DE69203464T2 - Akustische Tintendruckköpfe. - Google Patents

Akustische Tintendruckköpfe.

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Description

  • Diese Erfindung betrifft das akustische Tintendrucken und insbesondere einen akustischen Tintendruckkopf mit integrierter Flüssigkeitspegel- Aussteuerungsschicht und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Beim akustischen Tintendrucken wird die akustische Strahlung von einer Ausstoßvorrichtung verwendet, um nach Bedarf einzelne Tröpfchen von einer freien Tintenoberfläche auszustoßen. Im typischen Fall sind mehrere Ausstoßvorrichtungen in linearer oder zweidimensionaler Anordnung in einem Druckkopf vorgesehen. Die Ausstoßvorrichtungen geben die Tröpfchen mit ausreichender Geschwindigkeit musterförmig aus, so daß Tintentröpfchen auf einem nahegelegenen Aufzeichnungsmedium in Form eines Bildes abgelagert werden können.
  • Eine Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung mit einer konkaven akustischen Fokussierlinse ist in US-A-4,751 ,529 beschrieben. Diese akustischen Tinten- Ausstoßvorrichtungen reagieren empfindlich auf Schwankungen ihrer freien Tinten-Oberflächenpegel. Die Größe und Geschwindigkeit der ausgestoßenen Tintentröpfchen lassen sich nur schwer steuern, es sei denn, die freien Tintenoberflächen verbleiben innerhalb des wirksamen Brennpunkt. Tiefenbereichs der Tröpfchen-Ausstoßvorrichtungen. Folglich sollte der Pegel der freien Tintenoberfläche eines solchen Druckers genau ausgesteuert werden.
  • Zum Aufrechterhalten mehr oder weniger konstanter Pegel bei den freien Tintenoberflächen sind verschiedene Herangehensweisen vorgeschlagen worden. Eine davon ist die Verwendung eines geschlossenen Regelkreis- Servosystems zum Erhöhen und Absenken des Pegels der freien Tintenoberfläche durch Aussteuerung mittels eines Fehlersignals, welches durch den Vergleich der Ausgangsspannungen der oberen und der unteren Hälfte eines geteilten Fotodetektors erzeugt wird. Die Größe und Richtung jenes Fehlersignals stehen mit dem Pegel der freien Tintenoberfläche dadurch in Wechselbeziehung, daß ein Laserstrahl zum symmetrischen oder asymmetrischen Beleuchten der entgegengesetzten Hälften des Fotodetektors von der freien Tintenoberfläche reflektiert wird, je nachdem, ob sich die freie Tintenfläche auf einem vorgegebenen Niveau befindet oder nicht. Dieses Verfahren ist recht kostspielig und erfordert Vorkehrungen zum präzisen optischen Ausrichten des Lasers zum geteilten Fotodetektor. Außerdem ist es für den Einsatz bei größeren Ausstoßvorrichtungs-Anordnungen nicht gut geeignet, da die Oberflächenspannung der Tinte dazu neigt große Schwankungen des Pegels der freien Oberfläche hervorzurufen, wenn sie sich über eine große Fläche erstreckt. Aus diesem Grund sind alternative Herangehensweisen zum Aussteuern der Tintenpegel der freien Oberflächen für die Ausstoßvorrichtungen wünschenswert.
  • Die vorliegende Erfindung bietet ein derartiges alternatives Herangehen.
  • Sie schafft einen integrierten akustischen Tintendruckkopf mit Flüssigkeitspegelsteuerung. Der akustische Druckkopf weist einen Trägerwerkstoff mit einer Reihe von Ausstoßvorrichtungen auf. Jede Ausstoßvorrichtung hat eine Trägerwerkstoff-Oberfläche, die mit fokussierter akustischer Strahlung eine freie Tintenfläche bestrahlt, um nach Bedarf einzelne Tintentröpfchen auszustoßen, und die akustische Brennweite jeder Ausstoßvorrichtung ist annähernd so groß wie die akustischen Brennweiten anderer Ausstoßvorrichtungen. Eine Vielzahl von Kanälen im Trägerwerkstoff sind zum Zuführen von Tinte zu den Oberflächenbereichen des Trägerwerkstoffs mit selbigen verbunden.
  • Am Trägerwerkstoff ist eine Abstandsschicht mit einer ersten, den Trägerwerkstoff berührenden Oberfläche und einer zweiten, von der ersten entfernten Oberfläche befestigt. Die Abstandsschicht hat eine vorgegebene Dicke, die ungefähr so groß ist wie die Differenz zwischen der akustischen Brennweite der Ausstoßvorrichtung und dem Radius der akustischen Linse. Desweiteren hat die Abstandsschicht eine erste Gruppe durch die Abstandsschicht verlaufender Öffnungen, von denen jede zu einem der Trägerwerkstoff- Oberflächenbereiche der Ausstoßvorrichtung ausgerichtet ist, und eine zweite, durch die Abstandsschicht verlaufende Gruppe von Öffnungen, von denen jede zu einem der Trägerwerkstoff-Tintenzuführungskanäle ausgerichtet ist.
  • Somit bildet die erste Gruppe von Öffnungen in der Abstandsschicht eine Pegel-Aussteuerung der freien Tintenfläche über der Oberfläche jedes Ausstoßvorrichtungs-Trägerwerkstoffs.
  • Das Verfahren zum Herstellen des integrierten akustischen Druckkopfes umfaßt das Befestigen einer Abstandsschicht am Trägerwerkstoff. Durch die Abstandsschicht werden eine erste und eine zweite Gruppe von Öffnungen ausgebildet. Die erste Gruppe von Öffnungen befindet sich an Positionen, die jenen der Ausstoßvorrichtungen auf der Trägeroberfläche entsprechen. Die Position der zweiten Gruppe von Öffnungen entspricht der jener der Tintenzuführungskanäle für die Ausstoßvorrichtungen. Die Ausstoßvorrichtungen und die Tintenzuführungskanäle werden in den Trägerwerkstoff geätzt, wobei die Abstandsschicht und deren Öffnungen als Maske dienen. Folglich sind die Öffnungen an sich schon zu den Ausstoßvorrichtungen ausgerichtet.
  • Die erste Gruppe von Öffnungen in der Abstandsschicht bildet eine Pegel-Aussteuerung der Tinte oberhalb der Oberfläche jedes Ausstoßvorrichtungs-Trägerwerkstoffs.
  • Anhand der folgenden Zeichnungen wird die Erfindung nun beispielhaft beschrieben, wobei:
  • Fig. 1 eine Schnittsdarstellung einer bekannten akustischen Tinten- Ausstoßvorrichtung ist und
  • die Fig. 2-8 die Herstellungsschritte einer erfindungsgemäßen Ausstoßvorrichtung sind.
  • Fig. 1 zeigt eine bekannte Ausstoßvorrichtung eines Druckkopfes für einen akustischen Tintendrucker. In allen Zeichnungen, einschließlich Fig. 1, ist nur eine einzige Ausstoßvorrichtung dargestellt. Im typischen Fall ist die Ausstoßvorrichtung Teil einer dicht beabstandeten, entweder linearen oder zweidimensionalen Anordnung in einem Trägerwerkstoff. Während des Druckens wird ein Aufzeichnungsmedium, z.B. Papier, zur Ausstoßvorrichtungs- Anordnung und über ihr bewegt.
  • Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht, sondern sollen das Verstehen der Erfindung erleichtern.
  • Die Ausstoßvorrichtung wird durch einen Teil eines Trägerwerkstoffs 10, eine konkave Oberfläche 14 auf der Oberseite 11 des Trägerwerkstoffs 10 und einen an der Rückseite 12 des Trägerwerkstoffs 10 befestigten piezoelektrischen Wandler 13 gebildet. Die kugelförmig konkave Oberfläche 14 ist die oben erwähnte und in US-A-4,751,529 beschriebene Mikrolinse. Die Oberfläche 14 hat einen Radius mit einer Krümmung R, dessen Mittelpunkt auf der Ebene der Oberseite 11 des Trägerwerkstoffs 10 liegt.
  • Die Ausstoßvorrichtung ist von einem Bad mit flüssiger Tinte 15 mit einer freien Oberfläche 16 bedeckt. Unter dem Einfluß elektrischer Impulse erzeugt der piezoelektrische Wandler 13 planare akustische Wellen 18, die sich im Trägerwerkstoff 10 zur Oberseite 11 bewegen. Die Wellen 18 weisen im Trägerwerkstoff 10 eine viel größere Geschwindigkeit als in der Tinte 15 auf. Normalerweise liegt die Schallgeschwindigkeit der Tinte 15 bei 1 bis 2 Kilometer pro Sekunde, während der Trägerwerkstoff 10 eine Geschwindigkeit hat, die das 2,5- bis 4fache der Schallgeschwindigkeit in der Tinte hat. Wenn die Wellen 18 die Oberseite 11 des Trägerwerkstoffes erreichen, werden sie durch die konkave Oberfläche 14 auf oder in die Nähe der freien Tintenoberfläche 16 fokussiert. Beim Bewegen durch die Tinte 15 werden die akustischen Wellen 18 konzentriert. Wenn die fokussierte akustische Energie ausreichend stark ist, kann sie ein Tintentröpfchen 17 von der Oberfläche 16 abstoßen und zum Vollenden des Druckverfahrens auf ein Aufzeichnungsmedium (nicht dargestellt) übertragen.
  • Wie oben beschrieben, ist es wichtig, den Pegel der freien Oberfläche in der richtigen Position zu halten, so daß die akustischen Wellen auf die Oberfläche fokussiert werden. Andernfalls wird die akustische Energie nicht effizient ausgenutzt die Gleichförmigkeit und Geschwindigkeit der ausgestoßenen Tröpfchen beginnen zu schwanken und die Druckqualität verschlechtert sich.
  • Die vorliegende Erfindung schafft einen akustischen Tintendruckkopf, bei dem die akustische Linse und die Flüssigkeitspegel-Aussteuerungsschicht jeder Ausstoßvorrichtung integriert und präzise positioniert sind. Die Steuerung des Pegels der freien Oberfläche erfolgt durch eine erfindungsgemäße Abstandsschicht, die am Trägerwerkstoff befestigt ist. Zu den Ausstoßvorrichtungen im Trägerwerkstoff ausgerichtete Öffnungen in der Abstandsschicht schaffen ein Tintenbecken für jede Ausstoßvorrichtung. Durch die Kapillarwirkung der Tinten- Meniskuslinse, der freien Oberfläche, hält sich die freie Oberfläche selbst an der Oberseite der Abstandsschicht. Während die Öffnungen klein genug sind, um den Pegel der Tintenoberfläche durch Kapillarwirkung aufrechtzuerhalten, so sind sie auch groß genug, so daß die Einbuchtungsdurchmesser der von den darunterliegenden, ausgerichteten Ausstoßvorrichtungen fokussierten akustischen Wellen wesentlich kleiner als die Durchmesser der Öffnungen sind. Die Öffnungen haben keine entscheidende Auswirkung auf die Größe oder Geschwindigkeit der ausgestoßenen Tröpfchen.
  • Die Fig. 2-8 stellen die Herstellungsschritte eines derartigen integrierten akustischen Druckkopfes dar. In Fig. 2 ist ein Trägerwerkstoff 20 aufgezeigt, der aus Silizium, Aluminiumoxid, Saphir, Quarzglas und einigen Glasarten bestehen kann. Die Oberseite 21 des Trägerwerkstoffs 20 ist von einer Abstandsschicht 27 aus einem geeigneten Werkstoff, z.B. Silizium, amorphes Silizium oder Glas, jedoch aus einem anderen Material als der Trägerwerkstoff 20, bedeckt. Die Abstandsschicht 27 kann durch jegliches herkömmliches Verfahren, z.B. Dünnfilm-Auftragung, Epitaxie, Galvanisieren oder anodische Klebetechniken, auf die Trägerwerkstoff-Oberfläche 21 aufgebracht werden.
  • Die Abstandsschicht 27 weist eine Dicke H auf, die angegeben wird durch:
  • H = R[1/(1-Vink/Vsubs)-1],
  • wobei R, im typischen Fall 150 um, der Radius der kugelförmig konkaven Linse ist, und Vink und Vsubs die akustischen Geschwindigkeiten in der Tinte bzw. im Trägerwerkstoff sind. Die Dicke H, im typischen Fall 35 um, der Abstandsschicht 27 ist so gewählt, daß die akustischen Wellen beabstandet zur Oberseite 21 des Trägerwerkstoffs 20 fokussiert werden. Anders ausgedrückt, die Dicke der Abstandsschicht 27 ist so festgelegt daß der Abstand von der akustischen Linse zur Oberseite der Abstandsschicht annähernd genauso groß wie die akustische Brennweite der Linse ist. Während des Betriebs des akustischen Druckkopfes wird die freie Oberfläche der Tinte über der Abstandsschicht 27 aufrechterhalten.
  • Zum Definieren von Strukturen in der Abstandsschicht 27 und dem darunterliegenden Trägerwerkstoff 20 wird eine Fotoresist-Schicht 29 über der Abstandsschicht 27 abgelagert. Mittels standardmäßiger fotolithografischer Verfahren werden Öffnungen in der Abstandsschicht 27 ausgebildet, wie in Fig. 3A dargestellt. Die anfängliche Öffnung 28A in Form eines Kreises wird zum Ätzen der akustischen Linsen im Trägerwerkstoff 20 verwendet. Da die akustische Linse jedes Trägerwerkstoffs im Idealfall eine kugelförmig konkave Oberfläche ist, sollte die Öffnung 28A klein sein, so daß sie als punktuelle Quelle einer isotropen Ätzung des Trägerwerkstoff 20 durch die Öffnung 28A hindurch erscheint. Allerdings kann die anfängliche Öffnung 28A nicht so klein sein, daß sie die Bewegung des Ätzmittels und des geätzten Materials durch die Öffnung 28A behindert. Folglich sollte der Anfangsdurchmesser der Öffnung 28A ungefähr 75 um, etwa 25 % des Enddurchmessers der Öffnung 38 betragen.
  • Die Öffnungen 28B sind die Ätzöffnungsmasken für die Tintenzuführungskanäle im Trägerwerkstoff 20.
  • Fig. 38 ist eine Draufsicht dieser Herstellungsstufe. Wie aus der Zeichnung erkennbar, ist jede kreisförmige Öffnung 28A Teil einer linearen Anordnung, die parallel zu den langgestreckten Öffnungen 28B für die Tintenzuführungskanäle der Ausstoßvorrichtungen im Druckkopf vorgesehen ist. Die Öffnungen 28B für die Tintenzuführungskanäle sind um 2L zu den mittig zwischen ihnen angeordneten Öffnungen 28A beabstandet. Der Parameter L, annähernd 250 um, ist so gewählt, daß nach Beendigung des Ätzens der Tintenzuführungskanäle und akustischen Linsen diese Kanäle und Linsen im Trägerwerkstoff 20 miteinander in Verbindung stehen.
  • Der Trägerwerkstoff 20 ist isotrop geätzt, wobei die Abstandsschicht 27 und die Fotoresist-Schicht 29 beim Ätzen als Masken verwendet werden. Fig. 4 zeigt die Anfänge der Hohlräume 26A und 26B im Trägerwerkstoff 20. Der Hohlraum 26A ist der Anfang der konkaven Mikrolinse der Ausstoßvorrichtung. Die Hohlräume 26B bilden die Anfänge der zylinderförmigen Unterseiten der Tintenzuführungskanäle, die die Ausstoßvorrichtungen des fertiggestellten Druckkopfes miteinander verbinden.
  • Das Ergebnis des Ätzens ist in Fig. 5 dargestellt. Die Tintenzuführungskanäle, die Hohlräume 36B, stehen jetzt mit dem Tintenspeicherbehälter, dem Hohlraum 36A, oberhalb der kugelförmig konkaven Oberfläche 39 (mit dem Radius der Krümmung R) der Ausstoßvorrichtungs-Mikrolinse (mit akustischer Brennweite F) in Verbindung. Anschließend erfolgt ein zweiter Ätzvorgang mit einer neuen Fotoresist-Schicht 41 unter Verwendung eines Ätzmittels, das speziell das freiliegende Material der Abstandsschicht, aber nicht das Material des Trägerwerkstoffs 20 entfernt. Dabei wird die anfängliche Öffnung 28A in der Abstandsschicht 27 zur endgültigen Öffnung 38 erweitert, deren volle Größe im Durchmesser 0,1 mm beträgt. Ein derartiger Ätzvorgang gründet sich wiederum darauf, daß der Trägerwerkstoff 20 aus einem anderen Material als die Abstandsschicht 27 besteht, so daß lediglich die Abstandsschicht 27 entfernt wird, wie in Fig. 5 dargestellt.
  • Somit ist die Endöffnung 38 in der Abstandsschicht 27 von sich aus zur Mikrolinse, der konkaven Oberfläche 39 im Trägerwerkstoff 20, ausgerichtet.
  • Danach wird die Fotoresist-Schicht 29 entfernt und, wie in Fig. 6, eine Verschlußschicht 31 über dem Trägerwerkstoff 20 und der Abstandsschicht 27 abgelagert. Mit einem weiteren Abdeck- und Ätzvorgang wird das gesamte Material der Schicht 31 mit Ausnahme jener Teile, die die Öffnungen 28B abdecken, entfernt. Die Tintenzuführungskanäle sind somit verschlossen. Im typischen Fall wird diese Schicht 31 durch Aufkleben einer dünnen Platte auf die Abstandsschicht 27 und anschließendes Wegätzen des unerwünschten Abschnitts gebildet. Die dünne Platte kann aber auch zuerst geätzt und dann auf die Abstandsschicht 27 aufgeklebt werden. Möglich ist dies, weil die Ausrichtung zwischen der Platte und der Abstandsschicht 27 nicht besonders kritisch ist.
  • Falls gewünscht, kann eine zusätzliche Schicht 30 anschließend über dem Trägerwerkstoff 20, der Abstandsschicht 27 und der Verschlußschicht 31 abgelagert werden. Dieser Werkstoff, der Siliziumnitrid, Siliziumdioxid oder ein anderer Werkstoff sein kann, wird durch herkömmliche Verfahren, z.B. Sputtern, Bedampfen und chemische Dampfauftragung, aufgebracht. Er sollte sich vom Werkstoff der Abstandsschicht 27 unterscheiden. Im Idealfall sollte die zusätzliche Schicht 30 hydrophober als die Abstandsschicht 27 sein. Es ist zu beachten, daß das Wort "hydrophob" hier benutzt wurde, da man von einer Tinte auf Wasserbasis ausgeht. Im allgemeineren Sinn bedeutet hier "hydrophob" außerdem tintenabweisend.
  • Die Schicht 30 hält die Tintenoberfläche auf der Höhe der Oberseite der Abstandsschicht 27. Die hydrophobe Schicht 30 trägt dazu bei, daß die Oberseite der Schicht 30 nicht feucht wird, dadurch die Tintenfläche auf einen neuen Pegel hochzieht und so außerhalb des Brennpunkts des akustischen Strahls gerät.
  • Zur besseren Aufrechterhaltung der Tintenoberfläche auf diesem Niveau kann die Abstandsschicht 27 durch ein speziell für das Material der Abstandsschicht vorgesehenes Ätzmittel zurückgeschnitten werden, wie durch die Strichlinien 32 in Fig. 7 dargestellt.
  • Fertiggestellt wird die Ausstoßvorrichtung durch das Anbringen eines piezoelektrischen Wandlers an die Unterseite des Trägerwerkstoffes 20. Natürlich ist der piezoelektrische Wandler zum Hohlraum der Ausstoßvorrichtung 26A und zur Öffnung 28A ausgerichtet. Fig. 8 ist eine maßstabsgerechtere Seitenansicht der fertiggestellten Ausstoßvorrichtung.
  • Mittels geeigneter Veränderungen kann die Reihenfolge einige Herstellungsschritte umgekehrt werden. Wenngleich hier beispielhafte Abmessungen und Parameter offenbart worden sind, so können je nach Wunsch zur Erlangung bestimmter Betriebseigenschaften auch andere verwendet werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen eines integrierten akustischen Tintendruckkopfes mit Flüssigkeitspegelsteuerung, wobei der Druckkopf eine Reihe von Ausstoßvorrichtungen für Tintentröpfchen (24) in einem Trägerwerkstoff (20) aufweist und jede Ausstoßvorrichtung eine Oberfläche (39) des Trägerwerkstoffs umfaßt, die eine fokussierte akustische Strahlung aus einem Tintenkörper zu dessen Oberfläche abstrahlen und dadurch bei Bedarf einzelne Tintentröpfchen ausgeben kann, wobei jede Ausstoßvorrichtung eine akustische Brennweite hat, die annähernd der akustischen Brennweite jeder anderen Ausstoßvorrichtung entspricht, und das Verfahren die folgenden Schrifte umfaßt:
das dichte Anbringen einer Schicht (27) aus Abstandsmaterial am Trägerwerkstoff (20), wobei die Schicht eine solche Dicke hat, daß deren Außenfläche mit einem Abstand von der Oberfläche des Ausstoßvorrichtungs- Trägerwerkstoffs beabstandet ist, der annähernd genauso groß wie die Brennweite der Ausstoßvorrichtung ist;
das Ausbilden einer ersten (28A) und einer zweiten (28B) Gruppe von Öffnungen durch die Abstandsschicht hindurch, wobei die Position der ersten Gruppe von Öffnungen der Position der Ausstoßvorrichtung auf der Trägerwerkstoff-Oberfläche und die Position der zweiten Gruppe von Öffnungen der Position der Tintenzuführungskanäle für die Ausstoßvorrichtung entsprechen; und
das Definieren von Ausstoßvorrichtungen und Tintenzuführungskanälen im Trägerwerkstoff mittels der Abstandsschicht und deren Öffnungen als Maske, wodurch die erste Gruppe von Öffnungen zu den Ausstoßvorrichtungen ausgerichtet wird, um so eine Aussteuerung für den Tintenpegel über der Oberfläche jedes Ausstoßvorrichtungs-Trägerwerkstoffs zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, welches den Schritt des VergrößerungsÄtzens der ersten Gruppe von Öffnungen nach dem Schritt des Definierens der Ausstoßvorrichtungen umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Definierens der Ausstoßvorrichtungen das Ausbilden eines Trägerwerkstoff-Oberflächenbereichs für jede Ausstoßvorrichtung umfaßt indem eine Oberseite des Trägerwerkstoffs geätzt wird, so daß eine konkav kugelförmige Oberfläche (36A) mit einem Krümmungsradius (R) entsteht.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abstandsschicht eine Dicke aufweist, die durch die Formel:
H = R[1/(1-Vink/Vsubs)-1]
angegeben wird, wobei H die Dicke ist und Vink und Vsubs die akustischen Geschwindigkeiten in der Tinte bzw. im Trägerwerkstoff sind.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches den weiteren Schritt des Ablagerns eines hydrophoben Werkstoffs auf der Abstandsschicht umfaßt, so daß er sich um die Ränder der ersten Gruppe von Öffnungen herum erstreckt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der abgelagerte Werkstoff hydrophober als der Werkstoff der Abstandsschicht ist.
7. Verfahren nach Anspruch 2 und 5 und jedem ihrer Unteransprüche, wobei die erste Gruppe von Öffnungen nach dem Ablagern des hydrophoben Werkstoffs durch Ätzen vergrößert wird.
8. Integrierter akustischer Tintendruckkopf mit Flüssigkeitspegelsteuerung, welcher umfaßt:
einen Trägerwerkstoff (20) mit einer Anordnung von Ausstoßvorrichtungen für Tintentröpfchen (24) in einer Oberfläche, wobei jede Ausstoßvorrichtung eine konkave Oberfläche hat, die eine fokussierte akustische Strahlung aus einem Tintenkörper zu dessen freier Oberfläche lenken und dadurch bei Bedarf einzelne Tintentröpfchen ausgeben kann, wobei alle Ausstoßvorrichtungen die gleiche akustische Brennweite haben und der Trägerwerkstoff (20) in sich Kanäle (36B) zum Zuführen von Tinte zu den Ausstoßvorrichtungen aufweist, und
eine Schicht (27) aus Abstandswerkstoff, die sich in engem Kontakt mit dem Trägerwerkstoff befindet und eine Dicke aufweist, die annähernd so groß ist wie die Differenz zwischen der akustischen Brennweite der Ausstoßvorrichtung und dem Radius der akustischen Linse, wobei durch die Abstandsschicht eine erste Gruppe von Öffnungen (28A) verläuft, von denen jede einzelne zu einer der Ausstoßvorrichtungen ausgerichtet ist, sowie eine zweite Gruppe von Öffnungen (28B), von denen jede einzelne zu einem Tintenzuführungskanal ausgerichtet ist, wodurch die erste Gruppe von Öffnungen eine Pegelsteuerung für die freie Oberfläche der Tinte über jeder Oberfläche des Ausstoßvorrichtungs-Trägerwerkstoffs bildet.
9. Druckkopf nach Anspruch 8, wobei sich das Material der Abstandsschicht von dem Material des Trägerwerkstoffs unterscheidet.
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Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231426A (en) * 1990-12-26 1993-07-27 Xerox Corporation Nozzleless droplet projection system
US5392064A (en) * 1991-12-19 1995-02-21 Xerox Corporation Liquid level control structure
JP3419822B2 (ja) * 1992-05-29 2003-06-23 ゼロックス・コーポレーション キャッピング構造体及び液滴エジェクタ
US5287126A (en) * 1992-06-04 1994-02-15 Xerox Corporation Vacuum cleaner for acoustic ink printing
EP0682988B1 (de) * 1994-05-18 2001-11-14 Xerox Corporation Akustischbeschichtung von Materialschichten
US5565113A (en) * 1994-05-18 1996-10-15 Xerox Corporation Lithographically defined ejection units
JPH0880608A (ja) * 1994-09-09 1996-03-26 Sony Corp 記録装置及び記録方法
US5631678A (en) * 1994-12-05 1997-05-20 Xerox Corporation Acoustic printheads with optical alignment
US5821958A (en) * 1995-11-13 1998-10-13 Xerox Corporation Acoustic ink printhead with variable size droplet ejection openings
RU2088411C1 (ru) * 1996-02-19 1997-08-27 Сергей Николаевич Максимовский Способ печати и печатающее устройство для его осуществления
US5747554A (en) * 1996-03-29 1998-05-05 Xerox Corporation Ink compositions
US5700316A (en) * 1996-03-29 1997-12-23 Xerox Corporation Acoustic ink compositions
US5667568A (en) * 1996-03-29 1997-09-16 Xerox Corporation Hot melt ink compositions
US5688312A (en) * 1996-03-29 1997-11-18 Xerox Corporation Ink compositions
US5698017A (en) * 1996-09-27 1997-12-16 Xerox Corporation Oxazoline hot melt ink compositions
US5693128A (en) * 1997-01-21 1997-12-02 Xerox Corporation Phase change hot melt ink compositions
US5844020A (en) * 1997-03-31 1998-12-01 Xerox Corporation Phase change ink compositions
US5958119A (en) * 1997-09-23 1999-09-28 Xerox Corporation Hot melt ink compositions
US5902390A (en) * 1997-09-23 1999-05-11 Xerox Corporation Ink compositions containing ketones
US5876492A (en) * 1997-09-23 1999-03-02 Xerox Corporation Ink compositions containing esters
US5922117A (en) * 1997-09-23 1999-07-13 Xerox Corporation Ink compositions containing alcohols
US5931995A (en) * 1997-09-23 1999-08-03 Xerox Corporation Ink compositions
US6007183A (en) * 1997-11-25 1999-12-28 Xerox Corporation Acoustic metal jet fabrication using an inert gas
US6019814A (en) * 1997-11-25 2000-02-01 Xerox Corporation Method of manufacturing 3D parts using a sacrificial material
US5938827A (en) * 1998-02-02 1999-08-17 Xerox Corporation Ink compositions
US6364454B1 (en) 1998-09-30 2002-04-02 Xerox Corporation Acoustic ink printing method and system for improving uniformity by manipulating nonlinear characteristics in the system
US6302524B1 (en) 1998-10-13 2001-10-16 Xerox Corporation Liquid level control in an acoustic droplet emitter
US6136210A (en) * 1998-11-02 2000-10-24 Xerox Corporation Photoetching of acoustic lenses for acoustic ink printing
US6059871A (en) * 1998-11-30 2000-05-09 Xerox Corporation Ink compositions
IL141904A (en) 1998-12-09 2004-09-27 Aprion Digital Ltd Laser-initiated ink-jet print head
US6318852B1 (en) 1998-12-30 2001-11-20 Xerox Corporation Color gamut extension of an ink composition
US6045607A (en) * 1999-03-30 2000-04-04 Xerox Corporation Ink compositions
US6071333A (en) * 1999-04-27 2000-06-06 Xerox Corporation Ink compositions
US6132499A (en) * 1999-07-29 2000-10-17 Xerox Corporation Inks
US6187082B1 (en) 1999-03-30 2001-02-13 Xerox Corporation Ink compositions
US6106601A (en) * 1999-04-27 2000-08-22 Xerox Corporation Ink compositions
US6096124A (en) * 1999-04-27 2000-08-01 Xerox Corporation Ink compositions
US6086661A (en) * 1999-04-27 2000-07-11 Xerox Corporation Ink compositions
US6066200A (en) * 1999-04-27 2000-05-23 Xerox Corporation Ink compositions
US6096125A (en) * 1999-04-27 2000-08-01 Xerox Corporation Ink compositions
US6110265A (en) 1999-04-27 2000-08-29 Xerox Corporation Ink compositions
US6174355B1 (en) 1999-07-29 2001-01-16 Xerox Corporation Ink compositions
US6306203B1 (en) 1999-09-23 2001-10-23 Xerox Corporation Phase change inks
US6416163B1 (en) 1999-11-22 2002-07-09 Xerox Corporation Printhead array compensation device designs
US6447086B1 (en) 1999-11-24 2002-09-10 Xerox Corporation Method and apparatus for achieving controlled RF switching ratios to maintain thermal uniformity in the acoustic focal spot of an acoustic ink printhead
US6322619B1 (en) 2000-02-22 2001-11-27 Xerox Corporation Ink compositions
US6328792B1 (en) 2000-02-22 2001-12-11 Xerox Corporation Ink compositions
US6350795B1 (en) 2000-06-07 2002-02-26 Xerox Corporation Ink compositions
US6287373B1 (en) 2000-06-22 2001-09-11 Xerox Corporation Ink compositions
US6372030B1 (en) 2000-08-03 2002-04-16 Xerox Corporation Phase change inks
US6395077B1 (en) 2000-08-03 2002-05-28 Xerox Corporation Phase change inks
US6398857B1 (en) 2000-08-03 2002-06-04 Xerox Corporation Phase change inks
US6336963B1 (en) 2000-08-03 2002-01-08 Xerox Corporation Phase change inks
US6328793B1 (en) 2000-08-03 2001-12-11 Xerox Corporation Phase change inks
US6432184B1 (en) 2000-08-24 2002-08-13 Xerox Corporation Ink compositions
US6461417B1 (en) 2000-08-24 2002-10-08 Xerox Corporation Ink compositions
US6596239B2 (en) * 2000-12-12 2003-07-22 Edc Biosystems, Inc. Acoustically mediated fluid transfer methods and uses thereof
US6509393B2 (en) 2001-03-22 2003-01-21 Xerox Corporation Phase change inks
US6976639B2 (en) 2001-10-29 2005-12-20 Edc Biosystems, Inc. Apparatus and method for droplet steering
US6737109B2 (en) 2001-10-31 2004-05-18 Xerox Corporation Method of coating an ejector of an ink jet printhead
US6925856B1 (en) 2001-11-07 2005-08-09 Edc Biosystems, Inc. Non-contact techniques for measuring viscosity and surface tension information of a liquid
US6752488B2 (en) * 2002-06-10 2004-06-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet print head
US20040112978A1 (en) * 2002-12-19 2004-06-17 Reichel Charles A. Apparatus for high-throughput non-contact liquid transfer and uses thereof
US7275807B2 (en) * 2002-11-27 2007-10-02 Edc Biosystems, Inc. Wave guide with isolated coupling interface
US20050243144A1 (en) * 2004-04-09 2005-11-03 Synergy Innovations, Inc. System and method of manufacturing mono-sized-disbursed spherical particles
US7350900B2 (en) * 2005-03-14 2008-04-01 Baumer Michael F Top feed droplet generator
JP2007050584A (ja) * 2005-08-17 2007-03-01 Fujifilm Holdings Corp ミスト吐出ヘッド及び画像形成装置
US8789905B2 (en) * 2007-07-02 2014-07-29 Seiko Epson Corporation Liquid discharging apparatus and method of discharging liquid
US20090009541A1 (en) 2007-07-02 2009-01-08 Seiko Epson Corporation Liquid discharging apparatus and method of discharging liquid
US20090301550A1 (en) * 2007-12-07 2009-12-10 Sunprint Inc. Focused acoustic printing of patterned photovoltaic materials
EP2274924B1 (de) * 2008-04-04 2017-12-13 Microsonic Systems Inc. Verfahren und systeme zur formung hocheffizienter gleichförmiger fresnellinsenarrays zur ultraschallflüssigkeitsbearbeitung
US20100184244A1 (en) * 2009-01-20 2010-07-22 SunPrint, Inc. Systems and methods for depositing patterned materials for solar panel production
KR101354737B1 (ko) * 2009-09-14 2014-01-22 가부시끼가이샤 도시바 프린팅 장치
US8506051B2 (en) * 2009-12-28 2013-08-13 Xerox Corporation Process for preparing an ink jet print head front face having a textured superoleophobic surface
US8534797B2 (en) * 2009-12-28 2013-09-17 Xerox Corporation Superoleophobic and superhydrophobic devices and method for preparing same
US8910380B2 (en) * 2010-06-15 2014-12-16 Xerox Corporation Method of manufacturing inkjet printhead with self-clean ability
US8348390B2 (en) * 2011-05-18 2013-01-08 Xerox Corporation Enhancing superoleophobicity and reducing adhesion through multi-scale roughness by ALD/CVD technique in inkjet application
US8615881B2 (en) * 2012-05-09 2013-12-31 Xerox Corporation Oleophobic ink jet orifice plate
DE102019102232A1 (de) * 2018-01-30 2019-08-01 Ford Motor Company Ultraschallzerstäuber mit akustischer fokussiervorrichtung
US10799905B2 (en) * 2018-01-30 2020-10-13 Ford Motor Company Ultrasonic material applicators and methods of use thereof
IL277335B2 (en) 2018-03-21 2024-03-01 Izumi Tech Llc Analogues of alcridar with deuterium

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4308547A (en) * 1978-04-13 1981-12-29 Recognition Equipment Incorporated Liquid drop emitter
JPS5816856A (ja) * 1981-07-24 1983-01-31 Fuji Photo Film Co Ltd インクジエツト用ノズルヘツド
US4751529A (en) * 1986-12-19 1988-06-14 Xerox Corporation Microlenses for acoustic printing
US4751530A (en) * 1986-12-19 1988-06-14 Xerox Corporation Acoustic lens arrays for ink printing
US4801953A (en) * 1987-06-02 1989-01-31 Xerox Corporation Perforated ink transports for acoustic ink printing
US5028937A (en) * 1989-05-30 1991-07-02 Xerox Corporation Perforated membranes for liquid contronlin acoustic ink printing
US4959674A (en) * 1989-10-03 1990-09-25 Xerox Corporation Acoustic ink printhead having reflection coating for improved ink drop ejection control

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Publication number Publication date
US5121141A (en) 1992-06-09
DE69203464D1 (de) 1995-08-24
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JP3201491B2 (ja) 2001-08-20
EP0495623A1 (de) 1992-07-22

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