DE69626165T2

DE69626165T2 - Flüssigkeitsausstosskopf, Vorrichtung zum Ausstossen von Flüssigkeit und Verfahren zur Wiederherstellung derselben

Info

Publication number: DE69626165T2
Application number: DE69626165T
Authority: DE
Inventors: Toshio Kashino; Kiyomitsu Kudo; Yoshie Nakata; Takeshi Okazaki; Aya Yoshihira
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2016-09-21
Also published as: EP0764531A3; JPH09141871A; CN1156667A; US6505915B2; US6663230B2; US20020085064A1; DE69626165D1; CA2186093A1; AU6577596A; CA2186093C; CN1101311C; JP3408059B2; US20030085963A1; EP0764531B1; EP0764531A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND BEMERKUNGEN ZUM STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsausstoßkopf, eine Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit, welche den Flüssigkeitsausstoßkopf verwendet, und ein Verfahren zur Wiederherstellung der Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit, wobei die gewünschte Flüssigkeit durch Erzeugung der Blase beim Einwirken von Wärmeenergie auf die Flüssigkeit ausgestoßen wird.
In mehr besonderer Weise betrifft die Erfindung einen Flüssigkeitsausstoßkopf mit einem beweglichen Element, das bei Erzeugung einer Blase bewegbar ist, und eine Kopfkassette, welche den Flüssigkeitsausstoßkopf verwendet, und eine Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit, welche diese Kopfkassette verwendet. Sie betrifft ferner ein Flüssigkeitsausstoßverfahren und ein Aufzeichnungsverfahren zum Ausstoß der Flüssigkeit durch Bewegen des beweglichen Elements unter Anwendung der Erzeugung der Blase.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Ausrüstung anwendbar, wie z. B. eine Druckvorrichtung, eine Kopiervorrichtung, eine Faksimilevorrichtung mit einem Kommunikationssystem, ein Textverarbeitungssystem, das einen Druckerabschnitt oder dergleichen aufweist, und eine industrielle Aufzeichnungsvorrichtung kombiniert mit verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen, in welchen die Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmaterial ausgeführt wird, wie z. B. Papiermaterial, Fadenmaterial, Fasermaterial, Textilmaterial, Ledermaterial, Metallmaterial, Kunstharzmaterial, Glasmaterial, Holzmaterial. Keramikmaterial usw.
In dieser Beschreibung bedeutet "Aufzeichnen" nicht nur das Erzeugen eines Bilds eines Buchstaben, einer Zahl oder dergleichen mit speziellen Bedeutungen, sondern schließt auch das Erzeugen eines Bilds eines Musters ohne eine spezielle Bedeutung ein.
Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren der sogenannten Bubble-Jet-Ausführung ist bekannt, in welchem eine augenblickliche Zustandsänderung, die sich aus einer augenblicklichen Volumenänderung (Blasenerzeugung) ergibt, durch Einwirkung von Energie, wie z. B. Wärmeenergie, auf die Tinte bewirkt wird, um die Tinte durch den Ausstoßauslaß durch die Kraft auszustoßen, die aus der Zustandsänderung resultiert, wodurch die Tinte zu dem Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen und auf diesem aufgetragen wird, um ein Bild zu erzeugen. Wie in dem USA-Patent Nr. 4 723 129 offengelegt ist, weist eine Aufzeichnungsvorrichtung, die das Bubble-Jet-Aufzeichnungsverfahren zum Ausstoßen der Tinte verwendet, einen Tintenströmungskanal auf, der in Flüssigkeitsverbindung mit dem Ausstoßauslaß ist, und ein Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement als Energieerzeugungsvorrichtung, die in dem Tintenströmungskanal angeordnet ist.
Ein solches Aufzeichnungsverfahren ist dahingehend vorteilhaft, daß ein Bild hoher Qualität mit hoher Geschwindigkeit und mit geringem Geräusch aufgezeichnet werden kann und eine Vielzahl solcher Ausstoßauslässe in hoher Dichte angeordnet werden kann, und daher kann eine Aufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage ist, eine hohe Auflösung zu erbringen, und wodurch Farbbilder auf leichte Weise erzeugt werden können. Daher wird das Bubble-Jet-Aufzeichnungsverfahren in Druckvorrichtungen, Kopiervorrichtungen, Faksimilevorrichtungen und anderen Bürogeräten sowie für industrielle Systeme, wie z. B. Textildruckvorrichtungen oder dergleichen, weit verbreitet verwendet.
Mit steigendem Bedarf an Bubble-Jet-Technik nahmen in letzter Zeit auch verschiedene Anforderungen an diese zu.
Z. B. wurde eine Erhöhung es Energieausnutzungsgrads gefordert. Um diese Anforderung zu erfüllen, wurde die Optimierung des Wärmeerzeugungselements, wie z. B. die Einstellung der Dicke der Schutzschicht, untersucht. Dieses Verfahren ist dahingehend wirkungsvoll, daß ein Ausbreitungswirkungsgrad der erzeugten Wärme auf die Flüssigkeit verbessert wird.
Um Bilder hoher Qualität zu erzeugen, wurden Ansteuerbedingungen vorgeschlagen, in welchen die Tintenausstoßgeschwindigkeit erhöht ist und bzw. oder die Blasenerzeugung stabilisiert wird, um einen besseren Tintenausstoß zu erreichen. In einem anderen Beispiel wurden vom Standpunkt der Erhöhung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit Verbesserungen des Aufbaus der Strömungskanäle vorgeschlagen, wonach die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsauffüllung (Wiederauffüllung) in dem Flüssigkeitsströmungskanal vergrößert ist.
Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. SHO-63-199972 oder dergleichen beschreibt einen Strömungskanalaufbau, wie in Fig. 45 (a) und (b) gezeigt ist. Die Erfindung des Flüssigkeitskanalaufbaus und des Kopfherstellungsverfahrens in der Veröffentlichung ist insbesondere auf die Rückströmflüssigkeit gerichtet, die gemäß der Erzeugung einer Blase hervorgerufen wird (der Druck, der sich von dem Ausstoßauslaß zu der Flüssigkeitskammer 12 ausbreitet). Die Rückwärtswelle ist als Energieverlust bekannt, da sie sich nicht in der Ausstoßrichtung ausbreitet.
Fig. 61(a) und (b) beschreiben ein Ventil 10, das von einem Erzeugungsbereich der Blase, die durch das Wärmeerzeugungselement 2 in einer Richtung erzeugt ist, die von dem Ausstoßauslaß 11 weggerichtet ist.
In Fig. 61(b) ist dieses Ventil 10 aus einer Platte so hergestellt, daß es eine Anfangsposition aufweist, in der es aussieht, als ob es an der Decke des Strömungskanals 3 haftet, und es wird nach unten in den Strömungskanal 3 bei der Erzeugung der Blase weggebogen. Daher wird der Energieverlust durch Steuern eines Teils der Rückwärtswelle durch das Ventil 10 unterdrückt.
Wenn jedoch bei diesem Aufbau die Betrachtung zu dem Zeitpunkt erfolgt, wenn die Blase in dem Strömungskanal 3 erzeugt ist, aus dem die Flüssigkeit ausgestoßen wird, ist die Unterdrückung eines Teils der Rückwärtswelle durch das Ventil 10 nicht wünschenswert.
Die Rückwärtswelle an sich trägt nicht zu dem Ausstoß bei. Zu dem Zeitpunkt, wenn die Rückwärtswelle innerhalb des Strömungskanals 3 erzeugt ist, hat der Druck, der direkt zu dem Ausstoß beiträgt, bereits die Flüssigkeit aus dem Strömungskanal 3 zum Ausstoß vorbereitet, wie in Fig. 61(a) gezeigt ist. Selbst wenn daher die Rückwärtswelle unterdrückt wird, erfolgt keine signifikante Beeinflussung des Ausstoßes, viel weniger, selbst wenn ein Teil davon unterdrückt wird.
Andererseits wird in dem Bubble-Jet-Aufzeichnungsverfahren die Erhitzung der Tinte wiederholt, die mit dem Wärmeerzeugungselement In Kontakt ist, und daher wird verbranntes Material auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselements infolge verbrannter Ablagerung der Tinte abgeschieden. Die Abscheidungsmenge kann jedoch groß sein, abhängig von den Tintenmaterialien. Wenn dies eintritt, wird der Tintenausstoß instabil. Selbst wenn die auszustoßende Flüssigkeit durch die Wärme leicht geschädigt wird oder nicht ausreichend zu einer Blase ausgebildet ist, wird die Flüssigkeit in wünschenswerter Weise ohne Verschlechterung der Flüssigkeit ausgestoßen.
Von diesem Standpunkt offenbaren die Japanische Offenlegungsschrift Nr. SHO-61-69467, die Japanische Offenlegungsschrift Nr. SHO-55-81172 und das USA-Patent Nr. 4 480 259, daß unterschiedliche Flüssigkeiten für die Flüssigkeit zur Erzeugung der Blase durch Wärme (Blasenerzeugungsflüssigkeit) und für die auszustoßende Flüssigkeit (Ausstoßflüssigkeit) verwendet werden. In diesen Veröffentlichungen ist die Tinte als die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit durch eine flexible Folie aus Silikongummi oder dergleichen vollständig getrennt, um so den direkten Kontakt der Ausstoßflüssigkeit mit dem Wärmeerzeugungselement während der Ausbreitung des Drucks zu verhindern, der sich aus der Blasenerzeugung der Blasenerzeugungsflüssigkeit durch die Verformung der flexiblen Folie ergibt. Die Verhinderung der Abscheidung des Materials auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselements und die Vergrößerung der Auswahlbreite der Ausstoßflüssigkeit werden durch einen solchen Aufbau erreicht.
Bei diesem Aufbau, in welchem die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit vollständig getrennt sind, breitet sich der Druck durch die Blasenerzeugung zu der Ausstoßflüssigkeit durch die Ausdehnung-Schrumpfung-Verformung der flexiblen Folie aus, und daher wird der Druck durch die flexible Folie in ziemlich hohem Maße absorbiert. Außerdem ist die Verformung der flexiblen Folie nicht so groß, und daher werden der Energienutzungsgrad und die Ausstoßkraft verschlechtert, obgleich die gleiche Wirkung durch das Verhältnis zwischen der Ausstoßflüssigkeit und der Blasenerzeugungsflüssigkeit erzeugt wird.
Das Europäische Patent Nr. 0436047A beschreibt einen Tintenstrahl-Druckkopf, in welchem jeder Tintenausstoßauslaß eine damit verbundene Blasenerzeugungskammer aufweist, durch welche Tinte in einer abströmseitigen Richtung zu dem Tintenausstoßauslaß hindurchtritt. Jede Blasenerzeugungskammer weist ein damit verbundenes Einweg-Einlaßventil und ein damit verbundenes Einweg-Auslaßventil auf, welche die Tintenströmung in einer zuströmseitigen Richtung minimieren, während ein kleiner Tintenströmungswiderstand in einer abströmseitigen Richtung erzeugt wird.
Das Europäische Patent Nr. 0721841A, welches am 12. Januar 1996 angemeldet ist, mit dem Prioritätsdaten 22. Mai 1995 und 13. Januar 1995, wurde am 17. Juli 1996 veröffentlicht (welches den Stand der Technik für die vorliegende Anmeldung unter Artikel 54(3) EPC darstellt) und beschreibt einen Tintenstrahl-Druckkopf und das zugehörige Druckgerät mit einem solchen Druckkopf, in welchem für jedem Ausstoßauslaß ein erster und ein zweiter Flüssigkeitsströmungskanal vorgesehen ist, der mit dem Ausstoßauslaß verbunden ist, eine Wärmeerzeugungsoberfläche zum Erzeugen einer Blase in einem Blasenerzeugungsbereich in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal und ein bewegliches Element in Gegenüberlage des Blasenerzeugungsbereichs, das zwischen dem ersten und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal angeordnet ist und ein freies Ende aufweist, welches aus einer ersten in eine zweite Position durch einen Druck bewegbar ist, der durch eine Erzeugung einer Blase hervorgerufen wird, um den Ausstoß von Flüssigkeitströpfchen zu bewirken, die aus Flüssigkeit von innerhalb des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals erzeugt sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Flüssigkeitsausstoßverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die mit der Ausstoßvermögen-Wiederherstellungsvorrichtung versehen ist, wobei ein Ausstoßwirkungsgrad hoch ist und die Ausstoßenergie groß ist und selbst nach langzeitigem Nichtgebrauchszustand der zufriedenstellende Ausstoß noch möglich ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges und wirkungsvolles Flüssigkeitsausstoßverfahren zu schaffen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ein Flüssigkeitsausstoßverfahren und einen Flüssigkeitsausstoßkopf oder dergleichen zu schaffen, wobei der Ausstoßwirkungsgrad hoch ist sowie die Ausstoßenergie groß ist und die Wärmespeicherung der Flüssigkeit auf dem Wärmeerzeugungselement signifikant verringert werden kann und die Restblase auf dem Wärmeerzeugungselement verkleinert werden kann.
Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Flüssigkeitsausstoßkopf oder dergleichen zu schaffen, wobei die Trägheitskraft in der entgegengesetzten Richtung zu der Flüssigkeitszuführrichtung infolge der Rückwärtswelle unterdrückt wird und gleichzeitig die Meniskusrückzugmenge durch die Ventilfunktion des beweglichen Elements verringert wird, wodurch die Wiederauffüllfrequenz und somit die Druckgeschwindigkeit erhöht werden.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Flüssigkeitsausstoßkopf usw. zu schaffen, wobei die Abscheidung von Restmaterial auf dem Wärmeerzeugungselement verringert ist und der Bereich der verwendbaren Flüssigkeit erweitert ist sowie außerdem der Ausstoßwirkungsgrad und die Ausstoßkraft signifikant vergrößert werden.
Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Flüssigkeitsausstoßverfahren, einen Flüssigkeitsausstoßkopf usw. zu schaffen, wobei die Wahlmöglichkeit der Ausstoßflüssigkeit vergrößert ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 1 aufgezeigt.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit gemäß Anspruch 34 aufgezeigt.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Wiederherstellung des Flüssigkeitsausstoßvermögens eines Flüssigkeitsausstoßkopfs einer Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit gemäß Anspruch 55 aufgezeigt.
Die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal in dem Ein- Flüssigkeit-Strömungskanalaufbau wird herausgesaugt oder die Flüssigkeiten in den Kanälen in dem Zwei-Flüssigkeit-Strömungskanalaufbau werden gleichzeitig durch die Ausstoßauslässe herausgesaugt oder sie werden so unter Druck gesetzt, daß die Tinte erhöhter Viskosität, Fremdstoffe oder dergleichen, welche zur Abscheidung in dem Ausstoßauslaßabschnitt nach langem Nichtgebrauch neigen, auf wirkungsvolle Weise entfernt werden können und die niedergeschlagene Blase in der Flüssigkeit in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal auf wirkungsvolle Weise entfernbar ist. Wenn erfindungsgemäß die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit verwendet werden, kann die Vermischung der zwei Flüssigkeiten vermieden werden, selbst wenn der Aufzeichnungskopf oder dergleichen für eine ziemlich lange Zeitdauer intakt bleibt.
Bei dem Aufbau der Seite des Blasenerzeugungsbereichs des Flüssigkeitsströmungskanals mit einem Pfad, der nach außen offen ist, werden die Flüssigkeiten in den zwei Kanälen, die durch das bewegliche Element isoliert sind, durch die Saugvorrichtung oder Druckvorrichtung auf wirkungsvolle Weise ausgestoßen. Bei diesem Aufbau sind die Anzahl, die Menge, die Reihenfolge und die Ausstoßzeitpunkte der Flüssigkeiten in beiden Strömungskanälen auswählbar.
Außerdem kann durch Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit durch Öffnen einer Strömungsgeschwindigkeit- Einstellvorrichtung bei der Saugoperation durch den Ausstoßauslaß das Entfernen der Tinte erhöhter Viskosität oder dergleichen auf wirkungsvollere Weise ausgeführt werden.
Die Einstellung der Saugmenge jeder Flüssigkeit unter Verwendung der statischen Druckdifferenz zwischen der Flüssigkeit oder das Saugen unter der Bedingung, daß die Strömungswiderstände der Flüssigkeiten gleich sind, sind wirkungsvoll, um den Wirkungsgrad der Entfernung der Tinte erhöhter Viskosität oder dergleichen zu erhöhen. Das Saugen, während das bewegliche Element die Position in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal einnimmt, ist sehr wirkungsvoll.
Durch das Flüssigkeitsausstoßverfahren und den Kopf, welcher das bewegliche Element verwendet, kann der Ausstoßwirkungsgrad erhöht werden. Z. B. wird bei der vorteilhaftesten Ausführungsform der Ausstoßwirkungsgrad auf den doppelten Wert gegenüber dem herkömmlichen erhöht.
Die Ausstoßstörung kann selbst nach langdauernder Nichtverwendung unter niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit vermieden werden, und selbst dann, wenn die Ausstoßstörung eintritt, wird der Normalzustand durch einen kleinen Wiederherstellungsprozeß wieder hergestellt, wie z. B. der vorläufige Ausstoß oder die Saugwiederherstellung. Der Wiederherstellungsprozeß wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Erfindungsgemäß kann die für die Wiederherstellung erforderliche Zeitdauer verkürzt werden, und der Flüssigkeitsverlust durch die Wiederherstellungsoperation wird verringert, so daß die laufenden Kosten gesenkt werden können.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, wobei die Wiederauffülleigenschaft verbessert ist, werden das Ansprechvermögen, das stabilisierte Wachsen der Blase und die Stabilisierung des Tröpfchens unter der Bedingung des kontinuierlichen Ausstoßes erreicht, so daß die Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung und die Bildaufzeichnung in hoher Qualität durch den Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsausstoß erreicht werden.
Diese Aufgabe und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in. Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht zur Darstellung eines Beispiels eines Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Teilausbruchansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht zur Darstellung der Druckausbreitung von einer Blase in einem Kopf, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht zur Darstellung der Druckausbreitung von einer Blase in einem Kopf, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht zur Darstellung der Flüssigkeitsströmung in einem Kopf, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Teilausbruchansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Teilausbruchansicht des anderen Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines anderen Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittansicht eines anderen Flüssigkeitsausstoßkopfs (2 Strömungskanäle), der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Teilausbruchansicht des Flüssigkeitsausstoßkopfs der Fig. 10,
Fig. 12 zeigt eine Operation eines beweglichen Elements,
Fig. 13 zeigt einen Aufbau eines beweglichen Elements und eines ersten Flüssigkeitsströmungskanals,
Fig. 14 zeigt einen Aufbau eines beweglichen Elements und eines Flüssigkeitsströmungskanals,
Fig. 15 zeigt einen anderen Aufbau eines beweglichen Elements,
Fig. 16 zeigt eine Beziehung zwischen einem Bereich eines Wärmeerzeugungselements und einer Tintenausstoßmenge,
Fig. 17 zeigt eine Lagebeziehung zwischen einem beweglichen Element und einem Wärmeerzeugungselement,
Fig. 18 zeigt eine Beziehung zwischen einem Abstand von einer Kante eines Wärmeerzeugungselements und einem Drehpunkt und einer Verlagerung des beweglichen Elements,
Fig. 19 zeigt eine Lagebeziehung zwischen einem Wärmeerzeugungselement und einem beweglichen Element,
Fig. 20 zeigt eine Längsschnittansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 21 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausbildung eines Ansteuerimpulses,
Fig. 22 zeigt eine Schnittansicht eines Zuführkanals und eines Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 23 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 24 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens eines Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 25 zeigt eine Darstellung eines Herstellungsverfahrens eines Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 26 zeigt eine Darstellung eines Herstellungsverfahrens eines Flüssigkeitsausstoßkopfs, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 27 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer Flüssigkeitsausstoßkopfkassette,
Fig. 28 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 29 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Aufbaus einer Tintenwiederherstellungsvorrichtung, die an der in Fig. 28 gezeigten Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit angeordnet werden kann,
Fig. 30 zeigt eine Schnittansicht eines Saugwiederherstellungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit,
Fig. 31 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Saugwiederherstellungsprozesses in der in Fig. 30 gezeigten Ausführungsform,
Fig. 32 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Saugwiederherstellungsverfahrens gemäß einer anderen Ausführungsform in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit,
Fig. 33 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Saugwiederherstellungsprozesses in der in Fig. 32 gezeigten Ausführungsform,
Fig. 34 zeigt eine Draufsicht zur Darstellung der Operation der Strömungsgeschwindigkeit-Einstellvorrichtung, wobei (a) einen Zustand zu dem Zeitpunkt der Strömungsgeschwindigkeitsregelung der Strömungsgeschwindigkeit-Einstellvorrichtung zeigt, und (b) einen Zustand zum Zeitpunkt einer freigegebenen Strömungsgeschwindigkeitsregelung der Strömungsgeschwindigkeit-Einstellvorrichtung zeigt,
Fig. 35 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Saugwiederherstellungsprozesses, das die in Fig. 34 gezeigte Strömungsgeschwindigkeit-Einstellvorrichtung verwendet,
Fig. 36 zeigt eine Schnittansicht eines Ausstoßkopfs in Ausführungsform 6,
Fig. 37 zeigt eine Draufsicht eines zweiten Flüssigkeitsströmungskanals in Ausführungsform 6,
Fig. 38 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptteils eines Vorderteils des Kopfs in Ausführungsform 6,
Fig. 39 zeigt eine Schnittansicht eines Ausstoßkopfs in Ausführungsform 7,
Fig. 40 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptteils eines Vorderteils des Kopfs in Ausführungsform 7,
Fig. 41 zeigt eine Draufsicht eines zweiten Flüssigkeitsströmungskanals eines Ausstoßkopfs in Ausführungsform 8,
Fig. 42 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptteils eines Vorderteils des Kopfs in Ausführungsform 8,
Fig. 43 zeigt eine Draufsicht eines zweiten Flüssigkeitsströmungskanals eines Ausstoßkopfs in Ausführungsform 9,
Fig. 44 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptteils eines Vorderteils des Kopfs in Ausführungsform 9,
Fig. 45 zeigt eine Schnittansicht eines Ausstoßkopfs in Ausführungsform 10,
Fig. 46 zeigt eine schematische Ansicht eines Hauptteils eines Vorderteils des Kopfs in Ausführungsform 10,
Fig. 47 zeigt eine Schnittansicht eines Aufzeichnungskopfs in Ausführungsform 11,
Fig. 48 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Saugwiederherstellungsprozesses in Ausführungsform 11,
Fig. 49 zeigt eine Schnittansicht eines Aufzeichnungskopfs in Ausführungsform 12,
Fig. 50 zeigt eine Schnittansicht eines Aufzeichnungskopfs in Ausführungsform 13,
Fig. 51 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Saugwiederherstellungsprozesses in Ausführungsform 13,
Fig. 52 zeigt eine Schnittansicht eines Aufzeichnungskopfs in Ausführungsform 14,
Fig. 53 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Saugwiederherstellungsprozesses in Ausführungsform 14,
Fig. 54 zeigt eine Schnittansicht eines Aufzeichnungskopfs zur Darstellung eines Saugwiederherstellungsprozesses in Ausführungsform 16,
Fig. 55 zeigt eine Schnittansicht eines Aufzeichnungskopfs zur Darstellung eines Saugwiederherstellungsprozesses in Ausführungsform 16,
Fig. 56 zeigt eine Schnittansicht eines Aufzeichnungskopfs zur Darstellung eines Saugwiederherstellungsprozesses in Ausführungsform 17,
Fig. 57 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Steuersystems der Gesamtheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 58 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung,
Fig. 59 zeigt eine Darstellung eines Flüssigkeitsausstoß- Aufzeichnungssystems,
Fig. 60 zeigt eine schematische Ansicht eines Kopfbausatzes, und
Fig. 61 zeigt eine Darstellung eines Flüssigkeitsströmungskanalaufbaus eines herkömmlichen Flüssigkeitsausstoßkopfs.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Beschreibung erfolgt hinsichtlich einiger Technologien, die in dieser Beschreibung angewendet werden.
Die "Öffnung" für Flüssigkeit ist eine Öffnung, die eine sogenannte Tiefpaßfunktion aufweist, die in mehr besonderer Weise solche Abmessungen und eine Position aufweist, daß im wesentlichen verhindert wird, daß die Flüssigkeit durch die Druckänderung in dem Kopf, die sich aus der normalen Ausstoßoperation ergibt, hindurchtritt, doch es wird zugelassen, daß die Flüssigkeit durch Saugen oder Druckaufbau für eine Wiederherstellungsoperation oder Auffrischoperation hindurchtreten kann.
In dieser Beschreibung sind "zuströmseitig" und "abströmseitig" in bezug auf eine allgemeine Flüssigkeitsströmung von einer Flüssigkeitszuführquelle zu dem Ausstoßauslaß durch den Blasenerzeugungsbereich (bewegliches Element) definiert.
Hinsichtlich der Blase an sich ist "abströmseitig" als zu der Seite des Ausstoßauslasses der Blase definiert, welche direkt funktionswirksam ist, um das Flüssigkeitströpfchen auszustoßen. In mehr besonderer Weise bedeutet es im allgemeinen abströmseitig von der Mitte der Blase in bezug auf die Richtung der allgemeinen Flüssigkeitsströmung oder abströmseitig von der Mitte des Bereichs des Wärmeerzeugungselements in bezug auf dasselbe.
In dieser Beschreibung bedeutet ein "im wesentlichen abgedichteter" Zustand im allgemeinen einen Abdichtzustand in einem solchen Grad, daß dann, wenn eine Blase wächst, die Blase nicht vor der Bewegung des beweglichen Elements durch einen Spalt (Schlitz) um das bewegliche Element entweicht.
In dieser Beschreibung kann eine "Trennwand" eine Wand bedeuten (welche ein bewegliches Element einschließen kann), die dazwischen angeordnet ist, um den Bereich in direkter Strömungsverbindung mit dem Ausstoßauslaß von dem Blasenerzeugungsbereich zu trennen, und bedeutet in mehr spezieller Weise eine Wand, welche den Flüssigkeitsströmungspfad mit dem Blasenerzeugungsbereich von dem Flüssigkeitsströmungspfad in direkter Strömungsverbindung mit dem Ausstoßauslaß trennt, wodurch die Mischung der Flüssigkeiten in den Flüssigkeitsströmungspfaden verhindert wird.

< Ausstoßprinzip >

Nachstehend erfolgt die Beschreibung des Beispiels 1 des Flüssigkeitsausstoßprinzips.
In diesem Ausstoßsystem werden die Ausstoßenergie und der Ausstoßwirkungsgrad durch Steuern der Ausbreitungsrichtung des Drucks, der durch die Blase zum Ausstoß der Flüssigkeit erzeugt ist, und der Wachstumsrichtung der Blase erhöht.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfs im Schnitt entlang einem Flüssigkeitsströmungskanal gemäß dieser Ausführungsform, und Fig. 2 zeigt eine perspektivische Teilausbruchansicht des Flüssigkeitsausstoßkopfs.
Der Flüssigkeitsausstoßkopf dieser Ausführungsform weist auf: ein Wärmeerzeugungselement 2 (ein Wärmeerzeugungswiderstand der Größe 40 um · 105 um in dieser Ausführungsform) als das Ausstoßenergie-Erzeugungselement zum Zuführen von Wärmeenergie zu der Flüssigkeit, um die Flüssigkeit auszustoßen, ein Elementsubstrat 1, auf welchem das Wärmeerzeugungselement 2 angeordnet ist, und einen Flüssigkeitsströmungskanal 10, der über dem Elementsubstrat angeordnet ist, entsprechend dem Wärmeerzeugungselement 2. Der Flüssigkeitsströmungskanal 10 ist in Strömungsverbindung mit einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 zum Zuführen der Flüssigkeit in eine Vielzahl von solchen Flüssigkeitsströmungskanälen 10, die mit einer Vielzahl der Ausstoßauslässe 18 in Strömungsverbindung sind.
Über dem Elementsubstrat in dem Flüssigkeitsströmungskanal 10 ist ein bewegliches Element oder eine Platte 31 in der Form eines Auslegers aus einem elastischen Material, wie z. B. Metall, in Gegenüberlage des Wärmeerzeugungselements 2 angeordnet. Ein Ende des beweglichen Elements ist an einem Grundkörper (Tragelement) 34 oder dergleichen fest angeordnet, das durch Strukturieren von lichtempfindlichem Harzmaterial auf der Wand des Flüssigkeitsströmungskanals 10 oder auf dem Elementsubstrat ausgebildet ist. Durch diesen Aufbau wird das bewegliche Element gelagert und ein Drehpunkt (Drehpunktabschnitt) wird ausgebildet.
Das bewegliche Element 31 ist so angeordnet, daß es einen Drehpunkt (Drehpunktabschnitt, welcher ein fest angeordnetes Ende ist) 33 auf einer Zuströmseite in bezug auf eine allgemeine Strömung der Flüssigkeit von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 zu dem Ausstoßauslaß 18 durch das bewegliche Element 31 aufweist, bewirkt durch die Ausstoßoperation, und daß es ein freies Ende (freier Endabschnitt) 32 auf einer Abströmseite des Drehpunkts 33 aufweist. Das bewegliche Element 31 ist in Gegenüberlage des Wärmeerzeugungselements 2 mit einem Spalt von ungefähr 15 um, als ob es das Wärmeerzeugungselement 2 abdeckt. Ein Blasenerzeugungsbereich ist zwischen dem Wärmeerzeugungselement und dem beweglichen Element ausgebildet. Dei Art, der Aufbau oder die Position des Wärmeerzeugungselements oder des beweglichen Elements ist nicht auf die vorstehend beschriebenen begrenzt, sondern können verändert werden, solange das Wachstum der Blase und die Ausbreitung des Drucks gesteuert werden können. Zum Zweck des leichten Verständnisses der Strömung der Flüssigkeit, welche nachstehend beschrieben wird, ist der Flüssigkeitsströmungskanal 10 durch das bewegliche Element 31 in einen ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14, welcher in direkter Verbindung mit dem Ausstoßauslaß 18 ist, und einen zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 unterteilt, der den Blasenerzeugungsbereich 11 und den Flüssigkeitszuführkanal 12 aufweist.
Durch Bewirken der Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungselements 2 wird die Wärme in die Flüssigkeit in dem Blasenerzeugungsbereich 11 zwischen dem beweglichen Element 31 und dem Wärmeerzeugungselement 2 eingebracht, wobei durch die Filmsiedeerscheinung eine Blase erzeugt wird, wie in dem USA-Patent Nr. 4 723 129 beschrieben ist. Die Blase und der Druck, der durch die Erzeugung der Blase verursacht ist, wirken hauptsächlich auf das bewegliche Element, so daß sich das bewegliche Element 31 bewegt oder verlagert, um sich zu der Ausstoßauslaßseite um den Drehpunkt 33 weit zu öffnen, wie in Fig. 1(b) und (c) oder in Fig. 2 gezeigt ist. Durch die Verlagerung des beweglichen Elements 31 oder den Zustand nach der Verlagerung wird die Ausbreitung des Drucks, der durch die Erzeugung der Blase und das Wachstum der Blase an sich bewirkt ist, zu dem Ausstoßauslaß gerichtet.
Hier wird eines der grundlegenden Ausstoßprinzipien gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eines der wichtigen Prinzipien dieser Erfindung besteht darin, daß das bewegliche Element, das in Gegenüberlage der Blase angeordnet ist, aus der normalen ersten Position in die verlagerte zweite Position auf der Grundlage des Drucks der Blasenerzeugung oder der Blase an sich verlagert wird und die Verlagerung oder das verlagerte bewegliche Element 31 wirkungsvoll ist, um den Druck, der durch die Erzeugung der Blase und bzw. oder das Wachstum der Blase an sich hervorgerufen ist, zu dem Ausstoßauslaß 18 (Abströmseite) zu richten.
Eine ausführlichere Beschreibung erfolgt im. Vergleich zwischen dem herkömmlichen Flüssigkeitsströmungskanalaufbau, der das bewegliche Element (Fig. 3) nicht verwendet, und der vorliegenden Erfindung (Fig. 4). Hier ist die Ausbreitungsrichtung des Drucks zu dem Ausstoßauslaß mit VA bezeichnet, und die Ausbreitungsrichtung des Drucks zu der Zuströmseite ist mit VB bezeichnet.
In einem herkömmlichen Kopf, wie in Fig. 3 gezeigt, liegt kein Bauelement vor, das wirksam ist, um die Ausbreitungsrichtung des Drucks zu regulieren, der durch Erzeugung der Blase 40 hervorgerufen ist. Daher ist die Richtung der Druckausbreitung senkrecht zu der Oberfläche der Blase, wie durch V1-V8 bezeichnet ist, und daher ist sie weit in den Kanal gerichtet. Von diesen Richtungen sind jene der Druckausbreitung von dem Halbabschnitt der Blase, die dem Ausstoßauslaß (V1-V4) näher sind, die Druckkomponenten in der VA- Richtung, welche für den Flüssigkeitsausstoß am wirksamsten sind. Dieser Abschnitt ist wichtig, da er zu dem Flüssigkeitsausstoß-Wirkungsgrad, dem Flüssigkeitsausstoßdruck und der Ausstoßgeschwindigkeit direkt beiträgt. Ferner ist die Komponente V1 am nächsten der Richtung VA, welche die Ausstoßrichtung ist, und ist daher am wirkungsvollsten, und die Komponente V4 weist eine relativ kleine Komponente in der Richtung VA auf.
Andererseits ist in dem in Fig. 4 gezeigten Fall der vorliegenden Erfindung das bewegliche Element 31 wirksam, um die Druckausbreitungsrichtungen V1-V4 der Blase zu der Abströmseite (Ausstoßauslaßseite) zu richten, welche andererseits in verschiedene Richtungen verlaufen. Daher werden die Druckausbreitungen der Blase 40 so konzentriert, daß der Druck der Blase 40 direkt und wirkungsvoll zu dem Ausstoß beiträgt.
Die Wachstumsrichtung der Blase an sich ist abströmseitig gerichtet, ähnlich den Druckausbreitungsrichtungen V1-V4, und die Blase wächst mehr zu der Abströmseite als zu der Zuströmseite. Daher wird die Wachstumsrichtung der Blase an sich durch das bewegliche Element gesteuert, und die Druckausbreitungsrichtung von der Blase wird dadurch so gesteuert, daß der Ausstoßwirkungsgrad, die Ausstoßkraft und die Ausstoßgeschwindigkeit oder dergleichen grundlegend erhöht werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird die Ausstoßoperation des Flüssigkeitsausstoßkopfs in dieser Ausführungsform nachstehend ausführlich beschrieben.
Fig. 1(a) zeigt einen Zustand, bevor die Energie, wie z. B. Elektroenergie, an das Wärmeerzeugungselement 2 angelegt wird, und daher ist noch keine Wärme erzeugt worden. Es ist darauf hinzuweisen, daß das bewegliche Element 31 so angeordnet ist, daß es in Gegenüberlage mindestens des abströmseitigen Abschnitts der Blase ist, die durch die Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungselements erzeugt ist. In anderen Worten, damit der abströmseitige Abschnitt der Blase auf das bewegliche Element einwirkt, ist der Flüssigkeitsströmungskanalaufbau so, daß sich das bewegliche Element 31 mindestens zu der Position abgangsseitig (abgangsseitig einer Linie, die durch den Mittelpunkt 3 der Fläche des Wärmeerzeugungselements und rechtwinklig zu der Länge des Strömungskanals verläuft) des Mittelpunkts 3 der Fläche des Wärmeerzeugungselements erstreckt.
Fig. 1(b) zeigt einen Zustand, wobei die Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungselements 2 durch die Anlage der Elektroenergie an das Wärmeerzeugungselement 2 auftritt und ein Teil der Flüssigkeit, der in den Blasenerzeugungsbereich 11 eingefüllt ist, durch die auf diese Weise erzeugte Wärme so erhitzt wird, daß durch das Filmsieden eine Blase erzeugt wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird das bewegliche Element 31 durch den Druck, der durch die Erzeugung der Blase 40 hervorgerufen wird, aus der ersten Position in die zweite Position verlagert, um die Ausbreitung des Drucks zu dem Ausstoßauslaß zu leiten. Es ist anzumerken, daß, wie vorstehend beschrieben, das freie Ende 32 des beweglichen Elements 31 abströmseitig (Ausstoßauslaßseite) angeordnet ist und der Drehpunkt 33 auf der Zuströmseite (Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer) angeordnet ist, so daß mindestens ein Teil des beweglichen Elements in Gegenüberlage des abströmseitigen Abschnitts der Blase ist, d. h., des abströmseitigen Abschnitts des Wärmeerzeugungselements.
Fig. 1(c) zeigt einen Zustand, in welchem die Blase 40 weiter gewachsen ist. Durch den Druck, der sich aus der Erzeugung der Blase 40 ergibt, wird das bewegliche Element 31 weiter verlagert. Die erzeugte Blase wächst mehr abströmseitig als zuströmseitig, und sie expandiert weit über eine erste Position (durch gestrichelte Linie bezeichnete Position) des beweglichen Elements hinaus. Somit wird deutlich, daß gemäß dem Wachstum der Blase 40 sich das bewegliche Element 31 allmählich verlagert, wodurch die Druckausbreitungsrichtung der Blase 40, die Richtung, in welche die Volumenbewegung leicht möglich ist, d. h. die Wachstumsrichtung der Blase, gleichmäßig zu dem Ausstoßauslaß gerichtet sind, so daß der Ausstoßwirkungsgrad erhöht wird. Wenn das bewegliche Element die Blase und den Blasenerzeugungsdruck zu dem Ausstoßauslaß leitet, behindert es kaum die Ausbreitung und das Wachsen und kann auf wirkungsvolle Weise die Ausbreitungsrichtung des Drucks und die Wachstumsrichtung der Blase gemäß dem Grad cles Drucks steuern.
Fig. 1(c) zeigt einen Zustand, in welchem die Blase 40 weiter gewachsen ist. Durch den Druck, der sich aus der Erzeugung der Blase 40 ergibt, wird das bewegliche Element 31 weiter verlagert. Die erzeugte Blase wächst mehr abströmseitig als zuströmseitig und dehnt sich weit über eine erste Position (durch gestrichelte Linie bezeichnete Position) des beweglichen Elements hinaus aus. Somit ist verständlich, daß sich gemäß dem Wachstum der Blase 40 das bewegliche Element 31 allmählich verlagert, wodurch die Druckausbreitungsrichtung der Blase 40, die Richtung, in welche die Volumenbewegung leicht möglich ist, d. h. die Wachstumsrichtung der Blase, gleichmäßig zu dem Ausstoßauslaß gerichtet sind, so daß der Ausstoßwirkungsgrad erhöht ist. Wenn das bewegliche Element die Blase und den Blasenerzeugungsdruck zu dem Ausstoßauslaß leitet, behindert es kaum die Ausbreitung und das Wachstum und kann auf wirkungsvolle Weise die Ausbreitungsrichtung des Drucks und die Wachstumsrichtung der Blase gemäß dem Grad des Drucks steuern.
Fig. 1(d) zeigt die Blase 40, die sich durch die Verminderung des Innendrucks der Blase nach dem Filmsieden zusammenzieht und verschwindet.
Das bewegliche Element 31, das in die zweite Position verschoben wurde, kehrt in die Ausgangsposition (erste Position) der Fig. 2 zurück, (a) durch die Rückstellkraft, die durch die Federeigenschaft des beweglichen Elements an sich bereitgestellt wird, und den Unterdruck infolge der Kontraktion der Blase. Beim Zusammenfallen der Blase strömt die Flüssigkeit von der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer zurück, wie durch VD1 und VD2 bezeichnet ist, und von der Seite des Ausstoßauslasses, wie mit VC bezeichnet ist, um die Volumenverringerung der Blase in dem Blasenerzeugungsbereich 11 auszugleichen und das Volumen der ausgestoßenen Flüssigkeit auszugleichen.
Vorstehend erfolgte die Beschreibung hinsichtlich der Operation des beweglichen Elements 31 mit der Erzeugung der Blase und der Ausstoßoperation der Flüssigkeit. Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich der Wiederauffüllung der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsausstoßkopf der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nachstehend der Flüssigkeitszuführmechanismus beschrieben.
Wenn die Blase 40 in den Blasenkollabierprozeß eintritt, nachdem deren Maximalvolumen (Fig. 1(c)) erreicht ist, strömt ein Volumen der Flüssigkeit, das ausreicht, um das zusammenfallende Blasenvolumen auszugleichen, von der Seite des Ausstoßauslasses 18 des ersten Flüssigkeitsströmungskanals 14 und von der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 16 in den Blasenerzeugungsbereich. In dem Fall des Aufbaus eines herkömmlichen Flüssigkeitsströmungskanals, der das bewegliche Element 31 nicht aufweist, entsprechen die Flüssigkeitsmenge von der Seite des Ausstoßauslasses zu der Blasenkollabierposition und die Flüssigkeitsmenge von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer in diese den Strömungswiderständen des Abschnitts, der zu dem Ausstoßauslaß näher als der Blasenerzeugungsbereich ist, und des Abschnitts, welcher der gemeinsamen Flüssigkeitskammer näher ist (Strömungswiderstände und die Trägheit der Flüssigkeit).
Wenn daher der Strömungswiderstand auf der Seite der Zuführöffnung kleiner als auf der anderen Seite ist, strömt eine große Flüssigkeitsmenge von der Seite des Ausstoßauslasses in die Blasenkollabierposition, demzufolge der Meniskusrückzug groß ist. Mit der Verringerung des Strömungswiderstands in dem Ausstoßauslaß zum Zweck der Erhöhung des Ausstoßwirkungsgrads nimmt der Rückzug des Meniskus M beim Kollabieren der Blase zu, demzufolge eine längere Wiederauffüllzeitdauer vorliegt, wodurch eine hohe Druckgeschwindigkeit schwierig wird.
Gemäß dieser Ausführungsform endet auf Grund der Anordnung des beweglichen Elements 31 der Meniskusrückzug zu dem Zeitpunkt, wenn das bewegliche Element beim Kollabieren der Blase in die Ausgangsposition zurückkehrt, und danach wird die Zuführung der Flüssigkeit zum Füllen eines Volumens W2 durch die Strömung VD2 durch den zweiten Strömungskanal 16 erreicht (W1 ist ein Volumen einer oberen Seite des Blasenvolumens W über die erste Position des beweglichen Elements 31 hinaus, und W2 ist ein Volumen einer Seite des Blasenerzeugungsbereichs 11). In dem Stand der Technik ist eine Hälfte des Volumens des Blasenvolumens W das Volumen des Meniskusrückzugs, doch gemäß dieser Ausführungsform ist nur etwa eine Hälfte (W1) das Volumen des Meniskusrückzugs.
Außerdem wird die Flüssigkeitszuführung für das Volumen W2 erzwungen, daß sie hauptsächlich zuströmseitig (VD2) des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals entlang der Oberfläche der Seite des Wärmeerzeugungselements des beweglichen Elements 31 unter Ausnutzung des Drucks beim Kollabieren der Blase ausgeführt wird, und daher wird ein schnellerer Wiederauffüllvorgang erreicht.
Wenn die Wiederauffüllung unter Verwendung das Drucks beim Kollabieren der Blase in einem herkömmlichen Kopf ausgeführt wird, weitet sich die Vibration des Meniskus aus, demzufolge die Bildqualität verschlechtert wird. Es wird jedoch gemäß dieser Ausführungsform die Strömung der Flüssigkeit in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 auf der Seite des Ausstoßauslasses und der Seite des Ausstoßauslasses des Blasenerzeugungsbereichs 11 unterdrückt, so daß die Vibration des Meniskus verringert wird.
Daher wird gemäß dieser Ausführungsform die hohe Wiederauffüllgeschwindigkeit durch die erzwungene Wiederauffüllung des Blasenerzeugungsbereichs durch den Flüssigkeitszuführkanal 12 des zweiten Strömungskanals 16 und durch die Unterdrückung des Meniskusrückzugs und der Vibration erreicht. Daher werden die Stabilisierung des Ausstoßas und der wiederholten Ausstöße mit hoher Geschwindigkeit erreicht, und wenn die Ausführungsform auf dem Gebiet der Aufzeichnung verwendet wird, kann die Erhöhung der Bildqualität und der Aufzeichnungsgeschwindigkeit erreicht werden.
Die Ausführungsform weist die folgende wirkungsvolle Funktion auf. Es ist eine Unterdrückung der Druckausbreitung zu der Zuströmseite (Rückwelle), die durch die Erzeugung der Blase hervorgerufen wird. Der Druck infolge der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 (zuströmseitig) der Blase, der auf dem Wärmeerzeugungselement 2 hervorgerufen wird, führt hauptsächlich zu einer Kraft, welche die Flüssigkeit zurück zu der Zuströmseite drückt (Rückwärtswelle). Die Rückwärtswelle verschlechtert die Wiederauffüllung der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsströmungskanal durch den Druck auf der Zuströmseite, wodurch sich die Bewegung der Flüssigkeit und die Trägheitskraft ergeben. In dieser Ausführungsform werden diese Wirkungen zu der Zuströmseite durch das bewegliche Element 31 so unterdrückt, daß das Wiederauffüllvermögen weiter verbessert wird.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines weiteren kennzeichnenden Merkmals und der vorteilhaften Wirkung.
Der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 dieser Ausführungsform weist einen Flüssigkeitszuführkanal 12 mit einer Innenwand auf, die im wesentlichen auf gleicher Höhe mit dem Wärmeerzeugungselement 2 (die Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 2 ist nicht wesentlich abgestuft) auf der Zuströmseite des Wärmeerzeugungselements 2 ist. Bei diesem Aufbau tritt die Zuführung der Flüssigkeit zu der Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 2 und dem Blasenerzeugungsbereich 11 entlang der Oberfläche des beweglichen Elements 31 in der Position näher zu dem Blasenerzeugungsbereich 11 auf, wie durch VD2 bezeichnet ist. Demgemäß wird der Stau der Flüssigkeit auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 2 unterdrückt, so daß das Kondensieren des Gases, das in der Flüssigkeit gelöst ist, unterdrückt wird und die restlichen Blasen, die nicht verschwunden sind, ohne Schwierigkeit entfernt werden, und außerdem ist die Wärmespeicherung in der Flüssigkeit nicht zu groß. Daher kann die stabilisierte Blasenerzeugung mit einer hohen Geschwindigkeit wiederholt werden. In dieser Ausführungsform weist der Flüssigkeitszuführkanal 12 eine im wesentlichen flache Innenwand auf, doch ist dieser nicht darauf begrenzt, und für den Tintenzuführkanal ist ausreichend, wenn dieser eine Innenwand mit einem solchen Aufbau aufweist, der sich gleichmäßig von der Oberfläche des Wärmeerzeugungselements erstreckt, daß der Stau der Flüssigkeit auf dem Wärmeerzeugungselement auftritt und die Wirbelströmung nicht wesentlich bei der Zuführung der Flüssigkeit verursacht wird.
Die Zuführung der Flüssigkeit in den Blasenerzeugungsbereich kann durch einen Spalt an einem Seitenabschnitt des beweglichen Elements (Schlitz 35) auftreten, wie durch VD1 bezeichnet ist. Um den Druck auf die Blasenerzeugung weiter wirksam zu dem Ausstoßauslaß zu richten, kann ein großes bewegliches Element verwendet werden, das den gesamten Blasenerzeugungsbereich abdeckt (Abdecken der Oberfläche des Wärmeerzeugungselements), wie in Fig. 1 gezeigt ist. Dann wird der Strömungswiderstand der Flüssigkeit zwischen dem Blasenerzeugungsbereich 11 und dem Bereich des ersten Flüssigkeitsströmungskanals 14 nahe dem Ausstoßauslaß durch die Rückstellung des beweglichen Elements in die erste Position erhöht, so daß die Strömung der Flüssigkeit in den Blasenerzeugungsbereich 11 entlang VD1 unterdrückt werden kann. Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Kopfaufbau dieser Ausführungsform besteht jedoch eine Strömung, die wirkungsvoll ist, um die Flüssigkeit dem Blasenerzeugungsbereich zuzuführen, wodurch die Zuführleistung der Flüssigkeit wesentlich erhöht wird und daher selbst dann, wenn das bewegliche Element 31 den Blasenerzeugungsbereich 11 abdeckt, um den Ausstoßwirkungsgrad zu erhöhen, die Zuführleistung der Flüssigkeit nicht verschlechtert wird.
Die Lagebeziehung zwischen dem freien Ende 32 und dem Drehpunkt 33 des beweglichen Elements 31 ist derart, daß das freie Ende in einer abströmseitigen Position des Drehpunkts ist, wie beispielhaft in Fig. 5 gezeigt ist. Bei diesem Aufbau können die Funktion und die Wirkung der Führung der Druckausbreitungsrichtung und der Richtung des Wachstums der Blase zu der Seite des Ausstoßauslasses oder dergleichen bei der Blasenerzeugung wirkungsvoll gewährleistet werden. Außerdem ist die Lagebeziehung wirkungsvoll, um nicht nur die Funktion oder die Wirkung in bezug auf den Ausstoß zu erreichen, sondern auch die Verminderung des Strömungswiderstands durch den Flüssigkeitsströmungskanal 10 bei der Zuführung der Flüssigkeit, wodurch die Wiederauffüllung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird. Wenn der Meniskus M, der durch den Ausstoß zurückgezogen ist, wie in. Fig. 5 gezeigt, durch die Kapillarkraft zu dem Ausstoßauslaß 18 zurückkehrt, oder wenn die Flüssigkeitszuführung bewirkt wird, um das Kollabieren der Blase auszugleichen, sind die Positionen des freien Endes und des Drehpunkts 33 so, daß die Strömungen 51, 52 und 53 durch den Flüssigkeitsströmungskanal 10 mit dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 nicht behindert werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist in mehr besonderer Weise in dieser Ausführungsform das freie Ende 32 des beweglichen Elements 31 in Gegenüberlage einer abströmseitigen Position des Mittelpunkts 3 des Bereichs, welcher das Wärmeerzeugungselement 2 in einen Zuströmbereich und einen Abströmbereich unterteilt (die Linie, die durch den Mittelpunkt (Mittelabschnitt) des Bereichs des Wärmeerzeugungselements und rechtwinklig zu einer Längsrichtung des Flüssigkeitsströmungskanals verläuft). Das bewegliche Element 31 nimmt den Druck auf, und die Blase, welche wesentlich zu dem Ausstoß der Flüssigkeit auf der Abströmseite der Bereichsmittelposition 3 des Wärmeerzeugungselements beitragen, und es leitet die Kraft zu der Seite des Ausstoßauslasses, wodurch der Ausstoßwirkungsgrad oder die Ausstoßkraft grundlegend erhöht wird.
Weitere vorteilhafte Wirkungen werden unter Verwendung der Zuströmseite der Blase erzeugt, wie vorstehend beschrieben ist.
Ferner wird davon ausgegangen, daß in dem Aufbau dieser Ausführungsform die augenblickliche mechanische Bewegung des freien Endes des beweglichen Elements 31 zu dem Ausstoß der Flüssigkeit beiträgt.

< Ausführungsform 2 >

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform. In Fig. 6 zeigt A ein verlagertes bewegliches Element, obgleich die Blase nicht gezeigt ist, und B zeigt das bewegliche Element in der Ausgangsposition (erste Position), wobei der Blasenerzeugungsbereich 11 in bezug auf den Ausstoßauslaß 18 im wesentlichen abgedichtet ist. Obgleich nicht gezeigt, besteht eine Flüssigkeitskanalwand zwischen A und B, um die Strömungskanäle zu trennen.
Ein Grundkörper 34 ist auf jeder Seite angeordnet, und zwischen diesen ist ein Flüssigkeitszuführkanal 12 ausgebildet. Bei diesem Aufbau kann die Flüssigkeit entlang einer Oberfläche des beweglichen Elements in Gegenüberlage der Seite des Wärmeerzeugungselements und von dem Flüssigkeitszuführkanal zugeführt werden, der eine Oberfläche aufweist, die mit der Oberfläche des Wärmeerzeugungselements im wesentlichen übereinstimmt oder mit dieser gleichmäßig durchgehend ist.
Wenn das bewegliche Element 31 in der Ausgangsposition (erste. Position) ist, befindet sich das bewegliche Element 31 nahe oder im engen Kontakt mit einer abströmseitigen Wand 36, die abströmseitig des Wärmeerzeugungselements 2 und Wärmeerzeugungselement-Seitenwänden 37 angeordnet ist, die an den Seiten des Wärmeerzeugungselements angeordnet sind, so daß die Seite des Ausstoßauslasses 18 des Blasenerzeugungsbereichs 11 im wesentlichen abgedichtet ist. Daher können der Druck, der durch die Blase zu dem Zeitpunkt der Blasenerzeugung und insbesondere der Druck abströmseitig der Blase an der Seite des freien Endes des beweglichen Elements konzentriert werden, ohne den Druck freizugeben.
In dem Kollabierprozeß der Blase kehrt das bewegliche Element 31 in die erste Position zurück, und die Seite des Ausstoßauslasses des Blasenerzeugungsbereichs 31 wird im wesentlichen abgedichtet, und daher wird der Meniskusrückzug unterdrückt, und die Flüssigkeitszuführung zu dem Wärmeerzeugungselement wird mit den vorstehend beschriebenen Vorteilen ausgeführt. Hinsichtlich der Wiederauffüllung können die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie in der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform erzielt werden.
In dieser Ausführungsform ist der Grundkörper 34 zum Tragen und festen Anordnen des beweglichen Elements 31 in einer zuströmseitigen Position angeordnet, die von dem Wärmeerzeugungselement 2 beabstandet ist, wie in Fig. 2 und Fig. 6 gezeigt, und der Grundkörper 34 weist eine geringere Breite als der Flüssigkeitsströmungskanal 10 auf, um die Flüssigkeit dem Flüssigkeitsströmungskanal 12 zuzuführen. Der Aufbau des Gerätekörpers 34 ist nicht auf diesen Aufbau begrenzt, sondern es kann jeder verwendet werden, wenn die gleichmäßige Wiederauffüllung erreicht wird.
In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Freiraum zwischen dem beweglichen Element 31 und dem Wärmeerzeugungselement 2 ungefähr 15 um, doch er kann verschieden sein, wenn der durch die Blase erzeugte Druck ausreichend auf das bewegliche Element übertragen wird.
Fig. 7 zeigt einen der grundlegenden Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung auf. Fig. 7 stellt eine Lagebeziehung zwischen einem Blasenerzeugungsbereich, der Blase und dem beweglichen Element in einem Flüssigkeitsströmungskanal dar, um ferner das Flüssigkeitsausstoßverfahren und das Wiederauffüllverfahren gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zu beschreiben.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Druck durch die erzeugte Blase auf das freie Ende des beweglichen Elements konzentriert, um die schnelle Bewegung des beweglichen Elements und die Konzentration der Bewegung der Blase zu der Seite des Ausstoßauslasses zu erreichen. In dieser Ausführungsform ist die Blase relativ frei, während ein abströmseitiger Abschnitt der Blase, welcher auf der Ausstoßauslaßseite ist, direkt zu dem Tröpfchenausstoß beiträgt, durch die Seite des freien Endes des beweglichen Elements reguliert wird.
In mehr besonderer Weise ist der Vorsprung (schraffierter Abschnitt), der als eine Sperre wirkt, die auf dem Wärmeerzeugungselementsubstrat 1 der Fig. 2 vorgesehen ist, in dieser Ausführungsform nicht angeordnet. Der freie Endbereich und die entgegengesetzten seitlichen Endbereiche des beweglichen Elements dichten im wesentlichen den Blasenerzeugungsbereich nicht in bezug auf den Ausstoßauslaßbereich ab, sondern öffnen in dieser Ausführungsform den Blasenerzeugungsbereich zu dem Ausstoßauslaßbereich.
In dieser Ausführungsform wird das Wachstum der Blase auf dem abströmseitigen Vorderendabschnitt der abströmseitigen Abschnitte gestattet, die eine direkte Funktion für den Ausstoß des Flüssigkeitströpfchens aufweisen, und daher wird die Druckkomponente auf wirkungsvolle Weise für den Ausstoß genutzt. Außerdem wirkt der Aufwärtsdruck in diesem abströmseitigen Abschnitt (Teilkräfte VB2, VB3 und VB4) so, daß der freie Endseitenabschnitt des beweglichen Elements zu dem Wachsen der Blase an dem Vorderendabschnitt hinzugefügt wird. Daher wird der Ausstoßwirkungsgrad erhöht, ähnlich wie bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen. Im Vergleich mit diesen Ausführungsformen ist diese Ausführungsform besser im Ansprechvermögen bei der Ansteuerung des Wärmeerzeugungselements.
Da der Aufbau dieser Ausführungsform einfach ist, ist deren Herstellung auf leichte Weise möglich.
Der Drehpunktabschnitt des beweglichen Elements 31 dieser Ausführungsform ist auf einem Grundkörper 34 fest angeordnet, der eine kleinere Breite als die der Oberfläche des beweglichen Elements aufweist. Daher tritt die Flüssigkeitszufuhr zu dem Blasenerzeugungsbereich 11 beim Kollabieren der Blase entlang beider Seiten des Grundkörpers auf (durch einen Pfeil bezeichnet). Der Grundkörper kann eine andere Form aufweisen, wenn das Flüssigkeitszuführvermögen gewährleistet ist.
In dem Fall dieser Ausführungsform ist das Vorliegen des beweglichen Elements wirkungsvoll, um die Strömung beim Kollabieren der Blase von dem oberen Teil in den Blasenerzeugungsbereich zu steuern, die Wiederauffüllung zum Zuführen der Flüssigkeit ist besser als bei dem herkömmlichen Blasenerzeugungsaufbau, der nur das Wärmeerzeugungselement aufweist. Der Rückzug des Meniskus wird dadurch ebenfalls vermindert.
In einer bevorzugten abgewandelten Ausführungsform der dritten Ausführungsform sind beide Seiten (oder nur eine Seite) im wesentlichen für den Blasenerzeugungsbereich 11 abgedichtet. Bei einem solchen Aufbau ist der Druck zu der Seite des beweglichen Elements ebenfalls zu dem Ausstoßauslaßseiten- Endabschnitt gerichtet, daß der Ausstoßwirkungsgrad weiter erhöht wird.
In der folgenden Ausführungsform wird die Ausstoßkraft auf die Flüssigkeit durch die mechanische Verlagerung weiter erhöht. Fig. 8 zeigt eine Querschnittansicht dieser Ausführungsform. In Fig. 8 erstreckt sich das bewegliche Element so, daß die Position des freien Endes des beweglichen Elements 31 weiter abströmseitig des Wärmeerzeugungselements ist. Dadurch wird die Verlagerungsgeschwindigkeit des beweglichen Elements in der Position des freien Endes weiter erhöht, so daß die Erzeugung des Ausstoßdrucks durch die Verlagerung des beweglichen Elements weiter verbessert wird.
Außerdem ist das freie Ende näher der Ausstoßauslaßseite als in der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform, und daher kann das Wachsen der Blase in die Stabilisierungsrichtung konzentriert werden, wodurch der bessere Ausstoß gewährleistet wird.
Als Reaktion auf die Wachstumsgeschwindigkeit der Blase in dem Mittelabschnitt des Drucks der Blase verlagert sich das bewegliche Element 31 mit einer Verlagerungsgeschwindigkeit R1. Das freie Ende 32, welches in einer Position ist, die weiter von dem Drehpunkt 33 als diese Position beabstandet ist, verlagert sich mit einer höheren Geschwindigkeit R2. Daher wirkt das freie Ende 32 mechanisch auf die Flüssigkeit mit einer höheren Geschwindigkeit ein, um den Ausstoßwirkungsgrad zu erhöhen.
Der Aufbau des freien Endes ist so, daß dieser gleich dem in Fig. 7 gezeigten ist, wobei die Kante senkrecht zu der Flüssigkeitsströmung ist, wodurch der Druck der Blase und die mechanische Funktion des beweglichen Elements auf wirkungsvollere Weise zu dem Ausstoß beitragen.
Fig. 9(a), (b) und (c) zeigen eine fünfte Ausführungsform des Ausstoßverfahrens der vorliegenden Erfindung.
Gegenüber der vorhergehenden Ausführungsform besteht jedoch ein Unterschied dahingehend, daß der Bereich in direkter Verbindung mit dem Ausstoßauslaß nicht in Verbindung mit der Seite der Flüssigkeitskammer ist, wodurch der Aufbau vereinfacht wird.
Die Flüssigkeit wird nur von dem Flüssigkeitszuführkanal 12 entlang der Oberfläche der Seite des Blasenerzeugungsbereichs des beweglichen Elements 31 zugeführt. Das freie Ende 32 des beweglichen Elements 31, die Lagebeziehung des Drehpunkts 33 in bezug auf den Ausstoßauslaß 18 und der Aufbau der Gegenüberlage zu dem Wärmeerzeugungselement 2 sind ähnlich der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
Gemäß dieser Ausführungsform werden die vorteilhaften Wirkungen im Ausstoßwirkungsgrad, das Flüssigkeitszuführvermögen usw., wie vorstehend beschrieben, erreicht. Insbesondere der Rückzug des Meniskus wird unterdrückt, und eine erzwungene Wiederauffüllung wird im wesentlichen unter Ausnutzung des Drucks beim Kollabieren der Blase gründlich ausgeführt.
Fig. 9(a) zeigt einen Zustand, in welchem die Blasenerzeugung durch das Wärmeerzeugungselement 2 bewirkt wird, und
Fig. 9(b) zeigt den Zustand, in welchem die Blase zur Kontraktion übergeht. Zu diesem Zeitpunkt werden die Rückführung des beweglichen Elements 31 in die Ausgangsposition und die Flüssigkeitszuführung durch S&sub3; bewirkt.
In Fig. 9(c) wird der kleine Rückzug M des Meniskus bei der Rückführung in die Ausgangsposition des beweglichen Elements durch das Wiederauffüllen durch die Kapillarkraft in der Nachbarschaft des Ausstoßauslasses 18 ausgeglichen.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung zu einem anderen Ausführungsbeispiel.
Das Ausstoßprinzip der Flüssigkeit in dieser Ausführungsform ist gleich dem der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Der Flüssigkeitsströmungskanal weist einen Vielkanalaufbau auf, und die Flüssigkeit (Blasenerzeugungsflüssigkeit) für die Blasenerzeugung durch Wärme und die Flüssigkeit (Ausstoßflüssigkeit), die hauptsächlich ausgestoßen wird, sind getrennt.
Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittansicht in einer Richtung entlang dem Strömungskanal des Flüssigkeitsausstoßkopfs dieser Ausführungsform.
In dem Flüssigkeitsausstoßkopf dieser Ausführungsform ist ein zweiter Flüssigkeitsströmungskanal 16 für die Blasenerzeugung auf dem Elementsubstrat 1 angeordnet, welches mit einem Wärmeerzeugungselement 2 zum Zuführen von Wärmeenergie zum Erzeugen der Blase in der Flüssigkeit versehen ist, und ein erster Flüssigkeitsströmungskanal 14 für die Ausstoßflüssigkeit in direkter Verbindung mit dem Ausstoßauslaß 18 ist darüber ausgebildet.
Die Zuströmseite des ersten Flüssigkeitsströmungskanals ist in Strömungsverbindung mit einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 15 zum Zuführen der Ausstoßflüssigkeit in eine Vielzahl von ersten Flüssigkeitsströmungskanälen, und die Zuströmseite des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals ist in Strömungsverbindung mit der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer zum Zuführen der Blasenerzeugungsflüssigkeit zu einer Vielzahl von zweiten Flüssigkeitsströmungskanälen.
In dem Fall, daß die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit die gleichen Flüssigkeiten sind, kann die Anzahl der gemeinsamen Flüssigkeitskammern gleich eins sein.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal ist eine Trennwand 30 aus einem elastischen Material, wie z. B. Metall, so angeordnet, daß der erste Strömungskanal und der zweite Strömungskanal voneinander getrennt sind. In dem Fall, daß das Vermischen der Blasenerzeugungsflüssigkeit und der Ausstoßflüssigkeit minimal sein soll, werden der erste Flüssigkeitsströmungskanal 14 und der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 vorzugsweise durch die Trennwand isoliert. Wenn jedoch die Vermischung in einem gewissen Grad zulässig ist, ist die vollständige Isolation nicht zwangsläufig.
Ein Abschnitt der Trennwand in dem nach oben vorstehenden Raum des Wärmeerzeugungselements (Ausstoßdruck-Erzeugungsbereich, Bereich A und Bereichs B (Blasenerzeugungsbereich 11) in Fig. 10) ist ein bewegliches Element 31 in Auslegerform, der durch Schlitze 35 ausgebildet ist, mit einem Drehpunkt 33 auf der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer (15, 17) und freiem Ende auf der Seite des Ausstoßauslasses (Abströmseite in bezug auf die allgemeine Strömung der Flüssigkeit). Das bewegliche Element 31 ist in Gegenüberlage der Oberfläche, und daher ist es funktionswirksam, um sich zu der Ausstoßauslaßseite des ersten Flüssigkeitsströmungskanals bei der Blasenerzeugung der Blasenerzeugungsflüssigkeit zu öffnen (in die. Richtung, die durch den Pfeil in der Figur bezeichnet ist). In einem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 ist auch eine Trennwand 30 angeordnet, mit einem Raum zur Ausbildung eines zweiten Flüssigkeitsströmungskanals über einem Elementsubstrat 1, das mit einem Wärmeerzeugungswiderstandabschnitt als das Wärmeerzeugungselement 2 und Verdrahtungselektroden 5 zum Anlegen eines elektrischen Signals an den Wärmeerzeugungswiderstandabschnitt versehen ist.
Die Lagebeziehung zwischen dem Drehpunkt 33 und dem freien Ende 32 des beweglichen Elements 31 und dem Wärmeerzeugungselement sind gleich dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.
In dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel erfolgte die Beschreibung hinsichtlich der Beziehung zwischen dem Aufbau des Flüssigkeitszuführkanals 12 und dem Wärmeerzeugungselement 2. Die Beziehung zwischen dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 und dem Wärmeerzeugungselement 2 ist in dieser Ausführungsform gleich.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 wird die Operation des Flüssigkeitsausstoßkopfs dieser Ausführungsform beschrieben.
Die verwendete Ausstoßflüssigkeit in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und die verwendete Blasenerzeugungsflüssigkeit in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 waren die gleichen Tinten auf Wassergrundlage.
Durch die Wärme, die durch das Wärmeerzeugungselement 2 erzeugt ist, erzeugt die Blasenerzeugungsflüssigkeit in dem Blasenerzeugungsbereich in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal durch die vorstehend beschriebene Filmsiedeerscheinung eine Blase 40.
Der Blasenerzeugungsdruck wird in dieser Ausführungsform in den drei Richtungen nicht freigegeben, ausgenommen für die Zuströmseite in dem Blasenerzeugungsbereich, so daß sich der Druck, der durch die Blasenerzeugung hervorgerufen wird, auf der Seite des beweglichen Elements 6 in dem Ausstoßdruck- Erzeugungsbereich konzentriert ausbreitet, wodurch das bewegliche Element 6 mit dem Wachstum der Blase aus der in Fig. 12(a) gezeigten Position zu der Seite des ersten Flüssigkeitsströmungskanals verlagert wird, wie in Fig. 12(b) gezeigt ist. Durch die Operation des beweglichen Elements sind der erste Flüssigkeitsströmungskanal 14 und der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 miteinander in breiter Strömungsverbindung, und der Druck, der durch die Erzeugung der Blase hervorgerufen wird, breitet sich hauptsächlich zu dem Ausstoßauslaß in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal aus (Richtung A). Durch die Ausbreitung des Drucks und die mechanische Verlagerung des beweglichen Elements wird die Flüssigkeit durch den Ausstoßauslaß ausgestoßen.
Mit der Kontraktion der Blase kehrt dann das bewegliche Element 31 in die Position zurück, die in Fig. 12(a) gezeigt ist, und dementsprechend wird eine Flüssigkeitsmenge, welche der Ausstoßflüssigkeitsmenge entspricht, von der Zuströmseite in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 zugeführt. Die Richtung der Flüssigkeitszuführung ist in dieser Ausführungsform gleichgerichtet mit dem Schließen des beweglichen Elements, wie in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei die Wiederauffüllung der Flüssigkeit durch das bewegliche Element nicht behindert wird.
Die Hauptfunktionen und Wirkungen in bezug auf die Ausbreitung des Blasenerzeugungsdrucks mit der Verlagerung der beweglichen Wand, der Richtung des Blasenwachstums, der Verhinderung der Rückwelle usw. sind in dieser Ausführungsform gleich jenen der ersten Ausführungsform, doch der Zwei-Strömungskanal-Aufbau- ist in den folgenden Punkten vorteilhaft.
Die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit können getrennt werden, und die Ausstoßflüssigkeit wird durch den Druck ausgestoßen, der in der Blasenerzeugungsflüssigkeit hervorgerufen wird. Demgemäß kann eine Flüssigkeit hoher Viskosität, wie z. B. Polyethylenglykol oder dergleichen, mit der die Blasenerzeugung und daher die Ausstoßkraft durch Wärmeeinwirkung nicht ausreichend ist, und welche nicht sachgemäß ausgestoßen werden kann, ausgestoßen werden. Z. B. wird diese Flüssigkeit in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal zugeführt, und Flüssigkeit, mit welcher die Blasenerzeugung in guter Qualität ist, wird in den zweiten Kanal als die Blasenerzeugungsflüssigkeit zugeführt. Ein Beispiel der Blasenerzeugungsflüssigkeit ist eine Mischflüssigkeit (annähernd 1-2 cP) aus Ethanol und Wasser (4 : 6). Dadurch kann die Ausstoßflüssigkeit sachgemäß ausgestoßen werden.
Indem als die Blasenerzeugungsflüssigkeit eine Flüssigkeit ausgewählt wird, mit welcher die Abscheidung, wie z. B. als verbranntes Material, nicht auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselements verbleibt, selbst bei der Wärmeanwendung, wird die Blasenerzeugung stabilisiert, um die sachgemäßen Ausstöße zu gewährleisten. Die vorstehend beschriebenen Wirkungen in den vorhergehenden Ausführungsformen sind auch in dieser Ausführungsform gegeben, wobei die hochviskose Flüssigkeit oder dergleichen mit einem hohen Ausstoßwirkungsgrad und einem hohen Ausstoßdruck ausgestoßen werden kann.
Ferner kann eine Flüssigkeit ausgestoßen werden, die nicht wärmebeständig ist. In diesem Fall wird eine solche Flüssigkeit als die Ausstoßflüssigkeit in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal zugeführt, und eine Flüssigkeit, deren Eigenschaften sich durch Wärme nicht auf leichte Weise ändern, und mit welcher die Blasenerzeugung sachgemäß ist, wird in den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal zugeführt. Dadurch kann die Flüssigkeit ohne thermischen Abbau und mit hohem Ausstoßwirkungsgrad und mit hohem Ausstoßdruck ausgestoßen werden.
Vorstehend erfolgte die Beschreibung hinsichtlich der Hauptteile des Flüssigkeitsausstoßkopfs und des Flüssigkeitsausstoßverfahrens gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Nachstehend erfolgt die ausführliche Beschreibung zusätzlicher Ausführungsformen, die mit den vorhergehenden Ausführungsformen verwendbar sind. Die folgenden Ausführungsbeispiele sind sowohl mit der Ein-Strömungskanal-Type als auch der Zwei-Strömungskanal-Type verwendbar, ohne daß darauf besonders hingewiesen werden muß.

< Flüssigkeitsströmungskanal-Deckenaufbau >

Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht im Schnitt entlang der Länge des Strömungskanals des Flüssigkeitsausstoßkopfs gemäß der Ausführungsform. Nuten zur Ausbildung der ersten Flüssigkeitsströmungskanäle 14 (oder Flüssigkeitsströmungskanäle 10 in Fig. 1) sind in dem Nutenelement 50 auf einer Trennwand 30 erzeugt. In dieser Ausführungsform ist die Höhe der Strömungskanaldecke angrenzend an die Position des freien Endes 32 des beweglichen Elements größer, um einen größeren Operationswinkel θ des beweglichen Elements zu gestatten. Der Operationsbereich des beweglichen Elements ist unter Berücksichtigung des Aufbaus des Flüssigkeitsströmungskanals, der Haltbarkeit des beweglichen Elements und der Blasenerzeugungsintensität oder dergleichen bestimmt. Es ist wünschenswert, daß es sich in dem Winkelbereich bewegt, der weit genug ist, um den Winkel der Position des Ausstoßauslasses einzuschließen.
Wie in dieser Figur gezeigt, ist das Verlagerungsniveau des freien Endes des beweglichen Elements höher als der Durchmesser des Ausstoßauslasses ausgebildet, wodurch ausreichend Ausstoßdruck übertragen wird. Wie in dieser Figur gezeigt, ist eine Höhe der Flüssigkeitsströmungskanaldecke in der Position des Drehpunkts 33 des beweglichen Elements niedriger als die der Flüssigkeitsströmungskanaldecke in der Position des freien Endes 32 des beweglichen Elements, so daß die Freisetzung der Druckwelle zu der Zuströmseite infolge der Verlagerung des beweglichen Elements auf weitere wirkungsvolle Weise verhindert werden kann.

< Lagebeziehung zwischen dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal und dem beweglichen Element >

Fig. 14 zeigt eine Darstellung einer Lagebeziehung zwischen dem vorstehend beschriebenen beweglichen Element 31 und einem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16, und Fig. 14(a) zeigt eine Ansicht der Position des beweglichen Elements 31 der Trennwand 30, wenn von oben gesehen, uni Fig. 14(b) zeigt eine Ansicht des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 16, wenn von oben gesehen, ohne Trennwand 30. Fig. 14(c) zeigt eine schematische Ansicht der Lagebeziehung zwischen dem beweglichen Element 6 und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16, wobei die Elemente einander überdecken. In diesen Figuren ist der Boden eine Vorderseite mit den Ausstoßauslässen.
Der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 dieser Ausführungsform weist einen Verjüngungsabschnitt 19 zugangsseitig des Wärmeerzeugungselements 2 in bezug auf eine allgemeine Strömung der Flüssigkeit von der Seite des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals zu dem Ausstoßauslaß durch die Position des Wärmeerzeugungselements, der Position des beweglichen Elements entlang dem ersten Strömungskanal auf, um eine Kammer (Blasenerzeugungskammer) vorzusehen, die wirkungsvoll ist, um die leichte Freigabe des Drucks, der bei der Blasenerzeugung in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 erzeugt ist, zu der Zuströmseite zu unterdrücken.
In dem Fall des herkömmlichen Kopfs, wobei der Strömungskanal, in welchem die Blasenerzeugung auftritt, und der Strömungskanal, aus welchem die Flüssigkeit ausgestoßen wird, gleich sind, kann ein Verjüngungsabschnitt vorgesehen werden, um die Freisetzung des Drucks zu der Flüssigkeitsbehälterabschnitt zu verhindern, der durch das Wärmeerzeugungselement erzeugt ist. In einem solchen Fall sollte die Querschnittsfläche des Verjüngungsabschnitts unter Berücksichtigung der ausreichenden Wiederauffüllung der Flüssigkeit nicht zu klein sein.
Jedoch in dem Fall dieser Ausführungsform ist viel oder die größte Menge der ausgestoßenen Flüssigkeit aus dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal, und die Blasenerzeugungsflüssigkeit in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal mit dem Wärmeerzeugungselement wird nicht so viel verbraucht, so daß die Wiederauffüllmenge der Blasenerzeugungsflüssigkeit in den Blasenerzeugungsbereich 11 klein sein kann. Daher kann der Freiraum des Verjüngungsabschnitts 19 sehr klein ausgebildet werden, z. B. mehrere Mikrometer bis zehn und mehr Mikrometer, so daß die Freisetzung des Drucks, der in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal erzeugt ist, weiter unterdrückt werden kann, und um ferner diesen auf der Seite des beweglichen Elements zu konzentrieren. Der Druck kann als der Ausstoßdruck durch das bewegliche Element 31 verwendet werden, und daher können der hohe Ausstoßenergie-Ausnutzungsgrad und Ausstoßdruck erreicht werden. Der Aufbau des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 16 ist nicht auf den vorstehend beschriebenen einen begrenzt, sondern kann jeder sein, wenn der Druck, der durch die Blasenerzeugung hervorgerufen ist, auf wirkungsvolle Weise zu der Seite des beweglichen Elements übertragen wird.
Wie in Fig. 14(c) gezeigt, bedecken die Seiten des beweglichen Elements 31 jeweils Teile der Wände, welche den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal so ausbilden, daß das Fallen des beweglichen Elements 31 in den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal verhindert wird. Durch diese Vorgehensweise wird die vorstehend beschriebene Trennung zwischen der Ausstoßflüssigkeit und der Blasenerzeugungsflüssigkeit weiter verbessert. Ferner kann die Freisetzung der Blase durch den Schlitz so unterdrückt werden, daß der Ausstoßdruck und der Ausstoßwirkungsgrad weiter erhöht werden. Weiterhin kann die vorstehend beschriebene Wirkung der Wiederauffüllung von der Zuströmseite durch den Druck beim Kollabieren der Blase weiter erhöht werden.
In Fig. 12(b) und Fig. 13 erstreckt sich ein Teil der Blase, die in dem Blasenerzeugungsbereich des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 4 mit der Verlagerung des beweglichen Elements 6 zu der Seite des ersten Flüssigkeitsströmungskanals 14 erzeugt ist, zu der Seite des ersten Flüssigkeitsströmungskanals 14. Durch Auswahl der Höhe des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals, um eine solche Erstreckung der Blase zu gestatten, wird die Ausstoßkraft im Vergleich mit dem Fall ohne eine solche Erstreckung der Blase weiter erhöht. Um eine solche Erstreckung der Blase in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 vorzusehen, ist die Höhe des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 16 in bevorzugter Weise niedriger als die Höhe der maximalen Blase, in mehr besonderer Weise beträgt die Höhe z. B. mehrere Mikrometer bis 30 um. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe 15 um.

< Bewegliches Element und Trennwand >

Fig. 15 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des beweglichen Elements 31, wobei das Bezugszeichen 35 einen Schlitz bezeichnet, der in der Trennwand ausgebildet ist, und der Schlitz ist wirkungsvoll, um das bewegliche Element 31 vorzusehen. In Fig. 15(a) weist das bewegliche Element einen rechteckigen Aufbau auf, und in Fig. 15(b) ist es schmaler auf der Drehpunktseite, um die erhöhte Beweglichkeit des beweglichen Elements zu ermöglichen, und in Fig. 15(c) weist es eine breitere Drehpunktseite auf, um die Haltbarkeit des beweglichen Elements zu erhöhen. Der verjüngte und gekrümmte Aufbau auf der Drehpunktseite ist wünschenswert, wie in Fig. 14(a) gezeigt ist, da sowohl die Leichtgängigkeit als auch die Haltbarkeit erfüllt sind. Der Aufbau des beweglichen Elements ist jedoch nicht auf den vorstehend beschriebenen begrenzt, sondern es kann jeder sein, wenn er nicht auf die Seite des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals tritt und die Bewegung auf leichte Weise bei langer Haltbarkeit möglich ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurden die Platte oder die Folie des beweglichen Elements 31 und die Trennwand 5 mit diesem beweglichen Element aus Nickel ausgebildet, das eine Dicke von 5 um aufweist, doch ist es nicht auf dieses Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern es kann jedes sein, wenn es Lösungsmittelbeständigkeit gegenüber der Blasenerzeugungsflüssigkeit und der Ausstoßflüssigkeit aufweist, und wenn die Elastizität ausreichend ist, die Operation des beweglichen Elements zu gestatten, und wenn der erforderliche feine Schlitz erzeugt werden kann.
Bevorzugte Beispiele der Materialien für das bewegliche Element schließen haltbare Materialien, wie z. B. Metall, wie z. B. Silber, Nickel, Gold, Eisen, Titan, Aluminium, Platin, Tantal, rostfreier Stahl oder Harzmaterial, das die Nitrilgruppe aufweist, wie z. B. Polyacrylnitril, Polybutadien, Polystyren oder dergleichen, Harzmaterial mit der Amidgruppe, wie z. B. Polyamid oder dergleichen, Harzmaterial mit der Carboxylgruppe, wie z. B. Polykarbonat oder dergleichen, Harzmaterial mit der Aldehydgruppe, wie z. B. Polyacetal oder dergleichen, Harzmaterial mit der Sulfongruppe, wie z. B. Polysulfon, Harzmaterial, wie z. B. Flüssigkristallpolymer oder dergleichen oder dessen chemisches Kompound oder Materialien, die Beständigkeit gegenüber der Tinte aufweisen, wie z. B. Metall, wie z. B. Gold, Wolfram, Tantal, Nickel, rostfreier Stahl, Titan, deren Legierungen, Materialien, die mit einem solchen Metall beschichtet sind, Harzmaterial mit der Amidgruppe, wie z. B. Polyamid, Harzmaterial mit der Aldehydgruppe, wie z. B. Polyacetal, Harzmaterial mit der Ketongruppe, wie z. B. Polyetheretherketon, Harzmaterial mit der Imidgruppe, wie z. B. Polyimid, Harzmaterial mit der Hydroxylgruppe, wie z. B. Phenolharz, Harzmaterial mit der Ethylgruppe, wie z. B. Polyethylen, Harzmaterial mit der Alkylgruppe, wie z. B. Polypropylen, Harzmaterial mit der Epoxygruppe, wie z. B. Epoxidharz, Harzmaterial mit der Aminogruppe, wie z. B. Melaminharzmaterial, Harzmaterial mit der Methylolgruppe, wie z. B. Xylolharzmaterial, dessen chemisches Kompound, Keramikmaterial, wie z. B. Siliziumdioxid oder dessen chemisches Kompound.
Bevorzugte Beispiele der Trenn- oder Teilwand schließen Harzmaterial mit hoher Wärmebeständigkeit, hoher Lösungsmittelbeständigkeit und guter Formbarkeit ein, insbesondere moderne Konstruktionskunststoffmaterialien, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Melaminharzmaterial, Phenolharz, Epoxidharzmaterial, Polybutadien, Polyurethan, Polyetheretherketon, Polyethersulfon, Polyallylat, Polyimid, Polysulfon, Flüssigkristallpolymer (LCP) oder deren chemische Kompounds oder Metall, wie z. B. Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Nickel, Gold, rostfreier Stahl, deren Legierungen, deren chemische Kompounds oder Materialien, die mit Titan oder Gold beschichtet sind.
Die Dicke der Trennwand wird in Abhängigkeit von den verwendeten Materialien bestimmt und der Aufbau vom Standpunkt der ausreichenden Festigkeit der Wand und ausreichender Funktionswirksamkeit des beweglichen Elements, und im allgemeinen sind ungefähr 0,5 um-10 um wünschenswert.
Die Breite des Schlitzes 35 zum Vorsehen des beweglichen Elements 31 beträgt in diesen Ausführungsformen 2 um. Wenn die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit unterschiedliche Materialien sind und die Vermischung der Flüssigkeiten zu vermeiden ist, wird der Spalt so bestimmt, daß zwischen den Flüssigkeiten ein Meniskus ausgebildet wird, wodurch die Mischung zwischen diesen vermieden wird. Wenn z. B. die Blasenerzeugungsflüssigkeit eine Viskosität von etwa 2 cP und die Ausstoßflüssigkeit eine Viskosität von nicht weniger als 100 cP aufweist, sind etwa 5 um Spalt ausreichend, um die Vermischung der Flüssigkeiten zu vermeiden, doch nicht mehr als 3 um sind wünschenswert.
Wenn die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit getrennt sind, wirkt das bewegliche Element als ein Trennelement zwischen diesen. Es wird jedoch eine kleine Menge der Blasenerzeugungsflüssigkeit in der Ausstoßflüssigkeit vermischt. In dem Fall des Flüssigkeitsausstoßes zum Drucken ist der Prozentsatz der Vermischung praktisch kein Problem, wenn der Prozentsatz kleiner als 20% ist. Der Prozentsatz der Vermischung kann in der vorliegenden Erfindung durch sachgemäße Auswahl der Viskositäten der Ausstoßflüssigkeit und der Blasenerzeugungsflüssigkeit gesteuert werden.
Wenn erwünscht ist, daß der Prozentsatz klein ist, kann dieser auf 5% verringert werden, z. B. unter Verwendung von 5 cP oder weniger der Blasenerzeugungsflüssigkeit und 20 cP oder weniger für die Ausstoßflüssigkeit.
In dieser Erfindung weist das bewegliche Element eine Dicke in der Größenordnung von Mikrometern als bevorzugte Dicke auf, und ein bewegliches Element mit einer Dicke in der Größenordnung von Zentimetern wird in gewöhnlichen Fällen nicht verwendet. Wenn in dem beweglichen Element ein Schlitz erzeugt ist, der eine Dicke in um-Größe aufweist, und der Schlitz die Breite (W [um]) in der Größenordnung der Dicke des beweglichen Elements aufweist, ist es wünschenswert, die Veränderungen bei der Herstellung zu berücksichtigen.
Wenn die Dicke des Elements entgegengesetzt zu dem freien Ende und bzw. der Seitenkante des beweglichen Elements, ausgebildet durch einen Schlitz, gleichwertig der Dicke des beweglichen Elements ist (Fig. 12, 13 oder dergleichen), ist die Beziehung zwischen der Schlitzbreite und der Dicke unter Berücksichtigung der Veränderung bei der Herstellung, um auf stabile Weise die Flüssigkeitsvermischung zwischen der Blasenerzeugungsflüssigkeit und der Ausstoßflüssigkeit zu unterdrücken, vorzugsweise wie folgt. Wenn die Blasenerzeugungsflüssigkeit eine Viskosität von nicht mehr als 3 cP aufweist und eine hochviskose Tinte (5 cP, 10 cP oder dergleichen) als die Ausstoßflüssigkeit verwendet wird, kann die Vermischung der zwei Flüssigkeiten für eine lange Zeitdauer unterdrückt werden, wenn W/t ≤ 1 erfüllt ist.
Der Schlitz, der "im wesentlichen die Abdichtung" gewährleistet, weist eine Breite von vorzugsweise mehreren Mikrometern auf, wodurch die Verhinderung der Vermischung der Flüssigkeiten gewährleistet ist.
In dem Fall, daß die Blasenerzeugungsflüssigikeit und die Ausstoßflüssigkeit als unterschiedliche Funktionsflüssigkeiten verwendet werden, wirkt das bewegliche Element im wesentlichen als ein Teil- oder Trennelement zwischen den Flüssigkeiten. Wenn sich das bewegliche Element mit der Erzeugung der Blase bewegt, kann eine kleine Menge der Blasenerzeugungsflüssigkeit in die Ausstoßflüssigkeit eingeführt werden (Vermischung). Im allgemeinen beträgt bei der Tintenstrahlaufzeichnung der Farbmaterialgehalt der Ausstoßflüssigkeit ungefähr 3% bis 5%, und daher ergibt sich keine signifikante Dichteänderung, wenn der Prozentsatz der Blasenerzeugungsflüssigkeit, die in dem ausgestoßenen Tröpfchen vermischt ist, nicht mehr als 20% beträgt. Daher umfaßt die vorliegende Erfindung den Fall, wenn das Mischungsverhältnis der Blasenerzeugungsflüssigkeit nicht größer als 20% ist.
In dem vorstehend beschriebenen Aufbau wurde das Mischungsverhältnis der Blasenerzeugungsflüssigkeit auf höchstens 15 % festgelegt, selbst wenn sich die Viskosität ändert. Wenn die Viskosität der Blasenerzeugungsflüssigkeit nicht mehr als 5 cP betrug, war das Mischungsverhältnis maximal ungefähr 10%, obgleich es von der Ansteuerfrequenz abhängig war.
Wenn die Viskosität der Ausstoßflüssigkeit nicht größer als 20 cP ist, kann die Vermischung der Flüssigkeit verringert werden (auf nicht mehr als z. B. 5%).
Wenn die getrennte Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit verwendet werden, wie sie vorstehend beschrieben sind, wirkt das bewegliche Element als das Trenn element. Wenn sich das bewegliche Element gemäß der Erzeugung der Blase bewegt, kann eine kleine Menge der Blasenerzeugungsflüssigkeit in der Ausstoßflüssigkeit vermischt werden. Gewöhnlich enthält die Ausstoßflüssigkeit zum Erzeugen eines Bilds in dem Fall der Tintenstrahlaufzeichnung ungefähr 3% bis 5% des Farbmaterials, und wenn daher der Anteil der in die Ausstoßflüssigkeit ausgetretene Blasenerzeugungsflüssigkeit nicht mehr als 20% beträgt, ergibt sich keine signifikante Dichteänderung. Daher schließt die vorliegende Erfindung den Fall ein, wenn das Mischungsverhältnis der Blasenerzeugungsflüssigkeit nicht mehr als 20% beträgt.
In der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform beträgt die Vermischung der Blasenerzeugungsflüssigkeit maximal 15 %, selbst wenn deren Viskosität verändert ist, und in dem Fall der Blasenerzeugungsflüssigkeit, die eine Viskosität von nicht mehr als 5 cP aufweist, war das Mischungsverhältnis maximal etwa 10%, obgleich es abhängig von der Ansteuerfrequenz unterschiedlich ist.
Wenn die Viskosität der Ausstoßflüssigkeit nicht größer als 20 cP ist, kann die Vermischung der Flüssigkeit verringert werden (z. B. nicht mehr als 5%).
Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich der Lagebeziehung zwischen dem Wärmeerzeugungselement und dem beweglichen Element in diesem Kopf. Der Aufbau, die Abmessungen und die Anzahl der beweglichen Elemente und der Wärmeerzeugungselemente sind nicht auf das folgende Ausführungsbeispiel begrenzt. Durch eine optimale Anordnung des Wärmeerzeugungselements und des beweglichen Elements kann der Druck bei der Blasenerzeugung durch das Wärmeerzeugungselement auf wirkungsvolle Weise als der Ausstoßdruck genutzt werden.
In einem herkömmlichen Bubble-Jet-Aufzeichnungsverfahren wird Energie, wie z. B. Wärmeenergie, in die Tinte eingeleitet, um augenblicklich die Volumenänderung in der Tinte zu erzeugen (Blasenerzeugung), so daß die Tinte durch einen Ausstoßauslaß auf ein Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen wird, um den Ausdruck zu bewirken. In diesem Fall sind die Fläche des Wärmeerzeugungselements und die Tintenausstoßmenge einander proportional. Es besteht jedoch ein Nicht-Blasenerzeugungsbereich S, der nicht zu dem Tintenausstoß beiträgt. Diese Tatsache wird durch die Beobachtung der Kogation auf dem Wärmeerzeugungselement bestätigt, d. h., der Nicht-Blasenerzeugungsbereich S erstreckt sich in die Randfläche des Wärmeerzeugungselements. Es ist klar, daß der Rand von ungefähr 4 um Breite nicht zu der Blasenerzeugung beitragen kann.
Um den Blasenerzeugungsdruck auf wirkungsvolle Weise zu nutzen, ist zu bevorzugen, daß der Bewegungsbereich des beweglichen Elements den wirksamen Blasenerzeugungsbereich des Wärmeerzeugungselements abdeckt, d. h. die Innenfläche über den Rand von ungefähr 4 um Breite. In dieser Ausführungsform beträgt der wirkungsvolle Blasenerzeugungsbereich ungefähr 4 um und innerhalb davon, doch dies ist unterschiedlich, wenn das Wärmeerzeugungselement und das Erzeugungsverfahren verschieden sind.
Fig. 17 zeigt eine schematische Ansicht, wenn von oben gesehen, wobei die Verwendung eines Wärmeerzeugungselements 2 der Größe 58 um · 150 um erfolgt, und mit einem beweglichen Element 301, Fig. 17(a), und einem beweglichen Element 302, Fig. 17(b), welches eine unterschiedliche Gesamtfläche aufweisen.
Die Abmessungen des beweglichen Elements 301 betragen 53 um · 145 um, und sie sind kleiner als die Fläche des Wärmeerzeugungselements 2, doch es weist eine Fläche auf, die gleichwertig dem wirksamen Blasenerzeugung> bereich des Wärmeerzeugungselements 2 ist, und das bewegliche Element 301 ist angeordnet, um den wirksamen Blasenerzeugungsbereich abzudecken. Andererseits sind die Abmessungen des beweglichen Elements 302 53 um · 220 um, und sie sind größer als die Fläche des Wärmeerzeugungselements 2 (die Breitenabmessung ist gleich, doch die Abmessung zwischen dem Drehpunkt und der beweglichen Vorderkante ist länger als die Länge des Wärmeerzeugungselements), ähnlich dem beweglichen Element 301. Es ist angeordnet, um den wirksamen Blasenerzeugungsbereich abzudecken. Die Versuche sind mit den zwei beweglichen Elementen 301 und 302 ausgeführt worden, um die Haltbarkeit und den Ausstoßwirkungsgrad zu prüfen. Die Bedingungen waren wie folgt:
Blasenerzeugungsflüssigkeit: wäßrige Lösung von Ethanol (40%),
Ausstoßtinte: Farbtinte,
Spannung: 20,2 V,
Frequenz: 3 kHz.
Die Ergebnisse der Versuche zeigen, daß das bewegliche Element 301 an dem Drehpunkt beschädigt wurde, wenn 1 · 10&sup7; Impulse angelegt wurden. Das bewegliche Element 302 wurde nicht beschädigt, selbst nachdem 3 · 10&sup8; Impulse angelegt wurden. Außerdem wurden die Ausstoßmenge in bezug auf die zugeführte Energie und die kinetische Energie, bestimmt durch die Ausstoßgeschwindigkeit, um ungefähr das 1,5 bis 2,5-fache erhöht.
Aus den Ergebnissen wird deutlich, daß ein bewegliches Element mit einer Fläche, die größer als jene des Wärmeerzeugungselements ist und angeordnet ist, um den Abschnitt direkt über dem wirksamen Blasenerzeugungsbereich des Wärmeerzeugungselements abzudecken, vom Standpunkt der Haltbarkeit und des Ausstoßwirkungsgrads zu bevorzugen ist.
Fig. 19 zeigt eine Beziehung zwischen einen Abstand zwischen der Kante des Wärmeerzeugungselements und dem Drehpunkt des beweglichen Elements und die Verlagerung des beweglichen Elements. Fig. 20 zeigt eine Schnittansicht, wenn von der Seite gesehen, welche eine Lagebeziehung zwischen dem Wärmeerzeugungselement 2 und dem beweglichen Element 31 zeigt. Das Wärmeerzeugungselement 2 weist eine Abmessung von 40 um · 105 um auf. Es wird deutlich, daß die Verlagerung mit der Vergrößerung des Abstands 1 von der Kante des Wärmeerzeugungselements 2 und dem Drehpunkt 33 des beweglichen Elements 31 zunimmt. Daher ist es wünschenswert, die Position des Drehpunkts des beweglichen Elements auf der Grundlage der optimalen Verlagerung in Abhängigkeit von der erforderlichen Ausstoßmenge der Tinte, dem Strömungskanalaufbau, dem Wärmeerzeugungselementaufbau usw. zu bestimmen.
Wenn der Drehpunkt des beweglichen Elements direkt über dem wirksamen Blasenerzeugungsbereich des Wärmeerzeugungselements ist, liegt der Blasenerzeugungsdruck direkt an dem Drehpunkt zusätzlich zu der Belastung infolge der Verlagerung des beweglichen Elements an, und daher wird die Haltbarkeit des beweglichen Elements verringert. Die Versuche durch die Erfinder haben gezeigt, daß dann, wenn der Drehpunkt direkt über dem wirksamen Blasenerzeugungsbereich angeordnet ist, die bewegliche Wand nach Einwirkung von 1 · 10&sup6; Impulsen beschädigt wird, d. h. die Haltbarkeit ist vermindert. Daher kann durch Anordnung des Drehpunkts des beweglichen Elements außerhalb der Position direkt über dem wirksamen Blasenerzeugungsbereich des Wärmeerzeugungselements ein bewegliches Element mit einem Aufbau und bzw. oder einem Material, das keine große Haltbarkeit aufweist, praktisch anwendbar sein. Andererseits ist selbst dann, wenn der Drehpunkt direkt über dem wirksamen Blasenerzeugungsbereich ist, der praktische Einsatz möglich, wenn der Aufbau und bzw. oder das Material sachgemäß ausgewählt wird. Durch diese Verfahrensweise kann ein Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem hohen Energieausnutzungsgrad und der hohen Haltbarkeit geschaffen werden.

< Elementsubstrat >

Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich eines Aufbaus des Elementsubstrats, das mit dem Wärmeerzeugungselement versehen ist, um die Flüssigkeit zu erhitzen.
Fig. 20 zeigt eine Längsschnittansicht des Flüssigkeitsausstoßkopfs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Auf dem Elementsubstrat 1 ist ein genutetes Element 50 angeordnet, wobei das Element 50 zweite Flüssigkeitsströmungskanäle 16, Trennwände 30, erste Flüssigkeitsströmungskanäle 14 und Nuten zur Ausbildung des ersten Flüssigkeitsströmungskanals aufweist.
Das Elementsubstrat 1 weist, wie in Fig. 11 gezeigt, eine strukturierte Verdrahtungselektrode (0,2-1,0 um dick) aus Aluminium oder dergleichen auf und eine strukturierte elektrische Widerstandsschicht 105 (0,01-0,2 um dick) aus Hafniumborid (HfB&sub2;), Tantalnitrid (TaN), Tantalaluminium (TaAl) oder dergleichen, welche das Wärmeerzeugungselement auf einer Siliziumoxidschicht oder Siliziumnitridschicht 106 zur Isolierung und Wärmespeicherung ausbildet, welche andererseits auf dem Substrat 107 aus Silizium oder dergleichen angeordnet ist. Eine Spannung wird durch die zwei Verdrahtungselektroden 104 an die Widerstandsschicht 105 angelegt, um durch die Widerstandsschicht einen Strom zu leiten, um die Wärmeerzeugung zu bewirken. Zwischen der Verdrahtungselektrode ist eine Schutzschicht aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder dergleichen von 0,1-2,0 um Dicke auf der Widerstandsschicht vorgesehen, und außerdem ist eine Antikavitationsschicht aus Tantal oder dergleichen (0,1-0,6 um dick) darauf erzeugt, um die Widerstandsschicht 105 vor verschiedenen Flüssigkeiten, wie z. B. Tinte, zu schützen.
Die Druck- und die Stoßwelle, die bei der Blasenerzeugung und dem Kollabieren hervorgerufen werden, sind so stark, daß die Haltbarkeit der Oxidschicht, welche relativ bruchanfällig ist, verschlechtert wird. Daher wird Metallmaterial, wie z. B. Tantal (Ta) oder dergleichen, als die Antikavitationsschicht verwendet.
Die Schutzschicht kann in Abhängigkeit von der Kombination der Flüssigkeit, des Flüssigkeitsströmungskanalaufbaus und des Widerstandsmaterials ausgelassen werden. Eines solcher Beispiele ist in Fig. 4(b) gezeigt. Das Material der Widerstandsschicht, das die Schutzschicht nicht erfordert, schließt z. B. eine Iridium-Tantal-Aluminiumlegierung oder dergleichen ein. Daher kann der Aufbau des Wärmeerzeugungselements in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen nur die Widerstandsschicht (Wärmeerzeugungsabschnitt) einschließen oder kann eine Schutzschicht zum Schutz der Widerstandsschicht einschließen.
In der Ausführungsform weist das Wärmeerzeugungselement einen Wärmeerzeugungsabschnitt mit der Widerstandsschicht auf, welche Wärme als Reaktion auf das elektrische Signal erzeugt. Dies ist jedoch nicht einschränkend, und es genügt, wenn in der Blasenerzeugungsflüssigkeit eine Blase erzeugt wird, die ausreichend ist, um die Ausstoßflüssigkeit auszustoßen. Z. B. kann der Wärmeerzeugungsabschnitt in der Form eines Licht-Wärme-Umwandlungselements sein, welches beim Aufnehmen von Licht, wie z. B. Laserlicht, Wärme erzeugt, oder der eine, welcher beim Aufnehmen von Hochfrequenzwellen Wärme erzeugt.
Auf dem Elementsubstrat 1 können ebenfalls Funktionselemente, wie z. B. ein Transistor, eine Diode, ein Zwischenspeicher, ein Schieberegister usw. zum selektiven Ansteuern des Elektrizität-Wärme-Umwandlungselements integriert angeordnet werden, zusätzlich zu der Widerstandsschicht 105, welche den Wärmeerzeugungsabschnitt ausbildet, und dem Elektrizität- Wärme-Umwandlungselement, das durch die Verdrahtungselektrode 104 ausgebildet wird, um das elektrische Signal der Widerstandsschicht zuzuführen.
Um die Flüssigkeit durch Ansteuern des Wärmeerzeugungsabschnitts des Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement des vorstehend beschriebenen Elementsubstrats 1 auszustoßen, werden der Widerstandsschicht 105 durch die Verdrahtungselektrode 104 Rechteckimpulse zugeführt, wie in Fig. 21 gezeigt, um die augenblickliche Wärmeerzeugung in der Widerstandsschicht 105 zwischen der Verdrahtungselektrode zu bewirken. In dem Fall der Köpfe der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen weist die angelegte Energie eine Spannung von 24 V, eine Impulsbreite von 7 us, einen Strom von 150 mA und eine Frequenz von 6 kFz auf, um das Wärmeerzeugungselement anzusteuern, wodurch die Tintenflüssigkeit durch den Ausstoßauslaß nach dem vorstehend beschriebenen Prozeß ausgestoßen wird. Die Ansteuersignalbedingungen sind jedoch nicht auf diese begrenzt, sondern sind beliebig, solange die Blasenerzeugungsflüssigkeit sachgemäß zur Blasenerzeugung in der Lage ist.

< Kopfaufbau des Zwei-Strömungskanalaufbaus >

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines Aufbaus des Flüssigkeitsausstoß kopfs, in welchem unterschiedliche Flüssigkeiten in getrennt angeordneten ersten und zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammern aufgenommen sind und die Anzahl der Teile so verringert werden kann, daß die Herstellungskosten gesenkt werden können.
Fig. 22 zeigt eine schematische Ansicht eines solchen Flüssigkeitsausstoßkopfs. Die gleichen Bezugszeichen wie in der vorhergehenden Ausführungsform sind den Elementen mit den entsprechenden Funktionen zugeordnet, und deren ausführliche Beschreibung wird zur Vereinfachung ausgelassen.
In dieser Ausführungsform weist ein Nutenelement 50 eine Düsenplatte 51 mit einem Ausstoßauslaß 18, eine Vielzahl von Nuten zum Ausbilden einer Vielzahl von ersten Flüssigkeitsströmungskanälen 14 und eine Vertiefung zum Ausbilden der ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 15 zum Zuführen der Flüssigkeit (Ausstoßflüssigkeit) zu der Vielzahl von Flüssigkeitsströmungskanälen 14 auf. Eine Trennwand 30 ist an dem Boden des Nutenelements 50 angeordnet, wodurch die Vielzahl von ersten Flüssigkeitsströmungskanälen 14 ausgebildet wird. Ein solches Nutenelement 50 weist einen ersten Flüssigkeitszuführkanal 20 auf, der sich von einer oberen Position zu der ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 15 erstreckt. Das Nutenelement 50 weist auch einen zweiten Flüssigkeitszuführkanal 21 auf, der sich von einer oberen Position durch die Trennwand 30 zu der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 17 erstreckt.
Wie durch einen Pfeil C in Fig. 22 bezeichnet, wird die erste Flüssigkeit (Ausstoßflüssigkeit) durch den ersten Flüssigkeitszuführkanal 20 und die erste gemeinsame Flüssigkeitskammer 15 dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 zugeführt, und die zweite Flüssigkeit (Blasenerzeugungsflüssigkeit) wird dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 durch den zweiten Flüssigkeitszuführkanal 21 und die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 17 zugeführt, wie durch einen Pfeil D in Fig. 21 bezeichnet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der zweite Flüssigkeitszuführkanal 21 parallel zu dem ersten Flüssigkeitszuführkanal 20, ist doch jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern kann jedes sein, wenn die Flüssigkeit der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 17 durch die Trennwand 30 außerhalb der ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 15 zugeführt wird.
Der Durchmesser des zweiten Flüssigkeitszuführkanals 21 wird unter Berücksichtigung der Zuführmenge der zweiten Flüssigkeit bestimmt. Der Aufbau des zweiten Flüssigkeitszuführkanals 21 ist nicht auf den kreisförmigen oder runden begrenzt, sondern kann rechteckförmig oder dergleichen sein.
Die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 17 kann durch Teilen des Nutenelements durch eine Trennwand 30 ausgebildet werden. Hinsichtlich des Verfahrens zu deren Ausbildung, wie in Fig. 23 gezeigt, welche eine perspektivische Explosionsansicht ist, werden ein gemeinsamer Flüssigkeitskammerrahmen und eine zweite Flüssigkeitskanalwand aus einem Trockenfilm und einer Kombination eines Nutenelements 50 erzeugt, wobei die daran fest angeordnete Trennwand und das Elementsubstrat 1 verbunden sind, wodurch die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 17 und der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 erzeugt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Elementsubstrat 1 durch Versehen des Tragelements 70 aus Metall, wie z. B. Aluminium, mit einer Vielzahl von Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen als Wärmeerzeugungselemente zum Erzeugen von Wärme für die Blasenerzeugung aus der Blasenerzeugungsflüssigkeit durch Filmsieden ausgebildet.
Über dem Elementsubstrat 1 ist die Vielzahl von Nuten angeordnet, welche den Flüssigkeitsströmungskanal 16 ausbilden, der durch die zweiten Flüssigkeitskanalwände erzeugt, die Vertiefung zum Ausbilden der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer (gemeinsame Blasenerzeugungsflüssigkeitskammer) 17, welche in Strömungsverbindung mit der Vielzahl von Blasenerzeugungsflüssigkeit-Strömungskanälen zum Zuführen der Blasenerzeugungsflüssigkeit zu den Blasenerzeugungsflüssigkeitskanälen ist, und die Trenn- oder Teilwände 30, welche die beweglichen Wände 31 aufweisen.
Mit dem Bezugszeichen 50 ist ein Nutenelement bezeichnet. Das Nutenelement ist mit Nuten zur Ausbildung der Ausstoßflüssigkeit-Strömungskanäle (erste Flüssigkeitsströmungskanäle) 14 durch Anordnung der Trennwände 30 daran versehen, einer Vertiefung zur Ausbildung der ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer (gemeinsame Ausstoßflüssigkeitskammer) 15 zum Zuführen der Ausstoßflüssigkeit zu den Ausstoßflüssigkeit- Strömungskanälen, dem ersten Zuführkanal (Ausstoßflüssigkeit-Zuführkanal) 20 zum Zuführen der Ausstoßflüssigkeit zu der ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer und dem zweiten Zuführkanal (Blasenerzeugungsflüssigkeit-Zuführkanal) 21 zum Zuführen der Blasenerzeugungsflüssigkeit zu dem zweiten Zuführkanal (Blasenerzeugungsflüssigkeit-Zuführkanal) 21. Der zweite Zuführkanal 21 ist mit einem Flüssigkeitsverbindungskanal in Strömungsverbindung mit der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 17, durchdringt die Trennwand 30, die außerhalb der ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 15 angeordnet ist. Durch das Vorsehen des Flüssigkeitsverbindungskanals kann die Blasenerzeugungsflüssigkeit der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 15 zugeführt werden, ohne daß die Vermischung mit der Ausstoßflüssigkeit eintritt.
Die Lagebeziehung zwischen dem Elementsubstrat 1, der Trennwand 30 und der genuteten Oberplatte 50 ist derart, daß die beweglichen Elemente 31 entsprechend den Wärmeerzeugungselementen auf dem Elementsubstrat 1 angeordnet sind, und daß die Ausstoßflüssigkeit-Strömungskanäle 14 entsprechend den beweglichen Elementen 31 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein zweiter Zuführkanal für das Nutenelement vorgesehen, doch es kann eine Vielzahl gemäß der Zuführmenge sein. Die Querschnittsfläche des Strömungskanals des Ausstoßflüssigkeit-Zuführkanals 20 und des Blasenerzeugungsflüssigkeit-Zuführkanals 21 kann proportional der Zuführmenge bestimmt werden. Durch die Optimierung der Querschnittsfläche des Strömungskanals können die Teile, welche das Nutenelement 50 oder dergleichen ausbilden, in den Abmessungen verkleinert werden.
Wie vorstehend gemäß dieser Ausführungsform beschrieben, können der zweite Zuführkanal zum Zuführen der zweiten Flüssigkeit zu dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal und der erste Zuführkanal zum Zuführen der ersten Flüssigkeit zu dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal durch eine einzelne genutete Oberplatte so vorgesehen werden, daß die Anzahl der Teile verringert werden kann und daher die Verringerung der Herstellungsschritte und somit die Senkung der Herstellungskosten erreicht werden.
Ferner wird die Zuführung der zweiten Flüssigkeit zu der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer, die in Strömungsverbindung mit dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal ist, durch den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal bewirkt, welcher die Trennwand zum Trennen der ersten Flüssigkeit und der zweiten Flüssigkeit durchdringt, und daher ist ein Verbindungsschritt zum Verbinden der Trennwand, des Nutenelements und des Wärmeerzeugungselementsubstrats ausreichend, so daß die Herstellung einfach ist und die Genauigkeit der Verbindung erhöht wird.
Da die zweite Flüssigkeit der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer zugeführt wird, welche die Trennwand durchdringt, ist die Zuführung der zweiten Flüssigkeit zu dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal gewährleistet, und daher ist die Zuführmenge ausreichend, so daß der stabilisierte Ausstoß erreicht wird.

< Ausstoßflüssigkeit und Blasenerzeugungsflüssigkeit >

Wie in der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben, kann erfindungsgemäß unter Verwendung eines Aufbaus mit dem vorstehend beschriebenen beweglichen Element die Flüssigkeit mit einer höheren Ausstoßkraft oder einem höheren Ausstoßwirkungsgrad als mit dem herkömmlichen Flüssigkeitsausstoßkopf ausgestoßen werden. Wenn die gleiche Flüssigkeit für die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit verwendet wird, ist es möglich, daß die Flüssigkeit nicht verschlechtert wird, und daß die Abscheidung auf dem Wärmeerzeugungselement infolge der Erhitzung verringert werden kann. Daher wird eine umkehrbare Zustandsänderung durch Wiederholen der Vergasung und Kondensation erreicht. Daher sind verschiedene Flüssigkeiten verwendbar, wenn die Flüssigkeit eine ist, die den Flüssigkeitsströmungskanal, das bewegliche Element oder die Trennwand oder dergleichen nicht nachteilig beeinflußt.
Von solchen Flüssigkeiten kann die eine, welche den Bestandteil aufweist, wie in der herkömmlichen Buttle-Jet-Vorrichtung verwendet, als eine Aufzeichnungsflüssigkeit verwendet werden.
Wenn der Zwei-Strömungskanalaufbau der vorliegenden Erfindung mit unterschiedlicher Ausstoßflüssigkeit und Blasenerzeugungsflüssigkeit verwendet wird, wird die Blasenerzeugungsflüssigkeit mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften verwendet, wobei die Beispiele insbesondere einschließen: Methanol, Ethanol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Hexan, n-Heptan, n-Oktan, Toluol, Xylol, Methylendichlorid, Trichlorethylen, Freon TF, Freon BF, Ethylether, Dioxan, Cyclohexan, Methylacetat, Ethylacetat, Aceton, Methylethylketon, Wasser oder dergleichen und eine Mischung dieser.
Hinsichtlich der Ausstoßflüssigkeit sind verschiedene Flüssigkeiten verwendbar, ohne dem Grad der Blasenerzeugungseigenschaft oder der thermischen Eigenschaften Aufmerksamkeit zu widmen. Die Flüssigkeiten, welche auf Grund des geringen Blasenerzeugungsvermögens und bzw. oder der Neigung der Eigenschaftsänderung infolge Wärme herkömmlich nicht verwendbar waren, sind einsetzbar.
Es ist jedoch erwünscht, daß die Aufzeichnungsflüssigkeit selbst oder durch Reaktion mit der Blasenerzeugungsflüssigkeit den Ausstoß, die Blasenerzeugung oder die Operation des beweglichen Elements oder dergleichen nicht behindert.
Hinsichtlich der Ausstoßflüssigkeit für die Aufzeichnung ist hochviskose Tinte oder dergleichen verwendbar. Es sind andere Ausstoßflüssigkeiten, Pharmazeutika und Parfüm oder dergleichen verwendbar, welche durch Wärme leicht zur Verschlechterung neigen. Die Tinte der folgenden Zusammensetzung wurde als die Aufzeichnungsflüssigkeit verwendet, die sowohl als Ausstoßflüssigkeit als auch als Blasenerzeugungsflüssigkeit verwendbar ist, und die Aufzeichnungsoperation wurde ausgeführt. Da die Ausstoßgeschwindigkeit der Tinte erhöht ist, wird die Treffgenauigkeit der Tintentröpfchen erhöht, und daher wurden Bilder hoher Qualität aufgezeichnet.
Farbtintenviskosität von 2 cP:
(C. I. food black 2) Farbstoff 3 Gew.-%
Diethylenglykol 10 Gew.-%
Thiodiglykol 5 Gew.-%
Ethanol 5 Gew.-%
Wasser 77 Gew.-%
Die Aufzeichnungsoperationen wurden ebenfalls unter Verwendung der folgenden Kombination der Flüssigkeiten für die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit ausgeführt. Demzufolge wurde die Flüssigkeit mit einer Viskosität von 10 und mehr cP, welche bisher nicht ausgestoßen werden konnte, sachgemäß ausgestoßen, und selbst Flüssigkeit mit einer Viskosität von 150 cP wurde sachgemäß ausgestoßen, um ein Bild mit hoher Qualität zu erzeugen.
Blasenerzeugungsflüssigkeit 1:
Ethanol 40 Gew.-%
Wasser 60 Gew.-%
Blasenerzeugungsflüssigkeit 2:
Wasser 100 Gew.-%
Blasenerzeugungsflüssigkeit 3:
Isopropylalkohol 10 Gew.-%
Wasser 90 Gew.-%
Ausstoßflüssigkeit 1:
(Pigmenttinte mit ca. 15 cP)
Rußschwarz 5 Gew.-%
Styren-Acrylat-Ethylacrylat- Copolymerharzmaterial 1 Gew.-%
Dispersionsmaterial (Oxid 140, mittleres Molekulargewicht)
Monoethanolamin 0,25 Gew.-%
Glyzerin 69 Gew.-%
Thiodiglykol 5 Gew.-%
Ethanol 3 Gew.-%
Wasser 16,75 Gew.-%
Ausstoßflüssigkeit 2 (55 cP)
Polyethylenglykol 200 100 Gew.-%
Ausstoßflüssigkeit 3 (150 cP)
Polyethylenglykol 600 100 Gew.-%
In dem Fall der Flüssigkeit, welche nicht auf leichte Weise auszustoßen ist, ist die Ausstoßgeschwindigkeit niedrig, und daher erweitert sich die Veränderung der Ausstoßrichtung auf dem Aufzeichnungspapier, demzufolge eine niedrige Treffgenauigkeit vorliegt. Außerdem tritt eine Veränderung der Ausstoßmenge infolge der Ausstoßinstabilität ein, wodurch die Aufzeichnung eines Bilds in hoher Qualität verhindert ist. Die Verwendung der Blasenerzeugungsflüssigkeit gemäß den Ausführungsformen erlaubt jedoch die ausreichende und stabilisierte Erzeugung der Blase. Daher kann die Erhöhung der Treffgenauigkeit des Tintentröpfchens und die Stabilisierung der Tintenausstoßmenge erreicht werden, wodurch die Qualität des aufgezeichneten Bilds bemerkenswert verbessert wird.

< Herstellung des Flüssigkeitsausstoßkopfs >

Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich des Herstellungsschritts des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsausstoßkopfs.
In dem Fall des Flüssigkeitsausstoßkopf, wie in Fig. 2 gezeigt, wird ein Grundkörper 34 zum Anordnen des beweglichen Elements 31 strukturiert und auf dem Elementsubstrat 1 erzeugt, und das bewegliche Element 31 wird an den Grundkörper 34 geklebt oder geschweißt. Dann wird ein Nutenelement mit einer Vielzahl von Nuten zum Ausbilden der Flüssigkeitsströmungskanäle 10, des Ausstoßauslasses 18 und einer Vertiefung zum Ausbilden der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 an dem Elementsubstrat 1 angeordnet, wobei die Nuten und beweglichen Elemente zueinander ausgerichtet sind.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich eines Herstellungsschritts für den Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem Zwei-Flüssigkeit-Strömungskanalaufbau, wie in Fig. 10 und Fig. 23 gezeigt.
Im allgemeinen sind die Wände für die Zwei-Flüssigkeit- Strömungskanäle 16 auf dem Elementsubstrat 1 erzeugt, und Trennwände 30 sind daran angeordnet, und dann wird ein Nutenelement 50 mit den Nuten zum Ausbilden der ersten Strömungskanäle 14 ferner daran angeordnet. Oder die Wände für die zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle 16 werden erzeugt, und ein Nutenelement 50 mit den Trennwänden 30 wird daran angeordnet.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich des Herstellungsverfahrens für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal.
Fig. 24(a)-(e) zeigen eine schematische Schnittansicht zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens für den Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einer ersten Herstellungsausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In dieser Ausführungsform, wie in Fig. 24(a) gezeigt, werden Elemente zur Elektrizität-Wärme-Umwandlung mit Wärmeerzeugungselementen 2 aus Hafniumborid, Tantalnitrid oder dergleichen unter Verwendung einer Herstellungsvorrichtung wie bei der Halbleiterfertigung auf einem Elementsubstrat (Siliziumwafer) 1 erzeugt, und daraufhin wird die Oberfläche des Elementsubstrats 1 zum Zwecke der Erhöhung des Haftvermögens oder der Kontaktgabe mit dem lichtempfindlichen Harzmaterial in dem nächsten Schritt gereinigt. Um das Haftvermögen oder die Kontaktgabe weiter zu verbessern, wird die Oberfläche des Elementsubstrats mit Ultraviolettstrahlung und Ozon oder dergleichen behandelt. Dann wird eine Flüssigkeit, die einen Silanhaftvermittler, z. B. (A189, im Angebot von NIPPON UNI- CA), enthält, der zu 1 Gew.-% in Ethylalkohol gelöst ist, durch Schleuderbeschichtung auf die behandelte Oberfläche aufgetragen.
Anschließend wird die Oberfläche gereinigt, und wie in Fig. 24(b) gezeigt, wird eine ultraviolettstrahlungsempfindliche Harzfolie (Trockenfolie Ordyl SY-318, im Angebot von Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) DF auf das Substrat laminiert, das die so verbesserte Oberfläche aufweist.
Wie dann in Fig. 24(c) gezeigt, wird eine Photomaske PM auf der Trockenfolie DF angeordnet, und die Abschnitte der Trockenfolie DF, welche als die zweite Strömungskanalwand verbleiben sollen, werden durch die Photomaske PM mit der Ultraviolettstrahlung belichtet. Der Belichtungsprozeß wurde unter Verwendung von MPA-600 ausgeführt, im Angebot von CANON KABUSHIKI KAISHA, und die Belichtungsmenge betrug ungefähr 600 mJ/cm².
Wie in Fig. 24(d) gezeigt, wurde die Trockenfolie DF durch Entwicklerflüssigkeit entwickelt, welche eine Mischflüssigkeit aus Xylen und Butyl-Cellosolve-Acetat (BMRC-3, im Angebot von Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) ist, um die unbelichteten Abschnitte zu lösen, während die belichteten und gehärteten Abschnitte als die Wände für die zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle 16 verbleiben. Weiterhin werden die Rückstände, die auf der Oberfläche des Elementsubstrats 1 verbleiben, durch eine Sauerstoff-Plasma-Veraschungsvorrichtung (MAS-800, im Angebot von Alcan-Tech Co., Inc.) für ungefähr 90 Sekunden entfernt und wird mit Ultraviolettstrahlung für 2 Stunden bei 150ºC mit einer Dosis von 100 mJ/cm² belichtet, um die belichteten Abschnitte vollständig zu härten.
Durch dieses Verfahren können die zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle mit hoher Genauigkeit auf einer Vielzahl von Heizplatten (Elementsubstrate) erzeugt werden, die aus dem Siliziumsubstrat geschnitten sind. Das Siliziumsubstrat wird durch eine Trennmaschine mit einem Diamantblatt in einer Dicke von 0,05 mm (AWD-4000, im Angebot von Tokyo Seimitsu) jeweils in Heizplatten 1 geschnitten. Die getrennten Heizplatten 1 werden auf der Aluminiumgrundplatte 70 durch Klebmaterial (SE4400, im Angebot von Toray) fest angeordnet, siehe Fig. 19. Dann wird die Leiterplatte 71, die vorhergehend mit der Aluminiumgrundplatte verbunden ist, mit der Heizplatte 1 durch Aluminiumdraht (nicht gezeigt) mit einem Durchmesser von 0,05 mm verbunden.
Wie Fig. 24(e) zeigt, wurden ein Verbindungselement des Nutenelements 50 und die Trennwand 30 angeordnet und mit der Heizplatte 1 verbunden. Das Nutenelement mit der Trennwand 30 und der Heizplatte 1 sind angeordnet und sind durch eine Sperrfeder in Wirkbeziehung und fest angeordnet. Daraufhin wird das Tinten- und Blasenerzeugungsflüssigkeit-Zuführelement 80 an dem Tinten - fest angeordnet. Dann wird der Spalt zwischen dem Aluminiumdraht, dem Nutenelement 50, der Heizplatte 1 und dem Tinten- und Blasenerzeugungsflüssigkeit-Zuführelement 80 durch ein Silikondichtungsmittel (TSE399, im Angebot von Toshiba Silicone) abgedichtet.
Durch Erzeugen des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals durch das Herstellungsverfahren können genaue Strömungskanäle ohne Lageabweichung in bezug auf die Heizvorrichtungen der Heizplatte geschaffen werden. Durch Verbinden des Nutenelements 50 und der Trennwand 30 in dem vorhergehenden Schritt wird die Lagegenauigkeit zwischen dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und dem beweglichen Element 41 erhöht.
Durch das hochgenaue Herstellungsverfahren wird die Ausstoßstabilisierung erreicht und die Druckqualität wird erhöht. Da sie alle zusammen auf einem Wafer erzeugt sind, ist die Massenproduktion bei niedrigen Kosten möglich.
In dieser Ausführungsform erfolgt die Verwendung einer ultraviolettstrahlungshärtenden Trockenfolie für die Erzeugung des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals. Es kann jedoch ein Harzmaterial mit einem Absorptionsband angrenzend insbesondere 248 nm (außerhalb des Ultraviolettbereichs) laminiert werden. Es wird gehärtet, und solche Abschnitte, welche die zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle darstellen, werden durch einen Excimerlaser direkt entfernt.
Fig. 26(a)-(d) zeigen schematische Schnittansichten zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens des Flüssigkeitsausstoßkopfs gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In dieser Ausführungsform, wie in Fig. 26(a) gezeigt, wird ein Resist 101 mit einer Dicke von 15 um in der Form des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals auf dem SUS-Substrat 100 strukturiert.
Wie in Fig. 25(b) gezeigt ist, wird dann dass SUS-Substrat 20 mit einer 15 um dicken Nickelschicht 102 auf dem SUS-Substrat 100 durch Galvanisieren beschichtet. Die verwendete Galvanisierlösung wies Nickel, Amidosulfatnickel, spannungsminderndes Material (Zero Ohru, im Angebot von World Metal Inc.), Borsäure, lochverhinderndes Material (NP-APS, im Angebot von World Metal Inc.), und Nickelchlorid auf. Für das elektrische Feld bei der Elektroabscheidung ist eine Elektrode mit der Anodenseite verbunden, und das SUS-Substrat 100, das bereits strukturiert ist, ist mit der Kathode verbunden, die Temperatur der Galvanisierlösung(beträgt 50ºC und die Stromdichte ist 5 A/cm².
Wie in Fig. 25(c) gezeigt ist, wird dann das SUS-Substrat 100, das galvanisiert worden ist, dann der Ultraschallschwingung ausgesetzt, um die Abschnitte der Nickelschicht 102 von dem SUS-Substrat 100 zu entfernen, um den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal auszubilden.
Andererseits wird die Heizplatte, welche die Elemente für die Elektrizität-Wärme-Umwandlung aufweist, durch eine Herstellungsvorrichtung, wie sie in der Halbleiterfertigung verwendet wird, auf einem Siliziumwafer erzeugt. Der Wafer wird durch die Trennmaschine in Heizplatten geteilt, ähnlich der vorhergehenden Ausführungsform. Die Heizplatte 1 wird an der Aluminiumgrundplatte 70 angeordnet, die bereits eine daran angeordnete Leiterplatte 104 aufweist, und die Leiterplatte 7 sowie die Aluminiumdrähte (nicht gezeigt) werden verbunden, um die elektrische Verdrahtung auszubilden. Auf einer solchen Heizplatte 1 ist der zweite Flüssigkeitsströmungskanal, der durch den vorhergehend beschriebenen Prozeß erzeugt ist, fest angeordnet, wie in Fig. 25(d) gezeigt ist. Diese feste Anordnung braucht nicht so starr zu sein, wenn beim Verbinden der oberen Platte keine Lageabweichung eintritt, da die feste Anordnung durch eine Sperrfeder mit der oberen Platte erreicht wird, welche die Trennwand aufweist, die in einem späteren Schritt daran fest angeordnet ist, wie in der ersten Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform erfolgte für die Positionierung und feste Anordnung die Verwendung eines ultraviolettstrahlungshärtenden Klebmaterials (Amicon UV-300, im Angebot von GRACE JAPAN) und einer Ultraviolettstrahlung-Projektionsvorrichtung, die mit der Belichtungsmenge von 100 mJ/cm² für ungefähr 3 Sekunden betrieben wurde, um die Fixierung abzuschließen.
Gemäß dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform kann der zweite Flüssigkeitsströmungskanal ohne Lageabweichung in bezug auf die Wärmeerzeugungselemente geschaffen werden, und da die Strömungskanalwände aus Nickel bestehen, sind sie gegen alkalische Flüssigkeit beständig, so daß die Zuverlässigkeit hoch ist.
Fig. 25(a)-(d) zeigen schematische Schnittansichten zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens des Flüssigkeitsausstoßkopfs gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In dieser Ausführungsform, wie in Fig. 25(a) gezeigt, wird der Resist 31 auf beiden Seiten des SUS-Substrats 100 in einer Dicke von 15 um aufgetragen und mit einem Justierloch oder einer Justiermarke 100a. Der verwendete Resist war PMERP-AR900, der im Angebot von Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. ist.
Wie in Fig. 25(b) gezeigt, wurde die Belichtungsoperation in Ausrichtung mit dem Justierloch 100a des Elementsubstrats 100 unter Verwendung einer Belichtungsvorrichtung (MPA-600, im Angebot von CANON KABUSHIKI KAISH, JAPAN) ausgeführt, um die Abschnitte des Resists 103 zu entfernen, welche für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal bestimmt sind. Die Belichtungsmenge betrug 800 mJ/cm².
Anschließend wird, wie in Fig. 25(c) gezeigt, das SUS- Substrat 100 mit dem strukturierten Resist 103 auf beiden Seiten in eine Ätzflüssigkeit (wäßrige Lösung aus Eisenchlorid oder Kupferchlorid) getaucht, um die Abschnitte zu ätzen, die durch den Resist 103 belichtet sind, und der Resist wird entfernt.
Dann wird, wie in Fig. 25 (d) gezeigt ist, ähnlich der vorhergehenden Ausführungsform des Herstellungsverfahrens das SUS-Substrat 100, das dem Ätzen unterzogen wurde, auf der Heizplatte 1 positioniert und fest angeordnet, wodurch die Montage des Flüssigkeitsausstoßkopfs mit den zweiten Flüssigkeitsströmungskanälen 4 erfolgt.
Gemäß dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform können die zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle 4 ohne die Lageabweichung in bezug auf die Heizvorrichtungen bereitgestellt werden, und da die Strömungskanäle aus SUS sind, ist die Beständigkeit gegenüber Säure und Alkaliflüssigkeit hoch, so daß ein Flüssigkeitsausstoßkopf hoher Zuverlässigkeit geschaffen wird.
Wie vorhergehend beschrieben, werden gemäß dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform durch Anordnen der Wände des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals auf dem Elementsubstrat in einem vorhergehenden Schritt die Elektrizität- Wärme-Umwandlungselemente und zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle mit hoher Genauigkeit zueinander ausgerichtet. Da eine Anzahl der zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle vor dem Trennen auf dem Substrat gleichzeitig erzeugt sind, ist die Massenproduktion bei niedrigen Kosten möglich.
Der Flüssigkeitsausstoßkopf, der durch das Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform geschaffen ist, weist den Vorteil auf, daß die zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle und die Wärmeerzeugungselemente mit hoher Genauigkeit justiert sind und daher der Druck der Blasenerzeugung mit hohem Wirkungsgrad aufgenommen werden kann, so daß der Ausstoßwirkungsgrad hervorragend ist.

< Flüssigkeitsausstoßkopfkassette >

Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer Flüssigkeitsausstoßkopfkassette mit dem Flüssigkeitsausstoßkopf des vorhergehenden Ausführungsbeispiels.
Fig. 27 zeigt eine schematische, perspektivische Explosionsansicht einer Flüssigkeitsausstoßkopfkassette mit dem vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopf, und wobei die Flüssigkeitsausstoßkopfkassette im allgemeinen einen Flüssigkeitsausstoßkopfabschnitt 201 und einen Flüssigkeitsbehälter 80 aufweist.
Der Flüssigkeitsausstoßkopfabschnitt 201 weist ein Elementsubstrat 1 auf, eine Trennwand 30, ein genutetes Element 50, eine Sperrfeder 78, ein Flüssigkeitszuführelement 90 und ein Tragelement 70. Das Elementsubstrat 1 ist mit einer Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen zum Zuführen von Wärme zu der Blasenerzeugungsflüssigkeit versehen, wie vorstehend beschrieben ist. Der Blasenerzeugungsflüssigkeitskanal ist zwischen dem Elementsubstrat 1 und der Trennwand 30 mit der beweglichen Wand ausgebildet. Durch die Verbindung zwischen der Trennwand 30 und der genuteten oberen Platte 50 wird ein Ausstoßflüssigkeitspfad (nicht gezeigt) zur Strömungsverbindung mit der Ausstoßflüssigkeit ausgebildet.
Die Sperrfeder 78 ist funktionswirksam, um das genutete Element 50 zu dem Elementsubstrat 1 zu drücken, und ist wirkungsvoll zum sachgemäßen Vereinigen des Elementsubstrats 1, der Trennwand 30, des genuteten und des tragenden Elements 70, welches nachstehend beschrieben wird.
Das Tragelement 70 ist funktionswirksam, um ein Elementsubstrat 1 oder dergleichen zu tragen, und das Tragelement 70 weist darauf eine Leiterplatte 71 auf, die mit dem Elementsubstrat 1 verbunden ist, um diesem das elektrische Signal zuzuführen, und Kontaktflächen 72 zur elektrischen Signalübertragung zwischen der Vorrichtungsseite, wenn die Kassette in der Vorrichtung montiert ist.
Der Flüssigkeitsbehälter 90 enthält getrennt die Ausstoßflüssigkeit, wie z. B. Tinte, die dem Flüssigkeitsausstoßkopf zuzuführen ist, und die Blasenerzeugungsflüssigkeit für die Blasenerzeugung. Die Außenseite des Flüssigkeitsbehälters 90 ist mit einem Positionierabschnitt 94 zum Anordnen eines Verbindungselements zum Verbinden des Flüssigkeitsausstoßkopfs mit dem Flüssigkeitsbehälter versehen und einem fest angeordneten Bolzen 95 zum Fixieren des Verbindungsabschnitts. Die Ausstoßflüssigkeit wird dem Ausstoßflüssigkeit-Zuführkanal 81 eines Flüssigkeitszuführelements 80 durch einen Zuführkanal 81 des Verbindungselements aus dem Ausstoßflüssigkeit-Zuführkanal 92 des Flüssigkeitsbehälters zugeführt, und wird einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer durch die Ausstoßflüssigkeit-Zuführkanäle 83, 71 und 21 der Elemente zugeführt. Die Blasenerzeugungsflüssigkeit wird auf ähnliche Weise dem Blasenerzeugungsflüssigkeit- Zuführkanal 82 des Flüssigkeitszuführelements 80 durch den Zuführkanal des Verbindungselements aus dem Zuführkanal 93 des Flüssigkeitsbehälters zugeführt und wird der zweiten Flüssigkeitskammer durch den Blasenerzeugungsflüssigkeit- Zuführkanal 84, 71, 22 der Elemente zugeführt. In einer solchen Flüssigkeitsausstoßkopfkassette werden selbst dann, wenn die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit unterschiedliche Flüssigkeiten sind, die Flüssigkeiten ordnungsgemäß zugeführt. In dem Fall, daß die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit gleich sind, sind der Zuführpfad für die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit nicht unbedingt getrennt.
Nachdem die Flüssigkeit aufgebraucht ist, können die Flüssigkeitsbehälter mit den jeweiligen Flüssigkeiten versorgt werden. Um dies zu erleichtern, ist der Flüssigkeitsbehälter in wünschenswerter Weise mit einer Flüssigkeitseinspritzöffnung versehen. Der Flüssigkeitsausstoßkopf und der Flüssigkeitsbehälter können untrennbar einstückig oder trennbar ausgebildet sein.

Ausführungsform 1 (Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit)

Fig. 28 zeigt schematisch einen Aufbau einer Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit, die den vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopf 201 aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ausstoßflüssigkeit Tinte. Das Gerät ist ein Tintenausstoß-Aufzeichnungsgerät. Die Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit weist einen Schlitten HC auf, an welchem die Kopfkassette, die einen Flüssigkeitsbehälterabschnitt 90 und einen Flüssigkeitsausstoßkopfabschnitt 201 aufweist, welche abnehmbar miteinander verbunden sind, angeordnet werden kann. Der Schlitten HC ist in einer Breitenrichtung des Aufzeichnungsmaterials 150, wie z. B. ein Aufzeichnungsblatt oder dergleichen, wechselseitig bewegbar, das durch eine Aufzeichnungsmedium-Transportvorrichtung zugeführt wird.
Wenn ein Ansteuersignal der Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit auf dem Schlitten von einer nicht gezeigten Ansteuersignal-Zuführvorrichtung zugeführt ist, wird die Aufzeichnungsflüssigkeit als Reaktion auf das Signal von dem Flüssigkeitsausstoßkopf 201 auf das Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen.
Die Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit dieses Ausführungsbeispiels weist auf: einen Motor 18 1 als eine Antriebsquelle zum Antrieb der Aufzeichnungsmaterial-Transportvorrichtung und des Schlittens, Zahnräder 18 2, 18 3 zum Übertragen der Antriebskraft von der Antriebsquelle auf den Schlitten, und eine Schlittenwelle 18 5 usw. Durch die Aufzeichnungsvorrichtung und das Flüssigkeitsausstoßverfahren, das diese Aufzeichnungsvorrichtung verwendet, können durch Ausstoß der Flüssigkeit auf die verschiedenen Aufzeichnungsmaterialien gute Drucke erzielt werden. Wenn das Flüssigkeitsausstoßverfahren für eine lange Zeitdauer ausgeführt wird, besteht die Neigung, daß die Flüssigkeitsausstoßabschnitte des Flüssigkeitsausstoßkopfs durch Tinte erhöhter Viskosität, Fremdstoffe oder dergleichen versetzt werden. Daher wird eine Saugwiederherstellungsoperation des Flüssigkeitsausstoßkopfs zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ausgeführt, bevor das Zusetzen eintritt. Durch die Saugwiederherstellungsoperation kann die Vermischung der zwei Flüssigkeiten vermieden werden, selbst wenn der Kopf für eine lange Zeitdauer intakt erhalten wird, wenn dieser Ausstoßflüssigkeit und Blasenerzeugungsflüssigkeit verwendet.
Die Saugwiederherstellungsoperation wird ausgeführt, nachdem der Schlitten HG, der den Flüssigkeitsausstoßkopf trägt, in die Richtung, die durch einen Pfeil a bezeichnet ist, in dessen Ausgangsposition H bewegt ist. In mehr besonderer Weise wird sie ausgeführt, indem die Vorderfläche des Flüssigkeitsausstoßkopfs mit den Ausstoßauslässen mit einer Kappe 84 einer Saugwiederherstellungsvorrichtung bedeckt ist, welche nachstehend beschrieben ist.

Ausführungsform 2

Fig. 29 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer Saugwiederherstellungsvorrichtung, die mit der in Fig. 28 gezeigten Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit verwendbar ist.
Mit dem Bezugszeichen 200 ist eine in Fig. 29 gezeigte Saugwiederherstellungsvorrichtung bezeichnet. Auf einem Rahmen 211 sind eine Saugvorrichtung 213 zum Erzeugen der Saugkraft und ein Motor 212 als eine Antriebsquelle für die Saugvorrichtung 213 angeordnet. An dem Rahmen 211 ist eine Kappe 84 zum hermetischen Andrückkontakt an dem Flüssigkeitsausstoßkopf zur wechselseitigen Bewegung in der Richtung F in Fig. 29 gehalten. Die Vorderseite der Kappe 84 (die Oberfläche in Drückkontakt) ist mit einem tintenabsorbierenden Material 215 aus einem porösen Material versehen.
Das Innere der Kappe 84 und die Saugpumpe 213 sind durch ein Saugrohr 216 miteinander verbunden, und ein Resttintenrohr 217 ist mit einer Austragseite der Saugpumpe 213 verbunden, um die angesaugte Tinte zu entladen. An dem Rahmen 211 sind ein Kappenantriebsrad 219 mit einem Innenftächennocken 218 zum wechselseitigen (durch einen Pfeil F in Fig. 29 bezeichnete Richtungen) Antrieb der Kappe 84 drehbar angeordnet, und ein Pumpenantriebsrad 221 mit einem Endflächennocken 220 zum Antrieb der Saugpumpe 213 sowie Räder 219, 221 werden durch ein Getriebe von einem Motor 212 angetrieben. Ein Hebel 222 ist zwischen dem Pumpenantriebsrad 221 und der Saugpumpe 213 drehbar angeordnet. Wenn das Pumpenantriebsrad 221 gedreht wird, verschwenkt der Hebel 222 durch den Endflächennoeken 220 und die Saugpumpe 213 wird durch die Bewegung des Hebels 222 angetrieben.
Die so aufgebaute gesamte Saugwiederherstellungsvorrichtung ist zu dem Flüssigkeitsausstoßkopf hin und von diesem weg bewegbar.
Die Wiederherstellungsoperation durch das Tintensaugen wird ausgeführt, wobei die Saugpumpe 213 angetrieben ist, während die Kappe 84 in engem Kontakt mit dem Flüssigkeitsausstoßkopf ist, der nun in der Ausgangsposition angeordnet ist, wodurch die Tinte durch den Ausstoßauslaß 13 von dem Tintenzuführsystem herausgesaugt wird.
In dem vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopf, wie in Fig. 10 gezeigt, trennt die Trennwand 30 den Flüssigkeitsströmungskanal 14 für die Ausstoßflüssigkeit und den Flüssigkeitsströmungskanal 16 für die Blasenerzeugungsflüssigkeit, und durch Verlagern des beweglichen Elements 31 der Trennwand 30 in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 strömt die Blasenerzeugungsflüssigkeit in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und die Flüssigkeit wird durch den Ausstoßauslaß 18 entladen, der in Strömungsverbindung mit dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 ist.
Die Wiederherstellung des Ausstoßvermögens des Kopfs durch den Flüssigkeitsausstoß aus dem Flüssigkeitsausstoßkopf, der erfindungsgemäß ausgeführt wird, weist die folgenden Hauptwirkungen auf. Erstens wird die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal in dem Einflüssigkeitsströmungskanalaufbau herausgesaugt, oder die Flüssigkeiten in den Kanälen in dem Zweiflüssigkeitsströmungskanalaufbau werden durch die Ausstoßauslässe gleichzeitig herausgesaugt oder sie werden unter Druck gesetzt, so daß die Tinte erhöhter Viskosität, die Fremdstoffe oder dergleichen, welche nach langdauernder Verwendung zur Ablagerung an dem Ausstoßauslaßabschnitt neigen, auf wirkungsvolle Weise entfernt werden können und die abgeschiedene Blase in der Flüssigkeit in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal kann auf wirkungsvolle Weise entfernt werden. Zweitens kann in dem Fall des Zweiflüssigkeitsaufbaus (Ausstoßflüssigkeit und Blasenerzeugungsflüssigkeit) die Mischung der zwei Flüssigkeiten verhindert oder schnell und wirkungsvoll ausgeschlossen werden, selbst wenn der Kopf für eine lange Zeitdauer intakt gehalten wird.
Die Ausführungsformen 3 bis 14 des Saugwiederherstellungsverfahrens und der dafür geeignete Ausstoßkopf und die Ausführungsformen 15 und 16 des Druckwiederherstellungsverfahrens werden nachstehend beschrieben. Die vorstehend beschriebenen funktionellen Wirkungen werden in dieser Ausführungsform aufgezeigt, und daher werden die funktionellen Wirkungen nicht für jede dieser Ausführungsformen wiederholt.

Ausführungsform 3

Unter Bezugnahme auf Fig. 30 und 31 erfolgt nachstehend die Beschreibung eines anderen Ausführungsbeispiels des Saugwiederherstellungsverfahrens.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Pumpensaug-Tintenwiederherstellungsvorrichtung für die Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau in der Wiederherstellungsoperation für sowohl die Ausstoßflüssigkeit als auch die Blasenerzeugungsflüssigkeit verwendet, welche gleichzeitig gesaugt werden.
Fig. 30 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung der Flüssigkeiten in dem Fall, daß die zwei Flüssigkeiten gleichzeitig gesaugt werden, und Fig. 31 zeigt ein Strömungsdiagramm zur Darstellung des Saugwiederherstellungsverfahrens in diesem Ausführungsbeispiel.
Wie in Fig. 11 gezeigt, sind der erste Flüssigkeitsströmungskanal 14 und der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 nur durch den Schlitz 35 zum Ausbilden des beweglichen Elements 31 miteinander in Strömungsverbindung. Normalerweise ist jedoch die Erzeugung des Meniskus in dem Schlitz 35 wirkungsvoll, um die Vermischung der Flüssigkeiten zu verhindern.
Hier wird die Tintenwiederherstellungsvorrichtung 200 einer Pumpensaugtype, wie in Fig. 29 gezeigt, angetrieben, um die Saugoperation einzuleiten, während die Kappe 84 mit der Vorderfläche des Flüssigkeitsausstoßkopfs in engem Kontakt ist, um die Vielzahl von Ausstoßauslässen gleichzeitig abzudecken (S1 in Fig. 31). Die Saugoperation wird durch die Ausstoßauslässe 18 in der Vorderfläche 1F ausgeführt, und die Ausstoßflüssigkeit in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 wird herausgesaugt, und die Blasenerzeugungsflüssigkeit in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 wird ebenfalls durch die Verlagerung des beweglichen Elements 31 in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 durch den Saugdruck herausgesaugt.
Durch die gleichzeitigen Saugwirkungen auf die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit werden die Tinte erhöhter Viskosität, die in der Umgebung der Ausstoßauslässe abgeschieden ist, und die abgeschiedene Blase in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal werden gleichzeitig entfernt.
Wenn die Blasenerzeugungsflüssigkeit die eine ist, die weniger gelöste Substanz an Pigment oder Farbstoff enthält, wird die Umgebung der Ausstoßauslässe durch die Blasenerzeugungsflüssigkeit durch die Saugentladung gereinigt.
Durch Ausbildung des ersten Flüssigkeitsströmungskanals 14 und des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 16 mit den gleichen Strömungswiderständen in der Saugoperation wird gewährleistet, daß die zwei Flüssigkeiten gleichzeitig herausgesaugt werden.
Oder es können unter Ausnutzung des statischen Druckunterschieds die Saugmengen der Flüssigkeiten unterschiedlich gehalten werden. Wenn der statische Druck der Blasenerzeugungsflüssigkeit höher als der statische Druck der Ausstoßflüssigkeit zum Zeitpunkt des Saugens ist, ist das Meniskusrückhaltevermögen in dem Schlitz 35 klein und es besteht die Tendenz, daß mehr Blasenerzeugungsflüssigkeit herausgesaugt wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Flüssigkeit von der Zuströmseite durch ein nicht gezeigtes Rohr zugeführt, und der statische Druck für die Saugwiederherstellung ist durch Abstimmen des Rohrs änderbar. Durch Erhöhen des statischen Drucks der Blasenerzeugungsflüssigkeit wird die Wiederherstellung des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 16 einfacher, ohne Änderung der Wiederherstellungsoperation unter Verwendung der Kappe. Dadurch wird die Blasenentfernung aus der Blasenerzeugungsflüssigkeit weiter erleichtert. Es besteht die Neigung, daß die Blasenerzeugungsflüssigkeit angrenzend an den Ausstoßauslaß des ersten Flüssigkeitsströmungskanals bleibt, nachdem eine solche Wiederherstellungsoperation ausgeführt ist. Die vermischten Flüssigkeiten können jedoch auf leichte Weise durch vorhergehenden Ausstoß ausgestoßen werden, bevor die Druckoperation (S4) nach dem Abschluß der Saugwiederherstellungsoperation (S2 in Fig. 31) erfolgt, und dann wird die Ausstoßflüssigkeit wieder in den Ausstoßauslaß 18 gefüllt, so daß der erste Flüssigkeitsströmungskanal 14 mit der Ausstoßflüssigkeit gefüllt wird.
In diesem Ausführungsbeispiel kann die Blase, die in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 erzeugt ist, ebenfalls durch den Ausstoßauslaß 18 zu dem Zeitpunkt der Saugwiederherstellungsoperation herausgesaugt werden, so daß stabilisierte Ausstöße gewährleistet sind.

Ausführungsform 4

Unter Bezugnahme auf Fig. 32 und 33 erfolgt nachstehend die Beschreibung zu einer anderen Ausführungsform des Saugwiederherstellungsverfahrens.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Saugwiederherstellung ausgeführt, während die Wärmeerzeugungsvorrichtung angesteuert ist, um die Blasenerzeugung in der Blasenerzeugungsflüssigkeit in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 zu bewirken, um das bewegliche Element in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 zu verlagern. In diesem Ausführungsbeispiel werden ähnlich wie in der vorhergehenden Ausführungsform beide Flüssigkeiten gleichzeitig herausgesaugt, doch die abgeschiedenen Blasen werden weiterhin auf wirkungsvolle Weise aus dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal entfernt, da das bewegliche Element 31 verlagert ist, und dann wird das Saugen ausgeführt.
Fig. 32 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung der Strömungen der Flüssigkeiten in dem Fall der gleichzeitigen Verlagerung des beweglichen Elements und der Saugwiederherstellung, und Fig. 33 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Saugwiederherstellungsverfahrens in diesem Ausführungsbeispiel.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Saugen ausgeführt, während ein solcher Impuls, der für die Blasenerzeugung ausreichend ist, an das Wärmeerzeugungselement 2 angelegt ist (S11 in Fig. 33) (S1), um die Wiederherstellungsoperation für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 auszuführen. Wenn der Impuls unterbrochen wird (Schritt S22), stellt sich das bewegliche Element 31 beim Kollabieren der Blase in die Ausgangsposition zurück, und die Ausstoßflüssigkeit wird zu dem Ausstoßauslaß 18 wieder aufgefüllt. Daher werden die Flüssigkeit und die Blase 40 aus dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 herausgesaugt, und die Umgebung des Ausstoßauslasses 18 wird mit der wiederaufgefüllten Ausstoßflüssigkeit bei Saugabschluß gefüllt (S2), wodurch der stabilisierte Ausstoß erreicht wird.

Ausführungsform 5

Unter Bezugnahme auf Fig. 34 und 35 wird nachstehend eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Saugwiederherstellungsverfahrens beschrieben.
Fig. 34(a) und 34(b) zeigen Draufsichten zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Strömungsgeschwindigkeit- Einstellvorrichtung, wobei Fig. 34(a) diese bei der Strömungsgeschwindigkeit-Regeloperation zeigt und Fig. 34(b) diese in einem freigegebenen Zustand zeigt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Solenoidventil 47 als die Strömungsgeschwindigkeit-Einstellvorrichtung in der Innenwand des Strömungskanals 46 zwischen einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer in Strömungsverbindung mit dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal und einem Behälter (nicht gezeigt) angeordnet, der mit der gemeinsamen Flüssigkeitskammer verbunden ist, und die Strömungsgeschwindigkeit wird durch das Solenoidventil 47 zu dem Zeitpunkt der Saugwiederherstellungsoperation geregelt.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Solenoidventil 47 in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal zu dem Zeitpunkt der Saugwiederherstellung geöffnet, um die Strömungsgeschwindigkeitsregelung freizugeben (S111 in Fig. 35), und das Saugen wird eingeleitet. Durch die Öffnung des Elektromagnetventils 47 wird die Strömungsgeschwindigkeit in dem Strömungskanal 46 erhöht, so daß die Blasenerzeugungsflüssigkeit nicht in der Lage ist, den Meniskus zu erhalten, welcher wirkungsvoll ist, um die Vermischung der Flüssigkeit durch den Schlitz 35 um das bewegliche Element 31 zu verhindern. Dann wird das bewegliche Element 35 in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 bewegt, um den Austrag der Blasenerzeugungsflüssigkeit aus dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal zu gestatten. Daraufhin wird das Solenoidventil 47 geschlossen, so daß die Strömungsgeschwindigkeit geregelt wird (S222) und die Saugaktion angehalten wird (S2).
Auch in diesem Ausführungsbeispiel besteht die Neigung, daß die Blasenerzeugungsflüssigkeit nach einer solchen Wiederherstellungsoperation in der Nähe des Ausstoßauslasses des ersten Flüssigkeitsströmungskanals verbleibt. Die vermischten Flüssigkeiten können jedoch durch vorläufigen Ausstoß (S3) auf leichte Weise ausgestoßen werden, der vor der Druckoperation ausgeführt wird (S4), nach dem Abschluß der Saugwiederherstellung, und dann wird die Ausstoßflüssigkeit zu dem Ausstoßauslaß 18 wieder aufgefüllt, so daß der erste Flüssigkeitsströmungskanal 14 mit der Ausstoßflüssigkeit gefüllt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Solenoidventil zu dem Zeitpunkt der Saugwiederherstellungsoperation geöffnet, so daß der Ausstoß der Flüssigkeit aus dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal zwangsweise ausgeführt wird. Durch Öffnen des Solenoidventils zu dem Zeitpunkt der Saugwiederherstellungsoperation wird die Strömung der Flüssigkeit in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal unterdrückt oder angehalten, um die Flüssigkeit aus dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal zwangsweise auszutragen.
In diesem Ausführungsbeispiel wurde das Solenoidventil als die Strömungsgeschwindigkeit-Einstellvorrichtung verwendet, doch eine andere Vorrichtung ist anwendbar, wenn sie durch elektrische Energie extern betrieben wird, um die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit zuverlässig zu regeln.

Ausführungsform 6

Fig. 36 zeigt eine Schnittansicht eines Ausstoßkopfs in dieser Ausführungsform 6. Wie in Fig. 36 gezeigt, sind Wiederherstellungsleitungen 250 für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal angeordnet, welche den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 nach außen verbinden. Fig. 37 zeigt einen Aufbau des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 16 in diesem Ausführungsbeispiel. Die zweiten Flüssigkeitsströmungskanal- Wiederherstellungsleitungen 250 sind angrenzend an den Ausstoßauslaß 18 angeordnet. Auslässe (Öffnungen, Wiederherstellungsöffnungen) 250a für die Wiederherstellungsleitungen 250 für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal sind unter den Ausstoßauslässen 18 angeordnet, wie in Fig. 38 gezeigt ist. Die Wiederherstellungsöffnungen 250a sind in der gleichen Oberfläche wie die Ausstoßauslässe 18 und sind in Linie parallel zu der Linie angeordnet, auf welcher die Ausstoßauslässe 18 angeordnet sind.
In dem Aufzeichnungskopf dieses Ausführungsbeispiels kann die Blase in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 durch Saugen der Flüssigkeit durch die Kanäle 250 und die Wiederherstellungsöffnungen 250 entfernt werden, und die Flüssigkeit wird zuverlässig eingefüllt, um die stabilisierte Blasenerzeugung zu gestatten.
Da außerdem die Ausstoßauslässe 18 und die Wiederherstellungsöffnungen 250a in der gleichen Oberfläche angeordnet sind, können die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit gleichzeitig gesaugt werden, so daß die Blasen sowohl aus dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 als auch dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 gesaugt werden können. Daher wird die Flüssigkeit zuverlässig eingefüllt, um den stabilisierten Ausstoß zu ermöglichen.

Ausführungsform 7

Fig. 39 zeigt eine Schnittansicht des Ausstoßkopfs in Ausführungsform 7. Wie in Fig. 39 gezeigt, schließen die Wiederherstellungskanäle 250 für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal Flüssigkeitsverbindungskanäle 251 ein. Der Flüssigkeitsverbindungskanal 251, wie in Fig. 40 gezeigt, ist in der Form eines Schlitzes entlang der Matrix der Ausstoßauslässe 18. Die Anzahl der Wiederherstellungsöffnungen 250a ist die Hälfte der Anzahl der Ausstoßauslässe 18, doch die Flüssigkeitsverbindungskanäle 251 in der Form von Schlitzen gestatten, die Blasen aus allen der zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle 16 zu entfernen, wenn die Flüssigkeit durch die Wiederherstellungsöffnungen 250a gesaugt wird. Durch gleichzeitiges Saugen der Ausstoßauslässe 18 und der Wiederherstellungsöffnungen 250a können die Blasen aus dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 entfernt werden.

Ausführungsform 8

Fig. 41 und 42 zeigen den Aufbau des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 16 eines Ausstoßkopfs in Ausführungsform 8. Die Wiederherstellungsleitung 250 des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals ist in Strömungsverbindung mit allen der zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle 16 durch die Flüssigkeitsverbindungskanäle 251, und die Wiederherstellungsöffnungen 250a sind an Enden der Flüssigkeitsverbindungskanäle 251 ausgebildet. Obgleich die Anzahl der Wiederherstellungsöffnungen 250a 2 ist, kann die Blase aus allen der zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle 16 durch Saugen der Wiederherstellungsöffnungen 250a entfernt werden, da sie mit allen der zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle 16 in Strömungsverbindung sind. Durch gleichzeitiges Saugen der Ausstoßauslässe 18 und der Wiederherstellungsöffnungen 250a können die Blasen aus dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 entfernt werden.

Ausführungsform 9

Fig. 43 zeigt einen zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 und zweite Flüssigkeitsströmungskanal-Wiederherstellungsleitungen 250 in einem Ausstoßkopf der Ausführungsform 9. Der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 weist zweite Flüssigkeitsströmungskanal-Wiederherstellungsleitungen 250 in Strömungsverbindung nach außerhalb durch das Verbindungsloch 251 auf. Wie in Fig. 44 gezeigt, sind in dem Ausstoßkopf dieses Ausführungsbeispiels die Ausstoßauslässe 18 und die Wiederherstellungsöffnungen 250a um einen halben Teilungsabstand verschoben. Durch diese Anordnung der Wiederherstellungsöffnungen 250a ist die Abweichung auch zwischen den Wärmeerzeugungselementen 2 und den Wiederherstellungsöffnungen 250a vorgesehen, so daß die Energie, die durch die Blasenerzeugung frei wird, nicht auf leichte Weise auf die Wiederherstellungsöffnungen 250a übertragen wird, und daher wird sie mehr zu dem beweglichen Element 31 übertragen. Daher ist der Ausstoßwirkungsgrad erhöht, um zufriedenstellende Ausstöße zu erreichen.
Durch Saugen durch die Wiederherstellungsöffnung 250a des Kanals 250 für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal kann die Blase aus dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 entfernt werden, um die Wiederauffüllung der Flüssigkeit und die stabilisierte Blasenerzeugung zu gewährleisten.
Durch gleichzeitiges Saugen der Ausstoßauslässe 18 und der Wiederherstellungsöffnungen 250a können die Blasen aus dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 entfernt werden.

Ausführungsform 10

Fig. 45 zeigt eine Schnittansicht eines Ausstoßkopfs gemäß Ausführungsform 10. Wie in Fig. 45 gezeigt, weist das Verbindungsloch 251 eine größere Breite im Vergleich mit dem Kopf auf, der den in Fig. 39 gezeigten Aufbau aufweist. Durch eine solche Vorgehensweise kann die Blasenerzeugungsenergie von dem Wärmeerzeugungselement 2 mehr auf die Wiederherstellungsöffnung 18 übertragen werden, wodurch der Ausstoßwirkungsgrad erhöht wird, ähnlich der Ausführungsform 9.
In dem Ausstoßkopf in dieser Ausführungsform sind die Positionen des Ausstoßauslasses 18 und die Positionen der Wiederherstellungsöffnungen 250a weit beabstandet, wie in Fig. 46 gezeigt ist. Durch eine solche Vorgehensweise kann die Vermischung der Flüssigkeiten in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 mittels der Ausstoßauslässe 18 und der Wiederherstellungsöffnungen 250a vermieden werden.
Durch Saugen durch die Wiederherstellungsöffnung 250a des Pfads 250 für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal kann die Blase aus dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 entfernt werden, um die Wiederauffüllung der Flüssigkeit und die stabilsierte Blasenerzeugung zu gewährleisten.
Durch gleichzeitiges Saugen der Ausstoßauslässe 18 und der Wiederherstellungsöffnungen 250a können die abgeschiedenen Blasen aus dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 entfernt werden.

Ausführungsform 11

Die Ausführungsform 11 und die nachfolgenden Ausführungsformen 12, 13 und 14 betreffen den Aufbau der Saugkappen und den Saugprozeß.
In Ausführungsform 11, wie in Fig. 47 gezeigt, erfolgt die Verwendung einer Saugkappe 255a zum gleichzeitigen Verkappen der Ausstoßauslässe 18 und der Wiederherstellungsöffnungen 250a. In dieser Ausführungsform 11, wie in Fig. 48 gezeigt, werden 0,15 g der Flüssigkeit bei 50 kPa nach dem Verkappen gesaugt.

Ausführungsform 12

In Ausführungsform 12 erfolgt die Verwendung einer Saugkappe 255b zum Verkappen des Ausstoßauslasses 18 und der Wiederherstellungsöffnungen 250a getrennt, wie in Fig. 49 gezeigt ist. Durch diese Trennausführung kann die Vermischung der Flüssigkeiten in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 6 durch den Ausstoßauslaß 18 verhindert werden.

Ausführungsform 13

In dieser Ausführungsform, wie in Fig. 50 gezeigt, sind die Ausstoßauslässe 18 und die Wiederherstellungsöffnungen 250a getrennt, und zwei Saugkanäle sind angeordnet. Eine Saugkappe 255c wird verwendet, welche die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit getrennt saugen kann. Durch das Saugen unter Verwendung der Saugkappe 255c können der Wiederherstellungssaugdruck und die Saugmenge aus den Ausstoßauslässen 18 und den Wiederherstellungsöffnungen 250a unabhängig verändert werden. Der Ablauf der Saugoperation in diesem Fall ist in Fig. 51 gezeigt. Wenn dieses Saugverfahren ausgeführt wird, ist der Saugdruck für das Saugen B für die Ausstoßflüssigkeit höher als die für das Saugen A für die Blasenerzeugungsflüssigkeit, wie in Fig. 51 gezeigt ist, da der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 eine kleinere Querschnittsfläche als der erste Flüssigkeitsströmungskanal 14 aufweist, und daher ist der Strömungswiderstand in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 größer als in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 in dem Kopf, der das bewegliche Element der vorliegenden Erfindung verwendet.

Ausführungsform 14

In dieser Ausführungsform, wie in Fig. 52 gezeigt, weist die Saugkappe 255d einen solchen Aufbau und eine solche Größe auf, daß deren Saugöffnung entweder die Ausstoßauslässe 18 oder die Wiederherstellungsöffnungen 250a abdecken kann. Die Saugkappe 255d verkappt zuerst den Kopf, während die Wiederherstellungsöffnungen 250a verschlossen sind, und die Saugwiederherstellung wird für den ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 durch den Ausstoßauslaß 18 ausgeführt. Anschließend wird die Saugkappe 255d in die Richtung des Pfeils A bewegt, und der Kopf wird verkappt, während die Ausstoßauslässe 18 geschlossen sind, und die Wiederherstellungsoperation wird für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 durch die Wiederherstellungsöffnungen 250a ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt, wie in Fig. 53 gezeigt, können der Saugdruck und die Saugmenge für den Ausstoßauslaß 18 und die Wiederherstellungsöffnung 250a unabhängig verändert werden.
In Ausführungsform 14 werden die Saugoperationen in der Reihenfolge des Ausstoßauslasses 18 und dann der Wiederherstellungsöffnung 250a ausgeführt, doch die Reihenfolge kann umgekehrt werden.

Ausführungsform 15

In dieser Ausführungsform werden die Saugwiederherstellungsoperationen unter Verwendung der Saugkappe für die Wiederherstellungsöffnungen (nicht gezeigt) nacheinander ausgeführt. Da die Kappen getrennt sind, sind kompliziertere Operationen möglich, und Saugvorgänge für die Ausstoßauslässe 18 und für die Wiederherstellungsöffnungen 250a können gleichzeitig oder aufeinanderfolgend mit kurzer oder langer Verzögerung ausgeführt werden. Die Anzahl der Saugoperationen können sich voneinander unterscheiden.

Ausführungsform 16

In dieser Ausführungsform 16 und Ausführungsform 33 werden die vorstehend beschriebenen Saugkappen nicht verwendet, doch die Flüssigkeitsströmungskanäle werden abgedrückt, um die Wiederherstellung des Ausstoßvermögens zu bewirken.
In dieser Ausführungsform wird der Ausstoßkopf des in Fig. 10 gezeigten Aufbaus verwendet. In dem Ausstoßkopf des in Fig. 10 gezeigten Aufbaus wird der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 unter Druck gesetzt, wie in Fig. 54 gezeigt ist. Durch diesen Druck hebt die Flüssigkeit (Blasenerzeugungsflüssigkeit) in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 das bewegliche Element 31 an und wird durch die Ausstoßauslässe 18 ausgetragen. Anschließend, wie in Fig. 55 gezeigt, wird der erste Flüssigkeitsströmungskanal 14 unter Druck gesetzt. Durch diesen Druck wird die Flüssigkeit (Ausstoßflüssigkeit) in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 durch den Ausstoßauslaß 18 ausgestoßen. Durch die aufeinanderfolgende Operation unter Verwendung des Abdrückens kann die Blase aus dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 entfernt werden, so daß die Flüssigkeit zuverlässig wieder aufgefüllt wird, um die stabilisierte Blasenerzeugung zu erreichen.

Ausführungsform 17

In dieser Ausführungsform ist der Ausstoßkopf mit einem vorstehend beschriebenen Wiederherstellungskanal 250 für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal versehen, wie z. B. in Fig. 36 gezeigt ist. In dem in Fig. 56 gezeigten Ausstoßkopf wird der ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 unter Druck gesetzt (C) und der zweite Flüssigkeitsströmungskanal 16 wird unter Druck gesetzt (D). Der Druck C ist höher als der Druck D, da der Strömungskanaldurchmesser dies ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 normalerweise größer als der Strömungskanaldurchmesser des zweiten Flüssigkeitsströmungskanals 16 ist. Dadurch wird die Flüssigkeit in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 durch die Ausstoßauslässe 18 ausgestoßen, und die Flüssigkeit in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 wird durch die Wiederherstellungsöffnungen 250a des Wiederherstellungskanals 250 für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal ausgestoßen. Daher kann die Blase aus dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 entfernt werden, um das Wiederauffüllen der Flüssigkeit und die stabilisierte Blasenerzeugung zu gewährleisten.
Wie Fig. 57 zeigt, ist eine Wiederherstellungspumpe P1 für den ersten Flüssigkeitsströmungskanal zwischen dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal 14 und einem ersten Tintenbehälter 3T angeordnet, und eine Wiederherstellungspumpe P2 für den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal ist zwischen dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal 16 und einem zweiten Tintenbehälter 4T angeordnet. Die Steuervorrichtung C zur Steuerung der gesamten Vorrichtung weist eine CPU auf, wie z. B. einen Mikroprozessor, einen ROM zum Speichern verschiedener Daten oder des Steuerprogramms für die CPU und einen RAM, der als ein Arbeitsbereich oder zeitweiliger Speicher für Daten verwendbar ist. Gemäß den Steuersignalen, die von der Steuervorrichtung C erzeugt sind, werden der Aufzeichnungskopf und die Wiederherstellungspumpen P1 und P2 für den ersten und den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal unter der Steuerung durch eine Aufzeichnungssignal-Erzeugungsvorrichtung SG und eine Wiederherstellungspumpen-Steuervorrichtung PG angesteuert.

Ausführungsform 18

Fig. 58 zeigt ein Blockdiagramm der gesamten Vorrichtung zum Ausführen der Tintenausstoßaufzeichnung unter Verwendung des Flüssigkeitsausstoßkopfs und des Flüssigkeitsausstoßverfahrens der vorliegenden Erfindung.
Das Aufzeichnungsgerät nimmt Druckdaten in der Form eines Steuersignals von einem Rostcomputer 300 auf. Die Druckdaten werden in einer Eingabeschnittstelle 301 des Druckgeräts zeitweilig gespeichert und gleichzeitig in verarbeitbare Daten umgewandelt, die einer CPU 302 eingegeben werden, welche außerdem als eine Vorrichtung zum Zuführen eines Kopfansteuersignals funktionswirksam ist. Die CPU 302 verarbeitet die vorstehend erwähnten Daten, die der CPU 302 eingegeben sind, in druckbare Daten (Bilddaten), indem diese unter Verwendung von Peripherieeinheiten, wie z. B. RAMs 304 oder dergleichen, unter Befolgung von in einem ROM 303 gespeicherten Steuerprogrammen verarbeitet werden.
Um ferner die Bilddaten an einer zweckentsprechenden Stelle auf einem Aufzeichnungsblatt aufzuzeichnen, erzeugt die CPU 302 Ansteuerdaten zum Ansteuern eines Antriebsmotors, welcher das Aufzeichnungsblatt und den Aufzeichnungskopf im Gleichlauf mit den Bilddaten bewegt. Die Bilddaten und die Motoransteuerdaten werden durch eine Kopfansteuervorrichtung 307 und eine Motoransteuervorrichtung 305 jeweils zu einem Kopf 200 und einem Antriebsmotor 306 übertragen, welche mit der zweckentsprechenden Zeitsteuerung zum Erzeugen eines Bilds gesteuert werden.
Wenn die Ausstoßvermögen-Wiederherstellungsoperation erforderlich ist, wie z. B. nach Ruhestellung des Kopfs, führt die CPU 302 Befehle der Wiederherstellungsvorrichtung 310 mit der Saugwiederherstellungsvorrichtung 200 zu. Die Wiederherstellungsvorrichtung 310, welche die Ausstoßvermögen- Wiederherstellungsbefehle aufgenommen hat, führt die Operationsfolge zur Wiederherstellung des Ausstoßvermögens des Kopfs auf der Grundlage der Saug- oder Druckwiederherstellungsabfolge aus.
Hinsichtlich des Aufzeichnungsmediums, auf welches die Flüssigkeit, wie z. B. Tinte, aufgetragen wird, und welches mit einem Aufzeichnungsgerät, wie das vorstehend beschriebene, verwendbar ist, kann folgendes aufgelistet werden: verschiedene Papierblätter, OHP-Blätter, Kunststoffmaterial, das zum Erzeugen von Kompaktspeicherplatten, Ornamentplatten und dergleichen verwendet wird, Gewebe, Metall, wie z. B. Aluminium, Kupfer oder dergleichen, Ledermaterial, wie z. B. Rindsleder, Schweinsleder, Kunstleder oder dergleichen, Holz, wie z. B. Vollholz, Sperrholz und dergleichen, Bambus, Keramikmaterial, wie z. B. Fliesen, und Material, wie z. B. Schwamm, mit einem dreidimensionalen Aufbau.
Das vorstehend erwähnte Aufzeichnungsgerät weist ein Druckgerät für verschiedene Papierblätter oder OHP-Blätter auf, ein Aufzeichnungsgerät für Kunststoffmaterial, wie z. B. Kunststoffmaterial, das zum Erzeugen von Kompaktspeicherplatten oder dergleichen verwendet wird, ein Aufzeichnungsgerät für Metallplatten oder dergleichen, ein Aufzeichnungsgerät für Ledermaterial, ein Aufzeichnungsgerät für Holz, ein Aufzeichnungsgerät für Keramikmaterial, ein Aufzeichnungsgerät für ein dreidimensionales Aufzeichnungsmedium, wie z. B. Schwamm oder dergleichen, ein Textildruckgerät zum. Aufzeichnen von. Bildern auf Gewebe und dergleichen Aufzeichnungsgeräte.
Hinsichtlich der Flüssigkeit, die mit diesen Aufzeichnungsgeräten verwendet wird, ist jede Flüssigkeit verwendbar, solange sie mit dem verwendeten Aufzeichnungsmedium und den Aufzeichnungsbedingungen kompatibel ist.

Ausführungsform 19

Nachstehend wird ein Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem beispielhaft beschrieben, welches Bilder auf einem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet, das als den Aufzeichnungskopf den erfindungsgemäßen Flüssigkeitsausstoßkopf verwendet.
Fig. 59 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Tintenstrahl-Aufzeichnungssystems, das den vorstehend erwähnten Flüssigkeitsausstoßkopf 201 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet und dessen allgemeinen Aufbau darstellt. Der Flüssigkeitsausstoßkopf in diesem Ausführungsbeispiel ist ein Vollzeilenkopf, welcher eine Vielzahl von Ausstoßdüsen aufweist, die in einer Dichte von 360 dpi (Punkte je Zoll [25,4 mm]) ausgerichtet sind, um den gesamten bedruckbaren Bereich des Aufzeichnungsmediums 150 abzudecken. Dieser weist vier Köpfe auf, welche den vier Farben entsprechen: Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (Bk). Diese vier Köpfe sind durch eine Haltevorrichtung 1202 parallel zueinander und in vorbestimmten Abständen fest angeordnet.
Diese Köpfe werden als Reaktion auf die Signale angesteuert, die von einer Kopfansteuervorrichtung 307 zugeführt sind, welche die Vorrichtung zum Zuführen eines Ansteuersignals zu jedem Kopf ist.
Jede der vier Farbtinten (Y, M, C und Bk) wird einem entsprechenden Kopf aus einem Tintenbehälter 1204a, 1204b, 1204c oder 1204d zugeführt. Ein Bezugszeichen 1204e bezeichnet einen Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter, aus welchem die Blasenerzeugungsflüssigkeit jedem Kopf zugeführt wird.
Zwischen dem Behälter und jedem Kopf ist das Rohr mit einer Druckwiederherstellungsvorrichtung 311e, 311a, 311b, 311c oder 311d versehen, wie in der Figur gezeigt ist. Die Antriebsvorrichtung für die Druckwiederherstellungsvorrichtung ist eine Druckpumpe, und wenn die Wiederherstellung des Ausstoßvermögens des Kopfs notwendig ist, erzeugt die in Fig. 58 gezeigte CPU 302 Druckwiederherstellungsbefehle, und die Reihe der Operationen für die Wiederherstellung des Ausstoßvermögens des Kopfs wird auf der Grundlage der vorbestimmten Druckwiederherstellungsabfolge ausgeführt.
Unter jedem Kopf ist eine Kopfkappe 203a-203d angeordnet, welche ein Tintenabsorptionselement aufweist, das aus einem Schwamm oder dergleichen besteht. Dieses bedeckt die Ausstoßauslässe des entsprechenden Kopfs, wenn die Aufzeichnungsoperation nicht ausgeführt wird, um den Kopf zu schützen.
Ein Bezugszeichen 206 bezeichnet ein Transportband, welches eine Zuführvorrichtung zum Zuführen eines Aufzeichnungsmaterials ausbildet, wie vorstehend beschrieben ist. Das Transportband 206 erstreckt sich entlang einem vorbestimmten Pfad über verschiedene Walzen und wird durch eine Antriebswalze angetrieben, die mit einer Motoransteuervorrichtung 305 verbunden ist.
Das Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem in dieser Ausführungsform weist ein Druckvorbearbeitungsgerät 1251 und ein Drucknachbearbeitungsgerät 1252 auf, welche jeweils zuströmseitig und abströmseitig des Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts entlang dem Aufzeichnungsmedium-Transportpfad angeordnet sind. Diese Bearbeitungsgeräte 1251 und 1252 bearbeiten das Aufzeichnungsmedium in verschiedener Weise jeweils vor und nach der Aufzeichnung.
Der Druckvorbearbeitungsprozeß und der Drucknachbearbeitungsprozeß ändern sich abhängig von der Art des Aufzeichnungsmediums oder der Art der Tinte. Wenn z. B. das Aufzeichnungsmedium, das aus Metall, Kunststoffmaterial, Keramikmaterial oder dergleichen besteht, verwendet wird, wird das Aufzeichnungsmedium vor dem Drucken ultravioletten Strahlen und Ozon ausgesetzt, um dessen Oberfläche zu aktivieren.
Bei einem Aufzeichnungsmedium, das zur elektrischen Aufladung neigt, wie z. B. Kunststoffmaterial, besteht die Tendenz zur Abscheidung von Staub auf der Oberfläche durch statische Elektrizität. Der Staub kann die gewünschte Aufzeichnung beeinträchtigen. In einem solchen Fall wird eine Ionisationsvorrichtung verwendet, um die statische Ladung des Aufzeichnungsmaterials zu entfernen, wodurch der Staub von dem Aufzeichnungsmaterial entfernt wird. Wenn ein Gewebe ein Aufzeichnungsmaterial ist, kann vom Standpunkt der Verhinderung des Auslaufens oder der Verbesserung der Fixierung oder dergleichen eine Vorbearbeitung ausgeführt werden, wobei eine Alkalisubstanz, eine wasserlösliche Substanz, eine Polymerkomposition, ein wasserlösliches Metallsalz, Harnstoff oder Thioharnstoff auf das Textilmaterial aufgebracht wird. Die Vorbearbeitung ist jedoch nicht darauf begrenzt, und es kann eine sein, bei der das Aufzeichnungsmaterial auf die geeignete Temperatur gebracht wird.
Andererseits ist die Nachbearbeitung ein Prozeß, um das Aufzeichnungsmaterial mit der aufgenommenen Tinte einer Wärmebehandlung, einer Ultraviolettbestrahlung zur Förderung des Fixierens der Tinte oder einer Reinigung zur Entfernung des Prozeßmaterials, das für die Vorbehandlung verwendet ist und rückständig ist, weil keine Reaktion erfolgte, zu unterziehen.
In dieser Ausführungsform ist der Kopf ein Vollzeilenkopf, doch ist die vorliegende Erfindung natürlich auf eine serielle Type anwendbar, wobei der Kopf entlang einer Breite des Aufzeichnungsmaterials bewegt wird. <

Kopfbaugruppe >

Nachstehend wird eine Kopfbaugruppe beschrieben, welche für den erfindungsgemäßen Flüssigkeitsausstoßkopf verwendbar ist. Fig. 60 zeigt eine schematische Ansicht einer solchen Kopfbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Kopfbaugruppe weist einen erfindungsgemäßen Kopf 510 mit einem Tintenausstoßabschnitt 511 zum Ausstoßen von Tinte auf, einen Tintenbehälter 520 (Flüssigkeitsbehälter), welcher von dem Kopf abtrennbar oder nicht abtrennbar ist, eine Tinteneinfüllvorrichtung, welche die Tinte vorhält, die in den Tintenbehälter 520 eingefüllt wird, und einen Baugruppenbehälter 501, der alle diese Elemente aufnimmt.
Wenn die Tinte vollständig aufgebraucht ist, wird ein Teil eines Einfügeabschnitts (Injektionsnadel oder dergleichen) 531 der Tinteneinfüllvorrichtung in ein Luftloch 521 des Tintenbehälters oder in ein Loch oder dergleichen eingeführt, das in einer Wand des Tintenbehälters oder in einem Verbindungsabschnitt in bezug auf den Kopf erzeugt ist, und die Tinte in der Tinteneinfüllvorrichtung wird in den Tintenbehälter eingefüllt.
Somit sind der erfindungsgemäße Flüssigkeitsausstoßkopf, der Tintenbehälter, die Tinteneinfüllvorrichtung oder dergleichen in dem Baugruppenbehälter aufgenommen, so daß dann, wenn die Tinte aufgebraucht ist, die Tinte ohne Schwierigkeiten in den Tintenbehälter eingefüllt werden kann.
In dieser Ausführungsform enthält die Kopfbaugruppe die Tinteneinfüllvorrichtung, doch die Kopfbaugruppe braucht nicht die Tinteneinfüllvorrichtung aufzuweisen, und stattdessen kann der Baugruppenbehälter 510 einen vollen Tintenbehälter enthalten, der an dem Kopf abnehmbar angeordnet werden kann, als auch den Kopf.
In Fig. 60 ist nur die Tinteneinfüllvorrichtung zum Einfüllen der Tinte in den Tintenbehälter gezeigt, doch der Baugruppenbehälter kann ebenso eine Blasenerzeugungsflüssigkeit-Einfüllvorrichtung zum Einfüllen der Blasenerzeugungsflüssigkeit in den Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter als auch den Tintenbehälter enthalten.
Die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal in einem Ein-Flüssigkeit-Strömungskanalaufbau wird herausgesaugt, oder die Flüssigkeiten in den Kanälen in dem Zwei-Flüssigkeit-Strömungskanalaufbau werden gleichzeitig durch die Ausstoßauslässe herausgesaugt, oder sie werden unter Druck gesetzt, so daß die Tinte erhöhter Viskosität, Fremdstoffe oder dergleichen, welche zur Abscheidung an dem Ausstoßauslaßabschnitt nach langzeitiger Verwendung neigen, auf wirkungsvolle Weise entfernt werden können, und die abgeschiedene Blase in der Flüssigkeit in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal kann auf wirkungsvolle Weise entfernt werden.
Bei dem Aufbau des blasenerzeugungsabschnittsseitigen Flüssigkeitsströmungskanals mit einem Kanal, der nach außen offen ist, werden die Flüssigkeiten in den zwei Kanälen, die durch das bewegliche Element getrennt sind, durch die Saug- oder Druckvorrichtung auf wirksame Weise ausgetragen. Bei diesem Aufbau sind die Anzahl, die Menge, die Reihenfolge und der Zeitpunkt des Flüssigkeitsausstoßes in beiden Strömungskanälen wählbar.
Außerdem kann durch Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit durch Öffnen der Strömungsgeschwindigkeit-Einstellvorrichtung bei der Saugoperation durch den Ausstoßauslaß das Entfernen der Tinte erhöhter Viskosität oder dergleichen wirksamer ausgeführt werden.
Die Einstellung der Saugmenge jeder Flüssigkeit unter Ausnutzung des statischen Druckunterschieds zwischen den Flüssigkeiten oder das Saugen unter der Bedingung, daß die Strömungswiderstände der Flüssigkeiten gleich sind, ist wirkungsvoll, um den Wirkungsgrad bei der Entfernung der Tinte erhöhter Viskosität oder dergleichen zu erhöhen. Das Saugen, während das bewegliche Element die Position in dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal einnimmt, ist sehr wirkungsvoll.
Wenn das Flüssigkeitsausstoßverfahren und der Kopf, der das bewegliche Element verwendet, Anwendung finden, kann der Ausstoßwirkungsgrad erhöht werden.
Die Ausstoßstörung ist vermeidbar, selbst nach langdauerndem Nichtgebrauch bei niedriger Temperatur und gieringer Feuchtigkeit, und selbst wenn die Ausstoßstörung eintritt, wird der Normalzustand durch einen Wiederherstellungsprozeß geringen Umfangs, wie z. B. den vorläufigen Ausstoß oder die Saugwiederherstellung, wiederhergestellt. Erfindungsgemäß kann die für die Wiederherstellung erforderliche Zeitdauer verkürzt werden, und der Flüssigkeitsverlust durch die Wiederherstellungsoperation wird verringert, so daß die laufenden Kosten gesenkt werden können.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, wobei das Wiederauffüllvermögen verbessert wird, werden das Ansprechvermögen, das stabilisierte Wachsen der Blase und die Stabilisierung des Tröpfchens unter der Bedingung des kontinuierlichen Ausstoßes erreicht, so daß die Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung und Aufzeichnung mit hoher Bildqualität durch den Hochgeschwindigkeits-Flüssigkeitsausstoß erzielt werden.
Außerdem ist beim Auswählen als die Blasenerzeugungsflüssigkeit eine Flüssigkeit, bei welcher die Abscheidung, wie z. B. der Verbrennungsrückstand, nicht auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselements verbleibt, selbst bei der Wärmeeinwirkung, oder mit welcher die Blasenerzeugung auf leichte Weise möglich ist, die Auswahlmöglichkeit der Ausstoßflüssigkeit groß. Z. B. kann eine Flüssigkeit hoher Viskosität, mit welcher die Blasenerzeugung nicht auf leichte Weise möglich ist, oder eine Flüssigkeit, bei welcher der Verbrennungsrückstand auf leichte Weise entsteht, die nicht nach einem herkömmlichen Bubble-Jet-Ausstoßverfahren ausgestoßen werden kann, gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestoßen werden.
Die Blasenerzeugung wird stabilisiert, um die sachgemäßen Ausstöße zu gewährleisten.
Die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit können getrennt werden, und die Ausstoßflüssigkeit wird durch den Druck ausgestoßen, der in der Blasenerzeugungsflüssigkeit erzeugt ist.
Ferner kann eine Flüssigkeit, welche auf leichte Weise durch Wärme beeinflußt wird, ohne nachteiligen Einfluß ausgestoßen werden.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die dargelegten Einzelheiten begrenzt, vielmehr sind Abwandlungen und Abänderungen am Erfindungsgegenstand möglich, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
Der z. B. auf Seite 47 verwendete Begriff "Kogation" steht für Material, das auf dem Wärmeerzeugungselement abgeschieden oder verbrannt ist.

Claims

1. Flüssigkeitsausstoßkopf, der aufweist:

- einen Ausstoßauslaß (18) zum Ausstoßen von Flüssigkeit,

- einen Blasenerzeugungsbereich (2) zum Erzeugen einer Blase zum Bewirken des Flüssigkeitsausstoßes aus dem Ausstoßauslaß (18),

- ein bewegliches Element (31), das um eine Drehachse (30) aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar ist, in welcher ein freies Ende des beweglichen Elements weiter von dem Blasenerzeugungsbereich als in der ersten Position beabstandet ist, als Reaktion auf die Erzeugung einer Blase in dem Blasenerzeugungsbereich,

- einen Flüssigkeitszuführkanal (16, 17) zum Zuführen von Flüssigkeit von der Zuströmseite des Blasenerzeugungsbereichs zu dem Blasenerzeugungsbereich,

dadurch gekennzeichnet, daß:

das bewegliche Element (31) so angeordnet ist, sich über den Blasenerzeugungsbereich (2) zu erstrecken und die Drehachse (30) zuströmseitig des Blasenerzeugungsbereichs (2) ist, und

- eine Öffnung (250) angeordnet ist, die mit dem Flüssigkeitszuführkanal (16, 17) in Verbindung ist, um den Ausstoß von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitszuführkanal (16, 17) durch die Öffnung (250) zu ermöglichen.

2. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 1, der ferner aufweist:

- einen ersten Flüssigkeitsströmungskanal (14), der mit dem Ausstoßauslaß (18) in Strömungsverbindung ist,

- einen zweiten Flüssigkeitsströmungskanal (16), der den Blasenerzeugungsbereich (2) aufweist, wobei das bewegliche Element (31) zwischen dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal (14) und dem Blasenerzeugungsbereich (2) angeordnet ist und dessen freies Ende an den Ausstoßauslaß (18) angrenzt.

3. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 1, wobei der Blasenerzeugungsbereich (11) ein Wärmeerzeugungselement (2) zum Erzeugen von Wärme aufweist, um die Erzeugung einer Blase zu bewirken.

4. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 3, wobei das Wärmeerzeugungselement (2) in Gegenüberlage des beweglichen Elements (31) ist und der Blasenerzeugungsbereich zwischen dem beweglichen Element (31) und dem Wärmeerzeugungselement erzeugt ist.

5. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 4, wobei ein freies Ende (32) des beweglichen Elements abströmseitig eines mittleren Bereichs des Wärmeerzeugungselements (2) angeordnet ist.

6. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 3, 4 oder 5, wobei ein gesamter wirksamer Blasenerzeugungsbereich des Wärmeerzeugungselements (2) in Gegenüberlage des beweglichen Elements (31) ist.

7. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 3, 4 oder 5, wobei die gesamte Oberfläche des Wärmeerzeugungselements (2) in Gegenüberlage des beweglichen Elements (31) ist.

8. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 3, 4 oder 5, wobei die Gesamtfläche des beweglichen Elements (31) größer als die Gesamtfläche des Wärmeerzeugungselements (2) ist.

9. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Drehachse des beweglichen Elements (31) so angeordnet ist, um zu einer Position direkt über dem Wärmeerzeugungselement (2) versetzt zu sein.

10. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei sich das freie Ende des beweglicher. Elements (31) im wesentlichen quer zu einem Flüssigkeitsströmungskanal erstreckt, der das Wärmeerzeugungselement (2) aufweist.

11. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei das freie Ende (32) des beweglichen Elements (31) näher zu dem Ausstoßauslaß (18) als dem Wärmeerzeugungselement (2) angeordnet ist.

12. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 3 bis 11, wobei das Wärmeerzeugungselement (2) ein Elektrizität- Wärme-Umwandlungselement ist, das einen Wärmeerzeugungswiderstand (105) zum Erzeugen von Wärme beim Aufnehmen eines elektrischen Signals aufweist.

13. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 12, wobei das Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement eine Schutzschicht (104) auf dem Wärmeerzeugungswiderstand aufweist.

14. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 3 bis 13, der aufweist:

- eine Vielzahl von Ausstoßauslässen (18) zum Ausstoßen von Flüssigkeit,

- ein Nutenelement (50), das eine Vielzahl von Nuten aufweist, um eine Vielzahl von ersten Flüssigkeitsströmungskanälen (14) auszubilden, die jeweils mit Einem entsprechenden einen der Ausstoßauslässe (18) in direkter Flüssigkeitsverbindung sind, und eine Vertiefung zum Ausbilden einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer (15) zum Zuführen von Flüssigkeit zu den ersten Flüssigkeitsströmungskanälen (14),

- ein Elementsubstrat (1) mit einer Vielzahl der Wärmeerzeugungselemente (2) und

- eine Trennwand (30), die zwischen dem Nutenelement (50) und dem Elementsubstrat (1) angeordnet ist und einen Teil von Wänden der zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle (16) entsprechend den Wärmeerzeugungselementen ausbildet, und mindestens ein bewegliches Element (31), das durch Druck, der durch die Erzeugung der Blase bewirkt ist, in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal (14) bewegbar ist, wobei das bewegliche Element (31) in Gegenüberlage des Wärmeerzeugungselements ist.

15. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Öffnung (250) in der Oberfläche ausgebildet ist, welche den Ausstoßauslaß (18) aufweist.

16. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Vielzahl der Ausstoßauslässe (18) angeordnet ist und eine Vielzahl der Öffnungen (250) angeordnet ist, wobei die Anzahl der Öffnungen (250) kleiner als die Anzahl der Ausstoßauslässe ist.

17. Flüssigkeitsausstoßkopfgemäß Anspruch 14, wobei die Öffnungen (250) in der gleichen Richtung wie die Ausstoßauslässe (18) angeordnet sind.

18. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei die Öffnungen (250) in dem gleichen Abstand wie die Ausstoßauslässe angeordnet sind.

19. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 13, wenn abhängig vom Anspruch 2, der ferner eine Durchflußmengen-Einstellvorrichtung aufweist, die zwischen einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer angeordnet ist, welche in Strömungsverbindung mit dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal und einem Behälter zum Aufnehmen der der gemeinsamen Flüssigkeitskammer zuzuführenden Flüssigkeit ist, um die Durchflußmenge der Flüssigkeit einzustellen.

20. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 19, wobei die Einstellvorrichtung ein Solenoidventil aufweist.

21. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 19, wobei die Einstellvorrichtung in dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal angeordnet ist und eingerichtet ist, die Durchflußmenge durch den zweiten Flüssigkeitsströmungskanal einzustellen.

22. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 2 oder 14, der ferner eine erste und eine zweite Flüssigkeitskammer zum Zuführen jeweils einer ersten und einer zweiten Flüssigkeit zu dem ersten Flüssigkeitskanal (14) und dem zweiten Flüssigkeitskanal (16) aufweist.

23. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 2, 14 oder 22, welcher Zuführungen der ersten und der zweiten Flüssigkeit jeweils für den ersten Flüssigkeitskanal (14) und den zweiten Flüssigkeitskanal (16) aufweist, wobei die zweite Flüssigkeit mindestens eine niedrigere Viskosität, ein höheres Blasenerzeugungsvermögen und eine höhere Wärmestabilität als die erste Flüssigkeit aufweist.

24. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 2, 14, 22 oder 23, wobei das bewegliche Element (31) einen Teil einer Trennwand zwischen dem ersten Flüssigkeitsströmungskanal (14) und dem zweiten Flüssigkeitsströmungskanal (16) ausbildet.

25. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch. 14, wobei das Elementsubstrat mit einer Verdrahtung zum Übertragen eines elektrischen Signals zu den Elektrizität-Wärme- Umwandlungselementen, welche die Wärmeerzeugungselemente ausbilden, und einem jeweiligen Funktionselement zum selektiven Zuführen eines elektrischen Signals zu jedem der Elektrizität-Wärme-Umwandlungselemente versehen ist.

26. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 25, wobei das Nutenelement (50) mit einem ersten Einleitungskanal (20) zum Einleiten der Flüssigkeit in die erste gemeinsame Flüssigkeitskammer versehen ist, und einem zweiten Einleitungskanal (21) zum Einleiten der Flüssigkeit in die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer.

27. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 26, wobei das Nutenelement (50) mit einer Vielzahl von solchen zweiten Einleitungskanälen (21) versehen ist.

28. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 26 oder 27, wobei die Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Flüssigkeitskanals proportional zu der durch diese zugeführte Flüssigkeitsmenge sind.

29. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 26, wobei der zweite Einleitungskanal (21) angeordnet ist, um durch die Trennwand in die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer Flüssigkeit zuzuführen.

30. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 14 und 25 bis 29, wobei die Trennwand aus Metallmaterial ist.

31. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß Anspruch 30, wobei das Metallmaterial Nickel oder Gold ist.

32. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 14 und 25 bis 29, wobei die Trennwand aus Harzmaterial ist.

33. Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß einem der Ansprüche 14 und 25 bis 29, wobei die Trennwand aus Keramikmaterial ist.

34. Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit, die aufweist:

- einen Flüssigkeitsausstoßkopf zum Ausstoßen von Flüssigkeit durch Blasenerzeugung, der einen Ausstoßauslaß (18) zum Flüssigkeitsausstoß aufweist, einen Blasenerzeugungsbereich (2) zur Blasenerzeugung in Flüssigkeit, ein bewegliches Element (31), das in Gegenüberlage des Blasenerzeugungsbereichs angeordnet und um eine Drehachse aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar ist, in welcher ein freies Ende des beweglichen Elements weiter von dem Blasenerzeugungsbereich als in der ersten Position beabstandet ist, als Reaktion auf den Druck, der durch die Erzeugung einer Blase in dem Blasenerzeugungsbereich erzeugt ist, um die Ausdehnung einer Blase weiter abströmseitig als zuströmseitig zu gestatten, um den Ausstoß von Flüssigkeit aus dem Ausstoßauslaß zu ermöglichen,

gekennzeichnet durch:

das bewegliche Element (31), das so angeordnet ist, um sich über den Blasenerzeugungsbereich (2) und die Drehachse (30) zu erstrecken, die zuströmseitig des Blasenerzeugungsbereichs (2) ist,

und durch:

eine Vorrichtung (84, 255, P1, P2) zum Bewirken des Flüssigkeitsausstoßes durch den Ausstoßauslaß (18) mittels einer Kraft nach außerhalb des Flüssigkeitsausstoßkopfs.

35. Vorrichtung gemäß Anspruch 34, wobei der Flüssigkeitsausstoßkopf mit einer Öffnung (205) versehen ist, die mit einem Zuführkanal zum Zuführen von Flüssigkeit zu dem Blasenerzeugungsbereich (2) von der Zuströmseite des Blasenerzeugungsbereichs in Flüssigkeitsverbindung ist, um Flüssigkeit auszustoßen.

36. Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit gemäß Anspruch 34, wobei der Blasenerzeugungsbereich ein Wärmeerzeugungselement (2) zum Erzeugen einer Blase durch Einbringung von Wärme in die Flüssigkeit aufweist, ein Zuführkanal angeordnet ist, um dem Wärmeerzeugungselement von dessen Zuströmseite Flüssigkeit zuzuführen, und das bewegliche Element in Gegenüberlage des Wärmeerzeugungselements mit dessen freiem Ende angrenzend an den Ausstoßauslaß (18) angeordnet ist.

37. Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit gemäß Anspruch 36, wobei der Zuführkanal angeordnet ist, um dem Wärmeerzeugungselement entlang einer Oberfläche des beweglichen Elements (31), angrenzend an das Wärmeerzeugungselement, Flüssigkeit zuzuführen.

38. Vorrichtung gemäß Anspruch 36 oder 37, wobei der Ausstoßkopf ferner eine Öffnung (250) aufweist, die mit dem Zuführkanal in Flüssigkeitsverbindung ist, um den Flüssigkeitsausstoß zu ermöglichen.

39. Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit gemäß Anspruch 34, wobei der Flüssigkeitsausstoßkopf ferner aufweist:

- einen ersten Flüssigkeitsströmungskanal (14), der mit dem Ausstoßauslaß (18) in Flüssigkeitsverbindung ist,

40. Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit gemäß Anspruch 34, wobei der Flüssigkeitsausstoßkopf ferner aufweist:

- eine Vielzahl von Ausstoßauslässen (18) zum Ausstoßen von Flüssigkeit,

- ein Nutenelement (50) mit einer Vielzahl von Nuten zum Ausbilden einer Vielzahl von ersten Flüssigkeitsströmungskanälen (14), die jeweils in direkter Flüssigkeitsverbindung mit einem entsprechenden einen der Ausstoßauslässe (18) sind, und einer Vertiefung zum Ausbilden einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer (15) zum zuführen von Flüssigkeit zu den ersten Flüssigkeitsströmungskanälen (14),

- eine Trennwand (30), die zwischen dem Nutenelement (50) und dem Elementsubstrat (1) angeordnet ist und einen Teil von Wänden der zweiten Flüssigkeitsströmungskanäle (15) ausbildet, entsprechend den Wärmeerzeugungselementen und mindestens einem der beweglichen Elemente (31), das durch Druck, ausgebildet durch Erzeugung der Blase, in den ersten Flüssigkeitsströmungskanal (14) bewegbar ist, wobei das bewegliche Element (31) in Gegenüberlage des Wärmeerzeugungselements ist.

41. Vorrichtung gemäß Anspruch 39, wobei der Flüssigkeitsausstoßkopf ferner eine Öffnung (250) aufweist, die mit dem Zuführkanal in Flüssigkeitsverbindung ist, um Flüssigkeit auszustoßen.

42. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 34, 35, 36, 37, 39 oder 40, wobei die Ausstoßvorrichtung eine Saugvorrichtung zum Saugen von Flüssigkeit durch den Ausstoßauslaß (18) aufweist.

43. Vorrichtung gemäß Anspruch 35, 38 oder 41, wobei die Ausstoßvorrichtung eine Saugvorrichtung zum Saugen von Flüssigkeit durch den Ausstoßauslaß (18) und bzw. oder die Öffnung (250) aufweist.

44. Vorrichtung gemäß Anspruch 42, wobei die Ausstoßvorrichtung eine Kappe zum Verkappen des Ausstoßauslasses (18) aufweist.

45. Vorrichtung gemäß Anspruch 43, wobei die Ausstoßvorrichtung eine Kappe zum Verkappen des Ausstoßauslasses (18) und bzw. oder der Öffnung (250) aufweist.

46. Vorrichtung gemäß Anspruch 42, wobei die Saugvorrichtung eine Pumpe aufweist.

47. Vorrichtung gemäß Anspruch 34, 35, 36, 37, 39 oder 40, wobei die Ausstoßvorrichtung eine Druckerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von Druck und zum Bewirken des Flüssigkeitsausstoßes durch den Ausstoßauslaß (18) aufweist.

48. Vorrichtung gemäß Anspruch 38, wobei die Ausstoßvorrichtung eine Druckerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von Druck und zum Bewirken des Flüssigkeitsausstoßes durch den Ausstoßauslaß (18) oder die Öffnung (250) aufweist.

49. Vorrichtung gemäß Anspruch 47 oder 48, wobei die Druckerzeugungsvorrichtung eine Pumpe aufweist.

50. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 34 bis 49, die ferner eine Ansteuersignal-Zuführvorrichtung zum Zuführen eines Ansteuersignals zum Bewirken des Flüssigkeitsausstoßes aus dem Flüssigkeitsausstoßkopf aufweist.

51. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 34 bis 50, die ferner eine Aufzeichnungsmedium-Zuführvorrichtung zum Zuführen eines Aufzeichnungsmediums zum Aufnehmen von aus dem Flüssigkeitsausstoßkopf ausgestoßener Flüssigkeit aufweist.

52. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 34 bis 51, wobei der Flüssigkeitsausstoßkopf angeordnet ist, um Tinte auszustoßen, und die Aufzeichnungsmedium-Zuführvorrichtung angeordnet ist, Aufzeichnungspapier, Textilmaterial, Kunststoffmaterial, Metallmaterial, Holzmaterial oder Ledermaterial als das Aufzeichnungsmedium zuzuführen.

53. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 34 bis 52, wobei der Flüssigkeitsausstoßkopf angeordnet ist, um Aufzeichnungsmaterialien unterschiedlicher Farben auszustoßen, um die Farbaufzeichnung auszuführen.

54. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 34 bis 53, wobei der Flüssigkeitsausstoßkopf eine Vielzahl der Ausstoßauslässe (18) aufweist, die angeordnet sind, eine Gesamtbreite eines Aufzeichnungsbereichs der Vorrichtung zu überdecken.

55. Verfahren zum Wiederherstellen des Flüssigkeitsausstoßvermögens eines Flüssigkeitsausstoßkopfs einer Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit gemäß einem der Ansprüche 34 bis 53, wobei das Verfahren bewirkt, daß Flüssigkeit durch den Ausstoßauslaß oder die Ausstoßauslässe ausgestoßen wird, um das Flüssigkeitsausstoßvermögen des Flüssigkeitsausstoßkopfs wiederherzustellen.

56. Verfahren zum Wiederherstellen des Flüssigkeitsausstoßvermögens eines Flüssigkeitsausstoßkopfs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 33, welches bewirkt, daß der Flüssigkeitsausstoßkopf Flüssigkeit durch den Auslaß (250) ausstößt.

57. Verfahren zum Wiederherstellen des Flüssigkeitsausstoßvermögens eines Flüssigkeitsausstoßkopfs einer Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit gemäß Anspruch 35, 38, 41 oder 43, welches bewirkt, daß der Flüssigkeitsausstoßkopf Flüssigkeit durch die Öffnung (250) und bzw. oder durch den Ausstoßauslaß (18) ausstößt.

58. Verfahren gemäß Anspruch 57, welches bewirkt, daß Flüssigkeit gleichzeitig aus der Öffnung (250) und dem Ausstoßauslaß (18) ausgestoßen wird.

59. Verfahren gemäß Anspruch 57, welches bewirkt, daß Flüssigkeit aufeinanderfolgend aus dem Ausstoßauslaß (18) und der Öffnung (250) ausgestoßen wird.