-
Gebiet der
Erfindung
-
Diese
Erfindung bezieht sich auf den Aufbau von Tintentropfenausstoßvorrichtungskomponenten von
Druckköpfen,
die beim Tintenstrahldrucken verwendet werden.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Ein
Tintenstrahldrucker umfasst typischerweise eine oder mehrere Kassetten,
die Tinte enthalten. Bei einigen Entwürfen weist die Kassette einzelne
Reservoirs von mehr als einer Tintenfarbe auf. Jedes Reservoir ist über eine
Leitung mit einem Druckkopf verbunden, der an dem Körper der
Kassette befestigt ist. Das Reservoir kann durch die Kassette getragen
werden oder in dem Drucker befestigt sein, und durch eine flexible
Leitung mit der Kassette verbunden sein.
-
Der
Druckkopf wird gesteuert zum Ausstoßen winziger Tintentröpfchen von
dem Druckkopf auf ein Druckmedium, wie z. B. Papier, das durch den Drucker
vorbewegt wird. Der Druckkopf wird normalerweise über die
Breite des Papiers bewegt. Das Papier wird zwischen Druckkopfbewegungen,
in einer Richtung parallel zu der Länge des Papiers vorbewegt.
Der Ausstoß der
Tropfen wird gesteuert, so dass die Tropfen erkennbare Bilder auf
dem Papier bilden.
-
Die
Tintentropfen werden ausgestoßen durch
Düsen,
die in einer Platte gebildet sind, die den Großteil des Druckkopfs bedeckt.
Die Düsenplatte
ist typischerweise auf einer Tintenbarriereschicht des Druckkopfs
befestigt. Diese Barriereschicht ist geformt, um Tintenkammern zu
definieren. Jede Kammer ist in fluidischer Kommunikation mit und
benachbart zu einer oder mehreren Düsen, durch die Tinten tropfen
von der Kammer ausgestoßen
werden. Alternativ können
die Barriereschicht und die Düsenplatte als
einzelnes Bauglied konfiguriert sein, wie z. B. eine Schicht aus
Polymermaterial, in der sowohl die Tintenkammern als auch die zugeordneten
Düsen gebildet
sind.
-
Tintentropfen
werden von jeder Tintenkammer durch einen Wärmewandler ausgestoßen, der typischerweise
einen Dünnfilmwiderstand
umfasst. Der Widerstand wir auf einem isolierten Substrat getragen,
wie z. B. einem herkömmlichen
Siliziumchip, auf dem eine Isolierungsschicht aufgebracht wurde, wie
z. B. Siliziumdioxid. Der Widerstand ist mit einer geeigneten Passivierungs-
und Hohlraumschutzschichten bedeckt.
-
An
dem Widerstand sind Leiterbahnen befestigt, so dass der Widerstand
mit elektrischen Strompulsen selektiv getrieben (erwärmt) werden kann.
Die Wärme
von dem Widerstand reicht aus, um in jeder Tintenkammer eine Dampfblase
zu bilden. Die schelle Ausdehnung der Blase treibt einen Tropfen
durch die Düse
benachbart zu der Tintenkammer.
-
Die
Kammer wird nach jedem Tropfenausstoß mit Tinte nachgefüllt, die
durch einen Kanal in die Kammer fließt, der mit der Leitung der
Reservoirtinte verbindet. Die Komponenten des Druckkopfs (wie z.
B. der Wärmewandler
und die Tintenkammer) zum Ausstoßen von Tintentropfen werden
häufig
als Tropfenausstoßvorrichtungen
bezeichnet. Die Aktion des Ausstoßens eines Tintentropfens wird
manchmal als „Abfeuern" des Widerstands
oder der Tropfenausstoßvorrichtung
bezeichnet. Die Tintenkammern werden hierin nachfolgen als Abfeuerungskammern
bezeichnet.
-
Die
Dampfblase, die den Tropfen durch die Düse treibt, fällt nach
jedem Abfeuern schnell zusammen. Dieses schnelle Zusammenbrechen
kann als Folge des Hohlraums im Lauf der Zeit den Wärmewandler
beschädigen.
Der Hohlraum ist eine Dampf-Aussparung über dem Wärmewandler. Wenn die Tintenbla se
bricht, bildet die Tinte Druckspitzen, die die Widerstandsoberfläche im Verlauf
der Zeit erodieren. Als Folge kann der Widerstand kurzschließen. Um
die Auswirkungen des Hohlraums zu begrenzen, wurden Abfeuerungskammern
in der Vergangenheit mit Seitenwänden
entworfen, die sicherstellen, dass der Fluss der Nachfülltinte
in die Kammer etwas ungleichmäßig ist.
Das heißt,
der Fluss der Nachfülltinte
ist auf eine oder zwei Richtungen beschränkt (im Gegensatz zum gleichmäßigen Fließen über den
Widerstand von allen Seiten), so dass der Nachfülltintenfluss die zusammenfallbare
Blase von der Mitte des Wärmewandlers
wegbewegt.
-
Der
Typ von Abfeuerungskammerkonfigurationen, der hier von Interesse
ist, kann allgemein charakterisiert werden als „dreiseitige" Abfeuerungskammern,
wobei die Nachfülltinte
durch einen einzigen Eingang in die Abfeuerungskammer fließt. Das U.S.-Patent
Nr. 4,794,410 beschreibt eine solche dreiseitige Konfiguration.
Die Eigenschaften des Nachfülltintenflusses
in herkömmlichen
dreiseitigen Entwürfen
ist derart, dass das die zusammenfallbare Dampfblase von der Mitte
des Widerstands geschoben wird und gegen die hinteren Ecken der
Abfeuerungskammern gedrückt
wird, während
das Zusammenfallen der Blase abgeschlossen wird. Diese Konfiguration
ist sinnvoll zum Erweitern der Lebensdauer des Widerstands durch
Schützen
der Mitte des Wärmewandlers
vor Hohlraumauswirkungen. Schäden an
dem Widerstand können
jedoch nach wie vor auftreten, da die Abschnitte der Abfeuerungskammerwände, wo
das endgültige
Zusammenfallen der Blase auftritt, entworfen sind, um sehr nahe
zu dem Wärmewandler
zu liegen.
-
Die
EP-A-921,001 beschreibt einen Tintenstrahldruckkopf, der elektrothermische
Elemente zum Erzeugen von Energie verwendet, die verwendet wird,
um Tintentröpfchen
zu entladen. Tintenentladetore sind über den elektrothermischen
Elementen angeordnet, und die Tintenflusswege, die über die
elektrothermischen Elemente verlaufen, kommunizieren mit den Tintenentladetoren.
Die elektrothermischen Elemente sind in einer säulenförmigen Struktur auf einem Substrat
angeordnet, auf dem auch eine Harzschicht vorgesehen ist, die eine
Kammer definiert, die jedes der elektrothermischen Elemente umgibt.
Tintenzuführtore
sind in Kommunikation mit den Tintenflusswegen vorgesehen. Die Seitenwände der
Kammer, die durch die Harzschicht definiert ist, divergieren von
der Rückseite
der Kammer benachbart zu dem elektrothermischen Element zu der Vorderseite
der Kammer benachbart zu dem Tintenzuführtor, das sich über die
volle Breite der Kammer erstreckt. Das Tintenzuführtor an der Vorderseite der
Kammer ist durch einen Vorsprung in dem Tintenflussweg teilweise
versperrt, um den Einfluss auf die Leistungsfähigkeit von Blasen zu reduzieren,
die in dem Tintenflussweg gebildet werden.
-
Die
US-5,455,613 beschreibt einen thermischen Tintenstrahldruckkopf,
der ein Dünnfilmsubstrat
mit einer Mehrzahl von polygonförmigen
Dünnfilmwiderständen, eine
Barriereschicht, die das Substrat überlagert und jeweilige Abfeuerungskammern umfasst,
die in der Barriereschicht für
jeden der Widerstände
gebildet sind. Jede Abfeuerungskammer ist aus einer durchgehend
gebogenen konkaven Wand gebildet, die Enden benachbart zu der Grenze des
Widerstands aufweist, und die innerhalb der Grenze der Fläche liegt,
die durch den Widerstand und einen 10 μm breiten Rand um den Widerstand definiert
ist. Gemäß diesem
Dokument erzeugt eine durchgehend gebogene konkave Abfeuerungskammerwand,
die bezüglich
der Geometrie des Heizwiderstands genau ausgerichtet ist, eine wesentliche Verbesserung
bei der Gleichmäßigkeit
und Einheitlichkeit von Tintentropfenvolumen, die von diesen Abfeuerungskammern
und zugeordneten Durchlassöffnungen
ausgestoßen
werden. Dies wiederum führt zu
einer wesentlichen Verbesserung der Gesamtdruckqualität. Bisher
unannehmbare Schwankungen bei der Größe der gedruckten Punkte und
entsprechendem Tropfenvolumen werden Restluftblasen von dem verdampften
Fluid zugeschrieben, das sich in rechteckigen Ecken und in Lücken zwischen
den Barriere schichtwänden
und Widerstandsrändern
der Abfeuerungskammern sammelt.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abfeuerungskammerkonfiguration
für die
Tropfenausstoßvorrichtungen
von Tintenstrahldruckköpfen,
die die Lebensdauer des Wärmewandlers
erweitert, indem sie sicherstellt, dass das Zusammenfallen der Blase
an einer Position auftritt, die von dem Wärmewandler gut beabstandet
ist. Die Seitenwände
der Abfeuerungskammer sind relativ zu dem Abfeuerungskammereingang
auf eine Weise gebildet, so dass ein starker Strahl von einfließender Tinte
vorgesehen ist, zum Bewegen der zusammenfallenden Dampfblase von
der Mitte der Kammer und gegen eine gebogene Rückwand der Abfeuerungskammer.
-
Die
gebogene Rückwand
ist sehr nahe zu dem Wärmewandler.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
trifft die Nachfülltinte
auf die Rückwand,
teilt sich und wird umgeleitet weg von der Rückwand zu Aussparungen, die
in der Vorderseite der Kammer definiert sind. Die Aussparungen sind entfernt
von dem Wärmewandler.
Als Folge drückt die
Tinte die zusammenfallende (gespaltene) Blase in die Aussparungen,
wo das endgültige
Zusammenfallen entfernt von dem Wärmewandler auftritt.
-
Die
Aussparungen in der Kammer sind an den Übergängen der Kammerseitenwände und
Vorderteile der Kammerwand gebildet, die sich von jeder Seite des
Eingangs erstrecken. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erstrecken sich
gegenüberliegende
Seitenwände
der Abfeuerungskammer divergierend von der Rückwand entlang der gesamten Länge der
Seitenwände,
so dass der größte Abstand zwischen
den Seitenwänden
(somit die maximale Breite der Kammer) an dem Übergang jeder Seitenwand mit
ihrem entsprechenden Vorderwandteil ist. Anders ausgedrückt, die
Aussparungen befinden sich genau innerhalb und versetzt von dem
Eingang, so dass der Nachfülltinteneinfluss
die relativ ruhigen Aussparungen umgeht, um auf die gebogene Rückwand aufzutreffen,
die den Fluss durch Bilden eines Wirbelstroms entlang den Seitenwänden zurück zu den
Aussparungen umleitet.
-
Kurz
gesagt, die Tintenkammerkonfiguration der vorliegenden Erfindung
schafft eine relativ starken Nachfülltinteneinfluss zum Bewegen
der zusammenfallbaren Blase weg von dem Widerstand, sowie entfernte
(von dem Wärmewandler)
relativ ruhige (aus einer Flussperspektive gesehen) Aussparungen zum
Aufnehmen der Blase während
ihrer Endstufe des Zusammenfallens, um zusätzliche Schäden an dem Wärmewandler
zu vermeiden, die andernfalls auftreten könnten, falls das endgültige Zusammenfallen
der Blase unmittelbar benachbart zu dem Widerstand aufgetreten ist.
-
Vorrichtungen
und Verfahren zum Ausführen der
Erfindung werden nachfolgend näher
beschrieben. Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden deutlich bei der Durchsicht der folgenden Abschnitte dieser
Beschreibung und der Zeichnungen.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Tintenstrahldruckerkassette mit
einem Druckkopf, der die Abfeuerungskammerkonfiguration der vorliegenden
Erfindung umfasst.
-
2 ist
eine perspektivische Schnittansicht eines Abschnitts einer Druckkopftropfenausstoßvorrichtung
zum Darstellen der Hauptkomponenten der vorliegenden Erfindung.
-
3 ist
ein Draufsichtdiagramme eines bevorzugen Ausführungsbeispiels der Abfeuerungskammer
der vorliegenden Erfindung.
-
4 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 3 zum Darstellen von Nachfülltintenfluss
und Zusammenfallen der Blase, die in der Abfeuerungskammer der vorliegenden
Erfindung stattfinden.
-
5 ist
eine Strichzeichnung, die die Form der Wände einer Abfeuerungskammer
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
-
Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
-
1 stellt
eine Tintenstrahldruckerkassette 10 dar, (die invertiert
zu ihrer normalen installierten Position in einem Drucker gezeigt
ist), die einen Kunststoffkörper 12 umfasst,
der ein Tintenreservoir definiert. Der Kassettenkörper 12 ist
geformt, damit er eine sich nach unten ausdehnende Schnauze 14 aufweist.
Ein Druckkopf 15 ist an der Unterseite der Schnauze 14 befestigt.
Der freigelegte Abschnitt des Druckkopfs ist die Außenoberfläche einer
rechteckigen Düsenplatte 16,
die winzige Düsen 18 (in
diesem Fall zwei Reihen von Düsen)
umfasst, von denen Tintentropfen auf ein Druckmedium ausgestoßen werden,
das durch den Drucker vorbewegt wird. Das Druckmedium bewegt sich
sehr nahe zu und im Allgemeinen im Wesentlichen parallel zu der
Düsenplatte 16 vor.
-
Eine
dünne Schaltung 20 ist
an dem Körper 12 der
Kassette 10 befestigt, teilweise auf einer Seite 22 der
Kassette benachbart zu der Schnauze 14. Die Schaltung erstreckt
sich von der Seite 22 und biegt sich im Wesentlichen in
einer senkrechten Richtung, um sich über den Großteil der Unterseite 24 der Schnauze 14 zu
erstrecken. Die Schaltung bedeckt jedoch nicht die Düsenplatte 16.
Die Schaltung 20 kann ein dünnes Polyimidmaterial sein,
das Leiterbahnen trägt.
Die Bahnen verbinden sich an einem Ende mit Kontaktanschlussflächen (nicht
gezeigt) in dem Druckkopf 15, die nahe den langen Rändern der Düsenplatte 16 sind.
Die anderen Enden der Bahnen enden in Kontaktanschlussflächen 26 auf
der Schaltung, wobei die Anschlussflächen mit entsprechenden Anschlussflächen auf
einem Wagen (nicht gezeigt) zusammenpassen.
-
Die
Schaltung 20 trägt
Steuersignale von einer mikroprozessorbasierten Druckersteuerung
zu den einzelnen Komponenten in dem Druckkopf 15 (hauptsächlich die
Wärmewandler),
die den Tintentropfenausstoß durch
die Düsen 18 der
Düsenplatte 16 erzeugen.
-
Die
stark vergrößerte Schnittansicht
von 2 stellt perspektivisch eine einzelne Abfeuerungskammer
und eine zugeordnete Düse
eine Druckkopfs dar. Insbesondere umfasst der Druckkopf ein Substrat 32,
wie z. B. einen herkömmlichen
Siliziumchip, auf dem eine Isolationsschicht, wie z. B. Siliziumdioxid,
aufgewachsen wurde.
-
Ein
Dünnfilmwiderstand
(oder Wärmewandler) 34 ist
auf dem Substrat gebildet und ist mit geeigneten Passivierungs-
und Hohlraum-Schutzschichten bedeckt, wie es in der Technik bekannt
ist und beispielsweise in dem U.S.-Patent Nr. 4,719,477 beschrieben
ist. Eine strukturierte Schicht aus elektrisch leitfähigem Material
(nicht gezeigt) leitet die oben erwähnten Strompulse getrennt an
den Widerstand 34 zum Erwärmen des Widerstands. Eine
Abfeuerungskammer 36 umgibt den Widerstand 34 im Wesentlichen.
Der Widerstand verdampft die Tinte in der Abfeuerungskammer 36.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Form jeder einzelnen Abfeuerungskammer 36 hauptsächlich unten
durch den Widerstand und entlang den Seiten durch eine Barriereschicht 38 definiert.
Die Barriereschicht 38 besteht aus einem photo empfindlichen
Material, das auf das Druckkopfsubstrat 32 laminiert ist
und dann belichtet, entwickelt und gehärtet wird. Die Barriereschicht
definiert auch einen Tinteneinlasskanal 40 in jede Kammer
durch eine Öffnung in
einer der Wände
der Barriereschicht. Jeder Kanal 40 verjüngt sich,
um einen Klemmpunkt oder Eingang 44 zu bilden, durch den
Tinte in die Kammer 36 fließt, wie es nachfolgend näher erörtert wird.
-
Tintentropfen
werden durch eine Düse 18 (von
denen eine abgeschnitten in 2 gezeigt
ist) ausgestoßen,
die in der oben erwähnten
Düsenplatte 16 gebildet
ist, die den Großteil
des Druckkopfs 15 bedeckt. Die Düsenplatte 16 kann
beispielsweise aus elektrochemisch abgeschiedenem Metall oder einem laserablatierten
Polyimidmaterial oder jedem anderen geeigneten Material gebildet
sein. Die Düsenplatte 16 ist
mit der Barriereschicht 38 verbunden und ausgerichtet,
so dass jede Abfeuerungskammer 36 fortlaufend ist mit und
in fluidischer Kommunikation mit einer der Düsen 18, von der die
Tintentropfen ausgestoßen
werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt die Düse 18 direkt über und zentriert über ihrer
zugeordneten Abfeuerungskammer 36.
-
Wenn
die Tintenschicht, die den Widerstand 34 bedeckt, verdampft
ist, zwingt die resultierende Ausdehnung dieses Fluids die restliche
Tinte aus der Kammer in der Form eines Tropfens, der durch die benachbarte
Düse 18 ausgestoßen wird.
-
Der
Drucktropfen, der dem Abgang des abgefeuerten Tintentropfens und
dem damit zusammenhängenden
Zusammenfallen der Dampfblase zuzuschreiben ist, die denselben abgefeuert
hat, zieht Nachfülltinte
durch den Kanal 40 und in die Kammer 36. Bei dem
derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel
fließt
Nachfülltinte
(allgemein als Pfeil 50 dargestellt) von dem Kassettenreservoir
durch einen Tintenzuführschlitz 52,
der in dem Substrat 32 des Druckkopfs gebildet ist, und über einen
Rand 54 des Zuführschlitzes
in den Kanal 40.
-
2 stellt
eine beispielhafte Abfeuerungskammer 36 dar, die nahe zu
dem Zuführschlitz 52 ist, der
in der Mitte des Druckkopfsubstrats 32 gebildet ist. Die
Abfeuerungskammern sind auf gegenüberliegenden Seiten des mittleren
Zuführschlitzes 52 angeordnet,
so dass sich die Kanäle
aller Abfeuerungskammern des Druckkopfs zu dem zentralen Tintenzuführschlitz
des Druckkopfs öffnen.
-
Bei
anderen Ausführungsbeispielen
fließt
die Nachfülltinte über einen
Seitenrand des Druckkopfs anstatt durch die Mitte des Druckkopfsubstrats 32. Die
Kanäle
der Kammern öffnen
sich zu Seiten des Druckkopfs anstatt zu der Mitte (nicht gezeigt).
-
Die
Nachfülltinte 50 fließt durch
den Eingang 44 des Kanals auf seinem Weg zum Nachfüllen der Kammer 36.
Wie es angemerkt wurde, ist die Abfeuerungskammerkonfiguration entworfen,
um die Lebensdauer des Wärmewandlers 34 zu
erweitern, durch Sicherstellen, dass das Zusammenfallen der Blase
an einer Position auftritt, die gut beabstandet ist von dem Wärmewandler.
Dies wird hauptsächlich erreicht
durch Verwalten der Flusscharakteristika der Nachfülltinte.
Die Einzelheiten der Kammerkonfiguration, um dies durchzuführen, werden
nachfolgend mit Bezugnahme auf 3 bis 5 erklärt.
-
3 zeigt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Diese Figur ist eine Draufsicht einer
einzelnen Tintentropfenausstoßvorrichtung
eines Tintenstrahldruckkopfs. In dieser Ansicht ist die Düsenplatte
entfernt, um die Konfiguration der darunter liegenden Abfeuerungskammer 36 (die
durch die Wände
der Barriereschicht oder des Barrierebauglieds 38 definiert
ist), des Wärmewandlers 34 und
des zugeordneten Kanals 40 zu zeigen. Insbesondere zeigt
das Ausführungsbeispiel
von 3 einen Teil des Druckkopfsubstrats 32,
einschließlich
des Rands 54, über
den Nachfülltinte 50 zu
jeder Kammer fließt,
gefolgt von jeder Abfeuerung eines Tröpfchens über sofortige Ausdehnung einer Dampfblase,
wie es oben erklärt
ist.
-
Die
Einflussrichtung von Nachfülltinte
ist durch den Eingang 44 zu einer Mitte 35 des
Wärmewandlers 34.
Somit kann zu Ausrichtungszwecken eine Linie, die sich zwischen
einer Mitte 45 des Eingangs 44 und der Mitte 35 des
Wärmwandlers
erstreckt, als eine Einflussrichtung betrachtet werden, die mit
der Mitte eines Pfeils 50 (Tintenflussrichtung) in 3 ausgerichtet
ist. Unmittelbar nachdem ein Tintentropfen abgefeuert wird, befindet
sich die Dampfblase 45 (gestrichelte Linien in 3),
die den Tröpfchenausstoß bewirkt
hat, über
der Mitte 35 des Wärmewandlers 34,
und beginnt, zusammenzufallen, im Wesentlichen gleichzeitig mit
dem Einfluss der Nachfülltinte 50.
-
Die
Abfeuerungskammer 36 weist eine Rückwand 60 und zwei
gegenüberliegende
Seitenwände 62 auf,
die den Widerstand 34 umgeben. Die Rückwand 60 und die
gegenüberliegenden
Seitenwände 62 sind
durch die Barriereschicht 38 gebildet. Die Rückwand 60 liegt
dem Kammereingang 44 gegenüber. Die gegenüberliegenden
Seitenwände 62 der
Abfeuerungskammer 36 sind relativ zu dem Abfeuerungskammereingang 44 gebildet,
so dass ein starker Strahl von Nachfülltinte vorgesehen ist, zum Bewegen
der zusammenfallenden Dampfblase 55 von der Mitte der Kammer 36 und
gegen die gebogene Rückwand 60 der
Abfeuerungskammer. Genauer gesagt, die Rückwand 60 ist gebogen
und liegt sehr nahe an dem hinteren Rand 70 des im Allgemeinen rechtwinkligen
Wärmewandlers 34.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Rückwand 60 der Kammer 36 gebogen
entlang einem Radius von etwa zweimal der Breite der Wärmwandlers 34 (dessen Breite
beispielsweise etwa 12 μm
sein kann), und innerhalb etwa 3 μm
des hinteren Rands 70 beabstandet.
-
Wie
es in 4 dargestellt ist, trifft der Einfluss von der
Nachfülltinte 50,
sobald er über
der Mitte des Wärmewandlers
ist, auf die gebogene Rückwand 60 und
teilt sich dann in etwas, was als zwei Flusskomponenten 50A und 50B charakterisiert
werden kann. Die zusammenfallende Dampfblase wird von der Rückwand 60 abgelenkt
und in zwei Hauptkomponenten 55A, 55B zerlegt.
Diese Blasenkomponenten werden durch die Nachfülltintenflusskomponenten 50A, 50B in
zwei Aussparungen 66 gelenkt, die in der Kammer 36 durch
die Barrierewände
gebildet sind, wie es nachfolgend beschrieben wird.
-
Die
Aussparungen 66 sind auf jeder Seite der Kammer benachbart
zu dem Kanaleingang 44 angeordnet. Die Flusskomponenten 50A, 50B der Nachfülltinte
(das heißt
der Fluss, der im Wesentlichen umgelenkt wird weg von der Rückwand 60 der Kammer 36)
stören
den restlichen Einfluss 50 der Nachflusstinte nicht. Bei
einem Ausführungsbeispiel bilden
die Aussparungen eine Zone relativer Stagnation bezüglich des
Flusses 50. Wie es aus 3 ersichtlich
ist, sind die Aussparungen 66 genau innerhalb von jedem
der beiden Teile 68 des Barrierebauglieds 38 angeordnet,
die eine Vorderwand der Kammer 36 definieren. Diese Vorderwandteile 68 erstrecken
sich von jeder Seite des Kanaleingangs 44 in die Kammer
(3).
-
Somit
ist von einer Flussperspektive aus klar, dass die Aussparungen 66 der
Abfeuerungskammer 36 einen relativ ruhigen Abschnitt der
Nachfüllkammer
liefern, im Vergleich zu dem Nachfülltinteneinfluss 50,
der sich durch den Eingang 44 zu dem Wärmewandler bewegt. Wenn daher
die Nachfülltinte
in die Kammer 36 eindringt, umgeht dieselbe im Wesentlichen
die Aussparungen 66, wo die Dampfblasen die Endstufen des
Zusammenfalls erleben.
-
Die
Aussparungen 66 sind teilweise durch die Seitenwände 62 der
Kammer 36 definiert. Insbesondere ist das Barrierebauglied 38 geformt,
so dass die Kammerseitenwände
divergie ren, während
sie sich von den jeweiligen Übergängen (hintere
Ecken 80) mit der Rückwand 60 erstrecken.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das Divergieren fortlaufend, so dass sich an den vorderen Ecken 82 der
Abfeuerungskammer (d. h. dem Übergang
von einer der Seitenwände 62 mit
dem benachbarten Vorderseitenteil 68) ein breitester Teil
WC der Kammer 36 befindet, senkrecht
zu der Nachfülltinteneinflussrichtung
gemessen.
-
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die maximale Kammerbreite mehr als 50 % größer als die Breite des Wärmewandlers
(erneut senkrecht zu der Einflussrichtung 50 gemessen).
Außerdem, wie
es in 3 gezeigt ist, tritt der breiteste Teil der Kammer
WC (somit die Position der Aussparungen) zwischen
einer Vorderkante 74 des Wärmewandlers benachbart zu dem
Eingang 44 und dem Eingang 44 der Kammer auf.
Wie es in 4 gezeigt ist, trägt diese
Position der Aussparungen 66 dazu bei, sicherzustellen,
dass die letzten Stufen des Zusammenfallens der Blase weit entfernt
von dem Wärmewandler auftreten.
Anders ausgedrückt,
die maximale Abfeuerungskammerbreite WC ist
vorzugsweise mehr als 50 % größer als
eine Breite WE des Eingangs 44,
um dadurch Aussparungen 66 zu liefern, die ausreichend
groß sind,
um das Zusammenfallen der Blase aufzunehmen, ohne gleichzeitig den
benachbarten Einfluss 50 der Nachfülltinte zu stören.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
sind die vorderen Ecken 82 und die hinteren Ecken 80 mit
kleinen Radien (und nicht mit spitzen Winkeln) gebildet, um einen
glatten Fluss der Nachfülltinte über diese Ecken
sicherzustellen.
-
Die
vorderen Wandteile 68 der Kammer verbinden die Seitenwände 62,
um die vorderen Ecken 82 zu definieren und die Aussparungen 66 zu
formen. Um die Aussparungen 66 am weitesten entfernt von dem
Wärmewandler
anzuordnen und eine Störung des
Einflusses 50 zu vermeiden, wird ein Eintrittswinkel 90 (in 4 als
Pfeil 90 gezeigt), der sich zwi schen den Vorderwandteilen 68 und
einer Linie parallel zu der Einflussrichtung 50 befindet,
so gewählt, dass
er relativ groß ist.
Der Eintrittswinkel 90 ist vorzugsweise mehr als 45° von parallel
zu der Einflussrichtung 50. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Einflusswinkel 90 zwischen 45° und 90°.
-
Wenn
der Eingangswinkel 90 zusammen mit dem Divergieren der
Seitenwände 62 betrachtet
wird, führt
er zu einem relativ kleinen Eckenwinkel 92, der an dem Übergang
jedes Vorderwandteils 68 und jeder Seitenwand 62 angeordnet
ist (d. h. der Winkel der vorderen Ecke 82). Der Eckenwinkel
ist in 4 bei 92 dargestellt (zu Klarheitszwecken
außerhalb der
Ecke) und ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weniger als
120°. Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist der Winkel 92 größer als
90°.
-
5 stellt
eine einfache Strichzeichnung 100 dar, die den Umriss der
Barrierebaugliedwände liefert,
die die Abfeuerungskammer der vorliegenden Erfindung definiert,
deren relative Abmessungen eben beschrieben wurden.
-
Ein
Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass es eine
Vielzahl von Arten zum Bilden der Aussparungen gibt, wie es oben
beschrieben ist, obwohl hier in Verbindung mit einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
eine bestimmte Abfeuerungskammergeometrie näher beschrieben wurde. Die
vorliegende Erfindung kann beispielsweise eine Aussparung umfassen,
die entfernt von dem Wärmewandler
angeordnet ist, so dass das Zusammenfallen der Blase nicht über dem
Wärmewandler
auftritt. Solange wie das Zusammenfallen der Blase in einer Aussparung
auftritt, die von dem Wärmewandler
entfernt ist, wird der Wärmewandler
aufgrund des Hohlraums nicht beschädigt werden. Die Aussparungen können irgendwo
entlang den Seitenwänden
der Kammer angeordnet sein. Die Rückwand ist geformt, um die
Tintenblase zu der Aussparung/den Aussparungen zu lenken. Außerdem muss
die Tintenkammernkonfiguration beispielsweise nicht um die Einflussrichtung
herum symmetrisch sein. Das heißt,
die Seitenwände
und Aussparungen können
um die Mittellinie der Kammer asymmetrisch angeordnet sein. Eine
weitere solche asymmetrische Version kann nur eine Aussparung aufweisen,
die teilweise durch eine Seitenwand definiert ist, die relativ zu
dem Seitenrand des Wärmewandlers
divergiert (mehr als die andere Seitenwand).
-
Nachdem
hier bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, wird somit davon
ausgegangen, dass Fachleute auf diesem Gebiet innerhalb des Schutzbereichs
der Erfindung weitere Modifikationen an derselben durchführen.