DE69309153T2 - Auf Abruf arbeitender Tintenstrahldruckkopf mit verbesserter Säuberungsleistung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Tropfen-bei-Bedarf bzw. auf Abruf arbeitenden Tintenstrahldruckkopf und insbesondere einen kompakten Tintenstrahldruckkopf, der vielfache regelmäßige Anördnungen bzw. Gruppierungen von Tintenstrahlen beinhaltet, wobei jede Gruppierung Tinte aus einem Tintezuführverteiler mit einem konisch zulaufenden bzw. sich verjüngenden Querschnitt aufnimmt.
• Es gab bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Einsetzen von Tintenstrahldruckköpfen auf der Basis von Tropfen-bei- Bedarf-Mehrfachöffnungen. Im allgemeinen arbeitet jeder Kanal eines Mehrfachöffnung-Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahles durch das Einbringen von Tinte in eine Tintenkammer und nachfolgendem Auswerfen von Tintetropfen aus der Tintenkammer durch eine Düse. Tinte wird aus einem gemeinsamen Tintezufuhrverteiler durch einen Tinteeinlaß in die Tintenkammer zugeführt. Ein Antriebsmechanismus wird dazu verwendet, die Tinte in die Tintenkammer zu verbringen. Der Antriebsmechanismus beinhaltet typischerweise einen Transducer (Z.B. ein piezokeramisches Material), das mit einem dünnen Diaphragma verbunden ist. Wird eine Spannung auf einen Transducer angelegt, überträgt der Transducer Tinte in der Tintenkammer, was einen Tintefluß durch den Einlaß aus dem Tinteverteiler in die Tintenkammer und durch einen Auslaß und Durchgang zu einer Düse verursacht. Es ist wünschenswert, eine Geometrie bzw. Anordnung zu verwenden, welche für Mehrfachdüsen ermoglicht, in einer dicht gepackten Gruppierung angeordnet zu sein. Die Anordnung der Verteiler, Einlässe und Kammern und das Verbinden der Kammern mit damit verbundenen Düsen sind nicht geradzielige bzw. hevortretende Aufgaben, insbesondere für den Fall, daß kompakte Tintenstrahlgruppierungsdruckköpfe gewünscht sind. Ungenaue Ausgestaltungsauswahlen, sogar bei geringeren Merkmalen, können eine uneinheitliche Auswurfleistung verursachen.
• Eine einheitliche Auswurfleistung wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß die verschiedenen Merkmale jedes Gruppierungskanales in dem Tintenstrahldruckkopf im wesentlichen identisch ist. Ein einheitliches Auswerfen hängt auch davon ab, daß jeder Kanal frei von Verunreinigungen und Blasen ist. Daher müssen die verschiedenen Merkmale des Mehrfachöffnungen-Druckkopfes auch für eine wirksame Reinigung bzw. Spülung ausgelegt sein.
• Eine Bauweise eines beispielhaften Tintenstrahldruckkopfes gemäß dem Stand der Technik ist in der US-PS 4,680,595 von Cruz-Uribe, et al. beschrieben. Die Fig. 1 bis 4 von Cruz- Uribe et al. zeigen zwei parallele Reihen von im allgemeinen rechtwinkligen Tintendruckkammern, welche bezüglich ihrer Mittelpunkte ausgerichtet angeordnet sind. Die Tintenstrahldüsen sind mit jeweiligen verschiedenen Tintendruckkammern verbunden. Die zentrale bzw. Mittelachse jeder Düse erstreckt sich senkrecht zu der Ebene, welche die Tintendruckkammern enthält, und schneidet einen Abschnitt, welcher über die Tintendruckkammer hinausgeht. Ein Tinteverteiler von im wesentlichen gleichförmigem Querschnittsbereich führt Tinte in jede der Kammern, durch eine beschränkende Auslaßöffnung ein, welche sorgfältig in Übereinstimmung mit der Düsenöffnung ausgebildet ist. Ein- bzw. beschränkende Öffnungen sind eine Form von Tinteeinlaßmerkmal bzw. -charakteristikum, welche dahingehend wirkt, eine akustische Kreuzkopplung bzw. einen solchen Kopiereffekt zwischen angrenzenden Kanälen des Mehrfachöffnungsverteilers zu minimieren. Jedoch fangen solche Einschränkungen bzw. Restriktionen häufig Verunreinigungen oder Blasen ein und erfordern demzufolge eine häufige Reinigung bzw. Spülung.
• Eine effektive Reinigung bzw. Spülung hängt von einer relativ schnellen Tintenflußrate durch die verschiedenen Charakteristika des Kopfes ab, um Verunreinigungen oder Blasen "wegzuwischen". Die Tintenflußrate bei verschiedenen Stellen des Verteilers hängt von der Anzahl der "stromabwärts gelegenen" Öffnungskanäle ab, welche gereinigt bzw. gespült werden, und dem Querschnittbereich des Verteilers. Die Fließrate ist daher am "stromaufwärts gelegenen" Ende des Verteilers größer als stromabwärts und wenn nur ein einzelner Öffnungskanal Tinte anzieht. Die Tintenfließrate am stromabwärts gelegenen Ende der Verteiler kann nicht ausreichen, um Verunreinigungen oder Blasen, welche in den Verteilern eingefangen sind, auszuspülen.
• Die US-PS 4,730,197 von Raman et al., welche als Folgeanmeldung des Cruz-Uribe, et al. Patentes herausgegeben wurde, beschreibt zusätzliche Ausführungsformen davon in den Fig. 11A und 11B, welche dieselben Einschränkungs- und Tinteverteilercharakteristiken beinhalten.
• Die US-PSen 4,216,477 (Matsuda et al., das Patent '477) und 4,528,575 von Matsuda, et al. beschreiben Tintenstrahl- bzw. Auswurfbauweisen, bei welchen Tinte parallel, anstelle senkrecht, zur Ebene der Tintendruckkammern ausgeworfen wird. Im allgemeinen sind Gruppierungstintenstrahldruckköpfe, bei welchen die Düsenachsen parallel zur Ebene der Transducer liegen, relativ komplexe Ausgestaltungen und daher schwierig herzustellen. Jeder Ausgangskanal weist einen rechtwinkligen Transducer auf, der mit einer Tintekammer verbunden ist, die durch einen Durchgang mit einer Düsenöffnung kommuniziert. Bei wenigstens einigen der in diesen Patenten beschriebenen Ausführungsformen, weisen die Durchgänge verschiedene Längen auf, welche von der Stellung des Transducers in bezug auf die verbundene Düse abhängen.
• Beide Patente zeigen Tintezuführverteiler, welche im wesentlichen konstante Querschnittsbereiche über ihre gesamten Längen aufweisen. Die Fig. 1 des Patentes '477 von Matsuda et al. zeigt einen Druckkopf, der senkrecht orientiert ist und einen Verteiler aufweist, der eine Tintenzufuhröffnung am Boden besitzt. Das obere Ende des Verteilers erstreckt sich über den obersten Einlaß hinauf zum obersten Öffnungskanal, unter Ausbildung einer oberen Ausnehmung, in welcher Blasen, welche weniger dicht als Tinte sind, eingefangen werden können. Während des Reinigens bzw. Spülens fließt wenig oder keine Tinte durch die obere Ausnehmung, was das Spülen von Blasen wirksam vermeidet. Über die Zeit können zusätzlich eingefangene Blasen zu einer einzigen großen Blase koaleszieren, welche einen Tintefluß zu einem oberen Öffnungskanal wirksam blockiert. Des weiteren haben eingefangene Blasen eine Resonanzfrequenz und verursachen Druckimpulse, die in einer Druckkammer erzeugt werden, unter einer nicht einheitlichen Rückreflexion auf Einlasse von benachbarten Druckkammern. Eingefangene Blasen zerstreuen auch bei bestimmten Frequenzen Energie. Demzufolge tragen eingefangene Blasen zu einer ungleichförmigen Auswerfung bei.
• Die US-PS 4,387,383 von Sayko beschreibt einen Mehrfachöffnungen-Tintenstrahldruckkopf. In Fig. 2 veranschaulicht Sayko einen Tinteverteiler mit einem einheitlichen Querschnittsbereich und bei dem der Tinteversorgungseinlaß am oberen Ende angeordnet ist. Eine solche Ausgestaltung minimiert das Einfangen von Blasen und erleichtert ihre Ausspülung, aber verstärkt das Einfangen von Verunreinigungen, welche dichter als die Tinte sind. Der Mangel einer ausreichenden Tintenflußrate am unteren Ende eines solchen Verteilers verhindert, daß Verunreingungen während des Reinigens ausgespült werden, und führt zu einer Verstopfung der Charakteristika in den untersten Öffnungskanälen.
• Die US-PS 4,521,788 von Kimura et al. beschreibt einen Mehrfachöffnungen-Tintenstrahldruckkopf von radialer Bauweise mit einer Gleichförmigkeit bezüglich der Kanal-zu-Kanal-Merkmale, welche zu gleichförmigen Auswurfleistungen führt. Die radialen Tintezuführverteiler von Kimura et al., welche in den Fig. 3, 6 und 7 veranschaulicht sind, weisen alle einen einheitlichen Querschnittsbereich auf und beinhalten vorher beschriebene Merkmale, welche Verunreinigungen oder Blasen einfangen können.
• Die US-PS 4,367,480 von Kotoh beschreibt einen Mehrfachöffnungen-Tintenstrahldruckkopf, der gleiche Größen für jeden Öffnungskanal aufweist. Die Fig. 4 von Kotoh veranschaulicht einen Tinteverteiler mit einem ungleichmäßigen Querschnittsbereich. Jedoch kann die veranschaulichte Form Verunreinigungen oder Blasen einfangen. Die Fig. 8 und 10 von Kotoh veranschaulichen eine ungleichförmige, serpentinenartige Tinteneinlaßanordnung, welche eine einheitliche akustische Leistung unter den Öffnungskanälen liefert. Es ist auch ein Tintenzuführverteiler mit Tinteneinlässen an beiden Enden gezeigt. Eine solche Konfiguration gestattet eine Kreuzfließspülung, die zur Entfernung von Verunreinigungen oder Blasen aus einem solchen Tinteverteiler wirksam ist, aber nicht aus den verschiedenen Charakteristika jedes Öffnungskanales. Des weiteren weisen einige kompakte Kopfbauweisen einen nicht ausreichenden Abstand für zusätzliche Verteilereinlässe auf, welche für eine Kreuzfließreinigung erforderlich sind.
• Die auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung übertragene US-PS 5,087,930 von Roy et al. für einen "Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldruckkopf" beschreibt einen Mehrfachöffnungen-Druckkopf einer kompakten Ausgestaltung. Wesentliche Bestandteile des Roy-Patentes sind in den Fig. 1A, 1B, 2, 3 und 4 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Fig. 1A und 1B sind auseinandergezogene Ansichten des aus Laminatplatten zusammengesetzten Druckkopfes 1, welcher eine Transducer-Aufnahmeplatte 2, eine Diaphragmaplatte 3, eine Tintendruckkammerplatte 3, eine Separatorplatte 4, eine Tinteneinlaßplatte 5, eine Separatorplatte 6, eine Versatzkanalplatte 7, eine Öffnungsseparatorplatte 8 und eine Öffnungsplatte 9 beinhaltet. Die Platten 3 bis 7 bilden auch einen Satz von Verteilern für schwarze, gelbe, magentafarbene und cyanfarbene Tinte. Die Fig. 2 bis 4 zeigen jede der entsprechenden Platten 5 bis 7 in größerer Genauigkeit. Insbesondere ist ein Magentatinte-Verteiler M mit dem oberen Magentatinte-Verteiler M' durch einen Tinteverbindungskanal C verbunden. Tinte wird, wie benötigt, aus den Verteilern M und M' in vielfache Tintezuführkanäle S, einen für jeden Magenta-Öffnungskanal von Druckkopf 1 gezogen.
• Bezug nehmend auf die Fig. 3 und 4 wurde festgestellt, daß während Zeiten keines Druckens, eine schwingfähige Blase B in einem oberen Bogen des Tintenverbindungskanales C eingefangen werden kann. Während Zeiten des Druckens fließt Tinte durch den Kanal C und den Verteiler M' bei einer ausreichenden Geschwindigkeit, um die Blase B zum Einlaßende des Verteilers M' zu reißen, aber bei einer Geschwindigkeit, die nicht ausreicht, die Blase B durch irgendeinen der Tintenzufuhrkanäle S des Druckkopfes 1 auszuspülen. Während der Reinigung wird Tinte bei einer erhöhten Geschwindigkeit durch die Verteiler M und M' und durch die Tintezufuhrkanäle S fließen gelassen, wodurch die Blase zu einer Stelle B' am rechten Ende des Verteilers M' gezogen wird. Die Blase B' wird jedoch nicht aus dem rechten Ende des Verteilers M' ausgespült, weil nur ein einzelner Tintezufuhrkanal S' Tinte anzieht, was in einer niedrigen Tintefließgeschwindigkeit resultiert. Da die Schwimmfähigkeit der Blase B' größer als die durch die Tintenfließgeschwindigkeit hervorgerufene Mitreißfähigkeit gegenüber Blase B' ist, bleibt die Blase B' eingefangen. Des weiteren weist die eingefangene Blase B' eine Resonanzfrequenz auf, die dahin wirkt, die Druckpuls-Kreuzkopplung unter den Zufuhrkanälen S im Verteiler M' zu erhöhen, sobald ein Tinteöffnungskanal Tintentropfen bei einer Rate nahe der Resonanzfrequenz von Blase B' auswirft. Bei einigen Auswurfraten wird Energie durch die Blase absorbiert werden, welche sie wachsen läßt, was zu einer Unterversorgung des Druckkopfes 1 führt.
• Was noch schlimmer ist, ist daß während eines normalen Druckens die Position der Blase B' im Verteiler MT von den Tropfenauswurfmustern und -raten von den mit Verteiler M' verbundenen Mehrfachtintezufuhrkanälen S abhängt. Die durch Kreuzkopplung und Absorption induzierten resultierenden Auswurfungleichmäßigkeiten sind auf gedruckten Bildern in Form von Änderungen der Magenta-Intensität sichtbar. Ahnliche Probleme bestehen aufgrund von Blasen in anderen Verteilern des Druckkopfes 1.
• Obwohl es im Stand der Technik viele Ausgestaltungen von Tintenstrahldruckköpfen mit Mehrfachöffnungen gibt, besteht ein Bedarf für einen verbesserten Tintenstrahldruckkopf, der kompakt ist, gleichförmige Auswerfeigenschaften aufweist und der vollständig von Verunreinigungen oder Blasen befreit werden kann.
• Eine Aufgabe dieser Erfindung ist daher, einen Tintenstrahldruckkopf mit Mehrfachöffnungen zur Verfügung zu stellen, der vollständig von Verunreinigungen oder Blasen befreit bzw. gereinigt werden kann.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tintenstrahldruckkopf mit einzelnen Strahlen bzw. Jets zur Verfügung zu stellen, welche im wesentlichen konstante und identische Tintentropfenausstoßeigenschaften besitzen.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Ausgestaltung eines Druckkopfes zur Verfügung zu stellen, mit einer verminderten Kreuzkopplung unter den Öffnungs- bzw. Ausflußöffnungskanälen.
• Die vorliegende Erfindung ist ein Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldruckkopf, der Tinte aus einem gemeinsamen Tintezufuhrverteiler durch mehrfache Einlässe und in eine entsprechende Anzahl von Tintendruckkammern liefert, wovon jede mit einem akustischen Transducer gekoppelt bzw. verbunden ist, der kontrollierte Druckwellen in der Tinte erzeugt. Die Druckwellen lassen Tinte durch einen Tinteauslaß in einen versetzten Kanal und durch eine Ausflußöffnung als Tropfen von Tinte, die auf ein Druckmedium ausgeworfen werden, fließen. Der Tintenstrahldruckkopf besitzt einen Körper, der einen Tintezufuhrverteiler, Tinteneinlässe, Tintendruckkammern, Auslässe, versetzte Kanäle und Düsenöffnungen definiert. Der Tintenstrahldruckkopf ist von kompakter Ausgestaltung mit eng beabstandeten Düsen.
• Die Tinteneinlässe in die Druckkammern und die Tintenauslässe aus den Druckkammern sind diametral oder schräg gegenüberliegend, um den längsten Abstand zwischen ihnen zur akustischen Isolierung und Kreuzspülung der Druckkammern während des normalen Betriebes und Reinigens vorzusehen. Um gleichförmigere Tintenausstoßeigenschaften zu liefern, sind die Tintenstrahlkopfdurchgänge aus den Tintenzufuhrverteilern zu den Druckkammern und aus den Druckkammern zu den Düsen bevorzugt von jeweils gleicher Länge und gleichem Querschnitt, so daß die Tintenausstoßeigenschaften der Druckkammern, verbundenen Durchgänge und Düsen im wesentlichen dieselben sind.
• Der Tintenstrahldruckkopf weist wenigstens einen sich verjüngenden bzw. konisch zulaufenden Tintenzufuhrverteiler und mehrfache Tintenzufuhrkanäle auf, welche den sich verjüngenden Tintenzufuhrverteiler mit entsprechenden Tintendruckkammertinteneinlässen verbindet. Die Tintenzufuhrkanäle sind so bemessen, und der Verteiler verjüngt sich, so daß eine akustische Isolierung zwischen den Tintendruckkammern und dem Verteiler vorgesehen ist, wobei ein ausreichender Tintenfluß bei höchsten Druckraten bzw. -geschwindigkeiten des Druckkopfes weiter vorgesehen ist. Das Verjüngen des Verteilers liefert einen zum stromabwärtigen Ende des Verteilers verminderten Querschnitt, was in einer gleichförmigeren Tintenfließrate entlang der gesamten Länge des Verteilers während des Druckens und Reinigens resultiert.
• Der Tintenstrahldruckkopf ist bevorzugt aus vielen flachen Platten gebildet, welche unter Festlegung der verschiedenen Kammern, Durchgänge, Kanäle, Düsen und Verteiler des Tintenstrahldruckkopfes zusammengehalten werden.
• Die Erfindung wird nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, wobei Bezug auf die anliegenden Zeichnungen genommen wird, worin:
• Fig. 1A und 1B zusammen eine auseinandergezogene isometrische Perspektivansicht der verschiedenen Lagen eines Tintenstrahldruckkopfes nach dem Stand der Technik vom Typ der regelmäßigen Anordnung mit zwei Gruppierungen von jeweils 48 Düsen bildet.
• Fig. 2 bis 4 vergrößerte Vorderansichten der entsprechenden Platten, welche die Tinteverteiler und Tinteneinlaßkanäle des in den Fig. 1A und 1B veranschaulichten Tintenstrahlkopfes nach dem Stand der Technik bilden, wobei Teile der Verteiler in den Fig. 3 und 4 als gestrichelte Linie in Fig. 2 gezeigt sind, sind.
• Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht eines einzelnen Tintenausstoßes von der Art, wie er in einem Gruppierungs-Tintenstrahldruckkopf der vorliegenden Erfindung beinhaltet ist, ist.
• Fig. 6 eine vergrößerte schematische Überlagerungsansicht, welche die transversalen Abstände und Orientierungen der Tintendruckkammern, Tinteneinlaß- und Auslaßdurchgänge und versetzten Kanäle eines Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, ist.
• Fig. 7 eine vereinfachte bildliche schematische Ansicht eines Tintenstrahlsystemes gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung, welche verschiedene Kräfte zeigt, die auf eine Blase in einem querschnittsmäßig sich verjüngenden Verteiler zeigt, ist.
• Fig. 8A und 8B zusammen eine auseinandergezogene isometrische Ansicht der verschiedenen Lagen einer Tintenstrahlkopfgruppierung mit zwei Gruppierungen von 48 Düsen jeweils in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dieser Erfindung bilden.
• Fig. 9 bis 17 Vorderansichten der verschiedenen Platten, des in Fig. 8 veranschaulichten Gruppierungstintenstrahles bilden, sind.
• Der Druckkopf der vorliegenden Erfindung antwortet auf die Anforderung für einen Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahlgruppierungsdruckkopf, der eine kompakte Gruppierung von Tintentropfen bildenden Düsen beinhaltet, wovon jede selektiv durch einen damit verbundenen Antrieb, wie durch einen piezokeramischen Transducermechanismus, angetrieben wird. Die Betrachtungen hinsichtlich der Ausgestaltung für einen solchen Druckkopf sind unter Bezugnahme auf das folgende Beispiel erklärt. Ein in einer schreibmaschinenartigen Druckvorrichtung verwendeter Tintenstrahldruckkopf schreitet senkrecht über ein Druckmedium auf einer gekrümmten Oberfläche nach einem beabstandeten Druckkopf voran, welcher hin und zurück fährt, und während des Hin- und Zurückfahrens in beiden Richtungen druckt. Es ist wünschenswert, einen solchen Druckkopf mit einer Gruppierung von Düsen zu versehen, welche den minimal möglichen senkrechten Abstand überspannt, um die Änderung im Abstand zwischen ihnen und dem Druckmedium zu minimieren.
• Es ist auch wünschenswert, einen Druckkopf vorzusehen, der den minimalen horizontalen Abstand überspannt. Der Teil eines Druckkopfes, der mit 48 Strahlen bzw. Ausstößen bei 180 Zeilen/cm (300 Zeilen/inch) sowohl horizontal als auch senkrecht druckt, würde beispielsweise eine senkrechte Reihe von 48 Düsen aufweisen, welche 47/118 cm (47/300 inch) vom Zentrum der ersten und letzten Düsen überspannen. Bei dieser Konfiguration könnte jede Düse die am meisten links gelegene sowie die am meisten rechts gelegene Adreßstelle auf dem Druckmedium ohne ein Überscannen adressieren. Jede horizontale Verschiebung der Düsen erfordert ein Uberscannen sowohl der linken als auch rechten Ränder, um wenigstens den Betrag dieser Verschiebung, damit alle Stellen des Druckmediums adressiert werden können. Ein Überscannen erhöht sowohl die Druckzeit als auch die Gesamtbreite des Druckers. Eine Minimierung der horizontalen Beabstandung zwischen den Düsen hilft, die Druckzeit und die Druckerbreite zu reduzieren. Da die transversalen Abmessungen der für die Drucktransducer, welche für die hier beschriebene Art von Strahlen erforderlich sind, ein Vielfaches größer ist als die vertikale Düse-zu-Düse-Beabstandung, ist ein bestimmter Betrag einer horizontalen Versetzung der Düsen erforderlich, wobei der Betrag durch die Größe der Transducer und ihre geometrischen Anordnung bestimmt ist. Eine Aufgabe ist es, diese Versetzung zu minimieren.
• Ein Lösungsweg, die horizontale Beabstandung von Düsen zu minimieren, ist es, keine Merkmale innerhalb der Grenze der Gruppierung der Druckkammern oder Drucktransducer zu erlauben. Alle anderen Merkmale bzw. Charakteristika würden entweder außerhalb der Grenzen der Gruppierung dieser Transducer oder Druckkammern liegen, wenn sie in der Ebene dieser Komponenten oder Ebenen darüber (entfernter von den Düsen) oder unter (näher zu diesen Düsen) dieser Komponenten liegen. Beispielsweise können alle elektrischen Verbindungen zu den Transducern in einer Ebene über den Drucktransducern hergestellt werden und alle Einlaßdurchgänge, versetzten Kanaldurchgänge, Auslaßdurchgänge und Düsen können in Ebenen unter den Tintendruckkammern und Drucktransducern liegen. Sobald zwei dieser Eigenschaften bzw. Merkmale miteinander geometrisch interferieren würden, wenn sie in der gleichen Ebene angeordnet sind, werden sie in verschiedenen Ebenen voneinander angeordnet, so daß die horizontale Verschiebung der Düsen nur dadurch kontrolliert wird, wie nahe die Drucktransducer oder Druckkammern zueinander angeordnet werden können. Beispielsweise kann der Einlaßdurchgang in einer Ebene liegen, welche verschieden von den versetzten Kanaldurchgängen liegen, und die versetzten Kanaldurchgänge können in Ebenen liegen, welche verschieden von den Auslaß durchgängen sind. Damit sind, um die horizontalen und vertikalen Abmessungen der Gruppierung von Düsen zu minimieren, extra Lagen zugefügt, welche in einer Zunahme der Dicke des Druckkopfes resultieren.
• Integrierte elektronische Antriebsschaltungen sind im allgemeinen weniger teuer als jene, die aus einzelnen Bestandteilen hergestellt sind, und sind sogar weniger teuer, wenn alle der integrierten Antriebsschaltungen gleichzeitig getriggert werden. Wenn die Düsen des Druckkopfes nicht in einer senkrechten Linie angeordnet werden können, dann sollte die horizontale Versetzung zwischen einer Düse und jeder anderen ein ganzzahliges Vielfaches der senkrechten Düse-zu-Düse-Beabstandung sein, wenn kostengünstige Antriebsschaltungen verwendet werden sollen. Wenn mehr als eine Antriebs- bzw. Treiberschaltung verwendet werden muß, ist dieses Erfordernis entspannt, es sollten jedoch alle durch eine einzige integrierte Schaltung angetriebenen Düsen weiterhin in horizontaler Richtung durch ein ganzzahliges Vielfaches des senkrechten Düse-zu-Düse-Abstandes beabstandet sein. Es ist auch wünschenswert, einen kompakten Druckkopf zu haben, der eine niedrige Treiberspannung erfordert, bei einer hohen Tintentropfenauswurfrate arbeiten kann, relativ kostengünstig herzustellen ist und viele Tintenfarben drucken kann.
• Bezug nehmend auf Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines Öffnungskanales eines Tintenstrahldruckkopfes mit vielen Öffnungen gemäß der Erfindung gezeigt, der einen Körper 10 aufweist, der einen Tinteneinlaß 12, durch welchen Tinte zum Tintenstrahldruckkopf geführt wird, aufweist. Der Körper definiert auch einen Tintentropfen erzeugenden Öffnungsauslaß oder eine Düse 14 zusammen mit einem Tintefließweg vom Tinteneinlaß 12 zur Düse. Im allgemeinen beinhaltet der Tintenstrahldruckkopf der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Gruppierung von Düsen 14, die zur Verwendung beim Drucken von Tropfen von Tinte auf ein Druckmedium (nicht gezeigt) eng voneinander beabstandet sind.
• Tinte, welche in den Tinteeinlaß 12 eintritt, fließt in einen sich verjüngenden Tintezufuhrverteiler 16 (die Verjüngung ist in Fig. 5 nicht gezeigt). Ein typischer Tintenstrahldruckkopf weist wenigstens vier solche Verteiler zur Aufnahme von schwarzer, cyanfarbener, magentafarbener und gelber Tinte zur Verwendung beim Schwarz-plus-drei-Farben- Substraktionsdrucken auf. Jedoch kann die Anzahl solcher Verteiler abhängig davon variiert werden, ob ein Drucker dahingehend ausgestaltet ist, nur schwarze Tinte oder mit weniger als dem ganzen Bereich von Farben zu drucken. Tinte fließt aus dem sich verjüngenden Tintezufuhrverteiler 16 durch einen Tintezufuhrkanal 18, durch einen Tinteeinlaß 20 und in eine Tintendruckkammer 22. Tinte verläßt die Druckkammer 22 durch einen Tintendruckkammerauslaß 24 und fließt durch einen Tintendurchgang 26 zur Düse 14, von welcher Tintentropfen ausgeworfen werden. Die Pfeile 28 zeigen den gerade beschriebenen Tintenfließweg an.
• Die Tintendruckkammer 22 ist an einer Seite durch ein elastisches Diaphragma 34 begrenzt. Der Drucktransducer ist in diesem Fall eine piezoelektrische Keramikscheibe 36, die am Diaphragma 34 durch ein Epoxid befestigt ist und die Tintendruckkamer 22 bedeckt. In herkömmlicher Weise weist der Keramikscheibentransducer 36 eine dünne Metallschicht 38 auf, mit der ein elektronischer Antrieb, nicht gezeigt, elektrisch verbunden ist. Obwohl andere Formen von Drucktransducern verwendet werden können, wird ein Keramikscheibentransducer 36 im Krümmungsmodus so betrieben, daß wenn eine Spannung auf der dünnen Metallschicht angelegt wird, der Keramikscheibentransducer 36 seine Abmessung bzw. Ausdehnung zu verändern versucht. Da er jedoch fest und starr an dem Diaphragma befestigt ist, krümmt sich der Keramikscheibentransducer 36 und verbringt dadurch Tinte in der Tintendruckkammer 22 unter Verursachung eines Flusses von Tinte nach außen durch den Durchgang 26 zur Düse 14. Das Wiederauffüllen der Tintenkammer 22, nachfolgend auf das Auswerfen eines Tintentropfens, kann durch eine umgekehrte Krümmung des Keramikscheibentransducers 36 gefördert werden.
• Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Haupttintenflußweg 28 ist durch den Tintenkammerkörper 10 ein wahlweiser Tintenspül- bzw. -reinigungskanal 42 definiert. Der Reinigungskanal 42 ist mit dem Tintendurchgang 26 angrenzend an die, aber im Inneren der Düse 14 verbunden. Der Reinigungskanal 42 verbindet den Tintendurchgang 26 mit einem Reinigungsverteiler 44, der mit einem Auslaßdurchgang 46 mit einer Reinigungs- bzw. Spülauslaßöffnung 48 verbunden ist. Der Reinigungsverteiler 44 ist typischerweise durch ähnliche Reinigungskanäle 42 mit den mit den vielfachen Düsen verbundenen Durchgängen verbunden. Während des Reinigungsbetriebes fließt Tinte durch den Körper 10 in einer durch die Pfeile 50 angezeigten Richtung. Richtung und Geschwindigkeit des Tintenflusses durch Düse 14 während des Spülens hängt von den relativen Druckhöhen bei Tinteneinlaß 12, Düse 14 und Reinigungsauslaßöffnung 48 ab. Das Reinigen wird unten genauer beschrieben.
• Zur Erleichterung der Herstellung des Tintenstrahldruckkopfes der vorliegenden Erfindung ist der Körper 10 bevorzugt aus vielen laminierten Platten oder Lagen, wie Edelstahl, gebildet. Diese Lagen sind übereinander gestapelt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform von Fig. 5 der vorliegenden Erfindung beinhalten diese Lagen oder Platten eine Diaphragmaplatte 60, welche das Diaphragma 34, den Tinteneinlaß 12 und den Reinigungsauslaß 48 bildet; eine Tintendruckkammerplatte 62, welche die Tintendruckkammer 22, einen Teil des Tintenzufuhrverteilers 16 und einen Teil des Reinigungsdurchganges 48 bildet; eine Trennplatte 64, welche einen Teil des Tintendurchganges 26 definiert, begrenzt eine Seite der Tintendruckkammer 22, definiert Einlaß 20 und Auslaß 24 zur Tintendruckkammer 22, definiert einen Teil des Tintenzufuhrverteilers 16 und definiert einen Teil des Reinigungsdurchganges 46; eine Tinteneinlaßplatte 66, welche einen Teil des Durchganges 26, Einlaßkanal 18 und einen Teil von Reinigungsdurchgang 46 definiert; eine weitere Trennplatte 68, welche Teile der Durchgänge 26 und 46 definiert; eine Versetzungs- bzw. Umlenkkanalplatte 70, welche einen Haupt- oder Umlenkteil 71 des Durchgangs 26 und einen Teil des Reinigungsverteilers 44 definiert; eine Trennplatte 72, welche Teile des Durchganges 26 und des Reinigungsverteilers 44 definiert; eine Auslaßplatte 74, welche einen Reinigungskanal 42 und einen Teil des Reinigungsverteilers 44 definiert; und eine Düsenplatte 76, welche die Düsen 14 der Gruppierung definiert.
• Mehr oder weniger Platten als jene, die veranschaulicht sind, können dazu verwendet werden, die verschiedenen Tintenflußdurchgänge, Verteiler und Druckkammern des Tintenstrahldruckkopfes der vorliegenden Erfindung zu definieren. Beispielsweise können vielfache Platten verwendet werden, um eine Tintendruckkammer zu definieren, anstelle der einzigen in Fig. 5 veranschaulichten Platte. Auch müssen nicht alle verschiedenen Charakteristika in getrennten Lagen oder Schichten von Metall vorliegen. Beispielsweise könnten die Muster in der lichtunempfindlichen Deckmasse, welche als Matrizen zum chemischen Ätzen des Metalls verwendet werden (wenn bei der Herstellung ein chemisches Ätzen verwendet wird), auf jeder Seite der Metallage verschieden sein. Als spezielleres Beispiel könnte damit das Muster für den Tinteneinlaßdurchgang auf einer Seite der Metallage angeordnet sein, während das Muster für die Druckkammer auf der anderen Seite und in einer Paßgenauigkeit Vorderseite zu Rückseite angeordnet sein könnte. Durch ein sorgfältig geregeltes Ätzen könnten so einzelne Tinteneinlaßdurchgänge und Druckkammern enthaltende Lagen zu einer gemeinsamen bzw. gleichen Lage verbunden werden.
• Zur Minimierung von Herstellungskosten werden alle Metallagen des Tintenstrahldruckkopfes mit Ausnahme der Düsenplatte 56 so ausgestaltet, daß sie unter Verwendung von relativ kostengünstigen herkömmlichen Photomusterungs - und Ätzverfahren an Metallagenmaterial hergestellt werden. Eine spanabhebende Formgebung oder andere Metallbearbeitungsverfahren sind nicht erforderlich. Die Düsenplatte 76 wurde erfolgreich unter Verwendung jeder Zahl von verschiedenen Verfahren hergestellt, einschließlich der Galvanoformung aus einem Nickelsulfamatbad, die Bearbeitung von Edelstahl Serie 300 durch mikroelektrischen Ausstoß und das Stanzen von Edelstahl der Serie 300, wobei die beiden letzten Lösungswege in Verbindung mit der Photomusterung und dem Ätzen aller Merkmale der Düsenplatte, mit Ausnahme der Düsen selbst, verwendet wird. Ein anderer geeigneter Lösungsweg ist es, die Düsen auszustanzen und ein herkömmliches Schneideverfahren zu verwenden, um den Rest der Charakteristik bei dieser Platte zu erzeugen.
• Der Druckkopf der vorliegenden Erfindung ist so ausgestaltet, daß eine Lage-zu-Lage-Ausrichtung nicht kritisch ist, indem Toleranzen, welche üblicherweise bei einem chemischen Ätzverfahren eingehalten werden, adäquat sind. Die verschiedenen Lagen, welche den Tintenstrahldruckkopf der vorliegenden Erfindung bilden, können in jeder geeigneten Form ausgerichtet und miteinander verbunden werden, einschließlich der Verwendung von geeigneten mechanischen Befestigungsmitteln. Ein bevorzugter Lösungsweg zum Binden der Metallagen ist jedoch in der US-PS 4,883,219 von Anderson et al. für "Manufacture of Ink Jet Print Heads by Diffusion Bonding and Brazing" beschrieben, welche auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung übertragen ist. Dieses Bindungsverfahren ist hermetisch, erzeugt hochfeste Bindungen zwischen den Teilen, hinterläßt keine sichtbaren Einträge, welche die engen Kanäle im Druckkopf verstopfen, verzerrt nicht die Charakteristika des Druckkopfes und resultiert in einem extrem hohen Prozentsatz (nahezu 100%) zufriedenstellender Druckköpfe. Dieses Herstellungsverfahren kann mit einer Standardeinrichtung zum Metallisieren, Standardöfen und einfachen Diffusionsbindefixierungen durchgeführt werden und kann weniger als drei Stunden vom Anfang bis zum Ende für den gesamten Bindungszyklus dauern, wobei viele Tintenstrahldruckköpfe gleichzeitig hergestellt werden. Zusätzlich dazu ist das plattierte Metall so dünn, daß im wesentlichen alles davon in den Edelstahl während des Lötschrittes diffundiert, so daß nichts davon übrig bleibt, um mit der Tinte entweder unter chemischem Angriff oder durch Elektrolyse wechselzuwirken. Daher können Metallisierungsmaterialien, wie Kupfer, welche rasch durch einige Tinten angegriffen werden, bei diesem Bindungsverfahren verwendet werden.
• Die für die Tintenstrahldruckköpfe der vorliegenden Erfindung ausgewählten elektromechanischen Transducermechanismen können keramische Scheibentransducer 36, die mit Epoxid mit der Metalldiaphragmaplatte 60 verbunden sind, wobei jede der Scheiben über einer entsprechenden Tintendruckkammer 22 mittig angeordnet ist, umfassen. Für diese Art von Transducermechanismus besitzt eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt die höchste elektromechanische Wirksamkeit, die sich auf die Volumenveränderung bzw. -verlagerung für einen gegebenen Bereich des piezokeramischen Elementes bezieht. So sind Transducer dieser Art wirksamer als Krümmungsmodus- Transducer vom rechtwinkligen Typ.
• Um einen extrem kompakten und leicht herstellbaren Tintenstrahldruckkopf vorzusehen, sind die verschiedenen Druckkammern 22 im allgemeinen planar, indem sie transversal einen größeren Querschnitt aufweisen als in der Tiefe. Diese Konfiguration resultiert in einem höheren Druck für eine gegebene Verschiebung des Transducers in das Volumen der Druckkammern 22. Darüber hinaus sind alle Tintenstrahldruckkammern 22 des Tintenstrahldruckkopfes der vorliegenden Erfindung vorzugsweise, obwohl nicht notwendigerweise, in der gleichen Ebene oder der gleichen Tiefe im Tintenstrahldruckkopf angeordnet. Diese Ebene ist durch die Ebene einer oder mehrerer Platten 62, welche zur Festlegung dieser Druckkammern verwendet werden, definiert.
• Um eine extrem hohe Packungsdichte zu erreichen, sind die Tintendruckkammern 22 in parallelen Reihen mit ihren geometrischen Zentren versetzt oder gestapelt zueinander angeordnet. Auch sind die Druckkammern 22 typischerweise durch sehr wenig Lagenmaterial voneinander getrennt. Im allgemeinen verbleibt nur genug Lagenmaterial zwischen den Druckkammern, wie erforderlich ist, um eine zuverlässige (leckfreie) Bindung der Tintendruck definierenden Lagen mit angrenzenden Lagen zu erreichen. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, umfaßt eine bevorzugte Anordnung vier parallele Reihen von Druckkammern 22 mit einem Durchmesser L, wobei sich die Mittelpunkte der Kammern einer Reihe versetzt zu den Mittelpunkten der Kammern einer angrenzenden Reihe befinden. Insbesondere sind bei kreisförmigen bzw. runden Druckkammern die vier parallelen Reihen von Druckkammern versetzt, so daß ihre geometrischen Mittelpunkte, wenn sie durch eine Linie verbunden sind, eine hexagonale Gruppierung bzw. Anordnung bilden würden. Die Mittelpunkte der Druckkammern 22 können in einem Gitter oder einer Gruppierung von unregelmäßigen Sechsecken angeordnet sein. Dieses Gitter kann in jeder Richtung unendlich erweitert werden, um die Anzahl von Tintendruckkammern und Düsen bei einem besonderen Tintenstrahldruckkopf zu erhöhen.
• Aus Gründen eines wirksamen Betriebes wird im allgemeinen bevorzugt, daß die Druckkammern 22 eine transversale Querschnittsabmessung besitzen, die in allen Richtungen im wesentlichen gleich ist. Demzufolge wurden im wesentlichen zylindrische bzw. kreisförmige Druckkammern für am wirksamsten befunden. Andere Konfigurationen, wie Druckkammern mit einem im wesentlichen sechseckigen Querschnitt und somit mit im wesentlichen gleichen transversalen Querschnittsabmessungen in allen Richtungen, können auch wirksam sein. Druckkammern mit anderen Querschnittsabmessungen können ebenfalls verwendet werden, aber jene mit im wesentlichen derselben gleichförmigen transversalen Querschnittsabmessung in allen Richtungen sind bevorzugt.
• Die piezokeramischen Scheiben 36 sind typischerweise nicht mehr als 0,254 mm (0,010 inch) dick, sie können jedoch dicker oder dünner sein. Während in idealer Weise diese Scheiben kreisförmig sind, um sich der Form der zylindrischen Druckkammern anzupassen, wird eine geringe Erhöhung der Antriebs- bzw. Treiberspannung erforderlich, wenn diese Scheiben hexagonal ausgebildet sind. Daher können die Scheiben aus einem großen Plattenmaterial unter Verwendung beispielsweise einer Kreissäge ausgeschnitten werden. Der Durchmesser des eingeschriebenen Kreises dieser hexagonalen piezokeramischen Scheiben 36 ist typischerweise einige Tausendstel eines Zentimeters geringer als der Durchmesser der damit verbundenen Druckkammer 22, währenddessen der umschriebene Kreis dieser Scheibe einige Tausendstel eines Zentimeters größer ist. Die Diaphragmalage 60 ist typischerweise nicht mehr als 0,1 mm (0,004 inch) dick.
• Fig. 6 veranschaulicht auch die Anordnung, worin Tinteneinlässe 20 in die Druckkammern 22 und Tintenauslässe 24 aus den Druckkammern 22 diametral gegenüberliegen. Diese diametral gegenüberliegenden Einlässe und Auslässe liefern ein kreuzweises Spülen der Druckkammern während des Einfüllens und Reinigens, um das Ausschwemmen von Verunreinigungen oder Blasen aus den Druckkammern 22 zu erleichtern. Diese Anordnung von Einlässen 20 und Auslässen 24 sieht auch die größte Trennung von Einlässen und Auslässen für eine verbesserte akustische Isolierung vor.
• Mit der veranschaulichten Bauweise können damit die Düsen mit Mittelpunkt-zu-Mittelpunkt-Abständen angeordnet werden, die viel enger als die Mittelpunkt-zu-Mittelpunkt-Abstände von eng beabstandeten und verbundenen Druckkammern sind. Unter der Annahme, daß die horizontale Mittelpunkt-zu-Mittelpunkt-Beabstandung der Druckkammern gleich X ist, ist beispielsweise der Abstand der verbundenen Düsen ein Viertel X. Aus Symmetriegründen wird bevorzugt, daß der Düsezu-Düse-Abstand in einer Reihe von Düsen umgekehrt zur Anzahl der Reihen von Druckkammern ist, welche die Reihe von Düsen versorgen. Würden damit beispielsweise sechs Reihen von Tintendruckkammern vorliegen, welche eine Reihe von Düsen versorgen, würde der Düse-zu-Düse-Abstand ein Sechstel X betragen. Demzufolge wird ein äußerst kompakter Tintenstrahldruckkopf mit eng beabstandeten Düsen geliefert. Als ein spezifisches Beispiel der kompakten Natur der Tintenstrahldruckköpfe der vorliegenden Erfindung ist ein Gruppierungsausstoß mit 96 Düsen von Fig. 6 etwa 9,65 cm (3,8 inch) lang, 3,3 cm (1,3 inch) breit und 0,18 cm (0,07 inch) dick.
• Es werden rasch Blasen erzeugt, wenn Hotmelt-Tinten in kompakten Druckköpfen, wie den eben beschriebenen, verwendet werden. Hotmelt-Tinten schrumpfen bzw. ziehen sich zusammen, wenn sie auf Raumtemperatur abgekühlt werden, wobei sie Luft durch die Öffnungen in den Druckkopf einziehen. Blasen bilden sich auch aus Gasen, welche in Hotmelt-Tinte gelöst sind, wenn sie in inneren Charakteristika des Druckkopfes, wie den Druckkammern, Durchgängen und Verteilern, gefriert. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, verbinden daher Reinigungskanäle 42 Reinigungsverteiler 44 mit den Düsen 14. Diese wahlweisen bzw. möglichen Kanäle und Verteiler werden während eines anfänglichen Strahlrohrfüllens, eines anfänglichen Erhitzens vorher gefrorener bzw. fester Hotmelt- Tinte und während des Reinigens zur Entfernung von Verunreinigungen oder Blasen verwendet. Die Reinigungsverteiler 44 können sich ebenfalls verjüngen bzw. konisch zulaufen, um ihre Reinigungsfähigkeit zu verbessern. Ein nicht gezeigtes Ventil wird verwendet, um den Reinigungsauslaß 48 und so den Reinigungsflußweg 50 zu verschließen, wenn er nicht verwendet wird. Die US-PS 4,727,378 von Le et al. beschreibt in größerer Genauigkeit eine mögliche Verwendung eines solchen Reinigungsauslasses. Ein Weglassen der Reinigungskanäle und Auslässe reduziert die Dicke des Tintenstrahldruckkopfes bei der bevorzugten Ausführungsform unter Weglassen der Platten, welche zum Festlegen dieser Merkmale des Druckkopfes verwendet werden.
• Bezug nehmend auf Fig. 7 zeigt ein Diagramm eines Tintenstrahl- bzw. Ausstoßsystems Pfeile, welche die Richtungen einer Schwerkraft 80, Schwimmkraft bzw. -fähigkeit 82 und einer durch die Tintenfließrate induzierten Kraft 84, welche auf eine in einem sich verjüngenden Verteiler 16 vorhandene Blase 86 wirken. Die Kräfte wirken unter Erzeugung einer resultierenden Kraft 88 zusammen, welche die Blase 86 innerhalb des sich verjüngenden Verteilers 16 in der Richtung der resultierenden Kraft 88 bewegen. Die Erfahrung zeigt, daß Schwerkraft 80 und Schwimmfähigkeit 82 im wesentlichen konstant sind, was die durch die Tintenfließrate induzierte Kraft 84 zum vorherrschenden variablen Effekt auf die resultierende Kraft 88 macht.
• Im Betrieb wird Tinte aus einem (nicht gezeigten) Behälter durch den Tinteeinlaß 12 in den sich verjüngenden Behälter 16 bei einer gegebenen Einlaßfließrate an einer durch einen Pfeil 90 angezeigten Stelle eingeführt wird. Eine Treibersignalquelle 92 treibt selektiv viele Transducer 36 (acht gezeigt) an, wobei Tinte durch die Tintenzufuhrkanäle 18, in die Tintendruckkammern 22, durch Tintendurchgänge 26 gezogen und aus den Düsen ausgeworfen wird. Die Fließrate der Tinte des Zufuhrkanales bei den durch Pfeile 94 angezeigten Stellen (acht Kanäle gezeigt) hängt von der elektrischen Treiberwellenform ab, mit welcher die Treibersignalquelle 92 getrennt jeden der Keramikscheibentransducer 36 antreibt. Die Treibersignalquelle 92 kann an jeden Keramikscheibentransducer 36 im wesentlichen identische Treiberwellenformen aufgeben, um gleiche Ausstoßchrakteristiken für jede getrennte Düse zu bewirken. Die gleichen Ausstoßcharakteristiken rühren von der akustisch äuqivalenten Ausgestaltung gleichartiger Merkmale der getrennten Öffnungskanäle her.
• Während der Reinigung wird eine Vakuumquelle (nicht gezeigt) in Kontakt mit den Düsen 14 gebracht, um im wesentlichen die gleiche Kanaltintenfließrate bei den Stellen der Pfeile 94 gleichzeitig durch alle Tintenzufuhrkanäle 18, Tintendruckkammern 22, Tintendurchgänge 26 und Düsen 14 hervorzurufen. Die gleichzeitig anhängige US-Patentanmeldung Nr. 07/688,758 von MacLane et al. für ein "Ink Jet Head Maintenance System", welche auf den Rechtsnachfolger dieser Anmeldung übertragen ist, beschreibt ein solches Vakuumreinigungs- bzw. -spülsystem.
• Die Tintenfließrate bei Pfeil 90 am Tinteneinlaß 12 hängt von der Summe aller Kanaltintenfließraten der Pfeile 94 (acht Kanäle gezeigt) ab und hängt umgekehrt von dem Querschnittsbereich des Tinteneinlasses 12 ab. Der sich verjüngende Verteiler 16 weist ein erstes Ende 95 auf, das stromaufwärts und angrenzend zum nächsten stromabwärts gelegenen Tintenzufuhrkanal 18 liegt, und ein zweites Ende 96, das stromabwärts und angrenzend zu dem weitest entfernten stromabwärtigen der Tintenzufuhrkanäle 18 liegt. Bei einem Punkt P1 innerhalb des sich verjüngenden Verteilers 16 hängt eine Verteilertintenfließrate bei der Stelle von Pfeil 97 von der Summe der fünf stromabwärtigen Kanalfließraten bei den Pfeilen 94 ab und hängt umgekehrt vom Querschnittsbereich 98 des sich verjüngenden Verteilers 16 ab. Beim Punkt P2, nahe dem entfernten stromabwärtigen Ende des sich verjüngenden Verteilers 16 hängt eine Verteilertintenfließrate bei der Stelle von Pfeil 97' nur von einer Tintenkanalfließrate bei Pfeil 94 ab und hängt umgekehrt vom Querschnittsbereich 99 des sich verjüngenden Verteilers 16 ab. Der Querschnittsbereich 99 ist daher kleiner bemessen als der Querschnittsbereich 98, um Unterschiede in den Verteilertintefließraten bei den Pfeilen 97 und 97' auszugleichen. Das bewirkt, daß die Tintenfließrate bei Pfeil 97' eine resultierend Kraft 88 auf Blase 86 erzeugt, welche ausreichend ist, um die Schwimmkraft 82 zu überwinden, wenn sich die Blase 86 beim Punkt P2 im sich verjüngenden Verteiler 16 befindet. Eine solche sich verjüngende Verteilerausgestaltung ruft eine ausreichende resultierende Kraft 88 auf Blase 86 bei jedem Punkt zwischen dem ersten Ende 95 und dem zweiten Ende 96 des sich verjüngenden Verteilers 16 hervor, wodurch das Tintenstrahlsystem vollständig reinigbar bzw. spülbar wird.
• Eine kontinuierliche, lineare Verjüngung des Querschnittsbereichs des sich verjüngenden Verteilers 16 wird bevorzugt. Die Verjüngung muß nicht linear sein, sollte aber Diskontinuitäten vermeiden, welche Blasen und Verunreinigungen einfangen bzw. einschließen. Des weiteren ist die Verjüngung bevorzugt nur in einem stromabwärtigen Teil des sich verjüngenden Verteilers 16 vorgesehen, um Erfordernisse des Verteilertintevolumens mit Erfordernissen der Reinigungsfließrate auszugleichen. Eine solche teilweise Verjüngung verbessert auch die Eignung der akustischen Isolierung des sich verjüngenden Verteilers 16.
• In einer Weise, welche ähnlich zu der für Blasen ist, wirkt die durch die Tintenfließrate induzierte Kraft 84 auf Verunreinigungen, welche dichter sind als Tinte. Eine sich verjüngende Verteilerausgestaltung, wie die in Fig. 7 gezeigte, ist in der Umkehr zur Ausspülung dichter Verunreinigungen aus einem solchen Tintenstrahlsystem betätigbar. In der bevorzugten Form dieser Erfindung wurde nur das nicht invertierte Blasenreinigungssystem von Fig. 7 verwendet, um zu verhindern, daß Verunreinigungen die Düsen zerstören, aber die Erfindung ist nicht auf die eine oder andere Form beschränkt. Gleichermaßen betrifft die Erfindung sowohl die "reverse Reinigung" und "Rückspülung"-Art einer Reinigung, bei der sich der Tintenfluß in einer entgegengesetzten Richtung zu der hier gezeigten und beschriebenen befindet.
• Bezug nehmend auf die Fig. 5, 8 und 13 weist der veranschaulichte Tintenstrahldruckkopf vier Reihen von Druckkammern auf. Um das Erfordernis für Tintezufuhreinlässe zu den zwei inneren Reihen von Druckkammern vom Durchlaufen zwischen den Druckkammern der äußeren zwei Reihen von Strahlen zu eliminieren, was dadurch den erforderlichen Abstand zwischen den Druckkammern erhöhen würde, führen Tintezufuhreinlässe zu den Druckkammern in einer Ebene, welche unter den Druckkammern liegt. Das heißt, die Zufuhreinlässe erstrecken sich vom Äußeren des Tintenstrahles bzw. -ausstoßes zu einer Stelle in einer Ebene zwischen den Druckkammern und Düsen. Die Tintenzufuhrkanäle erstrecken sich dann zu Stellen in Ausrichtung mit den entsprechenden Druckkammern und sind damit von der Unterseite der Druckkammern verbunden.
• Um eine gleiche Fluidimpedanz für Einlaßkanäle zu den inneren und äußeren Rihen von Druckkanälen vorzusehen, kölnnen die Einlaßkanäle in zwei verschiedenen Konfigurationen ausgestaltet sein, welche den gleichen Querschnitt und die gleiche Gesamtlänge aufweisen. Die Länge der Einlaßkanäle und ihr Querschnittsbereich bestimmen ihre charakteristische Impedanz, welche gewählt wird, um die gewünschte Leistung dieser Strahlen zu liefern, und welche die Verwendung von kleinen Öffnungen oder Düsen bei Einlaß 20 zu den Druckkammern 22 vermeiden. Typische Einlaßkanalabmessungen betragen 7 mm (0,275 inch) in der Länge, 0,25 mm (0,01 inch) in der Breite und variieren von 0,1 mm (0,004 inch) Dicke bis 0,4 mm (0,016 inch) Dicke, abhängig von der Viskosität der Tinte. Die Tintenviskosität variiert typischerweise von etwa einem Centipoise für wäßrige Tinten bis etwa 10 bis 30 Centipoise für Hotmelt-Tinten. Die Einlässe sind so bemessen, daß ausreichend Tinte für den Betrieb bei der gewünschten maximalen Tintenstrahldruckrate zugeführt wird, während gleichzeitig eine zufriedenstellende akustische Isolierung der Tintendruckkammern vorgesehen ist.
• Die Einlaß- und Auslaßverteiler sind bevorzugt außerhalb der Grenzen der vier Reihen von Druckkammern gelegen. Zusätzlich sind die Querschnittsbereiche der Tinteneinlaßverteiler bemessen und verjüngt, um das kleinste Volumen von Tinte zu enthalten und dennoch ausreichend Tinte zu den Strahlen zu führen, wenn alle Tintenstrahlen gleichzeitig arbeiten und um eine ausreichende Übereinstimmung zu liefern, um die Strahl-zu-Strahl-Kreuzkopplung zu minimieren. Wie oben beschrieben worden ist, hängt die Tintenfließrate bei jedem Punkt in den Verteilern von der Anzahl der Öffnungskanäle ab, welche Tinte stromabwärts von diesem Punkt in den Verteilern ziehen. Das Verjüngen der Einlaßverteiler durch Verminderung ihrer Querschnittsbereiche als Funktion der Anzahl von Öffnungskanälen stromabwärtig von verschiedenen Punkten in den Verteilern reguliert die Tintenfließrate. Daher ist während der Reinigung die Fließrate bei jedem Punkt in den Verteilern ausreichend hoch, um Verunreinigungen oder Blasen aus den Verteilern auszuspülen.
• Obwohl viele Tintenzufuhrkanäle mit Tinte aus jedem Verteiler versorgt werden, wird eine akustische Isolierung zwischen den Tintenkammern, die mit einem gemeinsamen Verteiler verbunden sind, mit der vorliegenden Ausgestaltung erreicht. Der Grund dafür ist, daß mit der oben beschriebenen Bauweise die Tintenzufuhrverteiler und Tintenzufuhrkanäle als akustische Widerstand-Kapazitanz-Schaltungen wirken, welche Druckimpulse dämpfen. Diese Druckimpulse könnten anderenfalls aus den Druckkammern durch den Einlaßkanal zurückwandern, wo sie erzeugt wurden, in den gemeinsamen Verteiler und dann in angrenzende Einlaßkanäle eindringen, unter nachteiliger Beeinflussung der Leistung benachbarter Strahlen.
• Bei der vorliegenden Erfindung liefern die sich verjüngenden Verteiler eine Übereinstimmung und die Einlaßkanäle liefern akustischen Widerstand, so daß die Druckkammern voneinander akustisch isoliert sind. Das Verjüngen der Verteiler verbessert ihre Fähigkeit zur Reinigung und beseitigt Einschlüsse von Blasen, welche die akustische Isolierung und ausgeglichene bzw. abgestimmte Leistung unter Strahlen reduzieren können. Das Verjüngen der Verteiler schafft auch statistischere akustische Reflexionswege innerhalb der Verteiler, welche zur Verbesserung der akustischen Isolierung beitragen. Der Begriff akustische Isolierung bedeutet, daß die Tintentropfenauswurfeigenschaften eines Strahles nicht durch den Betrieb irgendeines anderen Tintenstrahles oder anderer Tintenstrahlen, welche mit dem gleichen Verteiler verbunden sind, beeinflussen.
• Der in der Fig. 8 veranschaulichte Tintenstrahldruckkopf besitzt eine Reihe von 48 Düsen, welche dazu verwendet werden, schwarze Tinte zu drucken. Dieser Tintenstrahldruckkopf hat eine separate, horizontal versetzte Reihe von 48 Düsen, welche dazu verwendet werden, farbige Tinte zu drucken. 16 der letzten Reihe von 48 Düsen werden für cyanfarbene Tinte, 16 für magentafarbene Tinte und 16 für gelbe Tinte verwendet.
• Die Ausgestaltung des Tintenstrahldruckkopfes von Fig. 8 kann einfach dahingehend modifiziert werden, Düsen in einer einzelnen Reihe anstelle einer doppelten Reihe aufzuweisen. Keine der operativen Eigenschaften des Tintenstrahldruckkopfes würde durch diese Modifizierung beeinflußt werden.
• Die Fig. 9 bis 17 veranschaulichen jeweils eine einen Transducer aufnehmende Abstandsplatte 59, eine Diaphragmaplatte 60, eine Tintendruckkammerplatte 62, eine Trennplatte 64, eine Tinteneinlaßplatte 66, eine Trennplatte 68, eine einen Umlenkkanal definierende Platte 70, eine Trennplatte 72 und eine Düsen- oder Öffnungsplatte 76 für den Tintenstrahldruckkopf von Fig. 8 mit 96 Düsen. Der Tintenstrahldruckkopf von Fig. 8 ist mit vielen Tinte aufnehmenden Verteilern ausgestaltet, welche zur Aufnahme verschiedener Farben von Tinte in der Lage sind.
• Die veranschaulichte Ausführungsform besitzt fünf Sätze von Verteilern, wobei jeder Satz zwei Verteilerabschnitte aufweist. Die Sätze von Verteilern sind voneinander so isoliert, daß der Tintenstrahldruckkopf fünf verschiedene Farben von Tinte aufnehmen kann. Damit kann der Tintenstrahldruckkopf z.B. cyanfarbene, gelbe oder magentafarbene Tinten zur Verwendung beim Voll-Substraktivfarbendrucken zusammen mit schwarzer Tinte zum Drucken von Text aufnehmen. Eine fünfte Farbe von Tinte könnte ebenso verwendet, anstelle des Erhaltens einer fünften Farbe durch Kombinieren von cyanfarbener, gelber und magentafarbener Tinte auf dem Druckmedium. Des weiteren kann, weil schwarze Tinte typischerweise bei Anwendungen, bei denen sowohl Text als auch Graphiken bzw. Bilder gedruckt werden, in größerem Umfang verwendet wird als farbige Tinte, mehr als ein Satz von Verteilern mit schwarzer Tinte versorgt werden. Diese letztere Verwendung ist das spezifische Beispiel, das unten beschrieben werden wird.
• Durch die vielfachen Verteilerabschnitte für jede Tintenfarbe wird der Abstand zwischen einzelnen Verteilerabschnitten und einer verbundenen Düse, welche mit Tinte durch den Verteilerabschnitt versorgt wird, minimiert. Das minimiert dynamische Tintendrucke, welche aus steigenden und abfallenden Mengen von Tinte resultieren, wenn ein Tintenstrahldruckkopf beispielsweise entlang einer waagerechten Zeile während des Druckens hin- und herfährt.
• Um die Ausführungsform von Fig. 8 der vorliegenden Erfindung genauer zu beschreiben, werden Tintenfließwege durch die verschiedenen Schichten, welche diese Ausführungsform ausmachen, unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 17 beschrieben. Bezug nehmend auf die Fig. 9 ist eine Abstandsplatte 59 mit einer Öffnung 140 gezeigt, in welcher die piezokeramischen Transducer 36 (Fig. 8) angeordnet werden. Die Abstandsplatte 59 ist wahlweise vorhanden und liefert am hinteren Ende des Tintenstrahldruckkopfes eine flache Oberfläche, welche mit der äußeren Oberfläche des piezokeramischen Kristalles koplanar ist. Ein Satz von Tintenzufuhreinlässen ist durch die Lage 59 vorgesehen, durch welche Tinte in den Tintenstrahldruckkopf eingeführt wird. Diese Einlässe sind mit 12c ("c" bezieht sich auf den Tinteneinlaß für Cyanfarbe), 12y ("y" bezieht sich auf den Tinteneinlaß für gelbe Farbe), 12m ("m" bezieht sich auf den Tinteneinlaß für Magentafarbe), 12b1 ("b1" bezieht sich auf einen erste Tinteneinlaß für Schwarz) und 12b2 ("b2" bezieht sich auf einen zweiten Tinteneinlaß für Schwarz) bezeichnet. In geeigneter Weise werden in der nachfolgenden Beschreibung die Buchstabensuffixe c, y und m in Verbindung mit jeweiligen Tintenfließwegkomponenten für Cyan, Gelb und Magenta verwendet werden. Die Suffixe b1 und b2 werden in Verbindung mit Fließwegkomponenten verwendet werden, welche durch die jeweiligen ersten und zweiten Tinteneinlässe für Schwarz versorgt werden; und die Bezeichnung ' (Prim) wird in Verbindung mit sich verjüngenden oberen Verteilerkomponenten verwendet werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die unteren Verteiler nicht verjüngt. Es sollte beachtet werden, daß die verschiedenen Farben dem Tintenstrahldruckkopf nicht in der erwähnten Reihenfolge zugeführt werden müssen. Wie unten jedoch erklärt worden ist, weist der veranschaulichte Tintenstrahldruckkopf 48 Düsen zum Drucken von farbiger Tinte im linken Abschnitt des Tintenstrahldruckkopfes der Fig. 8 bis 17 und 48 Düsen zum Drucken schwarzer Tinte am rechten Abschnitt des Tintenstrahldruckkopfes auf.
• Unter Bezugnahme auf die Diaphragmalage 60 von Fig. 10 erstrecken sich die jeweiligen Tinteneinlässe 12c bis 12b2 auch durch diese Lage.
• Bezug nehmend auf die Fig. 11 ist der Einlaß für Cyanfarbe 12c mit einem Zufuhrkanal 142 für cyanfarbene Tinte in dieser Lage verbunden, welche mit den Verteilerabschnitten 130c und 130c' für Cyan kommuniziert. Der Verteilerabschnitt 130c ist außerhalb der linken Gruppierung der Drucktransducer 22 und angrenzend an einen Abschnitt im unteren Mittel dieser Gruppierung gelegen. Der Verteilerabschnitt 130c ist angrenzend zu dem oberen linken Abschnitt dieser Druckkammergruppierung gelegen. In Lage 62 kommuniziert zusätzlich der Tinteneinlaß 12b2 mit einem Kanal 144, der mit entsprechenden Verteilerabschnitten 130b2 und 130b2' für Schwarz kommuniziert. Der Verteilerabschnitt 130b2 ist angrenzend zu dem unteren rechten Abschnitt der rechtesten Gruppierung der Tintenstrahldruckkammern 22 gelegen, und der Verteilerabschnitt 130b2' liegt entlang dem oberen rechten Abschnitt dieser Druckkammergruppierung.
• Der Tinteneinlaß 12y für Gelb ist auch mit einem Verbindungskanal 146 in Lage 62 verbunden, obwohl das Verbinden der Verteilerabschnitte 130y und 130y' (Fig. 11) für gelbe Tinte in einer anderen Lage stattfindet. Auch der Tintenzufuhreinlaß 12m für Magenta und der erste Tintenzufuhreinlaß 12b1 für Schwarz treten durch die Lage 62 hindurch. Diese Einlässe sind mit entsprechenden Tinteverteilern für Magenta und Schwarz verbunden, wovon Teile in Fig. 12 als 130m, 130m', 130b1 und 130b1' und in anderen Lagen des Tintenstrahldruckkopfes gezeigt sind. Durch das Einführen von Verbindungskanälen, wie 142, 144 und 146, in den Tintenstrahldruckkopf zwischen getrennte Verteilerabschnitte, sind nur fünf anstelle von zehn Tintenzufuhröffnungen erforderlich. Zusätzlich wird durch das Einbringen der Verteiler in mehr als eine Lage die Tiefe und damit das Volumen der Verteiler erhöht, wodurch ihre akustische Übereinstimmung erhöht wird.
• Wie aus den Fig. 11 und 12 ersichtlich ist, sind die Verteiler und Verbindungskanäle der Lage 62 mit ähnlichen Verteilern und Verbindungskanälen der Lage 64 ausgerichtet Gleichermaßen und unter Bezugnahme auf Fig. 13 und Lage 66 sind Abschnitte der Tintenzufuhrverteiler in dieser Lage für eine zusätzliche akustische Übereinstimmung eingebracht. Die Lage 66 zeigt auch Durchgänge 12y und 12y', welche mit den Enden des Verbindungskanales 146 in den Lagen 11 und 12 kommunizieren. Für zusätzliches Volumen und akustische Übereinstimmung sind Teile der entsprechenden Verteiler durch Lage 66 definiert.
• Bezug nehmend auf die Fig. 14 und 15 ist der Einlaßdurchgang 12m für Magentafarbe mit einem Verbindungskanal 148 verbunden und mittels dieses Kanales 148 mit den Verteilerabschnitten 130m und 130m' für Magenta. Der Tintenzufuhreinlaß für Gelb 12y ist durch einen Kanal 150 mit Verteilerabschnitt 130y (Fig. 14) verbunden und der Einlaßkanal für Gelb 12y' ist durch einen Verbindungskanal 154 (Fig. 15) mit dem Verteilerabschnitt 130y' für gelbe Tinte verbunden. Der Tintenzufuhreinlaß 112b1 für Schwarz kommuniziert mit einem Durchgang 156 in den Lagen 68 und 70 (Fig. 14 und 15) und mittels dieses Durchganges 156 mit den Verteilerabschnitten 130b1 und 130b1' für schwarze Tinte.
• Daher ist in der obigen Weise jeder der Tinteverteilerabschnitte mit Tinte versorgt. Auch ist das Volumen der einzelnen Verteilerabschnitte durch das Einbringen von Teilen der Verteilerabschnitte in mehrfache Lagen erhöht.
• Zum Zwecke der weiteren Veranschaulichung wird die Einspeisung von Tinte aus diesen Verteilern in ausgewählte Druckkammern 22b1 und 22b2, 22c, 22m und 22y (Fig. 11) für schwarze, cyanfarbene, magentafarbene und gelbe Tinte beschrieben werden. Der Fluß der Tinte aus diesen Tintendruckkammern zu ihren entsprechenden, verbundenen Düsen wird ebenfalls beschrieben werden. Aus dieser Beschreibung wird der Fließweg der Tinte zu den anderen Druckkammern und Düsen rasch ersichtlich.
• Bezug nehmend auf die Fig. 13 und 14 fließt Tinte aus dem Verteilerabschnitt 130c' für Cyan in einen Tinteneinlaß 132c eines Tintenzufuhrkanales 102c. Tinte fließt aus Kanal 102c durch einen Tintendruckkammer-Zufuhreinlaß 20c (Lagen 66 und 64 in den Fig. 13 und 12) und in den oberen Teil der Tintendruckkammer 22c (Lage 62 in Fig. 11). Tinte durchquert die Tintendruckkammer 22c, tritt aus Kammer 22c mittels eines Durchganges 100c (Lagen 64, 66 und 68; Fig. 12, 13 und 14) aus und fließt zum oberen Ende eines Umlenkkanales 71c (Lage 70, Fig. 15). Vom unteren Ende des Umlenkkanales 71c fließt Tinte durch eine Öffnung 104c (Lage 72, Fig. 16) zu einer verbundenen Düse 14c (Lage 76, Fig. 17).
• In der gleichen Weise tritt Tinte aus dem Verteilerabschnitt 130y für gelbe Tinte (Fig. 14) in einen Einlaß 132y (Fig. 13) eines Tintenzufuhrkanales 102y ein. Aus dem Tintenzufuhrkanal 102y fließt Tinte durch einen Durchgang 20y (Lagen 66 und 64, Fig. 13 und 12) zum oberen Teil der Tintendruckkammer 22y. Aus dem unteren Teil der Tintendruckkammer fließt Tinte durch einen Durchgang 100y (Lagen 64, 66 und 68, Fig. 12, 13 und 14) zum unteren Ende eines Umlenkkanales 71y (Lage 70, Fig. 15). Vom oberen Ende dieses Umlenkkanales fließt Tinte durch eine Öffnung 104y (Lage 72, Fig. 16) und zu einer Düse 14y (Lage 76, Fig. 17). In der gleichen Weise wird die Tintenzufuhr in und aus den Druckkammern 22m, 22bl und 22b2 mit Ziffern angegeben, welche den oben verwendeten Ziffern entsprechen und mit den entsprechenden Bezeichnungen m, b1 und b2.
• Bezug nehmend auf die Fig. 8, 15 und 17 werden mit der oben beschriebenen Verteileranordnung die 48 Umlenkkanäle in der rechten Gruppierung von Fig. 15 mit den 48 Düsen in Fig. 17, welche in der rechten Reihe von Düsen der Öffnungsplatte 76 enthalten sind, mit schwarzer Tinte versorgt. Die ersten acht Umlenkkanäle der obersten Reihe von Umlenkkanälen in der linken Umlenkkanalgruppierung von Fig. 15 werden mit cyanfarbener Tinte versorgt, die nächsten acht Umlenkkanäle in dieser Reihe werden mit magentafarbener Tinte versorgt, und die dritte Gruppe der acht Umlenkkanäle in dieser Reihe wird mit gelber Tinte versorgt. Zusätzlich werden die ersten acht Versetzkanäle in der untersten Reihe dieses linken Umlenkkanales mit gelber Tinte versorgt, die nächsten acht Umlenkkanäle dieser unteren Reihe werden mit cyanfarbener Tinte versorgt, und die letzte Gruppe der acht Umlenkkanäle dieser unteren Reihe werden mit Magentafarbe versorgt.
• Aufgrund der überlappenden bzw. verschachtelten Natur der oberen Enden der unteren Umlenkkanäle und der unteren Enden der oberen Umlenkkanäle von Fig. 15 werden die Düsen des Tintenstrahldruckkopfes dieser Bauweise (siehe Fig. 17) mit überlappenden Farben von Tinte in angrenzenden Düsen in der linken Reihe von Düsen von Fig. 17 versorgt. Das erleichtert ein Farbdrucken, da der vertikale Abstand zwischen Düsen einer gegebenen Tintenfarbe wenigstens zwei Adressen beabstandet ist. Die Verteilung und Tintenzufuhranordnungen können einfach modifiziert werden, um die überlappende Anordnung von Düsenfarben wie gewünscht zu verändern. Daher veranschaulicht Fig. 8 einen kompakten, einfach herzustellenden und vorteilhaften Tintenstrahldruckkopf der vorliegenden Erfindung.
• Für einen Fachmann wird es offensichtlich sein, daß viele Änderungen an den Einzelheiten der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden können, ohne von den Grundprinzipien davon abzuweichen. Dementsprechend wird verstanden werden, daß diese Erfindung auch für Verwendungen anwendbar ist, die sich von denen unterscheiden, die bei einem Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahlauf zeichnen und Drucken gefunden werden.

Claims (12)

1. Tintenstrahldruckersystem mit einem Vielfachdüsen-Druckkopf, der mit einer Tintenquelle verbunden ist und einen Tintenzufuhrverteiler (16) mit ersten und zweiten Enden, wobei das erste Ende mit der Tintenquelle verbunden ist und eine größere Querschnittsfläche aufweist wie jene an jedem Punkt in dem Tintenzufuhrverteiler, vielfache, mit dem Tintenzufuhrverteiler (16) durch getrennte Tintenkanäle (18, 22, 26) durch zwischen die ersten und zweiten Enden verteilten Öffnungen verbundene Düsen (14), und einen Ausblasmechanismus, der Tinte in das erste Ende des Tintenzufuhrverteilers (16), durch den Tintenzufuhrverteiler (16) bei einer Fließgeschwindigkeit und aus dem Tintenverteiler (16) durch die Tintenkanäle (18, 22, 26) zu den Düsen (14) fließen läßt, umfaßt, wobei die Differenz in der Querschnittsfläche am ersten Ende des Verteilers (16) zu jener an jedem Punkt in Richtung auf das zweite Ende, die Tintenfließgeschwindigkeit in dem Tintenzufuhrverteiler (16) überall ausreichend groß sein läßt, so daß Verunreinigungen und Blasen aus dem Tintenzufuhrverteiler (16) in ausreichender Weise ausgeblasen werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Querschnittsfläche am zweiten Ende des Verteilers (16) gegen das erste Ende hin in zunehmendem Maße verjüngt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in welcher der Ausblasmechanismus angeordnet und betätigbar ist, um Tinte in einer Richtung von den Düsen (14) zur Quelle der Tinte fließen zu lassen.

4. Vorrichtung nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, in welcher der Tintenzufuhrverteiler (16) erhöht über den Düsen (14) ausgerichtet ist und im wesentlichen nur Blasen aus dem Druckkopf ausgeblasen werden.

5. Vielfachdüsen-Tropfen-bei-Bedarf-Tintenstrahldruckkopf zur Aufnahme von Tinte aus einem Tintenbehälter und zum Auswerfen von Tintentropfen aus Düsen (14) auf ein Druckmedium als Reaktion auf einen akustischen Wandler (36, 38), der mit jeder Düse (14) verbunden ist, wobei der Druckkopf einen Körper (10), der einen Tintenverteiler (16) definiert, welcher mit dem Tintenbehälter verbunden ist, der Tintenverteiler (16) eine konisch zulaufende Querschnittsfläche zwischen ersten und zweiten Enden davon aufweist und der Körper vielfache Tintendruckkammern (22), die zwischen vielfachen Tinteneinlaßkanälen (18, 22) angeordnet sind, von im wesentlichen gleichen Längen und Querschnittsflächen und vielfache Durchgänge (24, 26) von im wesentlichen gleichen Längen und Querschnittsflächen definiert, die Einlaßkanäle (18, 20) mit dem Tintenverteiler (16) an Punkten, welche zwischen den ersten und zweiten Enden verteilt sind, verbunden sind, um Tinte durch verschiedene der Durchgänge (24, 26) an eine Düse (14) abzugeben, die jedem Durchgang (24, 26) zugeordnet ist und akustische Treiber (36, 38) umfaßt, welche an dem Körper (10) angeordnet und mit den Tintendruckkammern (22) verbunden sind, wobei die akustischen Treiber (36, 38) eingerichtet sind, um mit Wellenformen von im wesentlichem gleichem Charakter betrieben zu werden, um Tinte aus dem Behälter durch den Verteiler (16) und durch seine verbundenen Durchgänge (24, 26) und Düse (14) in einer Weise abzuziehen, welche im wesentlichen identische Auswurfcharakteristiken zeigt.

6. Tintenstrahldruckkopf nach Anspruch 5, in welchem der Körper mehrfach laminierte Platten umfaßt.

7. Ein Vielfachdüsen-Tintenstrahldruckkopf, der von Verunreinigungen und Blasen befreit werden kann und einen Körper (10), der einen Tintenverteiler (16) definiert, der mit einer Tintenquelle verbunden ist, wobei der Tintenverteiler (16) zwischen ersten und zweiten Enden davon eine konisch zulaufende Querschnittsfläche aufweist, der Körper vielfache Tintendruckkammern (22) von im wesentlichen runder Querschnittsfläche definiert, die zwischen diametral gegenüberliegenden Tinteneinlaßkanälen (18, 20) und Tintendurchgängen (24, 26) angeordnet sind, wobei die Tinteneinlaßkanäle (18, 20) mit dem Tintenverteiler (16) an Punkten, welche zwischen den ersten und zweiten Enden verteilt sind, verbunden ist, um Tinte durch verschiedene der Durchgänge (24, 26) und Tintendruckkammern (22) an eine Düse (14) abzugeben, welche mit jeder Tintendruckkammer (22) verbunden ist und wobei der Körper (10) vielfache Ausblaskanäle (42) definiert, wovon jeder zwischen einem zugehörigen Durchgang (26) und Düse (14) angeordnet ist und mit einem gemeinsamen Tintenauslaß (48) verbunden ist und einen Ausblasmechanismus, um Tinte durch den Druckkopf, den Verteiler (16), die Druckkammern (22) fließen zu lassen und Ausblaskanäle (42) umfaßt, welche bemessen und angeordnet sind, um die Tinte in einer überall ausreichenden Geschwindigkeit im Druckkopffließen zu lassen, um Verunreinigungen und Blasen zu entfernen.

8. Tintenstrahldruckkopf nach Anspruch 7, in welchem der Ausblasmechanismus angeordnet und betreibbar ist, um Tinte in einer Richtung von der Quelle von Tinte zum Tintenauslaß (48) fließen zu lassen.

9. Tintenstrahldruckkopf nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, in welchem der Tintenverteiler (16) erhöht über den Düsen (14) ausgerichtet ist und im wesentlichen nur Blasen aus dem Druckkopf ausgeblasen werden.

10. Verfahren zum Ausblasen von Verunreinigungen oder Blasen aus einem Tintenstrahldruckkopf mit vielfachen Öffnungen, wobei das Verfahren ein zur Verfügungstellen eines Tintenzufuhrverteilers (16) mit einem Volumen und ersten und zweiten Enden, wobei sich der Tintenzufuhrverteiler (16) in Fluidkommunikation mit vielfachen Tintenzufuhrkanälen (18, 20), welche an Stellen zwischen den ersten und zweiten Enden verteilt sind, befindet und wobei wenigstens ein Abschnitt seines Volumens konisch zuläuft, so daß sich die Querschnittsfläche zwischen den ersten und zweiten Enden unterscheidet und daß die kleinste Querschnittsfläche an das zweite Ende angrenzt, ein Fließenlassen von Tinte bei einer Fließgeschwindigkeit durch einen ersten Tinteneinlaß (12), angrenzend an das erste Ende des Tintenzufuhrverteilers, und ein Abziehen von Tinte von den Tintenzufuhrkanälen (18, 20) umfaßt, wobei der konisch zulaufende Abschnitt des Volumens des Verteilers überall innerhalb des Tintenzufuhrverteilers (16) eine Fließgeschwindigkeit aufrechterhält, die ausreicht, um den Tintenzufuhrverteiler (16) von Verunreinigungen und Blasen, welche in der Tinte enthalten sind, wenn sie aus den Tintenzufuhrkanälen (18, 20) abgezogen wird, zu befreien.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Tintenfluß in dem Tintenzufuhrverteiler (16) von dem ersten Tinteneinlaß (12) zu den Tintenzufuhrkanälen (18, 20) gerichtet ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei welchem der Tintenzufuhrverteiler (16) erhöht über den Tintenzufuhrkanälen (18, 20) ausgerichtet ist und im wesentlichen nur Blasen aus dem Tintenstrahlkopf mit Vielfachöffnungen ausgeblasen werden.