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GEBIET DER ERFINDUNG UND
STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsausstoßverfahren
zum Ausstoßen
von Flüssigkeit
in Form eines Tröpfchens
auf ein Aufzeichnungsmedium.
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Flüssigkeitsausstoßverfahren
zum Aufzeichnen von Bildern durch Ausstoßen einer Flüssigkeit
in Form eines Tröpfchens
durch Wärmeenergie
aus einer Ausstoßöffnung auf
ein Aufzeichnungsmedium zeichnen sich gegenüber anderen Aufzeichnungsverfahren
durch Erzeugung einer besseren Bildqualität, durch ein hohes Auflösungsvermögen, wenig Lärm, einfaches
Aufzeichnen in Farben und Verwendung von gewöhnlichem Papier als Aufzeichnungsmedium
aus.
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Zur
Erzeugung einer hohen Bildqualität
bei Anwendung eines Flüssigkeitsausstoßverfahrens muß das in
Form von Tröpfchen
auszustoßende Flüssigkeitsvolumen
stabil bleiben. Dafür
wurden verschiedne Wege vorgeschlagen. So wird zum Beispiel bei
dem im japanischen Dokument 10941 vorgeschlagenen Verfahren durch
Aufbringen von Wärmeenergie
auf die in einem zur Ausstoßöffnung führenden
Kanal vorhandene Flüssigkeit
ein Bläschen
in dieser erzeugt und ein Flüssigkeitströpfchen aus
der Ausstoßöffnung ausgestoßen, wobei
unter der Voraussetzung, daß der
Wert der linearen Differentialgeschwindigkeit, mit welcher das Tröpfchen ausgestoßen wird,
negativ ist, das Bläschen
in die Atmosphäre geöffnet wird.
Bei einem nach diesem Verfahren betriebenen Flüssigkeitsausstoßkopf ist
der Abstand zwischen dem Heizelement zur Erzeugung von Wärme energie
und der Ausstoßöffnung relativ
kurz. Dadurch ist bei einem solchen Kopf das Verhältnis aus Wärmeenergie
und Bläschenwirkung,
d.h. die Energieeffizienz besser als bei einem herkömmlichen Kopf.
Außerdem
wird bei einem nach diesem Verfahren betriebenen Ausstoßkopf die
zwischen dem Heizelement und der Ausstoßöffnung vorhandene Flüssigkeit
fast vollständig
ausgestoßen,
so daß bei
jedem Ausstoßvorgang
das Volumen der ausgestoßenen
Flüssigkeit
gleich ist.
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Demzufolge
mußte
die herkömmliche
Flüssigkeitsausstoßtechnologie
stark verbessert werden. Auch nach der herkömmlichen Technologie kann die Menge
an Flüssigkeitsspritzern
und Flüssigkeitsnebel
verringert werden, wenn beim Ausstoßen des Flüssigkeitströpfchen unter der Bedingung,
daß der lineare
Differentialwert der Geschwindigkeit des vorderen Endes des Bläschens in
Ausstoßrichtung
negativ ist, das Bläschen
sich in die Atmosphäre öffnen kann.
Das heißt,
daß auch
bei herkömmlichen
Technologien eine durch Spritzen und Nebelbildung der Flüssigkeit
verursachte schlechte Bildqualität
verhindert werden kann. Um eine noch bessere Bildqualität zu erzeugen,
müssen
die herkömmlichen
Technologien weiter verbessert werden.
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Bei
einem herkömmlichen
Flüssigkeitsausstoßverfahren
wird zum Zeitpunkt des Ausstoßens von
Flüssigkeit
in einem extrem kurzen Zeitraum eine kleine Flüssigkeitssäule in der Mitte der Ausstoßöffnung gebildet,
wobei das Vereinigen des Bläschens mit
der Atmosphäre
unmittelbar neben dieser Säule erfolgt.
Mit anderen Worten, das Vereinigen oder Integrieren des Bläschens mit
der bzw. in die Atmosphäre
erfolgt nicht in der Mitte der Ausstoßöffnung, so daß das hintere
Ende des Bläschens
nicht zur Ausstoßöffnungsmitte
ausgerichtet ist. Dadurch wird die Flugrichtung und somit die gewünschte Auftreffgenauigkeit
des Flüssigkeitströpfchens
auf dem Auf zeichnungsmedium beeinträchtigt. Zur Erzeugung qualitativ
hochwertiger nach herkömmlichen
Technologien muß auch
dieser Aspekt des Flüssigkeitsausstoßens in
Betracht gezogen werden.
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Wie
bereits erwähnt,
besteht die Hauptaufgabe zum Erreichen der gewünschten Tröpfchenauftreffgenauigkeit und
somit der gewünschten
Bildqualität
darin, Spritzen und Vernebeln des Ausstoßflüssigkeit zu verhindern.
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Im
Dokument EP-A-0 641 654 ist ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsverfahren
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 beschrieben, bei welchem ein durch Wärme erzeugtes
und Flüssigkeit ausstoßendes Bläschen sich
mit der Umgebung vereinigt.
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Demzufolge
wird gemäß dieser
Erfindung das im Anspruch 1 definierte Flüssigkeitsausstoßverfahren
bereitgestellt.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Flüssigkeitsausstoßverfahren,
welches bei jedem Ausstoßvorgang
ein stabiles Flüssigkeitsvolumen,
eine stabile Ausstoßgeschwindigkeit sowie
stabile Flüssigkeitsauftreffgenauigkeit
gewährleistet.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Flüssigkeitsausstoßverfahren,
bei welchem Spritzen und Vernebelung des ausgestoßenen Flüssigkeitströpfchens
verhindert werden kann.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Flüssigkeitsausstoßverfahren,
welches eine ausgezeichnete Aufzeichnungsqualität gewährleistet.
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Bei
einem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in dem Moment, in welchem das Bläschen sich in die Atmosphäre öffnet, besser
aber vor diesem Zeitpunkt, der hintere Abschnitt der Flüssigkeitssäule, d.h.
ein Abschnitt der Grenzfläche
zwischen der Dampfphase (Bläschen)
und der Flüssigkeit
nahezu korrekt zur Mittelachse der entsprechenden Ausstoßöffnung ausgerichtet.
Das heißt,
daß die Flüssigkeitssäule beim
Ausstoßen
im wesentlichen der Mittelachse der Ausstoßöffnung folgt und deren hinteres
Ende den entsprechenden Abschnitt des Substrats so lange berührt, bis
ein bestimmter Abstand zwischen deren vorderen Ende und der Substratoberfläche erreicht
ist. Mit anderen Worten, die Flüssigkeitssäule bleibt
gerade, bis diese sich vom Substart löst, und fliegt dann in Form
eines Tröpfchens
gerade weiter.
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Bei
dem diese Erfindung verkörpernden
Verfahren wird zum Zeitpunkt des Übergangs der Flüssigkeitssäule in ein
Flüssigkeitströpfchen oder
vorzugsweise unmittel davor, d.h. im Moment des Lösens des
hinteren Ende der Flüssigkeitssäule von
der restlichen Flüssigkeit
im Flüssigkeitskanal
das Bläschen
oder der Dampfanteil nahe dem Substrat innerhalb des Flüssigkeitskanals
mit der Atmosphäre
verbunden. Dadurch wird Spritzen oder Vernebeln von Flüssigkeit
verhindert, doch wenn dieses Phänomen wirklich
zu verzeichnen ist, tritt dieses innerhalb des Flüssigkeitskanals
auf. Bei diesem Verfahren wird immer ein konstantes Flüssigkeitsvolumen
bei konstanter Geschwindigkeit ausgestoßen und auch das hintere Ende
des Flüssigkeitströpfchens,
d.h. das hintere Ende der Flüssigkeitssäule ist
immer gleich. Demzufolge ist eine Verschlechterung der Bildqualität durch
Satellitentröpfchen
nicht zu verzeichnen.
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Bei
dem diese Erfindung verkörpernden
Verfahren öffnet
das Bläschen
sich in die Atmosphäre. Mit
anderen Worten, das Bläschen
schrumpft nicht und fällt
auch nicht in sich zusammen. Dadurch wird ein Beschädigen der
Heizelemente durch Kavitation verhindert und somit eine längere Lebensdauer
des Flüssigkeitsausstoßkopfes
errecht.
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Diese
und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
sind aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher zu erkennen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die 1(a)-(h) zeigen schematisch Schnittansichten
einer Ausstoßöffnung und
deren nähere Umgebung
und Phasen der Bläschenerzeugung
und des Ausstoßens
von Flüssigkeit
nach einem Verfahren in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
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Die 2(a)-(h) zeigen schematisch Schnittansichten
einer Ausstoßöffnung und
von deren nähere
Umgebung und Phasen der Bläschenerzeugung
und des Ausstoßens
von Flüssigkeit
nach einem weiteren Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung.
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Die 3(a)-(c) zeigen schematisch Schnittansichten
einer Ausstoßöffnung und
deren nähere Umgebung
rechtwinklig zur Flüssigkeitsausstoßrichtung
und die Änderung
der Berührung
zwischen dem hinteren Ende der Tintensäule und der Oberfläche des
Heizelements beim Ausstoßen
von Tinte nach einem der genannten Tintenausstoßverfahren in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
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Die 4(a)-(c) zeigen schematisch einen Flüssigkeitsausstoßkopf, welcher
mit dem Flüssigkeitsausstoßverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung kompatibel ist, wobei 3(a) diesen
Kopf in perspektivischer Darstellung, 3(b) dessen
Draufsicht und 3(c) dessen Schnittansicht
B-B zeigt.
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5 zeigt
die Schnittansicht eines weiteren Flüssigkeitsausstoßkopfes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt
die Schnittansicht noch eines weiteren Flüssigkeitsausstoßkopfes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
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Die 7(a)-(f) zeigen Schnittansichten eines
wichtigen Abschnitts eines Flüssigkeitsausstoßkopfes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung und ein Beispiel der Herstellung
eines solchen Kopfes.
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8 zeigt
in perspektivischer Darstellung einen wichtigen Abschnitt eines
Flüssigkeitsausstoßgerätes in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, teilweise als Schnittansicht.
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9 zeigt
im Blockschaltbild den Aufbau eines Flüssigkeitsausstoßgerätes in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung.
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10 zeigt
in perspektivischer Darstellung ein weiteres Flüssigkeitsausstoßgerät in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung und besonders das Aufzeichnungssystem
dieses Gerätes.
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11 zeigt
schematisch die Schnittansicht eines wichtigen Abschnitts eines
Flüssigkeitsausstoßkopfes
und ein herkömmliches
Ausstoßprinzip.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
werden anhand der beiliegenden Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 1(a)-(h)
beziehen sich auf eine Ausführungsform des
Flüssigkeitsausstoßverfahrens
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Diese Figuren zeigen schematisch
Schnittansichten des wichtigsten Abschnitts eines Flüssigkeitsausstoßkopfes
des sogenannten Seitenschießtyps,
bei welchem die Ausstoßöffnung dem
Wärme erzeugenden
Element (nachfolgend „Heizelement" genannt) rechtwinklig gegenüber angeordnet
ist. In diesen Figuren sind Phasen der Bläschenbildung und des Ausstoßen von Flüssigkeit
bei einem Flüssigkeitsausstoßverfahren in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei der nachfolgenden
Beschreibung des Flüssigkeitsausstoßprinzips
wurde die Flüssigkeitsausstoßrichtung
(rechtwinklig oder nicht rechtwinklig zur Oberfläche des Heizelements) nicht
in Betracht gezogen.
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In
diesen Figuren kennzeichnet das Bezugszeichen 1 einen Abschnitt
des aus Silizium gefertigten Elementsubstrats. Auf dem Elementsubstrat 1 ist ein
Heizelement 2 zur Erzeugung der für das Flüssigkeitsausstoßen benötigten Wärmeenergie
angeordnet. Dem Heizelement 2 rechtwinklig gegenüber ist eine
Ausstoßöffnung 5 vorhanden.
Die Ausstoßöffnung 5 ist
eine Bohrung, durch welche Flüssigkeit
in Form eines Tröpfchens
ausgestoßen
wird. Die Ausstoßöffnung 5 ist
in einer Platte 4 vorhanden, welche in einem der Höhe der Seitenwand 9 entsprechenden Abstand
vom Substrat 1 angeordnet ist. Der von der Platte 4,
der Seitenwand 9 und dem Substrat 1 gebildete Raum
ist der Flüssigkeitsströmungskanal.
Dieser Flüssigkeitsströmungskanal
wird von einem vor der Ausstoßöffnung 5 angeordneten
Tintenzuführabschnitt
(nicht dargestellt) mit Tinte 3 versorgt. Quer über die
Ausstoßöffnung 5 wird
ein Meniskus M gebildet. Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet
ein Bläschen,
welches unmittelbar beim Erwärmen
der Tinte durch das Heizelement 2 erzeugt wird. Das Bezugszeichen 7 kennzeichnet
den Teil der flüssigen
Tinte, welcher durch den Druck des Bläschens 6 in Form einer
Säule aus
der Ausstoßöffnung 5 anschwellt.
Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet den Teil der Tinte, welcher
durch den Druck des Bläschens 6 in
Form eines Tröpfchens
aus der Ausstoßöffnung 5 ausgestoßen wurde.
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Nachfolgend
wird anhand der 1(a)-(h) eine Ausführungsform
des Flüssigkeitsausstoßverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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1(a) zeigt den Ausgangszustand eines Flüssigkeitsausstoßkopfes,
d.h. den Zustand unmittelbar vor dem Ansteuern des Kopfes, dessen
Flüssigkeitsströmungskanal
mit Tinte 3 gefüllt
ist. Sobald über
eine nicht dargestellte Elektrode das Heizelement 2 ein
Steuersignal empfängt,
erzeugt dieses Wärme
und bringt dadurch die über
diesem vorhandene Tinte zum sogenannten Filmsieden, so daß in dieser
ein Bläschen 6 gebildet
wird, dargestellt in 1(b). Durch schnelle
Volumenänderung
(schnelles Wachsen) des Bläschens 6 wird
ein Teil der Tinte zur Flüssigkeitssäule 7 geformt,
welche sich durch die Ausstoßöffnung 5 erstreckt.
Das Bläschen 6 wächst zunächst kurzzeitig
weiter, beginnt dann aber durch das Gleichgewicht zwischen dessen
Innendruck, dem aus der Ausstoßöffnung 5 ausgetretenen Volumen
der Tintensäule 7 usw.
von der Mitte aus zusammenzufallen, wie die 1(c) und
(d) zeigen. Mit dem Schrumpfen des Bläschens 6 kommt das hintere Ende
der Tintensäule 7,
d.h. ein Teil der Grenzfläche zwischen
dem Bläschen 6 (Dampf)
und der Tinte 3 teilweise mit der Oberfläche des
Heizelements 2 in Berührung,
dargestellt in 1(e). In diesem Zustand
hat das Bläschen 6 im
wesentlichen Ringform.
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Bei
einem Flüssigkeitsausstoßkopf vom
Seitenschießtyp
sind das Heizelement 2 und die rechtwinklig zu diesem angeordnete
Ausstoßöffnung 5 normalerweise
mittig zueinander ausgerichtet. Der Grund ist darin zu suchen, daß die Linie,
welche die beiden Mitten miteinander verbindet, die Tintenausstoßrichtung
darstellt (Strich-Punkt-Linie A-A in 1(f)).
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Wenn
der erwähnte
Abschnitt der Grenzfläche
zwischen dem Bläschen
(Dampf) und der Flüssigkeit
mit dem auf dem Substrat 1 angeordneten Heizelement 2 in
Berührung
kommt, sollte die Berührung
innerhalb der Projektion der an der Außenseite oder der Innenseite
der Ausstoßplatte
liegenden Kante der Ausstoßöffnung 5 auf
das Substrat 1 stattfinden. Besser ist jedoch, wenn der
genannte Grenzflächenabschnitt
das Substrat 1 innerhalb beider Projektionen berührt. Wenn
der Berührungspunkt
zwischen dem hinteren Ende der Tintensäule 7 und der Oberfläche des
Heizelements 2 innerhalb dieses spezifischen Bereichs liegt,
wird Tinte im wesentlichen entlang der Linie A-A ausgestoßen. In
diesem Fall bleibt die Ausstoßrichtung
stabil.
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Wie
aus 1(f) hervor geht, entfernt das vordere
Ende der Tintensäule 7 sich
weiter von der Ausstoßöffnung 5 (fliegt
von dieser weg), auch nachdem das hintere Ende der Tintensäule 7 mit
dem Heizelement 2 in Berührung gekommen ist. Im Moment des
Berührens
oder unmittelbar danach (einige Mikrosekunden, vorzugsweise 0,5
bis 1 Mikrosekunde) öffnet
das Bläschen 6 sich
in die Atmosphäre.
Wenn nach erfolgter Berührung
zwischen dem hinteren Ende der Tintensäule 7 und dem Heizelement 2 das Bläschen 6 keine
Verbindung zur Atmosphäre
erhält oder
nicht in diese sich öffnen
kann, wird durch dessen weiteres Verhalten der Berührungspunkt
von der Mitte des Heizelements 2 weg bewegt. Dadurch wird die
Ausstoßrichtung
der Tintensäule 7 so
beeinträchtigt,
daß das
Tintentröpfchen
nicht genau auf dem gewünschten
Punkt auf dem Aufzeichnungsmedium landet. Unmittelbar nach stattgefundener
Berührung zwischen
dem hinteren Ende der Tintensäule 7 und dem
Heizelement 2 bleibt das Bläschen 6 erst noch einen
kurzen Moment intakt, bevor es zusammenfällt. Mit dem Zusammenfallen
des Bläschens
tritt eine plötzliche
Druckänderung
im Flüssigkeitsströmungskanal
ein, welche zu Kavitation führt
und somit ein großes
Problem verursacht. Um das zu verhindern, sollte das Bläschen 6 sich
in dem Moment in die Atmosphäre öffnen, in
welchem das hintere Ende der Tintensäule 7 das Elementsubstrat
berührt,
besser aber unmittelbar danach.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird das Öffnen des
Bläschens 6 in
die Atmosphäre
innerhalb des Flüssigkeitsströmungskanal
und von der Ausstoßöffnung 5 etwas
entfernt gewährleistet,
so daß das
hintere Ende der Tintensäule 7 das
Elementsubstrat 1 tatsächlich
berührt.
Wie aus 1(f) ebenfalls hervor geht,
strömt
beim Öffnen
des Bläschens 6 atmosphärische Luft
durch die Ausstoßöffnung 5 in
Richtung E in den Flüssigkeitsströmungskanal.
Dadurch findet das aus dem Öffnen
des Bläschens 6 resultierende Spritzen
und Vernebeln von Tinte innerhalb des Flüssigkeitsströmungskanals
statt, so daß nur
eine sehr kleine Menge Tintenspritzer oder Tintennebel durch die
Ausstoßöffnung nach
außen
gelangt und diese Aufzeichnungsqualität nicht verschlechtern.
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Sobald
die Tintensäule 7 eine
bestimmte Länge
und somit einen bestimmten Schlankheitsgrad erreicht hat, trennt
diese sich von der Flüssigkeit
im Flüssigkeitsströmungskanal
und wird zu einem Tintentröpfchen 8,
wie 1(g) zeigt. Das Tintentröpfchen 8 landet
auf einer bestimmten Stelle auf dem Aufzeichnungsmedium, wodurch
das Aufzeichnen erfolgt. Von einem nicht dargestellten Tintenbehälter und über eine
gemeinsame Flüssigkeitskammer
wird dem Flüssigkeitsströmungskanal
wieder Tinte 3 zugeführt.
Dadurch kehrt der Meniskus M zurück
in die Ausstoßöffnung 5.
Mit anderen Worten, der Flüssigkeitsausstoßkopf erreicht
wieder den Ausgangszustand und ist für den nächsten Ausstoßvorgang
bereit.
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Die 2(a)-(h) zeigen schematisch Schnittansichten
des wichtigsten Abschnitts eines anderen Flüssigkeitsausstoßkopfes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung und Phasen der Bläschenerzeugung und des Tintenausstoßens bei
einem weiteren Tintenausstoßverfahren
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied zwischen dem in 1 dargestellten
Kopf und dem in 2 dargestellten Kopf besteht
in der Form der in der Ausstoßplatte
vorhandenen Ausstoßöffnung.
Genauer ausgedrückt,
bei dieser Ausführungsform
ist der Durchmesser der Ausstoßöffnung an
der Platteninnenseite, d.h. an der auf den Flüssigkeitsströmungskanal
gerichteten Seite der Ausstoßplatte größer als
jener an der Außenseite
der Ausstoßplatte.
Außerdem
ist die Ausstoßöffnungskante
an der Platteninnenseite rund. Auf den Unterschied im Wirkungsprinzip
der beiden Köpfe
wird später
näher eingegangen.
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Die
in den 2(a)-(h) dargestellten Phasen der
Bläschenerzeugung
und des Flüssigkeitsausstoßens gemäß dieses
Flüssigkeitsausstoßverfahrens entsprechen
den in den 1(a)-(h) gezeigten.
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Nachfolgend
werden ein Verfahren zum Messen der Berührungsstelle zwischen dem hinteren Ende
der Tintensäule 7 und
dem Elementsubstrat und der Zeit bis zur Berührung und ein Verfahren zum Messen
der Zeit bis zum Öffnen
des Bläschens 6 in die
Atmosphäre
beschrieben. Prinzipiell werden die Umwandlung des Bläschens 6 und
das Berühren
des Heizelements 2 durch das Bläschen mit einem optischen oder
einem ähnlichen
Mikroskop betrachtet, wobei von einer in der Nähe der Ausstoßplatte 4 oder der
Seitenfläche
des Flüssigkeitsausstoßkopfes
positionierten Strahlungsquelle in Form eines Stroboskops, einer
Leuchtdiode oder eines Lasers pulsierendes Licht auf das Bläschen 6 emittiert
wird.
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Position
des hinteren Endes der Tintensäule 7 auf
dem Elementsubstrat sowie die Zeit bis zum Berühren können durch ständiges Beobachten
der Oberfläche
des Heizelements 2 durch das auf diese fokussierte Mikroskop
ermittelt werden. Wenn bei diesem Aufzeichnungsverfahren das hintere
Ende der Tintensäule 7 sich
der Oberfläche
des Heizelements 2 nähert,
beginnt im Blickfeld durch das Mikroskop der Querschnitt der Tintensäule 7 im
wesentlichen in Kreisform zu erscheinen. Wenn im Blickfeld durch
das Mikroskop die Querschnittsform der Tintensäule 7 zu erscheinen
beginnt, werden die nachfolgend beschriebenen Beobachtungen über die
zwischen dem hinteren Ende der Tintensäule 7 und dem Heizelement 2 stattfindende
Berührung
gemacht. Die 3(a)-(c) zeigen schematisch
Horizontalquerschnitte des wichtigsten Abschnitts eines Flüssigkeitsausstoßkopfes
gemäß der vorliegenden
Erfindung, besonders der Umgebung des Heizelements 2. Mit
dem Wachsen des Bläschens 6 wird
von der Oberfläche
des Heizelements 2 Tinte weggedrückt. Dadurch kommt das hintere
Ende der Tintensäule 7 ganz
nahe an die Oberfläche
des Heizelements 2 und erhält im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt,
gekennzeichnet durch das Bezugszeichen F.
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Der
Zeitpunkt, zu welchem das Bläschen 6 zusammenfällt oder
in die Atmosphäre
gelangt, kann von der Ausstoßplatte 4 aus
mit einem weiteren optischen Mikroskop durch entsprechendes Justieren der
Brennweite beobachtet werden. Um die Beobachtungen durch die Seitenwand
des Kopfes zu ermöglichen,
können
die entsprechenden Bauteile eines herkömmlichen Kopfes durch transparente
ersetzt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, zwei oder mehr Beobachtungsverfahren
miteinander zu koppeln.
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Durch
geeignetes Dimensionieren und Konfigurieren verschiedener Komponenten
des Flüssigkeitsausstoßkopfes,
durch Bestimmen der Lage des wachsenden Bläschens, der Bläschengröße sowie der
physikalischen Eigenschaften der Tinte und anderer Parameter durch
den Nutzer eins Flüssigkeitsausstoßgerätes kann
die vorliegende Erfindung praktisch genutzt werden. Nachfolgend
werden die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in Form eines Flüssigkeitsausstoßkopfes
beschrieben, doch an dieser Stelle muß angemerkt werden, daß diese
Ausführungsformen
keine Beschränkung
der Erfindung darstellen.
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(Ausführungsform 1)
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Die 4(a)-(c) zeigen schematisch ein Beispiel
eines Flüssigkeitsausstoßkopfes,
welcher nach einem Flüssigkeitsausstoßverfahren
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung betrieben werden kann. 4(a) zeigt schematisch in perspektivischer
Darstellung die Außenansicht
einen Seitenschieß-Flüssigkeitsausstoßkopf, 4(b) die transparente Draufsicht des wichtigsten
Abschnitts dieses Kopfes mit den auf zwei geraden Linien und versetzt zueinander
angeordneten Ausstoßöffnungen
und 4(c) die Schnittansicht B-B dieses
Kopfes.
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In 4(a) kennzeichnet das Bezugszeichen 1 ein
nach einem Dünnfilmverfahren
gefertigtes Elementsubstrat in Form eines dünnen Siliziumfilms. Auf dem
Elementsubstrat 1 ist ein elektrothermischer Wandler als
Heizelement 2 angeordnet. Über dem Heizelement 2 ist
rechtwinklig zu diesem eine Ausstoßöffnung 5 angeordnet.
Genaurer ausgedrückt, der
Tintenstrahlausstoßkopf
ist mit zahlreichen Ausstoßöffnungen 5 versehen,
welche auf zwei geraden Linien angeordnet sind, wobei die Ausstoßöffnungen auf
der einen Linie zu jenen auf der anderen Linie versetzt zueinander
angeordnet sind, wie aus den 4(a) und
(b) hervor geht. Das Elementsubstrat 1 wird an ein L-förmiges Stützelement 32 geklebt.
Am Stützelement 32 wird
ein Verdrahtungssubstrat 34 befestigt, wobei dessen eigentlicher
Verdrahtungsabschnitt und der eigentliche Verdrahtungsabschnitt des
Elementsubstrats durch Drahtbonden elektrisch miteinander verbunden
werden. Das Stützelement 32 ist
zum Beispiel aus Aluminium gefertigt. Das in ein Formelement 33 eingesetzte
Stützelement 32 speist
von einem nicht dargestellten Flüssigkeitsspeicher über die
im Formelement 33 vorhandenen Flüssigkeitsströmungskanäle die Ausstoßöffnungen
des Ausstoßkopfes
mit Flüssigkeit
(z.B. Tinte) Flüssigkeit.
Am Formelement 33 wird der Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung exakt positioniert und austauschbar befestigt.
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Das
Elementsubstrat 1 ist mit einem Flüssigkeitszuführkanal 35 versehen,
welcher über
den im Formelement 33 vorhandenen Flüssigkeitsströmungskanal
mit Flüssigkeit
versorgt wird. Der Flüssigkeitszuführkanal 35 dient
als gemeinsame Flüssigkeitskammer
und ist mit Flüssigkeitsströmungskanälen 22 zum
Speisen der Ausstoßöffnungen
versehen.
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Wie
aus 4(c) hervor geht, ist im unteren Abschnitt
dieses Flüssigkeitsausstoßkopfes
eine durch anisotropes Ät zen 10 erzeugte
Tintenzuführöffnung 10 vorhanden.
Von einem nicht dargestellten Tintenbehälter werden über die
Tintenzuführöffnung 10 alle
Tintenströmungskanäle mit Tinte
gespeist. Fast direkt unter jeder Ausstoßöffnung 5 ist ein Heizelement 2 angeordnet,
welches die zum Ausstoßen von
Tinte aus der Ausstoßöffnung 5 erforderliche Wärmeenergie
erzeugt. Die Flüssigkeitsströmungskanäle werden
durch Belichten, Ätzen
oder ein ähnliches
bekanntes Verfahren erzeugt, wobei zwischen benachbarten Kanälen jeweils
eine Trennwand stehen bleibt.
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Die
Spezifikationen des Flüssigkeitsausstoßkopfes
dieser Ausführungsform
und die Ansteuerbedingungen werden nachfolgend detailliert beschrieben.
Das Heizelement 2 wird durch ein 14,5 V-Spannungssignal
in Rechteckform und mit einer Impulsbreite von 4 μs angesteuert.
Die verwendete Tinte ist ein Gemisch aus Diäthylenglykol (20 %) und Wasser (80
%) mit darin gelöstem
schwarzen Lebensmittelfarbstoff 2 in einer Konzentration
von 4%. Die Ausstoßöffnung 5 hat
einen Durchmesser von 21 μm. Das
Heizelement 2 hat eine Größe von 30 μm × 30 μm. Die Höhe des Flüssigkeitsströmungskanals,
d.h. die Höhe
des Spaltes zwischen dem Elementsubstrat 1 und der mit
den Ausstoßöffnungen
versehenen 25 μm
dicken Platte 4 beträgt
13 μm.
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Beim
Flüssigkeitsausstoßkopf mit
den genannten Abmessungen und der beschriebenen Form betrug das
Volumen jedes ausgestoßenen
Tintentröpfchens
10 × 10–15 m3 und die Ausstoßgeschwindigkeit etwa 13 m/s
und es waren kaum Schwankungen dieser Parameter zu beobachten. Die
mit einem Mikroskop durchgeführten
Beobachtungen ergaben, daß 8 μs nach dem
Senden des Steuersignals das hintere Ende der Tintensäule 7 (Grenzbereich
zwischen dem Bläschen 6 (Dampf)
und der Tinte) das Heizelement 2 berührte und 9 μs nach dem Senden des Steuersignals
das Bläschen
in die Atmosphäre entwich.
Mit anderen Worten, das Entweichen des Bläschens 6 in die Atmosphäre erfolgte
etwa 1 μs nach
dem Berühren
des Heizelements 2 durch das hintere Ende der Tintensäule 7.
Wie aus 1(e) hervor geht, trifft das
hintere Ende der Tintensäule 7 unmittelbar
neben der auf das Elementsubstrat 1 gerichteten Mittenachse
der Ausstoßöffnung 5 auf
das Heizelement 2. Das kontinuierliche Beobachten des Ausstoßens ergab
auch, daß das
hintere Ende des Tintentröpfchens 8 die
Ausstoßöffnung ganz
gerade passierte und das Tröpfchen 8 mit
der gewünschten Genauigkeit
auf dem Aufzeichnungsmedium 21 landete. Auch nach kontinuierlichem
Drucken über
einen längeren
Zeitraum war kein Tintennebel im Gehäuse des Aufzeichnungsgerätes festzustellen
und es wurde eine ausgezeichnete Druckqualität erreicht.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Es
wurde ein Flüssigkeitsausstoßkopf mit
einer 19 μm
dicken Ausstoßöffnungsplatte
gefertigt. Alle weiteren Parameter dieses Kopfes entsprachen jenen
des Kopfes der ersten Ausführungsform.
Bei diesem Kopf betrug das Volumen jedes ausgestoßenen Tintentröpfchens
etwa 10 × 10–15 m3 und die Ausstoßgeschwindigkeit etwa 14 m/s.
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Die
Beobachtungen durch ein Mikroskop ergaben, daß 6,5 μs nach Senden des Steuersignals das
Bläschen 6 in
die Atmosphäre
entwich. Das hintere Ende N' der
Tintensäule 7 kam
aber mit dem Heizelement 2 nicht unmittelbar neben der
auf das Substrat 1 gerichteten Mittenlinie der Ausstoßöffnung 5, sondern
näher an
der Kante des Flüssigkeitsströmungskanals
mit diesem in Berührung
(siehe 11). Außerdem passierte das hintere
Ende des Tintentröpfchens 8 die
Ausstoßöffnung 5 nicht
gerade, sondern bogenförmig.
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(Vergleichsbeispiel 2)
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Es
wurde ein Flüssigkeitsausstoßkopf mit
einer 10 μm
dicken Ausstoßöffnungsplatte
gefertigt. Alle weiteren Parameter dieses Kopfes entsprachen jenen
des Kopfes der ersten Ausführungsform.
Bei diesem Kopf betrug das Volumen jedes ausgestoßenen Tintentröpfchens
etwa 9 × 10–15 m3 und die Ausstoßgeschwindigkeit etwa 18 m/s.
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Die
Beobachtungen durch ein Mikroskop ergaben, daß 6,5 μs nach Senden des Steuersignals das
Bläschen 6 in
die Atmosphäre
entwich. Das ist eine sehr ziemlich Zeit. Das hintere Ende N' der Tintensäule 7 berührte das
Elementsubstrat erst nach dem Entweichen des Bläschens 6 in die Atmosphäre. Das
hintere Ende der Tintensäule 7 kam
aber mit dem Heizelement 2 nicht unmittelbar neben der
auf das Substrat 1 gerichteten Mittenlinie der Ausstoßöffnung 5,
sondern näher
an der Kante des Flüssigkeitsströmungskanals
mit diesem in Berührung
(siehe 11). Außerdem passierte das hintere
Ende des Tintentröpfchens 8 die
Ausstoßöffnung 5 nicht
gerade, sondern bogenförmig.
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Wie
bereits beschrieben, waren bei der ersten Ausführungsform und beim ersten
und beim zweiten Vergleichbeispiel die Betriebsbedingungen gleich,
während
unterschiedliche dicke Ausstoßöffnungsplatten
verwendet wurden. Es wurde festgestellt, daß der Grenzwert der Ausstoßöffnungsplattendicke
bei etwa 19 μm
lag, unabhängig
davon, ob die Tintensäule
gerade blieb oder gekrümmt
war und das Tintentröpfchen
auf einer geraden Linie oder bogenförmig flog. Die Größe 19 μm ist aber
keine absolute Größe, sondern ändert sich
in Abhängigkeit
von den Dimensionen und der Konfiguration verschiedener Elemente
des Flüssigkeitsausstoßkopfes,
den Kopfansteuerbedingungen, den physikalischen Eigenschaften der
Tinte und anderen Faktoren. Deshalb sollte eine Ausstoßöffnungsplat tendicke
gewählt werden,
welche zu einem gelungenen optischen Aussehen des Flüssigkeitsausstoßkopfes
beiträgt. Aus
den Beobachtungen war die Tendenz zu erkennen, daß mit einer
allmählichen
Vergrößerung der Ausstoßöffnungsplattendicke
ab 25 μm
der Unterschied zwischen dem Flüssigkeitsausstoßverfahren in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung und einem herkömmlichen Flüssigkeitsausstoßverfahren
allmählich
verschwand.
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(Ausführungsform 2)
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2 zeigt
schematisch die Schnittansicht eines weiteren Flüssigkeitsausstoßkopfes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Die Dicke der Ausstoßöffnungsplatte 4 dieses
Kopfes beträgt
19 μm und
entspricht jener des ersten Vergleichsbeispiels. Auch die Ausstoßöffnung 5 dieses Kopfes
ist konisch ausgeführt.
Genauer ausgedrückt, der
Durchmesser der Ausstoßöffnung beträgt an der Außenfläche der
Ausstoßöffnungsplatte
21 μm und an
deren Innenfläche
30 μm. Alle
weiteren Details dieses Kopfes entsprechen jenen des Kopfes der ersten
Ausführungsform.
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Bei
diesem Flüssigkeitsausstoßkopf betrug das
Volumen jedes ausgestoßenen
Tintentröpfchens etwa
11 × 10–15 m3 und die Ausstoßgeschwindigkeit etwa 17 m/s,
welche kaum schwankten. Die mit einem Mikroskop durchgeführten Beobachtungen
ergaben, daß 7 μs nach dem
Senden des Steuersignals das hintere Ende der Tintensäule 7 (Grenzbereich
zwischen dem Bläschen 6 (Dampf)
und der Tinte) das Heizelement 2 berührte und 7,5 μs nach dem Senden
des Steuersignals das Bläschen
in die Atmosphäre
entwich. Mit anderen Worten, das Berühren erfolgte vor dem Entweichen
des Bläschens,
d.h. etwa 0,5 μs
nach dem Berühren
des Heizelements 2 durch einen Abschnitt des Grenzbereichs
zwischen dem Dampf und der Flüssigkeit.
Wie aus 1(e) hervor geht, trifft das
hintere Ende der Tintensäule 7 unmittelbar
neben der auf das Elementsubstrat 1 gerichteten Mittenachse
der Ausstoßöffnung 5 auf
das Heizelement 2. Das kontinuierliche Beobachten des Ausstoßens ergab
auch, daß das
hintere Ende des Tintentröpfchens 8 die
Ausstoßöffnung ganz
gerade passierte und das Tröpfchen 8 mit
der gewünschten Genauigkeit
auf dem Aufzeichnungsmedium 21 landete. Auch nach kontinuierlichem
Drucken über
einen längeren
Zeitraum war kein Tintennebel im Gehäuse des Aufzeichnungsgerätes festzustellen
und es wurde eine ausgezeichnete Druckqualität beibehalten.
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(Ausführungsform 3)
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6 zeigt
schematisch die Schnittansicht eines weiteren Flüssigkeitsausstoßkopfes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Diese Flüssigkeitsausstoßkopf und
die Bedingungen, unter welchen dieser betrieben wird, werden nachfolgend detailliert
beschrieben. Um Kante der Ausstoßöffnung 5 an der auf
den Flüssigkeitsströmungskanal gerichteten
Seite der Ausstoßöffnungsplatte
rund ausführen
zu können,
wurde die Platte aus Nickel durch Elektrogießen gefertigt. Die so gefertigte
Platte wurde am Stützelement
genau positioniert und durch Wärme
und Druck an diesem befestigt.
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Das
Heizelement 2 wurde durch ein 14,5 V-Spannungssignal in
Rechteckform und mit einer Impulsbreite von 4 μs angesteuert. Als Tinte wurde ein
Gemisch aus Diäthylenglykol
(20%) und Wasser (80%) mit darin gelöstem schwarzen Lebensmittelfarbstoff 2 in
einer Konzentration von 4% verwendet. Das Heizelement 2 hatte
eine Größe von 30 μm × 30 μm, die Höhe des Spaltes
zwischen dem Substrat 1 und der Ausstoßöffnungsplatte 4 betrug
13 μm und Plattendicke
16 μm. Die
Ausstoßöffnung 5 war
konisch ausgeführt.
Genauer ausgedrückt,
der Durchmesser der Ausstoßöffnung betrug
an der Außenfläche der Platte
21 μm und
an deren Innenfläche
33 μm. Die
Ausstoßöffnung 5 war
eine zylindrische Bohrung mit einem Durchmesser von 21 μm.
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Bei
diesem Flüssigkeitsausstoßkopf betrug das
Volumen jedes ausgestoßenen
Tintentröpfchens etwa
10 × 10–15 m3 und die Ausstoßgeschwindigkeit etwa 17 m/s.
Die Beobachtungen mit einem Mikroskop ergaben, daß 7 μs nach Senden
des Steuersignals das hintere Ende der Tintensäule 7 (Grenzbereich
zwischen dem Bläschen 6 (Dampf)
und der Tinte) das Heizelement 2 berührte und 7,5 μs nach Senden
des Steuersignals das Bläschen 6 in
die Atmosphäre
entwich. Mit anderen Worten, das Bläschen 6 entwich in
die Atmosphäre
etwa 0,5 μs
nach erfolgter Berührung
zwischen dem hinteren Ende der Tintensäule 7 und dem Heizelement 2.
Wie aus 2(e) hervor geht, berührte das
hintere Ende der Tintensäule 7 das
Heizelement 2 unmittelbar neben der auf das Substrat 1 gerichteten
Mittenachse der Ausstoßöffnung 5.
Die Beobachtungen ergaben auch, daß das hintere Ende des Tintentröpfchens 8 die
Ausstoßöffnung 5 gerade
passierte und das Tröpfchen mit
der gewünschten
Genauigkeit auf dem Aufzeichnungsmedium 21 landete. Auch
nach dem Drucken über
einen längeren
Zeitraum war kein Tintennebel im Gehäuse des Aufzeichnungsgerätes festzustellen und
es wurde eine ausgezeichnete Aufzeichnungsqualität beibehalten.
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(Ausführungsform 4)
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Es
wurde ein Flüssigkeitsausstoßkopf mit
13 μm dicken
Ausstoßöffnungsplatte
gefertigt. Alle weiteren Parameter entsprachen jenen des Kopfes
der dritten Ausführungsform.
Bei diesem Kopf betrug das Volumen jedes ausgestoßenen Tintentröpfchens etwa
10 × 10–15 m3 und die Ausstoßgeschwindigkeit etwa 18 m/s,
welche kaum schwankten. Die Beobachtungen mit einem Mikroskop ergaben,
daß 6 μs nach dem
Senden des Steu ersignals das hintere Ende der Tintensäule 7 (Grenzbereich
zwischen dem Bläschen 6 (Dampf)
und der Tinte) das Heizelement berührte und 6,5 μs nach dem
Senden des Steuersignals das Bläschen 6 in
die Atmosphäre
entwich. Somit erfolgte Berührung
zwischen der Flüssigkeitssäule und
dem Heizelement vor dem Entweichen des Bläschens 6 in die Atmosphäre. Mit
anderen Worten, das Bläschen 6 entwich
in die Atmosphäre
etwa 0,5 μs
nach erfolgter Berührung
zwischen der Tintensäule 7 und
dem Heizelement 2. Wie aus 2(e) hervor geht,
berührte
das hintere Ende der Tintensäule 7 das
Heizelement 2 unmittelbar neben der auf das Substrat 1 gerichteten
Mittenachse der Ausstoßöffnung 5.
Die Beobachtungen ergaben auch, daß das hintere Ende des Tintentröpfchens 8 die
Ausstoßöffnung 5 gerade
passierte und das Tintentröpfchen 8 mit
der gewünschten
Genauigkeit auf dem Aufzeichnungsmedium 21 landete. Auch
nach dem Drucken über
einen längeren
Zeitzraum war kein Tintennebel im Gehäuse des Aufzeichnungsgerätes festzustellen und
es wurde eine ausgezeichnete Aufzeichnungsqualität beibehalten.
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(Ausführungsform 5)
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Es
wurde ein Flüssigkeitsausstoßkopf mit
einer nur 10 μm
dicken Ausstoßöffnungsplatte
gefertigt. Alle anderen Parameter entsprachen jenen des Kopfes der
dritten Ausführungsform.
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Bei
diesem Kopf betrug das Volumen jedes ausgestoßenen Tintentröpfchens
etwa 10 × 10–15 m3 und die Ausstoßgeschwindigkeit etwa 20 m/s,
welche kaum schwankten. Die Beobachtungen mit einem Mikroskop ergaben,
daß 5,5 μs nach dem
Senden des Steuersignals das hintere Ende der Tintensäule 7 (Grenzbereich
zwischen dem Bläschen 6 (Dampf) und
der Tinte) das Heizelement 2 berührte und 5,5 μs nach dem
Senden des Steuersignals das Bläschen 6 in
die Atmosphäre
entwich. Mit an deren Worten, die Berührung zwischen der Flüssigkeitssäule und
dem Heizelement fand erfolgte gleichzeitig mit dem Entweichen des
Bläschens 6 in
die Atmosphäre.
Wie aus 2(e) hervor geht, berührte das
hintere Ende der Tintensäule 7 das
Heizelement 2 unmittelbar neben der auf das Substrat 1 gerichteten
Mittenachse der Ausstoßöffnung.
Die Beobachtungen ergaben auch, daß das hinter Ende des Tintentröpfchens 8 die
Ausstoßöffnung ganz
gerade passierte und das Tintentröpfchen 8 mit der gewünschten
Genauigkeit auf dem Aufzeichnungsmedium 21 landete. Auch
nach dem Drucken über
einen längeren
Zeitraum wurde kein Tintennebel im Gehäuse des Aufzeichnungsgerätes festgestellt
und es wurde eine ausgezeichnete Aufzeichnungsqualität beibehalten.
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Wie
aus der Beschreibung der einzelnen Ausführungsformen zu erkennen ist,
kann auch bei verringerte Dicke der Ausstoßöffnungsplatte Tintentröpfchen in
geeigneter Weise ausgestoßen
werden, wenn eine konische Ausstoßöffnung 5 verwendet wird,
mit anderen Worten, wenn der Durchmesser der Ausstoßöffnung an
der Innenfläche
der Ausstoßöffnungsplatte
größer gewählt wird
als an deren Außenfläche, d.h.
der Durchmesser der Ausstoßöffnung von
innen nach außen
allmählich
kleiner wird. Bei einer so konfigurierten Ausstoßöffnung kann die Tintensäule 7,
welche sich direkt auf die Ausstoßleistung des Flüssigkeitsausstoßkopfes
auswirkt, relativ groß gewählt werden.
Durch relative Vergrößerung des Volumens
der Tintensäule 7 wird
der Abstand zwischen der Säule
und dem Heizelement 2 kleiner. Dadurch entweicht das Bläschen 6 direkt
unter der Tintensäule 7 und
direkt über
dem Heizelement 2 in die Atmosphäre und somit die Flugbahn des
Tintentröpfchens
verbessert, d.h., das Tintentröpfchen
fliegt gerader aus der Ausstoßöffnung.
Durch Verwendung einer dünneren
Ausstoßöffnungsplatte
als bei einem herkömmlichen
Kopf können
außerdem die
Kosten und die Zeit zur Fertigung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes
verringert werden.
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Durch
Konfigurieren einer glatten, runden Ausstoßöffnungskante an der Innenfläche der
Platte wird das Ausstoßen
von Tintentröpfchen
verbessert. Das ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß der zwischen der Tintensäule 7 und
dem Bläschen 6 erzeugte
Tintenfilm C (2c) sich glatt um diese
Kante bewegen kann. Mit anderen Worten, der Tintenfilm C reißt wahrscheinlich
weniger schnell und das Bläschen 6 trifft
wahrscheinlich weniger schnell auf die Kante, so daß dessen
Entweichen in die Atmosphäre verzögert wird.
Dadurch wird eine noch geradere Flugbahn des Flüssigkeitströpfchens erreicht.
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Durch
Kombinieren einer Ausstoßöffnung, deren
Durchmesser sich von innen nach außen allmählich verkleinert, mit einer
runden Kante der Ausstoßöffnung an
der Innenfläche
der Ausstoßöffnungsplatte
können
weitere synergetische Effekte erzielt werden.
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Nachfolgend
wird anhand der 7(a)-(f) ein Verfahren
zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstoßgerätes beschrieben,
bei welchem ein Flüssigkeitsausstoßverfahren
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
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7(a) zeigt die Vorbereitung eines Substrats 1 aus
Glas, Keramik, Plast, Metall oder einem ähnlichen Material. Diese Art
Substrat erzeugt mit anderen Elementen die Flüssigkeitsströmungskanäle. Form
und Werkstoff des Substrats sind keine Grenzen gesetzt, sofern dieses
seine Funktion als Stützelement
für die
Schichten erfüllt,
welche die Flüssigkeitskanäle und die
Tintenausstoßöffnungen
bilden, worauf später
detailliert eingegangen wird. Auf dem Substrat 1 werden
Ausstoßenergie
erzeugende Elemente in Form von elektrothermischen Wandlern oder
piezoelektrischen Elementen in der gewünschten Anzahl angeordnet.
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Um
Aufzeichnungsflüssigkeitströpfchen auszustoßen, d.h.
Bilder aufzuzeichnen, werden die Ausstoßenergie erzeugenden Elemente 2 mit
Ausstoßenergie
gespeist. Wenn zum Beispiel elektrothermische Wandler als Ausstoßenergie
erzeugende Elemente 2 verwendet werden, erwärmen diese
die darüber
vorhandene Aufzeichnungsflüssigkeit,
welche durch Zustandsänderung
Ausstoßenergie
erzeugt. Bei Verwendung von piezoelektrischen Elementen werden diese
in mechanisches Schwingen versetzt, welche die Ausstoßenergie
erzeugen.
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An
die Ausstoßenergie
erzeugenden Elemente 2 werden Elektroden (nicht dargestellt)
angeschlossen, welche zur Übertragung
von Steuersignalen zum Aktivieren dieser Elemente dienen. Die auf dem
Substrat 1 angeordneten Ausstoßenergie erzeugenden Elemente 2 werden
im allgemeinen noch mit verschiedenen Funktionalschichten versehen, um
deren Haltbarkeit zu verlängern.
Diese Funktionalschichten wirken dem Inhalt der vorliegenden Erfindung
nicht entgegen.
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Wie
aus 7(a) hervor geht, ist das Substrat 1 mit
einer Bohrung 10 zum Zuführen von Tinte versehen. Der
Art der Erzeugung dieser Bohrung sind keine Grenzen gesetzt. Diese
Bohrung kann zum Beispiel durch Bohren, auf optische Weise mit einem
Laser, Ätzen
oder durch Mustern eines Resists erzeugt werden. Diese Bohrung muß nicht
unbedingt im Substrat 1, sondern kann auch in dem mit den Ausstoßöffnungen 5 versehenen
Element erzeugt werden. In diesem Fall wird die Bohrung 10 in
ein Kunstharzmuster eingebracht.
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Anschließend wird
auf dem Substrat 1 ein Tintenströmungskanalmuster aus einem
löslichen Kunstharz
erzeugt, um die Ausstoßenergie
erzeugenden Elemente 2 abzudecken, wie 7(a) zeigt. Dafür wird gewöhnlich ein
photoempfindliches Material in Form eines positiven oder negativen
Resists mit veränderlicher
Lösungsfähigkeit
verwendet, weil das Tintenströmungskanalmuster 14 löslich sein muß.
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Wenn
das Substrat mit einer Tintenzuführöffnung versehen
werden soll, wird die Resistschicht gewöhnlich durch Laminieren aufgebracht.
Das photoempfindliche Material wird in einem entsprechenden Lösungsmittel
gelöst
und das erzeugte Gemisch wird auf einen Film aus Polyäthylenterephthalat
oder einem ähnlichen
Material aufgetragen. Dieser Film wird getrocknet, um einen Trockenfilm
zu erhalten. Zur Erzeugung des Trockenfilms wird aus den nachfolgend
genannten Gründen
die Verwendung einer photolytischen Hochpolymerverbindung aus der
Vinylketongruppe, z.B. Polymethylisopropylketon oder Polyvinylketon
empfohlen. Bevor diese chemischen Verbindungen mit Licht bestrahlt
werden, haben diese die gleichen Eigenschaften wie eine Hochpolymerverbindung.
Genauer ausgedrückt,
diese Verbindungen können
auf einfache Weise zu einem Blatt oder einem äußerst dünnen Film verformt werden, welcher
dann über
die Tintenzuführöffnung gelegt wird.
Das erwähnte
Gemisch aus einem photoempfindlichen Material und einem Lösungsmittel
kann durch Spinbeschichten, Rollen oder auf eine andere Weise auf
das Substrat 1 aufgetragen werden, nachdem die Tintenzuführöffnung mit
einem Füllmaterial verschlossen
wurde, welches später
wieder entfernt werden kann.
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Wie
aus 7(b) hervor geht, wird dann auf die
lösliche
Kunstharzschicht 14 in Form des Tintenströmungskanalmusters
eine Kunstharzdeckschicht 15 durch Spinbeschichten, Rollen
oder auf andere Weise aufgetragen. Wichtig ist, daß das für die Kunstharzdeckschicht 15 verwendete
Lösungsmittel beim
Auftragen dieser Schicht die lösliche
Kunstharzschicht 14 nicht verformt.
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Für die Kunstharzdeckschicht 15 sollte
ein photoempfindliches Material verwendet werden, weil in dieses
die Ausstoßöffnungen
leicht und präzise eingebracht
werden können.
Dieses Material sollte eine geeignete mechanische Festigkeit haben,
leicht auf dem Substrat 1 befestigt werden können, tintenbeständig und
zur Erzeugung mikroskopisch kleiner Muster leicht löslich sein.
Dafür ist
besonders Epoxydharz geeignet, weil dieses nach einem kationischen
Polymerisationsaushärtverfahren
eine ausgezeichnete Festigkeit aufweist und sich im festen Zustand
bei Normaltemperatur zum Bemustern eignet.
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Ein
durch kationische Polymerisation ausgehärtetes Epoxydharz hat eine
höhere
Vernetzungsdichte (Tg) als ein durch saures Anhydrid oder Amin ausgehärtetes Epoxydharz
und ist deshalb für
den genannten Zweck besser geeignet. Wenn das Epoxydharz, welches
sich bei Normaltemperatur im festen Zustand befindet, mit Licht
bestrahlt wird, dispergieren die bei der kationischen Polymerisation
erzeugten Gasbläschen
nicht in dieses, so daß beim Bemustern
eine ausgezeichnete Musterqualität
erreicht wird.
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Bei
Anwendung des Spinbeschichtens als eine der Dünnfilmbeschichtungstechnologien
kann die Kunstharzdeckschicht 15 gleichmäßig und
präzise
aufgetragen werden. Dadurch kann ein kleiner Abstand (OH) zwischen
dem Ausstoßenergie
erzeugenden Element 2 und der Ausstoßöffnung gewährleistet werden, welcher nach
einem herkömmlichen
Verfahren nicht erreichbar ist. Demzufolge kann auf einfache Weise
ein Flüssigkeitsaus stoßkopf gefertigt
werden, welcher das Ausstoßen
extrem kleiner Flüssigkeitströpfchen ermöglicht.
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Wenn
für die
Kunstharzdeckschicht ein negatives photoempfindliches Material verwendet
wird, reflektiert eine geeignete Fläche dieses Material das Belichtungslicht
und es wird Schlacke (Entwickelreststoff) erzeugt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird aber das Ausstoßöffnungsmuster
auf dem löslichen
Kunstharz zur Erzeugung der Flüssigkeitsströmungskanäle gebildet,
so daß die
Reflexion von Belichtungslicht am Substrat 1 ignoriert
werden kann. Die beim Entwickeln gebildete Schlacke wird mit dem Auswaschen
von gelöstem
Kunstharz bei der Erzeugung der Tintenströmungskanälen beseitigt und hinterläßt keine
schädliche
Wirkung.
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Als
Epoxydharz, welches sich bei Normaltemperatur im festen Zustand
befindet, kann das Produkt aus der chemischen Reaktion zwischen
Bisphenol A und Epichlorhydrin mit einem Molekulargewicht von 900
und darüber,
das Produkt aus der chemischen Reaktion zwischen bromhaltigem Phenol
A und Epichlorhydrin oder das Produkt aus der chemischen Reaktion
zwischen Phenolnovolack oder 0-Kresolnovolack und Epichlorhydrin,
ein in den japanischen Dokumenten 161973/1985, 221121/1988, 9216/1989
und 141219/1990 beschriebenes Multifunktions-Epoxydharz mit einem
Oxyzyklohexan-Skelett verwendet werden.
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Als
Initiator für
die kationische Photopolymerisation zum Aushärten des Epoxydharzes kann
aromatisches Jodoniumsalz, aromatisches Sulfoniumsalz (J. POLYMER
SCI: Symposium 56 383-395 (1976)), SP-150, SP-170 oder ein ähnliches
Material, hergestellt von Asahi Denko Co., Ltd., verwendet werden.
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Die
genannten Initiatoren für
die photokationische Polymerisation können zusammen mit einem Reduktionsmittel
verwendet werden, um die Polymerisation zu beschleunigen (Erhöhung der
Vernetzungsdichte im Vergleich zur photokationischen Polymerisation
allein). In diesem Fall muß ein
Reduktionsmittel vom sogenannten Redox-Typ gewählt werden, welches nicht bei
normaler Temperatur, sondern bei erhöhter Temperaturen (vorzugsweise
60 °C oder darüber) eine
Reaktion eingeht. Geeignet ist eine Kupferverbindung, genauer gesagt
ein Kupfertriflat (trifluormethansulfoniertes Kupfer (II)), welches
wegen seiner hohen Reaktionsfähigkeit
und seinem guten Eindringvermögen
ins Epoxydharz bekannt ist. Es sind aber auch andere Reduktionsmittel
wie Askorbinsäure
usw. effektiv. Wenn zur Erhöhung
der Anzahl an Düsen
(für hohe
Druckgeschwindigkeit) die Vernetzungsdichte sich erforderlich macht,
kann eine nicht neutrale Tinte (zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit
des Färbungsmittels)
verwendet oder das Reduktionsmittel in dem Lösungsmittel gelöst werden,
welches zum Auftragen der Kunstharzdeckschicht benutzt wird.
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Wenn
erforderlich, können
der genannten Verbindung Additive beigemischt werden. Dem Epoxydharz
kann zur Verringerung der Elastizität ein die Flexibilität erhöhendes Mittel
oder zur Verbesserung der Haftfähigkeit
der Deckschicht auf dem Substrat ein Haftmittel in Form von Silan
beigemischt werden.
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Danach
wird die aus eine photoempfindlichen Verbindung erzeugte Kunstharzdeckschicht 15 durch
eine Maske (Mustermaske) 16 belichtet, wie aus 7(c) hervor geht. Da die photoempfindliche Kunstharzdeckschicht 15 negativ
ist, werden deren Abschnitte, welche den Tintenausstoßöffnungen bzw.
den elektrischen Verbindungen entsprechen, durch die Maske geschützt. Zum
Belichten können ultraviolettes
Licht, tiefultraviolettes Licht, Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen usw.
je nach Empfindlichkeitsbereich des eingesetzten Initiators für die photokationische
Polymerisation verwendet werden.
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Bei
allen bisher beschriebenen Schritten kann das Positionieren nach
einem herkömmlichen photolithographischen
Verfahren erfolgen, da dieses im Vergleich zu einem Verfahren, bei
welchem die Ausstoßöffnungsplatte
und das Substrat separat gefertigt und anschließend miteinander verbunden
werden, die Fertigungsgenauigkeit wesentlich verbessert. Danach
kann die durch die Maske 16 belichtete photoempfindliche
Kunstharzdeckschicht 15 erwärmt werden, um die photolytische
Reaktion zu beschleunigen. Da die photoempfindliche Deckschicht
aus Epoxydharz, welches sich bei Normaltemperatur in einem festen
Zustand befindet, erzeugt wird, kann das Dispergieren der durch
Musterbelichtung erzeugten kationischen Polymerisationsgasbläschen gut
gesteuert und somit eine hohe Mustergenauigkeit gewährleistet
werden.
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Anschließend wird
die durch die Maske 16 belichtete photoempfindliche Deckschicht 15 mit
einem geeigneten Lösungsmittel
entwickelt, um die Ausstoßöffnungen 5 zu
erzeugen, dargestellt in 7(d). Während dieses
Prozesses zum Entfernen nicht belichteter Abschnitte der photoempfindlichen Deckschicht 15 kann
auch die lösliche
Kunstharzschicht 14 zur Erzeugung der Flüssigkeitsströmungskanäle aufgelöst und entfernt
werden. Im allgemeinen werden auf einem Substrat mehrere gleiche
oder unterschiedliche Köpfe
angeordnet und anschließend
durch Würfelschneiden
voneinander getrennt. Um während
des Schneidvorgangs ein erneutes Schmelzen zu verhindern, kann die
photoempfindliche Deckschicht 15 allein selektiv aufgelöst werden, um
die lösliche
Kunstharzschicht 14 zur Erzeugung der Flüssigkeitsströmungskanäle 22 nicht
aufzulösen (die
Schicht 14 bleibt auf den Räumen, welche weitere Tintenströmungskanäle bilden,
so daß das
Eindringen von geschmolzenem Material in die Flüssigkeitsströmungskanäle verhindert
wird). Die Kunstharzschicht 14 wird erst nach dem Würfelschneiden aufgelöst 7(e). Der während des Entwickelns der photoempfindlichen
Kunstharzdeckschicht 15 erzeugte Schaum (Entwickelrückstand)
wird mit dem Auflösen
der löslichen
Kunstharzschicht 14 entfernt und verbleibt nicht in der
Ausstoßöffnung.
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Wenn
die erwähnte
Vernetzungsdichte erhöht
werden soll, um die photoempfindliche Deckschicht 15 oder
die Ausstoßöffnungsplatte
weiter auszuhärten,
wird nach dem Erzeugen der Tintenströmungskanäle 22 und der Ausstoßöffnungen 5 die Platte
in eine ein Reduktionsmittel enthaltende Lösung getaucht und erwärmt. Bei
diesem Vorgang wird die vernetzungsdichte der photoempfindlichen
Deckschicht 15 oder der Ausstoßöffnungsplatte weiter erhöht. Dabei
werden auch die Haftfestigkeit der Deckschicht auf dem Substrat
und deren Tintenbeständigkeit
stark verbessert. Das Tauchen der photoempfindlichen Deckschicht 15 in
die Kupferionen enthaltende Lösung
und Erwärmen
in dieser kann auch problemlos nach dem Erzeugen der Ausstoßöffnungen
durch Belichten über
die Maske 16 erfolgen. In diesem Fall wird die lösliche Kunstharzschicht 14 ebenfalls
erst nach dem Tauchen entfernt.
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Als
Reduktionsmittel kann jede Substanz mit Reduktionsfähigkeit
verwendet werden. Chemische Verbindungen wie Kupferionen enthaltendes
Kupfertriflat, Kupferazetat, Kupferbenzoat usw. sind aber am besten
dafür geeignet.
Besonders effektiv sind Kupfertriflat und Askorbinsäure.
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Das
Substrat mit dem auf die beschriebene Weise erzeugten Tintenströmungskanal
bzw. Tintenausstoßöffnungen
wird mit elektrischen Verbindungen (nicht dargestellt) zum Ansteuern eines
Tintenzuführelements 17 und
eines Ausstoßenergie
erzeugenden Elements 2 versehen, um den Flüssigkeitsausstoßkopf bzw.
den Tintenstrahlkopf zu komplettieren, dargestellt in 7(f).
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Bei
der Fertigung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes
auf die beschriebene Weise werden die Ausstoßöffnungen 5 durch Photolithographie
erzeugt. Die Fertigung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist aber nicht auf dieses Verfahren
beschränkt,
denn die Ausstoßöffnungen 5 können auch
durch Trockenätzen
oder mit einem Excimerlaser durch Verwendung einer anderen Maske
als der genannten erzeugt werden. Wenn die Ausstoßöffnungen
mit einem Excimerlaser oder durch Trockenätzen erzeugt werden, wird das
Substrat durch das Kunstharzmuster vor Beschädigung durch der Laserstrahl
oder das Plasma geschützt
und dadurch die Herstellung eines präzisen und zuverlässigen Kopfes
gewährleistet.
Zur Erzeugung der Ausstoßöffnungen
durch Trockenätzen oder
mit einem Excimerlaser kann als Material für die Deckschicht 15 nicht
nur das genannte photoempfindliche Kunstharz, sondern auch ein thermisch
aushärtbares
Kunstharz verwendet werden.
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Nachfolgend
wird ein Beispiel des mit dem genannten Flüssigkeitsausstoßkopf kompatiblen Flüssigkeitsausstoßgerätes beschrieben.
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8 zeigt
schematisch in perspektivischer Darstellung den wichtigsten Abschnitt
eines solchen Flüssigkeitsausstoßgerätes. Das
Bezugszeichen 100 kennzeichnet einen Schlitten, auf welchem
der genannte Flüssigkeitsausstoßkopf austauschbar
befestigt werden kann. Das Flüssigkeitsausstoßgerät dieser
Ausführungsform
ist mit vier Flüssigkeitsausstoßköpfen entsprechend
der auszustoßenden
Farbtinten bestückt.
Diese vier Köpfe
werden zusammen mit einem Behälter 101Y für gelbe
Tinte, einem Behälter 101M für magentafarbige
Tinte, einem Behälter 101C für zyanfarbige
Tinte bzw. einem Behälter 101B für schwarze
Tinte auf dem Schlitten befestigt.
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Der
Schlitten 100 wird von einem Motor 103 über einen
um Riemenscheiben 105 und 106 geschlungenen Endlosriemen 104 auf
einem Führungsholm 102 in
der mit dem Pfeil A gekennzeichneten Richtung hin und her bewegt.
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Das
als Aufzeichnungsmedium verwendete Aufzeichnungsblatt P wird in
Pfeilrichtung B, d.h. im rechten Winkel zur Richtung A intermittierend
transportiert. Das Aufzeichnungsblatt P zwischen paarig angeordneten
Walzen 107 und 108 bzw. 109 und 110 mechanisch
belastet und dadurch beim Transportieren flach gehalten. Diese Walzen
werden als Einheit von einer Vorrichtung 111 angetrieben,
obwohl dies auch vom genannten Antriebsmotor in Drehung gesetzt
werden können.
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Vor
Beginn des Aufzeichnens oder zu einem gewünschten Zeitpunkt wird der
Schlitten 100 in der Ausgangsstellung angehalten. An der
Schlittenausgangsstellung sind Abdeckelemente 212 zum Abdecken
der Ausstoßöffnungen
jedes Kopfes angeordnet. Die Abdeckelemente 212 sind an
eine Regeneriersaugvorrichtung (nicht dargestellt) angeschlossen,
welche durch die Ausstoßöffnungen
Tinte saugt, um Verstopfen zu verhindern.
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9 zeigt
im Blockschaltbild ein Beispiel des Aufbaus eines Flüssigkeitsausstoßgerätes in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Das Aufzeichnungsgerät empfängt von
einem Hauptcomputer 300 Druckdaten in Form von Steuersignalen.
Die Druckdaten werden vorübergehend
in einer internen Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 301 des
Gerätes
gespeichert und sofort in verwertbare Daten umgewandelt und in die
CPU 302 eingegeben, welche auch zum Senden von Kopfsteuersignalen
dient. Die in die CPU 302 eingegebenen Daten werden von dieser
auf der Grundlage des in einem ROM 303 gespeicherten Steuerprogramms
und unter Verwendung einer peripheren Einheit in Form eines RAM 304 verarbeitet
und in Druckdaten (Bilddaten) umgewandelt.
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Die
CPU 302 erzeugt auch Steuerdaten zum Steuern des Antriebsmotors 306,
welcher synchron zu den Bilddaten das Aufzeichnungsblatt P und den Aufzeichnungskopf 200 bewegt.
Die Bilddaten und die Motorantriebsdaten werden über einen Motortreiber 305 und
einen Kopftreiber 307 an den Antriebsmotor 306 und
die Köpfe 200 übertragen,
um diese zum geeigneten Zeitpunkt anzutreiben und dabei ein Bild
zu erzeugen.
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Nachfolgend
wird ein Beispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungssystem beschrieben,
welches mit einem Flüssigkeitsausstoßkopf in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung auf einem Aufzeichnungsmedium ein
Bild aufzeichnet. 10 zeigt schematisch in perspektivischer
Darstellung den wichtigsten Abschnitt eines Aufzeichnungssystems
als ein Beispiel eines Flüssigkeitsausstoßgerätes in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Der bei dieser Ausführungsform
des Aufzeichnungsgerätes
verwendete Flüssigkeitsausstoßkopf ist
ein aus den vier Köpfen 201a – 201d zusammengesetzter
Ganzzeilenkopf zum Aufzeichnen mit den Farbtinten Gelb (Y), Magenta
(M), Zyan (C) und Schwarz (Bk). Die vier Köpfe sind in einem bestimmten
Abstand parallel zueinander und rechtwinklig zur Transportrichtung
des Aufzeichnungsmediums an einem Halter 202 befestigt.
Jeder dieser vier Köpfe
erstreckt sich über
die gesamte Aufzeichnungsbreite eines Aufzeichnungsmediums 150 und
weist zahlreiche Ausstoßöffnun gen
auf, welche in einer Teilung von 14/mm in Pfeilrichtung Y über die
Aufzeichnungsbreite angeordnet sind.
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Von
dem als Steuersignalgabevorrichtung dienenden Kopftreiber 307 werden
an jeden der vier Köpfe
entsprechende Steuersignale gesendet. Diese Köpfe werden vom entsprechenden
der vier Behälter 204a – 204d mit
der auszustoßenden
Farbtinte Y, M, C bzw. Bk versorgt.
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Unter
jedem der vier Köpfe
ist eine mit einem Absorptionselement in Form eines Schwamms oder eines
anderen Materials versehen Kappe 203a, 203b, 203c bzw. 203d angeordnet.
Wenn die Aufzeichnungsköpfe 201a – 201d nicht
benutzt werden, bedeckt diese die jeweilige Kappe, um deren Ausstoßleistung
ständig
zu gewährleisten.
Das Bezugszeichen 206 kennzeichnet ein als Transportvorrichtung
für verschiedene
Aufzeichnungsmedien dienendes Transportband. Das über mehrere
Walzen geführte
Transportband 206 wird vom Antriebsmotor 306 über eine
Antriebswalze angetrieben.
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Das
Tintenstrahlaufzeichnungssystem dieser Ausführungsform weist eine Vorbehandlungsvorrichtung 251 und
eine Nachbehandlungsvorrichtung 252 auf. Die Vorbehandlungsvorrichtung 251 ist
vor der Aufzeichnungseinheit angeordnet und führt vor dem eigentlichen Aufzeichnungsvorgang
verschiedene Behandlungen am Aufzeichnungsmedium durch, während die
Nachbehandlungsvorrichtung 252 hinter der Aufzeichnungseinheit
angeordnet ist und verschieden Nachbehandlungen am Aufzeichnungsmedium
durchführt.
Inhalt der Vor- und Nachbehandlungen variiert in Abhängigkeit
vom verwendeten Aufzeichnungsmedium oder von der Tintenart. Ein
Aufzeichnungsmedium aus Metall, Plast oder Keramik wird vor dem
Aufzeichnen mit Ultraviolettlicht oder Ozon behandelt, damit an
dessen Oberfläche
die Tinte besser haftet. Bei einem Aufzeichnungsmedium aus Plast
bleibt durch die leichte statische Aufladung manchmal Staub an diesem
hängen,
welcher das Aufzeichnen beeinträch tigen
kann. In diesem Fall kann eine Ionisiereinheit verwendet werden,
welche die statische Ladung vom Aufzeichnungsmedium ableitet und
Staub von diesem entfernt. Ein Aufzeichnungsmedium aus Gewebe kann
vor dem Drucken mit einer alkalischen Substanz, einer wasserlöslichen
Substanz, einem synthetischen Hochpolymer, einem wasserlöslichen
Metallsalz, Harnstoff oder Thioharnstoff behandelt werden. Das Vorbehandeln ist
aber nicht auf die genannten Verfahren beschränkt. So kann das Aufzeichnungsmedium
zum Beispiel auf eine für
das Drucken geeignete Temperatur erwärmt werden. Das Aufzeichnungsmedium mit
darauf ausgestoßener
Tinte kann erwärmt
oder mit Ultraviolettlicht bestrahlt werden, um die Tinte zu fixieren
oder das Fixieren der Tinte auf dem Aufzeichnungsmedium zu beschleunigen.
Die Partikel des zur Vorbehandlung verwendeten Mittels, welche nicht aktiviert
wurden, werden ausgewaschen.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf einen Drucker und auf eine periphere
Bildausgabeeinheit für
ein Informationsverarbeitungsgerät
in Form eines Computers, mit welchen durch Ausstoßen einer
Flüssigkeit
in Form von Tröpfchen
ein Bild auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird, übertragen werden.
Diese Erfindung ist auch auf ein mit einer Leseeinheit ausgerüstetes Kopiergerät, ein Faxgerät mit Sende – und Empfangsfunktion,
ein mit einem Druckabschnitt versehenes Informationsverarbeitungsgerät in Form
eines Textautomaten, auf ein industriell genutztes Aufzeichnungsgerät oder Aufzeichnungssystem
in Verbindung mit verschiedenen Verarbeitungseinheiten übertragbar.
Der in dieser Spezifikation verwendete Begriff „Aufzeichnen" bezieht sich auf
die Erzeugung sowohl von Bildern in Form von Buchstaben oder Grafiken
als auch von bedeutungslosen Mustern auf einem Aufzeichnungsmedium.
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Als
Ausstoßflüssigkeit
kann auch Tinte verwendet werden, welche im Moment des Ausstoßen flüssig ist.
Eine solche Tinte ist bei Normaltemperatur im festen Zustand, wird
aber bei höheren
Temperaturen flüssig.
Mit anderen Worten, es spielt keine Rolle, ob die auszustoßende Substanz
bei Normaltemperatur fest oder flüssig ist, wenn im Moment des
Ausstoßens
der flüssige
Zustand gewährleistet
wird. Als Aufzeichnungsmedium kann Papier, Zwirn, Fasermaterial,
Gewebe, Leder, Metall, Plast (OHP-Blätter, CDs, Ornamentplatten
usw.), Glas (Farbfilter usw.), Holz, Keramik oder dreidimensionales,
netzförmiges Material
wie Schwamm verwendet werden.