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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungselement, das
zwischen zwei Elementen mit Öffnungsabschnitten
eingeschlossen ist, so dass die Öffnungsabschnitte
solcher Elemente miteinander zu kommunizieren vermögen, während gleichzeitig
eine Abdichtung nach außen
hin bewirkt wird, sowie auf eine Verbindungsstruktur, die mit solch
einem Dichtungselement ausgestattet ist. Die Erfindung bezieht sich
auch auf einen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf,
der durch Austragen von Aufzeichnungsflüssigkeit aus Austragsöffnungen
Aufzeichnungen durchführt.
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Stand der
Technik
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Das
Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsverfahren
(Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren),
bei dem Tröpfchen
von Aufzeichnungsflüssigkeit
(Tinte) oder Ähnliches
aus den Austragsöffnungen
(Auslässen)
eines Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes ausgetragen
werden, ist das so genannte Non-Impact-Aufzeichnungsverfahren, das
eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung sowie auch eine Aufzeichnung
auf verschiedenen Aufzeichnungsmedien mit dem Vorteil ermöglicht,
dass während
der Aufzeichnung praktisch keine Geräusche entstehen. Folglich wird
die Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsvorrichtung,
die den Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
hält, weithin
als die Aufzeichnungseinrichtung für Drucker, Wortprozessoren,
Faxgeräte,
Kopiergeräte,
e-mail-Geräte
u. a. verwendet.
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Bei
einem typischen Beispiel für
einen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
dieser Art wird ein elektrothermisches Wandlerelement zur Erhitzung
der Aufzeichnungsflüssigkeit
verwendet, so dass diese Blasen entwickelt, und die Flüssigkeitströpfchen werden
aus feinen Austragsöffnungen
auf ein Aufzeichnungsmedium zur Ausführung der Aufzeichnung ausgetragen.
Im Allgemeinen wird der Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
so ausgeführt,
dass er mit der Aufzeichnungseinheit, welche die Flüssigkeitstropfen
hervorbringt, und der Aufzeichnungsflüssigkeit-Speichereinheit, die
die Aufzeichnungsflüssigkeit
an die Aufzeichnungseinheit liefert, eine Baueinheit bildet.
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Der
konventionelle Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
sei unter Verweis auf 17 und 18 beschrieben. 17 ist
eine teilweise abgebrochene Schrägansicht
der Aufzeichnungseinheit eines konventionellen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes. 18 ist
eine Schrägansicht
in Explosionsdarstellung.
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Wie
in 18 gezeigt, ist der Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
durch Bonden der Aufzeichnungseinheit 1140 mit der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit 1130 aufgebaut.
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Wie
in 17 gezeigt, ist die Aufzeichnungseinheit 1140 durch
Prägung
an die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107 auf die aus
Aluminium, Keramik o.ä.
bestehenden Träger-Grundplatte 1110 gebondet.
Letztere ist mit dem Aufzeichnungselement 1106, welches
als Energiegenerierungselement bei der Austragung von Flüssigkeit
dient, ausgestattet. Auf der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107 sind
abgesehen vom Aufzeichnungselement 1106 auch Schieberegister
zu Treiberzwecken und Verdrahtungsmuster (nicht gezeigt) vorgesehen.
Sie werden zusammen mit dem Aufzeichnungselement 1106 im
voraus auf der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107 inkorporiert,
und zwar unter Anwendung von Siliciumformatierungstechnologien und
-techniken. Die Deckenplatte 1100, die eingepresste Abschnitte,
welche zu Flüssigkeitsströmungswegen 1103 werden,
aufweist, und die Flüssigkeitskammer 1104 sind
durch eine Flachfeder 1105 oder andere Druck- oder Bondeinrichtungen, wie
z.B. ein Haftmittel, an der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107 befestigt.
Auf diese Weise werden die Flüssigkeitsströmungswege 1103 und
die gemeinsame Flüssigkeitskammer 1104 unterteilt. Ferner
ist das Strömungsweg-Bildungsglied 1120 auf der
oberen Fläche
der Deckenplatte 1100 angeordnet, die mit dem Zufuhrdurchlass 1122 verbunden
ist, so dass Aufzeichnungsflüssigkeit
der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 1104 in
der Deckenplatte 1100 zugeführt wird. Im Strömungsweg-Bildungsglied 1120 sind
Aufzeichnungsflüssigkeits-Strömungswege
geformt, und ein poröses
Element 1121 ist im Strömungsweg
an der dem Verbindungsabschnitt gegenüberliegenden Seite mit der
Deckenplatte verbunden, so dass es in der Aufzeichnungsflüssigkeit enthaltene
Verunreinigungen einfangen kann. Außerdem ist eine Austragplatte 1101 auf
die Stirnfläche der
Deckenplatte 1101 und die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107 ausgerichtet
und mit diesen verbunden. Die Austragplatte ist mit Feinaustragsöffnungs-Gruppen 1102 (Austragöffnungs-Gruppen) ausgestattet,
so dass Flüssigkeitströpfchen ausgetragen
werden können.
Neben der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107 ist die
Verdrahtungsgrundplatte 1108, welche die elektrische Verbindung
zum Hauptkörper
des Flüssigkeitsaustrags-Aufzeichnungsgerätes herstellt,
mit der Träger-Grundplatte 1110 verbunden.
Die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107 und die Verdrahtungsgrundplatte 1108 sind
unter Verwendung von Drahtbonden, Leitungsbonden o.ä. elektrisch
miteinander verbunden. Für die
Verdrahtungsgrundplatte 1108 werden Kontaktkissen (nicht
gezeigt) geformt, um sie elektrisch mit dem Hauptkörper des
Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsgeräts zu verbinden.
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Andereseits,
siehe 18, ist die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit 1150 ausgestattet mit
einem Rahmenelement 1130, das eine Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer
(nicht gezeigt) für
die Aufzeichnungsflüssigkeit
enthält
und als Gehäuse
zur Halterung der Aufzeichnungseinheit 1140 dient. Das
Rahmenelement 1130, welches den Hauptteil der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
bildet, ist aus dem Hauptkörper 1130a des
Rahmenelements und der Abdeckung 1130b des Rahmenelements
aufgebaut. Dann wird die Abdeckung 1130b des Rahmenelements
durch Ultraschallschweißung
o.ä. auf
der Ebene, die dem Verbindungsabschnitt der Aufzeichnungseinheit 1140 gegenüberliegt,
an den Hauptkörper 1130a des
Rahmenelements gebondet. Auf diese Weise entsteht im Rahmenelement 1130 die
Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer.
Dann wird die Aufzeichnungseinheit 1140 positioniert und
mit Verbindungsmitteln wie z.B. Schrauben 1131, Haftmittel
o.ä. an dem
Rahmenelement 1130 befestigt. Der Verbindungsabschnitt
zwischen dem Rahmenelement 1130 und der Aufzeichnungseinheit 1140 wird
mit einer festgelegten Lücke
ausgestattet, und die Lücke
wird durch Dichtung vollständig
geschlossen, was mit Hilfe eines Dichtungs- oder Haftmittels durchgeführt wird,
das in die Lücke
fließt
und dort dann aushärtet.
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Im
Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf wird
die in der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer
gespeicherte Aufzeichnungsflüssigkeit durch
das Strömungsweg-Bildungsglied 1120 und die
Deckenplatte 1100 zu den Flüssigkeits-Strömungswegen 1103 geleitet.
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Hier
liegt der Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
in dem Modus vor, bei dem eine einzelne Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107 durch
Prägung
an die Träger-Grundplatte 1110 gebondet
ist. Allerdings gibt es einen anderen Modus, bei dem mehrere Aufzeichnungselement-Grundplatten 1107 durch
Prägung
an die Träger-Grundplatte 1110 gebondet
sind. Außerdem
gibt es noch das Flüssigkeitsaustrags-Aufzeichnungsgerät von dem
Modus, bei dem nur ein Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
mit einer einzigen darauf angeordneten Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107 montiert
ist, und das Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsgerät von dem
Modus, bei dem mehrere Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsköpfe montiert
sind.
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Bei
dem Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf,
bei dem ein elektrothermisches Wandlerelement als Aufzeichnungselement 1106 verwendet wird,
ist das elektrothermische Wandlerelement innerhalb des Flüssigkeits-Strömungswegs 1103 angeordnet,
und dann wird Wärmeenergie
an die Aufzeichnungsflüssigkeit
abgegeben, indem diese elektrischen Impulsen, die Aufzeichnungssignale
führen, ausgesetzt
wird. Bei den Phasenänderungen
der Aufzeichnungsflüssigkeit
zu dieser Zeit kommt es dazu, dass die Aufzeichnungsflüssigkeit
Bläschen
bildet (es tritt Filmsiedung auf), und der durch die Bläschenbildung
entstandene Druck wird zum Austragen von Aufzeichnungsflüssigkeitströpfchen genutzt. Hier,
im Fall des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes,
bei dem das elektrothermische Wandlerelement als Aufzeichnungselement 1106 eingesetzt wird,
gibt es zum einen das Verfahren, bei dem Aufzeichnungsflüssigkeit
parallel zur Aufzeichnungselement-Grundplatte 1107, die
mit dem dafür
vorgesehenen elektrothermischen Wandlerelement (d. h. das Edge-Shooter
Verfahren – siehe 17)
ausgestattet ist, ausgetragen wird, und zum anderen das Verfahren,
bei dem Aufzeichnungsflüssigkeit
vertikal zur Aufzeichnungselement-Grundplatte, die mit dem dafür vorgesehenen
elektrothermischen Wandlerelement ausgestattet ist, ausgetragen
wird (d. h. das Side-Shooter Verfahren: nicht gezeigt).
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Des
weiteren ist 19 eine Schrägansicht in Explosionsdarstellung
des anderen konventionellen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes.
Das Rahmenelement 2202 des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes,
welches den Hauptteil von dessen Aufzeichnungs-Speichereinheit bildet,
wird durch Bonden des Hauptkörpers 2201 des
Rahmenelements und der Abdeckung 2204 des Rahmenelements
nach dem Einfügen
des porösen
Bauteils 2203 durch Ultraschallschweißung aufgebaut. Dann wird im
Rahmenelement eine Aufzeichnungsflüssigkeit-Speicherkammer (nicht
gezeigt) gebildet. Die Aufzeichnungseinheit 2100, die die
Flüssigkeitströpfchen bildet,
ist an der gegenüberliegenden
Seite der Bondfläche
der Rahmenelement-Abdeckung des Hauptkörpers 2201 des Rahmenelements
mit der Oberfläche
des Rahmenelements 2202 verbunden, und Aufzeichnungsflüssigkeit
kann von der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit 2100 an
die Aufzeichnungseinheit 2100 geleitet werden. Genauer gesagt
wird die zylindrische Röhre,
die sich ausgehend von der Aufzeichnungseinheit 2100 erstreckt,
in den Öffnungsabschnitt
des Hauptkörpers 2201 des Rahmenelements
eingesetzt, und dann wird am Umfang der zylindrischen Röhre ein
Gummidichtungselement, der sogenannte O-Ring 2117, der
in einem Bogen mit einem kreisförmigen
Abschnitt gebildet ist, angebracht, um eine Verbindung zu bewirken
und gleichzeitig das Dichtungsvermögen sicherzustellen.
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US
4349122-A beschreibt ein ringförmiges Dichtungselement,
welches aus Gummi oder gummiähnlichem
synthetischen Material hergestellt ist und zur Einfügung zwischen
aufeinander liegenden unbeweglichen Oberflächen gedacht ist. US 6000789-A beschreibt
einen Tintenbehälter,
bei dem ein zusammengesetztes Bauteil ein Verbindungsteil-Kapillarelement
aufweist. US 5145219-A beschreibt eine Rohrkupplung, die für ultrahohe
Vakuumanwendungen mit einer Dichtung geeignet ist.
EP 1065061 A2 beschreibt
ein Flüssigkeitsversorgungsverfahren,
einen Flüssigkeitsversorgungsbehälter, einen
Unterdruck-Generierungselement-Behälter und einen Flüssigkeitsbehälter, wobei
verhindert wird, dass Blasen in einem Verbindungsteil zurückgehalten
werden oder sich darin ansammeln.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In
den vergangenen Jahren haben Entwicklungen für einen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
stattgefunden hinsichtlich eines höheren Austrags, der die Austragshäufigkeit
pro Zeiteinheit erhöht,
und einer Mehrfachdüsenanordnung, die
die Anzahl der Austragsdüsen
(Austragsöffnungen)
vergrößert, um
eine höhere
Aufzeichnungsleistung zu erzielen, so dass eine Hochpräzisionsaufzeichnung bei
höherer
Geschwindigkeit ermöglicht
wird. Daneben besteht ein Bedarf an einer Gegenmaßnahme zur
Erhöhung
der Kapazität
und des Querschnittbereiches des Strömungsweges entsprechend der
erhöhten
Menge an Austragsflüssigkeit
für den
Flüssigkeits-Strömungsweg
in der Aufzeichnungseinheit und der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer der
Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
sowie in dem Abschnitt, der die Aufzeichnungseinheit mit der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer
verbindet. Wenn der Querschnittsbereich des Strömungsweges in dem Verbindungsbereich
vergrößert wird,
ist eine Vergrößerung der
Verschlusseinrichtung unumgänglich,
mit der der Umfang des Verbindungsabschnitts ausgestattet sein sollte,
um ein Lecken der Flüssigkeit
aus diesem Abschnitt oder eine Vermischung mit Luft in diesem Abschnitt
zu vermeiden.
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Andererseits
soll auch eine Platzersparnis und Kostensenkung erreicht werden,
so dass die Notwendigkeit steigt, den Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
kleiner zu gestalten. Insbesondere für ein Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsgerät, bei dem
eine Mehrzahl Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsköpfe angeordnet
werden, ist es eine Voraussetzung, dass der Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
in seiner Anordnungsrichtung kleiner und dünner gemacht wird.
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Wie
im Falle des zuvor beschriebenen konventionellen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes,
bei dem der Verbindungsabschnitt zwischen der Aufzeichnungseinheit 2100 und
dem Rahmenelement 2202 der Aufzeichnungsflüssigkeit-Speichereinheit
durch die Gummidichtungseinheit, gebildet durch den sogenannten
O-Ring 2117 (siehe 19) abgedichtet
wird, ist es sehr schwierig, sowohl die Vergrößerung des Querschnittbereichs
des Verbindungsströmungsweges
bei einer vergrößerten Menge
an Austragflüssigkeit
als auch gleichzeitiges Verkleinern und Dünnermachen des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
zu erreichen. Mit anderen Worten sollte der Durchmesser des O-Rings 2117 in Übereinstimmung
mit dem vergrößerten Abschnittsbereich
des Flüssigkeitsströmungswegs,
der zu der entsprechenden Vergrößerung des
Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfs
führt,
erweitert werden. Auch hier wird für diese Struktur, wie zuvor
beschrieben, die zylindrische Röhre
unter Verwendung des O-Ringes 2117 in den Öffnungsabschnitt
eingepasst, der in den Umfang der zylindrischen Röhre eingelassen
wird, so dass ein Austreten der Aufzeichnungsflüssigkeit und eine Vermischung
mit Luft vermieden wird. Um das Dichtungsvermögen zu gewährleisten, sollte der innere
Umfang des O-Rings 2117 eng an den äußeren Umfang der zylindrischen
Röhre anliegen,
und der Öffnungsabschnitt
sollte klein genug sein, als dass er vom inneren Umfang des O-Ringes verstopft
wird. Die zylindrische Röhre
und der O-Ring 2117 sollten jeweils präzise gearbeitet sein, so dass im
Zuge des Zusammenbauprozesses präzise
Arbeit geleistet werden kann.
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Wenn
außerdem
der O-Ring 2117 beschädigt
sein sollte oder unerwartet aufgrund bestimmter Umstände, z.B.
Abänderungen
der Herstellungsschritte für
die Struktur, in welcher der O-Ring 2117 eingesetzt wird,
eine Fremdsubstanz zwischen diese gebracht wird, wird das Dichtungs-
oder Haftmittel nicht exakt auf den Umfangsbereich des Flüssigkeits-Strömungsweges
aufgebracht, sofern die Struktur die Anwendung eines Dichtungs-
oder Haftmittels erfordert. Aufgrund dessen kann es zu dem Austritt
von Aufzeichnungsflüssigkeit
und der Vermischung mit Luft kommen, und zwar in einem so ungünstigen
Anteil, dass es unmöglich
wird, die gewünschte
Leistung zu erbringen, oder schließlich das Innere des Hauptkörpers des
Flüssigkeitsaustrags-Aufzeichnungsgeräts verunreinigt
wird oder, dass es im schlimmsten Fall zu einem Kurzschluss o.ä. in den
elektrischen Systemen kommt. Daher besteht wiederum die Notwendigkeit, dass
jede Komponente mit extrem hoher Präzision hergestellt und zusammengebaut
wird.
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Andererseits
besteht in den Fällen,
in denen die Aufzeichnungseinheit 1140 und die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit 1150 mit
Hilfe eines Dichtungs- oder
Haftmittels ohne den Einsatz eines Dichtungsbauteils (siehe 18)
verbunden sind, keine Notwendigkeit, die Größe des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
entsprechend zu erhöhen.
Allerdings wird einige Zeit für
den Dichtungs- oder Haftprozess sowie eine Wartezeit benötigt, um
das Dichtungs- oder Haftmittel intakt zu halten, bis es sich aushärtet. Folglich
wird die Arbeit kompliziert, und die zum Abschluss der Arbeit benötigte Zeit
verlängert
sich. Außerdem
wird die Anzahl der sich im Prozess befindlichen Produkte (Halbfertig-Produkte
auf dem Weg der Verarbeitung) erhöht, so dass es zu höheren Produktionskosten
kommt. Ferner neigt ein auf diese Weise verwendetes Dichtungs- oder
Haftmittel dazu, zu stark fixiert zu werden. Daher wird die Demontagearbeit
zum Zeitpunkt einer Entsorgung des Aufzeichnungsgerätes umständlicher,
verglichen mit dem Fall, bei dem ein Dichtungsbauteil benutzt wird.
Der gebondete Abschnitt lässt
sich nicht leicht herausnehmen, was die Wiederverwertung unbequem
macht und in Bezug auf den Umweltschutz Schwierigkeiten auftreten.
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Bei
dem zuvor erwähnten
konventionellen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
sind die Rahmenelemente 1130 und 2200, die den
Hauptteil der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
bilden, zweiteilig aufgebaut, nämlich
aus dem Hauptkörper 1130a und 2201 (Rahmenelement-Hauptkörper) und
der Abdeckung 1130b und 2204 (Rahmenelement-Abdeckung).
Die Gründe
dafür werden
unten aufgeführt.
Zum Beispiel muss bei der in 19 gezeigten
Struktur, bei der der O-Ring 2117 verwendet wird, der Öffnungsabschnitt
groß genug
sein, dass er mit der zylindrischen Röhre der Aufzeichnungseinheit 2100 für das Rahmenelement 2202 der
Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit zusammenpasst. Andererseits
ist fast der gesamte Korpus der Aufzeichnungsflüssigkeit-Speichereinheit so
aufgebaut, dass er die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer bildet,
so dass die große
Menge an Aufzeichnungsflüssigkeit
so weit wie möglich
beibehalten wird. Folglich wird der Querschnittbereich des Öffnungsabschnittes
normalerweise kleiner gestaltet als der Abschnittsbereich der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer.
Dann wird es notwendig, die Leitungsrichtung beim Gussvorgang so
anzulegen, dass sie entgegen der Richtung zum Öffnungsabschnitt hin liegt,
und, um eine Entnahme aus der Form zu ermöglichen, sollte der Abschnitt
des Rahmenelements 2201 so auf der dem Öffnungsabschnitt gegenüberliegenden
Seite angeordnet sein, dass er sich schließlich ganz öffnet. Um die Aufzeichnungsflüssigkeit-Speichereinheit
zu strukturieren, die mit der Aufzeichnungseinheit-Speicherkammer
ausgestattet ist, wird dann die Rahmenelement-Abdeckung 2204 gebondet,
so dass sie die vollkommen offene Oberfläche des Rahmenelements 2201 (dessen
Abschnitt gegenüber
der Seite des Öffnungsabschnitts)
verschließt.
Auf diese Weise wird das Rahmenelement 2202 mit den zwei
Teilen, dem Hauptkörper 2201 des
Rahmenelements und der Abdeckung 2204 des Rahmenelements,
gebildet. Außerdem
ist bei der in 18 gezeigten Struktur, bei der Dichtungs-
oder Haftmittel benutzt werden, fast der gesamte Korpus der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit 1150 als
Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer angelegt,
und dieses wird für
gewöhnlich
so ausgeführt,
dass ein Öffnungsabschnitt,
dessen Querschnittbereich kleiner ist als der der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer,
vorgesehen ist. Folglich setzt sich das Rahmenelement 1130, welches
den Hauptteil der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit 1150 bildet,
auf dieselbe Weise zusammen, wie schon zuvor beschrieben, nämlich aus
den zwei Teilen, dem Hauptkörper 1130a des Rahmenelements
und der Abdeckung 1130b des Rahmenelements. Die so angeordneten
Strukturen haben die nachstehend angeführten Nachteile.
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Mit
anderen Worten sollte das Rahmenelement der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit aus
mehreren Teilen hergestellt werden, so dass es notwendig wird, die
entsprechenden Teile durch Gießen
o.ä. herzustellen
und diese mit Hilfe von Ultraschallverschweißung o.ä. zu verbinden. Durch die erhöhte Anzahl
Halbfertigprodukte wird der Produktionsprozess unweigerlich kompliziert,
so dass die Produktionskosten entsprechend steigen. Insbesondere
hat die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
die Funktion, die Aufzeichnungsflüssigkeit in ihrem Inneren zu
halten. So besteht die Notwendigkeit, den Austritt von Aufzeichnungsflüssigkeit
nach außen
sowie den Eintritt von Luft in ihr Inneres vollkommen auszuschließen. Wenn
zwei Teile durch Schmelz-Bonden miteinander verbunden werden, treten
normalerweise mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit Produkte mit
unvollkommenen Bonds als Produktionsfehler auf. Aus diesem Grund
wird nach dem Bonden eine Überprüfung vorgenommen, um
den Bondzustand zu überprüfen, und
ein weiterer Prozess sollte durchgeführt werden, um Produkte, die
infolge Bondfehler Defekte aufweisen, auszusortieren. Der zusätzliche Überprüfungsprozess
resultiert in erhöhten
Produktionskosten, und wenn defekte Produkte entdeckt werden, addieren
sich deren Produktionskosten zu den Gesamtkosten, so dass sich die
fertigen Produkte entsprechend verteuern. Außerdem kann es leicht geschehen,
dass der aus mehreren Komponenten bestehende gebondete Teil vom
gebondeten Abschnitt abbricht, da der gebondete Abschnitt intensivem
Druck ausgesetzt wird, wenn externe Erschütterungen auftreten, so dass
das gebondete Teil weniger widerstandsfähig ist als ein einteilig geformtes
Teil.
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Die
oben beschriebenen Probleme werden unweigerlich durch die von den
zwei Komponenten, dem Hauptkörper
des Rahmenelements und der Abdeckung des Rahmenelements, gebildete
Struktur aufgrund des bequemen Guss-Prozesses hervorgerufen, weil
der Querschnitt des Öffnungsbereiches, der
für den
Bondabschnitt von Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit und
Aufzeichnungseinheit zur Verfügung
steht, kleiner ist als der Querschnittsbereich der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer.
Konventionell gibt es keine Struktur, bei der der Bondabschnitt
der Aufzeichnungseinheit exakt für
einen Öffnungsabschnitt,
dessen Querschnittsbereich größer ist
als der der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer,
abgedichtet ist.
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Daher
ist nun die vorliegende Erfindung gerichtet auf die Schaffung eines
Dichtungselements ausgerichtet, das, die Aufzeichnungseinheit mit
Aufzeichnungsflüssigkeit
aus der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
bei hohem Dichtungsvermögen zu
versorgen vermag, wobei das Dichtungselement einfacher als bisher üblich gebildet
wird, sowie ferner auf die Schaffung einer Verbindungsstruktur,
die mit solch einem Dichtungselement ausgestattet ist, und eines
Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes,
der mit einem solchen Bauteil versehen ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist durch ein Dichtungselement gemäß Anspruch
1 gekennzeichnet. Die abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf weitere Entwicklungen.
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Dieses
Dichtungselement vermag, zuverlässig
abzudichten, wobei die Rippen gequetscht und verformt werden, wenn
sie von den beiden Elementen eingespannt werden. Insbesondere, wenn
eine Fläche
mit mehreren Rippenreihen ausgestattet ist, wird die Zuverlässigkeit
bedeutend gesteigert; denn selbst wenn es bei einem Teil der Rippen
aufgrund einer unvorhergesehenen Ursache unmöglich ist, die Dichtungsfunktion
umzusetzen, können
die anderen Rippen die Dichtungsfunktion gewährleisten.
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Es
könnte
möglich
sein, jede der Rippen so zu formen, dass sie im Wesentlichen rechteckig
ist, und so konfigurieren, dass sie den Öffnungsabschnitt umgibt. Es
könnte
möglich
sein, die Rippe so zu konfigurieren, dass sie der äußeren Form
des flachen Abschnitts folgt. Vorzugsweise ist mindestens auf einer
Fläche
des flachen Abschnitts ein Verbindungsabschnitt zur Positionierung
der inneren Seite der Rippe vorhanden, um die Positionierung im
Hinblick auf das Element zu bewirken, welches gegen eine solche
Fläche
angrenzt.
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die
Verbindungsstruktur, durch welche zwei Elemente, die je einen zu
kommunizierenden Öffnungsabschnitt
aufweisen, eine Verteilung von Flüssigkeit ermöglichen,
während
sie nach außen
abgedichtet werden, versehen ist mit einem der beiden zuvor erwähnten Dichtungselementen,
das zwischen beiden Elementen eingefasst vorhanden ist; und für die Abschnitte
beider Elemente, die solchen Dichtungselementen gegenüberliegen,
sind Bondflächen,
nachstehend auch Verbindungsflächen genannt,
an der äußeren Seite
jedes der Öffnungsabschnitte,
angrenzend an die Rippen vorgesehen, und das Dichtungselement wird
so gehalten, dass es die Rippen in einem Zustand hält, in dem
diese zwischen den Verbindungsflächen
der beiden Elemente selbst zusammengedrückt werden.
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Mit
der so gestalteten Struktur wird es, zusätzlich zu den zuvor beschriebenen
Effekten, möglich,
zwei Elemente einfach und preiswerter miteinander zu verbinden,
so dass die Verteilung von Flüssigkeit
ermöglicht
wird, während
diese nach außen
hin abgedichtet wird.
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Insbesondere
können
dann Konfiguration und Größe der Bondflächen und Öffnungsabschnitte der
zwei Elemente zu einem beträchtlichen
Grad frei gewählt
werden, und die Designfreiheit wird erhöht, so dass weitreichende und
verschiedene Anwendungen möglich
werden.
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Was
die Verbindungsstruktur anbelangt, sind die Abschnitte der beiden
Elemente, welche dem Dichtungselement selbst gegenüberliegen,
nicht unbedingt mit Verbindungsmitteln versehen, um sie direkt miteinander
zu verbinden. Die Öffnungsabschnitte
beider Elemente selbst können
sich in Formen und Größen voneinander
unterscheiden. Das Durchgangsloch, nachstehend auch als Lochabschnitt
des Dichtungselements bezeichnet, kann sich in Form und Größe von jeder
der Öffnungsabschnitte
der beiden Elemente unterscheiden. In anderen Worten ist es sogar
ohne stramme Verbindung möglich,
ein Bonden mit hohem Dichtungsvermögen, z.B. Einpassung beider
Elemente nebst Dichtungselement, durchzuführen. Daher können die
Bondflächen
beider Elemente und Form und Größe des Dichtungselements
zu einem beträchtlichen
Grad frei gewählt werden,
während
die dimensionale Präzision,
die ein Bonden mit gesichertem Dichtungsvermögen erfordert, d. h. die Präzision bei
der Herstellung des Produkts und bei dessen Zusammenbau, im Vergleich zur
konventionellen Technik beträchtlich
vereinfacht werden kann. Das erleichtert die Herstellung und reduziert
die Herstellung fehlerhafter Produkte.
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Die
Erfindung lehrt, mindestens eine Fläche des flachen Abschnitts
des Dichtungselements mit einem Positionierabschnitt, nachstehend
auch als Verbindungsabschnitt bezeichnet, auszustatten; letzterer
dient der Positionierung auf der Innenseite der Rippen, die den Öffnungsabschnitt
umgeben. Folglich können
die Bondflächen
beider Elemente auf der den Verbindungsabschnitten gegenüberliegenden Seite
mit einem verbunden werdenden Abschnitt ausgestattet werden, der
zu Positionierungszwecken in Eingriff steht mit dem Verbindungsabschnitt.
Hierzu weist der zu Positionierungszwecken vorgesehene Verbindungsabschnitt
entweder einen Knopf oder eine Vertiefung auf, und der verbunden
werdende Abschnitt die jeweils andere Form.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die
Aufzeichnungseinheit für den
Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf,
umfassend eine Aufzeichnungseinheit zum Aufzeichnen durch einen
Austrag von Flüssigkeitströpfchen aus Austragöffnungen
und eine Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit,
die zwecks Flüssigkeitsversorgung
mit der Aufzeichnungseinheit verbunden ist. Letztere besitzt ein
Zufuhrloch, welches als Öffnungsabschnitt
zur Versorgung mit Aufzeichnungsflüssigkeit dient. Die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit besitzt
eine Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer
mit einem Seitenabschnitt, der als Öffnungsabschnitt dient. Sodann
werden die Bondfläche,
die versehen ist mit dem Zufuhrloch für die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
und diese Fläche
durchdringt, und die Bondfläche,
die auf dem Öffnungsabschnitt
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit positioniert
ist, über
ein Dichtungselement miteinander verbunden. Letztere kann jede zuvor
erwähnte
Struktur haben, und das Dichtungselement wird in einem Zustand gehalten,
in dem die Rippen zwischen der Bondfläche der Aufzeichnungseinheit
und der Bondfläche
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
eingespannt und zusammengedrückt
sind.
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Bei
einer solcher Art ausgebildeten Struktur können die Aufzeichnungseinheit
und die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
extrem einfach durch Einspannen des Dichtungselements zwischen den
beiden Elementen gebondet werden, wobei der Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
auf einfache Weise bei niedrigeren Kosten hergestellt werden kann.
Des weiteren werden Aufzeichnungseinheit und Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
unter Einsatz von Schnappverschlüssen
mit der zwischen ihnen eingespannten, aber nicht anhaftend gebondeten
Dichtungseinheit gebondet. Daher kann die Zerlegung des Produkts
nach Gebrauch leicht durchgeführt
werden, während
das Dichtungsvermögen
aufrecht erhalten bleibt. Ein solcher Aufbau macht die Wiederverwertung
einfacher und ist im Hinblick auf den Umgang mit Umweltproblemen
vorteilhaft. Auch können
das Zufuhrloch der Aufzeichnungseinheit und der Öffnungsabschnitt der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit,
also der Querschnitt des Strömungswegs,
durch den die Flüssigkeit
fließt,
in verschiedenen Formen, z.B. als Kreis oder Polygon, ausgeführt werden,
insbesondere so konfiguriert sein, dass er der Gestalt des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfs
insgesamt folgt. Zum Zwecke einer Aufzeichnung mit höherer Geschwindigkeit kann
beim Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf der
in Form eines Rechtecks vorliegende Querschnitt des Strömungsweges
beispielsweise einfach erweitert werden, indem während die kürzere Seite unverändert belassen
und nur die längere
Seite vergrößert wird.
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Der Öffnungsabschnitt
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
ist so beschaffen, dass der eine Seitenabschnitt der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer nach
außen
vollkommen geöffnet
ist, wobei die Form des Öffnungsabschnitts vorzugsweise
der Querschnittsform der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer entsprechen sollte.
Das Rahmenelement, mit dem die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer ausgestattet
ist und den Hauptteil der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit bildet,
ist vorzugsweise aus einem einzigen Element gebildet.
-
Bei
einer solcher Art ausgelegten Struktur ist es nicht notwendig, Schritte
zum Bonden mehrerer Komponenten für den Aufbau eines Rahmenelements
durchzuführen.
Folglich sind keine Schritte zur Inspektion der Bondabschnitte erforderlich,
so dass die Herstellungskosten für
das Produkt reduziert werden können,
ebenso auch die Anzahl Halbfertigprodukte (die Halbfertigprodukte
auf dem Herstellungsweg) zu verringern und auch solche Kosten zu
mindern, wie diese wegen fehlerhafter Produkte auftreten können. Letztendlich
ist auch eine übergreifende Kostensenkung
möglich.
Außerdem
ist die Struktur durch ein Einzelelement und nicht durch Bonden mehrerer
Elemente gebildet. Die Stoßfestigkeit
gegenüber äußeren Erschütterungen
ist erhöht
und damit auch die Verlässlichkeit.
Außerdem
kann der Strömungsweg-Querschnitt
auf dem Verbindungsabschnitt mit der Aufzeichnungseinheit auf den
maximalen Querschnittsbereich der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer
erweitert werden, so dass es ermöglicht
wird, die maximale Leistung bei der Aufzeichnungsflüssigkeitsversorgung
für die
Aufzeichnungsflüssigkeits- Speichereinheit zu
erzielen. Mit anderen Worten wird es möglich, die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer
mit maximaler Effektivität
zu nutzen. So kann die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit auf
die für
das Versorgungsvermögen
erforderlichen minimalen Dimensionen reduziert werden. Auch wird
der Bereich des Zufuhrlochs der Aufzeichnungseinheit innerhalb des Bereichs
des Aufzeichnungsflüssigkeits-Versorgungsvermögens der
Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
angesiedelt, so dass es ermöglicht
wird, die Optimierung der Versorgungskapazität anzustreben.
-
Die
Aufzeichnungseinheit ist versehen mit einer Versorgungsröhre, für welche
das Zufuhrloch so geformt ist, dass es die Bondfläche der
Aufzeichnungseinheit durchdringt, wobei die äußere Form der Versorgungsröhre kleiner
ist als der Öffnungsabschnitt
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
und des Lochabschnittes des Dichtungselements. Die Versorgungsröhre kann
in den Öffnungsabschnitt
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
und den Öffnungsabschnitt
des Dichtungselements dergestalt eingebracht werden, dass sie nicht bündig, sondern
mit einer Lücke
abschließt.
-
Vorzugsweise
sollte ein Filter am Zufuhrloch angebracht werden, um Partikel zu
entfernen, die mit der Aufzeichnungsflüssigkeit vermischt sind.
-
Vorzugsweise
sollte auch mindestens auf einer Fläche des flachen Abschnitts
des Dichtungselements ein der Positionierung auf der Innenseite
der Rippen dienender Verbindungsabschnitt vorhanden sein, wobei
die Rippen jeden der Öffnungsabschnitte umgeben.
Die Bondflächen
der Aufzeichnungseinheit und der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit sollten
einen zu verbindenden Abschnitt aufweisen, der zwecks Positionierung
am Verbindungsabschnitt auf der Seite des Abschnitts, der dem Verbindungsabschnitt
gegenüber
liegt, dort zum Eingriff gebracht wird. Dazu sollte der Verbindungsabschnitt entweder
mit einem Knopf oder einer Aussparung ausgestattet sein, und der
zu verbindende Abschnitt mit dem jeweils anderen der beiden. Auf
diese Weise wird es möglich,
positionelle Abweichungen, Verdrehungen o.ä. zu vermeiden, wenn das Dichtungselement
zwischen der Aufzeichnungseinheit und der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
eingespannt ist, so dass der Austritt von Flüssigkeit oder defekte Verbindungen,
die sonst auftreten könnten, vermieden
werden.
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Die
Aufzeichnungseinheit ist versehen mit einer Aufzeichnungselement-Grundplatte, die
mehrere Aufzeichnungselemente hat, und mit einem Strömungsweg-Bildungselement,
das der Versorgung der Aufzeichnungselement-Grundplatte mit Aufzeichnungsflüssigkeit
dient. Dabei können
die Bondfläche mit
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit sowie
das Zufuhrloch unter Berücksichtigung
des Strömungsweg-Bildungselementes
angeordnet werden.
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In
dieser Hinsicht sind das Dichtungselement und die Verbindungsstruktur
der vorliegenden Erfindung nicht nur auf den Verbindungsabschnitt
zwischen der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit und
der Aufzeichnungseinheit anwendbar, sondern lassen sich auch anwenden
auf den Verbindungsabschnitt, bei dem ein Dichtungselement zwischen
zwei Elementen, die allgemein je einen Öffnungsabschnitt aufweisen,
eingeschlossen ist, so dass das Dichtungselement einen Verbindungsabschnitt
nach außen
abdichtet, während
es den Austausch zwischen dem Öffnungsabschnitt
des einen Elements mit dem des anderen Elements ermöglicht.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schrägansicht
von außen
her eines Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Schrägansicht
des in 1 dargestellten Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
der vorliegenden Erfindung von der entgegengesetzten Seite aus.
-
3 ist
eine Schrägansicht
in Explosionsdarstellung, die den Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
4a ist
eine Draufsicht, welche die äußere Erscheinung
eines Teils des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt. 4b ist eine Unteransicht, die
als solche einen Teil des in 4a gezeigten
Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
zeigt.
-
5 ist
eine Schrägansicht
des herausgenommenen Abschnitts des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6 ist
eine Schrägansicht
von außen
eines herausgenommenen Abschnitts des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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7 ist
eine Unteransicht von außen
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit des
Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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8 ist
eine Schrägansicht
von außen
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
der vorliegenden Erfindung vor Montage der Halterung.
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9 ist
eine Schrägansicht
von außen
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
der vorliegenden Erfindung nach Montage der Halterung.
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10 ist
eine Schrägansicht
des Dichtungsgummis des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
der vorliegenden Erfindung.
-
11 ist
eine Schrägansicht,
die die Beziehung von Dichtungselement und Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
-
12 ist
eine Schnittansicht in Explosionsdarstellung des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
13 ist
eine Schnittansicht, die die Vergrößerung des Hauptteils des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
-
14A ist eine Schrägansicht von oben auf das Dichtungselement
gemäß der vorliegenden
Erfindung. 14B ist eine Unteransicht des
in 14A dargestellten Dichtungselementes.
-
15A ist eine Draufsicht auf ein anderes Beispiel
für ein
Dichtungselement gemäß der vorliegenden
Erfindung. 15B ist die Unteransicht des in 15A dargestellten Dichtungselementes.
-
16A ist eine Draufsicht auf ein noch weiteres
Beispiel für
ein Dichtungselement gemäß der vorliegenden
Erfindung. 16B ist eine Unteransicht des
in 16A dargestellten Dichtungselementes.
-
17 ist
eine abgebrochene Schrägansicht eines
Teils der Aufzeichnungseinheit des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
18 ist
eine Schrägansicht
in Explosionsdarstellung des konventionellen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes.
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19 ist
eine Schrägansicht
in Explosionsdarstellung eines weiteren Beispiels für einen
konventionellen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Im
Folgenden werden die Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Verweis auf die 1 bis 13 beschrieben.
In dieser Hinsicht sind 1 und 2 Schrägansichten,
die die äußere Erscheinung
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51 der
Erfindung illustrieren. 3 ist eine Explosionsdarstellung
davon. 4A und 4B sind
Schrägansichten
in Explosionsdarstellung, die dessen Aufzeichnungseinheit 15 illustrieren. 4A ist
eine Draufsicht der Aufzeichnungseinheit 15. 4B ist
eine Unteransicht der Aufzeichnungseinheit 15. 5 und 6 sind
Teilschrägansichten
des Äußeren zur
Illustration des Verfahrens, bei dem die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 an die
erste Platte gebondet wird. 5 zeigt
den auseinandergezogenen Zustand davon. 6 zeigt
den gebondeten Zustand davon. 7 ist eine
Unteransicht, die das Äußere der
Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51 zeigt. 8 und 9 sind Schrägansichten,
die schematisch das Verfahren zum Ansetzen des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51 an
die Halterung 61 illustrieren. 8 zeigt
den Zustand vor Ansetzen an die Halterung 61. 9 zeigt
den Zustand nach Ansetzen an die Halterung 61. 10 ist
eine Schrägansicht
des Dichtungsgummis 23. 11 ist
eine Explosionsdarstellung, die die Beziehung zwischen der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
und dem Dichtungselement 20 zeigt. 12 und 13 sind Schnittansichten
in Explosionsdarstellung des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51.
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Der
Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 der
vorliegenden Ausführungsform
ist der sogenannte Patronentyp, der aus der Aufzeichnungseinheit 15 (nachstehend „Head Chip" genannt) und der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
aufgebaut ist. Letztere hat eine Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 (Tintenkammer)
(siehe 7) für
die Aufzeichnungsflüssigkeit,
die an den Head Chip 15 geleitet werden soll. Dabei ist
der Hauptteil der Tintenkammer gebildet durch das Rahmenelement 16,
welches den Head Chip 15 enthält und die Funktion eines Gehäuses hat.
Ferner ist ein Dichtungselement 20 am Bondabschnitt zwischen Head
Chip 15 und Rahmenelement 16 angeordnet und ist
abnehmbar auf die Halterung 61 (siehe 8) des
Hauptkörpers
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsgeräts montiert.
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Der
Head Chip 15 besitzt einen Flüssigkeitströpfchen-Auslassmechanismus,
der Flüssigkeitströpfchen aus
einer Auslassöffnungsanordnung
in Linie mit den Austragsöffnungen
(Auslässen)
abgibt, so dass Flüssigkeitströpfchen in Übereinstimmung mit
Aufzeichnungssignalen ausgetragen werden. Ferner ist ein flaches
Verdrahtungselement, z.B. ein elastisches Kabel, TAB (Tape Automated
Bonding), mit einer elektrischen Verdrahtung vorgesehen, so dass
es die Drucksignale empfangen und zwischen dem Flüssigkeitstropfen-Auslassmechanismus
und dem Hauptkörper
des Flüssigkeitsaustrags-Aufzeichnungsgeräts übertragen
kann. Genauer gesagt, sind (wie in 3 für den Head
Chip 15 gezeigt) die zweite Platte 5 und die Verdrahtungs-Grundplatte 3 auf eine
Fläche
der ersten Platte 2 laminiert, und außerdem ist die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 in dem Öffnungsabschnitt 5a der
zweiten Platte 5 und dem Öffnungsabschnitt 3a der
Plattenschaltungs-Grundplatte 3 laminiert. Die andere Fläche der ersten
Platte 2 ist an dem Strömungsweg-Bildungsglied 6 befestigt,
und an dem Strömungsweg-Bildungsglied 6 sind
die Kontaktanschluß-Verdrahtungsgrundplatte 4 (siehe 8 und 9)
und das poröse
Element 7 installiert.
-
Die
Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 wird durch Si gebildet,
und auf der einen Seite davon werden mehrere Aufzeichnungselemente
zum Austrag von Aufzeichnungsflüssigkeit
und die Verdrahtung, z.B. Al, zur Versorgung von jedem der Aufzeichnungselemente
mit elektrischem Strom durch den Einsatz von Filmbildungs-Technologien
und -Techniken gebildet. Außerdem
werden mehrere Aufzeichnungsflüssigkeits-Strömungswege,
die jedem der Aufzeichnungselemente entsprechen, und eine Vielzahl
von Austragports, die im Austausch mit den Aufzeichnungsflüssigkeits-Strömungswegen
stehen und in Tiefenrichtung verlaufen, durch den Einsatz von photolithographischen
Techniken gebildet, während der
Aufzeichnungsflüssigkeit-Versorgungsport 1a (siehe 5)
für die
Versorgung der mehreren Aufzeichnungsflüssigkeits-Strömungswege
mit Aufzeichnungsflüssigkeit
gebildet wird.
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Wie
in 5 und 6 gezeigt, gibt es in Längsrichtung
kreisförmige
Extrusionen 2a und 2b an beiden Endabschnitten
der ersten Platte 2, und es gibt eine kreisförmige Nut 2c auf
einer Seitenfläche
in Breitenrichtung.
-
Außerdem ist
der Aufzeichnungsflüssigkeit-Versorgungsport 2d,
durch den die Versorgung mit Aufzeichnungsflüssigkeit stattfindet, für die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 in
Dickenrichtung durchdringend vorgesehen. An die erste Platte 2 werden
die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 und die
zweite Platte 5 gebondet. Für die zweite Platte 5 ist
der Öffnungsabschnitt 5a gebildet,
so dass Beeinträchtigungen
vermieden werden, wenn die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 zusammengesetzt
wird.
-
Das
Bonden der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 an die erste
Platte 2 erfolgt, indem eine Ausrichtung der Positionen
und Neigungen der Anordnungsoberfläche der Aufzeichnungselemente
der Aufzeichnungselement-Grundplatte
gegenüber
der Ebene leine erste Referenzebene), die die Eckpunkte (vorstehende
Abschnitte) der beiden kreisförmigen
Extrusionen 2a und 2b, und die kreisförmige Nut 2c als
Referenzen umfasst, durchgeführt wird.
Auf diese Weise können
die gegenseitigen Positionen von Aufzeichnungselement- Grundplatte 1 und
Grundplatte 2 durch Halbleitermontage-Technologien und
-Techniken mit hoher Präzision
festgesetzt werden. Dann ist der Zusammenbau mit einer geringen
Neigungsgröße der Anordnungsoberfläche der
Aufzeichnungselemente der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 möglich. Ferner
wird es leichter, die Neigung der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 an
die erste Referenzebene anzupassen, wenn bei der Ausführung des
Ausrichtungsvorgangs der Abstand zwischen den Eckpunkten der zwei
kreisförmigen
Extrusionen 2a und 2b der ersten Platte größer gemacht
wird als die Anordnungslänge
der Aufzeichnungselemente der Aufzeichnungselement-Grundplatte. Auf
diese Weise wird die Ausrichtungspräzision verbessert, so dass
die Produktion stabilisiert wird.
-
Da
die erste Platte 2 ein flaches Element ist, kann bei der
Herstellung die Ebenengenauigkeit zwischen der zusammengesetzten
Fläche
der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 und der gegenüberliegenden
Seite sowie der Parallelismus hierzwischen mit hoher Präzision erhalten
werden. Folglich wird es, was die Bondvorrichtung für die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 betrifft,
möglich,
die Basishalterung für
das Ansetzen der ersten Platte 2 einfach zu strukturieren
und die zweite Platte 2 mit hoher Präzision an die Basishalterung
anzusetzen. Auf diese Weise wird die Ausrichtungspräzision der
Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 in Bezug auf die erste Platte 2 verbessert.
Daher wird die Präzision
der gegenseitigen Neigungen zwischen erster Referenzebene der ersten
Platte 2 und Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 günstiger,
so dass es möglich wird,
die Produktivität
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51 zu
verbessern. Auch ist die erste Referenzebene der Seitenfläche der
ersten Platte 2 parallel zu der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 in
deren Längsrichtung.
Folglich wird, anders als in dem Fall, bei dem beide rechtwinklig
angeordnet sind, der Arbeitsüberwachungsbereich
an der Bond-Vorrichtung für
die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 verringert, so dass
der Ausrichtungsprozess für
die erste Platte 2 und die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 einfacher
wird und kürzer
dauert. Außerdem
wird der Montagearbeitsraum verkleinert, was zu niedrigeren Kosten
bei der Herstellung der Bond-Vorrichtung führt.
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Wie
in 1 bis 4A und 4B gezeigt,
wird die erste Platte 2 durch ein Verbindungsmittel, z.B.
ein Haftmittel oder Schrauben, an das Strömungsweg-Formatierungselement 6 befestigt. Durch
Verbinden dieser beiden werden der Aufzeichnungs-Strömungsweg
der ersten Platte 2 und der Aufzeichnungs-Strömungsweg
des Strömungsweg-Formatierungselements 6 miteinander
verbunden. Innerhalb des Strömungsweg-Bildungsglieds 6 wird
der Strömungsweg
der Aufzeichnungsflüssigkeit gebildet,
und der eine Endabschnitt des Strömungswegs ist mit dem Aufzeichnungsflüssigkeits-Versorgungsport 2d der
ersten Platte 2 verbunden. Wie in 12 und 13 gezeigt,
wird der andere Endabschnitt zum Zufuhrloch 6n, welches
die Zufuhrröhre 6m durchdringt.
Das Zufuhrloch 6n ist der Öffnungsabschnitt des Head Chip 15,
an den ein poröses
Element 7 gebondet ist. Das poröse Element 7 ist am
Endabschnitt des Strömungswegs
der Aufzeichnungsflüssigkeit
positioniert, so dass es verhindert, dass mit der Aufzeichnungsflüssigkeit
vermischte Staubpartikel von der stromaufwärtigen Seite her eintreten.
Auch ist das Strömungsweg-Bildungsglied 6 versehen
mit Extrusionen als Mittel zur Positionierung des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51,
genauer gesagt, des kugelförmigen
Knopfes 6a als Mittel zur Positionierung des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51 in
der von Pfeil A angezeigten Richtung und des hervorstehenden Abschnitts 6b als
Mittel zur Positionierung in der von Pfeil C angezeigten Richtung.
Außerdem
befinden sich in dem Strömungsweg-Bildungsglied 6 Löcher 6c und 6d,
an die Knöpfe 16a und 16b des
Rahmenelements 16 der später betriebenen Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
angepasst sind, ferner die ersten und zweiten Aufnahmeabschnitte 6g und 6h bzw. 6e und 6f,
die mit den ersten und zweiten Schnappverschlüssen 18a und 18b bzw. 19a und 19b des
Rahmenelements 16 einrasten, was im Nachstehenden beschrieben
wird.
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An
der zweiten Platte 5, die an der ersten Platte 2 befestigt
ist, wird die elektrische Plattenverdrahtungs-Grundplatte 3 befestigt
und verbunden. Letztere wird dann elektrisch mit der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 verbunden.
Ferner wird die Kontaktanschlußverdrahtungs-Grundplatte 4 an
einer Seitenfläche
des Strömungsweg-Bildungsglieds 6 positioniert
und durch ACF, Leitungsbonden, Drahtbonden, einen Stecker o.ä. mit der
elektrischen Plattenverdrahtungs-Grundplatte 3 verbunden.
Die Kontaktanschlußlverdrahtungs-Grundplatte 4 wird
mit einem externen Signalinput-Anschluß 4a ausgestattet, um
elektrische Signale vom Hauptkörper
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsgeräts zu erhalten. Diese
elektrischen Verdrahtungsabschnitte (eine Reihe von Verdrahtungsabschnitten,
die durch Verbinden der elektrischen Plattenverdrahtungs-Grundplatte 3 mit
der Kontaktanschlußverdrahtungs-Grundplatte 4 entstehen),
die versehen sind mit elektrischen Leitungen, die zur entsprechenden Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 führen, haben die
Funktion, elektrische Signale an die Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 zu
liefern, so dass Aufzeichnungsflüssigkeit
ausgetragen wird. An den Endabschnitt der elektrischen Verdrahtung
ist der externe Signalinput-Anschluß 4a angeschlossen.
Dabei sind die elektrischen Kabelabschnitte nicht unbedingt so geformt,
dass sie eine Baueinheit bilden, bei der die elektrische Plattenverdrahtungs-Grundplatte 3 und
die Kontaktanschlußverdrahtungs-Grundplatte 4 als
getrennte Elemente angeordnet sind. Solch eine Struktur könnte so
beschaffen sein, dass in ihr die elektrische Plattenverdrahtungs-Grundplatte 3 und die
Kontaktanschlußverdrahtungs-Grundplatte 4 aus ein
und demselben Element bestehen.
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Als
nächstes
sei der Aufbau der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit beschrieben.
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Wie
in 7 und 11 bis 13 gezeigt, ist
das Rahmenelement 16, das den Hauptteil der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
bildet, an das Strömungsweg-Bildungsglied 6 des
Head Chip 15 gebondet, um als Gehäuse für den Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 zu
dienen. Innerhalb des Rahmenelements 16 ist eine Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 (Tintenkammer)
vorhanden, um eine gewünschte
Menge an Aufzeichnungsflüssigkeit
aufzunehmen und provisorisch oder bis zum vollständigen Verbrauch einzubehalten. Wenn
der innere Umfang der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 auf
die Oberfläche 16c,
die an das Strömungsweg-Bildungsglied 6 gebondet
ist, projiziert wird, wird sichergestellt, dass dieser innere Umfang
mit dem der gebondeten Oberfläche 16c übereinstimmt.
Hier ist die gebondete Oberfläche 16c des
Rahmenelements 16 die Stirnfläche der Wand, welche die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 unterteilt,
und sie dehnt sich nicht weiter zur inneren Seite der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 hin
aus. Mit anderen Worten ist bei dem Rahmenelement 16 ein
Seitenabschnitt (auf der gebondeten Oberfläche der Seite 16c)
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 nach
außen
hin vollkommen offen und wird zum Öffnungsabschnitt 16e.
Die Form des Öffnungsabschnitts 16e entspricht
der Querschnittsform der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17,
und der Querschnittsbereich der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 wird
am Öffnungsabschnitt 16e,
welcher den an das Strömungsweg-Bildungsglied 6 gebondeten
Abschnitt darstellt, nicht verkleinert.
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Das
Rahmenelement 16 ist mit den Knöpfen 16a und 16b ausgestattet,
die den Löchern 6c und 6d (siehe 4A und 4B)
des zuvor beschriebenen Strömungsweg-Bildungsglieds 6 entsprechen, sowie
ausgestattet mit den ersten und zweiten Schnappverschlüssen 18a und 18b bzw. 19a und 19b,
die den ersten und zweiten Aufnahmeabschnitten 6g und 6h bzw. 6e und 6f des
Strömungsweg-Bildungsglieds 6 (siehe 4A und 4B)
entsprechen. Während
dann die Knöpfe 16a und 16b,
wie in 1 bis 3 gezeigt, zur Positionierung
in die Löcher 6c und 6d eingefügt werden,
rasten die ersten und zweiten Schnappverschlüsse 18a und 18b bzw. 19a und 19b mit
den ersten und zweiten Aufnahmeabschnitten 6g und 6h bzw. 6e und 6f ein,
so dass Rahmenelement 16 und Strömungsweg-Bildungsglied 6 vollständig verbunden
und befestigt sind.
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Wie
in 1 bis 3 gezeigt, ist die Deckenseite 16d des
Rahmenelements 16 mit einem Griff 22 ausgestattet,
der dazu dient, den Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 an
die Halterung 61 des Hauptkörpers des Flüssigkeitsaustrags-Aufzeichnungsgeräts anzusetzen
oder davon zu entfernen.
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Wie
außerdem
in 1, 3 und 12 gezeigt,
ist die eine Seitenfläche
(die Fläche
auf der Seite, die der Kontaktanschlußverdrahtungs-Grundplatte 4 gegenüberliegt)
des Rahmenelements 16 versehen mit zylindrischen Abschnitten 16f,
die so angeordnet sind, dass sie nach oben und nach unten eine Linie
bilden und mit der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 im
Austausch stehen, wobei jeweils Dichtungsgummis 23 in die
zylindrischen Abschnitte 16f eingefügt werden. Genauer gesagt ist der
Dichtungsgummi 23 versehen mit einem Durchbruchloch 23b in
Y-Form, das in dessen Zentrumsabschnitt eingeschlitzt ist. Außerdem ist
bei dem Dichtungsgummi 23 der äußere Durchmesser größer als der
innere Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 16f des
Rahmenelements 16. Der Dichtungsgummi wird daher in den
zylindrischen Abschnitt 16f während des Zusammendrückens eingeschoben.
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Sein
vorderer Endabschnitt hat in der Richtung, in der es in den zylindrischen
Abschnitt 16f des Rahmenelements 16 gepresst wird,
bei 23c eine konische Form, so dass sein Einfügen in intaktem
Zustand erfolgt. In dem zylindrischen Abschnitt 16f des Rahmenelements 16 befindet
sich der Dichtungsgummi 23 in einem zusammengepressten
Zustand. Daher wird das Durchbruchloch 23b in einem verstopften
Zustand gehalten. Da das Durchbruchloch 23b einen Y-förmigen Schlitz
für den
Dichtungsgummi 23 aufweist, geht die Nadel (nicht gezeigt),
mit der der Hauptkörper
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsgeräts ausgestattet
ist, durch das Durchbruchloch 23b hindurch, so dass sie
reibungslos in die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 des Rahmenelements 16 eingefügt wird,
wenn sie in den Dichtungsgummi 23 eingeführt wird.
Außerdem
ist das Durchbruchloch 23b verstopft, wenn die Druckbelastung
von dem äußeren Umfangsabschnitt
des Dichtungsgummis 23 aufrechterhalten wird. Wenn also
die Nadel nicht eingeführt
wird, kann das Innere der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 in
einem geschlossenen Zustand gehalten werden. Wenn andererseits die
Nadel eingeführt
ist, wirkt eine Spannkraft (Druck von dem äußeren Umfang) auf die Nadel
ein, so dass der Abschnitt, der mit dem äußeren Umfang der Nadel in Kontakt
ist, vollständig
abgedichtet wird.
-
Der
untere Dichtungsgummi 23 wird zum Zufuhrdurchgang für die Versorgung
mit Aufzeichnungsflüssigkeit
aus dem externen Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichertank (Haupttank)
des Hauptkörpers
des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsgeräts (nicht
gezeigt). Mit anderen Worten wird die hohle Nadel, die mit dem Haupttank
verbunden ist, durch das Durchbruchloch 23b in die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 eingeführt, dann
wird Aufzeichnungsflüssigkeit
aus dem Haupttank durch die Nadel in die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 geleitet.
Andererseits wird der obere Dichtungsgummi 23 zum Ansaugdurchgang
zur Herstellung eines Unterdrucks im Inneren der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17,
und zwar indem Luft, welche sich in der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 angesammelt
hat, in den Außenbereich
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 abgelassen
wird. Mit anderen Worten wird die hohle Nadel, die mit Ansaug-Treibervorrichtungen,
wie z.B. einer Pumpe, verbunden ist, durch das Durchbruchloch in
die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 eingeführt. Dann
wird die Luft in der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 durch
die Nadel nach außen
abgelassen, um den Unterdruck in der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 zu
regulieren. Auf diese Weise wird unter Verwendung des Ansaugdurchgangs,
welcher den oberen Dichtungsgummi 23 einschließt, der
Unterdruck in der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer erhöht. Dann wirkt die Kraft, durch
welche die Aufzeichnungsflüssigkeit
aus dem Versorgungsdurchgang zu der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 gesaugt
wird, zu der der untere Dichtungsgummi 23 gehört, und
ermöglicht die
Regulierung der Aufzeichnungsflüssigkeits-Versorgung.
Wie zuvor beschrieben, wird für
das Rahmenelement 16 der Querschnittsbereich der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 im Bondabschnitt
(Öffnungsabschnitt 16e)
mit dem Strömungsweg-Bildungsglied 6 nicht
verkleinert. Mit anderen Worten, die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 im Öffnungsabschnitt 16e wird
nicht verengt (nicht zusammengedrückt). Folglich kann das Rahmenelement 16e beim
Guss von der Gussrichtung zum Öffnungsabschnitt 16e hin
gezogen werden. Es besteht keine Notwendigkeit, es in Richtung der
dem Öffnungsabschnitt
gegenüberliegenden
Seite zu ziehen, wie das im Fall der konventionellen Technik der
Fall ist. So wird es möglich,
die Fläche
(Deckenfläche) 16d des Öffnungsabschnitts 16e auf
der gegenüberliegenden
Seite zusammen mit der umgebenden Wand zu bilden, d. h. das Rahmenelement 16 in
integrierter Form herzustellen. Hier wird, wie später beschrieben,
der Öffnungsabschnitt 16e der
Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 mit
dem Zufuhrloch (dem Öffnungsabschnitt
des Aufzeichnungsflüssigkeits-Strömungswegs) 6n des
Strömungsweg-Bildungsglieds 6 durch das
Dichtungselement 20 der vorliegenden Erfindung verbunden.
Daher ist es nicht notwendig, den Öffnungsabschnitt 16 abzudecken.
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Wie
beschrieben, ist das Rahmenelement 16, welches den Hauptteil
der Aufzeichnungsflüssigkeit-Speichereinheit 17 bildet,
wobei letztere mit einer Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 ausgestattet
ist, nicht so beschaffen, dass es aus mehreren Elementen zusammengesetzt
ist, sondern es wird als integriertes Teil geformt. So wird erstens die
Anzahl der Teile reduziert, so dass die Struktur einfacher wird;
zweitens besteht keine Notwendigkeit für solche Bond-Prozesse wie
Ultraschallschweißung;
und drittens wird kein Überprüfungsprozess
für den
Bondabschnitt benötigt.
Zudem wird die Anzahl von Halbfertigprodukten und fehlerhaften Produkten gesenkt,
so dass die Produktionskosten erheblich reduziert werden.
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Außerdem kommt
es bei der Struktur, bei der das Rahmenelement 16 durch
ein einziges Teil gebildet wird, nicht dazu, dass die Stärke des Bondabschnittes
reduziert wird, wie das bei der Struktur, die aus mehreren Teilen
zusammengebaut ist, der Fall ist, was insgesamt zu einer größeren Stärke führt. Daher
kann die Struktur nicht so leicht zerbrochen werden, wenn sie Erschütterungen
durch Fallenlassen o.ä.
ausgesetzt wird. Außerdem
gibt es nicht den Nachteil, dass es nach der Lieferung des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51 aus
unerwarteten Gründen
zum Austritt oder Aufließen
von Tinte auf dem Bondabschnitt zwischen der Abdeckung des Rahmenelements
und dem Hauptkörper des
Rahmenelements kommt, wenn der Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf
beispielsweise als fertig mit Tinte gefülltes Produkt geliefert wird.
Mit einer einfacheren Bauteilstruktur, wie sie oben beschrieben wird,
wird die Verlässlichkeit
in bedeutendem Maße gesteigert.
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Außerdem wird
die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17,
wie zuvor beschrieben, im Bondabschnitt (im Öffnungsabschnitt 16e)
mit dem Strömungsweg-Bildungsglied 6 nicht
verengt (nicht zusammengedrückt).
Folglich wird die Fließrate
der Aufzeichnungsflüssigkeit
aus der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 an
diesem Öffnungsabschnitt 16e nicht
verringert. Wenn die Maße
der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 entsprechend
der für
den Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 benötigten Größe des an
Aufzeichnungsflüssigkeitsvorrates
bestimmt werden, wird die Bondfläche 16c so
festgelegt, dass der Öffnungsabschnitt 16e denselben
Querschnittsbereich aufweist wie der der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17.
Die Fließrate
der Aufzeichnungsflüssigkeit wird
an dem Öffnungsabschnitt 16e nicht
verringert, so dass die Versorgung mit Aufzeichnungsflüssigkeit auf
effiziente Weise erfolgt. Daher kann bei gleicher erforderlicher
Menge an Aufzeichnungsflüssigkeit das
Rahmenelement 16 kleiner gestaltet werden als das konventionelle.
Ferner kann dadurch versucht werden, den Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 kleiner
zu gestalten. Umgekehrt kann bei einem gleich großen Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 mehr
Aufzeichnungsflüssigkeit
als bei einem konventionellen gespeichert werden. Allerdings kann die
Fließrate
der Aufzeichnungsflüssigkeit
in manchen Fällen
in Abhängigkeit
vom Aufbau des Versorgungsports auf der Seite des Head Chips 15 beeinträchtigt werden.
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Als
Nächstes
wird unter Verweis auf 3, 4A und 4B,
und 11 bis 16A und 16B die Struktur des Dichtungselements 20 beschrieben,
das im Bondabschnitt zwischen dem Head Chip 15 und dem
Rahmenelement angelegt ist. 14A, 15A und 16A sind
Schrägansichten
von oben auf das Dichtungselement 20, und 14B, 15B und 16B sind Schrägansichten
von unten her.
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Das
Dichtungselement 20 ist aus Gummi oder aus Elastomer hergestellt,
und der flache Abschnitt 20h, welcher den Hauptkörper davon
darstellt, ist weitgehend rechteckig mit gerundeten Ecken. Innerhalb
des Dichtungselements ist der Lochabschnitt 20e, der den
Fluss von Aufzeichnungsflüssigkeit
möglich
macht, gebildet. Dann sind auf beiden Flächen des flachen Abschnitts 20h doppelte
Rippen 20a, 20b, 20c und 20d gebildet.
Genauer gesagt, befinden sich auf der einen Fläche des flachen Abschnitts 20h des
Dichtungselements 20 die erste flächenseitige Rippe 20a,
die im Wesentlichen längs
des äußeren Umfangs
rundum verläuft,
und eine weitere erste flächenseitige
Rippe 20b, die im Wesentlichen wie die erste flächenseitige
Rippe 20a konfiguriert ist und auf deren Innenseite sowie
auf der äußeren Seite
des ganzen Abschnitts 20e positioniert ist. Beide erste
flächenseitigen
Rippen 20a und 20b sind im Wesentlichen so vorgesehen,
dass sie vertikal auf der einen Fläche des flachen Abschnitts 20h stehen.
Ebenso befinden sich auf der anderen Fläche des flachen Abschnitts 20h des
Dichtungselements 20 die zweite flächenseitige Rippe 20c,
welche im Wesentlichen entlang des äußeren Umfangs rundum verläuft, und
eine weitere zweite flächenseitige Rippe 20d,
wobei letztere im Wesentlichen wie die ersterwähnte zweite flächenseitige
Rippe 20c konfiguriert ist und an deren Innenseite sowie
an der Außenseite
des ganzen Abschnitts 20e positioniert ist. Beide zweite
flächenseitigen
Rippen 20c und 20d sind im Wesentlichen so vorgesehen,
dass sie vertikal auf der anderen Fläche des flachen Abschnitts 20h stehen.
Die erste und die zweite flächenseitige Rippe 20a und 20c haben
auf beiden Seiten des flachen Abschnitts 20h symmetrische
Positionen und Konfigurationen in dessen Zentrum. Ebenso haben die
erste und die zweite flächenseitige
Rippe 20b und 20d auf beiden Seiten des flachen
Abschnitts 20h symmetrische Positionen und Konfigurationen
in dessen Zentrum.
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Die äußeren Formen
des flachen Abschnitts 20h und der Lochabschnitt 20e des
Dichtungselements 20 werden entsprechend der zum Austragen von
Flüssigkeit
erforderlichen Fließrate
der Aufzeichnungsflüssigkeit
und der gewünschten äußeren Größe des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51 als
Ganzes bestimmt. Für
die vorliegende Ausführungsform
stimmt die äußere Form
des flachen Abschnitts 20h des Dichtungselements 20 im
Wesentlichen überein
mit der äußeren Form
des Rahmenelements 16, welche der äußeren Gesamtform des Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopfes 51 entspricht. Der
Lochabschnitt 20e hat eine Größe, die das poröse Element 7 (Filter)
des Strömungsweg-Bildungsglieds 6 des
Head Chip 15, der ein Vieleck mit runden Ecken ist, gut
einfassen kann.
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Das
Dichtungselement 20 ist zwischen dem Rahmenelement 16 der
Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
und dem Strömungsweg-Bildungsglied 6 des
Head Chip 15 eingeklemmt, wenn diese Elemente mit Hilfe
von Schnappverschlüssen ineinander
greifend einrasten. Daher wird die Dicke des flachen Abschnitts 20h unter
Berücksichtigung allgemeiner Überlegungen
bestimmt, wozu die Materialhärte
des Dichtungselements 20 zusammen mit der Einhakstärke der
Schnappverschlüsse
und deren Alterungszeitstand gehören.
Empirisch gesehen ist es wünschenswert,
die Breite des flachen Abschnitts 20h so festzulegen, dass
sie mehr als dessen dreifacher Dicke entspricht. Hier werden bei
der Festlegung jeder der Rippen 20a, 20b, 20c und 20d ebenfalls
allgemeine Überlegungen
bezüglich
Form, Material etc. der Elemente, die miteinander in Eingriff treten
sollen, angestellt.
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Wie
in 13 gezeigt, befindet sich jede Rippe des Dichtungselements 20 zwischen
dem Rahmenelement 16 der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speichereinheit
und dem Strömungsweg-Bildungsglied 6 der
Aufzeichnungseinheit 15, wenn diese verbunden sind, wobei
jede Rippe des Dichtungselements 20 dazwischen eingeschlossen
ist. D. h. dass die ersten flächenseitige
Rippen 20a und 20b, die auf der Seite des Dichtungselements 16 vorstehen,
und die zweiten flächenseitigen
Rippen 20c und 20d, die auf der Seite des Strömungsweg-Bildungsglieds 6 vorstehen,
dadurch zusammengedrückt
und gequetscht sind, dass sie zwischen unterem Flächenabschnitt 16c (Bondfläche) des
Rahmenelements 16 und oberem Flächenabschnitt 6k (Bondfläche) des
Strömungsweg-Bildungsglieds 6 eingespannt
werden, so dass die Durchgänge
von der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 zum Aufzeichnungsflüssigkeits-Strömungsweg
vollkommen abgedichtet werden können.
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Auf
diese Weise vermögen
die Rippen 20a, 20b, 20c und 20d auf
beiden Flächen
des flachen Abschnitts 20h des Dichtungselements 20,
dass das Rahmenelement 16, das Strömungsweg-Bildungsglied 6 und
das Dichtungselement 20 in Linie und nicht auf der Ebene
miteinander in Kontakt stehen. Deshalb werden die Rippen verlässlicher
gequetscht, und zwar in einem Ausmaß, bei dem die Kontaktbereiche
kleiner gemacht werden und das Dichtungsvermögen entsprechend verbessert
wird. Auch kann selbst dann, wenn aufgrund von dimensionalen Fehlern
beim Rahmenelement 16 und beim Strömungsweg-Bildungsglied 6 eine
große
Variation in der Quetschspanne (Grad der Kompression) des Dichtungselements 20 besteht,
also Fehler beim Zusammenbau o.ä.,
die Abdichtung durch das Vorhandensein der Rippen 20a, 20b, 20c und 20d vergleichsweise
verlässlich
durchgeführt
werden.
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Bei
Ausbildung der ersten und zweiten flächenseitigen Rippe 20a und 20c,
sowie der ersten und zweiten flächenseitigen
Rippe 20b und 20d symmetrisch zum flachen Abschnitt 20h des
Dichtungselements 20 als dazwischen liegendes Zentrum gibt
es insbesondere keinen Platz, an den der Druck aus dem Rahmenelement 16 und
dem Strömungsweg-Bildungsglied 6 entweichen
könnte,
so dass jede der Rippen 20a, 20b, 20c und 20d verlässlich gequetscht
und dadurch die Dichtungsgenauigkeit erhöht wird. Außerdem sind auf beiden Flächen des flachen
Abschnitts 20h je doppelte Rippen vorhanden, um die Dichtungsgenauigkeit
noch mehr zu erhöhen.
Mit anderen Worten, sogar in dem Fall, dass z.B. die Rippe 20a auf
der äußeren Seite
aus irgendwelchen Gründen
nicht vollständig
gequetscht und es dadurch unmöglich
wird, das Dichtungsvermögen nur
mit deren Hilfe zu sichern, dann kann noch immer die andere Rippe 20b die
Dichtung verlässlich
bewirken. Auch in dem Fall, dass eine der anderen Rippen 20b, 20c und 20d nicht
vollständig
gequetscht wird, sind die Bedingungen dieselben, und das Dichtungsvermögen wird
dadurch gesichert, dass dieses von anderen Rippen bewerkstelligt
wird.
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Wie
oben beschrieben, sind am Umfang des Dichtungselements 20 mehrere
Rippen 20a, 20b, 20c und 20d angeordnet,
so dass die Dichtungsverlässlichkeit bedeutend
gesteigert wird. Zum Beispiel tritt in einem Fall, in dem eine Rippe
aus irgendwelchen Gründen
mit einer Häufigkeit
von 1 × 10–6 Malen nicht
vollständig
gequetscht wird, der Umstand, dass beide Rippen gleichzeitig nicht
vollständig
gequetscht werden, mit einer Häufigkeit
von einem zu 1 × 10–12 Malen
auf, wenn die Rippen in zwei Reihen angeordnet sind. Entsprechend
tritt in dem Fall, dass die Rippen in drei Reihen angeordnet sind,
der Umstand, dass alle Rippen in drei Reihen nicht vollständig gequetscht
werden, mit einer Häufigkeit
von 1 × 1018 Malen auf. Auf diese Weise kann das Verhältnis von
solchen Vorkommnissen durch Involution reduziert werden, und die
Verlässlichkeit
kann signifikant gesteigert werden, wenn die Anzahl der Rippenreihen
(im Umfangsbereich) erhöht
wird. Die Anordnung der Rippenreihen kann unter Berücksichtigung von
Größe, Funktion,
Zweck und anderen Faktoren, die für den Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 benötigt werden,
geeignet entworfen werden.
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Das
Dichtungselement 20 ist auch mit einer Positionierungs-Extrusion 20g (Verbindungsabschnitt
zum Zwecke der Positionierung) ausgestattet, und zwar in einer Position
an der Innenseite der inneren zweiten flächenseitigen Rippe 20d und
der äußeren Seite
des Lochabschnitts 20e. Wenn das Rahmenelement 16 und
das Strömungsweg-Bildungsglied 6 über das
Dichtungselement 20 gebondet werden, wird das Dichtungselement 20 zuerst
an das Strömungsweg-Bildungsglied 6 angesetzt,
während diese
Extrusion 20g in ein Positionierungsloch 6j (des
zu verbindenden Abschnitts) des Strömungsweg-Bildungsglieds 6 eingefügt wird.
Wenn die Struktur auf diese Weise angeordnet ist, ist es möglich, positionelle
Abweichungen des Dichtungselements 20 aufgrund unerwarteter
ungünstiger
Umstände
beim auszuführenden
Prozess zu vermeiden. Die Extrusion 20g befindet sich weiter
innenseitig als die Rippe 20d, die die eigentliche Dichtung
bewirkt. Daher beeinflusst sie nicht das Dichtungsvermögen. Auch
ist mit der Extrusion 20g die Positionierung des Dichtungselements 20 nur
innerhalb der Ebene des flachen Abschnitts 20h vollständig. Folglich
besteht gegenüber
der Struktur, bei der eine externe Referenzoberfläche o.ä. für das Strömungsweg-Bildungsglied 6 o.ä. vorhanden
sein sollte, damit das Dichtungselement 20 positioniert
werden kann, der Vorteil, den Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 zu
verkleinern.
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Gemäß der konventionellen
Struktur sind der Öffnungsabschnitt
des Rahmenelements und das Zufuhrloch des Strömungsweg-Bildungsglieds eingepasst,
und des Weiteren ist der O-Ring stramm eingesetzt, um den Durchgang
zwischen dem Rahmenelement und dem Strömungsweg-Bildungsglied abzudichten.
Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
existiert das Dichtungselement 20 vergraben zwischen Rahmenelement 16 und
Strömungsweg-Bildungsglied 6,
so dass das Dichtungsvermögen
des Durchgangs zwischen denselben gesichert ist, ohne dabei den Öffnungsabschnitt 16e des
Rahmenelements 16 und das Zufuhrloch 6n des Strömungsweg-Bildungsglieds 6 durch
Einpassen o.ä.
direkt zu verbinden. In anderen Worten: innerhalb des ganzes Bereichs,
der von den Rippen 20a, 20b, 20c und 20d,
die vom unteren Flächenabschnitt 16c (Bondfläche) des
Rahmenelements 16 und der oberen Fläche 6k (Bondfläche) des
Strömungsweg-Bildungsglieds 6 eingespannt
und gequetscht werden, umgeben ist, nach außen abgedichtet. Daher bestehen
in Bezug auf die Positionierung keine anderen Einschränkungen
mehr, sofern der Öffnungsabschnitt 16e des
Rahmenelements 16 und das Zufuhrloch 6n des Strömungsweg-Bildungsglieds 6 innerhalb
dieses Bereiches verbleiben. Ebenso bestehen auch keine Beschränkungen
in Bezug auf Position, Form, Größe des Öffnungsabschnitts 20e des
Dichtungselements 20. Obwohl es unmöglich ist, die Positionierungsfunktion,
welche aus den Einpassungs-Verhältnissen
zwischen Öffnungsabschnitt des
Rahmenelements, Zufuhrloch des Strömungsweg-Bildungsglieds und O-Ring resultiert,
zu erhalten, wird statt dessen die Positionierung unter Verwendung
der Extrusion 20g und des Positionierungslochs 6j erhalten,
wie zuvor beschrieben wurde. Die Rippen 20a, 20b, 20c und 20d,
die die eigentliche Dichtung bewirken, befinden sich in Positionen,
in denen sie zwischen unterem Abschnitt 16c (Bondfläche) des
Rahmenelements 16 und oberem Abschnitt 6k (Bondfläche) des
Strömungsweg-Bildungsglieds 6 eingespannt
und gequetscht werden. Wenn dabei nur der Öffnungsabschnitt des Rahmenelements 16 und
das Zufuhrloch des Strömungsweg-Bildungsglieds 6 innerhalb
der Innenseiten-Rippen 20b und 20d positioniert
sind, sind keine anderen Beschränkungen
vorhanden. Daher werden die dimensionale Präzision jedes Teils, die Positionierungspräzision und
die Montagepräzision
im Vergleich zur konventionellen Technik signifikant erleichtert,
wenn nur das Dichtungselement 20 beim Zusammenbau von Rahmenelement 16 und
Strömungsweg-Bildungsglied 6 eingespannt
werden soll. Folglich wird der Produktionsprozess vereinfacht und
die notwendigen Schritte werden selbst im Vergleich zu dem Fall
einfacher, bei dem Dichtungs- oder Haftmittel verwendet wird. So wird
die Herstellung extrem einfach, so dass es möglich wird, die für die Herstellung
benötigte
Zeit zu verkürzen,
während
die Herstellungskosten und der Ausschuss reduziert werden. Außerdem kann
unter den Umständen
jedes Teil mit größerer Freiheit
entworfen werden. Wie zuvor beschrieben, ist es daher möglich, das
Rahmenelement 16 mit einem Öffnungsabschnitt 16e zu
versehen, das denselben Querschnittsbereich hat wie der der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17,
so dass verschiedene Wirkungen erzielt werden. Ferner wird kein Haftmittel
verwendet, und das Produkt ist für
den Wiederverwertungsprozess oder Ähnliches besonders gut geeignet,
weil das abgenutzte Produkt auf einfache Weise zerlegt werden kann.
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Wie
in 12 und 13 gezeigt,
ist das Strömungsweg-Bildungsglied 6 mit
einem Positionierungsloch 6j ausgestattet, und die Extrusion 20g,
die dem Loch gegenüberliegt,
ist bei der vorliegenden Ausführungsform
für das
Dichtungselement 20 vorgesehen. Ferner kann die Struktur
auch so angelegt werden, dass das Positionierungsloch am Rahmenelement 16 und
die Extrusion, die dem Loch gegenüberliegt, am Dichtungselement 20 ausgeformt
werden. Schließlich
kann sowohl das Strömungsweg-Bildungsglied 6 als
auch das Rahmenelement 16 mit Positionierungslöchern versehen
werden, wobei dann Extrusionen auf beiden Seiten des Dichtungselements 20 so
geformt werden, dass sie diesen Löchern jeweils gegenüberliegen.
Ob dann das Dichtungselement 20 am Strömungsweg-Bildungsglied 6 oder
am Rahmenelement 16 positioniert wird, kann dem Einzelfall überlassen
bleiben.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform wird
ein im Wesentlichen rechteckiges Dichtungselement 20 verwendet,
aber die vorliegende Erfindung ist nicht zwingend auf ein Rechteck
beschränkt.
Ein Polygon, ein Kreis, ein Langloch oder eine andere, komplexere
Form könnten
entsprechend den jeweiligen Konfigurationen des Rahmenelements 16 und des
Strömungsweg-Bildungsglieds 6 gewählt werden.
Auch kann der Lochabschnitt 20e des Dichtungselements 20 die
Form eines Kreises, Polygons oder jede andere Form aufweisen, wie
es in 15, 16A und 16B gezeigt ist.
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Wie
oben beschrieben, wird es erfindungsgemäß möglich gemacht, mit einer Verbindungsstruktur,
die einen Öffnungsabschnitt 16e mit
demselben Querschnittsbereich wie der der Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 des
Rahmenelements 16 aufweist, eine effektive Verteilung der
Aufzeichnungsflüssigkeit
bei hohem Dichtungsvermögen
zu bewirken; dabei hat das Dichtungselement 20 im Wesentlichen
die gleiche äußere Form
wie das Rahmenelement 16, das mit den Rippen 20a, 20b, 20c und 20d und
auch der Extrusion 20g ausgestattet ist; und das Zufuhrloch 6n wird
willkürlich
für das Strömungsweg-Bildungsglied 6 fast
ganz ohne Einschränkungen
in Bezug auf Position, Größe, Form
u. a. geformt. Ein mit dieser Struktur ausgestatteter Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 mit
einem Head Chip 15 und einem Nutenabschnitt der Aufzeichnungselement-Grundplatte 1 versorgt
dann über
den Aufzeichnungsflüssigkeits-Versorgungsport 1a der
Aufzeichnungselement-Grundplatte 1,
den Filter 7, das Strömungsweg-Bildungsglied 6 und
die erste Platte 2 die Aufzeichnungsflüssigkeits-Speicherkammer 17 des Rahmenelements 16 mit
zu speichernder Aufzeichnungsflüssigkeit.
Wenn dann das Aufzeichnungselement angesteuert wird, wird die Aufzeichnungsflüssigkeit
in Form von Flüssigkeitströpfchen zur
Aufzeichnung nach außen
ausgetragen.
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In
diesem Sinne ist die vorliegende Erfindung gleichermaßen anwendbar
bei einem Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsgerät mit nur
einem einzigen an die Halterung angesetzten Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungskopf 51 als
auch bei einem Flüssigkeitsaustrag-Aufzeichnungsgerät mit mehreren
an die Halterung angesetzten Flüssigkeitsaustrags-Aufzeichnungsköpfen 51.