DE69918937T2

DE69918937T2 - Verfahren und Gerät zur Bilderzeugung

Info

Publication number: DE69918937T2
Application number: DE69918937T
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Ashigarakami-gun Yamamoto; Nobuo Ashigarakami-gun Matsumoto; Hideo Ashigarakami-gun Ishizaka
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2019-12-29
Also published as: DE69918937D1; EP1016539A3; EP1016539B1; US6561608B1; EP1016539A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsverfahren und eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 23.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind zum Beispiel aus der US-A-S 646 656 bekannt.
Beschreibung des Standes der Technik
Das US-Patent 4 109 282 (im folgenden als Druckschrift 1 bezeichnet) offenbart einen Drucker mit einem Aufbau, bei dem ein als Klappenventil bezeichnetes Ventil in einem Strömungskanal zum Leiten zweier Typen einer Flüssigkeit vorgesehen ist, nämlich einer klaren Tinte und einer schwarzen Tinte, die zu einem Substrat geleitet werden, um ein Bild zu erzeugen. Der Strömungskanal für jede Tinte wird geöffnet/geschlossen durch Umstellen dieses Ventils in der Art, daß die beiden Flüssigkeitstypen in einer gewünschten Dichte gemischt werden, um auf das Substrat übertragen zu werden: Dies ermöglicht den Ausdruck eines Bilds mit einer Graustufeninformation, die die gleiche ist wie die Bildinformation, die auf einem Fernsehbildschirm dargestellt wird. In dieser Druckschrift ist offenbart, daß eine zwischen das Klappenventil und eine an einer Oberfläche gegenüber dem Klappenventil befindliche Elektrode gelegte Spannung zu einer mechanischen Verformung des Ventils aufgrund elektrostatischer Anziehungskraft führt, was eine Verstellung des Ventils zur Folge hat. Außerdem wird die Tinte im Papier durch Kapillarwirkung zwischen Fasern des Papierbogens absorbiert.
Das US-Patent 4 614 953 (im folgenden als Druckschrift 2 bezeichnet) zeigt eine Druckkopfvorrichtung, mit der lediglich die gewünschte Menge mehrerer Typen von Tinte unterschiedlicher Farben und ein Lösungsmittel zu einer dritten Kammer geleitet und dort vermischt werden. Diese Druckschrift offenbart, daß eine Kammer und ein piezoelektrisches Bauteil vom Membrantyp, das an dieser Kammer angebracht ist, als Mittel zur Dosierung einer gewünschten Menge Tinte verwendet wird, wobei durch Ansteuern dieses piezoelektrischen Bauteils ein Druckimpuls erzeugt wird.
Die nicht geprüfte japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 201024/1993 (im folgenden als Druckschrift 3 bezeichnet) zeigt einen Tintenstrahldruckkopf mit folgenden Merkmalen: eine Flüssigkeitskammer, in der eine Trägerflüssigkeit aufgenommen ist; eine Tintenstrahl-Treibereinrichtung in der Flüssigkeitskammer; eine mit der Flüssigkeitskammer kommunizierende Düse; und einen Mischbereich zum Zumischen von Tinte zu der Trägerflüssigkeit in dieser Düse. In der Druckschrift ist außerdem offenbart, daß eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses der Tinte auf einen gewünschten Wert vorhanden ist.
In ähnlicher Weise zeigt die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 125259/1995 (im folgenden als Druckschrift 4 bezeichnet) einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf welcher aufweist: eine erste und eine zweite Zuführeinrichtung zum Zuführen von Tinten mit einer ersten bzw. einer zweiten Dichte; und eine Steuereinrichtung, die die Zuführmenge der zweiten Tinte seitens der zweiten Zuführeinrichtung derart steuert, daß man eine gewünschte Tintendichte erreichen kann.
In dieser Druckschrift 4 ist die Verwendung einer Mikropumpe offenbart, die eine exklusive Heizvorrichtung aufweist und von deren Energie angesteuert wird. Als Mikropumpe ist beispielsweise eine Pumpe offenbart, bei der die Wärmeenergie durch die Heizvorrichtung erzeugt wird und Druck erzielt wird durch ein lokales Sieden, verursacht durch die Wärmeenergie, um beispielsweise ein Kolbenventil oder ein Freiträgerventil anzusteuern. Außerdem beschreibt diese Druckschrift 4, daß das Einströmen von Tinte sich wirksam in einem Bereich steuern läßt, in welchem das Einströmen in besonders geringer Menge er folgt, indem von einem Aktuator in dem Ventil Gebrauch gemacht wird, der aus einer Formspeicherlegierung besteht.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 207664/1991 (im folgenden als Druckschrift 5 bezeichnet) zeigt einen Aufbau, der ähnlich demjenigen nach Druckschrift 2 ist, allerdings keine dritte Kammer zum Mischen mehrerer Tintentypen besitzt.
Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 156131/1997 (im folgenden als Druckschrift 6 bezeichnet) zeigt einen Tintenstrahldrucker mit mehreren Druckköpfen zum Erzeugen eines Bilds mit mehreren Farben auf der Grundlage von Bilddaten. Es werden Tinte und eine Verdünnung gemischt, um eine verdünnte Tinte zu erhalten, welche aus einer Düse ausgestoßen wird, so daß ein Aufzeichnungsbild auf einem Aufzeichnungsträger entsteht. Der Tintenstrahldrucker stößt die Tinte aus mindestens einem Druckkopf von mehreren Druckköpfen aus, wenn ausschließlich weiße Bilddaten anstehen, das heißt Daten, gemäß denen das Mischungsverhältnis von Tinte zu klein ist, um eine klare Druckdichte zu erzielen. Im Ergebnis wird eine rasche Tonänderung (ein Tonsprung) verhindert, und der zusätzliche Verbrauch von Verdünnung wird unterdrückt, um das Trocknungsverhalten zu verbessern.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 264372/1998 (im folgenden als Druckschrift 7 bezeichnet) zeigt die Verwendung mehrerer Zeilenköpfe, in welchen Tintenausstoßdüsen linear ausgerichtet sind. Bei diesem Beispiel läßt sich die Pixeldichte ändern, wenn der betreffende Zeilenkopf vorgespannt und in einer Papiertransportrichtung angeordnet wird und außerdem Positionen von Düsen in den jeweiligen Zeilenköpfen in der Richtung vorgespannt werden, die der Breite des Papierbogens entspricht. Außerdem wird Tinte einer einzigen Farbe aus jeder Düse ausgestoßen, und Tintentröpfchen unterschiedlicher Farben werden kombiniert durch Ausstoßen von Tinten verschiedener Farben entsprechend den Zeilenköpfen, um dadurch auf dem Druckpapier vorbestimmte Farben zu erhalten.
In dem Stand der Technik, wie er in den Druckschriften 1 bis 6 dargestellt ist, werden die unterschiedlichen Tintentypen vorab gemischt und dann ausgestoßen, wobei eine Zuführmenge mindestens einer Art von Tinte unter den mehreren zu mischenden Tintentypen gesteuert wird. Deshalb schwankt die Strömungsmenge von Tinte nach dem Mischen einer gewünschten Dichte, das heißt es schwankt ein Volumendurchsatz pro Zeiteinheit entsprechend der Änderung der Dichte oder der Farbe. Es wurde festgestellt, daß, wenn der Volumendurchsatz (im folgenden auch als Strömungsmenge bezeichnet) pro Zeiteinheit des Tintenfluids nach dem Mischen entsprechend einer Änderung des Mischungsverhältnisses aufgrund der Dichte oder Farbe in dieser Weise schwankt, die Qualität des fertigen Bilds auffallend verschlechtert wird.
Dies bedeutet, daß bei einer Bilderzeugungsmethode unter Einsatz des oben beschriebenen herkömmlichen Tintenstrahl-Betriebsverfahrens ein Volumen von Tröpfchen, die durch einen Ausstoßvorgang erzeugt werden (das Ausstoßvolumen) im wesentlichen konstant ist, wohingegen ein Flüssigkeits-Strömungsdurchsatz der gemischten Tinte, die sequentiell einer Ausstoßöffnung (einem Strahlerzeugungsteil) zugeleitet wird, schwankt. Wenn zum Beispiel eine Zuleitungs-Strömungsmenge der gemischten Tinte groß ist, so übersteigt die zugeführte Menge an Tinte die Menge von Tröpfchen, die pro Ausstoßvorgang ausgestoßen werden kann, und die in der Ausstoßöffnung verbleibende Flüssigkeit vermischt sich mit den für das nächste Pixel erzeugten Tröpfchen. Wenn außerdem eine Zuführ-Strömungsmenge der gemischten Tinte gering ist, so wird ein Teil der Tröpfchen für das nächste Pixel in nachteilhafter Weise abgefangen. Dies hat abträglichen Einfluß auf die Bildqualität.
Die Anmelder haben eine Betriebsart zum kontinuierlichen Transportieren der Tintenflüssigkeit zu einem Bildaufnahmemedium in Form einer kontinuierlichen Strömung ohne Tröpfchenbildung aus der Tintenflüssigkeit (im folgenden als kontinuierlicher Beschichtungsmodus bezeichnet) anstelle des Tintenstrahlmodus untersucht. Es hat sich gezeigt, daß eine Schwankung in der Zuführmenge der gemischten Tinte sich auch in dieser Betriebsart aus den verschiedenen, oben beschriebenen Problemen ergibt. Wenn zum Bei spiel die Zuführmenge der gemischten Tintenflüssigkeit sich ändert, gerät die Strömung der Flüssigkeit in Unordnung.
Im kontinuierlichen Beschichtungsmodus ist es erwünscht, daß diese Flüssigkeit als ständige Strömung in Richtung des Bildaufnahmemediums transportiert wird. Kommt es zu einer Störung oder zu einer Wirbelbildung innerhalb dieser Strömung, verschlechtert sich die Bildqualität. Darüber hinaus führt eine Schwankung der Zuführmenge an Flüssigkeit zu der Bildung von Schichten unterschiedlicher Dicke auf dem Bildaufnahmemedium, und es ist äußerst schwierig, in stabiler Weise Schichten mit unterschiedlichen Dicken abhängig von der Struktur einer Flüssigkeits-Ausstoßöffnung aufzutragen. Selbst wenn die Bildung derartiger Aufbauschichten möglicht ist, kommt es zu einer Unregelmäßigkeit auf der Oberfläche des aufgezeichneten Bilds, was die Bildqualität beeinträchtigt.
Da die Tinte einer einzigen Farbe von einer Düse im Stand der Technik nach Druckschrift 7 ausgestoßen wird, wird ein Pixel durch mehrere (drei, vier oder mehr Farben) Tintentröpfchen gebildet. Daher läßt sich die Pixeldichte kaum verbessern, eine Verbesserung der Bildqualität ist ebenfalls begrenzt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde unter den oben erläuterten Umständen gemacht, und es ist ein erstes Ziel der Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren zum Erzeugen einer Tintenflüssigkeit mit einer gewünschten Dichte und/oder Farbe durch Mischen oder Kombinieren mehrerer Arten von Tinte unterschiedlicher Dichten und/oder Farben und durch Transportieren dieser Tintenflüssigkeit zu einem Bildaufnahmemedium zwecks Erzeugung eines Bilds zu schaffen, um dadurch die Bildqualität zu steigern. Außerdem ist es ein zweites Ziel der Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung anzugeben, die direkt zur Implementierung dieses Verfahrens eingesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß läßt sich das erste Ziel erreichen mit Hilfe eines Bilderzeugungsverfahrens zum Ausstoßen mehrerer Typen von Tinte aus einer Tintenausstoßöffnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Man kann als Bildaufnahmemedium Druckpapier verwenden, um auf diesem Druckpapier direkt ein Bild zu erzeugen. Allerdings ist es möglich, eine Betriebsart vorzusehen, bei der ein trommelähnliches oder bandähnliches Zwischen-Bildaufnahmemedium zwischen der Ausstoßöffnung und dem Bildaufnahmemedium vorgesehen ist, beispielsweise ein Aufzeichnungsbogen, wobei die Tintenflüssigkeit aus der Ausstoßöffnung auf das Zwischen-Bildaufnahmemedium aufgebracht wird, so daß die Tintenflüssigkeit danach auf das Bildaufnahmemedium übertragen wird. Vorzugsweise können die Tintenausstoßöffnungen getrennt abhängig von den in der Breitenrichtung des Bildaufnahmemediums ausgerichteten Pixeln vorgesehen sein (eine Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung). Die Tintenausstoßöffnungen können zu einer schlitzähnlichen Öffnung geformt sein, die sich in Breitenrichtung des Bildaufnahmemediums erstreckt, wenn die Dichte und/oder die Farbe lediglich in Bewegungsrichtung des Bildaufnahmemediums zu ändern ist.
Wenn festgestellt wird, daß mindestens ein Typ von Tinte eine kein Bild erzeugende Tinte ist, das heißt eine Tinte, die transparent und farblos ist oder nach dem Austrocknen wird (was im folgenden als kein Bild erzeugende Tinte oder klare Tinte bezeichnet wird), so läßt sich die Tinte dadurch steuern, daß man einen Anteil oder ein Mischungsverhältnis der kein Bild erzeugenden Tinte in der Tintenflüssigkeit ändert. Es ist bevorzugt, die kein Bild erzeugende Tinte der Tintenflüssigkeit zu jeder Zeit hinzuzugeben, damit die Zuführmenge der kein Bild erzeugenden Tinte nicht zu Null werden kann. Wenn in einem derartigen Fall ein eine Entfärbung verhinderndes Mittel, beispielsweise ein Antioxidans, ein Ultraviolettstrahlen-Absorber oder eine andere Komponente vorab in der kein Bild erzeugenden Tinte enthalten ist, können dem Bild eine Farbverschlechterungs-Hemmung und andere Eigenschaften verliehen werden.
Das Transportieren mehrerer Typen von Tinte für ein Pixel aus der gemeinsamen Tintenausstoßöffnung in Richtung des Tintenaufnahmemediums kann eine Verschiebung der Dichte oder Farbe in dem Bild beseitigen oder minimieren. Allerdings kann eine Mehrzahl von Tintenausstoßöffnungen getrennt in gegenseitiger Angrenzung in bezug auf ein Pixel vorgesehen sein. In anderen Worten: die einzelnen Typen von Tinten können in der Nähe jeder Ausstoßöffnung zusammenfließen und gemischt oder kombiniert werden. Darüber hinaus kann ein Bild, dessen Dichte und/oder Farbe sich sowohl in Bewegungsrichtung als auch in Breitenrichtung des Bildaufnahmemediums ändert, dadurch erzeugt werden, daß man den Strömungsdurchsatz mehrerer Typen von Tinte entsprechend den einzelnen Pixeln steuert.
Durch den Tintenstrahlmodus können mehrere Typen von Tinte, die aus der Tintenausstoßöffnung ausgestoßen werden, auf das Bildaufnahmemedium in Form von Tröpfchen aufgesprüht werden. Außerdem ist es möglich, mehrere Arten von Tinte auf das Bildaufnahmemedium in Form eines durchgehenden Stroms aufzubringen anstatt in Form von Tröpfchen (der sogenannte kontinuierliche Beschichtungsmodus). Im Fall dieses kontinuierlichen Beschichtungsmodus kann ein Strom der Flüssigkeit als durchgängiger Strom ausgestoßen oder extrudiert werden, um durch eine Schlitzöffnung auf das Bildaufnahmemedium transportiert zu werden, welche die Tintenausstoßöffnungen für die einzelnen Pixel in Breitenrichtung verbindet.
Ein Strömungsdurchsatz von mehreren Typen von Tinte (ein Tintenströmungsdurchsatz) läßt sich nach verschiedenen Verfahren steuern. Beispielsweise kann ein Tintenzuführdruck in bezug auf jeden Tintenkanal konstant gehalten werden, während die Querschnittsfläche jedes Tintenströmungskanals mit Hilfe eines piezoelektrischen Bauelements geändert werden kann. In diesem Fall wird ein dem Strömungskanal zugewandtes Membranventil von dem piezoelektrischen Bauelement geöffnet/geschlossen. Das piezoelektrische Bauelement kann mittels mechanischer Eigenfrequenz (Resonanzfrequenz) des Bauelements selbst angesteuert werden, wobei die Zeitspanne zum Ansteuern des Bauelements dadurch geändert wird, daß eine Impulszahl dieser Frequenz variiert wird, um den Strömungsdurchsatz zu steuern. Außerdem ist es möglich, den Versetzungshub (eine Öffnung des Membranventils) des piezoelektrischen Bauelements mit Hilfe eines Analogsignals kontinuierlich zu steuern, wobei in diesem Fall der Strömungsdurchsatz von einer Spannung des Analogsignals gesteuert wird.
Wenn sämtliche Strömungsdurchsätze von mehreren Typen der Tinte mit Hilfe der piezoelektrischen Bauelemente gesteuert werden, läßt sich die Summe der Querschnittsflächen der Tintenkanäle, die von diesen piezoelektrischen Bauelementen gesteuert werden, auf einen stets konstanten Wert einstellen. Beispielsweise wird die Summe der Impulszahl für die Zeitspanne beim Ansteuern jedes piezoelektrischen Bauelements auf einen konstanten Wert gesteuert, oder es wird die Gesamtspannung der Analogsignale auf einen konstanten Wert gesteuert.
Ein für jeden Tintenkanal vorgesehener Strömungsdurchsatz läßt sich steuern, indem man die ausgestoßene Menge einer Tintenförderpumpe ändert. Beispielsweise wird eine Tintenförderpumpe von einem Impulsmotor (Schrittmotor) angetrieben, und der Tintenströmungsdurchsatz läßt sich steuern durch die Treiberimpulszahl dieses Impulsmotors. Die Tintenförderpumpe beinhaltet: mindestens ein Rückschlagventil am Tintenkanal; einen in der Nähe dieses Rückschlagventils befindlichen Hohlraum, und ein bewegliches Element zum Ändern einer Volumenkapazität des Hohlraums, so daß die Pumpe die Tinte dadurch austrägt, daß sie das Aufnahmevolumen des Hohlraums ändert. Eine derartige Pumpe kann als Tintenförderpumpe verwendet werden. Das in der Tintenförderpumpe verwendete Rückschlagventil kann gebildet werden durch eine geometrische Form, mit deren Hilfe ein Widerstand bezüglich der Tintenströmungsrichtung klein wird, in die entgegengesetzte Richtung hingegen groß wird. Ein solches Rückschlagventil besitzt kein bewegliches Teil und läßt sich fertigen mit Hilfe eines Fertigungsverfahrens für integrierte Schaltungen oder gedruckte Leiterplatten oder eine Mikromaschine. Die Tintenförderpumpe kann von dem Impulsmotor angesteuert werden.
Wenn die von dem Impulsmotor angetriebene Förderpumpe für jeden von mehreren Tintenkanälen vorgesehen ist, läßt sich der Gesamtströmungsdurchsatz der Tintenflüssigkeit dadurch auf einen konstanten Wert einstellen, daß man die Gesamt-Treiberimpulszahl des Impulsmotors zum Treiben jeder Tintenförderpumpe stets auf einen konstanten Wert bringt. Speziell kann die Tintenförderpumpe, die in diesem Beispiel eingesetzt wird, vorzugsweise vom Aufnahmevolumen-Typ sein, bei dem eine Ausstoßmenge proportional ist zum Drehhub des Motors, außerdem kann beispielsweise eine Pumpe verwendet werden, die einen flexiblen Schlauch quetscht, der gegen die Innenfläche eines kreisförmigen Gehäuses anliegt, wobei das Quetschen von der inneren Umfangsseite her mit Hilfe eines Exzenters in einer definierten Richtung erfolgt, weiterhin möglich sind eine Flügelpumpe, eine Zahnradpumpe und andere Varianten.
Die Tintenförderpumpe für jeden Tintenkanal kann durch das piezoelektrische Bauelement und das Rückschlagventil gebildet werden. In diesem Fall ist das piezoelektrische Bauelement ein Membranventil, welches durch die mechanische Eigenfrequenz des Bauelements angesteuert wird. Durch Steuern des piezoelektrischen Bauelements in der Weise, daß die Summe der Impulszahlen (Impulszahl ist definiert als Anzahl pro Zeitspanne oder Zeiteinheit) der Treiberfrequenz jedes piezoelektrischen Bauelements immer konstant ist, um auf diese Weise den insgesamt ausgestoßenen Volumendurchsatz der Tinte konstant zu halten.
Erfindungsgemäß kann das zweite Ziel erreicht werden durch eine Bilderzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 22.
Um den Tintenströmungsdurchsatz zu steuern, wird ein Membran-Strömungssteuerventil von einem piezoelektrischen Bauelement angesteuert und kann beispielsweise in dem Tintenkanal angeordnet sein. Anstelle des Membranventils, welches von dem piezoelektrischen Bauelement angesteuert wird, kann auch ein Membranventil, das durch einen Wärme-Druck-Effekt angesteuert wird, oder ein durch elektrostatische Anziehungskraft oder elektrostatische Rückstellkraft angesteuertes Teil verwendet werden. Dabei erübrigt sich, zu sagen, daß der Tintenzuführdruck bezüglich des Tintenkanals stets konstant gehalten wird. Darüber hinaus läßt sich die Ausstoßmenge der Tintenförderpumpe zum Zuführen von Tinte zu dem Tintenkanal ohne Verwendung des Strömungssteuerventils steuern. Vorzugsweise ist eine solche Pumpe eine Pumpe vom Aufnahmevolumen-Typ, angesteuert durch den Impulsmotor.
Die Tintenstromsteuereinrichtung kann aufweisen: ein Rückschlagventil in einem Tintenkanal, einen sich in der Nähe des Rückschlagventils befindlichen Hohlraum und ein bewegliches Element zum Ändern des Fassungsvermögens des Hohlraums, wobei die Tintenstromsteuereinrichtung eine Struktur aufweist zum Ausstoßen der Tinte durch Verändern des Fassungsvermögens des Hohlraums. Bei diesem Beispiel kann das Rückschlagventil eine derartige geometrische Form haben, daß ein Widerstand gegenüber einem Tintenstrom in Richtung der Tintenausstoßöffnung klein ist, in der Gegenrichtung jedoch groß ist. Das bewegliche Element kann gebildet werden durch eine Membran, die von einem piezoelektrischen Bauelement betätigt wird (oder durch das piezoelektrische Bauelement selbst gebildet wird). Das bewegliche Element kann durch eine Membran gebildet werden, die mit Hilfe des Wärme-Druck-Effekts betätigt wird, außerdem eine Membran, die durch elektrostatische Anziehungskraft oder elektrostatische Rückstellkraft betätigt wird, ferner einer Membran, die durch den magnetischen Verzerrungseffekt betätigt wird, außerdem eine Membran, die durch den Zwischenflächen-Spannungseffekt eines Fluids betätigt wird, welches sich von der Tinte unterscheidet, außerdem eine Membran, die durch Luftbläschen betätigt wird, die durch den elektrolytischen Prozeß von Fluid, welches sich von der Tinte unterscheidet, erzeugt werden.
Die Tintenausstoßöffnungen sind entsprechend Pixeln angeordnet, die in Breitenrichtung des Bildaufnahmemediums angeordnet sind, und sie sind unabhängig voneinandergegenüber dem Bildaufnahmemedium angeordnet. In diesem Fall können die Tintentröpfchen mit Hilfe des Tintenstrahlmodus transportiert werden. Darüber hinaus kann in diesem Fall die Tinte durch einen kontinuierlichen Beschichtungsmodus anstelle des Tintenstrahlmodus aufgebracht werden. Wird von dem kontinuierlichen Beschichtungsmodus Gebrauch gemacht, kann das von jeder Tintenausstoßöffnung ausgestoßene oder extrudierte Fluid über eine Schlitzöffnung, die in Richtung der Breite des Bildaufnahmemediums gestreckt ausgebildet ist, auf das Bildaufnahmemedium geleitet werden. Weiterhin kann ein Strom der Tintenflüssigkeit stabilisiert werden als stetige Strömung, die auf das Bildaufnahmemedium geleitet wird, indem auf diese Weise von einer Schlitzöffnung Gebrauch gemacht wird.
Im kontinuierlichen Beschichtungsmodus läßt sich die von der Tintenausstoßöffnung ausgestoßene Flüssigkeit auf ein Zwischen-Bildaufnahmemedium übertragen, beispielsweise auf eine Transfertrommel, und dann kann die Tintenflüssigkeit von diesem Zwischen-Bildaufnahmemedium auf ein End-Bildaufnahmemedium, beispielsweise in Form eines Aufzeichnungs- oder Druckpapierbogens, übertragen werden. Wie oben ausgeführt wurde, kann die aus der Tintenausstoßöffnung ausgestoßene Tintenflüssigkeit glatt mit Hilfe eines Zwischen-Bildaufnahmemediums übertragen werden, und die mindere Bildqualität aufgrund der ungleichmäßigen Beschaffenheit des Bildaufnahmemediums, beispielsweise eines Papierbogens, kann auf diese Weise unterdrückt werden.
Bei dem vorliegenden Verfahren und der vorliegenden Vorrichtung wird ein Gesamtströmungsdurchsatz von mehreren Typen von Tinte (der Volumendurchsatz pro Zeiteinheit), die von einer Tintenausstoßöffnung ausgestoßen wird, stets konstant gehalten. Folglich sind Bedingungen für den Transport der gemischten Tintenflüssigkeit zu dem Bildaufnahmemedium erfüllt, was für einen glatten Transportvorgang sorgt. Wenn zum Beispiel von dem Tintenstrahlmodus Gebrauch gemacht wird, kann ein Strömungsdurchsatz der der Tintenausstoßöffnung neu zugeführten Tinte stets in Übereinstimmung gebracht werden mit einem Volumen der ausgestoßenen Tröpfchen. Aus diesem Grund läßt sich in stabiler Weise ein Bild mit hoher Bildqualität erzeugen, ohne nachteilige Beeinflussung der Tröpfchen in bezug auf die benachbarten Pixel.
Wenn außerdem die vorliegende Vorrichtung im kontinuierlichen Beschichtungsmodus arbeitet, kommt es bei der Strömung der Tintenflüssigkeit aus der Tintenausstoßöffnung oder der Schlitzöffnung nicht zu Schwankungen, einer Turbulenz oder einer Verwirbelung innerhalb der Strömung, wodurch ein Bild mit hoher Bildqualität in stabiler Weise erzeugbar ist.
Im Rahmen der Erfindung beinhaltet das auf dem Bildaufnahmemedium erzeugte Bild graphische Informationsmuster wie beispielsweise alphanumerische Zeichen, eine graphische Darstellung, Zeichnungen oder andere Bildinformation.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, die das Konzept einer Bilderzeugungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, bei der ein kontinuierlicher Beschichtungsmodus angewendet wird;
2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs), der in der in 1 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wird;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Bilderzeugungsabschnitt (Aufzeichnungskopf) zum zonenweisen Transportieren von Tinte auf einen Druckpapierbogen entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 ist eine vergrößerte Querschnittansicht und zeigt einen Zustand des Beschichtens in Verbindung mit einem in 3 gezeigten Aufzeichnungskopf;
5 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) gemäß einer dritten Ausführungsform;
6 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) gemäß einer vierten Ausführungsform;
7 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) gemäß einer fünften Ausführungsform;
8 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) gemäß einer sechsten Ausführungsform, die eine Tintentransporteinrichtung aufweist, bei der ein Piezo-Tintenstrahlmodus angewendet wird;
9 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) gemäß einer siebten Ausführungsform, die eine Tintentransporteinrichtung aufweist, bei der von einem Thermo-Tintenstrahlmodus Gebrauch gemacht wird;
10 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) gemäß einer achten Ausführungsform mit einer Tintentransporteinrichtung, bei der ein kontinuierlicher Tintenstrahlmodus angewendet wird;
11 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) nach einer neunten Ausführungsform mit einer Tintentransporteinrichtung, bei der ein elektrostatischer Anziehungs-Tintenstrahlmodus angewendet wird;
12 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) nach einer zehnten Ausführungsform mit einer Tintentransporteinrichtung, bei der ein Ultraschall-Tintenstrahlmodus angewendet wird;
13 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) nach einer elften Ausführungsform, bei der ein kontinuierlicher Beschichtungsmodus angewendet wird;
14 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) nach einer zwölften Ausführungsform, bei der der kontinuierliche Beschichtungsmodus angewendet wird;
15 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) nach einer dreizehnten Ausführungsform, bei der der kontinuierliche Beschichtungsmodus angewendet wird;
16 bis 18 perspektivische Ansichten unterschiedlicher Strukturen eines Rückschlagventils, das in Tintenförderpumpen 334, 434 und 634 in den 7, 13 und 14 eingesetzt wird;
19A ist eine auseinandergezogene Zeichnung, die den detaillierten Aufbau des in den 16 bis 18 dargestellten Rückschlagventils veranschaulicht;
19B ist eine anschauliche Darstellung einer weiteren detaillierten Struktur des Rückschlagventils;
20 ist eine Ansicht eines Beispiels der Ausgestaltung des Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) bezüglich eines Bildaufnahmemediums;
21 ist eine Ansicht eines weiteren Beispiels für die Ausgestaltung des Bilderzeugungsabschnitts;
22 ist eine vergrößerte Ansicht des Bilderzeugungsabschnitts; und
23 ist eine vergrößerte Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Bilderzeugungsabschnitts.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Eine für einen kontinuierlichen Beschichtungsmodus ausgelegte Ausführungsform wird im folgenden anhand der 1 und 2 erläutert.
In 1 steht Bezugszeichen 10 für eine Gegendruckwalze und 12 für einen Druckpapierbogen als Bildaufnahmemedium, der um die Gegendruckwalze 10 geschlungen ist. Der Druckpapierbogen 12 wird in Pfeilrichtung mit fester Geschwindigkeit im dargestellten Uhrzeiger-Drehsinn der Gegendruckwalze 10 transportiert.
Bezugszeichen 14 steht für einen Grundierungsabschnitt, mit dem eine transparente Grundierflüssigkeit auf den Druckpapierbogen 12 aufgebracht wird, um das Haftvermö gen der Tinte zu steigern und die Bildqualität zu verbessern. Bezugszeichen 16 bezeichnet einen Aufzeichnungskopf, der als Bilderzeugungsabschnitt oder -teil zur Erzeugung eines Bilds auf dem Druckpapierbogen 12 dient. Eine erste Tinte und eine zweite Tinte werden in dem Aufzeichnungskopf 16 gemischt oder kombiniert und dem Druckpapierbogen 12 zugeleitet. Bezugszeichen 18 bezeichnet eine Heizvorrichtung zum Erhitzen des Druckpapierbogens 12, auf dem von dem Bilderzeugungsabschnitt 16 ein Bild erzeugt wurde, so daß die Tinte trocknet.
Wie in 2 gezeigt ist, enthält der Aufzeichnungskopf 16; einen ersten Tintenkanal 20; einen zweiten Tintenkanal 22 und Strömungssteuerventile 24 und 26 als Tintenströmungsdurchsatz-Steuereinrichtung zum Ändern der Kanalquerschnittsfläche der einzelnen Kanäle 20 und 22. Die erste Tinte ist eine kein Bild erzeugende Tinte (eine klare Tinte), das heißt eine Tinte, die transparent oder farblos ist oder transparent oder farblos wird, wenn sie trocknet. Die erste Tinte enthält ein Entfärbungs-Hemmungsmittel, beispielsweise ein Antioxidans oder einen Ultraviolettstrahlen-Absorber. Die zweite Tinte ist eine Bilderzeugungstinte zur endgültigen Erzeugung eines Bilds, beispielsweise schwarze Tinte.
Die erste Tinte und die zweite Tinte sind in Tintentanks 28 bzw. 30 eingefüllt und werden dem ersten bzw. dem zweiten Kanal 20 und 22 mit einem festen Druck aus den Tintentanks 28 und 30 mit Hilfe von Tintenförderpumpen 32 und 34 zugeführt. Als Pumpen 32 und 34 dienen bei diesem Beispiel die Pumpen mit einem Aufbau, bei dem ein Druckeinstellventil an der Tintenausstoßseite (der Seite mit der Auslaßöffnüng der Pumpe) vorgesehen ist, um den Ausstoßdruck konstant zu halten. Dies ist lediglich ein Beispiel.
Strömungssteuerventile 24, 26 enthalten zum Beispiel piezoelektrische Bauelemente 24A, 26A und Membranen 24B, 26B, die sich in die Tintenkanäle 20, 22 hinein bzw. aus diesen herausbewegen aufgrund der Verzerrung oder Formänderung der Bauelemente 24A, 26A. Diese piezoelektrischen Bauelemente 24A, 26A werden von einer Steuerung 36 ( 1) derart angesteuert, daß eine Gesamtzuführmenge S₀ der ersten und der zweiten Tinte, die aus den Tintenkanälen 20, 22 geliefert wird, stets konstant ist.
Die Steuerung 36 enthält einen Prozessor 38 sowie Treiber 40, 42, wie in 2 zu sehen ist. Der Prozessor 38 berechnet ein Mischungsverhältnis der ersten und der zweiten Tinte (S₁/S₂) basierend auf einem Dichtesignal (Bildsignal). Die Zuführmengen S₁ und S₂ für die erste und die zweite Tinte werden derart festgelegt, daß die Summe (S₁ + S₂) stets einer festen Menge S₀ entspricht. Die Treiber 40 und 42 treiben die piezoelektrischen Bauelemente 24A und 26A, damit die Zuführmengen aus den einzelnen Kanälen 20 und 22 den Werten S₁ bzw. S₂ entsprechen.
Beispielsweise werden die piezoelektrischen Bauelemente 24A und 26A von einem Impuls angesteuert, der die dem Bauelement eigene mechanische Resonanzfrequenz aufweist, wobei die Impulszahl die Häufigkeit des Öffnens/Schließens der Membranen 24B und 26B und damit den Strömungsdurchsatz S₁ bzw. S₂ steuert. Wenn dabei der Kanalwiderstand der Tintenkanäle 20 und 22, der Tintentransportdruck, ein Zustand zum Öffnen/Schließen der Membranen 24B und 26B und andere Bedingungen erfüllt sind, läßt sich ein Gesamtströmungsdurchsatz S₀ = S₁ + S₂ dadurch konstant halten, daß man eine Steuerung in der Weise vornimmt, daß die Summe der Impulszahl zum Treiben der piezoelektrischen Bauelemente 24A und 26A zu einem fixen Wert wird.
Die erste und die zweite Tinte, deren Strömungsdurchsatz gesteuert wird, werden als kontinuierlicher Strom aus einer Tintenausstoßöffnung 44 ausgestoßen, dort, wo der erste und der zweite Kanal 20 und 22 zusammengeführt sind, und der Strom wird kontinuierlich auf den Druckpapierbogen 12 aufgetragen, der der Tintenausstoßöffnung 44 angrenzend gegenüberliegt. Im vorliegenden Fall werden die erste Tinte und die zweite Tinte als Schicht oder als laminarer Strom ohne Turbulenz aufgetragen, und ohne daß sie miteinander vermischt werden, wie aus 2 hervorgeht. Der geschichtete Strom beinhaltet einen Strom, der nur in der Nähe der Grenze zwischen der ersten und der zweiten Tinte vermischt ist. Obschon die erste Tinte und die zweite Tinte gleichmäßig gemischt werden können, kann die Oberfläche des auf dem Druckpapierbogen 12 erzeugten Bilds mit irgendeiner dieser Typen von Tinte abgedeckt sein (im vorliegenden Beispiel der ersten Tinte), indem auf diese Weise die geschichtete Strömung erzeugt wird. Wenn irgendeiner dieser Typen von Tinte (im vorliegenden Fall die zweite Tinte) eine Tinte ist, die Formanpaßbarkeit bezüglich der Grundierungsschicht auf dem Druckpapierbogen 12 aufweist, läßt sich die Bildqualität steigern.
Wenn mehrere Gruppen aus ersten und zweiten Tintenkanälen 20, 22 und Strömungssteuerventilen 24, 26 in Breitenrichtung des Druckpapierbogens (einer Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung des Druckpapierbogens) vorgesehen sind und diese Teile den jeweiligen Pixeln zugeordnet sind, läßt sich ein Bild erzeugen, indem man die Strömungssteuerventile 24, 26 für die einzelnen Pixel basierend auf dem Dichtesignal (Bildsignal) steuert. In diesem Fall kann die Tintenausstoßöffnung 44 für jedes Pixel unabhängig gegenüber dem Druckpapierbogen 12 angeordnet sein. Darüber hinaus können diese Tintenausstoßöffnungen 44 in der schlitzförmigen Öffnung ausgebildet sein, die sich längs in Breitenrichtung des Druckpapierbogens 12 erstreckt, und die durch die erste und die zweite Tinte gebildete Tintenflüssigkeit läßt sich zonenweise transportieren und aus dieser Schlitzöffnung auf das Druckpapier 12 auftragen.
Zweite Ausführungsform
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) 16A, der in einer zweiten Ausführungsform zum Durchführen eines kontinuierlichen zonenweisen Aufbringens in der oben beschriebenen Weise eingesetzt wird, und 4 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die den Zustand des Auftragens zeigt. Der Aufzeichnungskopf 16A enthält Tintenausstoßöffnungen 44, die unabhängig entsprechend den einzelnen Pixeln vorgesehen sind, ferner eine Schlitzöffnung 44A, die parallel mit den Tintenausstoßöffnungen 44 für die jeweiligen Pixel angeordnet ist, wobei die von jeder Tintenausstoßöffnung 44 ausgestoßene Tintenflüssigkeit kontinuierlich und zonenweise zusammenläuft als Schichtströmung oder Schichtstrom in der Schlitzöffnung 44A, um auf den Druckpapierbogen 12 ausgestoßen oder extrudiert zu werden.
Der Grundierungsabschnitt 14A ist in den Aufzeichnungskopf 16A integriert. Der Grundierungsabschnitt 14A enthält einen Grundierungsflüssigkeitskanal 14B parallel zu dem ersten und dem zweiten Tintenkanal 20, 22, ferner eine zu dem Schlitz 44A parallel verlaufende Schlitzöffnung 14C. Da eine Grundierungsflüssigkeit L transparent und farblos ist und zur Vorbehandlung dient, damit die Tintenflüssigkeit stabil an der Oberfläche des Druckpapierbogens 12 haften bleiben kann, befindet der Schlitz sich an einer Stelle stromaufwärts bezüglich des Schlitzes 44A des Aufzeichnungskopfs 16A, gesehen in Bewegungsrichtung des Druckpapierbogens 12.
Die Grundierungsflüssigkeit L hat die Funktion, Turbulenzen oder Wirbel in dem Strom der Tintenflüssigkeit I_NK zu verhindern, wenn die Tintenflüssigkeit I_NK kontinuierlich aufgetragen wird, um die Bildqualität zu verbessern. Insbesondere wird gemäß 4 ein Teil der Grundierungsflüssigkeit L, die soeben aus dem Schlitz 14C ausgetreten ist, zu der stromaufwärtigen Seite des Schlitzes 14C getragen, um einen Flüssigkeitspool oder einen Flüssigkeitswulst L1 in einer Lücke G zu erzeugen, die zwischen dem Aufzeichnungskopf 16A und dem Druckpapierbogen 12 vorhanden ist. Ein Wirbel der Grundierungsflüssigkeit L entsteht möglicherweise innerhalb des Flüssigkeitspools L1, dies hat aber keinen abträglichen Einfluß auf die Beschichtungsfläche, weil die Grundierungsflüssigkeit L transparent ist.
Die Grundierungsflüssigkeit L bildet sich vor dem Schlitz 44A als stabile Schichtströmung mit einer festen Dicke aus, was Folge der Bewegung des Druckpapierbogens 12 ist. Folglich wird die aus dem Schlitz 44A ausgestoßene Tintenflüssigkeit I_NK auf die Schichtströmung der Grundierungsflüssigkeit L aufgebracht. Daher läßt sich die Bildqualität verbessern, ohne daß es zur Entstehung einer Störung oder eines Wirbels vor der Tintenflüssigkeit I_NK kommt.
An dem Aufzeichnungskopf 16A kann ein dritter Tintenkanal 23 vorgesehen sein. Aus dem dritten Tintenkanal 23 gelieferte dritte Tinte wird durch ein (nicht gezeigtes) Steuerventil zu der Tintenausstoßöffnung 44 geleitet und wird dem Druckpapierbogen 12 zu sammen mit der ersten und der zweiten Tinte zugeleitet. Wird der dritte Tintenkanal 23 vorgesehen, werden dem ersten, dem zweiten und dem dritten Tintenkanal 20, 22 und 23 Farbtinten mit den Farben Gelb, Magenta und Cyan zugeleitet, und auf diese Weise wird ein Mischungsverhältnis der farbigen Tinten variiert, so daß die Herstellung eines Farbbilds möglich ist.
Dritte Ausführungsform
5 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) 116 gemäß einer dritten Ausführungsform. Der Aufzeichnungskopf 116 steuert eine Strömungsmenge Tinte, die dem ersten und dem zweiten Tintenkanal 20, 22 zugeleitet wird, indem die Ausstoßmenge der Tintenförderpumpen 132, 134 geändert wird, anstatt Strömungssteuerventile 24, 26 zu verwenden, wie dies in Verbindung mit den 1 bis 4 erläutert wurde.
Die Pumpen 132, 134 sind vom Volumen-Dosiertyp mit einer Austragmenge proportional zum Drehhub. Beispielsweise eignet sich eine Pumpe zum Ausquetschen eines flexiblen Schlauchs, der von einem Exzenter in einer definierten Richtung von der inneren Umfangsfläche gegen die Innenumfangsfläche eines kreisförmigen Gehäuses gequetscht wird. Die Pumpen 132, 134 werden von einem Impulsmotor (Schrittmotor) angetrieben. Der Drehhub dieses Motors läßt sich steuern durch eine Treiberimpulszahl, und als Ergebnis läßt sich damit die Ausstoßmenge der Tinte aus den Pumpen 132, 134 steuern.
Eine Steuerung 136 besteht aus einem Prozessor 138 und Treibern 140, 142. Der Prozessor 138 bestimmt ein Mischungsverhältnis der ersten und der zweiten Tinte auf der Grundlage eines Dichtesignals (Bildsignals), und berechnet die Impulszahlen n₁ und n₂ entsprechend dem Mischungsverhältnis. Die Impulszahlen n₁ und n₂ werden dem Motor für jede der Pumpen 132, 134 zugeführt. Die Treiber 140, 142 senden die Treiberimpulse mit den Impulszahlen n₁, n₂ an die Motoren, um die Pumpen 132, 134 zu betätigen. Folglich werden dem ersten und dem zweiten Tintenkanal 20, 22 vorbestimmte Mengen von der ersten und der zweiten Tinte zugeleitet, und die Tinten werden mit einem festen Strömungsdurchsatz der Tintenflüssigkeit aus der Tintenausstoßöffnung 44 auf den Druckpapierbogen 12 transportiert oder übertragen. In diesem Fall wird die Summe der Mengen der ausgestoßenen Tinte auf einen immer konstanten Wert derart eingestellt, daß n₁ + n₂ zu einem festen Wert n₀ wird.
Vierte Ausführungsform
6 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) gemäß einer vierten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform werden Tintenförderpumpen 232, 234 zum Transportieren einer ersten und einer zweiten Tinte durch Zylinderpumpen gebildet. Die Pumpen 232, 234 haben den gleichen Aufbau, so daß im folgenden lediglich eine Pumpe 232 erläutert wird.
Die Zylinderpumpe 232 enthält einen Zylinder 232a, einen Kolben 232b, eine Vorschubspindel 232c zum Drücken/Ziehen des Kolbens 232b und einen Impulsmotor 232d zum treibenden Drehen der Vorschubspindel 232c. Der Kolben 232b wird in dem Zylinder 232a durch die Drehung des Motors 232d in Vorwärts/Rückwärts-Richtung gedrückt und gezogen. Die erste Tinte wird aus dem Tintentank 28 über ein Ein-Wege-Ventil 232e in Verbindung mit der Bewegung des Kolbens 232b in den Zylinder 232a gesaugt, und die Tinte wird dem ersten Tintenkanal 20 über das Ein-Wege-Ventil 232f gleichzeitig mit der Bewegung des Kolbens 232b zugeleitet.
Ein Bewegungshub des Kolbens 232b ist proportional zu einem Drehhub des Motors 232d. Der Kolben 232b wird vollständig in Richtung der Vertiefung bewegt, bevor ein Bild für eine Seite erzeugt wird, und es wird die erste Tinte in ausreichender Menge in den Zylinder 232a eingesaugt. Anschließend wird der Motor 232d über einen Drehhub gedreht, der dem Dichtesignal entspricht, um den Kolben 232b um lediglich einen vorbestimmten Bewegungshub in die Eindringrichtung zu bewegen und damit eine vorbestimmte Menge der ersten Tinte in den Tintenkanal 20 einzubringen. Der Motor 232d kann von einer Steuerung 136 ähnlich derjenigen der in 5 gezeigten Ausführungsform angetrieben werden.
Fünfte Ausführungsform
7 ist eine Schnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts 316 (eines Aufzeichnungskopfs) gemäß einer fünften Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform werden anstelle der Tintenförderpumpen 132, 134 in 5 und 232, 234 in 6 Tintenförderpumpen 332, 334 unter Verwendung der piezoelektrischen Bauelemente eingesetzt. Die Pumpen 332, 334 enthalten: piezoelektrische Bauelemente 232a, 234a; Hohlräume 232b, 234b, die die piezoelektrischen Bauelemente 332a, 334a als eine Wandfläche beinhalten; Einlässe 332c, 334c mit einer solchen Form, daß die Leitfähigkeit (der Reziprokwert des Widerstands) bezüglich der Hohlräume 232b, 234b entsprechend der Strömungsrichtung der Tinte veränderlich ist; und Auslässe 332d, 334d. Dabei ist es wünschenswert, wenn eine mögliche Oberflächenbehandlung vorgenommen oder eine Schutzschicht aufgetragen wurde auf die Oberfläche jedes der piezoelektrischen Bauelemente 332a, 334a, mit denen die Hohlräume 332b, 334b in Berührung treten.
Wenn also die piezoelektrischen Bauelemente 332a, 334a angesteuert werden, so daß sie sich verformen, ändern sich die Volumen-Aufnahmefähigkeiten der Hohlräume 332b, 334b, und es strömt Tinte aus den Einlässen 332c, 334c in Richtung der Auslässe 332d, 334d. Die piezoelektrischen Bauelemente 332a, 334a werden von einer Impulsspannung angesteuert, die die mechanische Resonanzfrequenz des Bauelements aufweist. Das Steuern der Impulszahl zum Ansteuern jedes der piezoelektrischen Bauelemente 332a und 334a ermöglicht mithin die Steuerung der Zuführmengen für die erste und die zweite Tinte. In diesem Fall kann eine Steuerung ähnlich der in 2 gezeigten Steuerung 36 verwendet werden.
Sechste bis zehnte Ausführungsform
8 bis 12 zeigen jeweils einen Bilderzeugungsabschnitt mit einer Tintentransporteinrichtung gemäß einer sechsten bis zehnten Ausführungsform. 8 zeigt einen Piezo-Tintenstrahlmodus; 9 zeigt einen Thermo-Tintenstrahlmodus; 10 zeigt einen kontinuierlichen Tintenstrahlmodus; 11 zeigt einen Tintenstrahlmodus mit elektrostatischer Anziehung und 12 zeigt einen Ultraschall-Tintenstrahlmodus.
Bei diesen Ausführungsformen werden die von den Steuerventilen 24, 26 mit Hilfe der piezoelektrischen Bauelemente 24A, 26A ähnlich den in 2 gezeigten Bauelementen gesteuert die erste und die zweiten Tinte der Tintenausstoßöffnung 44 zugeleitet. Die Tintentransporteinrichtung A in 8 stößt die Tinte in Form eines Tröpfchens 402 aus unter Einsatz einer piezoelektrischen Ausstoßeinrichtung 400, die sich in der Nähe der Tintenausstoßöffnung 44 befindet, und leitet das Tröpfchen auf den Druckpapierbogen 12.
Die in 9 dargestellte Tintentransporteinrichtung B erzeugt ein Bläschen 406 durch Aufheizen der Tintenflüssigkeit mit Hilfe einer Heizvorrichtung 404 in der Nähe der Tintenausstoßöffnung 44, um ein Tintentröpfchen 402 auszustoßen oder abzustrahlen. In der Tintentransporteinrichtung C in 10 wird zwischen Elektroden 408 (408a, 408b), die sich vor der Tintenausstoßöffnung 44 befinden, mit Hilfe eines Oszillators 410 eine hohe Spannung entsprechend dem Bildsignal angelegt. Im Ergebnis wird entsprechend dem Bildsignal dem Tintentröpfchen 412 eine elektrische Ladung vermittelt, so daß das Tröpfchen von der Tintenausstoßöffnung 44 gezogen wird. Das Tintentröpfchen wird abgelenkt von Ablenkelektroden 409 (409a, 409b), so daß lediglich ein benötigtes Tröpfchen 402a dem Druckpapierbogen 12 zugeleitet wird, während überflüssige Tröpfchen 402b von einer Prallplatte 412 beseitigt werden.
Die in 11 dargestellte Tintentransporteinrichtung D verjüngt die Tintenausstoßöffnung 44 auf einen kleinen Durchmesser und bringt eine Hochspannung in Verbindung mit dem Bildsignal zwischen die Tintenausstoßöffnung 44 und den Druckpapierbogen 12, wozu ein Oszillator 414 verwendet wird. Die Hochspannung dient dazu, das Tintentröpf chen 402 aus der Tintenausstoßöffnung 44 abzuziehen, damit das Tintentröpfchen 402 von dem Druckpapierbogen 12 angezogen wird. Bei der in 12 gezeigten Tintentransporteinrichtung E wird ein Ultraschallwandler an der Außenwand der Tintenausstoßöffnung 44 verwendet, und die von dem Ultraschallwandler 416 abgegebene Ultraschallwelle wird von einer Fresnel-Linse 418 an der Innenwand der Tintenausstoßöffnung 44 auf die Tintenflüssigkeit konzentriert, um diese derart anzuregen, daß das Tröpfchen 402 gebildet wird.
Bei den oben in Verbindung mit den 1 bis 12 beschriebenen ersten bis zehnten Ausführungsbeispielen kann ein Bild durch Änderung der Dichte erzeugt werden, da zwei Typen von Tinten gemischt oder kombiniert werden, von denen eine eine transparente und farblose Tinte ist. Allerdings kann im Rahmen der Erfindung die Farbe sowie die Dichte gleichzeitig geändert werden durch Mischen mehrerer Typen von Tinte mit Farben von beispielsweise Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz, und durch Mischen dieser Typen von Tinten mit der transparenten oder farblosen Tinte. Anstatt den Bilderzeugungsabschnitt 16 zu verwenden, der direkt ein Bild auf dem Bildaufnahmemedium, beispielsweise dem Druckpapierbogen 12, erzeugt, kann ein Bild als Zwischenbild auf einem Zwischen-Bildaufnahmemedium, beispielsweise einer Zwischentransfertrommel, erzeugt werden, um das Bild dann von dem Zwischen-Bildaufnahmemedium auf ein End-Bildaufnahmemedium aufzubringen, beispielsweise einen Druckpapierbogen.
Elfte Ausführungsform
13 ist eine Querschnittansicht eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs) 516 nach einer elften Ausführungsform unter Verwendung eines kontinuierlichen Beschichtungsmodus. Diese Ausführungsform verwendet eine Tintentransportpumpe 534, die von dem piezoelektrischen Bauelement anstelle der Tintenförderpumpe 234 verwendet wird, welche durch die Zylinderpumpe in dem in 6 gezeigten Aufzeichnungskopf 216 gebildet wird.
Diese Tintenförderpumpe 534 ist ähnlich aufgebaut wie die in 7 gezeigte Tintenförderpumpe 334. Das heißt: ein Hohlraum 534b und Rückschlagventile 534c und 534d, die sich vor und hinter dem Hohlraum 534b befinden, sind dem zweiten Tintenkanal 22 zugeordnet, und eine Membran, die von einem piezoelektrischen Bauelement 534a angetrieben wird, dient zum Ändern des Volumens des Hohlraums 434b.
Zwölfte Ausführungsform
14 ist eine Querschnittansicht und zeigt einen Bilderzeugungsabschnitt (Aufzeichnungskopf) 616 gemäß einer zwölften Ausführungsform, um in ähnlicher Weise den kontinuierlichen Beschichtungsmodus zu realisieren. Diese Ausführungsform macht Gebrauch von einer Tintenförderpumpe 634 anstelle des Strömungssteuerventils 26 des in 2 gezeigten Aufzeichnungskopfs 16.
Die erste Tinte wird dem ersten Tintenkanal 20 mit einem festen Druck unter Einsatz einer nicht dargestellten Pumpe zugeleitet, und eine Strömungsmenge der ersten Tinte wird von einem in dem ersten Tintenkanal 20 befindlichen Strömungssteuerventil 624 gesteuert. Der effektive Querschnitt des Tintenkanals in dem Strömungssteuerventil 624 wird gesteuert durch Verlagerung einer Membran 624b, angesteuert von einem piezoelektrischen Bauelement 624a. Eine Tintenförderpumpe 634 im zweiten Tintenkanal 22 besitzt ein piezoelektrisches Bauelement 634a, einen Hohlraum 634b und Rückschlagventile 634c, 634d.
Dreizehnte Ausführungsform
15 ist eine Querschnittansicht und zeigt einen Bilderzeugungsabschnitt (Aufzeichnungskopf) 716 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform, die in ähnlicher Weise von dem kontinuierlichen Beschichtungsmodus Gebrauch macht. Bei dieser Ausführungsform ersetzt eine Tintenförderpumpe 734 die Tintenförderpumpe 234, welche durch die Zylinderpumpe in dem in 6 gezeigten Bilderzeugungsabschnitt 216 gebildet ist.
Die Tintenförderpumpe 734 enthält ein piezoelektrisches Bauelement 734a, welches dem zweiten Tintenkanal 22 gegenüberliegt, und ein Paar keilförmiger Vorsprünge 734b, 734c, die einander gegenüberliegen. Der Vorsprung 734b befindet sich an dem piezoelektrischen Bauelement 734a, der andere Vorsprung 734c befindet sich an der Innenwand des Tintenkanals 22 gegenüber dem piezoelektrischen Bauelement 734a. Die Vorsprünge 734b, 734c besitzen geneigte Oberflächen, die sich in Richtung des Tintenstroms aufeinander zu erstrecken. Die Vibration des piezoelektrischen Bauelements 734a bewirkt ein Eintreten bzw. ein Zurücktreten des Vorsprungs 734b innerhalb des Tintenkanals 22. Als Folge davon wird die zwischen den geneigten Flächen der Vorsprünge 734b, 734c sandwichartig enthaltene Tinte in einer Richtung der Tintenausstoßöffnung 4 ausgedrückt. Dadurch wird eine Ausstoßmenge der zweiten Tinte gesteuert durch die Anzahl von Schwingungen und durch die Amplitude des piezoelektrischen Bauelements 734a.
Aufbau des Rückschlagventils
16, 17 und 18 sind perspektivische Ansichten, die unterschiedliche Strukturen eines Rückschlagventils zeigen. 19 ist eine Detailansicht dieser Strukturen. Rückschlagventile 800, 802 und 804, die in den Zeichnungen dargestellt sind, werden in den Tintenförderpumpen 334 (7), 534 (13) und 634 (14) eingesetzt, die in den 7, 13 bzw. 14 dargestellt sind. Jedes dieser Rückschlagventile 800, 802 und 804 ist eine Einschnürung oder eine Hemmung mit einer solchen geometrischen Form, daß der Widerstand in bezug auf eine Strömungsrichtung der Tinte größer wird als der Widerstand in bezug auf die umgekehrte Richtung. Daher besitzt jedes Rückschlagventil kein bewegliches Teil und läßt sich leicht mit Hilfe eines Verfahrens herstellen, wie es zur Fertigung einer Mikromaschine eingesetzt wird.
Das Rückschlagventil 800 nach 16 besitzt ein Substrat 800a, eine geneigte Fläche 800b, deren Tintenkanal-Querschnittsfläche im wesentlichen kontinuierlich zunimmt von der rechten Seite hin zur linken Seite des Substrats 800a, und eine Flachseite 800c, deren Tintenkanal-Querschnittsfläche in Rückwärtsrichtung rasch zunimmt.
Wenn ein Hohlraum, dessen Volumenaufnahmefähigkeit variiert, in der Nähe des Rückschlagventils 800 vorgesehen ist, geht die Tinte durch das Rückschlagventil 800 aufgrund einer Schwankung des Volumen-Fassungsvermögens des Hohlraums hin und her. In einem solchen Fall wird der Widerstand gering, wenn die Tinte in Richtung nach links in 16 strömt, der Widerstand wird groß, wenn die Tinte in die umgekehrte Richtung (nach rechts) strömt. Aus diesem Grund bewirkt eine Schwankung des Volumens des Hohlraums, daß die Tinte in einer Richtung fließt, in der der Widerstand klein wird (in der Zeichnung in Richtung nach links), so daß der Hohlraum als Rückschlagventil fungiert.
Das in 17 gezeigte Rückschlagventil 802 macht Gebrauch von einer Einschränkung in Form einer Pyramide mit quadratischem Grundriß, ausgebildet auf einem Substrat 802a. Das in 18 dargestellte Rückschlagventil 804 verwendet eine konische Öffnungseinschnürung, die an einem Substrat 804a ausgebildet ist. Diese Rückschlagventile 802 und 804 arbeiten ähnlich wie das in 16 gezeigte Rückschlagventil 800.
Diese Rückschlagventile 800, 802 und 804 haben einen Einzelaufbau, wie er in 19A gezeigt ist. In 19A sollte eine Neigung θ einer geneigten Fläche 800b des Rückschlagventils 800 in passender Weise abhängig von der Beziehung einer Länge t einer Komponente (im folgenden als Dicke bezeichnet) in bezug auf die Tintenströmungsrichtung an der geneigten Fläche 800b des Substrats 800a bestimmt wird. Außerdem werden die Neigungen θ der Pyramiden- und Kegel-Flächen 802b und 804b der Rückschlagventile 802 und 804 abhängig von der Beziehung zu der Dicke t der Teile 802 bzw. 804a bestimmt.
Untersuchungen haben gezeigt, daß der Strömungswiderstand oder Fluidwiderstand in Aufwärtsrichtung in 19A kleiner ist als der Strömungswiderstand in Abwärtsrichtung, wenn die Neigung θ in einem Bereich von 2° < θ < 15° ist und das Fluid stromaufwärts strömt. Weiterhin wurde herausgefunden, daß der Strömungs- oder Fluidwiderstand in Aufwärtsrichtung größer ist als in Abwärtsrichtung, wenn die Neigung θ im Bereich von 20° < θ < 70° liegt und das Fluid nach unten strömt. Ändert sich die Strömungsrich tung entsprechend dem Winkel θ der Einschnürung, so muß der Winkel θ in passender Weise bestimmt werden.
Weiterhin zeigt 19B eine weitere detaillierte Struktur des Rückschlagventils. Dieses Rückschlagventil 800A verbindet zwei Kegelflächen 800B, 800C miteinander, und wenn man davon ausgeht, daß die durch die beiden Kegelflächen 800B, 800C und eine zentrale Linie definierten Winkel θ₁ bzw. θ₂ betragen, versteht man, daß der Winkel θ₂ so eingestellt ist, daß er zumindest größer als der Winkel θ₁ ist (θ₂ > θ₁), wobei der Winkel θ vorzugsweise nicht weniger als 80° und am meisten bevorzugt etwa 90° beträgt.
Wenn der Winkel θ₂ größer als 90° ist, bleiben in unerwünschter Weise Bläschen an der Kegelfläche 8000 haften und sammeln sich an, wenn die Flüssigkeit von der Oberseite in Richtung der unteren Seite in 19B strömt. Nebenbei bemerkt wurde entdeckt, daß die Funktion des Rückschlagventils deutlich abnimmt, wenn der Winkel Θ₂ nicht mehr als 60° beträgt. Wenn ein Verbindungsabschnitt zwischen den beiden Kegelflächen 800B und 800C als geeignete Bogenfläche ausgebildet ist, wie in der Zeichnung bei R dargestellt ist, läßt sich ein Fluidstrom zusätzlich glätten, was noch günstiger ist.
Ausgestaltung des Aufzeichnungskopfs
20 und 21 sind Ansichten von Beispielen der Ausgestaltung eines Bilderzeugungsabschnitts (Aufzeichnungskopfs), der bei jeder der obigen Ausführungsformen verwendet wird. Der Aufzeichnungskopf 810 nach 20 besitzt mehrere Tintenausstoßöffnungen 44, die auf einer geraden Linie A angeordnet sind, die breiter ist als das Bildaufnahmemedium, beispielsweise ein Druckpapierbogen. Dieser Aufzeichnungskopf 810 ist derart ausgebildet, daß ein durch einen Schnitt einer Geraden A, auf der die Tintenausstoßöffnungen 44 angeordnet sind, und einer Richtung B, in der der Druckpapierbogen 12 zugeführt wird, definierter Winkel θ einen Wert von 90° oder im wesentlichen 90° erhält. Der Bilderzeugungsabschnitt 810 nach 21 ist derart geneigt, daß der durch den Schnitt der Geraden A mit der Vorschubrichtung B definierte Winkel θ nicht 90° wird.
Bei dem in 20 gezeigten Beispiel müssen die Tintenausstoßöffnungen 44 des Aufzeichnungskopfs 810 in gleichen Intervallen wie die Pixel angeordnet sein. Bei dem in 21 gezeigten Beispiel kann ein Intervall zwischen den jeweiligen Tintenausstoßöffnungen 44 größer sein als dasjenige zwischen den Tintenausstoßöffnungen 44 nach 20. Im Ergebnis läßt sich die Fertigung des Aufzeichnungskopfs 810 erleichtern.
22 ist eine vergrößerte Ansicht des Bilderzeugungsabschnitts 810, und 23 ist eine vergrößerte Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Bilderzeugungsabschnitts. Wie oben beschrieben wurde, besitzt der Bilderzeugungsabschnitt 810 eine Mehrzahl von Tintenausstoßöffnungen 44 auf einer Geraden A. Andererseits sind die benachbarten Tintenausstoßöffnungen 44 auf zwei parallelen Geraden A1 und A2 innerhalb des Bilderzeugungsabschnitts 810A in 23 verteilt.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ändert das Strömungssteuerventil (24, 26 oder 624) die Querschnittsfläche des Tintenkanals durch Ansteuern des Membranventils unter Verwendung des piezoelektrischen Bauelements und der Tintenströmungs-Steuereinrichtung mit Hilfe des Rückschlagventils, mit Hilfe des Hohlraums und des beweglichen Elements, das mit Hilfe der piezoelektrischen Einrichtung angesteuert wird, wie oben ausgeführt wurde. Allerdings können das Strömungssteuerventil oder das bewegliche Element von der Antriebskraft Gebrauch machen, die auf einem anderen Prinzip als dem der piezoelektrischen Einrichtung beruht. Beispielsweise kann man von Einrichtungen Gebrauch machen, die von dem Wärme-Druck-Effekt, der elektrostatischen Anziehungskraft oder der elektrostatischen Rückstellkraft Gebrauch machen. Der Wärme-Druck-Effekt bedeutet hier, daß das Fluid (das kann die Tinte selbst sein), dessen Fluidwiderstand sich mit der Temperatur stark ändert, ausgenutzt wird, wobei die Membran unter Verwendung einer Änderung des Fluiddrucks angesteuert wird, verursacht durch Änderung einer Fluidtemperatur mit Hilfe einer Heizvorrichtung an einer Stelle innerhalb des Fluidkanals.
Darüber hinaus kann das Membranventil oder kann das bewegliche Element angesteuert werden unter Verwendung des magnetischen Verzenungseffekts oder des Effekts der Zwischenflächenspannung des Fluids bei von Fluiden (Tinte), die zur Bilderzeugung verwendet werden, verschiedenen Fluiden. Außerdem kann man Gebrauch machen von der Wärme von Fluiden, die verschieden sind von den zur Bilderzeugung eingesetzten Fluiden und/oder von einem Druck eines durch Elektrolyten erzeugten Bläschens. Darüber hinaus kann eine Änderung im Kanalwiderstand des Fluids verschieden von den zur Bilderzeugung verwendeten Tintenfluiden eine Druckänderung dieses Fluids hervorrufen durch Ändern anderer physikalischer oder chemischer Eigenschaften, beispielsweise eines elektrischen oder magnetischen Felds, anstatt den Kanalwiderstand durch Wärme mit Hilfe des Wärme-Druck-Effekts zu verändern, um auf diese Weise diese Druckänderung zum Ansteuern der Membran oder des beweglichen Elements zu nutzen.
Es besteht die Möglichkeit, die Membran zum Öffnen/Schließen des Tintenkanals zu nutzen, der einen Aufbau aufweist, mit dem eine Ventilplatte zum Schließen des Tintenkanals von einem zentralen Antriebsarm oder einem Freiträgerarm gehalten wird. Das heißt: wenn die Membran einen Aufbau hat, wonach die Öffnung des Tintenkanals im wesentlichen vertikal der Ventilplatte gegenüberliegt und diese Ventilplatte von einem Aktuator, beispielweise einer piezoelektrischen Einrichtung, von der Öffnung des Tintenkanals und der Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite gestoßen wird, so wird der zentrale Antriebsarm oder der Freiträgerarm als die Ventilplatte verwendet.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform stoßen oder extrudieren die Pumpen 32, 34 die Tinte mit einem festen Druck aus, und eine Ausstoßmenge jedes Tintentyps wird getrennt von den Strömungseinstellventilen 24, 26 gesteuert. Darüber hinaus werden bei den in 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen die Ausstoßmengen der Tinte, die aus den Pumpen 132, 334, 232 und 234 ausgestoßen werden, unabhängig veränderlich ausgestoßen. Ferner wird bei der Ausführungsform nach 7 jede Tintenausstoßmenge variabel gestaltet mit Hilfe der Tintenförderpumpen 332 und 334.
Erfindungsgemäß wird nicht nur jeder Typ mit einem festen oder konstanten Druck geliefert, um eine Ausstoßmenge mit Hilfe des Strömungseinstellventils zu steuern (die Ausführungsform nach 2), oder wird eine Ausstoßmenge jedes Tintentyps durch die jeweilige Pumpe variiert (die Ausführungsform nach 5, 6 und 7), sondern es kann ein Teil der Tinte mit einem fixen oder konstanten Druck geliefert werden, und eine Ausstoßmenge irgendeines anderen Tintentyps kann variabel ausgestoßen werden. Beispielsweise kann die klare Tinte (die transparent oder farblos ist, zumindest nach ihrem Trocknen) kontinuierlich mit einem fixen oder konstanten Druck ohne Einsatz eines Strömungsregelventils geliefert werden, während eine Ausstoßmenge einer anderen, farbigen Tinte durch ein Strömungssteuerventil variabel gemacht werden kann (ein Ventil gemäß 2), oder durch die Pumpe, durch die eine Ausstoßmenge verändert wird (eine Pumpe gemäß 5 und 6), oder mit Hilfe einer Tintenförderpumpe variiert wird (wie in 7 gezeigt).
In diesem Fall wird, da eine Querschnittsfläche des Tintenkanals, durch den sämtliche Tintentypen kollektiv hindurchströmen, stets konstant ist, die Strömungsmenge eines Tintentyps, der mit festem Druck geliefert wird, naturgemäß geändert durch Variieren einer Ausstoßmenge des anderen Typs von Tinte, die gesteuert wird. Wenn die klare Tinte mit festem Druck ohne Einsatz eines Strömungssteuerventils transportiert wird, läßt sich der Tintenkanal für die klare Flüssigkeit verzweigen in mehrere Kanäle in Form eines Feldes innerhalb des Aufzeichnungskopfs, so daß die klare Flüssigkeit gleichmäßig von einer Tintenpumpe zu jeder Tintenausstoßöffnung transportiert werden kann, wodurch der Aufbau des Aufzeichnungskopfs vereinfacht wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind, wie aus der Zeichnung entnehmbar ist, der erste Tintenkanal 20 zum Zuführen der klaren oder transparenten Tinte und der zweite Tintenkanal 22 zum Zuführen der gefärbten Tinte derart eingerichtet, daß die Querschnittsfläche des erste Tintenkanals 20 an der Zusammenflußstelle dieser Kanäle größer ist als die des zweiten Tintenkanals 22. Diese Einstellung dient dem Zweck, die eine hohe Wiedergabetreue bezüglich des Bildsignals aufweisende Dichte dadurch zu erreichen, daß man die zweite (gefärbte) Tinte auch dann passend mit der ersten (klaren) Tinte mischt, wenn die Ausstoßmenge der zweiten Tinte gering ist.
Insbesondere dann, wenn eine Ausstoßmenge der zweiten Tinte geringer wird, wird die Ausstoßlänge der zweiten Tinte innerhalb des Tintenkanals äußerst gering. Daher kann der Strom der zweiten Tinte sich nicht glatt von dem zweiten Tintenkanal an der Ausstoßöffnung trennen (der Zusammenflußstelle mit der ersten Tinte). Die Ausstoßmenge der zweiten Tinte läßt sich in dem geringen Mengebereich nicht steuern. Als Gegenmaßnahme wird die Querschnittsfläche des zweiten Tintenkanals an der Zusammenflußstelle mit der ersten Tinte verringert, um die Ausstoßlänge für die zweite Tinte aus dem zweiten Tintenkanal zu der Zusammenflußstelle zu vergrößern. Mit einem solchen Aufbau vereint sich das vordere Ende der zweiten Tinte mit der ersten Tinte und strömt mit ihr zusammen, damit sie sich glatt von dem zweiten Tintenkanal auch dann löst, wenn die Ausstoßmenge der zweiten Tinte gering ist.
In einem weit verbreiteten Tintenstrahldrucker beispielsweise beträgt die zur Bildung eines Pixels aufzubringende Tintenmenge größenordnungsmäßig etwa 10 pL (Pikoliter = 10^–12 L = 10^–9 cm³). Um eine Änderung in der Dichte von beispielsweise 100 Tonstufen mit dieser Größe auszudrücken, muß die Menge der gefärbten Tinte in der Größenordnung von 10 pL × (1/100) = 0,1 pL geändert werden. Geht man von der Annahme aus, daß die Menge von 0,1 pL eine perfekte Kugelform hat, so kann man ein Tintentröpfchen mit einem Durchmesser von 5,8 μm (Mikrometer = 10^–3 mm) erhalten.
Es wird angenommen, daß ein Kubik-Volumen der ersten und der zweiten Tinte in bezug auf ein Pixel nach der Gemischbildung 30 pL beträgt und ein Verhältnis eines Strömungsdurchsatzes der ersten (klaren) Tinte 99/100 beträgt, während die zweite (gefärbte) Tinte einen Anteil von 1/100 hat.
Ein Strömungsdurchsatz V₁ der ersten (klaren) Tinte und ein Strömungsdurchsatz V₂ der zweiten (gefärbten) Tinte läßt sich folgendermaßen ausdrücken: V1 = 29,7 pL = 29,7 × 10–12 L = 29,7 × 10–6 mm3 V2 = 0,3 pL = 0,3 × 10–6 mm3 Angenommen, der Querschnitt des ersten Tintenkanals 20 sei quadratisch mit einer Kantenlänge von 40 μm, so läßt sich seine Querschnittsfläche S₁ ausdrücken in der Form S₁ = 40 × 40 × 10^–6 mm² = 16 × 10^–4 mm². Deshalb läßt sich die Distanz x₁, über die die erste Tinte (klare Tinte) in dem Tintenkanal 20 strömt, ausdrücken in der Form: x1 = V1/S1 = (29,7/16) × 10–2 mm = 18,6 × 10–3 mm = 18,6 μm
Es sei hier angenommen, daß die Querschnittsfläche S₂ des zweiten Tintenkanals 22 in der Nähe der Zusammenflußstelle beträgt und der erste Tintenkanal 20 in bezug auf die zweite Tinte einen gleich großen Querschnitt S₁ im ersten Tintenkanal hat. Das heißt: S₂ = S₁. Eine Distanz x₂, über die die zweite Tinte in den ersten Tintenkanal 20 strömt, läßt sich folgendermaßen ausdrücken: x2 = V2/S2 = (0,3/16) × 10–2 mm = 0,186 μm
Das heißt: das Verhältnis der Distanz x₂ der zweiten Tinte (gefärbten Tinte) zu der Distanz x₁ der ersten Tinte (der klaren Tinte) wird 1/100.
Die zweite Tinte strömt hier nur über die Distanz x₂ in den ersten Tintenkanal 20. Da aber diese Distanz, das heißt das Ausmaß des Eintritts x₂, extrem gering ist, überwindet die zweite Tinte nicht ihre Oberflächenspannung, und die zweite Tinte kann sich nicht von der ersten Tinte lösen. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sie das vordere Ende der zweiten Tinte nur etwas in den ersten Tintenkanal 20 hinein oder aus diesem heraus, und die erste Tinte vermischt sich nicht mit der zweiten Tinte. Das bedeutet: das vordere Ende der zweiten Tinte kann sich nicht glatt ablösen.
Als Gegenmaßnahme wird die Vorderkante des zweiten Tintenkanals 22, das ist ein Abschnitt, bei dem der zweite Tintenkanal 22 mit dem ersten Tintenkanal 20 zusammengeführt ist, derart ausgebildet, daß sie eine düsenförmige Gestalt mit kleinem Durchmesser aufweist. Hierdurch wird das Ausmaß des Eintritts der zweiten Tinte (gefärbten Tinte) in den Kanal 20 der ersten Tinte (klaren Tinte) erhöht, um das Ablösen der zweiten Tinte zu erleichtern und auf diese Weise eine extrem geringe Menge der zweiten oder gefärbten Tinte steuern zu können, bei der es sich um die Bilderzeugungstinte handelt.
Die obige Beschreibung betrifft die Ausführungsformen zum Erstellen eines Bilds. Das heißt: die Beschreibung bezieht sich auf das zweidimensionale Zeichnen eines Bilds auf einem Papierbogen oder einer Folie. Allerdings läßt sich die Erfindung auch zur Fertigung eines Mosaikfilters einsetzen, wie es in einem Bildanzeigegerät eingesetzt wird, beispielsweise einer Flüssigkristall-Farbbildanzeige, das heißt als Farbfilter, in welchem Farbmosaike aus den Farben Gelb, Magenta und Cyan sich wiederholend angeordnet sind. Außerdem läßt sich die Erfindung auf die Herstellung eines industriellen Produkts zur Ausbildung eines sich räumlich wiederholenden Musters anwenden.
Wie oben beschrieben wurde, steuert die vorliegende Erfindung eine Strömungsmenge von Tinte in der Weise, daß eine Gesamtausstoß-Strömungsmenge mehrerer Typen von Tinte stets konstant gehalten wird. Dementsprechend wird die Bedingung für den Transport der aus mehreren Tintentypen bestehenden Tintenflüssigkeit, die zu dem Bildaufnahmemedium geleitet wird, erfüllt, und es ist ein glattes und in hohem Maße zuverlässiges Transportieren der Tinte möglich. Wenn mindestens eine der mehreren Tintentypen eine kein Bild erzeugende Tinte ist und ein Mischungsverhältnis der mehreren Tintentypen derart gesteuert wird, daß diese kein Bild erzeugende Tinte stets innerhalb der Tinte enthalten ist, so läßt sich die Bilddichte dadurch ändern, daß man das Mischungsverhält nis bzw. den Anteil der kein Bild erzeugenden Tinte ändert. Mehrere Typen von Tinte besitzen die Farben Gelb, Magenta und Cyan, und man kann ein Mischungsverhältnis dieser Typen von Tinte zur Erstellung eines Farbbilds ändern. Wenn von der kein Bild erzeugenden Tinte Gebrauch gemacht wird, läßt sich die Farbbeeinträchtigung des Bilds verhindern, oder man kann eine andere spezielle Eigenschaft dadurch erzielen, daß man in die kein Bild erzeugende Tinte ein Farbverschlechterungs-Sperrmittel oder dergleichen einbringt.
Wenn mehrere Arten von Tinte aus einer gemeinsamen Tintenausstoßöffnung ausgestoßen werden, lassen sich Farbverschiebungen oder Dichteverschiebungen eines Bilds unter Verbesserung der Bildqualität beseitigen oder minimieren. Ein Bild, dessen Dichte und/oder Farbe sich zweidimensional ändert, läßt sich dadurch erstellen, daß man eine Strömungsmenge von mehreren Typen von Tinte nach Maßgabe verschiedener Pixel in der Breitenrichtung des Bildaufnahmemediums steuert (einer Richtung orthogonal oder etwa orthogonal zur Bewegungsrichtung des Mediums).
In diesem Fall können die zu den einzelnen Pixel gehörigen Tintenausstoßöffnungen unabhängig voneinander ausgebildet sein. Die Tintentröpfchen lassen sich von den unabhängig ausgebildeten Tintenausstoßöffnungen in dem oben erläuterten Tintenstrahlmodus zu dem Bildaufnahmemedium transportieren. Als Tintenstrahlmodus bei diesem Beispiel kommen ein Piezo-Tintenstrahlmodus, ein Thermo-Tintenstrahlmodus, ein kontinuierlicher Tintenstrahlmodus, ein Tintenstrahlmodus mit elektrostatischer Anziehung, ein Ultraschall-Tintenstrahlmodus und andere in betracht.
Ein Bild läßt sich erstellen durch eine Betriebsart, bei der die von der Tintenausstoßöffnung als kontinuierlicher Fluidstrom in Richtung des Bildaufnahmemediums ausgestoßen oder extrudierten Flüssigkeit zu dem Bildaufnahmemedium transportiert wird, das heißt im kontinuierlichen Beschichtungsmodus. In diesem Fall kann, obschon die Tintenflüssigkeit von der für jedes Pixel vorgesehenen Tintenausstoßöffnung als kontinuierlicher Strom ausgestoßen werden kann, um auf das Bildaufnahmemedium zu gelangen, die Tintenflüssigkeit durch einen Schlitz ausgestoßen werden, welcher die einzelnen Tintenaus stoßöffnungen miteinander verbindet. In diesem Fall können die mehreren Typen von Tinte, welche die Tintenflüssigkeit bilden, als eine Schichtströmung eingesetzt werden, die keine Turbulenz hat, so daß keine Vermischung zustande kommt und jeder Typ von Tinte stets auf der Bildaufnahmeseite oder der Oberflächenseite gelegen ist, was die Bildqualität zusätzlich verbessert.
Eine Strömungsmenge der Tinte läßt sich steuern durch Ändern der Kanalquerschnittsfläche bei mehreren Tintentypen, und damit befindet sich das Kanalsteuerventil mit der piezoelektrischen Einrichtung an dem Tintenkanal, so daß jede piezoelektrische Einrichtung in der Weise gesteuert wird, daß die Summe der Kanalquerschnittsfläche für sämtliche Tintenkanäle stets konstant ist. Die piezoelektrische Einrichtung läßt sich ansteuern mit einer mechanischen Resonanzfrequenz der Einrichtung selbst, um eine Strömungsmenge der Tinte unter Einsatz einer Impulszahl entsprechend dieser Frequenz zu steuern.
Anstatt die Querschnittsfläche des Tintenkanals zu steuern, kann man eine Strömungsmenge der Tinte steuern durch Ändern einer Ausstoßmenge der Tinte seitens der Tintenförderpumpe. Als bei diesem Beispiel eingesetzte Tintenförderpumpe kommt eine Pumpe in Betracht, die mindestens ein in dem Tintenkanal befindliches Rückschlagventil aufweist, die einen Hohlraum in der Nähe dieses Rückschlagventils besitzt, und die ein bewegliches Element aufweist, um das Fassungsvermögen dieses Hohlraums zu ändern. Als Rückschlagventil für dieses Beispiel kann man ein Ventil mit einer geometrischen Form verwenden, beispielsweise einer Einschnürung, durch die der Strömungs- oder Fluidwiderstand bezüglich einer Strömungsrichtung der Tinte gering wird, während der Widerstand in der entgegengesetzten Richtung groß wird.
Als Tintenförderpumpe kann man eine Pumpe unter Einsatz eines Impulsmotors verwenden, der in der Lage ist, eine Ausstoßmenge über eine Impulszahl zu steuern. In einem solchen Fall können die einzelnen Tintenförderpumpen zum Ausstoßen der einzelnen Tintentypen von den Impulsmotoren angesteuert werden, und die Steuerung läßt sich in der Weise ausführen, daß die Summe der Treiberimpulszahlen der mehreren Motoren zum Antreiben der Pumpen für die einzelnen Tintentypen konstant wird.
Die Tintenförderpumpe kann gebildet werden durch eine piezoelektrische Einrichtung und durch ein Rückschlagventil anstelle des Impulsmotors. Wenn in diesem Fall die Steuerung so ausgeführt wird, daß die piezoelektrische Einrichtung durch eine mechanische Resonanzfrequenz der Einrichtung selbst angesteuert wird und die Summe der Impulszahl der Treiberfrequenz (beispielsweise die Impulszahl pro Zeiteinheit) jeder piezoelektrischen Einrichtung immer konstant ist, läßt sich der gesamte Tintenausstoß-Strömungsdurchsatz auf einen konstanten Wert steuern. Erfindungsgemäß kann außerdem die Bilderzeugungsvorrichtung in der Weise ausgebildet werden, daß sie direkt zum Implementieren des oben beschriebenen Verfahrens einsetzbar ist. Wenn die Strömungsmenge jedes Tintentyps von dem Strömungssteuerventil in jedem Tintenkanal gesteuert wird, läßt sich das Strömungssteuerventil durch ein Membranventil ausbilden, welches von dem piezoelektrischen Bauelement angesteuert wird. Das Strömungssteuerventil kann durch das Membranventil gebildet werden, welches durch den Wärme-Druck-Effekt angesteuert wird, oder durch ein anderes Membranventil, welches durch eine elektrostatische Anziehungskraft oder eine elektrostatische Rückstellkraft angetrieben wird.
Eine Ausstoßmenge der Tintenförderpumpe läßt sich anstelle der Verwendung des Strömungssteuerventils steuern. Die Tintenförderpumpe kann durch das Rückschlagventil, den in dessen Nähe befindlichen Hohlraum und das bewegliche Element gebildet werden. Es kann das Rückschlagventil mit einer solchen geometrischen Form verwendet werden, durch die der Strömungswiderstand in eine Richtung der Strömung klein und in der entgegengesetzten Richtung groß wird.
Als das bei diesem Beispiel verwendete bewegliche Element kann man eine von dem piezoelektrischen Bauelement angesteuerte Membran verwenden, außerdem eine von dem Wärme-Druck-Effekt angetriebene Membran, eine von der elektrostatischen Anziehungskraft oder der elektrostatischen Rückstellkraft angetriebene Membran, eine durch den magnetischen Verzerrungseffekt angetriebene Membran, eine durch den Grenzflächenspannungseffekt des von der Tinte verschiedenen Fluids angetriebene Membran, eine durch Bläschen angetriebene Membran, wobei die Bläschen durch Elektrolyse des von der Tinte verschiedenen Fluids erzeugt werden, und andere.
Im Fall der Ausbildung der Tintenförderpumpe mittels des Rückschlagventils an jedem Tintenkanal und des piezoelektrischen Bauelements erfolgt die Steuerung in der Weise, daß eine Summe der Impulszahl der Frequenz zum Treiben jedes piezoelektrischen Bauelements immer konstant ist. Die Tintenausstoßöffnungen können unabhängig dem Bildaufnahmemedium entsprechend jedem Pixel gegenüberliegen, und man kann die Tintenflüssigkeit durch eine Tintentransporteinrichtung im Tintenstrahlmodus dem Bildaufnahmemedium zuleiten.
Die Tintenausstoßöffnungen können dem Bildaufnahmemedium eng gegenüberliegen, um die Tintenflüssigkeit dem Bildaufnahmemedium als kontinuierlichen Fluidstrom aus den Öffnungen zuzuleiten (das ist der kontinuierliche Beschichtungsmodus). Wenn in diesem Fall die einzelnen Tintenausstoßöffnungen in einem gemeinsamen Schlitz ausgebildet sind, damit die Tintenflüssigkeit durch diesen Schlitz ausgestoßen wird, läßt sich, weil mehrere Typen von Tinten als Schichtströmung ohne gegenseitige Vermischung aufgetragen werden können, die Bildqualität verbessern, indem der Tinte, die in Berührung mit dem Bildaufnahmemedium kommt, oder der Tinte, die an der Oberfläche freiliegt, eine bestimmte Eigenschaft vermittelt wird. Es sei außerdem angemerkt, daß das Bildaufnahmemedium ein Zwischen-Bildaufnahmemedium wie beispielsweise eine Trommel sowie ein End-Bildaufnahmemedium wie einen Druckpapierbogen umfassen kann.

Claims

Bilderzeugungsverfahren zum Ausstoßen mehrerer Typen von Tinte aus einer Tintenausstoßöffnung (44), während ein Mischungsverhältnis mehrerer Typen der Tinte basierend auf einem Bildsignal geändert wird und mehrere Typen der Tinte zu einem Bildaufnahmemedium (12) transportiert werden, welches relativ zu der Tintenausstoßöffnung (44) verlagert wird, um ein Bild zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömungsmenge der jeweiligen Tinte zu der Tintenausstoßöffnung (44) derart gesteuert wird, daß ein Gesamtausstoß-Volumendurchsatz mehrerer Typen der Tinte stets konstant ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zumindest einer von mehreren Typen der Tinte eine kein Bild erzeugende Tinte ist, so daß nach dem Austrocknen praktisch kein Bild entstanden ist, und ein Mischungsverhältnis mehrerer Typen der Tinte derart gesteuert wird, daß die kein Bild erzeugende Tinte immer ausgestoßen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mehrere Typen der Tinte aus einer gemeinsamen Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Strömungsmenge mehrerer Typen der Tinte nach Maßgabe verschiedener Pixel in einer Richtung orthogonal oder im wesentlichen orthogonal zu einer Bewegungsrichtung des Bildaufnahmemediums (12) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem mehrere Typen der Tinte in ihren Strömungsmengen nach Maßgabe verschiedener Pixel gesteuert und aus Tintenausstoßöffnungen (44) ausgestoßen werden, die entsprechend den unterschiedlichen Pixeln vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Mehrzahl von Typen der Tinte, die aus der Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßen werden, über einen Tintenstrahlmodus zu dem Bildaufnahmemedium (12) transportiert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Tintenstrahlmodus einer folgender Modi ist: Piezo-Tintenstrahlmodus, Thermo-Tintenstrahlmodus, kontinuierlicher Tintenstrahlmodus, elektrostatischer Anziehungs-Tintenstrahlmodus und Ultraschall-Tintenstrahlmodus.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mehrere Typen der Tinte, die von der Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßen werden, als kontinuierlicher Fluidstrom zur Erzeugung eines Bildes zu dem Bildaufnahmemedium (12) transportiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mehrere Typen der Tinte, deren Strömungsmengen gemäß unterschiedlichen Pixeln gesteuert werden, so ausgestoßen werden, daß sie über Tintenausstoßöffnungen (44), die entsprechend den unterschiedlichen Pixeln vorgesehen sind, ausgestoßen werden, und als kontinuierlicher Fluidstrom durch eine Schlitzöffnung (44A), welche die einzelnen Tintenausstoßöffnungen (44) verbindet, zur Erzeugung eines Bilds zu dem Bildaufnahmemedium (12) transportiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Strömungsmenge der Tinte dadurch gesteuert wird, daß eine Querschnittfläche eines Tintenkanals (20, 22) geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Querschnittfläche des Tintenkanals (20, 22) von einem piezoelektrischen Bauelement (24A, 26A) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die piezoelektrischen Bauelemente (24A, 26A) den jeweiligen Tintenkanälen (20, 22) zugeordnet sind, um mehrere Typen der Tinte zu befördern, und die piezoelektrischen Bauelemente derart gesteuert werden, daß die Summe der Querschnittsflächen der Tintenkanäle (20, 22), die von den piezoelektrischen Bauelementen (24A, 26A) gesteuert werden, stets konstant ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das piezoelektrische Bauelement durch eine mechanische Resonanzfrequenz des Bauelements getrieben wird, wobei eine Tintenstrommenge dadurch gesteuert wird, daß eine Impulszahl der Frequenz geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Menge des Tintenstroms dadurch gesteuert wird, daß die Austragmenge einer Tintenförderpumpe (32, 34, 132, 134, 232, 234, 332, 334, 534, 634, 734) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Tintenförderpumpe (332, 334, 534, 634) mindestens ein Rückschlagventil (332c, 332d, 334c, 334d, 534c, 534d, 634c, 634d, 800, 802, 804) aufweist, die in dem Tintenkanal (20, 22) angeordnet sind, daß in der Nähe des Rückschlagventils ein Hohlraum (332b, 334b, 534b, 634b) vorgesehen ist, und ein bewegliches Element (332a, 334a, 534a, 634a) zum Ändern des Fassungsvermögens des Hohlraums vorgesehen ist, und die Tinte dadurch ausgestoßen wird, daß das Fassungsvermögen des Hohlraums geändert wird durch Einsatz des beweglichen Elements (332a, 334a, 534a, 634a).
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Rückschlagventil (332c, 332d, 334c, 334d, 534c, 534d, 634c, 634d, 800, 802, 804) eine derartige geometrische Form besitzt, daß ein Widerstand gegenüber einer Tintenströmung in Richtung der Tintenausstoßöffnung (44) kleiner ist als ein Widerstand in die umgekehrte Richtung.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Tintenförderpumpe (132, 134) von einem Pulsmotor betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Tintenförderpumpe (132, 134) in jedem Tintenkanal (20, 22) angeordnet ist, um mehrere Typen der Tinte zu liefern, und jeder Impulsmotor derart gesteuert wird, daß die Summe der Antriebsimpulszahl des Impulsmotors für jede Pumpe (132, 134) immer konstant ist.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Tintenförderpumpe (332, 334, 534, 634) unter Verwendung eines piezoelektrischen Bauelements (332a, 334a, 534a, 634a) und eines Rückschlagventils (332c, 332d, 334c, 334d, 534c, 534d, 634c, 634d) in jedem Tintenkanal (20, 22) vorgesehen ist, um mehrere Typen der Tinte zu liefern, wobei jedes piezoelektrische Bauelement betrieben wird durch eine mechanische Eigenfrequenz und jedes piezoelektrische Bauelement (332a, 334a, 534a, 634a) derart gesteuert wird, daß die Summe der Impulszahl der Frequenz immer konstant wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Tintenkanal (20) zum Liefern eines Typs der Tinte zu der Tintenausstoßöffnung einen größeren Querschnitt hat als ein anderer Tintenkanal (22), der einen anderen Tintentyp an einer Zusammenflußstelle bereitstellt, an der die beiden Tintenkanäle (20, 22) zusammenlaufen.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der eine Typ der Tinte eine kein Bild erzeugende Tinte ist, die im getrockneten Zustand im wesentlichen kein Bild erzeugt, während der andere Tintentyp eine Bilderzeugungstinte ist.
Bilderzeugungsvorrichtung zum Ausstoßen mehrerer Typen einer Tinte aus einer Ausstoßöffnung (44) unter Änderung eines Mischungsverhältnisses mehrerer Typen der Tinte basierend auf einem Bildsignal, und zum Transportieren mehrerer Typen der Tinte zu einem Bildaufnahmemedium (12), welches relativ zu der Tintenausstoßöffnung (44) verlagert wird, um ein Bild zu erzeugen, umfassend: eine Tintenstromsteuereinrichtung (24, 26, 32, 34, 132, 134, 232, 234, 332, 334, 534, 634, 734) zum unabhängigen Steuern von Tintenstromdurchsätzen der mehreren Typen der Tinte; gekennzeichnet durch: einen Prozessor (38, 138) zum Bestimmen eines Mischungsverhältnisses der einzelnen Typen der Tinte basierend auf dem Bildsignal, und zum Berechnen eines Tintenströmungsdurchsatzes jeder Tinte unter Verwendung des vorbestimmten Mischungsverhältnisses in der Weise, daß die Summe der Tintenströmungsdurchsätze der einzelnen Typen der Tinte zu einem fixen Ausstoßvolumen-Strömungsdurchsatz wird; und einen Treiber (40, 42, 140, 142) zum Treiben der Tintenstromsteuereinrichtung basierend auf dem Ergebnis der durch den Prozessor (38, 138) durchgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Tintenstromsteuereinrichtung gebildet wird durch ein Strömungssteuerventil (24, 26), das sich in einem Tintenkanal (20, 22) befindet und eine Fläche des Tintenkanals (20, 22) ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der das Strömungssteuerventil (24, 26) ein Membranventil (24B, 26B) ist, welches von einem piezoelektrischen Bauelement (24A, 26A) angesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der das Strömungssteuerventil (24, 26) ein Membranventil (24B, 26B) ist, welches durch den Wärme-Druck-Effekt betätigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der das Strömungssteuerventil (24, 26) ein Membranventil (24B, 26B) ist, welches durch die elektrostatische Anziehungskraft oder elektrostatische Rückstellkraft betätigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Tintenstromsteuereinrichtung gebildet wird durch eine Tintenförderpumpe (132, 134, 232, 234), die sich in einem Tintenkanal (20, 22) befindet und von einem Impulsmotor (232d) angetrieben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Tintenstromsteuereinrichtung (332, 334, 534, 634) ein Rückschlagventil (332c, 332d, 334c, 334d, 534c, 534d, 634c, 634d, 800, 802, 804) in einem Tintenkanal (20, 22), einen sich in der Nähe des Rückschlagventils befindlichen Hohlraum (332b, 334b, 534b, 634b) und ein bewegliches Element (332a, 334a, 534a, 634a) zum Ändern des Fassungsvermögens des Hohlraums aufweist, wobei die Tintenstromsteuereinrichtung eine Pumpe ist zum Ausstoßen von Tinte durch Ändern des Fassungsvermögens des Hohlraums unter Verwendung des beweglichen Elements (332a, 334a, 534a, 634a).
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der das Rückschlagventil eine derartige geometrische Form hat, daß ein Widerstand gegenüber einem Tintenstrom in Richtung der Tintenausstoßöffnung (44) kleiner ist als ein Widerstand in der entgegengesetzten Richtung.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine Membran aufweist, die von einem piezoelektrischen Bauelement betätigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 28, beider das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine Membran aufweist, die durch den Wärme-Druck-Effekt betätigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine Membran aufweist, die durch elektrostatische Anziehungskraft oder elektrostatische Rückstellkraft betätigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine Membran aufweist, die durch den magnetischen Verzerrungseffekt betätigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine Membran aufweist, die durch den Zwischenflächen-Spannungseffekt von Fluid betätigt wird, welches sich unterscheidet von den mehreren Tintentypen, die zur Erzeugung eines Bilds verwendet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine Membran aufweist, die betätigt wird durch eine Blase, die ihrerseits erzeugt wird durch ein Elektrolysefluid, welches verschieden ist von den mehreren Tintentypen, die zum Erzeugen eines Bilds verwendet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die Tintenstromsteuereinrichtung (24, 26) in jedem Tintenkanal (20, 22) angeordnet ist, um jede der mehreren Tintentypen zu liefern, jedes piezoelektrische Bauelement (24A, 26A) durch seine mechanische Resonanzfrequenz betätigt wird, jedes piezoelektrische Bauelement (24A, 26A) derart gesteuert wird, daß die Summe der Impulszahl der Treiberfrequenz für jedes piezoelektrische Bauelement immer konstant ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der mehrere Tintenausstoßöffnungen ausgerichtet in einer Richtung orthogonal oder im wesentlichen orthogonal zur Bewegungsrichtung des Bildaufnahmemediums (12) vorgesehen sind, entsprechend jedem Pixel, und jede Tintenausstoßöffnung unabhängig dem Bildaufnahmemedium gegenüberliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Tintenausstoßöffnung (44) dem Bildaufnahmemedium (12) nahe gegenüberliegt, und mehrere Typen der Tinte von der Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßen werden und als kontinuierlicher Fluidstrom zu dem Bildaufnahmemedium (12) transportiert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 38, weiterhin umfassend ein Zwischenbildaufnahmemedium zum kontinuierlichen Empfangen von Fluid, das aus der Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßen wird, und zum Transportieren dieser Tinte zu dem Bildaufnahmemedium (12).
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der mehrere Tintenausstoßöffnungen (44) für die einzelnen Pixel vorgesehen sind, mehrere Tintenausstoßöffnungen (44) in einer Schlitzöffnung (44A) ausgebildet sind, die dem Bildaufnahmemedium (12) nahe gegenüberliegt, und von jeder Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßenes Fluid als kontinuierlicher Fluidstrom integriert und zonenweise zu dem Bildaufnahmemedium (12) transportiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 40, weiterhin umfassend ein Zwischenbildaufnahmemedium zum kontinuierlichen Aufnehmen des aus der Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßenen Fluids und zum Transportieren des Fluids zu dem Bildaufnahmemedium (12).
Vorrichtung nach Anspruch 22, weiterhin umfassend eine Tintentransporteinrichtung (A, B, C, D, E) zum Leiten von Fluid, das aus der Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßen wurde, durch einen Tintenstrahlmodus zu dem Tintenaufnahmemedium (12).
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der ein Tintenkanal (20) zum Transportieren eines Tintentyps zu der Tintenausstoßöffnung (44) eine Querschnittsfläche hat, die größer ist als diejenige eines anderen Tintenkanals (22), der einen anderen Tintentyp zu einer Zusammenflußstelle liefert, an der die Tintenkanäle (20, 22) zusammenlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 43, bei der der eine Tintentyp eine kein Bild erzeugende Tinte ist, die bei Austrocknung praktisch kein Bild erzeugt, während der andere Tintentyp eine bilderzeugende Tinte ist.