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Dokumentenidentifikation DE69919116T2 28.07.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001016538
Titel Verfahren und Gerät zur Bilderzeugung
Anmelder Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara, Kanagawa, JP
Erfinder Yamamoto Ryoichi,, Ashigarakami-gun, Kanagawa, JP;
Matsumoto, Nobuo, Ashigarakami-gun, Kanagawa, JP
Vertreter Klunker, Schmitt-Nilson, Hirsch, 80797 München
DE-Aktenzeichen 69919116
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 28.12.1999
EP-Aktenzeichen 991260738
EP-Offenlegungsdatum 05.07.2000
EP date of grant 04.08.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.07.2005
IPC-Hauptklasse B41M 3/00
IPC-Nebenklasse B41J 2/21   B05C 5/00   B05C 5/02   B05C 9/06   B41J 2/01   B41M 5/00   B41J 2/515   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsverfahren und eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 20.

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 erfolgt, 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 nach Druckschrift 1 werden die Ausstoßöffnungen für zwei Flüssigkeitsarten direkt auf dem Druckpapier gebildet, und die jeweiligen Flüssigkeitstypen werden getrennt von dem Druckpapier angezogen aufgrund der Kapillarwirkung unmittelbar nach dem Ausstoß. Deshalb kommt es leicht zu einer Schwankung der angezogenen Menge jeder Flüssigkeit auf dem Papier aufgrund des Einflusses der Papierqualität des Druckpapierbogens, was zu einer instabilen Bildqualität oder der Schwierigkeit führt, ein Bild mit hoher Wiedergabegetreue bezüglich des Bildsignals zu erzeugen.

In jedem Stand der Technik gemäß den Druckschriften 2 bis 6 werden mehrere Tinten vorab gemischt oder zum Zusammenfließen gebracht, anschließend wird die gemischte Flüssigkeit (einschließlich der zusammengeflossenen Flüssigkeit) auf den Druckpapierbogen gebracht. In einem Mischbereich (dem Zusammenflußbereich) werden mehrere Tinten in Berührung miteinander gebracht, und jede Tinte wird in einer vorbestimmten zu mischenden Menge ausgestoßen. Die Ausstoßöffnung für jede Tinte ist innerhalb des Mischbereichs ausgebildet. Deshalb kann nicht verhindert werden, daß jede Tinte sich natürlich mit den anderen vermischt.

Zum Beispiel: selbst wenn eine gegebene Tinte nicht in eine Mischkammer entsprechend dem Bildsignal ausgestoßen wird, diffundiert diese Tinte auf natürlichem Weg in die Mischkammer hinein. Auf diese Weise unterscheidet sich die Dichte und/oder die Farbe der endgültig gemischten Tintenflüssigkeit von dem Bildsignal, und man kann kein Bild erzeugen, welches getreu dem Bildsignal entspricht. Wenn die Verzerrung der Berührungsgrenzfläche aufgrund von Vibrationen im Mischbereich oder durch andere Störungen erfolgt, wird das unerwünschte Beimischen von Tinte noch erleichtert, und es kommt zu dem oben beschriebenen vorherrschenden Problem, auch wenn die natürliche Diffusion der Tinte nur gering ist.

Da die Tinte mit einer einzigen Farbe aus einer Düse im Stand der Technik gemäß Druckschrift 7 ausgestoßen wird, wird ein Pixel durch mehrere (drei, vier oder noch mehr Farben) Tintentröpfchen gebildet. Deshalb läßt sich die Pixeldichte kaum steigern, eine Verbesserung der Bildqualität ist beschränkt.

Im Stand der Technik nach Druckschrift 3 ist offenbart, daß eine als Rückschlagventil arbeitende Justiereinrichtung in der Nähe der Öffnung des Tintenkanals vorgesehen ist, der in dem Mischbereich gebildet ist, damit hierdurch verhindert wird, daß Tinten auf natürlichem Wege miteinander diffundieren. Die Justiereinrichtung mit dem Aufbau eines Rückschlagventils verkompliziert allerdings den Aufbau des Druckkopfs und führt zu Problemen wie schwieriger Fertigung, Minderung der Produktivität oder Erhöhung der Fertigungskosten.

Obschon im Stand der Technik nach Druckschrift 6 offenbart ist, daß die farblose Verdünnung kontinuierlich fließt, wenn ausschließlich weiß bedeutende Bilddaten vorhanden sind, um dadurch eine rasche Änderung des Tons (einen Tonsprung) zu vermeiden, so wird ständig in diese Verdünnung Tinte diffundiert, die nicht farblos und transparent ist, so daß die oben angesprochenen Probleme nicht vermieden werden können.

Aus der US-A-5 646 656 ist ein nur bei Bedarf Tröpfchen erzeugender Tintenstrahldrucker bekannt. Bei diesem Typ von Drucker werden Tintentröpfchen aus einer Düse nur dann ausgestoßen, wenn dies während eines Druckvorgangs notwendig ist. Die den Tintenstrahl erzeugende Einrichtung besitzt eine Düse zum selektiven Aufbringen von Tinte auf einen Aufzeichnungsträger. Dieser zum Stand der Technik gehörige Drucker macht nicht von einer klaren Flüssigkeit (Tinte) Gebrauch.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung wurde unter den oben erläuterten Umständen gemacht, und es ist ein erstes Ziel der Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren anzugeben, bei dem, wenn eine Tintenflüssigkeit mit einer gewünschten Dichte und/oder Farbe durch Mischen von Tinten mit verschiedenen Dichten und/oder Farben erzeugt wird und diese Tintenflüssigkeit zu einem Bildaufnahmemedium zwecks Erzeugung eines Bilds geleitet wird, mit Hilfe eines äußerst einfachen Verfahrens zwecks Gewinnung eines dem Bildsignal getreuen Bilds ein Problem gelöst wird, welches darin besteht, daß ein Bild mit hoher Wiedergabetreue bezüglich eines Bildsignals deshalb nicht erhalten werden kann, weil die Dichte und/oder die Farbe der Tintenflüssigkeit von dem Bildsignal abweicht, indem mindestens eine Bilderzeugungstinte durch natürliche Diffusion und dergleichen in die Tintenflüssigkeit gemischt wird, deren Mischungsverhältnis durch das Bildsignal eingestellt wird.

Ein zweites Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Bilderzeugungsvorrichtung, die sich zum Implementieren dieses Verfahrens eignet. Darüber hinaus ist es ein drittes Ziel der Erfindung, einen Aufzeichnungskopf zu schaffen, der zur Fertigung der Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß läßt sich das erste Ziel durch ein Bilderzeugungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreichen.

Eine minimale zusätzliche Menge der Bilderzeugungsflüssigkeit kann gleich oder größer sein als ein Strömungsdurchsatz, der zur Auffrischung eines Volumens dieser Bilderzeugungstinte erforderlich ist, gemischt mit irgendeiner anderen Tinte durch natürliche Diffusion. Da allerdings die zusätzliche Menge soweit unterdrückt werden sollte, daß eine Änderung der Dichte und/oder Farbe durch Hinzufügung dieser Tinte nicht zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt, ist es bevorzugt, die zusätzliche Menge derart zu wählen, daß eine Änderung der optischen Dichte der Tintenflüssigkeit durch die Zugabe dieser Tinte weniger als 0,1 beträgt. Die optische Dichte bedeutet hier ein Maß an Licht, welches eine Substanz absorbiert. Bezeichnet wird die optische Dichte mit D; eine Intensität des einfallenden Lichts wird mit I0 bezeichnet, und die Intensität eines transmittierten Lichtstrahls wird mit I bezeichnet. Dann läßt sich die optische Dichte definieren in der Form D=log10(I0/I). Vorzugsweise erfolgt die Vibrationsabsorption in einem Bereich, in welchem mehrere Tinten zusammenfließen, um die Entstehung von Turbulenz an der Berührungsschnittstelle aufgrund der Vibration ebenso unterdrückt wird wie eine Störung der Tinte, um Diffusion zu verhindern.

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. Es werden mehrere Tinten verwendet, und zwar Tinten mit den Farben Gelb, Magenta und Cyan, und das Ändern eines Mischungsverhältnisses dieser Tinten kann ein Farbbild erzeugen.

Das Steuern von Strömungsdurchsätzen mehrerer Tinten kann ein Bild erzeugen, dessen Dichte und/oder Farbe sowohl in Bewegungsrichtung als auch in Breitenrichtung des Bildaufnahmemediums variieren kann.

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 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 betriebene Tintenförderpumpe vorgesehen ist, kann diese im vorliegenden Beispiel vom Volumenverdrängungstyp sein, bei dem die Ausstoßmenge proportional ist zum Drehhub des Motors, auch kann beispielsweise eine Pumpe zum Quetschen eines flexiblen Schlauchs verwendet werden, wobei der Schlauch gegen die Innenfläche eines kreisförmigen Gehäuses von der Innenumfangsseite her mit Hilfe eines Exzenters in definierter Richtung gedrückt wird, ferner 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 kann ein ausgestoßener Volumendurchsatz der Tinte aus jedem Kanal gesteuert werden.

Erfindungsgemäß kann das zweite Ziel erreicht werden durch eine Bilderzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 20.

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 voneinander gegenüber 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.

Erfindungsgemäß läßt sich das dritte Ziel der Erfindung mit Hilfe eines Aufzeichnungskopfs zur Verwendung in der oben beschriebenen Bilderzeugungsvorrichtung erreichen, wobei mehrere Tintenausstoßöffnungen auf einer geraden Linie angeordnet sind, die orthogonal oder etwa orthogonal verläuft zu der Richtung eines relativen Versatzes eines Bildaufnahmemediums.

Wenn die benachbarten Tintenausstoßöffnungen auf mehrere parallele Geraden verteilt sind, die orthogonal oder etwa orthogonal zur Richtung des relativen Versatzes des Bildaufzeichnungsmediums orientiert sind, läßt sich die Pixeldichte steigern.

Da ein Strömungsdurchsatz (Volumendurchsatz pro Zeiteinheit) mindestens einer Bilderzeugungstinte, die nach der Austrocknung wesentlichen Anteil an einer Bilderzeugung hat, erfolgt, wird eine von mehreren aus einer Tintenausstoßöffnung ausgestoßenen Tinten derart gesteuert, daß sie nicht konstant Null ist, so daß sich das Mischungsverhältnis dieser Bilderzeugungstinte stets feststellen und handhaben läßt. In diesem Fall ist es, da ein Diffusionsbereich oder die Länge der Flüssigkeit, die durch natürliche Diffusion der Tinte in Bezug auf ein Pixel zustande kommt, beträchtlich kurz ist, vorzuziehen, einen Strömungsdurchsatz zu bestimmen, der erforderlich ist zum Auffrischen einer Volumenkapazität in der Weise, daß das Ausmaß der Diffusion einem minimalen Strömungsdurchsatz entspricht. Im Ergebnis läßt sich die Schwankung in der Farbe und/oder Dichte aufgrund natürlicher Diffusion der Tinte unterdrücken, so daß man ein Bild mit hoher Bildqualität erhält.

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 Ausführunsgform

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 Haftvermögen 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 Auslaßöffnung 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 Auflbringens 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 INK zu verhindern, wenn die Tintenflüssigkeit INK 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 INK 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 INK 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 zusammen 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 Ausführunsgform

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 Ausführunsgform

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 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 Tintentröpfchen 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 734, 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 800, 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 &thgr; einer geneigten Fläche 800 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 800 des Substrats 800a bestimmt wird. Außerdem werden die Neigungen &thgr; der Pyramiden- und Kegel-Flächen 802 und 804 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 &thgr; in einem Bereich von 2° < &thgr; < 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 &thgr; im Bereich von 20° < &thgr; < 70° liegt und das Fluid nach unten strömt. Ändert sich die Strömungsrichtung entsprechend dem Winkel &thgr; der Einschnürung, so muß der Winkel &thgr; 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 &thgr;1 bzw. &thgr;2 betragen, versteht man, daß der Winkel &thgr;2 so eingestellt ist, daß er zumindest größer als der Winkel &thgr;1 ist (&thgr;2 > &thgr;1), wobei der Winkel &thgr; vorzugsweise nicht weniger als 80° und am meisten bevorzugt etwa 90° beträgt.

Wenn der Winkel 62 größer als 90° ist, bleiben in unerwünschter Weise Bläschen an der Kegelfläche 800C 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 82 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 &thgr; 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 &thgr; 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 dem Bilderzeugungsabschnitt (Aufzeichnungskopf) 810A in 23 läßt sich das Intervall zwischen benachbarten Tintenausstoßöffnungen 44 auf der jeweiligen Geraden A1 und A2 vergrößern, um das in 22 gezeigte Intervall zu verdoppeln. Dies kann die Erstellung des Bilderzeugungsabschnitts 810A erleichtern. Übrigens können die Tintenausstoßöffnungen 44 auf drei oder noch mehr Geraden anstatt auf zwei Geraden A1 und A2 verteilt werden, was zusätzlich die Fertigung des Bilderzeugungsabschnitts vereinfacht. Verteilt man die Tintenausstoßöffnungen 44 auf unterschiedliche Geraden A1 und A2, so können mehrere Tintenerzeugungsabschnitte mit Tintenausstoßöffnungen 44, die auf jeweils einer Geraden ausgerichtet sind, versetzt mit einem Pixel-Mittenabstand in Breitenrichtung des Druckpapiers 12 angeordnet werden, so daß die Pixel einander überlappen.

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 Verzerrungseffekts 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 um (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 &mgr;m, 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 &mgr;m

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 &mgr;m

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 ausgeführt wurde, steuert die Erfindung die Strömungsmenge mindestens einer Bilderzeugungstinte, die nach dem Trocknen wesentlich zur Erzeugung eines Bildes beiträgt, von mehreren Tinten in der Weise, daß der pro Zeiteinheit gemessene Volumendurchsatz dieser Tinte nicht immer Null wird, und daher ist es möglich, zu verhindern, daß die Bildqualität verschlechtert wird durch ein Vermischen aufgrund von Diffusion der Tinten.

Wenn festgestellt wird, daß eine minimale zusätzliche Menge der Bilderzeugungstinte konstant in einer Menge hinzugefügt wird, daß eine Änderung der optischen Dichte der Tintenflüssigkeit aufgrund der Zugabe dieser Tinte geringer ist als 0,1, so wird das Bild kaum verschlechtert. Ein unerwünschtes Mischen mehrerer Tinten einschließlich dieser Bilderzeugungstinte aufgrund von Diffusion der einzelnen Tinten läßt sich zusätzlich unterdrücken, indem man unter Absorbieren von Vibration ein Zusammenfließen der einzelnen Tinten veranlaßt. Folglich läßt sich eine Korrektur des Dichtetons dadurch verringern, daß man die minimale Zugabemenge der Tinte reduziert, was eine Verbesserung der Bildqualität hervorruft.

Wenn mindestens eine der hier verwendeten mehreren Tinten die kein Bild erzeugende Tinte ist, die im wesentlichen kein Bild nach dem Austrocknen erzeugt, und ein Mischungsverhältnis der mehreren Tinten derart gesteuert wird, daß diese kein Bild erzeugende Tinte stets in dem Gemisch enthalten ist, so läßt sich die Bilddichte dadurch ändern, daß man ein Mischungsverhältnis der kein Bild erzeugenden Tinte variiert, und die Farbverschlechterung des Bildes läßt sich ebenso verhindern wie man dem Bild eine Spezialeigenschaft verleihen kann, indem man der kein Bild erzeugenden Tinte beispielsweise ein Farbverschlechterungs-Unterdrückungsmittel oder dergleichen beigibt.

Ein Bild, dessen Dichte und/oder Farbe sich zweidimensional ändert, läßt sich erstellen, indem man die Strömungsmenge mehrerer Tinten nach Maßgabe verschiedener Pixel in Breitenrichtung des Bildaufnahmemediums ändert (das ist eine Richtung orthogonal oder etwa orthogonal zur Bewegungsrichtung des Mediums). In diesem Fall können die Tintenausstoßöffnungen, die zu den jeweiligen Pixeln gehören, unabhängig ausgebildet sein.

Die Tintentröpfchen lassen sich zu dem Bildaufnahmemedium aus den Tintenausstoßöffnungen im Tintenstrahlmodus unabhängig in der oben beschriebenen Weise transportieren. Während beim vorliegenden Beispiel vom Tintenstrahlmodus Gebrauch gemacht wird, kommen außerdem ein Piezo-Tintenstrahlmodus, ein Thermo-Tintenstrahlmodus, ein kontinuierlicher Tintenstrahlmodus, ein elektrostatischer Anziehungs-Tintenstrahlmodus, ein Ultraschall-Tintenstrahlmodus und andere Varianten 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 Tintenausstoßöffnungen 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 oder einem Einschnürelement, 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.

Außerdem kann erfindungsgemäß die Bilderzeugungsvorrichtung geschaffen werden, die direkt zum Implementieren des oben beschriebenen Verfahrens eingesetzt wird. Wenn eine Strömungsmenge jeder Tinte durch das Strömungssteuerventil in jedem Tintenkanal gesteuert wird, kann das Strömungssteuerventil durch das von dem piezoelektrischen Bauelement betriebene Membranventil gebildet werden. Das Strömungssteuerventil kann gebildet werden durch das Membranventil, welches durch den Wärme-Druck-Effekt betrieben wird, oder es kann sich um ein anderes Membranventil handeln, welches durch elektrostatische Anziehungskraft oder elektrostatische Rückstellkraft angetrieben wird.

Eine Ausstoßmenge der Tintenförderpumpe läßt sich anstatt durch Einsatz des Strömungssteuerventils steuern. Obschon die Tintenförderpumpe unter Einsatz eines Impulsmotors verwendet werden kann, kann die Pumpe auch durch das piezoelektrische Bauelement und das Rückschlagventil gebildet werden. Die Tintenförderpumpe kann gebildet werden durch das Rückschlagventil, den in der Nähe des Rückschlagventils befindlichen Hohlraum und das bewegliche Element. Als Rückschlagventil kann hier eine geometrische Form eingesetzt werden, durch die der Strömungswiderstand in Strömungsrichtung der Tinte kleiner wird als in deren Rückwärtsrichtung.

Als bewegliches Element dieses Beispiels kann man eine von dem piezoelektrischen Bauelement angetriebene Membran verwenden, außerdem eine durch den Wärme-Druck-Effekt angetriebene Membran, oder eine Membran, die durch die elektrostatische Anziehungskraft oder elektrostatische Rückstellkraft angetrieben wird, ferner eine durch magnetischen Verzerrungseffekt angetriebene Membran, eine Membran, die durch die Grenzflächenspannung des von der Tinte verschiedenen Fluids angetrieben wird, eine Membran, die von Bläschen angetrieben wird, erzeugt durch Elektrolysieren des von der Tinte verschiedenen Fluids, und weitere Varianten.

Die Tintenausstoßöffnungen können unabhängig entsprechend jedem Pixel dem Bildaufnahmemedium gegenüberliegen, und die Tintenflüssigkeit kann dem Bildaufnahmemedium durch die Tintentransporteinrichtung im Tintenstrahlmodus zugeleitet werden.

Die Tintenausstoßöffnungen können die Tintenflüssigkeit dem Bildaufnahmemedium in Form eines kontinuierlichen Fluidstroms (kontinuierlicher Beschichtungsmodus) zuleiten. Wenn in diesem Fall die einzelnen Tintenausstoßöffnungen in einem gemeinsamen Schlitz ausgebildet sind, um die Tintenflüssigkeit durch diesen Schlitz hindurch auszustoßen, läßt sich, da mehrere Tinten ohne Vermischen als ein schichtförmiger Strom aufgetragen werden können, die Bildqualität dadurch verbessert werden, daß man der mit dem Bildaufnahmemedium in Berührung tretenden Tinte oder der auf der Oberfläche freiliegenden Tinte eine spezielle Eigenschaft verleiht. Es sei angemerkt, daß das Bildaufnahmemedium auch ein Zwischenbildaufnahmemedium sein kann, beispielsweise eine Trommel, außer einem End-Bildaufinahmemedium wie zum Beispiel ein Druckpapierbogen.

Als in der Bilderzeugungsvonichtung verwendeter Bilderzeugungsabschnitt (Aufzeichnungskopf) kann ein Teil verwendet werden, bei dem die Tintenausstoßöffnungen auf einer Geraden ausgerichtet sind, die orthogonal oder etwa orthogonal zum relativen Versatz des Bildaufnahmemediums orientiert ist. Wenn allerdings die Gerade, auf der die Tintenausstoßöffnungen angeordnet sind, gegenüber der Richtung des relativen Versatzes des Bildaufnahmemediums geneigt ist, läßt sich eine Lücke zwischen den einzelnen Tintenausstoßöffnungen vergrößern.

In dem Bilderzeugungsabschnitt (dem Aufzeichnungskopf) können die benachbarten Tintenausstoßöffnungen auf mehrere Geraden verteilt sein, die orthogonal oder im wesentlichen orthogonal zur Richtung des relativen Versatzes des Bildaufnahmemediums orientiert sind (Anspruch 39). Da zwischen den auf den einzelnen Geraden ausgerichteten Tintenausstoßöffnungen ein vergrößertes Intervall vorhanden ist, läßt sich in diesem Fall die Fertigung des Aufzeichnungskopfs zusätzlich vereinfachen.


Anspruch[de]
  1. Bilderzeugungsverfahren zum Erzeugen eines Bilds auf einem Bildaufnahmemedium (12) mit einer Tintenflüssigkeit, die mehrere Tinten beinhaltet, von denen mindestens eine eine Bilderzeugungstinte ist, die nach dem Trocknen im wesentlichen ein Bild erzeugt, wobei ein Mischungsverhältnis der mehreren Tinten in Bezug auf ein Pixel basierend auf einem Bildsignal geändert wird, umfassend:

    Zuleiten der mehreren Tinten zu einer Tintenausstoßöffnung (44) über mehrere zugehörige Tintenkanäle (20, 22);

    Mischen der mehreren Tinten in einem stromaufwärtigen Bereich bezüglich der Tintenausstoßöffnung (44), um die Tintenflüssigkeit zu bilden; und

    Transportieren der Tintenflüssigkeit von der Tintenausstoßöffnung (44) zu dem Bildaufnahmemedium (12), wobei dieses relativ zu der Tintenausstoßöffnung bewegt wird, um auf dem Medium ein Bild ein erzeugen,

    dadurch gekennzeichnet, daß

    eine eine vorbestimmte Minimummenge der Bilderzeugungstinte nicht unterschreitende Menge andauernd zugeleitet wird, wenn die mehreren Tinten der Tintenausstoßöffnung (44) über die mehreren zugehörigen Tintenkanäle (20, 22) zugeleitet werden,

    eine Dichte der Pixel nach Maßgabe der minimalen Menge der Bilderzeugungstinte derart korrigiert wird, daß das Mischungsverhältnis der mehreren Tinten korrigiert wird; und

    eine Tinten-Fließgeschwindigkeit der einzelnen Tinten in den jeweiligen Tintenkanälen (20, 22) basierend auf dem korrigierten Mischungsverhältnis derart gesteuert wird, daß eine Volumenströmungsgeschwindigkeit pro Zeiteinheit der Bilderzeugungstinte nicht zu Null wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die vorbestimmte minimale Menge der Bilderzeugungstinte eine solche Menge ist, bei der eine Änderung der optischen Dichte der Tintenflüssigkeit, verursacht durch die Zugabe der Bilderzeugungstinte, weniger als 0,1 beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Durchführen einer Vibrationsabsorption beim Vereinen der mehreren Tinten einschließlich der Bilderzeugungstinte in einem Zusammenfluß, um die Tintenflüssigkeit zu bilden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zumindest eine Tinte der mehreren Tinten eine kein Bild erzeugende Tinte ist, welche nach dem Austrocknen praktisch kein Bild erzeugt, und das Mischungsverhältnis der mehreren Tinten derart gesteuert wird, daß die Tintenflüssigkeit stets die kein Bild erzeugende Tinte enthält.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Strömungsgeschwindigkeiten der mehreren Tinten nach Maßgabe unterschiedlicher Pixel im wesentlichen orthogonal zu einer Bewegungsrichtung des Bildaufnahmemediums (12) gesteuert werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mehreren Tintenaustoßöffnungen (44) bei unterschiedlichen Pixeln vorgesehen sind und jede Tintenausstoßöffnung die Tintenflüssigkeit ausstößt, in der die mehreren Tinten Strömungsgeschwindigkeiten aufweisen, die in Abhängigkeit unterschiedlicher Pixel gesteuert werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die aus den Tintenausstoßöffnungen (44) ausgestoßene Tintenflüssigkeit durch einen Tintenstrahlbetrieb zu dem Bildaufnahmemedium transportiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Tintenstrahlbetrieb ein Piezo-Tintenstrahlbetrieb, ein Thermo-Tintenstrahlbetrieb, ein kontinuierlicher Tintenstrahlbetrieb, ein mit elektrostatischer Anziehung arbeitender Tintenstrahlbetrieb oder ein Ultraschall-Tintenstrahlbetrieb ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die aus der Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßene Tintenflüssigkeit als kontinuierlicher Fluidstrom zur Erzeugung des Bildes zu dem Bildaufnahmemedium (12) transportiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mehreren Tintenausstoßöffnungen (44) unterschiedlichen Pixeln zugeordnet sind und jede Tintenausstoßöffnung die Tintenflüssigkeit, in der die mehreren Tinten gemäß den verschiedenen Pixeln gesteuerte Strömungsgeschwindigkeiten aufweisen, ausstößt, wobei die von den mehreren Tintenausstoßöffnungen (44) ausgestoßenen Tintenflüssigkeiten als kontinuierlicher Fluidstrom durch einen Schlitz (44A), der die einzelnen Tintenausstoßöffnungen (44) verbindet, zur Erzeugung des Bildes zu dem Bildaufnahmemedium (12) transportiert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Tintenströmungsgeschwindigkeit der einzelnen Tinten dadurch gesteuert wird, daß die Querschnittsfläche für die einzelnen Tintenkanäle (20, 22) gesteuert wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Querschnittsfläche des jeweiligen Tintenkanals (20, 22) von einem piezoelektrischen Bauelement (24A, 26A) gesteuert wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das piezoelektrische Bauelement (24A, 26A) durch eine ihm eigene mechanische Resonanzfrequenz betrieben wird und die Tintenströmungsgeschwindigkeit der jeweiligen Tinten dadurch geändert wird, daß eine Impulszahl der Frequenz geändert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Tintenströmungsgeschwindigkeit der jeweiligen Tinten dadurch gesteuert wird, daß eine Austragmenge einer Tintenförderpumpe (32, 34, 132, 134, 232, 234, 332, 334, 534, 634, 734) gesteuert wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Tintenförderpumpe (332, 334, 534, 634) mindestens ein Rückschlagventil (332c, 332d, 334c, 334d, 534c, 534d, 634c, 800, 802, 804) in dem jeweiligen Tintenkanal enthält, daß ein Hohlraum (332b, 334b, 534b, 634b) in der Nähe des Rückschlagventils vorgesehen ist und ein bewegliches Element (332a, 334a, 534a, 634a) zum Ändern der Kapazität des Hohlraums vorgesehen ist und die Tinte durch Ändern der Kapazität des Hohlraums mit Hilfe des beweglichen Elements ausgestoßen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Rückschlagventil (800, 802, 804) eine geometrische Form besitzt, durch die ein Widerstand gegenüber der Strömungsrichtung der Tinte in Richtung auf die Tintenausstoßöffnungen kleiner ist als ein Widerstand in umgekehrter Richtung bezüglich der Strömungsrichtung.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Tintenförderpumpe (132, 134) von einem Impulsmotor betrieben wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Tintenkanal (20) zum Zuführen eines Tintentyps zu der Tintenausstoßöffnung eine größere Querschnittsfläche besitzt als ein anderer Tintenkanal (22) zum Zuführen eines anderen Tintentyps an einer Zusammenfließstelle, an der sich die Tintenkanäle vereinen.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der eine Tintentyp die kein Bild erzeugende Tinte ist, mit der im wesentlichen kein Bild nach dem Austrocknen entsteht, und der andere Tintentyp die bilderzeugende Tinte ist.
  20. Bilderzeugungsgerät zum Erzeugen eines Bilds auf einem Bildaufnahmemedium (12) mit einer Tintenflüssigkeit, welche eine Mehrzahl von Tinten enthält, von denen mindestens eine Tinte eine bilderzeugende Tinte ist, die nach dem Austrocknen im wesentlichen ein Bild erzeugt, und ein Mischungsverhältnis der mehreren Tinten in Bezug auf ein Pixel basierend auf einem Bildsignal geändert wird, wobei das Gerät aufweist:

    eine Tintenausstoßöffnung (44) zum Ausstoßen der Tintenflüssigkeit zu einem Bildaufnahmemedium, welches relativ zu der Tintenausstoßöffnung bewegt wird;

    mehrere Tintenkanäle (20, 22) zum Zuführen mehrerer Tinten zu der Tintenausstoßöffnung, um die Tintenflüssigkeit zu erzeugen;

    eine Tintenstrom-Steuereinrichtung (24, 26, 32, 34, 132, 134, 232, 234, 334, 534, 634, 734) zum unabhängigen Steuern einer Tintenströmungsgeschwindigkeit der einzelnen Tinten in den einzelnen Tintenkanälen;

    einen Prozessor (38, 138) zum Bestimmen des Mischungsverhältnisses der mehreren Tinten basierend auf dem Bildsignal und zum Berechnen einer Tintenströmungsgeschwindigkeit der einzelnen Tinten; und

    einen Treiber (40, 42, 140, 142) zum Treiben der Tintenstrom-Steuereinrichtung basierend auf einem durch den Prozessor ermittelten Berechnungsergebnis;

    dadurch gekennzeichnet, daß

    die Tintenstrom-Steuereinrichtung (24, 26, 32, 34, 132, 134, 232, 234, 334, 534, 634, 734) eine derartige Steuerung ausführt, daß eine Strömungsgeschwindigkeit der Bilderzeugungstinte nicht geringer ist als eine vorbestimmte minimale Strömungsgeschwindigkeit;

    der Prozessor (38, 138) eine Dichte des Pixels nach Maßgabe der minimalen Strömungsgeschwindigkeit derart korrigiert, daß das Mischungsverhältnis der mehreren Tinten korrigiert wird, und die jeweilige Tintenströmungsgeschwindigkeit für die einzelnen Tinten basierend auf dem korrigierten Mischungsverhältnis berechnet; und

    der Treiber (40, 42, 140, 142) die Tintenstrom-Steuereinrichtung (24, 26, 32, 34, 132, 134, 232, 234, 334, 534, 634, 734) basierend auf einem Berechnungsergebnis auf der Grundlage des korrigierten Mischungsverhältnisses treibt.
  21. Gerät nach Anspruch 20, bei dem die Tintenstrom-Steuereinrichtung (24, 26) gebildet wird durch ein Strömungssteuerventil (24, 26), welches die einzelnen Tintenkanäle (20, 22) betrieblich verbindet und eine Fläche der einzelnen Tintenkanäle ändert.
  22. Gerät nach Anspruch 21, bei dem das Strömungssteuerventil (24, 26) ein Membranventil (24B, 26B) ist, welches von einem piezoelektrischen Bauelement (24A, 26A) angetrieben wird.
  23. Gerät nach Anspruch 21, bei dem das Strömungssteuerventil (24, 26) ein Membranventil (248, 26B) ist, welches durch einen Wärme-Druck-Effekt angetrieben wird.
  24. Gerät nach Anspruch 21, bei dem das Strömungssteuerventil (24, 26) ein Membranventil (24B, 26B) ist, welches durch elektrostatische Anziehungskraft oder elektrostatische Abstoßungskraft angetrieben wird.
  25. Gerät nach Anspruch 20, bei dem die Tintenstrom-Steuereinrichtung durch eine Tintenförderpumpe (132, 134, 232, 234) gebildet wird, die betrieblich mit den jeweiligen Tintenkanälen (20, 22) gekoppelt ist und von einem Impulsmotor angetrieben wird.
  26. Gerät nach Anspruch 20, bei dem die Tintenstrom-Steuereinrichtung durch eine Tintenförderpumpe (332, 334) gebildet wird, die betrieblich mit den einzelnen Tintenkanälen (20, 22) gekoppelt ist und von einem piezoelektrischen Bauelement und einem Rückschlagventil Gebrauch macht.
  27. Gerät nach Anspruch 20, bei dem die Tintenstrom-Steuereinrichtung (332, 334, 534, 634) ein Rückschlagventil (332c, 332d, 334c, 334d, 534c, 534d, 634c, 634d, 800, 802, 804) enthält, welches den jeweiligen Tintenkanälen zugeordnet ist, weiterhin einen Hohlraum (332b, 334b, 534b, 634b) in der Nähe des Rückschlagventils und ein bewegliches Element (332a, 334a, 532a, 634a) zum Ändern einer Kapazität des Hohlraums, wobei die Tintenstrom-Steuereinrichtung eine Tinte dadurch ausstößt, daß die Kapazität des Hohlraums mit Hilfe des beweglichen Elements geändert wird.
  28. Gerät nach Anspruch 27, bei dem das Rückschlagventil (800, 802, 804) eine solche geometrische Form besitzt, daß ein Widerstand bezüglich einer Tintenströmungsrichtung zu der Tintenausstoßöffnung hin kleiner ist als ein Widerstand bezüglich einer umgekehrten Richtung bezüglich der Tintenstromrichtung.
  29. Gerät nach Anspruch 27, bei dem das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine von einem piezoelektrischen Bauelement angetriebene Membran ist.
  30. Gerät nach Anspruch 27, bei dem das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine von einem Wärme-Druck-Effekt angetriebene Membran ist.
  31. Gerät nach Anspruch 27, bei dem das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine durch elektrostatische Anziehungskraft oder elektrostatische Abstoßungskraft angetriebene Membran ist.
  32. Gerät nach Anspruch 27, bei dem das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine durch einen magnetischen Verformgungseffekt angetriebene Membran ist.
  33. Gerät nach Anspruch 27, bei dem das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine Membran ist, die von einem Grenzflächen-Spannungseffekt eines Fluids angetrieben wird, welches verschieden ist von den mehreren zur Erzeugung eines Bildes verwendeten Tinten.
  34. Gerät nach Anspruch 27, bei dem das bewegliche Element (332a, 334a, 532a, 634a) eine Membran ist, die von Bläschen angetrieben wird, die ihrerseits erzeugt werden durch Elektrolyse eines von den mehreren zur Erzeugung eines Bildes verwendeten Tinten verschiedenen Fluids.
  35. Gerät nach Anspruch 20, bei dem mehrere Tintenausstoßöffnungen (44) entsprechend zugehörigen Pixeln im wesentlichen orthogonal zu einer Bewegungsrichtung des Bildaufnahmemediums (12) ausgerichtet sind und jede Tintenausstoßöffnung unabhängig dem Bildaufnahmemedium gegenüberliegt.
  36. Gerät nach Anspruch 20, bei dem die Tintenflüssigkeit von der Tintenausstoßöffnung (44) ausgestoßen wird, um als kontinuierlicher Fluidstrom zu dem Bildaufnahmemedium (12) transportiert zu werden.
  37. Gerät nach Anspruch 36, bei dem das Bildaufnahmemedium (12) ein Zwischen-Bildaufnahmemedium zur Aufnahme des kontinuierlichen, von der Tintenausstoßöffnung ausgestoßenen Fluids und zum Übertragen des kontinuierlichen Fluids auf ein End-Bildaufnahmemedium ist.
  38. Gerät nach Anspruch 20, bei dem mehrere Tintenausstoßöffnungen (44) gemäß den jeweiligen Pixeln vorgesehen und in einem Schlitz (44A) gegenüber dem Bildaufnahmemedium (12) ausgebildet sind, wobei die von jeder der Tintenausstoßöffnungen ausgestoßene Tintenflüssigkeit aus dem Schlitz (44A) integriert und zonenmäßig als kontinuierlicher Fluidstrom zu dem Bildaufnahmemedium transportiert wird.
  39. Gerät nach Anspruch 38, bei dem das Bildaufnahmemedium (12) ein Zwischen-Bildaufnahmemedium ist, welches das von dem Schlitz ausgestoßene kontinuierliche Fluid aufnimmt und das kontinuierliche Fluid auf ein End-Bildaufnahmemedium überträgt.
  40. Gerät nach Anspruch 20, weiterhin umfassend eine Tintentransporteinrichtung (A, B, C, D, E) zum Leiten der von der Tintenausstoßöffnung ausgestoßenen Tintenflüssigkeit durch einen Tintenstrahlmodus zu dem Bildaufnahmemedium.
  41. Gerät nach Anspruch 20, bei dem ein Tintenkanal (20) zum Zuführen eines Tintentyps zu der Tintenausstoßöffnung (44) eine größere Querschnittsfläche hat als ein anderer Tintenkanal (22), der einen anderen Tintentyp zu einem Zusammenfluß liefert, wo sich die Tintenkanäle vereinen.
  42. Gerät nach Anspruch 41, bei dem der eine Tintentyp eine kein Bild erzeugende Tinte ist, die nach dem Austrocknen praktisch kein Bild erzeugt, während der andere Tintentyp die Bilderzeugungstinte ist.
Es folgen 14 Blatt Zeichnungen






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