DE69621061T2

DE69621061T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Tintenstrahldrucken

Info

Publication number: DE69621061T2
Application number: DE69621061T
Authority: DE
Inventors: Makoto Shioya; Ken Tsuchii
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2016-02-13
Also published as: DE69621061D1; JPH08281934A; JP3313963B2; EP0726150B1; EP0726150A3; EP0726150A2; US5805190A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Drucks durch Ausstoßen einer Tinte zur Ausbildung eines fliegenden Flüssigkeitströpfchens und zur Abscheidung des Flüssigkeitströpfchens auf einem Druckmedium.
Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Tintenstrahldruckverfahren zum Erhalten eines Druckbildes mit verbesserter Wasserfestigkeit und Lichtbeständigkeit, oder zum Erhalten eines Druckbildes hoher Qualität mit geringerem Auslaufen und Verlaufen zwischen Farben und mit einer höheren Druckdichte.
Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Farbtintenstrahldruckverfahren, mit dem ein klares Farbbild mit hoher Dichte gedruckt werden kann, insbesondere auf ein Tintenstrahldruckverfahren unter Verwendung von farbigen Tinten der Farben Gelb (Y), Magenta (M) und Cyan (C) oder Grün (G), Rot (R) und Blau (B) etc. mit einer schwarzen Tinte (Bk).
Die Erfindung ist anwendbar bei beliebigen Vorrichtungen, bei denen Papier, textiles Material, Leder, Vliesware, OHP-Bögen etc. und Metalle etc. als Druckmedium Verwendung finden. Konkret seien hierbei Drucker, Kopiergeräte, Faxgeräte und andere Bürogeräte und/oder Fertigungsgeräte etc. genannt.
Tintenstrahldruckvorrichtungen sind aufgrund ihrer hohen Druckqualität, hohen Druckgeschwindigkeit und Geräuschlosigkeit während des Betriebes weit verbreitet.
Solche Tintenstrahldrucksysteme haben jedoch die folgenden Probleme, die ein Drucken mit hoher Qualität verhindern.
(1) Da die Tinte nach dem Aufprall auf die Oberfläche des Papiers entlang der Faser des Papiers eindringt, wird die Tropfenform in unregelmäßiger Weise verformt (hiernach als "Auslaufen" bezeichnet).
(2) An der Grenze zwischen Tinten verschiedener Farben kann ein Verschwimmen auftreten (hiernach als "Verlaufen" bezeichnet).
(3) Die Tinte besitzt eine schlechte Wasserfestigkeit, so daß das gedruckte Bild ausgewaschen wird, wenn Wasser auf das gedruckte Bild aufgebracht wird.
Als Lösung für diese Probleme und als Mittel zum Realisieren eines Drucks von Bildern mit hoher Qualität wurde ein spezielles Papier entwickelt und verwendet, das eine gute Qualität der Tintenabsorptionsschicht auf einem Druckmedium besitzt.
Mit diesem Verfahren werden alle vorstehend aufgeführten drei Probleme gelöst, so daß Bilder mit hoher Qualität mit hoher Wasserfestigkeit gedruckt werden können.
Bei dem speziell entwickelten Papier handelt es sich jedoch um ein Spezialpapier, was hohe Kosten verursacht. Ferner hat der Benutzer nicht die Möglichkeit, auf einem anderen zur Verfügung stehenden Papier zu drucken, und muß das speziell entwickelte Papier auf Vorrat halten, um Unbequemlichkeiten zu verhindern. Aus diesen Gründen sind die Forderungen nach Realisierung einer hohen Druckqualität mit Normalpapier, die der mit dem speziell entwickelten Papier entspricht, in neuerer Zeit mehr und mehr gestiegen.
Bei der offengelegten japanischen Patentanmeldung 65269/1980 ist für den Druck auf Normalpapier, bei dem das speziell entwickelte Papier nicht verwendet wird, zur Verbesserung des Bildfixiervermögens und zum Verringern des Verschmierens und/oder des Verlaufens ein Verfahren vorgeschlagen worden, gemäß dem eine Verbindung, wie beispielsweise ein oberflächenaktives Mittel o. ä., zugesetzt wird, um das Eindringvermögen zu verbessern. Ferner wurde in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 66976/1980 ein Verfahren zur Verwendung einer Tinte, die ein flüchtiges Lösungsmittel als Hauptbestandteil enthält vorgeschlagen.
Da bei dem zuerst genannten Verfahren, bei dem das oberflächenaktive Mittel o. ä. verwendet wird, die Eindringgeschwindigkeit der Tinte in das Druckmedium hoch ist, ist beim nacheinander erfolgenden Ausstoßen von Tinten unterschiedlicher Farben auf benachbarte Bildpunkte die zu dem früheren Zeitpunkt ausgestoßene Tinte bereits vollständig in das Druckmedium eingedrungen, wenn ein Tintentropfen erst später auftrifft. Daher vermischen sich die unterschiedlichen Tintenarten niemals auf der Oberfläche des Papiers, so daß ein Verlaufen vermieden wird. Da ferner die Fixierung der Tinte schneller abläuft, können Probleme einer Verschmierung etc. auf signifikante Weise reduziert werden.
Da jedoch das Eindringen der Tinte in die Papierfaser durch Kapillarwirkung verursacht wird, reflektiert der Tinteneindringweg direkt die Faserstruktur des Druckmediums, so daß eine Qualitätsverschlechterung durch Auslaufen stattfindet. Da die Tinte ferner zwischen die Fasern des Papiers eindringt, kann sie auch in den tieferen Abschnitt des Papiers, von der Oberfläche aus gesehen, eindringen, so daß die Druckdichte verringert wird.
Bei dem als zweites erwähnten Verfahren, bei dem die das flüchtige Lösungsmitte als Hauptbestandteil enthaltende Tinte verwendet wird, kann zusätzlich zu den vorstehend aufgezeigten Problemen ein Verstopfen auftreten, das durch eine Verdampfung des Lösungsmittels am Düsenabschnitt der Tintenausstoßöffnungen eines Druckkopfes verursacht wird.
Was die Wasserfestigkeit der Tinte bei Normalpapier anbetrifft, so besteht der herkömmliche Weg darin, die Tinte wasserfest zu machen. Diese Art von Tinte ist jedoch nur schwierig in Wasser zu lösen, nachdem sie einmal getrocknet ist. Auf diese Weise kann ein Verstopfen des Druckkopfes leicht verursacht werden.
Es ist möglich, ein Verstopfen mit der Tinte zu verhindern. Eine solche Maßnahme macht jedoch die Konstruktion der Vorrichtung kompliziert.
Angesichts der vorstehend aufgezeigten Nachteile wurde ein Verfahren zur Abscheidung einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die die Tinte auf dem Druckmedium vor dem Ausstoßen der Tinte unlöslich macht, vorgeschlagen.
Solche Verfahren sind beispielsweise in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 299971/1988 und 24975511986 beschrieben. Bei diesen Verfahren wird nach Reaktion der Tinte mit der vorher ausgestoßenen die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit der Farbstoff der Tinte chemisch unlöslich. Daher kann das gedruckte Bild eine nahezu ideale Wasserfestigkeit besitzen.
In der zuerst genannten Veröffentlichung ist jedoch offenbart, daß beim Ausstoßen der Tinte in einem Zustand, in dem die vorher ausgestoßene die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf der Oberfläche des Druckmediums verblieben ist, die auf die vorher ausgestoßene die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit ausgestoßene Tinte hochspringt (hiernach als "Aufspritzen" bezeichnet), so daß das Druckmedium bespritzt und das Druckbild verschlechtert wird. Des weiteren wird offenbart, daß es wünschenswert ist, um dies zu vermeiden, die Tinte unmittelbar nach Beendigung des Eindringens der vorher ausgestoßenen die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in das Druckmedium auszustoßen.
Die auf das Druckmedium nach Beendigung des Eindringens der vorher abgeschiedenen die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in das Druckmedium aufprallende Tinte dringt jedoch in erster Linie durch Kapillarwirkung in die Faserstruktur des Druckmediums ein, während sie mit der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die auf der Faser auf der Oberfläche des Druckmediums abgeschieden ist, und der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die teilweise im Inneren der Faserstruktur aufrecht erhalten wird, in einem gewissen Ausmaß reagiert.
Als Folge davon kann die Eindringbahn der Tinte die Struktur der Papierfaser reflektieren, so daß ein Auslaufen verursacht wird, das geringfügig geringer ist als das, das durch das Ausstoßen der Tinte auf Papier verursacht wird, auf das die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit nicht ausgestoßen worden ist. In Verbindung damit dringt die Tinte in das Innere des Druckmediums ein, so daß eine Verringerung der Dichte verursacht wird.
Da ein Eindringen der Tinte in das Druckmedium bewirkt wird, ist es nicht möglich, ein Verlaufen zu unterdrücken, das durch das Eindringen von Tinten unterschiedlicher Farben verursacht wird, die auf einen benachbarten Bereich ausgestoßen werden, der zu dem Bereich benachbart ist, in dem das Eindringen der Tinte beendet worden ist. Daher wird zwar eine ziemlich hohe Wasserfestigkeit erreicht, jedoch hat die Qualität des Druckbildes durch das Verlaufen ein ziemlich niedriges Niveau.
In der an zweiter Stelle genannten Veröffentlichung (offengelegte japanische Patentanmeldung 249755/1986) ist ein Beispiel offenbart, bei dem die Tinte später auf einen Dünnfilm aus einem Tintenverfestigungsfilm, der auf dem Druckmedium im Ausmaß des zu verfestigenden Tintentropfens abgeschieden wurde, ausgestoßen wird. Wenn das Tintentröpfchen auf eine Flüssigkeitsschicht in dem Zustand ausgestoßen wird, in dem eine dicke Flüssigkeitsschicht auf dem Druckmedium vorhanden ist, entsteht ein Aufspritzen, wie vorstehend erwähnt, so daß eine Qualitätsverschlechterung des Druckbildes eintritt. In dieser Veröffentlichung werden jedoch keine Mittel vorgeschlagen, um dies zu verhindern.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahldruckverfahren und eine Tintenstrahldruckvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen eine Punktausbildung mit hoher Dichte und ein Druck von Bildern hoher Qualität realisiert werden können, ohne daß ein Aufspritzen, Auslaufen und Verlaufen verursacht werden, wobei gleichzeitig eine hohe Wasserfestigkeit des Druckbildes erreicht wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Druckproduktes, das durch Anwendung des vorstehend erwähnten Tintenstrahldruckverfahrens und der vorstehend erwähnten Druckvorrichtung erhalten wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Druckproduktes zur Verfügung gestellt, das die folgenden Schritte umfaßt:
Ausstoßen einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die eine Komponente enthält, um ein Farbmaterial in der Tinte unlöslich zu machen oder zu koagulieren, von einem Ausstoßabschnitt für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf ein Druckmedium und danach Ausstoßen von Tintentröpfchen von einem Tintenausstoßabschnitt auf die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf dem Druckmedium gemäß einem auf dem Druckmedium zu erzeugenden Bild, gekennzeichnet durch das Steuern des Ausstoßes derart, daß eine der nachfolgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt werden:
(1) Re·We < 25000 und
0 < ts
(2) 25000 ≤ Re·We < 29000 und
0 < ts < d/2
(3) 29000 Re·We < 40000 und
0 < ts ≤ 4um
(4) 40000 < Re·We < 55000 und
0 < ts ≤ 3um
(5) 55000 ≤ Re·We < 60000 und
0 < ts ≤ 2um
Worin bedeuten:
d der Durchmesser eines ausgestoßenen Tintentröpfchens,
v die Tintenausstoßgeschwindigkeit,
ts die Dicke der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Druckmedium zu dem Zeitpunkt, wenn ein Tintentröpfchen auf das Druckmedium trifft,
Re = d·v/ν,
We = ρ·d·v²/σ,
ν die kinetische Viskosität der Tinte,
σ die Oberflächenspannung der Tinte und
ρ die Dichte der Tinte
Das Ausstoßen kann so gesteuert werden, daß die Tinte auf das Druckmedium trifft, wobei die Bedingung 20000 ≤ Re·We < 25000 erfüllt wird und die Dicke ts der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in einem Bereich von 0 < ts < d/2 liegt.
Das Ausstoßen kann so gesteuert werden, daß die Tinte auf das Druckmedium trifft, wobei die Bedingung 20000 ≤ Re·We < 29000 erfüllt wird und die Dicke ts der Flüssigkeit in einem Bereich von 0 < ts < h/2 liegt,
worin h die Maximalhöhe der Tinte ist, die unmittelbar nach dem Auftreffen auf das Druckmedium abrupt in eine scheibenförmige Gestalt dispergiert wird.
Bei ts kann es sich um die durchschnittliche Dicke der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit im Bereich des Druckmediums, das mit der Tinte bedeckt ist, nachdem die Tinte auf dieses getroffen ist, handeln.
Ein elektromechanischer Wandler kann als Einrichtung zum Ausstoßen der Tinte und der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit verwendet werden.
Des weiteren kann ein elektrothermischer Wandler als Einrichtung zum Ausstoßen der Tinte und der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit eingesetzt werden.
Auch eine Kombination aus einem elektromechanischem Wandler und einem elektrothermischen Wandler kann als Einrichtung zum Ausstoßen der Tinte und der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit genutzt werden.
Die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit kann eine kationische Substanz mit niedrigem Molekulargewicht und eine kationische Substanz mit hohem Molekulargewicht enthalten, und die Tinte kann einen anionischen Farbstoff aufweisen.
Die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit kann eine kationische Substanz mit niedrigem Molekulargewicht und eine kationische Substanz mit hohem Molekulargewicht enthalten, und die Tinte kann mindestens eine anionische Verbindung und ein Pigment aufweisen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenstrahldruckvorrichtung zum Drucken auf einem Druckmedium unter Verwendung eines Tintenausstoßabschnittes und eines Ausstoßabschnittes zum Ausstoßen einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die eine Komponente enthält, um ein Farbmaterial in der Tinte unlöslich zu machen oder zu koagulieren, zur Verfügung gestellt, die eine Ausstoßsteuereinheit aufweist, welche bewirkt, daß die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit vom Ausstoßabschnitt für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf das Druckmedium ausgestoßen wird und danach Tintentröpfchen vom Tintenausstoßabschnitt auf die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf dem Druckmedium ausgestoßen werden, und zwar gemäß einem auf dem Druckmedium zu erzeugenden Bild, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßsteuereinheit den Ausstoß so steuert, daß eine der nachfolgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt wird:
(1) Re·We < 25000 und
0 < ts
(2) 25000 ≤ Re·We < 29000 und
0 < ts < d/2
(3) 29000 ≤ Re·We < 40000 und
0 < ts ≤ 4um
(4) 40000 < Re·We < 55000 und
0 < ts ≤ 3um
(5) 55000 ≤ Re·We < 60000 und
0 < ts ≤ 2um
Worin bedeuten
d der Durchmesser eines ausgestoßenen Tintentröpfchens,
v die Tintenausstoßgeschwindigkeit,
ts die Dicke der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Druckmedium zu dem Zeitpunkt, wenn ein Tintentröpfchen auf das Druckmedium trifft,
Re = d·v/ν
We = ρ·d·v²/σ
ν die kinetische Viskosität der Tinte,
σ die Oberflächenspannung der Tinte und
ρ die Dichte der Tinte.
Der Tintenausstoßabschnitt kann relativ zum Druckmedium hin- und herbeweglich sein.
Der Tintenausstoßabschnitt und der Ausstoßabschnitt für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit können in Richtung der Hin- und Herbewegung angeordnet sein.
Der Tintenausstoßabschnitt und der Ausstoßabschnitt für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit können Einrichtungen zur Erzeugung von thermischer Energie besitzen, um thermische Energie zur Bewirkung eines Ausstoßes zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bilderzeugungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, die umfaßt: Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt, einen Empfänger zum Empfangen von Bilddaten von einer externen Vorrichtung und eine Bilddatenzuführeinrichtung zum Zuführen der durch den Empfänger erhaltenen Bilddaten zur Tintenstrahldruckvorrichtung.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bilderzeugungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, die umfaßt: Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt, einen Leser zum Lesen eines Bildes und eine Bilddatenzuführeinrichtung zum Zuführen der durch den Leser erhaltenen Bilddaten zur Tintenstrahldruckvorrichtung.
Die Druckvorrichtung kann so konstruiert sein, daß sie als Terminal für einen Computer verwendet werden kann.
Die Druckvorrichtung kann so konstruiert sein, daß sie in einem Kopiergerät verwendet werden kann.
Die Aufzeichnungsvorrichtung kann so konstruiert sein, daß sie in einem Faxgerät verwendet werden kann.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Ausstoßsteuereinheit für eine Tintenstrahldruckvorrichtung zum Drucken auf einem Druckmedium unter Verwendung eines Tintenausstoßabschnittes und eines Ausstoßabschnittes zum Ausstoßen einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die eine Komponente enthält, um ein Farbmaterial in der Tinte unlöslich zu machen oder zu koagulieren, zur Verfügung gestellt, wobei die Steuereinheit den Ausstoß derart steuert, daß die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit vom Ausstoßabschnitt für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf das Druckmedium ausgestoßen wird, bevor Tinte vom Tintenausstoßabschnitt gemäß eines der auf dem Druckmedium auszubildenden Bildes ausgestoßen wird, und den Ausstoß so steuert, daß eine der nachfolgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt wird:
(1) Re·We < 25000 und
0 < ts
(2) 25000 ≤ Re·We < 29000 und
0 < ts < d/2
(3) 29000 ≤ Re·We < 40000 und
0 < ts ≤ 4um
(4) 40000 ≤ Re·We < 55000 und
0 < ts ≤ 3um
(5) 55000 ≤ Re·We < 60000 und
0 < ts ≤ 2um
Worin bedeuten:
d der Durchmesser eines ausgestoßenen Tintentröpfchen,
v die Tintenausstoßgeschwindigkeit,
ts die Dicke der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Druckmedium zu dem Zeitpunkt, wenn ein Tintentröpfchen auf das Druckmedium auftrifft,
Re = d·v/ν,
We = ρ·d·v²/σ,
ν die kinetische Viskosität der Tinte,
σ die Oberflächenspannung der Tinte und
ρ die Dichte der Tinte.
Die Messung der entsprechenden Parameter wurde mit den folgenden Verfahren durchgeführt.

1. Physikalische Eigenschaften der Tinte

p: Auftriebsverfahren (JIS K0061 4.1)
η: E-Typ-Viskometer
σ Wilhelmy-Typ Oberflächenspannung
ν: Berechnet aus η/ρ

2. Physikalische Eigenschaften des Tintentropfens

v: Erhalten durch Beobachtung des Auftreffens der Tinte mit Hilfe eines Mikroskopes und eines Stroboskopes. Details sind beschrieben in Asai, A. et al. "impact of an Ink Drop on paper" IS & T 7. Internationaler Kongreß über Fortschritte in aufprallfreien Drucktechnologien, 1991.
d: Das Gleiche wie oben.

3. Physikalische Eigenschaften der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit:

ts: Durch Messen des Verbrauches (Gewicht oder Kapazität) der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit beim Ausstoß wird die Menge der pro Flächeneinheit aufzubringenden die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit abgeleitet. Die Eindringgeschwindigkeit der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit wird vorher über den Bristow-Test (J. TAPPI paper pulp transiting Method Nr.: 51-87) gemessen. Aus der Menge der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit und ihrer Eindringgeschwindigkeit wird die Dicke ts der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit beim Auftreffen der Tinte auf die Oberfläche des Mediums berechnet.
w: Durch Beobachtung des Auftreffens der Tinte mit der gleichen Vorrichtung zur Messung der physikalischen Eigenschaften der Tinte, um eine Längenmessung durchzuführen; und
h: Abgeleitet aus h = w/2 + t1, t1 = 2 um
Bei der vorliegenden Erfindung umfaßt die Verbesserung der Druckeigenschaften die Verbesserung der Bildqualität, wie Dichte, Chromazität, Grad der Schärfe am Randabschnitt des Bildes, Punktdurchmesser etc., die Verbesserung des Tintenfixiervermögens und die Verbesserung der Wetterbeständigkeit, d. h. der Haltbarkeit des Bildes, wie der Wasserfestigkeit, Lichtbeständigkeit etc. Die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit umfaßt eine Flüssigkeit, um einen Farbstoff in der Tinte unlöslich zu machen, eine Flüssigkeit, um einen Dispersionszusammenbruch eines Pigmentes in der Tinte zu bewirken, eine die Druckeigenschaften verbessernde Flüssigkeit etc. Der hier verwendete Begriff "unlöslich machen" umfaßt ein Phänomen, um eine ionische Wechselwirkung zwischen einer im Farbstoff der Tinte enthaltenen anionischen Gruppe und einer kationischen Gruppe eines in der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit enthaltenen kationischen Materials zu bewirken, um eine Ionenkopplung zu erreichen und dadurch eine Trennung des Farbstoffes, der gleichmäßig in der Tinte gelöst ist, aus der Lösung zu bewirken. Selbst wenn nicht der gesamte Farbstoff in der Tinte unlöslich gemacht wird, können die Wirkungen einer Unterdrückung des Farbverlaufens, einer Verbesserung der Farbentwicklung, einer Verbesserung der Bilqualität, einer Verbesserung des Fixiervermögens, die erfindungsgemäß erzielt werden sollen, erreicht werden, wenn nur ein Teil des Farbstoffes in der Tinte unlöslich gemacht wird. Der Begriff "Koagulation" wird in der gleichen Bedeutung mit "unlöslich machen" im Falle eines wasserlöslichen Farbstoffes verwendet, wenn ein Farbmittel eine anionische Gruppe enthält. Wenn das in der Tinte verwendete Farbmittel ein Pigment ist, tritt eine Wechselwirkung zwischen dem Pigmentdispergiermittel oder der Oberfläche des Pigmentes und der kationischen Gruppe des kationischen Materials, das in der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit vorhanden ist, auf, um einen Dispersionszusammenbruch des Pigmentes und eine Aggregation der Pigmentpartikel zur Ausbildung von Partikeln mit großem Durchmesser zu bewirken. Normalerweise ist mit einer Koagulation ein Viskositätsanstieg der Tinte verbunden. Selbst wenn nicht das gesamte Pigment in der Tinte unlöslich gemacht wird, können die Effekte einer Unterdrückung des Farbverlaufens, einer Verbesserung der Farbentwicklung, einer Verbesserung der Bildqualität, einer Verbesserung des Fixiervermögens, die mit der vorliegenden Erfindung erreicht werden sollen, erzielt werden, wenn nur ein Teil des Pigmentes in der Tinte unlöslich gemacht wird.
Die obigen und anderen Ziele, Effekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Hiervon zeigen:
Die Fig. 1A und 1B Darstellungen eines Zustandes unmittelbar nach dem vollständigen Zerkleinern eines Tintentropfens, der beim Ausstoßen eine sphärische Form besitzt, wobei Fig. 1A eine Draufsicht in einer Richtung senkrecht zum Druckmedium und Fig. 1B eine Schnittansicht des Tropfens sind;
Fig. 2 eine generelle perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Tintenstrahldruckvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine generelle perspektivische Ansicht einer Tintenstrahleinheit der Fig. 2;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckkopfes, mit dem die Tintenstrahldruckvorrichtung der Fig. 2 beschickt werden kann;
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Konstruktion des Steuersystems der Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 6 ein Blockdiagramm, das eine generelle Konstruktion zeigt, bei der die Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Informationsbearbeitungssystem Verwendung findet, das Funktionen als Bordprozessor, Personalcomputer, Faxgerät und Kopiergerät aufweist,
Fig. 7 eine schematische externe Ansicht des Informationsverarbeitungssystems der Fig. 6; und
Fig. 8 eine schematische externe Ansicht eines Anwendungsbeispiels der Druckvorrichtung der vorliegenden Erfindung bei dem Informationsverarbeitungssystem.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind zahlreiche spezielle Details enthalten, um für ein gründliches Verständnis der Erfindung zu sorgen. Es ist jedoch für den Fachmann offensichtlich, daß die Erfindung auch ohne diese speziellen Details ausgeübt werden kann. Andererseits sind bekannte Merkmale nicht im einzelnen beschrieben, um die Erfindung nicht in unnötiger Weise zu verstecken.
Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Tinte auf ein Druckmedium in einem Zustand ausgestoßen, in dem der gesamte Bereich auf dem Druckmedium, der mit der ausgestoßenen Tinte nach deren Auftreffen bedeckt werden soll, mit einer Flüssigkeitsschicht einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit bedeckt ist. Die auf die Flüssigkeitsschicht auftreffende Tinte tritt mit der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit über deren gesamte Fläche in Kontakt, bevor sie mit der Faser des Papiers als Druckmedium in Kontakt tritt. Der Farbstoff wird sofort von der Oberfläche des Tintentropfens aus koaguliert oder unlöslich gemacht. Somit wird die Viskosität der Tinte auf Fließfähigkeit herabgesetzt. Selbst nach Beendigung des Eindringens der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit verbleibt die Tinte auf der Oberfläche des Druckmediums, ohne in das Druckmedium einzudringen und auf der Faser des Papiers in der Nachbarschaft der Oberfläche des Druckmedium abgeschieden zu werden, wobei die Form des Tropfens zum Zeitpunkt des Auftreffens aufrecht erhalten wird.
Da somit ein Bildpunkt geformt werden kann, ohne durch die Struktur der Papierfaser des Druckmediums nachteilig beeinflußt zu werden, wird im Prinzip kein Auslaufen verursacht, und es kann ein Bildpunkt mit hoher Dichte geformt werden. Da ferner der Farbstoff koaguliert oder von der Oberfläche des Tintentropfens aus innerhalb einer ziemlich kurzen Zeitdauer nach dem Auftreffen unlöslich gemacht wird, um die Fließfähigkeit des Tintentropfens abzusenken, vermischen sich ausgebildete Bildpunkte nicht miteinander. Somit können die benachbarten Bildpunkte, die in enger Nachbarschaft zueinander angeordnet sind, auseinander gehalten werden, so daß kein Verlaufen verursacht wird.
Wenn daher vorausgesetzt wird, daß die Dicke der Flüssigkeitsschicht, die den gesamten Bereich des Druckmediums, der mit der Tinte abgedeckt werden soll, abdeckt, ts ist, können ein Auslaufen und Verlaufen vermieden und Bildpunkte mit hoher Dichte erzeugt werden, wenn die Beziehung 0 < ts beim Auftreffen des Tintentropfens aufrecht erhalten wird.
Was das Aufspritzen anbetrifft, so haben die Erfinder folgendes festgestellt:
[1] Wenn auf Re·We < 20000 eingeschränkt wird, tritt ein Aufspritzen bei 0 < ts nicht auf;
[2] Innerhalb eines Bereiches von 20000 ≤ Re·We < 25000 wird ein geringfügiges Aufspritzen verursacht, das zu einer mittleren Qualität des gedruckten Bildes bei d/2 ≤ ts führt.
Um eine höhere Qualität zu erreichen, ist es erforderlich, die Bedingung ts < d/2 zu erfüllen. In dieser Ungleichung ist d der Durchmesser des Tintentropfens und d/2 der Radius des Tintentropfens.
Die Bedingung ts ≤ d/2 bedeutet, daß die Oberfläche der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Druckmedium mehr an der Seite des Druckmediums als der Mittelpunkt des Tintentropfens vorhanden ist. In diesem Zustand wird auf die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit vom Tintentropfen eine Kraft ausgeübt, die sie in Richtung auf das Druckmedium preßt. Daher kann die Tinte durch die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit, die zur Rückseite über den Mittelpunkt hinaus bei d/2 ≤ ts dringt, nicht gestört werden, so daß das Aufspritzen reduziert werden kann.
[3] Innerhalb eines Bereiches von 25000 ≤ Re·We < 29000 ist das Aufspritzen signifikant, und das Druckbild wird auf unakzeptable Weise schlecht. Bei ts < d/2 kann jedoch das Aufspritzen so gesteuert werden, um ein mittleres Niveau der Bildqualität zu erzielen.
Um eine höhere Bildqualität zu erreichen, ist es erforderlich, die Bedingung ts < h/2 zu erfüllen. Bei dieser Ungleichung ist h die maximale Höhe der Tinte, die unmittelbar nach dem Auftreffen auf das Druckmedium abrupt zu einer scheibenförmigen Konfiguration dispergiert wird. Dies ist in den Fig. 1A und 1B gezeigt. Diese Figuren zeigen einen Zustand unmittelbar nach dem vollständigen Zerkleinern des sphärischen Tintentropfens durch das Auftreffen. Fig. 1A ist eine Draufsicht von einer Richtung senkrecht zum Druckmedium, während Fig. 1B einen Schnitt von Fig. 1A zeigt. Wie schematisch in Fig. 1A gezeigt, hat die Tinte beim Auftreffen die Form eines Ringes mit einem Außendurchmesser Lout und einem Innendurchmesser Lin, der horizontal in eine Hälfte unterteilt ist und auf einer dünnen Scheibe mit einer Dicke von t1 montiert ist. Dieses Gebilde wird mit einer hohen Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles in Fig. 1B (radial nach außen) dispergiert.
Die Ungleichung ts < h/2 hat die Bedeutung, daß die Flüssigkeitsoberfläche der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit niedriger angeordnet ist als das Vorderende P (in einem Abstand von etwa h/2 vom Druckmedium) der Tinte, die in Fig. 1B in Richtung des Pfeiles ausgebreitet wird. In diesem Zustand wird die auf das Druckmedium aufgebrachte die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit prinzipiell in Richtung auf das Druckmedium gedrückt, während die Tinte nach dem Auftreffen in die Scheibenform ausgebreitet wird, so daß kaum ein Aufspritzen auftritt.
Zu diesem Zeitpunkt gilt h w/2 + ti. w ist die Breite des Abschnittes, der sich zur Ringform ausbaucht, und entspricht wt (Lot - Lin)/2. w kann in einfacher Weise durch Beobachtung aus der Vertikalrichtung gemessen werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist w 20 um. Da ti 1 bis 2 um ist, gilt
h 11 bis 12 um
h/2 5,5 bis 6 um
[4] Wenn 29000 Re·We < 60000 und 2 um < ts sind, wird ein signifikantes Aufspritzen verursacht, und die Bildqualität ist nicht akzeptabel. Um eine hohe Bildqualität zu verwirklichen, ist es erforderlich, die Bedingung ts ≤ 2 um zu erfüllen.
[5] Wenn 60000 ≤ Re·We ist, wird ein Aufspritzen selbst dann verursacht, wenn die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit nicht aufgebracht wird.
Selbst wenn daher 0 < ts ist, kann durch geeignetes Auswählen der vorstehend aufgezeigten Bedingungen in Abhängigkeit vom System des Druckmediums Tinte auf die Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die auf das Druckmedium aufgebracht ist, ausgestoßen werden, ohne ein Aufspritzen zu verursachen.

Beispiele:

In sämtlichen Beispielen wurden die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit und die Tinte verwendet.

< Zusammensetzung der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit >

PAA-HCL-3L (Nittobo K. K.) 5,0 Gew.%
Cation G50 (Sanyo Kasei K. K.) 0,3 Gew.%
Diethylenglycol 10,0 Gew.%
Lithiumacetat 0,5 Gew.%
Wasser 84,2 Gew.%
insgesamt 100,0 Gew.%

< Zusammensetzung der Tinte >

Glycerin 7,5 Gew.%
Thiodiglycol 7,5 Gew.%
Harnstoff 7,5 Gew.%
Farbstoff, C. I. direct blue-199 3,5 Gew.%
Acetylenol EH (Kawa-ken Fine Chemical K. K.) 1,0 Gew.%
Wasser 73,0 Gew.%
insgesamt 100,0 Gew.%
Die physikalischen Eigenschaftswerte dieser Tinte waren wie folgt:
Dichte ρ = 1,05 g/cm³
Viskosität η = 1,9 cB = 0,019 g·cm&supmin;¹·s&supmin;¹
Kinetische Viskosität = η/ρ = 0,018 m²/s
Oberflächenspannung = 3 N/m (30,0 dyn/cm)

[Beispiel 1]

Die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit und die Tinte wurden mit Hilfe eines Kopfes 1 (siehe Fig. 4) ausgestoßen, der die folgende Spezifikation besaß:

< Kopf 1 Dreieck >

Ausstoßtyp: Bubble-Jet-Typ
Zahl der Düsen: 64
Auflösung der Düse: 360 dpi
Die Ausstoßeigenschaften der Tinte und der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit waren wie folgt:
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit: v = 8,9 m/s
Tintentropfendurchmesser: d = 36,4 um
Ausstoßmenge der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit: Vds = 50,3 pl
Dabei waren:
Re = < d·v/ν = 179
We = ρ·d·v²/σ = 101 und somit Re·We = 18079
Unter diesen Bedingungen wurde ein Volldruck von 125% mit der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf Normalpapier durchgeführt. Zu dem Zeitpunkt, als die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit begann, in das Normalpapier einzudringen, und die Dicke ts der Flüssigkeitsschicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit den Wert ts 10 um erreichte, wurde Tinte ausgestoßen, um einen Druck durchzuführen.
Die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit konnte durch Messen der Eindringdauer der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in das Papier mit dem Bristow-Testverfahren und durch geeignetes Einstellen des Zeitintervalles zwischen dem Ausstoß der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit und der Tinte auf der Basis der gemessenen Eindringperiode eingestellt werden. In diesem Zustand wurde die Dicke der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit unmittelbar nach dem Ausstoßen, als das Eindringen im wesentlichen noch nicht begonnen hatte, mit ts 12,5 um berechnet. Daher konnte nach dem Ausstoßen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit die Tinte mit einem Timing ausgestoßen werden, das etwa 20% der Eindringdauer der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in das Papier entsprach.

[Beispiel 2]

Der verwendete Kopf und dessen Antriebsbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 1.
Daher war wie in Beispiel 1 Re·We = 18079.
Unter den vorstehend aufgeführten Bedingungen nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit mit einem Volldruck von 225% auf das Normalpapier wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begonnen hatte und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit den Wert ts 20 um erreicht hatte.

[Beispiel 3]

Der verwendete Kopf entsprach im wesentlichen dem Kopf 1. Auch das Ausstoßprinzip, die Düsenauflösung und die Zahl der Düsen waren die gleichen wie bei den Beispielen 1 und 2. Der in diesem Beispiel verwendete Kopf besaß jedoch Ausstoßöffnungen, die einen geringeren Querschnitt hatten als der Kopf 1, so daß sich die folgenden Tintenausstoßcharakteristika ergaben.
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit: v = 10,0 m/s
Tintentropfendurchmesser: d = 35,0 um
Es galten:
Re = d·v/ν = 193
We = ρ·d·v²/σ = 123
Daher galt Re·We = 23739.
Nach dem Drucken mit der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf Normalpapier bei einem Volldruck von 125% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begonnen und die Dicke ts der Flüssigkeitsschicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit den Wert ts 10 um erreicht hatte.

[Beispiel 4]

Der Kopf und dessen Antriebsbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 3. Daher galt entsprechend Beispiel 3
Re·We = 23739.
Nach dem Drucken mit der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf Normalpapier mit einem Volldruck von 225% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begonnen und die Dicke ts der Flüssigkeitsschicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit den Wert ts 20 um erreicht hatte.

[Beispiel 5]

Es fand der gleiche Kopf wie bei den Ausführungsbeispielen 3 und 4 Verwendung. Die Tintenausstoßeigenschaften wurden jedoch variiert, um die Impulsbreite länger zu machen.
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit v = 10,2 m/s
Tintentropfendurchmesser d = 36,0 um
Es galten:
Re = d·v/ν = 203
We = ρ·d·v²/σ = 131
Daher galt Re·We = 26593.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem die Eindringung der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begann und die Dicke der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert ts 5 um erhielt.

[Beispiel 6]

Der Kopf und seine Betriebsbedingungen waren die gleichen wir bei Beispiel 5. Daher gilt in entsprechender Weise wie bei Beispiel 5:
Re·We = 26593.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf Normalpapier bei einem Volldruck von 125% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begann und die Dicke ts der Schicht aus der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert ts 10 um annahm.

[Beispiel 7]

Der Kopf und seine Antriebsbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 5. Daher gilt in entsprechender Weise wie bei Beispiel 5:
Re·We = 26593.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 225% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begann und die Dicke ts der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert ts 20 um annahm.

[Beispiel 8]

Es wurde der gleiche Kopf verwendet wie bei den Beispielen 3 bis 7, jedoch wurden die Tintenausstoßeigenschaften variiert, indem die Impulsbreite länger gemacht wurde.
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit v = 10,7 m/s
Tintentropfendurchmesser d = 36,6 um.
Dabei galt:
Re = d·v/ν = 216
We = ρ·d·v²/σ = 147
Daher galt Re·We = 31752.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begann und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert ts 2 um annahm.

[Beispiel 9]

Der Kopf und dessen Betriebsbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 8. Daher galt in entsprechender Weise wie bei Beispiel 8
Re·We = 31752.
Nach dem Druck der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begann und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert ts 5 um annahm.

[Beispiel 10]

Der Kopf war der gleiche wie bei den Beispielen 3 bis 9, jedoch wurden die Tintenausstoßeigenschaften variiert, indem vor dem Impuls zur Blasenbildung ein vorbereitender Impuls verwendet wurde.
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit v = 12,5 m/s
Tintentropfendurchmesser d = 37,5 um.
Es galten:
Re = d·v/ν = 259
We = ρ·d·v²/σ = 205
Daher galt Re·We = 53095
Nach dem Drucken der die Druckquatität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begann und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert von ts 2 um annahm.

[Beispiel 11]

Es wurde der gleiche Kopf wie bei dem Beispielen 3 bis 10 verwendet, jedoch wurden die Tintenausstoßeigenschaften variiert, indem vor dem Impuls zur Blasenbildung ein vorbereitender Impuls verwendet wurde.
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit v = 13,0 m/s
Tintentropfendurchmesser d = 38,0 um.
Es galten:
Re = d·v/ν = 273
We = ρ·d·v²/σ 225
Daher galt Re·We = 61425.
Die Tinte wurde direkt ausgestoßen, ohne daß die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit ausgestoßen wurde.

[Beispiel 12]

Der Kopf und dessen Betriebsbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 8, daher galt:
Re·We = 31752.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit id begann und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert von ts 4 um annahm.

[Beispiel 13]

Der Kopf und dessen Antriebsbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 8, daher galt:
Re·We = 31752.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit begann und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert von ts 3 um annahm.

[Beispiel 14]

Es wurde der gleiche Kopf wie bei den Beispielen 3 bis 9 verwendet, jedoch wurden die Tintenausstoßeigenschaften variiert, indem vor dem Impuls zur Blasenbildung ein vorbereitender Impuls verwendet wurde.
Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit v = 11,6 m/s
Tintentropfendurchmesser d = 37,0 um.
Es galten:
Re = d·v/ν = 237
We = ρ·d·v²/σ = 174
Daher galt Re·We = 41238.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit id begann und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert von ts 4 um annahm.

[Beispiel 15]

Der Kopf und dessen Betriebsbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 8, daher galt:
Re·We = 41238.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit id begann und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert von ts 3 um annahm.

[Beispiel 16]

Der Kopf und dessen Betriebsbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 10, daher galt:
Re·We = 53095.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit id begann und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert von ts 4 um annahm.

[Beispiel 17]

Der Kopf und dessen Betriebsbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 10.
Daher galt: Re·We = 53095.
Nach dem Drucken der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Normalpapier bei einem Volldruck von 100% wurde die Tinte zu einem Zeitpunkt ausgestoßen, bei dem das Eindringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit id begann und die Dicke ts der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit einen Wert von ts 3 um annahm.
Die Druckergebnisse der vorstehenden Beispiele 1 bis 17 sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Die Auswertung der Bildqualität wurde durch eine sensorische Auswertung vorgenommen. Tabelle
: Ziemlich hohe Bildqualität mit geringem Aufspritzen;
Δ: Bildqualität liegt innerhalb eines akzeptierbaren Bereiches, es fand ein geringfügiges Aufspritzen statt;
x: Ziemlich schlechte Bildqualität mit signifikantem Aufspritzen.
Aus den obigen Ergebnissen kann in bezug auf das Aufspritzen das Folgende ausgeführt werden:
[1] Wenn man die Einschränkung Re·We < 20000 vornimmt, wird unter der Bedingung von 0 < ts kein Aufspritzen verursacht,
[2] Bei 20000 ≤ Re·We < 25000 findet ein geringfügiges Aufspritzen unter der Bedingung von d/s < ts statt. Um eine höhere Bildqualität zu realisieren, ist es erforderlich, die Bedingung d/2 ≤ ts zu erfüllen. In der vorstehenden Ungleichung ist d der Durchmesser des Tintentropfens.
[3] Bei 25000 ≤ Re·We < 29000 wird ein signifikantes Aufspritzen unter der Bedingung von ts < d/2 verursacht, und die Bildqualität ist nicht akzeptabel. Unter der Bedingung von ts < d/2 wird das Aufspritzen reduziert, was für eine mittlere Bildqualität zufriedenstellend ist.
Um eine höhere Bildqualität zu verwirklichen, ist es erforderlich, die Bedingung ts < h/2 zu erfüllen. In der vorstehenden Ungleichung ist h die maximale Höhe der Tinte, die sich unmittelbar nach dem Auftreffen abrupt in eine Scheibenform ausbreitet (s. Fig. 1 B).
[4] Bei 29000 Re·We < 40000 findet ein signifikantes Aufspritzen unter der Bedingung 4 um ≤ ts statt, und die Bildqualität ist nicht akzeptabel. Unter der Bedingung ts ≤ 4 um wird das Aufspritzen reduziert, und die Bildqualität wird besser.
[5] Bei 40000 ≤ Re·We < 55000 wird ein signifikantes Aufspritzen verursacht, und die Bildqualität ist nicht akzeptabel, es sei denn, die Bedingung ts ≤ 3 um wird erfüllt.
[6] Bei 60000 ≤ Re·We wird ein Aufspritzen selbst dann verursacht, wenn die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit nicht aufgebracht wird.
Mit Ausnahme von Beispiel 11 gilt 0 < ts in allen Beispielen. Unter diesen Bedingungen werden kein Auslaufen und kein Verlaufen verursacht, so daß ein im wesentlichen kreisförmiger Bildpunkt mit hoher Dichte geformt werden kann. Hiermit kann eine im wesentlichen vollständige Wasserfestigkeit erreicht werden.
Durch Aufbringen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf das Druckmedium und durch nachfolgendes Aufbringen der Tinte kann somit ein im wesentlichen kreisförmiger Bildpunkt mit hoher Dichte erzeugt werden, ohne daß unter einer der nachfolgenden Formeln (1'), (1"), (2) bis (5) ein Auslaufen, Verlaufen und Aufspritzen verursacht wird. Somit kann ein Bild mit einer ziemlich hohen Qualität und einer im wesentlichen vollständigen Wasserfestigkeit erzeugt werden.
Formel (1') Re·We < 200000 und 0 < ts
Formel (1") 20000 ≤ Re·We < 25000 und
0 < ts oder 0 < ts < d/2
Formel (2) 25000 ≤ Re·We < 29000 und
0 < ts < d/2 oder 0 < ts < h/2
Formel (3) 29000 ≤ Re·We < 40000 und
0 < ts < d/2 oder 0 < ts < h/2
Formel (4) 40000 ≤ Re·We < 55000 und
0 < ts ≤ 3um
Formel (5) 55000 ≤ Re·We < 60000 und
0 < ts ≤ 2um
Nachfolgend wird ein Beispiel einer Druckvorrichtung erläutert, mit der die vorstehend beschriebenen Beispiele verwirklicht werden können.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die generell eine Ausführungsform einer Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
Bei dieser Tintenstrahldruckvorrichtung 100 steht ein Schlitten 101 in Gleiteingriff mit zwei Führungsschäften 104 und 105, die sich parallel zueinander erstrecken. Hierdurch kann der Schlitten 101 so angetrieben werden, daß er sich entlang den Führungsschäften 104 und 105 bewegt, und zwar über einen Antriebsmotor und einen Antriebskraftübertragungsmechanismus (beide sind nicht gezeigt), um die Antriebskraft des Antriebsmotors zu übertragen.
Am Schlitten 101 sind eine Tintenstrahleinheit 103 mit einem Tintenstrahlkopf und ein Tintentank als Tintenbehälter zur Speicherung einer im Kopf zu verwendenden Tinte montiert.
Die Tintenstrahleinheit 103 besitzt eine Vielzahl von Köpfen zum Ausstoßen der Tinte oder einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit zur Verbesserung der Wasserfestigkeit oder der Druckeigenschaften sowie Tanks als Behälter zum Speichern der Tinte oder der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die den Köpfen zugeführt werden. Es sind insgesamt 5 Köpfe zum Ausstoßen von schwarzer Tinte (Bk), Magenta-Tinte (M), Gelber Tinte (Y) und Cyan-Tinte (C) und zum Ausstoßen der vorstehend erwähnten, die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit vorgesehen. Die Tanks sind entsprechend den jeweiligen Köpfen am Schlitten 101 als Tintenstrahleinheit 103 montiert. Jeder Kopf und der entsprechende Tank sind lösbar voneinander, so daß bei einem Verbrauch der Tinte oder der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit etc. nur der geleerte Tank, falls erforderlich, unabhängig von den anderen Tanks ausgetauscht werden kann. Ferner ist es natürlich möglich, nur einen Kopf, falls erforderlich, auszutauschen. Die Konstruktion zum Befestigen und Lösen des Kopfes und des Tanks ist im dargestellten Beispiel nicht spezifiziert. Der Kopf und der Tank können auch auf integrierte Weise ausgebildet sein.
Die Verbesserung der Druckqualität, wie sie hier anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wird, umfaßt die Verbesserung der Dichte, Chromazität, der Schärfe am Randabschnitt, des Punktdurchmessers etc. als Faktoren der Bildqualität, eine Verbesserung des Tintenfixiervermögens sowie eine Verbesserung der Wetterfestigkeit, beispielsweise der Wasserfestigkeit, Lichtbeständigkeit etc., und eine Verbesserung der Festigkeit oder Haltbarkeit des Bildes.
Ein Papier 106 als Druckmedium wird von einer Zuführrolle 109 durch eine Einsetzöffnung 111, die am vorderen Endabschnitt der Vorrichtung vorgesehen ist, eingeführt, schließlich in seiner Förderrichtung umgekehrt und dem unteren Abschnitt des Bewegungsbereiches des Schlittens 101 zugeführt. In Verbindung mit einer Bewegung des Kopfes werden von den am Schlitten 101 montierten Köpfen Tinten auf das auf einer Platte 108 gelagerte Papier 106 ausgestoßen, um einen Druck in einem Druckbereich durchzuführen.
Durch abwechselndes Wiederholen des Drucks über eine Breite, die der Breite der Ausstoßöffnungsanordnung des Kopfes entspricht, und durch Zuführung der Papiers 106 wird ein Druck auf dem Gesamtpapier 106 durchgeführt. Das Papier 106 wird dann von der Vorderseite der Vorrichtung abgegeben.
In einem Bereich am linken Ende des Bewegungshubes des Schlittens 101 ist eine Wiederherstelleinheit 110 vorgesehen, die von der unteren Seite aus in eine dem entsprechenden Kopf des Schlittens 101 gegenüberliegende Lage geführt werden kann. Hierdurch können die entsprechenden Ausstoßöffnungen der Ausstoßköpfe im druckfreien Zustand verkappt werden und kann Tinte von den Ausstoßöffnungen der entsprechenden Köpfe abgesaugt werden. Die vorgegebene Position am linken Ende ist als Ausgangsposition des Kopfes eingestellt.
Fig. 3 ist eine generelle perspektivische Ansicht der in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Tintenstrahleinheit 103. Bei der dargestellten Konstruktion können entsprechende Tanks für schwarze Tinte (Bk), Magenta-Tinte (M), gelbe Tinte (Y) und Cyan Tinte (C) und die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit unabhängig voneinander ausgetauscht werden.
Um jeden Kopf in unabhängiger Weise lösen zu können, sind ein Kopf 102 und ein Bk-Tintentank 20K, C-Tintentank 20C, M-Tintentank 20M und Y-Tintentank 20Y am Schlitten 101 montiert. Im Kopfgehäuse 102 sind Köpfe 30K, 30B, 30M und 30Y (in Fig. 3 nicht gezeigt) zum Ausstoßen der Bk-Tinte, C-Tinte, M-Tinte und Y-Tinte und ein Kopf 31 (in Fig. 3 nicht gezeigt) zum Ausstoßen der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit angeordnet. Jeder Kopf 30K und 31 ist mit 160 Ausstoßöffnungen versehen. Jeder der Köpfe 30Y, 30M und 30C ist mit 48 Ausstoßöffnungen versehen. Durch entsprechende Ausstoßöffnungen werden 40 mg Tinte oder der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit ausgestoßen. Die entsprechenden Tanks sind über Verbindungsabschnitte und Versorgungsleitungen mit den Köpfen verbunden. Die entsprechenden Tanks sind aus transparentem Material geformt, so daß der Pegel der Tinte oder der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit überprüft werden kann.
Als Tankkonstruktion können die Tanks für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit und die Bk-Tinte als integrierte Einheit ausgebildet sein. Auch die Tanks für C, M, Y können integriert sein.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Tintenstrahldruckkopf zeigt, mit dem die Tintenstrahldruckvorrichtung der Fig. 2 beschickt werden kann. In Fig. 4 ist mit dem Bezugszeichen 27 eine Heizplatte bezeichnet. Die Heizplatte 27 besitzt ein Siliciumsubstrat, einen elektrothermischen Wandler (Ausstoßheizeinrichtung) 29, der auf dem Siliciumsubstrat ausgebildet ist, und eine Verdrahtung 28 aus Aluminium etc. zur Zuführung von elektrischem Strom zum elektrothermischen Wandler 29, wobei die Verdrahtung 28 und der elektrothermische Wandler 29 über die Dünnschichttechnik ausgebildet sind. Ein Tintenstrahldruckkopf umfaßt die Heizplatte 27 und eine Deckplatte 30, die mit der Heizplatte 27 verklebt ist. Die Deckplatte 30 besitzt eine Vielzahl von Wänden zur Ausbildung einer Vielzahl von Flüssigkeitsbahnen 25.
Eine zum Drucken verwendete Flüssigkeit (Tinte) wird durch eine Zuführöffnung 24, die an der Deckplatte 30 angeordnet ist, einem gemeinsamen Flüssigkeitsraum 23 zugeführt und vom gemeinsamen Flüssigkeitsraum 23 entsprechenden Düsen 25 zugeführt. Wenn die Heizeinrichtung 27 durch Einschalten des elektrischen Stromes erhitzt wird, wird sofort eine Blase in der Tinte erzeugt, die in der Düse 29 eingefüllt ist, und die Tinte wird mit Hilfe des Drucks der Blase von einer Ausstoßöffnung 26 ausgestoßen, die sich am Ende der Düse 29 befindet.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion des Steuersystems bei einer Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
Gemäß Fig. 5 werden Daten in bezug auf zu druckende Symbole und Bilder (hiernach als Bilddaten bezeichnet) von einem Wirtcomputer einem Empfangspuffer 401 einer Druckvorrichtung 100 zugeführt. Daten zur Bestätigung, ob Daten korrekt zurückgeführt werden oder nicht, und Daten zur Feststellung eines Betriebszustandes der Druckvorrichtung werden von der Druckvorrichtung zum Wirtcomputer zurückgeführt. Unter der Steuerung eines Kontrollabschnittes 402 mit einer CPU oder Zentraleinheit werden dem Empfangspuffer 401 zugeführte Daten zu einem Speicherabschnitt 403 in der Form eines RAM zurückgeführt und dort zeitweise gespeichert. Ein mechanischer Steuerabschnitt 404 treibt einen mechanischen Abschnitt 405, beispielsweise einen Schlittenmotor und eine Zeilenvorschubrolle, als Antriebseinheit zum Antreiben eines Schlitten 101 und einer Zuführrolle 109 (siehe Fig. 2) mit Hilfe eines Befehles vom Steuerabschnitt 402 an. Ein Sensor/SW-Steuerabschnitt 406 leitet ein Signal von einem Sensor/SW-Abschnitt 407 zum Steuerabschnitt 402 zurück, wobei der Sensor/SW-Abschnitt 407 Sensoren und SW (Schalter) aufweist. Ein Anzeigeelement Steuerabschnitt 408 steuert die Anzeige eines Anzeigeelementabschnittes 409 über einen Befehl vom Steuerabschnitt 402, wobei der Abschnitt 409 eine Gruppe von Anzeigepaneelen und Flüssigkristallanzeigeelementen besitzt. Ein Kopfsteuerabschnitt 410 steuert die Köpfe 30K, 30C, 30M 30Y und 31 individuell über einen Befehl von Steuerabschnitt 402. Der Kopfsteuerabschnitt 410 liest individuelle Informationen in bezug auf den Temperaturanzeigezustand eines jeden Kopfes und führt diese Informationen zum Steuerabschnitt 402 zurück.
Als Beispiel kann die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit oder Lösung zum Unlöslichmachen eines Tintenfarbstoffes auf die folgende Weise erhalten werden.
Die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit P kann erhalten werden, indem die nachfolgenden Komponenten vermischt und gelöst werden und das Gemisch unter Verwendung eines Membranfilters mit einer Porengröße von 0,22 um (Marke: Fuloro-pore filter, hergestellt von der Firma Sumitomo Electric Industries, Ltd.). druckfiltriert wird, wonach der pH-Wert des Gemisches auf einen Pegel von 4,8 eingestellt wird, indem Natriumhydroxid zugesetzt wird.

[Komponenten der Flüssigkeit P]

Bestandteile mit niedrigem Molekulargewicht einer kationischen Verbindung;
Stearyl-Trimethylammoniumsalze (Marke: Electrostriper QE, hergestellt von der Firma Kao Corporation) oder
Stearyl-Trimethylammoniumchlorid (Marke: Yutamine 86P, hergestellt von der Firma Kao Corporation)
2,0 Gewichtsteile
Bestandteile mit hohem Molekulargewicht einer kationischen Verbindung;
Copolymer von Diarylaminhydrochlorid und Schwefeldioxid (mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 5000) (Marke: Polyaminesulfon BAS-92, hergestellt von der Firma Nitto Oseki Co., Ltd.)
3,0 Gewichtsteile
Thiodiglycol 10,0 Gewichtsteile
Wasser Rest
Bevorzugte Beispiele einer Tinte, die durch Vermischen mit der vorstehend erwähnten, die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit unlöslich wird, sind nachfolgend aufgeführt.
Speziell wurden die nachfolgenden Komponenten vermischt, und das entstandene Gemisch wurde mit Hilfe eines Membranfilters einer Porengröße von 0,22 um (Marke: Fuloro-pore filter, hergestellt von der Firma Sumitomo Electric Industries, Ltd.) druckfiltriert, so daß gelbe Tinte Y1, Magenta-Tinte M1, Cyan-Tinte C1 und schwarze Tinte Bk1 erhalten wurden.
Y1:
Farbstoff C. I. direct yellow 142 2,0 Gewichtsteile
Thiodiglycol 10,0 Gewichtsteile
Acetylenol EH (hergestellt von der Firma Kawa-ken Fine Chemical Co. Ltd) 0,05 Gewichtsteile und
Wasser Rest
M1:
Diese Tinte besitzt die gleiche Zusammensetzung wie Y1, mit der Ausnahme, daß der Farbstoff auf 2,5 Gewichtsteile C. I. acid red 289 verändert wurde.
C1:
Diese Tinte hat die gleiche Zusammensetzung wie Y1, mit der Ausnahme, daß der Farbstoff auf 2,5 Teile von acid blue 9 verändert wurde.
Bk1:
Diese Tinte hat die gleiche Zusammensetzung wie Y1, mit der Ausnahme, daß der Farbstoff auf 3 Gewichtsteile C. I. food black 2 verändert wurde.
Erfindungsgemäß wurden die vorstehend erwähnten die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit (Flüssigkeitszusammensetzung) und Tinte miteinander auf dem Druckmedium oder an der Stelle, an der sie in das Druckmedium eindringen, vermischt. Als Ergebnis wurden der Bestandteil mit niedrigem Molekulargewicht oder das kationische Oligomer vom kationischen Material, das in der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit vorhanden war, und der wasserlösliche Farbstoff, der in der Tinte verwendet wurde, mit anionischem Rest miteinander durch eine wechselseitige ionische Funktion als erste Reaktionsstufe assoziiert, wodurch sie sofort von der flüssigen Lösungsphase getrennt wurden.
Da als zweite Reaktionsstufe das assoziierte Material aus dem Farbstoff und dem kationischen Material mit niedrigem Molekulargewicht oder dem kationischen Oligomer von dem Bestandteil mit hohem Molekulargewicht, der in der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit enthalten war, absorbiert wurde, wurde die Größe des durch die Assoziation verursachten aggregierten Materials des Farbstoffes weiter erhöht, wodurch das aggregierte Material kaum in die Fasern des bedruckten Materials eindringen konnte. Als Folge davon drang nur der vom festen Abschnitt abgetrennte flüssige Abschnitt in das bedruckte Papier ein, wodurch sowohl eine hohe Druckqualität als auch ein rasches Fixiervermögen erhalten wurden. Zur gleichen Zeit erhielt das aus den Bestandteilen mit dem niedrigen Molekulargewicht oder dem kationischen Oligomer des kationischen Materials und dem anionischen Farbstoff gebildete aggregierte Material durch den vorstehend erwähnten Mechanismus eine erhöhte Viskosität. Da sich somit das aggregierte Material nicht bewegte, während sich das flüssige Medium bewegte, wurden benachbart zueinander angeordnete Tintenpunkte durch die Tinten mit unterschiedlicher Farbe zum Zeitpunkt der Erzeugung eines Vollfarbbildes ausgebildet, wobei sich jedoch diese Punkte nicht miteinander vermischten. Folglich trat kein Defekt, wie beispielsweise ein Verlaufen, auf Da ferner das aggregierte Material im wesentlichen wasserunlöslich war, wurde eine vollständige Wasserfestigkeit des geformten Bildes erhalten. Ferner konnte die Lichtbeständigkeit des geformten Bildes durch den Abschirmeffekt des Polymers verbessert werden.
Die Begriffe "unlöslich" oder "Aggregation" beziehen sich auf beobachtbare Ereignisse nur in der ersten Reaktionsstufe oder sowohl in der ersten als auch in der zweiten Reaktionsstufe.
Da bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung kein kationisches Material mit hohem Molekulargewicht und mehrwertige Metallsalze wie beim Stand der Technik verwendet werden müssen oder selbst dann, wenn ein Bedarf nach diesen Substanzen besteht, ist es völlig ausreichend, wenn diese Substanzen nur unterstützend verwendet werden, um einen Effekt der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wobei die verwendete Menge hiervon minimiert werden kann. Das hat zur Folge, daß keine Reduzierung der Farbeffekte eintritt, wie dies der Fall ist, bei dem Wasserfestigkeit durch Verwendung des herkömmlichen kationischen Materials mit hohem Molekulargewicht und der mehrwertigen Metallsalze erreicht wird. Dies stellt einen weiteren Effekt der vorliegenden Erfindung dar.
Was das zur Durchführung der vorliegenden Erfindung zu verwendende Druckmedium anbetrifft, so gibt es keine spezielle Einschränkung. Sogenanntes Normalpapier, wie Kopierpapier, Bondpapier o. ä., das in herkömmlicher Weise verwendet wird, kann vorzugsweise eingesetzt werden. Natürlich werden beschichtetes Papier, speziell solches für den Tintenstrahldruck, und OHP- Transparentfilme vorzugsweise verwendet. Ferner können übliches Papier hoher Qualität und beschichtetes Glanzpapier vorzugsweise verwendet werden.
Mit der vorliegenden Erfindung werden gute Effekte erzielt, wenn diese bei einem Aufzeichnungskopf oder einer Aufzeichnungsvorrichtung Verwendung findet, die Einrichtungen zur Erzeugung von thermischer Energie, wie elektrothermische Wandler oder Laserlicht, besitzen und Veränderungen in der Tinte durch die thermische Energie zum Ausstoßen der Tinte bewirken. Mit einem solchen System kann nämlich eine Aufzeichnung mit hoher Dichte und hoher Auflösung erzielt werden.
Eine typische Konstruktion und ein typisches Funktionsprinzip hiervon sind in den US-PS'en 4 723 129 und 4 740 796 beschrieben. Vorzugsweise findet dieses Basisprinzip Anwendung, um ein solches System zu realisieren. Obwohl dieses System entweder bei einem Tintenstrahlaufzeichnungssystem vom auf Anforderung arbeitenden Typ oder bei einem solchen vom kontinuierlichen Typ Anwendung finden kann, ist es besonders geeignet für den auf Anforderung arbeitenden Typ. Dies deswegen, weil die auf Anforderung arbeitende Vorrichtung elektrothermische Wandler besitzt, die jeweils auf einer Lage oder einem Flüssigkeitskanal angeordnet sind, welche Flüssigkeit (Tinte) zurückhalten, und wie folgt funktionieren: Als erstes werden ein oder mehrere Antriebssignale den elektrothermischen Wandlern zugeführt, um in Abhängigkeit von der Aufzeichnungsinformation thermische Energie zu erzeugen. Als zweites induziert die thermische Energie einen plötzlichen Temperaturanstieg, der das Kernsieden übersteigt, so daß ein Filmsiedeeffekt auf Heizabschnitten des Aufzeichnungskopfes erzeugt wird. Als drittes werden Blasen in Abhängigkeit von den Antriebssignalen in der Flüssigkeit (Tinte) erzeugt. Unter Ausnutzung des Wachstums und des Zusammenfallens der Blasen wird die Tinte von mindestens einer der Tintenausstoßöffnungen des Kopfes ausgestoßen, um ein oder mehrere Tintentropfen zu bilden. Ein Antriebssignal in der Form eines Impulses wird bevorzugt, da damit das Wachstum und Zusammenfallen der Blasen sofort und in geeigneter Weise erzielt werden kann. Als Antriebssignal in der Form eines Impulses werden diejenigen bevorzugt, die in den US-PS'en 4 463 359 und 4 345 262 beschrieben sind. Ferner wird bevorzugt, daß die Temperaturanstiegsrate der Heizabschnitte gemäß der US-PS 4 313 124 verwendet wird, um eine bessere Aufzeichnung zu erzielen.
Die US-PS'en 4 558 333 und 4 459 600 beschreiben die folgende Konstruktion eines Aufzeichnungskopfes, die von der vorliegenden Erfindung umfaßt wird: Diese Konstruktion besitzt zusätzlich zu einer Kombination der Ausstoßöffnungen, Flüssigkeitskanäle und elektrothermischen Wandler Heizabschnitte, die an gebogenen Abschnitten angeordnet sind.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung bei Konstruktionen Anwendung finden, die in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 123670/1984 und 138461/1984 beschrieben sind. Die erstgenannte Veröffentlichung betrifft eine Konstruktion, bei der ein Schlitz, der sämtlichen elektrothermischen Wandlern gemeinsam ist, als Ausstoßöffnung der elektrothermischen Wandler verwendet wird, während die an zweiter Stelle genannte Veröffentlichung eine Konstruktion betrifft, bei der Öffnungen zum Absorbieren von Druckwellen, die durch thermische Energie verursacht werden, entsprechend den Ausstoßöffnungen ausgebildet sind. Somit kann unabhängig vom Typ des Aufzeichnungskopfes die vorliegende Erfindung eine positive und wirksame Aufzeichnung erzielen.
Die vorliegende Erfindung kann ferner bei einem sogenannten Aufzeichnungskopf vom Vollzeilentyp Verwendung finden, dessen Länge der maximalen Länge über ein Aufzeichnungsmedium entspricht. Ein solcher Aufzeichnungskopf kann aus einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen, die miteinander kombiniert sind, oder aus einem auf integrierte Weise angeordneten Aufzeichnungskopf bestehen.
Des weiteren kann die vorliegende Erfindung bei diversen Aufzeichnungsköpfen vom seriellen Typ Anwendung finden: Einem Aufzeichnungskopf, der an der Haupteinheit einer Aufzeichnungsvorrichtung fixiert ist, einem Aufzeichnungskopf vom austauschbaren Chip-Typ, der elektrisch an die Haupteinheit angeschlossen wird, wenn er an dieser angeordnet wird, und von der Haupteinheit mit Tinte versorgt wird, und einem Aufzeichnungskopf vom Kartuschentyp, der in integrierter Weise einen Tintenspeicher umfaßt.
Es wird ferner bevorzugt, ein Wiederherstellsystem oder ein vorbereitendes Hilfssystem für einen Aufzeichnungskopf als Bestandteil des Aufzeichnungskopfes hinzuzufügen, da diese Systeme dazu dienen, die durch die vorliegende Erfindung erreichten Effekte noch zuverlässiger zu machen. Beispiele eines Wiederherstellsystems sind Verkappungseinrichtungen und Reinigungseinrichtungen für den Aufzeichnungskopf sowie Druck- oder Saugeinrichtungen für den Aufzeichnungskopf. Beispiele eines vorbereitenden Hilfssystems sind einleitende Heizeinrichtungen, bei denen elektrothermische Wandler oder eine Kombination aus anderen Heizelementen und den elektrothermischen Wandlern Verwendung findet, und Einrichtungen zum Ausführen eines einleitenden Tintenausstosses unabhängig vom Ausstoß zur Aufzeichnung. Diese Systeme bewirken eine zuverlässige Aufzeichnung.
Ferner kann auch die Zahl und der Typ der an einer Aufzeichnungsvorrichtung zu montierenden Aufzeichnungsköpfe verändert werden. Beispielsweise kann nur ein Aufzeichnungskopf, der einer einzigen Tintenfarbe entspricht, oder eine Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen, die einer Vielzahl von Tinten mit unterschiedlicher Farbe oder Konzentration entsprechen, verwendet werden. Mit anderen Worten; die vorliegende Erfindung kann auf wirksame Weise bei einer Vorrichtung Anwendung finden, die mindestens einen monochromatischen Modus, Mehrfarb- und Vollfarb-Modus umfaßt. Bei dem monochromatischen Modus wird eine Aufzeichnung durchgeführt, wobei nur eine Hauptfarbe, wie Schwarz, Verwendung findet. Beim Mehrfarb-Modus wird eine Aufzeichnung unter Verwendung von Tinten unterschiedlicher Farben durchgeführt, und beim Vollfarb- Modus wird eine Aufzeichnung durch Farbmischung ausgeführt.
Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen flüssige Tinte verwenden, können auch Tinten eingesetzt werden, die flüssig sind, wenn das Aufzeichnungssignal angelegt wird: Beispielsweise können Tinten verwendet werden, die sich bei einer Temperatur verfestigen, die geringer ist als Raumtemperatur, und die bei Raumtemperatur erweichen oder sich verflüssigen. Dies deswegen, weil im Tintenstrahlsystem die Temperatur der Tinte generell in einem Bereich von 30ºC-70ºC eingestellt wird, so daß die Viskosität der Tinte auf einem derartigen Wert gehalten wird und die Tinte auf zuverlässige Weise ausgestoßen werden kann.
Des weiteren kann die vorliegende Erfindung bei einer solchen Vorrichtung Anwendung finden, bei der die Tinte unmittelbar vor dem Ausstoß durch thermische Energie verflüssigt wird, so daß die Tinte in flüssigem Zustand aus den Öffnungen ausgestoßen wird und sich dann beim Auftreffen auf das Aufzeichnungsmedium zu verfestigen beginnt. Auf diese Weise wird ein Verdampfen der Tinte verhindert. Die Tinte wird durch positive Nutzung der thermischen Energie, die sonst den Temperaturanstieg verursachen würde, vom festen in den flüssigen Zustand überführt, oder die Tinte, die trocken ist, wenn sie in Luft belassen wird, wird in Abhängigkeit von der thermischen Energie des Aufzeichnungssignales verflüssigt. In solchen Fällen kann die Tinte in Ausnehmungen oder Durchgangslöchern, die in einer porösen Lage ausgebildet sind, als flüssige oder feste Substanzen zurückgehalten werden, so daß die Tinte den elektrothermischen Wandlern gegenüberliegt, wie in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 56847/1979 oder 71260/1985 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist am wirksamsten, wenn bei ihr das Filmsiedephänomen zum Ausstoßen der Tinte Anwendung findet.
Des weiteren kann die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht nur als Bildausgabeterminal einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, wie einem Computer, verwendet werden, sondern auch als Ausgabevorrichtung eines Kopiergerätes, das einen Leser aufweist und als Ausgabevorrichtung eines Faxgerätes mit Sende- und Empfangsfunktion.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die generelle Konstruktion einer Informationsverarbeitungsvorrichtung mit der Funktion eines Bordprozessors, Personalcomputers, Faxgerätes, Kopiergerätes etc. zeigt, bei der die Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Anwendung findet.
In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 1801 ein Steuerabschnitt bezeichnet, der die Steuerung der Gesamtvorrichtung ausführt und eine CPU, wie einen Mikroprozessor etc., sowie diverse Ein/Ausgänge aufweist, um Steuersignale oder Datensignale etc. an entsprechende Abschnitte abzugeben und Steuersignale oder Datensignale von den entsprechenden Abschnitten zu empfangen. Mit dem Bezugszeichen 102 ist ein Anzeigeabschnitt bezeichnet, der einen Anzeigeschirm aufweist, auf dem diverse Menüinformationen, Dokumenteninformationen und Bilder etc. angezeigt werden, die von einem Bildleser 1807 gelesen werden. Mit 1803 ist ein transparentes druckempfindliches Berührungspaneel bezeichnet, das am Anzeigeabschnitt 1802 vorgesehen ist, um die Eingabe von Befehlen durchzuführen oder eine entsprechende Eingabe auf dem Anzeigeabschnitt 1802 zu koordinieren, indem die Paneelfläche mit einem Finger etc. gedrückt wird.
Mit 1804 ist ein Abschnitt für eine FM- oder frequenzmodulierte Schallquelle bezeichnet, der von einem Musikeditor etc. erzeugte Musikinformation in einem Speicherabschnitt 1810 oder einem externen Speicher 1812 speichert und eine FM-Modulation durchführt, indem er die gespeicherte Musikinformation aus dem Speicherabschnitt etc. ausliest. Ein elektrisches Signal vom FM- Schallquellenabschnitt 1804 wird von einem Lautsprecherabschnitt 1805 in hörbaren Schall überführt. Ein Druckerabschnitt 1806 wird als Ausgabeterminal des Bordprozessors, Personalcomputers, Faxgerätes, Kopiergerätes etc., bei dem die Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Anwendung findet, verwendet.
Mit 1807 ist ein Bildleserabschnitt zum optoelektrischen Auslesen von Originaldaten bezeichnet, der in einer Zwischenposition in einer Originalzuführbahn angeordnet ist und diverse Originaldokumente, wie ein Originaldokument für ein Faxgerät oder ein Kopiergerät, ausliest. Mit 1808 ist ein Fax- Sende- und Empfangsabschnitt zum Senden der vom Bildleserabschnitt gelesenen Originaldaten oder zum Empfang eines gesendeten Faxsignales bezeichnet, wobei der Fax- Sende- und Empfangsabschnitt eine externe Schnittstellenfunktion besitzt. Mit 1809 ist ein Telefonabschnitt bezeichnet, der eine normale Telefonfunktion und diverse assoziierte Funktionen, wie eine Aufzeichnungstelefonfunktion etc., aufweist, bezeichnet.
Mit 1810 ist ein Speicherabschnitt einschließlich eines ROM, der ein Systemprogramm, ein Managerprogramm, ein anderes Anwendungsprogramm etc. sowie Symbolfunktionen, Wörterbuchfunktionen etc. speichert, und eines RAM zum Speichern eines Anwendungsprogrammes, das von einer externen Speichervorrichtung 1812 eingegeben worden ist, von Dokumenteninformationen, Videoinformationen etc. bezeichnet.
Mit 1811 ist ein Tastaturabschnitt bezeichnet, über den Dokumenteninformationen oder diverse Befehle eingegeben werden. Die externe Speichervorrichtung besitzt das Bezugszeichen 1812 und verwendet einen Floppy Disc- oder Hartplattenantrieb als Speichermedium. In der externen Speichervorrichtung 1812 sind Musik- oder Sprachinformationen, Anwendungsprogramme des Benutzers etc. gespeichert.
Fig. 7 ist eine schematische externe Ansicht des Informationsverarbeitungssystems der Fig. 6.
In Fig. 7 ist mit 1901 eine Flachpaneelanzeige unter Verwendung eines Flüssigkristalls etc. bezeichnet. Dieser Anzeige ist das Berührungspaneel 1803 überlagert, so daß die Koordinatenpositionseingabe oder Gegenstandsbestimmungseingabe durchgeführt werden kann, indem die Oberfläche des Berührungspaneels 1803 mit einem Finger etc. berührt wird. Mit 1902 ist ein Hörer bezeichnet, der verwendet wird, wenn eine Telefonfunktion der Vorrichtung verwendet wird. Eine Tastatur ist lösbar über ein Kabel mit dem Hauptgehäuse der Vorrichtung verbunden und kann die Zuführung von diversen Dokumenteninformationen oder diversen Dateneingangssignalen bewirken. Auf der Tastatur 1903 sind diverse Funktionstasten etc. angeordnet. Mit 1905 ist eine Eingabeöffnung der externen Speichervorrichtung 1812 zur Aufnahme einer eingesetzten Floppy- Disc bezeichnet.
Mit 1906 ist ein Papierstapelabschnitt zum Stapeln des vom Bildleserabschnitt 1807 zu lesenden Originales bezeichnet. Das vom Bildleserabschnitt gelesene Original wird vom rückseitigen Abschnitt der Vorrichtung abgegeben. Beim Faxempfang wird die empfangene Information vom Tintenstrahldrucker 1907 ausgedruckt.
Obwohl der Anzeigeabschnitt 1802 eine CRT-Vorrichtung sein kann, ist es wünschenswert, ein Flachanzeigepaneel, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige unter Verwendung eines ferrodielektrischen Flüssigkristalls, zu verwenden, um eine Verkleinerung mit einer Dickenreduzierung sowie eine Gewichtsreduzierung zu erreichen.
Wenn die vorstehend beschriebene Informationsverarbeitungsvorrichtung als Personalcomputer oder Bordprozessor eingesetzt wird, werden diverse Informationen, die über den Tastaturabschnitt 1811 eingegeben worden sind, vom Steuerabschnitt 1801 gemäß einem vorgegebenen Programm verarbeitet und vom Druckerabschnitt 1806 als gedrucktes Bild ausgeben.
Wenn die Informationsverarbeitungsvorrichtung als Empfänger des Faxgerätes verwendet wird, werden die vom Fax-Sende- und Empfangsabschnitt 1808 über ein Netz eingegebenen Faxinformationen einem Empfangsprozeß gemäß dem vorgegebenen Programm unterzogen und vom Druckerabschnitt 1808 als empfangenes Bild ausgegeben.
Wenn die Informationsverarbeitungsvorrichtung als Kopiergerät verwendet wird, wird das Original vom Bildleserabschnitt 1807 gelesen, und die gelesenen Originaldaten werden vom Druckerabschnitt als Kopiebild über den Steuerabschnitt 1801 ausgegeben. Wenn die Informationsverarbeitungsvorrichtung als Sender des Faxgerätes verwendet wird, werden die vom Bildleserabschnitt 1807 gelesenen Originaldaten zum Senden gemäß dem vorgegebenen Programm vom Steuerabschnitt verarbeitet und danach über den Fax-Sende- und Empfangsabschnitt 1808 dem Netz zugeführt.
Bei der Informationsverarbeitungsvorrichtung kann es sich um einen integrierten Typ handeln, bei dem der Tintenstrahldrucker in ein Hauptgehäuse eingearbeitet ist, wie in Fig. 8 gezeigt. Für diesen Fall kann das Tragvermögen weiter verbessert werden. In Fig. 8 sind die Abschnitte mit den gleichen Funktionen wie in Fig. 7 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Wie vorstehend erläutert, kann durch Verwendung der Druckvorrichtung der vorliegenden Erfindung bei einer Informationsverarbeitungsvorrichtung vom Multifunktionstyp ein gedrucktes Bild mit hoher Qualität und hoher Geschwindigkeit und geringer Geräuschentwicklung erhalten werden. Auf diese Weise können die Funktionen der Informationsverarbeitungsvorrichtung weiter verbessert werden.
Wie vorstehend erläutert, wird bei der vorliegenden Erfindung beim Erzeugen eines Bildes durch Ausstoßen der Tinte auf das Druckmedium, auf das die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit, die eine Verbindung zum Koagulieren des Farbmittels oder zum Unlöslichmachen des Farbmittels enthält, aufgebracht wird, der Bereich des Druckmediums, der mit der Tinte bedeckt werden soll, wenn der Tintentropfen ausgestoßen wird und auf das Druckmedium trifft, mit der Schicht aus der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit bedeckt. Wenn die Dicke der Schicht aus der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit mit ts, der Durchmesser des Tintentropfens mit d und die Ausstoßgeschwindigkeit mit v bezeichnet werden, kann ein im wesentlichen kreisförmiger Punkt mit hoher Dichte erzeugt werden, ohne daß ein Aufspritzen, Auslaufen, Verlaufen durch Auftreffen des Tintentropfens auf das Druckmedium verursacht wird, wenn Bedingungen eingehalten werden, die einer der folgenden Formeln entsprechen:
Formel (1) Re·We < 25000 und
0 < ts
Formel (2) 25000 ≤ Re·We < 29000 und
0 < ts < d/2
Formel (3) 29000 ≤ Re·We < 40000 und
0 < ts ≤ 4um
Formel (4) 40000 ≤ Re·We < 55000 und
0 < ts ≤ 3um
Formel (5) 55000 ≤ Re·We < 60000 und
0 < ts ≤ 2um
worin bedeuten: Re = d·v/ν
We = ρ·d·v²/σ
ν: kinetische Viskosität der Tinte
σ: Oberflächenspannung der Tinte
ρ: Dichte der Tinte
Erfindungsgemäß wird bei 20000 ≤ Re·We < 25000 vor dem Auftreffen der Tinte auf das Druckmedium, indem die Dicke der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in einem Bereich von 0 < ts < d/s gehalten wird, ein Druckbild mit hoher Qualität in dem obigen Bereich von Re·We möglich.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei 25000 ≤ Re·We < 29000 vor dem Zeitpunkt des Auftreffens der Tinte auf das Druckmedium durch Halten der Dicke der Schicht der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in einem Bereich von 0 < ts < h/2 ein Druckbild mit hoher Qualität in dem vorstehend angegebenen Bereich von Re·We möglich.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung eines Druckproduktes mit den folgenden Schritten:

Ausstoßen einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die eine Komponente enthält, um ein Farbmaterial in der Tinte unlöslich zu machen oder zu koagulieren, von einem Ausstoßabschnitt für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf ein Druckmedium und danach Ausstoßen von Tintentröpfchen von einem Tintenausstoßabschnitt auf die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf dem Druckmedium gemäß einem auf dem Druckmedium zu erzeugenden Bild,

gekennzeichnet durch das Steuern des Ausstoßes derart, daß eine der nachfolgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt wird:

(1) Re·We < 25.000 und

0 < ts

(2) 25.000 ≤ Re·We < 29.000 und

0 < ts < d/2

(3) 29.000 ≤ Re·We < 40.000 und

0 < ts ≤ 4 um

(4) 40.000 ≤ Re·We < 55.000 und

0 < ts ≤ 3 um

(5) 55.000 ≤ Re·We < 60.000 und

0 < ts ≤ 2 um

worin bedeuten:

d der Durchmesser eines ausgestoßenen Tintentröpfchens,

v die Tintenausstoßgeschwindigkeit,

ts die Dicke der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Druckmedium zu dem Zeitpunkt, wenn ein Tintentröpfchen auf das Druckmedium trifft,

Re = d·v/ν,

We = ρ·d·v²/σ,

ν die kinetische Viskosität der Tinte,

σ die Oberflächenspannung der Tinte und

ρ die Dichte der Tinte.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ausstoß so gesteuert wird, daß beim Auftreffen der Tinte auf das Druckmedium die Bedingung 20.000 ≤ Re·We < 25.000 erfüllt wird und die Dicke ts der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in dem Bereich 0 < ts < d/2 liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ausstoß derart gesteuert wird, daß beim Auftreffen der Tinte auf das Druckmedium die Bedingung 25.000 ≤ Re·We < 29.000 erfüllt wird und die Dicke ts der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in dem Bereich 0 < ts < h/2 liegt, wobei h die maximale Höhe einer unmittelbar nach dem Auftreffen eines Tintentröpfchens auf das Druckmedium gebildeten scheibenförmigen Tintenform ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem ts die durchschnittliche Dicke der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit auf dem Bereich des Druckmediums ist, der nach dem Auftreffen der Tinte mit Tinte bedeckt ist.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das das Verwenden eines elektromechanischen Wandlers, um das Ausstoßen der Tinte und der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit zu bewirken, umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das das Verwenden eines elektrothermischen Wandlers, um das Ausstoßen der Tinte und der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit zu bewirken, umfaßt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das das Verwenden einer Kombination aus einem elektromechanischen Wandler und einem elektrothermischen Wandler, um das Ausstoßen der Tinte und der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit zu bewirken, umfaßt.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das das Verwenden einer die Druckqualiät verbessernden Flüssigkeit, die eine kationische Substanz mit geringem Molekulargewicht und eine kationische Substanz mit hohem Molekulargewicht enthält, und einer einen anionischen Farbstoff enthaltenden Tinte umfaßt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das das Verwenden einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die eine kationische Substanz mit geringem Molekulargewicht und eine kationische Substanz mit hohem Molekulargewicht enthält, und einer mindestens eine anionische Verbindung und ein Pigment enthaltenden Tinte umfaßt.

10. Tintenstrahldruckvorrichtung zum Drucken auf einem Druckmedium unter Verwendung eines Tintenausstoßabschnittes (30C, 30M, 30Y, 30K) und eines Ausstoßabschnittes (31) zum Ausstoßen einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die eine Komponente enthält, um ein Farbmaterial in der Tinte unlöslich zu machen oder zu koagulieren, mit einer Ausstoßsteuereinheit (402, 410), die bewirkt, daß die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit vom Ausstoßabschnitt für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf das Druckmedium ausgestoßen wird und danach Tintentröpfchen vom Tintenausstoßabschnitt auf die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf dem Druckmedium ausgestoßen werden, und zwar gemäß einem auf dem Druckmedium zu erzeugenden Bild, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßsteuereinheit den Ausstoß so steuert, daß eine der nachfolgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt wird:

(1) Re·We < 25.000 und

0 < ts

(2) 25.000 ≤ Re·We < 29.000 und

0 < ts < d/2

(3) 29.000 ≤ Re·We < 40.000 und

0 < ts ≤ 4 um

(4) 40.000 ≤ Re·We < 55.000 und

0 < ts ≤ 3 um

(5) 55.000 ≤ Re·We < 60.000 und

0 < ts ≤ 2 um

worin bedeuten:

d der Durchmesser eines ausgestoßenen Tintentröpfchens,

v die Tintenausstoßgeschwindigkeit,

Re = d·v/ν,

We = ρ·d·v²/σ,

ν die kinetische Viskosität der Tinte,

σ die Oberflächenspannung der Tinte und

ρ die Dichte der Tinte.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, die des weiteren Bewegungseinrichtungen (404, 405) zum hin- und hergehenden Bewegen des Tintenausstoßabschnittes relativ zum Druckmedium aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Tintenausstoßabschnitt und der Ausstoßabschnitt für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit in der hin- und hergehenden Richtung angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, bei der die Ausstoßsteuereinheit den Ausstoß derart steuert, daß beim Auftreffen der Tinte auf das Druckmedium die Bedingung 20.000 ≤ Re·We < 25.000 erfüllt wird und die Dicke ts der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit iri dem Bereich 0 < ts < d/2 liegt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, bei der die Ausstoßsteuereinheit den Ausstoß so steuert, daß beim Auftreffen der Tinte auf das Druckmedium die Bedingung 25. 000 ≤ Re·We < 29.000 erfüllt wird und die Dicke ts der die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit in dem Bereich 0 < ts < h/2 liegt, wobei h die maximale Höhe einer unmittelbar nach dem Auftreffen eines Tintentröpfchens auf das Druckmedium gebildeten scheibenförmigen Tintenform ist.

15. Tintenstrahldruckvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, die einen Tintenausstoßabschnitt (30C, 30M, 30Y, 30K) und einen Ausstoßabschnitt (31) für eine die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit aufweist, die jeweils thermische Energie erzeugende Einrichtungen besitzen, um thermische Energie zur Bewirkung eines Ausstoßes zur Verfügung zu stellen.

16. Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Tintenstrahldruckvorrichtung (1806) nach einem der Ansprüche 10 bis 15;

einem Empfänger (1808) zum Empfangen von Bilddaten von einer externen Vorrichtung; und

einer Bilddatenzuführeinrichtung (1801) zum Zuführen der durch den Empfänger erhaltenen Bilddaten zur Tintenstrahldruckvorrichtung.

17. Bilderzeugungsvorrichtung mit

einer Tintenstrahldruckvorrichtung (1806) nach einem der Ansprüche 10 bis 15;

einem Leser (1807) zum Lesen eines Bildes; und

einer Bilddatenzuführeinrichtung (1801) zum Zuführen der durch den Leser erhaltenen Bilddaten zur Tintenstrahldruckvorrichtung.

18. Computerterminal mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17.

19. Kopiergerät mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17.

20. Faxgerät mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17.

21. Ausstoßsteuereinheit für eine Tintenstrahldruckvorrichtung zum Drucken auf einem Druckmedium unter Verwendung eines Tintenausstoßabschnittes (30C, 30M, 30Y, 30K) und eines Ausstoßabschnittes (31) zum Ausstoßen einer die Druckqualität verbessernden Flüssigkeit, die eine Komponente enthält, um ein Farbmaterial in der Tinte unlöslich zu machen oder zu koagulieren, wobei die Steuereinheit den Ausstoß derart steuert, daß die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit vom Ausstoßabschnitt für die die Druckqualität verbessernde Flüssigkeit auf das Druckmedium ausgestoßen wird, bevor Tinte vom Tintenausstoßabschnitt gemäß eines auf dem Druckmedium auszubildenden Bildes ausgestoßen wird, und den Ausstoß so steuert, daß eine der nachfolgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt wird:

(1) Re·We < 25.000 und

0 < ts

(2) 25.000 ≤ Re·We < 29.000 und

0 < ts < d/2

(3) 29.000 ≤ Re·We < 40.000 und

0 < ts ≤ 4 um

(4) 40.000 ≤ Re·We < 55.000 und

0 < ts ≤ 3 um

(5) 55.000 ≤ Re·We < 60.000 und

0 < ts ≤ 2 um

worin bedeuten:

d der Durchmesser eines ausgestoßenen Tintentröpfchens,

v die Tintenausstoßgeschwindigkeit,

Re = d·v/ν,

We = ρ·d·v²/σ,

ν die kinetische Viskosität der Tinte,

σ die Oberflächenspannung der Tinte und

ρ die Dichte der Tinte.