mit einer Phase erzeugt wird, die der der durch den zweiten Spannungsänderungsvorgang 93 erzeugten entgegengesetzt ist, wodurch die letztere Druckwelle effektiv ausgelöscht wird.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, aber die bestimmte Konfiguration ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die Form der Düsen und der Tintenzufuhrlöcher ist zum Beispiel nicht auf die Verjüngung beschränkt. Ebenso ist die Form der Öffnungen nicht auf den Kreis beschränkt, sondern kann ein Rechteck, Dreieck oder Sonstiges sein. Zusätzlich ist die Lagebeziehung zwischen der Düse und der Druckerzeugungskammer und dem Tintenzufuhrloch nicht auf die in den Ausführungsformen gezeigten Strukturen beschränkt, vielmehr kann die Düse zum Beispiel natürlich in der Mine der Druckerzeugungskammer angeordnet sein.
Weiterhin ist in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die Spannung (0 V) am Ende des ersten Spannungsänderungsvorgangs gleich der Spannung (0 V) am Ende des dritten Spannungsänderungsvorgangs. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, vielmehr können diese Spannungen unterschiedlich sein. In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform sind die Spannungsänderungszeiten t₂, t₃ und t₄ der zweiten bis vierten Spannungsänderungsvorgänge 93, 95 und 97 gleich. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, vielmehr können diese Spannungsänderungszeiten getrennt eingestellt werden. In der zweiten Ausführungsform ist die Spannung am Ende des vierten Spannungsänderungsvorgangs gleich der Referenzspannung. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, vielmehr kann diese Spannung auf einen anderen Wert eingestellt werden. In der obigen Ausführungsform ist die Referenzspannung von 0 V versetzt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und die Referenzspannung kann auf einen willkürlichen Wert eingestellt werden.
Zusätzlich zeigen die oben beschriebenen Ausführungsformen die Ergebnisse der Experimente für den Aufzeichnungskopf mit einer Druckwellenresonanzfrequenz T_c von 14 μs, aber es wurde bestätigt, dass den in den obigen Ausführungsformen ähnliche Effekte mit einer anderen Resonanzfrequenz T_c erhalten werden. Wenn jedoch feine Tröpfchen in der Größenordnung von 20 μm ausgestoßen werden sollen, wird die Resonanzfrequenz wünschenswerterweise bei 20 μs oder weniger eingestellt.
Weiterhin verwenden die oben beschriebenen Ausführungsformen den Aufzeichnungskopf mit einem Durchmesser von 30 μm, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf umfassend eine Düse mit einem Öffnungsdurchmesser von 20 bis 40 μm kann gesteuert werden, um Tröpfchen einer Größe von 5 bis 25 μm auszustoßen. Man erwartet, dass sich die praktische untere Grenze des Düsendurchmessers auf etwa 20 μm verringert, wenn in der Zukunft das Verstopfungsproblem gelöst wird.
Darüber hinaus verwenden die oben beschriebenen Ausführungsformen den Kyser-Tintenstrahlaufzeichnungskopf, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Typ beschränkt.
Wie oben beschrieben, können gemäß der Konfiguration der vorliegenden Erfindung feine Tintentröpfchen mit einer Größe kleiner als der Düsendurchmesser bei einer hohen Steuerfrequenz stabil ausgestoßen werden. Insbesondere können feine Tintentröpfchen in der Größenordnung von 20 μm selbst mit einem Düsendurchmesser von 30 μm bei einer hohen Frequenz stabil ausgestoßen werden.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs mit einer Düse (7) mit einem Öffnungsdurchmesser von 40 μm oder weniger, wobei das Verfahren eine Steuerspannung an einen elektromechanischen Konverter (4) anlegt, um den elektromechanischen Konverter (4) zu verformen, um dadurch einen Druck in einer Druckerzeugungskammer (2), die mit Tinte gefüllt ist, zu ändern, wodurch Tintentröpfchen durch die Düse, die mit der Druckerzeugungskammer (2) in Verbindung steht, ausgestoßen werden, wobei eine Spannungswelleform der Steuerspannung umfasst: mindestens einen ersten Spannungsänderungsvorgang, um eine Spannung in einer Richtung anzulegen, die ein Volumen der Druckerzeugungskammer erhöht; einen zweiten Spannungsänderungsvorgang, um dann eine Spannung in einer Richtung anzulegen, die das Volumen der Druckerzeugungskammer verringert; und einen dritten Spannungsänderungsvorgang, um eine Spannung in einer Richtung anzulegen, die das Volumen der Druckerzeugungskammer wieder erhöht, und Spannungsänderungszeiten t₂ und t₃ während der zweiten und dritten Spannungsänderungsvorgänge eingestellt sind, um solche Längen wie unten gezeigt relativ zu einem Resonanzzyklus T_c einer in der Druckerzeugungskammer erzeugten Druckwelle aufzuweisen: 0 < t2 < Tc/2, 0 < t3 < Tc/2.
Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs nach Anspruch 1, wobei eine Startzeit des dritten Spannungsänderungsvorgangs etwa die gleiche wie eine Endzeit des zweiten Spannungsänderungsvorgangs ist.
Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Spannungswelleform der Steuerspannung einen vierten Spannungsänderungsvorgang zum Anlegen einer Spannung in einer Richtung, die die Spannung der Druckerzeugungskammer verringert, nach dem ersten Spannungsänderungsvorgang, dem zweiten Spannungsänderungsvorgang und dem dritten Spannungsänderungsvorgang umfasst.
Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs nach Anspruch 3, wobei eine Spannungsänderungszeit t₄ während des vierten Spannungsänderungsvorgangs relativ zu dem Resonanzzyklus T_c der in der Druckerzeugungskammer erzeugten Druckwelle wie folgt eingestellt wird: 0 < t4 < Tc/2.
Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein Zeitintervall zwischen einer Startzeit des zweiten Spannungsänderungsvorgangs und einer Startzeit des vierten Spannungsänderungsvorgangs auf im Wesentlichen die Hälfte der Länge des Resonanzzyklus T_c der in der Druckerzeugungskammer erzeugten Druckwelle eingestellt wird.
Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der elektromechanische Konverter ein piezoelektrisches Stellglied ist.
Verfahren zum Steuern eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit der Düse (7) von 20 bis 40 μm Öffnungsdurchmesser gesteuert wird, um Tintentröpfchen von 5 bis 25 μm Größe auszustoßen.