DE69534674T2

DE69534674T2 - Tintenstrahldruckverfahren

Info

Publication number: DE69534674T2
Application number: DE69534674T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ohta-ku Ishinaga; Kazuaki Ohta-ku Masuda; Junji Ohta-ku Shimoda; Masami Ohta-ku Kasamoto; Fumio Ohta-ku Murooka; Tatsuo Ohta-ku Furukawa; Jun Ohta-ku Kawai; Hiroyuki Ohta-ku Maru; Teruo Ohta-ku Arashima; Masaaki Ohta-ku Izumida; Yoshinori Ohta-ku Misumi; Yuji Ohta-ku Kamiyama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2015-10-21
Also published as: DE69514611D1; EP0934829B1; EP0707963B1; US6439690B2; US20010033304A1; US5731828A; EP0707963A3; EP0934829A3; EP0707963A2; EP0934829A2; DE69534674D1; JPH08118641A; US5880762A; DE69514611T2

Description

Die Erfindung betrifft ein Abstufungsaufzeichnungsverfahren. In dieser Beschreibung schließt Aufzeichnen das Auftragen von Tinte auf ein Tintentragmaterial zum Aufnehmen der Tinte ein, wie z. B. Gewebe, Faden, Papier, Blattmaterial (Druck), und was aufgezeichnet wird, schließt ein aussagefähiges Bild ein, wie z. B. ein Brief oder dergleichen, und ein aussageloses Bild, wie z. B. Musterbilder. Der Aufzeichnungsapparat schließt verschiedene Datenverarbeitungsapparate oder einen Drucker als eine Ausgabeeinrichtung dafür ein, und die vorliegende Erfindung ist auf diese alle anwendbar.
Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsapparat, welcher Tinte auf ein Aufzeichnungsmaterial ausstößt, um die Aufzeichnung auszuführen, ist in die praktische Anwendung überführt worden, und viele von diesen sind hergestellt worden, da sie im Hinblick auf die Verringerung der Abmessungen, des Betriebsgeräuschs oder dergleichen vorteilhaft sind.
In der letzten Zeit wurde eine weitere Verringerung der Abmessungen oder die weitere Verbesserung der Bildqualität, insbesondere bei der Farbbildaufzeichnung, gefordert. Um die Anforderungen zu erfüllen, ist in der Japanischen Offenlegungsschrift SHO-55-132259 ein Aufbau vorgeschlagen worden, wobei eine Vielzahl von Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen in einer Düse angeordnet sind. Diese Elektrizität-Wärme-Umwandlungselemente werden unabhängig gesteuert und angesteuert, so daß die Größe der ausgestoßenen Tintentröpfchen gesteuert wird, um eine Aufzeichnung in hoher Bildqualität zu erzielen (Tonwertstufen-Aufzeichnungsverfahren oder Tonabstufungsaufzeichnungsverfahren).
Die Untersuchungen der Erfinder haben diesbezüglich folgendes ergeben.
Eine Fläche des Elektrizität-Wärme-Umwandlungselements ist normalerweise einer der wichtigen Faktoren der Bestimmung der Ausstoßmenge der Tinte. Die maximale Ausstoßmenge der Tinte bei der Verwendung der Vielzahl von ElektrizitätWärme-Umwandlungselementen ist jedoch nicht durch die Gesamtfläche der Vielzahl von Elektrizität-WärmeUmwandlungselementen bestimmt.
Die durch ein Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement erzeugte Wärme hat Einfluß auf andere Elektrizität-wärme-Umwandlungselemente. Daher wird die gewünschte Tintenausstoßmenge nicht auf leichte Weise erreicht.
Der Schaltungsaufbau auf einem Elementsubstrat (Heizelementplatte) zur Ansteuerung des Elektrizität-Wärme-Umwandlungselements in einem Beispiel ist in 6 oder in 7 gezeigt.
In 6 wird das elektrische Signal dem ElektrizitätWärme-Umwandlungselement 012 durch die Verdrahtung und einen Außenendabschnitt 015 (Direktverdrahtungsaufbau) direkt zugeführt.
Bei einem solchen Schaltungsaufbau ist der Aufbau in dem Elementsubstrat einfach, doch im Hinblick auf die Anzahl der Kontakte, wenn die Anzahl der Elektrizität-Wärme-Umwandlungselemente n ist, sind mindestens n + 1 Kontakte erforderlich. Wenn eine Vielzahl von Elektrizität-Wärme- Umwandlungselementen in einer einzelnen Düse vorgesehen sind und ein solcher Schaltungsaufbau wird verwendet, sind sehr viele elektrische Verbindungen zwischen dem Elementsubstrat und den äußeren Einrichtungen notwendig, demzufolge der Herstellungsschritt kompliziert und das Elementsubstrat sperrig wird.
Das in 23 gezeigte Elementsubstrat weist das Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement 012, die Verdrahtung 013, die Diode 014 und den Kontakt zum Außenanschluß auf. Die Elektroenergiezuführung wird durch den Matrixaufbau bewirkt, der durch die Verdrahtung und die Diode ausgebildet ist. Durch die Verwendung des Dioden-Matrix-Aufbaus wird die Anzahl der Kontakte 015 für die Außenverbindung auf 2n verringert, wenn die Anzahl der Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen beträgt.
Selbst wenn ein solcher Verdrahtungsaufbau verwendet wird, ist jedoch die Anzahl der Verbindungskontakte in dem Fall des Tonwertstufen-Aufzeichnungskopfs ziemlich groß.
Wie vorstehend beschrieben, schließt der Kopf mit einer Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen in einer Düse das Problem der Verminderung des Ausstoßwirkungsgrads oder der Abweichung von einer gewünschten Ausstoßmenge ein.
Gemäß der Druckschrift US-A-4 251 824 ist ein Aufzeichnungsverfahren offenbart, das ein Tintenstrahlaufzeichnen mittels eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes anwendet. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf weist eine Vielzahl an unabhängig angetriebenen Widerständen auf, die mit verschiedenen Mengen an Energie beliefert werden.
Gemäß der weiteren Druckschrift US-4 664 110 ist ein Aufzeichnungsverfahren offenbart, das ein Tintenstrahlaufzeichnen durch einen Tintenstrahlkopf mit einer Anzahl an Blasen erzeugenden Abschnitten verwendet, die in unterschiedlicher Weise so angetrieben werden, dass Blasen erzeugt werden und somit der Druck gesteuert wird, der in der Flüssigkeitsströmungsbahn erzeugt wird. Durch diese Steuerung kann die Größe der ausgestoßenen Tropfen an Flüssigkeit in einem breiten Bereich variiert werden, und daher kann eine hochgradig effiziente Dichtesteuerung auf einem Aufzeichnungsmedium bewirkt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abstufungsaufzeichnungsverfahren zu schaffen, das dazu in der Lage ist, eine hohe Bildqualität beim Aufzeichnen mit einem hohen Tongradienten und einer verbesserten Ausspritzeffizienz zu bewirken.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist durch die Kombination der in Anspruch 1 ausgeführten Merkmale gelöst. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 2 definiert.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung des Weiteren anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Nachstehend erfolgt eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt einen Blasenerzeugungsbereich eines Elektrizität-Wärme-Umwandlungselements,
2 zeigt einen Blasenerzeugungsbereich eines Elektrizität-Wärme-Umwandlungselements,
3 zeigt einen Aufbau, in dem eine Vielzahl von Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen in einem Strömungskanal angeordnet ist,
4 zeigt einen Blasenerzeugungsbereich des Elektrizität-Wärme-Umwandlungselements in 3,
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Aufbaus für eine analoge Tonwertstufung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steuerung für den in 5 gezeigten Aufbau,
7 zeigt ein Beispiel der Reflexionstemperatur in dem in 19 gezeigten Aufbau,
8 zeigt eine gleichwertige Schaltung für einen Aufbau eines Substrats eines herkömmlichen Tintenstrahlkopfs, und
9 zeigt eine gleichwertige Schaltung eines Substrataufbaus eines Tintenstrahlkopfs.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In dieser Ausführungsform wird die Tinte als die auszustoßende Flüssigkeit verwendet, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Tinte begrenzt, sondern ist mit der Flüssigkeit verwendbar, welche unter Verwendung des Apparats der vorliegenden Erfindung ausgestoßen werden kann.
Vor der Beschreibung der Ausführungsform erfolgt die Erläuterung der durch die Erfinder erlangten Erkenntnisse.
1 zeigt eine Draufsicht (a) eines Elektrizität-Wärme-Umwandlungselements auf einem Elementsubstrat und eine A-A-Schnittansicht (b) dazu.
Das Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement auf dem Elementsubstrat weist einen Wärmeerzeugungswiderstand (Ausstoßheizeinrichtung) 2 zum Erzeugen der Wärme sowie Elektroden 3A und 3B auf, die mit der Ausstoßheizeinrichtung 2 durch einen Dünnschichterzeugungsprozeß verbunden sind. Beim Anlegen eines elektrischen Signals zwischen den zwei Elektroden fließt Strom durch die Ausstoßheizeinrichtung 2, um die Wärme zu erzeugen. Die Wärme, die durch die Ausstoßheizeinrichtung 2 erzeugt ist, strömt in eine Richtung eines Pfeils 107 in (a) entlang der Oberfläche und in eine Richtung quer dazu, wie in derselben Figur (b) gezeigt ist. Die Ausstoßheizeinrichtung 2 weist einen geschichteten Aufbau auf, mit einer Wärmespeicherschicht 105 geringer Wärmeleitfähigkeit, eine Schutzschicht 103 zum Schutz der Heizeinrichtung und eine Antikavitationsschicht 104 gegen die Schockwelle beim Kollabieren der Blase in der Tinte. Der Grundkörper 106 ist aus Siliziumkristall oder dergleichen. Die Dicke der jeweiligen Schichten ist so bestimmt, um die Wärme von der Ausstoßheizeinrichtung 2 auf die Tinte 108 zu übertragen. In dem Fall der vorliegenden Erfindung weisen üblich die Antikavitationsschicht 104 eine Dicke von 0,1 –1,0 μm, die Schutzschicht 103 eine Dicke von 0,3–2,0 μm und die Wärmespeicherschicht –105 eine Dicke von ungefähr 0,5–5,0 μm sowie der Grundkörper 106 eine Dicke von 0,5–1,0 mm auf.
Wenn die Temperatur der Kontaktoberfläche zwischen der Antikavitationsschicht 104 und der Tinte 108 ungefähr 300 °C beträgt, beginnt die Blasenerzeugung, und sie ist auf eine Temperatur eingestellt, bei welcher die stabile Blasenerzeugung bei der Temperatur von nicht weniger als 300 °C eintritt. Die Haltbarkeit der Ausstoßheizeinrichtung 2 fällt abrupt ab, wenn die Temperatur der Oberfläche ungefähr 700–800 °C übersteigt, infolge der Belastung, welche sich aus den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Schutzschicht 103 oder zwischen der Wärmespeicherschicht 105 oder infolge der Dauertemperatur ergibt. Es ist wünschenswert, daß die Oberflächentemperatur so geregelt wird, daß die Temperatur nicht überschritten wird.
Unter Bezugnahme auf 2 wird dies unter Verwendung der darin gezeigten Oberflächentemperaturverteilung weiter beschrieben. Die Ordinate stellt eine Temperatur dar, und die Abszisse stellt einen Abstand der Ausstoßheizeinrichtung in der Richtung des Strömungskanalquerschnitts dar. Hier entspricht a-a' der Breite der Heizeinrichtung in 1(a), und die Temperaturverteilung an der Oberfläche der Antikavitationsschicht 104 ist durch Temp A bezeichnet. δT₁ ist eine Blasenerzeugungs-Starttemperatur, und sie beträgt ungefähr 300 °C, und δT₂ ist eine Temperatur, bei welcher sich die Haltbarkeit plötzlich verändert. Sie ist unterschiedlich, wenn das Dünnschichtmaterial verschieden ist, aber beträgt üblich ungefähr 700–800 °C. Mit Temp a ist der Bereich von δT1–δT2 der Temperaturbereich, in welchem die Blasenerzeugung in der Tinte eintritt, wie durch b-b' gekennzeichnet ist. Hier ist darauf hinzuweisen, daß die Temperaturverteilung in dem mittleren Abschnitt flach ist, und das Ausbilden/Kollabieren der Blase werden stabil wiederholt, und daher kann ein stabileres Druckverhalten ausgebildet werden, wenn dieser Bereich größer ist. Angrenzend an den Endabschnitt der Heizeinrichtung tritt die Wärmeströmung in Richtung der Oberfläche auf, wie in 1 gezeigt ist, demzufolge die Temperatur allmählich abnimmt, und W_A ist ein Bereich, in dem keine Blase erzeugt wird, der nicht zur Blasenerzeugung der Tinte geeignet ist, obgleich er auf der Ausstoßheizeinrichtung ist. Ein weiterer äußerer Abschnitt der Ausstoßheizeinrichtung zeigt einen Grad des Temperaturanstiegs infolge der Wärmeströmung in Richtung der Oberfläche. Daher weist die Temperaturverteilung einen exponentiellen Verlauf auf (Kurve), und somit liegt um die Ausstoßheizeinrichtung eine Breite (ungefähr 8 μm) vor, in der keine Blasenerzeugung besteht (Bereich der fehlenden Blasenerzeugung). Um die Ausstoßeffektivität der Tinte durch Verkleinerung dieses Bereichs zu erhöhen, könnte die Erhöhung der Gesamttemperatur in Erwägung gezogen werden. Wenn dies jedoch erfolgt, würde die Temperatur des Maximaltemperaturbereiches in dem mittleren Abschnitt der Ausstoßheizeinrichtung die Haltbarkeitsbeeinträchtigungstemperatur überschreiten, d. h. δT2, demzufolge die Lebensdauer der Ausstoßheizeinrichtung verkürzt wird. Aus diesem Grund ist es kritisch, die Gesamttemperatur zu erhöhen.
Gemäß dem in 3 gezeigten Tintenausspritzaufbau weist ein Flüssigkeitsströmungskanal (Düse) 31 in der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Ausstoßheizeinrichtungen s (Wärmeerzeugungswiderstände s) auf, welche unabhängig ansteuerbar sind. Bei diesem Aufbau, wie in 3 gezeigt, sind Ausstoßheizeinrichtungen mit rechteckigen Formen angeordnet, welche im wesentlichen dieselben langen Seiten entlang dem Flüssigkeitsströmungskanal aufweisen. Die zwei Ausstoßheizeinrichtungen sind im wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Sie sind von den Ausstoßöffnungen im wesentlichen in gleichen Abständen angeordnet. Durch diese Verfahrensweise kann durch Optimieren der Positionen der Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen eine Temperaturverteilung ausgebildet werden, wie sie in 4 gezeigt ist, so daß der Bereich, in dem keine Blase erzeugt wird, verkleinert werden kann, während die Temperatur der Heizeinrichtung in dem Stabilisierungsbereich bei δT1–δT2 erhalten werden kann.
4 zeigt eine Temperaturverteilung auf einer B-B-Linie zwischen den zwei Heizeinrichtungen in 3. Wenn die Ausstoßheizeinrichtungen 2A und 2B unabhängig angesteuert werden, sind die Temperaturen so, wie durch Temp a, Temp a' gekennzeichnet, und daher sind die jeweiligen Temperaturen die gleichen wie die herkömmlichen. Werden sie gleichzeitig angesteuert, überlappen die Abschnitte der Temperaturverteilung, die sich an den Heizeinrichtungskanten exponentiell ausdehnen, so daß die Gesamttemperaturverteilung vorliegt, wie durch Temp B gekennzeichnet ist, und der wirksame Blasenerzeugungsbereich der Heizeinrichtung ist größer, wie durch B bezeichnet, als der herkömmliche, der mit A bezeichnet ist. Daher wird der Bereich verkleinert, in dem keine Blase erzeugt wird, und der Blasenerzeugungs-Wirkungsgrad kann erhöht werden. Der Bereich, in dem keine Blase erzeugt wird, ist normalerweise a-b, welcher ungefähr 8 μm breit ist, doch bei Anwendung von 12 μm als Freiraum zwischen zwei Heizeinrichtungen (der Abstand zwischen angrenzenden Kanten) kann dieser auf ungefähr 5 μm verringert werden. Je geringer der Abstand zwischen den Heizeinrichtungen, um so größer ist die Wirkung. Wenn der Punkt, bei dem δT = 0 in der Verteilung Temp a einer der Heizeinrichtungen über der anderen Ausstoßheizeinrichtung ist, wird die Wirkung der Vergrößerung der Fläche der wirksamen Blasenerzeugung gewährleistet. Die Wirkung ist besonders hoch, wenn der Abstand zwischen den Heizeinrichtungen so ist, daß der δT = 0-Punkt der Temp a den wirksamen Blasenerzeugungsbereich der anderen Heizeinrichtung erreicht. Die Bedingung, die dies erfüllt, ist d ≤ 8 μm. Der Bereich, in dem keine Blase erzeugt wird, wird durch Verringerung des Freiraums zwischen der Heizeinrichtung s (Wärmeerzeugungswiderstand s) auf nicht mehr als 8 μm verkleinert, so daß der Bereich der wirksamen Blasenerzeugung vergrößert werden kann. Wenn die Bedingung d ≤ 6 μm erfüllt wird, wird der Temperaturanstieg infolge der Wärmeströmung von der 8-μm-Breite des Bereichs, in dem keine Blase erzeugt wird, nicht kleiner als das Zweifache, und der Minimaltemperaturpunkt in der Temperaturverteilung Temp b übersteigt das Niveau δT₁, demzufolge der Bereich, in dem keine Blase erzeugt wird, verkleinert wird. Wenn ferner die Bedingung d ≤ 4 μm erfüllt ist, kann der Blasenerzeugungsbereich mit flacherer Temperaturverteilung gewährleistet werden. Wie aus Temp a in 2 deutlich wird, wenn die Breite der Heizeinrichtung nicht mehr als 16 μm beträgt (2 W_A), weist der Blasenerzeugungsbereich keine flache Oberfläche auf, und daher liegt der wirksame Bereich zwischen dem instabilen Bereich und dem Haltbarkeitsbeeinträchtigungsbereich kaum vor. Jedoch in dem Fall der Vielfach-Heizeinrichtungen, wie in der vorliegenden Erfindung, kann der stabile und wirksame Blasenerzeugungsbereich gewährleistet werden, selbst wenn die Heizeinrichtung eine Breite von nicht mehr als 16 μm aufweist.
Der Freiraum zwischen den Wärmeerzeugungswiderständen ist ein Freiraum zwischen angrenzenden Kanten der Wärmeerzeugungswiderstände.
Durch die Verkleinerung des Bereichs, in dem keine Blase erzeugt wird, werden die folgenden Wirkungen gewährleistet.

1. Entsprechend der Verringerung der Größe der Heizeinrichtung, die für die vorbestimmte Ausstoßmenge erforderlich ist, wird eine Energieeinsparung erreicht, so daß die Kosten der Spannungsquelle und der Ansteuereinrichtung vermindert werden können.
2. Da die Wärmeerzeugung in dem Bereich, in dem keine Blasenerzeugung erfolgt, zur Vergeudung von Energie und zusätzlich zum Anstieg der Temperatur des Kopfs führt, vermindert sich die Viskosität der Tinte, welche die Temperaturabhängigkeit aufweist, demzufolge die Veränderung der Ausstoßmenge eintritt und demzufolge die Verschlechterung der Druckqualität. Die vorstehend beschriebene Verkleinerung des Bereichs, in dem keine Blase erzeugt wird, kann die Verringerung der Viskosität und die Verschlechterung der Druckqualität unterdrücken.

Diese Wirkungen sind besonders bei einer schmalen Heizeinrichtung mit einer geringeren Breite bemerkenswert.
5 zeigt einen Aufbau zum Ausführen eines Abstufungsaufzeichnungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erzielen einer analogen Tonwertstufung. Diese Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung nutzt die Tatsache, daß die Temperatur der Tinte in dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf durch die Ausstoßmenge beeinflusst wird, und die Tintentemperatur wird geregelt, um eine vorbestimmte Ausstoßmenge zu erzielen.
Wie 5 zeigt, sind in dieser Ausführungsform große und kleine Ausstoßheizeinrichtungen 2a und 2b nebeneinander und eine Tintenvorheiz-Heizeinrichtung 44 vor diesen in der Tintenausstoßrichtung angeordnet. Diese Ausführungsform nutzt die Tatsache, daß eine größere Tintenmenge mit derselben Blasenerzeugungs-Energiemenge ausgestoßen werden kann, wenn die Temperatur höher ist, da dann die Viskosität niedriger ist, wobei die Tintenvorheiz-Heizeinrichtung 44 für das Vorheizen der Tinte wirkungsvoll ist, um eine feine Änderung der Ausstoßmenge vorzunehmen. Wie z. B. in 6 gezeigt, wird die Tintentemperatur durch das Signal A erhöht, das an die Tintenvorheiz-Heizeinrichtung 44 angelegt ist, und dann wird das Signal B an die Ausstoßheizeinrichtung 2a oder 2b angelegt, um die Tinte auszustoßen. Zu diesem Zeitpunkt kennzeichnet der Punkt C die Temperatur, bei welcher die Blasenerzeugung der Tinte eintritt, und die Temperatur der Tinte, die durch die Tintenvorheiz-Heizeinrichtung 44 bereitgestellt wird, überschreitet diese Temperatur nicht. Mit diesem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann die digitale Tonwertstufungseinrichtung des unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläuterten Tintenausspritzaufbaus als analogähnliche Tonwertstufungseinrichtung wirksam werden, wie in 8 gezeigt ist.
Die Änderung der Ausstoßmenge infolge der Änderung der Kopftemperatur kann durch Regeln der Tintentemperatur in der Ausstoßdüse 104 durch die Tintenvorheiz Heizeinrichtung 44 unterdrückt werden, um eine vorbestimmte Ausstoßmenge bereitzustellen. In einem herkömmlichen Verfahren der Ausstoßmengensteuerung für eine einzelne Heizeinrichtung wird ein Vorimpuls vor dem Hauptimpuls angelegt, um das Vorheizen zu bewirken. Wenn der Vorimpuls groß ist, kann die Blasenerzeugung eintreten, und daher ist die Tintenerwärmung auf einen Grad begrenzt, der niedriger als vorbestimmt ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist jedoch die Tintenvorheiz-Heizeinrichtung 44 unabhängig von der Ausstoßheizeinrichtung, und daher ist eine große Heizeinrichtung mit niedriger Leistung je Flächeneinheit der Heizeinrichtung zum Erwärmen auf einen Grad, der nicht die Blasenerzeugung bewirkt, zum Vorheizen verwendbar, so daß die Ausstoßmengensteuerung verbessert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, ist eine Vielzahl von Heizeinrichtungen in einer einzelnen Düse angeordnet, und das Funktionselement ist in dem Substrat angeordnet, wodurch die folgenden vorteilhaften Wirkungen erreicht werden können.

1. Die Größe einer Heizeinrichtung zum Bereitstellen einer vorbestimmten Ausstoßmenge kann verringert werden, und daher ist eine entsprechende Energieeinsparung erreichbar, so daß die Kosten für die Spannungsquelle und die Ansteuereinrichtung vermindert werden können.
2. Da die Wärmeerzeugung in dem Bereich, in dem keine Blase erzeugt wird, zur Energieverschwendung führt und außerdem den Anstieg der Temperatur des Kopfs bewirkt, nimmt die Viskosität der Tinte ab, welche eine Temperaturabhängigkeit aufweist, was zur Veränderung der Ausstoßmenge und demzufolge zur Verschlechterung der Druckqualität führt. Die vorstehend beschriebene Verkleinerung des Bereichs, in dem keine Blase erzeugt wird, kann die Verringerung der Viskosität und die Verschlechterung der Bildqualität unterdrücken.
3. Die Tonwertstufensteuerung ist mit dem in den Abmessungen verringerten Kopf und dem Apparat ohne Kostenanstieg möglich.
4. Die Tonwertstufensteuerung ist ohne Verkürzung der Lebensdauer des Elektrizität-Wärme-Umwandlungselements möglich.
5. Die Tonwertstufensteuerung ist mit einer kleineren Anzahl von Daten (2 × Tonwertstufen mal × Bit) möglich, so daß die Datenübertragungszeitdauer verkürzt werden kann und die Speicherkostenreduzierung erreicht wird.
6. Die Tonwertstufensteuerung ist ohne Erhöhung der Ansteuerfrequenz der Düse möglich.
7. Da die Position der Pixel nicht abweicht, wird die Bildqualität nicht verschlechtert.
8. Durch Aufteilen der Ausstoßvorgänge zwischen Heizeinrichtungen derselben Größe wird eine Verlängerung der Lebensdauer erreicht.
9. Durch Verwendung einer Heizeinrichtung, die keine Blase erzeugt, kann die Wirkung der Ausstoßmengensteuerung erhöht werden.

Es ist insbesondere darauf hinzuweisen, daß in der Ausführungsform, in welcher das Funktionselement in dem Substrat angeordnet ist, trotz der vorstehend erwähnten Vorteile kaum ein Kostenanstieg eintritt und die Verringerung der Abmessungen erreicht wird.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die dar gelegten Einzelheiten begrenzt, vielmehr sind dem Fachmann Abwandlungen oder Abänderungen nahegelegt, die jedoch als ii den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Abstufungsaufzeichnungsverfahren unter Verwendung eines Tintenstrahlaufzeichnens mit den folgenden Schritten: Vorbereiten eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs mit: einem Tintenausstoßauslass (14) zum Ausstoßen einer Tinte; einem Tintenkanal (104), der in Fluidverbindung mit dem Tintenausstoßauslass steht und einen eine Vorerwärmung erzeugenden Widerstand (44) und eine Vielzahl an Tintenausstoßwärme erzeugenden Widerständen (2a, 2b) aufweist, wobei der die Vorerwärmung erzeugende Widerstand dazu geeignet ist, dass er mit Energie in einer Menge beliefert wird, die unzureichend ist, um eine Blase zu erzeugen und die Tinte auszustoßen, um so die Temperatur der Tinte in dem Tintenkanal und folglich die Menge an Tinte einzustellen, die durch die Vielzahl an die Tintenausstoßerwärmung erzeugenden Widerstände (2a, 2b) ausgestoßen wird, um eine Menge an Tinte auszustoßen, die gesteuert wird; Ausstoßen unterschiedlicher Mengen an Tinte durch ein Antreiben der die Tintenausstoßwärme erzeugenden Widerstände (2a, 2b); und Liefern von Energie in einer Menge, die unzureichend ist, um eine Blase zu erzeugen und die Tinte auszustoßen, zu dem die Vorerwärmung erzeugenden Widerstand (44), um die Tinte so zu erwärmen, dass ihre Temperatur und folglich die Menge an Tinte eingestellt wird, die durch die die Tintenausstoßwärme erzeugenden Widerstände (2a, 2b) ausgestoßen wird, um dadurch die Menge an ausgestoßener Tinte zu steuern.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein analoges Abstufungsaufzeichnen durch den Schritt des Lieferns von Energie bewirkt wird.