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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen einer
Flüssigkeit,
und zwar eine Vorrichtung, die insbesondere in einem Tintenstrahldrucker
verwendbar ist.
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JP 04,021844 und
US-A-5,278,126 beschreiben
Vorrichtungen zum Bewegen von Tinte, die ein Medium mit kontrollierten
hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften umfassen. Die Vorrichtungen zählen jedoch
nicht zu den Tintenstrahlvorrichtungen.
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In
der Tintenstrahldrucktechnik liegt das Hauptaugenmerk auf der Verbesserung
der Qualität sowie
der Druckgeschwindigkeit.
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Das
Ziel nahezu aller derzeit entwickelten Drucktechniken besteht darin,
hochwertige Kopien in möglichst
kurzer Zeit anzufertigen. Um bei Tintenstrahltechnologien hohe Druckgeschwindigkeiten
zu erzielen, erhöhen
viele Hersteller die Anzahl der Düsen auf der Oberfläche der
Köpfe für den Tintentropfenausstoß, um eine
größere Zahl
von Punkten auf dem Empfangsmedium parallel drucken zu können. Die
Zahl der Düsen
auf der Kopfoberfläche
ist jedoch wegen der Probleme mit der Wärmeableitung begrenzt, die
bei Verfahren auftreten, die mit Hochtemperaturtinten arbeiten,
wie bei den von Canon und Hewlett Packard entwickelten Technologien,
oder wegen der Probleme mit der Maßhaltigkeit durch Einwirkung
von Schwingungen, die bei der von Seiko-Epson entwickelten piezoelektrischen
Technologie.
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Eine
dieser Technologien traditionell in Tintenstrahlköpfen verwendeten
Technologien besteht darin, die in einem Kanal vorhandene Tinte
in kurzer Zeit auf eine hohe Temperatur zu bringen, und zwar typischerweise
auf 300 bis 400°C.
Dies bewirkt eine lokale Verdampfung der Tinte, was wiederum den Auswurf
von Tropfen des flüssigen
Teils der Tinte bewirkt, die sich zwischen der Verdampfungszone
und der Oberfläche
des Tintenstrahlkopfes befindet. Das Verfahren macht die Anwesenheit
von Wärmeenergie
im Volumen des Tintenstrahlkopfes erforderlich, die wiederum abgeführt werden
muss.
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Andere
Techniken, beispielsweise die in Patentanmeldung WO96/32284 beschriebenen,
bestehen darin, Flüssigkeit
in Kontakt mit einem ringförmigen
Heizelement zu bringen, das im Umfang der Öffnung eines Kanals angeordnet
ist, der einen Vorratsbehälter
mit darin befindlicher Flüssigkeit
mit der Öffnung
auf der Oberfläche
des Tintenstrahlkopfes verbindet. Der Vorratsbehälter wird mit Druck beaufschlagt,
damit die Tinte durch den Kanal tritt und sich über der Heizringfläche des
Tintenstrahlkopfes ausbreitet.
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Wenn
das Heizelement des Tintenstrahlkopfes auf eine Temperatur von ca.
130°C angehoben wird,
unterliegt die Oberflächenspannung
des Tintentropfens bei Kontakt mit dem Heizelement erheblichen Veränderungen.
Die Änderung
der Oberflächenspannung
bewirkt eine Verringerung des Krümmungsradius
des Tintentropfenmeniskus, wodurch dieser frei durch den Kanal treten
und einen Tropfen in der für
den Druckvorgang geeigneten Größe bilden kann.
Sobald sich der Tropfen gebildet hat, wird er ausgestoßen, beispielsweise
mit einem elektrostatischen Feld zwischen dem Tintenstrahlkopf und
dem Druckmedium, beispielsweise einem Bogen Papier. Diese Technik,
die den Vorteil hat, dass eine erheblich niedrigere Temperatur benötigt wird,
um ein bestimmtes Tintenvolumen auszustoßen, ist daher zur Herstellung
hochintegrierter Tintenstrahlköpfe
besser geeignet. Während
man in der Theorie nur die Oberfläche des Tintentropfenmeniskus
zu erwärmen braucht,
um eine Änderung
im Krümmungsradius
zu bewirken und somit die Bildung des Tintentropfens zu erreichen,
ist es in der Praxis notwendig, das gesamte Volumen des Tintentropfens
zu erwärmen,
was den Einsatz einer viel größeren Energie
zum Ausstoßen
eines Tintentropfens erforderlich macht. Es sei jedoch darauf hingewiesen,
dass während
der Erwärmung
des Tintenvolumens ein Teil der zur Bildung des Tintentropfens zugeführten Energie
auch beim Ausstoßen
noch darin enthalten ist, was deren Ableitung vereinfacht, da sie
nicht im Tintenstrahlkopf verbleibt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Bewegen einer Flüssigkeit
bereitzustellen, beispielsweise Tinten, die die zum Ausstoßen eines
Tropfens dieser Flüssigkeit
erforderlichen Energie minimiert.
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Eine
derartige Vorrichtung ermöglicht
das Ausstoßen
der Flüssigkeit
aus einem Kanal und das Ausstoßen
eines genau bemessenen Volumens der Flüssigkeit.
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Diese
Aufgaben werden mit der vorliegenden Erfindung gelöst, die
sich auf eine Vorrichtung zum Bewegen einer Flüssigkeit nach Anspruch 1 bezieht.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft zudem einen Flüssigkeit ausstoßenden Druckkopf
nach Anspruch 10.
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Alle
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend beschrieben wird, werden zum
Bewegen einer hydrophilen Flüssigkeit
verwendet. Wenn die auszustoßende
Flüssigkeit
hydrophob ist, werden die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele
unter Verwendung geeigneter Polymere angewandt. Beispielsweise sind
Polymere wählbar,
die sich im hydrophoben Zustand befinden, wenn sie keiner äußeren Belastung
unterliegen, und im hydrophilen Zustand, wenn sie einer äußeren Belastung
unterliegen.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen
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1A ein
Polymerelement in einem hydrophilen Zustand, auf dem sich ein Tropfen
einer hydrophilen Flüssigkeit
befindet;
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1B ein
Polymerelement in einem hydrophoben Zustand, auf dem sich ein Tropfen
einer hydrophilen Flüssigkeit
befindet;
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2 ein
Polymerelement mit einem Mittel zur Erzeugung einer externen Belastung;
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3 einen
Kanal zum Ausstoßen
einer Flüssigkeit
mit den Mitteln zum erfindungsgemäßen Bewegen der Flüssigkeit,
wobei sich das Polymerelement in einem hydrophilen Zustand befindet;
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4 einen
Kanal zum Ausstoßen
einer Flüssigkeit
mit den Mitteln zum erfindungsgemäßen Bewegen der Flüssigkeit,
wobei sich das Polymerelement in einem hydrophoben Zustand befindet;
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5A einen
Teil eines Flüssigkeit
ausstoßenden
Druckkopfes mit den Mitteln zum erfindungsgemäßen Bewegen der Flüssigkeit,
wobei sich das Polymerelement in einem hydrophilen Zustand befindet;
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5B einen
Teil eines Flüssigkeit
ausstoßenden
Druckkopfes mit den Mitteln zum erfindungsgemäßen Bewegen der Flüssigkeit,
wobei sich das Polymerelement in einem hydrophoben Zustand befindet;
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6 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines Flüssigkeit
ausstoßenden
Druckkopfes mit den Mitteln zum erfindungsgemäßen Bewegen der Flüssigkeit;
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7 ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines Flüssigkeit
ausstoßenden
Druckkopfes mit den Mitteln zum erfindungsgemäßen Bewegen der Flüssigkeit;
und
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8 ein
viertes Ausführungsbeispiel
eines Flüssigkeit
ausstoßenden
Druckkopfes mit den Mitteln zum erfindungsgemäßen Bewegen der Flüssigkeit.
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Im
Allgemeinen besteht die zum erfindungsgemäßen Bewegen einer Flüssigkeit 10 verwendete Technik
aus der Verwendung eines Polymerelements 20, dessen hydrophile
oder hydrophobe Eigenschaften unter Wirkung einer externen Belastung
auswählbar
sind. Das Polymerelement 20 kann sich in einem hydrophilen
Zustand 20a oder in einem hydrophoben Zustand 20b befinden.
Das Grundprinzip besteht in der Verwendung eines Elements 20,
das aus derartigen Polymeren zusammengesetzt ist, die sich in Kontakt
mit der zu bewegenden Flüssigkeit 10 befinden.
Wenn sich das Polymer in seinem hydrophilen Zustand 20a befindet,
wie in 1A dargestellt, neigt die Flüssigkeit 10 dazu,
in Kontakt mit dem Polymerelement zu bleiben. Wenn das Polymer auf
seinen hydrophoben Zustand 20b umgeschaltet wird, wie in 1B gezeigt,
wird die Flüssigkeit 10 tendenziell abgestoßen und
bildet daher einen Tropfen auf der Oberfläche des Polymerelements. Das
Umschalten des Polymers von einem Zustand auf den anderen bewirkt
eine Bewegung der Flüssigkeit.
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Abhängig von
dem gewählten
Polymer lässt sich
die notwendige externe Belastung zur Umschaltung von einem Zustand
in den anderen ermitteln und damit die Mittel zur Erzeugung der
externen Belastung.
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Wenn
thermoumkehrbare Polymere ausgewählt
werden, also Polymere, die bei Überschreiten einer
Schwellentemperatur, die als Phasenübergangstemperatur bezeichnet
wird, von einem hydrophilen in einen hydrophoben Zustand und umgekehrt
umschalten, ist die externe Belastung die Beaufschlagung mit Wärmeenergie.
Vorzugsweise sollten thermisch umkehrbare Polymere verwendet werden,
deren Phasenübergangstemperatur
zwischen 20 und 100°C
liegt und vorzugsweise zwischen 30 und 70°C.
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2 zeigt
ein Polymerelement 20 mit dem Mittel 30 zum Erzeugen
der externen Belastung, d.h. in diesem Fall der Wärmeenergie.
Die Mittel 30 bestehen aus einem Temperatursteuerungselement, beispielsweise
einem Heizelement 31, das unter dem Polymerelement angeordnet
ist. Das Heizelement besteht beispielsweise aus einer dünnen Schicht
eines polykristallinen Siliciums, in dem ein Strom zum Fließen gebracht
wird, der auf die Erzeugung einer Menge an Wärmeenergie ausgelegt ist, die
dem Polymer das Überschreiten
der Phasenübergangstemperatur
ermöglicht,
um von einem Zustand in den anderen zu schalten. Das Polymerelement
kann dann in seinen Ausgangszustand zurückkehren, nachdem die Temperatur
durch einfache Wärmeableitung
gefallen ist. Ein zusätzliches
Kühlelement
kann ebenfalls vorgesehen werden, beispielsweise einen Kühler oder
ein Pelletiereffektbaustein.
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Die
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten
wärmeumkehrbaren
Polymere sind organische Polymere, wie die in der Patentanmeldung WO
91/15526 beschriebenen. Dabei handelt es sich um Polymere, die eine
hydrophile Gruppe und eine hydrophobe Gruppe aufweisen, wobei die
hydrophile Gruppe ein wasserlösliches,
ionisch polymerisierbares Vinylpolymer ist, und die hydrophobe Gruppe
ein Acrylamid- oder Methacrylamidmonomer umfasst. Beispielsweise
ist ein Poly(N-Alkylacrylamid), ein modifiziertes Glycolpolyethylen
oder ein Polysilylamin wählbar.
Vorzugsweise wird ein Polymer verwendet, das von einem Zustand sehr
schnell in den anderen Zustand umschaltet, beispielsweise Poly(N-Isopropylacrylamid).
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Um
das Polymerelement 20 zur Umschaltung aus dem hydrophilen
Zustand in den hydrophoben Zustand zu veranlassen, muss es eine
geeignete Hydrophil-/Hydrophob-Phasenübergangstemperatur Tg überschreiten.
Poly(N-Isopropylacrylamid) hat eine Temperatur Tg von ca. 32°. Wenn das
Polymer eine Temperatur von kleiner als 32°C aufweist, ist es hydrophil.
Wenn die Temperatur höher
als 32°C
ist, wird es hydrophob. Die Hydrophil-/Hydrophob- Phasenübergangstemperatur eines Polymers
ist durch verschiedene Mittel modifizierbar. Durch Hinzufügen eines
Surfactants zu der zu bewegenden Flüssigkeit lässt sich beispielsweise die
Phasenübergangstemperatur
erhöhen.
Diese Technik wird beispielsweise in der Publikation, Langmuir,
1995, Band 11, Nr. 7, Seite 2493–2495 beschrieben. Die Phasenübergangstemperatur
Tg von Poly(N-Isopropylacrylamid) kann beispielsweise zwischen 32°C und 90°C verändert werden.
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Es
sind elektrisch leitende, organische Polymere wählbar, beispielsweise Polymethylethiophen, die
unter Einwirkung eines elektrischen Stroms als externe Belastung
aus dem hydrophilen Zustand in den hydrophoben Zustand und umgekehrt
umschalten. Die Mittel zum Erzeugen der externen Belastung sind
in diesem Fall Mittel zur Anwendung eines elektrischen Stroms auf
das Polymerelement.
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Abhängig von
dem gewählten
Polymer können
andere externe Belastungen verwendet werden, beispielsweise eine
pH-Änderung,
eine Änderung der
ionischen Stärke
oder ein Druck. Für
jedes Polymer werden die geeigneten Mittel zur Erzeugung der Belastung
durch Fachleute bestimmt, die die Belastung kennen, die notwendig
ist, um das Polymer aus dem hydrophilen Zustand in den hydrophoben
Zustand umzuschalten.
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Für die betreffenden
Polymere ist bekannt, dass die Änderung
des hydrophilen/hydrophoben Zustands eine Änderung des Polymervolumens
nach sich zieht. Vorzugsweise werden diese Volumenschwankungen berücksichtigt.
Die Steuerung der Volumenschwankungen von Polymeren, die von einem hydrophilen
in einen hydrophoben Zustand umschalten, ist ebenfalls bekannt.
Daher sind bekannte Techniken verwendbar, wie die in Polymer Communications, "Synthesis of fast
response, temperature-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) gel
(Synthese eines schnell ansprechenden, temperaturempfindlichen Poly(N-Isopropylacrylamid)gels)" beschriebenen.
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In
den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die verwendeten
Polymere thermoumkehrbare Polymere.
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3 und 4 zeigen
einen mit einer Flüssigkeit 10 gefüllten Kanal 40.
Um die Flüssigkeit 10 aus
dem Kanal 40 zu bewegen, sind Mittel 20, 30 vorgesehen,
die die Flüssigkeit 10 entlang der
Innenwand des Kanals 40 in Nähe des Endes 40a des
Kanals bewegen. Die Bewegungsmittel umfassen ein Polymerelement 20,
dessen hydrophile oder hydrophobe Eigenschaften unter Wirkung von
Wärmeenergie
wählbar
sind. Das Polymerelement 20 kann sich in einem hydrophilen
Zustand 20a oder in einem hydrophoben Zustand 20b befinden.
Die Bewegungsmittel umfassen Mittel zur Steuerung der Temperatur,
bei welchen es sich um die Heizmittel 31 für das Polymerelement 20 handelt.
Die Heizmittel 31 sind die gleichen wie die für 2 beschriebenen. Das
Polymerelement 20 wird durch die Heizmittel bedeckt. Das
Polymerelement ist auf eine Schwellentemperatur erwärmbar, bei
der es sich um die Phasenübergangstemperatur
des Polymers handelt. In der in 3 dargestellten
Vorrichtung wird das Polymerelement 20 in seinem hydrophilen
Zustand 20a dargestellt. Die Flüssigkeit 10 ist gleichmäßig über den
Kanal 40 verteilt. 4 zeigt
das Polymerelement 20 in seinem hydrophoben Zustand 20b.
In diesem Fall neigt die am hydrophoben Polymerelement 20b vorhandene
Flüssigkeit 10 dazu,
von diesem Element abgewiesen zu werden, wodurch auf der Innenseite
des Kanals 40 ein Leervolumen 50 entsteht. Das
Volumen der Flüssigkeit,
das sich zwischen dem Polymerelement 20 und dem Ende 40a des
Kanals befindet, ist ein unabhängiges
Flüssigkeitsvolumen, das
aus dem Kanal bewegt wird. Um ein Zurücklaufen der Flüssigkeit
in die Mittel zur Zuführung
der Flüssigkeit
zu vermeiden, können
die Zuführungsmittel
durch in der Technik bekannte Mittel unter Druck gehalten werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die aus der Vorrichtung erfindungsgemäß zu bewegende
Flüssigkeit
eine Druckflüssigkeit,
beispielsweise eine Drucktinte oder ein Thermopolymer, das ein dreidimensionales
Drucken in stereolithografischen Prozessen ermöglicht.
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5A und 5B zeigen
einen Teil eines Flüssigkeit
ausstoßenden
Druckkopfs 60 zum Drucken auf einem Träger 800, der ein Mittel
zum Zuführen 700 der
Druckflüssigkeit
und einen Kanal 400 zum Bewegen der Flüssigkeit 100 nach
außen
umfasst. Wenn die Flüssigkeit
eine Tinte 100 ist, handelt es sich bei der Vorrichtung
zum erfindungsgemäßen Bewegen
der Flüssigkeit
konkret um einen Tintenstrahldruckkopf. Der Kanal 400 endet
in einer Düse 400a,
die nach außen
geöffnet
ist. Der Umfang der Düse 400a ist
mit einem Polymerelement 200 versehen. Das Polymerelement 200 kann
sich in einem hydrophilen Zustand 200a oder in einem hydrophoben Zustand 200b befinden.
Ein derartiges Element ist vorgesehen, um einen Tintentropfen 100 zu
erzeugen, wodurch die Tinte 100 ausstoßbar ist. Das Polymerelement 200 ist
vorzugsweise eine sehr dünne Schicht.
Die Mittel zur Steuerung der Temperatur sind Heizmittel 310,
wie die zuvor beschriebenen. Die besagten Heizmittel 310 sind
unter dem Polymerelement 200 vorgesehen.
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5A stellt
den Teil des Tintenstrahlkopfes dar, wenn sich das Polymerelement
in seinem hydrophilen Zustand 200a befindet. Da die Mittel
zur Zuführung 700 der
Tinte stets unter Druck stehen, um zu verhindern, dass die Tinte
in die Zuführungsmittel 700 zurückläuft, kommt
die Tinte in Kontakt mit dem Polymerelement 200 und bleibt
tendenziell damit in Kontakt. Wenn das Polymerelement in seinen
hydrophoben Zustand 200a wechselt, wie in 5B dargestellt,
trennt sich die Tinte von dem Polymerelement 200. Da die
Mittel zur Zuführung
der Tinte unter Druck bleiben, kann die Tinte nicht zu den Zuführungsmitteln 700 zurückkehren
und einen Tintentropfen bilden. Der Tintentropfen 100 kann
durch bekannte Mittel ausgestoßen
werden, wie in der Technik bekannt ist. Beispielsweise kann ein
elektrostatisches Feld angelegt werden, wie in der Patentanmeldung WO
96/322284 beschrieben.
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In
einer Variante des Ausführungsbeispiels ist
das Polymerelement nicht am Umfang der Düse angeordnet, sondern entlang
der Innenwand des Kanals 400 in Nähe der Düse 400a. Das Polymerelement
ist vorzugsweise ringförmig.
In diesem Ausführungsbeispiel
kann ein Element an der Peripherie auch verwendet werden, um ein
Ausstoßen
der Tinte zu ermöglichen.
Wenn die Flüssigkeit
beispielsweise hydrophil ist, ist das Element ein hydrophobes Polymerelement.
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6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Tintenstrahlkopfs 60.
Ein erstes Polymerelement 200 ist an dem Umfang der Düse 400a angeordnet,
und ein zweites Polymerelement 201 ist entlang der Innenwand
des Kanals 400 angeordnet. Das Polymerelement 201 ist
vorzugsweise ringförmig.
Die Heizmittel 310 und 311 sind angeordnet, um
die Polymerelemente 200 bzw. 201 zu erwärmen. In
diesem Ausführungsbeispiel
lässt sich das
Volumen des auszustoßenden
Tropfes bestimmen. Die Polymerelemente 200 und 201 befinden sich
zunächst
in einem hydrophilen Zustand. Wenn ein Tintenvolumen erforderlich
ist, um einen Tropfen zu erzeugen, wird das Polymerelement 201 erwärmt und
wechselt in seinen hydrophoben Zustand. Das Volumen der Tinten wird
aus dem Kanal 400 herausbewegt. Dann wechselt das Polymerelement 200 in seinen
hydrophoben Zustand, damit die Tinte ausgesto ßen werden kann. Da das Polymerelement 201 in seinem
hydrophoben Zustand gehalten wird, kann die Tinte nicht in den Kanal 400 zurückkehren.
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Nach
einem anderen, in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel
sind nicht gezeigte Heizmittel vorhanden, um das Polymer nicht direkt
zu erwärmen,
sondern die Tinte 100 in den Tintenzuführungsmitteln 700.
Ein Polymerelement 200 ist am Umfang der Düse 400a angeordnet.
Um zu vermeiden, dass sich der Tintentropfen, der sich am Umfang
der Düse 400a bildet, über die
gesamte äußere Fläche des
Tintenstrahldruckkopfes 60 ausbreitet, sind die Materialien
für die
Außenfläche des
Tintenstrahldruckkopfes vorzugsweise hydrophob. Die Tinte breitet
sich somit nicht über
das Polymerelement 200 hinaus aus.
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Die
Tinte 100 wird auf eine Temperatur T erwärmt, die
höher als
die Phasenübergangstemperatur
Tg des Polymerelements 200 ist. Wenn die Tinte 100 die
Düse 400a bei
der Temperatur T verlässt,
ist sie in Kontakt mit dem Polymerelement 200. Die Wärme der
Tinte wird auf das Polymerelement 200 übertragen, die die Phasenübergangstemperatur
Tg überschreitet.
Dann wechselt das Polymerelement 200 in seinen hydrophoben
Zustand 200b. Der Benetzungswinkel der Tinte 100 vergrößert sich,
wodurch sich ein Tintentropfen 100 bildet. Der Tintentropfen 100 kann
dann in gleicher Weise ausgeworfen werden, wie zuvor für das Ausführungsbeispiel aus 5B beschrieben.
Wenn die Heizmittel nicht aktiviert werden, hat die Tinte 100 eine
Temperatur, die kleiner als die Phasenübergangstemperatur des Polymerelements 200 ist,
das sich damit in seinem hydrophilen Zustand 200a befindet.
In diesem Fall kann die Tinte auf der Oberfläche des Tintenstrahlkopfes
keinen Tropfen bilden, so dass sie nicht ausgeworfen wird. Um zu
verhindern, dass der Tintenstrahlkopf blockiert, weil die Tinte
an der Kanalöffnung
trocknet, lässt
sich der Druck in den Zuführungsmitteln
verringern oder abbauen, damit die Tinte in die Zuführungsmittel
zurückkehrt.
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Ein
ringförmiges
Polymerelement 201 ist in dem Kanal 400 vorteilhaft
vorgesehen, um den Ausstoß der
Tinte 100 zu steuern. 8 stellt
dieses alternative Ausführungsbeispiel
dar. Heizmittel 311, wie die in 2 beschriebenen,
sind vorgesehen, um das Polymerelement 201 zu erwärmen. Das
Polymerelement 201 bedeckt die gesamte Oberfläche des
Heizmittels 311, so dass die gesamte Oberfläche des
Polymerelements 201 seinen Zustand ändert. Die Phasenübergangstemperatur
Tg' der in dem Polymerelement 201 verwendeten
Polymere muss höher
sein als die Phasenübergangstemperatur
Tg der in dem Polymerelement 200 verwende ten Polymere und
höher als
die Temperatur T der Tinte. Wenn die Tinte 100 nicht ausgestoßen werden
soll, wird das Polymerelement 201 in seinem hydrophoben
Zustand gelassen, indem es mithilfe der Heizmittel 311 auf
eine Temperatur gebracht wird, die höher als Tg' liegt. Die in dem Kanal 400 vorhandene
Tinte 100 ist nicht länger
in der Lage, aus der Oberfläche
des Tintenstrahlkopfes herauszulaufen, wodurch ein Ausstoß unmöglich wird.
Wenn die Tinte 100 ausgestoßen werden soll, wird das Polymerelement 201 zunächst in
seinem hydrophilen Zustand gehalten, indem die Heizmittel 311 nicht
aktiviert werden. Die Tinte 100 kann daher frei zur Oberfläche des
Tintenstrahlkopfes laufen. Wenn die Temperatur T höher als
die Phasenübergangstemperatur
Tg des Polymerelements 200 ist, wechselt dieses Polymerelement 200 bei
Kontakt mit der Tinte aus dem hydrophilen in den hydrophoben Zustand,
wodurch sich ein Tintentropfen auf der Oberfläche des Kopfes bilden kann.
Das Polymerelement 201 kann dann auf seinen hydrophoben
Zustand umgeschaltet werden, indem die Heizmittel 311 aktiviert
werden, wodurch der Tintenfluss im Kanal 400 stoppt, was
es ermöglicht, das
Volumen der auszustoßenden
Tinte genau zu wählen.
Wenn der so gebildete Tropfen ausgestoßen worden ist, kehrt das Polymerelement 200,
das nicht mehr in Kontakt mit der erwärmten Tinte ist, in seinen hydrophilen
Zustand zurück.
Um den Ausstoßzyklus eines
Tintentropfens erneut zu starten, werden die Heizmittel 311 deaktiviert,
wodurch das Polymerelement 201 in seinen hydrophilen Zustand
zurückkehren
kann, und wodurch die Tinte frei im Kanal zur Oberfläche des
Tintenstrahlkopfes strömen
kann.