DE19856787C2

DE19856787C2 - Tröpfchenausstoßvorrichtung

Info

Publication number: DE19856787C2
Application number: DE19856787A
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Kojima; Yasuhiro Otsuka; Torahiko Kanda; Fuminori Takizawa; Masakazu Okuda; Hirofumi Nakamura
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: DE19856786C2; DE19856785C2

Description

Obwohl es sich bei der Erfindung um eine für einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf entwic kelte Vorrichtung handelt, kann sie vielfältig als Vorrichtung zur Bildung eines leitenden Films einer kleinen elektrischen Schaltung oder integrierten Schaltung und überdies zum Kleindrucken zusätzlich zum Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf verwendet werden. Die Erfin dung betrifft die Verbesserung der in der nachveröffentlichten EP 0 783 965 A2 offenbarten Technik (im folgenden "ältere Anmeldung" genannt).

Vom Anmelder wurde eine Tröpfchenausstoßvorrichtung gemäß einer neuen Theorie in der vorgenannten älteren Anmeldung offenbart. Die Tröpfchenausstoßvorrichtung weist eine Hauptkammer mit einem Einlaß und einer Ausstoßöffnung sowie eine Druckbeaufschla gungseinrichtung zum Ausüben eines Drucks auf die in die Hauptkammer eingeleitete Flüs sigkeit auf. Die Ausstoßöffnung erzeugt Oberflächenwellen auf der Oberfläche der die Luft an der Ausstoßöffnung berührenden Spritzflüssigkeit durch den Druck und stößt Tröpfchen mit einem kleineren Durchmesser als dem der Ausstoßöffnung in Übereinstimmung mit der Wirkung der Oberflächenwellen aus. Zur Bildung von Oberflächenwellen auf der Oberfläche der Flüssigkeit an der Ausstoßöffnung ist die Schnittform gemäß Fig. 14 offenbart. Fig. 14 ist eine Darstellung des Aufbaus einer Ausstoßvorrichtung für Tintentröpfchen. Die Tröpfchen ausstoßvorrichtung ist mit einem Einlaß 1, einer Ausstoßöffnung 2, einer Schwingplatte 3, einem piezoelektrischen Aktor 4, einer Hauptkammer 5 und einer Tintenversorgung 6 verse hen.

Bei einer mechanischen Verschiebung der durch den piezoelektrischen Aktor 4 angesteuerte Schwingplatte 3 ändert sich der Druck der in der Hauptkammer 5 gespeicherten Tinte, und Oberflächenwellen werden auf der Oberfläche der Tinte an der Ausstoßöffnung 2 erzeugt. Die Oberflächenwellen bewegen sich vom Umfang der Ausstoßöffnung 2 zum Mittelab schnitt, überlagern sich am Mittelabschnitt, um ihre Wellenhöhe zu vergrößern, und als Er gebnis lösen sich Tintentröpfchen aus der Tintenoberfläche. Die Tinte wird aus der Tinten versorgung 6 nach Durchlaufen des Einlasses 1 zur Spritzkammer 5 geführt.

Im folgenden wird diese Erscheinung konzeptionell beschrieben. Läßt man einen Wassertropfen auf eine unbewegliche Wasseroberfläche fallen, dehnt sich eine ringförmige Oberflä chenwelle aus, deren Mitte der Aufprallpunkt des Wassertropfens ist. Eine umgekehrte Er scheinung zu diesem Phänomen tritt auf der Tintenoberfläche an der Spritzöffnung 2 der Erfindung auf. Bei Erzeugung von Oberflächenwellen, die zur Mitte der Ausstoßöffnung 2 vom Umfang der Öffnung 2 gerichtet sind, konzentrieren sich die Wellen auf die Mitte der Ausstoßöffnung 2, und Tintentröpfchen lösen sich aus der Tintenoberfläche.

Fig. 15 ist eine Aufbauzeichnung zur Erläuterung des Öffnungsabschnitts einer Druckvor richtung, die mit mehreren Ausstoßvorrichtungen für Tintentröpfchen versehen ist. Gemäß Fig. 15 kann durch Anordnen mehrerer Ausstoßöffnungen 2 von Tröpfchenausstoßvorrich tungen 14i bis 14n und Steuern des Tintenausstoßes jeder Ausstoßöffnung 2 das Papier bedruckt werden, das an der Vorderseite der Ausstoßöffnung 2 in Pfeilrichtung durchläuft. Auf diese Weise kann der Kopf der Druckvorrichtung gebildet sein.

Mit einer Vorrichtung gemäß der neuen Theorie kann ein Tröpfchen mit einem kleineren Durchmesser als dem einer Ausstoßöffnung ausgestoßen werden. Auch wenn eine Aus stoßöffnung mit einem großen Durchmesser durch Grobeinstellung einer Bearbeitungsge nauigkeit gebildet ist, kann daher mit hoher Auflösung durch Ausstoßen kleiner Tröpfchen gedruckt werden. Das heißt, eine hochauflösende Vorrichtung läßt sich billig und leicht be reitstellen. Da der Durchmesser einer Ausstoßöffnung erhöht werden kann, kommt es au ßerdem nicht so leicht zum Verstopfen mit Tinte, und eine Vorrichtung paßt sich leicht an Änderungen in der Umgebung an. Damit wird der verfügbare Temperatur- und Feuchtig keitsbereich erweitert. Überdies sind ausgezeichnete Merkmale gegeben, u. a. die Tatsache, daß Anforderungen an die Zusammensetzung einer Flüssigkeit nicht so streng sind, weshalb die Flüssigkeit auf verschiedene Tintenarten angewendet sein kann.

Die EP 0 159 188 A2 beschreibt ein Verfahren für den Betrieb eines Tintenstrahldruckers mit hoher Auflösung. Dabei wird das Volumen einer Tintenkammer sehr schnell vergrößert, wo bei ein Tintenmeniskus von einer Öffnung in die Tintenkammer hineinbewegt wird. Dabei werden Resonanzen auf der Oberfläche der Flüssigkeit angelegt, und ein Tintentröpfchen löst sich vom Meniskus und wird durch die Öffnung ausgestoßen.

Im Rahmen der Erfindung wurden verschiedene Prüfungen an der Tröpfchenspritzvorrich tung gemäß der neuen Theorie durchgeführt. Durch diese Prüfungen bestätigte sich, daß die Tröpfchenausstoßvorrichtung gemäß der Theorie bemerkenswert wirksam war. Als Standard ist bei einer praktischen Druckvorrichtung eine Mindestauflösung von etwa 300 dpi (Punkte je Inch) oder mehr gefordert, um japanische Zeichen in guter Qualität zu drucken. Im Fall der vorliegenden Erfindung richteten sich fortgesetzte Untersuchungen auf die Ent wicklung einer praktischen Druckvorrichtung mit einer Auflösung von mindestens 300 dpi.

Hierbei besteht zur Bereitstellung einer praktischen Vorrichtung das wichtigste Problem darin, Oberflächenwellen auf der Oberfläche einer Ausstoßöffnung zu bilden, anstatt eine Spritzflüssigkeit direkt aus der Ausstoßöffnung abzugeben. Zudem ist ein wichtiges Problem, wie die Oberflächenwellen unter Umweltbedingungen, u. a. Praxistemperatur und Feuchtig keit, konstant stabil erzeugt werden. Zur Lösung der Probleme muß die Technik zum Steu ern des auf die Hauptkammer ausgeübten Drucks berücksichtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung des auf die Hauptkammer ausge übten Drucks zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch eine Tröpfchenausstoßvorrichtung mit den Merkmalen nach An spruch 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagungseinrichtung mit einer elektrischen Signalerzeugungsschaltung und einem piezoelektrischen Aktor versehen ist, der durch die Ausgabe der elektrischen Signalerzeugungsschaltung angesteuert wird und dessen mechanische Verschiebungsausgabe der Flüssigkeit in der Kammer zugeführt wird, und eine Filterschaltung zum selektiven Durchlassen von zur Bildung der Oberflächen wellen geeigneten Frequenzkomponenten in der Schaltung zwischen dem Ausgang der elektrischen Signalerzeugungsschaltung und dem piezoelektrischen Aktor angeordnet ist. Bevorzugt ist, daß die Frequenzkomponenten Sinuswellenimpulse sind.

Hierbei ist ein Sinuswellenimpuls als Impulswellenform mit einer sehr schmalen Frequenz verteilung in einem Impulssignal definiert.

Bevorzugt ist, daß die elektrische Signalerzeugungsschaltung eine Impulserzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Dreieckimpulses, Rechteckimpulses oder Trapezimpulses ist, und die Filterschaltung ein Tiefpaßfilter verwendet. Das Tiefpaßfilter kann z. B. durch ein CR-Filter realisiert sein.

Möglich ist, die Impulsbreite "t" auf verschiedene Werte im Verlauf von Betriebsabläufen ein zustellen. Dadurch kann der Tintentemperatur und zudem der Änderung von Umgebungsbe dingungen entsprochen und der praktische Tröpfchendurchmesser durch Ändern der Im pulsbreite "t" eines Einzelimpulses auf höchstens 100 µs geändert werden.

Zur Entwicklung einer praktischen Vorrichtung für die Tröpfchenspritzvorrichtung der älteren Anmeldung wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, daß ein Sinusimpuls für eine Wel lenform zur Druckbeaufschlagung der Tinte in einer Spritzkammer am geeignetsten ist. Dies ergab sich durch experimentellen Nachweis, daß es möglich ist, Oberflächenwellen mit an geordneten Phasen zu veranlassen, sich in der Mitte zu überlagern, und die stabilste Ab gabe im Hinblick auf Tröpfchendurchmesser und Tröpfchengeschwindigkeit durchzuführen, da die Frequenzkomponente eines Sinuswellenimpulses einzeln vorliegt.

Daher wurde versucht, einen Sinuswellenimpuls durch eine elektrische Signalerzeugungs schaltung direkt zu erzeugen. Allerdings wurde festgestellt, daß eine Synthesizerschaltung o. ä. notwendig ist, um einen einzelnen Sinuswellenimpuls zu erzeugen, was die Kosten er höht. Daher wurde festgestellt, daß eine einem Sinuswellenimpuls nahekommende Wellen form, die eine Grundwelle ist, durch Erzeugen eines zweckmäßigen Dreieck-, Rechteck- oder Trapezimpulses durch die elektrische Signalerzeugungsschaltung erhalten und der Im puls durch eine Filterschaltung mit einem Tiefpaßfilter geführt werden kann, anstatt den Si nuswellenimpuls direkt zu erzeugen. Dadurch kann eine praktische Vorrichtung mit einfa chen und billigen Schaltungen verglichen mit einer direkten Erzeugung eines Sinuswellenim pulses durch die elektrische Signalerzeugungsschaltung gebildet werden.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Schaltbild einer Filterschaltung;

Fig. 3 ist eine Darstellung einer Kennlinie eines Tiefpaßfilters der Filterschaltung der er sten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen Impulsbreite und Tröpfchendurch messer;

Fig. 5 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen Tröpfchendurchmesser und notwen diger Amplitude;

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels für eine Schaltung zum Erzeugen eines Dreieckimpulses und eines Trapezimpulses;

Fig. 10 ist eine Signaldarstellung eines Dreieckimpuls-Erzeugungsverfahrens;

Fig. 11 ist eine Signaldarstellung eines Trapezimpuls-Erzeugungsverfahrens;

Fig. 12 ist eine Konzeptansicht der fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 ist eine schematische Darstellung der für die fünfte Ausführungsform der Erfin dung verwendeten Tröpfchenausstoßvorrichtung;

Fig. 14 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Tröpfchenausstoßvorrich tung; und

Fig. 15 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Düsenabschnitts einer Schreib- und Aufzeichnungsvorrichtung, die mit mehreren Tröpfchenausstoßvor richtungen versehen ist.

Im Folgenden wird der Aufbau der ersten Ausführungsform der ersten Erfindung anhand von Fig. 1 beschrieben.

Durch Ändern von Impulsbreiten lassen sich zudem Tröpfchendurchmesser ändern. Somit kann ein Punktdurchmesser mit einer anzulegenden Impulsbreite gesteuert werden, um ei nen Halbton zu realisieren.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwingplatte 3 mit einer elektrischen Signalerzeugungsschaltung 10 und einem piezoelektrischen Aktor 4 versehen ist, der ent sprechend einer Ausgabe der elektrischen Signalerzeugungsschaltung 10 angesteuert wird und dessen mechanische Verschiebungsausgabe der Ausstoßflüssigkeit in der Hauptkam mer 5 zugeführt wird, wobei eine Filterschaltung 11 zum selektiven Durchlassen einer zur Bildung der Oberflächenwellen geeigneten Sinuswellen-Frequenzkomponente mit einer Schaltung zwischen dem Ausgang der elektrischen Signalerzeugungsschaltung 10 und dem piezoelektrischen Aktor 4 verbünden ist.

Die elektrische Signalerzeugungsschaltung 10 ist eine billige Impulserzeugungsschaltung zum Erzeugen eines einfachen Einzelimpulses, und ihre Ausgangsfrequenzkomponente ist eine Mehrfachkomponente. Bei Beobachtung einer von der Schaltung ausgegebenen Signalwellenform sieht diese wie ein Dreieckimpuls aus. Die elektrische Signalerzeugungs schaltung 10 läßt sich leicht durch einen monostabilen Multivibrator realisieren. Die Filter schaltung 11 ist ein Tiefpaßfilter. Fig. 2 zeigt ein typisches Schaltbild der Filterschaltung 10. Das Tiefpaßfilter ist ein Beispiel für die Verwendung eines einfachen und billigen CR-Filters. Unter der Annahme, daß die Frequenz in Fig. 2 "f" ist, ergibt sich folgender Ausdruck:

f = 1/(2πCR).

Somit werden z. B. f = 100 kHz, R = 75 Ω und C = 20 nF erhalten.

Der Durchmesser der Spritzöffnung 2 beträgt etwa 100 µm, und als Impulsbreite eines zum piezoelektrischen Aktor 4 zu führenden Ansteuersignals sind 10 µs ausgewählt. Damit sind 100 kHz, d. h. eine der Impulsbreite entsprechende Frequenz, als Schnittfrequenz der Filter schaltung 11 ausgewählt. In Fig. 3 bezeichnet die x-Achse die Frequenz (Hz) und die y-Achse die Verstärkung (dB). Gemäß Fig. 3 kommt es bei 100 kHz zu einer Dämpfung von etwa 3 dB.

Im folgenden werden Betriebsabläufe der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrie ben. Ein Auslösesignal als Tintenspritzbefehl wird an einem Eingangsanschluß 9 von der Spritzöffnung 2 eingegeben. Die elektrische Signalerzeugungsschaltung 10 empfängt das Auslösesignal und erzeugt einen Impuls. Im Aussehen ähnelt der Impuls einem Dreieccim puls und weist verschiedene Frequenzkomponenten gemäß der vorstehenden Beschreibung auf. Dieser Impuls wird in die Filterschaltung 11 eingegeben, die bewirkt, daß nur Sinuswel lenkomponenten durchlaufen. Die Filterschaltung 11 ist ein Tiefpaßfilter unter Verwendung eines einfachen CR-Filters. Die Amplitude (Impulshöhe) des Sinuswellenimpulses wird durch einen Verstärker 12 verstärkt. Dieser Sinuswellenimpuls wird in eine mechanische Verschie bung durch den piezoelektrischen Aktor 4 umgewandelt. Die mechanische Verschiebung verschiebt die Position der Schwingplatte 3 und setzt die Tinte in der Hauptkammer 5 unter Druck. Die Tinte in der Hauptkammer 5 wird so unter Druck gesetzt, daß sie Oberflächen wellen auf der Oberfläche der Ausstoßöffnung 2 gemäß der in der älteren Anmeldung dar gelegten Theorie und der vorstehenden Beschreibung erzeugt, und Tröpfchen werden aus dem Mittelabschnitt ausgestoßen, an dem die Oberflächenwellen zusammenlaufen.

Wie zuvor beschrieben wurde, bildet die elektrische Signalerzeugungsschaltung 10 einen Sinuswellenimpuls durch Erzeugen eines zweckmäßigen Impulses, z. B. eines Dreieckimpul ses, und Durchleiten des Dreieckimpulses durch die Filterschaltung 11 mit einem Tiefpaßfil ter. Somit kann ein Sinuswellenimpuls durch eine einfache und billige Schaltung verglichen mit einer direkten Erzeugung eines Sinuswellenimpulses durch die elektrische Signalerzeu gungsschaltung 10 erzeugt werden.

Im folgenden wird begründet, weshalb ein Sinuswellenimpuls als Ansteuerwellenform für den piezoelektrischen Aktor 4 am geeignetsten ist. In Fig. 4 bezeichnet die x-Achse die Impuls breite (µs) und die y-Achse den Tröpfchendurchmesser (µm). Hierbei wird ein Sinuswel lenimpuls mit einem Rechteckimpuls verglichen. Aus Fig. 4 geht hervor, daß beim Recht eckimpuls ein Tröpfchendurchmesser durch eine Impulsbreite schwer steuerbar ist. Grund dafür ist vermutlich, daß der Rechteckimpuls verschiedene Frequenzkomponenten hat und sein Einfluß nicht unkompliziert ist, weshalb sich ein Tröpfchendurchmesser nicht leicht steuern läßt.

In Fig. 5 zeigt die x-Achse den Tröpfchendurchmesser (µm) und die y-Achse die Amplitude (µm). In diesem Fall wird ein Sinuswellenimpuls mit einem Dreieckimpuls verglichen. Aus Fig. 5 wird deutlich, daß der Dreieckimpuls eine größere Eingangsamplitude als der Sinus wellenimpuls erfordert, um Tröpfchen gleicher Größe zu bilden. Angesichts der Beanspru chung eines Aktors und seiner Ansteuerschaltung ist eine geringere Amplitude erwünscht. Daher wurde festgestellt, daß der Sinuswellenimpuls als Ansteuerwellenform geeigneter als der Dreieckimpuls ist.

Gemäß Fig. 6 werden im praktischen Einsatz mehrere Tröpfchenspritzvorrichtungen 14 ₁ bis 14 _n verwendet, und ein an einem Ausgang des Verstärkers 12 erscheinender Sinuswellen impuls wird zu einer gewünschten Tröpfchenspritzvorrichtung 14i (i = 1, 2, . . ., n) durch eine Umschaltschaltung 13 geführt, die durch eine Steuerschaltung 15 gesteuert wird. Da durch kann die Vorrichtung der ersten Ausführungsform als Druckvorrichtung zum bedarfs weisen Drucken eines Zeichens, einer Zahl, einer Abbildung usw. betrieben werden.

Im folgenden wird die zweite Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig. 7 beschrie ben. In der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ein Verstärker 12 zwischen einer elektrischen Signalerzeugungsschaltung 10 und einer Filterschaltung 11 verbunden. Ein durch die elektrische Signalerzeugungsschaltung 10 erzeugter Dreieckimpuls wird durch den Verstärker 12 verstärkt und anschließend durch die Filterschaltung 11 in einen Sinuswel lenimpuls umgewandelt. Dadurch kann eine im Verstärker 12 erzeugte harmonische Verzer rung durch die Filterschaltung 11 entfernt werden. Weitere Betriebsabläufe gleichen der er sten Ausführungsform der Erfindung.

Anhand von Fig. 8 wird nunmehr die dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die dritte Ausführungsform der Erfindung hat einen Aufbau, bei dem der Verstärker 12 aus dem Aufbau der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung wegfällt. Der Verstärker 12 kann entfallen, indem die Amplitude einer Dreieckimpulsausgabe von der elektrischen Si gnalerzeugungsschaltung 10 auf einen Wert eingestellt ist, der zur Ansteuerung der Tröpf chenausstoßvorrichtungen 14 ₁ bis 14 _n ausreicht.

In der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische Signalerzeu gungsschaltung 10 beschreibungsgemäß ein monostabiler Multivibrator, und ihre Aus gangswellenform ist ein Dreieckimpuls. Allerdings ist neben dem Dreieckimpuls der gleiche Betrieb auch mit einem Trapezimpuls oder Rechteckimpuls möglich.

Durch die Schaltung von Fig. 9 kann ein Dreieckimpuls, Trapezimpuls oder Rechteckimpuls erzeugt werden, da ein Wellenformerzeugungs- und Steuerbereich 18 Konstantstromschal tungen 17 ₁ und 17 ₂ steuert.

Der Wellenformerzeugungs- und Steuerbereich 18 erzeugt einen Dreieckimpuls durch Steu ern von Schaltern SW1 und SW2 gemäß Fig. 10. Alternativ erzeugt der Bereich 18 einen Trapezimpuls gemäß Fig. 11. Durch Einstellen der Zeitkonstante eines Ladekondensators C auf einen geeigneten Wert kann die Neigung Θ eines Dreieck- oder Trapezimpulses einge stellt werden. Daher läßt sich durch Entfernen des Ladekondensators C ein Trapezimpuls erzeugen. Außerdem können die Konstantstromschaltungen 17 ₁ und 17 ₂ durch eine einfa che Schaltung unter Verwendung eines Transistors realisiert sein.

Somit läßt sich ein Dreieck-, Trapez- und Rechteckimpuls mit einer einfachen und billigen Schaltung erzeugen. Daher ist die Bildung von Sinuswellenimpulsen durch Durchleiten die ser Impulse durch ein Tiefpaßfilter zur Verringerung der Vorrichtungskosten und Verbesse rung der Zuverlässigkeit der Vorrichtung wirksam.

Im folgenden wird die fünfte Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig. 12 und 13 be schrieben. Die fünfte Ausführungsform der Erfindung zeigt einen Fall, in dem eine Tröpf chenausstoßvorrichtung der Erfindung auf eine Vorrichtung zum Ausbilden feiner Erhebun gen zum Einsatz kommt, die für die Verbindung zwischen Halbleitern verwendet werden. Die Tröpfchenausstoßvorrichtung ist durch Anordnen einer Heizung 30 an der Innenwand einer Hauptkammer 5 gemäß Fig. 13 gebildet. Anhand von Fig. 12 wird nunmehr die fünfte Aus führungsform der Erfindung beschrieben. Indium mit einem Schmelzpunkt von etwa 110°C wurde als leitfähige Flüssigkeit verwendet, und es wurde versucht, eine Indiumerhebung 29 mit 50 µm Durchmesser auf der vorderen Verbindungs- bzw. Anschlußseite eines flexiblen Substrats 28 mit einem Abstand von 80 µm zu bilden. Als Ergebnis der Erwärmung des In neren der Spritzkammer 5 auf etwa 125°C durch die Heizung 30, einer Verschiebung mit einem Verschiebungsabstand von 2,4 µm und einer Impulsbreite von 20 µs für einen piezo elektrischen Aktor 4 sowie einer Abgabe von Tröpfchen zum flexiblen Substrat 29 konnte eine Indiumerhebung 29 mit 50 µm Durchmesser auf der Anschlußseite gebildet werden. Als Ergebnis der Verwendung des flexiblen Substrats 28 mit der darauf gebildeten Indiumerhe bung 29 zum Anschließen einer Flüssigkristallanzeige wurde nachgewiesen, daß das Sub strat 28 uneingeschränkt als Verbindungserhebung funktionierte und eine sehr zuverlässige bevorzugte Verbindung realisiert wurde. In der fünften Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Fall gezeigt, in dem Indium als Erhebungsmaterial zum Einsatz kommt. Allerdings kann auch ein Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt, z. B. Lot, oder ein durch Dispergieren leitender Teilchen aus Au, Al oder Cu in einem Lösungsmittel erhaltenes Erhebungsmaterial verwendet werden.

Wie zuvor beschrieben wurde, kann durch die Erfindung eine kompakte, handliche und hochauflösende Tröpfchenspritzvorrichtung realisiert werden. Da durch die Erfindung zudem Tröpfchen mit einem kleineren Durchmesser als dem Durchmesser der Spritzöffnung aus gestoßen werden können, läßt sich die Bearbeitungsgenauigkeit der Spritzöffnung senken und die Spritzöffnung billig herstellen. Da zudem die Spritzöffnung groß ist, wird Tinte nicht ohne weiteres hart, und Defekte infolge von Tintenverstopfung gehen stark zurück. Somit lassen sich durch die Erfindung praktische Druckvorrichtungen mit einer Auflösung von min destens 300 dpi billig vermarkten. Außerdem kann eine Tröpfchenspritzvorrichtung realisiert werden, die breite Anwendung als Vorrichtung zur Bildung eines leitenden Films einer klei nen elektrischen Schaltung oder integrierten Schaltung finden und für den Kleindruck ge nutzt werden kann.

Claims

1. Tröpfchenausstoßvorrichtung mit einer Kammer (5) mit einer Wandfläche, einer Einlaß öffnung (1) und einer Ausstoßöffnung (2) sowie einer Druckbeaufschlagungseinrich tung (3) zum Ausüben eines Drucks auf die in die Kammer (5) eingeleitete Flüssigkeit, zum Ausstoßen von Tröpfchen durch Bilden von Oberflächenwellen auf der im Niveau der Ausstoßöffnung (2) liegenden Oberfläche der Flüssigkeit, welche Oberflächenwellen sich zu einem Mittelabschnitt der Ausstoßöffnung (2) hin bewegen, sich dort überlagern und dadurch die Tröpfchen ausstoßen, deren Durchmesser kleiner ist als der Durch messer der Ausstoßöffnung (2), wobei
die Form der Kammer (5) zum Erzeugen dieser Oberflächenwellen mit dem Druck und Ausstoßen dieser Tröpfchen angepaßt ist,
die Druckbeaufschlagungseinrichtung mit einer elektrischen Signalerzeugungs schaltung (10) und einem piezoelektrischen Aktor (4) versehen ist, der durch eine Ausgabe der elektrischen Signalerzeugungsschaltung (10) angesteuert wird und dessen mechanische Verschiebungsausgabe der Flüssigkeit in der Kammer (5) zugeführt wird,
eine Filterschaltung (11) zum selektiven Durchlassen einer zur Bildung der Ober flächenwellen geeigneten Frequenzkomponente mit einer Schaltung zwischen dem Ausgang der elektrischen Signalerzeugungsschaltung (10) und dem piezo elektrischen Aktor (4) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Frequenzkomponente ein Sinuswellenimpuls ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrische Signalerzeugungsschal tung (10) eine Impulserzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Dreieckimpulses ist und die Filterschaltung (11) ein Tiefpaßfilter verwendet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrische Signalerzeugungsschal tung (10) eine Impulserzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Rechteckimpulses ist und die Filterschaltung (11) ein Tiefpaßfilter verwendet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrische Signalerzeugungsschaltung (10) eine Impulserzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Trapezimpulses ist und die Filterschaltung (11) ein Tiefpaßfilter verwendet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, wobei das Tiefpaßfilter ein CR-Filter ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die elektrische Signalerzeu gungsschaltung (10) einen monostabilen Multivibrator verwendet.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Verstärker (12) zum Verstär ken eines von der Filterschaltung (11) gesendeten Signals zwischen der Filterschaltung (11) und dem piezoelektrischen Aktor (4) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Verstärker (12) zum Verstär ken eines von der elektrischen Signalerzeugungsschaltung (10) gesendeten Signals zwischen der elektrischen Signalerzeugungsschaltung (10) und der Filterschaltung (11) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die elektrische Signalerzeu gungsschaltung (10) aufweist: zwei Konstantstromschaltungen (17), eine Umschalt schaltung (SW1, SW2) zum abwechselnden Umschalten der Konstantstromschaltun gen (17) und eine Wellenformgebungsschaltung (18) zur Formgebung der Wellenfor men von Signalen, die von den beiden Konstantstromschaltungen (17) ausgegeben werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sie eine Erwärmungseinrich tung (30) zum Erwärmen der Flüssigkeit aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei vorgesehen ist, die Oberflä chenwellen am Umfang der Ausstoßöffnung (2) auszubilden.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei vorgesehen ist, die Tröpfchen größe durch Einstellen der Impulsbreite zu steuern.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der ein an der Druckbeaufschlagungseinrichtung (3) anzulegender Impuls ein Einzelimpuls mit einer Impulsbreite "t" kleiner als 100 µs ist.