DE69819818T2

DE69819818T2 - Tintenstrahlkopf

Info

Publication number: DE69819818T2
Application number: DE69819818T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Ohta-ku Murakami; Mineo Ohta-ku Kaneko; Masayoshi Ohta-ku Tachihara; Michinari Ohta-ku Mizutani; Takashi Ohta-ku Inoue; Yuichiro Ohta-ku Akama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: JPH115307A; DE69819818D1; JP3768645B2; EP0885722B1; US6286933B1; EP0885722A3; ES2209003T3; EP0885722A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betriff einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, welcher auf einem Medium Bilder erzeugt, indem er Tinte oder eine andere Flüssigkeit auf das Medium spritzt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei der Aufzeichnung mit einem Tintenstrahlkopf wird Tinte oder eine andere Flüssigkeit auf ein Medium gespritzt, um Bilder zu erzeugen. Insbesondere wird dieser so angeordnet, dass aus den Austrittsöffnungen eines Tintenstrahlkopfes gemäß 10 eine Flüssigkeit austritt. 10 stellt eine Vorderansicht dar, welche ein Substrat einer herkömmlichen Aufzeichnungsvorrichtung zeigt, hier eines Tintenstrahlkopfes mit seitlichem Tintenaustritt.
In 10 ist mit der Bezugszahl 1 eine Vielzahl auf dem Aufzeichnungssubstrat zum Freisetzen von Tinte angeordneter Tintenaustrittsöffnungen und mit der Bezugszahl 2 eine Lochplatte bezeichnet. Im Wesentlichen in der Mitte des Aufzeichnungssubstrats, auf dem die Austrittsöffnungen angeordnet sind, befindet sich eine offene Tintenzufuhröffnung 3 für die Tintenzufuhr zu den Austrittsöffnungen.
Diese Öffnung wird üblicherweise durch Sandstrahlen, gerichtetes Ätzen, Laserschneiden oder Ähnliches hergestellt.
11 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 11-11 in 10. Die Bezugszahl 5 in 11 bezeichnet ein elektrothermisches Umwandlungsbauteil und die Bezugszahl 6 einen Düsenteil, in welchem Tinte enthalten ist, die durch Blasenbildung infolge durch das elektrothermische Umwandlungsbauteil 5 erzeugter Wärme freigesetzt wird.
Die Austrittsöffnungen liegen zur Umgebungsluft hin normalerweise frei. Dadurch wird in den Düsen befindliche Flüssigkeit aus den Austrittsöffnungen verdampft, wodurch die Viskosität der Flüssigkeit im Düsenteil ansteigt. Manchmal kann es dazu kommen, dass das ordentliche Austreten von Tintentröpfchen behindert wird.
12 ist eine Ansicht, die diese Erscheinung schematisch darstellt. Der in 12 schraffiert dargestellte Teil des Innern einer Austrittsöffnung zeigt den Zustand, in welchem der verdampfende Bestandteil der Tinte verdampft ist.
In dem hier schraffiert dargestellten Teil ist die Viskosität dadurch angestiegen, dass hauptsächlich durch Verdampfung von Wasser der Anteil der nichtflüchtigen Bestandteile eines Lösungsmittels oder Ähnlichem zugenommen hat. Auch der Anteil der Farbe, wie zum Beispiel in der Tinte enthaltener Farbstoffe, hat zugenommen. (Im Folgenden wird eine solche Tinte als höherviskose Tinte bezeichnet.)
Wenn die Viskosität der Tinte zunimmt, verringert sich das Volumen der freigesetzten Tinte sowie die Treffgenauigkeit, und es kann zu Fehlentladungen und anderen Nachteilen kommen.
Dies tritt insbesondere bei niedriger Temperatur und/oder Feuchte der umgebenden Luft auf.
Außerdem führt die erhöhte Farbstoffdichte im Düsenteil dazu, dass die Druckdichte am Anfang höher ist und dadurch ungleichmäßig wird. Es wurde auch gefunden, dass diese Nachteile umso stärker auftreten, wenn seit den letzten Tintenentladungen eine längere Zeit vergangen und die Verdampfung weiter fortgeschritten ist.
Deshalb ist es üblich, Tinte vor dem oder während des Druckens in einen anderen Bereich als in den Aufzeichnungsbereich zu laden (dies wird im Folgenden als Vorentladung bezeichnet). Durch diese Vorentladungen wird verhindert, dass diese Nachteile während des Druckvorgangs eintreten, da die infolge der Verdampfung des Wassergehalts viskoser gewordene Tinte bereits vorher aus dem Düsenbereich entfernt wird.
Durch die häufigen Vorentladungen kommt es hierbei jedoch zu einem höheren Tintenverbrauch und somit zu höheren Betriebskosten.
Außerdem muss das Aufnahmevermögen des Auffangbehälters für den vorentladenen Tintenüberschuss in einem Tintenstrahldrucker erhöht werden, wodurch der Drucker größer wird und die Kosten unweigerlich ansteigen.
Grundsätzlich soll auch das Volumen des Düsenteils des derzeit verwendeten Tintenstrahlkopfes kleiner werden, da durch Verwendung kleinerer Flüssigkeitströpfchen Bilder mit höherer Auflösung gedruckt werden sollen. Infolgedessen nimmt auch der höherviskose Anteil in der Drucktinte zu. Dabei ist bekannt, dass die Entladungen leichter zur Instabilität neigen, wenn kleinere Tröpfchen an die Umgebungsluft gelangen, als wenn wie herkömmlich größere Tröpfchen verwendet werden.
Entsprechend den oben beschriebenen herkömmlichen Beispielen schreitet die Verdampfung im Tintenstrahlkopf schneller voran, wenn kleinere Tröpfchen freigesetzt werden. Dadurch kann es zur Verschlechterung der Treffgenauigkeit, zur Verringerung des Austrittsvolumens sowie in manchen Fällen zu Fehlentladungen kommen.
Betrachtet man eine einzelne Austrittsöffnung, so treten die oben beschriebenen Probleme umso stärker auf, je mehr Zeit zwischen der letzten und der jetzigen Entladung vergangen ist, da die Verdampfung dann weiter fortgeschritten ist.
Ein Tintenstrahlkopf, der die im Hauptanspruch 1 zusammengefassten Merkmale umfasst, ist aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 631 869 bekannt.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den die im Hauptanspruch 1 zusammengefassten Merkmale umfassenden Tintenstrahlkopf weiterzuentwickeln, sodass dieser in der Lage ist, instabile Tintenentladungen durch eine wirksamere Unterdrückung der Verdampfung an den Austrittsöffnungen zu unterdrücken.
Diese Aufgabe wird durch den Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1 gelöst. Der Tintenstrahlkopf gemäß der Erfindung ist mit einer Lochplatte mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen, die an der Lochplatte offen und als Matrix angeordnet sind, und Verdampfungsunterdrückungsnuten in der Nähe der Austrittsöffnungen versehen und dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei benachbarten Austrittsöffnungen aus der Vielzahl von Austrittsöffnungen eine der Verdampfungsunterdrückungsnuten in einem Abstand von 30 μm von den beiden benachbarten Austrittsöffnungen aus der Vielzahl der Austrittsöffnungen angeordnet ist.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungen des Tintenstrahlkopfes gemäß der Erfindung definiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vorderansicht auf einen Tintenstrahlkopf gemäß einer ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine Querschnittsansicht des Tintenstrahlkopfes gemäß der ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 2A-2A in 1.
2B ist eine Querschnittsansicht des Tintenstrahlkopfes gemäß der ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 2B-2B in 1.
3 ist eine Ansicht, welche den hydrophilen Teil auf der Lochplatte gemäß der ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Ansicht, welche den hydrophilen Teil auf der Lochplatte gemäß einer Variante der ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung zeigt.
5A ist eine Querschnittsansicht, welche die schräge Anordnung des hydrophilen Teils entlang der Linie 2B-2B in 1 zeigt.
5B ist eine Querschnittsansicht, welche die schräge Anordnung des hydrophilen Teils entlang der Linie 2A-2A in 1 zeigt.
6 ist eine Vorderansicht auf einen Tintenstrahlkopf gemäß einer zweiten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Ansicht, welche das Bild der aus einer Tintenaustrittsöffnung freigesetzten Tinte zeigt.
8 ist eine Vorderansicht eines Tintenstrahlkopfes gemäß einer dritten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Ansicht, welche die schräge Anordnung des Tintenstrahlkopfes gemäß der dritten Ausführungsart entlang der Linie 9-9 in 8 zeigt.
10 ist eine Vorderansicht auf einen Tintenstrahlkopf gemäß dem herkömmlichen Beispiel.
11 ist eine Querschnittsansicht, welche das herkömmliche Beispiel entlang der Linie 11-11 in 10 veranschaulicht.
12 ist eine vereinfachte Darstellung, welche die Tintenverdampfung aus der Tintenaustrittsöffnung gemäß dem herkömmlichen Beispiel veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
Durch die oben beschriebene Anordnung mit in der Nähe der Austrittsöffnungen vorgesehenen Verdampfungsunterdrückungsnuten ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Erhöhung der Feuchtigkeit in der die Austrittsöffnung umgebenden Atmosphä re. Auf diese Weise wird die Verdampfung aus den Austrittsöffnungen unterdrückt, um so instabile Entladungen zu verhindern.
Aufgrund der Anordnung gemäß der Erfindung können die Zeiträume zwischen dem Auftreten von instabilen Entladungen verlängert werden, sodass einem Anstieg der Betriebskosten oder Ähnlichem vorgebeugt werden kann.
Durch die Anordnung der vorliegenden Erfindung kann man außerdem verhindern, dass die Druckdichte infolge der Verdampfung aus den jeweiligen Austrittsöffnungen am Anfang des Druckvorgangs höher ist.
(Ausführungsarten)
Im Folgenden werden die Ausführungsarten gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[Ausführungsart 1]
1 ist eine Vorderansicht der Anordnung eines Tintenstrahlkopfes gemäß einer ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
In 1 und 2A bezeichnet die Bezugszahl 7 das Grundsubstrat, in welchem die elektrothermischen Umwandlungsbauteile 5 zum Freisetzen der Tinte gebildet sind; die Bezugszahl 1 bezeichnet Austrittsöffnungen, die eine Vielzahl auf dem Grundsubstrat angeordneter Öffnungen zum Freisetzen der Tinte umfassen; die Bezugszahl 8 bezeichnet eine Vielzahl um die Austrittsöffnungen herum angeordneter Nuten; und die Bezugszahl 2 bezeichnet eine Lochplatte mit den hierfür gebildeten Austrittsöffnungen.
2A stellt außerdem eine Querschnittsansicht dar, welche den Schnitt entlang der Linie 2A-2A in 1 zeigt. In 2A bezeichnet die Bezugszahl 6 eine Düse. Die Nut 8 ist hier senkrecht zur (Längsachse der) Lochplatte gebildet. Wenn sich in den mit den Nuten 8 verbundenen Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 Tinte ansammelt, kann die Verdampfung der Tinte aus der nahegelegenen Austrittsöffnung 1 unterdrückt werden.
Die Breite der Verdampfungsunterdrückungsnuten beträgt 20 μm und ihre Tiefe 3 μm. Der Abstand von jeder Austrittsöffnung beträgt etwa 20 μm.
Außerdem weist jede der Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Lage der jeweiligen Austrittsöffnungen eine andere Länge auf. Mit anderen Worten, die Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 sind in der Mitte zwischen zwei Austrittsöffnungen angeordnet, aber die Verdampfungsunterdrückungsnut ist bis zum Endteil derjenigen Austrittsöffnung gebildet, welche weiter von der inneren Nut 8 entfernt liegt.
Ferner verläuft jede der Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 gemäß der Querschnittsansicht in 2B entlang der Linie 2B -2B in 1 senkrecht zur Längsachse y des Grundsubstrats.
Bei der vorliegenden Ausführungsart ist die Auflösung der Austrittsöffnungen so hoch, dass eine Anordnung von 134 Düsen auf jeder Seite in Abständen von 300 dpi (dots per inch) erforderlich ist.
Ferner beträgt die Größe einer Austrittsöffnung 20 × 20 μm und der Abstand zwischen der Nut 8 und jeder Austrittsöffnung 100 μm.
Wie 1 zeigt, sind die Austrittsöffnungen so angeordnet, dass sie innerhalb ihrer Matrixanordnungen in x-Richtung verschoben sind. Gemäß der vorliegenden Ausführungsart setzt der Tintenstrahlkopf die Tinte frei, indem jedes der im Grundsubstrat angeordneten elektrothermischen Umwandlungsbauteile durch Anlegen einer Spannung aus der Tinte in den Düsen eine Blase erzeugt.
Auch die elektrothermischen Umwandlungsbauteile sollten so angeordnet sein, dass sie innerhalb ihrer Matrixanordnungen in x-Richtung verschoben sind (weil sie bezüglich ihrer Lage mit den Austrittsöffnungen gekoppelt sind). Anderenfalls müsste die Tinte gleichzeitig aus allen Austrittsöffnungen austreten, wenn eine lineare Anordnung entlang der beim Drucken gebildeten senkrechten Linie angestrebt wird.
Um die Tinte in dieser Weise freizusetzen, muss man jedoch eine höhere Momentanstromstärke zulassen. Das wiederum führt zu dem Problem, dass man für einen solchen Drucker eine leistungsfähigere Stromversorgung bereitstellen muss.
Aus diesem Grund sind die Austrittsöffnungen innerhalb ihrer Matrixanordnungen in x-Richtung gegeneinander verschoben, sodass die elektrischen Stromimpulse für die jeweiligen elektrothermischen Umwandlungsbauteile zeitlich versetzt werden müssen. Auf diese Weise ist die Momentanstromstärke geringer, obwohl die Linearität aufrechterhalten bleibt.
Zunächst befindet sich vor Druckbeginn kein Wasser in den Verdampfungsunterdrückungsnuten. Im Folgenden wird nun der Mechanismus beschrieben, durch welchen Tinte in den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 zurückgehalten wird.
Wenn ein Drucker längere Zeit nicht zum Drucken eingesetzt wird, wird der Teil der Lochplatte mit den Austrittsöffnungen abgedeckt, um das Verdampfen der Tinte vom Tintenstrahlkopf zu unterdrücken. Vor einem erneuten Druckvorgang werden dann die Vorentladungen in Gang gesetzt.
7 ist eine Ansicht, welche die aus der Austrittsöffnung freigesetzte Tinte zeigt. In 7 bezeichnet die Bezugszahl 20 ein Haupttröpfchen. Dabei wird der Sprühnebel 21 (im Folgenden als Eigennebel bzw. als Nachlaufnebel bezeichnet), der aus wesentlich kleineren Tröpfchen als das Haupttröpfchen besteht, gleichzeitig mit dem Haupttröpfchen freigesetzt. Der Nachlaufnebel bleibt an der Oberfläche der Lochplatte haften.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, eine Anordnung zu finden, durch die ein solcher Nachlaufnebel in den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 zurückgehalten werden kann. Deshalb wird hier auf die in 1 gezeigte Lochplatte 2 eine wasserabstoßende Substanz aufgebracht, damit die Lochplatte das Wasser abstößt. Dann wird die Innenfläche jeder Verdampfungsunterdrückungsnut 10 hydrophil ausgerüstet (entspricht dem schraffierten Teil in 3). Durch diese Anordnung wird der an der Oberfläche der Lochplatte haftende Nachlaufnebel von den wasserabstoßenden Bereichen in den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 gesammelt.
Bei der vorliegenden Erfindung betragen alle Abstände zwischen den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 und den Austrittsöffnungen 1 30 μm oder weniger. Auf diese weise kann die Benetzbarkeit um die Austrittsöffnungen herum gewährleistet werden. Außerdem wird für die Verdampfungsunterdrückungs nuten vorzugsweise eine Tiefe von einem Mikrometer oder mehr gewählt. Besonders ist eine Tiefe von drei Mikrometer oder mehr zu bevorzugen. Bei einer solchen Tiefe kann in jeder der Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 eine ausreichende Tintenmenge zurückgehalten werden, selbst wenn die Oberfläche der Lochplatte durch Abwischen gereinigt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung steigt die Feuchtigkeit der Atmosphäre um die Austrittsöffnungen 1 herum wie oben beschrieben durch die verdampfenden wässrigen und alkoholischen Bestandteile der Tinte an, die in den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 gesammelt wurde. Durch diese Anordnung wird die Verdampfung der Tinte aus den Austrittsöffnungen unterdrückt. Dadurch wird nicht nur verhindert, dass die Druckdichte zu Anfang höher ist und die Freisetzung der Tinte instabil wird, sondern auch, dass es zu Treffungenauigkeiten oder Fehlentladungen kommt.
Dadurch kann, wenn der Druckvorgang begonnen hat, der während des Druckens erzeugte Nachlaufnebel sowie der vom Aufzeichnungsmedium abgeprallte Nebel in den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 gesammelt werden. Somit kann nicht nur der Druckvorgang wirksamer ausgeführt werden, sondern die Zeitabstände zwischen den Vorentladungen beim Drucken können auch verlängert (oder ihre Häufigkeit verringert) werden.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsart auf die Oberfläche der Lochplatte 2 eine wasserabstoßende Substanz aufgebracht, damit diese das Wasser abweist, allerdings kann die Lochplatte 2 selbst aus einem wasserabstoßenden Material hergestellt oder ein anderes Mittel gewählt werden, um die wasserabstoßende Eigenschaft der Lochplatte zu erzeugen.
Ferner ist es wichtig, dass die in der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsart beschriebene wasserabstoßende Wirkung stärker ausgeprägt ist als die innere hydrophile Wirkung jeder Verdampfungsunterdrückungsnut.
Ferner sind die Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsart hydrophil. Wenn die wasserabstoßende Wirkung der Nut 8 stärker ist als die der hydrophilen Verdampfungsunterdrückungsnuten, kann auch die in der Nut 8 zurückgehaltene Tinte leichter gesammelt werden, wodurch die Anordnung wirksamer wird (bei der vorliegenden Ausführungsart ist nur der schraffierte Teil in 4 hydrophil).
Ferner weisen bei der oben beschriebenen Ausführungsart alle Verdampfungsunterdrückungsnuten einen senkrechten Querschnitt auf, jedoch kann eine solche Nut die Tinte von der sie umgebenden Fläche leichter einsammeln, wenn man die Nut in der x-Richtung in 5A, die den Querschnitt entlang der Linie 2B-2B in 1 zeigt, oder in der y-Richtung des Bereichs B in 5B, die den Querschnitt entlang der Linie 2A-2A in 1 zeigt, anschrägt.
Das liegt daran, dass die Oberfläche der Flüssigkeitströpfchen bei senkrechtem Querschnitt immer größer wird, wenn die durch den angesammelten Nebel gebildeten Flüssigkeitströpfchen von den Kanten her in den Nuten gesammelt werden.
Schrägt man hingegen die Seitenwände an, so wird die Oberfläche der anwachsenden Flüssigkeitströpfchen kleiner und ihre Beförderung von der Lochplatte zu den Nuten wird unterstützt.
Dabei besteht gemäß der vorliegenden Ausführungsart das Hauptziel darin, den Nachlaufnebel in den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 zu sammeln. Wenn sich jedoch die Vorentladungskappe, die für Vorentladungströpfchen vorgesehen ist, dicht genug am Tintenstrahlkopf befindet, kann man den von der Vorentladungskappe zurückprallenden Nebel sammeln, wenn die Vorentladungen ausgeführt werden.
[Ausführungsart 2]
6 ist eine Vorderansicht der Anordnung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes gemäß einer zweiten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
Bei der vorliegenden Ausführungsart ist die Auflösung der Austrittsöffnungen 1 so hoch, dass die Anordnung von 150 Düsen auf jeder Seite in Abständen von 600 dpi erforderlich ist.
Ferner weisen die Austrittsöffnungen 1 eine Größe von 12 × 12 μm auf. Der Abstand zwischen der Nut 8 und jeder Austrittsöffnung 1 beträgt 50 μm.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsart sind die Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 in der Nähe jeder Austrittsöffnung, aber getrennt von der Nut 8 angeordnet.
Jede Verdampfungsunterdrückungsnut 10 weist eine Größe von 10 × 25 μm auf. Gemäß der vorliegenden Ausführungsart sind die Verdampfungsunterdrückungsnuten in der Nähe jeder einzelnen Austrittsöffnung angeordnet, damit die Verdampfung der Tinte stärker unterdrückt werden kann.
Zu Beginn des Druckvorgangs enthalten die Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 zunächst kein Wasser. Der Mechanismus zum Zurückhalten der Tinte in den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 ist derselbe, wie er bei der ersten Ausführungsart beschrieben wurde.
Die Anordnung gemäß der vorliegenden Ausführungsart ist so gewählt, dass der Nachlaufnebel leichter in den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 zurückgehalten werden kann. Dazu wird hier die Oberfläche der in 6 gezeigten Lochplatte 2 beginnend bei den Verdampfungsunterdrückungsnuten mit zunehmenden wasserabstoßenden Eigenschaften ausgestattet. Mit anderen Worten, die wasserabstoßende Wirkung ist an den Verdampfungsunterdrückungsnuten schwächer. Je weiter man sich von den Verdampfungsunterdrückungsnuten entfernt, desto stärker wird die wasserabstoßende Wirkung.
Bei der vorliegenden Ausführungsart ist die Lochplatte aus einem strukturierbaren wasserabstoßenden Material gebildet. Die Strukturierung auf einem solchen wasserabstoßenden Material erfolgt in der Nähe der Verdampfungsunterdrückungsnuten gröber (der Anteil der wasserabstoßenden Fläche wird verringert), während der Anteil der wasserabstoßenden Fläche auf dem Material mit zunehmendem Abstand von den Nuten erhöht wird. Somit wird die gesamte Fläche wasserabstoßend. Außerdem wird das Innere jeder Verdampfungsunterdrückungsnut hydrophiliert, damit die in jeder der nahe den Austrittsöffnungen angeordneten Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 gesammelte Tintenmenge vergrößert wird. Dies verdeutlicht die verstärkte Erhöhung der Feuchtigkeit der Atmosphäre um die Austrittsöffnungen herum.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsart soll die wasserabstoßende Wirkung, wie bei vorigen Ausführungsart beschrieben, relativ sein.
[Ausführungsart 3]
8 ist eine Vorderansicht der Anordnung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes gemäß einer dritten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
Bei der vorliegenden Ausführungsart ist die Auflösung der Austrittsöffnungen so hoch, dass die Anordnung von 156 Düsen auf jeder Seite in Abständen von 300 dpi erforderlich ist. Die Größe der Austrittsöffnungen 1 beträgt ebenfalls 20 × 20 μm. Der Abstand zwischen der Nut 8 und jeder Austrittsöffnung 1 beträgt 100 μm.
In jeder der mit der Nut 8 verbundenen Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 wird Tinte zurückgehalten, wodurch verhindert wird, dass die Tinte an jeder der nahegelegenen Austrittsöffnungen 1 verdampft.
Die Breite jeder der Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 beträgt 25 μm und die Tiefe 3 μm. Der Abstand von jeder Austrittsöffnung beträgt etwa 20 μm.
Ferner unterscheiden sich die Längen der Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Lage jeder Austrittsöffnung voneinander. Mit anderen Worten, jede Verdampfungsunterdrückungsnut 10 ist zwischen zwei Austrittsöffnungen 1 angeordnet. Diese Verdampfungsunterdrückungsnut 10 erstreckt sich jedoch bis zum Ende derjenigen der beiden Austrittsöffnungen, die am weitesten von der Nut 8 entfernt ist.
Bei dem Tintenstrahldruckkopf erfolgt das Abwischen nach der Vorentladung während des Druckvorgangs, sodass der an der Lochplatte haftende Tintennebel abgewischt wird.
Dieser Arbeitsschritt erfolgt, damit die Tintenstrahlen nicht durch den an den Kanten der Austrittsöffnungen haftenden Tintennebel abgelenkt werden.
In manchen Fällen kann jedoch Tinte durch den Wischer aus den Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 gewischt werden. Deshalb wird gemäß der vorliegenden Ausführungsart der Querschnitt der in 8 entlang der Linie 9-9 dargestellten Verdampfungsunterdrückungsnuten so gestaltet, wie 9 zeigt. Mit anderen Worten, wenn die Wischoperation in der y-Richtung erfolgt, ist die Begrenzungswand der Verdampfungsunterdrückungsnut, auf die der Wischer zuerst stößt, angeschrägt, während die Begrenzungswand der Verdampfungsunterdrückungsnut 10, auf die der Wischer anschließend stößt, vertikal geformt ist.
Dadurch verringert sich die durch den Wischer abgewischte Tintenmenge und die in jeder der Verdampfungsunterdrückungsnuten 10 zurückzuhaltende Tintenmenge wird sichergestellt. Außerdem kann der Tintennebel leichter von der umliegenden Fläche gesammelt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden wie oben beschrieben in der Nähe der jeweiligen Austrittsöffnungen Verdampfungsunterdrückungsnuten bereitgestellt. Die Luftfeuchtigkeit um die Austrittsöffnungen herum wird erhöht. Dadurch wird die Verdampfung aus den Austrittsöffnungen unterdrückt und gleichzeitig verhindert, dass die Entladungen instabil werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich auch nicht nur die Zeiträume der stabilen Entladungen bis zum Auftreten instabiler Entladungen verlängern und so der Anstieg der Betriebskosten oder Ähnlichem einschränken, sondern auch die Erhöhung der Dichte am Anfang des Druckvorgangs infolge der Verdampfung aus den Austrittsöffnungen verhindern. Ferner wird die wasserabstoßende Wirkung auf der Lochplatte umso stärker erhöht, als die Entfernung von den Verdampfungsunterdrückungsnuten zunimmt. Durch diese Anordnung wird das Sammeln der Tinte in den Verdampfungsunterdrückungsnuten unterstützt. Ferner wird der Querschnitt jeder Verdampfungsunterdrückungsnut so geformt, dass deren Begrenzungswand, auf die der Wischer bei der Wischoperation zuerst stößt, angeschrägt ist, während die Begrenzungswand, auf die der Wischer später stößt, vertikal ist, sodass die durch den Wischer abgewischte Tintenmenge verringert und somit ein leistungsfähiger Tintenstrahlkopf hergestellt werden kann.

Claims

Tintenstrahlkopf, der mit einer Lochplatte (2) ausgestattet ist, welche eine Vielzahl zu dieser Platte hin offener und in einer Matrix angeordneter Austrittsöffnungen (1), und in der Nähe der Austrittsöffnungen (1) Verdampfungsunterdrückungsnuten (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei benachbarten aus der Vielzahl von Austrittsöffnungen (1) im Abstand von 30 μm von den beiden benachbarten aus der Vielzahl von Austrittsöffnungen (1) eine Verdampfungsunterdrückungsnut (10) angeordnet ist.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, bei dem die Innenfläche jeder der Verdampfungsunterdrückungsnuten (10) gegenüber der Lochplatte (2) hydrophil ist.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1 oder 2, bei dem außerhalb der Verdampfungsunterdrückungsnuten (10) um die Matrix der Austrittsöffnungen (1) herum eine Nut (8) bereitgestellt wird.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 3, bei dem die hydrophilen Eigenschaften der Verdampfungsunterdrückungsnuten (10) stärker als bei der Nut (6) um die Matrix der Austrittsöffnungen (1) herum sind.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, bei dem für einen Abschlusswandbereich der Querschnittform jeder der Verdampfungsunterdrückungsnuten (10) eine Schräge so bereitgestellt wird, dass der Abschlusswandbereich nicht senkrecht zur Lochplatte (2) steht.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 3, bei dem die Verdampfungsunterdrückungsnuten (10) nicht mit der um die Matrix der Austrittsöffnungen (1) herum angeordneten Nut (8) verbunden sind.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, bei dem die wasserabstoßende Wirkung, mit der die Lochplatte (2) ausgestattet ist, mit zunehmendem Abstand von den Nuten (10) auf der Lochplatte zunimmt,
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, bei dem ein mit einem wasserabstoßenden Material bedeckter Flächenanteil auf der Lochplatte (2) erhöht wird, um die wasserabstoßende Wirkung in dem Maße relativ zu erhöhen, wie der Abstand von den Nuten (10) auf der Lochplatte zunimmt.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, bei dem ein Endwandteil jeder der Verdampfungsunterdrückungsnuten (10), auf das bei einer Wischoperation zuerst gestoßen wird, in einem spitzen Winkel gebildet ist, während ein Endwandteil davon, auf das bei der Wischoperation später gestoßen wird, bezüglich der Endkonfiguration der jeweiligen Verdampfungsunterdrückungsnut (10) vertikal oder in einem stumpfen Winkel gebildet ist.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, bei dem eine Tiefe jeder der Verdampfungsunterdrückungsnuten (10) ein μm oder mehr beträgt.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 10, bei dem eine Tiefe jeder der Verdampfungsunterdrückungsnuten (10) drei μm oder mehr beträgt.