DE69617759T2

DE69617759T2 - Flüssigkeitsausstosskopf, Vorrichtung zum Ausstossen von Flüssigkeit und Verfahren zum Ausstossen von Flüssigkeit

Info

Publication number: DE69617759T2
Application number: DE69617759T
Authority: DE
Inventors: Masami Ikeda; Toshio Kashino; Makiko Kimura; Kiyomitsu Kudo; Yoshie Nakata; Takeshi Okazaki; Hiroshi Sugitani; Aya Yoshihira
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2016-01-13
Also published as: CA2167150A1; CN1136499A; AU4092396A; SG42311A1; CN1078536C; KR960028871A; DE69617759D1; EP0721843A3; CA2167150C; US6312111B1; EP0721843A2; TW344713B; EP0721843B1; KR100234800B1; ATE210556T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsausstoßkopf zum Ausstoßen einer gewünschten Flüssigkeit durch Erzeugung einer Blase, indem die Flüssigkeit mit thermischer Energie beaufschlagt wird, eine Kopfkartusche, bei der der Flüssigkeitsausstoßkopf Verwendung findet, eine Flüssigkeitsausstoßvorrichtung unter Verwendung eines solchen, ein Herstellverfahren für den Flüssigkeitsausstoßkopf, ein Flüssigkeitsausstoßverfahren, ein Aufzeichnungsverfahren und einen unter Anwendung des Flüssigkeitsausstoßverfahrens hergestellten Druck. Die Erfindung betrifft ferner eine Tintenstrahlkopfausstattung, die den Flüssigkeitsausstoßkopf enthält.
Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf einen Flüssigkeitsausstoßkopf, der ein durch Erzeugung einer Blase bewegbares bewegliches Element aufweist, eine Kopfkartusche unter Verwendung des Flüssigkeitsausstoßkopfes und eine Flüssigkeitsausstoßvorrichtung unter Verwendung desselben. Die Erfindung betrifft ferner ein Flüssigkeitsausstoßverfahren und ein Aufzeichnungsverfahren zum Ausstoßen der Flüssigkeit durch Bewegung des beweglichen Elementes unter Ausnutzung der Erzeugung der Blase.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar bei Einrichtungen, wie einem Drucker, einem Kopiergerät, einem Faxgerät mit einem Kommunikationssystem, einem Bordprozessor mit einem Druckerabschnitt o.ä. und einer industriellen Aufzeichnungsvorrichtung, die mit einer Verarbeitungsvorrichtung oder verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen kombiniert ist, wobei die Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmaterial, wie Papier, Fäden, Fasern, textilem Material, Leder, Metall, Kunstharzmaterial, Glas, Holz, Keramik etc. durchgeführt wird.
In dieser Beschreibung bedeutet "Aufzeichnung" nicht nur die Erzeugung eines Bildes aus Buchstaben, Figuren o.ä., welche spezielle Bedeutungen besitzen, sondern auch die Erzeugung eines Bildes eines Musters, das keine spezielle Bedeutung hat.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren vom sogenannten Bubble-Jet-Typ ist bekannt, bei dem eine momentane Zustandsänderung, die zu einer momentanen Volumenänderung (Blasenerzeugung) führt, durch Aufbringung von Energie, wie Wärme, auf die Tinte verursacht wird, um die Tinte durch die aus der Zustandsänderung resultierende Kraft durch eine Ausstoßöffnung auszustoßen, wobei die Tinte durch diese Kraft ausgestoßen und auf dem Aufzeichnungsmaterial abgelagert wird, um ein Bild zu erzeugen. Wie in der US-PS 4 723 129 beschrieben, umfaßt eine Aufzeichnungsvorrichtung, bei der das Bubble-Jet- Aufzeichnungsverfahren Anwendung findet, eine Ausstoßöffnung zum Ausstoßen der Tinte, eine Tintenströmungsbahn, die mit der Ausstoßöffnung in Strömungsmittelverbindung steht, und einen elektrothermischen Wandler als Energieerzeugungseinrichtung, der in der Tintenströmungsbahn angeordnet ist.
Bei einem derartigen Aufzeichnungsverfahren ist es von Vorteil, dass ein Bild hoher Qualität mit hoher Geschwindigkeit und geringer Geräuschentwicklung aufgezeichnet werden kann, ferner dass eine Vielzahl von solchen Ausstoßöffnungen mit hoher Dichte angeordnet werden kann, so dass auf diese Weise eine Aufzeichnungsvorrichtung geringer Größe vorgesehen werden kann, die in der Lage ist, eine hohe Auflösung zu liefern, und in einfacher Weise Farbbilder hergestellt werden können. Das Bubble-Jet-Aufzeichnungsverfahren wird daher heutzutage in großem Umfang in Druckern, Kopiergeräten, Faxgeräten oder anderen Büroeinrichtungen sowie industriellen Systemen, wie Textildruckvorrichtungen o.ä., eingesetzt.
Mit dem Ansteigen des großen Bedarfs in bezug auf die Bubble-Jet-Technik sind in neuerer Zeit hieran diverse Anforderungen gestellt worden.
Beispielsweise wird eine Verbesserung der Effizienz der Energienutzung gefordert. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, wurde eine Optimierung des Wärmeerzeugungselementes, beispielsweise die Einstellung der Dicke des Schutzfilmes, untersucht. Dieses Verfahren ist wirksam, da hierdurch die Fortpflanzungseffizienz der erzeugten Wärme auf die Flüssigkeit verbessert wird.
Um Bilder mit hoher Qualität zu liefern, wurden Antriebsbedingungen vorgeschlagen, gemäß denen die Tintenausstoßgeschwindigkeit erhöht und/oder die Blasenerzeugung stabilisiert wurde, um einen besseren Tintenausstoß zu erzielen. Als anderes Beispiel in bezug auf die Erhöhung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit wurden Verbesserungen der Ausgestaltung des Strömungskanales vorgeschlagen, wodurch die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsauffüllung (Wiederauffüllung) der Flüssigkeitsströmungsbahn erhöht wird.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung SHQ-63-199972 werden Strömungskanalausgestaltungen vorgeschlagen, die beispielsweise in den Fig. 1 (a) und (b) dargestellt sind.
In dieser Veröffentlichung werden eine Flüssigkeitsbahn oder eine Kanalstruktur sowie ein Herstellverfahren hierfür unter Berücksichtigung einer rückwärts gerichteten Welle in Richtung auf die Flüssigkeitskammer vorgeschlagen. Diese rückwärts gerichtete Welle wird als Energieverlust angesehen, da sie nicht zum Flüssigkeitsausstoß beiträgt. Die Veröffentlichung schlägt ein Ventil 10 vor, das aufstromseitig des Wärmeerzeugungselementes 2 in bezug auf die Richtung des generellen Flüssigkeitsstromes angeordnet und an der Decke des Kanals montiert ist. Das Ventil nimmt eine Anfangsposition ein, in der es sich entlang der Decke erstreckt. Bei der Blasenerzeugung nimmt es eine Position ein, in der es sich nach unten erstreckt, so dass ein Teil der rückwärts gerichteten Welle vom Ventil 10 unterdrückt wird. Wenn das Ventil in der Bahn 3 vorgesehen wird, ist jedoch die Unterdrückung der rückwärts gerichteten Weile in der Praxis nicht signifikant, da die rückwärts gerichtete Welle nicht direkt zum Ausstoßen der Flüssigkeit beiträgt. Wenn die rückwärts gerichtete Welle in der Bahn auftritt, bewirkt bereits der Druck zum direkten Ausstoßen der Flüssigkeit, dass die Flüssigkeit vom Kanal ausstoßbar ist.
Andererseits wird beim Bubble-Jet-Aufzeichnungsverfahren das Erhitzen mit dem mit der Tinte in Kontakt stehenden Wärmeerzeugungselement wiederholt. Somit wird verbranntes Material auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes aufgrund einer Koagulation der Tinte abgelagert. Je nach den Materialien der Tinte kann die Menge dieser Ablagerung groß sein. Wenn dies auftritt, wird der Tintenausstoß unbeständig. Selbst wenn die auszustoßende Tinte eine solche ist, die durch Wärmeeinwirkung in einfacher Weise eine Qualitätsverschlechterung erfährt, oder wenn die Flüssigkeit eine solche ist, mit der keine ausreichende Blasenerzeugung durchgeführt werden kann, sollte daher die auszustoßende Flüssigkeit in einem guten Zustand sein, ohne Eigenschaftsänderungen zu erfahren.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung SHO-61-69467, die offengelegte japanische Patentanmeldung SHO-55-81172 und die US-PS 4 480 259 beschreiben, dass unterschiedliche Flüssigkeiten für die Flüssigkeitserzeugung der Blase durch Wärmeeinwirkung (Blasenerzeugungsflüssigkeit) und für die auszustoßende Flüssigkeit (Ausstoßflüssigkeit) verwendet werden. Gemäß diesen Veröffentlichungen sind die Tinte als Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit durch einen flexiblen Film aus Siliconkautschuk o.ä. vollständig voneinander getrennt, so dass ein direkter Kontakt der Ausstoßflüssigkeit mit dem Wärmeerzeugungselement verhindert wird, während sich der aus der Blasenerzeugung der Blasenerzeugungsflüssigkeit resultierende Druck durch die Verformung des flexiblen Filmes auf die Ausstoßflüssigkeit fortpflanzt. Durch eine solche Ausführungsform werden die Abscheidung von Material auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes verhindert und eine Vergrößerung des Spielraumes in bezug auf die Auswahl der Ausstoßflüssigkeit erreicht.
Mit einer solchen Ausführungsform, bei der die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit vollständig voneinander getrennt sind, wird jedoch der aus der Blasenerzeugung resultierende Druck auf die Ausstoßflüssigkeit durch die Expansions-Kontraktions-Verformung des flexiblen Filmes übertragen, so dass der Druck vom flexiblen Film in einem ziemlich hohen Ausmaß absorbiert wird. Ferner ist die Verformung des flexiblen Filmes nicht so groß, so dass sich daher die Energieausnutzungseffizienz und die Ausstoßkraft verschlechtern, obwohl ein gewisser Effekt durch die Anordnung des Filmes zwischen der Ausstoßflüssigkeit und der Blasenerzeugungsflüssigkeit erreicht wird.
Die US-A-5 278 585 beschreibt einen Tintenstrahldruckkopf, bei dem ein Wärmeerzeugungselement zur Erzeugung einer Blase in der Tinte, um einen Tintenausstoß zu bewirken, innerhalb einer Ausnehmung angeordnet ist und sich ein bewegliches Ventil aufstromseitig von der Ausnehmung befindet und sich teilweise über dieselbe erstreckt, um rückwärts gerichtete Blasenkräfte im wesentlichen zu blockieren und diese rückwärts gerichteten Blasenkräfte in die entgegengesetzte Richtung umzuleiten, um den Tintenausstoß zu erleichtern. Die EP- A-0 435 047 beschreibt einen Flüssigkeitsstrahlausstoßkopf gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, bei dem ein Tintenausstoß ebenfalls durch die Erzeugung einer Blase durch eine Heizeinrichtung verursacht wird. Mindestens ein mechanisches Ventil ist im Tintenkanal vorgesehen, um eine Ausweitung der Blase in Richtung auf den Tintenspeicher zu verhindern. Bei der in Fig. 7 gezeigten Anordnung schließt ein erstes Ventil, das aufstromseitig der Heizeinrichtung angeordnet ist, die Tintenzuführbahn zum Blasenerzeugungsbereich in Abhängigkeit vom Blasendruck, während sich ein zweites, abstromseitig der Heizeinrichtung angeordnetes Ventil in Abhängigkeit vom Blasendruck öffnet, um einen Tintenausstoß aus der Ausstoßöffnung zu ermöglichen. Die JP-A-05- 124189 beschreibt eine Tintenabgabevorrichtung mit Elektroden, die auf jeder Seite einer Unterkammer vorgesehen sind, so dass beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden eine Blase in der Unterkammer erzeugt wird und der Blasendruck bewirkt, dass sich eine dünne Membran in Richtung auf eine Ausstoßöffnung bewegt, um eine Tintenabgabe zu ermöglichen.
Es ist daher ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine Ausführungsform für ein bewegliches Element für einen Flüssigkeitsausstoß unter Verwendung des beweglichen Elementes zu schaffen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Flüssigkeitsausstoßprinzips, mit dem die erzeugte Blase auf neuartige Weise gesteuert werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Flüssigkeitsausstoßverfahrens, eines Flüssigkeitsausstoßkopfes etc., bei denen die Wärmespeicherung in der Flüssigkeit am Wärmeerzeugungselement in signifikanter Weise sowie die verbleibende Blase am Wärmeerzeugungselement reduziert werden, während die Ausstoßeffizienz und der Ausstoßdruck verbessert werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung betrifft die Schaffung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes etc., bei dem eine Trägheitskraft in einer Richtung entgegen der Flüssigkeitszuführrichtung infolge einer rückwärts gerichteten Welle unterdrückt und gleichzeitig der Rückziehgrad eines Meniskus durch eine Ventilfunktion eines beweglichen Elementes, mit dem die Wiederauffüllfrequenz erhöht wird, verringert wird, so dass auf diese Weise ein Druck mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung betrifft die Schaffung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes etc., bei dem die Ablagerung von Restmaterial auf dem Wärmeerzeugungselement reduziert und der Bereich der verwendbaren Flüssigkeiten erweitert wird, zusätzlich dazu, dass die Ausstoßeffizienz und die Ausstoßkraft in signifikanter Weise erhöht werden.
Ein anderes Ziel der Erfindung betrifft die Schaffung eines Flüssigkeitsausstoßverfahrens und eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, bei denen übermäßig starke Vibrationen innerhalb eines gewünschten Bereiches reguliert werden und die Haltbarkeit des beweglichen Elementes verbessert wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung betrifft die Schaffung eines Flüssigkeitsausstoßverfahrens, eines Flüssigkeitsausstoßkopfes etc., bei denen die Auswahl der auszustoßenden Flüssigkeit größer gemacht wird.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Kopfausstattung zu schaffen, um eine einfache Wiederverwendung des Flüssigkeitsausstoßkopfes zu ermöglichen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Flüssigkeitsausstoßkopf geschaffen, wie er in Patentanspruch 1 angegeben ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kopfkartusche geschaffen, die einen Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß dem ersten Aspekt und einen Flüssigkeitsbehälter, der die dem Flüssigkeitsausstoßkopf zuzuführende Flüssigkeit enthält, umfaßt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkeitsausstoßvorrichtung zum Ausstoßen einer Aufzeichnungsflüssigkeit durch Erzeugung einer Blase geschaffen, die einen Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß dem ersten Aspekt und eine Antriebssignalzuführeinrichtung zum Zuführen eines Antriebssignales zum Ausstoßen der Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsausstoßkopf aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkeitsausstoßvorrichtung zum Ausstoßen einer Aufzeichnungsflüssigkeit durch Erzeugung einer Blase geschaffen, die einen Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß dem ersten Aspekt und eine Aufzeichnungsmaterialfördereinrichtung zum Zuführen eines Aufzeichnungsmateriales zum Empfang der vom Flüssigkeitsausstoßkopf ausgestoßenen Flüssigkeit aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Aufzeichnungssystem geschaffen, das eine Flüssigkeitsausstoßvorrichtung, wie sie vorstehend definiert ist, und eine Vorbehandlungs- oder Nachbehandlungseinrichtung zum Fördern der Fixierung der Flüssigkeit auf dem Aufzeichnungsmaterial nach der Aufzeichnung aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kopfausstattung vorgesehen, die einen Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß dem ersten Aspekt und einen Flüssigkeitsbehälter, der die zum Flüssigkeitsausstoßkopf zu führende Flüssigkeit enthält, umfaßt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kopfausstattung geschaffen, die einen Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß dem ersten Aspekt, einen Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme der dem Flüssigkeitsausstoßkopf zuzuführenden Flüssigkeit und eine Flüssigkeitsauffülleinrichtung zum Auffüllen des Flüssigkeitsbehälters mit Flüssigkeit aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, nach deren Zielsetzung die vorstehend beschriebene Ausführung geschaffen werden soll, ist es möglich zu verhindern, dass sich das freie Ende des sich bewegenden Elementes in den Blasenerzeugungsbereich (in Richtung auf das Wärmeerzeugungselement) weit über die erste Position hinaus bewegt, so dass auf diese Weise die Haltbarkeit des sich bewegenden Elementes verbessert werden kann.
Mit dem Flüssigkeitsausstoßverfahren und dem das neuartige Ausstoßprinzip nutzenden Kopf wird durch die erzeugte Blase und das durch diese bewegte bewegliche Element ein synergistischer Effekt geschaffen, so dass die Flüssigkeit benachbart zum Ausstoßauslaß mit hoher Effizienz ausgestoßen und auf diese Weise die Ausstoßeffizienz verbessert werden kann. Beispielsweise wird beim wünschenswertesten Typ der vorliegenden Erfindung die Ausstoßeffizienz sogar bis auf den zweifachen Wert der mit einem herkömmlichen Kopf erreichbaren Effizienz erhöht.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können selbst beim Start des Druckvorganges, nachdem der Aufzeichnungskopf über einen langen Zeitraum in einem Zustand niedriger Temperatur oder niedriger Feuchtigkeit belassen wurde, Ausstoßfehler vermieden werden. Selbst wenn derartige Ausstoßfehler auftreten, wird der Normalbetrieb durch ein simples Wiederherstellverfahren einschließlich eines vorläufigen Ausstoßes und eines Saugvorganges wieder hergestellt.
Was die Verbesserung des Wiederauffüllvermögens anbetrifft, so werden ein gutes Ansprechvermögen, ein stabilisiertes Wachstum der Blase und eine Stabilisierung des Flüssigkeitströpfchens während des kontinuierlichen Ausstoßens erreicht, so dass eine Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit erzielt wird.
In dieser Beschreibung sind die Begriffe "aufstromseitig" und "abstromseitig" in bezug auf einen generellen Flüssigkeitsstrom von einer Flüssigkeitsversorgungsquelle zum Ausstoßauslaß durch den Blasenerzeugungsbereich (bewegliches Element) definiert.
Was die Blase als solche betrifft, so wird "abstromseitig" als zur Ausstoßauslaßseite der Blase, die das Flüssigkeitströpfchen direkt ausstößt, hin definiert. Genauer gesagt, generell ist hiermit der abstromseitige Bereich vom Mittelpunkt der Blase in Richtung des generellen Flüssigkeitsstromes oder der abstromseitige Bereich vom Mittelpunkt des Bereiches des Wärmeerzeugungselementes relativ zu dieser Richtung gemeint.
In dieser Beschreibung bedeutet "im wesentlichen abgedichtet" generell einen bis zu einem solchen Zustand abgedichteten Zustand, dass beim Wachsen der Blase diese nicht durch einen Spalt (Schlitz) um das bewegliche Element herum entweicht, bevor sich das bewegliche Element bewegt.
In dieser Beschreibung bedeutet "Trennwand" eine Wand (die das bewegliche Element einschließen kann), welche den in direkter Strömungsmittelverbindung mit dem Ausstoßauslaß stehenden Bereich vom Blasenerzeugungsbereich trennt, genauer gesagt, eine Wand, die die Strömungsbahn einschließlich des Blasenerzeugungsbereiches von der Flüssigkeitsströmungsbahn in direkter Strömungsmittelverbindung mit dem Ausstoßauslaß trennt und somit ein Vermischen der Flüssigkeiten in den Flüssigkeitsströmungsbahnen verhindert.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Hiervon zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Flüssigkeitsströmungsbahn eines herkömmlichen Flüssigkeitsausstoßkopfes;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines Beispiels eines Flüssigkeitsausstoßkopfes;
Fig. 3 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfes;
Fig. 4 eine schematische Ansicht der Druckfortpflanzung von einer Blase aus in einem herkömmlichen Kopf;
Fig. 5 eine schematische Ansicht der Druckfortpflanzung von einer Blase aus in einem Kopf;
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Flüssigkeitsstromes;
Fig. 7 den wesentlichen Abschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine schematische Darstellung der prinzipiellen Funktionsweise des Flüssigkeitsausstoßkopfes während der Kontraktion/dem Verschwinden der Blase;
Fig. 9 den wesentlichen Abschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 den wesentlichen Abschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 den wesentlichen Abschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 eine Schnittansicht des Flüssigkeitsausstoßkopfes (zweiten Flüssigkeitskanales) der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 den wesentlichen Abschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 den wesentlichen Abschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 den wesentlichen Abschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 den wesentlichen Abschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 den wesentlichen Abschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 18 das bewegliche Element und die Ausgestaltung des zweiten Flüssigkeitskanales;
Fig. 19 das bewegliche Element und die Ausgestaltung des Flüssigkeitskanales;
Fig. 20 verschiedene Ausführungsformen des beweglichen Elementes;
Fig. 21 einen Längsschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 ein Diagramm, das die Form des Antriebsimpulses zeigt;
Fig. 23 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Flüssigkeitsausstoßkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 24 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitsausstoßkopfkartusche;
Fig. 25 eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitsausstoßvorrichtung, wobei deren genereller Aufbau dargestellt ist;
Fig. 26 ein Blockdiagramm der in Fig. 25 dargestellten Vorrichtung;
Fig. 27 eine perspektivische Ansicht eines Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungssystems; und
Fig. 28 eine schematische Darstellung einer Kopfausstattung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

< - Ausführungsform 1 ->

In Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen werden nunmehr die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es wird eine Verbesserung der Ausstoßkraft und/oder Ausstoßeffizienz durch Steuern der Fortpflanzungsrichtung des aus der Erzeugung einer Blase zum Ausstoßen der Flüssigkeit resultierenden Drucks und durch Steuern der Wachstumsrichtung der Blase beschrieben, die bei dieser Ausführungsform erreicht wird. Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfes entlang einer Flüssigkeitsströmungsbahn, und Fig. 3 ist eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht des Flüssigkeitsausstoßkopfes.
Dieser Flüssigkeitsausstoßkopf umfaßt ein Wärmeerzeugungselement 2 (einen Wärmeerzeugungswiderstand von 40 um · 105 um bei dieser Ausführungsform) als Ausstoßenergieerzeugungselement zum Zuführen von thermischer Energie zur Flüssigkeit, um diese auszustoßen, ein Elementsubstrat 1, auf dem das Wärmeerzeugungselement 2 vorgesehen ist, und eine Flüssigkeitsströmungsbahn 10, die über dem Elementsubstrat entsprechend dem Wärmeerzeugungselement 2 ausgebildet ist. Die Flüssigkeitsströmungsbahn 10 steht in Strömungsmittelverbindung mit einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 zum Zuführen der Flüssigkeit zu einer Vielzahl von solchen Flüssigkeitsströmungsbahnen 10, die in Strömungsmittelverbindung mit einer Vielzahl der Ausstoßauslässe 18 stehen.
Über dem Elementsubstrat in der Flüssigkeitsströmungsbahn 10 ist ein bewegliches Element oder eine Platte 31 in der Form eines Auslegers aus einem elastischen Material, wie Metall, so vorgesehen, dass es auf das Wärmeerzeugungselement 2 weist. Ein Ende des beweglichen Elementes ist an einer Gründung (Lageelement) 34 o.ä. fixiert, die durch Mustern eines lichtempfindlichen Harzmateriales auf der Wand der Flüssigkeitsströmungsbahn 10 oder des Elementsubstrates vorgesehen worden ist. Hierdurch wird das bewegliche Element gelagert, und es wird ein Drehpunkt (Drehabschnitt) gebildet.
Das bewegliche Element 31 ist so angeordnet, dass es einen Drehpunkt (Drehabschnitt, der ein festes Ende bildet) 33 in einem aufstromseitigen Bereich relativ zur generellen Strömung der Flüssigkeit von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 zum Ausstoßauslaß 18 durch das bewegliche Element 31, die durch den Ausstoßvorgang verursacht wird, und ein freies Ende (freier Endabschnitt) 32 in einem abstromseitigen Bereich vom Drehpunkt 33 besitzt. Das bewegliche Element 31 weist auf das Wärmeerzeugungselement 2 mit einem Spalt von etwa 15 um, als ob es das Wärmeerzeugungselement 2 abdecken würde. Ein Blasenerzeugungsbereich ist zwischen dem Wärmeerzeugungselement und dem beweglichen Element ausgebildet. Die Art, Form oder Position des Wärmeerzeugungselementes oder des beweglichen Elementes ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann verändert werden, solange wie das Wachstum der Blase und die Fortpflanzung des Drucks gesteuert werden können. Zum Zwecke des einfachen Verständnisses des Flüssigkeitsstromes, der hiernach beschrieben wird, wird die Flüssigkeitsströmungsbahn 10 vom beweglichen Element 31 in eine erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14, die direkt in Verbindung mit dem Ausstoßauslaß 18 steht, und eine zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16, die den Blasenerzeugungsbereich 11 und die Flüssigkeitszuführöffnung 12 aufweist, unterteilt.
Durch Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungselementes 2 wird die Wärme auf die Flüssigkeit im Biasenerzeugungsbereich 11 zwischen dem beweglichen Element 31 und dem Wärmeerzeugungselement 2 aufgebracht, wodurch eine Blase durch das Filmsiedephänomen erzeugt wird, wie in der US-PS 4 723 129 beschrieben. Die Blase und der durch die Erzeugung der Blase hervorgerufene Druck wirken in erster Linie auf das bewegliche Element ein, so dass sich das bewegliche Element 31 bewegt oder verschiebt, um sich zur Ausstoßauslaßseite um den Drehpunkt 33 weit zu öffnen, wie in den Fig. 2 (b) (c) oder in Fig. 3 gezeigt. Durch Verschiebung des beweglichen Elementes 31 zur oder den Zustand nach der Verschiebung werden die Fortpflanzung des durch die Erzeugung der Blase hervorgerufenen Drucks und das Wachstum der Blase als solches zum Ausstoßauslaß hin gerichtet.
Es wird nunmehr eines der grundsätzlichen Ausstoßprinzipien, von dem die vorliegende Erfindung Gebrauch macht, beschrieben. Eines der wichtigen Prinzipien dieser Erfindung besteht darin, dass das bewegliche Element, das so angeordnet ist, dass es auf die Blase weist, aus der normalen ersten Position in die verschobene zweite Position verschoben wird, und zwar auf Basis des Drucks der Blasenerzeugung oder der Blase als solcher, wobei die Verschiebung oder das verschobene bewegliche Element 31 den durch die Erzeugung der Blase hervorgerufenen Druck und/oder das Wachstum der Blase als solcher zum Ausstoßauslaß 18 hin (zum abstromseitigen Bereich) richten.
Es folgt nunmehr eine detailliertere Beschreibung in Verbindung mit einem Vergleich zwischen der herkömmlichen Flüssigkeitsströmungsbahn, bei der das bewegliche Element nicht Verwendung findet und die in Fig. 4 gezeigt ist, und dem in Fig. 5 gezeigten Flüssigkeitsausstoßkopf. Die Fortpflanzungsrichtung des Drucks zum Ausstoßauslaß hin ist mit VA bezeichnet, während die Fortpflanzungsrichtung des Drucks zum aufstromseitigen Bereich hin mit VB bezeichnet ist.
Bei einem in Fig. 4 gezeigten herkömmlichen Kopf gibt es keinerlei Element, das die Fortpflanzungsrichtung des durch die Erzeugung der Blase hervorgerufenen Drucks reguliert. Von daher ist die Richtung der Druckfortpflanzung normal zur Oberfläche der Blase, wie durch V1-V8 bezeichnet, und im breiten Umfang in den Kanal hinein gerichtet. Von diesen Richtungen haben diejenigen der Druckfortpflanzung vom halben Abschnitt der Blase näher zum Ausstoßauslaß hin (V1- V4) die Druckkomponenten in VA-Richtung, die am wirksamsten sind für den Flüssigkeitsausstoß. Dieser Abschnitt ist wichtig, da er direkt zur Effizienz des Flüssigkeitsausstoßes, zum Flüssigkeitsausstoßdruck und zur Ausstoßgeschwindigkeit beiträgt. Des weiteren liegt die Komponente V1 am nächsten zur Richtung VA, die die Ausstoßrichtung bildet, und ist daher besonders effektiv. Dem gegenüber hat V4 eine relativ kleine Komponente in der Richtung VA.
Andererseits ist im Flüssigkeitsausstoßkopf der Fig. 5 das bewegliche Element 31 in der Lage, die Druckfortpflanzungsrichtungen V1-V4 der Blase, die sonst in verschiedene Richtungen gerichtet sind, zum abstromseitigen Bereich hin zu leiten (zur Ausstoßauslaßseite hin). Somit werden die Druckfortpflanzungen der Blase 40 konzentriert, so dass der Druck der Blase 40 direkt und wirksam zum Ausstoß beiträgt.
Die Wachstumsrichtung als solche der Blase wird in entsprechender Weise wie die Druckfortpflanzungsrichtungen V1-V4 abstromseitig gerichtet, so dass die Blase in abstromseitiger Richtung mehr wächst als in aufstromseitiger Richtung. Somit wird die Wachstumsrichtung der Blase als solche durch das bewegliche Element gesteuert, und die Druckfortpflanzungsrichtung von der Blase wird hierdurch gesteuert, so dass die Ausstoßeffizienz, Ausstoßkraft und Ausstoßgeschwindigkeit o.ä. wesentlich verbessert werden.
In Verbindung mit Fig. 2 wird nunmehr die Ausstoßfunktion des Flüssigkeitsausstoßkopfes bei diesem Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben.
Fig. 2 (a) zeigt einen Zustand, bevor die Energie, beispielsweise elektrische Energie, dem Wärmeerzeugungselement 2 zugeführt wird und somit noch keine Wärme erzeugt wurde. Das bewegliche Element 31 ist so angeordnet, dass es mindestens zum abstromseitigen Abschnitt der durch die Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungselementes hervorgerufenen Blase weist. Mit anderen Worten, damit der abstromseitige Abschnitt der Blase auf das bewegliche Element einwirkt, ist der Flüssigkeitsströmungskanal so ausgebildet, dass sich das bewegliche Element 31 mindestens bis in die Position abstromseitig (abstromseitig einer sich durch den Mittelpunkt 3 des Bereiches des Wärmeerzeugungselementes und senkrecht zur Länge der Strömungsbahn erstreckenden Linie) des Mittelpunktes 3 des Bereiches des Wärmeerzeugungselementes erstreckt.
Fig. 2 (b) zeigt einen Zustand, in dem die Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungselementes 2 durch Anlegen der elektrischen Energie an das Wärmeerzeugungselement 2 stattfindet, wobei ein Teil der im Blasenerzeugungsbereich 11 vorhandenen Flüssigkeit durch die auf diese Weise erzeugte Wärme erhitzt wird, so dass eine Blase durch das Filmsieden erzeugt wird.
Zu dieser Zeit wird das bewegliche Element 31 durch den durch die Erzeugung der Blase 40 hervorgerufenen Druck von der ersten Position in die zweite Position verschoben, um die Fortpflanzung des Drucks in Richtung auf den Ausstoßauslaß zu führen. Wie vorstehend beschrieben, ist das freie Ende 32 des beweglichen Elementes 31 im abstromseitigen Bereich (Ausstoßauslaßseite) angeordnet, während sich der Drehpunkt 33 aufstromseitig (auf der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer) befindet, so dass mindestens ein Teil des beweglichen Elementes zum abstromseitigen Abschnitt der Blase weist, d.h. den abstromseitigen Abschnitt des Wärmeerzeugungselementes.
Fig. 2 (c) zeigt einen Zustand, in dem die Blase 40 weiter gewachsen ist. Durch den aus der Blasenerzeugung resultierenden Druck wird das bewegliche Element 31 weiter verschoben. Die erzeugte Blase wächst stärker in abstromseitiger Richtung als in aufstromseitiger Richtung und expandiert stark über eine erste Position (mit gestrichelten Linien dargestellte Position) des beweglichen Elementes hinaus.
Wenn sich das bewegliche Element 31 allmählich in Abhängigkeit vom Wachstum der Blase 40 bewegt, wie vorstehend beschrieben, wird die Blase 40 so gesteuert, dass sie in der Richtung wächst, in der der von der Blase 40 erzeugte Druck in einfacher Weise entweichen oder abgebaut werden kann und in der sich die Blase 40 in einfacher Weise in volumetrischen Termen verschiebt. Mit anderen Worten, das Wachstum der Blase wird gleichmäßig zum freien Ende des beweglichen Elementes hin gerichtet. Es wird davon ausgegangen, dass auch dies zur Verbesserung der Ausstoßeffizienz beiträgt.
Somit verschiebt sich in Abhängigkeit vom Wachstum der Blase 40 das bewegliche Element 31 allmählich, wodurch die Druckfortpflanzungsrichtung der Blase 40, d.h. die Richtung, in der die Volumenbewegung einfach ist, nämlich die Wachstumsrichtung der Blase, gleichmäßig zum Ausstoßauslaß hin gerichtet wird, so dass die Ausstoßeffizienz erhöht wird. Wenn das bewegliche Element die Blase und den Blasenerzeugungsdruck in Richtung auf den Ausstoßauslaß führt, wirkt es sich kaum negativ auf die Fortpflanzung und das Wachstum aus und kann in wirksamer Weise die Fortpflanzungsrichtung des Drucks und die Wachstumsrichtung der Blase in Abhängigkeit vom Grad des Druckes steuern.
Fig. 2 (d) zeigt einen Zustand, in dem sich die Blase 40 zusammenzieht und durch die Druckabnahme in der Blase, die auf das Filmsiedephänomen zurückzuführen ist, verschwindet.
Das in die zweite Position verschobene bewegliche Element 31 kehrt in die Anfangsposition (erste Position) der Fig. 2 (a) durch die durch die Federeigenschaft des beweglichen Elementes vorgesehene Rückstellkraft als solche und den negativen Druck infolge der Kontraktion der Blase zurück. Beim Zusammenfallen der Blase fließt die Flüssigkeit von der Seite der gemeinsamen Kammer, wie durch VD1 und VD2 angedeutet, und von der Seite des Ausstoßauslasses zurück, wie durch VC angedeutet, um die Volumenreduktion der Blase im Blasenerzeugungsbereich 11 und das Volumen der ausgestoßenen Flüssigkeit zu kompensieren.
Vorstehend wurde die Funktionsweise des beweglichen Elementes mit der Erzeugung der Blase und dem Ausstoßvorgang der Flüssigkeit beschrieben. Nunmehr wird das Wiederauffüllen der Flüssigkeit im Flüssigkeitsausstoßkopf, der mit der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, erläutert.
In Verbindung mit Fig. 2 wird der Flüssigkeitszuführmechanismus beschrieben.
Wenn die Blase 40 nach ihrem Maximalvolumen gemäß Fig. 2 (c) mit dem Blasenzusammenfallprozeß beginnt, fließt ein Volumen der Flüssigkeit, das groß genug ist, um das zusammenfallende Blasenvolumen zu kompensieren, in den Blasenerzeugungsbereich von der Seite des Ausstoßauslasses 18 der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und vom Blasenerzeugungsbereich der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 aus.
Bei dem herkömmlichen Flüssigkeitsströmungskanal, der das bewegliche Element 31 nicht aufweist, sind die Menge der Flüssigkeit von der Seite des Ausstoßauslasses in die Blasenzusammenfallposition und die Menge der Flüssigkeit von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer in diese Position auf die Strömungswiderstände des Abschnittes, der näher am Ausstoßauslaß als der Blasenerzeugungsbereich liegt, und des Abschnittes, der näher an der gemeinsamen Flüssigkeitskammer liegt, zurückzuführen.
Wenn daher der Strömungswiderstand an der Seite der Zuführöffnung geringer ist als an der anderen Seite, strömt eine große Menge an Flüssigkeit in die Blasenzusammenfallposition von der Ausstoßauslaßseite, was zur Folge hat, dass der Meniskusrückzug groß ist. Mit einer Reduzierung des Strömungswiderstandes im Ausstoßauslaß zum Zwecke einer Erhöhung der Ausstoßeffizienz nimmt der Rückzug des Meniskus M beim Zusammenfallen der Blase zu, was eine längere Wiederauffüllzeitdauer zur Folge hat, so dass ein Druck mit hoher Geschwindigkeit schwierig wird.
Durch die Anordnung des beweglichen Elementes 31 stoppt der Meniskusrückzug zu dem Zeitpunkt, wenn das bewegliche Element beim Zusammenfallen der Blase in seine Ausgangsposition zurückkehrt. Danach wird die Zufuhr der Flüssigkeit zum Auffüllen eines Volumens W2 durch den Durchfluß VD2 durch die zweite Strömungsbahn 16 erreicht (W1 ist das Volumen der Oberseite des Blasenvolumens W über die erste Position des beweglichen Elementes 31 hinaus, und W2 ist das Volumen der Seite eines Blasenerzeugungsbereiches 11 hiervon). Beim Stand der Technik ist die Hälfte des Volumens des Blasenvolumens W das Volumen des Meniskusrückzuges. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch nur etwa eine Hälfte (W1) das Volumen des Meniskusrückzuges.
Ferner wird bewirkt, dass die Flüssigkeitszuführung für das Volumen W2 hauptsächlich vom aufstromseitigen Bereich (VD2) der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn entlang der Oberfläche der Wärmeerzeugungselementseite des beweglichen Elementes 31 unter Ausnutzung des Drucks beim Zusammenfallen der Blase erfolgt, so dass daher ein schnellerer Wiederauffüllvorgang erreicht wird.
Wenn das Wiederauffüllen unter Ausnutzung des Drucks beim Zusammenfallen der Blase in einem herkömmlichen Kopf durchgeführt wird, expandiert die Vibration des Meniskus, was eine Verschlechterung der Bildqualität zur Folge hat. Die Ströme der Flüssigkeit in der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 an der Ausstoßauslaßseite und der Ausstoßauslaßseite des Blasenerzeugungsbereiches 11 werden jedoch unterdrückt, so dass die Vibration des Meniskus verringert wird.
Somit wird eine Wiederauffüllung mit hoher Geschwindigkeit durch die erzwungene Wiederauffüllung zum Blasenerzeugungsbereich hin durch den Flüssigkeitszuführkanal 12 der zweiten Strömungsbahn 16 und durch die Unterdrückung des Meniskusrückzuges sowie der Meniskusvibration erreicht. Daher werden eine Stabilisierung des Ausstoßes und wiederholte Ausstöße mit hoher Geschwindigkeit erzielt. Wenn diese Ausführungsform auf dem Gebiet der Aufzeichnung eingesetzt wird, kann eine Verbesserung in der Bildqualität und in der Aufzeichnungsgeschwindigkeit erreicht werden.
Das bewegliche Element hat die wirksame Funktion, dass es die Fortpflanzung des Drucks, der durch die Erzeugung der Blase hervorgerufen wird, zum aufstromseitigen Bereich hin (rückwärts gerichtete Welle) unterdrückt. Der infolge der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 (aufstromseitig) der erzeugten Blase auf das Wärmeerzeugungselement 2 einwirkende Druck führt in erster Linie zu einer Kraft, die die Flüssigkeit zum aufstromseitigen Bereich hin zurückdrückt (rückwärts gerichtete Welle). Diese rückwärts gerichtete Welle verschlechtert das Wiederauffüllen der Flüssigkeitsströmungsbahn mit der Flüssigkeit durch den Druck am aufstromseitigen Bereich, die resultierende Bewegung der Flüssigkeit und die resultierende Trägheitskraft. Bei dieser Ausführungsform werden diese Einwirkungen auf den aufstromseitigen Bereich durch das bewegliche Element 31 unterdrückt, so dass das Wiederauffüllverhalten weiter verbessert wird.
Es werden nunmehr ein weiteres charakterisierendes Merkmal sowie dessen vorteilhafter Effekt beschrieben.
Die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 besitzt einen Flüssigkeitszuführkanal 12 mit einer Innenwand, die im wesentlichen mit dem Wärmeerzeugungselement 2 (die Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes ist nicht stark abgestuft) am aufstromseitigen Bereich des Wärmeerzeugungselementes 2 bündig ist. Mit dieser Ausführungsform treten die Zufuhr der Flüssigkeit zur Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes 2 und der Blasenerzeugungsbereich 11 entlang der Oberfläche des beweglichen Elementes 31 an einer Stelle auf, die näher am Blasenerzeugungsbereich 11 liegt, wie mit VD2 angegeben. Somit wird eine Stagnation der Flüssigkeit an der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes 2 unterdrückt, so dass eine Ausfällung des in der Flüssigkeit gelösten Gases unterdrückt wird und die restlichen, nicht verschwundenen Blasen ohne Schwierigkeit entfernt werden. Darüber hinaus ist die Wärmespeicherung in der Flüssigkeit nicht zu groß. Daher kann eine stabilisierte Blasenerzeugung mit hoher Geschwindigkeit wiederholt werden.
Der Flüssigkeitszuführkanal 12 besitzt eine im wesentlichen flache Innenwand. Dies ist jedoch nicht einschränkend, und der Flüssigkeitszuführkanal ist zufriedenstellend, wenn er eine Innenwand mit einer solche Form besitzt, die sich in glatter Weise von der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes aus erstreckt, so dass keine Stagnation der Flüssigkeit am Wärmeerzeugungselement auftritt und bei der Zufuhr der Flüssigkeit im wesentlichen keine Verwirbelungen erzeugt werden. Die Zufuhr der Flüssigkeit in den Blasenerzeugungsbereich kann über einen Spalt kann einem Seitenabschnitt des beweglichen Elementes (Schlitz 35) durchgeführt werden, wie bei VD1 gekennzeichnet. Um den bei der Blasenerzeugung entstehenden Druck in wirksamer Weise weiter auf den Ausstoßauslaß zu leiten, kann ein großes bewegliches Element Verwendung finden, das den gesamten Blasenerzeugungsbereich abdeckt (die Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes abdeckt), wie in Fig. 2 gezeigt. Dann wird der Strömungswiderstand für die Flüssigkeit zwischen dem Blasenerzeugungsbereich 11 und dem Bereich der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 benachbart zum Ausstoßauslaß durch die Rückführung des beweglichen Elementes in die erste Position erhöht, so dass eine Strömung der Flüssigkeit zum Blasenerzeugungsbereich 11 entlang VD1 unterdrückt werden kann. Bei diesem Kopf gibt es eine wirksame Strömung, um die Flüssigkeit dem Blasenerzeugungsbereich zuzuführen, wird das Zuführverhalten der Flüssigkeit stark verbessert, und, selbst wenn das bewegliche Element 31 den Blasenerzeugungsbereich 11 abdeckt, um die Ausstoßeffizienz zu verbessern, ergibt sich keine Verschlechterung des Zuführverhaltens der Flüssigkeit.
Die Lagebeziehung zwischen dem freien Ende 32 und dem Drehpunkt 33 des beweglichen Elementes 31 ist derart, dass sich das freie Ende beispielsweise an einer abstromseitigen Stelle des Drehpunktes befindet, wie mit 6 in der Figur bezeichnet. Mit dieser Ausführungsform können die Funktion und der Effekt einer Führung der Druckfortpflanzungsrichtung sowie der Wachstumsrichtung der Blase zur Seite des Ausstoßauslasses hin o.ä. bei der Blasenerzeugung in wirksamer Weise sicher gestellt werden. Ferner können durch diese Lagebeziehung nicht nur die Funktion oder der Effekt in bezug auf den Ausstoß, sondern auch eine Verringerung des Strömungswiderstandes durch die Flüssigkeitsströmungsbahn 10 bei der Zufuhr der Flüssigkeit erzielt werden, so dass ein Wiederauffüllen mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird. Wenn der durch den Ausstoß zurückgezogen Meniskus M, wie in Fig. 6 gezeigt, durch Kapillarkraft zum Ausstoßauslaß 18 zurückkehrt oder wenn die Flüssigkeitszufuhr das Zusammenfallen der Blase kompensiert, sind die Positionen des freien Endes und des Drehpunktes 33 derart, dass die Ströme S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; durch die Flüssigkeitsströmungsbahn 10 einschließlich der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 nicht behindert werden.
Wie vorstehend genauer beschrieben, weist das freie Ende 32 des beweglichen Elementes 3 auf eine abstromseitige Stelle des Mittelpunktes 3 des Bereiches, der das Wärmeerzeugungselement 2 in einen aufstromseitigen Bereich und einen abstromseitigen Bereich unterteilt (die sich durch den Mittelpunkt (mittlerer Abschnitt) der Fläche des Wärmeerzeugungselementes senkrecht zur Richtung der Länge der Flüssigkeitsströmungsbahn erstreckende Linie). Das bewegliche Element 31 nimmt den Druck und die Blase auf, die stark zum Ausstoß der Flüssigkeit an der abstromseitigen Stelle des Mittelpunktes 3 des Wärmeerzeugungselementes beitragen, und leitet die Kraft zur Ausstoßauslaßseite, so dass die Ausstoßeffizienz oder die Ausstoßkraft grundsätzlich verbessert werden.
Weitere vorteilhafte Effekte werden unter Ausnutzung des aufstromseitigen Bereiches der Blase erzielt, wie vorstehend beschrieben.
Des weiteren trägt die sofortige mechanische Bewegung des freien Endes des beweglichen Elementes 31 zum Ausstoß der Flüssigkeit bei.

< - Ausführungsform 1 ->

Fig. 7 zeigt eine erste Ausführungsform. In Fig. 7 ist mit A ein aufwärts verschiebbares bewegliches Element bezeichnet, obwohl die Blase nicht gezeigt ist. Mit B ist das bewegliche Element in seiner Ausgangsstellung (ersten Stellung) bezeichnet, in der der Blasenerzeugungsbereich 11 relativ zum Ausstoßauslaß 18 im wesentlichen abgedichtet ist. Obwohl nicht gezeigt, ist eine Strömungskanalwand zwischen A und B vorhanden, um die Strömungsbahnen zu trennen.
Ein Lager 34 ist an jeder Seite vorgesehen. Zwischen den Lagern ist ein Flüssigkeitszuführkanal 12 ausgebildet. Mit dieser Ausführungsform kann die Flüssigkeit entlang einer Oberfläche des beweglichen Elementes, das zur Seite des Wärmeerzeugungselementes hinweist, und vom Flüssigkeitszuführkanal mit einer Oberfläche, die im wesentlichen mit der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes bündig ist oder sich kontinuierlich an diese anschließt, zugeführt werden.
Wenn sich das bewegliche Element 31 in der Ausgangsposition (erste Position) befindet, ist es eng benachbart zu oder steht in engem Kontakt mit einer abstromseitigen Wand 36, die abstromseitig vom Wärmeerzeugungselement 2 angeordnet ist, und mit Wärmeerzeugungselementseitenwänden 37, die an den Seiten des Wärmeerzeugungselementes angeordnet sind, so dass die Ausstoßauslaßseite des Blasenerzeugungsbereiches 11 im wesentlichen abgedichtet ist. Somit können der von der Blase zum Zeitpunkt der Blasenerzeugung erzeugte Druck und insbesondere der Druck abstromseitig von der Blase an der Seite des freien Endes des beweglichen Elementes konzentriert werden, ohne dass der Druck abgebaut wird.
Im Prozeß des Zusammenfallens der Blase kehrt das bewegliche Element 31 in die erste Position zurück, und die Ausstoßauslaßseite des Blasenerzeugungsbereiches 31 wird im wesentlichen abgedichtet. Daher wird ein Rückzug des Meniskus unterdrückt, und die Flüssigkeitszufuhr zum Wärmeerzeugungselement wird mit den vorstehend beschriebenen Vorteilen durchgeführt. Was das Wiederauffüllen anbetrifft, so können die gleichen vorteilhaften Effekte wie bei dem vorhergehenden Beispiel erzielt werden.
Insbesondere sind bei dieser Ausführungsform Reguliereinrichtungen (Wand 36 abstromseitig des Wärmeerzeugungselementes und Wände entlang dem Wärmeerzeugungselement) vorgesehen, die die abwärts gerichtete Bewegung des beweglichen Elementes regulieren, so dass bei einer Rückkehr des beweglichen Elementes von der zweiten Position in die erste Position dieses daran gehindert wird, sich an der ersten Position vorbei zu bewegen und in den Blasenerzeugungsbereich einzudringen. Mit anderen Worten, die Abwärtsbewegung des beweglichen Elementes an der ersten Position vorbei, d.h. eine überschüssige Bewegung des beweglichen Elementes, wird verhindert. Daher wird die Haltbarkeit des beweglichen Elementes weiter verbessert.
In Verbindung mit Fig. 8 werden nunmehr die Eigenschaften dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in größeren Einzelheiten beschrieben.
Fig. 8 ist ein schematischer Schnitt durch den Flüssigkeitskanal 10 eines Flüssigkeitsausstoßkopfes an einem Punkt innerhalb des Blasenerzeugungsbereiches 11. Sie zeigt nacheinander die Funktionsweise des Flüssigkeitsausstoßkopfes.
Fig. 8 (a) zeigt den Zustand vor Funktionsbeginn, in dem sich das bewegliche Element in der ersten Position (Anfangsposition) befindet. In diesem Zustand steht der freie Endabschnitt des beweglichen Elementes mit der vorstehend erwähnten Reguliereinrichtung in Kontakt und wird auf physikalische Weise an einer Abwärtsbewegung gehindert.
Fig. 8 (b) zeigt den Zustand, in dem das bewegliche Element 31 durch den Druck der Blase, die durch die vom Heizelement abgegebene Wärme entwickelt wurde, bewegt wird. Wenn sich die Blase danach zusammenzieht, kehrt das bewegliche Element durch den durch die Kontraktion der Blase erzeugten negativen Druck und die Elastizität des beweglichen Elementes selbst in die erste Position zurück.
Gleichzeitig wird die Abwärtsbewegung des freien Endabschnittes des beweglichen Elementes durch die vorstehend erwähnte Reguliereinrichtung reguliert. Der freie Endabschnitt des beweglichen Elementes wird daran gehindert, sich über die erste Position hinaus nach unten zu bewegen.
Die Ausstoßauslaßseite des Wärmeerzeugungsbereiches 11 wird im wesentlichen durch die Wand 36, die im abstromseitigen Bereich des Wärmeerzeugungselementes angeordnet ist und ebenfalls als Reguliereinrichtung wirkt, die entlang dem Wärmeerzeugungselement angeordneten Wände 37 und das bewegliche Element 31 abgedichtet. Daher wird der negative Druck im Blasenerzeugungsbereich durch die kontinuierliche Kontraktion der Blase erhöht (Fig. 8 (d)). Dieser negative Druck wird jedoch durch die eintretende Tinte zum Wiederauffüllen neutralisiert, wodurch eine Verformung des beweglichen Elementes verhindert wird.
Bei dieser Ausführungsform ist das Lager 34 zum Lagern und Fixieren des beweglichen Elementes 31 an einer aufstromseitigen Stelle vom Wärmeerzeugungselement 2 weg angeordnet, wie in den Fig. 3 und 7 gezeigt, und hat eine Breite, die geringer ist als die der Flüssigkeitsströmungsbahn 10, um die Flüssigkeit zum Flüssigkeitszuführkanal 12 zu führen. Die Ausführungsform des Lagers 34 ist nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Vielmehr kann das Lager beliebig ausgebildet sein, wenn eine kontinuierliche Wiederauffüllung gewährleistet wird.
Bei dieser Ausführungsform beträgt der Spalt, den das bewegliche Element 31 bildet, etwa 15 um. Diese Distanz kann jedoch verändert werden, solange wie der durch die Blasenerzeugung hervorgerufene Druck in ausreichender Weise auf das bewegliche Element übertragen wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform das bewegliche Element 31, genauer gesagt dessen freier Endabschnitt, daran gehindert, sich nach unten über die erste Position hinaus zu bewegen. Dies wird durch die Reguliereinrichtung bewerkstelligt, wie beispielsweise die Wand 36 im abstromseitigen Bereich des Wärmeerzeugungselementes oder die Wände 37 entlang den seitlichen Rändern des Wärmeerzeugungselementes. Daher wird nicht nur die Effizienz, mit der ein Wiederauffüllen mit der Flüssigkeit erreicht wird, verbessert, wie vorstehend beschrieben, sondern wird auch die Bewegung des freien Endabschnittes des beweglichen Elementes primär auf den Bereich über der ersten Position beschränkt.
Folglich werden die Biegespannungen, die am Lagerabschnitt infolge der Verformung des beweglichen Elementes erzeugt werden, in eine einheitliche Richtung gebracht. Daher kann die Haltbarkeit des beweglichen Elementes drastisch verbessert werden. <

- Ausführungsform 2 ->

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung des Flüssigkeitsausstoßkopfes bei dieser Ausführungsform, wobei die Konstruktion des Flüssigkeitskanales dargestellt ist. Fig. 9 (a) ist eine Draufsicht, die die Lagebeziehung zwischen einem ersten Flüssigkeitskanal 14, einem beweglichen Element 31 und einem zweiten Flüssigkeitskanal 16 zeigt. Fig. 9 (b) ist eine Schnittansicht entlang Linie VA- VA' in Fig. 9 (a). Fig. 9 (c) ist eine Schnittansicht entlang Linie VB-VB' in Fig. 9 (a).
Der zweite Flüssigkeitskanal 16 ist mit einem engen Abschnitt oder einer Drossel 19 versehen. Dieser enge Abschnitt 19 ist aufstromseitig vom Wärmeerzeugungselement 2 angeordnet und bildet eine Kammer (Blasenerzeugungskammer), die in der Lage ist zu verhindern, dass der von der Blase erzeugte Druck durch den zweiten Flüssigkeitskanal 16 entweicht. Wenn ein enger Abschnitt im Flüssigkeitskanal eines herkömmlichen Flüssigkeitsausstoßkopfes ohne das bewegliche Element vorgesehen ist, um zu verhindern, dass der auf der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer des Wärmeerzeugungselementes erzeugte Druck in Richtung zur gemeinsamen Flüssigkeitskammer entweicht, muß der enge Abschnitt des Flüssigkeitskanales so ausgebildet sein, dass sein Querschnitt nicht übermäßig gering wird, um die Effizienz zu berücksichtigen, mit der der Flüssigkeitskanal, aus dem die Flüssigkeit ausgestoßen worden ist, wieder aufgefüllt wird.
Im Falle dieser Ausführungsform kommt jedoch der Hauptteil der ausgestoßenen Flüssigkeit vom ersten Flüssigkeitskanal 14. Die Flüssigkeit im zweiten Flüssigkeitskanal 16, in dem das Heizelement 2 angeordnet ist, wird nur in einer geringen Menge verbraucht. Daher muß der Blasenerzeugungsbereich des zweiten Flüssigkeitskanales 16 nur um die Flüssigkeitsmenge aufgefüllt werden, die durch die Blasenerzeugung verbraucht wurde. Somit kann der Abstand zwischen den Seitenwänden des engen Abschnittes 9 extrem klein gemacht werden, beispielsweise von einigen um bis einigen 10 um, so dass es möglich wird, den Druck von der im zweiten Flüssigkeitskanal 16 erzeugten wachsenden Blase in Richtung auf das bewegliche Element 31 zu konzentrieren, so dass nur ein geringer Teil des Drucks in den umgebenden Bereich entweichen kann. Mit anderen Worten, das bewegliche Element 31 macht es möglich, den Hauptteil dieses Drucks als Ausstoßdruck zu nutzen, so dass auf diese Weise eine bessere Ausstoßeffizienz und ein höherer Ausstoßdruck erhalten werden können.
Die Ausbildung des zweiten Flüssigkeitskanales 16 ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Jede beliebige Ausgestaltung ist akzeptabel, solange hiermit der Druck des Blasenwachstums in wirksamer Wiese in Richtung auf das bewegliche Element gelenkt werden kann.
Wie man Fig. 9 (c) entnehmen kann, ist die Breite des Heizelementes 2 mit H&sub1;, die Breite des zweiten Flüssigkeitskanales 2 mit H&sub2; und die Breite des beweglichen Elementes 31 mit H&sub3; bezeichnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung existiert zwischen diesen Breiten folgende Beziehung:
H2 > H1 > H3.
Wenn sich das bewegliche Element 31 in der in Fig. 9 (c) gezeigten Position befindet, scheint es so, als ob nichts vorhanden wäre, das die Abwärtsbewegung des beweglichen Elementes aus dieser Position verhindern könnte. Da sich jedoch der Abschnitt des zweiten Flüssigkeitskanales 16, der sich unmittelbar unter dem freien Ende des auslegerförmigen beweglichen Elementes 31 befindet, verjüngt, tritt das bewegliche Element 31 mit seinem freien Ende 32 mit den Wänden 23 des zweiten Flüssigkeitskanales 16 in Kontakt, wenn es in die erste Position zurückkehrt. Mit anderen Worten, die Abwärtsbewegung des freien Endes wird durch die Wände 23 des zweiten Flüssigkeitskanales 16, die eine doppelte Reguliereinrichtung bilden, reguliert. Daher wird die Haftbarkeit des beweglichen Elementes verbessert. Gleichzeitig können die Ausstoßeffizienz und die Tintenwiederauffülleffizienz verbessert werden.

< - Ausführungsform 3 ->

Fig. 10 (a) ist eine Draufsicht zur Darstellung der Lagebeziehung zwischen dem vorstehend erwähnten ersten Flüssigkeitskanal 14, dem beweglichen Element 31 und dem zweiten Flüssigkeitskanal 16. Fig. 10 (b) ist eine Schnittansicht entlang Linie IV-IV' in Fig. 10 (a).
In diesen Figuren ist die natürliche Lage des beweglichen Elementes (d.h. die Position, in der sich das bewegliche Element 31 nicht in Tätigkeit befindet) als erste Position bezeichnet. Wenn sich das bewegliche Element 31 in der ersten Position befindet, steht mindestens ein Abschnitt (ein Teil des Seitenabschnittes und ein Teil des freien Endes bei dieser Ausführungsform) des Randes des beweglichen Elementes 31 mit den Flüssigkeitskanalwänden 23, die den zweiten Flüssigkeitskanal 16 bilden, in Kontakt. Wenn sich daher das bewegliche Element, das sich in der durch den Pfeil A angedeuteten Weise aus der natürlichen (Anfangs-) Position heraus bewegt hat, in die natürliche (Anfangs-) Position zurück bewegt, bewegt es sich nicht in den zweiten Flüssigkeitskanal 16, da es von den Flüssigkeitskanalwänden 23 blockiert wird. Ferner ist bei dieser Ausführungsform das bewegliche Element 31 breiter ausgebildet als die Heizeinrichtung. Mit anderen Worten, die Beziehung zwischen der Breite H1 des Heizelementes 2, der Breite H2 des zweiten Flüssigkeitskanales 16 und der Breite H3 des beweglichen Elementes 31 beträgt:
H3 > H2.
Wenn die Beziehung zwischen H1 und H2 die Bedingung H2 > H1 erfüllt, kann die Grenze für den Positionierungsfehler von Komponenten erhöht werden.
Bei dieser Ausführungsform wird die Rückbewegung des beweglichen Elementes in die Anfangsposition stabilisiert, da die obigen Bedingungen erfüllt werden. Hierdurch wird es möglich, im Vergleich zum herkömmlichen System einen weit stabileren Zustand des Flüssigkeitsausstoßes aufrecht zu erhalten. Folglich ist es möglich, einen Flüssigkeitsausstoßkopf zu erhalten, der in bezug auf die Ausstoßeffizienz und Haltbarkeit einem herkömmlichen Kopf weit überlegen ist.

< - Ausführungsform 4 ->

Die Fig. 11 und 12 zeigen die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 (a) ist eine Draufsicht, die die Lagebeziehung zwischen dem beweglichen Element 31, dem zweiten Flüssigkeitskanal 16 und dem Heizelement 2 zeigt. Fig. 11 (b) ist eine Schnittansicht entlang Linie A-A in Fig. 11 (a), wobei sich das bewegliche Element 31 in der Ausgangsposition befindet.
Fig. 12 ist ein Längsschnitt entlang Linie B-B in Fig. 11 (a) und zeigt den Bereich von der Ausstoßöffnung bis zur gemeinsamen Flüssigkeitskammer.
Bei dem Flüssigkeitsausstoßkopf dieser Ausführungsform ist eine zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 für die Blasenerzeugung auf dem Elementsubstrat 1 vorgesehen, die mit einem Wärmeerzeugungselement 2 versehen ist, um thermische Energie zur Erzeugung der Blase in der Flüssigkeit zu liefern. Eine erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 für die Ausstoßflüssigkeit, die in direkter Verbindung mit dem Ausstoßauslaß 18 steht, ist darüber ausgebildet. Der aufstromseitige Bereich der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn steht in Strömungsmittelverbindung mit einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 15 zur Zuführung der Ausstoßflüssigkeit zu einer Vielzahl von ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen. Der aufstromseitige Bereich der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn steht in Strömungsmittelverbindung mit der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer zur Zuführung der Blasenerzeugungsflüssigkeit zu einer Vielzahl von zweiten Flüssigkeitsströmungsbahnen.
In dem Fall, in dem die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit die gleichen Flüssigkeiten sind, kann die Zahl der gemeinsamen Flüssigkeitskammern 1 betragen.
Zwischen der ersten und zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn befindet sich eine Trennwand 30 aus einem elastischen Material, wie Metall, so dass die erste Strömungsbahn und die zweite Strömungsbahn voneinander getrennt sind. In dem Fall, in dem die Vermischung der Blasenerzeugungsflüssigkeit und der Ausstoßflüssigkeit minimal sein sollten, sind die erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 vorzugsweise durch die Trennwand voneinander isoliert. Wenn jedoch eine Vermischung in einem gewissen Ausmaß zulässig ist, ist eine vollständige Isolation nicht erforderlich.
Ein Abschnitt der Trennwand im nach oben vorstehenden Raum des Wärmeerzeugungselementes (Ausstoßdruckerzeugungsbereich einschließlich A und B (Blasenerzeugungsbereich 11) in Fig. 12) hat die Form eines auslegerförmigen beweglichen Elementes 31, das durch Schlitze 35 gebildet ist und einen Drehpunkt 33 an der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer (15, 17) sowie ein freies Ende an der Seite des Ausstoßauslasses (abstromseitig in bezug auf die generelle Flüssigkeitsströmung) aufweist. Das bewegliche Element 31 ist zur Fläche hin gerichtet und öffnet sich daher zur Ausstoßauslaßseite der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn hin bei der Blasenerzeugung in der Blasenerzeugungsflüssigkeit (Richtung des Pfeiles in der Figur). In einem Beispiel der Fig. 12 ist ebenfalls eine Trennwand 30 angeordnet, wobei sich ein Raum zur Ausbildung einer zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn über einem Elementsubstrat 1 befindet, das mit einem Wärmeerzeugungswiderstandsabschnitt als Wärmeerzeugungselement 2 und Leiterelektroden 5 zum Anlegen eines elektrischen Signales an den Wärmeerzeugungswiderstandsabschnitt versehen ist.
Was die Lagebeziehung zwischen dem Drehpunkt 33 und dem freien Ende 32 des beweglichen Elementes 31 und dem Wärmeerzeugungselement anbetrifft, so ist diese die gleiche wie beim vorhergehenden Beispiel.
Beim vorhergehenden Beispiel wurde die Beziehung zwischen den Konstruktionen des Flüssigkeitszuführkanales 12 und des Wärmeerzeugungselementes 2 beschrieben. Die Beziehung zwischen dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 und dem Wärmeerzeugungselement 2 ist bei dieser Ausführungsform hiermit identisch.
Bei dieser Ausführungsform hat das bewegliche Element 31 eine Konstruktion, gemäß der, wenn sich das bewegliche Element 31 in der Ausgangsposition befindet, sich beide Seitenränder des beweglichen Elementes 31 und der gesamte Rand des freien Endabschnittes mit den Wänden des zweiten Flüssigkeitskanales in Kontakt befinden, so dass der Blasenerzeugungsbereich 11 des zweiten Flüssigkeitskanales 16 im wesentlichen gegenüber dem ersten Flüssigkeitskanal 14 abgedichtet ist. Mit einer solchen Konstruktion wird eine Abwärtsbewegung des beweglichen Elementes 31 durch sämtliche Ränder verhindert. Folglich werden die Biegespannungen, die am Lagerpunkt auftreten, in wirksamer Weise in eine einzige Richtung gezwungen. Daher wird die Haltbarkeit des beweglichen Elementes verbessert. Da sämtliche Ränder des beweglichen Elementes mit den Wänden 23, die den zweiten Flüssigkeitskanal 16 bilden, in Kontakt treten, kann der aus der Blasenerzeugung resultierende Druck durch den Spalt nicht in den ersten Flüssigkeitskanal entweichen, und der Druck wird am bewegliche Element weiter konzentriert. Somit ist es möglich, einen Flüssigkeitsausstoßkopf mit einer weit höheren Ausstoßeffizienz und einer weit größeren Ausstoßkraft zur Verfügung zu stellen.
Im Falle eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, bei dem sich die Trennwand, von der ein Teil das bewegliche Element bildet, durch die gemeinsame Flüssigkeitskammer erstreckt, um die gemeinsame Flüssigkeitskammer in zwei gemeinsame Flüssigkeitskammern 15 und 17 zu unterteilen, können unterschiedliche Flüssigkeiten, beispielsweise eine Flüssigkeit, bei der die Auswahl im Vordergrund steht, und eine Flüssigkeit, mit der primär die Blase erzeugt werden soll, dem ersten Flüssigkeitskanal 14 und dem zweiten Flüssigkeitskanal 16 zugeführt werden. Mit dieser Anordnung kann sogar eine Flüssigkeit, die schwierig zum Sieden zu bringen ist, und eine Flüssigkeit, die gegenüber Wärme empfindlich ist, oder eine entsprechende Flüssigkeit auf bevorzugte Weise ausgestoßen werden.
Wenn sich das bewegliche Element dieser Ausführungsform in der Ausgangsposition befindet, sind der erste und zweite Flüssigkeitskanal 14 und 16 im wesentlichen gegeneinander abgedichtet. Mit anderen Worten, die Flüssigkeit wird daran gehindert, sich zwischen den beiden Flüssigkeitskanälen zu bewegen. Daher kann eine gegenseitige Diffusion der beiden unterschiedlichen Flüssigkeiten, die auftreten kann, wenn sich der Flüssigkeitsausstoßkopf nicht in Betrieb befindet, verhindert werden.
Die Hauptfunktionen und -effekte in bezug auf die Fortpflanzung des Blasenerzeugungsdrucks bei Verschiebung der beweglichen Wand, die Richtung des Blasenwachstums, die Verhinderung einer rückwärts gerichteten Welle etc. sind bei dieser Ausführungsform die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Die Konstruktion mit den zwei Strömungsbahnen ist jedoch aufgrund der folgenden Punkte von Vorteil.
Die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit können voneinander getrennt werden, und die Ausstoßflüssigkeit wird von dem von der Blasenerzeugungsflüssigkeit erzeugte Druck ausgestoßen. Daher kann eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität, wie Polyethylenglycol o.ä., bei der die Blasenerzeugung und damit die Ausstoßkraft durch die Aufbringung von Wärme nicht ausreichend sind und die somit nicht in gutem Zustand ausgestoßen wurde, ausgestoßen werden. Beispielsweise wird diese Flüssigkeit der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn zugeführt, und Flüssigkeit, mit der die Blasenerzeugung in Ordnung ist, wird in die zweite Bahn als Blasenerzeugungsflüssigkeit eingeführt. Ein Beispiel der Blasenerzeugungsflüssigkeit ist ein Flüssigkeitsgemisch (etwa 1-2 cP) des Anols und von Wasser (4 : 6).
Auf diese Weise kann die Ausstoßflüssigkeit in korrekter Weise ausgestoßen werden.
Durch Auswahl einer Flüssigkeit als Blasenerzeugungsflüssigkeit, bei der keine Ablagerung, wie Koagulationsrückstände, auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes verbleiben, selbst bei der Aufbringung von Wärme, wird die Blasenerzeugung stabilisiert, so dass korrekte Ausstoßvorgänge sichergestellt werden. Bei dieser Ausführungsform werden auch die Effekte der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erreicht, so dass eine hochviskose Flüssigkeit o.ä. mit einer hohen Ausstoßeffizienz und einem hohen Ausstoßdruck ausgestoßen werden kann.
Des weiteren ist eine Flüssigkeit ausstoßbar, die in bezug auf Wärme nicht haltbar ist. In diesem Fall wird eine solche Flüssigkeit der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn als Ausstoßflüssigkeit zugeführt, und eine Flüssigkeit, deren Eigenschaften sich durch Wärme nicht in einfacher Weise ändern und mit der eine korrekte Blasenerzeugung durchgeführt werden kann, wird der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn zugeführt. Hierdurch kann die Flüssigkeit ohne thermische Schädigung und mit hoher Ausstoßeffizienz und hohem Ausstoßdruck ausgestoßen werden.

< - Ausführungsform 5 ->

Fig. 13 ist eine schematische Schnittansicht des Flüssigkeitsausstoßkopfes dieser Ausführungsform und zeigt dessen Konstruktion. Fig. 13 (a) zeigt die Bewegung des beweglichen Elementes, die ausgelöst wird, wenn ein Antriebsimpuls angelegt wird, und Fig. 13 (b) zeigt den Zustand, in dem der Antriebsimpuls abgeschaltet worden und das bewegliche Element aus der Position, in die es sich bewegt hat, in die natürliche Position zurück gekehrt ist. Wie aus diesen Figuren deutlich wird, ist der Querschnitt des beweglichen Elementes 31 wie ein umgekehrtes Trapezoid geformt. Ferner ist der Rand der Trennwand 30, der zum Schlitz 35 weist, abgeschrägt, um eine Anpassung an den Querschnitt des beweglichen Elementes 31 zu erreichen. Mit anderen Worten, die Breite 31a des beweglichen Elementes 31 ist auf der Seite des zweiten Flüssigkeitskanales 15 geringer als die Breite 31b des beweglichen Elementes 31 auf der Seite des ersten Flüssigkeitskanales 14. Umgekehrt ist die Breite 31b des beweglichen Elementes 31 auf der Seite des ersten Flüssigkeitskanales 14 geringer als der Abstand 35b zwischen den gegenüberliegenden Seitenrändern der Trennwand 30 auf der Seite des ersten Flüssigkeitskanales 14 und größer als der Abstand 35a zwischen den gegenüberliegenden Seitenrändern der Trennwand 30 auf der Seite des zweiten Flüssigkeitskanales 16, d.h. es gilt: 35b ≥ 35a.
Wenn das bewegliche Element in die Ausgangsposition zurückkehrt, neigt es dazu, sich aufgrund des negativen Drucks innerhalb des zweiten Flüssigkeitskanales und der Elastizität des beweglichen Elementes selbst nach unten über die Ausgangsposition hinaus zu bewegen. Bei dieser Ausführungsform treten jedoch die schrägen Seitenflächen des beweglichen Elementes und die entsprechenden schrägen Flächen der Trennwand 30 miteinander in Kontakt und regulieren die Abwärtsbewegung des beweglichen Elementes. Hierdurch wird die Abwärtsbewegung des beweglichen Elementes an der Ausgangsposition vorbei auf einen Bereich beschränkt, der der Breite des beweglichen Elementes 31 entspricht. Daher wird die Haltbarkeit des beweglichen Elementes verbessert, obwohl die Konstruktion dieser Ausführungsform derart ist, dass kein spezieller Anschlag für das freie Ende des beweglichen Elementes vorgesehen ist.
Es ist offensichtlich, dass dann, wenn die Endfläche des freien Endes des beweglichen Elementes und die entsprechende Fläche der Trennwand in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben abgeschrägt sind, der gleiche Effekt erreicht werden kann, wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen.
Des weiteren wird bei dieser Ausführungsform das Eindringen des beweglichen Elementes 31 in den zweiten Flüssigkeitskanal 14 durch die Trennwand 30 selbst verhindert. Daher können die Herstellschritte vereinfacht werden.

< - Ausführungsform 6 ->

Fig. 14 ist ein schematische Schnitt durch den Flüssigkeitskanal des Flüssigkeitsausstoßkopfes bei dieser Ausführungsform und zeigt dessen Konstruktion.
Fig. 14 (a) zeigt den Zustand, in dem das bewegliche Element bereit ist, sich in den ersten Flüssigkeitskanal zu bewegen, wenn ein Antriebsimpuls an das Heizelement 2 gelegt wird. Fig. 14 (b) zeigt den Zustand, in dem der Antriebsimpuls abgeschaltet worden und das bewegliche Element aus der Position, in die es sich bewegt hat, in die erste Position zurückgekehrt ist. Die Ausgestaltung des beweglichen Elementes bei dieser Ausführungsform ist derart, dass das Element auf der Fläche auf der Seite des ersten Flüssigkeitskanales 14 flach ausgebildet ist und auf der Fläche auf der Seite des zweiten Flüssigkeitskanales 16 einen Vorsprung besitzt. Die Höhe diese Vorsprunges ist nicht größer als die Höhe H9 der Trennwand 23.
Wenn ein Antriebsimpuls angelegt wird, wird das bewegliche Element 31 mit dem Vorsprung in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung auf Grund der an der Heizeinrichtung 2 erzeugten Blase bewegt (Fig. 14 (a)).
Wenn danach der Antriebsimpuls abgeschaltet wird, verschwindet die Blase, so dass das bewegliche Element 31 in die erste Position zurückkehren kann, in der der Schlitz 35 zwischen dem beweglichen Element und den gegenüberliegenden Seitenrändern der Trennwand 30 aufrecht erhalten wird. In diesem Augenblick neigt das bewegliche Element 31 dazu, sich aufgrund des durch die verschwindende Blase erzeugten negativen Drucks und der Elastizität des beweglichen Elementes selbst in den zweiten Flüssigkeitskanal 16 zu bewegen. Seine Bewegung in den zweiten Flüssigkeitskanal 10 wird jedoch durch den am beweglichen Element 31 ausgebildeten Vorsprung reguliert, wobei die Abwärtsbewegung des beweglichen Elementes 31 an der ersten Position vorbei auf einen Bereich begrenzt wird, der der Dicke des beweglichen Elementes selbst entspricht (Fig. 14 (b)).

< - Ausführungsform 7 ->

Fig. 15 ist ein schematischer Längsschnitt des Flüssigkeitskanales des Flüssigkeitsausstoßkopfes dieser Ausführungsform und zeigt dessen Konstruktion. Diese Figur gibt den Zustand wieder, in dem das bewegliche Element 31 durch die Blase bewegt wird, welche in der Flüssigkeit im zweiten Flüssigkeitskanal durch die von der Heizeinrichtung 2 erzeugte Wärme erzeugt wurde.
Die Basiskonstruktion des Flüssigkeitsausstoßkopfes dieser Ausführungsform entspricht der der vierten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass sich das freie Ende 32 des beweglichen Elementes 31 bei dieser Ausführungsform über das entsprechende Ende des Wärmeerzeugungselementes 2 in Richtung der Ausstoßöffnung hinaus erstreckt und dass eine Vielzahl von Vorsprüngen an der Flüssigkeitskanalwand 23 vorgesehen ist, die einen Teil der Bodenfläche des ersten Flüssigkeitskanales 14 bildet, und zwar in dem Bereich, in dem der freie Endabschnitt des beweglichen Elementes 31 mit der Bodenfläche des ersten Flüssigkeitskanales 14 in Kontakt tritt. Diese Vorsprünge 14 verhindern, dass das bewegliche Element 31, das mit der Flüssigkeitskanalwand 23 in Kontakt tritt, an der Flüssigkeitskanalwand 23 haften bleibt. Es versteht sich, dass die Stelle, an der diese Vorsprünge 24 vorgesehen sind, nicht auf den Bereich beschränkt ist, der dem freien Endabschnitt des beweglichen Elementes 31 entspricht. Es sind auch andere Bereiche akzeptabel. Sie können offensichtlich auch am beweglichen Element 31 selbst vorgesehen sein.
Um die Größe der Verschiebung des beweglichen Elementes zu erhöhen, ohne diese Verschiebung übermäßig groß zu machen, ist das Flüssigkeitskanaldeckenniveau über dem freien Endabschnitt des beweglichen Elementes 31 höher angeordnet als das Flüssigkeitsdeckenniveau über dem Lagerabschnitt. Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebene Flüssigkeitskanalkonstruktion nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist. Durch die Anwendung dieser Ausgestaltung bei anderen Ausführungsformen wird in entsprechender Weise die Haltbarkeit des beweglichen Elementes verbessert.

< - Ausführungsform 8 ->

Fig. 16 ist eine schematische Draufsicht der Flüssigkeitskanäle des Flüssigkeitsausstoßkopfes dieser Ausführungsform und zeigt deren Konstruktion. In der Figur ist mit 2 ein Wärmeerzeugungselement, mit 14 ein zweiter Flüssigkeitskanal, mit 23 eine Flüssigkeitskanalwand und mit 24 ein Vorsprung bezeichnet.
Auch bei dieser Ausführungsform ist eine Vielzahl von Vorsprüngen 24 an der Flüssigkeitskanalwand 23 vorgesehen, die die Bodenfläche des ersten Flüssigkeitskanales 14 bildet, und zwar in einem Bereich, mit dem der freie Endabschnitt des beweglichen Elementes 31 in Kontakt tritt. Die Konstruktion des zweiten Flüssigkeitskanales 16 wird durch die Flüssigkeitskanalwand 23 beeinflußt, und es wird ein enger Abschnitt gebildet. Des weiteren ist eine Flüssigkeitskanalwand 19 teilweise ausgeschnitten, und ein Kanal 25 ist vorgesehen, um die benachbarten zweiten Flüssigkeitskanäle 16 an ihren abstromseitigen Enden zu verbinden. Eine Trennwand (Ni-Platte) 30, von der ein Teil das bewegliche Element 31 bildet, ist auf die in der vorstehend beschriebenen Weise gemusterte Flüssigkeitskanalwand 23 laminiert und deckt den zweiten Flüssigkeitskanal 16 derart ab, dass die Spitze des beweglichen Elementes 31 mit der Flüssigkeitskanalwand 23 in Kontakt tritt.

< - Ausführungsform 9 ->

Fig. 17 ist eine schematische Draufsicht des Flüssigkeitskanales des Flüssigkeitsausstoßkopfes dieser Ausführungsform und gibt dessen Konstruktion wieder. Auch bei dieser Ausführungsform ist ein Kanal 25 vorgesehen, der die benachbarten zweiten Flüssigkeitskanäle 16 verbindet, wie bei der achten Ausführungsform beschrieben, obwohl der Kanal geringfügig verschieden ist. Bei dieser Ausführungsform verläuft der Kanal 25 zickzackförmig. Daher wird die Länge des Verbindungskanales 25 zwischen den benachbarten zweiten Flüssigkeitskanälen 16 größer, wodurch der Flüssigkeitsausstoßkopf widerstandsfähiger gegenüber Cross-Talk-Erscheinungen wird.
Wie aus den vorhergehenden Ausführungsformen deutlich wird, wird erfindungsgemäß die Bewegung (Abwärtsverschiebung) des freien Endes des beweglichen Elementes aus der ersten Position in gen Blasenerzeugungsbereich (in Richtung auf das Wärmeerzeugungselement an der ersten Position vorbei) reguliert. Daher werden die Spannungen, die im Lagerabschnitt des beweglichen Elementes auftreten, in eine Richtung gelenkt. Folglich wird die Haltbarkeit des beweglichen Elementes drastisch verbessert.
Des weiteren wird die Meniskusvibration auf ein Minimum unterdrückt. Daher wird der negative Druck, der beim Verschwinden der Blase im Blasenerzeugungsbereich erzeugt wird, wirksamer ausgenutzt, um den Flüssigkeitskanal wieder mit Flüssigkeit aufzufüllen. Auf diese Weise können die Flüssigkeitskanäle mit einer höheren Frequenz wieder aufgefüllt werden.
Wenn sich das bewegliche Element in der ersten Position befindet, kontaktiert es die Reguliereinrichtung oder hält einer geringfügigen Spalt hierzu aufrecht, d.h. es gibt in der Praxis keinen Spalt zwischen dem beweglichen Element und der Reguliereinrichtung. Daher entweicht die erzeugte Blase nicht durch den Spalt (Schlitz) zwischen den beiden Komponenten und wirkt voll auf das bewegliche Element ein. Es ist daher möglich, einer Flüssigkeitsausstoßkopf mit einer höheren Ausstoßeffizienz und einer höherer Ausstoßkraft herzustellen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorlegenden Erfindung werden beide seitlichen Randabschnitte des beweglichen Elementes und der freie Endrandabschnitt des beweglichen Elementes mit den entsprechenden Wänden des zweiten Flüssigkeitskanales in Kontakt gebracht, wenn sich das bewegliche Element in der ersten Position befindet. Diese Anordnung ist extrem nützlich, wenn es erforderlich ist, den ersten und zweiten Flüssigkeitskanal jeweils mit einer anderen Flüssigkeit zu füllen, da die Abwärtsbewegung des beweglichen Elementes die Flüssigkeit im ersten Flüssigkeitskanal nicht mit der Flüssigkeit im zweiten Flüssigkeitskanal vermischt und beide Flüssigkeiten daran gehindert werden, ineinander zu diffundieren, wenn sich der Flüssigkeitsausstoßkopf nicht in Betrieb befindet.
Ferner ist es auch möglich, zu verhindern, dass das bewegliche Element in den zweiten Flüssigkeitskanal eindringt, wenn das bewegliche Element so geformt wird, dass sein Querschnitt ein umgekehrtes Trapezoid bildet, oder indem das bewegliche Element mit einem Vorsprung versehen wird.
Das bewegliche Element wird daran gehindert, an der Flüssigkeitskanalwand haften zu bleiben, indem eine Vielzahl von Vorsprüngen an der Bodenfläche des ersten Flüssigkeitskanales in dem Bereich, mit dem das bewegliche Element in Kontakt tritt, vorgesehen wird.
Im Falle der Konstruktion mit den zwei Flüssigkeitskanälen, bei der die beiden Flüssigkeitskanäle mit unterschiedlichen Flüssigkeiten gefüllt werden, wird die erste Flüssigkeit (die auszustoßende Flüssigkeit) daran gehindert, sich mit der zweiten Flüssigkeit (Blasenerzeugungsflüssigkeit) zu vermischen. Daher wird die auszustoßende Flüssigkeit daran gehindert, verbrannt zu werden und an der Heizeinrichtung haften zu bleiben. Ferner wird verhindert, dass das bewegliche Element an der Trennwand zwischen dem ersten und zweiten Flüssigkeitskanal haften bleibt. Daher ist es möglich, einen Flüssigkeitsausstoßkopf vorzusehen, der in der Lage ist, einen stabilen Ausstoß durchzuführen, wobei zwei Flüssigkeitskanäle unterschiedliche Funktionen besitzen.

< - Andere Ausführungsformen ->

Vorstehend wurden die Hauptteile des Flüssigkeitsausstoßkopfes sowie das Flüssigkeitsausstoßverfahren von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es werden nunmehr weitere detaillierte Ausführungsformen, die in Verbindung mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Verwendung finden können, erläutert. Die folgenden Beispiele sind sowohl bei dem Typ mit einer einzigen Strömungsbahn als auch bei dem Typ mit zwei Strömungsbahnen einsetzbar, ohne dass hierauf speziell hingewiesen wird.

< - Flüssigkeitsströmungsbahndeckenausgestaltung ->

Fig. 18 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung der Strömungsbahn des Flüssigkeitsausstoßkopfes dieser Ausführungsform. Rillen zur Ausbildung der ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen 14 (oder Flüssigkeitsströmungsbahnen 10 in Fig. 2) sind im Rillenelement 50 auf einer Trennwand 30 ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist die Höhe der Strömungsbahndecke benachbart zur Position des freien Endes 32 des beweglichen Elementes größer, um einen größeren Operationswinkel θ des beweglichen Elementes zu erhalten. Der Operationsbereich des beweglichen Elementes wird unter Berücksichtigung der Konstruktion der Flüssigkeitsströmungsbahn, der Haltbarkeit des beweglichen Elementes und der Blasenerzeugungsenergie o.ä. festgelegt. Es ist wünschenswert, dass sich das bewegliche Element in einem Winkelbereich bewegt, der groß genug ist, um den Winkel der Position des Ausstoßauslasses einzuschließen.
Wie in dieser Figur gezeigt, ist das verschobene Niveau des freien Endes des beweglichen Elementes höher als der Durchmesser des Ausstoßauslasses, wodurch ein ausreichender Ausstoßdruck übertragen wird. Wie ferner in dieser Figur gezeigt, ist die Höhe der Flüssigkeitsströmungsbahndecke an der Position des Drehpunktes 33 des beweglichen Elementes geringer als die der Flüssigkeitsströmungsbahndecke an der Position des freien Endes 32 des beweglichen Elementes, so dass auf diese Weise ein Abbau der Druckwelle zum aufstromseitigen Bereich hin infolge der Verschiebung des beweglichen Elementes noch wirksamer verhindert werden kann. <

- Lagebeziehung zwischen der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn und dem beweglichen Element ->

Fig. 19 ist eine Darstellung der Lagebeziehung zwischen dem vorstehend beschriebenen beweglichen Element 31 und der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16, wobei Fig. 19 (a) eine Ansicht der Position des beweglichen Elementes 31 von der Trennwand 30 aus, von oben gesehen, ist, während Fig. 19 (b) eine Ansicht der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 von oben ohne Trennwand 30 ist. Fig. 19 (c) ist eine schematische Ansicht der Lagebeziehung zwischen dem beweglichen Element 6 und der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16, wenn sich die Elemente überlagern. In diesen Figuren ist der Boden eine Vorderseite, die mit den Ausstoßauslässen versehen ist.
Wie vorstehend beschrieben, besitzt die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 dieser Ausführungsform einen Drosselabschnitt 19 aufstromseitig des Wärmeerzeugungselementes 2 in bezug auf den Hauptstrom der Flüssigkeit von der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer zum Ausstoßauslaß durch die Position des Wärmeerzeugungselementes und die Position des beweglichen Elementes entlang der ersten Strömungsbahn, um eine Kammer (Blasenerzeugungskammer) vorzusehen, die auf einfache Weise einen Abbau des bei der Blasenerzeugung in der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 erzeugten Drucks in Richtung auf den aufstromseitigen Bereich unterdrücken kann.
Wie in Fig. 19 (c) gezeigt, bedecken die seitlichen Bereiche des beweglichen Elementes 31 entsprechende Teile der die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn bildenden Wände, so dass ein Herabfallen des bewegliches Elementes 31 in die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn verhindert wird. Hierdurch wird die vorstehend beschriebene Trennung zwischen der Ausstoßflüssigkeit und der Blasenerzeugungsflüssigkeit weiter verbessert. Ferner kann ein Abbau der Blase durch den Schlitz unterdrückt werden, so dass der Ausstoßdruck und die Ausstoßeffizienz weiter erhöht werden. Darüber hinaus kann der vorstehend beschriebene Effekt einer Wiederauffüllung vom aufstromseitigen Bereich her durch den Druck beim Zusammenfallen der Blase weiter verbessert werden.
In Fig. 18 erstreckt sich ein Teil der im Blasenerzeugungsbereich der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 4 bei der Verschiebung des beweglichen Elementes 6 zur Seite der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 hin erzeugten Blase in die erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14. Durch geeignete Auswahl der Höhe der zweiten Strömungsbahn, um eine solche Ausdehnung der Blase zu ermöglichen, wird die Ausstoßkraft im Vergleich zu einem Fall, ohne eine derartige Ausdehnung der Blase, weiter verbessert. Um eine solche Ausdehnung der Blase in die erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 zu erreichen, ist die Höhe der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 vorzugsweise geringer als die Höhe der maximalen Blase, genauer gesagt, die Höhe der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn beträgt vorzugsweise einige um bis 30 um als Beispiel. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Höhe 15 um.

< - Bewegliches Element und Trennwand ->

Fig. 20 zeigt ein anderes Beispiel des beweglichen Elementes 31, wobei mit 35 ein Schlitz bezeichnet ist, der in der Trennwand ausgebildet ist. Dieser Schlitz kann das bewegliche Element 31 vorsehen. In Fig. 16 (a) hat das bewegliche Element Rechteckform, und in Fig. 16 (b) ist es schmaler auf der Seite des Drehpunktes, um eine erhöhte Mobilität des beweglichen Elementes zu ermöglichen. In Fig. 16 (c) ist es an der Seite des Drehpunktes breiter, um die Haltbarkeit des beweglichen Elementes zu verbessern. Die verengte und bogenförmig ausgebildete Form auf der Seite des Drehpunktes ist wünschenswert, wenn nicht in die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn eingedrungen wird. Eine Bewegung kann auf einfache Weise bei großer Haltbarkeit durchgeführt werden.
Bei den vorhergehenden Ausführungsformen sind das plattenförmige oder filmförmige bewegliche Element 31 und die Trennwand 5, die mit diesem beweglichen Element versehen ist, aus Nickel mit einer Dicke von 5 um ausgebildet. Es existiert jedoch keine Beschränkung auf dieses Beispiel. Vielmehr kann auch irgendein anderes Material Verwendung finden, wenn dieses Antilösungsmitteleigenschaften in bezug auf die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit besitzt und wenn die Elastizität des Materiales groß genug ist, um die Operation des beweglichen Elementes zu ermöglichen, und wenn der erforderliche feine Schlitz ausgebildet werden kann. Bevorzugte Beispiele der Materialien für das bewegliche Element sind haltbare Materialien, wie metallische Materialien, beispielsweise Silber, Nickel, Gold, Eisen, Titan, Aluminium, Platin, Tantal, rostfreier Stahl, Phosphorbronze o.ä., Legierungen hiervon oder Harzmaterialien mit einer Nitrilgruppe, wie Acrylnitril, Butadien, Styrol o.ä., Harzmaterialien mit einer Amidgruppe, wie Polyamid o.ä., Harzmaterialien mit einer Carboxylgruppe, wie Polycarbonat o.ä., Harzmaterialien mit einer Aldehydgruppe, wie Polyacetal o.ä., Harzmaterialien mit einer Sulfongruppe, wie Polysulfon, Harzmaterialien, wie Flüssigkristallpolymere o.ä., oder chemische Verbindungen hiervon; oder Materialien, die haltbar gegenüber Tinte sind, wie Metalle, beispielsweise Gold, Wolfram, Tantal, Nickel, rostfreier Stahl, Titan, Legierungen hiervon, Materialien, die mit einem solchen Metall beschichtet sind, Harzmaterialien mit einer Amidgruppe, wie Polyamid, Harzmaterialien mit einer Aldehydgruppe, wie Polyacetal, Harzmaterialien mit einer Ketongruppe, wie Polyetheretherketon, Harzmaterialien mit einer Imidgruppe, wie Polyimid, Harzmaterialien mit einer Hydroxylgruppe, wie Phenolharz, Harzmaterialien mit einer Ethylgruppe, wie Polyethylen, Harzmaterialien mit einer Alkylgruppe, wie Polypropylen, Harzmaterialien mit einer Epoxygruppe, wie Epoxidharzmaterial, Harzmaterialien mit einer Aminogruppe, wie Melaminharzmaterial, Harzmaterialien mit einer Methylolgruppe, wie Xylolharzmaterial, chemische Verbindungen hiervon, keramische Materialien, wie Siliciumdioxid oder chemische Verbindungen hiervon.
Bevorzugte Beispiele für die Materialien der Trennwand oder Unterteilungswand sind Harzmaterialien mit hohen Hitzefestigkeitseigenschaften, hohen Antilösungsmitteleigenschaften und hohen Formungseigenschaften, insbesondere neuere Kunstharzmaterialien, wie Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Melaminharzmaterial, Phenolharz, Epoxidharzmaterial, Polybutadien, Polyurethan, Polyetheretherketon, Polyethersulfon, Polyallylat, Polyimid, Polysulfon, Flüssigkristallpolymere (LCP) oder chemische Verbindungen hiervon oder Metalle oder Metallverbindungen, wie Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Nickel, Gold, rostfreier Stahl, Legierungen hiervon, chemische Verbindungen hiervon oder mit Titan oder Gold beschichtete Materialien.
Die Dicke der Trennwand wird in Abhängigkeit vom verwendeten Material und der verwendeten Konfiguration in bezug auf eine ausreichende Festigkeit der Wand und eine ausreichende Betriebsfähigkeit des beweglichen Elementes festgelegt, wobei generell etwa 0,5 um-10 um wünschenswert sind.
Die Breite des Schlitzes 35 zum Vorsehen des beweglichen Elementes 31 beträgt 2 um bei diesen Ausführungsformen. Wenn die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit unterschiedliche Materialien sind und ein Vermischen der Flüssigkeiten vermieden werden soll, wird der Spalt so festgelegt, dass eine Meniskus zwischen den Flüssigkeiten gebildet wird, um auf diese Weise ein Vermischen zu verhindern. Wenn beispielsweise die Blasenerzeugungsflüssigkeit eine Viskosität von etwa 2 cP und die Ausstoßflüssigkeit eine Viskosität von nicht weniger als 100 cP besitzen, reicht ein Schlitz von etwa 5 um aus, um ein Vermischen der Flüssigkeiten zu verhindern, wobei jedoch nicht mehr als 3 um wünschenswert sind.
Wenn die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit voneinander getrennt sind, wirkt das bewegliche Element als Trennwand hierzwischen. Eine geringe Menge der Blasenerzeugungsflüssigkeit wird jedoch mit der Ausstoßflüssigkeit vermischt. Beim Flüssigkeitsausstoß zum Drucken stellt dabei der Vermischungsanteil praktisch kein Problem dar, wenn der Anteil geringer ist als 20%. Der Vermischungsanteil kann erfindungsgemäß durch geeignetes Auswählen der Viskositäten der Ausstoßflüssigkeit und der Blasenerzeugungsflüssigkeit gesteuert werden.
Wenn der Vermischungsanteil gering gehalten werden soll, kann er auf 5% reduziert werden, wenn beispielsweise eine Viskosität von 5 CPS oder weniger für die Blasenerzeugungsflüssigkeit und eine Viskosität von 20 CPS oder weniger für die Ausstoßflüssigkeit ausgewählt werden.
Bei dieser Erfindung hat das bewegliche Element eine Dicke in der Größenordnung von um als bevorzugte Dicke. Ein bewegliches Element mit einer Dicke in der Größenordnung von cm wird üblicherweise nicht verwendet. Wenn ein Schlitz im beweglichen Element ausgebildet ist, der eine Dicke im um-Bereich besitzt und der Schlitz eine Breite (W um) in der Größenordnung der Dicke des beweglichen Elementes hat, ist es wünschenswert, die Variationen bei der Herstellung zu berücksichtigen.
Wenn die Dicke des Elementes, das dem freien Ende und/oder seitlichen Rand des durch einen Schlitz gebildeten beweglichen Elementes gegenüber liegt, der Dicke des beweglichen Elementes (Fig. 13, 14 o.ä.) entspricht, ist die Beziehung zwischen der Schlitzbreite und der Dicke vorzugsweise wie folgt unter Berücksichtigung der Schwankungen bei der Herstellung, um auf stabile Weise das Vermischen der Flüssigkeiten zwischen der Blasenerzeugungsflüssigkeit und der Ausstoßflüssigkeit zu unterdrücken. Wenn die Blasenerzeugungsflüssigkeit eine Viskosität von nicht mehr als 3 cp besitzt und eine hochviskose Tinte (5 cp, 10 cp o.ä.) als Ausstoßflüssigkeit Verwendung findet, kann das Vermischen der beiden Flüssigkeiten über einen langen Zeitraum unterdrückt werden, wenn die Bedingung W/t ≤ 1 erfüllt wird.
Der Schlitz, der die "beträchtliche Abdichtung" vorsieht, hat vorzugsweise eine Breite von einigen um, da hierdurch sichergestellt wird, dass eine Vermischen der Flüssigkeiten verhindert wird.

< - Elementsubstrat ->

Es wird nunmehr die Konstruktion des Elementsubstrates beschrieben, das mit dem Wärmeerzeugungselement zum Erhitzen der Flüssigkeit versehen ist.
Fig. 21 ist ein Längsschnitt des Flüssigkeitsausstoßkopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Auf dem Elementsubstrat 1 ist ein Rillenelement 50 montiert. Das Element 50 besitzt zweite Flüssigkeitsströmungsbahnen 16, Trennwände 30, erste Flüssigkeitsströmungsbahnen 14 und Rillen zur Ausbildung der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn.
Das Elementsubstrat 1 hat, wie in Fig. 12 gezeigt, eine gemusterte Leiterelektrode (0,2-1,0 um dick) aus Aluminium o.ä. und eine gemusterte elektrische Widerstandsschicht 105 (0,1-02 um dick) aus Hafniumborid (HfB&sub2;), Tantalnitrid (TaN), Tantalaluminium (TaAl) o.ä., die das Wärmeerzeugungselement bildet, auf einem Siliciumoxidfilm oder Siliciumnitridfilm 106 zur Isolation und Wärmespeicherung, der sich wiederum auf einem Substrat 107 aus Silicium o.ä. befindet. Eine Spannung wird durch die beiden Leiterelektroden 104 an die Widerstandsschicht 105 gelegt, um einen Stromfluß durch die Widerstandsschicht und damit die Erzeugung von Wärme zu bewirken. Zwischen der Leiterelektrode ist eine Schutzschicht aus Siliciumoxid, Siliciumnitrid o.ä. mit einer Dicke von 0,1- 2,0 um auf der Widerstandsschicht ausgebildet. Ferner ist darauf eine Antikavitationsschicht aus Tantal o.ä. (0,1-0,6 um dick) ausgebildet, um die Widerstandsschicht 105 gegenüber verschiedenen Flüssigkeiten, wie Tinte, zu schützen.
Die bei der Blasenerzeugung und beim Blasenzusammenfall erzeugte Druck- und Schockwelle ist so stark, dass die Haltbarkeit des Oxidfilmes, der relativ zerbrechlich ist, herabgesetzt wird. Daher wird metallisches Material, wie Tantal (Ta) o.ä., als Antikavitationsschicht verwendet.
In Abhängigkeit von der Kombination aus der Flüssigkeit, der Flüssigkeitsströmungsbahnkonstruktion und dem Widerstandsmaterial kann die Schutzschicht auch weggelassen werden. Ein derartiges Beispiel ist in Fig. 19 (b) gezeigt. Das Material der Widerstandsschicht, die keine Schutzschicht benötigt, umfaßt beispielsweise eine Iridium-Tantal-Aluminiumlegierung o.ä. Somit kann das Wärmeerzeugungselement der vorhergehenden Ausführungsformen nur die Widerstandsschicht (Wärmeerzeugungsabschnitt) enthalten oder kann eine Schutzschicht zum Schützen der Widerstandsschicht aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform besitzt das Wärmeerzeugungselement einen Wärmeerzeugungsabschnitt, der die Widerstandsschicht aufweist, die in Abhängigkeit vom elektrischen Signal Wärme erzeugt. Dies ist jedoch nicht einschränkend. Es ist vielmehr ausreichend, wenn eine Blase in der Blasenerzeugungsflüssigkeit erzeugt wird, die stark genug ist, um die Ausstoßflüssigkeit auszustoßen. Beispielsweise kann der Wärmeerzeugungsabschnitt in der Form eines fotothermischen Wandlers vorgesehen sein, der Wärme bei Empfang von Licht erzeugt, beispielsweise in Form eines Lasers, oder eines solchen, der Wärme bei Empfang einer Hochfrequenzwelle erzeugt.
Zusätzlich zur Widerstandsschicht 105, die den Wärmeerzeugungsabschnitt bildet, und zum elektrothermischen Wandler, der von der Leiterelektrode 104 gebildet wird, um das elektrische Signal der Widerstandsschicht zuzuführen, können auf dem Elementsubstrat 1 Funktionselemente, wie ein Transistor, eine Diode, eine Verriegelung, ein Shiftregister etc., zum selektiven Antreiben des elektrothermischen Wandlerelementes in integrierter Weise vorgesehen sein.
Um die Flüssigkeit durch Betreiben des Wärmeerzeugungsabschnittes des elektrothermischen Wandlers auf dem vorstehend beschriebenen Elementsubstrat 1 auszustoßen, wird die Widerstandsschicht 105 durch die Leiterelektrode 104 mit Rechteckimpulsen versorgt, wie in Fig. 22 gezeigt, um eine sofortige Wärmeerzeugung in der Widerstandsschicht 105 zwischen der Leiterelektrode zu bewirken. Im Falle der Köpfe der vorhergehenden Ausführungsformen besitzt die aufgebrachte Energie eine Spannung von 24 V, eine Impulsbreite von 7 usec, einen Strom von 150 mA und eine Frequenz von 6 kHz zum Antreiben des Wärmeerzeugungselementes, wodurch die flüssige Tinte über das vorstehend beschriebene Verfahren durch den Ausstoßauslaß ausgestoßen wird. Die Antriebssignalbedingungen sind jedoch nicht auf diese Werte beschränkt. Es können beliebige Bedingungen zur Anwendung gelangen, wenn die Blasenerzeugungsflüssigkeit eine Blasenerzeugung korrekt durchführen kann.

< - Ausstoßflüssigkeit und Blasenerzeugungsflüssigkeit ->

Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben, kann mit der vorliegenden Erfindung durch die vorstehend beschriebene Konstruktion des beweglichen Elementes die Flüssigkeit mit einer höheren Ausstoßkraft oder Ausstoßeffizienz ausgestoßen werden als bei dem herkömmlichen Flüssigkeitsausstoßkopf. Wenn die gleiche Flüssigkeit als Blasenerzeugungsflüssigkeit und Ausstoßflüssigkeit verwendet wird, ist es möglich, eine Qualitätsverschlechterung der Flüssigkeit zu vermeiden und Ablagerungen auf dem Wärmeerzeugungselement infolge der Erwärmung zu verringern. Daher wird eine reversierbare Zustandsänderung durch Wiederholung der Vergasung und Kondensation erreicht. So sind verschiedenartige Flüssigkeiten verwendbar, wenn diese Flüssigkeiten den Flüssigkeitsströmungskanal, das bewegliche Element oder die Trennwand o.ä. nicht nachteilig beeinflussen.
Von diesen Flüssigkeiten kann eine als Aufzeichnungsflüssigkeit verwendet werden, die Bestandteile aufweist, wie sie bei einer herkömmlichen Bubble-Jet- Vorrichtung Verwendung finden.
Wenn die Zweibahnenkonstruktion der vorliegenden Erfindung mit unterschiedlichen Ausstoßflüssigkeiten und Blasenerzeugungsflüssigkeiten Verwendung findet, findet eine Blasenerzeugungsflüssigkeit mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften Verwendung. Beispiele hiervon sind: Methanol, Ethanol, n- Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-n-Hexan, n-Heptan, n-Octan. Toluol, Xylol, Methylendichlorid, Trichlorethylen, Freon TF, Freon BF, Ethylether, Dioxan, Cyclohexan, Methylacetat, Ethylacetat, Aceton, Methylethylketon, Wasser o.ä. sowie Gemische hiervon.
Als Ausstoßflüssigkeit sind verschiedene Flüssigkeiten verwendbar, ohne dass herbei das Ausmaß der Blasenerzeugungseigenschaften oder thermischen Eigenschaften berücksichtigt werden muß. Die Flüssigkeiten, die in herkömmlicher Weise nicht verwendbar sind, da sie schlechte Blasenerzeugungseigenschaften besitzen und/oder infolge von Wärme in einfacher Weise Eigenschaftsänderungen erfahren, sind ebenfalls verwendbar.
Es ist jedoch wünschenswert, dass die Ausstoßflüssigkeit selbst oder durch Reaktion mit der Blasenerzeugungsflüssigkeit den Ausstoß, die Blasenerzeugung oder die Funktionsweise des beweglichen Elementes o.ä. nicht behindert.
Was die Aufzeichnungsausstoßflüssigkeit anbetrifft, so ist hochviskose Tinte o.ä. verwendbar. Ferner sind pharmazeutische Mittel und Parfüm o.ä., die durch Wärme in einfacher Weise eine Qualitätsverschlechterung erfahren, verwendbar. Die Tinte mit den nachfolgenden Bestandteilen wurde als Aufzeichnungsflüssigkeit eingesetzt, die sowohl als Ausstoßflüssigkeit als auch als Blasenerzeugungsflüssigkeit geeignet war, und es wurde ein Aufzeichnungsvorgang durchgeführt. Da die Ausstoßgeschwindigkeit der Tinte erhöht wurde, wurde die Schußgenauigkeit der Flüssigkeitströpfchen verbessert, so dass daher besonders wünschenswerte Bilder aufgezeichnet wurden.

Farbstofftintenviskosität von 2 cp

(C.I.food black 2) Farbstoff 3 Gew.-%
Diethylenglycol 10 Gew.-%
Thiodiglycol 5 Gew.-%
Ethanol 5 Gew.-%
Wasser 77 Gew.-%
Es wurden ferner Aufzeichnungsvorgänge unter Verwendung der folgenden Kombination von Flüssigkeiten für die Blasenerzeugungsflüssigkeit und Ausstoßflüssigkeit durchgeführt. Dabei ergab sich, dass die Flüssigkeit mit einer Viskosität von 10 und einigen cps, die vorher nicht ausgestoßen werden konnte, korrekt ausgestoßen wurde. Selbst eine Flüssigkeit mit 150 cps wurde ordnungsgemäß ausgestoßen und führte zu einem Bild mit hoher Qualität.

Blasenerzeugungsflüssigkeit 1:

Ethanol 40 Gew.-%
Wasser 60 Gew.-%

Blasenerzeugungsflüssigkeit 2:

Wasser 100 Gew.-%

Blasenerzeugungsflüssigkeit 3:

Isopropylalkohol 10 Gew.-%
Wasser 90 Gew.-%

Ausstoßflüssigkeit 1: (Pigmenttinte, etwa 15 cp)

Ruß 5 Gew.-%
Styrol-Acrylat-Acrylatethylcopolymerharzmaterial 1 Gew.-%
Dispersionsmaterial (Oxid 140, gewichtsgemitteltes Molekulargewicht) Mono-Ethanolamin 0,25 Gew.-%
Glycerin 69 Gew.-%
Thiodiglycol 5 Gew.-%
Ethanol 3 Gew.-%
Wasser 16,75 Gew.-%

Ausstoßflüssigkeit 2 (55 cp):

Polyethylenglycol 200 100 Gew.-%

Ausstoßflüssigkeit 3 (150 cp):

Polyethylenglycol 600 100 Gew.-%
Bei der Flüssigkeit, die nicht in einfacher Weise ausgestoßen werden konnte, war die Ausstoßgeschwindigkeit gering, so dass sich daher die Schwankungen der Ausstoßrichtung auf dem Aufzeichnungspapier vergrößerten, was eine schlechte Schußgenauigkeit zur Folge hatte. Ferner traten Schwankungen bei der Ausstoßmenge infolge der Ausstoßinstabilität auf, so dass die Aufzeichnung eines Bildes mit hoher Qualität verhindert wurde. Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen ermöglicht die Verwendung der Blasenerzeugungsflüssigkeit jedoch eine ausreichende und stabilisierte Erzeugung der Blase. Somit können eine Verbesserung in der Schußgenauigkeit des Flüssigkeitströpfchens und eine Stabilisierung der Tintenausstoßmenge erreicht werden, wodurch die Qualität des aufgezeichneten Bildes beträchtlich verbessert wird. <

- Aufbau des Zwillingsflüssigkeitskanalkopfes ->

Fig. 23 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Zwillingskanalflüssigkeitsausstoßkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei dessen generelle Konstruktion gezeigt ist.
Das vorstehend erwähnte Elementsubstrat 1 befindet sich auf einem Lagerelement 70 aus Aluminium o.ä. Die Wand 72 des zweiten Flüssigkeitskanales und die Wand 71 der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 17 sind auf diesem Substrat 1 angeordnet. Die Trennwand 30, von der ein Teil ein bewegliches Element 31 bildet, befindet sich über diesen Bestandteilen. Auf dieser Trennwand 30 ist ein Rillenelement 50 angeordnet, das umfaßt: Eine Vielzahl von Rillen, die erste Flüssigkeitskanäle 14 bilden, eine erste gemeinsame Flüssigkeitskammer 15, einen Zuführkanal 20 zum Versorgen der ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 15 mit einer ersten Flüssigkeit und einen Zuführkanal 21 zum Versorgen der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 17 mit einer zweiten Flüssigkeit.

< - Flüssigkeitsausstoßkopfkartusche ->

Es wird nunmehr eine Flüssigkeitsausstoßkopfkartusche beschrieben, die einen Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt.
Fig. 24 ist eine schematische auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitsausstoßkopfkartusche, die den vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopf aufweist. Die Flüssigkeitsausstoßkopfkartusche umfaßt generell einen Flüssigkeitsausstoßkopfabschnitt 200 und einen Flüssigkeitsbehälter 80.
Der Flüssigkeitsausstoßkopfabschnitt 200 umfaßt ein Elementsubstrat 1, eine Trennwand 30, ein Rillenelement 50, eine Begrerzungsfeder 70, ein Flüssigkeitszuführelement 90 und ein Lagerelement 7. Das Elementsubstrat 1 ist mit einer Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen zur Zuführung von Wärme zur Blasenerzeugungsflüssigkeit versehen, wie vorstehend beschrieben. Ein Blasenerzeugungsflüssigkeitskanal ist zwischen dem Elementsubstrat 1 und der Trennwand 30, die die bewegliche Wand aufweist ausgebildet. Durch die Verbindung zwischen der Trennwand 30 und der Rillendeckplatte 50 wird eine Ausstoßströmungsbahn (nicht gezeigt) für eine Strömungsmittelverbindung mit der Ausstoßflüssigkeit gebildet.
Die Begrenzungsfeder 70 drückt das Rillenelement 50 gegen das Elementsubstrat 1 und integriert das Elementsubstrat 1, die Trennwand 30, das Rillenelement und das Lagerelement 70 auf ordnungsgemäße Weise, wie hiernach beschrieben.
Das Lagerelement 70 lagert ein Elementsubstrat 1 o.ä. Auf dem Lagerelement 70 befindet sich eine Schaltungsplatte 71, die an das Elementsubstrat 1 angeschlossen ist, um dieser ein elektrisches Signal zuführen. Ferner sind darauf Kontaktanschlußflächen 72 für die Übertragung von elektrischen Signalen zwischen der Vorrichtung vorgesehen, wenn die Kartusche an der Vorrichtung montiert ist.
Der Flüssigkeitsbehälter 90 enthält die dem Flüssigkeitsausstoßkopf zuzuführende Flüssigkeit, wie Tinte, und die Blasenerzeugungsflüssigkeit für die Blasenerzeugung auf getrennte Weise. Die Außenseite des Flüssigkeitsbehälters 90 ist mit einem Positionierungsabschnitt 94 zur Montage eines Verbindungselementes zum Verbinden des Flüssigkeitsausstoßkopfes mit dem Flüssigkeitsbehälter und einem festen Schaft 95 zum Fixieren des Verbindungsabschnittes versehen. Die Ausstoßflüssigkeit wird durch einen Zuführkanal 81 des Verbindungselementes vom Ausstoßflüssigkeitszuführkanal 92 der Flüssigkeitskammer dem Ausstoßflüssigkeitszuführkanal 81 eines Flüssigkeitszuführelementes 80 zugeführt und durch den Ausstoßflüssigkeitszuführkanal 93 an eine erste gemeinsame Flüssigkeitskammer abgegeben. Die Blasenerzeugungsflüssigkeit wird in entsprechender Weise dem Blasenerzeugungsflüssigkeitszuführkanal 82 des Flüssigkeitszuführelementes 80 über den Zuführkanal des Verbindungselementes vom Zuführkanal 93 des Flüssigkeitsbehälters zugeführt und durch den Blasenerzeugungsflüssigkeitszuführkanal 84, 71, 22 der Elemente an die zweite Flüssigkeitskammer abgegeben.
Selbst wenn bei einer derartigen Flüssigkeitsausstoßkopfkartusche die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit unterschiedliche Flüssigkeiten sind, werden die Flüssigkeiten ordnungsgemäß zugeführt. In dem Fall, in dem die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit identisch sind, müssen die Zuführbahnen für die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit nicht getrennt sein.
Nachdem die Flüssigkeit verbraucht worden ist, können die Flüssigkeitsbehälter mit den entsprechenden Flüssigkeiten versorgt werden. Um diese Versorgung zu erleichtern, ist der Flüssigkeitsbehälter in wünschenswerter Weise mit einer Flüssigkeitseinspritzöffnung versehen. Der Flüssigkeitsausstoßkopf und der Flüssigkeitsbehälter können untrennbar oder trennbar ausgebildet sein.

< - Flüssigkeitsausstoßvorrichtung ->

Fig. 25 ist eine schematische Darstellung einer Flüssigkeitsausstoßvorrichtung, die bei dem vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopf Verwendung findet. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei der Ausstoßflüssigkeit um Tinte, und die Vorrichtung ist eine Tintenausstoßaufzeichnungsvorrichtung. Die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung umfaßt einen Schlitten HC, an den die Kopfkartusche montierbar ist, welche einen Flüssigkeitsbehälterabschnitt 90 und einen Flüssigkeitsaustoßkopfabschnitt 200 aufweist, die lösbar miteinander verbindbar sind. Der Schlitten HC ist in Breitenrichtung des Aufzeichnungsmateriales 150, beispielsweise eines Aufzeichnungsbogens o.ä., der von einer Aufzeichnungsmaterialfördereinrichtung zugeführt wird, hin- und her bewegbar.
Wenn ein Antriebssignal der Flüssigkeitsausstoßeinrichtung auf dem Schlitten von einer nicht gezeigten Antriebssignalzuführeinrichtung zugeführt wird, wird die Aufzeichnungsflüssigkeit in Abhängigkeit vom Signal vom Flüssigkeitsausstoßkopf auf das Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen.
Die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung dieser Ausführungsform umfaßt einen Motor 111 als Antriebsquelle zum Antreiben der Aufzeichnungsmaterialfördereinrichtung des Schlittens, Zahnräder 112, 113, zur Übertragung der Antriebsenergie von der Antriebsquelle auf den Schlitten sowie einen Schlittenschaft 115 etc. Mit dieser Aufzeichnungsvorrichtung und mit einem Flüssigkeitsausstoßverfahren unter Verwendung dieser Aufzeichnungsvorrichtung kann ein guter Druck durch Ausstoß der Flüssigkeit auf verschiedenartige Aufzeichnungsmaterialien erzielt werden.
Fig. 26 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung der generellen Funktionsweise einer Tintenausstoßaufzeichnungsvorrichtung, bei der das Tintenausstoßverfahren und der Tintenausstoßkopf gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung finden.
Die Aufzeichnungsvorrichtung empfängt Druckdaten in der Form eines Steuersignales von einem Wirtcomputer 300. Die Druckdaten werden zeitweise in einer Eingangsschnittstelle 301 der Druckvorrichtung gespeichert und zur gleichen Zeit in verarbeitbare Daten überführt, die einer CPU 302 zugeführt werden, welche als Einrichtung zur Zuführung eines Kopfantriebssignales funktioniert. Die CPU 302 verarbeitet die vorstehend erwähnten, eingegebenen Daten zu Druckdaten (Bilddaten) durch Verarbeitung derselben mit Hilfe von peripheren Einheiten, wie RAMs 304 o.ä., gemäß in einem ROM 303 gespeicherten Steuerprogrammen.
- Um die Bilddaten auf einem geeigneten Punkt auf einem Aufzeichnungsbogen aufzuzeichnen, erzeugt die CPU 302 Antriebsdaten zum Antreiben eines Antriebsmotors, der den Aufzeichnungsbogen und den Aufzeichnungskopf synchron zu den Bilddaten bewegt. Die Bilddaten und die Motorantriebsdaten werden über einen Kopfantrieb 307 und einen Motorantrieb 305, die mit der geeigneten zeitlichen Abstimmung zur Ausbildung eines Bildes gesteuert werden, auf einen Kopf 200 und einen Antriebsmotor 306 übertragen.
Was das Aufzeichnungsmedium betrifft, an dem die Flüssigkeit, wie Tinte, haftet und das mit einer Aufzeichnungsvorrichtung, wie der hier beschriebenen Aufzeichnungsvorrichtung, verwendbar ist, so können die folgenden Medien Verwendung finden: Verschiedenartige Papierbögen, OHP-Bögen, Kunststoffmaterialien, die zur Ausbildung von Kompaktplatten, Ornamentplatten o.ä. verwendet werden, textile Materialien, metallische Materialien, wie Aluminium, Kupfer o.ä., Ledermaterialien, wie Rindsleder, Schweinsleder, Kunstleder o.ä., Holzmaterialien, wie Massivholz, Sperrholz, u.ä., Bambusmaterial, keramisches Material, wie Fliesen, und Materialien, die eine dreidimensionale Struktur besitzen, wie Schwämme.
Die vorstehend beschriebene Aufzeichnungsvorrichtung umfaßt eine Druckvorrichtung für verschiedenartige Papierbögen oder OHP-Bögen, eine Aufzeichnungsvorrichtung für Kunststoffmaterial, wie Kunststoffmaterial, das zur Ausbildung einer Kompaktplatte o.ä. verwendet wird, eine Aufzeichnungsvorrichtung für eine metallische Platte o.ä., eine Aufzeichnungsvorrichtung für Ledermaterial, eine Aufzeichnungsvorrichtung für Holz, eine Aufzeichnungsvorrichtung für Keramikmaterial, eine Aufzeichnungsvorrichtung für ein dreidimensionales Aufzeichnungsmedium, wie Schwamm o.ä., eine Textildruckvorrichtung zur Aufzeichnung von Bildern auf textilem Material und ähnliche Aufzeichnungsvorrichtungen.
Was die mit diesen Flüssigkeitsausstoßvorrichtungen zu verwendende Flüssigkeit anbetrifft, so kann jede beliebige Flüssigkeit eingesetzt werden, solange sie mit dem verwendeten Aufzeichnungsmedium und den angewendeten Aufzeichnungsbedienungen verträglich ist.

< - Aufzeichnungssystem ->

Als nächstes wird ein beispielhaftes Tintenstrahlaufzeichnungssystem beschrieben, das unter Verwendung des Flüssigkeitsausstoßkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung als Aufzeichnungskopf Bilder auf einem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet.
Fig. 31 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungssystems unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopfes 201 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei dessen generelle Konstruktion dargestellt ist. Der Flüssigkeitsausstoßkopf dieser Ausführungsform ist ein Kopf vom Vollzeilentyp, der eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen aufweist, die mit einer Dichte von 360 dpi so ausgerichtet sind, dass sie den gesamten Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungsmediums 150 abdecken. Der Kopf umfaßt vier Köpfe, die den vier Farben Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (Bk) entsprechen. Diese vier Köpfe sind durch einen Halter 1202 parallel zueinander und mit vorgegebenen Abständen fest gelagert.
Die Köpfe werden in Abhängigkeit von Signalen von einem Kopfantrieb 307 angetrieben. Der Kopfantrieb bildet eine Einrichtung zum Zuführen eines Antriebssignales zu jedem Kopf. Jede der vier farbigen Tinten (Y, M, C und Bk) wird einem entsprechenden Kopf von einem Tintenbehälter 204a, 204b, 205c oder 204d zugeführt. Mit dem Bezugszeichen 204e ist ein Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter bezeichnet, von dem aus die Blasenerzeugungsflüssigkeit jedem Kopf zugeführt wird.
Unter jedem Kopf ist eine Kopfkappe 203a, 203b, 203c oder 203d angeordnet, die ein Tintenabsorptionselement enthält, das aus einem Schwamm o.ä. besteht. Diese Kopfkappen decken die Ausstoßöffnungen der entsprechenden Köpfe ab, schützen die Köpfe und halten die Funktion der Köpfe während einer aufzeichnungsfreien Zeit aufrecht.
Mit 206 ist ein Förderband bezeichnet, das eine Einrichtung zum Fördern der verschiedenen Aufzeichnungsmedien, wie sie bei den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben wurden, bildet. Das Förderband 206 wird mit verschiedenen Rollen durch eine vorgegebene Bahn geführt und wird von einer mit einem Motorantrieb 305 verbundenen Antriebsrolle angetrieben.
Das Tintenstrahlaufzeichnungssystem dieser Ausführungsform umfaßt eine Vordruckbehandlungsvorrichtung 251 und eine Nachdruckbehandlungsvorrichtung 252, die im aufstromseitigen und abstromseitigen Bereich der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung entlang der Förderbahn des Aufzeichnungsmediums angeordnet sind. Diese Behandlungsvorrichtungen 251 und 252 behandeln das Aufzeichnungsmedium auf verschiedenartige Weise, bevor oder nachdem die Aufzeichnung durchgeführt wird.
Die Vordruckbehandlung und die Nachdruckbehandlung variieren in Abhängigkeit von der Art des Aufzeichnungsmediums oder der Art der Tinte. Wenn beispielsweise ein Aufzeichnungsmedium verwendet wird, das aus metallischem Material, Kunststoffmaterial, keramischem Material o.ä. besteht, wird das Aufzeichnungsmedium vor dem Drucken UV-Strahlen und Ozon ausgesetzt, wodurch seine Oberfläche aktiviert wird.
Bei einem Aufzeichnungsmaterial, das dazu neigt, sich elektrisch aufzuladen, wie ein Kunstharzmaterial, besteht die Neigung, dass sich Staub auf der Oberfläche durch statische Elektrizität ablagert. Dieser Staub kann die gewünschte Aufzeichnung verhindern. In einem solchen Fall wird von einem Ionisator Gebrauch gemacht, um die statische Aufladung des Aufzeichnungsmateriales und damit den Staub vom Aufzeichnungsmaterial zu entfernen. Wenn ein textiles Material als Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, kann zum Verhindern des Auslaufens und zur Verbesserung der Fixierung o.ä. eine Vorbehandlung durchgeführt werden, bei der eine Substanz mit alkalischen Eigenschaften, eine wasserlösliche Substanz, eine Zusammensetzung aus einem polymeren wasserlöslichen Metallsalz, Harnstoff oder Thioharnstoff auf das textile Material aufgebracht wird. Die Vorbehandlung ist nicht hierauf beschränkt. Es kann vielmehr auch eine solche Anwendung finden, bei der das Aufzeichnungsmaterial mit der geeigneten Temperatur versehen wird.
Bei der Nachbehandlung handelt es sich um einen Prozeß, mit dem das Aufzeichnungsmaterial, das die Tinte aufgenommen hat, einer Wärmebehandlung, einer UV-Strahlungsbehandlung zum Fördern der Fixierung der Tinte oder einer Reinigungsbehandlung zum Entfernen des für die Vorbehandlung verwendeten Materiales, das wegen fehlender Reaktion zurück bleibt, unterzogen wird.
Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei dem Kopf um einen Vollzeilenkopf. Die vorliegende Erfindung ist natürlich auch auf einen seriellen Typ anwendbar, bei dem der Kopf entlang der Breite des Aufzeichnungsmateriales bewegt wird.

< - Kopfausstattung ->

Hiernach wird eine Kopfausstattung beschrieben, die den Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt. Fig. 28 ist eine schematische Ansicht einer derartigen Kopfausstattung. Diese Kopfausstattung hat die Form einer Kopfausstattungspackung 501 und enthält: einen Kopf 510 gemäß der vorliegenden Erfindung, der einen Tintenausstoßabschnitt 511 zum Ausstoßen von Tinte aufweist, einen Tintenbehälter 510, d.h. einen Flüssigkeitsbehälter, der vom Kopf trennbar oder nicht trennbar ist, und eine Tintenfülleinrichtung 530, die in den Tintenbehälter 520 einzufüllende Tinte enthält.
Nachdem die Tinte im Tintenbehälter 520 vollständig verbraucht worden ist, wird die Spitze 530 (in der Form einer hypodermischen Nadel o.ä.) der Tintenfülleinrichtung in eine Entlüftung 521 des Tintenbehälters, die Verbindung zwischen dem Tintenbehälter und dem Kopf oder ein durch die Tintenbehälterwand gebohrtes Loch eingesetzt, und die Tinte in der Tintenfülleinrichtung wird durch diese Spitze 531 in den Tintenbehälter eingefüllt.
Wenn der Tintenausstoßkopf, der Tintenbehälter, die Tintenfülleinrichtung u.ä. in der Form einer Ausstattung, die in der Ausstattungspackung enthalten ist, zur Verfügung stehen, kann die Tinte in einfacher Weise in den leeren Tintenbehälter eingefüllt werden, wie vorstehend beschrieben. Daher kann die Aufzeichnung rasch begonnen werden.
Bei dieser Ausführungsform enthält die Kopfausstattung die Tintenfülleinrichtung. Dies ist jedoch nicht zwingend. Die Ausstattung kann auch einen mit der Tinte gefüllten Tintenbehälter vom austauschbaren Typ und einen Kopf enthalten.
Obwohl Fig. 28 nur die Tintenfülleinrichtung zum Einfüllen der Tinte in den Tintenbehälter zeigt, kann die Kopfausstattung zusätzlich zur Drucktintenauffülleinrichtung auch eine Einrichtung zum Einfüllen der Blasenerzeugungsflüssigkeit in den Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter enthalten.

Claims

1. Flüssigkeitsausstoßkopf zum Ausstoßen einer Flüssigkeit zur Erzeugung einer Blase mit

einem Ausstoßauslaß (18) zum Ausstoßen der Flüssigkeit;

einem Blasenerzeungsbereich (11) zur Erzeugung einer Blase in der Flüssigkeit;

einem beweglichen Element (31) mit einem Drehpunkt (33) und einem freien Ende (32), das von einer ersten Position in Abhängigkeit vom durch Erzeugen einer Blase im Blasenerzeugungsbereich (11) erzeugten Druck bewegbar ist; und

einer Sperreinrichtung (36, 37; 23; 30) zum Verhindern, dass das freie Ende (32) des beweglichen Elementes (31) sich über die erste Position hinaus in den Blasenerzeugungsbereich (11) bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (36, 37; 23; 30) ermöglicht, dass Flüssigkeit dem Ausstoßauslaß (18) zugeführt wird, wenn sich das bewegliche Element (31) in der ersten Position befindet.

2. Kopf nach Anspruch 1, bei dem das bewegliche Element (31)so betreibbar ist, dass es bewirkt, dass eine Blase mehr in Abstromrichtung als in Aufstromrichtung in bezug auf die generelle Strömungsrichtung der Flüssigkeit expandiert.

3. Kopf nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das freie Ende (32) des beweglichen Elementes (31) abstromseitig vom Drehpunkt (33) angeordnet ist.

4. Kopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das bewegliche Element (31) einen Teil einer Trennwand (23; 30) bildet und ein anderer Teil der Trennwand (23; 30) als der das bewegliche Element (31) bildende Teil als Sperreinrichtung wirkt.

5. Kopf nach Anspruch 4, bei dem ein freier Endabschnitt, der das freie Ende (32) des beweglichen Elementes (31) aufweist, mindestens einen Abschnitt der Trennwand (23; 30) in der ersten Position kontaktiert.

6. Kopf nach Anspruch 4 oder 5, bei dem seitliche Endabschnitte des beweglichen Elementes (31) mindestens einen Abschnitt der Trennwand (23; 30) in der ersten Position kontaktieren.

7. Kopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Sperreinrichtung so betätigbar ist, dass sie mit dem freien Ende (32) oder einem Abschnitt des beweglichen Elementes (31) benachbart zum freien Ende (32) in der ersten Position in Eingriff treten kann.

8. Kopf nach Anspruch 7, bei dem das freie Ende (32) des beweglichen Elementes (31) die Sperreinrichtung in der ersten Position abdichten kann.

9. Kopf nach Anspruch 7, bei dem seitliche Enden des beweglichen Elementes (31) die Sperreinrichtung in der ersten Position abdichten.

10. Kopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Sperreinrichtung die Bewegung eines freien Endabschnittes einschließlich des freien Endes (32) des beweglichen Elementes begrenzen kann, um zu verhindern, dass das freie Ende (32) in den Blasenerzeugungsbereich (11) eindringt.

11. Kopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Sperreinrichtung eine Wand (36, 37; 23; 30) umfaßt.

12. Kopf nach Anspruch 11, bei dem die Wand eine Seitenwand (32) der Flüssigkeitsströmungsbahn (16) zum Blasenerzeugungsbereich (11) bildet.

13. Kopf nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Wand eine Deckwand (30) der Flüssigkeitsströmungsbahn (16) zum Blasenerzeugungsbereich (11) bildet.

14. Kopf nach Anspruch 11, 12 oder 13, bei dem mindestens ein Teil der Wand (36, 37; 23; 30) oder mindestens ein Abschnitt des beweglichen Elementes (31), der mit der Wand kontaktierbar ist, eine aufgerauhte Oberfläche (24) besitzt.

15. Kopf nach Anspruch 11, 12 oder 13, bei dem mindestens ein Teil der Wand oder mindestens ein Abschnitt des beweglichen Elementes (31), der mit der Wand kontaktierbar ist, einen Vorsprung aufweist.

16. Kopf nach Anspruch 4, bei dem das bewegliche Element einen trapezförmigen Querschnitt besitzt.

17. Kopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Sperreinrichtung einen Vorsprung aufweist, der auf dem beweglichen Element (31) ausgebildet ist und in Richtung auf den Blasenerzeugungsbereich (11) weist.

18. Kopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Widerstand gegen die Bewegung des beweglichen Elementes (31) benachbart zum freien Ende (32) geringer ist als benachbart zum Drehpunkt (33).

19. Kopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Wärmeerzeugungselement (2) zum Erzeugen der Blase so angeordnet ist, dass es zum beweglichen Element (31) weist, und bei dem der Blasenerzeugungsbereich (11) zwischen dem beweglichen Element (31) und dem Wärmeerzeugungselement (2) ausgebildet ist.

20. Kopf nach Anspruch 19, der eine Zuführbahn (16) zum Zuführen von Flüssigkeit zum Wärmeerzeugungselement (2) von einem aufstromseitigen Punkt desselben entlang dem Wärmeerzeugungselement (2) aufweist.

21. Kopf nach Anspruch 20, bei dem die Flüssigkeitszuführbahn eine Innenwand besitzt, die im wesentlichen eben oder stetig gekrümmt ist.

22. Kopf nach Anspruch 19, der des weiteren eine Flüssigkeitszuführbahn (16) zum Zuführen der Flüssigkeit zum Wärmeerzeugungselement (2) von einem aufstromseitigen Punkt desselben entlang einer Fläche eng benachbart zum Wärmeerzeugungselement (2) aufweist.

23. Kopf nach Anspruch 19 mit einer Flüssigkeitszuführbahn (16) zum Zuführen von Flüssigkeit zum Wärmeerzeugungselement (2) von einem aufstromseitigen Punkt desselben entlang einer solchen Fläche des beweglichen Elementes (31), die näher zum Wärmeerzeugungselement (2) gelegen ist.

24. Kopf nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem die Gesamtfläche des beweglichen Elementes (31) größer ist als die Gesamtfläche des Wärmeerzeugungselementes (2).

25. Kopf nach einem der Ansprüche 19 bis 24, bei dem der Drehpunkt (33) des beweglichen Elementes (31) unmittelbar über dem Wärmeerzeugungselement (2) angeordnet ist.

26. Kopf nach einem der Ansprüche 19 bis 25, bei dem das freie Ende (32) des beweglichen Elementes (31) einen Abschnitt aufweist, der sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Flüssigkeitsströmungsbahn zum Wärmeerzeugungselement (2) erstreckt.

27. Kopf nach einem der Ansprüche 19 bis 26, bei dem das freie Ende (32) des beweglichen Elementes (31) an einer Stelle angeordnet ist, die näher zum Ausstoßauslaß (18) liegt als das Wärmeerzeugungselement (2).

28. Kopf nach einem der Ansprüche 19 bis 27, bei dem der Abstand zwischen einer Fläche des Wärmeerzeugungselementes (2) und dem beweglichen Element (31) nicht mehr als 30 um beträgt.

29. Kopf nach einem der Ansprüche 19 bis 28, bei dem das Wärmeerzeugungselement (2) einen elektrothermischen Wandler mit einem Wärmeerzeugungswiderstand zur Erzeugung von Wärme bei elektrischer Erregung aufweist.

30. Kopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das bewegliche Element (31) eine erste Flüssigkeitsströmungsbahn (15) zum Ausstoßauslaß (18) und eine zweite Strömungsbahn (16) zum Blasenerzeugungsabschnitt voneinander trennt, wenn es sich in der ersten Position befindet.

31. Kopf nach Anspruch 30, der des weiteren eine erste gemeinsame Flüssigkeitskammer zum Zuführen von Flüssigkeit zu einer Vielzahl von solchen ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen (15) und eine zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer zum Zuführen von Flüssigkeit zu einer Vielzahl von solchen zweiten Flüssigkeitsströmungsbahnen (16) aufweist.

32. Kopf nach Anspruch 30 oder 31 mit einer Quelle der gleichen Flüssigkeit für die erste Flüssigkeitsströmungsbahn (15) und die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn (16).

33. Kopf nach Anspruch 30 oder 31 mit entsprechenden Quellen von unterschiedlichen Flüssigkeiten für die erste und zweite Flüssigkeitsströmungsbahn (15 und 16).

34. Kopf nach einem der Ansprüche 30 bis 33, wenn diese von einem der Ansprüche 19 bis 29 abhängig sind, bei dem die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn (16) eine kammerähnliche Form an einem Abschnitt besitzt, an dem das Wärmeerzeugungselement (2) angeordnet ist.

35. Kopf nach einem der Ansprüche 30 bis 33, wenn diese von einem der Ansprüche 19 bis 29 abhängig sind, bei dem die zweite Strömungsbahn einen Verengungsabschnitt aufstromseitig des Wärmeerzeugungselementes hat.

36. Kopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das bewegliche Element (31) die Form einer Platte besitzt.

37. Kopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das bewegliche Element (31) aus Metall, Harzmaterial oder Keramikmaterial besteht.

2038. Kopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, der zum Ausstoßen von Tinte durch den Ausstoßauslaß (18) betreibbar ist.

39. Kopfkartusche mit

einem Flüssigkeitsausstoßkopf (510) nach einem der vorangehenden Ansprüche; und

einem Flüssigkeitsbehälter (520) zur Aufnahme der dem Flüssigkeitsausstoßfkopf zuzuführenden Flüssigkeit.

40. Kopfkartusche nach Anspruch 39, bei der der Flüssigkeitsausstoßkopf (510) und der Flüssigkeitsbehälter (520) voneinander trennbar sind.

41. Flüssigkeitsausstoßvorrichtung zum Ausstoßen einer Aufzeichnungsflüssigkeit durch Erzeugung einer Blase mit

einem Flüssigkeitsausstoßkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 38; und

einer Antriebssignalzuführeinrichtung (302, 307) zum Zuführen eines Antriebssignales zum Ausstoßen von Flüssigkeit vom Flüssigkeitsausstoßkopf

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, die betreibbar ist, um Tinte vom Flüssigkeitsausstoßkopf auszustoßen und diese auf einem Aufzeichnungsmedium abzulagern, das aus Aufzeichnungspapier, textilem Material, Kunstharzmaterial, Metall, Holz oder Leder besteht, um hierauf eine Aufzeichnung zu bewirken.

43. Vorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, die betreibbar ist, um Flüssigkeit unterschiedlicher Farben auszustoßen und eine Farbaufzeichnung zu bewirken.

44. Vorrichtung nach Anspruch 41, 42 oder 42 mit einer Vielzahl von Ausstoßauslässen, die über eine Breite des aufzeichenbaren Bereiches eines Aufzeichnungsmediums angeordnet sind.

45. Flüssigkeitsausstoßvorrichtung zum Ausstoßen einer Aufzeichnungsflüssigkeit durch Erzeugung einer Blase mit einem Flüssigkeitsausstoßkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 38; und

einer Aufzeichnungsmediumfördereinrichtung zum Zuführen eines Aufzeichnungsmediums zur Aufnahme von vom Flüssigkeitsausstoßkopf ausgestoßener Flüssigkeit.

46. Flüssigkeitsausstoßvorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 45, die betreibbar ist, um eine Aufzeichnung durch Ausstoßen von Tinte vom Flüssigkeitsausstoßkopf auf ein Aufzeichnungsmedium zu bewirken.

47. Aufzeichnungssystem mit

einer Flüssigkeitsausstoßvorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 46; und

einer Vorbehandlungs- oder Nachbehandlungseinrichtung zum Fördern der Fixierung der Flüssigkeit auf dem Aufzeichnungsmaterial nach der Aufzeichnung.

48. Kopfausstattung mit

einem Flüssigkeitsausstoßkopf (510) nach einem der Ansprüche 1 bis 38; und

einem Flüssigkeitsbehälter (520), der eine dem Flüssigkeitsausstoßkopf zuzuführende Flüssigkeit enthält.

49. Kopfausstattung mit

einem Flüssigkeitsausstoßkopf (510) nach einem der Ansprüche 1 bis 38;

einem Flüssigkeitsbehälter (520), der dem Flüssigkeitsausstoßkopf zuzuführende Flüssigkeit enthält; und

einer Flüssigkeitsbefülleinrichtung (530) zum Befüllen des Flüssigkeitsbehälters mit Flüssigkeit.